楊曉蕾　楊振國(guó)

[摘 要]材料失效分析課程是復(fù)旦大學(xué)面向材料科學(xué)系大二至大四學(xué)生開設(shè)的第一門涉及多學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科的專業(yè)選修課，并于2016年獲評(píng)上海市精品課程。教師可以對(duì)該課課程內(nèi)容的設(shè)置、教學(xué)形式的改革及課程教學(xué)成果及評(píng)價(jià)等多個(gè)方面進(jìn)行探討，展現(xiàn)課程教學(xué)與培養(yǎng)順應(yīng)國(guó)家發(fā)展需要的創(chuàng)新復(fù)合型人才之間的有機(jī)聯(lián)系。

[關(guān)鍵詞]材料失效分析；創(chuàng)新復(fù)合型人才；教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)] G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2017）10-0039-03

材料是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基石，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著材料產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，材料與國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的聯(lián)系愈加密切，材料失效的問題在核電、火電、化工、冶金、醫(yī)學(xué)、航天、軍事等各個(gè)行業(yè)逐漸得到重視，人們對(duì)材料的關(guān)注點(diǎn)也逐漸從傳統(tǒng)的制造加工擴(kuò)展到對(duì)其失效問題的研究，材料失效分析成了一門新興的綜合性學(xué)科。材料失效分析不僅對(duì)查清事故原因，排除安全隱患有著重大意義，還對(duì)新材料的研究和發(fā)展有著重要的反向推動(dòng)作用，不僅能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，還對(duì)社會(huì)的穩(wěn)定和國(guó)家綜合實(shí)力的提升起到不可替代的作用。

材料失效分析是一門多學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科，涉及內(nèi)容廣泛，對(duì)理論基礎(chǔ)要求極高，同時(shí)還要求學(xué)生具有實(shí)踐動(dòng)手能力和綜合分析能力，這就要求學(xué)生敢于創(chuàng)新、勇于思辨，具有全方位綜合性的分析視角，成為順應(yīng)國(guó)家發(fā)展需要的創(chuàng)新復(fù)合型的人才。而教育在培養(yǎng)民族創(chuàng)新精神和培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面，肩負(fù)著特殊的使命。教育部在1998年12月制訂的《面向21世紀(jì)教育振興行動(dòng)計(jì)劃》中更明確規(guī)定：“高等學(xué)校要跟蹤國(guó)際學(xué)術(shù)發(fā)展前沿，成為知識(shí)創(chuàng)新和高層次創(chuàng)造性人才培養(yǎng)的基地。”[1]但在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生接觸到的主要是書本上的理論和概念，導(dǎo)致思考問題的角度過于狹窄，學(xué)習(xí)熱情沒有得到足夠的激發(fā)。因此我們?cè)谶M(jìn)行材料失效分析課程的內(nèi)容設(shè)置時(shí)，應(yīng)充分重視基礎(chǔ)知識(shí)與前沿科技的融合、專業(yè)講述與生活實(shí)際的融合，以及個(gè)人價(jià)值與國(guó)家發(fā)展的融合；在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的同時(shí)，也幫助其建立社會(huì)責(zé)任感與使命感。此外，我們還進(jìn)一步改革教學(xué)形式，通過對(duì)實(shí)際案例進(jìn)行分析和講解，補(bǔ)上了理論聯(lián)系實(shí)際的最重要一環(huán)，再運(yùn)用新媒體平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行線上討論，以培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力。最后通過期末演講的考核方式，幫助學(xué)生培養(yǎng)自學(xué)能力并提升自信感，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新復(fù)合型人才目的，并總結(jié)出一套最優(yōu)的培養(yǎng)模式。

一、課程內(nèi)容的設(shè)置

（一）基礎(chǔ)知識(shí)與前沿科技的融合

材料失效分析是一門綜合性學(xué)科，涉及普通物理、普通化學(xué)、材料科學(xué)、材料力學(xué)、材料分析等多門基礎(chǔ)課程，基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)理論的講述有利于學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ)，為實(shí)際失效問題的分析提供足夠的知識(shí)鋪墊，是失效分析的必備基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，教師要密切關(guān)注相關(guān)領(lǐng)域的最新研究成果，在課程內(nèi)容設(shè)置中融入前沿科技的講述。比如，我們專門開辟了前沿專題講座，著重講解了當(dāng)今社會(huì)大家關(guān)注度較高的納米材料及其在制備過程中的毒理性和安全性問題，解析了納米材料引起安全問題的物理和化學(xué)機(jī)制，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助他們養(yǎng)成全面、系統(tǒng)的思考習(xí)慣。同時(shí)，因?yàn)椴牧鲜Х治鍪且婚T專業(yè)選修課，修讀的學(xué)生年級(jí)分布范圍廣泛，從大二到大四都有，學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備存在著一定的差異。因此，我們給學(xué)生整理了近10本中英文參考書籍，鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)自身情況進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時(shí)根據(jù)學(xué)生情況為他們提供個(gè)性化的指導(dǎo)。在我們多年的教學(xué)過程中，課程內(nèi)容的設(shè)置并不是一成不變的，而是與時(shí)俱進(jìn)，時(shí)刻緊跟科學(xué)的發(fā)展腳步，為學(xué)生不斷傳遞相關(guān)領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài)。我們對(duì)課程準(zhǔn)備的認(rèn)真負(fù)責(zé)態(tài)度得到了學(xué)生的一致好評(píng)。

（二）專業(yè)講述與生活實(shí)際的融合

很多學(xué)生在高校的課程學(xué)習(xí)中，存在著理論知識(shí)無法和生活實(shí)際相連的問題，因此也就無法理解自己所學(xué)知識(shí)究竟有什么重要意義，甚至對(duì)就業(yè)等個(gè)人未來發(fā)展問題產(chǎn)生焦慮，因此無法充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性進(jìn)行自發(fā)學(xué)習(xí)。因此，我們?cè)谡n程內(nèi)容的設(shè)計(jì)中，就十分注意將專業(yè)知識(shí)的講述和生活中實(shí)際的案例結(jié)合起來。比如，我們?cè)谥v述材料的失效模式、失效機(jī)理、失效缺陷和失效起因的概念差異及相互關(guān)聯(lián)時(shí)，為了方便學(xué)學(xué)的理解，使他們具有更深更直觀的認(rèn)識(shí)，特別引入了大家所知的泰坦尼克號(hào)的失效案例。為了獲取第一手的資料，主講教師到英國(guó)實(shí)地考察了2012年開放的泰坦尼克號(hào)博物館，拍攝了現(xiàn)場(chǎng)圖片，再現(xiàn)當(dāng)時(shí)的泰坦尼克號(hào)沉沒的場(chǎng)景，將復(fù)雜的、難以理解的概念與生活化的實(shí)例和口語化的講述聯(lián)系在一起，深入淺出地進(jìn)行講解。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)失效模式、失效機(jī)理進(jìn)行討論，發(fā)表各自的觀點(diǎn)和看法，在觀點(diǎn)的碰撞中加深對(duì)這些基本概念的認(rèn)識(shí)和理解，進(jìn)而提升學(xué)習(xí)的熱情，打破理論教學(xué)的沉默氛圍，為學(xué)生創(chuàng)造性思維觀點(diǎn)的產(chǎn)生和探索提供了一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。

（三）個(gè)人價(jià)值與國(guó)家發(fā)展的融合

個(gè)人價(jià)值的實(shí)現(xiàn)與國(guó)家的繁榮和進(jìn)步是一個(gè)相輔相成、雙向互動(dòng)的過程，人的全面自由發(fā)展是構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)的終極目標(biāo)和內(nèi)在動(dòng)力。[2]因此在材料失效分析的課堂上，我們不僅要向?qū)W生傳授知識(shí)，更要培養(yǎng)學(xué)生成為胸懷天下，能夠?yàn)閲?guó)家發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量的創(chuàng)新復(fù)合型的人才。因此，我們?cè)谑О咐倪x擇上，主要圍繞國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)重大工程建設(shè)的需要，從教師近年來在核電、火電、石化、化工、冶金、汽車、微電子、印制電路、城市管網(wǎng)、風(fēng)電等十個(gè)行業(yè)內(nèi)承擔(dān)完成的幾十項(xiàng)重大失效分析課題中精選幾十個(gè)典型案例作為教案[3]-[11]，每個(gè)案例都和社會(huì)的穩(wěn)定和發(fā)展緊密相連，除了具有科學(xué)性之外，還具有很高的社會(huì)價(jià)值。在課程案例的分析學(xué)習(xí)中，教師要將民族責(zé)任感與使命感巧妙地融入其中，一方面使學(xué)生了解到材料失效分析這一學(xué)科對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定起到的重要作用，另一方面又在潛移默化中培養(yǎng)了學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和使命感，使其將個(gè)人的成才和發(fā)展與國(guó)家的繁榮和進(jìn)步融為一體。

二、教學(xué)形式的改革

（一）運(yùn)用新媒體平臺(tái)將學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng)endprint

網(wǎng)絡(luò)新媒體平臺(tái)擁有免費(fèi)、高效、便捷等諸多優(yōu)勢(shì)，尤其近年來發(fā)展迅速，已經(jīng)成為學(xué)生相互交流、溝通和自我展示的主要途徑。而在傳統(tǒng)教學(xué)方式下，新媒體平臺(tái)的作用并沒有得到足夠的重視，大部分課程沒有建立新媒體平臺(tái)，即使有的課程建立了平臺(tái)，也只是用來進(jìn)行通知的發(fā)布以及作業(yè)的布置和收取。我們?cè)谡n程教學(xué)過程中，組建了材料失效分析課程新媒體平臺(tái)，隨時(shí)將最新發(fā)生的失效事故的視頻或報(bào)道發(fā)布到新媒體平臺(tái)上，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)理解了理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)于造成失效的根本原因發(fā)表自己的觀點(diǎn)和看法。教師不會(huì)在一開始就給出一個(gè)答案，限制學(xué)生的思考與創(chuàng)新，而是鼓勵(lì)大家各抒己見，歡迎各種觀點(diǎn)的交流和碰撞。由于選課的學(xué)生的專業(yè)背景和年級(jí)各有不同，每個(gè)人分析的角度和思路也會(huì)有所差別。在交流過程中，學(xué)生會(huì)從被動(dòng)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的思考，并在思考討論的過程中，將碎片化的知識(shí)整理成有體系的知識(shí)脈絡(luò)。這不僅增強(qiáng)了學(xué)習(xí)趣味性，也使學(xué)生的學(xué)習(xí)效率得到了大大的提升。在我們歷年的教學(xué)經(jīng)歷中，網(wǎng)絡(luò)新媒體平臺(tái)儼然成了學(xué)生學(xué)習(xí)的第二課堂，為大家提供了將課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中的平臺(tái)和機(jī)會(huì)，學(xué)生參與積極性極高，其主觀能動(dòng)性得到了充分的調(diào)動(dòng)，真正體會(huì)到了主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情和樂趣。

（二）課堂考核方式的改進(jìn)

一個(gè)復(fù)合型人才除了應(yīng)掌握跨學(xué)科的理論知識(shí)，具備發(fā)掘失效根本原因的能力，還應(yīng)具有將研究成果展示出來的表達(dá)能力和自信感，這樣才能更好地對(duì)材料失效分析這一學(xué)科的發(fā)展起到促進(jìn)作用。材料失效分析課程的考核方式采用書面作業(yè)和課堂演講相結(jié)合的形式。教師提供國(guó)際失效分析期刊上發(fā)表的前沿英文文獻(xiàn)，每人分配論文一篇，讓學(xué)生各自在閱讀英文文獻(xiàn)后，完成讀書報(bào)告，并把自己理解的失效模式、失效機(jī)理、分析方法、創(chuàng)新要點(diǎn)等向全班同學(xué)進(jìn)行演講。這一考核方法有很多的優(yōu)點(diǎn)：首先，在準(zhǔn)備報(bào)告的過程中，學(xué)生一方面了解了最新的失效分析案例，同時(shí)也鍛煉了自己查閱英文文獻(xiàn)的能力，為其日后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研活動(dòng)奠定了良好的基礎(chǔ)。其次，在進(jìn)行演講的過程中，學(xué)生的邏輯思維得到了展現(xiàn)，表達(dá)能力得到了鍛煉，有利于增強(qiáng)學(xué)生在與他人進(jìn)行學(xué)術(shù)交流時(shí)的自信感。最后，在聆聽他人演講的過程中，學(xué)生又可以同時(shí)學(xué)習(xí)，吸收新知識(shí)，通過一次演講可以學(xué)習(xí)了解到國(guó)際上近年發(fā)生的重大失效案例，可謂是一次快速擴(kuò)展自己學(xué)術(shù)視野的好機(jī)會(huì)。而通過教師的提問和點(diǎn)評(píng)以及學(xué)生間的討論交流，還可以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)自己在準(zhǔn)備過程中理解得還不夠深入的地方，使自己的綜合能力在短時(shí)間內(nèi)得到了有效的鍛煉和提升。

三、課程教學(xué)成果及評(píng)價(jià)

材料失效分析課程自開設(shè)以來，受到校內(nèi)外專家、同行和學(xué)生的一致好評(píng)，在全體教師團(tuán)隊(duì)的共同努力下，該課程被上海市教委評(píng)為2016年度上海市精品課程。[14]在課程的匿名評(píng)價(jià)中，大多數(shù)學(xué)生都提到了“互動(dòng)性”“理論聯(lián)系實(shí)際”“綜合能力得到提升”“敢于質(zhì)疑”等關(guān)鍵詞。有學(xué)生評(píng)價(jià)：“課程對(duì)失效分析的步驟、模式、機(jī)理等介紹全面，佐以實(shí)際的案例分析，理論和實(shí)踐相結(jié)合，知識(shí)性與趣味性兼顧，收獲非常大?！币灿袑W(xué)生表示：“案例的講解有助于實(shí)事求是精神的培養(yǎng)，老師對(duì)案例進(jìn)行了細(xì)致的分析，培養(yǎng)了我們敢于質(zhì)疑的品質(zhì)?！蓖瑫r(shí)，也有學(xué)生表示：“老師為人非常親切，在課下也經(jīng)常與學(xué)生進(jìn)行交流，耐心解答同學(xué)們提出的問題。”通過對(duì)材料失效分析課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅得到了專業(yè)知識(shí)的提升，還提高了綜合素質(zhì)；教師的教學(xué)不僅針對(duì)失效分析這一門課程，還指導(dǎo)了學(xué)生的人生發(fā)展方向。

四、結(jié)語

隨著當(dāng)今社會(huì)的不斷發(fā)展，科學(xué)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政治等多個(gè)領(lǐng)域互相交織，各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)不斷融合，國(guó)家對(duì)于適應(yīng)新的社會(huì)形勢(shì)的創(chuàng)新復(fù)合型人才的需求與日俱增。傳統(tǒng)課程教學(xué)通常偏重于書本知識(shí)的傳授，但是對(duì)于如何將理論應(yīng)用到實(shí)踐中的問題思考得還不夠深入。本課程在講授理論知識(shí)的同時(shí)，注重社會(huì)導(dǎo)向性，將課程內(nèi)容與生活實(shí)踐和國(guó)家發(fā)展緊密相連。運(yùn)用新媒體平臺(tái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，變“被動(dòng)接受”為“主動(dòng)探索”。通過改進(jìn)考核方式，讓學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí)還具備將自己成果自信地展示出來的能力。希望通過本次教學(xué)改革，能夠提高相關(guān)專業(yè)的教育教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新復(fù)合型人才的目的。

感謝上海市教委對(duì)本文的大力支持。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 劉寶存.創(chuàng)新人才理念的國(guó)際比較[J].比較教育研究，2003（5）：6-11.

[2] 文妮.個(gè)人發(fā)展與國(guó)家進(jìn)步的辯證統(tǒng)一關(guān)系[J].中共銀川市委黨校學(xué)報(bào)，2013（4）：24-26.endprint