研究性学习材料范文

研究性学习材料篇1

〔关键词〕材料类型；相关性；学习判断；时间分配

〔中图分类号〕G44 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1671-2684（2017）08-0010-04

一、问题提出

学习判断（judgments of learning，简称JOLs）是对学习情况的估计，是指学习者对学习内容在之后的回忆测验中，被回忆出来的可能性的预测[1]。对于学习判断的研究多集中于成人被试，但从当前研究趋势看，对成人元认知的研究范式已经开始扩展到儿童，开始探究儿童的元认知监测和自我管理[2-4]。皮亚杰的认知发展理论认为，认知的发展具有阶段性，具体运算阶段的儿童多为7～12岁，这一阶段的个体刚脱离表象思维，其认知结构中初步具备了抽象概念，所以能够开始进行逻辑推理，但仍离不开具体事物的支持。以认知发展的特性为依据，图片材料开始应用于儿童学习判断的研究，图片材料与词对材料相比，具有直观性和具体性等特点。并且，图片材料的特性也使其不易受到个体词汇水平的制约[5，6]。

学习过程中，有效的自我管理需要个体对自我学习状况进行监测[7]。学习判断是研究元认知监测的重要手段，与监测相伴随的是控制阶段。监测（monitoring）指人们对自己学习的评估，对个体认知过程和知识的客观估计。而控制（control）包括做出学习决定，例如学多久，采用什么学习策略，以及对认知操作和资源的管理策略。目前对于监测和控制关系的探讨，主要集中于，是监测指导控制还是控制反作用于监测[8]。研究者们由此提出监测―控制模型（MC模型）和控制―监测模型（CM模型），MC（monitoringcontrol）模型即自上而下的模型，该模型支持监测指导控制，并认为有效的监测对自我管理非常重要。CM（controlmonitoring）模型即自下而上的模型，该模型支持元认知控制会给予监测以反馈，并认为监测并非先于控制而是处于一种伴随进行的状态。

Ackerman，Adiv和Lockl等人[9]的研究表明，MC模型和CM模型对儿童的学习管理均起作用，但是难以区分两者具体的表现。根据MC模型，只有有效的监测才能带来有效的控制，元认知监测中学习判断对于学生学习策略选择的影响，也是学者们关注的重点。并且，反应的具体化可以提高监测的有效性，Soderstrom和 McCabe[10]的研究表明，若使反应方式具体化，记得和知道判断（judgme of remembering and knowing，JORKs）的准确性高于JOLs。

由此本研究提出以下两个问题。

问题一：不同材料下儿童的学习判断值及学习判断准确性是否有差异？儿童的年级是否会影响其学习判断，四年级是否是学习判断发展的关键期？

问题二：儿童在获得学习判断的反馈之后，对于重学时间的分配情况如何，是支持监测―控制模型（MC模型）还是控制―监测模型（CM模型）？

二、实验一：材料类型及相关性对儿童学习判断的影响

（一）被试

被试为深圳市某普通小学的学生，共163人，三年级44人，四年级52人，五年级67人；男生91人，女生共72人。将被试分为两组：词对组（男41人；女37人，共78人）和图片组（男50人；女35人，共85人）。

（二）实验材料

词对材料选自人教版小学语文二年级课本，共24对，其中同义词对、反义词对、无关词对各8对。每种类型中的7对，共21对作为正式实验材料；另外每种类型中的1对，共3对作为练习材料。通过小学语文老师的评定，这些词对材料，三年级、四年级和五年级的学生都已经能够认识并且熟练掌握。

图片材料的选择与词对材料类似，同样是24对图片，其中同义图片、反义图片、无关图片各8对。每种类型中的7对，共21对作为正式实验材料；另外每种类型中的1对，共3对作为练习材料。通过小学语文老师的评定，这些图片材料，三年级、四年级和五年级的学生都能够认识并且了解其含义。

（三）实验设计

自变量为年级（三年级、四年级、五年级）、相关性（同义、反义、无关）和材料类型（词对、图片）。因变量为学习判断值和测试成绩。采用的是3×3×2的混合实验设计，其中年级、材料类型为被试间变量，相关性为被试内变量。本实验程序采用E-prime 2.0编制，收集儿童对于材料的学习、判断和测试成绩。

（四）实验步骤

被试依照主试要求在电脑机房进行集体测试。主试首先向被试宣读指导语：“欢迎同学们来参与我们的实验，实验表现不会记录到你的成绩中。现在请同学们看电脑屏幕，首先屏幕上会出现注点‘+’，你需要注视它，之后会出现两个词（两张图），你需要在规定时间内把它们记住，在接下来的测试中会只呈现左边的一个词（一张图），你需要选出它所对应的右边的词（图）。有任何不明白的地方请举手，明白的同学请按Q键开始练习。”

练习阶段，屏幕上会依次呈现三组词对（图），呈现过后，会要求被试进行判断“学习完词对（图）之后，现在请你估计一下你的学习情况”。被试需要对每个学习过的词对（图），按1～3进行评分，1代表没记住，在接下来的测试中一定不能选择正确；2代表好像记住了，在接下来的测试中有可能选择正确；3代表记住了，在接下来的测试中一定能选择正确。学习判断完成之后，进入测试，给出线索词（图），被试需要在四个词（图）中选出目标词（图）。

练习阶段结束之后，被试进入正式实验阶段，实验阶段的材料包括21组，中间有休息，被试可以自由控制休息时间。

（五）实验结果

本研究中数据的处理及分析涉及三个部分，即被试的学习判断值、测试成绩和学习判断准确性，数据处理均使用SPSS17.0软件。

1.材料类型和相关性对学习判断值的影响

由方差分析的结果可知，相关性与材料类型之间的交互作用显著，F（2，159）=9.78，p

（1）当材料类型一定时，无论在词对组还是图片组，当使用同义材料时，五年级被试的学习判断值显著高于三年级被试，F（2，159）=3.76，p

（2）当年级一定时，三、四、五年级的被试均表现出，在同义材料下，对于图片的高学习判断值，F（1，159）=19.83，p

（3）当相关性一定时，处于图片组的被试，在三、四、五年级均表现出高于词对组的学习判断值（F（2，159）=8.22，p

2.材料类型和相关性对测试成绩的影响

对各组被试在不同条件下的测试成绩进行描述性统计分析和多因素重复测量方差分析，由方差分析的结果可知，材料类型主效应显著，F（1，159）=7.83，p

相关性与材料类型之间的交互作用显著，F（2，159）=14.74，p

简单效应分析的结果显示，无论是三年级、四年级还是五年级的被试都表现出，在同义材料下，相比词对，对于图片有更好的测试成绩（F（2，159）=5.04，p

3.材料类型和相关性对学习判断准确性的影响

对于学习判断准确性的检测，目前最常使用的方法是Gamma 相关，本研究即采用此方法。通过Gamma 相关分析，结果为当使用同义材料时，Gamma相关系数为0.23，p

从年级方面进行考查，五年级被试的学习判断值和测试成绩之间的Gamma 相关显著，Gamma相关系数为0.24，p

而以材料类型进行考查时发现，无论是词对材料还是图片材料都没有显示出学习判断值和测试成绩之间的相关。通过进一步检验发现，在以词对为材料的学习判断中，对于无关材料的学习判断显著高于实际测试成绩，出现高估的情况（t=2.63，p

三、 实验二：材料类型、相关性及反馈对儿童重学时间分配的影响

（一）实验被试

同研究一。

（二）实验步骤

被试对所学项目依次进行再认测验，同时出现测试结果反馈―正确或错误，此时屏幕呈现“重新学习一次这个词对（图片），你打算花多少时间呢？请按相应的数字键选择学习时间。0代表0分钟，1代表1分钟，2代表2分钟，3代表3分钟。”

（三）实验设计

自变量为年级（三年级、四年级、五年级）、相关性（同义、反义、无关）、材料类型（词对、图片）和测试反馈（正确、错误）。因变量为重学时间分配。采用的是3×3×2×2的混合实验设计，其中年级、材料类型为被试间变量，相关性、测试反馈为被试内变量。

（四）实验结果

对各组被试在不同条件下的重学时间分配情况进行描述性统计分析和多因素重复测量方差分析，由方差分析的结果可知，反馈的主效应显著，F（1，60）=15.71，p

四、分析讨论

对于儿童学习的研究不仅在理论上可以丰富教学理论和知识，更具有积极的实践意义。关于学习判断的研究探讨的是个体元认知监测能力的发展，个体对于自己学习情况的估计反映出元认知监测能力发展的状况。对于元认知监测与元认知控制相互关系的研究，一方面，能够更好地了解元认知监测，另一方面，可以由监测和控制的相互关系，动态掌握元认知的发展。除此之外，在实际的教学过程中，学生如何评估自己的学习情况，如何选择复习时间和复习策略，对于学生学习也非常重要。

本研究包括两个部分，一是不同材料下儿童学习判断的情况，这里的不同材料包括两个方面，从材料类别上看分为词对材料和图片材料，从材料性质上看分为同义材料、反义材料和无关材料。实验二探究的是元认知控制部分，个体在做完学习判断之后，获得了成绩的反馈，对于重学时间分配会如何选择。

本研究对于实验材料的探讨包括两个部分，一是材料类型（词对、图片），一是相关性（同义、反义、无关），这两个部分都属于线索利用模型中的内部线索。本研究的结果表明年级、材料类型和相关性对于儿童学习判断都有重要影响。

在进行学习判断时，当学习材料为意义材料时，会出现随年级增加而学习判断值增大的趋势，并以四年级为转折点。此外，在意义材料（同义、反义）下，儿童会表现出对于图片材料的高学习判断值。在测试阶段，三个年级的被试在同义材料下，表现出对于图片的学习判断值高于词对。而学习判断准确性的结果则显示，个体对于同义材料和反义材料的判断准确性高，且对于同义材料的判断准确性高于反义材料。五年级被试表现出较高的学习判断准确性。词对组的被试表现出对无关材料的高估；而图片组的被试则表现出对同义材料的低估。

实验结果表明，儿童学习判断的能力呈现出发展性，随年龄增长而提升，五年级学生就已具备了较好的元认知监测能力，可以把四年级看作是个体元认知监测的重要发展期，这与以往研究结果一致。

本研究结果发现，相比词对，儿童对于图片的记忆效果更好，并且从三年级起，就已经能够监测到自己对于图片有更好的记忆。这可能是因为3～5年级的儿童正处于具体形象思维向抽象逻辑思维的过渡期，对于形象化的图片材料的记忆好于较为抽象化的词对材料。儿童能够辨析自己对于不同学习材料的学习情况，说明三年级的儿童就已经具备了一定的元认知监测能力。由此结果可知，在对更低年龄的儿童进行学习判断研究时，选用图片材料会比选用词对材料更为适宜。因为这不仅符合低年级儿童的认知发展水平，也会减轻儿童的记忆负担，能更好地将研究重点放于元认知监测而非个体记忆。

Koriat的线索利用模型认为个体会利用内部线索进行元认知判断，而材料的特性是重要的内部线索。在实际学习生活中，学生们所学习的知识，其特性各不相同，学生对于不同性质材料的学习判断存在差异。学习材料的相关性是材料特性的重要部分，本实验中使用的材料包括三种相关性――同义材料、反义材料和无关材料。实验结果表明，个体对于有意义的材料，其学习判断准确性更高，能够更好地对其进行监测。并且，对于同义材料的监测优于反义材料，这种差异在各年级和材料类型上均一致。同样都是意义材料，儿童会表现出对于同义材料更准确的监测，这一结果的原因值得继续探索。

实验二探讨的是年级、材料类型、相关性和反馈对于儿童重学时间分配的影响。重学时间分配是研究元认知监测与控制的相互关系的实验任务。实验结果表明儿童对答错项目分配的重学时间显著多于答对项目。对于监测难的项目重新分配的学习时间越多，这验证了监测―控制模型（MC模型），体现了元认知监测对于元认知控制的指导作用。并且，结果发现，被试的年级、材料的类型及相关性都不会影响这种重学时间分配的模式，说明个体元认知监测对于元认知控制的指导作用从三年级开始便具备一定的稳定性并且不受所学材料性质的影响。这种指导作用在儿童3～5年级之间没有出现差异，说明其与认知的发展并没有具备一致性，没有在认知发展的关键期出现变化。Koriat和Lockl的研究中采用的是五、六年级的儿童（五、六年级之间没有差异），学习材料是词对，发现把相关材料和无关材料混合时，结果支持监测―控制模型（MC模型），但当区分了相关和无关材料时，则支持控制―监测模型（CM模型）。说明控制―监测模型（CM模型）出现的年龄晚于监测―控制模型（MC模型），个体在认知发展早期是处于监测指导控制的阶段。

主要参考文献

[1]Vndorf M，Erdfelder E. Judgments of learning reflect encoding fluency：conclusive evidence for the ease-of-processing hypothesis[J]. Journal oF Experimental Psychology. 2011，37（5）：1264-1269.

[2]Ghetti S，Lyons K E. Metacognitive development in early childhood：New questions about old assumptions[M]. Trends and prospects in metacognition research. 2010.

[3]Dunlosky J，Tauber S K. Can older adults accurately judge their learning oF emotional inFormation？[J]. Psychology and Aging. 2012，27（4）：924-933.

[4]Toth J P，Hertzog C，Daniels K A. Aging and recollec-tion in the accuracy of judgments of learning. [J]. Psychology and Aging. 2009，24（2）：494-500.

[5]Koriat A，Ackerman R. Response latency as a predictor oF the accuracy oF children’s reports. [J]. Journal oF Experi-mental Psychology：Applied. 2011，17（4）：406-417.

[6]von der Linden N，Schneider W，Howie P，et al. Children’s metamemorial judgments in an event recall task[J]. Journal oF Experimental Child Psychology. 2007，97（2）：117-137.

[7]Z宁，代景华. 小学高年级学生的学习判断绝对准确性及预见偏差[J]. 心理发展与教育. 2012（1）：54-60.

[8]Son L K. Metacognitive control：Children’s short-term versus long-term study strategies. [J]. Journal oF General Psychology. 2005，132（4）：347-364.

[9]Ackerman R，Adiv S，Lockl K，et al. The effects of goal-driven and data-driven regulation on metacognitive monitoring during learning：a developmental perspective.[J]. Journal oF Experimental Psychology：General. 2014，143（1）：386-403.

[10]Mccabe D P，Soderstrom N C. The interplay between value and relatedness as bases for metacognitive monitoring and control：evidence for agenda-based monitoring[J]. Journal oF Experimental Psychology. 2011，37（5）：1236-1242.

研究性学习材料篇2

关键词：智能材料与结构；研究生教学；实践与探索

中图分类号：G6432文献标志码：A文章编号：

10052909（2015）02004103

智能材料结构是材料学与多学科交叉融合发展起来的高新技术结构，是集传感、驱动及信息处理等功能于一体的功能性材料结构，具有自诊断、自适应、自学习、自修复、自增值、自衰减等六大生命功能 [1]。近20年来，智能材料结构随着材料科学、力学、控制理论、计算机技术、信息理论等学科的发展已成为国内外最活跃的研究领域之一，国内外学者对智能结构的研究及探索不断深入，智能结构领域及技术迅速发展[2]。智能材料与智能结构是力学的重要分支，其研究涉及土木工程、力学、材料学、化学、信息论、电子技术、机械工程、光学、计算机技术、仿生学、控制理论等一系列学科中的先进技术，同时引发出新的研究领域。如仿生机器人、结构健康监测、传感材料、驱动材料、元器件及材料制造新技术和新的控制理论等[3]。

智能材料与结构在土木工程领域中有着巨大的应用前景，其发展不仅意味着增强结构功能，提高结构使用效率及优化结构设计形式，而且也打破了许多土木工程结构在设计、建造、维护和使用控制等方面的传统观念。目前，在土木工程结构领域，智能材料结构系统的应用主要集中在结构的健康监测，形状自适应记忆合金材料及结构减振抗风降噪的自适应控制等方面[4]。为提高工程结构质量和结构安全性及使用可靠性，将智能材料中先进的自诊断理念引入研究领域，针对重大工程中结构损伤特征及应用对象和领域，研制应用于土木工程结构的主动减振、精密位移控制、损伤主动在线监测技术的智能材料与结构。

在土木工程专业研究生教学中开设智能材料与结构课程非常有必要。目前，智能材料与结构课程教学在课程体系上较封闭，学生知识面不够导致

学习积极性不高，且由于该门课程学时的限制，教师授课时只能挑选部分章节讲授，疑难问题不断增加，给研究生科研指导不大，忽略了这门课程对研究生实践能力的培养，严重影响了学生学习内容的深度和广度。

文中针对土木工程专业研究生的研究及专业工作背景，将智能材料与结构课程作为选修课，对如何实现这门课程的教学目标，提高教学质量，提高研究生学习的科研兴趣和实践能力进行了思考，对这门课程的选修内容及教学、实践、成绩评定等环节进行了探索研究。

一、教学内容

智能材料与结构是以材料—器件—结构—系统为主线，将基本理论与工程应用紧密结合，从材料与智能、智能材料、智能器件、智能材料结构和智能结构系统等方面循序渐进地介绍智能材料与结构系统的基本概念、性能特征、发展和应用等。结合土木工程专业研究生研究课题及就业背景，选择与土木工程行业紧密相关的智能材料与结构内容作为教学主讲内容。

首先介绍智能材料与结构的一些基本概况，包括驱动材料、驱动器与传感器，以及自适应复合材料系统中的模型与应用、自适应系统、旋翼应用、航空器控制和智能结构应用等。根据实例引入形状记忆合金的概况，包括工作原理及应用，重点介绍形状记忆合金在土木工程中的隔震体系、粘弹性阻尼器、自修复埋入式智能监测的实例。在工程结构无损中应用最为广泛的领域中，需介绍压电复合材料的力学原理及应用，重点介绍其作为智能驱动器与传感器时在土木工程领域中结构健康监测方面的应用实例。在土木工程结构抗震设计中，介绍电/磁致伸缩与电/磁流变体的工作原理，磁致伸缩智能材料是一种磁致伸缩效应强烈，具有高磁致伸缩系数并具有电磁能/机械能转换功能的材料。磁致伸缩材料作为智能材料与结构在土木工程领域中主要用于传感、监测和远距离信息传输方面，具有较好的应用前景。将智能器件置于土木工程结构中，实现其自适应的结构功能，主要介绍智能光纤材料的工作原理及其应用，复合材料中埋入光纤传感器和驱动器是目前应用前景最广、技术基础最成熟的一种智能材料。最后对智能材料与结构的应用前景及发展进行总结和展望。

二、教学实践与探索

（一）不同研究方向教师的正确引导

研究生阶段的学习关键已不再是掌握某个知识点，死记一些书本知识，更重要的是培养学生的实践创新能力，提高学生的自主学习能力，需要在自己学习的基础上进行创新性思维，实现再创造，这就需要教师的正确引导。同样在智能材料与结构这门课程中，对土木工程类研究生的教学，需要通过师生

互动形式展开，在课堂上进行课堂互动，让研究生体验从未知到新知的探索过程，将智能材料与结构系统的各个方面实行科普性的讲解，促成研究生学习的主动性，教师的基本职能从“授”转变为“导”，让教师真正成为学生学习的导师。在学习智能材料与结构这门课程中，江苏大学创新地采用多位教师讲授同一门课程的方式，针对所学内容。选择相关研究方向的专业课程教师来上这一章节内容。由于所选教师对研究方向的熟悉程度明显高于以往同一位任课教师，这无形中大大提高了课程的深度和广度，调动了学生学习的热情，拓展了研究生科研知识面。

（二）理论联系实际

智能材料与结构作为一门交叉性的课程，必须与实际相结合才能巩固学习，激发学生的兴趣。所以，在课程教学中，尽量多举土木工程中的实例来说明各智能材料与结构的工作原理，可以从学生感兴趣的结构和目前应用较广的智能材料来阐述，如智能蒙皮、结构监测和寿命预测、土木结构的减振与降噪、环境自适应结构以及住宅智能化等。将理论知识寓于工程应用背景中，效果显著。如在课堂上会增加手工制作环节，采用层合空心板制作桥梁模型，采用硬币搭建省材工程结构，将智能材料的节能减排理念运用到结构设计中。

（三）板书与多媒体演示的结合

智能材料与结构课程信息量大，属于多学科交叉综合，不能完全采用板书教学，插入多媒体教学，可加快教学进程，提高教学效率，结合图案或声音，能大大提高学生的 学习兴趣和学习积极性。与传统的板书形式相比，多媒体教学信息量输入紧凑，文字图像信息清晰直观，风格多样，内容丰富，也能活跃课堂气氛，增进教学过程中的互动。但当讲解一些重要的力学基本原理时，也需要放慢讲课速度，通过板书的形式来讲解清楚，尤其是传感器与驱动器等智能元器件的工作原理解释。例如：在讲解形状记忆合金工作原理时，Ti-Ni合金的管接头处于低温状态时，套在需要连接的两根管子上，升温到Ti-Ni合金母相状态的室温，套管内径即可回复到原来的尺寸，从而把两根管子咬紧，完成管子的连接。采用一个版面的动画演示即非常形象直观地向学生解释清楚，可以从中插入大量的工程应用实例图片和录像，调动课堂气氛。同时，在课堂教学中，增加与学生之间的互动，针对不同研究方向的研究生，选择性地

讲解智能材料与结构的运用问题，从而不断提高学生的学习兴趣。因此，在课程教学中板书与多媒体教学相结合更有助于土木工程专业研究生掌握智能材料与结构的相关概念，加深学生印象，提高学习效率。

（四）实践能力的培养

以智能材料与结构课程中搭建土木工程结构超声无损检测平台实验为例，采用预埋损伤的标准试块进行结构检测（4学时+课余时间），构建一个自动监测、自动控制的桥梁监测系统模型，可将形状记忆合金、磁流变材料及无线传感理念融入其中，学生分组进行，最后分组比较创新性（4学时+课余时间），电测应变测量及应力计算（2学时）。

通过搭建实验，进一步锻炼学生的动手能力，训练学生的研究方法，培养学生分析和解决问题的能力。在实验课堂上，让部分土木工程专业优秀本科生参与其中，学生通过实践训练把所学知识应用于解决科研问题。

三、成绩评定

智能材料与结构课程共设30学时，其中实验10学时，需要预修压电测量学。课程教学分为课堂教学、研讨、实验三部分，考核方式采用笔试（闭卷）+平时成绩+实验成绩，实验成绩通过三部分的实验总结报告及学生答辩综合评定。其中考试成绩占70%，平时成绩占10%，实验成绩占20%。通过智能材料与结构课程三部分的考核与过程管理，既考核了学生的专业基础知识掌握情况，又考核了动手操作能力，更培养了学生的创新意识，开拓了视野。

四、结语

智能材料与结构课程列举了很多实用性和工程性强的实例，融入了最新的科研成果，是一门理论与实验相结合的课程。因此，该领域为广泛新兴行业产业的快速引进和应用提供了巨大的潜力。通过本课程的学习，研究生将了解智能材料结构在土木工程领域的最新动态和进展，为后续相关课程的学习及科研打好基础。通过智能材料与结构课程在土木研究生教学中的实践与探索，为土木工程专业研究生创新能力的培养提供了指导。参考文献：

[1] 杨大智. 智能材料与智能系统[M].天津：天津大学出版社， 2000.

. A Wiley-Interscience Publication， 2001.

研究性学习材料篇3

【关键词】材料研究方法 ； 教学改革 ； 研究性思维

【中图分类号】G64 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2014）27-0039-01

“材料研究方法”课程是一门具有多学科交叉性、发展性和前沿性的课程，同时又具有很强的实践性，课程包含许多学科的基础理论知识。目前，材料研究方法课程已经成为高校材料科学与工程专业、应用化学专业、高分子专业等的专业必修课和主干课，可见，材料研究方法课程日益受到重视。

关于材料研究方法的教学改革措施各个学校都在认真考虑和研究，根据自己的具体情况及学科专业发展的需要进行相应的调整。如何使学生在较短的时间内掌握这门课程，并能够在将来的工作和研究中应用自如，是本课程教学改革的首要问题。先后有不少人提出了关于材料研究方法课程的教学改革思路，如采用项目实例进行仪器讲解的创新课堂教学与设计型实验和虚拟型实验相结合的实践教学[1]；在教学内容中穿插科研工作（即项目实例）的思路[2]；综合实验课程的设置[3]，等等。总之，“材料研究方法”课程改革的趋势是培养具有“创新能力”的人才，而“创新能力”即具有“创新思维”或“研究性思维”。

1.材料研究方法课程教学现状及存在的问题

近年来，关于“材料研究方法”课程的教材出版了很多[4-5]，每本都有自己的特色。但纵观各校的材料研究方法课程及出版的教材，在内容、形式和目的上基本一致，均以仪器为主，以讲解各种仪器的原理、用途及仪器实验课程为主要形式，让学生更好的掌握和利用材料现代测试技术。

本人从事材料研究方法课程教学7年，带领材料化学专业和材料专业大学本科毕业设计近10年，以及担任公司研发部负责人工作2年、项目合作公司研发部研究人员辅助培训2年，在这些专门的课程教学和工作经历中，遇到了很多关于材料研究方法的问题。具体体现在：①单纯的理论授课和单纯的实验课，对学生的自主能力激发有限，学生没有发挥的空间；②课程考试或考核完全合格，但在本科毕业论文设计中依然不知道如何开展一个课题，如果进行材料的设计、研究和分析；③公司的研发部门所招人员均为国内不同高等院校材料专业研究生或本科生，本科阶段或研究生阶段已修过材料研究方法课程，但真正从事材料研究工作的时候缺乏研究性思维，不利于工作的开展。

2.材料研究方法教学改革的措施

基于以上分析，本论文从理论教学内容、大型仪器上机实验、材料研究方法的综合实验及分析三个方面研究和改进材料研究方法课程教学，以“培养研究性思维”为目标，以“材料分析为中心、仪器为依托、引入材料设计与分析的研究性课题相结合的课堂讲授、仪器实践、研究性课题贯穿始终”为教学模式，构建材料研究方法课程的基本框架，通过拓宽理论教学内容、引入材料设计及分析综合实验，提高学生的材料研究设计能力，最终实现研究性思维的培养。

（1）课堂教学内容改革

①加深理论基础教学

作为一个材料专业的学生，首先要对材料进行全面的了解。对材料的化学成分、结构、性能、形态的理解不能仅仅浮于表面，各自孤立起来理解，材料的性能是与其结构、成分、形态等密切联系的，这需要扎实的基础知识，因此在材料研究方法课程教学中，遇到相关的理论基础，及时学习和复习。

②以理论为基础，拓宽应用

每种检测仪器附带的附件可有几类，因此检测信息也有多种。

③以项目为实例，贯穿整个材料研究方法课程

材料研究方法虽说是一门实践性很强的学科，但是单纯的把教学与实践分开来，可能更有利于培养检测人员，而不利于培养具有“研究性思维”的人才。

（2）课程的实践探索

①理论教学与实践教学完全分开

本次教学改革中，将理论课程与实践教学课程完全分开，即单独开设纯粹的理论课程和实验课程。而且实验课以专门的实验教师为主讲授，理论授课教师为辅助。

②辅助课题

在理论课程开始前，每个学生或者每组学生设计一个课题，通过自己查阅资料、设计实验方案、实验、样品检测、结果分析等一系列的过程，到课程全部结束，完成该课题。这样的课题更有助于加深对材料研究方法的理解，培养“研究性”思维。能够在更深层次上理解材料研究方法，为以后进一步深造或工作打好基础。

3.材料研究方法课程改革实践的初步成效

2013年上半年，我们在本校化学专业的材料研究方法课程中部分实施了新的教改内容。其中将理论课与实习课完全分开，课程教学结束后，由专门的实验教师进行实践课程教学。

4.结论

“材料研究方法”课程对于材料学科的学生至关重要，是一门既需要扎实的基础理论知识，又有很强的实践性的学科，因为，如何提高教学效果，体现其学科特点，尤为重要。本次教学改革试点取得了初步成效，以后可进一步加强和贯彻。但是也存在一些缺陷，比如学生人数众多，教学资源不足，老师的工作量加大。因此为了保障课程教学改革的进行，培养出具有“研究性”思维的人才，学校需加大教学资源的投入。

参考文献

[1]吕春菊，舒康颖，司平占等，《材料现代研究方法》课程建设与教学实践[J].科技信息，2011（16）： 109.

[2]雷彩虹， “高分子材料研究方法”课程教改初探[J].广东工业大学学报（社会科学版），2008：127-128.

[3]曾鸣，严蕾，潘勇军等，“高分子材料研究方法综合实验”课程的教学探索[J]. 高分子材料科学与工程， 2011（10）： 185-187.

[4]谈育煦， 胡志忠，材料研究方法[M]. 2004， 北京：机械工业出版社.

研究性学习材料篇4

针对传统的功能材料教学中存在的一些弊病进行有针对性的剖析，转变教育教学观念，实施开放式教学方法，营造良好的教学改革氛围，搭建课堂教学与课外拓展的教学平台，提高教育教学质量，促进学生知识、能力和综合素质的提高，从而有利于学生进行探究性、个性化学习。

关键词：

开放式；功能材料专业；教学改革

作为高等院校材料学科体系中较为重要的基础课程之一，功能材料具有课程内容丰富、社会实践性和应用型强、发展迅速等特点。随着社会和科技的发展，功能材料所涉及的教学内容会日益丰富，不仅在材料科学领域，而且在生命科学、化学化工和能源科学等诸多领域都有所覆盖。功能材料这门课程在有限的学时内无法讲授不断增加的课程内容，即有限的学时与膨胀的课程内容之间的矛盾日益突出。这给教授该课程的教师们带来极大的挑战。教师一方面需要完成教学计划所安排的教学任务，另一方面又要重视大学生的专业素质和创新能力的培养与提高。在新教学环境下如何构建适合功能材料教学进程的教学体系，成为本文主要关注和要解决的问题。因此，本文拟从三个方面进行分析和探讨。与其他的学科相比较，我们认为功能材料课程具有以下特点：第一，涉及面广、基础知识丰富。功能材料一般涉及到无机非金属材料、高分子材料、金属材料、纳米材料和复合材料等众多知识内容。因此，学生在学习这门课程之前，需要系统掌握物理、化学等基础知识，特别对相关材料的光学、电学、磁性和声学等物理性能和有关理论有一个全面的了解和掌握。第二，较强的思维想象能力。在学习功能材料这门课程的过程中，学生不仅需要对各个材料的结构特点、主要性能以及用途等方面有一个全面的了解，而且需要学习和理解相关功能材料的基本原理。而这些基本原理和概念往往比较抽象，如超导材料所涉及的超导理论、导电高分子的导电机理和压电陶瓷的工作原理等。学生需要具有一定的抽象思维能力才能比较真正地理解。这门课所覆盖的知识点多而且广，讲授的知识比较浅显。这时就需要学生具有课堂上大量接受，课堂下快速消化知识的能力。第三，思维转换能力。功能材料所涉及的材料体系比较多，而不同体系的材料之间又没有太大的联系。所以，功能材料课程具有章节相对独立和内容模块化比较严重等特点。针对这一现象，学生需要具有快速的思维转换能力。在学生一个章节的内容后，马上转换个人思维，以便适应下一章节知识内容的学习要求。因此，功能材料的教学呈现知识较多、讲授难度大等特点，但也有规律可循。在传统课堂的教学上，该课程的教学一般采用“填鸭式”教学模式，比较关注学生大脑对知识信息的接收、处理和存储等能力，常常忽略了学生的研究分析的能力。这样很容易造成学生仅仅局限于课本知识的认识和记忆，不去独立思考问题。这不但不能解决功能材料的教学难题，而且更没有把握功能材料的教学规律，不利于培养学生对功能材料的学习兴趣和创新能力。针对以上所出现问题，我们教学团队采取了许多措施，进行一些有用的教学模式改革，积累了丰富的教学经验，慢慢地形成了较为系统的教学体系，具体阐述如下：

一、重思路

掌握学习规律，因地事宜。一般地，人们对新知识的学习都是采取一定的思路进行的。思路指的是学生思维的规律和方式。人们的学习过程就是个人经验的逐渐累积及自我行为的不断变化过程，也是人的创造性以及思维能力等各种行为心理机能不断发展的过程。如何培养学生的学习思路是所有学科教学所面临的重要任务。现代教学所需要解决的基本问题就是怎么处理思维教学和知识单向传授之间的关系。面对功能材料课程的思维教学就是尝试教给学生一些基本的思维规范，培养学生科学的学习思路。通过教师的思路教学，让学生领会功能材料的学习思路，摸索出适合自己思路的学习方法，把学生领进思考和研究功能材料的大门。具体操作程序包括确定功能材料课程教学总体思路，根据不同板块的教学内容实施不同的教学思路，采用“实验事实-机理假说-机理验证-性能应用”的教学思路。具体到教学课堂，思路教学的程序一般如下：设疑，质疑，稀疑。

二、重思维

作为新时代的教师，如何重视思维教学也是提高教学质量的重要的一环。在教学过程，教师不能一直关注自我的讲授，要将自己的思路教学赋予整个课堂教授过程中，强调思维过程的必要性，从而慢慢诱导学生进行自我独立的思考，培养学生在学习过程中进行自我思维的良好习惯。有思维的教学有益于思路的培养。同时，思路教学活动的开展也是思维活动的展开，让学生具体感受到思维教学的动态过程，大大提高学生积极思考的愿望。按照教学内容的分布可以将其组织成思维教学的形式。功能材料的教学内容是无数材料学家的智慧结晶，只要教师努力研究教材，每一章节都可按一定的思路组织成思维的教学内容。

三、寻规律

思路教学最重要的一点就是根据不同的教学模块制定特定的教学方式，诱导学生积极探索新的知识内容，从而启发他们掌握学习功能材料这门课程的规律。通过寻找规律、学习规律和利用规律，最终达到掌握知识内容的目的。教学事实证明学生在教师们的“寻规律”的思维教学中，慢慢地学会了针对不同教学内容采用相应的学习模式，掌握各自的学习规律，从而达到了掌握研究功能材料的一般规律。学生根据认知规律学习这门课程，大大提高了学生学习功能材料的学习兴趣。

四、求创新

教学创新也是整个教学最重要的一个环节，贯穿整个教学活动。如何进行思路教学的创新？就是让学生在掌握学习该门课程的学习方法基础上，进一步拓宽教学思维活动的范围，勤于思考，敢于提问，以期望自我教学的过程。我们发现，在实施“思路创新教学”方式之前，大部分同学都局限于课本知识，针对课本提出一些简单的问题，明显表现出懒于思考、不敢提问的状况。在进行“思维创新教学”改革之后，学生加入了课堂的教学之中，与老师的互动明显增多。学生作为课堂教学中的一分子，促使他们积极思考，很多同学都提出了一定深度的问题。人人都在思考，人人都在提问，就会让学生从不同角度去分析和讨论问题。整个教学过程呈现谈论式教学的课堂气氛，教学效果明显。

五、搞好逻辑法教学

逻辑法教学是工科课堂所必需的教学方法。由于工科课堂规律具有逻辑性强、规律性明显等特点，逻辑性教学法在功能材料课程教学过程中具有显著的特征性和适用性。在逻辑法教学过程中，可以引入知识要点，让学生主动去查询和学习这些课程知识。教师在教学过程中，根据教学知识规律实施诱导作用，改变教师填鸭式的教学模式。学生在学习的过程中，根据学习知识规律，进行有规律的学习，掌握学习规律，为以后的学习和科研活动打下坚实的基础。同时，教师在整个教学过程改变“教师讲学生听”的讲课模式，积极引导学生按照老师的教学逻辑一步一步地学习下去，从而潜移默化地掌握对知识点的分析、归纳总结和判断的能力。

六、教学内容与实际有效联系

教学内容是教学改革的核心，但是教学内容要与实际联系在一起，让学生在学习功能材料过程中对课程内容具有一定的认识性。比方说，讲到无机非金属材料方面，联系实际生产生活中应用较多的玻璃、陶瓷和水泥等材料，使学生对该材料的学习加强印象。高分子材料方面，可以联系手机贴膜、液晶等材料，对高分子的特性具有一定的了解。同时，应该关注功能材料的最新进展，让学生对功能材料的发展前沿具有一定的了解，激发他们学习功能材料的热情。

七、考核方法的改革

对考核方法的改革也是该课程教学模式改革所涉及的内容。平时课后作业和考试内容不应该一成不变，多增加综合性和思考题。在题目的设计上不以难点、重点为考点，多出一些富有开放式、探究式的考题。作业和考试的目的不是培养学生死记硬背能力和应试能力，而是通过这个手段引导学生去分析和思考，创造一个宽松的学习环境。题目的答案不是固定的，也可以是开放的或扩大的，但是能够影响学生思维和逻辑推理能力。所以，考核的目的是引导学生创造性地去学习，从过去的死记硬背模式逐渐转变成理解性的记忆模式。有条件地进行开卷考试，在学生查找知识去解答的过程，达到主动学习和享受学习的目的。通过功能材料的学习，希望同学在思想境界和掌握科学知识方面得到提升，不仅学习了专业知识而且充实了美好心灵。这也是我们进行教学模式改革的最终目的和理想的教学目标。

参考文献：

[1]邵东锋，李南.高职院纺织材料课堂教学改革探析[J].职业教育，2008，（2）：154.

[2]李玲.在教学中培养创新性人才[J].中山大学学报，2004，（24）：104-106.

[3]教育部人事司.高等教育学[M].北京：高等教育出版社，1999.

[4]杨洲，王冬，何万里，曹晖光.电功能材料课程研究型教学设计与实践[J].中国冶金教育，2014，（6）：25-30.

[5]汪蕙，张文雪，袁德宁.关于研究型大学教学模式的认识和实践[J].清华大学教育研究，2002，（1）：17-22.

[6]张红霞.从国际经验看研究型大学本科教学改革的基本原则[J].高等教育研究，2006，（12）：60-65.

[7]王纾.中美研究型大学本科课程教学的比较研究：以学生课程学习体验为视角[J].外国教育研究，2012，（4）：111-119.

[8]陈佑清，吴琼.为促进学生探究而讲授—————大学研究性教学中的课堂讲授变革[J].高等教育研究，2011，（10）：94-99.

[9]李志义.高水平研究型大学本科教学模式的选择[J].中国高等教育，2007，（23）：20-22.

[10]林海，李虹，袁建美，等.大学研究型教学的理论与实践探索[J].北京科技大学学报：社会科学版，2013，（29）：94-99.

研究性学习材料篇5

专业大观

生活在钢筋水泥森林里的我们，对金属材料一定不陌生。从汽车外壳到小小螺丝钉，从建筑用材到锅碗瓢盆，处处充斥着金属感。可以说，金属材料的发现和应用，日益深入和改变着我们的生活。

金属材料工程是一门实用性很强的专业，通过对金属材料制备工艺及其原理的探索，研究成果可以直接应用于现实生产。该专业开设的主要课程有材料热力学、金属学、材料力学性能、材料分析技术、金属材料学、材料成型加工工艺与设备、计算机在材料工程中的应用等。通过学习这些课程，同学们将被培养成为具备金属材料科学与工程等方面的知识，能在冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。

金属材料工程发展历史很长，基础非常雄厚，可以说从事这方面研究的人员一开始就站在了巨人的肩膀上，但需要注意的是，借助学科雄厚的基础，初学者虽然很容易入门，但入门后看见的是一片片整整齐齐的田野，仿佛没有值得开垦的地方，要想取得突破性进展必须下一番力气。因此学生在学习时需要注重培养自己的观察和判断能力，不盲目迷信书本和权威，要敢于放开自己的思维不断探索新知。

经过本科阶段的学习，金属材料工程专业的毕业生将被授予工学学士学位，毕业后如果希望从事专业相关工作，可以去相应的研究所（比如北京有色金属研究院）参加工作，或是在宝钢、首钢等国有大中型钢铁集团以及其他相关企业担任中高级工程技术人员，当然也可以选择留校或者出国。当你看见自己辛勤劳动的成果在钢花飞溅中诞生，为国家和人民创造了巨大经济利益的时候，你一定会由衷地感到高兴。也许到时候你会发现自己对别的领域更感兴趣，不要担心，你所学的知识和方法完全可以帮助你适应其他的工作，因为在这里养成的分析问题、解决问题的能力，会令你左右逢源、游刃有余。

报考点津：由于本专业涉及到金属材料的设计、计算机的应用等专业领域，因此，有创新意识，吃苦精神，且在绘图、计算机等方面有专长的同学更适合报考该专业。

高校快照：北京工业大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学、盐城工学院、西北工业大学等。

专业大观

高分子材料与工程属于理工科类，是研究有机及生物高分子材料的制备、结构、性能和加工应用的高新技术专业。目前高分子材料已被广泛应用于生活、生产、科研和国防等各个领域，成为我国科学研究的一个重点领域。

高分子材料与工程培养的是高新技术方面的人才，该专业的学生主要学习高聚物化学与物理的基本理论和高分子材料的组成、结构与性能知识及高分子成型加工技术知识，具体的课程有有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物流变学、聚合物成型工艺、聚合物加工原理、高分子材料研究方法。看课程的名称，我们会发现，高分子材料与工程主要涉及化学、物理、材料知识。但是，不要以为你高中的物理、化学学得好就能把高分子材料与工程专业学好，我们高中时学的物理、化学其实都只是基础知识，并没有朝深方向延伸。因此说，高中所学的物理、化学知识只能算是在为学高分子化学、物理打基础。

学习了高分子材料与工程的主要课程后，充其量只能说你学到了知识，还不具备有开发研究高分子材料的能力。为了帮助该专业学生将知识转化为技能，学生在校期间的大部分时间都被用来做实验，同时学校也会适当的安排一些社会实践，同学们可以进行金工实习、生产实习、专业实验、计算机应用与上机实践、课程设计等。此外，同学们自己还可以利用寒暑假的时间到工厂、企事业单位实习。

总而言之，只有经过社会实践并且反复摸索验证课本上的理论知识，同学们才能掌握高分子材料的合成、改性的方法，获得聚合物加工流变学、成型加工工艺和成型模具设计的基本技能，具有对高分子材料改性及加工过程进行技术经济分析和管理的初步能力。当同学们在学校就具有以上这些能力，那可以说已经很优秀了，毕业时那会是企业争抢的香饽饽。

关于就业，高分子材料与工程专业的学生毕业后，可以到高分子材料及高分子复合材料成型加工、高分子合成、化学纤维、新型建筑装饰材料、现代喷涂与包装材料、汽车、家用电器、电子电气、航天航空等企业从事设计、新产品开发、生产管理、市场经营及贸易部门工作，也可以到高等学校、科研单位从事科学研究与教学工作，还可以到政府部门从事行政管理、质量监督等工作。

报考点津：对物理、化学感兴趣的学生较适合本专业。另外，由于该专业要与计算机、英语打交道，因此你要有计算机、英语方面的学习热情。还有，按照相关招考规定，色弱、色盲者不能报考该专业。

高校快照：四川大学、浙江大学、华南理工大学、大连理工大学、华侨大学等。

专业大观

复合材料与工程是实用性很强的专业，它分为复合材料设计与加工和复合材料工程两个专业方向，这样可以术业有专攻，使同学们在成为本专业通才的同时又是某个方向的专才。

既然复合材料与工程专业的学生学的是如何研发复合材料，那么复合材料究竟有何魔力驱使同学们去研究它呢？人们获取知识时常用的方法是去粗取精，从而使知识更上一层楼。复合材料其实和同学们汲取知识的方法是一样的，它是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学复合，组成具有两个或两个以上相态结构的材料。简单的说，就是它具有合成材料共有的优点，性能要高出任何一个合成的部分。其实，在现实生活中，我们会看到很多的复合材料产品，如休闲座椅、工艺花盆、灯饰、广告灯箱、汽车配件、电话亭等。当我们惊讶于复合材料与工程何以如此强悍时，羡慕和期待的眼光便落在了复合材料与工程专业上。

看着五花八门的工艺花盆、灯饰，同学们可能会难掩内心的激动，也想自己动手制作出漂亮的灯饰。有这样的心情，表示同学们已经爱上了复合材料与工程专业了。由于该专业所要解决的是了解复合材料的组成特点、主要应用领域、复合原理和主要制备工艺等问题，因此该专业的同学们需要学习的专业课程有复合原理、复合材料学、复合材料工艺设备、材料学概论、复合材料的实验技术、高分子化学及物理、复合材料工艺学、复合材料聚合物基础等。

罗列出这么多专业课程，你可能会发出感慨，怪不得该专业毕业的学生能够研制出许多性能各异的产品，因为他们所学的知识不仅专，而且全。该专业同学毕业后可以到航空航天、汽车、船舶、建材、化工防腐、电机、电子、石油、通信、国防等行业的科研院所、高校、公司、企业工作。即使是新入职的该专业的毕业生，薪酬也不会很低，一般薪水在3000左右，不过也分地域、单位和各人能力。

报考点津：能吃苦，有创新精神，且对化学、物理感兴趣的最适合报考本专业。尽管没有性别限制，但从往年的男女就业情况来看，男生比女生更受企业的欢迎。

高校快照：武汉理工大学、兰州交通大学、江苏大学、华东理工大学、济南大学等。

专业大观

生物功能材料专业是生命科学和材料科学的前沿叉学科，是生物医学工程、组织工程和药物释放等交叉学科技术的迅速发展对专业人才的迫切需求而设立的。

生物功能材料专业的魅力，就在于敢于实践李宁的那句名言——“一切皆有可能”。就在前不久，青岛即发集团成功研制出了“高性能壳聚糖纤维材料”，而它的原料就是不起眼的虾皮、蟹壳。虾皮、蟹壳与用来做纺织面料材料的棉花相比，在纤维等特性上相差十万八千里，但就是这样不可能的事实，科研人员利用甲壳素经化学处理和拉纤工艺制备，制出了可纺性高、抗菌性强、隔热性能好等特点的“高性能壳聚糖纤维材料”。科研人员之所以可以变不能为可能，完全归功于生物功能材料专业。

科研人员有如此“特异功能”，与天生无关，而在于他们都接受过生物功能材料方面的专业学习。他们必学的主要课程有：生物化学、分子生物学、生物医学工程、高分子化学、高分子物理、生物医学材料学、生物材料制备与加工、生物材料综合实验等专业基础及专业课程。要学好这些专业知识，没有勤奋刻苦的精神，以及科学的学习方法是学不好的，因为这些课程比较深奥难懂，同学们除了在课堂上认真听讲，认真做好笔记，在课后消化以外，还必须给自己“加餐”，以接触更多的相关知识。

因为生物功能材料是涉及面很广的专业，因此一般的学校都会加大选修课的比例，主要开设的课程有：生物医用高分子改性、组织工程学、控制释放理论与应用、生物可降解高分子、环境材料基础等。

学习了主要课程和选修课程之后，同学们可能还会关心，学习了这么多知识，究竟能把自己塑造成一个什么样的人才？从开设的主要课程来看，生物功能材料的目标很明确，就是培养能在生物材料的制备、改性、加工成型及应用等领域从事基础研究、应用研究和技术开发等的综合型高级技术人才。该专业就业面宽，同学们毕业后可在研究院所、设计院、大专院校和企事业单位工作。

报考点津：从本专业的名称来看，对生物感兴趣且具有钻研精神的同学比较适合报考该专业。另外，由于本专业是材料学、生物学和医学等跨学科领域的跨学科专业，因此对化学感兴趣的同学也比较适合报考本专业。

研究性学习材料篇6

[关键词]研究性学习 生物教学 实施策略

转变学习方式，让学生更积极地参与到课堂教学中，激发学生的学习兴趣和创造力是当前新一轮基础课程改革的核心理念之一。本次课改更加突出学生在课堂教学中的主体地位，体现学生的个性发展，提高学生的综合素质和能力，真正落实因材施教。如何将研究性学习落实到生物教学中，是生物教师应该深入思考的问题。下面笔者从两个方面来谈谈研究性学习在生物教学中的实施策略。

一、研究性学习在课堂教学中的实施策略

课堂教学是学生获取知识的主要途径，因此课堂也是研究性学习的主要阵地。在课堂教学中进行研究性学习包括以下几个步骤：1.教引导学生提出值得研究的问题；2.学生讨论问题并设计实验流程；3.教师指导并启发学生思考与创新；4.学生自主研究并实施实验；5。师生共同评价并总结研究成果。

在落实研究性学习的过程中，教师引导学生提出问题尤为重要。对于高中生来说，他们对身边发生的一切都已习以为常，再加上学业负担很重，因此很少有高中生能发现并提出身边值得研究的问题。基于此，教师应创设更多的情境，促使学生对身边的现象进行思考，引导学生提出值得研究的问题。例如，在上《遗传的基本定律》新授课时，笔者请了形态特征有明显差异的两位男生和两位女生站到讲台中间，引导其他学生仔细观察这四位同学的相貌特征，提出自己想要研究的问题。通过这种生动有趣的情境创设，学生积极参与到课堂教学中来，学习热情高涨，研究兴趣浓厚，提出了许多值得研究的问题，如“为什么不同的人眼睛有大有小？”“怎样让自己和自己的孩子长得更高？”“不同人相貌差异性的根本原因在哪里？”……学生带着自己提出的问题进入了学习状态。

在实验教学中，学生自主研究并实施实验是激发学生学习兴趣和创造力的一个良好契机。例如，在“观察植物细胞质壁分离和复原”的实验教学中，实验室提供的实验材料是30%的蔗糖溶液和紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞。学生按照书本上提供的实验步骤验证完实验现象之后，教师给予适当的指导和启发，学生开始自主研究。有的学生提出“如果将30%的蔗糖溶液换成10%或50%的蔗糖溶液，结果会怎么样？”“如果换成30%的KNO3溶液或30%的葡萄糖溶液，结果又会怎样？”的问题，还有的学生提出“如果用洋葱鳞片叶内表皮来观察，将会看到什么样的现象？”的问题。这时，教师不必急于告诉学生实验结果，而应鼓励他们去设计并验证自己的猜想，并给学生提供所需要的实验材料或指导学生用现有材料去配制自己所需的材料。最后和学生一起讨论为什么换了实验材料之后会出现这样的实验现象，让实验课堂真正“活”起来。

二、研究性学习在课外的实施策略

课堂教学中的研究性学多是为了让学生更好地理解书本知识，远远满足不了学生对生活和自然界中发生的一些现象的好奇心。因此，教师应引导学生对生活中一些习以为常的现象进行更深入的思考和研究。

对于课外的研究性学习的实施，教师可以先根据学生的兴趣爱好将学生分成若干个兴趣小组，让每个小组去寻找并发现自己想要研究的生活现象。当小组研究的课题确定以后，教师指导小组成员进行明确分工，搜集相关资料，讨论并设计实验方案，并用所学知识去解释实验现象或结果。在此过程中，教师要帮助学生解决实验所遇到的种种问题，如：实验所需的器材和材料的购买，实验应该观察或测量的合适指标等。例如，某兴趣小组在对校园环境进行细心观察后发现，生长在学校操场边的牡丹花比生长在学校前山上的牡丹花长得更高，每年开的花更大更多。学生在仔细比较两处牡丹花的生长条件后，提出他们想要研究的课题“牡丹花的生长情况是否与不同地方的土壤土质情况有关”。在研究过程中，以哪些指标来判断土壤的土质情况是学生面临的最大难题，教师应指导学生利用互联网、学校图书馆等进行资料的搜集，并选择一些便于观察或操作的土壤指标，如测定土壤pH、观察土壤动物的种类和数量、检测土壤中氮磷钾等矿质元素的多少等。然后帮助学生联系实验室，准备相关的器材和材料，在网上购买其他必需的实验用品。最后组织学生进行合理的实验设计并实施实验，指导学生以调查报告的形式总结实验结果，提出适宜牡丹花生长的土壤条件并对学校前山土壤条件的改善提出合理的建议。课外的研究性学习不仅开阔了学生的视野，也让学生更好地将所学知识应用到生活之中。

研究性学习材料篇7

国家美术课程标准指出:美术课程具有人文性质，是学校进行美育的主要途径，是九年义务教育阶段全体学生必修的艺术课程，在实施素质教育的过程中具有不可替代的作用。但我国目前还处于一个农业大国的阶段，现实情况为不容乐观，据调查显示85%以上的中小学校、75%的中小学生在农村，很大一部分的农村地区的艺术教育有着严重的缺失，教学用具素材更是十分匮乏。而且面对当代“全球一体化”的趋势和现代经济浪潮的冲击，民间美术正逐步走向萧条、衰退和消亡。基于我国基础教育课程改革的背景，探索一种可在农村和民族地区实施和推广的美术材料包成为当代研究的一个重要课题，争取让更多的学生享受到美术教育的机会，同时也使得我们民族文化的多样性得以延续发展。通过对中原农村美术教育课程材料的开发与运用，为当地发掘美术教具资源，并培养一批具有创新精神的美术教师。在植根本土文化的美术学习过程中，使农村及偏远地区学生逐渐形成基本的美术素养与美术学习的能力，和对本民族文化艺术的认知与感悟能力。农村美术教育课程材料包在美术教学中的应用具有重要意义，那么，为了使农村美术教育课程材料包在实际教学设计中发挥出更好的应用，就要对这一方法进行深入研究，从而使其发挥出重要的学术价值。能让农村学生体验到学习美术的乐趣，能为他们的学习提供更为有力的帮助，使他们更好地学习美术。另外一方面，农村美术教育课程材料包在实际的教学过程中具有很强的实用性和延展性。在实际教学过程中，每节美术课的教学内容都有不同之处，为了让学生更好地学习不同的美术内容，就要合理地运用美术教育课程材料包有效地进行美术教学。实践证明在农村美术教学课程中合理地运用课程材料包，可以更好地满足美术课堂的不同需求。根据最新的教学目标，其中明确规定要合理地运用不同的教学媒介和教学工具提高美术课堂质量。采用多样化的教学形式完善初中美术教学内容，不仅要加强学生对美的感知能力，还要培养学生的美术学习热情。那么，基于这种新的教学理念，尤其在农村美术教学中就更要充分利用课程材料包完善教学工作，从而使学生得到更好的美术学习方法更加完善美术课堂教学质量。

2国内外研究现状

教学材料包作为教师辅助教学的用具，有着其它手段不可替代的作用。美术教育课程材料包是教学极其重要的辅助工具。教师根据需要把教具材料真正纳入教学过程，立足实际，选择并适时使用教具，能激发学生学习兴趣，突出教学重点，突破教学难点，优化课堂教学结构，发展学生创新思维力，能有效提高教学质量和效率。进入二十一世纪以后，随着课程改革，科技发展，越来越多地使用多媒体等高科技，所以传统的一些教具材料好象渐渐的淡出了历史舞台。许多老师特别是年轻老师更习惯用幻灯片或flash等的演示来代替传统课件，这应该是历史进步的必然趋势。但我国城乡资源分配不均，不是所有的传统教具材料就该全部抛弃，对农村美术类课程材料包的开发与运用，有利于学生提高学生获得高质量的美术教育的机会，也有利于民族多样性的文化得以延续。在高科技的今天传统的“土教具”应该有它的用武之地，无论科技怎样发展，传统实物教具材料都应该继续在教育教学中占据一席之位，继续发挥它的光和热。在社会经济技术不断发展的今天，材料包依然具有不可取代的教学价值，仍然受到国内外教师的欢迎。他们将日常用品引入课堂、自制模型化虚为实，自制成套教具破解难点、借用信息产品贴合技术潮流等制作教具，具有很高的价值。农村美术教具的形式多种多样，可为学生创造更加有利的美术学习条件，调动学生美术学习的积极性。

3研究内容与方法

本课题以“中原文化背景下农村美术教育课程材料包开发与运用研究”为研究目标，主要目的是想充分开发利用美术材料包，并把这些材料包运用到河南农村美术课程中。研究美术材料包制作的中存在的具体问题，以及解决这些问题的策略和方法，最终开发出符合新课程理念并与河南农村艺术文化密切联系的美术教具包。文献资料法:利用学校图书馆，中国期刊网和百度等网站，搜索相关的文献资料，为本研究提供相关的理论支持。实验法:针对研究需要，进行材料包运用的教学实验。访谈法:根据访谈提纲，对在校学生、教师、教育管理者、教育管理部门进行相关访谈。行动研究法:将材料包的开发理论与材料包的运用实践紧密联系。归纳演绎法:运用归纳的方法，通过对中国美术教育材料进行理论分析，对国内外材料运用经验进行研究。实地考察法:对河南部分农村学校进行实地调查，了解其具体发展现状，收集第一手资料，进行分析与研究。

4研究重点、难点及创新之处

研究重点是如何建立完善的与本土文化相结合的美术类材料包。研究难点是美术材料包的可持续发展性。创新之处:在农村美术教学中，美术教育课程材料包有重要作用。为了更好地发展美术教学，就要对美术教育课程材料包进行具体研究，把握其主要特点，为美术教学更好地服务。农村美术教育课程材料包形式多样，可以利用当地特有的材料，通过自制教具开展美术教学，为学生创造施加有利的美术学习条件，调动美术学习的积极性。通过对中原的农村美术教育课程材料包的开发与运用，为当地发掘美术教具材料资源，并培养一批具有创新精神的美术教师。在植根本土文化的美术学习过程中，使农村及偏远地区学生逐渐形成基本的美术素养与美术学习的能力，和对本民族文化艺术的认知与感悟能力。

5农村美术教学中课程材料包的特点

同教材教具相比，农村美术教育课程材料包在美术教学中具有更强的目的性与针对性。在实际教学过程中，不同阶段的学生的学习理解能力和美术学习水平不尽相同，为了能够找到适合不同美术水平的学生的教学方法，就要根据学生的实际情况，选择具有灵活性和多样性的美术教学方法。针对这样的要求，通过农村美术教育课程材料包满足美术教学的各种需求，能够在美术教学中起到良好的作用。制作美术教具可以根据不同阶段的学生制作不同难度的美术教具，而且能够根据不同的学习目的制作具有更强目的性的美术教具，使学生更好地学习美术。在农村美术教学中，合理地运用美术教育课程材料包，可以更好地辅助教师进行教学，而且能够为学生增加更加有利的学习条件。农村美术教育课程材料包属于物美价廉的教学工具，其制作成本虽然很低，但是在美术教学过程中能够发挥出重要的教学作用，使其成为学生学习美术的一个重要的辅助。教师在制作美术教具包时，大多使用日常生活中极为常见的材料，取材方便。美术教师在美术教育课程材料包开发过程中又能够提升自身的综合素质。农村美术教育课程材料包具有两个重要的作用，其一能为教师的课堂教学提供帮助，其二也能开发学生的思维能力。为了提高学生的动手能力，教师可以引导学生参与美术教育课程材料包的开发过程，和学生共同完成教具包的制作。学生在参与制作过程中，可以充分感受制作教具的乐趣，激发学习美术的热情。同时，在美术教学中通过美术教育课程材料包的形式，不仅能够使学生进一步提高美术水平，而且能够提高学生的综合能力，使学生得到全面发展。

6预期结果和形式

研究成果将形成与本土文化相结合的中小学美术材料包，要发掘当地美术教具材料资源，培养一批具有创新精神的美术教师。使农村及偏远地区的学生形成基本的美术素养。形成课题研究报告，发表学术论文，推广中小学美术材料包，建立完备的中小学美术材料包网络体系，传承传统艺术文化，推动本土文化与美术课程教具相结合，并在河南农村中小学形成材料包资源共享局面，以期为农村美术教育开发教具材料资源，争取让更多的学生获得美术教育的机会，同时使我们民族多样性的文化得以延续。

参考文献:

［1］荀建丽.浅析自制教具对学生学习数学的影响［N］．驻马店日报，2018－05－04(005)．

［2］赖秀兰.渗透本土民间艺术，发展小学美术教学［J］．教育艺术，2016(03):58．

［3］沈海瑛,袁作森.恩施市教育局举办首届幼儿园自制玩教具展评大赛［J］．中小学实验与装备，2018，28(02):66．

［4］李宗苑.自制教具的课堂实验效果浅析［J］．中小学实验与装备，2018，28(02):40－41．

［5］李巧红.国外自制教具四则［J］．教育与装备研究，2016，32(06):77－79．

［6］国外传统玩教具选录［J］．中外玩具制造，2014(07):29－30．

［7］王茂远.农村小学艺术教育实施的现状和对策［J］．考试周刊，2018(25):176．

［8］杨崔.农村中小学艺术教育的现状及存在问题［J］．启迪与智慧(教育)，2017(10):82．

［9］高菁莲.农村学前儿童艺术教育的现状及对策分析［J］．中华少年，2017(22):207－208．

［10］张彦.谈谈美术教具的自制与应用［J］．黑龙江教育，2000(03):45－46．

研究性学习材料篇8

关键词：材料科学与工程专业；培养模式；课程体系；创新人才

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）41-0216-02

面对21世纪的挑战，如何加强学生创新能力的培养，已成为我国当前高等教育改革的重要课题。随着社会经济发展和科学进步的需要，多学科已交叉渗透到与材料制备、结构、性质和应用各个领域。在科学技术高速发展，各种材料不断创新涌现，产业化的背景下，材料科学与工程专业以“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”原则，深化改革“材料工程应用复合型专业创新人才”培养方案，突破专业个性培养模式的约束。精心设计课程体系是实施创新教育的关键，是培养具有创新能力人才的核心环节，也是培养复合型人才的最有效途径之一。目前，“大材料”学科相互交叉渗透融合已成共识，专业课程却内容相对陈旧，逻辑和结构衔接不够紧密；设计性、综合性、创新性、开放性实验相对较少，支持专业培养目标的力度不够等问题日益凸显。在此背景下，本专业以材料的材料制备/加工、组织结构/成分、性能、应用四个要素及其相互关系为基础，构建专业核心课程群、专题选修课群、工程实践课程群为基本框架的课程体系。

一、整合课程内容，构建专业核心课程群

材料科学与工程专业培养计划从2007年开始，以全面系统的知识学习和综合思考能力培养为主，以材料制备/加工、组织结构/成分、性能及应用等四要素及其关系构成的材料学科共同基础知识作为重要的教学内容，构筑了“理论教学、实践教学、科学研究三个维度基本框架的新型课程教学体系”。目前，贵州大学材料科学与工程专业设置了“金属材料”、“材料压力加工”方向课程。为了满足“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”的培养目标，材料科学与工程专业按金属材料、材料压力加工二个方向的共同的或相近的学科基础、科学内涵、研究方法与研究设备，设计专业核心课程群，体现“大材料”学科共同的知识体系。如《固态相变》与《热处理工艺学》整合成《热处理原理及工艺》，《材料分析方法》与《材料物理性能》整合成《材料现代研究方法》，融入CAD、Origin、Matlab等软件组建新《计算机在材料中的应用》课程等；构建6～8门具有基础性、系统性、发展性特点的“专业核心课程群”（图1）。专业核心课程群以材料科学基础作为主线，安排各门课的教学内容，既相互衔接、循序渐进，又各有侧重、特点突出。便于学生学习材料共性规律，掌握有关材料及其关系构成的材料学科共同基础知识。鼓励教师把科研项目涉及核心课程相关的基础原理理论引入课堂教学，帮助学生树立完整、基本的知识观念，最大限度地拓展学生的知识结构，是培养应用复合型专业人才的重要组成部分。

二、设置专题选修课群，适应学生个性发展

加强理论基础同时，适当拓宽知识面，注重培养学生适应社会多样化、复杂化的能力。根据地方经济发展需求和学生个性发展，结合材料科学进展、专业教师科研特色，本专业在培养方案个性课程模块中设置“专题选修课程群”，让学生拓宽渠道获取更多学科专业知识，各得其所、各展其长，完善学生的知识结构系统，满足学生个性发展。学生根据其兴趣、未来发展、就业需要，自主选择相关课程。具体措施是：确定3～4个重点学术方向，每一方向下设置由3～4门课程组成的专题选修课程（图2）。学生可选择进入其中一个方向学习相关专业课程，使学生在熟悉共性知识基础上，掌握一种在国内处于领先水平的材料制备及组织控制技术。从而培养学生运用宽口径专业基础知识解决具体实际问题的应变能力和素质，提高学生适应知识经济社会的能力。

三、强化工程实践课程群，培养学生创新能力

实践课程是理论教学的延续。实践课程群主要包括《综合实验》、《认识实习》、《生产实习》、《毕业实习》、《毕业论文（设计）》及《综合素质拓展》等课程。为了进一步增加实验教学的综合性、研究性、设计性、先进性，对专题实验1、2、3内容进行整合，开设《综合实验》，强化学生创新能力和实践能力。专题实验1中验证性、演示性实验设计成综合性实验；专题实验3中引入3个教师科研项目创新性实验。鼓励学生积极参加国家数学建模比赛、省级节能减排设计研究、校级SRT计划等素质拓展活动，培养学生专业素质技能和实践创新的能力。校外实习基地涵盖材料制备—过程处理—组织观察—性能测试—应用的生产流程，可以满足各种实习教学的要求。引入电化教学等改革手段，学生能在短时间内吸收消化更多学科知识，掌握专业实习重点、难点，提高了实习质量。毕业论文采用“本科导师制”，选定基地技术人员或专业老师为导师，让学生提前进入导师课题组，熟悉设备操作，以不同的企业生产问题或科研课题内容加以培养创新能力。

从自身实际出发，材料科学与工程专业构建了应用复合型创新人才的课程体系。课程体系实施是一项系统工作，不可能一蹴而就，还需强化试验平台建设、教学改革、师资建设，课程评价体系等措施，才能确保其顺利实施和有效运行。

参考文献：

[1]叶运生，姚思源.素质教育在中国[M].成都：四川人民出版社，2001：23-47.

[2]余世浩，欧阳伟，尚雪梅，等.材料成型专业应用型创新人才培养的研究[J].理工高教研究，2010，29（6）：83-85.

[3]邓小民.以学科平台建设为基础培养学生创新能力[J].安徽工业大学学报，2006，23（3）：17-18.

[4]邹丽霞，花明，黄国林，等.“化学工程与工艺专业”复合式应用型人才培养模式的研究[J].化工高等教育，2008，25（1）：15-18.

[5]林金辉，曾英，龙剑平，等.材料与化学化工类本科专业课程体系和实践教学体系的改革与构建[J].化工高等教育，2011，28（6）：24-27.

[6]蒋淑英，孙永兴，黄万群，等.“材料科学与工程”学科建设与发展[J].科教文汇，2009，（22）：198，223.

[7]林金辉，汪灵，邱克辉，等.材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设[J].高等教育研究，2007，24（6）：54-56.

[8]张晓燕，梁益龙，李远会，等.材料科学与工程专业的实践教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2008，27（11）：98-100.

基金项目：部级专业综合改革试点项目；贵州省教学团队建设项目