材料制備技術課程的教學探究

鄭 程

(廣東工業大學， 廣東 廣州 510006)

材料制備技術課程是材料類專業學生的專業課，本課程設置的目的是通過該課程的學習，使學生理解材料制備合成與加工工藝的基本原理，在相關理論的基礎上，掌握先進材料制備的技術。該課程涵蓋內容多、知識點分散、實踐性強，以傳統的課堂教學方式向學生傳授各種材料制備及合成方法的基本原理、設備儀器構造、方法和技術等知識，會讓學生感到瑣碎和枯燥，很難提起興趣學習[1-2]。如何在有限的時間里掌握眾多的制備技術、提高課程教學效果？本文將從理論知識、現代化教學以及科研實踐這幾個方面來展開分析及探究。

1 理論知識打基礎

1.1 基礎理論的掌握

材料是人類生存、社會發展、科技進步的堅實基礎，特別是20世紀60年代起，先進材料科學更是引起了全世界的重視。材料科學最終的研究和發展目的是應用, 而其中材料制備是應用的重要基礎。材料制備技術課程主要包括納米無機材料、高分子材料、金屬材料、晶體材料等多類材料制備技術和工藝，同時涵蓋了實現新材料的設計思想, 涉及物理學、化學、生物學、材料學等多學科交叉知識。在學習該課程時，需要掌握物理化學、材料科學基礎等重要的基礎課程，因此在本專業安排該課程時首先需考慮好學生的基礎知識儲備情況，合理開展專業課程內容，注重課程之間的銜接，避免課程內容之間的重復以及空缺。例如：學習材料制備技術這門課程時，學生需要先學習《物理化學》 、《材料科學與基礎》這些課程，因此可以將《物理化學》 、《材料科學與基礎》安排在大一或大二學習，之后再安排材料制備技術這門課程，這樣學生學習起來就較為輕松，從而提高學習興趣。

1.2 歷史起源的引入

材料制備技術針對不同的材料產生個性迥異的制備技術，其基本原理是獨特的，毫無系統化，因此想要在課堂上有系統、有節奏、有規律的講授這門課程本身就是一件具有挑戰的事情。基本原理的講述較為枯燥乏味，多數都是一些敘述性的知識，在傳統課堂上一般都是直接講述——接受的過程，為此老師講述辛苦，而很多學生也難以提起興趣，致使教學效率低下，這個局面視乎難以突破。

但其實一種制備合成方法或加工工藝都有著自己的歷史來源，而我們在教學過程中往往總是忽略了這一部分的內容。故事往往有著吸引力，適當在課堂上穿插一些關于相關的歷史故事，生動的講述過程一方面調動了學生的積極性，引起了他們的注意，拉近了師生之間的距離，另一方面還提高了教材的趣味性，使他們能更好地理解掌握這一部分的內容，提高教學效果[3]。這種輕松的課堂氛圍，不僅僅打破了枯燥，而且還將基本理論知識和一些哲學思想講授給了學生，增強了學生的好奇心以及探索學習的主動性，他們也會感受到這門課程的魅力。

2 現代化教學要跟上

2.1 多媒體器材的使用

多媒體具有集圖文、音像和動畫等多種表現形式于一體的功能，可以通過圖畫、文字、聲音、視頻、動畫等一些在黑板上無法展現出來的功能，表達更加直接和形象，能更好地進行教學，因為它強大的功能性讓我們的教學內容更加的直觀、生動和形象，學生當場就可以理解掌握，從而能激發出學生更多的學習興趣和積極性，提高課堂的互動性，而且多媒體的投入使用還可以讓老師們打破原有的教學方式，以一種更加新穎的方式進行上課教學，順應時代的潮流[4]。材料制備技術課程側重于介紹各種材料制備及合成方法的基本原理、設備儀器構造、方法和技術等知識，內容雜且多，而課程時間有限。在這種情況下，就需要老師們在課堂講授中，充分利用多媒體的這些功能，將現代化的教學手段與傳統的教學方法相結合，通過將文字教材制作成多媒體軟件，把一些難以理解的基本理論具體形象地表現出來。例如：將抽象的先進材料制備技術原理、加工工藝、合成條件以及相關材料等以圖像、動畫、視頻等形式展示給學生；對于一些平時難以接觸到的高端實驗設備或比較復雜、難度較大的制備工藝等，可以通過影視材料、動漫及其他方式形象生動、逼真地模擬；另外，在條件允許的情況下，還可以組織學生觀看相關視頻，直觀地了解和掌握某些實驗儀器的結構和操作。

2.2 互聯網教學模式的加入

受新冠肺炎疫情影響，大中小學延期開學，互聯網教學模式迎難而上，各學校“停課不停學”，這也使得互聯網教學得到空前的發展[5]。在互聯網飛速發展的時代，信息呈現爆炸式增長，人們對知識的需求越來越多樣化，同時也為教育的發展提供了新的平臺，互聯網教學的優勢也越來越明顯：在很大程度上跨越了地域、物質等造成的教育資源分配不平等的問題，可以滿足人們不同程度的學習的要求，使教育更加人性化，更具有針對性，可以綜合利用各種互聯網的先進技術，提高學習效率。

材料制備技術課程涉及眾多學科，為了獲得更好的教學效果，學生在上課之前應對制備方法有所接觸，最好能進行親手操作。但是由于學時限制以及實際操作的局限性，可增加慕課、微課、翻轉課堂等多種方式進行的互聯網在線教學[6]。可結合校級、省級、國家級精品課程的教育資源共享，給予學生課前預習、課后學習充分的選擇性，以提高學生學習的有效性。例如，在講解制備技術之前，可讓學生觀看一個制備實例，對制備方法有一定的了解，可以增加其學習興趣。增加互聯網教學可以有效控制教學進度，把握學生學習狀態，提高學生學習的積極性。

3 科研實踐相促進

作為一名正承擔著材料制備技術課程的大學教師，經常在課下與學生交流，有的學生反映教學內容瑣碎，有些知識點過于抽象，比如對于物理氣相沉積制備方法、制備原理、操作技術流程聽得似懂非懂，談起不同種材料如納米材料、單晶材料或薄膜材料等該如何選擇合理的制備方法及工藝更是一頭霧水。學生反饋到課堂上學習的某種材料制備的操作流程只是紙上談兵，其裝置設備儀器根本就沒有見過，沒有直觀的設備儀器認識，沒有實驗室的實驗實踐過程，對能否合成此目標材料持懷疑態度，因此材料制備及合成方法傳統的理論教學方式已經不能滿足培養高質量人才的需要[7]。材料制備課程本身是一門理論性和實踐操作性相結合的課程，僅僅采用課堂教學方式顯得過于單調、枯燥，使大部分學生處于一種消極被動的地位。在課堂教學過程中，增加適量的實踐操作，一方面有助于調節課程氣氛和激發學生的學習興趣，另一方面能幫助學生深入理解其相應的理論知識，提高學習效果。

那如何實現其中的實踐操作可根據院校的實際條件以及學生培養目標來制定合理的方案。例如：對于有碩博學位點且硬件設施較為齊全的院校，可以采用教學與科研相結合的方式向學生傳授知識，鼓勵學生走進實驗室，將學生的創新意識和實踐能力的培養貫穿于整個教學過程，從而全面提高教學質量；對于沒有碩博士學位點或硬件設施不太齊全的院校，如果無法提出科研條件，可以采用參觀實驗設備、觀摩實驗操作過程等方式來替代。

總之，加強實踐操作，采用教學與科研實踐相結合的模式，以科研實踐促進教學內容的更新，豐富教學內容，激發學生的學習興趣，培養學生的創新精神和實踐動手能力；同時提高教學質量和教學水平。

4 結 語

本文通過結合材料制備技術課程的特點以及教學現狀，對該課程的課程安排、教學方法、教學模式等多個層次、多個方面出發，探究提高教學質量和教學水平的良好方法。通過調動學生學習的積極性，激發學生學習的興趣，擴寬學生的知識范圍，培養學生實踐操作能力以及創新能力，來為材料制備技術課程教學質量的改革提供一種創新、有意義的探討與思考，并逐步建立以培養高質量人才為目標，以現代社會需求為導向的教學新體系。