焦艷清

摘 要：針對目前部分大學生學習態(tài)度散漫、學習目標模糊、學習動力不足等學習問題，根據(jù)“材料物理”課程的性質(zhì)和特點，結合授課教師多年來學習和教育工作經(jīng)驗，筆者嘗試了在教學中構建多元化的教學模式，采用以課題驅(qū)動、學研結合為主的教學方法，適當?shù)匾肱c理論知識相關的科學名人典故、生活實例以及前沿的科研成果，開展翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，以激發(fā)學生的學習興趣，引領學生自主合作探究學習，促進學生創(chuàng)新性思維的形成。

關鍵詞：材料化學專業(yè) 材料物理 教學模式 科學研究

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（a）-0181-02

材料化學專業(yè)是材料科學與現(xiàn)代化學等多門學科相互交叉、滲透發(fā)展形成的具有強大活力的新興交叉學科，是運用材料化學的基本理論和方法研究材料的制備、組成、結構、性質(zhì)及應用的學科。在國民經(jīng)濟發(fā)展和科學前沿領域中都起著不可替代的重要作用。材料物理是材料化學專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課，是學生在修完“大學物理”、“無機化學”、“有機化學”、“物理化學”、“材料化學”、“材料合成化學”等有關課程后，開設的一門起承前啟后作用的專業(yè)基礎課，具有很強的理論性和實踐性[1]。目的主要是讓材料化學專業(yè)的學生了解利用物理學的方法處理材料科學中問題。學會從物理學的一些基本概念、基本原理、基本定律出發(fā)，說明材料的微觀結構、組織形貌、原子電子運動狀態(tài)及它們與材料性能和成分之間的關系。該課程要求理解材料的力學、熱學、電學、磁學、光學、聲學以及材料的功能轉(zhuǎn)換等內(nèi)容。通過該課程的學習能深刻理解材料的各種性能及主要影響因素，并能在材料研究中建立相應的物理模型，闡述材料結構、性能和它們在各種外界條件下發(fā)生的變化及其變化規(guī)律。該課程的教學效果對學生在“金工實習”、“生產(chǎn)實習”、“畢業(yè)論文設計”等后續(xù)相關專業(yè)課程的學習具有較深遠的影響。該課程最大的特點是涉及的知識面廣、信息量大、應用性強，涉及的理論知識比較抽象，因此給教師的教學和學生的學習都帶來了一定的挑戰(zhàn)。而新形勢下，培養(yǎng)高質(zhì)量的創(chuàng)新型人才是當前我國高等教育最為重要的歷史責任。然而，傳統(tǒng)教學中的“填鴨式”等問題，不利于學生創(chuàng)新性思維的開發(fā)。因此，教學方法的改革迫在眉睫。

教學過程是通過教師的教與學生的學相互有效地互動配合實現(xiàn)的，因此教學方法在教學活動中起到關鍵的作用。在《材料物理》的教學過程中，關注學生能力的培養(yǎng)，摒棄傳統(tǒng)“填鴨式”灌輸?shù)慕虒W方法，采用多元化立體的教學模式，調(diào)動學習積極性，啟發(fā)學生自主思考，以問題為導向開展學習活動，培養(yǎng)學生的自主學習能力、創(chuàng)新意思和科學思維方式。

1 優(yōu)化多媒體輔助教學，激發(fā)學生的學習興趣

材料物理課程具有學科知識面寬、概念抽象、公式復雜、理論性強并且難于理解等特點，而傳統(tǒng)的板書式教學手段由于其單調(diào)、枯燥、抽象等缺點，導致學生出現(xiàn)厭學甚至棄學等消極情緒，大大地降低了教學效果。而多媒體輔助教學是集圖、文、像、色、聲為一體的現(xiàn)代教育技術，可使抽象復雜難以理解的理論知識，以直觀生動地形式表現(xiàn)出來，增強了課堂教學的趣味性，激發(fā)了學生的學習熱枕，使得學生自主地學習知識，提高了教學效果。針對較為抽象易混淆的概念，可以采用動畫模擬的方式幫助學生構建知識框架，加深理解。比如，晶體塑性形變的兩種基本形式是滑移和孿晶，很難用學生的既往知識經(jīng)驗來理解和區(qū)分，因此，采用動畫模擬演示和同步解說功能的微視頻講解，直觀地體現(xiàn)出兩者的差別，充分調(diào)動學生的空間想象力，營造體驗式教學情境，瓦解傳統(tǒng)教學的時空障礙，幫助學生加深理解，在腦海中留下畫面。例如，吸聲材料中關于焦點這部分知識時，導入北京天壇公園的回音壁和三音石等圖片和視頻，一方面加深學生對基礎理論知識的理解，另一方面可以對學生進行人文教育，了解中國古人的聰明才智，并關注非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的保護等社會熱點問題。值得注意的是，多媒體教學并不是時時處處都適合的教學手段，針對一些公式的推導，例題以及課后習題的講解過程，需要結合傳統(tǒng)教學模式，循序漸進的分析講解，給予學生充足的時間去思考、理解和解決相關問題。

2 引入課題式教學方法，調(diào)動學生的學習主動性

“材料物理”課程知識內(nèi)容較為抽象，內(nèi)容繁雜，以教師為主的教學模式開展教學，較難調(diào)動學生學習的積極性，常常達不到理想的教學效果，而作為一門理論與實際應用結合較緊密的專業(yè)基礎課，利用課堂上學習的理論知識解決實際應用問題，不但可以激發(fā)學生的學習動力，還可以鍛煉學生應用知識處理問題的思維方式和自主探究能力。課題式教學方法屬于構建性的教學，是一種嶄新的啟發(fā)式教學模式。課題式教學方法是指在學生具備一定知識儲備后，在導師的指導下，選擇和確定專題進行科學研究，在這個過程中，學生主動地搜集文獻、獲取知識、分析問題、解決問題。這種教學方法可以迎合當今社會對高素質(zhì)、全方面、具有創(chuàng)造力的應用型人才的培養(yǎng)要求。課題式教學注重問題導向，有助于提高學生思維水平，獲取實用方法。

因此，在傳統(tǒng)教學模式的基礎上，采用探究性的課題式教學模式，以課題為載體、問題為導向、學生為主體、教師為引導，注重學研結合和思維訓練，有助于學生開展體驗式的學習模式，在自主思考、小組合作的過程中，學習知識，培養(yǎng)思維方式，發(fā)展與人協(xié)作的精神，鍛煉科學研究的素養(yǎng)，最終在知識與技能、情感與價值觀等方面得到全面的培養(yǎng)鍛煉。結合材料物理的內(nèi)容特點，課題可以分為材料的力學、材料的熱學、材料的電學、材料的磁性、材料的光學、材料的聲學六大類，設置課題，如集成電路用基片材料、LED發(fā)光顯示材料的發(fā)展、高溫超導材料的應用、單分子磁體的研究現(xiàn)狀、光纖通訊材料的發(fā)展、航天航空復合材料的選取、生物材料、儲能材料的研究現(xiàn)狀、太陽能電池的發(fā)展等。由學生自由選擇合作學習小組，學習小組內(nèi)部確定個人分工，開展對該領域的研究背景與研究意思、當前難以突破的技術瓶頸以及研究熱點的文獻調(diào)研。在此過程中，學生通過個人搜集材料、小組討論的方式，一方面鍛煉了學生獲取知識、提取和選擇有關知識的能力，另一方面小組內(nèi)部的協(xié)調(diào)討論，有助于培養(yǎng)學生的團隊意識。最終可以選擇通過撰寫專題文獻調(diào)研報告、小組討論與答辯、開展相關專題的大學生創(chuàng)新性實驗等方式，引導學生自主地參加學習活動，讓學生能夠體驗到思考問題，獨立解決問題的快感和成就感，體會科學研究的過程和思維方式。另一方面，還可以引導學生參加科研項目，整體提升學生創(chuàng)新能力和動手能力。在課題式教學活動的過程中，可以潛移默化地培養(yǎng)學生的批判性、創(chuàng)造性思維、團體意識以及科學探索精神，完成傳統(tǒng)教學達不到的教學效果。

3 開展學生講授，集中討論的模擬教學模式，全方位培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)

傳統(tǒng)的教學模式中，主要是老師在講臺上講，學生相對比較被動地聽，由于課程內(nèi)容比較深奧和抽象，很多學生在課堂上較難跟上老師的思路和節(jié)奏，因而出現(xiàn)精力不集中、頭腦僵化、困倦等問題，由此惡性循環(huán)，最終喪失學習的興趣和動力，導致教學效果降低。古人云：師者，傳道授業(yè)解惑也。授人以魚不如授人以漁。而教師除了完成傳道受業(yè)的責任外，還要激發(fā)出學生的學習潛能，要教會學生處理問題解決問題的策略和能力。因此，開發(fā)以學生為主體的教學模式，為學生提供更多的自主學習的時間和空間，改變學生被動的學習方式，從而達到事半功倍的效果。針對有些能引起學生興趣的內(nèi)容，采取模擬教學模式，由學生講授、課堂討論的方式實現(xiàn)對知識的接受與消化吸收，在此過程中，一方面學生會積極主動地去預習、搜集材料、分析知識內(nèi)容的邏輯性與連貫性，在過程中，學生需要去了解知識的來龍去脈，可以引導學生去搜集一些材料科學名人的科研事跡，去學習前輩們發(fā)現(xiàn)問題解決問題的科學思維，為學生們提供一些生活中的應用實例，讓學生在學習知識內(nèi)容的同時，加深對基本概念的理解，體會知識的重要性和實用性。另一方面，在進行角色互換的同時，可以鍛煉學生的表達能力，組織語言的能力，去理解學習的過程，了解教師備課、授課的整個過程，感受教師在其中的努力，培養(yǎng)學生體恤和尊重他人的品質(zhì)，達到情感與價值觀的教育目的。比如，可以讓學生去了解中國科技大學謝毅院士關于熱釋電材料方面的工作，介紹中科院長春應用化學研究所張洪杰院士在高性能稀土發(fā)光材料的研究工作，北京大學高松院士在高密度磁存儲材料等方面的研究等，這樣不但拉近了學生與科研世界的距離，讓學生們了解當前科研的前沿方向和課題，去理解所學知識的必要性，增強學習的動力和興趣。

4 結語

隨著時代的變遷和科技的進步，新形勢下社會對大學生的要求也發(fā)生了改變，因此要求作為教師也要不斷地去學習和摸索適合現(xiàn)階段學生的教學模式。不摒棄傳統(tǒng)教學方法，也要不斷地思考與改革，去融合新的教育理念，運用和構建多元化的教學模式，激發(fā)學生自主學習的潛能，訓練學生的邏輯思維能力，增強學生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐精神?？傊?，教學是要以人為本，堅持學生為主體，嘗試多元化的教學模式，調(diào)動學生的學習興趣和積極性，使學生學會思考問題的方式，成為一個不僅具有扎實理論基礎知識、并且具有獨立思考和處理問題能力的創(chuàng)新型人才。

參考文獻

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