无机非金属材料工艺学课程是南京信息工程大学材料物理专业学生的专业基础课程,针对我校建设应用型人才的培养目标,该课程具有专业特点的主干专业基础课,无机非金属材料工艺学课程对传统三大工艺学(水泥工艺学、玻璃工艺学、陶瓷工艺学)进行了优化整合,从多方面阐述了无机非金属材料工艺学中的基本概念、基本理论以及基本工艺过程等规律。该课程目的是使学生通过本课程的学习,掌握无机非金属材料的制备原理、生产工艺过程中的共性及特点、生产过程中的物理化学变化,并使学生对无机非金属材料(特别是水泥、陶瓷、玻璃材料)的性能、生产过程和应用有较全面的了解。该课程注重对学生专业技能的培养,是一门综合性强、理论与实践相结合的课程。
近几年来,作者对无机材料工艺学课教学方法进行了不断探索,在从事几年的无机材料工艺学课程的教学工作基础上,认识到教师若是在授课中只是一味的向学生灌输知识,而不注重与学生的互动,表面上教师教课效果很好,课堂学生的纪律性也很好,但学生在课程学习过程中注意力明显不足,对课程的知识点也了解很少,而临到考试学生往往采取突击的方式或者以老师划重点帮助复习的方式来通过考试,因此作者提出一改考试这种方法来单一检验课程的教学效果,而是提出在课堂上要注重改革教学内容,采用布置课外调研题的方式来提高学生学籍的积极性和思维能力,在考核方式上采用试卷、专题报告和答辩相结合的这一全新的考查方式,进一步开拓师生互动、大学生研究性学习和展示创造能力的更大空间。
1课程教学面临的问题
近几年,我国很多高校建立的专业人才培养体系,着重强调大学科和宽口径的特点,大学科的基础课程门数增多,我校材料物理专业学生,在基础课程上要必修很多基础课程如大学物理、理论物理、固体物理、物理解析方程、以及现代物理专题等,在专业课程上强调宽口径特点,既除了材料科学与基础理论课程外,还有陶瓷材料、高分子材料、金属材料、磁性材料、复合材料、以及环境材料等,然而大学科和宽口径专业课程设置与学生在校恒定总学时之间存在突出矛盾,例如：各课程的课时比20世纪90年代前大大减小,出现了越是大学科和宽口径的学校,越没有明显专业的局面。但提高教学质量、发挥学生的主管能动性是教师始终追求的教学效果。然而,教师如何在较少课时内保证甚至提高教学质量,是需要首先求解的问题。
其次,很多专业课程的开设时间多半安排在大三下学期,而这一学期恰恰是很多学生准备考研的时间,因此任课教师就要引导好学生正确处理专业课学习与考研复习间的关系。老师在专业课程的授课过程中要能够结合考研课程的重点内容,引导学生更好的学习,既解决了激活课堂、提高学生学习热情,同时又能帮忙学生更好地面对考研。
最后,学生在大学拥有的自由时间很多,但很多学生却浪费在上网和玩游戏上,较少学生真正去研究自己所学专业的知识点和发展前景的。因此,教师在讲授专业课的同时,如何引导学生在课后自觉开展学习,是专业课教师要解决的第三个问题。
因此笔者以无机材料工艺学课程教学为例,进行了一些改革和探索。
2课程教学改革与研究
2.1促进专业课程教材建设
教材建设是精品课程建设的重要组成部分,教材是保证教学质量的关键,是教学改革成果的集中体现。本课程选用山东大学王琦教授主编的《无机非金属材料工艺学》,该教材具有逻辑清楚、概念简单、实践环节充分等特点,该教材主要阐述了无机非金属材料工艺中的基本概念、基本理论、基本工艺过程及其共性规律,强调了无机非金属材料工艺的主要过程及其内在联系,包括原料及预处理、材料热加工、制品及制品加工以及材料性能等。作者也在致力于结合本系材料物理专业的特点,积极编写《无机非金属材料结构与物性讲义》及与课程配套的习题集,制订了无机非金属材料工艺学课程教学大纲,制作了多媒体网络课件,为课程建设和发展打下了良好的基础。
2.2改进课程教学方法
无机非金属材料课程教学采取启发式和探究式的研究型教学方法,为了调动学生的积极性,可以通过在课堂上提问、学生参与讨论以及学生专题报告等方式,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,提高学生的综合素质。通过学生的专题报告,培养学生理论与实践相结合的能力,有利于应用型人才和创新思维能力的培养。同时,在教学过程中教师还注意重点把最新的科技成果、创新思想以及最新的科学研究手段和方法介绍给学生,启迪学生思维,培养创新精神。
人在学习的过程中最常用的是反省思维,即产生疑惑、发现问题、搜集材料、逻辑推理以及解决问题。因此教师在教学中应该布置一些问题给学生,安排三到四个学生一组,查找相应的资料,运用自己所学的知识来找到解决问题的方法,使学生能够独立的思考,化盲目地接受知识为主动地思考,培养学生的逻辑思维能力。
2.3优化课程教学手段
在教学中应积极引入各种教学手段,如图像、视频等多种多媒体教学,教师充分运用多媒体教学手段,发挥其形象具体直观、图文清晰规范、信息量大、知识面宽的优势,运用多媒体将新材料制备通过多彩动画的形象描述和展示,能够将普通教学难以表达和阐述的教学中的重点和难点简单化、形象化,显著提高了教学效率,增强了教学效果,有利于调动学生的各种感觉器官参与教学活动,充分发挥其想象力。
采用多媒体教学,因注意灵活使用,切忌用大篇幅的文字,对于PPT的制作,教师也应认真对待,字体大小合适,色彩分明,图片清晰,对于传统教学中学生难以理解的抽象内容、复杂的变化过程以及工厂的实际生产过程等,可以通过视频动画形象、直观、清晰地展现在学生面前,例如通过动画将陶瓷的烧结过程形象地演示出来,可以让学生更好地了解陶瓷烧结过程的机理及影响因素。
2.4提高课程实践环节
无机非金属材料工艺学课程是一门实践性很强的课程,因此课程组始终遵循以材料学科平台为依托,以学生实践能力、创新能力、科学思维能力和探索精神的培养为核心,重视和加强实验教学,理论教学与实验教学并重的实验教学理念,强调知识传授和能力培养协调发展、实验教学与理论教学统筹兼顾的原则,建立多层次实验教学平台,鼓励学生积极参加课外科技创新活动,培养学生的理论联系实际能力、实践动手能力、分析与解决问题能力和科技创新意识。
本课程内容与无机非金属材料加工企业生产密切相关,课程教学中十分重视实习教学,让学生在理论的基础上培养动手能力和解决实际问题的能力。在课程的专业教学计划中有明确的实践性教学体系。通过金工实习、认识实习、生产实习,使学生对无机非金属材料加工工艺有较全面的认识,理论联系实际,结合已学知识理解生产过程采用的设备、工艺和操作方法,强化对专业基础课理论知识的认识,通过实习培养了学生的劳动意识,增强团队精神,培养思考问题和解决问题的本领。在学期最后的毕业设计及论文中,学生要对自己所学知识进行总结、深化,上升到一个新的层面,为毕业后从事相关专业工作打下坚实基础。
2.5改革课程考核方式
作者提出一改考试来检验教学效果的这一单一方式,提出在考核方式上采用试卷、专题报告和答辩相结合的这一全新的考查方式来检验授课效果。对于学生而言这是一种新考核模式,会有很大的兴趣,教师规定大的选题方向,学生可以根据自己的兴趣,拟定各自报告专题,大家的侧重点各不相同,通过在课堂上学生自己做专题报告的方式来检验学生对课程知识点掌握的情况。由于这种考核方式具有学术交流的性质,学生们选题各不相同,专题报告的方式也各不相同,在报告过程中学生不仅提高自己的表达能力,而且听取了其他同学的报告,参与全体同学的答辩过程,学生能够初步体会到什么是学术会议,什么是答辩考试。这样不仅锻炼了个人表述能力,更营造出一种学术氛围,在相互学习、相互促进的过程中,每个人的知识面得到很大扩充,无论是内容广度、深度、新颖性都会大大超越教师的讲授内容。
3结语
总之专业课程体系改革是一个系统性,全面性,前瞻性的综合性工程。无机非金属材料工艺学课程教学改革,是材料物理专业体系整体改革的一部分。作为材料物理专业技术基础课程之一,它与一些后继课程相互依存、互为补充。在教学改革中,只有我们不断实践与思考,群策群力,才能为创新型复合型人才的培养奠定基础。
