陳龍

摘要：《無機(jī)材料合成與制備》課程作為材料科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，具有內(nèi)容更新快、涉及面廣和實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)。本文在總結(jié)過去教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過研究當(dāng)前一些較為新穎的教學(xué)形式和教學(xué)效果，嘗試從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法等方面對(duì)無機(jī)材料合成與制備課程進(jìn)行改革和探索。在課程教學(xué)改革的過程中，它旨在增加課程的互動(dòng)性、趣味性以及知識(shí)性，以調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生的科研興趣和專業(yè)素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：無機(jī)材料合成與制備；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）11-0080-02

《無機(jī)材料合成與制備》是為材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，課程內(nèi)容涵蓋無機(jī)合成的基本問題及最新研究動(dòng)態(tài)，以及近年來發(fā)展迅速、應(yīng)用前景廣闊的幾類無機(jī)材料，如無機(jī)薄膜材料、先進(jìn)陶瓷材料、非晶材料等合成化學(xué)基礎(chǔ)和應(yīng)用等諸多方面。因?yàn)椤稛o機(jī)材料合成與制備》涉及很多無機(jī)材料的合成方法，課程內(nèi)容非常繁多，且比較瑣碎，章與章之間沒有明顯的聯(lián)系，關(guān)聯(lián)性不是特別強(qiáng)。有些合成機(jī)理比較抽象，比如微波合成、等離子體合成等，學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握起來就會(huì)存在一定的難度，學(xué)習(xí)興趣不是很高，課堂教學(xué)效果比較差。因此，筆者結(jié)合課程特點(diǎn)，通過和課題組其他教師的課前課后交流，根據(jù)親自講授和聆聽其他教師講授《無機(jī)材料合成與制備》課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，就如何充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性和參與性，創(chuàng)造以教師為課堂主導(dǎo)、學(xué)生為主體的課堂氛圍，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、知識(shí)組織能力、科學(xué)思維能力和科研創(chuàng)新能力等。本文嘗試對(duì)《無機(jī)材料合成與制備》課程進(jìn)行總結(jié)，并從以下幾個(gè)方面提出幾點(diǎn)建議。

一、教學(xué)內(nèi)容

1.課程現(xiàn)狀。課程內(nèi)容是整個(gè)課程的教學(xué)核心和關(guān)鍵，是影響學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握課程的關(guān)鍵因素。我校選擇的教材是徐如人院士編著的、高等教育出版社出版的《無機(jī)合成與制備化學(xué)》（第二版），課程總學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)。這就需要結(jié)合最新的材料前沿進(jìn)展以及學(xué)校和學(xué)生的實(shí)際情況，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行選擇和更新。所選教材《無機(jī)合成與制備化學(xué)》為上、下兩冊(cè)，共24章內(nèi)容：上冊(cè)介紹了很多無機(jī)材料的合成方法，如高溫合成、高壓合成、水熱合成等；下冊(cè)著重介紹了七種重要的無機(jī)材料，如多孔材料、納米材料、陶瓷材料等。由于課時(shí)有限，根據(jù)最新材料前沿進(jìn)展，加上整個(gè)課題組教師的研究方向，著重以上冊(cè)特種條件下無機(jī)合成反應(yīng)為主，并在無機(jī)合成的基礎(chǔ)上，著重介紹了多孔、陶瓷、納米、非晶四種材料。

另外，筆者建議，在所用主教材為核心的基礎(chǔ)上，再指定2—3本參考教材，供感興趣的學(xué)生私下翻閱。而且，通過多本教材的閱讀和了解，能夠更好地精心組織和選擇教學(xué)內(nèi)容。

2.課程講授。該課程重點(diǎn)以無機(jī)合成反應(yīng)為主，主要介紹各個(gè)無機(jī)材料的合成與制備方法，如氣相沉積、光化學(xué)合成等。這些內(nèi)容是該門課程的核心內(nèi)容，也是這門課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，彼此之間缺乏聯(lián)系和規(guī)律，使得該課程的知識(shí)點(diǎn)繁雜而零散。因此，教師在授課時(shí)，應(yīng)以無機(jī)材料合成的科學(xué)性和理論性為開端，對(duì)無機(jī)材料合成過程中的具體實(shí)驗(yàn)技術(shù)、合成方法、生產(chǎn)設(shè)備、反應(yīng)原理、影響因素、應(yīng)用前景等方面進(jìn)行詳細(xì)介紹，根據(jù)不同合成方法完善和充實(shí)相關(guān)內(nèi)容，用先理論再實(shí)踐這一條主線，對(duì)每一章的合成方法采取相應(yīng)的講授方法，容易使學(xué)生形成系統(tǒng)、完整的知識(shí)脈絡(luò)。而且，根據(jù)不同無機(jī)材料和不同的合成制備方法，筆者認(rèn)為在授課時(shí)應(yīng)將具體材料與合成制備方法結(jié)合起來，要求教師做到教材的融會(huì)貫通。比如在介紹陶瓷材料的時(shí)候，關(guān)于它的合成與制備，就可以引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到之前學(xué)過的有哪些合成制備方法可以制備陶瓷材料，如高溫合成、水熱合成、氣相沉積等。在講授具體某一種合成方法時(shí)，也可用后面要介紹的無機(jī)材料作為具體事例講解，這樣更加具體且易懂。講授時(shí)，將內(nèi)容相近和有關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)整合，做到主次分明、詳略得當(dāng)。

另外，在介紹無機(jī)合成制備方法應(yīng)用前景這部分的內(nèi)容時(shí)，最好以最近幾年的科研動(dòng)態(tài)和目前學(xué)院課題組相關(guān)教師的科研課題研究為具體事例，簡(jiǎn)單直觀，便于學(xué)生理解。比如介紹微波合成時(shí)，可以介紹多孔炭材料的微波水熱法制備，該工作發(fā)表在Nature、Science等主流期刊上?；蛘咴诮榻B水熱法和溶劑熱法合成制備無機(jī)材料時(shí)，可以引入某教師指導(dǎo)的學(xué)生團(tuán)隊(duì)參加“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品競(jìng)賽得獎(jiǎng)的一些事例加以闡述和講解。這樣更加便于學(xué)生理解和直觀感受，也讓他們了解到一些最新材料前沿進(jìn)展。對(duì)于應(yīng)用性比較強(qiáng)的合成制備方法，可以通過一些視頻進(jìn)行介紹和引入。如講授化學(xué)氣相沉積時(shí)，可以放一些關(guān)于薄膜制造公司制造單晶硅、砷化鎵等薄膜材料的視頻和宣傳片，讓學(xué)生直觀感受和了解具體無機(jī)合成制備方法的應(yīng)用及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。只是在對(duì)課堂基礎(chǔ)內(nèi)容和前沿內(nèi)容的時(shí)間分配上給予注意，以基礎(chǔ)知識(shí)為主，前沿信息為輔，實(shí)現(xiàn)前沿信息對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的補(bǔ)充和拓展，才便于學(xué)生形成完整的知識(shí)系統(tǒng)脈絡(luò)，擴(kuò)大學(xué)生的專業(yè)視野。

二、教學(xué)模式

由于《無機(jī)材料合成與制備》這門課是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，一味地照本宣科念書本，很容易讓學(xué)生反感。因此，嘗試多維度、多角度的開放式教學(xué)，建立一種師生之間、學(xué)生之間以及學(xué)生自身的多向反饋結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。

1.教學(xué)工具。首先，在教學(xué)工具上，將傳統(tǒng)的板書與多媒體教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、微課、慕課等時(shí)下流行的教學(xué)模式相結(jié)合，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。多媒體課件最好做到生動(dòng)、簡(jiǎn)單、全面，這樣容易吸引學(xué)生的關(guān)注度。另外，就是在多媒體課件中可以穿插一些和課程有關(guān)的動(dòng)畫視頻。如在高溫合成反應(yīng)中，關(guān)于反應(yīng)機(jī)理這部分，就可以用PPT做成動(dòng)畫形式，將氧化鎂和氧化鋁高溫下如何生成鎂鋁尖晶石進(jìn)行分解和演示。對(duì)于一些復(fù)雜問題和理論性較強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)，可以通過多媒體方式盡可能生動(dòng)簡(jiǎn)單地表達(dá)出來，使學(xué)生便于理解和掌握。近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，教育模式不再是過去傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式，而是逐漸發(fā)展衍生出一系列新穎的教學(xué)模式，如翻轉(zhuǎn)課堂、微課、慕課。這就使得課堂上可以使用一些先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如雨課堂進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)學(xué)生簽到點(diǎn)名、課堂作業(yè)布置、課后同學(xué)交流討論等比較前沿的教育模式，讓學(xué)生耳目一新，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

2.教學(xué)實(shí)踐?！稛o機(jī)材料合成與制備》課程是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，除了加強(qiáng)傳統(tǒng)的課上講授外，最好是將其與相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程或課題組教師的科研課題相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，讓學(xué)生將所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，便于更加全面地了解和掌握具體無機(jī)材料的合成方法和合成原理。另外，我們開設(shè)了無機(jī)材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)課，里面涉及一些《無機(jī)材料合成與制備》課程所講授的一些無機(jī)材料合成制備方法，如水熱法合成氧化鋅納米材料、溶膠凝膠法合成氧化鈦納米材料等。學(xué)生3—5人一組，通過《無機(jī)材料合成與制備》課程學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在方案正確的前提下，再進(jìn)行具體的反應(yīng)合成和制備，最后表征，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選擇所需實(shí)驗(yàn)藥品、反應(yīng)條件和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，使他們真正掌握無機(jī)材料合成制備方法的反應(yīng)原理和操作。這樣學(xué)生會(huì)對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解思考更為具體、牢靠和深入。除了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程，教師也可以主動(dòng)讓學(xué)生參加一些研究課題，如大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃、大學(xué)生技術(shù)研發(fā)計(jì)劃、挑戰(zhàn)杯等。通過這些研究課題，更加培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維和創(chuàng)新能力。

通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容的選擇和優(yōu)化，對(duì)教學(xué)模式的幾點(diǎn)改革建議和探索，《無機(jī)材料合成與制備》課程更加注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、知識(shí)組織能力、科學(xué)思維能力和科研創(chuàng)新能力，擴(kuò)大學(xué)生視野，使他們能全面、深入地掌握無機(jī)材料合成制備的基礎(chǔ)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作技巧。在今后的教學(xué)工作中，我們會(huì)不斷探索和實(shí)踐，敢于創(chuàng)新，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，使《無機(jī)材料合成與制備》課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式得以更快的提高和加強(qiáng)，更好地培養(yǎng)理論和實(shí)踐并重的教育科研人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐如人，龐文琴，霍啟升.無機(jī)合成與制備化學(xué)[M].高等教育出版社，2008：1-8.

[2]葉俊偉，張守臣，寧桂玲.高等無機(jī)合成技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].化工高等教育，2016，（2），32-36.

[3]安冬敏，周青軍，仝曉強(qiáng).《無機(jī)材料合成》課程教學(xué)改革的探討[J].教育教學(xué)論壇，2016，（19）：78-80.