信息化背景下《功能信息材料》課程教學(xué)改革及思政教育實(shí)踐

何壽成

（鹽城工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 江蘇·鹽城 224051）

1 《功能信息材料》課程簡介

功能與信息材料對科學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)尤其是信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及相關(guān)新產(chǎn)業(yè)的形成擁有決定性的作用，是一個國家國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展基礎(chǔ)和綜合實(shí)力的標(biāo)志。為了促進(jìn)該學(xué)科和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，許多院校設(shè)置了功能與信息材料方向或?qū)I(yè)。尤其是新型功能與信息材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，急需大量從事這一產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用型人才。

《功能信息材料》是工科高等院校材料科學(xué)與工程專業(yè)（功能與信息材料方向）主干課程之一。本課程主要介紹為幾類有代表性的功能信息材料的原理、結(jié)構(gòu)、性能、制備及應(yīng)用。學(xué)生經(jīng)過課程學(xué)習(xí)之后，能夠了解功能信息材料的類型、性能參數(shù)要求和應(yīng)用范圍，掌握功能信息材料的組分設(shè)計(jì)原理和生產(chǎn)工藝流程，領(lǐng)會功能信息材料的構(gòu)效關(guān)系，為新材料、新產(chǎn)品、新工藝、新設(shè)備的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

根據(jù)材料科學(xué)與工程專業(yè)人才對功能信息材料基本原理與技術(shù)的要求，以及現(xiàn)代功能信息材料的發(fā)展趨勢，教學(xué)內(nèi)容包含緒論、絕緣陶瓷、電容器陶瓷、壓電陶瓷、敏感陶瓷、磁性材料、光功能材料、超導(dǎo)陶瓷等8大部分，并按照基本概念、組成設(shè)計(jì)、工藝過程、工程應(yīng)用等4個方面組織教學(xué)。

2 課程教學(xué)目標(biāo)

（1）使學(xué)生掌握功能信息材料合成與制備、成分、結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用等基礎(chǔ)知識、基本原理和基本技能。掌握和運(yùn)用功能信息材料研究的方法論。

（2）使學(xué)生具有一定的從事科學(xué)研究的能力，可以把功能信息材料的基本原理和知識運(yùn)用到科研實(shí)踐中。學(xué)會通過現(xiàn)代信息技術(shù)文獻(xiàn)檢索，研究和分析與功能信息材料相關(guān)的科學(xué)問題。

（3）使學(xué)生有強(qiáng)烈的環(huán)保意識，可以正確評估復(fù)雜工程問題對環(huán)境的影響。培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展意識，可以正確評估社會工程實(shí)踐對可持續(xù)發(fā)展的影響。

（4）使學(xué)生了解功能信息材料的國際形勢和國情，堅(jiān)定熱愛黨、愛國主義和民族自信心。用科學(xué)的世界觀和方法論分析和解決工程實(shí)踐中的問題。在工程實(shí)踐中自覺遵守職業(yè)道德，踐行敬業(yè)精神和職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

3 課程教學(xué)改革

3.1 運(yùn)用信息化教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量

采用線上線下混合式教學(xué)，在開題前一周，通過雨課堂把教學(xué)文件推送給學(xué)生，利用語音功能對重要知識進(jìn)行注釋。學(xué)生收到課件后，在預(yù)習(xí)過程中，可以對不理解的地方進(jìn)行標(biāo)注，筆者在上課前將學(xué)生不理解的內(nèi)容加以收集。課堂上筆者重點(diǎn)講解學(xué)生不懂的地方，并利用雨課堂的彈幕功能實(shí)時掌握學(xué)生對重點(diǎn)和難點(diǎn)的理解情況，每單元講解結(jié)束后，還能夠利用雨課堂將單元測驗(yàn)題推送給學(xué)生，學(xué)生當(dāng)場作答，筆者當(dāng)場講解，加深學(xué)生對重要知識點(diǎn)的掌握。課后筆者通過雨課堂后臺數(shù)據(jù)了解學(xué)生課上表現(xiàn)，通過歸納和總結(jié)指導(dǎo)后續(xù)的教學(xué)活動。

3.2 以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力

本課程內(nèi)容涉及到材料的電性能、介電性能、磁性能和光學(xué)性能及相關(guān)材料制備和應(yīng)用，涉及的知識點(diǎn)繁多，很難在課堂上面面俱到的講解到。因此，筆者在教學(xué)過程中，對于學(xué)生容易學(xué)會的知識點(diǎn)以自學(xué)為主，再結(jié)合分組匯報(bào)的形式，考查學(xué)生的掌握情況。既培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立獲取知識的能力，又鍛煉了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、語言表達(dá)能力。對于學(xué)生較難理解的重要知識點(diǎn)，既要注重課堂上的講解，又可以通過信息化教學(xué)手段來協(xié)助學(xué)生理解。

3.3 學(xué)生成績評價(jià)體系的多元化

采用單元作業(yè)、單元測驗(yàn)、課堂提問與討論、課程論文及答辯、期末考試等多元化考核評價(jià)體系，系統(tǒng)評估學(xué)生對課程重點(diǎn)和難點(diǎn)的掌握、知識的自主獲取、團(tuán)隊(duì)合作和探索創(chuàng)新能力。

3.4 堅(jiān)持立德樹人，思政教育貫穿全課程

根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，在教學(xué)活動中探尋思政教育落腳點(diǎn)，教育學(xué)生熱愛祖國，關(guān)注我國功能與信息材料的發(fā)展。在思政教育實(shí)踐中，依據(jù)每一章節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)方案，將教學(xué)內(nèi)容與思政內(nèi)容做到有機(jī)結(jié)合。

4 思政教育實(shí)踐

4.1 緒論

本章的教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生了解功能信息材料的定義及分類、特點(diǎn)、發(fā)展趨勢。

本部分的思政教育內(nèi)容：講解功能與信息材料的世情國情，教育學(xué)生熱愛祖國，關(guān)注我國功能與信息材料的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的使命擔(dān)當(dāng)。

4.2 絕緣陶瓷

本章的教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生了解絕緣陶瓷的分類和性能要求，掌握滑石瓷的配方設(shè)計(jì)原則和各組分的作用，掌握添加劑對氧化鋁陶瓷配方設(shè)計(jì)的影響，了解莫來石陶瓷各組分的作用，了解高導(dǎo)熱絕緣陶瓷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

本部分的思政教育內(nèi)容：通過講解絕緣陶瓷在制備過程中帶入的堿金屬離子會顯著破壞絕緣性能，但可以加入堿土金屬離子來抑制堿金屬離子的遷移，從而提高絕緣性能，使學(xué)生領(lǐng)會“亡羊補(bǔ)牢，猶未為晚”，介紹黨和政府在治理腐敗、全面深化改革和全面加強(qiáng)制度建設(shè)方面的決心。

4.3 電容器陶瓷

本章的教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生了解陶瓷電容器的基本要求，掌握高頻典型電容器材料的基本結(jié)構(gòu)、配方設(shè)計(jì)和工藝要點(diǎn)，掌握低頻高介型、半導(dǎo)體型電容器材料的結(jié)構(gòu)及其工藝，了解疊層電容器和微波介質(zhì)陶瓷的基本體系，了解電容器陶瓷的發(fā)展趨勢。

本部分的思政教育內(nèi)容：通過講解金紅石電容器陶瓷在直流電場中長期使用會發(fā)生老化，但是在擊穿前除去直流電場會恢復(fù)到初始狀態(tài)，使學(xué)生領(lǐng)悟“知錯能改，善莫大焉”，教育學(xué)生即使犯錯，但要學(xué)會在犯錯之后能聽進(jìn)別人的忠告，認(rèn)清自己的錯誤并且及時改正，否則當(dāng)事態(tài)發(fā)展到一定程度將不可挽回。

4.4 壓電陶瓷

本章的教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生了解壓電材料的定義以及壓電陶瓷的主要參數(shù)，了解典型的壓電陶瓷的結(jié)構(gòu)、配方和工藝要點(diǎn)，掌握壓電陶瓷的生產(chǎn)工藝和制備過程，了解壓電陶瓷的應(yīng)用。

本部分的思政教育內(nèi)容：通過講解鋯鈦酸鉛壓電陶瓷配方設(shè)計(jì)中的軟性取代會導(dǎo)致壓電性能變好、極化變得容易，但損耗增加、機(jī)械品質(zhì)因子降低；硬性取代會導(dǎo)致?lián)p耗減小、機(jī)械品質(zhì)因子增大，但壓電性能變差、極化變得困難，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成用辯證的眼光看問題，就像劍有雙刃、人有好壞、水能載舟亦能覆舟的道理，任何事物從不同角度去看或理解都會有截然不同的發(fā)展和感受。

4.5 敏感陶瓷

本章的教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生掌握敏感陶瓷的分類、結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體化過程，掌握各種熱敏電阻的導(dǎo)電特征及組成體系，了解壓敏、濕敏和光敏陶瓷的特性、制備工藝及應(yīng)用。

本部分的思政教育內(nèi)容：通過介紹高價(jià)離子摻雜形成施主能級、得到n型半導(dǎo)體陶瓷，而低價(jià)離子摻雜形成受主能級、得到p型半導(dǎo)體陶瓷，使學(xué)生領(lǐng)會的細(xì)節(jié)的重要性，教育學(xué)生無論志向、理想多么偉大，如果忽略細(xì)節(jié)，終究難以實(shí)現(xiàn)。

4.6 磁性材料

本章的教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生掌握磁性材料的分類方法，了解幾種鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)，了解鐵氧體的類型和鐵氧體的生產(chǎn)工藝。

本部分的思政教育內(nèi)容：通過對物質(zhì)磁性起源的講解，帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)中國共產(chǎn)黨歷史，讓學(xué)生領(lǐng)會到為什么只有中國共產(chǎn)黨才能救中國。

4.7 光功能材料

本章的教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生掌握激光產(chǎn)生的原理及其工作介質(zhì)，了解發(fā)光材料的發(fā)光原理及幾種不同發(fā)光方式所對應(yīng)的材料，了解光纖的結(jié)構(gòu)及光纖材料，了解幾種不同應(yīng)用的紅外材料。

本部分的思政教育內(nèi)容：通過對LED芯片的制造，聯(lián)系到光刻機(jī)對國家發(fā)展和安全的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的使命擔(dān)當(dāng)精神和專業(yè)使命感。

4.8 超導(dǎo)材料

本章的教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生掌握超導(dǎo)材料的基本性質(zhì)，了解超導(dǎo)材料的分類和典型的超導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用，了解高溫超導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)及其演變過程。

本部分的思政教育內(nèi)容：通過對超導(dǎo)材料發(fā)展歷程的講解，以及當(dāng)前超導(dǎo)材料迫切需要解決的問題，使學(xué)生建立專業(yè)使命感。同時通過對LaBaCuO和YBaCuO超導(dǎo)材料發(fā)現(xiàn)過程及性能的對比，使學(xué)生領(lǐng)悟什么是創(chuàng)新。

5 結(jié)語

通過課程教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生“學(xué)”為中心，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力。通過課程思政教育，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生目標(biāo)，增強(qiáng)民族自豪感，激發(fā)學(xué)生作為“材料人”的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。