《功能陶瓷材料》理论教学与科研实践相结合的探索与实践

彭研焱，路大勇，刘巧丽

(吉林化工学院 材料科学与工程学院，吉林 吉林 132022)

《功能陶瓷材料》为吉林化工学院材料科学与工程学院材料化学专业大三的一门方向专业课。由于当代社会，科技日新月异、材料领域知识更新速度迅猛，前沿成果不断涌现，而以教材为教学依据的传统教学方式，不能够及时地反应陶瓷材料领域的前沿进展和发展趋势，因此在《功能陶瓷材料》本科教学过程中，应将教学内容与科研实践相结合，可以让学生们在更好地掌握知识概念的基础上，将前沿的科研成果在课堂上进行讲解与渗透，让没有科研实训经历的学生们更进一步了解科技前沿动态和发展态势，拓宽其科研思路以激发其对科研实践的兴趣，从而更加深入地理解理论性知识。同时通过理论课程教学与科研实践相结合，可以促进教学内容的及时更新、增加教学形式的多样化，提高教学水平以及对教师队伍建设均有着一定的积极作用。

一、《功能陶瓷材料》理论课程的教学内容与特点

教学内容是一门课程的核心。功能陶瓷是一类具有优异的光、电、磁、热等物理性能并且能够实现功能转化的特种陶瓷[1]。功能陶瓷材料具有种类多用途广等特点，主要包括铁电、压电、介电、热释电、半导体、电光和磁性等功能各异的新型材料。随着科学技术的进步以及经济的快速增长，功能陶瓷在日常生活、工业生产，乃至是军事应用等领域都发挥着至关重要的作用。功能陶瓷这门课程具有知识面广、内容繁多、新成果多、而公式与推导相对较少的特点[2]。结合材料学院的学科特色，材料化学专业选用哈尔滨工程大学出版社的《陶瓷材料导论》作为使用教材。本书内容主要包括两个方面：一方面为陶瓷基础理论知识，全面介绍了陶瓷的结构、显微组织和相变，以及陶瓷的性能、制造工艺；另一方面系统地阐述了普通陶瓷、结构陶瓷、功能陶瓷、智能陶瓷、纳米陶瓷和陶瓷复合基材料的组成、性能、工艺和显微组织和结构之间的关系，以及在各个领域中的应用[3]。本书又兼顾了陶瓷材料的传统内容，推出了当时一些前沿方面的内容，可以使学生尽快的掌握陶瓷材料的基础知识以及实际应用。作为材料化学专业的学生有必要学习和掌握陶瓷材料方面的知识，这也是本书编写者的主要目的。但由于时代的不断发展，课本内容已经与现实存在一定的脱节现象，没有做到与科技前沿相接轨，因此应将理论教学与科研实践相结合，可以更好地配合教材使用。

二、《功能陶瓷材料》理论课程教学与科研实践相结合的意义

(一) 科研对教学内容的促进作用

将理论课程与科研实践相结合有助于教学内容的更新。在当今社会经济快速发展，科技日新月异，知识的更新速度也是十分迅速的。而课本中的一些陈旧的观点等已经无法与现代的科技成果接轨，就会导致知识更新慢，从而脱离实际。对于教师来讲，没有科研实践，所掌握的知识仅仅停留在过去，只能重复过去的知识，授课的内容既单一又陈旧，根本无法做到与社会接轨，无法与时俱进。对于学生来讲，如果只是了解课本上十多年前的知识内容，毕业后刚步入社会，则会出现理论知识与现代科技脱节的现象。无法将在大学所学的知识应用到实践中去解决问题[4]。学生没有掌握前沿的科技知识，也就无法迅速地投入到本领域的工作中，无论是在个人的成长还是技术的掌握方面，都会给学生带来一定的自卑感与困扰。从历史上看，科学技术发展水平影响着教学的内容和性质，在科学技术发展的每个历史时期都出现了与之相适应的教学体系[5]。现如今只有将理论课程与科研实践相结合，才可以促进教学内容的及时更新，做到与实际紧密相连，从而使教学内容更加贴近专业的发展需要。两者相结合不仅可以补充教材使教学内容更加具备新颖性、科学性以及实用性，还可以做到学生毕业后与社会进行无缝对接。

1.《功能陶瓷材料》第四章第一节的内容为电功能陶瓷。学生需要了解导电陶瓷、电介质陶瓷、半导体陶瓷等基本知识。由于我校实验设备数量有限，而学生人数较多，一些价格昂贵的仪器没办法每一个学生都能上手操作[6]。除了在课堂上按照教材进行概念性知识的讲解，可以将科研实践中制备的BaTiO3介电陶瓷材料引入到课堂中。如：在样品制备阶段可以录制视频，让学生更直观地观看实验操作步骤；介绍XRD、拉曼光谱、电子顺磁共振等实验仪器就可以通过图片录制短视频，给同学们进行详细的讲解；将制作好的样品带到课堂上供同学观察，并让同学们计算一些简单的基础数据，如密度的计算等，随后将实验数据进行分析并总结。以这种影音图片等形式直观地呈现，可以更好的吸引学生地注意力，由此可以加深同学对于本节课程中地知识点的了解。

(二) 科研对教学水平的促进作用

科研是教学质量的助推器，以科研促进教学更是提高大学教学水平的主要途径[7]。在教学过程中，如果只依赖课本，教师对枯燥的知识点进行讲解，逐渐的学生们则会有一种被强行的塞入感，一节课下来只是机械的记录，走神现象十分普遍。教师与学生之间缺乏良性互动，课堂气氛逐渐变得压抑，学生的注意力也会涣散[8]。而将科研与理论课程相结合，则会引入许多新颖的资源，提高课堂的授课质量，让枯燥的知识变得鲜活起来。吸引学生的注意力，完成从被动强行接受到主动吸引求知的一个转变。科研成果以及经验都可以充实教育内容，提高教学质量，教学以科研为支撑才能得到延伸和发展，在教学中加入研究学科前沿的最新知识和新动向，让学生感悟到教学和科研之间的魅力，这样才能提高学生对学习的兴趣，必定提高教学质量[9]。

例如：在第七章生物陶瓷材料可以用于我们人类骨骼和牙齿等部位，因此在本章的学习中，提前布置课堂作业，同学们通过查阅资料以及最新的文献，并进行整理及汇总，以小组汇报的形式进行课堂交流。比如在实际生活中涉及到的牙、石膏、骨、心瓣膜等不同方面，来共同学习现阶段最新的科研知识以及应用领域。这样一来不仅让同学们参加到知识收集过程中，调动了学生积极性的同时也改变了以往老师教同学听的传统模式，实现了翻转课堂，增加了课堂内的互动和沟通。也督促教师对新知识不断获取，通过科研成果与理论课程的结合对教学水平提高具有一定的积极作用。

(三) 科研对教师队伍建设的作用

将理论课程与科研实践相结合已经逐步成为高校教学的新模式。师者，传道受业解惑也。教师是高等院校的第一生产力，是决定教育和科研水平的关键因素[10]。高校教师需要具备先进的教育观念、教学观念。科研使教师学习了先进的教育思想，树立了诸如终身教育思想、素质教育思想、全人教育思想、创新教育思想等各种先进的教育思想与潮流，并引领教育改革[11]。两者相结合可以提高教师的科研创新能力，在教学中启发新思路应用于科研，促进科研水平的提高，从而获得科研项目。而科研成果又能反作用于课堂，为理论知识提供佐证，补充教学中的空白。使教师自觉的通过科研与教研相结合的形式，来提高自身的学术水平以及教学能力。科研与教学结合形成良好的氛围，可进一步加强师资队伍的提高与发展。

三、结 语

《功能陶瓷材料》是一门理论性、概念性、应用型的课程。随着社会的发展，对于人才培养的要求以及新的科研成果正在不断涌现的现象，探索理论课程联系科研实践相结合，不仅能够培养出更专业、更适合社会发展的人才，还可以提高教师的授课水平、科研能力，形成良好的教学科研互动机制，相互融合共同发展。