新形式下材料化學(xué)課程教學(xué)方法探討

陳樹芳 胡繼勇 魯冰雪

摘要：材料化學(xué)是材料化學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)必修課，通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在全面掌握現(xiàn)代材料的制備、組成、結(jié)構(gòu)、性能與效能的基礎(chǔ)上，掌握結(jié)構(gòu)理論（包括缺陷理論）以及化學(xué)熱力學(xué)、動力學(xué)的研究方法，明白反應(yīng)原理在現(xiàn)代材料領(lǐng)域中應(yīng)用的重要性。結(jié)合在材料化學(xué)教學(xué)過程中的經(jīng)驗和體會，通過對教學(xué)方法、教學(xué)手段、對學(xué)生的考核評價方式的探討、改革，達(dá)到提高學(xué)生的“抬頭率”和教學(xué)質(zhì)量的效果。

關(guān)鍵詞：材料化學(xué);教學(xué)模式;教學(xué)方法;改革

材料化學(xué)是河南城建學(xué)院材料與化工學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)本科生的一門專業(yè)必修課，該課程是伴隨著材料科學(xué)的發(fā)展而誕生和成長的一門新興的交叉、邊緣學(xué)科。材料化學(xué)的課程目的是讓學(xué)生具有初步分析、解決材料中化學(xué)問題的能力，通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉材料的合成方法、表征手段，掌握材料結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)理論、材料性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系等，熟悉材料應(yīng)用領(lǐng)域中的一系列知識。

河南城建學(xué)院材料與化工學(xué)院采用的教材是西北工業(yè)大學(xué)朱光明、秦華宇教授主編的《材料化學(xué)》第二版。該門課程包含內(nèi)容廣泛，知識點繁多，但該課程教學(xué)僅48個學(xué)時，8個學(xué)時的課內(nèi)實驗也包含其中。顯然，采用傳統(tǒng)的以“教學(xué)”為中心的教學(xué)方式授課，在有限時間內(nèi)使學(xué)生完全掌握該課程知識很難達(dá)到預(yù)期的效果，因此，對該課程進(jìn)行教學(xué)方式和教學(xué)方法的改革勢在必行。本文以2016級材料化學(xué)專業(yè)材料化學(xué)課程教學(xué)過程中教學(xué)模式和教學(xué)方法的改革為例進(jìn)行了探討和分析。

一、根據(jù)材料化學(xué)課程特點，組織教學(xué)內(nèi)容

材料化學(xué)屬于新興的交叉學(xué)科，包含了材料學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等學(xué)科的內(nèi)容。教師在材料化學(xué)教學(xué)過程中可以從以下三部分著手，以達(dá)到本次教學(xué)改革的目的。

第一，總體教學(xué)計劃方面。開課之前，教師依據(jù)教學(xué)任務(wù)書，查閱相關(guān)授課專業(yè)教學(xué)大綱，依據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定教學(xué)執(zhí)行大綱，根據(jù)不同專業(yè)的特點，對教材知識點進(jìn)行分析，梳理每章節(jié)的重難點，達(dá)到教學(xué)目的。如，針對不同專業(yè)對知識點的需求不同，對相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行不同層次的講解，對于基礎(chǔ)知識、概念性強(qiáng)的知識可以放在課下讓學(xué)生自行學(xué)習(xí)掌握，對于理解性與綜合性比較強(qiáng)的知識點，老師課上講解。從而增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)目的性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

第二，課堂組織教學(xué)方面。本教材包含的熱力學(xué)基礎(chǔ)部分、相圖部分、固溶體部分，主要討論材料在制備、結(jié)構(gòu)和性能方面所會涉及到的基礎(chǔ)理論和方法。這部分內(nèi)容抽象性比較強(qiáng)，在教學(xué)過程中，雖然以教師授課為主，但是可以在課堂上設(shè)置相應(yīng)知識點的分組討論，之后請各組同學(xué)派代表進(jìn)行知識點誤區(qū)的總結(jié)，最后，以試題的練習(xí)增強(qiáng)知識點的掌握。同時，在教學(xué)過程中設(shè)置相應(yīng)的課前、課中等提問環(huán)節(jié)，課前提問可以加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性;課中的提問，可以加強(qiáng)與學(xué)生的溝通交流，同時加強(qiáng)教師對課堂的把控性。教材的第二部分主要討論的是材料的合成、制備以及在使用過程中所涉及的化學(xué)方面的問題，該部分內(nèi)容知識點繁瑣，包含內(nèi)容廣泛，對事物的介紹性比較強(qiáng)，且該部分內(nèi)容涉及到材料的新穎性和前沿性，可以要求學(xué)生課下對最新文獻(xiàn)進(jìn)行查閱，該部分教學(xué)內(nèi)容可增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性。

第三，在實驗教學(xué)方面。為了更好地讓學(xué)生掌握材料化學(xué)課程的知識，必須理論聯(lián)系實踐。依據(jù)教學(xué)大綱對材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生的要求，在本課程中安排了相應(yīng)的基礎(chǔ)性的教學(xué)實驗，例如，聚羧酸衍生物的合成實驗和聚羧酸超塑化劑的合成實驗，在掌握材料化學(xué)基本理論知識、掌握相關(guān)的實驗分析測試原理和手段的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力，使學(xué)生理解材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，提高學(xué)生運用知識解決實際問題的能力，從而達(dá)到提高學(xué)生創(chuàng)新意識的目的。

二、結(jié)合材料化學(xué)課程特點，靈活選用多種教學(xué)方法和手段，采用綜合型考核評價體系

通常材料化學(xué)課程是采用慣用的PPT授課方式和傳統(tǒng)的閉卷考試的考核方式。在這個過程中，學(xué)時太少，而單純的PPT授課使得課上的授課內(nèi)容又太多，再加上學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，課堂氣氛不活躍，學(xué)生中“低頭族”較多，綜合各方因素，最終會使上課效果大打折扣。因此，在教學(xué)過程中必須結(jié)合材料化學(xué)課程的特點，靈活選用多樣化的教學(xué)方法和教學(xué)手段，同時對學(xué)生采用綜合考核評價體系，只有這樣，才能實現(xiàn)新形勢下對人才的培養(yǎng)需求。

在教學(xué)方面，我校結(jié)合“學(xué)習(xí)通”對學(xué)生進(jìn)行線上線下同步輔導(dǎo)，在前期制定的教學(xué)執(zhí)行大綱中，可以對教材重難點知識點進(jìn)行梳理，然后利用“學(xué)習(xí)通”對學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的輔導(dǎo)，例如，借助“學(xué)習(xí)通”的在線視頻學(xué)習(xí)功能，可以讓學(xué)生將知識點的預(yù)習(xí)放在課前。對于知識的重難點內(nèi)容，老師在課堂上進(jìn)行講解，同時可以成立學(xué)生學(xué)習(xí)小組，對于容易混淆的知識點、容易出錯的知識點，讓學(xué)生進(jìn)行課堂討論，討論后再進(jìn)行小組代表總結(jié)發(fā)言，最后，任課老師可以根據(jù)各組的發(fā)言情況和總結(jié)情況進(jìn)行綜合評價，再配以相應(yīng)的練習(xí)題進(jìn)行課堂的練習(xí)和講解，從而加強(qiáng)學(xué)生對知識的掌握。

在使用PPT授課的過程中，遇到重難點知識點時候，教師可以使用“學(xué)習(xí)通”對學(xué)生進(jìn)行不定時的課上提問，從而增強(qiáng)教師與學(xué)生之間的互動，增強(qiáng)課堂的吸引力;上課過程中，在學(xué)生注意力減弱的時候，教師可以在課堂插入小的試題測驗，這樣可以改變學(xué)生的注意力，改變課堂氛圍、吸引學(xué)生注意力，從而提高課堂授課效率。

對于材料化學(xué)課程的考核，也可以使用“學(xué)習(xí)通”進(jìn)行，對于簽到、作業(yè)、課前預(yù)習(xí)、視頻講解、課堂互動、學(xué)習(xí)討論、測試、線下學(xué)習(xí)等，均可以進(jìn)行權(quán)重的分配，從而加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的長久性和學(xué)習(xí)過程的快樂性，在這樣的一種考核過程中還可以增強(qiáng)學(xué)生對學(xué)習(xí)的主動性，改變學(xué)生死記公式、做題茫然的狀態(tài)，增強(qiáng)學(xué)生的動腦能力和創(chuàng)新思考力。

三、改革過程的結(jié)果和體會

經(jīng)過一學(xué)期的教學(xué)改革實驗，學(xué)生的總體反饋很不錯。第一，對于不同章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行視頻的錄制，結(jié)合線上線下同步進(jìn)行的學(xué)習(xí)方式，線上達(dá)到了引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的目的，線下講解達(dá)到加強(qiáng)學(xué)生對重難點的進(jìn)一步理解，對于類似材料化學(xué)課程抽象性比較強(qiáng)、知識點比較寬泛的課程，可以在“學(xué)習(xí)通”上加強(qiáng)學(xué)生對試題的練習(xí)，根據(jù)試題答案結(jié)果，“學(xué)習(xí)通”可以自動生成學(xué)生答題結(jié)果的分析報告，老師可以看到所有學(xué)生的正確率及個別學(xué)生的錯誤答案，從而使教師的講解更具針對性。第二，在授課過程中結(jié)合“學(xué)習(xí)通”進(jìn)行分小組討論，分組討論可以提高學(xué)生對知識的理解度，并且，不同的學(xué)習(xí)方式提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性，減少了部分學(xué)生上課睡覺、玩手機(jī)的現(xiàn)象。第三，利用“學(xué)習(xí)通”可以實現(xiàn)線上線下同步進(jìn)行的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生隨時有問題隨時可以線上討論、線上提問，全班同學(xué)均可對問題進(jìn)行解答，并且老師可以隨時隨地對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，加強(qiáng)了學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與老師之間的溝通和交流。第四，利用“學(xué)習(xí)通”，教師可以在課后進(jìn)行作業(yè)布置、作業(yè)輔導(dǎo)和批改，同時對于課前的預(yù)習(xí)知識和課后每章節(jié)復(fù)習(xí)內(nèi)容均能以問題的方式發(fā)布，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。第五，“學(xué)習(xí)通”多樣化的簽到形式，可以活躍班級的氣氛，拉近教師與學(xué)生之間的距離，另外，上課期間“學(xué)習(xí)通”的使用可以對睡覺和走神的學(xué)生進(jìn)行提醒，提高學(xué)生的“抬頭率”，并且在提問過程中可以將新舊知識進(jìn)行融匯貫通，進(jìn)一步加深學(xué)生對知識的理解，減少學(xué)生學(xué)著前面忘著后面的現(xiàn)象，最終達(dá)到讓學(xué)生聽懂、學(xué)會、學(xué)好的目的。

經(jīng)過一個學(xué)期的教學(xué)改革，結(jié)合“學(xué)習(xí)通”線上線下的教學(xué)使用反饋，對學(xué)生提出了更高的要求，同時對教師也提出了更高的要求，除了在專業(yè)知識的教授過程中需要準(zhǔn)備的更充分，還必須做到對“學(xué)習(xí)通”里面的各項內(nèi)容使用更熟練。

四、結(jié)束語

綜上所述，在材料化學(xué)課程教學(xué)中，研究教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)評價模式，不僅可以提高教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)對教學(xué)模式的改革，還可以實現(xiàn)從“以教為中心”向“以學(xué)為中心”的轉(zhuǎn)變。但是，教學(xué)課程的改革是一項長期堅持和不斷積累的過程，所以，要求教師要不斷在教學(xué)過程中采用新技術(shù)、使用新方法、緊跟新時代的教育理念，為培養(yǎng)具有基礎(chǔ)寬厚、具備創(chuàng)新精神和實踐能力的新時代中國特色社會主義發(fā)展需要的高素質(zhì)人才而努力。

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