陽建君 范才河 歐玲 孫斌 蹇海根 顏練武 劉富生
【摘要】根據(jù)湖南工業(yè)大學冶金與材料工程學院冶金和材料類專業(yè)教學改革要求,筆者對《材料科學基礎(chǔ)》課程的內(nèi)容,課程教學方法和教學手段,借助現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學資源,融合線上線下教學,并通過動畫等小視頻,展示抽象的位錯運動過程等,增加實踐教學環(huán)節(jié),理論聯(lián)系實踐,基礎(chǔ)知識點與前沿技術(shù)的聯(lián)系、增加課程教學的趣味性和提高學生學習的主動性,提升教學效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】材料科學基礎(chǔ)? 晶體學? 教學改革
湖南工業(yè)大學金屬材料工程系歷史可追溯至上世紀60年代株洲冶金工校的粉末冶金教研組,于2009年調(diào)整為金屬材料工程系。金屬材料學科建設(shè)有《材料科學基礎(chǔ)》省級精品課程1門,大二學生在學習完《材料工程力學》和《材料基礎(chǔ)化學》等基礎(chǔ)課程后,開始該課程的學習,但學生總體反應(yīng)課程難度較多,概念多,內(nèi)容豐富,有些內(nèi)容難理解等,像回復(fù)和再結(jié)晶對材料性能的影響,明顯不同,這些內(nèi)容學生有時分不清楚。筆者近幾年來,每年都從事《材料科學基礎(chǔ)》課程的教學工作,針對學生反映的這些問題,在長期的教學工作中,幾位主講教師采用了一些教學改革措施,取得了良好的教學效果,學生對內(nèi)容的理解更加清晰?!恫牧峡茖W基礎(chǔ)》作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,對后續(xù)專業(yè)課的學習及學生知識體系的構(gòu)筑具有非常重要的作用。但這門課程內(nèi)容多,理論性強,學生普遍反映“難理解、難記憶、難應(yīng)用”,因此除了授課時要突出重點、講清難點以外,還要注重講課的方式,采用有效的教學方法和手段,提高教學效果。
1、合理選擇教學內(nèi)容,優(yōu)化教學課時分配
全面統(tǒng)計金屬材料工程專業(yè)和冶金工程專業(yè)等的課程設(shè)置和教學知識點分配情況,并結(jié)合多年來學生就業(yè)情況對材料科學基礎(chǔ)知識的訴求,并咨詢相關(guān)專業(yè)教師課程教學內(nèi)容,統(tǒng)計專業(yè)課程相關(guān)相近教學內(nèi)容,注重相關(guān)課程與《材料科學基礎(chǔ)》銜接和相似處,項目組成員討論合理確定課程內(nèi)容、重點和難點等,合理分配各章節(jié)的課時。比如冶金工程專業(yè)學生,在學習《材料科學基礎(chǔ)》課程前,已經(jīng)學習了《高溫物理化學》課程,《高溫物理化學》課程中已經(jīng)講述了三元相圖。我在給冶金工程專業(yè)學生講述《材料科學基礎(chǔ)》時,就淡化了三元相圖,而把課時轉(zhuǎn)移到金屬熱處理的講述,因為冶金工程專業(yè)培養(yǎng)方案中,沒有設(shè)置《熱處理原理與工藝》這門課程,而冶金專業(yè)學生畢業(yè)后從事的工作,很多都與熱處理相關(guān)。
2、傳統(tǒng)的教學模式與“互聯(lián)網(wǎng)+”相結(jié)合
將多媒體教學與黑板板書等教學方式結(jié)合起來,如在講授晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、鐵碳相圖時,常將實物模型與多媒體教學結(jié)合,增強了學生形象思維的能力,提高了課堂的教學質(zhì)量和學習效果。同時充分利用網(wǎng)絡(luò),查找網(wǎng)絡(luò)視頻教程和相關(guān)動畫等,變抽象為具體、變復(fù)雜為簡單;課程重點和難點缺少的動畫,原子團在內(nèi)壁表面形核和長大過程示意圖等;利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)查閱最新科技動態(tài)資料和生產(chǎn)應(yīng)用,把最新科技產(chǎn)品和生產(chǎn)應(yīng)用與《材料科學基礎(chǔ)》知識點聯(lián)系起來,并融入到課堂教學中,提高教學趣味性和新穎性。
3、網(wǎng)絡(luò)教學平臺的“線上”與現(xiàn)場面對面的“線下”教學模式相結(jié)合
湖南工業(yè)大學《材料科學基礎(chǔ)》課程網(wǎng)絡(luò)教學平臺已經(jīng)建設(shè),錄制了大量的小視頻,每個小視頻講述一個小知識點,教學組成員是網(wǎng)絡(luò)微課小視頻制作者,為本課程學習網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)提供師資力量保障,2019年9月份完成了《材料科學基礎(chǔ)》課程網(wǎng)絡(luò)教學平臺建設(shè),為“線上”本科教學工作的開展創(chuàng)造條件。傳統(tǒng)現(xiàn)場教學受到學習課時和學習場地的限制,《材料科學基礎(chǔ)》這門課程內(nèi)容豐富,知識面廣,網(wǎng)絡(luò)微課將以知識點小視頻的方式彌補現(xiàn)場教學課時不足、內(nèi)容抽象等問題,同時開拓學生的視野。
4、實踐教學改革
《材料科學基礎(chǔ)》課程是一門基礎(chǔ)課程,不但基礎(chǔ)理論學習,同時還需要開展實踐教學活動,通過課程實驗,鞏固所學的知識。例如通過觀察飽和NH4Cl水溶液的結(jié)晶過程,充分了解樹枝晶的生長過程;測試不同碳含量鋼的洛氏硬度等,分析材料強度與碳含量間的關(guān)系;觀察金相組織,分析不同碳含量鋼或鑄鐵的組織等。在綜合實驗內(nèi)容的組織上,由主講教師和實驗指導(dǎo)教師撰寫實驗指導(dǎo)書,實驗內(nèi)容上緊密結(jié)合本課程已學習的材料學基礎(chǔ)知識,綜合運用前面已學習的《物理化學》,《材料基礎(chǔ)化學》等課程的基本理論和知識。
5、變革考核方式
學生成績將采用網(wǎng)絡(luò)教學平臺考核與傳統(tǒng)考核相結(jié)合的考核方式。建議網(wǎng)上教學平臺考核與傳統(tǒng)考核成績各占總評成績的50%。另外50%的成績采用傳統(tǒng)課程學習模式給予,即“平時+實驗環(huán)節(jié)+期末”的考核模式。平時成績包括課堂學習到課情況、課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況等綜合表現(xiàn)來打分。重點是要讓學生多參與課程學習當中,同時提高學生實踐動手能力,加強學生對所學知識的理解和認識,加深理論知識與實踐的融會貫通。
6、結(jié)束語
湖南工業(yè)大學冶金與材料工程學院金屬材料專業(yè)和冶金工程專業(yè)都開設(shè)了《材料科學基礎(chǔ)》課程,針對不同專業(yè)的課程設(shè)置,并注重與其它課程的銜接,合適規(guī)劃《材料科學基礎(chǔ)》課程內(nèi)容和課時安排?!恫牧峡茖W基礎(chǔ)》課程教學改革是一個長期的過程,需要課程組成員和學院老師的不斷努力,改革教學方法和手段,加強實踐性教學環(huán)節(jié)建設(shè),才能達到提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)出具有扎實理論基礎(chǔ)、較強的實踐能力和一定的科研能力的學生的目的。
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作者簡介:陽建君(1985-),男,湖南衡陽人,湖南工業(yè)大學教師,博士,主要研究方向為高強韌鋁合金材料。