材料物理性能教學改革探索

黃帥 陳迎鑫 王海歐 蘇昆朋 葛景園 霍德璇

【摘要】本文首先簡要介紹了材料物理性能的課程特點，然后通過對當前課程現狀的調研，提出了當前教學中存在的幾個比較重要的問題。最后，通過分析這些存在的問題，提出了相應的改革方案。

【關鍵詞】材料物理性能 教學改革

【基金項目 】國家自然科學基金項目（11704091）。

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）07-0159-02

一、引言

材料物理性能這門課程是材料科學與工程專業學生的專業基礎課，它涉及物理科學和材料科學的基礎知識。其學習思路一般是從物理學的一些基本概念、基本原理和基本定律出發，通過已經建立的物理模型，闡述材料本身的結構、性質和它們在各種外界條件下發生的變化規律，進而指導材料的生產和科學研究。這門課程概括地介紹了材料的熱學、磁學、電學、光學等物理性質。由于我院這門課程的開課學期為第二學期，學生的基礎知識儲備比較欠缺，相關物理概念較為抽象，所以對于剛進入專業課程學習的本科生來講，學習起來比較吃力。因此，如何調動學生學習的積極性，如何使學生更好的掌握材料物理性能的基礎知識，需要引起我們的關注。

二、當前課程現狀

在對大學一年級學生的授課過程中，通過觀察學生的課堂表現、檢查學生的課后作業完成情況、查閱最近幾年的教學文檔，發現本門課程存在以下問題：

1.重點不夠突出。由于這門課程的學習內容比較特殊，每章涉及到一種材料的物理性質，每一種物理性質又是一個獨立的研究方向，每一個研究方向又可以單獨開設一門課程來講授，所以把幾個方面的物理性能壓縮到一門課程中去講授，不得不舍去一些基礎內容，只保留核心知識點。這樣做的好處是可以在有限的課時內把課程內容講授完畢，但是由于學生基礎知識薄弱，學生學習起來會非常吃力。

2.開課學期較早。該課程所涉及的知識點較繁，而開設課程過早，學生的專業基礎不夠，導致學生學習時過于吃力，或只追求一知半解，或失去自信心，甚至喪失對材料專業的興趣。學習效率低。老師為了及格率也會大大降低學習要求，導致學生一學期學下來不僅沒學到什么東西且磨損了對材料的興趣。

3.學時分布過于密集。本課程的學時數為48學時，根據教學安排，每周安排一次課，一次課包含3學時。通過觀察學生在每一次課3個學時中的表現，感覺到學生上完前兩節課以后，學生的注意力明顯下降，不少學生忍不住玩手機、聊天，課堂秩序較為混亂。另外，3個學時連在一起進行講授，對授課教師自身的身體素質也具有一定的挑戰性。

4.授課教師更換過于頻繁。材料物理性能這門課程所涉及到的專業知識比較多，即使是從事相關研究工作的教師也很難把大綱里所列的知識點講清楚，每一個學時都需要花費不少的精力去準備。通過查閱最近幾年的教學安排，發現這門課的主講教師更換過于頻繁。這樣就導致授課教師對本課程的重點難點把握不好，對涉及到的較難的知識點，只能給學生走馬觀花地介紹一下，很難講清楚，老師自己把握不好，學生聽起來更是一頭霧水。

三、教學改革探索

針對以上總結出的當前課程中存在的問題，在以后的課程教學中，我們將嘗試從以下幾個方面進行教學改革：

1.將原有的面面俱到講授改變為專題講授。通過將原有內容分析總結，梳理出幾個比較重要的知識點。對于篩選出的知識點，重點進行講授。例如在講授材料熱膨脹的物理本質時，一般的結論是質點的非簡諧振動。考慮目前的浙江省的教育改革，不少學生沒有把物理作為高考的選考科目，因此學生的物理基礎相對薄弱，很多基礎知識掌握不好。在講授這個專題時，可以先從簡諧振動、非簡諧振動講起，層層遞進，從易到難，從而逐步推導出非簡諧振動是如何導致材料的熱膨脹。通過專題講授的方法，也可以盡量減少與其他課程存在的交集知識點，提高學生課堂學習的效率。

2.優化課程安排。積極與系主任溝通，爭取將材料物理性能這門課安排在大學二年級講授。學生經過一年的大學專業課程的學習，能夠有一個較好的基礎知識準備。這樣再來學習材料物理性能，學習起來將更加容易一些。另外，通過與教務員溝通，盡量將這類學時數比較多的課程安排成一周兩次，每次2學時。這樣不僅可以使得學生在課堂上的學習效率得到有效的提高，也減輕了主講教師一次課的授課壓力。

3.固定專業任課教師。對于像材料物理性能這樣偏理論的專業課程，教師只有在講授過多次以后才能把專業知識點講清楚。通過固定專業任課教師，既可以減少教師的備課強度，也能使教師在多次講授中產生自己的心得體會，在下一次的授課過程中才能夠不斷提高業務水平。

四、結語

材料物理性能是材料專業的專業必修課，重要性不言而喻，但歷屆學生都認為該課程內容難，學習起來較其他專業課程費力，難以掌握。除了課程本身專業性較強外，授課方式也存在著很大的提升空間。因此只有不斷發現問題，不斷改進，才能充分調動學生的學習主動性，使學生更好的掌握專業課內容，提高專業素質。

作者簡介：

黃帥（1988-），男，漢族，山東鄒平人，博士，講師，研究方向：多鐵材料。