材料物理专业《功能材料》课程改革探讨

熊礼威 汪建华 王传新 刘治田

【摘要】《功能材料》课程是材料科学与工程一级学科范围内本科生的一门主修专业课，旨在让学生掌握各种功能材料的结构、性能、制备方法及其应用。本文以武汉工程大学材料物理专业开设的《功能材料》课程为研究对象，探讨如何提高学生在本课程教学中的参与度、学习效率以及各方面综合能力，分别提出了“课内+课外”、“平时+期末”以及“课堂+现场”等改革形式，可以为其他类似专业课程的建设提供经验指导。

【关键词】课程改革；材料物理；功能材料

《功能材料》课程是材料科学与工程相关专业开设时间较长的一门老牌专业课程，该课程主要介绍与功能材料相关的基础理论知识、各类功能材料的基本性能特点、制备方法以及表征手段等。通过本课程的学习，使学生了解功能材料在社会科技发展中的重要性，并在后续的学习研究中确定一个适合自己的研究方向，同时在学习、研究中逐步树立和培养辩证唯物主义世界观，独立分析问题和解决问题的能力和科学素养。

本课程在整个本科教学过程中起到比较关键的承接作用：一方面，加深学生对前期所学专业基础课的理解，将已学基础理论运用于对具体功能材料的结构、性能进行分析；另一方面，拓宽学生的知识面，让学生对整个功能材料领域有一个较为全面的认识，为后续的考研、就业等提供指导。因此，对本课程进行改革，在新的教学环境下探索更为有效的教学方式十分必要。本文以武汉工程大学材料物理专业《功能材料》课程为研究对象，分别从“课内+课外”、“平时+期末”和“课堂+现场”三种教学模式出发，详细探讨了本课程教学改革的一些具体措施和预期效果。

一、“课内+课外”一体化教学改革

在本科教学过程中，其中一个比较关键的问题是如何提高学生的学习参与度，让绝大多数同学参与到课程教学中来。为此，很多老师探索出了各种各样的教学方式来丰富课堂教学，以吸引学生的课堂注意力，取得了一定的效果[1，2]。我校材料物理专业《功能材料》课程正试行“课堂+课外”一体化教学模式，对目前比较单一的课堂教学+课后作业的教学模式进行一定的改进，提高学生在课程教学中的参与度，并通过学生做课堂报告的形式来吸引学生的注意力。

本项改革的具体措施为：在课程首次开课时，根据课程教学内容安排，针对本课程将着重介绍的章节提出一些重要知识点，让学生3人一个小组，共同完成与该知识点相关内容的查询、归纳以及整理工作，最终共同完成一篇5000字左右的调查报告，并制作相关内容的幻灯片，推选1-2名学生作为代表，在课堂上面对全班同学作5-10分钟的口头报告。

以《功能材料》课程的半导体材料章节为例，可以提供给学生选择的知识点有：以砂石为原料制备粗硅的过程及方法、粗硅的提纯方法、单晶硅的制备方法、单晶硅片的制备方法和常见的化合物半导体等，这些知识点都十分关键，学生通过在课外查阅文献、整理资料，可以对这些知识点有比较深刻的认识。此外，通过在课内引入学生作报告的教学形式，一方面可以锻炼作报告学生的胆量，为后续找工作面试打下基础，另一方面，每位作报告的同学的风格都不相同，这样可以让其他同学有一些新鲜感，能够更积极地参与到课堂教学中来。

二、“平时+期末”考试改革

本项改革的具体实施方法是：提高平时成绩在综合成绩中所占的比重，让更多的学生参与到课堂教学中来。现有绝大多数大学课程的成绩分配是平时成绩占30%，期末考试卷面成绩占50%，而本课程采取平时成绩和期末考试卷面成绩各占50%的方式，让学生把更多的精力用于平时学习和思考，而不是考试前的死记硬背。

此外，本项改革对平时成绩的构成也进行了修改：平时成绩中20%为平时考勤成绩，由学生平时的点名及签到情况决定分数，剩余的80%为课堂实践成绩，课堂实践成绩分两种方式进行评定，一种是学生主动报名，针对自己选定的知识点在课堂上面对全班同学作口头报告，由于是主動报名，评分标准视表现将限定在优秀等级（高于课堂实践成绩的80%）；另一种是针对未进行口头报告的同学，其课堂实践成绩将根据上课回答老师所提问题的情况给分，原则上分数不会超过优秀等级。

三、“课堂+现场”教学改革

本项改革将充分利用本专业作为湖北省首批“战略性新兴（支柱）产业人才培养计划”专业的优势，在本专业3+1模式的推动下，在后期实践活动中进一步巩固课堂所学知识[3]。

本专业目前推行3年校内教学加1年社会实践的教学模式，目前选定的社会实践地点包括北京、深圳、嘉兴、鹰潭和武汉，所选企业涉及的行业包括光学镀膜、半导体芯片、装饰镀膜、工具涂层等。本项改革就是利用学生到这些生产现场实习的机会，让带队老师给学生做针对性的讲解，让学生了解《功能材料》课程所学理论知识在生产实践环节具体是如何使用的，并学会利用所学知识分析实际生产中遇到的问题，找出解决方案。

本项改革获得了我校教务处的大力支持，该项改革的实施除了可以进一步巩固学生所学的专业知识，还能促进我校创新创业基地的建设，立项验收后本课程可以批准为校级资源共享示范课或校企合作示范课。

四、结语

随着新能源、新材料以及光电子信息三大支柱产业的不断壮大，社会对材料物理专业毕业生的专业素养以及业务水平要求不断提高，如何提高专业课的教学效果，让学生掌握扎实的理论基础，是目前专业课教学的重中之重。本次课程改革采取多种方法并行的方式，在传统教学模式的基础上引入一些新的教学理念，相信一定会达到预期效果，培养出满足社会需求的专业人才。

参考文献：

[1]朱雪宁，改变教学方式，提高学生课堂参与度——以《管理学原理》为例[J].考试周刊，2014，65：161-162.

[2]刘冰，提高高校学生课堂教学参与度的思考[J].中国成人教育，2008，16：135-136.

[3]熊礼威，汪建华，王传新，等.新形势下材料物理专业教学改革探讨[J].课程教育研究，2013，16：170-171.

项目来源：武汉工程大学教学研究项目（编号：X2014031，X2014005）、湖北省教学研究项目（编号：2013289，2012288，2011276）