无机非金属材料工程的教学实践

无机非金属材料工程的教学实践

齐建杰

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摘要：无机非金属关键材料是支撑我国信息、生命、能源与环境、航空航天等工程科学技术的重要基石，在实现我国“双碳”发展目标，落实“四个面向”要求方面使命重大。然而，由于无机非金属材料是从之前的硅酸盐专业的理论课中衍生出来的课程，涵盖硅酸盐学中的多种材料知识体系，因此，无机非金属材料课程的知识脉络由《水泥材料》《陶瓷材料》《玻璃材料》和《耐火材料》等多个知识体系组成。其中最大的授课难点在于：各体系之间有共性也有个性，有相同之处也有各自鲜明特点。因此，在无机非金属材料课程中不可避免地存在知识点多，但相互之间没有严格的逻辑；教学效率低；课时量在不断压缩，学习内容有限等问题。基于此，积极推进无机非金属材料课程的改革和建设就显得尤为重要。

关键词：无机非金属材料工程；教学实践；策略

引言

无机非金属材料工程专业在我国起源于20世纪50年代初设立的水泥，陶瓷和玻璃等专业，后逐渐更名为硅酸盐专业，并与1998年前后专业目录调整统一为无机非金属材料工程专业。武汉理工大学、南京工业大学和陕西科技大学等一大批国内高校为行业输送了大量的骨干人才，我国在传统无机非金属材料领域的技术水平居于世界领先地位。随着信息化时代的到来，工业发展的前沿和热点转向了以信息技术、新能源和新材料为代表的新兴领域，以无机非金属工程为代表的传统工科专业人才培养面临重大挑战。

1结合地方产业实际，构建凸显地方特色的实验教学内容新体系

实验教学内容体系是实验教学体系的重要组成部分。实验教学改革具有开放、互动以及引入的特征。因此，实验教学内容体系的改革也不能闭门造车。特别是在当前地方高校转型发展背景下，实验教学内容的选择要尤其注重结合地方产业生产实际，适时地将地方产业在生产实践中的实际问题引入并转化为地方高校校内实验教学内容。在构建实验教学内容新体系的实践过程中，我们基于湘西北地区无机非金属材料领域的地方产业情况，找准地方产业在生产实际中的共性内容，并将一些地方产业所使用的无机非金属材料制备的新工艺技术和结构性能表征的新技术、新方法作为实验项目内容纳入到实验教学内容新体系中。此外，我们还充分利用教授、博士研究工作室实验资源，开辟实验第二课堂，丰富创新能力培养的实验内容。我校不少无机非金属材料领域的专任老师和地方产业开展了“产学研”合作，联系地方产业实际的横向项目也有很多，这也为学生了解地方产业实际和开展综合素质训练提供了不少机会。在实验教学内容新体系的教学实践过程中，我们督促学生积极走进实验室，协助老师进行科学研究。学生亲自参与地方产业关心的热点问题研究，既开阔了学生的知识视野、更好地训练了学生的动手实践能力和创新能力，又为学生从事进一步的科学研究奠定了基础，还增大了学生毕业后在当地地方产业就业、服务地方区域经济发展的概率。

2建立开放式教学大平台

无机非金属材料研究对于实验设备、实验材料等具有较高要求。教师应充分了解课程所需实验设备并与学校协商购买，必要时可与其他学校、机构合作，交换教学，实现实验设备的开放性。目前，开放化实验室正成为众多教学机构的选择。开放化实验室，即是指在实验教学过程中，实验室采取全开放的管理形式。学生可以在完成必选实验的基础上，根据自己的兴趣爱好进行实验设计，然后预约实验室，在教师指导下进行实验探索，这有助于学生培养创新思维和独立工作能力，并取得一定的创新成果。同时，由于无机非金属材料研究实验多以团队的形式进行，因此，教师也需注意学生实验团队开放性的培养。学生可以自行组建研究团队，进行交流讨论，根据各人特长进行实验分工，在进行跨专业实验探究时，也可吸收其他专业学生共同进行实验，保持团队合作的开放性。最后，教师进修也需保持开放性。可以在本专业采用“送出去”和“走进来”相结合的方式，提升教师自身学术素养和教学水平，既可以每年保持一定比例的教师去国际知名学府学习深造，也可以请具有较高学术水准的专业大师走进校园进行讲座交流，使教师思维保持活跃开放，进而更好地引导学生深造。

3改革实践教学方法

教学方法的改革是促进学生专业实践和学习提升的重要方式。高校积极转变无机非金属材料工程专业的教学模式，采用校内教育和企业培训的两种方式提高学生的实践学习积极性。要充分利用多种教学方式，比如启发、探究、讨论等方式，充分激发学生内在的学习动力。不仅如此，实验课程的教学上还要具备良好的实验教学条件，以便增强实验教学的互动性和思辨性。这样可以提升学生自主学习和自主思考的能力。高校还可以实行导师制、小班化、个性的培养人才制度，让学生分组、分项目进行实践训练。这个过程有教师的针对性指导，可以保证学生完全无压力地完成教学项目的任务。由此可以得出，教学方式的改革可以为学生的个性成长和发展提供优质的服务，全面提升教学质量的同时保证学生实践能力的增强。

4无机非金属材料考核评价体系建设

完善课程评价体系的同时制定合理的教学效果评价机制和严格的教学考核办法。着重考虑拓宽学生知识面、提高学生技能，培养学生知识综合运用能力，加深学生理解知识的深度；而且课程评价必须多元化，使学生得到全面的发展。考核方法改革中，要加大平时成绩的比重，增加大作业环节，该大作业要求学生掌握一种无机非金属材料体系的成分、结构、制备工艺和使用性能之间的完整联系，以4名学生为一组，要求学生通过查阅相关资料、结合该课程以及相关专业课知识的方式完成作业。该大作业不但要让学生拓展知识的宽度，而且要加深知识理解的深度，最终该部分成绩占总成绩的10%。此外，平时成绩占20%(包括平时考勤、小作业和课堂讨论等)，期中考试成绩占20%，期末考试成绩占50%。考核内容设计中，要能够体现课程培养目标和工程认证的要求，而且必须能够反映不同学生的学习情况，实现因材施教。考试题型既要包括评价学生一般理解能力和较低层次知识记忆的选择、填空和简答等题型；又要包括评价归纳总结、较高层次理解力和综合应用能力的分析、设计题型。试卷中，要以能力考核为主，弱化纯记忆性的内容，重点考查知识体系应用能力，弱化对死记硬背的单独知识点的考查。此外，考虑到无机非金属材料是理论应用型课程，可以探索采用开卷考试和闭卷考试相结合的方式，例如期中考试，主要考查学生对课程重要基础知识、基本概念、基本理论的掌握程度，采用闭卷方式进行考查，题型全部采用客观题型，重点考查学生对知识的精准理解；在期末考试中，考试题型为分析题和设计题，全部是主观性的题目，而且题目的综合性要强，难度系数和综合系数要远大于期中考试相应题型的难度，并采用开卷考试形式进行考查，重点考查学生的知识应用能力。这样能够充分考核学生应用知识分析问题、解决问题的能力，最终达成课程培养目标。

5结语

相关教学经验和研究成果对材料科学与工程专业其他专业课程和专业基础课程的教学具有良好的示范和参考作用，这对于进一步推进无机非金属材料省级精品课程的建设甚至国家级精品课程建设，完成专业工程认证，促进材料科学与工程专业无机非金属方向的人才培养、教学改革和学科发展具有重要理论价值和现实意义。

参考文献

[1]宋晓岚,杨华明,金胜明,等.“无机材料工艺学”课程教学改革研究与实践[J].理工高教研究,2010,29(5):114-119.

[2]黄小萧,韩秀丽,张强,等.《材料科学基础》专业课程案例设计与教学效果探索[J].机械工程师,2021(6):1-2,5.

[3]谢敏,包金小,郜建全,等.工程教育专业认证背景下的无机非金属材料工艺学课程建设[J].教育教学论坛,2020(13):161-162.