材料類專業(yè)理論課程教學(xué)模式改革的思考

劉景順 劉澤田 白亮 劉瑞 烏力吉賀希格

[摘 要] 針對(duì)傳統(tǒng)材料類專業(yè)理論課程的教學(xué)現(xiàn)狀和升級(jí)改造問題，圍繞新工科建設(shè)背景下材料類專業(yè)理論課程的特點(diǎn)，探索了地方高校材料類專業(yè)人才培養(yǎng)體系構(gòu)建新模式，揭示了材料類專業(yè)理論課程教學(xué)模式改革的必要性。同時(shí)，針對(duì)新工科和工程認(rèn)證的人才培養(yǎng)實(shí)際需求，提出通過校企合作、資源共享、產(chǎn)學(xué)融合的具體實(shí)施策略，實(shí)現(xiàn)新工科背景下材料類專業(yè)從學(xué)科基礎(chǔ)導(dǎo)向到產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向的轉(zhuǎn)變，推進(jìn)線上線下混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、第二課堂和課程思政等教學(xué)模式改革，搭建產(chǎn)學(xué)研用一體化的實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)，不斷提升學(xué)生的工程實(shí)踐創(chuàng)新能力和新工科需求的自適應(yīng)能力。

[關(guān)鍵詞] 新工科;材料類專業(yè)理論課程;教學(xué)模式;人才培養(yǎng)

[基金項(xiàng)目] 2018年度內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)教改重點(diǎn)項(xiàng)目“新工科背景下材料類專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)模式改革”（2018102）;2020年度內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程建設(shè)項(xiàng)目“《材料物理》線上線下混合課程”（BC2020009）;2020—2022年內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)科團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目“材料學(xué)重點(diǎn)學(xué)科團(tuán)隊(duì)建設(shè)”（ZD202012）

[作者簡(jiǎn)介] 劉景順（1981—），男，河北景縣人，工學(xué)博士，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師（通信作者），主要從事功能材料開發(fā)與應(yīng)用研究;劉澤田（1986—），男，山西朔州人，工學(xué)博士，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院講師，主要從事非平衡凝固理論及輕合金強(qiáng)韌化研究;白 亮（1984—），男，內(nèi)蒙古巴彥淖爾人，工學(xué)博士，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授，主要從事金屬材料強(qiáng)化與斷裂研究。

[中圖分類號(hào)] C229.29? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2021）37-0061-04? ? [收稿日期] 2021-04-30

“工業(yè)制造4.0”“互聯(lián)網(wǎng)+”“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”等重要部署為新工科發(fā)展和新工科專業(yè)建設(shè)指明了方向，促使高校教育教學(xué)與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的聯(lián)系更加緊密。同時(shí)，新經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、科技革命日新月異、產(chǎn)業(yè)變革加速進(jìn)行，使我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展、高等教育事業(yè)步入嶄新階段，并需要大量新工科背景的專業(yè)人才作為有力支撐[1]。因此，推進(jìn)新工科專業(yè)建設(shè)，構(gòu)建新工科人才培養(yǎng)模式體系，培養(yǎng)具有多元化、創(chuàng)新型的新工科工程科技人才的需求日益迫切。在工科專業(yè)系列理論課程中，材料類專業(yè)理論課程是新工科工程教育改革的主陣地之一，旨在豐富學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生思考、分析、解決復(fù)雜工程問題的能力，讓其在未來具備從事材料類專業(yè)工程實(shí)踐、科學(xué)研究的能力。然而，材料類專業(yè)理論課程中普遍存在著授課內(nèi)容陳舊、教學(xué)模式單一、偏離產(chǎn)業(yè)發(fā)展等問題，并逐漸成為工科專業(yè)理論課程體系中的薄弱環(huán)節(jié)。

現(xiàn)階段，新工科專業(yè)建設(shè)已逐步實(shí)現(xiàn)從學(xué)科基礎(chǔ)導(dǎo)向到產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向的轉(zhuǎn)變，特別是傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)特色專業(yè)的升級(jí)改造。在新工科建設(shè)背景下，通過對(duì)材料類專業(yè)理論課程教學(xué)模式存在的問題進(jìn)行分析與研究，以注重專業(yè)理論課程與產(chǎn)業(yè)對(duì)接，注重教學(xué)模式的創(chuàng)新，注重學(xué)科交叉，注重學(xué)生國(guó)際化視野和家國(guó)情懷的培養(yǎng)為指導(dǎo)思想，對(duì)培養(yǎng)方案、課程體系、教材建設(shè)、師資隊(duì)伍、實(shí)踐創(chuàng)新條件等方面進(jìn)行改革探索與完善，設(shè)計(jì)新工科背景下材料類專業(yè)模塊化課程，并構(gòu)建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐平臺(tái)，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，提高新工科教育人才培養(yǎng)質(zhì)量，以期滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需求[2]。

一、新工科背景下材料類專業(yè)課程教學(xué)模式改革的意義

在新一輪產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命的推動(dòng)下，新興產(chǎn)業(yè)與交叉產(chǎn)業(yè)對(duì)工程技術(shù)人才的需求和質(zhì)量層次要求越來越高，新工科的概念應(yīng)運(yùn)而生。新工科不僅指大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、新材料和智能制造等新興的工科專業(yè)，還包括傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級(jí)改造和工程實(shí)踐能力的提升等[3]。目前，高等院校中實(shí)際的專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)模式與新工科工程教育模式，以及工科專業(yè)的人才需求存在著一定偏差或不匹配現(xiàn)象。新工科背景下，以材料類專業(yè)課程教學(xué)模式為例，在專業(yè)人才培養(yǎng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)中存在教學(xué)模式單一、專業(yè)理論教學(xué)與工程創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)的實(shí)際問題，同時(shí)存在多數(shù)學(xué)生工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力不強(qiáng)的現(xiàn)象，難以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)、解決復(fù)雜工程問題的能力，進(jìn)而影響材料類專業(yè)人才整體培養(yǎng)質(zhì)量。因此，新工科背景下材料類專業(yè)建設(shè)應(yīng)緊密結(jié)合行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)，以行業(yè)及社會(huì)需求為導(dǎo)向，圍繞工程教育理念調(diào)整知識(shí)體系，推動(dòng)新工科工程創(chuàng)新實(shí)踐人才培養(yǎng)模式改革，培養(yǎng)出具有良好創(chuàng)新能力、工程應(yīng)用實(shí)踐能力的新工科專業(yè)技術(shù)人才，進(jìn)而滿足產(chǎn)業(yè)和社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的實(shí)際需求。

二、新工科背景下傳統(tǒng)材料類專業(yè)理論課程教學(xué)模式存在的問題

新工科專業(yè)建設(shè)的核心是工程教育人才培養(yǎng)方式的革新，以提高工程教育人才培養(yǎng)的質(zhì)量，樹立創(chuàng)新性、綜合型、周期性的工程教育新理念，構(gòu)建新工科和傳統(tǒng)工科專業(yè)相結(jié)合的新學(xué)科專業(yè)體系，探索實(shí)施工程教育人才培養(yǎng)的新模式[4]。新工科工程教育模式是順應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)的，傳統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)模式與新工科卻存在一些偏差，如學(xué)校培養(yǎng)的學(xué)生與企業(yè)實(shí)際需求存在差異等，主要表現(xiàn)在如下幾方面。

（一）專業(yè)理論教學(xué)與工程實(shí)踐創(chuàng)新脫節(jié)

傳統(tǒng)工科專業(yè)多數(shù)是建立在較為成熟的行業(yè)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上的，缺乏新科技及產(chǎn)業(yè)的特征，導(dǎo)致專業(yè)理論教學(xué)與工程實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)問題出現(xiàn)。同時(shí)，傳統(tǒng)教育模式和人才培養(yǎng)方案通常以專業(yè)課程為核心，知識(shí)體系中教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)方法單一，教師僅注重對(duì)理論知識(shí)的傳授和積累，重理論、輕實(shí)踐，導(dǎo)致學(xué)生工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力不足，即使學(xué)生參加各類實(shí)習(xí)、專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐、綜合實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐活動(dòng)，亦存在實(shí)踐動(dòng)手機(jī)會(huì)少、時(shí)間短等問題，難以綜合運(yùn)用理論課程提高學(xué)生的工程素養(yǎng)和解決實(shí)際工程問題的能力。

（二）傳統(tǒng)教學(xué)模式缺乏新工科的普適性

傳統(tǒng)教學(xué)模式是以教師講授為主導(dǎo)，學(xué)生被動(dòng)式接受，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。同時(shí)，多數(shù)專業(yè)課程壓縮學(xué)時(shí)數(shù)，導(dǎo)致知識(shí)點(diǎn)跨度大、不銜接，學(xué)生難以“吃透”講授內(nèi)容，容易出現(xiàn)“掉隊(duì)”現(xiàn)象。專業(yè)類課程教學(xué)過程中，各種考核方式對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程知識(shí)產(chǎn)生不同影響，難點(diǎn)在于如何培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新意識(shí)，如何考核學(xué)生工程創(chuàng)新實(shí)踐的能力，達(dá)到新工科專業(yè)建設(shè)和工程教育認(rèn)證的要求。此外，針對(duì)少數(shù)民族班學(xué)生，由于其漢語(yǔ)基礎(chǔ)薄弱，在接受材料類專業(yè)理論知識(shí)時(shí)存在困難，而材料類專業(yè)課程作為工科專業(yè)的必修課程，相關(guān)術(shù)語(yǔ)對(duì)于民族班學(xué)生較為陌生，這使得其在接受理論教學(xué)和知識(shí)學(xué)習(xí)方面的難度加大。