新工科背景下材料工程基础课程改革探究

新工科背景下材料工程基础课程改革探究

陈德军

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摘要：近几年，随着科学技术的不断进步和产业革命的高速发展，工业产业技术越来越被人们所重视，同时，各大高校也掀起了关于工程教育领域教学模式的改革热潮。而材料工程基础课程是材料专业学生的必修课程，也是非常重要的基础课程，因此，在新工科背景下教师需要转变传统教学模式，对该课程的教学内容和教学方式加以创新，以此不断激发学生的学习兴趣，培养学生的探究力、思考力，提升其实践技能，以此适应新时期的发展需求。对此，本文通过对新工科背景下材料工程基础课程改革加以探究，希望为提升促进教学质量提供帮助。

关键词：新工科背景；材料工程基础课程；改革探究

目前，传统工科教育模式已难以满足我国科技和经济的发展需要，因此，必须发展新工科、研发新技术。而各大高校作为为国家和社会培养和输送复合型人才的重要机构，必须不断提升工程教育质量，对材料工程基础课程改革进行不断探究，以此促进我国社会经济的进一步发展。

一、目前材料工程基础课程教学存在的问题

（一）教学方式传统单一

在开展实际教学活动时，部分教师往往还是沿用自己在台上一味讲解，学生在台下被动接受学习的传统单一教学方式，忽视了学生在学习中的主体地位。课堂上和学生缺乏有效互动交流，导致教师难以及时了解学生对知识点的理解和掌握程度，进而难以采取针对性教学，难以达成预期的教学效果。另外，材料类课程的专业性较强，除了理论知识外，更要注重学生的实践技能。而这种传统教学方式，使学生过多地通过背诵知识内容来应付考试，没有加强实践训练，因而不能借助所学的理论知识来处理实际问题，有悖于新工科背景下的教学目标。

（二）教学内容难以满足实际需求

材料工程基础课程属于材料专业学生必修的基础课程，同时和材料基础课程、材料设计与应用课程之间有着密切的关联，对于学生工程实践技能、产品质量检测与综合设计技能的培养起到了非常关键的作用。但其教材部分内容存在和材料物理性能、材料科学基础等课程内容的交叉现象，会导致教师重复授课。比如，晶体缺陷与晶体结构内容都有涉及，不但会浪费课时，还会使学生产生一定的厌学心理，导致学习效率下降。另外，此课程中的部分内容较为复杂，学生理解起来有难度，也会打击学生的学习信心，对教学质量造成不利影响。

（三）考评方式有待提升

目前，很多学校依然采用闭卷考试形式来进行课程考核，过度关注学生的期末考试成绩，而忽视了学生在日常学习中的种种表现。因此难以对学生的实际学习情况及课程掌握状况进行客观有效的评价。另外，这种传统考评方式忽视了对学生对问题的分析能力、思考能力、解决能力与理论知识应用能力，不利于学生综合素养的全面提升。

二、新工科背景下材料工程基础课程改革对策

（一）创新教学方式

新工科背景下，为适应新时期的发展需求，教师在开展材料工程基础课程实际教学的过程中，要对传统教学方式加以转变及创新。像慕课、翻转课堂、微课等近几年兴起的教学模式都起到了不错的教学效果。而翻转课堂转变了传统的教学结构，课前，教师通过设置预习内容和相关问题，让学生借助教学视频对新知识内容进行自主预习，并对问题加以探究；课上，学生带着问题听讲，并和其他学生进行探讨、做实验，以此来达成知识内化的效果；课后，教师可以给学生安排相应的任务，通过分组的形式，让学生自行查阅相关资料，做好归纳整理，并在下节课堂上以小组为单位让学生轮流上台讲课。接着让其他学生提出问题，然后再讨论，最后教师予以总结，并详细讲解知识难点和重点。这一模式能加强学生和教师之间的讨论交流和有效互动，能充分发挥学生在课堂学习中的主体地位和教师的引导地位，同时有助于激发学生的学习积极性和自主能动性，并促进学习效率和教学质量的提升。

另外，教师还可以丰富教学环节，除了理论教学外，还可以增设针对性的综合实验课程，让学生将理论知识逐步应用到实践中去，以此不断培养其工程实践技能，让学生真正体会到学以致用的价值，并通过强化训练来提升其综合能力，为未来发展奠定基础。

（二）优化教学内容

对于课程部分知识点存在交叉、内容相似的几个课程主讲教师可以自发成立一个教学小组，并对课程内容加以交流、研究和探讨，以此实现对教学内容的优化。比如，材料科学基础、材料物理性能与材料工程基础三门课均有涉及晶体学有关知识的内容，然而不同教师由于自身专业背景不同，因而对晶体知识的讲述与理解方面也存在一定差异。材料科学基础课程可对晶体的晶面、点阵类型与晶向指数等的表示方法加以重视；材料物理性能这门课程可对应力、电、热、磁、光、氧和化学介质等因素作用下，不同种类材料展现的宏观性质进行重点讲述；而对于有一定材料工程基础专业背景的老师则可对物质结构、性能特点、材料组成、材料制备原理及关键方法等内容进行重点讲解，以此让学生逐步完善材料制备到性能关系的知识体系。这种多角度的讲述方式，不但能强化各个课程内容的交叉点，还能增进学生对课程内容的进一步理解，有利于提升教学质量。另外，材料工程基础是发现一些新材料、新技术的必备知识内容。所以，教师可将实际教学内容和自身的科研工作进行统一结合，对于部分热点研究课题及前沿科学内容等都可以融进教学内容中去，像石墨烯、碳纳米管、富勒烯等。这样既能使学生充分意识到掌握该课程的实用价值和重要意义，还可以进一步提升其学习兴趣和学习自主性。

（三）完善考核评价体系

科学、合理的考核评价体系有利于提升学生的学习积极性，也能促进课程目标的实现。然而，传统考试方式过度关注学生的期末考试成绩，使得学生在考前对课程知识点内容进行死记硬背，以此来应付考试。考试结束后学生便将知识点基本以往，更无法实现学以致用，不利于学生实践技能、创新能力的培养和提升。因此，可通过学生的课堂表现情况、日常学习讨论状况、文献资料调研、实践情况、期末论文、考试成绩等多个方面内容，对其进行全面评价。这种评价方式通过对学生日常学习表现等综合情况的关注，能进一步提升对学生评价的客观性。另外，在进行期末考试的过程中，还可考虑设立一些开放性题目来进一步检验学生对课程知识的掌握和理解情况，考查学生对理论知识的运用能力。通过丰富考核方式，有利于学生养成良好的学习习惯，重视学习过程，并逐步提升其综合素养。

结语

综上所述，在新工科不断发展建设的背景下，高校材料工程基础课程也需要不断改革和创新，以适应新时期的社会发展需要。教师要转变传统教学方式和教学内容，加强和学生之间的有效互动，充分发挥学生的主体地位，并运用翻转课堂教学模式，通过课前预习、课中内化、课后巩固等方式来提升教学质量，除了理论知识外，要重视学生的实践技能，让其能将知识学以致用，以促进其综合能力的全面提升，从而为社会培养和输送更多复合型工科人才，以推动我国社会经济的进一步发展。

参考文献

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