材料物理專業(yè)《功能材料》課程改革探討

熊禮威 汪建華 王傳新 劉治田

【摘要】《功能材料》課程是材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科范圍內(nèi)本科生的一門主修專業(yè)課，旨在讓學(xué)生掌握各種功能材料的結(jié)構(gòu)、性能、制備方法及其應(yīng)用。本文以武漢工程大學(xué)材料物理專業(yè)開設(shè)的《功能材料》課程為研究對(duì)象，探討如何提高學(xué)生在本課程教學(xué)中的參與度、學(xué)習(xí)效率以及各方面綜合能力，分別提出了“課內(nèi)+課外”、“平時(shí)+期末”以及“課堂+現(xiàn)場(chǎng)”等改革形式，可以為其他類似專業(yè)課程的建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】課程改革；材料物理；功能材料

《功能材料》課程是材料科學(xué)與工程相關(guān)專業(yè)開設(shè)時(shí)間較長(zhǎng)的一門老牌專業(yè)課程，該課程主要介紹與功能材料相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)、各類功能材料的基本性能特點(diǎn)、制備方法以及表征手段等。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解功能材料在社會(huì)科技發(fā)展中的重要性，并在后續(xù)的學(xué)習(xí)研究中確定一個(gè)適合自己的研究方向，同時(shí)在學(xué)習(xí)、研究中逐步樹立和培養(yǎng)辯證唯物主義世界觀，獨(dú)立分析問題和解決問題的能力和科學(xué)素養(yǎng)。

本課程在整個(gè)本科教學(xué)過程中起到比較關(guān)鍵的承接作用：一方面，加深學(xué)生對(duì)前期所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課的理解，將已學(xué)基礎(chǔ)理論運(yùn)用于對(duì)具體功能材料的結(jié)構(gòu)、性能進(jìn)行分析；另一方面，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)功能材料領(lǐng)域有一個(gè)較為全面的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)的考研、就業(yè)等提供指導(dǎo)。因此，對(duì)本課程進(jìn)行改革，在新的教學(xué)環(huán)境下探索更為有效的教學(xué)方式十分必要。本文以武漢工程大學(xué)材料物理專業(yè)《功能材料》課程為研究對(duì)象，分別從“課內(nèi)+課外”、“平時(shí)+期末”和“課堂+現(xiàn)場(chǎng)”三種教學(xué)模式出發(fā)，詳細(xì)探討了本課程教學(xué)改革的一些具體措施和預(yù)期效果。

一、“課內(nèi)+課外”一體化教學(xué)改革

在本科教學(xué)過程中，其中一個(gè)比較關(guān)鍵的問題是如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度，讓絕大多數(shù)同學(xué)參與到課程教學(xué)中來。為此，很多老師探索出了各種各樣的教學(xué)方式來豐富課堂教學(xué)，以吸引學(xué)生的課堂注意力，取得了一定的效果[1，2]。我校材料物理專業(yè)《功能材料》課程正試行“課堂+課外”一體化教學(xué)模式，對(duì)目前比較單一的課堂教學(xué)+課后作業(yè)的教學(xué)模式進(jìn)行一定的改進(jìn)，提高學(xué)生在課程教學(xué)中的參與度，并通過學(xué)生做課堂報(bào)告的形式來吸引學(xué)生的注意力。

本項(xiàng)改革的具體措施為：在課程首次開課時(shí)，根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容安排，針對(duì)本課程將著重介紹的章節(jié)提出一些重要知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生3人一個(gè)小組，共同完成與該知識(shí)點(diǎn)相關(guān)內(nèi)容的查詢、歸納以及整理工作，最終共同完成一篇5000字左右的調(diào)查報(bào)告，并制作相關(guān)內(nèi)容的幻燈片，推選1-2名學(xué)生作為代表，在課堂上面對(duì)全班同學(xué)作5-10分鐘的口頭報(bào)告。

以《功能材料》課程的半導(dǎo)體材料章節(jié)為例，可以提供給學(xué)生選擇的知識(shí)點(diǎn)有：以砂石為原料制備粗硅的過程及方法、粗硅的提純方法、單晶硅的制備方法、單晶硅片的制備方法和常見的化合物半導(dǎo)體等，這些知識(shí)點(diǎn)都十分關(guān)鍵，學(xué)生通過在課外查閱文獻(xiàn)、整理資料，可以對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)有比較深刻的認(rèn)識(shí)。此外，通過在課內(nèi)引入學(xué)生作報(bào)告的教學(xué)形式，一方面可以鍛煉作報(bào)告學(xué)生的膽量，為后續(xù)找工作面試打下基礎(chǔ)，另一方面，每位作報(bào)告的同學(xué)的風(fēng)格都不相同，這樣可以讓其他同學(xué)有一些新鮮感，能夠更積極地參與到課堂教學(xué)中來。

二、“平時(shí)+期末”考試改革

本項(xiàng)改革的具體實(shí)施方法是：提高平時(shí)成績(jī)?cè)诰C合成績(jī)中所占的比重，讓更多的學(xué)生參與到課堂教學(xué)中來。現(xiàn)有絕大多數(shù)大學(xué)課程的成績(jī)分配是平時(shí)成績(jī)占30%，期末考試卷面成績(jī)占50%，而本課程采取平時(shí)成績(jī)和期末考試卷面成績(jī)各占50%的方式，讓學(xué)生把更多的精力用于平時(shí)學(xué)習(xí)和思考，而不是考試前的死記硬背。

此外，本項(xiàng)改革對(duì)平時(shí)成績(jī)的構(gòu)成也進(jìn)行了修改：平時(shí)成績(jī)中20%為平時(shí)考勤成績(jī)，由學(xué)生平時(shí)的點(diǎn)名及簽到情況決定分?jǐn)?shù)，剩余的80%為課堂實(shí)踐成績(jī)，課堂實(shí)踐成績(jī)分兩種方式進(jìn)行評(píng)定，一種是學(xué)生主動(dòng)報(bào)名，針對(duì)自己選定的知識(shí)點(diǎn)在課堂上面對(duì)全班同學(xué)作口頭報(bào)告，由于是主動(dòng)報(bào)名，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)視表現(xiàn)將限定在優(yōu)秀等級(jí)（高于課堂實(shí)踐成績(jī)的80%）；另一種是針對(duì)未進(jìn)行口頭報(bào)告的同學(xué)，其課堂實(shí)踐成績(jī)將根據(jù)上課回答老師所提問題的情況給分，原則上分?jǐn)?shù)不會(huì)超過優(yōu)秀等級(jí)。

三、“課堂+現(xiàn)場(chǎng)”教學(xué)改革

本項(xiàng)改革將充分利用本專業(yè)作為湖北省首批“戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃”專業(yè)的優(yōu)勢(shì)，在本專業(yè)3+1模式的推動(dòng)下，在后期實(shí)踐活動(dòng)中進(jìn)一步鞏固課堂所學(xué)知識(shí)[3]。

本專業(yè)目前推行3年校內(nèi)教學(xué)加1年社會(huì)實(shí)踐的教學(xué)模式，目前選定的社會(huì)實(shí)踐地點(diǎn)包括北京、深圳、嘉興、鷹潭和武漢，所選企業(yè)涉及的行業(yè)包括光學(xué)鍍膜、半導(dǎo)體芯片、裝飾鍍膜、工具涂層等。本項(xiàng)改革就是利用學(xué)生到這些生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)，讓帶隊(duì)老師給學(xué)生做針對(duì)性的講解，讓學(xué)生了解《功能材料》課程所學(xué)理論知識(shí)在生產(chǎn)實(shí)踐環(huán)節(jié)具體是如何使用的，并學(xué)會(huì)利用所學(xué)知識(shí)分析實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問題，找出解決方案。

本項(xiàng)改革獲得了我校教務(wù)處的大力支持，該項(xiàng)改革的實(shí)施除了可以進(jìn)一步鞏固學(xué)生所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，還能促進(jìn)我校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地的建設(shè)，立項(xiàng)驗(yàn)收后本課程可以批準(zhǔn)為校級(jí)資源共享示范課或校企合作示范課。

四、結(jié)語

隨著新能源、新材料以及光電子信息三大支柱產(chǎn)業(yè)的不斷壯大，社會(huì)對(duì)材料物理專業(yè)畢業(yè)生的專業(yè)素養(yǎng)以及業(yè)務(wù)水平要求不斷提高，如何提高專業(yè)課的教學(xué)效果，讓學(xué)生掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，是目前專業(yè)課教學(xué)的重中之重。本次課程改革采取多種方法并行的方式，在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上引入一些新的教學(xué)理念，相信一定會(huì)達(dá)到預(yù)期效果，培養(yǎng)出滿足社會(huì)需求的專業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱雪寧，改變教學(xué)方式，提高學(xué)生課堂參與度——以《管理學(xué)原理》為例[J].考試周刊，2014，65：161-162.

[2]劉冰，提高高校學(xué)生課堂教學(xué)參與度的思考[J].中國成人教育，2008，16：135-136.

[3]熊禮威，汪建華，王傳新，等.新形勢(shì)下材料物理專業(yè)教學(xué)改革探討[J].課程教育研究，2013，16：170-171.

項(xiàng)目來源：武漢工程大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目（編號(hào)：X2014031，X2014005）、湖北省教學(xué)研究項(xiàng)目（編號(hào)：2013289，2012288，2011276）