《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教改實(shí)踐

摘要《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程是研究材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝與材料性能及應(yīng)用之間相互關(guān)系的基礎(chǔ)科學(xué)，它對(duì)生產(chǎn)、使用和發(fā)展材料具有指導(dǎo)意義。本文在從教學(xué)內(nèi)容的選取、教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)、教學(xué)方法和教學(xué)手段的創(chuàng)新及教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的加強(qiáng)等方面，對(duì)該課程的教學(xué)改革進(jìn)行了初步探索。

關(guān)鍵詞 材料科學(xué)基礎(chǔ) 教學(xué)團(tuán)隊(duì) 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G423文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Teaching Reform and Practice of Material Science Foundation

LI Weihuo

(Materials Science and Engineering College， Anhui University of Technology， Maanshan， Anhui 243002)

AbstractMaterial Science Foundation is to study basic science relation of the material composition， structure， preparation and application of material properties. It has guidance role of production， use and development of materials. In this paper， we take a preliminary exploration from the selection of teaching content， teaching team building， innovative teaching methods and teaching the practical aspects of strengthening.

Key wordsmaterial science foundation; teaching team; teaching reform

人才培養(yǎng)是學(xué)校的根本任務(wù)，質(zhì)量是學(xué)校的生命線，教學(xué)是學(xué)校的中心工作。《國家教育改革與發(fā)展中長期規(guī)劃綱要》為我國的高等教育可持續(xù)發(fā)展注入了新的活力。要堅(jiān)持知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，繼續(xù)深化人才培養(yǎng)模式、課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面的改革，實(shí)現(xiàn)從注重知識(shí)傳授向更加重視能力和素質(zhì)培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變。大力推進(jìn)教學(xué)方法的改革，提倡啟發(fā)式教學(xué)，注重因材施教。

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程是材料類專業(yè)的一門主干課，通過講課、課堂討論、實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)踐等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，將金屬學(xué)、陶瓷學(xué)和高分子物理的基礎(chǔ)理論融合為一體，以研究材料共性規(guī)律，即研究材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝和性能之間的相互關(guān)系，指導(dǎo)材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，并為學(xué)習(xí)后繼專業(yè)課程提供必要的理論基礎(chǔ)，學(xué)好本課程為今后從事材料科學(xué)研究和工程技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在作者數(shù)年來《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，本文從教學(xué)內(nèi)容的選取、教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)、教學(xué)方法和教學(xué)手段的創(chuàng)新及教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的加強(qiáng)等方面，對(duì)該課程的教學(xué)改革進(jìn)行了初步探索。

1 精選教學(xué)內(nèi)容，突出教學(xué)重點(diǎn)

安徽工業(yè)大學(xué)前身為華東冶金學(xué)院，隸屬于原冶金部，金屬材料尤其在鋼鐵材料方面為我校傳統(tǒng)優(yōu)勢專業(yè)和特色專業(yè)，培養(yǎng)的本科生主要面向冶金和機(jī)械行業(yè)就業(yè)，針對(duì)我校的專業(yè)特色，在教學(xué)內(nèi)容的選取上突出專業(yè)特色，體現(xiàn)“質(zhì)量為本，特色取勝”的辦學(xué)思路。

在教材選取上，參考各高校近年來碩士研究生入學(xué)考試試題及結(jié)合我校的實(shí)際情況，我們選取了上海交通大學(xué)出版社出版的胡賡祥等人編著的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》，該教材難度適宜，基本概念和基本理論清晰，滿足教學(xué)研究型大學(xué)材料類專業(yè)人才培養(yǎng)的要求。

本課程的教學(xué)內(nèi)容上將原分屬于金屬材料、陶瓷材料和高分子材料的基礎(chǔ)理論融為一體，突出了材料的共性教學(xué)，并著重于材料科學(xué)的基礎(chǔ)概念和基礎(chǔ)理論，適當(dāng)?shù)卣莆諆?nèi)容深度和廣度。其內(nèi)容主要可以分為四個(gè)部分：（1）材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)；（2）材料組織結(jié)構(gòu)隨化學(xué)成分、溫度以及載荷變化的轉(zhuǎn)變規(guī)律；（3）材料成分、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系；（4）介紹實(shí)際材料，特別是近年來材料科學(xué)研究的一些新成就。由于課程涉及許多基礎(chǔ)理論，概念性強(qiáng)，內(nèi)容抽象，我們除了在教學(xué)方法與手段上采取相應(yīng)的措施外，還在教學(xué)中注意更新課程內(nèi)容，并將材料科學(xué)最新發(fā)展和科研新成果融入到教學(xué)內(nèi)容中去，使課程內(nèi)容兼具基礎(chǔ)性和先進(jìn)性，很好解決了經(jīng)典理論與現(xiàn)代材料科學(xué)之間的關(guān)系。

2 加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的教學(xué)隊(duì)伍

（1）以團(tuán)隊(duì)帶頭人為核心，大力加強(qiáng)隊(duì)伍建設(shè)。本課程共有13名教師及實(shí)驗(yàn)教師從事本課程的教學(xué)工作。其中，教授4人，副教授4人，講師2人，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師3人，實(shí)驗(yàn)師1名；具有博士5名，碩士6名，本科2名。課程負(fù)責(zé)人何宜柱教授是本學(xué)科方向帶頭人，長期從事本課程的教學(xué)工作。開發(fā)的課件曾先后獲省、教育部一等獎(jiǎng)和優(yōu)秀獎(jiǎng)。本團(tuán)隊(duì)近年來從國內(nèi)外知名高校引入了多名博士、博士后，大大充實(shí)了教師隊(duì)伍。課題組成員教學(xué)效果及教學(xué)考核成績均為優(yōu)良，課題組為培養(yǎng)青年教師制定了以老帶新計(jì)劃，取得了較好的效果，青年教師現(xiàn)已能獨(dú)立承擔(dān)該課程教學(xué)、實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

（2）以精品課程建設(shè)為重要載體，大力加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)建設(shè)。精品課程是指具有一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等特點(diǎn)的示范性課程。它是“高等學(xué)校教學(xué)改革與質(zhì)量工程”的重要內(nèi)容，是提高教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要舉措。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程是我校首批入圍安徽省精品課程，經(jīng)過近些年建設(shè)和教學(xué)實(shí)踐來看，只有不斷提高教師教育教學(xué)水平是精品課程建設(shè)必要的保證。可以說，精品課程的建設(shè)過程既是一個(gè)一流師資隊(duì)伍的形成過程，也是一個(gè)優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的過程。

（3）構(gòu)建合理的評(píng)價(jià)體系，促進(jìn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的健康發(fā)展。科學(xué)合理的評(píng)價(jià)體系是調(diào)動(dòng)團(tuán)隊(duì)積極性、檢驗(yàn)其建設(shè)成果、提升團(tuán)隊(duì)核心競爭力的有效途徑，是團(tuán)隊(duì)能否有序運(yùn)行的重要保障。本課程的評(píng)價(jià)體系評(píng)價(jià)內(nèi)容包括學(xué)生的網(wǎng)上評(píng)教、質(zhì)控中心專家組的評(píng)價(jià)及教學(xué)成果和科研成果的評(píng)價(jià)等方面。通過定期的檢查和評(píng)估，可以使團(tuán)隊(duì)建設(shè)的各個(gè)方面得到改進(jìn)并形成良性循環(huán)，進(jìn)而確保團(tuán)隊(duì)建設(shè)整體目標(biāo)的順利推進(jìn)。

3 教學(xué)方法和教學(xué)手段的創(chuàng)新

材料科學(xué)基礎(chǔ)的特點(diǎn)是三多，即內(nèi)容頭緒多、原理規(guī)律多（涉及原理、規(guī)律幾十個(gè)）、概念定義多（名詞、定義近500個(gè)），加之有些微觀結(jié)構(gòu)看不見、摸不到，且內(nèi)容抽象、枯燥乏味，因此教師感到難教，學(xué)生感到難學(xué)，課題組教師多年來一直在尋找一條切實(shí)可行的教學(xué)方法及教學(xué)手段。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）本課程是從基礎(chǔ)課到專業(yè)課的過渡課程，它著重于基礎(chǔ)理論，但它闡述基礎(chǔ)理論的載體是材料的物理和化學(xué)過程。所以它一方面需要基礎(chǔ)理論的嚴(yán)密思路，另一方面因?qū)嶋H情況的復(fù)雜性，一般只有根據(jù)實(shí)際情況找出主要矛盾，通過適當(dāng)?shù)奈锢砗蛿?shù)學(xué)模型作出近似處理。這種處理方法在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論時(shí)比較缺乏的，但卻是解決實(shí)際問題常用的的。所以，通過學(xué)習(xí)本課程，學(xué)會(huì)應(yīng)用基礎(chǔ)理論解決實(shí)際問題的思路的方法。

（2）本課程是學(xué)生全面接觸專業(yè)領(lǐng)域的課程，它具有概念多、知識(shí)面寬、應(yīng)用基礎(chǔ)理論廣的特點(diǎn)，有一定的難度。所以，首先應(yīng)著重建立正確概念，再鋪開知識(shí)面，最后深入到理論的概括。

（3）本課程是實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的課程，它的理論都是從實(shí)驗(yàn)事實(shí)提出的，最終還要經(jīng)得住實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。所以，課程應(yīng)遵循從實(shí)際(實(shí)驗(yàn))的現(xiàn)象為出發(fā)點(diǎn)，歸納出本質(zhì)的問題，再演繹提高到理論的高度。

（4）材料領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論仍在不斷發(fā)展中，應(yīng)在教學(xué)內(nèi)容中以比較成熟的新內(nèi)容更新以前的陳舊內(nèi)容，并且有意識(shí)地結(jié)合有關(guān)章節(jié)介紹現(xiàn)代材料領(lǐng)域的新成果和前沿信息。

（5）本課程所描述的很多物理化學(xué)過程都是肉眼觀察不到的，所以應(yīng)盡量制作和多采用模型、圖片、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)軟件等先進(jìn)教學(xué)手段。

4 重視實(shí)踐環(huán)節(jié)，加強(qiáng)能力培養(yǎng)

近年來隨著高校本科生擴(kuò)招，本科生人數(shù)大大增加，而原有的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)如實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)習(xí)條件等方面沒能跟上擴(kuò)招的步伐，普遍反映在學(xué)生動(dòng)手能力差，理論知識(shí)掌握不扎實(shí)。考慮到《材料科學(xué)基礎(chǔ)》這門課程的特殊性，既包含大量基礎(chǔ)理論又與實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系緊密的課程。因此，我們?cè)诮虒W(xué)過程中加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)，一方面，可以結(jié)合自身的科研課題，從課題的選題到實(shí)驗(yàn)方案的制定及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這樣的授課不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)和科研興趣，而且對(duì)課本知識(shí)掌握更為牢固。另一方面，開展課題討論和撰寫學(xué)習(xí)體會(huì)，每章結(jié)束后對(duì)課程的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行小組討論，學(xué)期結(jié)束前要求學(xué)生通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫與本課程有關(guān)的小論文。通過這些訓(xùn)練，學(xué)生的分析問題與解決問題的能力得到提高，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程按課題組對(duì)上述各方面實(shí)施的改革措后，教學(xué)效果在較大幅度上提高，受到校內(nèi)外同行的好評(píng)，學(xué)生也給予了高度評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生后期專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供扎實(shí)的基礎(chǔ)，從畢業(yè)的學(xué)生來看，我校材料類大部分考研學(xué)生都選用這門課程為專業(yè)課，成績優(yōu)良，就業(yè)學(xué)生深受用人單位的喜愛，每年就業(yè)率超過98%。

參考文獻(xiàn)

[1]計(jì)云萍，任慧平.材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革.中國冶金教育，2009(6).

[2]周妮娜，胡皓，李銀興等.教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)有關(guān)問題研究.價(jià)值工程，2010(36).