杜慶洋，張明偉，白佳海，李成峰，孫海濱，郭 學(xué)，樂紅志

(山東理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東 淄博 255049)

1 教學(xué)改革背景

隨著我國經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高素質(zhì)工程技術(shù)人才在社會中起著越來越重要的作用。高等教育作為高素質(zhì)工程技術(shù)人才培養(yǎng)方式，擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)各類高質(zhì)量人才、創(chuàng)造高水平科研成果、提供一流社會服務(wù)的重任，在建設(shè)人力資源強(qiáng)國進(jìn)程中具有重要的戰(zhàn)略地位[1]。隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展以及注重培養(yǎng)學(xué)生個(gè)性特點(diǎn)的教育趨勢，作為高等教育核心的課程體系應(yīng)適應(yīng)新形勢，進(jìn)行課程改革已成為21 世紀(jì)高等教育改革的重要課題。

功能材料是新材料領(lǐng)域的核心，是國民經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展及國防建設(shè)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。功能材料不僅對高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動和支撐作用，還對我國相關(guān)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和升級起著重要的促進(jìn)作用。因此，《功能材料》是材料科學(xué)與工程學(xué)科碩士培養(yǎng)體系中一門核心專業(yè)課程，在碩士研究生功能材料基礎(chǔ)知識、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)過程中起著舉足輕重的作用，是實(shí)現(xiàn)材料科學(xué)與工程碩士培養(yǎng)目標(biāo)的一門重要課程[2]。

《功能材料》是一門理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)的課程[3]。目前，國內(nèi)外高校該類課程的教學(xué)主要偏重于基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)，導(dǎo)致理論脫離實(shí)際，研究生雖然掌握了功能材料的基礎(chǔ)知識，但是卻缺乏對工程實(shí)踐的深入理解。由于該課程包含多種類型材料，涉及內(nèi)容多，實(shí)際應(yīng)用過程中的影響因素多，傳統(tǒng)的教學(xué)和訓(xùn)練不利于提高研究生運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力。

本文通過建設(shè)和完善研究生專業(yè)課程《功能材料》的授課內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，構(gòu)建以學(xué)生為主體，能夠激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)課堂授課模式，建立注重考察學(xué)生學(xué)習(xí)過程、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰筒牧暇C合素質(zhì)評價(jià)相結(jié)合的考核方式，提高材料材料科學(xué)與工程學(xué)科研究生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

2 課程改革方案

《功能材料》課程改革以培養(yǎng)理論基礎(chǔ)扎實(shí)、應(yīng)用型創(chuàng)新型高級人才為目的，課程改革包含教學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的選擇與優(yōu)化，數(shù)字化教學(xué)資源的開發(fā)與建設(shè)，課程教學(xué)模式的改革，考核方式改革，理論與實(shí)踐的一體化建設(shè)等方面。

2.1 優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)現(xiàn)代新材料的發(fā)展趨勢，系統(tǒng)梳理了功能材料的教學(xué)內(nèi)容，選擇9種典型的功能材料為授課內(nèi)容，具體涵蓋了電性功能材料、磁性功能材料、光學(xué)功能材料、敏感材料、新型能源材料、超導(dǎo)材料、化學(xué)功能材料、生物醫(yī)學(xué)功能材料和智能材料，每種材料講授內(nèi)容見表1。授課時(shí)以材料性能為主線，理順教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在邏輯聯(lián)系，在保持課程基本概念、原理、工藝及其技術(shù)特點(diǎn)系統(tǒng)性的基礎(chǔ)上將新知識、新理論、新技術(shù)和新工藝引入到教學(xué)內(nèi)容中，制定滿足實(shí)踐型和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)內(nèi)容。

表1 《功能材料》的授課內(nèi)容介紹

2.2 改革課程教學(xué)模式

以任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法取代以往教師照本宣科、填鴨式課堂教學(xué)方式。將任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式應(yīng)用于《功能材料》課程教學(xué)，通過合理設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生在完成任務(wù)過程中整合知識、掌握基礎(chǔ)理論，培養(yǎng)創(chuàng)新性思維和獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，最大限度調(diào)動學(xué)生主觀能動性。

2.3 增設(shè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

進(jìn)行課程理論與實(shí)踐的一體化建設(shè)，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)室條件，在課外開設(shè)“功能材料實(shí)驗(yàn)”，包括功能催化材料的制備、介電陶瓷的制備、新能源電池材料的制備和納米核殼結(jié)構(gòu)藥物載體的制備。通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)加深學(xué)生對理論知識的消化理解，提高其動手能力，分析問題和解決問題的能力，強(qiáng)化培養(yǎng)研究生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

2.4 改革考核方式

考查研究生功能材料基礎(chǔ)知識的同時(shí)，還要注意考查學(xué)生的綜合能力。以過程考核為主，將學(xué)生在教學(xué)中每一個(gè)環(huán)節(jié)的表現(xiàn)都納入成績考核(表2)。通過綜合考核評價(jià)，全面考查研究生的綜合能力和實(shí)際水平，培養(yǎng)出高素質(zhì)的實(shí)用型人才。

表2 《功能材料》課程考核方式

3 實(shí)施效果

3.1 學(xué)習(xí)內(nèi)容融合滲透，提高了研究生功能材料知識面的深度和廣度

功能材料內(nèi)容廣泛，授課內(nèi)容將包括電性功能材料、磁性功能材料、光學(xué)功能材料、敏感材料、新型能源材料、超導(dǎo)材料、化學(xué)功能材料、生物醫(yī)學(xué)功能材料和智能材料等方面，可以使研究生學(xué)習(xí)到不同材料的特點(diǎn)、性質(zhì)和應(yīng)用，拓寬學(xué)生在材料方面的知識面，同時(shí)在授課時(shí)加強(qiáng)功能材料學(xué)科前沿知識的介紹，結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究，也增進(jìn)了研究生學(xué)習(xí)功能材料的深度。

3.2 實(shí)現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)方式，提高了研究生自主學(xué)習(xí)的興趣

根據(jù)學(xué)生所學(xué)專業(yè)方向，圍繞功能材料生產(chǎn)工藝，原料與組成、結(jié)構(gòu)與性能、應(yīng)用，設(shè)計(jì)一系列的教學(xué)任務(wù)貫穿于整個(gè)教學(xué)過程。通過學(xué)生主動學(xué)習(xí)和教師引導(dǎo)相結(jié)合的教學(xué)模式，讓學(xué)生在完成“任務(wù)”的過程中，掌握功能材料的基本概念、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用等知識。多元化考核方式的實(shí)施促使研究生更加注重全面發(fā)展，提高了其材料綜合素質(zhì)。

3.3 以實(shí)踐強(qiáng)化理論教學(xué)，提高了研究生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識

課外開設(shè)“功能材料實(shí)驗(yàn)”，讓研究生到實(shí)驗(yàn)室開展功能催化材料的制備、介電陶瓷的制備、新能源電池材料的制備和納米核殼結(jié)構(gòu)藥物載體的制備。研究生在在實(shí)驗(yàn)過程中更加深入的了解了所學(xué)的各種材料，尤其是強(qiáng)化了各種功能材料的制備過程，鍛煉他們的操作技能，熟悉了各種材料制備的儀器設(shè)備和性能，在提高研究生的實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力的同時(shí)，也通過實(shí)踐強(qiáng)化了功能材料的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)。

4 結(jié)語

功能材料是新材料領(lǐng)域的核心，是國民經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展和國防建設(shè)的先導(dǎo)，對高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動和支撐作用。《功能材料》研究生課程的建設(shè)與改革，開闊了研究生的材料視野，提高了研究生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，也促進(jìn)了教師的教學(xué)水平提高，為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才提供了有力保障。