培养创新复合型人才

杨晓蕾　杨振国

[摘 要]材料失效分析课程是复旦大学面向材料科学系大二至大四学生开设的第一门涉及多学科交叉的综合性学科的专业选修课，并于2016年获评上海市精品课程。教师可以对该课课程内容的设置、教学形式的改革及课程教学成果及评价等多个方面进行探讨，展现课程教学与培养顺应国家发展需要的创新复合型人才之间的有机联系。

[关键词]材料失效分析；创新复合型人才；教学改革

[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）10-0039-03

材料是现代工业发展的基石，是人类赖以生存和发展的物质基础。随着材料产业的持续发展，材料与国民经济领域的联系愈加密切，材料失效的问题在核电、火电、化工、冶金、医学、航天、军事等各个行业逐渐得到重视，人们对材料的关注点也逐渐从传统的制造加工扩展到对其失效问题的研究，材料失效分析成了一门新兴的综合性学科。材料失效分析不仅对查清事故原因，排除安全隐患有着重大意义，还对新材料的研究和发展有着重要的反向推动作用，不仅能带来巨大的经济效益，还对社会的稳定和国家综合实力的提升起到不可替代的作用。

材料失效分析是一门多学科交叉的综合性学科，涉及内容广泛，对理论基础要求极高，同时还要求学生具有实践动手能力和综合分析能力，这就要求学生敢于创新、勇于思辨，具有全方位综合性的分析视角，成为顺应国家发展需要的创新复合型的人才。而教育在培养民族创新精神和培养创新人才方面，肩负着特殊的使命。教育部在1998年12月制订的《面向21世紀教育振兴行动计划》中更明确规定：“高等学校要跟踪国际学术发展前沿，成为知识创新和高层次创造性人才培养的基地。”[1]但在传统的教学模式下，学生接触到的主要是书本上的理论和概念，导致思考问题的角度过于狭窄，学习热情没有得到足够的激发。因此我们在进行材料失效分析课程的内容设置时，应充分重视基础知识与前沿科技的融合、专业讲述与生活实际的融合，以及个人价值与国家发展的融合；在培养学生创新意识的同时，也帮助其建立社会责任感与使命感。此外，我们还进一步改革教学形式，通过对实际案例进行分析和讲解，补上了理论联系实际的最重要一环，再运用新媒体平台，鼓励学生进行线上讨论，以培养学生的思辨能力。最后通过期末演讲的考核方式，帮助学生培养自学能力并提升自信感，达到培养创新复合型人才目的，并总结出一套最优的培养模式。

一、课程内容的设置

（一）基础知识与前沿科技的融合

材料失效分析是一门综合性学科，涉及普通物理、普通化学、材料科学、材料力学、材料分析等多门基础课程，基础知识和基础理论的讲述有利于学生夯实基础，为实际失效问题的分析提供足够的知识铺垫，是失效分析的必备基础。在此基础上，教师要密切关注相关领域的最新研究成果，在课程内容设置中融入前沿科技的讲述。比如，我们专门开辟了前沿专题讲座，着重讲解了当今社会大家关注度较高的纳米材料及其在制备过程中的毒理性和安全性问题，解析了纳米材料引起安全问题的物理和化学机制，激发学生的学习兴趣，帮助他们养成全面、系统的思考习惯。同时，因为材料失效分析是一门专业选修课，修读的学生年级分布范围广泛，从大二到大四都有，学生的知识储备存在着一定的差异。因此，我们给学生整理了近10本中英文参考书籍，鼓励学生针对自身情况进行学习，同时根据学生情况为他们提供个性化的指导。在我们多年的教学过程中，课程内容的设置并不是一成不变的，而是与时俱进，时刻紧跟科学的发展脚步，为学生不断传递相关领域的最新动态。我们对课程准备的认真负责态度得到了学生的一致好评。

（二）专业讲述与生活实际的融合

很多学生在高校的课程学习中，存在着理论知识无法和生活实际相连的问题，因此也就无法理解自己所学知识究竟有什么重要意义，甚至对就业等个人未来发展问题产生焦虑，因此无法充分发挥其主观能动性和创造性进行自发学习。因此，我们在课程内容的设计中，就十分注意将专业知识的讲述和生活中实际的案例结合起来。比如，我们在讲述材料的失效模式、失效机理、失效缺陷和失效起因的概念差异及相互关联时，为了方便学学的理解，使他们具有更深更直观的认识，特别引入了大家所知的泰坦尼克号的失效案例。为了获取第一手的资料，主讲教师到英国实地考察了2012年开放的泰坦尼克号博物馆，拍摄了现场图片，再现当时的泰坦尼克号沉没的场景，将复杂的、难以理解的概念与生活化的实例和口语化的讲述联系在一起，深入浅出地进行讲解。同时鼓励学生对失效模式、失效机理进行讨论，发表各自的观点和看法，在观点的碰撞中加深对这些基本概念的认识和理解，进而提升学习的热情，打破理论教学的沉默氛围，为学生创造性思维观点的产生和探索提供了一个良好的教学氛围。

（三）个人价值与国家发展的融合

个人价值的实现与国家的繁荣和进步是一个相辅相成、双向互动的过程，人的全面自由发展是构建社会主义和谐社会的终极目标和内在动力。[2]因此在材料失效分析的课堂上，我们不仅要向学生传授知识，更要培养学生成为胸怀天下，能够为国家发展贡献一份力量的创新复合型的人才。因此，我们在失效案例的选择上，主要围绕国家发展战略的需求和国民经济重大工程建设的需要，从教师近年来在核电、火电、石化、化工、冶金、汽车、微电子、印制电路、城市管网、风电等十个行业内承担完成的几十项重大失效分析课题中精选几十个典型案例作为教案[3]-[11]，每个案例都和社会的稳定和发展紧密相连，除了具有科学性之外，还具有很高的社会价值。在课程案例的分析学习中，教师要将民族责任感与使命感巧妙地融入其中，一方面使学生了解到材料失效分析这一学科对国家经济的发展和社会稳定起到的重要作用，另一方面又在潜移默化中培养了学生的社会责任感和使命感，使其将个人的成才和发展与国家的繁荣和进步融为一体。

二、教学形式的改革

（一）运用新媒体平台将学习变被动为主动endprint

网络新媒体平台拥有免费、高效、便捷等诸多优势，尤其近年来发展迅速，已经成为学生相互交流、沟通和自我展示的主要途径。而在传统教学方式下，新媒体平台的作用并没有得到足够的重视，大部分课程没有建立新媒体平台，即使有的课程建立了平台，也只是用来进行通知的发布以及作业的布置和收取。我们在课程教学过程中，组建了材料失效分析课程新媒体平台，随时将最新发生的失效事故的视频或报道发布到新媒体平台上，学生可以在学习理解了理论知识的基础上，对于造成失效的根本原因发表自己的观点和看法。教师不会在一开始就给出一个答案，限制学生的思考与创新，而是鼓励大家各抒己见，欢迎各种观点的交流和碰撞。由于选课的学生的专业背景和年级各有不同，每个人分析的角度和思路也会有所差别。在交流过程中，学生会从被动的学习转变为主动的思考，并在思考讨论的过程中，将碎片化的知识整理成有体系的知识脉络。这不仅增强了学习趣味性，也使学生的学习效率得到了大大的提升。在我们历年的教学经历中，网络新媒体平台俨然成了学生学习的第二课堂，为大家提供了将课堂上学习的理论知识应用到实践中的平台和机会，学生参与积极性极高，其主观能动性得到了充分的调动，真正体会到了主动学习的热情和乐趣。

（二）课堂考核方式的改进

一个复合型人才除了应掌握跨学科的理论知识，具备发掘失效根本原因的能力，还应具有将研究成果展示出来的表达能力和自信感，这样才能更好地对材料失效分析这一学科的发展起到促进作用。材料失效分析课程的考核方式采用书面作业和课堂演讲相结合的形式。教师提供国际失效分析期刊上发表的前沿英文文献，每人分配论文一篇，让学生各自在阅读英文文献后，完成读书报告，并把自己理解的失效模式、失效机理、分析方法、创新要点等向全班同学进行演讲。这一考核方法有很多的优点：首先，在准备报告的过程中，学生一方面了解了最新的失效分析案例，同时也锻炼了自己查阅英文文献的能力，为其日后进入实验室进行科研活动奠定了良好的基础。其次，在进行演讲的过程中，学生的逻辑思维得到了展现，表达能力得到了锻炼，有利于增强学生在与他人进行学术交流时的自信感。最后，在聆听他人演讲的过程中，学生又可以同时学习，吸收新知识，通过一次演讲可以学习了解到国际上近年发生的重大失效案例，可谓是一次快速扩展自己学术视野的好机会。而通过教师的提问和点评以及学生间的讨论交流，还可以进一步发现自己在准备过程中理解得还不够深入的地方，使自己的综合能力在短时间内得到了有效的锻炼和提升。

三、课程教学成果及评价

材料失效分析课程自开设以来，受到校内外专家、同行和学生的一致好评，在全体教师团队的共同努力下，该课程被上海市教委评为2016年度上海市精品课程。[14]在课程的匿名评价中，大多数学生都提到了“互动性”“理论联系实际”“综合能力得到提升”“敢于质疑”等关键词。有学生评价：“课程对失效分析的步骤、模式、机理等介绍全面，佐以实际的案例分析，理论和实践相结合，知识性与趣味性兼顾，收获非常大。”也有学生表示：“案例的讲解有助于实事求是精神的培养，老师对案例进行了细致的分析，培养了我们敢于质疑的品质。”同时，也有学生表示：“老师为人非常亲切，在课下也经常与学生进行交流，耐心解答同学们提出的问题。”通过对材料失效分析课程的学习，学生不仅得到了专业知识的提升，还提高了综合素质；教师的教学不仅针对失效分析这一门课程，还指导了学生的人生发展方向。

四、结语

随着当今社会的不断发展，科学与社会经济、政治等多个领域互相交织，各个领域的知识不断融合，国家对于适应新的社会形势的创新复合型人才的需求与日俱增。传统课程教学通常偏重于书本知识的传授，但是对于如何将理论应用到实践中的问题思考得还不够深入。本课程在讲授理论知识的同时，注重社会导向性，将课程内容与生活实践和国家发展紧密相连。运用新媒体平台提高学生的学习积极性，变“被动接受”为“主动探索”。通过改进考核方式，让学生在掌握知识的同时还具备将自己成果自信地展示出来的能力。希望通过本次教学改革，能够提高相关专业的教育教学质量，達到培养创新复合型人才的目的。

感谢上海市教委对本文的大力支持。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 刘宝存.创新人才理念的国际比较[J].比较教育研究，2003（5）：6-11.

[2] 文妮.个人发展与国家进步的辩证统一关系[J].中共银川市委党校学报，2013（4）：24-26.endprint