《材料制備工藝學》課程教學改革的探討*

郭　雷, 范興星，張　恒，董小麗，石　維

(銅仁學院材料與化學工程學院，貴州　銅仁　554300)

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《材料制備工藝學》課程教學改革的探討*

郭雷, 范興星，張恒，董小麗，石維

(銅仁學院材料與化學工程學院，貴州銅仁554300)

《材料制備工藝學》是材料物理專業學生的主要專業課之一，課程的設置是為了使學生獲得有關材料合成與制備方法的基本理論。但此課程內容瑣碎，實踐性強，存在著一定的教學難度。為激發學生的學習興趣，提高教學質量，結合本課程特點，就教學內容、教學方法及手段、實踐教學、課程考核等環節進行改革。通過此次改革，我校的材料制備工藝學課程的教學效果滿足了人才培養要求，研究結論對其它課程改革也有一定的借鑒意義。

材料制備工藝；教學；改革；實踐

材料科學是研究材料的組成、結構、性能以及變化規律的一門基礎學科，是多學科交叉與結合的結晶，與工程技術密不可分。《材料制備工藝學》是一門研究材料制備新技術、新工藝以及實現新材料的設計思想，并使其投入應用的一門學科[1-3]。主要講授單晶材料、非晶態材料、薄膜、功能陶瓷、結構陶瓷和功能高分子材料的合成與制備原理、方法和工藝過程。本課程的課程特點是工藝種類繁多，涉及的知識量大、面廣，概念性和理論性強。但傳統的靜態教學方式，以教師講授為主，各種復雜的生產工藝流程及相應的設備往往顯得很抽象，難以理解和掌握，學生積極性不高，這大大降低了學生的課堂學習效率。因此，進行教學內容、教學方法和手段等諸多方面的改革與思考勢在必行，這將有利于發展素質教育，培養適應新形勢的高素質人才。作者認為有必要從以下幾點來提高本門課程的教學效果。

1　優化教學內容

在教學中要圍繞教學目標，對講授內容進行有效合理地增減，為學生提供多元化的教學素材。首先，本課程是一門涉及到多學科知識的交叉性課目，材料科學方面的理論基礎如晶體結構、相變等知識是是材料制備的理論基石，而材料工藝等內容的講解需引用工程學中的電氣、機械及化工原理等知識。對于在其它課程中已經講授到的基礎知識，要進行回顧復習，有效地與要講授的內容結合起來。其次，在課程的內容方面，還要廣泛吸收和增加最新研究的成果。隨著科學研究的逐漸深入，不斷涌現出新的理論導向、合成技術、制備方法、加工手段，這就對《材料制備工藝學》課程的教學實踐提出了更高的要求。因此，教師可時時關注國內外專業期刊、科研網站(比如小木蟲論壇、丁香園論壇、ResearchGate等)中材料制備領域的最新研究動態，把研究的熱點、難點內容及時引入到教學中去。此舉可使教學內容顯的豐富飽滿，也達到了教師講授內容要“與時俱進”這一目的。最后，課程中要選取一定的趣味性內容進行講授，比如在講到非晶體超導體材料時可對超導現象的發現以講故事的方式給學生講解，這樣可激發他們的學習興趣，課本中的部分內容可讓學生自學，使他們成為學習知識的主體。

總之，該課程內容涉及廣且雜，但在日常教學過程中，要始終堅持理論基礎與趣味性相融相通的原則，這樣的教學內容安排更有利于學生后續知識的良性拓展。

2　改進教學手段和方法

傳統的教育模式中，教師處于教學的主體地位，是知識的先行者和灌輸者，這極大地制約了學生綜合能力的培養，教師需要進一步改進教學手段和方法，以滿足教學需要。

2.1啟發式教學

啟發式教學是伴隨素質教育模式應運而生，是指教師在教學過程中根據教學任務和學習的客觀規律，從學生的實際出發，采用多種方式，以啟發學生的思維為核心，充分調動學生的學習主動性和積極性，促使他們生動活潑地學習的一種教學指導思想，旨在培養學生獨立思考和創新思維的養成。比如在講到晶體的平衡形狀這一章節時，教師可以提出這樣的問題：同學們在日常生活中都見過什么形狀的晶體，它們的外觀上有什么特點？通過這樣的啟發式提問與討論，可以很好的進入Walff定理(即一定體積的晶體的平衡形狀總是總界面能為最小的形狀，σ(n)dA=最小)這一概念。

2.2強化教學手段

傳統的教學手段(比如板書)具有單調、枯燥的特點，已經不能完全適應當前的教學要求，而多媒體輔助(比如PPT、Flash動畫)教學具有聲情并茂、視聽結合的特點，設計合理的多媒體技術教學手段使原本信息量大、抽象、復雜的理論知識直觀的表現出來。如圖1為液相—固相平衡理論中提拉法生長單晶所用到的提拉爐設備[4]，通過類似圖片介紹和操作流程演示，可以加深學生對材料制備工藝流程的印象，使他們對材料的制備有一個感官上的認識，提高了學生的學習興趣，顯著提高教學效率，增強教學效果。

圖1　實驗室拍攝提拉爐實物圖

2.3討論式教學

討論式教學法強調在教師的精心準備和指導下，為實現一定的教學目標，通過預先的設計與組織，啟發學生就特定問題發表自己的見解，以培養學生的獨立思考能力和創新精神[5]。通過課堂討論，可培養學生主動獲取知識的欲望，調動其學習積極性，并提高他們的綜合素質。討論式教學是培養學生學會自學、自主探究的過程。在本課程教學安排中，筆者有目的地組織二次討論課，一次是學生根據自身感興趣的章節查閱最新研究進展，將資料收集和整理，以PPT報告的形式展現給大家，然后全班同學提問并討論；另一次討論是由學生自行設計特定材料的制備方案，進行專題討論，將所學的知識貫穿起來，深入了解材料制備的基本原理，從工藝類型和操作條件出發，了解反應過程中影響材料制備的各種因素，學會有效、正確地應用儀器設備進行實驗，解決材料制備過程的工藝優化和參數控制等問題。此方法既培養了學生的自主學習能力，同時也加深學生對相關知識點的理解。

3　加強實踐性教學

在講完每個章節的理論知識之后，教學中應安排有相關的教學實驗與生產實習。教師帶領學生參觀相應的實驗室并讓其操作某些實驗設備，可以起到鞏固理論知識、提高動手能力、訓練綜合技能的作用。實習環節，可定期組織學生去城市周邊的材料生產企業學習，這樣可使學生對生產流水線、各主要設備有更深入地認知，可第一時間發現生產中存在的問題并采取相應的措施，極大程度地考驗學生基礎知識掌握情況和對實際問題的應變能力。理論與實踐緊密銜接大大激發了學生的學習熱情，也為學生將來走向工作崗位提供了最初的鍛煉。

4　利用網上聊天工具輔助教學

隨著信息技術的飛速發展，QQ等聊天工具逐漸普及。通過此類聊天工具可實現師生的課下互動，加強師生聯系，突破時空的界限，延伸課堂的空間，拓寬學生的知識面。可建立一個群聊，學生遇到疑問可及時向教師請教，老師根據學生反饋回來的信息可靈活調整授課方式和內容。此外，還可以通過此類工具的群文件上傳功能，布置作業，共同分享一些與課程相關的科普文章，使資源共享最大化。

5　改革課程考核方式

課程考核是人才培養過程中的一個極其重要的環節，但不同的教學內容或手段應采取與之相適應的考核方式[6]。以往的以期末考試作為學生成績評定唯一依據的考核方式，比較死板、嚴格，造成學生負擔過重，進而嚴重影響學習熱情和學習興趣。目前我們采用的是“平時成績+實踐成績+期末成績”的綜合考核方式。平時成績主要由學生課堂表現、作業、PPT報告等組成；實踐考核主要指學生到周邊企業調研時解決問題的能力和在實驗室動手操作的能力；期末考核通過筆試閉卷進行，主要包括概念、作用、種類、特點、原理和工藝流程等，注重考核學生對理論知識的理解程度。

6　結　語

《材料制備工藝學》是一門實踐性非常強的課程，為了滿足材料專業對人才培養的要求，通過對本課程教學改革的探討，采取一系類課程改革措施，收到了良好的效果，提升了學生對材料制備工藝基礎知識的理解以及解決實際問題的能力。但本課程教學改革還要經歷漫長的路程，只有不斷優化教學內容，改進教學方法，勇于創新，才能培養出具有工程實踐能力的高素質、復合型、創新型專業人才。

[1]周宏.材料制備與合成實驗教學改革初步探索[J].教育教學論壇,2014(8):48-49.

[2]陳惠芬,王占勇,陳錕,等.材料制備與加工創新人才培養模式的改革與實踐[J].時代教育,2014(1):153-155.

[3]李家茂.材料制備與合成課程教學改革與實踐[J].安徽工業大學學報(社會科學版),2011(5):123-124.

[4]曹茂盛,陳笑,楊酈.材料合成與制備方法[M].哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社,2008:28-30.

[5]張曉燕,李鳳蘭,曲福來,等.混凝土結構設計原理課程教學方法探討[J].高等建筑教育,2011,20 (1):79-82.

[6]馬毅龍,沈倩.材料制備技術課程教學改革與實踐[J].重慶與世界,2014,31(7):75-77.

Exploration of Course Reform of Materials Preparation Technology*

GUO Lei, FAN Xing-xing, ZHANG Heng, DONG Xiao-li, SHI Wei

(School of Material and Chemical Engineering, Tongren University, Guizhou Tongren 554300, China)

Materials Preparation Technologyisoneoftheobligatorycoursesforthestudentsmajoredinthisaspect.Theprimaryobjectiveofthecourseistoenablestudentstogainamasteryofmaterialsynthesesandpreparationprinciples.Butthecurriculumiscomplexandhigh-demandingofpractice,thereisacertaindifficultyinteaching.Tostimulatethestudents’learninginterestsandimprovetheteachingquality,aswellascombinedwiththecharacteristicsandproblemsofcourseitself,aseriesofusefulreformationsweremadefromtheseveralaspectssuchasteachingcontent,teachingmethodsandmeans,practicalteaching,andcurriculumassessment.Practicesprovedthattherequirementoftalentcultivationwassatisfiedthroughthisreform.Moreover,theresearchconclusionshavesomesignificantreferencetoothercurriculumreforms.

Materials Preparation Technology;teaching;reform;practice

銅仁學院博士科研啟動基金項目(trxyDH1510)；貴州省125重大科技專項 (No:QJH2013-027)。

郭雷 (1987-)，男，博士，副教授，主要從事新能源材料開發和應用的研究。

G642.3

B

1001-9677(2016)013-0187-02