淺談應用型本科“材料科學基礎”課程建設與教改實踐_優(yōu)秀論文

1、 淺談應用型本科“材料科學基礎”課程建設與教改實踐“【論文關鍵詞】課程建設 教學改革 材料科學基礎【論文摘要】本文根據(jù)上海工程技術大學材料科學與工程專業(yè)教學培養(yǎng)目標的特點,從課程體系與內容,教學理念,教學方法及手段,實踐教學環(huán)節(jié)改革,考核評價方式,師資隊伍建設等方面討論了“材料科學基礎”課程教改中的一些熱點問題及教改實踐。根據(jù)我校培養(yǎng)優(yōu)秀工程師的辦學定位,結合材料學科的發(fā)展方向,初步建立了居于“基礎適度、口徑寬廣、應用為先”標準的“材料科學基礎”課程的新教學體系,從中取得了一些較好的教改效果和經驗。上海工程技術大學是一所以培養(yǎng)優(yōu)秀工程師為主要目標的教學型大學。根據(jù)我校的辦學定位和特色,作為材料

2、科學與工程學科重要基礎課程之一,“材料科學基礎”有必要在加強基礎、拓寬專業(yè)知識面和加強實踐訓練等方面進行課程改革。1 課程的性質材料科學是一門揭示研究固體材料性質規(guī)律、設計及控制材料性能的科學,其目的在于揭示材料的結構與性能之間的基本關系。研究表明,材料結構是決定材料性能的核心要素,而材料的顯微結構與材料的加工過程有密切的關系。因此,材料科學也需要研究材料在各種過程中的行為,這些過程包括加熱過程、冷卻過程、反應過程、界面過程、擴散過程、相變過程等。“材料科學基礎”是材料科學與工程學科的主干基礎課程和核心課程,是材料科學與工程學科人才的基本知識和基本能力的重要組成部分,是本學科專業(yè)人才的整體知識

3、結構、能力結構、素質結構的重要基石。根據(jù)我校的教學培養(yǎng)目標,本門課程的教學實踐必須著眼于培養(yǎng)未來的材料工程師,緊貼上海市發(fā)展先進制造業(yè)的需求,結合本校材料科學重點學科的發(fā)展方向,在進行材料科學基礎理論和基本技術教育的基礎上,側重進行材料開發(fā)應用、材料改性和材料加工的工程教育。2 課程教學的改革實踐“材料科學基礎”課程建設和課程教學改革的指導思想是根據(jù)專業(yè)發(fā)展規(guī)劃,主動適應上海經濟、科技與社會的發(fā)展對材料學科專業(yè)人才知識結構和實踐能力的要求,強調理論與實踐結合,在寬專業(yè)知識面上對學生進行綜合素質的提高,培養(yǎng)既掌握材料科學與工程基本原理,又通曉材料制備與加工、組成與結構、性能與應用等系統(tǒng)知識的寬專

4、業(yè)人才。作為材料學科最為基礎和重要的平臺課程,“材料科學基礎”在學科知識構建中起著“基石”的作用,其教學內容的設定、寬度和深度決定著學生培養(yǎng)中關于材料學知識的基礎深度和知識面的廣泛程度,并影響著后續(xù)課程的展開、實施及教學效果。本著“基礎適度、口徑寬廣、應用為先”的教學原則,我們對課程教學目標、課程體系和內容、實踐教學環(huán)節(jié)、教學方法和手段、考核評估等方面進行了教學改革的實踐。2.1 課程教學目標作為應用型本科材料專業(yè)的基礎課程,“材料科學基礎”課程的教學目標具有多重指向性。一方面,應打下材料科學與工程領域的基本理論基礎,為學習材料專業(yè)其他知識做準備,同時也為部分學生進一步深造做準備,為此要根據(jù)不

5、同學生的情況,有區(qū)別地加以培養(yǎng);其次,要注重培養(yǎng)學生運用基礎理論分析和解決實際問題的思路和能力,掌握材料科學與工程學科的思維方法,為今后自學材料領域的相關知識打下良好的基礎;最后,根據(jù)社會經濟的發(fā)展需求,強調學生對材料科技進展與人類文明及經濟發(fā)展關系的認知,能從價值工程的角度研發(fā)、選擇和應用材料,從環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展角度評價使用材料。2.2 課程體系和內容在課程體系上,貫徹“基礎適度、口徑寬廣、應用為先”的課程體系改革原則,在保持金屬材料為主的專業(yè)特色的基礎上,全面介紹了金屬材料、高分子材料、陶瓷材料及復合材料的共性與個性特點,在材料科學理論模型的介紹上盡量拓展其適用的材料范圍,如晶體結構,

6、位錯模型,界面結構模型等。教學內容的取舍以“精、寬、新、用”為原則,從材料科學與工程的基本原理出發(fā),以固體材料結構為重點,從微觀、宏觀、物質內部、表面與界面、靜態(tài)及動態(tài)過程等不同層面角度,闡述固體材料結構、結構缺陷及變化規(guī)律,以及固態(tài)材料的相平衡、相圖、擴散、相變等,在材料應用方面,結合材料科學的理論內容,介紹相關的新材料、新工藝,如納米材料、功能材料的最新進展,使學生對材料組成與物質結構的內在聯(lián)系、材料結構與性能間關系有系統(tǒng)的理解和掌握,為今后相關專業(yè)課程的學習打下扎實的寬專業(yè)口徑的理論知識基礎。2.3 實踐教學環(huán)節(jié)在加強實踐的教學改革中,采取實驗教學課程建設與學院平臺實驗室建設相結合的方式

7、,推進課程實踐教學的全面提高。材料科學基礎的實踐教學環(huán)節(jié)分為兩個部分,一是課內實驗,現(xiàn)配置了16 學時的實驗課,二是單列了一門“材料科學綜合實驗”課程,時間安排為連續(xù)的3周。針對課程教學目標和教學內容改革的要求,重新討論制定了課內實驗內容,加大綜合性實驗的比重,如金屬塑性變形與再結晶綜合實驗、金相分析綜合實驗等,編寫了新的實驗教學指導書。課內實驗以學生材料學基礎技能訓練為目標,如金相試樣的制備、金相組織觀察、材料塑性變形過程組織變化的特征,強調對不同材料顯微結構基本特征的掌握。材料科學基礎綜合實驗課程的主要目的是通過一個完整的實驗過程,包括明確實驗目的、設計實驗過程、實施實驗和分析實驗結果,培

8、養(yǎng)學生材料科學與工程的基本素養(yǎng),提高實驗動手能力和分析、解決問題的能力,進一步鞏固對材料科學基礎核心內容,即“材料結構決定材料性能、材料加工過程與材料結構密切相關”的認知。課內實驗和綜合實驗內容互為補充、相益得彰,取得了新教學培養(yǎng)模式的良好的教學效果。2.4 教學手段和教學方法在課堂教學和課內實驗教學實踐中,充分利用多媒體教學手段,自編CAI 多媒體課件,在有限的學時內最大限度的發(fā)揮多媒體教學的應用效果。一些實驗室目前難以實現(xiàn)而對學生的學識教育較為重要的內容也通過多媒體形式使學生有一個較為直觀的認識。與此同時,還對教學方法進行了相應的改進,授課力求重點突出、邏輯清晰,強調教學互動,提倡師生間平

9、等討論,倡導探索性和研究性的學習方法,達到理論融會貫通的目的。 “2.5 考核方式在課程建設過程中我們對課程的考核方式也進行了深入的討論,大家認為合理的考核評價制度應該以提高學生的綜合素質為主要目標,為此有必要改進傳統(tǒng)的閉卷考試形式,避免“一考定終身”的方法。對此我們正在探索一種更為全面均衡的考核方法。具體考慮為將平時作業(yè)、實驗報告、小論文、隨堂考試和期末考試相結合的方式。重視對平時學習過程和階段學習效果的評價,將上課聽講與課堂交流、作業(yè)習題解答的獨特性及完成質量列入考評,鼓勵學生自主學習、創(chuàng)新學習,鼓勵學生發(fā)表有自洽性合理性的不同見解。在階段學習后,設計一些隨堂考試卷,隨堂考試允許學生參考課

10、堂筆記和教材,但每個學生必須獨立完成試卷,重點考查學生對基礎知識的應用能力,檢驗學生分析解決問題的能力。將實驗報告作為獨立考查的重要部分,注重培養(yǎng)學生獨立完成實驗并撰寫規(guī)范的實驗報告的能力,檢驗與評價學生的動手能力和創(chuàng)新思維能力。適當調低期末考試在學生學業(yè)成績中的權重,例如由原來的70降低到50或更低,試卷內容要充分體現(xiàn)教學大綱的基本要求,重點考查學生的臨場應變能力,對基本知識的掌握、熟練和提煉的程度。2.6 師資隊伍建設課程建設主要依靠教師推動。近年來,我們以全面提高教師隊伍素質為中心,以培養(yǎng)優(yōu)秀年輕骨干教師為重點,在職教師再培訓和引進高素質人才并重,著眼于學科可持續(xù)發(fā)展的需求,建設一支結構

11、優(yōu)化、素質良好、富有活力、具有創(chuàng)新能力的高水平的教師隊伍,取得了很大成效。教師隊伍的科研和工程實踐能力有了極大的提升,在“材料科學基礎”教學團隊中,有校學科帶頭人、上海市曙光學者、校青年學術骨干等,科研及學科建設的成果反哺教學的結果,促進了學生科研實踐能力的提高和材料工程意識的形成。教師團隊通過公開課觀摩學習,加強教學法研究,極大地提升了教師整體的業(yè)務水平和教學效果。3 結語作為上海市重點課程建設的“材料科學基礎”正在我校材料學院相關專業(yè)范圍內進行教學實踐,在課程目標、課程體系和內容、實踐教學環(huán)節(jié)、教學手段和方法、考核方式改革等方面進行了探索實踐并取得了一定的成績。課程建設下一步的工作重點將放在網絡教學平臺建設上,以進一步提高教學效益和教學質量。教育教學改革是一項永無止境的事業(yè),只有通過對學生培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)進行更具體的探索和調查研究,不斷地實踐以總結其中的經驗教訓,才能逐漸探索出一條適合于應用型