基于二次學(xué)習(xí)的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)改革探索

摘要：《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是材料科學(xué)與工程專業(yè)一門重要的先導(dǎo)課程。結(jié)合我校實(shí)際，提出了基于二次學(xué)習(xí)的教學(xué)嘗試，實(shí)踐證明，該法可有效的加深學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的掌握，對(duì)提升教學(xué)效果大有幫助。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)基礎(chǔ);二次學(xué)習(xí);教學(xué)改革

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是材料科學(xué)與工程專業(yè)必修的一門核心主干課程，也是學(xué)生最先接觸的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程在設(shè)置上起著承前啟后的作用，它是銜接大學(xué)公共課程（大學(xué)物理、大學(xué)化學(xué)、高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)等）與材料專業(yè)課程的橋梁紐帶。同時(shí)又是后續(xù)課程的基礎(chǔ)啟蒙，為后續(xù)課程的開(kāi)展扮演著鋪墊和引導(dǎo)的作用。此外，該課程還是材料類專業(yè)碩士研究生入學(xué)考試的重要專業(yè)課程。顯然，該課程在眾多材料類專業(yè)課程體系中具有舉足輕重的地位。該課通常開(kāi)設(shè)在大二下學(xué)期或大三上學(xué)期，是學(xué)生真正開(kāi)始接觸材料專業(yè)、建立專業(yè)興趣、樹(shù)立專業(yè)理想和明確專業(yè)方向甚至未來(lái)職業(yè)規(guī)劃的關(guān)鍵時(shí)期。

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程是從材料的組織結(jié)構(gòu)出發(fā)，揭示材料的性能與微觀結(jié)構(gòu)與制備工藝之間關(guān)系的學(xué)科，重點(diǎn)闡述各種金屬材料、無(wú)機(jī)材料、高分子材料等共性基礎(chǔ)知識(shí)與個(gè)性特征[2]。并且，在學(xué)科不斷融合的時(shí)代背景下，《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程的內(nèi)容對(duì)所有高校理工類專業(yè)都是十分重要的。

然而，該課程包含內(nèi)容繁多、概念抽象、理論性強(qiáng)。作為材料專業(yè)的入門課程，雖然極其重要，但是學(xué)生們還是難以建立系統(tǒng)的知識(shí)體系。并且，由于該課程開(kāi)設(shè)時(shí)間較早，學(xué)生們對(duì)專業(yè)背景缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，無(wú)法將相關(guān)理論有效遷移到工程應(yīng)用當(dāng)中，等到后續(xù)大三或大四，真正需要利用《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的時(shí)候，學(xué)生們對(duì)早前學(xué)過(guò)的知識(shí)遺忘嚴(yán)重，難以做到為我所用。另一方面，作為材料類專業(yè)重要的考研專業(yè)課程，學(xué)生們?cè)跍?zhǔn)備考研的過(guò)程中，也普遍存在時(shí)間跨度過(guò)長(zhǎng)，知識(shí)遺忘嚴(yán)重，備考困難的問(wèn)題，這些問(wèn)題都會(huì)嚴(yán)重阻礙學(xué)生們完整知識(shí)結(jié)構(gòu)的建立以及考研備考的順利完成[3]。因此，針對(duì)這一痛點(diǎn)，我們提出了二次學(xué)習(xí)的理念，即在首次學(xué)習(xí)該必修課程后，在大三下學(xué)期開(kāi)設(shè)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的選修課程，供基礎(chǔ)知識(shí)欠缺，或備戰(zhàn)考研的學(xué)生們根據(jù)自身需求來(lái)選擇。實(shí)踐證明，該做法可有效的幫助學(xué)生們重新完善《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的知識(shí)體系，加深學(xué)生們對(duì)本專業(yè)的認(rèn)識(shí)，對(duì)于考研的學(xué)生亦可減輕其備考負(fù)擔(dān)，助推其在材料領(lǐng)域有更深入的發(fā)展。

基于二次學(xué)習(xí)的改革方案

二次學(xué)習(xí)不是簡(jiǎn)單的按照教材將課程內(nèi)容重新講一遍，而是在充分結(jié)合學(xué)生整個(gè)大學(xué)階段的專業(yè)學(xué)習(xí)背景的前提下，重新設(shè)計(jì)規(guī)劃、突出重點(diǎn)難點(diǎn)、側(cè)重工程應(yīng)用，最終幫助學(xué)生建立科學(xué)的知識(shí)構(gòu)架與思維方法，提高分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。為此，結(jié)合我校實(shí)際，我們?cè)诓牧峡茖W(xué)與工程專業(yè)的大三階段，二次開(kāi)設(shè)了《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的選修課程，在學(xué)時(shí)選擇、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進(jìn)行了一些卓有成效的探索，取得了較好的教學(xué)效果。具體改革方案如下：

1.學(xué)時(shí)的調(diào)整與授課內(nèi)容的優(yōu)化

基于二次學(xué)習(xí)的模式，其本質(zhì)是復(fù)習(xí)，在學(xué)時(shí)上，相對(duì)于首次學(xué)習(xí)有大幅的縮減，我們最終保留了32學(xué)時(shí)，既保證課程大致的框架不變，又不至于過(guò)于臃腫。在教學(xué)內(nèi)容方面，則更加有針對(duì)性。大三下學(xué)期，學(xué)生們已經(jīng)先后學(xué)習(xí)了很多材料類專業(yè)課程，例如，《材料物理性能》、《材料現(xiàn)代分析方法》、《材料制備技術(shù)》等等。此時(shí)，重新學(xué)習(xí)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》，必然是帶著前述課程中的問(wèn)題而來(lái)，教學(xué)中更多的引導(dǎo)學(xué)生將課程的知識(shí)應(yīng)用于解決材料的制備、表征與分析等過(guò)程中遇到的技術(shù)問(wèn)題。例如，在講解缺陷的章節(jié)時(shí)，將相關(guān)概念與原理和材料制備過(guò)程聯(lián)系起來(lái)，探討制備過(guò)程中缺陷的引入與調(diào)控，并結(jié)合《材料現(xiàn)代分析方法》中的顯微分析等內(nèi)容，全面闡述缺陷的表征手段及其對(duì)材料物理性能的影響。通過(guò)這種綜合實(shí)例的分析，學(xué)生們便可將所學(xué)過(guò)的多門課程的知識(shí)融會(huì)貫通，構(gòu)建起較為完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)而打破不同課程之間的壁壘，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化與升華。

2.考研真題的適當(dāng)引入

該課程部分內(nèi)容與概念過(guò)于抽象，如位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)、交割、不全位錯(cuò)等，初次學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生們的理解普遍較差，更無(wú)從談起應(yīng)用與研發(fā)。針對(duì)這一問(wèn)題，我們還將各名校考研真題引入到二次教學(xué)當(dāng)中。考研真題凝結(jié)了眾多一線教師對(duì)本課程教學(xué)的心得與體會(huì)，較為全面的反映了課程的重難點(diǎn)。并且，很多考研真題都來(lái)源于具體的工程實(shí)踐案例，可以很好的反映理論與實(shí)踐的統(tǒng)一。通過(guò)真題的引入，可極大的激發(fā)發(fā)生的學(xué)習(xí)熱情，也可以幫助學(xué)生及時(shí)消化課程中的基礎(chǔ)理論。此外，針對(duì)首次學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的難點(diǎn)，在二次教學(xué)中也會(huì)著重強(qiáng)化，再輔以適當(dāng)?shù)尼槍?duì)性習(xí)題，起到了事半功倍的效果。

3.線上資源的有效補(bǔ)充

在二次學(xué)習(xí)的過(guò)程中，一方面，線下課堂中我們更加注重回歸傳統(tǒng)，較多的采用板書的形式，詳細(xì)介紹課程中的重難點(diǎn)，使學(xué)生們徹底弄清楚相關(guān)知識(shí)原理的來(lái)龍去脈。另一方面，將更豐富多彩的教學(xué)相關(guān)資源，包括多媒體課件、視頻資源、習(xí)題庫(kù)建設(shè)、作業(yè)等納入到線上課程建設(shè)中。線上資源的利用，可彌補(bǔ)線下有限學(xué)時(shí)的限制，豐富教學(xué)的內(nèi)容。同時(shí)，充分利用互聯(lián)網(wǎng)及時(shí)快速的特點(diǎn)，老師們可實(shí)時(shí)掌握學(xué)生線上學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)，比如，視頻觀看分鐘數(shù)，習(xí)題正確率，學(xué)生也可方便的將學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題反饋給老師，從而培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)探索和思考能力。

總結(jié)

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程是材料類專業(yè)的一門核心基礎(chǔ)課。由于課程的特點(diǎn)及學(xué)時(shí)等的限制，傳統(tǒng)的授課過(guò)程中存在一些問(wèn)題，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不佳。通過(guò)二次學(xué)習(xí)教學(xué)的嘗試，可有效的強(qiáng)化學(xué)生對(duì)該課程知識(shí)的理解與運(yùn)用能力，特別對(duì)于考研的學(xué)生，亦可起到教學(xué)與考試共贏的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]張芬，宋亮，曹梅青.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程的案例互動(dòng)引導(dǎo)式教學(xué)模式探索[J].山東化工，2019，48（9）：184-185.

[2]胡賡祥，蔡珣，戎詠華.材料科學(xué)基礎(chǔ)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2010.

[3]馬麗莉，高莉，雷富軍，等.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)現(xiàn)狀及教學(xué)改革探析[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（58）：38-39.

作者簡(jiǎn)介：杜剛（1987-），男，漢族，山東臨沂人，博士，講師，研究方向：固體無(wú)機(jī)發(fā)光材料。

（杭州電子科技大學(xué) 材料與環(huán)境工程學(xué)院 浙江杭州 310018）