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摘要：“材料科学基础”是材料成型及控制工程等多个材料类专业的专业基础课。针对该课程的课程性质和特点，本文从课程内容、教学方法、教学手段和理论联系实际等方面进行了教学改革，激发了学生自主学习的兴趣和能力，显著提高了课堂教学质量。
关键词：材料科学基础;教学质量;教学改革
引言
“材料科学基础”是材料类专业的核心专业基础课，在各大高校的专业教学中都备受重视。我校的材料化学、材料科学与工程以及材料成型及控制工程三个本科专业均开设了这门专业基础课，该课程在学生专业知识的构建中起着基石的作用，不仅是公共课与专业课之间的桥梁，也为学生毕业后从事相关工作奠定理论基础。
近年来，随着工程、制造等产业的飞速发展，各种新材料、新工艺应运而生，这对大学本科教学的知识体系和教学方法的革新提出了新的要求[1，2]。“材料科学基础”的教学如不与实际生活相结合，而仅仅依靠传统教材的照本宣科，不但会让学生觉得所学知识无用，甚至可能会让学生丧失对该专业的学习并深造的兴趣[3]。同时，该课程概念多，公式多，教学内容十分抽象且枯燥，学生普遍反应课程难懂。因此，对该课程进行教学改革势在必行。在熟悉该课程内容及特点的基础上，本文主要针对教学内容、教学手段、教学方式和理论联系实际等方面进行改革。
一、课程内容及特点
“材料科学基础”主要介绍各类材料成分、加工工艺、组织结构与材料性能之间的共性关系，它将材料的微观结构与宏观性能之间的内在规律有机地结合起来，对生产、使用和发展材料具有指导意义。该课程包含了原子结构与键合、固体结构、晶体缺陷、扩散、材料的塑性变形和再结晶以及晶体的凝固、相图及制备等内容。该课程涉及金属材料、陶瓷材料和高分子材料，知识覆盖面广，教学难度大。由于我校材料成型及控制工程专业的培养目标主要面向汽车、摩托车和智能制造等产业，我们选取了机械工业出版社出版、崔忠圻和覃耀春主编的《金属学与热处理》作为教材，主要针对金属材料进行深入学习[4]。
二、课堂教学改革
（一）教学内容的选择
由于教学内容多，教学任务繁重，教学过程中不可能面面俱到，必须要做到突出重点。由于铁碳合金是使用最广泛的金属材料，要时时刻刻以铁碳合金为对象，以其成分与结构、合成与加工、性质和使用性能之间的相互关系为主线进行讲解，并将其贯穿整个课程的教学过程。同时，在教学过程中，要将各个章节的内容与上述主线相结合，让学生对所学习的各个章节内容之间的相互联系有清晰的认识。此外，在抓住主线的基础上，拓宽学生的知识面，增加学生的学习乐趣。
（二）教学手段多样化
当前，多媒体教学成为主流的教学手段，它具有方便、快捷、高效、直观等特点，使得教学内容更加生动和丰富多彩，也在很大程度上提高了学生的学习兴趣。但是，由于该课程理论、公式众多，比如杠杆定律、形核过程能量变化、晶向和晶面指数、菲克定律等，采用多媒体教学显然无法让学生充分理解这些理论和公式的含义，这时候依然需要与传统的板书教学相结合，让学生对公式的推导过程有深刻的理解。同时，晶体结构和晶体缺陷等内容是该课程的重点和难点，也是极具抽象的地方。比如原子是如何堆垛成晶体，间隙在晶体中的位置又是如何分布，晶体中位错又是如何运动，晶体结构和点阵结构有何区别等等。这时可借助三维模型和三維动画，帮助学生理解原子、间隙在三维空间的堆垛、位置情况，以及缺陷尤其是位错在三维空间的分布和运动情况，使学生有身临其境的感觉，从而更容易接受所学习的知识。
（三）学生参与式学习
当前的教学方法主要是直接向学生灌输知识点，但由于该课程知识点多且太过抽象，灌输法只会让学生在课堂上昏昏欲睡，被动接受知识，无法真正理解学习的本质，也无法激发学生自主学习的主观能动性。因此，将教学从灌输法转变为参与法，让学生也主动参与到学习中来，提高学习兴趣。首先，在教学中应多一些问号，少一些句号。比如，在学习第一章金属的晶体结构时，可以提问：金属为什么具有良好的导热性、导电性、延展性和金属光泽？这就可以引导学生对金属键的本质进行思考;在学习第二章纯金属的结晶时，可以问：为什么纯金属的冷却曲线存在平台？这使得学生对结晶潜热又有了进一步的了解。其次，可以采用启发式、类比法等引导学生自主思考。比如，在讲解完体心立方晶体结构的特征后，可以让学生分组讨论学习面心立方和密排六方晶体结构的相关知识;在讲解均匀形核后，可让学生自主学习非均匀形核。再次，在每次课结束后可留下一个小问题，让学生课后思考，并在下次课堂上花五到十分钟进行讲解。这样可以锻炼学生PPT制作、自主学习、语言组织、自我表达等多种能力。
（四）理论联系实际
“材料科学基础”虽说是一门理论课程，但也与现实生活息息相关。由于内容的抽象和枯燥，学习过程中更应该与实际应用相结合。比如，在学习合金时可将教室的铝合金窗户联系起来;在学习非均匀形核时可将人工降雨联系起来;在学习热处理时可将做饭烧火用的火钳联系起来;在学习铁碳相图时可将铁丝、钢丝联系起来。通过理论联系实际，让学生感觉自己所学的东西很有用处，从而激发学生的学习兴趣和专业兴趣。
三、结论
“材料科学基础”对材料类学生的重要性不言而喻。本文结合我校材料成型及控制工程专业学生培养目标，从教学内容、教学手段和方法、理论联系实际等几个方面进行了深入改革，激发了学生的学习积极性，课堂上学生明显变得更为活跃，期末考试通过率显著提高，取得了较好的教学效果。尽管如此，该课程的教学改革依然任重而道远。
参考文献
[1] 于岩. 材料科学与工程创新人才培养模式探索： 以福州大学材料科学与工程学院为例[J]. 高等理科教育， 2017， 132（2） ：55-58
[2] 石勇. “材料科学导论”课程教学改革与实践[J]. 教育理论与实践， 2017（21）： 56-57
[3] 赵严， 鲁玉祥， 刘恩洋. 以学生为中心的“材料科学基础”课程教学改革与探索[J]. 高等理科教育， 2021， （1）： 49-53
[4] 崔忠圻， 覃耀春. 金属学与热处理（第2版）（M）. 机械工业出版社出版， 2011.
关键词：材料科学基础;教学质量;教学改革
引言
“材料科学基础”是材料类专业的核心专业基础课，在各大高校的专业教学中都备受重视。我校的材料化学、材料科学与工程以及材料成型及控制工程三个本科专业均开设了这门专业基础课，该课程在学生专业知识的构建中起着基石的作用，不仅是公共课与专业课之间的桥梁，也为学生毕业后从事相关工作奠定理论基础。
近年来，随着工程、制造等产业的飞速发展，各种新材料、新工艺应运而生，这对大学本科教学的知识体系和教学方法的革新提出了新的要求[1，2]。“材料科学基础”的教学如不与实际生活相结合，而仅仅依靠传统教材的照本宣科，不但会让学生觉得所学知识无用，甚至可能会让学生丧失对该专业的学习并深造的兴趣[3]。同时，该课程概念多，公式多，教学内容十分抽象且枯燥，学生普遍反应课程难懂。因此，对该课程进行教学改革势在必行。在熟悉该课程内容及特点的基础上，本文主要针对教学内容、教学手段、教学方式和理论联系实际等方面进行改革。
一、课程内容及特点
“材料科学基础”主要介绍各类材料成分、加工工艺、组织结构与材料性能之间的共性关系，它将材料的微观结构与宏观性能之间的内在规律有机地结合起来，对生产、使用和发展材料具有指导意义。该课程包含了原子结构与键合、固体结构、晶体缺陷、扩散、材料的塑性变形和再结晶以及晶体的凝固、相图及制备等内容。该课程涉及金属材料、陶瓷材料和高分子材料，知识覆盖面广，教学难度大。由于我校材料成型及控制工程专业的培养目标主要面向汽车、摩托车和智能制造等产业，我们选取了机械工业出版社出版、崔忠圻和覃耀春主编的《金属学与热处理》作为教材，主要针对金属材料进行深入学习[4]。
二、课堂教学改革
（一）教学内容的选择
由于教学内容多，教学任务繁重，教学过程中不可能面面俱到，必须要做到突出重点。由于铁碳合金是使用最广泛的金属材料，要时时刻刻以铁碳合金为对象，以其成分与结构、合成与加工、性质和使用性能之间的相互关系为主线进行讲解，并将其贯穿整个课程的教学过程。同时，在教学过程中，要将各个章节的内容与上述主线相结合，让学生对所学习的各个章节内容之间的相互联系有清晰的认识。此外，在抓住主线的基础上，拓宽学生的知识面，增加学生的学习乐趣。
（二）教学手段多样化
当前，多媒体教学成为主流的教学手段，它具有方便、快捷、高效、直观等特点，使得教学内容更加生动和丰富多彩，也在很大程度上提高了学生的学习兴趣。但是，由于该课程理论、公式众多，比如杠杆定律、形核过程能量变化、晶向和晶面指数、菲克定律等，采用多媒体教学显然无法让学生充分理解这些理论和公式的含义，这时候依然需要与传统的板书教学相结合，让学生对公式的推导过程有深刻的理解。同时，晶体结构和晶体缺陷等内容是该课程的重点和难点，也是极具抽象的地方。比如原子是如何堆垛成晶体，间隙在晶体中的位置又是如何分布，晶体中位错又是如何运动，晶体结构和点阵结构有何区别等等。这时可借助三维模型和三維动画，帮助学生理解原子、间隙在三维空间的堆垛、位置情况，以及缺陷尤其是位错在三维空间的分布和运动情况，使学生有身临其境的感觉，从而更容易接受所学习的知识。
（三）学生参与式学习
当前的教学方法主要是直接向学生灌输知识点，但由于该课程知识点多且太过抽象，灌输法只会让学生在课堂上昏昏欲睡，被动接受知识，无法真正理解学习的本质，也无法激发学生自主学习的主观能动性。因此，将教学从灌输法转变为参与法，让学生也主动参与到学习中来，提高学习兴趣。首先，在教学中应多一些问号，少一些句号。比如，在学习第一章金属的晶体结构时，可以提问：金属为什么具有良好的导热性、导电性、延展性和金属光泽？这就可以引导学生对金属键的本质进行思考;在学习第二章纯金属的结晶时，可以问：为什么纯金属的冷却曲线存在平台？这使得学生对结晶潜热又有了进一步的了解。其次，可以采用启发式、类比法等引导学生自主思考。比如，在讲解完体心立方晶体结构的特征后，可以让学生分组讨论学习面心立方和密排六方晶体结构的相关知识;在讲解均匀形核后，可让学生自主学习非均匀形核。再次，在每次课结束后可留下一个小问题，让学生课后思考，并在下次课堂上花五到十分钟进行讲解。这样可以锻炼学生PPT制作、自主学习、语言组织、自我表达等多种能力。
（四）理论联系实际
“材料科学基础”虽说是一门理论课程，但也与现实生活息息相关。由于内容的抽象和枯燥，学习过程中更应该与实际应用相结合。比如，在学习合金时可将教室的铝合金窗户联系起来;在学习非均匀形核时可将人工降雨联系起来;在学习热处理时可将做饭烧火用的火钳联系起来;在学习铁碳相图时可将铁丝、钢丝联系起来。通过理论联系实际，让学生感觉自己所学的东西很有用处，从而激发学生的学习兴趣和专业兴趣。
三、结论
“材料科学基础”对材料类学生的重要性不言而喻。本文结合我校材料成型及控制工程专业学生培养目标，从教学内容、教学手段和方法、理论联系实际等几个方面进行了深入改革，激发了学生的学习积极性，课堂上学生明显变得更为活跃，期末考试通过率显著提高，取得了较好的教学效果。尽管如此，该课程的教学改革依然任重而道远。
参考文献
[1] 于岩. 材料科学与工程创新人才培养模式探索： 以福州大学材料科学与工程学院为例[J]. 高等理科教育， 2017， 132（2） ：55-58
[2] 石勇. “材料科学导论”课程教学改革与实践[J]. 教育理论与实践， 2017（21）： 56-57
[3] 赵严， 鲁玉祥， 刘恩洋. 以学生为中心的“材料科学基础”课程教学改革与探索[J]. 高等理科教育， 2021， （1）： 49-53
[4] 崔忠圻， 覃耀春. 金属学与热处理（第2版）（M）. 机械工业出版社出版， 2011.