呂燕飛 趙士超

【摘要】納米科技被稱為一次新的科技革命，納米材料是納米科技的基礎(chǔ)，本文就研究生《納米材料》課程建設(shè)，從課程建設(shè)目標(biāo)，課程建設(shè)內(nèi)容，課程教學(xué)方法探索三個方面展開論述，切實建設(shè)成一門基礎(chǔ)知識扎實，緊跟研究、應(yīng)用前沿，學(xué)生學(xué)有所獲的課程。

【關(guān)鍵詞】納米科技 納米材料 課程內(nèi)容 教學(xué)方法

【基金項目】杭州電子科技大學(xué)研究生核心課程建設(shè)項目（項目編號HXKC2017004）資助。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）45-0240-02

一、引言

納米科技是一個跨物理、化學(xué)、材料、生物、電子信息乃至人文和社會等眾多學(xué)科的“真正的實質(zhì)性科學(xué)與工程成就”。納米科技已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)最大和最具競爭力的研究領(lǐng)域之一，所有發(fā)達(dá)國家的政府和大型企業(yè)都在積極制定相關(guān)政策計劃并加大資金投入，試圖占這一21世紀(jì)的科技戰(zhàn)略制高點。納米科技帶來的不僅是一場認(rèn)知革命，它將成為新技術(shù)的發(fā)展源泉和基礎(chǔ)，為現(xiàn)代工業(yè)帶來巨大變革。[1]

納米材料是納米科技的主要組成部分，是納米科技得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)和載體。當(dāng)今的材料科學(xué)研究，大部分基于納米尺度開展，納米材料這樣具備前沿性和基礎(chǔ)性的學(xué)科受到國內(nèi)外眾多高校的重視，各材料專業(yè)紛紛開設(shè)“納米材料”或“納米技術(shù)”等相關(guān)課程。納米材料相關(guān)的課程由于知識點涵蓋面廣、復(fù)雜、概念抽象，研究、應(yīng)用發(fā)展日新月異，教材缺乏，要達(dá)到扎實基礎(chǔ)知識、緊追前沿研究、把握產(chǎn)業(yè)發(fā)展，讓課程深入淺出，真正呈現(xiàn)課程的基礎(chǔ)性、前沿性和潛在價值，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性比較難。研究生教學(xué)，肩負(fù)著引導(dǎo)學(xué)生走向科學(xué)技術(shù)最前沿的重任，為了激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性和主動性，切實提高課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，對《納米材料》研究生課程擬按以下思路進(jìn)行建設(shè)。

二、課程建設(shè)目標(biāo)

1.建立課程知識體系

納米材料課程知識點覆蓋面廣、復(fù)雜、抽象，研究應(yīng)用面廣、發(fā)展迅速，再加上教材缺乏，理論解釋要運用深奧抽象的量子力學(xué)，龐雜的內(nèi)容，艱深的理論需要一個清晰的課程框架體系，將課程內(nèi)容有機串接起來，否則，眾多的課程內(nèi)容猶如一盤散沙，學(xué)生隨學(xué)隨忘。本人擬建立的納米材料課程知識體系課程包括三大部分，緒論，納米材料基礎(chǔ)和納米材料在各領(lǐng)域的應(yīng)用。緒論部分介紹納米科技和納米材料的歷史、現(xiàn)狀和未來，突出納米科技在現(xiàn)代社會中的重要地位，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。納米材料基礎(chǔ)包括納米材料的基本效應(yīng)、制備方法和檢測分析方法，這三項內(nèi)容是一個有機整體，是納米材料的共性問題，分別回答了納米材料為什么具有優(yōu)異的性能，納米材料怎么制備，納米材料用什么方法進(jìn)行檢測。了解掌握了這三部分，便具備了分析學(xué)習(xí)和生活中出現(xiàn)的納米科技和納米材料的基本知識，為后續(xù)的學(xué)習(xí)和研究奠定基礎(chǔ)。納米材料幾乎可以應(yīng)用于所有的科學(xué)和工程領(lǐng)域，通過典型的碳納米材料，通過環(huán)保、能源、生物和醫(yī)療、日常生活中的應(yīng)用介紹，可以了解納米材料的應(yīng)用研究現(xiàn)狀，拓展視野，增進(jìn)感性認(rèn)識。

2.培養(yǎng)創(chuàng)新精神和方法

在納米科技的發(fā)展歷史中，許多優(yōu)秀的科學(xué)家做了大量開創(chuàng)性的工作，這些工作對我們今天仍有很強的借鑒意義。當(dāng)下，納米科技和納米材料的研究和應(yīng)用發(fā)展更為迅速，不斷有新的制備方法，研究思路，研究內(nèi)容涌現(xiàn)，也不斷有性能更優(yōu)異、新的納米科技產(chǎn)品出現(xiàn)。將納米科技典型的開創(chuàng)性工作，納米材料研究、應(yīng)用的最新進(jìn)展，有機結(jié)合到課程中，拉近學(xué)生與創(chuàng)新的距離，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，汲取創(chuàng)新方法。

3.拓寬視野和認(rèn)知層次

納米科技跨物理、化學(xué)、材料、電子、生物、醫(yī)學(xué)等多眾多學(xué)科，應(yīng)用面極廣，在這里學(xué)生可以充分體驗學(xué)科交叉及其重要性，拓寬視野，活躍思維。納米科技將人類的視野從宏觀世界轉(zhuǎn)移到了1-100nm的介觀領(lǐng)域，被認(rèn)為是一次新的科技革命，將對人類生產(chǎn)和生活帶來巨大影響，是人類深入認(rèn)識宇宙，認(rèn)識自身的一個重要階段，納米材料課程正是處于這樣一個大背景之中，這點要讓學(xué)生充分認(rèn)識到，以提升認(rèn)知層次。

三、課程建設(shè)內(nèi)容

1.課堂知識內(nèi)容建設(shè)

納米材料課程內(nèi)容非常豐富，在有限的學(xué)時里，有限的講授內(nèi)容，需要根據(jù)課程知識體系，學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)，材料學(xué)科實際發(fā)展情況進(jìn)行選擇。大部分學(xué)生都是跨專業(yè)，沒有材料專業(yè)基礎(chǔ)知識，因此，授課內(nèi)容面要廣，以形成課程的總體面貌，量不宜多，代表性強，既能支撐課程體系，又可以有較充足的時間落實每一個知識點。

2.分層次課程學(xué)習(xí)庫建設(shè)

受到課時、學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)的限制，課堂能呈現(xiàn)的內(nèi)容很有限，而納米材料所基于的理論知識極為廣博，研究和應(yīng)用進(jìn)展又發(fā)展迅猛，為了滿足學(xué)生不同層次的學(xué)習(xí)需求，建立課外分層次學(xué)習(xí)庫，建設(shè)課程網(wǎng)頁，供學(xué)生學(xué)習(xí)查閱。課程學(xué)習(xí)庫的內(nèi)容包括基礎(chǔ)知識與動態(tài)更新的研究前沿、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展信息，各種相關(guān)的視頻資料等。

3.考核方式改革

建立體現(xiàn)過程學(xué)習(xí)的考核機制，成績組成多元化。相關(guān)的舉措包括，開展隨堂小測驗，督促學(xué)生及時掌握最基本的概念、原理和重要的知識點。推薦課后的視頻資料和文字資料學(xué)習(xí)，寫讀后感，開闊學(xué)生知識面，激發(fā)獨立思考。多輪分組報告討論，給學(xué)生指定基本閱讀資料，指定討論主題，鼓勵在基本閱讀資料的基礎(chǔ)上深入調(diào)研，這樣學(xué)生熟悉內(nèi)容，可以在各組橫向?qū)Ρ群拖嗷W(xué)習(xí)，在多次的報告中，各組也可以進(jìn)行縱向比較。撰寫課程論文，明確論文的格式等要求。

四、課程教學(xué)方法探索

1.圍繞中心，突出重點

若知識點零散，聽課時不容易理解，也不利于形成長久記憶。因此每次課，明確主題，先介紹主題，授課內(nèi)容圍繞主題開展，各知識點以主題為線索串聯(lián)起來，知識點之間的承接和內(nèi)在邏輯充分交代清楚，這樣容易吸引學(xué)生的注意力，引導(dǎo)學(xué)生思路，提升教學(xué)效果。知識點的選擇緊緊圍繞主題，不求面面俱到，不求多，重在講清楚主題，為主題服務(wù)，通過一個個主題，清晰構(gòu)建起課程體系，拋磚引玉，為以后的工作學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

2.運用各種教學(xué)方法，使課程內(nèi)容形象化，通俗化

采用多媒體教學(xué)，PPT課件盡可能圖表化，廣泛搜尋視頻資源，使抽象的內(nèi)容可視化。學(xué)習(xí)和實踐各種教學(xué)方法，將反轉(zhuǎn)課堂、對分課堂等各種形式，結(jié)合到課堂教學(xué)中，提高學(xué)生參與程度和積極性。多設(shè)置問題，以問題為導(dǎo)向，吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)思路，提升學(xué)習(xí)的興趣。

3.立足學(xué)生特點，提升教學(xué)效果

大部分學(xué)生材料專業(yè)基礎(chǔ)薄弱，課堂講解盡可能采用淺顯的語言，結(jié)合已有的知識，聯(lián)系生活實際，將每一個知識點講透。通過課程內(nèi)容庫，將課堂講授與課后自學(xué)有機結(jié)合起來，滿足學(xué)生不同層次的學(xué)習(xí)需求，提高學(xué)習(xí)效率。

學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性弱是普遍存在的問題，這個問題不容易改變，但是不能放任，通過將學(xué)習(xí)任務(wù)具體化，明確化來提高學(xué)習(xí)效果，不給學(xué)生過多的自由裁量。譬如，對于開放式的調(diào)研討論作業(yè)，學(xué)生往往流于形式，隨便從互聯(lián)網(wǎng)下載一個課件，應(yīng)付了事，針對這個問題，給學(xué)生發(fā)放質(zhì)量較高的閱讀資料，明確匯報PPT制作的要求，書面報告的書寫格式和其他要求等。學(xué)生通過資料閱讀，對作業(yè)主題會有相對深入的了解，部分學(xué)生會循著閱讀資料提供的線索，開展進(jìn)一步的調(diào)研和學(xué)習(xí)，有利于提高作業(yè)效果，增進(jìn)對課程的理解。作業(yè)要求明確具體，學(xué)生便會按照要求完成，提高作業(yè)的完整性和質(zhì)量。研討后，對作業(yè)情況進(jìn)行細(xì)致總結(jié)。學(xué)生可以從作業(yè)過程中獲得豐富知識、鍛煉能力等多方面的體驗和收獲，提升效果。

五、結(jié)束語

《納米材料》研究生課程依據(jù)課程知識體系，學(xué)生的特點，精選授課內(nèi)容，建立分層次課程學(xué)習(xí)庫，開展各種教學(xué)方法探索，探索有效的考核方式，將納米材料這一時代發(fā)展的熱點，完整、有效地傳遞給學(xué)生，使他們能從課程中學(xué)到扎實的基礎(chǔ)知識，了解應(yīng)用，擴大視野，提升認(rèn)知，提高分析解決問題能力，增強創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜山，鞠思婷等著，納米，科學(xué)普及出版社，2013