王守玲，吳　英，王麗麗

(池州學院 化學與材料工程學院，安徽 池州　242811)

“材料科學與工程基礎(chǔ)”是工科材料類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是研究材料的組成、結(jié)構(gòu)、制備、性能及應(yīng)用之間相互關(guān)系的新興學科，對后續(xù)專業(yè)課程的學習、材料的設(shè)計及應(yīng)用具有重要的指導意義[1-2]。該課程從材料的"四要素"出發(fā)，將金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料等不同材料的微觀特性和宏觀規(guī)律建立在共同的理論基礎(chǔ)上，從而培養(yǎng)既掌握材料的基本原理，又通曉材料的制備、加工與應(yīng)用的寬專業(yè)人才。教學實踐發(fā)現(xiàn)，材料科學與工程基礎(chǔ)課程的知識點多、內(nèi)容繁雜、抽象難記、教學難點突出。為提高學生的學習質(zhì)量和學習效率，使學生能熟練運用課程的理論知識去分析解決實際生產(chǎn)、科研問題，有必要對教學模式進行改革。本論文通過分析材料科學與工程基礎(chǔ)課程教學過程中遇到的問題，闡明了教學改革的必要性，并對教學內(nèi)容、教學方法等方面的改革進行了初步探討[3-5]。

1　材料科學與工程基礎(chǔ)課程教學現(xiàn)狀和突出問題

材料科學與工程基礎(chǔ)是高分子材料工程專業(yè)的必修課程，該學科涉及材料概論、物理化學、有機化學等多門學科，對學生相關(guān)基礎(chǔ)知識的掌握具有較高的要求。但該專業(yè)在開設(shè)該材料科學與工程基礎(chǔ)課程之前，并沒有開設(shè)材料概論課程，以至于學生缺乏材料學的相關(guān)基礎(chǔ)知識，如材料的四要素、材料的分類等。且學生的專業(yè)知識基本都與高分子材料相關(guān)，這使得學生在接觸無機材料、、金屬學、晶體學等教學內(nèi)容時，會感覺比較吃力。另外，由于學生缺乏相關(guān)專業(yè)素養(yǎng)，使得他們對材料學的認知有限，不能激發(fā)學習興趣。

材料科學與工程基礎(chǔ)具有概念多、知識面寬的特點，有一定的難度。在教學中發(fā)現(xiàn)，大部分學生的基礎(chǔ)知識較為薄弱，且課后不能進行有效的復習。這既嚴重影響了教學進度和教學質(zhì)量，也不利于培養(yǎng)綜合型、智能型的高素質(zhì)材料類人才。面對參差不齊的教學對象，如何調(diào)整教學思路，提高學生學習的積極性，體現(xiàn)知識學習與能力培養(yǎng)的融合，建構(gòu)符合專業(yè)培養(yǎng)目標、及以加強基礎(chǔ)、注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的的教育教學模式，是目前面臨的最大問題。

2　改革教學方法和教學手段

2.1　精選教學內(nèi)容

“材料科學與工程基礎(chǔ)”是關(guān)于材料組成、結(jié)構(gòu)、制備工藝與其性能及使用過程間相互關(guān)系的知識開發(fā)及應(yīng)用的科學。具有概念多、知識面寬的特點，不同教材的內(nèi)容差別較大。通過對已出版的教材進行分析，結(jié)合人才培養(yǎng)方案，選擇四川大學顧宜主編的《材料科學與工程基礎(chǔ)》作為教材。該教材概括了各種材料的組成、結(jié)構(gòu)、制備工藝及應(yīng)用的基本知識，但人才培養(yǎng)方案只有32個課時，這對教學內(nèi)容的深度和廣度提出了巨大挑戰(zhàn)。在此基礎(chǔ)上，我們對教學內(nèi)容重新進行了編排。按照結(jié)構(gòu)決定性能這條主線，把材料性能與應(yīng)用部分作為材料結(jié)構(gòu)部分的導課，既縮減了知識點的量，又提升了學生的學習興趣。在注重基礎(chǔ)理論講解的同時，在教學內(nèi)容中適當介紹新材料、新工藝等方面的最新進展。如在講解量子力學部分時引入最新發(fā)射的量子衛(wèi)星，在納米材料部分引入石墨烯，讓學生在了解材料的具體應(yīng)用時，深刻理解結(jié)構(gòu)決定性能這一理論。

2.2　啟發(fā)誘導式教學模式

摒棄以往“填鴨式”的教學方法，采用啟發(fā)誘導式的教學模式。在教學過程中，以學生的興趣為出發(fā)點，通過引入或是簡單的生活案例，或是高端的新材料，激發(fā)學生的學習興趣。如通過展示不同晶體的外形，引入晶體的周期性和對稱性概念；觀察碧璽石的雙折射現(xiàn)象，掌握晶體的物理性質(zhì)具有各向異性的特點；利用目前較為熱門的太陽能電池，引入晶體的結(jié)構(gòu)缺陷，并進一步讓學生理解缺陷的意義；在講到同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時，讓學生思考能否利用價格低廉的石墨制備鉆石；利用鐵碳合金相圖，讓學生明白為什么說"趁熱打鐵"，及鋼和鑄鐵含碳量的不同；在講授無機非金屬材料的簡單晶體結(jié)構(gòu)時，對材料的性能及具體應(yīng)用進行延伸，如鈣鈦礦太陽能電池，以強化結(jié)構(gòu)決定性能這一意識。在金屬材料的制備部分，讓學生在明確煉鋼煉鐵的終端產(chǎn)品后，利用具體的氧化還原反應(yīng)對煉鋼煉鐵的過程進行自主設(shè)計。

在講授到部分簡單章節(jié)時，對學生進行分組，并提前分配問題，如冰山為什么浮在水面、為什么塑料袋具有柔性、玻璃鋼是不是鋼等較為有趣的題目。小組討論后，選一代表向全體同學對該問題進行講解。這種分組討論的模式，可加強學生對基礎(chǔ)知識的掌握，鍛煉學生獨立解決問題的能力，培養(yǎng)團隊合作意識，并提高其語言表達能力。適量引用部分科研文獻，更加直觀地向?qū)W生呈現(xiàn)材料科學的研究內(nèi)容及方法。鼓勵學生積極參與導師的課題項目，參加各種學術(shù)活動，在實踐中不斷進步

2.3　運用現(xiàn)代教學技術(shù)

積極利用多媒體等技術(shù)，改變傳統(tǒng)教學方式，增加學生對知識的感性認識，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。但必須注重課件的質(zhì)量。在制作課件時，要根據(jù)講授內(nèi)容，用一主線把所有的知識點鏈接在一起，以方便學生集中學習。如在講授固體中原子無序部分時，可從鐵中滲碳、銅鎳合金的結(jié)構(gòu)出發(fā)，直接引出間隙固溶體和置換固溶體的概念，再對影響因素進行探討，這樣可避免知識過于臃腫。課件應(yīng)以圖片為主，文字為輔，盡量以動畫的方式呈現(xiàn)，以給學生思考的時間。另外，要注意與板書的結(jié)合，每節(jié)課的重點要呈現(xiàn)在黑板上，以方便學生梳理總結(jié)。

2.4　與學生的溝通

與學生的溝通包括課上和課下兩個方面。課上要通過學生的眼神、表情來判斷領(lǐng)悟程度，合理控制知識難度，最大限度的使學生接受所講授的內(nèi)容。課下要多與學生交流，以了解學生對知識的掌握情況。部分學生聽課時似懂非懂，可配合課堂提問和課后作業(yè)，以全面掌握學生面臨的主要問題。另外，還要與學生進行心靈的對話，在生活層面上多關(guān)心學生，這也會增強學生對該門課程的學習興趣。鼓勵重于苛責。

3　結(jié)語

隨著材料科學與工程技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝、新技術(shù)和新理論已成為教材內(nèi)容,從而使教學內(nèi)容不再是概念、原理、方法和規(guī)則的簡單結(jié)合，而是由知識傳授、技能訓練相互滲透所形成的完整系統(tǒng)?；诔刂輰W院高分子材料工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案、專業(yè)現(xiàn)狀和學生特點，筆者認為通過對授課內(nèi)容進行優(yōu)化整合，采用啟發(fā)誘導式的教學方式，利用多媒體技術(shù)，能夠讓學生在有限的課時內(nèi)掌握該課程的基礎(chǔ)理論知識，提高學生對材料科學與工程基礎(chǔ)學習的主動性和積極性，并激發(fā)學生畢業(yè)后能在材料學及相關(guān)的領(lǐng)域從事研究、教學、科技開發(fā)工作。