材料科学与工程专业中美教学方式融合实践

摘  要：通过中美（CIT-UWEC）教学方式的融合，精心设计材料科学与工程（中美合作）专业国内阶段大学化学、材料科学与工程导论、材料科学与工程和材料表征等专业课程。从教学环境、教学大纲、教学方式、考核方式和合作授课等多个方面入手，将教学过程转化为以学生为中心的主动学习行为，注重启发学生，交流互动。培养专业兴趣，强调学术规范，不断实践中美合作教学方式融合，打造中美合作办学特色和优势。

关键词：材料科学与工程；中美合作；专业课程；教学方式；教学大纲

中图分类号：G640      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）04-0007-04

Abstract： Through the integration of Chinese and American （CIT-UWEC） teaching methods， the professional courses of Materials Science and Engineering （Sino-American cooperation） are carefully designed， such as University Chemistry， Introduction to Materials Science and Engineering， Materials Science and Engineering， and Material Characterization. Working on the teaching environment， syllabus， teaching methods， assessment methods， and cooperative teaching， the teaching process is transformed into student-centered active learning behavior， focusing on inspiring students， communicating and interacting. Cultivating professional interests and emphasizing academic norms， we practice the Sino-American cooperative teaching methods， and create its characteristics and advantages.

Keywords： Materials Science and Engineering; Sino-American cooperation; professional courses; teaching methods; syllabus

为贯彻执行中共中央办公厅 国务院办公厅印发的《关于做好新时期教育对外开放工作的若干意见》《江苏省教育厅办公室关于开展中美大学生双向交流项目的通知》的基本要求，常熟理工学院（CIT）积极推进中外合作办学项目，并且不断塑造品牌、凝练特色和建设内涵。高等教育的国际化是衡量一个国家高等教育质量的重要标志，常熟理工学院（以下简称“学院”）通过采取多样化国际化人才培养模式，着力培养具有跨文化交际能力、可持续学习能力和国际化视野的特色国际化应用型人才。通过中外学分互认和学位联授，学院借鉴美国“威斯康星思维”服务地方的办学理念，与威斯康星大学欧克莱尔分校（UWEC）等4所州立大学开展战略合作，首创1.5+2+0.5“中美人才培养计划”国际课程实验班。2018年成立中美学院，成为《首轮中美社会和人文对话行动计划》下“中美人才培养计划”121双学位项目的中美联合培养机构。

材料科学与工程专业为教育部第三批“卓越工程师计划”试点建设专业，江苏高校一流本科专业建设点，2018年与UWEC材料系开展合作办学，通过4年的学习，学生修满规定学分可以同时获得两个学校材料科学与工程本科学位，专业培养过程如图1所示。专业明确工程教育和新工科教学理念，采用国际化办学模式，将美方教学方式融合到国内学习阶段的大学化学、材料科学与工程导论、材料科学与工程和材料表征等专业课程教学中，促进学生快速适应中美合作办学模式，培养具有国际视野和受国际认可的材料科学与工程专业本科毕业生。下面，从教学环境、教学大纲、教学方式、考核方式和合作授课5个方面探讨中美合作材料科学与工程专业近些年的专业课程教学改革和实践。

一、改善教学环境，培养专业兴趣

良好的教学环境是高校办学的必备条件，可以激发学生学习兴趣与提高学生学习效率。通常情况下，为了节约资源，提高教学设施利用率，高等院校设置公用教学楼，统一管理，完成全校各个专业的理论课程教学，具体专业的实验、实践类课程才按学院、专业集中。通常情况下，教学楼的课堂空间设计通常采用纵横排列模式，教室环境容易显得空旷、呆板和缺乏活力，学生将注意力集中于老师，方便教师进行讲授，更多地体现了“教师为中心”的学习方式。另外，教室的色彩冷清，在这种学习环境下，学生的活力容易被束缚，课堂显得过于安静。因此，学院单独成立了中美学院，改善教学环境，提高环境交互，强调教学环境在提高学生知识与技能方面的重要作用，设立了智慧教室和Workshop Room（研讨会），课桌可以随意组合，形成矩阵形式的空间，课堂气氛会更加活跃，学生在学习中的心理压力也会降低，在讲课过程中，融入UWEC的方式，学生可以通过手中的按键在课堂上回答教师的提问，屏幕上很快显示出统计结果，教师会据此了解学生对知识点的掌握情况，课堂的教学情况能够即时反馈。另外，将专业理论和实践教学场所集中设置，让学生产生专业归属感，开设更多的理实一体专业课程，强调理论联系实际，在一门课程中同时获取理论知识和培养实践能力。

在改进材料科学与工程专业课程教学质量过程中，鼓励体现合作办学专业特色与教师个人特色，强化教师责任意识，提高教学水平。在授课之前，要求教师通过校园网获得学生的基本信息，包括姓名、性别、联系方式和照片等，教师必须提前熟悉班里的学生，了解学生的状况，更好地做到因材施教。新颖有趣、逻辑性强的教学内容，丰富多样、生动活泼的教学方法和格式变化的作业内容都可以不断地引起学生新的探究活动，从而激发学生专业兴趣，培养专业素养。例如在大学化学课程教学中，充分利用网络教学资源丰富和理实一体教学环境的特点，在课堂上引入了一些视频实验和现场实验，学生反响强烈，兴趣高涨，非常希望尽快去实验室动手实践[1]。

二、修订教学大纲，突出工程教育

教学大纲是课程的灵魂，材料科学与工程（中美合作）专业的教学大纲除包含本门课程的基本信息、教学内容、教学方式和考核方式等常规信息外，从人才培养中的地位及作用的角度设计课程的教学目的，结合本专业特点，在课程内容的更新及拓宽上有所突破，将任课教师的联系方式、作业和报告等递交的时间节点等信息也写在教学大纲里，方便学生与教师探讨教学过程的各类问题，学生也很清楚每个时间段需要完成的学习任务，对标UWEC的教学大纲。并且，教学大纲明确要求授课教师重视学生的课堂参与、问题研究讨论及分析问题和研究能力的培养，将课程涉及的“项目教学”“分组与团队”“考核方式与具体标准”“课程目标”“毕业要求支撑”等信息详细说明，强调“以学生为中心”和“产出导向（OBE）”和“持续改进”的工程教育模式。值得指出的是，在教学大纲中，专业统一要求教师强调学术诚信，即不得参与或宽容弄虚作假及欺骗行为，这也是所有中美教学活动的首要原则。

2016年6月2日，我国成为《华盛顿协议》第18个正式成员，国内高校工科专业纷纷开展工程教育认证工作，通过开展工程教育专业认证，可以提高我国工程教育质量，为工程教育改革和发展服务，为工程教育适应政府、行业和社会需求服务，为提升中国工程教育国际竞争力服务[2]。材料科学与工程专业按照工程教育认证理念开展专业建设工作，构建了面向产出导向和持续改进的人才培养体系，全方位落实学校办学理念，强调培养“应用型人才”，突出人才工程素质与工程能力培养，2020年，专业通过了中国工程教育认证协会的认证。其中，外语能力和国际化意识是工程教育认证的必备要求和考察重点之一。按照工程教育认证通用标准和材料类专业补充标准，学院材料科学与工程专业明确了12项毕业要求，其中第10条明确了毕业生需要具备沟通能力：能够就高分子材料、树脂基复合材料工程技术领域中的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。通过双语课程培养毕业生的专业英语能力和国际视野对这条毕业要求起到了强支撑作用。因此，专业充分融合国际先进教学理念，努力打造国际化人才培养建设高地，带动学院的国际化课程建设，打造一批具有国际水准的精品课程，借鉴美方的工程教育理念，培育建设国际化课程群。课程评鉴美国工程技术评审委员会（Accreditation Board for Engineering and Technology，ABET）国际认证体系，在人才培养方案中融入国际工程教育课程，培育符合国际工程教育认证标志的专业课程和课程群，推动专业中外合作的内涵和特色建设。

三、转变教学方式，促进师生互动

区别于普通专业，材料科学与工程（中美合作）专业因招生规模小，班级人数一般在20人以下，以小班形式上课，课堂多采用以激发学生潜能为目标的“案例教学”“交互教学” 和“小组讨论”方式[3]。树立“学生是课堂主人”的理念，教育的目的是培养人。在课堂教学中，教师是为学生服务的，学生是主角，课堂的驱动力应该是学生而非教师，教师的职责是“传道、授业、解惑”[4]。以材料表征课程为例，教师通过讲解企业产品实例向学生介绍材料组织及性能的相关理论知识，然后要求学生利用网络、书籍等资料，运用所学的知识对未知材料进行分析测试，并撰写完整的分析测试报告。

在专业课程的教学过程中，融入美方教学方式，构建平等和互相尊重的学习氛围，实现师生之间的相互沟通，增加师生互动，让学生处于思考和兴奋的状态。在传统的安静的课堂秩序下，学生很难整堂课上都集中注意力，研究表明，上课10 min后学生的注意力会开始下降。通过组织活动、小组合作和设置问题，让学生有事情可做，能有效吸引学生注意力，打破这种安静的课堂秩序，营造一种宽松的学习氛围，充分调动每个学生的积极性，共同解决问题。在专业课的小组讨论与汇报过程中，教师对每个学生都十分重视，尽量让每个学生都有表现的机会，强调让每个人都分担一部分工作，并最终以海报的形式展示每个小组的研究成果，每人都要汇报自己做了什么，并谈谈自己独到的见解。学生在小组讨论时能够很快进入状态，他们能够积极地相互依赖，主动承担学习义务，彼此相互负责，教师也能够很好地观察并参与。任课教师充分利用情景性教学模式，在课堂教学中，教师对学习任务进行真实化的案例处理，使问题在与现实情境相类似的情景中发生，更贴近现实生活，也更容易引起学生的兴趣和学习热情，激发学生的内部动机。

四、细化考核方式，保证学有所得

为了避免应试教育，注重能力培养而不是知识灌输，本专业借鉴UWEC的考核方式，将课程成绩评定分散在日常学习中，根据学生的到课率、课堂答题情况、作业完成情况、小测验、小论文、期中考试、期末考试、实验评估和项目等综合决定，采用多元的考核方式，课堂上经常设置问题，让学生分组讨论，教师对讨论结果进行现场评分，实现过程考核，考核贯穿整个学期，避免一次考试定成绩的弊端。从头至尾，学生需要认真学习才能取得理想的成绩。通过与学生的交流发现，多次考试看似增加了学生的负担，但是由于每次知识点都是现学现考，最后的期末考试学生非常轻松，对教师的评价并没有因为考试次数的增加而降低，反而师生关系变得融洽与和谐。