《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)心得體會(huì)

萬迪慶 胡瑩琳 王厚彬

摘要：《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是材料科學(xué)類、材料類和機(jī)械類相關(guān)的一門重要的基礎(chǔ)理論學(xué)科，為后續(xù)的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。它主要研究金屬材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝與材料性能和應(yīng)用的相互關(guān)系。它是一個(gè)多學(xué)科交叉的學(xué)科領(lǐng)域，是一門與工業(yè)生產(chǎn)和工程技術(shù)密不可分的應(yīng)用科學(xué)。該本科課程涵蓋內(nèi)容廣泛，知識(shí)點(diǎn)繁多且內(nèi)容并且比較抽象難以記憶和理解。教師授課難免枯燥，學(xué)生難以提起興趣，授課效率不高，因此我們需要采取了一些實(shí)際行動(dòng)來提高授課效率，本文詳細(xì)闡述了該課程的教學(xué)心得體會(huì)。

關(guān)鍵詞：本科教育；材料科學(xué)基礎(chǔ)；教學(xué)優(yōu)化

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）47-0202-02

材料科學(xué)基礎(chǔ)是材料科學(xué)類、材料類和機(jī)械類相關(guān)的一門重要的基礎(chǔ)理論學(xué)科。它以數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械制造原理等為基礎(chǔ)，從金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶規(guī)律、塑性變形規(guī)律、合金相圖、熱處理技術(shù)、材料應(yīng)用等方面全面闡述金屬材料的成分、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的基本規(guī)律以及提高材料性能、充分發(fā)揮材料性能潛力的途徑。華東交通大學(xué)是第二批“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的試點(diǎn)院校。材料科學(xué)基礎(chǔ)是本校該專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。首先談?wù)勗撜n程的授課方式。華東交通大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)是由多位教師輪流講解完成的，輪流講課新教師可能會(huì)讓課堂沒那么枯燥，而且不同的教師會(huì)分別有自己擅長的領(lǐng)域，可以專門負(fù)責(zé)講解自己擅長的部分，但也存在不同的教師會(huì)對(duì)課程的理解有所不同，講課重點(diǎn)也會(huì)有區(qū)別，容易讓學(xué)生混亂的感覺，所以教師與教師之間需要花費(fèi)時(shí)間溝通。另外，存在教師與學(xué)生接觸少，缺乏溝通，教師無法及時(shí)了解學(xué)生的掌握程度等情況，也就不可能針對(duì)學(xué)生調(diào)整教學(xué)方法，從而使課程教學(xué)的質(zhì)量有所下降。

接下來談?wù)剬?duì)課堂教學(xué)建議，華東交通大學(xué)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是一門考察課，很多學(xué)生學(xué)得比較隨意。大學(xué)主要靠學(xué)生的自學(xué)，適當(dāng)?shù)膲毫€是有必要的，尤其是對(duì)于材料科學(xué)基礎(chǔ)這門專業(yè)基礎(chǔ)課程，所以還是需要變更為考試科目來約束學(xué)生，給予學(xué)生壓迫感，有助于提升學(xué)生對(duì)于本課程的重視程度及掌握力度。平時(shí)成績占30%，對(duì)于材料科學(xué)基礎(chǔ)這門課來說，教師可以通過課堂提問的考核方式作為平時(shí)成績的依據(jù)來提高同學(xué)們對(duì)于所需記憶的知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。教師可以通過每天隨機(jī)抽取幾位同學(xué)提問不同的知識(shí)點(diǎn)。期末教師出一份試卷來考查同學(xué)們這一學(xué)期的學(xué)習(xí)成果，考試成績占70%。

材料科學(xué)基礎(chǔ)在講解的過程中會(huì)出現(xiàn)內(nèi)容抽象，難以理解的現(xiàn)象，例如：合金相圖，晶體結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。所以教學(xué)過程中可以通過利用現(xiàn)代化教學(xué)工具把多媒體與板書結(jié)合起來對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行講解。除了文字之外，教師還可以通過視頻、圖片等更直觀的方法來進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解。另外，對(duì)于材料科學(xué)基礎(chǔ)這門課，一般很難讓人把課堂內(nèi)容與實(shí)際生活聯(lián)系起來，所以教師組織學(xué)生參與教學(xué)實(shí)驗(yàn)也是很有必要的，這有助于同學(xué)們對(duì)于課程更加直接深入的理解。要求學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的同時(shí)整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)結(jié)論等。如果教師有項(xiàng)目研究，可以給研究生安排幾個(gè)本科學(xué)生，讓他們當(dāng)助理，一同參與實(shí)驗(yàn)研究，讓學(xué)生有更多加入實(shí)踐的機(jī)會(huì)，不僅有助于研究的進(jìn)行，還能加深同學(xué)們對(duì)知識(shí)的理解。例如讓學(xué)生通過自己的努力觀察到對(duì)材料的微觀結(jié)構(gòu)、材料性能的了解等，學(xué)生的專業(yè)能力綜合提高，并且也使得學(xué)習(xí)的過程更加生動(dòng)，有助于提高學(xué)生對(duì)于課程的熱情，對(duì)于學(xué)生以后的就業(yè)也會(huì)有很大的幫助。

教師除了給學(xué)生教授課程之外，與學(xué)生的溝通尤為重要，不僅可以拉近教師與學(xué)生的距離，同時(shí)也有助于教師及時(shí)調(diào)整出良好的教學(xué)方案，從而提高授課效率。教師可以給聽課學(xué)生們分配些課下任務(wù)，如給每個(gè)人分配一個(gè)知識(shí)點(diǎn)讓同學(xué)們自己動(dòng)手查找資料做成PPT拿到課堂上來分析講解?；蛎抗?jié)課抽出時(shí)間請(qǐng)部分學(xué)生上講臺(tái)與同學(xué)分享自己所查閱的內(nèi)容，然后全班參與探討，交流。

材料科學(xué)基礎(chǔ)這門課的枯燥乏味，主要還是因?yàn)樗茈y理解，比較抽象，生活中難以直接接觸到，但是教師可以幫助同學(xué)們從實(shí)際生活中找出與材料科學(xué)基礎(chǔ)相關(guān)聯(lián)的地方。在課堂教學(xué)過程中，不斷引入相關(guān)的前沿知識(shí)，與學(xué)生交流講解，擴(kuò)充學(xué)生的知識(shí)面，提出存在的科學(xué)問題，讓學(xué)生掌握目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。從教師與學(xué)生互動(dòng)情況可以看出，學(xué)生對(duì)這樣的講授非常感興趣。主要的事例如下：

首先，納米材料。納米材料是目前科研領(lǐng)域、經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域、媒體和大眾關(guān)注的焦點(diǎn)。為使學(xué)生對(duì)納米材料有一個(gè)全面科學(xué)的了解，在講授晶粒概念的同時(shí)，適時(shí)地引入納米晶的概念，介紹納米晶的由來、納米晶的特點(diǎn)、物理性能、力學(xué)性能、納米材料的制備方法、國內(nèi)外目前的研究現(xiàn)狀和趨勢及與微米晶材料的區(qū)別等問題，使學(xué)生明確了納米晶與納米粉同屬于納米材料。通過部分納米材料屈服強(qiáng)度與晶粒尺寸的反Hall—Petch關(guān)系，學(xué)生知道了某一規(guī)律都有它特定的使用條件；通過超級(jí)鋼超細(xì)化的知識(shí)，當(dāng)碳素結(jié)構(gòu)鋼的晶粒尺寸如果小到幾個(gè)微米，甚至1-2微米時(shí)，它的強(qiáng)度就會(huì)大幅度提高。這樣學(xué)生既了解了所學(xué)學(xué)科專業(yè)的前沿知識(shí)，又初步明晰了創(chuàng)新的含義。

其次，材料的強(qiáng)度與導(dǎo)電性。材料的強(qiáng)度與導(dǎo)電性之間，通常是互為矛盾的兩個(gè)性能指標(biāo)，兩者不可得兼，提高某一指標(biāo)，必然以犧牲另一個(gè)為代價(jià)。在講授材料的導(dǎo)電性時(shí)，有意引導(dǎo)學(xué)生，在進(jìn)行科學(xué)研究的過程中，如果發(fā)現(xiàn)了材料的強(qiáng)度和導(dǎo)電性之間同時(shí)增加，那將是一個(gè)具有較大實(shí)際意義的創(chuàng)新性的成果。

再次，材料的強(qiáng)度與抗腐蝕性，與強(qiáng)度和導(dǎo)電性之間的關(guān)系類似，材料的強(qiáng)度與耐腐蝕性之間也互為矛盾。不銹鋼的強(qiáng)度往往較低，很難作為受力較大的結(jié)構(gòu)件材料使用，其主要的矛盾在于含碳量，提高材料的強(qiáng)度須增加碳的含量，而提高耐腐蝕性則須降低碳含量。因此，提高不銹鋼的強(qiáng)度，降低成本一直是不銹鋼領(lǐng)域研究的主要問題。這些問題的提出，明確了材料學(xué)科的研究發(fā)展現(xiàn)狀，提出了學(xué)術(shù)前沿問題，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生對(duì)材料科學(xué)有了初步的整體的掌握，體現(xiàn)了材料科學(xué)的進(jìn)展與學(xué)科的交叉。

材料科學(xué)基礎(chǔ)作為材料科學(xué)一門基礎(chǔ)專業(yè)課程，學(xué)生有必要把它牢牢掌握，希望在我們的不斷探索和創(chuàng)新中使得我們的教學(xué)方式越來越精進(jìn)。讓我們能夠建立起高效課堂，為學(xué)生專業(yè)知識(shí)的掌握打好基礎(chǔ)，同時(shí)也讓華東交通大學(xué)材料學(xué)院的材料專業(yè)的發(fā)展邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

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