材料物理性能教学改革探索

发布时间:2019-04-12  点击量:

作者:黄帅 陈迎鑫 王海欧 苏昆朋 葛景园 霍德璇
  【摘要】本文首先简要介绍了材料物理性能的课程特点,然后通过对当前课程现状的调研,提出了当前教学中存在的几个比较重要的问题。最后,通过分析这些存在的问题,提出了相应的改革方案。
  【关键词】材料物理性能 教学改革
  【基金项目 】国家自然科学基金项目(11704091)。
  【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2019)07-0159-02
  一、引言
  材料物理性能这门课程是材料科学与工程专业学生的专业基础课,它涉及物理科学和材料科学的基础知识。其学习思路一般是从物理学的一些基本概念、基本原理和基本定律出发,通过已经建立的物理模型,阐述材料本身的结构、性质和它们在各种外界条件下发生的变化规律,進而指导材料的生产和科学研究。这门课程概括地介绍了材料的热学、磁学、电学、光学等物理性质。由于我院这门课程的开课学期为第二学期,学生的基础知识储备比较欠缺,相关物理概念较为抽象,所以对于刚进入专业课程学习的本科生来讲,学习起来比较吃力。因此,如何调动学生学习的积极性,如何使学生更好的掌握材料物理性能的基础知识,需要引起我们的关注。
  二、当前课程现状
  在对大学一年级学生的授课过程中,通过观察学生的课堂表现、检查学生的课后作业完成情况、查阅最近几年的教学文档,发现本门课程存在以下问题:
  1.重点不够突出。由于这门课程的学习内容比较特殊,每章涉及到一种材料的物理性质,每一种物理性质又是一个独立的研究方向,每一个研究方向又可以单独开设一门课程来讲授,所以把几个方面的物理性能压缩到一门课程中去讲授,不得不舍去一些基础内容,只保留核心知识点。这样做的好处是可以在有限的课时内把课程内容讲授完毕,但是由于学生基础知识薄弱,学生学习起来会非常吃力。
  2.开课学期较早。该课程所涉及的知识点较繁,而开设课程过早,学生的专业基础不够,导致学生学习时过于吃力,或只追求一知半解,或失去自信心,甚至丧失对材料专业的兴趣。学习效率低。老师为了及格率也会大大降低学习要求,导致学生一学期学下来不仅没学到什么东西且磨损了对材料的兴趣。
  3.学时分布过于密集。本课程的学时数为48学时,根据教学安排,每周安排一次课,一次课包含3学时。通过观察学生在每一次课3个学时中的表现,感觉到学生上完前两节课以后,学生的注意力明显下降,不少学生忍不住玩手机、聊天,课堂秩序较为混乱。另外,3个学时连在一起进行讲授,对授课教师自身的身体素质也具有一定的挑战性。
  4.授课教师更换过于频繁。材料物理性能这门课程所涉及到的专业知识比较多,即使是从事相关研究工作的教师也很难把大纲里所列的知识点讲清楚,每一个学时都需要花费不少的精力去准备。通过查阅最近几年的教学安排,发现这门课的主讲教师更换过于频繁。这样就导致授课教师对本课程的重点难点把握不好,对涉及到的较难的知识点,只能给学生走马观花地介绍一下,很难讲清楚,老师自己把握不好,学生听起来更是一头雾水。
  三、教学改革探索
  针对以上总结出的当前课程中存在的问题,在以后的课程教学中,我们将尝试从以下几个方面进行教学改革:
  1.将原有的面面俱到讲授改变为专题讲授。通过将原有内容分析总结,梳理出几个比较重要的知识点。对于筛选出的知识点,重点进行讲授。例如在讲授材料热膨胀的物理本质时,一般的结论是质点的非简谐振动。考虑目前的浙江省的教育改革,不少学生没有把物理作为高考的选考科目,因此学生的物理基础相对薄弱,很多基础知识掌握不好。在讲授这个专题时,可以先从简谐振动、非简谐振动讲起,层层递进,从易到难,从而逐步推导出非简谐振动是如何导致材料的热膨胀。通过专题讲授的方法,也可以尽量减少与其他课程存在的交集知识点,提高学生课堂学习的效率。
  2.优化课程安排。积极与系主任沟通,争取将材料物理性能这门课安排在大学二年级讲授。学生经过一年的大学专业课程的学习,能够有一个较好的基础知识准备。这样再来学习材料物理性能,学习起来将更加容易一些。另外,通过与教务员沟通,尽量将这类学时数比较多的课程安排成一周两次,每次2学时。这样不仅可以使得学生在课堂上的学习效率得到有效的提高,也减轻了主讲教师一次课的授课压力。
  3.固定专业任课教师。对于像材料物理性能这样偏理论的专业课程,教师只有在讲授过多次以后才能把专业知识点讲清楚。通过固定专业任课教师,既可以减少教师的备课强度,也能使教师在多次讲授中产生自己的心得体会,在下一次的授课过程中才能够不断提高业务水平。
  四、结语
  材料物理性能是材料专业的专业必修课,重要性不言而喻,但历届学生都认为该课程内容难,学习起来较其他专业课程费力,难以掌握。除了课程本身专业性较强外,授课方式也存在着很大的提升空间。因此只有不断发现问题,不断改进,才能充分调动学生的学习主动性,使学生更好的掌握专业课内容,提高专业素质。
  作者简介:
  黄帅(1988-),男,汉族,山东邹平人,博士,讲师,研究方向:多铁材料。

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