《材料科學基礎》課程教學改革探討

摘 要： 文章分析《材料科學基礎》課程教學中存在的問題，結合課程性質和特點，優化教學內容，采用互動式教學模式，利用多媒體、網絡等教學手段，強化實驗和創新實踐的改革措施，提升教學水平與質量，激發學生學習興趣，培養學生的自主學習能力和創新意識。

關鍵詞： 《材料科學基礎》 教學改革 教學方法

《材料科學基礎》是材料類專業的一門重要專業基礎課，內容涉及材料的晶體結構與缺陷、材料的形變和再結晶、金屬和合金的相圖等知識，具有概念多、內容抽象、學科知識面寬等特點，與生產實際緊密聯系。

“老師難教、學生難學”是課程教學中反映出的最突出問題，堪稱“天書”[1]。傳統教學中，教師采取板書為主，結合課外輔導的教學方法，很難達得最佳的教學效果；學生方面，更是感覺課程枯燥、難理解和記憶、應用知識解決工程實際的能力相當薄弱，由此產生抵觸心理，逃課現象時有發生。為此，各高校對該課程的教學改革與課程建設都進行有益的嘗試[2]。本文從教學內容、教學方法與教學手段等方面進行了改革探索和實踐，激發了學生學習熱情，提高了教學效率，極大改善了教與學的尷尬境地，使教學相長。

1.優化、更新教學內容

根據材料類專業的培養目標和課程特點，選擇胡賡祥、蔡珣主編的《材料科學基礎》（上海交通大學出版社）作為課程教材。經典的材料科學基礎理論是教學重點，因此在內容設置上體現課程基礎性特征，讓學生系統掌握各個知識點，重點、難點要講透，既注意與學生以前所學過的基礎知識的銜接，又要避免重復，使學生容易接受新的知識，順利完成新舊知識的過渡，打消抵觸心理。該課程的基礎性強調材料的共性規律，故打破不同材料之間的界限，對不同理論體系加以整合，針對材料多樣性，尋求各種材料的共性。

其次，在講授材料科學基礎內容時，緊跟時代步伐，將材料科學的發展前沿與最新成果融入課堂教學：如引進納米新材料和環境材料等新知識，引導學生關注這些新領域、新發現、新課題，開闊眼界，啟迪思維，激發學習興趣[3]。同時，根據我校的特色，嘗試將教師的科研成果融入課堂教學，有重點、有針對性地引入諸如用于農業機械材料中的合金、用于農藥廢水處理的光催化材料、新型高分子材料農用地膜、海洋功能材料等知識，增強了教學的時效性，使學生感覺學有所用，并加強了理論知識與生產實際的聯系，達到了很好的教學效果。

2.豐富教學方法，構建互動式教學模式

新的教學理念倡導教師是教學活動的組織者和服務者，學生是學習活動的主角，是課堂的核心，一切教學活動都應圍繞學生的學習展開。因此，在教學過程中，改變傳統“注入式”教學模式，采用互動式教學模式。一方面，教師轉變教學理念，由重講授轉變為重指導，在教學方法上注意由慢到快，由詳細講解到主要講重點、難點與思路，采用啟發式、研討式教學方法積極調動學生思維，激發學生學習興趣。如借助生活中“下雪不冷化雪時冷”的現象，引導學生學習金屬凝固時放出結晶潛熱的知識；在學習鐵-碳相圖時，啟發學生采用比較與總結的方法，聯系以前所學的二元金屬相圖知識，使學生溫故知新，并對所學知識進行自我整合，提高自主學習能力，又能使教師了解學生對知識的掌握情況，及時應對[4]，[5]。

另一方面，教師進行換位思考，設身處地地站在學生角度上考慮問題，把握學生心理，關注學習態度，進行人文關懷，營造輕松的課堂氛圍，構建新型的師生關系。課堂上針對難以理解或易混淆之處，師生之間可以采取講、讀、問、辯等方式，通過共同努力尋找到答案；課后通過集中答疑、電子郵件、QQ、飛信、電話等形式，與同學進行平等廣泛交流，解決學習中的疑難問題。教學實踐表明，平等的師生關系、輕松和諧的教學氛圍，能夠引發學生對老師的興趣，進而引發對課程的興趣。

3.糅合多種教學手段，全面優化教學過程

首先，將傳統板書與多媒體技術結合，彌補板書在時空上的不足，使抽象的知識形象化，容易被學生接受，同時能夠增加課堂信息量，開闊學生眼界，開闊思維。對于多媒體授課內容，教師結合課程特點和學生層次，仔細鉆研課程內容、教學方法和課件設計，并借鑒網絡課件，使授課內容更有目的性、針對性，幫助學生理解和掌握抽象的理論知識。如在講解“材料的凝固”時，用板書推導關鍵理論公式，給予學生充分的理解時間；對于金屬的凝固過程、位錯的滑移過程等知識點，則采用圖片、動畫或插播媒體文件展示變化過程和變化結果，直觀形象地幫助學生理解和記憶，同時輔以設問、置疑等手段，鼓勵學生參與討論，體現教學互動。

其次，充分利用學校網絡教學平臺，完善網絡助教、網絡助學，建立教學互動平臺。教師將授課計劃、電子教案、多媒體教學課件、視頻等全部上網，通過“網絡答疑”解答學生的疑問，了解學生的學習進展和對教學工作的建議，及時調整更新教學資料和教學方法；學生則在老師指導下，以網絡為媒介進行自主學習。這樣網絡助教促進了教師自身素質的提升，網絡助學提高了學生的自主學習能力，有效解決了以前教學分離的問題[6]。

4.強化實驗和創新實踐環節

《材料科學基礎》是一門以基礎理論和工程實踐緊密結合為特征的學科，實踐教學不僅能有效鞏固理論知識，優化知識結構，擴大知識面，開闊視野，而且能使學生在實踐中充分發揮自己的想象力和創造力，建立大工程的背景和意向[7]。因此，結合理論教學，設置了基礎性和綜合性實踐兩類實驗環節。前者使學生驗證已學過的理論，加深對知識的理解；后者培養學生綜合應用知識設計實驗、解決實際問題的能力，獲得書本以外的知識和技能。

在實踐創新性環節上，通過豐富網上教學資料、設置課外小組研究等環節，結合課題組開設的《創新實踐》課程，對學生創新與實踐從思維上進行相應培訓，積極進行教學實踐活動激發學生的創新意識，實現部分學生的個性化培養。同時，鼓勵學生積極申報“挑戰杯”大學生創新教育項目，通過參加創新實踐，培養學生的動手能力、科研創新能力和組織協調能力，為將來的工作學習儲備一定的實驗技能。

《材料科學基礎》課程教學改革必須堅持以學生為本，與時俱進，不斷充實和完善教學內容，創建新型的教學互動模式，充分利用先進的教學手段，激發學生自主學習意識并提高學習能力，實現教師、學生的相互促進與共同發展。

參考文獻：

[1]孟利，楊平，陳冷等.新形勢下材料科學基礎實驗教學的實踐與思考[J].中國冶金教育，2010（02）：45-47.

[2]王晴，冉坤，賈竟航等.材料科學基礎課程教學改革的探索與實踐[J].沈陽建筑大學學報（社會科學版），2012，14（02）：214-217.

[3]王卷剛，尚云麗.基于材料化學專業《材料科學基礎》課程研究與實踐[J]，焦作大學學報2011，2：86-88.

[4]寧向梅，李謙.材料科學基礎課程教學改革與實踐[J]，中國現代教育裝備，2009，14：70-72.

[5]王書亮，胡志彪.《材料科學基礎》的教學實踐與方法探討，湖北函授大學學報，2011，24（12）：100-101.

[6]王永東，王振廷，李柏茹等.《材料科學基礎》多媒體課件教學應用研究[J].廣州化工，2012，40（04）：110.

[7]楊雄.《材料科學基礎》課程考核體系的研究與實踐[J].現代企業教育，2010（09）.下期：7.

基金項目： 青島農業大學教學研究課題（XJG1128）。