《材料科学基础》课程教学现状及教学改革探析
马丽莉，高莉，雷富军，王军伟，李戬
（青海大学 机械工程学院，青海 西宁）
摘 要： 《材料科学基础》是高等院校材料类相关专业的专业核心课程，课程具有知识点多、理论性强及内容抽象等特点。针对课程中存在的教师难教、学生畏学这一现状，本文从教学内容、教学方法及考核方式三个方面分析了课程教学过程中存在的具体问题，并探讨了如何有效梳理教学内容，改进教学方法，以及优化考核方式，从而达到提高教师教学质量和学生学习效率的目的。
关键词： 材料科学基础；教学现状；教学改革
《材料科学基础》是高等院校材料类相关专业最为重要的专业核心课程，也是很多院校研究生入学考试的必考课程。该课程系统地介绍了材料科学的基础理论，内容涉及材料的成分、组织及结构，以及前述三者对材料性能的影响。由于课程具有知识点多、理论性强及内容抽象等特点，因此导致教学难点突出。学生学习后的普遍反馈是难以理解，难以形成清晰的知识点体系框架及难以联系实际。针对教学过程中存在的教师难教、学生畏学这一现状，本文从教学内容、教学方法及考核方式三方面分析了课程教学所存在的具体问题，并探讨了如何结合培养目标梳理教学内容，改进教学方法及优化考核方式，从而提高教学质量，改善学生的学习感受及学习效率。
一 课程教学现状及存在的问题
（一） 教学内容
1.教材版本繁多。本课程教材的版本繁多，教材测重点与深度与编者所从事的专业及所在院校的主流研究方向相关。如清华大学、上海交通大学、北京科技大学和西北工业大学等高校教师所编教材侧重于金属材料；而北京大学、西安建筑科技大学等高校教师所编教材则侧重于无机非金属材料[1]。版本众多的相似教材提高了教师选取教材的难度，但也为学生提供了大量的参考书籍。
安徽油茶栽培历史悠久，油茶主要分布在皖南山区和大别山区。进入21世纪后，安徽地区油茶得到了快速发展，其中安徽省精制油茶公司有30家左右，所生产的油茶销往沿海经济发达城市，还有一部分出口国外。有关政府部门对于安徽地区的油茶极为重视，给予了一定的政策支持。
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以提高教学效果为目的，以学生掌握和熟悉相关技能知识为目标，进行课程教学方法和教学手段的改革，在改革过程中采取的措施主要体现为：
1.考核方式相对单调。目前该课程的主要考核方式为期末闭卷考试结合少量占比的平时成绩，平时成绩则主要包括考勤和作业。由于课程内容多，课时量有限，因此连课堂提问都仅停留在形式层面。这种单调的考核方式很难使学生对所学知识有深刻理解，更别提培养学生灵活运用知识及系统分析解决问题的能力。
（二） 教学方法
2.建立知识体系。本课程的内容多而庞杂，因此在教学过程中要格外注意引导学生了解章节及知识点之间的内在联系。教师要注重承前启后，说明知识点与后续章节及其他课程的联系，使学生在脑海中建立系统的知识体系，而不是仅掌握分散凌乱的知识点，这样才能加深学生对知识点的理解和把握，培养和锻炼学生系统运用所学知识解决实际问题的能力。
2.考核内容不够全面。该课程的一个重要的特点为知识点繁多，而在有限的考试时间内，试卷涵盖内容则只能集中在考试大纲中的“重点”或“难点”上，且只能以概念和原理为主。由于学生的个体差异，因此仅有的期末考试很难通过十分有限的考核内容考察学生的真实学习水平。
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（三） 考核方式
2.内容多且理论性强。侧重于金属材料的教材着重于阐述金属材料的基本理论及共性问题，主要内容包括原子结构、晶体结构、晶体缺陷、扩散、材料的变形和凝固以及合金相图等。课程内容多、信息量大且理论性强，各个章节自成体系，章节内的诸多知识点也彼此独立。加之许多概念和原理抽象性强，因此如何合理把握讲授深度，建立系统的知识体系，是教师的教学难点[2]。
3.理解和运用不连贯。很多学生反映本课程的学习存在学的慢、忘的快的现象。除课程自身的特点外，课后习题的缺乏也是出现这种状况的主要原因。尽管目前教材版本繁多，但配套习题较少，且已有习题存在题型单一或难度偏颇的问题。因此学生无法通过习题进行知识的运用训练，这不仅造成学生很难深刻掌握知识点，也使学生缺乏解决实际问题能力。
2.理论和实践相脱离。大多数学生在学习专业基础课程时都会产生一个共性问题，即学习这些知识有什么用？如果教师长期沉浸于讲解枯燥难懂的概念及原理，而不和具体的实际现象和工程应用联系起来，则必将会降低学生的学习兴趣和积极性，也将导致学生所学知识无法学以致用。
1.精选教材。如前说述，该课程目前已出版的教材版本繁多，其深度和侧重点也各不相同。如何根据自己所在院校、专业的特点以及学生的学习能力选取适合的教材，是有效开展教学活动的基础。我校的材料科学与工程专业以金属材料为基础，因此课程采用的是胡庚祥老师主编的教材，该教材以介绍金属材料的基础理论为主，辅以少量高分子及无机非金属材料的相关介绍，难易适中，论述清楚，非常适合我校学生。
二 课程教学改革方案
（一） 结合培养目标，梳理教学内容
3.考核目标过于单一。期末闭卷考试必然包括相当占比的概念题，因此该种考核方式更多考量的是学生的记忆力。很多同学根本没有掌握教学内容，仅凭最后的突击背诵也能取得不错的成绩。而学生是否能够运用所学知识解决实际问题，以及是否了解知识点在学科前沿中的体现，则完全没有成为考核目标。
1.教学手段和内容不匹配。该课程中的许多知识点抽象且复杂，仅凭语言、板书或简单的多媒体课件无法充分阐述清楚。如讲解位错的运动及极射投影等内容时，如果没有精准的多媒体动画加以辅助，学生很难在脑海中构建相关画面以充分理解和掌握相应知识点[3]。又如三元相图，如果没有拆解其复杂空间构成的动画，则很难凭静态的画面讲清其构成[4]。因此，针对不同的教学内容，辅以恰当的教学手段，是提高授课质量的有效助力。
（二） 以学生为中心，改进教学方法
1.合理运用多媒体技术。由于课程内容多，课时有限，因此有效采用多媒体技术可以提高信息量的传递。直观、鲜明的动画不仅能加深学生的理解，还能提高学生的注意力及激发学生的学习兴趣。但使用多媒体技术存在的显著问题就是传递的信息量可能过大，造成学生走马观花，无法很好的消化所学知识。因此教师一定要深刻分析教学内容，合理利用多媒体技术。
使用荷兰飞利浦公司的FEI Quanta 200型扫描电子显微镜（SEM）观察秸秆炭的表面结构形貌。测试各项技术指标如下，（1）放大倍率为25~200000，分辨率为3.50 nm；（2）加速电压为0.2~300 kV；（3）样品室内径为284.0 mm，分析工作距离为 5.0 mm。利用其附带的能量色散谱仪（EDS）分析改性炭材料表面铜元素的含量。
2.融入最新科研成果。和学科前沿研究成果紧密结合是提升学生对课程重视程度的有效手段。教师如果可以理论联系实际，增添和知识点相关的最新科研成果，不仅可加深学生对所学内容的认识和理解，还能培养学生的学习兴趣，对学生今后继续深造时研究方向的选择也有一定的帮助[5]。更为重要的是，是能够有效培养学生的分析能力和创新思维。
（三） 优化考核方式，提高学生能力
1.加强过程考核。加强过程性考核不仅可以改变“大多数学生都是靠突击背诵完成期末考核”这一实际教学现状，还可充分调动学生学习的积极性和主动性，加强学生平时的学习力度[7]。设置合理的平时成绩占比，在学习的各个阶段对学生的学习状况进行有效跟踪，有效执行平时考核的成绩管理，是有效开展过程性考核的基础。
2.丰富考核方式。多样化的考核方式才能尽可能客观、合理、全面地考量学生的学习水平。课堂提问、讨论及论文撰写等考核方式可从各个方面考查学生的学习水平和能力。如课堂讨论可以考察学生对知识点的理解深度，而论文撰写则可以考察学生对知识点的认识广度。丰富考核方式不仅可使过程性考核开展的更加顺利，更重要的是可从多方面培养学生的能力[5]。
三 结语
《材料科学基础》课程具有知识点繁多、理论性强及内容抽象等特点，因此其教学难点突出，学习感受较差，这些特征均导致课程的教学改革存在较大挑战。在教学改革过程中，始终要紧密结合院校及专业的培养目标，合理规划教学内容，并以学生为中心，改进教学方法和手段，以培养学生具有严谨分析理论问题和较强解决实际问题的能力为目标。
参考文献
[1] 贾淑果,宁向梅,田保红,等.材料科学基础课程教学体系的改革探索[J].中国现代教育装备,2018,(287)：94-96.
[2] 刘宝胜,张敏刚,房大庆,等.材料科学基础课程应用型教学方法初探[J].中国现代教育装备,2018,(285)：68-70.
[3] 陈扬,石萍,刘伟东,等.材料科学基础课程的教学实践与探索[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2013,15(4)：129-131.
[4] 赵云霞,白佳海,周燕.《材料科学基础》课程教学改革探索[J].教育教学论坛,2017,(39)：112-113.
[5] 丛园,戴玉明,巴志新,等.《材料科学基础》实践环节中的项目教学设计与应用[J].教育现代化,2017,4(06)：136-137+141.
本文引用格式： 马丽莉,高莉,雷富军,等.《材料科学基础》课程教学现状及教学改革探析[J].教育现代化,2019,6(58):38-39.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.58.019
基金项目： 本文系青海大学《材料科学基础》课程建设项目（项目编号：KC183040）
作者简介： 马丽莉（1987-），女，回族，青海西宁，讲师，博士，研究方向：高熵合金。
标签：材料科学基础论文; 教学现状论文; 教学改革论文; 青海大学机械工程学院论文;