《復合材料學》課程教學內容與教學方法探索

摘 要:針對材料科學與工程學科碩士生《復合材料學》課程教學的現狀，從教學內容、教學方法等方面入手就復合材料教學實踐改革提出了一些方法和建議，以期達到提高學生學習興趣、提升教學效果、培養學生的綜合能力及創新能力，實現高效優質教學的目的。

關鍵詞:復合材料教學內容教學方法

中圖分類號:G64文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(c)-0137-02

引言

材料是社會技術進步的物質基礎與先導，新材料尤其是復合材料是當今材料發展中極為活躍、極具生命力的部分。《復合材料學》課程是關于復合材料理論知識的概括總結和凝練，主要講授復合材料的基本知識，包括復合材料的定義、分類和基本性能，基體和增強體結構和類型，界面原理，材料設計，結構設計以及成型加工等。《復合材料學》既是引導學生進入專業領域的入門課程，又是使學生掌握基本原理、培養學生具有自學能力、獨立分析能力和綜合訓練能力的課程。它是材料科學與工程學科碩士專業一門重要的專業必修課，也是碩士生培養計劃的一個重要組成部分，有著舉足輕重的作用和地位，既關系到學生專業興趣的培養，也關系到學生專業知識、專業素養和專業創新能力的形成與提高。與本科生授課不同，《復合材料學》在重視基礎理論知識傳授的同時，更應該重視研究生動手能力與創新能力的培養。因此，《復合材料學》課程教學質量的好壞，不但直接決定著專業培養目標能否實現，而且直接影響著學生對專業的興趣和感情，甚至未來的就業和發展。所以，在現有教學時數的基礎上，如何更好地、合理地優化與整合教學內容，建立相應的教與學的機制使該課程的教學達到高效優質的目的，是當前亟待解決的問題。筆者根據多年的教學實踐，從教學內容與教學方法上總結了以下幾點，愿與各位同行探討。

1 教學內容要精選

首先應盡可能選擇一部好的教材。教材要優先選用國家精品教材、國家獲獎優秀教材等能較好反映先進復合材料發展情況的教材，使它對學生既能起到傳授基本知識、基本理論的作用，又能起到拋磚引玉、引導提高的作用。目前還沒有非常適合材料科學與工程碩士專業的復合材料學教科書，一般借用本科教材，但還需要參考其他復合材料領域的類似書刊。主要參考的教材有王國榮教授主編的復合材料概論，周祖福教授主編的復合材料學和吳人潔教授主編的復合材料等。其次，根據教學要求對教學內容進行組合，突出重點。鑒于復合材料學作為一門課程但并非完全獨立于其他學科之外，在復合材料學課程教學中，對于其他材料學的相關課程所涉及到的或者介紹過的基礎理論內容等應該壓縮或者以提問的形式回顧，只需學生了解其在復合材料技術路線的哪個環節起到怎樣的作用即可。第三，研究生教育強調的是要培養其創新能力，因此，授課內容不應僅僅局限于教材，而必須具有一定的開放性、時代性、前瞻性和實踐性，這對于培養學生的創新意識非常重要。由于科學技術的迅速發展，特別是尖端科學技術的突飛猛進，對于復合材料發展的影響也是深遠的。然而復合材料學教材的更新遠遠跟不上其發展的速度。一般復合材料學經典教材都是十幾年，甚至二十幾年前編寫的，雖然其知識體系成熟、系統和嚴謹，但內容更新緩慢，而且與復合材料科學技術的最新進展和實際工業生產實踐之間有較大的差距。這一方面很難調動學生的學習興趣，另一方面學生學到的知識很難在以后的學習和工作中得到應用，更談不上應用能力、創新能力及實踐能力等綜合能力的培養。因此，要在講授復合材料學主要理論內容的基礎上，及時更新及補充相關前沿內容，要注意引進復合材料科學的最新科研成果及國內外動態，穿插到相關的教學內容中，要盡量反映復合材料學的新進展、新熱點。例如，通過神州七號的成功發射等重大實際成果引導出復合材料的重要性以及復合材料的應用領域。再比如，“波音”飛機上復合材料用量由最初的37%提高到52%，而最新一代B787的機身、機翼等主要結構幾乎全部由復合材料制成[1]。類似這樣的例子不僅使學生了解復合材料的最新進展，而且使學生時刻關注復合材料方面的熱點問題，同時也提高了他們主動獲取知識的積極性。

2 教學方法要恰當

長久以來，教學多數遵循“以教師為主體、以課堂為中心”的傳統法則，這種教學方法使得學生的學習思維受到嚴重束縛，忽視能力的培養，課堂氣氛呆板。教學方法的選擇和組合，要同教學內容、學生的特點及教師自身運用教法的能力聯系在一起，教師必須根據這三方面正確靈活地選用合適的教學手段。在復合材料專業課的教學過程中，結合專業實際主要采用下面三種教學方式[2，3]:教師啟發式、雙方互動式和學生參與式。

教師啟發式。教師的主要作用在于引導學生進行積極的探索，啟發學生進行積極的思維，教師主要傳授的是學習知識方法而不是知識本身。在這種教學方式中，教師是教的主體，學生是學的主體，而教師處于主導地位。通過教師的引導和啟發，教與學的雙方始終處于一種積極思維的狀態，其目的在于教會學生正確的學習方法，讓學生有自主學習的空間，培養學生的自學能力，挖掘學生自身的非智力因素，發揮最大潛能，將知識轉化為能力，使學生最終由“學會”而走向“會學”。因此，在復合材料專業課的教學中應摒棄“填鴨式”而采用啟發式，這樣既能減輕教師的負擔，又能激發學生的學習興趣，培養學生的學習能力與創新思維能力。

雙方互動式。雙方互動式指教師與學生雙方的交流與探討，可以以兩種方式進行:提問與討論。堅決摒棄一堂課教師當主角從頭唱到尾。要開展形式多樣的提問和討論。課前、課后、課中都可以提問或者專門留一定的時間提問。對于一些基礎知識，可以教師提問學生，也可以學生問教師。對于一些重點、難點知識，可在教師的指導下展開小組討論。通過課堂討論，或者就某一主題專門討論，營造民主的課堂氛圍，大家暢所欲言、各抒己見，培養發散思維。教師再根據學生討論的結果及時進行誘導、點撥、歸納，正確引導學生“為何學、學什么、怎樣學”。這樣能夠取長補短、互相學習，既了解情況，也解決疑惑。例如，學生對于合金和復合材料定義區分不清，教師先不急于下結論，而是引導學生自己分析討論，哪些可能是合金？哪些可能是復合材料？二者區別在哪？然后由教師逐一剖析學生的答案并歸納總結，形成結論，最后再舉例論證，使學生對相關原理知識和實際應用有了進一步的探討和理解，不僅提高了教學效果，鍛煉了學生解決問題的能力，而且通過教師的精講，可把學生討論的一個個知識點串聯成線，幫助學生構建新的知識體系，起到“畫龍點睛”的作用。

學生參與式。學生參與式是指學生參與到教學過程中來，在這個過程中學生處于主導地位。在傳統的觀念中，教師的職責是“教”，而學生則只有處于“學”的地位。其實為了調動學生的積極性，為了培養學生的綜合能力，也完全可以、應該讓學生走上講臺，參與到教學工作中去。通過倡導學生參與教學活動，做學生共同學習的伙伴，通過將學生學習主體與教師教學引導相結合，誘導學生開動腦筋，讓學生與教師同步思維。如將復合材料學中陶瓷復合材料的內容分給學生，由學生去查閱資料，做PPT，然后在課堂上講解。查閱資料、準備課件、上臺講解的每一個過程其實都是一個學習的過程，這種方式既調動了學生的積極性，又培養了學生收集處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力、語言文字表達能力等綜合能力，對培養創新能力大有裨益。

3 輔助教學手段要巧妙

在復合材料專業課的教學過程中，除了采用上述的教學方式外，還要注意輔助教學手段的巧妙靈活運用。

首先，要利用現代化技術手段輔助教學[4]。復合材料學的知識信息量比較大、直觀性比較強，如果使用傳統的教學手段，學生只能得到一些感知的內容，無法使其得到直接的體驗，從而加大了學習和理解的難度。而使用多媒體、影像資料、CAI課件等現代化教學手段，可以在有限的時間內提供給學生最大的知識信息量，不僅大幅度提高了教學過程中的信息傳遞量，而且還更具體更真實地反映了復合材料應用環節的情景，加深了學生對材料性能的認識，提高了教學效果。多媒體教學可以實現傳統教學無法實現的動態與三維效果，而且多媒體課件中引入彩色圖像、動畫、聲音效果可以吸引學生聽課積極性，易于理解，加深印象。如用多媒體向學生立體展示一些復合材料生產的工藝流程、動態的模擬生產情況，加深了學生的直觀認識。又如在講解界面的形成、結構、特點等時，動畫逼真地呈現了界面的形成過程，并可以清楚地看到界面的結構等內容。學生對界面的形成、內部結構和特點等問題都很容易理解，吸引了課堂上學生的注意力，印象深刻。

其次，還要結合科研課題輔助教學。大學教師在教學的同時，往往承擔一些科研項目。科研是一項高智力的創造性活動，但絕不是純粹的科學研究，而必須為教學服務。在復合材料學的教學過程中，我們完全可以結合自己科研課題向學生介紹一些科研方法、實驗技巧等有利于學生能力培養和綜合素質提高的內容。例如，在講授金屬基復合材料的內容時，結合“氧化鋁增強鋁基復合材料”的科研課題，介紹鋁基復合材料的沖蝕磨損性能以及在其他領域的應用，不僅讓學生知道老師在做什么、怎么做，而且豐富了教學內容，激發了學生的學習興趣，開闊了學生的視野，拓展了學生的思維。這樣的研學結合對于培養學生的實踐能力和創新能力等綜合素質是大有裨益的。

4 結語

總之，“教學有法，但無定法”。面對飛速發展的材料科學，迫切需要在《復合材料學》課程的教學過程中，根據專業特點及材料發展趨勢，及時補充新的教學內容、建立新的課程體系、采用新的教學方法、引入新的符合人才培養目標要求的教學理念與方法，使學生的知識、能力、素質等能夠滿足當前和未來的需要。在教學實踐中，提高學生學習興趣，提升教學效果的方法多種多樣，各有千秋，只要合理的加以應用，必然能取得令人滿意的教學效果。

參考文獻

[1]李振偉.淺談理工科專業課教學體系改革[J].科技教育創新，2007(3):258～260.

[2]付新建，程紹娟，劉少兵等.復合材料專業課教學中的創新教育實踐[J].廣西輕工業，2008(11):134～135.

[3]李建權，李國忠.復合材料原理課程教學改革與實踐[J].職業技術，2006(18):72～74.

[4]王海，李惠敏.復合材料學教學改革探討[J].科技信息，2008，15:35～36.