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關于材料物理性能課程的教學改革研究論文
武漢科技大學無機非金屬材料工程專業(yè)是在原耐火材料專業(yè)的基礎上形成的。耐火材料專業(yè)創(chuàng)辦于1961 年，是國內(nèi)高等院校最早設立的耐火材料專業(yè)之一，是國家重點(培育)學科、原冶金部及湖北省重點學科、優(yōu)勢學科，是湖北省“楚天學者”首批設點學科，是國家特色專業(yè)建設點、湖北省品牌專業(yè)。進入新世紀，國家教育部提出“厚基礎、寬專業(yè)面”的人才培養(yǎng)原則，與此同時，隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，對耐火材料的功能化要求和國家提出節(jié)能減排基本國策。為適應新形勢下，社會和企業(yè)對人才知識、能力等方面的要求，我們對“材料物理性能”這一專業(yè)基礎課教學進行了改革。
一、本科生培養(yǎng)模式改革
21 世紀是高科技的世紀。材料技術是現(xiàn)代高科技與經(jīng)濟的三大重要組成部分之一，而材料又往往是高新技術的突破口。在工業(yè)經(jīng)濟時代，尤其是以高科技為主要特征的知識經(jīng)濟時代，世界各國在材料產(chǎn)業(yè)政策、科學研究、教育與人才培養(yǎng)等方面都給予重點支持、優(yōu)先發(fā)展。材料與材料科學的高速發(fā)展，不僅推動了高科技和經(jīng)濟的進步，而且還不斷改變?nèi)祟惖乃季S方式。同時，隨著社會經(jīng)濟形勢的飛速發(fā)展，各種材料的生產(chǎn)和銷售以及與之相關的企業(yè)對具有材料背景的人才的需求越來越大，從而出現(xiàn)了很多對口的材料專業(yè)人才供不應求的局面。
因此，必須改變過去過分依賴于行業(yè)背景的課程設計，改變原來以無機材料的熱、力學性能為重點的授課原則，以培養(yǎng)學生大材料思想為目標，開闊學生視野，提高學生的綜合能力。具體說來，要培養(yǎng)學生在材料領域?qū)拸V的知識面，使其理論知識不僅只局限于耐火材料所涉及的力學、熱學性能，還應擴展到功能材料及高新材料的理論知識領域，建立大材料的思想。使學生樹立不僅能夠從事耐火材料的相關工作，還能從事其他功能材料等高新技術產(chǎn)業(yè)工作的意識。學生眼界的擴大，必然會使理論知識寬廣，就業(yè)面擴大。
二、教材建設
教材建設是教學改革的重要內(nèi)容，是教學思想與教學內(nèi)容的重要載體，是教學方法與經(jīng)驗的結晶，也是提高教學質(zhì)量的重要保證，具有廣泛的輻射作用。因此，課題組在充分調(diào)研國內(nèi)外最新的同類教材基礎上，結合多年的教學研究與實踐，立體化建設電工電子系列教材。教材建設在縱向按課群進行系列化建設，在橫向按紙質(zhì)教材和電子教材等進行立體化建設，并提出“四個體現(xiàn)”的教材建設思想。在教材概念上，體現(xiàn)教材不僅是人類知識的載體，更是人類思維方法和認知過程的載體;在教材體系上，體現(xiàn)課程內(nèi)知識點間的內(nèi)在聯(lián)系以及課群間相互關系;在教材內(nèi)容上，體現(xiàn)基礎性、時代性和先進性，正確處理經(jīng)典與現(xiàn)代的辯證關系;在輔助工具上，體現(xiàn)現(xiàn)代信息技術的運用，注重仿真軟件和最新器件的作為。
目前使用的教材是1992 年關振鐸、張中太和焦金生主編、清華大學出版社出版的《無機材料物理性能》。近20 年來，無機材料領域發(fā)生了巨大變化，特別是近來新科技的發(fā)展，對無機材料提出了更高更新的要求。根據(jù)國家教育部人才培養(yǎng)原則，對培養(yǎng)方案進行調(diào)整，在課程設置上對專業(yè)理論和特色課程有所側(cè)重，同時兼顧新材料及功能材料。本課程追蹤國際國內(nèi)在無機材料領域的發(fā)展動態(tài)，將新型結構材料、光電材料、磁光材料、薄膜及納米功能材料等內(nèi)容補充進來，擴展了課程領域。
三、課程內(nèi)容及教學方法改革
根據(jù)行業(yè)需求進行課程設置。課程的安排是從社會實際需求出發(fā)，與用人單位合作，以能力培養(yǎng)為基礎來設計的。在進行社會行業(yè)的調(diào)查中，首先考慮學生畢業(yè)后從事何種職業(yè)，根據(jù)工作的要求對教學中的課程進行專項的能力和綜合能力的培養(yǎng)。將課程學時壓縮到46 學時，加強應用背景和理論概念講授，強調(diào)無機材料在社會生活及國家科技中的重要性。選擇性的將新能源材料、光電材料與技術、電磁材料、納米材料與技術等新興領域研究的成果引入課堂，拓寬學生視野，擴大學生知識面。同時以耐火材料為特色學科，將耐火材料前沿與理論課程有機結合起來。確定課程中無機材料熱、力學性能部分占60%的課時量，其他功能材料部分占40%這一原則。實行多元化教學,推行全方位自主學習理論。在材料物理性能教學中，努力把素質(zhì)教育與創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)貫穿到教育實踐中，讓學生能夠掌握材料物理性能的基本理論、基本知識和基本研究方法;充分調(diào)動學生學習的積極性，使學生樹立起終身學習的目標，建立積極主動的學習態(tài)度;在介紹材料物理性能的基本知識和研究方法的基礎上，引導學生學會解決相關問題的方法和技巧，采用研究、整合、師生互動、反思等多種教學法,并適宜地采用多媒體輔助教學,努力實現(xiàn)教學效果的最大化;采用課堂報告、網(wǎng)上答疑、E- mail 通信、課下問卷調(diào)查等多種方式，營造有利于創(chuàng)新教育的教學環(huán)境。改變課堂教學形式,引導學生進行專題小講座、小討論活動,鼓勵學生積極參加課堂討論,勇于質(zhì)疑發(fā)問。在教學過程中,注重材料物理性能的歷史演化的講授,突出創(chuàng)新能力、科學素質(zhì)的培養(yǎng),使學生在掌握材料物理性能基本知識和理論的同時, 能夠掌握材料物理性能的研究方法及其具體應用。
堅持科研促進教學、理論聯(lián)系實際的理念，采用啟發(fā)式教學、研究性教學及實踐性教學相結合的三段式教學體系，培養(yǎng)學生多思、多想、多做、多探索的“四多”精神。
四、加強國際合作，提高國際化教學水平
高等教育國際化是世界教育發(fā)展的必然趨勢，是推進高等教育現(xiàn)代化的重要手段，也是加快學校發(fā)展的迫切需要。為了提升材料物理性能的國際化特色，提高教學水平，推動研究的學術水平，加快與國際接軌的步伐，課程組教師數(shù)次到香港中文大學物理系從事合作研究。積極引入國外和港澳臺地區(qū)高校先進的辦學理念、管理模式和優(yōu)質(zhì)教學資源，提高“材料物理性能”課程的國際化教學水平。借鑒香港中文大學在材料物理領域的教學方法，在教案、講義、幻燈片、學生交流等方面進行改革，形成了集中備課、資源共享、師生交流的局面。加強雙語教學，訓練學生的國際化思維方式和語言能力。加大教師國外培訓、培養(yǎng)的力度，提高專任教師的專業(yè)能力和外語水平。一方面使教師隊伍趨于國際化，另一方面也促使教育思想、教學觀念、教學內(nèi)容和教學方法向著國際化方向發(fā)展。
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