探究式小班教学在电子材料课程中的探索与实践

张丽，张莉，刘飞阳

（1.电子科技大学电子科学与工程学院 四川 成都 611731；2.电子科技大学学报编辑部 四川 成都 610054）

电子材料是指电子信息产业中使用的具有介电、磁电、光电、半导体及敏感等功能特性的材料，是IT 技术的基础和先导。20 世纪以来，随着我国电子材料与元器件行业的兴起，国内高校纷纷设立电子材料课程，并逐渐成为工科院校电子信息材料与元器件专业和材料科学与工程相关专业的主干课程。电子科技大学自1958 年建立电子信息材料与元器件专业以来，便开设了电子材料的相关课程，并将其一直作为该方向的专业主干课程进行建设。2005年该课程被评为四川省精品课程，2008 年获国家级精品课程，2016 年获“十三五”四川省高等学校省级精品在线开放课程，课程视频资源面向全社会开放，为从事电子材料相关方向的研究生和科研工作者提供了优质的学习资源。

1 电子材料课程探究式小班教学的必要性

电子材料课程所包含的内容是电子科学与技术固体电子方向和材料科学与工程本科毕业生知识结构的重要组成部分。因此，电子材料课程不仅为学习电子科学与技术类专业课程准备了必要的基础知识，而且对完善专业基础、增强创新能力和研究能力具有重要的作用。最近5 年电子科技大学电子信息材料与元器件方向深造率平均达到70%左右，本专业的本科生大量进入研究生阶段学习。在研究生复试和指导过程中，笔者发现本科生在专业课学习中存在知识碎片化、缺乏系统性思维和知识迁移能力不足等问题，很难将书本上学到的理论知识应用到科学研究中。造成这个现象的原因相对比较复杂，但主要原因之一在于原有教学模式一般采用“大班教学”，主讲老师重在概念的讲解和理论的推导，由于人数的制约，课堂上师生互动性较差，很难做到启发式和研讨性教学，使得教学效果大打折扣。而“小班教学”由于人数大大减少，因此具有针对性强、互动性高等优点，有利于充分调动学生学习的主观能动性，培养本科生的创新思维，对于提升本科生专业基础、改善教学效果和增强学生创新能力具有实际意义。

2 电子材料课程探究式小班教学的探索与实践

2.1 教学理念

以“宽厚的理论基础、系统的专业知识、扎实的工程技能、良好的人文精神和道德修养、宽广的国家化视野的引领型创新人才”的培养目标为指导，开展本科生知识学习和研究探索能力培养。在教学中使学生学习的重心从被动地接受知识和积累知识转向自主学习知识、探究知识、考证教学内容的方向上；使教师教学从高密度的知识输出转向引导学生建立自主探究学习的能力，提升学生对专业学习的兴趣、培养学生对知识的迁移能力和创新意识。增强教学实效，不断提升教学质量，使得学生胜任未来工程类职业工作或具备研究生阶段继续深造提高的能力。

2.2 教学方法设计

针对电子材料课程所涉及的材料种类繁多、概念抽象、学习时易畏难等特点，授课教师通过不断探索和调整，在教学上运用多种教学方法，不断提升教学效果。在教学过程中，教师充分发挥传统教学方法和现代教学方法的优势，在课堂教学中通过引入学生主讲、讨论式教学、专题研讨、网络教学等多种教学方法，力求通过多种教学方法在教学过程中的结合运用，提高学生的课堂参与度，使教学难点分散、知识的掌握更加完备，坚持理论联系实际，激发学生对学习的热情，培养学生的创新思想。所设计的各教学方法具体有以下6 点。

2.2.1 传统教学与现代化教学相结合

传统教学通常是老师用粉笔在黑板上演算，教授学生知识，而现代化教学方法则主要借助电脑、投影仪、网络等现代化手段向学生传授知识。在本课程的教案设计中，授课老师采用图文并茂的PowerPoint 讲稿，同时嵌入反映抽象物理过程与原理的视频素材，更加生动灵活，让同学们在学习中感受到到知识的奥妙，激发学生对专业的学习热情，掌握对知识的举一反三，灵活运用。其次，对于重点部分，适当地结合板书进行演算，帮助学生紧跟教师思路，把握好课程的重难点。通过多媒体教学和传统教学手段相结合的方式，既可以使学生不感觉枯燥、增加课堂教学的信息量，又能使学生的思考与教师同步，保证教学效果。

2.2.2 学生主讲式教学

电子科技大学此课程的先修课程为磁性物理和电介质物理，通过先修课程的学习，学生应基本掌握磁学理论和电介质理论及相关物理模型。而本课程第一部分为基础知识部分，该部分主要是对先修课程中一些重要的基本概念的回顾，按照传统的教学设计，这部分内容以授课教师讲授为主，但由于该部分知识点在先修课程中已经系统地学习过，学生较难提起兴趣及集中注意力。对于这部分内容则采用学生主讲式教学，将一些重要的概念和知识点提前发布给大家，请学生作为主讲老师给同学们讲解。这种被动听课到主动授课模式的转变，使得学生们对原有的知识点进行了再回顾和再理解，为后续的学习打下了坚实的基础。

2.2.3 分组讨论式教学

围绕各种电子材料在相关工业上的应用与存在的问题，材料的性能如何调控，如何选择合适的材料进行器件设计等，探索将讨论式教学贯穿在整个课程教学环节中，通过设置问题、启发思考、归纳总结的互动方式帮助学生进行发散性思维训练，培养学生团队协作、自由创新的能力。在具体实践中，将班级的学生根据自由组队的方式划分为3～5 人一组，鼓励上课时以组为单位集中座位，便于课堂上讨论环节的开展，通过分组讨论式教学，学生在小组内各抒己见，提高了学生的课程参与度，丰富了课堂教学的形式，增强了师生、同学间的互动。

2.2.4 专题研讨式教学

课程所涉及的电子材料种类众多，技术水平日新月异，但由于学时的限制，决定了授课老师并不能将所有材料都一一进行介绍。考虑到电子科技大学的学生继续深造的比例较高，因此尽早进行科研启蒙寻找他们的科研兴趣点尤为重要。为此课程组筛选了本领域前沿电子材料与器件研究的重点方向，让学生以小组为单位自由选择不同的研讨专题，在组长的领导下，小组内的成员从文献调研、机理讨论、发展方向、PPT 制作等方面分工协作，最终以专题分享的方式在课程的最后环节进行展示，并由其他同学对该研讨专题最终答辩所呈现的情况进行打分。通过专题研讨进一步加深了学生对专业的认识，提高了学生的知识拓展应用和创新能力，为他们下一步顺利进入研究生学习阶段打下良好的基础。

2.2.5 网络式教学

作为课堂教学的有力补充，课程组一方面通过国家级精品课程的建设，充分利用计算机网络资源，建立了较完善的网络课堂，为学生创建了良好的自主学习环境，引导学生由被动式学习向主动式学习转变。另一方面通过引入电子邮件、QQ 群等互动交流平台，通过实时答疑、讨论以及科技前沿分享等，极大地增强了师生之间的课后互动，拉近了教师和学生之间的距离。通过这种近乎实时的交互，不仅能帮助老师及时回答学生在预习或复习过程中的问题，还能无形地拉近师生的距离，而小班化的教学规模更能激发学生的分享和沟通欲望，使得授课老师和同学之间的互动变得更为积极和主动。

2.2.6 沉浸式教学

课程组坚持理论与实践相结合，在理论教学的基础上，设计了沉浸式教学环节。借助电子薄膜与集成器件国家重点实验室、国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心以及电子科技大学电子博物馆的平台，利用小班教学的优势，在完成理论教学的基础上，将课程学习从传统的教室搬到了实验室或博物馆，让同学们直观了解各类电子材料与元器件的研发、制备以及系统级的应用情况。加强学生对课堂教学内容的理解以及对电子材料与元器件的直观认识和理解，培养系统性思维和知识迁移能力。

2.3 教学内容设计

2.3.1 将科研成果与最新产品转化为教学素材

本课程的授课老师大都是工作在本领域一线的科研工作者，授课教师积极开展“以研促教、以教助研”的活动，坚持科研反哺教学，结合本领域最新的研究成果，引导学生思考各知识点在实际工作或科研方面的应用背景和未来的发展方向，激发学生的学习兴趣。紧跟龙头企业最新技术产品的应用前沿，在讲授知识的同时，引入最前沿的技术问题以及最新的科研进展和成果，从而让学生对于相关专业知识的应用背景、现有技术发展水平有充分的认识。

2.3.2 将思政元素与专业知识相结合转化为教学素材

本课程面向的对象是电子信息材料与元器件以及材料科学与工程方向的本科生，他们是我国未来从事电子信息材料与元器件的专门人才，也是解决电子元器件以及基础材料“卡脖子”难题的关键，担负着实现中华民族伟大复兴的重要使命。因此本课程不仅需要注重专业知识和专业技能的传授，还应该注重对大学生的思想政治教育。为此，教师应依托小班教学，在讲授专业课程的过程中，深入挖掘课程的思政元素，将思政元素自然地融入教学环节中，以积极引导学生树立正确的世界观、人生观与价值观，培养学生的社会责任感，成为兼具专业素养与家国情怀的拔尖创新人才。

2.4 考评体系设计

研讨式小班教学目的是培养学生的专业兴趣和主观能动性，因此，考核方式不能简单地以试卷的形式考查基本知识点，而应注重本科学生专业综合能力的考查。课程组采用了学生主讲、课堂讨论、专题研讨和期末考试相结合的学生全过程学习效果综合评价体系。根据学生承担的基础知识主讲情况、课堂讨论的参与度、专题研讨展示（由学生自己打分）的效果评定平时成绩。学生课程最终成绩由平时成绩30%、期末考试成绩70%综合构成。这种综合的评价体系以“考试只是手段，乐学才是目的”为指导思想，督促学生重视知识获取和能力提高的过程，在课堂中积极互动，团队协作，采用自主学习的方法，让学生更有效地掌握和运用知识，建立良好的学习环境。

3 结语

电子材料在电子信息领域中具有重要的地位，是培养电子信息材料与元器件、材料科学与工程等方向学生的一门专业骨干课程。因此，对于电子材料进行探究式小班教学进行探索与实践有着重要的意义。本文在教学实践的基础上，从教学理念、教学方法设计、考评体系设计等方面进行了讨论，希望通过探究式小班教学的探索与实践，不断推进课程的教学改革，提升教学质量。