王 川，李 超

(遼寧大學(xué)輕型產(chǎn)業(yè)學(xué)院，遼寧 沈陽 110036)

1 非金屬材料專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)和存在的問題

教學(xué)目標(biāo)：無機(jī)非金屬材料工程，主要培養(yǎng)具備無機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ)理論與工程專業(yè)知識(shí)，能夠從事無機(jī)非金屬材料工業(yè)的項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、研究開發(fā)，具有較強(qiáng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰陀?jì)算機(jī)能力，素質(zhì)優(yōu)良，富有創(chuàng)新精神的高級(jí)工程技術(shù)專業(yè)人才。它對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能的熱情和自然科學(xué)素養(yǎng)的培育非常重要[1]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)，尤其是綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本專業(yè)教學(xué)過程的重要一環(huán)[2-5]。在了解材料科學(xué)基礎(chǔ)的前提下，系統(tǒng)地了解傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料的特性和應(yīng)用，提供適應(yīng)未來發(fā)展需要的專業(yè)人才。

1)內(nèi)容繁多，學(xué)生無法整體把握。無機(jī)非金屬材料學(xué)科將傳統(tǒng)的陶瓷工藝學(xué)、玻璃工藝學(xué)、水泥工藝學(xué)等硅酸鹽材料工藝學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息處理等新技術(shù)相結(jié)合，具有多學(xué)科有機(jī)融合、交叉復(fù)合的專業(yè)特點(diǎn)。正是因?yàn)槠鋬?nèi)容繁多、瑣碎，記憶性知識(shí)點(diǎn)較多，可推理性少，學(xué)生有時(shí)很難把握。

2)教學(xué)內(nèi)容更新緩慢。隨著無機(jī)非金屬材料科學(xué)的發(fā)展，越來越多的新型材料被發(fā)現(xiàn)，越來越多的材料性能被改善，而無機(jī)非金屬材料的教材很難跟進(jìn)科技前沿發(fā)展內(nèi)容，大多數(shù)學(xué)校采用多年不變的教材，這使得教學(xué)內(nèi)容得不到及時(shí)地更新和完善，學(xué)生無法掌握最先進(jìn)的理論成果，這對(duì)教師的材料前沿發(fā)展的相關(guān)洞察力提出較高的要求。此外，傳統(tǒng)的考核方式強(qiáng)調(diào)結(jié)果，造成學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)不積極，期末考試前突擊復(fù)習(xí)，很難全面、真實(shí)地反映學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)狀況[6]。

3)理論與實(shí)踐比例失調(diào)。無機(jī)非金屬材料專業(yè)課大多數(shù)在大三開始進(jìn)行，這門課包括課堂講解和實(shí)踐實(shí)驗(yàn)兩部分，對(duì)于遼寧大學(xué)的大部分工科專業(yè)，課程設(shè)置主要在課堂講解，多為理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐不足總體課時(shí)的20%，在課時(shí)一定的情況下，學(xué)生會(huì)首先注重理論學(xué)習(xí)，很難講理論和實(shí)際聯(lián)系到一起，這就意味著在學(xué)生面臨畢業(yè)的時(shí)候，沒有足夠的實(shí)踐基礎(chǔ)，到工作崗位無法直接上崗。

4)教學(xué)方法過于單一。在很多課堂上，學(xué)生或多或少都會(huì)出現(xiàn)溜號(hào)和所謂思想放空的現(xiàn)象，聽得枯燥乏味，心不在焉。比如晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的相關(guān)章節(jié)，會(huì)涉及到晶體結(jié)構(gòu)和晶胞、點(diǎn)陣坐標(biāo)等，由于缺少便于理解的圖形化的呈現(xiàn)，面對(duì)老師像天書一樣的講授，很多學(xué)生無法完全掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，更不能聯(lián)系到生活應(yīng)用上，一些學(xué)生甚至不知道為什么學(xué)習(xí)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。教育工作者也要對(duì)教學(xué)目的太單一且教學(xué)內(nèi)容過于形式化這一問題進(jìn)行反思。

2 金屬材料專業(yè)課程設(shè)計(jì)理念

1)從學(xué)習(xí)知識(shí)向綜合型應(yīng)用轉(zhuǎn)變。通過對(duì)畢業(yè)生的調(diào)查，很多學(xué)生提出，雖然在課上學(xué)的知識(shí)感覺都已經(jīng)消化了，可是在實(shí)際工作中仍有很大差別，在實(shí)際情況的運(yùn)用上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這就要求授課要由基本知識(shí)的傳授向綜合性應(yīng)用轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步適應(yīng)市場(chǎng)需求，在課上多結(jié)合一些現(xiàn)場(chǎng)操作實(shí)例，基于一些企業(yè)的真實(shí)案例，使得學(xué)生能夠更生動(dòng)的了解到相關(guān)知識(shí)的運(yùn)用，以便于理論與實(shí)際的結(jié)合。

2)從教學(xué)大綱模式向順應(yīng)市場(chǎng)需求轉(zhuǎn)變。在教學(xué)中對(duì)非金屬材料專業(yè)課程進(jìn)行重新分配與凝練，提出順應(yīng)市場(chǎng)需求的要求，從而形成新的教學(xué)體系：①介紹非金屬材料的基本概念、發(fā)展歷程、研究方向以及體系結(jié)構(gòu)等；②介紹材料的共性與特性，介紹一些常見的非金屬材料的應(yīng)用以及衍生出的混合結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用問題；③介紹非金屬材料分析方法和分析原理，對(duì)非金屬材料結(jié)構(gòu)以及功能應(yīng)用的進(jìn)一步探索，研究材料的奧秘，為進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍提供理論依據(jù)。

3 關(guān)于非金屬材料專業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)變改革的建議

1)改變教學(xué)模式，注重實(shí)踐。應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料的理論教學(xué)進(jìn)行大膽的改革，打破原非金屬材料幾大門課各自獨(dú)立教學(xué)的壁壘，將無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合，形成了《材料制備技術(shù)試驗(yàn)》、《研究型實(shí)驗(yàn)》、《材料綜合實(shí)驗(yàn)》、《無機(jī)非金屬工學(xué)實(shí)驗(yàn)》《材料基礎(chǔ)及相巖學(xué)實(shí)驗(yàn)》共5個(gè)教學(xué)模塊試驗(yàn)，使得學(xué)生將非金屬材料的知識(shí)應(yīng)用逐層遞進(jìn)，鑒于實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系現(xiàn)狀，進(jìn)一步梳理了專業(yè)課程關(guān)系，堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的整體性與連貫性，注重學(xué)生專業(yè)工程知識(shí)與工程技能訓(xùn)練相結(jié)合的培養(yǎng)思路[7]?；镜慕虒W(xué)目的是向?qū)W生傳授非金屬材料的基本知識(shí)，讓學(xué)生在課堂傳授后能夠提出問題、根據(jù)積累的知識(shí)以及時(shí)間操作分析問題、總結(jié)實(shí)踐規(guī)律理論結(jié)合實(shí)踐從而解決問題。教師應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)課程中重視實(shí)驗(yàn)技能的培訓(xùn)，完善實(shí)驗(yàn)技能的培訓(xùn)課程，提高實(shí)驗(yàn)課程的效率[8]。

2)改變教學(xué)方法，嘗試將VR帶進(jìn)課堂。作為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的縮寫，VR是一種可以體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，它打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，課堂只有老師口述的“教”和學(xué)生用筆來記的“學(xué)”，它使學(xué)生身處其中，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行虛擬的實(shí)驗(yàn)。例如模擬飛行器的訓(xùn)練中，駕駛員在初學(xué)試飛時(shí)，可以避免由于駕駛員的不熟練操作而造成飛機(jī)墜毀的傷亡事故。學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)中，可以任意進(jìn)行想象中而現(xiàn)實(shí)不允許操作的實(shí)驗(yàn)，模擬實(shí)驗(yàn)室操作中的真實(shí)反映效果，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)看到了危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)的后果，這更能讓學(xué)生的安全意識(shí)和實(shí)驗(yàn)合理性操作意識(shí)更為深刻。另外，通過虛擬演示，在一些實(shí)驗(yàn)上可以節(jié)省很多前期試驗(yàn)的開銷，因?yàn)閷W(xué)生們可以在虛擬實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后再到真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室上手操作。有真實(shí)數(shù)據(jù)顯示，將虛擬實(shí)驗(yàn)室教學(xué)法與教師指導(dǎo)教學(xué)相結(jié)合，學(xué)習(xí)效果提升了101%，教學(xué)效果翻了一倍。部分無機(jī)非金屬材料已經(jīng)嘗試請(qǐng)進(jìn)專業(yè)VR技術(shù)操作者，進(jìn)行初步的演示嘗試，學(xué)生的課堂氛圍變得格外活躍，并且參與度得到了明顯提升。當(dāng)然，目前來看，設(shè)備成本確實(shí)成為這一制度實(shí)施的瓶頸，包括對(duì)教師是否能夠融入VR課程構(gòu)架方面也提出了很高的要求。這個(gè)曾被稱為能夠“顛覆科學(xué)教育”的技術(shù)，勢(shì)必給教學(xué)帶來極大的創(chuàng)新，相信在不遠(yuǎn)的將來，VR技術(shù)會(huì)在教育教學(xué)以及相關(guān)培訓(xùn)領(lǐng)域發(fā)揮極大的重要作用。

3)改變教學(xué)手段，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，互相學(xué)習(xí)借鑒。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如此發(fā)達(dá)的今天，將高科技滲入到教學(xué)已經(jīng)勢(shì)在必行，相比于課堂上的面對(duì)面教與學(xué)，網(wǎng)絡(luò)給人們帶來了更多的信息量，覆蓋面廣，可以做到一對(duì)一的個(gè)別交流，更有利學(xué)生與學(xué)生的討論、學(xué)生與老師的進(jìn)一步交流。對(duì)此情況， 筆者單位充分利用校園局域網(wǎng)絡(luò)，教師將相關(guān)課件和課后練習(xí)以及涉及的相關(guān)知識(shí)上傳到校園網(wǎng)，每個(gè)學(xué)生都可以通過自己的ID賬號(hào)登錄校園網(wǎng)查詢所需內(nèi)容，可以在線學(xué)習(xí)和探討。學(xué)生也可以將自己的見解發(fā)送到公共區(qū)域或者只給教師發(fā)送，這個(gè)及時(shí)溝通的渠道使得很多課上有限時(shí)間內(nèi)沒來得及消化的知識(shí)得以全面的理解，拓寬了學(xué)生的學(xué)科視野。

4)提高動(dòng)手能力所占的考核比例。越來越多的教師已經(jīng)摒棄了傳統(tǒng)的以期末考試為主的考核方式，取而代之的是將平時(shí)的考核成績和一定的實(shí)驗(yàn)操作能力作為總成績的重要參考項(xiàng)，學(xué)生了解到采用以往的點(diǎn)燈熬夜背題時(shí)代已經(jīng)結(jié)束了，更多地融入到每一節(jié)課的實(shí)際體驗(yàn)和效果反饋中。專業(yè)教師要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂參與的積極性，課后思索的主動(dòng)性，將課后的學(xué)習(xí)探究小組調(diào)研成果作為最終成績的參考因素，考慮到學(xué)生的性格能力各異，將動(dòng)手能力強(qiáng)、思維活躍、理論素養(yǎng)高的學(xué)生交叉分布于各個(gè)小組，以保證小組成員互相取長補(bǔ)短，通過這樣的分配，不僅增強(qiáng)了學(xué)生間團(tuán)隊(duì)合作的能力，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的集體榮譽(yù)感，學(xué)生們事不關(guān)己高高掛起的心態(tài)逐漸消失，有的是對(duì)知識(shí)的探索，與同伴的交流進(jìn)步，和團(tuán)隊(duì)共同進(jìn)步的決心。目前，《材料研究與計(jì)算機(jī)應(yīng)用》課程采取的就是這種方式，初見成效，得到了師生的一致好評(píng)。

5)成立校企合作實(shí)驗(yàn)室。根據(jù)非金屬材料專業(yè)的應(yīng)用需求，尋求一些相關(guān)企業(yè)單位對(duì)學(xué)生進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)，建立校企合作實(shí)驗(yàn)室。對(duì)此，將校企合作實(shí)驗(yàn)室建立在企業(yè)范圍內(nèi)，學(xué)生上課會(huì)伴隨著企業(yè)專家的陪同，在課堂上可以直觀地面對(duì)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)，運(yùn)用所學(xué)理論進(jìn)行專業(yè)剖析，如果可以，會(huì)以小組的形式加入到企業(yè)生產(chǎn)中，并且完成獨(dú)立的課題，這對(duì)為企業(yè)以后輸送人才起到重要作用。課后學(xué)生會(huì)根據(jù)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行延伸，通過參加相關(guān)競(jìng)賽或完成校級(jí)、省級(jí)創(chuàng)新項(xiàng)目，提升學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的深度擴(kuò)展，為以后畢業(yè)論文或者學(xué)術(shù)論文的發(fā)表積累素材。

6)用創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展。必須把創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力。隨著高等教育的發(fā)展和校情的變化，要緊跟發(fā)展步伐，及時(shí)調(diào)整思路，積極開展學(xué)分制教育，深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，對(duì)推進(jìn)教育綜合改革至關(guān)重要，把創(chuàng)新意識(shí)真正的化為學(xué)生的一種素養(yǎng)。推動(dòng)基礎(chǔ)研究向縱深發(fā)展，跨界融合，才有可能產(chǎn)生顛覆性技術(shù)和原始創(chuàng)新成果，開辟新的發(fā)展方向。優(yōu)化基礎(chǔ)研究資源配置，實(shí)施一批重大科技專項(xiàng)，扎實(shí)開展重大原創(chuàng)性研究。

4 結(jié)束語

無機(jī)非金屬材料專業(yè)的教學(xué)過程中，應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新性思維，課堂教學(xué)不再以教師傳授為主，是普通型高校向應(yīng)用型高校轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵所在，應(yīng)充分、合理地運(yùn)用先進(jìn)成熟的多媒體技術(shù)，最終起到提高教學(xué)質(zhì)量，為社會(huì)輸出充滿正能量的綜合人才。