材料类通识课导向式教学的探索与实践

李小丽　许小红

[摘 要]通识教育在人才培养过程中的作用日益凸显。在“以学生为中心”的教育理念下，文章以问题、现象和实际应用为切入点，将导向式教学引入材料类通识课中，将思政教育贯穿其中，同时渗透多学科交叉融合与协同的理念，通过学生独立思考、自主讨论等方式，开阔了学生的视野，增强了学生的学习内驱力，提高了学生的综合素质，从而进一步提高了教学的质量和效果。该探究对通识课甚至专业课的建设具有一定的借鉴作用。

[关键词]通识课; 导向式教学; 思政教育

[中图分类号] G642.4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）11-0045-03

一、引言

在科学技术和经济快速发展的今天，社会对人才需求日益向全面发展的方向迈进，这就要求高等教育为社会输送的人才不仅要有“精”“深”的专业素养[1]，而且需要具备较深厚的文化底蕴、较宽广的知识面以及较强的融会贯通能力与创新意识等综合素质。在培养全面发展的高素质人才的过程中，通识教育和专业教育都重要，它们均是高等教育很重要的组成部分。只有二者相互协同、共同发展，教育才能既有深度又有广度，也才能培养出社会真正需要的具有开阔视野且创新思维和综合素质良好的合格人才。

专业教育由于很长一段时间在社会发展特别是经济发展取得卓越成就的过程中凸显了其巨大的优势[2- 3]，因而一直备受重视。通识教育则不然。从知识发展的角度看，通识教育注重个体的选择性和知识的广泛性，在突破学科和专业壁垒的基础上实现知识的交叉、融合，是创新的重要途径[4]。通识教育具有广泛性、交叉性等特点，尽管现在人们已经对通识教育在人才培养中具有举足轻重的作用达成共识[5-6]，但是通识教育在实施过程中仍面临诸多问题和挑战。在通识课建设过程中其课程的内容设置、课时数、教学实施方式和效果评价等各个环节都需要不断探索和实践。和专业课不同，通识课由于更多强调的是开阔思维、主动思考、融会贯通、创新思维等很多“柔性”综合能力潜移默化的提升，而非一个知识点、一个理论、一种方法的理解和掌握，因此它很难像专业课那样通过一门课的学习产生立竿见影的学习效果，也很难用一个标准、通过一次测验来衡量和评价教学效果。从某种角度来讲，通识课更像是润物细无声般给学生的专业素养与品格施加影响。因此，和专业课相比，通识课对课程内容的设置需要更加考究，对任课教师提出了更高的要求，这就给教学实施带来了更大的挑战，给教学效果和评价模式也提出了多元化的要求，研究其课程内容、教学模式和教学效果也就显得尤为重要。下面我们以面向山西师范大学全校学生开设的材料世界的魅力通识课为例来探究通识课教学的内容、模式、策略和效果。

二、材料世界的魅力通识课的开设初衷

通识教育不是以引导学生掌握某些理论、知识点、专业技能为目的，而是注重学生主动思考习惯、创新意识、综合能力和全面发展能力的培养。事实上，一个人可以拥有多强的思考和创新能力受其好奇心和求知欲驱动的影响比较大。因此，通识课应该更加注重学生好奇心和求知欲的激发。

材料世界的魅力通識课面向本科一年级学生开设。对于刚经历过高考迈进大学校门的他们来说，大学是一个新的起点，他们内心充满着好奇心、求知欲和期待。作为教师来讲，我们此时更重要的是呵护并尽可能放大他们难能可贵的好奇心和求知欲，通过一门门课程给他们展现学科、专业发展历史的源远流长、文化的博大精深、科学技术的突飞猛进等。此时，教师就犹如一个个导游，一门门的课就如同一道道的风景。导游推开一扇扇门，引导学生走进来并欣赏一道道的风景，让他们视野开阔、思维活跃，从而激发他们更多的求知欲和好奇心，进而驱动他们内在创新意识的萌芽和发展。因此，作为导游的教师，设置什么样的授课内容就如同选择什么样的风景，需要仔细斟酌和探索。

众所周知，自古到今，材料一直在人类文明和社会进步的整个过程中起着举足轻重的作用，诸多生产生活的进步和科学技术的发明发展都需要以材料为载体。材料科学作为一个多学科交叉领域，它涉及的内容异常丰富，包括各种材料的成分、结构、制备、加工、性能及其功能化等。在诸多材料和材料的诸多方面中，我们会选择比较经典的几个面来展现：材料的宏观类型即四大类材料即金属、非金属、有机高分子和复合材料的性质以及相关功能和应用，宏观材料的微观源头即材料丰富的结构及其发现过程，材料微观世界的观测即材料结构的各种表征技术及其发展历程。在学习这些内容的过程中，学生可以通过在生产生活中实实在在使用的各种材料对材料世界有一个宏观的认识，可以借助各种微观测试手段对材料的微观世界有一个专业认识。总之，本课程的目的是通过上述内容展现材料在人们生产生活中无处不在的应用，展现人们认识和研究事物的思维模式：先是宏观认识和直接应用，然后借助相关技术由表及里、从源头分析现象和解决问题，进而优化和拓展应用，并展示材料发展与科学技术进步相辅相成的关系。

三、材料世界的魅力通识课的教学方法和策略探索

对于一门课程而言，从课程内容的构建到课程目标的设定都还是“纸上谈兵”，要真正达到目标和效果还需要通过课堂教学，需要切实可行的教学方法和策略。近年来，“以学生为中心”的教育理念不断推行[7-9]。尽管从理论角度来讲，课堂教学由“以教师为中心”向“以学生为中心”转变有助于学生主动思考、自由探究、培养创新意识，但学生学习的积极性和主动性则需要教师通过精心的教学设计和教学策略进行引导和激发，从而发挥学生学习主体作用。在材料世界的魅力课程教学的探索中，我们从以下几个切入点进行导向式教学，并辅之以一定的策略，旨在激发学生的学习兴趣和好奇心，调动学生学习的积极性。

（一）导向式教学

传统的讲授式教学在“以学生为中心”的教育理念的实现中凸显出很大的局限性。相比较而言，在导向式教学中，教师更多的是充当引导的角色，因此更有利于学生学习主体地位的确立。结合材料世界的魅力通识课本身的特点，材料世界多学科交叉、与我们的生产生活息息相关的优势，并结合培养学生主动思考、自由探究、创新思维等综合素质的目标，我们以问题、自然现象与实际应用三方面为切入点对材料世界的魅力课程进行导向式教学。

1.问题导向式教学

问题的出现往往是进步的机会，拥有分析和解决问题的能力在实现从问题到进步的转变中起至关重要的作用。在教学中以问题为引子引导学生开展思考和讨论有助于学生能力的锻炼和培养。因为材料世界的魅力课程的教学对象是刚刚步入大学校门的各个专业本科一年级学生，所以教师所设置的问题并非专业性很强的问题，而是和我们生活相关且和材料学科知识相关的一般问题，目的不是要学生真正思考和研究透彻一个个专业问题，而是更注重引导学生学着思考、试着讨论，从而培养学生主动思考的行为和习惯。课前我们针对授课内容整理出一些有意思的问题，这些问题并非一个知识点一个问题，而是针对一个知识点形成系列问题：以基本问题为引子，以简单问题为引导，以递进式问题为延伸，进而循序渐进地鼓励和引导学生主动思考，从而培养学生分析和解决问题的能力。

2.自然现象导向式教学

自然界是最好的老师。向自然界学习并最终超越自然是很多仿生智能新材料的永恒主题和新理念[10]。很多材料最初的構思、设计以及最终的创造都是模仿、借鉴自然界的某些现象，进而改进、创新完成发明的。因此，在授课前，我们会针对授课内容搜集和一些仿生材料有关的自然想象的例子，从而以现象为引子，以解释现象、模仿现象进而应用现象甚至延伸现象为流程开展思考和讨论。比较典型的一个例子是众所周知的“出淤泥而不染”的荷叶。可先试着引导学生思考荷叶“出淤泥而不染”的可能原因，再进一步思考“出淤泥而不染”可能有什么用，进而思考如何设计“出淤泥而不染”的材料。不仅如此，还可以引导学生用这个思路反向思考“出淤泥而不染”的反面现象及其可能的原因和用处，进而思考其在材料领域的用途等。总之，以自然现象为引子，以分析现象、解释现象、学习利用现象为主线开展讨论，有助于培养学生的发散思维和创新意识。

3.实际应用导向式教学

学以致用是教育的永恒主题。对于刚上大学的学生来说，让他们看到书本上的知识和理论在实际生产生活中得到呈现从而培养学以致用的理念尤为重要。因此，在授课前，我们会整理出和材料相关的实际应用的例子，从而以应用为导向，以分析应用中所涉及的材料种类、材料可能具有的性质以及与此应用相关的技术，还有哪些材料可能具有诸如此类的性质及其可能在其他领域的应用为主题开展思考和讨论。例如，以磁悬浮列车为引子，我们可以讨论超导现象，与超导现象有关的多位诺贝尔奖得主、国内外科研工作者对超导材料的研究以及超导的其他可能应用，还可以讨论一种现象和材料从发现到最终落地应用所涉及的诸多科学技术和多学科协同的复杂过程。总之，以实际应用为引子，以分析相关现象、该现象可能存在的其他应用，以及从现象到应用的复杂过程为主线开展讨论，有助于培养学生学以致用、多学科融合与协同的理念。

问题可能是自然现象或者实际应用中的问题，自然现象中可能蕴含着应用价值，对自然现象的理解是问题的解决过程，问题解决则预示着实际应用成为可能。因此，上述有关问题、自然现象和实际应用三个切入点并非完全独立，而是存在如图1所示的相互渗透、彼此关联的关系。但是其侧重点和出发点不同，从一个事物的不同角度出发来思考问题有助于锻炼学生的思维能力。

（二）教学策略与技巧

一方面，兴趣是最好的老师。著名科学家爱因斯坦曾在一封给朋友的信中写道：“我没有特别的才能，我只有热切的好奇心。”很多伟大的发明和发现的背后都是发明者和发现者受到内在好奇心和兴趣的驱使。另一方面，材料科学的发展与人类文明的进步密切相关。在人类进步的历史长河中，中国文化和中国智慧在推动人类进步和材料发展的过程中发挥了举足轻重的作用。因此，材料世界的魅力通识课程的两个主要策略就是使其“有趣”和开展思政教育。在课程教学实施过程中，我们以“有趣”为前提，从有趣的问题、现象和实际应用为切入点进行导向式学习，将中国文化和中国自信等思政要素贯穿始终，同时渗透多学科交叉融合与协同的理念，通过学生独立思考、自主讨论等方式，激发学生的好奇心和求知欲，增强学生主动探索和学习的内驱力，从而引导学生开阔视野，打开思路，提高专业学习的积极主动性。

四、材料世界的魅力通识课的教学评价与教学效果

通识课程的开设旨在渗透多学科交叉融合思想、开阔思维以及培养融会贯通、创新思维等综合能力，因此，对学生的评价不应拘泥于传统的考试模式，也不应采取一个问题一个标准答案的模式，而是更加注重对学生主动探索和融会贯通能力的评价。因此，考核与评价也变得多元化。我们主要通过观察、记录和统计教学中学生主动思考、发散思维等的随堂表现，将课堂所学与自己所学专业知识的融合与衔接，对学习心得和收获分享的表现等多角度来对学生进行综合评价。

笔者通过精心设计材料世界的魅力通识课程的教学内容，对上述三个切入点进行导向式教学，并采用一些教学策略和技巧，使教学质量得到了大幅度的提升，主要表现在以下几个方面：一是提高了学生学习的兴趣和积极主动性，帮助学生真正成为课堂和学习的主角;二是锻炼了学生分析解决问题的能力，培养了学生的发散思维和创新意识，培养了学生多学科交叉融合与协同的理念;三是改变了学生对通识课只是一门普通选修课的认识;四是增强了学生创新引领发展和科技强国的意识。

五、结束语

尽管开展通识教育的重要性已被广为认可，但是通识课程教学仍然需要不断探索和改进。在“以学生为中心”的教学理念下，本文以有趣的问题、自然现象和实际应用为切入点，将导向式教学模式引入材料类通识课程中，通过引导学生独立思考、自主讨论等方式，并将思政教育贯穿其中，同时渗透多学科交叉融合与协同的理念，增强了学生主动探索的内驱力，开阔了他们的视野，提高了他们的综合素质，为通识课甚至专业课建设提供了一定的参考。

[ 参 考 文 献 ]

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[3] 郑庆华.通识教育与专业教育融合发展：新时代中国特色一流本科人才培养路径探索[J].中国大学教学，2018（10）：9-14.

[4] 钟秉林，王新凤.通识教育的内涵及其本土化实践路径探析[J].国家教育行政学院学报，2017（5）：3-9.

[5] 陆一.从“通识教育在中国”到“中国大学的通识教育”：兼论中国大学专业教育与通识教育多种可能的结合[J]. 中国大学教学， 2016（9）：17-25.

[6] 林琳.新时代大学通识教育的新使命[J].中国高等教育， 2018（2）：55-57.

[7] 吕薇， 季波， 张怡凡， 等.美国一流研究型高校人工智能人才培养的经验与启示 ：基于“以学生为中心”的视角[J].大学教育科学， 2019（6）：102-109+123.

[8] 季波， 李劲湘， 邱意弘， 等. “以学生为中心”视角下美国一流研究型大学本科人才培养的特征研究[J].中国高教研究， 2019（12）：54-59.

[9] 常莉俊.自由选择：以学生为中心的一流大学课程建设[J].黑龙江高教研究， 2019（9）：148-151.

[10] 江雷，冯琳.仿生智能纳米界面材料[M].北京：化学工业出版社，2007.

[责任编辑：庞丹丹]