材料科學(xué)基礎(chǔ)課程啟發(fā)式教學(xué)改革探討

楊陽(yáng)　王伶俐　馮世全

摘 要 《材料科學(xué)基礎(chǔ)課程》作為材料物理專業(yè)本科核心課程，對(duì)本專業(yè)知識(shí)體系的建立和后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。本文針對(duì)《材料科學(xué)基礎(chǔ)課程》存在的教學(xué)問(wèn)題，圍繞啟發(fā)式教學(xué)思想，從創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)手段，增加課堂互動(dòng)等方面對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)改革進(jìn)行探討，以期培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 材料科學(xué)基礎(chǔ) 啟發(fā)式教學(xué) 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G421；TU51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

材料科學(xué)基礎(chǔ)是一門重要的專業(yè)理論基礎(chǔ)課程，它以材料的組織結(jié)構(gòu)為出發(fā)點(diǎn)，涉及了各種材料的共性基礎(chǔ)知識(shí)。材料科學(xué)基礎(chǔ)課程是后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，在今后相關(guān)專業(yè)的工作和科研都有重要作用，但結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看學(xué)生普遍反映課程內(nèi)容枯燥、難學(xué)。究其原因，是因?yàn)樵撜n程理論知識(shí)點(diǎn)多并且內(nèi)容較為抽象，如涉及名詞定義近300個(gè)。如何解決材料科學(xué)基礎(chǔ)教與學(xué)的問(wèn)題，一直是該課程教學(xué)改革的重點(diǎn)。本文旨在結(jié)合啟發(fā)式教學(xué)改革的一系列思想，探討材料科學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)改革。

啟發(fā)式教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)應(yīng)用型人才具有重要積極作用，它不是一種簡(jiǎn)單的教學(xué)方法的創(chuàng)新，而是一種教學(xué)思想的轉(zhuǎn)變。啟發(fā)式教學(xué)是從學(xué)生的需要出發(fā)，處理好教與學(xué)之間的關(guān)系，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，教師起到指導(dǎo)與推動(dòng)的作用，變教師的單純傳授為教師與學(xué)生間的互動(dòng)。因此，啟發(fā)式教學(xué)能豐富材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革內(nèi)容，深化教學(xué)改革意義，對(duì)于創(chuàng)新型人才的塑造具有重要意義。

1創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性

材料科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)抽象，課程內(nèi)容有一定的理論深度，需要學(xué)生理論推導(dǎo)和邏輯思維能力。抽象繁多的知識(shí)點(diǎn)很容易打擊學(xué)生求知欲，使得學(xué)生喪失學(xué)習(xí)積極性。因此授課過(guò)程中，要注重啟發(fā)式教學(xué)手段，內(nèi)容的趣味性。利用“聯(lián)想法”，通過(guò)一系列與生活或生產(chǎn)相關(guān)的實(shí)力或熱點(diǎn)話題引入知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)實(shí)際案例演繹基礎(chǔ)理論的內(nèi)涵與應(yīng)用。

在每一章開頭，以實(shí)例開頭回答“為什么學(xué)”這一問(wèn)題。如在講第五章材料的形變與再結(jié)晶時(shí)，教師首先詢問(wèn)學(xué)生汽車輪轂是怎么制備而成，引起了學(xué)生學(xué)習(xí)的求知欲。然后通過(guò)汽車輪轂的加工鍛造過(guò)程，給學(xué)生具體講解工業(yè)生產(chǎn)中加工硬化和再結(jié)晶的應(yīng)用。這種啟發(fā)式教學(xué)模式能夠減少學(xué)生對(duì)理論概念的陌生感，幫助他們理解基礎(chǔ)理念和基本概念科學(xué)內(nèi)涵豐富性。

另外在課堂教學(xué)時(shí)，需要不斷引入科技前沿與研究熱點(diǎn)問(wèn)題，能夠擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。例如在講解第三章晶體缺陷的時(shí)候結(jié)合鐵電薄膜材料中位錯(cuò)對(duì)其的影響等前沿，增加不同角度的正負(fù)位錯(cuò)對(duì)鐵電薄膜單疇結(jié)構(gòu)的影響介紹。這些講授內(nèi)容能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，提高學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。

2改變教學(xué)方法和教學(xué)手段，幫助學(xué)生記憶和理解

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程知識(shí)體系龐大復(fù)雜，需要記憶的知識(shí)點(diǎn)比較多，是教學(xué)過(guò)程中一大難題。另一方面，傳統(tǒng)的教學(xué)模式采用“注入式”教學(xué)，忽略了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，造成了教師難教學(xué)生難學(xué)的境地。如果教學(xué)方法過(guò)于刻板很難引起學(xué)生的共鳴。因此改變傳統(tǒng)的“注入式”教學(xué)方法和手段，不再只單一的重視講授而輕視指導(dǎo)。啟發(fā)式教學(xué)方式之一就是采用導(dǎo)學(xué)制，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用自己的思維模式，選擇最合適的思考與探究方式學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，使學(xué)生能對(duì)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)感興趣深刻理解并記憶。

多媒體教學(xué)方式無(wú)疑是啟發(fā)式教學(xué)的一種重要實(shí)現(xiàn)途徑。多媒體教學(xué)方式可以化抽象知識(shí)為直觀，其優(yōu)越性在材料科學(xué)基礎(chǔ)課程中能得到充分體現(xiàn)。例如，晶體結(jié)構(gòu)三維圖像、位錯(cuò)的分類和運(yùn)動(dòng)、材料的變形等內(nèi)容是材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。采用多媒體技術(shù)中的二維、三維動(dòng)畫進(jìn)行演示，圖文并茂、聲形俱佳，學(xué)生通過(guò)形象形式深刻理解和掌握了抽象的概念。但同時(shí)，多媒體教學(xué)也存在著弊端，它會(huì)讓學(xué)生習(xí)慣于被動(dòng)接受信息，削弱了學(xué)生的想象力和邏輯思維能力。這就要求教師在教學(xué)實(shí)踐中要把多媒體的應(yīng)用與教學(xué)內(nèi)容相整合運(yùn)用多種教學(xué)手段的結(jié)合，因材施教、因課施教。

如在講授第三章固體結(jié)構(gòu)中，對(duì)于體心、面心和密排六方等三種重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)于缺少立體空間概念的學(xué)生很難理解。講課的時(shí)候借助葡萄和牙簽等日常用品，以葡萄為原子牙簽為原子鍵給學(xué)生詳細(xì)講解了三種典型的晶體結(jié)構(gòu)，并以作業(yè)的形式讓學(xué)生自己課下動(dòng)手來(lái)做。這種教學(xué)方式能讓學(xué)生真正參與進(jìn)來(lái)，打開了學(xué)生思路，獲得了很好的教學(xué)效果。

3翻轉(zhuǎn)課堂和課堂討論，增加師生互動(dòng)

教學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容就是指導(dǎo)學(xué)生怎樣去學(xué)習(xí)，這需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主體地位，增加教師和學(xué)生之間積極的互動(dòng)。啟發(fā)式教學(xué)要求把學(xué)生作為課堂的主體，為學(xué)生提供充分展示自己才能的機(jī)會(huì)。翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新興的教學(xué)模式，它將傳統(tǒng)的課堂學(xué)習(xí)過(guò)程翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，讓學(xué)生在課堂外通過(guò)教學(xué)視頻或資料自主學(xué)習(xí)課程，而在課堂上教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)評(píng)和相應(yīng)指導(dǎo)已完成教學(xué)目標(biāo)。另外在課上對(duì)于一些問(wèn)題可以分組學(xué)習(xí)的方式展開交流和討論，每個(gè)學(xué)生參與其中獲得自己滿意的答案。翻轉(zhuǎn)課堂和適當(dāng)?shù)恼n堂討論能作為課堂教學(xué)的重要輔助環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為主的主動(dòng)式個(gè)性化學(xué)習(xí)，充分了體現(xiàn)了現(xiàn)代教育教學(xué)的基本內(nèi)涵，值得我（下轉(zhuǎn)第73頁(yè)）（上接第53頁(yè)）們發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)并運(yùn)用到材料科學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)進(jìn)程中來(lái)。

但由于材料科學(xué)基礎(chǔ)基本概念抽象繁多，并不是所有的課程或知識(shí)點(diǎn)都適用于翻轉(zhuǎn)課程。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于一些復(fù)習(xí)性質(zhì)很強(qiáng)但又起到啟后作用的內(nèi)容，可以預(yù)先設(shè)計(jì)出一系列問(wèn)題讓學(xué)生查閱資料自學(xué)，然后在課堂上組織學(xué)生進(jìn)行討論或讓學(xué)生親自到講臺(tái)上進(jìn)行講解，涉及到新的知識(shí)點(diǎn)再由教師補(bǔ)充，這樣既活躍了教學(xué)氣氛，也可避免學(xué)生在學(xué)習(xí)熟悉的內(nèi)容時(shí)產(chǎn)生厭倦從而提高教學(xué)效率。例如講授第五章晶體的塑形變形時(shí)，由于里面的許多知識(shí)點(diǎn)跟第三章相近，適合利用翻轉(zhuǎn)課堂的形式讓學(xué)生課下自學(xué)，課上由老師指導(dǎo)討論。這種教學(xué)模式增強(qiáng)學(xué)生的自信心和主動(dòng)性，得到了事半功倍的效果。

4結(jié)語(yǔ)

總之，啟發(fā)式教學(xué)思想對(duì)于材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)改革具有重要指導(dǎo)意義。它要求教師在闡明概念、理論的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)知識(shí)架構(gòu)間的相互關(guān)系，注重講授理論的來(lái)源、思路、方法、意義和應(yīng)用，講清它們之間的內(nèi)在聯(lián)系。啟發(fā)式教學(xué)方法的應(yīng)用能抓住學(xué)生的好奇心，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)積極性。在傳授課程知識(shí)點(diǎn)啟發(fā)式教學(xué)方法能給學(xué)生提供廣闊的思維空間和分析解決問(wèn)題的能力。

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