《无机材料科学基础1》课程教学模式改革探讨

杨 敏（贵州大学化学与化工学院，贵州 贵阳 550025）

《无机材料科学基础1》是无机非金属材料专业的一门专业基础课，主要是晶体结构基础部分，课程内容包括晶体几何基础、化学基础、结构、结构缺陷；固溶体；熔体和非晶态固体；固体表面和界面；浆体的胶体化学原理等[1-2]。由于结构部分较抽象，本课程又是无机非金属材料理论知识的基础，对无机非金属材料实践起着指导作用。因此，该课程教学如何能让学生理解透彻非常重要。笔者在对该课程教学存在问题分析的基础上，对该课程进行教学方法改革，就如何充分调动学生积极性和主动性，在以下几方面得出一些经验。

1 课程教学存在的问题

1.1 课程理论性强、抽象

《无机材料科学基础1》是无机非金属材料的专业必须课程，与无机材料科学基础2构成完整的无机材料科学基础课程。其中，1以晶体结构为主，主要包括晶体结构、非晶态和浆体三部分。晶体结构部分是课程主体，而其中晶体几何基础和化学基础、结构特点等都包含大量三维几何模型，非常抽象，需要学生有较好的空间想象能力才能理解。因此，学生对结构部分的学习比较吃力。而结构部分关系是材料改性理论基础，对无机非金属材料专业又是非常关键的。以往的教学中，尽管通过PPT三维模型展示一部分典型硅酸盐结构，但学生普遍依然反应较难理解。

1.2 学时局限

由于课程调整，专业课时压缩，理论学时更是减少。《无机材料科学基础1》每章节理论学时平均仅有4学时，在这么有限的课堂教学中，很多内容无法有更多时间讲解。另一方面，当代大学生知识面广，思维活跃，但对学习没有刻苦之心，都急于求成，仅对考试相关的内容用心，在有限的学时里，这种矛盾尤为突出。

2 课程教学模式改革思路及经验

在现有教学存在的缺陷探讨基础上，作者对《无机材料科学基础1》课程进行教学改革尝试，通过对教学方法的改革和实际取得的成效，得出教学改革经验。本课程进行的改革措施如下：

2.1 以翻转课堂式教育为主要教学方法

主要实施以学生为中心，以教师为辅导的“讨论式教学”方式。学生以小组为单位先进行课后自主学习，每一章节以一个小组为主进行课堂谈论学习，其他小组同学随时提问，整个课堂在讲解、疑问和解答中进行。这种开放启发式教学可以使学生主动性得到极大激发，思维也非常活跃。教师变为指导者，在问题讨论中给于总结和最终解答，并积极引导学生走出书本，扩大学生知识面。比如晶体结构一章，通过学生自行搭建晶体结构模型，使学生更进一步了解晶体结构对称性、对称要素和结构特点等方面，不仅让学生更直观了解课堂内容，还增强学生动手能力。每一个组的同学在提问中又激发了他们的思考和对课堂内容的充分了解。传统教学方法中 的交流方式是单 向的，主要是老师讲、学生听 ，教师很难把握教 学的效果 、学生 的掌握程度 ，而且学生学到的都是死知识 。学生不愿意主动思考 ，只会跟着教师的节奏走 ，容易滋生一部分同学的学习惰性，难以提高学习兴趣。而通过实施互动教学，以学生为中心，有利于在教学过程中建立学生的主体地位[3]。

2.2 增加综合实验设计

实验教学在无机非金属材料工程专业人才的培养中占有重要地位。加强《无机材料科学基础》课程的实验教学，可以帮助学生巩固理论知识，掌握实验技能。该课程现有的实验课程仅有黏土-水系统的ξ电位测定[4-5]，且以老师演示为主，学生较少参与。通过教学改革，在本课程中设置了硅酸盐结构综合实验设计，以4-6名学生为小组，每名制作一种典型硅酸盐结构模型，并对结构的特点进行讲解；在此基础上引入缺陷概念，以实验演示缺陷的产生机理，促使学生积极主动参与到实验中，并通过实验进一步对晶体结构特点和缺陷有深入直观的了解。

3 结 语

《无机材料科学基础》是一门理论与实践结合比较紧密，教学难度较高的专业课[6]，通过本次教改，以充分发挥学生的自主学习能力，能够培养学生独立分析和解决实际问题 的能力，有利于加强学生创新思维和实际创新能力的培养。在翻转式教学模式中，学生从知识的被动接受者变为知识的主动建构者，培养学生的发散思维能力和创新能力；问题式、讨论式教学可以激发学生的学习动机和学习兴趣，培养学生的探究和科学研究能力。

[1]胡志强 无机材料科学基础教程 化学工业出版社2011年6月

[2]周亚栋 无机材料物理化学 武汉理工大学出版社2006年1月

[3]祝瑜，周爱国 《无机材料科学基础》课程教学方法改革的体会 科技视界2016 (7) :144-144

[4]冯小平，无机非金属材料实验 化学工业出版社2011年6月

[5]伍洪标，无机非金属材料实验 化学工业出版社2002年6月

[6]包镇红，浅析《无机材料科学基础》课程教学现状与改革思路 科技视界2013 (34) :79-79.