材料类专业理论课程教学模式改革的思考

刘景顺 刘泽田 白亮 刘瑞 乌力吉贺希格

[摘 要] 针对传统材料类专业理论课程的教学现状和升级改造问题，围绕新工科建设背景下材料类专业理论课程的特点，探索了地方高校材料类专业人才培养体系构建新模式，揭示了材料类专业理论课程教学模式改革的必要性。同时，针对新工科和工程认证的人才培养实际需求，提出通过校企合作、资源共享、产学融合的具体实施策略，实现新工科背景下材料类专业从学科基础导向到产业需求导向的转变，推进线上线下混合式教学、翻转课堂、第二课堂和课程思政等教学模式改革，搭建产学研用一体化的实践创新平台，不断提升学生的工程实践创新能力和新工科需求的自适应能力。

[关键词] 新工科;材料类专业理论课程;教学模式;人才培养

[基金项目] 2018年度内蒙古工业大学教改重点项目“新工科背景下材料类专业建设与人才培养模式改革”（2018102）;2020年度内蒙古工业大学课程建设项目“《材料物理》线上线下混合课程”（BC2020009）;2020—2022年内蒙古工业大学学科团队建设项目“材料学重点学科团队建设”（ZD202012）

[作者简介] 刘景顺（1981—），男，河北景县人，工学博士，内蒙古工业大学材料科学与工程学院教授，博士生导师（通信作者），主要从事功能材料开发与应用研究;刘泽田（1986—），男，山西朔州人，工学博士，内蒙古工业大学材料科学与工程学院讲师，主要从事非平衡凝固理论及轻合金强韧化研究;白 亮（1984—），男，内蒙古巴彦淖尔人，工学博士，内蒙古工业大学材料科学与工程学院副教授，主要从事金属材料强化与断裂研究。

[中图分类号] C229.29   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）37-0061-04    [收稿日期] 2021-04-30

“工业制造4.0”“互联网+”“大众创业、万众创新”等重要部署为新工科发展和新工科专业建设指明了方向，促使高校教育教学与产业经济发展的联系更加紧密。同时，新经济快速发展、科技革命日新月异、产业变革加速进行，使我国经济和社会发展、高等教育事业步入崭新阶段，并需要大量新工科背景的专业人才作为有力支撑[1]。因此，推进新工科专业建设，构建新工科人才培养模式体系，培养具有多元化、创新型的新工科工程科技人才的需求日益迫切。在工科专业系列理论课程中，材料类专业理论课程是新工科工程教育改革的主阵地之一，旨在丰富学生的知识面，激发学生的创新思维，培养学生思考、分析、解决复杂工程问题的能力，让其在未来具备从事材料类专业工程实践、科学研究的能力。然而，材料类专业理论课程中普遍存在着授课内容陈旧、教学模式单一、偏离产业发展等问题，并逐渐成为工科专业理论课程体系中的薄弱环节。

现阶段，新工科专业建设已逐步实现从学科基础导向到产业需求导向的转变，特别是传统优势特色专业的升级改造。在新工科建设背景下，通过对材料类专业理论课程教学模式存在的问题进行分析与研究，以注重专业理论课程与产业对接，注重教学模式的创新，注重学科交叉，注重学生国际化视野和家国情怀的培养为指导思想，对培养方案、课程体系、教材建设、师资队伍、实践创新条件等方面进行改革探索与完善，设计新工科背景下材料类专业模块化课程，并构建创新创业实践平台，進而激发学生的实践创新能力，提高新工科教育人才培养质量，以期满足国家经济和社会发展的实际需求[2]。

一、新工科背景下材料类专业课程教学模式改革的意义

在新一轮产业技术革命的推动下，新兴产业与交叉产业对工程技术人才的需求和质量层次要求越来越高，新工科的概念应运而生。新工科不仅指大数据、云计算、新材料和智能制造等新兴的工科专业，还包括传统工科专业的升级改造和工程实践能力的提升等[3]。目前，高等院校中实际的专业建设和人才培养模式与新工科工程教育模式，以及工科专业的人才需求存在着一定偏差或不匹配现象。新工科背景下，以材料类专业课程教学模式为例，在专业人才培养的知识结构中存在教学模式单一、专业理论教学与工程创新实践教学脱节的实际问题，同时存在多数学生工程实践能力、创新能力不强的现象，难以达到培养学生的工程素养、解决复杂工程问题的能力，进而影响材料类专业人才整体培养质量。因此，新工科背景下材料类专业建设应紧密结合行业产业发展特点，以行业及社会需求为导向，围绕工程教育理念调整知识体系，推动新工科工程创新实践人才培养模式改革，培养出具有良好创新能力、工程应用实践能力的新工科专业技术人才，进而满足产业和社会发展对人才的实际需求。

二、新工科背景下传统材料类专业理论课程教学模式存在的问题

新工科专业建设的核心是工程教育人才培养方式的革新，以提高工程教育人才培养的质量，树立创新性、综合型、周期性的工程教育新理念，构建新工科和传统工科专业相结合的新学科专业体系，探索实施工程教育人才培养的新模式[4]。新工科工程教育模式是顺应经济和社会发展趋势的，传统专业人才培养模式与新工科却存在一些偏差，如学校培养的学生与企业实际需求存在差异等，主要表现在如下几方面。

（一）专业理论教学与工程实践创新脱节

传统工科专业多数是建立在较为成熟的行业产业基础上的，缺乏新科技及产业的特征，导致专业理论教学与工程实践教学脱节问题出现。同时，传统教育模式和人才培养方案通常以专业课程为核心，知识体系中教学内容陈旧、教学方法单一，教师仅注重对理论知识的传授和积累，重理论、轻实践，导致学生工程实践和创新能力不足，即使学生参加各类实习、专业创新实践、综合实验等实践活动，亦存在实践动手机会少、时间短等问题，难以综合运用理论课程提高学生的工程素养和解决实际工程问题的能力。

（二）传统教学模式缺乏新工科的普适性

传统教学模式是以教师讲授为主导，学生被动式接受，难以激发学生学习的积极性和主动性。同时，多数专业课程压缩学时数，导致知识点跨度大、不衔接，学生难以“吃透”讲授内容，容易出现“掉队”现象。专业类课程教学过程中，各种考核方式对学生学习专业课程知识产生不同影响，难点在于如何培养学生的工程创新意识，如何考核学生工程创新实践的能力，达到新工科专业建设和工程教育认证的要求。此外，针对少数民族班学生，由于其汉语基础薄弱，在接受材料类专业理论知识时存在困难，而材料类专业课程作为工科专业的必修课程，相关术语对于民族班学生较为陌生，这使得其在接受理论教学和知识学习方面的难度加大。