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分析和探討《材料化學(xué)》課程教學(xué)模式論文
目前很多高等學(xué)校的化學(xué)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設了《材料化學(xué)》這門(mén)課程，并且是作為專(zhuān)業(yè)基礎課程和主十課程。課程的開(kāi)設有利于化學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生掌握新材料發(fā)展的主要方向，可為學(xué)生畢業(yè)后從事新材料的研究與開(kāi)發(fā)工作奠定基礎，并為提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)，實(shí)現應用型人才培養提供必要的條件。高新材料技術(shù)是國家重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域之一，其發(fā)展為材料化學(xué)的發(fā)展提出了更大的挑戰和難得的機遇，也對高校材料化學(xué)的教學(xué)提出了更高的要求。如何提高《材料化學(xué)》課程的教學(xué)質(zhì)量，培養具有高競爭能力和創(chuàng )新精神的復合型高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)人才顯得尤為重要。
基于此，本文結合本�；瘜W(xué)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)的實(shí)際情況，從《材料化學(xué)》課程的培養目標出發(fā)，針對《材料化學(xué)》課程教學(xué)中目前存在的問(wèn)題，通過(guò)對課程結構、教學(xué)內容、教學(xué)方法和手段、考核方式等方面進(jìn)行探討和實(shí)踐，提出行之有效、切實(shí)可行的教學(xué)建議和思考。
一、《材料化學(xué)》課程存在的主要問(wèn)題
1.教材的選擇。材料化學(xué)是一門(mén)新興的學(xué)科，這就決定了它不可能像無(wú)機化學(xué)、有機化學(xué)等基礎化學(xué)學(xué)科經(jīng)過(guò)長(cháng)期的發(fā)展而具有一些經(jīng)典又權威的教材和參考書(shū)。目前，雖已有一些材料化學(xué)的教材出版，但由于各編者的認識及側重點(diǎn)不同，致使教材內容大相徑庭。近年來(lái)隨著(zhù)各種新材料的快速發(fā)展，在基本理論、制備技術(shù)、表征手段和性能研究等方面均取得了顯著(zhù)的成績(jì)。而相對來(lái)說(shuō)，目前已有的教材內容中相應的知識點(diǎn)更新緩慢，致使本學(xué)科的新成果的研究和進(jìn)展不能及時(shí)充實(shí)到教學(xué)內容中。
2.教學(xué)內容與學(xué)時(shí)不匹配�！恫牧匣瘜W(xué)》課程所涉及的內容覆蓋面非常廣泛，包括材料的基本理論、表征、制備以及結構和性能之間的關(guān)系，涵蓋金屬材料、無(wú)機非金屬材料、高分子材料、復合材料四大類(lèi)。這些內容都可以作為一個(gè)專(zhuān)門(mén)的領(lǐng)域被研究，但分配給本課程的學(xué)時(shí)數一般只有36學(xué)時(shí)左右甚至更少。如何在這么短的學(xué)時(shí)內，合理安排教學(xué)內容，使學(xué)生了解和掌握這些領(lǐng)域的基礎內容，是教學(xué)中需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。
3.課程內容對教師提出了更高的要求�！恫牧匣瘜W(xué)》課程內容覆蓋面大，除了材料領(lǐng)域的基本理論和表征手段之外，還包括新型結構材料、功能材料和功能轉換材料。而這些材料又包含各種具體的材料，如新型功能材料包含減振材料、貯氫材料、超導材料等。對一個(gè)任課教師來(lái)說(shuō)，其專(zhuān)長(cháng)通常只涉及某一個(gè)領(lǐng)域，很少做到面面俱到，因此很難僅通過(guò)一個(gè)教師的教學(xué)而將每種材料講得透徹生動(dòng)，引人入勝。因此，《材料化學(xué)》課程豐富的教學(xué)內容對任課教師是一個(gè)挑戰，也對他們提出了更高的要求。
二、課程教學(xué)模式的探索與實(shí)踐
1.結合培養目標，優(yōu)化課程結構。我們對化學(xué)和化工兩個(gè)專(zhuān)業(yè)設置了《材料化學(xué)》課程。對化工專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，《材料化學(xué)》課程的學(xué)時(shí)為36學(xué)時(shí)，其教學(xué)目標是學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習，了解當代材料科學(xué)的新理論、新技術(shù)，認識和理解材料科學(xué)與工程中的問(wèn)題，為材料的研發(fā)與選用打下基礎。通過(guò)對幾種教材的對比和篩選，并結合教學(xué)目標和實(shí)際情況，我們選用了曾兆華、楊建文編著(zhù)的《材料化學(xué)》作為主要教材。該教材不僅涉及到材料化學(xué)的基本內容如材料的結構、性能、制備等，而且以四大類(lèi)材料(金屬材料、無(wú)機非金屬材料、高分子材料和復合材料)為主線(xiàn)，介紹了不同種類(lèi)的材料，敘述各種材料的性能和行為與其成分及內部組織結構之間的關(guān)系，教學(xué)內容較適合已具備化學(xué)知識基礎的學(xué)生學(xué)習。對化學(xué)專(zhuān)業(yè)(含化學(xué)教育和藥物化學(xué))來(lái)說(shuō)，教學(xué)目的是為了拓寬學(xué)生在材料化學(xué)方面的知識，開(kāi)闊視野，為今后的工作和學(xué)習打好基礎�！恫牧匣瘜W(xué)》是作為專(zhuān)業(yè)選修課開(kāi)設，學(xué)時(shí)為24學(xué)時(shí)�？紤]到化學(xué)專(zhuān)業(yè)的理科背景，對材料化學(xué)相關(guān)的基礎理論知識如材料的結構、性能等知識簡(jiǎn)略帶過(guò)，而將重點(diǎn)放在介紹現代先進(jìn)材料方面，如新型金屬材料—形狀記憶合金和貯氫材料、生物醫用材料、感光材料等。
2.結合課程特點(diǎn)，教學(xué)方式多樣化。利用多媒體技術(shù)來(lái)展示材料工作原理的相關(guān)動(dòng)畫(huà)，使學(xué)生能更加直觀(guān)地理解這些知識。但若過(guò)度依賴(lài)多媒體，容易淡化教師在課堂中的主導作用，對學(xué)生來(lái)說(shuō)，也容易產(chǎn)生“流水賬”的感覺(jué)而滋生厭學(xué)情緒。因此，在講到一些重、難點(diǎn)時(shí)，適當地加入板書(shū)，逐步講解，留給學(xué)生理解和消化的時(shí)間，以加深印象。所以，多媒體教學(xué)和傳統的板書(shū)教學(xué)有機結合，靈活運用，以揚長(cháng)避短，實(shí)現最佳的教學(xué)效果。在課堂教學(xué)中，我們還根據講授內容，靈活采用不同的教學(xué)方法組織教學(xué)，堅持啟發(fā)式、互動(dòng)式和討論式教學(xué)。如講到超導材料一章時(shí)，以3D電影《阿凡達》為例，讓學(xué)生討論名叫“Unobtani um”礦石的用處，從而引出超導材料。這種教法極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣。在講到第二章晶體學(xué)基礎時(shí)，教師把七大晶系、十四種空間點(diǎn)陣參數特征列出，然后讓學(xué)生分組對各大晶系特征進(jìn)行討論并選出代表做總結發(fā)言，最后教師引導總結。這種互動(dòng)式教學(xué)使學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)活動(dòng)中，增強了學(xué)生的學(xué)習積極性，鍛煉了其分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
3.科研與教學(xué)相結合，構建立體化課堂。把科研引入本科教學(xué)是培養大學(xué)生創(chuàng )新能力的重要措施，也是高等教育的顯著(zhù)特點(diǎn)。如前所述，《材料化學(xué)》教材選用困難，很大一部分原因是現有教材內容陳舊，難以跟上學(xué)科前沿的發(fā)展。而科研能反映學(xué)科前沿最新研究成果，因此將科研融入該課程的教學(xué)，將彌補以上不足�？蒲泻徒虒W(xué)相結合的表現形式有多種。教師可以介紹自己的科研成果固化到相關(guān)的教學(xué)內容中，也可以介紹本專(zhuān)業(yè)課題組的科研成果。這些內容融會(huì )貫通地加入課堂教學(xué)將提高學(xué)生的學(xué)習興趣。如講到納米材料時(shí)，教師結合自己的科研項目，給學(xué)生補充碳納米管、中空雙錐狀二氧化錳等內容，使學(xué)生拓展視野。此外，為學(xué)生介紹本專(zhuān)業(yè)課題組正在探索的科研項目，鼓勵學(xué)生積極參與到教師的科研中去，在實(shí)際的研究實(shí)踐中鍛煉創(chuàng )新能力。這樣大大拓寬了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識面，培養了學(xué)生的科研興趣和創(chuàng )新能力。實(shí)踐證明，通過(guò)科研與教學(xué)相結合，構建一個(gè)立體化的課堂，達到了較好的教學(xué)效果，是一種切實(shí)可行的教學(xué)模式。
4.針對課程目標，制定合理的考核方式。材料化學(xué)的內容覆蓋面大，實(shí)踐性強，通過(guò)該課程的學(xué)習，學(xué)生要具備綜合運用所學(xué)知識進(jìn)行分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng )新思維和創(chuàng )新能力。因此，需要提高平時(shí)成績(jì)的比例。一般來(lái)說(shuō)，平時(shí)成績(jì)占總成績(jì)的50%,包含期中考試(占20%)，平時(shí)作業(yè)(占30%)。若未安排期中考試，則在平時(shí)不定期隨堂測驗，主要考核當堂講過(guò)的內容，既考查了講課效果，又對學(xué)生按時(shí)出勤、注意聽(tīng)講起督促作用。平時(shí)作業(yè)涉及到的形式較多，如單元作業(yè)，檢查每章所涉及的理論、概念及計算方法;撰寫(xiě)小論文，根據教師布置的課題，學(xué)生通過(guò)文獻調研提出自己的思考，考查學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;針對自己感興趣的內容，查閱資料并制作成PPT，開(kāi)展專(zhuān)題演講活動(dòng)，這一形式既使學(xué)生主動(dòng)參與到課程教學(xué)活動(dòng)中，調動(dòng)了學(xué)習積極性和主動(dòng)性，也鍛煉了學(xué)生的綜合能力。此外，還有課外作業(yè)、平時(shí)討論等形式。期末考試主要考核基本概念、基本原理的掌握程度和運用所學(xué)知識解決問(wèn)題的綜合能力，占50%。這些多樣化的考核方式相結合，能全面檢測學(xué)生的學(xué)習效果，科學(xué)、客觀(guān)地評價(jià)學(xué)生的知識水平和綜合素質(zhì)。
三、對《材料化學(xué)》課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考與建議
1.強化實(shí)踐教學(xué)，培養應用型人才。我校是一所省市共建的地方二本院校，以培養社會(huì )發(fā)展所需要的高層次應用型人才為定位。為迎合應用型人才培養的需要，實(shí)踐教學(xué)在日常教學(xué)中所占的比例越來(lái)越重。學(xué)生在課堂中獲得的知識只有在實(shí)踐中才能消化、理解和掌握，并在實(shí)踐中得到啟發(fā)和創(chuàng )新。只有將實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)緊密結合并貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中才能實(shí)現這個(gè)目標。
2.發(fā)揮團隊精神，各教師取長(cháng)補短。如前所述，《材料化學(xué)》課程設計的內容廣泛，而一位任課教師術(shù)業(yè)有專(zhuān)攻，很難做到將每種材料每部分內容都講解透徹，并吸引學(xué)生參與自己感興趣的科研活動(dòng)。這就要求教學(xué)中要發(fā)揚團隊合作精神，發(fā)揮群體優(yōu)勢。我院教師目前主要有研究鏗離子電池材料、光催化材料、光電材料、高分子材料等。實(shí)際授課時(shí)，可以一名教師為主要任課教師，在講到具體的某種材料時(shí)，邀請主攻這一材料的教師參與教學(xué)活動(dòng)，以講座或課堂PPT教學(xué)形式開(kāi)展均可。這種教學(xué)形式能優(yōu)化教學(xué)內容，完善教學(xué)方法，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。
四、結語(yǔ)
《材料化學(xué)》課程是化學(xué)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)課的重要組成部分。隨著(zhù)社會(huì )發(fā)展，高新技術(shù)的日新月異要求學(xué)生具備材料化學(xué)的專(zhuān)業(yè)功底，為將來(lái)的發(fā)展奠定堅實(shí)的基礎。通過(guò)對該課程的學(xué)習，可以實(shí)現高素質(zhì)、應用型人才的培養目標。作者對《材料化學(xué)》課程開(kāi)課以來(lái)出現的問(wèn)題進(jìn)行了總結和思考，并在教學(xué)模式方面開(kāi)展了一些探索性的工作，取得了良好的教學(xué)效果。在今后的教學(xué)中，還將繼續在課程教學(xué)模式、教學(xué)體系等方面進(jìn)行探索和實(shí)踐，豐富教學(xué)內容，提高教學(xué)質(zhì)量，為培養應用型人才的辦學(xué)目標而努力。
參考文獻:
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