材料科学基础范文

材料科学基础范文第1篇

关键词： 材料科学基础 教学改革 课程建设

材料不仅是人类进步的标志，而且是社会现代化的物质基础和先导[1]。材料学方面的进步是社会科技进步的基础。材料、能源与信息被称为现代文明的三大支柱。由此可见，材料在当今社会起着举足轻重的作用。

材料科学基础这门课是材料学的基础，同时是复合材料与工程专业的必修课程，是学习后面很多课程的基础，其重要性不言而喻。但是，这门课程内容杂乱、概念多、枯燥难懂，想要学好这门课程并不容易，这需要学生和老师共同努力[2]。下面我就谈谈对这门课程教学改革方面的建议。

因为材料科学基础所包含的内容多，涉及的领域广，教好这门课程靠一位老师是远远不够的，需要本教研室乃至本学院各领域老师通力合作。需要无机非金属、金属和高分子方面的老师教授本书对应部分。只有在这方面有专长的老师讲授该方面内容才会更加透彻，才能更好地解答同学的相关疑问，让同学们更好地把握这方面内容。对于材料科学基础这门课程我们选用的教材是上海交通大学出版社出版的《材料科学基础（第三版）》，这本教材所包含的内容较多，当前的课时是远远不够的。我们需要增加这门课的课时，而且会考虑采取两个学期讲授的办法。这样可以给同学们一个记忆缓冲期，让他们更深刻地理解知识。在教学方面，采取老师竞赛的方法，让同学给老师打分，给老师提意见。让老师知道学生所想，所习惯的方式，按照这样的方式上课学生会更加适应，以此提高教学质量。

学生对某一门课不感兴趣的原因在于不明白学习这些知识有何用途。老师在教学时应该理论联系实际，多举一些现实的例子和自己的具体实践经验[3]。比如，讲到凝固形核方面内容时，可以给学生观看一些过冷水凝固的视频，即水温度低于零度时水无法结成冰，而加点杂质进入就可以结冰。产生这种现象主要是因为过冷水无法形核造成的。由此引入形核、形核的概念及形核的条件。这样的例子可以更好地引起学生兴趣，可以让学生知道如何利用所学知识对实际问题进行分析，锻炼学生分析、解决实际问题的能力。同时，老师在教学时不要一味讲解书本上的内容，可以讲解一些关于材料方面的名人逸事和一些励志的故事[4]。以此提高学生的注意力，激励学生学习。也要向学生多强调这门课是学习后面课程的基础，让他们在思想上重视起来。

大学学习主要是培养学生的自主学习能力和分析问题、解决问题的能力。材料科学基础虽然内容较多，但并非全部是陌生内容。对于熟悉的内容如晶体学基础和原子间键合等方面的内容，学生已经在本专业其他的课程中学习过。我们采取的教学方式主要是以带领学生回忆为主，具体的细节则要求学生自学。这样可以节约一些课时，节约的课时可以用于学习学生陌生的重难点内容，以此提高上课效率。对于一些特别难懂的内容，如三元相图和缺陷等，可以在开始教学之前先让学生查阅资料自学，再在课堂提问，督促学生学习。或者，让同学们先自学，再在课堂上谈谈自己的认识和问题。然后，进行这方面内容的讲解，在讲解过程中重点分析学生疑惑较多的地方。

这门课程的有些内容较为抽象难懂，我们讲课除利用板书外，还会使用多媒体教学[5]。对于晶体结构、位错运动之类的内容还会采用制作Flas的方法进行讲授，加深学生对内容的理解，提高学生的学习兴趣。同时，因为该课程的概念较多且前后章节的联系不大，所以应该多给同学归纳、比较和总结，这样才可以让同学将所学知识形成一个整体，更好地进行记忆[6]。我们会在遇到有关联的相似内容如晶体结构、键合方式等时，给同学做总结、比较，让同学更加清晰地掌握这方面内容。在每章结束后，我们会在下一章开始前对该章内容进行总结。我认为比较好的总结方式是对照课本的该章目录，回忆每一节讲了哪些内容。由目录回忆本章内容的方式非常有效，可以让同学们更好地整体把握内容。这种带着同学回忆的方式有很多优点：一是可以让同学自己检测那些内容掌握得不好，二是可以加强学生对所掌握知识的记忆，使知识形成一个整体的脉络，增加学生记忆的时间。

对于教学内容，我认为，既要把书讲薄，又要把书讲厚。由于材料科学基础内容多且杂乱，所以要把书讲薄，即在学习该书时跟同学讲清楚本书的重点，在具体到各章节时，向同学说明章节的重点内容。对于重点内容重点学习。把书讲厚，即在让同学了解本书重点内容的前提下，多向同学普及该方面的相关内容。让同学们能够从整体到部分地把握这方面知识。同时，普及的内容对同学们以后的学习也很有帮助。

材料学是一门工科学科，所以我们给学生安排一些课时的实验，让学生自己动手做一些东西、观察一些东西。如我们学院会购进一批金相显微镜，让同学利用它反映和表征构成材料的相和组织组成物、晶粒（亦包括可能存在的亚晶）、非金属夹杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、取向、空间排布状态等[7]。同时，我们会鼓励学生多进入实验室参与老师的项目试验，提高学生的动手能力和解决问题、分析问题的能力。让同学们更好地理论联系实际，更好地学以致用，这也会提高他们对材料科学基础的兴趣。

相信在本教研室各位老师的共同努力下，一定可以将这门课程讲授好。我们也会不断努力、不断创新、不断推进课程改革。

参考文献：

[1]徐恒钧.材料科学基础.北京工业大学出版社，2011.

[2]刘丽，赵相金，徐惠忠.材料科学基础课程教学改革浅谈[J].科技文汇，2012，34.

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[4]贺哲丰，杨平.名人典故在材料科学基础教学中的作用[J].中国冶金教育，2011，5，38.

[5]王永东，王振延，李柏茹，鲍爱莲.《材料科学基础》多媒体课件教学应用研究[J].广州化工，2012，40（4），110.

[6]靳正国，郭瑞松，侯信，郭新权，胡绳荪，盛京.大材料专业“材料科学基础”课程的教改认识与实践[J].高等工程教育研究，2005，S1，31.

材料科学基础范文第2篇

[关键词]材料科学与工程专业　材料科学基础　教学

“材料科学基础”是研究材料的成分、结构、性能之间的关系及其变化规律的一门基础学科，是材料科学与工程专业一级学科公共主干专业基础课。根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路和1997年国务院学位办颁发的新专业目录，材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料。为此，各相关高校在材料科学与工程专业主干课程“材料科学基础”的教学上都进行了教学改革。暨南大学材料科学与工程专业自2002年设立以来，就依据教育部的要求，将专业培养目标设定为培养“大材料”科学研究与工程技术所需的人才。故“材料科学基础”课程内容设置为介绍三大材料的基础知识，在教学模式、手段及课程配套方面也具有鲜明的特色。本文阐述了暨南大学材料科学与工程系以“奠定学科专业基础，培养学生科学的思维能力”为宗旨，开展“材料科学基础”教学工作的经验和体会。并以此为契机，进一步优化教学内容，探索新的教学模式和教学手段，进一步提高教学质量。

一、课程发展历史、性质与定位

材料是人类文明发展的基石。人类发展的文明史就是按石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代来划分的，可见材料对人类文明进程的重要贡献。与人类使用材料的漫长历史相比，对材料的研究即材料科学的历史比较短暂。19世纪中叶，开始采用金相显微镜研究钢铁，相平衡热力学和统计热力学则为建立材料的相平衡与相变提供了理论基础。20世纪20年代，原子结构和量子力学提供了研究材料微观结构的理论，x射线衍射技术和电子显微技术为探索材料的微观结构提供了手段。20世纪50年代，金属学已初具规模。高校金属材料专业都开设了《金属学》课程。到20世纪60年代，世界经济的腾飞促使陶瓷学和高分子材料学建立，其代表作分别为wg金格瑞的《陶瓷导论》(introduction to ceramics)和pj flory的《高分子化学与物理》(polymer chemistry and physics)。前者，wg金格瑞教授将金属学的原理应用于无机材料的结构、热力学、动力学、相变及性能分析当中，成功地指导了水泥、玻璃和陶瓷材料的生产和科研。而pj flory教授则主要围绕聚合物的合成过程、聚集态结构以及物理、化学等行为特征，阐述了高分子材料的结构及性能。到今天，三大材料的研究相互渗透，研究方法相互借鉴，产生了21世纪的材料科学。

“材料科学基础”着眼于材料基本问题诸如材料的结合键、材料的晶体结构及缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散，材料的塑性变形、材料的亚稳态。从金属材料的基本理论出发，将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起，使学生能把握材料的共性，熟悉材料的个性。本课程横向融合金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基础理论于一炉，纵向则充分利用学生已经学过的基础知识(包括高等数学、普通物理、物理化学、材料力学等)，并能连接后续的材料的分析与表征、材料物理、材料加工工艺学等必修课程及高分子材料、无机非金属材料、金属材料等模块的选修课程。

二、教学内容的优化和选择

现代材料工业和技术的发展推动材料从组成、结构和功能的单一化向复合化、一体化发展，使培养大材料、宽专业人才的教学改革迫在眉睫。在此形势下，2002年暨南大学材料科学与工程专业设立并开始招收首届本科学生，确定了《材料科学基础》为专业基础课(必修，72学时，4学分)。本课程内容旨在以物质结构和结构形成为主线将三大固体材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)的基础知识有机结合，构建大材料专业公共性专业基础课教学体系。该课程体系旨在强化对学生重基础的通才教育模式，在教学内容上力求共性教学，突出个性特点。为此。从选择教材着手，优化教学内容，强化基础教学，着重培养学生科学的思维方法、创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力。

目前， “材料科学基础”教材体系可分为两大类。第一类沿袭“金属学”课程的教学内容，增加了少量无机非金属材料、高分子材料和复合材料等内容，往往侧重金属材料。这类教材基本上适合以金属材料为主导的材料科学与工程专业的教学。第二类教材则是在增加非金属材料、高分子材料、复合材料等新材料内容的同时，对该课程的所有内容进行了全新的组合，将它们有机地融入整个教材体系中，形成新的包含各种类型材料的教学体系。由于低年级本科学生的专业知识有限，这类教材在教学中要突出构建整个教学内容的逻辑性和条理性，避免学生掌握了各材料的个性，却忽视了各材料的共性，从而使整个课程陷入一个“材料学概论”的泥潭。为达到突出共性教学的目的，搭建一个合理材料科学与工程的知识平台，根据整个学科的培养方案和教学计划，我们选择上海交通大学出版社出版的面向21世纪新教材《材料科学基础》作为教材，从教学目标出发，该教材最显著的特点是着重于基本概念和基础理论，便于在教学中掌握深度和广度。根据本专业培养目标的要求和培养方案的特点，在确立教材内容、体系与后续课程的相互关联的基础上，在保持课程自身体系的完整性的条件下，兼顾到不同材料的特点及知识体系与要素课程内各个环节之间的逻辑关系，对该教材的内容进行了“扬弃”，将课程教学内容分为三大模块：

1　材料的结构。①微观结构：原子的排列方式、高分子链结构；②结构的完整性：晶体学基础、金属的晶体结构、合金、离子晶体结构规则、共价晶体结构、聚合物的晶态结构；③结构的不完整性：晶体缺陷、表面和界面、非晶态、亚稳态、准晶态。

2　固体中原子及分子的运动。①扩散：菲克第一、第二定律、扩散的热力学分析、扩散原子理论、影响因素；②高分子的分子运动：分子链的运动及其柔顺性、分子的运动方式及影响因素。

3　材料的组织结构变化。①材料的形变和再结晶：单晶和多晶体的塑性变形、回复和再结晶；②相图。单元系相图：凝固、形核和晶体长大；二元系相图：匀晶、共晶和包晶相图、混溶间隙、相图分析；三元系相图：相图基础、三元匀晶和共晶相图。

为了在上述教学内容中力求共性教学，以最大限度地淡化三大材料各自的专业色彩，力求突出共性的内容。例如，相平衡与相图的内容，选择了相律、相平衡热力学理论、一元、两元和三元基本相图类型的阅读等为重点内容，而淡化与此相关的教材中有关金属材料的冶金和铸造

方面的内容。

通过多年的教学实践，上述教学内容的优化既得到了后续课程教师的肯定，又使学生学以致用，达到了奠定学科专业基础、培养科学思维的目的。

三、教学内容组织方式与目的

本课程教学内容的特点是“三多一少”，即叙述性的原理、规律多，需要记忆的概念、定义多，课程内容知识点多。理论计算少。因该课程内容枯燥、抽象，学生感到难学。具体表现在：不能很好地将数学理论应用到材料科学的基础课程、无法判定从而掌握教学内容中的重点、不能将所学的知识点和实际的材料联系起来。所以，我们在教学内容的组织上做了一些探索：

1　突破传统的“一本教科书”的局限性。本课程的教学内容在严格按照教学大纲和教学计划授课的同时，综合多种中文教材、英文教材等，力图做到知识面完整、讲授描述通俗易懂。如针对本专业每年都有数目不等的海外学生的特点，在教学提倡采用台湾晓园出版社出版的《材料科学与工程》作为补充性教材，提升外招学生对学科知识的认同感和认知度。

2　探索课堂教学，有所为，有所不为。课堂讲重点、难点，讲思路，留给学生充分的思考时间和空间，以调动他们的主动性和积极性。对难点和重点内容，尽量举出其应用实例，结合学科前沿知识，使学生知道该原理的用处，听课时不感到抽象、空洞，达到了理论联系实际的目的。而且，对重点和难点内容务必做到举一反三，确保学生能够掌握，以达到以点带面，进而掌握所学知识的目的。

3　注重教学内容的连贯性，连通性，提高学生对所学知识点的融会贯通能力。本课程在教学过程中，提倡预习，并将即将讲授的知识点与所学基础知识点的关联告知学生，使其掌握学习的主动性。对部分关联度高的章节，采用课堂讨论、换位讲授等方法，调动课堂气氛，使学生自觉地运用基础知识解决教学过程中的难点，从而提高他们通晓所学知识点的能力，达到全面提升专业素质和人文素质的目的。例如，在相图的学习中，尝试让学生利用所学的物理、化学知识换位讲授一元相图和二元相图的基础，一方面使他们学会对所学知识点进行归纳和演绎，另一方面提升他们的口头表达、演讲技巧。

4　充分、恰当地采用现代化多媒体教学方法，并辅之以动画，实现图、文、声、像的视听一体化教学。特别是对那些教学难点和需要丰富空间想象力的内容，形象、生动地展示在学生面前，既直观又富动感，可明显提高教学效果。

四、教学方法与教学手段

“材料科学基础”课程内容抽象、概念性强，学生在学习时容易感到枯燥难学。因此，在课堂上应常采用启发式教育，常用提问、问答或引而不发方法，调动学生的积极思维能力。在讲授时使用ppt演示文稿，尽量多用教学模型、挂图、照片和曲线图表等形象化语言。涉及部分教学内容如位错运动等，应结合动画生动地用图像演示给学生，以加深他们对课程内容的理解，提高学习兴趣。对于部分与前期知识关联度高的基本理论如单元相图，组织学生进行课堂讨论(seminar)，并以学生发言为主，让他们直接参与教学。对需要运用较多数学知识且理论性较强的内容，如扩散第一、第二定律，应多采用板书推导，加强逻辑性学习。另外，为了提高学生对那些需要有丰富空间想象力的晶体结构、金相组织的转变和识别、位错、位错增殖和缠结过程等知识难点的理解和掌握，将先进的多媒体现代化教学手段引入材料科学基础教学中，并让它们以二维或三维动画形式生动形象地展示在学生面前，弥补传统教学在时间和空间等方面的不足，以提高教学效果。在课外，还可建立qq空间，在群聊中解决课堂中来不及解决的问题，通过师生交流，提高学生探索性自学能力和学习的积极性。

在“宽口径，大平台”培养模式下开展材料科学与工程教学， “材料科学基础”作为专业必修的主干课程，突出共性教学是打好学科专业知识的必备条件。从时代的需要出发，合理选择及组织教学内容、创新教学手段和方法，使其与教学内容相互协调，是构建新时代“材料科学基础”教学体系的关键。今后， “材料科学基础课程”将继续围绕以符合时展、符合教育规律为中心开展课程建设，不断探索和实践，为成功培养宽专业人才奠定基础。

参考文献：

[1]石德珂，材料科学基础[m]，北京：机械工业出版社,2003。

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[6]胡赓祥等，材料科学基础[m]，上海：上海交通大学出版社，2006。

[7]杨雄，材料科学基础－教学大纲和教材的改革与建设[j]，科教文汇,2008，(7)。

[8]董兵海等，材料科学基础课程教学模式探讨[j]，新课程研究(职业教育)，2008，(135)：18—20。

[9]齐义辉，韩萍，材料科学基础课程的教学改革与实践[j]，辽宁工学院学报,2007，9(2)：138—139。

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[11]靳正国等-大材料专业“材料科学基础”课程教改的认识与实践[j]，高等工程教育研究,2005(增刊)：31—35。

材料科学基础范文第3篇

【关键词】 材料学;材料科学基础;教学改革

材料是人类生存和发展的基础。纵观人类利用材料的历史,可以清楚地看到,每一种重要材料的发现和利用,都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平,给社会生产力和人类生活带来巨大的变化,把人类物质文明和精神文明向前推进一步。可以说没有半导体材料的开发和工业生产,便不可能有目前的计算机技术和现代信息技术革命;没有现代的高温高强度结构材料,便没有今天的宇航科技;没有低损耗的光导纤维,便不会出现光纤维的长距离传输,也无当前的光通信可言。高等院校深刻感受到材料对社会影响的方方面面,深刻认识到现代社会对材料学方面人才的需求。

我国各大高校纷纷设立了材料学院,并建立健全了材料学方面各类培养课程。材料科学基础是材料学专业学生必修的专业基础课。通过材料科学基础课程的学习, 可使学生掌握材料科学基础领域的基本理论知识和实验操作技能,以利于学生学习材料学专业的后续课程。[1-6]本论文通过分析材料学专业材料科学基础课程教学中存在的问题,阐明了材料学专业进行材料科学基础教学改革的必要性,并结合本人讲授材料科学基础过程中的体会,初步探讨了如何提高材料科学基础的教学效果,并对教学内容,教学方法等方面的改革进行了探讨。

1.材料学专业材料科学基础教学改革的必要性

随着现代社会对材料学人才的大量需求,材料学专业已逐步成为全国各大高校重要的组成部分,但由于专业的性质,材料学专业也是高校中最难学习的专业之一。要成为一个材料学专业合格的本科毕业生,既要具备化学方面的基础,又要物理方面的基础,还要掌握材料化学,材料物理等材料专业的知识。但由于学生大学学习的时间是有限的,这就造成材料学专业课程设置时,存在“课时紧,任务重” 的问题。以材料科学基础为例,材料学专业材料科学基础授课时间一般不少于120学时,而纵观全国各大高校材料学专业,材料科学基础通常为54学时,个别为72学时,且大多没有实验。这并不意味着材料学专业对材料科学基础的要求低,而是由于材料学专业课程多、学时紧等原因导致的无奈之举。材料科学基础学时少造成学生对材料科学基础的知识掌握肤浅,很难真正体会材料科学基础的本质,同时也影响了后续材料学专业课的学习。另外,不设材料科学基础实验,学生的动手能力得不到锻炼,在进行后续课程时没有任何基础,从而影响了其它材料学专业实验的顺利进行。总之,材料学专业材料科学基础教学存在的诸多弊端已严重地影响了材料学专业学生的正常学习,因此,材料学专业材料科学基础教学改革势在必行。

2.材料科学基础的课程内容和特点

材料科学基础是一门古老又新兴的课程,它是一门理论性强,内容丰富,掌握起来有相当难度的课程。同时,它也是一门重视实验,能够培养学生动手能力的课程。具体来讲,材料科学基础主要内容分为三大模块:第一模块为晶体结构和缺陷,包括各种晶体的空间结构、可能出现的各种缺陷及缺陷的表示法。本模块内容约占总学时的25%～35%;第二模块为原子及分子运动、材料的变形和再结晶,本模块内容约占总学时的45%～55%;第三模块为单元及多元相图,包括晶体的凝固和相图的关系、相图的分析等,本模块内容约占总学时的15%～25%。分析各模块的主要内容,可以提炼出材料科学基础主要包括晶体的结构及表示方法。[7-9]

3.材料学专业材料科学基础课程改革研究

3.1 教学内容改革

根据材料科学基础的主要内容和课程特点,结合材料学专业对材料科学基础的要求,我们对材料科学基础教学内容主要进行了如下改革:“精简内容,把握重点,强调相关。”材料科学基础经过上百年的发展,内容已经相当丰富,而且还在不断更新。如此庞大的内容仅仅通过短短的54学时或者72学时来顺利完成全部教学内容几乎是不可能的,因此,精简教学内容是材料科学基础教学必须进行的环节。针对材\料学专业的特点和材料学专业对材料科学基础的要求,并考虑到材料学专业材料科学基础没有实验的实际情况,我们对这三大模块进行了以下改革:首先,精简第三模块的内容,使其仅占总学时的5%,同时在第三模块中加入15%的实验内容,从而使学生掌握基本的实验操作;其次,把握第一模块的内容,第一模块为材料科学基础基础知识和基本理论,是材料科学基础学习的重点,这部分的学习可以使学生初步了解材料科学基础的本质,同时在第一模块增加材料科学基础的x衍射、透射电镜等基本的表征手段的学习,这部分内容达到总学时的40%;最后,强调第二模块中与材料学专业相关的材料科学基础内容, 占总学时的40%。第二模块的内容非常繁多,我们通过学习原子和分子的运动规律、材料的形变及再结晶规律,使学生能熟练掌握与材料学专业有关的材料科学基础知识,为后续材料学专业学习打下基础。

3.2 教学方法改革

材料科学基础是一门看似简单,但掌握起来却有相当难度的课程。在教学过程中必须尽快让学生掌握材料科学基础的学习方式,跟上上课节奏,学生才能有效地掌握这门课程。这就要求在教学过程中必须改革传统的灌输式教学方法。在教学实践中通过借鉴前人的经验和总结自己的教学过程中的教训,在教学方法上主要做了以下改革:(1)通过现实的例子,引发学生学习材料科学基础的兴趣。针对材料是科技的基础这特点,通过材料的突破实现国家的科技发展的例子,增加学生学习材料科学基础的兴趣。同时,介绍材料科学基础与材料学专业其他课程的关系,使学生了解材料科学基础对其专业学习的重要性,引起学生对材料科学基础学习的高度重视。比如讲到晶体结构和由于掺杂引起的缺陷内容时,可以介绍当前高科技领域的发展基本都是通过掺杂引起材料能带发生变化的特点,激励同学们努力学习好这门大部分高科技所需要的基础知识,为将来祖国的发展作出自己的贡献;同时介绍材料学专业方面的所有专业课或多或少的与这们课有关联的特点,使学生了解材料科学基础对其专业学习的重要性。(2)以晶体结构为主线,引导学生深刻理解物质的结构决定性质的原理。为了让学生更好地掌握晶体的结构缺陷和性质的关系,如必须使学生真正理解什么是位错运动,实际晶体结构中的位错是什么样子。(3)通过课本目录,帮助学生学会总结,比较,归纳。材料科学基础内容琐碎繁多,在学习过程中,必须及时总结,比较和归纳,才能将材料科学基础的内容形成整体,不致前面学的很快就忘记,影响后面内容的学习。在教学过程中,针对学生在长期学习过程中不看目录的缺点,我们强调了目录的作用。比如学习完一章后引导学生根据目录回忆本章主要内容,象本章包括几节,每节主要讲了什么主要内容,其中重点是什么等。然后引导学生比较这一章与前面几章的联系和区别。最后,分析学过的内容,总结和归纳出要掌握的主要内容。(4)逐步引导,培养学生自学。大学教学的一个很重要的任务就是教会学生自学,学生在学习材料科学基础的过程中对于晶体的结构和三元相图,掌握起来具有较大难度,需要老师讲解,但对于原子结构和键合相对简单,可以通过在老师引导下,学生自学的方式掌握。这既节约了学习时间,又有效地锻炼了学生的自学能力。(5)通过做凝固和晶体结构分析实验使学生对书本上学的凝固原理和晶体结构缺陷有更深入的了解,如让同学门把铁碳合金熔化后浇注在砂型腔里铸造成钢锭,研究是凝固原理对其结构的影响,然后把凝固后的钢锭用xrd(x射线衍射),研究其晶体结构和晶体缺陷,同时把钢锭磨平后在显微镜下研究其晶相,找出成分中的马氏体等晶相组织,与书上的相图对比,加深对书本上知识的理解。

3.3 考试方式改革

课程成绩的考核是课程的重要内容,考核方式对教学效果有很大的指导作用。针对材料科学基础的特点和主要内容,我们将材料科学基础的考试方式分为三块,一是传统的闭卷考试,占总成绩的60%,二是平时成绩,主要是作业完成情况和每章主要内容总结等,占20%,三是实验情况,在学生的实际操作中,考察学生的动手能力,以及通过实验考察学生对课本内容的理解能力占20%。其中在闭卷考试中,我们强调了课本的基本知识,同时,有相当数量的综合题主要考察学生对所学的内容的综合应用情况,而概念题则考察学生对材料科学基础结构和本质的理解情况。

4.结论

通过以上教学改革探索,激发了学生学习材料科学基础的兴趣,加深了学生对材料科学基础这门课的理解,为后续的材料学专业的课程学习打下了坚实的基础。?

参考文献?

1 张莉芹.“材料科学基础”多媒体教学浅析[j].中国冶金教育,2008,5:58-59.?

2 张建新. 《材料科学基础》本科教学的改革与实践[j].科技信息,2009,21:114-115.?

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8 陶杰,姚正军,薛烽.材料科学基础[m].北京:化学工业出版社,2006.?

材料科学基础范文第4篇

关键词:材料科学基础;实验教学;新构思

中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2012)-08-0144-01

一、实验教学的主要意义

如果说材料科学是一门艺术,那么材料科学的实验教学是带领学生通向这座艺术宫殿的桥梁。《材料科学基础》作为一门以基础理论和工程实践紧密结合为特征的学科应该以实验为基础。实验不仅能帮助学生正确认识物质及其变化规律;更能激发学生兴趣,发展和培养学生的创新思维。因此,充分利用实验教学手段,对培养和提高学生的创新意识和技能至关重要,也是学好《材料科学基础》这门课程的基础。

二、实验教学的关键

在《材料科学基础》实验教学这门新课程中,加强学生的自主学习意识,使学生的“要我学”变为“我要学”是一个关键的问题。在实验这样的探究性活动中,需要学生自己去猜想、去探究,通过实验去验证自己的猜想和设计是否正确。在实验的过程中,让学生自己动手具体实施实验操作,亲自去探索实验的过程,使他们的材料科学实践概念得以更为有效地与基础理论知识体系中的材料科学理论概念建立起实质性的联系。以往的实验教学都是老师单纯的演练一下实验步骤给学生看,但教师更应该做的是对实验现象进行分析和解释如此操作实验的目的。而课堂上让学生们自己提出问题,自己猜想假设,自己设计方案。相信在这样自主学习的教学活动中,学生的学习积极性和主动性也会得到增强。通过实验教学方法,来使学生加深了对书本概念的理解,优化了学生的知识结构,而不是平时的机械背诵概念定义。相信实验课上的理解加上老师课上的引导讲解,会让学生们对《材料科学基础》的学习有很大程度的理解和领悟。

三、实验教学的建议

在《材料科学基础》教学实验中,包含了材料科学中最基本的实验,这些实验是学习材料科学工程专业学生所必需掌握的。

在动手实验之前,可以通过让学生们浏览一些相关的实验过程动画模拟或相关录像教学课件[1],使他们对所做实验有了初步的认识和理解,能够了解基本实验的原理,了解相关仪器和设备的主要结构和操作方法。这样为学生提供了扩展视野的机会,而且最大限度仿真或者演示了真实实验,使学生对实验有了更加具体形象的了解。在这个相关的模拟课件中,教师所选用的素材应该采用实物照片,且课件内容应包括了实验所需的器材的认识,如何操作这些器材,以及实验的流程等等。

此外,在实验教学的过程中,教师更应充分发挥教学语言的艺术性,提高学生的课堂注意力。这就要求教师熟练掌握专业术语,并在实验教学授课时准确运用,同时在学生回答问题和解题时要求学生应用专业术语,逐渐引导学生习惯运用术语解释和交流本学科的问题。而且,在上课时教师要把握好时间和节奏,留出充足的时间进行本节课结课的总结,尽量避免由于时间原因而匆忙结课。总结的时间不宜过长,语言必须简洁明快,把这节课所讲的内容进行总结,概况重点内容,这样可以使学生能对本堂课的内容一目了然,便于复习和记忆。

在做完实验后,教师可以通过在下一节课堂上提问问题,让学生课后积极主动地复习上次的实验知识和预习下次的实验内容,加深对实验内容的记忆和巩固。

另外一个方面,可以通过加大实验成绩在综合成绩评定中的比例,刺激和鼓励学生重视实验,促进学生实验动手能力和科研素养的提高。并且在实验时,注重培养学生使用和维护仪器设备的能力,这样不仅增加了学生学习理论知识的兴趣,而且提高了学生的实际工作能力,为日后的工作和继续深造奠定基础。

四、实验教学课程新构思

《材料科学基础》实验课的设置有明显的功能性,主要是为了引导学生对《材料科学基础》的更深入理解,这些实验主要是验证性实验。验证性实验是对理论知识的验证和重现,它有助于学生对理论知识的感性认识和对理论知识的深刻理解,能够巩固所学过的知识。但是,这些设计的实验缺少了实际应用性和设计研究性。《材料科学基础》的实验应该结合实际应用性和设计研究性型实验,创建一个实际背景,提出一个具体问题让学生解决,学生通过自己设计实验,自己动手做出实验,并运用所学有关专业基础知识对实验结果进行分析讨论,正确地解决实际问题。这样既提高了学生的自我思考能力和动手能力,更让学生系统地掌握有关专业基础知识,并培养学生了科学研究的思路和能力。所以,《材料科学基础》的实验教学内容应该结合验证性实验、实际应用型实验以及设计型实验这三大模块来进行构建。此外,教师应该结合材料科学领域的科研和生产发展,及时更新改进实验教学内容,不能与时俱进。

五、结束语

实践胜于理论。除了理论教学以外,更应该注重《材料科学基础》的实验教学部分。在实验教学中亲身发现和认识科学理论,并在科学实验中去检验所获得理论的真伪。让学生不仅从课堂上接受理论知识,更通过实验去学习知识,在实践中运用所学到的知识,这才是真正地掌握知识。

参考文献

材料科学基础范文第5篇

关键词：“材料科学基础”；课程教学；改革

材料物理与化学是材料科学与工程的二级学科，“材料科学基础”这门课程是连接基础课与专业课的桥梁。学生在学习过程中普遍反映概念多、抽象、学习起来困难。对相关专业的学生来说，学好这门课程意义重大，笔者对这门课程的改革作以下探讨：

一、精简课程内容，保留课程精华

“材料科学基础”内容繁多，在保证达到教学目标，保证教学质量的前提下，结合教学中的实际情况对该课程内容进行有目的的删除和保留，使学生明确学习重点。

1.突出课程重点，让学生学有所得

“材料科学基础”涉及材料的组成、性质及结构等方面的问题，对材料及材料的使用性能进行了探讨。“材料科学基础”中公认的重要知识点有：晶体的结构、位错、晶界、相及相的组成、组织特点、合金元素的作用及热处理等，这些知识点环环相扣，内容繁多且对学生的理解能力要求较高。教师在课堂教学中应当注意与实际生活相联系，运用生活中的物品、材料进行讲解，加深学生对知识点的理解。

2.联系学科进展，增添学生的学习兴趣

当前我国载人航天及新功能复合材料领域与“材料科学基础”的内容息息相关，学生对新事物往往有着好奇的心理，在授课时穿插一些建立在本课程知识基础之上的科技前沿动态，通过新材料具体性能的介绍调动学生学习的积极性。例如：在讲授晶粒的概念时，可以将纳米技术的应用及进展介绍给学生听，展现纳米材料独特物理化学性质，来吸引学生。

3.温故而知新，让学生所学的知识成为一个体系

科学编排“材料科学基础”课程内容，教授新内容时，带领学生复习上节课的学习内容，通过合理的教学安排使每节课的授课内容具有承前启后的作用。学生学习新内容就不再感到突兀和陌生，有助于学生对整个课本知识的融会贯通，提高他们利用所学知识分析和解决问题的能力。

二、教学手段的改革

1.角色互换教学

传统教学手法一般以教师为中心，教师的说教，学生只能被动听课，容易造成学生听课不在状态，甚至酣然入睡的情况发生。为了避免这种情况发生，有必要将重心从老师转移到学生身上，开展学生之间，学生和老师之间的互动。比如尝试让学生去讲课，老师点评的办法来提高学生的参与度。

2.多媒体教学

多媒体作为辅助教学的手段，能否利用好多媒体达到教学事半功倍的效果，关键在于老师的运用。多媒体教学应用较广泛，但真正达到教学预期的目标比较困难。结合笔者经验，在使用多媒体教学前，要做好所讲内容的图片，比如讲授晶体时，就需要老师收集各方面资料，制作好晶体模型，以便学生可以对晶体结构有直观认识。

三、对课程实验的改革

要学好“材料科学基础”，就需要理论与实验结合，用理论来指导实验，用实验结果来验证理论。一般来说，本课程传统实验主要安排有：铁碳合金的平衡组织观察、钢的热处理和硬度实验、钢热处理后的显微组织观察和其他材料的显微组织观察等实验项目。这些实验多为验证性的，不利于学生实验创新能力的提高。我们可以对传统的实验项目进行变革，合理整合相关实验，引进对学生创新能力要求较高的实验来达到提高教学质量的目的。例如：我们可以将原本是几个独立实验的钢的热处理和硬度实验、钢热处理后的显微组织等实验合并起来，既避免了实验耗时太长的缺点，又加强了学生对材料科学基础重要知识点的理解。

支持学生对教学重点内容开发新的实验，尝试设计实验方案，鼓励学生运用实验室的器材进行验证，并对实验结果进行分析。教师只要对学生的实验步骤或目的提出合理化建议，有利于学生动手能力的培养，有利于学生自主创新能力的提高。实验项目的确定，可以通过交流探讨，发扬民主，结合课程、当地实际与学生兴趣来进行选择。

对“材料科学基础”进行教学改革，要综合考虑各方面因素，抓住学生的兴趣，通过对教学课程的合理设置，教学方法的提高及实验内容的创新来达到预期改革目标。笔者结合教学经验对“材料科学基础”课程的教学改革及探索作了简单分析，还望广大同仁进行批评指正。

参考文献：

材料科学基础范文第6篇

关键词：《材料科学基础》；教学改革；实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）39-0050-02

《材料科学基础》是材料类专业的一门重要基础课，自材料学院成立以来，就非常重视该课程的建设。然而由于该课程具有理论性强、内容繁杂、知识点多而且抽象等特点，如何解决好教与学的问题，一直是该课程教学改革的重点。

一、课程建设历程与教学改革背景

我校无机非金属材料专业自1994年开始招生后，就开设学科基础课程《无机材料物理化学》，主要讲授无机材料结构、性能等，教学内容及其适用面较窄。2005年根据教育部提出的拓宽专业口径，按专业大类进行人才培养的基本思路，将《无机材料物理化学》进行课程改革，增加内容，拓宽知识面，同时将课程更名为《材料科学基础》。1997年国务院学位办颁发的新专业目录，材料类的专业设置重新布局，新设置材料物理、材料化学等专业。我校1999年开始相继申办材料物理、材料化学专业并获省教育厅批准，作为这2个专业的学科基础，也相继开设了《材料科学基础》课程。经过多年建设，《材料科学基础》课程现已经成为材料学院所属各专业：无机非金属材料（含绿色建材方向）、材料物理（含邮电与信息学院、三本）、高分子材料与工程（含塑料成型与模具设计、包装材料方向）、材料化学等专业的必修专业基础课程。随着学科建设发展，为适应材料类专业的教学内容和课程体系改革的需要，适应21世纪材料学科的发展，改革传统的按材料分类的专业理论基础课，与国内外的“材料科学与工程”学科接轨，课程的教学内容和教学对象也逐渐拓宽，成为面向本院本科生开设的专业基础课，以强化基础、突出共性、拓宽专业面向。通过近几年的建设，现在已经初步建立了科学合理的材料科学基础课程体系，全部课程实现多媒体教学，达到了良好的教学效果。2005年《材料科学基础》建设成为武汉工程大学校级重点建设课，2007年评为武汉工程大学精品课程，并于2011年评为湖北省精品课程。

二、课程改革与实践

《材料科学基础》课程理论体系完备，理论与实际的结合性强，我们将金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料的基本知识进行了有机融合，拓宽了本课程的知识面，这将有利于构建和实施学生综合创新能力培养的教学体系，适应新世纪对人才培养“宽口径、厚基础、高素质、重创新”的要求。同时在教学过程中，为充分体现教学过程中“以教师为主导，以学生为主体”的教育理念，课程组对该课程教学方法和手段、实验课教学内容、课程考核办法等方面进行综合改革，并具体应用于教学实践中。实践证明教学改革措施为学生的自主性学习提供空间，为学生的创新性学习创造环境，为进一步的专业课程学习打下坚实的基础。具体措施如下：

1.改变教学方法和手段，采取启发式教学模式。改变传统的教师讲课，学生被动听棵的单向传输型传授知识模式，建立以学生为主体、以教师为主导的基于探索和研究的教学模式。调动学生思考能力，培养学生发现问题、解决问题的能力。注意理论和实践的接合，启发学生用所学理论进行思维，例如讲解“非均匀形核理论”后，引导学生分析雨的形成、人工降雨的原理，再深入到工业上广泛应用的晶粒细化，循序渐进，通过师生间互动式探讨，引导学生学以致用，现学现用，激发学生主动学习的兴趣。既有利于开发每个学生的潜能，激发他们的好奇心和探索精神，有利于创新能力的培养，又可加深对基础理论的理解。

2.应用现代化信息技术。在本课程建设中重视信息化技术手段在教学中的应用。授课教师精心编写了全部课程章节的多媒体教案，并且每年都进一步修订完善。多媒体教案具备非常丰富的图表实例和动画演示，讲员授课时用它取代传统的板书，传授给学生的知识更加直观鲜明、印象深刻，取得了好的教学效果。课堂教学和实验教学有配套的多媒体课件、网络课件，使用大屏幕课堂讲授与学生通过电子教材等自学相结合的方式。例如，对于“典型无机化合物晶体结构”难点内容，如果讲授时只通过教材上的示意图介绍，同学很难接受，效果不理想。若使用三维动画模型教学，学生很快就会建立起晶体结构、晶体中质点的堆积方式等一系列空间概念，掌握晶体结构、组成、性质之间的关系，并且为后面学习硅酸盐晶体结构打下很好的基础；对于“缺陷形成和运动”难点内容，通过flash模拟能形象地表示出各种点缺陷及位错的形成、运动和相互作用；对于“三元相图分析”难点内容，通过制作flas能动态展示不同组成点随状态变化在相图上的相变过程及相变过程表达式，包括相的变化、固液相组成的变化及自由度的变化以及它们之间相互影响的变化规律；对于“过程动力学”难点内容，通过制作flas模拟能清楚地表现无机材料制备的生产工艺流程和高温过程，如质点扩散、陶瓷烧成、水泥煅烧等。以现代化教学提高教学水平、教学质量和教学效果。利用现代教学手段进一步加强以学生学习为主体，教师起指导和解惑作用的教学理念。

3.构筑先进的实验体系。实验教学对于提高学生的动手能力、创新能力和综合解决问题的能力有着重要作用。在课程建设中，为加强实践教学，将实验教学建设与学院学科建设密切配合，无机非金属材料专业开设专门的《材料科学基础实验》课程，增加实验课时，增强实验体系的系统性，推进课程实践教学的全面提高。结合课程的内容，开设了3个基础性实验和2个综合性实验以及2个创新性实验，取得了新教学培养模式的良好教学效果。在设计性、创新性实验设计过程中，教师根据自己的科研项目和研究热点，结合科研实践，让学生学会科学的思维方式，让他们体会本课程的作用，明白学到的理论到底能解决什么样的实际问题。

4.重视课后习题以巩固课堂知识。每两个学时课程结束后都布置一定数量的习题，按课程进度要求学生按时完成作业，通过作业习题了解学生对课程知识的掌握情况。学生通过习题练习，加深了对理论和概念的理解，训练了学生分析问题和解决问题的能力。一章内容结束后要回头来依据教学大纲.将本章要求掌握的基本概念、基本理论、与前后章节之间的逻辑关系及要解决的关键问题进行总结。这样就等于给了学生个复纲，而且易于把握重点和难点内容，最后就很容易掌握好这门课。

5.全面的课程考核方式。为了更客观、合理、全面地考核学生的课程学习，最后的成绩由平时作业、课堂表现、考试等多部分取一定权重计算，学生平时的学习态度、努力情况以及对知识的真正掌握程度都会影响最后成绩，相比以往只计考试成绩的方法，更加科学合理。

三、教学效果分析

1.学生学习到的专业知识更加广泛，不再仅仅局限在自己所学的专业，如：高分子专业就只学高分子材料。这对学生所学知识的融会贯通是有利的，同时也有利于结合自身兴趣选择合适的研究方向。

2.实验课程与课程知识点结合得更加紧密，特别在后期开设创新性实验，学生根据自己对老师提出专业问题的理解，通过查文献、设计实验方案、开展实验这一系列过程加深对本课程所学知识点的理解。

3.近年来，材料科学基础课程组教师的学生评教分数保持在较高水平，特别是课程负责人在多次学生评教中排在全院第一名，并于2010年被评为武汉工程大学“教学名师”称号，课程组其他教师在学生教学评分中也位于学院前列，材料科学基础课程的教学受到学生的普遍赞扬。

4.材料科学基础是材料学、材料科学与工程专业的考研课程，考研成绩也可以反映出本课程的教学效果。近两年材料科学与工程学院考研率一直位于学校前列，稳定在30%以上，而且考上国内重点大学的考研率保持在10%以上。

参考文献：

[1]宋晓岚.《无机材料科学基础》课程建设与教学改革探讨[J].理工高教研究，2004，23（2）.

[2]张联盟，黄学辉，宋晓岚.材料科学基础[M].武汉：武汉工业大学出版社，2004.

[3]张联盟.材料科学与工程专业教学改革研究与实践[M].武汉：武汉理工大学出版社，2003.

[4]陆佩文.《无机材料科学基础》（硅酸盐物理化学）[M].武汉：武汉工业大学出版社，1996.

材料科学基础范文第7篇

【关键词】材料科学基础；教学方法；知识体系

材料是人类文明进步的里程碑，时代的发展需要材料，而材料又推动时代的发展，所以人们把材料视为现代文明的支柱之一[1]。《材料科学基础》是材料科学与工程类专业学科中一门重要的基础课程，是相关材料学学科的基础和媒介，它起着公共基础课与专业课程之间的纽带作用，特别是在各学科相互交叉融合不断加强的今天，《材料科学基础》在高校教学中的地位更加的突出和明显。通过《材料科学基础》课程的教学，使学生很好的掌握材料科学的基本理论，是学生学习其它专业课程的基础，也是今后从事材料科学研究工作的重要基础。

伴随着材料科学技术的迅猛发展，《材料科学基础》课程内容不断扩充更新，《材料科学基础》课程的教学改革问题也日益显现。学生在学习过程中，普遍反映课程内容枯燥、抽象，知识点太多，难于理解等，学习具有一定难度。结合近几年的教学实践和体会，本文探讨了《材料科学基础》课程教学改革的几点认识与实践。

1 优化教学方法，提高教学效果

1.1 多媒体辅助教学

《材料科学基础》课程涉及到物理、化学、高分子等多个相关学科，课程具有内容多，概念多，理论抽象等特点。针对这些特点，《材料科学基础》课程教学方法改革的主要措施是：改变过去单一的粉笔加黑板的传统教学方法，制作多媒体课件辅助教学，将看不见摸不着、又极为抽象复杂的材料内部结构形态，生动、直观的表达出来，使学生易于理解和接受。如三元相图的空间模型，晶体结构的大量空间堆叠，空间粒子间的错综复杂的相互联系，位错的各种交互作用等，需要很丰富的空间想象力去理解。这些教学内容单靠课本上简单的平面图形和教师的静态模型，难以让学生理解和掌握。结合《材料科学基础》课程内容及课程特点，采用多媒体教学为主的教学方式，大大提高了教学效果。在讲述三元相图时，将相图进行拆分、重组，可以很清晰的把点、线、面的具置及相互关系展示给学生。多媒体教学通过形象、逼真的动画形式，从静态到动态、从平面到立体、从单色到彩色、具有局部结构解析功能、全方位演示课程的重点和难点教学内容，极大的丰富了《材料科学基础》课程的教学信息量，扩充了教学内容，既有利于学生空间概念的建立，正确理解材料微观结构的特点和宏观性质及其应用之间的相互关系， 又提高了教学效率和学生的学习积极性，使教学效果得到了明显的提高。

1.2 “参与式”和“互动式”教学

在《材料科学基础》课程的讲授过程中，让学生作为学习的主体参与教学，针对不同的教学内容，采用学生分组讨论、学生代表上台讲授、同学间辩论、老师点评等教学方法，使学生感受到自己是教学的主体，引导他们在民主、宽松、和谐的课堂气氛中自主学习、合作学习与探究学习。让学生变“被动学习”为“自主学习”，变“要我学”为“我要学”。充分发挥学生的积极性、主动性、创造性为前提，培养学生的学习热情，使学生“爱学习”。促进学生掌握学习的正确方法，使学生“会学习”。另外，通过布置部分教学内容自学、阅读一些必要的参考书、撰写小论文等形式，引导学生提出问题，独立思考，大大提高了学习的能动性。

2 知识体系的融会贯通

高效的课堂要以扎实的教学内容为载体。扎实的教学内容是课堂教学促进学生发展的载体。课堂教学并不是教学内容越“多”越好，也不是越“难”越好[2]，而是要在了解学生的实际发展水平和特点的基础上，合理地确定教学内容的重点。因此，课堂上教师要以“精讲多练”方式落实教学重点，要让学生扎实掌握基础知识，发展熟练的基本技能。在分析和讲解各种材料理论体系时，我们都从理论范畴和科学体系层面进行融会贯通。例如在讲授材料中的质点扩散、结构缺陷类型、界面偏析、相变类型、表面带电等时均进行了整合贯通，使学生既能够把握材料的共性，又能熟悉材料的个性。

材料科学在理论上的交叉融合已日益明显，材料制备和使用过程中许多概念、现象和转变都存在着许多相似之处[3]。例如马氏体相变理论最初由金属学家建立，广泛应用于钢的热处理理论解释。而氧化锆增韧陶瓷中同样也发现了马氏体相变现象，并作为陶瓷增韧的一种有效方法。又如缺陷行为、平衡热力学、扩散、塑性变形和断裂机理、界面的精细结构与行为、晶态和非晶态结构、不同类型材料中的电子迁移理论等可以用来解释不同类型材料的行为。这些都为材料科学基础课程的内容整合提供了十分良好的基础和可能性。

3 注重实践环节，学以致用

《材料科学基础》课程所面临的学时数不足与当代知识信息量迅速增加、课程内容的不断拓展和更新的矛盾日益加剧，深化教学改革迫在眉睫。如何提高《材料科学基础》课程的教学效果，形成知识传授、思维方法与能力培养、创新精神相互渗透形成的完整系统，课题组成员进行了深入的尝试和探索，从教学内容的整合、教学方法与教学手段的改进，到融汇情感教育，千方百计调动学生学习积极性，注重实践环节，要求学生学以致用，达到了较理想的教学效果。实验环节可帮助学生巩固和加深对理论知识的理解，掌握基本实验技能，培养理论联系实际，自己动手分析、解决问题的能力。目前，我们材料科学基础实验室，通过实验课程的基本训练，学生拥有了较多的实践和动手机会，实践技能和创新能力得到较大程度的培养。实验教学在材料科学与工程专业人才的培养中占有重要地位，加强《材料科学基础》课程的实验教学，可以帮助学生巩固理论知识，掌握实验技能。

《材料科学基础》课程是一门与实验和工程实践紧密相联的学科。强化课程实验和实践环节的教学，无论对于学生基础理论的掌握还是工程实践能力的培养都具有举足轻重的作用。以提高学生分析和解决实际问题的能力是我们高校教育的重中之重，但长期以来《材料科学基础》实验的开设都是沿用实验教材上所设置的内容，大多是一些验证性实验。为了培养学生的动手能力，我们的实验部分逐步调整为两个部分：一部分为验证性实验，训练学生材料配置的基本技能和掌握相关基础知识；另一部分则为综合性实验，如样品的制备、材料的分析等，提前将实验内容布置给学生，让学生查阅资料，自拟实验方案，准备实验材料，一直到自主完成实验操作，处理好数据，上交数据报告等全过程。这对学生的独立性培养很有益处，对他们将来做科研也很有帮助，对我们老师也有了更高的要求。在教学实践中，将“粘土性能测定及差热分析”设计为综合实验，涉及到粘土白度、表面电位、阳离子交换容量、膨胀容、胶质价等物理性能测定，粘土的钠化、有机改性，差热分析等。学生在教师指导下分析粘土的物理性能，对改性前后粘土进行查热分析并对比，对实验结果进行数据处理，锻炼了实际动手能力，培养了分析问题能力。在实验教学中打破传统教学中学生被动接受的缺点，使学生逐步形成以自助式学习方式，将实验教学由封闭变为开放，有效地提高了学生的学习积极性和学习质量。针对材料科学基础课程已经学习过的内容安排验证性实验，巩固已学过的知识，培养学生动手和亲自设计实验的能力，通过加强实验和实践的教学环节，使学生加深了材料的成分结构的了解。

在加强实践的教学改革中，采取实验教学课程建设与学院平台实验室建设相结合的方式，推进课程实践教学的全面提高。通过加强实验和实践的教学环节，使学生加深了材料的成分、组织结构、材料制备工艺材料、使用性能之间有着相互依存、彼此影响的复杂关系的理念，有效地调动学生的主观能动性，激发学生的创新意识，使学生既提高了实验动手能力，又进一步巩固了课堂教学的内容，取得了新教学培养模式的良好的教学效果。

在不断的教学改革实践中，良好的教学效果已初见端倪。但教育教学改革是一个新的事物，总会出现这样那样的新问题，这就需要我们认真地区对待去解决，从中改进我们的教学效果，提高我们的教学质量。此外，从与科学技术和人类文明社会发展相适应的角度上说，教育教学改革也是永无止境的。教学质量是高等教育的主题，只有不断总结教学经验，深化《材料科学基础》课程教学改革，才能提高材料科学基础工程专业人才的培养质量。必须正确认识到《材料科学基础》教学改革是一项涉及面广、科学性强的系统工作。在教学改革中，必须始终抓住基础理论和工程实践相结合的特征。只有勇于实践和探索，并不断充实和完善，才能达到培养具有创新能力、高素质和复合型人才的目标。今后我们要对《材料科学基础》课程改革做更多的具体的探索和调查研究，以总结其中的教改效果和经验教训，通过不断地实践、不断地认识、不断地完善，相信我们定会走出一条适合于材料科学专业人才培养的成功之路。

【参考文献】

[1]师昌绪.跨世纪材料科学技术的若干热点问题[J]. 自然科学进展， 1999， 9 （1）：2-13.

[2]赵丽霞. 高效课堂教学的六个特征[J]. 天津教育， 2008， 5：18-19.

材料科学基础范文第8篇

关键词：材料科学基础；多媒体；教学

一、多媒体教学的必要性

在材料科学基础这门课程中，主要是介绍材料成分以及机构性能等各方面的关系。一方面来说，在课程的学习中，晶体结构以及晶体的具体使用途径是不能通过传统的学习方式进行完全的阐释的，多媒体教学可以运用图片以及影像对晶体结构进行展示，可以让学生更好的理解，对于更小的微观结构，多媒体教学可以生动形象的进行展示，不用只是依靠书本的图片或者教师的讲解进行天马行空的想象。 从另一方面来说，传统的教学方式只是依靠书本以及教师的讲解来对知识进行讲解。黑板讲解是最原始也是被应用最多的教学方式，但是板书对于材料教学来说既浪费时间又浪费精力，还不能保证学生可以很好的理解。这种教学方式很难保证教学内容的完成以及教学内容的质量。

二、材料科学基础多媒体教学的优点

1.吸引学生注意力提高学生学习兴趣。多媒体教学可以吸引学生的注意力。对于学生的学习来说，兴趣是最好的老师，如何提高学生的学习兴趣是教学的重点。在多媒体教学中，微观分子的知识结构通过影像或者图片的方式进行讲解，对于这方面知识欠缺的学生来说，这种方式的讲解吸引了学生的学习兴趣，让学生对于未知的微观世界想要进行一定的学习了解。因此这种方式吸引了学生的注意力，提高了学生的学习兴趣，为之后的学习进行更好的铺垫，为之后的材料学习奠定一定的基础。2.突出学习重点，加大课堂容量。在材料科学的教学当中，多媒体教学可以突出材料学习的重点。在教学的过程中，在材料的学习过程中，多媒体教学可以将零散的知识点串联起来，并且以影像或者图片的形式来向同学们进行展示，可以让同学们对于知识点掌握的更加全面。对于材料的学习来说，空间感受是一个很重要的学习点，但是有很多同学都没有空间感受，并不能很好的学习理解分子结构，但是如果结合多媒体教学的话，分子结构模型再加上多媒体所展示的立体的分子结构可以让学生更好的理解这种材料科学的知识内容。在材料科学的教学过程中，多媒体教学可以加大课程容量。传统的教学方式因为教学内容难以理解，并且教师所用的教学方式也是相较于现在是比较传统的，因此在材料的教学方面，课堂的整体学习时间是有限的，因此教师并不能保证在学期末学习完整门课程。但是引入多媒体教学之后，学生对于知识的理解并不再立体化、抽象化。因此整体课堂的学习效率是有所提高的，课堂容量也会变的增大，对于材料科学的学习也会更加容易。

三、多媒体教学应注意的事项

多媒体教学是一种辅助的教学方式，其目的是为了让学生更好的学习材料科学这门学科，但是在学习的过程中，为了可以达到更好的学习效果因此在多媒体教学中应该还有一些注意事项的。首先应该注意的是多媒体所展示的内容是对于书本来说相对独立的但是又是有联系的。相对书本独立指的是在多媒体展示的内容中是可以脱离书本独立理解的，又有联系指的是书本上的内容与多媒体又是不可分离的。这样学生对于多媒体就有自己所理解的东西同时又可以不依靠书本。学生可以更好的学习材料内容。其次应该注意的是多媒体课件应该做的条理清晰让人一目了然，这样让学生对于知识有一个更深层次的理解。这种情况应该依靠教师来加以实现，教师应该对多媒体的使用有更深层的了解以便于更好的使用。最后应该注意的是教师应该积极使用多媒体课件，这种方式弥补了传统教学方式的不足，让学生可以全面生动的学习材料科学的知识。结语综上所述，多媒体教学对于学生学习材料科学基础是很有必要的。教学的最终目的是为了知识的传播以及教学质量的提高。多媒体教学方式是众多学习方式的一种，教师只有更好的利用多媒体同时结合传统的学习方式才会让材料可以学习变得生动有趣。

参考文献

[1]刘晓英,赵杰,邹龙江,季首华.材料科学基础实验课多媒体教学及网络教学平台建设[J].中国现代教育装备,2013,(19):42-43.

[2]王永东,王振廷,李柏茹,鲍爱莲.《材料科学基础》多媒体课件教学应用研究[J].广州化工,2012,(04):110+126.

材料科学基础范文第9篇

关键词: 《材料科学基础》课程 教学改革 教学质量

《材料科学基础》课程是材料专业首要的专业基础课,是学生全面进入专业领域、从基础课到专业课的过渡课程。它具有概念多、学科知识面宽、应用基础理论广的特点,既包括基本原理,又涉及工程实践应用,无论教师教起来,还是学生学起来都有相当难度。为了提高该课程的教学质量,必须改革教学内容、教学方式和优化教学手段并注重教学反思,在课堂教学中,积极探索适应素质教育需要的教学方法。

1.教学内容的改革

我校使用的参考教材是高等教育出版社出版的余永宁教授主编的普通高等教育“十五”部级规划教材《材料科学基础》,共有十二章:晶体学基础、固体材料中的电子运动状态、晶体缺陷、非晶态与半晶态、相图、有序介质中的点缺陷和线缺陷、面缺陷和体缺陷、固体中原子的扩散、材料的形变、相变的基本原理、凝固、固态转变。对于学生来说,通过这门课程的学习,目的是学习、掌握材料科学学科的基本概念、基本原理和基础理论知识,建立起成分、结构与性能之间关系的基本思维模式。对于教师来说,教学的目的就是要帮助学生达到上述目的,正确地引导学生进入这一材料科学领域。为了达到上述目的,我对教学内容进行了增减。

增加的部分主要是与材料学教学内容有关的国内外最新的科技成果,紧跟当前科研前沿动态,介绍国际上一些最新成果和研究进展,学术界比较关心的热点和难点、疑点问题,把当前国内外最新的研究成果融进教学中,增加教学的时效性。如学过“塑性变形”章节后,我在课堂上介绍了2004年度中国十大科技成果之一的“超高强度高导电性纳米孪晶纯铜”,通过这个成果,我把强度―结构材料的性能、导电―功能材料的性能、孪晶―材料的塑性变形性能和纳米技术联系在一起,让学生把一个个孤立的知识点有机地结合,让学生感受、理解某一知识、发明或创造产生和发展的过程,培养学生的献身科研的精神和创新思维的习惯,同时又要求学生脚踏实地,知识的大厦是靠平时点滴的积累。

精讲某方面知识的专题,如我把材料的强韧化与材料的缺陷理论知识构成一个小专题。学生在学习材料的缺陷章节时,感到枯燥,因为概念定义繁多,又抽象,如刃位错、螺位错、全位错、不全位错等,只有把它们放到材料强化的知识中去讲才能赋予这些位错以生命,滑移、攀移等这些概念才能被学生掌握。我在课堂上利用纳米铜三氧化二铝(Cu/Al2O3)复合材料的实例,让学生知道纯铜的变形能力优异。我在课堂上直接演示纯铜管的变形,让学生思考在铜基复合材料中铜的优良塑性变形能力哪里去了?Al2O3的作用是什么?从而讲清了位错、沉淀强化、弥散强化等概念,加深了学生的认知程度。

由于课时是有限的,增加的教学内容占用了一定的课堂时间,因而必须减去一定的教学内容。我在教学的过程中删掉了与具体制备工艺有关的内容,如铸锭的凝固、熔焊及特殊凝固工艺、玻璃体的形成于晶化、聚合物的结晶、烧结过程、热处理过程等。这些内容留待具体的专业课讲授。

2.教学手段的综合应用

当前我国高校普遍还是采取在课堂上“满堂灌、填鸭式”的教学方式,这样减少了学生自己阅读、思考、消化的时间,使他们消极、被动地接受知识的单向输入,导致继承性有余,开拓性、创新性不足。本科生,特别是高年级的学生,都会认为教师“照本宣科”,不去上课业余时间自学也行,造成学生大面积“翘课”(当然学生“翘课”原因多种多样,我只是从教师的主观、自我反思的角度认识问题)。来上课的学生同样抱有这个观点,有的认为听课没意思,思想“开小差”,有的干脆上课讲话,发短信,课堂一派“繁忙景象”。

我在教学中摒弃传统教学方法,科学引进灵活的教学方法启发教学,留给学生更多思考的空间和机会,加强方法的传授,弱化知识灌输。实施方法论教学,而非一味灌输现成的知识,教师的主导作用主要表现在处处想方设法地启发学生的思维,引起其兴趣,有意识地留出“空白时间”让学生以充分的思考、发问,而不是代替其谈出问题的结论。同时教师要进行研究性教学,选取合适的研究性课题,合理设计教学进程,制定好研究方案,引导学生进行探索研究,研究成果撰写成研究报告。

如何充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性,变被动学习为主动学习,变“让他学”为“我要学”?我认为着力点是变革教师的思想、教学观念、教学策略和教学方法,使教师由传授者、灌输者变为学生学习的组织者、指导者、帮助者和促进者。为此,我作了如下一些尝试。

(1)课后习题的多样性

除了常规的课后习题,用于巩固当堂所学的知识外,我在每讲一个新内容之前,先给学生讲一、两个生产中的实际事例,让学生自己发现存在的问题,指出解决问题所需的理论知识,让学生自己试着解决问题。这样既可以培养学生的学习兴趣和积极性,又可以启发学生理论联系实际的思维方式,还可以培养学生分析问题、解决问题的基本能力。例如在讲“回复与再结晶”内容之前,先让学生去了解“冷作硬化”的现象,让学生自己体会怎样不利用工具折断细铁丝,怎样更容易让铜管子弯等实际问题。让学生带着问题走进课堂,走进知识的海洋,这样课堂的教学气氛和谐,教师与学生的互动热烈,教学效果理想。

(2)课堂教学中溶入科研

我认为教学与科研是高度统一的。教学能发现科研中存在的问题,科研能促进教学水平的提高,在这方面,二者并没有根本冲突,而是互相帮助、互相提高的关系。科研对教学的促进作用是:一是科研充实教学的内容,教学内容的更新和深化的基础是科研。我在材料学的教学过程中,书本上有一章节只是简单涉及环境因素对凝固的影响,教科书中只是一笔带过。由于我有相关的科研课题,在平时的实验过程中积累了许多的经验或者是弯路,便在课堂上列举了一些因素,如温度、湿度等,丰富了教学内容。同时也涉及地域对温度的影响。在实验条件中,经常会有“室温条件”,我就具体到不同地域的“室温条件”,讲清实验结论的差异所在。如某种金属材料的性能在我国南部地区是能满足零件技术要求的,而在我国北部地区就有可能不能满足零件的技术要求。究其原因是环境温度的差异。北部地区的冬天温度,如2009年的温度低于零下三四十度,很有可能接近了材料的脆性转变温度区间,会发生脆性断裂的几率明显增大。我通过讲解自己的科研工作,不但培养了学生的科研欲望、献身科研的精神,而且培养了学生做任何事情都要严谨、精益求精的作风。二是科研深化教学的手段和方法。教学手段和方法的创新和深化其基础也是科研。教师通过科研,更能把握全局,以点带面,避免“满堂灌”,给学生更多的学习空间。教学也有利于科研的进一步深化,因为教学过程是一个师生互动和教学相长的过程,同时也是一个知识发现过程。教学是目的,科研是手段,要想把教学搞好,就要不断研究教学内容和教学手段,否则教学就是苍白、单调的,教师就是一位“教书匠”而已,而且有可能会误人子弟。所以,要想结出甜美的教学之果,就要多进行科研方面的投入,根好才能叶壮,果实才有可能是丰硕的。

(3)多媒体的灵活使用

教师可以把理论教学与实践教学有机地结合起来。在传统的教学模式中,因教学手段落后,教师往往很难将理论与实践有机统一起来。多媒体教学是利用计算机的主动交互功能,产生出新的图文并茂、丰富多彩的人机交互方式,这种交互式的教学过程能充分激发学生的学习兴趣,使学生产生强烈的学习欲望。例如,教师通过Flash等形象地演示点缺陷的产生、运动过程,有助于学生的理解。有的教师在一些课上从头至尾都用多媒体,这样用机器取代教师,对学生实施“目中无人”的教学,既违背了教学规律,又忘记了教师是教学的主导。计算机只能起到辅助教学的作用,教师应根据教学目标和教学内容选择相应的教学手段,如公式的推导,我认为应该用板书较好,充分发挥教师在教学中的主导作用。只有将教师的主导性与多媒体的辅结合起来,才能获得良好的教学效果。

《材料科学基础》的教学实践证明:上述课堂教学的一些做法,较好地体现了“学生主体,教师主导”的教学思想,不仅保证了每一个环节的教学任务落到实处,而且较好地调动了学生学习的积极性、主动性和创造性,达到了事半功倍的教学效果。

参考文献:

[1]杨平,陈冷,强文江.《材料科学基础》课程学生自学平台的建立.北京科技大学学报(社科版),2004,20:135-138.

材料科学基础范文第10篇

关键词：晶体缺陷；多媒体教学；互动；教学体会

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）40-0223-02

《材料科学基础》是高等学校材料化学相关专业的一门重要的专业基础课，主要研究材料的微观结构、微观过程，使学生掌握研究材料微观的方法，建立微观和宏观特性与性能间的联系及对应关系，并掌握材料成分、结构与性能之间的关系及其变化规律。本课程是多学科知识的交叉与渗透，为后续专业课学习的基础，同时也是学生将来从事材料研究的理论基础。

“晶体缺陷”与前面章节“晶体结构”紧密相连，同时也是后续章节“材料的形变与再结晶”学习的基础，在《材料科学基础》课程内容中起到承上启下的作用。此外，由于本章节涉及到晶体的内部微观，内容相对来说比较抽象，是历届学生反映最难理解掌握的章节。如何清楚讲解该部分内容，使学生理解起来更容易、掌握起来更透彻，笔者就自身的课堂教学及具体知识点的讲解谈一些切身体会。

一、充分利用多媒体教学

多媒体教学是目前比较普遍和先进的教学手段。利用多媒体进行材料科学基础的教学，能够优化教学过程。由于内容可以丰富多彩，多媒体教学也能从一定程度上激发学生的学习兴趣，从而充分调动了学生的积极性，并能提高教学质量。多媒体教学具有非常好的直观优势，可以在很大程度上弥补学生在学习晶体缺陷时三维空间想象力的不足。

材料科学基础中，对晶体缺陷的定义是“在实际材料的微观结构中原子的排列或多或少地存在离开理想的区域，出现不完整性，通常把这种偏离完整性的区域称为晶体缺陷”。该部分内容是微观的东西，且非常抽象。若教师在教学中仅仅依靠板书和相关模型教具，学生理解起来还是比较困难的，也很容易失去学习兴趣。采用多媒体教学，将抽象内容以生动的二维或三维动画的形式展示给学生，学生可以直观的理解，并能从多个角度进行观察。这不仅可以提高学生的学习兴趣，还能弥补传统教学在实践和空间等方面的不足。

通过多媒体教学使学生能够清晰地观察和理解实验现象、材料结构以及原理，从而激发他们的学习兴趣。如“螺位错”和“位错的运动”是大多数学生认为最为抽象的部分，它是如何形成以及如何交互运动的？如果教师仅靠平面图来辅助讲述，学生很难理解，尤其是螺位错的形成更是抽象。通过使用软件，可将位错结构进行三维旋转，从而能使学生从各个方向来观察位错，理解位错结构；通过动画，学生能清晰地看到不同位错的形成，通过观察位错线和伯氏矢量的关系，可以理解刃位错、螺位错、混合位错的区别，也能直观地观察到滑移和攀移这两个不同过程。同时多媒体还具有的很大的优势在于，教师讲解的时候可以根据学生需要，随时暂停和回放，使学生能够彻底明白。

二、将抽象概念与实际晶体相联系

在材料科学基础中，晶体缺陷是从原子水平的微观方面，分析讨论实际晶体中由于原子（或离子、分子）的热运动及晶体的形成条件、冷热加工过程和其他辐射、杂质等因素造成的缺陷。由于是从原子水平研究，所以很多分析的图形都是局部的原子排列图。局部的原子排列图使学生很难跟宏观物体联系起来，因此讲解的过程中，教师应该注意将抽象概念与实际晶体相联系。即每次看完局部原子微观图后应该看一下宏观物体图，使学生明白这微观的图是属于宏观的哪一部分。而我们研究缺陷是因为缺陷对晶体的性能有很大的影响，比如结构敏感的性能如屈服强度、断裂强度、塑性、电阻率、磁导率等，此外还与扩散、相变、塑性变形、再结晶、氧化、烧结等有着密切联系。“掌握内部规律，改变宏观性质，为我所用”是我们最终的目的，从这个角度，也必须在教学中时刻将抽象概念与实际晶体相联系。

如讲晶体缺陷中刃位错的相关知识时，从图1（a）宏观图形介绍刃位错的基本知识，强调多余的半排原子面，指出滑移面和位错线。然后用图1（d）从微观方面介绍，同样指出多余的半排原子面，将微观图形中的滑移面和位错线与宏观图形相比较。图1（b）和图1（c）是侧面图的宏观和微观图形，在用这两张图形讲解相关知识时，一定要回过来看图1（a）和图1（d），使学生明确正确的局部与整体的关系。如在讲解伯氏矢量大小的确定的时候，为了清晰，通常是用图1（c）来讲解闭合回路。如果只看这张图，学生容易理解混淆，而结合图1（a）和图1（d）来讲解，可以让学生把位错及伯氏矢量归集在一个整体中，建立清晰的概念。而讲解刃位错的滑移时，应该将图1（d）和图1（e）结合起来，使学生能够在微观和宏观中建立联系。

三、加强师生间的互动

互动式教学是教师与学生双方的交流和探讨，使学生在教师已授知识的前提下，对知识掌握的一种具体反馈。师生间的互动可以激发教学双方的主动性与能动性，可以培养学生的自主意识和创新能力。通过课堂互动过程中的训练，学生能够逐渐爱学、会学和善学，从而提高教学效果。鉴于晶体缺陷这部分知识的难度大，所以互动式教学显得尤为重要。

为了更好的加强师生间的互动，在教师授课时，应更多地面向学生，及时观察学生的表情，了解学生对知识点的掌握情况。若大多数学生的表情较为轻松愉快，说明学生对所学内容理解较好；若学生对教师的提问反应较为迟缓，或部分学生甚至出现皱眉等困惑表情，说明学生对所学内容存在理解和掌握的困难。此时，教师应将授课速度减慢，或对所传授的重点内容进行重复或更为详细的解释，有动画的可以重复放慢播放，以加强学生对知识的理解；在讲解过程中，教师还可以多次向学生抛出启发式的问题，通过学生的回答情况来判断他们对课堂内容的理解；课堂讲解的过程中也可以配以简单小测验，以达到较好的互动效果。如位错反应这部分知识，可以给出例题让学生判断位错反应能否发生，检测学生是否掌握了位错反应发生的两个基本条件，即几何条件和能量条件。学生做完后可以引导学生做进一步的理解：两条挨着的位错线是不稳定的，通常为了降低体系能量是以分开的状态存在。

四、不可摒弃的板书讲解

在教学过程中，我们不应完全依赖多媒体教学，而忽视了板书的魅力。教师应该根据所讲内容的具体教学目标、教学内容和学生的实际情况，在整个的教学环节中合理使用多媒体教学，必要的时候配以板书讲解。板书教学时教师始终是处于教学过程中的主导地位，可以对一些知识点着重强调，以充分调动学生的注意力。

在晶体缺陷的知识点中，我们应该充分发挥板书的优势。如位错反应这部分知识点强调了位错反应发生的两个基本条件：一是几何条件，反应后诸位错的伯氏矢量之和应该等于反应前诸位错的伯氏矢量之和；二是能量条件反应后各位错的总能量应小于反应前各位错的总能量。为使学生透彻理解和掌握，给出学生判断位错反应能否发生的练习题。首先可以带着学生板书复习伯氏矢量的表示及模的求法，以及位错的能量与伯氏矢量模的平方成正比。在学生自己练习的基础上，带学生板书讲解求算过程，使学生能够清楚自己求算过程中的问题所在，可以比较好的掌握该知识点。

五、结语

本文针对《材料科学基础》中的教学重点和难点“晶体缺陷”，就自身的课堂教学及具体知识点从四个方面进行了探讨。笔者认为鉴于晶体缺陷知识点的复杂抽象，应该充分发挥多媒体教学的直观优势，使抽象知识具体化，解决学生空间想象的困难；由于该部分知识是从原子水平研究，所以很多分析的图形都是局部的原子排列图，因此在教学中应将抽象概念与实际晶体相联系，便于学生从宏观和微观两个方面掌握晶体缺陷；讲授过程中，教师应该特别注重师生间的互动，及时观察了解学生的理解掌握情况；最后，教师应该充分发挥板书的优势，结合多媒体教学，使学生对知识点有更好的掌握。

参考文献：

[1]贾淑果，宁向梅，田保红，王顺兴.材料科学基础多媒体教学探讨[J].中国现代教育装备，2010，（5）：87-89.

[2]王熠，徐世文.网络环境下计算机基础教学互动模式探究[J].文化市场，2010，（1）：109.