以学生学为中心的材料计算基础双语教学设计——以大连民族大学物理与材料工程学院功能材料专业本科生为例

赵 英 于乃森 冯志庆 董 斌

（大连民族大学物理与材料工程学院 辽宁·大连 116600）

0 引言

计算机在现实工作和生活中的应用越来越广泛，Origin软件作为用于数据分析和科技绘图的强大计算机应用程序，是科学研究和工程工作者必备的软件之一。Origin 软件是一款公认的简单易学、操作灵活、功能强大的计算科学软件。[1]

从功能材料专业领域来说，培养具有国际视野和国际竞争力的综合型人才，专业英语的学习是必不可少的。在少数民族大学生中开展嵌入式的计算机应用与专业英语两方面的教学，是少数民族大学生深入社会，了解行业，增长才干的重要途径。“材料计算基础”课程是自2012 年以来我校物理与材料工程学院为功能材料专业大学二年级学生开设的选修课程。此课程主要系统地介绍Origin 软件进行数据管理、科技作图、数据分析、图形处理、函数拟合等使用方法，旨在培养学生具有数据分析和科技作图的能力，培养学生运用物理、化学、材料等理论基础和材料专业基础知识的能力，培养学生具有较强的创新能力以及分析解决工程问题的基本能力，为服务国家战略产业需要，为少数民族地区培养功能材料专业人才。

1 目前存在的主要问题

“材料计算基础”课程面向物理与材料工程学院功能材料专业的学生讲授，在教学过程中，笔者发现存在以下问题：（1）不受重视的问题。由于此课程是针对少数民族学生的计算机基础与英语水平较差的特点进行设置的选修课程。学生往往把选修课看作是休息课或者是其他必修课程的作业课，所以导致学生往往平时不用功学习，学生普遍缺乏主体意识、参与意识、学习积极性不高，同时缺乏自主学习能力，从而大大影响教学质量，达不到此课程设置的教学目标。（2）学生兴趣的问题。一般的选修课程已然得不到学生的足够重视，主要由“教师教为中心”的授课方式更不会得到学生的关注，使得学生的学习兴趣往往普遍较低，达不到学习效果。（3）课程考核方式的问题。本课程的考核模式仍以期末考试为主，学生往往平时不用功学习，采用突击式学习模式，对于知识的掌握往往停留在死记硬背层面，不能达到提高学生能力的目标。因此，针对上述问题，笔者所在课题组通过建立“材料计算基础”专业课程的双语教学改革新模式，并建立“以学生学为中心”的基于学生产出的OBE 理念对学生的学习效果进行考核，增强学生的自主学习能力。

2 思考与改进

（1）对学情进行深入分析是以“学生学为中心”进行教学设计的前提。“以学生学为中心”是以学生学为核心内容，真正关注学生的学习、他们如何学以及学到了什么。[2]强调学生学习的主动性和自我探索性，以学生为本，看到学生发展的重要性，重视学生的学习效果、学习过程而不是学习结果。强化如何基于学生学情、学科特点，如何通过教学内容、教学方式方法、教学评价创新设计与实践，实现学生培养目标的达成。 笔者所在课题组对大连民族大学功能材料专业学生的学情进行了认真分析。功能材料专业大学二年级学生已经学习完 “高等数学”“大学物理”和“普通化学”的基础课程，具有一定的理工科知识基础。选修“材料计算基础”课程的学生以少数民族学生为主，他们基础较差，理论功底薄弱，两极分化现象明显，知识能力参差不齐。然而，他们关注社会，希望把自己的专业知识服务社会，实现自身价值。

（2）翻转课堂，通过双语教学设计，增强学生兴趣。学生作为高等教育的全程参与者、体验者，在课程建设过程中占有最为核心的地位。“以学生学为中心”要促进学生发展、学生学习和提升学生学习效果为目标，推动学生学习参与，服务学生学习过程，关注学生学习成果。[2]按照“以学生为主体，以教师为主导，知识、素质和能力协调发展”的现代教育理念，教学过程是教师的教和学生的学的多边活动过程，在教学中必须充分发挥学生的主体地位作用，让学生主动参与到教学中来，让学生成为学习的主人、课堂的主人，才能有效地实现教学目标。课堂是学生获取知识的首要途径，也是教学质量保障的主要对象。[2]通过修订“材料计算基础”的教学大纲，重构课程的教学内容，引入灵活的教学方法，例如，使用启发式教学、采用讲授式教学、研讨的教学方法，强调精讲多练，注重对大学生逻辑思维能力、分析问题和解决问题能力的培养。通过小组讨论和虚拟上机实验的应用实践过程，增强课堂互动、讨论交流、小组设计与展示，同伴互教等学习方式，增强学生的学习兴趣。在课程教学实践中，利用雨课堂教学平台，通过随机点名等方式开展专业英语猜词和虚拟上机实验。例如，在上机实验过程中，先请学生自主习题演练，再通过雨课堂随机点名，请学生到课堂前进行展示，通过同伴互教完成上机实验的过程。开展以形式丰富的英文猜词竞赛和虚拟上机实验为引导，以学生感兴趣方式进行组队，中国好声音等模式开展创新式教学，激发学生的学习兴趣，让学生在课程期间通过各类专业性质的竞赛，多动口，多动手，多动脑，同时培养团队意识。双语教学是社会经济和科学技术发展的需要，专业课程的双语教学使学生在获取专业知识的同时，在听课、作业、实验等各环节中大量接触英语，提高英语，在全面、持续的环境中提高英语的应用能力。本课程采用英文版的Origin计算应用程序为教学内容，充分合理的利用多媒体和网络平台等教学资源和教学手段，通过播放Origin软件的英文讲解视频，提高学生的英语听力，通过“渐进” 和“穿插”等教学模式，增加专业英语的信息量，提高双语教学效率。选择重点的专业英语词汇让学生自学，培养学生的自学能力。充分调动和发挥学生的主动性和学习兴趣，培养学生的创新精神和创新能力。在教学中根据因材施教的原则，使学生掌握科学的学习方法，真正达到从学会到会学，通过双语教学实现学生的专业英语能力培养。[3]同时在授课过程中引入课程思政的理念，建设符合互联网时代需要的专业课程虚拟仿真实验教学资源，重构教学内容，优化实验教学体系，服务国家战略产业需要，为少数民族地区培养功能材料专业人才。

（3）采用OBE 的课程方式考核，培养学生自主学习的能力。OBE 的教育理念是基于产出的教育模式，可以用“产出导向”“学生中心”和“持续改进”来进行概括，要求能够建立一种符合学习者发展需要的自适应与完善机制。[4]OBE 理念的课程教学是从教师教为中心到学生学为中心的重大转变，是对原有课程教学的重大修正，可以改善课程教学质量，提升培养人才质量的重要途径。[4]课程考核是检验学生对所学内容掌握程度的必要手段之一。我们将在考核内容设置上侧重两个方面，即基础知识的考核与活学活用、运用所学知识解决实际问题的能力，引导其自主学习。拟构建“整合-连贯式”课程以及阶段性考核模式，将课程内容模块化，层次化。优化课程体系，优化期末考试成绩比例，同时进一步将培养方案课程优化，逐步实现基础性课程（教师为主体）-发展性课程（学生一定程度自主）-研究性课程（学生自主）的学习模式。健全考试模式的设计，推行试题库和案例数据库建设，逐步做到标准命题、随机抽题、区分均匀、难度适中的笔试评价，并将笔试成绩限定在所占总成绩的一定比例。使得学生在丰富多样的方式中各有侧重，发挥学生各自的个性与潜能。以阶段过程考核为主的方式，引导其自主学习。对上机实验的教学内容进行模块化划分，虚拟上机实验分为8 个部分，即8 次上机实验，对“学生以学为中心”的学习过程与学习目标进行考核，提高了学生专业英语的语言表达能力、动手能力、自主学习能力、逻辑分析能力以及解决问题的能力。学习过程的分值占总成绩的40%。通过学习任务的布置，学生通过上机实践完成学习任务，达到自主学习的目的，学生的知识学习的深度与广度得到了发展，学生的能力与思维得到了提高。

3 结束语

本文对功能材料专业本科生的材料计算基础课程教学过程中的一些问题进行了总结和思考，并提出相应的改善思路。以学生学为中心的教学理念的改变，不仅需要翻转课堂的教学设计增强学生的学习兴趣，而且需要对学生过程性学习的OBE考核评价方式提高学生的自主学习能力，让学生在达到教学目标的路上不断学习，适应新时代背景下的大学生的基本要求，成为应用型高素质人才。