科目一学习材料范文

科目一学习材料篇1

【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.

3 王小槐,张照军.《材料科学基础 综合设计型实验教学的探索[j].实验室研究与探索,2004,23(1):62-64.

4 杜双明.材料科学基础课程教学质量保障系统[j]. 技术与创新管理,2008,29(6):649-651.

5 付猛,沈榕.论材料科学基础课程建设的基本原则[j].时代教育,2008,10:44-45.

6 王章忠, 张祖凤, 巴志新. 应用型本科《材料科学基础>>课程建设与改革[j]. 南京工程学院学报(社会科学版),2005,5(2):65-66

7 胡赓祥,蔡珣.材料科学基础[m].上海:上海交通大学出版社,2002.

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.

科目一学习材料篇2

关键词：课程项目；功能材料；工程教育模式

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2011）35－0090－02

一、引言

我国传统的通识教育过于强调基础科学理论，弱化专业内容和工程实践，企业普遍反映毕业生缺乏创新精神和创新能力。而西方国家针对这一问题开展了大量的研究实践，成果丰富，其中尤以工程教育模式更为突出。它是以工程项目为载体，以从科研到运行为生命周期，让学生主动参与实践，以课程之间有机联系的方式学习工程。“做中学”是工程教育改革的战略之一，中国教育部于2008年开始组织课题组进行试点。

《功能材料》是一门既有一定的理论基础知识，又与实际应用密切相关的多学科交叉的课程。以教师讲解为主的传统教学方式无法充分调动学生的参与积极性，解决实际问题的能力得不到体现。本文就是根据这一实际需要，适应北京石油化工学院（以下简称“我院”）素质教育，满足培养综合性、创新性、应用型人才的要求，就工程教育模式下《功能材料》课程在教学方法、教学手段等方面的教学实践进行探究。

二、工程教育模式应用到《功能材料》课程的依据

将工程教育模式应用到《功能材料》课程，符合高等院校工程教育培养的目标要求。工程教育模式突破了传统教学模式，通过选取项目创设情景，协作学生学习开展教学，通过完成项目达到意义建构，通过解决问题实现学生对知识的掌握，充分体现我院以研究型和应用型人培养为目标的教育特点。

功能材料作为能源、计算机、通讯、电子等现代科学技术研究的基础，近年来已成为材料科学领域中的研究热点之一。种类繁多、功能各异的新型功能材料正在众多不同领域对科技的进步、社会的发展产生了越来越大的影响。目前根据我院2009版新大纲要求，《功能材料》课程涉及面广、头绪多、内容繁杂、系统性不强，而且课程的理论教学时数相对较少。如果还像以前一样照本宣科，在课堂上根本不能吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，教学效果不理想。而且，事实也证明，按照传统方式培养出来的毕业生在今后的工作中的应用能力也比较差，不能达到用人单位对人才的要求标准。

三、工程教育模式应用于《功能材料》教学的实践

以真实项目为载体开展项目式教学，能使学生亲身经历产品构思、设计、实现、运作的项目开发生命周期，在与课程紧密联系的项目实践中积极主动地学习专业知识，提高学生对理论知识的应用能力和实践动手能力，增强学生的成就感，充分挖掘学生的创造潜能。

1.构思

根据课程教学内容选取研究项目。课程研究项目是《功能材料》课程学习的一个重要组成部分。通过实施课程研究项目，学生可以深入掌握课程的理论知识体系，提高综合应用已有知识解决问题的能力，更好地培养材料科学与工程专业学生的专业技术能力和综合素质。

2.课程研究项目设计

为了实现项目教学目标，我院设计了《功能材料》课程研究项目指导书，主要内容包括：①项目的题目；②项目组成员；③项目的研究背景及意义；④项目拟开展的主要研究内容；⑤拟采用的主要研究方法或研究工具等；⑥项目主要的日程安排或时间节点；⑦主要参考文献。让学生在完成研究项目指导计划书的过程中掌握项目所包含的理论知识，真正实现“做中学”。

3.任务实现

教师经过简单的理论介绍和导入之后，带领学生实施项目，鼓励学生自己选取感兴趣的项目。把学生分成小组（每组最多3个学生），每一小组选出一个组长，全面负责该组的任务。所有环节任务的实现都靠小组成员的共同努力。

研究项目选取的难易程度，研究内容的多少，都会影响到每组的最终成绩。每个小组要在项目报告中标明每个人在总体工作中的贡献和工作比例，或者每个人负责的内容。

4.成果展示

所有的项目都要按照规定的时间对教师和全体学生进行演示汇报。演示汇报的主要目的是让教师和其他学生了解各组的工作和研究成果。小组的学生都要在台前汇报，汇报前由教师指定主汇报人。每个项目演示汇报时间不超过10分钟，另外有5分钟的提问时间。每个组必须严格控制演示时间，超过时间1分钟以上要扣分。

不同项目的设定有利于满足不同层次学习者的学习需求，便于开展个性化、差异化教学。通过个体和合作的形式进行项目学习和实训，学生不仅能培养自主学习的能力，而且能培养合作、沟通和组织能力。项目完成后的及时反馈，又有利于学生间经验的分享。该模式构建出一个开放性、研究性的学习环境，充分体现了以学生为中心、以学生的全面发展为中心的教育思想。

四、在工程教育模式下教师的角色

将工程教育模式应用到“功能材料”课程，有利于教师教学科研水平的提高。要将工程教育模式应用到课程教学，教师必须结合院校教学实际，以及本校学生的知识层次、结构能力，合理制定教学大纲，优选教学内容，加强教材建设，不断改进教学方法、教学手段，理论结合实践，设计工程项目，体现以能力培养为主的原则。这个过程本身就是一个学习知识、提高理论层次和教学水平的过程，也是工程教育的具体体现。这个过程有利于进行多种资源的有效整合，不仅要求教师具有良好的专业设计经验和教学组织能力，而且利于发挥学生的主体地位和教师的主导地位，培养学生的综合应用能力，能极大地提高教师的业务能力和教学科研水平。

五、结语

《功能材料》课程结合工程教育理念的教学模式，加强学生对课程内容本质性理解，促使学生结合课程主动考虑并构思满足要求的设计，设计的任务紧扣《功能材料》课程的核心内容，并具有丰富的题材和多样的结果。注重培养学生的自学能力、团队协作能力以及系统调控能力。使学生养成主动查找书籍资料的良好习惯，让学生学会关注科技发展，极大地提高学生的系统调控能力。

参考文献：

[1]殷景华等.功能材料概论[M].哈尔滨:哈尔滨工业出版社,2002.

[2]郑昌琼,冉均国.新型无机材料[M].北京:科学出版社,2003.

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[5]李玲,向航.功能材料与纳米技术[M].北京:化学工业出版社,2003.

[6]贡长生,张克立.新型功能材料[M].北京:化学工业出版社,2001.

[7]李俊寿.新材料概论[M].北京:国防工业出版社,2004.

[8]宋英等.《功能陶瓷材料导论》课程教学改革初探[J].中国科教创新导刊,2009,(19).

[9]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,(3).

[10]贡亚丽.“CDIO”模式在《EDA技术》课程教学中的应用[J].考试周刊,2009,(31).

[11]傅静.高等工程教育培养模式改革的研究[D].大连理工大学硕士学位论文,2009.

科目一学习材料篇3

一、优化材料化学专业课程体系的必要性

1．高等教育改革的需要。目前，优化课程体系，改革教学内容，构建合理的知识结构，注重理论联系实际，更新教学手段是高等教育改革的需求。优化课程体系不仅要使它所包含的专业基础课、专业课、实践课等形成相互联系的统一整体，而且要充分体现培养目标和培养规格。

2．现代科学技术发展的需要。近年来，随着材料化学专业教育课程论及教育理念的发展，我们根据材料科学发展规律，对材料化学专业课程体系进行了两次优化调整（分别为2008年下半年和2012年上半年）。我们优化的材料化学专业课程体系能够体现材料化学专业教育特色，完善材料化学专业课程体系，加强材料化学专业的学科方法论教育。

3．市场经济发展的需要。优化材料化学专业课程体系能够反映社会和市场经济对综合性专业人才的要求。优化的材料化学专业课程体系应该充分体现以就业为导向的思想。我们倡导与专业相关的知名企业家走进课堂开展必修课教学，实现在校内与企业的对接，强化学生的就业意识，提高学生的专业技能。

二、现行课程体系存在的问题及其成因

1．办学特色不明确。专业建设存在一些薄弱环节，如材料化学课程体系的基础课平台不够规范，课程设置不够科学，教学进程安排不够合理，等等。此外，由于材料化学专业办学时间短，存在专业学科定位不准，专业人才培养目标不够明确，课程体系不够科学等问题。近年来，为提高教学质量，适应社会对人才的需求，很多高校开展了人才培养和教学体系研究。因此，有必要对材料化学专业课程体系的建设进行思考。

2．课程设置理念滞后。在材料化学专业课程设置中，我们受传统的重视知识传授的狭义专业概念的限制，不够重视独立思考习惯、自学能力、动手能力和生存能力的培养。同时，在课程设置中存在社会需求、学生的就业取向、市场前景等的考虑程度不够周到等问题。合理的课程设置理念是让每一位学生不仅受到本专业的学术训练，而且受到广泛的通识教育，把学生培养成有专业知识、有爱心、有责任心和有雄心的智者。

3．实验教学条件欠缺。优化实践教学应该体现以下三个方面内容：一是毕业实习、毕业论文（设计）实行“分类指导，分流培养”。学生可根据个人从业需要，撰写高水平的实习报告，获取名副其实的学分。二是优化实践教学进程。各专业可根据专业特点和人才培养需要，科学、合理地确定毕业实习的时间和进程。三是增设创业实践环节。学生可通过创业训练、第二课堂与创新活动，获得创新、创业学分。而我们现行的材料化学专业的实践教学环节，因人力资源和物质资源等原因，欠缺根据学生需要安排实习和创新性实践内容。

4．师资队伍建设力度不够。师资队伍是优化课程体系的执行者，也是培养材料化学专业人才的主导者。先有优秀的教师，后有优秀的学生，再有品牌专业［2］。材料化学专业成立以来，我们加大力度引进了固体材料化学、无机功能材料、催化材料、分子生物学等领域的博士研究生数名，充实了本专业的教师队伍。目前我们正在通过各方努力引进高水平教师，加强材料化学专业的师资队伍建设。

三、课程体系的优化策略

课程体系是高校人才培养目标、课程指导思想、课程设置、课程结构及教学管理模式的综合体现，是学校办学特色、学科专业特色和人才培养特色的综合反映。课程体系是构建人才培养方案的核心内容，其是否科学合理，对培养高质量人才目标具有决定性的意义。我们通过选择、整合与调适课程体系等措施优化了材料化学专业课程体系。

1.调整教学计划，优化专业基础课内容。

（1）优化材料化学专业的无机化学课程内容材料化学专业课程体系是材料化学专业人才培养方案的核心，课程体系的科学性直接影响材料化学专业的人才培养质量。因此，随着材料化学专业办学条件的改善和教学理念的科学化，有必要优化材料化学专业课程体系。我们现行的材料化学专业课程体系中无机化学课程是大学一年级学生的必修课程。此门课程的指导思想直接影响学生在大学学习的思维模式和获取知识的习惯，这个阶段也是在大学一年级学生从中学学习模式转变成大学学习模式的关键时期。因此我们有意识地培养学生的独立思考意识和自学能力，为学生将来的学习工作打下良好的基础。无机化学课程内容包括理论部分和元素部分。我们认为无机化学理论部分内容是无机化学课程的核心部分，元素部分内容是辅助部分。目前无机化学课程详细介绍理论部分内容和元素部分内容。我们对材料化学专业的三届（2007、2008、2009级学生）90名同学进行问卷调查，结果80名同学不赞成全部介绍无机化学元素部分内容，而是希望在老师的指导下以自学方式完成无机化学元素部分内容的学习。对元素部分内容我们采取了抓典型元素性质的分析和讨论，引导学生掌握学习元素化学知识的方法；通过实例指导学生去认识一个元素、一族元素或一类元素；逐步了解结构—性能—功能之间的关系；初步掌握如何通过查阅参考书、手册汲取知识的模式。其余元素部分内容我们设置为自学内容。（2）优化材料化学专业的高等数学课程内容高等数学作为高等院校的基础学科，承担着培养学生数学能力，提高学生逻辑思维能力，为专业课程学习提供数学思想和数理方法论的任务。高等数学是化学、生物、物理、材料物理、材料化学专业的基础课程。目前一些普通高等院校的课程设置中有生物、化学、材料化学专业的“生化材”类高等数学教育教学。而随着材料化学学科与数学学科的交叉日益加深，定性定量分析发展迅速，材料结构分析、材料物理性能测试计算时需要更深的高等数学知识，所以我们把材料化学专业的“生化类”高等数学调整为“理工类”高等数学教学。同时我们在材料化学专业的高等数学课程内容中增加了线性代数的内容，以便达到材料结构测试和性能计算的知识要求。（3）材料结构分析方法课程的教学形式的优化测试方法在材料化学专业的发展起着非常重要的作用。随着科学技术的发展，人们对材料性能的要求日益广发和苛刻，对材料性能及其组分和微观结构的关系越来越感兴趣，因而不断出现新的研究方法。测试手段也越来越多样化，实验方法的数量随着科学技术的发展而急速增加。因此我们把材料结构分析方法课程的教学形式进行优化。具体做法是任课老师在课堂上介绍材料结构和性能测定仪器的原理，然后到实际仪器设备房间进行教学。学生在仪器管理人员的指导下，利用化学与环境科学学院和内蒙古功能材料物理与化学重点实验室的科学仪器设备完成本课程的学习内容。这样设置学生自己动手测定样品的结构和性能的课程，有助于提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。（4）以专业前沿知识讲座充实课程内容课程内容应当随着社会、企业、科技的发展及时充实新知识。材料化学专业教材的内容常常是数年，甚至数十年前的人类材料科学知识的概括。所以，任课老师要根据自身研究工作经历及时充实现代材料科学知识，优化课程内涵结构。材料化学专业老师可以采用以下三种方法：一是将现代材料科技成果恰当地融入到基础课教学中，用新的材料科技内容去改造、替代、充实陈旧的教学内容，并处理好知识的继承和发展的关系，使其有机地融合在一起；二是开设材料加工新技术课程内容或开展材料设计加工科技活动，激发学生的兴趣，提高他们的动手能力；三是开展能够反映本学科专业前沿知识、最新科技成就的专题讲座。

2.加强实践教学，优化课程类型。

根据“高等院校理工科教学指导委员会通讯”所提倡的高等院校材料化学专业规范讨论稿的要求，材料化学专业的实践课程有基础课实验、专业基础课实验、专业课实验、专业实习、毕业论文等内容［3］。多元化的实践教学是培养学生创新和动手能力的最有效手段，通过实验来研究物质及其变化规律，使学生获取基本的实验动手能力、综合分析问题的能力、解决问题的能力，一定的科学研究能力和创新能力［4］。在材料化学专业实验教学上，充分考虑实验内容的科学性和系统性，选择具有一定难度和较大覆盖面的交叉型综合实验作为实验教学的主要内容，着重培养学生的创新能力。全面开放所有实验室，给学生创造开展专业综合技能训练的场所，提高学生的专业素质。目前，在各级有关部门的支持下，按材料化学课程体系要求能完成基础课、专业基础课和专业课的实验教学任务。但是经济欠发达地区的高等院校的材料化学专业的实践教学课程出现了一些新情况。以往三四十人的实习队伍进入企业、经济实体完成实践教学任务。而今，大型企业自动化程度很高，实习生很难进入车间进行实地实践学习，微小企业又没有能力接收大量实习生，加上专业实习经费的缺乏等原因，材料化学专业的实践教学课程无法实现“大部队”形式的实习任务。所以，我们对材料化学专业实践教学课程进行了优化。我们设置了适合地区特点的、按学生兴趣分成由五—八人组成的“小组”进入不同的微小企业进行不同内容的实践的多元化实践教学模式。在不同的微小企业完成实践教学课程时我们注重学生自身管理和实践指导老师巡视管理相结合，保证实践教学过程中的实习效率和学生安全问题。改变材料化学专业现行毕业论文模式，允许学生做毕业论文时根据自身兴趣爱好和就业取向选择课题，可以在学院老师的指导下完成毕业论文课题，也可以在科研所、企业、经济实体完成毕业论文课题。

3.增设自学选修课程，优化课程结构。

目前我院材料化学专业的课程体系中没有设置自学性选修课程。材料化学专业教育不仅仅是传授材料科学相关的知识，更重要的是传授获取知识的方法，以便学生顺应社会需求选择性地学习新领域的新知识而提高生存能力。社会需求多元化的当今时代，需要的人才不是单一性人才，而是综合能力较强的复合人才。所以，在材料化学专业课程体系中增设自学性选修课程是社会和科学发展的必然要求。培养学生的自学能力是丰富学生知识面的重要措施，是教师的基本职责，是素质教育的必然要求，是终身学习的客观需要。优化教学理念和教学观点是培养学生自学能力的前提条件，激发学生的学习兴趣是培养学生自学能力的关键所在，营造学生自主主动学习的舆论氛围是培养学生自学能力的重要环节，科学指导学生自学是培养学生自学能力的基本内容，科学的评价标准是促使学生自学的原动力［5］。在材料化学专业课程体系中增设自学性选修课是提高学生自学能力的一种措施。目前，材料化学专业课程体系中的化学与社会、化学史等课程完全可以设置为自学性选修课程。优化的材料化学课程体系中应有无机化学元素部分的一些内容，还应有自学性选修课程。只有这样才能给学生创建重视自学，提高自学能力的学习环境。

科目一学习材料篇4

关键词：复合材料与工程；人才培养；专业面；工程能力

中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2014）01-0098-02

复合材料是材料科学与工程发展最为活跃的前沿领域之一，是国防和国民经济建设的关键高技术新材料。我国高校开设的本科复合材料与工程专业一般以聚合物基复合材料为主线，目标是培养具备复合材料与工程领域的基础理论、专业知识和实验技能，适应现代复合材料高科技化发展趋势，掌握复合材料设计与制备技术，能从事先进复合材料与结构的设计、制备、评价的高级专业技术人才。我国聚合物基复合材料工业发展迅猛，产销量居世界首位。但是相对于发达国家的研究和应用水平，还存在很大差距。因此，面对日益增加的技术需求与教学内容的大量更新，为适应现代教育培养的新形势，必须对复合材料与工程专业的人才培养进行全面研究与改革。济南大学复合材料与工程专业自1995年招收本科生，1999年获得硕士学位授予权。我校的人才培养教学实践和对其他高校的调研结果表明，复合材料与工程专业的课程体系中普遍存在四个方面的问题：①化学与力学知识薄弱，创新能力差；②专业面太窄，毕业生工作适应性差；③理论与实践环节脱节，学生解决实际工程能力弱；④没有很好体现办学特色。针对上述问题，如何根据当今复合材料的发展，开展先进的、科学可行的专业人才培养工作，具有重要的现实意义和深远的历史意义。

一、加强有机化学、高分子知识的讲授

聚合物基复合材料的基体材料是有机物。有机化学是一门探讨有机分子结构性质、有机反应途径机理以及相关产物分离与结构鉴定的基础科学，是本专业一门重要的专业基础课。有机化学是聚合物合成的反应类型和反应机理的坚实基础。教学过程中应培养学生从有机化学的角度学习和设计聚合物合成的反应过程，提高学生学习高分子化学的效率，启发学生对聚合物设计的创新思维。高分子化学和高分子物理是本专业两门重要的专业技术基础课，既是理论学科，又是应用学科，涉及理论和实验教学两方面[1]。其专业理论性强，概念复杂，抽象难懂，聚合反应机理都是微观的，内容较难掌握，容易影响学生的学习兴趣。同时，教学内容与学时数减少的矛盾日益突出。为了提高学生学习的积极性和主观能动性，授课过程应结合复合材料常用聚合物基体材料，注重对各知识点进行重组和精练，不拘泥于教材内容的排序，兼顾聚合物基体最新的科技进展，做到重点突出，主次分明，紧密结合工程实践应用。

二、加强力学与结构设计知识的讲授

复合材料既是一种材料又是一种结构。复合材料的组分材料和纤维的铺设方向可以按照设计要求进行选择，即复合材料具有可设计性。复合材料的非均匀性和各向异性是复合材料力学的重要特点。与常规材料的力学理论相比，普通力学问题在复合材料力学中需要重新研究，以确定常规材料的力学理论、方法、公式的适用性与如何修正。对于复合材料的结构进行力学分析和设计计算必须以准确的复合材料力学性能数据为前提。随着复合材料的开发和应用，复合材料力学已形成独立的学科分支并蓬勃发展。

三、扩宽专业面，提高毕业生工作适应性

复合材料与工程专业涉及面广，内容多，如何根据社会的不同需要设置不同的专业教学知识体系十分重要，也非常困难。从毕业生就业和工作情况分析，应进一步扩宽学生知识面，提高其工作适应性。复合材料行业的发展，一方面分工越来越细，出现高度专业化趋势；另一方面技术复合程度越来越高，出现高度综合化趋势。因此，在专业课与选修课的设置上应充分考虑，使学生的专业知识、技能、工程素质与管理素质得到提高，工作的适应性增强。针对这种情况，我校对课程体系设置进行了改革，主干学科还是材料科学与工程，主要课程包括工程力学、物理化学、高分子化学及物理、材料科学基础、材料复合原理、复合材料学、复合材料聚合物基体、复合材料工艺与设备、复合材料结构设计基础、复合材料测试技术、现代材料测试技术。选修课的设置充分考虑扩宽知识面和就业，具体科目包括无机非金属材料工艺概论、新型建筑材料、工业仪表与工程测试、计算机辅助设计、试验设计与数据处理、金属材料概论、材料科学研究方法、建筑装饰材料、建筑装饰艺术设计等。

四、进一步加强实践实训环节，提高毕业生工程能力

复合材料与工程专业属工程技术型专业，应侧重对学生工程能力、推广应用能力的培养。复合材料工业一直持续快速发展，其发展速度远超过经济发展速度，并且没有任何减速的迹象。限制其发展的主要因素是不能提供足够的训练有素的工程师。针对这种情况，我们不断完善人才培养方案，重视实践教学环节，将教学实验、实习、科研实践相结合，将校内外实践教学相结合，增加开设了两周的综合性实验和一周的设计性实验。同时，与企业建立了多个复合材料教学实践基地，除了规定的认识实习、生产实习和毕业实习以外，再组织有兴趣的同学利用寒暑假在企业进行实地学习，并请企业参与专业建设和人才培养方案制定。定期邀请相关的专家报告他们的新产品开发研究，介绍行业新工艺与新设备。实践教学效果得到显著提高。

五、结合各校实际情况，体现学科的办学特色

各高校复合材料与工程专业的办学条件差异较大，应扬长避短，积累优势，形成自己的特色[2]。复合材料按照基体材料的分类可以分为聚合物基复合材料、无机非金属基复合材料、金属基复合材料。我校复合材料与工程专业在十多年的发展过程中，形成了自己的办学特色和科研方向，将专业教学与科研融为一体。结合我校传统无机非金属材料的基础优势，在课堂教学和实践教学中，将专业面从聚合物基复合材料拓宽到无机非金属基复合材料，并保持无机基复合材料的优势和特色。我校复合材料与工程专业于2009年被评为山东省品牌专业。实践表明，我们的特色办学促进了人才培养目标的实现，在提高人才培养质量方面发挥了独到的作用，也为学生就业扩宽了渠道，为山东省复合材料行业发展做出了贡献。总之，复合材料工程技术型专业人才的培养，应加强相关基础知识的讲授，扩宽学生知识面，努力提高学生工程能力和创新能力，着力解决学生工程能力弱的问题，使毕业生在复合材料生产、设计及研究开发等方面具有更快更高更强的工作适应性。

参考文献：

[1]郝智，伍玉娇，罗筑，黄彩娟.高分子化学课程教学改革与实践初探[J].高分子通报，2012，（5）：116-118.

[2]董瑞.国内高校优秀人才培养模式改革研究[J].高等理科教育，2011，（6）：1-5.

科目一学习材料篇5

【关键词】材料科学基础；核心课程；教学质量；教学效果

材料是社会文明和科技进步的物质基础和先导，材料科学和能源科学、信息科学一起被列为现代科学技术的三大支柱，其发展水平更是成为一个国家综合国力的主要目标之一[1]。为了培养更多材料领域的人才，国内自20世纪70年代开始，在不同高校设置材料科学与工程一级学科并相应的开设了一系列材料相关的专业课程，而在这些课程中《材料科学基础》的地位可以谓之为重中之重，它立足于阐明材料制备、组成、组织结构与性能之间关系的基本规律，训练学生材料设计、材料性能和产品质量控制、材料开发与检测的基本能力，在公共基础课和专业课程之间起着纽带的作用，对构建材料科学与工程学科人才整体能力结构、知识结构及素质结构具有奠基性的作用[2-3]。

具体到笔者所在的安徽理工大学材料科学与工程学院无机非金属材料工程专业，《材料科学基础》在学生大二学年下学期开放，是学生最先学习的一门专业课程，它既是学生学习后续各门专业课程的保障，也是学生以后从事材料相关生产和科学研究所必备的理论基础，因而保证该门课程的教学质量意义非常重大。然而，就笔者备、授课的经历来看，该课程具有术语概念多、涉及知识面广及抽象枯燥等特点，学生在学习过程中不易抓住重点，且学习难度大，学生不易产生足够的学习兴趣，针对上述问题，结合本院的具体情况，笔者提出提高该课程教学效果的几点想法。

1 重视基础，注重术语解读

针对无机非金属材料工程专业的特点，笔者目前所使用的教材为武汉理工大学出版社出版，由张联盟、黄学辉、宋晓岚主编的《材料科学基础》。该教材能较全面的覆盖一级学科的基本内容，既阐述了金属、无机非金属、高分子等典型材料结构上的共性，又突出了无机非金属材料的个性；既描述了崃ρ平衡状态下的问题，又兼顾了非平衡条件下的材料结构的形成过程；既以材料制备、加工过程中的科学原理及共性规律为主，又兼顾了材料服役中的环境行为效应，做到了将科学与工程融为一体。但在教学时，笔者发现学生在自己研读教材时会感觉到生涩难懂，究其原因是由于很多涉及到材料类的专业术语教材没有详细的介绍，而这些专业术语是学习材料科学的基础，一旦一知半解、含混不清就会影响到对相关整个知识点的掌握，而一个个小知识点的理解不清最终导致学生对整门课程的掌握不到位，失去对课程的学习兴趣。例如在学习第二章的晶体结构时，学生对晶面及晶界的概念理解不清，为此笔者做了很生动的动画来解释，单晶材料是由一个晶粒生长而成的，因而它只具有一圈大大的晶界，同时它的（hkl）晶面是唯一的平行族；而多晶材料是由多个晶粒生长而成的，因而它的晶界包括各个小晶粒一圈圈的界，同时每一个晶粒由于生长取向不同具有自己的（hkl）晶面，因而多晶材料的（hkl）晶面是多个相互交叉的平面。结合笔者的绘图，学生很快对这些基本概念有了很深的理解和认识，因而在学习后续的结晶学指数、晶向与晶面关系等结晶学基本内容时非常顺利，收到了不错的教学效果。

2 突出重点，注重理论体系融会贯通

《材料科学基础》这门课程内容繁多，在本院有限的72个学时里对每个章节均仔细讲解，做到面面俱到是一项不可能完成的任务。因而，需要对知识点进行梳理，在有限的时间里突出重点，同时将知识点串联起来，让整个理论体系融为一体，这样学生在学习完课程后也会倍感轻松，受益匪浅。例如在学习晶体结构时，考虑到金属结构模型主要为等径球体堆积模型，而无机非金属材料的晶体结构主要为不等径球体堆积模型，两者的知识点是相通的。因而在讲述时，笔者着重以金属结构模型为例进行动画展示，从立体结构的各个方向讲述，如何堆垛，并结合制作的球棍模型让学生充分理解最密排堆积及配位数这些基础概念，学生对金属堆垛有了全面、深刻的认识后，自己主动对教材上关于无机化合物的晶体结构进行理解，在提问时发现学生对AX、AX2、A2X3的空间结构均有着较正确的认识，抓住了重点，很多知识的传授就变得容易了很多。另外，理论体系的融会贯通对该课程的学习也大有裨益，在学习鲍林规则时，笔者要求学生认真掌握鲍林第二及第四规则，运用第二规则去判定离子化合物的可靠性，运用第四规则去检验硅酸盐晶体岛群结构的稳定性，加深了学生对硅酸盐晶体结构的认识，促进了学生对硅酸盐晶体具有的结晶、解离及介电性能差异的理解。

3 拓宽专业，加强前沿成果介绍

由于我院无机非金属材料工程专业的学生毕业后不仅是进入各种传统建材（包括玻璃、水泥、陶瓷、耐火材料）企业工作，近几年的签约情况看相当部分的学生最终会从事纳米、新材料开发等领域的工作。拓宽专业，在教学中适度的把目前社会上较前沿和热点的知识引入课堂教学，并对传统材料科学基础教学内容进行适当的知识延伸和拓展，这不仅让学生强烈地感受到科学发展的脉搏和动力，有效的拓宽学生的知识结构，开阔学生的视野，而且也给课堂教学增添了活力[4]。例如在讲授共价键晶体结合时，笔者通过查阅最新发表的相关文献，介绍了目前碳纳米管和石墨烯的一些最新研究进展，结果学生在课堂上自发的展开了针对石墨烯结构与性能的讨论，表现出对新材料探索的强烈欲望。事实表明，在教学中加强前沿成果的介绍能够激发学生的学习兴趣，大大提高《材料科学基础》课程的教学效果。

【参考文献】

[1]代凯.大学本科材料科学基础课程教改初探[J].牡丹江师范学院学报（自然科学版），2011（1）：66-68.

[2]潘建梅，唐丽永，乔冠军.材料科学基础课程教学改革的探索与实践[J].广州化工，2016，44（3）：148-149.

[3]刘冠辰，耿树东，陈连发，王巍，于晓波，王辰，张钰.初探材料化学专业材料科学基础课程的教学改革[J].吉林化工学院学报，2015，32（10）：42-44.

科目一学习材料篇6

关键词：开放式；功能材料专业；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）22-0120-02

作为高等院校材料学科体系中较为重要的基础课程之一，功能材料具有课程内容丰富、社会实践性和应用型强、发展迅速等特点。随着社会和科技的发展，功能材料所涉及的教学内容会日益丰富，不仅在材料科学领域，而且在生命科学、化学化工和能源科学等诸多领域都有所覆盖。功能材料这门课程在有限的学时内无法讲授不断增加的课程内容，即有限的学时与膨胀的课程内容之间的矛盾日益突出。这给教授该课程的教师们带来极大的挑战。教师一方面需要完成教学计划所安排的教学任务，另一方面又要重视大学生的专业素质和创新能力的培养与提高。在新教学环境下如何构建适合功能材料教学进程的教学体系，成为本文主要关注和要解决的问题。因此，本文拟从三个方面进行分析和探讨。

与其他的学科相比较，我们认为功能材料课程具有以下特点：

第一，涉及面广、基础知识丰富。功能材料一般涉及到无机非金属材料、高分子材料、金属材料、纳米材料和复合材料等众多知识内容。因此，学生在学习这门课程之前，需要系统掌握物理、化学等基础知识，特别对相关材料的光学、电学、磁性和声学等物理性能和有关理论有一个全面的了解和掌握。

第二，较强的思维想象能力。在学习功能材料这门课程的过程中，学生不仅需要对各个材料的结构特点、主要性能以及用途等方面有一个全面的了解，而且需要学习和理解相关功能材料的基本原理。而这些基本原理和概念往往比较抽象，如超导材料所涉及的超导理论、导电高分子的导电机理和压电陶瓷的工作原理等。学生需要具有一定的抽象思维能力才能比较真正地理解。这门课所覆盖的知识点多而且广，讲授的知识比较浅显。这时就需要学生具有课堂上大量接受，课堂下快速消化知识的能力。

第三，思维转换能力。功能材料所涉及的材料体系比较多，而不同体系的材料之间又没有太大的联系。所以，功能材料课程具有章节相对独立和内容模块化比较严重等特点。针对这一现象，学生需要具有快速的思维转换能力。在学生一个章节的内容后，马上转换个人思维，以便适应下一章节知识内容的学习要求。

因此，功能材料的教学呈现知识较多、讲授难度大等特点，但也有规律可循。在传统课堂的教学上，该课程的教学一般采用“填鸭式”教学模式，比较关注学生大脑对知识信息的接收、处理和存储等能力，常常忽略了学生的研究分析的能力。这样很容易造成学生仅仅局限于课本知识的认识和记忆，不去独立思考问题。这不但不能解决功能材料的教学难题，而且更没有把握功能材料的教学规律，不利于培养学生对功能材料的学习兴趣和创新能力。

针对以上所出现问题，我们教学团队采取了许多措施，进行一些有用的教学模式改革，积累了丰富的教学经验，慢慢地形成了较为系统的教学体系，具体阐述如下：

一、重思路

掌握学习规律，因地事宜。一般地，人们对新知识的学习都是采取一定的思路进行的。思路指的是学生思维的规律和方式。人们的学习过程就是个人经验的逐渐累积及自我行为的不断变化过程，也是人的创造性以及思维能力等各种行为心理机能不断发展的过程。如何培养学生的学习思路是所有学科教学所面临的重要任务。现代教学所需要解决的基本问题就是怎么处理思维教学和知识单向传授之间的关系。面对功能材料课程的思维教学就是尝试教给学生一些基本的思维规范，培养学生科学的学习思路。通过教师的思路教学，让学生领会功能材料的学习思路，摸索出适合自己思路的学习方法，把学生领进思考和研究功能材料的大门。具体操作程序包括确定功能材料课程教学总体思路，根据不同板块的教学内容实施不同的教学思路，采用“实验事实-机理假说-机理验证-性能应用”的教学思路。具体到教学课堂，思路教学的程序一般如下：设疑，质疑，稀疑。

二、重思维

作为新时代的教师，如何重视思维教学也是提高教学质量的重要的一环。在教学过程，教师不能一直关注自我的讲授，要将自己的思路教学赋予整个课堂教授过程中，强调思维过程的必要性，从而慢慢诱导学生进行自我独立的思考，培养学生在学习过程中进行自我思维的良好习惯。有思维的教学有益于思路的培养。同时，思路教学活动的开展也是思维活动的展开，让学生具体感受到思维教学的动态过程，大大提高学生积极思考的愿望。按照教学内容的分布可以将其组织成思维教学的形式。功能材料的教学内容是无数材料学家的智慧结晶，只要教师努力研究教材，每一章节都可按一定的思路组织成思维的教学内容。

三、寻规律

思路教学最重要的一点就是根据不同的教学模块制定特定的教学方式，诱导学生积极探索新的知识内容，从而启发他们掌握学习功能材料这门课程的规律。通过寻找规律、学习规律和利用规律，最终达到掌握知识内容的目的。教学事实证明学生在教师们的“寻规律”的思维教学中，慢慢地学会了针对不同教学内容采用相应的学习模式，掌握各自的学习规律，从而达到了掌握研究功能材料的一般规律。学生根据认知规律学习这门课程，大大提高了学生学习功能材料的学习兴趣。

四、求创新

教学创新也是整个教学最重要的一个环节，贯穿整个教学活动。如何进行思路教学的创新？就是让学生在掌握学习该门课程的学习方法基础上，进一步拓宽教学思维活动的范围，勤于思考，敢于提问，以期望自我教学的过程。我们发现，在实施“思路创新教学”方式之前，大部分同学都局限于课本知识，针对课本提出一些简单的问题，明显表现出懒于思考、不敢提问的状况。在进行“思维创新教学”改革之后，学生加入了课堂的教学之中，与老师的互动明显增多。学生作为课堂教学中的一分子，促使他们积极思考，很多同学都提出了一定深度的问题。人人都在思考，人人都在提问，就会让学生从不同角度去分析和讨论问题。整个教学过程呈现谈论式教学的课堂气氛，教学效果明显。

五、搞好逻辑法教学

逻辑法教学是工科课堂所必需的教学方法。由于工科课堂规律具有逻辑性强、规律性明显等特点，逻辑性教学法在功能材料课程教学过程中具有显著的特征性和适用性。在逻辑法教学过程中，可以引入知识要点，让学生主动去查询和学习这些课程知识。教师在教学过程中，根据教学知识规律实施诱导作用，改变教师填鸭式的教学模式。学生在学习的过程中，根据学习知识规律，进行有规律的学习，掌握学习规律，为以后的学习和科研活动打下坚实的基础。同时，教师在整个教学过程改变“教师讲学生听”的讲课模式，积极引导学生按照老师的教学逻辑一步一步地学习下去，从而潜移默化地掌握对知识点的分析、归纳总结和判断的能力。

六、教学内容与实际有效联系

教学内容是教学改革的核心，但是教学内容要与实际联系在一起，让学生在学习功能材料过程中对课程内容具有一定的认识性。比方说，讲到无机非金属材料方面，联系实际生产生活中应用较多的玻璃、陶瓷和水泥等材料，使学生对该材料的学习加强印象。高分子材料方面，可以联系手机贴膜、液晶等材料，对高分子的特性具有一定的了解。同时，应该关注功能材料的最新进展，让学生对功能材料的发展前沿具有一定的了解，激发他们学习功能材料的热情。

七、考核方法的改革

对考核方法的改革也是该课程教学模式改革所涉及的内容。平时课后作业和考试内容不应该一成不变，多增加综合性和思考题。在题目的设计上不以难点、重点为考点，多出一些富有开放式、探究式的考题。作业和考试的目的不是培养学生死记硬背能力和应试能力，而是通过这个手段引导学生去分析和思考，创造一个宽松的学习环境。题目的答案不是固定的，也可以是开放的或扩大的，但是能够影响学生思维和逻辑推理能力。所以，考核的目的是引导学生创造性地去学习，从过去的死记硬背模式逐渐转变成理解性的记忆模式。有条件地进行开卷考试，在学生查找知识去解答的过程，达到主动学习和享受学习的目的。通过功能材料的学习，希望同学在思想境界和掌握科学知识方面得到提升，不仅学习了专业知识而且充实了美好心灵。这也是我们进行教学模式改革的最终目的和理想的教学目标。

参考文献：

[1]邵东锋，李南.高职院纺织材料课堂教学改革探析[J].职业教育，2008，（2）：154.

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[3]教育部人事司.高等教育学[M].北京：高等教育出版社，1999.

[4]杨洲，王冬，何万里，曹晖光.电功能材料课程研究型教学设计与实践[J].中国冶金教育，2014，（6）：25-30.

[5]汪蕙，张文雪，袁德宁.关于研究型大学教学模式的认识和实践[J].清华大学教育研究，2002，（1）：17-22.

[6]张红霞.从国际经验看研究型大学本科教学改革的基本原则[J].高等教育研究，2006，（12）：60-65.

[7]王纾.中美研究型大学本科课程教学的比较研究：以学生课程学习体验为视角[J].外国教育研究，2012，（4）：111-119.

[8]陈佑清，吴琼.为促进学生探究而讲授―――大学研究性教学中的课堂讲授变革[J].高等教育研究，2011，（10）：94-99.

[9]李志义.高水平研究型大学本科教学模式的选择[J].中国高等教育，2007，（23）：20-22.

科目一学习材料篇7

关键词： 智能材料 教学改革 教学方法研究

智能材料是20世纪90年代迅速发展起来的一类新型复合材料。它是指具有感知环境（包括内环境和外环境）刺激后，能够采取一定的措施进行适度响应的材料，其内容涉及化学、物理、数学、计算机、材料学、仿生科学等相关理论，是一门以综合性和应用性为显著特征的交叉学科。它与生命科学、材料科学、环境科学等众多学科相互渗透、相互促进、相互依存，足以凸显智能材料在当今社会发展、科学技术发展中的作用。智能材料的特点是基础研究与应用研究密切结合、仿生技术与纳米技术密切结合[1]。因此，它的发展往往成为一个国家科学技术水平和国力的标志之一，可以预计今后全社会对智能材料相关的各类人才具有极大的需求量。

近年来，随着科学技术的发展、国家综合实力的提高，材料行业需要大量高层次产品开发和科学研究分析人员，为满足材料行业的这种需求，国内许多高校的材料专业开设了智能材料课程。目前大学学分制条件下，往往不断压缩基础课程的学时，智能材料的学时越来越少，使得教学内容多与学时少之间产生了矛盾，这自然影响到学生学习内容的深度与广度。为使学生走上工作岗位后尽快熟悉行业特点，成为行家里手，智能材料课程的本科教学内容和教学方法的设计是必须考虑的首要问题。对此，笔者结合多年从事智能材料课程教学与科研经验，结合智能材料课程特点，作探讨。

一、教学内容

在智能材料课程教学中，应既保证一定的广度，又保证一定的深度、新度，遵循基本理论与生产实践结合，材料宏观性质与微观结构分析结合，唯象性讨论与数学分析结合的原则，少而精地设置内容。在教学内容上，对复杂的、深奥的知识点的讲解尽可能地简单化和具体化，利用联系发展观，对大量的知识点尽可能地进行联系和统一，使学生迅速并全面地掌握智能材料的基础知识，减轻学生的学习负担；引入学科前沿，近年来材料科学发展迅猛，每年都有大量学术，作为传道、授业、解惑的教育工作者必须紧跟学科发展趋势，超越课本，在授课时穿插新进展。根据课程特点及重要性，结合材料专业学生学习智能材料课程的教学时间安排，在教学中应该重点讲授以下内容。

1.智能材料概述

主要介绍智能材料的定义、仿生智能材料的设计思想、仿生智能材料的典型实例及智能化设计，使学生掌握智能材料的基本概念、设计思想，了解智能材料的发展历史和面临的挑战，懂得智能材料的发展趋势和方向，激发学生对智能材料的兴趣，投身于仿生智能材料行业中，为以后进行仿生智能材料的科学研究打下基础。

2.自然界中具有特殊表面性能的生物体

自然界中的生物体通过进化已经完成了智能操纵的全过程。物竞天择，适者生存。本章重点介绍具有特殊表面性质的生物体，包括植物叶表面的自清洁性、滚动各向异性；昆虫翅膀的自清洁性、减反射性及结构颜色、水黾腿的超疏水型、壁虎脚底的高粘附性、沙漠甲虫的集水性及变色功能等。揭示微观结构与宏观性质之间的必然联系，将微观结构模拟及由此产生的特殊性讲清讲透。

3.固体表面的浸润性

浸润性的基本理论是本章教学的重点，应使学生掌握影响固体表面浸润性的两个主要因素：一是表面自由能，二是微观结构。

4.仿生超疏水表面

主要介绍制备仿生超疏水的方法，如：溶胶―凝胶法、电化学法、模板法、自主装法、溶剂―非溶剂法等，使学生了解每种制备方法的优缺点。

5.特殊浸润性的智能材料

生物体表面特殊的微观结构域优异宏观性能之间的联系与统一给予了我们灵感和启示，仿生智能材料体系形成的设计思想源自生物体系，材料界面的仿生化为创造智能化的新材料提供了新的方法和途径。主要讲授超双疏表面、超疏水/超亲油性表面、超亲水/超疏水智能响应性表面，特别是可控浸润性表面、光响应性表面、磁响应性表面等。通过学习，学生了解新型多功能化智能材料的设计和研制。

二、教学方法改革

采取怎样的教学方法，应视课程性质、特点和内容来定。教改目的是改革和优化教学模式，按不同教学内容采取相应手段和方法，激发学生的学习动力，提高教学质量，培养学生的综合能力。

1.教师引导

教师是教学改革的主体，充分发挥教师主导作用是教改成功的关键。为让学生进行课程衔接及为课后自学铺垫，每次课开始时应对上节课内容简单回顾，勾起学生记忆，结束时对下次课内容提要，利于学生自学。另外，学生在课堂上有发言的欲望，如能正确引导，增加学生讨论环节就能够达到很好的效果，提高学生学习兴趣，但限于教学内容和学时的矛盾，往往无法展开。曾尝试将讨论兴趣所在之题目布置给学生，课下进行查阅资料、总结、归纳，但限于学习压力及态度，只有部分学生认真对待。

2.理论联系实际

智能材料是一门理论性和应用性都很强的交叉学科，理论知识比较晦涩，必须与实际结合才能使学得的知识深化和巩固，才能激发学生的兴趣。在理论基础的学习过程中，学生往往感觉内容艰深，兴趣不高，而应当与实际背景结合，目前，材料行业的快速发展，各地智能材料生产厂家遍地开花，使学生有可能去智能材料生产厂家和使用部门参观和学习，学习智能材料的生产方法和检测方法，了解生产设备和检测仪器设备。特别是与当前比较热的汽车、航天、生物、军事等结合时，学生往往很有兴致，注意力高度集中，将理论知识寓于合适的实际背景中讲授，效果显著。

3.采用多媒体教学

教师无法强迫学生学习，只能吸引学生学习，在教学过程中起引导作用。多媒体教学手段是将文字、声音、图象、动画等结合在一起通过课堂教学实施，通过多种方式调动学生的多感官，促进学生开展记忆、思考、探讨等活动，使教学内容从单调的文字形式转变为多种生动的形式，将枯燥乏味的理论知识变得直观、形象，使学生更易理解所学内容。多媒体教学通过声像可以刺激学生的好奇心，突出重点，有利于学生掌握知识点，还可以加大信息量，减少板书量，在有限的课时内讲授更多知识，同时可以将可将智能材料生产设备、检测设备、施工设备和涂装后的工件等展现在屏幕上，将过程以动画展示，弥补语言的障碍，加深学生理解，而不是领悟老师的理解。利用网络对教学内容适时更新，做到教学与科研互动，多引用与课程有关的实例，增加教学内容，加强学生对书本知识的掌握。

4.课堂教学与课后自学相结合

由于教学时数有限，如何在有限的时间内使学生学到更多的智能材料知识，除教师摒弃传统板书，采用多媒体对基础理论等重要内容进行课堂授课外，也可发挥学生的主观能动性，结合目前已出版的智能材料书籍和研究论文，有选择地引导学生自学一些应用及发展前沿的内容，作为课堂教学内容的补充，加深理解。

5.开设实验课

为加深对智能理论的理解，在教学过程中应配合开设实验课。一般应开设的实验课有超疏水、超疏水油材料的制备及性能检测等，通过实验，训练学生进行智能材料生产和科学[2]研究的方法，培养学生的动手能力、分析和解决问题的能力。

三、成绩评定

严格的考核是正确调动学生的学习积极性，监督和检查学生学习效果及应用能力，提高智能材料教学质量的有效手段。在智能材料教学中，我们将成绩考核与过程管理紧密结合起来，既考核学生专业基础知识掌握的情况，又考核学生的操作能力，更注重学生的创新精神。考核由平时考核、基础理论考试及实验考核三部分组成，其中平时考核占总成绩的10%，基础理论考试占60%，实验考核占30%。

四、结语

材料行业快速发展，已渗透到科学技术各个领域和日常生活的各个角落，科技含量越来越高，需大批高层次的掌握材料的科研和技术人员，这对材料专业的毕业生就提出了新要求。我们要积极适应这种要求，改革现有的智能材料教学内容，改进教学方法及成绩评定，激发学生学习本课程的兴趣和欲望，提高学习热情，充分调动学生参与学习的主动性，体现学生在学习过程中的主体地位。为后续各专业课的学习奠定坚实基础，为材料行业培养合格的智能材料研发人才，促进材料行业的快速发展。

参考文献：

[1]江雷，冯琳.仿生智能纳米界面材料.化学工业出版社，2007.

[2]王迎军，项聪，余其俊，曾幸荣，刘粤惠.材料科学与工程专业学生实践创新能力的培养[J].高等工程教育研究，2012，5，127-131.

科目一学习材料篇8

关键词：材料与社会 选修课 建设 探讨

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）07（a）-0063-01

随着时代的发展，社会对高等教育有了更高的要求。教育改革在经历了知识教育、能力教育之后，素质教育成为最主流的要求和内容[1]。素质教育以提高受教育者诸方面素质为目标，其核心在于加强教学与实践的紧密结合，大力提倡和促进学生自主学习，培养具有创新意识和能力的新型人才。我国现行的专业人才培养方案大多偏重学生对本专业的学习，而对学生在其它学科领域的知识培养和素质修养方面有所欠缺。公共选修课是提高学生综合素质的有益探索，其在帮助学生完善其它学科领域的知识、拓宽学生的知识面、增强学生各方面的适应能力和提高学生的人文素养及科学素质方面发挥着重要作用。

1 非材料类专业开设《材料与社会》公选课的必要性

公选课在帮助学生完善其它学科领域的知识和提高素质修养方面大有可为。因为它使学生可以不拘泥于专业和年级的限制，自主选择自己喜欢和感兴趣的课程及主讲教师，这为开阔学生视野、丰富学生知识素养方面创造了良好的条件。

人类社会的历史就是一部利用和制造材料的历史，正是形形的材料构成了世间万物。材料是社会进步的物质基础和先导，材料的发展水平是时代进步和社会文明形成和发展的主要标志[2]。在当代，材料广泛应用于大众的生产生活。随着生活水平的提高和社会的不断发展，对材料的需求也越来越高，许多先进材料如仿生材料、生物医用材料、隐身材料、信息功能材料、智能材料、超导材料、新能源材料等得以快速发展，新材料层出不穷，同时也推动人类社会进步。

《材料与社会》是讲述材料科学在社会中应用及发展的一门学科，它从材料科学、材料工艺和技术的角度出发，把材料物理、材料力学和化学有机结合起来，讲诉材料在社会和生活中的应用，同时穿插讲解当前社会及科技发展中材料研究的一些最新进展。《材料与社会》意在使学生通过材料科学基础及材料前沿科技的学习，了解材料在科技进步中的作用和地位，了解材料在发展过程中与其它学科相互交叉渗透的特色。透过材料学这个窗口，使学生体会到自然科学在社会发展中的作用及自然科学和社会科学相互依存的关系[3]。这也有利于提高学生的科学文化素质，拓宽知识面和加强文理渗透。同时，非材料专业开设《材料与社会》公选课可以优化课程结构，扩大学生视野，增强社会责任感，提高学生综合素质，真正做到知行合一，学以致用，弥补现行教材的不足。

2 《材料与社会》公选课教学的探讨与实践

2.1 教学向生活开放

“材料源于生活，寓于现实，用于现实[4]。”材料与社会生活整合要求学习内容切合学生的生活实际，联系学生的生活经验，让学生体验材料学的生活背景，所以学习内容应该向生活开放。

引导学生关注生活，亲自参与社会实践活动，克服脱离实际、忽视社会需要等问题，比如我们编写的《材料与社会》教材中涉及到日用品和交通工具的选购、装修和建筑材料的选择和设计及材料与人体健康等都是需要学生结合生活实际进行学习和实践；引导学生关注社会热点问题，如环境污染、能源危机、人口膨胀等。所以，“实践的知识”不是被“教”会的，而是在“做”的过程中“悟”出来的[4]。

2.2 加强引导，强调教师在教学中的重要作用

公选课的本质目的是优化学生的知识结构、增强学生各方面的适应能力和提高学生的文化品位和修养。因此，教师在授课中，不仅要教书，还要育人，真正做到“师者，所以传道授业解惑也”。要教导学生重视公选课的学习过程，把公选课提高到“修身明德”的高度来认识，让学生真正做到既能学习实用技术同时又能培养人文修养。

2.3 落实学生在教学活动中的主体地位

由于《材料与社会》属于生成性科学，所以学习《材料与社会》要求学生积极主动地探究，参与到知识的生成过程，在参与中放飞个人的思维，变被动的学习为主动体验的过程。要真正落实学生在教学活动中的主体地位，需要教师在教学中采用诸如启发式、合作式、探究式及能力培养导向的教学方式。比如在课堂中给定一个问题，要求学生进行分组讨论再进行幻灯片的制作与讲解，引导学生带着问题去思考和学习，让每一位学生积极主动地参与学习过程，鼓励学生自主学习和向社会学习。

2.4 激发学生的学习兴趣，变考核为探索

把教学内容与生活实践结合起来，采用讲解与讨论相结合的方式进行课题教学。结合现时社会热点及材料研究的最新前沿，布置课外学习题目，引导学生进行家庭小实验、小制作，结合实验探索去解决生活中遇到的问题。理论可以指导实践，但是往往很多灵感和发现却是从实验或实践中得到的。一个实际问题的解决和一些小发明、小制作或小创作既可以作为《材料与社会》课程的考核，又能最大程度上激发出学生的学习兴趣和潜能。

3 结语

非材料专业开设《材料与社会》公选课可以优化课程结构，扩大学生视野，增强社会责任感，提高学生综合素质。树立“以学生为中心”的教育理念，并将其落实到课程开发、课堂教学的实际。引导和鼓励学生自主学习、向社会学习、带着问题去思考和学习，将学习内容放到学生的整个社会生活之中，以解决社会生活当中的实际问题为导向，才能真正做到知行合一，学以致用。

参考文献

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