新版淺談《電介質(zhì)物理》課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐匯編

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1、 新版淺談《電介質(zhì)物理》課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐匯編 摘 要：文章介紹了哈爾濱理工大學(xué)高分子材料專(zhuān)業(yè)特色基礎(chǔ)課《電介質(zhì)物理》的教學(xué)改革做法。我們針對(duì)該課程的特點(diǎn)，結(jié)合近年來(lái)電工用高分子的發(fā)展，以培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，圍繞如何優(yōu)化教學(xué)體系和內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法和手段以及加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)等方面進(jìn)行了有益的改革與探索。 關(guān)鍵詞：電介質(zhì)物理；電工用高分子；教學(xué)改革 中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（202x）22-0081-02 Abstract： This paper has introduced the refo

2、rmation in the basic course "Dielectric physics" in the Specialty of Polymer Materials at Harbin University of Science and Technology. According to the characteristics of the professional course， the exploration and reformation， combined with the development of polymer for electrical purposes in rec

3、ent years， are carried on how to optimize the system and teaching content， improve teaching methods and means， as well as how to strengthen the teaching staff. The aim of these methods is to cultivate high-quality innovative talents. Keywords： dielectric physics； polymer for electrical purpose

4、s； teaching reformation 哈爾濱理工大學(xué)高分子專(zhuān)業(yè)依托于電工用高分子材料，具有高分子材料學(xué)科與電氣絕緣學(xué)科相交叉結(jié)合的特點(diǎn)，強(qiáng)化高分子科學(xué)和電工絕緣技術(shù)基礎(chǔ)，培養(yǎng)能在材料合成、電線(xiàn)電纜制造、絕緣性能評(píng)價(jià)等部門(mén)從事工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)、工程科學(xué)研究及開(kāi)發(fā)工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。《電介質(zhì)物理》是哈爾濱理工大學(xué)高分子材料專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課程，作為研究絕緣材料微觀機(jī)制和宏觀性質(zhì)關(guān)系和規(guī)律的一門(mén)物理學(xué)分支課程，對(duì)學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和將來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題起到了構(gòu)建關(guān)鍵基礎(chǔ)理論的作用。在教學(xué)內(nèi)容上體現(xiàn)了數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、材料等多課程，多學(xué)科知識(shí)的交叉和滲透的特點(diǎn)。

5、 一、課程教學(xué)改革的目的 隨著各領(lǐng)域新技術(shù)和理論飛速發(fā)展，不少高校本科課程教學(xué)在內(nèi)容和模式上都在進(jìn)行改革探索，力求使學(xué)生掌握的知識(shí)和技能與時(shí)代的發(fā)展同步，培養(yǎng)出具有高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才，以提高我國(guó)的綜合國(guó)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力[1，2]。為了緊跟時(shí)代步伐和適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的要求，根據(jù)我校性質(zhì)和專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，我們打破現(xiàn)有《電介質(zhì)物理》課程教學(xué)體系，研究符合本院實(shí)際的新型教學(xué)模式，有的放矢的將聚合物微觀結(jié)構(gòu)與其極化，損耗，電導(dǎo)以及擊穿影響規(guī)律相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生具備快速掌握和使用新技術(shù)的能力，并在此基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培育，創(chuàng)建新型的、既能發(fā)揮授課教師主導(dǎo)作用又能充分體現(xiàn)學(xué)生主體地位的教學(xué)模

6、式，使之適應(yīng)社會(huì)對(duì)創(chuàng)新人才的需要。 二、教學(xué)改革的措施 針對(duì)我校高分子專(zhuān)業(yè)的生源特點(diǎn)和人才培養(yǎng)目標(biāo)，《電介質(zhì)物理》課程改革的重點(diǎn)放在教學(xué)體系和內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段以及師資隊(duì)伍建設(shè)等三個(gè)大方面上。 （一）保證基礎(chǔ)優(yōu)化內(nèi)容，聯(lián)系實(shí)際培養(yǎng)興趣——持續(xù)改進(jìn)教學(xué)體系及內(nèi)容 1. 夯實(shí)理論基礎(chǔ)緊跟時(shí)代步伐優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容 隨著新形勢(shì)的發(fā)展，電介質(zhì)物理課程的教學(xué)內(nèi)容不斷豐富，對(duì)教學(xué)的要求也越來(lái)越高。具有介電常數(shù)可控，介質(zhì)損耗低，耐壓強(qiáng)度高等優(yōu)異性能的聚合物及聚合物基復(fù)合材料不斷涌現(xiàn)，由于其兼具重量輕、厚度薄、熱穩(wěn)定性好、成本低、抗機(jī)械應(yīng)力強(qiáng)，易加工

7、成型的特點(diǎn)，使其在電氣、電子以及電能存儲(chǔ)及應(yīng)用領(lǐng)域所占份額越來(lái)越大[3，4]。《電介質(zhì)物理》結(jié)合電工用高分子材料的發(fā)展現(xiàn)狀及專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，重新修訂教學(xué)大綱，改變授課內(nèi)容，適當(dāng)刪減和補(bǔ)充添加新內(nèi)容，做到“突出重點(diǎn)與全面發(fā)展”相結(jié)合。在優(yōu)化課程內(nèi)容方面，強(qiáng)化高分子材料專(zhuān)業(yè)背景，在介紹電介質(zhì)極化部分時(shí)，與聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)合，在小分子物質(zhì)極化機(jī)理的基礎(chǔ)上補(bǔ)充聚合物極化的特點(diǎn)，外界條件對(duì)聚合物介電常數(shù)的影響，并介紹常用的聚合物介電常數(shù)的控制方法；在介紹電介質(zhì)損耗部分時(shí)，結(jié)合科研文獻(xiàn)，補(bǔ)充聚合物介電松弛及其介電譜，介紹改善聚合物介質(zhì)損耗的方法和控制方法；在介紹電介質(zhì)擊穿部分時(shí)，加強(qiáng)聚合物電介質(zhì)擊穿與其結(jié)構(gòu)以

8、及外部環(huán)境之間關(guān)系的介紹，補(bǔ)充改善聚合物電介質(zhì)耐壓強(qiáng)度的方法。通過(guò)增加這部分教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生不僅強(qiáng)化了電介質(zhì)極化，損耗以及擊穿的基礎(chǔ)理論，還能將其與聚合物微觀結(jié)構(gòu)特性有機(jī)結(jié)合，掌握調(diào)整聚合物介電性能的基本方法。 本著以學(xué)生發(fā)展為本的原則，在課程上著重體現(xiàn)兩個(gè)加強(qiáng)：一是加強(qiáng)電介質(zhì)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)。新時(shí)代的創(chuàng)新人才應(yīng)該具有雄厚的專(zhuān)業(yè)理論基礎(chǔ)，因此，基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)是必須的，因此要下大力度夯實(shí)理論基礎(chǔ)。二是加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)強(qiáng)化動(dòng)手能力。創(chuàng)新型人才要面對(duì)的技術(shù)和工藝更加復(fù)雜，對(duì)動(dòng)手能力的要求更高，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)多種形態(tài)的測(cè)試樣品，如薄膜，層壓板等進(jìn)行體積電阻、介電常數(shù)、擊穿場(chǎng)

9、強(qiáng)測(cè)試，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中要著力加強(qiáng)動(dòng)手能力的培養(yǎng)。在教學(xué)過(guò)程中加入知識(shí)的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 2. 聯(lián)系實(shí)際解析問(wèn)題培養(yǎng)興趣 在進(jìn)行課程整合的過(guò)程中，密切關(guān)注教學(xué)系統(tǒng)中教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)四個(gè)要素的地位和作用，不僅使學(xué)生學(xué)習(xí)到提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，而且將知識(shí)點(diǎn)融入到目標(biāo)任務(wù)中，提高教學(xué)質(zhì)量，真正促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高[5]。 對(duì)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)在沒(méi)有老師的引領(lǐng)下，許多學(xué)生無(wú)法做到把學(xué)過(guò)的知識(shí)貫穿應(yīng)用。因此，電介質(zhì)物理課程內(nèi)容應(yīng)在保證基本知識(shí)和基本理論的前提下，將原理知識(shí)與實(shí)際工程問(wèn)題相結(jié)合。在教學(xué)過(guò)程中主張尊重

10、學(xué)生、充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和能動(dòng)性。在教學(xué)中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)安排學(xué)生做一些與實(shí)際工程問(wèn)題相結(jié)合的問(wèn)題解析，培養(yǎng)他們開(kāi)展研究性活動(dòng)的思維和能力。例如，在對(duì)電介質(zhì)物理大部分教學(xué)內(nèi)容介紹完成后，可以以“如何確定液體電介質(zhì)是否受潮，采用什么措施恢復(fù)液體介質(zhì)的絕緣性能”為題，要求學(xué)生以小組為單位組織討論學(xué)習(xí)，并由各小組派代表宣講研討結(jié)果，在教師配合下解答同學(xué)疑問(wèn)。以此種方式促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)的將電介質(zhì)極化、損耗、電導(dǎo)和擊穿知識(shí)相互貫穿融合來(lái)解決問(wèn)題，這樣的教學(xué)形式能夠活躍學(xué)習(xí)氣氛，培養(yǎng)興趣，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，為學(xué)生提供參與教學(xué)、展示才能、體驗(yàn)成功的機(jī)會(huì)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和分組合作的能力。

11、 （二）遵循創(chuàng)新性思維規(guī)律、鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑、結(jié)合新舊教學(xué)手段——改革教學(xué)方法和教學(xué)手段 1. 遵循創(chuàng)新性思維的內(nèi)在規(guī)律，注重學(xué)生的“四性”教學(xué) 學(xué)生的創(chuàng)新性思維培養(yǎng)主要表現(xiàn)在思維敏捷，變通能力、應(yīng)用能力強(qiáng)，善于從新觀念和新角度去認(rèn)識(shí)和分析事物[6]。在《電介質(zhì)物理》的教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行靈敏性、滲透性、綜合性、獨(dú)特性等四方面訓(xùn)練。 （1）靈敏性：對(duì)電介質(zhì)物理基本原理的應(yīng)用能力、連動(dòng)能力以及結(jié)合實(shí)際問(wèn)題的分析能力進(jìn)行反復(fù)的多種手段相結(jié)合的鍛煉。 （2）滲透性：盡力做到平時(shí)信息和即時(shí)信息的密切結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生把知識(shí)的廣度和深度結(jié)合起來(lái)，把新工藝、新技

12、術(shù)、新材料等新的信息經(jīng)常有機(jī)的滲透到教學(xué)過(guò)程中去。同時(shí)防止生搬硬套，要照顧到年輕人的興趣廣泛，易接受新事物的性格特點(diǎn)。 （3）綜合性：教學(xué)上特別注意理論知識(shí)和動(dòng)手能力的有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)調(diào)綜合能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。更多角度鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、動(dòng)手操作能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力，使學(xué)生的知識(shí)有機(jī)結(jié)合和系統(tǒng)化。 （4）獨(dú)特性：為鍛煉學(xué)生隨機(jī)應(yīng)變、思維流場(chǎng)的能力，進(jìn)行多方面的獨(dú)特能力訓(xùn)練。利用專(zhuān)題辯論、課題分析、綜合作業(yè)來(lái)挖掘?qū)W生的開(kāi)拓和創(chuàng)新能力。 2. 量化平時(shí)成績(jī)考核，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑 改革教學(xué)方法體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，教師給學(xué)生留有思維想象的空間，考核方法是

13、教學(xué)方法的延伸，考核方法的改革必須有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)?！峨娊橘|(zhì)物理》課程的最終成績(jī)是由期末考試成績(jī)和平時(shí)成績(jī)兩部分組成，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生平時(shí)表現(xiàn)的考核，不僅僅局限于對(duì)出勤率的考核，而且強(qiáng)化了課前提問(wèn)和授課過(guò)程中的互動(dòng)考核比重，在授課過(guò)程中講授與討論有機(jī)結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，強(qiáng)化提高學(xué)生課堂活動(dòng)的參與意識(shí)。巴甫洛夫曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“懷疑，是發(fā)現(xiàn)的設(shè)想，是探索的動(dòng)力，是創(chuàng)新的前提”[7]。提出問(wèn)題是取得知識(shí)的先導(dǎo)，只有提出問(wèn)題，才能解決問(wèn)題，從而認(rèn)識(shí)才能前進(jìn)。讓質(zhì)疑在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)過(guò)程中正確地，最大限度地發(fā)揮作用。鼓勵(lì)學(xué)生經(jīng)過(guò)深思熟慮的、審慎、積極的懷疑。不迷信權(quán)威，培養(yǎng)學(xué)生銳不可擋的開(kāi)拓精神

14、，樹(shù)立和提高自己的自信心。 3. 傳統(tǒng)與新興教學(xué)手段有機(jī)結(jié)合 將傳統(tǒng)的采用教科書(shū)、粉筆、黑板、掛圖等教學(xué)手段的教學(xué)方法與先進(jìn)的多媒體教學(xué)資源相互有機(jī)結(jié)合，組織學(xué)生進(jìn)行專(zhuān)題匯報(bào)，鼓勵(lì)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，從課堂教學(xué)擴(kuò)展開(kāi)來(lái)，接觸各種綜合知識(shí)、前沿知識(shí)，提高學(xué)生課下組織材料的能力，使學(xué)生學(xué)有所獲，使教學(xué)手段更加多樣化，有效提高學(xué)生對(duì)介電現(xiàn)象和原理的理解和運(yùn)用能力，全面提高學(xué)生文獻(xiàn)檢索能力、總結(jié)分析能力、表達(dá)能力、使用現(xiàn)代工具的能力等多方面的綜合素質(zhì)，適應(yīng)信息時(shí)代對(duì)人才的要求。 （三）更新教育觀念、借鑒名校名企經(jīng)驗(yàn)、提高實(shí)踐能力——加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè) 結(jié)合創(chuàng)

15、新型人才培養(yǎng)特點(diǎn)加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)，更新教育觀念，加強(qiáng)教師與時(shí)俱進(jìn)持續(xù)發(fā)展的改革意識(shí)，提高教師的教學(xué)水平和實(shí)踐能力。有計(jì)劃的利用認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)安排教師到企事業(yè)單位進(jìn)行實(shí)踐和現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，并積極組織任課教師赴國(guó)內(nèi)知名高校學(xué)習(xí)考察。以此提高任課教師自身的技能水平，拓展教師專(zhuān)業(yè)知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用中的感知，幫助任課教師研究絕緣行業(yè)相關(guān)企業(yè)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)際需求，學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)知名高校的教改經(jīng)驗(yàn)，將企業(yè)的需求和教改的成功經(jīng)驗(yàn)融入到教學(xué)改革和授課過(guò)程中，提高教師的實(shí)踐能力和教學(xué)水平。 三、教學(xué)改革體會(huì) 科技的飛速發(fā)展，要求知識(shí)體系要不斷更新，《電介質(zhì)物理》課程改革是一個(gè)持續(xù)跟進(jìn)的過(guò)程，采用不

16、斷更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法的手段，有助于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)與塑造。幾年的實(shí)踐證明，《電介質(zhì)物理》教學(xué)改革對(duì)人才培養(yǎng)起到了積極作用，我們培養(yǎng)的學(xué)生，知識(shí)基礎(chǔ)扎實(shí)，很快成為用人單位的業(yè)務(wù)骨干，這都證明我們的教學(xué)改革是成功的。 參考文獻(xiàn) [1]張萍，涂清云，張齊齊，等.改革教學(xué)模式促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)習(xí)態(tài)度正向發(fā)展[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，202x（2）. [2]沈宗洋，駱雯琴.材料物理專(zhuān)業(yè)電介質(zhì)物理課程本科教學(xué)改革探討[J].長(zhǎng)春教育學(xué)院學(xué)報(bào)，202x（11）. [3]盧鵬薦，王一龍，孫志剛，等，高介電常數(shù)、低介電損耗的聚合物基復(fù)合材料[J].化學(xué)進(jìn)展，202x（8）. [4]田付強(qiáng)，楊春，何麗娟，等.聚合物/無(wú)機(jī)納米復(fù)合電介質(zhì)介電性能及其機(jī)理最新研究進(jìn)展[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，202x（3）. [5]韓錫斌，程璐楠，程建鋼.MOOCs的教育學(xué)視角分析與設(shè)計(jì)[J].電化教育研究，202x（249）. [6]金盛華，張景煥，王靜.創(chuàng)新性高端人才特點(diǎn)及對(duì)教育的啟示[J].中國(guó)教育學(xué)刊，202x（6）. [7]計(jì)彤，張風(fēng)帆.論學(xué)科綜化背景下的理工科基本概念的教學(xué)[J].教育教學(xué)論壇，202x（15）.