《材料工程基礎》教學方法探討

常志宏 潘海燕 袁華

摘要：材料工程基礎是化工及其相關專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課，文章就作者所處教學環(huán)境探討了教學技術對教學實踐的影響，提出合理分解知識點與選擇教學起始點，根據(jù)的學生生活閱歷選擇應用舉例，根據(jù)教學受眾的接受水平確定教學方法提高教學質量。

關鍵詞：材料工程基礎；教學方法；授課

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）31-0117-02

材料工程基礎課程是材料及其相關專業(yè)學生進行專業(yè)學習的重要專業(yè)基礎課程，也是化學等理科專業(yè)了解化工的主要課程，國內(nèi)外大學大都將其設置在3—4年級開始學習[1，2]。本課程以動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞作為主線，分別以化工生產(chǎn)中的流體輸送，熱量的導入與移出，氣體吸收，液體精餾，溶劑萃取，干燥等單元操作為載體，講授典型設備構造，操作原理，計算、選型及實驗研究方法。為幫助學生更好地理解課程內(nèi)容，往往輔助開設相關的實驗課程，讓學生進行實驗室規(guī)模的單元操作實驗。在課程的講述中，需要培養(yǎng)學生的工程意識，使學生理解工程專業(yè)與理學專業(yè)的差異，能夠用理學的思維分析、運用工程的手段解決實際問題。

材料工程基礎雖然是一門重要的技術基礎課程，但由于該課程公式多，計算量大，存在理學思維與工學思維的轉換，課程所需基礎知識多，涉及機械、計算方法等方面，部分學生基礎課程存在漏洞，學習目的不明確，接受能力弱時，就會出現(xiàn)嚴重的兩極分化。

因此，為使學生較好地掌握材料工程基礎的主要內(nèi)容，提高學習興趣，任課教師就要努力改進教學方法。筆者認為可以從以下幾個方面開展工作：通過對知識點的合理分解，恰當?shù)剡x擇學習的起點，降低學生的學習梯度；與時俱進，了解學生的生活閱歷，將教學中的部分舉例與學生的日常生活掛鉤，提高學生的學習興趣；結合學生的知識結構與理解能力，合理選擇探究式、類比式、貫穿式、啟發(fā)式、歸納式、互動式等多樣化的教學方法[3-7]。

一、知識點合理分解與教學起始點的選擇

材料工程基礎的開設是在學生已經(jīng)完成高等數(shù)學、普通物理、基礎化學，同時基本上完成物理化學的學習基礎上開始講授的。最好能夠同時或前期完成化工機械、自動控制等輔助課程。但是，由于高等教育中，各個科目分塊教學，之后便不再重復，很多學生對一年級、二年級學過的數(shù)學、物理知識遺忘比較多，因此，對這部分知識點需要進行熱身性回顧。比如在間歇蒸餾計算教學中，可以先對變分法求解微分方程進行回顧，之后再使用其求解間歇蒸餾的物料衡算，就會取得較好的教學效果。另外對于部分機械、自動控制方面的知識可以適當做延伸，比如皮托管一節(jié)可以結合前邊流體計算討論如何實現(xiàn)遠程控制，使學生能夠學以致用。

在認識實習與實驗環(huán)節(jié)引領學生回到課本的具體章節(jié)，讓學生回憶課本上的講述內(nèi)容與求解方法，進而討論具體的應用例，將具體的事物、設備還原為理論問題。這個過程可以較好地訓練學生的學習—應用，現(xiàn)實問題—理論學習的相互轉化能力。

二、根據(jù)學生的生活閱歷選擇應用舉例

材料工程基礎是一門與實踐密切結合的課程，因此在課堂教學中合適地應用例子不僅能夠吸引學生的注意力，而且能夠幫助他們消化知識點。但是，當今是一個高速發(fā)展的、充滿變革的社會，學生的生活閱歷與十幾年前差別巨大，應用例子應該與時俱進才能起到較好的教學效果。比如風機一節(jié)，二三十年前曾經(jīng)用過的手搖風箱大部分學生都沒有見過，甚至沒有聽說過，如果選用電風扇作為例子，學生就熟悉多了。

三、根據(jù)教學受眾的接受水平確定教學方法

教學中，可以從日常生活舉例開始，采用探究式教學把學生的思維引入教學內(nèi)容。當教學中遇到比較抽象的概念時，可以采用類比式教學法，將學生未知的研究對象與己熟知的研究對象或看得見的模型相比較，來理解未知的對象，開拓思路，幫助理解。多采用歸納式教學法，開始上課時與下課前，要重復一遍教學重點內(nèi)容。

知識的保持是指學習者對領會階段所獲得的知識持久記憶過程，而知識鞏固的實質就是記憶。記憶包括“記”與“憶”兩個方面，“記”體現(xiàn)在識記和保持上，“憶”體現(xiàn)在再認和回憶上[8]。

材料工程基礎公式多，大多數(shù)公式都有適用范圍，學生對公式的記憶有很大的抵觸性。在記憶中，首先簡化公式系統(tǒng)，比如流體輸送部分，核心公式就是三個：

流體穩(wěn)定流動過程中的機械能衡算式：

由一大堆公式簡化為三個，會激起學生的記憶興趣。同時，在每節(jié)課上，用幾分鐘去重復前邊的內(nèi)容，特別是公式及其適用條件、如何變形。一般3到5次課的重復學生大多可以完成再認，一個學期下來，能達到較好的記憶效果。通過合理布置習題，就能夠較好地掌握知識點。

我們的學生相對領悟能力較弱，在課堂教學語言中應當盡量多用陳述句，直接讓學生明白教師的講述內(nèi)容，少量使用設問句，讓學生有思考的空間，盡量不用疑問句。

參考文獻：

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[8]朱文彬，趙淑文.高等教育心理學[M].北京：北京首都師范大學出版社，2008.