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簡(jiǎn)說《材料物理性能》課程教學(xué)方法探析論文
1 引言
《材料物理性能》課程的主要內(nèi)容是物理性能,而內(nèi)容的載體是材料,包括金屬、無機(jī)非金屬和高聚物三大類。隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的高度發(fā)展,過去單一性材料往往難于滿足社會(huì)需求,導(dǎo)致材料已經(jīng)向復(fù)合化、多功能化、低維化,甚至智能化方向發(fā)展[1,2]。因此材料物理性能的研究也隨之日益復(fù)雜化和精細(xì)化。另外《材料物理性能》課程包括材料科學(xué)與工程兩部分內(nèi)容:性能的物理本質(zhì)(即“為什么”)和性能測(cè)試分析技術(shù)(即“如何做”),其橋梁為具體的材料,所涉及的理論深、知識(shí)面廣,對(duì)剛剛進(jìn)入專業(yè)課程的學(xué)生而言內(nèi)容抽象,學(xué)習(xí)起來比較困難。因此,作者在教學(xué)實(shí)踐中,就如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,如何使學(xué)生學(xué)好這門比較深?yuàn)W、抽象的專業(yè)基礎(chǔ)課,總結(jié)了如下教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。
2 緊密聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
教育家第斯多惠說“教學(xué)成功的藝術(shù)就在于使學(xué)生對(duì)你所教的東西感到有趣”[3]。巧妙的開講,會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的興趣,并懷著一種期待的心情,渴望新課的到來。興趣是調(diào)動(dòng)學(xué)生探索科學(xué)的關(guān)鍵,有了興趣學(xué)習(xí)就不再是負(fù)擔(dān),而成為學(xué)生執(zhí)著的追求[4]。
每次上課伊始對(duì)本講內(nèi)容的概述十分重要,是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的引導(dǎo)和啟發(fā)。例如:講材料光學(xué)性能之前,由淺及深地提出幾個(gè)日常所見的問題:同學(xué)們穿的衣服為什么五顏六色,玻璃為什么是透明的,金屬為什么具有光澤性。讓學(xué)生帶著問題去聽課,講授課堂知識(shí)之后,運(yùn)用所學(xué)內(nèi)容解釋課前提出的這些問題。這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生的濃厚興趣、產(chǎn)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的愿望,同時(shí)還加深印象、理解透徹,并做到學(xué)以致用,讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的成就感。此外,這樣的提問還可以鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題的能力。
在課堂教學(xué)中,要靈活運(yùn)用教學(xué)方法,讓學(xué)生保持最佳學(xué)習(xí)狀態(tài),自始至終興趣盎然。在教學(xué)中,如何不斷誘發(fā)學(xué)生的興趣?如何使學(xué)生能持之以恒地學(xué)習(xí)?這就要求教師在講解過程中要始終設(shè)法使學(xué)生能懂得所學(xué)內(nèi)容,始終與實(shí)際生活緊密聯(lián)系。比如講解磁性材料,結(jié)合當(dāng)前磁信息存儲(chǔ)材料的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀、存儲(chǔ)能力等相關(guān)知識(shí),讓學(xué)生更進(jìn)一步加深對(duì)材料磁性能的認(rèn)知,同時(shí)提高他們的學(xué)習(xí)興趣。這樣的講法比按部就班的講法要形象、生動(dòng)的多,也淺顯易懂,容易接受,從而提高學(xué)習(xí)效率。
3 重視教學(xué)互動(dòng),發(fā)揮學(xué)生主體作用
“教”與“學(xué)”,是一對(duì)互動(dòng)過程,不能只強(qiáng)調(diào)“教”的作用。在課堂教學(xué)中,必須創(chuàng)造機(jī)會(huì)使學(xué)生積極參與,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,發(fā)揮學(xué)生的聰明才智。第一,課堂問題“三步走”。首先,上課開始讓學(xué)生帶著問題,以探究答案的心情聽課。其次,課堂中有意識(shí)的給學(xué)生提出一些問題,引導(dǎo)他們進(jìn)行分析。再次,課堂結(jié)束時(shí)針對(duì)所學(xué)內(nèi)容,留一些課后思考題。這都要求教師備課時(shí),要根據(jù)課程內(nèi)容精心準(zhǔn)備問題,應(yīng)該是由易到難,由淺到深。此外,還可以通過課堂提問了解學(xué)生掌握的情況,對(duì)授課內(nèi)容,深淺程度等做適時(shí)調(diào)整。第二,巧用自我評(píng)價(jià)。在進(jìn)行課堂提問的時(shí)候,可以讓學(xué)生對(duì)自己的答案進(jìn)行自我打分,自我評(píng)價(jià),如果評(píng)價(jià)偏頗的話,經(jīng)常引來其他同學(xué)的不同意見,這樣既能調(diào)動(dòng)課堂氣氛,也能通過利用角色轉(zhuǎn)換的方式,讓學(xué)生換位思考,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生自主思考、學(xué)習(xí)的能力和調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性起到有效的促進(jìn)作用。
4 利用實(shí)物教具,利于學(xué)生理解知識(shí)
鑒于學(xué)生對(duì)功能材料還不甚了解《, 材料物理性能》課程是以材料為載體講授其性能的物理本質(zhì),因此準(zhǔn)備一些典型的材料,在課堂給學(xué)生演示,有助于加強(qiáng)課程講授的生動(dòng)性和加深學(xué)生的理解性。此外,學(xué)生對(duì)工程材料可能還不甚了解,但可以用日常生活中常用的材料,以及當(dāng)前社會(huì)上一些學(xué)生比較感興趣的高科技產(chǎn)品來舉例。比如以家用微波爐為例,講述為什么微波爐可以用來加熱食物,同時(shí)可以準(zhǔn)備幾個(gè)金屬、玻璃、塑料杯子等,說明哪些容器可以放在微波爐內(nèi)使用,哪些不可以,為什么?從而讓學(xué)生理解微波與物質(zhì)作用物理原理。
5 應(yīng)用類比方法,促進(jìn)學(xué)生掌握知識(shí)
在講授過程中,有很多物理現(xiàn)象或理論發(fā)展規(guī)律都有類似性,這時(shí)就要充分重視和應(yīng)用對(duì)比法,不僅可以加深印象,也有利于讓學(xué)生理解、消化新知識(shí)。如電子理論的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段:經(jīng)典自由電子學(xué)說,認(rèn)為電子像理想氣體一樣完全自由地在晶體內(nèi)部運(yùn)動(dòng),服從M a x w e l l -Boltzmann 統(tǒng)計(jì)規(guī)律;量子自由電子學(xué)說,將量子力學(xué)的理論引入,認(rèn)為完全自由的電子的狀態(tài)服從Fermi-Dirac 的量子統(tǒng)計(jì)規(guī)律;現(xiàn)狀能帶理論則考慮了晶體原子的周期勢(shì)場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的影響。而固體熱容理論的發(fā)展也經(jīng)歷了類似的三個(gè)階段:經(jīng)典熱容理論,直接將氣體分子的熱容理論應(yīng)用于固體;愛因斯坦的量子熱容理論,引入晶格振動(dòng)能量量子化的概念,把每個(gè)原子看作獨(dú)立的諧振子;德拜熱容理論則將晶格中相鄰原子的作用考慮進(jìn)來,格波的頻率存在差別。電子理論和熱容理論發(fā)展的三個(gè)階段,都是一步一步地由理想狀態(tài)更加接近材料本身的真實(shí)情況,都是經(jīng)歷了由量子力學(xué)修正到晶體周期勢(shì)場(chǎng)影響的過程。
6 補(bǔ)充更新知識(shí),激發(fā)學(xué)生研究興趣
材料的發(fā)展日新月異,為了即時(shí)刷新材料領(lǐng)域的新知識(shí),需要跟蹤關(guān)注材料方面的國(guó)際專業(yè)期刊上的發(fā)表文獻(xiàn)。精選出典型的、具有代表性的、提出新概念、新技術(shù)、新理論的、或是有重大發(fā)現(xiàn)的優(yōu)秀文獻(xiàn)資料,選出一些較難理解的文獻(xiàn)作為講授部分的增補(bǔ)內(nèi)容,在課堂上詳細(xì)講解,另外選一些較容易理解的文獻(xiàn)作為學(xué)生的課外閱讀學(xué)習(xí)材料,讓學(xué)生自己閱讀理解,并總結(jié)歸納,下次在課堂上向大家解讀。這樣不僅拓寬知識(shí)面,鍛煉學(xué)生的自學(xué)、思考能力,同時(shí)逐漸培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣和從多方面攝取知識(shí)營(yíng)養(yǎng)的習(xí)慣,此外也能調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性和課堂的互動(dòng)性。
7 結(jié)語
總之,在《材料物理性能》課程教學(xué)中,要根據(jù)教材內(nèi)容的難易程度、學(xué)生認(rèn)知水平、心理狀況、教學(xué)環(huán)境的不同,靈活運(yùn)用各種教學(xué)方法,充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用,才能達(dá)到最好的教學(xué)效果。應(yīng)重視新內(nèi)容的增補(bǔ),特別是結(jié)合講授課堂內(nèi)容,將查閱課外文獻(xiàn)、擴(kuò)大知識(shí)面的方法傳授給學(xué)生,這樣可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,如此“教”“學(xué)”方名副其實(shí)。
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