《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)改革探討

褚海亮

【摘 要】本文從材料科學(xué)的設(shè)置及其由來、改革教學(xué)方法和教學(xué)手段、改革考核方式、將理論課程與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合等四個方面對《材料科學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)進(jìn)行了探索，以期培養(yǎng)適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)和創(chuàng)新發(fā)展的高層次材料科學(xué)與工程人才，讓學(xué)生建立起全面系統(tǒng)的材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)知識體系，能夠針對實(shí)際問題合理地選擇材料，并確定較為合理的材料制備與加工方法。

【關(guān)鍵詞】材料科學(xué)基礎(chǔ)；教學(xué)改革；教學(xué)方法；多媒體教學(xué)；板書

材料科學(xué)最先是由美國學(xué)者在20世紀(jì)50年代末、60年代初提出來的名詞，它主要是針對材料本質(zhì)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識、分析、設(shè)計(jì)及控制等方面研究的一門科學(xué)。材料科學(xué)基礎(chǔ)是我校高分子材料與工程專業(yè)大三學(xué)生開設(shè)的一門必修課程，主要內(nèi)容包括材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、材料組成與結(jié)構(gòu)、材料的性能和材料的制備與成型加工等。本課程開設(shè)的主要目的在于使學(xué)生能夠全面系統(tǒng)地了解和掌握不同材料的組成、結(jié)構(gòu)、制備、性能和應(yīng)用的共性規(guī)律特征。它不僅僅是高分子材料與工程專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，也是連通公共基礎(chǔ)課和專業(yè)課程的一個橋梁。隨著創(chuàng)新教育理念的興起，材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的指導(dǎo)思想亦發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變，從注重專業(yè)教育向注重能力與素質(zhì)培養(yǎng)方面發(fā)生轉(zhuǎn)變。這就需要培養(yǎng)既掌握材料科學(xué)基礎(chǔ)基本原理，又通曉材料制備與加工、組成與結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用等系統(tǒng)知識的綜合素質(zhì)人才。筆者就自己在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)過程的改革淺談一下自己的心得與體會。

1 材料科學(xué)的設(shè)置及其由來

首先，各種材料的制造和應(yīng)用發(fā)展到了一個嶄新的階段，固體物理、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等學(xué)科的發(fā)展以及現(xiàn)代分析測試技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，對物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的深入研究，推動了對材料本質(zhì)的了解，同時，冶金學(xué)、金屬學(xué)、陶瓷學(xué)、高分子科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展也使得對材料本身的研究大大加強(qiáng)，從而對材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能，以及它們之間的相互關(guān)系的研究也愈來愈深入，這為材料科學(xué)的形成打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其次，在材料科學(xué)之前出現(xiàn)的金屬材料、高分子材料和陶瓷材料都促進(jìn)了本學(xué)科的發(fā)展，而且各類材料的研究設(shè)備與生產(chǎn)手段有很多的共同之處，就是在這樣復(fù)雜的背景下，一門新的學(xué)科——材料科學(xué)誕生了。本學(xué)科開設(shè)的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生分析問題、邏輯推理和創(chuàng)新的能力，使學(xué)生能過熟練運(yùn)用材料科學(xué)基礎(chǔ)課程里面學(xué)習(xí)到的知識去分析解決實(shí)際生產(chǎn)、科研問題，為后繼相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 改革教學(xué)方法和教學(xué)手段

材料科學(xué)基礎(chǔ)是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對后面專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，以及學(xué)生知識體系的構(gòu)筑有著非常重要的作用。但是這門課程里面原理規(guī)律特別多，內(nèi)容都比較抽象，而且概念多，知識面寬，學(xué)生學(xué)習(xí)起來有較大的難度，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，我們對教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行了改革，對其進(jìn)行了優(yōu)化，并且隨之進(jìn)行了教學(xué)反思。

改變之前的以老師為主，學(xué)生為輔的滿堂灌式的教學(xué)模式，采用提問式、討論式、啟發(fā)式、互動式的教學(xué)手段，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，適當(dāng)采用翻轉(zhuǎn)式教學(xué)模式，讓學(xué)生自己去查閱資料，讓學(xué)生自己來課堂上講解，老師在下面聽，并且對學(xué)生的講解進(jìn)行一定的引導(dǎo)，以期達(dá)到課堂效率最大化。

注意傳統(tǒng)的板書方式與現(xiàn)代的多媒體技術(shù)相結(jié)合，充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢，比如，在講解到公式推導(dǎo)的時候，可以用板書的方式，這樣學(xué)生可以跟著教師的節(jié)奏和思路一起走，比較容易接受，而一些難以用語言描述的，對學(xué)生的想象能力大有挑戰(zhàn)的知識，可以發(fā)揮多媒體技術(shù)的優(yōu)越性，將圖、文、聲、像和動畫結(jié)合起來，學(xué)生可以一目了然，可以很好地提高教學(xué)效果，在有限的時間里盡可能的學(xué)到更多的基礎(chǔ)知識。

適當(dāng)?shù)膶⒄n堂教學(xué)與科研相結(jié)合，材料科學(xué)基礎(chǔ)的許多知識學(xué)習(xí)起來比較抽象，比較枯燥，學(xué)生剛開始可能比較有勁頭學(xué)習(xí)，但是慢慢的會失去興趣，我們適當(dāng)?shù)卦谡n堂上穿插一些前沿知識，將一些最新科的研成果、最新的研究技術(shù)融入到課堂教學(xué)中，并且可以吸收一些優(yōu)秀的學(xué)生進(jìn)入到課題組并且參與到科學(xué)研究中，這樣會大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力，課堂教學(xué)效果達(dá)到事半功倍。

3 改革考核方式

閉卷考試是傳統(tǒng)的應(yīng)試教學(xué)評價方法，誠然能夠反映學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，但是對于對培養(yǎng)提高學(xué)生的綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)存在著一定的弊端。所以我們嘗試了新的考核方法，以期更好地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

a）閉卷考試成績占60%，考試題型多為簡答題、論述題和計(jì)算題，盡量少出選擇題和名詞解釋這樣的題型。因?yàn)檫x擇題的偶然性比較大，學(xué)生即使不會做，隨便蒙一個，有可能就對了，這樣就不能很好的反映學(xué)生實(shí)際的學(xué)習(xí)效果。而名詞解釋只是記憶能力的一種考核，不能很好的體現(xiàn)學(xué)生對學(xué)到知識的綜合運(yùn)用能力。相反論述題、計(jì)算題能更好地考查學(xué)生的知識運(yùn)用能力，分析問題和解決問題的能力。

b）平時成績占20%，主要體現(xiàn)在學(xué)生的出勤率、作業(yè)質(zhì)量和上課聽講情況，這是對學(xué)生綜合素質(zhì)較為具體的檢驗(yàn)。

c）主題討論占20%，在平時課程學(xué)習(xí)中安排一些調(diào)研活動并加以討論，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提高和探索精神的培養(yǎng)，這主要是對學(xué)生自學(xué)能力的一種考查。

4 將理論課程與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合

在進(jìn)行理論課程學(xué)習(xí)的同時，我們開設(shè)了與理論課程相配套的實(shí)驗(yàn)課程，通過實(shí)驗(yàn)課程的基本訓(xùn)練，既提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力，又進(jìn)一步鞏固了課堂教學(xué)的內(nèi)容，使得新教學(xué)培養(yǎng)模式取得良好的教學(xué)效果。我們將實(shí)驗(yàn)分為驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型及綜合型三類：對于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，給出具體實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)要求做實(shí)驗(yàn)；對于設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，要逐步放手，給出實(shí)驗(yàn)題目和方案，由學(xué)生自行選擇和操作，自己分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并寫出實(shí)驗(yàn)報告；對于綜合型實(shí)驗(yàn)，只給出題目和方向，提出實(shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自己制定方案、做實(shí)驗(yàn)、分析并寫出論文性的實(shí)驗(yàn)報告。實(shí)驗(yàn)證明，學(xué)生在課堂上通過理論講解搞不懂的東西，通過自己實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之后，有一種豁然開朗的感覺，這樣激勵學(xué)生在課堂上聽講更認(rèn)真，實(shí)驗(yàn)課上實(shí)驗(yàn)更認(rèn)真，如此往復(fù)，形成了良性循環(huán)，達(dá)到了很好的教學(xué)效果。

對《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程進(jìn)行了初步改革之后，已經(jīng)初見良好的教學(xué)效果，但是我們都知道教學(xué)改革過程中不可避免出現(xiàn)一些問題。對于出現(xiàn)的新問題，我們要積極認(rèn)真地去解決，而不是消極地回避，以期進(jìn)一步改進(jìn)我們的教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。在今后的教學(xué)中我們要嘗試更多的探索，總結(jié)其中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，通過不斷地認(rèn)識和完善，培養(yǎng)出全面和諧發(fā)展，適應(yīng)社會的高素質(zhì)人才。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]