功能材料課程教學方法的實踐范文

本站小編為你精心準備了功能材料課程教學方法的實踐參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：

功能材料課程涉及范圍廣、教學內容多、更新速度快，傳統的教學方法難以滿足本課程的教學需求。根據功能材料課程的特點，我們提出了專題教學與主題探討相結合、學生講授與教師總結相結合、理論教學與實驗教學相結合、生活認知與教學內容相結合、基礎知識與最新進展相結合等“五個結合”教學方法，以促進本課程教學質量的提高。

關鍵詞：

功能材料；教學方法；教學探索

材料是具有一定性能，可以用來制作器件、構件、工具、裝置等物品的物質，是人類一切生產和生活活動的物質基礎。一種新材料的出現，常常引起生產力大發展，推動社會進步。材料科學是一門研究領域十分寬廣的學科，涉及結構材料和功能材料兩大類。功能材料是指具有特定的電、磁、聲、光、熱、濕、氣、生物等特性的一大類材料，涉及的面寬、用途廣，主要用于制造信息、能源、電工、電子、通訊、計算機、儀器、儀表、航空航天、生物醫療等領域的功能元器件，可以實現對能量和信號的吸收、存儲、傳感、控制、處理、轉換、傳送和發射等功能[1]。《功能材料》是我校金屬材料工程專業發展平臺重要課程。學生通過該課程的學習，開闊視野、拓展思路，同時，本課程突破了傳統專業教學內容的局限。但由于該課程理論難度大、覆蓋范圍廣、課時量有限，教學的方式方法面臨挑戰，本文結合教學實際，提出“五個結合”的教學方法，并進行了有益的探索與實踐。

一功能材料課程的教學思路

功能材料課程是學生已經學習了《材料科學基礎》等專業基礎課的基礎上開設的，學生已經對材料的組成、結構、制備、性能和應用及其相互之間的關系有了一定的認識，本門課程調動學生的學習積極性應該從知識活、內容新上下功夫，以此認識功能材料功能應用的機理，闡明材料組成、結構與性能之間的關系，挖掘功能材料在生產、生活中的應用，甚至反過來，從應用中的功能材料的功能性的表象進行總結，測試分析其成分、組織和結構，再對其功能性進行解釋和探討。隨著時代的進步及科學技術的發展，功能材料已經被應用到各行各業中，功能材料種類繁多，且在不斷完善和更新，功能材料的授課，必須關注生活、關注學術前沿，將生活中見到的新產品、科研上的新方法、研究獲得的新成果擴展到教學內容中，才能激起學生的學習共鳴[2]。功能材料課程信息量大、系統性不強、更新速度快，由于學時有限，不可能面面俱到。在保證完成基礎理論知識教學的情況下，開拓學生視野、擴大學生知識面，根據我校金屬材料工程專業面向地方培養應用技術人才的目標及專業前期課程開設情況，我們重點選取超導材料、儲氫合金、形狀記憶合金、磁性材料、非晶態合金、半導體材料、微電子器件材料、光學材料、精細功能陶瓷、納米材料、功能轉換材料等專題的內容進行講述。為改善教學效果，從功能材料的角度培養學生提出分析、分析問題和解決問題的能力，我們提出將專題教學與主題探討相結合、學生講授與教師總結相結合、基礎理論與實驗教學相結合、生活認知與教學內容相結合、基礎知識與最新進展相結合。

二功能材料課程的教學探索

（一）專題教學與主題探討相結合

功能材料課程最適合專題講座式教學，每一類功能材料均可以做一個專題進行講解，從該功能材料的機理、分類、結構、應用及進展等進行闡述，層次清楚、脈絡清晰，學生很容易從宏觀上把握該種功能材料，但是核心內容卻容易忽略。由于本課程涉及的功能材料在我們的日常生活中、影視資料中或多或少都能接觸到，結合教材提供的資料，基本上所有的同學都能參與到討論中。如：在學習“超導材料”一章時，一個班42名學生，分成6組，每組7人，分別討論了“什么樣的材料是超導材料?”、“為什么這些材料具有超導電性？”“超導材料有用嗎？”，同學之間、師生之間通過一節課的討論和探究，相互啟發、相互幫助、相互影響和相互補充，答案已經十分清楚，教師再加以梳理，并對學生理解不透的地方進行系統闡述，完全可以讓學生對超導材料有深入的認識。

（二）學生講授與教師總結相結合

學生通過小組組隊自學學習自己感興趣的專題或其中的小節，然后將自己所學、理解的內容講授給其他同學，這是一種有效的學習方式。學習功能材料課程的學生為大三學生，已經具備材料科學相關基礎的知識，并具有一定的自學能力，能夠通過查找、閱讀文獻創造性地將當前研究的熱點、出現的新材料或自己感興趣的方向進行總結，在教師指導下制作成演示文稿，小組選出一人在課堂上為其他同學做報告。從而使學生達到在親身體驗中對外部信息的收集、整理、加工、反饋、調整和內化，加深學生對所學知識、理論的理解，搭建合理有效的認知結構，且學生通過自己的努力了解了該領域的最新發展動態和國際前沿，得到教師和同學的肯定了激發學生的興趣。此外，學生參與講授的教學方法有利于學生解開思維定勢、條條框框的枷鎖，能夠比較自由的進行思維和表達，為學生提供了培養創新意識的環境和機會，《功能材料》這門課程涉及知識面廣，學生發揮空間大，能有效的滿足學生的好奇心、表現欲和成就感。最后，學生參與講授的教學方法豐富了學生的情感、精神體驗，教學過程容易形成師生共鳴的局面，通過講授后對其他同學問題的解答、討論及教師的補充和總結，有利于激起學習的熱情，在民主、平等的氛圍中學生更愿意提出自己的想法和觀點，能從學習中體驗到興奮和快樂，容易使其他學生受到感染，能夠增強參與意識，體會到合作的樂趣，增加師生、生生之間的友情。

（三）理論教學與實驗教學相結合

《功能材料》是一門理論性與實踐性都很強的課程，每一種功能材料的功能特性都基于自身的理論基礎，學習功能材料的基礎理論困難且不易理解。結合理論課程的學習，穿插實驗教學環節，可以讓學生從現象出發，逐步深入認識功能材料其功能應用的機理。我們結合現有的儀器設備，根據課程內容、學生認識的需要，有針對性的進行了實驗項目的開發設計。開發的實驗項目，如：儲氫合金的吸釋氫性能實驗、新型合金材料的設計與制備實驗、活性氧化鋁對溶液中氟離子的選擇性吸附實驗、材料成型及熱電材料的溫度檢測等實驗項目。另外，對于沒有條件開設的實驗項目，采用觀看視頻的形式觀看實驗過程及現象。通過實驗教學，學生加深了對基礎理論的理解和認識。

（四）生活認知與教學內容相結合

功能材料是物理、化學、電子、生物等科學的交叉學科，涉及范圍廣，教學內容多。按材料成分分類，包括：金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料及復合功能材料；按功能特性分類，包括：物理功能材料（如：光學材料、電子材料、磁性材料、聲光材料、熱電材料等）、化學功能材料（如：感光材料、催化材料、儲能材料、可降解材料等）、生物材料（如：生物醫藥材料、仿生材料等）和核功能材料等。雖然課程內容多，但是每一種功能材料幾乎都能在實際生活中找到相應的應用實例，例如：學習光學材料時，以日常生活中經常見到的日光燈、眼鏡、光纖、熒光粉、液晶等學生經常看到的材料來進行講解，而學習磁性材料時，則以硅鋼片、磁盤、磁帶等為突破口著手進行學習[3]。將課程中每類功能材料的“制備—結構—性能—應用”等各個方面的學習，融入到對日常生活材料的認識、解釋及設計，不僅能有效提高學生的學習興趣，同時改變學生對學習課程知識無用的觀念。

（五）基礎知識與最新進展相結合

到目前為止，功能材料層出不窮，已經得到了突破性的進展，而且功能材料一直材料科學與工程領域最為活躍的部分，教材更新的速度遠遠跟不上功能材料發展的速度。因此，在學習某類功能材料時，這就要求將這類功能材料的基礎知識與目前的最新的前沿動態緊密結合起來，把最新的科研成果帶到課堂中，讓學生第一時間了解本課程的進展情況，提高學生的學習興趣。例如，在儲氫合金研究方面，我校教師在稀土系AB3~3.5型無鎂合金、金屬鋁氫化物貯氫材料動力學及電化學性能方面的研究成果比較突出，相關結果成果已經發表在“JournalofRareEarths”等期刊上，將這些內容帶入課堂，使學生零距離接觸科研最新前沿動態。此外，功能材料的研究并非一帆風順、一蹴而就的，這是一個逐漸被認識和完善的過程，例如，在學習儲氫材料時，從對“單壁碳納米管儲氫”的提出、實驗、分析、討論、再實驗、理論否認等歷史事件中認識功能材料研究的歷程。

三結語

功能材料課程教學過程中，需要教師自身及時補充新知識，準確把握該領域的研究前沿，提升自身素質。根據課程特點進行教學方法的改革是高等教育教學改革的重要組成部分，而提高學生的課堂參與性、互動性是教學方法改革的主要方向。充分發揮以上“五個結合”的教學方法，不僅可以順利完成本課程規定的教學要求，而且能使學生充分的參與到課程的教學過程中，形成正確的學習態度，實現良好的教學效果。

參考文獻

[1]　殷景華,王雅珍,鞠剛等.功能材料概論.哈爾濱工業大學出版社,2009.

[2]　雷艷秋,趙文芝,田福利等.功能材料課程教學探索與實踐.廣州化工,2013,41(22):174-175,184.

[3]　連慧琴,崔秀國.功能材料導論課程教學探索與實踐.科教文匯,2013,(4):66-67.

作者：李德貴 單位：百色學院材料科學與工程學院