無機非金屬材料工藝學課程是南京資訊工程大學材料物理專業學生的專業基礎課程,針對我校建設應用型人才的培養目標,該課程具有專業特點的主幹專業基礎課,無機非金屬材料工藝學課程對傳統三大工藝學(水泥工藝學、玻璃工藝學、陶瓷工藝學)進行了優化整合,從多方面闡述了無機非金屬材料工藝學中的基本概念、基本理論以及基本工藝過程等規律。該課程目的是使學生透過本課程的學習,掌握無機非金屬材料的製備原理、生產工藝過程中的共性及特點、生產過程中的物理化學變化,並使學生對無機非金屬材料(特別是水泥、陶瓷、玻璃材料)的性能、生產過程和應用有較全面的瞭解。該課程注重對學生專業技能的培養,是一門綜合性強、理論與實踐相結合的課程。
近幾年來,作者對“無機材料工藝學”課教學方法進行了不斷探索,在從事幾年的無機材料工藝學課程的教學工作基礎上,認識到教師若是在授課中只是一味的向學生灌輸知識,而不注重與學生的互動,表面上教師教課效果很好,課堂學生的紀律性也很好,但學生在課程學習過程中注意力明顯不足,對課程的知識點也瞭解很少,而臨到考試學生往往採取突擊的方式或者以老師劃重點幫助複習的方式來透過考試,因此作者提出一改考試這種方法來單一檢驗課程的教學效果,而是提出在課堂上要注重改革教學內容,採用佈置課外調研題的方式來提高學生學籍的積極性和思維能力,在考覈方式上採用試卷、專題報告和答辯相結合的這一全新的考查方式,進一步開拓師生互動、大學生研究性學習和展示創造能力的更大空間。
1課程教學面臨的問題
近幾年,我國很多高校建立的專業人才培養體系,着重強調大學科和寬口徑的特點,大學科的基礎課程門數增多,我校材料物理專業學生,在基礎課程上要必修很多基礎課程如大學物理、理論物理、固體物理、物理解析方程、以及現代物理專題等,在專業課程上強調寬口徑特點,既除了材料科學與基礎理論課程外,還有陶瓷材料、高分子材料、金屬材料、磁性材料、複合材料、以及環境材料等,然而大學科和寬口徑專業課程設定與學生在校恆定總學時之間存在突出矛盾,例如：各課程的課時比20世紀90年代前大大減小,出現了越是大學科和寬口徑的學校,越沒有明顯專業的局面。但提高教學質量、發揮學生的主管能動性是教師始終追求的教學效果。然而,教師如何在較少課時內保證甚至提高教學質量,是需要首先求解的問題。
其次,很多專業課程的開設時間多半安排在大三下學期,而這一學期恰恰是很多學生準備考研的時間,因此任課教師就要引導好學生正確處理專業課學習與考研複習間的關係。老師在專業課程的授課過程中要能夠結合考研課程的重點內容,引導學生更好的學習,既解決了激活課堂、提高學生學習熱情,同時又能幫忙學生更好地面對考研。
最後,學生在大學擁有的自由時間很多,但很多學生卻浪費在上網和玩遊戲上,較少學生真正去研究自己所學專業的知識點和發展前景的。因此,教師在講授專業課的同時,如何引導學生在課後自覺開展學習,是專業課教師要解決的第三個問題。
因此筆者以無機材料工藝學課程教學爲例,進行了一些改革和探索。
2課程教學改革與研究
2.1促進專業課程教材建設
教材建設是精品課程建設的重要組成部分,教材是保證教學質量的關鍵,是教學改革成果的集中體現。本課程選用山東大學王琦教授主編的《無機非金屬材料工藝學》,該教材具有邏輯清楚、概念簡單、實踐環節充分等特點,該教材主要闡述了無機非金屬材料工藝中的基本概念、基本理論、基本工藝過程及其共性規律,強調了無機非金屬材料工藝的主要過程及其內在聯繫,包括原料及預處理、材料熱加工、製品及製品加工以及材料性能等。作者也在致力於結合本系材料物理專業的特點,積極編寫《無機非金屬材料結構與物性講義》及與課程配套的習題集,制訂了“無機非金屬材料工藝學”課程教學大綱,製作了多媒體網絡課件,爲課程建設和發展打下了良好的基礎。
2.2改進課程教學方法
無機非金屬材料課程教學採取“啓發式”和“探究式”的研究型教學方法,爲了調動學生的積極性,可以透過在課堂上提問、學生參與討論以及學生專題報告等方式,培養學生髮現問題、分析問題、解決問題的能力,提高學生的綜合素質。透過學生的專題報告,培養學生理論與實踐相結合的能力,有利於應用型人才和創新思維能力的培養。同時,在教學過程中教師還注意重點把最新的科技成果、創新思想以及最新的.科學研究手段和方法介紹給學生,啓迪學生思維,培養創新精神。
人在學習的過程中最常用的是“反省思維”,即產生疑惑、發現問題、蒐集材料、邏輯推理以及解決問題。因此教師在教學中應該佈置一些問題給學生,安排三到四個學生一組,查找相應的資料,運用自己所學的知識來找到解決問題的方法,使學生能夠獨立的思考,化盲目地接受知識爲主動地思考,培養學生的邏輯思維能力。
2.3優化課程教學手段
在教學中應積極引入各種教學手段,如圖像、視頻等多種多媒體教學,教師充分運用多媒體教學手段,發揮其形象具體直觀、圖文清晰規範、資訊量大、知識面寬的優勢,運用多媒體將新材料製備透過多彩動畫的形象描述和展示,能夠將普通教學難以表達和闡述的教學中的重點和難點簡單化、形象化,顯著提高了教學效率,增強了教學效果,有利於調動學生的各種感覺器官參與教學活動,充分發揮其想象力。
採用多媒體教學,因注意靈活使用,切忌用大篇幅的文字,對於PPT的製作,教師也應認真對待,字型大小合適,色彩分明,圖片清晰,對於傳統教學中學生難以理解的抽象內容、複雜的變化過程以及工廠的實際生產過程等,可以透過視頻動畫形象、直觀、清晰地展現在學生面前,例如透過動畫將陶瓷的燒結過程形象地演示出來,可以讓學生更好地瞭解陶瓷燒結過程的機理及影響因素。
2.4提高課程實踐環節
無機非金屬材料工藝學課程是一門實踐性很強的課程,因此課程組始終遵循“以材料學科平臺爲依託,以學生實踐能力、創新能力、科學思維能力和探索精神的培養爲核心,重視和加強實驗教學,理論教學與實驗教學並重”的實驗教學理念,強調知識傳授和能力培養協調發展、實驗教學與理論教學統籌兼顧的原則,建立多層次實驗教學平臺,鼓勵學生積極參加課外科技創新活動,培養學生的理論聯繫實際能力、實踐動手能力、分析與解決問題能力和科技創新意識。
本課程內容與無機非金屬材料加工企業生產密切相關,課程教學中十分重視實習教學,讓學生在理論的基礎上培養動手能力和解決實際問題的能力。在課程的專業教學計劃中有明確的實踐性教學體系。透過金工實習、認識實習、生產實習,使學生對無機非金屬材料加工工藝有較全面的認識,理論聯繫實際,結合已學知識理解生產過程採用的設備、工藝和操作方法,強化對專業基礎課理論知識的認識,透過實習培養了學生的勞動意識,增強團隊精神,培養思考問題和解決問題的本領。在學期最後的畢業設計及論文中,學生要對自己所學知識進行總結、深化,上升到一個新的層面,爲畢業後從事相關專業工作打下堅實基礎。
2.5改革課程考覈方式
作者提出一改考試來檢驗教學效果的這一單一方式,提出在考覈方式上採用試卷、專題報告和答辯相結合的這一全新的考查方式來檢驗授課效果。對於學生而言這是一種新考覈模式,會有很大的興趣,教師規定大的選題方向,學生可以根據自己的興趣,擬定各自報告專題,大家的側重點各不相同,透過在課堂上學生自己做專題報告的方式來檢驗學生對課程知識點掌握的情況。由於這種考覈方式具有“學術交流”的性質,學生們選題各不相同,專題報告的方式也各不相同,在報告過程中學生不僅提高自己的表達能力,而且聽取了其他同學的報告,參與全體同學的答辯過程,學生能夠初步體會到什麼是學術會議,什麼是答辯考試。這樣不僅鍛鍊了個人表述能力,更營造出一種學術氛圍,在相互學習、相互促進的過程中,每個人的知識面得到很大擴充,無論是內容廣度、深度、新穎性都會大大超越教師的講授內容。
3結語
總之專業課程體系改革是一個系統性,全面性,前瞻性的綜合性工程。無機非金屬材料工藝學課程教學改革,是材料物理專業體系整體改革的一部分。作爲材料物理專業技術基礎課程之一,它與一些後繼課程相互依存、互爲補充。在教學改革中,只有我們不斷實踐與思考,羣策羣力,才能爲創新型複合型人才的培養奠定基礎。