功能材料课程教学内容、方法和考核方式的优化

麻季冬　张厚安　廉冀琼　钟海长

摘要：为调动学生学习功能材料课程的积极性，提高课堂教学的效果，针对功能材料课程教学中存在的问题及大四学生专业选修课的学习现状进行分析，综合功能材料课程的特点，从教学内容、教学方法及考核方式等方面的进行探索和优化，使培养出的学生既具备扎实的专业基础知识，同时又有广阔的视野。

关键词：功能材料；教学内容；教学方法；考核方式

中图分类号：G712.4

基金项目：厦门理工学院教育教学改革与建设项目（JGY201508）

能源、材料和信息是当代文明和社会发展的三大支柱，其中，材料是人类赖以生存和发展的物质基础，高新产业进步的核心。《功能材料》课程中所介绍的功能材料是指具有光、电、磁、声、热、化学以及生物功能的各类材料，具体所涉及材料有高分子材料、超导材料、储氢材料、形状记忆合金、非晶合金、磁性材料、半导体材料、微电子器件材料、光学材料、功能陶瓷、纳米材料和生物医学材料等，这些具有不同功能的材料在现代化高新产业技术中有着广泛的应用[1]。国务院在2015年5月8日发布的《中国制造2025》围绕经济社会发展和国家安全重大需求，选择10大优势和战略产业作为突破点，力争到2025年达到国际领先地位或国际先进水平[2]。十大重点领域中的新一代信息技术产业、节能与新能源汽车、电力装备、新材料、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、生物医药及高性能医疗器械等领域都与功能材料的研究、发展和应用息息相关。

厦门理工学院金属材料工程专业是应金属材料工程在国家经济建设、厦门市经济与社会发展的需要，满足地方经济建设与发展对人才需求而開设的本科专业，以粉末冶金新材料、信息材料、光电材料、生物材料、新能源材料为专业发展方向，培养适应电子、化工、冶金、矿山、能源和国防等行业生产和管理第一线需要的高素质应用型人才。《功能材料》是厦门理工学院金属材料类专业一门专业选修课，本文结合教学实际，从教学内容、教学方法及教学技术方面进行思考和优化，探讨其课程改革。

1 课程教学内容优化

《功能材料》课程所涉及内容较多，主要介绍各种功能材料的基本知识、概念、制备方法和其在相应领域的应用。在课程讲授过程中以材料的“应用-制备-结构-性能”为主线，首先简单介绍所讲述的功能材料的目前主要应用领域、科普性和综述性的内容，图文并茂，结合当代学生的兴趣引入话题内容，这些内容比较容易理解，激发学生的兴趣，增强学生对课程内容学习的自信心。教学内容选择方面，以金属材料学生前期学习的材料相关基础知识和现在学习内容相结合，引导学生学以致用，如所学《材料科学基础》、《粉末冶金原理》、《材料现代测试研究方法》都与各种功能材料的制备，研究和应用相关联，这样让学生从中感受到所学知识都是相通的。由于在材料的研究发展中，新的功能材料不断涌现，在授课过程中，将一些顶级学术期刊中的涉及功能材料方面的相关信息、知识引入教学内容中，把学术热点带到课堂中，即可以激发学生的求知欲望，让学生接触到材料相关前沿知识，又对于考研学生的继续深造具有引导和启发作用。另外，最大化将教学内容与实际生活相结合，举例一些学生在生活中经常接触和感兴趣的东西，如超导技术如何在定向武器中应用，为什么形状记忆合金可以用作牙齿矫形丝、血栓过滤器等，磁性材料中的磁流体在宇航员头盔的密封机理，我们平时所用的电脑、照明和装饰所用灯、电视机、冰箱、手机、音响等如何应用到半导体材料、光学功能材料等。

2 课堂教学方法的优化

在课程教学中，将传统教学方式和现代教学方式相结合，在介绍各类功能材料在不同领域中的应用时，播放适当的视频，让学生有一个更直观的感性认识。另外将现代教学手法如PPT、Flash等引入课堂，把一些抽象的知识点以更形象的方式展现出来，便于学生理解，例如在讲述形状记忆合金的形状记忆效应时，使用一个简单的Flash动画，即生动形象又深入浅出。另外，不能过多使用多媒体，过多使用幻灯片，教师会对PPT产生依赖，以至于照本宣科，若每张幻灯片停留时间过短，学生也来不及思考和笔记，学生很容易走神，这样，课堂效果反而不好。所以要合理分配板书教学和多媒体教学比例，提纲式板书和线索式板书并用，将功能材料性能方面的理论知识采用板书的形式讲授，使学生有时间思考和理解。在对于一些重要公式的讲解，采用板书进行推导，便于学生理解记忆。

另外采用互动式的教学方式能更好地优化教学方法。传统的课堂教学是以老师为主导，老师在讲台上不停的讲，学生在台下听，互动交流比较少，这样老师不能很好地掌握学生对知识点的理解和吸收程度。《功能材料》的课程特点在于各种功能材料与现实生活、科技发展息息相关，可将讨论式教学方式[3]引入课堂，通过小组作业，在教师的指导下，学生首先以小组为单位查阅功能材料的相关资料的基础上，了解目前的学术动态和发展趋势，进行讨论，然后由一名同学为代表以PPT形式讲述，台下学生围绕相关问题各抒己见，从而集思广益，达到互相交流、互相学习的良好氛围，同时也可以有效拓宽学生的知识面，培养学生自主检索文献资料的能力，增强团队协作和语言表达能力，提高学生的学习兴趣。

3 课程考核方式的优化

厦门理工学院材料学院正以满足材料类地方产业发展需求为导向的应用型材料工程师的产学研交互式的人才培养模式方向发展，课程安排方面逐渐强化实验实践环节和工程能力训练方面。许多课程将实践教学比例提高，但是在实际考核中，实践教学的考核往往被忽视，期末考试仍然以卷面理论考试为主，导致学生大部分采用突击复习，背诵课本或笔记取得所谓的高分，忽视了学生平时知识和技能的积累和创新意识的培养。

在《功能材料》这门课程的考核中，如何挖掘学生的个性和潜力，是优化考核方式的关键。考试的目的在于如何能够最大限度地体现学生在这门课程结束时学到了什么，所获得的知识是否广泛，是否达到了人才培养的要求。应注重学生平时课堂表现，提高学生平时成绩的比例，另外可引入半开卷考试的形式，将考试题目内容丰富化，灵活化，增加有关实践技能的总结、积累和阐述，学生如果单凭死记硬背是无法完成答卷。这样才能将知识转化为技能，将理论转化为方法，将思想转化为素养。

通过以上教学内容、教学方法及考核方式等方面的优化，可有效改善《功能材料》课程的教学评价效果，多方位了解学生的知识掌握程度，增强了教学的互动，促进了教学效果的提高，使培养出的学生既具备扎实的专业基础知识，又有广阔的视野。

[1] 殷景华，王亚振，鞠刚.功能材料概论[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2009.

[2] 国务院. 中国制造[M].北京：人民出版社，2015

[3] 杨国华. 讨论式教学法的理论与实践[M].厦门：厦门大学出版社，2014.