《材料制备工艺学》课程教学改革的探讨*

郭　雷, 范兴星，张　恒，董小丽，石　维

(铜仁学院材料与化学工程学院，贵州　铜仁　554300)



《材料制备工艺学》课程教学改革的探讨*

郭雷, 范兴星，张恒，董小丽，石维

(铜仁学院材料与化学工程学院，贵州铜仁554300)

《材料制备工艺学》是材料物理专业学生的主要专业课之一，课程的设置是为了使学生获得有关材料合成与制备方法的基本理论。但此课程内容琐碎，实践性强，存在着一定的教学难度。为激发学生的学习兴趣，提高教学质量，结合本课程特点，就教学内容、教学方法及手段、实践教学、课程考核等环节进行改革。通过此次改革，我校的材料制备工艺学课程的教学效果满足了人才培养要求，研究结论对其它课程改革也有一定的借鉴意义。

材料制备工艺；教学；改革；实践

材料科学是研究材料的组成、结构、性能以及变化规律的一门基础学科，是多学科交叉与结合的结晶，与工程技术密不可分。《材料制备工艺学》是一门研究材料制备新技术、新工艺以及实现新材料的设计思想，并使其投入应用的一门学科[1-3]。主要讲授单晶材料、非晶态材料、薄膜、功能陶瓷、结构陶瓷和功能高分子材料的合成与制备原理、方法和工艺过程。本课程的课程特点是工艺种类繁多，涉及的知识量大、面广，概念性和理论性强。但传统的静态教学方式，以教师讲授为主，各种复杂的生产工艺流程及相应的设备往往显得很抽象，难以理解和掌握，学生积极性不高，这大大降低了学生的课堂学习效率。因此，进行教学内容、教学方法和手段等诸多方面的改革与思考势在必行，这将有利于发展素质教育，培养适应新形势的高素质人才。作者认为有必要从以下几点来提高本门课程的教学效果。

1　优化教学内容

在教学中要围绕教学目标，对讲授内容进行有效合理地增减，为学生提供多元化的教学素材。首先，本课程是一门涉及到多学科知识的交叉性课目，材料科学方面的理论基础如晶体结构、相变等知识是是材料制备的理论基石，而材料工艺等内容的讲解需引用工程学中的电气、机械及化工原理等知识。对于在其它课程中已经讲授到的基础知识，要进行回顾复习，有效地与要讲授的内容结合起来。其次，在课程的内容方面，还要广泛吸收和增加最新研究的成果。随着科学研究的逐渐深入，不断涌现出新的理论导向、合成技术、制备方法、加工手段，这就对《材料制备工艺学》课程的教学实践提出了更高的要求。因此，教师可时时关注国内外专业期刊、科研网站(比如小木虫论坛、丁香园论坛、ResearchGate等)中材料制备领域的最新研究动态，把研究的热点、难点内容及时引入到教学中去。此举可使教学内容显的丰富饱满，也达到了教师讲授内容要“与时俱进”这一目的。最后，课程中要选取一定的趣味性内容进行讲授，比如在讲到非晶体超导体材料时可对超导现象的发现以讲故事的方式给学生讲解，这样可激发他们的学习兴趣，课本中的部分内容可让学生自学，使他们成为学习知识的主体。

总之，该课程内容涉及广且杂，但在日常教学过程中，要始终坚持理论基础与趣味性相融相通的原则，这样的教学内容安排更有利于学生后续知识的良性拓展。

2　改进教学手段和方法

传统的教育模式中，教师处于教学的主体地位，是知识的先行者和灌输者，这极大地制约了学生综合能力的培养，教师需要进一步改进教学手段和方法，以满足教学需要。

2.1启发式教学

启发式教学是伴随素质教育模式应运而生，是指教师在教学过程中根据教学任务和学习的客观规律，从学生的实际出发，采用多种方式，以启发学生的思维为核心，充分调动学生的学习主动性和积极性，促使他们生动活泼地学习的一种教学指导思想，旨在培养学生独立思考和创新思维的养成。比如在讲到晶体的平衡形状这一章节时，教师可以提出这样的问题：同学们在日常生活中都见过什么形状的晶体，它们的外观上有什么特点？通过这样的启发式提问与讨论，可以很好的进入Walff定理(即一定体积的晶体的平衡形状总是总界面能为最小的形状，σ(n)dA=最小)这一概念。

2.2强化教学手段

传统的教学手段(比如板书)具有单调、枯燥的特点，已经不能完全适应当前的教学要求，而多媒体辅助(比如PPT、Flash动画)教学具有声情并茂、视听结合的特点，设计合理的多媒体技术教学手段使原本信息量大、抽象、复杂的理论知识直观的表现出来。如图1为液相—固相平衡理论中提拉法生长单晶所用到的提拉炉设备[4]，通过类似图片介绍和操作流程演示，可以加深学生对材料制备工艺流程的印象，使他们对材料的制备有一个感官上的认识，提高了学生的学习兴趣，显著提高教学效率，增强教学效果。

图1　实验室拍摄提拉炉实物图

2.3讨论式教学

讨论式教学法强调在教师的精心准备和指导下，为实现一定的教学目标，通过预先的设计与组织，启发学生就特定问题发表自己的见解，以培养学生的独立思考能力和创新精神[5]。通过课堂讨论，可培养学生主动获取知识的欲望，调动其学习积极性，并提高他们的综合素质。讨论式教学是培养学生学会自学、自主探究的过程。在本课程教学安排中，笔者有目的地组织二次讨论课，一次是学生根据自身感兴趣的章节查阅最新研究进展，将资料收集和整理，以PPT报告的形式展现给大家，然后全班同学提问并讨论；另一次讨论是由学生自行设计特定材料的制备方案，进行专题讨论，将所学的知识贯穿起来，深入了解材料制备的基本原理，从工艺类型和操作条件出发，了解反应过程中影响材料制备的各种因素，学会有效、正确地应用仪器设备进行实验，解决材料制备过程的工艺优化和参数控制等问题。此方法既培养了学生的自主学习能力，同时也加深学生对相关知识点的理解。

3　加强实践性教学

在讲完每个章节的理论知识之后，教学中应安排有相关的教学实验与生产实习。教师带领学生参观相应的实验室并让其操作某些实验设备，可以起到巩固理论知识、提高动手能力、训练综合技能的作用。实习环节，可定期组织学生去城市周边的材料生产企业学习，这样可使学生对生产流水线、各主要设备有更深入地认知，可第一时间发现生产中存在的问题并采取相应的措施，极大程度地考验学生基础知识掌握情况和对实际问题的应变能力。理论与实践紧密衔接大大激发了学生的学习热情，也为学生将来走向工作岗位提供了最初的锻炼。

4　利用网上聊天工具辅助教学

随着信息技术的飞速发展，QQ等聊天工具逐渐普及。通过此类聊天工具可实现师生的课下互动，加强师生联系，突破时空的界限，延伸课堂的空间，拓宽学生的知识面。可建立一个群聊，学生遇到疑问可及时向教师请教，老师根据学生反馈回来的信息可灵活调整授课方式和内容。此外，还可以通过此类工具的群文件上传功能，布置作业，共同分享一些与课程相关的科普文章，使资源共享最大化。

5　改革课程考核方式

课程考核是人才培养过程中的一个极其重要的环节，但不同的教学内容或手段应采取与之相适应的考核方式[6]。以往的以期末考试作为学生成绩评定唯一依据的考核方式，比较死板、严格，造成学生负担过重，进而严重影响学习热情和学习兴趣。目前我们采用的是“平时成绩+实践成绩+期末成绩”的综合考核方式。平时成绩主要由学生课堂表现、作业、PPT报告等组成；实践考核主要指学生到周边企业调研时解决问题的能力和在实验室动手操作的能力；期末考核通过笔试闭卷进行，主要包括概念、作用、种类、特点、原理和工艺流程等，注重考核学生对理论知识的理解程度。

6　结　语

《材料制备工艺学》是一门实践性非常强的课程，为了满足材料专业对人才培养的要求，通过对本课程教学改革的探讨，采取一系类课程改革措施，收到了良好的效果，提升了学生对材料制备工艺基础知识的理解以及解决实际问题的能力。但本课程教学改革还要经历漫长的路程，只有不断优化教学内容，改进教学方法，勇于创新，才能培养出具有工程实践能力的高素质、复合型、创新型专业人才。

[1]周宏.材料制备与合成实验教学改革初步探索[J].教育教学论坛,2014(8):48-49.

[2]陈惠芬,王占勇,陈锟,等.材料制备与加工创新人才培养模式的改革与实践[J].时代教育,2014(1):153-155.

[3]李家茂.材料制备与合成课程教学改革与实践[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2011(5):123-124.

[4]曹茂盛,陈笑,杨郦.材料合成与制备方法[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2008:28-30.

[5]张晓燕,李凤兰,曲福来,等.混凝土结构设计原理课程教学方法探讨[J].高等建筑教育,2011,20 (1):79-82.

[6]马毅龙,沈倩.材料制备技术课程教学改革与实践[J].重庆与世界,2014,31(7):75-77.

Exploration of Course Reform of Materials Preparation Technology*

GUO Lei, FAN Xing-xing, ZHANG Heng, DONG Xiao-li, SHI Wei

(School of Material and Chemical Engineering, Tongren University, Guizhou Tongren 554300, China)

Materials Preparation Technologyisoneoftheobligatorycoursesforthestudentsmajoredinthisaspect.Theprimaryobjectiveofthecourseistoenablestudentstogainamasteryofmaterialsynthesesandpreparationprinciples.Butthecurriculumiscomplexandhigh-demandingofpractice,thereisacertaindifficultyinteaching.Tostimulatethestudents’learninginterestsandimprovetheteachingquality,aswellascombinedwiththecharacteristicsandproblemsofcourseitself,aseriesofusefulreformationsweremadefromtheseveralaspectssuchasteachingcontent,teachingmethodsandmeans,practicalteaching,andcurriculumassessment.Practicesprovedthattherequirementoftalentcultivationwassatisfiedthroughthisreform.Moreover,theresearchconclusionshavesomesignificantreferencetoothercurriculumreforms.

Materials Preparation Technology;teaching;reform;practice

铜仁学院博士科研启动基金项目(trxyDH1510)；贵州省125重大科技专项 (No:QJH2013-027)。

郭雷 (1987-)，男，博士，副教授，主要从事新能源材料开发和应用的研究。

G642.3

B

1001-9677(2016)013-0187-02