《真空與薄膜技術(shù)》課程教學(xué)改革探索

楊勇 陳舟 徐滕州 韓若男 秦世軍

摘 ? 要：本文以“真空與薄膜技術(shù)”課程教學(xué)實(shí)踐為基礎(chǔ)，介紹了該課程的內(nèi)容與應(yīng)用，重點(diǎn)闡述了當(dāng)前課程現(xiàn)狀，提出了多樣式教學(xué)手段與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合的授課方式，將理論的基礎(chǔ)性與科研實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性及實(shí)際應(yīng)用的實(shí)用性融入教學(xué)中并促使教學(xué)內(nèi)容的更新替換，采用科研專題報告、企業(yè)應(yīng)用前景報告以及翻轉(zhuǎn)課堂等多樣化課堂模式，探索課堂教學(xué)改革，開拓學(xué)生的創(chuàng)新性和創(chuàng)造性。

關(guān)鍵詞：真空薄膜 ?教學(xué)改革 ?專題報告 ?翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（c）-0209-02

科學(xué)技術(shù)的日新月異促使材料制備技術(shù)的更新?lián)Q代，在材料科學(xué)的各個分支中，薄膜材料科學(xué)的發(fā)展占據(jù)了極其重要的地位。薄膜材料是采用特殊的制備方法（一般為物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積），在基體材料的表面沉積制備一層性質(zhì)與基體材料性質(zhì)完全不同的一種物質(zhì)層，因其特殊的二維形態(tài)以及全新的物理現(xiàn)象而被廣泛用于高溫涂層、光電子、數(shù)據(jù)存儲、能源開放、互聯(lián)網(wǎng)信息等高端領(lǐng)域。特別是隨著器件的微型化、柔性穿戴的智能化、能源使用的清潔化等要求導(dǎo)致各個學(xué)科之間交叉發(fā)展，拓寬了薄膜材料的使用領(lǐng)域，促使薄膜材料得到了更廣泛的應(yīng)用。

目前，真空與薄膜技術(shù)這門課程主要包括真空原理、物理氣相沉積、化學(xué)制備工藝、薄膜的形成與生長、薄膜的應(yīng)用及其相關(guān)制備設(shè)備簡介等內(nèi)容?？梢钥闯觯滩闹袕谋∧こ尚卧淼街苽洌瑥谋∧ぴO(shè)備到應(yīng)用領(lǐng)域均給出了詳細(xì)介紹。在教學(xué)過程中，目前主要采用課堂傳授為主，學(xué)生被動接受相關(guān)知識點(diǎn)，課堂的索然無味導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性降低，進(jìn)而產(chǎn)生厭學(xué)，導(dǎo)致上課睡覺、玩手機(jī)的現(xiàn)象屢禁不止，情況更為嚴(yán)重時會出現(xiàn)逃學(xué)等現(xiàn)象。在授課過程中，由于缺乏相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)，使得教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際需求相脫節(jié)，學(xué)生只能機(jī)械地學(xué)習(xí)薄膜形成原理、工藝、設(shè)備等。抽象的機(jī)理圖以及設(shè)備簡化圖使得學(xué)生很難對薄膜制備流程以及成形機(jī)理形成清晰的認(rèn)識，設(shè)備的構(gòu)造、各個部位的作用以及運(yùn)行模式模糊不清。課堂內(nèi)容的晦澀難懂、機(jī)械無趣嚴(yán)重限制了學(xué)生對課程的理解，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能到性[1]。

因此，針對目前教學(xué)課程體系中存在的問題，在課程建設(shè)過程中需對教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容以及課堂模式進(jìn)行深度剖析、改革優(yōu)化，最終達(dá)到改善教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性和提升創(chuàng)新能力的目的。

1 ?理論與科研實(shí)踐并重

真空與薄膜技術(shù)是一門專業(yè)技術(shù)課程，旨在使學(xué)生了解薄膜制備技術(shù)、成形原理中的物理化學(xué)知識、薄膜成品制備設(shè)備種類及薄膜應(yīng)用領(lǐng)域，為其后續(xù)科學(xué)研究和就業(yè)做指導(dǎo)。課堂授課是學(xué)生接受相關(guān)知識點(diǎn)的主要途徑，但是這種教學(xué)方式更多體現(xiàn)在概念介紹和一般性原理的分析。學(xué)生的學(xué)習(xí)更多集中在對知識點(diǎn)的背誦或是考試前期的突擊復(fù)習(xí)，目的旨在應(yīng)付相關(guān)課程考試。隨著時間的推移，學(xué)習(xí)到的知識點(diǎn)容易慢慢忘卻，而科研實(shí)踐可以加深對知識點(diǎn)的理解。因此，理論與科研實(shí)踐的同步進(jìn)行可以深化學(xué)生對課程內(nèi)容的理解[2]。

科研實(shí)踐可以依賴于學(xué)院內(nèi)部的薄膜科研團(tuán)隊(duì)，實(shí)驗(yàn)室對選課學(xué)生開放，在學(xué)生完成每周課程內(nèi)容的同時安排學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)制備設(shè)備的學(xué)習(xí)和樣品的制備。通過對實(shí)驗(yàn)室的觀摩以及現(xiàn)場的直接操作，增加學(xué)生對相關(guān)知識的理性和感性認(rèn)識[3]。針對不同年級的學(xué)生，建立跨年級科研興趣小組，實(shí)施幫扶計劃，在團(tuán)隊(duì)協(xié)作中完成相關(guān)薄膜樣品的制備和實(shí)驗(yàn)報告的完成，同時可以組織參加挑戰(zhàn)杯、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等競賽活動，促使學(xué)生將所學(xué)薄膜知識應(yīng)用到具體的產(chǎn)品制備和研發(fā)中。聯(lián)系相關(guān)薄膜制備廠家，進(jìn)行相關(guān)課程實(shí)習(xí)和暑期實(shí)踐。學(xué)生通過在實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)的操作實(shí)踐以及興趣小組競賽中的知識問答和講解，不僅加深了對真空與薄膜技術(shù)這門課程的理解，同時也鍛煉了學(xué)生表達(dá)能力、思考方式以及操作能力。老師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)展或現(xiàn)場實(shí)習(xí)場景，因材施教增加學(xué)生的參與感，誘發(fā)學(xué)生的積極性和主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新探索精神和意識。在實(shí)踐過程中，學(xué)生跟老師的交流有利于將實(shí)際問題與理論知識相融合，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長。

2 ?課堂與專題報告共融

真空與薄膜技術(shù)課程旨在系統(tǒng)而又全面地講解薄膜相關(guān)知識，課堂上的講解主要注重基礎(chǔ)理論的介紹，更多的是對薄膜材料制備原理和應(yīng)用基礎(chǔ)理論一般性介紹。課堂使用的教材很多比較陳舊，對于新技術(shù)、新設(shè)備以及新理論的融入較少，很難滿足社會發(fā)展需求，跟不上社會技術(shù)變革，致使書本知識和社會大生產(chǎn)脫節(jié)，不利于對人才的培養(yǎng)。因此，在這過程中要充分利用學(xué)院現(xiàn)有的科研平臺和優(yōu)秀教師資源，不拘泥于課本，同時聘請相關(guān)行業(yè)科研人員和管理人員進(jìn)行授課，實(shí)現(xiàn)靈活教學(xué)、花樣式教學(xué)。以教師講課為主，專題報告為輔，共同完成對薄膜知識點(diǎn)的講解工作，實(shí)現(xiàn)一體化多層次的教學(xué)模式[4]。

專題報告可以分為科研型和市場應(yīng)用型，前者以最新科研成果為主，通過專題報告可以使學(xué)生了解到最新的薄膜制備技術(shù)、前沿科技和研究成果，擴(kuò)大學(xué)生的知識面和視野，有利于走出“象牙塔”式學(xué)習(xí)模式，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和探索精神;后者主要以市場介紹為主，聘請相關(guān)企業(yè)管理人員對目前薄膜應(yīng)用市場、市場需求、行業(yè)規(guī)劃以及未來市場前景做專題報告，促使學(xué)生了解現(xiàn)階段薄膜市場的發(fā)展動向和未來從事行業(yè)的現(xiàn)狀，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，明確未來的從業(yè)方向，同時通過與企業(yè)管理人員的溝通接洽可以了解企業(yè)對人才的具體需求，使得部分學(xué)生提前做出相應(yīng)的準(zhǔn)備和知識儲備。

3 ?翻轉(zhuǎn)課堂與討論并存

黑板板書和PPT授課是目前課堂模式使用較為廣泛的教學(xué)方式，生硬的授課很難激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和對知識點(diǎn)思考的積極性。在教學(xué)過程中，教師可以將學(xué)生分配成若干小組，對于部分簡單易懂的知識點(diǎn)，可以讓各個小組完成相關(guān)PPT并利用課程時間進(jìn)行講解、分析和討論，老師則在一旁協(xié)作完成;對于生僻難懂的知識點(diǎn)，也可以進(jìn)行小組討論，讓大家提出自己的疑問、理解和想法，老師根據(jù)具體的提問給出解答，同時進(jìn)行知識點(diǎn)講解使得學(xué)生在思考中學(xué)習(xí)[5]。也可借助翻轉(zhuǎn)課堂將學(xué)習(xí)的決定權(quán)由老師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，學(xué)生在課后通過看視頻、閱讀文獻(xiàn)等實(shí)現(xiàn)課前的自主學(xué)習(xí)，在這種模式下，學(xué)生在課堂上可以更加專注于對知識點(diǎn)的討論，有利于對薄膜相關(guān)理論的深入理解。

以雨課堂為例，雨課堂將復(fù)雜的信息技術(shù)手段融入到PPT和微信中，將課堂教學(xué)、課堂互動和課外預(yù)習(xí)緊密聯(lián)系在一起，建立永不下線的課堂互動橋梁[6]。使用雨課堂的教學(xué)模式，可以將MOOC視頻、習(xí)題、語音的課前預(yù)習(xí)課件推送到學(xué)生手機(jī)客戶端，實(shí)現(xiàn)師生之間的及時溝通和相關(guān)知識點(diǎn)的反饋;課堂上視頻觀看、實(shí)時答題、問卷調(diào)查、彈幕互動，為傳統(tǒng)課堂教學(xué)師生之間互動提供了完美解決方案。雨課堂將課前預(yù)習(xí)、課堂講解以及課后復(fù)習(xí)融入到了教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)，可以促使師生間教學(xué)互動，為課堂學(xué)習(xí)提供了完整的數(shù)據(jù)支持，使得教與學(xué)更為明了，有利于學(xué)生對薄膜制備工藝、機(jī)理、設(shè)備等方面知識的全面理解與掌握。采用雨課堂教學(xué)，大家可以各抒己見達(dá)到對同一事物多角度的觀察和思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和思考方式的多樣性，改變課堂枯燥無味的學(xué)習(xí)模式，從教師的單一傳授向多渠道、雙向性教與學(xué)互動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對教學(xué)方式的優(yōu)化改革。

4 ?結(jié)語

隨著智能化時代的到來，光電子和微電子技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，對于相關(guān)薄膜材料專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)顯得尤其重要。為了有效提高真空與薄膜技術(shù)這門課程的教學(xué)質(zhì)量，實(shí)施教學(xué)改革，加強(qiáng)學(xué)生對真空原理、薄膜材料制備技術(shù)、薄膜成形機(jī)理、制備設(shè)備以及應(yīng)用等知識的掌握刻不容緩。本文從理論與實(shí)踐、專題報告、翻轉(zhuǎn)課堂等方面分析和研究該課程的改革與建設(shè)，希望可以通過教學(xué)方式的改革激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)對知識點(diǎn)的理解，開拓學(xué)生的思考模式，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，為光電行業(yè)提供優(yōu)秀人才。

參考文獻(xiàn)

[1] 萬厚釗，張軍，汪漢斌，等.《薄膜物理與技術(shù)》精品資源共享課程的教學(xué)實(shí)踐與認(rèn)識[J].教學(xué)現(xiàn)代化， 2017（34）：197-199.

[2] 劉親壯，陳三，張永興，等.《薄膜物理與技術(shù)》課程教學(xué)改革探析[J].淮北師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版， 2015（36）：90-92.

[3] 黃帥，王海歐，蘇昆朋，等.薄膜與真空技術(shù)教學(xué)改革探索——以磁性材料薄膜的制備技術(shù)為例[J].課程教育研究，2018（4）：255-256.

[4] 孫鳳云.“真空薄膜技術(shù)”課程教學(xué)改革探索[J].實(shí)踐·探索，2016（3）：70-71.

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[6] 張健麗，胥剛.翻轉(zhuǎn)課堂“雨課堂”及其對“思修課”改革的啟示——以湖南信息學(xué)院為例[J].高等教育，2016，2（23）：92.