《材料合成與制備方法》課程教學(xué)改革與探討

張仁輝+張恒+石維+吳運(yùn)東+冷森林

摘要：《材料合成與制備方法》是一門研究材料制備新技術(shù)、新工藝以及實(shí)現(xiàn)新材料的設(shè)計思想，并使其投入應(yīng)用的一門學(xué)科，是高校材料專業(yè)必修的一門課程。對于材料物理專業(yè)的學(xué)生來說，該課程內(nèi)容繁多，涉及面廣，存在一定的學(xué)習(xí)難度。本文通過總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和深度剖析教學(xué)內(nèi)容，對教材的選擇、教學(xué)方法及手段等方面進(jìn)行改革，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：材料合成與制備方法；課程教學(xué)；改革；探討

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）11-0173-02

一、前言

材料科學(xué)是研究材料的組成、結(jié)構(gòu)、性能以及變化規(guī)律的一門基礎(chǔ)學(xué)科，[1-3]是多學(xué)科交叉與結(jié)合的結(jié)晶，與工程技術(shù)密不可分，目前材料制備與合成技術(shù)正在發(fā)生著深刻的變化，對材料的新設(shè)計思想、新技術(shù)、新工藝等都有很高的要求。本課程主要講授單晶材料、非晶態(tài)材料、薄膜、功能陶瓷的合成、結(jié)構(gòu)陶瓷和功能高分子材料的制備原理、方法和工藝過程。知識內(nèi)容非常廣泛，工藝性繁多、概念性及理論性都很強(qiáng)，涉及到物理、化學(xué)以及材料科學(xué)等多門學(xué)科的知識。就以往的靜態(tài)教學(xué)模式而言，以教師主講為主，學(xué)生被動學(xué)習(xí)為輔的方法，很容易使學(xué)生對本課程產(chǎn)生厭煩的心態(tài)。又加上本課程內(nèi)容瑣碎、抽象、枯燥、難于理解掌握，則更加難使教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)。所以要想激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思考的能力，使教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)，教師應(yīng)該從本質(zhì)上對課程教學(xué)中存在的問題進(jìn)行改革。

二、教材優(yōu)化選擇

教材的選擇是每個高校教學(xué)工作的重要環(huán)節(jié)。因?yàn)榻滩募仁钦n程教學(xué)內(nèi)容的知識載體，又是組織教學(xué)的基本工具，也是各高校對本專業(yè)的教學(xué)改革和每個教師對教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，所以在對每科教材進(jìn)行選擇時，所有相關(guān)的教師都應(yīng)該考察市面上存在的相關(guān)教材，通過比較發(fā)現(xiàn)不同教材之間的內(nèi)容差異，以及本校學(xué)生和地方的特點(diǎn)，選擇一些實(shí)用性強(qiáng)而內(nèi)容又不繁瑣的教材，選擇一些適合本校本專業(yè)教學(xué)改革需要的教材，比如我們在同時開設(shè)的另一門《材料成型工藝基礎(chǔ)》[4]課程中就有很多重復(fù)的內(nèi)容，若選擇一些與《材料合成與制備方法》課程相輔助的課程，比如像《材料物理性能》和《高分子材料概論》等課程，這樣通過教材的優(yōu)化來引導(dǎo)教師教學(xué)的優(yōu)化，才能更容易調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，使課堂效果達(dá)到最優(yōu)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力以及使學(xué)生成為學(xué)習(xí)知識的主體，真正的符合應(yīng)用型人才標(biāo)準(zhǔn)，不斷提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

三、注重教學(xué)內(nèi)容整體優(yōu)化與教學(xué)環(huán)節(jié)的開放性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性

《材料合成與制備方法》課程覆蓋了材料科學(xué)的各個領(lǐng)域。開設(shè)本課程的目的是為了使學(xué)生了解和熟悉材料的制備與合成的主要技術(shù)，材料的新設(shè)計思想，新工藝合成方法及應(yīng)用。學(xué)習(xí)和掌握材料制備的專業(yè)知識，使學(xué)生在后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)中打下基礎(chǔ)知識，更是為了學(xué)生在以后的工作中為新材料開拓更多的高新技術(shù)，使新材料更好地應(yīng)用于我們的生活。由于本課程內(nèi)容繁多，知識點(diǎn)分散，應(yīng)用性也比較強(qiáng)，所以教師要在有限的教學(xué)學(xué)時里高效地完成此課程內(nèi)容是一個非常艱難的任務(wù)。因此，教學(xué)的內(nèi)容整體優(yōu)化就顯得尤為重要，教師不僅要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全新的整合歸納，突出每章的重點(diǎn)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生在學(xué)習(xí)中的發(fā)散思維以及提升學(xué)生的創(chuàng)新意識，而且要充分利用課堂有限的時間來提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出滿足該領(lǐng)域的高應(yīng)用型人才。

在講述材料制備方法的時候，應(yīng)該注重講解材料的性能、結(jié)構(gòu)、制備等基礎(chǔ)理論。充分利用其他課程與本課程相結(jié)合，重點(diǎn)講解材料的性能與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，同時也要注重理論聯(lián)系實(shí)際，結(jié)合本地區(qū)，本校的一些資源為學(xué)生做詳細(xì)的講解。比如在講解陶瓷材料的制備與應(yīng)用，高分子材料的制備方法的時候，可以利用本校老師發(fā)表的一些重點(diǎn)核心論文作為引例，講解近幾年相關(guān)新材料制備方法與應(yīng)用。這樣既全方位地引導(dǎo)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣又拓寬了學(xué)生的專業(yè)視野，使學(xué)生更加快捷地了解本專業(yè)的前沿知識及新材料的發(fā)展方向，同時也培養(yǎng)了學(xué)生一定程度上的創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力。

四、教學(xué)方法和教學(xué)手段改革

1.采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書相結(jié)合、開啟互動教學(xué)。隨著材料合成制備方法的高速發(fā)展，材料的工藝性以及合成方法的更新周期都比較快，再加上《材料合成與制備方法》教學(xué)內(nèi)容廣，知識信息量比較大，工藝性繁多、概念性及理論性都很強(qiáng)，教學(xué)內(nèi)容也更新得快。而多媒體教學(xué)恰恰具有存儲信息量大，傳播速度比較快的特點(diǎn)，效果直觀，動畫形象生動，可以縮短學(xué)生掌握知識量的時間，節(jié)約更多的教學(xué)時間，增加課堂探討和課堂交流，使教學(xué)更加活躍和生動，更容易激發(fā)學(xué)生的思維思考能力，便于學(xué)生更加透徹地理解概念和實(shí)踐的應(yīng)用。比如一些非晶態(tài)材料、陶瓷材料、晶體材料等，老師可以利用CAD制圖更加形象生動地表示出來，讓學(xué)生更加容易理解和掌握。也可以方便快捷地下載各種材料制備的流程圖，實(shí)驗(yàn)設(shè)備，操作方法。再次就是學(xué)生可以方便地制作一些材料制備合成方法的PPT以及一些新材料的小論文，可以在課堂上實(shí)時的開展，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

多媒體也會帶來一些弊端。比如學(xué)生可能在課堂上所有的知識點(diǎn)都理解掌握了，但是下課之后就會很快遺忘，因?yàn)樵诓シ臥PT的時候速度較快，也許學(xué)生沒有注意看PPT中的相關(guān)內(nèi)容，過后則容易遺忘，所以要結(jié)合傳統(tǒng)板書的教學(xué)模式，讓學(xué)生有足夠時間消化知識，思考問題，還可以調(diào)動學(xué)生做筆記，提高學(xué)生的注意力。這樣在一定程度上消除了學(xué)生學(xué)習(xí)中厭煩的心態(tài)，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，優(yōu)化了教學(xué)效果。

2.理論與實(shí)踐相結(jié)合。對于工科類的學(xué)生來說，《材料合成與制備方法》是一門理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，所以在教學(xué)中除了對教學(xué)理論的講解之外，還應(yīng)該注重教學(xué)實(shí)驗(yàn)，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，獨(dú)立思考的能力，又鞏固了理論知識，通過教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情進(jìn)一步提高，也更加容易使學(xué)生對本專業(yè)的知識點(diǎn)有更加深刻的理解與運(yùn)用。因?yàn)閷τ诖笕膶W(xué)生來說，或多或少的在跟著老師做一些新材料制備的研究，比如陶瓷材料的制備，晶體材料的性能測試等，這樣就可以使學(xué)生把本專業(yè)知識與實(shí)踐相結(jié)合更加深刻的理解和靈活的運(yùn)用。也為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)，更為以后的工作帶來幫助。

3.多樣化的考核方式。為充分發(fā)揮考核在教學(xué)中的重要作用，考核更是教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)，正確引導(dǎo)學(xué)生，為評價和反饋帶來有用信息。因此應(yīng)調(diào)動學(xué)生在整個課程學(xué)習(xí)中的自主性，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，更加全面地了解本專業(yè)知識，更加客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。以往的傳統(tǒng)考核方式多為閉卷考試，比較死板，學(xué)生負(fù)擔(dān)過重，嚴(yán)重影響學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情，雖然這種考核能加強(qiáng)學(xué)生對知識的記憶，但是考完之后知識容易遺忘，因?yàn)閷W(xué)生純粹是通過死記硬背來完成考試的。所以本課程應(yīng)該設(shè)置多種考核的方式：（1）平時成績。主要包括提問、發(fā)言、小組討論、課程研究以及作業(yè)等。（2）對新材料制備的一些小論文講解。平時每章做一次考試小測試等。（3）閉卷考試。出一些基本理論性的題目，與實(shí)踐相結(jié)合的一些開放性題目以及學(xué)科交叉的綜合性題目。這樣不僅使學(xué)生對專業(yè)知識有更加深刻的理解，而且更容易提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和思考能力。因而更能滿足該領(lǐng)域人才培養(yǎng)的目標(biāo)，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

五、結(jié)語

《材料合成與制備方法》是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，為了培養(yǎng)符合高校轉(zhuǎn)型應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的人才，滿足材料物理專業(yè)對人才培養(yǎng)的要求，通過對課程深刻的剖析，深刻地探討教學(xué)改革，做出以上有效的改進(jìn)，希望為后續(xù)教學(xué)帶來高效的成果。但是教學(xué)是不斷的實(shí)踐與摸索的過程，還需要更多地完善教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)方法，做到積極創(chuàng)新，提高學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力，才能培養(yǎng)出具有工程實(shí)踐能力的高素質(zhì)、復(fù)合型、創(chuàng)新型專業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳建生，張春柏.材料制備新技術(shù)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，1996.

[2]趙文元，王亦軍.功能高分子材料化學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1982.

[3]李家茂.材料制備與合成課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，（5）：123-124.

[4]沈其文.材料成型工藝基礎(chǔ)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2003.

Discussion on Teaching Reform of Material Synthesis and Preparation

ZHANG Ren-hui，ZHANG Heng，SHI Wei，WU Yun-dong，LENG Sen-lin

（College Material and Chemical Engineering，TongRen University，Tongren，Guizhou 554300，China）

Abstract：The material synthesis and the preparation method is the design thought of new technology，preparation process and new materials，which puts it into the application of a discipline and is the professional required course materials.The curriculum content is various，involve wide，there is a difficulty in teaching for materials physics major students.By summing up teaching experience and in-depth teaching content，the selection of teaching materials，teaching methods and means to reform，to stimulate students'interest in learning，improve the quality of classroom teaching.

Key words：material synthesis and preparation method；course teaching；reform；discuss