以学生为中心的课程设计研究

辛国祥+宋金玲+蔡颖++胡锋++关丽丽+董忠平+肖淑艳++张羊换+赵鑫

摘要：针对材料化学专业的专业基础课“材料科学基础”，提出了以学生为中心的七个方面的课程设计研究。通过培养学习兴趣、把握课堂重点、结合多媒体教学、加强与学生互动、课后夯实训练、加入材料科学基础实验和深化知识脉络等方法，取得了良好的教学效果。

Abstract： Seven aspects of curriculum design study focusing on students aimed at "Fundamentals of Materials Science"， which is the specialized elementary course for Materials Chemistry， was presented. The favorable teaching effect is obtained by training study interest， grasping the key points， combining with multimedia network， increasing interaction with students， strengthening the practice after class， adding the experiments for "Fundamentals of Materials Science" and deepening the context of knowledge.

关键词：材料科学基础；学生；课程设计

Key words： Fundamentals of Materials Science；students；curriculum design

中图分类号：G642.421 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）02-0256-02

0 引言

材料化學是一门涉及材料科学和现代化学的学科，主要涵盖材料制备、组成、结构、性质及应用等化学领域[1]。“材料科学基础”是材料化学专业重要的专业基础课程之一，主要包括固体结构、晶体缺陷、固体中的扩散、材料的形变和再结晶以及相图等内容。该课程的特点是课程内容涉及面较广且抽象枯燥，概念性和理解性内容并重导致知识点和难点较多。如何在有限的课时里使得学生能最大限度的理解、掌握和运用所学的知识，从而培养学生的综合素质，使其在以后的工作道路上成为适应社会的高级应用型人才，或在科学研究道路上成为专业技术型人才，是每个负责任的教师应该认真考虑的问题。

因此，正确地引导学生进入这一学科领域，帮学生构建“材料科学基础”的知识体系无疑成为课程改革的重点，并影响着后续课程的开设和实施。而以学生为中心的角度来整体把握“材料科学基础”课程，能为课程改革提供很大裨益。为此，我们结合教学大纲、培养目标和培养方案，从以下七个方面以学生为中心进行课程设计改革。

1 培养学习兴趣，易于学生入门

由于“材料科学基础”内容上枯燥抽象的特点，如何将这门课程讲解的生动是摆在任课教师面前的大问题。为此，可以在授课过程中更加注重内容的趣味性，以历史故事、人物轶事和当前热点等话题为切入点，通过生动讲授，达到历史、当前热点与书本知识有效结合的目的。

如引言中，对材料各个时期发展历程的描述，加入对比古代中外各个时期材料的发展进程和成果，是学生充分认识到材料是人类社会进步的标志，推动着人类社会的发展[2]，吸引学生兴趣，促使学生注意力的集中，也有助于弘扬爱国主义教育和敬业奉献精神；在原子结构与键合的课程讲解中，对于薜定谔方程，可以简单地给学生讲述有关“薜定谔的猫”的故事及原理以拓展学生思维；在讲述价键领域时，以当前热点石墨烯为针对性，结合其发现过程中的趣事和当前最新研究进展给同学们做详细阐述，引导学生积极探索的精神。

2 把握课堂重点、难点，利于学生迅速“捕捉”知识点

针对“材料科学基础”知识点繁杂的特点，如何在授课过程中让学生把握重点难点极为关键。每次开课前，先对本次课的重点难点列出提纲，这样学生在学习过程中有所侧重，一定程度上避免了学生在上课过程中分不清主次，胡子眉毛一把抓和因繁杂而产生的懈怠心理。

在课程讲授过程中，对于重点内容，既要尽量能理论联系实际，如对于弹性变形、塑性变形的理解，可以以橡皮泥拉伸程度的不同为例；也可利用模型深入讲解，如对于NaCl、CsCl和金刚石等的晶格结构，可以采用球棍模型给学生做出直观展示。要让学生们做到学思结合，多采取启发式、案例式、追问式和参与式等较先进的教学方法，尤其避免传统的填鸭式教育。

在课堂讲授结束时，要重申本次课程的重点难点，有助于深化学生记忆，这时学生对整体思路的把握会更加清晰。

3 结合多媒体教学，便于学生理解掌握

“材料科学基础”需要把传统教学方法和多媒体教学相结合。所谓传统教学方法主要指粉笔和黑板教学，其优势是对于推导类知识，可以步步为营、环环相扣地展示给学生，让学生能够跟得上老师的思路，从而对知识点更容易明晰。而其不足则是反映出的信息量少，课堂效率较低。因此，传统教学方法主要对于在重点难点的讲授上为宜。

多媒体教学方法主要是利用投影仪等电子设备为辅助，对学生进行讲解和展示知识点的方法。其优势是屏幕上承载的信息量大，能够快速推进课程进度，而且对于化学键、点缺陷、线缺陷和相图等相关知识点可以通过PPT的图片和Flash动画更生动形象地展示出来，有助于学生深刻理解相关内容，大大改善了教学效果。但如果一味依赖多媒体教学方法，学生容易产生视觉疲劳和思维滞后，较快的教学进程不利于学生的同步思维，对于公式推导和计算应用类型的知识点尤其如此。因此，多媒体教学方法主要应用于板书内容较多和图片动画展示时采用为宜。endprint

综上，将传统教学方法和多媒体教学方法做到有机结合，发挥各自的优势，避免各自的不足，扬长避短，才能给学生创造最佳的学习氛围和接收效果。

4 加强与学生互动，激发学生对问题的思考

课堂不仅仅是老师的课堂，更应该是学生的课堂。在时间允许的情况下，应鼓励师生对某一问题共同交流，包括课堂提问甚至质疑，另外也要给足学生在课堂之外的答疑时间。

由于课堂时间有限和不同学生对同一知识点的理解不同，老师作为演讲者，同学作为接受者的传统模式有必要进行一番改进。要多多鼓励学生的课堂发问，同时提倡老师和学生之间的平等交流，催发学生学习的主观能动性，最终提升学生对问题的理解力。而在课外，要安排好学生的答疑时间和地点，课外的答疑，也是讲授课程的一部分，老师同样也要认真对待。

5 课后夯实训练，利于学生进一步掌握所学知识

课后作业是对学生课上讲课成果吸收程度的检验，是非常必要的。课后作业的分配要具有针对性，要紧紧把握上课内容的主题。同时，作为老师，要及时批改学生作业并划出“优良中差”等级。对于优秀的学生要多加鼓励，促使其更上一层楼；对于成绩不理想的学生，要多帮其分析原因，多加鞭策。课后作业的目的是了解学生对知识点的掌握情况，总结提炼学生作业中存在的共性问题，并利用习题课时间统一加以讲解，促进学生进一步掌握所学知识。

6 加入材料科学基础实验，增强学生的实践训练能力

材料科学基础实验是近年来新加入的内容，对理论课程起着“纽带”作用[3]，对于培养学生的创新意识、理论素养和动手能力十分必要[4]。学生实验课成绩评定标准包括三个方面：预习成绩、课堂表现成绩和实验报告成绩，权重各为1/3。预习成绩主要包括课前的预习报告书写、实验规则和安全事项的熟悉；课堂表现主要指学生的实验态度的优劣、实验规则和安全事项的遵守以及思考能力和动手能力的高低；实验报告成绩是指实验完成后撰写实验报告的能力，它包括实验过程描述的逻辑思维能力、报告中展现的问题分析能力和实际应用中的解答能力。

材料科学基础实验的开展，在教育观念上，实现了由传统的注重专业理论教育到面向新时代的注重能力与素质教育的转变，激发了学生的求知欲和创造力，有助于培养适应21世纪新形势，解决新问题的与时俱进的人才。

7 深化知识脉络，有助于学生考研深造

“材料科学基础”这门课的特殊性还体现在它是多数高校材料学专业在全国硕士研究生统一招生考试时必考的专业课。如何把握课程整体脉络，突出考研的重点内容，对于考研的学生来说，有着极其重要的意义。

例如，缺陷和相图部分，是历年考研的重点。在讲解这两部分时，可以在习题课上适當加入历年考研真题加以讲解。通过总结提炼历年考研真题，利用有限的课上时间给同学做出详细解读，同时鼓励学生在课余时间的答疑解惑。这对于学生未来的考研成功具有深远意义。

8 结语

总之，“材料科学基础”作为一门专业基础课，以学生为中心进行的课程设计，有望学生全面掌握相关理论知识，培养出创新能力，从而达到良好的教学效果。同时，根据每学年设定的学生对老师的匿名教学评价体系和建议板块，围绕以学生为中心，经过教研组所有老师的筛选甄别讨论后，相关方法方式每年都会定期更新。

参考文献：

[1]刘慧慧.材料化学专业实验室建设的探索与思考[J].实验科学与技术，2015（13）：184-185.

[2]张保丰，蒋爱云，朱世杰.《材料科学基础》课程教学模式改革探讨[J].实验科学与技术，2014（12）：161-162.

[3]崔占全，赵品，景勤，王天生吕英怀.材料科学基础的教学改革与实践[J].教学研究，2007（30）：54-57.

[4]王宇飞，朱宏喜，李红霞.“材料科学基础”课程实验教学内容改革与探索[J].实验技术与管理，2015（32）：242-244.endprint