应用型本科材料科学基础课程教学方法的改革与实践分析论文.pdf

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1、应用型本科材料科学基础课程教学方法的改革与实践分析论文 应用型本科材料科学基础课程教学方法的改革与实践分析论文 1 前言 材料科学基础课程是研究材料成分、结构与性能之间关系及其变化规律的一门基础学科。内容包含金属学与热处理知识，涉及近百个原理、规律、概念和定义。概念多、内容庞杂，加之材料的微观结构看不见、摸不着，以至于学生在学习过程中普遍反映课程内容抽象、难理解。更新教学方法提高教学效果势在必行。下面从三个方面介绍一些自己的教学经验。2 第一节课教学内容改革 第一节课是入门课、概括课，是为对本门课程一无所知的学生打开的一扇门，他们是否愿意走进这扇门，并好奇地探索门后面的秘密，关键就看老师的讲课

2、艺术了。随着时代的发展，高校开设的课程不断调整，课时被压缩是大的趋势。很多教师担心绪论讲得太多占用课时，因此每学期的开始绪论内容会被点到即止，学生根本无法深入体会这门课对今后的学习和工作的重要性，这种态度不利于今后的学习。因此每个授课教师都要认真琢磨如何在第一节课中出奇制胜，才能长久激发学生对该门课的学习兴趣。为了上好第一次课，我进行了以下两个方面的改革:2.1 解读课程和教材，引出课程的内容 材料科学基础，顾名思义就是有关材料最基本科学知识的专业课。选用的教材是国家 l 一五规划教材，哈尔滨工业大学编写的金属学与热处理。教材的名称就告诉了学生教学的内容，第一学期学习晶体结构、金属结晶、相图、

3、扩散等金属学的基本知识，也是很多高校研究生入学的笔试内容;第二学期学习钢的热处理原理和工艺及工程材料的基本知识，也是研究生考试的面试内容。这门课可用在炼钢、铸造、压力机工、焊接、热处理等各个金属材料的生产领域。经过这样的剖析，在第一节课上，学生已对这门课的内容和重要性有了基本的认识。2.2 用活生生的实例来激发学生的兴趣 学生早就已经金工实习过了，知道锻造后的刀具要经水淬磨制后才会锋利无比，但是为什么要这样做好多同学回答不上来，我告诉同学学过这门课后这个问题就迎刃而解了，这就等于在第一次课中已经设置了一个悬念。泰坦尼克号的沉没是众所周知的海难事故，好多同学也看过这部惊心动魄好莱坞影视大片，同学

4、都知道轮船最终解体这个事实。而轮船解体的具体原因是什么呢，风浪太大和触礁沉没是学生能想到的，我告诉他们这些都是沉船的外因，最为关键的是船体的材料，因为一百年后人们打捞沉船碎片后发现船体的断口是脆性断裂。3 课堂教授方法的改革 3.1 为抽象的概念寻找生活实例 材料领域的专业概念和术语抽象难懂，若是用照本宣科的“填鸭”式教学方法，必然会导致课堂气氛沉闷。而用易懂的生活实例加以类比，有助于加深学生对知识的理解和应用。例如对于变质剂和非均匀形核概念，由于学生对结晶、形核、晶粒这些微观的现象缺乏直观的认识，理解困难，不利于知识的灵活运用。我将冬天池塘里的树叶比作变质剂，因为在树叶这些异物之处最容易结冰

5、是日常生活常识。引导同学探求结冰的原因时引出非均匀形核的概念。讲到钢锭缺陷的缩孔缺陷时，同学不明白为什么在轧制这么大力的作用下，也不能使缩孔部位焊合。我拿了制作千层饼这个例子来轻易化解了同学的疑问，在饼坯抹油的地方就很难将两层合为一层，而缩孔在形成的过程中已被氧化，因此也不能焊合而成为折叠裂纹。我还将实际金属晶体结构的点缺陷和用玉米棒上玉米粒的分布来形象化，将位错的运动用“蛆酬”和“毛毛虫”的爬行来解释等。用这样的教学方法同学们觉得很有趣，抽象的知识也容易理解得多了，也缩小了微观世界和宏观世界的认知差异。3.2 自然科学和人文科学相互渗透实现知识的跃迁 在教学过程中，通过浅显易懂的哲学概念对专

6、业理论知识进行讲解，专业课教学有了新的开展维度，促进了理工科通识教育的开展。例如钢在回火过程中的转变，从马氏体析出渗碳体的过程中有。三种碳化物形式，这个微观变化过程学生很难观察到。实际上，用学生学过的马克思主义哲学中质变和量变的辩证关系来解释这一现象，有利于学生从纷繁芜杂的头绪中理出一个思路来。回火的早期，由于温度较低，先是出现碳的偏聚，这是一个量变的过程，碳越来越多，形成了。碳化物，这是质变。质变又引起新的量变，开始一个新的发展过程，因此。碳化物量越来越多变成 X 碳化物，X 碳化物最终变成。碳化物，不同的碳化物形式对应于不同的回火组织。这样的讲解让学生豁然开朗，一节枯燥的专业课也变得津津有

7、味起来了。是用来制造车刀、铣刀一种高速钢，加热温度很高，为了防止加热的过程中由于内部的温差过大出现加热裂纹，工艺上两次预热的工艺，这与“欲速则不达”的哲学思想相吻合。4 恰当使用多媒体技术，辅以“提问、讨论、总结”三模式教学法 在以往的传统教学中，教师仅靠一支粉笔和一本教科书，虽辅以模型、挂图等教学手段，但这种传统的教学方法，存在着许多不足之处，如:板书工作量较大，费时、费力，在目前理论教学课时数大大缩减的现状下，难以保质保量完成教学内容。而恰当使用先进的多媒体教学手段，对提高该课程的教学效果具有十分重要的意义。材料科学基础的热处理的四把火(退火、正火、淬火和回必的工艺和方法与生产实践息息相关

8、，也是本课程一个非常重要的实验操作课。若仅凭课本上加热多少温度，保温多长时间，以什么样的方式冷却这样的方式讲解不但枯燥乏味，而且做实验的时候学生也易于手忙脚乱。针对这种情况，我把工厂里汽车伞齿轮和曲轴的热处理全过程的视频给学生边播放，边讲解，学生不但领略了活生生的热处理工艺，更明白了恰当的热处理工艺对保证零件使用性能的重要性。虽然多媒体教学能够激发学生的学习兴趣，但也有它的弊端。用多媒体课件，教师不自觉地会频繁翻页，课堂节奏加快，一节课下来学生动脑少，理解少。这时，教师若能适时提问一下，放慢课堂的节奏，这时会起到意想不到的效果，这就是我所说的“提问、讨论、总结”三模式教学法。特别复杂难懂的理论

9、知识，教师直接开讲，学生接受起来非常困难。这时，教师最好停下前进的步伐，让学生先看看书讨论一下效果会更好。合金结晶时的原子扩散理论一直是课程的难点，上课时我先给十分钟的时间让学生自己看书，明确告之要提问。我先设置了几个问题:扩散分为几种?扩散的机理是什么?扩散和晶体的形核、长大有什么内部的关联性?合金与纯金属的结晶有哪些异同点?这一复杂的知识点，经过这样的肢解就简单多了。等学生看完后，我挑一些学生来回答，我提问的时候学生都在思考，唯恐老师叫到自己时回答不上来，稍简单一些的问题学生答对了，难懂的我来解释时好多学生都在点头，最后我把这些问题串起来学生终于明白了。这就使我想到，教学时若稍微变换一下方式，就会使学生耳目一新，也能调动其主观能动性。5 结语 一门课程的教学方法改革，绝不是一蹦而就的事情，需要教师在原有教学经验的基础上不断地探索和学习。需要教师具备改革和与时俱进的教育理念，还要在日常教学工作和生活中多摸索和总结，多与学生沟通和交流，多与同行切磋和讨论来积累经验。经过课程教学方法的改革，灵活运用多种教学方法，改变了原来课程的单调和乏味，学生的学习兴趣被激发出来，达到了教学相融、教学相长的目的。