《材料物理性能》課程建設與教學改革研究

摘 要:本文對材料科學與工程本科專業《材料物理性能》課程的教學內容、教學方法、教學手段和實驗教學模式等方面的建設與改革進行了探討。著重說明如何提高學生學習能力、實踐能力、創新能力等方面的問題。

關鍵詞:材料物理性能課程建設實驗

中圖分類號:G642.0文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(a)-0193-01

1 引言

《材料物理性能》課程是材料科學與工程專業學生的一門專業基礎課，也是專業入門課，它主要涉及到功能材料的基礎知識，同時也是理論與應用相結合的課程。對剛剛進入專業課程的學生而言內容抽象，學習起來比較困難。如何調動學生的學習積極性和主動性，如何培養學生既具備扎實的材料物理學基礎知識，又能熟練掌握物理性能的研究和實驗技能并培養學生的創新能力，引起人們的重視[1～2]。我們從教學內容、教學方法、實驗環節等方面入手進行了積極的探索。

2 教學內容的建設

近年來，材料科學與工程的發展和進步令人矚目，其特征是:傳統材料不斷改進和完善，新材料競相問世。以往材料物理性能課程的教學內容，主要是金屬材料方面的性能。隨著科學技術的發展，非金屬材料越來越重要。如何把材料科學的最新發展、各種先進材料的物理性能融入教學內容當中，成為教學內容建設的重要目標。針對這種情況，我們在收集整理大量文獻資料的基礎上，組織編寫出了材料物理性能教材。該教材充分考慮了工科院校材料專業本科學生的特點和課程的學時要求，注意加強物理概念和物理思想的介紹，減少了繁瑣的數學推導，強化了定性分析、分析思路和分析方法方面的內容;加入材料科學最新的研究成果，突出了新理論、新材料、新技術的內容，特別是加強了非金屬材料、納米材料物理性能方面的介紹，使教學能夠與科學技術的發展同步。

３ 教學方法的建設與改革

材料物理性能課程內容涉及到大量現代物理方面的內容，對工科學生來說理解上有一定難度。為了提高教學效果，我們在教學方法上注意做到以下幾點。

3.1 突出重點

在教學過程中減化那些繁瑣的數學推導，強調重點內容的物理概念和物理意義，加強材料物理性能實際應用方面的介紹，使學生能夠把基礎理論知識與材料的實際應用有機結合起來。

3.2 教學手段

改變“黑板+粉筆”的傳統教學方式，引進多媒體教學。多媒體教學加大了課堂教學信息量，提高了教學內容的科學性、先進性、趣味性，有助于學生對教學內容的正確理解。更為重要的是，多媒體教學的應用，使我們在教學過程中能更多地引入材料實用的例子以及圖片和音像資料，更好地實現了啟發式教學，有效地激發學生的學習興趣，真正改變傳統教學的單調模式。如在講解光導纖維時，相應播放光導纖維制作和應用方面的短片，使學生加深了對教學內容的直觀認識。

3.3 互動教學

傳統的教學方法方式是以教師講授為主，學生處于被動接受知識的地位。我們在教學建設要注意提高學生學習的主觀能動性，強調學生是學習的主人，強調教學是教與學的雙邊互動。教師在教學過程中要經常提出一些問題，引導同學們思考和討論。同時注意啟發和鼓勵學生發現問題、提出問題。在一些章節講完之后還要提出后續和推廣問題，為學生留下思考和研究的空間。通過這些方法，能夠培養學生自主學習能力和創新能力，激發學生的創新意識和獨立思考能力，提高課程的教學效果。

3.4 撰寫小論文

材料的發展日新月異，除了在課堂教學中不斷更新材料領域的知識外，在課外還要求學生自己查閱國內國際專業期刊上發表的文獻資料，了解有關材料的發展情況，并寫出學習論文。具體做法是，每章學習結束后指定1～2個題目，在課程整個結束時，要求每個學生至少完成兩篇小論文。這樣不僅拓寬知識面，鍛煉學生的自學能力、思考能力以及創新能力，還培養他們從多方面攝取知識營養的習慣，調動他們學習的主動性和積極性。

3.5 專題講座

材料的發展是科技進步的支柱之一，將教學內容與科技發展以及生產實際相結合，能有效地提高學生專業素質和創新能力。在教學過程中，結合課堂教學內容，根據科技發展和實際應用情況，作了若干次專題講座。如結合超導材料和磁性材料的學習，作了磁懸浮技術和應用的專題講座。通過這樣的活動，顯著調動了學生的學習積極性，培養他們認識事物、探索知識的能力。

４ 實驗教學的建設與改革

實驗課是材料物理性能的一個重要教學實踐環節，可以幫助學生鞏固和加深課堂所學的理論知識，熟悉材料物理性能的測試方法，能培養他們理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力。傳統的材料物理實驗教學體系中多以演示性、驗證性實驗為主，學生實踐能力培養方面的實驗較少，難以適應社會對人才的要求。

本著提高學生的學習能力、實踐能力和創新能力的目的，我們對該門課程的實驗課進行了初步的改革和嘗試，其原則是注重學生的自主設計、實施過程，激發學生的創新意識。例如，依據實驗室所具備的實驗測試設備情況，在學生對實驗設備的特點和使用方法有充分了解前提下，給定學生不同種類的材料或物理器件，并提出測試要求，學生則根據所學知識并查閱相關資料，制定出實驗方案，在教師引導下進行討論、修改和完善，最后由學生自主完成實驗操作、實驗數據整理與分析等全過程。通過這樣的方式，學生們普遍感覺到加深了對課堂所學理論知識的理解，獲得書本以外的知識和技能，提高了對專業的認知度和實驗成功的成就感。

５ 結語

根據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》的要求，教學工作應注意提高學生的學習能力、實踐能力和創新能力。我們從材料物理性能的教學內容、教學方法和實驗環節等方面進行了研究和嘗試，獲得了一些經驗。這些方法激發了學生的學習興趣，培養了學生良好的思維模式，增強了學生的專業素質，一定程度上培養了學生的創新能力。然而，要真正跟上當今材料科學技術日新月異發展的要求，培養出高素質復合型人才，還需要不斷的努力和探索。

參考文獻

[1]王文芳，陳小麗，吳玉程.材料物理性能教學改革的探討[J].合肥工業大學學報(社會科學版)，2008(5):98-100.

[2]劉艷改，黃朝暉，等.“材料物理”課程建設與改革體會[J].中國地質教育，2006(1):92～94.