材料制備技術課程教學改革與實踐

馬毅龍，沈 倩

(1.重慶科技學院 冶金與材料工程學院，重慶 401331;2.重慶理工大學材料科學與工程學院，重慶 400054)

隨著社會的發展以及我國教育事業的發展，高學歷的大學畢業生逐年增多，企業的人才需求也大幅增加，但企業的人才需求并沒有直接帶動高校的就業率提高，主要是因為高校畢業生無法滿足企業對人才的專業化、實踐化的要求。在此背景下，我國提出要辦好應用科技大學，做好高校畢業生的現代職業教育。重慶科技學院定位于應用型科技大學，定位于應用型人才培養和應用科學研究并重。為了學校戰略發展的需要，也為了更進一步提高學生的專業素質，需要對現有課程進行改革。材料制備技術課程是重慶科技學院金屬材料專業的一門專業必修課程，是材料科學和材料工程的紐帶，是學生鞏固專業基礎、應用專業基礎知識且具有很強的實踐性的一門重要課程。也正是由于其具有很強的實踐性，導致教師在教授過程中存在一些問題，亟待改進。

一、教學中存在的主要問題

(一)教學內容需要整體優化

現有教學內容沒有兼顧學生專業教學大綱要求與社會知識更新快、與時俱進的要求。已有的教材中，大體可分為兩類，一類是材料基礎及制備并重，一類是注重材料制備。前者一般包括兩個部分，即前半部分是材料科學基礎的相關內容，后半部分是講述相關材料制備技術，如國家精品課程四川大學版材料制備科學與技術課程［1］。而在后者當中，又有相當一部分是關于全材料型的，也就是說不僅包括金屬材料的制備，也包括無機非金屬材料的制備［2－3］。金屬材料的制備包括純金屬材料的冶金和提取、熔煉、快速凝固、變質處理、粉末冶金等;陶瓷材料的制備主要包括無機非金屬材料的粉末制備、壓制和燒結等。

選用前一種教材，學生普遍反映大多內容屬于重復學習，且由于知識層面較深，學生很難掌握。選用后一種教材，內容豐富，涉及面廣，既有金屬材料的傳統制備方法，又有新技術新方法;既有金屬材料的制備，又有無機非金屬材料的制備。但是采用此種教材也在課堂教學中遇到一些問題。首先，由于課時有限而制備技術種類多，每一種制備技術所用課時較少，學生只能淺嘗輒止，不能深入了解。其次，由于本專業是金屬材料工程，對教師而言，其專業知識背景是金屬材料，對無機非金屬材料的制備方法不熟悉，無法充分發揮其專業優勢。

(二)教學方式方法需要調整

課堂講授的方式無法調動學生的學習興趣，不利于提高教學質量。通常采用的教學方式是:以教學大綱為基礎，選定教材，并制作課件，然后以多媒體的方式呈現給學生。但是由于本課程的實踐性強，內容多且涉及面廣，彼此之間無相互連貫性，這給學生的理解和記憶帶來很大困難。例如金屬的機械合金化制備方法一章，教材中有給出4種球磨方式，教師將書中示意圖放入幻燈片中展示給大家，并向大家講授各種方法的原理和特點。經過教師的再三講解，學生可以了解和掌握，然而到下堂課，一部分學生不記得機械合金化是通過什么樣的方式進行的了，當然也有部分學生可以根據書中所描述的內容對問題進行機械的回答。這種教學方式并不能達到預期的教學目標，不能夠真正讓學生理解、掌握并學以致用。

(三)考核評價方式需要調整

現有考核方式無法達到進一步強化學生掌握所學知識的目的。現有考核方式有兩種，一種是試卷考試，一種是小論文的方式。以試卷的方式進行考試，可以對學生所學本門課程進行一個較為全面的測試，并可強化學生對基礎知識的理解。但是由于課程實踐性強、知識點分散的特點，試卷內容大多以各種制備方式的原理和特點為主，學生中不乏死記硬背者。當學生走下考場后，對自己所背所記的內容忘記了大半，更談不上對以后的生產實踐有什么指導作用。此外，以小論文的方式進行考核，部分學習認真的同學會認真鉆研某一種或某幾種材料的制備技術，但也有部分學生只是為了應付，將網上的素材拼湊而成，而考核教師又無法一一核對。

二、教學改革的實踐

(一)教學內容側重點的整體優化

教學內容側重點的整體優化以下述兩點為前提:學生的專業為金屬材料工程專業;學校以培養應用型人才為目標，且學生已學過材料科學基礎以及金屬熔煉等課程及相關內容。教學內容的大而全固然是好，但如何在有限的學時內提高學生的綜合專業素質需要一個很好的取舍。從學生增強專業知識以及就業的角度考慮，只選取與金屬材料制備相關的內容。由于學生已經學過材料科學基礎，為避免內容重復，可略過基礎知識部分;且由于學校不是定位于培養高精尖的科研型人才，教學內容不必涉及深層次的基礎及原理相關知識。此外，盡管合金熔煉是金屬材料制備的最主要方式之一，但由于冶金是專門一個學科，內容知識深而廣，不適宜作為金屬材料工程專業材料制備技術的教學內容。考慮到學生此前已經了解了一些熔煉方面的基本知識，因此本課程的教學亦可略去合金熔煉部分。綜上所述，本課程主要選取與金屬材料制備相關的最新技術，如快速凝固、噴射成型、機械合金化等［4］。

(二)教學方式方法的調整

針對本課程實踐性強的特點，改變以往以書本內容為主的學習方式，更多采用現場教學和多媒體視頻教學的方式。本課程的要求是讓學生掌握和了解各種金屬材料的新制備方法和技術，采用現場教學的方式可增加學生學習的興趣，同時使學生更容易理解所講內容，并且真正了解材料的制備過程。選取常用的金屬材料制備新技術作為主講內容，如快速凝固、機械合金化、非晶制備、薄膜制備等。每一種技術分配6個課時，在講每一種技術時，先利用2個課時進行理論知識的講解，而后再利用2個課時在實驗室講解相關材料的制備過程，以及分析測試過程等，最后再利用2個課時進行理論知識講解和章節小結。如金屬薄膜制備技術章節，在對學生進行基礎及原理的講解后，將課堂搬進實驗室，利用磁控濺射儀，向學生展示其內部結構如何，是怎么工作的，然后向學生演示制備過程;最后將鍍好的膜進行原子力顯微鏡的觀察。為了充分利用2個課時的時間，可只向學生講述過程，并將預先觀察的結果展示給學生看。

另一方面，個別制備技術是實驗室不具備的，如噴射成型及激光快速成型，為了便于學生理解和加深記憶，可采用多媒體視頻教學，即選取相關制備技術的設備圖片、產品的圖片及制作過程的圖片和視頻。采用此種方法，可使學生擺脫枯燥無味的課堂灌輸，同時真正了解和掌握材料的制備技術，真正做到學以致用。

(三)考核評價方式的調整

為了讓學生真正的理解和掌握所學知識，放棄簡單的試卷和小論文式的考核方式，采用試卷和小論文結合的方式進行考核。每講完一章節，可選擇幾種具體的材料，讓學生考慮如何用本章節所學制備技術制備出這些材料，然后學生在查閱資料基礎上，以小論文的方式將制備過程呈現出來。此外，學期末時，采用開卷考試的方式考查學生平時的聽課記憶情況。兩種考核方式成績分配可設置為1∶1，使學生重視平時課堂的表現以及平時作業的完成情況。采用小論文和試卷相結合的方式進行考核，可避免學生為了應付考試而死記硬背一些無用的知識點，既督促學生重視平時的課堂表現，又可較為全面的檢查學生的學習情況。

三、結束語

材料制備技術是一門實踐性非常強的課程，為了充分發揮學生的主觀能動性，真正做到學以致用，需要對該課程的教學模式進行調整。在對材料制備技術課程教學過程中的三個教學環節進行適當調整后，學生上課積極性增加，對專業基礎知識的掌握更為扎實，能夠深入了解和掌握各種材料制備技術和手段，從而為學生以后繼續深造或走向工作崗位打下堅實基礎。

［1］朱世富，趙北君.材料制備科學與技術［M］.北京:高等教育出版社，2006.

［2］于文斌，材料制備技術［M］.重慶:西南師范大學出版社，2006.

［3］崔春翔，材料合成與制備［M］.上海:華東理工大學出版社，2010.

［4］許春香，材料制備新技術［M］.北京:化學工業出版社，2010.