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應(yīng)用型本科材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)方法的改革與實踐分析論文
1前言
材料科學(xué)基礎(chǔ)課程是研究材料成分、結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系及其變化規(guī)律的一門基礎(chǔ)學(xué)科。內(nèi)容包含金屬學(xué)與熱處理知識，涉及近百個原理、規(guī)律、概念和定義。概念多、內(nèi)容龐雜，加之材料的微觀結(jié)構(gòu)看不見、摸不著，以至于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍反映課程內(nèi)容抽象、難理解。更新教學(xué)方法提高教學(xué)效果勢在必行。下面從三個方面介紹一些自己的教學(xué)經(jīng)驗。
2第一節(jié)課教學(xué)內(nèi)容改革
第一節(jié)課是入門課、概括課，是為對本門課程一無所知的學(xué)生打開的一扇門，他們是否愿意走進(jìn)這扇門，并好奇地探索門后面的秘密，關(guān)鍵就看老師的講課藝術(shù)了。隨著時代的發(fā)展，高校開設(shè)的課程不斷調(diào)整，課時被壓縮是大的趨勢。很多教師擔(dān)心緒論講得太多占用課時，因此每學(xué)期的開始緒論內(nèi)容會被點到即止，學(xué)生根本無法深入體會這門課對今后的學(xué)習(xí)和工作的重要性，這種態(tài)度不利于今后的學(xué)習(xí)。因此每個授課教師都要認(rèn)真琢磨如何在第一節(jié)課中出奇制勝，才能長久激發(fā)學(xué)生對該門課的學(xué)習(xí)興趣。
為了上好第一次課，我進(jìn)行了以下兩個方面的改革:
2.1解讀課程和教材，引出課程的內(nèi)容
材料科學(xué)基礎(chǔ)，顧名思義就是有關(guān)材料最基本科學(xué)知識的專業(yè)課。選用的教材是國家l一五規(guī)劃教材，哈爾濱工業(yè)大學(xué)編寫的《金屬學(xué)與熱處理》。教材的名稱就告訴了學(xué)生教學(xué)的內(nèi)容，第一學(xué)期學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)、金屬結(jié)晶、相圖、擴(kuò)散等金屬學(xué)的基本知識，也是很多高校研究生入學(xué)的筆試內(nèi)容;第二學(xué)期學(xué)習(xí)鋼的熱處理原理和工藝及工程材料的基本知識，也是研究生考試的面試內(nèi)容。這門課可用在煉鋼、鑄造、壓力機(jī)工、焊接、熱處理等各個金屬材料的生產(chǎn)領(lǐng)域。經(jīng)過這樣的剖析，在第一節(jié)課上，學(xué)生已對這門課的內(nèi)容和重要性有了基本的認(rèn)識。
2.2用活生生的實例來激發(fā)學(xué)生的興趣
學(xué)生早就已經(jīng)金工實習(xí)過了，知道鍛造后的刀具要經(jīng)水淬磨制后才會鋒利無比，但是為什么要這樣做好多同學(xué)回答不上來，我告訴同學(xué)學(xué)過這門課后這個問題就迎刃而解了，這就等于在第一次課中已經(jīng)設(shè)置了一個懸念。泰坦尼克號的沉沒是眾所周知的海難事故，好多同學(xué)也看過這部驚心動魄好萊塢影視大片，同學(xué)都知道輪船最終解體這個事實。而輪船解體的具體原因是什么呢，風(fēng)浪太大和觸礁沉沒是學(xué)生能想到的，我告訴他們這些都是沉船的外因，最為關(guān)鍵的是船體的材料，因為一百年后人們打撈沉船碎片后發(fā)現(xiàn)船體的斷口是脆性斷裂。
3課堂教授方法的改革
3.1為抽象的概念尋找生活實例
材料領(lǐng)域的專業(yè)概念和術(shù)語抽象難懂，若是用照本宣科的“填鴨”式教學(xué)方法，必然會導(dǎo)致課堂氣氛沉悶。而用易懂的生活實例加以類比，有助于加深學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用。例如對于變質(zhì)劑和非均勻形核概念，由于學(xué)生對結(jié)晶、形核、晶粒這些微觀的現(xiàn)象缺乏直觀的認(rèn)識，理解困難，不利于知識的靈活運(yùn)用。我將冬天池塘里的樹葉比作變質(zhì)劑，因為在樹葉這些異物之處最容易結(jié)冰是日常生活常識。引導(dǎo)同學(xué)探求結(jié)冰的原因時引出非均勻形核的概念。講到鋼錠缺陷的縮孔缺陷時，同學(xué)不明白為什么在軋制這么大力的作用下，也不能使縮孔部位焊合。我拿了制作千層餅這個例子來輕易化解了同學(xué)的疑問，在餅坯抹油的地方就很難將兩層合為一層，而縮孔在形成的過程中已被氧化，因此也不能焊合而成為折疊裂紋。我還將實際金屬晶體結(jié)構(gòu)的點缺陷和用玉米棒上玉米粒的分布來形象化，將位錯的運(yùn)動用“蛆酬”和“毛毛蟲”的爬行來解釋等。用這樣的教學(xué)方法同學(xué)們覺得很有趣，抽象的知識也容易理解得多了，也縮小了微觀世界和宏觀世界的認(rèn)知差異。
3.2自然科學(xué)和人文科學(xué)相互滲透實現(xiàn)知識的躍遷
在教學(xué)過程中，通過淺顯易懂的哲學(xué)概念對專業(yè)理論知識進(jìn)行講解，專業(yè)課教學(xué)有了新的開展維度，促進(jìn)了理工科通識教育的開展。例如鋼在回火過程中的轉(zhuǎn)變，從馬氏體析出滲碳體的過程中有。三種碳化物形式，這個微觀變化過程學(xué)生很難觀察到。實際上，用學(xué)生學(xué)過的馬克思主義哲學(xué)中質(zhì)變和量變的辯證關(guān)系來解釋這一現(xiàn)象，有利于學(xué)生從紛繁蕪雜的頭緒中理出一個思路來�；鼗鸬脑缙�，由于溫度較低，先是出現(xiàn)碳的偏聚，這是一個量變的過程，碳越來越多，形成了。碳化物，這是質(zhì)變。質(zhì)變又引起新的量變，開始一個新的發(fā)展過程，因此。碳化物量越來越多變成X碳化物，X碳化物最終變成。碳化物，不同的碳化物形式對應(yīng)于不同的回火組織。這樣的講解讓學(xué)生豁然開朗，一節(jié)枯燥的專業(yè)課也變得津津有味起來了。是用來制造車刀、銑刀一種高速鋼，加熱溫度很高，為了防止加熱的過程中由于內(nèi)部的溫差過大出現(xiàn)加熱裂紋，工藝上兩次預(yù)熱的工藝，這與“欲速則不達(dá)”的哲學(xué)思想相吻合。
4恰當(dāng)使用多媒體技術(shù)，輔以“提問、討論、總結(jié)”三模式教學(xué)法
在以往的傳統(tǒng)教學(xué)中，教師僅靠一支粉筆和一本教科書，雖輔以模型、掛圖等教學(xué)手段，但這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法，存在著許多不足之處，如:板書工作量較大，費(fèi)時、費(fèi)力，在目前理論教學(xué)課時數(shù)大大縮減的現(xiàn)狀下，難以保質(zhì)保量完成教學(xué)內(nèi)容。而恰當(dāng)使用先進(jìn)的多媒體教學(xué)手段，對提高該課程的教學(xué)效果具有十分重要的意義。
材料科學(xué)基礎(chǔ)的熱處理的四把火(退火、正火、淬火和回必的工藝和方法與生產(chǎn)實踐息息相關(guān)，也是本課程一個非常重要的實驗操作課。若僅憑課本上加熱多少溫度，保溫多長時間，以什么樣的方式冷卻這樣的方式講解不但枯燥乏味，而且做實驗的時候?qū)W生也易于手忙腳亂。針對這種情況，我把工廠里汽車傘齒輪和曲軸的熱處理全過程的視頻給學(xué)生邊播放，邊講解，學(xué)生不但領(lǐng)略了活生生的熱處理工藝，更明白了恰當(dāng)?shù)臒崽幚砉に噷ΡＷC零件使用性能的重要性。
雖然多媒體教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但也有它的弊端。用多媒體課件，教師不自覺地會頻繁翻頁，課堂節(jié)奏加快，一節(jié)課下來學(xué)生動腦少，理解少。這時，教師若能適時提問一下，放慢課堂的節(jié)奏，這時會起到意想不到的效果，這就是我所說的“提問、討論、總結(jié)”三模式教學(xué)法。
特別復(fù)雜難懂的理論知識，教師直接開講，學(xué)生接受起來非常困難。這時，教師最好停下前進(jìn)的步伐，讓學(xué)生先看看書討論一下效果會更好。合金結(jié)晶時的原子擴(kuò)散理論一直是課程的難點，上課時我先給十分鐘的時間讓學(xué)生自己看書，明確告之要提問。我先設(shè)置了幾個問題:①擴(kuò)散分為幾種?②擴(kuò)散的機(jī)理是什么?③擴(kuò)散和晶體的形核、長大有什么內(nèi)部的關(guān)聯(lián)性?④合金與純金屬的結(jié)晶有哪些異同點?這一復(fù)雜的知識點，經(jīng)過這樣的肢解就簡單多了。等學(xué)生看完后，我挑一些學(xué)生來回答，我提問的時候?qū)W生都在思考，唯恐老師叫到自己時回答不上來，稍簡單一些的問題學(xué)生答對了，難懂的我來解釋時好多學(xué)生都在點頭，最后我把這些問題串起來學(xué)生終于明白了。這就使我想到，教學(xué)時若稍微變換一下方式，就會使學(xué)生耳目一新，也能調(diào)動其主觀能動性。
5結(jié)語
一門課程的教學(xué)方法改革，絕不是一蹦而就的事情，需要教師在原有教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上不斷地探索和學(xué)習(xí)。需要教師具備改革和與時俱進(jìn)的教育理念，還要在日常教學(xué)工作和生活中多摸索和總結(jié)，多與學(xué)生溝通和交流，多與同行切磋和討論來積累經(jīng)驗。經(jīng)過課程教學(xué)方法的改革，靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法，改變了原來課程的單調(diào)和乏味，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)出來，達(dá)到了教學(xué)相融、教學(xué)相長的目的。
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