《復合材料原理》課程教學實踐與改革

張奇偉++孫海勤

摘要：“復合材料原理”作為復合材料科學與工程專業的主干課程、基礎課程，對其他專業課起到非常好的承接作用。課程的目標是希望學生能夠理解復合材料的結構設計、界面設計的思想，通過復合手段實現材料性能的調控。同時從結構、界面、復合、性能這四要素的相互關聯中領會材料復合的基本原理。然而枯燥的理論和原理，限制了學生學習的動力和興趣。為此，通過改革教學方法、實踐教學以及理論教學與科學研究的結合，實現理論—實踐—探究三者的結合，有效提高學生學習的興趣和對新知識的探究。

關鍵詞：復合材料原理；興趣；新知識

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9324（2018）02-0123-02

復合材料是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀（微觀）上組成具有新性能的材料。復合材料的各組分材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，從而達到博采眾長、巧奪天工的效果，使復合材料的綜合性能優于原組分材料，從而可以滿足各種不同的要求。

目前現代材料的研究中復合材料已經與金屬材料、陶瓷材料、高分子材料并列為四大材料之一；眾多高校也已經專門開設了復合材料專業?！稄秃喜牧显怼穭t是復合材料專業的專業必修課，也是一門承接性很強的關鍵課程之一?！稄秃喜牧显怼分饕v授各種復合材料的材料設計及組成界面所涉及的重要理論、原理等方面的系統知識，故該課程所涉及的理論和原理較多，內容比較抽象，因此，在以往的教學中，學生普遍覺得這門課過于抽象，瑣碎枯燥，部分知識點較難理解，教師無法在講臺上將知識點形象地展示出來，難以進行深入的學習。針對以上問題，本研究在教學過程中進行了一定的改革，分析了本課程理論教學改革的方法和意義，期望為其他高等院校相關課程和專業建設提供一定的參考。

一、改革教學方法

筆者從近些年的教學實踐中深深體會到：作為一名教師，要想講好這門課，首先需要潛心鉆研理論，吃透教材，這是基本；但最為重要的是要安排好課堂教學，使課程講授盡可能生動有趣，從而最大程度地調動學生的學習積極性，使學生主動聽講，另外，教師要理論聯系實踐，多一些案例教學，增強課堂教學的趣味性，并采用科研文獻輔助教學，完善教學內容，讓學生體會到專業基礎知識的重要性，從而可以在培養學生的綜合能力及創新能力的同時更好地激發學生的學習興趣。

尤其，在向學生展示某一個知識點時，首先需要利用多媒體，將一些具體的復合材料實例以生產流程的方式，從材料的最起始狀態開始，經歷不同的工藝流程，同時結合工廠中的具體生產線，完全呈現一個產品從起始到終端的具體過程。增加學生的感性認識，激發學生求知的渴望，產生濃厚的學習興趣，在此基礎之上，適當的講解在產品制備和生產過程中所涉及的某些基本復合理論和原理，通過理論聯系實踐更能加深同學們對該門課程的理解，以及對知識點的把握。

最為重要的是結合日常生活中，人們經常用到或接觸到的復合材料，引入到課本中，以生活實例增加課程內容的趣味性。例如，玻璃鋼材料，可以結合多媒體，形象生動的展示具體的應用，讓學生直觀的體現生活中的復合材料，從內心深處體會到該類材料的重要應用價值，讓學生對該類材料的某些性質感到驚訝。如玻璃鋼的超強硬度，可以與常規的鋼鐵材料相媲美，同時又具有傳統鋼鐵材料所不具有的優點，如密度低，耐腐蝕。然后，具體介紹該材料具體的性質、特點及其應用。利用上述的方法可以擺脫“枯燥、灌輸式”的授課方式。

二、改革實驗教學

目前，對于實驗教學環節，大多數實驗大綱的制定往往只是簡單的復合材料實驗的制備，忽略了性能的檢測，以及性能的變化規律能否符合理論教學中的復合原理和理論。這一點往往是十分關鍵，決定了學生能否將所學原理和理論應用到具體實踐中。因此，實驗教學不僅要體現學生的動手能力，同時也要調動學生學以致用的能力。實驗教學和課程教學的結合將能有效地將實踐和理論合二為一，從而達到非常好的教學效果。

將實驗教學和課堂教學結合在一起，相互促進，相輔相成。尤其在向同學們講授復合材料的基本規律時，如復合材料的線性和非線性規律，單純的知識灌輸很難讓同學們記住這些理論，此時可以結合之前做過的基礎性實驗，在實驗的基礎上延伸到具體的實驗現象，從而加深對上述規律的理解。

三、改革理論教學與科學研究的結合

2015年5月13日國務院辦公廳印發《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》，培養大眾創業萬眾創新的骨干力量，掀起了高校教育改革的熱潮。利用高校優越的科研優勢，把科學研究的內容引入到課堂中和理論教學中，激發學生對所學知識的應用能力和對知識探究的興趣?？茖W研究往往需要項目負責人具有較高的學術造詣，獨特的思維能力以及足夠的毅力和決心。在課堂中或課后實踐活動中，將與本學科相關的科學研究內容引入進去，讓本科生在參與科研活動的過程中，讓他們更多地了解和感受科學研究的全過程，從而強化學生對現有知識的理解和應用，拓寬學生的視野，從而有利于創新意識和創新能力的培養與提高。同樣，針對復合材料原理一門十分重要的專業理論課程，如何有效地將該課程的理論教學與科研結合在一起，達到相互促進、優勢互補的效果，從以下兩個方面入手，有可能會取得更好的效果。

實現理論教學-實踐教學-科研教學的平穩過渡。首先對于復合材料原理課程的設置應遵循理論-實踐-應用相結合的原則，課程內容的安排旨在通過本課程的學習，將使學生理解復合材料起源于結構設計、界面設計，通過復合手段實現，最終體現為材料性能，要從結構、界面、復合、性能這四要素的相互關聯中領會材料復合的基本原理，為后續復合材料專業課程的學習奠定必要的理論基礎，從而避免在傳統復合材料原理課程中重實踐輕理論的現象。在內容章節的安排上要體現復合材料原理的特點，有淺到深的過程揭示復合規律。例如，第一章：緒論，第二章：復合材料的相結構，第三章：復合材料的復合理論，第四章：復合材料的界面結合，第五章：復合材料力學性能的復合規律。實踐教學作為承接理論教學和科研教學的過渡環節，要結合理論教學中設置的大綱要求，利用實踐環節中將實驗部分分成三類典型的實驗：基礎實驗，提高技能實驗，創新實驗，與復合材料原理中對應的理論教學一一對應，實現對理論知識理解程度的逐步提高。在上述基礎之上，結合教師有關高分子基復合材料的科學研究方向，將復合材料中具體的科學原理或規律體現出來，進一步增加學生對理論的理解和掌握，強化學以致用的優點[5]。

實現科研反哺理論教學。眾所周知，教學是科研的基礎，反過來科研又能有效提高教學的廣度和深度。在教師的指導下，利用院系的科學研究實驗室，對學生進行課題研究方向的分析和探究，使學生對科學研究的過程、思路與具體實踐方法有初步的了解。然后，以某一個具體的研究內容，指導學生進行課題任務的設計和分配，通過對未知知識的探索，提高學生對實踐教學和理論教學的興趣，激發學生的發散思維能力。另一方面通過興趣的引導，讓學生進一步重視實踐教學，同時提高實驗的積極性，也能很好地將復合材料理論知識應用到具體實踐過程中。

四、結語

復合材料原理這樣一門課程所涉及較多的理論和規律，如何更好的理解并掌握這門瑣碎枯燥的理論課，成為復合材料科學與工程專業首要考慮的問題?？偟哪繕耸峭ㄟ^本課程的學習，將使學生理解復合材料起源于結構設計、界面設計，通過復合手段實現，最終體現為材料性能，要從結構、界面、復合、性能這四要素的相互關聯中領會材料復合的基本原理。在講授的過程中，適當的引入新的教學方法、實踐教學及科研活動，豐富該課程的知識結構，將抽象化的理論或原理更加形象化、具體化，從而激發學生的求知欲和對科學探究的興趣。

參考文獻：

[1]朱和國，張愛文.《復合材料原理》[M].國防工業出版社.

[2]金雙玲，張睿金，鳴林.復合材料原理課程教學改革思路探討[J].科技教育，2015，24：149-150.endprint