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小议功能材料课程教学探索与实践

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1课程教材与教学内容的选取

随时代的发展与科学技术的进步,应用到各行各业的功能材料层出不穷,而且每年以百分之五的增长率不断增加。功能材料的特点就是种类繁多,且随时间的推移不断完善和更新。所以讲授本门课程之前,首先就要求任课教师要根据本专业特色选教材,其次还要与时俱进,不断关注学术上的前沿领域,及时汲取科研上的新方法、新成果扩充到教学内容中,充分调动学生的学习兴趣。而有限学时(32学时)下,在保证完成基础理论知识教学的同时,如何让学生对多种功能材料的内容比较全面而系统的掌握,如何开阔学生视野,扩大知识面是我们选取教材,整合教学内容时需要思考的问题。有关功能材料方面的教材书籍很多,但每本书编者根据自己研究方向不同各有偏重,基于这些原因,我们在选教材时,只是指定哈尔滨工业大学主出版的《功能材料概论》作为参考教材,根据本专业的特色,重点选取超导材料、半导体材料、贮氢材料、磁性材料、光学材料、功能陶瓷、纳米材料进行讲述,这本书虽然包含的内容较多,但相对较简单,所以讲解功能特性的基本理论时,我们利用便利的网络向学生提供相关的参考书,如讲压电陶瓷这一章节时,为学生提供中南大学出版社出版的《特种陶瓷》作为主要参考资料,该书详细讲述了结构与性能的关系、压电性能产生的机制及压电陶瓷的应用,通过该书与教师的讲解能让学生较为全面、细致地掌握压电材料的原理和应用,取得了良好的教学效果,也进一步拓宽本专业学生的知识面。这种教学过程虽然不可能面面俱到,但能做到重点突出,所以仍能起到很好的教学效果。当然,这并不是长久之计,我们正在自己编纂适宜本专业的,有地区特色功能材料教材。

2功能材料课程的教学思路与目的

功能材料课程是在学生学习材料化学这门课的基础上开设的,学生已了解并基本掌握了材料组成与结构、合成与制备、性能以及应用四者之间相互关系和变化规律,故本门课程不涉及有关材料学的基础知识,但在应用到这些知识时课前会复习一下。所以在教学内容的选材上结合本专业的学生需要,体现知识活、内容新颖的原则,重点讲述功能性的原理,阐明材料的功能特性与组成、结构之间的关系,体现功能材料在科技和社会发展中的重要作用,培养学生从应用角度提出问题、分析问题、解决问题的方法和思路;同时材料专业大三的学生已涉及部分材料方面的知识,且有一定的自学、查询和阅读文献的能力,所以在教学内容上适当增加培养学生主观能动性和创造性的教学环节,鼓励学生就当前的研究热点、出现的新材料或是自己感兴趣的课题总结相关文献资料,在老师的指导下制作PPT,让学生在课堂上做报告,这样不但能够进一步巩固学生的理论基础知识,而且还能及时了解功能材料的最新发展动向和国际前沿,同时激发了学生的专业学习兴趣。总之,本课程的目的是,通过本课程的学习进一步深化材料化学的基础知识,掌握各种类型材料功能特性的原理,制备、性能、应用以及具有解决实际应用中出现问题的能力,同时培养了学生综合分析、解决问题的能力和实验技能,为今后从事新材料开发与研制工作打下坚实基础。

3教学形式的探索

3.1建立教师主导型的案例式、问题式、讨论式教学模式

传统的教学方法通常是以教师为中心,教材为中心,教室为中心的“三中心”模式,从教学效果来看,传统的课堂教学将知识的传递仅仅停留在概念本身,以学生能识记概念和定义为目标,忽略学生综合素质和能力的培养。功能材料课程的课堂容量有限,课堂上的决大部分时间只能传授知识的基本框架、基本原理和基本思路,要提高学习的层次和效果,必须利用好课外时间和资源。本课程涉及的功能材料在我们实际生活中、影视资料都能接触到,我们在丰富教学内容的同时,积极改革教学方法,在学生掌握基本理论的基础上采取案例式、问题式、讨论式的教学方式,提高学生的自学能力、创新能力和实践能力。如讲液晶材料这一章之前,先让学生根据常见的液晶屏电子手表、手机、电视机进行思考,液晶能发光吗?是如何显像的?这三者液晶的显像原理是否相同?市场上卖的液晶电视与等离子体电视各有什么特点?让学生基于这几个问题课下查资料并课上讨论,讨论时教师给学生一定的启发,使学生在讨论中了解液晶的工作原理,教师再根据学生的掌握程度进一步讲解,这样的教学过程改变了传统的从概念到概念的教学方式,变成一种促进学生成为教学主体,采用自主学习、研究性学习、探索性学习案例性教学实践,让学生在轻松教学环境中就很好地掌握了液晶概念、液晶材料性能及应用原理,取得了良好的教学效果。

3.2灵活运用多种教学手段,激发学生的学习兴趣

由于《功能材料》课程知识面覆盖广,涉及到多个学科方向的基础理论,综合性强,传统的教学只利用板书或PPT进行“填鸭”式的教学手段,很难满足课程教学的需要,教学过程中,我们采用多媒体课件演示和教师板书讲解相结合的方式,利用板书简单的书写功能材料性能理论,书写相对较慢,可以留给学生一定的思考时间;幻灯片主要给学生传递图像,增大课堂信息量、提高教学水平和效果。同时采用动画、视频等影像资料辅助课堂讲授,把课程中的一些难点更直观高效、生动形象地表达出来,不仅使教师易于讲解,而且学生也易于接受,提高学生学习的主动性。如半导体材料这一章中的掺杂半导体,我们利用动画的方式形象地表达出P型半导体、N型半导体、P-N结的形成过程;在磁记录材料这一节中我们除用动画演示磁记录材料中磁头的读写原理后,同时让学生针对自己手里各种各样磁卡的工作原理进行讨论,从而激发了学生的好奇心与求知欲;讲解压电陶瓷的应用时我们还借助一些影像资料来分析说明压电机理及压电陶瓷在日常生活中和军事上的应用,进一步加深了学生的理解。我校已建成了校园网络教学平台,它可以作为课堂教学的重要补充,利用这个平台我们把相关学习资料上网,学生能充分利用互联网优势和校园网络教学平台,获得相关学习资料和前沿专业知识。而且教师和学生能够网上交流和沟通,这样教师可以及时得到来自学生的反馈信息,了解学生的学习情况。

3.3改进考核方法,提高学生的综合能力

为使教师更全面掌握学生学习的真实水平,我们积极改进考核方法,在平时作业中,注意布置综合性、应用性的习题,提高学生解决实际问题的能力,在成绩评定中作为平时成绩的一部分。将平时成绩、期中成绩和期末成绩进行加权,平时成绩占10%,包括课堂讨论与提问发言、习题作业、课堂报告。期中考试成绩占20%,期末考试成绩(闭卷)占70%,为学生提供了全面展示自己能力的机会,调动了他们主观能动性,培养了创新精神,充分体现了“以学生为中心”的教育新观念。

4结语

《功能材料》课程的教学,内容较多,涉及的每一章都可能是相关专业的一门专业课,如半导体材料、光纤材料、功能陶瓷等,作为教师应与时俱进,不断探索,总结经验,将授课内容与实际应用和科研相结合,精心准备。为达到更满意思的教学效果,在教学实践中勇于探索、创新,不断完善教学方法和考核体系,积极与国内外老师进行交流,取长补短,为社会培养优秀的人才不懈的努力。

作者:雷艳秋赵文芝田福利苏海全单位:内蒙古大学化工学院

小议功能材料课程教学探索与实践责任编辑:陈老师    阅读:人次