岳蘭

[摘 要] 針對納米材料與技術(shù)課程理論教學(xué)中存在的問題，通過精心編輯教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、引入多樣化的教學(xué)形式以及完善考核評價(jià)等教學(xué)改革，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，拓展學(xué)生的前沿科學(xué)視野，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新思維以及敢于攻堅(jiān)的科學(xué)精神，從而有效提升課堂教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞] 納米材料與技術(shù);教學(xué)質(zhì)量;人才培養(yǎng)

[基金項(xiàng)目] 2016年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“新型柔性銀基透明導(dǎo)電多層膜用于非晶氧化物薄膜晶體管中源/漏電極的研究”（61504031）;2014年度貴州省科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目“新型透明非晶氧化物溝道層薄膜材料的研究”（黔科合LH字〔2014〕7388）

[作者簡介] 岳 蘭（1982—），女，湖北孝感人，博士，副教授，研究方向?yàn)榘雽?dǎo)體薄膜材料及器件。

[中圖分類號] G642.4? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）42-0254-03? ? [收稿日期] 2020-02-19

引言

21世紀(jì)以來，納米材料與技術(shù)的發(fā)展為新材料的開發(fā)注入了新活力，其對信息、能源、生物、環(huán)境、醫(yī)學(xué)、國防等高科技領(lǐng)域影響深遠(yuǎn)，是未來新技術(shù)發(fā)展的重要源泉[1-3]。因此，納米材料與技術(shù)作為高校材料類本科專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)選修課，是學(xué)生掌握納米材料與技術(shù)的基本概念、技術(shù)方法、基礎(chǔ)理論和發(fā)展趨勢的主要方式，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和科研素養(yǎng)的重要途徑[4，5]。然而，多年的教學(xué)中卻面臨如下問題：①教學(xué)內(nèi)容缺乏時(shí)效性，關(guān)于學(xué)生情感教育的課堂內(nèi)容設(shè)計(jì)更是甚少關(guān)注;②教學(xué)方法和形式單一，仍以教師講授為主，無法激發(fā)學(xué)生深入學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生常常停留于布魯教學(xué)目標(biāo)分類法[6]中較低的認(rèn)知層次——記憶和理解;③考核評價(jià)方式不全面（往往以期末試卷和出勤為主），無法反映出學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)效果，學(xué)生來上課是為了“獲取學(xué)分”的“混校生”。因此，本文結(jié)合長期的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從課程內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)方法和考核評價(jià)進(jìn)行了有益的改革，以提高本課程的教學(xué)質(zhì)量。

一、豐富課程內(nèi)容激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

（一）引入最新科研成果不斷更新課程內(nèi)容

隨著納米科技的發(fā)展，新材料、新現(xiàn)象和新理論層出不窮。根據(jù)納米科技呈現(xiàn)的新成果，結(jié)合社會(huì)發(fā)展需求和材料類本科學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，應(yīng)不斷審視課程內(nèi)容，吐故納新，引入前沿性的新知識(shí)：①本課程在量子效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)的安排上，相關(guān)教材上的實(shí)例普遍較少，不利于學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的深入理解;②對于特殊結(jié)構(gòu)納米材料的介紹，書本上僅局限于單一的介孔材料;③納米科技發(fā)展史的介紹中以文字?jǐn)⑹鰹橹?，缺乏生?dòng)性和趣味性。因此，在上述內(nèi)容中，引入一些國際知名期刊（如：Nano Letters，Nanostructured Materials，Journal of Nanoparticle Research等）報(bào)道的研究成果實(shí)例和研究進(jìn)展，補(bǔ)充和提升教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)這些研究實(shí)例以生動(dòng)的動(dòng)畫或圖片輔助呈現(xiàn)還有效激發(fā)學(xué)生的求知欲。

（二）巧設(shè)課程內(nèi)容促進(jìn)情感教育

我們應(yīng)該承認(rèn)教師的職責(zé)不僅僅局限于知識(shí)的傳授，還應(yīng)注重學(xué)生情感教育[7]。因此，本課程在納米材料的發(fā)展史介紹的內(nèi)容設(shè)計(jì)上，著重于介紹納米材料的來源以及促進(jìn)納米技術(shù)發(fā)展的重大研究成果，從深層面上吸引學(xué)生，提高學(xué)生內(nèi)在持久的學(xué)習(xí)積極性。例如，為了激發(fā)學(xué)生勇于創(chuàng)新的能力，在課程引入時(shí)展現(xiàn)“費(fèi)曼設(shè)想”這個(gè)例子來告訴同學(xué)們很多科學(xué)的原創(chuàng)是來自于大膽的想法;同時(shí)，為了讓學(xué)生感知科學(xué)問題的突破過程，依據(jù)時(shí)間順序，以圖文并茂的形式對納米科技發(fā)展中的突破性進(jìn)展（如：原子力顯微鏡的發(fā)明、納米操縱的實(shí)現(xiàn)、碳納米管的發(fā)現(xiàn)和量子磁盤的研制等）進(jìn)行介紹，實(shí)現(xiàn)學(xué)生熱愛科學(xué)、勇于創(chuàng)新和敢于攻堅(jiān)的精神情感升華。

二、改進(jìn)教學(xué)方法促進(jìn)主動(dòng)學(xué)習(xí)

在教法上注重貫徹“寓教于樂”和“少教多學(xué)”兩項(xiàng)原則。實(shí)踐表明，學(xué)生在積極愉快的情緒下，學(xué)習(xí)效率會(huì)大大提高，并最大限度地激發(fā)其創(chuàng)造性[8]。因此，在教學(xué)中注重將知識(shí)性與趣味性相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生對課程的熱愛。同時(shí)，打破大學(xué)課堂教師“一言堂”注入式的傳統(tǒng)教學(xué)方式，轉(zhuǎn)向啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究和自主學(xué)習(xí)。例如，在引入“納米材料”這一概念時(shí)，通過一段納米涂層應(yīng)用的視頻激發(fā)學(xué)生的好奇心;隨后，教師給出該納米涂層想法來源于同學(xué)們熟悉的自然現(xiàn)象——出淤泥而不染的荷花，讓學(xué)生感知：知識(shí)服務(wù)于生活，并來源于生活;最后，通過設(shè)置“自然界中還有哪些天然的納米材料？”這一問題讓學(xué)生嘗試討論，為了弄明白怎樣的材料才能被稱為納米材料，學(xué)生會(huì)積極主動(dòng)投入到“納米材料”這一重點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí)中。

三、多樣化的教學(xué)形式促進(jìn)深入學(xué)習(xí)

（一）開展專題討論鞏固新知

將全班同學(xué)分成若干小組（3—4人組成），在課堂上針對某一專題開展了小組討論這種新的教學(xué)形式。小組討論的專題內(nèi)容由教師針對課程重難點(diǎn)知識(shí)的內(nèi)容來形成專題。在學(xué)生學(xué)習(xí)完相應(yīng)的知識(shí)之后，教師給出對應(yīng)的專題，讓小組成員課后查閱資料。下一次課的課堂上各小組成員間先進(jìn)行討論，由一名成員作為代表來匯報(bào)本小組討論的結(jié)果。最終，由各小組間互評，教師點(diǎn)評和總結(jié)以實(shí)現(xiàn)全班同學(xué)對新知識(shí)的理解和鞏固。相比傳統(tǒng)教學(xué)中讓學(xué)生完成課后練習(xí)來鞏固新知識(shí)，專題討論的方式更能激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析問題以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。

（二）理論聯(lián)系實(shí)踐揭開抽象知識(shí)的面紗

納米材料與技術(shù)作為涉及材料學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的一門新興學(xué)科，課程中往往涉及較為抽象的知識(shí)點(diǎn)。為了讓學(xué)生深入理解這部分知識(shí)，教學(xué)中我們通過“理論聯(lián)系實(shí)踐”來輔助。例如：①對“小尺寸效應(yīng)”這一抽象概念的引入，課堂上通過多舉實(shí)例（如：實(shí)例1-納米金屬微粒呈黑色，實(shí)例2-納米晶金屬微粒化后熔點(diǎn)發(fā)生變化，實(shí)例3-納米陶瓷呈現(xiàn)良好的韌性），引導(dǎo)學(xué)生嘗試用所學(xué)知識(shí)來解釋所觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，最終用新的知識(shí)修正原有的觀念。即通過設(shè)計(jì)“列舉實(shí)例——發(fā)現(xiàn)問題——?dú)w納新知”的探究過程來化解“小尺寸效應(yīng)”這一知識(shí)點(diǎn)。②關(guān)于“一維納米材料的制備策略”的理解，教學(xué)中則以一維納米材料的典型代表——納米絲、納米棒和納米管為例，介紹其具體的制備方法使學(xué)生理解并歸納出“一維納米材料的制備策略”中涉及的六種思路。這樣的教學(xué)形式讓學(xué)生擺脫了完全依賴教師對知識(shí)講深講透的心理，使學(xué)生成為教學(xué)的主體，學(xué)生通過融合已有知識(shí)來建設(shè)理解的層次結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的再創(chuàng)造過程。

（三）利用網(wǎng)絡(luò)資源拓展科學(xué)視野

當(dāng)今信息大爆炸的時(shí)代，學(xué)會(huì)運(yùn)用認(rèn)知工具探究知識(shí)、學(xué)會(huì)分析和解決問題的本領(lǐng)顯得越來越重要[9]。因此，課程中針對性地選擇知識(shí)點(diǎn)讓培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的能力。例如，對于“納米材料與納米技術(shù)的應(yīng)用”這一章的課程內(nèi)容，教學(xué)中不拘泥于課本，而是讓每一位同學(xué)結(jié)合自身興趣，通過互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫等網(wǎng)絡(luò)資源來調(diào)研某一具體納米材料或納米技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀。最終每一位同學(xué)需要以科技論文的形式來呈現(xiàn)其調(diào)研結(jié)果，并以PPT匯報(bào)的形式在課堂上分享。該教學(xué)過程充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，拓展學(xué)生知識(shí)面和科學(xué)視野，還培養(yǎng)學(xué)生充分利用信息資源的自我學(xué)習(xí)能力、科技寫作能力和表達(dá)能力。

四、完善考核評價(jià)方式，避免“混校生”充斥課堂

傳統(tǒng)考核方式主要以出勤、形式統(tǒng)一的平時(shí)作業(yè)和期末試卷為主。事實(shí)上，這種評價(jià)方式不僅不能真實(shí)反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，還導(dǎo)致不少只關(guān)注學(xué)分的“混校生”充斥課堂。為此，我們引入多元化的考核方式，包括“平時(shí)學(xué)習(xí)態(tài)度”“專題小組討論”以及“科技論文撰寫+PPT匯報(bào)”三大部分組成。其中，“平時(shí)學(xué)習(xí)態(tài)度”部分是通過每一位同學(xué)的出勤和課堂提問互動(dòng)情況來總體評價(jià);“專題小組討論”部分則由小組成員和教師根據(jù)組員在專題討論環(huán)節(jié)呈現(xiàn)的整體素質(zhì)情況來綜合評價(jià);“科技論文撰寫+PPT匯報(bào)”部分則是每一位學(xué)生根據(jù)教師指定的題目（如：調(diào)研某一種納米材料或納米技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀）自己獨(dú)立完成作業(yè)，教師根據(jù)學(xué)生撰寫的科技論文的規(guī)范性、內(nèi)容的充實(shí)性、匯報(bào)的邏輯表達(dá)性、PPT設(shè)計(jì)美觀程度等方面進(jìn)行綜合評價(jià)。通過上述多元化考核模式，激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，避免了傳統(tǒng)考核方式中部分學(xué)生僅靠“抄襲平時(shí)作業(yè)”、刷“出勤率”以及“期末考試前的死記硬背”來“混”學(xué)分的現(xiàn)狀。

五、結(jié)語

本文以提升納米材料與技術(shù)課程教學(xué)效果為目標(biāo)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)形式和考核評價(jià)等方面進(jìn)行教學(xué)改革。通過“引入最新科研成果不斷更新課程內(nèi)容”以及“巧設(shè)內(nèi)容促進(jìn)學(xué)生情感教育”兩方面來精心編輯教學(xué)內(nèi)容以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)其勇于創(chuàng)新、敢于攻堅(jiān)的科研精神;全面貫穿“寓教于樂”和“少教多學(xué)”的教學(xué)原則，引入多樣化的教學(xué)形式（如：“開展專題討論鞏固新知”“理論聯(lián)系實(shí)踐揭開抽象知識(shí)的面紗”和“利用網(wǎng)絡(luò)資源拓展科學(xué)視野”）激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，拓展學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力;通過完善考核評價(jià)方式，避免了只關(guān)注學(xué)分的“混校生”充斥教學(xué)課堂。上述教學(xué)改革，有效提升了課堂教學(xué)質(zhì)量。

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Promotion Strategy of Teaching Quality for the Course on Nanomaterials and Technology

YUE Lan

（School of Materials Science and Engineering，Guizhou Minzu University，Guiyang，Guizhou 550025，China）

Abstract：In order to solve the problem existing in the teaching of Nanomaterials and Technology，we will fully stimulate students' learning initiative and expand their frontier scientific vision through careful editing of teaching content，reform of teaching methods，introduction of diversified teaching methods，and improvement of assessment and evaluation and other teaching reforms to? cultivates students' comprehensive ability，innovative thinking and scientific spirit to tackle tough problems，thereby effectively improving the quality of classroom teaching.

Key words：Nanomaterials and Technology;teaching quality;talent cultivation