《材料合成與表征》課程的教學(xué)方法改革與實(shí)踐

郝燕　李松波　郭貴寶　劉金彥　袁春華　楊卉

【摘要】《材料合成與表征》課程是將材料合成制備與表征技術(shù)相結(jié)合介紹的一門課程，是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)和材料科學(xué)相關(guān)專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課。這門課程以往單一的“填鴨式”教學(xué)方法根本無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，限制了學(xué)生探索新型材料合成技術(shù)的興趣，這就無法實(shí)現(xiàn)設(shè)立本課程的初衷。只有改變以教師為中心的單向信息傳輸方式，才能最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生充分學(xué)習(xí)和了解新型尖端的智能材料，將學(xué)到的基礎(chǔ)知識應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性、批判性和創(chuàng)造性思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

【關(guān)鍵詞】材料合成與表征 新型智能材料 啟發(fā)式教育 學(xué)生老師角色互換

【基金項(xiàng)目】內(nèi)蒙古科技大學(xué)教學(xué)（教改）研究項(xiàng)目（JY2014053）。

【中圖分類號】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）03-0056-01

《材料合成與表征》屬于應(yīng)用化學(xué)專業(yè)和材料專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程傳統(tǒng)的教學(xué)方式是以教師為中心的“滿堂灌”的教學(xué)模式，在課堂上老師按照準(zhǔn)備好的教案給學(xué)生講授，忽視了學(xué)生的興趣愛好和個(gè)性發(fā)展。另外，統(tǒng)一的評價(jià)和考核體系，讓學(xué)生僅以拿到學(xué)分為目標(biāo)，很容易使學(xué)生產(chǎn)生厭煩情緒。這種重教輕學(xué)的教學(xué)模式無法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，嚴(yán)重地制約了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)和素質(zhì)的提高。為了更好地開展素質(zhì)教育，培養(yǎng)適應(yīng) 21 世紀(jì)發(fā)展要求的高素質(zhì)人才， 本課程將采用“老師教與學(xué)生講相結(jié)合”的方式進(jìn)行教學(xué)，利用新的教學(xué)理念，最大程度的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓所有學(xué)生都參與到課程中來，構(gòu)建一個(gè)完整的、豐富的、互動(dòng)的課程系統(tǒng)的教學(xué)模式。具體改革方案如下：

1.老師課堂采用“分層次，遞進(jìn)式”講授

材料合成與表征共分為兩部分，一是材料的合成，二是介紹各種材料表征技術(shù)。在講授材料合成內(nèi)容的過程中采用一體化概念進(jìn)行教學(xué)，即將材料設(shè)計(jì)、材料制造以及材料應(yīng)用三者統(tǒng)一， 即用材料的性能作為聯(lián)系的紐帶，以滿足一定的性能為前提， 根據(jù)材料性能要求來選擇合適的合成與工藝， 最終從功能與價(jià)值方面綜合體現(xiàn)材料的性能。在材料表征方面，將介紹一些常用的、基本的材料研究方法，闡明各種材料測試方法的物理原理、儀器的主要結(jié)構(gòu)、功能和應(yīng)用范圍，使學(xué)生能正確選擇儀器并獲得必要的信息。本課程采用由淺入深，分層次遞進(jìn)式的方法進(jìn)行編排講授內(nèi)容。

2.制定科學(xué)合理的教學(xué)方案

由于其他學(xué)校都是將《材料合成》和《材料表征技術(shù)》分為兩門課程講授，很少有學(xué)校將二者合并在一起，所以現(xiàn)階段基本沒有可以參考的教學(xué)方案。材料合成這部分內(nèi)容覆蓋了無機(jī)化學(xué)學(xué)科、高分子材料學(xué)科的各個(gè)領(lǐng)域，課程的目的是讓學(xué)生了解和熟悉材料合成與制備的主要技術(shù)、方法。由于材料合成制備方法復(fù)雜性、多樣性和先進(jìn)性，使得這門課程涉及的內(nèi)容非常廣泛、知識點(diǎn)分散且應(yīng)用性強(qiáng)。這在編排教案方面就為我們提出了更高的要求，需要我們廣泛吸收和增加最新的研究成果，針對學(xué)生的就業(yè)方向制定細(xì)致、科學(xué)、有針對性、具有推廣價(jià)值的教學(xué)方案。通過查閱文獻(xiàn)資料及開展科學(xué)研究活動(dòng)，將調(diào)查研究的結(jié)果運(yùn)用到課堂中來。向?qū)W生介紹常用的材料合成方法、制備設(shè)備、生產(chǎn)條件及工藝；在介紹成熟技術(shù)的同時(shí)與更為先進(jìn)卻不夠成熟的技術(shù)、設(shè)備進(jìn)行比較，引導(dǎo)學(xué)生在深入理解材料合成與表征知識的同時(shí)，發(fā)揮自己的潛力，為學(xué)生日后投入科研工作打下良好基礎(chǔ)。

3.更新教學(xué)方式

使用先進(jìn)的多媒體技術(shù)，引入Flash動(dòng)畫和與課程相關(guān)的視頻內(nèi)容，使課堂教學(xué)更直觀、活躍、生動(dòng)，進(jìn)而大大提高了課程的教學(xué)效率。講課時(shí)，采用“分層次，遞進(jìn)式”課程講授方法，由淺入深地介紹課堂知識。在學(xué)習(xí)課堂書本知識的基礎(chǔ)上，在介紹表征技術(shù)部分適當(dāng)?shù)卦O(shè)置幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在親自動(dòng)手操作的過程中學(xué)會知識，應(yīng)用于實(shí)踐。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程中的問題和薄弱環(huán)節(jié)。

4.重新定義考核方法

《材料合成與表征》課程是一門綜合性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，不能僅通過期末考試成績的多少來衡量學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的好壞。因此，需要重新定義該門課程的考核方法，建立多元化的考核方法。將平時(shí)成績、“講座”成績和期末考試成績?nèi)糠志C合起來評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

5.采用“老師教與學(xué)生講相結(jié)合，學(xué)生老師角色互換”的方式進(jìn)行教學(xué)

填鴨式的教育極大的影響了學(xué)生的積極性和自主性，如果老師和學(xué)生互換角色，由學(xué)生以新型智能材料為選題，分組進(jìn)行講解，就能最大程度的調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，達(dá)到講的同學(xué)積極準(zhǔn)備，聽的同學(xué)認(rèn)真提問的效果。開課后期讓學(xué)生自行查閱文獻(xiàn)分組“講座”，學(xué)生每組選擇一種新型智能材料，各個(gè)學(xué)生分工合作，分別負(fù)責(zé)查閱文獻(xiàn)、制作PPT、準(zhǔn)備講稿、講解PPT和回答提問，在分工合作過程中既能鍛煉學(xué)生查閱文獻(xiàn)、歸納總結(jié)文獻(xiàn)的能力，又能培養(yǎng)學(xué)生之間的協(xié)作精神，還能提升學(xué)生將前期課堂知識應(yīng)用到實(shí)踐中的技能。

6.培養(yǎng)學(xué)生提出問題和解決問題的能力

在一組學(xué)生介紹一種新型智能材料的“講座”過程中，聽“講座”的同學(xué)要在聽的過程中發(fā)現(xiàn)問題，提出問題與“講座”的同學(xué)互動(dòng)，把沒有理解或感興趣的問題提出來。“講座”的同學(xué)解答問題的過程，可以讓課堂上的每一位同學(xué)都受益，更深入地理解“講座”的內(nèi)容。另外，老師也可將前期基礎(chǔ)知識與“講座”內(nèi)容相結(jié)合，讓學(xué)生更深刻理解課堂內(nèi)容。這種互動(dòng)方式可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬了學(xué)生學(xué)習(xí)的領(lǐng)域，擴(kuò)大了學(xué)生學(xué)習(xí)自主權(quán)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，提升了學(xué)生在從事實(shí)際應(yīng)用工作方面的能力，為學(xué)生盡快適應(yīng)科研工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在多種教學(xué)方式融入到《材料合成與表征》課程的同時(shí)，也為授課老師提出了更高的要求。只有先把這些問題想全、做全才能有效地利用課堂時(shí)間，利用學(xué)校的教學(xué)資源為學(xué)生上一門精彩、有用的課程。

作者簡介：

郝燕（1982-），女，博士，副教授，研究內(nèi)容：高分子材料，工業(yè)水處理，輻射化學(xué)。