材料科學基礎精選(九篇)

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第1篇：材料科學基礎范文

《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。《材料科學基礎》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］。可以想象這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。《材料科學基礎》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．

第2篇：材料科學基礎范文

關鍵詞：晶體缺陷；多媒體教學；互動；教學體會

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）40-0223-02

《材料科學基礎》是高等學校材料化學相關專業的一門重要的專業基礎課，主要研究材料的微觀結構、微觀過程，使學生掌握研究材料微觀的方法，建立微觀和宏觀特性與性能間的聯系及對應關系，并掌握材料成分、結構與性能之間的關系及其變化規律。本課程是多學科知識的交叉與滲透，為后續專業課學習的基礎，同時也是學生將來從事材料研究的理論基礎。

“晶體缺陷”與前面章節“晶體結構”緊密相連，同時也是后續章節“材料的形變與再結晶”學習的基礎，在《材料科學基礎》課程內容中起到承上啟下的作用。此外，由于本章節涉及到晶體的內部微觀，內容相對來說比較抽象，是歷屆學生反映最難理解掌握的章節。如何清楚講解該部分內容，使學生理解起來更容易、掌握起來更透徹，筆者就自身的課堂教學及具體知識點的講解談一些切身體會。

一、充分利用多媒體教學

多媒體教學是目前比較普遍和先進的教學手段。利用多媒體進行材料科學基礎的教學，能夠優化教學過程。由于內容可以豐富多彩，多媒體教學也能從一定程度上激發學生的學習興趣，從而充分調動了學生的積極性，并能提高教學質量。多媒體教學具有非常好的直觀優勢，可以在很大程度上彌補學生在學習晶體缺陷時三維空間想象力的不足。

材料科學基礎中，對晶體缺陷的定義是“在實際材料的微觀結構中原子的排列或多或少地存在離開理想的區域，出現不完整性，通常把這種偏離完整性的區域稱為晶體缺陷”。該部分內容是微觀的東西，且非常抽象。若教師在教學中僅僅依靠板書和相關模型教具，學生理解起來還是比較困難的，也很容易失去學習興趣。采用多媒體教學，將抽象內容以生動的二維或三維動畫的形式展示給學生，學生可以直觀的理解，并能從多個角度進行觀察。這不僅可以提高學生的學習興趣，還能彌補傳統教學在實踐和空間等方面的不足。

通過多媒體教學使學生能夠清晰地觀察和理解實驗現象、材料結構以及原理，從而激發他們的學習興趣。如“螺位錯”和“位錯的運動”是大多數學生認為最為抽象的部分，它是如何形成以及如何交互運動的？如果教師僅靠平面圖來輔助講述，學生很難理解，尤其是螺位錯的形成更是抽象。通過使用軟件，可將位錯結構進行三維旋轉，從而能使學生從各個方向來觀察位錯，理解位錯結構；通過動畫，學生能清晰地看到不同位錯的形成，通過觀察位錯線和伯氏矢量的關系，可以理解刃位錯、螺位錯、混合位錯的區別，也能直觀地觀察到滑移和攀移這兩個不同過程。同時多媒體還具有的很大的優勢在于，教師講解的時候可以根據學生需要，隨時暫停和回放，使學生能夠徹底明白。

二、將抽象概念與實際晶體相聯系

在材料科學基礎中，晶體缺陷是從原子水平的微觀方面，分析討論實際晶體中由于原子（或離子、分子）的熱運動及晶體的形成條件、冷熱加工過程和其他輻射、雜質等因素造成的缺陷。由于是從原子水平研究，所以很多分析的圖形都是局部的原子排列圖。局部的原子排列圖使學生很難跟宏觀物體聯系起來，因此講解的過程中，教師應該注意將抽象概念與實際晶體相聯系。即每次看完局部原子微觀圖后應該看一下宏觀物體圖，使學生明白這微觀的圖是屬于宏觀的哪一部分。而我們研究缺陷是因為缺陷對晶體的性能有很大的影響，比如結構敏感的性能如屈服強度、斷裂強度、塑性、電阻率、磁導率等，此外還與擴散、相變、塑性變形、再結晶、氧化、燒結等有著密切聯系。“掌握內部規律，改變宏觀性質，為我所用”是我們最終的目的，從這個角度，也必須在教學中時刻將抽象概念與實際晶體相聯系。

如講晶體缺陷中刃位錯的相關知識時，從圖1（a）宏觀圖形介紹刃位錯的基本知識，強調多余的半排原子面，指出滑移面和位錯線。然后用圖1（d）從微觀方面介紹，同樣指出多余的半排原子面，將微觀圖形中的滑移面和位錯線與宏觀圖形相比較。圖1（b）和圖1（c）是側面圖的宏觀和微觀圖形，在用這兩張圖形講解相關知識時，一定要回過來看圖1（a）和圖1（d），使學生明確正確的局部與整體的關系。如在講解伯氏矢量大小的確定的時候，為了清晰，通常是用圖1（c）來講解閉合回路。如果只看這張圖，學生容易理解混淆，而結合圖1（a）和圖1（d）來講解，可以讓學生把位錯及伯氏矢量歸集在一個整體中，建立清晰的概念。而講解刃位錯的滑移時，應該將圖1（d）和圖1（e）結合起來，使學生能夠在微觀和宏觀中建立聯系。

三、加強師生間的互動

互動式教學是教師與學生雙方的交流和探討，使學生在教師已授知識的前提下，對知識掌握的一種具體反饋。師生間的互動可以激發教學雙方的主動性與能動性，可以培養學生的自主意識和創新能力。通過課堂互動過程中的訓練，學生能夠逐漸愛學、會學和善學，從而提高教學效果。鑒于晶體缺陷這部分知識的難度大，所以互動式教學顯得尤為重要。

為了更好的加強師生間的互動，在教師授課時，應更多地面向學生，及時觀察學生的表情，了解學生對知識點的掌握情況。若大多數學生的表情較為輕松愉快，說明學生對所學內容理解較好；若學生對教師的提問反應較為遲緩，或部分學生甚至出現皺眉等困惑表情，說明學生對所學內容存在理解和掌握的困難。此時，教師應將授課速度減慢，或對所傳授的重點內容進行重復或更為詳細的解釋，有動畫的可以重復放慢播放，以加強學生對知識的理解；在講解過程中，教師還可以多次向學生拋出啟發式的問題，通過學生的回答情況來判斷他們對課堂內容的理解；課堂講解的過程中也可以配以簡單小測驗，以達到較好的互動效果。如位錯反應這部分知識，可以給出例題讓學生判斷位錯反應能否發生，檢測學生是否掌握了位錯反應發生的兩個基本條件，即幾何條件和能量條件。學生做完后可以引導學生做進一步的理解：兩條挨著的位錯線是不穩定的，通常為了降低體系能量是以分開的狀態存在。

四、不可摒棄的板書講解

在教學過程中，我們不應完全依賴多媒體教學，而忽視了板書的魅力。教師應該根據所講內容的具體教學目標、教學內容和學生的實際情況，在整個的教學環節中合理使用多媒體教學，必要的時候配以板書講解。板書教學時教師始終是處于教學過程中的主導地位，可以對一些知識點著重強調，以充分調動學生的注意力。

在晶體缺陷的知識點中，我們應該充分發揮板書的優勢。如位錯反應這部分知識點強調了位錯反應發生的兩個基本條件：一是幾何條件，反應后諸位錯的伯氏矢量之和應該等于反應前諸位錯的伯氏矢量之和；二是能量條件反應后各位錯的總能量應小于反應前各位錯的總能量。為使學生透徹理解和掌握，給出學生判斷位錯反應能否發生的練習題。首先可以帶著學生板書復習伯氏矢量的表示及模的求法，以及位錯的能量與伯氏矢量模的平方成正比。在學生自己練習的基礎上，帶學生板書講解求算過程，使學生能夠清楚自己求算過程中的問題所在，可以比較好的掌握該知識點。

五、結語

本文針對《材料科學基礎》中的教學重點和難點“晶體缺陷”，就自身的課堂教學及具體知識點從四個方面進行了探討。筆者認為鑒于晶體缺陷知識點的復雜抽象，應該充分發揮多媒體教學的直觀優勢，使抽象知識具體化，解決學生空間想象的困難；由于該部分知識是從原子水平研究，所以很多分析的圖形都是局部的原子排列圖，因此在教學中應將抽象概念與實際晶體相聯系，便于學生從宏觀和微觀兩個方面掌握晶體缺陷；講授過程中，教師應該特別注重師生間的互動，及時觀察了解學生的理解掌握情況；最后，教師應該充分發揮板書的優勢，結合多媒體教學，使學生對知識點有更好的掌握。

參考文獻：

[1]賈淑果，寧向梅，田保紅，王順興.材料科學基礎多媒體教學探討[J].中國現代教育裝備，2010，（5）：87-89.

第3篇：材料科學基礎范文

關鍵詞：解惑為道；課程線索；辯證法；傳授知識；啟發式教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）39-0093-02

《無機材料科學基礎》課程的前身為《硅酸鹽物理化學》，是我國各大學無機材料專業的專業基礎課。它包含水泥、玻璃、陶瓷等各門無機材料課程最基礎的理論內容，涉及晶體結構、無機材料熱力學和無機材料過程動力學等幾部分內容。過程動力學部分是本課程的重要內容，包含擴散、固相反應、相變、燒結四個部分。相比本課程中晶體結構和熱力學部分的內容，過程動力學課程具有各章之間聯系較弱、公式和數學推導較多的特點，是教學中比較難以把握的一部分。文章根據對本部分內容的教學體會，就該部分的課程線索、內容把握和教學方法等方面提出了一點看法，期待與各位同行交流。

一、從學生基礎出發，深入淺出解惑為道

師說云：師者，所以傳道、授業、解惑也。從古至今，為人師者均擔負著這三個重任。孔夫子的足跡遍布當年的六國，通過收徒授課的方式將他的儒家之道廣為傳播。但隨著網絡時代的到來，當今社會的教育尤其是大學教育有了新的特點。一方面，網絡帶來了爆炸型的知識增長，資訊高度發達，通過網絡可得到的信息相當豐富。另一方面，大學生的綜合素質也發生了飛躍，多元化的渠道使他們獲得知識相當容易，遠勝于老師所能傳授的內容。這種情況下，大學傳統的以傳授知識為目的教育模式受到了挑戰。在這樣一個時代，教學理念面臨轉變的必要性，為師者傳道、授業、解惑的三大功能中，前二者的功能一部分為網絡取代。因而解惑已成為大學老師幫助學生進步的最重要的內容。以學生已經具有的知識為出發點，找到學生的困惑之處，然后通過解惑，幫助學生加深對知識的理解，深入淺出地對課程內容進行剖析，將更有利于學生加深對所學內容的理解和掌握。在無機材料科學基礎的教學中，筆者就充分體驗到這種教學方法的益處。以相變為例，水結冰首先從邊上開始，這是很多大學生通過生活和互聯網的途徑早已積累的知識。但對為什么會這樣，在大學生中可能知道的比例并不大，這就存在了“惑”，有了“解惑”的必要性。通過這樣的解惑，筆者很容易地引出了“均勻成核”和“非均勻成核”的概念。在課堂教學中，筆者首先提出了大家所熟知的水從邊界結冰的事實，然后問學生為什么是這種情況。大部分學生是面露疑惑，很多學生更是議論紛紛。這樣，筆者就在學生已有的知識基礎上，找到了學生的“惑”。以解決這個“惑”為目的，筆者在一盤水中設定了二個參照點：盤邊、盤中表面以下。從盤中表面以下的水結冰講起，把冰的晶核考慮為球形，則得到了結冰所引起的界面能上升和冰粒自由焓下降的平衡關系，根據這種結冰時的體系自由焓平衡關系，由此得到均勻成核臨界核半徑的關系式。再考慮邊緣潤濕情況，考察形成該臨界半徑“球帽”所需要的晶相轉變數量，學生很容易就可得到這樣的結論：在邊界由于形成“球帽”，形成臨界半徑所需要的相變量比盤中表面以下結冰容易得多。正是通過以學生已有的水從邊上開始結冰的現象，通過為學生解決疑惑，筆者較為方便地解決了均勻成核和非均勻成核的知識傳授問題，深入淺出地使學生較好地掌握了均勻成核、非均勻成核的相關概念和機理問題。這樣的教學方法，以解決學生的疑惑為基礎，提高學生的興趣，取得了較好的教學效果。

二、確定各章關鍵詞，找到課程理論線索

無機材料科學基礎的過程動力學內容看似零散，其實也存在一個總體線索，一言以蔽之，就是以粒子微觀移動為本質，以體系宏觀變化為表象和目的。以粒子微觀移動和體系宏觀變化為著眼點，筆者在教學中嘗試確定了各部分內容的關鍵詞，確定課程各部分內容的關聯線索。擴散部分的內容，其微觀粒子移動的本質特征為擴散系數，其宏觀表象為體系中由于濃度差而引起的粒子移動的通量。而菲克第一定律和菲克第二定律則處理濃度差和通量的關系，這二者通過描述微觀粒子移動特征的擴散系數相關聯。空位擴散是無機材料的主要擴散機制，空位濃度及空位產生機制不僅對擴散系數產生重要影響，而且空位濃度差則導致產生通量。根據上述線索，本部分內容的關鍵詞可確定為菲克定律、擴散系數和空位擴散。固相反應一章中，最為令人注目的是一個轉化率的問題，是宏觀變化的表象。而大量的篇幅在轉化率如何計算，很多內容著墨于數學問題，固相反應的機制問題則牽涉到擴散能力也即擴散系數及擴散機制問題。反應機制的差別——化學反應控制還是擴散控制方面的問題，解決的粒子微觀移動的本質問題。本部分的關鍵詞為非均相反應、轉化率、反應機制。相變一章最關鍵的內容為在相變時界面對相變的阻礙，成核成長和不穩分解的機理的區別盡管說可以從分相引起的微小自由焓變化來加以判定，但從直觀的角度來講，界面的形成與否則更容易讓人理解。如果把著眼點定位于界面的產生與否，成核生長和不穩分解的很多問題就可以迎刃而解。從界面的角度出發，學生就很容易理解二者在勢壘、相變速度、擴散類型乃至分相初期形貌等方面的差別。該部分內容的微觀移動的本質問題為在界面作用下的微觀擴散機制的變化，其表象為分相初期的形貌。因而這部分的課程關鍵詞為界面、勢壘、擴散。至于燒結則相對復雜，涉及不同的燒結機理以及燒結過程中，涉及微觀粒子的移動問題主要有擴散、塑性流動、粘性流動和蒸發凝聚和溶解沉淀，其宏觀表象為顆粒堆積體的收縮。盡管從表面上看來，各種燒結機制之間存在很大的差異，但從本質上來看，燒結可以看成為粉體堆積體減小表面積為目的而進行的大顆粒吞并小顆粒（簡稱以大吞小），凹面吞噬凸面（簡稱以凹吞凸）的過程。可以將這部分內容的關鍵詞歸結為比表面積、以凹吞凸、以大吞小和體積收縮。綜上所述，以粒子微觀移動和宏觀變化的總線索為出發點，可提煉出各章的具有特色的關鍵詞，形成各章節內容的理論線索。掌握了這些關鍵詞，然后從微觀移動和宏觀變化對這些關鍵詞進行思考和分類，有利于形成課程的本部分內容的總體線索。

三、以辯證法為指導，掌握課程哲學內涵

眾所周知，哲學可對具體的自然科學產生指導作用，辯證法是哲學的重要內容，包括對立統一規律、量變質變規律和否定之否定規律。對立統一規律強調任何事物均有正反二個方面，且隨條件變化兩方面的主次地位可以發生變化，量變質變規律揭示任何事物的變化均存在一個“孕育和積累”過程；否定之否定則體現螺旋式上升過程和曲折性。無機材料科學基礎的過程動力學部分可找到反映上述三個規律的典型案例。無機材料科學過程動力學部分內容中能夠詮釋矛盾論的例子有很多，典型的為有極值點的一些曲線。以相變部分內容為例，成核-生長機理的相變尺寸和自由焓變化的關系曲線、成核速率和晶體生長速率與過冷度的關系曲線均存在極值點，它們體現的是矛盾主要方面和次要方面相互轉化的矛盾運動規律。筆者針對相變尺寸-自由焓曲線提出了相變尺寸增大導致體系自由焓下降這一矛盾的一個方面，要求同學根據極值出現的特點及矛盾論的基本原理，啟發學生找到矛盾的另外一個方面，通過主動思考，學生很容易地就理解了界面的形成對相變的牽制作用，通過矛盾主要方面和次要方面在一定條件下相互轉化的規律，理解了相變尺寸這一條件對自發成核的重要意義，并從哲學高度理解了臨界尺寸這一轉折點含義：顆粒尺寸增大而引起的成核自由焓下降的因素，和顆粒尺寸增大而引起的界面增大在相變過程中所起的牽制作用，這一對矛盾的二個方面，其主次地位發生了轉變。晶體-熔體相變的等溫臺階，則是質量互變規律的一個典型案例。眾所周知，平衡狀態下，相變處自由焓不變。以一級相變為例，在相變溫度處，ΔG=ΔH-TΔS=0。隨著外界熱量的不斷進入一個物相體系，體系的溫度升高。但當到達相變點時，盡管有能量進入，體系將在一個階段保持溫度恒定。這里存在一個質量互變規律，能量不斷進入體系，導致體系的混亂度增大，也就是熵增大，隨著量的不斷積累，混亂度達到一定程度，體系的性質產生了質變，由一種相完全轉變為另一種相。在相變溫度下停留的過程，是一個新相的“積累和孕育”的過程。在教學中，從辯證法的角度給學生講授相變過程中熵增大這一質量互變規律，有利于加深學生對這部分內容的理解。至于否定之否定規律，則是我們材料制備的目的。以陶瓷制備為例，其原料本為礦石，為具有強度的塊體材料。在陶瓷制備過程中，首先要破壞這些塊體，將其制成粉體，實現第一次否定過程，通過成形和燒結過程，又將粉體材料變成為具有強度的塊體材料，實現第二次否定過程。通過這樣一個否定之否定的過程，原來的塊體礦石，通過一個螺旋式上升的過程，形成更好服務于人類的塊體材料。在教學中，通過闡明這二個否定過程，可以啟發學生深入探索其中緣由，理解第一否定過程中由于能量通過球磨等過程進入體系，使物料比表面積增大，從而為第二個否定過程奠定基礎。并掌握在成形過程中體系在粉體表面能及水的表面張力的作用下形成塊體以及燒結過程中體系在一定溫度下表面張力降低的過程中的能量變化原理。學生可通過了解陶瓷制造過程中體系由塊體變為粉體，然后又變為塊體的否定之否定規律，深入了解在這一規律后面的能量方面的否定之否定規律即由礦石塊體的低表面能到粉體的高表面能然后又回到陶瓷塊體的低表面能這一否定之否定過程。從而加深陶瓷制備過程、燒結推動力及機理方面的理解。

網絡時代的教學，老師的職能——傳道、授業、解惑三方面作用的重要性發生了變化，解惑為道可提高學生學習的興趣，加深學生對課程相關內容的理解，提高教學效率和效果。以微觀粒子移動和宏觀變化表象為出發點，可確定無機材料科學基礎過程動力學各部分關鍵詞，通過這些關鍵詞，然后從微觀移動和宏觀變化對這些關鍵詞進行思考和分類，有利于形成課程的本部分內容的總體線索。從課程具體內容中尋找無機材料過程動力學部分存在的辯證法規律，通過揭示其內在的辯證法規律，有助于學生從更深層次掌握課程內容。

第4篇：材料科學基礎范文

關鍵詞：材料科學基礎；實驗教學改革；預期效果

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）08-0036-02

材料科學基礎是材料科學方法與工程專業一級學科公共主干課，是介于一般基礎課與專業課之間的專業基礎課，在教學中占有極其重要的地位，是學習其他相關專業課程的基礎。材料科學基礎實驗是與材料科學基礎課程教學配套的實踐性課程，該課程的主要目的是培養學生的基本實驗、實踐能力，能應用所學的基本知識分析實驗現象，解決實驗中出現的問題。能根據要求查閱資料，設計實驗方案，正確分析實驗結果。通過實驗培養學生分析和解決問題的能力以及創新精神。

隨著國家高教改革的實施，實驗課在教學中越來越受重視，很多高校以把實驗課作為一門獨立的課程來計算學分，為提高學生的動手能力，使實驗與教學有機的結合起來，讓學生在以后的工作中能學以致用，我們進行了一些探索和討論，希望目前實驗教學中一些不合理、不適合的方面能得以改進，充分發揮發揮實驗教學在專業教學中的作用。

一、課程的主要內容及實驗教學的現狀

本課程將系統全面介紹材料科學的基礎理論知識，諸如固體材料的結合鍵，材料的結構與性能，材料中的擴散，材料的相變，材料的塑性變形與強化，以及材料科學研究方法等，將金屬材料、無機非金屬材料、聚合物材料緊密地結合在一起。通過學習，要求學生掌握材料組織結構―成分―工藝―性能相互關系的基本規律和基本理論，深入理解他們之間的相互關系，培養學生應用所學的知識，分析、解決材料研究、開發和使用中實際問題的能力。初步掌握材料科學研究的思路和方法，為后續課程的學習和進一步深造奠定理論基礎。

目前，我院材料科學基礎實驗課程存在著一個全國高校實驗教學普遍存在的問題――實驗與專業課之間為隸屬關系。實驗內容往往各自獨立，實驗之間缺乏連貫性，由于實驗主要以分析材料的組織為主，因此常常出現重復實驗操作的現象，往往造成實驗室效益低下，教師、設備、房屋等的極大浪費。實驗的模式，往往是以驗證性實驗為主，大多是按照實驗指導書，在實驗室人員的指導下按部就班地進行實驗，學生做完實驗后常常不知道做此實驗的目的、意義是什么，使學生缺乏對實驗過程的理解及相關理論知識的融會貫通，不能充分掌握和利用所學知識進行創新。同時，目前實驗主要以驗證實驗為主，大大阻礙了學生創新能力的培養。有的實驗操作具有重復性，學生常常由于重復相似的實驗，而失去對實驗的興趣，進而對實驗抱著敷衍的態度。如，鋼鐵平衡組織及鑄鐵組織的觀察、馬氏體形態觀察、金屬的低倍組織缺陷觀察等，目前主要是學生用金相顯微鏡對各種組織的標樣進行觀察，實驗具有相似性，學生做實驗時實驗興趣逐漸減退，往往做完實驗很快就忘了。

二、實驗教學改革的內容

1.驗證型實驗加深學生對基本理論的理解。由于材料科學基礎實驗是學生首次進入專業實驗室，因此他們對實驗室的基本情況都不了解。基礎實驗，主要使學生了解實驗室的規章制度、注意事項及實驗設備的相關知識，掌握實驗設備的結構、功能，及其操作方法。本部分的實驗包括金相顯微鏡結構與使用、金相試樣的制備、金相顯微攝影技術，要求學生能按實驗指導書的要求，正確進行實驗，聯系課堂所學知識，加深對所學知識的理解，使學生掌握金相試樣的制備方法，金相顯微鏡的使用方法和金相顯微鏡的數碼照相法。

2.綜合型實驗培養學生綜合實踐能力。在這一實驗環節中，要求學生能根據實驗目的，合理設計實驗方案，正確進行實際操作，應用所學的理論知識分析問題實驗結果，解決實驗中出現的問題。如鐵碳合金平衡組織的觀察與分析等。這些實驗可與材料熱處理、材料工藝學課程的學習一起進行。將一個班的學生分成若干個組，每組4～6名學生，由學生根據材料熱處理、材料工藝學課程所學知識，在老師的指導下，學生從原料的選擇、加工開始，進行配料、成型、熱處理、制備金相試樣，進而進行金相實驗，分析各組間觀察到的金相圖像不同的原因。

3.設計型實驗提高學生創新能力。在有關教師的指導下，學生應用所學本課程的理論知識，在本學科的前沿進行一些探索性的實踐，可以在本課程時間內提出有創新性的設想和研究方案，而后在開放實驗室中進行，也可以是教師科研工作中與本課程內容有關的小課題，鼓勵學生應用所學的知識提出創新性的設想。如：“高強鋁合金組織與性能研究”的實驗。首先，學生在研究生的指導下完成相關文獻的查閱，通過查閱文獻，擬定出實驗目的。提高鋁合金強度的方法很多，如添加合金元素、制定合理的熱處理工藝、采用最佳的制備工藝等，本實驗的實驗目的即選取適當的方法以提高鋁合金的強度。其次，學生在結合文獻的基礎上，根據實驗室條件，選擇適當的實驗設備。如，我院實驗室可選相應實驗設備有：電阻熔煉爐、金相顯微鏡、硬度計、力學性能實驗機、掃描電子顯微鏡等。學生可通過所選實驗設備進行合金熔鑄、合金熱處理、力學性能分析、顯微結構分析等實驗。然后，學生結合文獻在老師的指導下擬定切實可行的實驗步驟。在研究生的參與下完成實驗。在實驗實施過程中，可以幾個同學一起完成，這樣又可培養學生的協作能力。

4.實驗報告的撰寫。目前，大多數學生在撰寫專業實驗報告時，仍按照大學物理實驗報告的模式來撰寫，包括實驗題目、實驗目的、實驗器材、實驗原理、實驗步驟、實驗數據處理以及問題的分析討論幾個主要部分。但綜合型實驗與設計型實驗的實驗報告要求按正規期刊上發表的小論文的格式進行撰寫。這樣有利于培養學生的邏輯思維、文字表達能力。較好的小論文還可以進行發表，以此來提高學生學習的興趣、學習自信，及學院的教學影響力。

三、教學實驗改革的預期效果

材料科學基礎通常開設在第五學期，是我院材料類本科生接觸的第一門專業基礎課程，課時多，課程難度也比較大，其實驗課主要圍繞組織的金相分析為主，有一定的操作重復性，學生實驗后往往記不住實驗的內容，缺乏實驗興趣。經過實驗教學改革，開設綜合型實驗及設計型實驗后，在實驗過程中，學生都是實驗的主體，整個實驗都是在實驗室老師的指導下由學生獨立完成，綜合實驗對培養學生主動學習、靈活運用所學理論知識及創新的能力，激發學生的學習熱情，提高學生解決分析問題的能力，都具有一定的效果。

四、結束語

以上是本人在材料科學基礎實驗教學過程中，對實驗教學改革的一些思索。實驗環節是工科學生學習期間的重要環節，實驗教學工作的好壞，直接影響到學生專業知識學習能力、實踐動手能力及創新能力的培養，因此，實驗教學的改革是一項勢在必行的艱巨任務，如何開展材料科學基礎實驗的教學改革是值得進一步深思和探討的。

參考文獻：

[1]胡庚祥.材料科學基礎[M].上海：上海交通大學出版社，2000.

[2]那順桑.金屬材料工程專業實驗教程[M].北京：冶金工業出版社，2004.

第5篇：材料科學基礎范文

根據卓越工程師的培養目標，通過到企業調查走訪、問卷調查、畢業生反饋等方式，收集了對課程體系設置的意見和建議，結合“卓越工程師”培養目標，對材料科學與工程卓越工程師課程體系進行了模塊化設置。也就是將課程體系設置為由若干個完整的課程模塊構成的課程體系形式。材料科學與工程卓越工程師課程體系由材料制備基礎、材料加工技術、材料的性能、材料的檢測等四個模塊組成。每一個模塊又由若干門課程組成，分為必修課和選修課兩類。材料制備基礎模塊由材料物理化學、材料科學基礎、金屬塑性成型理論、材料科學導論（雙語）等組成；材料加工技術模塊由熱處理原理及工藝、金屬塑性成型工藝學、現代材料制備技術、金屬焊接工藝等組成；材料的性能模塊由材料力學性能、材料腐蝕與防護、材料物理性能等組成；材料的檢測模塊由材料分析技術、失效分析、計算機在材料科學與工程的應用等組成。這樣的課程設置，能夠突破學科專業領域的界限，靈活地設計和組織具有不同作用的課程模塊，從而構建具有不同價值取向的課程體系，以滿足學生的全面發展和個性發展需要。

2.科學合理地進行課程的整合和重組

根據教育部“卓越工程師”培養模式，結合材料科學與工程專業人才培養長期的實踐經驗，對課程進行了整合與重組；在制訂材料科學與工程專業“卓越工程師”培養計劃過程中，在原來的培養方案的基礎上，對課程進行重新的整合和重組。在進行課程體系的整合重組過程中，打破了各學科領域的界限，增加金屬凝固、塑性成型、焊接等內容，真正達到了“寬口徑、厚基礎”的目的。同時不受原有課程和體系結構的束縛，對課程進行了實質性的有機融合和重新組織。具體而言，改變了以往按人文科學、社會科學和自然科學分類或按照等級結構設置課程的做法，打破了原有專業、課程之間的壁壘，擺脫了學科知識系統的束縛；強調課程內容的綜合性，以跨學科的方式選擇課程內容、組織和整合課程體系。同學科知識的相互滲透、融合和新知識的吸收利用，保證知識結構的系統性和完整性；改變過于講究學科自身結構而導致的課程設置過細、過多和缺乏整體性的狀況；避免課程內容的脫節和交叉重復，精簡課程門類，減少必修課比例。比如：將以往的《固態相變》和《熱處理工藝學》整合為《熱處理原理及工藝》，將《材料力學性能》和《材料物理性能分析》整合為《材料性能》，將《金屬材料學》和《模具材料》整合為《金屬材料學》，將《現代材料制備技術》和《熱處理新技術》整合為《現代材料加工技術》等。并處理好理論與工程實踐、必修課與選修課之間的關系，大力加強實踐課程的體系改革。

3.結合企業需求，制訂企業培養方案

企業學習階段是材料科學與工程專業的工程教育不可或缺的階段，是整個教學計劃的重要組成部分，也是實施“卓越工程師培養計劃”的重要環節，按照材料科學與工程卓越工程師培養計劃，將嚴格按照“3+1”培養模式，其中1年企業實踐培養，著重完成學生的基本操作技能、分析解決工程實際問題能力的培養。使學生通過企業學習階段的學習和實踐，基本掌握金屬加工車間、熱處理車間、鍛造車間、表面處理車間、金屬材料檢測中心等部門的工作內容和基本生產操作技能，了解工程技術人員在熱處理車間表面車間、檢測中心等部門的作用及技術職責范圍，培養具有較強創新意識和實踐能力的材料科學與工程專業人才。同時具有靈活運用材料科學與工程專業知識與材料工程規范、團隊協作、跨文化環境交流、競爭與合作的能力，以及較強的創新意識和進行熱處理工藝設計、技術改造與創新的能力。所以企業培養方案包括：初步能力培養實訓、專業基本能力培養實訓、工程能力訓練、行業領域實習、畢業設計等環節。整個教學環節將依托企業、工程中心、重點實驗室開展，由校企共同參與培養過程，共同監控培養過程。

4.課程體系與能力培養的關系

第6篇：材料科學基礎范文

關鍵詞：應用型；人才培養；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）49-0158-02

一、引言

“金屬材料及熱處理”是材料科學與工程專業、材料成型及控制工程專業，特別是金屬材料工程專業重要的專業基礎課程，目的在于研究金屬材料的性能與其成分、內部組織結構之間的關系及變化規律，介紹改變金屬材料性能的途徑以及常用金屬材料的基本知識與理論。

金屬材料及熱處理課程是學生在學完基礎課程后，進入專業課程，學習前必須學習的一門課程。

因為基礎課與工程實際有較大的距離，而專業課程則緊密結合工程實際。這兩者之間在思維方式上有較大的差別，因此需要有一個過渡，同時也需要在知識上作進一步的準備。學生通過《金屬學及熱處理》課程，除了學習材料基礎的、共性的具體知識外，更重要的是學會如何分析、解決生產實際問題，建立基本的工程思維方式，這對于培養一個合格的應用型工程人才非常重要的。

根據應用型工程人才培養的要求，結合“金屬材料及熱處理”課程的特點，有必要對該課程教學模式進行改革探索，具體采取以下做法。

二、精心設置教學大綱，教學大綱體現應用型人才培養特點

教學大綱是一門課程的核心，通過教學大綱能夠正確反映該課程對學生的學習目標，培養方向，根據應用型工程人才培養的要求，結合“金屬材料及熱處理”課程的特點，教學大綱主要是構建課程建設平臺，以學生能力要求為目標，建立一種由知識到技能，再由技能到素質的實驗教學模式。

1.教學大綱設置強調共性、強調應用性的原則.因為在開設該課程之前已經學過材料科學基礎課程，某些理論的知識點已經講完，如晶體結構、晶體缺陷、凝固、相圖、擴散等部分內容，在設置金屬材料及熱處理教學大綱過程中材料科學的知識越過，避免重復。理論知識環節壓縮學時，夠用為主，如固態相變原理那部分知識點。剩余的知識點突出應用性，主要包括熱處理原理、熱處理工藝、金屬材料的種類、性能及應用等部分。

2.教學大綱增加了有色金屬知識點，體現服務區域經濟發展的人才培養理念。煙臺南山學院地處煙臺龍口市，該地區鋁產業發展迅速，已經獲批國家級鋁精深加工基地，目前南山集團正在建設亞洲最大的航空材料產業園，作為當地唯一一所應用型本科高校，培養的人才為區域經濟發展服務成為辦學思路。在金屬材料與熱處理教材中，有色金屬部分內容太過簡單，只是一個粗略的介紹。為服務當地經濟的發展，培養鋁合金加工技術、掌握鋁合金熱處理工藝的應用型人才，在該課程中增加了有色金屬熱處理原理、有色金屬熱處理工藝環節。

3.教學大綱中的實驗項目體現綜合性.實驗環節對應用型人才的培養非常重要，因為這個環節需要學生動手完成，是對理論知識在實踐中應用的體現，為培養應用型人才，實驗環節盡量開設綜合性實驗項目，減少驗證性實驗項目，實驗過程由學生獨立操作完成，通過實驗讓學生鞏固所學知識。如鋼的熱處理工藝操作實驗，根據實驗室的鋼鐵材料，讓學生設計實驗過程，經過實驗室老師審核后，到熱處理實驗室完成，操作整個過程實驗教師只是在旁邊作安全指導。

三、采用多種教學方式，提高學生學習興趣

教學方式采用教師課堂講授、實驗室驗證操作、企業現場參觀實習、企業相關技術人員做專題講座、學術報告等多種方式相結合的辦法，提高學生學習興趣和效果。

1.師生互動的教學方式。在理論課的教學過程中，為突出應用型，每一個原理性的內容，不應該按照書本講完就可以了，應該根據補充新的內容，因為教材往往都有一定的滯后性，編完教材，等教材出版后，新工藝、新技術、新設備有可能出現，為避免與生產脫節，任課教師都要搜集實際案例，要搜集最新企業應用案例或者最新研究成果，將書本上沒有的這些最新知識多設計幾個討論環節，學生分組討論，有必要時可以借助網絡（現在幾乎所有學生手機都能上網）來一塊尋找答案，通過這種方式激發學生學習主動性。

2.參觀實習，企業現場授課的教學方式。有一些課程內容學生平時很少接觸，如金屬材料化學熱處理工藝、表面熱處理等知識點，應該利用校企合作的有利資源，到企業生產現場參觀實習，在企業現場授課，通過這個方式可提高學生的工程實踐能力，使學生掌握第一手實踐資料，學的更扎實，能夠做到學會不遺忘。

3.專題講座和學術報告輔助教學的教學方式。本課程授課期間必須安排一次專題講座和一次學術報告作為輔助教學方式，專題講座可以邀請企業高級工程師來給學生開展，或者由任課教師將自己的科研課題與本課程有關的內容給學生做講座。學術報告主要是請學校的相關教師給學生做金屬材料領域最新研究進展和最近技術的報告，通過這個方式激發學生的求知欲望，探究整理的動力，也能讓學生認識到該課程的重要性，促進課程的學習。

煙臺南山學院主要是利用與南山集團全面開展校企融合的優勢，企業定期安排企業技術人員為學生開展專題講座；緊跟材料科學發展的前沿，利用與“985”名校“中南大學”合作辦學的契機，邀請中南大學名師到校為學生開展學術講座；同時還鼓勵學生參加老師課題組，在實踐中結合具體項目學習，在學習專業基礎知識的過程中，不斷提高學習興趣，最終達到通過興趣學知識的目的。

四、設計好實驗環節的教學，使實驗教學環節達到應用型人才培養的目標

實驗是非常重要的實踐環節，應用型人才培養中已經將實踐環節提高到了40%左右的比例，實踐環節提高了，實驗教學需要跟進步伐，調整思路，綜合性的實驗也要體現應用性。

煙臺南山學院金屬材料及熱處理課程的實驗環節增加了設計內容，具體做法如下：

第一步，學生3～4人組成一個實驗小組，自己設計一個合金體系（如鋁合金的7系、6系、2系等等）；

第二步，學生根據自己設計的合金體系由小組成員獨立完成配料工作，根據實驗要求列出所需要的實驗設備，并能夠獨立完成該合金體系的制備工作；

第三步，制備完后進行均勻化退化工藝，具體參數學生自己設計，再對所加工好的合金體系進行成分檢測；

第四步，再對制備的合金進行淬火等后續的熱處理工序，最后還要完成硬度、強度性能的檢測。

上述過程中，設計環節均是在課余時間完成的，操作環節在實驗室中完成。通過這個過程訓練，學生掌握了材料成分檢測、材料性能檢測、熱處理工藝確定、熱處理操作過程、認識了有色金屬材料，基本上由一個綜合性實驗鞏固了課本上大部分知識，而且還提高了學生獨立解決問題的能力，培養了學生的動手能力。

五、改革課程評價方式

課程評價對學生來講非常重要，其結果反映了學生學習該課程是否合格，傳統的課程評價方式主要是采用期末考試的方式進行，根據期末考試的分數決定學生掌握該課程情況，看出學生是否合格。固定的評價方式對應用型人才培養是不利的，為培養應用型人才，增加學生的積極主動性，教學大綱中提出了評價方式的改革。

學生已經進入大學階段的學習，避免出現死記硬背的現象很關鍵，對金屬材料及熱處理課程來講，鍛煉學生歸納能力、理解能力、自學能力很重要，平時教學方法多元化的過程就是培養學生這些能力的過程，學生應該重視平時過程的學習，一定要防止出現為應付考試，考前死記硬背，考完全部忘掉，結果課程評價合格的現象，因此需要對課程評價方式進行改革。

課程評價方式改革如下采用平時成績30分，末考成績70分的方式，總成績是平時成績+末考成績，總分60分才算該課程合格。平時成績包括三部分內容：第一，課堂表現，10分，根據學生出勤和在課堂上積極參與討論進行賦分，迫使同學分在課堂上主動動腦思考問題，查閱資料，積極參與討論，這樣確保學生深刻理解課程內容，掌握知識點，培養創新思維能力和動手、動腦能力；第二，積極參加專題講座和學術報告賦分10分，各個專題講座和學術報告可開拓學生思維能力，提高學生歸納總結能力，熟知學科發展水平，根據學生參與情況賦分；第三，完成綜合性實驗項目，10分，根據學生在綜合性實驗項目中的表現，給予賦分，促進學生積極投入實驗過程，對培養動手能力強的應用型人才非常有利。末考出題時多出與實際應用相關的考題，減少簡單的死記硬背題目出現，使合格的學生做到永不遺忘，真正掌握該課程。

六、結語

應用型人才的培養需要制定一個適合的人才培養方案，但不能僅僅停留在一個方案上，需要落到實處，方案總的每一門課程都需要針對應用型人才培養模式進行教學改革，煙臺南山學院材料專業的金屬材料及熱處理課程從大綱制定、教學方式多樣化、綜合性試驗項目開展等方面作了教學改革，取得的效果還是較好的，起到了該課程對應用型人才培養承上啟下的作用，為后續專業課對應用型人才培養打了一個好基礎。

參考文獻：

[1]吳欣.在課程教學中開展創新教育的探索與實踐[J].高教論壇，2012，（10）.

[2]周益蘭.基于“金屬材料及熱處理”工作過程教學的探索[J].科教文匯，2014，（9）.

第7篇：材料科學基礎范文

關鍵詞：繼續教育學院;土木工程材料;教學改革

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2016）01-0036-02

繼續教育學院的前身為成人教育學院，是各大學里設置的專門從事成人教育、短期培訓等學歷教育與非學歷教育的二級教學單位。繼續教育是面向學校教育之后所有社會成員特別是成人的教育活動，是終身學習體系的重要組成部分[1]。

成人教育有其群體特殊性，交流中發現，好多學員對目前的教學體系提出了抱怨：想學的沒學到，不想學的或者沒有應用價值的常規概念卻一直在重復。土木工程材料是土木工程專業的一門專業基礎課，學員受眾面廣。課程教學內容設置、教學方法的選擇及考核形式對教學效果和學員的學習積極性有著重要的影響。基于此，筆者對該課程的教學改革提出了自己的觀點。

一、土木工程材料課程的特點

土木工程材料對于不同的專業方向有不同的掌握要求，其突出特點是實踐性強。通常，土木工程材料課程包括理論教學和實驗兩部分：理論教學著重于使學生了解材料的基本性質、專業術語和基本概念;實驗教學主要是通過試驗讓學生學會材料性能的測試方法及實驗方案設計，為學生從事材料檢測及新材料研發工作奠定基礎。實驗部分與理論知識相互呼應，“理論與實踐相結合，知識與能力相結合”，才能取得良好的教學效果[2]。

二、改進土木工程材料教學的措施

（一）精選教學內容

以建筑方向為例，目前所用《土木工程材料》教材通常十五章左右，內容主要有[3]：材料的基本性質、天然石材、氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、建筑砂漿、金屬材料、墻體材料、瀝青與瀝青混合料、防水材料、木材、高分子建筑材料、裝飾材料和絕熱、吸聲材料等。如果每個章節都有所涉及，講完整本教材至少需要60個學時。但繼續教育學院的課程安排通常僅為30個學時，甚至更少。既要保證教學質量又想面面俱到顯然是不可能的。交流中獲知，任課教師在制定教學大綱時通常出現兩種情況：一種是講授范圍比較寬泛，基本每章都有涉及，但講授內容較淺顯，有的章節僅停留在相關概念的認識上;另一種是壓縮講授范圍，通常只講教材的前半部分，授課相對深入。兩種做法各有優劣，前者能夠開闊學生視野，后者能夠深入學習相關知識。基于學員群體實際情況，個人認為后者更具實際意義。

如前所述，繼續教育學員為成人群體，都是基于職稱或專業技術需要等原因來校接受再教育。想通過繼續教育提高學歷獲取職稱的占絕大部分（90%以上）。該部分人群本就抱著混學位的思想來上課的，想通過課程授課讓其專業領域開拓視野基本上等于癡人說夢。如果將授課范圍壓縮，授課中能夠引入該群體工作中所面臨的常見問題展開，無疑將極大地提高他們的學習熱情，收到良好的教學效果和較高的教學評價。

以2014年某班級為例，參與本課程學習的共有17人。開學之初，調查發現17位學員中有11人在土建行業一線從事專業工作，其余6人與土木專業根本不相干。了解學員情況后根據土建專業11人的專業背景，在教學中將材料的基本性質、天然石材、氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、建筑砂漿、金屬材料列為教學重點，累計占用26學時（其中24學時為教材理論知識講授，2學時用于講授施工方案的撰寫），其余章節占4學時，制訂教學計劃。教學中根據本人現場經驗及學員工作中遇到的實際問題進行理論還原，極大地提高了學員的學習熱情。

相比據學員背景劃分教學重點，教材改革更是值得探索的一項根本措施。教師應積極著手教材建設，根據專業方向合理選擇統編教材和自編教材，跟蹤最新工程技術、施工工藝及材料發展趨勢，定期不定期地更新教材。教材還應以增加學生的學習興趣和自主學習能力的培養為出發點，做到主次分明、突出重點、簡明適用[4]。針對繼續教育學員這一特殊群體，本人認為“土木工程材料”課程的教材改革還應做到實用至上，教材中應大量引入工程實例。

（二）運用多樣化的教學手段

教學手段應用是否得當將直接影響教學效果和學生的學習興趣。近些年，隨著多媒體技術的發展和完善，大多數教師都采用多媒體教學，尤其是那些內容多、課時短的課程，多媒體教學更是備受青睞。多媒體教學確實有許多優點：運用動畫使教學內容更生動形象、聲圖并茂，可提高學生注意力;尤其針對一些較泛、較雜的學科，可以鏈接更多的信息。但多媒體教學的弊端也是同樣顯著存在：演示代替了互動，課件“統治”了課堂，教師往往將更多的精力放在課件上，使師生難以進行情感交流;打消了教師備課的主動性和積極性，有些教師因此消極備課，認為講課就是對著課件念，反正不會出現“掛在黑板上”的現象。這無疑將從根本上降低教學效果。

目前，公認效果最好的教學手段為板書和多媒體相結合。因為它既克服了板書教學的枯燥和死板，又克服了多媒體信息量過大、學生不能及時跟進課程進度的缺點[5]。然而實踐表明，采用這些教學技巧應對繼續教育人員還是不夠的。因為他們只關注授課內容的實用性和與其工作的相關性，除采用上述教學手段之外學員更傾向于將部分授課內容搬至現場或者實驗室，即他們對現場教學更感興趣。這就要求授課教師在上課之前了解學生的專業背景和工作情況，制訂教學計劃時針對性地將部分課時設置成實驗課時或現場教學。這是完全能夠實現的：比如，混凝土章節可取3―4學時根據學員情況可聯系拌合站或施工現場或實驗室進行試配，根據材料學原理解決試配過程中存在的問題并進行工作性測試與評價，而不是照本宣科。

（三）改革考核辦法

同多數課程一樣，目前該課程考核仍采用閉卷筆試的方式進行。這種單一的考核方式歷來備受詬病。并不是學生覺得題目太難，而是因為以名詞解釋、填空、選擇、簡答、問答為主要題型的試卷閉卷考核方式，與被考核人員的工作能力、工作技能等幾乎毫無關系。比如：設定情景進行混凝土配合比設計是本課程常考的重點，計算中如果某個環節出錯或者某個公式沒有記清楚，將直接影響計算結果，從而大幅影響考試成績。但實際工程當中，配合比設計是由專業技術人員在規范指導下進行的，根本不存在公式記憶的問題。只要結構服役環境、強度及耐久性設計指標明確根本不會出現考試中無法進行的情況。并且工作中“填空”或“名詞解釋”的時候又有多少呢？

實踐是檢驗教學效果和學習效能的唯一標準。結課考查的目的是加強學生對所學課程的了解、理解、掌握和應用。土木工程材料課程的特殊性要求我們應該注重實用，注重實踐。為此，該門課程可以采用開放式的考核方法，以大作業的形式進行――查閱資料進行案例分析或材料施工組織設計都是不錯的選擇。比如：北京國家美術館鋼筋銹蝕的原因分析，可提示大家結合美術館所處環境特點及鋼筋銹蝕產生的原因從混凝土中性化及早期混凝土配合比特點去分析解答;高速公路兩側護欄順筋開裂的原因及預防，則要從高速公路的服役環境、高速公路冬季除冰措施及氯離子對鋼筋侵蝕破壞的原理等著重分析凍融循環產生的原因及預防等等。這些開放性的題目鼓勵學生查閱資料或者與他人討論完成。這樣既能理論聯系實際又做到了提高學生查閱資料處理問題的能力，為其日后獨立解決工程問題奠定基礎。同時，這種考核方式對任課教師也提出了更高的要求，它要求任課教師必須有足夠的實踐經驗和現場問題的積累。

（四）端正教學態度

教學態度是教師綜合素質的體現，良好的教學態度是教學效果的基本保證。接受繼續教育的學員都是成年人，而且部分學員在各自的領域內取得了一定的成績。因此，課堂紀律有時難以把握。這就要求任課教師端正教學態度，以身作則。工作中既要做到善解人意又要堅定立場，堅持原則。同時，授課中應摒棄說教，多采用交流的方式進行。這樣既有利于加強與學生的交流，改善教學效果，又能提高教師的威望和學校的口碑。

三、結語

繼續教育是成人的再教育，是終身學習體系的重要組成部分。當今社會經濟的高速發展，對繼續教育提出了更高的要求，如何提高繼續教育教學水平日益成為社會關注的焦點。土木工程材料作為大土木下的一門專業基礎課，在繼續教育中受眾面廣。要提高該課程的教學質量必須做到以下幾點：第一，理論聯系實際，結合學生專業背景劃分授課班級、制定教學大綱、加強教材改革做到有的放矢;第二，多種教學手段相結合，尤其做到課堂教學和現場教學（實驗教學）相結合，加強學員實際操作能力;第三，采用開放式考核辦法，提高學生通過查閱資料、與專家進行技術交流等手段獨立解決實際問題的能力;第四，任課教師應端正教學態度、以身作則，為繼續教育工作的可持續發展做出應有貢獻。

參考文獻：

[1]朱淼，黃艷.新時期下高校教師繼續教育模式的探討與

實踐[J].繼續教育研究，2014，（3）.

[2]中國工程院工程教育代表團訪美考察報告[J].高等工

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[3]杭美艷，張黎明等.土木工程材料[M].北京：化學工業出

版社，2014.

[4]萬銀善.高校教材建設與管理的幾個問題的思考[J].科

技資訊，2007，（20）.

第8篇：材料科學基礎范文

[關鍵詞]教學方法;理解;運用;操作

金屬材料課是機械制造專業的必修課。由于課程主要是研究金屬材料內部的組織、顯微金相構造和性能之間的關系,教學不能直觀演示的原因,造成課程內容抽象、枯燥,學生往往失去學習興趣。尤其是對初中畢業生占90的技校生來說,問題更為突出。所以如何能在較短的教學時間內培養高素質的技能人才,這對我們教師提出了更高的要求,針對這些特點,本人結合教學經驗,對如何提高這門課的教學效果進行一些探討。

一、強化基本概念的理解是記憶的保證

教材中有許多概念是相近或相似的,也有一些概念文字表達很相近,但含義卻差距很大,學生容易混淆如強度和硬度、塑性和韌性、淬透性淬硬性等等。教師除了在教學中具體闡述各自概念外,還應多作比較,通過比較分析兩者的區別或聯系,從比較中加深理解,使學生對概念的運用更準確,更符合實際。對概念的定義要準確、通俗易懂、盡可能的簡短。對熱處理工藝部分內容,許多處理方法彼此存在矛盾。這樣作為教師就必須運用辯證的方法去培養學生深層思維。認真梳理分析這些矛盾才能使學生避免一頭霧水。如碳鋼的性能,隨著含碳量的增加,強度、硬度明顯的增加,而塑、韌性卻下降;淬火時快速冷卻(水冷)容易獲得馬氏體組織,增加零件的硬度強度,而內應力也增加,使得零件的裂紋產生。這樣的例子不勝枚舉,教師在教學中應該用辯證法的方法,首先講清矛盾兩方面各自產生怎樣的結果,而這個矛盾兩方面又相互制約、相互影響。甚至雙方又可相互轉變,從而引導學生找到最佳的解決方法。就拿淬火來說,在獲得馬氏體的前提下盡量降低冷卻速度,以減少內應力,是解決矛盾的最理想方案。圍繞這一目標,產生了理想狀態的雙液淬火介質,從而形成雙液淬火,分級淬火,等溫淬火等方法,利用各種冷卻介質,借助于外部因素,使問題得到圓滿解決。如果加入某些合金因素,使得臨界冷卻速度降低,也能解決這個問題,這就是合金鋼。

二、重點內容要突出,關鍵在運用

鐵碳合金狀態圖是熱處理教學的一個重點,它使學生了解不同成分的碳鋼合金在不同的溫度下所對應的組織或狀態,而且對學生在今后制定熱處理工藝,選擇相應的加熱溫度提供依據。教師在教學中首先應講清合金狀態圖所反應的三個內容:一是不同成分的鐵碳合金,即含碳量(橫坐標);二是不同溫度(縱坐標);三是對應于不同含碳量及溫度的點,它反應出此時鐵碳合金所對應的組織狀態。其次教師應講清鐵碳狀態圖是如何建立的及整個過程,即配制一系列合金,繪制冷卻曲線,建立成分與溫度坐標系,并把相同組織描點連線,圍成一個個區域組成狀態圖。最后教師應引導學生開展逆向思維,從已知的狀態圖中反過來獲取信息,既可以讓學生思考對應于含碳量及溫度的合金應是何種組織狀態,又可以提問對應于具體含碳量要保持其組織不變,溫度范圍如何控制;而且又可以提問保持同一溫度,同一組織時含碳量的范圍如何。如此提問可以舉一反三,學生只要掌握的知識的本質,以不變應萬變,在實際工作中大顯身手。

三、用實驗來論證理論,教學互動

第9篇：材料科學基礎范文

關鍵詞：高職；工程材料及機制基礎；課程論文；教學改革；學習主體

《工程材料及機制基礎》是一門技術基礎課，特點是敘述性、記憶性的內容多，概念多，內容抽象，使學生學起來感到枯燥，有似易而難，似淺而深，似懂非懂的印象。

針對《工程材料及機制基礎》課程的特點，我們在教學方法上提出了增設課程論文的設想。通過增設論文改革教學方法，轉變以教師為中心、以灌輸知識為主的傳統教學，發揮學生的主體作用，促進教學指導思想、教學內容、考核手段的全面改革。可以將單一的課堂講授擴展到指導學生自學、討論、科研和實踐，有利于加強師生的雙向交流及學生能力的培養，使學生由“學會”逐漸過渡到“會學”、“會用”。

增設課程論文的意義

（一）一線牽動了全局，一改可以推動教學各環節的全面改革

促進教學主導思想發生根本性的改變長期以來，一種舊的傳統教學思想指導著我們的教學工作，這種舊的教學思想突出表現在兩個方面：一是單純傳授知識，忽視學生能力的培養，認為有了知識就有了能力，把知識與能力等同起來；二是教書不教人，把教書與教人割裂開來。在課堂教學中增加課程論文體現了教學以培養能力、發展能力為主導的思想，突出了學生的“學”和教師的“導”。

在教學內容上原來是書上有啥講啥，現在轉換為“四不講”，“四增加”四不講是：凡屬高中或文化基礎課講過的不講；陳舊過時的知識不講；單純闡述性的不講；學生自學就能掌握的不講。四增加是：增加新知識，新技術；增加科學論文講座；增加實踐性教學環節；增加課程論文。

與舊的傳統教學思想相比較，這是一套全新的教學方法舊的傳統教學思想主要表現有二：一是“注入式”，二是“抱著走”。在這種教學方法指導下，學生的學習主動性與創造性受到嚴重的壓抑，處于極為被動的地位，改革這些方法勢在必行。增設課程論文則注重四個為主，即學生為主，自學為主，讀書為主，訓練為主。以啟發式、學導式代替注入式，根據課堂性質、學生的特點，采用講授、課堂討論、習題和指導學生自學等各種形式，激發學生的學習興趣，引導學生通過自學與各種課外訓練，開闊思路，掌握知識，鍛煉能力。

促進了實驗的改革原來實驗是聽、看、抄。聽是學生聽實驗教師講授實驗原理、方法、步驟及儀器使用等；看是少數學生照著教師的示范動作做一遍，大多數學生圍著看；抄是實驗之后大家互相抄數據和實驗報告。現在改為自始至終讓學生親自動手，培養了學生動手能力。

改變單一的考試方式原來是課程結束后一次性考試，一錘定音，現在是以課程論文為前提，沒有參加撰寫課程論文或課程論文不合格的學生不能參加考試，考試成績改為兩部分：課程理論占80％，課程論文占20％。

（二）能夠較好地調動學生的學習積極性，有利于開發學生的能力

過去單純的課堂教學法一個突出的問題是：學生不會看書，不會作學習筆記，不會整理數據，也不會把新學到的知識有條理地講出和寫出來，解決實際問題的能力也很差。通過課程論文的鍛煉，學生減少了對教師的依賴性，動腦、動手、動口的能力會大大增強。增設課程論文是寫畢業論文前的一次預演和鍛煉；是培養學生自學的有效手段；可以鍛煉學生歸納、綜合、分析問題的能力；可以增強學生動手和語言表達能力。

（三）充分發揮學生在學習中的主體地位

在寫論文的過程中，學生自行尋找參考資料，自學讀書，自己處理數據，自己進行實驗查證問題，教師輔導。這樣學生和書本、教師和學生、學生和學生可以充分進行教學信息反饋流通。學習好的學生可以向寬、深方面發展，學習中等的學生可以不吃力地完成學習任務，學習差的學生可以在教師充分的個別指導下完成最基本的學習任務。學生各得其所，個個積極主動，因而有利于學生學習成績的普遍提高和兩極分化現象的改善。

（四）為教師和學生都留出了足夠的空間

在論文的審定和批改上，采用教師批閱和學生之間互相交流、互相審定的方式，使教師批改作業的負擔減輕，從而可使教師把省下的時間用于備課，鉆研教材、研究問題、輔導學生；學生通過查閱參考書，也擴大了知識面。這種教學方式不僅可以極大地提高教學效果，也為師生的發展帶來了活動空間；在檢查論文的合理性上，采用自己實驗自己驗證的方式，經驗及時交流，錯誤及時糾正，教訓及時吸取，學生在教師指導下，主要靠自己鉆研獲得知識和技能，因而理解更加深刻，運用更加熟練，遺忘較少。

（五）能促進教師積極鉆研業務，有利于提高教學水平

過去教師講，學生聽，一本教材講到底，一個講稿用幾年。現在教師必須隨時隨地回答學生提出的問題，這就迫使教師必須認真鉆研業務，研究教材的知識結構和學生的心理特征，盡快用新知識充實自己。這樣在當今科學技術日新月異的情況下，教學內容也能做到與時俱進，這無疑對教師的業務水平、教學水平的提高是個極大的促進。

增設課程論文的實施步驟

增設課程論文具體做法分為布置階段、撰寫論文階段、實驗驗證階段、質量考核階段四個步驟。

（一）布置階段

在課程教學中，增設課程論文是一個新想法，在學生沒有思想準備的情況下，應及早布置，明確要求。上課前首先應向學生班級作一個通報，獲得他們的支持，然后在第一節課時可向學生布置，要求課程論文的文章要文理通順、簡練，能較為正確地反映國內外新技術、新成果，資料來源較可靠，分析見解基本正確，有一定的技術情報價值或實際指導意義。完成時間在課程講授到三分之二時為宜。過早，學生知識面太窄；過晚，學生已經臨近期末考試，容易流產。考核方法：采用學生互相交流的方式，由班集體按優、良、中、及格、不及格五級評定，將學生意見與教師批閱相結合，其成績按20％計入該課總成績。論文題目可由教師確定，也可自選題目。

（二）撰寫論文階段

在本階段需要注意以下五點：

選好論文題目無論自選題目或教師確定的題目，都要有利于培養學生的科學想象力；有利培養學生分析問題的能力；有利于培養學生的實踐動手能力。總的來說就是要有利于學生能力的培養。

作好示范將近年來教研室教師正式發表的與課程有密切關系的學術文章在課堂上向學生宣讀，或發給學生傳閱。由作者談選取資料、處理數據、實驗驗證的方法和過程。這樣不僅把教學和科研緊密地聯系在一起，而且也給學生撰寫論文作了示范性的講解。

抓好資料的選取和自學閱讀參考資料時，要求學生作到“四記”。“記心得”：不要抄書，要消化書上的知識，記下自己的理解和心得；“記問題”：記下疑難問題和糊涂概念，以便給教師輔導時提供線索；“記數據”：便于分析比較；記需要實驗的東西。

引導學生調查分析在撰寫論文的過程中有目的地提出些有特點的工藝現象組織學生討論，如可以讓學生對機床主軸進行分析，從其使用的特點引出力學性能要求是多方面的。通過對主軸所需的各個力學性能要求分析，可以逐步論證出機床主軸的工藝要求，從而深化課堂所學的知識。即使學生的設想可能不夠完善，但只要學生自己能主動分析問題，就可以提高學習的積極性，提高學生的能力。

搞好輔導學生寫論文時，教師要隨班輔導，這時學生提出的問題比過去上課后自習時提出的問題要多一些，對學生提出的問題，比較容易的，給學生指出思路，啟發進一步思考，不急于回答現成結論，對有共性又較復雜的問題，可以留到課堂解決，這樣可提高輔導質量。

（三）實驗驗證階段

課程論文有些可能是實驗性很強的課題，有的課題甚至需要依靠實驗得到的結果來完成，這樣就可以讓學生由始至終親自動手去做，并可要求學生在實驗中做到以下幾點：（1）需要做實驗的學生首先向實驗室和任課教師提出做實驗的項目。（2）由學生根據題目的需要和實驗室的條件寫出實驗計劃并和教師一道研究實施方案。（3）由學生自己動手做試驗前的準備工作，包括儀器設備的檢查等。（4）學生自己動手完成試驗的全過程，然后整理實驗數據，寫出實驗報告交教師審閱。

（四）質量考核階段

可采取學生互相交流、班集體評選與教師審閱相結合的方式，最后推出較好的論文在班級范圍內交流。

在課堂教學中增設課程論文需要的教師人數較多，也需要教師有足夠的準備及對每個學生的足夠重視，對每一個環節的細致考慮和對實驗的設備條件要求也較高，因此增設課堂論文的教學方式在以后的實施中還要不斷吸取經驗，不斷改進，使其更趨完善。

參考文獻：

[1]陳玉科，鄭玉亮．如何培養大學生的創新思維[j]．中國高等教育，2000，（4）：40-41．