楊志廣 彭鵬 石曉明
摘 要: 材料化學是材料化學專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)理論課程,同時也是應(yīng)用化學專業(yè)的一門選修課。它既是材料科學的一個重要分支,又是材料科學的核心內(nèi)容,同時又是化學學科的一個重要組成部分。其特點是具有較強的理論性和實踐性,以及與其他相關(guān)學科的滲透關(guān)系,概念多,學科覆蓋面廣,內(nèi)容繁雜等,學生難以理解課程內(nèi)容。本文從材料化學課程的特點和學生學習過程中存在的主要問題,以及如何培養(yǎng)學生的學習興趣三方面進行了探討。
關(guān)鍵詞: 材料化學 課程特點 學習興趣
在現(xiàn)代科學技術(shù)中,材料、能源、信息是構(gòu)成社會文明和國民經(jīng)濟的三大支柱,其中材料更是科學技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導。材料化學是從化學角度研究材料的結(jié)構(gòu)、性能、制備和應(yīng)用的一門科學。它既是材料科學的一個重要分支,又是化學學科一個重要組成部分,具有明顯的交叉學科、邊緣學科的性質(zhì),是環(huán)境、信息、新能源等高科技產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)[1],[2]。在講授材料化學課程的有限學時內(nèi),如何激發(fā)學生的學習熱情,強化增強課堂教學效果,讓學生掌握更多的知識,是任課教師,特別是青年教師必須面對的問題。本文從材料化學課程的特點,學生學習過程中存在的主要問題,以及如何培養(yǎng)學生的學習興趣三方面進行了闡述。
一、材料化學課程的特點
在高等師范院校中,材料化學課程通常開設(shè)在第三學年,是在學生修完高等數(shù)學、普通物理、無機化學、有機化學、分析化學、結(jié)構(gòu)化學等課程的基礎(chǔ)上開設(shè)的。首先,材料化學是一門新興的邊緣學科,該學科發(fā)展時間較短,課程教學資料較少。近年來,盡管已出版了一些關(guān)于材料化學的教科書,但由于教材的側(cè)重點和角度不同,其內(nèi)容大相徑庭。其次,材料化學既涉及材料學科的知識,又涉及化學學科的知識,理論性強,知識面廣,是具有強大活力的新興交叉學科。另外,材料化學強調(diào)理論與實踐相結(jié)合,具有實踐性。比如高性能、高質(zhì)量、低成本的材料通過不斷地改進變?yōu)槠骷虍a(chǎn)品,需要理論和實踐相結(jié)合來解決一系列工程技術(shù)問題,一方面用理論指導實踐,另一方面通過大量實踐使理論得到進一步的發(fā)展和完善[3]。
二、學生在學習材料化學過程中存在的主要問題
1.學習目標不明確。
由于材料化學的理論性和實踐性都很強,并且隨著新理論和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),使得該課程的內(nèi)容增多,難度加大,這就導致一些學生學習目標模糊,缺乏學習的主動性,甚至個別學生存在厭學情緒。在他們看來,學習只是應(yīng)付作業(yè)和考試,得過且過,及格就好。
2.為未來就業(yè)前景擔憂。
材料化學是材料科學與多門學科相互交叉、滲透發(fā)展而形成的一門新興學科。材料化學專業(yè)是我院2011年新辦的本科專業(yè),目前沒有一屆畢業(yè)生。材料化學課程內(nèi)容體系龐雜、知識點多、理論性強,很多學生認為該學科在實際生活中沒有什么用處,對未來就業(yè)前景或考研考什么樣的專業(yè)等感覺茫然。
3.缺乏豐富的空間想象能力。
材料化學涉及許多理論知識,像晶體學點群、空間群理論、金屬密堆積結(jié)構(gòu)等,理論性強,內(nèi)容抽象難懂,難教難學,這就要求學生具備較強的空間思維與想象能力,實際導致大多數(shù)學生真正理解起來有一定的困難。
4.教學理論與教學實踐脫節(jié)。
材料化學既是理論性很強,又是實踐性、應(yīng)用性非常強的一門交叉學科。在教學過程中,多數(shù)學生只是初步掌握了課程的基本理論知識,重理論學習,而忽略實踐操作環(huán)節(jié),以致實際工作中動手能力太差,缺乏分析、解決問題的能力。
5.在學習過程中沒有充分利用網(wǎng)絡(luò)教學資源。
網(wǎng)絡(luò)教學資源形式多樣、種類繁多,充分利用一切可以利用的資源,可為教師教學、學生學習帶來事半功倍的效果。但學生除了學習指定教材外,很少充分利用網(wǎng)絡(luò)教學資源。
6.學生之間缺乏溝通和交流。
教學是教與學交往互動的過程。在以教為中心的傳統(tǒng)教學過程中,學生學習方式單一、被動,上課是知識的單向輸出過程,學生只是被動地接受知識,缺乏主動與創(chuàng)造精神,而且學生之間缺乏有效的溝通和交流。
三、材料化學課程興趣的培養(yǎng)
瑞士著名教育家皮亞杰說:“所有智力方面的活動都要依賴于興趣?!睂W生只有對學習內(nèi)容產(chǎn)生了濃厚的興趣,才能激發(fā)起強烈的求知欲,才會主動自覺地學習,從而增強課堂學習效果。筆者認為在材料化學課程教學中,可以從以下方面入手培養(yǎng)學生的學習興趣。
1.闡明學習材料化學的意義。
材料化學是一門新興交叉性邊緣學科,通過本課程的學習,教師要讓學生了解當代材料科學的新概念、新理論、新技術(shù)、新工藝和材料化學領(lǐng)域的新動態(tài),系統(tǒng)掌握材料化學的基本理論、分析手段、必備的材料科學知識。這能夠為他們將來從事理論基礎(chǔ)研究或者應(yīng)用基礎(chǔ)研究打下基礎(chǔ)。
2.介紹科學前沿,以科研促進教學。
當今世界,材料科學技術(shù)突飛猛進,知識更新速度很快,教材內(nèi)容往往有所滯后。首先,教師應(yīng)把自己的科研成果融入教學中,以豐富課堂內(nèi)容。其次,在教學過程中,把材料化學最前沿領(lǐng)域的研究熱點和最新科研成果講述給學生,這樣既能拓寬他們的視野,激發(fā)他們的科研興趣,提高他們的學習熱情,又能使課堂教學面貌大為改觀。最后,向他們介紹科學奇聞趣事,可以陶冶他們的情操。例如,在介紹納米材料一節(jié)時,可以向?qū)W生介紹白春禮、盧柯、江雷等納米界領(lǐng)軍人物的奮斗歷程,從而使學生受到鼓舞,接受科學態(tài)度和優(yōu)良品質(zhì)的熏陶,培養(yǎng)學習興趣。
3.恰當使用多媒體輔助教學。
多媒體輔助教學可以把文字、音頻、視頻、圖片、動畫等綜合性多媒體信息綜合為一體并進行加工處理,為學生提供豐富、直觀、真實的形象,啟迪學生思考,激發(fā)學生興趣,從而提高課堂教學質(zhì)量。如分子點群、晶體結(jié)構(gòu)周期性與點群、金屬單質(zhì)密堆積結(jié)構(gòu)、離子晶體結(jié)構(gòu)等的空間結(jié)構(gòu)都比較抽象,若我們在計算機軟件中,用二維、三維動畫模擬顯示[4],將抽象、微觀、枯燥的理論知識和概念形象化、具體化、宏觀化,可以使學生更加直觀清楚地學習本課程的內(nèi)容。
4.教學手段靈活多樣。
教學是一門科學,同時也是一門藝術(shù)。教師可采用多種形式的教學方法,創(chuàng)造輕松愉快的課堂教學環(huán)境,提高學生學習興趣和積極性。首先,教師運用學生易于接受的具有啟發(fā)、感召、趣味性的語言。其次,教師在教學中積極實行啟發(fā)式、互動式和討論式教學法,師生平等互動,加強師生之間的情感交流,活躍課堂氣氛,培養(yǎng)學生的獨立思考能力和創(chuàng)新意識。最后,在課堂教學中適當?shù)卣故緦嵨锬P停梢猿浞旨ぐl(fā)學生的學習興趣,達到最佳教學效果。
5.理論教學與實踐教學相結(jié)合。
材料化學是一門理論與實踐結(jié)合非常緊密的課程,例如,新材料的合成與制備、性能測試、材料應(yīng)用等,都是通過實驗完成的。實驗是在理論指導下進行的,每一個實驗的完成又是對理論知識的強化與鞏固。教師可讓學生到相關(guān)企業(yè)參加見習、實習,熟悉企業(yè)生產(chǎn)條件和工作環(huán)境,提高實踐能力。這樣既能增強學生的實踐動手操作能力,又能強化學生對理論知識的理解與掌握。
四、結(jié)語
本文介紹了材料化學課程的特點、學生學習過程中存在的主要問題,以及如何培養(yǎng)學生的學習興趣等內(nèi)容。如何運用各種合理的教學方法,提高自己的教學水平,增強教學效果,優(yōu)化課堂教學,激發(fā)學生的學習興趣,仍然是教師,特別是青年教師需要長期思考的問題。
參考文獻:
[1]劉光華編著.現(xiàn)代材料化學(第1版) [M].上海:上??茖W技術(shù)出版社,2000.
[2]朱光明.材料化學課程的內(nèi)容設(shè)置及其與材料科學的關(guān)系[J].大學化學,2004,19(6):16-18.
[3]曾兆華,楊建文編著.材料化學(第2版) [M].北京:化學工業(yè)出版社,2013.
[4]宋國拓,蔡俊.淺議化學教改前景—計算機輔助教學的應(yīng)用[J].西北民族學院學報(自然科學版),2000,21(3):23-25.
基金項目:周口師范學院博士科研啟動經(jīng)費資助項目(zksybscx201202),周口師范學院大學生科研創(chuàng)新基金項目(ZKNUDXS2014-052)。