探讨材料科学基础课程教学实践与教学改革论文

尤其是新材料的研究、开发与应用反映着一个国家科学技术与工业发展水平。我国在1978 科学大会上将材料科学科学技术列为新兴的综合性科学领域之一,因此高校材料科学与工程专业担负着国民经济建设培养材料类高级技术人才的历史使命,为了培养满足社会发展、经济建设和科
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  尤其是新材料的研究、开发与应用反映着一个国家科学技术与工业发展水平。我国在1978 科学大会上将材料科学科学技术列为新兴的综合性科学领域之一,因此高校材料科学与工程专业担负着国民经济建设培养材料类高级技术人才的历史使命,为了培养满足社会发展、经济建设和科技进步的高素质材料科学工程技术人才,以人才培养模式改革和实施创新教育为重点,辅以实践教学改革、教学方法和教学手段改革,全面推进、整体优化,为我国培养创新型的高技术的人才。

  1 材料科学基础课程的发展现状

  材料科学是自然科学的一个分支,它主要从事材料本质的发现、分析和了解的研究,解释结构与性能之间的关系。无论是为制造产品而选择合适的材料,使用材料,还是改变现有材料或者研制新的材料,都需要我们具有材料内部结构与性能的知识,都需要“材料科学基础”课程的内容作为理论指导,尤其是新材料的研究与发展,“材料科学基础”的特点是以材料为基础,与技术,新工艺的发展相互依存,相互促进。

  材料科学基础课程是一门实践性和应用型很强的综合性课程,该课程包含了金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等多专业领域,涉及覆盖面广。随着我国现代化建设的不断发展,材料科学与工程的应用越来越广,它渗透到与材料结构、制备、性质和应用有关的许多领域,多学科性成为材料科学与工程的一种重要特征。但是当前各高校所开设的材料科学基础课程在教学体系方面仍尚未健全且存在许多问题,材料科学基础的教学模式基本沿用传统教学模式及其传统的实验实施体系,在当今时代高科技迅速发展的今天,新材料的种类不断更替,发展前景广阔,社会对于材料专业的人才要求也在不断提高。因此,在大学里,对于材料专业的学生来说,材料科学基础课必须要学好,以满足新时代材料产业的发展需求。

  2 材料科学课程的教学改革方案

  2. 1 改革课程体系

  随着科学技术的不断进步和教学的改革的不断深入,传统的“材料科学基础”的课程体系已经不适用当前社会发展的趋势了,因此,改革材料科学基础课程的体系迫在眉睫。

  材料科学的改革体系应突出材料专业的专业特色,针对不同的材料专业有不同的侧重点,例如,对我校的粉体材料科学与工程的学生来说,所使用的材料科学基础的教材可以进行调整教材的内容和结构。目前,我校开设的材料科学基础的课程来说,课时较少,而需要所学的内容却不少,因此可以对这门课的教学内容和人教学结构进行改变,以便更能适应我们粉体专业的学生进行学习,突出粉体专业的需求与重点,对于一些与专业无关的内容和一些陈旧的信息可以进行删减。在材料的教材中可以适当的添加当今新时代下的材料科学领域的发展状况,以及一些新材料的信息和研究成果。将书上的理论知识同材料技术的发展相结合起来,适应当今时代新材料的发展趋势。

  2. 2 教学方式的改革

  当今社会注重对高素质创新型人才的培养,新材料领域作为国家重点发展的领域之一,更加需要这样有能力的创新型人才。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,对于当代的大学生来说,互联网和手机的全面普及使学生们无论何时都离不开手机,在材料科学基础这种本身就枯燥无味的课上许多学生都在玩手机,少有学生在认真的听讲,即使有学生认真听讲,这样的教学方式也定然不能激发学生对于材料科学基础课程的兴趣。当然,目前有的高等院校也采取了让学生自主的学习方式,其实,这种教学方式的效果也不好,因为材料科学基础这门课本来就比较难学和难理解,只靠学生自己去学没有办法能学的透彻。因此,材料科学基础的课程教学方式的改革是必不可少的,教学方式的改革可以从以下几个方面去做:

  ( 1) 课堂教学的生动多元化

  目前,大学课堂里教师一般都通过多媒体教学,教学的课程内容一般都通过PPT 的形式展示给学生,这种教学方式方便,而且节约时间,但是这种教学方式也存在着不足之处,因为PPT 教学时教师就会一直在翻一张一张的幻灯片,学生有时会跟不上教师上课的进度,学生有时也不明白上课的重点在哪里,所以在进行课堂教学时虽然需用多媒体教学,但是板书也是必要的,对于材料科学课程中的一些重难点教师还是需要采用板书来帮助学生推理、分析,突破重难点。

  由于材料课程的理论知识的内容多而且枯燥,因此课堂上需要进行改革,教师在上材料基础的课程时,针对一些抽象难理解的内容方面,可以制作一些flash 动画和视频帮助学生去理解,比如在上晶体课程时,比较抽象,就可以多做一些视频和动画将微观的粒子具体化,让学生更好的理解; 在学习相图的过程中,比较难学,尤其是三元相图更为抽象,教师在课堂上上课时可以将抽象的相图形象化,在学习析晶路径是可以制作一个动画将析晶的过程动态化,更方便学生的理解。

  ( 2) 教学内容联系时代的发展和实际的应用

  在材料科学基础的课堂上,教师在教学过程中要结合当今时代发展下的材料业的一些热点情况进行讲解,当然,对于不同材料专业来说有不同的侧重点,对于粉体材料科学基础来说,应该将所学的材料科学基础的理论知识与粉体材料专业结合起来,联系在粉体领域内的应用。在课堂上,教师还可以拓展一些当前材料界研究的热点和发展的现状。例如,近几年来迅速发展的3D 打印材料,还有纳米粉体材料以及超细粉体材料的发展现状等,以此来拓展学生的视野。材料课程的教学过程中还要注意联系实际生活,比如,我们所学的一些材料方面的知识,可以想到我们的生活中有哪些物质与这些材料有关,这会使学生产生熟悉感,提高学生利用材料科学理论知识解决生活中实际问题的能力。

  ( 3) 开展与材料有关的课堂活动

  材料基础课上应注意对学生积极性的提高和兴趣的培养,在教学的课堂上针对当今材料业发展的现状,研究的热点问题提出专题,让学生分组进行讨论,引导学生的独立思考能力,培养学生的创新能力,使每位学生都参与到讨论中来。在课堂上还可以对于材料的有关知识进行一些小游戏。总而言之,课堂上的教学方式灵活多变,能让学生都能在材料科学基础的课堂上学有所得才是关键所在。

  2. 3 创新实践能力的培养

  21 世纪需要的是具有创新能力、实践能力、高素质的复合型人才。材料工程专业需要的是高级工程技术人才。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要求。材料科学基础课程作为材料专业的专业核心课,我们对于才来这门专业课的学习不能只停留在理论知识上,必须要与实践操作能力相结合。

  ( 1) 开设综合性的创新实验

  我们必须要提高认识,明确材料科学与工程专业实验教学中心建设的重要意义,在大学中开设与材料科学基础课程相应的实验课。在高等院校的材料专业先开展一些材料的基础实验课,例如,材料的结构性实验、材料研究方法的实验、材料性能方面的实验,热工基础实验、粉体工程实验、热工测试技术实验。除此以外,还应开设一些创新综合性的材料专业实验,让学生自己设计实验,从原材料的选择、分析、鉴定到实验方案的制定和工艺流程的设计,使学生能够清楚地了解到材料制备的整个过程,锻炼学生的思维创新能力和运用所学知识解决实际问题的综合能力。

  ( 2) 材料企业的参观实习

  当前新材料产业正在不断兴起,材料专业的高校大学生必须要与时代接轨,及时的了解有关材料业的情况,这就需要我们走出学校,去材料企业实地的学习,提高我们的认知实践能力。校外实习是大学生了解材料专业实际生产情况,综合运用材料科学基础理论知识的重要环节。高等院校可以与一些合作的材料企业建立材料实践基地,让学生来到这些企业进行认知实习,使学生能够切身感受到材料的设计、生产、成型等过程,投身到材料的制备过程中来,这不仅开阔了大学生的视野、培养了创新实践能力,也为日后进入材料企业工作打下了坚实的基础。

  3 结语

  面向工业4. 0 的不断研究与发展,如何培养新形势要求下的材料科学专业的高素质复合型人才,是各工科类高等院校研究的重要问题。材料科学与基础课程的教学改革与实践是一个不断进行的过程,并在改革的过程中不断的向前发展。相信在不久的将来,材料科学基础课程的教学实践改革定有很大的成效,为社会输出更多高技术,高素质的优秀材料专业人才。

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