材料制備技術(shù)課程教學(xué)探究

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摘要:作為一門(mén)面向材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)核心課程，材料制備技術(shù)課程的目的是為了使學(xué)生了解并掌握有關(guān)材料制備與加工的方法與工藝。其中材料制備合成與加工工藝的基本原理是學(xué)生學(xué)習(xí)中的核心內(nèi)容，由于基本原理涉及的范圍廣且需要實(shí)踐操作等特點(diǎn)，讓教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)了很多困難。依據(jù)此等現(xiàn)象，為增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高教學(xué)質(zhì)量，全文將從理論知識(shí)、現(xiàn)代化教學(xué)以及科研實(shí)踐這三個(gè)方面來(lái)研究并探討一下關(guān)于材料制備課程的教學(xué)。

關(guān)鍵詞:材料制備技術(shù);教學(xué)改革;教學(xué)與實(shí)踐;教學(xué)質(zhì)量

材料制備技術(shù)課程是材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)課，本課程設(shè)置的目的是通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解材料制備合成與加工工藝的基本原理，在相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，掌握先進(jìn)材料制備的技術(shù)。該課程涵蓋內(nèi)容多、知識(shí)點(diǎn)分散、實(shí)踐性強(qiáng)，以傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式向?qū)W生傳授各種材料制備及合成方法的基本原理、設(shè)備儀器構(gòu)造、方法和技術(shù)等知識(shí)，會(huì)讓學(xué)生感到瑣碎和枯燥，很難提起興趣學(xué)習(xí)［1－2］。如何在有限的時(shí)間里掌握眾多的制備技術(shù)、提高課程教學(xué)效果?本文將從理論知識(shí)、現(xiàn)代化教學(xué)以及科研實(shí)踐這幾個(gè)方面來(lái)展開(kāi)分析及探究。

1理論知識(shí)打基礎(chǔ)

1.1基礎(chǔ)理論的掌握

材料是人類(lèi)生存、社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，特別是20世紀(jì)60年代起，先進(jìn)材料科學(xué)更是引起了全世界的重視。材料科學(xué)最終的研究和發(fā)展目的是應(yīng)用，而其中材料制備是應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。材料制備技術(shù)課程主要包括納米無(wú)機(jī)材料、高分子材料、金屬材料、晶體材料等多類(lèi)材料制備技術(shù)和工藝，同時(shí)涵蓋了實(shí)現(xiàn)新材料的設(shè)計(jì)思想，涉及物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科交叉知識(shí)。在學(xué)習(xí)該課程時(shí)，需要掌握物理化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)等重要的基礎(chǔ)課程，因此在本專(zhuān)業(yè)安排該課程時(shí)首先需考慮好學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備情況，合理開(kāi)展專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)容，注重課程之間的銜接，避免課程內(nèi)容之間的重復(fù)以及空缺。例如:學(xué)習(xí)材料制備技術(shù)這門(mén)課程時(shí)，學(xué)生需要先學(xué)習(xí)《物理化學(xué)》、《材料科學(xué)與基礎(chǔ)》這些課程，因此可以將《物理化學(xué)》、《材料科學(xué)與基礎(chǔ)》安排在大一或大二學(xué)習(xí)，之后再安排材料制備技術(shù)這門(mén)課程，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)就較為輕松，從而提高學(xué)習(xí)興趣。

1.2歷史起源的引入

材料制備技術(shù)針對(duì)不同的材料產(chǎn)生個(gè)性迥異的制備技術(shù)，其基本原理是獨(dú)特的，毫無(wú)系統(tǒng)化，因此想要在課堂上有系統(tǒng)、有節(jié)奏、有規(guī)律的講授這門(mén)課程本身就是一件具有挑戰(zhàn)的事情?；驹淼闹v述較為枯燥乏味，多數(shù)都是一些敘述性的知識(shí)，在傳統(tǒng)課堂上一般都是直接講述———接受的過(guò)程，為此老師講述辛苦，而很多學(xué)生也難以提起興趣，致使教學(xué)效率低下，這個(gè)局面視乎難以突破。但其實(shí)一種制備合成方法或加工工藝都有著自己的歷史來(lái)源，而我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中往往總是忽略了這一部分的內(nèi)容。故事往往有著吸引力，適當(dāng)在課堂上穿插一些關(guān)于相關(guān)的歷史故事，生動(dòng)的講述過(guò)程一方面調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，引起了他們的注意，拉近了師生之間的距離，另一方面還提高了教材的趣味性，使他們能更好地理解掌握這一部分的內(nèi)容，提高教學(xué)效果［3］。這種輕松的課堂氛圍，不僅僅打破了枯燥，而且還將基本理論知識(shí)和一些哲學(xué)思想講授給了學(xué)生，增強(qiáng)了學(xué)生的好奇心以及探索學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，他們也會(huì)感受到這門(mén)課程的魅力。

2現(xiàn)代化教學(xué)要跟上

2.1多媒體器材的使用

多媒體具有集圖文、音像和動(dòng)畫(huà)等多種表現(xiàn)形式于一體的功能，可以通過(guò)圖畫(huà)、文字、聲音、視頻、動(dòng)畫(huà)等一些在黑板上無(wú)法展現(xiàn)出來(lái)的功能，表達(dá)更加直接和形象，能更好地進(jìn)行教學(xué)，因?yàn)樗鼜?qiáng)大的功能性讓我們的教學(xué)內(nèi)容更加的直觀、生動(dòng)和形象，學(xué)生當(dāng)場(chǎng)就可以理解掌握，從而能激發(fā)出學(xué)生更多的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高課堂的互動(dòng)性，而且多媒體的投入使用還可以讓老師們打破原有的教學(xué)方式，以一種更加新穎的方式進(jìn)行上課教學(xué)，順應(yīng)時(shí)代的潮流［4］。材料制備技術(shù)課程側(cè)重于介紹各種材料制備及合成方法的基本原理、設(shè)備儀器構(gòu)造、方法和技術(shù)等知識(shí)，內(nèi)容雜且多，而課程時(shí)間有限。在這種情況下，就需要老師們?cè)谡n堂講授中，充分利用多媒體的這些功能，將現(xiàn)代化的教學(xué)手段與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相結(jié)合，通過(guò)將文字教材制作成多媒體軟件，把一些難以理解的基本理論具體形象地表現(xiàn)出來(lái)。例如:將抽象的先進(jìn)材料制備技術(shù)原理、加工工藝、合成條件以及相關(guān)材料等以圖像、動(dòng)畫(huà)、視頻等形式展示給學(xué)生;對(duì)于一些平時(shí)難以接觸到的高端實(shí)驗(yàn)設(shè)備或比較復(fù)雜、難度較大的制備工藝等，可以通過(guò)影視材料、動(dòng)漫及其他方式形象生動(dòng)、逼真地模擬;另外，在條件允許的情況下，還可以組織學(xué)生觀看相關(guān)視頻，直觀地了解和掌握某些實(shí)驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)和操作。

2.2互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式的加入

受肺炎疫情影響，大中小學(xué)延期開(kāi)學(xué)，互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式迎難而上，各學(xué)?！巴Ｕn不停學(xué)”，這也使得互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)得到空前的發(fā)展［5］。在互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的時(shí)代，信息呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，人們對(duì)知識(shí)的需求越來(lái)越多樣化，同時(shí)也為教育的發(fā)展提供了新的平臺(tái)，互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)也越來(lái)越明顯:在很大程度上跨越了地域、物質(zhì)等造成的教育資源分配不平等的問(wèn)題，可以滿足人們不同程度的學(xué)習(xí)的要求，使教育更加人性化，更具有針對(duì)性，可以綜合利用各種互聯(lián)網(wǎng)的先進(jìn)技術(shù)，提高學(xué)習(xí)效率。材料制備技術(shù)課程涉及眾多學(xué)科，為了獲得更好的教學(xué)效果，學(xué)生在上課之前應(yīng)對(duì)制備方法有所接觸，最好能進(jìn)行親手操作。但是由于學(xué)時(shí)限制以及實(shí)際操作的局限性，可增加慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等多種方式進(jìn)行的互聯(lián)網(wǎng)在線教學(xué)［6］?？山Y(jié)合校級(jí)、省級(jí)、國(guó)家級(jí)精品課程的教育資源共享，給予學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后學(xué)習(xí)充分的選擇性，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性。例如，在講解制備技術(shù)之前，可讓學(xué)生觀看一個(gè)制備實(shí)例，對(duì)制備方法有一定的了解，可以增加其學(xué)習(xí)興趣。增加互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)可以有效控制教學(xué)進(jìn)度，把握學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3科研實(shí)踐相促進(jìn)

作為一名正承擔(dān)著材料制備技術(shù)課程的大學(xué)教師，經(jīng)常在課下與學(xué)生交流，有的學(xué)生反映教學(xué)內(nèi)容瑣碎，有些知識(shí)點(diǎn)過(guò)于抽象，比如對(duì)于物理氣相沉積制備方法、制備原理、操作技術(shù)流程聽(tīng)得似懂非懂，談起不同種材料如納米材料、單晶材料或薄膜材料等該如何選擇合理的制備方法及工藝更是一頭霧水。學(xué)生反饋到課堂上學(xué)習(xí)的某種材料制備的操作流程只是紙上談兵，其裝置設(shè)備儀器根本就沒(méi)有見(jiàn)過(guò)，沒(méi)有直觀的設(shè)備儀器認(rèn)識(shí)，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過(guò)程，對(duì)能否合成此目標(biāo)材料持懷疑態(tài)度，因此材料制備及合成方法傳統(tǒng)的理論教學(xué)方式已經(jīng)不能滿足培養(yǎng)高質(zhì)量人才的需要［7］。材料制備課程本身是一門(mén)理論性和實(shí)踐操作性相結(jié)合的課程，僅僅采用課堂教學(xué)方式顯得過(guò)于單調(diào)、枯燥，使大部分學(xué)生處于一種消極被動(dòng)的地位。在課堂教學(xué)過(guò)程中，增加適量的實(shí)踐操作，一方面有助于調(diào)節(jié)課程氣氛和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面能幫助學(xué)生深入理解其相應(yīng)的理論知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效果。那如何實(shí)現(xiàn)其中的實(shí)踐操作可根據(jù)院校的實(shí)際條件以及學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)來(lái)制定合理的方案。例如:對(duì)于有碩博學(xué)位點(diǎn)且硬件設(shè)施較為齊全的院校，可以采用教學(xué)與科研相結(jié)合的方式向?qū)W生傳授知識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，將學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程，從而全面提高教學(xué)質(zhì)量;對(duì)于沒(méi)有碩博士學(xué)位點(diǎn)或硬件設(shè)施不太齊全的院校，如果無(wú)法提出科研條件，可以采用參觀實(shí)驗(yàn)設(shè)備、觀摩實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程等方式來(lái)替代?？傊?，加強(qiáng)實(shí)踐操作，采用教學(xué)與科研實(shí)踐相結(jié)合的模式，以科研實(shí)踐促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的更新，豐富教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐動(dòng)手能力;同時(shí)提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平。

4結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)結(jié)合材料制備技術(shù)課程的特點(diǎn)以及教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)該課程的課程安排、教學(xué)方法、教學(xué)模式等多個(gè)層次、多個(gè)方面出發(fā)，探究提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平的良好方法。通過(guò)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，擴(kuò)寬學(xué)生的知識(shí)范圍，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作能力以及創(chuàng)新能力，來(lái)為材料制備技術(shù)課程教學(xué)質(zhì)量的改革提供一種創(chuàng)新、有意義的探討與思考，并逐步建立以培養(yǎng)高質(zhì)量人才為目標(biāo)，以現(xiàn)代社會(huì)需求為導(dǎo)向的教學(xué)新體系。

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作者：鄭程 單位：廣東工業(yè)大學(xué)