《電子功能陶瓷》課程教學改革初探

摘要：結合《電子功能陶瓷》課程的教學實踐，對《電子功能陶瓷》課程教學過程中課程教學內容、教學方法、教學手段以及實驗教學等方面的改革進行了初步探討。

關鍵詞：電子功能陶瓷；課程內容體系；教學方法；教學手段；實驗教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）39-0051-03

眾所周知，電子陶瓷材料在現代科學技術和國民經濟中具有特別重要的地位。這類材料具有電、磁、光學、機械、生物以及化學等多種卓越功能，用途十分廣泛[1]。本文通過對《電子功能陶瓷》課程內容體系的整合和更新，并對教學手段、教學方法以及實驗教學環節等進行探討與改革，以期提高學生的創新能力和綜合素質，為他們以后繼續深造、就業等打下了一個較為堅實的基礎，從而培養出符合社會需要的人才。

一、整合和更新教學內容

《電子功能陶瓷》是電子科學與技術專業所開設的一門專業選修課。它是在大學物理、化學等基礎課以及材料物理性能、電子材料、電子材料工藝學等專業課程結束之后開設的，所以學生在學習該課程之前對化學、物理的基礎知識已有一個系統的掌握，尤其對材料的光、電、磁、聲等物理特性和相關理論有較為全面的了解和把握；對材料的制備工藝和原理也已了解。因此，電子材料系列專業課程教學團隊針對《電子功能陶瓷》課程的特點，利用系部教研活動進行了多次討論，從提高學生綜合素質和創新能力的精神出發，對授課內容進行了詳細的討論和分析，刪繁就簡，濃縮重點內容，突出新型電子功能陶瓷材料的系統講授，并在已學過的專業基礎課和部分專業課的基礎上介紹各類電子功能陶瓷材料的生產過程及其原理，并按照電子功能陶瓷的制備工藝過程、組成、結構和性能之間的關系，論述電子功能陶瓷的主要品種及應用，以及各類電子功能陶瓷材料的最新研究成果與教學轉化，使學生能夠較全面地了解電子功能陶瓷材料的知識，對國內外電子功能陶瓷生產和科研成果有更多的了解。具體課程教學內容分為九章，分別為：（1）鐵電陶瓷；（2）壓電陶瓷；（3）熱敏陶瓷；（4）壓敏陶瓷；（5）氣敏陶瓷；（6）濕敏陶瓷；（7）光敏陶瓷；（8）快離子導體陶瓷；（9）超導陶瓷。當今世界處于信息爆炸時代，大量的新型電子功能陶瓷材料不斷涌現出來。在講授一些最基本的、最常見的電子功能陶瓷材料的同時，把這類新的電子功能陶瓷材料及時地介紹給學生，更新教學內容。比如，在超導陶瓷講解中將鐵基超導體材料介紹給學生。鐵基超導體是繼銅基超導材料之后，日本和中國科學家最近相繼報告發現的一類新的高溫超導材料。美國《科學》雜志網站報道說，物理學界認為這是高溫超導研究領域的一個“重大進展”[3，4]。它的出現為高溫超導電性的研究開辟了一個全新的研究方向，是目前物理學的一個研究熱點。然而，由于教材的滯后性，而無鐵基超導體材料的介紹，所以在講授超導陶瓷時把鐵基超導體材料的相關知識及研究工作進展介紹給學生，同時也把超導領域的重大成果——堿金屬摻雜的C60超導體（富勒烯超導體）做適當的介紹，拋磚引玉。將新知識、新理論和新技術充實到教學內容中，不僅為學生提供符合時代需要的教學內容，而且能引起學生對該課程的興趣。

二、改進教學方法和手段

教學方法和手段的改革是影響課堂教學質量的重要因素，是教學改革的重要內容。專業選修課強調知識的系統性、完整性，重視研究興趣的激發、最新科研動態的傳遞及學習和科研方法的引導。這就需要高校教師創新教育觀念，采用多種教學方法，提高學生的學習興趣和愛好，高質量地完成教學過程[5]。

1.改進課堂教學方法。當今社會需要的是創新性人才，而以教師“教”為中心的灌輸式教學已很難適應。在“灌輸式”教學的整個教學過程中，學生往往處于被動地位，教師處于主動地位，不管學生是否能夠消化所授知識，教師仍會一直進行知識的灌輸，使學生對所學內容不感興趣，從而造成學生學習的積極性和主動性都較差，不利于學生創新性思維的培養。鑒于此，我們在《電子功能陶瓷》教學中，根據教學目標、教學內容特點，綜合運用啟發式、討論式、案例式等多種教學方式，以引導學生獨立思考，分析討論，得出正確的結論[6，7]?？紤]到該課程學時不多，在教學過程中對理論性不強的內容適當安排自學，讓學生根據所提出的課外學習要求自主學習，以培養、提高學生獲取知識的能力和創新能力。例如，在講解完熱敏陶瓷、壓敏陶瓷、氣敏陶瓷、濕敏陶瓷和光敏陶瓷等敏感陶瓷后安排學生自學多功能敏高陶瓷，并且查閱多功能敏高陶瓷的最新研究進展，在此基礎上，要求學生每人寫一篇文獻綜述，闡述其原理、新概念、新技術、新進展。再如，在講授完超導陶瓷后布置課后思考題，要求學生結合材料結構來分析鐵基超導體材料結構—性能—應用的關系；比較分析在結構與性能方面銅氧化物高溫超導體和鐵基超導體的異同等問題，以此培養獲取知識的能力、學生分析問題和解決問題的能力。

2.結合多媒體教學?！峨娮庸δ芴沾伞纷鳛閷I課其教學內容更新非?？欤R信息量大，教學內容廣，因此在該課程的教學中，利用多媒體教學信息量大、傳播速度快、直觀效果強的特點，采取多媒體教學和傳統板書相結合的教學方法，以提高單位時間內學生掌握知識的數量，便于透徹地講解基本概念和前沿內容的介紹。同時對某些難點內容，通過多媒體的動畫設計，形象地表現出來，易于學生理解。所以，在理論講授時，可以采用多媒體課件輔助教學。例如，在講授光敏陶瓷中的太陽能電池時，很難單純用語言文字講清楚太陽能光伏發電原理的內容，采用多媒體課件教學，提供外部刺激的多樣性，使教學更加生動、形象，激發學生的學習興趣，發揮學生的主觀能動性，加深學生對問題的理解，學生更容易掌握所學知識，有利于學生知識的獲取與保持，使教學更具直觀性和互動性，增加授課信息量。但是多媒體畢竟是教學的輔助手段，若在授課過程中完全依賴多媒體、放棄傳統的教學方法，學生容易產生疲勞，造成注意力分散，不利于知識的理解和掌握。因此，在《電子功能陶瓷》的教學過程中，采用多媒體教學和傳統板書相結合的方法，通過多媒體課件，可以在一定程度上調節課堂氣氛，消除了學生學習中的枯燥乏味，提高學生的學習興趣，當堂消化吸收所學的知識；同時，通過板書，對難點內容或學生提出的問題進行詳細講解，適時總結每次課的教學內容，提高學習效率，產生了很好的教學效果。

三、加強實驗教學

《電子功能陶瓷》課程是該專業的專業課，是一門實踐性較強的課程，實踐教學非常重要，然而教學計劃中該課沒有安排單獨的實驗教學環節，32個授課學時均為理論課時，所以，為加強實驗教學，訓練學生的動手能力、實驗技能和創新能力，使教學更具有直觀性、啟發性和探索性，在該課程的教學中，在不改變原有32學時的基礎上，結合電子科學與技術專業在本學期開設的為期三周的專業綜合設計型實驗進行實驗教學。在設計實驗教學內容時，注重培養學生的實踐能力和創造性思維，融入自己的科研成果，吸收當今國內外材料學科領域里最新的材料前沿動態，激發學生對材料學科的興趣。而在實驗課安排中，設計一個大型的綜合設計性實驗，要求學生利用實驗室的條件自主設計完成。比如，結合大學生科技創新課題——染料敏化納米二氧化鈦光電太陽能電池的研制，設計“納米晶化學太陽能電池的制備與檢測”綜合設計性實驗。要求學生查閱文獻以納米晶TiO2太陽能電池為研究對象，提出制備納米晶TiO2化學太陽能電池的方案并加以實施。這樣，學生自己動手完成整個實驗過程——方案設計、原料準備、電極制備、染料染色、電池組裝到性能測試，可以鍛煉學生的動手能力，培養學生的創新能力，同時又讓學生對光電材料有了感性認識。

隨著新型電子功能陶瓷的不斷發展，在《電子功能陶瓷》課程的教學實踐過程中，為了達到更好的教學效果，將不斷整合優化該課程的教學內容，并改進教學手段和教學方法，探索出一條行之有效的適合《電子功能陶瓷》課程教學的教學模式、教學手段和教學方法。同時也希望通過對這門課的學習，使同學們掌握與之相關的先進功能陶瓷材料的知識和最新研究進展，以拓寬學生知識面、活躍學生思維和培養學生的創新能力。

參考文獻：

[1]蘇艷麗.《工程陶瓷材料》教學改革研究[J].邊疆經濟與文化，2011，（11）：83-84.

[2]李品將，法文君.《新能源材料與技術》課程教學實踐與探索[J].能源與環境，2011，（3）：36-37.

基金項目：2011年安徽建筑大學《電子材料系列專業課程教學團隊》項目資助（項目編號：2011TX08）