《固態(tài)相變原理》教學(xué)方法探討

李忠文　王博　張有鳳　于治水

【摘要】根據(jù)多年的教學(xué)研究，結(jié)合本學(xué)校課程的教學(xué)特點，提出了適宜學(xué)生開展“固態(tài)相變原理”課程學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，分析了該方法在教學(xué)中的優(yōu)越性及使用過程中存在的問題，取得了較好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】固態(tài)相變原理? 教學(xué)改革? 多媒體教學(xué)

【中圖分類號】G642.0 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）05-0254-01

金屬和陶瓷等固態(tài)材料相變后新相的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、數(shù)量及分布對材料的力學(xué)、物理及化學(xué)性能具有決定作用，因而，無論是本科生還是研究生階段，《固態(tài)相變原理》都是材料類專業(yè)課程體系中重要的專業(yè)課程，通過學(xué)習(xí)，能夠使學(xué)生從微觀組織結(jié)構(gòu)層面了解材料相變的過程，同時掌握影響相變過程的因素，并從熱力學(xué)角度理解相變的條件，從動力學(xué)的層面了解相變速度。另外，通過學(xué)習(xí)，掌握固態(tài)相變過程的研究現(xiàn)狀及最新的成果，有利于開闊學(xué)生的視野。

1.目前《固態(tài)相變原理》教學(xué)所存在的問題

1.1 教學(xué)內(nèi)容涉及的理論較為深奧，許多內(nèi)容難以理解

固態(tài)相變原理主要是講述材料在發(fā)生相變過程中原子移動的機制及其對于材料物理、化學(xué)、力學(xué)等諸方面性能的影響，由于其主要是微觀領(lǐng)域，因而學(xué)習(xí)過程中要求學(xué)生要有很強的想象力來理解想象相關(guān)的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)變化。如果要理解其對材料性能的影響，還要求掌握較扎實的物理、化學(xué)以及力學(xué)的理論知識，而這些知識本身建立在許多課程的基礎(chǔ)之上，其中有些課程內(nèi)容是學(xué)生首次接觸，較難理解的內(nèi)容，這都給學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)和教師的授課帶來困難。

1.2 課程涉及的領(lǐng)域發(fā)展速度快，為教學(xué)內(nèi)容更新增加了難度

但隨著材料研究領(lǐng)域的擴展，新材料和新處理方法層出不窮，每年都有大量新的研究成果出來，如何將這些新成果和老的理論結(jié)合起來，以實現(xiàn)老譜新唱，適應(yīng)現(xiàn)代材料的發(fā)展速度，使學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容不過時，這就要求授課教師每次上課前要查閱大量的文獻資料，把握科研發(fā)展的脈絡(luò)，掌握材料固態(tài)相變研究的現(xiàn)狀，并以此不打斷地更新教學(xué)內(nèi)容，給教師的授課帶來了難度與挑戰(zhàn)。

2.教學(xué)方法的改革

對于上述關(guān)于《固態(tài)相變原理》教學(xué)現(xiàn)狀的分析總結(jié)，本文提出在教學(xué)方面進行以下改進，通過教學(xué)實踐，收到較好的效果。

2.1 教學(xué)內(nèi)容上引入新的實例，增加教學(xué)內(nèi)容的趣味性

在教學(xué)過程中，如果干巴巴的去講課，去灌輸固態(tài)相變的理論和原理，往往事倍功半。在授課中，教師可以先介紹一些目前比較先進的機械設(shè)備或新型的軍事器材，然后逐步抽絲剝繭，循序漸進的引入到固態(tài)相變原理所述的內(nèi)容中去。比如講述鋼中馬氏體相變的內(nèi)容，可以先從我國較先進的戰(zhàn)斗機殲10談起，介紹其在速度上的優(yōu)勢，但其速度的優(yōu)勢來源于核心機構(gòu)——發(fā)動機，發(fā)動機之所以能轉(zhuǎn)動的速度很快，起重要作用的是里面的軸承、螺旋槳等機構(gòu)，然后講述其制造用鋼以及服役時鋼材的組織特點，這樣就逐步地引入到了課程的內(nèi)容中去，既提高了課程的趣味性，同時也能夠理論聯(lián)系實際，提高學(xué)生的接受能力。

2.2 充分發(fā)揮多媒體教學(xué)在課堂上的作用

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各個高校，這種教學(xué)方法采用大量的圖片、動畫及多媒體等課件，在課堂上晦澀難懂的知識、理論直觀、簡潔的教授給學(xué)生，有利于吸引學(xué)生的課堂注意力，提高教學(xué)效果和學(xué)習(xí)興趣。另外，教師還可以多媒體課件向?qū)W生添加文字材料，使學(xué)生免于記錄筆記，既提高聽課效果，又可以增加教學(xué)信息量。

2.3優(yōu)化考核辦法

課程考核是大學(xué)教學(xué)活動的重要環(huán)節(jié)，通過考核，可以檢驗教師授課的效果和學(xué)生對知識的掌握程度，同時也可以促進學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)和開發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性和創(chuàng)造性。作為材料科學(xué)課程體系中的重要一員，《固態(tài)相變原理》這門課對于后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)與理解起著至關(guān)重要的作用，有必要在考核形式采取較為嚴(yán)苛的閉卷考試，促使學(xué)生努力學(xué)習(xí)，以利于為其打下扎實的專業(yè)基礎(chǔ)和理論知識。但是在最終成績評定方面可以相對靈活一些，比如留下一些作業(yè)，讓學(xué)生通過查閱資料，分析總結(jié)課程所講述的理論在工業(yè)上的應(yīng)用案例，并且撰寫一定篇幅的總結(jié)報告，這些報告在成績最終評定中占有一定的分值比例，這樣既達(dá)到了教學(xué)效果，又有利于提高學(xué)生的主觀能動性。

結(jié)語

總之，《固態(tài)相變原理》作為一門重要的專業(yè)課程，其教學(xué)方法的改進是一項系統(tǒng)改革的過程，要充分運用多種有效的教學(xué)手段，并結(jié)合科學(xué)合理的考核形式，培養(yǎng)學(xué)生以獲取專業(yè)知識，同時提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力。

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作者簡介：

李忠文（1973-），男，上海工程技術(shù)大學(xué)教師，主要從事金屬材料表面改性方面的研究。