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“新工科”建設是高等院校為應對新一輪科技革命與產業變革的嚴峻挑戰，面向產業發展需求大力實施的工程教育改革，為“創新驅動”等國家戰略提供充足的人才儲備[1~3]。眾所周知，課堂教學是人才培養的主渠道，課程建設是實現人才培養目標的重要基礎。工科專業選修課在鞏固學生的專業基礎，拓寬學生的知識面，培養學生的創新思維，提高學生解決復雜工程問題的能力，增強學生的就業競爭力等方面都發揮著重要作用[4,5]。然而，隨著工程教育不斷深化，工科專業選修課存在的教學內容陳舊、教學模式單一、教學方法低效等問題日益凸顯，逐漸淪為專業課程體系中的短板，部分課程甚至變為學生“混學分”“開小差”的環節，對于人才培養的支撐作用嚴重弱化[6,7]。本研究以材料類專業為例，深入剖析制約專業選修課教學質量的癥結所在，并提出具有實踐成效的教改策略以供參考。
一、材料類選修課存在的突出問題
1、課程設置與產業發展水平脫節新材料是信息、能源、裝備制造等高新技術的物質基礎和發展支撐，新材料產業的轉型升級要求培養更多的復合型、創新型工程技術人才，材料類選修課的設置滿足了學生從事材料領域應用研究、技術開發、設計制造和生產管理等工作的需要。然而，材料類專業培養方案是在學生入學前制訂完成的，而學生要經過2~3年才進入專業選修課的學習階段，此時，有些課程已經脫離產業熱點，仍在關注傳統的、落后的行業技術，與產業發展水平嚴重脫節[8,9]。有些專業在制定培養方案之前缺乏必要的行業調研，甚至長期沿用一套培養方案，或者在修訂時只調整課程的開課學期與課時數，很少考慮各門專業選修課開設的適用性與創新性。
2、教學內容偏離工程應用實際
工科專業選修課面向學生未來就業與長遠發展的需求，在學生掌握自然科學與專業基礎理論的前提下，瞄準學科特定領域，關注前沿發展動態，著力培養學生的創新思維和分析、解決問題的能力[10]。由于專業選修課學時較短（大多為24學時），教師必須對教學內容進行精心的選擇和設計：既要介紹產業現狀，又要關注學科前沿；既要體現課程的信息量與覆蓋面，又要對教材內容加工整合、適當取舍[11]。然而，有些教師在授課時不能準確把握專業選修課的教學目標，選取的教學內容要么理論枯燥、晦澀難懂；要么陳舊過時、偏離實際，學生很難學到契合工程實際的知識和技能，使得這些課程難以發揮培養實踐創新能力的作用。
3、教學方法難以激發學習積極性
目前，高校中普遍存在“重科研、輕教學”的現象，部分教師在教學方面投入的精力嚴重不足，甚至自身對選修課就存在輕視態度，認為專業選修課在課程體系中處于從屬地位，因而只滿足于完成教學任務，忽視培養學生自主探索知識的能力，對于教學方法的改進和創新缺乏動力。個別教師授課方式呆板，照本宣科，機械地將知識灌輸給學生，缺乏必要的交流互動和啟發引導，課堂氣氛沉悶尷尬。學生對于這些“水課”毫無學習興趣，上課變成了混日子、混學分，無法實現信息獲取、知識運用和能力提升等教學目標。
二、教學改革的可行性
首先，增大專業選修課比重是推進個性化培養和素質教育的必然趨勢，隨著無機非金屬材料工程、材料化學、高分子材料與工程、新能源材料與器件等專業轉變為按材料大類招生，相關專業的培養方案經歷了新一輪修訂，其中最突出的變化之一就是增大了專業選修課比重，鼓勵學生更為自主地選擇適合自身發展的專業課程，并將更多的時間和精力投入到探索求新的學習活動中；其次，專業選修課的教學內容覆蓋面廣、優化空間大。教師可以不指定教材，只需要根據教學大綱的框架為學生推薦幾本參考書。而且，教師對于課程知識點的把握具有較大的靈活性，可以從學生志趣出發，面向學科與產業發展前沿，圍繞產業鏈環節所涉及的知識體系規劃教學內容；其三，專業選修課與工程應用的關聯度大，更適合構建多樣的教學模式。材料類選修課可以融入很多新材料領域的關鍵問題，教學過程以問題解決為導向，將研討式、探究式教學與經典的講授式教學相結合，以學生為主體、教師為主導組織教學活動，有利于培養學生自主學習和創新實踐的能力[12]。此外，任課教師更容易利用科研成果反哺教學。專業選修課的教學內容要體現新工科的“跨界性”特征，介紹材料科學在信息、能源、環保、生物醫學、航空航天等領域的應用成果，這就要求教師具有更廣博的知識面，了解本學科邊緣和交叉學科的工程技術，善于將最新的科研成果融入教學實踐，讓學生在更深層次和更高水平上實現知識的理解與應用。
本研究以培養學生的實踐創新能力為出發點，從以下四個方面推行材料類選修課的教學改革：
1、面向產業需求完善課程體系
材料類專業的培養方案必須貫徹新工科發展要求，將專業選修課提升到與專業必修課同等重要的地位，體現多元化、創新型人才的培養理念。在修訂方案前，專業教師首先要到兄弟院校的相關專業走訪調研，或者深入行業企業、校外實習單位聽取建議，充分了解學科熱點和產業需求，優化專業課程體系，充分評估所開課程與產業發展的關聯，提高工程教育課程在專業選修課的比重。例如，本專業關注到傳統搪瓷產業在近年來的轉型升級，及其在建筑、鋼鐵、造船、家電等行業的廣泛應用，在專業培養方案中增設了《搪瓷工藝學》選修課。相關課程對于鞏固專業理論，擴展專業視野，培養創新思維及工程應用能力具有重要作用。
2、面向技術發展優化教學內容
在課堂教學實踐中，任課教師要注重將最新的技術成果融入教學內容，尤其要將本領域的新理論、新技術、新工藝、新設備作為核心知識點，引導學生關注前沿領域、拓展國際視野，深刻認識產業的發展趨勢與前景，提高學生知識結構的時效性。以貼近實際的案例啟發學生思維，通過背景鋪陳、案例遞進、研討分析、結論歸納的思路逐步揭示科學原理。例如，任課教師在《材料改性技術》課中介紹涂層結構時，分析了我國空軍的殲-20隱形戰斗機的吸波涂層相對于美、俄、法等國的先進機型的技術優勢；在《先進陶瓷材料》課中講解陶瓷增韌機理時，展示了自主研制的抗摔陶瓷手機外殼……類似的教學內容不僅容易激發學生的學習興趣，而且有利于培養學生的愛國情懷、職業理想和求知精神。此外，還要優化教學內容的呈現方式，充分利用在線開放課程的優勢，按照知識點的布局錄制微課，通過視頻、動畫、圖像等信息化手段生動地呈現教學內容，為學生創設形象化的學習情境，將抽象的基礎理論和陌生的技術工藝生動地展現出來。
3、面向實踐創新改革教學方法
本研究在講授式教學以外，還增設了研討式和實踐性教學環節。根據教學內容設計一系列與工程應用相關的研討課題，依托《材料學概論》《材料工程認知》等在線開放課程構建學生課前自學、課上研討的翻轉課堂，增強學生學習的主動意識與探索意識，將學習過程從課堂延伸到圖書館、實驗室，學生在課余時間主動查閱資料、開展實驗探索，在工程實踐中培養學生的創新思維能力與團隊協作精神。在研討課上，鼓勵學生以PPT等形式展示成果，由知識的“輸入者”變成“輸出者”，使學生的邏輯推理、語言表達、思維應變能力得到鍛煉，實現知識學習——實踐探索——成果產出——能力提升的良性發展。例如，任課教師在《聚合物流變學》課中講授“流變測量學”時，設計了“聚丙烯的剪切黏度測試”專題實驗，不僅讓學生掌握了毛細管流變儀的工作原理和操作方法，也加深了對“影響剪切黏度的因素”等知識點的理解；在《材料改性技術》課中介紹熱噴涂技術時，引導學生在創新實驗項目中利用噴涂法構筑特殊結構的高性能電極，相關成果獲得湖南省第六屆大學生化學實驗技能和化學化工創新競賽二等獎，并在國際知名期刊《CeramicsInternational》發表。
4、面向過程評價實施考核改革
本研究組成員先后在《材料改性技術》《無機材料機械設備》《專業英語（無機材料）》等專業選修課中開展了課程考核改革，改變了單純通過考試評定學生成績的傳統考核方式，強化了學習過程管理，實現了知識考核與能力考核并舉，讓成績評價與創新能力培養的課程目標相一致。具體改革措施包括：提高平時成績比重（由占總評比重的40%提高到60%），制定多模塊的考核方式和全面細致的成績評定標準，平時成績不僅依據學生的到課率，還要衡量課堂研討、研究論文、實驗報告、隨堂測驗、大作業等任務成果的完成質量，為學生適當“增負”，加大學業挑戰，促使學生增加日常學習的精力投入，徹底改變“平時上課慵懶、考前集中突擊”的不良學習習慣，全面提高學生的課程學習水平和實踐創新能力。
四、教學改革的理論成果與實踐成效
1、實現了材料類選修課改革的理論創新
通過在材料類選修課中實施研討式教學改革，證明了師生關系重構的可行性，完成了“翻轉課堂”的成功嘗試，提出了銜接基礎理論與實際應用的新思路，構建起“課堂教學”與“課外科技創新”相互促進的聯動機制，以專業選修課的建設與改革為抓手，推動學生實踐創新能力的培養，形成了以產業、學科和科研的發展成果反哺教學的科教融合特色。
2、教師的教學水平明顯提升
近5年，本研究組成員獲批省級以上教研教改項目3項，提出了材料類選修課的教學設計與教法運用策略，建立了在線開放課程建設、共享和應用的成功案例，獲得省級以上教學競賽獎勵4項，課堂教學質量受到學生、專家和同行的一致好評。通過對相關成果的總結與凝練，發表教學改革研究論文11篇，為材料類選修課的課堂教學改革提供了理論儲備。
3、學生的創新能力明顯提高
近5年，本專業本科生獲得省級大學生研究性學習與創新性實驗計劃項目5項，獲得國家級、省級學科競賽和創新創業競賽獎勵4項，本科生以第一、第二作者（導師第一）在國際知名期刊發表SCI論文6篇，獲得發明專利授權15項。上述成果凸顯出材料類選修課改革對于提升人才培養質量的支撐作用。
參考文獻[1]張望，白英，梁麗芳.面向新工科的高校創新型人才路徑探究[J].高教學刊，2019（7）：4-7.[2]張俐麗，白雪，何勝陽.新工科背景下大學生創新能力培養模式探索[J].黑龍江教育（理論與實踐），2018（12）：20-21.[3]張偉，王方，胡正發，等.面向新工科創新人才實踐教育模式探索——以電子科學與技術專業為例[J].大學教育，2019（3）：140-142.[4]胡盛祥，李麗娟，王軼卿.融入創新思維培養新工科大學生創新能力的探索與實踐[J].教育現代化，2018，5（52）：27-30,53.[5]胡勇，趙龍志，劉德佳.新工科背景下基于產出導向的人才培養模式構建[J].鑄造技術，2019（1）：129-133.[6]孫迎輝，江林.新工科背景下新能源材料與器件專業人才培養質量標準初探[J].創新創業理論研究與實踐，2018（16）：11-12.[7]舒龍龍，周耐根，王雨，等.材料類專業中科研融入教學法的應用探索[J].教育教學論壇，2019（2）：189-191.[8]楊育圣，孫鶴.選修課中教學方法的改進探索與實踐思考[J].教育教學論壇，2019（3）：212-213.[9]孫秋菊，初增澤，武士威，等.《高分子物理》選修課的教學改革與探索[J].沈陽師范大學學報（自然科學版），2018（4）：377-380.[10]王永紅，張春晨，蘇勇，等.材料類學科平臺課程的教學改革與實踐——以合肥工業大學《材料工程基礎》課為例[J].合肥工業大學學報（社會科學版），2018（5）：123-127.[11]李存軍，張瑞，王林江.基于材料專業大類招生培養視角下的“材料學概論”課程教學改革與實踐[J].教育現代化，2018（10）：58-60.[12]馬曉川.本科生課外科研與創新型人才培養[J].高校實驗室工作研究，2018（3）：94-95.
作者：劉鵬，葉昌，陳曙光，楊現鋒，李海斌；作者單位：長沙理工大學材料科學與工程學院