代輝 宋祖?zhèn)?白玉蘭 徐香 梁愛琴

摘 ? ?要： 本文針對材料科學基礎教學實踐中遇見的一些問題，從優(yōu)化、精簡教學內(nèi)容，合理引入最新科研成果和采用多媒體與板書結(jié)合的教學方法等方面入手進行教學改革，有效激發(fā)學生學習熱情，增強課程教學效果。

關鍵詞： 材料科學基礎 ? ?教學思考 ? ?教學改革

《材料科學基礎》是我校材料類專業(yè)學生必修的專業(yè)基礎課，課程內(nèi)容涉及物理、化學、熱力學、金屬學及陶瓷學等多個相關學科，其特點可用“三多”概括，即敘述性原理、規(guī)律多; 需要記憶的概念、術(shù)語多;課程內(nèi)容頭緒多[1]。學生普遍反映該課程有“三難”，難記憶，難理解，難以靈活運用，存在擔憂與抵觸心理，缺課現(xiàn)象時有發(fā)生。因此，針對本課程教學內(nèi)容、教學方法和教學手段進行改革探索和實踐，對激發(fā)學生學習熱情，增強課程教學效果，為后續(xù)課程打下堅實基礎具有十分重要的意義。

1.優(yōu)化、精簡教學內(nèi)容

結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標，我們選擇上海交通大學石德柯主編的《材料科學基礎》作為教材，該教材編排新穎，論述清晰，利于學生自學。但該教材將金屬材料無機、非金屬材料及高分子材料的部分基礎理論結(jié)合在一起，是典型的以“大材料”專業(yè)為背景的教材，知識信息量較大，如果不顧及實際情況，在專業(yè)學時本就不多的情況下，一味貪圖大而全，就會導致教師難以講授透徹，學生學習倍感吃力。因此，課程教學中，我們不求大而全，合理優(yōu)化和精簡授課內(nèi)容，適當降低課程難度與深度。如在晶體結(jié)構(gòu)章節(jié)里，只介紹與后續(xù)晶體缺陷和材料形變緊密相關的內(nèi)容，而舍去晶體的對稱性，極射投影和倒易點陣等相對較抽象的內(nèi)容，該部分內(nèi)容可在后續(xù)晶體學基礎課程中講述。二元相圖章節(jié)里，只介紹三種典型的二元勻晶、共晶和包晶相圖及合金凝固過程，并用以分析鐵-碳相圖，而舍去與凝固有關的動力學理論部分，這些內(nèi)容可以開設專門的材料熱力學與動力學課程講授。再如該教材在三元相圖部分的內(nèi)容較為繁多。對此，我們根據(jù)培養(yǎng)目標和定位在講授范圍方面做了一定的取舍。最終，課堂主要講授內(nèi)容包括：三元相圖基礎、三元勻晶相圖、三元共晶相圖（固相完全不互溶，固相有限互溶）和三元相圖小結(jié)（包括三類四相平面的形狀、四個平衡相成分點的位置、四相平面上下的相區(qū)分布特點、液相線走向特征等）。

2. 合理引入最新科研成果

在材料科學基礎課程教學過程中，緊跟時代步伐，引入最新相關領域的科研成果。抓住“90后”學生喜歡新鮮事物的獵奇心理，學生覺得所學知識非常新鮮和超前，從而提高學習興趣，這樣學生不僅能及時了解本學科的前沿動態(tài)，對傳統(tǒng)知識的理解亦會更深刻，利用這種教學方法能夠獲得良好的教學效果。比如，在講授柯肯達爾效應前，先介紹一個利用柯肯達爾效應制備空心納米材料的實例[2]。首先用氣-液-固法制備ZnO納米線，實心的，再沉積一層AlO，形成ZnO-AlO核殼納米線。將核殼結(jié)構(gòu)的納米線在700℃下退火3小時，接著來是見證奇跡的時刻，實心的納米線變成了空心的ZnAlO納米管，這樣，學生的好奇心就被調(diào)動起來，接下來講解柯肯達爾的實驗及相關概念。又如彌散強化是一種典型的第二相粒子強化方式，但本身概念較抽象，學生在這里容易分神，因此，在講彌散強化概念前，先介紹一篇nature關于制備低密度鋼材的工作[3]，這種低密度鋼材具有比昂貴的鈦合金更好的強度和韌性，講解過程中，穿插介紹nature期刊，激發(fā)學生的興趣，然后轉(zhuǎn)入說明彌散強化在其中的作用，學生自然而然領會彌散強化的概念。另外，還可以嘗試將教師自身科研成果融入課堂教學，如用于農(nóng)藥廢水處理的光催化材料，新型高分子材料農(nóng)用地膜等知識，都可以增強教學時效性，使學生感覺學有所用，并加強理論知識與生產(chǎn)實際的聯(lián)系，達到很好的教學效果。

3.實現(xiàn)多媒體和板書的有機結(jié)合

隨著社會不斷進步，多媒體教學在大學課堂教學中已經(jīng)非常普及。多媒體教學有很多優(yōu)點，能創(chuàng)造出有聲有色、圖文并茂的教學環(huán)境，把抽象的事物直觀化，把復雜的問題簡單化，為教師教學順利實施提供形象的表達工具，從而激發(fā)學生的學習興趣[4]。但是，有時過度依賴多媒體教學反而導致教學效果降低，這是由多媒體教學的本質(zhì)決定的，如不利于教學進度控制，不利于教師與學生的情感交流，學生多不記筆記，導致思維渙散，跟不上老師的思維節(jié)奏[5]。

因此，課堂教學中必須使用恰當?shù)慕虒W方式，利用板書和多媒體課件相結(jié)合的方式授課。將一些不宜使用板書的教學內(nèi)容用多媒體課件呈現(xiàn)，如晶體缺陷章節(jié)里，位錯運動的概念涉及抽象的晶體內(nèi)部微觀內(nèi)容，學生理解起來非常困難，這里適當運用動畫演示，可以有效幫助學生理解。又如在三元相圖章節(jié)里，對于固態(tài)有限互溶的三元共晶相圖，因其空間結(jié)構(gòu)比較復雜，學生通常難于理解，而空間結(jié)構(gòu)是學生進一步理解并分析投影圖的基礎。所以，合理運用多媒體將三元相圖拆分、旋轉(zhuǎn)、重組，直觀表現(xiàn)出內(nèi)部各個相區(qū)的位置和形態(tài)，幫助學生理解三元相圖的空間結(jié)構(gòu)，避免教師講不清，學生聽得一頭霧水的尷尬。對于一些具有推導性、連貫性的知識點，以及學生應重點掌握的知識點則使用板書形式著重強調(diào)。如講述二元共晶相圖的平衡凝固及組織時，采取板書的方式逐步羅列不同溫度區(qū)間合金的凝固過程，并推導相組成物，組織組成物含量的計算方法，給予學生充分的理解時間，體現(xiàn)教與學的互動性。再如位錯反應是位錯一節(jié)需要重點掌握的知識點，歷年都有部分學生在判斷位錯反應時出現(xiàn)錯誤，這里，我們采取板書方式，以實際習題演算跟學生重點強調(diào)判斷位錯反應應該從幾何條件和能量條件兩個角度進行判斷，二者缺一不可，加深學生印象，取得較好的教學效果。

總體來說，要想實現(xiàn)教學過程中多媒體與板書的完美結(jié)合，教師必須在教學前充分分析和準備，精心組織每堂課的知識點，設計提綱挈領的教案，編制獨具優(yōu)勢的課件，從而達到板書與多媒體教學 的完美結(jié)合，保證教學按照預期順利進行。

參考文獻：

[1]王卷剛.基于材料化學專業(yè)材料科學基礎課程研究與實踐[J].焦作大學學報，2011，2：86.

[2] FAN，H.Monocrystalline spinel nanotube fabrication based on the Kirkendall effect[J].Nature，2006，5：627.

[3]Kim，S.Brittle intermetallic compound makes ultrastrong low-density steel with large ductility[J].Nature，2015，518：77.

[4]張敬堯.傳統(tǒng)與多媒體教學在材料科學基礎課程中的和諧統(tǒng)一[J].科教文匯，2011，10：54.

[5]賈淑果.材料科學基礎多媒體教學探討[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010，5：87.

基金項目：山東省特色名校建設工程教學研究項目XJG 2013125和課程建設項目XJG2013011。