信息化背景下《功能信息材料》课程教学改革及思政教育实践

何寿成

（盐城工学院材料科学与工程学院 江苏·盐城 224051）

1 《功能信息材料》课程简介

功能与信息材料对科学技术产业尤其是信息产业的发展及相关新产业的形成拥有决定性的作用，是一个国家国民经济的发展基础和综合实力的标志。为了促进该学科和产业的发展，许多院校设置了功能与信息材料方向或专业。尤其是新型功能与信息材料产业的快速发展，急需大量从事这一产业的应用型人才。

《功能信息材料》是工科高等院校材料科学与工程专业（功能与信息材料方向）主干课程之一。本课程主要介绍为几类有代表性的功能信息材料的原理、结构、性能、制备及应用。学生经过课程学习之后，能够了解功能信息材料的类型、性能参数要求和应用范围，掌握功能信息材料的组分设计原理和生产工艺流程，领会功能信息材料的构效关系，为新材料、新产品、新工艺、新设备的开发奠定基础。

根据材料科学与工程专业人才对功能信息材料基本原理与技术的要求，以及现代功能信息材料的发展趋势，教学内容包含绪论、绝缘陶瓷、电容器陶瓷、压电陶瓷、敏感陶瓷、磁性材料、光功能材料、超导陶瓷等8大部分，并按照基本概念、组成设计、工艺过程、工程应用等4个方面组织教学。

2 课程教学目标

（1）使学生掌握功能信息材料合成与制备、成分、结构、性能及应用等基础知识、基本原理和基本技能。掌握和运用功能信息材料研究的方法论。

（2）使学生具有一定的从事科学研究的能力，可以把功能信息材料的基本原理和知识运用到科研实践中。学会通过现代信息技术文献检索，研究和分析与功能信息材料相关的科学问题。

（3）使学生有强烈的环保意识，可以正确评估复杂工程问题对环境的影响。培养学生可持续发展意识，可以正确评估社会工程实践对可持续发展的影响。

（4）使学生了解功能信息材料的国际形势和国情，坚定热爱党、爱国主义和民族自信心。用科学的世界观和方法论分析和解决工程实践中的问题。在工程实践中自觉遵守职业道德，践行敬业精神和职业标准。

3 课程教学改革

3.1 运用信息化教学方法，提高教学质量

采用线上线下混合式教学，在开题前一周，通过雨课堂把教学文件推送给学生，利用语音功能对重要知识进行注释。学生收到课件后，在预习过程中，可以对不理解的地方进行标注，笔者在上课前将学生不理解的内容加以收集。课堂上笔者重点讲解学生不懂的地方，并利用雨课堂的弹幕功能实时掌握学生对重点和难点的理解情况，每单元讲解结束后，还能够利用雨课堂将单元测验题推送给学生，学生当场作答，笔者当场讲解，加深学生对重要知识点的掌握。课后笔者通过雨课堂后台数据了解学生课上表现，通过归纳和总结指导后续的教学活动。

3.2 以学生为中心，培养学生综合能力

本课程内容涉及到材料的电性能、介电性能、磁性能和光学性能及相关材料制备和应用，涉及的知识点繁多，很难在课堂上面面俱到的讲解到。因此，笔者在教学过程中，对于学生容易学会的知识点以自学为主，再结合分组汇报的形式，考查学生的掌握情况。既培养了学生独立获取知识的能力，又锻炼了学生团队协作、语言表达能力。对于学生较难理解的重要知识点，既要注重课堂上的讲解，又可以通过信息化教学手段来协助学生理解。

3.3 学生成绩评价体系的多元化

采用单元作业、单元测验、课堂提问与讨论、课程论文及答辩、期末考试等多元化考核评价体系，系统评估学生对课程重点和难点的掌握、知识的自主获取、团队合作和探索创新能力。

3.4 坚持立德树人，思政教育贯穿全课程

根据课程教学内容的特点，在教学活动中探寻思政教育落脚点，教育学生热爱祖国，关注我国功能与信息材料的发展。在思政教育实践中，依据每一章节的教学重点和难点设计教学方案，将教学内容与思政内容做到有机结合。

4 思政教育实践

4.1 绪论

本章的教学目标：使学生了解功能信息材料的定义及分类、特点、发展趋势。

本部分的思政教育内容：讲解功能与信息材料的世情国情，教育学生热爱祖国，关注我国功能与信息材料的发展，培养学生的使命担当。

4.2 绝缘陶瓷

本章的教学目标：使学生了解绝缘陶瓷的分类和性能要求，掌握滑石瓷的配方设计原则和各组分的作用，掌握添加剂对氧化铝陶瓷配方设计的影响，了解莫来石陶瓷各组分的作用，了解高导热绝缘陶瓷的结构特点。

本部分的思政教育内容：通过讲解绝缘陶瓷在制备过程中带入的碱金属离子会显著破坏绝缘性能，但可以加入碱土金属离子来抑制碱金属离子的迁移，从而提高绝缘性能，使学生领会“亡羊补牢，犹未为晚”，介绍党和政府在治理腐败、全面深化改革和全面加强制度建设方面的决心。

4.3 电容器陶瓷

本章的教学目标：使学生了解陶瓷电容器的基本要求，掌握高频典型电容器材料的基本结构、配方设计和工艺要点，掌握低频高介型、半导体型电容器材料的结构及其工艺，了解叠层电容器和微波介质陶瓷的基本体系，了解电容器陶瓷的发展趋势。

本部分的思政教育内容：通过讲解金红石电容器陶瓷在直流电场中长期使用会发生老化，但是在击穿前除去直流电场会恢复到初始状态，使学生领悟“知错能改，善莫大焉”，教育学生即使犯错，但要学会在犯错之后能听进别人的忠告，认清自己的错误并且及时改正，否则当事态发展到一定程度将不可挽回。

4.4 压电陶瓷

本章的教学目标：使学生了解压电材料的定义以及压电陶瓷的主要参数，了解典型的压电陶瓷的结构、配方和工艺要点，掌握压电陶瓷的生产工艺和制备过程，了解压电陶瓷的应用。

本部分的思政教育内容：通过讲解锆钛酸铅压电陶瓷配方设计中的软性取代会导致压电性能变好、极化变得容易，但损耗增加、机械品质因子降低；硬性取代会导致损耗减小、机械品质因子增大，但压电性能变差、极化变得困难，培养学生养成用辩证的眼光看问题，就像剑有双刃、人有好坏、水能载舟亦能覆舟的道理，任何事物从不同角度去看或理解都会有截然不同的发展和感受。

4.5 敏感陶瓷

本章的教学目标：使学生掌握敏感陶瓷的分类、结构、半导体化过程，掌握各种热敏电阻的导电特征及组成体系，了解压敏、湿敏和光敏陶瓷的特性、制备工艺及应用。

本部分的思政教育内容：通过介绍高价离子掺杂形成施主能级、得到n型半导体陶瓷，而低价离子掺杂形成受主能级、得到p型半导体陶瓷，使学生领会的细节的重要性，教育学生无论志向、理想多么伟大，如果忽略细节，终究难以实现。

4.6 磁性材料

本章的教学目标：使学生掌握磁性材料的分类方法，了解几种铁氧体的晶体结构，了解铁氧体的类型和铁氧体的生产工艺。

本部分的思政教育内容：通过对物质磁性起源的讲解，带领学生学习中国共产党历史，让学生领会到为什么只有中国共产党才能救中国。

4.7 光功能材料

本章的教学目标：使学生掌握激光产生的原理及其工作介质，了解发光材料的发光原理及几种不同发光方式所对应的材料，了解光纤的结构及光纤材料，了解几种不同应用的红外材料。

本部分的思政教育内容：通过对LED芯片的制造，联系到光刻机对国家发展和安全的重要性，培养学生的使命担当精神和专业使命感。

4.8 超导材料

本章的教学目标：使学生掌握超导材料的基本性质，了解超导材料的分类和典型的超导体结构、性能和应用，了解高温超导体的结构及其演变过程。

本部分的思政教育内容：通过对超导材料发展历程的讲解，以及当前超导材料迫切需要解决的问题，使学生建立专业使命感。同时通过对LaBaCuO和YBaCuO超导材料发现过程及性能的对比，使学生领悟什么是创新。

5 结语

通过课程教学改革，实现以学生“学”为中心，培养学生综合能力和创新能力。通过课程思政教育，引导学生树立正确的人生目标，增强民族自豪感，激发学生作为“材料人”的责任与担当。