《人工晶體》教學(xué)方法優(yōu)化實踐與探索

摘要：基于培養(yǎng)素質(zhì)全面的專業(yè)技術(shù)人員，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣和熱情，筆者針對人工晶體課程特點和教學(xué)實際，通過增加課程內(nèi)容趣味性，及時更新教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)用多媒體技術(shù)，課堂教學(xué)與實驗課、參觀課緊密結(jié)合等手段，對本課程的教學(xué)方法進(jìn)行了初步的實踐和探討。

關(guān)鍵詞：人工晶體；專業(yè)課；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0?搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）33-0076-02

人工晶體是高等工科院校材料學(xué)專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)課，主要講授各類人工晶體合成工藝、晶體的形成和生長機理等內(nèi)容。人工晶體是近代晶體學(xué)的重要分支學(xué)科，也是材料科學(xué)的一個重要組成部分和無機功能材料的發(fā)展前沿。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將熟悉和掌握人工晶體生長方面的基礎(chǔ)知識，了解常見的人工晶體合成技術(shù)工藝、應(yīng)用領(lǐng)域、發(fā)展前景，拓寬專業(yè)知識面，完善專業(yè)知識結(jié)構(gòu)，有助于將來的升學(xué)和就業(yè)。筆者在授課過程中發(fā)現(xiàn)，人工晶體課程和其他專業(yè)課一樣，概念內(nèi)容多，記憶內(nèi)容多，各章內(nèi)容無多少聯(lián)系，學(xué)生學(xué)起來感到很枯燥且內(nèi)容龐雜。人工晶體課不如基礎(chǔ)學(xué)科邏輯性強，章節(jié)聯(lián)系密切，公式定理等一環(huán)扣一環(huán)，有所遵循。如果這門專業(yè)課教學(xué)也像基礎(chǔ)課那樣去講授，勢必會讓學(xué)生感到枯燥和困惑。如何提高人工晶體課程的教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性已成為任課教師亟待解決的問題。因此，筆者針對人工晶體課程特點和教學(xué)實際，對本課程的教學(xué)方法進(jìn)行了初步的實踐和探討。

一、增加課程內(nèi)容的趣味性

在授課之前要針對專業(yè)特點和本門課程的總體結(jié)構(gòu)，結(jié)合教學(xué)大綱和教材，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心選擇。在備課過程中，要把教學(xué)內(nèi)容中的基本概念、理論與著名人物、歷史事件和發(fā)生的背景結(jié)合起來，融會貫通，加以故事性和藝術(shù)性的陳述，使枯燥的基本概念和理論融入一個個故事之中，從而增強課程內(nèi)容的趣味性和藝術(shù)性，引起學(xué)生學(xué)習(xí)的探索興趣。比如人工晶體發(fā)展過程的介紹，就可以從講故事開始。從中國古代“煮海為鹽”中最早的人工晶體的利用，到封建社會盛行的“煉丹術(shù)”；從國外的人工紅寶石、水晶的合成，到現(xiàn)代高科技材料激光晶體的誕生。通過一個個精彩的小故事描繪出人工晶體從古到今、國內(nèi)外的發(fā)展過程。學(xué)生在品味故事的同時，掌握了教學(xué)知識點，并且印象深刻。再比如，講述準(zhǔn)晶體內(nèi)容時，可結(jié)合準(zhǔn)晶體的發(fā)現(xiàn)者舍特曼的生平介紹、學(xué)術(shù)界對準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)的質(zhì)疑、舍特曼對科學(xué)的熱愛與堅持及2011年所獲得的諾貝爾化學(xué)獎等相關(guān)介紹。在這些故事性的講述中，準(zhǔn)晶體的概念、結(jié)構(gòu)性質(zhì)、與晶體的差別，伴隨著科學(xué)巨人嚴(yán)謹(jǐn)執(zhí)執(zhí)著的科學(xué)態(tài)度自然而然地被學(xué)生接受，同時也激勵了學(xué)生樹立遠(yuǎn)大理想攀登科學(xué)高峰的斗志。

二、及時更新教學(xué)內(nèi)容

人工晶體課程涉及到無機非金屬材料專業(yè)的發(fā)展前沿，而科學(xué)技術(shù)和新材料的發(fā)展日新月異。與基礎(chǔ)課不同，本門專業(yè)課的講授不能僅傳授已有的書本知識，必須跟蹤本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展動態(tài)，廣泛收集本專業(yè)的最新科技成果，將它們充實到課堂教學(xué)中。只有這樣才能開闊學(xué)生的視野，對學(xué)生的創(chuàng)造性思維培養(yǎng)大有裨益。人工晶體課程內(nèi)容更新主要體現(xiàn)在兩方面：一方面要刪除課程中已顯陳舊和冗雜的內(nèi)容。因此，課程內(nèi)容的刪減必須根據(jù)學(xué)科基本結(jié)構(gòu)的要求，在不失其教學(xué)意義的前提下加以壓縮刪減，同時維護(hù)課程的系統(tǒng)性和完整性；另一方面，對新內(nèi)容的選取也要認(rèn)真加以研究。當(dāng)前科學(xué)知識爆炸性地增長，新技術(shù)新產(chǎn)品更新速度非?？?，這就要求我們從教學(xué)需要、學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化等角度出發(fā)，合理選取有助于形成和發(fā)展的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。教學(xué)實踐中，內(nèi)容的更新依賴于國內(nèi)外新型人工晶體材料的研究成果，眾多的科研成果是課堂教學(xué)無法完全容納的。因此，要根據(jù)新材料所屬的類別（如按應(yīng)用領(lǐng)域、制備方法劃分等），篩選出具有代表性的新型人工晶體材料，將它們引入到傳統(tǒng)的課程體系中進(jìn)行重點講解，分析其發(fā)展趨勢，這將有助于學(xué)生更清楚地把握人工晶體的發(fā)展方向，更新知識儲備。

三、多媒體技術(shù)的應(yīng)用

人工晶體課程內(nèi)容涉及到一些經(jīng)典的晶體生長理論，這部分的講授，理論內(nèi)容較多，枯燥難懂，對于高年級學(xué)生來說，經(jīng)歷了初入高校時新奇感、成就感和熱情的學(xué)習(xí)階段，對于理論學(xué)習(xí)普遍熱情不高。因此，針對這種情況，人工晶體的教學(xué)應(yīng)首先激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟迪他們的科學(xué)思維。采用多媒體授課能提高教學(xué)效率，將節(jié)省的板書時間，充分用在與學(xué)生交流和對重點知識的講解上。在講授課程時，利用計算機多媒體技術(shù)，運用聲音、圖像及大量色彩鮮明、生動活潑的音響動畫，來調(diào)動學(xué)生的多種感覺，使教學(xué)內(nèi)容生動有趣地展現(xiàn)在學(xué)生面前。比如在講授層生長理論和螺旋位錯生長理論時，就可以利用動畫模擬手段，動態(tài)地描繪質(zhì)點在晶體表面逐層堆積的形式，有效地加深學(xué)生對晶體生長理論的理解和記憶。再如，新型人工晶體材料的講授更是離不開多媒體技術(shù)的支持。大量的生動鮮活的圖片、視頻資料能讓學(xué)生更直觀地了解科技日新月異的發(fā)展過程，極大地增強學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。

四、課堂教學(xué)和實驗課的緊密結(jié)合

實驗課是鞏固理論知識、增強實際操作技能的有效手段，特別是對于即將畢業(yè)的高年級本科生來說，實踐能力亟待提高，對實驗教學(xué)的環(huán)節(jié)更應(yīng)加倍重視。人工晶體教學(xué)大綱中規(guī)定了一定課時的實踐環(huán)節(jié)，要求學(xué)生自己動手培養(yǎng)硫酸銅單晶體，以訓(xùn)練他們的動手能力，幫助理解課堂講授的理論內(nèi)容。在完成規(guī)定的實驗任務(wù)后，實驗室為學(xué)生提供了更多的實踐機會，鼓勵學(xué)生親自動手設(shè)計實驗。在人工晶體實驗教學(xué)過程中，讓學(xué)生按照個人興趣組成小組，以組為單位根據(jù)所學(xué)的知識自我設(shè)定題目，結(jié)合實驗室條件設(shè)計一套晶體生長的實驗方案，并在課堂上對實驗方案進(jìn)行討論，最終付諸實踐。在方案實行過程中，自己發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。這不僅能提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，在與組員的溝通中，也是一種人際交往能力的提升，有助于團(tuán)隊精神的培養(yǎng)。

五、教學(xué)參觀的輔助作用

教學(xué)參觀是根據(jù)教學(xué)目的，組織學(xué)生理論聯(lián)系實際，到生產(chǎn)實踐中對實物進(jìn)行實地觀察、研究，從而鞏固所學(xué)知識、獲取新知識的教學(xué)方法。教學(xué)參觀作為一種輔助的教學(xué)方式，在人工晶體專業(yè)課的教學(xué)中顯得尤為必要。人工晶體課程主要講述的是各類人工晶體的合成工藝、晶體的形成和生長機理等內(nèi)容。盡管在課堂教學(xué)中采用多媒體技術(shù)，豐富的圖片和視頻資料能生動地演示晶體形成和生長機制，但是依然有部分內(nèi)容是多媒體技術(shù)無法傳達(dá)的，僅靠課堂講述無法使學(xué)生深刻理解。比如講述濺射法制備多晶體薄膜時，所涉及的反應(yīng)過程比較復(fù)雜，原理比較抽象，學(xué)生不容易理解和接受，教學(xué)難度較大。在實際教學(xué)過程中，可將這部分教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)安排為參觀實踐的形式。在薄膜生長實驗室里，學(xué)生們第一次看到了采用濺射法生長的多晶體薄膜，認(rèn)識了薄膜生長所需要的各種設(shè)備，并結(jié)合實驗室專業(yè)人員的講解，對濺射法制備多晶體薄膜有了一個較為透徹的認(rèn)識，促進(jìn)了對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解。

在教育改革的大背景下，培養(yǎng)素質(zhì)全面的專業(yè)技術(shù)人員是高等教育的一項首要任務(wù)。專業(yè)課的教學(xué)質(zhì)量對學(xué)生掌握專業(yè)知識起到了至關(guān)重要的作用。筆者根據(jù)多年的求學(xué)經(jīng)歷和教學(xué)實踐，結(jié)合人工晶體課程特點，提出了幾點改進(jìn)專業(yè)課教學(xué)效果的想法，目的是培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣和熱情。筆者深刻體會到，在專業(yè)課學(xué)習(xí)中，學(xué)生好奇心和興趣的培養(yǎng)是非常重要的，教師在教學(xué)過程中所起到的引導(dǎo)作用是不容忽視的。專業(yè)課教師可采用增加課程趣味性、理論教學(xué)與實驗參觀相結(jié)合等辦法來調(diào)動學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生盡可能多的了解與學(xué)習(xí)課程相關(guān)的知識和研究前沿，為今后的工作奠定堅實的理論基礎(chǔ)。