材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程研究性教學(xué)探究

科學(xué)發(fā)展的歷史是“科學(xué)問(wèn)題”的發(fā)展史，體現(xiàn)科學(xué)研究的意義和科學(xué)研究的方向。人類文明進(jìn)步的推動(dòng)因素在于專業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。第一屆世界高等教育大會(huì)提出了21世紀(jì)高等教育改革與發(fā)展“針對(duì)性、質(zhì)量和國(guó)際化”的口號(hào)。這就要求高等院校不斷深化教學(xué)改革，培養(yǎng)符合21世紀(jì)需要的人才?？鬃釉缭趦汕Ф嗄昵熬吞岢鰧W(xué)思結(jié)合、因材施教、循循善誘、教學(xué)相長(zhǎng)等教學(xué)思想和方法。在我國(guó)，大學(xué)課堂的教學(xué)方法還比較單一，基本上還是傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方式，體現(xiàn)著“過(guò)去這么講，現(xiàn)在這么講，將來(lái)可能還這么講”的教學(xué)模式。尤其是體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，盡管很多高校都在實(shí)驗(yàn)中設(shè)置了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等多種類型，但學(xué)生還是沒(méi)有脫離照方抓藥的傳統(tǒng)模式。這種學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的教學(xué)方式很難有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。特別是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂上很少有互相交流、獨(dú)立思考、自行探索的機(jī)會(huì)，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力是非常不利的。2007年我國(guó)啟動(dòng)和實(shí)施了“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”，國(guó)內(nèi)大學(xué)紛紛制定具體實(shí)施方案，加大教學(xué)投入，強(qiáng)化教學(xué)管理，深化教學(xué)改革。就大學(xué)教學(xué)改革而言，大學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)體制和改革教學(xué)內(nèi)容、方法、手段，對(duì)于解決經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)高質(zhì)量多樣化人才需要與教育培養(yǎng)能力不足這一矛盾，有著極其重要的意義[1]。研究型教學(xué)課堂具有研究性、給學(xué)生高度的自主性、教育性和挑戰(zhàn)性的特點(diǎn)[2]。也體現(xiàn)了個(gè)性化教育立足“生本”教育、基于和諧教育、突出自我教育、體現(xiàn)滲透式教育的思想。是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)現(xiàn)教育公平的必然要求[3]。研究性人才培養(yǎng)模式具有突出學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，突出研究在教學(xué)中的重要作用，突出知識(shí)、能力、素質(zhì)三維度的三個(gè)教學(xué)目標(biāo)基本特征[4]。前文在問(wèn)題創(chuàng)設(shè)原則方面進(jìn)行了論述[5]，本文結(jié)合材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)領(lǐng)域內(nèi)容和知識(shí)體系特點(diǎn)，采用知識(shí)領(lǐng)域邏輯關(guān)系研究問(wèn)題創(chuàng)設(shè)教學(xué)法進(jìn)行材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)活動(dòng)，收到較好教學(xué)效果。

一、研究性問(wèn)題創(chuàng)設(shè)的原則

知識(shí)是前人經(jīng)過(guò)若干年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)并且經(jīng)過(guò)科學(xué)工作者多次驗(yàn)證是正確的結(jié)果。當(dāng)這些知識(shí)形成教材內(nèi)容時(shí)，其知識(shí)性、科學(xué)性、邏輯性、規(guī)范性當(dāng)然也是無(wú)數(shù)次的歸納、總結(jié)、推敲的結(jié)果。傳統(tǒng)的灌入式、 注入式教育模式就是按照教材的章節(jié)次序照本宣科、人云亦云。知識(shí)從教師到學(xué)生變成了單向流動(dòng)。事實(shí)上，即使是書本上的知識(shí)，對(duì)于學(xué)生而言，也是新的或未知的知識(shí)領(lǐng)域。用恰當(dāng)?shù)乃悸芬龑?dǎo)學(xué)生由已知世界進(jìn)入未知世界，當(dāng)然是課程教學(xué)的第一藝術(shù)特色。

（一）引導(dǎo)性

創(chuàng)設(shè)問(wèn)題的第一原則就是應(yīng)該具有引導(dǎo)性，引導(dǎo)的目的是利用這些問(wèn)題指引學(xué)生進(jìn)行有目的、有規(guī)劃、有條理、有針對(duì)性的預(yù)習(xí)、聽課和復(fù)習(xí)。引導(dǎo)性問(wèn)題可以更好地吸引學(xué)生， 讓他們積極地參與到探究、發(fā)現(xiàn)等學(xué)習(xí)活動(dòng)中來(lái)， 進(jìn)而深入理解重要的內(nèi)容和觀點(diǎn)。引導(dǎo)性問(wèn)題還可以把孤立、分散的教學(xué)活動(dòng)聯(lián)系起來(lái)， 有利于把學(xué)生引向深層次的理解[6]。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、歸納總結(jié)能力、知識(shí)邏輯關(guān)系認(rèn)知能力和知識(shí)應(yīng)用創(chuàng)新能力。所提出的問(wèn)題應(yīng)該能夠指導(dǎo)學(xué)生首先完成相關(guān)教材內(nèi)容的閱讀，從中找出知識(shí)的關(guān)鍵點(diǎn)、所能解決的問(wèn)題、知識(shí)領(lǐng)域的邏輯關(guān)系、基本知識(shí)和原理的實(shí)際應(yīng)用。

（二）涵蓋性

任何研究都是從問(wèn)題開始的，而問(wèn)題的提出需要滿足某種訴求。只有問(wèn)題提出有效，能夠吸引并指導(dǎo)學(xué)生達(dá)到“曲徑通幽”，才是成功的問(wèn)題設(shè)計(jì)。教材，通常是按照基本概念、基本知識(shí)和原理、概念和原理應(yīng)用的層次關(guān)系來(lái)編寫。因此，所創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題要能夠涵蓋基本概念、知識(shí)和原理。最重要的是所創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題應(yīng)該體現(xiàn)一條知識(shí)主線，這條主線體現(xiàn)出章節(jié)知識(shí)的完整性。而對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程，諸多問(wèn)題是原理和方法的有機(jī)結(jié)合，同時(shí)也是探索未知領(lǐng)域的有效引導(dǎo)。教師所創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題不但能夠涵蓋實(shí)驗(yàn)中的內(nèi)容，更重要的是涵蓋學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新研究所涉及的未知領(lǐng)域。此時(shí)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告不再是傳統(tǒng)意義上的照搬，而是一個(gè)研究報(bào)告，因而也就不再千篇一律。

（三）針對(duì)性

知識(shí)邏輯關(guān)系教學(xué)法，教師不是把現(xiàn)成知識(shí)與結(jié)果直接呈現(xiàn)給學(xué)生，而是有針對(duì)性地選擇探究主題、設(shè)置問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主動(dòng)性，讓他們自主地分析、解決問(wèn)題，并且激發(fā)學(xué)生不斷探索未知知識(shí)領(lǐng)域的激情與動(dòng)力[7]。教材的編寫是有層次的，知識(shí)點(diǎn)是有邏輯關(guān)系的，而教材的層次與知識(shí)的邏輯并不是等同的。這就要求在學(xué)習(xí)、總結(jié)知識(shí)的基本概念、基本原理的前提下，更加深入地掌握知識(shí)的內(nèi)在邏輯關(guān)系，形成學(xué)科知識(shí)的三維結(jié)構(gòu)體系，知識(shí)才會(huì)在學(xué)生的頭腦中變成生動(dòng)的、有立體感的、有邏輯關(guān)系的內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生才能通過(guò)自己的研究，把握相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)容的基本原理、研究方法、研究思路。

（四）邏輯性

實(shí)驗(yàn)課堂絕不是簡(jiǎn)單的重復(fù)。培養(yǎng)具有獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的工作能力和創(chuàng)新能力才是根本目標(biāo)。知識(shí)領(lǐng)域邏輯表現(xiàn)的是知識(shí)體系內(nèi)在規(guī)律的銜接[8]。所以，問(wèn)題的創(chuàng)設(shè)要體現(xiàn)出知識(shí)體系的邏輯關(guān)系，方可使知識(shí)在學(xué)生的頭腦中生動(dòng)而又立體，形成根系發(fā)達(dá)、枝干粗壯、枝繁葉茂的知識(shí)樹。

二、教師的作用

教師不總是學(xué)生的向?qū)?，同時(shí)也應(yīng)該是學(xué)生的助手。教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織形式的同時(shí)，對(duì)學(xué)生合作研究、探究式研究方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓學(xué)生能夠分工協(xié)作，集體探討，共同解決一些疑難，發(fā)揮集體智慧，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神，使實(shí)驗(yàn)課堂更多地變成師生共同探究知識(shí)、協(xié)作開展學(xué)習(xí)的場(chǎng)所。體現(xiàn)我國(guó)著名高等教育學(xué)家潘懋元和李秉德強(qiáng)調(diào)的作為一名高等學(xué)校教師應(yīng)該起到的“教學(xué)過(guò)程的主導(dǎo)、教育研究的主體和教學(xué)改革的主力”的相互聯(lián)系、相互促進(jìn)的三大作用[9-10]。

（一）發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用

教學(xué)的本質(zhì)在于通過(guò)師生互動(dòng)，使受教者自我覺悟。取代教師絕對(duì)權(quán)威角色的是合作、民主的師生關(guān)系[11]。教師的主導(dǎo)作用體現(xiàn)在教師要凝練教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)設(shè)計(jì)問(wèn)題，把握問(wèn)題的深度和廣度，構(gòu)成完整的知識(shí)體系，所設(shè)計(jì)的問(wèn)題要符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，具備合適的知識(shí)梯度，體現(xiàn)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。教師必須具備轉(zhuǎn)變觀念的素質(zhì)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的素質(zhì)、創(chuàng)設(shè)情境的素質(zhì)、引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)的素質(zhì)、研究實(shí)踐素質(zhì)和科學(xué)評(píng)價(jià)的素質(zhì)[12]。在教師和學(xué)生的共同學(xué)習(xí)過(guò)程中，逐步探究知識(shí)主題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)意愿，讓他們不斷研究、實(shí)踐， 最后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的本質(zhì)。當(dāng)然，教師還要引導(dǎo)學(xué)生反思學(xué)習(xí)過(guò)程，根據(jù)反饋和自我評(píng)估的信息，更深入地挖掘知識(shí)理論及其邏輯關(guān)系的核心觀念。實(shí)踐課堂尤其如此。

（二）重視學(xué)生的主體作用

“魚”與“漁”的關(guān)系論由來(lái)已久，教學(xué)方式的采用其目的都應(yīng)是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與研究過(guò)程。參與性是大學(xué)教學(xué)的基本原則。教師以學(xué)生為主體，積極營(yíng)造主動(dòng)探究的氛圍，激發(fā)學(xué)生實(shí)踐的內(nèi)在動(dòng)機(jī)，啟發(fā)他們的興趣和對(duì)未知領(lǐng)域的好奇心，經(jīng)過(guò)思維的整理加工、實(shí)踐探索，成為自己的東西。在對(duì)知識(shí)的研究中有所發(fā)現(xiàn)，有所突破，有所建樹，提出新的概念、范疇、體系、命題和觀點(diǎn)，拓展了已有研究對(duì)象的范圍，帶動(dòng)知識(shí)的認(rèn)知達(dá)到新高度。

三、研究性教學(xué)的實(shí)踐策略

材料化學(xué)是從化學(xué)的角度研究材料的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備、表征、設(shè)計(jì)與應(yīng)用的一門科學(xué)。它是在學(xué)科的生長(zhǎng)和發(fā)展的相互交叉和相互滲透中，由基礎(chǔ)學(xué)科化學(xué)直接介入材料科學(xué)而形成的新興學(xué)科，它既是材料科學(xué)的一個(gè)重要分支，又是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)組成部分，具有明顯的交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科的性質(zhì)。目前在我國(guó)，開設(shè)材料化學(xué)專業(yè)的高等院校已超過(guò)百所，多數(shù)的985及211院校均設(shè)有材料化學(xué)及相關(guān)學(xué)科專業(yè)。隨著材料科學(xué)和化學(xué)科學(xué)領(lǐng)域的不斷進(jìn)展，作為新興學(xué)科的材料化學(xué)發(fā)展日新月異。從材料角度講，材料化學(xué)涵蓋功能材料所涉及的納米材料、光學(xué)材料、磁性材料、電學(xué)材料、聲學(xué)材料、陶瓷材料、半導(dǎo)體材料、高分子材料等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。材料化學(xué)以培養(yǎng)較系統(tǒng)地掌握材料科學(xué)的基本理論與技術(shù)，具備材料化學(xué)相關(guān)基本知識(shí)和基本技能，能在材料科學(xué)與工程及其相關(guān)的領(lǐng)域從事研究、教學(xué)、科技開發(fā)及相關(guān)管理工作的材料化學(xué)高級(jí)專門人才為目標(biāo)。因而，材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)以材料化學(xué)專業(yè)主干課程材料科學(xué)基礎(chǔ)、固體化學(xué)、材料化學(xué)、功能材料、材料制備技術(shù)、材料近代分析測(cè)試方法等為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)具有基礎(chǔ)性強(qiáng)、涉及面廣泛、內(nèi)容新穎、涉及科學(xué)研究最新前沿、綜合性強(qiáng)、體現(xiàn)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和在實(shí)驗(yàn)中鍛煉培養(yǎng)科學(xué)研究能力等特點(diǎn)，并在基礎(chǔ)知識(shí)和能力培養(yǎng)方面更加注重學(xué)生對(duì)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和性能的解析認(rèn)識(shí)，使學(xué)生在完成基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的前提下，材料的制備方法、性能分析測(cè)試手段等能力也得到培養(yǎng)和訓(xùn)練。在完成材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)研究性教學(xué)工作方面，筆者與學(xué)生主要共同進(jìn)行如下幾方面的工作。以“介孔ZrO2的合成及四方晶相穩(wěn)定性能”實(shí)驗(yàn)（參見《材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)》教材，董國(guó)君主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2013年）為例。

（一）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備階段不是學(xué)生的簡(jiǎn)單預(yù)習(xí)，而是在學(xué)生預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，教師講解ZrO2的晶相結(jié)構(gòu)、X射線衍射（XRD）對(duì)體相晶相的表征以及拉曼（Raman）光譜對(duì)表面晶相的表征原理及結(jié)果、金屬離子對(duì)四方相ZrO2結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定作用、表面活性劑及表面活性劑助劑對(duì)介孔材料結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)作用以及實(shí)驗(yàn)方法。尤其要指出的是，要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和研究興趣，此時(shí)問(wèn)題的提出是高質(zhì)量完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵所在和引導(dǎo)。實(shí)踐過(guò)程中，針對(duì)本實(shí)驗(yàn)所提出的問(wèn)題及其目的、開展研究工作內(nèi)容見表1。

表1 ?材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)定問(wèn)題及其目的和內(nèi)容

進(jìn)行上述問(wèn)題分析及指導(dǎo)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)及研究工作便成為有目的的、有內(nèi)容的、體現(xiàn)學(xué)生思想的、且真正培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力的過(guò)程。

（二）實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程

既然我們已經(jīng)獲得了實(shí)驗(yàn)研究的目的和研究問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)便可在一定的、可設(shè)計(jì)的思路指導(dǎo)下，按照所設(shè)計(jì)的流程進(jìn)行深入研究。學(xué)生的研究?jī)?nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、表征測(cè)試手段等是互不相同的，但總體上都是圍繞著實(shí)驗(yàn)的目的和宗旨進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)研究及內(nèi)容總結(jié)的流程可用圖1表示。

圖1 ?研究性實(shí)驗(yàn)研究流程圖

（三）創(chuàng)新研究

這里所說(shuō)的創(chuàng)新研究是學(xué)生根據(jù)自己所設(shè)定的研究問(wèn)題，擬定的研究方法、研究方案、研究步驟進(jìn)行規(guī)范實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生自然會(huì)對(duì)介孔ZrO2的制備工藝、結(jié)構(gòu)和性能的影響因素等逐一進(jìn)行討論，并且通過(guò)自己的實(shí)驗(yàn)獲得最直觀真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。研究過(guò)程中，學(xué)生一定會(huì)發(fā)現(xiàn)大量書本上沒(méi)有的、事先沒(méi)有想到的新問(wèn)題，同時(shí)學(xué)生也一定會(huì)不斷修正自己的研究思路和研究方法，使研究工作趨于完善。同時(shí)，這樣的研究是富有啟發(fā)意義和建設(shè)性的，擺脫了傳統(tǒng)的照方抓藥模式，開闊了學(xué)生的視野，有助于他們創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

（四）研究總結(jié)

研究總結(jié)不是簡(jiǎn)單的描述實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，而是學(xué)生必須學(xué)會(huì)并掌握相當(dāng)大量的數(shù)據(jù)解析和處理手段，并根據(jù)自己的研究結(jié)果，分析獲得研究結(jié)果和結(jié)論。這個(gè)結(jié)果和結(jié)論是學(xué)生在一定的指導(dǎo)思想下獨(dú)立設(shè)計(jì)并通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究所完成的。因而，實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告不再是簡(jiǎn)單的照搬照抄，而是真正論文性質(zhì)的研究報(bào)告。在這個(gè)研究過(guò)程中，學(xué)生的感觸一定是充實(shí)而富有成就感的。

采用研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不但有效避免傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程模式所帶來(lái)的內(nèi)容枯燥、照搬照抄、千篇一律、學(xué)無(wú)所得的弊端，而且具有知識(shí)條理清晰、啟發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、便于建立知識(shí)整體性和培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新能力的特點(diǎn)。

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[12]賀定修.高校實(shí)施研究型教學(xué)教師應(yīng)具備的素質(zhì)[J].?教育探索，2004，（6）.

（二）重視學(xué)生的主體作用

“魚”與“漁”的關(guān)系論由來(lái)已久，教學(xué)方式的采用其目的都應(yīng)是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與研究過(guò)程。參與性是大學(xué)教學(xué)的基本原則。教師以學(xué)生為主體，積極營(yíng)造主動(dòng)探究的氛圍，激發(fā)學(xué)生實(shí)踐的內(nèi)在動(dòng)機(jī)，啟發(fā)他們的興趣和對(duì)未知領(lǐng)域的好奇心，經(jīng)過(guò)思維的整理加工、實(shí)踐探索，成為自己的東西。在對(duì)知識(shí)的研究中有所發(fā)現(xiàn)，有所突破，有所建樹，提出新的概念、范疇、體系、命題和觀點(diǎn)，拓展了已有研究對(duì)象的范圍，帶動(dòng)知識(shí)的認(rèn)知達(dá)到新高度。

三、研究性教學(xué)的實(shí)踐策略

材料化學(xué)是從化學(xué)的角度研究材料的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備、表征、設(shè)計(jì)與應(yīng)用的一門科學(xué)。它是在學(xué)科的生長(zhǎng)和發(fā)展的相互交叉和相互滲透中，由基礎(chǔ)學(xué)科化學(xué)直接介入材料科學(xué)而形成的新興學(xué)科，它既是材料科學(xué)的一個(gè)重要分支，又是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)組成部分，具有明顯的交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科的性質(zhì)。目前在我國(guó)，開設(shè)材料化學(xué)專業(yè)的高等院校已超過(guò)百所，多數(shù)的985及211院校均設(shè)有材料化學(xué)及相關(guān)學(xué)科專業(yè)。隨著材料科學(xué)和化學(xué)科學(xué)領(lǐng)域的不斷進(jìn)展，作為新興學(xué)科的材料化學(xué)發(fā)展日新月異。從材料角度講，材料化學(xué)涵蓋功能材料所涉及的納米材料、光學(xué)材料、磁性材料、電學(xué)材料、聲學(xué)材料、陶瓷材料、半導(dǎo)體材料、高分子材料等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。材料化學(xué)以培養(yǎng)較系統(tǒng)地掌握材料科學(xué)的基本理論與技術(shù)，具備材料化學(xué)相關(guān)基本知識(shí)和基本技能，能在材料科學(xué)與工程及其相關(guān)的領(lǐng)域從事研究、教學(xué)、科技開發(fā)及相關(guān)管理工作的材料化學(xué)高級(jí)專門人才為目標(biāo)。因而，材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)以材料化學(xué)專業(yè)主干課程材料科學(xué)基礎(chǔ)、固體化學(xué)、材料化學(xué)、功能材料、材料制備技術(shù)、材料近代分析測(cè)試方法等為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)具有基礎(chǔ)性強(qiáng)、涉及面廣泛、內(nèi)容新穎、涉及科學(xué)研究最新前沿、綜合性強(qiáng)、體現(xiàn)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和在實(shí)驗(yàn)中鍛煉培養(yǎng)科學(xué)研究能力等特點(diǎn)，并在基礎(chǔ)知識(shí)和能力培養(yǎng)方面更加注重學(xué)生對(duì)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和性能的解析認(rèn)識(shí)，使學(xué)生在完成基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的前提下，材料的制備方法、性能分析測(cè)試手段等能力也得到培養(yǎng)和訓(xùn)練。在完成材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)研究性教學(xué)工作方面，筆者與學(xué)生主要共同進(jìn)行如下幾方面的工作。以“介孔ZrO2的合成及四方晶相穩(wěn)定性能”實(shí)驗(yàn)（參見《材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)》教材，董國(guó)君主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2013年）為例。

（一）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備階段不是學(xué)生的簡(jiǎn)單預(yù)習(xí)，而是在學(xué)生預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，教師講解ZrO2的晶相結(jié)構(gòu)、X射線衍射（XRD）對(duì)體相晶相的表征以及拉曼（Raman）光譜對(duì)表面晶相的表征原理及結(jié)果、金屬離子對(duì)四方相ZrO2結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定作用、表面活性劑及表面活性劑助劑對(duì)介孔材料結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)作用以及實(shí)驗(yàn)方法。尤其要指出的是，要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和研究興趣，此時(shí)問(wèn)題的提出是高質(zhì)量完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵所在和引導(dǎo)。實(shí)踐過(guò)程中，針對(duì)本實(shí)驗(yàn)所提出的問(wèn)題及其目的、開展研究工作內(nèi)容見表1。

表1 ?材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)定問(wèn)題及其目的和內(nèi)容

進(jìn)行上述問(wèn)題分析及指導(dǎo)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)及研究工作便成為有目的的、有內(nèi)容的、體現(xiàn)學(xué)生思想的、且真正培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力的過(guò)程。

（二）實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程

既然我們已經(jīng)獲得了實(shí)驗(yàn)研究的目的和研究問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)便可在一定的、可設(shè)計(jì)的思路指導(dǎo)下，按照所設(shè)計(jì)的流程進(jìn)行深入研究。學(xué)生的研究?jī)?nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、表征測(cè)試手段等是互不相同的，但總體上都是圍繞著實(shí)驗(yàn)的目的和宗旨進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)研究及內(nèi)容總結(jié)的流程可用圖1表示。

圖1 ?研究性實(shí)驗(yàn)研究流程圖

（三）創(chuàng)新研究

這里所說(shuō)的創(chuàng)新研究是學(xué)生根據(jù)自己所設(shè)定的研究問(wèn)題，擬定的研究方法、研究方案、研究步驟進(jìn)行規(guī)范實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生自然會(huì)對(duì)介孔ZrO2的制備工藝、結(jié)構(gòu)和性能的影響因素等逐一進(jìn)行討論，并且通過(guò)自己的實(shí)驗(yàn)獲得最直觀真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。研究過(guò)程中，學(xué)生一定會(huì)發(fā)現(xiàn)大量書本上沒(méi)有的、事先沒(méi)有想到的新問(wèn)題，同時(shí)學(xué)生也一定會(huì)不斷修正自己的研究思路和研究方法，使研究工作趨于完善。同時(shí)，這樣的研究是富有啟發(fā)意義和建設(shè)性的，擺脫了傳統(tǒng)的照方抓藥模式，開闊了學(xué)生的視野，有助于他們創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

（四）研究總結(jié)

研究總結(jié)不是簡(jiǎn)單的描述實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，而是學(xué)生必須學(xué)會(huì)并掌握相當(dāng)大量的數(shù)據(jù)解析和處理手段，并根據(jù)自己的研究結(jié)果，分析獲得研究結(jié)果和結(jié)論。這個(gè)結(jié)果和結(jié)論是學(xué)生在一定的指導(dǎo)思想下獨(dú)立設(shè)計(jì)并通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究所完成的。因而，實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告不再是簡(jiǎn)單的照搬照抄，而是真正論文性質(zhì)的研究報(bào)告。在這個(gè)研究過(guò)程中，學(xué)生的感觸一定是充實(shí)而富有成就感的。

采用研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不但有效避免傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程模式所帶來(lái)的內(nèi)容枯燥、照搬照抄、千篇一律、學(xué)無(wú)所得的弊端，而且具有知識(shí)條理清晰、啟發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、便于建立知識(shí)整體性和培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新能力的特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘勇為.大學(xué)教學(xué)改革方法論探究[J].國(guó)家教育行政學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，（1）.

[2]別敦榮.大學(xué)教學(xué)方法創(chuàng)新與提高高等教育質(zhì)量[J].清華大學(xué)教育研究，2009，（4）.

[3]劉獻(xiàn)君.高等學(xué)校個(gè)性化教育探索[J].高等教育研究，2011，（3）.

[4]劉智運(yùn).創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)模式和實(shí)施要點(diǎn)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2011，（1）.

[5]董國(guó)君，譚淑媛，張曉紅.研究型教學(xué)方法中的問(wèn)題創(chuàng)設(shè)[J].化工高等教育，2009，（3）.

[6]何曄，盛群力.為促進(jìn)理解而教——掌握逆向設(shè)計(jì)[J].高校教育管理，2007，（2）.

[7]林海等.大學(xué)研究型教學(xué)的理論與實(shí)踐探索[J].北京科技大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2013，（1）.

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[9]黎琳.潘懋元先生的教師作用論[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2000，（1）.

[10]李穎.李秉德先生的大學(xué)教師作用觀[J].長(zhǎng)春工業(yè)大?學(xué)學(xué)報(bào)：高教研究版，2012，（2）.

[11]李紅.研究型教學(xué)視野下教師角色思考[J].教師教育?研究，2007，（1）.

[12]賀定修.高校實(shí)施研究型教學(xué)教師應(yīng)具備的素質(zhì)[J].?教育探索，2004，（6）.

（二）重視學(xué)生的主體作用

“魚”與“漁”的關(guān)系論由來(lái)已久，教學(xué)方式的采用其目的都應(yīng)是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與研究過(guò)程。參與性是大學(xué)教學(xué)的基本原則。教師以學(xué)生為主體，積極營(yíng)造主動(dòng)探究的氛圍，激發(fā)學(xué)生實(shí)踐的內(nèi)在動(dòng)機(jī)，啟發(fā)他們的興趣和對(duì)未知領(lǐng)域的好奇心，經(jīng)過(guò)思維的整理加工、實(shí)踐探索，成為自己的東西。在對(duì)知識(shí)的研究中有所發(fā)現(xiàn)，有所突破，有所建樹，提出新的概念、范疇、體系、命題和觀點(diǎn)，拓展了已有研究對(duì)象的范圍，帶動(dòng)知識(shí)的認(rèn)知達(dá)到新高度。

三、研究性教學(xué)的實(shí)踐策略

材料化學(xué)是從化學(xué)的角度研究材料的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備、表征、設(shè)計(jì)與應(yīng)用的一門科學(xué)。它是在學(xué)科的生長(zhǎng)和發(fā)展的相互交叉和相互滲透中，由基礎(chǔ)學(xué)科化學(xué)直接介入材料科學(xué)而形成的新興學(xué)科，它既是材料科學(xué)的一個(gè)重要分支，又是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)組成部分，具有明顯的交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科的性質(zhì)。目前在我國(guó)，開設(shè)材料化學(xué)專業(yè)的高等院校已超過(guò)百所，多數(shù)的985及211院校均設(shè)有材料化學(xué)及相關(guān)學(xué)科專業(yè)。隨著材料科學(xué)和化學(xué)科學(xué)領(lǐng)域的不斷進(jìn)展，作為新興學(xué)科的材料化學(xué)發(fā)展日新月異。從材料角度講，材料化學(xué)涵蓋功能材料所涉及的納米材料、光學(xué)材料、磁性材料、電學(xué)材料、聲學(xué)材料、陶瓷材料、半導(dǎo)體材料、高分子材料等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。材料化學(xué)以培養(yǎng)較系統(tǒng)地掌握材料科學(xué)的基本理論與技術(shù)，具備材料化學(xué)相關(guān)基本知識(shí)和基本技能，能在材料科學(xué)與工程及其相關(guān)的領(lǐng)域從事研究、教學(xué)、科技開發(fā)及相關(guān)管理工作的材料化學(xué)高級(jí)專門人才為目標(biāo)。因而，材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)以材料化學(xué)專業(yè)主干課程材料科學(xué)基礎(chǔ)、固體化學(xué)、材料化學(xué)、功能材料、材料制備技術(shù)、材料近代分析測(cè)試方法等為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)具有基礎(chǔ)性強(qiáng)、涉及面廣泛、內(nèi)容新穎、涉及科學(xué)研究最新前沿、綜合性強(qiáng)、體現(xiàn)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和在實(shí)驗(yàn)中鍛煉培養(yǎng)科學(xué)研究能力等特點(diǎn)，并在基礎(chǔ)知識(shí)和能力培養(yǎng)方面更加注重學(xué)生對(duì)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和性能的解析認(rèn)識(shí)，使學(xué)生在完成基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的前提下，材料的制備方法、性能分析測(cè)試手段等能力也得到培養(yǎng)和訓(xùn)練。在完成材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)研究性教學(xué)工作方面，筆者與學(xué)生主要共同進(jìn)行如下幾方面的工作。以“介孔ZrO2的合成及四方晶相穩(wěn)定性能”實(shí)驗(yàn)（參見《材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)》教材，董國(guó)君主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2013年）為例。

（一）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備階段不是學(xué)生的簡(jiǎn)單預(yù)習(xí)，而是在學(xué)生預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，教師講解ZrO2的晶相結(jié)構(gòu)、X射線衍射（XRD）對(duì)體相晶相的表征以及拉曼（Raman）光譜對(duì)表面晶相的表征原理及結(jié)果、金屬離子對(duì)四方相ZrO2結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定作用、表面活性劑及表面活性劑助劑對(duì)介孔材料結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)作用以及實(shí)驗(yàn)方法。尤其要指出的是，要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和研究興趣，此時(shí)問(wèn)題的提出是高質(zhì)量完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵所在和引導(dǎo)。實(shí)踐過(guò)程中，針對(duì)本實(shí)驗(yàn)所提出的問(wèn)題及其目的、開展研究工作內(nèi)容見表1。

表1 ?材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)定問(wèn)題及其目的和內(nèi)容

進(jìn)行上述問(wèn)題分析及指導(dǎo)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)及研究工作便成為有目的的、有內(nèi)容的、體現(xiàn)學(xué)生思想的、且真正培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力的過(guò)程。

（二）實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程

既然我們已經(jīng)獲得了實(shí)驗(yàn)研究的目的和研究問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)便可在一定的、可設(shè)計(jì)的思路指導(dǎo)下，按照所設(shè)計(jì)的流程進(jìn)行深入研究。學(xué)生的研究?jī)?nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、表征測(cè)試手段等是互不相同的，但總體上都是圍繞著實(shí)驗(yàn)的目的和宗旨進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)研究及內(nèi)容總結(jié)的流程可用圖1表示。

圖1 ?研究性實(shí)驗(yàn)研究流程圖

（三）創(chuàng)新研究

這里所說(shuō)的創(chuàng)新研究是學(xué)生根據(jù)自己所設(shè)定的研究問(wèn)題，擬定的研究方法、研究方案、研究步驟進(jìn)行規(guī)范實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生自然會(huì)對(duì)介孔ZrO2的制備工藝、結(jié)構(gòu)和性能的影響因素等逐一進(jìn)行討論，并且通過(guò)自己的實(shí)驗(yàn)獲得最直觀真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。研究過(guò)程中，學(xué)生一定會(huì)發(fā)現(xiàn)大量書本上沒(méi)有的、事先沒(méi)有想到的新問(wèn)題，同時(shí)學(xué)生也一定會(huì)不斷修正自己的研究思路和研究方法，使研究工作趨于完善。同時(shí)，這樣的研究是富有啟發(fā)意義和建設(shè)性的，擺脫了傳統(tǒng)的照方抓藥模式，開闊了學(xué)生的視野，有助于他們創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

（四）研究總結(jié)

研究總結(jié)不是簡(jiǎn)單的描述實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，而是學(xué)生必須學(xué)會(huì)并掌握相當(dāng)大量的數(shù)據(jù)解析和處理手段，并根據(jù)自己的研究結(jié)果，分析獲得研究結(jié)果和結(jié)論。這個(gè)結(jié)果和結(jié)論是學(xué)生在一定的指導(dǎo)思想下獨(dú)立設(shè)計(jì)并通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究所完成的。因而，實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告不再是簡(jiǎn)單的照搬照抄，而是真正論文性質(zhì)的研究報(bào)告。在這個(gè)研究過(guò)程中，學(xué)生的感觸一定是充實(shí)而富有成就感的。

采用研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不但有效避免傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程模式所帶來(lái)的內(nèi)容枯燥、照搬照抄、千篇一律、學(xué)無(wú)所得的弊端，而且具有知識(shí)條理清晰、啟發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、便于建立知識(shí)整體性和培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新能力的特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]劉智運(yùn).創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)模式和實(shí)施要點(diǎn)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2011，（1）.

[5]董國(guó)君，譚淑媛，張曉紅.研究型教學(xué)方法中的問(wèn)題創(chuàng)設(shè)[J].化工高等教育，2009，（3）.

[6]何曄，盛群力.為促進(jìn)理解而教——掌握逆向設(shè)計(jì)[J].高校教育管理，2007，（2）.

[7]林海等.大學(xué)研究型教學(xué)的理論與實(shí)踐探索[J].北京科技大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2013，（1）.

[8]張安富.改革教學(xué)方法 探索研究型教學(xué)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2012，（1）.

[9]黎琳.潘懋元先生的教師作用論[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2000，（1）.

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[11]李紅.研究型教學(xué)視野下教師角色思考[J].教師教育?研究，2007，（1）.

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