基于項目驅(qū)動法《材料物理性能》課程改革探索與實踐

摘要：對于教師而言，將舊的教學理念、教學方式和方法進行全新改革，是有效激發(fā)學生學習主動性和培養(yǎng)學生學習興趣的首要途徑。本文以材料物理性能這門課程為例，以提高學生的學習興趣和主動性為核心目標，對基于項目驅(qū)動教學法的材料物理性課程改革進行了初步探索。

關鍵詞：項目驅(qū)動;材料物理性能;課程改革;實踐;探索

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）40-0137-02

目前，高等教育課程結構和理論體系的強調(diào)重點是實踐教學，它對理論教學成果的鞏固以及對學生開拓、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面都起到?jīng)Q定性的作用。《材料物理性能》課程是材料系功能材料專業(yè)的核心課程之一，對實踐環(huán)節(jié)的教學要求很高。目前，材料系各個專業(yè)在人才培養(yǎng)方案中設置了多門與材料物理性能相關的課程和實踐環(huán)節(jié)，目標是培養(yǎng)基礎扎實、工程實踐能力強、具有較強的競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力的應用型高級工程技術專門人才。

一、目前教學中存在的問題

（一）教師是教學的主體

在教學中，教師依然處于傳統(tǒng)教學主導、主體地位，以語言、教具和板書等向?qū)W生講解知識，學生依然處于被動的地位，他們只能被動地去學習知識。

（二）教學缺乏實踐性

教學內(nèi)容偏向理論，實驗比例很少，忽略了以實踐為背景的知識講授。在這種情況下，學生缺乏對實際項目的主動學習和真正理解，也導致學生在將來面對實際項目時茫然不知所措。

（三）實驗課程安排不夠

實驗課的學時比較少，學生人數(shù)多，學生只能分批進行實驗，因此每個學生真正做實驗的時間不到半天，學生僅能完成一些相關知識的驗證，使得學生缺乏對項目真正的理解和掌握。

（四）考核體系不完善

實踐考核和理論考核組成了課程考核，雖然以試卷測試展開的理論考核較為公平，但對于實踐考核的測試卻很難進行，只能給出印象分數(shù)，而且只要到場不管實驗做的好壞一般都能通過，因此就使得學生重理論而輕實踐。

（五）學生實踐能力薄弱

由于學生實踐能力薄弱，因而在材料改性和工藝設計中會存在諸多問題。一些對儀器要求較高的性能測試只能以PPT的形式對學生進行講解，學生只能了解一些基本原理，缺乏動手操作過程。課程結束之后，很多學生連儀器的基本構造、功能都不清楚。

二、項目驅(qū)動法的提出

項目驅(qū)動教學法，也被稱為項目驅(qū)動法或項目教學法，是指教師和學生共同參與實施一個完整的課題或者項目工作而開展的教學活動。具體來說，應滿足以下條件：（1）這個項目工作具有應用價值，在這個項目工作過程中學生可以用來學習一定的理論知識。（2）可以將實際技能與某個課題的相關理論知識結合起來。（3）學生可以單獨制定計劃，單獨進行學習，他們可以在一定的時間內(nèi)獨自安排自己的學習。（4）項目工作本身就具有難度，它要求學生結合新的理論知識和技能，來對實際遇到的新問題進行解決。在項目實踐過程中，每個學生都能夠參與到實踐中去，在此過程中對完成項目的過程更為關注。學生在此過程中，不僅收獲了新的知識、技能，還體會了學習的樂趣和艱辛，同時也提高了學生解決和分析問題的能力。

三、教學模式的設計

項目的設計、評估、選取和開展四個方面組成了項目驅(qū)動法教學模式的設計。首先，要根據(jù)教學內(nèi)容來選取合適的項目，并結合用人單位對人才各方面素質(zhì)的需求，讓現(xiàn)實對象作為材料，其中既要注重學生自身的特點，也要包含所學教學內(nèi)容的知識點，盡量將項目教學設計成趣味十足且實用的教學，充分調(diào)動起學生學習的興趣，讓學生樂于學習且愛上學習;其次，項目的設計要有明確的目標，要求教師在學習總體目標的框架上，將學習內(nèi)容細化成一個個較為容易掌握的知識點，讓這些知識點來體現(xiàn)總的學習目標。不僅如此，要掌握學生的身心發(fā)展特點及學習情況，有針對性地組織教學。此外，對知識點的含量、項目大小等因素的考慮是在項目設計時所要考慮的問題，以項目展開的形式引入教學知識點，從而進行項目教學;再次，由項目分析說明、分組實踐操作、組織教學、結合項目講授相關理論知識、課后獨立完成任務五個方面組成了項目開展;最后，項目的評估對學生在活動中的能力發(fā)展過程較為關注，其中評估的內(nèi)容由學生在活動中的作業(yè)質(zhì)量和在各個環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)組成。作為教師，要根據(jù)評估標準要求，公正、客觀地對學生的學習效果進行評價。同時，對于學生在評估考核中出現(xiàn)的問題予以指出并給出解決方案，讓學生的能力得到有效提升。

四、項目驅(qū)動法的研究內(nèi)容

（一）項目的選取

結合《材料物理性能》課程的教學內(nèi)容、任務、教學要求，結合用人單位對人才各方面素質(zhì)的需求來選擇項目。例如，在教學內(nèi)容中關于“材料的電學性能”部分，我們可以選取“鐵酸鉍薄膜的電性能研究”作為研究項目。通過對項目驅(qū)動內(nèi)容的學習，我們的學生不僅對教材中材料電學性能的知識進行了學習，還掌握一些從沒接觸過的新技術、新知識，例如鐵酸鉍薄膜的制備、電性能的測量、形貌的表征等。對于項目的選取可以讓學生和教師共同參與。同時，教師要注重對學生周邊素材的啟發(fā)，選擇的工程項目要難度適中。

（二）項目的設計

以“鐵酸鉍薄膜的電性能研究”項目為例，在設計時，把項目的內(nèi)容細化為：a.溶膠凝膠法制備鐵酸鉍薄膜;b.厚度對薄膜性能的影響;c.溫度對性能的影響;d.雜質(zhì)濃度對性能的影響。通過這些小的項目來體現(xiàn)總的學習目標，以布置項目的方式引入有關概念，例如薄膜的概念、雜質(zhì)的概念、薄膜制備方法等，以此展開教學內(nèi)容。以“布置項目→介紹完成項目的方法→歸納結論”的順序引入與之相關的概念，對教學內(nèi)容展開教學、學習。這樣，學生不但掌握了影響材料電學性能的因素、材料的一些基本制備方法，也掌握了其他相關概念和測試方法。

（三）項目的實施

在課前要將學生分成若干小組，結合組內(nèi)各成員和每個項目的特點選出組長。項目分析說明階段主要對課題各個分項目的意義和項目的難點、重點、內(nèi)容進行說明，對學生的興趣予以激發(fā)。要結合項目講授相關知識，然后教師可以成功演示一次分項目的實施過程，對學習優(yōu)秀的學生教師可以不演示，以培養(yǎng)他們的自學能力，增強他們的自信心。例如在制備階段，可以將學生分為：a.溶膠凝膠法制備鐵酸鉍薄膜;b.溶膠凝膠法制備鐵酸鉍陶瓷;c.磁控濺射法制備鐵酸鉍薄膜;d.溶膠凝膠法制備鐵酸鉍粉末。在薄膜電性能的測量階段，可以將學生分為：a.鐵電性能的測量;b.導電性能的測量;c壓電性的測量;d.熱電性的測量。在學生完成分項目后，教師要從項目驅(qū)動的角度著手總結，在小組實踐環(huán)節(jié)，學生在教師指導下，教師與學生之間、學生與學生之間通力合作，以優(yōu)生帶學困生的方式提高學生整體的實踐能力，對學生的學習興趣進行有效激發(fā)。這樣，學生不但掌握了薄膜制備的各種方法，掌握了影響電性能的因素，也了解了多種“電性能”的概念。在項目實施過程中，要以學生為主體來開展工作，充分發(fā)揮學生的主動性和積極性，要將在實施過程中遇到的問題進行分析、解決，積極培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和實踐能力。同時，以嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和以實踐為基礎的實踐精神來對項目實施過程中團結協(xié)作、自主學習和組織實施能力進行提高。

（四）項目的評價

作為教師，要依據(jù)項目形式所設置的評估標準來對學生的學習效果進行公正、客觀的評價。在項目完成過程中，學生可能遇到這樣或者那樣的問題，這就需要教師給出相應的指導建議或解決方案，同時讓學生在評估中提升各項能力。在評估方法方面，教師要對學生是否達到項目要求來予以評價。同時，也要重視學生對項目的完成程度是否取得了進步，這樣對學生的創(chuàng)新能力、職業(yè)能力和實踐能力也進行了有效培養(yǎng)。如，在項目的實施過程中，對同樣方法制備的鐵酸鉍薄膜，為什么不同小組得到的電學性能不一樣呢？雖然學生達到項目的目標要求，但是這時可以啟發(fā)學生去思考問題所在，影響薄膜性能的因素有哪些呢？是否可以通過改變制備參數(shù)（例如改變制備時的氧氣、溫度、厚度、濃度、摻雜量等）對材料進行改性？讓學生再次完成一個項目的綜合設計，即從材料的制備、參數(shù)的設置、性能的表征測試、分析，材料改性研究。使實驗訓練與科學研究相結合，讓學生的設計思路和多項思維得到啟發(fā)，讓學生的主觀能動性得到充分發(fā)揮，有效地將學生的創(chuàng)新欲望和創(chuàng)造靈感激發(fā)出來。

總的來說，通過本項目的實施，學生對《材料物理性能》課程的相關概念能夠很好地掌握，這不僅讓學生對學習產(chǎn)生了濃厚的興趣，還讓學生明確了學習的目標，讓學生的學習不再盲目。這樣不僅對學生的學習效果進行了提高，還提高了教學質(zhì)量，并且對學生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力得到了有力鍛煉，同時也鍛煉了學生的科學研究能力和適應實際工作的能力，為學生未來的就業(yè)打下了堅實的基礎。

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