淺談化學(xué)專業(yè)的學(xué)生如何學(xué)習(xí)材料學(xué)的課程

郭勝平 王夢(mèng)寒

摘要：本文就化學(xué)專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)材料學(xué)課程時(shí)所出現(xiàn)的問(wèn)題做了簡(jiǎn)要分析，并針對(duì)這些問(wèn)題在教學(xué)理念，教學(xué)方式方法，教學(xué)資源利用，考核方法幾方面提出一些看法，爭(zhēng)取做到因材施教，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：化學(xué)專業(yè)；材料學(xué)課程；教學(xué)理念；教學(xué)方法；考核方法

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）39-0219-02

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，學(xué)科交叉變得越來(lái)越頻繁。材料和化學(xué)密不可分，你中有我，我中有你。這是上升到科研層面分析的結(jié)果。但對(duì)于本科學(xué)歷的專業(yè)和教學(xué)來(lái)說(shuō)，材料和化學(xué)的界限還是比較明顯的。通常材料專業(yè)的本科生必須學(xué)習(xí)四大化學(xué)（無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和分析化學(xué)），雖然在難度上可能會(huì)比理科的簡(jiǎn)單一些。部分學(xué)校還為材料專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了結(jié)構(gòu)化學(xué)、晶體化學(xué)、計(jì)算化學(xué)、膠體與界面化學(xué)等課程。但對(duì)于化學(xué)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，多數(shù)學(xué)校幾乎沒(méi)有或非常少的為他們開設(shè)材料類課程。雖然很多高校是因?yàn)槭艿綄W(xué)分或一些其他因素的制約，而無(wú)法開設(shè)足夠的材料課程，但這對(duì)化學(xué)專業(yè)本科生的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和知識(shí)的應(yīng)用而言是不利的。

材料學(xué)作為一門研究材料組成、結(jié)構(gòu)、工藝、性質(zhì)和使用性能之間相互關(guān)系的學(xué)科，為材料設(shè)計(jì)、制造、工藝優(yōu)化和合理使用提供科學(xué)依據(jù)。就化學(xué)專業(yè)而言，不僅要注重化學(xué)學(xué)科各方向之間的融合，也要注重化學(xué)學(xué)科與相關(guān)學(xué)科，如化工、材料科學(xué)、生物醫(yī)藥及環(huán)境科學(xué)等的交叉，然而大多數(shù)化學(xué)專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)“材料導(dǎo)論”課程過(guò)程中會(huì)暴露出許多問(wèn)題。本文結(jié)合本校實(shí)際情況就化學(xué)專業(yè)學(xué)生如何學(xué)好材料學(xué)這門課程進(jìn)行了如下梳理。

一、化學(xué)專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)材料學(xué)課程過(guò)程中的問(wèn)題

（一）與材料相關(guān)的前期課程的準(zhǔn)備不足

由于學(xué)校對(duì)學(xué)分修習(xí)有嚴(yán)格的要求，導(dǎo)致很多應(yīng)該開設(shè)的課程沒(méi)辦法開設(shè)或者減少學(xué)分開設(shè)。比如結(jié)構(gòu)化學(xué)或晶體化學(xué)等課程對(duì)于很多高校化學(xué)專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)不是必修課程，甚至學(xué)校都沒(méi)有開設(shè)這門課程，像我校材料學(xué)是兩個(gè)學(xué)分，32個(gè)學(xué)時(shí)，這就導(dǎo)致了在講授材料學(xué)課程時(shí)，很多基本的概念學(xué)生不能理解，浪費(fèi)了不少教學(xué)時(shí)間。

（二）學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情不高、缺乏主動(dòng)性

因?yàn)閷W(xué)生嚴(yán)重缺乏材料科學(xué)的知識(shí)基礎(chǔ)，若嚴(yán)格按照教學(xué)參考書的內(nèi)容來(lái)安排教學(xué)，很多內(nèi)容學(xué)生無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的閱讀來(lái)理解，而需要借助大量的課外輔助閱讀來(lái)消化。從目前的本科教學(xué)來(lái)看，很多學(xué)生的學(xué)習(xí)是有壓力的，因此沒(méi)有足夠的時(shí)間來(lái)輔助閱讀。另一方面，“材料學(xué)”課程并非化學(xué)專業(yè)的專業(yè)必修課，因此會(huì)有不同程度的“輕視”，導(dǎo)致在學(xué)習(xí)過(guò)程中缺乏積極主動(dòng)性。當(dāng)遇到課堂上不懂的知識(shí)，不會(huì)想要自己去解決，長(zhǎng)此以往會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題不斷積累和放大。由于專業(yè)背景的差異會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)具體章節(jié)知識(shí)時(shí)面臨各種各樣的困難，因而產(chǎn)生畏懼心理，對(duì)于陌生的名詞和概念也無(wú)法深刻理解，學(xué)生在后期的學(xué)習(xí)中會(huì)越來(lái)越吃力，從而導(dǎo)致這門課程的教學(xué)效果不理想。

（三）學(xué)時(shí)有限，知識(shí)面廣，導(dǎo)致只能點(diǎn)到為止

要將材料學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)在一個(gè)小學(xué)分的課程內(nèi)面面俱到地講授給學(xué)生，非常困難。既想讓學(xué)生聽懂，又想面廣一些，幾乎不可能。因此，只能根據(jù)授課老師的經(jīng)驗(yàn)和判斷，選擇性地講授部分材料學(xué)的內(nèi)容。而這一選擇性的學(xué)習(xí)，很難涵蓋學(xué)生必須了解的全部知識(shí)點(diǎn)，必然是顧此失彼。

二、解決問(wèn)題的幾點(diǎn)建議

（一）注重梳理普適規(guī)律，指導(dǎo)學(xué)生抓住重點(diǎn)和掌握知識(shí)點(diǎn)的一般思路

任何一門學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)都是非常豐富的，各知識(shí)點(diǎn)之間也有明顯的區(qū)別。但是，不管知識(shí)體系如何繁雜，一些普遍的規(guī)律還是有跡可循。以材料導(dǎo)論課程為例，主要的教學(xué)內(nèi)容是介紹四大類材料，即高分子材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、金屬材料和復(fù)合材料。每一類材料的物化性能都差異明顯，應(yīng)用領(lǐng)域也有差別。但是，不管性能如何不同，所有材料的性能都是由結(jié)構(gòu)決定的，這不就是化學(xué)的知識(shí)么？掌握了這一點(diǎn)，從價(jià)電子構(gòu)型，化學(xué)鍵成鍵方式，電負(fù)性差異等信息出發(fā)，不難推導(dǎo)材料大致的性能特點(diǎn)。其他的一些規(guī)律也可以從化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)中體會(huì)出來(lái)。

（二）注重調(diào)整教學(xué)理念

長(zhǎng)久以來(lái)，我們的教育仍采用傳統(tǒng)的“灌輸式”的教學(xué)方法，以教師的主動(dòng)講授為主，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中教師的主導(dǎo)地位十分突出，而學(xué)生的主體地位卻習(xí)慣性地被忽視。這種教學(xué)模式下的教學(xué)會(huì)束縛學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性。要調(diào)整教學(xué)理念，改變傳統(tǒng)觀念，以培養(yǎng)創(chuàng)新精神為核心，把學(xué)生置于教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和核心地位，改變傳統(tǒng)的“教師本位”思想，培養(yǎng)與發(fā)展學(xué)生的思維獨(dú)立性與創(chuàng)造性?？梢酝ㄟ^(guò)自己設(shè)置一些討論的主題，或者讓學(xué)生就感興趣的材料類型設(shè)置主題，大家一起來(lái)討論交流，注重材料的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用來(lái)展開，教師在討論的過(guò)程中穿插一些知識(shí)來(lái)解釋相關(guān)材料為何有這樣的性能特點(diǎn)和相應(yīng)的應(yīng)用。通過(guò)本人長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明，這種方式是有效的，可以顯著提高學(xué)生參與的積極性，以及運(yùn)用部分已掌握的化學(xué)知識(shí)來(lái)解釋材料學(xué)問(wèn)題的能力。此外，在我的課堂上，還會(huì)安排學(xué)生走上講臺(tái)，給大家介紹一種材料，包括它的合成、結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用，要求內(nèi)容趣味性強(qiáng)，突出大家感興趣的應(yīng)用點(diǎn)。通過(guò)這樣的一個(gè)活動(dòng)，大家學(xué)習(xí)本門課程的積極性顯著提高，學(xué)習(xí)效果也非常不錯(cuò)。當(dāng)然，這樣的交流還可以在形式上更豐富些，只要大家都明白本課程教學(xué)的目的和意義。

（三）根據(jù)專業(yè)背景調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

對(duì)于不同化學(xué)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，所接觸的大量陌生而抽象的材料學(xué)名詞和概念僅憑教師的課件講授和課本上的文字理解起來(lái)還十分困難，對(duì)于重難點(diǎn)的無(wú)法理解，導(dǎo)致學(xué)生在后期的學(xué)習(xí)會(huì)越來(lái)越吃力，也越來(lái)越容易懈怠。為了解決這個(gè)問(wèn)題，教師應(yīng)該根據(jù)專業(yè)的不同調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，盡量避免面對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生教學(xué)內(nèi)容卻千篇一律的現(xiàn)象。當(dāng)聽課的學(xué)生可以理解所學(xué)知識(shí)后，學(xué)習(xí)的積極性自然會(huì)被調(diào)動(dòng)起來(lái)，從而學(xué)生的學(xué)習(xí)也可以漸入佳境，教師的教學(xué)效果也可顯著提高。比如我的材料導(dǎo)論課上，對(duì)于化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的本科生，更多的是以無(wú)機(jī)化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)的知識(shí)為基礎(chǔ)，來(lái)介紹知識(shí)點(diǎn)，這樣他們理解起來(lái)也相對(duì)容易，同時(shí)又很好地復(fù)習(xí)了在低年級(jí)時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)的相關(guān)課程內(nèi)容。對(duì)與化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生，則在合成化學(xué)和加工工藝等方面有所側(cè)重。

（四）結(jié)合學(xué)術(shù)前沿，引導(dǎo)學(xué)生了解最新的科學(xué)成果

在我的材料導(dǎo)論上，我?guī)缀踉诿刻谜n上都有加入一些與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的前沿成果介紹給大家。這一方面是為了增加課程的趣味性，另一方面是希望能將目前學(xué)術(shù)研究上最新的成果分享給大家，讓大家了解各類材料的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景。學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情與學(xué)習(xí)的目的和意義緊密相關(guān)，如果學(xué)生能感受到這門課學(xué)到的知識(shí)對(duì)他們將來(lái)的工作和生活有幫助，或者為他們接下來(lái)的讀研有幫助，他們學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性就會(huì)大幅提高，同時(shí)有助于他們掌握本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)。

（五）改進(jìn)考核辦法

大學(xué)常見考核方法為期末試卷成績(jī)與平時(shí)課堂表現(xiàn)成績(jī)相結(jié)合綜合評(píng)定學(xué)生本門課程的學(xué)習(xí)結(jié)果。但許多平時(shí)不將本門課程放在心上的學(xué)生為了有一個(gè)好成績(jī)會(huì)在期末考試之前臨陣磨槍死記硬背，這樣期末試卷的成績(jī)不能很真實(shí)地反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。我的做法是顯著提高平時(shí)成績(jī)所占比重，將期末考試成績(jī)占分比降至40%，甚至更低?？偝煽?jī)的組成大致是這樣分布的，平時(shí)課堂表現(xiàn)占分比為20%，評(píng)分點(diǎn)包括上課時(shí)的狀態(tài)、參與課堂問(wèn)答和交流的情況等；考勤占分比為10%，只要你來(lái)我的課堂，我就有辦法讓你有收獲；第3點(diǎn)中提到的PPT報(bào)告占分比為30%，評(píng)分點(diǎn)包括PPT的制作、知識(shí)點(diǎn)的掌握情況、講解的狀態(tài)等。

三、結(jié)論與展望

綜上所述，雖然美中不足，但化學(xué)專業(yè)的學(xué)生在極其有限的學(xué)時(shí)內(nèi)學(xué)習(xí)材料學(xué)課程是可以學(xué)好的。讓學(xué)生能正確理解化學(xué)和材料的關(guān)系，能明白化學(xué)是材料的基礎(chǔ)，材料是化學(xué)的應(yīng)用拓展這種關(guān)系，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)材料學(xué)課程的積極性。設(shè)置合理的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，讓學(xué)生參與其中，樂(lè)在其中，可以讓他們能夠較好的把基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)和材料學(xué)知識(shí)貫通起來(lái)。這樣，最終能實(shí)現(xiàn)學(xué)化學(xué)的學(xué)生懂材料的目的。同時(shí)，也為他們將來(lái)的繼續(xù)學(xué)習(xí)或者在生活、工作中的應(yīng)用提供一些思維方式的基礎(chǔ)。期望我們的這些理解和分析有助于化學(xué)專業(yè)學(xué)生的材料學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)。