胡先海,李 真，朱紹峰，劉 瑾，陳建利

(安徽建筑大學(xué) 材料與化學(xué)工程學(xué)院，安徽合肥 230601)

目前，傳統(tǒng)教學(xué)方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了對于材料研究方法課程教學(xué)的需要，為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，改善教學(xué)效果[1]。近年來，筆者將研究性學(xué)習(xí)引入材料研究方法教學(xué)過程中，將課程的重點從對儀器的結(jié)構(gòu)功能和基本原理的認(rèn)識調(diào)整到對不同樣品微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分分析研究方面，目的使學(xué)生將所學(xué)理論和實際應(yīng)用有效結(jié)合起來，提高學(xué)習(xí)效率，改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，為材料研究方法教學(xué)改革進(jìn)行有益的探索。

所謂研究性學(xué)習(xí)是一種適應(yīng)新時代教育要求的新型學(xué)習(xí)方式，是指在教師指導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)各自的興趣、愛好，選擇不同研究課題，獨立自主或相互協(xié)作開展研究，從中培養(yǎng)創(chuàng)新和創(chuàng)造能力的一種學(xué)習(xí)方式[2-4]。材料研究方法課程中開展研究性學(xué)習(xí)的改革，將課程內(nèi)容與學(xué)生的研究課題有機(jī)結(jié)合，兩者相互促進(jìn)、相互驗證，是提高課程教學(xué)質(zhì)量非常有效手段和方法。下面將探討材料研究方法教學(xué)工作中開展研究性學(xué)習(xí)的形式與主要過程。

1 優(yōu)化課程內(nèi)容

材料研究方法的理論授課內(nèi)容抽象、難于理解，被譽(yù)為材料類專業(yè)課學(xué)習(xí)難度最大的課程之一[5]。該課程主要介紹材料成分、結(jié)構(gòu)、微觀形貌等分析和測試的基礎(chǔ)的科學(xué)。內(nèi)容涉及無機(jī)非材料、高分子材料和金屬材料三大材料領(lǐng)域，主要包括色譜分析、光譜分析、電子能譜分析、衍射分析、電鏡分析五大類分析方法。盡管這些分析方法相對獨立，但是各種分析之間也存在千絲萬縷的聯(lián)系。因此，針對本課程內(nèi)容間存在的聯(lián)系，對課程內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化，先行著重講解色譜分離，再講解光譜、電子能譜和衍射對結(jié)構(gòu)分析，最后講解電鏡對微觀結(jié)構(gòu)和形貌觀察。

實驗教學(xué)是教學(xué)過程中設(shè)置重要環(huán)節(jié)，讓學(xué)生對大型設(shè)備的構(gòu)造原理和操作方法具有直觀和深入的認(rèn)識，達(dá)到與理論相輔相成的作用。從以前的教學(xué)的效果來看，設(shè)置的實驗課沒有完全發(fā)揮出實驗教學(xué)的效果。近年來，隨著學(xué)院的整體科研水平提高，獲批的國家、省、市以及廳里的項目逐年增加，且與企業(yè)開展了全面的“產(chǎn)科研”合作。因此，我院的學(xué)生有更多機(jī)會參與到科研項目中。通過改變傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法，結(jié)合科研項目學(xué)生自主選擇實驗。在老師指導(dǎo)下，從原料的選擇和樣品制備開始，對材料的成分、結(jié)構(gòu)及性能等進(jìn)行分析。最后，通過課程所學(xué)內(nèi)容對實驗數(shù)據(jù)綜合分析，撰寫實驗報告。實驗過程中加深和鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣，提高學(xué)生的理論水平和科研素質(zhì)。

2 改革教學(xué)模式

材料研究方法課程教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)需要科研項目支撐，還要在實驗室和儀器在時間和空間的全方位配合。研究性學(xué)習(xí)的核心是“研究”和“學(xué)習(xí)”，學(xué)生不但自主學(xué)習(xí)課程內(nèi)容和參與課題研究，還需要把兩者有機(jī)結(jié)合，學(xué)生的理論水平和實驗動手能力將得到顯著提高[6]。主要從4個方面進(jìn)行探索：

第一，根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)定研究課題，指導(dǎo)學(xué)生按照學(xué)習(xí)-研究-學(xué)習(xí)的流程展開研究性學(xué)習(xí)活動，培養(yǎng)學(xué)生從理論結(jié)合實際的能力。

第二，通過本專業(yè)開設(shè)綜合設(shè)計性實驗提出研究課題，引導(dǎo)學(xué)生將自主設(shè)計實驗方案與課程內(nèi)容相結(jié)合，增加學(xué)生在實驗過程中的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。

第三，通過生活和生產(chǎn)實際問題設(shè)定課題，使學(xué)生體會到研究性學(xué)習(xí)的實用價值，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)興趣和創(chuàng)造力。

第四，利用科研項目，讓學(xué)生自主設(shè)計研究方案，在教師的指導(dǎo)下自主開展研究性學(xué)習(xí)，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。

為了拓展材料研究方法課程的知識廣度和深度，培養(yǎng)學(xué)生對課程的興趣，增強(qiáng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。改革和重新設(shè)計材料研究方法教學(xué)方法和方式，研究性學(xué)習(xí)是探索改革教學(xué)方法和方式的重要內(nèi)容。改革教學(xué)方法和方式，在于改變傳統(tǒng)的單純“講授性”教學(xué)為“課程學(xué)習(xí)-研究課題確定-實驗驗證-課程學(xué)習(xí)”的研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)方式。如下圖1

圖1 研究性學(xué)習(xí)教學(xué)主要模式

3 設(shè)計教學(xué)過程

根據(jù)材料研究方法實踐和應(yīng)用性強(qiáng)的特點，運(yùn)用課程教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)來解決學(xué)生實踐和應(yīng)用性不足的問題。學(xué)生通過課程內(nèi)容、綜合設(shè)計性實驗、生產(chǎn)和生活、科研項目等方面，將科研融入到課堂教學(xué)中，使每個學(xué)生通過具體研究項目進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。充分挖掘課程內(nèi)容和研究課題之間的聯(lián)系，積極開展研究性學(xué)習(xí)，從而激發(fā)學(xué)習(xí)積極性、提高學(xué)生的綜合分析問題能力、加強(qiáng)了對所學(xué)知識的理解[7]。

第Ⅰ階段研究項目選定。老師將課程上的具體教學(xué)內(nèi)容，通過創(chuàng)設(shè)問題、假設(shè)或猜想等形式，改變成具有“可探究性”的研究內(nèi)容[8]。引導(dǎo)學(xué)生通過研究學(xué)習(xí)去解決問題。

第Ⅱ階段研究性學(xué)習(xí)實施階段。針對老師提出的問題，學(xué)生通過對課程內(nèi)容充分理解和掌握，再廣泛收集相關(guān)資料和深入的思考和研究，提出解決問題的方案。通過課題研究對提出的問題進(jìn)行驗證。

第Ⅲ階段總結(jié)階段。研究性學(xué)習(xí)結(jié)束后，在教師引導(dǎo)下，全班集體討論課程內(nèi)容和課題研究相互關(guān)系，最后以論文的形式寫出自己的研究性學(xué)習(xí)報告。學(xué)生自主學(xué)習(xí)、思辨、質(zhì)疑、分析和解決問題能力得到提升。

4 教學(xué)效果

開展研究性學(xué)習(xí)前后學(xué)生考核成績和問卷調(diào)查評分的比較見表1?？梢钥闯鲩_展研究性學(xué)習(xí)后，學(xué)生考核成績和問卷調(diào)查評分明顯提高，并隨著開展時間的增加，效果越明顯。說明研究性學(xué)習(xí)的開展，提高學(xué)生的理論水平，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣。

表1 開展研究性學(xué)習(xí)前后學(xué)生考核成績和問卷調(diào)查評分的比較

5 總結(jié)

研究性學(xué)習(xí)在材料研究方法教學(xué)過程中的開展，明顯體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位，不僅改善了課程的教學(xué)效果，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究的激情，拓展了學(xué)生的視野，提升了學(xué)生的創(chuàng)新意識和解決綜合問題的能力，為創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。目前，對于材料研究方法課程教學(xué)過程中開展研究性學(xué)習(xí)的方式和方法仍不夠完善，仍需進(jìn)一步的探索。