王相虎

【摘 要】“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程是材料、機(jī)械等專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程之一，授課內(nèi)容既具有較強(qiáng)理論性，也與生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系，本文圍繞教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”）項(xiàng)目下人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合目前該課程教學(xué)過(guò)程中存在的實(shí)踐能力培養(yǎng)不足，通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容、方法與考核評(píng)價(jià)體系等方面的改革探索實(shí)踐，提出一些具體建議，旨在提高該課程教學(xué)過(guò)程中學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)水平。

【關(guān)鍵詞】材料科學(xué)基礎(chǔ)；教學(xué)內(nèi)容與方法；實(shí)踐能力；考核評(píng)價(jià)體系

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是貫徹教育部《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》精神的一項(xiàng)重大改革計(jì)劃，是落實(shí)上海電機(jī)學(xué)院“技術(shù)立校、應(yīng)用為本”辦學(xué)方略、實(shí)現(xiàn)學(xué)校“培養(yǎng)和造就卓越的高等技術(shù)應(yīng)用型人才”培養(yǎng)目標(biāo)的重要舉措。在理論聯(lián)系實(shí)際的工程教育傳統(tǒng)基礎(chǔ)上，樹(shù)立“面向工業(yè)界、面向世界、面向未來(lái)”的工程教育理念，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力提高學(xué)生的工程意識(shí)、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)在國(guó)內(nèi)同行業(yè)具有創(chuàng)新意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)應(yīng)用型人才。

“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程是材料、機(jī)械等業(yè)的核心基礎(chǔ)課程之一，研究對(duì)象為材料的共性基礎(chǔ)知識(shí)，闡明材料的成分、組織、制備工藝和性能之間的關(guān)系，與生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系。“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程包涵金屬材料、功能材料等材料科學(xué)多方面知識(shí)，課程部分內(nèi)容抽象、概念性強(qiáng)，初學(xué)者難以理解，例如晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶過(guò)程、位錯(cuò)等?！安牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)”知識(shí)內(nèi)容又與生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系，用該課程理論知識(shí)可以解釋、指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程中遇到的現(xiàn)象和問(wèn)題的解決。材料科學(xué)是科技進(jìn)步的先行者，重大科技的進(jìn)步總是與材料科學(xué)相關(guān)聯(lián)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新材料、新工藝、新機(jī)理被不斷發(fā)現(xiàn)，可以看出，該課程講授的知識(shí)要與時(shí)俱進(jìn)，能夠趕上相關(guān)學(xué)科科技的發(fā)展。但是，目前的教學(xué)過(guò)程中，該課程教材內(nèi)容和教師授課內(nèi)容，都偏重于理論教學(xué)方面，內(nèi)容比較抽象，有些知識(shí)對(duì)于初學(xué)者難以理解，如位錯(cuò)理論等，此外，在一些應(yīng)用型高校中該課程的授課方式和研究型高校沒(méi)有什么差別，實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)課時(shí)不夠，教學(xué)過(guò)程中授課知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐脫節(jié)，沒(méi)有體現(xiàn)實(shí)踐能力培養(yǎng)，不能很好的培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，與應(yīng)用型高校培養(yǎng)目標(biāo)不相一致。因此，在課程教學(xué)過(guò)程中，圍繞“卓越計(jì)劃”目標(biāo)，需要加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核體系的改革勢(shì)在必行。

1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)

上海電機(jī)學(xué)院是一所工科特色明顯的地方應(yīng)用型高校，材料成型及控制工程專業(yè)于2013年獲批為教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程主要教學(xué)對(duì)象為該專業(yè)本科生。我校的材料成型及控制工程專業(yè)以塑性成形工藝及設(shè)備、模具設(shè)計(jì)與制造為主，培養(yǎng)的是工程技術(shù)型創(chuàng)新人才，大部分學(xué)生畢業(yè)后，服務(wù)于熱加工、模具制造等行業(yè)。因此，需要在夯實(shí)基礎(chǔ)、拓寬口徑的前提下，結(jié)合我校人才培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)。

該課程的教學(xué)內(nèi)容主要有材料的結(jié)構(gòu)、相圖、凝固、缺陷、擴(kuò)散、塑性變形、回復(fù)與再結(jié)晶以及材料的電、熱、磁、光等性能[1-3]，可以看出，課程概念多且比較抽象。應(yīng)用型高校隨著教育改革的深入開(kāi)展，一般設(shè)置該課程為48至60課時(shí)，課時(shí)量偏少，教師在授課過(guò)程中為了能夠?qū)⒄n程內(nèi)容講授完整，往往偏重于理論知識(shí)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)課時(shí)少，導(dǎo)致該課程與工程實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系不多，不能很好地培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，不符合應(yīng)用型高校和“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)目標(biāo)。為解決這個(gè)矛盾，我們采用增加課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課和增設(shè)單列“材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”課程相結(jié)合的辦法，具體為：課內(nèi)教師開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)模擬晶體結(jié)構(gòu)等實(shí)踐課程；課外（一般在學(xué)期末或假期）增設(shè)一周的“材料科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”課程，主要有金屬塑性變形、金相實(shí)驗(yàn)等。此外，該課程有些理論知識(shí)過(guò)深，導(dǎo)致初學(xué)者學(xué)習(xí)起來(lái)感到困難，因此，有必要優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，降低部分課程內(nèi)容教學(xué)難度與深度，特別是相關(guān)公式推導(dǎo)，有些難理解且與后續(xù)專業(yè)課知識(shí)重疊的理論知識(shí)可以留待專業(yè)課中精講，如位錯(cuò)理論、鐵-碳合金相圖可以在《金屬學(xué)原理及熱處理》課程中精講。

2 改革教學(xué)方法，體現(xiàn)實(shí)踐能力培養(yǎng)

“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程知識(shí)內(nèi)容具有很強(qiáng)的理論性和抽象性，同時(shí)，也具有很強(qiáng)的生產(chǎn)實(shí)踐性，如果應(yīng)用型高校仍然采用單一的傳統(tǒng)理論教學(xué)模式，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)效果差，學(xué)生的實(shí)踐能力也得不到很好培養(yǎng)[4-5]。為提高課程教學(xué)效果，特別是實(shí)踐能力教學(xué)效果，需要根據(jù)課程的特點(diǎn)，以材料的“成分-組織-工藝-性能”為主線，把孤立的內(nèi)容有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)教學(xué)方法的改進(jìn)，體現(xiàn)實(shí)踐能力培養(yǎng)。

（1）改革單一的理論教學(xué)方法。單一的理論教學(xué)方法一般是教師在講臺(tái)上講授課程，通過(guò)“板書(shū)”形式表達(dá)授課主要內(nèi)容和邏輯推理，學(xué)生做著聽(tīng)的方式。這樣的授課形式呆板，學(xué)生學(xué)習(xí)效率底下，不適應(yīng)“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程中有關(guān)實(shí)踐知識(shí)教學(xué)。為此，我們?cè)谑谡n方式進(jìn)行了改革探索，在課堂教學(xué)過(guò)程中采用精講重點(diǎn)內(nèi)容，略講或以“繁”化“間”方法講解過(guò)深的理論知識(shí)，增加教師與學(xué)生互動(dòng)討論、學(xué)生自學(xué)、學(xué)術(shù)報(bào)告（教師參加相關(guān)學(xué)術(shù)報(bào)告，將學(xué)術(shù)報(bào)告錄像后在課堂播放的方式）等多種形式的教學(xué)方式，讓學(xué)生積極參與課堂教學(xué)，并讓學(xué)生充分感覺(jué)到自己才是課堂教與學(xué)的主體，增強(qiáng)責(zé)任感，覺(jué)得自己有責(zé)任也有義務(wù)學(xué)好相關(guān)知識(shí)，從而達(dá)到“拓寬知識(shí)廣度，增加學(xué)習(xí)深度”的教學(xué)目標(biāo)。例如，課堂上可以通過(guò)講解實(shí)例：比利時(shí)在1938 年冬季發(fā)生的阿爾伯特運(yùn)河鋼橋突然斷裂墜河的事件，讓學(xué)生感受到真實(shí)的畫(huà)面，引發(fā)學(xué)生了解鋼的力學(xué)性能與成分之間關(guān)聯(lián)的興趣，然后，教師可以布置任務(wù)讓學(xué)生分析原因，最后，教師可以總結(jié)分析原因，即，建造橋時(shí)，所用鋼材的磷含量過(guò)高，引起冷脆，從而造成橋體斷裂，帶動(dòng)學(xué)生思考。

此外，教師要時(shí)刻關(guān)注本學(xué)科最新科技發(fā)展情況，要將相關(guān)新材料、新工藝、新機(jī)理等與教材理論知識(shí)融合后，再進(jìn)行講授，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到課本知識(shí)確有其應(yīng)用的地方，增強(qiáng)實(shí)踐感，感受到理論知識(shí)的重要性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，例如，任課教師在課堂講授過(guò)程中將自己科研工作中的一些成果、相關(guān)材料研究前沿領(lǐng)域等結(jié)合到課堂教學(xué)中，起到拓展學(xué)生視野、激發(fā)學(xué)生好奇心，提高學(xué)習(xí)興趣，也體現(xiàn)了實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

（2）充分運(yùn)用多媒體教學(xué)?！安牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)”課程部分內(nèi)容抽象、概念性強(qiáng)，對(duì)于大多數(shù)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，感到難學(xué)。因此，在課堂教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)盡可能采用啟發(fā)式教育，多使用PPT演示文稿，發(fā)揮多媒體輔助教學(xué)作用，提高理論教學(xué)的直觀性，便于理解接受，例如，用動(dòng)態(tài)畫(huà)面演示晶體結(jié)晶、空間點(diǎn)陣、晶體缺陷、以及相圖等內(nèi)容。在多媒體教學(xué)的輔助下，組織學(xué)生自學(xué)，并進(jìn)行課堂討論，以學(xué)生發(fā)言為主，這既能讓他們直接參與教學(xué)，也能讓教師了解學(xué)生學(xué)習(xí)的不足部分與難點(diǎn)，從而提高課堂的質(zhì)量和效果。

此外，采用多媒體教學(xué)，還可增大教學(xué)容量，提高教學(xué)效率，積極改進(jìn)教學(xué)過(guò)程。例如，在講授金屬形核和長(zhǎng)大等理論知識(shí)時(shí)，采用PPT動(dòng)畫(huà)演示具有很好的教學(xué)效果，PPT動(dòng)畫(huà)演示能讓學(xué)生直觀感受到晶體形核和長(zhǎng)大過(guò)程，減少理論教學(xué)時(shí)間。

3 改革評(píng)價(jià)方式，提高實(shí)踐能力考核比重

“材料科學(xué)基礎(chǔ)”是一門(mén)理論和實(shí)踐相結(jié)合的課程，因此，在進(jìn)行理論教學(xué)同時(shí)，要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中（下轉(zhuǎn)第104頁(yè)）（上接第160頁(yè)）能充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，擴(kuò)大知識(shí)面，形成工程實(shí)踐思想[6，7]。因此，在對(duì)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)理論考核的同時(shí)，更應(yīng)注重對(duì)實(shí)踐能力的考核。然而，目前“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的考核普遍存在以下幾方面問(wèn)題：（1）以卷面單一考試成績(jī)決定最終成績(jī)；（2）偏重理論知識(shí)考試，工程實(shí)踐能力沒(méi)有引起足夠重視；（3）題目的難易程度難以把握等。

為應(yīng)付考試，學(xué)生往往是在考試前幾天突擊，通過(guò)死記硬背有關(guān)理論知識(shí)應(yīng)付考試過(guò)關(guān)，這種應(yīng)試教育很難調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，考試結(jié)束后，學(xué)生基本忘記所學(xué)知識(shí)，達(dá)不到培養(yǎng)目標(biāo)，因此需要對(duì)評(píng)價(jià)方式進(jìn)行改革。對(duì)于“材料科學(xué)基礎(chǔ)”這門(mén)課程，我們采用量化考核和模糊考核相結(jié)合的方式進(jìn)行，分別占總成績(jī)的70%和30%。量化考核還是采用試卷方式進(jìn)行，主要有理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。模糊考核主要根據(jù)學(xué)生在理論和實(shí)驗(yàn)課中的表現(xiàn)，如出勤率、課堂紀(jì)律、向老師提問(wèn)和課堂回答問(wèn)題的積極性、實(shí)驗(yàn)操作能力、學(xué)習(xí)積極性的提高、團(tuán)隊(duì)合作能力等方面，同時(shí)結(jié)合自評(píng)和同學(xué)間互評(píng)的方式對(duì)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)正處于應(yīng)用技術(shù)大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，“卓越計(jì)劃”下教育的重心已不再是單純的知識(shí)傳授，更注重學(xué)生工程實(shí)踐等能力的培養(yǎng)?！安牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)”與生產(chǎn)緊密結(jié)合，對(duì)于培養(yǎng)材料類和機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識(shí)和工程實(shí)踐能力極為重要。為實(shí)現(xiàn)上述課程目標(biāo)，我們建議以下改革措施：（1）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)。根據(jù)卓越計(jì)劃的培養(yǎng)要求，課程教學(xué)過(guò)程中堅(jiān)持“實(shí)踐能力培養(yǎng)”，突出“應(yīng)用優(yōu)先”的培養(yǎng)方向，優(yōu)化重組授課內(nèi)容，減少理論課時(shí)，刪除過(guò)深或難理解的理論知識(shí)，增加實(shí)踐教學(xué)課時(shí)。（2）改革教學(xué)方法，體現(xiàn)實(shí)踐能力培養(yǎng)。（3）改革評(píng)價(jià)方式，提高實(shí)踐能力考核比重，采用量化考核和模糊考核相結(jié)合的方式，提高實(shí)踐考核比重。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]