吳詩婷 元勇軍 白王峰 丁明燁 鮑亮 陳逸凡

摘要：《材料制備技術(shù)》是一門涉及多學(xué)科的課程，內(nèi)容繁雜，具有一定學(xué)習(xí)難度。本文總結(jié)了目前課程的現(xiàn)狀以及教學(xué)過程中存在的問題，并從教學(xué)方式、實(shí)踐探索兩方面進(jìn)行改革，旨在營造融洽積極的課堂氛圍，增強(qiáng)課堂互動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：材料制備技術(shù)；改革；教學(xué)方式；實(shí)踐探索

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）25-0121-02

一、前言

目前，材料、能源、信息這三大支柱依然是現(xiàn)代社會(huì)文明發(fā)展的重要因素，而材料又是這三大支柱的基礎(chǔ)和支撐，這是因?yàn)槠渌镔|(zhì)和技術(shù)的發(fā)展也同時(shí)依賴著材料的發(fā)展與進(jìn)步。因此，材料科學(xué)的發(fā)展，包括新材料的制備，新性能的探索等，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家綜合實(shí)力和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要標(biāo)準(zhǔn)，也是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的主要助力。與此同時(shí)，但凡一種新材料的出現(xiàn)，或者是新性能、新設(shè)計(jì)、新工藝的開發(fā)，都少不了材料制備技術(shù)的支撐，沒有材料制備技術(shù)作為后盾，材料科學(xué)的發(fā)展將是紙上談兵。因此，在現(xiàn)如今的大學(xué)教育中，材料學(xué)科學(xué)生的培養(yǎng)則更加側(cè)重于材料制備技術(shù)的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作，旨在讓學(xué)生掌握一些基本的材料制備方法，并培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神。高校老師也從多方面對(duì)《材料制備技術(shù)》這門課程進(jìn)行了教學(xué)改革，[1，2]希望能幫助學(xué)生更好地理解、吸收課程內(nèi)容和重要知識(shí)點(diǎn)，并融會(huì)貫通，將所學(xué)所長應(yīng)用于將來的工作崗位中。

二、課程現(xiàn)狀

筆者承擔(dān)了《材料制備技術(shù)》這門課程的教學(xué)任務(wù)，主要面向的對(duì)象是杭州電子科技大學(xué)材料與環(huán)境工程學(xué)院的材料專業(yè)學(xué)生。這門課程是一門專業(yè)必修課，課程的目標(biāo)是讓學(xué)生掌握近代材料制備技術(shù)的基本原理和最新發(fā)展。根據(jù)本學(xué)院材料專業(yè)的發(fā)展特色，筆者教授的課程側(cè)重的是無機(jī)材料方面的合成與制備技術(shù)介紹，因此選用了合肥工業(yè)大學(xué)出版社出版的《無機(jī)材料合成與制備》這本教材，教材內(nèi)容涉及經(jīng)典合成方法、軟化學(xué)合成方法和特殊合成方法等多個(gè)章節(jié)。整個(gè)課程內(nèi)容十分龐大，幾乎覆蓋了整個(gè)材料科學(xué)領(lǐng)域，包含了許多繁雜瑣碎的概念性和理論性知識(shí)點(diǎn)，要求學(xué)生必須具備固體物理、大學(xué)化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)等多門學(xué)科的知識(shí)。由于筆者剛走上教師崗位，缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，所以在課程初期，筆者只能將知識(shí)點(diǎn)逐一講解，強(qiáng)行將大量的知識(shí)點(diǎn)同時(shí)灌輸給學(xué)生，使得學(xué)生在上課時(shí)一直處于被動(dòng)狀態(tài)。幾節(jié)課下來，筆者就發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在上課時(shí)缺少熱情，很少與老師互動(dòng)，課堂效果較差。隨后，筆者對(duì)自己的教學(xué)方式進(jìn)行了深刻的反思，如何在有限課時(shí)內(nèi)高效高質(zhì)量完成教學(xué)任務(wù)，是筆者需要解決的首要問題。于是筆者查閱了許多教學(xué)改革文獻(xiàn)，并向?qū)W院有經(jīng)驗(yàn)的老教師請(qǐng)教，對(duì)自己的教學(xué)方式進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)將其應(yīng)用到課程教學(xué)中。

三、課程的教學(xué)方式改革

通過不斷的嘗試和改變，筆者總結(jié)了以下四種創(chuàng)新的教學(xué)模式，并在課堂上取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。

1.立體化教學(xué)。雖然多媒體教學(xué)很早就已經(jīng)應(yīng)用于大學(xué)教育中，但平面的幻燈片教學(xué)始終略顯乏味，單純的文字和圖片學(xué)習(xí)，并不能給學(xué)生留下深刻的印象。筆者在本科階段也學(xué)習(xí)了《材料制備技術(shù)》這門課程。但當(dāng)筆者重新拿起教材給學(xué)生講授這門課程的時(shí)候，腦海里能記住的只剩下那些在博士階段用到過的合成和制備方法，對(duì)于其他的知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)很茫然。那么，如何才能讓學(xué)生長久地記住所學(xué)呢？筆者發(fā)現(xiàn)，相比于二維平面的幻燈片或書本文字教學(xué)來說，視頻教學(xué)則更加有效。例如，在講授高溫固相合成法時(shí)，筆者將高溫電阻爐的原理、構(gòu)造以及工作過程拍攝了一小段視頻，學(xué)生的聽課熱情瞬間提升，也能主動(dòng)與教師交流并發(fā)表自己的看法，甚至在幾周后對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行回顧時(shí)，學(xué)生依然能夠熟記這些知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)效果顯著。同樣，實(shí)物教學(xué)也在授課過程中取得了不錯(cuò)的效果。在《經(jīng)典合成方法》這一章中有一種合成方法叫高壓合成，這一小節(jié)最重要的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)就是金剛石的合成。雖然在過去的學(xué)習(xí)中金剛石出現(xiàn)的頻率很高，但是學(xué)生卻幾乎沒有見過真正的金剛石。于是在課堂上，筆者就給學(xué)生展示了玻璃切割刀上的金剛石，并通過用金剛石切割玻璃來表現(xiàn)金剛石的超強(qiáng)硬度，使他們對(duì)于金剛石、超硬材料都有了一個(gè)立體、直觀、生動(dòng)的感官。因此，利用視頻教學(xué)或?qū)嵨锝虒W(xué)這類更加立體化的教學(xué)模式，能夠改變大學(xué)課程教育中比較死板的“填鴨式”教學(xué)，也可將教師向?qū)W生傳輸?shù)膯蜗蚪虒W(xué)模式轉(zhuǎn)變成師生互動(dòng)較好的雙向教學(xué)模式，從而提升教學(xué)質(zhì)量，改善教學(xué)效果，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶。

2.科教結(jié)合化教學(xué)。前文提到，材料制備技術(shù)的發(fā)展決定了材料科學(xué)的進(jìn)步。那么，隨著材料行業(yè)的迅猛發(fā)展，材料的制備技術(shù)也是日新月異，書本上的知識(shí)并不能及時(shí)更新，以致出現(xiàn)理論與實(shí)踐斷層的現(xiàn)象。針對(duì)這個(gè)問題，筆者認(rèn)為，可以通過科教結(jié)合化教學(xué)模式來改善?，F(xiàn)在大部分的高校教師都具備比較深厚的科研背景，他們對(duì)于整個(gè)行業(yè)的國內(nèi)國際前沿都有比較全面的了解，如果將科研與課程教學(xué)相結(jié)合，將會(huì)取得事半功倍的教學(xué)效果。對(duì)于教師而言，把科研成果引入到課程教學(xué)中，不僅可以拓展教師的教學(xué)思路，還可以激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)新思維，增加師生間的互動(dòng)；對(duì)于學(xué)生而言，可以了解整個(gè)材料行業(yè)當(dāng)前的發(fā)展趨勢，也可將課本所學(xué)更好地應(yīng)用到實(shí)踐中。而且，本學(xué)院這幾年開始推行一種具有一定特色的“科研訓(xùn)練”教學(xué)體系，本科生在入學(xué)時(shí)就可以選擇導(dǎo)師進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展一些基礎(chǔ)的科研訓(xùn)練。這樣不僅可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，也能讓學(xué)生將課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)地聯(lián)系起來，并通過實(shí)踐中獲得的經(jīng)驗(yàn)更好地理解課堂知識(shí)，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

3.重點(diǎn)突出化教學(xué)。《材料制備技術(shù)》這門課程的內(nèi)容非常豐富，課程學(xué)習(xí)并不輕松，需要記憶的知識(shí)點(diǎn)過多。因此，筆者在課程講授過程中會(huì)反復(fù)強(qiáng)調(diào)重要知識(shí)點(diǎn)，并在每一章結(jié)束時(shí)，為學(xué)生重新歸納梳理本章的知識(shí)脈絡(luò)，幫助學(xué)生從簡單的脈絡(luò)發(fā)散思維。從學(xué)生們的反饋來看，這種重點(diǎn)突出化教學(xué)模式增強(qiáng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，也讓教師完成了由“授之以魚”到“授之以漁”的角色轉(zhuǎn)變。

4.考核多樣化教學(xué)。以往的課程考核方式，大都是閉卷考試，相對(duì)比較死板，特別對(duì)于《材料制備技術(shù)》這門知識(shí)點(diǎn)繁雜的課程來說，學(xué)生的復(fù)習(xí)壓力比較大，容易產(chǎn)生抵觸情緒，影響學(xué)習(xí)熱情。而且，通過死記硬背來記憶知識(shí)點(diǎn)，也許能在期末考試中取得不錯(cuò)的成績，但短時(shí)記憶的內(nèi)容也很容易被遺忘。這違背了課程學(xué)習(xí)的初衷，課程學(xué)習(xí)不是為了考試，而是為了真正汲取知識(shí)。因此，筆者為該門課程設(shè)置了不同的考核方式：（1）平時(shí)成績，包括考勤、課堂上的提問互動(dòng)等。（2）課堂匯報(bào)。學(xué)生可以在課堂上分享他們使用過的材料制備方法，曾遇到哪些問題，如何解決的。這種方式不僅可以再次鞏固課堂所學(xué)，將理論與實(shí)踐結(jié)合，也能起到師生互動(dòng)、共同進(jìn)步、提升創(chuàng)新能力的效果。（3）閉卷考試。對(duì)于期末的閉卷考試，并不要求學(xué)生將課本上的知識(shí)點(diǎn)照原樣搬下來，只需要回答梗概，最重要的還是有自己的看法和意見，這才是學(xué)習(xí)的最終目的。

四、課程的實(shí)踐探索

在《材料制備技術(shù)》這門課中，有些課程內(nèi)容相對(duì)比較晦澀，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)很難想象具體的材料制備過程。例如，“低溫合成”中的冷凍干燥法，學(xué)生在課程中就會(huì)提出疑問，為什么在真空下冰會(huì)升華成蒸汽，冷凍后的鹽類小冰晶如何在失水后形成多孔的顆粒堆疊。因此，筆者帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，觀摩了整個(gè)冷凍干燥法制備復(fù)氧化物粉末的過程，并觀察了在真空下逐漸升華時(shí)物質(zhì)的顏色變化。通過這樣一次觀摩和動(dòng)手實(shí)踐，學(xué)生很好地理解了課本上難懂的知識(shí)點(diǎn)，也鍛煉了他們的動(dòng)手能力。在今后的課程教學(xué)中，筆者也將引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)材料制備過程，并探索《材料制備技術(shù)》實(shí)踐課程的可行性。

五、結(jié)語

《材料制備技術(shù)》是一門綜合性的學(xué)科，涉及的知識(shí)面較廣。筆者希望通過課程的教學(xué)改革（包括不同的教學(xué)方式、實(shí)踐探索等），能夠滿足材料專業(yè)的教學(xué)需求，提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)課程學(xué)習(xí)的互動(dòng)性、積極性和趣味性。同時(shí)，筆者也將與學(xué)生、社會(huì)共同進(jìn)步，不斷完善教學(xué)方式與教學(xué)內(nèi)容，與時(shí)俱進(jìn)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神，適合材料行業(yè)發(fā)展的應(yīng)用研究型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]張仁輝，張恒，石維，吳運(yùn)東，冷森林.《材料合成與制備方法》課程教學(xué)改革與探討[J].教育教學(xué)論壇，2017，（11）：173-174.

[2]張仁輝，張永興.《材料制備及合成方法》課程教學(xué)與科研結(jié)合模式探討[J].廊坊師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，18（2）：114-117.