超硬材料制品工藝學的教學改革與實踐

李啟泉 張旺璽 劉磊

摘要在新材料領(lǐng)域中，超硬材料因其特殊的性能而具有非常重要的地位，起著其他材料不可替代的作用，并得到日益廣泛的應用。本文對超硬材料制品工藝學課程教學改革進行了探索，在更新教學觀念、改革教學內(nèi)容、專題教學、互動教學和實踐教學等方面提出了改革措施，目的是提高學生的學習興趣，調(diào)動學生學習的積極性、主動性和創(chuàng)造性，提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)人才。

關(guān)鍵詞超硬材料制品教學觀念課程教學改革

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

0 前言

超硬材料因其特殊的性能而具有非常重要的地位，起著其他材料不可替代的作用，并得到日益廣泛的應用。目前，無論在國內(nèi)，還是在國外，超硬材料制品的研究與制造都是一個異常活躍的領(lǐng)域。超硬材料制品工藝學是一門新興的邊緣學科，是近年高校為材料科學專業(yè)開設的一門重要專業(yè)課程。由于它涉及金屬、陶瓷和高分子三大固體材料，內(nèi)容繁雜，學時有限，目前國內(nèi)還沒有比較成熟的教材，因此教學難度大。提高學生的學習興趣，充分調(diào)動學生的積極性、主動性和創(chuàng)造性，是提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)人才的關(guān)鍵。

1 改變教學觀念，更新教學內(nèi)容

目前的高等學校教育在教學觀念上還存在很多的局限性，如只重視對書本知識的傳授而忽略了教學方法；只關(guān)注考試分數(shù)而忽略了學生對知識的掌握度；只關(guān)心理論知識的講授而輕視了實踐操作等。因此要提高教學質(zhì)量，首先得改變教學觀念。教學過程不僅是傳授知識的過程，更重要的是對學生人格和能力培養(yǎng)的過程。

很多專業(yè)化教材或多或少存在“老化”現(xiàn)象，未能很好的反映當代科技在該專業(yè)領(lǐng)域的最新研究成果，這大大影響了學生學習專業(yè)課的興趣，從而使專業(yè)課的教學質(zhì)量大打折扣。近年來，我國的超硬材料工業(yè)出現(xiàn)了從量變到質(zhì)變的飛躍，體現(xiàn)在合成技術(shù)水平得到了大幅度的提升、制品制備技術(shù)不斷完善、應用領(lǐng)域越來越廣泛等。但是，現(xiàn)在使用的教材一般包括“超硬材料學”和“超硬材料制品”兩個大的部分，教材系統(tǒng)性不強，不利于學生掌握最先進產(chǎn)品的制造技術(shù)和方法。因此，有必要采用自編教材的形式進行教學，教材一年一補充和更改，緊緊圍繞超硬復合材料（制品）的基本原理和原則，分別介紹超硬復合材料的概念、原則、方法、反應技術(shù)、應用、研究前沿以及超硬制品的產(chǎn)生和發(fā)展等內(nèi)容。全書共分十章，主要包括樹脂、陶瓷和金屬結(jié)合劑超硬材料制品及它們的復合界面等，見表1。

為了擴展和充實教學內(nèi)容，讓學生對超硬材料學有系統(tǒng)的認識和了解，還需要給學生列出一些課外閱讀材料和書籍，如《超硬材料工具設計與制造》、《超硬材料制造》、《現(xiàn)代超硬材料與制品》等，讓學生根據(jù)自己的興趣，選擇有關(guān)問題去閱讀書籍，以拓展學生的知識面。

2 開展互動教學，調(diào)動學習興趣

超硬材料制品工藝學是一門專業(yè)課，專業(yè)課很容易走“照本宣科”的教學形式，許多教學活動停留在純理論化階段，忽視了專業(yè)課教學的實用性。專業(yè)課教學一旦離開了利用工程科學應用和實踐性的特點學習自然就會枯燥無味，學生也就為了擴展和充實教學內(nèi)容，讓學生對超硬材料學有系統(tǒng)的認識和了解，還需要給學生列出一些課外閱讀材料和書籍，如《超硬材料工具設計與制造》、《超硬材料制造》、《現(xiàn)代超硬材料與制品》等，讓學生根據(jù)自己的興趣，選擇有關(guān)問題去閱讀書籍，以拓展學生的知識面。

只有靠死記硬背來完成學習內(nèi)容，這也導致了他們只追求學分，而忘記了學習這一門課程的初衷。因此，這就要求教師多開展互動教學，讓學生成為學習的主人，激發(fā)學生對超硬材料的激情與興趣。

超硬材料制品工藝學本身就是一門實踐與經(jīng)驗相結(jié)合的課程，對沒有實踐經(jīng)驗的學生來說顯得晦澀難懂。因此，要嘗試改變整節(jié)課全面講解的教學方式，而應適當?shù)拈_展課堂討論。例如，針對同學們普遍不理解的知識點，應該展開討論，鼓勵學生根據(jù)自己的理解暢所欲言，激發(fā)學生的學習激情，使學生從單純聽課、做筆記的傳統(tǒng)角色，轉(zhuǎn)化為真正的課程參與者，最后老師做總結(jié)性發(fā)言，讓同學們對這一難點加深理解，并鞏固其他學科知識，如《復合材料概論》、《失效分析》等，將知識串聯(lián)起來，達到系統(tǒng)學習的效果。通過互動教學，同學們就會對這門課程產(chǎn)生興趣，從而學得得心應手。

3 加強專業(yè)素質(zhì)，提高教學效率

作為一名老師，首先應具有對自己工作的敬業(yè)精神，然后是勇于改革的探索精神，另外還應具有嘔心瀝血的奉獻精神。本著這種使命感，就要及時地提高專業(yè)素養(yǎng)，適時的充實專業(yè)知識。在科學發(fā)展日益發(fā)達的今天，授課老師不應停留在原有的課本上，而應該及時了解科技界的動態(tài)，更新專業(yè)知識，實現(xiàn)自身知識的升級換代。教學的內(nèi)容應與科技發(fā)展、現(xiàn)代應用實例相結(jié)合，這將為學生走入工作崗位充當很好的“向?qū)А薄?/p>

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)學生不僅想從老師那里學習專業(yè)知識，同時還希望獲得一些人生的看法。現(xiàn)代人生活節(jié)奏快，容易產(chǎn)生浮躁的心理，這也讓學生們感到非常的迷茫，這就要求老師用自己的經(jīng)歷加上閱歷，耐心的給學生以真誠而正確的指引，充當學生人生航行中的好“舵手”。

因此，教師在努力提升專業(yè)素質(zhì)的同時，還應與學生建立民主平等的和諧關(guān)系，創(chuàng)設良好的教學環(huán)境，以提高教學效率。

4 加強實踐教學，提高學生動手能力，培養(yǎng)綜合分析能力

超硬材料制品工藝學課程具有較強的理論性又有一定的實驗性，要使學生理解課程內(nèi)容，設置相應的實驗等實踐教學環(huán)節(jié)是必不可少的。因此，為了開闊學生視野，提高學生綜合應用知識和獨立科研的能力，在驗證性實驗的基礎上，還應增設綜合性實驗。

驗證性實驗只需根據(jù)“超硬材料制品工藝學實驗指導書”做就可以了。而綜合性實驗就要求學生以“超硬材料制品制備與加工—制品材料性能測試與分析—制品材料微觀組織結(jié)構(gòu)觀察與分析”為主線，以“材料科學與工程基礎實驗平臺—綜合設計實驗平臺—研究創(chuàng)新實驗平臺”三層次為一體化的實驗教學體系，以材料科學與工程“成分/組織”“合成/制備工藝”“性能”和”使用性能”四要素及其相互關(guān)系為實驗教學的基本設計理念，打破原有的分散、獨立的實驗教學體系，創(chuàng)建與超硬材料專業(yè)基礎綜合實驗和專業(yè)特色實驗相呼應的專業(yè)課程體系。在實踐環(huán)節(jié)前提出諸如目的、要求和注意事項等前提，然后學生自行設計實驗方案和實驗步驟，在老師的指導下進行實驗操作。實驗報告著重考查學生的分析討論部分，看學生是否能聯(lián)系已經(jīng)學習過的理論和已掌握的知識技能，將其融為一體。使學生既提高運用所學知識進行設計、分析的能力，又能體會到實際實驗與理論設計的距離，鍛煉學生的操作能力、觀察能力、獨立思考能力、綜合分析能力和創(chuàng)新能力。

5 引入科研實例，提高學生認知能力和創(chuàng)新能力

如何培養(yǎng)學生的自主創(chuàng)新能力？教師在授課時應當適當引入科研實例，提高學生的認知能力。因此，授課老師可以根據(jù)某一生產(chǎn)過程中的具體問題或事件在課堂中提示后，組織學生課后查閱相關(guān)資料并加以整理，在課堂中展開討論。這樣既能使學生了解掌握國內(nèi)外對本專業(yè)的研究現(xiàn)狀，又能使學生參與其中，提高對本專業(yè)的認知能力。例如在教授“樹脂結(jié)合劑超硬材料磨具”一章時，可以提前布置學生查閱“材料的增強方法”，其中必然有“顆粒增強”的方法。教學中將“超硬材料增強樹脂”作為題目加以討論，包括金屬材料和陶瓷材料的增強方法：纖維增強、晶須增強、納米增強等。這樣不但提高了學生對本專業(yè)的認知能力，而且大大拓展了學生的知識面。以培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力為主要目的，老師還可以將自己的科研課題引入實踐教學環(huán)節(jié)，讓學生參與到真實的科學實踐中去。一方面，做到了理論聯(lián)系實際，促進了教研水平和科研水平的提高；另一方面，使學生從常規(guī)教學的層面轉(zhuǎn)化到開放式教學中來，注重了學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學生盡早的融入社會實踐當中。

6 結(jié)束語

超硬材料制品工藝學課程教學的改革，沒有套路可循，只有聯(lián)系實際，采用科學的教學方法，才能真正全面而有效地提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)的專門人才。這就要求我們從教學改革入手，“堅持能力為重，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，豐富社會實踐，強化能力培養(yǎng)。著力提高學生的學習能力、實踐能力、創(chuàng)新能力，教育學生學會知識技能，學會動手動腦，學會生存生活，學會做事做人，促進學生主動適應社會，開創(chuàng)美好未來。”

參考文獻

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