引言
近年来，随着研究生招生人数不断增加，学生学习能力的差异化增加，同时，随着社会信息化增强，知识广度和深度发生转变，这为培养高质量的研究生带来了严峻挑战。面向国家“中国制造2025”、“互联网＋”及“人工智能2.0”等一系列发展战略，培养创新能力强、综合素质高的工程科技人才，从规模发展到质量提升为目的，积极探索有效的教学手段，提高教学质量。《焊接物理冶金》是一门理论较强的研究生专业课，其运用材料学、力学、金属强度学及冶金学等多科理论，通过分析焊接表面现象，寻找本质内在规律的一门边缘性学科。因此，为了提高焊接物理冶金教学效果和效率，丰富教学内容和形式，让研究生在学习中有所收获和启迪，采用4E教学模式，从分析教学现状着手，进行课程教学方法的探索，提高不同层次的研究生学习主动性，提升创新能力和实践能力，培养学有所获、学以致用的高水平工程研究型应用人才。
14E教学模式
根据厦门大学教师发展中心郑宏教授的《国际视野中“以学生为中心”的理论与实践》专题讲座指出，“以学生为中心”，对教育而言是一种整体的范式改革，在课堂中实施4E原则：Empower(舍得放权，赋能学生)、Experience(注重体验，强调过程)、Encourage(互相鼓励，彼此成就)和Experiment（不断尝试，锐意创新），认为4E原则的核心是师者如父、爱生如子的仁爱之心[1]。基于此，结合《焊接物理冶金》教学过程存在知识多维性，学生学习能力多样性的特点，建立适合本课程的4E教学模式，即：Empower，舍得放权，不做麦霸；Experience，注重体验，强调过程；Encourage，角色换位，彼此成就；Evaluate，有效监控，全面评价。因此，借助4E模式开展本课程教学方法的实践探索。
2课堂现状及知识多维性
首先，从生源上看，个别研究生缺乏系统科学的专业课程学习经历，而焊接物理冶金主要探讨焊接接头组织及力学特征，涉及材料学、焊接冶金学、焊接性及焊接结构、断裂力学等知识，需要知识综合贯通，使得部分跨专业的研究生，在学习本课程时存在较大障碍，虽然针对此类学生已开设焊接基础课程必修门槛，但是，存在短时间内消化多科目的知识，量多、难度大，无法有效地掌握本课程重点、难点等。其次，在实际教学中，难免存在灌输式的教学内容，例如针对理论较强的公式推导，随着知识面的拓展，数学公式增加，课堂提问、视频动画的教学模式已不能吸引学生的注意力，无法使学生掌握知识脉络，从点到面的学习，更不能提高学生学习积极性。美国教育学家杜威提出“学校即社会”、“做中学”等教育主张。将教学过程、理论学习和实践训练进行融合，实现教、做、学三者有机结合[2]。因此，焊接物理冶金教学改革结合课程知识多维度特点，采用4E模式从知识理论性、应用性和学生能力多样性的基础上开展。
34E教学模式下教学过程实践
教学过程的设计是整个教学设计的重点，注重教师活动与学生活动的协调性，才能使教学更加高效[3]。因此，采用4E模式授课时，侧重学生参与课堂，并及时反馈交流改进，执行过程关注以下几点。
（1）采用Empower，舍得放权，不做麦霸。改变传统以课本章节为主的讲授形式，设计以理论+案例或科研成果+互动式的课堂，吸引学生学习兴趣，并引入计算机虚拟仿真模拟技术，将重点、难点知识模块的内容，利用计算机模拟结果进行表达，以丰富课件内容，优化课程方案，精化课堂设计。例如：教材的第一章 焊接热影响区（HAZ）的物理冶金，内容从焊接热循环特征到接头热影响区的组织转变动力学、脆化、硬化、韧化及软化等理论，改为四部分的模块形式。其中，针对理论性较强的焊接热循环数学表达，采用启发性原则，根据学生已有的数学微分知识，通过教学过程引导学生将理论推导由点到面铺开，由浅到深的切入，特别针对理论较强的焊接热源数学模型，基于理论推导也可培养学生创新思维，这需要舍得放下话语权，不做课堂麦霸，留给学生思考空间。由于学生在学习过程中不可能一直保持较高的热情，因此，启发性引入并非只在课前，在枯燥的理论知识教学环节也可采用提问式来吸引学生注意力。例如：在熟知焊接方法不同，焊接热源模型存在较大的差别这一特点，建立激光热源模型从哪些方面考虑？热原模型在焊接中起着什么作用？对焊接有什么影响？通过这些看似简单的问题引起学生的兴趣，解除对理论公式推导的恐惧感，这又是选择热源模型的考虑因素，这不仅增加学生课上话语权，还调节了学习氛围。
（2）采用Experience，注重体验，强调过程。基于启发式引入课堂技巧，强调以学生为主体的原则，不做麦霸，通过问题引导学生进行自主探究，注重问题解决过程，相对弱化结果，使更多学生参与课堂学习。因此，针对提出的问题，可进行分组讨论，鼓励学生合作讨论，在课堂有限的时间里，学生的探究活动围绕给出问题，进行猜想、讨论、总结等活动，尽量给学生更多合作学习、独立思考的时间（通常5分钟左右）。例如：建立哪种热源模型更适合平板激光对接焊？若单向输出，教师给定某一模型，即认为适合激光平板对接焊，学生完全失去学习主动性。通过设定探究环节，采用Experience，注重学生体验问题讨论过程，体验组内讨论的参与感，班上共享的成就感，以调动学习主动性。
（3）采用Encourage，角色换位，彼此成就。基于Experience体验感，建立解释环节，充分注重以学生为主体的原则，以学生的自主表达为主，实现角色换位，彼此成就。因此，建立Encourage角色换位方式的解释环节，需要安排在探究环节之后，通过在探究环节的分组讨论所获取的资料进行整理归纳，再经小组讨论、分析，得出认为比较满意的结论，并引导学生表述。对学生表述分析正确与否？先由学生讨论，互助分享、分析判断等过程，再由老师纠正表达，并结合工程案例予以说明。这一过程需要角色换位，从以教师为中心换位以学生为中心，才能实现从知识传播到能力提升的教学目标。例如，如何选择激光热源模型？经过学生讨论，教师基本掌握学生建立模型的框架后，引导学生画出激光热源产生几何结构，用简单直观的方式引导学生理解激光热源模型的关键参数，并借助计算机数值模拟技术，重现不同热源模型对焊接温度场的影响，再通过动画的形式展示，引导学生用自己的理解方式整理激光热源模型的选择方法，有利于学生主动将知识内化。
（4）采用Evaluate，有效监控，评价全面。随着专业课学时逐渐减少，提高学生素质及应用能力显得尤为重要，不仅借助教学改革方法，更需要建立有效的监控和评价机制[4]。评价的目的是为了让学生了解自己在学习过程中学习方法、学习态度存在不足及优点，促使学生全面发展。因此，评价时重点考察学生对知识的掌握及灵活运用情况，可划分为教师评价、学生互评、组内评价等形式，激励学生改进学习方法，提升学习能力，增强创新意识。与传统课堂教学相比，学生参与度提高，课前预习、课上学习及课后复习效果明显，除了传统的考勤、作业和考试三部分成绩外，结合学生自评、互评，将学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力计入最终成绩，考察学生知识掌握、能力培养以及态度养成的情况，以调动学生学习主动性，且取得了较好的效果。
4结论
实践证明，采用4E教学模式进行教学改革，设计理论+案例或科研成果+互动式的课堂形式，通过Empower放权，不做麦霸，吸引了学生学习兴趣；借助启发技术，通过问题引导学生进行自主探究，注重Experience的问题解决过程，相对弱化结果，使更多学生参与课堂学习；并用Encourage角色换位方式的解释环节，引导学生表述，从以教师为中心换位以学生为中心，实现从知识传播到能力提升的教学目标；最后，借助Evaluate，有效的教师评价、学生互评及组内评价等形式，将学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力计入最终成绩，以激励学生改进学习方法，提升学习能力，增强创新意识。
参考文献：
[1]郑宏.课堂教学:大学教师专业成长的基石[J].2020.40(12):16-22.
[2]袁鸿斌.基于知识多维性的焊接冶金学课堂教学改革与实践[J].2013,22:140-141.
[3]李妮.5E教学模式在高中化学概念教学中的应用研究—以“电解质概念”教学为例[D],青海师范大学:2021.5.
[4]迟露鑫，罗怡，甘贵生，杨栋华.CBE模式下建立BOPPPS课堂教学模型的探索[J]，教育，2021,3：122-124.