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篇1

【關鍵詞】 材料學;材料科學基礎;教學改革

材料是人類生存和發展的基礎。縱觀人類利用材料的歷史,可以清楚地看到,每一種重要材料的發現和利用,都會把人類支配和改造自然的能力提高到一個新的水平,給社會生產力和人類生活帶來巨大的變化,把人類物質文明和精神文明向前推進一步。可以說沒有半導體材料的開發和工業生產,便不可能有目前的計算機技術和現代信息技術革命;沒有現代的高溫高強度結構材料,便沒有今天的宇航科技;沒有低損耗的光導纖維,便不會出現光纖維的長距離傳輸,也無當前的光通信可言。高等院校深刻感受到材料對社會影響的方方面面,深刻認識到現代社會對材料學方面人才的需求。

我國各大高校紛紛設立了材料學院,并建立健全了材料學方面各類培養課程。材料科學基礎是材料學專業學生必修的專業基礎課。通過材料科學基礎課程的學習, 可使學生掌握材料科學基礎領域的基本理論知識和實驗操作技能,以利于學生學習材料學專業的后續課程。[1-6]本論文通過分析材料學專業材料科學基礎課程教學中存在的問題,闡明了材料學專業進行材料科學基礎教學改革的必要性,并結合本人講授材料科學基礎過程中的體會,初步探討了如何提高材料科學基礎的教學效果,并對教學內容,教學方法等方面的改革進行了探討。

1.材料學專業材料科學基礎教學改革的必要性

隨著現代社會對材料學人才的大量需求,材料學專業已逐步成為全國各大高校重要的組成部分,但由于專業的性質,材料學專業也是高校中最難學習的專業之一。要成為一個材料學專業合格的本科畢業生,既要具備化學方面的基礎,又要物理方面的基礎,還要掌握材料化學,材料物理等材料專業的知識。但由于學生大學學習的時間是有限的,這就造成材料學專業課程設置時,存在“課時緊,任務重” 的問題。以材料科學基礎為例,材料學專業材料科學基礎授課時間一般不少于120學時,而縱觀全國各大高校材料學專業,材料科學基礎通常為54學時,個別為72學時,且大多沒有實驗。這并不意味著材料學專業對材料科學基礎的要求低,而是由于材料學專業課程多、學時緊等原因導致的無奈之舉。材料科學基礎學時少造成學生對材料科學基礎的知識掌握膚淺,很難真正體會材料科學基礎的本質,同時也影響了后續材料學專業課的學習。另外,不設材料科學基礎實驗,學生的動手能力得不到鍛煉,在進行后續課程時沒有任何基礎,從而影響了其它材料學專業實驗的順利進行。總之,材料學專業材料科學基礎教學存在的諸多弊端已嚴重地影響了材料學專業學生的正常學習,因此,材料學專業材料科學基礎教學改革勢在必行。

2.材料科學基礎的課程內容和特點

材料科學基礎是一門古老又新興的課程,它是一門理論性強,內容豐富,掌握起來有相當難度的課程。同時,它也是一門重視實驗,能夠培養學生動手能力的課程。具體來講,材料科學基礎主要內容分為三大模塊:第一模塊為晶體結構和缺陷,包括各種晶體的空間結構、可能出現的各種缺陷及缺陷的表示法。本模塊內容約占總學時的25%～35%;第二模塊為原子及分子運動、材料的變形和再結晶,本模塊內容約占總學時的45%～55%;第三模塊為單元及多元相圖,包括晶體的凝固和相圖的關系、相圖的分析等,本模塊內容約占總學時的15%～25%。分析各模塊的主要內容,可以提煉出材料科學基礎主要包括晶體的結構及表示方法。[7-9]

3.材料學專業材料科學基礎課程改革研究

3.1 教學內容改革

根據材料科學基礎的主要內容和課程特點,結合材料學專業對材料科學基礎的要求,我們對材料科學基礎教學內容主要進行了如下改革:“精簡內容,把握重點,強調相關。”材料科學基礎經過上百年的發展,內容已經相當豐富,而且還在不斷更新。如此龐大的內容僅僅通過短短的54學時或者72學時來順利完成全部教學內容幾乎是不可能的,因此,精簡教學內容是材料科學基礎教學必須進行的環節。針對材\料學專業的特點和材料學專業對材料科學基礎的要求,并考慮到材料學專業材料科學基礎沒有實驗的實際情況,我們對這三大模塊進行了以下改革:首先,精簡第三模塊的內容,使其僅占總學時的5%,同時在第三模塊中加入15%的實驗內容,從而使學生掌握基本的實驗操作;其次,把握第一模塊的內容,第一模塊為材料科學基礎基礎知識和基本理論,是材料科學基礎學習的重點,這部分的學習可以使學生初步了解材料科學基礎的本質,同時在第一模塊增加材料科學基礎的x衍射、透射電鏡等基本的表征手段的學習,這部分內容達到總學時的40%;最后,強調第二模塊中與材料學專業相關的材料科學基礎內容, 占總學時的40%。第二模塊的內容非常繁多,我們通過學習原子和分子的運動規律、材料的形變及再結晶規律,使學生能熟練掌握與材料學專業有關的材料科學基礎知識,為后續材料學專業學習打下基礎。

3.2 教學方法改革

材料科學基礎是一門看似簡單,但掌握起來卻有相當難度的課程。在教學過程中必須盡快讓學生掌握材料科學基礎的學習方式,跟上上課節奏,學生才能有效地掌握這門課程。這就要求在教學過程中必須改革傳統的灌輸式教學方法。在教學實踐中通過借鑒前人的經驗和總結自己的教學過程中的教訓,在教學方法上主要做了以下改革:(1)通過現實的例子,引發學生學習材料科學基礎的興趣。針對材料是科技的基礎這特點,通過材料的突破實現國家的科技發展的例子,增加學生學習材料科學基礎的興趣。同時,介紹材料科學基礎與材料學專業其他課程的關系,使學生了解材料科學基礎對其專業學習的重要性,引起學生對材料科學基礎學習的高度重視。比如講到晶體結構和由于摻雜引起的缺陷內容時,可以介紹當前高科技領域的發展基本都是通過摻雜引起材料能帶發生變化的特點,激勵同學們努力學習好這門大部分高科技所需要的基礎知識,為將來祖國的發展作出自己的貢獻;同時介紹材料學專業方面的所有專業課或多或少的與這們課有關聯的特點,使學生了解材料科學基礎對其專業學習的重要性。(2)以晶體結構為主線,引導學生深刻理解物質的結構決定性質的原理。為了讓學生更好地掌握晶體的結構缺陷和性質的關系,如必須使學生真正理解什么是位錯運動,實際晶體結構中的位錯是什么樣子。(3)通過課本目錄,幫助學生學會總結,比較,歸納。材料科學基礎內容瑣碎繁多,在學習過程中,必須及時總結,比較和歸納,才能將材料科學基礎的內容形成整體,不致前面學的很快就忘記,影響后面內容的學習。在教學過程中,針對學生在長期學習過程中不看目錄的缺點,我們強調了目錄的作用。比如學習完一章后引導學生根據目錄回憶本章主要內容,象本章包括幾節,每節主要講了什么主要內容,其中重點是什么等。然后引導學生比較這一章與前面幾章的聯系和區別。最后,分析學過的內容,總結和歸納出要掌握的主要內容。(4)逐步引導,培養學生自學。大學教學的一個很重要的任務就是教會學生自學,學生在學習材料科學基礎的過程中對于晶體的結構和三元相圖,掌握起來具有較大難度,需要老師講解,但對于原子結構和鍵合相對簡單,可以通過在老師引導下,學生自學的方式掌握。這既節約了學習時間,又有效地鍛煉了學生的自學能力。(5)通過做凝固和晶體結構分析實驗使學生對書本上學的凝固原理和晶體結構缺陷有更深入的了解,如讓同學門把鐵碳合金熔化后澆注在砂型腔里鑄造成鋼錠,研究是凝固原理對其結構的影響,然后把凝固后的鋼錠用xrd(x射線衍射),研究其晶體結構和晶體缺陷,同時把鋼錠磨平后在顯微鏡下研究其晶相,找出成分中的馬氏體等晶相組織,與書上的相圖對比,加深對書本上知識的理解。

3.3 考試方式改革

課程成績的考核是課程的重要內容,考核方式對教學效果有很大的指導作用。針對材料科學基礎的特點和主要內容,我們將材料科學基礎的考試方式分為三塊,一是傳統的閉卷考試,占總成績的60%,二是平時成績,主要是作業完成情況和每章主要內容總結等,占20%,三是實驗情況,在學生的實際操作中,考察學生的動手能力,以及通過實驗考察學生對課本內容的理解能力占20%。其中在閉卷考試中,我們強調了課本的基本知識,同時,有相當數量的綜合題主要考察學生對所學的內容的綜合應用情況,而概念題則考察學生對材料科學基礎結構和本質的理解情況。

4.結論

通過以上教學改革探索,激發了學生學習材料科學基礎的興趣,加深了學生對材料科學基礎這門課的理解,為后續的材料學專業的課程學習打下了堅實的基礎。

參考文獻

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3 王小槐,張照軍.《材料科學基礎 綜合設計型實驗教學的探索[j].實驗室研究與探索,2004,23(1):62-64.

4 杜雙明.材料科學基礎課程教學質量保障系統[j]. 技術與創新管理,2008,29(6):649-651.

5 付猛,沈榕.論材料科學基礎課程建設的基本原則[j].時代教育,2008,10:44-45.

6 王章忠, 張祖鳳, 巴志新. 應用型本科《材料科學基礎>>課程建設與改革[j]. 南京工程學院學報(社會科學版),2005,5(2):65-66

7 胡賡祥,蔡珣.材料科學基礎[m].上海:上海交通大學出版社,2002.

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關鍵字：材料、材料科學基礎、教學方式、改革

中圖分類號：G421 文獻標識碼：A

材料是人類生存和發展的基礎，對人類歷史的進程起著關鍵性的作用。縱觀歷史，人類使用材料已經有很悠久，可以清楚地看到隨著人類文明和生產的發展，人類對材料的要求不斷增加和提高，于是由采用天然材料進而為加工制作，再發展成為研制合成。在近代科學技術的推動下，材料的品種日益增多，不同效能的新材料不斷涌現，原有材料的性能也更為改善與提高、力求滿足各種使用要求。人類支配和改造自然的能力提高到一個新的水平,給社會生產力和人類生活帶來巨大的變化,把人類物質文明和精神文明向前推進一步，因此材料科學又成為科學技術發展的基礎、工業生產的支柱。我國高等院校深刻感受到材料對社會影響的方方面面,深刻認識到現代社會對材料學方面人才的需求。

《材料科學基礎》是一門古老又新興的課程,它是一門理論性強,內容豐富,掌握起來有相當難度的課程。同時,它也是一門重視實驗,能夠培養學生動手能力的課程[1、2]。教學實踐證明，《材料科學基礎》課程的教學內容不但具有明顯的基礎性、文理性和實踐性，而且還有知識點多、內容繁雜、抽象難記、教學難點突出的特點。隨著材料科學技術的不斷發展，各種新型材料、新工藝、新技術和新理論已經充分融入到現階段的教材內容中，從而使教學內容不再是只有枯燥的概念、難以理解的原理、單調的方法和規則的簡單地相結合，而是由知識傳授與技能訓練相互滲透所形成的完整體系。

一、學科實行教學改革的必要性

隨著現代社會對材料學人才的大量需求,材料學專業已逐步成為全國各大工科高校研究生教學的一部分。由于研究生學習的時間是有限的,這就造成《材料科學基礎》課程設置時,存在“課時緊、任務重” 的問題。材料科學基礎學時少造成學生對材料科學基礎的知識掌握膚淺,很難真正體會到材料科學基礎的本質,同時也影響了后續專業課的學習[3-5]。另外,沒有有關的材料科學基礎實驗,學生的動手能力得不到鍛煉,在進行后續課程時沒有任何基礎,從而影響了其它實驗的順利進行。故此,材料科學基礎教學改革勢在必行。

二、教學內容改革

材料科學基礎經過上百年的發展,內容已經相當豐富,而且還在不斷更新。根據《材料科學基礎》的主要內容和課程特點,并且結合我校汽車與交通學院對材料科學基礎的要求,將對《材料科學基礎》這門學科的教學內容進行了改革探索。龐大的教學內容僅僅通過短短的54學時或者72學時來順利完成全部教學內容幾乎是不可能的。因此，精簡教學內容是材料科學基礎教學必須進行的環節。將冗長繞口的書本內容經過提煉后總結出言簡意賅的話語，而且在授課過程中始終貫穿著這門學科的重點內容，讓學生牢牢將理論與實際緊密聯系起來，時時刻刻強調它們之間的相關性。

將《材料科學基礎》的教學內容劃分為三個板塊：

第一板塊是晶體結構和缺陷,包括各種晶體的空間結構、可能出現的各種缺陷及缺陷的表示法。這部分是材料科學基礎基礎知識和基本理論,是材料科學基礎學習的重點。通過對這部分的學習可以使學生初步了解材料科學基礎的本質,同時在第一模塊增加材料科學基礎的X衍射、透射電鏡等基本的表征手段的學習,這部分內容達到總學時的40%。

第二板塊是原子及分子運動、材料的變形和再結晶。這部分的內容非常繁多,讓學生通過學習原子和分子的運動規律、材料的形變及再結晶規律,能夠熟練掌握與材料學專業有關的材料科學基礎知識,為后續專業學習打下良好而又堅定的學科基礎。這部分的教學內容占到總學時的40%。

第三板塊是單元及多元相圖,包括晶體的凝固和相圖的關系、相圖的分析等。安排這個板塊的教學內容僅占總學時的5%,同時再增加15%的實驗內容,通過實驗操作從而使學生了解各種分析測試儀器的使用說明，并且掌握基本的實驗操作流程。

三、教學方法改革《材料科學基礎》是一門看似簡單,但掌握起來卻有相當難度的課程。在教學過程中必須盡快讓學生掌握材料科學基礎的學習方式,跟上上課的節奏,學生才能有效地掌握這門課程。這就要求在教學過程中必須改革傳統的灌輸式教學方法[6]。在教學實踐中通過借鑒前人的經驗和總結自己的教學過程中的教訓,在教學方法上主要做了以下改革:

通過多媒體教學的視覺效果激發學生對本學科學習的興趣。興趣是引導學生學習的老師，那么從改掉原來一直以板書為主色調的教學方式開始，采用flas、Power point課件等多媒體教學工具進行教學輔助。多媒體教學可以使一些較為抽象的概念變為生動形象化的動畫過程，也可以把無法直接觀察的結構變化形象地展示給學生，既加深學生對知識的理解，又提高了學生對本學科的學習興趣。

通過對實際生活中實例的研究與討論，強調理論聯系實際的重要性。學生只是一味地通過聽老師講解知識也是調動不起學習的主動性，所以課下給學生布置一些搜集信息的教學任務，在課堂上給學生一個開展當前高科技領域所應用到的本學科知識的實例講解舞臺，這樣不僅可以調動學生學習的積極性，還能鍛煉他們收集信息的能力，同時能夠將所學的理論知識融入到現實生活中的實例中，突出了理論聯系實際的重要性。

通過教師在教學過程中逐步引導學生學習方式,培養學生的自學能力。研究生教學的另一個很重要的任務就是教師需要教會學生怎樣自學，針對一些相對簡單易懂的教學內容，可以通過教師的引導，讓學生自己通過自學來掌握，而那些掌握起來難度較大的教學內容則通過教師的講解使學生消化吸收。這既節約了學習的時間,又能有效地鍛煉了學生的自學能力。

（4）通過學生親自做相關的實驗，不僅可以對知識有了進一步的消化和吸收，還可以增強學生的動手操作能力。如果只單單進行理論上的研究也是教學上的敗筆，不如通過實驗讓學生親觀察各種材料的晶體和晶粒的物理變化，這樣既可以鍛煉了學生的動手操作能力，又讓學生對所學知識得到了升華，使得教學變得不再是那么死板。例如做凝固和晶體結構分析實驗使學生對書本上學的凝固原理和晶體結構缺陷有更深入的了解,如讓同學門把鐵碳合金熔化后澆注在砂型腔里鑄造成鋼錠,研究是凝固原理對其結構的影響,然后把凝固后的鋼錠用XRD(X射線衍射),研究其晶體結構和晶體缺陷,同時把鋼錠磨平后在顯微鏡下研究其晶相,找出成分中的馬氏體等晶相組織,與書上的相圖對比,加深對書本上知識的理解[7、8]。

四、考試方式改革課程成績的考核是課程的重要內容,考核方式對教學效果有很大的指導作用。針對《材料科學基礎》的特點和主要內容,將《材料科學基礎》這門學科的考試方式分為三部分：一是傳統的閉卷考試,占總成績的60%；二是平時成績,主要是作業完成情況和每章主要內容總結等,占20%；三是實驗情況,在學生的實際操作中,考察學生的動手能力,以及通過實驗考察學生對課本內容的理解能力占20%。其中在閉卷考試中,重點強調了學生對課本基本知識的掌握情況,同時,有相當數量的綜合題主要考察學生對所學的內容的綜合應用情況,而概念題則考察學生對材料科學基礎結構和本質的理解情況。五、結論

通過強調理論聯系實際、多媒體教學設備輔助課堂教學、添加實驗操作課程等教學改革，講、思、做三者的相結合不僅激發了學生對該課程的濃厚興趣，提高了自身的自學能力，增強了動手操作能力，同時還使學生對所學內容進行了進一步的理解和升華。

參考文獻

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[3] 杜雙明.材料科學基礎課程教學質量保障系統[J]. 技術與創新管理,2008,29(6):649-651.

[4] 王章忠, 張祖鳳, 巴志新. 應用型本科《材料科學基礎》課程建設與改革[J]. 南京工程學院學報(社會科學版),2005,5(2):65-66

[5] 胡賡祥,蔡珣.材料科學基礎[M].上海:上海交通大學出版社,2002.

[6] 付猛,沈榕.論材料科學基礎課程建設的基本原則[J].時代教育,2008,10:44-45.

[7] 陶杰,姚正軍,薛烽.材料科學基礎[M].北京:化學工業出版社,2006.[8] 齊義輝,韓萍.材料科學基礎課程的教學改革與實踐[J].遼寧工學院學報,2007,19(2):138-139.

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關鍵詞：材料科學基礎；課程體系；優化

中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）09-0119-03

隨著現代科學技術的高速發展，自然科學之間更加相互滲透、融合和交叉。陳舊的基礎課教學內容和體系與新的科學前沿理論的矛盾日益突出，因此，有必要對現有的知識體系和專業格局進行調整和重組，建立綜合性材料科學與工程專業，以適應未來知識經濟的發展對材料類專業人才的需求。“材料科學與工程”專業在教育部1998年正式頒布的本科專業目錄中作為引導性專業提出，體現了材料科學與材料工程相互交叉與相互滲透綜合的發展趨勢，也符合社會所需復合型人才成長的要求。“材料科學基礎”是該專業的一門重要的專業基礎課程，擔負著公共基礎課和專業課程之間的銜接作用，也是研究生入學的必考課程。該課程對材料科學與工程專業人才運用理論知識解決實際問題的能力的培養、創新能力的培養、科學的思維方法的培養和整體知識結構的構建具有奠基作用。因此，我們在教學內容方面進行了改革與優化整合。

一、教學內容優化的動因

根據教育部提出的拓寬專業口徑、按專業大類進行人才培養的基本思路及1997年國務院學位辦頒發的新專業目錄中提出的引導性專業——材料科學與工程專業，部分高校材料類的專業設置不再分為無機非金屬材料工程、高分子材料與工程和金屬材料，而是按照材料科學與工程一級學科進行重新設置，“材料科學基礎”作為材料科學與工程專業的專業基礎課，其教學內容和教學體系也進行了相應的改革。安徽建筑工業學院作為建筑類一般本科院校，其材料類專業是按二級學科進行課程設置，設高分子材料與工程、無機非金屬材料工程以及電子科學與技術（電子材料方向）三個材料類專業，各成體系。其中關于材料科學基礎的教學從各專業課程的安排上看，無機非金屬材料工程專業和電子科學與技術（電子材料方向）專業開設“無機材料科學基礎”，其重點是無機材料的結構、組成和性能之間的關系及其變化規律，內容相近；而高分子材料與工程專業未單獨開設材料科學基礎課程，材料科學基礎中大部分相關的理論分散在專業基礎課程“高分子化學”和“高分子物理”中，其中涉及較多的是制備科學而關于高溫燒結、擴散、固相反應和相變過程及晶體結構和缺陷理論則涉及的較少。然而，社會需要的人才正向著復合型人才發展，材料也正在向著功能型和復合型發展，因此為了滿足社會對材料類人才的要求，培養人才應具有大材料專業的理論基礎，故必須對無機材料科學基礎的教學內容進行合理的優化和整合，同時考慮安徽建筑工業學院的特色，構建具有自己特色的“材料科學基礎”一級學科平臺課程體系。

二、教學內容的優化原則

圍繞材料科學與工程專業培養目標和人才培養規格構建具有建筑類一般本科院校辦學特色的材料科學基礎學科基礎平臺課程，其重點是“厚基礎、寬口徑”，夯實學生的學科基礎知識，強化實驗技能的培養，增強學生對社會的適用能力；加強相關課程的綜合，一起考慮高分子材料與工程、無機非金屬材料工程以及電子科學與技術（電子材料方向）三個專業的相近課程，根據無機材料科學基礎、高分子物理和高分子化學課程在人才培養中的作用，對其重新定位，整體優化課程體系；同時堅持先進性原則，突出高、新、精、實的特點，緊跟學科發展前沿。

篇4

關鍵詞：材料科學基礎 實驗課 多媒體教學 網絡教學

Construction of multimedia and network teaching for foundation of materials science experimental lesson

Liu Xiaoying， Zhao Jie， Zou Longjiang， Ji Shouhua

Dalian university of technology， Dalian， 116024， China

Abstract： Based on the character of multimedia teaching and network teaching， the construction methods for foundation of materials science experimental lesson are put forward. Compared with traditionally experimental lesson， the advantage and disadvantage of multimedia teaching and network teaching are pointed out， and the improvement methods are mentioned.

Key words： foundation of materials science； experimental lesson； multimedia teaching； network teaching

材料科學基礎是材料科學與工程專業中重要的專業基礎課，該課程對構建材料專業技術人員的專業知識體系和后續其他專業課的學習具有非常重要的作用。它以材料學領域的基礎理論知識為背景，闡述了各種材料的共性基礎知識，從材料的組織結構出發，研究材料的性能與材料結構和制備工藝之間的關系，既具有較強的理論性，又與生產實際有緊密的聯系[1]。材料科學基礎實驗課則是為本科生開設的實踐性較強的必修課，是以理論與實踐相結合的方式深化學生對理論知識的學習，并提高其動手操作能力的重要途徑。強化課程實驗和實踐環節的教學，無論對學生基礎理論知識的掌握還是工程實踐能力的培養都具有舉足輕重的作用。在材料科學基礎課程中主要有兩類實驗：驗證性實驗和設計性實驗。前者是使學生驗證已學過的理論，鞏固已學過的知識，加深對知識的理解。后者在于培養學生綜合應用所學知識的能力，培養學生動手和親自設計實驗、研究解決工程實際問題的能力，并使學生獲得書本以外的知識和技能[2]。因此加強材料科學基礎實驗教學環節的改革與研究，對培養學生的科學實驗能力和創新能力至關重要。目前部分材料科學基礎開放性實驗以教師板書實驗內容為主，存在學習途徑單一，教學方式簡單，人多設備少不能實現每人都操作等問題。如何拓展學習途徑，改進實驗方法，激發學生學習興趣，引導學生全面深入學習，提高學生動手操作能力和認識水平成為亟待解決的重要問題。現在計算機和網絡已經廣泛普及，學生接觸計算機和網絡的機會日益增加，多媒體及網絡實驗教學成為解決上述問題的重要途徑。

1 多媒體及網絡教學的特點

多媒體及網絡教學是指在教學過程中，根據教學目標和教學對象的特點，通過教學設計，合理選擇和運用現代教學媒體及網絡，并與傳統教學手段有機組合，共同完成實驗教學，形成合理的教學過程結構，達到最優化的教學效果[3]。我們通常所說的多媒體及網絡教學是特指運用多媒體計算機將預先制作的多媒體教學課件及軟件通過網絡開展的教學活動。它又稱為計算機輔助教學（Computer Assisted Instruction，CAI）。

多媒體及網絡教學平臺具有以下特點：

（1）集成性高。能夠對信息進行多通道統一獲取、存儲、組織與合成。這是紙質書籍所不能比擬的。

（2）信息量大。網絡猶如浩瀚的海洋，通過它可以獲得大量的知識和信息。

（3）交互性強。交互性是計算機有別于傳統信息交流媒體的主要特點之一。傳統信息交流媒體只能單向地、被動地傳播信息，而互聯網技術則可以實現人對信息的主動選擇和控制。

（4）實時性強。當用戶給出操作命令時，相應的多媒體及網絡信息都能夠得到實時控制。

（5）耗時間短。獲取同樣多的信息，多媒體及網絡所需時間較少，效率更高。

2 與傳統實驗課相比存在的優勢與不足

多媒體及網絡教學是一種先進的教學手段。隨著科技進步及計算機技術的發展，多媒體教學及網絡教學方式越來越多地應用于當代大學課堂。利用現代化的多媒體及網絡手段進行材料科學基礎實驗課的教學，不僅是教學方式的改革，同時對于優化教學過程，提高教學效率及教學質量，激發學生的學習興趣，充分調動學生的積極性，提高動手操作和解決問題的能力都具有非常重要的作用。

運用多媒體，可以模擬各類理論及實際情況，使學生仿佛身臨其境，寓教于樂，化抽象為直觀，化復雜多變為簡單明了，從有限的實驗項目中學到豐富的理論知識，從而達到良好的互動及學習效果。通過網絡形式展示實驗過程及結果，可以節約時間，提高效率，調動學生的學習積極性，拓展他們的學習途徑。

我們在關注多媒體及網絡教學優越性的同時，也要注意其存在不利于學生形象思維能力培養，師生面對面的交流受到限制，多媒體及網絡教學使用“程度”的把握需要進一步實踐檢驗等問題。在教學中要注意優化多種教學手段，重點使用“參與式”和“互動式”的教學手段。注意不要以講代做，要加強學生綜合設計能力和實際動手操作能力的培養。

3 多媒體及網絡教學的改進方法

在實驗課中運用多媒體及網絡教學手段時，教師必須謹記“多媒體及網絡僅是取得良好教學效果的輔助手段，是為教學服務的”，在實施過程中也要牢記以提高學生認知能力為主導，努力做到揚長避短，以提高教學質量。

（1）作為材料科學基礎課程實驗教師，要與主講教師良好溝通，針對不同學習內容開設不同實驗課，以期最大限度地發揮實驗課的作用，提高學生對理論知識的認識，同時有針對性地準備多媒體課件，包括視頻、音頻、軟件、圖片等。

（2）從實驗課教師角度講，不要過多地依賴多媒體及網絡，要正確地認識其在教學中的作用，牢記多媒體及網絡僅僅是一種教學手段而不是教學內容的全部。一定要根據具體的理論課內容選用適當的實驗課多媒體教學內容，而不是全部使用多媒體及網絡教學，避免其喧賓奪主，占用學生大量動手操作的時間。如在講解設備原理與操作步驟及注意事項時，可用多媒體進行播放，深化學生的認識與理解。而具體操作過程及實驗結果的獲得則要由學生自己完成，以加深印象，同時提高學生的實驗設計能力及綜合分析能力。

（3）從學生角度來講，需要教師有重點地制作實驗課多媒體及網絡教學課件，將某一理論知識以形式多樣的實驗方式傳授給學生，加深他們對理論知識的理解和掌握。同時針對學生求知欲旺、好奇心強、計算機知識豐富的特點，加強實驗課中實驗過程的軟件模擬環節，將復雜的、受限于實驗條件而難以實際動手操作的實驗以直觀的方式呈現在學生面前，以提高實驗效率和學生參與積極性。

4 平臺建設主要內容

針對材料科學基礎實驗課的現狀，結合筆者多年的教學經驗提出實驗課多媒體教學及網絡教學平臺建設主要內容：

（1）全面按照教材組織實驗教學，增加利用多媒體、網絡手段進行實驗教學的環節。開發“材料科學基礎開放性實驗”多媒體授課系統，將多媒體實驗教學軟件中適于自學的教學PPT（包括驗證性實驗和演示性實驗）、實驗指導書及復習資料等電子資源上網，供學生隨時學習。

（2）全面采用現代教育技術開展課程教學工作，基本建成實驗課程網絡教學體系。完善網絡實驗課程教學內容，開發適合網絡教學的實驗教學軟件，實現網絡化授課，將教師授課視頻放到網上，促進資源共享。搭建基于動態網頁的網絡資源系統，制作基本理論知識和實驗過程的視頻和動畫，使材料科學基礎課程與開放性實驗課程內容緊密結合。

（3）開發虛擬實驗軟件，將部分實驗過程用計算機模擬，提高實驗效率和學生的參與積極性。

（4）開發網上實驗選課系統和評分系統，達到資源充分利用及優化配置。開展網上答疑、在線交流及BBS論壇建設，提供教師與學生互動溝通的平臺。

參考文獻

[1] 趙杰.材料科學基礎[M].大連：大連理工大學出版社，2010.

篇5

關鍵詞：翻轉課堂；材料科學基礎；教學模式

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）09-0176-02

翻轉課堂這一概念，最初來源于2000年J.Wesley Baker在第11屆大學教學國際會議上所發表的論文[1]。此后經過了多次的演化后所逐步形成一種新型的教學模式，其主旨是指在教學過程中，重新調整課堂內外的時間分配，將學習的決定權從教師手中移交給學生。把以“教”為主的教學模式進化為以“學”為主的教學模式。在這種教學模式下，知識的掌握并不主要是由教師在課堂上所傳授，而是學生通過多種形式自主完成相關知識的學習。

翻轉課堂模式將多種學習方式、教學方法和學習工具結合在一起，目的就是讓學習從單一的“課堂聽講，課下復習”的教學模式變得更加靈活、主動、具有針對性，讓學生的參與度更強，提高學生學習的積極性[2]。與傳統的教學模式相比，翻轉課堂對知識的傳授模式進行了基本的改變，轉變了教師和學生的角色，即：讓學生先進行了學習，然后教師再進行反饋式教學，這種顛覆性的教學模式不僅滿足了學生個體的學習需求，還使其更加符合教學規律。其教學的本質是幫助學生實現主動的，有目的性的深度學習。眾所周知，在傳統的教學模式中，教師一直占據課堂中的主體，學生只能被動地接受教師所講述的內容，教師了解學生對知識點的掌握情況主要是從作業和考試的情況來獲取。而在翻轉課堂中，課堂教學中老師只起著引導和輔助的作用，課堂自始至終貫穿著“提出問題，解決問題”，突出了學生在教學過程中的主體地位。學生在課前完成對相關知識的吸收，在課堂上以討論和質疑等多種形式完成對知識的進一步進行消化和深入理解。

一、“材料科學基礎”課程的教學特點及實施翻轉課堂的優勢

“材料基礎課程”是我校學生所學的最重要，學時數最多的學科基礎課程。它主要從一級學科層次闡述材料的組成與結構、制備與加工、性質、使用性能等材料科學與工程主要規律。同時，該課程在知識體系構造方面也逐步揉和多種材料共同的科學原理及技術基礎，既突出不同材料的共性，又兼顧不同材料的個性。因此，材料科學基礎課程所傳授的關于材料的基本共性的相關知識在基礎課和專業課程之前起著重要的承上啟下的作用。

在翻轉課堂的教學形式中學生課前的自主學習是通過教師事先提供的教學視頻來完成的。因此，其教學活動中的最重要條件之一就是教師所提供的視頻。目前，該課程即將成為“慕課”課程，其教學視頻是根據教材中的相關知識點所錄制的。以知識點為基的“慕課”視頻為重點，以學時數為基的愛課程網上的教學視頻為輔，將兩者相結合的課前網絡學習將使學生學習能更快的進入學習狀態，更快的掌握學習重點難點。

二、“材料科學基礎”翻轉課堂的教學模式討論

（一）課程內容的設計

翻轉課堂雖然是一種新型的能調動學生學習積極性的教學模式，但其實施并不是在一門課程的教學活動中從頭至尾進行。目前我校的“材料科學基礎課程”的教學是采用傳統的教學模式和翻轉課堂相結合的形式。同時，翻轉課堂也不應該是單純地將課堂授課內容轉移到課堂之外由學生自學就稱之為翻轉課堂。實施翻轉課堂應對傳統的教學內容及學時分配做一個全新的設計。翻轉課堂教學內容的選取的原則是：章節中的前言或綜述，或設計太多公式的推導都不適用于翻轉課堂。目前，我們在“材料科學基礎”課程中采用翻轉課堂的是晶體結構中的層狀硅酸鹽晶體結構，結構缺陷中的固溶體及固溶體對性能的影響，熔融態和非晶態中玻璃的結構學說，擴散中的擴散系數，固相反應中的影響固相反應的因素等章節。這些內容基本都是該章中的倒數第一或第二小節，都為該章中內容最主要的部分。學生經過前期的內容學習，基本掌握了該章中的一些新的基本概念和理念，有了一定的基礎后，再進行翻轉課堂的實施就容易多了。如果在每章課程中開始或中期實施，可能學生的主要精力就放在了新的基本概念的理解，若再要求他們對知識點進行融會貫通可能就有一定的難度。

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論文摘　要：根據材料化學本科專業人才培養目標和材料化學學科專業特點，通過改革原有的課程體系，優化課程結構，修訂完善了材料化學本科專業人才培養方案。新的培養方案更好地體現了材料化學專業的特色，體現了“厚基礎、強能力、重實踐”的人才培養要求。

材料化學作為化學和材料科學的一個交叉學科，受到了各國政府的重視，許多高校紛紛設立材料化學專業。為適應21世紀社會對材料化學專業人才的需求，經安徽省教育廳批準，我校于2003年增設了材料化學本科專業，并在當年正式招生，目前已經有5屆畢業生，學生就業情況良好。材料化學作為材料科學與工程學科的二級學科專業，培養的是應用型理科人才，所以材料化學專業學生不但要加強數學、物理、化學及材料學科等基礎理論知識的學習，還必須接受更多的應用性、實踐性的知識教育。如何完成這一培養目標，使材料化學專業人才的培養能夠滿足現代化社會發展對本專業人才的需求，是高校材料化學專業教育工作者必須面對的現實問題。只有進一步轉變教育思想和觀念，深化教育改革，革新教學體系，優化課程體系中實踐性教學環節，才能培養出掌握基本理論知識，動手能力強，富有創造精神的材料化學專業人才，才能辦出高水平的材料化學專業，以滿足經濟建設和社會發展的需求。

1　材料化學專業人才培養方案基本框架

從“厚基礎、強能力、重實踐”的人才培養總體要求出發，設計培養方案、課程體系，優化教學內容。我校材料化學專業教育內容和知識體系由公共基礎課程、通識教育課程、專業課程、專業選修課程和實踐性課程五大部分內容構成。

公共基礎課程包括：思想教育，體育活動，大學英語和計算機基礎等。

通識教育課程包括：人文社會類，自然科學和藝術類等知識體系。

專業課程包括：大類平臺專業基礎課程和材料化學專業課程。

專業選修課程包括：材料化學專業方向性選修課程。

實踐性課程包括：課程設計、畢業實習、畢業論文、社會實踐、科技活動等材料化學專業實踐訓練知識體系。

2　材料化學專業課程體系設計

材料化學作為化學和材料科學的交叉學科，其課程要求學生掌握材料化學的基礎知識和基礎理論，培養學生具有材料的制備、表征、技術開發和生產的基本能力。在構建材料化學專業課程體系時，我們一直強化教學環節的科學性、系統性和綜合性，將所有教育環節分為公共基礎課程、通識教育課程、專業課程、專業選修課程和實踐性課程五個知識體系。其專業課程體系以無機化學、分析化學、有機化學和物理化學的理論課程和實驗課程基礎，把材料科學基礎、材料化學、材料物理等作為本專業的入門專業課程。在經過這些課程的學習之后，陸續學習高分子化學、高分子物理、材料性能學、材料現代分析技術、機械制圖等專業課程，在此基礎上通過專業選修課程的學習形成專業特色方向。并通過開設材料科學導論、納米材料導論等任選課程拓寬學生的知識面。為了淡化專業界限，我校材料化學專業和化學、應用化學專業實施按大類培養，統一設置通識教育和基礎教育平臺。在2011年修訂的材料化學專業人才培養方案中，課程教學計劃課內總學時為2633學時，學生畢業應取得總學分為154學分，其中，通識教育和基礎教育與我校化學專業和應用化學專業一致；專業教育、實踐教學和綜合教育的課程體系與化學專業和應用化學專業有區別的開設，更加突顯材料化學的特色。

3　構建相對完善的實踐教學體系

3.1　構建新的實踐教學體系

材料化學作為一門實踐性很強的交叉學科，在教學計劃中強化實踐教學環節，確保實踐教學環節的實施。按照本專業人才培養目標的定位，我們優化完善了實踐教學體系。將實踐教學體系分為三個層次：一是基礎實驗層次，注重基礎技能訓練，培養學生對科學現象的觀察和分析能力；二是測量實驗層次，注重專業技能訓練，設置了課程設計、綜合性和設計性實驗等內容，培養學生的專業實踐能力；三是綜合實踐層次，注重綜合素質訓練，設置了畢業設計（論文）、社會實踐、科技競賽和創新性實踐活動等內容，培養學生對所學知識的綜合運用能力。

3.2　更新重組實踐教學內容

在2011年修訂的人才培養方案中實踐教學環節為35學分，占總學分的22.7%。實踐教學內容重點強調以能力培養為核心，優化和重組了原四大化學（無機、有機、分析和物理化學）實驗教學的內容與結構，將實踐教學內容分層次進行教學，確立了基礎實驗、測量實驗和專業實驗三層次的實驗教學體系，涵蓋了驗證性實驗、綜合設計性實驗和研究性實驗等教學內容。同時，積極推進實踐教學內容的更新和方法手段的改革，減少驗證性實驗，積極創造條件增開綜合性、設計性實驗、研究性實驗，強化畢業論文實踐環節的檢查和指導；加強校企合作，積極安排生產實習和社會實踐活動，進一步加強對學生實驗技能、實踐能力的培養，培養學生的動手能力和創新能力。

4　結語

材料化學專業的培養方案、課程體系的探索和完善將是在科學發展觀的指導下我們今后多年的一大工作任務。要堅持以就業為導向定位人才培養目標，結合社會需求和學科發展實際，研究建立專業人才培養模式，提高材料化學專業畢業生的就業能力；以能力培養為本位構建專業課程體系，提高學生的理論知識水平，課程體系遵循“厚基礎、強能力、重實踐”的人才培養模式制定教學計劃，在四年教學計劃的基礎上，分析理論教學相關課程，優化教學內容，合理分配理論課程學時數，使課程體系逐漸趨于科學、規范，達到構建合理的專業課程體系、優化學生知識結構和促進專業人才培養的目的。

參考文獻

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一、教材內容并不完善，適當微調簡約明了

翻開教材——《比較柔韌性》，這是物質世界材料單元關于研究物質特性中的一課。教材一開始就要求對木頭、紙、金屬和塑料四種材料比較柔韌性，而后的活動中卻只要求比較木頭、金屬和塑料的柔韌性。為什么會舍棄紙呢，這樣前后不是出現矛盾了嗎？于是我決定找齊上述四種材料試試。但是不管怎樣控制變量，彎曲程度許多時候都是紙最大，找來質地最硬朗的卡紙，也不過與塑料相持不下。靜下心來仔細思考，鐵、木、塑料、紙四種材料比較韌性，總覺得有一種說不出的別扭感。

大家都知道，紙是由植物（如木）材料被細碎后重新組合的“合成物”，所以紙和木都屬于纖維材料，一個是合成的，一個是自然而成的。塑料為高分子化合物，并不是一種純物質，它是由許多材料配制而成的。把紙放入四種材料中進行韌性比較，是不合適的，很難與其它三種材料相提并論。照此說來，布也可以比，那么教材開頭的表述明顯不科學。于是，我果斷劃去了教材中的紙字。筆者認為適當地對教材做出如此處理，學生成功幾率提高，是只會有利而無害的。

二、概念建立期待嚴密，實驗結果實事求是

何為“柔韌性”？材料抵抗沖擊載荷的能力稱為柔韌性，即材料承受沖擊載荷時迅速產生塑性變形的性能。在材料一定的情況下，強度與柔韌性總是一對矛盾體：強度上升，柔韌性下降，反之，強度下降，柔韌性上升。所以，我們常說到的強韌性，就是強度和柔韌性的統一。離開強度，單談柔韌性，任何材料放在一起比，答案只能是“沒有答案”。首先，材料柔韌性有多種表征方法，不同方法間并不一定有嚴格的定量關系；其次，不同材料的柔韌性根本無法比較，因不同應用領域對柔韌性的理解也不同；第三，材料的不同使用場合對柔韌性好壞的敏感性有很大差別，此處“最好”，換個地方就可能很差。那么，這樣看來，教材似乎是有值得商榷之處。

教材中柔韌性的概念是通過彎曲程度來建立的，其實對于小學生要不要一定給出“柔韌性”這個科學概念，是值得思考的。因為實驗中我們所觀察到的現象也就是彎曲程度大小，能給孩子們的結論也就是彎曲程度的大小。“彎曲程度=柔韌性”，這不科學吧！筆者在教學時，發現在實驗記錄單的結論“這說明了什么”一欄中，許多小組都寫上了“這說明了塑料彎曲程度最大”。于是，“將錯就錯”，順水推舟，就把課題改為了——《比較材料彎曲程度》，因為這是學生通過自己操作所能觀察到的真實結果，不忍心強制灌入“目前還不屬于他們”的東西。

三、操作遭遇大概大致，實驗器材“老店新開”

“相同寬度、厚度的木條、金屬條、紙條和塑料條，在一端掛上一個相同重的重物……”，這是教材中對實驗器材的描述。“相同寬度、厚度的木條、金屬條和塑料條”，除了定制，沒有別的辦法能辦到。用尺子代替，“相同寬度、厚度”滿足不了是小事，實驗結果大相徑庭必讓學生“霧里看花”，無法分辨“誰真誰假”。倒是購買的實驗工具箱里三根小棒使人眼睛一亮，大小、粗細、長短都一樣，足可以作為孩子探究時證據意識的給養。可是一端壓在桌上，一端掛重物，旁邊放刻度尺，這邊要平視讀數，對于三年級孩子來講操作難度很大，要注意的細節很多，光這一實驗40分鐘時間能完成已屬不易；且極容易走向一種“大概數”、“大致樣”的境界，而這是與科學精神極其違背的。

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關鍵詞：課程改革 人才培養 工程實踐 材料成形技術基礎

Research and exploration on the curriculum reforms of fundamentals of material forming technology

Li Zhiyang， Zhang Fubao， Ni Hongjun， Huang Mingyu

Nantong university， Nantong， 226019， China

Abstract： Fundamentals of material forming technology curriculum reform methods and results were discussed. Pointed out that the teaching reform must be student-centered， quality and capacity development throughout every aspect of the teaching， while at the same time compatible with regional economic development， adhere to the actual engineering-oriented， targeted to carry out personnel training.

Key words： curriculum reform； personnel training； engineering practice； fundamentals of material forming technology

隨著科學技術和社會經濟的迅速發展，新知識、新技術的增長速度越來越快，新興學科、邊緣學科、交叉學科不斷地興起和發展，為了培養具有適應性和創造性的高素質人才，課程教學改革已成必然趨勢，也成為我國教育改革與發展的重點和難點之一[1]。大力推進課程改革是推進素質教育，促進教師專業化成長，提升學生綜合素質（特別是培養創新精神和實踐能力）的有效途徑[2]。

國外大學在改革發展歷程中，有許多經驗值得借鑒[3，4]。美國把本科教育作為基礎，本科教育質量是形成“名校”品牌的重要因素；英國課程改革的核心在于課程和工作之間建立明確的聯系，注重操作性能力的培養。一項對用人單位錄用與評價高校畢業生的調查表明，用人單位對高校畢業生的需求主流仍是本科生，在錄用畢業生時主要看重的是其素質和能力，拓寬本科生知識面應成為高等學校教學改革的重要內容[5]。因此，加強本科生的素質和能力培養是當前高等工程教育課程教學改革的目標和研究方向。

教學改革是提高教學質量，實現人才培養目標的重要手段，突出“工程技術應用”能力培養是工程應用型人才培養的本質特征，也是本科院校立足發展、特色突破的現實支撐點，而深化課程教學改革應以內容、方法、技術為重點[6，7]。筆者以材料成形技術基礎課程為例，介紹了我校在課程教學改革中取得的經驗和成果，以期為課程改革研究提供實踐基礎。

1 材料成形技術基礎課程背景

材料成形技術基礎是針對機械類、材料類各專業開設的一門專業基礎課。該課程以材料成形工藝過程為主線，引導學生探求材料成形工藝基礎知識和基本原理，培養學生分析問題、解決問題的能力以及工程實踐能力和創新能力。該課程的主要內容有鑄造、鍛造、板料成形、焊接、塑料成形、快速制造技術等。材料成形技術基礎作為一門學科主干專業基礎課，在機械類和材料類專業的人才培養中占有非常重要的地位。

材料成形技術基礎課程內容涉及金屬的液態成形、塑性成形、連接成形和非金屬材料成形領域的眾多工藝，教學內容多、涉及面廣，而課程教學學時比較少，加之學生的工程意識和實踐能力相對較弱，教學的難度相當大。

2 材料成形技術基礎課程教學改革措施

2.1 更新教學理念，創新人才培養模式

培養方案是人才培養的頂層設計，人才培養應以行業需求為準繩[8]，課程又是體現培養方案和教育教學理念的主要載體。工科專業人才培養應堅持以學生為本，從行業需求出發，著重加強學生知識應用能力、創新能力的培養，課程教學也應逐步改變教學方式，堅持因材施教，不斷創新教學方法，將傳統教學方法和現代教學手段相結合，調動學生的學習積極性和主動性，激發學生的學習興趣，針對行業需求的不斷發展，逐步采用課堂教學+企業實踐的立體教學模式，提高實踐環節比重，使學生有機會將課堂理論應用于生產實踐，多角度、全方位看待工程實際問題，鍛煉學生發現問題、思考問題、解決問題的能力。在傳統培養方案的設計中，往往以教師的“教”為主，而忽視了學生的“學”，俗稱“師傅領進門，修行看個人”，由于學生缺乏學習主動性，學生對知識的掌握往往局限于書本知識，當遇到實際工程問題時，不知從何下手，對行業發展現狀和發展趨勢也是一知半解。本教研組經過長期實踐摸索和討論，決定探索新的教學模式，如把所有學生分組，每組針對某一生產實際問題，查閱資料，對行業發展進行調研，撰寫調研報告，經過一段時間的準備，安排專門時間作主題演講，教師針對演講內容做適當的評論和補充。這種形式使學生能夠及時跟進行業發展潮流，縮小學習和實踐之間的差距，同時改變了傳統的教師講，學生聽的教學模式，加強了學生之間、學生與教師之間的互動，使枯燥的課堂變得生動而有趣。

2.2 充分利用現代教學手段，提高學生自主學習能力

針對學生普遍缺乏工程實踐經驗的現狀，在課堂教學中，教師充分利用現代網絡資源和多媒體手段，根據課程教學內容及教學要求，結合教師平時教學活動中收集、整理的工業現場照片、生產過程視頻等資料，形象、直觀地展示給學生，培養學生基本的工程意識，讓學生了解所學知識與工業生產之間的關系，激發學生的好奇心，提高學習興趣。本教研組在講授材料成形技術的基本原理和最新進展時，將平時收集到的現場照片、國內外生產視頻等制作成CAI課件，結合工程實例講解理論要點，學生不僅直觀地了解了生產工藝，而且通過課堂討論，從中發現現有技術存在的問題以及與國內外最新技術之間的差距，激發了學生的好奇心和學習興趣，拓寬了視野。學生非常愿意接受這種教學方式，教學效果良好。

同時，利用現代網絡資源和學生熱衷網絡學習的特點，不斷開發網絡課程，建立網上教學平臺，包括教學課件、試題庫、教學視頻、自測習題庫等，拓展學生學習方式的維度和空間，通過網絡互動、網上答疑等為教師和學生提供一個虛擬課堂，培養學生自主學習的能力，為學生今后終身學習中學習習慣的養成和學習渠道的拓展打下了良好的基礎。

2.3 結合工程實例的案例式教學方法

開展工學結合的課程教學模式改革。根據本課程崗位需求確定學生該“用什么”，該“學什么”，教師該“教什么”，使教、學、用相統一，以工作過程和任務驅動教學，實現工作過程向教學過程轉化。利用課程組教師大多具有良好的工程背景和科研課題研究經歷的有利條件，以教師在為企業服務過程中設計的零件和制訂的工藝為例，按照企業實際工作流程，從零件設計圖分析入手，根據零件的功能要求和技術要求，結合課程教學內容，確定毛坯類型和加工方法，制訂零件成形工藝路線，確定成形工藝參數，完成零件成形工藝圖等。這種以工程實際零件產品生產過程為主線，以典型零件和工藝為載體，以項目驅動教學，拉近了教學與實際生產過程的距離，深化了課程教學效果。

2.4 加強“雙師型”教師隊伍的培養

本課程在教學改革中，以課程建設和專業調整為導向，以培養、引進課程帶頭人和骨干教師為重點，注重教學團隊的師資建設，形成優良的教風、學術氛圍和團結協作精神，推進本課程教學團隊整體素質的不斷提高。青年教師是教學的主體，也是未來教學的生力軍，抓好青年教師特別是新進教師的上崗培訓和指導工作，選聘德才兼備，富有實踐經驗的教師作為指導教師，實行導師負責制，使青年教師的敬業精神、業務素質、學術水平得到迅速提高。本教研組經常組織教師進行授課研討，邀請資深教授和教學督導聽課，找出青年教師在授課過程中存在的問題，并提出建設性的改進意見，促進青年教師教學水平不斷提高。通過聘任企業工程技術人員作為兼職教師和選送教師到企業掛職鍛煉等方式，促進企業與學校之間的交流互動，使教師參與企業生產實踐活動，逐步提升在校教師回歸工程實踐與應用，服務工程需要的能力。教師培養機制的建立提升了本課程教學團隊的整體教學、科研、服務水平，教學質量明顯提高。

2.5 加強教學實踐基地建設

材料成形技術基礎課程實踐性很強，課程內容整合改革需與區域經濟特征對接。本課程在教授學生基本理論和知識的同時，積極與地方企業溝通，開展廣泛合作，互為依托，加強教學實踐基地建設。優秀教學基地的建設，不但有效解決了學生實習難的問題，還為教師參與企業科技攻關、新產品開發、課題研究提供了良好的機會，有利于打造高素質的“雙師型”教師隊伍。

2.6 改革考核評價方式，注重過程評價

為了搞好課程建設，提高課程教學質量，對課程的考核方式進行了改革，基本思路是堅持以發展能力為主，加強學生創新精神、綜合素質的鍛煉，注重學習過程評價。本課程在考核方式上，采取開卷考試形式，著重考核學生對知識的理解、掌握程度和應用知識的能力。同時將開卷考試、課程報告、課堂提問、實驗報告等成績記入平時成績，并不斷提高在期末考核綜合評定過程中的比重。考核評價方式的改變，不但減輕了學生在期末考試期間的負擔，而且調動了學生平時學習的主動性和積極性，把學生從死記硬背書本、僵化讀書的境地引導出來，滿足了學生的個性發展，受到學生的廣泛歡迎。

3 結束語

課程改革是教學改革乃至教育改革的重要組成部分，提高教學質量和人才培養質量是課程改革的最終目的。課堂教學應從學生和學校實際出發，結合區域經濟發展需求，以學生為主體，以教師為主導，充分發揮學生學習的主動性。材料成形技術基礎課程作為專業技術基礎課，要改變傳統教學中學生厭學，教師難教，課程內容枯燥乏味的現狀，必須更新教學理念，并結合現代教育技術，不斷優化課程教學內容；同時不斷加強教師隊伍和環境資源建設，注重學生素質和能力的培養，才能培養出“知識面較寬，基礎較扎實，應用性較強”，符合現代社會經濟發展需求的應用型人才。

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關鍵詞：工程材料與熱處理；任務驅動；教學

1 前言

《工程材料及熱處理》是高等學校工程機械類及近機械類專業的一門技術基礎課，通過對該課程的學習，學生能夠掌握機械工程材料和熱處理的相關知識，并且為后續的專業課程打下良好的基礎。但是《機械工程材料及熱處理》課程內容相對復雜、抽象，學生學起來難度較大，教學效果不理想。課程任務驅動法是將課程任務與課程教學相結合，從而提升教學效果的教學方式。機械專業主要是為社會提供專業性人才，將課程任務驅動法應用于《工程材料及熱處理》教學中，根據其特點和應用型本科教育“培養高素質復合型應用性人才”培養目標的要求，實現教、學、做一體的任務驅動教學模式，提升學生的學習積極性。

2 任務驅動式教學法概述

任務驅動教學法是基于構架主義學習理論的教學方法，在學習過程中，圍繞著一個共同的任務中心，在問題動機、實踐任務等驅動下開展教學的方式。任務驅動式教學法是基于建構主義學習理論的教學法，以知識的構建為基礎，通過以提出問題、提出任務目標以及完成任務目標的教學方式。將任務驅動法教學導入《工程材料及熱處理》教學中，在總體教學目標的框架下，將總體目標分為一個個小目標，根據學科的特點明確教學任務，在任務驅動下完成教學安排。

3 基于任務驅動法的《機械工程材料及熱處理》教學方法

3.1 根據職業特點確定能力培養目標

《工程材料及熱處理》教學的目標主要是為機械專業類學生未來的學習打下基礎，通過將材料的加工與熱處理和學生的職業生涯聯系起來，根據專業和職業的特點確定培養目標，能夠提升學生的職業素質，讓學生更加重視課程的學習。在任務驅動法教學中，為了讓學生獲得機械工程材料以及熱處理工藝的相關知識，讓學生了解實際工件加工的全過程、了解熱處理工藝的特點、根據零件要求合理選擇熱處理方式，實現工作過程中的學習與課堂上的學習的整合，在教導學生知識的同時培養學生的職業精神。

3.2根據崗位需求調整課程教學內容

《工程材料及熱處理》是一門綜合性技術基礎課，對于未來機械人才的培養與學生的未來發展具有重要的意義。通過對相關行業與倉業人才需求進行調研，將《工程材料及熱處理》教學與學生的崗位發展結合起來，能夠更好的開展教學。本校所開《機械工程材料及熱處理》課程總學時為63學時，其中的教學內容包括金屬學的基本知識、機械工程常用金屬材料、陶瓷材料與復合材料等內容。采用任務驅動法進行教學，對其中一些理論性強、崗位實用性較差的內容進行壓縮，為了滿足現代崗位的需求，及時補充新知識，確保教學的時效性。

3.3 以任務過程為導向的組織教學

任務引導型的《工程材料及熱處理》的教學組織，需要采取問題教學的方式，通過教學導入，讓學生的職業發展與課程組織相結合，從而激發學生的主動性，引導學生科學的思考問題，加深對課程的認識。《工程材料及熱處理》教學組織中，以專業課程教學與課程教學相結合，將教育行動整合到教學過程中，改變傳統的“知識傳授型”的教學方式，將課程分為相應的項目組，從而完成教學。在《工程材料及熱處理》教學中，在原有課程的基礎上，優化課程體系，突出職業能力培養，以任務驅動與項目導向的教學方式，根據項目布置的方式完成教學任務。

3.4 針對不同基礎的學生進行分組教學

學生的基礎與學習能力并不相同，在《工程材料及熱處理》教學過程中，應該開展差異化教學，以異質小組教學的方式，因材施教，促進學生的整體提升。任務導向式教學需要以學生的情況為基礎，采取分層教學的方式，布置不同的教學任務與教學安排，有意識的讓學生能夠了解自己，明確發展方向，同時相應的教學難度能夠激發學生的學習積極性，促進學生的全面提升。

3.5 以任務為導向的實驗教學

實驗教學是《工程材料及熱處理》教學的重要內容，在理論教學的基礎上，開展任務導向的實驗教學，能夠將理論與實踐相結合，提升學生的實驗動手能力與團隊協作能力。《工程材料及熱處理》課程的原有實驗主要為簡單的驗證性實驗，對于學生的提升有效，在原有實驗的基礎上加入以任務為導向的實驗教學內容，與生產實踐結合緊密，讓學生能夠了解實驗方案，熟悉實驗材料，提升學生的主觀能動性，培養學生的創新精神。以企業典型應用為載體， 實現以實例項目為導向的教學模式，并借助教師的引導、 學生的動手實踐和課堂討論，以將學習過程轉化為 “企業現場情景的再現”， 實現 “將理論知識轉化為專業技能” 的學習目標。

3.6 以學生創造力為主的考核方式

任務驅動式教學主要是以學生的能力提升為主，為了確保學生得到提升，取消傳統的書面考核，而取代以綜合性應用知識的考核，能夠深化教學環節，促進學生的發展。采用項目報告的方式取代傳統的考試，能夠讓學生在任務的基礎上，對任務進行思考與分析，并且就此開展資料搜集，以小組的方式完成任務，對于學生的發展具有重要的意義。

4 結語

通過“工程材料與熱處理工藝選擇”課程教學模式創新與學習方式轉變的研究，打破了傳統的課程結構。本校近年來開展《工程材料及熱處理》的任務教學，從教學的準備、教學的組織、教學的開展等方面開始，結合學生的未來職業發展情況開展教學，讓學生能夠掌握理論知識與應用知識，對提升教學效果具有重要的意義。

參考文獻：

[1] 韓樹明.基于項目驅動的教學過程設計--以“機械工程基礎”課程為例[期刊論文]-蘇州市職業大學學報2014（4）

[2] 李蓉.陳志平.張巨勇 工程材料及熱處理課堂教學改革[期刊論文]-教育教學論壇2014（19）

作者簡介：

篇10

關鍵詞： 高分子化學 高分子物理 生物功能材料 教學探索

高分子化學和高分子物理是高分子科學相關專業的專業基礎課。在專業課程設計中，一般兩門課程獨立設置，其中各占有48到72學時不等。我校的生物功能材料專業開設了高分子方面的課程，其中高分子化學與物理是該專業的專業基礎課。根據該專業特點，生物功能材料涉及領域較廣，從無機陶瓷材料到有機高分子材料都有涉及。該專業學生只需掌握有關高分子化學和高分子物理的基本理論知識和應用技能，因此我們開設了高分子化學與物理課程，所設學時為56學時，開設時間安排在二年級下學期，為三年級開設《高分子材料化學》等課程打下一定基礎。該課程內容涉及高分子材料的合成與實施方法，高分子材料的結構、性能、成型加工及其應用，是一門多學科交叉、實用性很強的學科。根據該課程具有涵蓋內容廣，物理化學和有機化學知識運用較多等特點，這樣有限的課時設置就給授課帶來了一定困難，導致學生在理解和應用本課程知識方面具有一定難度。另外，我校該專業物理化學課程設置在二年級下學期和三年級上學期，其中物理化學反應動力學部分講授時間較晚，這也給高分子化學與物理的授課帶來了一定困難。那么如何在有限的學時內系統地講授高分子學科基礎知識，是本文需要重點探討的問題。

1.選擇教材，合理安排教學內容

受授課學時的限制，我們選用的教材是化學工業出版社出版的《高分子化學與物理基礎》，由魏無際等主編。該教材系統地闡述高分子化學與物理的基本概念、基本知識、基本原理和基本測試方法，教材內容全面，難度適中，比較適合生物功能材料專業的教學要求。針對課時較少的現狀，我們對教學內容進行了合理安排。對于高分子化學部分，重點講解高分子的基礎概念、縮聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、陰離子聚合等內容，自由基共聚合、陽離子聚合、配位聚合等可較簡單講解，聚合物的化學反應章節主要由學生自學。這樣既保證了學生能夠掌握高分子化學的基本概念及反應，又沒有因為課程過難給學生造成學習困難。對課程中的某些內容，例如聚合動力學的推導，在物理化學中化學動力學部分還沒講解的情況下，我們在教學中不要求學生記住所有推導和公式，僅提出聚合動力學基本知識，引導學生自己進行動力學推導。對于高分子物理部分，我們重點講解高分子的結構、高分子的分子運動、力學狀態及其轉變，簡單講解高分子固體的基本力學性質、高分子溶液的基本性質章節，對高分子電學、熱學和光學的基本性質章節主要由學生自學。這樣課程的安排，重點講解能夠加強學生對高分子學科基本知識的掌握；簡單講解能夠擴大學生的知識面、引導有科研需求的學生課下加強該部分內容的掌握；自學部分主要為了深化學生對高分子學科知識的理解。重點講解、簡單講解與學生自學相結合的教學方法，突出了本課程重點、拓寬了學生知識面，克服了高分子學科教學中內容多、概念多、數學推導多等難于克服的難點。

2.理論聯系實際，提高學生學習興趣

高分子化合物廣泛存在于日常生活中，如穿著用的化學纖維、自然界存在的棉、麻、絲綢等，食品行業中的蛋白質、淀粉、纖維素，建筑行業中用的涂料、各種高分子管材、膠黏劑、有機玻璃，行駛工具中應用的橡膠、工程塑料、增強纖維等。高分子科學在人們的日常衣、食、住、行中發揮著極其重要的作用，其是一門應用基礎型的學科。高分子化學與物理的教學，單純的講解很難引起學生的學習興趣，教學效果不顯著。為提高學生學習興趣，我們在講解基本知識的同時，注重理論和實際相結合，列舉了大量實例。例如講解縮聚反應時，對滌綸、尼龍等一些重要的縮聚物的生產原理進行了重點講解，對聚乳酸生物材料進行了系列概述，包括其生產方法、原理和應用等；自由基共聚合部分，講到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS樹脂）、丁苯橡膠（SBR橡膠）等一些著名共聚物和常見聚烯烴產品及它們的制備原理、主要性能和用途。其中舉例聚四氟乙烯（PTFE）用于流量泵、反應釜內襯和攪拌棒外面涂層，聚氯乙烯（PVC）用于各種集成吊頂和各種垃圾袋等。在高分子發展史中，講授諾貝爾獎成果和獲得者的發明典故，例如電高分子的發現、齊格勒-納塔催化劑的發展，以增強課堂的趣味性；講述了第二次世界大戰期間高分子的發展典故。此外，讓學生翻看塑料水杯的材質、衣服標簽讓學生認識各種標志上一些材質的名稱，指出我們的水杯、服裝由哪些合成高分子構成，并討論目前常用的化學纖維名稱和聚合原理；通過舉例講解方式，激發學生自主學習興趣。

3.多媒體與板書教學方法相結合，提高教學質量

高分子化學與物理基礎課程知識面廣，其涵蓋了高分子化學、高分子物理、高分子加工等方面內容。該課程教學信息量大、理論性強，學生理解相對比較困難。因此，我們在教學過程中注意多種教學形式相結合，提高教學質量。課堂主要采用多媒體教學方式，同時輔以板書講解，取得了不錯的教學效果。利用多媒體教學方法既能夠將理論的知識直觀體現出來，又能夠將難于理解的教學內容形象地展示出來，這樣可以使學生更容易理解所學內容。例如，在講解配位聚合時，利用動畫演示雙金屬活性中心機理和單金屬活性中心機理中單體分子的插入過程與鏈增長過程；自由基聚合實施方法中，利用制作動畫模擬懸浮聚合和乳液聚合過程中單體的分散過程，高分子物理中拉伸對高分子結晶形態的影響、動態黏彈性模型，等等。通過多媒體的運用，可以使抽象的教學內容具體化，有效提高學生學習的趣味性。多媒體課件也會存在一些缺陷，比如講課節奏過快，學生難以吸收；教師過于關注幻燈片屏幕，減少了和學生的交流互動，等等。在實際教學過程中，還應注意和板書的有效結合，對重點知識內容采用板書的形式進行講解，取得了不錯的效果。

4.網絡教學方法的運用

針對多媒體教學存在講課節奏過快，學生難以吸收等缺陷和板書教學進度緩慢等特點，對重要章節，我們采取課堂與課下網絡教學相配合的方法。網絡教學在原來多媒體教學基礎上，對教學過程和教學內容提供了全面支持。目前學校構建了一個比較完整的網上教學支撐環境，提供多媒體錄播室進行教學視頻的錄制，最后把課件與錄制視頻統一上傳到網絡教學平臺。網絡教學有許多傳統學習方法無可比擬的優點，例如學生學習自主性增強，真正發揮學習的主觀能動性，學生學習在時間和空間上少了許多限制，學習的探究性更加深入。另外，網絡背景下學生在獲取不同的資源時可以進行比較，相互之間取長補短，知識面更廣。隨著現在網絡技術的發展，學生可以在宿舍、教室和學校多媒體教室通過網絡對課堂內容進行學習。網絡教學方法的運用，大大彌補了課堂多媒體課件存在一些不足，大大提高了教學效率。

5.開展互動式教學，發揮學生的學習主動性

教學是教師和學生的共同行為，學生是課堂的主體，教師是學生學習知識的引導者。目前高校教學方式偏重以教師“教”為主，忽視了學生“學習”的主動性，學生始終處于“被動學習”地位。這樣的“被動學習”，導致學生具有學習壓力大、心理負擔重等特點。針對這一現狀，我們采取課堂互動的教學方式，包括師生提問、討論和學生上講臺相結合的方式進行教學活動，取得了一定效果。比如在下課前教師先提出下一節課的預習內容，提出一些討論問題，例如在講述縮聚反應時，提出不同聚合時間獲得聚合物分子量是否相同、什么樣的單體能夠發生縮聚反應、什么樣的單體能夠獲得支化的高分子等問題。讓學生通過查閱資料，自己尋找答案，并在下次課堂上讓學生進行討論，然后教師補充。這樣既提高了學生的學習思考能力，又增強了學生的學習主動性，提高了學習興趣。另外，我校為農業院校，雖然學習《高分子化學與物理課程基礎》課程的學生是非農業專業，但是部分學生畢業后或許從事涉農相關服務業。考慮到此種情況，我們在授課內容安排上，對目前農業應用的高分子材料和高分子在農業方面的潛在應用進行了討論，給他們提供了創造性思維。比如在講自由基聚合章節時，我們就對強吸水樹脂的制備現狀和發展前景，主要針對其在農業生產中的應用進行了講述，對高分子薄膜在農業中的應用及帶來的“白色污染”與應對措施進行了討論。通過這樣的討論，我們鍛煉了學生分析思考問題的能力，這為學生工作與科學研究的創新思維形成打下了基礎，提高了學生的學習積極性和學習興趣，加深了對本課程的理解。

6.結語

通過對本校生物功能材料專業《高分子化學與物理基礎》課程教學中的一些課程設計特點、面臨的問題及目前采取的措施進行了總結。《高分子化學與物理基礎》雖然是一門專業基礎課，但其理論性強、概念抽象難懂，如何讓學生在掌握該課程基本理論的同時，調動學生的學習積極性，培養學生的自主學習能力和創新意識，是教學工作中需要不斷探索的問題。我們將在總結已有教學經驗的基礎上，繼續對本課程教學方法的改善與創新進行探索，以提高該課程的教學質量。

參考文獻：

[1]魏無際，俞強，崔益華.高分子化學與物理基礎（第二版）.北京：化學工業出版社，2011.

[2]黃海霞.應用化學專業《高分子化學與物理》課程教學探索.廣州化工，2013，41（12）.