新工科专业核心课程教学方法改革研究

高晨

摘要： 为了解决工科学生对专业课程不感兴趣的问题，以高校相关专业的教学过程为例，在激发学生好奇心和好奇心的基础上，不同于传统的教学顺序，教师首先解释晶体和原子模型，然后研究相图。教师带领学生在实验室内进行二元合金冷却曲线的实验。通过实际操作，使学生掌握制作金相试样和冷却的方法。在学习理论之前，实践经验首先教导学生观察二元合金转变过程中的转变现象、数据测量、验证和收集。通过这种教学方法，学生可以提前认识到理论学习在促进科研活动中的重要性，而不是用固定的知识来预装。因此，当好奇心作为一种激励能量在课堂上使用时，认知过程可以被高度激活。

关键词：学生; 教学法; 材料学; 求知欲; 相图;

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2021）-09-385

引言：为了迎接新经济的挑战，面向未来发展，服务国家战略，满足行业需求，“新工程科”提出了深化工程教育改革的重大行动计划。2017年以来，教育部发布了《关于开展新型工程研究与实践活动的通知》等一系列文件，探索新形势下工程教育的模式和变化。因此，新型工程的建设受到了高校的广泛关注。推进和实施工程新学科对深化工程教育改革，建设教育强国，服务和支持经济转型升级具有重要意义。

一、新工科专业课程改革概述

工科新课程的“新”主要体现在新的教育理念和新的学科专业结构上[1]。随着社会的快速发展，传统工程需要进行改造和升级。工程新学科的建设与发展，要求工程教育具有创新性、综合性、全周期性的“新理念”和学科专业的“新结构”。新的工程学科结构不仅包括高等学科专业，而且包括对传统工程专业的改革与创新，以反映工程教育的新要求。推进传统工程课程的跨界整合与跨界整合，对于培养科学基础厚、工程能力强、综合素质高的人才具有重要意义。实践环节是工程教育中的一个重要环节，对提高学生的实践创新能力和适应相关行业的能力有着直接的作用。因此，构建工程实践教学新体系显得尤为重要。随着各种高性能材料的广泛应用，我国迫切需要材料专业人才。本文提出的教学方法是以学生如何做事为基础，将有目的地学习或学习的个体划分为教与被教，从而拓展学习的教学模式，使之具有实践性。将这种方法或模式应用于材料科学基础教学活动中，不仅为学生提供了实现学业和智力成长的工具，而且有助于学生实现自我价值，提高自尊和自信，防止成为网络的牺牲品。根据阿根廷理工大学工科专业教学改革的实践，以材料专业为例，从金属铸造实验入手，以实践为理论教学的前提。传统教学认为实践只是理论的副产品。通过这种从实践到理论的教学方法，打破了传统的教学秩序。在某种意义上，学生们开始面对学习，克服任何可能分散他们注意力的障碍。

二、 从实践到理论的过程和方法

所采用的方法是使用直接教学法来完成两种不同质量分数的金属铸造工艺，学生们被要求自己切割和称量金属材料，然后老师指示他们加热金属，直到它完全熔化。还鼓励他们参加辅助工序，如浇注金属、加入助熔剂和在炉体上安装可拆卸的热电偶。当金属达到所需温度时，取出金属，放入培养箱，避免立即冷却。学生们让金属保持凉爽，他们的工作从物理模型开始，他们在实验室里看到的现象，以及被老师和学者充分记录和解释的模型。这意味着重点首先介绍了凝固，枝晶生长，晶体网络，细胞，最后原子，原子模型，周期表。再一次，课程回到实验室，在那里制作不同类型的钢的回火样品。当样品在马弗炉中加热时，它们必须被放置在一个箱子中，以去除铁氧化层，这样它们就不会脱碳。观察不同的温度点和相应的冷却时间。详细的过程数据记录可以帮助学生绘制冷却曲线，找出临界点并分别标记。当学生们学习如何制作一小块金属时，每个小组都仔细地记录下所获得的数据，所用的材料，以及基于这些知识的分数比例。每根钢筋都被切成两半，但只有一根钢筋被锻炼过。这两部分试样后来用于研究，制作金相试样和测量硬度回火（和非回火）。在钢筋回火过程中，教师可以用黑板或铁碳图来教学生同素异序以及如何改變金属的组织。当达到试验终点时，回火试样在油或水中冷却。在接下来的研讨会中，老师以同样的方式讨论了 fe-c 二元相图。

三、实践结果与讨论

3.1 从实践到理论的教学效果

测试结果表明，对于与测试内容直接相关的问题，学生可以得到100% 的正确答案，即使将部分内容（概念）扩展到课外，也可以得到50% 以上的正确答案[2]。最后，应该制定激励策略来帮助学生自主学习或复习以前的课程笔记。虽然以上述方式编排课程可能会增加教师的工作量，但教师对研究结果的满意程度显示这项工作是值得的。在金属科学与热处理课程结束时，班上几乎所有学生都能够根据关键的理论知识点进行相关的实验。80% 的学生说他们对这个概念充满热情。不仅如此，还有一些学生不努力学习，甚至认为他们不能学习无聊的东西，改变了他们的想法，重新规划了他们课上的学习。

3.2 结果分析与讨论

在此背景下，我们研究了网络产业引起的社会问题对学生注意行为的影响。这种方法有助于让学生参与学习过程，以克服这种现象所造成的学习障碍，并使教师有机会与学生保持持续的联系[3]。一旦学生专注于课堂活动，无论是冶金、材料或其他工科专业，教师有不同的机会来讨论学习对个人的重要性。面对困难，老师有机会向学生解释“我不能”不是一个有效的答案。如果学生通过向他们展示如何追求一个特定的目标而获得满足感，他们可能需要依靠外部刺激来避免浪费时间。当然，先实践后理论的教学方法也可以极大地改善师生关系。该方法不同于传统的主动型教师和被动型学生的教学态度，通过平衡师生关系，将师生关系建立在一个平台上，极大地减少了师生关系的存在。良好的师生关系能显著提高学生的学习能力。在师生关系中，教师在实践学习过程中只需正确回答学生的问题，这种亲密的感觉会让学生不再有距离感和陌生感，学生会有更大的参与学习的积极性。

结语：由实践到理论的教学方法，是需要事先拟定一个紧凑的纲要，结果对学生和老师都是积极的。一方面，学生所获得的专业知识的概念往往难以有效地掌握。如果将来他们决定从事技术管理或科学研究，这将成为学科基础知识的重要组成部分。另一方面，学生也有机会体验自学的过程，态度的转变，消除对互联网和现代信息搜索的过度依赖。最后，这种教学方法对教师的专业能力和教学能力提出了新的挑战，教师必须重新整合教学理念和课程体系，以拓宽教学方法，同时有效地加强学生的学习，掌握扎实的知识水平。

参考文献

[1]邓义群 ， 张超超 ， 孙雯嬪 ， 肖宗梁 ， 蒋鸿辉. 新工科建设背景下材料类专业实践教学改革研究 [ J]· 科教导刊： 学科探索 ， 2020，（6）：21-22.

[2]朱荣涛 ， 胡炳涛，王艳飞 ， 李延锋. 新工科下高校实验与实践教学体系改革与探索 [J] · 教育教学论坛 ， 2019，（16）：72-74.

[3]钟登华. 新工科建设的内涵与行动 [J]. 高等工程教育研究 ， 2019，（3）：1-6，

西安文理学院