功能材料專業(yè)課程教學(xué)模式改革與實(shí)踐

丁明燁 余華 陳大欽

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)的功能材料教學(xué)中存在的一些弊病進(jìn)行有針對(duì)性的剖析，轉(zhuǎn)變教育教學(xué)觀念，實(shí)施開放式教學(xué)方法，營造良好的教學(xué)改革氛圍，搭建課堂教學(xué)與課外拓展的教學(xué)平臺(tái)，提高教育教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力和綜合素質(zhì)的提高，從而有利于學(xué)生進(jìn)行探究性、個(gè)性化學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：開放式；功能材料專業(yè)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）22-0120-02

作為高等院校材料學(xué)科體系中較為重要的基礎(chǔ)課程之一，功能材料具有課程內(nèi)容豐富、社會(huì)實(shí)踐性和應(yīng)用型強(qiáng)、發(fā)展迅速等特點(diǎn)。隨著社會(huì)和科技的發(fā)展，功能材料所涉及的教學(xué)內(nèi)容會(huì)日益豐富，不僅在材料科學(xué)領(lǐng)域，而且在生命科學(xué)、化學(xué)化工和能源科學(xué)等諸多領(lǐng)域都有所覆蓋。功能材料這門課程在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)無法講授不斷增加的課程內(nèi)容，即有限的學(xué)時(shí)與膨脹的課程內(nèi)容之間的矛盾日益突出。這給教授該課程的教師們帶來極大的挑戰(zhàn)。教師一方面需要完成教學(xué)計(jì)劃所安排的教學(xué)任務(wù)，另一方面又要重視大學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高。在新教學(xué)環(huán)境下如何構(gòu)建適合功能材料教學(xué)進(jìn)程的教學(xué)體系，成為本文主要關(guān)注和要解決的問題。因此，本文擬從三個(gè)方面進(jìn)行分析和探討。

與其他的學(xué)科相比較，我們認(rèn)為功能材料課程具有以下特點(diǎn)：

第一，涉及面廣、基礎(chǔ)知識(shí)豐富。功能材料一般涉及到無機(jī)非金屬材料、高分子材料、金屬材料、納米材料和復(fù)合材料等眾多知識(shí)內(nèi)容。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程之前，需要系統(tǒng)掌握物理、化學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)，特別對(duì)相關(guān)材料的光學(xué)、電學(xué)、磁性和聲學(xué)等物理性能和有關(guān)理論有一個(gè)全面的了解和掌握。

第二，較強(qiáng)的思維想象能力。在學(xué)習(xí)功能材料這門課程的過程中，學(xué)生不僅需要對(duì)各個(gè)材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要性能以及用途等方面有一個(gè)全面的了解，而且需要學(xué)習(xí)和理解相關(guān)功能材料的基本原理。而這些基本原理和概念往往比較抽象，如超導(dǎo)材料所涉及的超導(dǎo)理論、導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電機(jī)理和壓電陶瓷的工作原理等。學(xué)生需要具有一定的抽象思維能力才能比較真正地理解。這門課所覆蓋的知識(shí)點(diǎn)多而且廣，講授的知識(shí)比較淺顯。這時(shí)就需要學(xué)生具有課堂上大量接受，課堂下快速消化知識(shí)的能力。

第三，思維轉(zhuǎn)換能力。功能材料所涉及的材料體系比較多，而不同體系的材料之間又沒有太大的聯(lián)系。所以，功能材料課程具有章節(jié)相對(duì)獨(dú)立和內(nèi)容模塊化比較嚴(yán)重等特點(diǎn)。針對(duì)這一現(xiàn)象，學(xué)生需要具有快速的思維轉(zhuǎn)換能力。在學(xué)生一個(gè)章節(jié)的內(nèi)容后，馬上轉(zhuǎn)換個(gè)人思維，以便適應(yīng)下一章節(jié)知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)要求。

因此，功能材料的教學(xué)呈現(xiàn)知識(shí)較多、講授難度大等特點(diǎn)，但也有規(guī)律可循。在傳統(tǒng)課堂的教學(xué)上，該課程的教學(xué)一般采用“填鴨式”教學(xué)模式，比較關(guān)注學(xué)生大腦對(duì)知識(shí)信息的接收、處理和存儲(chǔ)等能力，常常忽略了學(xué)生的研究分析的能力。這樣很容易造成學(xué)生僅僅局限于課本知識(shí)的認(rèn)識(shí)和記憶，不去獨(dú)立思考問題。這不但不能解決功能材料的教學(xué)難題，而且更沒有把握功能材料的教學(xué)規(guī)律，不利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)功能材料的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。

針對(duì)以上所出現(xiàn)問題，我們教學(xué)團(tuán)隊(duì)采取了許多措施，進(jìn)行一些有用的教學(xué)模式改革，積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，慢慢地形成了較為系統(tǒng)的教學(xué)體系，具體闡述如下：

一、重思路

掌握學(xué)習(xí)規(guī)律，因地事宜。一般地，人們對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)都是采取一定的思路進(jìn)行的。思路指的是學(xué)生思維的規(guī)律和方式。人們的學(xué)習(xí)過程就是個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的逐漸累積及自我行為的不斷變化過程，也是人的創(chuàng)造性以及思維能力等各種行為心理機(jī)能不斷發(fā)展的過程。如何培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)思路是所有學(xué)科教學(xué)所面臨的重要任務(wù)?，F(xiàn)代教學(xué)所需要解決的基本問題就是怎么處理思維教學(xué)和知識(shí)單向傳授之間的關(guān)系。面對(duì)功能材料課程的思維教學(xué)就是嘗試教給學(xué)生一些基本的思維規(guī)范，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)思路。通過教師的思路教學(xué)，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)功能材料的學(xué)習(xí)思路，摸索出適合自己思路的學(xué)習(xí)方法，把學(xué)生領(lǐng)進(jìn)思考和研究功能材料的大門。具體操作程序包括確定功能材料課程教學(xué)總體思路，根據(jù)不同板塊的教學(xué)內(nèi)容實(shí)施不同的教學(xué)思路，采用“實(shí)驗(yàn)事實(shí)-機(jī)理假說-機(jī)理驗(yàn)證-性能應(yīng)用”的教學(xué)思路。具體到教學(xué)課堂，思路教學(xué)的程序一般如下：設(shè)疑，質(zhì)疑，稀疑。

二、重思維

作為新時(shí)代的教師，如何重視思維教學(xué)也是提高教學(xué)質(zhì)量的重要的一環(huán)。在教學(xué)過程，教師不能一直關(guān)注自我的講授，要將自己的思路教學(xué)賦予整個(gè)課堂教授過程中，強(qiáng)調(diào)思維過程的必要性，從而慢慢誘導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我獨(dú)立的思考，培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行自我思維的良好習(xí)慣。有思維的教學(xué)有益于思路的培養(yǎng)。同時(shí)，思路教學(xué)活動(dòng)的開展也是思維活動(dòng)的展開，讓學(xué)生具體感受到思維教學(xué)的動(dòng)態(tài)過程，大大提高學(xué)生積極思考的愿望。按照教學(xué)內(nèi)容的分布可以將其組織成思維教學(xué)的形式。功能材料的教學(xué)內(nèi)容是無數(shù)材料學(xué)家的智慧結(jié)晶，只要教師努力研究教材，每一章節(jié)都可按一定的思路組織成思維的教學(xué)內(nèi)容。

三、尋規(guī)律

思路教學(xué)最重要的一點(diǎn)就是根據(jù)不同的教學(xué)模塊制定特定的教學(xué)方式，誘導(dǎo)學(xué)生積極探索新的知識(shí)內(nèi)容，從而啟發(fā)他們掌握學(xué)習(xí)功能材料這門課程的規(guī)律。通過尋找規(guī)律、學(xué)習(xí)規(guī)律和利用規(guī)律，最終達(dá)到掌握知識(shí)內(nèi)容的目的。教學(xué)事實(shí)證明學(xué)生在教師們的“尋規(guī)律”的思維教學(xué)中，慢慢地學(xué)會(huì)了針對(duì)不同教學(xué)內(nèi)容采用相應(yīng)的學(xué)習(xí)模式，掌握各自的學(xué)習(xí)規(guī)律，從而達(dá)到了掌握研究功能材料的一般規(guī)律。學(xué)生根據(jù)認(rèn)知規(guī)律學(xué)習(xí)這門課程，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)功能材料的學(xué)習(xí)興趣。

四、求創(chuàng)新

教學(xué)創(chuàng)新也是整個(gè)教學(xué)最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，貫穿整個(gè)教學(xué)活動(dòng)。如何進(jìn)行思路教學(xué)的創(chuàng)新？就是讓學(xué)生在掌握學(xué)習(xí)該門課程的學(xué)習(xí)方法基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拓寬教學(xué)思維活動(dòng)的范圍，勤于思考，敢于提問，以期望自我教學(xué)的過程。我們發(fā)現(xiàn)，在實(shí)施“思路創(chuàng)新教學(xué)”方式之前，大部分同學(xué)都局限于課本知識(shí)，針對(duì)課本提出一些簡(jiǎn)單的問題，明顯表現(xiàn)出懶于思考、不敢提問的狀況。在進(jìn)行“思維創(chuàng)新教學(xué)”改革之后，學(xué)生加入了課堂的教學(xué)之中，與老師的互動(dòng)明顯增多。學(xué)生作為課堂教學(xué)中的一分子，促使他們積極思考，很多同學(xué)都提出了一定深度的問題。人人都在思考，人人都在提問，就會(huì)讓學(xué)生從不同角度去分析和討論問題。整個(gè)教學(xué)過程呈現(xiàn)談?wù)撌浇虒W(xué)的課堂氣氛，教學(xué)效果明顯。

五、搞好邏輯法教學(xué)

邏輯法教學(xué)是工科課堂所必需的教學(xué)方法。由于工科課堂規(guī)律具有邏輯性強(qiáng)、規(guī)律性明顯等特點(diǎn)，邏輯性教學(xué)法在功能材料課程教學(xué)過程中具有顯著的特征性和適用性。在邏輯法教學(xué)過程中，可以引入知識(shí)要點(diǎn)，讓學(xué)生主動(dòng)去查詢和學(xué)習(xí)這些課程知識(shí)。教師在教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)知識(shí)規(guī)律實(shí)施誘導(dǎo)作用，改變教師填鴨式的教學(xué)模式。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，根據(jù)學(xué)習(xí)知識(shí)規(guī)律，進(jìn)行有規(guī)律的學(xué)習(xí)，掌握學(xué)習(xí)規(guī)律，為以后的學(xué)習(xí)和科研活動(dòng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，教師在整個(gè)教學(xué)過程改變“教師講學(xué)生聽”的講課模式，積極引導(dǎo)學(xué)生按照老師的教學(xué)邏輯一步一步地學(xué)習(xí)下去，從而潛移默化地掌握對(duì)知識(shí)點(diǎn)的分析、歸納總結(jié)和判斷的能力。

六、教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際有效聯(lián)系

教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)改革的核心，但是教學(xué)內(nèi)容要與實(shí)際聯(lián)系在一起，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)功能材料過程中對(duì)課程內(nèi)容具有一定的認(rèn)識(shí)性。比方說，講到無機(jī)非金屬材料方面，聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)生活中應(yīng)用較多的玻璃、陶瓷和水泥等材料，使學(xué)生對(duì)該材料的學(xué)習(xí)加強(qiáng)印象。高分子材料方面，可以聯(lián)系手機(jī)貼膜、液晶等材料，對(duì)高分子的特性具有一定的了解。同時(shí)，應(yīng)該關(guān)注功能材料的最新進(jìn)展，讓學(xué)生對(duì)功能材料的發(fā)展前沿具有一定的了解，激發(fā)他們學(xué)習(xí)功能材料的熱情。

七、考核方法的改革

對(duì)考核方法的改革也是該課程教學(xué)模式改革所涉及的內(nèi)容。平時(shí)課后作業(yè)和考試內(nèi)容不應(yīng)該一成不變，多增加綜合性和思考題。在題目的設(shè)計(jì)上不以難點(diǎn)、重點(diǎn)為考點(diǎn)，多出一些富有開放式、探究式的考題。作業(yè)和考試的目的不是培養(yǎng)學(xué)生死記硬背能力和應(yīng)試能力，而是通過這個(gè)手段引導(dǎo)學(xué)生去分析和思考，創(chuàng)造一個(gè)寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境。題目的答案不是固定的，也可以是開放的或擴(kuò)大的，但是能夠影響學(xué)生思維和邏輯推理能力。所以，考核的目的是引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地去學(xué)習(xí)，從過去的死記硬背模式逐漸轉(zhuǎn)變成理解性的記憶模式。有條件地進(jìn)行開卷考試，在學(xué)生查找知識(shí)去解答的過程，達(dá)到主動(dòng)學(xué)習(xí)和享受學(xué)習(xí)的目的。通過功能材料的學(xué)習(xí)，希望同學(xué)在思想境界和掌握科學(xué)知識(shí)方面得到提升，不僅學(xué)習(xí)了專業(yè)知識(shí)而且充實(shí)了美好心靈。這也是我們進(jìn)行教學(xué)模式改革的最終目的和理想的教學(xué)目標(biāo)。

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