大學(xué)無機材料科學(xué)基礎(chǔ)理論課的教學(xué)實踐與改革思考

李良釗 任乃林

摘要：大學(xué)無機材料科學(xué)基礎(chǔ)理論課是無機非金屬材料工程專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程和主干課程之一。結(jié)合筆者的教學(xué)實踐，提出通過思想教育，改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、教學(xué)實驗以及考核評價體系等途徑，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：無機材料科學(xué)基礎(chǔ)；教學(xué)改革；思想教育；教學(xué)方法

大學(xué)的《無機材料科學(xué)基礎(chǔ)》是無機非金屬材料工程及相關(guān)專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，同時也是研究生入學(xué)考試的必考課。該課程是專業(yè)課程學(xué)習(xí)和材料研發(fā)的重要理論基礎(chǔ)。隨著高等教育課程體系改革的深入，課程存在的學(xué)時數(shù)減少與知識信息量的拓展與更新之間的矛盾日益加劇。《無機材料科學(xué)基礎(chǔ)》內(nèi)容豐富，知識體系零亂、抽象且難于理解，學(xué)生普遍反映難學(xué)，甚至表現(xiàn)出厭學(xué)情緒。因此，深化教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量已勢在必行。

1 教學(xué)內(nèi)容改革

在教學(xué)過程中，對教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化，將整個課程分為三個主要部分。

1.1無機材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)部分

主要內(nèi)容包括結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)、晶體結(jié)構(gòu)與晶體缺陷、熔體與玻璃體、表面與界面等內(nèi)容。強調(diào)晶體結(jié)構(gòu)缺陷、熔體和玻璃體的結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，弱化結(jié)晶學(xué)基礎(chǔ)等部分教學(xué)內(nèi)容。

1.2無機材料的熱力學(xué)部分

主要內(nèi)容為熱力學(xué)應(yīng)用、相平衡。由于學(xué)生之前未修過《物理化學(xué)》，所以補充熱力學(xué)內(nèi)容，重點講述相平衡中的二元、三元相圖及其應(yīng)用等內(nèi)容，強調(diào)三元系統(tǒng)相圖的判定規(guī)則、結(jié)晶路程等知識。

1.3無機材料的動力學(xué)部分

包括擴散與相變、固相反應(yīng)、燒結(jié)等內(nèi)容。重點講述材料在高溫下的動力學(xué)過程，材料的燒成工藝對性能的影響，為后續(xù)課程陶瓷工藝學(xué)提供理論基礎(chǔ)。

2 教學(xué)方法改革

教學(xué)方法是工具和手段，是達成教學(xué)目的的“橋”和“船”。在課堂教學(xué)中，拚棄滿堂灌和偏重講授的思想，積極探索開放式、啟發(fā)式、問題式、討論式等多種教學(xué)方法。開放式、啟發(fā)式教學(xué)可以使教師學(xué)生的角色轉(zhuǎn)變，教師從知識的傳播者變?yōu)橹笇?dǎo)者，學(xué)生從知識的被動接受者變?yōu)橹R的主動建構(gòu)者，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新能力；問題式、討論式教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探究和科學(xué)研究能力。例如：積極引導(dǎo)學(xué)生“走出書本”，擴大學(xué)生知識面，讓學(xué)生自己學(xué)習(xí)，比較不同教材的特點，老師再以提問或小測驗的方式來檢驗學(xué)生自學(xué)的效果。

3 教學(xué)手段改革

充分利用多媒體的教學(xué)優(yōu)勢，將教學(xué)演示工具從黑板和粉筆轉(zhuǎn)換成計算機多媒體，將晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、三元相圖、擴散動力學(xué)等復(fù)雜抽象的知識以三維立體動畫的形式，從不同的角度、不同的側(cè)面展現(xiàn)給學(xué)生。同時教師有充分的時間去組織討論式的講授，使課堂氣氛活躍，學(xué)生也有主動思考的機會，從而使學(xué)生能在比較輕松愉快的氣氛中達到學(xué)習(xí)的目的。但是不能千篇一律的使用多媒體，在多媒體的課件制作上下一番功夫，使多媒體課件的界面設(shè)計適合于課堂教學(xué)，且精選動態(tài)演示內(nèi)容，做到取舍適度。對于一些理論分析、公式推導(dǎo)的內(nèi)容，仍用板書講授，邊推導(dǎo)邊講解，能夠發(fā)揮板書教學(xué)的優(yōu)點，便于學(xué)生掌握推導(dǎo)過程，加深學(xué)生的印象。通過教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，多媒體課件教學(xué)和板書教學(xué)相結(jié)合，可以明顯提高教學(xué)效果。

4 教學(xué)實驗改革

《無機材料科學(xué)基礎(chǔ)》是一門理論聯(lián)系實際比較緊密的學(xué)科，理論課程也安排一部分實驗教學(xué)，實驗教學(xué)無論對于學(xué)生基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)和掌握還是工程實踐能力的培養(yǎng)和提高都具有至關(guān)重要的作用，是培養(yǎng)學(xué)生工程意識、創(chuàng)新能力和動手實踐能力的重要途徑。結(jié)合課程的內(nèi)容，將實驗整合為基礎(chǔ)展示型、設(shè)計型及綜合型三大類。對于基礎(chǔ)展示型實驗，實驗原理、實驗步驟及注意事項都要講解清楚；對于設(shè)計型實驗，只給出實驗題目和方案，由學(xué)生獨立開展實驗構(gòu)思和處理數(shù)據(jù)；對于綜合型實驗，只給出題目和方向，給定假設(shè)實驗條件，由學(xué)生自己制定方案、獨立完成實驗。在教學(xué)實踐過程中，通過開設(shè)部分教學(xué)動畫演示實驗替代大部分驗證性實驗，將有限經(jīng)費盡可能集中到理論講解中，節(jié)省實驗經(jīng)費。

5考核評價體系改革

目前，國內(nèi)高校對學(xué)習(xí)的評價體系主要是依據(jù)學(xué)生的考試成績，考試形式比較單一，大多為一次性閉卷考試，強調(diào)答案的唯一性，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)被動，自主學(xué)習(xí)能力差，不善于靈活運用所學(xué)知識分析解決實際問題，普遍缺乏創(chuàng)新精神。因此，《無機材料科學(xué)基礎(chǔ)》應(yīng)采取較為靈活的考核手段。我們嘗試了一系列改革，取得了良好的效果。比如，注重平時課堂上的表現(xiàn)，鼓勵學(xué)生在課堂上積極提出問題、回答問題并進行討論；學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)時，課后要求學(xué)生用相關(guān)軟件繪制幾種典型結(jié)構(gòu)的三維模擬圖；學(xué)完一章內(nèi)容后，根據(jù)學(xué)生自身的喜好，就某一知識點提交一篇小論文。平時作業(yè)、考勤、課堂討論、小論文全部納入平時成績，總成績則由平時成績、期中考試成績和期末考試成績構(gòu)成。多樣化的考核，使學(xué)生開闊了專業(yè)視野，提高了學(xué)習(xí)興趣。

6 結(jié)語

綜上所述，通過以上的大學(xué)課程改革實驗，筆者的無機材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)效果得到明顯改善，學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容掌握深度明顯加強，但專業(yè)教學(xué)改革和課程建設(shè)是一項科學(xué)性強、涉及面廣、影響深遠的系統(tǒng)工程，工作任務(wù)艱巨。只有不斷地總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，堅持以學(xué)生為本，用于探索實踐，不斷地完善和補充，才能提高材料工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，培養(yǎng)出在材料行業(yè)生產(chǎn)一線從事工程設(shè)計、產(chǎn)品開發(fā)與制造、技術(shù)運用與改造、運行管理的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才。

參考文獻

[1]趙慧君，穆云超，范積偉，等.無機材料科學(xué)基礎(chǔ)的課程建設(shè)與教學(xué)改革探討[J].科技信息，2012（9）：218.

[2]宋曉嵐.《無機材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程建設(shè)與教學(xué)改革探討[J].理工高教研究，2004，23（2）：109-111.

[3]葛金龍，王傳虎.《無機材料科學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)改革探討與實踐[J].赤峰學(xué)院學(xué)報，2011，27（4）：259-260.

[4]王湘利.提高多媒體課題教學(xué)質(zhì)量不能忽視的四個問題[J].現(xiàn)代教育研究·普教研究，2010（5）：77-79.

[5]李冰水，譚琪.論情感教育在我國高校學(xué)風(fēng)建設(shè)中價值的多重思考[J].江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009，22（3）：63-65.

基金課題：

謝韓山師范學(xué)院博士啟動項目QD20180108資助與支持。