高分子专业材料科学与工程基础课程教学初探*

吴红娥

(安徽工程大学生物与化学工程学院，安徽 芜湖 241000)

新一轮科学技术的发展进步离不开科学前沿的不断探索和各学科的交叉融合。而材料科学与能源科学、信息科学并称为21世纪现代科学技术的三大支柱，它主要研究了材料的组成、结构以及性能之间的相互关系，集物理学、化学和晶体学等于一体的科学。《材料科学与工程基础》作为高分子材料与工程专业重要的专业基础课程之一，它是基础课与专业课的桥梁，同时又对学生的基础知识要求比较高[4]。针对这样一门理论知识丰富、抽象概念多、知识面广等特点的课程，我们该采取怎样的教学方式来分析本课程，使枯燥的理论内容能够形象化、具体化，并使学生能够积极主动地学习，从而达到本课程的培养目标，这是我们当前十分有必要研究的。

1 针对受众，合理规划教学内容

材料科学基础是材料科学专业的重要基础课程，全国大部分高校都有开设。本课程从材料科学与工程的基本原理出发，较全面地说明各种材料的共性规律及金属材料、无机非金属材料和高分子材料的个性特点和多种组分复合体系的基本特征。课程内容涵括了金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及复合材料等几大类材料的组成、结构、加工以及性能特点[5]。当前存在多种不同版本的教材，每个版本的侧重点有所不同，但对高分子材料与工程专业的学生来说，未来大多从事于高分子化工、电子信息、交通、家电制造等高分子行业，学习材料科学基础的目的在于使学生对各大材料有一个广泛而系统的认知，扩展其知识面；掌握材料结构与性能关系的基本规律，了解不同类材料的结构与性能特征，为材料的设计和应用奠定基础；并能利用所学理论知识分析问题、解决问题。因此，我们高分子材料与工程专业选用了化学工业出版社出版的顾宜教授主编的《材料科学与工程基础》这本书，但根据人才培养方案的整体规划情况，此课程课时有所限制，教学内容的深度和广度二者难以兼具。于是，我们结合2020年人才培养方案要求，以学生毕业标准为导向，在工程教育认证理念的前提下对教学内容进行了重新编排。

我们本着学以致用的教学理念，首先给学生讲解材料的组成、结构、加工与性能间的相互关系等重要知识。其次，根据材料组成影响其结构，而结构又制约其性能这一构效关系，以金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及复合材料四大材料体系为主线，分别介绍各材料的组成成分、结构特点、加工方式和性能特征，分析总结结构和性能之间的关系，介绍材料应用前景以及当前的应用领域；并分析总结四大材料的共异性。在书本理论知识介绍中，适时增加当前主流的新材料、新工艺等最新进展，让学生提前了解本学科研究前沿，为后期专业知识的学习和实践课程的开展奠定基础。

2 结合实际情况，制定具体教学方案

在工程教育认证理念下，以达到学生毕业要求为标准开展《材料科学与工程基础》这门课程。首先我们要介绍材料的定义、分类、基本性质以及材料科学工程概况，让学生对本课程先建立宏观概念，了解此课程的主要内容以及学习此课程的目的和意义。其次，我们将向学生讲解材料结构基础，让学生了解材料的组成、状态、结构以及晶体内部和表面结构特点。第三，也是变动最大，即我们将本课程第三以及第四章节内容综合归类划分为四大部分，分别是：金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及复合材料。我们以类似专题报告的形式，采用ppt课件给学生分别展示四大材料的组成、晶体结构以及性能特点，介绍材料的基本概念、性能参数等理论知识。课程最后总结四大材料独特的结构性能特征，并分析它们的差异性，并粗略介绍当前四大材料的研究情况以及应用领域范围。当然，在课件展示中，我们不仅是用传统ppt的方式介绍理论知识，同时也采取生动的动画小视频给学生展示材料的晶体结构以及材料的应用，刺激学生视觉神经，带动学生的学习积极能动性，让他们真正参与到课程学习中来。最后部分，再给学生简单介绍材料的制备与成型加工，让学生了解各材料的基本制备方法，为后续实践课程的开展奠定基础。

在重视理论知识的基础上，我们结合本专业研究方向以及自身的科研方向，适当地给学生补充介绍当前存在的一些新材料，如功能陶瓷、钙钛矿光电材料等，介绍它们与传统材料的不同处以及自身独特的特点，让学生了解考核新材料的标准参数以及所对应的检测手段和仪器。跟紧学科发展前沿，结合生活中的应用实例，让学生更加了解新材料的应用前景。

在课程内容上，我们规整划分，以串联方式介绍四大基本材料；在教学方式方法上，我们丰富课堂教学模式，以学生为本，不再局限于老师教学生听的上课模式，鼓励学生自主搜索当前新材料的研究情况，与大家开展交流，让学生真正地走入课堂。同时设立课程考核方式。因本专业第一次开设《材料科学与工程基础》这门课程，我们结合本校高分子材料与工程专业特色情况，采取期末考试卷面成绩+平时课堂表现+随堂作业情况+信息收集情况的多元化方式考核，教师充当引路人，指引学生在掌握理论知识的同时，锻炼信息收集能力并深化专业知识，培养理论知识扎实、动手能力强的现代大学生。

3 坚持长期发展目标，持续改进

持续改进是我们专业发展的基本要求。我们结合课堂教学情况和课后作业情况，及时了解学生课堂存在的问题，并及时分析，与学生进行良性沟通，适时适当地调整教学方式方法，以确保解决学生问题，使得学生持续跟上课堂教学，获得教学知识。我们以达到学生毕业要求为导向，持续推进新的教学方式，我们的教学理念，不再局限于灌输式教育，更加注重教师引导、学生自主参与的方式，带动学生学习积极性，并逐步培养他们思考问题、利用网络资料搜寻信息、分析问题以及解决问题的能力。同时关注学生身心健康，有效沟通，了解学生自身情况，有问题及时疏通引导。最后通过期末考核情况，充分掌握课堂教学效果，分析试卷卷面存在问题，总结教学过程中成功与不足之处，持续改进授课计划和授课方式，建立更健全的课程模式，争取所有学生都达到课程目标要求。

4 结 语

《材料科学与工程基础》作为高分子材料与工程专业最主要的专业基础课之一，我们采用理论知识的介绍与主题专场报告的方式，给学生展示此课程的主要内容，拓宽学生的知识面，指引学生关注学科前沿。同时也会加强与学生的良性沟通，了解学生的学习状况与需求，及时调整授课内容，争取在师生共同努力下，提高教学质量，培养出具有扎实理论知识、了解学科前沿发展的高素质专业人才，培养优秀的高分子材料人。