材料加工原理的课程改革探讨与研究

许利刚+陈润锋

摘 要：材料加工原理是材料类专业本科生的基础课，在高校材料学院中相继开设，对材料专业的学生理解材料制造的规律起到关键的作用。本文介绍了南京邮电大学材料科学与工程学院的材料加工原理的课程改革的做法。围绕材料加工原理这门课的特点，培养学生具有材料形貌设计，制备的科学素养及科研交流能力，在课程内容，教学方法等方面做出了相应的探索与改革，最终在教学效果上取得良好的效果。

关键词：材料加工原理；课程改革；教学改革；南京邮电大学

一、 引言

材料加工原理课程是南京邮电大学的材料科学与工程学院本科生的专业基础课，内容包括材料加工过程中材料的结构，组成与性能变化规律，涉及液态金属加工、材料加工中的流动与传热，金属凝固加工，材料加工力学基础及加工过程中的化学冶金等内容，知识面较广，涉及的交叉学科比较多，如晶体学，热力学，动力学，线性代数，材料力学等交叉内容。目前网络信息全球化技术改变了人们获取知识的方法，这对于传统的教学方法提出了新的挑战。

南京邮电大学材料学院建于2008年，经过10多年的发展，形成了有机电子学等特色学科，科研队伍也在不断壮大，成立了国家重点实验培育基地及江苏省平板显示与固体照明工程中心研究平台，化学及材料专业双双进入ESI前1%，因而对人才的储备及本科生的培养，提出了新的要求和挑战。

二、 课程内容改革

南京邮电大学材料学院的材料加工原理选用的是清华大学李吉祥老师编写的教材，主要围绕材料加工过程中材料的组成、结构和性能变化规律展开的，解决材料加工过程的缺陷问题，提高材料的性能，让学生掌握材料、加工过程、产品性能这三者的关系。由于内容偏基础理论，很多内容不能突出现代材料加工的现状。此外该课程在与材料学院有机电子学科这一优势学科内容衔接较少，为了进一步培养学生的创新创造的能力，适应现代社会发展，在原有的课程基础之上，我们对材料加工原理这门课做了一些补充，具体内容如下：

（1） 结合南京材料学院的优势，将光电器件加工、生物电子器件加工内容，加入原有的基础知识体系，拓宽了学生的学习内容，培养了学生的科学素养及科学知识。

（2） 在原有课程内容上，加入现代材料加工知识，如金属材料等温成型，同时积极给学生介绍当前学术研究的最新成果，突出材料加工课程的前沿性和新颖性。

三、 教学方法改革

材料加工原理很多內容涉及结构，组成，制备，与实际生产生活紧密联系，仅仅采取理论上课，对于学生掌握知识有一定的难度，这就需要在教学过程当中，将理论与实际结合，让学生真正掌握这门课的知识，此外材料加工原理课时较少，在有限的时间内很难把某些理论知识讲的深入，因为课程的内容涉及非常多，因此这也是教学的一个难点。针对这些问题，我们对教学方法采取了一定的改革，提高学生的学习效率和对基础知识的掌握。

（1） 在课堂教学上，突出与学生交流探讨，采用讲授法与启发式教学相结合，比如上课期间，随时提出一些重难点问题，与学生探讨交流，培养学生的积极性，巩固已经掌握的知识。并且有条件、有线索地启发学生对已经掌握的知识进行相应的应用。例如在讲解第二章，液态金属凝固的热力学与动力学上，提到了均质成核和异质成核，要启发式探讨这两种成核的区别，两者的成核过程中的热力学和动力学有什么异同，这样更启发学生进一步思考均质成核和异质成核的影响条件及实际生产中所采用什么方法来构筑材料，让学生了解产品的性能不仅与材料有关，更与加工工艺有关，这是材料加工原理的核心问题。

课堂讨论能有效地激发学习兴趣，提高学生创新思维和分析问题的能力。为了激励学生对科研及现代材料加工技术的兴趣，我们开展了课堂大讨论分析，分别请10位同学介绍10个不同的科研方向，且与材料加工息息相关的方向，并指出科研进展及存在的问题，调动了学生的积极性和参与性。对学生提出的新思想或者见解给予表扬，学生从被动接受知识改为主动传授知识，取得了良好的效果。

（2） 材料加工原理的课程是采用多媒体课件制作的，因此对课件内容进行不断修改，提高学生对课件内容的吸引力，并对课件重点难点进行标注，以备学生进行课下自主学习。对于新加入的或者最新的科学研究进展，我们可以对其加入视频或者动画，实现立体式，可观性教学，加深学生的感性认识，理论知识和实践知识紧密结合，不断强化学生的认知学习。

（3） 课下与课堂互相配合式教学，由于材料加工原理涉及很多公式推导及计算，因此我们会设置一些习题，这些习题可以课堂随机测验或者课下作业，进一步加深学生对这些知识的掌握。其中课堂随机测验可以有力检查当天课堂的学习效果，课下的作业也会提高学生自主学习能力。对于批改后的作业，标注学生最易忽视的知识点或者难点，在下一次课堂习题课上进行讲授，这种课堂与课下配合式教学，提高了学生的学习兴趣及课堂教学的效果。

（4） 课外文献报告学习总结，为了激发学生科研兴趣，进一步提高学生的创新能力与自学能力，我们开展文献报告的学习活动，学生可以自主选取某一个技术的研究方向或者老师自定的方向，列举该方向近两年20篇文献的研究进展，并在两周内交上去，为防止抄袭，个人的文献调研方向不相同，同时有问题可以及时讨论，通过这种研究方式，不但能扩大学生的知识面，了解材料加工最新的研究技术，同时能够形成自主学习，激发科研兴趣，为材料院培养更多的优秀人才。

四、 总结

随着现代信息技术和材料加工技术的发展，传统教学方法和课程内容无法满足培养优秀人才的要求，本文对南京邮电大学材料学院的材料加工原理的教学改革研究，在江苏省优势学科资助下，发挥材料学院的优势，对课程内容、教学方法等方面进行了探索与改革，为培养高水平研究生、提高学生科学素养打下了基础。当然，改革不可能一蹴而就，我们今后会对这门课进行持续深入的改革，充分体现现代社会发展，提出更加有效的教学方案。

参考文献：

[1]李吉祥.材料加工原理[M].北京：清华大学出版社，2005.

[2]许天增.启发式、讨论式教学的初步探索[N].中国教育报，2010-10-25.

作者简介：

许利刚，陈润锋，江苏省南京市，南京邮电大学材料科学与工程学院。endprint