应用型大专业背景下“材料性能”课程教学改革与实践

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　　摘 要 “材料性能”课程是应用型本科材料科学与工程专业的主干课程，为适应应用型本科院校大专业人才培养目标的要求，从教学内容、师资队伍建设、教学手段与方法、考核方式等方面对课程进行了改革与实践，充分结合课程自身特点，培养“宽口径、强基础、重实践”的创新应用型人才。
　　关键词 材料科学与工程专业 材料性能 教学改革中图分类号：G424 文献标识码：A  DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2019.04.044
　　Abstract The "Material Performance" course is the main course of applied undergraduate materials science and engineering. In order to meet the requirements of the training of large professional talents in applied undergraduate colleges， from the content of teaching， the construction of teaching staff， teaching methods and methods， and assessment methods in the other aspects， the curriculum has been reformed and practiced， and the characteristics of the curriculum are fully combined to cultivate innovative and applied talents with "wide caliber， strong foundation and heavy practice".
　　Keywords materials science and engineering; material performance; teaching reform
　　1 背景
　　随着社会对人才需求的多元化和层次的不断提高，介于学术研究型和职业技能型人才之间的可将知识转化为实际生产力的应用型人才将成为社会需求的主体。应用型人才不但需要具有较好的专业知识背景，更要求具备解决实际问题的实践能力。[1]同时，单一的知识体系已经不能满足未来应用型人才的需要，应更加注重学生知识面的宽度、多元化及交叉性。[2]为了满足应用型大专业下的人才培养目标的要求，应用型本科院校的课程设置也需要进行相应的改革。
　　“材料性能”课程是材料科学与工程专业的最为重要的专业基础课程之一。通过本课程的学习，要求学生掌握材料各种主要性能的基本概念、物理本性、变化规律以及性能指标的工程意义，了解影响材料性能的主要因素及材料性能与其化学成分、组织结构之间的关系，基本掌握改善或提高材料性能指标、充分发挥材料性能潜力的主要途径，同时对材料性能测试原理、方法及相关仪器设备有所了解，以培养学生具有合理选材用材、开发新材料的必要的基础知识和基本技能，并为后续专业课程打下扎实的基础。
　　我校“材料性能”课程的前身原先为两门课程，分别针对金属专业方向开设“金属力学性能”和无机专业方向开设“材料结构与性能”，金属专业以讲授力学性能为主，无机专业以讲授物理性能为主。根据应用型本科院校大专业人才培养目标的要求，将原先的两门课程进行整合后新开设“材料性能”專业课。
　　2 教学改革的措施
　　2.1 课程体系和教学内容的优化
　　授课内容中，不再拘于力学性能或物理性能，而是需要拓展到整个材料的力学性能、物理性能和化学性能。课程内容包含材料各种性能的基本概念、物理本性、影响因素及及性能指标，同时涉及材料性能的测试原理、方法和设备。
　　在课程内容的设计上，以“宽口径、强基础、重实践”为指导思想，充分考虑基础性、时代性和实践性，培养具备扎实理论基础和较强实践能力的复合型人才。[3]原先的两门课程分别为48学时（包含课内实验部分），整合后的课程分为理论和实践两部分。其中，理论学时数48学时不变，为提高学生的实践能力，将原先的课内实验改为1周的独立实验环节。课程体系调整后，课程涵盖的内容大幅度增加，然而理论学时数基本保持不变，在内容的广度和深度上存在着一定的矛盾。因此，在内容上必须进行调整，分清主次、重点和难点。在整个材料科学与工程专业课程体系中，其他课程中已涉及的内容可适当的压缩学时数，如滑移和孪生作为塑性变形机理在“材料科学基础”课程中已讲授，可适当压缩该部分课时，避免重复。根据教学内容的需要，搜集选用更适合课程教学的教材，并辅以相应的参考资料。原先的课内实验改为独立的大型实验，调整实验项目，重新编写实验指导书，充分利用条件，培养学生的动手能力，提高对专业知识的掌握。课程内容围绕力学性能和物理性能两条主线，力学性能主要包括材料的拉伸性能、冲击韧性、断裂韧性、疲劳性能、磨损性能及高温力学性能;物理性能主要包括材料的热膨胀和热传导性能、磁学性能、电学性能、光学性能、压电性能与铁电性能。为了保证“材料性能”课程的整合不是机械地叠加和删减，在内容中应当要做到以下几点：（1）以拓展对不同材料性能的掌握为基础;（2）课程内容体现前沿性，将最新的研究成果和动态融入教学过程;（3）提高学生动手实践能力和思考能力。
　　2.2 教学方法和手段建设
　　单纯的“填鸭式”教学方法已不能适应应用型人才培养的要求。在教学方法上，可综合采用直观式、启发式、讨论式、案例式等多种形式，激发学生的专业学习兴趣，充分调动学习的主动性，引导运用所学知识解决实际问题。（1）引导式。如在应力—应变曲线的授课过程中，从最新Science中发表的论文导入，一方面让学生了解最新的科研进展，另一方面说明应力—应变曲线在材料研究过程中的基础性和重要性，调动学生学习的兴趣和热情。（2）讨论启发式教学。在讲授理论断裂强度时，推导得出理论断裂强度与材料实际强度间在数量级上的差距，与学生展开讨论，如何提高材料的强度？目前，提高材料强度的手段主要以增加缺陷为主，如固溶强化、形变强化等。启发学生是否可以换一个思路，减小材料内部的缺陷，使得材料的强度达到或接近理论断裂强度。（3）案例式教学。在介绍低温脆性现象时，可以以泰坦尼克号的沉没事件为例进行展开，充分调动学生的兴趣。 　　在教学手段上，运用多媒体手段，但应避免将板书搬到PPT上的简单化处理。充分利用多媒体课件的优势，以文字、图形、动画等形式，将抽象、复杂的概念和理论更加形象、逼真地展示给学生，便于学生的记忆、理解和运用。同时，鼓励学生利用图书、文献、数据库、网络等资源，提高自我学习能力，了解材料性能研究领域的最新进展。开设专题讨论课，学生以小组的形式进行准备，让学生进行汇报并展开讨论，教师在课堂中进行引导和点评，引导学生将理论知识与实际应用紧密结合，提高实践和团队协作能力。
　　2.3 师资队伍的建设
　　师资队伍建设主要包括三个方面的内容：一是结合授课内容，选择具有不同专业特长的教师授课。由于大专业培养目标的要求，材料性能课程中既包含力学性能部分的内容，也包括光、磁、热等物理性能的内容。高校中的教师一般有着自己的专业特长及研究方向，因此，在教师队伍的建设中，应整合一支多学科的教师队伍进行材料性能的授课，才能充分发挥教师的专业特长，获得良好的授课效果。二是以老带新的师资队伍建设。授课团队中的青年教师均已落实青年教师培养导师制，传帮带工作取得较好效果。优化教师队伍。三是积极推进“双师型”师资队伍建设。采用“請进来，走出去”的方针，邀请行业内专家走进课堂给学生授课，同时团队中的教师积极投身产学研实践，积累实践经验，使授课内容更加贴近实际，增加授课的生动性。
　　2.4 考核方式的改革
　　充分发挥考核对学生学习的引领作用和对学生知识掌握、能力培养、素质提升的评价作用，建立一套更加科学合理，符合应用型人才培养要求，有利于调动学生学习积极性和主动性，有利于全面评价学生学习成效的考试制度和考核体系。改变传统单一的考核评价方式，将课程评价分解到教学全过程，使学习评价从单一考试成绩转变为“多个阶段、多种形式”的过程评价。综合采用课堂考勤、课堂讨论、课堂测验、课程论文、课外作业、调研报告、案例分析、实验操作等多种考核形式，并结合期末考试，综合评定学生学习成绩。
　　3 结语
　　在应用型本科院校大专业人才培养的背景下，经过“材料性能”课程的改革和实践，取得了一定的效果与成绩，发挥了“宽口径、强基础、重实践”的创新应用型人才培养中的作用。然而，伴随着时代和社会发展的变化，教育教学的改革和创新也永无止境，很多问题也值得我们不断的思考和完善，比如在大专业培养条件下的人才专业化问题，在宽口径的基础上，针对不同专业方向，在课程内容设计、实践及考核中尝试进行有针对性的调整也值得今后进一步探索。 资助;上海应用技术大学教师教学能力建设计划资助（编号：39110N183014）
　　参考文献
　　[1] 柳礼泉，陈宇翔.精品课程建设与一流教师队伍培养[J].高等教育研究， 007（3）：77-81.
　　[2] 宋晓薇.对新建应用型本科院校专业课程体系构建的思考[J].教育教学论坛，2013（50）：74-75.
　　[3] 陈建清，江静华，杨东辉等.“材料性能学”课程的教学改革与实践[J].教育教学论坛，2016（43）：104-106.
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