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摘要:
《材料科學基礎》課程是材料專業一門重要的專業基礎課。本文分析了課程在教學過程中出現的各種問題，提出了幾點教學方法改進意見，具體為:抓好第一節課，激發學生興趣，重視應用多媒體教學;課堂上引入當今新出現的材料，激起學生的好奇心和興趣，改變理論教學的枯燥。通過以上改進，希望能夠提高學生學習積極性。
關鍵詞:
材料科學基礎;教學方法;材料結構;材料性能
隨著科技的發展及進步的不斷加快，材料在生活、生產及工業、軍事等的應用不斷加強，迫切需要加快材料方面人才的培養?！恫牧峡茖W基礎》是成都大學“材料成型與控制工程”本科專業的一門重要專業基礎課，主要介紹材料的基礎知識，其內容包括材料成分、組織、結構與工藝性能等［1］，涉及理論知識繁雜、內容抽象，概念性強，是從事材料方面工作人員的必修專業基礎課，也是很多院校研究生入學考試的必考科目，與《材料成形原理》、《工程材料》、《塑料模設計與制造》等課程密不可分。大部分學生都迫切希望學好這門課，但對于初步接觸材料的同學來說，多而繁雜的感念和內容，及宏觀上看不見摸不著的微觀結構抽象、難理解，對于這些枯燥的專業基礎知識很難提起學生的學習興趣更難抓住重點。因此，《材料科學基礎》作為材料專業的基礎課，如何增強其授課效果成為當務之急。很多任課教師都對此進行了研究，黑龍江大學的趙霞、王永東、黨振乾等提出，在《材料科學基礎》的教學過程中改革教學方式和考核方式［2］;河南理工大學的張建新提出運用實例激發專業激情，結合案例解釋抽象理論等［3］。針對《材料科學基礎》課程的特點以及同學們在學習過程中出現的各種問題，作者結合多年該課程教學的經驗教訓，提出以下幾點改進意見。
1上好第一節課激發學生興趣
第一節課是打開學生對繽紛復雜材料的微觀知識一無所知知識的一扇門，是入門課。通過這一課，要引起學生對材料基礎知識的好奇心，帶著問題和好奇心去尋找和探索門后面的秘密。因此要讓學生短短時間內明白學習這門課的目的和意義、和其他專業課程的關系及本課程的學習方法。所以上課之前要仔細斟酌和研究如何開始第一節課，如何激發學生的求知欲。我們主要從以下幾點激發學生的學習興趣:因此每學期的開始，都要仔細的第一節課如何開始，講哪些內容來激發學生的求知欲，著重從以下幾個方面來激發學生的興趣:
(1)通過鮮活實例引發學生思考。眾所周知TITANIC的沉沒是海難事故，這部驚魂影視大片給很多同學深刻印象。多種原因和TITANIC輪船的服役條件造成了它的解體，通過和學生的共同分析，得出最重要和不可忽略的因素是船體的材料質量問題:①含有大量缺陷的船體鋼板，只考慮到了增加鋼的強度和硬度，而忽略了增加其韌性，導致撞擊到冰上時的脆性鍛煉;②鋼板連接處使用的鉚釘，由于含有礦渣，強度減低，導致船體撞擊到冰山時，船頭鉚釘松動，防水隔板開裂，海水涌入船內。鋼板冶煉過程中硫化物的加入增加了鋼的強度，而降低了韌性及鉚釘中含有的礦渣降低了其強度是TITANIC沉船首當其沖的材料質量因素。另一個例子是1938年冬季比利時的阿爾伯特運河鋼橋突然墜河，其原因是造橋用的鋼材磷含量太高，磷的冷脆性是造成災難的罪魁禍首。同學們聽到這里，有的驚嘆、有的微笑、有的竊竊私語。由此可見，同學們對材料概念和興趣已經建立，那么學習這門課的目的和重要性也就不言而喻了。
(2)結合自己的科研成果及科技前沿吸引學生對材料科學的好奇心。例如:引用諾貝爾物理獎中出現的材料新發現和新發明帶給科技發展的巨大動力，讓學生明白材料的神奇和作用，特別是2011年的諾貝爾物理獎———英國曼徹斯特大學的AndreGeim和KonstantinNovoselov教授用膠帶粘粘的方法制備出單原子層二維結構的石墨烯，是至今發現的厚度最薄和強度最高的材料［4］，其具有優異的性能，先后發現其力學性質中楊氏模量E達到1.0TPa、電學性質中電子遷移率高達106cm2•V－1•s－1、熱學性質中熱導系數高達5000W•m－1•K－1、光學性質中單層石墨烯的可見光吸收僅有2.3%和優異的鎖模特性［5－6］?？梢韵胂筮@種神奇的材料一旦投入實際應用，人類社會將會帶來的革命性變化。由此激發學生的創新意識、創新精神。
(3)強調改課程在所有課程學習中的重要性，激發學生的學習熱情。第一，讓學生明白《材料科學基礎》是學習后續各門專業課程的必備基礎理論，如果這門課程沒有學好、理解透徹，后續專業課程的學習可能會不明白所以然，會非常吃力。第二，讓同學們知道他們以后從事相關工作或和科學研究活動時，《材料科學基礎》中的專業基礎知識是他們重要的理論指導。在后期的課程設計、畢業設計和工作過程中的各種機器或設備上，每個零件如何選材，如何進行熱處理及加工工藝等都和本門課程息息相關。
(4)聲明本課程的學習要求及課堂紀律?！恫牧峡茖W基礎》很多內容抽象、難理解，因此必須嚴格要求同學們的聽課紀律，及時完成課下作業和課后復習，堅決杜絕無處不在的手機游戲在課堂上的出現，從而保證學生的聽課效果。這些在第一節課中必須和同學們強調。
2重視多媒體現代教學方法的應用
《材料科學基礎》內容多，信息量大，教學課時有限，如果任課教師再把過多的時間用于板書，講授的時間將大大減少，也就無法完成大量內容和信息的傳授;另外本課程中設計很多微觀上看不見、摸不著的原子、分子、離子等微粒的排列和組織結構等，很難使學生展開空間想象和理解，而多媒體應用能解決此問題。因此需要制作出適合本門課程的教學課件，增強了課堂授課的趣味性和多變性。本課程中各種材料的晶體結構涉及很多復雜圖形，如面心立方(FCC)、體心立方(BCC)、密排六方(HCP)、閃鋅礦、纖鋅礦結構等，特別是FCC結構中的八面體間隙、原子等微粒的空間堆疊、位錯的運動及各種交互作用等，需要豐富的空間想象力來理解，通過圖形或動畫的展示，可以幫助學生理解和掌握此類知識。二維和三維動畫形式的多媒體教學既可以解決本課程教學過程中學時少、內容多的矛盾，彌補傳統教學在時間和空間等方面的不足，又可以提高課程的生動性，使學生在有限課堂中學到更多的專業基礎理論，又感覺不到課程的枯燥。
3結合學科及科研前沿拓寬知識，激發興趣
科技的進步和學科的快速發展，使具有一定出版周期的專業教材滯后于學科前沿知識。因此專業課老師的教學應將教材作為教學的主要參考書，但又不能完全依賴教材，使教學內容源于教材，又要適當高于教材。所以，《材料科學基礎》課程的教學，需要多方收集各類教學素材，特別是注意吸收與教學內容相關的最新研究成果和實例，在授課過程中結合基礎理論知識介紹。如:通過引入湖北江陵出土的公元前500年越王勾踐劍及西安秦始皇兵馬俑二號俑坑出土的青銅劍的圖片展示，讓學生了解這兩把劍出土時之所以光亮如初，是因為表面分別被鍍上了一層金屬鉻和鉻鹽化合物。在講解晶粒概念時，可引入納米晶和微晶的概念，并結合對應的具體制備工藝，讓學生明確納米晶與微晶材料的區別，這樣學生既掌握了所學學科專業的前沿知識和技術。在學習材料強度與塑性時，通過講解告訴學生材料的強度與塑性在常規處理工藝下是兩個互為矛盾的性能指標，提高某一指標值，另一指標值必然下降，但通過細化晶粒的方法可同時提高兩者性能，如快速冷卻技術的引入形成的非晶、微晶和納米晶等。類似這樣問題的提出，增強了學生學習的興趣，激發了學生的創新意識。
4課堂理論教學緊密結合實踐教學
《材料科學基礎》是為了培養工程技術人員正確合理選擇使用材料能力而設立的一門專業基礎課，因此，其實踐教學意義重大。實踐教學環節，可以讓學生更好地理解材料結構與性能及各種工藝處理與性能的關系，加深對材料基礎知識的認知，又可以培養學生動手能力，操作能力。若有條件，建議到相關單位進行參觀，讓同學更直接地了解材料在機械生產，工程項目的應用，各種工藝處理的流程及其目的，為將來從事工程事業打下良好的基礎。
5結語
良好的授課效果是每個教師的美好愿望。隨著科技的進步和社會的發展，每一個有責任感的教師都需要不斷的探索、運用和總結層出不窮的教學方法，把各項教學工作推進到一個更高的高度上，把培養高質量的人才作為自己義不容辭的責任，在自己為材料發展事業奮斗的同時，為其培養更多棟梁之才，為中國的強國之夢和社會科技的發展進步貢獻力量。
作者：宋慧瑾 鄢強 李玫 朱曉東 馮威 單位：成都大學機械工程學院 建筑與土木工程學院
參考文獻
［1］趙品．材料科學基礎［M］．哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社，2007:1－2．
［2］趙霞，王永東，黨振乾，等．應用型本科材料科學基礎課程教學改革［J］．中國冶金教育，2013(4):23－24．
［3］張建新．《材料科學基礎》本科教學的改革與實踐［J］．科技信息，2009(21):506．
［4］Editoria．l．Theriseandriseofgrapheme［J］．NatNanotech，2010(5):755．
［5］GeimAK，NovoselovKS．Theriseofgrapheme［J］．NatMater，2007(6):183－191．
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