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中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)22-0120-02
作为高等院校材料学科体系中较为重要的基础课程之一,功能材料具有课程内容丰富、社会实践性和应用型强、发展迅速等特点。随着社会和科技的发展,功能材料所涉及的教学内容会日益丰富,不仅在材料科学领域,而且在生命科学、化学化工和能源科学等诸多领域都有所覆盖。功能材料这门课程在有限的学时内无法讲授不断增加的课程内容,即有限的学时与膨胀的课程内容之间的矛盾日益突出。这给教授该课程的教师们带来极大的挑战。教师一方面需要完成教学计划所安排的教学任务,另一方面又要重视大学生的专业素质和创新能力的培养与提高。在新教学环境下如何构建适合功能材料教学进程的教学体系,成为本文主要关注和要解决的问题。因此,本文拟从三个方面进行分析和探讨。
与其他的学科相比较,我们认为功能材料课程具有以下特点:
第一,涉及面广、基础知识丰富。功能材料一般涉及到无机非金属材料、高分子材料、金属材料、纳米材料和复合材料等众多知识内容。因此,学生在学习这门课程之前,需要系统掌握物理、化学等基础知识,特别对相关材料的光学、电学、磁性和声学等物理性能和有关理论有一个全面的了解和掌握。
第二,较强的思维想象能力。在学习功能材料这门课程的过程中,学生不仅需要对各个材料的结构特点、主要性能以及用途等方面有一个全面的了解,而且需要学习和理解相关功能材料的基本原理。而这些基本原理和概念往往比较抽象,如超导材料所涉及的超导理论、导电高分子的导电机理和压电陶瓷的工作原理等。学生需要具有一定的抽象思维能力才能比较真正地理解。这门课所覆盖的知识点多而且广,讲授的知识比较浅显。这时就需要学生具有课堂上大量接受,课堂下快速消化知识的能力。
第三,思维转换能力。功能材料所涉及的材料体系比较多,而不同体系的材料之间又没有太大的联系。所以,功能材料课程具有章节相对独立和内容模块化比较严重等特点。针对这一现象,学生需要具有快速的思维转换能力。在学生一个章节的内容后,马上转换个人思维,以便适应下一章节知识内容的学习要求。
因此,功能材料的教学呈现知识较多、讲授难度大等特点,但也有规律可循。在传统课堂的教学上,该课程的教学一般采用“填鸭式”教学模式,比较关注学生大脑对知识信息的接收、处理和存储等能力,常常忽略了学生的研究分析的能力。这样很容易造成学生仅仅局限于课本知识的认识和记忆,不去独立思考问题。这不但不能解决功能材料的教学难题,而且更没有把握功能材料的教学规律,不利于培养学生对功能材料的学习兴趣和创新能力。
针对以上所出现问题,我们教学团队采取了许多措施,进行一些有用的教学模式改革,积累了丰富的教学经验,慢慢地形成了较为系统的教学体系,具体阐述如下:
一、重思路
掌握学习规律,因地事宜。一般地,人们对新知识的学习都是采取一定的思路进行的。思路指的是学生思维的规律和方式。人们的学习过程就是个人经验的逐渐累积及自我行为的不断变化过程,也是人的创造性以及思维能力等各种行为心理机能不断发展的过程。如何培养学生的学习思路是所有学科教学所面临的重要任务。现代教学所需要解决的基本问题就是怎么处理思维教学和知识单向传授之间的关系。面对功能材料课程的思维教学就是尝试教给学生一些基本的思维规范,培养学生科学的学习思路。通过教师的思路教学,让学生领会功能材料的学习思路,摸索出适合自己思路的学习方法,把学生领进思考和研究功能材料的大门。具体操作程序包括确定功能材料课程教学总体思路,根据不同板块的教学内容实施不同的教学思路,采用“实验事实-机理假说-机理验证-性能应用”的教学思路。具体到教学课堂,思路教学的程序一般如下:设疑,质疑,稀疑。
二、重思维
作为新时代的教师,如何重视思维教学也是提高教学质量的重要的一环。在教学过程,教师不能一直关注自我的讲授,要将自己的思路教学赋予整个课堂教授过程中,强调思维过程的必要性,从而慢慢诱导学生进行自我独立的思考,培养学生在学习过程中进行自我思维的良好习惯。有思维的教学有益于思路的培养。同时,思路教学活动的开展也是思维活动的展开,让学生具体感受到思维教学的动态过程,大大提高学生积极思考的愿望。按照教学内容的分布可以将其组织成思维教学的形式。功能材料的教学内容是无数材料学家的智慧结晶,只要教师努力研究教材,每一章节都可按一定的思路组织成思维的教学内容。
三、寻规律
思路教学最重要的一点就是根据不同的教学模块制定特定的教学方式,诱导学生积极探索新的知识内容,从而启发他们掌握学习功能材料这门课程的规律。通过寻找规律、学习规律和利用规律,最终达到掌握知识内容的目的。教学事实证明学生在教师们的“寻规律”的思维教学中,慢慢地学会了针对不同教学内容采用相应的学习模式,掌握各自的学习规律,从而达到了掌握研究功能材料的一般规律。学生根据认知规律学习这门课程,大大提高了学生学习功能材料的学习兴趣。
四、求创新
教学创新也是整个教学最重要的一个环节,贯穿整个教学活动。如何进行思路教学的创新?就是让学生在掌握学习该门课程的学习方法基础上,进一步拓宽教学思维活动的范围,勤于思考,敢于提问,以期望自我教学的过程。我们发现,在实施“思路创新教学”方式之前,大部分同学都局限于课本知识,针对课本提出一些简单的问题,明显表现出懒于思考、不敢提问的状况。在进行“思维创新教学”改革之后,学生加入了课堂的教学之中,与老师的互动明显增多。学生作为课堂教学中的一分子,促使他们积极思考,很多同学都提出了一定深度的问题。人人都在思考,人人都在提问,就会让学生从不同角度去分析和讨论问题。整个教学过程呈现谈论式教学的课堂气氛,教学效果明显。
五、搞好逻辑法教学
逻辑法教学是工科课堂所必需的教学方法。由于工科课堂规律具有逻辑性强、规律性明显等特点,逻辑性教学法在功能材料课程教学过程中具有显著的特征性和适用性。在逻辑法教学过程中,可以引入知识要点,让学生主动去查询和学习这些课程知识。教师在教学过程中,根据教学知识规律实施诱导作用,改变教师填鸭式的教学模式。学生在学习的过程中,根据学习知识规律,进行有规律的学习,掌握学习规律,为以后的学习和科研活动打下坚实的基础。同时,教师在整个教学过程改变“教师讲学生听”的讲课模式,积极引导学生按照老师的教学逻辑一步一步地学习下去,从而潜移默化地掌握对知识点的分析、归纳总结和判断的能力。
六、教学内容与实际有效联系
教学内容是教学改革的核心,但是教学内容要与实际联系在一起,让学生在学习功能材料过程中对课程内容具有一定的认识性。比方说,讲到无机非金属材料方面,联系实际生产生活中应用较多的玻璃、陶瓷和水泥等材料,使学生对该材料的学习加强印象。高分子材料方面,可以联系手机贴膜、液晶等材料,对高分子的特性具有一定的了解。同时,应该关注功能材料的最新进展,让学生对功能材料的发展前沿具有一定的了解,激发他们学习功能材料的热情。
七、考核方法的改革
对考核方法的改革也是该课程教学模式改革所涉及的内容。平时课后作业和考试内容不应该一成不变,多增加综合性和思考题。在题目的设计上不以难点、重点为考点,多出一些富有开放式、探究式的考题。作业和考试的目的不是培养学生死记硬背能力和应试能力,而是通过这个手段引导学生去分析和思考,创造一个宽松的学习环境。题目的答案不是固定的,也可以是开放的或扩大的,但是能够影响学生思维和逻辑推理能力。所以,考核的目的是引导学生创造性地去学习,从过去的死记硬背模式逐渐转变成理解性的记忆模式。有条件地进行开卷考试,在学生查找知识去解答的过程,达到主动学习和享受学习的目的。通过功能材料的学习,希望同学在思想境界和掌握科学知识方面得到提升,不仅学习了专业知识而且充实了美好心灵。这也是我们进行教学模式改革的最终目的和理想的教学目标。
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关键词 本科教育 课程改革 实验能力 创新意识
中图分类号:G642 文献标识码:A
高分子材料以其质轻、耐蚀、易加工等性能,正处于迅速发展时期,随着新技术、新工艺、新设备不断涌现,越来越多的企业迫切需要大量创新能力强、综合素质高的高分子材料专业人才。建立面向市场和企业,适应现代高分子材料发展要求,培养具有创新精神和竞争能力强的复合型专业人才,已成为现有高校高分子材料与工程专业所面临的重要问题。①②③④本文结合我校高分子材料与工程近年来的教学实践,提出构建新的实验实践教学体系,实验教学分层次、按模块进行,加强了实验教学的基础性、系统性、综合性和创新性,增加实践教学比重,改变实践教学模式,加强学科平台建设,强化对学生创新性实验能力的培养。
1 创新性实验教学改革的必要性
实验和实践教学不同于理论教学,在很长时间里,实验和实践教学得不到应有的重视,实验和实践教学附属于理论教学,在实际教学过程中多是验证性和认知性实验,启发式、设计性以及综合性实验偏少,不利于学生创新能力和工程化能力的培养。高分子材料与工程专业是一门应用性较强的专业,以塑料、橡胶、胶黏剂、纤维、涂料为代表的高分子材料已在国民经济建设中发挥越来越重要的作用,因此培养更多创新能力的从事高分子材料的合成、改性、共混复合、加工成型等方面的高素质人才是社会发展的必然要求。
以高分子材料与工程专业实验课程建设为核心,深化实验教学改革,通过按模块教学,强化学生实验技能,增加以新产品设计开发为导向的创新性实验,兼顾趣味性和挑战性,通过老师的引导,在实验过程中培养学生如何分析问题和解决问题,提高学生工程创新能力。我校高分子材料与工程专业成立于1994年,2005年被批准为湖北省立项建设本科品牌专业,并于2010年通过合格验收,同年被批准为国家特色专业建设点,2012年被批准为湖北省普通高等学校战略性新兴(支柱)产业人才培养计划项目,是我校首批在一本进行招生的专业。高分子材料与工程专业是与湖北省国民经济和社会发展联系紧密的应用型本科专业,在湖北省内乃至中南地区具有较大影响,为地方经济建设培养了大批高层次应用人才,并提供了大量实用型科技成果。
2 创新性实验教学的具体措施
2.1 构建创新性人才实验培养方案,改革实验课程体系
制定创新性人才实验培养方案。高分子材料与工程专业是培养高分子材料及相关学科的基础理论知识,通过理论学习及实验、实践教学训练,掌握材料的制备、加工、分析测试等基本方法,能从事高分子材料成型加工和改性以及聚合物合成与相关产品的生产设计、研究、开发和技术管理等工作的创新型高级工程技术人才。⑤坚持“夯实理论基础、拓宽专业口径、增强工程和创新能力、提高科学素质”的人才培养思路。⑥注重理论和实践相统一,重视工程创新能力的培养,加强对新材料相关产业和领域发展趋势和人才需求研究,吸纳相关产业、行业和用人部门共同研究课程计划,制定与生产实践、社会发展需要相结合的培养方案。
改革实验课程体系。结合现代高分子材料发展状况,及时完善高分子材料与工程专业实验课程内容,补充高分子材料新技术、新工艺,参考国外知名大学的具体措施,我们在实验课程体系与教学内容等方面进行全面的改革,建立有利于学生实验创新能力培养的教学体系。根据学生认知能力的不同阶段和理论课程进度计划,按模块化设计优化实验教学内容。形成了由“化学基础实验”、“高分子化学与物理基础实验”、 “高分子工程实验” 和“高分子综合设计实验” 四个实验模块组成的高分子材料与工程专业实验教学新体系。其中化学基础实验模块不仅包括无机化学、有机化学、分析化学和物理化学四大基础化学实验,而且还涵盖仪器分析和化工原理实验,在编制新的实验课程体系时,结合高分子材料与工程专业的特点,对传统实验进行有目的的筛选、分类、整合和更新,突出学生基本技能的培养和训练。高分子化学与物理基础实验包含高分子物理和高分子化学实验内容,不仅巩固学生所学的高分子科学实验的基本理论,而且培养学生制备高分子材料、测试材料物理性能及高分子的结构表征和测试等技能。高分子工程实验模块包括橡胶、塑料、胶粘剂、涂料四大实验,从材料加工、成型、性能测试以及应用,独立设计实验内容,旨在培养学生的实际操作能力,分析和解决实际问题的能力。高分子综合设计实验模块是教学的最高层次,结合学生实际情况,有针对性选取实验内容,应体现实验的知识性、综合性和创新性。
2.2 加强实践教学建设与改革,强化学生实践创新能力
(盐城工学院材料工程学院无机非金属材料工程系,江苏 盐城 224051)
【摘要】本文探讨了《功能材料》双语选修课的几种教学方法,分析了各种教学方法的作用和实施手段,为材料科学与工程等相关专业开设的其他双语专业选修课提供参考。
关键词 功能材料;双语教学;案例教学法;互动式启发教学法;对比式启发教学法
基金项目:感谢盐城工学院2014年度校级教学改革项目的资助,项目编号JY2014C36。
0引言
目前,材料科学与工程有关学科在本科教学中,为了使学生更加全面的了解材料科学前沿、掌握材料学科专业英语,很多学校都开设了《材料导论》双语课和《材料科学基础》双语课。而《功能材料》双语课这门课程一般是材料科学与工程有关专业研究生阶段开设的一门课程,该课程涉及的知识面较广,包含了各种功能材料的制备与合成、结构与性能、应用特点等,因此对学生知识面的广度和专业英语的要求都比较高。在本科教学中,很多学校也都开设了《功能材料》汉语课程,甚至作为专业主干课程介绍各种功能材料。然而《功能材料》双语课目前在国内材料科学与工程有关学科本科教学中开设的比较少。桂林电子科技大学的王江探讨了功能材料课程应用双语教学的可行性、双语教学过程中需要注意的一些问题并推荐了英文教材,指出这门课程引入双语教学,更能起到良好的教学效果。
本文探讨了《功能材料》双语选修课的几种教学方法,分析了各种教学方法的作用和实施手段,就如何提高《功能材料》双语选修课教学效果做了一些思考和探讨。
1案例教学法在《功能材料》双语教学中的应用
案例教学法是一种以案例为基础的教学方法,近年来广泛为广大教师采用到教学中去。《功能材料》双语课的教材虽然国外出版过几本很相关的功能材料教材,但是这些教材价格比较贵,学生负担不起,而且知识深度也跟本科生所掌握的知识体系不符。同时,《功能材料》双语课作为选修课开设,学校设置的学时数有限,一般为32个学时,国外的教材多数长达300多页,远远不能完成整本教材的教学内容。因此《功能材料》双语选修课可以采用自编教材,以各方面功能材料的英文综述作为该功能材料的基本知识和基本理论,通过学习顶级期刊杂志的文章来了解该功能材料的制备与合成、结构与性能以及应用特点,从而全面了解了该材料的发展动态,使学生既学习到了科学前沿,又能在同步翻译的过程中学习专业英语。因此英文综述和英文期刊作为案例开展《功能材料》双语选修课教学,既符合《功能材料》选修课的性质,又满足《功能材料》双语课的特点,同时解决了英文教材的问题,而且案例体系是可以实时更新的,使学生能够了解功能材料最前沿的科学研究,甚至可以学习《science》和《Nature》上相关材料的研究进展,用最权威的期刊杂志来向学生灌输知识是可以引起学生学习兴趣的。
2互动式启发教学法在《功能材料》双语教学中的应用
《功能材料》双语教学中以各方面功能材料的英文综述作为该功能材料的基本知识和基本理论,通过学习顶级期刊杂志的文章来了解该功能材料的制备与合成、结构与性能以及应用特点,因此在专业英语的学习任务很重,需要课前提前布置教学内容,让学生提前预习。如果可以充分调动学生的积极性,让学生自己通过查阅文献,翻译文献,了解该领域功能材料的发展动态,教师可以通过分组的方式让学生在课堂上通过课堂展示的方式,让学生自己讲述通过翻译和学习掌握的知识,一方面加深学生对知识的理解和掌握,另一方面可以充分调动学生学习的积极性,而且可以提高专业英语的学习效率。学生在自主学习和与组员的互动学习过程中,会产生疑问、提出疑问,最后通过与组员和老师的互动过程中解决疑问,这样可以提高学习效率。
3对比式启发教学法在《功能材料》双语教学中的应用
以各方面功能材料的英文综述作为该功能材料的基本知识和基本理论,往往存在一个问题,英文综述一般都比较长,教师同步翻译讲解的过程中会很枯燥,使学生丧失听课兴趣,而且功能材料种类繁多,涉及到声光电磁热等各方面功能,同时每一种性能的功能材料都有很多种具体的相关材料可以实现改性能,因此,在学习的过程中,教师如果能多采用对比式启发教学法能够使学生充分认识到不同材料的区别和关系,可以加深记忆,并提高学习效率。采用对比的方法往往会使学生记住材料间的差别,提高教学效果。
4总结
《功能材料》双语课程的教学还处于探索阶段,教学方法的选择和实施尤为重要,初步探索了案例教学法、互动式启发教学法和对比式启发教学法在《功能材料》双语教学中的应用,还需要在今后的教学过程中进一步完善和实践。希望本文能够为其他材料类课程的双语教学提供参考。
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关键词 功能材料;教学改革;教学质量
中图分类号:G642 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2012)33-0088-03
材料科学是一门领域十分宽广的学科,它所涉及的材料主要包括结构材料和功能材料两大类。功能材料是指具有特殊物理性能(如磁学、电学、热学和光学性能等)的一类材料,它包括的面宽,用途多样化,主要在各类电器和仪表中作为能量转换和信息的感知、传输和记录等元件之用[1-3]。随着高新技术发展的需要,强烈刺激现代材料向功能化材料方向发展,使得新型功能材料异军突起,赋予高新技术以新的内涵,促进高新技术发展和应用的实现。
新型功能材料课程是材料化学和应用专业学科基础课的重要组成部分,是一门材料科学与现代化学相结合的新兴课程,是综合了化学、物理学、生物学、医学等内容的一门学科。目前,高新技术的发展对新材料的研发提出更高的要求,也对高校新型功能材料课程的设置和教学提出更高的要求[4]。
笔者从教学内容、教学方法与手段以及课堂教学与自主学习的分配等方面进行初步探讨,并总结本课程课堂教学中应该注意的一些问题。
1 教学内容
新型功能材料是指近年来发展起来和正在发展中的具有优越性能和特殊功能,对高新技术的发展及新产业的形成具有决定意义的新材料。新型功能材料课程涉及领域非常广泛,如光电子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物医用材料、超导材料、功能高分子材料、先进复合材料、智能材料及生态环境材料等,此类材料都是各国科研工作者研究和开发的热点。由于功能材料自身结构的复杂性以及多样性,很多内容涉及一些正在发展的边缘学科。
目前,此门课程的相关内容还不够完善、系统。由于教学课时有限,新型功能材料课程主要针对近年来涌现的功能性分子材料进行讲授,使学生了解和掌握新型功能材料的组成、制备方法、结构和功能性间的关系,探讨新材料中存在的问题。同时,通过对超分子化学的介绍,使学生掌握超分子化学的基本概念和基本知识,引导学生从化学逐渐向功能材料过渡,从理论上了解材料结构与性能间的关系,拓宽学生对超分子化学与新功能材料的认识,为从事功能材料的设计、合成及实际应用奠定良好的理论基础。
2 教学方法
该门课程教学内容多、概念多、理论深,考虑到学生的专业知识比较局限,因此采用常规的教学方法很难提高学生的学习兴趣,从而达不到预期的教学效果。要让学生能够主动地接受这门课,需要改进教学方式与方法。
2.1 多媒体教学与板书教学相结合
多媒体教学是指应用计算机并借助于预先制作的教学课件来开展的教学活动[5]。与板书教学相比,它具有课堂容量大、形象生动、易于突出教学重点和难点等优点。
新型功能材料课程中包括很多复杂的分子结构式,结构与性能关系推理中涉及大量非常抽象的微观过程。针对这门课程特点,多媒体教学不仅可以解决教学内容多的难题,还可以向学生直观地展示此类材料的设计思路,使枯燥的理论课程更加具体生动。但是,由于多媒体信息量大,如果处理不好,学生在课堂上只是忙于记笔记,缺乏对问题的思考与理解。多媒体课件要真正服务于本课程的教学,必须体现因材施教的原则,教师要制作适合自己教学的课件,且不能盲目地“照搬照抄”。
对于一些重要的公式和理论推导,如果简单地通过多媒体展现给学生,难以使学生在短时间内完全理解,达不到教学效果。这时采用多媒体与板书相结合的教学方式,有效提高师生间的互动,这样既能够保证学生对该课程的兴趣,又可以增强学生对知识的理解。在教学过程中,要从本课程的实际出发,从学生的实际情况及个性特征出发,寻找两种方法的切入点,注意两种不同教学手段间的切换。
2.2 联系日常生活引出教学内容
本课程的教学内容与人们的日常生活结合非常紧密。如果只进行抽象的讲解,对于本课程的初学者来说,很难真正接受,似乎很多功能材料与自己无关。在本课程的课堂教学中,教师应适时结合实际生活,强调新型功能材料在现代生活中的重要作用,从而不仅可以激发学生对本课程的学习兴趣,提高他们运用知识和解决问题的能力,而且能让学生了解到最新的研究成果。
如介绍超导材料时,可以先介绍超导材料的实际应用,如利用超导磁体磁场强、体积小、质量轻的特点,用于制造超导悬浮列车和超导船;利用超导隧道效应,制造世界上最灵敏的电磁信号探测元件和用于高速运行的计算机元件,而用这种探测器制造的超导量子干涉磁强计可以测量地球磁场几十亿分之一的变化,能测量人的脑髓图和心磁图,还可以探测深水下的潜水艇,放在卫星上可用于矿产资源普查。通过对此类高新技术的介绍,激发学生的求知欲,从而引出材料的设计思路和原理。
此外,还可以举例说明生活中常见材料的不足之处,充分发挥学生的主观能动性和想象力,提出解决此类材料不足之处的方法以及设计新型功能材料的设想,为介绍新材料铺垫基础。这样,学生的学习兴趣会大大提高,教学效果也会明显得到改善。
2.3 结合最新科研进展,激发学生学习兴趣
功能材料是一门发展非常迅速的学科,不断会有新的研究成果被报道。在本课程的课堂教学中应根据学生的实际情况,将一些有重要应用价值的研究成果补充到教学内容中,让学生了解新型功能材料的研究动态及进展,提高学生对该门课程的学习兴趣。
例如,在新型储氢材料研究进展方面,从传统的高压储氢、液化储氢和金属氢化物储氢开始介绍,指出这几种储氢方式的优缺点。引导学生提出解决问题的方法,引出最新的储氢方式——微孔配位聚合物储氢,借助此种新的研究成果,讨论配位聚合物的组成以及有关分子间相互作用力产生的原因。这样就使得学生能够在分子水平上理解化学,从宏观到微观不断深入,将有利于学生从更深层次上掌握所学知识,取得更好的教学效果。
此外,教师还可以利用学校的网络数据库资源作为课堂教学的辅助手段,提供最新科研成果的链接,方便学生自行浏览。对于一些理论较浅的科研成果,鼓励学生在课堂上以口头报告的形式相互讲述。这样既能够加深学生对该类材料的全面理解,又可以让学生积极参与到教学中来,增强他们对新问题的求知欲望。
2.4 优化课程考核体系,提高学生能动性
目前,南京晓庄学院专业基础课程最终成绩考核分为两个部分,一部分是平时成绩,另一部分是考试成绩。平时成绩一般由出勤率和平时作业构成。在这种课程考核体系下,学生的学习往往处于被动状态,考得高就代表学得好,无法真正提高学生学习主动性,表现出“考完学完”。因此,优化课程考核体系,培养学生的创新思维和自主学习能力,提高学生学习能动性尤为重要。
本课程的考核方式主要有以下几种。
1)采用闭卷考试的方式不变。闭卷考试主要考核学生对各种新型功能材料的基本概念、基础知识和基本原理的掌握情况,通过闭卷考试可以评价并促进学生对本课程理论知识的学习。
2)根据课程教学的内容,筛选多个相关研究专题,让学生分成若干小组,选择不同的专题,通过共同查阅大量文献,写成4000字左右的综述。最后,从每个小组挑选一位代表以PowerPoint形式在课堂上报告该类材料的研究综述,每个小组之间可以互相提问。这既可以锻炼学生查阅文献的能力,扩大知识面,又可以使学生感到一定的成就感,给学生提供进行语言组织与表达的机会。并保证全面、科学、正确地反映学生学习情况,充分调动学生学习的自主性和积极性,保证教学质量的有效性和高效性。同时增加这部分成绩在最终成绩中的考核比例。
3)课程结束后,每个学生需要总结该课程的学习心得体会,对该课程进行简单的总结并提出自己的意见和建议。这样可以让学生对整个课程进行归纳、分析和总结,以免“学前忘后”。这部分考核内容也作为最终成绩的一部分。
3 课堂学习和课后学习的合理分配
课堂教学是学校教育的主要形式,是可以综合体现教育思想、教育内容和教育方法的阵地。它不仅有教学的任务,更有教育的功能,可以直接影响到学校的教学质量和人才的培养。课堂教学是以传授或灌输为主要特征的教学模式,但这种教学方法的弊端体现在学生被动地接受知识。自主学习包括探究学习和解决课题学习两个方面,前者偏重于自主思考,后者偏重于技术性活动。自主学习以探究学习为主,在培养学生科学研究能力方面具有更明显的效果。
在本课程的教学过程中,应以教师教授为重点,学生自学为主线。教师要引导学生自学,要提出问题让学生思考,鼓励学生自己探索问题、解决问题。可以开展大家共同参与的讨论式课堂教学活动,培养学生的协作能力和创新意识。通过课堂教学与自主学习的合理分配,最终能够使学生真正得到专业素养的训练。
4 结束语
教学内容、教学方法的改革是教育改革的重要组成部分。在新型功能材料课程的教学过程中,需要教师自身知识的不断更新,提高自身知识水平,准确把握该领域的研究前沿内容,及时补充新知识。理论教学与实践的紧密结合有助于学生创新思维的培养。优化课程考核体系能够有效地调动学生学习自主性和积极性。合理地分配课堂教学与自主学习是增强教学效果的有效方法之一。而要更进一步提高本课程的教学质量,还需要更多地学习交流,取长补短。
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《光电材料导论》是我校无机非金属材料专业2013年开设的专业课程。开设这门课程的原因是:(1)国家在十二五规划中提出了重点发展的七大战略性新兴产业,其中之一的的新材料产业包含了功能材料,而光电材料是功能材料的一种;(2)我校的无机非金属材料教研室的很多老师从事光电材料相关的研究,具备开设这门课程的师资力量。所以在课程的教学内容的选材方面,我们会着重从这两个方面考虑。而教学方法会利用现在的多媒体技术,与传统的板书相结合,让学生更加形象生动的加深对知识的理解[1]。
1 教学内容的选材
在教学内容的选材方面,我们综合考虑了以下几个因素:
首先,学生必须能够有所学,开设一门课程才是有意义的。光电材料是功能材料的一种,为了便于学生循序渐进地吸收理解光电材料的专业知识点,教学内容分成三个方面:光功能材料、电功能材料、光电材料及器件。首先,讲解光功能材料和电功能材料方面的知识点,在具有这些知识的基础上,再讲解光电材料及器件方面的知识,学生们就比较容易理解。
其次,我们结合现在的就业情况及研究热点。我们设置的教学内容,既考虑了学生们以后的就业,也考虑到想进一步深造读研究生的学生们的研究工作。光功能材料方面的教学内容包含了激光材料、发光材料、红外材料及光纤材料。电功能材料方面的教学内容包含了导电材料、半导体材料、介电材料、铁电材料及超导材料,其实半导体材料也是一种导电材料,之所以把半导体材料单独作为一个章节,是因为半导体材料是太阳能电池和LED照明灯的核心材料,这也是为后面的光电材料及器件的讲解做铺垫。光电材料及器件方面的教学内容包含了光电子发射材料、光电导材料、透明导电薄膜材料、光伏材料与太阳能电池及光电显示材料。
2 教学方法的探索
光电材料的内容更新很快,现在的学生不仅应该掌握传统基础的材料知识,更应该掌握最新的知识点,更应该了解光电材料的最新研究进展,而使用多媒体教学能够及时地更新课件的内容,使得教学内容能够跟上最新的研究成果[2],也能让学生及时了解学习最新的材料知识。
多媒体教学还有助于激发学生学习的兴趣[3],因为它在视觉上能够让学生很直观的学习知识,比如:太阳能电池的工作原理,我们可以在Powerpoint(PPT)上给出太阳能电池工作原理图,然后再对照图给学生详细讲解其原理,学生将更深刻的理解其原理。再比如,在讲解光纤的传输原理时,可以通过多媒体技术使用动画,让学生很直观地了解光纤的原理。
但是多媒体教学应该和传统的板书结合起来,因为有些知识仅仅通过多媒体展示,学生可能比较难理解,还需要老师再次将其中的重点和难点板书出来详细讲解,同时也可以加深同学的印象。
同时,我们在整个的教学过程中,采用的是启发式及提问式的教学方法。通过对学生进行提问,启发学生自主思考,加深学生对知识点的理解。
3 课程考核方式的选择
课程考核的成绩包含两个方面,一个是平时成绩的考核,一个是期末成绩的考核。
平时成绩的考核,我们通过上课提问、课后习题、出勤率等方面进行考核。上课提问可以考查学生对上节课内容的掌握程度,还可以考查学生是否认真听讲、是否认真思考问题。课后习题包括两个方面,一个是对课上内容的考查,帮助学生巩固课上知识,另一个是对课外知识的拓展,督促学生课后查阅文献,培养学生的学习能力。
期末成绩的考核,我们采用撰写科技论文的形式进行考核。《光电材料导论》开设在大四上学期,总共24个课时。因为光电材料的内容更新比较快,而教学课时比较有限,通过撰写科技论文的形式,既可以督促学生去更全面的了解光电材料最新的研究进展,又可以锻炼学生查阅文献的能力,培养学生总结文献的能力,有利于大四学生在下学期更快进入本科毕业论文的工作。
4 需要改进的地方
作为本专业开设的新课,在教学的探索与实践过程中,肯定存在一些不足,有很多地方需要我们去反省和改进。我们自己对此进行了总结,具体包括以下三个方面:
(1)在多媒体教学过程中,我们不仅只是使用了PPT这个软件,还应该引入视频,比如,在讲解使用直拉法制备单晶硅时,就可以引入一段视频,让学生更直观地了解使用直拉法是如何制备单晶硅的。
(2)在教学的过程中,我们还应该出示实物,让学生能够直接接触,加深印象。可以出示实物包括光纤、发光二极管LED,单晶硅片和多晶硅片(这时,还可以教学生从宏观上如何分辨单晶硅片和非晶硅片)、ITO玻璃、闪锌矿及纤锌矿结构模型等,不但增强生学习光电材料的兴趣,而且让他们对光电材料实体有直接的感性认识[4]。
(3)在教学过程中,我们还应该加入两个学时的讨论课,老师布置一个题目,让学生课后准备,几个学生一组,进行资料搜集与整理,然后让一个学生做代表,在讨论课上做PPT报告,其他组的学生进行提问,作报告的学生做解答。同时这个也要纳入平时成绩中,占总成绩的20%。