材料科學(xué)研究方法現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)改革實(shí)踐

袁志鐘 程曉農(nóng) 戴起勛 楊 娟 成 華

江蘇大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 江蘇鎮(zhèn)江 212013

1 材料科學(xué)研究方法課程簡(jiǎn)介

材料科學(xué)研究方法課程是為了配合學(xué)院開展的專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課分類的教學(xué)改革而由江蘇大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院戴起勛教授教學(xué)團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)，并且作為材料學(xué)院專業(yè)基礎(chǔ)課的必修課。在強(qiáng)調(diào)MSE(Materials Science & Engineering)素質(zhì)教育的大背景之下[3-11]，該課程的目的是使材料類各專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生對(duì)材料科學(xué)與工程學(xué)科的內(nèi)在科學(xué)規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)有一個(gè)宏觀的認(rèn)識(shí)，對(duì)材料的研究開發(fā)思路和各種方法有一個(gè)科學(xué)辨證的概念，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)的積極性和創(chuàng)新精神。

在2004年該教學(xué)團(tuán)隊(duì)出版了《材料科學(xué)研究方法》教材[1]，在2008年完成了第二版的出版[2]，該教材獲得“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材、江蘇省高等學(xué)校精品教材等榮譽(yù)。預(yù)計(jì)在2018年6月將完成第三版的出版工作。

2 現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)改革實(shí)踐

2.1 現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)簡(jiǎn)介

這門課程的授課對(duì)象是材料科學(xué)與工程學(xué)院大三的學(xué)生，這些學(xué)生剛剛進(jìn)入到專業(yè)課的學(xué)習(xí)階段，對(duì)材料學(xué)科和專業(yè)的情況不太了解，特別是材料的定義、對(duì)人類文明的影響、材料的研究方法等思想比較模糊。另外由于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的影響，學(xué)生在課堂使用手機(jī)上網(wǎng)、打游戲的現(xiàn)象比較普遍。因此，需要采用一些教學(xué)改革改善這種困境。

具體選用哪種教學(xué)改革方式，筆者并沒有事先的設(shè)計(jì)，只是在教學(xué)的實(shí)踐中摸索前進(jìn)，逐漸形成了以現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)為主的教學(xué)改革模式?，F(xiàn)場(chǎng)教學(xué)就是把學(xué)生從校園課堂帶到工廠、博物館、大型展會(huì)等現(xiàn)場(chǎng)，教師結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的情況，將課程的知識(shí)點(diǎn)向?qū)W生進(jìn)行講解，學(xué)生在現(xiàn)成的環(huán)境中，在“眼見為實(shí)”的體驗(yàn)中，對(duì)教師講授的知識(shí)點(diǎn)有了切身的體會(huì)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的印象更深，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解更透徹，注意力也更容易集中[12-16]。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的地點(diǎn)

這門課程有兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)適合開展現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，一是“材料科學(xué)與人類文明”，二是“材料科學(xué)發(fā)展重點(diǎn)與趨勢(shì)”。

由于筆者曾經(jīng)到鎮(zhèn)江市博物館參觀，看到館內(nèi)珍藏了很多的青銅器、陶器、瓷器等文物，于是就拍了一些照片，放到課件中，作為“材料與人類文明”部分的課堂講解內(nèi)容。后來筆者想到，既然授課內(nèi)容來源于博物館，那么為什么不可以直接帶學(xué)生去博物館現(xiàn)場(chǎng)上課呢？于是筆者選擇了鎮(zhèn)江市博物館作為“材料與人類文明”知識(shí)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)授課地點(diǎn)。

筆者也曾經(jīng)在企業(yè)掛職兩年，期間經(jīng)常參加大型展會(huì)，感慨展會(huì)上呈現(xiàn)的大量的產(chǎn)品、技術(shù)等與產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿一致，提供了教材書本無法提供的內(nèi)容。于是，筆者一直有帶學(xué)生到大型展會(huì)參觀、了解材料發(fā)展的想法。所以，筆者教學(xué)團(tuán)隊(duì)就選擇大型展會(huì)作為“材料科學(xué)的發(fā)展重點(diǎn)與趨勢(shì)”知識(shí)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)場(chǎng)所?？紤]到展會(huì)的影響力以及江蘇大學(xué)地處長(zhǎng)三角的地域特點(diǎn)，筆者優(yōu)先選擇在上海舉辦的大型展會(huì)作為現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的場(chǎng)地。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的方法

筆者采用的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)方法是教師引導(dǎo)的集中參觀；在參觀的過程中，教師集中學(xué)生，針對(duì)參觀的物品、產(chǎn)品進(jìn)行提問；學(xué)生在回答問題之后，由教師闡述問題答案，再與學(xué)生討論；然后再由教師引導(dǎo)開展下一步的參觀、問答與討論。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的知識(shí)內(nèi)容

在確定了現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的地點(diǎn)之后，授課教師就要根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容以及現(xiàn)場(chǎng)的情況，提前把授課內(nèi)容準(zhǔn)備好。下面就以在鎮(zhèn)江市博物館開展“材料與人類文明”現(xiàn)場(chǎng)授課作為范例，展示部分上課內(nèi)容與現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合的情況(見表1)。

表1 鎮(zhèn)江市博物館場(chǎng)館與“材料與人類文明”授課內(nèi)容的對(duì)應(yīng)

由表1可見，學(xué)生在教師的帶領(lǐng)下，隨著參觀場(chǎng)館的變換，教師隨之變換問題，組織學(xué)生邊參觀邊回答問題，在一問一答之中，教師完成知識(shí)的傳授，學(xué)生則完成了知識(shí)的學(xué)習(xí)。

表1中涉及的提問問題基本上就是傳統(tǒng)課堂上相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的討論問題，在每次現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)完成之后，教師需要進(jìn)行總結(jié)，調(diào)整個(gè)別問題的難度，并開發(fā)新的提問問題以不斷完善教學(xué)內(nèi)容。

對(duì)于在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)開展的教學(xué)內(nèi)容，基本會(huì)圍繞展會(huì)的主題。對(duì)于筆者所教授的金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生而言，筆者選擇的展會(huì)有兩大類：一類是金屬材料及熱處理相關(guān)的，這類展會(huì)與金屬材料工程專業(yè)緊密相關(guān)，涉及設(shè)備、材料、熱處理工藝等眾多知識(shí)；另一類是機(jī)械、汽車等相關(guān)的，屬于金屬材料工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可能從事的大行業(yè)，涉及零部件、制備/加工工藝、質(zhì)量管理等眾多知識(shí)。

與博物館授課相比，在展會(huì)授課的內(nèi)容相對(duì)不固定，教師需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際布展企業(yè)進(jìn)行即興的講解；另外，展會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)授課時(shí)間要少于學(xué)生的自主參觀時(shí)間，這樣的做法也可以更多地激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生在自己觀看以及與廠家的問答過程中，將所學(xué)與產(chǎn)業(yè)實(shí)際結(jié)合起來，同時(shí)了解到最新的產(chǎn)品與技術(shù)進(jìn)展。

3 現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)改革實(shí)踐的成效

目前本專業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)實(shí)踐已經(jīng)在江蘇大學(xué)材料學(xué)院的金屬材料工程1401/02兩個(gè)班(49人)以及京江學(xué)院金屬材料工程1401/02兩個(gè)班(48人)開展，我們選擇了鎮(zhèn)江市博物館以及兩個(gè)展會(huì)作為授課現(xiàn)場(chǎng)，兩個(gè)展會(huì)分別是上海熱處理展和Bauma展，其中Bauma展是國(guó)際上最大規(guī)模的工程機(jī)械展。

現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)改革的實(shí)施取得了較好的效果，從學(xué)生的角度來看，一是提高了學(xué)生的上課注意力、學(xué)習(xí)主動(dòng)性和課程參與率；二是強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的理解；三是加深了學(xué)生對(duì)于產(chǎn)業(yè)、行業(yè)的理解。

從專業(yè)建設(shè)的角度來看，這樣的教學(xué)活動(dòng)無疑增加了專業(yè)的吸引力，有很多參與現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的學(xué)生廣泛發(fā)布消息宣傳這樣的教學(xué)改革實(shí)踐，材料學(xué)院也通過公眾號(hào)進(jìn)行宣傳，在學(xué)生中間引起巨大反響。同時(shí)，這樣的教學(xué)活動(dòng)也擴(kuò)大了專業(yè)在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的影響力，特別是在展會(huì)上，很多企業(yè)了解到一個(gè)專業(yè)的學(xué)生來看展會(huì)，既驚訝又敬佩，認(rèn)為我們專業(yè)在培養(yǎng)學(xué)生方面很用心，有些企業(yè)立即與本專業(yè)取得聯(lián)系，表示愿意招聘本專業(yè)的畢業(yè)生。

4 現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)改革存在的問題

現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)有很多優(yōu)點(diǎn)，但是也存在一些缺點(diǎn)。(1)資金問題。對(duì)于參觀博物館而言，需要資金負(fù)擔(dān)大學(xué)到博物館往返的租車費(fèi)用，對(duì)于參觀上海的大型展會(huì)而言，需要資金來支付師生往返的動(dòng)車、高鐵費(fèi)用。(2)由于學(xué)生人數(shù)較多，存在有的同學(xué)與教師的互動(dòng)比較少的情況。(3)在大學(xué)本城市博物館的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)只需要占用正常課程安排的時(shí)間即可，但是到其他城市大型展會(huì)開展的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，至少需要一整天的時(shí)間，極易跟其他課程沖突。(4)對(duì)教師能力依賴性較高。因?yàn)榻處熢诂F(xiàn)場(chǎng)不可能再拿著教案或看著教學(xué)資料來開展授課，因此教師必須對(duì)知識(shí)點(diǎn)了然于胸；在博物館的授課難度相對(duì)較小，至于在展會(huì)開展的教學(xué)，則更需要教師有淵博的知識(shí)和隨機(jī)應(yīng)變的能力，能夠迅速結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的廠家和產(chǎn)品匯集出知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)好問答環(huán)節(jié)。

5 現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)改革展望與建議

下一階段，我們將對(duì)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)改革的情況進(jìn)行階段總結(jié)，充分聽取學(xué)生的意見和建議，不斷優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，進(jìn)一步優(yōu)化課程討論主題、精選授課場(chǎng)地、協(xié)調(diào)各方關(guān)系等，逐步完善這一教學(xué)改革工作。同時(shí)，我們將會(huì)把現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的模式復(fù)制到其他課程，不斷提高本專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量。建議學(xué)院、學(xué)校要有資金、政策的支持，不斷推動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)改革，讓授課教師沒有后顧之憂。

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