《計算機在材料學中的應用》課程說課設計

董抒華，張明偉，焦學健，譚洪生，朱國全

(1.山東理工大學 材料科學與工程學院，山東 淄博 255049；2.山東理工大學 交通與車輛工程學院，山東 淄博 255049)

1 課程性質與定位

《計算機在材料學中的應用》是材料科學與工程、高分子材料科學與工程和材料化學專業的重要必修課程，是培養復合型人才專業課程之一[1]。計算材料學是一門材料與計算機交叉的學科，本課程旨在使學生熟練掌握計算機在材料學中的應用，培養學生利用計算機分析、解決材料科學問題的能力，提高學生的創新意識和專業素質，從而為今后的工作打下堅實的基礎。該課程開設在第6學期，共32學時，其中授課12學時，上機20學時。先修課程是《計算機應用基礎》《Basic語言》《機械制圖》《材料科學基礎》等課程。

2 教學目標

教學目標主要分為知識目標、能力目標和素質目標：

(1) 知識目標：掌握國內外材料領域中常見軟件操作和應用。

(2) 能力目標：培養學生利用計算機解決材料科學問題的能力，培養學生自主學習、分析問題和解決問題的能力。

(3)素質目標：培養學生具有鉆研好學、專注好學的精神，提高學生的科學素養和專業素質。

3 內容設計

本課程主要涉及內容為Origin在處理數據方面的應用、office軟件在化工化學中的應用、photoshop的圖像處理應用、AutoCAD在設備制圖中的應用和Chemdraw在高分子材料中應用。上機內容為以科研項目案例為主，練習Origin在處理數據方面的應用、Word的排版、Excel軟件的應用、photoshop的圖像處理應用、AutoCAD和Chemdraw的應用。

4 學情分析

本課程開設在學生大三上學期，這個階段的學生有一定專業和計算機基礎，思維較活躍，理解能力較強，參與度較高，但個體在學習習慣和接受能力等方面存在明顯差異，因此需要在課堂中采用多種教學方法和手段調動學生參與度和積極性，提高學生參與的興趣，培養學生的主動探索和專注創新能力。

5 教學方法與手段

針對以上學情分析，通過課程建設對教學內容進行優化和改革，不斷創新和改革教學方法，讓學生學有所用并激發學生的學習興趣和參與度，提高他們的學習能力和實踐能力，培養學生思考和解決新問題的創新能力，從而為本專業培養出優秀的科研研究和生產技術人才。

5.1 采用問題驅動、項目案例教學等多種教學方式

采用問題驅動式授課模式，倡導自主學習學習方式，設置疑問讓學生帶著問題去思考可以激發學生的求知欲[2-4]。教師先以傳統直觀式教學方式講解軟件應用原理及界面，接著練習該軟件在項目案例中的應用，拋磚引玉，再布置兩個思考題，以問題驅動任務引領學生去思考，上機完成配套指導書內容和思考題，從而加深學生對計算機軟件的概念、原理和應用的理解。例如，講解origin處理數據時，基本案例練習后，布置一個比較復雜的圖要求學生課下自主上機完成(圖1)；在講解Photoshop處理圖片時結合國家基金項目中纖維預制件滲透率的計算要求完成如下圖片的合成(圖2)。

圖1 origin處理數據

圖2 Photoshop處理圖片

在練習Excel處理數據的時候和前面origin結合，給出科 研項目數據要求學生完成公式(1)求解截止波長：

通過以上問題驅動、項目案例教學方法調動了學生參與興趣，開拓了學生的眼界，提高了學生應用計算機解決實際問題的能力，培養了學生的創新意識。

5.2 打造“互聯網+”線上線下立體化教材

采用屏幕錄像軟件將紙質教材中案例操作過程實時講解錄制，編輯好后放在網絡平臺使得學生在上機時和課下線上線下隨時查閱學習；也可將網上查閱的典型案例在平臺上進行分享。建設網絡教學平臺，完善網上測試、習題練習等內容。通過這種教學手段大大提高了學生上機效率，提高了學生對課程學習的興趣。

6 教學評價與考核方式

大學教學評價是教學終極問題反饋的根本和核心，通過教學評價與考核能夠使得教師發現問題并針對性進行重點強調，從而改進教學授課方法和提高教學質量，也是激發學生的學習興趣、提高學習效果的保障[5-6]。本課程通過網絡教學平臺收集調查問卷或座談等方法積極開展教學評價活動，及時跟進教學活動過程和存在問題。本課程強調過程考核，期末成績=出勤率考核+上機習題考核+網絡平臺測試+期末考試。其中出勤率考核、上機習題各占10%，網絡平臺測試占20%，期末考試占60%。

7 教學反饋與效果

根據教學反饋內容，學生普遍反映對該課程很感興趣，學生參與積極性大大提高，在計算機應用在專業方面能力得到提高，從而實現了教學目標。

8 結語

本課程以教師引導為主，以學生為主體，課堂采用直接引導和問題驅動方法，上機結合項目案例進行訓練，打造“互聯網+”線上線下立體化教材，從而全方位調動學生積極性，拓寬思路及創新意識。通過向專家和同行說課找到本課程的亮點，理清了教學改革的思路，提高了授課能力，從而切實提高“教”與“學”的效果。