侯育花　黃有林　薛名山　朱爽秋

摘要：《無(wú)機(jī)材料物理性能》是材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)本科生的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之一，主要從材料的組成與微觀結(jié)行教學(xué)改革。以達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的目的。

關(guān)鍵詞：無(wú)機(jī)材料物理性能；教學(xué)改革；創(chuàng)新實(shí)踐；本科教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）49-0159-02

《無(wú)機(jī)材料物理性能》是材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)本科生的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之一，通過(guò)本課程的教學(xué)，希望學(xué)生能夠掌握各類(lèi)本征參數(shù)的物理意義以及這些參數(shù)在實(shí)際問(wèn)題中所處的地位，即性能和材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)知的內(nèi)在關(guān)系。進(jìn)一步掌握各性能之間的相互制約與變化規(guī)律，重點(diǎn)是讓學(xué)生理解并掌握各種重要物理性能的原理及微觀機(jī)制、性能的測(cè)定方法以及控制和改善性能的措施[1，2]?！稛o(wú)機(jī)材料物理性能》課程知識(shí)涵蓋面廣，理論性和邏輯性強(qiáng)，理論公式推導(dǎo)過(guò)程煩瑣，而且內(nèi)容相對(duì)比較枯燥，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)容易造成畏難情緒，導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性不高，從而直接影響教學(xué)效果。所以探索新的教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，滿足學(xué)生的求知欲和對(duì)新知識(shí)的渴望是教師一直關(guān)注的課題。

本文基于《無(wú)機(jī)材料物理性能》課程對(duì)教學(xué)改革進(jìn)行了探索與實(shí)踐，作者根據(jù)自己在教學(xué)改革的實(shí)施過(guò)程中所帶來(lái)的課堂效果，針對(duì)教學(xué)方法提出了一些自己的看法。目的是為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，在寓教于樂(lè)中完成本課程的學(xué)習(xí)、擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面、提高學(xué)生思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

一、開(kāi)展互動(dòng)式教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

互動(dòng)式教學(xué)模式指老師“教”和學(xué)生“學(xué)”兩個(gè)互動(dòng)整體性動(dòng)態(tài)過(guò)程[3]。具體表現(xiàn)為教師的主導(dǎo)施教和學(xué)生的受教相輔相成的課堂活動(dòng)過(guò)程，即“教”和“學(xué)”之間相互配合、相互滲透、相互激勵(lì)的整體性過(guò)程?；?dòng)式教學(xué)法作為一類(lèi)改革的教學(xué)方法，其包含課堂上的互動(dòng)和課堂之外的互動(dòng)，而課堂上的互動(dòng)又包含問(wèn)題式教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法和討論式教學(xué)法[4]。問(wèn)題式教學(xué)法既包含由老師提問(wèn)，學(xué)生作答，也包含由學(xué)生提問(wèn)，老師解答，采用提問(wèn)的方式能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。老師根據(jù)每堂課的內(nèi)容為學(xué)生設(shè)計(jì)一些相關(guān)問(wèn)題，包括課前、課中或課后，讓學(xué)生去思考，并要求學(xué)生進(jìn)行回答或反饋。主要運(yùn)用于新課導(dǎo)入，設(shè)置疑問(wèn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)激情，便于切入教學(xué)重點(diǎn)；通過(guò)設(shè)置問(wèn)題，聯(lián)系課內(nèi)外知識(shí)點(diǎn)，延伸擴(kuò)展，加強(qiáng)實(shí)用性訓(xùn)練；引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑求知，培養(yǎng)科學(xué)思維能力和創(chuàng)新意識(shí)。啟發(fā)式教學(xué)也是一種提高教學(xué)效果的手段，即在學(xué)生學(xué)習(xí)重要知識(shí)或關(guān)鍵環(huán)節(jié)時(shí)不直接告訴他們答案或是設(shè)置疑問(wèn)，而是予以引導(dǎo)和點(diǎn)撥，提高其思考問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力，同時(shí)提高其把已學(xué)的知識(shí)和當(dāng)前所學(xué)的知識(shí)相結(jié)合的能力[5]。

例如，在課程中，有個(gè)知識(shí)點(diǎn)是講解光的吸收，在推導(dǎo)出光的吸收定律之后，讓同學(xué)們分析為什么不同的材料吸收系數(shù)差別很大，空氣的約等于10-5cm-1，玻璃的約等于10-2cm-1，金屬的則達(dá)幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)，導(dǎo)致金屬實(shí)際上是不透明的？從而引出光吸收與光波長(zhǎng)的關(guān)系圖，再讓學(xué)生認(rèn)真分析此圖中給出的信息及原因？在同學(xué)們對(duì)圖掌握的基礎(chǔ)上再讓同學(xué)們思考為什么半導(dǎo)體與電介質(zhì)對(duì)光的吸收差異很大的原因，繼而引出可見(jiàn)光能提供的最大能量及最小能量，從而給出判斷依據(jù)，讓同學(xué)們明白為什么單晶硅是黑色不透明的，而二氧化硅是晶瑩剔透的。通過(guò)層層設(shè)問(wèn)環(huán)節(jié)，不斷引導(dǎo)學(xué)生，將重要知識(shí)傳授給學(xué)生，從而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也加強(qiáng)了其對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。

二、化抽象為具體解釋性能原理

在“無(wú)機(jī)材料物理性能”課程內(nèi)容中，有很多的物理概念、定律和各性能的微觀機(jī)制都比較復(fù)雜、抽象，很難理解，在課堂中如果教師一味的照本宣科去講授定律、理論及機(jī)制，學(xué)生聽(tīng)不懂，跟不上教師的上課節(jié)奏，很容易導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理，面對(duì)這樣的問(wèn)題，就應(yīng)該考慮怎樣化繁為簡(jiǎn)，怎樣化抽象為具體，避免學(xué)生產(chǎn)生畏懼情緒，幫助學(xué)生理解并掌握問(wèn)題，例如，各向同性和各向異性材料的區(qū)分，學(xué)生對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)較難區(qū)分，教師可以通過(guò)教室同學(xué)們的坐位來(lái)舉例說(shuō)明，如果同學(xué)們上課的座位是按照一定的規(guī)律排列的屬于各向異性，如果座位不是按照一定的規(guī)律排列的，而是混亂擺入的，則屬于各向同性。這樣舉例加強(qiáng)同學(xué)們的理解和記憶，不會(huì)混淆兩者的概念。再如，大家都知道無(wú)機(jī)材料具有優(yōu)異的性能，但其脆性太大，大大限制其廣泛應(yīng)用，因此為了增大其韌性，我們可以考慮采取增韌措施，其中包含裂紋偏轉(zhuǎn)，此處同學(xué)不太理解為什么裂紋偏轉(zhuǎn)能夠起到增韌效果？教師可以給出很簡(jiǎn)單的例子，如人在走路時(shí)，如果前面有障礙物，不能繼續(xù)往前走，必須改變繞彎路才能到達(dá)目的地，這樣是不是消耗了更多時(shí)間和能量，引導(dǎo)學(xué)生思考，簡(jiǎn)化學(xué)生對(duì)抽象概念的理解，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

三、教學(xué)與科研相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

特別是對(duì)于工科院校，在教學(xué)過(guò)程中，有計(jì)劃地引進(jìn)科學(xué)研究，使教學(xué)與科研在一定程度上結(jié)合起來(lái)是很必要的，一方面有助于教師和學(xué)生了解科技發(fā)展的前沿，確保知識(shí)結(jié)構(gòu)的更新和對(duì)教材內(nèi)容的補(bǔ)充，具有一定的創(chuàng)新性和完整性。另一方面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，現(xiàn)在高校很多學(xué)生總認(rèn)為所學(xué)的知識(shí)都是虛的，以后用不上，或是實(shí)用性不強(qiáng)。如將自己或是其他教師的科研成果或相關(guān)領(lǐng)域的科研實(shí)驗(yàn)引入到教學(xué)中，向?qū)W生介紹科學(xué)研究的材料、性能、實(shí)驗(yàn)流程、機(jī)理分析等，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去了解和思考，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到所學(xué)知識(shí)的重要性及實(shí)用性。從而增強(qiáng)學(xué)生的理論知識(shí)基礎(chǔ)，拓寬學(xué)生的思路，提升學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣。

四、課堂氛圍嚴(yán)肅與活躍相結(jié)合

教學(xué)主要目的是教書(shū)育人，而課堂是教書(shū)育人的主要場(chǎng)所，嚴(yán)肅沉悶的課堂氛圍，往往使學(xué)生感到枯燥乏味，容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。只有形成和諧、愉悅的課堂教學(xué)氛圍，才能夠激發(fā)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生樂(lè)于思考，從而形成課堂教學(xué)的凝聚力。要做到課堂氛圍嚴(yán)肅與活躍相結(jié)合，教師的心態(tài)和精神面貌非常關(guān)鍵，教師的心態(tài)直接影響學(xué)生的聽(tīng)課心情。如果教師一直都比較古板和嚴(yán)肅，不利于教學(xué)的開(kāi)展，更不用談教學(xué)效果，教師需要用親和、自然的態(tài)度去面對(duì)學(xué)生，及時(shí)調(diào)整好自己的心態(tài)和精神面貌，把微笑和愛(ài)帶進(jìn)課堂。教師要放下嚴(yán)厲的批評(píng)和嘮叨，多給予學(xué)生鼓勵(lì)和表?yè)P(yáng)，同時(shí)教師不能帶著偏見(jiàn)去看待不同的學(xué)生，應(yīng)該看到每個(gè)學(xué)生的長(zhǎng)處和閃光點(diǎn)，教師眼中流露的期望與鼓勵(lì)會(huì)讓學(xué)生意識(shí)到：老師信任我，老師對(duì)我有期望，進(jìn)而達(dá)到使學(xué)生產(chǎn)生不能辜負(fù)教師的期望，努力學(xué)習(xí)的動(dòng)力。這樣才能讓他們?cè)趯W(xué)習(xí)中找到自信，從而提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。教師應(yīng)該引導(dǎo)課堂氛圍處于活躍狀態(tài)，善于引導(dǎo)學(xué)生多提問(wèn)、多討論、多思考。使學(xué)生在嚴(yán)肅與活躍相結(jié)合的課堂下，學(xué)習(xí)積極性更高，學(xué)習(xí)主動(dòng)性更強(qiáng)，學(xué)習(xí)效果更好，達(dá)到教與學(xué)的完美結(jié)合。

五、結(jié)語(yǔ)

《無(wú)機(jī)材料物理性》課程是理論與應(yīng)用、宏觀與微觀相結(jié)合的課程，所涉及的內(nèi)容較多而且很抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)有一定的難度。我們針對(duì)本課程進(jìn)行了教學(xué)改革，分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段出發(fā)。學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、學(xué)習(xí)興趣、思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力明顯得到了提高，取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]關(guān)振鐸，張中太，焦金生.無(wú)機(jī)材料物理性能[M].清華大學(xué)出版社，2010.

[2]寧青菊，談國(guó)強(qiáng)，史永勝.無(wú)機(jī)材料物理性能[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[3]錢(qián)作勤，賀玉海，姚志敏.互動(dòng)式教學(xué)法在工科專(zhuān)業(yè)卓越工程師培養(yǎng)中的應(yīng)用研究[J].船海工程，2012，（06）：149-151.

[4]侯育花，黃有林，王法軍，朱爽秋.以問(wèn)題為基礎(chǔ)的互動(dòng)式教學(xué)法在高校課堂教學(xué)中的運(yùn)用[J].時(shí)代廣角，2017，（10）：218-220.

[5]鄧永和.工科大學(xué)物理啟發(fā)式教學(xué)與學(xué)生自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2009，（4）：98-100.