郝愛澤

(新疆大學化學學院，應用化學研究所，省部共建碳基能源資源化學與利用國家重點實驗室，先進功能材料自治區(qū)重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830046)

“材料合成與表征”是我校為無機化學、物理化學專業(yè)研究生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程主要選用徐如人老師主編的《無機合成與制備化學》與朱永法老師主編的《材料分析化學》兩本教材作為參考教材[1,2]。主要包含兩部分內(nèi)容，第一部分是對材料的基礎(chǔ)知識及合成方法的介紹，包括材料的結(jié)構(gòu)及性能、納米材料、低熱固相合成反應、水熱與溶劑熱合成等；第二部分是對材料的表征技術(shù)的介紹，包括X-射線粉末衍射技術(shù)、電子顯微鏡技術(shù)、紅外技術(shù)等。通過本課程的學習，使學生掌握材料合成與表征的基本方法與原理，培養(yǎng)學生良好的專業(yè)基礎(chǔ)能力、科研素養(yǎng)、創(chuàng)新意識及創(chuàng)新思考問題、分析問題、解決問題的綜合能力，為其日后進行科學研究及從事研發(fā)工作打下堅實的基礎(chǔ)。筆者根據(jù)多年的教學實踐發(fā)現(xiàn)存在一定的學生被動接受知識、學習熱情不高以及教學效果未達到預期目標等問題[3]。如何最大限度的激發(fā)學生學習的主觀能動性？如何提升教學效果？如何構(gòu)建特色的教學體制？上述問題也是各類課程建設(shè)及改革中所面臨的主要難點。本文以我?！安牧虾铣膳c表征”課程教學改革為例，在課程體系建設(shè)的幾個重要環(huán)節(jié)中做了一些創(chuàng)新的設(shè)計、嘗試、探索及實踐，取得了滿意的教學效果，具體的改革措施如下。

1 探索多元化教學平臺，提升教學效果

筆者對傳統(tǒng)的教學模式進行思考總結(jié)后發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的教學平臺過于單一，教學形式固定化，互動環(huán)節(jié)單一化，教學情況(即課前預習情況與課堂聽講情況)不能得到有效反饋等[4,5]。因此，為了更加高效的督促學生自主預習，調(diào)動學生學習的主觀能動性，了解學生上課時的學習狀態(tài)和聽課效果，筆者選用長江雨課堂作為教學輔助平臺。課前筆者通過長江雨課堂將上課課件提前推送，并設(shè)置作業(yè)截止時間，系統(tǒng)會自動統(tǒng)計學生的預習情況，從而實現(xiàn)課前預習情況的反饋。課中筆者改變傳統(tǒng)“滿堂灌”的教學方式，采用“教師講解-師生探討-學生自我鉆研”三步一體的教學方式，根據(jù)教學重點加入了測試環(huán)節(jié)，通過長江雨課堂推送測試，全面掌握班級中每位學生的聽課情況及學習效果。課后注重教學效果反饋及評價，通過投稿、微信、QQ等方式收集學生的問題及建議，及時與學生交流探討，不斷改進教學方式，優(yōu)化教學策略，有效提升了教學效果。

2 精簡教學內(nèi)容，科教融合

我校開設(shè)的“材料合成與表征”課程為32學時，考慮到教材內(nèi)容較為枯燥難懂，筆者針對授課對象化學專業(yè)基礎(chǔ)、科研特色以及創(chuàng)新能力培養(yǎng)等目標對教學內(nèi)容進行了精簡、調(diào)整與更新[6]，以期做到“教研融合，科研育人”。

本課程的教學內(nèi)容主要涉及對材料合成制備方法與相關(guān)表征技術(shù)兩部分的相關(guān)介紹，旨在幫助學生掌握材料的組成、制備方法、結(jié)構(gòu)、性能與其應用之間的聯(lián)系。在設(shè)計材料的基礎(chǔ)知識及合成方法的教學內(nèi)容時，因其內(nèi)容以理論知識為主，故在講授相關(guān)理論知識時，形成融理論基礎(chǔ)、科研成果為一體的教學機制，主要結(jié)合我院的科研特色進行相關(guān)知識點的實例講解。以“納米材料”的課程內(nèi)容為例，將相關(guān)理論知識與我院特色碳材料(納米碳纖維、碳納米管、納米碳球等)、光化學材料(半導體光催化材料、有機光致變色材料等)、電化學材料(鋰離子電池材料、超級電容器材料、太陽能電池材料、電催化材料)等納米材料的研究進行有效銜接，圖文并茂，教學內(nèi)容豐富，有效幫助學生牢固理解掌握相關(guān)理論知識。此外，針對“低熱固相合成反應”課程內(nèi)容中較難理解的知識點，通過結(jié)合本院賈殿贈教授團隊在“低熱固相合成法”制備表征低維納米材料、煤基碳材料等方向的特色科研成果來進行實例講授，這種方式不僅有效的激發(fā)了學生學習的熱情，而且有助于學生更好地理解掌握該合成方法在相關(guān)材料制備表征研究方面的應用。

此外，在講授材料表征技術(shù)時，筆者首先對材料的元素成分、化學價鍵、結(jié)構(gòu)、形貌、表面與界面以及性能研究等方面進行了知識點的梳理、分析及講授。其次，對材料的不同表征技術(shù)的原理、特點及應用等方面進行了重點講授，同時對不同表征技術(shù)相關(guān)知識點進行了歸納整理與對比，有效地幫助學生更好地區(qū)分掌握有關(guān)材料表征技術(shù)方面的基礎(chǔ)理論知識。最后，在科教融合方面，將學院優(yōu)秀的特色科研成果引入課堂，結(jié)合材料表征技術(shù)的相關(guān)結(jié)果進行細致地分析講解，同時要求學生結(jié)合自己的科研方向進行思考，課下查找相關(guān)文獻，完成相關(guān)表佂技術(shù)應用實例作業(yè)，進一步掌握材料表佂技術(shù)的知識點。同時結(jié)合2017年的“冷凍電鏡”和2019年的“鋰離子電池領(lǐng)域”等諾貝爾化學獎科學前沿對課程內(nèi)容進行深入拓展探討，以鋰離子電池合成制備方法及表征手段為例對本課程的教學內(nèi)容進行歸納總結(jié)，同時對近年來的其他科研熱點，如石墨炔的合成、非晶態(tài)材料轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝阅艿墓獯呋牧戏纸馑茪?、尖晶石氧化物可控制備與電化學應用、二維超薄材料(研究催化活性位點的理想模型體系)等內(nèi)容進行分析探討，加深學生對課程內(nèi)容的理解與掌握，拓寬學生化學專業(yè)視野，提升學生的創(chuàng)新意識。另外，在講述儀器原理構(gòu)造及如何使用方面，有效結(jié)合本校理化中心相應的儀器進行相關(guān)圖片講解，與”現(xiàn)代儀器分析實驗”課程結(jié)合，帶領(lǐng)學生進入實驗室實地參觀測試平臺、觀摩相應表征儀器的實驗研究以及由教師指導進行上機操作并自主分析處理數(shù)據(jù)，從而全方位地培養(yǎng)了學生的科研實踐能力、自主學習能力及分析解決問題能力。

3 調(diào)整考核方式，建立多元評價體系

考核是實施素質(zhì)教育和反饋教學效果的重要環(huán)節(jié)。一個科學有效的評價體系，對于實現(xiàn)課程目標、激發(fā)學生學習的主動性和積極性具有重要的現(xiàn)實意義[7,8]。傳統(tǒng)“30%平時成績+70%期末成績”的考核方式，不能充分調(diào)動學生主動學習的積極性，容易出現(xiàn)期末突擊復習的情況[9-11]。針對上述問題，筆者將本門課程的考核方式調(diào)整為“10%考勤+30%平時成績+20%大專題考核作業(yè)成績+40%期末成績”，其中平時成績包括課前預習、課堂提問、課堂測試、課堂發(fā)言及課后作業(yè)等內(nèi)容。大專題考核作業(yè)是由學生結(jié)合自身的科研方向查找一篇高水平的SCI文獻，針對文獻中材料制備所采用的合成方法、表征測試及性能分析整合為PPT學術(shù)報告，從而幫助學生進一步加深鞏固所學內(nèi)容。筆者將期末試題的題型調(diào)整為以填空題、簡答題及開放性論述題為主的主觀題。通過期末綜合分析學生各項成績的數(shù)據(jù)來看，這種考核方式有效地發(fā)揮了考核對于學生學習的激勵引導作用，激發(fā)了學生在學習過程中的主動性和積極性，培養(yǎng)了學生表征技術(shù)理論應用能力與創(chuàng)新思維能力，提升了教學質(zhì)量。

4 結(jié)語

本文針對“材料合成與表征”課程進行了教學改革的創(chuàng)新設(shè)計與實踐，探索了多元化的教學平臺?！敖處熤v解-師生探討-學生自我鉆研”三步一體的教學方式極大調(diào)動了學生學習的積極性。精簡教學內(nèi)容，科教融合，加深了學生對課程內(nèi)容的理解與掌握，拓寬了學生化學專業(yè)視野，提升了學生創(chuàng)新思維，培養(yǎng)了學生科研創(chuàng)新能力。優(yōu)化考核方式，建立多元評價體系，培養(yǎng)了學生良好的專業(yè)基礎(chǔ)能力和創(chuàng)新思維能力，為日后成為具有創(chuàng)新型、研究型及應用型的高層次人才奠定了良好的基礎(chǔ)。這些改革措施有效地提升了教學效果，為日后其他相關(guān)課程的建設(shè)和改革提供了重要的參考借鑒意義。