面向非工科類學生的《材料科學概論》教學探索

許 程，郭立童，張含卓，孫 智

(中國礦業大學，江蘇 徐州 221116)

面向非工科類學生的《材料科學概論》教學探索

許 程，郭立童，張含卓，孫 智

(中國礦業大學，江蘇 徐州 221116)

對面向“非工科類”學生的《材料科學概論》進行了教學探索，根據授課對象的特點，提出了降低專業性、引入互動教學、布置開放性作業和改革考核方式四個方面的改革，并在實踐中起到了較好的效果。

授課對象;專業性;互動教學;改革

隨著現代社會的快速發展，材料已經成為高技術產業的先導和基礎，正發揮著決定性的作用。材料特別是新材料的發展水平，已成為衡量一個國家綜合實力大小的主要標志。因此，面向各個專業普及材料科學的相關知識和理論，具有重要的教育意義。［1］值得注意的是，與傳統的《高等數學》《大學物理》等具有相對穩定教學內容的課程不同，《材料科學概論》的教學必須更多關注學科前沿和研究熱點。同時，面對不同學科不同專業的學生，《材料科學概論》的教學必須根據學生的專業和需求，有不同的側重點。這就提出了一個問題，如何使教學內容與授課對象的接受能力相適應，并在保證教學質量的前提下提高學生的上課熱情，是該課程迫切需要解決的問題。

一 筆者所在學校情況及存在問題

筆者所在學校中國礦業大學南湖校區材料學院成立伊始，就開設了《材料科學概論》通識教育必修課，并在全校范圍內開設了該課程的公共選修課。同時，還進行了該課程的雙語教學。根據該課程開設的不同學院、專業情況，并且結合教學實踐和前人的經驗總結，我們將《材料科學概論》面向對象劃分為以下五大類:1.“非工科類”;2.“機械類”;3.“力學與建筑類”;4.“其他非機械工科類”;5.“應用類”;本論文主要針對“非工科類”授課對象進行研究。根據已有的教學經驗，在面向“非工科類”學生的教學中主要存在以下問題:

1.學生對《材料科學概論》的定義及原理常常感到枯燥無味。由于“非工科類”學生大多沒有良好的材料學背景，因此對定義和原理難以做到透徹理解，這就對教師的授課內容和方法，甚至個人學識的豐富度提出了一定的要求。

2.學生課堂參與度不高。專業課與作為非專業課的區別主要體現于連貫性，前者具有很好的銜接性，學生可以借助于前期基礎并找出關聯性。［2］但是《材料科學概論》則是在沒有基礎的情況下，給“非工科類”學生灌輸一個新領域的綜合知識，基本上是從頭來學，學生不太樂意參與甚至于難以參與進來。

3.重視程度不夠，完成課后作業積極性不夠。當前學生常有種觀點，即專業課的學習好壞對將來考研或者找工作有很大影響，但是對于“非工科類”學生而言，《材料科學概論》課的學習成績好壞甚至學與不學都影響不大，因此常被置于次要位置，僅僅作為一種獲得學分的方式，而沒有真正地去重視。

4.難以沿用常規課程閉卷考試的考核方式。［3］由于《材料科學概論》課程內容多、泛、雜，對“非工科類”學生的難度更為明顯，一旦采用常規閉卷考試，就會使學生陷入死記硬背的應試模式，不但難以使學生真正獲得知識，還會加深其的反感情緒。

二 解決問題的方法探索

根據“非工科類”，即藝術、工商、體育、會計等專業學生的特點，對《材料科學概論》教學進行了以下四個方面的探索。

1.降低專業性，尋找學生興趣點。由于“非工科類”學生沒有較好的材料學基礎，該課程在授課中常易導致枯燥無味，因此我們認為首先教師教學應該做到語言通俗、易懂，專業性內容不能涉入太深。其次，如何講解和用什么樣的方式講解是關鍵問題，這就需要教師不斷地進行探索和總結。可以每隔一段時間引入一些使學生感興趣的話題，如提出一些有趣的小問題，或者穿插一兩個與材料相關的小故事。此外，在教學中盡量使用多媒體幻燈片的方式，甚至還可以提供視頻，可能會起到一定的效果。［4］例如在“礦物材料”講解中，給學生介紹石英時，筆者提出這樣一個問題，“自然界中的水晶、玉和瑪瑙是否都由石英構成?”同時為學生提供了圖片并帶了這三種礦物到課堂，給學生以直觀的視覺和觸覺，極大的調動了他們的興趣。在講解“高分子材料”中的塑料時，則重點突出了材料與生活密切相關的特色，給學生介紹了生活常用的七種塑料。在介紹“激光材料”時，學生總覺得激光是一種高科技、神秘的東西，與自己距離很遠。筆者于是介紹了激光在身邊的眾多應用，特別是電腦光驅采用的都是激光技術。為了給學生更直觀的印象，播放了一個如何利用光驅里面的部件制作激光器的視頻。學生很感興趣，后面的學習中還有學生帶來了自己制作的激光器，給大家做演示。

2.互動教學，團隊協作。針對課堂參與度不高的問題，我們常和學生就課堂所講的內容進行溝通，并以互動教學和團體協作的方式，加強交流與探討。在互動方面我們給予了學生隨時可以提問的特別權力。在介紹“膠粘劑”時，有學生就提出了一個有趣的問題，問如果手指不小心被502膠粘住了，有什么好辦法可以去除膠水。生活中很多人都遇到過這個問題，但是多數情況下只是用蠻力解開，而沒有研究過是否有更好的方法。該學生帶來了一瓶用來洗指甲油的凈甲水，告訴大家用該溶劑可以很方便地解決問題。此外，我們也強調互動和團隊協助相輔相成，例如在“仿生材料”部分，學生就對一些動植物中的納米組織很感興趣，一些同學主動對荷葉的表面、壁虎的爪子等做了充分的調研，準備了精美的課件，并為大家做了生動的闡述。在“納米抗菌材料”部分，學生則饒有興趣地分為兩組，一組重點揭示納米抗菌材料的優點，涉及有納米鞋墊、納米羽絨服、納米球拍等等。而另一組則對納米抗菌材料的潛在缺陷進行了質疑，認為納米抗菌材料是否會“無孔不入”，對人類健康造成危害。

3.布置開放性作業題，激發主觀能動性。《材料科學概論》的特點是內容多，范圍廣，但也因此課后習題難度低，“非工科類”學生完成課后作業的積極性不高。針對這種情況，嘗試布置開放性作業題即自主選題，通過給學生劃定一個課堂講授內容的小范圍，或與學生專業相關的小方向，讓學生自主選取感興趣的題目來調研與解答。例如一次給藝術學院學生布置了一個與繪畫用品材料相關的選題，有學生交了一幅非常精美的水彩畫，并對使用的幾種顏料進行了詳細的成分分析與特性研究，令人印象深刻。在學習“金屬材料”中的銅時，布置了一份與銅元素相關的開放性習題，一個藏族的同學在作業中介紹了具有其民族特色的藏銀，講述了藏銀的歷史，材料組分，以及目前的發展情況。筆者特別邀請他在課堂上為同學們做了詳細介紹，此后大家對作業的重視度顯著提高，對學習也更加有興趣。

4.改革考核方式。在“非工科類”學生的《材料科學概論》考核方式上，改革單一的閉卷考核方式，而以多種考核方式并舉，從多角度對學生進行考察，給出合理成績。考核方式中取消了期末閉卷考試，根據學生在互動教學、團隊協作以及開放性作業中的表現、學習態度和學習成效，并結合期末結題論文(與材料相關的調研報告)，給出最終成績。具體為出勤10分、課堂表現30分、課后作業30分、期末調研報告30分，該考核方式不再拘泥于死記硬背的應試模式，給予學生更多的表現機會，有利于培養學生的創造性思維。

三 結論

借助《材料科學概論》的教學探索，希望能讓學生特別是“非工科類”學生對材料學的基本知識、材料的發展狀態有一個更好的認識，能夠在今后各自從事的技術領域中更好地利用材料發展的成果。更進一步，通過教學創新與教學改革，增強“非工科類”學生學習該門課程的興趣，使他們更好地領會到材料科學的奧秘與精彩。

［1］王嘉毅.從移植到創新—改革開放30年來我國教學論學科的發展［J］.教育研究，2009(1):25－31.

［2］周穎賈，曉林魯，占靈.《材料概論》多媒體教學系統設計與實現［J］.科技創新導報，2008(24):109－111.

［3］王晶梅，關穎.高校“概論”課“四合一”考核模式探討［J］.牡丹江師范學院學報(哲社版)，2011(1):72－74.

［4］靖薇.淺談多媒體教學管理［J］.中國電力教育，2010(3):53－54.

Exploration of“An Introduction to the Materials Science”Offered to the Non－engineering Majors

Xu Cheng，Guo Litong，Zhang Hanzhuo，Sun Zhi

The exploration of“An Introduction to the Materials Science”to the non－engineering majors is made.According to the teaching objects，four aspects of reform，including decreasing professional requirements，introducing interactive teaching，assignment，reforming evaluation mode are discussed，and good results are gained in the practice.

teaching objects;professionalism;interactive teaching;reform

G642

A

1672－6758(2012)09－0016－2

許程，博士，副教授，中國礦業大學材料科學與工程學院。

中國礦業大學2011年度青年教師教學改革資助項目，中國礦業大學應用技術學院2011年度教學改革資助項目。

Class No.:G642Document Mark:A

(責任編輯:宋瑞斌)