《材料制备技术》课程的教学改革与实践探索

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　　摘要：《材料制备技术》是一门涉及多学科的课程，内容繁杂，具有一定学习难度。本文总结了目前课程的现状以及教学过程中存在的问题，并从教学方式、实践探索两方面进行改革，旨在营造融洽积极的课堂氛围，增强课堂互动性，激发学生的学习热情，提高教学质量。
　　关键词：材料制备技术；改革；教学方式；实践探索
　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）25-0121-02
　　一、前言
　　目前，材料、能源、信息这三大支柱依然是现代社会文明发展的重要因素，而材料又是这三大支柱的基础和支撑，这是因为其他物质和技术的发展也同时依赖着材料的发展与进步。因此，材料科学的发展，包括新材料的制备，新性能的探索等，已经成为衡量一个国家综合实力和经济发展的重要标准，也是推动社会发展的主要助力。与此同时，但凡一种新材料的出现，或者是新性能、新设计、新工艺的开发，都少不了材料制备技术的支撑，没有材料制备技术作为后盾，材料科学的发展将是纸上谈兵。因此，在现如今的大学教育中，材料学科学生的培养则更加侧重于材料制备技术的理论学习和实践操作，旨在让学生掌握一些基本的材料制备方法，并培养学生的动手能力和创新精神。高校老师也从多方面对《材料制备技术》这门课程进行了教学改革，[1，2]希望能帮助学生更好地理解、吸收课程内容和重要知识点，并融会贯通，将所学所长应用于将来的工作岗位中。
　　二、课程现状
　　笔者承担了《材料制备技术》这门课程的教学任务，主要面向的对象是杭州电子科技大学材料与环境工程学院的材料专业学生。这门课程是一门专业必修课，课程的目标是让学生掌握近代材料制备技术的基本原理和最新发展。根据本学院材料专业的发展特色，笔者教授的课程侧重的是无机材料方面的合成与制备技术介绍，因此选用了合肥工业大学出版社出版的《无机材料合成与制备》这本教材，教材内容涉及经典合成方法、软化学合成方法和特殊合成方法等多个章节。整个课程内容十分庞大，几乎覆盖了整个材料科学领域，包含了许多繁杂琐碎的概念性和理论性知识点，要求学生必须具备固体物理、大学化学、材料科学基础等多门学科的知识。由于笔者刚走上教师岗位，缺乏教学经验，所以在课程初期，笔者只能将知识点逐一讲解，强行将大量的知识点同时灌输给学生，使得学生在上课时一直处于被动状态。几节课下来，笔者就发现，学生在上课时缺少热情，很少与老师互动，课堂效果较差。随后，笔者对自己的教学方式进行了深刻的反思，如何在有限课时内高效高质量完成教学任务，是笔者需要解决的首要问题。于是笔者查阅了许多教学改革文献，并向学院有经验的老教师请教，对自己的教学方式进行了优化，同时将其应用到课程教学中。
　　三、课程的教学方式改革
　　通过不断的尝试和改变，笔者总结了以下四种创新的教学模式，并在课堂上取得了不错的教学效果。
　　1.立体化教学。虽然多媒体教学很早就已经应用于大学教育中，但平面的幻灯片教学始终略显乏味，单纯的文字和图片学习，并不能给学生留下深刻的印象。笔者在本科阶段也学习了《材料制备技术》这门课程。但当笔者重新拿起教材给学生讲授这门课程的时候，脑海里能记住的只剩下那些在博士阶段用到过的合成和制备方法，对于其他的知识点已经很茫然。那么，如何才能让学生长久地记住所学呢？笔者发现，相比于二维平面的幻灯片或书本文字教学来说，视频教学则更加有效。例如，在讲授高温固相合成法时，笔者将高温电阻炉的原理、构造以及工作过程拍摄了一小段视频，学生的听课热情瞬间提升，也能主动与教师交流并发表自己的看法，甚至在几周后对知识点进行回顾时，学生依然能够熟记这些知识点，教学效果显著。同样，实物教学也在授课过程中取得了不错的效果。在《经典合成方法》这一章中有一种合成方法叫高压合成，这一小节最重要的一个知识点就是金刚石的合成。虽然在过去的学习中金刚石出现的频率很高，但是学生却几乎没有见过真正的金刚石。于是在课堂上，笔者就给学生展示了玻璃切割刀上的金刚石，并通过用金刚石切割玻璃来表现金刚石的超强硬度，使他们对于金刚石、超硬材料都有了一个立体、直观、生动的感官。因此，利用视频教学或实物教学这类更加立体化的教学模式，能够改变大学课程教育中比较死板的“填鸭式”教学，也可将教师向学生传输的单向教学模式转变成师生互动较好的双向教学模式，从而提升教学质量，改善教学效果，加深学生对知识点的记忆。
　　2.科教结合化教学。前文提到，材料制备技术的发展决定了材料科学的进步。那么，随着材料行业的迅猛发展，材料的制备技术也是日新月异，书本上的知识并不能及时更新，以致出现理论与实践断层的现象。针对这个问题，笔者认为，可以通过科教结合化教学模式来改善。现在大部分的高校教师都具备比较深厚的科研背景，他们对于整个行业的国内国际前沿都有比较全面的了解，如果将科研与课程教学相结合，将会取得事半功倍的教学效果。对于教师而言，把科研成果引入到课程教学中，不仅可以拓展教师的教学思路，还可以激发学生的想象力和创新思维，增加师生间的互动；对于学生而言，可以了解整个材料行业当前的发展趋势，也可将课本所学更好地应用到实践中。而且，本学院这几年开始推行一种具有一定特色的“科研训练”教学体系，本科生在入学时就可以选择导师进入实验室开展一些基础的科研训练。这樣不仅可以锻炼学生的动手能力，也能让学生将课堂上学习的理论知识与实践有机地联系起来，并通过实践中获得的经验更好地理解课堂知识，达到更好的教学效果。
　　3.重点突出化教学。《材料制备技术》这门课程的内容非常丰富，课程学习并不轻松，需要记忆的知识点过多。因此，笔者在课程讲授过程中会反复强调重要知识点，并在每一章结束时，为学生重新归纳梳理本章的知识脉络，帮助学生从简单的脉络发散思维。从学生们的反馈来看，这种重点突出化教学模式增强了学生的自主学习能力，也让教师完成了由“授之以鱼”到“授之以渔”的角色转变。 　　4.考核多样化教学。以往的课程考核方式，大都是闭卷考试，相对比较死板，特别对于《材料制备技术》这门知识点繁杂的课程来说，学生的复习压力比较大，容易产生抵触情绪，影响学习热情。而且，通过死记硬背来记忆知识点，也许能在期末考试中取得不错的成绩，但短时记忆的内容也很容易被遗忘。这违背了课程学习的初衷，课程学习不是为了考试，而是为了真正汲取知识。因此，笔者为该门课程设置了不同的考核方式：（1）平时成绩，包括考勤、课堂上的提问互动等。（2）课堂汇报。学生可以在课堂上分享他们使用过的材料制备方法，曾遇到哪些问题，如何解决的。这种方式不仅可以再次巩固课堂所学，将理论与实践结合，也能起到师生互动、共同进步、提升创新能力的效果。（3）闭卷考试。对于期末的闭卷考试，并不要求学生将课本上的知识点照原样搬下来，只需要回答梗概，最重要的还是有自己的看法和意见，这才是学习的最终目的。
　　四、课程的实践探索
　　在《材料制备技术》这门课中，有些课程内容相对比较晦涩，学生在学习时很难想象具体的材料制备过程。例如，“低温合成”中的冷冻干燥法，学生在课程中就会提出疑问，为什么在真空下冰会升华成蒸汽，冷冻后的盐类小冰晶如何在失水后形成多孔的颗粒堆叠。因此，笔者带领学生进入实验室，观摩了整个冷冻干燥法制备复氧化物粉末的过程，并观察了在真空下逐渐升华时物质的颜色变化。通过这样一次观摩和动手实践，学生很好地理解了课本上难懂的知识点，也锻炼了他们的动手能力。在今后的课程教学中，笔者也将引导学生体验材料制备过程，并探索《材料制备技术》实践课程的可行性。
　　五、结语
　　《材料制备技术》是一门综合性的学科，涉及的知识面较广。笔者希望通过课程的教学改革（包括不同的教学方式、实践探索等），能够满足材料专业的教学需求，提高教学质量，增强课程学习的互动性、积极性和趣味性。同时，笔者也将与学生、社会共同进步，不断完善教学方式与教学内容，与时俱进，培养具有创新精神，适合材料行业发展的应用研究型人才。
　　参考文献：
　　[1]张仁辉，张恒，石维，吴运东，冷森林.《材料合成与制备方法》课程教学改革与探讨[J].教育教學论坛，2017，（11）：173-174.
　　[2]张仁辉，张永兴.《材料制备及合成方法》课程教学与科研结合模式探讨[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2018，18（2）：114-117.
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