《固態相變原理》教學方法探討

李忠文　王博　張有鳳　于治水

【摘要】根據多年的教學研究，結合本學校課程的教學特點，提出了適宜學生開展“固態相變原理”課程學習的教學方法，分析了該方法在教學中的優越性及使用過程中存在的問題，取得了較好的教學效果。

【關鍵詞】固態相變原理? 教學改革? 多媒體教學

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）05-0254-01

金屬和陶瓷等固態材料相變后新相的結構、形態、數量及分布對材料的力學、物理及化學性能具有決定作用，因而，無論是本科生還是研究生階段，《固態相變原理》都是材料類專業課程體系中重要的專業課程，通過學習，能夠使學生從微觀組織結構層面了解材料相變的過程，同時掌握影響相變過程的因素，并從熱力學角度理解相變的條件，從動力學的層面了解相變速度。另外，通過學習，掌握固態相變過程的研究現狀及最新的成果，有利于開闊學生的視野。

1.目前《固態相變原理》教學所存在的問題

1.1 教學內容涉及的理論較為深奧，許多內容難以理解

固態相變原理主要是講述材料在發生相變過程中原子移動的機制及其對于材料物理、化學、力學等諸方面性能的影響，由于其主要是微觀領域，因而學習過程中要求學生要有很強的想象力來理解想象相關的結構及結構變化。如果要理解其對材料性能的影響，還要求掌握較扎實的物理、化學以及力學的理論知識，而這些知識本身建立在許多課程的基礎之上，其中有些課程內容是學生首次接觸，較難理解的內容，這都給學生對本門課程的學習和教師的授課帶來困難。

1.2 課程涉及的領域發展速度快，為教學內容更新增加了難度

但隨著材料研究領域的擴展，新材料和新處理方法層出不窮，每年都有大量新的研究成果出來，如何將這些新成果和老的理論結合起來，以實現老譜新唱，適應現代材料的發展速度，使學生學習的內容不過時，這就要求授課教師每次上課前要查閱大量的文獻資料，把握科研發展的脈絡，掌握材料固態相變研究的現狀，并以此不打斷地更新教學內容，給教師的授課帶來了難度與挑戰。

2.教學方法的改革

對于上述關于《固態相變原理》教學現狀的分析總結，本文提出在教學方面進行以下改進，通過教學實踐，收到較好的效果。

2.1 教學內容上引入新的實例，增加教學內容的趣味性

在教學過程中，如果干巴巴的去講課，去灌輸固態相變的理論和原理，往往事倍功半。在授課中，教師可以先介紹一些目前比較先進的機械設備或新型的軍事器材，然后逐步抽絲剝繭，循序漸進的引入到固態相變原理所述的內容中去。比如講述鋼中馬氏體相變的內容，可以先從我國較先進的戰斗機殲10談起，介紹其在速度上的優勢，但其速度的優勢來源于核心機構——發動機，發動機之所以能轉動的速度很快，起重要作用的是里面的軸承、螺旋槳等機構，然后講述其制造用鋼以及服役時鋼材的組織特點，這樣就逐步地引入到了課程的內容中去，既提高了課程的趣味性，同時也能夠理論聯系實際，提高學生的接受能力。

2.2 充分發揮多媒體教學在課堂上的作用

隨著計算機技術的發展，多媒體教學已經廣泛地應用于各個高校，這種教學方法采用大量的圖片、動畫及多媒體等課件，在課堂上晦澀難懂的知識、理論直觀、簡潔的教授給學生，有利于吸引學生的課堂注意力，提高教學效果和學習興趣。另外，教師還可以多媒體課件向學生添加文字材料，使學生免于記錄筆記，既提高聽課效果，又可以增加教學信息量。

2.3優化考核辦法

課程考核是大學教學活動的重要環節，通過考核，可以檢驗教師授課的效果和學生對知識的掌握程度，同時也可以促進學生學習熱情，引導和開發學生的學習能動性和創造性。作為材料科學課程體系中的重要一員，《固態相變原理》這門課對于后續專業課程的學習與理解起著至關重要的作用，有必要在考核形式采取較為嚴苛的閉卷考試，促使學生努力學習，以利于為其打下扎實的專業基礎和理論知識。但是在最終成績評定方面可以相對靈活一些，比如留下一些作業，讓學生通過查閱資料，分析總結課程所講述的理論在工業上的應用案例，并且撰寫一定篇幅的總結報告，這些報告在成績最終評定中占有一定的分值比例，這樣既達到了教學效果，又有利于提高學生的主觀能動性。

結語

總之，《固態相變原理》作為一門重要的專業課程，其教學方法的改進是一項系統改革的過程，要充分運用多種有效的教學手段，并結合科學合理的考核形式，培養學生以獲取專業知識，同時提高學生的學習能力、創新能力、發現問題和解決問題能力。

參考文獻：

[1]王獻彪.材料學專業本科生課程創新能力的探索[J]. 文學教育.2010（7）：69.

[2]周細應，劉延輝， 王偉. 《固態相變原理》CAI課件設計探討[J]. 大學教育.2013（2）：112-113

[3]趙洪凱，肖力光，劉亞冰等.《復合材料》課程建設與教學研究[J].廣州化工.2010（10）：229-230

[4]程紅偉.固態相變課程的課堂互動與案例教學初探 [J]. 教育教學論壇. 2016（12）：5-6

作者簡介：

李忠文（1973-），男，上海工程技術大學教師，主要從事金屬材料表面改性方面的研究。