材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)優(yōu)化

摘 要：材料科學(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)容繁多且抽象難于理解，課程教學(xué)枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，致使課程教學(xué)效果不理想。因此，對(duì)課程及其教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化非常必要。本文從教師隊(duì)伍、課程設(shè)置、教學(xué)手段及考核方式等方面闡述了對(duì)課程及教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化的必要性以及優(yōu)化方法。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)基礎(chǔ) 教學(xué) 優(yōu)化

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2013）04（a）-0037-02

材料科學(xué)基礎(chǔ)是高等學(xué)校材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科專業(yè)課程體系中一門重要的基礎(chǔ)理論課程[1]。該課程主要闡述材料的組成、結(jié)構(gòu)與材料物理化學(xué)性能之間的關(guān)系及規(guī)律，包括晶體學(xué)基礎(chǔ)、晶體缺陷、相結(jié)構(gòu)、相圖、擴(kuò)散、塑性變形、回復(fù)與再結(jié)晶、材料復(fù)合等理論。材料科學(xué)基礎(chǔ)在公共基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程之間起著承前啟后的作用，學(xué)生通過該課程，除了學(xué)習(xí)掌握材料領(lǐng)域基礎(chǔ)知識(shí)外，更重要的是學(xué)會(huì)分析、解決科學(xué)研究與工程應(yīng)用中的實(shí)際問題，打下堅(jiān)實(shí)的知識(shí)與技術(shù)基礎(chǔ)。

該課程內(nèi)容面廣、概念繁多，很多內(nèi)容抽象，難于記憶和理解。教師授課難免顯得枯燥，學(xué)生興趣不高，如此惡性循環(huán)，導(dǎo)致該課程教學(xué)效果不佳。因此，從各方面對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化勢(shì)在必行。

1 教師隊(duì)伍的優(yōu)化

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教師隊(duì)伍的優(yōu)化不只針對(duì)單個(gè)授課教師，因?yàn)橐话阏n程從內(nèi)容設(shè)置到教學(xué)任務(wù)的完成需要一個(gè)團(tuán)隊(duì)來(lái)協(xié)作[2]。教師隊(duì)伍的優(yōu)化也不是以書本知識(shí)掌握的多寡而進(jìn)行簡(jiǎn)單地篩選，而是涉及教師團(tuán)隊(duì)個(gè)體和整體的綜合評(píng)價(jià)。

1.1 教師的專業(yè)知識(shí)

具備堅(jiān)實(shí)的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，是對(duì)一名教師的基本要求。課程的目的就是要通過教學(xué)，把相關(guān)知識(shí)點(diǎn)傳授給學(xué)生，使之形成基本的理論框架，為以后更高更深層次的發(fā)展打下基礎(chǔ)。俗話說：“給學(xué)生半桶水，自己就要有一桶水”，教師必需有充實(shí)的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，在教學(xué)中才能駕輕就熟，從更高的層次引領(lǐng)學(xué)生更好地進(jìn)行學(xué)習(xí)。如果教師自身對(duì)專業(yè)知識(shí)就是一知半解，必然使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果大打折扣，甚至無(wú)所適從。

1.2 教師的組成結(jié)構(gòu)

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程由單一教師授課必然會(huì)受到教師自身專業(yè)的局限，不利于全面深入地對(duì)整個(gè)課程進(jìn)行講授。課程的教學(xué)隊(duì)伍需要由相關(guān)專業(yè)的若干教師組成，教師隊(duì)伍的職稱結(jié)構(gòu)、專業(yè)結(jié)構(gòu)要配置合理，既要有講授基礎(chǔ)理論的骨干教師，又需要有在專業(yè)上有較高造詣的專家以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)教師，使他們能夠發(fā)揮各自的特長(zhǎng)，做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，有基礎(chǔ)、有提高，理論與實(shí)驗(yàn)、教學(xué)與科研達(dá)到有機(jī)結(jié)合。

1.3 教師自身的提高

科學(xué)技術(shù)與知識(shí)在不斷發(fā)展進(jìn)步，作為材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教師，需要時(shí)刻關(guān)注相關(guān)學(xué)科的發(fā)展方向，在做好教學(xué)工作的同時(shí)，在專業(yè)上有更深入的學(xué)習(xí)，對(duì)專業(yè)知識(shí)有更高層次的把握，進(jìn)而強(qiáng)化自身的教學(xué)能力。同時(shí)，授課教師之間也應(yīng)加強(qiáng)協(xié)作與交流。如通過教學(xué)基本功大賽、教學(xué)討會(huì)等形式，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的難點(diǎn)及存在的問題，借助集體的力量加以解決，也使得教師隊(duì)伍成員之間互相學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同提高。

2 課程設(shè)置的優(yōu)化

材料科學(xué)基礎(chǔ)作為專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，在教學(xué)中要根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)課程內(nèi)容與體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。既要使學(xué)生加強(qiáng)理論基礎(chǔ)，又要做到融會(huì)貫通，同時(shí)拓寬知識(shí)面，達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。

2.1 課程重點(diǎn)內(nèi)容

材料科學(xué)基礎(chǔ)研究的是材料成分、組織結(jié)構(gòu)、材料性能及其關(guān)系。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，課程設(shè)置的主要內(nèi)容包括晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、相結(jié)構(gòu)、相圖、塑性變形等。為避免內(nèi)容枯燥乏味，講授內(nèi)容需要有一定的針對(duì)性，通過實(shí)際生活中實(shí)實(shí)在在的工具、器件等引出相關(guān)理論，密切理論與實(shí)際的結(jié)合，達(dá)到課程內(nèi)容的傳授。同時(shí)，也可以結(jié)合本校具有優(yōu)勢(shì)的研究領(lǐng)域，側(cè)重講解某一方面基本理論內(nèi)容。

2.2 最新研究成果

課堂教學(xué)中，在注重相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)講授的同時(shí)，還需要引入相關(guān)的最新科研成果，不斷開闊學(xué)生的視野，使之對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀有所了解，并發(fā)現(xiàn)可能存在的問題。如以納米材料、非晶合金、記憶材料等為例，通過這些材料的特殊性能與基礎(chǔ)理論之間的關(guān)系講解，提高學(xué)生對(duì)材料科學(xué)研究的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維，達(dá)到課程教學(xué)目的。

2.3 與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證課堂講授的理論知識(shí)的必要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生鞏固和加深對(duì)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際，自己動(dòng)手分析解決問題的能力[3]。如材料顯微組織觀察、導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定、拉伸力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)等，使學(xué)生既掌握了基本實(shí)驗(yàn)技能，又通過看得見、摸得著的實(shí)物，充分理解相關(guān)的概念和理論。

3 教學(xué)手段的優(yōu)化

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程概念多、內(nèi)容雜、而且比較抽象，難于理解。傳統(tǒng)的照本宣科式的講授會(huì)使課堂變得非常枯燥，所以在教學(xué)手段上應(yīng)該充分發(fā)揮先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)的作用，如適當(dāng)采用多媒體教學(xué)等手段[4]。對(duì)于比較抽象的微觀結(jié)構(gòu)的變化，如晶體結(jié)構(gòu)、位錯(cuò)的形成及運(yùn)動(dòng)、金屬凝固結(jié)晶過程和塑性變形中晶粒變化等，可使用Auth orware、3D MAX、Power Point等軟件，制作結(jié)構(gòu)模型和三維動(dòng)畫輔助教學(xué)，使學(xué)生對(duì)相關(guān)理論有更直觀的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，利用相關(guān)的影像資料，如材料科學(xué)紀(jì)片、專業(yè)領(lǐng)域的新成果報(bào)道、有突出貢獻(xiàn)專家的研究故事等，充實(shí)課堂教學(xué)內(nèi)容[5]。這樣就可以找到比較好的切入點(diǎn)，使課堂增加趣味性和生動(dòng)性，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，激發(fā)他們學(xué)習(xí)這門課程的積極性。需要指出的是，多媒體雖然在一定程度上可以很好地輔助材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)，但在實(shí)際教學(xué)中不能對(duì)其產(chǎn)生過度依賴。因?yàn)槎嗝襟w授課時(shí)，信息量非常大，尤其是基本概念和公式，往往一個(gè)頁(yè)面的內(nèi)容學(xué)生理解和消化起來(lái)都需要很長(zhǎng)時(shí)間，如果授課時(shí)頁(yè)面切換過快，反而容易造成學(xué)生思路跟不上，從而違背使用多媒體的初衷。

另外，嘗試打破老師講學(xué)生聽的傳統(tǒng)課堂模式，鼓勵(lì)學(xué)生試講?？梢宰寣W(xué)生查閱某種材料的研究最新報(bào)道或相關(guān)文獻(xiàn)，進(jìn)行比較深入的研讀，并在課堂上用十分鐘左右的時(shí)間向其他同學(xué)進(jìn)行講解，并指出與之相關(guān)的材料科學(xué)基礎(chǔ)理論。然后同學(xué)之間進(jìn)行討論，并在教師的指導(dǎo)下分析基礎(chǔ)理論的應(yīng)用方式，從而達(dá)到學(xué)以致用的目的[6]。這樣就充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，可以很好地促進(jìn)課程教學(xué)。

4 考核方式的優(yōu)化

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程不僅要教會(huì)學(xué)生材料學(xué)的一些基礎(chǔ)理論，更要培養(yǎng)他們利用這些知識(shí)解決實(shí)際問題的能力、實(shí)驗(yàn)操作能力以及思維創(chuàng)新能力等。而傳統(tǒng)的一張考卷定成績(jī)的方式，不能全面評(píng)價(jià)一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。比如有的學(xué)生死記硬背得到高分，而實(shí)際上卻不能對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行活學(xué)活用。所以需要根據(jù)課程實(shí)際，注重學(xué)生多方面的表現(xiàn)，給出恰當(dāng)?shù)目己顺煽?jī)。

4.1 平時(shí)課堂表現(xiàn)成績(jī)

鼓勵(lì)學(xué)生積極回答授課教師提出的問題，同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生指出教師授課過程中存在的不足，鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)授課內(nèi)容提出問題并進(jìn)行討論。對(duì)這方面表現(xiàn)突出的學(xué)生應(yīng)在平時(shí)成績(jī)上給予加分。

4.2 試講互評(píng)成績(jī)

對(duì)于課堂上學(xué)生試講的內(nèi)容，同學(xué)之間可以互相評(píng)價(jià)，從講解的深度、理論分析或運(yùn)用的熟練程度、回答問題的滿意度等方面給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，供授課教師參考。

4.3 實(shí)驗(yàn)成績(jī)

學(xué)生對(duì)待實(shí)驗(yàn)的態(tài)度，實(shí)驗(yàn)過程中儀器設(shè)備操作能力的掌握程度以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理優(yōu)劣，會(huì)在實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)報(bào)告中有所體現(xiàn)。教師要根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果做出判斷，給出適當(dāng)?shù)姆謹(jǐn)?shù)。

4.4 試卷成績(jī)

由于最容易量化，這種考核方式依然可作為成績(jī)?cè)u(píng)定的主要組成部分。不過在試卷題目的設(shè)置上可以進(jìn)行必要的優(yōu)化。如逐漸減少死板的名詞解釋和繁雜的公式計(jì)算題，而增加考察學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)能力的試題。比如，給出某種材料檢測(cè)結(jié)果，讓學(xué)生指出要分析這些結(jié)果需要用到的基礎(chǔ)理論知識(shí)點(diǎn)，并進(jìn)行相應(yīng)闡述等，這樣更有利于檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。

授課老師最終給出的成績(jī)應(yīng)該是綜合考慮以上各方面因素后的綜合成績(jī)，每個(gè)方面可以占一定比例，從而促使學(xué)生全方位地學(xué)習(xí)和掌握課程相關(guān)的知識(shí)，達(dá)到教學(xué)目的。

5 結(jié)語(yǔ)

材料科學(xué)基礎(chǔ)是材料學(xué)相關(guān)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，課程的教學(xué)優(yōu)化對(duì)專業(yè)人才的培養(yǎng)具有重要的基礎(chǔ)意義。這就要求授課教師在教學(xué)過程中不斷優(yōu)化自身素質(zhì)，探索課程設(shè)置、教學(xué)手段及考核方式的優(yōu)化途徑，為培養(yǎng)具有堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)又有較強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳進(jìn)怡，曹陽(yáng)，李建保.材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)過程中如何做到師生間的互動(dòng)[J].海南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，30（3）：288-292.

[2]滕祥東，任偉寧，楊冰.應(yīng)用型大學(xué)教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)模式的構(gòu)建與優(yōu)化[J].黑龍江高教研究，2009（7）：88-90.

[3]張小文.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的創(chuàng)新與實(shí)踐探索[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（18）：140-141.

[4]賈淑果，寧向梅，田保紅，等.材料科學(xué)基礎(chǔ)多媒體教學(xué)探討[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2010（5）：87-89.

[5]謝鯤，崔洪芝，曹梅青，等.材料科學(xué)基礎(chǔ)課程體驗(yàn)式教學(xué)[J].中國(guó)冶金教育，2012（5）：12-14.

[6]范群成，徐彤，席生岐，等.研究型教學(xué)在“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的實(shí)踐與思考[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2012（8）：61-62.