盧國(guó)龍，楊微，王蜜，劉鎮(zhèn)寧

(1.吉林大學(xué) 工程仿生教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 長(zhǎng)春 130022；2.長(zhǎng)春師范大學(xué) 工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130032)

隨著當(dāng)前世界范圍內(nèi)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的加速進(jìn)行，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，高等教育步入新階段[1-2]。2017年4月，教育部高教司發(fā)布“新工科”建設(shè)行動(dòng)路線(xiàn)，提出培養(yǎng)造就一大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才，為我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)提供人才支撐的建設(shè)愿景[3]。革新教學(xué)內(nèi)容和課程體系、探究新的教學(xué)模式與評(píng)價(jià)體系是新工科建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容。同時(shí)，也為我國(guó)本科工程教育基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué)工作指明了前進(jìn)的新方向。

材料科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱之一，其發(fā)展水平是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志[4]。材料科學(xué)的發(fā)展在很大程度上依賴(lài)檢測(cè)技術(shù)的提高?，F(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)是用實(shí)驗(yàn)探究的方式，對(duì)材料的成分特征、物相結(jié)構(gòu)、組織形貌等進(jìn)行觀察表征的分析手段?！艾F(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”作為材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課程，也是一門(mén)典型的理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系的技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)課程。其教學(xué)目的是通過(guò)了解現(xiàn)代材料研究中各類(lèi)常用的材料分析測(cè)試方法，包括測(cè)試技術(shù)的基本原理、儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、操作方法和樣品的制備及應(yīng)用等，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用各類(lèi)測(cè)試技術(shù)的能力，并為學(xué)生將來(lái)從事的科研或相關(guān)工作奠定堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

隨著材料科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)材料性能提出了更加苛刻的要求，同時(shí)對(duì)材料組分、微觀結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系越來(lái)越感興趣[5]。此外，許多新型的材料測(cè)試分析儀器也是各綜合高校和科研院所在新工科建設(shè)背景下開(kāi)展教學(xué)工作、學(xué)科建設(shè)和科學(xué)研究的基礎(chǔ)設(shè)備?！艾F(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”課程能夠有效利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件和儀器設(shè)備，使其服務(wù)于教學(xué)過(guò)程，達(dá)到提高新工科人才實(shí)踐創(chuàng)新能力的目的。本文結(jié)合吉林大學(xué)的實(shí)際情況，就“現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”課程教學(xué)如何改革與創(chuàng)新進(jìn)行深入研究和探討。

1 瞄準(zhǔn)課程定位，分析教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容

“現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”理論課程涵蓋了材料學(xué)、物理學(xué)、電子光學(xué)、光譜學(xué)等許多學(xué)科，包含X射線(xiàn)衍射分析、電子衍射分析、電子顯微分析、光學(xué)顯微分析、紅外光譜分析和其他分析測(cè)試技術(shù)等諸多基礎(chǔ)內(nèi)容[6]，具有涵蓋學(xué)科范圍廣、知識(shí)點(diǎn)紛繁復(fù)雜、理論概念抽象等特點(diǎn)，無(wú)形中加大了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，影響其學(xué)習(xí)效果。此外，受課時(shí)限制，教師只能對(duì)理論部分做基礎(chǔ)講解，導(dǎo)致學(xué)生掌握知識(shí)不全面、學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、學(xué)習(xí)效果不理想，在實(shí)踐操作中學(xué)生難以將理論學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換為實(shí)際應(yīng)用。因此，如何科學(xué)劃分知識(shí)體系，提高教育教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生掌握現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)的初步基礎(chǔ)并能在未來(lái)科研和實(shí)際工作中進(jìn)行應(yīng)用實(shí)踐，顯得尤為重要。

1.2 合理選用教材

隨著科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐水平的不斷提高，現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，新的材料研究手段日益精密、全面，并向大型化、綜合化方向發(fā)展。例如，一臺(tái)新型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡，除了具有納米級(jí)分辨水平的顯微結(jié)構(gòu)分析，還可以配備成分分析附件和晶體結(jié)構(gòu)分析附件，從而實(shí)現(xiàn)較為全面的分析功能。而現(xiàn)有的教材，多是幾年前的版本，跟不上現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)發(fā)展的步伐，教材內(nèi)容難以及時(shí)更新。如何在教學(xué)過(guò)程中引入最新的儀器和方法來(lái)開(kāi)闊學(xué)生視野、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)[7-8]。另外，教材大多以介紹基本概念和推導(dǎo)公式為主，缺乏材料測(cè)試技術(shù)應(yīng)用方面的案例和習(xí)題，內(nèi)容較為枯燥。教材是課程標(biāo)準(zhǔn)的具體化，在介紹現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)基本原理的基礎(chǔ)上，應(yīng)更側(cè)重分析技術(shù)的應(yīng)用。在新工科提倡創(chuàng)新的發(fā)展思路下，其專(zhuān)業(yè)教學(xué)內(nèi)容建設(shè)應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，瞄準(zhǔn)科技發(fā)展前沿，在不斷豐富和改善中對(duì)內(nèi)容進(jìn)行梳理，遵循實(shí)用原則并做到條理清晰、簡(jiǎn)明扼要。

1.3 強(qiáng)化評(píng)價(jià)體系

目前，“現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”課程大多通過(guò)課堂出勤、期末閉卷考試和撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)定。這種傳統(tǒng)的考核評(píng)價(jià)主體相對(duì)單一、評(píng)價(jià)內(nèi)容不全面，忽略了理論與實(shí)踐結(jié)合培養(yǎng)的考量，也忽視了學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程。同時(shí)，也限制了教師針對(duì)考核結(jié)果的反饋及運(yùn)用，從而不能及時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃。在保證學(xué)生掌握理論基礎(chǔ)的前提下，要以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展為主線(xiàn)，以培養(yǎng)創(chuàng)新型科研人才為主要目標(biāo)，從新工科人才培養(yǎng)需求角度出發(fā)，凸顯學(xué)生實(shí)際創(chuàng)新實(shí)踐能力的考核。在新工科建設(shè)背景下，為提高我國(guó)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)質(zhì)量，建立全面、有效的課程評(píng)價(jià)體系至關(guān)重要。

2 創(chuàng)新教育理念，優(yōu)化課程體系

2.1 融入多學(xué)科交融教學(xué)模式

學(xué)科融合多元化發(fā)展是教學(xué)改革的必然選擇?！艾F(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”課程的知識(shí)體系涉及廣泛、實(shí)用性較強(qiáng)，具有適用于多學(xué)科教學(xué)的特點(diǎn)。教師可通過(guò)介紹學(xué)科交叉案例，或利用教師的交叉研究及科研項(xiàng)目，來(lái)完善多學(xué)科交融的教學(xué)模式。例如，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，可有機(jī)結(jié)合與仿生學(xué)相關(guān)的材料測(cè)試研究。仿生學(xué)是20世紀(jì)生物學(xué)與技術(shù)科學(xué)快速發(fā)展而產(chǎn)生的一門(mén)新興交叉學(xué)科。自誕生以來(lái)，仿生學(xué)以其可持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)大生命力和充滿(mǎn)原始創(chuàng)新的無(wú)限活力飛速擴(kuò)展到自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和工程科學(xué)的眾多領(lǐng)域[9-10]。而仿生測(cè)試技術(shù)中常用的常規(guī)表征測(cè)試技術(shù)就包括電子顯微技術(shù)、X射線(xiàn)衍射技術(shù)、紅外光譜技術(shù)等。通過(guò)靈活設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課模塊，將相應(yīng)內(nèi)容在現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)科研、生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用情況對(duì)學(xué)生進(jìn)行滲透，拓寬學(xué)生對(duì)現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)學(xué)科知識(shí)的涉獵范圍，提高其科學(xué)研究興趣。例如，在車(chē)載燃料電池雙極板仿肺三維流場(chǎng)傳質(zhì)增效設(shè)計(jì)與制造中，提出利用金屬3D打印工藝制造雙極板仿肺3D流場(chǎng)，采用掃描電子顯微分析技術(shù)觀察樣品支氣管與肺泡之間的空間結(jié)構(gòu)，探索肺部氣管樹(shù)及其排水機(jī)理，繼而講解掃描電鏡的工作原理、儀器構(gòu)造、主要性能指標(biāo)、檢測(cè)方法和圖像分析(如圖1所示)。通過(guò)合理設(shè)計(jì)交叉學(xué)科的科研項(xiàng)目，提高學(xué)生參與的積極性，利用實(shí)驗(yàn)探究關(guān)鍵參數(shù)，增強(qiáng)學(xué)生知行合一的能力，從而豐富“現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”課程中多學(xué)科交融模式的教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。

圖1 新工科背景下“現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”課程教學(xué)流程——以“掃描電鏡”為例

此外，結(jié)合仿生學(xué)的多學(xué)科交融教學(xué)模式還能夠幫助學(xué)生關(guān)心自然與社會(huì)，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神與社會(huì)責(zé)任感的重要途徑。

同時(shí)，在教學(xué)中融入多學(xué)科交融教學(xué)模式能夠?yàn)榻處熖峁┌l(fā)展的平臺(tái)。不僅教學(xué)內(nèi)容要體現(xiàn)多學(xué)科融合的多端模式，教師更應(yīng)將自身的多學(xué)科思維滲透進(jìn)教學(xué)過(guò)程，而且要在教學(xué)方法上不斷創(chuàng)新、教學(xué)內(nèi)容上不斷充實(shí)和完善。應(yīng)用多學(xué)科交融教學(xué)模式能夠豐富其課堂教學(xué)形式，提升課程的整體質(zhì)量和教學(xué)效率。同時(shí)，把科研項(xiàng)目融入教學(xué)，利用教學(xué)推動(dòng)科學(xué)研究，兩者相互促進(jìn)、相輔相成。如此，可打破固有學(xué)科領(lǐng)域界限，形成體現(xiàn)多學(xué)科交叉融合特征的工程人才培養(yǎng)模式，引導(dǎo)學(xué)生掌握和探索交叉學(xué)科前沿的知識(shí)與發(fā)展動(dòng)態(tài)。目前，關(guān)于“現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”課程中融入多學(xué)科交融教學(xué)模式的研究相對(duì)較少，具有較高新穎性。

2.2 融入思政元素

課程思政是落實(shí)高校立德樹(shù)人根本任務(wù)的重要途徑[11]，也是新工科建設(shè)在專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生德才兼?zhèn)洹⑷姘l(fā)展的迫切需要。在不斷發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，材料已經(jīng)逐漸成為人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。其與國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)密切相關(guān)，與人民的衣食住行密不可分。在“現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”課程的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)有機(jī)結(jié)合相關(guān)時(shí)事熱點(diǎn)，如黨的十八大以來(lái)提出的美麗中國(guó)、健康中國(guó)等，為材料科學(xué)技術(shù)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)傳授和思想政治教育提供了眾多生動(dòng)素材。在教學(xué)過(guò)程中，需要巧妙地將其中所蘊(yùn)含的愛(ài)國(guó)情懷、創(chuàng)新精神等德育元素精髓有機(jī)地融入課堂教學(xué)過(guò)程，以潤(rùn)物無(wú)聲的方式培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)自豪感和社會(huì)責(zé)任感，增強(qiáng)科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)[12]。

基于融合仿生學(xué)的多學(xué)科交融教學(xué)模式，以多元化的視野，強(qiáng)化人類(lèi)與自然更和諧、更密切的關(guān)系，能夠幫助學(xué)生樹(shù)立協(xié)調(diào)發(fā)展的生態(tài)文明理念，形成關(guān)注環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題的意識(shí)，深入理解構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體的重要內(nèi)涵；著眼于學(xué)習(xí)模擬大自然運(yùn)行法則的仿生理念，既實(shí)現(xiàn)了新工科背景下的教育目標(biāo)，又豐富了課程教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)也在加深學(xué)科內(nèi)容深度和廣度方面起著至關(guān)重要的作用，為培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的新工科人才提供有力支撐。

除此之外，在課堂教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)融入物理學(xué)史或設(shè)備研發(fā)過(guò)程，如X射線(xiàn)的重大發(fā)現(xiàn)，喚醒了沉睡的物理學(xué)界。德國(guó)物理學(xué)家倫琴以幾十年的精心實(shí)驗(yàn)和嚴(yán)謹(jǐn)自覺(jué)的工作態(tài)度揭開(kāi)了現(xiàn)代物理學(xué)革命的序幕。通過(guò)講述蘊(yùn)藏在開(kāi)創(chuàng)性成果下科學(xué)家艱辛奮斗和探索的精彩故事，使學(xué)生懂得科學(xué)成果的來(lái)之不易，懂得科學(xué)研究需要具有認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度[13]；同時(shí)幫助學(xué)生理清相關(guān)物理法則和規(guī)律的演變脈絡(luò)，了解科學(xué)家們作出的卓越貢獻(xiàn)和堅(jiān)定不移的探索精神，使學(xué)生潛移默化地受到感染和熏陶；并且通過(guò)不斷強(qiáng)化其專(zhuān)業(yè)知識(shí)背景，讓學(xué)生了解科技發(fā)展帶來(lái)的巨大影響和變化，激發(fā)學(xué)生對(duì) X 射線(xiàn)的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和人文精神。在每個(gè)章節(jié)的教學(xué)過(guò)程中，都應(yīng)深度挖掘與之對(duì)應(yīng)的思政元素，通過(guò)融入豐富的思政案例，進(jìn)一步推動(dòng)課程教學(xué)改革建設(shè)。具體實(shí)施過(guò)程見(jiàn)表1。

表1 課程思政融入教學(xué)內(nèi)容

在“現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”課程的整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，立足于課程思政建設(shè)的根本要求，以教育理念為靈魂，結(jié)合現(xiàn)代材料專(zhuān)業(yè)教學(xué)特色，以專(zhuān)業(yè)測(cè)試技術(shù)知識(shí)為載體，深度融合課程思政元素，是促進(jìn)材料工程專(zhuān)業(yè)課程深入改革，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳遞和價(jià)值引領(lǐng)齊頭并進(jìn)，提高新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段。

2.3 改革教學(xué)方法

改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，落實(shí)以學(xué)生為中心的理念?；谛鹿た票尘?，“現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”課程教學(xué)在教學(xué)改革方面作了很多嘗試。首先，基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)法設(shè)置研究小組，以教師在仿生學(xué)和材料測(cè)試技術(shù)方向的交叉研究及科研項(xiàng)目為導(dǎo)向，依托信息社會(huì)資源開(kāi)放的特點(diǎn)，通過(guò)發(fā)布相關(guān)科研任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所要解決的問(wèn)題自主學(xué)習(xí)，查閱相關(guān)資料，解決專(zhuān)業(yè)學(xué)時(shí)有限的問(wèn)題，拓寬學(xué)生多學(xué)科交叉的思維廣度。其次，充分利用案例教學(xué)法，在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中選擇具有學(xué)科交融的代表性案例。例如，在氫能源汽車(chē)中，從質(zhì)子交換膜燃料電池雙極板仿生流道制備過(guò)程中的表征及相關(guān)性能檢測(cè)出發(fā)，引入模壓工藝過(guò)程中石墨材料仿生流道雙極板的檢測(cè)方法，然后進(jìn)一步講解檢測(cè)其材料的主要方法——熱分析技術(shù)，隨之講解熱分析技術(shù)的基礎(chǔ)種類(lèi)、基本原理、曲線(xiàn)特征分析及影響因素。另外，基于小規(guī)模的翻轉(zhuǎn)課堂形式，為學(xué)生提供創(chuàng)新平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生了解最新測(cè)試方法動(dòng)態(tài)，以匯報(bào)形式在課堂上講解儀器結(jié)構(gòu)、操作注意事項(xiàng)，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)綜合運(yùn)用能力。

通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生對(duì)材料科學(xué)領(lǐng)域的研究和檢測(cè)中常用的各種材料測(cè)試技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)了解，并能夠正確選擇材料測(cè)試方法分析典型的測(cè)試結(jié)果(圖譜、圖像等)。通過(guò)改革教學(xué)方法，有機(jī)融合仿生學(xué)內(nèi)容，豐富教育理論，改變了傳統(tǒng)的先講后練式教學(xué)結(jié)構(gòu)，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。

2.4 重構(gòu)教材內(nèi)容

教材是課程內(nèi)容的載體，其作為教育的基礎(chǔ)，承載著微觀層面的人才培養(yǎng)重任。盡管有關(guān)材料分析測(cè)試技術(shù)的參考書(shū)籍琳瑯滿(mǎn)目、種類(lèi)繁多，但其交叉仿生學(xué)科的教材相對(duì)匱乏，因而需要教師根據(jù)其教學(xué)實(shí)踐、科研經(jīng)驗(yàn)以及創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行合理編排，以滿(mǎn)足學(xué)科融合多元化發(fā)展的教學(xué)需要。該教材在編寫(xiě)過(guò)程中應(yīng)聚焦課堂教學(xué)本質(zhì)，以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，以融合交叉為特色，以人才需求為導(dǎo)向，以立德樹(shù)人為主線(xiàn)，以靈活設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課模塊為關(guān)鍵載體，以教材內(nèi)容深廣度適中夠用為原則，以培養(yǎng)交叉仿生學(xué)科創(chuàng)新人才為目標(biāo)，并在遵循教學(xué)基本規(guī)律的前提下設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)教材，使之能夠滿(mǎn)足新工科背景下課堂教學(xué)的最大化需求。

鑒于現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)發(fā)展日新月異，技術(shù)與儀器設(shè)備不斷更新，在側(cè)重各種分析測(cè)試方法基本理論、原理敘述經(jīng)典性的同時(shí)，也應(yīng)注重結(jié)合科學(xué)技術(shù)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，靈活把握教材的科學(xué)性、系統(tǒng)性和適用性，繼而反映出當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的新知識(shí)、新理論、新技術(shù)，突出反映教材內(nèi)容的現(xiàn)代化特色。由于現(xiàn)代材料分析測(cè)試工作實(shí)踐性強(qiáng)，在編寫(xiě)教材的過(guò)程中，編者應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用分析方法解決具體問(wèn)題的能力，并大量提供科研工作中的實(shí)際問(wèn)題做作為應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程后能掌握具體的分析方法，為教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)及科學(xué)研究服務(wù)。同時(shí)，應(yīng)配合大量插圖、圖表等，讓理論概念更清晰化，在講授過(guò)程中讓學(xué)生直觀了解知識(shí)體系及其相關(guān)技術(shù)的選用準(zhǔn)則。此外，為鞏固所學(xué)知識(shí)，每章都應(yīng)設(shè)有一定量的思考題，旨在加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專(zhuān)業(yè)面。在交叉仿生學(xué)科的內(nèi)容搭配上，要從整體上進(jìn)行審視，將同一主題的專(zhuān)業(yè)課知識(shí)加以歸類(lèi)形成模塊，并輔助呈現(xiàn)多學(xué)科交叉的探究任務(wù)、科研實(shí)例、擴(kuò)展資料等，從而優(yōu)化教材內(nèi)容的學(xué)科橫向聯(lián)通性，拓寬學(xué)生專(zhuān)業(yè)口徑，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科知識(shí)的交叉與滲透，以滿(mǎn)足培養(yǎng)新工科背景下創(chuàng)新人才的需要。

2.5 構(gòu)建多元化考核評(píng)價(jià)體系

教育評(píng)價(jià)是教育改革和發(fā)展的指揮棒[14]?？茖W(xué)的考核方法是客觀評(píng)價(jià)學(xué)生知識(shí)掌握能力和教學(xué)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)性和創(chuàng)造性具有重要作用[15-16]?！艾F(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”課程的考核評(píng)價(jià)體系，不光要加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的考核，還要注重學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)，把多元化考核的重點(diǎn)放在教學(xué)過(guò)程中。

新工科背景下的多學(xué)科交融教學(xué)模式，以促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展作為衡量人才培養(yǎng)質(zhì)量的根本標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建多元化考核評(píng)價(jià)體系，如圖2所示。

圖2 多元化考核評(píng)價(jià)體系

一是建立多元化評(píng)價(jià)主體，包括學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、組內(nèi)成員分工互評(píng)、教師指導(dǎo)評(píng)價(jià)等，由多元化主體從多個(gè)角度出發(fā)，形成全員參與的多元評(píng)價(jià)機(jī)制。二是豐富多元化評(píng)價(jià)內(nèi)容，包括合作與交流能力、學(xué)習(xí)與科研創(chuàng)新能力、實(shí)踐與操作安全意識(shí)、知識(shí)掌握與運(yùn)用能力等多個(gè)維度，構(gòu)成精細(xì)化的多元評(píng)價(jià)體系。三是運(yùn)用多種評(píng)價(jià)方式，包括線(xiàn)上考核環(huán)節(jié)、日常出勤情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)等多種評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)多元化考核評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建。四是采用過(guò)程與結(jié)果相結(jié)合的多元考核體系。在日?？己酥?，教師通過(guò)靈活劃分各專(zhuān)題分值占比，按一定權(quán)重算入過(guò)程分；并通過(guò)考核結(jié)果及時(shí)作出反饋，分析學(xué)生學(xué)習(xí)掌握情況，同時(shí)進(jìn)行教學(xué)調(diào)整，從而完善和改進(jìn)教學(xué)過(guò)程。在結(jié)果考核中，采用閉卷考試的形式，考查學(xué)生對(duì)各種測(cè)試分析儀器基本原理、構(gòu)造及應(yīng)用的掌握情況，并加入一定量的多學(xué)科開(kāi)放性綜合試題，考查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用與拓展創(chuàng)新能力。

構(gòu)建多元化考核評(píng)價(jià)體系，有利于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，也能夠促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成良好的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和科學(xué)素養(yǎng)。

3 發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷，檢驗(yàn)教學(xué)效果

在階段教學(xué)實(shí)踐結(jié)束后，為檢驗(yàn)結(jié)合仿生學(xué)的多學(xué)科交融教學(xué)模式下“現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”課程的教學(xué)效果，設(shè)計(jì)并發(fā)放了實(shí)施效果調(diào)查問(wèn)卷(見(jiàn)表2)。其中，一級(jí)指標(biāo)為學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)結(jié)果，隨后根據(jù)一級(jí)指標(biāo)細(xì)化出6個(gè)二級(jí)指標(biāo)和14個(gè)對(duì)應(yīng)題項(xiàng)。問(wèn)卷設(shè)計(jì)基于李克特量表(Likert scale)，所設(shè)題項(xiàng)均為客觀選擇題，不同選項(xiàng)表明被測(cè)者對(duì)該項(xiàng)陳述的認(rèn)同程度。所設(shè)5個(gè)選項(xiàng)及對(duì)應(yīng)分值如下：十分同意(5分)、同意(4分)、一般(3分)、不同意(2分)、十分不同意(1分)。各個(gè)題項(xiàng)所得平均分?jǐn)?shù)越高，證明被測(cè)者對(duì)于該題項(xiàng)認(rèn)可度越高。本次研究調(diào)查對(duì)象為材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)01班學(xué)生,共發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷23份，回收問(wèn)卷23份，回收率100%。經(jīng)確認(rèn)全部問(wèn)卷為有效問(wèn)卷，有效率100%。

表2 階段性教學(xué)效果調(diào)查分析

根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查分析，針對(duì)“項(xiàng)已刪除的α系數(shù)”，任意題項(xiàng)被刪除后，信度系數(shù)并不會(huì)有明顯的上升，因此說(shuō)明題項(xiàng)設(shè)計(jì)合理有效。同時(shí)，除“我會(huì)在課外時(shí)間與任課教師進(jìn)行學(xué)術(shù)交流”之外，其他陳述項(xiàng)均值皆大于4分。由此可知，在學(xué)習(xí)過(guò)程的調(diào)查中，學(xué)生對(duì)交叉仿生學(xué)科的教學(xué)模式喜愛(ài)程度頗高，對(duì)其教學(xué)過(guò)程、教學(xué)評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)與實(shí)施滿(mǎn)意度較高；在學(xué)習(xí)成果的調(diào)查中，學(xué)生認(rèn)為自身科研能力、綜合素質(zhì)有著顯著提升。此外，根據(jù)線(xiàn)上SPSS AU工具和Excel 2010軟件統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，研究數(shù)據(jù)信度系數(shù)值高于0.8(見(jiàn)表3)，綜合說(shuō)明數(shù)據(jù)信度質(zhì)量高，可用于進(jìn)一步分析。

表3 問(wèn)卷數(shù)據(jù)Cronbach信度分析-簡(jiǎn)化格式

實(shí)踐證明，在階段教學(xué)中，“現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”課程取得了較好的教學(xué)成效，能夠滿(mǎn)足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和教育期望，并獲得了學(xué)生的廣泛歡迎和認(rèn)可，也對(duì)其知識(shí)運(yùn)用能力和綜合素質(zhì)的提高有很大幫助。并在達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)，完成“現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”課程的教學(xué)任務(wù)。

4 結(jié)語(yǔ)

在加快新工科建設(shè)的背景下，“現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)”課程教學(xué)改革與創(chuàng)新涉及范圍廣、操作難度大，是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程?，F(xiàn)代材料科學(xué)測(cè)試技術(shù)的新理論、新知識(shí)、新技術(shù)迅猛發(fā)展，展現(xiàn)出極具創(chuàng)新性的應(yīng)用前景，這給材料科學(xué)教學(xué)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)，同時(shí)也為教師賦予了新的職業(yè)責(zé)任與使命。因此，必須要適應(yīng)新時(shí)代高等教育的發(fā)展，遵循新工科建設(shè)的基本要求，去深入考量、精心謀劃和大力實(shí)施，不斷加強(qiáng)多學(xué)科交叉與融合；必須堅(jiān)持立德樹(shù)人導(dǎo)向，強(qiáng)化課程思政教育與學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)；不斷深化教學(xué)改革，力爭(zhēng)創(chuàng)新專(zhuān)業(yè)課程教育方式與手段，打造工程教育開(kāi)放融合新生態(tài)，使材料科學(xué)教學(xué)取得新的更大的成就。