劉金剛

摘 要：材料學(xué)科“材料制備化學(xué)”課程由于涉及到專業(yè)領(lǐng)域廣、知識理論性強(qiáng)等問題，對于一年級研究生學(xué)習(xí)起來比較枯燥乏味。本文結(jié)合作者多年的科研和指導(dǎo)研究生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將科研成果和科研思維訓(xùn)練方法引入課堂，做到“科教融合”，利用科研促進(jìn)教學(xué)，增強(qiáng)了課程的實(shí)用性與針對性，提高了研究生課程的教學(xué)效果和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：材料制備化學(xué)；科研；教學(xué)

“材料制備化學(xué)”作為材料科學(xué)領(lǐng)域的一個重要學(xué)科分支，是新材料研究的基礎(chǔ)，對于零維、一維、二維納米材料的合成及其修飾工藝、碳材料、發(fā)光材料、超分子材料的制備及表征、復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與制備及其界面化學(xué)問題的研究等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義[1]。

“材料制備化學(xué)”課程是中國地質(zhì)大學(xué)（北京）（以下簡稱“我?！保┎牧峡茖W(xué)與工程、應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)等相關(guān)專業(yè)研究生一年級的專業(yè)主干課，內(nèi)容涉及無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、膠體與界面化學(xué)、高分子化學(xué)、晶體材料學(xué)、高分子材料、復(fù)合材料學(xué)、無機(jī)材料工藝學(xué)等多門課程。

與培養(yǎng)本科生不同，研究生培養(yǎng)是在掌握扎實(shí)的專業(yè)知識基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)“探究性教學(xué)”與學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。同時著重培養(yǎng)其鉆研和運(yùn)用知識的能力，以促進(jìn)其科學(xué)及創(chuàng)新思維的形成[2]。因此，必須根據(jù)研究生的特點(diǎn)，采用合理的教學(xué)方法和教學(xué)思想，以保證研究生的培養(yǎng)質(zhì)量。

目前我校材料科學(xué)與工程專業(yè)的研究理念主要是面向資源綜合利用、節(jié)能減排、低碳環(huán)保、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等國家戰(zhàn)略需求，以資源綜合利用與新材料（包括礦物材料、無機(jī)非金屬材料、高分子復(fù)合材料、納米功能材料等）為主要方向。2015年學(xué)院牽頭并作為主要成果支撐單位的材料和化學(xué)2個學(xué)科進(jìn)入了ESI全球排名前1%，為中國地質(zhì)大學(xué)有5個學(xué)科進(jìn)入ESI全球排名前1%以及建設(shè)地球科學(xué)領(lǐng)域世界一流大學(xué)做出了重要貢獻(xiàn)。

該形勢下，如何使“材料制備化學(xué)”這門課程適合不同研究方向、專業(yè)背景的學(xué)生，如何讓學(xué)生在研究生階段剛開始的第一學(xué)期就樹立嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的研究態(tài)度和學(xué)風(fēng)，掌握科學(xué)的研究方法，基于這些思考，結(jié)合筆者多年的科研經(jīng)驗(yàn)，將科研成果和科研思維訓(xùn)練方法引入課堂，利用科研促進(jìn)教學(xué)，收到了令人滿意的效果。

一、利用視頻資源輔助抽象概念講解，拓寬學(xué)生視野

我校一年級研究生的專業(yè)方向包括陶瓷材料、耐火材料、高分子材料以及復(fù)合材料等多個材料學(xué)學(xué)科。該學(xué)科的特點(diǎn)是專業(yè)領(lǐng)域涉及廣泛、實(shí)驗(yàn)手段多種多樣。此外，任課教師由于研究方向各異，專業(yè)背景不同，因此不可能將所有知識點(diǎn)均清晰地教授給學(xué)生。針對這種情況，我在教學(xué)過程中著重建設(shè)立體化教材，即以傳統(tǒng)紙質(zhì)教材為基礎(chǔ)，立足于現(xiàn)代教育理念和現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺，采用多媒體、多形態(tài)、多層次的教學(xué)資源和包括多種教學(xué)服務(wù)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)配套的教學(xué)出版物集合[3]。本課程內(nèi)容涉及到多種材料的制備工藝流程以及應(yīng)用情況，教材中一般僅用文字和圖片進(jìn)行描述。如果照本宣科，很難生動地展示材料制備過程以及相關(guān)儀器設(shè)備的功能和用途。

筆者在科研過程中對相關(guān)材料的制備流程進(jìn)行了錄像并制成視頻，并從網(wǎng)絡(luò)中收集整理了大型儀器生產(chǎn)廠家和銷售公司推出的設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理以及操作方法的視頻資源，在課堂中合理地利用這些資源可以讓學(xué)生能最真實(shí)地接觸各種大型儀器設(shè)備。例如，在為具有包括材料學(xué)、化學(xué)、納米科學(xué)等不同專業(yè)背景的研究生一年級學(xué)生講授“玄武巖纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料”時，筆者結(jié)合自己的講解，為學(xué)生準(zhǔn)備了玄武巖纖維制造、纖維浸漬樹脂形成預(yù)浸料、預(yù)浸料模壓等全工序的視頻與圖片資料，做到了圖文并茂，栩栩如生，把枯燥的理論知識講得淺顯易懂，讓學(xué)生更身臨其境地熟悉該材料的結(jié)構(gòu)和操作方法，增強(qiáng)了學(xué)生對樹脂基復(fù)合材料的感知能力，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識的興趣。采用這種多媒體教學(xué)方法還能夠有效幫助學(xué)生認(rèn)識很多以前沒有見到的材料和設(shè)備，擴(kuò)大了學(xué)生的知識范圍，增強(qiáng)了學(xué)生的好奇心，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。

二、將科研項(xiàng)目融入課堂，更新教學(xué)內(nèi)容

材料科學(xué)在當(dāng)今社會具有非?；钴S的生命力，新材料的發(fā)展日新月異。因此“材料制備化學(xué)”課程內(nèi)容的更新與充實(shí)顯得極其重要。如何能夠?qū)⒉牧峡茖W(xué)的最新研究成果通過這門課程的教授傳輸給即將踏入科研生涯的一年級研究生是一項(xiàng)頗具挑戰(zhàn)性的研究課題。而將授課教師的相關(guān)科研成果有效地轉(zhuǎn)化為教學(xué)是推動這一進(jìn)程的重要方法。通過講授科研成果和討論科研問題，可以強(qiáng)化學(xué)生的教學(xué)參與和課堂互動的積極性，激發(fā)學(xué)生課后延展學(xué)習(xí)的熱情，大大提高和鞏固了課堂教學(xué)的效果[4]。

筆者是近期調(diào)入現(xiàn)單位從事教學(xué)與科研工作的。之前，筆者在復(fù)合材料科研方面具有豐富的經(jīng)歷，但在教學(xué)方面經(jīng)驗(yàn)較少。因此，在教學(xué)內(nèi)容安排上，根據(jù)教學(xué)大綱要求，筆者對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，對部分陳舊過時的內(nèi)容進(jìn)行了刪減，除了將當(dāng)前材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與前沿的制備化學(xué)問題進(jìn)行重點(diǎn)闡述之外，在適當(dāng)時機(jī)還將自己多年的科研成果和科研經(jīng)歷融入課堂，往往能引人入勝，調(diào)動了學(xué)生的積極性。例如，在教學(xué)過程中，筆者將之前在集成電路封裝用先進(jìn)復(fù)合材料方面的研究成果融入“復(fù)合材料制備化學(xué)”教學(xué)中，使學(xué)生接觸到了國際先進(jìn)的電子封裝材料以及集成電路研究領(lǐng)域，即使與其現(xiàn)有研究方向偏離較遠(yuǎn)的學(xué)生也表現(xiàn)出了濃厚的興趣。

在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對教師的科研項(xiàng)目興趣十分濃厚，在課堂討論中，關(guān)于老師從事的科研項(xiàng)目的討論往往是氣氛最為活躍的話題。并以此為切入點(diǎn)，積極引導(dǎo)學(xué)生樹立開展科學(xué)研究、鍛煉動手能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神的學(xué)習(xí)觀，這樣的課堂教學(xué)往往達(dá)到事半功倍的效果。

三、注重討論課，培養(yǎng)學(xué)生的研究和創(chuàng)新能力

研究生教學(xué)重在培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力，因此，討論課已成為研究生課堂教學(xué)的一種重要方式。一堂有準(zhǔn)備、有組織的討論課可以活化課堂、啟迪智慧，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題能力。例如，筆者根據(jù)目前國際上材料科學(xué)發(fā)展的最新成果，為一年級研究生準(zhǔn)備了多個材料制備領(lǐng)域相關(guān)的調(diào)研方向，然后通過分組討論，學(xué)生之間互相交流思想，新思路和新的想法在討論中不斷碰撞和產(chǎn)生，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和協(xié)作精神。同時，研究生們新奇大膽的想法也為我的科研工作提供了靈感。

四、改革考核方式，重視科研能力考核

大部分對學(xué)生成績的評定方法，主要是采取期末考試這樣一錘定音的方式，如果采用這種方式那么考核的只是學(xué)生對內(nèi)容的記憶，而考核的目的是了解學(xué)生對基礎(chǔ)知識、概念的掌握以及實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力等綜合能力的考查?；谝陨峡紤]，對于考核方法的改革，在這里筆者通過“過程性評估+終結(jié)性評估”的教學(xué)評估方法，對學(xué)生學(xué)習(xí)效果采取多方位的評定。過程性評估主要包括平時的課程討論和根據(jù)指定內(nèi)容（材料制備化學(xué)的某一方面），查閱資料，匯報(bào)答辯。終結(jié)性評估是分組布置研究問題，撰寫論文。針對研究的問題，教師提供關(guān)鍵詞或者布置精選的參考文獻(xiàn)：分組讓學(xué)生充分閱讀、消化、吸收和討論，然后撰寫讀書報(bào)告及小論文，最后各組對所研究的問題進(jìn)行公開宣講，在課堂上做專題報(bào)告和討論。這樣不但加深學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識，同時還可以激發(fā)學(xué)生就提出的問題進(jìn)行積極的思考，提高思維能力和學(xué)術(shù)上的分辨能力，辯明是非，走出可能存在的個人理解上的誤區(qū)，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性強(qiáng)。通過論文的撰寫使學(xué)生加深對所學(xué)知識的認(rèn)識，同時獲得團(tuán)隊(duì)合作和科研論文寫作的訓(xùn)練。此外，增加論文考核內(nèi)容，可以提高學(xué)生的自學(xué)及寫作能力，在給出高質(zhì)量的論文前，學(xué)生必須大量閱讀文獻(xiàn)及查閱相關(guān)書籍。

五、結(jié)語

通過“材料物理化學(xué)”課程的講授，使我深切體會到“科教融合”對于提高該課程講授效果的重要性。高水平的科學(xué)研究和學(xué)術(shù)成果是支撐和提高“科教融合”教學(xué)方法的基礎(chǔ)。因此，教師在科研工作中要能夠立足相關(guān)領(lǐng)域國際前沿。只有親自了解到本領(lǐng)域的最新研究方向與動態(tài)，才能夠在教學(xué)過程中做到“科研”與“教學(xué)”相互滲透和融合，才能夠在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上使學(xué)生接觸和了解學(xué)科前沿成果和研究動態(tài)，增加學(xué)生的感性認(rèn)識和對本專業(yè)的科研興趣與信心?？蒲谐晒械男滤悸?、新方法、新對策也啟迪與開拓了學(xué)生的創(chuàng)新意識，鍛煉了獨(dú)立解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]張以河.材料制備化學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013年11月.

[2]唐志軍，吳笑峰，席在芳，吳亮紅，胡仕剛.面向?qū)嵺`創(chuàng)新能力的工科研究生培養(yǎng)模式探討[J].山西科技，2015，30（5）：91-92.

[3]王磊，等.材料學(xué)學(xué)科碩士學(xué)位研究生課程體系改革探索[J].中國冶金教育，2014（4）：6-8，12.

[4]張曉紅，黃振華.以科研之源拓教學(xué)之流[J].黑龍江高教研究，2010，192（4）：24-25.

（作者單位：中國地質(zhì)大學(xué)<北京>）