材料学的科研教学法

史月琴 杜刚

摘要：科研教学法是注重实践型人才培养的应用类学科常用的教学方法之一。文章旨在通过课本授课和科学研究的结合全面提升材料学的教学效果，优化材料学本科生科研和创新教育运行机制，扩大学生专业收益，增强学生科研和创新能力，提高学生的逻辑思维和专业写作水平，培养出更加优秀的材料学专业学生。

关键词：科学研究；教学；创新；实践型人才

中图分类号：G645 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）34-0201-02

一、目的与意义

科研教学的方法就是教师以科研案例为基础，在课堂上帮助学生达到特定学校目的的一整套教学方法及技巧。以大学生科研和创新训练为突破口，结合建立“教学与科研互促、教师与学生互动、课内和课外渗透、自主与引导结合”的创新教育模式，为学生提供科研创新训练平台，帮助学生尽早进入专业科研领域，接触和了解学科的前沿，明晰学科发展动态；培养学生理论联系实际、科研创新实践能力和独立工作能力；培养学生的逻辑思维，提高外语写作和专业写作水平；加强师生团队合作精神和交流表达能力。以“科研”和“学习”紧密结合，锻炼学生的创新思维和实际操作水平，鼓励学生早出研究成果（学术论文、专利等）。往往在学习的过程中，一些复杂问题的解决方法是不能在教科书中找到的，而科研方法为学习者设想了这样的一个世界，即通常在时间很短、结论不充分的条件下，需要靠创新性思维和实验操作来提出有说服力的结论。我们可以推导出科研教学的几个显著特点：（1）强调还原专业知识运用的现实环境。学校课堂是一个理想化的环境，被认为脱离了业界一线工作实践，而科研教学法可以在课堂上使理论知识重现，让“纸上谈兵”得到很好的弥补。（2）从科研学习中学到原理以及专业逻辑推理能力和创新思维。科研教学不仅仅是描述性的，还包含本学科的原理及专业知识的操作。每一个原理都是通过逐步的演化才能达到现在的地步。这是一个漫长的、通过众多的实验成果取得的发展道路。因此，有效地掌握这些原理的最快和最好的方法，就是学习那些包含这些原理的具体实验操作。

二、材料学教学的现状

材料学是一门理论结合实践的课程。材料学是研究材料组成、结构、性质、工艺和使用性能之间相互关系的学科，为材料设计、制造、工艺优化和合理使用提供了科学依据。现代材料学科更注重研究各类材料及它们之间相互渗透的交叉性和综合性。而材料学是研究材料的制备或加工工艺、材料结构与材料性能三者之间的相互关系的科学，涉及的理论包括固体物理学、材料化学、与电子工程结合衍生出电子材料、与机械结合衍生出结构材料、与生物学结合衍生出生物材料等。材料学的基本分类包括高分子材料、复合材料、材料学—无机非金属（包括陶瓷材料、半导体材料等）。由于科技和经济的不断进步和发展，对材料科学的要求日益剧增，更高性能的材料和新材料的出现要以科学研究为基础。科学研究不断地发展进步，材料学的理论知识也在不断地丰富壮大。因此，学生要想更好地学习和掌握材料学这门课程，还需要对材料学的理论体系适时地进行筛选和更新，进一步成熟和完善，让学生懂得站在前人知识的肩膀上努力搞科研，跟上材料学发展的步伐。材料学的教学目标是使学生学习好材料学课程，在全面、系统、灵活地掌握基本材料学理论知识的基础上，培养学生的科研实践能力，同时使学生在今后的实践工作中能够熟练而灵活地运用材料学知识，因此材料学教学强调要重视理论和科研相结合。

三、材料学教学中存在的问题

1.教学内容枯燥教条，吸引力不强。对于学生而言，单纯的理论知识学习很难让他们感兴趣和轻松理解，只有理论结合实践学习的方式才能让学生对知识印象深刻和轻松消化。

2.高校里评职称对科研要求严格，高校中的教師大多数都重视科研，每天坚持阅读大量更新的文献，把大部分的时间和精力投入科研，而忽视了对本科生深入的教学研究。

3.由于经济的飞速发展，新材料的出现和研究至关重要。而课本的知识会受到时间的限制，只有结合科研才能不断促进材料学的发展和进步。科研教学的实施，既可以继承课本知识的学习，又能满足社会对新材料的需求和进一步促进材料学的发展。

四、材料学的科研教学思路

科研与理论教学结合是重要环节，核心点是科研体系的建立。仪器操作和基础实验是材料学学生的专业基础课，在材料学专业课程体系中具有标杆性的示范作用，再结合科研，补充并扩展实验课程，实现完整的材料学科研教学思路。初步的科研教学的基本思路如下：在保持原有的专业基础课条件下，增加的科研部分分为三个阶段：学生组成科研小组、教师与学生互选和科研训练。科研小组的成立是通过建立多人合作来训练学生的内部团结合作能力，也是为了提高科研教学的安全系数。互选环节坚持学生与教师的自愿原则，对于教师而言，既可以完成自己的教学任务，也可以提高自身科研成果的产出。科研训练是指与科研相关测试的培训，包括教师对学生的实验操作指导及测试仪器的学习等。

五、科研教学的优点

1.理论结合实践的教学方式可以提升学生的学习效率。科研学习使学生对枯燥的课本知识的理解更加透彻，也加深了学生对专业课的认识。

2.提高理论教学质量和教师的科研成果产出。学生的科研加入必定会帮助教师的科研成果产出，同时教师会有更多的时间投入学生教学研究中，通过相辅相成可以实现双赢。

3.培养出更优秀的学生。站在巨人研究的基础上学习课本知识，结合科研实践学习，才能不断研发新材料，不断补充材料学的知识，这样才能培养出更加优秀的材料专业的学生。

六、结语

科研教学通过课本与科研学习的结合，是在对课本教材授课的基础上，进行与材料学相关的科学研究学习。这种教学方式对材料学教育起到了推动作用，不仅可以调动教师的教学研究动力，还可以提高学生对专业的认知程度。另外，这种教学方式还是提升材料科学学科的最佳途径之一。所以，科研教学将在材料学中发挥越来越重要的作用。

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