通识课程“材料与人类社会”教学改革与实践

周 楠，施建章，杜小红

（西安电子科技大学 先进材料与纳米科技学院，陕西 西安 710126）

通识教育提出既要注重培养学生的四种能力：有效的思考能力、交流思想的能力、作出恰当判断的能力和辨别价值的能力，也要注重学生作为一个“好公民”的社会属性。哈佛大学前校长德雷克·博克认为大学应在学生成长的关键时期，通过通识教育培养学生的一些重要素质。博克的观点更进一步强调了在全球化社会中对多样化的包容和全球视野的培养，也更注重人的全面发展。通识教育的培养目标是培养具有强学习能力和强社会责任感的人才，而通识课程是通识教育的重要手段之一。因此，为满足提高人才培养质量的目标，许多高校均会在大一或大二公共选修课中开设一系列重要的通识课。

本文总结了“材料与人类社会”通识课程近两年的教学改革与实践，比较全面地阐述了本门课程的课程定位和目标、内容组织、教学方法及效果评估。本门课程的开设有助于学生了解材料的发展对人类社会变革、人类文明发展的重要作用，希望能对其他相关课程的建设和教学改革提供参考。

一、课程定位与目标

本课程是材料科学与工程等理工科大类专业的学科基础课程，它既是一门关于材料学知识的科普课程，通过本课程的学习，使学生比较全面地了解和认识材料科学；也是一门讲述材料科技发展史的课程，通过了解材料的发展历程，明白材料发展与人类文明和时代变迁的关系。本课程从多个角度系统地阐述了材料对人类社会进步的作用、材料的广泛应用、材料的服役及材料科学与工程学科的知识范围等。同时，本课程还紧密结合材料科学研究和应用领域最新的一些工程实例，介绍了众多的高技术新材料的发展，逐步引导学生进入材料科学的神奇世界，循序渐进地建立和强化材料科学与工程的概念。

本课程的特色在于将科学性与趣味性相结合，通过介绍材料科学和人类发展、社会文化的关系，领略科技如何推动人类社会，了解材料如何影响我们的生活。在教学实施过程中，展现人类认识和应用材料过程的思维模式，为学生打开多学科交叉的材料科学领域的大门，全面了解材料科学和社会进步、科技发展之间相辅相成的关系。

二、教学内容组织

优秀的通识课程是为了打开新世界的大门，开阔学生的视野，对学生的价值观和人生观产生巨大的影响。我们开设的“材料与人类社会”通识课程，主要是针对材料科学与工程及相关专业的理工科学生，目的是让学生通过本课程的学习，了解材料科学的相关基础知识，为学生提供专业知识入门教育，拓宽学生的知识面和专业视野。

（一）教学内容选择

通识课程的教学内容和组织是有别于专业课程的，特别是要注意增强知识的趣味性，尤其是面对材料类及相关专业的工科学生，提高学生的学习兴趣至关重要。因此，在教学内容的选择上，我们要强调知识的基础性和逻辑性、材料和人类社会发展的关联及科技前沿知识点的引入［1］。通过本课程的学习，学生应重点了解以下知识。

1.了解材料的发展历史及材料对人类社会发展的重要贡献，提出人类对材料的认识需要一个漫长的过程，在材料为我们创造优越环境的同时，不合理地利用材料也会引发资源浪费、能源枯竭等问题，而这些问题的主要解决途径是人类的合理开发利用、开发新材料新能源等方法。

2.社会的进步对材料的性能和技术指标要求越来越高，服役环境也逐渐复杂，材料在服役过程中会面临随时失效的风险，材料的可靠性尤为关键。因此，我们有必要了解材料服役过程的失效形式、失效检测及保护措施等。

3.了解材料科学与工程专业的研究重点，包括材料的成分与结构、制备与加工、性能与功能化及服役检测等。

4.为了满足高科技的发展，众多的新材料不断涌现，学生需要了解不同类型新材料的出现背景、所依据的物理化学原理、发展应用状况、存在的问题及未来的发展方向等。

（二）教学重点

作为一门基础课程，在教学内容组织时还要注意内容的基础性、与社会生活的贴合性、与学校教育的相适性、内容的逻辑性和系统性等方面［2］。为此，本课程重点介绍材料的发展史及在现代社会的广泛应用。在近两年的教学改革和实践中，本课程重点关注了以下五个方面内容的讲解。

1.材料的基本概念及其与人类的关系。介绍材料的基本概念及其与人类的关系、材料的基本特征、材料科学与工程学科的人才培养特点等相关知识。

2.材料对人类社会进步的影响。介绍材料发展的四个时代，包含石器时代、铜器时代、铁器时代及信息时代。

3.材料（如钢铁材料、非铁金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料等）在现代社会中的广泛应用。

4.材料的服役特性及材料科学与工程学科的知识范畴。主要介绍材料在服役过程中的损耗和失效、材料科学与工程学科的课程设置、实验与研究等。

5.形形色色的高技术新材料。主要介绍当前工业领域常用的高技术新材料等。

三、教学方法的应用

传统的通识课程教学，存在教师重视程度不够，学生积极性不高、认知水平不充分，教学效果不理想等问题［3］。因而，笔者认为，通识课程的教学形式一定要注意提升教师的教学技能和认知，提升学生的参与度和积极性。在具体教学实施过程中，我们采用了以下几种典型的教学方法。

（一）将课程内容与社会发展结合，调动学生的积极性

在通识课程的教学过程中，如果单纯地讲授基础知识，学生必然会觉得枯燥无味。但如果能够适当引入一些具体的材料科学发展前沿的案例，则可以极大地激发学生的积极性和主动性。例如，通过引导学生讨论半导体信息材料、液晶材料及纳米材料的发展对信息存储、光电显示及纳米技术领域发展的重要影响，让学生主动思考材料科学技术发展的背景、过程及意义，培养学生的发散思维和创新意识。同时，鼓励学生主动关注和了解某些材料的发展史及对社会发展的影响。学生表达自己观点的过程也是思考的过程，可以有效提升学习效果，在讨论过程中碰撞出智慧的火花，相互启迪，师生都能从中受益。

（二）通过多学科交叉，拓展教学的广度和深度

教学实施过程中，应该对教学内容进行精心组织，通过多学科交叉融合，打通学科之间的壁垒，拓展通识教育的广度和深度［4］。这就需要在课程准备时围绕材料科学与工程专业领域进行学科的纵向梳理，同时与其他专业领域进行横向贯联，实现跨学科、跨领域的交叉融合授课［5］。虽然通识课是一门学科基础性比较强的大类课程，但是，教师不能仅停留在基础的层面，也要注意提升课程的专业性。在实际教学中，通识课程必须将相关的专业知识体系融入基础的学科问题中，用有深度的问题启发学生独立思考，给学生留下深刻的专业印象。在课外还可以向学生推荐一些相关的专业书籍，或者安排调研某一相关领域的材料科学的发展史及当前应用领域面临的挑战和局限性，再进一步汇总为调研报告，提升学生自主学习的能力，以及发现问题、解决问题的能力。

（三）融入材料科技前沿趣味性知识内容，激发学生的求知欲

在通识课的讲授中尤其要重视学生的兴趣点，教师需要融入一些科技前沿趣味性内容。材料科学的发展对于人类文明的进步发挥着极其重要的作用，中国文化和智慧在促进材料科学发展和全球文明发展中做出了杰出贡献。因此，作为材料大类的通识课程，我们完全可以将有趣的中国材料发展历史及其应用对中国文明发展的作用融入课程内容，拓宽学生的视野，激发学生的求知欲。通过改变学生对通识课的认知和学习态度，从而提升教学效果。

（四）借助多媒体和网络资源，拓宽学生的知识渠道

在讲授该门课程时，通过引入一些科教专题宣传片，让学生形象化地了解材料的四个发展时代，以及材料的发展对人类社会的巨大影响，以科学的数据和直观的影视形式使学生感受到伴随材料发展的时代变迁。

此外，通过精心遴选网络上有关材料科学专题的知名高科技新材料的咨询网站，如百度文库、Bilibili专题频道、谷歌学术等，使学生可以随时随地了解到更多、更新、更详细的材料科学资讯和知识。例如信息传递，由刚开始的烽火通信、驿站、邮局、报纸、电话等，发展到今天的有线电视，可以看出，信息技术和设施也随着人类社会的发展在不断改进。另外，通过布置课后作业让学生调研和撰写针对材料科学相关的科研总结报告等，进一步拓宽了学生的专业视野。

（五）将教学目标基础化，注重学生道德素质和人文情操的培养

目前，通识课教育重在强调学习知识，对人文情操的培养重视程度不够，本门通识课的教育也存在相应的问题。事实上，人文精神和道德教育具有重要内涵，教育的本质是非功利的追求知识和探索真理，教育的培养必须以人文情怀作为动力。国家历届领导人都强调要注重学生的道德教育和人文教育，用于传递中华优秀传统文化和陶冶学生的情怀。因此，我们认为，通识课教育的首要培养目标是人的培养，之后才是知识的提升和能力的培养。因此，应该锁定这一基础目标，对通识课的教育进行大胆创新和改革。在物质社会相对发达的今天，课程教学需要融入道德教育和人文教育来引导学生的精神走向，进而提升通识课的教育质量。

具体可以从以下几个方面着手：第一，将道德教育和思想政治教育融入通识课程教学，将顽强的意志品质和坚忍不拔的奋斗精神融入本门通识课的教授中，让学生以一颗纯真、高尚和简单的心来追求知识，改变大多数学生对“通识课学分低且无用”的认知，培养大学生的道德意识。第二，将正确的世界观、人生观和价值观融入课堂，培养能力与素质兼备的拔尖人才。第三，注重对学生理解能力和实践能力的培养，在课程中可以尝试设置实践课，在结课之前让学生谈谈对本门课程的理解和认识，进而对学生的认识进行深度点评，让他们领悟到自己思考能力方面的欠缺。事实上，我们培养出的大学生应德才兼备，既有良好的品德，又有专业的技能。因此，通识课的教育必须要注重道德素质教育、陶冶学生的人文情操、培养创新能力等。

四、教学效果评估

“材料与人类社会”通识课程已经进行了两年的教学改革和实践，每年有近百人选修，包括材料、物理、光电工程、机电等各学院专业的学生。从出勤率、专注程度及回答问题的积极性来看，学生对本门课的教学过程是满意的。为了更好地评估教学效果和学生的学习效果，我们制定了严格课堂纪律和奖惩制度，采用多种考核方式对学生进行综合评价，课程过程成绩和平时作业成绩分别以一定的比例纳入期末考核成绩，包括课堂成绩（含课堂问题回答、出勤率等）、章节作业、讨论交流及课程论文结题报告等，最终汇总成课程的最终成绩。总之，本门课程的教学实践暂时取得了比较满意的效果。

目前，本门课程存在的少量问题包括：当不同大类和专业的学生一起上课时，由于学生的基础参差不齐，比较容易影响教学进度。还有极少数学生功利性太强，目的就是为了拿到学分，因此学习态度不是很端正，学习投入和重视程度都不够。另外，笔者还发现，由于通识课程多数安排在晚上讲授，部分学生状态较差，这也影响了教学效果。

结语

综上所述，笔者认为面向材料大类及相关的理工科专业本科生开设“材料与人类社会”通识课程是非常有必要的。通过一定的教学改革与实践，如合适的课程定位、明确的教学目标、精心组织课程内容、综合运用多种教学方法、不断进行教学改革和反思等，能够取得令人满意的教学效果，最终达到提升教学质量、实现人才培养目标。本门课程的教学改革与实践，对学生深刻理解材料科学与人类文明和社会发展的关系、拓宽学生的专业视野、提升学生的创新意识和综合能力都具有重要意义，对其他相关课程的改革和实践也具有一定的参考价值。