新形勢(shì)下“材料物理”課程中多元化教學(xué)模式的實(shí)踐與思考

1、新形勢(shì)下“材料物理課程中多元化教學(xué)形式的理論與考慮材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)是材料科學(xué)與現(xiàn)代化學(xué)等多門(mén)學(xué)科互相穿插、浸透開(kāi)展形成的具有強(qiáng)大活力的新興穿插學(xué)科，是運(yùn)用材料化學(xué)的根本理論和方法研究材料的制備、組成、構(gòu)造、性質(zhì)及應(yīng)用的學(xué)科。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)開(kāi)展和科學(xué)前沿領(lǐng)域中都起著不可替代的重要作用。材料物理是材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)根底課，是學(xué)生在修完大學(xué)物理、無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、材料化學(xué)、材料合成化學(xué)等有關(guān)課程后，開(kāi)設(shè)的一門(mén)起承前啟后作用的專(zhuān)業(yè)根底課，具有很強(qiáng)的理論性和理論性1。目的主要是讓材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生理解利用物理學(xué)的方法處理材料科學(xué)中問(wèn)題。學(xué)會(huì)從物理學(xué)的一些根本概念、根本原理、根本定律出發(fā)，說(shuō)明

2、材料的微觀構(gòu)造、組織形貌、原子電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及它們與材料性能和成分之間的關(guān)系。該課程要求理解材料的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)以及材料的功能轉(zhuǎn)換等內(nèi)容。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)能深入理解材料的各種性能及主要影響因素，并能在材料研究中建立相應(yīng)的物理模型，闡述材料構(gòu)造、性能和它們?cè)诟鞣N外界條件下發(fā)生的變化及其變化規(guī)律。該課程的教學(xué)效果對(duì)學(xué)生在金工實(shí)習(xí)、消費(fèi)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)等后續(xù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)具有較深遠(yuǎn)的影響。該課程最大的特點(diǎn)是涉及的知識(shí)面廣、信息量大、應(yīng)用性強(qiáng)，涉及的理論知識(shí)比擬抽象，因此給老師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)都帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。而新形勢(shì)下，培養(yǎng)高質(zhì)量的創(chuàng)新型人才是當(dāng)前我國(guó)高等教育最為重要的歷

3、史責(zé)任。然而，傳統(tǒng)教學(xué)中的填鴨式等問(wèn)題，不利于學(xué)生創(chuàng)新性思維的開(kāi)發(fā)。因此，教學(xué)方法的改革迫在眉睫。教學(xué)過(guò)程是通過(guò)老師的教與學(xué)生的學(xué)互相有效地互動(dòng)配合實(shí)現(xiàn)的，因此教學(xué)方法在教學(xué)活動(dòng)中起到關(guān)鍵的作用。在?材料物理?的教學(xué)過(guò)程中，關(guān)注學(xué)生才能的培養(yǎng)，摒棄傳統(tǒng)填鴨式灌輸?shù)慕虒W(xué)方法，采用多元化立體的教學(xué)形式，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，啟發(fā)學(xué)生自主考慮，以問(wèn)題為導(dǎo)向開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)才能、創(chuàng)新意思和科學(xué)思維方式。1優(yōu)化多媒體輔助教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣材料物理課程具有學(xué)科知識(shí)面寬、概念抽象、公式復(fù)雜、理論性強(qiáng)并且難于理解等特點(diǎn)，而傳統(tǒng)的板書(shū)式教學(xué)手段由于其單調(diào)、枯燥、抽象等缺點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)厭學(xué)甚至棄

4、學(xué)等消極情緒，大大地降低了教學(xué)效果。而多媒體輔助教學(xué)是集圖、文、像、色、聲為一體的現(xiàn)代教育技術(shù)，可使抽象復(fù)雜難以理解的理論知識(shí)，以直觀生動(dòng)地形式表現(xiàn)出來(lái)，增強(qiáng)了課堂教學(xué)的興趣性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱枕，使得學(xué)生自主地學(xué)習(xí)知識(shí)，進(jìn)步了教學(xué)效果。針對(duì)較為抽象易混淆的概念，可以采用動(dòng)畫(huà)模擬的方式幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)框架，加深理解。比方，晶體塑性形變的兩種根本形式是滑移和孿晶，很難用學(xué)生的既往知識(shí)經(jīng)歷來(lái)理解和區(qū)分，因此，采用動(dòng)畫(huà)模擬演示和同步講解功能的微視頻講解，直觀地表達(dá)出兩者的差異，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的空間想象力，營(yíng)造體驗(yàn)式教學(xué)情境，瓦解傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空障礙，幫助學(xué)生加深理解，在腦海中留下畫(huà)面。例如，吸聲材料中

5、關(guān)于焦點(diǎn)這局部知識(shí)時(shí)，導(dǎo)入北京天壇公園的回音壁和三音石等圖片和視頻，一方面加深學(xué)生對(duì)根底理論知識(shí)的理解，另一方面可以對(duì)學(xué)生進(jìn)展人文教育，理解中國(guó)古人的聰明才智，并關(guān)注非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的保護(hù)等社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題。值得注意的是，多媒體教學(xué)并不是時(shí)時(shí)處處都合適的教學(xué)手段，針對(duì)一些公式的推導(dǎo)，例題以及課后習(xí)題的講解過(guò)程，需要結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)形式，循序漸進(jìn)的分析講解，給予學(xué)生充足的時(shí)間去考慮、理解和解決相關(guān)問(wèn)題。2引入課題式教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性材料物理課程知識(shí)內(nèi)容較為抽象，內(nèi)容繁雜，以老師為主的教學(xué)形式開(kāi)展教學(xué)，較難調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，常常達(dá)不到理想的教學(xué)效果，而作為一門(mén)理論與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合較嚴(yán)密的專(zhuān)業(yè)根

6、底課，利用課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，不但可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，還可以鍛煉學(xué)生應(yīng)用知識(shí)處理問(wèn)題的思維方式和自主探究才能。課題式教學(xué)方法屬于構(gòu)建性的教學(xué)，是一種嶄新的啟發(fā)式教學(xué)形式。課題式教學(xué)方法是指在學(xué)生具備一定知識(shí)儲(chǔ)藏后，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，選擇和確定專(zhuān)題進(jìn)展科學(xué)研究，在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生主動(dòng)地搜集文獻(xiàn)、獲取知識(shí)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。這種教學(xué)方法可以迎合當(dāng)今社會(huì)對(duì)高素質(zhì)、全方面、具有創(chuàng)造力的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求。課題式教學(xué)注重問(wèn)題導(dǎo)向，有助于進(jìn)步學(xué)生思維程度，獲取實(shí)用方法。因此，在傳統(tǒng)教學(xué)形式的根底上，采用探究性的課題式教學(xué)形式，以課題為載體、問(wèn)題為導(dǎo)向、學(xué)生為主體、老師為引導(dǎo)，注重學(xué)

7、研結(jié)合和思維訓(xùn)練，有助于學(xué)生開(kāi)展體驗(yàn)式的學(xué)習(xí)形式，在自主考慮、小組合作的過(guò)程中，學(xué)習(xí)知識(shí)，培養(yǎng)思維方式，開(kāi)展與人協(xié)作的精神，鍛煉科學(xué)研究的素養(yǎng)，最終在知識(shí)與技能、情感與價(jià)值觀等方面得到全面的培養(yǎng)鍛煉。結(jié)合材料物理的內(nèi)容特點(diǎn)，課題可以分為材料的力學(xué)、材料的熱學(xué)、材料的電學(xué)、材料的磁性、材料的光學(xué)、材料的聲學(xué)六大類(lèi)，設(shè)置課題，如集成電路用基片材料、LED發(fā)光顯示材料的開(kāi)展、高溫超導(dǎo)材料的應(yīng)用、單分子磁體的研究現(xiàn)狀、光纖通訊材料的開(kāi)展、航天航空復(fù)合材料的選娶生物材料、儲(chǔ)能材料的研究現(xiàn)狀、太陽(yáng)能電池的開(kāi)展等。由學(xué)生自由選擇合作學(xué)習(xí)小組，學(xué)習(xí)小組內(nèi)部確定個(gè)人分工，開(kāi)展對(duì)該領(lǐng)域的研究背景與研究意思、當(dāng)前難

8、以打破的技術(shù)瓶頸以及研究熱點(diǎn)的文獻(xiàn)調(diào)研。在此過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)個(gè)人搜集材料、小組討論的方式，一方面鍛煉了學(xué)生獲取知識(shí)、提取和選擇有關(guān)知識(shí)的能本文由論文聯(lián)盟搜集整理力，另一方面小組內(nèi)部的協(xié)調(diào)討論，有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。最終可以選擇通過(guò)撰寫(xiě)專(zhuān)題文獻(xiàn)調(diào)研報(bào)告、小組討論與辯論、開(kāi)展相關(guān)專(zhuān)題的大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)等方式，引導(dǎo)學(xué)生自主地參加學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生可以體驗(yàn)到考慮問(wèn)題，獨(dú)立解決問(wèn)題的快感和成就感，體會(huì)科學(xué)研究的過(guò)程和思維方式。另一方面，還可以引導(dǎo)學(xué)生參加科研工程，整體提升學(xué)生創(chuàng)新才能和動(dòng)手才能。在課題式教學(xué)活動(dòng)的過(guò)程中，可以潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的批判性、創(chuàng)造性思維、團(tuán)體意識(shí)以及科學(xué)探究精神，完成傳統(tǒng)教學(xué)

9、達(dá)不到的教學(xué)效果。3開(kāi)展學(xué)生講授，集中討論的模擬教學(xué)形式，全方位培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)傳統(tǒng)的教學(xué)形式中，主要是老師在講臺(tái)上講，學(xué)生相比照擬被動(dòng)地聽(tīng)，由于課程內(nèi)容比擬深?yuàn)W和抽象，很多學(xué)生在課堂上較難跟上老師的思路和節(jié)奏，因此出現(xiàn)精力不集中、頭腦僵化、困倦等問(wèn)題，由此惡性循環(huán)，最終喪失學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力，導(dǎo)致教學(xué)效果降低。古人云：師者，傳道授業(yè)解惑也。授人以魚(yú)不如授人以漁。而老師除了完成傳道受業(yè)的責(zé)任外，還要激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，要教會(huì)學(xué)生處理問(wèn)題解決問(wèn)題的策略和才能。因此，開(kāi)發(fā)以學(xué)生為主體的教學(xué)形式，為學(xué)生提供更多的自主學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間，改變學(xué)生被動(dòng)的學(xué)習(xí)方式，從而到達(dá)事半功倍的效果。針對(duì)有些能引起學(xué)

10、生興趣的內(nèi)容，采取模擬教學(xué)形式，由學(xué)生講授、課堂討論的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的承受與消化吸收，在此過(guò)程中，一方面學(xué)生會(huì)積極主動(dòng)地去預(yù)習(xí)、搜集材料、分析知識(shí)內(nèi)容的邏輯性與連接性，在過(guò)程中，學(xué)生需要去理解知識(shí)的來(lái)龍去脈，可以引導(dǎo)學(xué)生去搜集一些材料科學(xué)名人的科研事跡，去學(xué)習(xí)前輩們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的科學(xué)思維，為學(xué)生們提供一些生活中的應(yīng)用實(shí)例，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)內(nèi)容的同時(shí)，加深對(duì)根本概念的理解，體會(huì)知識(shí)的重要性和實(shí)用性。另一方面，在進(jìn)展角色互換的同時(shí)，可以鍛煉學(xué)生的表達(dá)才能，組織語(yǔ)言的才能，去理解學(xué)習(xí)的過(guò)程，理解老師備課、授課的整個(gè)過(guò)程，感受老師在其中的努力，培養(yǎng)學(xué)生體恤和尊重別人的品質(zhì)，到達(dá)情感與價(jià)值觀的教育目的。比方，可以讓學(xué)生去理解中國(guó)科技大學(xué)謝毅院士關(guān)于熱釋電材料方面的工作，介紹中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所張洪杰院士在高性能稀土發(fā)光材料的研究工作，北京大學(xué)高松院士在高密度磁存儲(chǔ)材料等方面的研究等，這樣不但拉近了學(xué)生與科研世界的間隔 ，讓學(xué)生們理解當(dāng)前科研的前沿方向和課題，去理解所學(xué)知識(shí)的必要性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的動(dòng)力和興趣。4結(jié)語(yǔ)隨著時(shí)代的變遷和科技的進(jìn)步，新形勢(shì)下社會(huì)對(duì)大學(xué)生的要求也發(fā)生了改變，因此要求作為老師也要不斷地去學(xué)習(xí)和探究合適現(xiàn)階段學(xué)生的教學(xué)形式。不摒棄傳統(tǒng)教學(xué)方法，也要不斷地考慮與改革，去交融新的教育理念，