研究生《材料流變學(xué)》課程教學(xué)改革研究

雷猛 晏華 胡志德 楊健健 張寒松

【摘要】研究生課程教學(xué)是研究生能力素質(zhì)培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。本文以材料學(xué)科碩士研究生《材料流變學(xué)》課程教學(xué)實踐改革為基礎(chǔ)，介紹了教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式方法和實驗教學(xué)等方面的實踐與探索，以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)為目標(biāo)，全面提高教學(xué)質(zhì)量和效果。

【關(guān)鍵詞】研究生 材料流變學(xué) 教學(xué)改革

【基金項目】2017年重慶市教育委員會研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)項目（201758）。

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）33-0013-01

研究生教育是高等教育的重要部分，是培養(yǎng)高層次人才的重要途徑?！恫牧狭髯儗W(xué)》課程是陸軍勤務(wù)學(xué)院材料學(xué)科研究生課程體系中必修的5大專業(yè)課之一，對學(xué)院研究生選擇智能材料、建筑材料、高分子材料、環(huán)境工程、應(yīng)用化學(xué)等學(xué)科方向?qū)W位論文有重要的支撐作用，對學(xué)院研究生學(xué)員進(jìn)入部隊從事營房類、油料類、裝備類、倉儲管理類、研究設(shè)計類崗位工作均能提供很大幫助。

由于流變學(xué)在新型復(fù)合材料的制備上具有廣闊的前景，在聚合物或聚合物基復(fù)合材料長期力學(xué)性能的加速表征以及老化機(jī)理的研究與防護(hù)中具有獨(dú)特的優(yōu)勢，在巖土工程、機(jī)械加工成形、石油化工、航空航天、海洋工程以及生物技術(shù)等學(xué)科中具有廣闊的應(yīng)用前景，因此，《材料流變學(xué)》是一般機(jī)械工程、材料學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、石油化工、物理化學(xué)、土木工程等學(xué)科研究生課程體系中的專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課或?qū)I(yè)選修課[1]，其基礎(chǔ)性、通用性和應(yīng)用的廣泛性特點(diǎn)十分突出，在上述專業(yè)研究生課程體系設(shè)計中地位突出，對上述專業(yè)研究生學(xué)位論文工作的順利開展和畢業(yè)后走向工作崗位的專業(yè)履職都能發(fā)揮重要作用。同時立足國家經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展需要，面向全國對未來人才的需求，培養(yǎng)和造就一批具有材料流變學(xué)基礎(chǔ)理論知識的工程技術(shù)人才，《材料流變學(xué)》課程教學(xué)改革是非常必要的。下面從學(xué)院對該門研究生課程教學(xué)改革和課程建設(shè)方面進(jìn)行介紹。

1.課程存在的主要問題

一是對《材料流變學(xué)》課程的基礎(chǔ)性、通用性和應(yīng)用的廣泛性特點(diǎn)認(rèn)識不足，對其在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、節(jié)約資源、材料保護(hù)中的地位、作用認(rèn)識模糊，在相關(guān)學(xué)科專業(yè)研究生課程體系設(shè)計及研究生能力、素質(zhì)培養(yǎng)中沒有引起足夠的重視。

二是《材料流變學(xué)》內(nèi)容豐富，師資要求高、實驗儀器設(shè)備投入大，為相關(guān)學(xué)科開設(shè)研究生課程增加了難度。

三是《材料流變學(xué)》課程涉及的學(xué)科門類較多，研究生在學(xué)習(xí)這門課程以前需有化學(xué)、物理學(xué)、材料學(xué)等方面的知識，這為學(xué)習(xí)《材料流變學(xué)》課程的研究生的基礎(chǔ)提出了較高要求。

2.課程建設(shè)歷程與發(fā)展情況

《材料流變學(xué)》依托原后勤工程學(xué)院化學(xué)與材料工程系建設(shè)，以材料科學(xué)與應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教師隊伍為主體。該門課程的教學(xué)始于2004年，經(jīng)過十年大膽改革、創(chuàng)新和建設(shè)，《材料流變學(xué)》已成為我校材料學(xué)研究生教學(xué)的主干課程，為我校歷屆材料學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、環(huán)境科學(xué)等專業(yè)大批畢業(yè)生的工程知識教育和全面素質(zhì)培養(yǎng)作出了重要貢獻(xiàn)。積極推行研究生教學(xué)改革，拓寬教學(xué)內(nèi)容，在講授流變學(xué)知識的基礎(chǔ)上，結(jié)合材料流變學(xué)最新研究成果，增添了聚合物材料、智能材料、石油流變學(xué)以及食品、醫(yī)藥、生物流變學(xué)的內(nèi)容。在學(xué)校教學(xué)評估、學(xué)院平時教學(xué)督導(dǎo)和院系領(lǐng)導(dǎo)的抽查中，《材料流變學(xué)》課程多次被評為優(yōu)秀。

3.主要教學(xué)改革舉措和成果

1）優(yōu)化課程教學(xué)目標(biāo)。使研究生通過學(xué)習(xí)，熟悉材料流變學(xué)相關(guān)基本概念，了解流變學(xué)分子理論的狀況和流變學(xué)的發(fā)展趨勢，能綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識解決工作中的實際問題。使研究生具備從“科學(xué)”和“工程”的角度認(rèn)識材料和流變行為的力學(xué)機(jī)理，并利用流變學(xué)基本原理分析材料時間相依的力學(xué)性能，具備分析問題和解決問題的能力。讓研究生掌握材料流變力學(xué)行為的測試原理和方法，了解新材料的發(fā)展動向以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程實踐中對流變學(xué)提出的新要求。

2）優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容體系與結(jié)構(gòu)。課程內(nèi)容包括課堂授課、實驗和研討三部分，其中課堂授課12學(xué)時，流變學(xué)概論（研究對象、發(fā)展歷史、流變技術(shù)）、線性粘性流動（基本物理量、流動方式、粘度測定）、流變測定（毛細(xì)管流變儀等）、高聚物的流變特性（粘性流動、粘彈性、流變斷裂）；實驗6學(xué)時，實驗方案講解、旋轉(zhuǎn)粘度計實驗、毛細(xì)管粘度計實驗、磁流變旋轉(zhuǎn)粘度測定實驗；專題研討6學(xué)時，體液和食品中的流變學(xué)、潤滑油和潤滑脂中的流變學(xué)、電（磁）流變液，并根據(jù)流變學(xué)進(jìn)展、學(xué)員專業(yè)和研究方向進(jìn)行更新。教學(xué)中，注重理論課和實踐課的銜接以及各個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)之間的銜接：多媒體輔助教學(xué)—課堂討論—必做實驗—設(shè)計和創(chuàng)新性選做實驗。

3）創(chuàng)設(shè)優(yōu)良的教學(xué)環(huán)境與條件[2，3]。運(yùn)用現(xiàn)代多媒體信息技術(shù)對教學(xué)活動進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計，制作了全套多媒體教學(xué)課件，準(zhǔn)確簡潔，圖文并茂，把信息技術(shù)和流變力學(xué)教學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)結(jié)合起來，使得教學(xué)的表現(xiàn)形式更加形象化、多樣化、視覺化，有利于充分揭示流變學(xué)概念的形成與發(fā)展，流變學(xué)思維的過程和實質(zhì)，展示流變學(xué)思維的形成過程。實驗教學(xué)由經(jīng)驗豐富的教師專職擔(dān)任，與此同時，為滿足多專業(yè)的、全開放式的實驗教學(xué)，配備一定數(shù)量的研究生助教、助管崗位，加入《材料流變學(xué)》實驗教學(xué)，從事實驗技術(shù)開發(fā)，形成了一支結(jié)構(gòu)合理、具有較高素質(zhì)的穩(wěn)定的實驗教學(xué)服務(wù)隊伍。

4）豐富教學(xué)方法和手段。一是采取“講思路、講方法、講能力”教學(xué)方法。將復(fù)雜概念條理化，通俗化，學(xué)生易聽懂，能掌握，會應(yīng)用。理論聯(lián)系實際，結(jié)合學(xué)科前沿和工程實際課題進(jìn)行教學(xué)，提高學(xué)生的創(chuàng)新與工程應(yīng)用能力。在向?qū)W生講解流變學(xué)基礎(chǔ)知識、基本理論、培養(yǎng)學(xué)生基本技能的同時，能夠及時引入流變學(xué)新的科研成果、新發(fā)現(xiàn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教材建設(shè)和教學(xué)輔導(dǎo)資料等方面對課程內(nèi)容進(jìn)行整合、更新，培養(yǎng)學(xué)生開拓創(chuàng)新能力和提高綜合素質(zhì)，受教的各專業(yè)畢業(yè)生受益匪淺。二是開設(shè)高水平綜合性實驗課。結(jié)合實驗室開放性實踐教學(xué)，依托智能模塊化流變儀，采用多種材料表征手段，通過基礎(chǔ)實驗，學(xué)生加深了對于流變學(xué)現(xiàn)象和其背后基本理論的理解，增強(qiáng)動手能力和進(jìn)行科學(xué)思維的能力。三是多媒體信息技術(shù)融于教學(xué)課堂。在課堂上結(jié)合多媒體講解與板書，大大提高了教學(xué)效率，擴(kuò)大了教學(xué)容量，使以傳統(tǒng)教學(xué)方式難以實現(xiàn)的教學(xué)過程簡便化，教學(xué)更顯生動活潑，直觀易懂。四是運(yùn)用案例教學(xué)。采用案例進(jìn)行講解或組織學(xué)生對案例進(jìn)行研討，引導(dǎo)學(xué)生從實際案例中學(xué)習(xí)、理解和掌握一般規(guī)律、原則及方法，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，對提高學(xué)生實際動手能力和創(chuàng)新能力具有積極作用。

5）課程主要建設(shè)成果。一是根據(jù)各學(xué)科方向研究生培養(yǎng)的需求和重點(diǎn)，編寫了一套符合學(xué)時要求和內(nèi)容要求的講義及課程實驗指導(dǎo)書；二是根據(jù)各學(xué)科方向研究生培養(yǎng)的需求和重點(diǎn)，制作一套具有推廣應(yīng)用價值的共享多媒體課件；三是圍繞研究生課程教學(xué)目標(biāo)，制作內(nèi)容完整的、具有推廣應(yīng)用價值的材料流變實驗技術(shù)教學(xué)片，生動地反映材料流變學(xué)涉及的研究內(nèi)容、手段和相關(guān)研究成果等。

通過《材料流變學(xué)》課程的教學(xué)改革和課程建設(shè)，以學(xué)生為主體，以實驗為輔助，將理論講授與實踐、教學(xué)與科學(xué)研究等環(huán)節(jié)有效結(jié)合，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，增強(qiáng)了教學(xué)效果，培養(yǎng)了學(xué)生思維和動手能力，提高了培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]李祥剛，劉躍軍，鄧艷.高分子材料流變學(xué)雙語教材建設(shè)的必要性及建設(shè)原則[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2012，17：98.

[2]王新，楊文君.《高分子材料流變學(xué)》的課程特點(diǎn)與教學(xué)體會[J].教育教學(xué)論壇，2011，31：126-127.

[3]李鵬.《高分子材料流變學(xué)》教學(xué)中的幾點(diǎn)體會[J].科技信息，2011，29：130.

作者簡介：

雷猛（1981.04-），湖南邵東人，陸軍勤務(wù)學(xué)院基礎(chǔ)實驗中心講師，主要從事材料學(xué)研究生相關(guān)課程的教學(xué)與研究。