论文部分内容阅读
摘要：《材料科学基础》是材料科学类、材料类和机械类相关的一门重要的基础理论学科，为后续的专业课程的学习奠定了基础。它主要研究金属材料的成分、组织结构、制备工艺与材料性能和应用的相互关系。它是一个多学科交叉的学科领域，是一门与工业生产和工程技术密不可分的应用科学。该本科课程涵盖内容广泛，知识点繁多且内容并且比较抽象难以记忆和理解。教师授课难免枯燥，学生难以提起兴趣，授课效率不高，因此我们需要采取了一些实际行动来提高授课效率，本文详细阐述了该课程的教学心得体会。
关键词：本科教育；材料科学基础；教学优化
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）47-0202-02
材料科学基础是材料科学类、材料类和机械类相关的一门重要的基础理论学科。它以数学、物理、化学、材料力学、机械制造原理等为基础，从金属材料的晶体结构、结晶规律、塑性变形规律、合金相图、热处理技术、材料应用等方面全面阐述金属材料的成分、组织结构与性能之间的基本规律以及提高材料性能、充分发挥材料性能潜力的途径。华东交通大学是第二批“卓越工程师教育培养计划”的试点院校。材料科学基础是本校该专业的专业基础课。首先谈谈该课程的授课方式。华东交通大学材料科学基础是由多位教师轮流讲解完成的，轮流讲课新教师可能会让课堂没那么枯燥，而且不同的教师会分别有自己擅长的领域，可以专门负责讲解自己擅长的部分，但也存在不同的教师会对课程的理解有所不同，讲课重点也会有区别，容易让学生混乱的感觉，所以教师与教师之间需要花费时间沟通。另外，存在教师与学生接触少，缺乏沟通，教师无法及时了解学生的掌握程度等情况，也就不可能针对学生调整教学方法，从而使课程教学的质量有所下降。
接下来谈谈对课堂教学建议，华东交通大学《材料科学基础》是一门考察课，很多学生学得比较随意。大学主要靠学生的自学，适当的压力还是有必要的，尤其是对于材料科学基础这门专业基础课程，所以还是需要变更为考试科目来约束学生，给予学生压迫感，有助于提升学生对于本课程的重视程度及掌握力度。平时成绩占30%，对于材料科学基础这门课来说，教师可以通过课堂提问的考核方式作为平时成绩的依据来提高同学们对于所需记忆的知识点的掌握程度。教师可以通过每天随机抽取几位同学提问不同的知识点。期末教师出一份试卷来考查同学们这一学期的学习成果，考试成绩占70%。
材料科学基础在讲解的过程中会出现内容抽象，难以理解的现象，例如：合金相图，晶体结构等内容。所以教学过程中可以通过利用现代化教学工具把多媒体与板书结合起来对课堂内容进行讲解。除了文字之外，教师还可以通过视频、图片等更直观的方法来进一步加深学生对于知识的理解。另外，对于材料科学基础这门课，一般很难让人把课堂内容与实际生活联系起来，所以教师组织学生参与教学实验也是很有必要的，这有助于同学们对于课程更加直接深入的理解。要求学生参与实验的同时整理实验报告，包括实验目的，实验步骤，实验结论等。如果教师有项目研究，可以给研究生安排几个本科学生，让他们当助理，一同参与实验研究，让学生有更多加入实践的机会，不仅有助于研究的进行，还能加深同学们对知识的理解。例如让学生通过自己的努力观察到对材料的微观结构、材料性能的了解等，学生的专业能力综合提高，并且也使得学习的过程更加生动，有助于提高学生对于课程的热情，对于学生以后的就业也会有很大的帮助。
教师除了给学生教授课程之外，与学生的沟通尤为重要，不仅可以拉近教师与学生的距离，同时也有助于教师及时调整出良好的教学方案，从而提高授课效率。教师可以给听课学生们分配些课下任务，如给每个人分配一个知识点让同学们自己动手查找资料做成PPT拿到课堂上来分析讲解。或每节课抽出时间请部分学生上讲台与同学分享自己所查阅的内容，然后全班参与探讨，交流。
材料科学基础这门课的枯燥乏味，主要还是因为它很难理解，比较抽象，生活中難以直接接触到，但是教师可以帮助同学们从实际生活中找出与材料科学基础相关联的地方。在课堂教学过程中，不断引入相关的前沿知识，与学生交流讲解，扩充学生的知识面，提出存在的科学问题，让学生掌握目前国内外的研究现状。从教师与学生互动情况可以看出，学生对这样的讲授非常感兴趣。主要的事例如下：
首先，纳米材料。纳米材料是目前科研领域、经济领域、媒体和大众关注的焦点。为使学生对纳米材料有一个全面科学的了解，在讲授晶粒概念的同时，适时地引入纳米晶的概念，介绍纳米晶的由来、纳米晶的特点、物理性能、力学性能、纳米材料的制备方法、国内外目前的研究现状和趋势及与微米晶材料的区别等问题，使学生明确了纳米晶与纳米粉同属于纳米材料。通过部分纳米材料屈服强度与晶粒尺寸的反Hall—Petch关系，学生知道了某一规律都有它特定的使用条件；通过超级钢超细化的知识，当碳素结构钢的晶粒尺寸如果小到几个微米，甚至1-2微米时，它的强度就会大幅度提高。这样学生既了解了所学学科专业的前沿知识，又初步明晰了创新的含义。
其次，材料的强度与导电性。材料的强度与导电性之间，通常是互为矛盾的两个性能指标，两者不可得兼，提高某一指标，必然以牺牲另一个为代价。在讲授材料的导电性时，有意引导学生，在进行科学研究的过程中，如果发现了材料的强度和导电性之间同时增加，那将是一个具有较大实际意义的创新性的成果。
再次，材料的强度与抗腐蚀性，与强度和导电性之间的关系类似，材料的强度与耐腐蚀性之间也互为矛盾。不锈钢的强度往往较低，很难作为受力较大的结构件材料使用，其主要的矛盾在于含碳量，提高材料的强度须增加碳的含量，而提高耐腐蚀性则须降低碳含量。因此，提高不锈钢的强度，降低成本一直是不锈钢领域研究的主要问题。这些问题的提出，明确了材料学科的研究发展现状，提出了学术前沿问题，增加了学生学习的兴趣，激发了学生的创新意识，使学生对材料科学有了初步的整体的掌握，体现了材料科学的进展与学科的交叉。
材料科学基础作为材料科学一门基础专业课程，学生有必要把它牢牢掌握，希望在我们的不断探索和创新中使得我们的教学方式越来越精进。让我们能够建立起高效课堂，为学生专业知识的掌握打好基础，同时也让华东交通大学材料学院的材料专业的发展迈出了坚实的一步。
参考文献：
[1]吴长军，付猛，刘亚.合上《材料科学基础》课程的实践及探讨[J].教育教学论坛，2018，（13）：203-204.
[2]辛国祥，宋金玲，蔡颖，胡锋，关丽丽，董忠平，肖淑艳，张羊换，赵鑫.以学生为中心的课程设计研究——以“材料科学基础”为例[J].价值工程，2018，37（02）：256-257.
[3]黄俊俊，丁明，张全争，赵娣芳，韩成良，李明华，谢劲松.材料科学基础课程教学实践与教学改革[J].广州化工，2017，45（03）：122-123.
[4]乔秀清，赵君，孙小华.《材料科学基础》课程教学改革探索[J].广州化工，2017，45（06）：193-194.
[5]付晓燕.材料科学基础有效教学探究[J].中国冶金教育，2017，（06）：8-9.
[6]瞿腾飞，范一由.材料科学基础教学实践过程中的思考[J].当代教育实践与教学研究，2017，（06）：211.
[7]孙青竹，王海波.材料科学基础课程教学改革与实践[J].中国冶金教育，2012，（05）：21-23.
[8]吴进怡，曹阳，李建保.材料科学基础教学过程中如何做到师生间的互动[J].海南大学学报：自然科学版，2012，30（03）：288-292.
关键词：本科教育；材料科学基础；教学优化
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）47-0202-02
材料科学基础是材料科学类、材料类和机械类相关的一门重要的基础理论学科。它以数学、物理、化学、材料力学、机械制造原理等为基础，从金属材料的晶体结构、结晶规律、塑性变形规律、合金相图、热处理技术、材料应用等方面全面阐述金属材料的成分、组织结构与性能之间的基本规律以及提高材料性能、充分发挥材料性能潜力的途径。华东交通大学是第二批“卓越工程师教育培养计划”的试点院校。材料科学基础是本校该专业的专业基础课。首先谈谈该课程的授课方式。华东交通大学材料科学基础是由多位教师轮流讲解完成的，轮流讲课新教师可能会让课堂没那么枯燥，而且不同的教师会分别有自己擅长的领域，可以专门负责讲解自己擅长的部分，但也存在不同的教师会对课程的理解有所不同，讲课重点也会有区别，容易让学生混乱的感觉，所以教师与教师之间需要花费时间沟通。另外，存在教师与学生接触少，缺乏沟通，教师无法及时了解学生的掌握程度等情况，也就不可能针对学生调整教学方法，从而使课程教学的质量有所下降。
接下来谈谈对课堂教学建议，华东交通大学《材料科学基础》是一门考察课，很多学生学得比较随意。大学主要靠学生的自学，适当的压力还是有必要的，尤其是对于材料科学基础这门专业基础课程，所以还是需要变更为考试科目来约束学生，给予学生压迫感，有助于提升学生对于本课程的重视程度及掌握力度。平时成绩占30%，对于材料科学基础这门课来说，教师可以通过课堂提问的考核方式作为平时成绩的依据来提高同学们对于所需记忆的知识点的掌握程度。教师可以通过每天随机抽取几位同学提问不同的知识点。期末教师出一份试卷来考查同学们这一学期的学习成果，考试成绩占70%。
材料科学基础在讲解的过程中会出现内容抽象，难以理解的现象，例如：合金相图，晶体结构等内容。所以教学过程中可以通过利用现代化教学工具把多媒体与板书结合起来对课堂内容进行讲解。除了文字之外，教师还可以通过视频、图片等更直观的方法来进一步加深学生对于知识的理解。另外，对于材料科学基础这门课，一般很难让人把课堂内容与实际生活联系起来，所以教师组织学生参与教学实验也是很有必要的，这有助于同学们对于课程更加直接深入的理解。要求学生参与实验的同时整理实验报告，包括实验目的，实验步骤，实验结论等。如果教师有项目研究，可以给研究生安排几个本科学生，让他们当助理，一同参与实验研究，让学生有更多加入实践的机会，不仅有助于研究的进行，还能加深同学们对知识的理解。例如让学生通过自己的努力观察到对材料的微观结构、材料性能的了解等，学生的专业能力综合提高，并且也使得学习的过程更加生动，有助于提高学生对于课程的热情，对于学生以后的就业也会有很大的帮助。
教师除了给学生教授课程之外，与学生的沟通尤为重要，不仅可以拉近教师与学生的距离，同时也有助于教师及时调整出良好的教学方案，从而提高授课效率。教师可以给听课学生们分配些课下任务，如给每个人分配一个知识点让同学们自己动手查找资料做成PPT拿到课堂上来分析讲解。或每节课抽出时间请部分学生上讲台与同学分享自己所查阅的内容，然后全班参与探讨，交流。
材料科学基础这门课的枯燥乏味，主要还是因为它很难理解，比较抽象，生活中難以直接接触到，但是教师可以帮助同学们从实际生活中找出与材料科学基础相关联的地方。在课堂教学过程中，不断引入相关的前沿知识，与学生交流讲解，扩充学生的知识面，提出存在的科学问题，让学生掌握目前国内外的研究现状。从教师与学生互动情况可以看出，学生对这样的讲授非常感兴趣。主要的事例如下：
首先，纳米材料。纳米材料是目前科研领域、经济领域、媒体和大众关注的焦点。为使学生对纳米材料有一个全面科学的了解，在讲授晶粒概念的同时，适时地引入纳米晶的概念，介绍纳米晶的由来、纳米晶的特点、物理性能、力学性能、纳米材料的制备方法、国内外目前的研究现状和趋势及与微米晶材料的区别等问题，使学生明确了纳米晶与纳米粉同属于纳米材料。通过部分纳米材料屈服强度与晶粒尺寸的反Hall—Petch关系，学生知道了某一规律都有它特定的使用条件；通过超级钢超细化的知识，当碳素结构钢的晶粒尺寸如果小到几个微米，甚至1-2微米时，它的强度就会大幅度提高。这样学生既了解了所学学科专业的前沿知识，又初步明晰了创新的含义。
其次，材料的强度与导电性。材料的强度与导电性之间，通常是互为矛盾的两个性能指标，两者不可得兼，提高某一指标，必然以牺牲另一个为代价。在讲授材料的导电性时，有意引导学生，在进行科学研究的过程中，如果发现了材料的强度和导电性之间同时增加，那将是一个具有较大实际意义的创新性的成果。
再次，材料的强度与抗腐蚀性，与强度和导电性之间的关系类似，材料的强度与耐腐蚀性之间也互为矛盾。不锈钢的强度往往较低，很难作为受力较大的结构件材料使用，其主要的矛盾在于含碳量，提高材料的强度须增加碳的含量，而提高耐腐蚀性则须降低碳含量。因此，提高不锈钢的强度，降低成本一直是不锈钢领域研究的主要问题。这些问题的提出，明确了材料学科的研究发展现状，提出了学术前沿问题，增加了学生学习的兴趣，激发了学生的创新意识，使学生对材料科学有了初步的整体的掌握，体现了材料科学的进展与学科的交叉。
材料科学基础作为材料科学一门基础专业课程，学生有必要把它牢牢掌握，希望在我们的不断探索和创新中使得我们的教学方式越来越精进。让我们能够建立起高效课堂，为学生专业知识的掌握打好基础，同时也让华东交通大学材料学院的材料专业的发展迈出了坚实的一步。
参考文献：
[1]吴长军，付猛，刘亚.合上《材料科学基础》课程的实践及探讨[J].教育教学论坛，2018，（13）：203-204.
[2]辛国祥，宋金玲，蔡颖，胡锋，关丽丽，董忠平，肖淑艳，张羊换，赵鑫.以学生为中心的课程设计研究——以“材料科学基础”为例[J].价值工程，2018，37（02）：256-257.
[3]黄俊俊，丁明，张全争，赵娣芳，韩成良，李明华，谢劲松.材料科学基础课程教学实践与教学改革[J].广州化工，2017，45（03）：122-123.
[4]乔秀清，赵君，孙小华.《材料科学基础》课程教学改革探索[J].广州化工，2017，45（06）：193-194.
[5]付晓燕.材料科学基础有效教学探究[J].中国冶金教育，2017，（06）：8-9.
[6]瞿腾飞，范一由.材料科学基础教学实践过程中的思考[J].当代教育实践与教学研究，2017，（06）：211.
[7]孙青竹，王海波.材料科学基础课程教学改革与实践[J].中国冶金教育，2012，（05）：21-23.
[8]吴进怡，曹阳，李建保.材料科学基础教学过程中如何做到师生间的互动[J].海南大学学报：自然科学版，2012，30（03）：288-292.