《材料科学基础》课程教学改革实践与探索

阳建君　范才河　欧玲　孙斌　蹇海根　颜练武　刘富生

【摘要】根据湖南工业大学冶金与材料工程学院冶金和材料类专业教学改革要求，笔者对《材料科学基础》课程的内容，课程教学方法和教学手段，借助现代网络教学资源，融合线上线下教学，并通过动画等小视频，展示抽象的位错运动过程等，增加实践教学环节，理论联系实践，基础知识点与前沿技术的联系、增加课程教学的趣味性和提高学生学习的主动性，提升教学效果和人才培养质量。

【关键词】材料科学基础  晶体学  教学改革

湖南工业大学金属材料工程系历史可追溯至上世纪60年代株洲冶金工校的粉末冶金教研组，于2009年调整为金属材料工程系。金属材料学科建设有《材料科学基础》省级精品课程1门，大二学生在学习完《材料工程力学》和《材料基础化学》等基础课程后，开始该课程的学习，但学生总体反应课程难度较多，概念多，内容丰富，有些内容难理解等，像回复和再结晶对材料性能的影响，明显不同，这些内容学生有时分不清楚。笔者近几年来，每年都从事《材料科学基础》课程的教学工作，针对学生反映的这些问题，在长期的教学工作中，几位主讲教师采用了一些教学改革措施，取得了良好的教学效果，学生对内容的理解更加清晰。《材料科学基础》作为重要的专业基础课，对后续专业课的学习及学生知识体系的构筑具有非常重要的作用。但这门课程内容多，理论性强，学生普遍反映“难理解、难记忆、难应用”，因此除了授课时要突出重点、讲清难点以外，还要注重讲课的方式，采用有效的教学方法和手段，提高教学效果。

1、合理选择教学内容，优化教学课时分配

全面统计金属材料工程专业和冶金工程专业等的课程设置和教学知识点分配情况，并结合多年来学生就业情况对材料科学基础知识的诉求，并咨询相关专业教师课程教学内容，统计专业课程相关相近教学内容，注重相关课程与《材料科学基础》衔接和相似处，项目组成员讨论合理确定课程内容、重点和难点等，合理分配各章节的课时。比如冶金工程专业学生，在学习《材料科学基础》课程前，已经学习了《高温物理化学》课程，《高温物理化学》课程中已经讲述了三元相图。我在给冶金工程专业学生讲述《材料科学基础》时，就淡化了三元相图，而把课时转移到金属热处理的讲述，因为冶金工程专业培养方案中，没有设置《热处理原理与工艺》这门课程，而冶金专业学生毕业后从事的工作，很多都与热处理相关。

2、传统的教学模式与“互联网+”相结合

将多媒体教学与黑板板书等教学方式结合起来，如在讲授晶体结构、晶体缺陷、铁碳相图时，常将实物模型与多媒体教学结合，增强了学生形象思维的能力，提高了课堂的教学质量和学习效果。同时充分利用网络，查找网络视频教程和相关动画等，变抽象为具体、变复杂为简单;课程重点和难点缺少的动画，原子团在内壁表面形核和长大过程示意图等;利用现代网络技术查阅最新科技动态资料和生产应用，把最新科技产品和生产应用与《材料科学基础》知识点联系起来，并融入到课堂教学中，提高教学趣味性和新颖性。

3、网络教学平台的“线上”与现场面对面的“线下”教学模式相结合

湖南工业大学《材料科学基础》课程网络教学平台已经建设，录制了大量的小视频，每个小视频讲述一个小知识点，教学组成员是网络微课小视频制作者，为本课程学习网络平台建设提供师资力量保障，2019年9月份完成了《材料科学基础》课程网络教学平台建设，为“线上”本科教学工作的开展创造条件。传统现场教学受到学习课时和学习场地的限制，《材料科学基础》这门课程内容丰富，知识面广，网络微课将以知识点小视频的方式弥补现场教学课时不足、内容抽象等问题，同时开拓学生的视野。

4、实践教学改革

《材料科学基础》课程是一门基础课程，不但基础理论学习，同时还需要开展实践教学活动，通过课程实验，巩固所学的知识。例如通过观察饱和NH4Cl水溶液的结晶过程，充分了解树枝晶的生长过程;测试不同碳含量钢的洛氏硬度等，分析材料强度与碳含量間的关系;观察金相组织，分析不同碳含量钢或铸铁的组织等。在综合实验内容的组织上，由主讲教师和实验指导教师撰写实验指导书，实验内容上紧密结合本课程已学习的材料学基础知识，综合运用前面已学习的《物理化学》，《材料基础化学》等课程的基本理论和知识。

5、变革考核方式

学生成绩将采用网络教学平台考核与传统考核相结合的考核方式。建议网上教学平台考核与传统考核成绩各占总评成绩的50%。另外50%的成绩采用传统课程学习模式给予，即“平时+实验环节+期末”的考核模式。平时成绩包括课堂学习到课情况、课堂表现、作业完成情况等综合表现来打分。重点是要让学生多参与课程学习当中，同时提高学生实践动手能力，加强学生对所学知识的理解和认识，加深理论知识与实践的融会贯通。

6、结束语

湖南工业大学冶金与材料工程学院金属材料专业和冶金工程专业都开设了《材料科学基础》课程，针对不同专业的课程设置，并注重与其它课程的衔接，合适规划《材料科学基础》课程内容和课时安排。《材料科学基础》课程教学改革是一个长期的过程，需要课程组成员和学院老师的不断努力，改革教学方法和手段，加强实践性教学环节建设，才能达到提高教学质量、培养出具有扎实理论基础、较强的实践能力和一定的科研能力的学生的目的。

参考文献：

[1]董兵海，王世敏，赵丽.《材料科学基础》课程教学模式探讨[J].新课程研究，2008（135）：18-20.

[2]李洪波，刘洪丽，王静等.“材料科学基础”课程改革的认识与实践[J].中国冶金教育，2009（06）：41-43.

[3]王静，王素梅，宋春梅等.《材料科学基础》教学改革全面提高学生素质[J].铸造设备与工艺，2010（02）：249-254.

作者简介：阳建君（1985-），男，湖南衡阳人，湖南工业大学教师，博士，主要研究方向为高强韧铝合金材料。