应用型本科院校纳米材料导论课程优化教学探索

戴玉强，高倩倩

（安阳工学院数理学院，河南安阳455000）

应用型本科院校纳米材料导论课程优化教学探索

戴玉强，高倩倩

（安阳工学院数理学院，河南安阳455000）

纳米材料导论是一门专业性和功能性较强的课程，但是在教学过程中还存在学生学习兴趣和学习效率低、概念模糊、学习主动性差等问题。为了增强学生的学习兴趣和学习效率，并激发他们的创新思维，本文从教学内容、实验教学、文献检索等几个方面进行了探索和尝试，总结出适用于当前纳米材料导论教学的经验和手段，从而达到提高纳米材料导论教学质量的目的。

纳米材料；教学探索；创新；教学方法

D01∶10.19329/j.cnki.1673-2928.2016.06.030

随着我国逐步加快现代职业教育体系建设，目前以学术型发展模式为主的高等学校将重新划分为研究型和应用技术型两种类型。2000年以后的新设本科院校将逐步转型为应用技术型本科院校。由于经济多元化、多样化发展对人才培养提出的更高要求，使得应用技术型本科院校的课程体系改革势在必行。从应用型本科院校的人才培养角度来说，传统的理论教学模式已经不能满足当前学校转型发展和学生就业形式的要求，如何解决目前地方应用型本科院校人才培养过程中存在的学科基础和理论研究不如“研究型大学”，动手操作能力和“安心在岗”精神不如高职院校的尴尬局面，成为当前困扰地方应用型本科院校转型的主要问题。因此，需要对现有教学模式在多方面进行改革，而通过课程改革落实人才培养方案成为其中非常重要的一个环节[1]。

高校开设纳米材料导论课程，有助于学生掌握有关纳米材料的基本概念、结构和特性，理解纳米技术的原理和特点，熟悉纳米材料制备的各种手段和应用，了解最新纳米材料的研究前沿及发展方向，进而提高学生的专业技能和动手能力，引导学生参与创新性、前瞻性的科研活动，培养学生的创造力和想象力，为学生以后从事纳米科技方面相关的工作打下良好基础。纳米材料导论作为高等院校材料科学、应用物理、应用化学等专业本科生和研究生的专业课程，涉及物理、化学、生物、材料等多个领域[2-3]，因此，纳米材料导论这门课涉及的知识面很广。然而，由于教材单一，教材的更新速度跟不上纳米材料的发展，传统的教学方法、教学器材也不能很好地满足纳米材料导论课程的教学要求，所以通过现在的教学手段很难达到理想的教学效果。纳米科技是公认的影响21世纪的三大科技之一，社会各行各业都迫切需要了解和掌握纳米科技的基本理论知识和发展趋势，为将来科技发展所需的知识、技术、产品等方面的创新奠定基础。因此对纳米材料导论课程的改革具有十分重要的意义。

如何激发学生对纳米材料导论课程的兴趣、提高学生对纳米相关知识的理解和掌握，培养学生创造性思维，锻炼学生的动手操作能力是讲授纳米材料导论过程中需要思考的问题。针对当前出现的问题，我们考虑从以下几方面入手进行课程的改革。

1 充分利用现有资源条件，不断地更新教学内容，提高教学的有效性

相较于基础课来说，纳米材料导论作为专业课具有理论性强、涉及范围广、实践性强、更新快等特点。纳米材料技术是21世纪飞速发展的新兴学科，由于科研工作者不断的探索与创新，纳米科技的发展日新月异，如不能及时更新教学内容，会使该课程的教学效果大打折扣。目前高校所使用的课本从编写到出版再到被选为指定教材，距离已有很长一段时间，不能全面涵盖当今纳米材料科技的发展情况，因此授课过程中不能仅局限于教材现有的内容。这就需要任课教师不断地丰富和更新教学内容，将最前沿的纳米科技发展情况展现给学生。例如教材中有关新型太阳能电池的介绍内容，太阳能电池作为新能源器件，是当前研究的热点，而有的教材中只涉及硅太阳能电池和纳米二氧化钛太阳能电池，对于目前太阳能电池

研究领域中研究较为前沿的钙钛矿型太阳能电池却少有提及。因此，为了能让学生更清楚的了解太阳能电池的发展现状，此时就需要任课教师增加钙钛矿型太阳能电池的工作原理、发展现状和应用前景这部分内容的讲授，使学生可以掌握当前太阳能电池的发展动态，了解市场的发展需求。

2 进行案例教学，重视与学生的互动交流

案例教学法绝不是仅仅在课堂中举几个与纳米材料相关的生活实例。选择合适的案例对于提升教学效果非常重要，通常是根据学习的知识点在现实生活中选择合适的实例。合适的案例需要老师精心筛选，这样不仅可以让学生掌握相关的知识点,同时还能让学生更深刻地体会纳米科技的应用对现实生活的影响。例如纳米发电机，因其解决了制约物联网发展的微电源问题而成为具有划时代意义的科技创新，它是采用单根氧化锌纳米带和纳米线结构，实现了从机械能到电能的转化，其中涉及一维氧化物纳米结构的知识，特别是纳米带和纳米线的制备、表征和基本物理性能等方面的研究。在讲解纳米发电机过程中，任课老师既要给学生讲授纳米氧化锌材料的制备表征知识，也需要将纳米发电机的神奇之处展示给学生，让学生陶醉于纳米世界中，继而产生浓厚的学习兴趣。同时，在课堂上通过所选案例与学生进行互动交流，对纳米科技的发展以及目前所遇到的问题展开讨论，让学生各抒己见，充分调动学生的积极性，使其真正参与到课堂中来。纳米材料导论教材的知识罗列繁多，学生阅读起来枯燥无味，任课老师可以适时在课堂上给学生播放一些著名学者的科研讲座视频，他们讲解纳米材料相关的知识时大都会深入浅出、生动有趣，让学生提前感受大家风采的同时，学习到很多纳米科技相关的专业知识。因此有效地优化课堂教学手段，对改善教学质量、激发学生学习兴趣和提高学习能力是非常重要的。

3 理论教学和实验教学有机结合，培养学生的创新能力

具备较强的创新能力是当今社会发展对高素质人才提出的基本要求，但是现在的大学本科教育更多注重的是知识的传授，而忽略了对大学生创新能力的培养。作为正在转型的应用型本科院校，应该更多地注重培养学生的动手能力和创新能力，只有这样才能在众多的大学毕业生中脱颖而出，争取到好的工作机会和岗位。具体到纳米材料导论这门课程，在讲授纳米材料的制备方法和表征手段时，如果只是简单的通过图片加语言描述，学生会觉得内容枯燥无味，都是纸上谈兵，会让教学效果大打折扣。此时就需要任课教师适时地引入实验教学，将实验室有关纳米材料制备和表征的科研仪器向学生开放，或者当场进行操作演示给学生看，让学生直观地感受到纳米技术的魅力和神奇，激发学生的学习兴趣和学习动力。通过实验教学，还能让学生更多地了解到纳米材料的制备方法和原理及纳米材料的表征手段，例如扫描电子显微镜、高分辨透射电镜等仪器的工作原理和使用方法。同时任课老师将自己科研方面有关纳米材料的成果与学生共享，教授学生如何通过分析实验结果来表征纳米材料的结构和性能，进而学会通过一定的实验手段分析纳米材料的结构和性能，如粒径大小、表面形貌以及光学、电学、磁学等方面的性质，为学生毕业以后从事纳米材料方面相关的工作和学习打下了一定的理论和实验基础。

4 鼓励学生检索、阅读和整理文献，拓展学生的知识面

纳米材料导论这门课程的内容虽然已包含了很多纳米材料相关的知识，简介了当前多种典型的纳米材料，但是如果学生学习内容仅仅只限定在书本的知识范围，无异于井底之蛙，无源之木，学问做不深，发展不会长远。目前学校图书馆有大量的纸质和电子文献资源，因此要多鼓励学生进行相关文献的检索和查询，不但能让学生清楚地了解当前纳米材料的研究进展，掌握当前纳米材料研究的热点和前沿；还能让学生养成遇到问题主动地查询资料的好习惯，在查询过程中不断学习和积累，丰富学生的知识储备，为学生以后从事相关方面的工作和进一步深造奠定良好的基础。同时，带着问题有目的地进行检索、归纳和总结，也可以强化学生解决问题的意识和能力，提高学生学习的主动性。

5 改革考核、考查方式，培养学生健康的应试心态

考试只是检验学生学习效果的一种手段，传统的闭卷考试很难全方位的检验学生的学习效果，传统的考核方式培养的是应试人才，而不是创新型和应用型人才。为了避免学生为应付考试而进行突击式的死记硬背，在课程考核方面也需要进行改革。在教学过程中可以给学生布置平时作业，例如文献调研、英文文献翻译、学习小结、课堂演讲等形式，进行综合考核，并将其作为学生的作业成绩；将实验课中的动手能力、参与能力以及创新能力归为学生的平时成绩；期末考试也不必以试卷考试形式进行，学生可以就本学期学习纳米材料导论的体会，以撰写总结报告的形式，将自己学习到的、还有所欠缺的、想了解的知识进行汇

总，以书面报告的形式进行总结并作为期末考核形式，这样可以避免学生将知识死记硬背，考试后全部抛到脑后。

通过对纳米材料导论课程教学过程中存在的问题进行总结并加以改革，调动学生的学习兴趣和学习主动性，在提高学生对纳米材料知识掌握的同时，也能使授课效果大大提高。随着纳米科技的快速发展，纳米材料的应用已逐渐深入到物理、电子、化学、生物等领域，社会急需纳米科技方面的人才，这也对应用型本科院校的人才培养提出了更高的要求。因此，高效地将纳米材料的知识有效地传授给学生是高校任课老师必须具备的能力。作为新时期应用型本科高校的教师，要在不断提高自身知识积累的同时，也要在教学活动中不断地积累教学经验，寻找有效的教学方法，采用更现代化的教学手段，使纳米材料导论课程的讲授达到最佳的效果。

[1]王青林.关于创新应用型本科人才培养模式的若干思考[J].中国大学教学，2015（6）：20-23.

[2]阂宇霖，陈友存.《纳米材料学》教学之我见[J].广东化工，2012，39（3）∶201-202.

[3]张云飞，张桥，鄢国平，等.材料导论课程教学的探索与实践[J].2015，43（7）∶181-182.

Research on Optimized Teaching of the Nanomaterials Introduction in Applicationoriented Universities

DAI Yuqiang,GAO Qianqian
(College of Mathematics and Physics,Anyang Institute of Technology,Anyang 455000,China)

Nanomaterials introduction is a course with strong professional and functional features.However, there are still many problems during the course of teaching and learning,such as the low study interest and study efficiency,the fuzzy concept as well as the poor initiative in learning,etc.In order to enhance the learning inter⁃est and efficiency,motivate the innovative thinking of the students,the paper makes some exploration and at⁃tempt on several respects such as the teaching content,experimental teaching,literature retrieval,and so on.The experience and means apply to the current teaching mode of nanomaterials introduction are summed up so as to improve the teaching quality of the course.

nanomaterials；teaching quest；innovation；teaching method

G642.0

A

1673-2928（2016）06-0095-03

（责任编辑：王彦永）

2016-06-26

戴玉强（1986-），男，安阳工学院数理学院讲师，博士，研究方向：纳米材料的磁性。