信息化背景下《功能信息材料》課程教學改革及思政教育實踐

何壽成

（鹽城工學院材料科學與工程學院 江蘇·鹽城 224051）

1 《功能信息材料》課程簡介

功能與信息材料對科學技術產業尤其是信息產業的發展及相關新產業的形成擁有決定性的作用，是一個國家國民經濟的發展基礎和綜合實力的標志。為了促進該學科和產業的發展，許多院校設置了功能與信息材料方向或專業。尤其是新型功能與信息材料產業的快速發展，急需大量從事這一產業的應用型人才。

《功能信息材料》是工科高等院校材料科學與工程專業（功能與信息材料方向）主干課程之一。本課程主要介紹為幾類有代表性的功能信息材料的原理、結構、性能、制備及應用。學生經過課程學習之后，能夠了解功能信息材料的類型、性能參數要求和應用范圍，掌握功能信息材料的組分設計原理和生產工藝流程，領會功能信息材料的構效關系，為新材料、新產品、新工藝、新設備的開發奠定基礎。

根據材料科學與工程專業人才對功能信息材料基本原理與技術的要求，以及現代功能信息材料的發展趨勢，教學內容包含緒論、絕緣陶瓷、電容器陶瓷、壓電陶瓷、敏感陶瓷、磁性材料、光功能材料、超導陶瓷等8大部分，并按照基本概念、組成設計、工藝過程、工程應用等4個方面組織教學。

2 課程教學目標

（1）使學生掌握功能信息材料合成與制備、成分、結構、性能及應用等基礎知識、基本原理和基本技能。掌握和運用功能信息材料研究的方法論。

（2）使學生具有一定的從事科學研究的能力，可以把功能信息材料的基本原理和知識運用到科研實踐中。學會通過現代信息技術文獻檢索，研究和分析與功能信息材料相關的科學問題。

（3）使學生有強烈的環保意識，可以正確評估復雜工程問題對環境的影響。培養學生可持續發展意識，可以正確評估社會工程實踐對可持續發展的影響。

（4）使學生了解功能信息材料的國際形勢和國情，堅定熱愛黨、愛國主義和民族自信心。用科學的世界觀和方法論分析和解決工程實踐中的問題。在工程實踐中自覺遵守職業道德，踐行敬業精神和職業標準。

3 課程教學改革

3.1 運用信息化教學方法，提高教學質量

采用線上線下混合式教學，在開題前一周，通過雨課堂把教學文件推送給學生，利用語音功能對重要知識進行注釋。學生收到課件后，在預習過程中，可以對不理解的地方進行標注，筆者在上課前將學生不理解的內容加以收集。課堂上筆者重點講解學生不懂的地方，并利用雨課堂的彈幕功能實時掌握學生對重點和難點的理解情況，每單元講解結束后，還能夠利用雨課堂將單元測驗題推送給學生，學生當場作答，筆者當場講解，加深學生對重要知識點的掌握。課后筆者通過雨課堂后臺數據了解學生課上表現，通過歸納和總結指導后續的教學活動。

3.2 以學生為中心，培養學生綜合能力

本課程內容涉及到材料的電性能、介電性能、磁性能和光學性能及相關材料制備和應用，涉及的知識點繁多，很難在課堂上面面俱到的講解到。因此，筆者在教學過程中，對于學生容易學會的知識點以自學為主，再結合分組匯報的形式，考查學生的掌握情況。既培養了學生獨立獲取知識的能力，又鍛煉了學生團隊協作、語言表達能力。對于學生較難理解的重要知識點，既要注重課堂上的講解，又可以通過信息化教學手段來協助學生理解。

3.3 學生成績評價體系的多元化

采用單元作業、單元測驗、課堂提問與討論、課程論文及答辯、期末考試等多元化考核評價體系，系統評估學生對課程重點和難點的掌握、知識的自主獲取、團隊合作和探索創新能力。

3.4 堅持立德樹人，思政教育貫穿全課程

根據課程教學內容的特點，在教學活動中探尋思政教育落腳點，教育學生熱愛祖國，關注我國功能與信息材料的發展。在思政教育實踐中，依據每一章節的教學重點和難點設計教學方案，將教學內容與思政內容做到有機結合。

4 思政教育實踐

4.1 緒論

本章的教學目標：使學生了解功能信息材料的定義及分類、特點、發展趨勢。

本部分的思政教育內容：講解功能與信息材料的世情國情，教育學生熱愛祖國，關注我國功能與信息材料的發展，培養學生的使命擔當。

4.2 絕緣陶瓷

本章的教學目標：使學生了解絕緣陶瓷的分類和性能要求，掌握滑石瓷的配方設計原則和各組分的作用，掌握添加劑對氧化鋁陶瓷配方設計的影響，了解莫來石陶瓷各組分的作用，了解高導熱絕緣陶瓷的結構特點。

本部分的思政教育內容：通過講解絕緣陶瓷在制備過程中帶入的堿金屬離子會顯著破壞絕緣性能，但可以加入堿土金屬離子來抑制堿金屬離子的遷移，從而提高絕緣性能，使學生領會“亡羊補牢，猶未為晚”，介紹黨和政府在治理腐敗、全面深化改革和全面加強制度建設方面的決心。

4.3 電容器陶瓷

本章的教學目標：使學生了解陶瓷電容器的基本要求，掌握高頻典型電容器材料的基本結構、配方設計和工藝要點，掌握低頻高介型、半導體型電容器材料的結構及其工藝，了解疊層電容器和微波介質陶瓷的基本體系，了解電容器陶瓷的發展趨勢。

本部分的思政教育內容：通過講解金紅石電容器陶瓷在直流電場中長期使用會發生老化，但是在擊穿前除去直流電場會恢復到初始狀態，使學生領悟“知錯能改，善莫大焉”，教育學生即使犯錯，但要學會在犯錯之后能聽進別人的忠告，認清自己的錯誤并且及時改正，否則當事態發展到一定程度將不可挽回。

4.4 壓電陶瓷

本章的教學目標：使學生了解壓電材料的定義以及壓電陶瓷的主要參數，了解典型的壓電陶瓷的結構、配方和工藝要點，掌握壓電陶瓷的生產工藝和制備過程，了解壓電陶瓷的應用。

本部分的思政教育內容：通過講解鋯鈦酸鉛壓電陶瓷配方設計中的軟性取代會導致壓電性能變好、極化變得容易，但損耗增加、機械品質因子降低；硬性取代會導致損耗減小、機械品質因子增大，但壓電性能變差、極化變得困難，培養學生養成用辯證的眼光看問題，就像劍有雙刃、人有好壞、水能載舟亦能覆舟的道理，任何事物從不同角度去看或理解都會有截然不同的發展和感受。

4.5 敏感陶瓷

本章的教學目標：使學生掌握敏感陶瓷的分類、結構、半導體化過程，掌握各種熱敏電阻的導電特征及組成體系，了解壓敏、濕敏和光敏陶瓷的特性、制備工藝及應用。

本部分的思政教育內容：通過介紹高價離子摻雜形成施主能級、得到n型半導體陶瓷，而低價離子摻雜形成受主能級、得到p型半導體陶瓷，使學生領會的細節的重要性，教育學生無論志向、理想多么偉大，如果忽略細節，終究難以實現。

4.6 磁性材料

本章的教學目標：使學生掌握磁性材料的分類方法，了解幾種鐵氧體的晶體結構，了解鐵氧體的類型和鐵氧體的生產工藝。

本部分的思政教育內容：通過對物質磁性起源的講解，帶領學生學習中國共產黨歷史，讓學生領會到為什么只有中國共產黨才能救中國。

4.7 光功能材料

本章的教學目標：使學生掌握激光產生的原理及其工作介質，了解發光材料的發光原理及幾種不同發光方式所對應的材料，了解光纖的結構及光纖材料，了解幾種不同應用的紅外材料。

本部分的思政教育內容：通過對LED芯片的制造，聯系到光刻機對國家發展和安全的重要性，培養學生的使命擔當精神和專業使命感。

4.8 超導材料

本章的教學目標：使學生掌握超導材料的基本性質，了解超導材料的分類和典型的超導體結構、性能和應用，了解高溫超導體的結構及其演變過程。

本部分的思政教育內容：通過對超導材料發展歷程的講解，以及當前超導材料迫切需要解決的問題，使學生建立專業使命感。同時通過對LaBaCuO和YBaCuO超導材料發現過程及性能的對比，使學生領悟什么是創新。

5 結語

通過課程教學改革，實現以學生“學”為中心，培養學生綜合能力和創新能力。通過課程思政教育，引導學生樹立正確的人生目標，增強民族自豪感，激發學生作為“材料人”的責任與擔當。