材料物理化學(xué)課程教學(xué)探索

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摘要：《材料物理化學(xué)》是材料科學(xué)與工程專業(yè)方向中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程注重理論理解與公式推導(dǎo)。該課程的學(xué)習(xí)將為學(xué)生學(xué)習(xí)材料成形原理提供理論基礎(chǔ)。本文從教學(xué)方法、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和考核方式環(huán)節(jié)對《材料物理化學(xué)》課程進(jìn)行教學(xué)改革實(shí)踐與探索。

關(guān)鍵詞：材料物理化學(xué);教學(xué)改革;教學(xué)質(zhì)量

《材料物理化學(xué)》是材料科學(xué)與工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程主要包括物質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)變、化學(xué)反應(yīng)等過程熱力學(xué)及動力學(xué)特性方面的內(nèi)容。《材料物理化學(xué)》課程意在使學(xué)生從理論角度掌握材料傳輸與成形過程的特性，進(jìn)而能夠通過理論計(jì)算預(yù)測材料在特定條件下所表現(xiàn)出的行為，這一課程將為后續(xù)材料成形原理的學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)。

《材料物理化學(xué)》課程為材料成形理論的學(xué)習(xí)提供重要的理論基礎(chǔ)。然而，現(xiàn)有的教學(xué)模式與考核方式往往無法充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，間接降低了學(xué)生對材料成形原理相關(guān)理論的理解能力。目前，廣泛運(yùn)用的教學(xué)方式主要以教師課堂講授為主，成績考核由試卷分?jǐn)?shù)和平時(shí)成績兩部分來評定學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握情況。這種教學(xué)與考核方式導(dǎo)致學(xué)生被動、機(jī)械地學(xué)習(xí)理論知識，阻礙了學(xué)生對理論的理解及運(yùn)用能力，也使教學(xué)質(zhì)量處于較低水平。

本文通過對《材料物理化學(xué)》課程中教學(xué)方法、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和考核方式環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)改革，推行課堂講授、啟發(fā)、互動型教學(xué)和多媒體立體、形象型教學(xué)，結(jié)合課內(nèi)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，優(yōu)化考核環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生對《材料物理化學(xué)》課程的理論理解和運(yùn)用能力。

一、教學(xué)方法改革

1.聯(lián)合教學(xué)。《材料物理化學(xué)》課程重點(diǎn)講述物質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)變、化學(xué)反應(yīng)等過程熱力學(xué)及動力學(xué)特性方面的內(nèi)容，同時(shí)將材料學(xué)科中的少部分理論內(nèi)容進(jìn)行穿插講述。在這種情況下，如果能在講述《材料物理化學(xué)》課程部分章節(jié)的過程中穿插相關(guān)專業(yè)課內(nèi)的具體內(nèi)容，有利于學(xué)生深入理解物理化學(xué)知識，同時(shí)學(xué)生也對相關(guān)理論在實(shí)踐中的運(yùn)用具有深刻的認(rèn)識。然而，部分專業(yè)課教師的授課內(nèi)容存在差異，要準(zhǔn)確、及時(shí)地將相關(guān)教師的授課內(nèi)容對接到《材料物理化學(xué)》教學(xué)中難度極大。鑒于上述聯(lián)合授課問題，可將《材料物理化學(xué)》課程中的部分教學(xué)內(nèi)容提前分配給相關(guān)專業(yè)課教師，再由專業(yè)課教師配合實(shí)例講解這些理論。這種教學(xué)模式將使每位專業(yè)課教師發(fā)揮自身的專業(yè)優(yōu)勢，提高《材料物理化學(xué)》理論課教學(xué)效果。2.實(shí)踐環(huán)節(jié)深化理論教學(xué)。《材料物理化學(xué)》是一門注重理論學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課，力求通過公式推導(dǎo)過程使學(xué)生理解理論的應(yīng)用方法。如果教師在講授理論知識的同時(shí)提出相關(guān)的、簡單的工程問題，要求學(xué)生依據(jù)理論計(jì)算給出解決方案，這種教學(xué)模式將能夠充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在計(jì)算的過程中進(jìn)一步加深理論知識的理解。這種教學(xué)方法還可要求學(xué)生在理論課程進(jìn)行的同時(shí)，通過查閱資料設(shè)置具有理論分析性的簡單實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行理論計(jì)算與分析，由此加深《材料物理化學(xué)》課程基礎(chǔ)知識的理解。

二、教學(xué)模式改革

1.多媒體與板書教學(xué)相結(jié)合。在《材料物理化學(xué)》課程教學(xué)的過程中，板書教學(xué)方式存在繪圖、書寫占用時(shí)間長，形象性弱、無動態(tài)性講述等問題，無法實(shí)現(xiàn)抽象知識點(diǎn)的形象教學(xué)，教學(xué)效果不理想。多媒體教學(xué)方式通過形象、生動的圖形、圖片、動畫等具體信息將抽象理論形象化，這種方式相對減少了教師完成板書的時(shí)間，增加了講解的時(shí)間，同時(shí)也為師生交流和學(xué)生獨(dú)立思考留出充分的時(shí)間，為啟發(fā)式教學(xué)提供了基本條件。由此，在《材料物理化學(xué)》課程教學(xué)的過程中，應(yīng)設(shè)置多媒體教學(xué)方式為主體教學(xué)方法并將板書教學(xué)設(shè)置為輔助教學(xué)方法，最終實(shí)現(xiàn)兩種教學(xué)方式相結(jié)合的教學(xué)模式。2.啟發(fā)推動互動型教學(xué)。理論抽象、公式多而復(fù)雜是《材料物理化學(xué)》課程的主要特點(diǎn)。在目前的教學(xué)過程中，教師一般先要求學(xué)生觀看屏幕上的概念，然后對其含義進(jìn)行簡單解釋。之后，播放視頻、動畫等多媒體文件對相關(guān)概念進(jìn)一步的講解。相對于傳統(tǒng)的板書教學(xué)，盡管這種教學(xué)方式的教學(xué)效果具有很大提升，但這種方式仍屬于灌輸式教學(xué)。本文作者依據(jù)自己目前應(yīng)用的教學(xué)方式對以往教學(xué)模式進(jìn)行了優(yōu)化。例如，在屏幕上給出與理論概念相關(guān)的部分內(nèi)容，同時(shí)展示與理論概念相關(guān)的圖片、動畫或視頻。屏幕上不完整的概念將激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。屏幕上的圖片、動畫或視頻將對不完整概念進(jìn)行總體、形象的解釋，缺少的文字內(nèi)容是概念中的關(guān)鍵，學(xué)生在經(jīng)歷從抽象到形象的學(xué)習(xí)與思考過程后，缺少的文字內(nèi)容最后顯示出來。在這種教學(xué)方式中，學(xué)生通過觀察、分析和推理依據(jù)已知概念來學(xué)習(xí)未知概念。任課教師在互動型教學(xué)模式中應(yīng)針對關(guān)鍵知識點(diǎn)對學(xué)生進(jìn)行提示和啟發(fā)。

三、教學(xué)內(nèi)容改革

《材料物理化學(xué)》課程注重概念理解及公式推導(dǎo)，為了強(qiáng)化學(xué)生對所學(xué)知識的理解，可設(shè)置開放性實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)與理論課相關(guān)聯(lián)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。在這一環(huán)節(jié)中，學(xué)生如遇到難于理解的課堂內(nèi)容，便可查閱資料并設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)的過程中消化課堂內(nèi)容，同時(shí)也強(qiáng)化了實(shí)踐能力。另外，任課教師也可依據(jù)《材料物理化學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容查找與之相關(guān)的科研課題并聯(lián)系該課題的主持教師，鼓勵(lì)學(xué)生參與相關(guān)科研課題或參加大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目。這種理論教學(xué)與科研實(shí)踐相結(jié)合的方式，不僅可以提高學(xué)生對課堂理論的理解能力，還可提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

四、考核方式優(yōu)化

目前，《材料物理化學(xué)》課程的考核方式多采用閉卷考試，這種方式使學(xué)生機(jī)械記憶知識點(diǎn)來通過考試，學(xué)生的理論應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力無法在考核成績中充分體現(xiàn)。由此，筆者認(rèn)為可運(yùn)用復(fù)合考試方式進(jìn)行考核，即設(shè)置70分閉卷考試內(nèi)容來考查學(xué)生對課堂理論知識的掌握程度；設(shè)置30分開卷考試內(nèi)容來考查學(xué)生對于理論知識的應(yīng)用能力。

五、結(jié)束語

《材料物理化學(xué)》課程已經(jīng)過四屆學(xué)生的教學(xué)過程，筆者認(rèn)為上述教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容等方面的改進(jìn)取得了明顯效果，學(xué)生對基本理論的理解能力有所提高。此外，這種教學(xué)方式也培養(yǎng)了學(xué)生的分析和解決問題的能力。

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作者:易大偉 孫萬昌 師玉璞 田愛芬 張菊梅 單位:西安科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院