功能材料專業課程教學模式改革與實踐

丁明燁 余華 陳大欽

摘要：針對傳統的功能材料教學中存在的一些弊病進行有針對性的剖析，轉變教育教學觀念，實施開放式教學方法，營造良好的教學改革氛圍，搭建課堂教學與課外拓展的教學平臺，提高教育教學質量，促進學生知識、能力和綜合素質的提高，從而有利于學生進行探究性、個性化學習。

關鍵詞：開放式；功能材料專業；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）22-0120-02

作為高等院校材料學科體系中較為重要的基礎課程之一，功能材料具有課程內容豐富、社會實踐性和應用型強、發展迅速等特點。隨著社會和科技的發展，功能材料所涉及的教學內容會日益豐富，不僅在材料科學領域，而且在生命科學、化學化工和能源科學等諸多領域都有所覆蓋。功能材料這門課程在有限的學時內無法講授不斷增加的課程內容，即有限的學時與膨脹的課程內容之間的矛盾日益突出。這給教授該課程的教師們帶來極大的挑戰。教師一方面需要完成教學計劃所安排的教學任務，另一方面又要重視大學生的專業素質和創新能力的培養與提高。在新教學環境下如何構建適合功能材料教學進程的教學體系，成為本文主要關注和要解決的問題。因此，本文擬從三個方面進行分析和探討。

與其他的學科相比較，我們認為功能材料課程具有以下特點：

第一，涉及面廣、基礎知識豐富。功能材料一般涉及到無機非金屬材料、高分子材料、金屬材料、納米材料和復合材料等眾多知識內容。因此，學生在學習這門課程之前，需要系統掌握物理、化學等基礎知識，特別對相關材料的光學、電學、磁性和聲學等物理性能和有關理論有一個全面的了解和掌握。

第二，較強的思維想象能力。在學習功能材料這門課程的過程中，學生不僅需要對各個材料的結構特點、主要性能以及用途等方面有一個全面的了解，而且需要學習和理解相關功能材料的基本原理。而這些基本原理和概念往往比較抽象，如超導材料所涉及的超導理論、導電高分子的導電機理和壓電陶瓷的工作原理等。學生需要具有一定的抽象思維能力才能比較真正地理解。這門課所覆蓋的知識點多而且廣，講授的知識比較淺顯。這時就需要學生具有課堂上大量接受，課堂下快速消化知識的能力。

第三，思維轉換能力。功能材料所涉及的材料體系比較多，而不同體系的材料之間又沒有太大的聯系。所以，功能材料課程具有章節相對獨立和內容模塊化比較嚴重等特點。針對這一現象，學生需要具有快速的思維轉換能力。在學生一個章節的內容后，馬上轉換個人思維，以便適應下一章節知識內容的學習要求。

因此，功能材料的教學呈現知識較多、講授難度大等特點，但也有規律可循。在傳統課堂的教學上，該課程的教學一般采用“填鴨式”教學模式，比較關注學生大腦對知識信息的接收、處理和存儲等能力，常常忽略了學生的研究分析的能力。這樣很容易造成學生僅僅局限于課本知識的認識和記憶，不去獨立思考問題。這不但不能解決功能材料的教學難題，而且更沒有把握功能材料的教學規律，不利于培養學生對功能材料的學習興趣和創新能力。

針對以上所出現問題，我們教學團隊采取了許多措施，進行一些有用的教學模式改革，積累了豐富的教學經驗，慢慢地形成了較為系統的教學體系，具體闡述如下：

一、重思路

掌握學習規律，因地事宜。一般地，人們對新知識的學習都是采取一定的思路進行的。思路指的是學生思維的規律和方式。人們的學習過程就是個人經驗的逐漸累積及自我行為的不斷變化過程，也是人的創造性以及思維能力等各種行為心理機能不斷發展的過程。如何培養學生的學習思路是所有學科教學所面臨的重要任務。現代教學所需要解決的基本問題就是怎么處理思維教學和知識單向傳授之間的關系。面對功能材料課程的思維教學就是嘗試教給學生一些基本的思維規范，培養學生科學的學習思路。通過教師的思路教學，讓學生領會功能材料的學習思路，摸索出適合自己思路的學習方法，把學生領進思考和研究功能材料的大門。具體操作程序包括確定功能材料課程教學總體思路，根據不同板塊的教學內容實施不同的教學思路，采用“實驗事實-機理假說-機理驗證-性能應用”的教學思路。具體到教學課堂，思路教學的程序一般如下：設疑，質疑，稀疑。

二、重思維

作為新時代的教師，如何重視思維教學也是提高教學質量的重要的一環。在教學過程，教師不能一直關注自我的講授，要將自己的思路教學賦予整個課堂教授過程中，強調思維過程的必要性，從而慢慢誘導學生進行自我獨立的思考，培養學生在學習過程中進行自我思維的良好習慣。有思維的教學有益于思路的培養。同時，思路教學活動的開展也是思維活動的展開，讓學生具體感受到思維教學的動態過程，大大提高學生積極思考的愿望。按照教學內容的分布可以將其組織成思維教學的形式。功能材料的教學內容是無數材料學家的智慧結晶，只要教師努力研究教材，每一章節都可按一定的思路組織成思維的教學內容。

三、尋規律

思路教學最重要的一點就是根據不同的教學模塊制定特定的教學方式，誘導學生積極探索新的知識內容，從而啟發他們掌握學習功能材料這門課程的規律。通過尋找規律、學習規律和利用規律，最終達到掌握知識內容的目的。教學事實證明學生在教師們的“尋規律”的思維教學中，慢慢地學會了針對不同教學內容采用相應的學習模式，掌握各自的學習規律，從而達到了掌握研究功能材料的一般規律。學生根據認知規律學習這門課程，大大提高了學生學習功能材料的學習興趣。

四、求創新

教學創新也是整個教學最重要的一個環節，貫穿整個教學活動。如何進行思路教學的創新？就是讓學生在掌握學習該門課程的學習方法基礎上，進一步拓寬教學思維活動的范圍，勤于思考，敢于提問，以期望自我教學的過程。我們發現，在實施“思路創新教學”方式之前，大部分同學都局限于課本知識，針對課本提出一些簡單的問題，明顯表現出懶于思考、不敢提問的狀況。在進行“思維創新教學”改革之后，學生加入了課堂的教學之中，與老師的互動明顯增多。學生作為課堂教學中的一分子，促使他們積極思考，很多同學都提出了一定深度的問題。人人都在思考，人人都在提問，就會讓學生從不同角度去分析和討論問題。整個教學過程呈現談論式教學的課堂氣氛，教學效果明顯。

五、搞好邏輯法教學

邏輯法教學是工科課堂所必需的教學方法。由于工科課堂規律具有邏輯性強、規律性明顯等特點，邏輯性教學法在功能材料課程教學過程中具有顯著的特征性和適用性。在邏輯法教學過程中，可以引入知識要點，讓學生主動去查詢和學習這些課程知識。教師在教學過程中，根據教學知識規律實施誘導作用，改變教師填鴨式的教學模式。學生在學習的過程中，根據學習知識規律，進行有規律的學習，掌握學習規律，為以后的學習和科研活動打下堅實的基礎。同時，教師在整個教學過程改變“教師講學生聽”的講課模式，積極引導學生按照老師的教學邏輯一步一步地學習下去，從而潛移默化地掌握對知識點的分析、歸納總結和判斷的能力。

六、教學內容與實際有效聯系

教學內容是教學改革的核心，但是教學內容要與實際聯系在一起，讓學生在學習功能材料過程中對課程內容具有一定的認識性。比方說，講到無機非金屬材料方面，聯系實際生產生活中應用較多的玻璃、陶瓷和水泥等材料，使學生對該材料的學習加強印象。高分子材料方面，可以聯系手機貼膜、液晶等材料，對高分子的特性具有一定的了解。同時，應該關注功能材料的最新進展，讓學生對功能材料的發展前沿具有一定的了解，激發他們學習功能材料的熱情。

七、考核方法的改革

對考核方法的改革也是該課程教學模式改革所涉及的內容。平時課后作業和考試內容不應該一成不變，多增加綜合性和思考題。在題目的設計上不以難點、重點為考點，多出一些富有開放式、探究式的考題。作業和考試的目的不是培養學生死記硬背能力和應試能力，而是通過這個手段引導學生去分析和思考，創造一個寬松的學習環境。題目的答案不是固定的，也可以是開放的或擴大的，但是能夠影響學生思維和邏輯推理能力。所以，考核的目的是引導學生創造性地去學習，從過去的死記硬背模式逐漸轉變成理解性的記憶模式。有條件地進行開卷考試，在學生查找知識去解答的過程，達到主動學習和享受學習的目的。通過功能材料的學習，希望同學在思想境界和掌握科學知識方面得到提升，不僅學習了專業知識而且充實了美好心靈。這也是我們進行教學模式改革的最終目的和理想的教學目標。

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