何朋，桂凱旋

（安徽工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，安徽蕪湖 241000）

材料物理化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的理論基礎(chǔ)，也是材料學(xué)科的一門學(xué)科基礎(chǔ)課。材料物理化學(xué)主要綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)科學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)方法來研究物質(zhì)變化及與化學(xué)變化相關(guān)的物理變化中所遵循的規(guī)律和基本原理，是材料科學(xué)與工程學(xué)院相關(guān)專業(yè)的一門重要課程，在材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系的教學(xué)中起到了承前啟后的作用，是聯(lián)通專業(yè)核心課和基礎(chǔ)課程的重要樞紐，同時(shí)也是培養(yǎng)本科生分析和解決相關(guān)工程領(lǐng)域問題的重要關(guān)節(jié)[1-4]。

安徽工程大學(xué)是入選國家首批卓越農(nóng)林人才教育培養(yǎng)計(jì)劃、國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃的高校，一直以來被稱為“工程師的搖籃”。然而，隨著科技與時(shí)代的發(fā)展，全球化趨勢(shì)的日益加劇，國家創(chuàng)新性戰(zhàn)略的實(shí)施，社會(huì)對(duì)高校人才培養(yǎng)提出了更高、更全面的要求。這也使物理化學(xué)的教學(xué)模式需要做進(jìn)一步的調(diào)整和改進(jìn)以順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和滿足社會(huì)的要求。

一、材料物理化學(xué)教學(xué)存在的問題

迄今為止，已經(jīng)開展的物理化學(xué)課程雖然滿足學(xué)院的基礎(chǔ)教學(xué)任務(wù)，但由于長期以來，在物理化學(xué)的教學(xué)中已經(jīng)形成了固定的教學(xué)模式和教學(xué)觀念，上述觀念和模式并沒有推陳出新，已然使材料物理化學(xué)課堂教學(xué)顯露出了一定的問題。

（一）教學(xué)內(nèi)容不夠“新”

傳統(tǒng)“材料物理與化學(xué)”教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容相對(duì)比較老舊，與時(shí)代特色和科技前沿結(jié)合度不高，甚至有的內(nèi)容已經(jīng)嚴(yán)重與時(shí)代脫節(jié)，無法滿足解決當(dāng)今的工程應(yīng)用問題的實(shí)況。同時(shí)，物理化學(xué)這門課程也面向全校多個(gè)院系，而教材和大綱并沒有針對(duì)不同的專業(yè)做出相應(yīng)的改進(jìn)和優(yōu)化。同時(shí)，一本落后的教材，很多知識(shí)和內(nèi)容無法跟上時(shí)代發(fā)展的腳步，特別是教材中知識(shí)點(diǎn)在現(xiàn)今高新領(lǐng)域的應(yīng)用和結(jié)合難以體現(xiàn)，造成學(xué)生對(duì)自己所學(xué)的東西認(rèn)同感低，并難以做到學(xué)以致用。同時(shí)，如今各類軟件普及，很多知識(shí)點(diǎn)可以通過軟件進(jìn)行模擬應(yīng)用，因此可以將教材中的內(nèi)容與軟件模擬結(jié)合，進(jìn)一步提高學(xué)生的應(yīng)用能力。而單一老舊的教材很難達(dá)到上述效果。

（二）教學(xué)手段相對(duì)落后

目前材料物理化學(xué)課堂教學(xué)還是多媒體與板書結(jié)合的形式。多媒體教學(xué)雖然在視覺上給予學(xué)生一定的愉悅感，具有提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的作用。但是另一方面，由于其缺少板書的邏輯推導(dǎo)和細(xì)致解釋的功效，因此很容易造成學(xué)生缺乏對(duì)于知識(shí)進(jìn)一步思考和推演，從而造成學(xué)生的獨(dú)立思考和創(chuàng)新思維培養(yǎng)存在缺憾。而物理化學(xué)教材中大部分是公式的推導(dǎo)和相關(guān)定理的證明，這些推導(dǎo)和證明只能通過板書的形式完成，形式的單一和內(nèi)容的枯燥造成學(xué)生的聽課積極性不高，同時(shí)也造成學(xué)生難以掌握公式背后的物理內(nèi)涵和化學(xué)含義。同時(shí)，近些年來，相關(guān)教學(xué)改革要求對(duì)于課時(shí)量進(jìn)行一定壓縮。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，為了追趕課程進(jìn)度往往不得不在短時(shí)間內(nèi)向?qū)W生“填鴨式”地灌輸大量的知識(shí)內(nèi)容，從而導(dǎo)致學(xué)生“消化不良”產(chǎn)生厭學(xué)心理。只有培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，才能從本質(zhì)上改變上述惡劣后果。

（三）教學(xué)班人數(shù)過多

由于高等學(xué)校擴(kuò)招，學(xué)校學(xué)生人數(shù)逐年遞增，全國高等學(xué)校錄取人數(shù)是以前的數(shù)倍之多，但是高等學(xué)校的教師卻沒有得到相應(yīng)倍數(shù)的增多。這便導(dǎo)致了全國大多數(shù)高等學(xué)校普遍存在教師數(shù)量嚴(yán)重不足的現(xiàn)象[5-6]。因此，很多大學(xué)不少課程都是大班教學(xué)。但大班教學(xué)的存在也出現(xiàn)很多問題，大班教學(xué)導(dǎo)致教室人數(shù)過多，不便于管理。同時(shí)，班級(jí)學(xué)生人數(shù)過多和受一些思想的影響，很多學(xué)生會(huì)選擇班級(jí)靠后的位置，這樣可以脫離老師的視線，從而會(huì)導(dǎo)致這些坐在后排的學(xué)生實(shí)現(xiàn)“放飛自我”，做跟課堂無關(guān)的事情，或者玩手機(jī)，或者看小說。因此，大班教學(xué)往往造成學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不佳，教學(xué)成效不顯著。

（四）教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系不完善

考核環(huán)節(jié)不完善，選取的“成績?cè)u(píng)價(jià)體系”難以達(dá)到對(duì)學(xué)習(xí)效果的全方位檢測(cè)?，F(xiàn)有的考試體系通常是通過期末考試和平時(shí)成績相綜合，平時(shí)成績占30%，平時(shí)成績主要是由出勤率、課后作業(yè)和課堂表現(xiàn)組成。學(xué)生只要正常出勤，期末考試的成績則決定了該課程的最終成績，因此也造成了學(xué)生對(duì)于物理化學(xué)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用不夠重視，將精力主要放在期末考試。然而，這樣的評(píng)價(jià)體系忽略了培養(yǎng)學(xué)生用材料物理化學(xué)的知識(shí)解決相關(guān)實(shí)際工程問題的能力，從而難以達(dá)到客觀公正地查驗(yàn)教學(xué)成效的目的。

二、材料物理化學(xué)課程的教學(xué)改革措施

此次教學(xué)改革為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，時(shí)代進(jìn)步，以及現(xiàn)代科技技術(shù)進(jìn)步對(duì)于人才培養(yǎng)的全新要求，徹底扭轉(zhuǎn)理論課教學(xué)中存在的弊端，結(jié)合上述分析的有關(guān)材料物理化學(xué)教學(xué)過程中存在的四個(gè)方面的問題，本文將針對(duì)材料物理化學(xué)課程教學(xué)的改革，提出具體的改進(jìn)方案和措施，如圖所示。

圖1 “四位一體”的教學(xué)改革模式

（一）教學(xué)內(nèi)容的前瞻性

教學(xué)內(nèi)容需要將時(shí)代特色與科學(xué)先進(jìn)性結(jié)合在一起，同時(shí)體現(xiàn)出解決工程問題的實(shí)際應(yīng)用特色，并具有一定的學(xué)科交叉性。為了滿足不同層次的培養(yǎng)要求，材料物理化學(xué)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)具有一定的層次性與整體性。所謂的層次性，就是因力導(dǎo)勢(shì)，最大限度地讓教學(xué)內(nèi)容合理化。例如，對(duì)于材料物理化學(xué)中有關(guān)熱力學(xué)基礎(chǔ)的部分，這部分內(nèi)容復(fù)雜，知識(shí)點(diǎn)多，證明繁瑣。因此，這部分應(yīng)當(dāng)以教師為主導(dǎo)，適當(dāng)加入一些課程思政內(nèi)容；而對(duì)于熱力學(xué)循環(huán)分析、電化學(xué)等部分，則體現(xiàn)了較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用屬性，因而這一層次在組織內(nèi)容上可以考慮模塊化設(shè)計(jì)，在教學(xué)上可以以學(xué)生為主導(dǎo)，引入翻轉(zhuǎn)課堂，設(shè)計(jì)較多的項(xiàng)目教學(xué)。整體性則要求教師能夠統(tǒng)籌教學(xué)內(nèi)容，在內(nèi)容和邏輯主體上做到統(tǒng)一性，學(xué)生能夠從整體上把握課本內(nèi)容。在把握上述兩點(diǎn)的基礎(chǔ)上，要合理地選用教材。教材作為引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的一種學(xué)習(xí)工具，對(duì)教材的內(nèi)容及時(shí)更新，不能讓一些舊而不相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)與現(xiàn)今時(shí)代技術(shù)相掛鉤，要讓教材的內(nèi)容跟上時(shí)代的步伐，讓教師利用教材創(chuàng)造出一個(gè)好的課堂，讓教材引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行良好學(xué)習(xí)。

（二）教學(xué)手段的多樣性

隨著時(shí)代和科技的發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)要求大學(xué)生能夠具備批判性思維、有效交流、系統(tǒng)思維、數(shù)據(jù)決策、協(xié)同合作等技能。而傳統(tǒng)的教學(xué)手段比較單一，特別是物理化學(xué)課程，枯燥的講解幾乎從始至終貫穿整個(gè)課程教學(xué)。因此，有必要改變“填鴨式”的“知識(shí)型教學(xué)”模式，采取以培養(yǎng)獨(dú)立思考，并具有創(chuàng)新性思維人才的“研究型教學(xué)”模式。研究型教學(xué)模式側(cè)重互動(dòng)式教學(xué)，包括探究式，啟發(fā)式等教學(xué)方式方法[7-13]。特別指出，在物理化學(xué)教學(xué)中，互動(dòng)式教學(xué)對(duì)提高學(xué)生積極性達(dá)到了很好的效果。例如，講授熱力學(xué)能為什么是溫度的函數(shù)，筆者會(huì)問為什么？這個(gè)結(jié)論是如何得到的，有沒有錯(cuò)誤。針對(duì)上述問題，筆者以提問和學(xué)生討論互動(dòng)的形式，最后給出結(jié)論。大體上遵循“交流—質(zhì)疑—辯論—總結(jié)”的模式，讓學(xué)生在積極的課堂氛圍下進(jìn)行批判性和創(chuàng)新性思維鍛煉，如圖2所示。

圖2 互動(dòng)教學(xué)的設(shè)計(jì)模式

（三）小班教學(xué)的必要性

解決大班教學(xué)的弊端就是要普及小班教學(xué)，設(shè)立小班教學(xué)可以讓老師對(duì)學(xué)生的管理更為集中和專注。此外，小班教學(xué)也更能讓老師的信息傳達(dá)給學(xué)生，老師上課更有針對(duì)性。小班教學(xué)另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是有充裕的時(shí)間讓學(xué)生投入學(xué)生主導(dǎo)的教學(xué)中，更容易進(jìn)行啟發(fā)式、探究式等教學(xué)方式，加以課程思政，學(xué)生的積極性和主動(dòng)性將得到顯著的提升。此外，在小班教學(xué)當(dāng)中，老師需要面對(duì)的學(xué)生是比較少的，減少了一定的外界干擾因素，即便有的學(xué)生在上課的時(shí)候走神或者做小動(dòng)作，老師只需去提醒一個(gè)學(xué)生就夠了，不需要關(guān)注整個(gè)班級(jí)的情況。

（四）教學(xué)效果評(píng)價(jià)機(jī)制的全面性

學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)是未來教學(xué)的一種必然趨勢(shì)，也是新工科建設(shè)的發(fā)展要求。因此，材料物理化學(xué)的課堂教學(xué)改革應(yīng)當(dāng)著重培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生對(duì)于課本知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用能力，設(shè)計(jì)互動(dòng)討論課程，展開科學(xué)研究等，啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，全面發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，顯著增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐探索能力和獨(dú)立思考能力。這樣的教學(xué)模式必須有相對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)機(jī)制，才能保證教學(xué)模式的高效實(shí)施。因此，從某種意義上說，全面和完善的評(píng)價(jià)機(jī)制是確保學(xué)生能夠充分發(fā)揮自我學(xué)習(xí)天賦的必要保障和前提基礎(chǔ)。同時(shí)，這樣的評(píng)價(jià)機(jī)制不僅激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，還能潛移默化地塑造學(xué)生強(qiáng)大的自信心，同時(shí)發(fā)掘?qū)W生的自我認(rèn)知價(jià)值，提高學(xué)生的課堂積極性，擴(kuò)大師生交流溝通渠道。

筆者從事的材料物理與化學(xué)課程教學(xué)評(píng)價(jià)依據(jù)：“總分?jǐn)?shù)=期末考試分?jǐn)?shù)（70%）+平時(shí)分?jǐn)?shù)（10%）”。其中平時(shí)分?jǐn)?shù)=書面作業(yè)（30%）+出勤（20%）+大作業(yè)（30%）+課堂表現(xiàn)（20%）。大作業(yè)是期中的時(shí)候，安排學(xué)生教一個(gè)小論文，論文主要是結(jié)合物理化學(xué)知識(shí)解決工程應(yīng)用問題，此外還要準(zhǔn)備一個(gè)PPT上臺(tái)演講。而課堂表現(xiàn)則是學(xué)生課堂上對(duì)于相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的了解程度和一些例題的掌握情況的具體表現(xiàn)，以及相關(guān)的研究型課題的完成情況。

三、結(jié)束語

大學(xué)課堂教學(xué)改革是培養(yǎng)學(xué)生銜接新時(shí)代的重要一步。習(xí)近平總書記曾這樣強(qiáng)調(diào)，“廣大青年要肩負(fù)歷史使命，堅(jiān)定前進(jìn)信心，立大志、明大德、成大才、擔(dān)大任，如理成為堪當(dāng)民族復(fù)興重任的時(shí)代新人，讓青春在為祖國、為民族、為人民、為人類的不懈奮斗中綻放絢麗之花”。而面對(duì)新人的成才培養(yǎng)，教師肩負(fù)重大的使命，面對(duì)如此重任，習(xí)近平總書記這樣指出，“教師是人類靈魂的工程師，是人類文明的傳遞者，承載傳播知識(shí)、傳播思想、傳播真理、塑造靈魂、塑造生命、塑造新人的時(shí)代重任”。教師是大學(xué)課堂教學(xué)改革的締造者，在成為締造者之前，教師應(yīng)著力提升專業(yè)教師自身思想政治，作為教育主體的教師，其主觀認(rèn)知在教學(xué)工程及教育結(jié)果上具有指導(dǎo)和調(diào)節(jié)的作用，只有教師的思想政治素質(zhì)達(dá)到一定高度，專業(yè)教學(xué)水平具備較高的實(shí)踐能力，才能將專業(yè)教學(xué)能力更好地融入專業(yè)課堂教學(xué)中。本文以材料物理化學(xué)教學(xué)為藍(lán)本，對(duì)教學(xué)過程中存在的問題提出相應(yīng)的改革措施，從課堂教學(xué)主要涉及的各方面內(nèi)容，設(shè)計(jì)提出更符合時(shí)代特征和科技發(fā)展的教育教學(xué)理念和舉措，在上述基礎(chǔ)上提出“四位一體”教學(xué)改革模式，形成以學(xué)生為主體，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性為目的，培養(yǎng)學(xué)生潛在自主學(xué)習(xí)能力，更客觀全面評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，從而提高課堂教學(xué)質(zhì)量。