胡海龍,張 帆,岳建嶺
(1.中南大學航空航天學院 湖南 長沙 410083;2.中南大學資源加工與生物工程學院 湖南 長沙 410083;3.中南大學粉末冶金學院 湖南 長沙 410083)
航空航天材料是航空航天工程發(fā)展的物質基礎,航空航天高技術領域的需求推動了先進材料及材料科學技術的發(fā)展。本課程要求學生了解航空航天材料的特殊性、種類、應用及發(fā)展趨勢,掌握航空航天材料的成分、組織和成型工藝之間的關系,掌握常用航空航天材料如輕金屬、超高強度鋼、高分子復合材料的用途和制備方法;學會從材料的性質及應用環(huán)境出發(fā)選擇制備方法,建立材料設計的基本思維方式,從組成與結構的關系分析材料的性能,從獲得的材料性質出發(fā)選擇制備方法,形成材料成分―結構―制備―性質的知識結構體系。建立材料設計―制造―性能―應用環(huán)境一體的思維模式,通過課程中的討論與辯論培養(yǎng)分析、溝通與交流的能力,提升理解工程管理與經濟決策的基本素質;通過探究式、討論式、啟發(fā)式等教學方法,激發(fā)學生們自主學習和終身學習的意識,形成不斷學習和適應發(fā)展素質;通過進行問題剖析、案例分析等方式掌握先進航空航天材料的性能特點及應用,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力,樹立航天材料報國的理念。
在新工科背景下培養(yǎng)復合型、應用型、高素質的航空航天類人才,以適應社會經濟發(fā)展各方面的需要。然而,當今的教育實施路徑帶來的效果與培養(yǎng)預設的目標存在著較大的差距[1]。造成此種較大差距的主要原因在于航空航天類課程的教育教學模式存在著一定的問題,此外航空航天類課程本身專業(yè)性較強、難度大,進而導致學生課堂學習積極性不高,缺乏主動學習的熱情與意識以及發(fā)現問題、解決問題的能力。 “翻轉課堂” 的出現為航空航天類本科教學改革提出了嶄新的課程模式,同時能夠給學生更多的思考,更多的課程參與度,進而提升他們思考問題的能力,引領他們學好專業(yè)基礎知識繼而為后續(xù)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)做好鋪墊[2]。然而,如何圍繞航空航天類本科課程教學提出的各種挑戰(zhàn)值得進一步思考與研究,改變傳統(tǒng)的教學觀念、教學模式、教學方法,構建新的教學模式與師生互動平臺,從根本上提升學生學習的主動性、積極性以及參與性。
不少教師認為課程思政是傳統(tǒng)教學之外的附加行為。教學模式的升級不是對教學喧賓奪主,更不是特立獨行,它首先是為提升教學質量服務的,是深層次的教學改革,因為只有高水平的教學活動才能吸引學生,進而影響學生。因此,倘若擔心新的教學模式會影響教學質量,則只能說明對課程模式的探究、認識、甚至是實踐不到位[3]。
學生不應是被動式的接收、盲目式的學習,而應是學習的主體,自身積極主動的學習。教師教學模式的選取與升級應更好地服務于學生自學能力、創(chuàng)新能力的提升。
當前,我國不少學生創(chuàng)新意識還不夠強,安于現狀,不曾想要改變甚至是突破,從未想過嘗試或實施創(chuàng)新;更有甚者,想法過于保守,懷疑自我,從未覺得自己具備創(chuàng)新能力,更別提主動創(chuàng)新。然而,科研實驗中,每個參與的研究人員都要充分發(fā)揮自己的主觀能動性,善于發(fā)掘問題,敢于提出自己的意見,不能生搬硬套,不假思索。科研需要有懷疑和批判的精神[4]。大膽提出自己的想法和建議,主動用心發(fā)現問題、敢于摒棄和懷疑傳統(tǒng)的固定思維模式和既定方法、勇于設計和嘗試實驗,不斷驗證和優(yōu)化。
當前高校應大力發(fā)展跨學科課程,同時使教學與最新科研成果緊密關聯(lián)。目前對學生的培養(yǎng)更多的是基于 “專才” 的視角,使得學生的培養(yǎng)與知識儲備被牢牢地限定在特定的專業(yè)體系范圍之內。通過引入跨學科交叉融合,豐富所學的專業(yè)知識,同時結合最新科研成果的學習:一方面,可以夯實學科基礎,完善學科體系,另一方面,可以實現學科的交叉融合與跨學科發(fā)展。此外,跨學科將有助于打破不同學科間的屏障及學科壁壘,真正實現學科的交叉互補,相得益彰??赏ㄟ^優(yōu)化課程設置、改革教學方式、豐富教學內容、完善監(jiān)督機制、創(chuàng)新培養(yǎng)環(huán)境等方面進行改善。
掌握航空天航天材料的含義及應用,掌握復合材料防熱構件的研究方法及其結構設計,圍繞復合材料用于飛行器熱防護構件進行系統(tǒng)文獻調研、做主題答辯匯報(重點);能夠應用所學的知識拓展分析空天防熱構件的材料、結構設計,解決航空防熱構件等實際工程應用問題。
基于 “尋求專業(yè)知識與思政教育之間的關聯(lián),將思政教育有機融入課程教學中,通過學科滲透的方式實現思政教育” 的研究思路,通過 “豐富教學理念與模式,創(chuàng)新教學方法,提升教學效果,讓課程思政有力度” 的實踐模式,最終實現航空航天類研究生 “三位一體” 課程思政創(chuàng)新探索與實踐。具體表現為:①通過課堂所學理論基本知識和課后進行主題調研,培養(yǎng)學生自己動手、動腦,積極專研,刻苦耐勞的科研精神;②圍繞課程設計,逐步融入課程思政元素,逐步引導同學們具備愛國、為國服務與貢獻的理念,通過課程的學習、課堂的檢測、課后的任務培養(yǎng)同學們科研方面勤于思考、不畏艱苦與麻煩的科學精神,課程中通過引入當前國內復合材料的發(fā)展現狀及仍存在的瓶頸問題,讓同學們明白當前仍有很多可以作為的地方,未來空天科技仍有廣闊的施展空間,同學們應具備空天科技報國的理想與情懷。
課程教學實施采用混合式教學方式,包括線上線下的學習互動模式、騰訊會議視頻講解與微信平臺結合、課堂環(huán)節(jié)學習與學生自主學習方式結合等。采用的理念為引導同學們積極自主獨立學習,做好知識要點歸納與知識檢測?;贐OPPPS五步教學法,圍繞課程章節(jié)的知識點、重點與難點,各階段采用分類法、多元模式法、綜合學習法、案例結合與答辯互評法等學習模式。
涉及的課程環(huán)節(jié)如下:①課前明確每堂課的學習目標和任務,提前發(fā)布課件等相關內容,提醒同學們做好課前預習;②課前做好備課,精心設計好教學環(huán)節(jié),做到讓同學們明確學習要點,課堂中引導同學們積極融入教學環(huán)節(jié);③教學方式上進行不斷更新,如讓同學們準備課程章節(jié)的PPT,一起參與討論學習,互相評價,引導同學們思考,并加深理解所學知識點;④課堂教學上做好要點歸納,重要知識點提示,進行特殊提示,同時結合課堂隨測,檢測同學們的課堂學習效果,下次課程課前針對同學們出現的沒有理解或理解不深入的地方,進行著重討論分析;⑤督促并引導同學們學會獨立學習,做到自己總結要點,做到理解學習、回顧要點,同時能夠匯報本章節(jié)的課程PPT,獨立回答問題;⑥做好本課程的總結,同時布置課后任務并預告下節(jié)課內容。
同學們大都能夠積極參與課堂、積極回答問題、積極參與課堂主題答辯,達到了師生互動、生生互動的效果。此外,同學們圍繞當前復合材料用于熱防護狀況進行了討論,并做了主題答辯匯報。同學們明晰了課程內容,同時不少同學表明此主題是自己非常感興趣的主題。課后,大多數同學們高質量的完成了布置的任務、課程拓展部分也進行了研讀。因此,將思政教學元素,諸如不畏艱苦的科學精神、空天科技報國的情懷等元素融入課程的教學環(huán)節(jié)當中。
航空航天本科課程 “航空航天材料及應用” 進行課堂多層次設計,注重發(fā)揮學生的主體作用,加強課程頂層設計,注重培養(yǎng)學生的專業(yè)能力、思辨能力與創(chuàng)新能力,提升學生在翻轉課堂中的學習知識的能力以及實踐能力,幫助學生將所學理論知識轉化為實踐能力,最終培養(yǎng)學生終身學習的意識和能力,實現空天科技報國。然而,思政元素融入教學的過程環(huán)節(jié)還有待提升。
針對學生自主學習與創(chuàng)新能力的激發(fā)與鍛煉不到位、航空航天類本科課程思政教學模式中面臨的各種挑戰(zhàn)等難題,通過改變傳統(tǒng)的教學觀念、教學模式、教學方法,構建新的教學模式與師生互動平臺;采用分步驟、分階段地引入翻轉課堂教學模式,提出翻轉課堂與傳統(tǒng)式教學相結合,形成混合式教學模式,寓理于教,精心設計教學活動,完善教學方案,激發(fā)同學們主動學習、善于思考的熱情,從根本上提升學生學習的主動性、積極性以及參與性。此外,基于航空航天本科課程 “航空航天材料及應用” 進行課堂翻轉與多層次設計,注重發(fā)揮學生的主體作用,加強課程頂層設計,注重培養(yǎng)學生的專業(yè)能力、思辨能力與創(chuàng)新能力,提升學生在翻轉課堂中自主學習的能力以及實踐能力,最終培養(yǎng)學生終身學習的意識和能力,實現空天科技報國。5總結與展望
思政元素即是自然和社會中的真、善、美,是塑造靈魂、陶冶情操的元素。思政元素既蘊含在課程知識中,也外化于教師的言行中,從課程與教材一體化設計到課堂教學與課后訓練一體化設計,課程思政是全方位、立體化的。
①全面推進課程思政建設,精心引導和栽培。挖掘課程思政元素,有機融入課程教學。引導學生將愛國情、強國志、報國行自覺融入發(fā)展中國特色社會主義事業(yè)、建設社會主義現代化強國,從而實現中華民族的偉大復興。
②精心設計和組織教學。綜合運用多種方法和手段,將課程思政要求自然而然地融入教學過程,全面推進高校課程思政建設,事關人才培養(yǎng)質量的提升,事關立德樹人根本任務的落實。
③寓理于教,精心設計教學活動。要在教學中強化育人觀念,激發(fā)學生的學習興趣,引導學生深入思考,實現思想啟迪和價值引領;要將課程思政資源和具體內容納入總體教學目標,并細化到每個教學環(huán)節(jié)、每一堂課;綜合運用多種方法和手段,將思政元素融入專業(yè)知識,精心開展思政教學。