研究生《材料物理化学》课程教学改革新探.doc

研究生材料物理化学课程教学改革新探 高等学校的教学工作是研究生培养的中心任务和核心职能。材料物理化学是物理化学与材料化学专业研究生的基础课程。为了提高其教学质量，适应当前科学社会发展的新形势，本文结合教学实践，对该课程的教学目标、教学内容、教学方法和手段以及教学效果评价体系进行了探索性研究。 材料物理化学 研究生教学 教学改革 一、引言 材料物理化学是温州大学材料和物理化学专业研究生的学位必修课程，该课程主要从物理化学的角度论述材料科学与工程的基础理论问题，从共性的科学原理和方法来阐明材料的组成与结构、合成与制备、性能及应用效能的关系。通过本课程的教学旨在提高学生的专业知识水平，迅速追踪科学前沿的本领，培养学生的科学思维方式和独立创新能力以及综合运用基础理论解决实际问题的能力。然而随着高等教育改革的不断深化，社会对研究生的新时代需求，以及材料科学技术的日益发展带来的知识信息量的迅速膨胀，有必要从材料物理化学课程的教学目标、教学内容、方法和手段以及教学效果评价体系等方面进行教学改革探索。 二、材料物理化学课程教学改革实践 1.教学目标 我国研究生的培养目标可分为总体性培养目标和反映各学科专业特点的具体培养目标。总体性目标要求把研究生培养为拥护中国共产党的领导，拥护社会主义制度，爱国守法，德智体全面发展，为社会主义建设服务，在本学科内掌握坚实的基础理论和系统的专门知识，具有从事科学研究、教学、管理或独立担负专门技术工作能力、富有创新精神的高级专门人才。具体到材料和物理化学专业，培养目标在于使学生系统的掌握本专业的基础理论知识和原理，了解本专业发展的最新前沿动态，具备独立思考，利用所学知识分析与解决实际问题的能力，富有创新精神和创新能力。教学是实现培养目标的重要途径。通过修改教学大纲，现阶段我们的教学目标也一改传统的偏重于理论基础教学，定位于使学生具备独立从事材料物理化学研究的扎实理论基础和创新能力，明确了创新能力培养作为研究生材料物理化学课程教学的目标,强调学科前沿与理论基础的有机融合。 2.教学内容 教学内容是课程教学的核心。一方面，我们从研究生培养的整体目标出发，优化材料物理化学课程体系，根据材料物理化学的理论体系和知识结构的特点，积极收集各方的教学资料，以结构-性能-原理为导向，使之讲授的内容更加具有逻辑性与系统性，同时体现出内容的宽广性与基础性。重点在传授科学的思维方法,为学生探索新问题和新方法提供基础。另一方面，伴随现代科学技术的发展，知识更新速度日益加快。材料物理化学课程教学内容也需要进行不断更新和提炼。平时我们注重教学内容的时效性，力求反映学科发展的前沿风貌, 开拓学生思路, 提升学习和研究的专业高度。对该课程的教学内容改革主要采取了如下改革措施： （1）不固定教材，广泛参考国内外编著的经典著作，取众之长。我们的材料物理化学课程内容涉及无机材料物理化学、纳米材料物理化学和当前与材料和物理化学专业研究紧密相关的材料学重点研究领域即材料的自组装和功能。在无机材料物理化学方面国内已经有多本经典教材，如贺藴秋、王德平、徐振平教授编著的无机材料物理化学；周亚栋教授主编的无机材料物理化学以及张志杰教授主编的材料物理化学。这些教材系统性和理论性强，侧重点各有不同。我们进一步从中筛选、凝练，以结构-性能-原理为导向，编撰课堂内容，可以保证无机机材料物理化学这部分内容知识的逻辑性与基础性。至于纳米材料物理化学和材料的自组装和功能这部分内容，由于它与当今的科技前沿紧密相关，我们主要参考一些国内、外的最新专著。如纳米材料物理化学，我们主要参考汪信、刘孝恒教授编著的纳米材料化学，Hodes Gary教授编著的纳米材料电化学以及刘春艳教授编著的纳米光催化及光催化环境净化材料。材料的自组装和功能这部分内容我们参考了沈家骢院士等编著的超分子层状结构组装与功能以及张金中教授编著的自组装纳米结构。通过这些专著的选编，力求使我们的教学内容在结构上更加具有系统性与逻辑性，内容上更能体现出基础性、宽广性、先进性与前沿性。 （2）突出教学内容的实践性。在教学内容上注重介绍当前热门材料在制备、性能及应用方面的物理化学原理。同时结合本课程研究生的研究方向，把我校老师与材料物理化学紧密关联的主要研究成果穿插于整个教学之中。 3.教学方法和手段 材料物理化学是一门内容杂，概念多，理论性强，实践性也很强的课程。进行该门课程的学习需要具有无机化学、物理化学、材料化学、结晶化学等课程的基础才能顺利进行。因此学生普遍反映该课程难学。另一方面，我们的课程教学目标要求我们培养出具有创新能力和创新精神的研究生。为了解决这些问题, 除了授课时要突出重点, 讲清难点, 课外多做习题外，更新教学手段，采取有效灵活的教学方法尤为必要。目前，我们采用的主要教学方法包括：讲授式教学方式、互动式教学方式、启发式教学方式、研究式教学方式、研讨式教学方式、基于问题、专题报告式的教学方式等。新的教学手段主要包括多媒体技术和网络技术。根据这几年的教学经验，笔者认为教学方法和手段不应该拘泥于一种模式，每一种教学方法都有其优缺点，合理组合各种教学方法和手段更有利于学生对基础知识的掌握，激发学生的学习热情，提高学生提出问题、分析问题及解决问题的能力，培养学生的创新精神与创新能力。例如，对于材料物理化学课程中的晶体结构部分，我们认为采用讲授式教学方法，同时结合基于问题的教学方式以及多媒体技术的教学手段更有利于激发学生的学习动机。我们在讲解晶体结构的时候，先找来一篇关于晶体结构的文献，选择其中一段，让同学们先阅读，然后接着提问，该晶体具有怎么样的对称性，阴、阳离子采取如何的堆积方式。等同学回答完毕后，我们再把该晶体的动画结构放映出来，让学生更直观的观察该晶体的真实结构。这样既可以避免该课程的枯燥难懂，又可以激发学生的上课激情。根据每一章节的特点，可以合理设计不同的教学方式。例如，在讲解相图原理后，我们留下问题，用纳米材料作为前驱体进行相图研究所获的相图是否与使用块体材料获得的相图相似？我们要求学生自己探究，我们提示检索相关文献的方法，要求学生利用学校的图书及网络资源搜寻整理近三年的相关信息，阅读后写成报告，然后把自己的研究成果向班级汇报，我们老师再进一步点评。通过这种研究型教学方式不仅可以调动学生学习的主观能动性，提高学生分析与解决问题的能力，而且为今后的独立科研提供了很好的基础。在讲到纳米材料自组装的时候，我们采用讨论式的教学方式。我们首先给同学展示一些精美的纳米材料自组装的照片，然后让学生思考讨论，为什么这些结构能够很好的组装在一起？我们把课堂教学从“传授知识”转变到“调查发现问题”和“讨论问题”。结果表明通过这样的讨论可以使学生更加积极的思考，改变跟随式的思维过程，实现了个 性化的发展，拓展了学生的思路，克服了学生以自我为中心的缺点，可以碰撞出新的思想火花。同时这种讨论式教学把人文素质、能力和知识融合在一起，训练了学生和谐共处、理解表达、快速反应以及发现问题、解决问题的能力。学生曾普遍反映的传统课堂教学中缺乏学习目的、学习被动等问题都得到了改善。对于部分章节，我们采用专论报告的教学方式。比如，我们在介绍光催化材料的时候，我们就采用专论的形式，介绍光催化材料的研究背景，光催化机理，光催化材料的类型，光催化材料的制备及应用。当我们进行专论报告后，让每个学生至少提出一个他所关心的问题。我们发现通过这种专论报告的形式，学生可以快速系统地了解该方向的前沿，同时也鼓励了学生提出问题的能力，激发了学生的创新精神。教学中充分利用现代化教学手段, 不但可以提高授课效率，开阔学生眼界，活跃课堂气氛，而且可以加强师生交流。特别是对于一些抽象难懂，技术前沿和应用实例的教学内容来说,多媒体课件因其形式活泼生动、信息量大的特点，在这方面有着得天独厚的优势。网络可以为教师和学生提供最新学科研究信息和相互交流的平台，打破教学的时空界限。利用互联网可以便利的对教学内容进行更新和充实。同时我们鼓励学生在网上搜寻相关内容,自行补充学习内容。使学生对所学内容经常性地进行复习、讨论和巩固。我们利用学校的网络资源,建立了材料物理化学精品课程网站。通过网站,进行课件发布、作业批改、网上答疑和其它学术交流活动。同时，学生也可通过E-mail、QQ直接和我们老师联系，从而获得疑难问题的解答。实践表明这些现代化教育手段的合理运用明显提高了课程的教学质量。 4.教学效果评价 待添加的隐藏文字内容2传统的研究生学习成绩考核方式往往是凭期末一张试卷或一篇论文确定学生某门课程的学习成绩。这种成绩考核办法往往考的是学生的记忆与写作水平。既不客观公正，又不利于调动学生学习的主观能动性，不利于学生研究和创新能力的提高,更不利于培养学生务实、创新和合作的精神。有必要变传统的形成性评价为发展性评价，传统的终结性评价为过程性评价。基于此，我们的材料物理化学课程采取考核与考试相组合的办法：学生阅读学科基础和前沿文献，回答课堂留下的作业（占总成绩的10%）。就自己今后的研究方向写调研报告，上课堂汇报（占总成绩的20%）。在进行互动式、启发式、研讨式教学时，学生在课堂上的表现（占10%），最后一次的开卷考试的成绩（占60%）。上述考核思想和大体内容我们在第一节课就加以明确。我们希望通过这种评价机制能把学生从死记硬背中解放出来，把更多的把精力引导到思维方式拓展和创新能力提高的正确轨道上来。 三、结束语 针对材料物理化学课程，我们只是从该课程的教学目标、教学内容、教学方法和手段以及教学效果评价体系进行了初步探索性研究。还需要进一步强化研究生教学的特色,特别是加强对学生的创造性、科学性思维进行培养,使他们在以后的利研工作中更具创新精神和创新能力。特别是，随着当今学科发展的日新月异，也需要我们教师不断提高自己的学术素养及科研水平,不断跟踪学科发展的最新动态，加强与国内兄弟院校同行进行广泛的经验交流，不断提高教学水平。这样才可以为我们培养出更多具有从事科学研究、教学、管理或独立担负专门技术工作能力、富有创新精神的高级专门人才。 参考文献： 1宋晓岚.无机材料科学基础课程建设与教学改革探讨J.理工高教研究，2004，23 (2)：109-111. 2马东堂，熊辉，魏急波.研究生“数字通信”课程教学改革探索J.电气电子教学学报,2006,28(6)： 6-8. 3李乐山.高等学校进行研究型教学的方法与意义J.西安交通大学学报，2008，28(1)：92-96. 4赵蒙成.基于问题的学习在研究生教学中的应用J.江苏高 2003，（4）：68-71. 5窦慧晶,李如玮,刘鹏宇.研究生有效教学的思考与探索J.理工高教研究，2010，29(1)：89-91.