功能材料課程教學內容、方法和考核方式的優化

麻季冬　張厚安　廉冀瓊　鐘海長

摘要：為調動學生學習功能材料課程的積極性，提高課堂教學的效果，針對功能材料課程教學中存在的問題及大四學生專業選修課的學習現狀進行分析，綜合功能材料課程的特點，從教學內容、教學方法及考核方式等方面的進行探索和優化，使培養出的學生既具備扎實的專業基礎知識，同時又有廣闊的視野。

關鍵詞：功能材料；教學內容；教學方法；考核方式

中圖分類號：G712.4

基金項目：廈門理工學院教育教學改革與建設項目（JGY201508）

能源、材料和信息是當代文明和社會發展的三大支柱，其中，材料是人類賴以生存和發展的物質基礎，高新產業進步的核心。《功能材料》課程中所介紹的功能材料是指具有光、電、磁、聲、熱、化學以及生物功能的各類材料，具體所涉及材料有高分子材料、超導材料、儲氫材料、形狀記憶合金、非晶合金、磁性材料、半導體材料、微電子器件材料、光學材料、功能陶瓷、納米材料和生物醫學材料等，這些具有不同功能的材料在現代化高新產業技術中有著廣泛的應用[1]。國務院在2015年5月8日發布的《中國制造2025》圍繞經濟社會發展和國家安全重大需求，選擇10大優勢和戰略產業作為突破點，力爭到2025年達到國際領先地位或國際先進水平[2]。十大重點領域中的新一代信息技術產業、節能與新能源汽車、電力裝備、新材料、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、生物醫藥及高性能醫療器械等領域都與功能材料的研究、發展和應用息息相關。

廈門理工學院金屬材料工程專業是應金屬材料工程在國家經濟建設、廈門市經濟與社會發展的需要，滿足地方經濟建設與發展對人才需求而開設的本科專業，以粉末冶金新材料、信息材料、光電材料、生物材料、新能源材料為專業發展方向，培養適應電子、化工、冶金、礦山、能源和國防等行業生產和管理第一線需要的高素質應用型人才。《功能材料》是廈門理工學院金屬材料類專業一門專業選修課，本文結合教學實際，從教學內容、教學方法及教學技術方面進行思考和優化，探討其課程改革。

1 課程教學內容優化

《功能材料》課程所涉及內容較多，主要介紹各種功能材料的基本知識、概念、制備方法和其在相應領域的應用。在課程講授過程中以材料的“應用-制備-結構-性能”為主線，首先簡單介紹所講述的功能材料的目前主要應用領域、科普性和綜述性的內容，圖文并茂，結合當代學生的興趣引入話題內容，這些內容比較容易理解，激發學生的興趣，增強學生對課程內容學習的自信心。教學內容選擇方面，以金屬材料學生前期學習的材料相關基礎知識和現在學習內容相結合，引導學生學以致用，如所學《材料科學基礎》、《粉末冶金原理》、《材料現代測試研究方法》都與各種功能材料的制備，研究和應用相關聯，這樣讓學生從中感受到所學知識都是相通的。由于在材料的研究發展中，新的功能材料不斷涌現，在授課過程中，將一些頂級學術期刊中的涉及功能材料方面的相關信息、知識引入教學內容中，把學術熱點帶到課堂中，即可以激發學生的求知欲望，讓學生接觸到材料相關前沿知識，又對于考研學生的繼續深造具有引導和啟發作用。另外，最大化將教學內容與實際生活相結合，舉例一些學生在生活中經常接觸和感興趣的東西，如超導技術如何在定向武器中應用，為什么形狀記憶合金可以用作牙齒矯形絲、血栓過濾器等，磁性材料中的磁流體在宇航員頭盔的密封機理，我們平時所用的電腦、照明和裝飾所用燈、電視機、冰箱、手機、音響等如何應用到半導體材料、光學功能材料等。

2 課堂教學方法的優化

在課程教學中，將傳統教學方式和現代教學方式相結合，在介紹各類功能材料在不同領域中的應用時，播放適當的視頻，讓學生有一個更直觀的感性認識。另外將現代教學手法如PPT、Flash等引入課堂，把一些抽象的知識點以更形象的方式展現出來，便于學生理解，例如在講述形狀記憶合金的形狀記憶效應時，使用一個簡單的Flash動畫，即生動形象又深入淺出。另外，不能過多使用多媒體，過多使用幻燈片，教師會對PPT產生依賴，以至于照本宣科，若每張幻燈片停留時間過短，學生也來不及思考和筆記，學生很容易走神，這樣，課堂效果反而不好。所以要合理分配板書教學和多媒體教學比例，提綱式板書和線索式板書并用，將功能材料性能方面的理論知識采用板書的形式講授，使學生有時間思考和理解。在對于一些重要公式的講解，采用板書進行推導，便于學生理解記憶。

另外采用互動式的教學方式能更好地優化教學方法。傳統的課堂教學是以老師為主導，老師在講臺上不停的講，學生在臺下聽，互動交流比較少，這樣老師不能很好地掌握學生對知識點的理解和吸收程度。《功能材料》的課程特點在于各種功能材料與現實生活、科技發展息息相關，可將討論式教學方式[3]引入課堂，通過小組作業，在教師的指導下，學生首先以小組為單位查閱功能材料的相關資料的基礎上，了解目前的學術動態和發展趨勢，進行討論，然后由一名同學為代表以PPT形式講述，臺下學生圍繞相關問題各抒己見，從而集思廣益，達到互相交流、互相學習的良好氛圍，同時也可以有效拓寬學生的知識面，培養學生自主檢索文獻資料的能力，增強團隊協作和語言表達能力，提高學生的學習興趣。

3 課程考核方式的優化

廈門理工學院材料學院正以滿足材料類地方產業發展需求為導向的應用型材料工程師的產學研交互式的人才培養模式方向發展，課程安排方面逐漸強化實驗實踐環節和工程能力訓練方面。許多課程將實踐教學比例提高，但是在實際考核中，實踐教學的考核往往被忽視，期末考試仍然以卷面理論考試為主，導致學生大部分采用突擊復習，背誦課本或筆記取得所謂的高分，忽視了學生平時知識和技能的積累和創新意識的培養。

在《功能材料》這門課程的考核中，如何挖掘學生的個性和潛力，是優化考核方式的關鍵。考試的目的在于如何能夠最大限度地體現學生在這門課程結束時學到了什么，所獲得的知識是否廣泛，是否達到了人才培養的要求。應注重學生平時課堂表現，提高學生平時成績的比例，另外可引入半開卷考試的形式，將考試題目內容豐富化，靈活化，增加有關實踐技能的總結、積累和闡述，學生如果單憑死記硬背是無法完成答卷。這樣才能將知識轉化為技能，將理論轉化為方法，將思想轉化為素養。

通過以上教學內容、教學方法及考核方式等方面的優化，可有效改善《功能材料》課程的教學評價效果，多方位了解學生的知識掌握程度，增強了教學的互動，促進了教學效果的提高，使培養出的學生既具備扎實的專業基礎知識，又有廣闊的視野。

[1] 殷景華，王亞振，鞠剛.功能材料概論[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2009.

[2] 國務院. 中國制造[M].北京：人民出版社，2015

[3] 楊國華. 討論式教學法的理論與實踐[M].廈門：廈門大學出版社，2014.