《復(fù)合材料原理》教學(xué)方法淺論

張良　于方麗

摘 要： 《復(fù)合材料原理》是復(fù)合材料與工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)方向課程之一，相關(guān)知識(shí)教學(xué)有其自身規(guī)律與特點(diǎn)。作者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，從課程作用、教材選擇、課程教學(xué)、成績(jī)考核與評(píng)價(jià)、教學(xué)效果與評(píng)價(jià)等方面探討這門課的教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞： 復(fù)合材料原理 教學(xué)方法 案例教學(xué)

復(fù)合材料與工程專業(yè)人才可從事阻尼材料、抗輻射材料、熱功能材料、摩擦功能材料、壓電復(fù)合材料、仿生復(fù)合材料、梯度功能材料、功能陶瓷材料、超導(dǎo)功能材料、醫(yī)用功能材料的研發(fā)、生產(chǎn)與管理工作[1]。掌握材料設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，能根據(jù)工程上對(duì)復(fù)合材料制品的要求，從微觀或亞微觀水平上選定合宜的基體和增強(qiáng)體或功能體，并確定合適的表面處理技術(shù)和成型工藝，使基體和增強(qiáng)體或功能體有良好的界面，從而達(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo)，這是復(fù)合材料與工程專業(yè)學(xué)生要掌握的一項(xiàng)重要能力[2]。《復(fù)合材料原理》就是面向高教學(xué)生開設(shè)的一門有關(guān)復(fù)合材料材料設(shè)計(jì)的專業(yè)方向課程。通過(guò)多年對(duì)本門課的教學(xué)，筆者總結(jié)出以下教學(xué)要點(diǎn)。

1.講明本課程的作用

《復(fù)合材料原理》是復(fù)合材料與工程專業(yè)的一門專業(yè)方向課，是在學(xué)生學(xué)習(xí)了物理化學(xué)、高分子化學(xué)與物理、材料科學(xué)基礎(chǔ)等專業(yè)基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)上開設(shè)的。它是一門理論性和應(yīng)用性都較強(qiáng)的課程，為學(xué)生今后從事有關(guān)聚合物改性的科學(xué)研究和生產(chǎn)一線工作提供基礎(chǔ)。

2.本課程教材的選擇

目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于《復(fù)合材料原理》可選的教材比較少，筆者選用原武漢理工大學(xué)聞?shì)督骶幍摹稄?fù)合材料原理》。該教材面向本科生教學(xué)，通過(guò)教材學(xué)習(xí)，讓學(xué)生基本掌握復(fù)合材料的復(fù)合效應(yīng)、界面狀態(tài)解析、界面處理技術(shù)、力學(xué)性能復(fù)合規(guī)律、物理和化學(xué)性能復(fù)合規(guī)律及復(fù)合體系的界面結(jié)合特性、典型界面反應(yīng)，具備一定的分析和解決與材料復(fù)合相關(guān)問(wèn)題的能力，為復(fù)合材料與工程專業(yè)學(xué)生將材料復(fù)合知識(shí)應(yīng)用到科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)服務(wù)打下良好基礎(chǔ)。當(dāng)然，由于教學(xué)過(guò)程中課程設(shè)定為32學(xué)時(shí)，老師可根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行適當(dāng)取舍，如講解過(guò)程中可以刪減一些第七章復(fù)合材料力學(xué)性能的復(fù)合規(guī)律的內(nèi)容，因?yàn)檫@一章節(jié)的內(nèi)容有相當(dāng)一部分在本專業(yè)的另一門課《復(fù)合材料力學(xué)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》已經(jīng)涉及，不需要重復(fù)教學(xué)。

3.本課程的教學(xué)方法

3.1多媒體結(jié)合板書

信息拓展展示以多媒體為主，重點(diǎn)問(wèn)題講解以板書為主[3]。對(duì)于《復(fù)合材料工學(xué)》課程教學(xué)，多媒體課件重點(diǎn)從以下三個(gè)方面突出應(yīng)用：（1）當(dāng)涉及大量信息拓展或者多種形式的直觀展示時(shí)，就以多媒體為主。如復(fù)合材料界面微觀結(jié)構(gòu)電鏡圖、界面常規(guī)分析示意圖等。（2）對(duì)于大量的公式推導(dǎo)、文字描述可以通過(guò)多媒體方式進(jìn)行展示，這樣可以比較準(zhǔn)確完整地反映同時(shí)節(jié)省大量授課時(shí)間。而通過(guò)板書引導(dǎo)會(huì)帶動(dòng)學(xué)生的思維層層深入，更容易將一個(gè)知識(shí)點(diǎn)講透徹。如講解材料復(fù)合的線性效應(yīng)、非線性效應(yīng)時(shí)，通過(guò)板書講解與分析，可以引導(dǎo)學(xué)生思考，更容易將難點(diǎn)講透。

3.2案例教學(xué)法

案例教學(xué)法是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要教師精心創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，巧妙設(shè)置探究問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生分析案例時(shí)研究問(wèn)題，從而形成認(rèn)識(shí)、發(fā)展能力、升華情感，并借助情境與問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)[4]。對(duì)于《復(fù)合材料原理》課程教學(xué)，工廠已經(jīng)采用的一些工藝實(shí)例都是鮮活的案例，教師可以在課堂上適當(dāng)引入工藝實(shí)例，通過(guò)對(duì)工藝實(shí)例的分析，告訴學(xué)生各種材料、界面之間的作用是如何影響最終復(fù)合材料性能的，在材料設(shè)計(jì)時(shí)遵循什么樣的設(shè)計(jì)規(guī)律，為學(xué)生將來(lái)從事生產(chǎn)一線工作打下良好基礎(chǔ)。

3.3課后在線答疑

手機(jī)和電腦已成為現(xiàn)今大學(xué)生文化生活的一部分，學(xué)生的手機(jī)基本升級(jí)為智能手機(jī)，通過(guò)手機(jī)就能實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)交流。電腦在當(dāng)前高校學(xué)生中幾乎人手一臺(tái)，而且學(xué)生對(duì)電腦的常用操作基本熟練，特別是一些交流工具，如電子郵件、QQ在線聊天甚至視頻對(duì)話等。筆者認(rèn)為借助手機(jī)和電腦進(jìn)行學(xué)生課后答疑也是可行的教學(xué)輔助方法。學(xué)生在課后學(xué)習(xí)如遇到問(wèn)題時(shí)，可借助短信、電子郵件向老師提問(wèn)，這樣可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。當(dāng)然，這些答疑方法還有待進(jìn)一步完善，如果老師每天進(jìn)行大量短信、郵件答疑則會(huì)增加教學(xué)負(fù)擔(dān)，這時(shí)可以采取更為靈活的一些方法如建立微信群、QQ群，在指定時(shí)間內(nèi)在線集中進(jìn)行答疑等。

4.成績(jī)考核與評(píng)價(jià)

《復(fù)合材料原理》是專業(yè)必修課，應(yīng)采用筆試閉卷考核，由于這是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，學(xué)生將來(lái)運(yùn)用到相關(guān)知識(shí)時(shí)需要很強(qiáng)的主觀能動(dòng)性，筆者經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐認(rèn)為應(yīng)側(cè)重對(duì)概念和應(yīng)用能力的考核，如用填充題、名詞解釋、簡(jiǎn)答、問(wèn)答等題型，特別是問(wèn)答題型，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際出現(xiàn)的問(wèn)題要求學(xué)生根據(jù)材料性能要求，提出材料設(shè)計(jì)方案，不強(qiáng)求學(xué)生答案的唯一性，而是根據(jù)學(xué)生對(duì)課堂學(xué)習(xí)知識(shí)的把握和靈活應(yīng)用情況綜合評(píng)分。學(xué)生最終成績(jī)按學(xué)校、系部要求進(jìn)行，結(jié)合平時(shí)考核和期末考試成績(jī)綜合評(píng)分。筆者采用百分制，平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的30%，期末考試成績(jī)占總成績(jī)的70%。

5.教學(xué)效果與評(píng)價(jià)

通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握復(fù)合材料的復(fù)合效應(yīng)、界面狀態(tài)解析、界面處理技術(shù)、力學(xué)性能復(fù)合規(guī)律、物理和化學(xué)性能復(fù)合規(guī)律及復(fù)合體系的界面結(jié)合特性、典型界面反應(yīng)；了解結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料相關(guān)知識(shí)。從已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)生反饋看，學(xué)習(xí)這門課為從事相關(guān)工作打下很好基礎(chǔ)，學(xué)生進(jìn)入工廠后，能在比較短的時(shí)間內(nèi)滿足崗位要求，從事復(fù)合材料的材料設(shè)計(jì)、改進(jìn)等工作。

目前，工業(yè)上復(fù)合材料的材料設(shè)計(jì)理論不斷取得新進(jìn)展，知識(shí)更新非?？欤鴮W(xué)生的學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)興趣也有時(shí)代特征，如何上好《復(fù)合材料原理》這門課，還需要一個(gè)不斷探索、持續(xù)研究的過(guò)程。

參考文獻(xiàn)：

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[3]卞鴻巍，王榮穎，馬恒.多媒體與板書在課堂教學(xué)中優(yōu)化組合方法探討[J].教育教學(xué)論壇，2014（39）：235-236.

[4]王曉琴.深化教學(xué)目標(biāo)研究提高案例教學(xué)效能[J].教學(xué)研究，2015（3）：63-65.