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新时代《无机非金属材料学》课程教学改革与探索
2021-08-30 浏览量:38

杜景红  

(昆明理工大学 材料科学与工程学院,云南 昆明 650093)

[ ]《无机非金属材料学》是材料科学与工程专业无机非金属材料方向的核心课程。该课程知识面广,理论性、综合性、应用性强,教师讲授和学生学习都有较大难度,同时又面临学时有限等问题。本文针对该课程特点及存在问题进行了教学改革,通过优化教学内容,采用“以学生为中心”的多元化教学方法和多元化评价考核方式,激发学生学习的主动性和积极性,提高课程教学质量和教学效果。

[关键词]无机非金属材料学;以学生为中心;多元化;教学方法;教学评价;大众文艺


[作者简介]杜景红,博士,教授,昆明理工大学材料科学与工程学院



Teaching Reform and Exploration of Inorganic Nonmetallic Materials Science in the New era

 

Du Jinghong

 

(school of Materials Science and Engineering, Kunming University of Technology, Kunming, Yunnan 650093)

 

Abstract: inorganic non-metallic Materials Science is the core course of inorganic non-metallic materials in material science and engineering. The course has a wide range of knowledge, theoretical, comprehensive and applied. It is difficult for teachers to teach and students to learn, and at the same time, it is faced with the problem of limited school hours. In view of the characteristics and existing problems of the course, this paper makes a teaching reform. By optimizing the teaching content, adopting the diversified teaching method of "student-centered" and the pluralistic evaluation and assessment method, this paper stimulates the initiative and enthusiasm of the students' study, and improves the teaching quality and teaching effect of the course.

 

Key words: inorganic non-metallic materials; student-centered; diversification; teaching methods; teaching evaluation

中图分类号:G421        文献标志码:A

1 引言

2018年10月8日,《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》正式发布,文件共包含40条内容,简称“新时代高教40条”。新时代高教40条非常注重以学生为本的教育理念,强调围绕激发学生学习兴趣和潜能来深化教学改革[1,2]。高等院校各专业在进行教学改革和建设过程中,都非常重视课程改革与建设,材料专业也不例外[3-5]。《无机非金属材料学》是材料科学与工程专业无机非金属材料方向培养方案中的核心课程。

2  教学内容的优化

教学内容是人才培养的基础。在宽口径专业人才培养思路下,本专业高年级专业课程存在课时少、门数多的现实情况,而《无机非金属材料学》课程内容庞杂,涉及的材料体系范围广,即使学生已经掌握了《材料科学基础》、《材料性能学》、《材料工程基础》、《无机非金属材料工学》等先修基础课,要想在有限的学时数内把所有材料都介绍到,无疑是困难的。在这一背景下,根据课堂教学实际情况,以“化学成分-加工工艺-组织结构-性能-应用”为主线来组织教学内容,实施弹性授课。

1)与先修课程和后续课程紧密联系,仍然以水泥、玻璃和陶瓷三种最典型的无机非金属材料为主要内容,对于和先修课程重复的知识点,例如三种材料的生产工艺、制备原理等,若学生掌握的较好只做简单回顾。

2)考虑到未来材料的发展方向从均质材料向复合材料发展,教学内容中增加了无机非金属基复合材料的相关知识,以拓展学生的视野。

3)考虑到当今国内外对能源材料研究的热潮,以及本学院在能源领域的研究基础,对锂离子电池、太阳能电池、燃料电池等能源材料以及新型碳材料如碳纳米管、石墨烯进行一般介绍。 

3 以“学生为中心”的多元化教学方法

传统的教学方法是以教材为核心,以教师为主导的一种模式,主要是教师根据自身的专业背景,结合教材的内容,向学生讲解。这种模式,在介绍新术语、新概念、新理论时仍然是行之有效的方法,教师可以凭借深厚的专业背景,将新概念的专业内涵和外延介绍给学生,缩短学生掌握的时间。

1)面向研究能力的专题报告和答辩相结合。根据教学内容教师规定大的选题方向,学生可以根据自己的兴趣,拟定各自报告专题,由于学生们选题各不相同,专题报告的方式也各不相同,在报告过程中学生不仅提高了自己的表达能力,而且听取了其他同学的报告,参与全体同学的答辩过程。

2)面向工程应用能力的案例教学。《无机非金属材料学》是一门理论性和实践性都很强的课程,纯粹的理论知识讲解和知识点剖析容易使课堂教学变得枯燥无味,特别是对于高年级学生,已经基本了解或熟悉相关的专业基础理论,在教学方法上必须能够在书本知识和实际应用之间搭建桥梁,案例教学是实现这一目的的首选途径[6]。无机非金属材料学的教学案例既有模拟工程案例,也有实际工程案例,更有教师本人多年从事科学研究的案例。例如,在玻璃部分,介绍2016年获得上海市技术发明奖特等奖的大尺寸高性能激光钕玻璃的批量制造技术及应用,利用图文并茂的形式,让学生了解激光玻璃及其应用,大尺寸玻璃制

造工艺。

3)面向创新能力的主题讨论和开放式教学。结合课堂内容,教师可以设立主题,引导学生进行小组讨论。如在锂离子电池介绍过程中,可以引导学生思考:锂离子电池应用的安全隐患来自哪几个方面?如何解决?也可以鼓励学生自己提出与锂离子电池相关的题目,以小组的方式进行文献查阅和资料收集工作,然后对文献信息整理、加工,凝练出自己的观点形成报告并表述出来,大家共同探讨。这种方法可以调动学生的主动性,并可以拓宽视野,提高兴趣,了解前沿领域的发展,也培养了学生的创新能力,大大提高了课程的教学效果。

4、多元化的评价考核方式

3)通过调整考核方式,为教学内容更新提供导向。

调整原有的课程期末考试的考核方式,根据课程内容不同,增加过程性考核环节,引导学生重视实践,将实践能力的培养落到实处。将课外兴趣小组、科研与科技创新活动、各类比赛、暑期实训、企业实习等方式均纳入考核方式的选择范围,为任课教师进行教学内容的更新提供导向。

教学评价是教学过程的重要环节之一,合理、科学地教学考核评价制度不仅能体现出公平、公正, 而且有效保证了教学质量。《无机非金属材料学》为学校的专业必修课,限定考核方式为闭卷考试,而传统闭卷考试的题型多为名词解释、选择、判断和问答题,这些题型主要为客观题,侧重于基本知识点的记忆,容易让学生在学习过程中为了应付考试而死记硬背,忽略了综合分析能力的考核。因此需要对教学评价考核方式进行适度改革,采用多元化的评价考核模式:

1) 评价主体的多元化:在讨论课和专题报告过程中,将学生的自评和互评引入教学评价体系,并设置不同的权重占比,学生自评、学生互评和老师评价各占1/3,这样不仅可以提升学生的参与感、充分调动学生学习的积极性,也使评价指标更合理、更客观,评价体系更完善。

2)评价方式的多元化:遵循“以学论教”原则,注重对学生的过程性、表现性、发展性的评价,注重学生在完成学习任务中各个学习环节的考核。原来的过程评价主要是出勤率和作业完成情况,改革后增加讨论课表现、专题报告及答辩等。

3)考试的题型设置上,缩减客观题,提高不同难度层次的主观题所占比例,比如综合设计和方案类题目,侧重于学生对基本概念的深层次理解、复杂环境下材料在服役中的腐蚀或损毁机理、材料制备工艺设计等。

5 结束语

通过对《无机非金属材料学》教学内容、教学方法、教学评价、考核方式等的改革与实践,有效激发了学生学习的兴趣和自主能动性,增加了学生在课堂教学过程中的参与度,培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,增强了学生的自主创新意识,拓展了视野,提高了综合素质。

参考文献:

[1]教育部:印发“新时代高教40条”[J],教育(周刊),2018,0(45):6 教育部:印发“新时代高教40条”[J].教育(周刊),2018,0(45):6-6. 教育部:印发“新时代高教40条”[J].教育(周刊),2018,0(45):6-6. 教育部:印发“新时代高教40条”[J].教育(周刊),2018,0(45):6-6.

[2] 熊丙奇.落实《新时代高教40条》,强化质量评价保障机制 [J], 上海教育评估研究,2018,(6):26-28

[3] 胡海军,吴亚男,鄂洋,等.基于教改新形势下高校课堂“教”与“学”的二元平衡——高校课堂教学改革与学生发展[J], 教育现代化,2019,6(13):33-

35

[4]郭三党,李晔,刘芳,等.我国普通本科教育专业核心课程建设研究 [J].中国信息管理化,2013,(6):108-109

[5]张晓燕,向嵩,李远会,等 . 材料科学与工程专业创新人才培养模式下的专业课程体系构建[J].课程建设,2013,(3):217-217

[6]梁成艾,李 .德国高校案例式教学设计对中国“金课”教改的启示与借鉴[J],铜仁学院学报,2019,21(3):24-33

文稿来源:教育教学论坛编辑部 网址:www.jyjxlt.com

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