（上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)材料學(xué)院 上海 201408）

為全力探索形成領(lǐng)先全球的工程教育模式，應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的發(fā)展，2016年初教育部首次提出“新工科”建設(shè)計劃，將新興產(chǎn)業(yè)如人工智能、智能制造、機器人和云計算的專業(yè)納入“新工科”的范疇，同時也包括對傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造。特別地，對于應(yīng)用型高校的課程建設(shè)，“新工科”人才培養(yǎng)方案需立足行業(yè)發(fā)展要求和現(xiàn)狀，構(gòu)建新型的具有工程實踐能力強、具備多元化全球視野和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式。

上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)是全國最早以“應(yīng)用技術(shù)”命名的上海市屬重點建設(shè)高水平應(yīng)用創(chuàng)新型大學(xué)，其特色專業(yè)材料成型及控制工程為市教委重點學(xué)科，以培養(yǎng)掌握材料加工成型的基礎(chǔ)理論知識、組織和性能相關(guān)性規(guī)律和新材料、新產(chǎn)品、新工藝的開發(fā)能力，因此“控制軋制和控制冷卻”（簡稱《控軋控冷》）課程就顯得至關(guān)重要，基于國內(nèi)鋼鐵行業(yè)及其它制造業(yè)的迅猛發(fā)展，對掌握先進生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)人才的迫切需求，針對“新工科”背景下《控軋控冷》課程的教學(xué)模式改革和教學(xué)思維創(chuàng)新的探討是極其必要的。

1 《控軋控冷》課程特點與傳統(tǒng)教學(xué)模式的問題

“控制軋制和控制冷卻”是把軋制理論和生產(chǎn)實踐理論結(jié)合起來的一門重要課程，控制軋制是在熱軋過程中通過對金屬加熱制度、變形制度和溫度制度的合理控制，使熱塑性變形與固態(tài)相變結(jié)合，以獲得細小晶粒組織，使鋼材具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能的軋制新工藝?？刂评鋮s是控制軋后鋼材的冷卻速度達到改善鋼材組織和性能的目的。該課程具有先修課程較多，包括金屬學(xué)與熱處理，鋼鐵冶金、工程材料力學(xué)性能、軋制工藝學(xué)、軋制原理等理論基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課，涉及專業(yè)交叉融合及其知識面較廣。

基于以上特點，該課程理論知識與企業(yè)實際生產(chǎn)實踐結(jié)合較為緊密，既包含有很多“冗長”的理論知識，同時也有很多由理論演變而成的工藝。因此，不僅對該課程的授課教師的知識結(jié)構(gòu)、教學(xué)水平、生產(chǎn)實踐經(jīng)驗提出嚴格要求，同時也對“新工科”下的先進教學(xué)思維模式也提出了更大的挑戰(zhàn)。一方面，該課程的教材內(nèi)容往往滯后于企業(yè)技術(shù)的發(fā)展，需要授課教師具有較為豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗；另一方面，由于理論課程深度較大，如何在“枯燥”的理論知識傳授中提高學(xué)生的專注度，也成為提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵問題。

2 《控軋控冷》課程多元化教學(xué)模式的思考

2.1 多元化教學(xué)手段的結(jié)合

板書是教師在教學(xué)過程中，配合語言、媒體等，運用文字、符號、圖表向?qū)W生傳播信息的教學(xué)行為方式。這種傳統(tǒng)教學(xué)方法盡管有利于知識的傳授，但由于該課程涉及到很多的生產(chǎn)車間、機械設(shè)備、工藝流程等，因此運用多媒體課件、視頻與板書結(jié)合的教學(xué)手段能夠較直觀、真實、具體地展示給學(xué)生，不但可以提高學(xué)生的專注程度，也可以加深學(xué)生對企業(yè)生產(chǎn)線的認識。如在講述第一節(jié)第一章“鋼的強化和韌化”時，從科普視頻“魯伯特之淚”出發(fā)，解釋為什么易碎品的玻璃在經(jīng)過簡單的淬火工藝后可以形成頭部比鐵錘更為堅硬，但尾部卻比普通玻璃更脆的特性。又比如講述鋼材在軋制過程組織演變規(guī)律中，可通過多媒體把從近年來的文獻處收集到的金相圖、掃描電鏡圖甚至透射電鏡圖展示，通過計算機輔助教學(xué)將軋制工藝過程的組織變化動態(tài)展示出來。在多媒體視頻的展示過程中，既能引發(fā)學(xué)生對強度與韌性的思考，也能從中體會成分、工藝和組織性能間的相關(guān)性影響規(guī)律。

另外，“慕課”教學(xué)是近來高校為加強知識傳播和推進教育新思路而推出的一種網(wǎng)上課程，與傳統(tǒng)課堂模式相較，慕課教育實現(xiàn)了教育資源的共享與信息的有效傳遞，使學(xué)生具有更大的自主性。如“塑性成型原理”的中國大學(xué)慕課已實現(xiàn)千人以上的觀看，并且教師能在線實時回答學(xué)生提出的問題和疑難解答。對于控軋控冷的理論課程部分，包含鋼的強化和韌化，鋼的奧氏體形變與再結(jié)晶，在變形條件下的相變等部分，通過分小節(jié)在慕課上上傳本節(jié)的內(nèi)容與有關(guān)的課外資源，豐富了課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，提高了教學(xué)的有效性并進一步推動了多元化教學(xué)模式的創(chuàng)新。

2.2 校內(nèi)教師與企業(yè)專家的多元化授課

《控軋控冷》課程內(nèi)容主要包括控制軋制和控制冷卻技術(shù)的理論與應(yīng)用兩方面，考慮到校內(nèi)教師對于企業(yè)現(xiàn)場的不夠了解，可采用校內(nèi)教師與企業(yè)專家多元化穿插授課的教學(xué)方式，以“專家講座”的方式對原有教學(xué)內(nèi)容進行部分整合，如“控軋控冷技術(shù)在板帶生產(chǎn)中的應(yīng)用”可適當(dāng)拓寬至整個板帶生產(chǎn)過程中的設(shè)備、工藝、參數(shù)選擇以及成品的處理，將理論與實踐有效地結(jié)合起來。同時以“專題討論”的方式開授“討論課”，能夠充分調(diào)動學(xué)生的積極性、促使學(xué)生主動思考，讓他們踴躍參與課堂互動，真正成為課堂的主人。在大量查閱文獻資料的基礎(chǔ)上，既能了解目前的軋制工藝和軋制制度，也能鍛煉學(xué)生的表達能力，引發(fā)學(xué)生對理論與實踐的聯(lián)系與思考。

2.3 教學(xué)與實踐一體化的多元化教學(xué)環(huán)節(jié)

其次，《控軋控冷》是一門實踐性很強的專業(yè)技術(shù)課，為了“新工科”背景下具備高實踐能力人才的需求，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，可在教學(xué)中加強實踐環(huán)節(jié)，通過實驗、參觀與課程實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、參與科研課題等來達到目的，如結(jié)合“金屬學(xué)及熱處理”的實踐課程，設(shè)置金相和軋制實驗室的參觀和實踐活動，既有利于學(xué)生的實驗基礎(chǔ)訓(xùn)練，又有利于提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。又如可安排學(xué)生參加科研活動，參與金屬系研究生導(dǎo)師的實踐課題。從工程實際出發(fā)，建立性能—組織—工藝控制的思考模式。

同時，實踐教學(xué)是高校第二課堂體系的一個重要組成部分，在高校第二課堂中，實踐教學(xué)活動是實現(xiàn)“知行合一”的重要實施步驟，如果說第一課堂主要完成學(xué)生智力因素開發(fā)，第二課堂主要是塑造人格、創(chuàng)新能力等非智力因素開發(fā)，實踐教學(xué)可以有效對學(xué)生非智力因素開發(fā)，對于實現(xiàn)第二課堂教學(xué)目標具有重要價值。

2.4 課程考核模式多元化的建立

教考分離制度能客觀公正地反映學(xué)生的真實水平，激發(fā)學(xué)生的競爭意識，但傳統(tǒng)的教學(xué)試卷僅限于書本上的理論知識，對于《控軋控冷》課程的實踐部分，難以通過卷面的客觀題考察學(xué)生的水平。因此一方面，應(yīng)將試題分為客觀和主觀性試題兩種，針對不同的實踐內(nèi)容給出不同的題型，如思考題“你認為在雙相鋼的控軋控冷過程中，最重要的工藝步驟是哪一步，為什么？”；另一方面，將實踐部分的討論課也作為部分的多元化考核制度，比如可以開展小組討論，讓學(xué)生之間互相交流分享學(xué)習(xí)心得體會；組織實踐活動，讓學(xué)生自己動手、親身感悟，將理論知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用，對考察標準化、規(guī)范化、科學(xué)化、都起著非常重要的作用。

3 教學(xué)多元化模式的要求

3.1 學(xué)情分析與自主學(xué)習(xí)

在這種多元化教學(xué)模式的要求下，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)精準開展學(xué)情分析以制定教學(xué)計劃是很重要的。學(xué)情涉及的內(nèi)容非常廣，包括現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)、學(xué)生的興趣點、學(xué)生的認知狀態(tài)和發(fā)展規(guī)律等，如學(xué)生在學(xué)習(xí)《控軋控冷》課程前，是否已經(jīng)對關(guān)于金屬學(xué)熱處理的知識有了一定的掌握，這對于教師在課程講授過程的偏重點尤為關(guān)鍵。同時，教師能夠通過互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)反饋對每個學(xué)生的具體情況進行綜合評價，根據(jù)結(jié)果進行針對性的個性化教學(xué)。除此之外，分析學(xué)生的個體差異，即學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格因人而異，老師要尊重學(xué)生的差異化發(fā)展，不能一味地培養(yǎng)沒有思考能力的“考試機器”，給不同學(xué)生推薦一些對課程學(xué)習(xí)有幫助的資料和信息，可以提高其學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力。

同時，自主學(xué)習(xí)在高等學(xué)校教育中是特別重要的。一方面，教師可以在網(wǎng)絡(luò)上（如慕課）課前提供豐富完整的學(xué)前資源、提前布置有學(xué)習(xí)目標的預(yù)習(xí)任務(wù)，這樣不同層次的學(xué)生可以通過網(wǎng)上資源先期開展自主學(xué)習(xí)，可根據(jù)自己對所學(xué)知識的掌握情況進行針對化、個性化的預(yù)習(xí)工作。特別地，自主學(xué)習(xí)仍需要學(xué)生的自我監(jiān)督和輔助指導(dǎo)，可在學(xué)生群體中設(shè)立小組長，以分組的方式進行自主預(yù)習(xí)，不僅可以提高教學(xué)效率，也能使個體在相互學(xué)習(xí)過程中了解個人差異，以獲得一定的學(xué)情分析。

3.2 教師“信息技術(shù)”的學(xué)習(xí)

多元化教學(xué)模式的構(gòu)建離不開教師信息技術(shù)素養(yǎng)的提升。新工科背景下教師需要具備的核心素養(yǎng)首先是信息技術(shù)的應(yīng)用能力，主要是專業(yè)核心技術(shù)的更新、先進授課方法的學(xué)習(xí)與智慧教學(xué)模式的學(xué)習(xí)。

首先是專業(yè)核心技術(shù)的更新，不同于中小學(xué)教師，高校教授的內(nèi)容中需結(jié)合最新的科學(xué)研究進展進行一定的更新，如鋼的強化與韌化中提到：細晶強化是一種能夠同時提高強度和韌性的方式，但在最新的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)晶粒尺寸細化到十幾納米時，材料的強度反而會出現(xiàn)下降的趨勢。因此，高校教師在講授課程內(nèi)容時應(yīng)不斷學(xué)習(xí)最新的專業(yè)理論知識與核心技術(shù)，不能停留在原來的版本下。同時，要達到課堂高效教學(xué)的良好效果，教師必須熟練應(yīng)用授課助手，通過它控制手機和電腦投屏，發(fā)揮移動講臺的功能。另外?；陔娮訏呙鑳x和閱卷機等智能設(shè)備終端，智慧閱卷平臺可以采集隨堂測驗、課下作業(yè)、模擬考試等種種教學(xué)場景中的成績數(shù)據(jù)，為教師的后續(xù)教學(xué)工作提供精準的數(shù)據(jù)參考，從而實現(xiàn)精準化、智能化教學(xué)。

4 結(jié)語

材料成型及控制工程專業(yè)的畢業(yè)生將來直接服務(wù)于國內(nèi)各大中型鋼鐵企業(yè)，基于“新工科”背景下的課程教學(xué)模式的探索勢在必行，《控軋控冷》課程多元化教學(xué)模式的創(chuàng)新與改革仍在探索與推進之中，這將為提高我們專業(yè)的行業(yè)優(yōu)勢和本科生的專業(yè)素質(zhì)尤為重要。只有通過不斷的思考、探索、研究和總計，并結(jié)合本專業(yè)的實際情況，才能達到“新工科”背景下的人才需求。