"计算材料学"课程教学的改革与实践

"计算材料学"课程教学的改革与实践

陈忠，李小侠

江西科技师范大学江西财经大学

摘要：材料与信息技术的发展作为人类社会的重要革命基础，不仅与文明发展起到重要的影响作用，而且与人民群众的实际生活和社会经济建设息息相关。而计算机材料学课程的发展和创新不仅能够有效推动高校不同专业学科之间的跨领域和跨学科融合发展，而且能够为提升研究生的科研素质水平起到重要的铺垫作用。计算材料学课程的改革发展不仅能够作为材料学理论和实验的重要桥梁，而且也是我国进一步实现工业信息化建设发展的主要途径，并最终为培养具有创新能力和科研水平的新材料研发人才产生深远的影响意义。

关键词：计算材料学；课程教学；改革实践

引言：

计算材料学作为结合数学、计算机以及材料学和物理化学等学科的交叉课程，不仅能够对材料的微观和宏观角度进行综合分析，而且能够对材料的结构组成和制备合成进行设计优化和模拟。本文针对研究生《计算材料学》课程教学的改革与实践问题进行了研究讨论，希望能够帮助课程教师针对目前存在的研究生课堂教学引导问题进行分析和调整，并针对改革和实践发展过程中存在的问题进行解决。这样的优化能够更好地激发硕士研究生的课堂知识理论理解和应用质量，而且能够在更加系统化的课程改革新模式当中针对硕士研究生的学科跨领域知识体系结构进行构建，并最终为研究生的课程学习和未来发展起到重要的铺垫作用。

一、计算材料学课程教学在改革实践过程中存在的现状问题

（一）重视程度仍需提升

计算材料学课程作为高校进行原来创新设立的专业性课程之一，由于目前仍然处在探索和发展的关键阶段，因此较为系统性的课程体系和人才培养模式仍然在于传统的教学观念和院校资源进行适应。但是由于高校管理人员对于创新学科的重视程度相对较弱，因此不仅在计算机材料学课程的学时学分配比上存在着较大的提升空间，而且对于课程本身的专业性定位方面也缺乏足够的重视。这样的实际情况造成了材料专业及相关专业的硕士研究生更加偏向对理论知识体系的构建和巩固，而对于较难理解的工科实践类课程内容产生较少的学习和探索欲望，最终影响到了计算材料课程的教学改革质量。[1]除此之外，由于缺乏足够的院校重视，因此以跨学科知识内容和配套基础设施为核心的内容也无法得到深入的拓展和应用，这样也在一定程度上降低了教师自身的课堂引导效果。

（二）课程内容和教学形式仍需优化

作为一门多学科交叉的跨领域专业课程内容，不仅对教师自身的教学基础和业务能力提出了更高要求，而且也需要专业学生的基础素养水平进行全面优化。但是目前来说我国材料专业硕士研究生的基本培养方向，主要以垂直领域的知识内容为主，因此横向延伸的知识面相对具有局限性。这样的实际情况造成了课程教师在进行课程内容的讲解和延伸过程中受到了一定程度的限制，硕士生很难对陌生领域的知识内容产生兴趣和探索欲望。[2]除此之外，目前计算材料选课程的教学内容也涉及到大量较为深奥的概念和复杂的计算公式，教师通过传统的单一化教学形式很容易耗费大量的课堂教学时间，同时自身的课堂教学效果和学生反馈也并不尽如人意。这样的实际情况进一步增加了学生群体对于课程学习的抵触和抗拒心理，并最终与教师之前设计的教学改革目标显然是背道而驰的。

二、计算材料学课程教学的改革实践策略探究

（一）全面加强院校对于教学课程的重视程度

有效加强高校对于硕士生《计算材料学》课程的重视程度，不仅能够有效优化课程的课时与学习周期，从而给予学生群体更加充足的学习时间来理解多学科结合的综合知识体系。而且在另一方面也能够有效引入更加多元化的理论和实践教学资源，从而有效加强学生的学习实践经验，而且在这一方面也能够激发学生的学习兴趣。除此之外，教师对于课程教学内容的重视程度提升也能够不仅仅将课堂知识的传授作为主要目的，而是能够以硕士生的学习能力和综合素质培养为主要目标，这样能够有助于硕士生在课堂上加强自身的知识应用综合水平。[3]另外，为了有效拓展硕士生的知识学习视野，同时也能够优化学科教师的教学引导思路，院校可以组织牵头专家学者和相关行业领域的研究人员进行更加多元化的讲座和教学探讨，不仅能够针对课程的教学大纲和教学计划进行全面改革发展的有效指导，而且能够为硕士研究生的课程学习带来技术前沿的发展趋势，同时也能够充分调动学生对于课程学习和知识巩固的热情。

（二）合理设计课程教学内容和教学方法

为了全面提升计算材料学课程的教学质量，课程教师应当结合以下几个方面的工作内容来优化课程教学内容和教学方法。首先，由于课程知识体系涉及到不同学科，不同层次领域的理论实践内容，因此不仅在理论知识的引导方面具有前瞻性，而且在课堂教学过程中落实高质量实践的难度也相对较大。因此，课程教师应当注重学生的个性化差异和自我提升需求，通过有效结合层次化的教学引导思路和课程内容设计方法来针对学生知识面的局限性问题进行解决。[4]这样不仅能够抛开传统较为陈旧固定的教学内容和形式，从而有效激发学生对于自身感兴趣知识内容的独立探究意愿，而且也能够方便学生形成独立的学习小组通过共同探究的项目式学习方法来有效落实相应的实践内容。课程教师更多的扮演旁观者和指导者的身份，主要针对硕士生在独立学习和科研探究过程中存在的问题进行指导，这样也有助于加强课堂上师生之间的沟通交流指导。

（三）有效加强课程教师的培训和监督

计算材料学课程的教学改革发展与教师自身的专业素养能力产生息息相关的联系，因此需要院校管理人员能够定期针对课程教师进行多元化领域的培训，同时也能够通过加强与合作企业的交流来提升教师的实践领域经验。除此之外，院校管理人员也需要构建更加全面科学的监督管理体制，不仅能够针对目前课程教师的课堂教学效果和学生反馈情况进行综合评估，从而有效激发教师的教学工作开展积极性。而且在另一方面也需要针对计算材料学课程的教学质量现状进行有效分析，并且能够及时引入更加专业的师资团队来保障课程教学的质量稳定性。

三、结束语

总而言之，计算材料学课程作为我国高校阶段的一门新兴发展的创新型课程，不仅仍然处在探索和课程体系完善的重要环节，而且也需要课程教师有效转变自身的传统教学观念。这样不仅能够进一步加强与院校领导之间的沟通交流，从而有效提升院校管理人员对于课程教学资源的倾斜质量。而且在另一方面也能够针对自身的跨学科教学能力进行有效巩固。构建科学高效的课程教学模式来提升课程知识的讲解效果，为落实硕士生综合科研素质的培养起到重要的铺垫作用，并最终能够在新材料研发和创新领域为我国培养更加多元化的综合素质人才。

参考文献

[1]郁亚娟,郭兴明,陈人杰.基于混合式教学法的计算材料学系列课程教改实践[J].中国材料进展,2021,40(12):1015-1022.

[2]汤富领,李俊琛,卢学峰,薛红涛,任军强.面向工程问题采用项目式教学提升课程获得感——以“计算材料学”和“材料计算与设计”授课为例[J].教育教学论坛,2020(44):291-292.

[3]冯聪.贯彻落实十九大精神——践行《计算材料学》本科生课程的改革和创新[J].教育教学论坛,2018(20):116-117.

[4]胡秀霞,欧阳楚英.离子迁移动力学的计算材料学研究方法概述及其在锂离子电池材料中的应用[J].江西师范大学学报(自然科学版),2018,37(06):551-556.

作者简介：陈忠 1979年12月  男，汉，海南澄迈，博士研究生，单位:江西科技师范大学，副教授，研究方向：新型半导体纳米功能材料

江西科技师范大学学位与研究生教育教学改革研究项目（KSDYJG-2021-08）

江西科技师范大学教学研究项目（XJJG-20-61-42）