研究生《材料流變學》課程教學改革研究

雷猛 晏華 胡志德 楊健健 張寒松

【摘要】研究生課程教學是研究生能力素質培養的重要環節。本文以材料學科碩士研究生《材料流變學》課程教學實踐改革為基礎，介紹了教學目標、教學內容、教學模式方法和實驗教學等方面的實踐與探索，以培養學生綜合素質為目標，全面提高教學質量和效果。

【關鍵詞】研究生 材料流變學 教學改革

【基金項目】2017年重慶市教育委員會研究生優質課程建設項目（201758）。

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）33-0013-01

研究生教育是高等教育的重要部分，是培養高層次人才的重要途徑。《材料流變學》課程是陸軍勤務學院材料學科研究生課程體系中必修的5大專業課之一，對學院研究生選擇智能材料、建筑材料、高分子材料、環境工程、應用化學等學科方向學位論文有重要的支撐作用，對學院研究生學員進入部隊從事營房類、油料類、裝備類、倉儲管理類、研究設計類崗位工作均能提供很大幫助。

由于流變學在新型復合材料的制備上具有廣闊的前景，在聚合物或聚合物基復合材料長期力學性能的加速表征以及老化機理的研究與防護中具有獨特的優勢，在巖土工程、機械加工成形、石油化工、航空航天、海洋工程以及生物技術等學科中具有廣闊的應用前景，因此，《材料流變學》是一般機械工程、材料學、應用化學、石油化工、物理化學、土木工程等學科研究生課程體系中的專業基礎課、專業課或專業選修課[1]，其基礎性、通用性和應用的廣泛性特點十分突出，在上述專業研究生課程體系設計中地位突出，對上述專業研究生學位論文工作的順利開展和畢業后走向工作崗位的專業履職都能發揮重要作用。同時立足國家經濟和社會發展需要，面向全國對未來人才的需求，培養和造就一批具有材料流變學基礎理論知識的工程技術人才，《材料流變學》課程教學改革是非常必要的。下面從學院對該門研究生課程教學改革和課程建設方面進行介紹。

1.課程存在的主要問題

一是對《材料流變學》課程的基礎性、通用性和應用的廣泛性特點認識不足，對其在可持續發展戰略、節約資源、材料保護中的地位、作用認識模糊，在相關學科專業研究生課程體系設計及研究生能力、素質培養中沒有引起足夠的重視。

二是《材料流變學》內容豐富，師資要求高、實驗儀器設備投入大，為相關學科開設研究生課程增加了難度。

三是《材料流變學》課程涉及的學科門類較多，研究生在學習這門課程以前需有化學、物理學、材料學等方面的知識，這為學習《材料流變學》課程的研究生的基礎提出了較高要求。

2.課程建設歷程與發展情況

《材料流變學》依托原后勤工程學院化學與材料工程系建設，以材料科學與應用化學專業教師隊伍為主體。該門課程的教學始于2004年，經過十年大膽改革、創新和建設，《材料流變學》已成為我校材料學研究生教學的主干課程，為我校歷屆材料學、應用化學、環境科學等專業大批畢業生的工程知識教育和全面素質培養作出了重要貢獻。積極推行研究生教學改革，拓寬教學內容，在講授流變學知識的基礎上，結合材料流變學最新研究成果，增添了聚合物材料、智能材料、石油流變學以及食品、醫藥、生物流變學的內容。在學校教學評估、學院平時教學督導和院系領導的抽查中，《材料流變學》課程多次被評為優秀。

3.主要教學改革舉措和成果

1）優化課程教學目標。使研究生通過學習，熟悉材料流變學相關基本概念，了解流變學分子理論的狀況和流變學的發展趨勢，能綜合運用所學專業知識解決工作中的實際問題。使研究生具備從“科學”和“工程”的角度認識材料和流變行為的力學機理，并利用流變學基本原理分析材料時間相依的力學性能，具備分析問題和解決問題的能力。讓研究生掌握材料流變力學行為的測試原理和方法，了解新材料的發展動向以及基礎設施建設工程實踐中對流變學提出的新要求。

2）優化課程教學內容體系與結構。課程內容包括課堂授課、實驗和研討三部分，其中課堂授課12學時，流變學概論（研究對象、發展歷史、流變技術）、線性粘性流動（基本物理量、流動方式、粘度測定）、流變測定（毛細管流變儀等）、高聚物的流變特性（粘性流動、粘彈性、流變斷裂）；實驗6學時，實驗方案講解、旋轉粘度計實驗、毛細管粘度計實驗、磁流變旋轉粘度測定實驗；專題研討6學時，體液和食品中的流變學、潤滑油和潤滑脂中的流變學、電（磁）流變液，并根據流變學進展、學員專業和研究方向進行更新。教學中，注重理論課和實踐課的銜接以及各個實踐教學環節之間的銜接：多媒體輔助教學—課堂討論—必做實驗—設計和創新性選做實驗。

3）創設優良的教學環境與條件[2，3]。運用現代多媒體信息技術對教學活動進行創造性設計，制作了全套多媒體教學課件，準確簡潔，圖文并茂，把信息技術和流變力學教學的學科特點結合起來，使得教學的表現形式更加形象化、多樣化、視覺化，有利于充分揭示流變學概念的形成與發展，流變學思維的過程和實質，展示流變學思維的形成過程。實驗教學由經驗豐富的教師專職擔任，與此同時，為滿足多專業的、全開放式的實驗教學，配備一定數量的研究生助教、助管崗位，加入《材料流變學》實驗教學，從事實驗技術開發，形成了一支結構合理、具有較高素質的穩定的實驗教學服務隊伍。

4）豐富教學方法和手段。一是采取“講思路、講方法、講能力”教學方法。將復雜概念條理化，通俗化，學生易聽懂，能掌握，會應用。理論聯系實際，結合學科前沿和工程實際課題進行教學，提高學生的創新與工程應用能力。在向學生講解流變學基礎知識、基本理論、培養學生基本技能的同時，能夠及時引入流變學新的科研成果、新發現，從教學內容、教學手段、教材建設和教學輔導資料等方面對課程內容進行整合、更新，培養學生開拓創新能力和提高綜合素質，受教的各專業畢業生受益匪淺。二是開設高水平綜合性實驗課。結合實驗室開放性實踐教學，依托智能模塊化流變儀，采用多種材料表征手段，通過基礎實驗，學生加深了對于流變學現象和其背后基本理論的理解，增強動手能力和進行科學思維的能力。三是多媒體信息技術融于教學課堂。在課堂上結合多媒體講解與板書，大大提高了教學效率，擴大了教學容量，使以傳統教學方式難以實現的教學過程簡便化，教學更顯生動活潑，直觀易懂。四是運用案例教學。采用案例進行講解或組織學生對案例進行研討，引導學生從實際案例中學習、理解和掌握一般規律、原則及方法，充分調動學生學習的積極性，對提高學生實際動手能力和創新能力具有積極作用。

5）課程主要建設成果。一是根據各學科方向研究生培養的需求和重點，編寫了一套符合學時要求和內容要求的講義及課程實驗指導書；二是根據各學科方向研究生培養的需求和重點，制作一套具有推廣應用價值的共享多媒體課件；三是圍繞研究生課程教學目標，制作內容完整的、具有推廣應用價值的材料流變實驗技術教學片，生動地反映材料流變學涉及的研究內容、手段和相關研究成果等。

通過《材料流變學》課程的教學改革和課程建設，以學生為主體，以實驗為輔助，將理論講授與實踐、教學與科學研究等環節有效結合，提高了學生分析問題和解決問題的能力，增強了教學效果，培養了學生思維和動手能力，提高了培養質量。

參考文獻：

[1]李祥剛，劉躍軍，鄧艷.高分子材料流變學雙語教材建設的必要性及建設原則[J].中國科教創新導刊，2012，17：98.

[2]王新，楊文君.《高分子材料流變學》的課程特點與教學體會[J].教育教學論壇，2011，31：126-127.

[3]李鵬.《高分子材料流變學》教學中的幾點體會[J].科技信息，2011，29：130.

作者簡介：

雷猛（1981.04-），湖南邵東人，陸軍勤務學院基礎實驗中心講師，主要從事材料學研究生相關課程的教學與研究。