《材料制備與表征》教學方法探索

趙蒙+程新利+姚金雷+王軍

【摘要】《材料制備與表征》是蘇州科技學院應用物理學專業光電材料與器件方向的必修課程，在整體培養方案中具有承前啟后的重要作用。近年來，作者在教學內容、授課方式及課程實踐等方面開展了積極的教學改革實踐，取得了良好效果。本文總結了主要的探索性工作，希望能為同類型課程的教學工作提供借鑒。

【關鍵詞】材料制備與表征 教學內容 課程實踐 教學方法改革

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）05-0126-02

《材料制備與表征》具有涉及知識面廣、概念抽象、實踐性強等特點。作為我校應用物理學專業光電材料與器件方向第五學期的專業課，其開設的目的在于引導學生運用電磁學、等離子體物理等基礎知識學習并掌握基本的材料制備方法及表征手段，為后期《半導體器件物理》、《半導體制造技術》等課程的學習打下基礎。近三年來，作者以課程定位為出發點，以提高教學效果為目標，對教學內容、授課方式、課程實踐以及成績評定等環節開展了積極的改革探索并取得了良好效果。

一、點面兼顧拓寬教學內容

針對《材料制備與表征》涉及知識面廣、信息量大的特點，作者在教學內容的選取上采取了點面兼顧的方案，即課堂上重點講授抽象難懂的知識點，其他內容則僅在梳理知識框架時做簡要介紹。具體而言，對于材料制備部分，課堂重點講授薄膜材料制備，塊材制備則以學生自學參考書[1]為主并通過閱讀報告檢驗自學效果。采取這一方案的主要原因是本專業后續課程以半導體相關工藝原理為主，需要前期掌握薄膜材料制備方法，對塊材制備則不做要求。此外，本校擁有完善的薄膜制備與表征實驗平臺，可配合課程內容開展豐富多樣的課外實踐。材料制備環節選用的教材為鄭偉濤編著的《薄膜材料與薄膜技術》[2]。

材料表征環節的教學內容選取了光學顯微分析、表面探針顯微分析、電子顯微分析、分子光譜分析以及X射線分析五大類材料表征手段。課堂上重點講授各表征手段的工作原理及其間的區別和聯系，儀器構造和樣品制備等內容則僅作閱讀要求。由于缺乏與教學思路相符的教材，教師根據自身在材料表征領域十余年的科研經驗編寫了講義，并推薦了相關參考書[3]。這一做法雖極大地增加了工作量，但教學效果卻有顯著提高。

二、請學生上講臺參與教學

當下的大學課堂很多時候是教師的“單口相聲”表演。為提高學生在課堂上的參與度、培養其主動學習的能力，教師在五大類材料表征手段中選取了18種常用檢測方法作為學生課堂演講題目。例如，分子光譜分析選取了紫外可見光譜、傅里葉變換紅外光譜、拉曼光譜以及光致發光光譜四種檢測方法。教師講授相關知識前，先由兩名同學上臺分別就該表征手段的工作原理及典型應用做五分鐘的演講，隨后由同學提問。每位同學的演講成績占總評成績的20%，由教師和其余同學按演講表現及回答問題狀況共同評分。學生演講后，教師再根據演講情況進行糾正、補充并再次強調重點內容。這一做法不僅提高了學生在課堂上的參與度，也使得學生可從三種不同角度看待同一問題，加深了對相關知識的理解。

三、積極開展課外實踐活動

我校數理學院建有蘇州市微機電薄膜技術重點實驗室以及固態物理與材料研究中心，擁有總值3000余萬元的薄膜材料制備與表征設備。為充分利用這一優勢科教平臺，教師在課余分批帶領學生參觀上述實驗室，并請相關人員對重點儀器進行了演示操作。學生參觀后表示對所學知識點有了更形象、更深入的理解。對于有科研興趣的學生，教師積極向相關科研人員推薦。近三年來，每次課程結束后都會促成2-3個科研興趣小組跟隨相關教師開展課外科研工作。

四、松緊結合做好成績評定

為培養良好的學習氛圍、激勵學生主動思考，教師對課程考核方式進行了如下探索：（1）每節課都會提出需靈活運用當堂所學內容才能回答的問題，并利用額外加分的方式激勵學生提出自己的思路。教師對于學生的回答給予正面評價，并適當引導學生尋找答案。（2）對于遲到、講話等原則性問題實施嚴格管理，一經發現即扣除平時成績10至15分。這一做法實施兩年來課堂紀律明顯好轉，學生課堂表現也更加積極主動。

五、結束語

經過三年來在教學內容、授課方式、成績評定等環節的積極探索，本課程的教學效果有了顯著提高，學生的參與度和滿意度也有較大提升。鑒于本課程還具有實踐性強的特點，在今后工作中我們將爭取開設配套實驗課程，邀請資深工程師走進課堂為學生開設專題講座，并與相關企業聯合開展暑期實踐活動，力爭做到教學與實踐相結合以培養更多優秀專業人才。

參考文獻：

[1]朱世富， 趙北君. 材料制備科學與技術[M]. 北京： 高等教育出版社， 2006.

[2]鄭偉濤. 薄膜材料與薄膜技術（第二版）[M]. 北京： 化學工業出版社， 2008.

[3]徐祖耀， 黃本立， 鄢國強. 材料表征與檢測技術手冊[M]. 北京：化學工業出版社，2009.

基金項目：江蘇省教育廳教學改革研究重點項目（2015JSJG058），蘇州科技學院校級重點專業應用物理學專業建設項目（2013ZYXZ-08），蘇州科技學院校級薄膜物理與半導體器件實踐教育中心建設項目（2013XZX-05），蘇州科技學院校級物理與電子技術實踐教育中心建設項目（2015XZX-06），蘇州科技學院教學改革與教學研究面上項目（2015JGM-12），蘇州科技學院天平學院教育教學改革研究重點項目（2015TJGA-04）。