研促教在“材料科学与方法”教学中的应用

摘 要：教学和科研相互促进是高校区别于科研院所的重要特点,更是实现高校创新人才培养的需要.在“材料科学与方法”课程的教学中,有机地补充材料研究的最新知识、成果和动向,不仅丰富了教学内容,加深了学生对相关知识内容的理解和认识,调动了学生学习的兴趣,还有助于培养学生材料研究的创新思维和创新能力,为他们顺利完成本科毕业论文乃至投身于材料科学事业奠定了坚实的基础.

关 键 词：以研促教；材料科学与方法；教学；创新

作者简介：李保家（1979-）,男,湖北黄冈人,江苏大学材料科学与工程学院,讲师.（江苏镇江212013）

基金项目：本文系江苏省普通高校博士研究生科研创新计划资助项目（项目编号：CX08B_053Z）的研究成果.

中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2012）29-0068-02

为了顺应现代科技的快速发展以及现代企业对人才的要求,高校不仅要使学生掌握扎实、宽厚的基础理论和专业知识,更要注重培养学生科研创新能力和知识应用能力,使他们真正成为复合型、创新型和应用型人才.而教学和科研是高校的两大支柱,它们相辅相成、相互促进、不可分离.[1]教学和科研的双向效应随着知识经济的激烈竞争而愈来愈明显,尤其是在本科教学中,如何围绕人才培养这一中心任务,在主动利用高校教学资源提高教学质量的基础上,进一步引入科学研究形成的创新知识和创新成果来反哺和提升教学水平,形成教学和科研的互动促进,是目前高校应当树立的科学理念和亟待解决的重点问题.

一、以研促教对高校教学的重要性

早在19世纪初,德国的威廉·冯·洪堡就正式提出了“教学与科研相结合”的大学理念,从此,教学和科研成为高校的主要活动.[2]从根本上说,科研是源,教学是流,现在的教学内容都是过去的研究成果.在搞好教学工作的同时,一定要从事科研；否则,高等教育的水平很难提高,在新技术革命挑战的前沿也是不会有所突破、有所创新的.也就是说,高水平的教学需要高水平的科研来支撑,高水平的科研也需要高水平的教学实现其价值,人才的培养离不开教学和科研的相互渗透.2011年总书记在清华大学建校100周年大会上发表重要讲话时也指出,“全面提高高等教育质量,必须大力增强科学研究能力”,要“以高水平科学研究支撑高质量高等教育,要积极推动系统创新”.[3]可见,以研促教对提高高等教育水平以及促进高校创新人才培养都具有十分重要的意义.

二、“材料科学与方法”教学中以研促教的关键

高校的教学工作不是一种简单的重复性的活动,而是具有较强的专业理论性、独立性、创造性和实践性的活动.它不仅要传授知识,还担负着发现未知和培养学生探求新知能力的任务.作为一名高校教师,在教学中一方面应基于学生的新见解和新问题进行深入思考和研究,努力形成科学研究新的增长点,另一方面更重要的是要将科学研究（包括教学研究）的成果引入到课堂教学中,丰富教学内容,以实际案例激发学生学习和思考的兴趣,引导他们掌握科学研究的方法、培养科学探索的精神,真正实现创新人才培养的目的.

“材料科学与方法”是作为高校材料类各专业的专业基础教学知识平台之一而设置的课程.江苏大学将戴起勋等编著的《材料科学研究方法》作为该课程教材,[4]其教学的总体目标是通过对材料的作用和意义、各类材料的共同特点与共同效应、现代材料研究的基本方法和思路以及材料研究发展趋势等的学习,培养学生一种材料研究创新思维的主动意识、材料研究创新活动的科学方法和材料研究创新成果的分析能力.[5]科学知识和理论总是在不断发展的,材料科学和材料研究的方法也是一样,其前沿性的特点要求教师在教学过程中不能拘泥于教材内容,要不断补充材料研究的最新知识、成果和动向,引导学生从中领悟材料科学的创新思维和研究思路.这样的教学,最终会使得学生爱思考、善于思考,学生学到的不仅仅是一门课的知识内容,还有材料研究的思维和新材料研发的能力,这有利于他们今后本科毕业论文的顺利完成,甚至可为他们投身于材料科学事业奠定坚实的基础.

三、以研促教在“材料科学与方法”教学中的实践

“材料科学与方法”课程所涉及的内容非常广泛,对于刚结束基础课程学习、对材料专业相关知识以前了解不多的学生来讲,单纯围绕书本内容的教学是比较枯燥的,他们接受知识也较为困难.基于此,以提高学生主动学习的兴趣和积极性为出发点,在教学过程中进行了一系列的尝试和实践.一方面通过查阅国内外最新科技文献,了解材料研究前沿的发展动态,并把相关内容写进教案；另一方面把自己在科研中获得的新知识和新成果转化到教学内容中,很自然地以例证的形式与学生进行交流,取得了一定的成效.

1.以研促教,丰富教学内容

教学中时刻意识到该课程的教学内容不应当停留于简单的重复,而应当及时更新和补充相关材料,剔除过时的一些内容,保证其新颖、特色鲜明、实用性强.例如在第一章讲解“当代材料发展和展望”时,对教材浅而泛的内容不作太多的照本宣科式介绍,而是根据当时的热点话题“2010年上海世”,介绍了在上海世上展示的新材料,如具有自洁功能的碳素纤维、用于光伏建筑一体化的太阳能电池材料、超轻“膜结构”材料、可循环利用的建筑布料、以标签纸和塑料的边角余料做成的外墙材料、比不锈钢更便宜耐用的“耐候钢”新材料等,并配以清晰、实用的图片,讲解各种新奇材料的功能特征和技术要点.另一方面,还计划将2012年6月“神九”发射和“蛟龙”号入水深潜的内容补充进教学内容,向学生介绍在国家重大工程中应用到的高性能密封材料、特种纺织增强材料、特种玻璃钢和耐高温烧蚀材料等高技术尖端材料.这些最新研发的材料作为材料发展中的典型代表,丰富了相关章节的教学内容,可使学生获得深刻印象,激发学生的求知欲.

2.以研促教,调动学生的学习兴趣

调动学生学习兴趣的关键是要使学生由被动学习、被动接受转变为主动学习、主动思考.因此,在课程的讲解中应适时地穿插有趣味的、启发式的实例对枯燥的文字说明进行诠释,引导学生深层次思考.例如在第三章讲解“原型启发与仿生法”这种基本研究方法时,以“自然界的鸟类筑巢技能”被模仿用来建造北京2008年奥运会主体育场“鸟巢”建筑作为实例,一方面让学生深刻了解“原型启发与仿生法”的基本原理,另一方面引导学生思考除了教材上和已讲解的仿生实例外还有哪些代表性的例子,学生的积极性都被调动起来了,踊跃地发表自己的意见.据课后了解,他们都觉得这样的方式能够加深对学习内容的理解,思考能力也得到了锻炼.再如在第五章讲解新能源材料时,补充介绍了很多国内外能源材料与技术方面最新的科研成果,其中利用闪电、行人走动和汽车行驶产生电能的奇思妙想给学生留下了深刻的印象,大大提高了他们的学习兴趣,开阔了他们的视野,有的学生还对此提出了一些疑问和独到的见解,说明他们在兴趣驱使下已形成了主动思考的意识.