材料物理性能课程研究型教学的运用探讨

湖北函授大学学报（２０１４）第２７卷第６期　材料物理性能课程研究型教学的运用探讨　金亚旭，董必坚，田玉明，房大庆　（太原科技大学材料科学与工程学院，山西太原０３００２４）　［摘要］针对材料物理性能课程的特点，在理论教学与实践教学过程中引入研究型教学模式，并对材料物理性能　课程研究型教学的效果及存在的问题进行了探讨。教学实践表明，通过教学内容、教学方法以及考核评价等多方面的　改革，能有效提高学生创新能力并创造和谐的学习氛围。　［关键词］材料物理性能；研究型教学；创新能力　［中图分类号］Ｇ６４２　［文献标识码］Ａ　［文章编号］１６７１—５９１８（２０１４）０６—０１２２—０２　［本刊网址］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｂｘｂ．ｎｅｔ　思考。其主要目的是培养学生思维的开放性、灵活性等，它是　面向全体学生而设计的。不同基础的学生可以对作业提出难　易程度不同的条件、问题和策略。这样便于激发学生的学习兴　趣，利于学生树立学习信心。在材料物理性能课程的教学中，　针对全体授课对象，我们尝试讲语文学习的重要形式一日记，　引导到材料物理性能的学习中去。授新课前，可以让学生预习　新教材，并且记录将要学习的新教材的主要内容。教师则提供　几个预习的问题，并且根据问题设计表格以让学生有目的有计　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１—５９１８．２０１４．０６－０６３　研究型教学理念是在二十世纪５０年代后，随着科学技术　革命的到来与教育改革步伐的加快，而出现的一种具有强大生　命力的现代教育理念。与科研过程的情境及运行规律相似，教　师在研究型教学活动中引导学生归纳、整理相关课程的科学问　题，并将课堂教学中学到的基本理论应用到实践中去，达到能　解决实际问题的目的，藉此培养出学生过硬的综合素质。因　此，在研究型教学实践中，学生的创造能力与创新精神都会得　到提高。这一现代教学模式强调参与者把理论教学与实践教　学，教师主导与学生主导，通适教育与个性培养完整协调的结　合在一起。按照教学法的理论思想，探究性教学和接受性教学　是教学实践活动中对立的两种的教学模式。研究型教学具有　划的进行预习Ｅｔ记的撰写。通过一张简单的预习日记表格，不　仅可以使学生记录下自己不理解的知识点，提出预习中的疑问　等。也有利于学生主动学习，提高学生的自学能力。还可以使　开放性、综合性和生活化的特性。由于研究型教学模式的特殊　性，要求教师在教学实践中摆正自身的位置，最大程度的发挥　学生的学习积极性，促进其创造性的发挥，增强其实践创新能　力，研究型教学应以黑格尔的主体观为指导，充分展示出教学　时空的开放性，教学氛围的和谐性与学习展开的探究性。　授课教师即时掌握学生的学情，使得课堂教学更加的精湛。　课外实践性作业也是我们在材料物理性能教学过程中采　取的一种开放式课外作业，在研究、开放的教学理念下，开放式　的材料物理性能作业应该是大纲教学内容的拓展。实践性作　业不受课内授课内容的局限，不局限在培养方案规定的模式　中，因此，学生具有自由选择的空间。在让学生自由选择、合　材料物理性能是材料物理专业的学科基础课，主要讲述材　料的电学、磁学、光学和热学等性能的物理本质、变化规律、影　响因素及性能应用等方面的知识。该课程教学质量的高低，对　材料物理专业高年级本科生专业选修课的学习，以及材料工程　应用能力的培养和就业岗位的适应性都有直接影响。因此，本　文结合材料物理性能课程理论性、实践性和综合性的特点，总　结数年来课程教学实践的经验，汇报本课程的探究性改革成　果，希望提供一个好的研究型教学实践范例以支撑研究型教学　法理论。　一作、探索和实践中，自然融入到自主学习和主动探究的教学活　动中去，学生对专业知识将有更深层次的思考，他们的综合素　质也得到提高，而且，学生就不会互相抄袭，他们乐中求知，完　成作业的兴趣得到加强。例如学生学习了《半导体物理》知识　后，可要求学生观察记录教学楼里的消防指示牌的发光时间，　设计此类开放式作业，灵活的把理论知识学习变换为具有人文　关怀的任务，学生在自我完善的内在驱动下动中求知，更好地　体现了个性化学习的理念。　（二）专题讨论课　开展课堂讨论是实现研究型教学的有效途径之一，课堂专　题讨论是针对教学重点和难点内容开设的参与式教学环节。　、材料物理性能理论课程研究型教学方法　在多年的教学实践中，我校《材料物理性能》理论教学逐步　推进了以学生主体性为内核的教学改革，提高了学生学习的自　觉性和探究性。参与式教学法的理论依据主要是心理学的内　在激励与外在激励关系的理论以及弗罗姆的期望理论。这种　教学方式是一种将学生放在教学生活的主体位置，教师通过组　织、设计活动的形式，全面调动学生积极参与、创造性学习与发　展的教育理念、教育模式。下面就材料物理性能课程教学中采　用的几种参与式教学方法加以讨论。　・材料物理性能作为学科基础课，首先确保学生对大纲知识点的　全面掌握，其次还要考虑整个专业课程体系的完整性。因此，　教师在选择讨论主题时，要设置容易掌控、相对独立、便于探讨　的题目。在材料物理２０１０级学生的授课过程中，教师提前公　布了４项课堂专题讨论题目，即半导体的物理效应、钕铁硼磁　性薄膜的性能与应用、高温超导材料的制备和记忆合金的应用　等。学生以每组８人以下组成研究小组，根据学生的兴趣选择　讨论的专题。讨论课上每组选派１名代表上讲台发言，这样做　到了有选择地让部分同学脱颖而出。课堂讨论活跃了课堂气　（一）开放式作业　开放式作业是指条件开放、问题开放、解决策略开放的课　内外作业，不拘泥于教材的限制，鼓励学生到生活中去发现，去　收稿日期：２０１４—０３—２６　基金项目：本文系太原科技大学教育教学研究与改革项目（项目编号：２０１１１１）。　作者简介：金亚旭（１９７８一），男，湖北天门人，太原科技大学材料科学与工程学院副教授。　１２２　第２７卷第６期　湖北函授大学学报　Ｖｏ１．２７．ＮＯ。６　２０１４年４月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＨＵＢＥＩ　Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ａｐｔ．２０１４　氛，调动了学生的参与热情、锻炼了学生的研究型思维，学生的　级学生的教学实践表明，实验教学的改革既可以让学生掌握材　知识面得到扩展。融知识传授、能力培养、素质教育于一体，既　料物理性能的实验操作技能，同时升华了学生对专业理论知识　是实现启发式教学和参与式教学的有效途径，更是一种研究型　的认识。在实验过程中，学生分析解决问题的能力得到提高，　的学习模式。培养了学生应用理论知识解决实际问题的能力，　并且培养了他们养成材料物理学科的思维方式，提高其综合　促进了自主学习和研究型学习，激发了创造性思维。　素质。　（三）大学生创新创业科研活动　三、材料物理性能课程研究型教学方法的考核评价　在大三年级学生中选择优秀学生加入科研项目小组，并指　研究型教学Ｃｅ－ｆ￣具有评价内容灵活多样化，评价主体相关　导学生申请校级和省级大学生创新创业训练计划项目，材料物　多元化，评价手段横向多样化的特点。因此，在材料物理性能　理性能课程组为此整合了教研室老师的科研项目，设置出难易　课程的教学中，课程组严格按照教学计划实施课程教学与考　不一、类型灵活的大学生科技训练项目，供参与学生自主选择。　核，并按照益于激发参与者的积极性、益于培养目标的实施、益　这样做，强化了拔尖学生的培养，使他们的潜能在大学生创新创　于监控管理的指导原则，采取了学生自评互评与老师评价相结　业活动中得到发掘。目前，我专业的大学生创新创业活动分为　合、个体评价与集体评价相结合、口头陈述与书面考核相结合、　任选题和自选题两种类别。任选题由课程建设负责人根据承担　百分制考核与五级制考核相结合等多种评价手段。　的科研项目提炼而来，并结合实践性教学环节，在学校材料基础　在材料物理性能课程中布置的开放式作业的成绩记入平　实验中心的协助下共同开设处若干综合性实验项目，由学生选　时成绩，占平时成绩的比例为３０％。专题讨论课的教学成绩以　做。另外，学生也可以结合课堂教学内容自行拟定科研活动研　占平时成绩的３０％。考核评价内容及方式多样化，对学生的学　究内容，并组成研究小组，在教师的指导下实施。学生由于是自　习过程具有很强的引导性。本课程采用小组合作开展探究性、　主参加科研活动，他们的态度务实、积极性高、求知欲强。　研究型学习，因此在课程的考核评价上，要尊重学习小组的考核　二、材料物理性能实践性环节的研究型教学　意见。学习小组一般由班委会成员牵头，各组员全程参加。考　在材料物理性能实践性教学环节的研究型教学设计中，我　核过程的主要环节为：总结一讨论一交流一分析一评订。小组　们的指导思路是：针对课堂理论教学内容的重点和材料物理学　长上报每个组员的基准分，而上报给教务部门的成绩由材料物　科发展动态设计实验项目，并让学生利用各种途径收集相关的　理性能课程群负责人认定。学习小组中的学生在成绩评定过程　实验指导书等资料，从而加入到实验项目的设计过程中，比如　中也建立起强烈的反省意识。由于科研活动具有探索性和未知　热膨胀实验项目开设中就有学生提出高镁含量耐火砖线膨胀　性，因此学生在科技活动中取得的成果不与其课程成绩直接关　率的测试新方法，学生得到了全面的实验技能训练。在具体的　联，但是可以考虑获得学校的本科生科技创新教育学分。　组织过程中，我们以材料物理性能课程组承担的科研课题为依　实验考核也是课程考核评价的组成部分，而实验教学质量　托，并根据产学研合作企业提出的实际问题将材料物理学科的　好坏受到评价方式与评价指标的影响。我们联合材料基础实　科方法导入实践性教学中的实验课程中去，这样可以循序渐进　验中心的老师初步建立了材料物理新能实验课程的多元化评　的培养学生敢于探究，求是严谨的学习态度，并初步了解科研　价方法，评价指标与方法按四方面构成：１）预习报告：根据平时　活动的开展规律。我们的目的是让学生降低对授课教师的依　实验进行评价；２）实验操作：根据平时实验和实验操作综合评　赖心理，逐步提高学生动手能力，并为大四下学期的毕业论文　价；３）综合应用能力评价：评估学生独立解释实验结果以及处理　工作奠定一定的基础。　实验过程中出现突发问题的能力，这可以根据学生平时实验表　目前，我专业开设的材料物理性能实验分为基础实验和综　现综合评价；４）实验报告：根据平时实验进行评价；评价形式有　合性实验两个板块。基础实验覆盖教学大纲规定的知识点和　笔试、口试和实验操作三种形式，以口试和实验操作为主，主要　基本要求，教学时数为１Ｏ课时，一般可以开设５个实验项目，　考核综合实践运用能力。口试和实验操作时先由教师出题，考　使学生对光、电、热、磁等物理性能有全面的认识。教师要尊重　题随机编号，学生随机抽号；题型包括两部分：与实验相关的理　学生自主设计的愿望，并提供实验场所和基本器材以鼓励学生　论知识和实验操作。最后进行实验成绩综合评定，评定成绩占　的探索冲动，使实验者体会到专业知识确有用武之地，在运行　平时成绩的２０％。全面多元评价机制的建立对于完善材料物理　过程中我们采取压缩诸如材料的线膨胀系数测定等比较依赖　性能课程各个教学环节的考核评价具有非常重要的实际意义。　设备的验证性实验。研究型实验一般是综合型试验项目，如电　总之，在材料物理性能研究型教学实践过程中，学生的主　子陶瓷的电性能实验、光电功能材料制备及改性等综合实验。　动性、积极性和创造性有了很大的提高。研究型教学以学生的　要求每个学生首先完成大纲要求的基本实验项目，然后根据个　全面发展为定位目标，尊重教学对象的自主性、独处性和不成　人爱好，在综合性实验项目中自主选择两个开展实验，教学时　熟性，因此这种教学理念有利于培养目标的实施，当然，在材料　数定为１Ｏ课时。另外，课程组成员结合科研课题更新了部分　物理性能课程的研究型教学实践中，也遇到了一些困难，如少　实验项目，例如开设了利用镁渣制造高强耐火砖等实验项目，　数同学不够主动、课时安排紧张、专题讨论无法深入等。这些　研究内容来源于产学研合作企业提出的实际生产问题，已结合　问题有待进一步克服。　专业规划制定了实施计划。我校材料物理专业２００９到２０１１　参考文献：　［１］夏锦文，程晓樵．研究性教学的理论内涵与实践要求［Ｊ］．中国大学教学，２００９（１２）：２５—２８．　［２］娄晓黎．高中地理研究性学习评价研究［Ｄ］．长春：东北师范大学，２００９．　［３］杨鼎宜，李琮琦．土木工程材料课程研究性教学的探索与实践［Ｊ］．教学研究，２０１３，３６（５）：７３—７４．　［４］江民红，陈国华，唐艳平．材料物理性能实验的教学现状分析与教改思路［Ｊ］．桂林电子科技大学学报，２００８（２）：１４３—１４５　［５］许俊良，张友肃．研究性学习评价的特点与方法［Ｊ］．现代中小学教育，２００３（７）：４１—４３．　１２３