一、引言
粉体工程学作为一门跨行业、跨学科的综合性学科,与材料科学与工程的发展密切相关。掌握粉体工程的基本理论及粉体工程相关机械设备的构造、工作原理与性能,对于材料工程专业的学生以及从事粉体工程技术的相关人员是非常重要的。在新工科背景下,特别是随着国家加快发展现代高水平教育的部署和教育部卓越计划的实施,科研实践能力在科研型人才培养中越来越显示其举足轻重的作用,这给高校的教学工作带来了新的挑战,传统的教学方法已经不能够满足当前人才培养模式需求,如何合理引用新的教育模式对粉体工程课堂教学进行改革是迫切需要解决的问题。
二、粉体工程学课程教学问题
材料科学与工程专业粉体工程与设备课程是以粉体基本性质为基础,以粉体工程单元操作为主线,介绍相应设备的构造、工作原理、性能和应用特点等,主要内容有:粉体基本形态,粉体表征与测量,粉体堆积与填充,粉体流变学,粉体粉碎、分级、分离、混合、造粒、输送、储存、给料及计量,粉尘危害与防护等。在毕业设计、科研实践中掌握粉体材料的制备及工艺技术,是材料类专业毕业生能够胜任本专业工作的基础和保障。
然而,粉体工程与设备课程存在知识量大、内容繁杂等特点,例如由于课程涉及的内容和与粉体制备相关的设备较多,在课堂上很难将知识点和实际所用设备深入展开,由于教学内容中涉及到的粉体材料制备原理和所用的设备构造等内容比较抽象使得学生难于理解。目前课程主要以教师课堂讲授的传统教学为主,即使运用PPT、网络、视频等手段作为辅助,但成效仍欠佳。显然,传统教学模式和简单的改革评价模式已不能满足当下对创新人才、科学研究型人才的培养。
三、研究导向型教学模式的改革与创新
研究导向型教学模式打破教学模式中以“教”为主、以让学生获取知识为唯一目标,而把研究视为一种教育过程,并将教育理解为参与研究。研究导向型教学模式采取多种教学形式引导学生在 “研究-学习-再研究-再学习”的过程中养成科学思维的习惯,并逐步建立正确的认知模式。这种由研究引导、以 “学”为主的创新教学模式不仅可以为学生提供基于课程的知识和可转移的知识,还可使学生获得终身的和具有适应性的学习能力、独立思考能力、批判性思维、处理不确定性和新问题的能力以及学生需要产生的其它重要能力。
(一)教学资源的重新整合与设计
粉体工程与设备涉及的知识点内容多且所用设备和制备工艺较为复杂难懂、难以将知识点拓展开来。因此,应该针对课程进行精简、合并、偏重。在教学内容更新方面,首先体现以学生发展为中心理念,明确该课程在材料科学与工程专业的培养人才中的作用和地位,调整线上和线下教学内容,使培养出来的学生学以致用,更好地适应地方和行业的经济建设。在加强高阶性和创新性课程体系建设方面,应将一些基础知识基本概念等内容进行线上教学,线下引入先进的粉体制备理论和先进的生产设备内容,加强课程的高阶性,同时还将课程组教师自己的科研成果,作为第一手资料拓宽教学内容,加强课程的创新性,做好科教融合。在教材建设方面,要打破传统教材编写体例,研究型教学则是以问题作为教学内容的出发点,应紧跟新时代新材料的发展及制备技术,加强高阶性和创新性教材建设,剔除陈旧、工厂已淘汰、高能耗、排污大的生产设备,增加先进粉体制备理论和节能设备、清洁生产设备等。
(二)教学方法的复合式运用
为了激发学生对本课程的求知欲,吸引学生在课堂上的学习兴趣,实现最终的教学目标,应对传统的教学模式进行改革创新。彻底突破传统教学方法中以讲授法教学为主的模式,提高学生的研究能力及解决问题的实践能力,所以单一的讲授法教学是实现不了这一目标的。应该根据不同的教学内容和教学目标,采取启发式、案例式、研究式、问题式以及实践式多种教学方法,提高学生的学习兴趣,从而进一步提高学习效果。例如,在学习过程中,可继续宁基本概念和制备工艺等基础知识的讲解让学生先了解学习内容,然后让学生查阅最新学术论文进行本章内容的补充开展学习讨论,最后让学生根据不同的使用环境设计出一种新型微纳粉体材料,使学生主动思考,锻炼学生发现问题和解决问题的能力。
(三)与科研项目的有机结合
对于高校教师来说,教学和科研是两项主要工作职责。教师通过科研活动不断提高其专业知识水平,从事一些科研活动,了解学科前沿动态,获得一定科研成果,以便更好地服务教学。在研究型教学的过程中,为了突显教学的创新性、实践性、研究型,要求教师在教学过程的设计中结合自身的科研内容和科研构想,将教学内容及科研内容进行有机结合。
(四)评价体系重建
研究型教学要改变传统的教学评价体系,新的评价体系中应该设计更能反映研究型教学特点的评价指标。根据提出问题、分析问题、解决问题三大环节,增设提出问题形式、提出问题内容;分析问题形式,分析问题方法指导;解决问题指导方式,解决问题质量等评价指标。需要加强的环节可以设置较高的权重,来完善研究型教学教师评价方法。研究型教学应构建研究型学生学习评价体系,由原先的结果式评价向过程化评价转变。评价重点应该考量学生参与态度、过程、效果及学生之间学习沟通情况、创新性和反思性。
四、结束语
总之,推进研究型教学是高校深化教学改革、培养高素质人才的必然选择。教学资源的重新整合与设计,教学方法的复合式运用及重建评价体系,让科研融于到枯燥的传统教学中,让教学内容更加鲜活,为材料专业乃至其它理工科专业学生的培养提供新的教学模式。
参考文献
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