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分析和探討《材料化學(xué)》課程教學(xué)模式論文
目前很多高等學(xué)校的化學(xué)化工類專業(yè)開設(shè)了《材料化學(xué)》這門課程，并且是作為專業(yè)基礎(chǔ)課程和主十課程。課程的開設(shè)有利于化學(xué)類專業(yè)學(xué)生掌握新材料發(fā)展的主要方向，可為學(xué)生畢業(yè)后從事新材料的研究與開發(fā)工作奠定基礎(chǔ)，并為提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)，實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供必要的條件。高新材料技術(shù)是國家重點發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域之一，其發(fā)展為材料化學(xué)的發(fā)展提出了更大的挑戰(zhàn)和難得的機遇，也對高校材料化學(xué)的教學(xué)提出了更高的要求。如何提高《材料化學(xué)》課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有高競爭能力和創(chuàng)新精神的復(fù)合型高素質(zhì)專業(yè)人才顯得尤為重要。
基于此，本文結(jié)合本校化學(xué)化工類專業(yè)的實際情況，從《材料化學(xué)》課程的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，針對《材料化學(xué)》課程教學(xué)中目前存在的問題，通過對課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、考核方式等方面進行探討和實踐，提出行之有效、切實可行的教學(xué)建議和思考。
一、《材料化學(xué)》課程存在的主要問題
1.教材的選擇。材料化學(xué)是一門新興的學(xué)科，這就決定了它不可能像無機化學(xué)、有機化學(xué)等基礎(chǔ)化學(xué)學(xué)科經(jīng)過長期的發(fā)展而具有一些經(jīng)典又權(quán)威的教材和參考書。目前，雖已有一些材料化學(xué)的教材出版，但由于各編者的認識及側(cè)重點不同，致使教材內(nèi)容大相徑庭。近年來隨著各種新材料的快速發(fā)展，在基本理論、制備技術(shù)、表征手段和性能研究等方面均取得了顯著的成績。而相對來說，目前已有的教材內(nèi)容中相應(yīng)的知識點更新緩慢，致使本學(xué)科的新成果的研究和進展不能及時充實到教學(xué)內(nèi)容中。
2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時不匹配。《材料化學(xué)》課程所涉及的內(nèi)容覆蓋面非常廣泛，包括材料的基本理論、表征、制備以及結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，涵蓋金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料四大類。這些內(nèi)容都可以作為一個專門的領(lǐng)域被研究，但分配給本課程的學(xué)時數(shù)一般只有36學(xué)時左右甚至更少。如何在這么短的學(xué)時內(nèi)，合理安排教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生了解和掌握這些領(lǐng)域的基礎(chǔ)內(nèi)容，是教學(xué)中需要解決的一個重要問題。
3.課程內(nèi)容對教師提出了更高的要求。《材料化學(xué)》課程內(nèi)容覆蓋面大，除了材料領(lǐng)域的基本理論和表征手段之外，還包括新型結(jié)構(gòu)材料、功能材料和功能轉(zhuǎn)換材料。而這些材料又包含各種具體的材料，如新型功能材料包含減振材料、貯氫材料、超導(dǎo)材料等。對一個任課教師來說，其專長通常只涉及某一個領(lǐng)域，很少做到面面俱到，因此很難僅通過一個教師的教學(xué)而將每種材料講得透徹生動，引人入勝。因此，《材料化學(xué)》課程豐富的教學(xué)內(nèi)容對任課教師是一個挑戰(zhàn)，也對他們提出了更高的要求。
二、課程教學(xué)模式的探索與實踐
1.結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)。我們對化學(xué)和化工兩個專業(yè)設(shè)置了《材料化學(xué)》課程。對化工專業(yè)來說，《材料化學(xué)》課程的學(xué)時為36學(xué)時，其教學(xué)目標(biāo)是學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，了解當(dāng)代材料科學(xué)的新理論、新技術(shù)，認識和理解材料科學(xué)與工程中的問題，為材料的研發(fā)與選用打下基礎(chǔ)。通過對幾種教材的對比和篩選，并結(jié)合教學(xué)目標(biāo)和實際情況，我們選用了曾兆華、楊建文編著的《材料化學(xué)》作為主要教材。該教材不僅涉及到材料化學(xué)的基本內(nèi)容如材料的結(jié)構(gòu)、性能、制備等，而且以四大類材料(金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料)為主線，介紹了不同種類的材料，敘述各種材料的性能和行為與其成分及內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，教學(xué)內(nèi)容較適合已具備化學(xué)知識基礎(chǔ)的學(xué)生學(xué)習(xí)。對化學(xué)專業(yè)(含化學(xué)教育和藥物化學(xué))來說，教學(xué)目的是為了拓寬學(xué)生在材料化學(xué)方面的知識，開闊視野，為今后的工作和學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)�！恫牧匣瘜W(xué)》是作為專業(yè)選修課開設(shè)，學(xué)時為24學(xué)時�？紤]到化學(xué)專業(yè)的理科背景，對材料化學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識如材料的結(jié)構(gòu)、性能等知識簡略帶過，而將重點放在介紹現(xiàn)代先進材料方面，如新型金屬材料—形狀記憶合金和貯氫材料、生物醫(yī)用材料、感光材料等。
2.結(jié)合課程特點，教學(xué)方式多樣化。利用多媒體技術(shù)來展示材料工作原理的相關(guān)動畫，使學(xué)生能更加直觀地理解這些知識。但若過度依賴多媒體，容易淡化教師在課堂中的主導(dǎo)作用，對學(xué)生來說，也容易產(chǎn)生“流水賬”的感覺而滋生厭學(xué)情緒。因此，在講到一些重、難點時，適當(dāng)?shù)丶尤氚鍟�，逐步講解，留給學(xué)生理解和消化的時間，以加深印象。所以，多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)的板書教學(xué)有機結(jié)合，靈活運用，以揚長避短，實現(xiàn)最佳的教學(xué)效果。在課堂教學(xué)中，我們還根據(jù)講授內(nèi)容，靈活采用不同的教學(xué)方法組織教學(xué)，堅持啟發(fā)式、互動式和討論式教學(xué)。如講到超導(dǎo)材料一章時，以3D電影《阿凡達》為例，讓學(xué)生討論名叫“Unobtani um”礦石的用處，從而引出超導(dǎo)材料。這種教法極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在講到第二章晶體學(xué)基礎(chǔ)時，教師把七大晶系、十四種空間點陣參數(shù)特征列出，然后讓學(xué)生分組對各大晶系特征進行討論并選出代表做總結(jié)發(fā)言，最后教師引導(dǎo)總結(jié)。這種互動式教學(xué)使學(xué)生主動參與到教學(xué)活動中，增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，鍛煉了其分析問題、解決問題的能力。
3.科研與教學(xué)相結(jié)合，構(gòu)建立體化課堂。把科研引入本科教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的重要措施，也是高等教育的顯著特點。如前所述，《材料化學(xué)》教材選用困難，很大一部分原因是現(xiàn)有教材內(nèi)容陳舊，難以跟上學(xué)科前沿的發(fā)展。而科研能反映學(xué)科前沿最新研究成果，因此將科研融入該課程的教學(xué)，將彌補以上不足�？蒲泻徒虒W(xué)相結(jié)合的表現(xiàn)形式有多種。教師可以介紹自己的科研成果固化到相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容中，也可以介紹本專業(yè)課題組的科研成果。這些內(nèi)容融會貫通地加入課堂教學(xué)將提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如講到納米材料時，教師結(jié)合自己的科研項目，給學(xué)生補充碳納米管、中空雙錐狀二氧化錳等內(nèi)容，使學(xué)生拓展視野。此外，為學(xué)生介紹本專業(yè)課題組正在探索的科研項目，鼓勵學(xué)生積極參與到教師的科研中去，在實際的研究實踐中鍛煉創(chuàng)新能力。這樣大大拓寬了學(xué)生的專業(yè)知識面，培養(yǎng)了學(xué)生的科研興趣和創(chuàng)新能力。實踐證明，通過科研與教學(xué)相結(jié)合，構(gòu)建一個立體化的課堂，達到了較好的教學(xué)效果，是一種切實可行的教學(xué)模式。
4.針對課程目標(biāo)，制定合理的考核方式。材料化學(xué)的內(nèi)容覆蓋面大，實踐性強，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生要具備綜合運用所學(xué)知識進行分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。因此，需要提高平時成績的比例。一般來說，平時成績占總成績的50%,包含期中考試(占20%)，平時作業(yè)(占30%)。若未安排期中考試，則在平時不定期隨堂測驗，主要考核當(dāng)堂講過的內(nèi)容，既考查了講課效果，又對學(xué)生按時出勤、注意聽講起督促作用。平時作業(yè)涉及到的形式較多，如單元作業(yè)，檢查每章所涉及的理論、概念及計算方法;撰寫小論文，根據(jù)教師布置的課題，學(xué)生通過文獻調(diào)研提出自己的思考，考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力;針對自己感興趣的內(nèi)容，查閱資料并制作成PPT，開展專題演講活動，這一形式既使學(xué)生主動參與到課程教學(xué)活動中，調(diào)動了學(xué)習(xí)積極性和主動性，也鍛煉了學(xué)生的綜合能力。此外，還有課外作業(yè)、平時討論等形式。期末考試主要考核基本概念、基本原理的掌握程度和運用所學(xué)知識解決問題的綜合能力，占50%。這些多樣化的考核方式相結(jié)合，能全面檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，科學(xué)、客觀地評價學(xué)生的知識水平和綜合素質(zhì)。
三、對《材料化學(xué)》課程教學(xué)的幾點思考與建議
1.強化實踐教學(xué)，培養(yǎng)應(yīng)用型人才。我校是一所省市共建的地方二本院校，以培養(yǎng)社會發(fā)展所需要的高層次應(yīng)用型人才為定位。為迎合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要，實踐教學(xué)在日常教學(xué)中所占的比例越來越重。學(xué)生在課堂中獲得的知識只有在實踐中才能消化、理解和掌握，并在實踐中得到啟發(fā)和創(chuàng)新。只有將實踐教學(xué)與理論教學(xué)緊密結(jié)合并貫穿于整個教學(xué)過程中才能實現(xiàn)這個目標(biāo)。
2.發(fā)揮團隊精神，各教師取長補短。如前所述，《材料化學(xué)》課程設(shè)計的內(nèi)容廣泛，而一位任課教師術(shù)業(yè)有專攻，很難做到將每種材料每部分內(nèi)容都講解透徹，并吸引學(xué)生參與自己感興趣的科研活動。這就要求教學(xué)中要發(fā)揚團隊合作精神，發(fā)揮群體優(yōu)勢。我院教師目前主要有研究鏗離子電池材料、光催化材料、光電材料、高分子材料等。實際授課時，可以一名教師為主要任課教師，在講到具體的某種材料時，邀請主攻這一材料的教師參與教學(xué)活動，以講座或課堂PPT教學(xué)形式開展均可。這種教學(xué)形式能優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，完善教學(xué)方法，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。
四、結(jié)語
《材料化學(xué)》課程是化學(xué)化工類專業(yè)課的重要組成部分。隨著社會發(fā)展，高新技術(shù)的日新月異要求學(xué)生具備材料化學(xué)的專業(yè)功底，為將來的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。通過對該課程的學(xué)習(xí)，可以實現(xiàn)高素質(zhì)、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。作者對《材料化學(xué)》課程開課以來出現(xiàn)的問題進行了總結(jié)和思考，并在教學(xué)模式方面開展了一些探索性的工作，取得了良好的教學(xué)效果。在今后的教學(xué)中，還將繼續(xù)在課程教學(xué)模式、教學(xué)體系等方面進行探索和實踐，豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才的辦學(xué)目標(biāo)而努力。
參考文獻:
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