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摘要:材料化學(xué)是化學(xué)相關(guān)專業(yè)本科學(xué)習(xí)中的必修課程，它交叉融合了基礎(chǔ)科學(xué)、工程科學(xué)兩個(gè)部分，不僅是材料科學(xué)不可或缺的一個(gè)重要分支，又是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要組成元素。本文指出了在民族高校本科教育中，材料化學(xué)這一課程目前的教學(xué)現(xiàn)狀，進(jìn)而引發(fā)指出民族高校教師可系探索科研相關(guān)課程，將本科材料化學(xué)課程融入科研的教學(xué)與改革探索之中。

關(guān)鍵詞:材料化學(xué);科研教學(xué);創(chuàng)新機(jī)制;教學(xué)改革

如果說(shuō)材料是人類文明發(fā)展的基石，化學(xué)是新時(shí)代文明的發(fā)動(dòng)機(jī)，那么材料化學(xué)不容置疑是一門從化學(xué)的角度來(lái)探討新材料的制備和它們?cè)谏a(chǎn)、使用過(guò)程中的化學(xué)性質(zhì)的科學(xué)［1］。材料科學(xué)與其技術(shù)的進(jìn)步，是推動(dòng)人類社會(huì)發(fā)展的中流砥柱?？v觀材料發(fā)展史實(shí)際上就是人類文明的進(jìn)步史，從石器時(shí)代、青銅時(shí)代、粘土?xí)r代、鐵器時(shí)代到現(xiàn)在的硅材料時(shí)代，材料化學(xué)主要涉及了物理學(xué)、材料科學(xué)、電化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)等知識(shí)，它集基礎(chǔ)科學(xué)和工程科學(xué)于一體，是材料科學(xué)中不可缺少的一個(gè)分支，是化學(xué)的重要組成部分。如何將本科材料化學(xué)課程融入科研教學(xué)，最大限度地發(fā)展學(xué)生的材料科學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維，提高其工程實(shí)踐能力以適應(yīng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和國(guó)際化的需要，這些問(wèn)題值得民族高校的教師思考和解決。該學(xué)科對(duì)于教師和學(xué)生都充滿著挑戰(zhàn)，為了將本科材料化學(xué)課程融入于科研的教學(xué)與改革探索，提高教學(xué)效果，提升學(xué)生能力，本文將從理論教學(xué)的融合、實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用這兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行教學(xué)與改革探索［2］。

1材料化學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

21世紀(jì)的今天，材料類學(xué)科無(wú)疑是一門蓬勃發(fā)展的學(xué)科，宏觀審視國(guó)內(nèi)高校的課程開展，我們不難發(fā)現(xiàn)，理工類乃至許多綜合類高?，F(xiàn)都已開設(shè)了材料化學(xué)這門課程，這門學(xué)科的完善涉及到了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段與課程體系的改革。作為民族高校的一名教師，面對(duì)課堂上不同民族、不同知識(shí)基礎(chǔ)的學(xué)生，更加需要根據(jù)每個(gè)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，個(gè)人能力來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的材料科學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，同時(shí)也要發(fā)揮國(guó)家科研課題引導(dǎo)作用，強(qiáng)化學(xué)生參與科研競(jìng)賽能力。但在我個(gè)人的實(shí)踐性教學(xué)中，材料化學(xué)課程目前存在著課時(shí)任務(wù)分配不合理，材料化學(xué)教材陳舊，理論未聯(lián)系實(shí)際，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作太少，學(xué)生對(duì)本課程認(rèn)知不清晰等問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)教育和教學(xué)一體化共同進(jìn)展，這些問(wèn)題還有待我們深入研究。對(duì)于這些問(wèn)題，我本人有一些入職后的小心得，希望能夠?qū)ξ磥?lái)即將面臨高校材料化學(xué)課程教學(xué)的新入職老師有所幫助。

2本科材料化學(xué)理論教學(xué)課程與科研的融合

2.1課程的設(shè)計(jì)做到深入淺出

理論教學(xué)主要是指在課堂上的教學(xué)，對(duì)于化學(xué)學(xué)科而言，理論知識(shí)的重要性不言而喻，理論就像是化學(xué)大廈的基石，基石打好了，知識(shí)才穩(wěn)固。我們知道，有效教學(xué)首先是深入學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，要充分理解，適當(dāng)擴(kuò)大知識(shí)面，其次是與科研教學(xué)有機(jī)結(jié)合，課程的設(shè)計(jì)做到深入淺出［3］。選擇教學(xué)內(nèi)容時(shí)，課時(shí)必須準(zhǔn)確，要求必須合理，難度要適當(dāng)。在每一學(xué)期始，首先根據(jù)學(xué)生整體的基礎(chǔ)合理設(shè)計(jì)，將本學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容完善到每小節(jié)課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容。一學(xué)期只有17周，上課時(shí)間很短，所以課程的關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)該簡(jiǎn)短易懂。教師可采用“課前準(zhǔn)備”、“新知學(xué)習(xí)”、“課堂解疑”、“小章總結(jié)”的模式。“課前準(zhǔn)備”要求學(xué)生預(yù)習(xí)新知，課堂前先自己學(xué)習(xí)一遍，提出問(wèn)題，做好標(biāo)記?！靶轮獙W(xué)習(xí)”需要注意的是老師在有限的課堂時(shí)間只講解重難點(diǎn)知識(shí)，利用剩余時(shí)間完成“課堂解疑”，為學(xué)生做出問(wèn)題解答。最后，“小章總結(jié)”是對(duì)本專業(yè)學(xué)生必須掌握的知識(shí)總結(jié)，同時(shí)完成課后練習(xí)，鞏固本章知識(shí)。該模式能保證學(xué)生能高效完成課前預(yù)習(xí)，課內(nèi)答疑，課后新內(nèi)容鞏固三個(gè)階段。

2.2注重教學(xué)內(nèi)容的修改和創(chuàng)新拓展

有些教科書內(nèi)容陳舊，不夠嚴(yán)謹(jǐn)，因此我們需要認(rèn)真研究教材的內(nèi)容，篩選教材并及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，刪除一些過(guò)時(shí)和不合適的內(nèi)容。“知者不如善者，善知者不如樂(lè)者”，即激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣在教學(xué)中起著非常之重要的作用。學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生試圖理解或接近學(xué)習(xí)對(duì)象的一種傾向，一個(gè)對(duì)學(xué)習(xí)有濃厚興趣的學(xué)生會(huì)對(duì)課本知識(shí)和各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象感到好奇，并在學(xué)習(xí)過(guò)程中始終充滿熱情。教師可對(duì)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新拓展，如在課件中使用利用具有視覺(jué)吸引力的媒介，以ppt動(dòng)畫、flash動(dòng)畫、視頻等多種形式，將抽象問(wèn)題具體化、形象化，以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如材料的結(jié)構(gòu)一章教學(xué)中，教師可采取實(shí)物球棒模型、flash動(dòng)畫再現(xiàn)三維點(diǎn)陣和空間點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)基元模型;在晶體的缺陷一章教學(xué)中，講述晶體的點(diǎn)缺陷、位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，可以先講解位錯(cuò)是如何產(chǎn)生的、位錯(cuò)是如何滑移或攀移的，對(duì)四種缺陷進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，利用視頻動(dòng)畫來(lái)展示晶體的動(dòng)圖，形象的描述位錯(cuò)的形成過(guò)程;在第三章金屬材料教學(xué)中，在課堂上可播放一些剪輯的具有科普性、和趣味性強(qiáng)的小視頻，比如《可怕的人類終結(jié)者———金屬材料》、《柔性液態(tài)金屬材料的硬科技》、《化學(xué)金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用》等。

2.3拓展學(xué)生學(xué)科知識(shí)面

教師在課堂上可向?qū)W生講解該學(xué)科的歷史和發(fā)展，在科研領(lǐng)域、現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，以激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的理解力和科學(xué)態(tài)度。比如，在講述納米材料中，可以向?qū)W生介紹納米金屬材料的應(yīng)用。在21世紀(jì)的今天，我國(guó)已經(jīng)開發(fā)了納米半導(dǎo)體薄膜、納米陶瓷、納米陶瓷材料和納米生物醫(yī)學(xué)材料等［4］。在醫(yī)學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域，與血液中6000～9000nm范圍內(nèi)的紅細(xì)胞相比，納米顆粒的大小只有幾納米，它能夠在血液中自由地移動(dòng)。當(dāng)我們將具有治療作用的納米粒注射到病變部位，即可針對(duì)病變位置準(zhǔn)確檢查和治療。比起檢查和治療傳統(tǒng)的手段，納米材料更加精準(zhǔn)快捷;在新冠肺炎疫情期間，采用了高科技的納米表面處理技術(shù)的納米材料口罩可通過(guò)抗菌防曬的納米膜層大大降低感染機(jī)率。它的抗菌效率大于99%，防曬系數(shù)高達(dá)UPF400以上。對(duì)比日常使用的無(wú)紡布口罩，粘附在外層上的新冠病毒可存活超過(guò)7天，且酒精噴灑后過(guò)濾失效，因此不可重復(fù)使用。納米材料口罩的持久抗菌外層可解決這一問(wèn)題，噴灑酒精不會(huì)影響它的過(guò)濾、抗菌及防曬功能，做到真正意義上的超持久防護(hù)。教師向?qū)W生講解這些豐富的實(shí)驗(yàn)課程和大量的學(xué)科前沿概述，可拓展學(xué)生學(xué)科知識(shí)面，使學(xué)生理解到材料和我們的生活息息相關(guān)，它是一門十分貼近生活，又十分有應(yīng)用前景的學(xué)科。

3本科材料化學(xué)實(shí)踐教學(xué)課程與科研的結(jié)合

2015年，教育部在《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高校本科教學(xué)工作的若干意見》中指出［5］，高校本科教學(xué)工作要更加注重能力培養(yǎng)，努力提高學(xué)習(xí)能力，大學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)教學(xué)最大的問(wèn)題是填鴨式教學(xué)，即教師只講解教材的理論知識(shí)，而忽視了學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是它的靈魂。著名教育家陶行知先生說(shuō)過(guò):“要?jiǎng)?chuàng)造，非你在用腦的時(shí)候，同時(shí)用手去實(shí)驗(yàn)，手腦全用，是創(chuàng)造教育的目的?！边@告訴了我們實(shí)驗(yàn)的真正意義。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能幫助學(xué)生形成化學(xué)概念，掌握化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?］。為此，教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)際需要增設(shè)實(shí)驗(yàn)課程，培養(yǎng)學(xué)生科研能力，需要掌握以下幾點(diǎn):(1)多開展科研設(shè)備使用知識(shí)課堂。目前學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室有透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線光電子能譜(XPS)、X射線衍射儀(XＲD)等大型專業(yè)設(shè)備，它們?cè)?a href="http://m.bjhyfc.net/article/826040.html" target="_blank">材料的表征中占據(jù)不可或缺的地位。學(xué)生在材料化學(xué)專業(yè)課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)后掌握了扎實(shí)且全面的理論知識(shí)，教師便可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)先進(jìn)材料設(shè)計(jì)的一般思路、材料的化學(xué)合成方法以及材料的表征技術(shù)，促進(jìn)理論教學(xué)和專業(yè)訓(xùn)練齊頭并進(jìn)。例如，學(xué)生采用一鍋法制備出聚吡啶納米藥物后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用相關(guān)儀器來(lái)表征聚吡啶納米藥物的微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而研究材料的性能，探討納米納米的理化性質(zhì)與抗菌效果之間的構(gòu)效關(guān)系，促進(jìn)學(xué)生重構(gòu)課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步理解教材知識(shí)并將其用于實(shí)踐之中。教師應(yīng)注重理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的技能創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要的高層次創(chuàng)新應(yīng)用型人才［7］。(2)鼓勵(lì)學(xué)生參與科研競(jìng)賽?？蒲懈?jìng)賽不僅能培養(yǎng)學(xué)生的科研能力，復(fù)習(xí)理論知識(shí)，還能增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和集體觀念。參加科研競(jìng)賽可以讓學(xué)生跳出課本理論知識(shí)的禁錮，將學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐之中。教師可幫助有意向的學(xué)生制定學(xué)期學(xué)習(xí)計(jì)劃，通過(guò)學(xué)生交流，課堂交流、課后答疑等方式，利用QQ、微信等通訊工具來(lái)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)，參與創(chuàng)新競(jìng)賽。在雙方自愿的原則下，引導(dǎo)學(xué)生積極參與如“大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃”、“三井杯”和化工競(jìng)賽、化學(xué)知識(shí)競(jìng)賽等科研活動(dòng)，鼓勵(lì)低年級(jí)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室跟學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐們學(xué)習(xí)科研技能，并安排高年級(jí)的優(yōu)秀同學(xué)一對(duì)一分配指導(dǎo)。對(duì)于那些不積極參與科研的同學(xué)，教師可跟他們通過(guò)見面、線上等方式溝通，深入了解他們的興趣愛好，找到問(wèn)題所在，做學(xué)生的良師益友，更好的引導(dǎo)他們成長(zhǎng)。(3)開設(shè)科研體驗(yàn)周。通過(guò)安排實(shí)驗(yàn)室參觀、課題組宣講、實(shí)驗(yàn)室操作、實(shí)驗(yàn)室成果展示分享等活動(dòng)讓學(xué)生盡早了解各研究領(lǐng)域的研究狀況，為有意向的學(xué)生提前進(jìn)實(shí)驗(yàn)室并選擇自己感興趣的研究方向“鋪路”“搭橋”。在科研學(xué)習(xí)中講求的是視野開闊、融會(huì)貫通，讓學(xué)生意識(shí)到深入科研不能僅僅懷抱著熱情的心，更應(yīng)該有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)作為支撐。

4結(jié)語(yǔ)

高校需要向社會(huì)源源輸送高水平創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才，作為民族高校教師我們理應(yīng)和學(xué)校、學(xué)院聯(lián)合起來(lái)，為學(xué)生構(gòu)建學(xué)術(shù)爭(zhēng)鳴、交流探索的優(yōu)異平臺(tái)，同時(shí)鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生在追求學(xué)問(wèn)的道路上邁出第一步。我們也要不斷提升自己，摸索和改進(jìn)最適合學(xué)生的教學(xué)模式，將專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)與模塊強(qiáng)化，將理論教學(xué)與專業(yè)培訓(xùn)結(jié)合，根扎三尺講臺(tái)，枝發(fā)科研精神，為學(xué)生獲得更好的發(fā)展，為培養(yǎng)滿足社會(huì)需求的學(xué)術(shù)棟梁而努力。

作者:雍媛 謝佳妮 單位:西南民族大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院 成都大學(xué)食品與生物工程學(xué)院