王勝民 李向明 鄭必舉
[摘 要] 課程是高等教育人才培養(yǎng)的核心要素,是解決“以學(xué)生發(fā)展為中心”教育理念的關(guān)鍵環(huán)節(jié),更是落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的具體化。在我國(guó)高等教育金課打造之際,基于“金屬學(xué)與熱處理”的課程特征,從高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度三個(gè)方面分析“金屬學(xué)與熱處理”課程的金課特征體現(xiàn),從課程內(nèi)容、授課方式、考核方式等方面針對(duì)性地提出了“金屬學(xué)與熱處理”金課建設(shè)的具體措施,并總結(jié)了金課實(shí)施兩屆的成效、經(jīng)驗(yàn)和心得。旨在促進(jìn)“金屬學(xué)與熱處理”課程的高質(zhì)量建設(shè),對(duì)提升我國(guó)本科教育水平和促進(jìn)立德育人起到積極的作用。
[關(guān)鍵詞] 金屬學(xué)與熱處理;金課;課程建設(shè)
[基金項(xiàng)目] 2020年度昆明理工大學(xué)一流本科課程建設(shè)項(xiàng)目“金屬學(xué)與熱處理”;2021年度昆明理工大學(xué)課程思政內(nèi)涵式建設(shè)項(xiàng)目“專業(yè)基礎(chǔ)課課程思政的多維度建設(shè)研究”(2021KS066)
[作者簡(jiǎn)介] 王勝民(1977—),男,河北衡水人,博士,昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授,主要從事材料加工工程領(lǐng)域的教學(xué)和科研研究。
[中圖分類號(hào)] TG1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-9324(2022)20-0165-04 [收稿日期] 2021-12-29
自2018年8月教育部面向各高校提出淘汰水課、打造金課以來(lái)[1],高校教育研究者及教務(wù)管理部門針對(duì)什么是金課、金課應(yīng)該具備什么特征、金課如何建等進(jìn)行了大量研究,對(duì)金課建設(shè)思路有了較多的認(rèn)識(shí)[2-4],尤其是對(duì)金課的“兩性一度”(高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度)進(jìn)行了深入分析,如侯長(zhǎng)林從教育性、實(shí)用性、豐富性、前沿性、思辨性、研究性、藝術(shù)性分析了金課的七性特征[5],李芒從教學(xué)的難度、深度、廣度、高度、強(qiáng)度、精度和溫度分析了金課的七度特征并提出了課程建設(shè)措施[6]。但金課不是一個(gè)宏觀的概念,而是有血有肉的一門門具體的課程,僅靠教育研究者或管理者的宏觀研究是難以打造出金課的。課程建設(shè)及授課的主體是任課教師,只有主體接受了金課的教育理念,從課程源頭上實(shí)施改革和創(chuàng)新,才能真正促進(jìn)金課的建設(shè)。所以,教師才是金課的真正建設(shè)者和第一責(zé)任人。
一、“金屬學(xué)與熱處理”課程概況
本課程是工科院校材料成型及控制工程專業(yè)的必修核心專業(yè)基礎(chǔ)課,是一門可以引領(lǐng)學(xué)生把宏觀世界中可見(jiàn)的各種工程用金屬材料與微觀世界的組織結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來(lái)的專業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)。也是工科院校鑄造、焊接、壓力加工、金屬熱處理等細(xì)分專業(yè)或?qū)I(yè)方向的專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程的目的是使學(xué)生獲得金屬學(xué)及熱處理基礎(chǔ)及工程常用金屬材料的基礎(chǔ)理論知識(shí),并使其初步具有根據(jù)零件工作條件和失效方式合理選擇與使用材料、正確制定零件加工工藝路線的能力。
課程主要內(nèi)容包括金屬學(xué)基礎(chǔ)、熱處理原理和基礎(chǔ)工藝,以及碳鋼等工程常用金屬材料三大知識(shí)板塊;其中前兩板塊內(nèi)容具有理論抽象、專業(yè)術(shù)語(yǔ)多的特點(diǎn),第三板塊具有內(nèi)容繁雜且內(nèi)容中出現(xiàn)的工藝或概念又與前兩板塊緊密關(guān)聯(lián)的特點(diǎn)。金課建設(shè)之前多屆的教學(xué)表明,學(xué)生反映課程內(nèi)容枯燥無(wú)味、內(nèi)容離散、多理論缺實(shí)踐;教師反映,課程難教,學(xué)生學(xué)習(xí)帶有突擊性、缺乏學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)過(guò)程缺少思維。
二、“金屬學(xué)與熱處理”課程的金課特征分析
(一)課程的高階性分析
高階性是金課的第一基本特征,它要求課程是知識(shí)、能力、素質(zhì)有機(jī)融合,培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力和高級(jí)思維。知識(shí)為課程內(nèi)容所涵蓋也是課程的主要組成部分,《金屬學(xué)與熱處理》三大板塊內(nèi)容的基本概念、原理及規(guī)律都是金屬材料加工領(lǐng)域的共性知識(shí)積淀,多年來(lái)幾乎沒(méi)有大的技術(shù)突破,但這是課程的主要內(nèi)容,是課程必須講授和學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)證明,教師大都從自身的主觀愿望出發(fā),把學(xué)生看成是受教育的對(duì)象,把教學(xué)當(dāng)成是單向的培養(yǎng)活動(dòng),希望學(xué)生能夠熟練掌握課程內(nèi)容,即能背、能寫、會(huì)做題、能通過(guò)考試;而本課程基本概念多、理論多、內(nèi)容離散且抽象,灌輸式教與學(xué)的結(jié)果是學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺(jué)性,學(xué)習(xí)過(guò)程是機(jī)械式的,沒(méi)有產(chǎn)生學(xué)生個(gè)體的獨(dú)立知識(shí)思維。課程主要內(nèi)容雖有著歷史的沉淀,但并不是死板教條的,它們其中的諸多知識(shí)點(diǎn)與金屬材料加工領(lǐng)域的冷熱加工工藝密切相關(guān),生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的技術(shù)問(wèn)題或產(chǎn)品出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷追根溯源都需要基于這些經(jīng)典的概念和基本原理進(jìn)行分析、歸納和獲得解決方法。
(二)課程的創(chuàng)新性分析
金課的創(chuàng)新性一般體現(xiàn)在三個(gè)方面,一是課程內(nèi)容有前沿性和時(shí)代性;二是教學(xué)形式體現(xiàn)先進(jìn)性和互動(dòng)性;三是學(xué)習(xí)結(jié)果具有探究性和個(gè)性化。隨著科技的發(fā)展,新材料和先進(jìn)制造技術(shù)不斷涌現(xiàn),但金屬學(xué)與熱處理的經(jīng)典理論并沒(méi)有大的突破,這也說(shuō)明“金屬學(xué)與熱處理”課程不可一味地追求“新”;然而知識(shí)國(guó)際化是當(dāng)下的發(fā)展趨勢(shì),部分章節(jié)內(nèi)容的雙語(yǔ)教學(xué)、國(guó)外教材及習(xí)題的部分引入也是課程建設(shè)的時(shí)代性要求。
隨著多媒體信息技術(shù)的發(fā)展,多模式的課堂教學(xué)形式是必然選擇,課堂教學(xué)雖是課程的主要組成部分,但必須打破傳統(tǒng)的封閉課堂,不能再束縛于“固定的地方、固定的時(shí)間內(nèi)完成固定的教學(xué)內(nèi)容”,必須做到課堂開(kāi)放,實(shí)現(xiàn)時(shí)間、空間和內(nèi)容上的開(kāi)放;這離不開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)、微信、QQ及各類線上教學(xué)軟件的介入,這些媒介技術(shù)的介入不僅可以豐富課程內(nèi)容,還能夠?qū)崿F(xiàn)課時(shí)內(nèi)外師生之間、同學(xué)之間的互動(dòng)、交流,從而把課堂延伸到規(guī)定的課時(shí)之外,讓課程參與者隨時(shí)隨地進(jìn)行信息交流和問(wèn)題思考,將課程學(xué)習(xí)從時(shí)間和空間上延伸到教室和課堂之外。
大學(xué)學(xué)習(xí)是大學(xué)生活的主要存在方式,是尋找意義、建構(gòu)意義、發(fā)現(xiàn)意義的過(guò)程,從根本上講,課程教學(xué)的終極價(jià)值就是引導(dǎo)學(xué)生理解知識(shí)、理解他人、理解自我,從而不斷充盈自己的內(nèi)心世界,提升自己的生命意義[7]。所以,課程的學(xué)習(xí)結(jié)果不僅僅是完成并通過(guò)考試的低層次目標(biāo),也不僅是熟背金屬學(xué)、熱處理等那些基本定義、原理,而是通過(guò)課程的學(xué)習(xí)應(yīng)該能夠啟發(fā)并產(chǎn)生課程知識(shí)與相關(guān)實(shí)踐及社會(huì)的關(guān)聯(lián)思考、激發(fā)個(gè)人的獨(dú)立思維及是非判斷,為后續(xù)學(xué)習(xí)或工作中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題打下初步綜合工程素質(zhì)。
(三)課程的挑戰(zhàn)度分析
挑戰(zhàn)度要求課程要有一定難度,需要學(xué)生和老師一起,跳一跳才能夠得著?;谇笆龅母唠A性和創(chuàng)新性分析,在抓準(zhǔn)前面兩性(高階性和創(chuàng)新性)基本特征基礎(chǔ)上,若從課程內(nèi)容、授課方式、考核方式三方面真正做到了課程的全面改革,那么自然而然就產(chǎn)出了課程的挑戰(zhàn)度。挑戰(zhàn)度不是課程內(nèi)容越難、越深就越好,關(guān)鍵是把握一個(gè)“度”,這個(gè)“度”是走在發(fā)展的前面并引導(dǎo)發(fā)展的教學(xué)[8],為達(dá)到這個(gè)度,首先是任課教師要轉(zhuǎn)變觀念,不為目前高校重研輕教的績(jī)效考核規(guī)則所束縛,從事業(yè)心和良心上注入精力、投入遠(yuǎn)超課時(shí)的課程設(shè)計(jì)及準(zhǔn)備工作。在更新課程內(nèi)容方面,尤其要從廣度和深度上補(bǔ)充延伸到課堂外的教學(xué)內(nèi)容,這些內(nèi)容可能是討論性質(zhì)的某些主題,或者是學(xué)生必須通過(guò)手冊(cè)、文獻(xiàn)檢索、討論交流才能解決的技術(shù)難題等;除此之外,任課教師還要進(jìn)一步優(yōu)化課堂教學(xué)各環(huán)節(jié)的時(shí)間分配,做到線上線下、課堂內(nèi)外的多模式融合,這對(duì)于現(xiàn)行高???jī)效考核體制下的任課教師而言無(wú)疑就是較大的挑戰(zhàn)度。求知是人的本性[9],當(dāng)課程內(nèi)容達(dá)到一定的挑戰(zhàn)度,對(duì)學(xué)生而言,在學(xué)習(xí)過(guò)程能夠體驗(yàn)到精神突圍或思維突破的快感,能夠激發(fā)自己在金屬學(xué)與熱處理領(lǐng)域求知的渴望,這有利于苦心志、激其行、進(jìn)而增益其所不能,做到課堂內(nèi)外都忙起來(lái)。
三、“金屬學(xué)與熱處理”金課的建設(shè)措施及實(shí)踐
(一)課程內(nèi)容及授課方式的改革
1.課程內(nèi)容的改革。保留課程基本概念、原理等基礎(chǔ)知識(shí),分析課程各章節(jié)的主要內(nèi)容、重點(diǎn)內(nèi)容和難點(diǎn),梳理并細(xì)化各知識(shí)點(diǎn)。課程內(nèi)容有選擇地引入國(guó)外經(jīng)典教材章節(jié)及習(xí)題,部分內(nèi)容采用雙語(yǔ)教學(xué),并在期末試題中設(shè)置全英文試題的體現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)課學(xué)習(xí)的時(shí)代化和國(guó)際化意識(shí)。
針對(duì)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),緊密結(jié)合制造技術(shù)、工藝、設(shè)備、產(chǎn)品制作流程或產(chǎn)品缺陷及新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),制訂基礎(chǔ)原理、工藝流程與實(shí)踐現(xiàn)象或問(wèn)題的一對(duì)一關(guān)聯(lián),將其付諸每章教學(xué)的主要知識(shí)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí)和工程實(shí)踐關(guān)聯(lián)的有機(jī)融合。工程實(shí)踐的關(guān)聯(lián)主題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐或任課教師的科研活動(dòng),需任課教師凝練積累并題目化;如,“純金屬的結(jié)晶”章節(jié)設(shè)置“炸藥猛度試驗(yàn)用鉛柱的晶粒粗化(金屬軟化)”工程問(wèn)題解決大作業(yè),“二元合金相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶”章節(jié)設(shè)置“熱浸鍍錫鍋內(nèi)沉沒(méi)輥選材紫銅的合理性及分析”工程問(wèn)題解決大作業(yè),“金屬及合金的回復(fù)與再結(jié)晶”章節(jié)設(shè)置“大塑性變形—晶粒納米化—脆化—退火軟化—晶粒長(zhǎng)大的矛盾辨析”課堂大討論,等等。
2.課程授課方式的改革。以課堂教學(xué)為主,課后線上為輔,增加問(wèn)題討論每周一次(課下完成),充分利用互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)微信,實(shí)現(xiàn)課堂、互聯(lián)網(wǎng)+手機(jī)、課后圖書館、實(shí)驗(yàn)室的多方位融合教學(xué)模式。在內(nèi)容合適深度和廣度的前提下,將課程教學(xué)由課堂時(shí)間內(nèi)的集中學(xué)習(xí)發(fā)展至課外學(xué)生個(gè)體或分組的多時(shí)間段、不固定地點(diǎn)的(如網(wǎng)絡(luò)、圖書館、學(xué)生之間自發(fā)的小范圍討論交流小組)多維度學(xué)習(xí)。部分改革措施列舉如下:(1)基礎(chǔ)理論采用講授+工程案例剖析;(2)基礎(chǔ)工藝采用講授+案例分析+討論;(3)基礎(chǔ)理論、工藝的實(shí)踐應(yīng)用采用案例分析+典型視頻+技術(shù)難題及解決+課下大作業(yè)+分組討論;(4)授課媒介采取:多媒體+板書+手機(jī)(微信群、QQ群)+課下(圖書館)相結(jié)合的方式。
(二)課程考核方式的改革
以過(guò)程評(píng)價(jià)和目標(biāo)評(píng)價(jià)為主線,以課程教與學(xué)過(guò)程學(xué)生的自主性、積極性和理論—實(shí)踐能力的結(jié)合度效果為教學(xué)評(píng)價(jià)總目標(biāo)。采用期末考試+過(guò)程評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式實(shí)施課程考核。這種考核方式包括了終結(jié)性評(píng)價(jià)和過(guò)程性評(píng)價(jià)的全面性,且過(guò)程評(píng)價(jià)及平時(shí)討論、微信群的交流又體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生情感、價(jià)值觀、態(tài)度甚至個(gè)性化的評(píng)價(jià),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的多元化評(píng)價(jià)。
成績(jī)?cè)O(shè)置為百分制,滿分100分,其中,期末考試占60%(60分),過(guò)程評(píng)價(jià)占40%(40分)。過(guò)程評(píng)價(jià)包括工程問(wèn)題解決大作業(yè)評(píng)價(jià)(20分),課后章節(jié)作業(yè)評(píng)價(jià)(5分),工程案例討論評(píng)價(jià)(5分),實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)(10分),考勤計(jì)入扣分項(xiàng)。編制了課程目標(biāo)考核方式及成績(jī)比例表、課后章節(jié)作業(yè)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)踐問(wèn)題解決大作業(yè)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、期末考試成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、工程案例討論成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
課程的考核方式打破了傳統(tǒng)期末考試+考勤的固定模式,大比例引入了工程問(wèn)題解決的這一過(guò)程評(píng)價(jià),并設(shè)置了20%的占比,工程問(wèn)題解決作業(yè)緊扣主要章節(jié)的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),是理論聯(lián)系實(shí)際的強(qiáng)力紐帶,布置大作業(yè)次數(shù)不少于7次,其相關(guān)內(nèi)容在期末考試試題中設(shè)置不低于5%的占比。
建立了過(guò)程考核及反饋機(jī)制,過(guò)程考核及監(jiān)控環(huán)節(jié)設(shè)置有工程問(wèn)題解決大作業(yè)、期中測(cè)驗(yàn)、案例討論、微信群交流、問(wèn)卷調(diào)查等,及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程及學(xué)生學(xué)習(xí)難度、進(jìn)度、態(tài)度等存在的問(wèn)題,并及時(shí)反饋至教學(xué)活動(dòng)過(guò)程。
(三)課程金課的實(shí)踐及總結(jié)
本課程金課建設(shè)以來(lái)經(jīng)材料成型及控制工程專業(yè)兩屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐表明,課程教學(xué)使得學(xué)生在知識(shí)、能力、素質(zhì)上全面提升,較好地完成了育人目標(biāo),課程建設(shè)及實(shí)施效果的金課特征顯著,主要總結(jié)如下:(1)教師投入的工作量顯著增加,學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間明顯延長(zhǎng),學(xué)生課堂外投入的時(shí)間明顯超過(guò)了課堂內(nèi)學(xué)時(shí);據(jù)統(tǒng)計(jì)教師投入課程的時(shí)間為7~8倍總學(xué)時(shí),學(xué)生用于課后自主學(xué)習(xí)的時(shí)間為5~6倍總學(xué)時(shí);學(xué)生課前、課后都投入了時(shí)間用于課程的學(xué)習(xí)。(2)初步激發(fā)了學(xué)生將知識(shí)與實(shí)踐相關(guān)聯(lián)的探討和思考意識(shí),并從大作業(yè)和討論評(píng)價(jià)中表現(xiàn)出一定的獨(dú)立思維的自信心。(3)觸發(fā)了學(xué)生發(fā)散思維在專業(yè)領(lǐng)域的奔放,敢于并勇于開(kāi)展創(chuàng)新的討論和建議。(4)激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的源動(dòng)力,初步形成了學(xué)生帶著問(wèn)題查閱手冊(cè)、跑圖書館、討論交流的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。(5)習(xí)慣了專業(yè)課部分章節(jié)內(nèi)容的雙語(yǔ)教學(xué),并樂(lè)于接受全英文題目的挑戰(zhàn),培養(yǎng)了時(shí)代化和國(guó)際化的學(xué)習(xí)意識(shí)。(6)課程的產(chǎn)出效果支撐了OBE(Outcome-Based Education)結(jié)果導(dǎo)向的評(píng)估,完全達(dá)成了專業(yè)認(rèn)證所要求的學(xué)習(xí)目標(biāo)。最近一屆學(xué)生的課程學(xué)習(xí)考核結(jié)果均超過(guò)了課程五個(gè)教學(xué)目標(biāo)預(yù)期設(shè)置達(dá)成度值0.7。
結(jié)語(yǔ)
課程建設(shè)非一朝一夕之事,金課建設(shè)非三年兩年之功,打造真正的金課,首要的是需要任課教師轉(zhuǎn)變觀念,憑事業(yè)心和良心創(chuàng)新課程內(nèi)容、改革教學(xué)模式、做到知行合一,讓學(xué)生內(nèi)心體會(huì)到學(xué)習(xí)過(guò)程的認(rèn)知欲望。本文的觀點(diǎn)、措施及建議是本人在執(zhí)教“金屬學(xué)與熱處理”過(guò)程課程建設(shè)與教的體會(huì)和總結(jié),僅供同行參考,并希望同行們提出寶貴的意見(jiàn)和建議。希望本文的內(nèi)容及觀點(diǎn)對(duì)提升我國(guó)金屬學(xué)與熱處理工程領(lǐng)域?qū)I(yè)人才培養(yǎng)起到積極的作用。
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Research and Practice of “Golden Course” Construction of Metallography & Heat Treatment Course WANG Sheng-min, LI Xiang-ming, ZHENG Bi-ju
(Faculty of Material Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming, Yunnan 650093, China)
Abstract: Course is the core element of talent training in higher education, and the key point to implementing the educational concept of “student-centered development”, and the specifications of the moral education fundamental task. On the occasion of golden courses building in China’s higher education, the golden course characteristics of Metallography & Heat Treatment, including higher order, innovation and challenge, are analyzed based on the course characteristics. Some specific measures are presented for building golden courses from the aspects of course content, teaching methods, assessment methods, etc. The results and experience of the implementation of two sessions are summarized. It is hoped that the viewpoints, measures and suggestions of this paper can promote the high-quality construction of Metallography & Heat Treatment, and at the same time, it is also hoped to play a positive role in improving the quality of moral education in the field of metalworking and heat treatment in China.
Key words: Metallography & Heat Treatment; golden course; course construction