王 川，李 超

(遼寧大學(xué)輕型產(chǎn)業(yè)學(xué)院，遼寧 沈陽 110036)

1 非金屬材料專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)和存在的問題

教學(xué)目標(biāo)：無機非金屬材料工程，主要培養(yǎng)具備無機非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ)理論與工程專業(yè)知識，能夠從事無機非金屬材料工業(yè)的項目規(guī)劃、設(shè)計、生產(chǎn)加工、研究開發(fā)，具有較強的科學(xué)實驗?zāi)芰陀嬎銠C能力，素質(zhì)優(yōu)良，富有創(chuàng)新精神的高級工程技術(shù)專業(yè)人才。它對于學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識、專業(yè)技能的熱情和自然科學(xué)素養(yǎng)的培育非常重要[1]。實驗教學(xué)，尤其是綜合實驗教學(xué)是本專業(yè)教學(xué)過程的重要一環(huán)[2-5]。在了解材料科學(xué)基礎(chǔ)的前提下，系統(tǒng)地了解傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料的特性和應(yīng)用，提供適應(yīng)未來發(fā)展需要的專業(yè)人才。

1)內(nèi)容繁多，學(xué)生無法整體把握。無機非金屬材料學(xué)科將傳統(tǒng)的陶瓷工藝學(xué)、玻璃工藝學(xué)、水泥工藝學(xué)等硅酸鹽材料工藝學(xué)和計算機科學(xué)、信息處理等新技術(shù)相結(jié)合，具有多學(xué)科有機融合、交叉復(fù)合的專業(yè)特點。正是因為其內(nèi)容繁多、瑣碎，記憶性知識點較多，可推理性少，學(xué)生有時很難把握。

2)教學(xué)內(nèi)容更新緩慢。隨著無機非金屬材料科學(xué)的發(fā)展，越來越多的新型材料被發(fā)現(xiàn)，越來越多的材料性能被改善，而無機非金屬材料的教材很難跟進科技前沿發(fā)展內(nèi)容，大多數(shù)學(xué)校采用多年不變的教材，這使得教學(xué)內(nèi)容得不到及時地更新和完善，學(xué)生無法掌握最先進的理論成果，這對教師的材料前沿發(fā)展的相關(guān)洞察力提出較高的要求。此外，傳統(tǒng)的考核方式強調(diào)結(jié)果，造成學(xué)生平時學(xué)習(xí)不積極，期末考試前突擊復(fù)習(xí)，很難全面、真實地反映學(xué)生平時的學(xué)習(xí)狀況[6]。

3)理論與實踐比例失調(diào)。無機非金屬材料專業(yè)課大多數(shù)在大三開始進行，這門課包括課堂講解和實踐實驗兩部分，對于遼寧大學(xué)的大部分工科專業(yè)，課程設(shè)置主要在課堂講解，多為理論教學(xué)，實驗實踐不足總體課時的20%，在課時一定的情況下，學(xué)生會首先注重理論學(xué)習(xí)，很難講理論和實際聯(lián)系到一起，這就意味著在學(xué)生面臨畢業(yè)的時候，沒有足夠的實踐基礎(chǔ)，到工作崗位無法直接上崗。

4)教學(xué)方法過于單一。在很多課堂上，學(xué)生或多或少都會出現(xiàn)溜號和所謂思想放空的現(xiàn)象，聽得枯燥乏味，心不在焉。比如晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的相關(guān)章節(jié)，會涉及到晶體結(jié)構(gòu)和晶胞、點陣坐標(biāo)等，由于缺少便于理解的圖形化的呈現(xiàn)，面對老師像天書一樣的講授，很多學(xué)生無法完全掌握相關(guān)知識點，更不能聯(lián)系到生活應(yīng)用上，一些學(xué)生甚至不知道為什么學(xué)習(xí)這個知識點。教育工作者也要對教學(xué)目的太單一且教學(xué)內(nèi)容過于形式化這一問題進行反思。

2 金屬材料專業(yè)課程設(shè)計理念

1)從學(xué)習(xí)知識向綜合型應(yīng)用轉(zhuǎn)變。通過對畢業(yè)生的調(diào)查，很多學(xué)生提出，雖然在課上學(xué)的知識感覺都已經(jīng)消化了，可是在實際工作中仍有很大差別，在實際情況的運用上遠遠不夠，這就要求授課要由基本知識的傳授向綜合性應(yīng)用轉(zhuǎn)變，進一步適應(yīng)市場需求，在課上多結(jié)合一些現(xiàn)場操作實例，基于一些企業(yè)的真實案例，使得學(xué)生能夠更生動的了解到相關(guān)知識的運用，以便于理論與實際的結(jié)合。

2)從教學(xué)大綱模式向順應(yīng)市場需求轉(zhuǎn)變。在教學(xué)中對非金屬材料專業(yè)課程進行重新分配與凝練，提出順應(yīng)市場需求的要求，從而形成新的教學(xué)體系：①介紹非金屬材料的基本概念、發(fā)展歷程、研究方向以及體系結(jié)構(gòu)等；②介紹材料的共性與特性，介紹一些常見的非金屬材料的應(yīng)用以及衍生出的混合結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用問題；③介紹非金屬材料分析方法和分析原理，對非金屬材料結(jié)構(gòu)以及功能應(yīng)用的進一步探索，研究材料的奧秘，為進一步擴大應(yīng)用范圍提供理論依據(jù)。

3 關(guān)于非金屬材料專業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)變改革的建議

1)改變教學(xué)模式，注重實踐。應(yīng)對傳統(tǒng)的無機非金屬材料的理論教學(xué)進行大膽的改革，打破原非金屬材料幾大門課各自獨立教學(xué)的壁壘，將無機非金屬材料實驗進行整合，形成了《材料制備技術(shù)試驗》、《研究型實驗》、《材料綜合實驗》、《無機非金屬工學(xué)實驗》《材料基礎(chǔ)及相巖學(xué)實驗》共5個教學(xué)模塊試驗，使得學(xué)生將非金屬材料的知識應(yīng)用逐層遞進，鑒于實驗教學(xué)體系現(xiàn)狀，進一步梳理了專業(yè)課程關(guān)系，堅持實驗教學(xué)改革的整體性與連貫性，注重學(xué)生專業(yè)工程知識與工程技能訓(xùn)練相結(jié)合的培養(yǎng)思路[7]。基本的教學(xué)目的是向?qū)W生傳授非金屬材料的基本知識，讓學(xué)生在課堂傳授后能夠提出問題、根據(jù)積累的知識以及時間操作分析問題、總結(jié)實踐規(guī)律理論結(jié)合實踐從而解決問題。教師應(yīng)該在實驗課程中重視實驗技能的培訓(xùn)，完善實驗技能的培訓(xùn)課程，提高實驗課程的效率[8]。

2)改變教學(xué)方法，嘗試將VR帶進課堂。作為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的縮寫，VR是一種可以體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，它打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，課堂只有老師口述的“教”和學(xué)生用筆來記的“學(xué)”，它使學(xué)生身處其中，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行虛擬的實驗。例如模擬飛行器的訓(xùn)練中，駕駛員在初學(xué)試飛時，可以避免由于駕駛員的不熟練操作而造成飛機墜毀的傷亡事故。學(xué)生在虛擬現(xiàn)實中，可以任意進行想象中而現(xiàn)實不允許操作的實驗，模擬實驗室操作中的真實反映效果，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)看到了危險實驗的后果，這更能讓學(xué)生的安全意識和實驗合理性操作意識更為深刻。另外，通過虛擬演示，在一些實驗上可以節(jié)省很多前期試驗的開銷，因為學(xué)生們可以在虛擬實驗室里進行實驗，然后再到真實的實驗室上手操作。有真實數(shù)據(jù)顯示，將虛擬實驗室教學(xué)法與教師指導(dǎo)教學(xué)相結(jié)合，學(xué)習(xí)效果提升了101%，教學(xué)效果翻了一倍。部分無機非金屬材料已經(jīng)嘗試請進專業(yè)VR技術(shù)操作者，進行初步的演示嘗試，學(xué)生的課堂氛圍變得格外活躍，并且參與度得到了明顯提升。當(dāng)然，目前來看，設(shè)備成本確實成為這一制度實施的瓶頸，包括對教師是否能夠融入VR課程構(gòu)架方面也提出了很高的要求。這個曾被稱為能夠“顛覆科學(xué)教育”的技術(shù)，勢必給教學(xué)帶來極大的創(chuàng)新，相信在不遠的將來，VR技術(shù)會在教育教學(xué)以及相關(guān)培訓(xùn)領(lǐng)域發(fā)揮極大的重要作用。

3)改變教學(xué)手段，利用網(wǎng)絡(luò)平臺，互相學(xué)習(xí)借鑒。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如此發(fā)達的今天，將高科技滲入到教學(xué)已經(jīng)勢在必行，相比于課堂上的面對面教與學(xué)，網(wǎng)絡(luò)給人們帶來了更多的信息量，覆蓋面廣，可以做到一對一的個別交流，更有利學(xué)生與學(xué)生的討論、學(xué)生與老師的進一步交流。對此情況， 筆者單位充分利用校園局域網(wǎng)絡(luò)，教師將相關(guān)課件和課后練習(xí)以及涉及的相關(guān)知識上傳到校園網(wǎng)，每個學(xué)生都可以通過自己的ID賬號登錄校園網(wǎng)查詢所需內(nèi)容，可以在線學(xué)習(xí)和探討。學(xué)生也可以將自己的見解發(fā)送到公共區(qū)域或者只給教師發(fā)送，這個及時溝通的渠道使得很多課上有限時間內(nèi)沒來得及消化的知識得以全面的理解，拓寬了學(xué)生的學(xué)科視野。

4)提高動手能力所占的考核比例。越來越多的教師已經(jīng)摒棄了傳統(tǒng)的以期末考試為主的考核方式，取而代之的是將平時的考核成績和一定的實驗操作能力作為總成績的重要參考項，學(xué)生了解到采用以往的點燈熬夜背題時代已經(jīng)結(jié)束了，更多地融入到每一節(jié)課的實際體驗和效果反饋中。專業(yè)教師要充分調(diào)動學(xué)生課堂參與的積極性，課后思索的主動性，將課后的學(xué)習(xí)探究小組調(diào)研成果作為最終成績的參考因素，考慮到學(xué)生的性格能力各異，將動手能力強、思維活躍、理論素養(yǎng)高的學(xué)生交叉分布于各個小組，以保證小組成員互相取長補短，通過這樣的分配，不僅增強了學(xué)生間團隊合作的能力，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的集體榮譽感，學(xué)生們事不關(guān)己高高掛起的心態(tài)逐漸消失，有的是對知識的探索，與同伴的交流進步，和團隊共同進步的決心。目前，《材料研究與計算機應(yīng)用》課程采取的就是這種方式，初見成效，得到了師生的一致好評。

5)成立校企合作實驗室。根據(jù)非金屬材料專業(yè)的應(yīng)用需求，尋求一些相關(guān)企業(yè)單位對學(xué)生進行聯(lián)合培養(yǎng)，建立校企合作實驗室。對此，將校企合作實驗室建立在企業(yè)范圍內(nèi)，學(xué)生上課會伴隨著企業(yè)專家的陪同，在課堂上可以直觀地面對企業(yè)實際生產(chǎn)，運用所學(xué)理論進行專業(yè)剖析，如果可以，會以小組的形式加入到企業(yè)生產(chǎn)中，并且完成獨立的課題，這對為企業(yè)以后輸送人才起到重要作用。課后學(xué)生會根據(jù)所學(xué)內(nèi)容進行延伸，通過參加相關(guān)競賽或完成校級、省級創(chuàng)新項目，提升學(xué)生對所學(xué)知識的深度擴展，為以后畢業(yè)論文或者學(xué)術(shù)論文的發(fā)表積累素材。

6)用創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展。必須把創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動力。隨著高等教育的發(fā)展和校情的變化，要緊跟發(fā)展步伐，及時調(diào)整思路，積極開展學(xué)分制教育，深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，對推進教育綜合改革至關(guān)重要，把創(chuàng)新意識真正的化為學(xué)生的一種素養(yǎng)。推動基礎(chǔ)研究向縱深發(fā)展，跨界融合，才有可能產(chǎn)生顛覆性技術(shù)和原始創(chuàng)新成果，開辟新的發(fā)展方向。優(yōu)化基礎(chǔ)研究資源配置，實施一批重大科技專項，扎實開展重大原創(chuàng)性研究。

4 結(jié)束語

無機非金屬材料專業(yè)的教學(xué)過程中，應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新性思維，課堂教學(xué)不再以教師傳授為主，是普通型高校向應(yīng)用型高校轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵所在，應(yīng)充分、合理地運用先進成熟的多媒體技術(shù)，最終起到提高教學(xué)質(zhì)量，為社會輸出充滿正能量的綜合人才。