新形式下材料化學課程教學方法探討

陳樹芳 胡繼勇 魯冰雪

摘要：材料化學是材料化學專業的一門專業必修課，通過該課程的學習，使學生在全面掌握現代材料的制備、組成、結構、性能與效能的基礎上，掌握結構理論（包括缺陷理論）以及化學熱力學、動力學的研究方法，明白反應原理在現代材料領域中應用的重要性。結合在材料化學教學過程中的經驗和體會，通過對教學方法、教學手段、對學生的考核評價方式的探討、改革，達到提高學生的“抬頭率”和教學質量的效果。

關鍵詞：材料化學;教學模式;教學方法;改革

材料化學是河南城建學院材料與化工學院材料化學專業本科生的一門專業必修課，該課程是伴隨著材料科學的發展而誕生和成長的一門新興的交叉、邊緣學科。材料化學的課程目的是讓學生具有初步分析、解決材料中化學問題的能力，通過該課程的學習，使學生熟悉材料的合成方法、表征手段，掌握材料結構的基礎理論、材料性質與結構的關系等，熟悉材料應用領域中的一系列知識。

河南城建學院材料與化工學院采用的教材是西北工業大學朱光明、秦華宇教授主編的《材料化學》第二版。該門課程包含內容廣泛，知識點繁多，但該課程教學僅48個學時，8個學時的課內實驗也包含其中。顯然，采用傳統的以“教學”為中心的教學方式授課，在有限時間內使學生完全掌握該課程知識很難達到預期的效果，因此，對該課程進行教學方式和教學方法的改革勢在必行。本文以2016級材料化學專業材料化學課程教學過程中教學模式和教學方法的改革為例進行了探討和分析。

一、根據材料化學課程特點，組織教學內容

材料化學屬于新興的交叉學科，包含了材料學、物理學、化學等學科的內容。教師在材料化學教學過程中可以從以下三部分著手，以達到本次教學改革的目的。

第一，總體教學計劃方面。開課之前，教師依據教學任務書，查閱相關授課專業教學大綱，依據教學內容制定教學執行大綱，根據不同專業的特點，對教材知識點進行分析，梳理每章節的重難點，達到教學目的。如，針對不同專業對知識點的需求不同，對相應內容進行不同層次的講解，對于基礎知識、概念性強的知識可以放在課下讓學生自行學習掌握，對于理解性與綜合性比較強的知識點，老師課上講解。從而增強學生的學習目的性，提高學生的學習積極性。

第二，課堂組織教學方面。本教材包含的熱力學基礎部分、相圖部分、固溶體部分，主要討論材料在制備、結構和性能方面所會涉及到的基礎理論和方法。這部分內容抽象性比較強，在教學過程中，雖然以教師授課為主，但是可以在課堂上設置相應知識點的分組討論，之后請各組同學派代表進行知識點誤區的總結，最后，以試題的練習增強知識點的掌握。同時，在教學過程中設置相應的課前、課中等提問環節，課前提問可以加強學生學習的自主性;課中的提問，可以加強與學生的溝通交流，同時加強教師對課堂的把控性。教材的第二部分主要討論的是材料的合成、制備以及在使用過程中所涉及的化學方面的問題，該部分內容知識點繁瑣，包含內容廣泛，對事物的介紹性比較強，且該部分內容涉及到材料的新穎性和前沿性，可以要求學生課下對最新文獻進行查閱，該部分教學內容可增強學生的自主學習性。

第三，在實驗教學方面。為了更好地讓學生掌握材料化學課程的知識，必須理論聯系實踐。依據教學大綱對材料化學專業學生的要求，在本課程中安排了相應的基礎性的教學實驗，例如，聚羧酸衍生物的合成實驗和聚羧酸超塑化劑的合成實驗，在掌握材料化學基本理論知識、掌握相關的實驗分析測試原理和手段的基礎上，培養學生的實驗操作能力，使學生理解材料結構與性能之間的關系，提高學生運用知識解決實際問題的能力，從而達到提高學生創新意識的目的。

二、結合材料化學課程特點，靈活選用多種教學方法和手段，采用綜合型考核評價體系

通常材料化學課程是采用慣用的PPT授課方式和傳統的閉卷考試的考核方式。在這個過程中，學時太少，而單純的PPT授課使得課上的授課內容又太多，再加上學生的學習積極性不高，課堂氣氛不活躍，學生中“低頭族”較多，綜合各方因素，最終會使上課效果大打折扣。因此，在教學過程中必須結合材料化學課程的特點，靈活選用多樣化的教學方法和教學手段，同時對學生采用綜合考核評價體系，只有這樣，才能實現新形勢下對人才的培養需求。

在教學方面，我校結合“學習通”對學生進行線上線下同步輔導，在前期制定的教學執行大綱中，可以對教材重難點知識點進行梳理，然后利用“學習通”對學生進行相應的輔導，例如，借助“學習通”的在線視頻學習功能，可以讓學生將知識點的預習放在課前。對于知識的重難點內容，老師在課堂上進行講解，同時可以成立學生學習小組，對于容易混淆的知識點、容易出錯的知識點，讓學生進行課堂討論，討論后再進行小組代表總結發言，最后，任課老師可以根據各組的發言情況和總結情況進行綜合評價，再配以相應的練習題進行課堂的練習和講解，從而加強學生對知識的掌握。

在使用PPT授課的過程中，遇到重難點知識點時候，教師可以使用“學習通”對學生進行不定時的課上提問，從而增強教師與學生之間的互動，增強課堂的吸引力;上課過程中，在學生注意力減弱的時候，教師可以在課堂插入小的試題測驗，這樣可以改變學生的注意力，改變課堂氛圍、吸引學生注意力，從而提高課堂授課效率。

對于材料化學課程的考核，也可以使用“學習通”進行，對于簽到、作業、課前預習、視頻講解、課堂互動、學習討論、測試、線下學習等，均可以進行權重的分配，從而加強學生學習的長久性和學習過程的快樂性，在這樣的一種考核過程中還可以增強學生對學習的主動性，改變學生死記公式、做題茫然的狀態，增強學生的動腦能力和創新思考力。

三、改革過程的結果和體會

經過一學期的教學改革實驗，學生的總體反饋很不錯。第一，對于不同章節的內容進行視頻的錄制，結合線上線下同步進行的學習方式，線上達到了引導學生學習的目的，線下講解達到加強學生對重難點的進一步理解，對于類似材料化學課程抽象性比較強、知識點比較寬泛的課程，可以在“學習通”上加強學生對試題的練習，根據試題答案結果，“學習通”可以自動生成學生答題結果的分析報告，老師可以看到所有學生的正確率及個別學生的錯誤答案，從而使教師的講解更具針對性。第二，在授課過程中結合“學習通”進行分小組討論，分組討論可以提高學生對知識的理解度，并且，不同的學習方式提高了學生學習的積極性與主動性，減少了部分學生上課睡覺、玩手機的現象。第三，利用“學習通”可以實現線上線下同步進行的學習方式，學生隨時有問題隨時可以線上討論、線上提問，全班同學均可對問題進行解答，并且老師可以隨時隨地對學生進行引導，加強了學生與學生之間、學生與老師之間的溝通和交流。第四，利用“學習通”，教師可以在課后進行作業布置、作業輔導和批改，同時對于課前的預習知識和課后每章節復習內容均能以問題的方式發布，引導學生進行課前預習和課后復習。第五，“學習通”多樣化的簽到形式，可以活躍班級的氣氛，拉近教師與學生之間的距離，另外，上課期間“學習通”的使用可以對睡覺和走神的學生進行提醒，提高學生的“抬頭率”，并且在提問過程中可以將新舊知識進行融匯貫通，進一步加深學生對知識的理解，減少學生學著前面忘著后面的現象，最終達到讓學生聽懂、學會、學好的目的。

經過一個學期的教學改革，結合“學習通”線上線下的教學使用反饋，對學生提出了更高的要求，同時對教師也提出了更高的要求，除了在專業知識的教授過程中需要準備的更充分，還必須做到對“學習通”里面的各項內容使用更熟練。

四、結束語

綜上所述，在材料化學課程教學中，研究教學方法、教學手段和教學評價模式，不僅可以提高教學質量，實現對教學模式的改革，還可以實現從“以教為中心”向“以學為中心”的轉變。但是，教學課程的改革是一項長期堅持和不斷積累的過程，所以，要求教師要不斷在教學過程中采用新技術、使用新方法、緊跟新時代的教育理念，為培養具有基礎寬厚、具備創新精神和實踐能力的新時代中國特色社會主義發展需要的高素質人才而努力。

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