苗青

摘 要：自然科學類通識選修課《納米科學與納米技術》從學生的學習行為出發(fā)，從教學內容、教學方法及考評機制三個方面著手全新的教學設計和實施，有效提升了學生的學習效果，培養(yǎng)了大學生的科學素質和創(chuàng)新精神。

關鍵詞：通識選修課；納米；科學素質；教學設計；

一、引言

目前，全國各高等院校都十分重視通識選修課的開設，因為它能有效提升大學生的綜合素質，彌補專業(yè)教育的不足，但通識課的課堂上普遍存在學生上課不積極、思維游走、聊天、睡覺甚至缺課的現(xiàn)象。學生學習行為是課堂教學設計的基礎和依據，從學生的課堂學習行為出發(fā)，根據課程特點進行科學的教學設計，以提升通識選修課的授課質量。

《納米科學與納米技術》是自然科學類的通識選修課，面向全校學生開設，旨在拓展學生的科學知識、陶冶學生的科學情趣、培養(yǎng)學生的科學精神、提高學生的科研探索能力。納米科學與納米技術是一個多學科交叉的研究領域，內容廣泛，內涵豐富，知識更新速度快。此外，選修學生來自不同的學院、專業(yè)及年級，個人知識背景及能力差異性較大，因此，必須深入研究學生的學習行為，并結合課程特點，從課程教學內容、教學方法及評價機制等方面進行有效的教學設計，以實現(xiàn)通識選修課設定的人才培養(yǎng)目標。

二、課程目標

通識選修課的性質和任務決定了其不同于必修課的教學特點，它不強調知識的系統(tǒng)性、完整性，而重視的是研究興趣的激發(fā)、最新科研動態(tài)的傳遞和評價以及學習和科研方法的引導?！凹{米科學與納米技術”的課程目標包括知識、素質和能力三個層面。

知識：使學生掌握納米、納米化學、納米材料、納米生物學和納米藥物學、納米電子學等的基本概念，初步掌握制備、分析和表征納米材料的基本方法，建立完善的知識結構；素質：開闊視野、拓寬思路，使學生初步掌握運用所學知識，解釋自然界、人類衣食住行等方方面面相關現(xiàn)象的能力；認識自然界納米現(xiàn)象，普及自然科學相關知識，提升學生自然科學素養(yǎng)；能力：結合納米科技的應用進程及展望，滿足學生不同興趣、愛好與特長發(fā)展的需要，促進個性發(fā)展，激發(fā)和提升學生創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生嚴密的科學思維方法和開放式分析問題、解決問題的能力。

三、教學內容

教學內容的選取要以課程目標為指引，納米科學與技術是材料科學的重要分支，同時它與眾多學科有交集，在不同的領域都有潛在的應用前景，從上世紀80年代開始一直是學術界研究的熱點，因此，課程內容的選取一定要遵循科學性和先進性。此外，教學內容選取要充分考慮到選課學生的學習特點。《納米科學與納米技術》教學對象來自于不同專業(yè)的各年級理工科和少數(shù)文科背景的學生，他們的共性是年輕、活潑、對新鮮事物感興趣，他們的差異是不同專業(yè)不同學科之間的差別以及個體之間興趣、愛好及特長的不同，因此，課程內容的選取一定要遵循趣味性和針對性，要把握好課程內容的深度與廣度的有機統(tǒng)一，才能使課程的教與學相輔相成共同進步。

課程主要內容依次是納米科技的誕生與發(fā)展、納米材料的制備、納米材料的性能、納米在各領域所顯示出的應用以及納米研究的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢。納米科技日新月異，迅猛發(fā)展，備課前要瀏覽國內外納米科技的相關網站，搜索和了解國內外納米科技發(fā)展的重大成就，及時增減授課內容。注意及時補充最新的納米科技政策、標準及研究進展，例如，講解納米材料的明星家族“碳家族”的時候，及時增加石墨烯的優(yōu)異性能和潛在應用的研究成果。只有不斷更新授課內容才能不落伍不掉隊，增強授課的活力，激發(fā)和保持學生學習納米科技知識的興趣。

四、教學方法

根據施教主體、對象及教學內容的不同，靈活恰當?shù)剡\用有效的教學手段，本課程具體采用了以下幾種教學方法。

（一）案例教學法

在本課程教學過程中，在新課導入時重點運用案例教學法并與時下的納米科技研究熱點視頻等相結合，來激發(fā)學生的興趣，調動學生的積極性。例如，在講解納米材料的特殊性能時，可以從自然界引用案例，比如荷葉上露珠的特殊狀態(tài)、鴿子在地球磁場作用下回航等現(xiàn)象都表明納米材料的某種特殊性能，通過簡單現(xiàn)象進行引入，從而激發(fā)學生對納米材料的興趣。

（二）換位教學法

換位教學法是指上課時教師和學生對換位置，教師是課堂的組織者，學生主講、學生經過課前調研在課堂上通過PPT進行講授，通過此環(huán)節(jié)，學生學習知識、提出疑問、展現(xiàn)才華，教師由此獲得學生對課程內容的真實反饋，對疑問進行解答，對不足之處加以補充和修正，課堂效果非常好。

換位教學的知識內容要以選課學生的平均水平為基準來設定，同時給學生開放符合教學目標的自主選題。課程實施過程中，以“納米材料的應用”章節(jié)作為換位教學的試點內容，組織學生圍繞納米科技在人類衣食住行的關系進行資料調研、課件制作，最后在課堂上進行講解和展示，絕大多數(shù)學生的積極性很高，認真完成課下準備工作，即學習了知識又展示了自己的風采，教學效果良好。

（三）討論課

“學起于思，思源于疑”。質疑是一切科學問題的起源，本課程教學設計中，從教學內容遴選合適的主題，例如，“納米科技的利與弊”及“石墨烯能否加冕新材料之王”等，由于賦予每位學生發(fā)言的權力和機會，課上學生們能夠開動腦筋、獨立思考，自信表達，很多學生提出了新穎的想法，展示了獨特的視角，順其自然地掌握了知識，鍛煉了能力，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維和科學素質。

討論小組的建設要基于學生已有的知識結構及個人特點，要有利于學生的合作交流。老師給出題目后，學生們先自行組隊，而后老師根據組隊情況及學生的特點進行調整，討論小組建設要做到盡量反應本班全體學生的知識特點，以確保討論課的效果。

五、考核方式

本課程建立了“知識、能力、素質”的多元評價體系，課程總成績按照“平時成績40%+論文答辯成績60%”執(zhí)行，平時成績包括課堂出勤、提問、討論等互動方面的表現(xiàn)；論文答辯成績根據“論文評分標準”進行評定。論文選題及答辯均要求學生獨立完成，一人一題，學生根據自己的興趣和專業(yè)方向，獨立查詢和收集資料，撰寫論文并答辯。

六、結束語

從教學內容，教學方法和評價體制三方面對自然科學類通識選修課課程教學改革進行探討，實踐證明，這些方法和模式充分發(fā)揮了學生的學習主體作用。由于納米科技處于快速發(fā)展時期以及課程學時限制，很多動態(tài)知識還很難在課堂教學中及時補充更新，課程深度和廣度還需進一步協(xié)調。

參考文獻：

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