研究生《功能材料》課程教學改革探索

朱敏 朱鈺方

摘要：本文從培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力出發(fā)，結(jié)合研究生《功能材料》課程特點，對如何在課程教學中培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力問題進行探索。通過優(yōu)化教學內(nèi)容，融合多元化教學模式及完善課程評價方式，激發(fā)學生的學習興趣，引導創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高教學質(zhì)量。

關鍵詞：《功能材料》；教學改革；創(chuàng)新教育

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）51-0083-02

研究生教育是我國高等教育的重要組成部分，創(chuàng)新能力培養(yǎng)是研究生教育的核心。教育部早在2003年就開始制定實施“研究生教育創(chuàng)新計劃”，加強研究生培養(yǎng)體系、課程教學和教材等建設工作，逐步建立有利于培養(yǎng)研究生創(chuàng)新精神、研究能力的機制，提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量[1]。近年來，高校也在深入開展以提高研究生創(chuàng)新能力為核心的研究生教育教學改革。

課程學習是我國研究生培養(yǎng)過程的重要環(huán)節(jié)。教育部發(fā)布的《關于改進和加強研究生課程建設的意見》，強調(diào)要更好地發(fā)揮課程學習在研究生培養(yǎng)中的作用，研究生課程體系應以能力培養(yǎng)為核心，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為重點。因此，從培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力出發(fā)，課程教學必須注重研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[2]。作為一名研究生課程授課教師，應更新教育觀念和教學內(nèi)容，開展教學方法改革，探索研究生課程教學的新思路[3]。本文基于研究生專業(yè)課程《功能材料》的教學實踐，分別從教學內(nèi)容、教學模式及考核方式等方面進行探索。

一、優(yōu)化教學內(nèi)容，注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)

《功能材料》是材料科學與工程專業(yè)研究生的專業(yè)必修課之一。《功能材料》內(nèi)容涵蓋面廣，多學科交叉融合，包括電子材料、磁性材料、聲學材料、光學材料、生物材料及各種功能轉(zhuǎn)換材料。高校材料類本科專業(yè)基本上會開設功能材料及相關專業(yè)課程，教學內(nèi)容包括各類功能材料的組成、結(jié)構、性能及應用這條主線，但以掌握基本知識、基本理論為教學目標。目前，很多高校開設的研究生《功能材料》課程的教學大綱及教學內(nèi)容，絕大部分是按照金屬功能材料、無機功能材料和功能高分子材料三大類，來講授各類功能材料的組成、結(jié)構、性能及應用等內(nèi)容，只是應用部分的比重略有增加，這在教學內(nèi)容上容易與本科教學內(nèi)容造成重復，缺乏研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，優(yōu)化教學內(nèi)容，講授近年來迅速發(fā)展的新型功能材料，結(jié)合科研成果案例教學，將有助于研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.由于本課程的學生是材料專業(yè)的碩士研究生，在前期已經(jīng)學過如《材料科學基礎》、《現(xiàn)代材料分析方法》、《材料結(jié)構與性能》等專業(yè)基礎課程，了解和掌握有關功能材料的組成、結(jié)構、性能等基本知識。因此，研究生《功能材料》課程的教學內(nèi)容應將金屬功能材料、無機功能材料和功能高分子材料中的經(jīng)典功能材料與當前研究熱點的功能材料相結(jié)合，在簡要介紹組成、結(jié)構、性能方面的基本知識的基礎上，重點介紹材料選擇與設計、制備技術與功能材料的性能及應用間的相互關系，強調(diào)材料的選擇、設計和制備技術對功能材料實際應用的重要性。這樣，課程教學內(nèi)容既可引導學生把握功能材料領域的學術研究前沿，提高創(chuàng)新意識，同時也會兼顧功能材料的基本知識的鞏固。

2.由于本課程教學課時只有32學時，在教學內(nèi)容的安排上，針對當前研究熱點，結(jié)合本校材料專業(yè)的研究方向，主要聚焦在新能源材料、環(huán)境材料、生物醫(yī)用材料等，所以重點把新能源材料、環(huán)境材料、生物醫(yī)用材料等專題分別設章進行介紹，將各專題的最新科研成果和最新進展充實到教學內(nèi)容中，使學生了解科技前沿，激發(fā)學生科研創(chuàng)新興趣。例如，石墨烯，由于獨特的高導電、高導熱、高強度、輕質(zhì)等特性，在新能源、環(huán)境、生物醫(yī)學等領域，有重要的應用潛力。此外，功能材料的3D打印，也是目前的研究熱點。因此，在講授石墨烯材料時，結(jié)合3D打印技術，對最新發(fā)表的關于3D打印石墨烯及器件制備的文獻進行介紹，引導學生討論石墨烯3D打印技術在電池、電容器等儲能器件制造上的前景及研究思路，有助于培養(yǎng)學生的科研興趣和創(chuàng)新能力。

二、融合多元化教學模式，啟發(fā)創(chuàng)新思維

教學方法和手段的改革，是研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關鍵。良好的教學效果，不僅與教師的講授技巧有關，更重要的是需要在教學方法和手段上進行多元化融合，激發(fā)學生學習興趣。通過講授功能材料領域的最新科技前沿，將學生學習功能材料的思維推向應用，把新方法、新技術、新熱點、新問題等加入課程教學中，引導學生積極思考和探討，以啟發(fā)思維、訓練能力。因此，為了有效達到教學目的，本課程將多種教學方法和手段進行融合探索。

1.通過科研與教學的有機結(jié)合，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和科研能力。本課程的教學團隊都是科研第一線的教師，從事功能材料領域的不同研究方向的科研工作。因此，每位教師分別講授各自擅長領域的教學內(nèi)容，將各自的最新研究成果作為科研案例，穿插在教學中，豐富教學內(nèi)容。而且，本校每個學期都設有材料創(chuàng)新講壇，邀請國內(nèi)外在功能材料領域的知名學者來校講座。根據(jù)講座內(nèi)容，將1～2場材料創(chuàng)新講座納入本課程的教學內(nèi)容，鼓勵學生積極交流與討論。將科研與教學實現(xiàn)有機結(jié)合，通過展示教師的科研創(chuàng)新成果，交流如何提出科研創(chuàng)新課題等，不僅會使學生接觸到功能材料領域的研究前沿和熱點，而且也會激發(fā)學生的科研興趣，引導他們在學習過程中勤于思考，啟發(fā)科研創(chuàng)新思維，為創(chuàng)新能力和科研能力的培養(yǎng)創(chuàng)造良好氛圍。

2.開展以研究熱點為主題的課堂討論。通常，學生對熱點問題和最新研究成果比較關注和感興趣。教師在講授每個專題時，都要適當引入本專題方向的研究熱點和最新研究成果，進行課堂討論。教師在上一堂課結(jié)束時，將討論主題布置給學生，讓學生對討論主題提前搜尋資料，有所準備，訓練學生的自主學習能力。通過專題的課堂討論，培養(yǎng)學生獨立思考、分析問題及交流、表達等能力。

3.培養(yǎng)學生自學能力及文獻綜述能力。自學能力的培養(yǎng)，對提高學生獨立思考和創(chuàng)新能力非常重要。研究生可以通過課程學習、導師指導等環(huán)節(jié)提高分析、解決問題的能力，但在獨立開展科研及學習新知識時，往往需要自學。由于本課程的教學內(nèi)容安排是在課堂教學過程中，重點講授材料選擇與設計、制備技術與應用的相互關系及最新科研成果，其他關于材料結(jié)構和性能等知識需要通過自學完成。此外，類似專題的課堂討論等教學互動環(huán)節(jié)，需要學生通過課后進行文獻檢索和自學文獻、資料等來完成。文獻綜述能力是研究生創(chuàng)新思維和科研能力培養(yǎng)的重要方面。通過文獻綜述，學生可以全面了解和掌握某個研究領域或研究方向的現(xiàn)狀，思考發(fā)展趨勢，是開展科學研究最為重要的一步。因此，本課程在學期末設置文獻綜述環(huán)節(jié)，布置文獻綜述任務，要求學生通過文獻查找、閱讀、總結(jié)、撰寫等完成綜述小論文，培養(yǎng)自學與文獻綜述能力。

4.全英語教學，培養(yǎng)學生外語學術交流能力。目前，教育部積極鼓勵教師開展雙語和全英語教學活動，培養(yǎng)學生運用外語的能力，提高國際化教學質(zhì)量[4]。研究生是開展創(chuàng)新研究的主體之一，了解與把握研究領域的發(fā)展，需要通過閱讀大量外文文獻和資料，而且，國際學術交流也是提高科研創(chuàng)新能力的途徑之一。

在國內(nèi)研究生的培養(yǎng)過程中，學生在外語讀寫方面的訓練較多，而聽說能力相對較弱。因此，為培養(yǎng)學生的全英語學術交流與表達能力，本課程采用全英語教學。全部制作英語PPT課件，講授過程中采取預先發(fā)給學生課件和外文資料，讓學生能夠課前預習，熟悉課堂教學內(nèi)容及生疏的專業(yè)詞匯，避免學生在課堂上跟不上教師全英語講授的節(jié)奏。但對比較難理解的知識點，適當輔以中文講解。在課堂提問及課堂討論環(huán)節(jié)，鼓勵學生采用英語回答和討論，訓練英語表達能力，培養(yǎng)學生的英語學術交流能力。

三、完善課程教學考核方式，引導學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

本課程比較注重學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，傳統(tǒng)的閉卷考核方式顯然不適合研究生的培養(yǎng)。為此，課程教學考核方式應將教學過程中的提問、專題討論等過程性評價與期末文獻綜述評價相結(jié)合，把撰寫文獻綜述、匯報答辯與交流討論作為考核的重要形式。特別是期末文獻綜述評價，在教學過程中，列出若干熱點問題，由學生自主進行文獻檢索、閱讀資料，撰寫綜述。期末采用英語多媒體答辯方式對文獻綜述進行匯報，全面訓練文獻查閱、歸納總結(jié)、文字與口頭表達及英語學術交流能力，加強學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

忽視課程教學環(huán)節(jié)中研究生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力的訓練，是導致研究生創(chuàng)新能力不足的一個重要原因。專業(yè)課教學是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的主渠道之一，對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)至關重要。因此，本課程在教學內(nèi)容、教學模式和教學評價方式等方面進行探索，以引導學生自主學習，加強創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時，提高課程教學質(zhì)量，教師要不斷學習，提高自身創(chuàng)新能力，在科研第一線開展創(chuàng)新科學研究，讓科研反哺教學。

參考文獻：

[1]張來斌.認清形勢，把握關鍵，大力推進研究生教育改革創(chuàng)新[J].學位與研究生教育，2010，（1）：58-60.

[2]朱鈺方，朱敏，何星.研究生“生物材料學”課程教學改革初探[J].上海理工大學學報（社會科學版），2014，36（4）：387-390.

[3]畢月虹，謝靜超，李俊梅，陳超.研究生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的幾點思考[J].教育教學論壇，2013，（33）：120-121.

[4]錢微.材料科學與工程全英語教學專業(yè)核心課程群構建與實踐[J].上海理工大學學報（社會科學版），2012，34（4）：320-324.