材料物理性能教學(xué)改革探索

黃帥 陳迎鑫 王海歐 蘇昆朋 葛景園 霍德璇

【摘要】本文首先簡(jiǎn)要介紹了材料物理性能的課程特點(diǎn)，然后通過(guò)對(duì)當(dāng)前課程現(xiàn)狀的調(diào)研，提出了當(dāng)前教學(xué)中存在的幾個(gè)比較重要的問(wèn)題。最后，通過(guò)分析這些存在的問(wèn)題，提出了相應(yīng)的改革方案。

【關(guān)鍵詞】材料物理性能 教學(xué)改革

【基金項(xiàng)目 】國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（11704091）。

【中圖分類(lèi)號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）07-0159-02

一、引言

材料物理性能這門(mén)課程是材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，它涉及物理科學(xué)和材料科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。其學(xué)習(xí)思路一般是從物理學(xué)的一些基本概念、基本原理和基本定律出發(fā)，通過(guò)已經(jīng)建立的物理模型，闡述材料本身的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和它們?cè)诟鞣N外界條件下發(fā)生的變化規(guī)律，進(jìn)而指導(dǎo)材料的生產(chǎn)和科學(xué)研究。這門(mén)課程概括地介紹了材料的熱學(xué)、磁學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等物理性質(zhì)。由于我院這門(mén)課程的開(kāi)課學(xué)期為第二學(xué)期，學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備比較欠缺，相關(guān)物理概念較為抽象，所以對(duì)于剛進(jìn)入專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)的本科生來(lái)講，學(xué)習(xí)起來(lái)比較吃力。因此，如何調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，如何使學(xué)生更好的掌握材料物理性能的基礎(chǔ)知識(shí)，需要引起我們的關(guān)注。

二、當(dāng)前課程現(xiàn)狀

在對(duì)大學(xué)一年級(jí)學(xué)生的授課過(guò)程中，通過(guò)觀察學(xué)生的課堂表現(xiàn)、檢查學(xué)生的課后作業(yè)完成情況、查閱最近幾年的教學(xué)文檔，發(fā)現(xiàn)本門(mén)課程存在以下問(wèn)題：

1.重點(diǎn)不夠突出。由于這門(mén)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容比較特殊，每章涉及到一種材料的物理性質(zhì)，每一種物理性質(zhì)又是一個(gè)獨(dú)立的研究方向，每一個(gè)研究方向又可以單獨(dú)開(kāi)設(shè)一門(mén)課程來(lái)講授，所以把幾個(gè)方面的物理性能壓縮到一門(mén)課程中去講授，不得不舍去一些基礎(chǔ)內(nèi)容，只保留核心知識(shí)點(diǎn)。這樣做的好處是可以在有限的課時(shí)內(nèi)把課程內(nèi)容講授完畢，但是由于學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)會(huì)非常吃力。

2.開(kāi)課學(xué)期較早。該課程所涉及的知識(shí)點(diǎn)較繁，而開(kāi)設(shè)課程過(guò)早，學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)不夠，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)過(guò)于吃力，或只追求一知半解，或失去自信心，甚至喪失對(duì)材料專(zhuān)業(yè)的興趣。學(xué)習(xí)效率低。老師為了及格率也會(huì)大大降低學(xué)習(xí)要求，導(dǎo)致學(xué)生一學(xué)期學(xué)下來(lái)不僅沒(méi)學(xué)到什么東西且磨損了對(duì)材料的興趣。

3.學(xué)時(shí)分布過(guò)于密集。本課程的學(xué)時(shí)數(shù)為48學(xué)時(shí)，根據(jù)教學(xué)安排，每周安排一次課，一次課包含3學(xué)時(shí)。通過(guò)觀察學(xué)生在每一次課3個(gè)學(xué)時(shí)中的表現(xiàn)，感覺(jué)到學(xué)生上完前兩節(jié)課以后，學(xué)生的注意力明顯下降，不少學(xué)生忍不住玩手機(jī)、聊天，課堂秩序較為混亂。另外，3個(gè)學(xué)時(shí)連在一起進(jìn)行講授，對(duì)授課教師自身的身體素質(zhì)也具有一定的挑戰(zhàn)性。

4.授課教師更換過(guò)于頻繁。材料物理性能這門(mén)課程所涉及到的專(zhuān)業(yè)知識(shí)比較多，即使是從事相關(guān)研究工作的教師也很難把大綱里所列的知識(shí)點(diǎn)講清楚，每一個(gè)學(xué)時(shí)都需要花費(fèi)不少的精力去準(zhǔn)備。通過(guò)查閱最近幾年的教學(xué)安排，發(fā)現(xiàn)這門(mén)課的主講教師更換過(guò)于頻繁。這樣就導(dǎo)致授課教師對(duì)本課程的重點(diǎn)難點(diǎn)把握不好，對(duì)涉及到的較難的知識(shí)點(diǎn)，只能給學(xué)生走馬觀花地介紹一下，很難講清楚，老師自己把握不好，學(xué)生聽(tīng)起來(lái)更是一頭霧水。

三、教學(xué)改革探索

針對(duì)以上總結(jié)出的當(dāng)前課程中存在的問(wèn)題，在以后的課程教學(xué)中，我們將嘗試從以下幾個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)改革：

1.將原有的面面俱到講授改變?yōu)閷?zhuān)題講授。通過(guò)將原有內(nèi)容分析總結(jié)，梳理出幾個(gè)比較重要的知識(shí)點(diǎn)。對(duì)于篩選出的知識(shí)點(diǎn)，重點(diǎn)進(jìn)行講授。例如在講授材料熱膨脹的物理本質(zhì)時(shí)，一般的結(jié)論是質(zhì)點(diǎn)的非簡(jiǎn)諧振動(dòng)?？紤]目前的浙江省的教育改革，不少學(xué)生沒(méi)有把物理作為高考的選考科目，因此學(xué)生的物理基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，很多基礎(chǔ)知識(shí)掌握不好。在講授這個(gè)專(zhuān)題時(shí)，可以先從簡(jiǎn)諧振動(dòng)、非簡(jiǎn)諧振動(dòng)講起，層層遞進(jìn)，從易到難，從而逐步推導(dǎo)出非簡(jiǎn)諧振動(dòng)是如何導(dǎo)致材料的熱膨脹。通過(guò)專(zhuān)題講授的方法，也可以盡量減少與其他課程存在的交集知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的效率。

2.優(yōu)化課程安排。積極與系主任溝通，爭(zhēng)取將材料物理性能這門(mén)課安排在大學(xué)二年級(jí)講授。學(xué)生經(jīng)過(guò)一年的大學(xué)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)，能夠有一個(gè)較好的基礎(chǔ)知識(shí)準(zhǔn)備。這樣再來(lái)學(xué)習(xí)材料物理性能，學(xué)習(xí)起來(lái)將更加容易一些。另外，通過(guò)與教務(wù)員溝通，盡量將這類(lèi)學(xué)時(shí)數(shù)比較多的課程安排成一周兩次，每次2學(xué)時(shí)。這樣不僅可以使得學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)效率得到有效的提高，也減輕了主講教師一次課的授課壓力。

3.固定專(zhuān)業(yè)任課教師。對(duì)于像材料物理性能這樣偏理論的專(zhuān)業(yè)課程，教師只有在講授過(guò)多次以后才能把專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn)講清楚。通過(guò)固定專(zhuān)業(yè)任課教師，既可以減少教師的備課強(qiáng)度，也能使教師在多次講授中產(chǎn)生自己的心得體會(huì)，在下一次的授課過(guò)程中才能夠不斷提高業(yè)務(wù)水平。

四、結(jié)語(yǔ)

材料物理性能是材料專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課，重要性不言而喻，但歷屆學(xué)生都認(rèn)為該課程內(nèi)容難，學(xué)習(xí)起來(lái)較其他專(zhuān)業(yè)課程費(fèi)力，難以掌握。除了課程本身專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)外，授課方式也存在著很大的提升空間。因此只有不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，不斷改進(jìn)，才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，使學(xué)生更好的掌握專(zhuān)業(yè)課內(nèi)容，提高專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。

作者簡(jiǎn)介：

黃帥（1988-），男，漢族，山東鄒平人，博士，講師，研究方向：多鐵材料。