《真空與薄膜技術》課程教學改革探索

楊勇 陳舟 徐滕州 韓若男 秦世軍

摘 ? 要：本文以“真空與薄膜技術”課程教學實踐為基礎，介紹了該課程的內容與應用，重點闡述了當前課程現狀，提出了多樣式教學手段與教學內容相結合的授課方式，將理論的基礎性與科研實驗的創新性及實際應用的實用性融入教學中并促使教學內容的更新替換，采用科研專題報告、企業應用前景報告以及翻轉課堂等多樣化課堂模式，探索課堂教學改革，開拓學生的創新性和創造性。

關鍵詞：真空薄膜 ?教學改革 ?專題報告 ?翻轉課堂

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（c）-0209-02

科學技術的日新月異促使材料制備技術的更新換代，在材料科學的各個分支中，薄膜材料科學的發展占據了極其重要的地位。薄膜材料是采用特殊的制備方法（一般為物理氣相沉積或化學氣相沉積），在基體材料的表面沉積制備一層性質與基體材料性質完全不同的一種物質層，因其特殊的二維形態以及全新的物理現象而被廣泛用于高溫涂層、光電子、數據存儲、能源開放、互聯網信息等高端領域。特別是隨著器件的微型化、柔性穿戴的智能化、能源使用的清潔化等要求導致各個學科之間交叉發展，拓寬了薄膜材料的使用領域，促使薄膜材料得到了更廣泛的應用。

目前，真空與薄膜技術這門課程主要包括真空原理、物理氣相沉積、化學制備工藝、薄膜的形成與生長、薄膜的應用及其相關制備設備簡介等內容。可以看出，教材中從薄膜成形原理到制備，從薄膜設備到應用領域均給出了詳細介紹。在教學過程中，目前主要采用課堂傳授為主，學生被動接受相關知識點，課堂的索然無味導致學習積極性降低，進而產生厭學，導致上課睡覺、玩手機的現象屢禁不止，情況更為嚴重時會出現逃學等現象。在授課過程中，由于缺乏相關的實踐教學，使得教學內容與實際需求相脫節，學生只能機械地學習薄膜形成原理、工藝、設備等。抽象的機理圖以及設備簡化圖使得學生很難對薄膜制備流程以及成形機理形成清晰的認識，設備的構造、各個部位的作用以及運行模式模糊不清。課堂內容的晦澀難懂、機械無趣嚴重限制了學生對課程的理解，降低了學生學習的主觀能到性[1]。

因此，針對目前教學課程體系中存在的問題，在課程建設過程中需對教學方式、教學內容以及課堂模式進行深度剖析、改革優化，最終達到改善教學效果、提高教學質量、培養學生學習的主觀能動性和提升創新能力的目的。

1 ?理論與科研實踐并重

真空與薄膜技術是一門專業技術課程，旨在使學生了解薄膜制備技術、成形原理中的物理化學知識、薄膜成品制備設備種類及薄膜應用領域，為其后續科學研究和就業做指導。課堂授課是學生接受相關知識點的主要途徑，但是這種教學方式更多體現在概念介紹和一般性原理的分析。學生的學習更多集中在對知識點的背誦或是考試前期的突擊復習，目的旨在應付相關課程考試。隨著時間的推移，學習到的知識點容易慢慢忘卻，而科研實踐可以加深對知識點的理解。因此，理論與科研實踐的同步進行可以深化學生對課程內容的理解[2]。

科研實踐可以依賴于學院內部的薄膜科研團隊，實驗室對選課學生開放，在學生完成每周課程內容的同時安排學生進入實驗室進行相關制備設備的學習和樣品的制備。通過對實驗室的觀摩以及現場的直接操作，增加學生對相關知識的理性和感性認識[3]。針對不同年級的學生，建立跨年級科研興趣小組，實施幫扶計劃，在團隊協作中完成相關薄膜樣品的制備和實驗報告的完成，同時可以組織參加挑戰杯、大學生創新創業等競賽活動，促使學生將所學薄膜知識應用到具體的產品制備和研發中。聯系相關薄膜制備廠家，進行相關課程實習和暑期實踐。學生通過在實驗室、企業的操作實踐以及興趣小組競賽中的知識問答和講解，不僅加深了對真空與薄膜技術這門課程的理解，同時也鍛煉了學生表達能力、思考方式以及操作能力。老師根據學生實驗進展或現場實習場景，因材施教增加學生的參與感，誘發學生的積極性和主觀能動性，培養學生的創新探索精神和意識。在實踐過程中，學生跟老師的交流有利于將實際問題與理論知識相融合，實現教學相長。

2 ?課堂與專題報告共融

真空與薄膜技術課程旨在系統而又全面地講解薄膜相關知識，課堂上的講解主要注重基礎理論的介紹，更多的是對薄膜材料制備原理和應用基礎理論一般性介紹。課堂使用的教材很多比較陳舊，對于新技術、新設備以及新理論的融入較少，很難滿足社會發展需求，跟不上社會技術變革，致使書本知識和社會大生產脫節，不利于對人才的培養。因此，在這過程中要充分利用學院現有的科研平臺和優秀教師資源，不拘泥于課本，同時聘請相關行業科研人員和管理人員進行授課，實現靈活教學、花樣式教學。以教師講課為主，專題報告為輔，共同完成對薄膜知識點的講解工作，實現一體化多層次的教學模式[4]。

專題報告可以分為科研型和市場應用型，前者以最新科研成果為主，通過專題報告可以使學生了解到最新的薄膜制備技術、前沿科技和研究成果，擴大學生的知識面和視野，有利于走出“象牙塔”式學習模式，調動學生的學習熱情和探索精神;后者主要以市場介紹為主，聘請相關企業管理人員對目前薄膜應用市場、市場需求、行業規劃以及未來市場前景做專題報告，促使學生了解現階段薄膜市場的發展動向和未來從事行業的現狀，增加學生的學習信心，明確未來的從業方向，同時通過與企業管理人員的溝通接洽可以了解企業對人才的具體需求，使得部分學生提前做出相應的準備和知識儲備。

3 ?翻轉課堂與討論并存

黑板板書和PPT授課是目前課堂模式使用較為廣泛的教學方式，生硬的授課很難激發出學生的學習熱情和對知識點思考的積極性。在教學過程中，教師可以將學生分配成若干小組，對于部分簡單易懂的知識點，可以讓各個小組完成相關PPT并利用課程時間進行講解、分析和討論，老師則在一旁協作完成;對于生僻難懂的知識點，也可以進行小組討論，讓大家提出自己的疑問、理解和想法，老師根據具體的提問給出解答，同時進行知識點講解使得學生在思考中學習[5]。也可借助翻轉課堂將學習的決定權由老師轉移給學生，學生在課后通過看視頻、閱讀文獻等實現課前的自主學習，在這種模式下，學生在課堂上可以更加專注于對知識點的討論，有利于對薄膜相關理論的深入理解。

以雨課堂為例，雨課堂將復雜的信息技術手段融入到PPT和微信中，將課堂教學、課堂互動和課外預習緊密聯系在一起，建立永不下線的課堂互動橋梁[6]。使用雨課堂的教學模式，可以將MOOC視頻、習題、語音的課前預習課件推送到學生手機客戶端，實現師生之間的及時溝通和相關知識點的反饋;課堂上視頻觀看、實時答題、問卷調查、彈幕互動，為傳統課堂教學師生之間互動提供了完美解決方案。雨課堂將課前預習、課堂講解以及課后復習融入到了教學的每一個環節，可以促使師生間教學互動，為課堂學習提供了完整的數據支持，使得教與學更為明了，有利于學生對薄膜制備工藝、機理、設備等方面知識的全面理解與掌握。采用雨課堂教學，大家可以各抒己見達到對同一事物多角度的觀察和思考，激發學生學習熱情和思考方式的多樣性，改變課堂枯燥無味的學習模式，從教師的單一傳授向多渠道、雙向性教與學互動，進而實現對教學方式的優化改革。

4 ?結語

隨著智能化時代的到來，光電子和微電子技術得到了迅猛發展，對于相關薄膜材料專業學生的培養顯得尤其重要。為了有效提高真空與薄膜技術這門課程的教學質量，實施教學改革，加強學生對真空原理、薄膜材料制備技術、薄膜成形機理、制備設備以及應用等知識的掌握刻不容緩。本文從理論與實踐、專題報告、翻轉課堂等方面分析和研究該課程的改革與建設，希望可以通過教學方式的改革激發學生的學習興趣，提高學生的學習效率，促進對知識點的理解，開拓學生的思考模式，增強學生的專業素養，為光電行業提供優秀人才。

參考文獻

[1] 萬厚釗，張軍，汪漢斌，等.《薄膜物理與技術》精品資源共享課程的教學實踐與認識[J].教學現代化， 2017（34）：197-199.

[2] 劉親壯，陳三，張永興，等.《薄膜物理與技術》課程教學改革探析[J].淮北師范大學學報：自然科學版， 2015（36）：90-92.

[3] 黃帥，王海歐，蘇昆朋，等.薄膜與真空技術教學改革探索——以磁性材料薄膜的制備技術為例[J].課程教育研究，2018（4）：255-256.

[4] 孫鳳云.“真空薄膜技術”課程教學改革探索[J].實踐·探索，2016（3）：70-71.

[5] 葉志鎮，張銀珠，黃靖云，等.以科研促進《薄膜材料技術與物理》專業課程的教學改革[J].材料科學與工程學報，2010（28）：474-476.

[6] 張健麗，胥剛.翻轉課堂“雨課堂”及其對“思修課”改革的啟示——以湖南信息學院為例[J].高等教育，2016，2（23）：92.