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摘要:从“以教为中心”向“以学为中心”的教学改革是提高课堂教学效果和实现教学目标的必要条件。本文针对《材料科学与工程基础》课程为例，分析了目前课堂教学中所存在的问题，比如理论知识过于抽象、师生交流途径较少以及现在的教学方法不利于学生综合素质的提高等。针对这些问题，本文从教学内容、教学方法和教学工具等方面提出了几点改革措施。通过实践，这些措施能够在一定程度上改进本课程的教学效果。
关键词:以学为中心;教学改革;实践能力;雨课堂
近年来，教育部启动了新一轮的教育改革，进一步强调坚持“以本为本”，推进“四个回归”，加快建设高水平本科教育。本科人才的培养是大学教育的根本职能，良好的本科教学是大学教育的根基，在高等教育的过程中占重要地位［1］。从2000年以来，越来越多的教育工作者提出高等教育质量和评价要“以教为中心转向以学为中心”才能实现卓越的教育［2］。以学为中心，首先是“以学生为中心，以学习为中心”。进一步具体地说，是以学生的学习质量为中心，给学生创造“有意义的学习经历，高质量的学习效果”［3］。《材料科学与工程基础》是河南工业大学材料学院为高分子材料与工程专业的本科学生开设的一门专业必修课程。这门课的教学目标是使学生在工程材料特别是金属材料的结构、性能、制备和工程使用性能之间建立起联系，为其他相关专业课的学习以及提高解决材料科学领域复杂工程问题的能力打下良好的专业基础。但由于本课程是为高分子材料与工程专业学生所开设的课程，因此不管从学生心理上还是相关实践课的设置上都容易受到轻视。而本课程所涉及的理论知识比较繁杂，而且课程实践性比较强，这就使得学生在有限的学时内难以理解和消化课程内容，更谈不上应用所学的知识解决工程实际问题。因此，为了培养既具备扎实的理论知识，又具备较强的实践能力的应用型技术人才，本文结合本校高分子材料与工程专业《材料科学与工程基础》课程的教学现状，对如何在高等教育的课堂教学中充分体现“以学为中心”的理念进行研究和探索。
1现状分析
在本次教学改革的实践过程中，我们通过对连续三届高分子材料专业的学生进行问卷调查以及与该专业其他专业课老师进行沟通，发现在目前《材料科学与工程基础》课程的教学过程中主要存在如下问题，这些问题阻碍了本课程教学目标的实现。第一，理论知识偏枯燥和抽象，学生较难实现透彻的理解。《材料科学与工程基础》课程的教学内容包括工程材料的结构、性能、制备以及使用之间关系的理论知识，所涉及的知识点内容繁杂，理论比较抽象。因此传统教学课堂上使用的单纯“注入式”的教学方法使得有些抽象的概念或理论学生很难理解透彻，而仅仅是停留在概念的“死记硬背”上［4］。而本门课程抽象的理论知识集中在前两章，因此如果依然采用传统的“照本宣科”式的教学很容易使学生产生逆反心理，进而影响他们后续章节的学习，甚至对本课程产生逆反心理［5］。第二，师生交流途径较少，不利于答疑解惑和学术交流。目前大学教师普遍承担教学和科研的双重任务，因此很难抽出固定的时间对学生进行答疑解惑;而当代的大学生除了课堂学习外课余生活也更加丰富，他们对灵活的时间管理和现代化的交流途径更加青睐。经调查发现，当代大学生中大多数对师生之间的交流和互动的评价为一般，甚至有些学生课程上完后连老师的姓名都不知道［6］。因此不管对于老师还是对于学生来说，都希望利用一种随时随地可以交流的途径和平台，通过这个平台老师可以针对学生提出的问题及时进行解答，同时同学之间也可以利用这个平台进行课堂讲授知识的探讨。第三，理论讲授与工程实践脱节，不利于提高学生解决复杂工程问题的能力。本课程所制定的教学目标之一是使学生具有发现、研究与解决现实中复杂工程问题的能力。但本课程目前的教学过程中所能提供给学生理论学习和工程实践相结合的机会十分有限，这就造成学生对知识的掌握仅仅停留在纸面上，不利于学生解决复杂工程问题能力的培养和提高［7］。第四，教学方式过于单一，对学生综合素质的提高不利。高等教育的培养目标是培养高素质综合性人才，除了学生对理论知识的掌握之外，还包括学生的团队合作意识、自主学习能力和终身学习能力。而传统的“以教为主”的教学方式只是单一的对学生进行“知识的灌输”，学生通过课堂学习只是对理论知识的“记和背”，而学生其他方面的能力和素质得不到训练和提高［8］。
2教学改革实践
针对以上在本课程的教学过程中暴露出的问题，为了进一步提高《材料科学与工程基础》课程的教学质量和学习效果，本课程的课题组在教学方法及教学手段等环节进行了相应的教学改革与实践。首先，理论知识与科研成果相结合，化抽象概念为直接感官。本课程开设的时间是大三上学期，这时的学生刚结束了基础课程的学习开始接触专业课。因此专业课中大多数专业词汇和概念对他们来说比较陌生，他们更希望从多个角度来了解和掌握教科书里的知识点，而不是仅仅停留在抽象的文字描述上，也不希望专业课的学习仅仅是背概念。所以我们尝试了在课堂的讲授过程中把与相应知识点相关的科研成果与理论知识相结合，使学生可以通过数据、图片或视频等感官的方式帮助对相关知识点的理解。例如在传统的教学课堂上，关于晶体和非晶体的区别只是在概念上进行了区分:“晶体是原子在空间的有序排列，而非晶体是原子的无序排列”。但同学们希望知道“有序的原子排列”是什么样子，用什么手段能够检测一种材料的原子排列是否有序。因此在这一部分的讲解过程中，我们就结合在科研中的一些结果进行辅助教学。我们向同学们展示了TiC晶体材料的透射电镜照片，根据TiC晶粒内部原子的规则排布和晶界处玻璃相(非晶相)的原子杂乱分布的图片，同学们能够直观得看到晶体材料中一列列排列整齐的原子，从视觉上有一个原子规则排列的印象，更有助于同学们对概念的深刻理解。其次，利用现代化网络工具，加强师生之间交流沟通。随着科技的发展，信息化技术也革新了人际传播方式，网络平台也从单纯的社交工具逐渐成为师生互动重要媒介。利用有效的集“教学、辅导、交流、考核”为一体的网络平台既迎合了当代大学生对新兴社交工具的青睐，也使得老师在教学过程中更能有效利用“课下”的时间。目前我们主要利用“雨课堂”这一现代化网络工具进行辅助教学。利用《材料科学与工程基础》课程的微信雨课堂，形成了“线上”和“线下”两个课堂。传统教学中，给老师的只有课堂上短短的几十分钟时间;而利用雨课堂，教师除了可以课件供学生自学和预习外，还可以发送专项练习题及一些材料科学领域的新进展等方面的内容供学生自测和了解。学生可以利用这一平台进行课后练习，以此巩固课堂讲授的知识点，同时通过自学拓展内容开拓视野。另外，学生也可以利用这一平台进行教学问题讨论及随堂测试等多个层次的线下学习，这一平台的优点是学生可以利用手机等智能终端随时随地进入雨课堂进行学习和交流［9］。再次，为了提高学生在工程材料领域的工程实践能力，实现“理论联系实践的教学目标”，我们针对本课程中某些实践性较强的章节采用课堂教学与实验室教学一体化手段进行改革。例如在讲授“细晶强化”这一概念时，为了使同学们亲身感受“细晶”的概念，我们将上课的地点设在金相实验室，上课的地点从教室搬到实验室。我们让学生利用金相显微镜对同普通晶粒度的钢和经过细化晶粒处理的钢进行观测，亲身感受一下晶粒度的观察和分析方法，同时对不同晶粒度钢的强度和韧性等性能进行对比，引出“细晶强化”的概念。通过这一手段我们发现同学们对“晶粒度减小可以同时提高材料的强度和韧性”这一概念有了深刻的理解。这种理论教学与学生体验穿插进行的教学方式使枯燥的理论教学变得生动而直观，使学生对理论知识的掌握更加容易，使学生的工程实践能力得到锻炼。最后，在课堂教学过程中我们设置了分组讨论等环节，以此来提高学生的团队合作意识等综合素质。通过调查发现在课堂上同学们更希望适时的在学生之间进行沟通和合作，而不是一味得充当“老师的听众”。分组讨论法是合作学习的一种有效形式，有利于培养学生的自主学习、探究学习和团队合作意识，同时也是对传统教学方法的有效补充［8］。例如，在学习“钢的热处理”这一章节时，我们就尝试组织学生自由组合成8人一组的小组，在讲到每一种钢号时引导学生进行组内交流。其中讲解“渗碳钢”的概念时，可以引导学生合作讨论如下问题:渗碳钢常见的钢号是什么?这些钢号代表什么含义?它的热处理工艺是什么?每一步热处理工艺的作用是什么?这些问题有些需要查阅教科书，有些需要通过相关网络数据库进行查阅。要想解决这些问题就需要组内学生进行沟通和合作，另外也需要学生从其他途径进行自主学习和查阅资料。通过类似的小组讨论形式，学生可以更加扎实的掌握基础知识，同时还增强了他们的团队合作意识，提高了自主学习的能力。
3结语
为了培养具有创新精神和实践能力的高素质应用型人才，我们针对河南工业大学高分子材料与工程专业的《材料科学与工程基础》的课程进行了主题为“以学为中心”的教学改革。在本次改革实践中，我们针对目前课堂教学中存在的问题和当代大学生的学情特点进行了分析，存在包括教学内容过于抽象、师生交流相对较少、理论知识与工程实践脱节以及教学手段单一等问题。针对存在的问题，我们从教学内容、教学方法和教学手段等方面提出了有效的改革方案和改革实践。
参考文献
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［5］杨芳．对注入式和启发式教学特征的重新审视［J］．中国成人教育，2006(5):105－106．
［6］邹强，罗木珍．对当前大学师生关系现状的调查与思考［J］．高等教育研究学报，2007(30):97－100．
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［8］伏荣超，徐武汉．新课程理念下的讨论式教学与主体参与［J］．中国教育学刊，2004(11):15－18．
［9］王帅国．雨课堂:移动互联网与大数据背景下的智慧教学工具［J］．现代教育工具，2017(27):26－32.
作者:卢新坡 陈丽霞 徐三魁 关春龙 路朋献 单位:河南工业大学
