馬權(quán)

[摘 要]材料科學(xué)基礎(chǔ)是一門(mén)理論同實(shí)踐緊密結(jié)合的課程，以這一課程為基礎(chǔ)，通過(guò)課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，在不增加學(xué)生負(fù)擔(dān)的條件下，使學(xué)生理解并掌握材料科學(xué)基礎(chǔ)的相關(guān)理論，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如何將這門(mén)課程的教學(xué)和學(xué)生的人格培養(yǎng)相結(jié)合是值得探索的問(wèn)題。采用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑蓪W(xué)生自主安排時(shí)間，并根據(jù)教師提供的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，克服實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的困難，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，從而達(dá)到深入理解課程知識(shí)和人格培養(yǎng)的目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]材料科學(xué)基礎(chǔ) 大學(xué)本科實(shí)驗(yàn) 教學(xué)改革 創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)

[中圖分類號(hào)] G642.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）14-0093-02

一、問(wèn)題的提出

時(shí)代特點(diǎn)決定了當(dāng)代大學(xué)生除了要具有豐富的理論知識(shí)外，還必須要具有一定的實(shí)踐能力和自主學(xué)習(xí)意識(shí)，以及對(duì)未知世界的探索欲望。自主學(xué)習(xí)意識(shí)是一種思維模式，是人面對(duì)未知世界時(shí)大腦的一種反應(yīng)，是人處理問(wèn)題的方式，它需要在實(shí)踐中逐步建立。自主學(xué)習(xí)的能力包括兩個(gè)方面：自信和方法，首先應(yīng)該在大腦中建立通過(guò)獨(dú)立自主學(xué)習(xí)可以獲得成功的自信，然后是在獨(dú)立自主學(xué)習(xí)過(guò)程中摸索自主學(xué)習(xí)的方法，從而獲得自主學(xué)習(xí)的手段。[1]可見(jiàn)現(xiàn)代大學(xué)教育，還要進(jìn)行自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識(shí)和對(duì)未知世界探索欲望的培養(yǎng)。[2]

二、材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)

材料科學(xué)基礎(chǔ)是材料、機(jī)械、化工等專業(yè)必修的一門(mén)專業(yè)核心基礎(chǔ)課程，是鍛造工藝、焊接工藝與焊接性、鑄造工藝、材料成型與檢測(cè)等眾多材料課程的基礎(chǔ)，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，同時(shí)材料科學(xué)基礎(chǔ)也是一門(mén)不斷發(fā)展的科學(xué)，所以還具有探索性。通過(guò)這門(mén)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以獲得材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，同時(shí)還能使實(shí)踐能力得到鍛煉，并樹(shù)立自主學(xué)習(xí)意識(shí)，發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

三、材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)的組織

根據(jù)材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)大綱的基本要求，可將材料科學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)分為兩個(gè)方面：課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容抽象、微觀，具有較強(qiáng)的理論性。

抽象方面，比如晶體的原子排列、晶格類型以及晶面晶向等，都是晶體材料原子排列一般規(guī)律的總結(jié)，并被賦予了客觀的準(zhǔn)確描述，使其成為材料性能和組織分析的依據(jù)。與此相似的還有凝固理論、擴(kuò)散原理等。

微觀方面，材料科學(xué)基礎(chǔ)中的晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、合金相圖等理論都涉及原子的排列和運(yùn)動(dòng)，學(xué)生只能借助高科技手段對(duì)原子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果進(jìn)行觀測(cè)，并借助理論分析原子的運(yùn)動(dòng)。

在理論性方面，材料科學(xué)基礎(chǔ)的內(nèi)容涉及大學(xué)物理、化學(xué)等理論課程知識(shí)，教材中引入了大量的理論推導(dǎo)，以及通過(guò)理論推導(dǎo)的預(yù)測(cè)，要求學(xué)生擁有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)。[3] [4]

正是由于上述三個(gè)原因，在教學(xué)過(guò)程中學(xué)生反映對(duì)教學(xué)內(nèi)容理解困難、不透徹。這不僅加大了教學(xué)的難度，也為高校將自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識(shí)和對(duì)未知世界探索欲望的培養(yǎng)融入這門(mén)課程的教學(xué)創(chuàng)造了條件。

為了幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，本課程的教學(xué)采用課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的方法。目前此課程仍存在實(shí)驗(yàn)教學(xué)同理論教學(xué)脫節(jié)的問(wèn)題：1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容猶如蜻蜓點(diǎn)水地從理論教學(xué)內(nèi)容中抽取部分知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，覆蓋面小；2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不具備連貫性，在已安排的材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)（實(shí)際上很多理論內(nèi)容之間都是存在關(guān)聯(lián)的），知識(shí)脫節(jié)。這兩個(gè)方面的原因?qū)е聦?shí)驗(yàn)的效果都不理想。

受考研和就業(yè)的影響，學(xué)生平時(shí)在材料科學(xué)基礎(chǔ)課程上所能投入的時(shí)間和精力有限，為了不增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)，也為了更好地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們必須對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，其指導(dǎo)思想如下。

1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需包含材料科學(xué)基礎(chǔ)的主要教學(xué)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容根據(jù)教學(xué)內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，即前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的樣品和結(jié)果是后一個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品制備的開(kāi)端。

2.為了降低制備實(shí)驗(yàn)樣品的工作量，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中始終使用一個(gè)樣品，但是不同實(shí)驗(yàn)對(duì)樣品處理的方法和步驟不同。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度同課堂理論教學(xué)進(jìn)度相匹配，實(shí)現(xiàn)同步，這樣理論和實(shí)踐可以相互促進(jìn)。

4.修訂實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，其中應(yīng)包含實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟等與實(shí)驗(yàn)操作相關(guān)的內(nèi)容，使學(xué)生可以獨(dú)立自主地完成實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)踐能力和自主學(xué)習(xí)意識(shí)。此外，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)也包含一定的拓展內(nèi)容。

根據(jù)上述的指導(dǎo)思想，表1按次序列出實(shí)驗(yàn)名稱，同時(shí)給出了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)以及要達(dá)到的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。表1中的實(shí)驗(yàn)是根據(jù)課堂教學(xué)內(nèi)容次序和實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)的承接性安排的。正是由于內(nèi)容具有承接性，所以樣品可以連續(xù)使用，即晶相樣品制備實(shí)驗(yàn)中使用的樣品也是淬火處理及晶相組織觀察實(shí)驗(yàn)的材料，然后對(duì)淬火后的樣品進(jìn)行退火處理及晶相組織觀察實(shí)驗(yàn)，再對(duì)樣品進(jìn)行塑性變形及再結(jié)晶組織觀察實(shí)驗(yàn)，最后用這些樣品進(jìn)行金屬材料硬度同組織的關(guān)系實(shí)驗(yàn)。由于樣品貫穿整個(gè)實(shí)驗(yàn)使用，降低了制備晶相樣品的難度，同時(shí)沒(méi)有增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也涉及了材料科學(xué)基礎(chǔ)的主要教學(xué)內(nèi)容。

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為了培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)意識(shí)，學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況自主安排做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，進(jìn)而發(fā)揮自己的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性。為了更好地同課堂教學(xué)相配合，要求學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安排同課程教學(xué)的進(jìn)度相匹配。在教師給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中，需要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?xì)化實(shí)驗(yàn)步驟，以及進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)果討論。同時(shí)為了拓展學(xué)生的思維，在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中需要提供更深層的理論和實(shí)踐問(wèn)題。

為了鍛煉學(xué)生學(xué)習(xí)的獨(dú)立性，在學(xué)生遇到不易解決的問(wèn)題時(shí)，教師首先要求學(xué)生自主查閱相關(guān)的科技圖書(shū)文獻(xiàn)解決，其次鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)與實(shí)驗(yàn)教師探討獲得解決方案，最后教師統(tǒng)一講授給出解決問(wèn)題的最佳方案。這樣的安排對(duì)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立解決問(wèn)題以及與他人溝通的能力有很大幫助。[5]

通過(guò)課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，同時(shí)將培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識(shí)融入其中，使學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺(jué)性明顯提高，期末考試成績(jī)大幅度提升，碩士研究生入學(xué)考試通過(guò)率和成績(jī)也都得到提高。

四、結(jié)束語(yǔ)

材料科學(xué)基礎(chǔ)作為一門(mén)理論和實(shí)踐性都很強(qiáng)的材料專業(yè)基礎(chǔ)核心課程，在其教學(xué)過(guò)程中除了理論講授之外還要進(jìn)行與理論緊密聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)。將這門(mén)課程的教學(xué)與培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新意識(shí)緊密結(jié)合起來(lái)，在培養(yǎng)符合21世紀(jì)需求的合格大學(xué)本科畢業(yè)生方面可以起到事半功倍的效果。

[ 注 釋 ]

[1] 郭元祥.知識(shí)的教育學(xué)立場(chǎng)[J].教育研究與實(shí)驗(yàn)，2009.

[2] 周亨近等.高分子材料與工程“寬專業(yè)”培養(yǎng)模式和課程體系的研究與實(shí)踐[J].化工高等教育，2002.

[3] 石珂德.材料科學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[4] 胡賡祥， 蔡珣.材料科學(xué)基礎(chǔ)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2001.

[5] 楊明波，楊惠，唐麗文.材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系的改革[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2007.

[責(zé)任編輯：覃侶冰]