工科《材料表面與界面》課程教學(xué)改革初探

摘 要：《材料表面與界面》課程內(nèi)容豐富、涉及內(nèi)容廣泛，是工科類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。然而，由于該課程所涉及的基礎(chǔ)理論、公式定律、材料種類較多，課程內(nèi)容抽象、繁雜，學(xué)生們普遍反映該課程非常難學(xué)。因此，該文針對(duì)該課程本身及教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)，結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)踐，對(duì)教材選用、教學(xué)方法和考核方式的改革進(jìn)行了探討，希望能夠提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力得到提高。

關(guān)鍵詞：材料表面與界面 教學(xué)方法 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：TB30 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）04（c）-0125-02

Abstract：The course of\"Surface and Interface of Materials\"is abundant in content and involved in a wide range of knowledge.So it is an important technical foundation course for engineering majors.However，the students generally reflect that the course is very difficult to understand for the reason that the course involved a lot of basic theories，formula laws and material types，as well as the content is abstract and complex.Therefore，in this manuscript，the reforms of teaching materials，teaching methods and assessment methods were discussed according to the course characteristics，teaching object，and classroom teaching practice combination.We expect to improve the teaching quality，the students'learning interest and innovative ability through this project.

Key Words：Surface and Interface of Materials；Teaching Methods；Reform in Education

近年來多數(shù)高校的理工科專業(yè)都將《材料表面與界面》作為重要的基礎(chǔ)技術(shù)課程開設(shè)，該課程作為一門理論和應(yīng)用并重的課程受到使用教師和學(xué)生的一致認(rèn)可。表面與界面與日常生活息息相關(guān)，存在于任何材料在與外界或其它材料的接觸過程中；更加重要的是，表面或界面的結(jié)構(gòu)及性能對(duì)材料的整體性能具有十分重要的影響，有時(shí)甚至決定了該材料的應(yīng)用價(jià)值。因此，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，材料的表面與界面科學(xué)在材料科學(xué)領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。

然而，由于該課程具有基礎(chǔ)理論多、公式定律多、抽象性深、所涉及材料的種類繁多、課程內(nèi)容繁雜等特點(diǎn)，學(xué)生們普遍認(rèn)為它是一門非常難學(xué)的課程。因此，怎樣在有限的時(shí)間內(nèi)將該課程講的通俗易懂，使學(xué)生能夠理解掌握好相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)并了解該領(lǐng)域的最新發(fā)展前沿，初步具備解決該領(lǐng)域中相關(guān)問題的能力，對(duì)任課教師來說是一項(xiàng)十分嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。該文從《材料表面與界面》課程的培養(yǎng)目標(biāo)及學(xué)科發(fā)展方向出發(fā)，探討該課程教學(xué)的特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際教學(xué)實(shí)踐對(duì)工科材料表面與界面化學(xué)教學(xué)提出幾點(diǎn)建議。

1 選用合適的教材

《材料表界面》（胡福增主編，華東理工大學(xué)出版社出版，第二版）作為高等學(xué)校材料類專業(yè)基礎(chǔ)課系列教材，主要內(nèi)容分為兩個(gè)部分：表界面基礎(chǔ)知識(shí)和材料表界面。表界面基礎(chǔ)知識(shí)模塊系統(tǒng)闡述了液體表面、固體表面、固-液界面、表面化學(xué)的四大定理以及表面活性劑。材料表界面模塊詳細(xì)闡述了高分子、無機(jī)、金屬及復(fù)合材料的表界面研究進(jìn)展。教材內(nèi)容深入淺出、簡(jiǎn)明扼要、易學(xué)易懂，便于學(xué)生學(xué)習(xí)和記憶，受到廣大師生的一致好評(píng)。然而，要想讓學(xué)生真正理解和掌握好材料表界面的相關(guān)知識(shí)，單靠這一本教材是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，為學(xué)生推薦了《聚合物及其復(fù)合材料的表界面》（胡福增主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社出版）、《高分子界面科學(xué)》（張開主編，中國(guó)石化出版社出版）、《應(yīng)用表面化學(xué)與技術(shù)》（姜兆華主編，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社出版）等內(nèi)容豐富的輔助教材，用以拓展學(xué)生的知識(shí)面、啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性，學(xué)生對(duì)這幾本輔助教材的反應(yīng)普遍良好。

2 靈活運(yùn)用多媒體教學(xué)手段

多媒體教學(xué)（又稱計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，CAE）是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展逐漸形成的一種新型教學(xué)模式，是一種利用計(jì)算機(jī)以及各種多媒體教學(xué)工具更加生動(dòng)、形象地展示教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)活動(dòng)過程。它具有生動(dòng)、形象、靈活、新穎等特點(diǎn)，是一種形象、直觀的教學(xué)手段，并且易于被學(xué)生接受。《材料表面與界面》所包含的內(nèi)容具有抽象、龐雜、前沿等特點(diǎn)，單純利用黑板板書和課堂講授的傳統(tǒng)教學(xué)模式，會(huì)讓學(xué)生感到自己是在被動(dòng)地接受一些枯燥乏味的知識(shí)，不能讓學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容形成直觀的理解，難以激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，在該課程的教學(xué)活動(dòng)過程中引入多媒體教學(xué)，利用靈活、直觀、動(dòng)態(tài)的圖形文字呈現(xiàn)出抽象枯燥的基礎(chǔ)理論和國(guó)內(nèi)外在該領(lǐng)域的最新前沿動(dòng)態(tài)的教學(xué)方法勢(shì)在必行。

在講解與表界面相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)時(shí)，利用多媒體技術(shù)的動(dòng)畫模擬功能直觀、形象地對(duì)鋪展過程進(jìn)行演示，能夠深化學(xué)生對(duì)相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解和掌握；在講解該課程中所涉及的機(jī)理問題（如：納米材料表面的自清潔原理、復(fù)合材料界面增強(qiáng)機(jī)理等）時(shí)，利用動(dòng)畫進(jìn)行形象地演示，能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心并充分調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。此外，利用多媒體的視頻功能，還能增大教學(xué)信息量，使教師能夠有效地對(duì)該課程領(lǐng)域的知識(shí)進(jìn)行延伸。

根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，在運(yùn)用多媒體教學(xué)的過程中還要注意一些問題：多媒體課件的設(shè)計(jì)制作要簡(jiǎn)潔、大方；課件要重難點(diǎn)突出，利用不同的字體、字號(hào)、顏色等對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分；在授課過程中應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的接受情況適當(dāng)控制授課進(jìn)度，要給學(xué)生留出一定的理解思考以及做筆記的時(shí)間；要將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)的教學(xué)手段有效地結(jié)合到一起，推導(dǎo)公式的時(shí)候必須結(jié)合板書進(jìn)行推導(dǎo)、講解，更易于加深學(xué)生的記憶；在教學(xué)內(nèi)容上還要有所延伸，不斷更新課件內(nèi)容，介紹材料領(lǐng)域的前沿動(dòng)態(tài)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3 采取“平時(shí)”+“論文”+“考試”的考核方式

為了使學(xué)生具備良好的自主學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立思考與創(chuàng)新能力，應(yīng)該改變對(duì)學(xué)生的考核方式，在該課程中嘗試采取“平時(shí)”+“論文”+“考試”的三重考核方式。平時(shí)成績(jī)包括出勤與課后作業(yè)完成情況，占總成績(jī)的20%，這樣不僅可以提高學(xué)生的到課率，還可以督促學(xué)生課后好好復(fù)習(xí)、認(rèn)真完成作業(yè)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。論文考核占總成績(jī)的20%，是通過讓學(xué)生撰寫材料表面與界面相關(guān)的論文，考察學(xué)生的文獻(xiàn)檢索能力、查閱處理文獻(xiàn)資料的能力以及運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析解決問題的能力，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，為后期畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)行奠定良好的基礎(chǔ)。期末考試采取閉卷考試的形式，占總成績(jī)的60%，考題類型包括選擇題、填空題、判斷題與計(jì)算題，重點(diǎn)考察學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和公式定律的掌握情況。希望通過更加貼近教材特點(diǎn)的多樣化考核方式，避開傳統(tǒng)考核方式的覆蓋面不全、不注重對(duì)學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)和學(xué)生創(chuàng)造能力的考查等劣勢(shì)，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考的積極性，提高教師的教學(xué)水平以及學(xué)生分析、解決問題的能力。

4 結(jié)語(yǔ)

《材料表面與界面》是研究材料的表面和界面現(xiàn)象的一門科學(xué)，與人民的生產(chǎn)和生活息息相關(guān)。為了滿足科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的需要，需要深化《材料表面與界面》課程的教學(xué)改革，不斷改進(jìn)和完善該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，拓寬學(xué)生的專業(yè)視野，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)滿足社會(huì)需求、基礎(chǔ)理論知識(shí)扎實(shí)、專業(yè)技能優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才。

參考文獻(xiàn)

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