《復合材料原理》教學方法淺論

張良　于方麗

摘 要： 《復合材料原理》是復合材料與工程專業學生的專業方向課程之一，相關知識教學有其自身規律與特點。作者結合教學實踐，從課程作用、教材選擇、課程教學、成績考核與評價、教學效果與評價等方面探討這門課的教學方法。

關鍵詞： 復合材料原理 教學方法 案例教學

復合材料與工程專業人才可從事阻尼材料、抗輻射材料、熱功能材料、摩擦功能材料、壓電復合材料、仿生復合材料、梯度功能材料、功能陶瓷材料、超導功能材料、醫用功能材料的研發、生產與管理工作[1]。掌握材料設計的基礎知識，能根據工程上對復合材料制品的要求，從微觀或亞微觀水平上選定合宜的基體和增強體或功能體，并確定合適的表面處理技術和成型工藝，使基體和增強體或功能體有良好的界面，從而達到預期的性能指標，這是復合材料與工程專業學生要掌握的一項重要能力[2]。《復合材料原理》就是面向高教學生開設的一門有關復合材料材料設計的專業方向課程。通過多年對本門課的教學，筆者總結出以下教學要點。

1.講明本課程的作用

《復合材料原理》是復合材料與工程專業的一門專業方向課，是在學生學習了物理化學、高分子化學與物理、材料科學基礎等專業基礎課的基礎上開設的。它是一門理論性和應用性都較強的課程，為學生今后從事有關聚合物改性的科學研究和生產一線工作提供基礎。

2.本課程教材的選擇

目前，國內關于《復合材料原理》可選的教材比較少，筆者選用原武漢理工大學聞荻江主編的《復合材料原理》。該教材面向本科生教學，通過教材學習，讓學生基本掌握復合材料的復合效應、界面狀態解析、界面處理技術、力學性能復合規律、物理和化學性能復合規律及復合體系的界面結合特性、典型界面反應，具備一定的分析和解決與材料復合相關問題的能力，為復合材料與工程專業學生將材料復合知識應用到科學研究和生產實踐中，為經濟社會服務打下良好基礎。當然，由于教學過程中課程設定為32學時，老師可根據學生學習興趣進行適當取舍，如講解過程中可以刪減一些第七章復合材料力學性能的復合規律的內容，因為這一章節的內容有相當一部分在本專業的另一門課《復合材料力學與結構設計》已經涉及，不需要重復教學。

3.本課程的教學方法

3.1多媒體結合板書

信息拓展展示以多媒體為主，重點問題講解以板書為主[3]。對于《復合材料工學》課程教學，多媒體課件重點從以下三個方面突出應用：（1）當涉及大量信息拓展或者多種形式的直觀展示時，就以多媒體為主。如復合材料界面微觀結構電鏡圖、界面常規分析示意圖等。（2）對于大量的公式推導、文字描述可以通過多媒體方式進行展示，這樣可以比較準確完整地反映同時節省大量授課時間。而通過板書引導會帶動學生的思維層層深入，更容易將一個知識點講透徹。如講解材料復合的線性效應、非線性效應時，通過板書講解與分析，可以引導學生思考，更容易將難點講透。

3.2案例教學法

案例教學法是一項系統工程，需要教師精心創設教學情境，巧妙設置探究問題，引導學生分析案例時研究問題，從而形成認識、發展能力、升華情感，并借助情境與問題，實現教學目標[4]。對于《復合材料原理》課程教學，工廠已經采用的一些工藝實例都是鮮活的案例，教師可以在課堂上適當引入工藝實例，通過對工藝實例的分析，告訴學生各種材料、界面之間的作用是如何影響最終復合材料性能的，在材料設計時遵循什么樣的設計規律，為學生將來從事生產一線工作打下良好基礎。

3.3課后在線答疑

手機和電腦已成為現今大學生文化生活的一部分，學生的手機基本升級為智能手機，通過手機就能實現上網交流。電腦在當前高校學生中幾乎人手一臺，而且學生對電腦的常用操作基本熟練，特別是一些交流工具，如電子郵件、QQ在線聊天甚至視頻對話等。筆者認為借助手機和電腦進行學生課后答疑也是可行的教學輔助方法。學生在課后學習如遇到問題時，可借助短信、電子郵件向老師提問，這樣可以提高學生的學習效率。當然，這些答疑方法還有待進一步完善，如果老師每天進行大量短信、郵件答疑則會增加教學負擔，這時可以采取更為靈活的一些方法如建立微信群、QQ群，在指定時間內在線集中進行答疑等。

4.成績考核與評價

《復合材料原理》是專業必修課，應采用筆試閉卷考核，由于這是一門應用性很強的課程，學生將來運用到相關知識時需要很強的主觀能動性，筆者經過多年實踐認為應側重對概念和應用能力的考核，如用填充題、名詞解釋、簡答、問答等題型，特別是問答題型，結合生產實際出現的問題要求學生根據材料性能要求，提出材料設計方案，不強求學生答案的唯一性，而是根據學生對課堂學習知識的把握和靈活應用情況綜合評分。學生最終成績按學校、系部要求進行，結合平時考核和期末考試成績綜合評分。筆者采用百分制，平時成績占總成績的30%，期末考試成績占總成績的70%。

5.教學效果與評價

通過本課程學習，讓學生掌握復合材料的復合效應、界面狀態解析、界面處理技術、力學性能復合規律、物理和化學性能復合規律及復合體系的界面結合特性、典型界面反應；了解結構復合材料和功能復合材料相關知識。從已經畢業的學生反饋看，學習這門課為從事相關工作打下很好基礎，學生進入工廠后，能在比較短的時間內滿足崗位要求，從事復合材料的材料設計、改進等工作。

目前，工業上復合材料的材料設計理論不斷取得新進展，知識更新非常快，而學生的學習方式、學習興趣也有時代特征，如何上好《復合材料原理》這門課，還需要一個不斷探索、持續研究的過程。

參考文獻：

[1]薄鑫濤.一種新型材料——復合材料[J].熱處理，2015，（2）：13.

[2]張雙寅.復合材料設計的原理與實踐[J].應用基礎與工程科學學報，1998，（3）：278-286.

[3]卞鴻巍，王榮穎，馬恒.多媒體與板書在課堂教學中優化組合方法探討[J].教育教學論壇，2014（39）：235-236.

[4]王曉琴.深化教學目標研究提高案例教學效能[J].教學研究，2015（3）：63-65.