《無機材料科學基礎1》課程教學模式改革探討

楊 敏（貴州大學化學與化工學院，貴州 貴陽 550025）

《無機材料科學基礎1》是無機非金屬材料專業的一門專業基礎課，主要是晶體結構基礎部分，課程內容包括晶體幾何基礎、化學基礎、結構、結構缺陷；固溶體；熔體和非晶態固體；固體表面和界面；漿體的膠體化學原理等[1-2]。由于結構部分較抽象，本課程又是無機非金屬材料理論知識的基礎，對無機非金屬材料實踐起著指導作用。因此，該課程教學如何能讓學生理解透徹非常重要。筆者在對該課程教學存在問題分析的基礎上，對該課程進行教學方法改革，就如何充分調動學生積極性和主動性，在以下幾方面得出一些經驗。

1 課程教學存在的問題

1.1 課程理論性強、抽象

《無機材料科學基礎1》是無機非金屬材料的專業必須課程，與無機材料科學基礎2構成完整的無機材料科學基礎課程。其中，1以晶體結構為主，主要包括晶體結構、非晶態和漿體三部分。晶體結構部分是課程主體，而其中晶體幾何基礎和化學基礎、結構特點等都包含大量三維幾何模型，非常抽象，需要學生有較好的空間想象能力才能理解。因此，學生對結構部分的學習比較吃力。而結構部分關系是材料改性理論基礎，對無機非金屬材料專業又是非常關鍵的。以往的教學中，盡管通過PPT三維模型展示一部分典型硅酸鹽結構，但學生普遍依然反應較難理解。

1.2 學時局限

由于課程調整，專業課時壓縮，理論學時更是減少。《無機材料科學基礎1》每章節理論學時平均僅有4學時，在這么有限的課堂教學中，很多內容無法有更多時間講解。另一方面，當代大學生知識面廣，思維活躍，但對學習沒有刻苦之心，都急于求成，僅對考試相關的內容用心，在有限的學時里，這種矛盾尤為突出。

2 課程教學模式改革思路及經驗

在現有教學存在的缺陷探討基礎上，作者對《無機材料科學基礎1》課程進行教學改革嘗試，通過對教學方法的改革和實際取得的成效，得出教學改革經驗。本課程進行的改革措施如下：

2.1 以翻轉課堂式教育為主要教學方法

主要實施以學生為中心，以教師為輔導的“討論式教學”方式。學生以小組為單位先進行課后自主學習，每一章節以一個小組為主進行課堂談論學習，其他小組同學隨時提問，整個課堂在講解、疑問和解答中進行。這種開放啟發式教學可以使學生主動性得到極大激發，思維也非常活躍。教師變為指導者，在問題討論中給于總結和最終解答，并積極引導學生走出書本，擴大學生知識面。比如晶體結構一章，通過學生自行搭建晶體結構模型，使學生更進一步了解晶體結構對稱性、對稱要素和結構特點等方面，不僅讓學生更直觀了解課堂內容，還增強學生動手能力。每一個組的同學在提問中又激發了他們的思考和對課堂內容的充分了解。傳統教學方法中 的交流方式是單 向的，主要是老師講、學生聽 ，教師很難把握教 學的效果 、學生 的掌握程度 ，而且學生學到的都是死知識 。學生不愿意主動思考 ，只會跟著教師的節奏走 ，容易滋生一部分同學的學習惰性，難以提高學習興趣。而通過實施互動教學，以學生為中心，有利于在教學過程中建立學生的主體地位[3]。

2.2 增加綜合實驗設計

實驗教學在無機非金屬材料工程專業人才的培養中占有重要地位。加強《無機材料科學基礎》課程的實驗教學，可以幫助學生鞏固理論知識，掌握實驗技能。該課程現有的實驗課程僅有黏土-水系統的ξ電位測定[4-5]，且以老師演示為主，學生較少參與。通過教學改革，在本課程中設置了硅酸鹽結構綜合實驗設計，以4-6名學生為小組，每名制作一種典型硅酸鹽結構模型，并對結構的特點進行講解；在此基礎上引入缺陷概念，以實驗演示缺陷的產生機理，促使學生積極主動參與到實驗中，并通過實驗進一步對晶體結構特點和缺陷有深入直觀的了解。

3 結 語

《無機材料科學基礎》是一門理論與實踐結合比較緊密，教學難度較高的專業課[6]，通過本次教改，以充分發揮學生的自主學習能力，能夠培養學生獨立分析和解決實際問題 的能力，有利于加強學生創新思維和實際創新能力的培養。在翻轉式教學模式中，學生從知識的被動接受者變為知識的主動建構者，培養學生的發散思維能力和創新能力；問題式、討論式教學可以激發學生的學習動機和學習興趣，培養學生的探究和科學研究能力。

[1]胡志強 無機材料科學基礎教程 化學工業出版社2011年6月

[2]周亞棟 無機材料物理化學 武漢理工大學出版社2006年1月

[3]祝瑜，周愛國 《無機材料科學基礎》課程教學方法改革的體會 科技視界2016 (7) :144-144

[4]馮小平，無機非金屬材料實驗 化學工業出版社2011年6月

[5]伍洪標，無機非金屬材料實驗 化學工業出版社2002年6月

[6]包鎮紅，淺析《無機材料科學基礎》課程教學現狀與改革思路 科技視界2013 (34) :79-79.