盧新坡，陳麗霞，徐三魁，關(guān)春龍，路朋獻

(河南工業(yè)大學 材料科學與工程學院，河南 鄭州 450001)

近年來，教育部啟動了新一輪的教育改革，進一步強調(diào)堅持“以本為本”，推進“四個回歸”，加快建設(shè)高水平本科教育。本科人才的培養(yǎng)是大學教育的根本職能，良好的本科教學是大學教育的根基，在高等教育的過程中占重要地位[1]。從2000年以來，越來越多的教育工作者提出高等教育質(zhì)量和評價要“以教為中心轉(zhuǎn)向以學為中心”才能實現(xiàn)卓越的教育[2]。以學為中心，首先是“以學生為中心，以學習為中心”。進一步具體地說，是以學生的學習質(zhì)量為中心，給學生創(chuàng)造“有意義的學習經(jīng)歷，高質(zhì)量的學習效果”[3]。

《材料科學與工程基礎(chǔ)》是河南工業(yè)大學材料學院為高分子材料與工程專業(yè)的本科學生開設(shè)的一門專業(yè)必修課程。這門課的教學目標是使學生在工程材料特別是金屬材料的結(jié)構(gòu)、性能、制備和工程使用性能之間建立起聯(lián)系，為其他相關(guān)專業(yè)課的學習以及提高解決材料科學領(lǐng)域復雜工程問題的能力打下良好的專業(yè)基礎(chǔ)。但由于本課程是為高分子材料與工程專業(yè)學生所開設(shè)的課程，因此不管從學生心理上還是相關(guān)實踐課的設(shè)置上都容易受到輕視。而本課程所涉及的理論知識比較繁雜，而且課程實踐性比較強，這就使得學生在有限的學時內(nèi)難以理解和消化課程內(nèi)容，更談不上應(yīng)用所學的知識解決工程實際問題。因此，為了培養(yǎng)既具備扎實的理論知識，又具備較強的實踐能力的應(yīng)用型技術(shù)人才，本文結(jié)合本校高分子材料與工程專業(yè)《材料科學與工程基礎(chǔ)》課程的教學現(xiàn)狀，對如何在高等教育的課堂教學中充分體現(xiàn)“以學為中心”的理念進行研究和探索。

1 現(xiàn)狀分析

在本次教學改革的實踐過程中，我們通過對連續(xù)三屆高分子材料專業(yè)的學生進行問卷調(diào)查以及與該專業(yè)其他專業(yè)課老師進行溝通，發(fā)現(xiàn)在目前《材料科學與工程基礎(chǔ)》課程的教學過程中主要存在如下問題，這些問題阻礙了本課程教學目標的實現(xiàn)。

第一，理論知識偏枯燥和抽象，學生較難實現(xiàn)透徹的理解?！恫牧峡茖W與工程基礎(chǔ)》課程的教學內(nèi)容包括工程材料的結(jié)構(gòu)、性能、制備以及使用之間關(guān)系的理論知識，所涉及的知識點內(nèi)容繁雜，理論比較抽象。因此傳統(tǒng)教學課堂上使用的單純“注入式”的教學方法使得有些抽象的概念或理論學生很難理解透徹，而僅僅是停留在概念的“死記硬背”上[4]。而本門課程抽象的理論知識集中在前兩章，因此如果依然采用傳統(tǒng)的“照本宣科”式的教學很容易使學生產(chǎn)生逆反心理，進而影響他們后續(xù)章節(jié)的學習，甚至對本課程產(chǎn)生逆反心理[5]。

第二，師生交流途徑較少，不利于答疑解惑和學術(shù)交流。目前大學教師普遍承擔教學和科研的雙重任務(wù)，因此很難抽出固定的時間對學生進行答疑解惑；而當代的大學生除了課堂學習外課余生活也更加豐富，他們對靈活的時間管理和現(xiàn)代化的交流途徑更加青睞。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當代大學生中大多數(shù)對師生之間的交流和互動的評價為一般，甚至有些學生課程上完后連老師的姓名都不知道[6]。因此不管對于老師還是對于學生來說，都希望利用一種隨時隨地可以交流的途徑和平臺，通過這個平臺老師可以針對學生提出的問題及時進行解答，同時同學之間也可以利用這個平臺進行課堂講授知識的探討。

第三，理論講授與工程實踐脫節(jié)，不利于提高學生解決復雜工程問題的能力。本課程所制定的教學目標之一是使學生具有發(fā)現(xiàn)、研究與解決現(xiàn)實中復雜工程問題的能力。但本課程目前的教學過程中所能提供給學生理論學習和工程實踐相結(jié)合的機會十分有限，這就造成學生對知識的掌握僅僅停留在紙面上，不利于學生解決復雜工程問題能力的培養(yǎng)和提高[7]。

第四，教學方式過于單一，對學生綜合素質(zhì)的提高不利。高等教育的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)高素質(zhì)綜合性人才，除了學生對理論知識的掌握之外，還包括學生的團隊合作意識、自主學習能力和終身學習能力。而傳統(tǒng)的“以教為主”的教學方式只是單一的對學生進行“知識的灌輸”，學生通過課堂學習只是對理論知識的“記和背”，而學生其他方面的能力和素質(zhì)得不到訓練和提高[8]。

2 教學改革實踐

針對以上在本課程的教學過程中暴露出的問題，為了進一步提高《材料科學與工程基礎(chǔ)》課程的教學質(zhì)量和學習效果，本課程的課題組在教學方法及教學手段等環(huán)節(jié)進行了相應(yīng)的教學改革與實踐。

首先，理論知識與科研成果相結(jié)合，化抽象概念為直接感官。本課程開設(shè)的時間是大三上學期，這時的學生剛結(jié)束了基礎(chǔ)課程的學習開始接觸專業(yè)課。因此專業(yè)課中大多數(shù)專業(yè)詞匯和概念對他們來說比較陌生，他們更希望從多個角度來了解和掌握教科書里的知識點，而不是僅僅停留在抽象的文字描述上，也不希望專業(yè)課的學習僅僅是背概念。所以我們嘗試了在課堂的講授過程中把與相應(yīng)知識點相關(guān)的科研成果與理論知識相結(jié)合，使學生可以通過數(shù)據(jù)、圖片或視頻等感官的方式幫助對相關(guān)知識點的理解。

例如在傳統(tǒng)的教學課堂上，關(guān)于晶體和非晶體的區(qū)別只是在概念上進行了區(qū)分：“晶體是原子在空間的有序排列，而非晶體是原子的無序排列”。但同學們希望知道“有序的原子排列”是什么樣子，用什么手段能夠檢測一種材料的原子排列是否有序。因此在這一部分的講解過程中，我們就結(jié)合在科研中的一些結(jié)果進行輔助教學。我們向同學們展示了TiC晶體材料的透射電鏡照片，根據(jù)TiC晶粒內(nèi)部原子的規(guī)則排布和晶界處玻璃相(非晶相)的原子雜亂分布的圖片，同學們能夠直觀得看到晶體材料中一列列排列整齊的原子，從視覺上有一個原子規(guī)則排列的印象，更有助于同學們對概念的深刻理解。

其次，利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)工具，加強師生之間交流溝通。隨著科技的發(fā)展，信息化技術(shù)也革新了人際傳播方式，網(wǎng)絡(luò)平臺也從單純的社交工具逐漸成為師生互動重要媒介。利用有效的集“教學、輔導、交流、考核”為一體的網(wǎng)絡(luò)平臺既迎合了當代大學生對新興社交工具的青睞，也使得老師在教學過程中更能有效利用“課下”的時間。

目前我們主要利用“雨課堂”這一現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)工具進行輔助教學。利用《材料科學與工程基礎(chǔ)》課程的微信雨課堂，形成了“線上”和“線下”兩個課堂。傳統(tǒng)教學中，給老師的只有課堂上短短的幾十分鐘時間；而利用雨課堂，教師除了可以發(fā)布課件供學生自學和預(yù)習外，還可以發(fā)送專項練習題及一些材料科學領(lǐng)域的新進展等方面的內(nèi)容供學生自測和了解。學生可以利用這一平臺進行課后練習，以此鞏固課堂講授的知識點，同時通過自學拓展內(nèi)容開拓視野。另外，學生也可以利用這一平臺進行教學問題討論及隨堂測試等多個層次的線下學習，這一平臺的優(yōu)點是學生可以利用手機等智能終端隨時隨地進入雨課堂進行學習和交流[9]。

再次，為了提高學生在工程材料領(lǐng)域的工程實踐能力，實現(xiàn)“理論聯(lián)系實踐的教學目標”，我們針對本課程中某些實踐性較強的章節(jié)采用課堂教學與實驗室教學一體化手段進行改革。例如在講授“細晶強化”這一概念時，為了使同學們親身感受“細晶”的概念，我們將上課的地點設(shè)在金相實驗室，上課的地點從教室搬到實驗室。我們讓學生利用金相顯微鏡對同普通晶粒度的鋼和經(jīng)過細化晶粒處理的鋼進行觀測，親身感受一下晶粒度的觀察和分析方法，同時對不同晶粒度鋼的強度和韌性等性能進行對比，引出“細晶強化”的概念。通過這一手段我們發(fā)現(xiàn)同學們對“晶粒度減小可以同時提高材料的強度和韌性”這一概念有了深刻的理解。這種理論教學與學生體驗穿插進行的教學方式使枯燥的理論教學變得生動而直觀，使學生對理論知識的掌握更加容易，使學生的工程實踐能力得到鍛煉。

最后，在課堂教學過程中我們設(shè)置了分組討論等環(huán)節(jié)，以此來提高學生的團隊合作意識等綜合素質(zhì)。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)在課堂上同學們更希望適時的在學生之間進行溝通和合作，而不是一味得充當“老師的聽眾”。分組討論法是合作學習的一種有效形式，有利于培養(yǎng)學生的自主學習、探究學習和團隊合作意識，同時也是對傳統(tǒng)教學方法的有效補充[8]。

例如，在學習“鋼的熱處理”這一章節(jié)時，我們就嘗試組織學生自由組合成8人一組的小組，在講到每一種鋼號時引導學生進行組內(nèi)交流。其中講解“滲碳鋼”的概念時，可以引導學生合作討論如下問題：滲碳鋼常見的鋼號是什么？這些鋼號代表什么含義？它的熱處理工藝是什么？每一步熱處理工藝的作用是什么？這些問題有些需要查閱教科書，有些需要通過相關(guān)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫進行查閱。要想解決這些問題就需要組內(nèi)學生進行溝通和合作，另外也需要學生從其他途徑進行自主學習和查閱資料。通過類似的小組討論形式，學生可以更加扎實的掌握基礎(chǔ)知識，同時還增強了他們的團隊合作意識，提高了自主學習的能力。

3 結(jié)語

為了培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，我們針對河南工業(yè)大學高分子材料與工程專業(yè)的《材料科學與工程基礎(chǔ)》的課程進行了主題為“以學為中心”的教學改革。在本次改革實踐中，我們針對目前課堂教學中存在的問題和當代大學生的學情特點進行了分析，存在包括教學內(nèi)容過于抽象、師生交流相對較少、理論知識與工程實踐脫節(jié)以及教學手段單一等問題。針對存在的問題，我們從教學內(nèi)容、教學方法和教學手段等方面提出了有效的改革方案和改革實踐。