張磊 楊西榮

摘要：材料工程基礎(chǔ)是高校材料科學(xué)與工程一級學(xué)科專業(yè)課程體系中一門重要的基礎(chǔ)課程，承擔(dān)著材料工程科學(xué)與材料工程技術(shù)的雙重教育任務(wù)，起著承上啟下、由理及工的橋梁作用。為了滿足工程教育培養(yǎng)目標(biāo)要求，能夠用工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識解決工程實際問題，對專業(yè)課程教學(xué)大綱、教學(xué)方式提出了新的要求，本文針對無機非金屬材料工程專業(yè)課程設(shè)置特點，對材料工程基礎(chǔ)課程進行了教學(xué)改革研究與實踐，取得了預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：材料工程基礎(chǔ);教學(xué)改革;工程實踐

1前言

《材料工程基礎(chǔ)》是無機非金屬材料工程專業(yè)培養(yǎng)方案中重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程主要講述材料工程領(lǐng)域中的共性基礎(chǔ)理論——動量、能量和質(zhì)量傳遞的基本規(guī)律，并利用這些規(guī)律進行材料制備與生成過程的設(shè)計、工藝技術(shù)、設(shè)備選用等。課程特點是內(nèi)容多，課時少;新概念多，理論性與工程性強;公式多，對高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理要求高。本課程在學(xué)生完成物理化學(xué)和材料科學(xué)基礎(chǔ)等基礎(chǔ)課程之后進行學(xué)習(xí)，主要目的是理論與實際工程相結(jié)合，從而培養(yǎng)出符合實際工程要求的應(yīng)用型人才。此課程涉及材料概論、物理化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)等多門課程，對學(xué)生相關(guān)基礎(chǔ)知識的掌握具有較高的要求。而目前來說，在本專業(yè)的教學(xué)過程中，本課程偏向于材料的組成和結(jié)構(gòu)方面，而對其性能和應(yīng)用方面，對于學(xué)生實踐能力培養(yǎng)來說，目前仍有較多不足。

2《材料工程基礎(chǔ)》教學(xué)過程中存在的問題

由于材料類學(xué)科專業(yè)的綜合性、多樣性和跨學(xué)科性，使得承載培養(yǎng)學(xué)生工程創(chuàng)新能力使命的《材料工程基礎(chǔ)》課程也具有綜合性和多樣性的特點，很難對其內(nèi)容進行明確的界定。不同高校針對其不同學(xué)科特點，其授課內(nèi)容方面的差異十分明顯。目前，相當(dāng)一部分高校的《材料工程基礎(chǔ)》課程主要涵蓋的是流體力學(xué)、傳熱傳質(zhì)、干燥和燃燒相關(guān)內(nèi)容，而我校無機非金屬材料工程專業(yè)在開設(shè)《熱工過程與設(shè)備》課程的基礎(chǔ)上，本課程主要涵蓋材料的組成結(jié)構(gòu)、性能、制備和合成工藝方面，如何在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)性知識的基礎(chǔ)上，相對于《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程更能體現(xiàn)出其工程應(yīng)用的側(cè)重點，是本課程學(xué)習(xí)的重點。

《材料工程基礎(chǔ)》課程具有概念多、知識面寬的特點，雖然針對無機非金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生開設(shè)，但同時覆蓋到金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料各方面的性能，并同時涉及其力學(xué)性能、熱性能、電性能、光學(xué)性能和耐腐蝕性能等，并對各種材料的制備方法和原理進行了介紹。本校無機非金屬材料工程專業(yè)最初基于建筑材料方面開設(shè)，對于各種不同種類材料了解程度參差不齊。如何調(diào)整教學(xué)思路，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，加強學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，從而培養(yǎng)出綜合性、智能型的高素質(zhì)應(yīng)用型材料類人才，是目前面臨的重大問題。

3教學(xué)內(nèi)容和方法的改革

3.1注重課程銜接，精簡重復(fù)內(nèi)容

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是學(xué)習(xí)《材料工程基礎(chǔ)》的先修課程，《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是一本相對更為基礎(chǔ)的課程，覆蓋有材料的微觀結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、變形結(jié)晶以及相圖等方面的知識，主要為材料工程中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。而《材料工程基礎(chǔ)》課程則在材料微觀性能的基礎(chǔ)上，重點針對其各方面性能和制備工藝開展研究?，F(xiàn)有的一些《材料工程基礎(chǔ)》教材中，同樣也涉及到了《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程中已經(jīng)講過的晶體學(xué)、材料形變等基礎(chǔ)知識，在課程銜接中尤要注意，避免學(xué)生因為重復(fù)學(xué)習(xí)而引起的厭學(xué)情緒，同時應(yīng)借此機會鞏固學(xué)生基礎(chǔ)知識，將其自然地從微觀機理引入宏觀性能的學(xué)習(xí)中去。

3.2設(shè)定教學(xué)主線，突出材料的實際應(yīng)用

本校無機非金屬材料工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃中，相比于《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的64學(xué)時，《材料工程基礎(chǔ)》課程只有48學(xué)時，而通常使用的教材為四川大學(xué)顧宜教授主編的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》，涵蓋了材料組成、結(jié)構(gòu)、制備工藝及應(yīng)用的基本知識，內(nèi)容非常豐富，在教學(xué)過程中必須有所取舍，將材料的性能和應(yīng)用方面作為教學(xué)的主線，在此基礎(chǔ)上穿插一些新材料和新工藝方面國內(nèi)國際的最新進展，重點培養(yǎng)學(xué)生在工程應(yīng)用方面的知識探索和理論結(jié)合能力。

3.3針對不同內(nèi)容選用不同的教學(xué)方法

在教學(xué)方面，要注重學(xué)生在學(xué)習(xí)時的理解難易度，因此可以使用不同的應(yīng)用型教學(xué)方法，對所講授的內(nèi)容進行歸納。比如在講述不同材料的性能時，可以將無機非金屬材料與高分子材料、金屬材料的性能進行對比，而使學(xué)生很好的區(qū)分各種材料的不同性質(zhì)。將相似內(nèi)容放在一起既能有效壓縮教學(xué)時數(shù)，又能較好區(qū)分容易混淆的知識，可通過有重點、有選擇的教學(xué)，提高課堂效率，為學(xué)生自學(xué)留下充裕的時間和空間，發(fā)揮學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的積極性。

3.4結(jié)合工程實際和科研前沿進行教學(xué)

在課堂上積極利用多媒體技術(shù)，通過圖片和視頻向?qū)W生介紹材料基于其性能在工程中的應(yīng)用。課件以圖片和動畫為主，在呈現(xiàn)之后給學(xué)生思考的時間，注重課件與板書的結(jié)合，將課程重點呈現(xiàn)在黑板上，方便學(xué)生梳理總結(jié)。另一方面，材料發(fā)展日新月異，應(yīng)根據(jù)科研前沿向?qū)W生介紹材料在近年的發(fā)展，引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)研究中的創(chuàng)新能力，并與課本理論相結(jié)合，進一步鞏固基礎(chǔ)知識，從而培養(yǎng)出理論扎實、動手能力強、具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才。

3.5考核方式多元化

針對本校教務(wù)系統(tǒng)中課程總成績組成只能包括平時成績與期末成績，且平時成績所占比例不超過30%的情況，對考核方式進行了重新設(shè)計。占總成績30%的平時成績由3部分組成：書面作業(yè)10%+文獻查閱及PPT制作10%+PPT講解與討論10%;期末成績由兩部分組成：期中測驗20%+期末考試50%。

書面作業(yè)主要是針對課堂內(nèi)容布置的課下習(xí)題，熟悉基本定律與方程的應(yīng)用。期中測驗主要是針對流體力學(xué)部分的基本概念、基本定律與方程的物理意義、應(yīng)用背景的考查，用于學(xué)生自查與教師檢查前期的教學(xué)情況，并讓學(xué)生對前期教學(xué)情況給出總結(jié)，以便于后期的整改與調(diào)整。期末考試題目將流體力學(xué)、傳熱學(xué)、傳質(zhì)原理與干燥、燃料燃燒四部分內(nèi)容綜合在一個工程應(yīng)用背景中，考查學(xué)生分析與解決實際工程問題的能力。

4結(jié)論

材料發(fā)展日新月異，而《材料工程基礎(chǔ)》課程正是無機非金屬材料工程專業(yè)學(xué)生從理論知識走向?qū)嶋H應(yīng)用的重要關(guān)鍵點。授課教師應(yīng)在加強理論知識教學(xué)的基礎(chǔ)上，進一步突出工程實際應(yīng)用，從而培養(yǎng)出社會所需的綜合應(yīng)用型人才。實踐表明，該教學(xué)改革效果顯著，提高了學(xué)生的工程實踐能力。

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（作者單位：西安建筑科技大學(xué)）