田春艷，姜 海

（合肥學(xué)院機(jī)械工程系，安徽合肥230022）

材料成型及控制工程本科專業(yè)，是教育部1998年進(jìn)行高等院校專業(yè)調(diào)整時(shí)新設(shè)立的一個(gè)專業(yè)，其范圍涵蓋原來的部分機(jī)械專業(yè)和部分材料專業(yè)，成為名副其實(shí)的寬口徑專業(yè)。基于材料成型及控制工程專業(yè)所具有的“機(jī)械特征與材料色彩”的特殊性,以材料為加工對象的特點(diǎn)，決定了材料科學(xué)是該專業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識。材料科學(xué)基礎(chǔ)是材料成型與控制工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，內(nèi)容涉及材料的晶體結(jié)構(gòu)、缺陷、金屬和合金的凝固、擴(kuò)散、熱處理原理及工藝、金屬材料等知識。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，普遍反映內(nèi)容多、抽象、難理解、抓不住重點(diǎn)等，學(xué)習(xí)起來困難。筆者近幾年來，一直從事該門課程的教學(xué)工作，針對這些現(xiàn)象與問題，在教學(xué)中進(jìn)行了較深入細(xì)致的思考與探討，進(jìn)行了一系列教學(xué)改革，取得了較好的教學(xué)效果。

1 優(yōu)化課程設(shè)置，精選主要內(nèi)容

本課程是學(xué)校材料成型及控制工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，在滿足學(xué)校應(yīng)用型工科專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的基本要求前提下，本著加強(qiáng)理論基礎(chǔ)、融通共性知識和拓寬知識面的原則，精選課程內(nèi)容，調(diào)整課程體系結(jié)構(gòu)。

（1）重點(diǎn)內(nèi)容。材料科學(xué)基礎(chǔ)是研究材料組成、結(jié)構(gòu)、材料性能與使用效能以及它們之間的關(guān)系，重點(diǎn)內(nèi)容包括：晶體結(jié)構(gòu)、位錯(cuò)、晶界、相及相組成、組織特點(diǎn)、合金元素的作用及熱處理等，內(nèi)容多，難理解。在課堂講授時(shí)，盡可能將講授的知識與日常生活中常見的物品、器件、零件等實(shí)例相結(jié)合，加強(qiáng)講授內(nèi)容的針對性，密切理論與實(shí)際的結(jié)合。

（2）引進(jìn)相關(guān)的前沿新知識，擴(kuò)充學(xué)生知識面。在注重相關(guān)基礎(chǔ)理論知識講解介紹的同時(shí)，不斷緊跟學(xué)科發(fā)展，在教學(xué)內(nèi)容上適當(dāng)引進(jìn)相關(guān)的新材料、新工藝等方面的前沿知識，擴(kuò)充學(xué)生的知識面。如在講授晶粒概念時(shí)，引入納米的概念，介紹納米晶的由來、特點(diǎn)、物理性能、力學(xué)性能等知識，讓學(xué)生了解國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展研究狀況。

（3）注重教學(xué)知識的前后聯(lián)系。將學(xué)生以前學(xué)到的相關(guān)知識，和將來專業(yè)課中的部分內(nèi)容融合，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。如介紹鋼的滲碳工藝時(shí)（第十章），將其溫度和時(shí)間的選擇與原子的擴(kuò)散能力（第七章）聯(lián)系起來，這樣使學(xué)生既復(fù)習(xí)了前面的知識，又提高了應(yīng)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。

2 改進(jìn)方法和手段，培養(yǎng)興趣，提高教學(xué)效果

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)及學(xué)生知識體系的構(gòu)筑具有非常重要的作用。但這門課程內(nèi)容多，理論性強(qiáng)，學(xué)生普遍反映“難理解、難記憶、難應(yīng)用”，因此除了授課時(shí)要突出重點(diǎn)、講清難點(diǎn)以外，還要注重講課的方式，采用有效的教學(xué)方法和手段,提高教學(xué)效果。

（1）樹立以學(xué)生為教學(xué)工作主體的指導(dǎo)思想。在教學(xué)中摒棄以往滿堂灌和只偏重課堂講授的做法，注重啟發(fā)式、討論式等教學(xué)方法的應(yīng)用；特別是在講解新概念、新理論時(shí)，常采取設(shè)問、啟發(fā)的方式來引出；在講授一些重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容時(shí)，采取循序漸進(jìn)、深入淺出、實(shí)例講解的方法，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性。

（2）在課堂講授中加強(qiáng)與學(xué)生的雙向交流。隨時(shí)留意學(xué)生的表情和動作，掌握學(xué)生的領(lǐng)悟程度，及時(shí)調(diào)整授課的方式和節(jié)奏，合理控制知識難度，從而最大限度地使學(xué)生接受講授的內(nèi)容。此外，還須留出充足的時(shí)間，進(jìn)行課堂總結(jié)，使學(xué)生能對本堂課的內(nèi)容一目了然，便于復(fù)習(xí)和記憶。

（3）改變傳統(tǒng)的考核方式。采用“平時(shí)+期中+期末”的考核模式，通過完成思考題、大作業(yè)、撰寫讀書報(bào)告、進(jìn)行期中測驗(yàn)、實(shí)踐項(xiàng)目考核等環(huán)節(jié)，增強(qiáng)了學(xué)生的求知欲望，加大了學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)力度，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，將末端控制改變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)過程的控制。

（4）制作課件，采取多媒體教學(xué)和板書講授相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。針對不同的講授內(nèi)容，將多媒體教學(xué)和其他方式相結(jié)合，如在講授晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、鐵碳相圖時(shí)，常將實(shí)物模型與多媒體教學(xué)結(jié)合，增強(qiáng)了學(xué)生形象思維的能力，提高了課堂的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。

3 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與方法，提高學(xué)生職業(yè)技能

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是典型的以基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐緊密結(jié)合為特征的課程，材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、實(shí)踐能力以及運(yùn)用基礎(chǔ)理論解決實(shí)際問題能力的重要補(bǔ)充。學(xué)校開設(shè)的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程計(jì)劃學(xué)時(shí)為64學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)為8學(xué)時(shí)，主要開設(shè)了鐵碳合金的平衡組織觀察、鋼的熱處理和硬度試驗(yàn)、鋼熱處理后的顯微組織觀察和其他材料的顯微組織觀察等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。以上實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容僅僅是對理論知識的驗(yàn)證。這種實(shí)驗(yàn)形式使學(xué)生潛在的自學(xué)能力得不到充分的發(fā)揮，不利學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。為此,我們對《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改革，增加了設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)，并加大了實(shí)驗(yàn)成績在綜合成績評定中的比例，刺激學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>

3.1 精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力

為充分反映材料的組成與結(jié)構(gòu)、加工與性能之間的關(guān)系，將相關(guān)實(shí)驗(yàn)組合在一起，以增加實(shí)驗(yàn)效果。如將“鋼的熱處理和硬度試驗(yàn)、鋼熱處理后顯微組織”組合在一起，可使學(xué)生既能了解碳鋼的熱處理工藝及硬度計(jì)的操作，也能了解碳鋼的熱處理工藝-組織-性能三者之間的關(guān)系。

為培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的綜合能力以及創(chuàng)新思想的發(fā)展，增加了設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)沒有具體的指導(dǎo)書，只有實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁蠛捅匾奶崾?，要求學(xué)生自己完成實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和結(jié)果的分析，并給出詳細(xì)的研究報(bào)告。如給定一個(gè)齒輪零件的具體使用條件，由學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其內(nèi)容應(yīng)包括材料的選擇、制定熱處理工藝、熱處理前后性能的測試以及選用實(shí)驗(yàn)設(shè)備等，這樣可以使學(xué)生較為系統(tǒng)地掌握有關(guān)專業(yè)知識，并培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)研究的思路和能力。

3.2 完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)文件，開放實(shí)驗(yàn)室，改革實(shí)驗(yàn)的考核方法

為了加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)，讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容和具體操作規(guī)程，我們根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱的要求，結(jié)合實(shí)踐教學(xué)改革的內(nèi)容和需要，編寫了“材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱”、“材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書”等實(shí)踐教學(xué)文件，從而使該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)有章可循，確保了各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的順利完成。

對學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)室，以利于設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)的完成。實(shí)驗(yàn)室開放后，由學(xué)生自己根據(jù)感興趣的問題制定實(shí)驗(yàn)題目、方案、操作步驟等，自己分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣既能使學(xué)生學(xué)會查閱資料，提高分析和解決實(shí)際工程問題的能力，也給學(xué)生提供了一個(gè)動手、動腦、獨(dú)立思考的機(jī)會，同時(shí)也提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

改革實(shí)驗(yàn)課考核方式，將每個(gè)實(shí)驗(yàn)分成實(shí)際操作、實(shí)驗(yàn)紀(jì)律及表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分進(jìn)行評分，實(shí)驗(yàn)總成績等于各個(gè)實(shí)驗(yàn)成績的算術(shù)平均值；將實(shí)驗(yàn)課成績計(jì)算在課程總成績之內(nèi)，實(shí)驗(yàn)成績占課程總成績的20%。這樣加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程控制，并提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性和主動性。

4 結(jié)束語

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的本科教學(xué)及其改革，是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，依據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不斷改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法和手段，加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)，才能達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)出具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)、較強(qiáng)的實(shí)踐能力和一定的科研能力的學(xué)生的目的。

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