《材料科学基础》课程的教学改革探讨

褚海亮

【摘 要】本文从材料科学的设置及其由来、改革教学方法和教学手段、改革考核方式、将理论课程与实验教学相结合等四个方面对《材料科学基础》教学进行了探索，以期培养适应市场经济和创新发展的高层次材料科学与工程人才，让学生建立起全面系统的材料科学与工程基础知识体系，能够针对实际问题合理地选择材料，并确定较为合理的材料制备与加工方法。

【关键词】材料科学基础；教学改革；教学方法；多媒体教学；板书

材料科学最先是由美国学者在20世纪50年代末、60年代初提出来的名词，它主要是针对材料本质规律的发现、认识、分析、设计及控制等方面研究的一门科学。材料科学基础是我校高分子材料与工程专业大三学生开设的一门必修课程，主要内容包括材料结构基础、材料组成与结构、材料的性能和材料的制备与成型加工等。本课程开设的主要目的在于使学生能够全面系统地了解和掌握不同材料的组成、结构、制备、性能和应用的共性规律特征。它不仅仅是高分子材料与工程专业的一门基础课程，也是连通公共基础课和专业课程的一个桥梁。随着创新教育理念的兴起，材料科学基础课程的指导思想亦发生了很大的转变，从注重专业教育向注重能力与素质培养方面发生转变。这就需要培养既掌握材料科学基础基本原理，又通晓材料制备与加工、组成与结构、性能与应用等系统知识的综合素质人才。笔者就自己在《材料科学基础》教学过程的改革浅谈一下自己的心得与体会。

1 材料科学的设置及其由来

首先，各种材料的制造和应用发展到了一个崭新的阶段，固体物理、无机化学、有机化学、物理化学等学科的发展以及现代分析测试技术和设备的发展，对物质结构和性质的深入研究，推动了对材料本质的了解，同时，冶金学、金属学、陶瓷学、高分子科学等学科的发展也使得对材料本身的研究大大加强，从而对材料的制备、结构与性能，以及它们之间的相互关系的研究也愈来愈深入，这为材料科学的形成打下了坚实的基础。其次，在材料科学之前出现的金属材料、高分子材料和陶瓷材料都促进了本学科的发展，而且各类材料的研究设备与生产手段有很多的共同之处，就是在这样复杂的背景下，一门新的学科——材料科学诞生了。本学科开设的主要任务是培养学生分析问题、逻辑推理和创新的能力，使学生能过熟练运用材料科学基础课程里面学习到的知识去分析解决实际生产、科研问题，为后继相关专业课程的学习奠定坚实的基础。

2 改革教学方法和教学手段

材料科学基础是一门非常重要的专业基础课，对后面专业课程的学习，以及学生知识体系的构筑有着非常重要的作用。但是这门课程里面原理规律特别多，内容都比较抽象，而且概念多，知识面宽，学生学习起来有较大的难度，为了提高学生的学习效率和学习效果，提高该课程的教学质量，我们对教学方法和教学手段进行了改革，对其进行了优化，并且随之进行了教学反思。

改变之前的以老师为主，学生为辅的满堂灌式的教学模式，采用提问式、讨论式、启发式、互动式的教学手段，以提高学生的学习兴趣，适当采用翻转式教学模式，让学生自己去查阅资料，让学生自己来课堂上讲解，老师在下面听，并且对学生的讲解进行一定的引导，以期达到课堂效率最大化。

注意传统的板书方式与现代的多媒体技术相结合，充分发挥二者的优势，比如，在讲解到公式推导的时候，可以用板书的方式，这样学生可以跟着教师的节奏和思路一起走，比较容易接受，而一些难以用语言描述的，对学生的想象能力大有挑战的知识，可以发挥多媒体技术的优越性，将图、文、声、像和动画结合起来，学生可以一目了然，可以很好地提高教学效果，在有限的时间里尽可能的学到更多的基础知识。

适当的将课堂教学与科研相结合，材料科学基础的许多知识学习起来比较抽象，比较枯燥，学生刚开始可能比较有劲头学习，但是慢慢的会失去兴趣，我们适当地在课堂上穿插一些前沿知识，将一些最新科的研成果、最新的研究技术融入到课堂教学中，并且可以吸收一些优秀的学生进入到课题组并且参与到科学研究中，这样会大大提高学生的学习兴趣，培养学生的动手操作能力，课堂教学效果达到事半功倍。

3 改革考核方式

闭卷考试是传统的应试教学评价方法，诚然能够反映学生学习的情况，但是对于对培养提高学生的综合业务素质存在着一定的弊端。所以我们尝试了新的考核方法，以期更好地反映学生的学习效果。

a）闭卷考试成绩占60%，考试题型多为简答题、论述题和计算题，尽量少出选择题和名词解释这样的题型。因为选择题的偶然性比较大，学生即使不会做，随便蒙一个，有可能就对了，这样就不能很好的反映学生实际的学习效果。而名词解释只是记忆能力的一种考核，不能很好的体现学生对学到知识的综合运用能力。相反论述题、计算题能更好地考查学生的知识运用能力，分析问题和解决问题的能力。

b）平时成绩占20%，主要体现在学生的出勤率、作业质量和上课听讲情况，这是对学生综合素质较为具体的检验。

c）主题讨论占20%，在平时课程学习中安排一些调研活动并加以讨论，有利于学生学习兴趣的提高和探索精神的培养，这主要是对学生自学能力的一种考查。

4 将理论课程与实验教学相结合

在进行理论课程学习的同时，我们开设了与理论课程相配套的实验课程，通过实验课程的基本训练，既提高了学生的实验动手能力，又进一步巩固了课堂教学的内容，使得新教学培养模式取得良好的教学效果。我们将实验分为验证型、设计型及综合型三类：对于验证型实验，给出具体实验步骤，学生按照实验要求做实验；对于设计型实验，要逐步放手，给出实验题目和方案，由学生自行选择和操作，自己分析实验结果并写出实验报告；对于综合型实验，只给出题目和方向，提出實验条件，由学生自己制定方案、做实验、分析并写出论文性的实验报告。实验证明，学生在课堂上通过理论讲解搞不懂的东西，通过自己实验验证之后，有一种豁然开朗的感觉，这样激励学生在课堂上听讲更认真，实验课上实验更认真，如此往复，形成了良性循环，达到了很好的教学效果。

对《材料科学基础》课程进行了初步改革之后，已经初见良好的教学效果，但是我们都知道教学改革过程中不可避免出现一些问题。对于出现的新问题，我们要积极认真地去解决，而不是消极地回避，以期进一步改进我们的教学效果，提高教学质量。在今后的教学中我们要尝试更多的探索，总结其中的经验教训，通过不断地认识和完善，培养出全面和谐发展，适应社会的高素质人才。

【参考文献】

[1]靳正国，郭瑞松，侯信，郭新权，胡绳荪，盛京.大材料专业“材料科学基础”课程的教改认识与实践，高等工程教育研究，2005，31-35.

[2]崔占全，赵品，景勤，王天生，吕英怀.材料科学基础的教学改革与实践，教学研究，2007，30（1），53-57.

[3]代凯.大学本科材料科学基础课程教改初探，牡丹江师范学院学报（自然科学版）2011，1（总74），66-68.

[4]张保丰，蒋爱云，朱世杰.《材料科学基础》课程教学模式改革探讨，实验科学与技术，2014，12（1），161-162.

[5]计云萍，任慧平.“材料科学基础”课程教学改革，中国冶金教育，2009，6，38-40.

[6]孙青竹，王海波，材料科学基础课程教学改革与实践，中国冶金教育，2012，5， 21-23.

[责任编辑：朱丽娜]