“双一流”背景下应用型本科《材料化学》课程改革探索

2020-03-07宋月红代卫丽张国春

广州化工 2020年11期

宋月红，代卫丽，张国春

(商洛学院化学工程与现代材料学院，陕西省尾矿综合利用重点实验室，陕西商洛 726000)

“双一流”背景下，课程改革的进展与人才培养的成功息息相关，促进学生将理论知识与生产实践相结合，培养全面发展的应用创新型高级技术人才，是应用型本科院校的改革目标和前进方向，具有非常重要的意义[1-2]。材料化学是材料学科与化学学科新起的一门交叉学科，主要培养学生运用化学方面的知识从微观角度来探究宏观体系下材料的结构和性能。它是材料专业课程体系中非常重要的一门专业基础课，材料专业要求学生具有很强的实际操作能力和创造能力，而对于材料性能的应用，我们必须通过学习材料的结构才能更好运用和掌握它们，正所谓是结构决定性能。因此，对于一个实践性很强的工科专业，化学相关知识体系的学习显得尤为重要。材料化学课程是商洛学院针对金属材料工程专业大三的学生开设的一门专业基础课程，主要内容包括材料的结构、制备及性能，涉及金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料和纳米材料，内容覆盖面广，概念性的内容居多。如果按照传统的填鸭式、灌输式的教学方式进行讲解，学生学习的积极性不高，不会对所学知识的进行融通，阻碍了他们自主学习力的发挥，造成创新能力不足，难以达到教学的预期效果和要求。同时，参考书上的内容有滞后性，和实际生产生活实践有脱节现象，使学生不能真正掌握当前技术发展的动态。因此，在课程教学过程中将理论知识和实际生产联系起来，提高学生的学习效率，培养学生分析和解决问题的能力具有重要的意义。

1 “双一流”背景下课程改革的意义

2015年10月，国务院出台“双一流”建设的总体方案，推动我国高等教育的历史性转变。2017年1月，教育部、财政部、国家发改委联合印发《统筹推进世界一流大学和一流学科建设实施办法(暂行)》，明确提出以中国特色、世界一流为核心，落实立德树人根本任务，以一流为目标、以学科为基础、以绩效为杠杆、以改革为动力，推动一批高水平大学和学科进入世界一流行列。陕西省为对接国家战略，把“双一流”拓展为“四个一流”，即一流大学，一流学科，一流学院和一流专业。2016年8月，中共陕西省委办公厅、陕西省人民政府办公厅印发《关于加快推进“四个一流”建设的若干措施》，以一流创建为统领，使各个层次和类型的学校都有冲击一流的机会，引导所有高校始终脚踏实地的打牢教育教学基础。同时，《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确提出“创立高等学校与科研院所、行业企业联合培养人才的新机制”[3]。因此，应用型本科院校要想在“双一流”建设中有所作为，打造“一流学院”和“一流专业”的本科教育，就要结合当地资源，推进以政产学研协同育人的改革模式。其中，校企合作作为高校将理论知识与生产实际相结合的重要教学形式，对人才的培养起到关键的作用，有助于推动高校办学质量的提升和内涵式发展，对双一流高校的建设具有决定性的意义[4-5]。我校金属材料工程专业为推进一流本科建设，加强教学改革与创新，从人才培养模式、教学内容设计、教学中教师的授课模式以及学生的学习模式四个方面实现全面转变，以人才培养模式为纲要，带动教学内容和教学模式改革，为培养创新性人才打好基础。其中，材料化学课程改革将实行产教融合，结合校、政、企等多方资源，采取协同育人模式，对于学生创新能力和实践能力的培养具有显著作用。

2 《材料化学》课程现状

材料化学是一门新兴的交叉学科，也是近年来新起的一个热门专业。目前，在教育部公布的专业目录里面[6]，材料化学属于材料类下的一个分支专业。但是从学科性质来看，材料化学是在材料学科和化学学科等学科相互交叉、渗透而形成的交叉学科，因此，在教育部公布的学科门类中[7]，看不到材料化学的具体归属。正由于材料化学的交叉性，使其学科内容至今都还没有得到一致的认同，而且不同专业的侧重点各不相同，目前适用的教材针对性不强，导致各个学校材料化学课程大纲中的内容与其他相关课程的内容或多或少的都出现重叠。因此，它的开设课程内容如何设置也难以给出一个普适性的建议。尽管各个高校材料化学所选的教材规定的内容不一致，但还是可以总结出它们许多的共同内容。大部分的人才培养方案中规定的内容包括三个部分：第一，化学相关的基础知识，如物理化学中的化学热力学部分和无机化学中的晶体学基础知识；第二，材料的制备方法和表征手段等方面的知识；第三，各个类型材料的介绍，如金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、功能材料和复合材料等，这些内容是目前材料化学知识点的主要来源。具体到应该包括哪些内容需要结合开设课程的专业方向和领域才能给出合理的答案。显然，材料化学的学科知识点不能简单的累加材料学和化学的某些知识点，也不能简单的组合化学课程的内容和材料课程的内容，它应该是化学知识与材料学知识的有机结合，是化学知识在材料结构的调控中的具体应用[8]。目前，我校材料化学课程主要还是采用传统的授课方式，整堂课都由授课教师采用PPT和板书结合的方式进行讲授，内容枯燥乏味，很多学生课堂精力不集中，上课玩手机、睡觉的现象普遍存在，学生学习积极性不高，学习的能动性不强，达不到预期的效果。其次，材料专业的学生化学方面的知识储备相对有限，在学习材料化学之前仅学习了无机化学和物理化学课程，而分析化学和高分子化学的课程均没有涉及，因此，这在一定程度上增加了授课的难度。再加上《材料化学》课程涉及的内容较多，相对安排的课时较少，以至于后续的金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料与纳米材料部分只能讲授基础知识，无法进行深入扩展，导致最终的教学效率不高。

3 《材料化学》课程改革

3.1 优化课程体系

《材料化学》课程展现出很明显的交叉学科特点，主要知识点包括材料的结构、制备、性能和应用等方面，前部分材料的结构、制备及性能为基础部分，后部分为各类材料具体应用部分。材料化学课程内容主要侧重于材料学科中与化学相关的部分，其中材料的制备是重点内容，它是具体的化学知识在材料中的运用；材料结构、性能方面的内容是为材料的制备而服务的。同时，现有的材料化学教材中，有关化学热力学、相图和晶体学等方面的知识在其他的课程中都有介绍，有些内容还是重点讲解章节，这部分相关的知识应该适当减少学时。对于后部分各类材料的应用，本学院有从事各类材料研究的教师，相对于单一教师的授课，很难把握各类材料的发展方向及动态。因此，由几位教师采取专题讲座的形式，既可以帮助学生深入了解前沿动态，又可以提升学生的兴趣，增加学生学习的积极性。同时，最终的考核机制由平时成绩占20%、实验成绩占30%和期末考试成绩50%组成，导致有些学生平时不学习，考试时临时突击也可以取得一个好成绩。因此，最终的成绩评定应该适当往教学过程倾斜，提高平时成绩的比重到30%或者40%，更加注重课堂表现、文献查阅和随堂测试等环节的考核。

3.2 创新教学手段

应用型本科院校实行双四六的教学模式，相应理论课程的学时缩减不少。然而随着互联网技术的发展，“互联网+教育”的融合催生出很多很好的平台可供学生学习，如在线课堂、智慧树、BB平台等，因此有必要采取混合式教学模式，让学生把碎片化的时间利用起来。同时，教学过程中采用慕课、微课、翻转课堂等多维互动教学模式，让学生主动去查阅资料，获取知识，以此来提高学生的自主学习性。其次，讲授过程中应该融入案例教学法，这样有助于学生对于概念性内容的理解和掌握。对于材料表征方面，学校没有的一些高端精密仪器，可以通过搭建虚拟仿真实验室平台，让学生上机操作来加强他们的印象，便于理解。最后，利用学校和企业共同搭建的实践实验平台，让学生亲身实践各类材料的制备方法，带领学生前往相关生产单位开展实习，深入一线，帮助其建立学以致用的信心。

3.3 加强“双师型”教师队伍建设

课程教师队伍建设是教学内容和教学方法改革的关键力量。学校应该制定激励政策，鼓励教师参加在职培训和实训基地的建设开发等项目，调动教师的积极性，不断优化教师队伍的结构，增强“双师型”教学队伍的建设。同时，各学院应该有计划的派出相关教师去企业挂职锻炼，担任技术指导、项目顾问、首席工程师，深入企业生产实践活动中，提高教师自身的实践能力和服务地方能力，同时也要邀请企业资深的技术人员到学校进行兼职授课，让学生了解目前行业的现状以及面临的问题，激励学生去寻找解决企业难题的方法，让学生从学习中寻求自身的价值。优秀教学团队及校企合作实践平台的组建，能够增强学生的实践应用能力，提升合作培养人才的质量。