蘇小紅,劉 信,胡會娥
(海軍工程大學 基礎部,湖北 武漢 430033)
“復合材料”是材料科學與工程專業的重要課程,該課程是建立在三大材料——高分子材料、無機非金屬材料和金屬材料基礎上的一門綜合性專業課程[1]。隨著材料的不斷發展,將不同性能的材料復合以滿足人類生產生活的需求是材料發展的大趨勢,因此學生在完成了“材料科學與基礎”“高分子材料”等專業基礎課程的學習之后,通過“復合材料”課程的學習,可進一步拓寬其專業知識面[2]。“復合材料”課程涵蓋的內容非常廣,具有很強的綜合性和實用性,通過本課程的學習,學生可以將材料、化學、力學、生物等相關知識綜合運用到復合材料的選用、分析及設計中,為其在材料領域的進一步深造和專業研究奠定堅實的基礎。
海軍工程大學“復合材料”本科課程系統地介紹了復合材料的組成、性能、界面以及復合材料的設計及制備工藝,引導學生了解材料發展的趨勢和研究熱點,為學生將來從事材料設計、正確選材、合理用材提供了理論指導和實際幫助。此外,新材料和材料復合新技術的開發設計及應用,可以開拓學生的思路,激發其創新意識。因此,在工科專業“復合材料”課程教學過程中,為了加深學生對知識點的理解和實際應用,除了理論知識的講解外,還應輔以其他教學手段,如實驗和工廠見習。結合目前復合材料飛速發展的特征,需要解決經典教材理論體系與復合材料科學技術實際發展存在差距的問題,特別是各種功能復合材料及飛速發展的材料復合新技術等相關知識;同時,培養學生利用理論知識分析、解決實際問題的能力,這都是該課程教學需進一步解決的問題。針對這些問題,在“復合材料”教學中,可通過課程論文實踐教學來解決。
小班教學具有班級容量小,師生之間、學生之間交往空間大的優勢,這為課程論文教學提供了交流討論的便利。教師在課程論文實踐教學設計中,可以充分利用這一優勢,以學生為中心,以學生的主體活動為基礎,提高學生在教學活動中的參與度,啟發學生思維,使之區別于傳統的教學模式[3]。
課程論文是高校教師常用的一種教學手段,也是對學生課程學習情況的一種綜合評價方式[4]。它一般是指學生在學習了某門課程之后,通過搜集大量資料,結合所學理論知識對亟須解決的問題進行綜合分析,并表明作者的觀點,做出發展性的科學預測,提出較為建設性的建議。從表現形式上來說,是學生在遵從學術論文寫作格式的基礎上,條理清楚地用文字表述出來的文章[5]。課程論文可以拓展學生的知識面,培養其查閱文獻資料、獨立思考、分析問題及解決問題的能力,同時能增強學生的寫作能力,提高學生的綜合學術素養。
在“復合材料”課程的學習中,由于學生已經掌握了專業基礎課程的相關知識,教師可適當引導學生在已有理論知識的基礎上,對教材以外的相關知識,如復合材料的發展動態、前沿領域等方面進行文獻調研,自主查閱相關資料,結合自己的想法以課程論文的形式進行分析、交流和討論。對于教師來說,可通過了解學生的文獻查閱情況、課程論文撰寫質量及交流匯報情況等,綜合評價學生對課程的具體學習情況。因此,課程論文在拓展學生知識面,促進學生自主學習,提高學生分析、解決問題的能力,培養學生的科研能力、寫作能力和學術素養等方面具有積極作用,為學生大四畢業設計及畢業論文的撰寫打下堅實的基礎。
目前我校“復合材料”課程的教學模式為理論講授+實踐(實驗+工廠參觀見習+課程論文),通過理論知識的試卷考核(70%)+形成性考核(30%)對學生的學習成果進行綜合評價。其中課程論文成績占形成性考核的三分之一,即占綜合成績的10%。在“復合材料”課程教學過程中,課程論文實踐教學的安排貫穿課程教學全過程。
我校“復合材料”課程教學班次學生人數在15人以下,屬于小班教學。該課程在學生修完“材料科學與基礎”“高分子材料”等專業基礎課程之后進行,時間安排在大四上半學期。由于學生已具備材料專業的基礎知識,考慮到課程論文主要屬于課外實踐活動,學生需要利用零散時間進行文獻資料查閱和調研,因此在該課程開課時進行任務布置。首先,學生根據任務討論并制訂研究方案、技術路線,隨著課程的進行,學生可以通過查閱文獻、問題討論、分析交流等方式實施研究方案,并撰寫課程論文。其次,論文初稿提交給教師進行審閱并根據其反饋意見進行修改定稿,最后,在本課程最后一次上課時進行課程論文匯報、答辯、點評并給出綜合成績。整個課程論文實踐教學的實施安排流程如圖1所示。

圖1 課程論文實踐教學實施流程
針對目前課程論文選題存在的大而空、重復度高及固定選題不靈活等問題[6-7]。如何制定合適且科學的選題,決定了后期課程論文的完成質量及實踐教學效果。“復合材料”課程的教學內容主要包括:復合材料的組成材料及其性能、復合材料的界面、復合原理、復合材料的制備工藝、常規復合材料、功能復合材料及材料復合新技術等七大塊。基于對學生的工程認知要求、問題分析要求及工程與社會要求,讓學生能夠根據材料的使用性能選擇合適的基體、增強相和復合方式;能夠對復合材料的性能和設計進行分析;能夠了解復合材料的發展趨勢及其與社會的關系[8]。
對于本科生來說,課程論文的教學目的主要是對其所學理論知識的運用、拓寬視野和學術論文撰寫規范的掌握。因此,在布置任務進行選題時,要求學生從教學內容的某個知識點或方向出發進行選題。在選題過程中,為了避免學生集中選取某一方向的選題,根據課程教學內容分為七個大方向,每組學生根據七個大方向再進行自由選題。如學生比較感興趣的功能材料,聲、光、電、磁等功能復合材料中的某一類,可對其復合原理、發展現狀和發展趨勢進行分析和預判,撰寫綜述類課程論文;又如對于目前研究較多的復合材料的界面部分,從界面的結合方式、界面的結構表征手段、界面對復合材料性能的影響以及界面的表面改性等方向的某個知識點進行課程論文教學;更具體的如增強相碳納米管與基體材料(聚合物基)的相容性問題,可對兩相的相容性問題、增強相表面的接枝改性、包覆改性,改性后的分散情況、性能的變化及存在的主要問題,等等。學生可根據自己的興趣和認知進行自主選題。
課程論文選題定下來后,學生需要根據具體選題制訂研究方案、技術路線,通過查閱文獻資料、問題討論、分析交流等方式實施研究方案,并撰寫課程論文。
學生在制訂研究方案和技術路線時,需結合課程教學的實際情況和現有條件,保證在現有條件下能順利完成研究方案,時間跨度不能超過課程教學時段。教師需指導學生掌握專業文獻的查閱途徑及獲得手段,除了學校圖書館、百度文庫、超星之外,還可以通過中國知網、萬方數據庫等查詢電子學術期刊、學位論文、會議論文、國標、專利等參考文獻。在課程論文實踐期間,教師需對學生的分析思路進行適當的引導,教師與學生或小組之間通過交流討論共同解決遇到的各種問題。
一篇完整的論文包含中文和英文題目、作者及其單位、中文和英文摘要、中文和英文關鍵詞、正文和參考文獻等。為了讓學生規范撰寫課程論文,教師需要對課程論文的格式進行統一要求,也可通過給定模板及范文的方式進行規范參考。
課程論文初稿撰寫完成后,學生提交給教師進行審閱并根據其反饋意見進行修改定稿。教師需對學生的論文進行批閱,給出具體的修改意見。同時,針對部分學生的課程論文存在大量復制粘貼甚至抄襲的現象,可采用查重系統進行復制比檢測,予以監督。
“復合材料”課程論文的考核成績主要由三部分組成,具體包括撰寫論文水平的評定成績、PPT現場匯報表現評定成績和答辯環節的表現評定成績。
對于撰寫課程論文水平的評定,主要從論文的選題、學術水平、文字表述、論文的格式進行打分。在評閱過程中,教師需針對學生在課程論文中的縝密分析、獨立見解甚至思想火花給以鼓勵。同時,對存在偏題、敷衍、湊字數等問題的論文作者進行批評教育或要求重新撰寫。
在“復合材料”課程教學最后一堂課(2學時),進行課程論文的匯報和答辯。針對大四上半學期的學生來說,課程論文的匯報及答辯是為下半學期的畢業論文答辯做準備。在課程論文匯報環節,要求每個小組在前期實踐過程和論文內容的基礎上制作PPT,匯報時每組選舉一名組員代表上臺進行匯報,現場根據PPT內容及學生的臺上表現進行評分。每組匯報完畢后,現場的學生和教師均可對其課程論文相關內容進行提問,答辯組成員記錄問題并進行回答,教師根據答辯情況對該環節進行評分。在課程論文匯報和答辯環節,教師根據教學課時和答辯組數對時間進行合理安排,一般每組的匯報和答辯總時長不超過15分鐘。最后,綜合論文評定成績、匯報評定成績和答辯評定成績,給出“復合材料”課程論文的考核成績,占該課程總評成績的10%。
我校“復合材料”課程實施課程論文教學實踐已有兩年,該教學方式充分激發了學生自主學習的積極性,同時,學生從課程論文實踐活動中得到了很好的鍛煉。從學生的反饋和教學效果來看,達到了預期目標。
在“復合材料”課程論文實踐教學中,充分利用小班人數少的優勢,采用任務驅動法,通過分組選題布置任務。學生為了完成任務會盡力理解運用相關理論知識、查閱文獻資料,以及主動與教師、同生進行分析討論,這些都是學生自主學習的表現。相較于傳統的“灌輸式”教學,這種為了完成任務而主動去學,極大地提高了學生對本課程及相關課程的學習積極性。
在課程論文實踐過程中,學生為了完成選題任務會查閱大量的文獻資料,并運用所學理論知識對問題進行分析,咨詢教師,與同學討論,直至問題最終得以解決。在這個過程中,學生分析問題和解決問題的能力無形中得到了提高。同時,通過撰寫課程論文這一實踐活動,學生掌握了科技論文的基本要素和論文撰寫技巧,為后期畢業論文的撰寫打下了基礎。
課程論文教學作為一種除理論講授外的實踐教學活動,學生可以通過論文撰寫過程中對課程知識點相關文獻資料的查閱、處理和運用,進一步加深對課程理論知識的理解、消化和吸收,達到課程教學的最終目的。
“復合材料”課程作為一門工科專業課程,除了傳統的理論講授外,還有實驗教學、工廠見習、課程論文實踐教學等實踐內容,豐富了課程教學手段[9]。課程論文教學解決了課時不足的難題,學生可以利用課余時間進行課程論文的撰寫。該實踐教學方法不僅極大地提高了學生的學習積極性,也培養了學生靈活運用所學理論知識進行分析和解決問題的能力。利用課程論文的考核評價方式,不僅可以評定學生對理論知識的掌握程度,還可以對學生的自主學習能力、表達能力、分析和解決問題的能力以及撰寫學術論文的水平等個人綜合素質進行評定。
在“復合材料”課程小班教學中采用課程論文實踐教學取得了較好的教學效果。該課程教學充分利用了小班教學的優勢,采用任務選題驅動學生自主學習,極大地提高了學生學習的積極性。學生分析和解決問題的能力和撰寫學術論文的能力也在課程論文教學中得到了提升。該教學方法不僅促進了學生對理論知識的理解,還優化了課程的考核評價方式。