材料連接導(dǎo)論課程的實(shí)踐與思考

漢晶 林健 郭福

摘要：本文在材料連接導(dǎo)論課程教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，提出了具體的教學(xué)建議：明確教學(xué)目標(biāo)，因材施教，授人以漁；讓課堂變得生動(dòng)有趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；理論結(jié)合實(shí)際，重視實(shí)踐教學(xué)；采取靈活多樣的考試形式，注重中間環(huán)節(jié)的考評(píng)。

關(guān)鍵詞：材料連接導(dǎo)論；教學(xué)實(shí)踐；教學(xué)建議

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）18-0228-02

目前，社會(huì)對(duì)復(fù)合型人才的需求日益增加，大學(xué)公共選修課是各高校為了適應(yīng)這一需求，在充分考慮學(xué)生興趣愛(ài)好的前提下，學(xué)生自主選擇，教師集中授課的一種教學(xué)方式，是各專(zhuān)業(yè)必修課的有益補(bǔ)充和拓展[1]。北京工業(yè)大學(xué)的材料連接導(dǎo)論課程是材料科學(xué)與工程學(xué)院為全校本科生開(kāi)設(shè)的一門(mén)校選課，每學(xué)年秋季學(xué)期授課，已開(kāi)設(shè)八年之久。課程內(nèi)容豐富有趣，主要采用多媒體授課的方式，適當(dāng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解材料連接技術(shù)與工藝的基本內(nèi)容以及相關(guān)的具體應(yīng)用實(shí)例，認(rèn)識(shí)到材料連接在實(shí)際生活中無(wú)處不在，有效提升學(xué)生的材料素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生對(duì)材料科學(xué)的興趣，同時(shí)，有效提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考和分析解決問(wèn)題。為此，結(jié)合2017—1018學(xué)年第一學(xué)期材料連接導(dǎo)論課程的教學(xué)實(shí)踐，深入思考，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

一、因材施教，授人以漁

教師需要明確授課對(duì)象，2017—2018學(xué)年第一學(xué)期選修本課程的各年級(jí)本科生共25人次，其中三人為材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，其余為非材料相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生。可見(jiàn)，大部分學(xué)生材料專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)薄弱，因此幫助學(xué)生理清課程思路就顯得尤為重要了，課程主要分為材料和材料連接方法兩大部分，其中，材料部分包括材料的支柱和先導(dǎo)作用、從元素周期表認(rèn)識(shí)材料、鋼鐵材料、微電子領(lǐng)域的材料四部分，材料的連接方法及其原理部分包括機(jī)械連接、膠接和焊接。機(jī)械連接部分主要介紹螺栓連接和鉚接，膠接部分主要介紹了膠粘劑和涂料，焊接部分主要介紹了固相焊接、熔化焊和釬焊。

教師要引導(dǎo)學(xué)生去思考，在授課過(guò)程中讓學(xué)生逐漸認(rèn)識(shí)到，材料的連接方法是在不斷發(fā)展的，早期的金屬塔結(jié)構(gòu)都是鉚接的，早期的鋼框架結(jié)構(gòu)的高層建筑也是鉚接的，后來(lái)才逐漸改為更為廉價(jià)可靠的焊接。有的時(shí)候不是某些連接方法做不了，而是要選擇最佳的連接方法，達(dá)到最佳的效果。材料也是在不斷發(fā)展的，我們可以引導(dǎo)學(xué)生想象一個(gè)世界，那里最高可以居住的建筑只有30米，最長(zhǎng)的橋梁只有100米，想象一個(gè)沒(méi)有汽車(chē)、火車(chē)或者鉆油井的世界，那就是一個(gè)沒(méi)有鋼鐵的世界。可見(jiàn)，表面上司空見(jiàn)慣的、習(xí)以為常的東西，例如：摩天大樓、橋梁、汽車(chē)、高鐵，大家體驗(yàn)這些激動(dòng)人心的創(chuàng)意，享受這些現(xiàn)代化成果的同時(shí)，是否想到這其中有大量的材料問(wèn)題，有大量材料高新技術(shù)的問(wèn)題，創(chuàng)新也必須在這個(gè)方向上著眼，無(wú)論材料還是工藝，存在大量創(chuàng)新的課題。教師可以通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，提高學(xué)生的邏輯思維能力和綜合素質(zhì)。

二、使課堂生動(dòng)有趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

課堂上遇到問(wèn)題，教師要與學(xué)生互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)看法。例如，材料的支柱和先導(dǎo)作用包括以下四個(gè)方面：（1）材料的定義、分類(lèi)和選材標(biāo)準(zhǔn)；（2）材料的作用：材料是社會(huì)進(jìn)步的標(biāo)志，人類(lèi)文明的根基，產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，創(chuàng)新的源泉，國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)；（3）材料科學(xué)與工程學(xué)科的定義和學(xué)科特點(diǎn)，這里涉及到“材料科學(xué)與工程四要素”這一重點(diǎn)概念；（4）材料和創(chuàng)新的關(guān)系。

教師在講解材料的第一個(gè)作用——材料是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步的標(biāo)志的過(guò)程中，提出問(wèn)題：從舊石器時(shí)代到新石器時(shí)代、陶器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代，都是以材料為這個(gè)時(shí)代命名，這說(shuō)明了什么問(wèn)題？說(shuō)明材料在人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步過(guò)程中具有標(biāo)志性的作用。比如說(shuō)，什么是舊石器時(shí)代？什么是新石器時(shí)代？標(biāo)志分別是什么？大概的分界線(xiàn)在什么年代？所謂新石器時(shí)代，就是經(jīng)過(guò)人類(lèi)有目的做的加工的石器，出現(xiàn)了這種石器，人類(lèi)就進(jìn)入了新石器時(shí)代。在講解新石器時(shí)代的過(guò)程中列舉了收藏于浙江省博物館的河姆渡文化石斧、河姆渡文化骨針、良渚文化神人獸面紋玉鉞、良渚出土玉琮王等著名文物，并指出它們的區(qū)別與聯(lián)系，引發(fā)學(xué)生的獨(dú)立思考，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

教師在介紹陶器時(shí)代時(shí)指出：陶器在人類(lèi)文明進(jìn)步過(guò)程中的作用非同小可，陶器是人類(lèi)第一次按照意愿靠自然的原料加工出來(lái)的一種物件，并引導(dǎo)學(xué)生想象：一次大雨過(guò)后，古人在泥地里走出很多腳印，然后發(fā)生了一場(chǎng)山火，古人發(fā)現(xiàn)泥腳印可以盛水，這應(yīng)該就是陶器時(shí)代最早的開(kāi)始。而出土文物中的陶器很多，包括收藏于陜西歷史博物館的秦彩繪跪射俑和三彩載樂(lè)駱駝俑，收藏于哈佛大學(xué)博物館的唐朝彩塑供養(yǎng)菩薩，收藏于中國(guó)國(guó)家博物館的唐代陶駱駝?shì)d樂(lè)舞三彩俑。通過(guò)將課程內(nèi)容與材料連接的應(yīng)用實(shí)例相結(jié)合，使課堂變得生動(dòng)有趣，有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

三、理論結(jié)合實(shí)際，重視實(shí)踐教學(xué)

教師在授課過(guò)程中要重視理論結(jié)合實(shí)際。例如，將釬焊理論與半導(dǎo)體器件的實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，深入淺出，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到：硅材料是90%以上半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)，而硅材料來(lái)源于本身并不起眼的二氧化硅，由此，通過(guò)理論與實(shí)例的結(jié)合，自然而然地得出了結(jié)論：材料科學(xué)與工程可以點(diǎn)石成金，化腐朽為神奇。

教師講解隱形無(wú)人駕駛機(jī)部分，讓學(xué)生明確飛機(jī)本身離不開(kāi)復(fù)合材料、半導(dǎo)體材料、高精度GPS模塊和大容量電池等。而美國(guó)“福特號(hào)”航母采用的“全天候電子助降系統(tǒng)”彈射并且降落無(wú)人駕駛機(jī)的過(guò)程除了電磁彈射技術(shù)以外，還應(yīng)用到了一系列尖端科技：高精度雷達(dá)技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙測(cè)導(dǎo)航技術(shù)、微波通訊技術(shù)和微電子技術(shù)等。通過(guò)理論與實(shí)際的結(jié)合，引發(fā)了學(xué)生的興趣，加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

四、采取靈活多樣的考試形式，注重中間環(huán)節(jié)考評(píng)

考試的形式不拘泥于閉卷考試或上交大作業(yè)，更加側(cè)重中間環(huán)節(jié)的考評(píng)，將25名學(xué)生分成5個(gè)小組，針對(duì)不同專(zhuān)題進(jìn)行分組討論。本學(xué)期的5個(gè)議題分別為：（1）試指出“劍橋橋梁進(jìn)步史”中每種代表性橋梁所使用的材料和連接方法；（2）試從材料角度解釋“9·11”世貿(mào)大廈垮塌事件和“3·11”福島核電站事故；（3）試將材料科學(xué)與工程四面體應(yīng)用于布加迪奇戎汽車(chē)；（4）試論述“新材料是國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)”；（5）試論述“材料是文明社會(huì)進(jìn)步的標(biāo)志”，并說(shuō)明材料如何伴隨人類(lèi)走過(guò)漫長(zhǎng)的歲月。5個(gè)議題涵蓋了材料連接導(dǎo)論課程的各個(gè)方面，要求學(xué)生把學(xué)到的材料連接知識(shí)融會(huì)貫通，使學(xué)生有針對(duì)性地開(kāi)展閱讀活動(dòng)，活學(xué)活用，學(xué)以致用，同時(shí)，也提高了學(xué)生的協(xié)同合作能力、邏輯思維能力以及綜合素質(zhì)。另外，教師在分組的過(guò)程中格外注意將相同專(zhuān)業(yè)、相同年級(jí)的學(xué)生分到不同小組，有效避免了相同專(zhuān)業(yè)、相同年級(jí)學(xué)生思路和思維方式的一致性。此外，教師在課程伊始便給全部學(xué)生提供了課程整個(gè)學(xué)期的日程表，包括何時(shí)進(jìn)行分組討論，何時(shí)進(jìn)行課堂討論，何時(shí)進(jìn)行口試。使課程檔案的作用不僅僅局限于教務(wù)處的檢查，還能有效幫助學(xué)生了解課程進(jìn)度。

五、結(jié)語(yǔ)

在材料連接導(dǎo)論課程的教學(xué)實(shí)踐基礎(chǔ)上，結(jié)合課程的教學(xué)大綱，針對(duì)課程內(nèi)容和授課方式提出了具體的教學(xué)建議：教師要明確教學(xué)目標(biāo)，因材施教，授人以漁；讓課堂變得生動(dòng)有趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；理論結(jié)合實(shí)際，重視實(shí)踐教學(xué)；采取靈活多樣的考試形式，期末考試不拘泥于閉卷考試，注重中間環(huán)節(jié)的考評(píng)。學(xué)生在收獲知識(shí)的同時(shí)，其思維變得更為發(fā)散，想象力變得更為豐富，獨(dú)立思考和分析解決問(wèn)題的能力得到大幅提高，并取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁興連，操良平，羅江華.在線(xiàn)討論變革高校公選課學(xué)習(xí)模式的實(shí)證研究[J].現(xiàn)代教育管理，2016，（7）：99-103.