新时代研究生“材料制备与表征”课程教学改革探索

摘 要：新材料的开发和应用对现代化科学技术、国民经济发展以及综合国力的提升有重大推动作用。“材料制备与表征”课程的开设可有效拓宽研究生的视野和科研思路，有利于研究生科研能力和创新能力的提升。因此，加大研究生“材料制备与表征”课程教学改革，将知识点与当前学科热点和科技前沿相结合对培养新时代高素质、高水平的科研人才至关重要。本文根据已有教学经验，针对目前研究生“材料制备与表征”课程教学中存在的问题，从教学内容、教学策略和教学方法等方面对该课程进行教学改革方面的初步探索，以期提高该课程教学质量和教学效果。

关键词：新材料;制备;教学;改革

Abstract：The development and application of new materials will greatly promote the modernization of science and technology，the development of national economy and the promotion of Comprehensive National Power.The course of preparation and characterization of materials can effectively expand the vision and research ideas of postgraduates and promote their research ability and innovation ability.Based on the existing teaching experience，this paper aims at the problems existing in the teaching of “Material preparation and characterization” for graduate students at present，from the teaching content，teaching strategy and teaching method，this paper makes a preliminary exploration on the teaching reform of this course in order to improve the teaching quality and teaching effect.

Keywords：New Material;preparation;teaching;Reform

材料是人类社会生存和发展的基础。人类文明的发展史，其实就是材料的发展史。新材料技术与信息技术、新能源技术以及生物技术等都列入21世纪重点研究开发的高新技术领域[1]。新材料的开发和应用对现代化科学技术、国民经济发展以及综合国力的提升有巨大推动作用。而研究生教育水平在一定程度上代表着一个国家智力资源开发与储备的程度，标志着一个国家科学技术与经济竞争的能力[2]。

近几年，国内研究生招生规模增长迅速，2021年全国硕士研究生招生规模达到了111万人。与本科生课程内容不同，研究生课程内容具有更為鲜明的专业性、前沿性和探究性，其目的是培养具有创新思维，能够紧跟学术前沿、引领学科发展的新型人才[3]。随着“科研全球化”进展加速，传统的教学模式已经不能满足培养创新型人才的需求。因此，要大力推进研究生课程改革，更新教学内容、创新教学方法与评价手段，着力培养学生的批判性思维、创造能力、反思能力、问题解决能力等可迁移能力，促进学生真正高效地学习。

“材料制备与表征”是物理学院针对凝聚态物理和光学专业研究生开设的一门专业选修课。本课程针对21世纪新材料的发展趋势，总结和概括了目前热点材料和高新材料的合成和制备方法，以及先进的材料分析方法。其任务是使学生掌握和了解先进材料制备和表征方法的发展概况、技术原理、操作设备以及工艺方法等[4]。

通过本课程的学习，使学生建立材料制备和表征测试方法的基本概念，培养学生发现问题、分析问题和解决相关材料制备和分析测试方面问题的基本能力，培养学生创新意识，为今后在本专业的生产实践和科学研究打下坚实的基础。

因此，对“材料制备与表征”课程进行教学改革，有利于提高课堂教学质量，对于培养高素质、高水平的创新型科研人才具有重要意义。

本文根据“材料制备与表征”课程教学过程中存在的主要问题，从课堂内容和教学方式上对“材料制备与表征”课程教学改革提出几点浅见。教学改革大致思路如下图1所示。

一、课程内容改革

现代社会是学习社会、知识社会和科技社会的统一结合。21世纪，科学技术快速发展，并逐渐渗透到人类社会的方方面面，改变着人类的生存方式。研究生归根到底是社会中的一员，因此研究生课程内容必须紧跟社会发展和社会实践，不能仅仅停留在象牙塔中。面对快速发展的新时代，在课程建设中强化与时俱进意识，创新学术话语体系、提升研究生教育课程质量势在必行。

（一）课程内容要具有针对性

“材料制备与表征”课程内容广泛、综合性强，而且新材料、新设备和新技术的发展日新月异，32个学时无法满足课程内容要求。另外，如果知识体系太庞杂，学生容易产生畏难情绪，导致学习积极性差。只有将“精讲”和“泛讲”授课模式结合起来，才能达到教学目标。因此，教师要精选教学内容，给出课程学习框架，主要讲授基本概念和基本原理，介绍学科前沿知识、新材料、新设备和新技术。另外，教师要从“知识的传播者”向“智能开发者”转化，针对某一知识点，要求学生自己查阅资料和文献，撰写研究报告和课件PPT，进行课堂讨论。在整个过程中引导学生独立思考、积极主动地学习。

为了更有针对性地开展教学工作，教师还应根据学生需求，结合团队特色精选课程内容。物理学院“材料制备与表征”研究生课程主要针对的是凝聚态物理和光学方向的研究生，而每个研究生的科研方向又不一样，所以学生对课程的需求也不一样[5]。凝聚态物理方向的研究生对各种新材料、新的制备方法以及新的表征方法感兴趣;而光学方向的学生则对芯片、半导体器件、量子器件等方面的内容更感兴趣。为了激发学生的学习积极性，提高课堂效率，教师在上课前应先调研每个学生的学习背景和研究方向，根据学生的研究方向调整授课内容。

（二）课程内容要具有前沿性

新时代是科技时代和人才时代的结合体，科技的发展则有赖于高等教育事业的发展。培养创新人才，教师在教学过程中要着重培养研究生的科研创新意识[6]。另外，研究生课程知识与社会发展密切相关，现代社会的多样性和复杂性要求知识的多样性和革新化，这就必然要求研究生课程内容的革新化和前沿化。教师应该在课程内容上不断革新，充分吸收最前沿科学技术成果，更新陈旧落后的知识内容，补充学科知识前沿。例如，教师可根据国家“十四五”规划提出的前沿领域引出相关课程内容，如纳米材料与技术、新能源材料与器件、微电子科学与工程等方面的知识，拓宽学生视野，激发学生的民族情感，进而提高其学习动机。

（三）课程内容的探究性

研究生教育是高层次的教育，其课程不仅要传授学生知识，更要注重培养学生探究科学的能力和素养。当今社会，知识更新速度越来越快，如果只是学习知识的话，那么我们的学生永远只能跟在知识的后面，而不能创造知识。因此，研究生课程的目标必须从一般的“传授现成的知识”转向“以培养能力为主要目的”[7]。研究生的能力不仅指研究生的自学能力，还应包括学生应该具备的检索能力、探究能力、更新知识的能力以及创新思维能力。教学与科研紧密结合，加快培育适应新时代国家战略需求和经济社会发展实际的高素质综合型创新人才，已经成为当前我国高等教育教学工作的重要创新举措之一[8]。因此，教师在教学过程中要向学生传授科学理论知识并进行科学研究方法的训练[9]。例如，教师可以在教学过程中穿插自己的科研方向、科研历程和思维方式，激发学生的探究欲望和科研兴趣，训练学生的科研思维，将科学研究引入教学。

二、教学方式改革

（一）学生课前预习方式改革

“凡事预则立，不预则废”，学生进行课前预习可大大提升课堂教学效果。信息化社会，学生获取知识的渠道增多，例如慕课、B站等平台均可进行线上学习，但对学生的独立学习能力有一定的挑战。教师以思维导图的形式将课堂内容提前发给学生，让学生在网上搜集信息、分组讨论、进行信息整合以及问题整理，培养学生运用信息技术进行学习的能力。让学生带着问题听课，以问题为导向进行知识讲解，提升课堂效率。

（二）案例法教学提高学生课堂兴趣

兴趣是最好的老师、提高学生兴趣是提升教学质量的重要手段。“材料制备与表征”课程重在拓宽学生科研视野、激发学生创造力，对研究生后续科研生涯有重要作用。为了激发学生的学习兴趣，教师可在每堂课插入1～2个与课程内容相关的案例，引导学生思考。例如，在讲物质的组成方式时，可以先提问：热点材料石墨烯的结构特点是什么？它与石墨以及C60等材料的区别又在哪里？讲薄膜材料制备方法时，可以先提问：什么类型的材料叫作薄膜材料？日常生活中常见的薄膜材料有哪些以及太阳能电池板的一般结构是怎么样的？将知识点与学科热点、日常生活联系起来，让学生意识到课堂所学专业知识对自己的研究方向和后续的就业选择关系密切。事实表明，在教学过程引入适当的案例可有效缩短學生和老师之间的距离感，提高学生注意力，改善师生关系和课堂气氛。

（三）“翻转课堂”教学模式

个体学习目的不同使得不同学生感兴趣的内容也不同。后期课堂中采用“翻转课堂”教学模式，从传统的“教师将知识传授给学生”向“让学生自己去发现和创造知识”转变[10]，充分尊重学生的主体性，引导学生独立思考、积极主动学习。教师在前期通过“泛讲”向学生介绍21世纪高性能材料、低维材料、功能材料、绿色材料以及复合材料等的发展趋势，以及各种新型设备和新技术等。在前期教学内容基础上，以学生兴趣点为基础，引导学生自己确立学习目标。教师根据学生的学习目标，明确告诉学生学习的规范、要求以及要达到的目标。要求学生自己查找资料、检索文献、梳理知识脉络、制作课件、最后进行课堂讲授。在整个过程中，锻炼学生文献检索和阅读、PPT制作以及知识讲授的能力，培养学生发现问题和解决问题的能力。同时，教师要注意自身的引导作用，不能把课堂完全交给学生。笔者曾经见证过身边的一个例子：教师采用“翻转课堂”模式进行教学，安排每个学生在课堂上讲授不同的知识点，结果大部分学生们都只在需要自己讲课的时候才去，其他时间根本没有出现在课堂上，这样就失去了“翻转课堂”教学模式的优势。因此，教师要建立科学、有效的评估体系，充分利用过程性评价、表现性评价和总结性评价等多种评价方式，加大过程性评价所占比重，激发学生的课堂积极性，引导学生对课堂上出现的知识点进行讨论，勇于提出问题。

三、创新课堂教学模式

随着信息技术的发展，教学模式也有了很大的改变。教师要实现以学生为本，就要跟上时代的发展，创新教学模式，借助视频、动画、图像等方式将枯燥的内容生动化、抽象的内容具象化，加深学生的认识。运用网络和信息技术，改变教学手段和方法，吸引学生的注意力，激发学生的学习动力，从而提高学生的课堂参与度，提升教学效率。

结语

综上所述，为了培养研究生研究问题和分析问题的能力，提高研究生“材料制备与表征”课程教学效果，教师在课前要分析学生的学习背景和学习目的，结合学院平台精选课堂内容;在教学过程中要结合学科前沿、采用案例法进行课堂教授，激发学生的学习兴趣;同时要结合“翻转课堂”教学方式，让学生自己去发现和创造知识，提高学生信息检索、课件制备以及课堂讲授等能力，进而提高研究生的综合素质。

参考文献：

[1]汪称意，李坚，任强.探析非高分子材料专业高分子科学概论的教学方法与技巧[J].广东化工，2018（24）：5455.

[2]馬永，马万里.高等教育普及化背景下研究生教育发展阶段划分与走向思考—基于国际比较视角[J].中国高教研究，2021（08）：2633.

[3]张爱黎，邵忠财，高虹.化工研究生课程“功能材料制备技术”教学改革与实践[J].广东化工，2019，20（46）：119120.

[4]张小彬.材料合成与制备专业核心课程建设的思考[J].教育教学论坛，2014（01）：240241.

[5]石宇，蔡秋杏.食品营养学课程教学改革和探索[J].轻工科技，2021，37（12）：159160.

[6]牟玲玲，王晨曦，王欣然.科技创新、高等教育与制造业高质量发展耦合特征及机理探究——以京津冀为例[J].管理现代化，2021（06）：2327.

[7]王伟廉.试论高校课程与文化科学知识的关系[J].现代大学教育，2001（1）：1317.

[8]田建荣.高等教育学基础[A].陕西师范大学出版社，2018：191.

[9]艾兴.高等教育学[A].西南师范大学出版社，2021（06）：161.

[10]孙小明.翻转课堂与思政融合在临床药学专业《科研方法与论文写作》课程教改中的探索[J].广东化工，2021，13（48）：257260.

作者简介：陈艳丽（1992— ），女，汉族，河南商丘人，博士，讲师，研究方向：储能材料和器件、锂离子电池、钠离子电池等。