浅谈材料专业课示例性实践教学对学习主动性的调动

徐向辉 安俊超 廖桂华 左寒松 王冰莹 范敏

【摘要】影响大学生学习效果的非智力因素中，学习主动性对学习能力的发挥起到重要的促进作用。材料专业课的教学内容以概念、原理、方法等为主，内容枯燥、原理晦涩，本文以固体表面浸润性学习为例，采用示例性教学提高学生学习的兴趣，变被动学习为主动学习，改善学习效果。

【关键词】材料专业课 示例教学 学习主动性 学习效果

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）48-0231-01

一、大学生学习主动性的重要性

目前，影响大学生学习效果的主要因素中，除了智力因素之外，最重要的就是学习的主动性。学习主动性是指主体在学习活动中表现出的一种积极的心理状态。通常由對待学习的注意、情绪与意志状态构成。受学习动机制约，是学习需要的外在表现。俗话说：“兴趣是最好的老师”。兴趣是学习动机的外在表现，它能调动起人的生命力，使大学生产生对问题的思索，引发因好奇而实践，因验证而发现。

二、材料学专业课特点

材料专业的特点是学科交叉性强，既要学习材料学的相关知识，也要掌握物理、化学、工程工艺等相关专业知识。知识点分布广、概念和原理学习繁杂枯燥。如何在知识学习过程中调动学生积极性，变被动接受知识为主动探索吸收，对学习效果具有至关重要的意义。示例性实践教学法从学生能观察的现象入手提出问题，学习概念，分析原理，并在研究学习实验中进行应用。提高大学生的学习主动性，改善教学效果。

三、以固体表面浸润性为例

表面润湿是固体表面的重要特征之一，也是最为常见的一类界面现象。浸润性可以用表面上水的接触角来衡量。将液体滴在固体表面上，液体并不完全展开而与固体表面形成一个角度即所谓的接触角，利用接触角能直观的衡量液体对固体的润湿程度：将θ> 90°的情况称为不润湿，θ< 90°时称为润湿。因此，θ= 0°就叫完全润湿，而θ=180°就叫完全不润湿。有两个主要因素影响固体表面浸润性：一是固体的表面微观结构；二是固体表面化学成份。因此，研究固体表面的润湿行为必须从这两个方面入手。

仅仅从概念角度讲解浸润性很难能在学生心里形成很形象的概念，并且学习之后学生也很难将之应用到学习研究中。那么在教学中我们可以生活中的示例入手。

第一步，以“荷叶效应”入手，给学生展示视频或者以荷叶实物为例。滴在荷花叶面上的水珠就像一粒粒晶莹的珍珠在滚动，非常美丽。

第二步，提出问题。荷叶现象蕴含的科学原理是什么？水珠在荷叶表面的状态体现了一种特殊的表面浸润性-超疏水，θ> 150°。

第三步，解释原因，引出表面接触角的概念，讲解释固气液三相接触的状态与接触角之间的关系，并学习相关浸润性的影响因素：表面能和表面微观结构。那么从影响表面浸润性的因素入手，荷叶产生超疏水的原因是其表面由许多微米级的乳突构成，放大单个乳突能看到许多纳米尺寸的分支结构，在这些乳突之间的底层表面上，还可以看到一些纳米尺寸的树枝状结构，就是这些“树枝”有效地保护了荷叶不被润湿。另外，荷叶表面存在一层末端有不同官能团的碳氢衍生物的蜡状物，荷叶的超疏水自清洁的特征正是由表面上微纳米的复合结构以及表面蜡状物所共同引起的。

一般的示例教学到此处就结束了，但是从提高学生学习主动性的角度考虑，需要对示例教学进行进一步引申，也就是进行第四步，在研究学习实验中进行实践应用。

第四步，给学生提出一个基于固体表面浸润性的命题，“利用竹篮子打水”。让学生从固体表面浸润性角度分析命题，并提出解决命题的可行性方案。“竹篮子”本身由于具有孔洞结构，表面处于一种亲水状态，水可以畅通无碍的通过 “竹篮子”。 可以指导学生利用所学过固体表面浸润性的影响因素，通过对 “竹篮子”的表面组分的调控和微观结构的构造，使“竹篮子”表面的浸润行为发生翻转。使亲水的“竹篮子”表面变为超疏水的表面，当水接触到超疏水孔洞表面时，由于表面的浸润性质的变化，固-气-液三相接触线变得不连续，表面由固-液接触变为固-气接触，相当于在液体水和“竹篮子”之间形成一层极薄的空气层，正是这层空气层阻碍水不能在表面铺展并不会发生从孔洞中穿过的现象。从而实现“竹篮子”打水不成空。在实践过程中，既能增强学生对专业知识的理解，也能让学生培养出分析问题、解决问题的能力。同时也能应用到材料的成型和材料物理性能等专业的相关知识，形成环环相扣的学习链条。

在这样的学习过程中，学生始终保持着强烈的学习兴趣，不但能掌握相关知识点，还能够在实践中应用相关知识。这种方法可以应用到材料专业的其他课程学习，即使是枯燥的学习内容，利用学生的好奇心和求新心理，创造一个和谐温情的氛围，激发学生的求知欲，使学生在情感的愉悦中接受知识，掌握技能，最终也能达到预期的教学效果。

参考文献：

[1]周誉昌.关于提高大学生学习主动性的探讨[J].广东工业大学学报（社会科学版），2006（S1）：165-166.

[2]卜昕阳.超疏水材料的制备及应用[D].东南大学.2016，05，23

致谢：本文感谢洛阳理工学院教学研究项目15JY-003、15JY-014、JY17-14对本研究工作的支持。