《無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)1》課程教學(xué)模式改革探討

楊 敏（貴州大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

《無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)1》是無機(jī)非金屬材料專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要是晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部分，課程內(nèi)容包括晶體幾何基礎(chǔ)、化學(xué)基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)缺陷；固溶體；熔體和非晶態(tài)固體；固體表面和界面；漿體的膠體化學(xué)原理等[1-2]。由于結(jié)構(gòu)部分較抽象，本課程又是無機(jī)非金屬材料理論知識的基礎(chǔ)，對無機(jī)非金屬材料實(shí)踐起著指導(dǎo)作用。因此，該課程教學(xué)如何能讓學(xué)生理解透徹非常重要。筆者在對該課程教學(xué)存在問題分析的基礎(chǔ)上，對該課程進(jìn)行教學(xué)方法改革，就如何充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和主動(dòng)性，在以下幾方面得出一些經(jīng)驗(yàn)。

1 課程教學(xué)存在的問題

1.1 課程理論性強(qiáng)、抽象

《無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)1》是無機(jī)非金屬材料的專業(yè)必須課程，與無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)2構(gòu)成完整的無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程。其中，1以晶體結(jié)構(gòu)為主，主要包括晶體結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)和漿體三部分。晶體結(jié)構(gòu)部分是課程主體，而其中晶體幾何基礎(chǔ)和化學(xué)基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等都包含大量三維幾何模型，非常抽象，需要學(xué)生有較好的空間想象能力才能理解。因此，學(xué)生對結(jié)構(gòu)部分的學(xué)習(xí)比較吃力。而結(jié)構(gòu)部分關(guān)系是材料改性理論基礎(chǔ)，對無機(jī)非金屬材料專業(yè)又是非常關(guān)鍵的。以往的教學(xué)中，盡管通過PPT三維模型展示一部分典型硅酸鹽結(jié)構(gòu)，但學(xué)生普遍依然反應(yīng)較難理解。

1.2 學(xué)時(shí)局限

由于課程調(diào)整，專業(yè)課時(shí)壓縮，理論學(xué)時(shí)更是減少。《無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)1》每章節(jié)理論學(xué)時(shí)平均僅有4學(xué)時(shí)，在這么有限的課堂教學(xué)中，很多內(nèi)容無法有更多時(shí)間講解。另一方面，當(dāng)代大學(xué)生知識面廣，思維活躍，但對學(xué)習(xí)沒有刻苦之心，都急于求成，僅對考試相關(guān)的內(nèi)容用心，在有限的學(xué)時(shí)里，這種矛盾尤為突出。

2 課程教學(xué)模式改革思路及經(jīng)驗(yàn)

在現(xiàn)有教學(xué)存在的缺陷探討基礎(chǔ)上，作者對《無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)1》課程進(jìn)行教學(xué)改革嘗試，通過對教學(xué)方法的改革和實(shí)際取得的成效，得出教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)。本課程進(jìn)行的改革措施如下：

2.1 以翻轉(zhuǎn)課堂式教育為主要教學(xué)方法

主要實(shí)施以學(xué)生為中心，以教師為輔導(dǎo)的“討論式教學(xué)”方式。學(xué)生以小組為單位先進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)，每一章節(jié)以一個(gè)小組為主進(jìn)行課堂談?wù)搶W(xué)習(xí)，其他小組同學(xué)隨時(shí)提問，整個(gè)課堂在講解、疑問和解答中進(jìn)行。這種開放啟發(fā)式教學(xué)可以使學(xué)生主動(dòng)性得到極大激發(fā)，思維也非?；钴S。教師變?yōu)橹笇?dǎo)者，在問題討論中給于總結(jié)和最終解答，并積極引導(dǎo)學(xué)生走出書本，擴(kuò)大學(xué)生知識面。比如晶體結(jié)構(gòu)一章，通過學(xué)生自行搭建晶體結(jié)構(gòu)模型，使學(xué)生更進(jìn)一步了解晶體結(jié)構(gòu)對稱性、對稱要素和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等方面，不僅讓學(xué)生更直觀了解課堂內(nèi)容，還增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力。每一個(gè)組的同學(xué)在提問中又激發(fā)了他們的思考和對課堂內(nèi)容的充分了解。傳統(tǒng)教學(xué)方法中 的交流方式是單 向的，主要是老師講、學(xué)生聽 ，教師很難把握教 學(xué)的效果 、學(xué)生 的掌握程度 ，而且學(xué)生學(xué)到的都是死知識 。學(xué)生不愿意主動(dòng)思考 ，只會跟著教師的節(jié)奏走 ，容易滋生一部分同學(xué)的學(xué)習(xí)惰性，難以提高學(xué)習(xí)興趣。而通過實(shí)施互動(dòng)教學(xué)，以學(xué)生為中心，有利于在教學(xué)過程中建立學(xué)生的主體地位[3]。

2.2 增加綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)人才的培養(yǎng)中占有重要地位。加強(qiáng)《無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以幫助學(xué)生鞏固理論知識，掌握實(shí)驗(yàn)技能。該課程現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課程僅有黏土-水系統(tǒng)的ξ電位測定[4-5]，且以老師演示為主，學(xué)生較少參與。通過教學(xué)改革，在本課程中設(shè)置了硅酸鹽結(jié)構(gòu)綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以4-6名學(xué)生為小組，每名制作一種典型硅酸鹽結(jié)構(gòu)模型，并對結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行講解；在此基礎(chǔ)上引入缺陷概念，以實(shí)驗(yàn)演示缺陷的產(chǎn)生機(jī)理，促使學(xué)生積極主動(dòng)參與到實(shí)驗(yàn)中，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步對晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和缺陷有深入直觀的了解。

3 結(jié) 語

《無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》是一門理論與實(shí)踐結(jié)合比較緊密，教學(xué)難度較高的專業(yè)課[6]，通過本次教改，以充分發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，能夠培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題 的能力，有利于加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)際創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式中，學(xué)生從知識的被動(dòng)接受者變?yōu)橹R的主動(dòng)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(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探究和科學(xué)研究能力。

[1]胡志強(qiáng) 無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)教程 化學(xué)工業(yè)出版社2011年6月

[2]周亞棟 無機(jī)材料物理化學(xué) 武漢理工大學(xué)出版社2006年1月

[3]祝瑜，周愛國 《無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)方法改革的體會 科技視界2016 (7) :144-144

[4]馮小平，無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn) 化學(xué)工業(yè)出版社2011年6月

[5]伍洪標(biāo)，無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn) 化學(xué)工業(yè)出版社2002年6月

[6]包鎮(zhèn)紅，淺析《無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)現(xiàn)狀與改革思路 科技視界2013 (34) :79-79.