材料科学基础范文

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【关键词】 材料学;材料科学基础;教学改革

材料是人类生存和发展的基础。纵观人类利用材料的历史,可以清楚地看到,每一种重要材料的发现和利用,都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平,给社会生产力和人类生活带来巨大的变化,把人类物质文明和精神文明向前推进一步。可以说没有半导体材料的开发和工业生产,便不可能有目前的计算机技术和现代信息技术革命;没有现代的高温高强度结构材料,便没有今天的宇航科技;没有低损耗的光导纤维,便不会出现光纤维的长距离传输,也无当前的光通信可言。高等院校深刻感受到材料对社会影响的方方面面,深刻认识到现代社会对材料学方面人才的需求。

我国各大高校纷纷设立了材料学院,并建立健全了材料学方面各类培养课程。材料科学基础是材料学专业学生必修的专业基础课。通过材料科学基础课程的学习, 可使学生掌握材料科学基础领域的基本理论知识和实验操作技能,以利于学生学习材料学专业的后续课程。[1-6]本论文通过分析材料学专业材料科学基础课程教学中存在的问题,阐明了材料学专业进行材料科学基础教学改革的必要性,并结合本人讲授材料科学基础过程中的体会,初步探讨了如何提高材料科学基础的教学效果,并对教学内容,教学方法等方面的改革进行了探讨。

1.材料学专业材料科学基础教学改革的必要性

随着现代社会对材料学人才的大量需求,材料学专业已逐步成为全国各大高校重要的组成部分,但由于专业的性质,材料学专业也是高校中最难学习的专业之一。要成为一个材料学专业合格的本科毕业生,既要具备化学方面的基础,又要物理方面的基础,还要掌握材料化学,材料物理等材料专业的知识。但由于学生大学学习的时间是有限的,这就造成材料学专业课程设置时,存在“课时紧,任务重” 的问题。以材料科学基础为例,材料学专业材料科学基础授课时间一般不少于120学时,而纵观全国各大高校材料学专业,材料科学基础通常为54学时,个别为72学时,且大多没有实验。这并不意味着材料学专业对材料科学基础的要求低,而是由于材料学专业课程多、学时紧等原因导致的无奈之举。材料科学基础学时少造成学生对材料科学基础的知识掌握肤浅,很难真正体会材料科学基础的本质,同时也影响了后续材料学专业课的学习。另外,不设材料科学基础实验,学生的动手能力得不到锻炼,在进行后续课程时没有任何基础,从而影响了其它材料学专业实验的顺利进行。总之,材料学专业材料科学基础教学存在的诸多弊端已严重地影响了材料学专业学生的正常学习,因此,材料学专业材料科学基础教学改革势在必行。

2.材料科学基础的课程内容和特点

材料科学基础是一门古老又新兴的课程,它是一门理论性强,内容丰富,掌握起来有相当难度的课程。同时,它也是一门重视实验,能够培养学生动手能力的课程。具体来讲,材料科学基础主要内容分为三大模块:第一模块为晶体结构和缺陷,包括各种晶体的空间结构、可能出现的各种缺陷及缺陷的表示法。本模块内容约占总学时的25%～35%;第二模块为原子及分子运动、材料的变形和再结晶,本模块内容约占总学时的45%～55%;第三模块为单元及多元相图,包括晶体的凝固和相图的关系、相图的分析等,本模块内容约占总学时的15%～25%。分析各模块的主要内容,可以提炼出材料科学基础主要包括晶体的结构及表示方法。[7-9]

3.材料学专业材料科学基础课程改革研究

3.1 教学内容改革

根据材料科学基础的主要内容和课程特点,结合材料学专业对材料科学基础的要求,我们对材料科学基础教学内容主要进行了如下改革:“精简内容,把握重点,强调相关。”材料科学基础经过上百年的发展,内容已经相当丰富,而且还在不断更新。如此庞大的内容仅仅通过短短的54学时或者72学时来顺利完成全部教学内容几乎是不可能的,因此,精简教学内容是材料科学基础教学必须进行的环节。针对材\料学专业的特点和材料学专业对材料科学基础的要求,并考虑到材料学专业材料科学基础没有实验的实际情况,我们对这三大模块进行了以下改革:首先,精简第三模块的内容,使其仅占总学时的5%,同时在第三模块中加入15%的实验内容,从而使学生掌握基本的实验操作;其次,把握第一模块的内容,第一模块为材料科学基础基础知识和基本理论,是材料科学基础学习的重点,这部分的学习可以使学生初步了解材料科学基础的本质,同时在第一模块增加材料科学基础的x衍射、透射电镜等基本的表征手段的学习,这部分内容达到总学时的40%;最后,强调第二模块中与材料学专业相关的材料科学基础内容, 占总学时的40%。第二模块的内容非常繁多,我们通过学习原子和分子的运动规律、材料的形变及再结晶规律,使学生能熟练掌握与材料学专业有关的材料科学基础知识,为后续材料学专业学习打下基础。

3.2 教学方法改革

材料科学基础是一门看似简单,但掌握起来却有相当难度的课程。在教学过程中必须尽快让学生掌握材料科学基础的学习方式,跟上上课节奏,学生才能有效地掌握这门课程。这就要求在教学过程中必须改革传统的灌输式教学方法。在教学实践中通过借鉴前人的经验和总结自己的教学过程中的教训,在教学方法上主要做了以下改革:(1)通过现实的例子,引发学生学习材料科学基础的兴趣。针对材料是科技的基础这特点,通过材料的突破实现国家的科技发展的例子,增加学生学习材料科学基础的兴趣。同时,介绍材料科学基础与材料学专业其他课程的关系,使学生了解材料科学基础对其专业学习的重要性,引起学生对材料科学基础学习的高度重视。比如讲到晶体结构和由于掺杂引起的缺陷内容时,可以介绍当前高科技领域的发展基本都是通过掺杂引起材料能带发生变化的特点,激励同学们努力学习好这门大部分高科技所需要的基础知识,为将来祖国的发展作出自己的贡献;同时介绍材料学专业方面的所有专业课或多或少的与这们课有关联的特点,使学生了解材料科学基础对其专业学习的重要性。(2)以晶体结构为主线,引导学生深刻理解物质的结构决定性质的原理。为了让学生更好地掌握晶体的结构缺陷和性质的关系,如必须使学生真正理解什么是位错运动,实际晶体结构中的位错是什么样子。(3)通过课本目录,帮助学生学会总结,比较,归纳。材料科学基础内容琐碎繁多,在学习过程中,必须及时总结,比较和归纳,才能将材料科学基础的内容形成整体,不致前面学的很快就忘记,影响后面内容的学习。在教学过程中,针对学生在长期学习过程中不看目录的缺点,我们强调了目录的作用。比如学习完一章后引导学生根据目录回忆本章主要内容,象本章包括几节,每节主要讲了什么主要内容,其中重点是什么等。然后引导学生比较这一章与前面几章的联系和区别。最后,分析学过的内容,总结和归纳出要掌握的主要内容。(4)逐步引导,培养学生自学。大学教学的一个很重要的任务就是教会学生自学,学生在学习材料科学基础的过程中对于晶体的结构和三元相图,掌握起来具有较大难度,需要老师讲解,但对于原子结构和键合相对简单,可以通过在老师引导下,学生自学的方式掌握。这既节约了学习时间,又有效地锻炼了学生的自学能力。(5)通过做凝固和晶体结构分析实验使学生对书本上学的凝固原理和晶体结构缺陷有更深入的了解,如让同学门把铁碳合金熔化后浇注在砂型腔里铸造成钢锭,研究是凝固原理对其结构的影响,然后把凝固后的钢锭用xrd(x射线衍射),研究其晶体结构和晶体缺陷,同时把钢锭磨平后在显微镜下研究其晶相,找出成分中的马氏体等晶相组织,与书上的相图对比,加深对书本上知识的理解。

3.3 考试方式改革

课程成绩的考核是课程的重要内容,考核方式对教学效果有很大的指导作用。针对材料科学基础的特点和主要内容,我们将材料科学基础的考试方式分为三块,一是传统的闭卷考试,占总成绩的60%,二是平时成绩,主要是作业完成情况和每章主要内容总结等,占20%,三是实验情况,在学生的实际操作中,考察学生的动手能力,以及通过实验考察学生对课本内容的理解能力占20%。其中在闭卷考试中,我们强调了课本的基本知识,同时,有相当数量的综合题主要考察学生对所学的内容的综合应用情况,而概念题则考察学生对材料科学基础结构和本质的理解情况。

4.结论

通过以上教学改革探索,激发了学生学习材料科学基础的兴趣,加深了学生对材料科学基础这门课的理解,为后续的材料学专业的课程学习打下了坚实的基础。

参考文献

1 张莉芹.“材料科学基础”多媒体教学浅析[j].中国冶金教育,2008,5:58-59.

2 张建新. 《材料科学基础》本科教学的改革与实践[j].科技信息,2009,21:114-115.

3 王小槐,张照军.《材料科学基础 综合设计型实验教学的探索[j].实验室研究与探索,2004,23(1):62-64.

4 杜双明.材料科学基础课程教学质量保障系统[j]. 技术与创新管理,2008,29(6):649-651.

5 付猛,沈榕.论材料科学基础课程建设的基本原则[j].时代教育,2008,10:44-45.

6 王章忠, 张祖凤, 巴志新. 应用型本科《材料科学基础>>课程建设与改革[j]. 南京工程学院学报(社会科学版),2005,5(2):65-66

7 胡赓祥,蔡珣.材料科学基础[m].上海:上海交通大学出版社,2002.

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关键字：材料、材料科学基础、教学方式、改革

中图分类号：G421 文献标识码：A

材料是人类生存和发展的基础，对人类历史的进程起着关键性的作用。纵观历史，人类使用材料已经有很悠久，可以清楚地看到随着人类文明和生产的发展，人类对材料的要求不断增加和提高，于是由采用天然材料进而为加工制作，再发展成为研制合成。在近代科学技术的推动下，材料的品种日益增多，不同效能的新材料不断涌现，原有材料的性能也更为改善与提高、力求满足各种使用要求。人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平,给社会生产力和人类生活带来巨大的变化,把人类物质文明和精神文明向前推进一步，因此材料科学又成为科学技术发展的基础、工业生产的支柱。我国高等院校深刻感受到材料对社会影响的方方面面,深刻认识到现代社会对材料学方面人才的需求。

《材料科学基础》是一门古老又新兴的课程,它是一门理论性强,内容丰富,掌握起来有相当难度的课程。同时,它也是一门重视实验,能够培养学生动手能力的课程[1、2]。教学实践证明，《材料科学基础》课程的教学内容不但具有明显的基础性、文理性和实践性，而且还有知识点多、内容繁杂、抽象难记、教学难点突出的特点。随着材料科学技术的不断发展，各种新型材料、新工艺、新技术和新理论已经充分融入到现阶段的教材内容中，从而使教学内容不再是只有枯燥的概念、难以理解的原理、单调的方法和规则的简单地相结合，而是由知识传授与技能训练相互渗透所形成的完整体系。

一、学科实行教学改革的必要性

随着现代社会对材料学人才的大量需求,材料学专业已逐步成为全国各大工科高校研究生教学的一部分。由于研究生学习的时间是有限的,这就造成《材料科学基础》课程设置时,存在“课时紧、任务重” 的问题。材料科学基础学时少造成学生对材料科学基础的知识掌握肤浅,很难真正体会到材料科学基础的本质,同时也影响了后续专业课的学习[3-5]。另外,没有有关的材料科学基础实验,学生的动手能力得不到锻炼,在进行后续课程时没有任何基础,从而影响了其它实验的顺利进行。故此,材料科学基础教学改革势在必行。

二、教学内容改革

材料科学基础经过上百年的发展,内容已经相当丰富,而且还在不断更新。根据《材料科学基础》的主要内容和课程特点,并且结合我校汽车与交通学院对材料科学基础的要求,将对《材料科学基础》这门学科的教学内容进行了改革探索。庞大的教学内容仅仅通过短短的54学时或者72学时来顺利完成全部教学内容几乎是不可能的。因此，精简教学内容是材料科学基础教学必须进行的环节。将冗长绕口的书本内容经过提炼后总结出言简意赅的话语，而且在授课过程中始终贯穿着这门学科的重点内容，让学生牢牢将理论与实际紧密联系起来，时时刻刻强调它们之间的相关性。

将《材料科学基础》的教学内容划分为三个板块：

第一板块是晶体结构和缺陷,包括各种晶体的空间结构、可能出现的各种缺陷及缺陷的表示法。这部分是材料科学基础基础知识和基本理论,是材料科学基础学习的重点。通过对这部分的学习可以使学生初步了解材料科学基础的本质,同时在第一模块增加材料科学基础的X衍射、透射电镜等基本的表征手段的学习,这部分内容达到总学时的40%。

第二板块是原子及分子运动、材料的变形和再结晶。这部分的内容非常繁多,让学生通过学习原子和分子的运动规律、材料的形变及再结晶规律,能够熟练掌握与材料学专业有关的材料科学基础知识,为后续专业学习打下良好而又坚定的学科基础。这部分的教学内容占到总学时的40%。

第三板块是单元及多元相图,包括晶体的凝固和相图的关系、相图的分析等。安排这个板块的教学内容仅占总学时的5%,同时再增加15%的实验内容,通过实验操作从而使学生了解各种分析测试仪器的使用说明，并且掌握基本的实验操作流程。

三、教学方法改革《材料科学基础》是一门看似简单,但掌握起来却有相当难度的课程。在教学过程中必须尽快让学生掌握材料科学基础的学习方式,跟上上课的节奏,学生才能有效地掌握这门课程。这就要求在教学过程中必须改革传统的灌输式教学方法[6]。在教学实践中通过借鉴前人的经验和总结自己的教学过程中的教训,在教学方法上主要做了以下改革:

通过多媒体教学的视觉效果激发学生对本学科学习的兴趣。兴趣是引导学生学习的老师，那么从改掉原来一直以板书为主色调的教学方式开始，采用flas、Power point课件等多媒体教学工具进行教学辅助。多媒体教学可以使一些较为抽象的概念变为生动形象化的动画过程，也可以把无法直接观察的结构变化形象地展示给学生，既加深学生对知识的理解，又提高了学生对本学科的学习兴趣。

通过对实际生活中实例的研究与讨论，强调理论联系实际的重要性。学生只是一味地通过听老师讲解知识也是调动不起学习的主动性，所以课下给学生布置一些搜集信息的教学任务，在课堂上给学生一个开展当前高科技领域所应用到的本学科知识的实例讲解舞台，这样不仅可以调动学生学习的积极性，还能锻炼他们收集信息的能力，同时能够将所学的理论知识融入到现实生活中的实例中，突出了理论联系实际的重要性。

通过教师在教学过程中逐步引导学生学习方式,培养学生的自学能力。研究生教学的另一个很重要的任务就是教师需要教会学生怎样自学，针对一些相对简单易懂的教学内容，可以通过教师的引导，让学生自己通过自学来掌握，而那些掌握起来难度较大的教学内容则通过教师的讲解使学生消化吸收。这既节约了学习的时间,又能有效地锻炼了学生的自学能力。

（4）通过学生亲自做相关的实验，不仅可以对知识有了进一步的消化和吸收，还可以增强学生的动手操作能力。如果只单单进行理论上的研究也是教学上的败笔，不如通过实验让学生亲观察各种材料的晶体和晶粒的物理变化，这样既可以锻炼了学生的动手操作能力，又让学生对所学知识得到了升华，使得教学变得不再是那么死板。例如做凝固和晶体结构分析实验使学生对书本上学的凝固原理和晶体结构缺陷有更深入的了解,如让同学门把铁碳合金熔化后浇注在砂型腔里铸造成钢锭,研究是凝固原理对其结构的影响,然后把凝固后的钢锭用XRD(X射线衍射),研究其晶体结构和晶体缺陷,同时把钢锭磨平后在显微镜下研究其晶相,找出成分中的马氏体等晶相组织,与书上的相图对比,加深对书本上知识的理解[7、8]。

四、考试方式改革课程成绩的考核是课程的重要内容,考核方式对教学效果有很大的指导作用。针对《材料科学基础》的特点和主要内容,将《材料科学基础》这门学科的考试方式分为三部分：一是传统的闭卷考试,占总成绩的60%；二是平时成绩,主要是作业完成情况和每章主要内容总结等,占20%；三是实验情况,在学生的实际操作中,考察学生的动手能力,以及通过实验考察学生对课本内容的理解能力占20%。其中在闭卷考试中,重点强调了学生对课本基本知识的掌握情况,同时,有相当数量的综合题主要考察学生对所学的内容的综合应用情况,而概念题则考察学生对材料科学基础结构和本质的理解情况。五、结论

通过强调理论联系实际、多媒体教学设备辅助课堂教学、添加实验操作课程等教学改革，讲、思、做三者的相结合不仅激发了学生对该课程的浓厚兴趣，提高了自身的自学能力，增强了动手操作能力，同时还使学生对所学内容进行了进一步的理解和升华。

参考文献

[1] 雷惠贞.基于创新能力提升的我国研究型大学研究生培养机制改革[J].浙江工业大学学报（社会科学版）,2011.9:319-326

[2] 张盛伟,范军伟.中美研究型大学研究生培养模式之比较[J].宁波大学学报（教育科学版）,2009.6:86~89

[3] 杜双明.材料科学基础课程教学质量保障系统[J]. 技术与创新管理,2008,29(6):649-651.

[4] 王章忠, 张祖凤, 巴志新. 应用型本科《材料科学基础》课程建设与改革[J]. 南京工程学院学报(社会科学版),2005,5(2):65-66

[5] 胡赓祥,蔡珣.材料科学基础[M].上海:上海交通大学出版社,2002.

[6] 付猛,沈榕.论材料科学基础课程建设的基本原则[J].时代教育,2008,10:44-45.

[7] 陶杰,姚正军,薛烽.材料科学基础[M].北京:化学工业出版社,2006.[8] 齐义辉,韩萍.材料科学基础课程的教学改革与实践[J].辽宁工学院学报,2007,19(2):138-139.

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关键词：材料科学基础；课程体系；优化

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0119-03

随着现代科学技术的高速发展，自然科学之间更加相互渗透、融合和交叉。陈旧的基础课教学内容和体系与新的科学前沿理论的矛盾日益突出，因此，有必要对现有的知识体系和专业格局进行调整和重组，建立综合性材料科学与工程专业，以适应未来知识经济的发展对材料类专业人才的需求。“材料科学与工程”专业在教育部1998年正式颁布的本科专业目录中作为引导性专业提出，体现了材料科学与材料工程相互交叉与相互渗透综合的发展趋势，也符合社会所需复合型人才成长的要求。“材料科学基础”是该专业的一门重要的专业基础课程，担负着公共基础课和专业课程之间的衔接作用，也是研究生入学的必考课程。该课程对材料科学与工程专业人才运用理论知识解决实际问题的能力的培养、创新能力的培养、科学的思维方法的培养和整体知识结构的构建具有奠基作用。因此，我们在教学内容方面进行了改革与优化整合。

一、教学内容优化的动因

根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路及1997年国务院学位办颁发的新专业目录中提出的引导性专业——材料科学与工程专业，部分高校材料类的专业设置不再分为无机非金属材料工程、高分子材料与工程和金属材料，而是按照材料科学与工程一级学科进行重新设置，“材料科学基础”作为材料科学与工程专业的专业基础课，其教学内容和教学体系也进行了相应的改革。安徽建筑工业学院作为建筑类一般本科院校，其材料类专业是按二级学科进行课程设置，设高分子材料与工程、无机非金属材料工程以及电子科学与技术（电子材料方向）三个材料类专业，各成体系。其中关于材料科学基础的教学从各专业课程的安排上看，无机非金属材料工程专业和电子科学与技术（电子材料方向）专业开设“无机材料科学基础”，其重点是无机材料的结构、组成和性能之间的关系及其变化规律，内容相近；而高分子材料与工程专业未单独开设材料科学基础课程，材料科学基础中大部分相关的理论分散在专业基础课程“高分子化学”和“高分子物理”中，其中涉及较多的是制备科学而关于高温烧结、扩散、固相反应和相变过程及晶体结构和缺陷理论则涉及的较少。然而，社会需要的人才正向着复合型人才发展，材料也正在向着功能型和复合型发展，因此为了满足社会对材料类人才的要求，培养人才应具有大材料专业的理论基础，故必须对无机材料科学基础的教学内容进行合理的优化和整合，同时考虑安徽建筑工业学院的特色，构建具有自己特色的“材料科学基础”一级学科平台课程体系。

二、教学内容的优化原则

围绕材料科学与工程专业培养目标和人才培养规格构建具有建筑类一般本科院校办学特色的材料科学基础学科基础平台课程，其重点是“厚基础、宽口径”，夯实学生的学科基础知识，强化实验技能的培养，增强学生对社会的适用能力；加强相关课程的综合，一起考虑高分子材料与工程、无机非金属材料工程以及电子科学与技术（电子材料方向）三个专业的相近课程，根据无机材料科学基础、高分子物理和高分子化学课程在人才培养中的作用，对其重新定位，整体优化课程体系；同时坚持先进性原则，突出高、新、精、实的特点，紧跟学科发展前沿。

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关键词：材料科学基础 实验课 多媒体教学 网络教学

Construction of multimedia and network teaching for foundation of materials science experimental lesson

Liu Xiaoying， Zhao Jie， Zou Longjiang， Ji Shouhua

Dalian university of technology， Dalian， 116024， China

Abstract： Based on the character of multimedia teaching and network teaching， the construction methods for foundation of materials science experimental lesson are put forward. Compared with traditionally experimental lesson， the advantage and disadvantage of multimedia teaching and network teaching are pointed out， and the improvement methods are mentioned.

Key words： foundation of materials science； experimental lesson； multimedia teaching； network teaching

材料科学基础是材料科学与工程专业中重要的专业基础课，该课程对构建材料专业技术人员的专业知识体系和后续其他专业课的学习具有非常重要的作用。它以材料学领域的基础理论知识为背景，阐述了各种材料的共性基础知识，从材料的组织结构出发，研究材料的性能与材料结构和制备工艺之间的关系，既具有较强的理论性，又与生产实际有紧密的联系[1]。材料科学基础实验课则是为本科生开设的实践性较强的必修课，是以理论与实践相结合的方式深化学生对理论知识的学习，并提高其动手操作能力的重要途径。强化课程实验和实践环节的教学，无论对学生基础理论知识的掌握还是工程实践能力的培养都具有举足轻重的作用。在材料科学基础课程中主要有两类实验：验证性实验和设计性实验。前者是使学生验证已学过的理论，巩固已学过的知识，加深对知识的理解。后者在于培养学生综合应用所学知识的能力，培养学生动手和亲自设计实验、研究解决工程实际问题的能力，并使学生获得书本以外的知识和技能[2]。因此加强材料科学基础实验教学环节的改革与研究，对培养学生的科学实验能力和创新能力至关重要。目前部分材料科学基础开放性实验以教师板书实验内容为主，存在学习途径单一，教学方式简单，人多设备少不能实现每人都操作等问题。如何拓展学习途径，改进实验方法，激发学生学习兴趣，引导学生全面深入学习，提高学生动手操作能力和认识水平成为亟待解决的重要问题。现在计算机和网络已经广泛普及，学生接触计算机和网络的机会日益增加，多媒体及网络实验教学成为解决上述问题的重要途径。

1 多媒体及网络教学的特点

多媒体及网络教学是指在教学过程中，根据教学目标和教学对象的特点，通过教学设计，合理选择和运用现代教学媒体及网络，并与传统教学手段有机组合，共同完成实验教学，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果[3]。我们通常所说的多媒体及网络教学是特指运用多媒体计算机将预先制作的多媒体教学课件及软件通过网络开展的教学活动。它又称为计算机辅助教学（Computer Assisted Instruction，CAI）。

多媒体及网络教学平台具有以下特点：

（1）集成性高。能够对信息进行多通道统一获取、存储、组织与合成。这是纸质书籍所不能比拟的。

（2）信息量大。网络犹如浩瀚的海洋，通过它可以获得大量的知识和信息。

（3）交互性强。交互性是计算机有别于传统信息交流媒体的主要特点之一。传统信息交流媒体只能单向地、被动地传播信息，而互联网技术则可以实现人对信息的主动选择和控制。

（4）实时性强。当用户给出操作命令时，相应的多媒体及网络信息都能够得到实时控制。

（5）耗时间短。获取同样多的信息，多媒体及网络所需时间较少，效率更高。

2 与传统实验课相比存在的优势与不足

多媒体及网络教学是一种先进的教学手段。随着科技进步及计算机技术的发展，多媒体教学及网络教学方式越来越多地应用于当代大学课堂。利用现代化的多媒体及网络手段进行材料科学基础实验课的教学，不仅是教学方式的改革，同时对于优化教学过程，提高教学效率及教学质量，激发学生的学习兴趣，充分调动学生的积极性，提高动手操作和解决问题的能力都具有非常重要的作用。

运用多媒体，可以模拟各类理论及实际情况，使学生仿佛身临其境，寓教于乐，化抽象为直观，化复杂多变为简单明了，从有限的实验项目中学到丰富的理论知识，从而达到良好的互动及学习效果。通过网络形式展示实验过程及结果，可以节约时间，提高效率，调动学生的学习积极性，拓展他们的学习途径。

我们在关注多媒体及网络教学优越性的同时，也要注意其存在不利于学生形象思维能力培养，师生面对面的交流受到限制，多媒体及网络教学使用“程度”的把握需要进一步实践检验等问题。在教学中要注意优化多种教学手段，重点使用“参与式”和“互动式”的教学手段。注意不要以讲代做，要加强学生综合设计能力和实际动手操作能力的培养。

3 多媒体及网络教学的改进方法

在实验课中运用多媒体及网络教学手段时，教师必须谨记“多媒体及网络仅是取得良好教学效果的辅助手段，是为教学服务的”，在实施过程中也要牢记以提高学生认知能力为主导，努力做到扬长避短，以提高教学质量。

（1）作为材料科学基础课程实验教师，要与主讲教师良好沟通，针对不同学习内容开设不同实验课，以期最大限度地发挥实验课的作用，提高学生对理论知识的认识，同时有针对性地准备多媒体课件，包括视频、音频、软件、图片等。

（2）从实验课教师角度讲，不要过多地依赖多媒体及网络，要正确地认识其在教学中的作用，牢记多媒体及网络仅仅是一种教学手段而不是教学内容的全部。一定要根据具体的理论课内容选用适当的实验课多媒体教学内容，而不是全部使用多媒体及网络教学，避免其喧宾夺主，占用学生大量动手操作的时间。如在讲解设备原理与操作步骤及注意事项时，可用多媒体进行播放，深化学生的认识与理解。而具体操作过程及实验结果的获得则要由学生自己完成，以加深印象，同时提高学生的实验设计能力及综合分析能力。

（3）从学生角度来讲，需要教师有重点地制作实验课多媒体及网络教学课件，将某一理论知识以形式多样的实验方式传授给学生，加深他们对理论知识的理解和掌握。同时针对学生求知欲旺、好奇心强、计算机知识丰富的特点，加强实验课中实验过程的软件模拟环节，将复杂的、受限于实验条件而难以实际动手操作的实验以直观的方式呈现在学生面前，以提高实验效率和学生参与积极性。

4 平台建设主要内容

针对材料科学基础实验课的现状，结合笔者多年的教学经验提出实验课多媒体教学及网络教学平台建设主要内容：

（1）全面按照教材组织实验教学，增加利用多媒体、网络手段进行实验教学的环节。开发“材料科学基础开放性实验”多媒体授课系统，将多媒体实验教学软件中适于自学的教学PPT（包括验证性实验和演示性实验）、实验指导书及复习资料等电子资源上网，供学生随时学习。

（2）全面采用现代教育技术开展课程教学工作，基本建成实验课程网络教学体系。完善网络实验课程教学内容，开发适合网络教学的实验教学软件，实现网络化授课，将教师授课视频放到网上，促进资源共享。搭建基于动态网页的网络资源系统，制作基本理论知识和实验过程的视频和动画，使材料科学基础课程与开放性实验课程内容紧密结合。

（3）开发虚拟实验软件，将部分实验过程用计算机模拟，提高实验效率和学生的参与积极性。

（4）开发网上实验选课系统和评分系统，达到资源充分利用及优化配置。开展网上答疑、在线交流及BBS论坛建设，提供教师与学生互动沟通的平台。

参考文献

[1] 赵杰.材料科学基础[M].大连：大连理工大学出版社，2010.

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关键词：翻转课堂；材料科学基础；教学模式

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）09-0176-02

翻转课堂这一概念，最初来源于2000年J.Wesley Baker在第11届大学教学国际会议上所发表的论文[1]。此后经过了多次的演化后所逐步形成一种新型的教学模式，其主旨是指在教学过程中，重新调整课堂内外的时间分配，将学习的决定权从教师手中移交给学生。把以“教”为主的教学模式进化为以“学”为主的教学模式。在这种教学模式下，知识的掌握并不主要是由教师在课堂上所传授，而是学生通过多种形式自主完成相关知识的学习。

翻转课堂模式将多种学习方式、教学方法和学习工具结合在一起，目的就是让学习从单一的“课堂听讲，课下复习”的教学模式变得更加灵活、主动、具有针对性，让学生的参与度更强，提高学生学习的积极性[2]。与传统的教学模式相比，翻转课堂对知识的传授模式进行了基本的改变，转变了教师和学生的角色，即：让学生先进行了学习，然后教师再进行反馈式教学，这种颠覆性的教学模式不仅满足了学生个体的学习需求，还使其更加符合教学规律。其教学的本质是帮助学生实现主动的，有目的性的深度学习。众所周知，在传统的教学模式中，教师一直占据课堂中的主体，学生只能被动地接受教师所讲述的内容，教师了解学生对知识点的掌握情况主要是从作业和考试的情况来获取。而在翻转课堂中，课堂教学中老师只起着引导和辅助的作用，课堂自始至终贯穿着“提出问题，解决问题”，突出了学生在教学过程中的主体地位。学生在课前完成对相关知识的吸收，在课堂上以讨论和质疑等多种形式完成对知识的进一步进行消化和深入理解。

一、“材料科学基础”课程的教学特点及实施翻转课堂的优势

“材料基础课程”是我校学生所学的最重要，学时数最多的学科基础课程。它主要从一级学科层次阐述材料的组成与结构、制备与加工、性质、使用性能等材料科学与工程主要规律。同时，该课程在知识体系构造方面也逐步揉和多种材料共同的科学原理及技术基础，既突出不同材料的共性，又兼顾不同材料的个性。因此，材料科学基础课程所传授的关于材料的基本共性的相关知识在基础课和专业课程之前起着重要的承上启下的作用。

在翻转课堂的教学形式中学生课前的自主学习是通过教师事先提供的教学视频来完成的。因此，其教学活动中的最重要条件之一就是教师所提供的视频。目前，该课程即将成为“慕课”课程，其教学视频是根据教材中的相关知识点所录制的。以知识点为基的“慕课”视频为重点，以学时数为基的爱课程网上的教学视频为辅，将两者相结合的课前网络学习将使学生学习能更快的进入学习状态，更快的掌握学习重点难点。

二、“材料科学基础”翻转课堂的教学模式讨论

（一）课程内容的设计

翻转课堂虽然是一种新型的能调动学生学习积极性的教学模式，但其实施并不是在一门课程的教学活动中从头至尾进行。目前我校的“材料科学基础课程”的教学是采用传统的教学模式和翻转课堂相结合的形式。同时，翻转课堂也不应该是单纯地将课堂授课内容转移到课堂之外由学生自学就称之为翻转课堂。实施翻转课堂应对传统的教学内容及学时分配做一个全新的设计。翻转课堂教学内容的选取的原则是：章节中的前言或综述，或设计太多公式的推导都不适用于翻转课堂。目前，我们在“材料科学基础”课程中采用翻转课堂的是晶体结构中的层状硅酸盐晶体结构，结构缺陷中的固溶体及固溶体对性能的影响，熔融态和非晶态中玻璃的结构学说，扩散中的扩散系数，固相反应中的影响固相反应的因素等章节。这些内容基本都是该章中的倒数第一或第二小节，都为该章中内容最主要的部分。学生经过前期的内容学习，基本掌握了该章中的一些新的基本概念和理念，有了一定的基础后，再进行翻转课堂的实施就容易多了。如果在每章课程中开始或中期实施，可能学生的主要精力就放在了新的基本概念的理解，若再要求他们对知识点进行融会贯通可能就有一定的难度。

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论文摘　要：根据材料化学本科专业人才培养目标和材料化学学科专业特点，通过改革原有的课程体系，优化课程结构，修订完善了材料化学本科专业人才培养方案。新的培养方案更好地体现了材料化学专业的特色，体现了“厚基础、强能力、重实践”的人才培养要求。

材料化学作为化学和材料科学的一个交叉学科，受到了各国政府的重视，许多高校纷纷设立材料化学专业。为适应21世纪社会对材料化学专业人才的需求，经安徽省教育厅批准，我校于2003年增设了材料化学本科专业，并在当年正式招生，目前已经有5届毕业生，学生就业情况良好。材料化学作为材料科学与工程学科的二级学科专业，培养的是应用型理科人才，所以材料化学专业学生不但要加强数学、物理、化学及材料学科等基础理论知识的学习，还必须接受更多的应用性、实践性的知识教育。如何完成这一培养目标，使材料化学专业人才的培养能够满足现代化社会发展对本专业人才的需求，是高校材料化学专业教育工作者必须面对的现实问题。只有进一步转变教育思想和观念，深化教育改革，革新教学体系，优化课程体系中实践性教学环节，才能培养出掌握基本理论知识，动手能力强，富有创造精神的材料化学专业人才，才能办出高水平的材料化学专业，以满足经济建设和社会发展的需求。

1　材料化学专业人才培养方案基本框架

从“厚基础、强能力、重实践”的人才培养总体要求出发，设计培养方案、课程体系，优化教学内容。我校材料化学专业教育内容和知识体系由公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五大部分内容构成。

公共基础课程包括：思想教育，体育活动，大学英语和计算机基础等。

通识教育课程包括：人文社会类，自然科学和艺术类等知识体系。

专业课程包括：大类平台专业基础课程和材料化学专业课程。

专业选修课程包括：材料化学专业方向性选修课程。

实践性课程包括：课程设计、毕业实习、毕业论文、社会实践、科技活动等材料化学专业实践训练知识体系。

2　材料化学专业课程体系设计

材料化学作为化学和材料科学的交叉学科，其课程要求学生掌握材料化学的基础知识和基础理论，培养学生具有材料的制备、表征、技术开发和生产的基本能力。在构建材料化学专业课程体系时，我们一直强化教学环节的科学性、系统性和综合性，将所有教育环节分为公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五个知识体系。其专业课程体系以无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的理论课程和实验课程基础，把材料科学基础、材料化学、材料物理等作为本专业的入门专业课程。在经过这些课程的学习之后，陆续学习高分子化学、高分子物理、材料性能学、材料现代分析技术、机械制图等专业课程，在此基础上通过专业选修课程的学习形成专业特色方向。并通过开设材料科学导论、纳米材料导论等任选课程拓宽学生的知识面。为了淡化专业界限，我校材料化学专业和化学、应用化学专业实施按大类培养，统一设置通识教育和基础教育平台。在2011年修订的材料化学专业人才培养方案中，课程教学计划课内总学时为2633学时，学生毕业应取得总学分为154学分，其中，通识教育和基础教育与我校化学专业和应用化学专业一致；专业教育、实践教学和综合教育的课程体系与化学专业和应用化学专业有区别的开设，更加突显材料化学的特色。

3　构建相对完善的实践教学体系

3.1　构建新的实践教学体系

材料化学作为一门实践性很强的交叉学科，在教学计划中强化实践教学环节，确保实践教学环节的实施。按照本专业人才培养目标的定位，我们优化完善了实践教学体系。将实践教学体系分为三个层次：一是基础实验层次，注重基础技能训练，培养学生对科学现象的观察和分析能力；二是测量实验层次，注重专业技能训练，设置了课程设计、综合性和设计性实验等内容，培养学生的专业实践能力；三是综合实践层次，注重综合素质训练，设置了毕业设计（论文）、社会实践、科技竞赛和创新性实践活动等内容，培养学生对所学知识的综合运用能力。

3.2　更新重组实践教学内容

在2011年修订的人才培养方案中实践教学环节为35学分，占总学分的22.7%。实践教学内容重点强调以能力培养为核心，优化和重组了原四大化学（无机、有机、分析和物理化学）实验教学的内容与结构，将实践教学内容分层次进行教学，确立了基础实验、测量实验和专业实验三层次的实验教学体系，涵盖了验证性实验、综合设计性实验和研究性实验等教学内容。同时，积极推进实践教学内容的更新和方法手段的改革，减少验证性实验，积极创造条件增开综合性、设计性实验、研究性实验，强化毕业论文实践环节的检查和指导；加强校企合作，积极安排生产实习和社会实践活动，进一步加强对学生实验技能、实践能力的培养，培养学生的动手能力和创新能力。

4　结语

材料化学专业的培养方案、课程体系的探索和完善将是在科学发展观的指导下我们今后多年的一大工作任务。要坚持以就业为导向定位人才培养目标，结合社会需求和学科发展实际，研究建立专业人才培养模式，提高材料化学专业毕业生的就业能力；以能力培养为本位构建专业课程体系，提高学生的理论知识水平，课程体系遵循“厚基础、强能力、重实践”的人才培养模式制定教学计划，在四年教学计划的基础上，分析理论教学相关课程，优化教学内容，合理分配理论课程学时数，使课程体系逐渐趋于科学、规范，达到构建合理的专业课程体系、优化学生知识结构和促进专业人才培养的目的。

参考文献

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[3] 易清风，申少华，肖秋国，等.教学研究型高校材料化学专业创新人才培养模式的探索与研究[J].广东化工，2011，38（10）：174-175.

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[5] 孙建之.材料化学专业实践教学体系的改革[J].中国教育技术装备，2011（1）：66.

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一、教材内容并不完善，适当微调简约明了

翻开教材——《比较柔韧性》，这是物质世界材料单元关于研究物质特性中的一课。教材一开始就要求对木头、纸、金属和塑料四种材料比较柔韧性，而后的活动中却只要求比较木头、金属和塑料的柔韧性。为什么会舍弃纸呢，这样前后不是出现矛盾了吗？于是我决定找齐上述四种材料试试。但是不管怎样控制变量，弯曲程度许多时候都是纸最大，找来质地最硬朗的卡纸，也不过与塑料相持不下。静下心来仔细思考，铁、木、塑料、纸四种材料比较韧性，总觉得有一种说不出的别扭感。

大家都知道，纸是由植物（如木）材料被细碎后重新组合的“合成物”，所以纸和木都属于纤维材料，一个是合成的，一个是自然而成的。塑料为高分子化合物，并不是一种纯物质，它是由许多材料配制而成的。把纸放入四种材料中进行韧性比较，是不合适的，很难与其它三种材料相提并论。照此说来，布也可以比，那么教材开头的表述明显不科学。于是，我果断划去了教材中的纸字。笔者认为适当地对教材做出如此处理，学生成功几率提高，是只会有利而无害的。

二、概念建立期待严密，实验结果实事求是

何为“柔韧性”？材料抵抗冲击载荷的能力称为柔韧性，即材料承受冲击载荷时迅速产生塑性变形的性能。在材料一定的情况下，强度与柔韧性总是一对矛盾体：强度上升，柔韧性下降，反之，强度下降，柔韧性上升。所以，我们常说到的强韧性，就是强度和柔韧性的统一。离开强度，单谈柔韧性，任何材料放在一起比，答案只能是“没有答案”。首先，材料柔韧性有多种表征方法，不同方法间并不一定有严格的定量关系；其次，不同材料的柔韧性根本无法比较，因不同应用领域对柔韧性的理解也不同；第三，材料的不同使用场合对柔韧性好坏的敏感性有很大差别，此处“最好”，换个地方就可能很差。那么，这样看来，教材似乎是有值得商榷之处。

教材中柔韧性的概念是通过弯曲程度来建立的，其实对于小学生要不要一定给出“柔韧性”这个科学概念，是值得思考的。因为实验中我们所观察到的现象也就是弯曲程度大小，能给孩子们的结论也就是弯曲程度的大小。“弯曲程度=柔韧性”，这不科学吧！笔者在教学时，发现在实验记录单的结论“这说明了什么”一栏中，许多小组都写上了“这说明了塑料弯曲程度最大”。于是，“将错就错”，顺水推舟，就把课题改为了——《比较材料弯曲程度》，因为这是学生通过自己操作所能观察到的真实结果，不忍心强制灌入“目前还不属于他们”的东西。

三、操作遭遇大概大致，实验器材“老店新开”

“相同宽度、厚度的木条、金属条、纸条和塑料条，在一端挂上一个相同重的重物……”，这是教材中对实验器材的描述。“相同宽度、厚度的木条、金属条和塑料条”，除了定制，没有别的办法能办到。用尺子代替，“相同宽度、厚度”满足不了是小事，实验结果大相径庭必让学生“雾里看花”，无法分辨“谁真谁假”。倒是购买的实验工具箱里三根小棒使人眼睛一亮，大小、粗细、长短都一样，足可以作为孩子探究时证据意识的给养。可是一端压在桌上，一端挂重物，旁边放刻度尺，这边要平视读数，对于三年级孩子来讲操作难度很大，要注意的细节很多，光这一实验40分钟时间能完成已属不易；且极容易走向一种“大概数”、“大致样”的境界，而这是与科学精神极其违背的。

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关键词：课程改革 人才培养 工程实践 材料成形技术基础

Research and exploration on the curriculum reforms of fundamentals of material forming technology

Li Zhiyang， Zhang Fubao， Ni Hongjun， Huang Mingyu

Nantong university， Nantong， 226019， China

Abstract： Fundamentals of material forming technology curriculum reform methods and results were discussed. Pointed out that the teaching reform must be student-centered， quality and capacity development throughout every aspect of the teaching， while at the same time compatible with regional economic development， adhere to the actual engineering-oriented， targeted to carry out personnel training.

Key words： curriculum reform； personnel training； engineering practice； fundamentals of material forming technology

随着科学技术和社会经济的迅速发展，新知识、新技术的增长速度越来越快，新兴学科、边缘学科、交叉学科不断地兴起和发展，为了培养具有适应性和创造性的高素质人才，课程教学改革已成必然趋势，也成为我国教育改革与发展的重点和难点之一[1]。大力推进课程改革是推进素质教育，促进教师专业化成长，提升学生综合素质（特别是培养创新精神和实践能力）的有效途径[2]。

国外大学在改革发展历程中，有许多经验值得借鉴[3，4]。美国把本科教育作为基础，本科教育质量是形成“名校”品牌的重要因素；英国课程改革的核心在于课程和工作之间建立明确的联系，注重操作性能力的培养。一项对用人单位录用与评价高校毕业生的调查表明，用人单位对高校毕业生的需求主流仍是本科生，在录用毕业生时主要看重的是其素质和能力，拓宽本科生知识面应成为高等学校教学改革的重要内容[5]。因此，加强本科生的素质和能力培养是当前高等工程教育课程教学改革的目标和研究方向。

教学改革是提高教学质量，实现人才培养目标的重要手段，突出“工程技术应用”能力培养是工程应用型人才培养的本质特征，也是本科院校立足发展、特色突破的现实支撑点，而深化课程教学改革应以内容、方法、技术为重点[6，7]。笔者以材料成形技术基础课程为例，介绍了我校在课程教学改革中取得的经验和成果，以期为课程改革研究提供实践基础。

1 材料成形技术基础课程背景

材料成形技术基础是针对机械类、材料类各专业开设的一门专业基础课。该课程以材料成形工艺过程为主线，引导学生探求材料成形工艺基础知识和基本原理，培养学生分析问题、解决问题的能力以及工程实践能力和创新能力。该课程的主要内容有铸造、锻造、板料成形、焊接、塑料成形、快速制造技术等。材料成形技术基础作为一门学科主干专业基础课，在机械类和材料类专业的人才培养中占有非常重要的地位。

材料成形技术基础课程内容涉及金属的液态成形、塑性成形、连接成形和非金属材料成形领域的众多工艺，教学内容多、涉及面广，而课程教学学时比较少，加之学生的工程意识和实践能力相对较弱，教学的难度相当大。

2 材料成形技术基础课程教学改革措施

2.1 更新教学理念，创新人才培养模式

培养方案是人才培养的顶层设计，人才培养应以行业需求为准绳[8]，课程又是体现培养方案和教育教学理念的主要载体。工科专业人才培养应坚持以学生为本，从行业需求出发，着重加强学生知识应用能力、创新能力的培养，课程教学也应逐步改变教学方式，坚持因材施教，不断创新教学方法，将传统教学方法和现代教学手段相结合，调动学生的学习积极性和主动性，激发学生的学习兴趣，针对行业需求的不断发展，逐步采用课堂教学+企业实践的立体教学模式，提高实践环节比重，使学生有机会将课堂理论应用于生产实践，多角度、全方位看待工程实际问题，锻炼学生发现问题、思考问题、解决问题的能力。在传统培养方案的设计中，往往以教师的“教”为主，而忽视了学生的“学”，俗称“师傅领进门，修行看个人”，由于学生缺乏学习主动性，学生对知识的掌握往往局限于书本知识，当遇到实际工程问题时，不知从何下手，对行业发展现状和发展趋势也是一知半解。本教研组经过长期实践摸索和讨论，决定探索新的教学模式，如把所有学生分组，每组针对某一生产实际问题，查阅资料，对行业发展进行调研，撰写调研报告，经过一段时间的准备，安排专门时间作主题演讲，教师针对演讲内容做适当的评论和补充。这种形式使学生能够及时跟进行业发展潮流，缩小学习和实践之间的差距，同时改变了传统的教师讲，学生听的教学模式，加强了学生之间、学生与教师之间的互动，使枯燥的课堂变得生动而有趣。

2.2 充分利用现代教学手段，提高学生自主学习能力

针对学生普遍缺乏工程实践经验的现状，在课堂教学中，教师充分利用现代网络资源和多媒体手段，根据课程教学内容及教学要求，结合教师平时教学活动中收集、整理的工业现场照片、生产过程视频等资料，形象、直观地展示给学生，培养学生基本的工程意识，让学生了解所学知识与工业生产之间的关系，激发学生的好奇心，提高学习兴趣。本教研组在讲授材料成形技术的基本原理和最新进展时，将平时收集到的现场照片、国内外生产视频等制作成CAI课件，结合工程实例讲解理论要点，学生不仅直观地了解了生产工艺，而且通过课堂讨论，从中发现现有技术存在的问题以及与国内外最新技术之间的差距，激发了学生的好奇心和学习兴趣，拓宽了视野。学生非常愿意接受这种教学方式，教学效果良好。

同时，利用现代网络资源和学生热衷网络学习的特点，不断开发网络课程，建立网上教学平台，包括教学课件、试题库、教学视频、自测习题库等，拓展学生学习方式的维度和空间，通过网络互动、网上答疑等为教师和学生提供一个虚拟课堂，培养学生自主学习的能力，为学生今后终身学习中学习习惯的养成和学习渠道的拓展打下了良好的基础。

2.3 结合工程实例的案例式教学方法

开展工学结合的课程教学模式改革。根据本课程岗位需求确定学生该“用什么”，该“学什么”，教师该“教什么”，使教、学、用相统一，以工作过程和任务驱动教学，实现工作过程向教学过程转化。利用课程组教师大多具有良好的工程背景和科研课题研究经历的有利条件，以教师在为企业服务过程中设计的零件和制订的工艺为例，按照企业实际工作流程，从零件设计图分析入手，根据零件的功能要求和技术要求，结合课程教学内容，确定毛坯类型和加工方法，制订零件成形工艺路线，确定成形工艺参数，完成零件成形工艺图等。这种以工程实际零件产品生产过程为主线，以典型零件和工艺为载体，以项目驱动教学，拉近了教学与实际生产过程的距离，深化了课程教学效果。

2.4 加强“双师型”教师队伍的培养

本课程在教学改革中，以课程建设和专业调整为导向，以培养、引进课程带头人和骨干教师为重点，注重教学团队的师资建设，形成优良的教风、学术氛围和团结协作精神，推进本课程教学团队整体素质的不断提高。青年教师是教学的主体，也是未来教学的生力军，抓好青年教师特别是新进教师的上岗培训和指导工作，选聘德才兼备，富有实践经验的教师作为指导教师，实行导师负责制，使青年教师的敬业精神、业务素质、学术水平得到迅速提高。本教研组经常组织教师进行授课研讨，邀请资深教授和教学督导听课，找出青年教师在授课过程中存在的问题，并提出建设性的改进意见，促进青年教师教学水平不断提高。通过聘任企业工程技术人员作为兼职教师和选送教师到企业挂职锻炼等方式，促进企业与学校之间的交流互动，使教师参与企业生产实践活动，逐步提升在校教师回归工程实践与应用，服务工程需要的能力。教师培养机制的建立提升了本课程教学团队的整体教学、科研、服务水平，教学质量明显提高。

2.5 加强教学实践基地建设

材料成形技术基础课程实践性很强，课程内容整合改革需与区域经济特征对接。本课程在教授学生基本理论和知识的同时，积极与地方企业沟通，开展广泛合作，互为依托，加强教学实践基地建设。优秀教学基地的建设，不但有效解决了学生实习难的问题，还为教师参与企业科技攻关、新产品开发、课题研究提供了良好的机会，有利于打造高素质的“双师型”教师队伍。

2.6 改革考核评价方式，注重过程评价

为了搞好课程建设，提高课程教学质量，对课程的考核方式进行了改革，基本思路是坚持以发展能力为主，加强学生创新精神、综合素质的锻炼，注重学习过程评价。本课程在考核方式上，采取开卷考试形式，着重考核学生对知识的理解、掌握程度和应用知识的能力。同时将开卷考试、课程报告、课堂提问、实验报告等成绩记入平时成绩，并不断提高在期末考核综合评定过程中的比重。考核评价方式的改变，不但减轻了学生在期末考试期间的负担，而且调动了学生平时学习的主动性和积极性，把学生从死记硬背书本、僵化读书的境地引导出来，满足了学生的个性发展，受到学生的广泛欢迎。

3 结束语

课程改革是教学改革乃至教育改革的重要组成部分，提高教学质量和人才培养质量是课程改革的最终目的。课堂教学应从学生和学校实际出发，结合区域经济发展需求，以学生为主体，以教师为主导，充分发挥学生学习的主动性。材料成形技术基础课程作为专业技术基础课，要改变传统教学中学生厌学，教师难教，课程内容枯燥乏味的现状，必须更新教学理念，并结合现代教育技术，不断优化课程教学内容；同时不断加强教师队伍和环境资源建设，注重学生素质和能力的培养，才能培养出“知识面较宽，基础较扎实，应用性较强”，符合现代社会经济发展需求的应用型人才。

参考文献

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关键词：工程材料与热处理；任务驱动；教学

1 前言

《工程材料及热处理》是高等学校工程机械类及近机械类专业的一门技术基础课，通过对该课程的学习，学生能够掌握机械工程材料和热处理的相关知识，并且为后续的专业课程打下良好的基础。但是《机械工程材料及热处理》课程内容相对复杂、抽象，学生学起来难度较大，教学效果不理想。课程任务驱动法是将课程任务与课程教学相结合，从而提升教学效果的教学方式。机械专业主要是为社会提供专业性人才，将课程任务驱动法应用于《工程材料及热处理》教学中，根据其特点和应用型本科教育“培养高素质复合型应用性人才”培养目标的要求，实现教、学、做一体的任务驱动教学模式，提升学生的学习积极性。

2 任务驱动式教学法概述

任务驱动教学法是基于构架主义学习理论的教学方法，在学习过程中，围绕着一个共同的任务中心，在问题动机、实践任务等驱动下开展教学的方式。任务驱动式教学法是基于建构主义学习理论的教学法，以知识的构建为基础，通过以提出问题、提出任务目标以及完成任务目标的教学方式。将任务驱动法教学导入《工程材料及热处理》教学中，在总体教学目标的框架下，将总体目标分为一个个小目标，根据学科的特点明确教学任务，在任务驱动下完成教学安排。

3 基于任务驱动法的《机械工程材料及热处理》教学方法

3.1 根据职业特点确定能力培养目标

《工程材料及热处理》教学的目标主要是为机械专业类学生未来的学习打下基础，通过将材料的加工与热处理和学生的职业生涯联系起来，根据专业和职业的特点确定培养目标，能够提升学生的职业素质，让学生更加重视课程的学习。在任务驱动法教学中，为了让学生获得机械工程材料以及热处理工艺的相关知识，让学生了解实际工件加工的全过程、了解热处理工艺的特点、根据零件要求合理选择热处理方式，实现工作过程中的学习与课堂上的学习的整合，在教导学生知识的同时培养学生的职业精神。

3.2根据岗位需求调整课程教学内容

《工程材料及热处理》是一门综合性技术基础课，对于未来机械人才的培养与学生的未来发展具有重要的意义。通过对相关行业与仓业人才需求进行调研，将《工程材料及热处理》教学与学生的岗位发展结合起来，能够更好的开展教学。本校所开《机械工程材料及热处理》课程总学时为63学时，其中的教学内容包括金属学的基本知识、机械工程常用金属材料、陶瓷材料与复合材料等内容。采用任务驱动法进行教学，对其中一些理论性强、岗位实用性较差的内容进行压缩，为了满足现代岗位的需求，及时补充新知识，确保教学的时效性。

3.3 以任务过程为导向的组织教学

任务引导型的《工程材料及热处理》的教学组织，需要采取问题教学的方式，通过教学导入，让学生的职业发展与课程组织相结合，从而激发学生的主动性，引导学生科学的思考问题，加深对课程的认识。《工程材料及热处理》教学组织中，以专业课程教学与课程教学相结合，将教育行动整合到教学过程中，改变传统的“知识传授型”的教学方式，将课程分为相应的项目组，从而完成教学。在《工程材料及热处理》教学中，在原有课程的基础上，优化课程体系，突出职业能力培养，以任务驱动与项目导向的教学方式，根据项目布置的方式完成教学任务。

3.4 针对不同基础的学生进行分组教学

学生的基础与学习能力并不相同，在《工程材料及热处理》教学过程中，应该开展差异化教学，以异质小组教学的方式，因材施教，促进学生的整体提升。任务导向式教学需要以学生的情况为基础，采取分层教学的方式，布置不同的教学任务与教学安排，有意识的让学生能够了解自己，明确发展方向，同时相应的教学难度能够激发学生的学习积极性，促进学生的全面提升。

3.5 以任务为导向的实验教学

实验教学是《工程材料及热处理》教学的重要内容，在理论教学的基础上，开展任务导向的实验教学，能够将理论与实践相结合，提升学生的实验动手能力与团队协作能力。《工程材料及热处理》课程的原有实验主要为简单的验证性实验，对于学生的提升有效，在原有实验的基础上加入以任务为导向的实验教学内容，与生产实践结合紧密，让学生能够了解实验方案，熟悉实验材料，提升学生的主观能动性，培养学生的创新精神。以企业典型应用为载体， 实现以实例项目为导向的教学模式，并借助教师的引导、 学生的动手实践和课堂讨论，以将学习过程转化为 “企业现场情景的再现”， 实现 “将理论知识转化为专业技能” 的学习目标。

3.6 以学生创造力为主的考核方式

任务驱动式教学主要是以学生的能力提升为主，为了确保学生得到提升，取消传统的书面考核，而取代以综合性应用知识的考核，能够深化教学环节，促进学生的发展。采用项目报告的方式取代传统的考试，能够让学生在任务的基础上，对任务进行思考与分析，并且就此开展资料搜集，以小组的方式完成任务，对于学生的发展具有重要的意义。

4 结语

通过“工程材料与热处理工艺选择”课程教学模式创新与学习方式转变的研究，打破了传统的课程结构。本校近年来开展《工程材料及热处理》的任务教学，从教学的准备、教学的组织、教学的开展等方面开始，结合学生的未来职业发展情况开展教学，让学生能够掌握理论知识与应用知识，对提升教学效果具有重要的意义。

参考文献：

[1] 韩树明.基于项目驱动的教学过程设计--以“机械工程基础”课程为例[期刊论文]-苏州市职业大学学报2014（4）

[2] 李蓉.陈志平.张巨勇 工程材料及热处理课堂教学改革[期刊论文]-教育教学论坛2014（19）

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关键词： 高分子化学 高分子物理 生物功能材料 教学探索

高分子化学和高分子物理是高分子科学相关专业的专业基础课。在专业课程设计中，一般两门课程独立设置，其中各占有48到72学时不等。我校的生物功能材料专业开设了高分子方面的课程，其中高分子化学与物理是该专业的专业基础课。根据该专业特点，生物功能材料涉及领域较广，从无机陶瓷材料到有机高分子材料都有涉及。该专业学生只需掌握有关高分子化学和高分子物理的基本理论知识和应用技能，因此我们开设了高分子化学与物理课程，所设学时为56学时，开设时间安排在二年级下学期，为三年级开设《高分子材料化学》等课程打下一定基础。该课程内容涉及高分子材料的合成与实施方法，高分子材料的结构、性能、成型加工及其应用，是一门多学科交叉、实用性很强的学科。根据该课程具有涵盖内容广，物理化学和有机化学知识运用较多等特点，这样有限的课时设置就给授课带来了一定困难，导致学生在理解和应用本课程知识方面具有一定难度。另外，我校该专业物理化学课程设置在二年级下学期和三年级上学期，其中物理化学反应动力学部分讲授时间较晚，这也给高分子化学与物理的授课带来了一定困难。那么如何在有限的学时内系统地讲授高分子学科基础知识，是本文需要重点探讨的问题。

1.选择教材，合理安排教学内容

受授课学时的限制，我们选用的教材是化学工业出版社出版的《高分子化学与物理基础》，由魏无际等主编。该教材系统地阐述高分子化学与物理的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法，教材内容全面，难度适中，比较适合生物功能材料专业的教学要求。针对课时较少的现状，我们对教学内容进行了合理安排。对于高分子化学部分，重点讲解高分子的基础概念、缩聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、阴离子聚合等内容，自由基共聚合、阳离子聚合、配位聚合等可较简单讲解，聚合物的化学反应章节主要由学生自学。这样既保证了学生能够掌握高分子化学的基本概念及反应，又没有因为课程过难给学生造成学习困难。对课程中的某些内容，例如聚合动力学的推导，在物理化学中化学动力学部分还没讲解的情况下，我们在教学中不要求学生记住所有推导和公式，仅提出聚合动力学基本知识，引导学生自己进行动力学推导。对于高分子物理部分，我们重点讲解高分子的结构、高分子的分子运动、力学状态及其转变，简单讲解高分子固体的基本力学性质、高分子溶液的基本性质章节，对高分子电学、热学和光学的基本性质章节主要由学生自学。这样课程的安排，重点讲解能够加强学生对高分子学科基本知识的掌握；简单讲解能够扩大学生的知识面、引导有科研需求的学生课下加强该部分内容的掌握；自学部分主要为了深化学生对高分子学科知识的理解。重点讲解、简单讲解与学生自学相结合的教学方法，突出了本课程重点、拓宽了学生知识面，克服了高分子学科教学中内容多、概念多、数学推导多等难于克服的难点。

2.理论联系实际，提高学生学习兴趣

高分子化合物广泛存在于日常生活中，如穿着用的化学纤维、自然界存在的棉、麻、丝绸等，食品行业中的蛋白质、淀粉、纤维素，建筑行业中用的涂料、各种高分子管材、胶黏剂、有机玻璃，行驶工具中应用的橡胶、工程塑料、增强纤维等。高分子科学在人们的日常衣、食、住、行中发挥着极其重要的作用，其是一门应用基础型的学科。高分子化学与物理的教学，单纯的讲解很难引起学生的学习兴趣，教学效果不显著。为提高学生学习兴趣，我们在讲解基本知识的同时，注重理论和实际相结合，列举了大量实例。例如讲解缩聚反应时，对涤纶、尼龙等一些重要的缩聚物的生产原理进行了重点讲解，对聚乳酸生物材料进行了系列概述，包括其生产方法、原理和应用等；自由基共聚合部分，讲到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS树脂）、丁苯橡胶（SBR橡胶）等一些著名共聚物和常见聚烯烃产品及它们的制备原理、主要性能和用途。其中举例聚四氟乙烯（PTFE）用于流量泵、反应釜内衬和搅拌棒外面涂层，聚氯乙烯（PVC）用于各种集成吊顶和各种垃圾袋等。在高分子发展史中，讲授诺贝尔奖成果和获得者的发明典故，例如电高分子的发现、齐格勒-纳塔催化剂的发展，以增强课堂的趣味性；讲述了第二次世界大战期间高分子的发展典故。此外，让学生翻看塑料水杯的材质、衣服标签让学生认识各种标志上一些材质的名称，指出我们的水杯、服装由哪些合成高分子构成，并讨论目前常用的化学纤维名称和聚合原理；通过举例讲解方式，激发学生自主学习兴趣。

3.多媒体与板书教学方法相结合，提高教学质量

高分子化学与物理基础课程知识面广，其涵盖了高分子化学、高分子物理、高分子加工等方面内容。该课程教学信息量大、理论性强，学生理解相对比较困难。因此，我们在教学过程中注意多种教学形式相结合，提高教学质量。课堂主要采用多媒体教学方式，同时辅以板书讲解，取得了不错的教学效果。利用多媒体教学方法既能够将理论的知识直观体现出来，又能够将难于理解的教学内容形象地展示出来，这样可以使学生更容易理解所学内容。例如，在讲解配位聚合时，利用动画演示双金属活性中心机理和单金属活性中心机理中单体分子的插入过程与链增长过程；自由基聚合实施方法中，利用制作动画模拟悬浮聚合和乳液聚合过程中单体的分散过程，高分子物理中拉伸对高分子结晶形态的影响、动态黏弹性模型，等等。通过多媒体的运用，可以使抽象的教学内容具体化，有效提高学生学习的趣味性。多媒体课件也会存在一些缺陷，比如讲课节奏过快，学生难以吸收；教师过于关注幻灯片屏幕，减少了和学生的交流互动，等等。在实际教学过程中，还应注意和板书的有效结合，对重点知识内容采用板书的形式进行讲解，取得了不错的效果。

4.网络教学方法的运用

针对多媒体教学存在讲课节奏过快，学生难以吸收等缺陷和板书教学进度缓慢等特点，对重要章节，我们采取课堂与课下网络教学相配合的方法。网络教学在原来多媒体教学基础上，对教学过程和教学内容提供了全面支持。目前学校构建了一个比较完整的网上教学支撑环境，提供多媒体录播室进行教学视频的录制，最后把课件与录制视频统一上传到网络教学平台。网络教学有许多传统学习方法无可比拟的优点，例如学生学习自主性增强，真正发挥学习的主观能动性，学生学习在时间和空间上少了许多限制，学习的探究性更加深入。另外，网络背景下学生在获取不同的资源时可以进行比较，相互之间取长补短，知识面更广。随着现在网络技术的发展，学生可以在宿舍、教室和学校多媒体教室通过网络对课堂内容进行学习。网络教学方法的运用，大大弥补了课堂多媒体课件存在一些不足，大大提高了教学效率。

5.开展互动式教学，发挥学生的学习主动性

教学是教师和学生的共同行为，学生是课堂的主体，教师是学生学习知识的引导者。目前高校教学方式偏重以教师“教”为主，忽视了学生“学习”的主动性，学生始终处于“被动学习”地位。这样的“被动学习”，导致学生具有学习压力大、心理负担重等特点。针对这一现状，我们采取课堂互动的教学方式，包括师生提问、讨论和学生上讲台相结合的方式进行教学活动，取得了一定效果。比如在下课前教师先提出下一节课的预习内容，提出一些讨论问题，例如在讲述缩聚反应时，提出不同聚合时间获得聚合物分子量是否相同、什么样的单体能够发生缩聚反应、什么样的单体能够获得支化的高分子等问题。让学生通过查阅资料，自己寻找答案，并在下次课堂上让学生进行讨论，然后教师补充。这样既提高了学生的学习思考能力，又增强了学生的学习主动性，提高了学习兴趣。另外，我校为农业院校，虽然学习《高分子化学与物理课程基础》课程的学生是非农业专业，但是部分学生毕业后或许从事涉农相关服务业。考虑到此种情况，我们在授课内容安排上，对目前农业应用的高分子材料和高分子在农业方面的潜在应用进行了讨论，给他们提供了创造性思维。比如在讲自由基聚合章节时，我们就对强吸水树脂的制备现状和发展前景，主要针对其在农业生产中的应用进行了讲述，对高分子薄膜在农业中的应用及带来的“白色污染”与应对措施进行了讨论。通过这样的讨论，我们锻炼了学生分析思考问题的能力，这为学生工作与科学研究的创新思维形成打下了基础，提高了学生的学习积极性和学习兴趣，加深了对本课程的理解。

6.结语

通过对本校生物功能材料专业《高分子化学与物理基础》课程教学中的一些课程设计特点、面临的问题及目前采取的措施进行了总结。《高分子化学与物理基础》虽然是一门专业基础课，但其理论性强、概念抽象难懂，如何让学生在掌握该课程基本理论的同时，调动学生的学习积极性，培养学生的自主学习能力和创新意识，是教学工作中需要不断探索的问题。我们将在总结已有教学经验的基础上，继续对本课程教学方法的改善与创新进行探索，以提高该课程的教学质量。

参考文献：

[1]魏无际，俞强，崔益华.高分子化学与物理基础（第二版）.北京：化学工业出版社，2011.

[2]黄海霞.应用化学专业《高分子化学与物理》课程教学探索.广州化工，2013，41（12）.