研究性学习材料十篇

研究性学习材料篇1

关键词：纳米零价铁 水化学 课程学习

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（c）-0002-05

铁是地球上除碳、氢、氧以及钙以外第五大常用元素，其标准氧化还原电势Eh0为-0.44 V，性质较为活泼强，具有强还原能力。零价铁（铁粉或铁屑）具有丰富的物理化学性质，可以快速还原水体中有机物、重金属等，是地下水原位修复中常用的材料。在水中发生反应生成二价（Fe2+）、三价铁离子（Fe3+），并以羟基氧化铁和（或）四氧化三铁的形式沉淀出来。而由于水与铁之间的反应，释放出氢气，产生氢氧根，从而对溶液体系的pH产生影响[1]。铁在水中与溶解氧发生反应，从而影响水溶液的氧化还原电位（ORP），而pH和ORP是水化学反应中最重要的参数。通过研究零价铁在水体中的反应以及对水体理化性质的影响，对于水化学动力学、配位化学、酸碱化学、氧化还原化学和相间作用等水化学课程学习提供实验数据和实践支持。

纳米零价铁不仅具有零价铁特性，即优越的电化学、配位化学和氧化还原特哀荣2米零价铁被认为是应用于环境修复领域的第一代纳米材料。纳米零价铁的研究可以追溯到1995年，Glavee等采用硼氢化钠还原三价铁的方法制备出纳米零价铁胶体[8]。1997年，美国里海大学的张伟贤教授采用液相化学还原法合成纳米零价铁，开创了纳米零价铁在环境治理领域的先河[9]。自此纳米零价铁在环境中应用研究受到国内外许多学者的广泛关注。研究表明，纳米零价铁是以明显的核-壳结构的形式存在，即内部为Fe0核，外面包覆氧化铁化合物，壳层厚度约2～3 nm。在过去的20年中，关于纳米零价铁的合成表征方法[10]、在水体、土壤中重金属修复研究领域的基础理论及应用研究层出不穷，形成了比较系统的水化学相关研究的系统表征方法和体系[11-19]。

在水化学课程学习中，选择环境领域应用广泛的纳米零价铁为研究对象，通过研究纳米零价铁材料的合成、系统表征纳米零价铁材料及在水体中相关参数研究，使得研究生在学习水化学这一理论课程同时，通过系统的实验设计、夯实的科研基本功，为研究生素质培养打下基础。

1 实验部分

（1）化学试剂

硼氢化钠（NaBH4）和六水三氧化铁（FeCl3・6H2O）购自国药集团上海试剂公司，为分析纯等级，实验用水为二次蒸馏水。

（2）纳米零价铁的合成

采用硼氢化钠还原六水氯化铁方法制备纳米零价铁。将0.05 M的FeCl3溶液放在三口烧瓶中，将同体积0.2 M NaBH4溶液以0.625 ml/S的速度用蠕动泵滴加到FeCl3溶液中，在制备过程中保持机械搅拌。待硼氢化钠溶液滴加结束后，机械搅拌30 min。上述溶液静置30 min后抽滤，并用去离子水和5%乙醇进行清洗。将制备的纳米零价铁保存于乙醇中。纳米零价铁制备的化学反应方程式如下：

Fe（H2O）63 ++3BH4-+3H2OFe0+ 3B（OH）3+10.5H2

（3）表征方法和技术

①透射电镜（TEM）

采用日本电子JEOL2010透射电镜对纳米零价铁颗粒进行形貌和结构表征。将样品用乙醇分散，滴加到碳膜上，将其放置到电镜的真空系统进行抽真空后进行测试。

②X-射线衍射（XRD）

采用Bruke公司的X-射线衍射仪进行晶体表征，在操作电压为40 kV和电流为40 mA的条件下，采用Cu靶激发碳单色器产生的波长为1.54060 ? X-射线，样品放置在玻璃片上，扫描角度为20 °到60 °。该扫描范围能够覆盖所有的铁及铁氧化物。扫描速度为3.0 °/min.

③X-射线光电子能谱（XPS）

英国Kratos公司AXIS Ultra DLD型多功能能谱仪（XPS）用于铁纳米粒子的表层结构分析。为了避免氧化，零价铁纳米粒子在充满氮气的手套箱中干燥、保存，待测试时之际转移到XPS测试舱中。采用单色话Al靶X射线源对纳米零价铁的固体表面和界面的化学信息进行测试，并对铁、氧的含量进行半定量分析，同时测定元素的化学价态及化学环境的影响。仪器采用C（1s）的结合能在284.6 eV进行校正。

④pH/标准电位（ORP）测定

将去离子水放置在蒸馏烧瓶中，充氮气30 min后用橡皮塞塞紧。此时溶解氧的浓度小于0.1 mg/L。在该去离子水中，投加一定量的纳米零价铁，放入pH、氧化还原电位电极，测定水体的pH和氧化还原电位。测定过程中保持搅拌速度为300 rpm。

使用之前对pH计进行校正，采用Ag/AgCl作参比电极测定体系的pH和ORP值。以Ag/AgCl作为参比电极，测试读数加上+202 mV即为标准电极电位[20]。

2 结果与讨论

（1）TEM表征

图2是新鲜和在水中氧化10天的纳米零价铁颗粒的TEM图。从图2a中看出实验室合成的纳米零价铁颗粒为球状，大部分颗粒粒径在60～70nm之间，大多数小于100 nm（图2b）。图2c，d是在水中氧化10天的纳米零价铁的TEM图。图2b，c，d表明，纳米零价铁是以链球状聚集体形式存在，氧化10天以后，有部分零价铁被氧化，以片层形式脱落下来，但是被氧化的铁仍然有磁性，纳米颗粒彼此之间是以链状形式存在。这从表面形貌方面证实了纳米零价铁在水中的反应。在无氧水中，纳米零价铁与水之间发生如下反应：

在水中有溶解氧存在，则铁与水及存在的氧气发生反应，方程式如下：

另外，根据溶液中溶解氧的浓度及pH等条件，Fe2+反应产生Fe3O4和Fe（OH）2，而Fe（OH）2易被氧化形成Fe3O4[21]：

而当水中存在充足溶解氧时有利于进一步形成FeOOH [22]：

（s）；

上述反应中生产的氢氧化铁、四氧化三铁、羟基氧化铁等化合物，解释了在水体中反应10 d后，透射电镜中鳞片状结构形貌的存在[21]。

（2）晶体结构表征（XRD）

纳米零价铁和在水溶液中反应10 d后的纳米零价铁颗粒XRD如图3所示。在新鲜纳米零价铁样品的XRD图3（a）中，我们观察到在44～45°处存在一个峰，这对应于单质铁的α-Fe的峰[23]。同时发现，该峰为宽峰，这表明纳米零价铁的颗粒较小。2θ为35.8 °和65.6 °处微弱的峰代表铁氧化物峰的存在。在水中反应10 d后，被氧化的纳米零价铁的XRD图3（b）中显示较多的峰存在。从图中可以看到，α-Fe的峰相对强度较小，氧化铁的峰明显增加。在2θ为27、35.4、52.5、56.9、63°处所出现的峰代表四氧化三铁、三氧化二铁及γ-FeOOH的存在，这是由于铁在含氧水体中反应而导致的[24]。

（3）新制备和在水中反应10天的纳米零价铁的X-射线光电子能谱表面分析

图4是新制备的和在水中反应10天的纳米零价铁的XPS谱图。图4（a）是样品XPS全谱分析，从图中可以看出，无论新制备还是在水中反应10 d的纳米零价铁，都是由铁、氧及碳等元素组成。从谱图看出，氧化后的样品中铁氧比变小，即铁的相对含量较小，这说明在水中氧化10 d后，零价铁发生氧化生成氧化铁。图4（b）为Fe2p谱，从谱图中观察到在710.6 eV、723.9 eV处有吸收峰，这分别代表Fe（2p3/2）和Fe（2p1/2）特征光电子结合能谱峰。该处存在的特征峰表明纳米零价铁颗粒表面层成分为铁氧化物[10]。

（4）纳米零价铁的氧化还原特性分析

零价铁的标准电极电位E0Fe2+/Fe0为-0.44V，容易失去两个电子形成Fe2+，对应的电化学半反应如下：

这说明铁具有提供电子的趋势，而在地下水环境中，主要电子接受体为水和溶解氧，即容易发生如下反应[13]：

根据上述方程式（2）、（3），我们发现，在水体中零价铁与水及溶解氧发生反应，使得体系的pH值升高。反应中释放出来Fe2+使得整个体系呈现还原性环境从而Eh下降。此外，根据方程2也表明，纳米零价铁颗粒表面首先吸附水分子，并进一步反应，从而在表面形成羟基基团。铁在水体系中发生反应，水的浓度远远高于其中铁的浓度，因此在纳米材料表面水的还原反应为主要反应。随着反应时间的增加，水中二价铁浓度增大，二价铁在水体中的存在使其成为强还原性环境。

图5是纳米零价铁在蒸馏水中的pH、Eh随着时间的变化曲线。从图5（a）中可以看出，由于水体中投加了纳米零价铁，溶液的pH由6上升到8～9。不管在溶液中投加几个毫克还是几百毫克的纳米零价铁，溶液最终的pH值的变化并不大，这表明纳米零价铁的投加量对于其值影响并不大。将纳米零价铁投加量增加到10g/L以上，整个体系平衡pH值仍然小于10（图未列出）。在缓冲溶液或流动的地下水环境中，纳米零价铁的含量对pH变化的影响更小。图5（b）是Eh随时间变化图。对于该反应体系中未加纳米零价铁时，反应体系的Eh为+400 mV；投加纳米零价铁后，迅速下降到-500 mV，这说明因为纳米零价铁具有大的活性表面和快速反应能力，反应产生的Fe2+使体系成为还原环境。根据图5（b），3 mg/L左右的纳米零价铁投加到水溶液中，短时间（

纳米零价铁具有能够迅速降低地下水Eh能力，不但被应用于水体中污染物的化学降解，同时可以形成模拟生物降解有机氯化物的环境。痕量的纳米零价铁投加到水溶液中，迅速降低溶液标准电位，并产生氢气和Fe2+，该环境适合厌氧微生物生长。

（5）纳米零价铁的去除污染物原理图

图6为纳米零价铁去除污染物的模型。研究表明纳米零价铁具有零价铁的还原性能和氧化铁的吸附性能[14]。由于其具有还原特性，不但可以用于有机氯化物中氯的脱除，还可以用于还原水体中重金属。由于铁氧化物良好的吸附性能，是水体中污染物去除的常用材料。在水中，铁氧化物不但可以作为配位化合物中心离子，而且作为配体形成配合物[25]。低pH条件下，铁氧化物表面带有正电荷吸引负电荷配体；pH值高于等电位点（pH值≈8）时，铁氧化物表面带有负电荷，与阳离子形成表面配合物。而足够量纳米零价铁（>0.1 g/L）投加到溶液中，溶液pH值维持在8-10之间[10]。

3 结语

纳米零级铁为具有丰富的物理化学性质的环境纳米材料。在水体中会发生一系列的物理化学性质变化，引起材料本身以及水体的物理化学指标改变。材料本身的物理化学性质变化，通过TEM、XRD、XPS进行表征。TEM结果表明，纳米颗粒粒径集中在1～100 nm之间，平均约60 nm同时在水体中反应过的纳米零价铁表面形貌有明显的差别，核壳结构的纳米零价铁的壳层变厚，同时有片层结构存在。XRD表征结果表明，新制备和氧化后的纳米零价铁的晶相成分明显不同，氧化后得样品含有多种铁氧化物。HR-XPS表征结果表明，纳米零价铁中单质铁成分的存在，在水体中发生氧化后，铁氧比变小，含氧量增加。纳米零价铁颗粒投入到水体中，pH、ORP等水化学指标也随之发生变化。水溶液中，投加2～3 mg/L的纳米零价铁就可使体系的ORP迅速下降到-500 mV的氧化还原电位。因此，以纳米零价铁为媒介，设计系列实验，安排到辅助水化学课程的学习中，具有重要的推动作用。纳米零价铁具有核壳结构，核主要是Fe0，壳层成分主要是铁氧化物，并具备还原性能和吸附性能双重性质。该材料对于许多污染物的修复具有良好效能，在环境修复领域广被研究，有系统成熟的科研方法可以借鉴，用于水化学的课程学习研究具有现实意义。

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研究性学习材料篇2

一、高考历史试题的特点：提供新材料，创设新情境

（一）材料呈现形式

近年来，各地历史高考大幅度地使用材料，材料呈现形式多种多样。常见的有文字材料、表格材料、图片材料和综合材料等。如：

北京卷2012年第13题：图6是中国某一朝代都城内中枢机构的分布示意图。该都城是：

A.唐长安 B.宋开封 C.元大都 D.明北京

江苏卷2012年第20题：漫画多以含蓄、隐晦的方式评说世事。右图是2000出现的新闻漫画《最后的贵族》。该漫画反映了

A.中国加入WTO与国内企业的长远利益相违背

B.中国申请加入WTO旨在打破某些企业的垄断

C.加入WTO后中国一些企业有望增强垄断地位

D.加入WTO后中国企业将面临激烈竞争与挑战

重庆卷2012年第12题.图5所示是建于河南安阳的一位中国古代妇女的塑像。在她的墓葬中出土了大量精美的

A.铁器 B.玉器 C.瓷器 D.漆器

江苏卷2012年第14题：右图是十八世纪七八十年代输入英国的原棉重量变化示意图，导致这种变化的主要原因是

A.英国纺织工人数量增加 B.第二次工业革命的来临

C.棉纺织领域的发明创造 D.工人手工纺纱速度提高

以上都是以不同的形式展示材料，创设情境的例题。

（二）材料题的命题特点

近年来，材料题的设置逐步走向成熟，在命题时表现以下特点：

1.体现史论结合的学科特点

历史材料题一般都是让学生根据所提供的材料回答问题，不能脱离材料，历史观点应当从所给的材料中概括出来。这也是我们学生在日常答题时存在的一大问题，往往是不顾材料，只凭自己的的所学答题，违反这一命题原则。所以教师应注意引导学生对相关资料的收集，通过对具体资料的分析后方可得出结论，结论一定是来自具体的史料。

2.材料围绕课本主干知识

高考命题依据是课标和大纲，所以无论怎样命题都离不开课本的核心知识。这就要求教师在教学中要始终围绕课本重点知识，要有针对性，这样在迎接高考时才能真正做到有效性。

3.答题具有开放性

近年不少地方的材料问答题表现更加的开放。如：

上海卷2011第37题：—份护照。《天津条约》签订后游历护照开始出现。通商口岸的外国人从领事馆取得护照，经当地海关道盖印，即可凭此护照进入内地游历。该题第2问：你认为当时外国人持这类护照游历有哪些弊端？（9分）

从各地试题的命题特点来看，目前的历史高考注重试题的灵活性和开放性，注重考查学生的学习探究能力、分析问题，解决问题的能力。由于新课程重视学生创新意识的培养，倡导探究性的学习方式，让学生学会创造性地分析和解决问题，为适应新课程的这一要求，通过开展研究性学习最能培养学生综合能力。

二、研究性学习的开展

（一）开展研究性学习的意义

1.研究性学习体现了新的教育观

研究性学习是对传统接受式学习的挑战，它要求在学习的过程中要尊重学生的人格，强调学生自主学习与主动探究，注重对学生发现问题，分析和解决问题能力的培养。学习的自主性、开放性、实践性、创新性、互动性和过程性是研究性学习的最大特点。

2.研究性学习融入了新的师生观

教师与学生的角色发生了一定的变化，教师由过去学习的组织者、决定者和评价者向学习的辅导者、合作者和参与者转换，学生也由原来的被动接受者转变为主动的参与者。研究性学习也使学习的过程成为教师与学生的情感交流的过程，有利于培养融洽的师生关系。

3.研究性学习赋予了新的学习观

教育质量能否提高从根本上说取决于学生是否形成了学习习惯和思维方法，是否具有一定的学习能力。研究性学习能够激发学生学习的欲望，培养学生主动求知、勇于探究的心理品质，提高学生学习的能力。

（二）开展研究性学习目前存在的问题

1.思想意识问题

意识支配行动，没有特定的意识也就没有特定的行动。对开展研究性学习的认识不够是目前遇到的主要问题。另外，研究性学习的开展效果是一个漫长过程，往往不能立竿见影，而摆在眼前的高考是非常紧迫的，所以人们很难像重视高考一样重视研究性学习。

2.评价标准问题

目前的研究性学习的开展基本上是各做各的，没有统一的标准，即使有的学校发放统一的教材，教师也未必使用。这样以来也就没有评价的标准，缺乏评价标准也就无法进行对比、考核，这种随意性造成研究性学习很难推广，不能形成普遍认可的研究性学习氛围。

3.资料的匮乏问题

历史研究性学习的开展，离不开大量的历史史料的收集，历史资料的匮乏也成为开展研究性学习的一大问题。由于我国教育资源分配的地区差异很大，有的地区学生获取历史资料的途径很有限，有的学生也只靠手里的课本而已，资料缺乏。

总结：高考越来越重视对学生能力的考查，所以日常教学应重视培养学生学习能力，而开展研究性学习是最好的学习方式，应值得关注。

【参考文献】

[1]陈孝彬：《教育管理学》，北京师范大学出版社，2004

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[4]王升：《研究性学习理论与实践》，教育出版社，2002

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研究性学习材料篇3

关键词：高职生；研究性学习；数学学习

中图分类号：G717 文献标志码：A 文章编号：1673-9094-（2016）06C-0056-03

高职校学生的培养目标是培养与我国现代化建设要求相适应，德、智、体、美全面发展，掌握必须的文化基础知识和专业知识，具有较强的实践能力的高级技能型技术人才。因此，高级技能型技术性人才必须具有较强的实践能力，但仅有实践能力还不够，还需要一定的科研能力作支撑，研究性的数学学习能力的培养有助于高职生综合能力的提高。

一、什么是研究性数学学习

研究性数学学习，是指学生在教师指导下，运用类似于科学研究的方法，按专题对数学材料进行独立自主的研究的一种学习方式。在这种学习方式下，教师不再作为知识的权威，将预先组织好的知识体系传授给学生，而是充当指导者、合作者和助手的角色，与学生共同经历知识探究的过程。学生不再作为知识的接收者，被动学习，而是能与教师一样通过各种途径获取信息，带着自己的兴趣、需要与客观世界对话，从而使学习与研究统一。研究性学习的主体是学生，客体是数学材料。研究性数学学习的主要方式是通过数学阅读来实现的。研究性数学学习不同于一般的阅读性学习，一般阅读性学习仅限于教学材料相关内容，而研究性学习是在研究数学材料基础上得出自已新观点、新结论的学习。

二、高职生研究性数学学习的调研结果与分析

通过对江苏省徐州市某高职校2014级、2015级各专业学生运用调查问卷形式的调查，结果如下：

从下表可以发现：高职生中能经常阅读数学教材的比例不足一半，从不查阅数学课外资料的高达72.6%。这说明高职生在数学学习中的学习习惯不好，近一半的学生缺少最基本的学习方法。

数学学习中从不进行研究性学习的占96.5%，大部分学生不知道什么是研究性学习，不知道怎么做。这说明研究性数学学习在高职生学习中还是个未开发的领域，需要尝试和探索。

在数学学习中能经常主动提出问题的学生仅占10.3%，不少学生从不或很少提出数学问题，甚至不知道也不会提出问题。在合作学习上比例太小，单打独斗较多，抄袭作业现象严重，而不是相互帮助和学习。

三、数学阅读是研究性数学学习的主要形式

现在高职生缺乏对课本和课外数学资料的阅读，仅满足于听课和做作业，其学习是被动的。而研究性学习要求学生主动查寻、探索、阅读数学材料，并有自己的观点和看法。研究性数学学习要求学习者有较强的数学阅读能力和一定的交流沟通能力。同时，研究性数学学习需要学习者阅读大量相关数学资料。因此，数学阅读是研究性数学学习的重要保障和主要学习方式。研究性数学学习不同于一般意义的数学阅读学习，研究性数学学习主要体现学习者主动探索学习，并能形成自己观点的学习过程。而一般意义上数学阅读学习是通过数学阅读主动学习已知理论的过程。

四、研究性数学学习中要注意培养高职生“调查研究”的学习理念

高职生的数学学习主要是以接受式为主的学习，这种学习方式不利于培养学生在工作中的探索、创新精神，从而使学生在实际工作中缺少竞争能力。因此，研究性学习不仅体现在知识的获得，更重要的是能培养高职生获得知识的能力。在研究性数学学习中要培养学生掌握调查研究中的问卷调查法、观察研究法、实验研究法、文献研究法等方法。培养学生不仅能从书本中获得知识，在实践中也有获得知识的能力。而掌握各类调查研究方法有利于学生在实践中获得知识并形成自己的观点与看法。所以要在高职校中适当开展研究性数学学习，注重培养学生调查研究的学习理念，这在学生未来的工作中将产生积极的影响。

五、在研究性数学学习中要注意培养高职生“主动查阅数学资料”的习惯

高职生数学学习中缺少主动查阅有关资料的习惯，甚至不能主动阅读课本。研究性数学学习要求学生根据有关课题，主动查阅相关数学材料，通过数学阅读，对某一知识点形成自己的理解与看法。主动查阅数学材料是学生主动学习的体现，有利于培养学生主动获得知识的能力。在研究性数学学习中要积极引导学生通过多种方式查阅大量的数学材料，可以通过上网查阅、去图书馆借阅等方式来培养学生高效、多途径获得数学材料的能力。

六、在研究性数学学习中要注重培养学生“提出问题”的能力

研究性数学学习就是不断发现问题并解决问题的过程。培养学生分析问题和解决问题的能力是一个重要课题，培养学生提出问题和发现问题同样也是一个重要的课题。提出问题就是需要发现矛盾或差异，从差异中找到问题所在，从而发现一些新的联系和规律，所以提出问题也是科学研究思想方法的起步。在研究性数学学习中要鼓励学生敢于提出自己的看法和问题，要引导学生主动提出问题。所以提出问题能力的培养是高职生研究性数学学习目的之一。

七、研究性数学学习应注重个体的差异性

由于研究性学习对学生自身数学素质要求较高，不同个体由于数学素质不同，其学习效果相差较大。所以研究性数学学习要注重个体的差异性。有些有较大难度的，在学生”最近发展区”外的课题最好不要让学生去研究学习。在“最近发展区”内的课题也要分阶段进行引导，以缩小因个体差异带来的学习程度的差距，并在结题后进行归纳与总结。

八、研究性数学学习可以以小组合作的形式开展

在实际教学中，对高职生研究性学习中选择较多的是小组学习形式进行组织学习的，这不仅有益于个人发挥特长，而且有助于培养每个学生的责任感和协作精神，体验到个人与集体共同成功的快乐。同时，以小组合作形式开展研究性学习还改变了以往学生被动接受的学习方式，创造条件让学生积极主动地去探索、尝试，不仅有助于发挥个体创造潜能，还能让学生学会在协作中去研究，在配合中去学习。

总之，研究性数学学习不仅能传授知识，更重要的是能帮助学生掌握获得知识的方法，培养其调查研究的理念，有助于提升高职生的科研能力，为其以后在工作中的发展打下坚实的基础。

On the Research Mathematics Learning for Higher Vocational Students

LIU Lei & WU Xiao-ying

（Jiangsu Provincial Xuzhou Pharmaceutical Vocational College， Xuzhou 221116， Jiangsu Province）

研究性学习材料篇4

【关键词】土木工程材料理论课教学;科研项目

“土木工程材料”是土木工程专业必修的一门重要基础课程，在土木工程专业人才培养方案中占有重要地位，在后续的各门专业课的学习中都将会涉及“土木工程材料”的内容。笔者在教学过程中发现，土木工程材料课程的特点主要体现在材料品种多样、内容繁多、各类材料自成体系。而工科学生往往习惯于逻辑运算和理论推导，空间想象力和数学思维能力较强，但不太善于叙述、分析、论证、归纳和总结，因而学生在学习土木工程材料课程时常常感到枯燥乏味。而理论课，是一种在实际操作前学习的课程，文字叙述多，容易使学生觉得这门科目说教味浓，学生往往觉得课程无趣从而失去学习的兴趣。同时，由于材料科学飞速发展，新技术、新材料层出不穷，大多数土木工程材料课本都以传统的旧材料为主，即使是有改版的教材也只是略微修改内容，并没有及时添加新兴材料以及先进工艺技术，使课程内容落后，不能给予学生最前沿的土木工程材料知识，阻碍学生进一步思考。

一直以来，运用科研来提升教学质量是当今教学的一个重要举措。把科研项目引入理论课教学，对现有土木工程材料传统教学模式进行改革与创新，探索科研实践、课堂教学与工程能力培养的有机结合，从而丰富教学内容、调动学生学习兴趣以及培养学生的科研能力，为学生进一步学习土木工程专业基础课及创新能力培养奠定良好基础。

一、将科研项目引入理论课教学，丰富教学内容

土木工程材料理论课教学内容基本上是书本上的内容，学生认真看书就能明白的东西，传统老师上课一般是照着书本念，而书本常是很多年前就已经编辑好的内容，就算改版也只是略微更改一些内容，很少加入新的科研成果，缺乏科研含量。因此，导致学生常常对土木工程材料理论课提不起兴趣，也很容易学完就忘记，印象不深刻。同时，缺乏最新科研信息也不能给学生在学术上以更多的启迪，激发不起学生学习的积极性和主动性、直接影响了教育教学的效果。

“土木工程材料”课程主要讲述工程材料的性质、用途、生产和使用方法等，教学内容只局限于教材，学生积极性也受到了限制，如果在教学中，将土木工程材料的最新科研成果融入到平时的课堂教学中，及时对教学内容扩充，丰富教学内容，不仅可以拓宽学生知识广度，也可以加深学生对各种材料性质性能的印象。例如在讲建筑材料时，可以向同学们介绍当今国内与国外建筑节能材料的运用，可以运用于哪些方面，结合实例，给学生介绍先进的建筑节能材料研究成果，让同学们对本课程的学习目的和意义有更进一步的理解，给予学生最前沿的指导，丰富课堂内容，加深同学们对课堂内容的记忆。

二、将科研项目引入理论课教学，调动学生学习兴趣

土木工程材料课程内容又很多，涉及的材料多达几十种，每种材料的性能又千差万别，为完成教学任务，大多数教师的教学方法主要以“满堂灌”的方式为主，未能留出足够的时间和精力来引导学生独立思考、发现问题并相互讨论。灌输方法一直是理论课教学的主要方法，但是传统的灌输教学方法很被动，学生往往是被灌输知识，而不是主动的去掌握知识，教学效果很不理想。随着大学生创新思维的变化、学习方式和接受新知识的能力的变化，传统的土木工程材料教学方式也应将以往的灌输方法进行变化，充分利用现在学生对新兴事物的好奇心及探索精神，将科研项目引入理论课教学。

实践证明，高水平的教学需要高水平的科研作支撑，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。将科研项目引入理论课教学，学生不但要学习书本上的内容，还要按要求完成一定的科研小任务，变被动听课为主动参与课堂，有利于调动同学的激情与热情，积极探索未知知识，锻炼一定的思维能力和科研能力。老师在上理论课时，可以将自己的项目带着学生一起完成，或者提出一个适合本科教学的项目，将班级分成小组进行讨论、查阅文献或动手做实验，让学生向同学们介绍自己参与科研项目的心得与成果，以此活跃课堂气氛，激发学生学习的热情与兴趣，积极主动的参与到课堂并在讨论与交流的过程中使学生相互进步。

三、将科研项目引入理论课教学，培养学生科研能力

把科学研究引入教学过程，有目的、有计划地使学生掌握和具备一些基本的科研能力，使学生能逐渐熟悉和掌握解决实际问题的基本科学方法，结合教学开展科研。但是，学生参与科研项目必须与学生的知识水平和能力相匹配，所布置的科研实验不能使学生感到难度较大无从入手，这样的教学效果也难以达到预定教学计划的目的，授课教师在课外花更多精力进行指导，并提供试验的场所和实验条件，使学生从中受益。

学生在上课时，不但要搞懂书本的内容，更重要的是学习研究方法、思维能力以及动手实践能力。教师应教给学生科学研究方法，搜集资料、查阅文献、设计与进行实验的方法，同时，结合课堂教学，给学生介绍科学家的治学精神、治学态度和治学方法，以培养学生热爱科学事业，从事科学研究的理想和决心。

将科研项目引入课堂，使学生接受的知识与先进科研齐步，学生不单只是接受书本的内容，更要注重的是思维方法的学习，学会发现问题、提出问题、分析问题和解决问题。通过对学生进行科学思维的训练，使学生从接受知识逐渐转向探索问题，从而培养学生的创造力与解决实际问题的能力。同时，激发学生对土木工程材料理论课程的学习热情，掌握一定的科研能力，为将来进行科研活动打下基础。

四、结束语

通过理论课教学与科研项目相结合，丰富教学内容，优化教学模式，完善课程体系建设，及时更新补充新型材料教学内容，弥补新技术迅速发展而教材书本滞后的不足;在课堂教学中通过各种科研项目向学生介绍土木工程材料科学技术研究的新进展，使枯燥的理论课教学变得形象生动。将科研项目带入课堂，让学生更好的参与科研活动，使理论联系实际，培养学生的科学思维和创新意识，提高学生解决实际问题的能力。

参考文献：

[1]谢振国.土木工程材料课程课堂教学方法探讨[J].《高等建筑教育》，2009，18（3）：78-80.

[2]曾志勇.基于创新能力培养的《土木工程材料》课程教学改革探索[J].台州学院学报，2011，33（3）：82-86.

[3]陈昌礼.“以研促教”在土木工程材料课程 教学中的应用[J].高等建筑教育，2015，24（2）：64-67.

[4]孙家瑛.将科研活动融入土木工程材料课程教学实践探讨.《教育教学论坛》，2014（46）：163-165.

[5]杨俭.理论教学与科研相结合培养学生的实践能力[J].教学研究，2001，24（4）：279-281.

作者简介：

研究性学习材料篇5

关键词：土木工程材料 教学方法 改革 探索

中图分类号：TU5；G642 文献标识码：A 文章编号：1672-8882（2012）10-030-03

《土木工程材料》是土木工程专业的一门重要专业基础课，该课程主要是介绍各类土木工程材料的成分、生产过程、技术性能、质量检验以及使用等基本知识。通过本课程的学习，使学生能针对不同工程合理地选用材料，并能与后续课程紧密配合，理解材料与土木工程设计、施工的相互关系，初步具备解决在实际工作中出现的土木工程材料问题的能力[1]。自2008年，我校主持湖南省精品课程《建筑材料》的建设以来，全体任课教师注重改革教学方法和手段，灵活运用多种有效的教学手段，能够激发学生的学习兴趣，并提高其学习积极性，在引导学生掌握有效学习方法的同时，提高了学生的综合能力。经过多年的课程教学实践，取得了一些经验，本文针对《土木工程材料》课程的教学难点，结合地方本科院校自身的特点，对该课程的教学方法进行了有益探索，总结出了“激发兴趣，引导思维，把握主线，建立联系，注重实践，提升能力”的教学策略。

一、土木工程材料课程教学难点

（一）种类繁多，各种材料自成体系

土木工程材料课程中介绍的材料品种繁多、涉及面广、内容庞杂，各材料自成体系、各章节横向联系不显著，而且课时少，实践性强。课程中概念多，专业术语多，经验表格与规范多，公式推导少，逻辑与连贯性不强且以叙述为主，要求学生机械记忆力较多。而工科学生往往习惯于逻辑运算和理论推导，空间想象力和数学思维能力较强，而不太善于叙述、归纳和总结，因而学生在学习土木工程材料课程时常常感到枯燥乏味、没头绪、难记牢，甚至产生厌学心理，影响学习效果。另一方面，本课程中的材料的组成、结构与性能的关系；水泥的矿物成分、水化产物及其性能特点；构成混凝土各材料的特点、性能及配合比与混凝土拌和物及硬化混凝土性能的关系等教学内容，涉及材料的化学组成较多，但土木工程类学生在大学期间没有开设化学相关课程，所以，学生在学习过程中存在理解上的难点。

（二）承上启下，桥梁作用不易发挥

土木工程材料作为一门专业基础课，承上需运用之前学习的物理、化学、理论力学、材料力学等课程的基础理论，领会与理解各种土木工程材料的组成、结构、制备方法或施工工艺与其技术性质、质量间的相互关系和土木工程材料的环境行为与服役性能及其失效机理等知识；启下需与该专业后续课程和工程应用紧密配合，掌握土木工程材料的技术性质及其影响因素和在土木工程应用中的合理选用。本课程的教学难点是如何把握适当尺度，在基础理论、工程材料科学知识与土木工程应用间架起“桥梁”，建立紧密联系，在不同种类的材料间形成知识的连贯性，知识内容间透出逻辑性，在引导学生转变学习方法、思维方式的同时，注意激发、提高和保持学生学习的兴趣和积极性，增强学生对知识的理解和掌握，让学生通过自主学习和良好的训练，缩短“桥梁”。

二、土木工程材料课程教学策略的探索与实践

（一）激发兴趣，启发思维

苏霍姆林斯基曾说：“只有能激发孩子去进行自我教育的教育才是真正的教育”。教学是师生的双边活动，要提高教学质量，充分调动学生课堂学习的积极性、自觉性和主动性，是十分重要的环节[2]。

1. 以“学生为主体、教师为主导”的教学理念来调动学习热情

将“以教师为主体”的传统教学模式转变为“以学生为主体、教师为主导”的教育教学模式，以导学为主线，建立主导、主体相结合的教学模式，充分发挥学生的主观能动性[3]。先让学生充分认识到学习建筑材料的重要性和必要性，激发学生学习的积极性；教学时教师要深入浅出地将复杂问题简单化，将枯燥的理论学习变为生动的工程实例。比如学习水泥的特性时就让学生根据水泥的特性、工程特性和环境特点来思考水泥的应用情况，某工程适宜选用何种水泥，不宜选用何种水泥。此外，在每次上课期间（课间10分钟休息），教师确定或学生自选感兴趣的2个与本次课内容相关主题，学生课余利用网络并查阅图书馆相关书籍资料，并在下次上课时由学生自己讲解（每次汇报时间为5-8分钟）。教师适时穿插提问，也应鼓励学生提问，或就提出的问题在全班展开讨论，最后再由老师总结点评，这样可以使学生更多地参与课堂教学过程。这种学生主动参与课堂的方式，不仅回顾并拓展了上节课程的相关内容，重要的是学生独立完成查阅资料、整理材料、制作课件、自己讲解和回答问题等环节，学生积极参与课堂教学，综合自己所学过的知识从多角度看问题，既培养思维能力，又锻炼表达能力；既提高了学生学习的兴趣，又加深了学生对知识的理解和掌握，有利于锻炼和培养学生的综合能力，学生也非常乐意参与这种教学方式。这种角色的转变使得教师教学更生动，学生学习更主动，教学活动氛围更活跃，形成一种教学相长、师生共同探讨的良好环境。

2.以新颖、实用、丰富、开放的教学内容来激发学生的求知欲望

随着当前教学设备的更新和多样化，采用多媒体教学，将大量的实验动画、工程录像、工程实景图片资料、工程实例、工程案例、工程事故、实验视频等适时地插入到课堂教学中，最大限度地缓解教学学时少与教学内容多和实践教学环节薄弱等矛盾，也可以在课堂教学中充分激发学生的学习兴趣，进一步拓宽专业知识面。另一方面，材料科学随着科学技术和生产力的进步取得了突飞猛进的发展，土木工程材料的品种不断增多，质量不断提高，功能不断丰富。新材料、新技术、新标准、新规范、新观念、新政策法规和学科发展动态都应及时充实到教学中来。新材料、新技术因其科技含量高、可持续发展性强，是今后工程建设应用的必然。如与水有关的性能引入国家大剧院 “自洁净”建筑材料，建筑钢材引入“鸟巢”的Q460新型合金钢，混凝土引入上海世博会意大利馆的透明混凝土，建筑塑料引入水立方的乙烯- 四氟乙烯共聚物（ETFE）膜等，在对应章节授课时，如能将这些新材料的研究最新进展和工程应用情况介绍给学生，一方面展示了材料在工程建设中的重大作用；另一方面可使学生掌握最新的科研信息，了解材料的发展动态，能有效的增强学生的求知热情。

3.以自主、合作、探究的教学方式来启发学生的创造性思维

古人云：“学起于思，思源于疑”。为了培养学生的思维能力，教师要善于鼓励学生思考各种问题[4]。由于使用了多媒体教学方法，就可以节约一部分板书的时间，所以在课堂就可以在教师的指导下，针对一些具有启发性或争论性的问题先让学生展开自由讨论，然后在教师统一指导下组织大家讨论发言。这种方法可以采用3种实施形式：一种是在课前布置讨论话题并提出方向性的问题，让学生带着问题去看书、查阅相关资料，做到有的放矢，上课时组织大家讨论并发，例如在讲混凝土强度时，先提出混凝土在外力作用下为什么会发生破坏，混凝土强度与哪些因素有关等几个问题。第二种是在课堂教学中也可设置一些疑问和悬念，不但能集中学生的注意力，吸引学生进入良好的学习状态，有效控制课堂气氛，还可以提高教学效果，引导学生积极思考。如在绪论中可向学生提出在18、19世纪以前为何没有大跨度建筑？在讲授影响材料导热性因素时，可提出“为什么住进新居的人们总觉得较老房子冷，到冬季更甚”等等疑问，以引导学生积极思考。第三种是就某一综合性问题布置思考题，把全班学生随机分成几组，进行小组讨论，增强学生对材料的感性和理性认识，引导学生从各个方面去思考解决的方法。

土木工程材料类型繁多，但是每一种材料又有许多不同的类型，所以就可将具有可比性的两个或多个不同对象进行系统的比较和研究，得出研究对象的本质、特点和规律。如在讲授掺混合材料的硅酸盐水泥时，在系统讲授活性混合材性质及二次水化反应的基础上，引导学生从混合材料的掺量、混合材料的特性等方面去对比硅酸盐水泥系列的共性和个性，从而总结各种水泥的应用规律，这样可以大大地提高学生学习的积极性、使其能主动运用已有的理论基础知识，达到对新知识深化理解和强化记忆的目的。

（二） 把握主线，建立联系

把握每种工程材料的性质及其在土木工程中的应用这条主线，将枯燥的知识讲述与工程实例相结合，从工程材料的组成、结构与制备或施工工艺等方面，分析和阐述工程材料是如何满足这些技术性质要求的，从而将工程材料的组成、结构、性能与工程应用等课程内容建立其相互间的逻辑联系——架起“桥梁”。

1. 以“一个中心、两条线索”的教学思路贯穿理论教学的全过程

由于土木工程材料课程涵盖了上十类常见的工程材料。虽然各类材料不同，但由于同属材料大类，在第一次上课时，可提醒学生，从材料科学与工程的角度出发，以“材料性能”为中心，以“材料的组成决定材料性能”和“材料性能决定其使用领域与范围”为线索，分析各种材料在组成（Composition）、性能（Property）和应用（Utilization）上的共性和特性，采用这三个内容英文字母的第一个字母， 简称为“CPU”主线，既形象又便于理解掌握。学习每类材料的“CPU”，便掌握了土木工程材料的核心内容和教学目标[5]。如本课程的核心章节“混凝土”部分，教学过程中只要把握“CPU”主线，及组成（水泥、集料、水、外加剂和掺合料）、技术性能（混凝土硬化前的和易性及混凝土硬化后强度、耐久性和变形）以及使用（根据环境、工程特点，选择合理配合比的混凝土） 便可将其主要知识点涵盖，也能够对其有一个整体掌握。

2. 以“自主协作、虚实结合”的工程实例教学架起基础课与专业课桥梁

土木工程材料作为专业基础课，是一门实践性极强的应用学科，材料品种繁多、性能各异。一项实际的工程，不但对材料的物理、力学性质及耐久性有着具体的要求，而且，成本也是不容忽视的。因此，要做到合理、正确地选材，就必须清楚地了解和掌握相关的基本理论、基本知识，将课堂学习与工程实例紧密地结合在一起。如讲述研究土木工程材料耐久性的意义时，可给出一些因材料耐久性达不到要求而出现严重事故的例子，引起学生的重视。如某年我国某处一水塔的突然崩溃，造成了严重的人员伤亡及经济损失，而事故的原因，是由于混凝土内钢筋的锈蚀。再如，日本、美国、加拿大等国的混凝土所面临的耐久性问题已相当严重，已经引起了学术界的广泛重视，若全部进行修复所需费用非常巨大。在此基础上，提出研究和保证土木工程材料耐久性的重要意义。这些工程事故的案例使学生心灵产生极大的震憾，虽然有设计和施工方面的原因，但是也有采用劣质材料或不严格验收原因。学生听后深感今后工作责任的重大，唤起学生的工程意识，加深了对本门课程重要性的认识，也激发了学生对后续专业课程学习的兴趣。学生课后信息反馈也表明： 学生对改革后的教学方法非常满意，学习热情得到提高。后续的建筑构造课和建筑施工课，任课教师反映学生对材料的理解力有了明显提高，为相关专业课程的学习打下了良好基础。

（三）注重实践，提升能力

结合科研开展教学是培养应用型人才的有效途径，将与本课程内容相关的工程材料及其应用的最新科研问题引入课堂教学，将国家正在建设的重大土木工程和需要解决的重大技术难题介绍给学生，将最新研究成果融入教学。针对不同的工程， 如何合理选择和正确使用土木工程材料， 如何对传统材料进行改性， 或研制和开发新材料， 都与建筑结构的使用功能及安全息相关。随着土木工程材料的发展， 如何合理地综合利用工业废渣、废料， 对土木工程材料进行改性和降低成本， 研发生态型、功能型、智能型建材等问题， 都已成为当前建材领域研究的重要内容。让学生接触到本课程内容的科学前沿知识，引发学生思考，明确自己肩负的重任；同时，积极组织和鼓励学生参与本课程的开放式研究型实验和申报省级、校级大学生研究性学习和创新性实验课题，以此培养学生的综合能力和创新思维。2009至2011年期间，我系学生申报的课题先后有“提高湖南地区砖混结构沼气池材料耐久性研究”、“回弹法测定混凝土强度能力研究实验”、“ 湖南地区既有建筑节能改造方案研究”等5项课题被遴选为湖南省大学生研究性学习和创新性实验项目，“新型自洁净建筑外墙材料的研制”、“废弃混凝土回收再利用研究”、“双掺重钙和粉煤灰对自密实混凝土性能的影响”等8项获校级大学生研究性学习和创新性实验项目立项。这些项目的开展，不仅巩固并拓宽了学生所学的土木工程材料相关理论知识，并提高了学生的动手能力和解决实际工程问题能力，也为培养应用型专业技术人才提供了新途径。

三、结语

教学改革是一项综合性和系统性的工程，不断提高教学质量是高等院校追求的目标。实践证明，在《土木工程材料》课程的教学活动中，开展多种形式的教学方法改革与探索是转变教育观念、提高教学质量的有效途径。总结出了“激发兴趣，引导思维，把握主线，建立联系，注重实践，提升能力”的教学策略，有利于激发学生的学习兴趣，有利于调动学生学习的主动性，有利于提高学生综合能力，能够为地方院校培养应用型人才提供新途径。

参考文献：

[1]张旭贤.土木工程材料.课程教学改革研究的探索[J].塔里木大学学报，2010，22（1）：114-117.

[2]谢振国.土木工程材料课堂教学方法讨论[J].高等建筑教育，2009，18（3）：78-80.

[3]黄维蓉.“道路建筑材料”课程教学改革探讨[J].重庆交通学院学报（社科版），2003，3：59-60.

研究性学习材料篇6

（上海工程技术大学材料工程学院，中国上海201620）

【摘要】《工程材料学》是工科院校材料与工程类专业学生的一门十分重要的专业基础课。由于除了具有综合性、应用性和经验性的特点外，该课程还具有专业名词与相似概念众多，理论知识抽象，相关理论枯燥和大量复杂相图计算等特点，从而使得学习难度较大。为了提高学生的学习兴趣和效果，在结合理论传授、科技前沿研究和学生自主探究的基础上，对《工程材料学》的教学方法进行了有益探索。

关键词 工程材料学；教学方法；实验教学

《工程材料学》是一门主要针对工程结构材料中的金属材料为主的专业基础课程，重点讲述金属材料零部件“服役条件-成分-工艺-组织-性能-环境”之间的有机关系的重要课程。课程具有综合性、应用性和经验性的特点。另外，课程中专业名词众多，理论知识抽象，知识点与相似概念众多，金属材料各种性能的演化过程中既相互对立又相互统一，本科生很难快速掌握相关知识，且由于相关理论相对枯燥，并且涉及到很多相图计算，所以学习难度较大，学生的学习兴趣普遍不高[1-3]。如何将这些知识融合在一起，描述各种合金材料性能演化过程中的矛盾规律，突出合金材料组织结构演化的量变和质变规律，在此基础上归纳出合金材料性能和工程中矛盾的共性和个性并用简明易懂的语言表述出来，使学生能够及时理解掌握，以及如何吸引学生的兴趣、激发他们学习的热情，提高教学效果等都是本课程讲授过程中亟待解决的问题。笔者在工程材料学课程的讲授中，结合自己的教学经验，采用理论传授与前沿科技相结合的教学方法在引导学生自主探究和培养学生全面发展能力上获得了不错的教学成果。

1课程的内容和目标

我校材料工程学院开设的《工程材料学》受众面广，涉及专业众多，是一门理论性和实践性都很强的课程。该课程强调学生知识的综合性和实用性，着重培养学生的实践能力以及综合分析问题和解决问题的能力。

1.1课程的内容

《工程材料学》课程属于材料科学与工程类专业的专业基础课。该课程从材料科学和实际使用的角度出发，根据学生已有的材料科学的基础理论、概念和现象，建立整体统一的概念和体系，阐明它们之间的内在联系，帮助学生学会分析问题和解决问题的方法，培养在实际工程中正确地选择材料和使用材料的能力。在保证教材的适用性和新颖性的前提下，笔者精心设计课堂教学内容，构建合理的知识结构。在原教材的基础上上，补充新的内容，结合近年来的教学经验和讲稿调整课程的体系和框架，紧紧抓住“服役条件-成分-工艺-组织-性能-环境”这一主线，以合金化原理为核心，重点讲述合金材料成分和制造工艺及热处理工艺的特点，以及合金材料组织、性能及应用之间的关系。做到重点突出、条理清楚，力图使学生掌握各种合金材料成分设计和工艺制定的依据。

1.2课程的目标

课程的任务是使学生掌握合金化理论的基本知识，了解工程构建和机械零件材料成分设计的基本依据，熟悉生产中常用的金属材料及其热处理工艺、组织、性能之间的关系和材料分析的主要方法。根据零件技术要求和服役条件，能正确地选择材料和制订工艺[4]。目的在于加强学生知识的连贯性，提高学生的实验技能和实践能力，提高学生解决问题，分析问题能力，给学生充分的自由和主动权，大大提高学生学习知识的主动性，培养学生的创新精神。着重培养学生的实践能力以及综合分析问题和解决问题的能力，为今后实际科研和生产奠定技术基础。

2课程的教学方法

2.1理论传授与科技前沿研究相结合

在教学方式上面除制作了适合我校学生特色的一套内容丰富，图像清晰，形式新颖有趣的多媒体教学课件外，在讲授《工程材料学》课程过程中加强了材料选用与技术经济性评价、材料与环境的可持续发展等方面的内容。注意增加了与高新技术或产业有关的新材料、新工艺及新技术。为了使课程内容更加多样化，增加学生学习兴趣，提高工科材料类本科生对《工程材料学》课程的认知程度，加强基础课程理论与前沿科研信息的衔接，笔者在授课过程中将前人相关的科研工作与体会灵活地穿插在课堂内容中加以介绍。

如在第一章讲解“非晶”与“准晶”的概念时，笔者用一节课时间介绍当前科研工作者在该领域的研究工作以及国际上在非晶、准晶材料领域研究的最新进展和非晶、准晶材料的应用现状[5]。这种多层次深入的介绍大大唤起了学生对非晶和准晶材料的研究兴趣。此外，学生们在掌握非晶和准晶的概念的同时，还对非晶这一特殊结构材料的发展及应用价值有了较为直观的了解。反过来，通过对特殊原子排列结构的理解与学习更能促进学生对金属结构相关内容的联想与反思。这样，对于工程材料学课程中其他相关内容的理解也起到较大帮助作用。又如在《有色金属》章节介绍“镁合金材料”时，笔者吸取前人的教学经验，将镁合金材料领域多年的研究积累浓缩在一节课中对学生做了生动的介绍，特别注重高性能镁合金材料研究思想的介绍。可降解镁合金材料作为生物医用材料有着巨大的发展潜力。在丰富课程理论内容的同时，也向学生传达了前沿的研究思想与发展趋势，不仅有助于学生对工程材料领域的认识，也有助于学生建立材料科学整体的宏观认知与理解[5]。

2.2倡导学生自主探究与全面发展

为了提高学生主动思考能力，笔者在结合基础理论讲授与前沿研究的基础上，采用了倡导学生自主探究与全面发展的课堂教学模式。自主探究与全面发展的课堂教学模式具有一定的灵活性，不同的课型教学结构有所不同，但一般应遵循的程序是：在教师创建的教学情景中，学生完成自我学习和自我验证。这也是教师起间接主导作用的集中体现。在培养学生完成自主探究式学习过程中，教师需明确学习内容与目标，鼓励学生合作发展，从而使学生在探索过程中激发学习动机，为下一环节的探究学习做好心理与技能方面的准备，这是保证学生获得自主探究学习最佳效果的前提。在此过程中教师应把握好教学目标的设定，即设定的教学目标要具有阶梯性。从学生已有知识和学习实际出发，设计高质量的，富有挑战性的问题，运用新颖活泼的教学形式激发学生的求知欲。激活学生的思维，可让学生自由组合小团队，共同向着明确的目标指向奋进，引导他们以高度的注意力进入下一环节的学习与实验。为了检查学生的自主学习情况，我们在学生自主探究，自主学习的基础上鼓励学生积极参加开放实验活动和积极申报大学生创新项目，在实践过程中加以点拨导学，检测反馈等多维互动的模式。从而使得教师的讲解更具有针对性和及时性。强化训练，总结巩固，自评互评，迁移应用，这是强调该模式的整体效益的关键环节，是对前几个环节的发展和升华。培养了学生的求异思维，发散思维，逆向思维，创造性思维等思维能力。

3结语

总体看来，在多种教学手段的辅助下采用理论传授，结合前沿研究，学生自主探究和全面发展的教学方法取得了显著的成效。通过学生的课堂表现与期末试卷完成情况来看，大部分学生可以依据实际经验对名词解释题和基础问答题给出主要特征描述并能准确把握关键性词语的使用。通过该课程的学习，学生除了对工程材料的分类用途有了清晰的认识外，较好地掌握了各类常见金属工程材料的组织、结构特点以及能根据零件技术要求和服役条件正确地（下转第286页）（上接第53页）选择材料和制订改性工艺。通过改进的教学方法，我们有效地完成了本课程教学大纲所设定的目标。

参考文献

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［2］刘万辉,毛新宇,鲍爱莲,等.工程材料学网络教学系统的开发[J].科技咨询,2006(7):216.

［3］王焕琴,宋林森,王保红,等.自主探究与合作发展的“工程材料学”课堂教学模式研究[J].职业教育研,2006(12):98.

［4］胡志豪.工程材料课程教学改革的实践与思考[J].职业技术教育,2006(14):39.

研究性学习材料篇7

关键词：印刷学习材料；网页学习材料；学习效果；眼动

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）29-0066-04

一、问题的提出

随着科学技术的发展，教学媒体日益丰富多样，新型教学媒体的出现给教育带来惊人的变化。印刷媒体的出现，不仅能有效地记录人类文明，而且使得自主学习等形式成为现实；电子媒体的出现，不仅以多样化的符号形式记录人类的文明，而且能扩大教育规模。网络技术的发展，以及网络课程的应用又能给人类的学习带来什么变化呢？止于目前，人们有不同的看法，有人说以网络课程为信息载体的网络教育改变了人们的学习形式，提高了学习效率与质量；也有人认为网络课程在提高教学质量与革新教学形式方面并不像人们所期待的那样，而且有人还以网络课程及其精品课程中的网络教学资源的使用率来说明这个问题。网络课程在人们的学习中是否发挥的作用如何，需要深入的研究。研究中将构成网络课程的网页材料（一个网页）和构成教科书的印刷材料（书中某页）的学习效果是否存在差异进行了比较，并使用眼动记录技术来检测学生的眼动数据，进而学习效果进行分析。

相τ谟∷⒉牧希网页材料上总会使用粗体、下划线、不同颜色等方式来标识出其内容的重难点，那么网页的这种微观标识是否对学生的学习效果产生影响，这也是本文的一个研究重点。

金嘉毓和陈冬梅在《网络阅读与纸质阅读的行为分析》一文中对阅读的行为做了研究，从而分析网络阅读和纸质阅读之间的差异。杨丽玲、屈宝强和董小燕在《传统文献、电子文献、网络文献比较研究》一文中，比较了不同类型及形态呈现出各种各样的形式的文献。网页材料与印刷材料对学习效果的比较研究尚未发现。

二、实验研究设计

1.实验目的。本实验试图通过眼动记录技术记录分析大学生阅读印刷材料和网页材料的眼动特征，探讨不同学习材料的阅读方式是否有差异。从而发现不同学习材料对学习效果的影响。

2.实验被试。被试是来自GZ大学在校本科生，年龄均在20―23岁，裸眼视力或矫正视力在1.0以上，无色盲、色弱，颜色区分力好的45名非心理专业、学习成绩中等的在校大学男女生各一半作为被试，剔除了因操作错误、数据导出错误和问卷回答不完整等情况，而导致的数据无效记录或不准确的被试数据，有效被试38名，男19名，女19名。

3.实验材料。根据大学生的知识面广度、学习水平高低和前期的调查，实验材料选择了由中国人民大学出版社出版的，梅锦荣编著《神经心理学》中的35页“脑的组成部分”作为实验材料。同时，把这一页的教学内容加工成教学网页，以网页方式呈现。有研究指出，三字型的网页结构更能维持大学生的兴趣和注意，并且更有利于大学生的记忆，因此本研究的实验网页宽度设计为900像素，其中内容呈现区为900像素，字体为宋体15像素，其分辨率调整为1024*768。材料学完以后，针对学习内容进行知识理解测试性的问卷填答。

4.实验设计。①本研究采用2×2（即学习材料类型×性别）的双因素混合设计，学习材料类型为被试内变量，性别为被试间变量。②被试根据学习材料类型随机分成两组，每组19人，分别阅读不同的学习材料。③利用眼动仪记录眼动指标，制作测验题记录阅读理解成绩，最后使用SPSS统计数据。

三、实验结果

1.眼动数据统计结果。眼动实验开始后，EyeLink Ⅱ眼动仪将自动记录实验数据，同时形成非常直观的对比结果图。如下图，记录了所有被试对实验用材料注视时间的平均分配情况，我们发现被试对做了标记的网页材料的注视时间是有差异的（越接近红色表示注视时间越长），比如从总体看被试看印刷材料的注视时间明显多于网页材料，对于印刷材料来说，被试的注视时间分布的比较平均，没有太大的重点区分；对网页材料来说，被试有重点的观看有标记的内容等。这些结论都可以比较直观的得出。但这只是通过对比图进行的简单比较，若要得出更为科学、准确的结论，必须依靠统计的定量分析。

实验将材料图片分为四个兴趣区，分别是上部文字块兴趣区、图片兴趣区、表格兴趣区和底部文字块兴趣区。并运用眼动数据分析软件EyeLink Data Viewer搜集数据，并记录每个兴趣区的眼动指标，将数据以Excel表格形式导出，而后运用SPSS18.0进行统计分析。①注视次数，上部文字块兴趣区注视次数.统计发现上部文字块兴趣区不同性别不同材料类型的注视次数方差齐性检验结果如表3-1。

从表3-1中可以看出，方差齐性检验中F=1.845，显著性概率Sig.值为0.158，即P>0.05，表明按性别分的方差在0.05的显著水平上差异不显著，即方差齐。

再从上部文字块兴趣区注视次数的方差分析来看，材料类型的主效应F=4.917，P0.05；这说明上部文字块兴趣区注视次数在性别之间差异不显著。材料类型*性别的交互作用F=2.035，P>0.05；这表明材料类型和性别对其上部文字块兴趣区注视次数没有显著的交互作用；图片兴趣区注视次数，从统计中发现，图片兴趣区不同性别不同材料类型的注视次数方差齐性检验结果如表3-2。

从表3-2中可以看出，方差齐性检验中F=2.552，显著性概率Sig.值为0.072，即P>0.05，表明按性别分的方差在0.05的显著水平上差异不显著，即方差齐。

从图片兴趣区注视次数的方差分析看，材料类型的主效应F=2.088，P>0.05；这表明图片兴趣区注视次数在材料类型之间没有差异。性别的主效应F=2.054，P>0.05；这说明图片兴趣区注视次数在性别之间差异不显著。材料类型*性别的交互作用F=0.001，P>0.05；这表明材料类型和性别对其图片兴趣区注视次数没有显著的交互作用。

表格兴趣区注视次数，用上述同样的方法，表格兴趣区不同性别不同材料类型的注视次数方差齐性检验如表3-3。

从表3-3中可以看出，方差齐性检验中F=0.388，显著性概率Sig.值为0.762，即P>0.05，表明按性别分的方差在0.05的显著水平上差异不显著，即方差齐。

从表格兴趣区注视次数的方差分析看，材料类型的主效应F=3.968，P=0.054（边缘显著）；这表明表格兴趣区注视次数在材料类型之间有差异。性别的主效应F=0.131，P>0.05；这说明表格兴趣区注视次数在性别之间差异不显著。材料类型*性别的交互作用F=0.034，P>0.05；这表明材料类型和性别对其表格兴趣区注视次数没有显著的交互作用。

底部文字块兴趣区注视次数，用上述同样的统计方法发现，底部文字块兴趣区注视次数的方差齐性检验，结果如表3-4。

从表3-4中可以看出，方差齐性检验中F=0.704，显著性概率Sig.值为0.556，则P>0.05，表明按性别分的方差在0.05的显著水平上差异不显著，即方差齐。

对底部文字块兴趣区注视次数的方差分析发现，材料类型的主效应F=4.380，P0.05；这说明底部文字块兴趣区注视次数在性别之间差异不显著。材料类型*性别的交互作用F=0.034，P>0.05；这表明材料类型和性别对其底部文字块兴趣区注视次数没有显著的交互作用。

瞳孔大小。上部文字块兴趣区瞳孔大小，对上部文字块兴趣区不同性别不同材料类型的瞳孔大小方差齐性检验，结果如表3-5。

从表3-5中可以看出，方差齐性检验中F=4.574，显著性概率Sig.值为0.009，即P

2.问卷数据统计结果。①问卷成绩百分率。谋3-6可以得出以下观点：从印刷材料和网页材料的总计答对题的数目可以看出，网页材料答对题目的数量是多于印刷材料答对题目的数量。从答对题目数量占总题目数的百分比看，印刷材料和网页材料的被试的答对率明显过低，可假设是因为所选实验材料内容对被试来说太深奥和过于陌生，也可能是因为问卷的问题的难度过大，题数过多，又或者是由于阅读学习的时间过短等导致的。而印刷材料的答对率低于半数，这说明对学生的学习效果有利影响不大，明显小于网页材料的有利影响。因此，从这几个数据可以得出，网页材料对学习效果的有利影响要大于印刷材料对学习效果的有利影响；在印刷材料的数据中，男性被试答对题目的百分率少于女性被试答对题目的百分率，但是两者答对题目的百分率相差比较大，女性被试的答对率要比男性被试的高出近10%。且男性被试和女性被试答对题数的百分率都在半数左右，可以说明印刷材料并不能显著的提高学习者的学习成绩。这些数据可说明若使用印刷材料进行学习，女生可能会比男生更有优势；在网页材料的数据中，与印刷材料的数据相反，男性被试答对题目的百分率要高于女性被试，但两者间的差距并不是很明显。从他们的答对率上看，男性被试的答对率要比女性被试的高出差不多6%。且在数据表中，不管是男性被试还是女性被试的答对率都高于半数，这说明网页材料能够提高学习者的学习成绩，但并不是具有很大的作用。这些数据可说明若使用网页材料进行学习，男生可能会比女生有优势，但优势不大；对比男性被试学习印刷材料和网页材料的数据发现，两者差异非常显著。男性被试学习网页材料的成绩明显高于他们学习印刷材料的学习成绩，其答对率提高了15%，这说明网页材料中的微观标识对于男性学习有明显的促进作用，或者是男性相对来说更习惯于有标记的阅读方式，即在学习材料中加标记的方法会有利于男性学习者的学习；对比女性被试学习印刷材料和网页材料的数据发现，两者之间的数据几乎没有差异。这说明对于女性学习者，不管是印刷材料还是网页材料对他们的阅读和学习方式都不会产生太大影响。女性学习者具有较为稳定的阅读，不会因为材料的改变等外界干扰而出现明显的变化。②问卷成绩平均数。从表3-7可以得出以下观点：从印刷材料和网页材料的总答对题目的平均数来看，数据上没有太大区别。不管是阅读印刷材料的被试成绩还是阅读网页材料的被试成绩都是4题，因此，从平均数上看，是没差别的；从印刷材料中男女答对题目的平均数上看，女性被试要比男性被试多答对一题，且相对于总题数（共9题）来说，都显得太少。可以看出女性在学习印刷材料的能力上要比男性好一点，但也不能证明女性在学习印刷材料上有优势；从网页材料中男女答对题目的平均数上看，男性被试要比女性被试多答对一题，且对比总题数，成绩处于中段，可以说被试阅读网页材料的效果一般，但也可以说明男性在学习网页材料的能力上要比女性的强一点；对于男性被试来说，不同阅读材料会对其学习效果有大的影响，网页阅读成绩明显要高于印刷阅读成绩；而对于女性被试来说，不同的阅读材料对其学习效果的影响不大。

四、论

1.不同学习材料的眼动指标的比较。实验结果表明：不同性别对于阅读的眼动变化没有显著差异。不同性别学生阅读不同学习材料时，被试注视上部文字块兴趣区、表格兴趣区和底部文字块兴趣区的次数有显著差异，而图片兴趣区的注视次数则不存在显著差异。注视次数是通过分析注视点的数目就可以了解被试对于不同注视区域内投入注意力的多少。学生阅读网页材料中各个兴趣区的注视次数比阅读印刷材料中各个兴趣区要多，证明学生向网页材料投入的多，网页材料对学生更有吸引力。在注视时间的差异分布上，刚好与注视次数相反。只有图片兴趣区表现出边缘显著，而上部文字块兴趣区、表格兴趣区和底部文字块兴趣区的注视时间则不表现出差异。注视时间是对某个区域给予的总注视时间，为该区域所有注视点持续时间的总和，是信息加工深度的指标。图片兴趣区中学生对网页材料的注视时间要少于印刷材料的注视时间，这说明印刷材料中的图片需要学生更深的加工，花费更多的时间去理解。出现这一差异的原因可能是网页的设计中，对文字和表格的内容都有进行改变，例如对文字加粗、加红色等标记重点，对表格的颜色进行改变，文字进行加粗，从而吸引了学生对内容的多次注视。而图片则没有经过大的处理，只是将印刷材料中的图片放大了尺寸。因而学生对不同材料中的图片的注视次数是没有显著差异的。但是，由于放大了图片，使得学生能够把图片看得更清楚（印刷材料中图片太小，可能影响被试的观看），从而所需要的注视时间会比印刷材料少。

2.不同学习材料的问卷成绩的比较。实验结果表明：大学生对不同学习材料的阅读成绩差异较为显著，不同材料类型的总答对率之间的百分比相差了5%。可以认为网页材料对学习效果的有利影响要大于印刷材料对学习效果的有利影响。

3.印刷材料和网页材料对学习效果的影响。通过眼动指标和问卷成绩的比较，网页材料加注重点的方法对于学生的注视次数和注视时间有差异影响。在网页中加注微观标记会更吸引学生的注意力，使得他们的学习效果好于印刷材料的学习效果。问卷中从性别上体现出的差异，有可能是由于男性大学生专注于头脑信息加工和纵深思考，对问题的思考采取先整体理解，再剖析重点的模式进行，所以网页的微观标记学习比较符合男性大学生的需要。

而女性大学生有较为固定的理解记忆的阅读习惯，或是实验材料和问卷问题偏于理工科，女性大学生对理工科知识较难理解。

五、结论

1.不同类型的材料对学习效果有较为显著的影响，网页材料的效果优于印刷材料的学习效果。

2.网页材料的注视次数比印刷材料的注视次数多，这主要是标识所发挥的作用。

参考文献：

[1]徐卫卫.基于视线规律的教育网页结构设计研究[D].宁波大学，2012.

[2]曹卫真，殷婷如，邢强，祁禄.常见教学网页图文搭配方式对记忆效果影响的研究[J].电化教育研究，2012，（2）.

研究性学习材料篇8

论文关键词：跨专业；研究生；培养

随着军队院校研究生招生制度的深化改革和招生规模的调整优化，跨专业招收、培养研究生在一些学科与专业正日益显现并会更加突出。近五年来，在笔者培养的材料科学与工程专业工程硕士、同等学历硕士、全日制硕士中，跨专业研究生占到了70%左右。分析跨专业研究生特点，研究培养跨专业研究生的有效措施，保证培养质量，提高培养水平显得格外重要。

一、跨专业研究生的特点分析

1.生源和专业基础分析

近年来解放军军械工程学院材料科学与工程学科跨专业招收的研究生主要有三种情况。

（1）跨专业调剂。由于受多种政策和因素影响，考生生源不足，上线研究生不多，够复试条件的研究生数量小于招生计划数量，每年不得不从其他富裕专业（通常是机械类专业）调剂研究生。这部分研究生除了在本科阶段学习过40～50学时的“工程材料”课程外，基本上没接触材料科学方面的课程和知识。

（2）跨专业报考。这部分学生对材料科学与工程学科具有浓厚的兴趣，立志从事材料科学与工程专业的学习与研究。为了考取研究生，他们自学了大量的“材料科学”课程，特别是对研究生入学考试确定的初试专业课程和复试专业课程下功夫较大，准备比较充分，成绩也比较好，具有一定的专业基础，但他们毕竟没有系统学习过材料科学与工程专业课程，为了考取研究生，突击学习痕迹明显，死记硬背的东西较多，融会贯通、举一反三、灵活应用的能力偏弱。

（3）为躲避研究生入学考试课目“数学一”而跨专业报考。我院材料科学与工程学科确定的研究生入学考试数学课目为“数学二”而非“数学一”，部分考生由于数学功底较弱，担心“数学一”难度大，考不出好成绩，受社会现实的驱动选择报考了本专业，由于目的和动机不同，这部分学生材料科学的基本理论、基本知识、基本技能也较弱。

总之，跨专业报考的研究生相对于本专业研究生而言，在专业基础知识的掌握和基础理论积累方面比较薄弱。

2.心理和优劣势分析

跨专业学习并不是一件简单的事，一切从头开始，这需要勇气、动力和毅力。跨专业研究生能够和本专业研究生坐在一起，站在一个起跑线上学习和研究，这本身就说明了跨专业研究生勇于挑战、肯于付出和战胜自我的精神。当遇到挫折、困难或不公正待遇时，跨专业研究生会表现出更加坚强的心态、信念和理想。

另外，跨专业研究生也具有非跨专业研究生所不具备的优势。首先跨专业研究生大多具有交叉学科的知识结构，无论是基础理论还是专业实践，跨专业研究生受到来自不同学科方向文化和知识体系的熏陶，具有复合型人才的优势；其次，跨专业研究生容易认识到自己的长处和不足，会注意取长补短，发挥长处。

二、跨专业研究生培养措施

1.搞好入学教育，树立学习信心

材料科学与工程专业的本科生在大学期间除了学习高等数学、大学物理、外语、计算机等公共基础课外，还要学习材料科学基础、材料现代分析方法、材料制备工艺、材料性能分析、新材料、材料实验、材料管理等专业课。本科四年的学习使得他们掌握了扎实的材料科学基础理论知识，具有较强的实践能力，建立起了材料科学概念，形成了材料思维习惯。而跨专业研究生在专业知识结构、知识积累上有所欠缺，常常会造成在进入研究生学习后“水土不服”、“消化不良”的现象，表现为不具备独立思考问题和解决实际问题的能力，学习能力差，材料概念不清，不熟悉专业学术话语，缺乏创新思维。为此必须搞好他们的入学教育，纠正动机偏差，讲清跨专业学习的利和弊，在认识差距的同时看到优势，使他们明确学习目的，树立学习信心，要求他们勇于克服困难，按期完成学业。

2.补修基础课程，夯实专业基础

对跨专业考入的研究生，解放军军械工程学院在课程设置上与本专业考入的研究生没有区别，课程设置统一，培养计划刚性，不考虑个体差异，不照顾个体要求。由于跨专业研究生与本专业研究生的专业基础相差太远，研究生授课教师往往顾此失彼，常常会使本专业的学生觉得授课深度不够、提高有限，而跨专业研究生却难以理解，从而使正常的研究生教学受到冲击和困扰，影响教学效果。

材料科学学科具有一套独立的理论体系和思维方式，它不仅在专业基础上与计算机、自动化、电子类专业相去甚远，而且思维方式独特。尽管学生学习努力，但由于缺乏系统的材料科学基础培训和思维训练，对材料类课程的学习难以摆脱夹生不熟的状态，听课的过程似乎明白，但难以用自己的语言表述出来并运用到实际工作中，对一些概念和理论似懂非懂。

授课教师应优化教学内容，注重因材施教。指导老师要加强个别指导，筛选本科阶段“材料科学”3～5门重要核心课程作为补修课程，强化跨专业学生的“材料科学”基础。为帮助跨专业学生建立对材料科学的感性认识，培养材料学思维习惯，安排他们到实验室指导本科生毕业实习，做到教学相长。督导跨专业学生利用丰富的网络资源自学相关知识，弥补跨专业研究生所需要的基础理论未来向深度和广度拓展的缺陷，从而为培养其研究能力、创新能力和综合素质创造条件。

3.依据学生特点，选定研究方向

导师是培养研究生最为重要的环节，在研究生培养中起着其他个人和机构无法替代的重要作用。对学生的严格要求大多需要通过导师才能有效落实。导师在充分考察、了解学生的兴趣和特长后，在征求学生意见的基础上帮助其选好论文方向。如数学、计算机基础较好的研究生更多地安排一些材料制备过程中与数值模拟、仿真有关的课题；动手能力较强而理论功底较弱的研究生，安排一些倾向于材料制备工艺方面的课题；机械制造专业的研究生安排一些注重与材料制备设备相关的课题，这样有利于学生扬长避短，增强自信，提高对材料学研究工作的兴趣。通过撰写论文锻炼和提高实际工作能力，他们毕业后达到与本专业生源同样的培养质量。

4.凝炼导师文化，促进师生互动

（1）坚持师生在教育上是授受关系，导师处于主导地位。坚持师生在人格上是平等关系，导师应以尊重学生的人格、平等地对待学生、热爱学生为基础，进行正确地指导、严格要求和民主型的管理。

（2）坚持师生在道德上是相互促进关系。导师应该强烈感受社会的迅速变化和知识的不断更新，加强与学生的互动，自觉不断地自我充实和提高，不断更新自己的观念，形成有组织的讨论、研究氛围，在教育培养研究生活动中不断发展自己。导师要注意对学生学习行为的观察和评价，形成对学生新的了解和认识，及时修改对学生的某些要求与期望。导师通过自己的努力影响、感化学生，增进学生对导师的了解，从而激发学生更加自觉、主动地学习和工作。在研究生中间提倡互帮互学，博士生带硕士生，高年级研究生带低年级研究生，本专业研究生帮跨专业研究生，在研究生中广泛开展学习研讨活动。

5.加强学术交流，营造创新氛围

要培养高质量的跨学科研究生，必须要有好的学术氛围。广泛开展学术交流，鼓励学生参加多种多样的学术活动，有利于学生了解本领域的前沿工作，提高专业水平和表达能力，有利于学生开阔眼界、拓宽知识面。近年来，我们坚持博士研究生在校期间外出参加学术交流会议人均不少于3次，硕士研究生人均不低于1.5次。研究生们通过参加国际、国内学术会议进一步了解到本领域科技与学术发展的信息，增长了他们的专业知识，提高了学术水平，拓宽了研究思路，并结交了一批同行，同时，也提高了他们对信息的认识程度以及捕捉、分析、判断和吸收信息的自觉性。

6.严格跟踪检查，严把论文答辩关

严格研究生中期筛选制度，对课程学习成绩出现黄牌的研究生进行个别谈话，达不到要求的推迟开题。

研究性学习材料篇9

【关键词】纳米材料教学方法教学改革

【中图分类号】TB383.1-4；G642【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2018）11-0241-01

前言

纳米材料与纳米技术是21世纪最令人瞩目的前沿科技研究热点之一，纳米科技的蓬勃发展对众多研究领域，乃至人类社会的生产生活产生了广泛而深远的影响，纳米材料的应用和产业化已经成为世界许多国家相继研究和开发的重点。《纳米材料》是高等院校一门重要的新设课程，具有前瞻性、创新性、专业性和实践性强的特点。《纳米材料》及其相关的课程也是许多高等学校材料学化学专业的本科生或研究生的专业基础课程，本课程的开展有助于让学生了解纳米材料与纳米科技的发展方向，提高学生的创新性思维能力，引导学生开展纳米科学前沿课题研究，培养潜在的科研人才，同时，对《纳米材料》的教学也提出了较高的要求，因此需要认真思考和研究。

1.教学内容改革与优化

目前的教材多是围绕着纳米材料的基本概念和基本特性、表征方法、制备技术、纳米材料在各个领域中的应用情况以及功能纳米材料等内容编写，而其中的内容很多都已过时，比如在碳纳米材料这一部分内容时，十前年的主要内容是针对富勒烯和碳纳米管的讲解，而今天，该部分的内容可更多的偏向于目前研究较为热门的层状石墨烯材料。此外，材料表征方面的内容在本课程中占有相当大的篇幅，直接讲解纳米材料的表征特性使学生不能深入的理解，教学内容上有必要加入适当课时讲解较常用的表征手段的原理和分析方法，如X-射线衍射，扫描电子显微镜，透射电子显微镜，红外，拉曼等的分析手段。

2.教学手段改革

纳米材料涉及的课程范围较宽，有些章节较为抽象，学生首次接触常会遇到知识过于抽象不便于理解的问题，因此传统的教学模式已不再适应当前培养高素质人才的需要，针对这样的问题，应利用多媒体数字化资源如动画来辅助教学，利用当前各种模拟软件如3DSMAX或PHOTOSHOP将抽象的纳米材料的制备及生长过程进行直观展示模拟，激发学生的学习兴趣。此外，先进的仪器设备是科学研究的重要基础，本学院拥有高分辨透射电子显微镜、热场发射扫描电子显微镜、X射线单晶衍射仪、电化学工作站等设备，需借助这些良好的教学科研基础条件，引导学生参与科研活动，培养学生科研素养，为今后继续深造和走向工作岗位打下基础。

3.教学模式改革

在教学实践中，采取“分组教学”模式，即学生以10-15人为一小组，在既定大课题方向内，由学生自主查阅文献资料，选定具体研究题目，设计实验方案，并与导师探讨方案的可行性。学生在教师的指导下独立完成一种纳米材料的合成制备，对性能测试的结果进行分析，并完整独立撰写实验报告。这种方式将加强学生从理论上学习和理解并能拓展到实际的应用中。这种综合性、多样化的教学模式不仅能加强学生对理论课程的理解的重视，并能极大的调动学生的积极性和创造性，锻炼学生的独立思考能力、动手能力、创新能力、分析解决问题的能力及团队精神。

4.考核方式的改革

纳米材料课程的专业性和前瞻性都很强，常规的考核方式达不到反应学生学习能力和掌握程度的效果，相反地，概念性的知识点较多，一味的要求學生通过记忆背诵的方式来达到考试要求，一方面增加了学生的学习负担，另一方面学生也难以深刻理解所学知识点。卷面考试虽有必要，此外应加入撰写论文的考核方式。该种方式能够督促大三学生对上学期所学的文献检索课程的掌握利用，还能在查阅文献完成论文的同时，丰富与纳米材料课程相关的前沿知识，增强了学生论文写作的思路和方法，对大四的毕业论文的规范写作提前得到了锻炼，为今后的科研工作打下基础。

结语

纳米材料涉及范围广，发展日新月异，通过开展教学与实践及科研相结合的教学模式，提高学生们的学习兴趣，培养学生的独立思考能力、创新能力及团队精神。在以后的教学实践中将进一步加强改革创新，为学生的全面发展和综合素质的提高不懈努力。

参考文献： 

[1]白春礼.纳米科技及其发展前景[J].新材料产业，2001，4：8-11. 

[2]李群.纳米材料的制备与应用技术[M].北京：化学工业出版社，2010. 

[3]朱世东，徐自强，白真权等.纳米材料国内外研究进展Ⅱ——纳米材料的应用与制备方法[J].热处理技术与装备，2010（31）. 

研究性学习材料篇10

学前儿童数学教育活动目标是指某一具体教育活动的目标，它具有表述具体，操作性较强的特点，所期望的教育成果基本上可以观察到或测量到的；它大多数是从学前儿童获取哪些经验这一角度提出，有的活动对儿童认知能力、兴趣、情感和态度也提出了相应的目标。

学前儿童数学教育活动材料是数学教育活动的载体，儿童学习数学的工具；是儿童数学教育活动目标与内容显性的、可见的媒介；是帮助儿童主动地构建数学知识，诱发儿童主动地进行探索学习的中介。

随着《幼儿园教育指导纲要（试行）》的学习与解读，在学前数学教育活动中教师的教育观念、教育行为等方面发生了可喜的变化。在研究与反思中，我们发现影响儿童数学学习的思想束缚，从教师的层面主要是：对学前数学教育活动目标的把握能力偏弱、提供数学教育活动材料的质量不高、观察了解幼儿数学已有经验与发展差异水平不够等，造成了部分幼儿学习数学的实效不够明显，严重的还挫伤了孩子学习的兴趣与求知欲。针对研究中的疑惑与问题，我们确定了以研究学前儿童数学教育活动目标层级与学前儿童数学教育活动材料提供研究为核心，进行尝试与探索的过程。在研究中，我们获得了一些新的思考与启示。

1.解读目标层级

学前儿童数学教育活动层级目标群的建立是一项系统工程。目前，我们主要从以下二个层面进行此项工作。

1.1 教师预定目标层级。幼儿数学教育活动目标具有显性特点。我们首先从来自于教师预定目标层级的研究入手，从较为显性的数学教育活活动目标为切入点。教师在层级目标群的研究过程中，以查阅文献资料开始，吸纳与获得有益的经验，然后结合自身的数学教学经验，根据对目标的研究与解读，从同一数学教育活动入手，从横向并列与纵向递进两条主线着手。在研究中，教师们创造性地开始研究工作，构建了一系列教师预定的层级目标群。

在研究中，我们发现每个幼儿对数学教育活动目标层级的敏感度各不相同。因此在使用层级目标群时，其递进关系可以根据幼儿的实际情况呈现出一种动态组合的状态。每个层级目标可以看作是层级目标群的一个要素，各要素的内涵相对来说比较稳定，但各要素的上下位置与所处的层级可以根据幼儿的个别差异进行灵活地调整，最高层次的目标是相对固定的。

1.2 儿童探索目标层级。幼儿数学教育活动目标具有隐性的特点，引导幼儿探索发现数学教育活动中的目标层级，是获得数学教育活动层级目标群的有效途径之一。在"幼儿园数学活动'引导发现法'运用研究"课题过程中，我们创设了"幼儿引导发现室"。在这个特定的活动空间中，为幼儿提供了充分与活动材料交互作用的场所，幼儿在此自主操作，摆弄新活动内容材料，为数学层级目标群的形成；为教师观察与解读数学教育活动层级目标提供了良好的场所。

由此发现，孩子的探索活动不但可以为数学教育活动层级目标群的形成与建立提供依据，而且可以补充教师的思维的创造性与整体性。在幼儿活动过程中，源于儿童探索发现的层级目标群，比教师预定的层级目标群更吸引幼儿，幼儿内在的学习潜能真是不可估量。在此类师幼互动活动中，教师重新认识与理解了儿童，对数学教育活动也进行了再认识。

2.研究材料提供

学前儿童数学教育活动材料是物质环境的重要部分，《纲要》在科学的内容与要求中，明确提出：提供丰富的可操作的材料，为每个幼儿都能运用多种感官、多种方式进行探索提供活动的条件。由于数学教育活动目标层级的丰富性，活动材料在准备上也应体现数学教育目标的科学性、层次性、多元性。在科学性上应体现数学概念的属性特征，能把幼儿所学的数学概念转化为可以直接活动的材料，让幼儿在摆弄、操作中，积累与获得较为丰富的感性经验；在多元性上要体现数学内在逻辑序列与一物多用的原则，满足教学与幼儿发展的需要，使材料的功能与教育目标保持一致；在层次性上要适合幼儿的发展水平，选择幼儿的"最近发展区"，使不同层次的幼儿能够有兴趣地进行动手操作、深入探索，从而有效地促进每一个幼儿在原有的基础上得到发展。

数学教育活动材料的提供与研究是一项庞大的工程。目前我们主要从以下而二个方面进行此项工作。

2.1 材料匹配目标内容。幼儿数学教育活动材料的准备是幼儿进行数学教育活动的关键环节，教师在研究中深深感受到活动材料的巧妙设计与提供直接影响着幼儿参与活动的兴趣和学习效果。因此，在设计制作与提供活动材料时，我们从数学教育活动目标和内容出发，以便于操作、新颖美观、多种多样吸引幼儿。同时，依据层级目标群，提供不同层次的活动材料，让每个幼儿喜欢活动、乐于操作，保护幼儿学习的兴趣。