徐向輝 安俊超 廖桂華 左寒松 王冰瑩 范敏

【摘要】影響大學(xué)生學(xué)習(xí)效果的非智力因素中，學(xué)習(xí)主動性對學(xué)習(xí)能力的發(fā)揮起到重要的促進(jìn)作用。材料專業(yè)課的教學(xué)內(nèi)容以概念、原理、方法等為主，內(nèi)容枯燥、原理晦澀，本文以固體表面浸潤性學(xué)習(xí)為例，采用示例性教學(xué)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，改善學(xué)習(xí)效果。

【關(guān)鍵詞】材料專業(yè)課 示例教學(xué) 學(xué)習(xí)主動性 學(xué)習(xí)效果

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）48-0231-01

一、大學(xué)生學(xué)習(xí)主動性的重要性

目前，影響大學(xué)生學(xué)習(xí)效果的主要因素中，除了智力因素之外，最重要的就是學(xué)習(xí)的主動性。學(xué)習(xí)主動性是指主體在學(xué)習(xí)活動中表現(xiàn)出的一種積極的心理狀態(tài)。通常由對待學(xué)習(xí)的注意、情緒與意志狀態(tài)構(gòu)成。受學(xué)習(xí)動機(jī)制約，是學(xué)習(xí)需要的外在表現(xiàn)。俗話說：“興趣是最好的老師”。興趣是學(xué)習(xí)動機(jī)的外在表現(xiàn)，它能調(diào)動起人的生命力，使大學(xué)生產(chǎn)生對問題的思索，引發(fā)因好奇而實(shí)踐，因驗(yàn)證而發(fā)現(xiàn)。

二、材料學(xué)專業(yè)課特點(diǎn)

材料專業(yè)的特點(diǎn)是學(xué)科交叉性強(qiáng)，既要學(xué)習(xí)材料學(xué)的相關(guān)知識，也要掌握物理、化學(xué)、工程工藝等相關(guān)專業(yè)知識。知識點(diǎn)分布廣、概念和原理學(xué)習(xí)繁雜枯燥。如何在知識學(xué)習(xí)過程中調(diào)動學(xué)生積極性，變被動接受知識為主動探索吸收，對學(xué)習(xí)效果具有至關(guān)重要的意義。示例性實(shí)踐教學(xué)法從學(xué)生能觀察的現(xiàn)象入手提出問題，學(xué)習(xí)概念，分析原理，并在研究學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行應(yīng)用。提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，改善教學(xué)效果。

三、以固體表面浸潤性為例

表面潤濕是固體表面的重要特征之一，也是最為常見的一類界面現(xiàn)象。浸潤性可以用表面上水的接觸角來衡量。將液體滴在固體表面上，液體并不完全展開而與固體表面形成一個角度即所謂的接觸角，利用接觸角能直觀的衡量液體對固體的潤濕程度：將θ> 90°的情況稱為不潤濕，θ< 90°時稱為潤濕。因此，θ= 0°就叫完全潤濕，而θ=180°就叫完全不潤濕。有兩個主要因素影響固體表面浸潤性：一是固體的表面微觀結(jié)構(gòu)；二是固體表面化學(xué)成份。因此，研究固體表面的潤濕行為必須從這兩個方面入手。

僅僅從概念角度講解浸潤性很難能在學(xué)生心里形成很形象的概念，并且學(xué)習(xí)之后學(xué)生也很難將之應(yīng)用到學(xué)習(xí)研究中。那么在教學(xué)中我們可以生活中的示例入手。

第一步，以“荷葉效應(yīng)”入手，給學(xué)生展示視頻或者以荷葉實(shí)物為例。滴在荷花葉面上的水珠就像一粒粒晶瑩的珍珠在滾動，非常美麗。

第二步，提出問題。荷葉現(xiàn)象蘊(yùn)含的科學(xué)原理是什么？水珠在荷葉表面的狀態(tài)體現(xiàn)了一種特殊的表面浸潤性-超疏水，θ> 150°。

第三步，解釋原因，引出表面接觸角的概念，講解釋固氣液三相接觸的狀態(tài)與接觸角之間的關(guān)系，并學(xué)習(xí)相關(guān)浸潤性的影響因素：表面能和表面微觀結(jié)構(gòu)。那么從影響表面浸潤性的因素入手，荷葉產(chǎn)生超疏水的原因是其表面由許多微米級的乳突構(gòu)成，放大單個乳突能看到許多納米尺寸的分支結(jié)構(gòu)，在這些乳突之間的底層表面上，還可以看到一些納米尺寸的樹枝狀結(jié)構(gòu)，就是這些“樹枝”有效地保護(hù)了荷葉不被潤濕。另外，荷葉表面存在一層末端有不同官能團(tuán)的碳?xì)溲苌锏南灎钗铮扇~的超疏水自清潔的特征正是由表面上微納米的復(fù)合結(jié)構(gòu)以及表面蠟狀物所共同引起的。

一般的示例教學(xué)到此處就結(jié)束了，但是從提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性的角度考慮，需要對示例教學(xué)進(jìn)行進(jìn)一步引申，也就是進(jìn)行第四步，在研究學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用。

第四步，給學(xué)生提出一個基于固體表面浸潤性的命題，“利用竹籃子打水”。讓學(xué)生從固體表面浸潤性角度分析命題，并提出解決命題的可行性方案。“竹籃子”本身由于具有孔洞結(jié)構(gòu)，表面處于一種親水狀態(tài)，水可以暢通無礙的通過 “竹籃子”。 可以指導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)過固體表面浸潤性的影響因素，通過對 “竹籃子”的表面組分的調(diào)控和微觀結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，使“竹籃子”表面的浸潤行為發(fā)生翻轉(zhuǎn)。使親水的“竹籃子”表面變?yōu)槌杷谋砻?，?dāng)水接觸到超疏水孔洞表面時，由于表面的浸潤性質(zhì)的變化，固-氣-液三相接觸線變得不連續(xù)，表面由固-液接觸變?yōu)楣?氣接觸，相當(dāng)于在液體水和“竹籃子”之間形成一層極薄的空氣層，正是這層空氣層阻礙水不能在表面鋪展并不會發(fā)生從孔洞中穿過的現(xiàn)象。從而實(shí)現(xiàn)“竹籃子”打水不成空。在實(shí)踐過程中，既能增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)知識的理解，也能讓學(xué)生培養(yǎng)出分析問題、解決問題的能力。同時也能應(yīng)用到材料的成型和材料物理性能等專業(yè)的相關(guān)知識，形成環(huán)環(huán)相扣的學(xué)習(xí)鏈條。

在這樣的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生始終保持著強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣，不但能掌握相關(guān)知識點(diǎn)，還能夠在實(shí)踐中應(yīng)用相關(guān)知識。這種方法可以應(yīng)用到材料專業(yè)的其他課程學(xué)習(xí)，即使是枯燥的學(xué)習(xí)內(nèi)容，利用學(xué)生的好奇心和求新心理，創(chuàng)造一個和諧溫情的氛圍，激發(fā)學(xué)生的求知欲，使學(xué)生在情感的愉悅中接受知識，掌握技能，最終也能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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致謝：本文感謝洛陽理工學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目15JY-003、15JY-014、JY17-14對本研究工作的支持。