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研究型教學(xué)在“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的實踐與思考

發(fā)布日期： 2012-10-12 發(fā)布：  

  2012年第8期目錄       本期共收錄文章20篇

　　摘 要：本文以“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程為例，介紹了開展研究型教學(xué)的三種方式：課堂討論、讀書思辨、課外創(chuàng)新，以及所取得的初步效果。對開展研究型教學(xué)，提出了幾點思考意見。
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　　關(guān)鍵詞：研究型教學(xué)；課堂討論；讀書思辨；課外創(chuàng)新
　　“材料科學(xué)基礎(chǔ)”是材料科學(xué)與工程學(xué)科本科生進(jìn)入專業(yè)的第一門學(xué)科基礎(chǔ)課。該課程的特點是理論性強(qiáng)，微觀抽象，“灌輸”起來難度較大，效果欠佳。近幾年來，我們在課程中探索研究型教學(xué)的具體方式，取得了較好的教學(xué)效果。
　　一、研究型教學(xué)在“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的實踐
　　1. 開展“課堂討論”，激發(fā)創(chuàng)新意識
　　我們在課程的重點和難點章節(jié)（晶體結(jié)構(gòu)、位錯、相圖、塑性變形等）安排了4次課堂討論，每次2學(xué)時，共8學(xué)時，約占總學(xué)時的8%。
　　討論題由教師擬定，同時，也吸收了少量學(xué)生自己提出的題目。在內(nèi)容上，討論題分為基本概念、基本方法、基本能力3個方面；在難度上，討論題分為易、較難、難3個層次。例如，針對六方晶系晶向指數(shù)的標(biāo)注（重點之一，也是難點之一），提出了3個討論題目：（1）標(biāo)出六方晶胞中已知晶向的指數(shù)；（2）為什么密排六方結(jié)構(gòu)是簡單六方點陣；（3）對于標(biāo)注六方晶系晶向指數(shù)，你有什么更好的方法？討論題（1）屬基本方法，比較容易，旨在檢驗學(xué)生對教材中的方法掌握的程度；討論題（2）屬基本概念，教材中沒有答案，難度較大，旨在幫助學(xué)生從基本概念出發(fā)、通過自己的思考進(jìn)一步加深對基本概念的理解；討論題（3）屬創(chuàng)新型問題，富有挑戰(zhàn)性，難度很大，旨在激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神、培養(yǎng)創(chuàng)新意識。
　　討論題盡可能早地發(fā)給學(xué)生，以使學(xué)生有充足時間思考和準(zhǔn)備。學(xué)生從課堂討論得到的收獲主要在于討論前的思考和準(zhǔn)備過程中，可以說，過程比結(jié)果更重要。討論課以小班（30人左右）為單位進(jìn)行，由學(xué)生自己主持，教師以普通一員參與討論，并在每個討論題結(jié)束之后予以簡短點評。討論課成績由各班自己評定，并在課程總成績中占一定比例（約10%）
　　在三屆教學(xué)中實施課堂討論的實踐表明，效果明顯：（1）提高了學(xué)習(xí)興趣；（2）加深了對基本知識的理解和掌握。例如，絕大多數(shù)學(xué)生熟練掌握了六方晶系晶向指數(shù)標(biāo)注這一難點；（3）提高了自主學(xué)習(xí)的能力；（4）激勵了創(chuàng)新精神；（5）取得了實質(zhì)性創(chuàng)新成果。2006級本科一位同學(xué)提出了確定面心立方和體心立方晶體始滑移系的新方法，并在核心期刊正式發(fā)表[1]。2007級本科一位同學(xué)提出了標(biāo)注六方晶系晶向指數(shù)的新方法，也在核心期刊正式發(fā)表[2]；（6）提高了綜合素質(zhì)。正如學(xué)生自己所感受的那樣[3]：鍛煉了語言表達(dá)能力，增強(qiáng)了人際交流的能力，提高了同學(xué)間的合作能力。
　　2. 開展“讀書思辨”，培養(yǎng)批判精神
　　書籍是前人知識的總結(jié)，是人類進(jìn)步的階梯。因此，讀書是學(xué)習(xí)過程中的重要環(huán)節(jié)。然而，“學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆”，持何種態(tài)度讀書，，用何種精神去讀書，用何種方法去讀書，是教學(xué)過程中必須正確引導(dǎo)學(xué)生的重要問題。
　　我們在教學(xué)中安排了“讀書思辨”環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)生用懷疑的態(tài)度讀書，用批判的精神讀書，用思辨的方法讀書，通過讀書思辨激發(fā)創(chuàng)新精神、培養(yǎng)創(chuàng)新能力。首先要讓學(xué)生不迷信書本，不迷信權(quán)威，要用懷疑的態(tài)度去讀書。其次要讓學(xué)生懂得前人的認(rèn)識只是相對真理，是有局限性的，并不是對認(rèn)識的終結(jié)，因此要用批判的精神去讀書。最后要讓學(xué)生懂得讀書的目的不僅僅是繼承，更是為了發(fā)展和創(chuàng)新，因此要通過自己的學(xué)習(xí)和思考嘗試新的觀點和見解，用思辨的方法去讀書。
　　材料科學(xué)基礎(chǔ)方面的現(xiàn)行教科書及學(xué)習(xí)輔導(dǎo)教材有幾十種之多。我們要求學(xué)生任意選讀一本，針對書中的一個問題進(jìn)行思辨，在規(guī)定的時間內(nèi)提交讀書報告，將報告在課程網(wǎng)站中集中展示。并對讀書報告進(jìn)行成績評定，計入課程總成績（約占5%）。
　　在2007級試行的結(jié)果表明，絕大多數(shù)同學(xué)有很高的熱情和興趣，大膽地提出了各種“疑問”，并查閱參考資料，認(rèn)真“思辨”，最終得出自己的見解。例如，我們所用的教科書在介紹六方ZnS的晶體結(jié)構(gòu)時寫道: 該類結(jié)構(gòu)實際上是由負(fù)離子（S2-）和正離子（Zn2+）各自形成的密排六方點陣穿插而成，其中一個點陣相對于另一個點陣沿C軸位移了1/3的點陣矢量。教師在課堂上指出該段論述是錯誤的，要求同學(xué)們自己課外思考，得出正確的表述。經(jīng)過思辨，不少同學(xué)認(rèn)為：該段論述中有兩處錯誤，一是“密排六方”不是“點陣”，而是“結(jié)構(gòu)”；二是位移量不是“1/3”，而是“3/8”。同學(xué)們在讀書報告中的觀點也許還不成熟甚至錯誤，但沒有今日的思想火花，哪會有明日的創(chuàng)造發(fā)明。
　　3. 開展“課外創(chuàng)新”， 提高創(chuàng)新能力
　　我們充分利用《國家級大學(xué)生創(chuàng)新實驗計劃》、《西安交通大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新實驗計劃》的經(jīng)費支持以及學(xué)院和課程組教師的科研條件，鼓勵有創(chuàng)新愿望并有初步設(shè)想的同學(xué)積極申報國家和學(xué)校的創(chuàng)新實驗計劃項目，指導(dǎo)和幫助他們完成計劃，實現(xiàn)自己的愿望。對于創(chuàng)新成果優(yōu)秀的學(xué)生在課程總成績中額外加10分（但總成績不超過100分）。
　　在指導(dǎo)學(xué)生開展課外創(chuàng)新活動過程中，努力做到既精心指導(dǎo)，又不越俎代庖。愛護(hù)學(xué)生的創(chuàng)新火花，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，尊重學(xué)生的獨立見解，真正使學(xué)生從中得到鍛煉和提高。
　　近年來，在學(xué)習(xí)本課程時有約20%的同學(xué)參加了各類課外創(chuàng)新活動，并取得了優(yōu)異成績。例如，兩個項目組學(xué)生的創(chuàng)新實驗結(jié)果在著名材料類國際期刊[4，5]上發(fā)表。
　　課外創(chuàng)新活動，一方面極大地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高了查閱資料獲取信息的能力、自主學(xué)習(xí)能力、實驗動手能力、分析和解決問題的能力、用英文撰寫論文的能力；同時，通過對已經(jīng)學(xué)習(xí)過的材料科學(xué)基本知識的具體運用，進(jìn)一步加深了對這部分知識的深刻理解；在共同目標(biāo)下，項目組成員之間也養(yǎng)成了分工協(xié)作、討論交流、學(xué)術(shù)爭鳴的團(tuán)隊精神。
　　二、對研究型教學(xué)的思考
　　1. 研究型教學(xué)適合于所有課程
　　研究型教學(xué)的目的，在于培養(yǎng)本科生的創(chuàng)新意識和精神。用批判的態(tài)度繼承，用創(chuàng)新的精神學(xué)習(xí)，樹立為創(chuàng)新而繼承、為創(chuàng)新而學(xué)習(xí)的精神。從這個意義上講，研究型教學(xué)只是課程教學(xué)的一種模式和方法，而不是目的，更側(cè)重于過程而不是結(jié)果。因此，課程的研究型教學(xué)也就有別于研究生的培養(yǎng)。既然他是課程教學(xué)的一種模式或方法，所以也就適合于所有課程，無論是基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課，還是專業(yè)課。

  本文關(guān)鍵詞：研究型教學(xué)在“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的實踐與思考，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。