材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革研究

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摘要:材料科學(xué)基礎(chǔ)是材料科學(xué)與工程專業(yè)和材料成型與控制工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。針對材料科學(xué)基礎(chǔ)的特點(diǎn)，結(jié)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核手段等方面進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞:材料科學(xué)基礎(chǔ);教學(xué);考核;實(shí)踐教學(xué)

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程是材料類專業(yè)本科生的一門必備的基礎(chǔ)類課程，主要介紹材料的基礎(chǔ)知識，比如材料的鍵合結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)與缺陷、固體中原子及分子的運(yùn)動、材料的變形、相圖等材料類本科生必須學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識。材料科學(xué)基礎(chǔ)從本質(zhì)上認(rèn)識材料的成分、組織、加工工藝與性能之間的相互關(guān)系是材料類本科生學(xué)習(xí)其他相關(guān)專業(yè)課程的基礎(chǔ)［1］，也是科學(xué)研究的理論基礎(chǔ)和基本知識、技能。該課程突出了材料的本質(zhì)特征，介紹了材料的微觀領(lǐng)域，且課程涉及的內(nèi)容較多相對來說難易看到起表象特征，對于剛剛涉及材料基礎(chǔ)的學(xué)生來說，內(nèi)容生澀、抽象、不易理解，教學(xué)內(nèi)容相對枯燥、難懂，是一門教師難教、學(xué)生難懂的學(xué)科［2］。因此，如何采取合適的教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性，使學(xué)生能理解教學(xué)內(nèi)容，而不是死記硬背，加強(qiáng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。同時，如何使學(xué)生能跟上不斷更新地學(xué)科技術(shù)，不斷融合地多學(xué)科交叉發(fā)展，以及復(fù)合型材料的不斷涌出［3，4］，這要求我們不斷進(jìn)行教學(xué)改革，必須培養(yǎng)出思想開放、知識面廣、善于思辨的復(fù)合型材料人。

一、學(xué)生為主的教學(xué)課堂提升視頻比重

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程設(shè)計材料原子的鍵合、材料晶胞結(jié)構(gòu)、材料晶體缺陷、材料分子擴(kuò)散和相圖等基礎(chǔ)知識，存在抽象概念多得特點(diǎn)。目前的教學(xué)方式主要是講解各種知識點(diǎn)，很難明了直白的讓學(xué)生學(xué)習(xí)到本質(zhì)，在一定程度上很好的調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也能很好的讓學(xué)生理解，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。但是現(xiàn)有的教學(xué)方式中，視頻教學(xué)主要集中在一些材料的微觀結(jié)構(gòu)介紹方面，并沒有涉及材料的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是科學(xué)前沿、創(chuàng)新技術(shù)、科學(xué)巨匠的內(nèi)容，往往這些內(nèi)容更能帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力。比如我國現(xiàn)行的科學(xué)巨匠們的事跡，從這些匠人們的學(xué)習(xí)經(jīng)歷、科研足跡中，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性。目前的教學(xué)方式古板老套無法提高學(xué)生的主動學(xué)習(xí)探索能力，這種學(xué)習(xí)能力恰恰是學(xué)生必備的基本技能。在教學(xué)中可以把生澀的專有名詞轉(zhuǎn)化為自己的語言來表述，教師在教學(xué)中也不能誦讀教程，要講知識點(diǎn)轉(zhuǎn)化為通俗易懂的語言來表述。此外，每節(jié)課程要提出下一節(jié)課程的教學(xué)內(nèi)容，先讓學(xué)生去學(xué)習(xí)，然后形成學(xué)習(xí)筆記，這樣才能讓學(xué)生更好地了解自己不足的地方，有方向、有目的地去學(xué)習(xí)。同時，教學(xué)中讓學(xué)生參與到教學(xué)中，將學(xué)生進(jìn)行分組，將下一節(jié)課程的內(nèi)容分配到學(xué)習(xí)小組，在開課的前15分鐘，讓學(xué)生先來講解，然后分組討論，最后再由授課老師進(jìn)行解惑，分析不足，進(jìn)一步加深印象的授課。通過這種教學(xué)方式，可以充分鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、語言組織、PPT制作、視頻學(xué)習(xí)、甚至是一種材料研究的設(shè)計、開發(fā)思維，并能訓(xùn)練學(xué)生的自我表達(dá)能力、團(tuán)隊協(xié)作、專用知識學(xué)習(xí)和科研能力。這些能力不僅僅是學(xué)生學(xué)習(xí)知識的能力，更是將來走向社會、適應(yīng)社會的能力。

二、理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)結(jié)合

材料科學(xué)基礎(chǔ)是一門理論基礎(chǔ)知識，也是一門緊密聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用的學(xué)科?；A(chǔ)知識即重要又苦澀，如何讓苦澀的知識生動起來，這就是教學(xué)水平。實(shí)踐教學(xué)是整個教學(xué)過程中的一個重要環(huán)節(jié)［5］，教學(xué)與實(shí)踐結(jié)合，比如在講到材料的組織結(jié)構(gòu)內(nèi)容時，聯(lián)系目前最先進(jìn)的制備技術(shù)，播放一小段材料加工視頻，介紹材料制備過程，缺陷特征，失效形式，讓學(xué)生能更直觀的去了解學(xué)習(xí)的知識，也能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)精氣神，同時也能更好地讓學(xué)生去了解將來的工作，更早的去了解自己的發(fā)展方向，專業(yè)技能。同時，還可以讓學(xué)生參與到教師的科研中，比如在教師的材料熔煉時，把教學(xué)從教師帶到實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生去了解如何配料、如何熔煉、如何鑄造、如何分析材料組織性能，從實(shí)踐中去理解學(xué)到的知識，有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，通過對實(shí)踐過程中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與理論知識的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的思考能力，鞏固相關(guān)理論知識，然后將實(shí)踐中遇到的問題，在課堂上采用問答與講解相結(jié)合的形式，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識，提高學(xué)生的學(xué)以致用能力。

三、前沿知識引入教學(xué)

將材料科學(xué)的基本知識與目前的前沿技術(shù)、工程實(shí)際結(jié)合，讓基礎(chǔ)知識發(fā)揮他們的光輝，是教學(xué)中調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的一種手段。比如在學(xué)習(xí)到細(xì)晶強(qiáng)化技術(shù)時，可以結(jié)合最年輕的院士盧柯的研究，純銅的超細(xì)晶強(qiáng)化技術(shù)，即讓盧柯院士的事跡激勵學(xué)生學(xué)習(xí)，又能更好地了解細(xì)晶強(qiáng)化的應(yīng)用。在講到材料結(jié)構(gòu)時，聯(lián)系到港珠澳大橋的建設(shè)、北京大興國際機(jī)場的建設(shè)，用這些恢宏的建筑去感染學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，激勵學(xué)生學(xué)習(xí)的動力。

四、多元化考核機(jī)制

考核只是手段，并不是目的。如何讓考核變得更有效，讓考核成為學(xué)生學(xué)習(xí)的動力，值得關(guān)注。目前的教育，期末考試，突擊學(xué)習(xí)，今天考完，明天忘記，這就是常態(tài)。所以讓考核成為學(xué)士學(xué)習(xí)的動力［6］，讓知識牢記到學(xué)生腦中，才是最好的考核。所以淡化期末考試成績，突出平時學(xué)習(xí)能力的考核，才是本質(zhì)。將學(xué)生平時的小組討論部分有組內(nèi)成員相互打分和組間打分相結(jié)合，將實(shí)踐教學(xué)中學(xué)生的觀察問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的主動性列入考核范疇，這樣可以更好地調(diào)動學(xué)生平時的學(xué)習(xí)積極性，而不是在期末突擊。當(dāng)然這要求教師提前設(shè)置好評價標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)公平公正打分，這里可以有10%的學(xué)習(xí)能力、進(jìn)步能力等主觀評分體系。

五、結(jié)語

教學(xué)理念、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核目標(biāo)的改革，始終要以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)，通過各種手段調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，利用質(zhì)量管理的PDCA循環(huán)來培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和將來適應(yīng)社會或科研的能力。本文通過對“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程實(shí)施改革的探討，明顯提高了該課程的教學(xué)質(zhì)量，同時為希望能為其他課程的改革提供了借鑒。

參考文獻(xiàn):

［1］石德珂．材料科學(xué)基礎(chǔ)［M］．第2版．北京院機(jī)械工業(yè)出版社，2003．

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［3］王永紅，張春晨，蘇勇，等．材料類學(xué)科平臺課程的教學(xué)改革與實(shí)踐-以合肥工業(yè)大學(xué)《材料工程基礎(chǔ)》課為例［J］．合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2018，32(5):123-127．

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［5］YuDG，WangD，ZhengSY，etal．Toeffectivelycombinethescienceandengineeringteachinginhighereducationfromthescientificphenomena［C］．Proceedingsofthe2nd．AnnualInternationalConferenceonSocialScienceandContemporaryHu-manityDevelopment(SSCHD，2016)．Wuhan:AtlantisPess，2016:756-760．

［6］李生娟，朱鈺方，趙斌，等．本科課程(材料科學(xué)基礎(chǔ)(英))的建設(shè)和教學(xué)探索［J］．上海理工大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2019，2(41):185-189．

作者:周洪雷 單位:上海理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院