材料科學基礎課程教學優化

摘 要：材料科學基礎課程內容繁多且抽象難于理解，課程教學枯燥，學生學習興趣不高，致使課程教學效果不理想。因此，對課程及其教學進行優化非常必要。本文從教師隊伍、課程設置、教學手段及考核方式等方面闡述了對課程及教學進行優化的必要性以及優化方法。

關鍵詞：材料科學基礎 教學 優化

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）04（a）-0037-02

材料科學基礎是高等學校材料科學與工程一級學科專業課程體系中一門重要的基礎理論課程[1]。該課程主要闡述材料的組成、結構與材料物理化學性能之間的關系及規律，包括晶體學基礎、晶體缺陷、相結構、相圖、擴散、塑性變形、回復與再結晶、材料復合等理論。材料科學基礎在公共基礎課程和專業課程之間起著承前啟后的作用，學生通過該課程，除了學習掌握材料領域基礎知識外，更重要的是學會分析、解決科學研究與工程應用中的實際問題，打下堅實的知識與技術基礎。

該課程內容面廣、概念繁多，很多內容抽象，難于記憶和理解。教師授課難免顯得枯燥，學生興趣不高，如此惡性循環，導致該課程教學效果不佳。因此，從各方面對課程教學進行優化勢在必行。

1 教師隊伍的優化

材料科學基礎課程教師隊伍的優化不只針對單個授課教師，因為一般課程從內容設置到教學任務的完成需要一個團隊來協作[2]。教師隊伍的優化也不是以書本知識掌握的多寡而進行簡單地篩選，而是涉及教師團隊個體和整體的綜合評價。

1.1 教師的專業知識

具備堅實的專業知識基礎，是對一名教師的基本要求。課程的目的就是要通過教學，把相關知識點傳授給學生，使之形成基本的理論框架，為以后更高更深層次的發展打下基礎。俗話說：“給學生半桶水，自己就要有一桶水”，教師必需有充實的專業知識儲備，在教學中才能駕輕就熟，從更高的層次引領學生更好地進行學習。如果教師自身對專業知識就是一知半解，必然使學生的學習效果大打折扣，甚至無所適從。

1.2 教師的組成結構

材料科學基礎課程由單一教師授課必然會受到教師自身專業的局限，不利于全面深入地對整個課程進行講授。課程的教學隊伍需要由相關專業的若干教師組成，教師隊伍的職稱結構、專業結構要配置合理，既要有講授基礎理論的骨干教師，又需要有在專業上有較高造詣的專家以及相關實驗教師，使他們能夠發揮各自的特長，做到優勢互補，有基礎、有提高，理論與實驗、教學與科研達到有機結合。

1.3 教師自身的提高

科學技術與知識在不斷發展進步，作為材料科學基礎課程教師，需要時刻關注相關學科的發展方向，在做好教學工作的同時，在專業上有更深入的學習，對專業知識有更高層次的把握，進而強化自身的教學能力。同時，授課教師之間也應加強協作與交流。如通過教學基本功大賽、教學討會等形式，發現教學中的難點及存在的問題，借助集體的力量加以解決，也使得教師隊伍成員之間互相學習，取長補短，共同提高。

2 課程設置的優化

材料科學基礎作為專業基礎課程之一，在教學中要根據專業人才培養目標，對課程內容與體系結構進行優化。既要使學生加強理論基礎，又要做到融會貫通，同時拓寬知識面，達到良好的學習效果。

2.1 課程重點內容

材料科學基礎研究的是材料成分、組織結構、材料性能及其關系。根據教學目標，課程設置的主要內容包括晶體結構、晶體缺陷、相結構、相圖、塑性變形等。為避免內容枯燥乏味，講授內容需要有一定的針對性，通過實際生活中實實在在的工具、器件等引出相關理論，密切理論與實際的結合，達到課程內容的傳授。同時，也可以結合本校具有優勢的研究領域，側重講解某一方面基本理論內容。

2.2 最新研究成果

課堂教學中，在注重相關基礎理論知識講授的同時，還需要引入相關的最新科研成果，不斷開闊學生的視野，使之對相關領域的國內外研究現狀有所了解，并發現可能存在的問題。如以納米材料、非晶合金、記憶材料等為例，通過這些材料的特殊性能與基礎理論之間的關系講解，提高學生對材料科學研究的興趣，培養學生的科研思維，達到課程教學目的。

2.3 與實驗相結合

材料科學基礎實驗是驗證課堂講授的理論知識的必要環節。實驗可以幫助學生鞏固和加深對理論知識的理解，培養理論聯系實際，自己動手分析解決問題的能力[3]。如材料顯微組織觀察、導熱系數測定、拉伸力學性能實驗等，使學生既掌握了基本實驗技能，又通過看得見、摸得著的實物，充分理解相關的概念和理論。

3 教學手段的優化

材料科學基礎課程概念多、內容雜、而且比較抽象，難于理解。傳統的照本宣科式的講授會使課堂變得非?？菰?，所以在教學手段上應該充分發揮先進的現代化技術的作用，如適當采用多媒體教學等手段[4]。對于比較抽象的微觀結構的變化，如晶體結構、位錯的形成及運動、金屬凝固結晶過程和塑性變形中晶粒變化等，可使用Auth orware、3D MAX、Power Point等軟件，制作結構模型和三維動畫輔助教學，使學生對相關理論有更直觀的認識。同時，利用相關的影像資料，如材料科學紀片、專業領域的新成果報道、有突出貢獻專家的研究故事等，充實課堂教學內容[5]。這樣就可以找到比較好的切入點，使課堂增加趣味性和生動性，以調動學生的興趣，激發他們學習這門課程的積極性。需要指出的是，多媒體雖然在一定程度上可以很好地輔助材料科學基礎課程的教學，但在實際教學中不能對其產生過度依賴。因為多媒體授課時，信息量非常大，尤其是基本概念和公式，往往一個頁面的內容學生理解和消化起來都需要很長時間，如果授課時頁面切換過快，反而容易造成學生思路跟不上，從而違背使用多媒體的初衷。

另外，嘗試打破老師講學生聽的傳統課堂模式，鼓勵學生試講?？梢宰寣W生查閱某種材料的研究最新報道或相關文獻，進行比較深入的研讀，并在課堂上用十分鐘左右的時間向其他同學進行講解，并指出與之相關的材料科學基礎理論。然后同學之間進行討論，并在教師的指導下分析基礎理論的應用方式，從而達到學以致用的目的[6]。這樣就充分調動了學生學習的積極性和主動性，可以很好地促進課程教學。

4 考核方式的優化

材料科學基礎課程不僅要教會學生材料學的一些基礎理論，更要培養他們利用這些知識解決實際問題的能力、實驗操作能力以及思維創新能力等。而傳統的一張考卷定成績的方式，不能全面評價一個學生的學習效果。比如有的學生死記硬背得到高分，而實際上卻不能對相關知識點進行活學活用。所以需要根據課程實際，注重學生多方面的表現，給出恰當的考核成績。

4.1 平時課堂表現成績

鼓勵學生積極回答授課教師提出的問題，同時，鼓勵學生指出教師授課過程中存在的不足，鼓勵學生針對授課內容提出問題并進行討論。對這方面表現突出的學生應在平時成績上給予加分。

4.2 試講互評成績

對于課堂上學生試講的內容，同學之間可以互相評價，從講解的深度、理論分析或運用的熟練程度、回答問題的滿意度等方面給出相應的分數，供授課教師參考。

4.3 實驗成績

學生對待實驗的態度，實驗過程中儀器設備操作能力的掌握程度以及實驗結果的處理優劣，會在實驗過程和實驗報告中有所體現。教師要根據學生的實驗表現及實驗結果對學生的學習效果做出判斷，給出適當的分數。

4.4 試卷成績

由于最容易量化，這種考核方式依然可作為成績評定的主要組成部分。不過在試卷題目的設置上可以進行必要的優化。如逐漸減少死板的名詞解釋和繁雜的公式計算題，而增加考察學生靈活運用基礎知識能力的試題。比如，給出某種材料檢測結果，讓學生指出要分析這些結果需要用到的基礎理論知識點，并進行相應闡述等，這樣更有利于檢驗學生學習的效果。

授課老師最終給出的成績應該是綜合考慮以上各方面因素后的綜合成績，每個方面可以占一定比例，從而促使學生全方位地學習和掌握課程相關的知識，達到教學目的。

5 結語

材料科學基礎是材料學相關專業的重要基礎課程，課程的教學優化對專業人才的培養具有重要的基礎意義。這就要求授課教師在教學過程中不斷優化自身素質，探索課程設置、教學手段及考核方式的優化途徑，為培養具有堅實理論基礎又有較強實踐能力和創新能力的復合型人才奠定基礎。

參考文獻

[1]吳進怡，曹陽，李建保.材料科學基礎教學過程中如何做到師生間的互動[J].海南大學學報：自然科學版，2012，30（3）：288-292.

[2]滕祥東，任偉寧，楊冰.應用型大學教師隊伍結構模式的構建與優化[J].黑龍江高教研究，2009（7）：88-90.

[3]張小文.《材料科學基礎》實驗教學模式的創新與實踐探索[J].科技創新導報，2011（18）：140-141.

[4]賈淑果，寧向梅，田保紅，等.材料科學基礎多媒體教學探討[J].中國現代教育裝備，2010（5）：87-89.

[5]謝鯤，崔洪芝，曹梅青，等.材料科學基礎課程體驗式教學[J].中國冶金教育，2012（5）：12-14.

[6]范群成，徐彤，席生岐，等.研究型教學在“材料科學基礎”課程的實踐與思考[J].中國大學教學，2012（8）：61-62.