基于項目驅(qū)動法《材料物理性能》課程改革探索與實踐

摘要：對于教師而言，將舊的教學(xué)理念、教學(xué)方式和方法進行全新改革，是有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的首要途徑。本文以材料物理性能這門課程為例，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性為核心目標(biāo)，對基于項目驅(qū)動教學(xué)法的材料物理性課程改革進行了初步探索。

關(guān)鍵詞：項目驅(qū)動;材料物理性能;課程改革;實踐;探索

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）40-0137-02

目前，高等教育課程結(jié)構(gòu)和理論體系的強調(diào)重點是實踐教學(xué)，它對理論教學(xué)成果的鞏固以及對學(xué)生開拓、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面都起到?jīng)Q定性的作用。《材料物理性能》課程是材料系功能材料專業(yè)的核心課程之一，對實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)要求很高。目前，材料系各個專業(yè)在人才培養(yǎng)方案中設(shè)置了多門與材料物理性能相關(guān)的課程和實踐環(huán)節(jié)，目標(biāo)是培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、工程實踐能力強、具有較強的競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力的應(yīng)用型高級工程技術(shù)專門人才。

一、目前教學(xué)中存在的問題

（一）教師是教學(xué)的主體

在教學(xué)中，教師依然處于傳統(tǒng)教學(xué)主導(dǎo)、主體地位，以語言、教具和板書等向?qū)W生講解知識，學(xué)生依然處于被動的地位，他們只能被動地去學(xué)習(xí)知識。

（二）教學(xué)缺乏實踐性

教學(xué)內(nèi)容偏向理論，實驗比例很少，忽略了以實踐為背景的知識講授。在這種情況下，學(xué)生缺乏對實際項目的主動學(xué)習(xí)和真正理解，也導(dǎo)致學(xué)生在將來面對實際項目時茫然不知所措。

（三）實驗課程安排不夠

實驗課的學(xué)時比較少，學(xué)生人數(shù)多，學(xué)生只能分批進行實驗，因此每個學(xué)生真正做實驗的時間不到半天，學(xué)生僅能完成一些相關(guān)知識的驗證，使得學(xué)生缺乏對項目真正的理解和掌握。

（四）考核體系不完善

實踐考核和理論考核組成了課程考核，雖然以試卷測試展開的理論考核較為公平，但對于實踐考核的測試卻很難進行，只能給出印象分數(shù)，而且只要到場不管實驗做的好壞一般都能通過，因此就使得學(xué)生重理論而輕實踐。

（五）學(xué)生實踐能力薄弱

由于學(xué)生實踐能力薄弱，因而在材料改性和工藝設(shè)計中會存在諸多問題。一些對儀器要求較高的性能測試只能以PPT的形式對學(xué)生進行講解，學(xué)生只能了解一些基本原理，缺乏動手操作過程。課程結(jié)束之后，很多學(xué)生連儀器的基本構(gòu)造、功能都不清楚。

二、項目驅(qū)動法的提出

項目驅(qū)動教學(xué)法，也被稱為項目驅(qū)動法或項目教學(xué)法，是指教師和學(xué)生共同參與實施一個完整的課題或者項目工作而開展的教學(xué)活動。具體來說，應(yīng)滿足以下條件：（1）這個項目工作具有應(yīng)用價值，在這個項目工作過程中學(xué)生可以用來學(xué)習(xí)一定的理論知識。（2）可以將實際技能與某個課題的相關(guān)理論知識結(jié)合起來。（3）學(xué)生可以單獨制定計劃，單獨進行學(xué)習(xí)，他們可以在一定的時間內(nèi)獨自安排自己的學(xué)習(xí)。（4）項目工作本身就具有難度，它要求學(xué)生結(jié)合新的理論知識和技能，來對實際遇到的新問題進行解決。在項目實踐過程中，每個學(xué)生都能夠參與到實踐中去，在此過程中對完成項目的過程更為關(guān)注。學(xué)生在此過程中，不僅收獲了新的知識、技能，還體會了學(xué)習(xí)的樂趣和艱辛，同時也提高了學(xué)生解決和分析問題的能力。

三、教學(xué)模式的設(shè)計

項目的設(shè)計、評估、選取和開展四個方面組成了項目驅(qū)動法教學(xué)模式的設(shè)計。首先，要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容來選取合適的項目，并結(jié)合用人單位對人才各方面素質(zhì)的需求，讓現(xiàn)實對象作為材料，其中既要注重學(xué)生自身的特點，也要包含所學(xué)教學(xué)內(nèi)容的知識點，盡量將項目教學(xué)設(shè)計成趣味十足且實用的教學(xué)，充分調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生樂于學(xué)習(xí)且愛上學(xué)習(xí);其次，項目的設(shè)計要有明確的目標(biāo)，要求教師在學(xué)習(xí)總體目標(biāo)的框架上，將學(xué)習(xí)內(nèi)容細化成一個個較為容易掌握的知識點，讓這些知識點來體現(xiàn)總的學(xué)習(xí)目標(biāo)。不僅如此，要掌握學(xué)生的身心發(fā)展特點及學(xué)習(xí)情況，有針對性地組織教學(xué)。此外，對知識點的含量、項目大小等因素的考慮是在項目設(shè)計時所要考慮的問題，以項目展開的形式引入教學(xué)知識點，從而進行項目教學(xué);再次，由項目分析說明、分組實踐操作、組織教學(xué)、結(jié)合項目講授相關(guān)理論知識、課后獨立完成任務(wù)五個方面組成了項目開展;最后，項目的評估對學(xué)生在活動中的能力發(fā)展過程較為關(guān)注，其中評估的內(nèi)容由學(xué)生在活動中的作業(yè)質(zhì)量和在各個環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)組成。作為教師，要根據(jù)評估標(biāo)準(zhǔn)要求，公正、客觀地對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行評價。同時，對于學(xué)生在評估考核中出現(xiàn)的問題予以指出并給出解決方案，讓學(xué)生的能力得到有效提升。

四、項目驅(qū)動法的研究內(nèi)容

（一）項目的選取

結(jié)合《材料物理性能》課程的教學(xué)內(nèi)容、任務(wù)、教學(xué)要求，結(jié)合用人單位對人才各方面素質(zhì)的需求來選擇項目。例如，在教學(xué)內(nèi)容中關(guān)于“材料的電學(xué)性能”部分，我們可以選取“鐵酸鉍薄膜的電性能研究”作為研究項目。通過對項目驅(qū)動內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我們的學(xué)生不僅對教材中材料電學(xué)性能的知識進行了學(xué)習(xí)，還掌握一些從沒接觸過的新技術(shù)、新知識，例如鐵酸鉍薄膜的制備、電性能的測量、形貌的表征等。對于項目的選取可以讓學(xué)生和教師共同參與。同時，教師要注重對學(xué)生周邊素材的啟發(fā)，選擇的工程項目要難度適中。

（二）項目的設(shè)計

以“鐵酸鉍薄膜的電性能研究”項目為例，在設(shè)計時，把項目的內(nèi)容細化為：a.溶膠凝膠法制備鐵酸鉍薄膜;b.厚度對薄膜性能的影響;c.溫度對性能的影響;d.雜質(zhì)濃度對性能的影響。通過這些小的項目來體現(xiàn)總的學(xué)習(xí)目標(biāo)，以布置項目的方式引入有關(guān)概念，例如薄膜的概念、雜質(zhì)的概念、薄膜制備方法等，以此展開教學(xué)內(nèi)容。以“布置項目→介紹完成項目的方法→歸納結(jié)論”的順序引入與之相關(guān)的概念，對教學(xué)內(nèi)容展開教學(xué)、學(xué)習(xí)。這樣，學(xué)生不但掌握了影響材料電學(xué)性能的因素、材料的一些基本制備方法，也掌握了其他相關(guān)概念和測試方法。

（三）項目的實施

在課前要將學(xué)生分成若干小組，結(jié)合組內(nèi)各成員和每個項目的特點選出組長。項目分析說明階段主要對課題各個分項目的意義和項目的難點、重點、內(nèi)容進行說明，對學(xué)生的興趣予以激發(fā)。要結(jié)合項目講授相關(guān)知識，然后教師可以成功演示一次分項目的實施過程，對學(xué)習(xí)優(yōu)秀的學(xué)生教師可以不演示，以培養(yǎng)他們的自學(xué)能力，增強他們的自信心。例如在制備階段，可以將學(xué)生分為：a.溶膠凝膠法制備鐵酸鉍薄膜;b.溶膠凝膠法制備鐵酸鉍陶瓷;c.磁控濺射法制備鐵酸鉍薄膜;d.溶膠凝膠法制備鐵酸鉍粉末。在薄膜電性能的測量階段，可以將學(xué)生分為：a.鐵電性能的測量;b.導(dǎo)電性能的測量;c壓電性的測量;d.熱電性的測量。在學(xué)生完成分項目后，教師要從項目驅(qū)動的角度著手總結(jié)，在小組實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生在教師指導(dǎo)下，教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間通力合作，以優(yōu)生帶學(xué)困生的方式提高學(xué)生整體的實踐能力，對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣進行有效激發(fā)。這樣，學(xué)生不但掌握了薄膜制備的各種方法，掌握了影響電性能的因素，也了解了多種“電性能”的概念。在項目實施過程中，要以學(xué)生為主體來開展工作，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和積極性，要將在實施過程中遇到的問題進行分析、解決，積極培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實踐能力。同時，以嚴(yán)謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和以實踐為基礎(chǔ)的實踐精神來對項目實施過程中團結(jié)協(xié)作、自主學(xué)習(xí)和組織實施能力進行提高。

（四）項目的評價

作為教師，要依據(jù)項目形式所設(shè)置的評估標(biāo)準(zhǔn)來對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行公正、客觀的評價。在項目完成過程中，學(xué)生可能遇到這樣或者那樣的問題，這就需要教師給出相應(yīng)的指導(dǎo)建議或解決方案，同時讓學(xué)生在評估中提升各項能力。在評估方法方面，教師要對學(xué)生是否達到項目要求來予以評價。同時，也要重視學(xué)生對項目的完成程度是否取得了進步，這樣對學(xué)生的創(chuàng)新能力、職業(yè)能力和實踐能力也進行了有效培養(yǎng)。如，在項目的實施過程中，對同樣方法制備的鐵酸鉍薄膜，為什么不同小組得到的電學(xué)性能不一樣呢？雖然學(xué)生達到項目的目標(biāo)要求，但是這時可以啟發(fā)學(xué)生去思考問題所在，影響薄膜性能的因素有哪些呢？是否可以通過改變制備參數(shù)（例如改變制備時的氧氣、溫度、厚度、濃度、摻雜量等）對材料進行改性？讓學(xué)生再次完成一個項目的綜合設(shè)計，即從材料的制備、參數(shù)的設(shè)置、性能的表征測試、分析，材料改性研究。使實驗訓(xùn)練與科學(xué)研究相結(jié)合，讓學(xué)生的設(shè)計思路和多項思維得到啟發(fā)，讓學(xué)生的主觀能動性得到充分發(fā)揮，有效地將學(xué)生的創(chuàng)新欲望和創(chuàng)造靈感激發(fā)出來。

總的來說，通過本項目的實施，學(xué)生對《材料物理性能》課程的相關(guān)概念能夠很好地掌握，這不僅讓學(xué)生對學(xué)習(xí)產(chǎn)生了濃厚的興趣，還讓學(xué)生明確了學(xué)習(xí)的目標(biāo)，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)不再盲目。這樣不僅對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行了提高，還提高了教學(xué)質(zhì)量，并且對學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力得到了有力鍛煉，同時也鍛煉了學(xué)生的科學(xué)研究能力和適應(yīng)實際工作的能力，為學(xué)生未來的就業(yè)打下了堅實的基礎(chǔ)。

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