材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革探索

周洪雷

摘 要：材料科學(xué)基礎(chǔ)是材料科學(xué)與工程專業(yè)和材料成型與控制工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。針對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)的特點(diǎn)，結(jié)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核手段等方面進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)基礎(chǔ);教學(xué);考核;實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：Fundamental of materials engineering is the basic course of material science and engineering and material forming and control engineering.According to the characteristics of fundamental of materials engineering，the paper analyzes and discusses the teaching contents，teaching methods and assessment methods based on the practical teaching experience of fundamental of materials engineering.

Key words：Fundamental of Materials Engineering;Teaching;Assessment;Practical teaching

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程是材料類專業(yè)本科生的一門必備的基礎(chǔ)類課程，主要介紹材料的基礎(chǔ)知識(shí)，比如材料的鍵合結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)與缺陷、固體中原子及分子的運(yùn)動(dòng)、材料的變形、相圖等材料類本科生必須學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)。材料科學(xué)基礎(chǔ)從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)材料的成分、組織、加工工藝與性能之間的相互關(guān)系是材料類本科生學(xué)習(xí)其他相關(guān)專業(yè)課程的基礎(chǔ)[1]，也是科學(xué)研究的理論基礎(chǔ)和基本知識(shí)、技能。該課程突出了材料的本質(zhì)特征，介紹了材料的微觀領(lǐng)域，且課程涉及的內(nèi)容較多相對(duì)來說難易看到起表象特征，對(duì)于剛剛涉及材料基礎(chǔ)的學(xué)生來說，內(nèi)容生澀、抽象、不易理解，教學(xué)內(nèi)容相對(duì)枯燥、難懂，是一門教師難教、學(xué)生難懂的學(xué)科[2]。因此，如何采取合適的教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性，使學(xué)生能理解教學(xué)內(nèi)容，而不是死記硬背，加強(qiáng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。同時(shí)，如何使學(xué)生能跟上不斷更新地學(xué)科技術(shù)，不斷融合地多學(xué)科交叉發(fā)展，以及復(fù)合型材料的不斷涌出[3，4]，這要求我們不斷進(jìn)行教學(xué)改革，必須培養(yǎng)出思想開放、知識(shí)面廣、善于思辨的復(fù)合型材料人。

一、學(xué)生為主的教學(xué)課堂提升視頻比重

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)材料原子的鍵合、材料晶胞結(jié)構(gòu)、材料晶體缺陷、材料分子擴(kuò)散和相圖等基礎(chǔ)知識(shí)，存在抽象概念多得特點(diǎn)。目前的教學(xué)方式主要是講解各種知識(shí)點(diǎn)，很難明了直白的讓學(xué)生學(xué)習(xí)到本質(zhì)，在一定程度上很好的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也能很好的讓學(xué)生理解，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。但是現(xiàn)有的教學(xué)方式中，視頻教學(xué)主要集中在一些材料的微觀結(jié)構(gòu)介紹方面，并沒有涉及材料的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是科學(xué)前沿、創(chuàng)新技術(shù)、科學(xué)巨匠的內(nèi)容，往往這些內(nèi)容更能帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。比如我國(guó)現(xiàn)行的科學(xué)巨匠們的事跡，從這些匠人們的學(xué)習(xí)經(jīng)歷、科研足跡中，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

目前的教學(xué)方式古板老套無法提高學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)探索能力，這種學(xué)習(xí)能力恰恰是學(xué)生必備的基本技能。在教學(xué)中可以把生澀的專有名詞轉(zhuǎn)化為自己的語言來表述，教師在教學(xué)中也不能誦讀教程，要講知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為通俗易懂的語言來表述。此外，每節(jié)課程要提出下一節(jié)課程的教學(xué)內(nèi)容，先讓學(xué)生去學(xué)習(xí)，然后形成學(xué)習(xí)筆記，這樣才能讓學(xué)生更好地了解自己不足的地方，有方向、有目的地去學(xué)習(xí)。同時(shí)，教學(xué)中讓學(xué)生參與到教學(xué)中，將學(xué)生進(jìn)行分組，將下一節(jié)課程的內(nèi)容分配到學(xué)習(xí)小組，在開課的前15分鐘，讓學(xué)生先來講解，然后分組討論，最后再由授課老師進(jìn)行解惑，分析不足，進(jìn)一步加深印象的授課。通過這種教學(xué)方式，可以充分鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、語言組織、PPT制作、視頻學(xué)習(xí)、甚至是一種材料研究的設(shè)計(jì)、開發(fā)思維，并能訓(xùn)練學(xué)生的自我表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、專用知識(shí)學(xué)習(xí)和科研能力。這些能力不僅僅是學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的能力，更是將來走向社會(huì)、適應(yīng)社會(huì)的能力。

二、理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)結(jié)合

材料科學(xué)基礎(chǔ)是一門理論基礎(chǔ)知識(shí)，也是一門緊密聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用的學(xué)科?；A(chǔ)知識(shí)即重要又苦澀，如何讓苦澀的知識(shí)生動(dòng)起來，這就是教學(xué)水平。實(shí)踐教學(xué)是整個(gè)教學(xué)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[5]，教學(xué)與實(shí)踐結(jié)合，比如在講到材料的組織結(jié)構(gòu)內(nèi)容時(shí)，聯(lián)系目前最先進(jìn)的制備技術(shù)，播放一小段材料加工視頻，介紹材料制備過程，缺陷特征，失效形式，讓學(xué)生能更直觀的去了解學(xué)習(xí)的知識(shí)，也能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)精氣神，同時(shí)也能更好地讓學(xué)生去了解將來的工作，更早的去了解自己的發(fā)展方向，專業(yè)技能。同時(shí)，還可以讓學(xué)生參與到教師的科研中，比如在教師的材料熔煉時(shí)，把教學(xué)從教師帶到實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生去了解如何配料、如何熔煉、如何鑄造、如何分析材料組織性能，從實(shí)踐中去理解學(xué)到的知識(shí)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，通過對(duì)實(shí)踐過程中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與理論知識(shí)的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的思考能力，鞏固相關(guān)理論知識(shí)，然后將實(shí)踐中遇到的問題，在課堂上采用問答與講解相結(jié)合的形式，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)以致用能力。

三、前沿知識(shí)引入教學(xué)

將材料科學(xué)的基本知識(shí)與目前的前沿技術(shù)、工程實(shí)際結(jié)合，讓基礎(chǔ)知識(shí)發(fā)揮他們的光輝，是教學(xué)中調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的一種手段。比如在學(xué)習(xí)到細(xì)晶強(qiáng)化技術(shù)時(shí)，可以結(jié)合最年輕的院士盧柯的研究，純銅的超細(xì)晶強(qiáng)化技術(shù)，即讓盧柯院士的事跡激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)，又能更好地了解細(xì)晶強(qiáng)化的應(yīng)用。在講到材料結(jié)構(gòu)時(shí)，聯(lián)系到港珠澳大橋的建設(shè)、北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)的建設(shè)，用這些恢宏的建筑去感染學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

四、多元化考核機(jī)制

考核只是手段，并不是目的。如何讓考核變得更有效，讓考核成為學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，值得關(guān)注。目前的教育，期末考試，突擊學(xué)習(xí)，今天考完，明天忘記，這就是常態(tài)。所以讓考核成為學(xué)士學(xué)習(xí)的動(dòng)力[6]，讓知識(shí)牢記到學(xué)生腦中，才是最好的考核。所以淡化期末考試成績(jī)，突出平時(shí)學(xué)習(xí)能力的考核，才是本質(zhì)。將學(xué)生平時(shí)的小組討論部分有組內(nèi)成員相互打分和組間打分相結(jié)合，將實(shí)踐教學(xué)中學(xué)生的觀察問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的主動(dòng)性列入考核范疇，這樣可以更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)積極性，而不是在期末突擊。當(dāng)然這要求教師提前設(shè)置好評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)公平公正打分，這里可以有10%的學(xué)習(xí)能力、進(jìn)步能力等主觀評(píng)分體系。

五、結(jié)語

教學(xué)理念、教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核目標(biāo)的改革，始終要以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)，通過各種手段調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，利用質(zhì)量管理的PDCA循環(huán)來培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和將來適應(yīng)社會(huì)或科研的能力。本文通過對(duì)“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程實(shí)施改革的探討，明顯提高了該課程的教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)為希望能為其他課程的改革提供了借鑒。

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