浅谈《电介质物理》课程教学改革研究与实践*

崔巍巍 刘立柱 翁凌 王诚 陆以杉

（哈尔滨理工大学 材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150040）

浅谈《电介质物理》课程教学改革研究与实践*

崔巍巍 刘立柱 翁凌 王诚 陆以杉

（哈尔滨理工大学 材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150040）

文章介绍了哈尔滨理工大学高分子材料专业特色基础课《电介质物理》的教学改革做法。我们针对该课程的特点，结合近年来电工用高分子的发展，以培养高素质的创新型人才为目标，围绕如何优化教学体系和内容、改进教学方法和手段以及加强师资队伍建设等方面进行了有益的改革与探索。

电介质物理；电工用高分子；教学改革

哈尔滨理工大学高分子专业依托于电工用高分子材料，具有高分子材料学科与电气绝缘学科相交叉结合的特点，强化高分子科学和电工绝缘技术基础，培养能在材料合成、电线电缆制造、绝缘性能评价等部门从事工程设计、技术开发、生产技术、工程科学研究及开发工作的高级工程技术人才。《电介质物理》是哈尔滨理工大学高分子材料专业的一门专业必修课程，作为研究绝缘材料微观机制和宏观性质关系和规律的一门物理学分支课程，对学生后续课程的学习和将来解决实际问题起到了构建关键基础理论的作用。在教学内容上体现了数学、物理、化学、材料等多课程，多学科知识的交叉和渗透的特点。

一、课程教学改革的目的

随着各领域新技术和理论飞速发展，不少高校本科课程教学在内容和模式上都在进行改革探索，力求使学生掌握的知识和技能与时代的发展同步，培养出具有高素质的创新型人才，以提高我国的综合国力和国际竞争力［1，2］。为了紧跟时代步伐和适应形势发展的要求，根据我校性质和专业特点，我们打破现有《电介质物理》课程教学体系，研究符合本院实际的新型教学模式，有的放矢的将聚合物微观结构与其极化，损耗，电导以及击穿影响规律相结合，培养学生具备快速掌握和使用新技术的能力，并在此基础上强调学生自主创新能力的培育，创建新型的、既能发挥授课教师主导作用又能充分体现学生主体地位的教学模式，使之适应社会对创新人才的需要。

二、教学改革的措施

针对我校高分子专业的生源特点和人才培养目标，《电介质物理》课程改革的重点放在教学体系和内容、教学方法和教学手段以及师资队伍建设等三个大方面上。

（一）保证基础优化内容，联系实际培养兴趣——持续改进教学体系及内容

1.夯实理论基础紧跟时代步伐优化教学内容

随着新形势的发展，电介质物理课程的教学内容不断丰富，对教学的要求也越来越高。具有介电常数可控，介质损耗低，耐压强度高等优异性能的聚合物及聚合物基复合材料不断涌现，由于其兼具重量轻、厚度薄、热稳定性好、成本低、抗机械应力强，易加工成型的特点，使其在电气、电子以及电能存储及应用领域所占份额越来越大［3，4］。《电介质物理》结合电工用高分子材料的发展现状及专业特点，重新修订教学大纲，改变授课内容，适当删减和补充添加新内容，做到“突出重点与全面发展”相结合。在优化课程内容方面，强化高分子材料专业背景，在介绍电介质极化部分时，与聚合物的结构特点结合，在小分子物质极化机理的基础上补充聚合物极化的特点，外界条件对聚合物介电常数的影响，并介绍常用的聚合物介电常数的控制方法；在介绍电介质损耗部分时，结合科研文献，补充聚合物介电松弛及其介电谱，介绍改善聚合物介质损耗的方法和控制方法；在介绍电介质击穿部分时，加强聚合物电介质击穿与其结构以及外部环境之间关系的介绍，补充改善聚合物电介质耐压强度的方法。通过增加这部分教学内容，学生不仅强化了电介质极化，损耗以及击穿的基础理论，还能将其与聚合物微观结构特性有机结合，掌握调整聚合物介电性能的基本方法。

本着以学生发展为本的原则，在课程上着重体现两个加强：一是加强电介质基础理论的学习。新时代的创新人才应该具有雄厚的专业理论基础，因此，基础理论的学习是必须的，因此要下大力度夯实理论基础。二是加强实验环节强化动手能力。创新型人才要面对的技术和工艺更加复杂，对动手能力的要求更高，在实验教学过程中强调打好坚实的基础，对多种形态的测试样品，如薄膜，层压板等进行体积电阻、介电常数、击穿场强测试，在实验教学环节中要着力加强动手能力的培养。在教学过程中加入知识的应用，激发学生的学习兴趣。

2.联系实际解析问题培养兴趣

在进行课程整合的过程中，密切关注教学系统中教师、学生、教学内容和教学目标四个要素的地位和作用，不仅使学生学习到提出问题、分析问题、解决问题的能力，而且将知识点融入到目标任务中，提高教学质量，真正促进学生创新能力的提高［5］。

对多年的教学经验总结发现在没有老师的引领下，许多学生无法做到把学过的知识贯穿应用。因此，电介质物理课程内容应在保证基本知识和基本理论的前提下，将原理知识与实际工程问题相结合。在教学过程中主张尊重学生、充分发挥学生的主动性和能动性。在教学中根据教学内容，适当安排学生做一些与实际工程问题相结合的问题解析，培养他们开展研究性活动的思维和能力。例如，在对电介质物理大部分教学内容介绍完成后，可以以“如何确定液体电介质是否受潮，采用什么措施恢复液体介质的绝缘性能”为题，要求学生以小组为单位组织讨论学习，并由各小组派代表宣讲研讨结果，在教师配合下解答同学疑问。以此种方式促进学生积极主动的将电介质极化、损耗、电导和击穿知识相互贯穿融合来解决问题，这样的教学形式能够活跃学习气氛，培养兴趣，发挥学生的主体作用，为学生提供参与教学、展示才能、体验成功的机会，提高学生的学习能力和分组合作的能力。

（二）遵循创新性思维规律、鼓励学生大胆质疑、结合新旧教学手段——改革教学方法和教学手段

1.遵循创新性思维的内在规律，注重学生的“四性”教学

学生的创新性思维培养主要表现在思维敏捷，变通能力、应用能力强，善于从新观念和新角度去认识和分析事物［6］。在《电介质物理》的教学过程中对学生进行灵敏性、渗透性、综合性、独特性等四方面训练。

（1）灵敏性：对电介质物理基本原理的应用能力、连动能力以及结合实际问题的分析能力进行反复的多种手段相结合的锻炼。

（2）渗透性：尽力做到平时信息和即时信息的密切结合，鼓励学生把知识的广度和深度结合起来，把新工艺、新技术、新材料等新的信息经常有机的渗透到教学过程中去。同时防止生搬硬套，要照顾到年轻人的兴趣广泛，易接受新事物的性格特点。

（3）综合性：教学上特别注意理论知识和动手能力的有机结合，强调综合能力的培养和训练。更多角度锻炼学生的自学能力、动手操作能力、理论联系实际能力，使学生的知识有机结合和系统化。

（4）独特性：为锻炼学生随机应变、思维流场的能力，进行多方面的独特能力训练。利用专题辩论、课题分析、综合作业来挖掘学生的开拓和创新能力。

2.量化平时成绩考核，鼓励学生大胆质疑

改革教学方法体现学生学习的主体地位，教师给学生留有思维想象的空间，考核方法是教学方法的延伸，考核方法的改革必须有利于学生的自主学习和能力培养。《电介质物理》课程的最终成绩是由期末考试成绩和平时成绩两部分组成，加强对学生平时表现的考核，不仅仅局限于对出勤率的考核，而且强化了课前提问和授课过程中的互动考核比重，在授课过程中讲授与讨论有机结合，鼓励学生大胆质疑，强化提高学生课堂活动的参与意识。巴甫洛夫曾经说过：“怀疑，是发现的设想，是探索的动力，是创新的前提”［7］。提出问题是取得知识的先导，只有提出问题，才能解决问题，从而认识才能前进。让质疑在学生创新能力培养过程中正确地，最大限度地发挥作用。鼓励学生经过深思熟虑的、审慎、积极的怀疑。不迷信权威，培养学生锐不可挡的开拓精神，树立和提高自己的自信心。

3.传统与新兴教学手段有机结合

将传统的采用教科书、粉笔、黑板、挂图等教学手段的教学方法与先进的多媒体教学资源相互有机结合，组织学生进行专题汇报，鼓励学生利用网络资源，从课堂教学扩展开来，接触各种综合知识、前沿知识，提高学生课下组织材料的能力，使学生学有所获，使教学手段更加多样化，有效提高学生对介电现象和原理的理解和运用能力，全面提高学生文献检索能力、总结分析能力、表达能力、使用现代工具的能力等多方面的综合素质，适应信息时代对人才的要求。

（三）更新教育观念、借鉴名校名企经验、提高实践能力——加强师资队伍建设

结合创新型人才培养特点加强教师队伍建设，更新教育观念，加强教师与时俱进持续发展的改革意识，提高教师的教学水平和实践能力。有计划的利用认识实习和生产实习机会安排教师到企事业单位进行实践和现场学习，并积极组织任课教师赴国内知名高校学习考察。以此提高任课教师自身的技能水平，拓展教师专业知识在实际应用中的感知，帮助任课教师研究绝缘行业相关企业对教学内容的实际需求，学习国内知名高校的教改经验，将企业的需求和教改的成功经验融入到教学改革和授课过程中，提高教师的实践能力和教学水平。

三、教学改革体会

科技的飞速发展，要求知识体系要不断更新，《电介质物理》课程改革是一个持续跟进的过程，采用不断更新教学内容，改进教学方法的手段，有助于创新型人才的培养与塑造。几年的实践证明，《电介质物理》教学改革对人才培养起到了积极作用，我们培养的学生，知识基础扎实，很快成为用人单位的业务骨干，这都证明我们的教学改革是成功的。

［1］张萍，涂清云，张齐齐，等.改革教学模式促进学生物理学习态度正向发展［J］.中国大学教学，2014（2）.

［2］沈宗洋，骆雯琴.材料物理专业电介质物理课程本科教学改革探讨［J］.长春教育学院学报，2013（11）.

［3］卢鹏荐，王一龙，孙志刚，等，高介电常数、低介电损耗的聚合物基复合材料［J］.化学进展，2010（8）.

［4］田付强，杨春，何丽娟，等.聚合物/无机纳米复合电介质介电性能及其机理最新研究进展［J］.电工技术学报，2011（3）.

［5］韩锡斌，程璐楠，程建钢.MOOCs的教育学视角分析与设计［J］.电化教育研究，2014（249）.

［6］金盛华，张景焕，王静.创新性高端人才特点及对教育的启示［J］.中国教育学刊，2010（6）.

［7］计彤，张风帆.论学科综化背景下的理工科基本概念的教学［J］.教育教学论坛，2015（15）.

This paper has introduced the reformation in the basic course"Dielectric physics"in the Specialty of Polymer Materials at Harbin University of Science and Technology.According to the characteristics of the professional course，the exploration and reformation，combined with the development of polymer for electrical purposes in recent years，are carried on how to optimize the system and teaching content，improve teaching methods and means，as well as how to strengthen the teaching staff.The aim of these methods is to cultivate high-quality innovative talents.

dielectric physics；polymer for electrical purposes；teaching reformation

G642

A

2096-000X（2016）22-0081-02

哈尔滨理工大学教育教学研究项目（编号：220140001）

崔巍巍（1980-），女，吉林省舒兰市人，讲师，博士，从事静电纺丝，聚合物薄膜研究。