新工科背景下金属材料专业外语“金课”教学改革与实践

张海礁 周长海 孙俭峰

摘  要：新工科背景条件下，培养具有国际竞争力的综合知识型人才是当代高等教育中面临的重要挑战，同时针对具有工程背景的金属材料专业学生的培养提出了新的要求。基于互联网模式下翻转教学模式的探索为金属材料工程专业英语教学奠定了基础，实现金属材料专业外语向“金课”的转变，使学生成为教学环节的参与者、实践者，并成为新时代奋斗路上的建设者。

关键词：新工科;互联网;翻转教学;金课

中图分类号：G642       文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2021）12-0149-04

Abstract： Under the new engineering and technical disciplines， it is an important challenge in contemporary higher education to train comprehensive knowledge talents with international competitiveness. The exploration of the flipped teaching mode based on the internet model has laid a foundation for "Metal Materials Science and Engineering"， and realized the transformation of professional English to "golden course". This will guide students to become participants and practitioners in the teaching process， and builders of the new era.

Keywords： new engineering and technical disciplines; internet; flip teaching; golden course

新工科建設是应对新经济的挑战，从服务国家战略、满足产业需求和面向未来发展的高度，在“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）的基础上，提出的一项持续深化工程教育改革的重大行动计划。新工科建设具有反映时代特征、内涵新且丰富、多学科交融、多主体参与、涉及面广等特点[1]，目的是培养终身具有可持续国际竞争力、创造力、实践力和领导力的卓越工程创新人才。大学不但培养学生立德树人的品质，更要注重培养其国际视野、创新发展和终身学习的能力。金属材料工程《专业英语》是一门专业性很强的应用课程，要求学生不但具有深厚的专业理论知识，而且具备扎实的英语语言基础，教学实践中应注重对学生理论意识、专业思维、交流方法、阅读与撰写能力及分析与解决问题能力的培养。

基于互联网翻转课堂是大数据时代新颖而高效的教学模式，这种新型线上-线下相结合的教学方法，改变了传统专业类英语教学过程中以翻译科技文献和阅读为主，而忽视用英语交流、表达与运用专业知识的能力，而是将学习的决定权从教师向学生过渡，教师不再是单一的“供给侧”，学生不再是单一的“需求侧”，而是满足一定平衡关系的“杠杆定律”。这种动态平衡关系正是通过线上-线下相结合的教学方式，使得教师和学生之间有的放矢，充分培养学生自主学习能力。

课堂内的时间，不再是教师将专业英语以“灌输”的模式讲授给学生，而是让学生能够更加专注于主动学习，如讲授金属材料科学与工程专业英语“晶体结构”章节中，教师需要准备晶体结构与点阵、缺陷等关键词汇、短语、英文原版书的解读、科技文献中相关内容和知识，以及慕课、动画、ppt、课外作业等学习资源，并将其上传至网络教学平台，让学生在课前进行适当的了解和学习。教师在平台上动态了解学生预复习情况。通过互联网翻转课堂模式，学生可以根据内容需求有针对性地对学习资料进行重点复习，如在讲述金属键（metallic bonding）、离子键（ionic bonding）和共价键（covalent bonding）等关键词时，要引导学生掌握这类专业词汇在科研文献和专著中所处的语意和语境，所代表含义的差别及联系，如何掌握这类重点词汇的记忆和运用等，激发学生提高自主学习的灵活性和主动性。共同研究基于专业知识的基础上，如何通过查阅、比较、分析与解决学习和科研中面临的问题，从而获得更深层次的理解，将金属材料科学与工程专业英语由枯燥的阅读“水课”打造成精彩互动的“金课”。

一、注重教学环节，提高教学质量

教学环节的掌控是提高教学质量的重要保障。课堂上不但要求教师对每个教学环节熟记于心，同时要求能将知识点循序渐进地传授给学生。疫情条件下，针对大部分的教学内容由线下转为线上，客观条件上使得教师要针对教学方法进行较大调整。那么，这种基于互联网条件下，教学环节的多样性更赋予教师能够将具有综合性的专业知识由浅入深，由易到难进行讲解。或基于关键知识点，让学生通过自问、自学、自查的形式就问题进行拓展，建立自己的思维导图，并采用翻转课堂的教学方法，向同学阐述自己对知识点的认知和理解，与同学互动，与教师交流，从而真正达到掌握知识的目的。这种基于互联网条件下翻转课堂教学模式探索，有望将相对“枯燥”的专业英语课转变成“金课”。

近些年，无论线下授课还是线上教学，“金课”与“水课”的讨论始终是教育系统关注的话题，其目的就是杜绝学生“学分课”、教师“考核课”的存在。教育部高教司司长吴岩给出的“金课”“水课”的定义是“两性一度”是“金课”标准，即高阶性、创新性、挑战度，反之，“水课”则是低阶性、陈旧性和不用心的课[2]。然而，2020年突如其来的新冠肺炎疫情给授课方式与授课质量带来了严峻的挑战，更是对“金课”与“水课”的全新考验。授课方式全部转为线上授课，教师面对的是“冰冷”屏幕，不再是课堂上每个朝气蓬勃的学生个体。线上另一端学生的听课状态、效果完全未知。这就需要教师充分运用“杠杆定律”，动态调节方式、方法，抓住高质量“金课”本质，让屏幕真正地“热起来”。可以根据所学知识点设置讨论话题，如“What is the unit cell？ Why is the unit cell important？”。鼓励学生勇于表达，敢于发言，这样既提高了英语运用和表达能力又巩固了专业基础知识。但是，无论授课方式如何改变，高质量“金课”内涵始终未变。“金课”与“水课”重点是在教学环节。教学是体现师生关系的重要环节，培养学生能力是教学的重要任务，是一把双刃剑，既需要教师全身心投入，也需要学生珍视课堂学习过程，因此教师要重新定位在人才培养过程中的角色，是否真正做到传道授业解惑。因学生个体差异，课程的教学模式与方法不可能适合所有学生，教师应充分了解学生掌握知识情况，因材施教，真正帮助学生完成学习目标，让学生以“主人”的身份真正融入到掌握知识、探索知识、解决问题的自主学习当中。本文通过金属材料专业两届110名学生样本调查，初步考察了教学环节过程的改变对学生知识掌握和应用情况的影响，如表1所示。

样本一为传统授课模式条件下，教学环节对学生学习意识的影响，从随机调查的四种水平来看（简答题-讨论题-讲解题-应用题），学生主观意识对知识的掌握不够积极，需经过引导等环节来强化对课堂重点和难点的掌握，主观应答率低于10%;样本二为经过改革教学环节后，包括线上-线下、课堂反转、问题提出、分组讨论、“我的课堂我做主”等多种教学方法相结合的方式，学生在学习意识形态上有了较大的改变，不再把专业英语看成是“头疼课”“刷分课”，而是“我学习专业英语能给我带来怎样的发展”“我能从中获得什么，对未来的职业规划有何促进作用”进行了认真思考，极大地调动了学生的學习热情和主动性。通过样本分析可知，针对金属材料工程专业外语的课程体系的改革，学生的主观应答率由8%提高到43.2%，说明通过不断的持续改进不但可以极大提高学生的学习兴趣，更重的是能够让学生通过“我要学”从而达到掌握、理解和运用知识的目的，具有触类旁通的效果，更能够让本门课程成为高质量的“金课”。

二、提炼教学重点，拓宽知识视野

一门课程能否打造成“金课”不但取决于教师对课程的理解和态度、学生的认知程度，授课过程中的“细枝末节”也十分重要，可以说“细节的成败”决定了“金课”质量。金属材料科学与工程专业英语是在学生掌握一定的专业基础知识，具备一定的英语水平基础上，通过学习金属的结构、缺陷、扩散、凝固、相图等方面的基本理论知识，并受到英语听、说、读、写、译等良好技能训练，掌握一定的科研方法，能够从事相关专业文献的阅读、翻译、撰写研究等工作，同时能够表达、交流，具备一定的国际视野。能够掌握关键词汇、语句并能进行合理的表达与交流是专业英语课程的目的。课前教师根据学生预习过程中出现的问题，如翻译的准确性、表达的完整性等，确定学生对相关专业英语的理解程度，对共性问题进行讲解、分析、讨论。课堂设置互动环节，将重点、难点以问卷的形式通过网络平台在线发送给学生，网络平台记录学生答案，出现的问题现场讨论答疑。不但增加了学生的英语表达与交流能力，强化了学生对金属材料专业基础知识的掌握，同时，吸引学生线上上课注意力，使学生即使在线上上课也能够感受到自己是课堂的参与者，而不是旁听者，真正做到“在特殊时期”停课不停学，同时对教学方法的改革也是一次认真的思考和改革过程。这一过程中教师要引导学生在课程教学中有针对性的学习，如在讲解二元相图的时候，首先要在网络平台上给出binary phase diagrams，degrees of freedom，components，equilibrium conditions等关键词汇的释义，让学生们在基础英语的基础上，拓展金属材料类专业词汇的解读，然后给出相关的科技英语的语句和段落，尝试进行翻译与理解，并结合专业基础知识检测翻译的准确性，使得学生们在应用中能够掌握关键知识点，激发学生积极学习思考的热情。讨论时每组都设有小组长，小组长是平台学习的积极组织者和倡导者，能够引领学生一起讨论学习，并能够进行总结，与其他讨论组分享成功经验。教师也要积极参与其中，启发学生，引导学生。学生不再是知识的被动接受者，而是主动学习者、自主建构者和探索者[3]。科技文献的阅读和翻译是专业英语学习最重要的方式之一，这种案例分析式教学方法不但能够加深学生对专业英语的熟知程度，更能激发学生的求知欲望和科研兴趣。课下，学生可针对专业方面感兴趣的方向，大量收集资料，查阅文献，以研究报告或ppt的形式进行总结，并以小组的形式，通过外语进行简单交流，教师可跟学生一起讨论分析。教师要在平台上建立学习园地，随时关注网络平台，定期推送相关专业英语知识，科技文献、最新科技成果进展等，学生全方位掌握专业科技进展，并按时完成网络平台作业，教师能够对翻转课堂的教学效果进行评价，计入学生的最终考核成绩。

三、改革教学内容，培养学生家国情怀

传统教学模式中，教师将专业性的系统知识传授给学生，侧重对学生的技能训练和逻辑思维的培养，而针对思想道德方面的教育相对较少。通常情况下，学生思想道德教育是在思政课堂进行讲授，而大学思政课时间相对集中，具有阶段性，而方向性更强的专业课程很少涉及，这就使得高等教育培养的人才很难适应社会主义现代化建设的需要。因此，有必要在专业课讲授过程中积极贯彻党在新的历史条件下的思想、方针、政策，正确树立人生观和价值观，培养学生爱国主义情操，怀有理想和抱负，树立远大的人生目标，努力把学生培养成专业理论知识精、业务工作能力强、思想道德情操高的专门人才[4]。因此，在教学过程中教师必须进行教学方法改革，将思政课“穿针引线”地引入到专业课教学当中，引导学生树立正确的价值观、人生观和世界观，培养学生积极向上的家国情怀和爱国热情。让学生通过对专业英语的学习了解世界科技发展前沿，让学生充分认识到只有奋斗的青春，无悔的努力才能建设强大的祖国。如在金属材料专业英语中解析“graphite（石墨）”专业词汇时，通过介绍“graphite”的衍生词，如“graphene（石墨烯）”“graphdiyne（石墨炔）”等，使学生们充分了新材料发展的前沿信息，通过对专业英语的学习，能够迅速掌握相关科技新闻、技术信息发展的最新动态，同时认识到我国科技的发展与世界发达国家之间的差距，只有通过不懈努力才能从“跟跑”成为“领跑”。另外，通过扩展思维，使同学们能够清楚地认识到，我国虽然是石墨产量大国，但附加值高的石墨产品相当一部分还需进口，这说明我国在石墨领域的精-深加工技术还不成熟。为改变这一现状，只有通过不断努力学习，技术创新才能缩小同发达国家之间的差距。学生只有真正掌握所学内容，才能认识到所面临的严峻挑战，就会意识到“幸福是奋斗出来的”内涵与真谛，那么作为知识传递的方式，教学不仅仅意味着“教”与“学”，更承载着希望与未来。因此，“金课”建设的内涵更需要课堂主体（教师-学生）开启更深层次意义。从而激发学生们的学习热情，培养高尚的家国情怀，让同学们意识到只有通过不断学习专业知识，投身祖国建设，才能实现我国的百年奋斗目标。

四、改革评价体系及考核方式，坚持可持续发展

“金课”建设最终目的是培养德才兼备的新时代建设者。学生的“本职工作”是掌握知识、学习本领。通过一定阶段课堂的学习，将对知识的理解、掌握和应用情况能够正确付诸于生产和实践当中，助力社会主义建设当中。这就要求学生在求学期间的考核评价体系科学合理，并且能够持续改进。因此，教学评价方式不仅仅起到督导作用，更是服务、协作“金课”的“催化剂”。传统的教学评价方式是通过课程结束后的期末考试，或者简单融入一些作业、期中考试等评价方法来考查学生对知识的掌握情况，这类考核方法摆脱不了学习过程中采用机械式、充填式传统学习模式，已不能适应现代教育理念中多角度、立体式、融合式的教育理念。“金属材料科学与工程专业英语”知识面覆盖广，交叉学科多，并结合了专业知识和英语的听、说、读、写能力，是对知识综合运用能力要求较强的一门学科，在掌握专业基础知识的同时，要求具有一定的国际交流和沟通能力。因此，传统的、片面的采用以期末成绩记分等形式，无法正确、客观地评价学生对知识的掌握情况，更激发不了学生的学习热情，使学生又回到了基础英语的学习状态，靠死记硬背来完成学习任务，久而久之产生厌学情绪。特别是在“疫情”期间，這种完全线上非体感式教学方法更容易让学生产生乏力、枯燥的心理负担。因此，评价体系及考试方式也应遵循“杠杆定律”，向过程考核侧重，如通过专业问题的回答，可考查学生重点关键词的掌握情况;通过英文文献的阅读与翻译，可考查学生对专业领域的前沿进展情况的了解，并初步掌握英文文章写作的基本规律及语句的运用;通过科技文章的写作，可考查学生对专业英语的综合运用能力，包括对知识点的理解、实验方案设计、原理的阐述、结果讨论等系列问题的外文描述;通过国际会议的参加与交流等都可作为过程考核的方式，考查学生专业英语的运用情况，又可考查学生对当今科技发展的最新动态及金属材料最新科技前沿的掌握情况。

课程考核方法是“金课”评价的重要组成部分。在建设“金课”的同时，应避免“虎头蛇尾”的课程体系，应做到“重过程、重结果、重应用”的可持续发展的教学理念，通过合适的考核评价标准来全面评估教师的“教”与学生的“学”这一融合推进教学改革不断发展的创新驱动力。

五、结束语

“金课”的打造需要潜心研究，需要师生的共同努力，尤其是应用科技型大学做好新工科建设背景前提下，针对“专业英语”这类起点高的专业课程，教师如何“上好课”“怎么上”，如何让“金课”真正走进校园是每位教学一线工作者必须思考与解决的问题。从教学理念上进行根本转变，改变教师课堂“独撑门面”的单一教学方法，“模糊”教师的“教”与学生的“学”界限，全面完善考核评价体系，不仅对学生进行考核，对教师也需进行合理评价，如图1所示。

特别是基于互联网模式下的翻转教学模式的探索，为金属材料工程专业英语教学探索奠定了基础，实现金属材料专业外语向“金课”的转变，这就需要每位教师从业务能力上不断的自我提升，从思想意识上不断的自我总结，从教研教法上不断的自我创新，更需要教学方法多样化、具体化、全面化、深度化等手段实现“水课”向精品课程转换，最终成为“金课”;让学生真正感受到自己是课堂的参与者、实践者，能够提出自己的想法、观点，并设计、创建、构架解决问题的方法，而不是被动的旁听者，着力实现学生自主学习、自主认知、自我提升、自我充实的全面转变。

参考文献：

[1]林健.引领高等教育改革的新工科建设[J].中国高等教育，2017（Z2）：40-43.

[2]史剑，张雪艳.以“两性一度”为标准建设海洋科学专业“金课”的思考[J].教育现代化，2019，6（A3）：142-143+150.

[3]丁建飞.化工类专业化工原理课程教学改革方法研究[J].化工时刊，

2018，32（10）：51-52.

[4]石勇.“材料科学导论”课程教学改革与实践[J].教育理论与实践，

2017，37（21）：56-57.