材料科学基础教学现状与探索性改革

材料科学基础教学现状与探索性改革

[摘要]在现今的社会文明发展的过程中,材料行业迅速崛起并且在发展中占据着主导地位。“材料科学基础”课程是材料专业的必修课程也是培养学生专业基础的重要课程。本篇文章结合现今的“材料科学基础”的教学现状展开分析,并且根据培养创新型复合型人才的时代背景对“材料科学基础”课程的教学与学习方式提出独到的教学改革措施,推动材料专业对于创新型复合型人才的培养。

[关键词]材料科学与基础;材料创新;复合型人才;创新;教学改革

1材料科学基础课程介绍与教学现状

1.1课程介绍

材料科学基础课程是材料类专业本科生的一门必备的基础类课程,主要介绍材料的基础知识,比如材料的键合结构、晶体结构与缺陷、固体中原子及分子的运动、材料的变形、相图等材料类本科生必须学习的基础知识[1]。通过学习本课程使学生掌握材料的基本组成与结构、制备及其加工的有关方式、性能等为后续的专业课奠定扎实的基础。材料科学基础涉及到材料相关专业众多学生,所以材料科学基础的教学对培养应用型高水平人才有着重要的作[2]。

1.2教学现状及问题分析

《材料科学基础》课程是学生在本科四年中最先接触到的一门专业课程。该课程概念繁杂,新概念接受难,内容抽象,公式复杂,学生在学习该课程普遍反映学习困难,难以理解,枯燥无味。具体的问题分析如下:

1.2.1教学设备

学校材料专业使用多媒体教学模式为学生提供了良好的教学环境,充分满足教学要求,但随着多媒体投影教学的普及问题也暴露出来。投影设施不清晰,受外界因素干扰大,更重要的是《材料科学基础》课程中以晶体章节为例,该章节所要求的空间想象力强,许多学生对于空间立体想象力匮乏,投影设施教学无法提供三维立体的模型以便于学生学习。

1.2.2学生缺乏学习积极性

大多数学习该专业的学生是因专业调剂而到这个专业,对该专业的学习缺乏信心与热情,对于专业的了解不足从而产生抵触心理,使学习出现障碍。由于在大学生活无规律,白天上课时状态不佳在课堂上对知识无法吸收,依靠课后复习,在课后沉迷于娱乐设施,电子游戏,从而在考试前才开始打开课本学习,形成不良的恶性循环。

1.2.3学生缺乏钻研精神

学生对于专业课程的学习缺乏钻研精神,大学课程的学习包括理论和实验课程。对于理论的学习很多学生遇到疑难困惑时会选择对问题不加以思考从而直接向老师寻求帮助,以至于在学习上形成依赖性,缺少独立思考的能力。

2材料专业课程教学改革方案

2.1教学方式方法的新型改革

如今的社会更加注重于对创新型复合型人才的培养,材料作为新崛起的领域,更加需要这些具有创造性的人才在此领域施展才能。材料化学专业主要是培养应用型高级工程技术人才,同时材料科学基础也是考研课程,教材内容的选择上应满足考研深造和毕业工作两类学生的需求[3]。然而,在国内大部分高等院校中,在对材料科学基础这门课的教学过程中,传统的“灌注”方式的教学模式普遍,教师一味地将自己的理论知识教授给学生,而大多数情况下没有去考虑学生的接受情况[4],学生会因为听不懂教师的所讲授的内容而产生厌学的心理,有些还会对材料科学基础这门学科失去学习的兴趣,直接导致这门学科的成绩挂科,影响学生的考试成绩[5]。还有教学手段和内容不匹配。该课程中的许多知识点抽象且复杂,仅凭语言、板书或简单的多媒体课件无法充分阐述清楚[6]。所以用传统的教学方式无法让学生体会到材料科学基础课程的魅力所在,也无法激发他们的学习兴趣。基于上述情况,材料科学基础课程的教学方式方法的改革的重要性不言而喻。具体的改革可以依据以下方式:

2.1.1联系生活实际进行教学

在教学过程之中,往往最贴近生活以及一些实际应用的知识最易被学生吸收。所以在材料科学基础的教学过程中可以联系当下时代的热点对书本上的知识点进行联系,激发学生对专业课程学习热情,也可以让学生对本专业有新的认知。针对感兴趣的部分进行适当的拓展延申讲解一些材料领域中的热门材料比如超导材料,石墨烯等等,帮助学生在拓宽眼界。

2.1.2利用多元素进行教学

在课堂教学时只有老师一人在讲台上讲课这种“独角戏”式教学模式不利于听课学生对于知识点的充分吸收,无法调动学生上课时的热情和积极性。在授课之前,教师应做好充分准备,对课程的进度及讲解做好设计。在讲解课程时运用最简洁易懂的语言对课本中难以理解的,抽象的知识点进行讲解。在运用ppt进行教学时可运用动态图对相应知识点进行演示,例如三元相图部分可运用动态动画对液相点和固相点的移动方向进行演示让学生进一步理解液(固)相点的移动规律。此外,运用一些短视频作为课程的开头也是一种独特的教学方式,可以在一开始就抓住学生的注意力,引起学生对本节课程的兴趣。最为重要的一点,就是在课件上所展示的最好是书上的重点或者是书本上所没有的重点知识,减少课件上文字的篇幅,否则很容易使得学生看课件造成视觉疲劳。

2.2注重培养学生的实践与创新能力

当今社会更加需要具有创新能力和极强的实验操作能力的复合型人才。在大学学习期间不仅要注重于对学生的专业知识的培养更重要的是对学生的专业技能的培养。只有为学生在大学期间打下扎实的基础和专业知识,使学生具有较高知识应用能力与动手能力,才能扩大就业范围,较快地适应相关行业的工作[7]。

2.2.1开设校内创新训练活动

仅仅凭借理论知识是无法在材料领域立足的,所以我们要明确认识到对学生专业性技能培养的重要性,让学生跟随导师进入实验室学习。进入实验室前要加强学生对实验室安全的学习意识到实验室安全的重要性。在导师的指导下学生可以独立的设计实验,例如学生做荧光粉的创新实验,可以根据实验室老师所教的相关知识设计步骤,利用高温固相法进行制备荧光粉。在实验过程中学生不仅锻炼了动手操作的能力而且独立思考解决问题的能力得到提高,学生能够亲历亲为清楚的了解到实验操作的每个环节,在一定程度上运用了专业所学知识从而加深对专业课程中知识点的理解。这一举措也可以使得学生成为更加符合当今社会所需求的“创新型复合型”人才。

2.3考核方式的改革

材料科学基础的考核方式的改革是必要的,考核方式的多元化使得学生有更大的空间进行全方面的发展。成绩是学生学习效果和掌握情况最直接的体现。材料科学基础课程的考核,不能因循守旧一味采用期末考试试卷成绩来评定,而应采用多元化的考核方[8]。成绩的组成要更加注重学习的过程,期中、期末成绩固然重要但仅仅依据这两个成绩来评定学生成绩是片面的。材料科学基础课程的成绩对于学生来说是至关重要的,所以成绩的评定一定要全面兼顾。最终成绩考核评判的组成应当包括:(1)平时成绩占35%,(2)期中成绩占10%,(3)材料科学基础实验成绩占25%,(4)期末成绩占30%。这样安排成绩就可以使得学生更加注重材料科学基础这门课程的学习过程,避免了学生在考试发挥失常从而得分低和仅仅因为考试考的好得分就高的情况,成绩的评定更加公平。

2.4插入英文教学模式

在材料专业学习过程中,查阅文献是我们学习的最常见的学习方式,通常学生更偏向于查阅一些中文文献,但通常专业性更强影响力更广的是一些英文文献,学生对于专业的英文文章难以理解产生畏惧情感。在教学上适当穿插一些专业性的英文单词甚至文章段落从而让学生逐渐接触专业上的英文,这样就可以为以后阅读英文文献奠定一定基础。

3结束语

材料科学基础课程是材料类专业学生进入大学学习以来最先接触到的专业课程,其重要程度不言而喻,而且这门课程是其他专业课程的基础,打好基础有利于在材料领域进一步深造。结合材料科学基础教学现状与时展对创新型复合型人才的需求,对材料科学基础课程教学进行改革有利于将学生培养成高素质,高技术的专业人才。

作者:刘泉 韦波 程亚飞 余磊 刘龙飞 耿洪波 单位:常熟理工学院材料工程学院