《材料科學基礎》課程的教學改革探討

褚海亮

【摘 要】本文從材料科學的設置及其由來、改革教學方法和教學手段、改革考核方式、將理論課程與實驗教學相結合等四個方面對《材料科學基礎》教學進行了探索，以期培養適應市場經濟和創新發展的高層次材料科學與工程人才，讓學生建立起全面系統的材料科學與工程基礎知識體系，能夠針對實際問題合理地選擇材料，并確定較為合理的材料制備與加工方法。

【關鍵詞】材料科學基礎；教學改革；教學方法；多媒體教學；板書

材料科學最先是由美國學者在20世紀50年代末、60年代初提出來的名詞，它主要是針對材料本質規律的發現、認識、分析、設計及控制等方面研究的一門科學。材料科學基礎是我校高分子材料與工程專業大三學生開設的一門必修課程，主要內容包括材料結構基礎、材料組成與結構、材料的性能和材料的制備與成型加工等。本課程開設的主要目的在于使學生能夠全面系統地了解和掌握不同材料的組成、結構、制備、性能和應用的共性規律特征。它不僅僅是高分子材料與工程專業的一門基礎課程，也是連通公共基礎課和專業課程的一個橋梁。隨著創新教育理念的興起，材料科學基礎課程的指導思想亦發生了很大的轉變，從注重專業教育向注重能力與素質培養方面發生轉變。這就需要培養既掌握材料科學基礎基本原理，又通曉材料制備與加工、組成與結構、性能與應用等系統知識的綜合素質人才。筆者就自己在《材料科學基礎》教學過程的改革淺談一下自己的心得與體會。

1 材料科學的設置及其由來

首先，各種材料的制造和應用發展到了一個嶄新的階段，固體物理、無機化學、有機化學、物理化學等學科的發展以及現代分析測試技術和設備的發展，對物質結構和性質的深入研究，推動了對材料本質的了解，同時，冶金學、金屬學、陶瓷學、高分子科學等學科的發展也使得對材料本身的研究大大加強，從而對材料的制備、結構與性能，以及它們之間的相互關系的研究也愈來愈深入，這為材料科學的形成打下了堅實的基礎。其次，在材料科學之前出現的金屬材料、高分子材料和陶瓷材料都促進了本學科的發展，而且各類材料的研究設備與生產手段有很多的共同之處，就是在這樣復雜的背景下，一門新的學科——材料科學誕生了。本學科開設的主要任務是培養學生分析問題、邏輯推理和創新的能力，使學生能過熟練運用材料科學基礎課程里面學習到的知識去分析解決實際生產、科研問題，為后繼相關專業課程的學習奠定堅實的基礎。

2 改革教學方法和教學手段

材料科學基礎是一門非常重要的專業基礎課，對后面專業課程的學習，以及學生知識體系的構筑有著非常重要的作用。但是這門課程里面原理規律特別多，內容都比較抽象，而且概念多，知識面寬，學生學習起來有較大的難度，為了提高學生的學習效率和學習效果，提高該課程的教學質量，我們對教學方法和教學手段進行了改革，對其進行了優化，并且隨之進行了教學反思。

改變之前的以老師為主，學生為輔的滿堂灌式的教學模式，采用提問式、討論式、啟發式、互動式的教學手段，以提高學生的學習興趣，適當采用翻轉式教學模式，讓學生自己去查閱資料，讓學生自己來課堂上講解，老師在下面聽，并且對學生的講解進行一定的引導，以期達到課堂效率最大化。

注意傳統的板書方式與現代的多媒體技術相結合，充分發揮二者的優勢，比如，在講解到公式推導的時候，可以用板書的方式，這樣學生可以跟著教師的節奏和思路一起走，比較容易接受，而一些難以用語言描述的，對學生的想象能力大有挑戰的知識，可以發揮多媒體技術的優越性，將圖、文、聲、像和動畫結合起來，學生可以一目了然，可以很好地提高教學效果，在有限的時間里盡可能的學到更多的基礎知識。

適當的將課堂教學與科研相結合，材料科學基礎的許多知識學習起來比較抽象，比較枯燥，學生剛開始可能比較有勁頭學習，但是慢慢的會失去興趣，我們適當地在課堂上穿插一些前沿知識，將一些最新科的研成果、最新的研究技術融入到課堂教學中，并且可以吸收一些優秀的學生進入到課題組并且參與到科學研究中，這樣會大大提高學生的學習興趣，培養學生的動手操作能力，課堂教學效果達到事半功倍。

3 改革考核方式

閉卷考試是傳統的應試教學評價方法，誠然能夠反映學生學習的情況，但是對于對培養提高學生的綜合業務素質存在著一定的弊端。所以我們嘗試了新的考核方法，以期更好地反映學生的學習效果。

a）閉卷考試成績占60%，考試題型多為簡答題、論述題和計算題，盡量少出選擇題和名詞解釋這樣的題型。因為選擇題的偶然性比較大，學生即使不會做，隨便蒙一個，有可能就對了，這樣就不能很好的反映學生實際的學習效果。而名詞解釋只是記憶能力的一種考核，不能很好的體現學生對學到知識的綜合運用能力。相反論述題、計算題能更好地考查學生的知識運用能力，分析問題和解決問題的能力。

b）平時成績占20%，主要體現在學生的出勤率、作業質量和上課聽講情況，這是對學生綜合素質較為具體的檢驗。

c）主題討論占20%，在平時課程學習中安排一些調研活動并加以討論，有利于學生學習興趣的提高和探索精神的培養，這主要是對學生自學能力的一種考查。

4 將理論課程與實驗教學相結合

在進行理論課程學習的同時，我們開設了與理論課程相配套的實驗課程，通過實驗課程的基本訓練，既提高了學生的實驗動手能力，又進一步鞏固了課堂教學的內容，使得新教學培養模式取得良好的教學效果。我們將實驗分為驗證型、設計型及綜合型三類：對于驗證型實驗，給出具體實驗步驟，學生按照實驗要求做實驗；對于設計型實驗，要逐步放手，給出實驗題目和方案，由學生自行選擇和操作，自己分析實驗結果并寫出實驗報告；對于綜合型實驗，只給出題目和方向，提出實驗條件，由學生自己制定方案、做實驗、分析并寫出論文性的實驗報告。實驗證明，學生在課堂上通過理論講解搞不懂的東西，通過自己實驗驗證之后，有一種豁然開朗的感覺，這樣激勵學生在課堂上聽講更認真，實驗課上實驗更認真，如此往復，形成了良性循環，達到了很好的教學效果。

對《材料科學基礎》課程進行了初步改革之后，已經初見良好的教學效果，但是我們都知道教學改革過程中不可避免出現一些問題。對于出現的新問題，我們要積極認真地去解決，而不是消極地回避，以期進一步改進我們的教學效果，提高教學質量。在今后的教學中我們要嘗試更多的探索，總結其中的經驗教訓，通過不斷地認識和完善，培養出全面和諧發展，適應社會的高素質人才。

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