“以研帶學(xué)”教學(xué)模式在材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)主干課《特種陶瓷工藝學(xué)》的應(yīng)用

任宣儒 郭立童 馮培忠

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)材料與物理學(xué)院 江蘇·徐州 221116）

0 前言

隨著科技進(jìn)步，無(wú)機(jī)非金屬材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占比重越來(lái)越大，無(wú)機(jī)非金屬新材料的研發(fā)日益促進(jìn)人類(lèi)生活方式的革新。在無(wú)機(jī)非金屬材料中，特種陶瓷由于其在高熔點(diǎn)、高硬度、高耐磨性等結(jié)構(gòu)應(yīng)用特征，以及半導(dǎo)體、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、壓電、鐵電、生物學(xué)等功能化應(yīng)用特征所呈現(xiàn)出來(lái)的潛力，成為近年來(lái)無(wú)機(jī)非金屬材料的熱點(diǎn)方向。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)材料與物理學(xué)院結(jié)合學(xué)校材料特色，設(shè)立了無(wú)機(jī)非金屬材料系，旨在培養(yǎng)能在無(wú)機(jī)非金屬材料方向具有較強(qiáng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)技能的學(xué)生。因此，如何提高無(wú)機(jī)非金屬材料方向本科生對(duì)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)效果，將本科生培養(yǎng)成未來(lái)可以在無(wú)機(jī)非金屬材料領(lǐng)域勇挑重?fù)?dān)的科技人才，就成為我院無(wú)機(jī)非金屬材料系任課教師重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

為了滿(mǎn)足區(qū)域經(jīng)濟(jì)需求以及學(xué)科特色發(fā)展，我院無(wú)機(jī)非金屬材料系成立了陶瓷與電子研究方向課組，期望培養(yǎng)能在陶瓷材料以及電子陶瓷方向具有較強(qiáng)專(zhuān)業(yè)技能的學(xué)生?！短胤N陶瓷工藝學(xué)》作為無(wú)機(jī)非金屬材料專(zhuān)業(yè)特種陶瓷材料類(lèi)方向的專(zhuān)業(yè)主干課程，旨在讓學(xué)生通過(guò)課堂及書(shū)本知識(shí)的學(xué)習(xí)掌握特種陶瓷組成與結(jié)構(gòu)、制備工藝與性能之間的關(guān)系，明晰特種陶瓷的研發(fā)現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。目前，在陶瓷材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)課的講授過(guò)程中，教師大多采用課堂講授的單一教學(xué)方式，然而學(xué)生在學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)主干課時(shí)興趣不濃極大影響專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)效果，削弱學(xué)生對(duì)于特種陶瓷材料專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技能的獲得，難以為國(guó)家培育和輸出更多的特種陶瓷行業(yè)高水平人才。

因此，本論文基于《特種陶瓷工藝學(xué)》教學(xué)效果提升，以課堂課程知識(shí)學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，有機(jī)結(jié)合線(xiàn)下實(shí)驗(yàn)調(diào)研的“研發(fā)型”探索模式與課堂“研討式”教學(xué)方式，開(kāi)發(fā)了一種“以研帶學(xué)”教學(xué)模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升課程教學(xué)效果，并分析了其在《特種陶瓷工藝學(xué)》課程的應(yīng)用方式。

1 影響《特種陶瓷工藝學(xué)》教學(xué)效果的主要問(wèn)題

由于學(xué)生在學(xué)習(xí)《特種陶瓷工藝學(xué)》專(zhuān)業(yè)主干課時(shí)，已進(jìn)入大三，雖然本科生在這個(gè)階段已經(jīng)開(kāi)始思考未來(lái)畢業(yè)后是直接就業(yè)還是讀研，但是大多數(shù)學(xué)生依然處于一種迷茫的狀態(tài)，不知道如何理性選擇未來(lái)發(fā)展。而且大多數(shù)陶瓷材料類(lèi)學(xué)生在接觸陶瓷方向?qū)I(yè)知識(shí)時(shí)尚未對(duì)該方向的課程建立起真正的興趣，對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)在企業(yè)中的應(yīng)用也沒(méi)有建立起足夠的興趣，而專(zhuān)業(yè)課課程不僅涉及到特種陶瓷材料相關(guān)基礎(chǔ)理論，還涉及到相關(guān)工藝流程及原理，兩種情況相遇時(shí)，更多的是處于一種茫然和懵懂狀態(tài)，不知道知識(shí)對(duì)自己未來(lái)的工作有什么樣的用處。如果采用傳統(tǒng)的“滿(mǎn)堂灌”教學(xué)模式，單純講授枯燥的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，或者僅僅將課程專(zhuān)業(yè)知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，較寬的知識(shí)面與大量特種陶瓷工藝方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)還不足以吸引學(xué)生足夠的注意力，很容易讓學(xué)生將專(zhuān)業(yè)課知識(shí)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)榭菰锏谋痴b式學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生對(duì)課程產(chǎn)生厭學(xué)心理。興趣是最好的老師，要想激發(fā)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)動(dòng)力，必須結(jié)合學(xué)生興趣，開(kāi)發(fā)新型學(xué)習(xí)方式。

2 《特種陶瓷工藝學(xué)》“以研帶學(xué)”教學(xué)模式主要策略

2.1 “以研帶學(xué)”教學(xué)模式主要概念

《特種陶瓷工藝學(xué)》講述內(nèi)容主要包括陶瓷粉體的合成方法，特種陶瓷成型與燒結(jié)技術(shù)以及各種特種陶瓷的結(jié)構(gòu)和功能化原理及用途。而學(xué)院的科學(xué)研究包括固相法、液相法和氣相法等粉體制備工藝，無(wú)壓、氣氛燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、SPS燒結(jié)技術(shù)等特種陶瓷制備工藝，結(jié)構(gòu)陶瓷、陶瓷纖維和纖維強(qiáng)化陶瓷基復(fù)合材料的力學(xué)性能、制備及性能，陶瓷材料及復(fù)合材料的強(qiáng)化及韌化機(jī)制，無(wú)鉛壓電陶瓷、燃料電池、氣敏半導(dǎo)體、熱敏半導(dǎo)體及生物活性材料等方向。由此可見(jiàn)，學(xué)院的科學(xué)研究實(shí)際上涵蓋了《特種陶瓷工藝學(xué)》課程的主要內(nèi)容。相對(duì)于單純依靠枯燥的課堂知識(shí)講解，如果能基于學(xué)院特種陶瓷科學(xué)研究及實(shí)驗(yàn)室實(shí)際情況，針對(duì)《特種陶瓷工藝學(xué)》課程教授內(nèi)容，將科學(xué)研究與書(shū)本知識(shí)有機(jī)結(jié)合，通過(guò)線(xiàn)下調(diào)研實(shí)驗(yàn)的“研發(fā)”探索，課堂上“研討式”教學(xué)方式，通過(guò)“研發(fā)”與“研討”的有機(jī)結(jié)合，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，很容易吸引學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，以便達(dá)到帶動(dòng)本科生知識(shí)學(xué)習(xí)效果的目的，從而構(gòu)成了“以研帶學(xué)”教學(xué)模式。

2.2 分組確定開(kāi)放課題題目

《特種陶瓷工藝學(xué)》配套課題采用開(kāi)放式制定思路，主要由學(xué)生為主體，結(jié)合課堂知識(shí)及學(xué)院實(shí)驗(yàn)條件基礎(chǔ)確定開(kāi)放課題題目。首先，圍繞特種陶瓷的制備工藝、結(jié)構(gòu)陶瓷應(yīng)用和功能陶瓷應(yīng)用等三大塊教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)院的設(shè)備條件及研究方向，針對(duì)性設(shè)置三大類(lèi)開(kāi)放性課題，給出可以開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的條件，如合成設(shè)備、材料、性能測(cè)試等。其次，安排學(xué)生去相關(guān)實(shí)驗(yàn)室參觀，熟悉實(shí)驗(yàn)室的研究現(xiàn)狀及設(shè)備情況。再次，讓學(xué)生結(jié)合課堂知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生基于自己興趣，結(jié)合課堂知識(shí)，以小組的形式自由討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)主題，提交開(kāi)放課題報(bào)告；

2.3 “研發(fā)”論證開(kāi)放課題

根據(jù)學(xué)生設(shè)定的開(kāi)放課題報(bào)告，安排學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行課題論證，主要方式為：首先，安排學(xué)生進(jìn)入相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室，深入觀摩該實(shí)驗(yàn)室的研究情況，熟悉已開(kāi)展課題的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方案、設(shè)備運(yùn)行情況、設(shè)備原理、試樣特征、測(cè)試種類(lèi)、測(cè)試結(jié)果、微觀結(jié)構(gòu)與性能原理等內(nèi)容，搜集與自己課題相關(guān)的研發(fā)內(nèi)容，基于調(diào)研的內(nèi)容，尋找證據(jù)支持自設(shè)開(kāi)放課題的可行性，并對(duì)預(yù)期結(jié)果進(jìn)行一定程度的預(yù)估，給出開(kāi)放課題“研發(fā)”論證報(bào)告。

2.4 課堂研討開(kāi)放課題論證報(bào)告

根據(jù)學(xué)生撰寫(xiě)的開(kāi)放課題“研發(fā)”論證報(bào)告，組織課堂專(zhuān)題研討課，讓各小組站上講臺(tái)，講述自己小組開(kāi)放課題的確定過(guò)程，結(jié)合課堂所學(xué)知識(shí)，分析開(kāi)放課題的論證過(guò)程，將書(shū)本專(zhuān)業(yè)知識(shí)與課外實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，深入挖掘基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的關(guān)聯(lián)性。同時(shí)，圍繞各小組分享的報(bào)告內(nèi)容，在課堂上以“研討式”教學(xué)方式引領(lǐng)學(xué)生從課前查閱的相關(guān)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)，帶著問(wèn)題帶著興趣去學(xué)習(xí)并掌握相關(guān)課程內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)吸引學(xué)生注意力，帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升課堂教學(xué)效果的目的。

3 “以研帶學(xué)”教學(xué)模式主要優(yōu)勢(shì)

3.1 調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性

相較于傳統(tǒng)單一的講授式教學(xué)模式，“以研帶學(xué)”教學(xué)模式通過(guò)課堂講授特種陶瓷相關(guān)知識(shí)后，讓學(xué)生首先具備一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備。其次，學(xué)生要完成課題設(shè)計(jì)，必須主動(dòng)去研究課堂知識(shí)，并根據(jù)課堂內(nèi)容調(diào)研文獻(xiàn)，尋找課題設(shè)計(jì)方案。再次，學(xué)生要完成課題設(shè)計(jì)，必須要結(jié)合學(xué)院已有的實(shí)驗(yàn)條件，這就促使學(xué)生要主動(dòng)走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室觀摩，只有經(jīng)過(guò)認(rèn)真觀摩，才會(huì)明白學(xué)院實(shí)驗(yàn)室具備哪些條件，能做哪些實(shí)驗(yàn)，才能提出具有一定可行性的課題。此外，單純提出課題設(shè)計(jì)方案并不能完成任務(wù)，學(xué)生還必須在學(xué)院實(shí)驗(yàn)室已開(kāi)展實(shí)驗(yàn)中尋找可以支撐各小組所設(shè)計(jì)課題的證據(jù)，完成課題論證。以上內(nèi)容，以課堂所學(xué)知識(shí)為引，讓學(xué)生在完成開(kāi)放課題設(shè)計(jì)任務(wù)的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)課堂知識(shí)的消化吸收；以任務(wù)為牽引，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，實(shí)現(xiàn)對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的靈活運(yùn)用，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

3.2 在課題研發(fā)的過(guò)程中強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)知識(shí)記憶

在以往的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生面對(duì)海量的專(zhuān)業(yè)課知識(shí)，大多采用死記硬背式的文科課程學(xué)習(xí)方式，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的靈活掌握與應(yīng)用?！耙匝袔W(xué)”教學(xué)模式采用開(kāi)放式課題設(shè)計(jì)方法，讓學(xué)生以興趣為牽引，自由設(shè)計(jì)課題。開(kāi)放的課題必然帶來(lái)方法、工藝與材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選擇，尤其是課題的實(shí)施必須要結(jié)合學(xué)院的實(shí)際情況。因此，學(xué)生要完成課題的研發(fā)論證，必然要親自去實(shí)驗(yàn)室觀察相關(guān)課題，觀摩相關(guān)實(shí)驗(yàn)，分析各種制備工藝原理、合成效果、應(yīng)用范圍的區(qū)別。只有完成以上任務(wù)，才能根據(jù)各自設(shè)計(jì)課題的需求，選擇相應(yīng)的方法、工藝。通過(guò)此方式，可以在課題研發(fā)的過(guò)程中，通過(guò)實(shí)際操作，提升對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的強(qiáng)化記憶。

3.3 在課題研討中提升解決工程問(wèn)題的能力

在傳統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)課教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生掌握的主要是靜態(tài)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，按照這種教學(xué)方式培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生，在未來(lái)面對(duì)實(shí)際應(yīng)用工程問(wèn)題時(shí)，既不能做到對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的靈活應(yīng)用，又難以針對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題，提出有價(jià)值的、有助于解決實(shí)際問(wèn)題的方案。而采用“以研帶學(xué)”教學(xué)模式，在前期學(xué)生自主設(shè)計(jì)課題的基礎(chǔ)上，通過(guò)課堂研討，讓各小組學(xué)生在探討中發(fā)現(xiàn)知識(shí)的靈活運(yùn)用的魅力，在討論中發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新性思維的提出過(guò)程與設(shè)計(jì)方法，在解決問(wèn)題的過(guò)程中，提升對(duì)課堂知識(shí)靈活運(yùn)用的能力，培養(yǎng)面對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。

4 結(jié)語(yǔ)

要想提高陶瓷類(lèi)專(zhuān)業(yè)課的課堂教學(xué)效果，高校教師必須想辦法調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)枯燥專(zhuān)業(yè)課知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣。圍繞課程主要內(nèi)容，結(jié)合學(xué)院實(shí)際科研條件，將課堂學(xué)習(xí)的書(shū)本知識(shí)通過(guò)開(kāi)放性課題的方式布置給學(xué)生，以任務(wù)的形式為驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮自主能動(dòng)性，在設(shè)計(jì)課題的過(guò)程中學(xué)習(xí)運(yùn)用課堂所學(xué)知識(shí)；在課題研發(fā)論證的過(guò)程中學(xué)習(xí)運(yùn)用課堂知識(shí)；在課堂研討的過(guò)程中，理解課堂所學(xué)知識(shí)的區(qū)別與聯(lián)系，提升對(duì)課堂知識(shí)靈活運(yùn)用的能力，培養(yǎng)面對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。最終，通過(guò)本課題所設(shè)計(jì)的“以研帶學(xué)”教學(xué)模式，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的帶動(dòng)與提高。