“双一流”建设背景下纳米材料与技术跨学科课程教学平台的融合与构建

[摘 要]该研究以纳米材料与技术创新创业课程前期的建设成果为抓手，推进纳米材料与技术课程教学活动供给侧改革，组建以跨学科的研究型教师为主的专业课程教学团队，将科研成果转化为有效的教学资源，规划纳米材料与技术课程跨学科的研究性教学内容，打造航空材料纳米材料模块化课程、环境化学纳米材料模块化课程，借助大数据、云计算等信息技术，建设纳米材料与技术跨学科课程的师生互动平台，共建共享教学资源，由此解决教学和科研相脱节问题，提高学生学习主动性，并及时了解学科的最新前沿研究成果，达到高质量的人才培养目标。

[关键词]纳米材料与技术;跨学科课程教学平台;课程建设

[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2022）04-0076-03

纳米技术是21世纪的三大高新技术领域之一，纳米材料与技术课程的教学，对相关专业高科技人才的培养具有很大的现实意义[1]。本课程的教学内容包括纳米材料以及纳米技术的基础知识、理论及其应用，同时介绍纳米科学的最新前沿研究成果及其进展，是一门理论与实践相结合的课程。

一、纳米材料与技术课程教学平台融合与构建的背景

笔者讲授的纳米材料与技术课程，曾获南昌航空大学（简称“我校”）青年教师讲课比赛一等奖和第十五批校级教学成果二等奖，主持的课件“纳米材料与技术课程资源网”，获第十四届全国多媒体课件大赛理科组二等奖。同时，课题组在已完成江西省教改课题和我校创新创业课程培育项目即基于研究性教学的“互联网+《纳米材料与技术》”创新课堂建设的基础上，鉴于我校材料科学与工程学院（简称“材料学院”）和环境与化学工程学院（简称“环化学院”）都开设了纳米材料与技术课程，因此提出跨学科融合与构建纳米材料与技术课程教学平台。

我校的材料科学、环境化学均进入ESI全球排名前1%，环境化学、材料科学分别入选江西省一流学科优势学科和建设学科（支撑）。课题组以纳米材料与技术创新创业课程已有的建设成果为抓手，在材料学院、环化学院建立多层次、多形式的纳米材料与技术课程教学交流与展示平台，推进纳米材料与技术课程教学活动供给侧改革，组建以跨学科的研究型教师为主的专业课程教学团队，对教学团队成员的30余项高水平科研项目进行认真梳理总结，将科研成果转化为有效的教学资源，规划纳米材料与技术课程跨学科的研究性教学内容，打造环境化学纳米材料模块化课程、航空材料纳米材料模块化课程，形成环境化学工科优势突出、材料科学航空特色鲜明的纳米材料与技术课程特色教学资源[2]。

课题组在课程教学平台的融合与构建过程中，将创新创业教育理念贯穿在纳米材料与技术课程教学中，凝练“双一流”学科的纳米材料与技术课程特色精品教学内容，构建创新创业教育与跨学科纳米材料与技术课程教学融合新模式[3]。在此基础上，借助大数据、云计算等信息技术，建设纳米材料与技术跨学科课程线上线下混合式教学的师生互动平台，共建共享优质教育资源。课题组在课程教学实践中，完善教学内容的融合、实践平台的融合和新模式下人才培养内在机制，以高质量的教学培养拔尖创新人才[4-5]。

二、纳米材料与技术课程教学平台的跨学科融合与构建对促进该课程教学质量提升的意义

纳米材料与技术课程教学内容涉及材料科学、环境化学等学科，课题组在不同学科、不同专业的纳米材料与技术课程教学实践中，找差距、补短板、优结构、显特色、重创新，跨学科组建新型教学团队，整合教学资源，合力服务于高质量教学。纳米材料与技术跨学科课程教学平台的融合与构建对促进这门课程教学质量的提升具有很大的意义。

其一，跨学科的教学团队成员搭配合理，主持纳米材料与技术相关科研项目30余项，包括国家基金项目、航天基金项目、航空基金项目、江西省重点研发计划项目等，致力于做好科研反哺教学，培养拔尖创新人才。

其二，课题组成员是海归博士、海外留学人员或北大访问学者等，发表过较多高水平科研论文，这些科研成果经过整理可以转化为有效的教学资源。

其三，依托大数据、云计算等信息技术，建设融信息技术、教学资源、教师教学、学生学习等为一体的在线开放纳米材料与技术课程。采用新的信息技术，基于CSS媒体查询（Media Query），课程网站通过同一份代码快速、有效适配手机、平板、PC设备，实现响应式布局。增加独立的问答社区，为“Nanometer在线”公众号建立的知识社区，专注于纳米知识的整理、归类、检索、分享，有非常丰富的教学资源，学生更方便自主学习。关注“Nanometer在线”公众号也能同步学习纳米材料与技术课程，实现立体式、多维度教学，实现优质课程教学资源的共建共享。

三、纳米材料与技术跨学科课程教学平台融合与构建的实施方案与解决的问题

纳米材料与技术跨学科课程教学坚持“以本为本”，紧紧围绕培养复合型创新型高级专门人才的定位，以前期纳米材料与技术创新创业教育改革所取得的成果为抓手，积极推进材料科学、环境化学“双一流”学科的纳米材料与技术课程体系结构优化和特色强化，推进教学育人与科研育人的深度融合。

整合不同学科的纳米材料与技术课程教学资源，通过课程教学活动的供给侧改革，以高水平研究型教师的教学团队作为保障，做好信息技术与纳米材料与技术教学的深层次融合，量身定制工科优势突出、航空特色鲜明的环境化学纳米材料模块化课程、航空材料纳米材料模块化课程。教师团队在材料科学、环境化学领域的科研成果，都可以成为纳米材料与技术跨学科课程的特色教学资源。

比如笔者在开展纳米材料与技术课程的一次课堂教学时，考虑到讲授对象是高分子材料与工程专业和复合材料与工程专业的大学生，于是结合自己主持的科研课题“江西省重点研发计划项目‘基于三联苯MJLCP的新型航空柔性光电材料研究开发’”中的聚合物太阳能电池器件制作以及“上海航天科技创新基金项目‘航天器复合材料结构件损伤的可再构及智能自修复新技术’”中的微/纳复合微胶囊的智能自修复来补充科研资料，将科研成果转化为有效的教学资源，从而实现以科研促教学。

以上成功的教学案例被推广到环化学院陈德志老师的科研课题“江西省自然科学基金项目‘MOFs派生的磁性有序多孔结构碳基材料的可控合成及其去除水体污染物研究’”“航空科学基金项目‘新型中空铁氧体/RGO核壳结构填充的聚合物基纳米吸波涂层的可控制备及性能研究’”，以及无机非金属材料系黄军同老师的科研课题“江西省青年科学基金重点项目‘纳米技术强化洁净钢冶炼用Sialon结合SiC复合耐高温材料的应用基础研究’”“国家自然科学基金面上项目‘酚醛树脂/三辊差速剥离微纳石墨片及其在低碳MgO/Al2O3-C耐火材料中应用的研究’”，都有助于有效提炼出教学元素，阐述纳米材料在环境化学和航空材料领域的应用。

纳米材料与技术跨学科课程教学平台的融合与构建的实施方案包括三个过程：转观念、重过程、强互动。

其一是转观念。关键是以学生为中心。纳米材料与技术跨学科课程体系的设计、教学内容、教学方法等都要体现“以本为本”;根据纳米材料与技术课程的性质来实施研究性教学，加大教学中的研究分量（可≥30%）;培养创新思维，将最前沿的科研动态引入教学内容。

其二是重过程。强化课程教学的过程管理，加大过程考核成绩在课程总成绩中的比重，重视学生在课堂问答、测验等平时教学活动中展现出来的创造性成果。同时开展课程考试改革，学生除了需要参加试卷考试，还必须完成纳米材料与技术前沿科技研究的学术性PPT报告，并参加教师组织的答辩考核。

其三是强互动。大力推行互动式教学方法，就是让学生参与教学过程，激发学生学习的活力。一次高质量的课堂教学往往是一场头脑风暴训练。通过开展互动式的研究性教学，使学生的批判性思维、辩证思维能力得到进一步加强。

“双一流”建设背景下，纳米材料与技术跨学科课程教学平台融合与构建的实施路径如下图所示。

课题组通过纳米材料与技术跨学科课程教学平台的融合与构建，解决了以下问题。

其一，解决了教学和科研脱节的问题，以科研成果有效反哺教学，促进了课程教学的科教融合。实施研究性教学理念，在教学内容中引入纳米材料与技术课程教学团队的前沿研究，将其科研成果转化为有效的教学资源，满足了学生对前沿知识的求知欲，使学生的知识广度和深度都得到了拓展。

其二，借助大数据、云计算等信息技术，构建纳米材料与技术跨学科课程的师生互动平台。鼓励学生线上线下多提问，在教师的引导下，学生学习主动，积极参与教学活动，有效发挥了教师主导和学生主体的作用。

四、纳米材料与技术跨学科课程教学平台的融合与构建所取得的教学成果

教学团队用一流的科研成果提高教学质量，又以高质量的教学助推拔尖创新人才培养。另外，信息技术推动纳米材料与技术课程教学模式改革，移动课堂有助于发挥教师主导和学生主体的作用，教师、学生、教学资源之间开展多维度的互动交流。纳米材料与技术跨学科课程教学平台的融合与构建实践取得了较多的成果。

建立多层次、多形式的纳米材料与技术课程教学交流与展示平台。在材料学院、环化学院纳米材料与技术跨学科课程教学实践中，开展不同系、不同专业、不同学院多层次的教学交流与研讨会，稳步推进高质量教学的开展。

构建了“双一流”建设背景下纳米材料与技术跨学科课程特色教学内容融合的平台。在纳米材料与技术课程教学过程中，教师根据教学内容与教学要求采用案例式教学方法，案例的素材来自教师主持的科研项目，使专业课程教学效果更加直观、生动，将科研成果转化为有效的教学资源，做好以科研促进教学，实现课程教学的科教融合。

在“双一流”建设背景下建立了纳米材料与技术跨学科课程教学体系统筹协调机制，开展跨学科课程教学实践平台和创新创业教育实践平台的优质教学资源共享。

纳米材料与技术跨学科课程的融合与构建实践所取得的成果还体现在落实了以学生为中心的人才培养理念。培养拔尖创新人才的知识创新能力，主要指获取知识的能力、运用知识的能力以及创造新知识的能力。整合了纳米材料与技术课程的教学内容与特色教学资源，整体推进了融合课程教学的各个阶段，使学生实现了从“学会”到“会学”的飞跃。注重全面提升拔尖创新人才的综合素质，注重理论和实践的结合，能解决学生在自主学习过程中所遇到的实际问题，在科教融合过程中让学生受益。

综上所述，课题组通过纳米材料与技术跨学科课程教学平台的融合与构建，坚持教学与科研相统一的原则，将科研成果转化为有效的教学资源。重视开展研究性教学，做好环境化学工科优势突出、材料科学航空特色鲜明的纳米材料与技术课程教学规划，量身定制有利于在“双一流”建设背景下培养拔尖创新人才的纳米材料与技术课程教学内容，实现了教学内容的融合创新，同时完成了实践平台的融合创新。在课程教学改革的探索中，创造性打造航空材料纳米材料模块化课程、环境化学纳米材料模块化课程，建立纳米材料与技术跨学科课程教学体系统筹协调机制，使优质教学资源通过跨学科课程教学实践平台实现了共建共享。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 万里鹰，罗军明.基于研究性教学的互联网+“纳米材料与技术”创新课堂建设与实践[J].南昌航空大学学报（自然科学版），2018（4）：105-110.

[2] 刘建军.进一步重视科研在高校育人中的地位和作用[J].中国高等教育，2015（6）：34-37.

[3] 何发胜.“双一流”建设背景下高校创新创业教育与专业教育融合存在问题与对策[J].职教通讯，2018（16）：59-62.

[4] 李宗臣.跨学科创新视角下创客教育与STEAM 教育的融合[J].教育现代化，2019（47）：3-4.

[5] 牟小刚.“双一流”建设背景下高校教学活动供给侧改革模式的构建[J].中国成人教育，2018（18）：93-96.

[责任编辑：庞丹丹]