從工程教育專業認證出發對《現代材料研究方法》課程的教學改革探索

張婷 鄒敏敏 張優 曾冬梅 馮文然 陳飛

摘要：《現代材料研究方法》是材料科學與工程專業一門應用性與實踐性較強的核心專業課。工程教育專業認證強調培養學生分析和解決復雜工程問題的實踐能力，為了在教學過程中更好地體現工程教育認證理念，使教學效果更好地支撐培養目標與畢業要求，本文分析了《現代材料研究方法》課程教學中存在的問題，并從教學內容、教學方式、評價體系三個方面提出了具體的改革方案，旨在提高本專業學生的培養質量、促進專業建設的持續發展。

關鍵詞：工程教育;專業認證;現代材料研究方法;教學改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2019）20-0087-03

一、引言

工程教育專業認證是指專業認證機構針對高等教育機構開設的工程類專業教育實施的專門性認證，由專門職業或行業協會（聯合會）、專業學會會同該領域的教育專家和相關行業企業專家一起進行，旨在為相關工程技術人才進入工業界從業提供預備教育質量保證。其目的是為了培養適應國內及國外社會需求的大學本科畢業生，它是國際通行的工程教育質量保證制度，是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎[1-2]。2013年我國成為《華盛頓協議》的簽約成員，標志著具有國際實質等效的工程教育專業認證在我國拉開了帷幕[3-4]。國內高校紛紛開展工程教育專業認證的工作，這給高校專業課程的教育改革提出了新的目標和要求。

《現代材料研究方法》課程是北京石油化工學院材料科學與工程專業的一門核心專業課。課程主要介紹材料研究過程中常用的現代分析測試方法，包括基本原理、方法、儀器設備與應用，分為理論與實驗兩部分課程，具有較強的應用性、實踐性及綜合性。課程的教學目的在于通過學習使學生掌握常見材料研究方法的原理、實驗手段與具體應用，在今后的工作過程中能對材料研究領域的復雜工程問題進行分析，具備擬定合理實驗方案、選擇正確實驗方法、分析實驗結果、撰寫實驗報告的能力。課程內容與目標符合專業認證中培養學生分析和解決實際問題能力的要求，并在較大程度上支撐本專業學生的畢業要求。因此，該課程在材料科學與工程專業課程體系中占據重要位置。

但是，本課程傳統的教學過程仍存在一些觀念和行為與專業認證的基本理念相悖，如教學內容枯燥、抽象，“填鴨式”教學，考核形式單一等，這在一定程度上限制了教學質量和學生能力的提高。因此，本文以工程教育專業認證為背景，針對《現代材料研究方法》的教學現狀與存在問題，提出了將“以學生為中心，以學生學習產出為向導及教育教學質量持續改進”的理念融入課程教學中，并從教學內容、教學方法、考核機制等方面進行課程改革，旨在進一步提高本專業學生的培養質量、促進專業建設的持續發展。

二、《現代材料研究方法》的教學現狀

專業認證的基本理念包括：第一，強調以學生為本，面向全體學生;第二，強調以學生為中心，以學生學習產出為導向;第三，強調合格評價與質量持續改進[5-6]。基于這些教育理念，我們對《現代材料研究方法》教學過程中存在的問題和不足做了分析，如下：

1.教學內容重理論、輕應用。目前《現代材料研究方法》的理論課教學內容主要以書本教材上的理論知識為主，雖然也有對研究方法應用的介紹，但相對較泛;同時，受到課時的限制，課堂上引入具體復雜工程問題的實際案例和專業前沿的機會相對較少，不利于培養學生解決實際工程問題的能力，也不利于開拓學生的專業視野。

2.教學方法單調。由于《現代材料研究方法》的教學內容較多且知識點散，傳統教學仍采用以教師教授為主、學生被動接收的模式，課堂上缺乏交流互動，再加上部分內容抽象難懂，一味的“填鴨式”教學極大地影響了課程的教學效果，忽視了對學生學習興趣和自主性的培養，不符合專業認證中“以學生為中心”的理念。

3.考核—評價體系不夠完善。考核與評價是教學活動的重要環節，是檢驗教學效果和進行持續改進的主要手段。目前，本課程理論教學部分的主要考核方式仍為考試，雖然也加入了平時過程的考核，但分數比例較低、缺少明確的考核量化標準。不完善的考核—評價體系不利于對學生學習效果的考察與反饋，對課程教育的持續改進產生較大影響。

三、“以學生為中心”課程教學方式的改革

針對上述《現代材料研究方法》教學中存在的問題，將“以學生為中心，以學生學習產出為向導及教育教學質量持續改進”的理念融入課程教學中，從教學內容、教學方法、考核機制等方面進行課程改革。

1.從認證出發調整教學內容，引入實際案例與學科前沿。從專業認證的角度出發，教學內容的設置應滿足“重視培養學生對于復雜工程問題的分析解決能力和對新知識新技能的自學能力”的要求。因此，在保證學生掌握基本原理和方法的基礎上，在教學內容中引入大量材料分析研究的實際案例（本專業的復雜工程問題），讓學生在實際應用中掌握理論知識，避免理論與實際的脫鉤。

同時，為了培養學生接受新知識、學習新技能的能力，拓寬學生的專業視野，實際案例的選取應偏重學科前沿與本系教師的科研方向：選取前沿學科有利于學生更好地把握學科發展方向;選擇本系教師的科研方向作為實際分析案例是因為多數大三學生參加了URT（大學生研究訓練），將學生親身經歷的實驗分析案例引入教學中，讓學生帶著問題學習，有利于學生加深學習印象，帶來更好的學習效果。

2.引入“以學生為中心”“以學習產出為導向”的教學方式。改變以教為主的教學方法，針對不同的教學內容引入互動式、翻轉式或網絡平臺等教學方式，提升學生的學習興趣和主動性，突出“以學生為中心”、“以學習產出為導向”的基本教學理念。（1）互動討論：對于難度適中的知識點，將“填鴨式”教學方法改為“討論式”學習方法。對學生進行分組（2—3人/組），教師以提出問題的形式將學生引入情境進行小組討論，學生通過個人思考與小組討論的方式解決問題。整個過程學生處于主動思考、交流、討論的狀態，有利于學生學習積極性與主動性的培養。此過程應注意：第一，問題的難易程度適中（太簡單無法達到思考—討論—交流的目的，太難打擊學生積極性）;第二，討論時間不易過長（5—10分鐘為佳）;第三，討論結束后，教師給以適當的引導和總結，保證討論結果的正確性。（2）翻轉課堂：為了給互動討論和實例分析提供充足的教學時間，對于簡單易懂的基本知識點采取翻轉課堂式教學方法。教師將教學課件或視頻提前給學生，由學生在課下完成知識的學習，教師課上不再進行講解。這有利于學生自主學習能力的培養。此過程應注意：教師把握好翻轉課堂的教學內容，做好學生課上、課下學習內容的銜接;設置相應的學習評價規則，保證學生的課下學習效果。（3）知識體系梳理：《現代材料研究方法》的內容涉及多種分析方法，為了讓學生更好地理清思路，在每一章的開始列出本章的知識體系和對學生學習的量化要求，讓學生對課程要求一目了然，學習目的更加明確。（4）網絡教育平臺：在課堂講授之余，教師利用現代網絡技術與平臺，如微信群、公眾號、藍墨云等教育平臺，進行課件資源共享、答疑交流、網上測評、前沿推送等活動。以學生常用的網絡方式開展學習活動，一方面有利于培養學生自主學習的能力，另一方面可以利用網絡平臺將學科前沿推送給學生，為學生的學習提供了一條新途徑。

3.完善多樣化考核方式、制定考核量化標準。

（1）考核方式多樣化：調整期末考試內容，由注重基礎知識考核轉變為注重實際問題解決能力的考核;對期末考試以外的其他環節進行考核，如課堂小組討論，課下學習、網絡測評等，教師根據學生表現給出每一環節的成績，最終成績由多個環節成績構成。這種多樣性的考核方式，一方面有利于教師及時了解各環節的教學效果，另一方面可以促使學生積極參與到每個教學環節中來，提高學生學習的主動性。（2）制定考核量化標準：對每個考核環節的標準進行量化，并將量化表提前展示給學生，以便學生根據量化表安排設計自己的學習計劃，實現以學習產出為導向的教與學。（3）制定教學質量評估問卷：制定教學效果評估問卷，在課程講授結束后對學生進行教學效果的評估和統計、分析，及時了解教學過程中的不足，作為今后持續改進的依據。

四、結語

工程教育專業認證工作的開展是提升我國高等教育質量的有力保障，對于高素質應用型人才的培養具有重要意義。本文在工程教育專業認證背景下，針對《現代材料研究方法》課程存在的問題，將專業認證基本理念引入課程教學中，采用翻轉課堂、互動討論、網絡教育平臺等以學生為中心的教學方式培養學生的自主學習能力與分析解決問題的能力，并建立合理的考核評價體系，促進課程持續改進，使學生達到工程教育專業認證下的培養目標與畢業要求。

參考文獻：

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