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關鍵字:建筑材料與施工工藝 課程教學 改進策略
一、 高職建筑材料與施工工藝課程的特點和培養目標
《建筑材料與施工工藝》課程以數學、物理、化學為基礎,關聯內容龐雜,涉及知識面特別廣,但各章節之間關聯性相對來說不是特別密切,系統性比較差。本科程關聯到有機非金屬材料、金屬材料、復合材料、施工工藝等等,內容繁雜,且各種材料和施工工藝各成體系,相互之間聯系不大,這就造成學生在學習過程中無規律可循,從而缺乏學習興趣。此外,該課程實踐性比較強,概念多,邏輯性差。
高職教育以"培養具有必要的理論知識和過硬的實踐能力,面向生產、建設、服務和管理第一線急需的技能人才"為目標,因此,高職教育在制定課程時要考慮到用人單位的需求,根據崗位設定專業,盡可能的滿足市場需求。《建筑材料與施工工藝》這門課程的培養目標是使學生掌握建筑行業中常用材料和施工技巧的基礎知識,掌握建筑行業中常用標準和檢測方法,進而提高該專業學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。
二、 高職建筑材料與施工工藝課程教學存在的問題
目前,國家出臺多種政策,全面推動職業教育的發展,目的就是為了增強學生的實際操作能力。但在很多高校并沒有全面響應國家的職業教育方針政策,在課程的制定、教學活動等都沒有將職業教育的特點明顯的體現出來,仍然存在著很大的問題,主要表現為以下幾個方面:
1. 學生缺乏學習的主動性,對建筑材料與施工工藝課程不感興趣。
由于建筑材料與施工工藝這門課程具有內容系統性較差、內容繁雜、實踐性比較強、概念多、邏輯性差等特點,使得學生在學習過程中無章可循,進而缺乏學習積極性,對該課程的學習失去興趣,直接影響本課程的教學效果,達不到課程的預期目標。
2. 課程體系不夠完善,沒有針對高職的統一的課程標準
近年來,我國建筑材料和施工工藝行業發展迅速,該課程的教學遠跟不上其步伐,教材中沒有對新材料、新工藝、新實驗方法以及新設備的相關介紹。因此,學生學到的還是相對來說比較落后的知識,這就造成了跟不上行業的發展速度。此外,高職建筑材料與施工工藝課程教材是對本科的教學內容作了局部刪減,降低了對學生掌握程度的要求,采用的還是本科教學大綱,并沒有體現出高職教育"以實踐操作為主、培養學生實際操作能力"的教學目標,這樣就有悖于職業教育的初衷。
3. 教學方法和教學資源相對落后
高職教育的教學方法仍然是以講授為主,填鴨式的教學方法,學生被動的來接受知識,而不是主動地去學習知識。在課堂上的實際操作還是比較少,沒有真正的做到"教、學"和"做"相結合。此外,在本課程缺少視頻資料、實物模型等先進的教學資源,缺少實訓場地,更缺少能給學生提供實踐機會的企業。
三、高職建筑材料與施工工藝課程教學的改進策略
1. 結合生活和工作中的實例,吸引學生興趣,調動學生學習的積極性。
在生活和工作中會遇到很多與建筑材料與施工工藝課程相關練練的實例,在課堂上穿插這些實例,讓學生明白現在降到的這些知識在以后的生活和工作中都是要用到的,吸引他們學習的興趣。另外,在講解某些材料時,可以借助其他學科知識。如在講解石灰時,可以借助于謙的《石灰吟》,引出教學內容,然后通過生活中常見的鼓泡、開裂現象,給學生講解石灰的熟化原理,最后再將在石灰的硬化通過在石灰中添加砂等材料的現象給學生解釋清楚,這樣很輕松的就將石灰的相關知識講解完畢。這樣激發了學生的求知欲,增強了各知識點之間的連貫性,活躍了課堂氣氛,從而調動了學生學習的積極性。
2. 完善課程體系,制定統一的有職業教育特色課程標準和培養方案
根據國家對職業教育的政策方針,制定一套完善的課程體系,結合行業發展及時更新教材內容。在高職教育課程中,增加實踐課程所占比例,改善實踐課程的從屬地位,使實踐課程成為真正意義上的理論聯系實踐的橋梁,培養學生的創新精神、動手能力和團隊合作,以提升其專業能力。只有這樣才能更好的響應和貫徹落實國家職業教育的政策和方針。
3. 改進教學方法,豐富教學手段
在教學方法上,不能只使用講授法、問答法等單一的教學方法,可可以采用案例教學,利用實際工程案例,由老師指導學生分析和設計,然學生參與到整個過程中,這樣學生在整個過程中就不只是學生的身份,而是設計者、管理者的身份,與到不會的地方,學生就會自己搜集資料或和同學討論或請教老師,使學生參與度更高、印象更深刻。這樣還可以增強學生的自學能力和理解能力,還可以通過實踐鞏固和深化理論知識。此外,老師在課堂教學時,要利用現代教學手段,在課堂上多給學生播放一些相關視頻,進行相關演示,盡可能的將計算機輔助教學應用到教學活動中。
4. 增加校企合作
增加校企合作力度,使學生在畢業之前就有機會參與到工作領域,積累更多的工作經驗,讓學生了解到在以后的工作中真正需要的是什么,為以后走上工作崗位,更快的適應工作環境打下堅實的基礎。
四、 結語
為了才能響應國家職業教育的方針和政策,高職的建筑材料和施工工藝課程的教學,仍需進一步的探索。只有這樣,才能培養出滿足行業需求的高水平復合人才,才能推動行業的發展。
參考文獻:
[1] 黎潔梅. 建筑裝飾材料與構造課程教學探討 [其它論文] - 青年與社會?中外教育研究,2009,(03)
[2] 安素琴. 建筑裝飾材料 [M]. 2006.
[3] 郭謙. 室內裝飾材料與施工 [M]. 2006.
[4] 郭東興,張嘉琳. 裝飾材料與施工工藝 [M]. 2005
【關鍵詞】半導體材料與器件;雙語教學;課程內容
0 引言
隨著信息時代的發展,對光電子專業類人才的需求也越來越大。大學教育作為培養人才的重要基地,承擔了越來越重要的角色;向社會輸送高素質的人才,要求對光電子專業課程體系教學不斷更新改革,賦予其新時代的內涵。目前,還沒有一本合適的教材能滿足這個要求。另外,在教學方法上也缺乏行之有效的方法。
1 課程內容的構建
半導體材料與器件這門課,應該涉及到半導體材料與半導體器件兩個方面的內容,現有的教材在內容構建上往往偏重半導體材料,或是偏重半導體器件,很少能兼顧兩者的材料與器件的平衡。圖1為現有鄧志杰等編的《半導體材料》的內容構建示意圖,明顯偏重于材料,對器件部分只做了簡單的概述,如圖1所示。類似的教材還有楊樹人等編的《半導體材料》。由劉思科等編的《半導體物理學》這門課則大篇幅的介紹半導體物理相關的知識,而對半導體材料涉及較少。同樣,由Dieter K. Schroder 編寫的《Semiconductor Material and Device Characterization, Third Edition》則大部分內容介紹器件特性,而對材料方面的相關知識介紹很少。同樣,佛羅里達大學的Franky So教授編著的《Organic Electronics Materials Processing Devices and Applications》則側重于器件加工制備,Robert F. Pierret等編著的《Semiconductor Device Fundamentals》則側重于器件特性原理。
基于此,本人提出了全新的內容構建策略,該策略同時兼顧了半導體材料與半導體器件兩個方面的內容。該策略結構示意圖如圖2所示,其內容分半導體材料與半導體器件兩個部分,其中半導體材料包含:元素半導體、化合物半導體、摻雜半導體和有機半導體,半導體器件部分包含三個部分的內容,分別是器件基礎、二極管、三極管。
對比圖1、圖2不難看出,新編排的課程內容更簡潔、更全面。其實,現有材料的課程內容編排上有很多的弊端,如知識點內容很相似,交叉重疊性大。如元素半導體,半導體電子材料、半導體光電子材料,在內容上有很大的交疊;非晶、有機和微結構半導體與摻雜半導體有很大的重疊,所以在新方案中將其并入摻雜半導體一章中來講解,而前者并入到半導體一章中來講解??梢钥闯?,新方案更合理、簡潔明了。
半導體材料與器件這么課程,其內容應該包含經典的無機半導體、新型有機半導體;器件內容應該包含經典的二極管、柵控二極管、三級管、結型場效應晶體管。其中,二極管的兩個重要應用,即光伏電池、發光二極管、二極管存儲器件,應該作為一個重要的章節進行介紹。
2 課程內容的組織
在課程內容的組織上,按照由易到難、循序漸進的原則,以及材料-性質-器件應用的原則,先編排材料體系,后編排器件體系。材料體系包含:有本征的p-型材料、n-型材料,非本征摻雜型的p-型材料、n-型材料,以及新型有機半導體材料,包含寬帶隙主體材料、窄帶隙材料。從材料最基本的物理特性,即電阻切入,圍繞電阻的構成因素展開內容,過渡到絕緣體、半導體、導體的概念,以及影響因素,引入到載流子濃度、摻雜、遷移率等概念,即本征的元素半導體向化合型、摻雜型半導體的思路展開。在引入材料的功函數這一概念的基礎上,引入接觸電阻、界面注入勢壘,沿著這一思路自然過渡到肖特基二極管,柵控二極管、三級管等基本的半導體器件等系列概念介紹。該課程內容體系的組織,遵循著從基礎性質到上層器件建設的原則,系統性、邏輯性很強,可以說是環環相扣,要求學生在學習的過程中,任何一個章節的內容都不能落下來,以避免給后繼的內容學習造成困難。同時,該課程也要求授課老師對課程體系的內容有深刻的理解和清楚的認識,做到思路清晰,講解有條有理。
3 課程內容的編譯
依照雙語教學的原則,教材應該采用全英文編寫。以往的雙語教學經驗表明,全英語的教材實施起來很困難,教學效果甚微,甚至比純母語教學的效果更差。原因很簡單,部分學生的外語底子薄,閱讀純英文課本很困難,尤其是專業英語教材,碰到長句、疑難復合句看不懂,專業名詞更是不懂,甚至憑借網絡翻譯也找不到答案。確實,專業名詞,尤其是半導體這門課的專業名詞的翻譯是比較少的。另外,有部分名詞是用構詞法得到的,詞典里根本沒有收錄。這部分學生常常抱怨,中文都看不懂,還看什么英文??!結果可想而知,什么都沒學到,還不如采用中文版教材教學呢。
鑒于一門新課教材全部用英文編寫的困難,可以部分章節采用中文編寫,部分章節采用英文編寫。對于構成半導體學科的三個基礎理論,如肖特基理論、半導體能帶理論、半導體導電機理、擴散理論,采用中英文對照的形式,以便于學生理解、掌握知識點。對于半導體特有的五大特性,如整流效應、光電導效應、負電阻溫度效應、光生伏特效應和霍爾效應,應做詳細介紹;對于重要現象的發現,如霍爾效應,可以在教材中添加“知識園地”,以增強學生學習興趣、掌握知識點。方便學生自學。
對于半導體材料部分,如元素半導體、化合物半導體、摻雜半導體、有機半導體,可以采用中文的形式撰寫。其中,元素半導體這一章內容比較難,涉及到原子在固態堆積中的排列,即晶體類型、晶格、晶胞結構等,用中文撰寫更便于學生理解。同時,配合適當晶體結構模型,如經典的正四面體結構、面心立方結構、體心結構、六方體心結構、八面體結構模型,來剖析材料的微觀結構特征。并且,這部分內容要求學生有一定的背景知識,如對物質結構這門課有初步的認識。接下來的兩章,如化合物半導體、摻雜半導體,可以簡化材料凝聚態結構的介紹。因為這兩類半導體材料分子堆積結構與元素半導體類似,只是一個衍生結構。所以這兩章的內容重點介紹化合方式以及摻雜形式。對于有機半導體,可以借鑒經典的元素半導體理論,所以結構部分可以簡化,重在介紹有機半導體材料,包含其組成、特性與經典的制備方法。
對于半導體器件部分,其器件基礎應該加以重點介紹,對于常見的半導體器件特性效應加以詳細的描述,采用地道的英語教材,如Arizona State University大學的Dieter K. Schroder.編寫的《Semiconductor Material and Device Characterization, Third Edition》里面的第一、二、三、四章部分內容。該教材系統闡述了半導體材料一些基本特性,如電阻率、載流子密度、摻雜、遷移率、公函、接觸電阻及界面勢壘。重點內容有Schottky barrier diodes,solar cell, bipolar junction transistors, light-emitting diodes, MOSFETs。
4 結論
本文針對半導體材料與器件這門課程的內容建設提出了全新的思路,重新編排了該課程內容,優化了課程內容的內涵,調整了半導體材料與半導體器件這兩方面的內容比例,使內容的組織更平衡、更合理,并對課程內容的編譯提出了新的思路,采用中英文對照使得知識點的闡述更清楚、母語教學更便捷,這將為電子類專業課程的雙語教學提供新的參考。
【參考文獻】
[1]龍國智.我國高校雙語教學的現狀評析[J].教育論叢,2011(2):173-174.
《服裝材料與應用》課程是服裝設計專業的必修課,是技術基礎課,主要對應的崗位是服裝設計師助理及服裝公司面料采購人員。通過本課程的學習,使學生掌握服裝面料的識別知識及性能檢測方法,能夠識別和檢測常見面料,并在服裝設計過程中加以靈活應用,為學生將來從事服裝設計打下堅實的基礎。本文就該課程教學設計的理念、主要內容等進行有益的探討。
一、課程教學設計的理念
1.課程設計的依據
(1)設計理念:是以服裝設計專業相關工作任務和職業能力分析為依據確定課程目標,以工作任務為線索構建任務引領課程,以職業能力為核心組織課程內容,讓學生通過完成具體項目發展職業能力。
(2)總體設計思路:以服裝設計師助理及服裝公司面料采購崗位的工作任務和職業能力分析結果為依據,以某職業技術學院校服而料選料為線索,包括棉、麻襯衫面料選料、真絲襯衫面料選料、化纖西服面料和里料選料、毛紡西服面料和里料選料等4個工作任務8個子項目,最終完成某職業技術學院校服面料和里料選料的綜合項目。課程內容的選取緊緊圍繞完成工作任務的需要循序漸進,滿足職業能力的培養要求,同時又充分考慮高職教育對理論知識學習的需要,融合服裝設計師助理及服裝公司面料采購崗位職業素養的相關要求。
2.課程教學設計目標
(1)總體目標。通過本門課程的學習,掌握服裝面料及里料的種類、性能特征、識別方法,提高學生對服裝面料及里料的識別、選料的能力,并通過系統項目實訓教學加以強化,最后,通過某職業技術學院教職工校服面料及里料的選料進行檢驗和考核,從而培養適合當今紡織服裝企業需求的設計人才,為學生將來從事服裝設計和服裝生產工作打下堅實的基礎。
(2)具體目標。技能目標:①能夠識別棉、麻、真絲、毛及化纖面料;②能夠選擇合適的棉、麻、真絲襯衫面料;③能夠選擇合適的毛、化纖西服面料及里料。知識目標:①掌握識別棉、麻、真絲、毛及化纖面料方法;②掌握棉、麻、真絲面料的特征及適用性;③掌握毛、化纖面料的特征及適用性。其它目標:①培養做事認真,一絲不茍的精神;⑦培養按規范操作儀器設備的職業習慣;③培養勇于實踐,積極探索的創新意識。
二、教學設計主要內容
為使學生掌握服裝材料的識別、選用等專業能力所需的知識與技能,本課程以某職業技術學院教職工校服面料和里料選料為綜合貫穿項目,并由棉、麻襯衫面料選料、真絲襯衫面料選料、化纖西服面料和里料選料、毛紡西服面料和里料選料等4個工作任務8個子項目來組織教學,將職業行動領域的工作過程融合在項目訓練中。
三結語
課程標準是對一門課程從產生到設計和實施的標準化規定,是教學、評價和考核的依據,是以學生職業能力和職業技能形成為重點而確定的課程設置和教學內容標準,是規定某一課程的性質、目標、內容、實施建議的教學指導性文件。<服裝材料與應用》課程標準的教學設計,對于明確課程目標,選擇課程內容,制訂實施方案,規范課程的教學過程,指導任課教師完成各項教學任務以及學生明確學習目標具有重要的指導意義。
參考文獻:
關鍵詞:3+2分段培養體系;高職;本科;教學;實踐
高職-本科3+2分段培養這種模式為學生的繼續深造和升格為高級技術管理人才提供了一條行之有效的途徑,能夠充分發揮高職和本科院校的優勢,為企業提供具有發展潛力的技能型人才,實現學校、學生、企業三方共贏。這種模式在江蘇首先試點,常州工程職業技術學院(以下簡稱“我院”)與常州工學院已經開展多屆合作,共同制訂了比較完善的人才培養方案,而高職、本科銜接課程體系的建設無疑是人才培養的關鍵,我院光伏材料制備技術專業在3+2轉段銜接階段開設材料科學基礎這門專業基礎課有其針對性和必要性。材料科學基礎這門課程主要揭示固體材料結構和性能之間的關聯,實際上是用數理化的知識分析實際的材料問題,其內容龐雜,理論性強,抽象,是材料類專業的必修專業基礎課,具有普遍指導意義。3年高職學段培養學生的專業實踐技能,要求感性認識頗多,2年本科學段著眼專業和管理技術提升,要求有更深的理論基礎和解決問題的能力。以下結合筆者的教學實踐,說明如何開展有效的材料科學基礎教學。
一、以光伏產業鏈為主線精選教學內容
材料科學基礎的內容包括晶體結構和缺陷、固體熱力學和動力學、固體結構和電子理論三大塊,具體知識要點有晶體結構、固體電子結構、合金固溶體結構、范性形變、缺陷、相圖、相變、界面、擴散、凝固結晶、回復再結晶等。全部講完至少400學時左右,實際上既沒有這么多學時,也沒有必要面面俱到。課程具有普遍意義,但對專業來說,只要篩選出密切相關的內容即可,做到必需和夠用即可。這樣一方面可節省時間,另一方面也能夠很快切入應用。所以,一定要梳理光伏產業鏈的應用點和材料科學基礎內容相匹配,形成少而精的教學大綱內容,以利于少學時教學和專業應用。
縱觀光伏產業鏈,從硅原料的制備和提純,單晶硅多晶硅的生產加工,光伏電池和組件系統的生產,與材料科學基礎關聯的地方還不少。硅晶體的表面形貌、生長方向、生長棱線、層向生長過程對應晶體學知識、晶向晶面及特征的描述;其中融入硅和化合物半導體的結構和電性能對應著合金結構和固態電子論的知識,并牽涉到結合鍵,能帶理論、半導體性能、光伏原理和光伏電池效率;晶片生產中缺陷位錯的控制(頸縮工藝等)以及電池片效率改進對應著晶體的缺陷理論;單晶多晶的形核生 長、環境控制、質量控制對應著凝固結晶理論;硅中雜質含量及分布以及柵線印刷、焊接、歐姆接觸對應合金知識相圖相變知識;PN結形成、焊接合金化過程、光生少子的擴散和壽命、I-U特性曲線的擴散方程推求對應擴散理論中的穩態和非穩態擴散;晶硅加工生產過程中的變形和損傷對應固體范性形變和再結晶;多晶的晶界和單晶多晶的制備過程中的固液界面對應界面理論。此外,掌握熱力學基本知識對分析缺陷、表面、相圖相變、凝固結晶都非常有用,對材料分類論述的三大類別材料如金屬、陶瓷、高分子各論也要介紹,這部分內容具體涉及銀漿與硅的歐姆接觸、互聯條焊接、石英容器性能、封裝用鋁合金、TPT、EVA的使用性能。基于以上分析,形成的課程知識點和相關內容以及重點難點見表1。
二、依據學生特點改革教學方式
此階段學生的主要特點有:①理論基礎較為薄弱。②從應用型到研究型的學習習慣還未轉變。對這兩特點,在制訂學習內容后還有一個如何讓其有效接受消化的過程,不適當地灌輸會使學生理解困難,對學習失去興趣,從而也失去了教學意義。結合教學實踐,筆者認為從以下幾個方面可以改善效果。
(1)精選教材。教材的選用原則是中等難度,有基礎的數理化知識銜接,便于自學和理清課程體系,也便于學生發現問題和受到啟發,提出問題。不宜一下子導入艱深的理論。好的教材閱讀能夠激發興趣,深入淺出,讓人受益。材料科學基礎作為普適課程,教材種類繁多,深度廣度側重點各有不同。貴州大學的張曉燕教授主編的《材料科學基礎(第二版)》具有以上特點,筆者認為比較適用。
(2)提供配套的參考資料和習題冊。作為經典理論,材料科學基礎暫時不會過時,現有的參考資料應該是比較豐富的,應該選擇性地看一些,特別是習題冊,更是和教材一樣必備,因為理論的定性和定量同樣重要,需要結合實際進行計算和練習,習題能夠加深學生對抽象理論的認識,效果明顯,能增強學生的成就感和求知欲。
(3)實驗驗證有助于理解理論。配套實驗可以幫助學生鞏固加深課堂理論知識,讓學生掌握基本實驗技能,培養學生自己分析問題、發現問題、解決問題的能力,讓學生獲得更多的感性體驗和創新體驗,在光伏材料生產中,處處有材料外觀、缺陷、性能以及工藝參數等的檢測,過程檢測更是質量保證的關鍵,一些實驗項目和檢測有密切相關,應該加以訓練。如晶體結構實驗中的典型金屬結構的鋼球堆積結構模型分析實驗、單偏光下晶體光學性質,非晶態的結構性質和玻璃析晶實驗(與長晶過程的坩堝析晶有關)、擴散和固相反應動力學實驗,以及電阻測定實驗等。
(4)明確概念,將理論講解淺顯化、簡化或省略推導,過程讓學生對基本概念產生深刻印象,后續教學才能順理成章。教師應重點講解參數的物理意義和相關概念,對求解過程作一般介紹和原則說明,以便于學生快速接受知識。
(5)利用網絡資源如魔課,愛課程等多媒體手段開展教學。應該承認,有些東西確實難以講清,因此晶體結構的三維圖、原子進入間隙位置的動畫演示、擴散微觀過程動態展示、缺陷產生增值過程和運動方式的直觀視頻顯示,這些似乎都離不開多媒體展示,可以極大提升學生的空間想象力。這些都得益于現代數碼技術可以把最微細的結構和復雜過程進行立體展示。網絡資源也要好好利用,網上課堂是主要方式,具有簡明易懂的優點。
(6)互動答疑及時解決疑問,按照邏輯體系進行內容順序重排。由于材料科學基礎是一門邏輯體系嚴密的理論課,在教學過程中不能生搬教材中的章節安排,應該從學生的知識結構來重新安排內容序列,力圖使學生運用現有的力學、數理化知識就能理解各種規律,由于先后次序很重要,因此及時解決問題可為下面章節授課鋪路。
(7)從理論到實踐,再從實踐回到理論,實現良性循環,螺旋上升。用理論分析和解決是最好的服務生產實踐方式,也是學習基礎理論的價值所在。
通過以上針對3+2銜接階段教學方式的改進,學生的學習積極性得到提升,專業基礎知識得到鞏固,結合專業實踐,也促進了其他課程的學習,這對以后的學習和創新是有益的。3+2分段培養能夠成就技能和學術兼備的人才,可滿足未來光伏產業發展對人才的需求,應該是一種值得倡導的模式。
參考文獻:
材料科技英語要求語言表述客觀,能夠嚴謹地反映科學研究的內容;強調表達的客觀性和真實性;語言準確、簡潔流暢、邏輯性強.課程涉及科技英語閱讀與寫作的各個方面,內容涵蓋材料專業各個方向,內容龐雜,信息量大,加上語言表達習慣差別,因此,理解困難,導致學習興趣不高.
2課堂教學更新策略
2.1加強互動性
改變單向教學互動方式,尋求雙向或多向互動方式,提高課堂教學效率.互動時應注意:
(1)破除教師的權威性,以平等的姿態加入交流;
(2)建立多層次互動機制,提高教學有效性;
(3)根據具體情況,靈活運用教學互動性.
2.2優化課堂教學模式
教學過程中,應精心準備,周密布置,選擇合理的教學模式,創設有益的情境模式,設置有效地實踐與練習機制,提高教學質量.立足于學生已有的知識、經驗,創設有助于自主學習、合作交流的環境.在教學問題的設計上,應既開放于課程,又開放學生的思維空間,培養學生高級思維的能力.
2.3培養興趣和主動性
讓學生敢于發言,敢于表達,改變以往教學中的沉默、被動境況,活躍課堂氣氛.學生在主動積極的思維和情感活動中會加深理解的體驗,對所學知識有所感悟和思考.讓學生參與教學活動,使其不再是被動接受者,從而使智慧得到啟迪,能力得到發展,創新意識得到培養.
2.4培養獨立思考能力
鼓勵學生獨立發現、提出和解決問題,敢于質疑,樂于交流與合作,強調在個人獨立思考基礎上的合作,以及通過合作與交流來開拓思路.引導學生從優化的角度在解決問題的多種方案中尋找最優化方案.
2.5建立英文意識
以英文為媒介,以材料科學知識為內容,重在英文論文格式和內容的把握.明確科技英語學習的重要性和必要性,培養英文意識.可以鼓勵學生多接觸英文學術期刊,在課堂上多做互動練習,以消除抵觸情緒和恐懼心理.
關鍵詞:固體物理;課程教學;教學方法;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)43-0158-02
固體物理,作為高等學校本科課程計劃中一門重要的基礎理論課程。它是以固體的組成結構以及組成粒子(原子、離子、電子等)之間相互作用與運動規律為主要研究對象,闡明其各自相關的性能與用途[1],是材料相關學科的理論基礎,同時也在當代科學研究中起著重要的基礎理論作用。材料學科專業的學生掌握一定的固體物理知識及其研究方法,有助于開闊科學視野,為今后的發展奠定知識基礎。因此,國內綜合性大學、師范院校以及許多工科院校的理工科專業均普遍開設了這門課程。以此認識為出發點,筆者圍繞材料學科各專業固體物理教學的特點,結合固體物理課堂教學的經驗和體會,對其教學內容、教學方法和手段等方面提出了一些改革措施與探索,以期待為推動高等學校固體物理課程教學的改革、提高教學質量發揮積極的促進作用。
一、材料學科固體物理教學現狀
高等學校材料學科相關專業要求培養學生具有扎實的基礎理論知識和系統的專業知識,能夠了解材料相關學科最新的發展趨勢,具有從事科學研究工作和專業技術工作的基本能力。因此,在材料學科的培養計劃中,要求學生應當學習基本的基礎知識和基本技能。固體物理課程就是其中一門重要的課程,它要求學生初步具備高等數學、普通物理、熱力學與統計物理學和量子力學等相關的基礎知識作為固體物理課程學習的前提,其主要目的是研究固體物質(主要以晶態物質為主)的基本物理性質、構成物質的各種粒子的運動形式及其相互關系[2]。作為工科材料學科的固體物理課程,其教學方式、教學內容與高等師范院校有明顯的差別。固體物理與材料學科的其他課程既有聯系又有區別。一方面,工科學生雖然經過部分專業課程的學習,具有大學物理和材料科學基礎等方面的知識,但是固體物理課程開設的前提要求學生具備有扎實的高等數學、統計物理、量子力學、以及分析力學和群論的基礎知識,這些基礎是工科學生沒有學到也不具備的。另一方面,工科材料學科在固體物理教學的學時方面安排的較少,一般為32學時或40學時,因此,不可能在有限課堂上系統補習該方面的內容,學生也更沒有更多的時間和精力去自學,更何況統計物理、量子力學等本身就有相當的難度[3]。綜合以上各方面的原因與現狀,工科材料學專業的本科學生的固體物理課,容易導致學生因基礎知識的不具備而跟不上固體物理的理論推導過程,造成教師很難順利將課程的主要內容進行完整而系統的講授,學生也聽不懂,產生厭學情緒。因此,在選擇教學內容、教學方式和制定教學計劃等方面時,必須考慮學生對本課程的接受能力。
二、固體物理教學內容與教學方法的改革措施
針對上述工科材料學科專業學生的基礎知識儲備情況和現狀,以及考慮到固體物理課程的特點,筆者結合近幾年工科材料學科固體物理課程教學的經驗和體會,對固體物理課程的教學進行探索,提出以下關于本課程的改革措施。
(一)結合學生基礎,選用與本學科相適應的教材
選擇一本好的教材,是學生學好一門課程的基礎。對于固體物理來說,不乏經典的教材,如黃昆先生的教材[1]。但是,固體物理教材基本上是為物理專業的本科生和研究生而編寫的,現有的教材鮮有專門為工科材料等學科編寫的教材,對只有學習過普通物理和材料科學基礎等的工科本科生來說,本課程難度非常大。因此,對于工科材料學科的固體物理課程,在選擇教材時,盡量選擇能系統地包含固體物理的經典內容,同時要求容易理解和知識程度較淺的。選擇好一本教材時,還要對教材內容進行篩選,選擇適合本專業章節,同時也要兼顧固體物理的系統性。
(二)制定符合本專業的教學大綱,合理選取教學內容
固體物理內容龐大,針對工科材料專業的特點,在制定教學大綱和選取教學內容方面,保證固體物理教材系統性的基礎上增強與工科材料學科的聯系,在有限的學時內將固體物理實用而且精髓的部分講授給學生,就必須精選教學內容。學習固體物理最重要的是清楚基本概念,物理原理和物理模型。針對材料學科學生固體物理基礎知識薄弱的特點,盡量避免過于煩瑣的公式推導,如必須公式推導,要針對本專業學生所具備的基礎,講清公式的來龍去脈,細化推導過程,讓學生真正理解并掌握相關知識。
此外,還有考慮材料專業其他學科的內容與固體物理相關章節的聯系性。像晶體結構、晶體缺陷等雖屬于固體物理的內容,但該部分內容已在材料科學基礎等專業課程中涉及到,沒有必須再去重復講述。對于一些涉及量子力學的基礎知識的章節,如能帶理論部分,是必須要講清楚,學時重點掌握的內容,但是,仍要在有限的學時中抽出時間補習這方面的基礎知識。
(三)傳統板書與現代多媒體結合,選擇最佳教學方式
多媒體技術是指使用計算機技術,對文字、數據、圖形、圖像、動畫、聲音等多種媒體信息進行綜合處理和管理,使用戶可以通過多種感官與計算機進行實時信息交互的技術,可以有效的地利用到課程教學當中。同傳統教學方式相比,多媒體教學方式具有直觀性、圖文聲像并茂、動態性等特點,能幫助學生多角度地理解掌握基本概念和方法,調動學生的注意力、學習興趣、學習積極性等,有助于突破教學難點?,F代多媒體技術的運用,使得課堂教學手段多樣化、現代化。例如,使用Diamond或Flash軟件,對晶體結構進行三維動畫模擬,立體展示晶體的結構特點。
然而,并不意味使用多媒體進行教學這是萬能的,多媒體教學在某些方面也存在著局限性,它并非適合固體物理的所有章節和內容,而是有一定的范圍的,每一部分內容對多媒體教學的要求是不同的。如,固體物理的晶體結構、能帶結構等部分,使用多媒體可以直觀、形象演示其內容,學生也容易理解和掌握,但對于理論較強的部分,如倒格空間、晶格振動、能帶理論等,需要黑板板書與多媒體課件相結合,板書推導為主,多媒體演示為輔。因此,傳統的“板書的固體物理教學方式并不過時,而先進的現代化多媒體教學亦非萬能,它們是優勢互補的,只有當我們把這兩種教學方式巧妙的捏合在一起的時候,課堂教學效果才能達到最佳狀態。這對于別的課程教學也具有借鑒意義。
(四)教學過程引入學科前沿知識
固體物理學雖是一門基礎理論很強的課程,同時也是一門應用性很強的課程,它與當今最活躍的凝聚態物理以及新型材料科學緊密聯系在一起。固體物理其內容豐富、體系龐大、理論性較強,同時,在教學和學習中,還要求學生能夠理論聯系實際,對所學知識進行理論方面的解釋。但是,該方面也是最容易出現理論知識與實際應用相脫節的狀況。針對這一方面的問題,在傳統的固體物理教學中,將固體物理中相關的知識與本專業的其他課程相互聯系,也非常重要。
這就要在講授傳統固體物理教學內容的基礎之上,適當地把與本學科知識相關的前沿動態和研究熱點引入課堂教學,鞏固已學過的知識。本學科相關前沿知識的引入,一面強化了固體物理的基礎知識,拓寬了學生的專業基礎知識結構,開闊了科學研究的視野;另一方面也可以因材施教,滿足不同知識程度的學生學習的需要。
(五)重視課后作業
固體物理是一門專業性很強的基礎理論課程,絕大部分學生尚不能在課堂上理解并掌握所學知識,這就需要課后作業。課后作業是對課堂教學內容加深理解和掌握的有效手段之一。課后作業同時也是課程教學的一個重要組成環節,是學生對所學新知識進行鞏固發展的有效途徑,也是課堂教學的一個延續。如果學生能認真對待課后作業,就會很好地鞏固、理解、運用所學知識;如果課后作業沒有充分發揮作用,則會直接影響到教學效果。對于材料專業的本科生來說,固體物理是一門基礎理論與實際應用相結合的課程。在布置課后作業時,一方面要考慮到教材的習題中相對應的題目作為學生的課后作業;另一方面,為了加深課程中公式的推導的理解,可以將部分的公式推導安排在作業中,加深對課堂教學的理解。此外,針對某一些研究熱點,通過撰寫小論文,讓學生從固體物理的角度發表自己的看法,增強學生的自主學習的興趣,可以提高學生的自學能力、研究能力和創新能力。
三、結語
本文主要從固體物理課程的課堂內容選擇、教學方式、教學形式以及課后作業等方面進行了探索。材料學科的固體物理課程有其自己的特點,應做到精選教學內容,重點突出,有的放矢。只要我們不斷改進教學手段和教學方法,鼓勵學生主觀能動性的發揮,就能大大提高固體物理的教學手段和教學質量。
參考文獻:
[1]黃昆,韓汝琦,固體物理學[M].北京:高等教育出版社,1997.
關鍵詞 合成材料助劑 教學方法 考核方式 課程教學
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
Exploration and Practice of Synthetic Material Aids Teaching
LI Cuiqin, WANG Jun, LI Jie, ZHANG Zhiqiu
Abstract A synthetic material aid is a professional application of chemical important courses, its mechanism and performance directly affects the application of polymer materials. I combine years of teaching practice and experience, the teaching curriculum content, teaching methods and assessment methods are explored and analyzed, train students' ability to integrate theory with practice, improve teaching quality.
Key words synthetic materials aids; teaching methods; assessment methods; course teaching
合成材料助劑課程是應用化學本科專業的一門專業限選課,它是建立在高分子材料和精細化學品的基礎上,并與其他多門高分子專業課程和應用化學專業課程交叉的一門課程。本課程主要講述高分子材料在合成、加工和使用等過程中,為了提高材料的性能而添加的化學助劑。本課程的應用性比較強,不僅包含合成材料用助劑的合成方法、還包括合成材料用助劑的使用方法和選擇原則。它直接與應用化學專業的學生畢業后從事的工作密切相關。因此,本課程不僅要求學生了解合成材料用助劑的種類、合成方法,而且還要求學生深入了解合成材料用助劑的使用方法和助劑在材料中的作用機理。然而由于合成材料的種類繁多、應用廣泛,導致所需的化學助劑種類更為復雜,知識量很大,但由于該課程是應用化學專業的一門專業限選課,學時較少,導致授課的難度較大。針對這些問題,結合我校應用化學專業的實際情況和筆者多年的教學經驗,對該課程的教學進行了一些探索。
1 教學內容的整合與優化
我校自2000年將精細化工專業改為應用化學專業以來,對專業課程的組建以及課程內容也進行了合理的調整。如將油田化學課程分拆為鉆進化學、采油化學和集輸化學,將高分子化學和高分子物理合并為高分子化學與物理。其中對合成材料助劑課程內容也進行了相應的整合,對原有的教學體系和教材進行了優化。原有的教學體系如下:合成材料助劑概論、塑料用助劑、橡膠用助劑、纖維用助劑,該教學體系內容繁雜、重復性較多,如塑料用的很多助劑在纖維和橡膠中也用,導致學生學習起來難度較大,容易混淆,且沒有統一的教材,學生只能依賴課堂,課后也無從下手復習。
為了適應本科教學需要,給學生一個清晰的學習提綱,且在規定的學時內完成講授任務,我校合成材料助劑課程內容通過應用化學教研室教師的多次討論,按照肖衛東主編的教材《聚合物材料用化學助劑》的內容對課程體系進行了修改,修改的教學體系為:合成材料助劑概論、合成用助劑、加工用助劑、熱力學性能助劑、交聯用助劑、防護用助劑、助劑的分離與檢測。其中合成用助劑主要講述合成材料所用的合成樹脂在聚合反應過程中所添加的化學助劑,如引發劑、溶劑、乳化劑等助劑的種類、性能以及使用原則;加工用助劑主要講述合成材料在加工過程中為改善合成材料的加工
性能而添加的化學助劑,如劑、脫模劑、增塑劑等助劑作用機理、合成及應用等;熱力學性能助劑主要是講述為改善合成材料的熱力學性能而添加的化學助劑,如增強劑、增韌劑、成核劑等;防護用助劑主要講述為改善合成材料的使用性能、延長材料的使用壽命而添加的化學助劑,如光穩定劑、熱穩定劑、抗氧劑、抗靜電劑等;通過對教學內容的整合與優化,對高分子材料和精細化學品化學中所涉及的基礎知識通過緒論的形式簡單講授,目的是引出本課程的所講述的重點內容。在對課程內容和教材整合的同時,為了使學生能很好地了解合成材料助劑發展的前沿知識,我校應用化專業的所有教師,針對這一問題進行了詳細的討論,通過將國內外前沿理論、最新研究成果、應用前景以及最新發展動態穿插入課堂內容中,讓學生在掌握基礎理論知識的同時,了解該學科的發展前沿,為今后的工作奠定基礎。
2 教學方法的改革與實踐
合成材料助劑是一門理論聯系實際較強的課程,尤其是隨著合成材料在我們日常生產和生活中的應用,很多的合成材料沒有助劑的存在,很難廣泛應用。如我們日常生活中常用的塑料薄膜,主要成分為PE,但由于其耐熱氧性能差,很難適用室外使用,尤其是用做種植大棚用的薄膜,適用壽命很短,直到光熱穩定劑和抗氧化劑的出現,PE才得以廣泛應用。然而,由于合成材料助劑的種類繁多,如交聯用的硫化劑有:硫磺、秋蘭姆、金屬氧化物、醌類化合物、胺類化合物、有機過氧化物等,每一種硫化劑的作用過程和應用對象又不同。在講授過程中,為了避免過多的理論講解導致講述內容枯燥無趣。這門課程的教學方法也進行了多次討論,如何讓學生在較短的學時內,能主動積極地學好這門課,并能很好地掌握這門課程的重點知識呢?
經過多次討論,教師們一致認為,最好的教學方法就是將每一種合成材料用的化學助劑通過學生熟悉的生活實例引出,通過學生提問、老師回答的方式進行講述,讓學生先了解這種化學助劑的重要性,然后老師再從基本的作用原理、作用方式以及應用對象進行解釋。如我們在講硫化劑時,先問學生自行車的車胎和汽車車胎有什么區別?為什么會有這么大的區別?學生也可以問老師兩種車胎的組成是什么?除了主成分橡膠外,還有什么成分?具體是什么?等等這些問題,然后引出常見的硫化劑――硫磺,硫磺是什么結構的物質?它為什么可以作為硫化劑?除此之外,還有哪些硫化劑呢?先通過討論的方式,使學生先了解這種合成材料助劑的基本性能,然后再進行理論講授。
另外,單一的教學方式會使學生缺乏對知識的感性認識,如單憑書本、板書很難將所用的知識講述清楚,很難使學生掌握重點知識。近年來,通過多次教學會議討論,一致認為可利用計算機及信息技術,將大量的圖片、圖像和動畫穿插到課程教學內容中,讓學生在對知識理論認知的基礎上,通過感性認知,把抽象的知識通過直觀的畫面展示,調動學生的學習積極性和主動性。
教學方法的改革后,學生學習的熱情提高了,理論知識掌握得也扎實了。從課后學生反映的情況也可以看出,學生會主動提出一些問題,相互之間進行討論、交流,并且會將所學過的理論知識與生活中實際例子相結合,并能設想新型化學助劑的性能。
3 考核方式的調整和試行
合成材料助劑這門應用化學專業限選課,課程內容的信息量很大,且很多助劑之間的作用和性能比較接近,如光穩定劑和抗氧化劑,均可以通過捕獲材料因老化而產生的自由基,且部分的光穩定劑也可以作為抗氧化劑使用。學生僅靠單純的死記硬背,很難將所用的重點知識理解掌握。因此,結合這門課程的特點,筆者所在的教研室對這門課程的考核方式進行了多次討論,大部分教師認為,學生對這門課程的掌握程度不能單靠期末考試的成績來衡量,平時學生的課堂討論和課堂提問成績也應納入考核之中;另外,期末考試的試卷盡量少出大段記憶性的知識,對于重點的理論知識,應以開放性的問答題或討論題的形式展現,強調學生對知識的理解程度。同時對試卷的評分標準進行調整,對于理解性的試題,評分標準靈活,不應嚴格按照書本或課堂講述的語言進行批卷,應根據學生對問題的理解程度進行靈活給分。通過試行這種新的考核方式以來,學生學習這門課程不在是為了考試而學習,考試之前,學生也不再天天吵著讓老師劃重點,而是收集大量的復習資料,包括參考書、文獻等,結合生活中的實際例子,進行討論、交流。試卷很少出現類似或類同,成績也能很好地反映學生對這門課程的理解和掌握程度。
總之,通過對合成材料助劑這門應用化學專業課程的教學體系、教學方法等方面的探索與實踐,我們摸索出了一條適合應用化學專業學生的教學方法,理論結合實際的教學方式和考核方式,使學生更好地將所學知識靈活運用于日常生活和生產中,提高了學生分析實際問題和解決實際問題的能力,滿足社會對綜合性人才的需求。
基金項目:黑龍江省“十二五”規劃重點課題,項目編號為GBB1211013;黑龍江省“十二五”規劃課題,項目編號為HGJXHB2110153;東北石油大學重點課程
參考文獻
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【關鍵詞】建筑材料 雙語教學 教學實踐
【Abstract】To train the excellent civil engineering specialty talent possessing the international visual field, the bilingual course of building material was provided in some university. In this paper, the overview of the authors’ building material bilingual course practice and the analysis about improving the quality of building material bilingual course were presented.
【Key words】Building material; Bilingual course; Teaching Practice
【基金項目】 住建部教學研究項目:軍隊院校土木工程專業卓越工程師培養的實踐教學體系改革;湖南省教育廳教學改革研究項目:軍事土木工程專業本科人才培養“三維一體”模式研究與實踐。
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)08-0232-02
1.引言
隨著我國土木建筑業對外交流的進一步發展,我國亟需培養具有國際視野的高素質土木工程專業人才。下面介紹我們的一些實踐和思考。
2.《建筑材料》雙語課程教學實踐的基本情況
2.1課程開設與定位
《建筑材料》是土木工程專業重要的專業基礎課之一,為后續《鋼筋混凝土結構設計》、《鋼結構設計》等課程提供必要的學科基礎知識。根據我校土木工程專業學生基礎英語較扎實的特點,同時適應學生畢業后對外交流日益增多的要求,我們從2008年起開設了《建筑材料》雙語課程。
2.2課程教學概況
我?!督ㄖ牧稀冯p語課程共計36學時,其中室內講授28學時,實驗8學時。選用中國建材出版社影印的《The science and technology of civil engineering material》作為教材。同時選用張光碧主編的國家規劃教材《建筑材料》(中文教材)和重慶大學出版社縮編的《Building material》(英文教材)作為參考書??荚嚥捎萌⑽脑嚲?,要求學生全英文答題。經過教生的共同努力,取得較好教學效果,達到了教學目的要求。
3.對提高《建筑材料》雙語教學質量的思考
3.1對雙語教學要有一個正確的認識
《建筑材料》雙語教學的任務是使學生獲得建筑材料學科知識的同時,潛移默化地提高了外語運用能力。教學中發現部分師生對課程任務存在認識上的偏差。另外,部分教師認為雙語教學中要一步到位實現全英語教學,才能夠和國際接軌,而不顧及學生的實際聽力基礎,結果導致學生聽不懂,教學效果差。這些認識上的偏差都應得到校正。
3.2精選教材與參考書
選擇合適的教材和參考書是開展《建筑材料》雙語教學需要解決的首要問題。在教材選擇中,我們主要考慮如下兩因素:1.學生的英語水平。根據學生英語水平,我們選擇語言通俗曉暢、難度適中的經典教材,同時輔以一些中文教材作為參考書。兩類教材相輔相成,共同促進學生對課程知識的掌握。2.教學大綱的要求。《建筑材料》是土木工程專業課程體系中的一個環節,不同教材所覆蓋的知識內容不盡相同。我們選擇知識內容和我校教學大綱要求基本相符的教材,避免教學中出現知識點的缺失。
3.3正確處理中外規范體系的差異
建筑材料是一門緊密聯系工程實踐的學科,其教學內容和各國的標準規范緊密聯系。例如,建筑材料中關于集料的篩分,我國采用方篩法,而美國采用圓篩法。此外,我國鋼材的型號和牌號也和美、英等國家不一致。在雙語教學中要注意和正確處理該問題。否則,學生對國外標準規范較熟悉,而對我國標準規范不熟悉,不利于后續鋼筋混凝土結構、鋼結構課程的學習。
3.4加強雙語教師隊伍建設
一支高水平的雙語教學師資隊伍是取得良好教學質量的關鍵。專業課程雙語教學不同于基礎英語教學,教師應同時具備良好的專業知識和語言能力。此外,對于一些學生英語功底較扎實的院校,可考慮聘請國外相同課程的主講教授來學校擔任雙語教學任務。
3.5不懈加強雙語課程的建設
雙語課程具有不同于用母語教學課程的特點。目前國內對雙語教學的研究,總體上還不是很成熟。各門課程的雙語教學實踐存在一個不斷探索和調整的過程。只有通過長期不懈的建設,才會取得好的教學效果,實現雙語教學的目標。
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