材料專業(yè)選修課教學(xué)的問題分析與改革探索
——以《材料表面與界面化學(xué)》為例

李 好,李碩琦

(山東科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院,山東 青島 266590)

專業(yè)選修課是高等學(xué)校課程體系的重要組成部分，在輔助專業(yè)必修課的同時(shí)，使學(xué)生能夠開拓視野、激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性[1]。隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，涉及材料的交叉領(lǐng)域研究越來越受到科技工作者的關(guān)注。例如，《材料表面與界面化學(xué)》是一門涉及化學(xué)、物理、材料等多學(xué)科交叉的課程，也是與實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用有著密切聯(lián)系的重要課程[2]，越來越多的高校在材料類專業(yè)中開設(shè)了此課程，并將其作為專業(yè)選修課程。然而，材料類專業(yè)選修課存在的問題也日趨凸顯，提升材料類專業(yè)選修課的教學(xué)質(zhì)量和可行有校的改革對(duì)策受到廣大教育工作者的關(guān)注。

1 材料專業(yè)選修課教學(xué)現(xiàn)狀存在問題及原因

1.1 學(xué)校體制上對(duì)材料類專業(yè)選修課的定位模糊或輕視

高校體制上對(duì)課程結(jié)構(gòu)建設(shè)的認(rèn)識(shí)不到位，重視必修課、輕視選修課。《材料表面與界面化學(xué)》在本學(xué)校的材料類專業(yè)教學(xué)課程中安排在大四上學(xué)期，學(xué)生面臨找工作、準(zhǔn)備研究生升學(xué)考試等諸多問題，大多數(shù)無法沉下心來學(xué)習(xí)，導(dǎo)致“走過場(chǎng)”，嚴(yán)重影響了授課效果。

1.2 教師對(duì)材料專業(yè)選修課存在認(rèn)知上的問題

教師自身普遍認(rèn)為材料類專業(yè)選修課就是為了滿足學(xué)生完成學(xué)分制而進(jìn)行的課程教學(xué)。大部分教師認(rèn)為選修課是一個(gè)輕松的授課過程，投入時(shí)間和精力較少；導(dǎo)致材料類專業(yè)選修課的內(nèi)容死板、僵化，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

1.3 講授內(nèi)容多數(shù)聚焦在知識(shí)點(diǎn)本身，無法激發(fā)學(xué)生的興趣

材料類專業(yè)選修課大都是必修課程延伸出來的，不同的學(xué)校設(shè)定的材料類專業(yè)選修課程也存在不同[3]。簡(jiǎn)化必修課知識(shí)點(diǎn)直接作為選修課授課內(nèi)容，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，失去了選修課程本身的特色。

1.4 理論與實(shí)際科技前沿和應(yīng)用缺乏聯(lián)系，無法實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)

材料類專業(yè)選修課在授課過程中不能及時(shí)的與相關(guān)知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際科技前沿中的應(yīng)用進(jìn)行關(guān)聯(lián)，很難體現(xiàn)課程體系的前沿性。即使結(jié)合先進(jìn)多媒體設(shè)備，把知識(shí)點(diǎn)解釋的很清晰，也無法實(shí)現(xiàn)真正意義上的與時(shí)俱進(jìn)。

1.5 學(xué)生對(duì)選課的認(rèn)知存在問題，選課存在盲目性

在對(duì)待選修課和必修課的態(tài)度上，學(xué)生普遍認(rèn)為選修課是獲取學(xué)分的一種方式，不需要認(rèn)真聽課等。《材料表面與界面化學(xué)》在本校的授課對(duì)象是大四的學(xué)生，上課過程中存在復(fù)習(xí)考研課程、玩手機(jī)甚至游戲的現(xiàn)象，導(dǎo)致了混學(xué)分、走過場(chǎng)的現(xiàn)象，教學(xué)效果很不理想。

2 材料專業(yè)選修課教學(xué)模式的改革性對(duì)策

2.1 學(xué)校需要從體制上體現(xiàn)材料專業(yè)選修課的重要性

學(xué)校在體制上要清晰選修課程的作用。材料類專業(yè)選修課對(duì)于必修課程來說即是補(bǔ)充又是升華，兩者是相輔相成的。所以，學(xué)校在體制上需要重視材料類選修課，并可以根據(jù)必修課恰當(dāng)及時(shí)地進(jìn)行材料類專業(yè)選修課的安排。《材料表面與界面化學(xué)》與實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用有密切的聯(lián)系，有學(xué)生提出本門課程安排在大三上學(xué)期會(huì)提升授課效果。

2.2 授課教師在認(rèn)知上應(yīng)該重視材料專業(yè)選修課的整個(gè)授課過程

授課教師應(yīng)該認(rèn)識(shí)到材料類專業(yè)選修課相比于必修課知識(shí)點(diǎn)的講授與剖析，選修課更需要精力與知識(shí)面去拓展課程內(nèi)容。《材料表面與界面化學(xué)》所對(duì)應(yīng)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)都可以結(jié)合科技前沿對(duì)課程進(jìn)行拓展，讓學(xué)生了解所學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的動(dòng)力。幫助學(xué)生清晰地了解所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，將來更能自信有底氣地面對(duì)將來工作中的專業(yè)問題。

2.3 結(jié)合日常生活引入教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)式教學(xué)

課程教學(xué)的第一堂課很關(guān)鍵，如果可以激發(fā)學(xué)生對(duì)所選材料類專業(yè)選修課的興趣，那么后續(xù)的工作將事半功倍。在《材料表面與界面化學(xué)》課程的第一堂提出生活中、自然界和航空等常見的表界面現(xiàn)象，如：色彩斑斕的布；出淤泥不染的荷葉、可以水上行走的水黽；J20 隱形飛機(jī)的隱形涂料等；讓學(xué)生知道所學(xué)知識(shí)其實(shí)與生活本身息息相關(guān)，成功激發(fā)學(xué)生的求知欲望與興趣。課后給學(xué)生預(yù)留思考題，如：請(qǐng)找出課堂中沒有講到的材料表界面現(xiàn)象，并嘗試給出其科學(xué)原因。讓學(xué)生帶著問題去了解課程，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的潛能。此外，在課程最開始的開放式問題中，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的感興趣點(diǎn)、思維方式等等，后續(xù)講解的過程中可以有針對(duì)性地引入式講學(xué)，為較好地完成教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。

2.4 采用學(xué)科前沿豐富教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生更好的理解所學(xué)知識(shí)

材料類專業(yè)選修課在講授專業(yè)知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)更加重視其應(yīng)用。《材料表面與界面化學(xué)》中液體與微觀粗糙表面接觸時(shí)涉及到Wenzel和Cassie兩個(gè)經(jīng)典的潤(rùn)濕理論方程，把國(guó)內(nèi)外研究者針對(duì)不同的具體表面微觀結(jié)構(gòu)(方柱狀、圓柱狀、凹槽結(jié)構(gòu)、凸起結(jié)構(gòu)、梯形結(jié)構(gòu)、懸垂結(jié)構(gòu)等)所對(duì)應(yīng)的粗糙度因子r和固-液接觸分?jǐn)?shù)f的獲得引入到課堂，幫助學(xué)生更好地理解Wenzel和Cassie這兩個(gè)經(jīng)典的潤(rùn)濕理論方程，在遇到具體的微觀結(jié)構(gòu)時(shí)能夠靈活應(yīng)用。

2.5 注重與學(xué)生交流，根據(jù)學(xué)生的興趣拓展相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)生綜合素養(yǎng)

高等教育是以學(xué)生為本展開的工作，關(guān)注學(xué)生需求、尊重學(xué)生興趣、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力等是授課教師的責(zé)任和使命。材料類選修課，可以根據(jù)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的興趣進(jìn)行拓展，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性、激發(fā)學(xué)生的專業(yè)潛能。《材料表面與界面化學(xué)》在講到吸附理論的時(shí)候，有學(xué)生問到當(dāng)下熱門的催化領(lǐng)域(如：產(chǎn)氫、將CO2轉(zhuǎn)化成燃料)，所以求助同學(xué)、查閱文獻(xiàn)進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，并使用同學(xué)的省級(jí)優(yōu)秀博士論文的內(nèi)容啟發(fā)式的給學(xué)生進(jìn)行知識(shí)拓展，以此來滿足學(xué)生的求知欲，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

2.6 引入相關(guān)科研成果至課堂，拓展學(xué)生的知識(shí)視野

作為一名高校教師，所進(jìn)行的科研工作除了推動(dòng)基礎(chǔ)研究或者科技的發(fā)展外，其核心作用應(yīng)該是推動(dòng)教學(xué)、豐富教學(xué)內(nèi)容、與時(shí)俱進(jìn)，進(jìn)而拓展學(xué)生的知識(shí)視野。《材料表面與界面化學(xué)》在講到固液界面的時(shí)候正好對(duì)應(yīng)近些年快速發(fā)展的熱門研究領(lǐng)域：特殊潤(rùn)濕性表面，所以根據(jù)科研積累進(jìn)行了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的拓展，包括：超疏水、超雙疏、超滑表面及其應(yīng)用、油水分離和液滴彈跳五個(gè)方面，讓學(xué)生更好地了解固體表界面潤(rùn)濕性，既拓展了學(xué)生的知識(shí)視野，又做到了科研與教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。

2.7 聯(lián)合教學(xué)，積極發(fā)揮新型教學(xué)團(tuán)隊(duì)師資優(yōu)勢(shì)

在科技快速發(fā)展的時(shí)代背景下，科學(xué)研究也在不斷發(fā)展，每位教師所涉及的研究領(lǐng)域和熟悉的知識(shí)面是不同的，所以需要多名教師合作授課，發(fā)揮自己的長(zhǎng)處[4]。《材料表面與界面化學(xué)》所涉及到的知識(shí)點(diǎn)比較廣泛，如果有一個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，各位老師可以根據(jù)自己的特長(zhǎng)和教學(xué)風(fēng)格有針對(duì)性的拓展相關(guān)知識(shí)點(diǎn)、與實(shí)際應(yīng)用和科技前沿相結(jié)合，可以使課程更加豐富、充實(shí)，使學(xué)生對(duì)相關(guān)學(xué)科及師資有更深入的了解。

2.8 考核方式與機(jī)制的完善

考核方式?jīng)Q定著材料類專業(yè)選修課的課程導(dǎo)向。《材料表面與界面化學(xué)》這門課嘗試采用了“出勤+隨堂小測(cè)試+小論文+附加分”的考核方式。其中，出勤占總成績(jī)的10%，隨堂小測(cè)試占總成績(jī)的20%，小論文占總成績(jī)的70%，附加分5%。出勤率和隨堂小測(cè)試既可以提高學(xué)生的上課率，又能督促學(xué)生認(rèn)真聽課，讓學(xué)生有效地利用課堂時(shí)間鞏固和掌握所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。小論文培養(yǎng)學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)的能力，為后期畢業(yè)論文的撰寫奠定一個(gè)基礎(chǔ)。此外，在課堂上，鼓勵(lì)學(xué)生將自己生活中發(fā)現(xiàn)的表界面現(xiàn)象作口頭交流，計(jì)算成附加分值,以激勵(lì)的方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和創(chuàng)造性。

3 結(jié)語(yǔ)

學(xué)校、學(xué)生和授課教師應(yīng)該從認(rèn)知上意識(shí)到材料類專業(yè)選修課的作用與特色，材料類專業(yè)選修課對(duì)于必修課程來說即是補(bǔ)充又是升華。材料類專業(yè)選修課的授課內(nèi)容應(yīng)該根據(jù)其自身的授課靈活性，與科技前沿和實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，讓學(xué)生更好地了解所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用、拓展學(xué)生的專業(yè)視野、激發(fā)學(xué)生對(duì)于專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)動(dòng)力。以此，實(shí)現(xiàn)滿足社會(huì)需求、專業(yè)技能優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。