基于CDIO理念的《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革初探

李燕

摘要：《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程是無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程對(duì)構(gòu)建該專業(yè)工程技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)體系和后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)具有非常重要的作用。文章分析了無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，提出基于CDIO教育理念的無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)模式及實(shí)現(xiàn)方式，進(jìn)而對(duì)無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)理念、教學(xué)方法和教學(xué)評(píng)價(jià)體系等方面進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：CDIO；工程教育；無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）14-0138-02

CDIO程教育理念和CDIO工程教育模式是瑞典皇家愛工學(xué)院、美國(guó)麻省理工學(xué)院等多所國(guó)際知名大學(xué)在2001年創(chuàng)立的。CDIO是指Conceive（構(gòu)思）、Design（設(shè)計(jì)）、Implement（實(shí)施）和Operate（運(yùn)作）。以構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施及運(yùn)作四個(gè)環(huán)節(jié)全過程為載體來培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，構(gòu)建以培養(yǎng)學(xué)生具備在現(xiàn)代工程環(huán)境下賴以生存和成長(zhǎng)的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、交流溝通能力、工程系統(tǒng)的掌控意識(shí)和能力為核心的教學(xué)目標(biāo)[1]。該教學(xué)模式將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)踐緊密聯(lián)系，可以解決目前高校在人才培養(yǎng)中存在的重理論教學(xué)輕實(shí)踐、理論聯(lián)系實(shí)踐能力不強(qiáng)、學(xué)生眼高手低、自主學(xué)習(xí)能力差等問題。

一、無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》是材料類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)理論課程，也是很多高校研究生入學(xué)的必考課。該課程在前期基礎(chǔ)課與后續(xù)專業(yè)課之間起著承前啟后的作用，其內(nèi)容對(duì)構(gòu)建材料類工程技術(shù)和從事材料科學(xué)研究的科技人員的專業(yè)知識(shí)體系，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和創(chuàng)新能力以及運(yùn)用基礎(chǔ)理論解決實(shí)際問題的能力具有奠基作用，同時(shí)，該課程也是其他一些專業(yè)課程的基礎(chǔ)[2，3]。它所闡述的材料學(xué)基本知識(shí)、基本概念、基本規(guī)律和基本方法，不僅是學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，而且也是培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、使學(xué)生掌握科學(xué)的思維方法和形成科學(xué)研究能力的重要內(nèi)容[4-6]。但是，學(xué)生在該課程的學(xué)習(xí)過程中，普遍反映該課程內(nèi)容枯燥、抽象、知識(shí)面廣且難于理解等，學(xué)習(xí)難度較大，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高.使教學(xué)質(zhì)量受到影響。傳統(tǒng)教學(xué)模式重理論傳授，培養(yǎng)的學(xué)生往往存在不能將所學(xué)理論知識(shí)用于解決實(shí)際問題，并且動(dòng)手能力較差等問題。究其原因是傳統(tǒng)教學(xué)模式對(duì)怎么應(yīng)用材料科學(xué)的基本理論分析解決具體問題的能力培養(yǎng)欠缺。為此，將注重能力培養(yǎng)的CDIO工程教育模式引入《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》的課程教學(xué)中，在重理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)工程應(yīng)用方面的教學(xué)，綜合培養(yǎng)學(xué)生，使學(xué)生能學(xué)以致用。

二、基于CDIO工程教育模式下的《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革

（一）轉(zhuǎn)變教學(xué)理念

教學(xué)理念是教學(xué)過程的旗幟和核心。傳統(tǒng)的《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程的課堂教學(xué)理念是以教師為中心，忽視了學(xué)生的主體地位。而工程教育認(rèn)證理念是在教學(xué)過程中，以學(xué)生為中心，充分發(fā)揮學(xué)生的自主能動(dòng)性。所以，在近幾年的課程教學(xué)中以理論為本，以實(shí)踐為輔，將CDIO理念運(yùn)用到《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》的教學(xué)中。依據(jù)CDIO理念，課堂教學(xué)不僅僅是要系統(tǒng)地傳授課程最基本的理論知識(shí)，更要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)去分析和解決工程中具體的、復(fù)雜的相關(guān)問題的能力，樹立“以學(xué)生為主體，教為學(xué)服務(wù)”的新型教學(xué)理念，以學(xué)生為核心，讓學(xué)生成為整個(gè)教學(xué)過程的主體。教師通過靈活運(yùn)用多樣教學(xué)方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)和啟發(fā)，講授基本知識(shí)，并且在課堂教學(xué)中引入相關(guān)內(nèi)容的工程案例，積極引導(dǎo)學(xué)生加入其中，主動(dòng)思考、積極討論，使學(xué)生學(xué)以致用，以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)去解決工程中實(shí)際問題的能力，彌補(bǔ)傳統(tǒng)的《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課堂教學(xué)中教師忽視對(duì)學(xué)生工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的問題。

（二）改革《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)方法

要達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果，好的教學(xué)方法的運(yùn)用是至關(guān)重要的。為此，在《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程改革中改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，將CDIO理念引入到教學(xué)方法的改革和實(shí)踐中，結(jié)合教師的實(shí)際項(xiàng)目，將理論教學(xué)與實(shí)踐性環(huán)節(jié)相結(jié)合。

在教學(xué)過程中，學(xué)生自由組合成若干個(gè)小組，每個(gè)小組有一個(gè)組長(zhǎng)，且組長(zhǎng)采取輪流制，組長(zhǎng)協(xié)助老師工作，負(fù)責(zé)工作進(jìn)度、成員的工作任務(wù)安排等。整個(gè)過程學(xué)生是主體，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生將理論課學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐項(xiàng)目中，并在實(shí)踐中總結(jié)用到的理論知識(shí)，真正做到學(xué)中做，做中學(xué)。

學(xué)生每一個(gè)項(xiàng)目小組都通過實(shí)踐工作的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)作4個(gè)階段來實(shí)現(xiàn)。（1）構(gòu)思階段：老師下達(dá)明確的項(xiàng)目任務(wù)書，告訴學(xué)生要設(shè)計(jì)的內(nèi)容，布置學(xué)生收集相關(guān)資料，整理資料并寫出完整、規(guī)范的文獻(xiàn)綜述，該階段主要鍛煉學(xué)生的文獻(xiàn)調(diào)研能力、自主學(xué)習(xí)能力。（2）設(shè)計(jì)階段：根據(jù)項(xiàng)目要求和查閱的文獻(xiàn)資料討論并完成項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)，該階段主要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程及相關(guān)課程所學(xué)理論知識(shí)設(shè)計(jì)可行實(shí)踐方案的能力；（3）實(shí)施階段：根據(jù)設(shè)計(jì)方案學(xué)生自己動(dòng)手搭建實(shí)驗(yàn)裝置，采用科學(xué)的方法安全完成項(xiàng)目，本階段主要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；（4）運(yùn)作階段：根據(jù)完成的效果進(jìn)行項(xiàng)目評(píng)價(jià)，根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)書的要求，每個(gè)小組成員把自己完成的項(xiàng)目情況進(jìn)行總結(jié)分析形成個(gè)人總結(jié)報(bào)告，并在此基礎(chǔ)上形成小組總結(jié)報(bào)告，本階段主要培養(yǎng)學(xué)生利用課堂所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析的能力。

（三）改革《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程考核方式

在考核方面，為了改變單一筆試考試方式的弊端，采用多種考核方式相結(jié)合?！稛o(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程的考核分為三部分，一部分是在課程結(jié)束后在期末進(jìn)行筆試考核，主要考核學(xué)生對(duì)《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程所學(xué)理論知識(shí)的掌握情況。一部分在實(shí)踐教學(xué)中進(jìn)行考核，在前述四個(gè)實(shí)踐階段的每個(gè)階段進(jìn)行PPT匯報(bào)、答辯，最后根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研、設(shè)計(jì)方案、方案實(shí)施、項(xiàng)目總結(jié)及提問的回答情況分別進(jìn)行老師打分、學(xué)生打分，評(píng)定學(xué)生的綜合成績(jī)，每個(gè)小組都必須有合格的文獻(xiàn)調(diào)研、項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案、詳細(xì)的實(shí)施過程、項(xiàng)目總結(jié)才能通過考核。還有一部分是根據(jù)學(xué)生平時(shí)作業(yè)和考勤進(jìn)行考核。

三、結(jié)束語(yǔ)

本文引入CDIO工程教育理念，對(duì)《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)方法和考核方法進(jìn)行了初步探索與實(shí)踐，對(duì)提高《無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量、提升學(xué)生的綜合素質(zhì)有一定成效。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖莉.基于CDIO理念的應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究[D].云南民族大學(xué)，2012.

[2]潘金生，仝健民，田民波.材料科學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1998：1-3.

[3]張建新.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》本科教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].高校講壇，2009，（21）：506-507.

[4]吳弘，孫廣垠.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)藝術(shù)與實(shí)驗(yàn)改革初探[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2007，（16）：21-22.

[5]張慶豐.增強(qiáng)材料科學(xué)基礎(chǔ)授課效果的幾點(diǎn)體會(huì)[J].基礎(chǔ)理論研討，2009，（22）：47-48.

[6]吳進(jìn)怡，曹陽(yáng)，李建保.材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)過程中如何做到師生間的互動(dòng)[J].海南大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2012，30（3）：288-292.