白佳海，趙云霞，李國昌

(山東理工大學(xué) 材料學(xué)院，山東 淄博 255049)

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課堂教學(xué)的幾點看法

白佳海，趙云霞，李國昌

(山東理工大學(xué) 材料學(xué)院，山東 淄博 255049)

本文主要對作者在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課堂教學(xué)進(jìn)行了總結(jié)和分析，探討了課堂教學(xué)改革的必要性，并對今后的課堂教學(xué)改革進(jìn)行了展望。

材料學(xué)基礎(chǔ)；課堂綜合改革；項目驅(qū)動教學(xué)；案例教學(xué)

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》將各種材料(金屬、陶瓷、高分子材料)的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能建立在共同的理論基礎(chǔ)上，用于指導(dǎo)材料的研究、生產(chǎn)、應(yīng)用和發(fā)展[1]?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》在材料科學(xué)與工程學(xué)科體系中處于核心地位，是必修的學(xué)科基礎(chǔ)課程。設(shè)有材料科學(xué)與工程專業(yè)的院校，大多在積極推進(jìn)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的課程建設(shè)和教學(xué)改革，力求最佳的教學(xué)效果，以全面提升學(xué)生的科學(xué)和專業(yè)素養(yǎng)。

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》具有概念性極強、基礎(chǔ)理論非常抽象的特點，學(xué)生完全理解、掌握的難度較大。從全國范圍看，相關(guān)高等院校的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的課堂教學(xué)基本上還是以教師講解作為知識傳授的主要方式。這種以講解為主的課堂教學(xué)模式，雖然在一定程度上能幫助學(xué)生對難點、重點知識的掌握，但忽略了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和能動性，特別是不利于學(xué)生分析問題、解決問題的能力的培養(yǎng)，也容易導(dǎo)致學(xué)生理論與實踐的脫節(jié)。為了改變這種狀況，以浙江大學(xué)和武漢理工大學(xué)為代表的高等院校進(jìn)行了《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的課堂教學(xué)改革，主要的改革內(nèi)容是加強多媒體教學(xué)，開展網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)、案例教學(xué)和項目教學(xué)等，特別是增開了專門的實驗課程，利用實驗教學(xué)提高學(xué)生的動手能力和分析問題、解決問題的能力，并取得了一定的成果。

在學(xué)校教務(wù)處和學(xué)院的大力支持下，山東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的課堂教學(xué)方式、方法不斷改進(jìn)，教學(xué)效果不斷提升：改變了以前單一的課堂講授為主的教學(xué)模式，采用了形象直觀、生動活潑的討論式、互動式、啟發(fā)式的教學(xué)方法。討論式的教學(xué)方法能促進(jìn)學(xué)生積極思考，加強學(xué)生對所學(xué)知識的理解；利用思考題、隨堂提問等方式加強師生互動, 提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。此外，對易理解、掌握的知識，采取學(xué)生自學(xué)和課堂講授相結(jié)合的方法，培養(yǎng)學(xué)生獨立獲取知識的能力；對一些比較復(fù)雜和較難理解的內(nèi)容，采用圖片、模型、視頻等多媒體教學(xué)手段，加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果，使學(xué)生更好地掌握所學(xué)的專業(yè)理論知識。另外，針對本課程知識學(xué)習(xí)難度大的特點，采取了多上習(xí)題課、輔導(dǎo)課的方式，強化基本概念、基本原理的教學(xué)；進(jìn)行綜合性、實踐性題目的訓(xùn)練，提高學(xué)生的分析、判斷和推理的能力。雖然以上課堂教學(xué)方式、方法有力促進(jìn)了教學(xué)效果的不斷提高，但并沒有完全發(fā)揮出《材料科學(xué)基礎(chǔ)》作為一門應(yīng)用基礎(chǔ)性學(xué)科在培養(yǎng)應(yīng)用型人才方面所具有的優(yōu)勢。材料科學(xué)中的許多基礎(chǔ)理論，在材料的科研、生產(chǎn)、應(yīng)用等方面發(fā)揮著極大的作用，在培養(yǎng)學(xué)生的理論與實踐相結(jié)合的能力方面具有非常重要的作用，而在以往的課堂教學(xué)中并未很好地體現(xiàn)這一優(yōu)勢；另一方面，材料科學(xué)的發(fā)展速度很快，新材料、材料的新性能不斷出現(xiàn)，而這些新材料、新性能大多數(shù)是建立在材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論之上。因此，如何把材料科學(xué)領(lǐng)域的最新成果和材料科學(xué)的基本理論知識聯(lián)系起來，在及時反映最新研究成果的同時，有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，也是一個亟待解決的問題。此外，在《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的授課內(nèi)容中，有很多關(guān)于材料結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用方面的基礎(chǔ)理論，而以往教學(xué)很少引導(dǎo)學(xué)生利用這些基礎(chǔ)理論去分析、解決實際問題，忽視了對學(xué)生分析問題、解決問題的能力的培養(yǎng)。最后，由于諸多的因素，不少學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性較差，基本是課前不預(yù)習(xí)、課后不復(fù)習(xí)，單純依靠課堂聽講，影響了學(xué)習(xí)效果。因此，改革目前的考核方式，加強過程考核，也將有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和能動性。綜上所述，課堂教學(xué)還需不斷地探索新的教學(xué)模式和教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和能動性，不斷提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，同時培養(yǎng)學(xué)生的理論與實踐相結(jié)合的能力，有效地促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與工程素養(yǎng)的提高。

1 課堂教學(xué)的綜合改革的實施方案

通過多年的探討，作者開著了《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的課堂綜合改革，主要采用的是案例教學(xué)、任務(wù)教學(xué)和項目驅(qū)動教學(xué)等研究性教學(xué)方式，以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，并培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，促進(jìn)教學(xué)效果的不斷提升。具體實施方案如下：

1.1 案例教學(xué)

在課程綜合改革中，作者選擇的案例主要是當(dāng)前材料科學(xué)發(fā)展的最新研究成果，且該研究成果和課堂講授的基本理論知識應(yīng)密切聯(lián)系。根據(jù)課堂教學(xué)內(nèi)容，設(shè)定一個或幾個案例，安排學(xué)生利用課余時間預(yù)習(xí)授課內(nèi)容、查閱資料、分析案例、提煉結(jié)論，指導(dǎo)學(xué)生分析較這些科技成果所包含的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》中的基本理論知識，利用所學(xué)理論去解釋相關(guān)的物理化學(xué)現(xiàn)象。在學(xué)生完成案例分析的基礎(chǔ)上，利用課上時間開展討論，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力。同時，設(shè)置學(xué)生自主討論環(huán)節(jié)，加強學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師間的互動。這種案例教學(xué)的優(yōu)點是使課堂教學(xué)知識具有前沿性和科學(xué)性，讓學(xué)生在了解材料科學(xué)最新研究進(jìn)展的同時，強化學(xué)生對相關(guān)基本理論知識的學(xué)習(xí)和理解，做到理論和實際的緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主觀能動性。

1.2 任務(wù)教學(xué)

在課程綜合改革中，作者精選的任務(wù)特別強調(diào)了《材料科學(xué)基礎(chǔ)》中的基本理論和實際問題的結(jié)合，強調(diào)所學(xué)的基本理論知識的實際應(yīng)用。在學(xué)生熟練掌握基本理論知識的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生利用相關(guān)的理論去解決實際問題，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。任務(wù)教學(xué)的任務(wù)主要來源于科學(xué)或生產(chǎn)的實際問題，如利用鮑林規(guī)則解釋某種硅酸鹽礦物的晶體結(jié)構(gòu)，利用相圖的判讀規(guī)則詳細(xì)判讀相圖等，都是要求學(xué)生在掌握相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，用所學(xué)理論知識去解釋或者解決實際問題。在學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)任務(wù)后，開展課堂討論，設(shè)置學(xué)生的自主討論時間，加強學(xué)生間和學(xué)生、教師間的互動，活躍課堂氣氛，調(diào)動學(xué)生的積極性。任務(wù)教學(xué)的考核以學(xué)生的報告作為主要依據(jù)。

1.3 項目驅(qū)動教學(xué)

在課堂教學(xué)中，項目驅(qū)動教學(xué)是以實驗作為項目的核心內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生自主完成實驗預(yù)習(xí)(了解實驗背景、意義、原理等)、實驗操作和實驗結(jié)果的分析等，特別是強化結(jié)果的分析與討論，加強實驗結(jié)果的理論意義分析或?qū)嶋H應(yīng)用價值分析，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)或工程素養(yǎng)。如項目“泥漿膠溶實驗及其在生產(chǎn)中的實際應(yīng)用”，就是引導(dǎo)學(xué)生在自主查閱大量資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)實驗結(jié)果分析泥漿膠溶在生產(chǎn)中的實際應(yīng)用價值，從而培養(yǎng)學(xué)生的理論和實踐相結(jié)合的能力以及分析問題、解決問題的能力等。項目教學(xué)要求學(xué)生完成項目報告，包括背景介紹、實驗過程、結(jié)果以及對結(jié)果的討論與分析等。

由于課時所限，無論案例教學(xué)、任務(wù)教學(xué)或(和)項目教學(xué)，都要求學(xué)生利用課外時間完成相應(yīng)的案例、任務(wù)或(和)項目，且課外學(xué)習(xí)時間不能少于課堂學(xué)習(xí)時間，這要求學(xué)生必須利用課外時間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

2 評價方式

在課程教學(xué)綜合改革過程中，為了保障研究性教學(xué)的順利進(jìn)行，增強學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的能動性，作者采用了過程考核和期末考核相結(jié)合的評價方式，注重過程考核。在各種考核方式中，平時成績占20%，主要依據(jù)案例完成情況、課堂討論活躍度、考勤等確定；任務(wù)和項目考核占40%；期末考試成績占40%。

3 結(jié)束語

在課堂教學(xué)綜合改革過程中，作者主要開展了案例、任務(wù)和項目驅(qū)動教學(xué)等研究性教學(xué)方式，以促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的能動性，并培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的理論與實際相結(jié)合的工程實踐能力，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，為材料科學(xué)與工程專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)提供有力的支撐。

由于《材料科學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)改革還在實施過程中，難免會遇到許多問題，這需要在以后的教學(xué)改革中逐步解決。此外，以上實施方案還需在今后的教學(xué)中進(jìn)行驗證，并逐步改善，以更好地促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的不斷提高。

[1] 陸佩文.無機材料科學(xué)基礎(chǔ)[M].武漢:武漢理工大學(xué)出版社，1996.

(本文文獻(xiàn)格式：白佳海，趙云霞，李國昌.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課堂教學(xué)的幾點看法[J].山東化工,2017,46(5):129,131.)

2017-01-14

白佳海(1971—)，男，山東淄博人，副教授，主要從事無機非金屬材料的研究。

G642.421

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