材料科學研究方法現場教學改革實踐

袁志鐘 程曉農 戴起勛 楊 娟 成 華

江蘇大學材料科學與工程學院 江蘇鎮江 212013

1 材料科學研究方法課程簡介

材料科學研究方法課程是為了配合學院開展的專業基礎與專業課分類的教學改革而由江蘇大學材料科學與工程學院戴起勛教授教學團隊開創，并且作為材料學院專業基礎課的必修課。在強調MSE(Materials Science & Engineering)素質教育的大背景之下[3-11]，該課程的目的是使材料類各專業及相關專業的學生對材料科學與工程學科的內在科學規律和發展趨勢有一個宏觀的認識，對材料的研究開發思路和各種方法有一個科學辨證的概念，進一步激發學生學習專業的積極性和創新精神。

在2004年該教學團隊出版了《材料科學研究方法》教材[1]，在2008年完成了第二版的出版[2]，該教材獲得“十一五”國家級規劃教材、江蘇省高等學校精品教材等榮譽。預計在2018年6月將完成第三版的出版工作。

2 現場教學改革實踐

2.1 現場教學簡介

這門課程的授課對象是材料科學與工程學院大三的學生，這些學生剛剛進入到專業課的學習階段，對材料學科和專業的情況不太了解，特別是材料的定義、對人類文明的影響、材料的研究方法等思想比較模糊。另外由于移動互聯網的影響，學生在課堂使用手機上網、打游戲的現象比較普遍。因此，需要采用一些教學改革改善這種困境。

具體選用哪種教學改革方式，筆者并沒有事先的設計，只是在教學的實踐中摸索前進，逐漸形成了以現場教學為主的教學改革模式。現場教學就是把學生從校園課堂帶到工廠、博物館、大型展會等現場，教師結合現場的情況，將課程的知識點向學生進行講解，學生在現成的環境中，在“眼見為實”的體驗中，對教師講授的知識點有了切身的體會，對知識點的印象更深，對知識點的理解更透徹，注意力也更容易集中[12-16]。

2.2 現場教學的地點

這門課程有兩個知識點適合開展現場教學，一是“材料科學與人類文明”，二是“材料科學發展重點與趨勢”。

由于筆者曾經到鎮江市博物館參觀，看到館內珍藏了很多的青銅器、陶器、瓷器等文物，于是就拍了一些照片，放到課件中，作為“材料與人類文明”部分的課堂講解內容。后來筆者想到，既然授課內容來源于博物館，那么為什么不可以直接帶學生去博物館現場上課呢？于是筆者選擇了鎮江市博物館作為“材料與人類文明”知識點的現場授課地點。

筆者也曾經在企業掛職兩年，期間經常參加大型展會，感慨展會上呈現的大量的產品、技術等與產業發展前沿一致，提供了教材書本無法提供的內容。于是，筆者一直有帶學生到大型展會參觀、了解材料發展的想法。所以，筆者教學團隊就選擇大型展會作為“材料科學的發展重點與趨勢”知識點的現場教學場所?？紤]到展會的影響力以及江蘇大學地處長三角的地域特點，筆者優先選擇在上海舉辦的大型展會作為現場教學的場地。

2.3 現場教學的方法

筆者采用的現場教學方法是教師引導的集中參觀；在參觀的過程中，教師集中學生，針對參觀的物品、產品進行提問；學生在回答問題之后，由教師闡述問題答案，再與學生討論；然后再由教師引導開展下一步的參觀、問答與討論。

2.4 現場教學的知識內容

在確定了現場教學的地點之后，授課教師就要根據知識點的內容以及現場的情況，提前把授課內容準備好。下面就以在鎮江市博物館開展“材料與人類文明”現場授課作為范例，展示部分上課內容與現場結合的情況(見表1)。

表1 鎮江市博物館場館與“材料與人類文明”授課內容的對應

由表1可見，學生在教師的帶領下，隨著參觀場館的變換，教師隨之變換問題，組織學生邊參觀邊回答問題，在一問一答之中，教師完成知識的傳授，學生則完成了知識的學習。

表1中涉及的提問問題基本上就是傳統課堂上相應知識點的討論問題，在每次現場教學完成之后，教師需要進行總結，調整個別問題的難度，并開發新的提問問題以不斷完善教學內容。

對于在展會現場開展的教學內容，基本會圍繞展會的主題。對于筆者所教授的金屬材料工程專業的學生而言，筆者選擇的展會有兩大類：一類是金屬材料及熱處理相關的，這類展會與金屬材料工程專業緊密相關，涉及設備、材料、熱處理工藝等眾多知識；另一類是機械、汽車等相關的，屬于金屬材料工程專業學生畢業后可能從事的大行業，涉及零部件、制備/加工工藝、質量管理等眾多知識。

與博物館授課相比，在展會授課的內容相對不固定，教師需要根據現場的實際布展企業進行即興的講解；另外，展會的現場授課時間要少于學生的自主參觀時間，這樣的做法也可以更多地激發學生自主學習的積極性，學生在自己觀看以及與廠家的問答過程中，將所學與產業實際結合起來，同時了解到最新的產品與技術進展。

3 現場教學改革實踐的成效

目前本專業的現場教學實踐已經在江蘇大學材料學院的金屬材料工程1401/02兩個班(49人)以及京江學院金屬材料工程1401/02兩個班(48人)開展，我們選擇了鎮江市博物館以及兩個展會作為授課現場，兩個展會分別是上海熱處理展和Bauma展，其中Bauma展是國際上最大規模的工程機械展。

現場教學改革的實施取得了較好的效果，從學生的角度來看，一是提高了學生的上課注意力、學習主動性和課程參與率；二是強化了學生對課程知識點的理解；三是加深了學生對于產業、行業的理解。

從專業建設的角度來看，這樣的教學活動無疑增加了專業的吸引力，有很多參與現場教學的學生廣泛發布消息宣傳這樣的教學改革實踐，材料學院也通過公眾號進行宣傳，在學生中間引起巨大反響。同時，這樣的教學活動也擴大了專業在產業領域的影響力，特別是在展會上，很多企業了解到一個專業的學生來看展會，既驚訝又敬佩，認為我們專業在培養學生方面很用心，有些企業立即與本專業取得聯系，表示愿意招聘本專業的畢業生。

4 現場教學改革存在的問題

現場教學有很多優點，但是也存在一些缺點。(1)資金問題。對于參觀博物館而言，需要資金負擔大學到博物館往返的租車費用，對于參觀上海的大型展會而言，需要資金來支付師生往返的動車、高鐵費用。(2)由于學生人數較多，存在有的同學與教師的互動比較少的情況。(3)在大學本城市博物館的現場教學只需要占用正常課程安排的時間即可，但是到其他城市大型展會開展的現場教學，至少需要一整天的時間，極易跟其他課程沖突。(4)對教師能力依賴性較高。因為教師在現場不可能再拿著教案或看著教學資料來開展授課，因此教師必須對知識點了然于胸；在博物館的授課難度相對較小，至于在展會開展的教學，則更需要教師有淵博的知識和隨機應變的能力，能夠迅速結合現場的廠家和產品匯集出知識點，設計好問答環節。

5 現場教學改革展望與建議

下一階段，我們將對現場教學改革的情況進行階段總結，充分聽取學生的意見和建議，不斷優化現場教學，進一步優化課程討論主題、精選授課場地、協調各方關系等，逐步完善這一教學改革工作。同時，我們將會把現場教學的模式復制到其他課程，不斷提高本專業的教學質量。建議學院、學校要有資金、政策的支持，不斷推動現場教學改革，讓授課教師沒有后顧之憂。

參考文獻

[1]戴起勛,趙玉濤.材料科學研究方法[M].北京:國防工業出版社,2004.

[2]戴起勛,趙玉濤.材料科學研究方法[M].北京:國防工業出版社,2008.

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