材料科学基础精选(九篇)

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第1篇：材料科学基础范文

《材料科学基础》课程是材料专业一门重要的专业基础课。本文分析了课程在教学过程中出现的各种问题，提出了几点教学方法改进意见，具体为:抓好第一节课，激发学生兴趣，重视应用多媒体教学;课堂上引入当今新出现的材料，激起学生的好奇心和兴趣，改变理论教学的枯燥。通过以上改进，希望能够提高学生学习积极性。

关键词:

材料科学基础;教学方法;材料结构;材料性能

随着科技的发展及进步的不断加快，材料在生活、生产及工业、军事等的应用不断加强，迫切需要加快材料方面人才的培养。《材料科学基础》是成都大学“材料成型与控制工程”本科专业的一门重要专业基础课，主要介绍材料的基础知识，其内容包括材料成分、组织、结构与工艺性能等［1］，涉及理论知识繁杂、内容抽象，概念性强，是从事材料方面工作人员的必修专业基础课，也是很多院校研究生入学考试的必考科目，与《材料成形原理》、《工程材料》、《塑料模设计与制造》等课程密不可分。大部分学生都迫切希望学好这门课，但对于初步接触材料的同学来说，多而繁杂的感念和内容，及宏观上看不见摸不着的微观结构抽象、难理解，对于这些枯燥的专业基础知识很难提起学生的学习兴趣更难抓住重点。因此，《材料科学基础》作为材料专业的基础课，如何增强其授课效果成为当务之急。很多任课教师都对此进行了研究，黑龙江大学的赵霞、王永东、党振乾等提出，在《材料科学基础》的教学过程中改革教学方式和考核方式［2］;河南理工大学的张建新提出运用实例激发专业激情，结合案例解释抽象理论等［3］。针对《材料科学基础》课程的特点以及同学们在学习过程中出现的各种问题，作者结合多年该课程教学的经验教训，提出以下几点改进意见。

1上好第一节课激发学生兴趣

第一节课是打开学生对缤纷复杂材料的微观知识一无所知知识的一扇门，是入门课。通过这一课，要引起学生对材料基础知识的好奇心，带着问题和好奇心去寻找和探索门后面的秘密。因此要让学生短短时间内明白学习这门课的目的和意义、和其他专业课程的关系及本课程的学习方法。所以上课之前要仔细斟酌和研究如何开始第一节课，如何激发学生的求知欲。我们主要从以下几点激发学生的学习兴趣:因此每学期的开始，都要仔细的第一节课如何开始，讲哪些内容来激发学生的求知欲，着重从以下几个方面来激发学生的兴趣:

(1)通过鲜活实例引发学生思考。众所周知TITANIC的沉没是海难事故，这部惊魂影视大片给很多同学深刻印象。多种原因和TITANIC轮船的服役条件造成了它的解体，通过和学生的共同分析，得出最重要和不可忽略的因素是船体的材料质量问题:①含有大量缺陷的船体钢板，只考虑到了增加钢的强度和硬度，而忽略了增加其韧性，导致撞击到冰上时的脆性锻炼;②钢板连接处使用的铆钉，由于含有矿渣，强度减低，导致船体撞击到冰山时，船头铆钉松动，防水隔板开裂，海水涌入船内。钢板冶炼过程中硫化物的加入增加了钢的强度，而降低了韧性及铆钉中含有的矿渣降低了其强度是TITANIC沉船首当其冲的材料质量因素。另一个例子是1938年冬季比利时的阿尔伯特运河钢桥突然坠河，其原因是造桥用的钢材磷含量太高，磷的冷脆性是造成灾难的罪魁祸首。同学们听到这里，有的惊叹、有的微笑、有的窃窃私语。由此可见，同学们对材料概念和兴趣已经建立，那么学习这门课的目的和重要性也就不言而喻了。

(2)结合自己的科研成果及科技前沿吸引学生对材料科学的好奇心。例如:引用诺贝尔物理奖中出现的材料新发现和新发明带给科技发展的巨大动力，让学生明白材料的神奇和作用，特别是2011年的诺贝尔物理奖———英国曼彻斯特大学的AndreGeim和KonstantinNovoselov教授用胶带粘粘的方法制备出单原子层二维结构的石墨烯，是至今发现的厚度最薄和强度最高的材料［4］，其具有优异的性能，先后发现其力学性质中杨氏模量E达到1.0TPa、电学性质中电子迁移率高达106cm2•V－1•s－1、热学性质中热导系数高达5000W•m－1•K－1、光学性质中单层石墨烯的可见光吸收仅有2.3%和优异的锁模特性［5－6］。可以想象这种神奇的材料一旦投入实际应用，人类社会将会带来的革命性变化。由此激发学生的创新意识、创新精神。

(3)强调改课程在所有课程学习中的重要性，激发学生的学习热情。第一，让学生明白《材料科学基础》是学习后续各门专业课程的必备基础理论，如果这门课程没有学好、理解透彻，后续专业课程的学习可能会不明白所以然，会非常吃力。第二，让同学们知道他们以后从事相关工作或和科学研究活动时，《材料科学基础》中的专业基础知识是他们重要的理论指导。在后期的课程设计、毕业设计和工作过程中的各种机器或设备上，每个零件如何选材，如何进行热处理及加工工艺等都和本门课程息息相关。

(4)声明本课程的学习要求及课堂纪律。《材料科学基础》很多内容抽象、难理解，因此必须严格要求同学们的听课纪律，及时完成课下作业和课后复习，坚决杜绝无处不在的手机游戏在课堂上的出现，从而保证学生的听课效果。这些在第一节课中必须和同学们强调。

2重视多媒体现代教学方法的应用

《材料科学基础》内容多，信息量大，教学课时有限，如果任课教师再把过多的时间用于板书，讲授的时间将大大减少，也就无法完成大量内容和信息的传授;另外本课程中设计很多微观上看不见、摸不着的原子、分子、离子等微粒的排列和组织结构等，很难使学生展开空间想象和理解，而多媒体应用能解决此问题。因此需要制作出适合本门课程的教学课件，增强了课堂授课的趣味性和多变性。本课程中各种材料的晶体结构涉及很多复杂图形，如面心立方(FCC)、体心立方(BCC)、密排六方(HCP)、闪锌矿、纤锌矿结构等，特别是FCC结构中的八面体间隙、原子等微粒的空间堆叠、位错的运动及各种交互作用等，需要丰富的空间想象力来理解，通过图形或动画的展示，可以帮助学生理解和掌握此类知识。二维和三维动画形式的多媒体教学既可以解决本课程教学过程中学时少、内容多的矛盾，弥补传统教学在时间和空间等方面的不足，又可以提高课程的生动性，使学生在有限课堂中学到更多的专业基础理论，又感觉不到课程的枯燥。

3结合学科及科研前沿拓宽知识，激发兴趣

科技的进步和学科的快速发展，使具有一定出版周期的专业教材滞后于学科前沿知识。因此专业课老师的教学应将教材作为教学的主要参考书，但又不能完全依赖教材，使教学内容源于教材，又要适当高于教材。所以，《材料科学基础》课程的教学，需要多方收集各类教学素材，特别是注意吸收与教学内容相关的最新研究成果和实例，在授课过程中结合基础理论知识介绍。如:通过引入湖北江陵出土的公元前500年越王勾践剑及西安秦始皇兵马俑二号俑坑出土的青铜剑的图片展示，让学生了解这两把剑出土时之所以光亮如初，是因为表面分别被镀上了一层金属铬和铬盐化合物。在讲解晶粒概念时，可引入纳米晶和微晶的概念，并结合对应的具体制备工艺，让学生明确纳米晶与微晶材料的区别，这样学生既掌握了所学学科专业的前沿知识和技术。在学习材料强度与塑性时，通过讲解告诉学生材料的强度与塑性在常规处理工艺下是两个互为矛盾的性能指标，提高某一指标值，另一指标值必然下降，但通过细化晶粒的方法可同时提高两者性能，如快速冷却技术的引入形成的非晶、微晶和纳米晶等。类似这样问题的提出，增强了学生学习的兴趣，激发了学生的创新意识。

4课堂理论教学紧密结合实践教学

《材料科学基础》是为了培养工程技术人员正确合理选择使用材料能力而设立的一门专业基础课，因此，其实践教学意义重大。实践教学环节，可以让学生更好地理解材料结构与性能及各种工艺处理与性能的关系，加深对材料基础知识的认知，又可以培养学生动手能力，操作能力。若有条件，建议到相关单位进行参观，让同学更直接地了解材料在机械生产，工程项目的应用，各种工艺处理的流程及其目的，为将来从事工程事业打下良好的基础。

5结语

良好的授课效果是每个教师的美好愿望。随着科技的进步和社会的发展，每一个有责任感的教师都需要不断的探索、运用和总结层出不穷的教学方法，把各项教学工作推进到一个更高的高度上，把培养高质量的人才作为自己义不容辞的责任，在自己为材料发展事业奋斗的同时，为其培养更多栋梁之才，为中国的强国之梦和社会科技的发展进步贡献力量。

作者：宋慧瑾 鄢强 李玫 朱晓东 冯威 单位：成都大学机械工程学院 建筑与土木工程学院

参考文献

［1］赵品．材料科学基础［M］．哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2007:1－2．

［2］赵霞，王永东，党振乾，等．应用型本科材料科学基础课程教学改革［J］．中国冶金教育，2013(4):23－24．

［3］张建新．《材料科学基础》本科教学的改革与实践［J］．科技信息，2009(21):506．

［4］Editoria．l．Theriseandriseofgrapheme［J］．NatNanotech，2010(5):755．

第2篇：材料科学基础范文

关键词：晶体缺陷；多媒体教学；互动；教学体会

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）40-0223-02

《材料科学基础》是高等学校材料化学相关专业的一门重要的专业基础课，主要研究材料的微观结构、微观过程，使学生掌握研究材料微观的方法，建立微观和宏观特性与性能间的联系及对应关系，并掌握材料成分、结构与性能之间的关系及其变化规律。本课程是多学科知识的交叉与渗透，为后续专业课学习的基础，同时也是学生将来从事材料研究的理论基础。

“晶体缺陷”与前面章节“晶体结构”紧密相连，同时也是后续章节“材料的形变与再结晶”学习的基础，在《材料科学基础》课程内容中起到承上启下的作用。此外，由于本章节涉及到晶体的内部微观，内容相对来说比较抽象，是历届学生反映最难理解掌握的章节。如何清楚讲解该部分内容，使学生理解起来更容易、掌握起来更透彻，笔者就自身的课堂教学及具体知识点的讲解谈一些切身体会。

一、充分利用多媒体教学

多媒体教学是目前比较普遍和先进的教学手段。利用多媒体进行材料科学基础的教学，能够优化教学过程。由于内容可以丰富多彩，多媒体教学也能从一定程度上激发学生的学习兴趣，从而充分调动了学生的积极性，并能提高教学质量。多媒体教学具有非常好的直观优势，可以在很大程度上弥补学生在学习晶体缺陷时三维空间想象力的不足。

材料科学基础中，对晶体缺陷的定义是“在实际材料的微观结构中原子的排列或多或少地存在离开理想的区域，出现不完整性，通常把这种偏离完整性的区域称为晶体缺陷”。该部分内容是微观的东西，且非常抽象。若教师在教学中仅仅依靠板书和相关模型教具，学生理解起来还是比较困难的，也很容易失去学习兴趣。采用多媒体教学，将抽象内容以生动的二维或三维动画的形式展示给学生，学生可以直观的理解，并能从多个角度进行观察。这不仅可以提高学生的学习兴趣，还能弥补传统教学在实践和空间等方面的不足。

通过多媒体教学使学生能够清晰地观察和理解实验现象、材料结构以及原理，从而激发他们的学习兴趣。如“螺位错”和“位错的运动”是大多数学生认为最为抽象的部分，它是如何形成以及如何交互运动的？如果教师仅靠平面图来辅助讲述，学生很难理解，尤其是螺位错的形成更是抽象。通过使用软件，可将位错结构进行三维旋转，从而能使学生从各个方向来观察位错，理解位错结构；通过动画，学生能清晰地看到不同位错的形成，通过观察位错线和伯氏矢量的关系，可以理解刃位错、螺位错、混合位错的区别，也能直观地观察到滑移和攀移这两个不同过程。同时多媒体还具有的很大的优势在于，教师讲解的时候可以根据学生需要，随时暂停和回放，使学生能够彻底明白。

二、将抽象概念与实际晶体相联系

在材料科学基础中，晶体缺陷是从原子水平的微观方面，分析讨论实际晶体中由于原子（或离子、分子）的热运动及晶体的形成条件、冷热加工过程和其他辐射、杂质等因素造成的缺陷。由于是从原子水平研究，所以很多分析的图形都是局部的原子排列图。局部的原子排列图使学生很难跟宏观物体联系起来，因此讲解的过程中，教师应该注意将抽象概念与实际晶体相联系。即每次看完局部原子微观图后应该看一下宏观物体图，使学生明白这微观的图是属于宏观的哪一部分。而我们研究缺陷是因为缺陷对晶体的性能有很大的影响，比如结构敏感的性能如屈服强度、断裂强度、塑性、电阻率、磁导率等，此外还与扩散、相变、塑性变形、再结晶、氧化、烧结等有着密切联系。“掌握内部规律，改变宏观性质，为我所用”是我们最终的目的，从这个角度，也必须在教学中时刻将抽象概念与实际晶体相联系。

如讲晶体缺陷中刃位错的相关知识时，从图1（a）宏观图形介绍刃位错的基本知识，强调多余的半排原子面，指出滑移面和位错线。然后用图1（d）从微观方面介绍，同样指出多余的半排原子面，将微观图形中的滑移面和位错线与宏观图形相比较。图1（b）和图1（c）是侧面图的宏观和微观图形，在用这两张图形讲解相关知识时，一定要回过来看图1（a）和图1（d），使学生明确正确的局部与整体的关系。如在讲解伯氏矢量大小的确定的时候，为了清晰，通常是用图1（c）来讲解闭合回路。如果只看这张图，学生容易理解混淆，而结合图1（a）和图1（d）来讲解，可以让学生把位错及伯氏矢量归集在一个整体中，建立清晰的概念。而讲解刃位错的滑移时，应该将图1（d）和图1（e）结合起来，使学生能够在微观和宏观中建立联系。

三、加强师生间的互动

互动式教学是教师与学生双方的交流和探讨，使学生在教师已授知识的前提下，对知识掌握的一种具体反馈。师生间的互动可以激发教学双方的主动性与能动性，可以培养学生的自主意识和创新能力。通过课堂互动过程中的训练，学生能够逐渐爱学、会学和善学，从而提高教学效果。鉴于晶体缺陷这部分知识的难度大，所以互动式教学显得尤为重要。

为了更好的加强师生间的互动，在教师授课时，应更多地面向学生，及时观察学生的表情，了解学生对知识点的掌握情况。若大多数学生的表情较为轻松愉快，说明学生对所学内容理解较好；若学生对教师的提问反应较为迟缓，或部分学生甚至出现皱眉等困惑表情，说明学生对所学内容存在理解和掌握的困难。此时，教师应将授课速度减慢，或对所传授的重点内容进行重复或更为详细的解释，有动画的可以重复放慢播放，以加强学生对知识的理解；在讲解过程中，教师还可以多次向学生抛出启发式的问题，通过学生的回答情况来判断他们对课堂内容的理解；课堂讲解的过程中也可以配以简单小测验，以达到较好的互动效果。如位错反应这部分知识，可以给出例题让学生判断位错反应能否发生，检测学生是否掌握了位错反应发生的两个基本条件，即几何条件和能量条件。学生做完后可以引导学生做进一步的理解：两条挨着的位错线是不稳定的，通常为了降低体系能量是以分开的状态存在。

四、不可摒弃的板书讲解

在教学过程中，我们不应完全依赖多媒体教学，而忽视了板书的魅力。教师应该根据所讲内容的具体教学目标、教学内容和学生的实际情况，在整个的教学环节中合理使用多媒体教学，必要的时候配以板书讲解。板书教学时教师始终是处于教学过程中的主导地位，可以对一些知识点着重强调，以充分调动学生的注意力。

在晶体缺陷的知识点中，我们应该充分发挥板书的优势。如位错反应这部分知识点强调了位错反应发生的两个基本条件：一是几何条件，反应后诸位错的伯氏矢量之和应该等于反应前诸位错的伯氏矢量之和；二是能量条件反应后各位错的总能量应小于反应前各位错的总能量。为使学生透彻理解和掌握，给出学生判断位错反应能否发生的练习题。首先可以带着学生板书复习伯氏矢量的表示及模的求法，以及位错的能量与伯氏矢量模的平方成正比。在学生自己练习的基础上，带学生板书讲解求算过程，使学生能够清楚自己求算过程中的问题所在，可以比较好的掌握该知识点。

五、结语

本文针对《材料科学基础》中的教学重点和难点“晶体缺陷”，就自身的课堂教学及具体知识点从四个方面进行了探讨。笔者认为鉴于晶体缺陷知识点的复杂抽象，应该充分发挥多媒体教学的直观优势，使抽象知识具体化，解决学生空间想象的困难；由于该部分知识是从原子水平研究，所以很多分析的图形都是局部的原子排列图，因此在教学中应将抽象概念与实际晶体相联系，便于学生从宏观和微观两个方面掌握晶体缺陷；讲授过程中，教师应该特别注重师生间的互动，及时观察了解学生的理解掌握情况；最后，教师应该充分发挥板书的优势，结合多媒体教学，使学生对知识点有更好的掌握。

参考文献：

[1]贾淑果，宁向梅，田保红，王顺兴.材料科学基础多媒体教学探讨[J].中国现代教育装备，2010，（5）：87-89.

第3篇：材料科学基础范文

关键词：解惑为道；课程线索；辩证法；传授知识；启发式教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）39-0093-02

《无机材料科学基础》课程的前身为《硅酸盐物理化学》，是我国各大学无机材料专业的专业基础课。它包含水泥、玻璃、陶瓷等各门无机材料课程最基础的理论内容，涉及晶体结构、无机材料热力学和无机材料过程动力学等几部分内容。过程动力学部分是本课程的重要内容，包含扩散、固相反应、相变、烧结四个部分。相比本课程中晶体结构和热力学部分的内容，过程动力学课程具有各章之间联系较弱、公式和数学推导较多的特点，是教学中比较难以把握的一部分。文章根据对本部分内容的教学体会，就该部分的课程线索、内容把握和教学方法等方面提出了一点看法，期待与各位同行交流。

一、从学生基础出发，深入浅出解惑为道

师说云：师者，所以传道、授业、解惑也。从古至今，为人师者均担负着这三个重任。孔夫子的足迹遍布当年的六国，通过收徒授课的方式将他的儒家之道广为传播。但随着网络时代的到来，当今社会的教育尤其是大学教育有了新的特点。一方面，网络带来了爆炸型的知识增长，资讯高度发达，通过网络可得到的信息相当丰富。另一方面，大学生的综合素质也发生了飞跃，多元化的渠道使他们获得知识相当容易，远胜于老师所能传授的内容。这种情况下，大学传统的以传授知识为目的教育模式受到了挑战。在这样一个时代，教学理念面临转变的必要性，为师者传道、授业、解惑的三大功能中，前二者的功能一部分为网络取代。因而解惑已成为大学老师帮助学生进步的最重要的内容。以学生已经具有的知识为出发点，找到学生的困惑之处，然后通过解惑，帮助学生加深对知识的理解，深入浅出地对课程内容进行剖析，将更有利于学生加深对所学内容的理解和掌握。在无机材料科学基础的教学中，笔者就充分体验到这种教学方法的益处。以相变为例，水结冰首先从边上开始，这是很多大学生通过生活和互联网的途径早已积累的知识。但对为什么会这样，在大学生中可能知道的比例并不大，这就存在了“惑”，有了“解惑”的必要性。通过这样的解惑，笔者很容易地引出了“均匀成核”和“非均匀成核”的概念。在课堂教学中，笔者首先提出了大家所熟知的水从边界结冰的事实，然后问学生为什么是这种情况。大部分学生是面露疑惑，很多学生更是议论纷纷。这样，笔者就在学生已有的知识基础上，找到了学生的“惑”。以解决这个“惑”为目的，笔者在一盘水中设定了二个参照点：盘边、盘中表面以下。从盘中表面以下的水结冰讲起，把冰的晶核考虑为球形，则得到了结冰所引起的界面能上升和冰粒自由焓下降的平衡关系，根据这种结冰时的体系自由焓平衡关系，由此得到均匀成核临界核半径的关系式。再考虑边缘润湿情况，考察形成该临界半径“球帽”所需要的晶相转变数量，学生很容易就可得到这样的结论：在边界由于形成“球帽”，形成临界半径所需要的相变量比盘中表面以下结冰容易得多。正是通过以学生已有的水从边上开始结冰的现象，通过为学生解决疑惑，笔者较为方便地解决了均匀成核和非均匀成核的知识传授问题，深入浅出地使学生较好地掌握了均匀成核、非均匀成核的相关概念和机理问题。这样的教学方法，以解决学生的疑惑为基础，提高学生的兴趣，取得了较好的教学效果。

二、确定各章关键词，找到课程理论线索

无机材料科学基础的过程动力学内容看似零散，其实也存在一个总体线索，一言以蔽之，就是以粒子微观移动为本质，以体系宏观变化为表象和目的。以粒子微观移动和体系宏观变化为着眼点，笔者在教学中尝试确定了各部分内容的关键词，确定课程各部分内容的关联线索。扩散部分的内容，其微观粒子移动的本质特征为扩散系数，其宏观表象为体系中由于浓度差而引起的粒子移动的通量。而菲克第一定律和菲克第二定律则处理浓度差和通量的关系，这二者通过描述微观粒子移动特征的扩散系数相关联。空位扩散是无机材料的主要扩散机制，空位浓度及空位产生机制不仅对扩散系数产生重要影响，而且空位浓度差则导致产生通量。根据上述线索，本部分内容的关键词可确定为菲克定律、扩散系数和空位扩散。固相反应一章中，最为令人注目的是一个转化率的问题，是宏观变化的表象。而大量的篇幅在转化率如何计算，很多内容着墨于数学问题，固相反应的机制问题则牵涉到扩散能力也即扩散系数及扩散机制问题。反应机制的差别——化学反应控制还是扩散控制方面的问题，解决的粒子微观移动的本质问题。本部分的关键词为非均相反应、转化率、反应机制。相变一章最关键的内容为在相变时界面对相变的阻碍，成核成长和不稳分解的机理的区别尽管说可以从分相引起的微小自由焓变化来加以判定，但从直观的角度来讲，界面的形成与否则更容易让人理解。如果把着眼点定位于界面的产生与否，成核生长和不稳分解的很多问题就可以迎刃而解。从界面的角度出发，学生就很容易理解二者在势垒、相变速度、扩散类型乃至分相初期形貌等方面的差别。该部分内容的微观移动的本质问题为在界面作用下的微观扩散机制的变化，其表象为分相初期的形貌。因而这部分的课程关键词为界面、势垒、扩散。至于烧结则相对复杂，涉及不同的烧结机理以及烧结过程中，涉及微观粒子的移动问题主要有扩散、塑性流动、粘性流动和蒸发凝聚和溶解沉淀，其宏观表象为颗粒堆积体的收缩。尽管从表面上看来，各种烧结机制之间存在很大的差异，但从本质上来看，烧结可以看成为粉体堆积体减小表面积为目的而进行的大颗粒吞并小颗粒（简称以大吞小），凹面吞噬凸面（简称以凹吞凸）的过程。可以将这部分内容的关键词归结为比表面积、以凹吞凸、以大吞小和体积收缩。综上所述，以粒子微观移动和宏观变化的总线索为出发点，可提炼出各章的具有特色的关键词，形成各章节内容的理论线索。掌握了这些关键词，然后从微观移动和宏观变化对这些关键词进行思考和分类，有利于形成课程的本部分内容的总体线索。

三、以辩证法为指导，掌握课程哲学内涵

众所周知，哲学可对具体的自然科学产生指导作用，辩证法是哲学的重要内容，包括对立统一规律、量变质变规律和否定之否定规律。对立统一规律强调任何事物均有正反二个方面，且随条件变化两方面的主次地位可以发生变化，量变质变规律揭示任何事物的变化均存在一个“孕育和积累”过程；否定之否定则体现螺旋式上升过程和曲折性。无机材料科学基础的过程动力学部分可找到反映上述三个规律的典型案例。无机材料科学过程动力学部分内容中能够诠释矛盾论的例子有很多，典型的为有极值点的一些曲线。以相变部分内容为例，成核-生长机理的相变尺寸和自由焓变化的关系曲线、成核速率和晶体生长速率与过冷度的关系曲线均存在极值点，它们体现的是矛盾主要方面和次要方面相互转化的矛盾运动规律。笔者针对相变尺寸-自由焓曲线提出了相变尺寸增大导致体系自由焓下降这一矛盾的一个方面，要求同学根据极值出现的特点及矛盾论的基本原理，启发学生找到矛盾的另外一个方面，通过主动思考，学生很容易地就理解了界面的形成对相变的牵制作用，通过矛盾主要方面和次要方面在一定条件下相互转化的规律，理解了相变尺寸这一条件对自发成核的重要意义，并从哲学高度理解了临界尺寸这一转折点含义：颗粒尺寸增大而引起的成核自由焓下降的因素，和颗粒尺寸增大而引起的界面增大在相变过程中所起的牵制作用，这一对矛盾的二个方面，其主次地位发生了转变。晶体-熔体相变的等温台阶，则是质量互变规律的一个典型案例。众所周知，平衡状态下，相变处自由焓不变。以一级相变为例，在相变温度处，ΔG=ΔH-TΔS=0。随着外界热量的不断进入一个物相体系，体系的温度升高。但当到达相变点时，尽管有能量进入，体系将在一个阶段保持温度恒定。这里存在一个质量互变规律，能量不断进入体系，导致体系的混乱度增大，也就是熵增大，随着量的不断积累，混乱度达到一定程度，体系的性质产生了质变，由一种相完全转变为另一种相。在相变温度下停留的过程，是一个新相的“积累和孕育”的过程。在教学中，从辩证法的角度给学生讲授相变过程中熵增大这一质量互变规律，有利于加深学生对这部分内容的理解。至于否定之否定规律，则是我们材料制备的目的。以陶瓷制备为例，其原料本为矿石，为具有强度的块体材料。在陶瓷制备过程中，首先要破坏这些块体，将其制成粉体，实现第一次否定过程，通过成形和烧结过程，又将粉体材料变成为具有强度的块体材料，实现第二次否定过程。通过这样一个否定之否定的过程，原来的块体矿石，通过一个螺旋式上升的过程，形成更好服务于人类的块体材料。在教学中，通过阐明这二个否定过程，可以启发学生深入探索其中缘由，理解第一否定过程中由于能量通过球磨等过程进入体系，使物料比表面积增大，从而为第二个否定过程奠定基础。并掌握在成形过程中体系在粉体表面能及水的表面张力的作用下形成块体以及烧结过程中体系在一定温度下表面张力降低的过程中的能量变化原理。学生可通过了解陶瓷制造过程中体系由块体变为粉体，然后又变为块体的否定之否定规律，深入了解在这一规律后面的能量方面的否定之否定规律即由矿石块体的低表面能到粉体的高表面能然后又回到陶瓷块体的低表面能这一否定之否定过程。从而加深陶瓷制备过程、烧结推动力及机理方面的理解。

网络时代的教学，老师的职能——传道、授业、解惑三方面作用的重要性发生了变化，解惑为道可提高学生学习的兴趣，加深学生对课程相关内容的理解，提高教学效率和效果。以微观粒子移动和宏观变化表象为出发点，可确定无机材料科学基础过程动力学各部分关键词，通过这些关键词，然后从微观移动和宏观变化对这些关键词进行思考和分类，有利于形成课程的本部分内容的总体线索。从课程具体内容中寻找无机材料过程动力学部分存在的辩证法规律，通过揭示其内在的辩证法规律，有助于学生从更深层次掌握课程内容。

第4篇：材料科学基础范文

关键词：材料科学基础；实验教学改革；预期效果

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）08-0036-02

材料科学基础是材料科学方法与工程专业一级学科公共主干课，是介于一般基础课与专业课之间的专业基础课，在教学中占有极其重要的地位，是学习其他相关专业课程的基础。材料科学基础实验是与材料科学基础课程教学配套的实践性课程，该课程的主要目的是培养学生的基本实验、实践能力，能应用所学的基本知识分析实验现象，解决实验中出现的问题。能根据要求查阅资料，设计实验方案，正确分析实验结果。通过实验培养学生分析和解决问题的能力以及创新精神。

随着国家高教改革的实施，实验课在教学中越来越受重视，很多高校以把实验课作为一门独立的课程来计算学分，为提高学生的动手能力，使实验与教学有机的结合起来，让学生在以后的工作中能学以致用，我们进行了一些探索和讨论，希望目前实验教学中一些不合理、不适合的方面能得以改进，充分发挥发挥实验教学在专业教学中的作用。

一、课程的主要内容及实验教学的现状

本课程将系统全面介绍材料科学的基础理论知识，诸如固体材料的结合键，材料的结构与性能，材料中的扩散，材料的相变，材料的塑性变形与强化，以及材料科学研究方法等，将金属材料、无机非金属材料、聚合物材料紧密地结合在一起。通过学习，要求学生掌握材料组织结构―成分―工艺―性能相互关系的基本规律和基本理论，深入理解他们之间的相互关系，培养学生应用所学的知识，分析、解决材料研究、开发和使用中实际问题的能力。初步掌握材料科学研究的思路和方法，为后续课程的学习和进一步深造奠定理论基础。

目前，我院材料科学基础实验课程存在着一个全国高校实验教学普遍存在的问题――实验与专业课之间为隶属关系。实验内容往往各自独立，实验之间缺乏连贯性，由于实验主要以分析材料的组织为主，因此常常出现重复实验操作的现象，往往造成实验室效益低下，教师、设备、房屋等的极大浪费。实验的模式，往往是以验证性实验为主，大多是按照实验指导书，在实验室人员的指导下按部就班地进行实验，学生做完实验后常常不知道做此实验的目的、意义是什么，使学生缺乏对实验过程的理解及相关理论知识的融会贯通，不能充分掌握和利用所学知识进行创新。同时，目前实验主要以验证实验为主，大大阻碍了学生创新能力的培养。有的实验操作具有重复性，学生常常由于重复相似的实验，而失去对实验的兴趣，进而对实验抱着敷衍的态度。如，钢铁平衡组织及铸铁组织的观察、马氏体形态观察、金属的低倍组织缺陷观察等，目前主要是学生用金相显微镜对各种组织的标样进行观察，实验具有相似性，学生做实验时实验兴趣逐渐减退，往往做完实验很快就忘了。

二、实验教学改革的内容

1.验证型实验加深学生对基本理论的理解。由于材料科学基础实验是学生首次进入专业实验室，因此他们对实验室的基本情况都不了解。基础实验，主要使学生了解实验室的规章制度、注意事项及实验设备的相关知识，掌握实验设备的结构、功能，及其操作方法。本部分的实验包括金相显微镜结构与使用、金相试样的制备、金相显微摄影技术，要求学生能按实验指导书的要求，正确进行实验，联系课堂所学知识，加深对所学知识的理解，使学生掌握金相试样的制备方法，金相显微镜的使用方法和金相显微镜的数码照相法。

2.综合型实验培养学生综合实践能力。在这一实验环节中，要求学生能根据实验目的，合理设计实验方案，正确进行实际操作，应用所学的理论知识分析问题实验结果，解决实验中出现的问题。如铁碳合金平衡组织的观察与分析等。这些实验可与材料热处理、材料工艺学课程的学习一起进行。将一个班的学生分成若干个组，每组4～6名学生，由学生根据材料热处理、材料工艺学课程所学知识，在老师的指导下，学生从原料的选择、加工开始，进行配料、成型、热处理、制备金相试样，进而进行金相实验，分析各组间观察到的金相图像不同的原因。

3.设计型实验提高学生创新能力。在有关教师的指导下，学生应用所学本课程的理论知识，在本学科的前沿进行一些探索性的实践，可以在本课程时间内提出有创新性的设想和研究方案，而后在开放实验室中进行，也可以是教师科研工作中与本课程内容有关的小课题，鼓励学生应用所学的知识提出创新性的设想。如：“高强铝合金组织与性能研究”的实验。首先，学生在研究生的指导下完成相关文献的查阅，通过查阅文献，拟定出实验目的。提高铝合金强度的方法很多，如添加合金元素、制定合理的热处理工艺、采用最佳的制备工艺等，本实验的实验目的即选取适当的方法以提高铝合金的强度。其次，学生在结合文献的基础上，根据实验室条件，选择适当的实验设备。如，我院实验室可选相应实验设备有：电阻熔炼炉、金相显微镜、硬度计、力学性能实验机、扫描电子显微镜等。学生可通过所选实验设备进行合金熔铸、合金热处理、力学性能分析、显微结构分析等实验。然后，学生结合文献在老师的指导下拟定切实可行的实验步骤。在研究生的参与下完成实验。在实验实施过程中，可以几个同学一起完成，这样又可培养学生的协作能力。

4.实验报告的撰写。目前，大多数学生在撰写专业实验报告时，仍按照大学物理实验报告的模式来撰写，包括实验题目、实验目的、实验器材、实验原理、实验步骤、实验数据处理以及问题的分析讨论几个主要部分。但综合型实验与设计型实验的实验报告要求按正规期刊上发表的小论文的格式进行撰写。这样有利于培养学生的逻辑思维、文字表达能力。较好的小论文还可以进行发表，以此来提高学生学习的兴趣、学习自信，及学院的教学影响力。

三、教学实验改革的预期效果

材料科学基础通常开设在第五学期，是我院材料类本科生接触的第一门专业基础课程，课时多，课程难度也比较大，其实验课主要围绕组织的金相分析为主，有一定的操作重复性，学生实验后往往记不住实验的内容，缺乏实验兴趣。经过实验教学改革，开设综合型实验及设计型实验后，在实验过程中，学生都是实验的主体，整个实验都是在实验室老师的指导下由学生独立完成，综合实验对培养学生主动学习、灵活运用所学理论知识及创新的能力，激发学生的学习热情，提高学生解决分析问题的能力，都具有一定的效果。

四、结束语

以上是本人在材料科学基础实验教学过程中，对实验教学改革的一些思索。实验环节是工科学生学习期间的重要环节，实验教学工作的好坏，直接影响到学生专业知识学习能力、实践动手能力及创新能力的培养，因此，实验教学的改革是一项势在必行的艰巨任务，如何开展材料科学基础实验的教学改革是值得进一步深思和探讨的。

参考文献：

[1]胡庚祥.材料科学基础[M].上海：上海交通大学出版社，2000.

[2]那顺桑.金属材料工程专业实验教程[M].北京：冶金工业出版社，2004.

第5篇：材料科学基础范文

根据卓越工程师的培养目标，通过到企业调查走访、问卷调查、毕业生反馈等方式，收集了对课程体系设置的意见和建议，结合“卓越工程师”培养目标，对材料科学与工程卓越工程师课程体系进行了模块化设置。也就是将课程体系设置为由若干个完整的课程模块构成的课程体系形式。材料科学与工程卓越工程师课程体系由材料制备基础、材料加工技术、材料的性能、材料的检测等四个模块组成。每一个模块又由若干门课程组成，分为必修课和选修课两类。材料制备基础模块由材料物理化学、材料科学基础、金属塑性成型理论、材料科学导论（双语）等组成；材料加工技术模块由热处理原理及工艺、金属塑性成型工艺学、现代材料制备技术、金属焊接工艺等组成；材料的性能模块由材料力学性能、材料腐蚀与防护、材料物理性能等组成；材料的检测模块由材料分析技术、失效分析、计算机在材料科学与工程的应用等组成。这样的课程设置，能够突破学科专业领域的界限，灵活地设计和组织具有不同作用的课程模块，从而构建具有不同价值取向的课程体系，以满足学生的全面发展和个性发展需要。

2.科学合理地进行课程的整合和重组

根据教育部“卓越工程师”培养模式，结合材料科学与工程专业人才培养长期的实践经验，对课程进行了整合与重组；在制订材料科学与工程专业“卓越工程师”培养计划过程中，在原来的培养方案的基础上，对课程进行重新的整合和重组。在进行课程体系的整合重组过程中，打破了各学科领域的界限，增加金属凝固、塑性成型、焊接等内容，真正达到了“宽口径、厚基础”的目的。同时不受原有课程和体系结构的束缚，对课程进行了实质性的有机融合和重新组织。具体而言，改变了以往按人文科学、社会科学和自然科学分类或按照等级结构设置课程的做法，打破了原有专业、课程之间的壁垒，摆脱了学科知识系统的束缚；强调课程内容的综合性，以跨学科的方式选择课程内容、组织和整合课程体系。同学科知识的相互渗透、融合和新知识的吸收利用，保证知识结构的系统性和完整性；改变过于讲究学科自身结构而导致的课程设置过细、过多和缺乏整体性的状况；避免课程内容的脱节和交叉重复，精简课程门类，减少必修课比例。比如：将以往的《固态相变》和《热处理工艺学》整合为《热处理原理及工艺》，将《材料力学性能》和《材料物理性能分析》整合为《材料性能》，将《金属材料学》和《模具材料》整合为《金属材料学》，将《现代材料制备技术》和《热处理新技术》整合为《现代材料加工技术》等。并处理好理论与工程实践、必修课与选修课之间的关系，大力加强实践课程的体系改革。

3.结合企业需求，制订企业培养方案

企业学习阶段是材料科学与工程专业的工程教育不可或缺的阶段，是整个教学计划的重要组成部分，也是实施“卓越工程师培养计划”的重要环节，按照材料科学与工程卓越工程师培养计划，将严格按照“3+1”培养模式，其中1年企业实践培养，着重完成学生的基本操作技能、分析解决工程实际问题能力的培养。使学生通过企业学习阶段的学习和实践，基本掌握金属加工车间、热处理车间、锻造车间、表面处理车间、金属材料检测中心等部门的工作内容和基本生产操作技能，了解工程技术人员在热处理车间表面车间、检测中心等部门的作用及技术职责范围，培养具有较强创新意识和实践能力的材料科学与工程专业人才。同时具有灵活运用材料科学与工程专业知识与材料工程规范、团队协作、跨文化环境交流、竞争与合作的能力，以及较强的创新意识和进行热处理工艺设计、技术改造与创新的能力。所以企业培养方案包括：初步能力培养实训、专业基本能力培养实训、工程能力训练、行业领域实习、毕业设计等环节。整个教学环节将依托企业、工程中心、重点实验室开展，由校企共同参与培养过程，共同监控培养过程。

4.课程体系与能力培养的关系

第6篇：材料科学基础范文

关键词：应用型；人才培养；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）49-0158-02

一、引言

“金属材料及热处理”是材料科学与工程专业、材料成型及控制工程专业，特别是金属材料工程专业重要的专业基础课程，目的在于研究金属材料的性能与其成分、内部组织结构之间的关系及变化规律，介绍改变金属材料性能的途径以及常用金属材料的基本知识与理论。

金属材料及热处理课程是学生在学完基础课程后，进入专业课程，学习前必须学习的一门课程。

因为基础课与工程实际有较大的距离，而专业课程则紧密结合工程实际。这两者之间在思维方式上有较大的差别，因此需要有一个过渡，同时也需要在知识上作进一步的准备。学生通过《金属学及热处理》课程，除了学习材料基础的、共性的具体知识外，更重要的是学会如何分析、解决生产实际问题，建立基本的工程思维方式，这对于培养一个合格的应用型工程人才非常重要的。

根据应用型工程人才培养的要求，结合“金属材料及热处理”课程的特点，有必要对该课程教学模式进行改革探索，具体采取以下做法。

二、精心设置教学大纲，教学大纲体现应用型人才培养特点

教学大纲是一门课程的核心，通过教学大纲能够正确反映该课程对学生的学习目标，培养方向，根据应用型工程人才培养的要求，结合“金属材料及热处理”课程的特点，教学大纲主要是构建课程建设平台，以学生能力要求为目标，建立一种由知识到技能，再由技能到素质的实验教学模式。

1.教学大纲设置强调共性、强调应用性的原则.因为在开设该课程之前已经学过材料科学基础课程，某些理论的知识点已经讲完，如晶体结构、晶体缺陷、凝固、相图、扩散等部分内容，在设置金属材料及热处理教学大纲过程中材料科学的知识越过，避免重复。理论知识环节压缩学时，够用为主，如固态相变原理那部分知识点。剩余的知识点突出应用性，主要包括热处理原理、热处理工艺、金属材料的种类、性能及应用等部分。

2.教学大纲增加了有色金属知识点，体现服务区域经济发展的人才培养理念。烟台南山学院地处烟台龙口市，该地区铝产业发展迅速，已经获批国家级铝精深加工基地，目前南山集团正在建设亚洲最大的航空材料产业园，作为当地唯一一所应用型本科高校，培养的人才为区域经济发展服务成为办学思路。在金属材料与热处理教材中，有色金属部分内容太过简单，只是一个粗略的介绍。为服务当地经济的发展，培养铝合金加工技术、掌握铝合金热处理工艺的应用型人才，在该课程中增加了有色金属热处理原理、有色金属热处理工艺环节。

3.教学大纲中的实验项目体现综合性.实验环节对应用型人才的培养非常重要，因为这个环节需要学生动手完成，是对理论知识在实践中应用的体现，为培养应用型人才，实验环节尽量开设综合性实验项目，减少验证性实验项目，实验过程由学生独立操作完成，通过实验让学生巩固所学知识。如钢的热处理工艺操作实验，根据实验室的钢铁材料，让学生设计实验过程，经过实验室老师审核后，到热处理实验室完成，操作整个过程实验教师只是在旁边作安全指导。

三、采用多种教学方式，提高学生学习兴趣

教学方式采用教师课堂讲授、实验室验证操作、企业现场参观实习、企业相关技术人员做专题讲座、学术报告等多种方式相结合的办法，提高学生学习兴趣和效果。

1.师生互动的教学方式。在理论课的教学过程中，为突出应用型，每一个原理性的内容，不应该按照书本讲完就可以了，应该根据补充新的内容，因为教材往往都有一定的滞后性，编完教材，等教材出版后，新工艺、新技术、新设备有可能出现，为避免与生产脱节，任课教师都要搜集实际案例，要搜集最新企业应用案例或者最新研究成果，将书本上没有的这些最新知识多设计几个讨论环节，学生分组讨论，有必要时可以借助网络（现在几乎所有学生手机都能上网）来一块寻找答案，通过这种方式激发学生学习主动性。

2.参观实习，企业现场授课的教学方式。有一些课程内容学生平时很少接触，如金属材料化学热处理工艺、表面热处理等知识点，应该利用校企合作的有利资源，到企业生产现场参观实习，在企业现场授课，通过这个方式可提高学生的工程实践能力，使学生掌握第一手实践资料，学的更扎实，能够做到学会不遗忘。

3.专题讲座和学术报告辅助教学的教学方式。本课程授课期间必须安排一次专题讲座和一次学术报告作为辅助教学方式，专题讲座可以邀请企业高级工程师来给学生开展，或者由任课教师将自己的科研课题与本课程有关的内容给学生做讲座。学术报告主要是请学校的相关教师给学生做金属材料领域最新研究进展和最近技术的报告，通过这个方式激发学生的求知欲望，探究整理的动力，也能让学生认识到该课程的重要性，促进课程的学习。

烟台南山学院主要是利用与南山集团全面开展校企融合的优势，企业定期安排企业技术人员为学生开展专题讲座；紧跟材料科学发展的前沿，利用与“985”名校“中南大学”合作办学的契机，邀请中南大学名师到校为学生开展学术讲座；同时还鼓励学生参加老师课题组，在实践中结合具体项目学习，在学习专业基础知识的过程中，不断提高学习兴趣，最终达到通过兴趣学知识的目的。

四、设计好实验环节的教学，使实验教学环节达到应用型人才培养的目标

实验是非常重要的实践环节，应用型人才培养中已经将实践环节提高到了40%左右的比例，实践环节提高了，实验教学需要跟进步伐，调整思路，综合性的实验也要体现应用性。

烟台南山学院金属材料及热处理课程的实验环节增加了设计内容，具体做法如下：

第一步，学生3～4人组成一个实验小组，自己设计一个合金体系（如铝合金的7系、6系、2系等等）；

第二步，学生根据自己设计的合金体系由小组成员独立完成配料工作，根据实验要求列出所需要的实验设备，并能够独立完成该合金体系的制备工作；

第三步，制备完后进行均匀化退化工艺，具体参数学生自己设计，再对所加工好的合金体系进行成分检测；

第四步，再对制备的合金进行淬火等后续的热处理工序，最后还要完成硬度、强度性能的检测。

上述过程中，设计环节均是在课余时间完成的，操作环节在实验室中完成。通过这个过程训练，学生掌握了材料成分检测、材料性能检测、热处理工艺确定、热处理操作过程、认识了有色金属材料，基本上由一个综合性实验巩固了课本上大部分知识，而且还提高了学生独立解决问题的能力，培养了学生的动手能力。

五、改革课程评价方式

课程评价对学生来讲非常重要，其结果反映了学生学习该课程是否合格，传统的课程评价方式主要是采用期末考试的方式进行，根据期末考试的分数决定学生掌握该课程情况，看出学生是否合格。固定的评价方式对应用型人才培养是不利的，为培养应用型人才，增加学生的积极主动性，教学大纲中提出了评价方式的改革。

学生已经进入大学阶段的学习，避免出现死记硬背的现象很关键，对金属材料及热处理课程来讲，锻炼学生归纳能力、理解能力、自学能力很重要，平时教学方法多元化的过程就是培养学生这些能力的过程，学生应该重视平时过程的学习，一定要防止出现为应付考试，考前死记硬背，考完全部忘掉，结果课程评价合格的现象，因此需要对课程评价方式进行改革。

课程评价方式改革如下采用平时成绩30分，末考成绩70分的方式，总成绩是平时成绩+末考成绩，总分60分才算该课程合格。平时成绩包括三部分内容：第一，课堂表现，10分，根据学生出勤和在课堂上积极参与讨论进行赋分，迫使同学分在课堂上主动动脑思考问题，查阅资料，积极参与讨论，这样确保学生深刻理解课程内容，掌握知识点，培养创新思维能力和动手、动脑能力；第二，积极参加专题讲座和学术报告赋分10分，各个专题讲座和学术报告可开拓学生思维能力，提高学生归纳总结能力，熟知学科发展水平，根据学生参与情况赋分；第三，完成综合性实验项目，10分，根据学生在综合性实验项目中的表现，给予赋分，促进学生积极投入实验过程，对培养动手能力强的应用型人才非常有利。末考出题时多出与实际应用相关的考题，减少简单的死记硬背题目出现，使合格的学生做到永不遗忘，真正掌握该课程。

六、结语

应用型人才的培养需要制定一个适合的人才培养方案，但不能仅仅停留在一个方案上，需要落到实处，方案总的每一门课程都需要针对应用型人才培养模式进行教学改革，烟台南山学院材料专业的金属材料及热处理课程从大纲制定、教学方式多样化、综合性试验项目开展等方面作了教学改革，取得的效果还是较好的，起到了该课程对应用型人才培养承上启下的作用，为后续专业课对应用型人才培养打了一个好基础。

参考文献：

[1]吴欣.在课程教学中开展创新教育的探索与实践[J].高教论坛，2012，（10）.

[2]周益兰.基于“金属材料及热处理”工作过程教学的探索[J].科教文汇，2014，（9）.

第7篇：材料科学基础范文

关键词：继续教育学院;土木工程材料;教学改革

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）01-0036-02

继续教育学院的前身为成人教育学院，是各大学里设置的专门从事成人教育、短期培训等学历教育与非学历教育的二级教学单位。继续教育是面向学校教育之后所有社会成员特别是成人的教育活动，是终身学习体系的重要组成部分[1]。

成人教育有其群体特殊性，交流中发现，好多学员对目前的教学体系提出了抱怨：想学的没学到，不想学的或者没有应用价值的常规概念却一直在重复。土木工程材料是土木工程专业的一门专业基础课，学员受众面广。课程教学内容设置、教学方法的选择及考核形式对教学效果和学员的学习积极性有着重要的影响。基于此，笔者对该课程的教学改革提出了自己的观点。

一、土木工程材料课程的特点

土木工程材料对于不同的专业方向有不同的掌握要求，其突出特点是实践性强。通常，土木工程材料课程包括理论教学和实验两部分：理论教学着重于使学生了解材料的基本性质、专业术语和基本概念;实验教学主要是通过试验让学生学会材料性能的测试方法及实验方案设计，为学生从事材料检测及新材料研发工作奠定基础。实验部分与理论知识相互呼应，“理论与实践相结合，知识与能力相结合”，才能取得良好的教学效果[2]。

二、改进土木工程材料教学的措施

（一）精选教学内容

以建筑方向为例，目前所用《土木工程材料》教材通常十五章左右，内容主要有[3]：材料的基本性质、天然石材、气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、建筑砂浆、金属材料、墙体材料、沥青与沥青混合料、防水材料、木材、高分子建筑材料、装饰材料和绝热、吸声材料等。如果每个章节都有所涉及，讲完整本教材至少需要60个学时。但继续教育学院的课程安排通常仅为30个学时，甚至更少。既要保证教学质量又想面面俱到显然是不可能的。交流中获知，任课教师在制定教学大纲时通常出现两种情况：一种是讲授范围比较宽泛，基本每章都有涉及，但讲授内容较浅显，有的章节仅停留在相关概念的认识上;另一种是压缩讲授范围，通常只讲教材的前半部分，授课相对深入。两种做法各有优劣，前者能够开阔学生视野，后者能够深入学习相关知识。基于学员群体实际情况，个人认为后者更具实际意义。

如前所述，继续教育学员为成人群体，都是基于职称或专业技术需要等原因来校接受再教育。想通过继续教育提高学历获取职称的占绝大部分（90%以上）。该部分人群本就抱着混学位的思想来上课的，想通过课程授课让其专业领域开拓视野基本上等于痴人说梦。如果将授课范围压缩，授课中能够引入该群体工作中所面临的常见问题展开，无疑将极大地提高他们的学习热情，收到良好的教学效果和较高的教学评价。

以2014年某班级为例，参与本课程学习的共有17人。开学之初，调查发现17位学员中有11人在土建行业一线从事专业工作，其余6人与土木专业根本不相干。了解学员情况后根据土建专业11人的专业背景，在教学中将材料的基本性质、天然石材、气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、建筑砂浆、金属材料列为教学重点，累计占用26学时（其中24学时为教材理论知识讲授，2学时用于讲授施工方案的撰写），其余章节占4学时，制订教学计划。教学中根据本人现场经验及学员工作中遇到的实际问题进行理论还原，极大地提高了学员的学习热情。

相比据学员背景划分教学重点，教材改革更是值得探索的一项根本措施。教师应积极着手教材建设，根据专业方向合理选择统编教材和自编教材，跟踪最新工程技术、施工工艺及材料发展趋势，定期不定期地更新教材。教材还应以增加学生的学习兴趣和自主学习能力的培养为出发点，做到主次分明、突出重点、简明适用[4]。针对继续教育学员这一特殊群体，本人认为“土木工程材料”课程的教材改革还应做到实用至上，教材中应大量引入工程实例。

（二）运用多样化的教学手段

教学手段应用是否得当将直接影响教学效果和学生的学习兴趣。近些年，随着多媒体技术的发展和完善，大多数教师都采用多媒体教学，尤其是那些内容多、课时短的课程，多媒体教学更是备受青睐。多媒体教学确实有许多优点：运用动画使教学内容更生动形象、声图并茂，可提高学生注意力;尤其针对一些较泛、较杂的学科，可以链接更多的信息。但多媒体教学的弊端也是同样显著存在：演示代替了互动，课件“统治”了课堂，教师往往将更多的精力放在课件上，使师生难以进行情感交流;打消了教师备课的主动性和积极性，有些教师因此消极备课，认为讲课就是对着课件念，反正不会出现“挂在黑板上”的现象。这无疑将从根本上降低教学效果。

目前，公认效果最好的教学手段为板书和多媒体相结合。因为它既克服了板书教学的枯燥和死板，又克服了多媒体信息量过大、学生不能及时跟进课程进度的缺点[5]。然而实践表明，采用这些教学技巧应对继续教育人员还是不够的。因为他们只关注授课内容的实用性和与其工作的相关性，除采用上述教学手段之外学员更倾向于将部分授课内容搬至现场或者实验室，即他们对现场教学更感兴趣。这就要求授课教师在上课之前了解学生的专业背景和工作情况，制订教学计划时针对性地将部分课时设置成实验课时或现场教学。这是完全能够实现的：比如，混凝土章节可取3―4学时根据学员情况可联系拌合站或施工现场或实验室进行试配，根据材料学原理解决试配过程中存在的问题并进行工作性测试与评价，而不是照本宣科。

（三）改革考核办法

同多数课程一样，目前该课程考核仍采用闭卷笔试的方式进行。这种单一的考核方式历来备受诟病。并不是学生觉得题目太难，而是因为以名词解释、填空、选择、简答、问答为主要题型的试卷闭卷考核方式，与被考核人员的工作能力、工作技能等几乎毫无关系。比如：设定情景进行混凝土配合比设计是本课程常考的重点，计算中如果某个环节出错或者某个公式没有记清楚，将直接影响计算结果，从而大幅影响考试成绩。但实际工程当中，配合比设计是由专业技术人员在规范指导下进行的，根本不存在公式记忆的问题。只要结构服役环境、强度及耐久性设计指标明确根本不会出现考试中无法进行的情况。并且工作中“填空”或“名词解释”的时候又有多少呢？

实践是检验教学效果和学习效能的唯一标准。结课考查的目的是加强学生对所学课程的了解、理解、掌握和应用。土木工程材料课程的特殊性要求我们应该注重实用，注重实践。为此，该门课程可以采用开放式的考核方法，以大作业的形式进行――查阅资料进行案例分析或材料施工组织设计都是不错的选择。比如：北京国家美术馆钢筋锈蚀的原因分析，可提示大家结合美术馆所处环境特点及钢筋锈蚀产生的原因从混凝土中性化及早期混凝土配合比特点去分析解答;高速公路两侧护栏顺筋开裂的原因及预防，则要从高速公路的服役环境、高速公路冬季除冰措施及氯离子对钢筋侵蚀破坏的原理等着重分析冻融循环产生的原因及预防等等。这些开放性的题目鼓励学生查阅资料或者与他人讨论完成。这样既能理论联系实际又做到了提高学生查阅资料处理问题的能力，为其日后独立解决工程问题奠定基础。同时，这种考核方式对任课教师也提出了更高的要求，它要求任课教师必须有足够的实践经验和现场问题的积累。

（四）端正教学态度

教学态度是教师综合素质的体现，良好的教学态度是教学效果的基本保证。接受继续教育的学员都是成年人，而且部分学员在各自的领域内取得了一定的成绩。因此，课堂纪律有时难以把握。这就要求任课教师端正教学态度，以身作则。工作中既要做到善解人意又要坚定立场，坚持原则。同时，授课中应摒弃说教，多采用交流的方式进行。这样既有利于加强与学生的交流，改善教学效果，又能提高教师的威望和学校的口碑。

三、结语

继续教育是成人的再教育，是终身学习体系的重要组成部分。当今社会经济的高速发展，对继续教育提出了更高的要求，如何提高继续教育教学水平日益成为社会关注的焦点。土木工程材料作为大土木下的一门专业基础课，在继续教育中受众面广。要提高该课程的教学质量必须做到以下几点：第一，理论联系实际，结合学生专业背景划分授课班级、制定教学大纲、加强教材改革做到有的放矢;第二，多种教学手段相结合，尤其做到课堂教学和现场教学（实验教学）相结合，加强学员实际操作能力;第三，采用开放式考核办法，提高学生通过查阅资料、与专家进行技术交流等手段独立解决实际问题的能力;第四，任课教师应端正教学态度、以身作则，为继续教育工作的可持续发展做出应有贡献。

参考文献：

[1]朱淼，黄艳.新时期下高校教师继续教育模式的探讨与

实践[J].继续教育研究，2014，（3）.

[2]中国工程院工程教育代表团访美考察报告[J].高等工

程教育研究，2002，（5）.

[3]杭美艳，张黎明等.土木工程材料[M].北京：化学工业出

版社，2014.

[4]万银善.高校教材建设与管理的几个问题的思考[J].科

技资讯，2007，（20）.

第8篇：材料科学基础范文

[关键词]教学方法;理解;运用;操作

金属材料课是机械制造专业的必修课。由于课程主要是研究金属材料内部的组织、显微金相构造和性能之间的关系,教学不能直观演示的原因,造成课程内容抽象、枯燥,学生往往失去学习兴趣。尤其是对初中毕业生占90的技校生来说,问题更为突出。所以如何能在较短的教学时间内培养高素质的技能人才,这对我们教师提出了更高的要求,针对这些特点,本人结合教学经验,对如何提高这门课的教学效果进行一些探讨。

一、强化基本概念的理解是记忆的保证

教材中有许多概念是相近或相似的,也有一些概念文字表达很相近,但含义却差距很大,学生容易混淆如强度和硬度、塑性和韧性、淬透性淬硬性等等。教师除了在教学中具体阐述各自概念外,还应多作比较,通过比较分析两者的区别或联系,从比较中加深理解,使学生对概念的运用更准确,更符合实际。对概念的定义要准确、通俗易懂、尽可能的简短。对热处理工艺部分内容,许多处理方法彼此存在矛盾。这样作为教师就必须运用辩证的方法去培养学生深层思维。认真梳理分析这些矛盾才能使学生避免一头雾水。如碳钢的性能,随着含碳量的增加,强度、硬度明显的增加,而塑、韧性却下降;淬火时快速冷却(水冷)容易获得马氏体组织,增加零件的硬度强度,而内应力也增加,使得零件的裂纹产生。这样的例子不胜枚举,教师在教学中应该用辩证法的方法,首先讲清矛盾两方面各自产生怎样的结果,而这个矛盾两方面又相互制约、相互影响。甚至双方又可相互转变,从而引导学生找到最佳的解决方法。就拿淬火来说,在获得马氏体的前提下尽量降低冷却速度,以减少内应力,是解决矛盾的最理想方案。围绕这一目标,产生了理想状态的双液淬火介质,从而形成双液淬火,分级淬火,等温淬火等方法,利用各种冷却介质,借助于外部因素,使问题得到圆满解决。如果加入某些合金因素,使得临界冷却速度降低,也能解决这个问题,这就是合金钢。

二、重点内容要突出,关键在运用

铁碳合金状态图是热处理教学的一个重点,它使学生了解不同成分的碳钢合金在不同的温度下所对应的组织或状态,而且对学生在今后制定热处理工艺,选择相应的加热温度提供依据。教师在教学中首先应讲清合金状态图所反应的三个内容:一是不同成分的铁碳合金,即含碳量(横坐标);二是不同温度(纵坐标);三是对应于不同含碳量及温度的点,它反应出此时铁碳合金所对应的组织状态。其次教师应讲清铁碳状态图是如何建立的及整个过程,即配制一系列合金,绘制冷却曲线,建立成分与温度坐标系,并把相同组织描点连线,围成一个个区域组成状态图。最后教师应引导学生开展逆向思维,从已知的状态图中反过来获取信息,既可以让学生思考对应于含碳量及温度的合金应是何种组织状态,又可以提问对应于具体含碳量要保持其组织不变,温度范围如何控制;而且又可以提问保持同一温度,同一组织时含碳量的范围如何。如此提问可以举一反三,学生只要掌握的知识的本质,以不变应万变,在实际工作中大显身手。

三、用实验来论证理论,教学互动

第9篇：材料科学基础范文

关键词：高职；工程材料及机制基础；课程论文；教学改革；学习主体

《工程材料及机制基础》是一门技术基础课，特点是叙述性、记忆性的内容多，概念多，内容抽象，使学生学起来感到枯燥，有似易而难，似浅而深，似懂非懂的印象。

针对《工程材料及机制基础》课程的特点，我们在教学方法上提出了增设课程论文的设想。通过增设论文改革教学方法，转变以教师为中心、以灌输知识为主的传统教学，发挥学生的主体作用，促进教学指导思想、教学内容、考核手段的全面改革。可以将单一的课堂讲授扩展到指导学生自学、讨论、科研和实践，有利于加强师生的双向交流及学生能力的培养，使学生由“学会”逐渐过渡到“会学”、“会用”。

增设课程论文的意义

（一）一线牵动了全局，一改可以推动教学各环节的全面改革

促进教学主导思想发生根本性的改变长期以来，一种旧的传统教学思想指导着我们的教学工作，这种旧的教学思想突出表现在两个方面：一是单纯传授知识，忽视学生能力的培养，认为有了知识就有了能力，把知识与能力等同起来；二是教书不教人，把教书与教人割裂开来。在课堂教学中增加课程论文体现了教学以培养能力、发展能力为主导的思想，突出了学生的“学”和教师的“导”。

在教学内容上原来是书上有啥讲啥，现在转换为“四不讲”，“四增加”四不讲是：凡属高中或文化基础课讲过的不讲；陈旧过时的知识不讲；单纯阐述性的不讲；学生自学就能掌握的不讲。四增加是：增加新知识，新技术；增加科学论文讲座；增加实践性教学环节；增加课程论文。

与旧的传统教学思想相比较，这是一套全新的教学方法旧的传统教学思想主要表现有二：一是“注入式”，二是“抱着走”。在这种教学方法指导下，学生的学习主动性与创造性受到严重的压抑，处于极为被动的地位，改革这些方法势在必行。增设课程论文则注重四个为主，即学生为主，自学为主，读书为主，训练为主。以启发式、学导式代替注入式，根据课堂性质、学生的特点，采用讲授、课堂讨论、习题和指导学生自学等各种形式，激发学生的学习兴趣，引导学生通过自学与各种课外训练，开阔思路，掌握知识，锻炼能力。

促进了实验的改革原来实验是听、看、抄。听是学生听实验教师讲授实验原理、方法、步骤及仪器使用等；看是少数学生照着教师的示范动作做一遍，大多数学生围着看；抄是实验之后大家互相抄数据和实验报告。现在改为自始至终让学生亲自动手，培养了学生动手能力。

改变单一的考试方式原来是课程结束后一次性考试，一锤定音，现在是以课程论文为前提，没有参加撰写课程论文或课程论文不合格的学生不能参加考试，考试成绩改为两部分：课程理论占80％，课程论文占20％。

（二）能够较好地调动学生的学习积极性，有利于开发学生的能力

过去单纯的课堂教学法一个突出的问题是：学生不会看书，不会作学习笔记，不会整理数据，也不会把新学到的知识有条理地讲出和写出来，解决实际问题的能力也很差。通过课程论文的锻炼，学生减少了对教师的依赖性，动脑、动手、动口的能力会大大增强。增设课程论文是写毕业论文前的一次预演和锻炼；是培养学生自学的有效手段；可以锻炼学生归纳、综合、分析问题的能力；可以增强学生动手和语言表达能力。

（三）充分发挥学生在学习中的主体地位

在写论文的过程中，学生自行寻找参考资料，自学读书，自己处理数据，自己进行实验查证问题，教师辅导。这样学生和书本、教师和学生、学生和学生可以充分进行教学信息反馈流通。学习好的学生可以向宽、深方面发展，学习中等的学生可以不吃力地完成学习任务，学习差的学生可以在教师充分的个别指导下完成最基本的学习任务。学生各得其所，个个积极主动，因而有利于学生学习成绩的普遍提高和两极分化现象的改善。

（四）为教师和学生都留出了足够的空间

在论文的审定和批改上，采用教师批阅和学生之间互相交流、互相审定的方式，使教师批改作业的负担减轻，从而可使教师把省下的时间用于备课，钻研教材、研究问题、辅导学生；学生通过查阅参考书，也扩大了知识面。这种教学方式不仅可以极大地提高教学效果，也为师生的发展带来了活动空间；在检查论文的合理性上，采用自己实验自己验证的方式，经验及时交流，错误及时纠正，教训及时吸取，学生在教师指导下，主要靠自己钻研获得知识和技能，因而理解更加深刻，运用更加熟练，遗忘较少。

（五）能促进教师积极钻研业务，有利于提高教学水平

过去教师讲，学生听，一本教材讲到底，一个讲稿用几年。现在教师必须随时随地回答学生提出的问题，这就迫使教师必须认真钻研业务，研究教材的知识结构和学生的心理特征，尽快用新知识充实自己。这样在当今科学技术日新月异的情况下，教学内容也能做到与时俱进，这无疑对教师的业务水平、教学水平的提高是个极大的促进。

增设课程论文的实施步骤

增设课程论文具体做法分为布置阶段、撰写论文阶段、实验验证阶段、质量考核阶段四个步骤。

（一）布置阶段

在课程教学中，增设课程论文是一个新想法，在学生没有思想准备的情况下，应及早布置，明确要求。上课前首先应向学生班级作一个通报，获得他们的支持，然后在第一节课时可向学生布置，要求课程论文的文章要文理通顺、简练，能较为正确地反映国内外新技术、新成果，资料来源较可靠，分析见解基本正确，有一定的技术情报价值或实际指导意义。完成时间在课程讲授到三分之二时为宜。过早，学生知识面太窄；过晚，学生已经临近期末考试，容易流产。考核方法：采用学生互相交流的方式，由班集体按优、良、中、及格、不及格五级评定，将学生意见与教师批阅相结合，其成绩按20％计入该课总成绩。论文题目可由教师确定，也可自选题目。

（二）撰写论文阶段

在本阶段需要注意以下五点：

选好论文题目无论自选题目或教师确定的题目，都要有利于培养学生的科学想象力；有利培养学生分析问题的能力；有利于培养学生的实践动手能力。总的来说就是要有利于学生能力的培养。

作好示范将近年来教研室教师正式发表的与课程有密切关系的学术文章在课堂上向学生宣读，或发给学生传阅。由作者谈选取资料、处理数据、实验验证的方法和过程。这样不仅把教学和科研紧密地联系在一起，而且也给学生撰写论文作了示范性的讲解。

抓好资料的选取和自学阅读参考资料时，要求学生作到“四记”。“记心得”：不要抄书，要消化书上的知识，记下自己的理解和心得；“记问题”：记下疑难问题和糊涂概念，以便给教师辅导时提供线索；“记数据”：便于分析比较；记需要实验的东西。

引导学生调查分析在撰写论文的过程中有目的地提出些有特点的工艺现象组织学生讨论，如可以让学生对机床主轴进行分析，从其使用的特点引出力学性能要求是多方面的。通过对主轴所需的各个力学性能要求分析，可以逐步论证出机床主轴的工艺要求，从而深化课堂所学的知识。即使学生的设想可能不够完善，但只要学生自己能主动分析问题，就可以提高学习的积极性，提高学生的能力。

搞好辅导学生写论文时，教师要随班辅导，这时学生提出的问题比过去上课后自习时提出的问题要多一些，对学生提出的问题，比较容易的，给学生指出思路，启发进一步思考，不急于回答现成结论，对有共性又较复杂的问题，可以留到课堂解决，这样可提高辅导质量。

（三）实验验证阶段

课程论文有些可能是实验性很强的课题，有的课题甚至需要依靠实验得到的结果来完成，这样就可以让学生由始至终亲自动手去做，并可要求学生在实验中做到以下几点：（1）需要做实验的学生首先向实验室和任课教师提出做实验的项目。（2）由学生根据题目的需要和实验室的条件写出实验计划并和教师一道研究实施方案。（3）由学生自己动手做试验前的准备工作，包括仪器设备的检查等。（4）学生自己动手完成试验的全过程，然后整理实验数据，写出实验报告交教师审阅。

（四）质量考核阶段

可采取学生互相交流、班集体评选与教师审阅相结合的方式，最后推出较好的论文在班级范围内交流。

在课堂教学中增设课程论文需要的教师人数较多，也需要教师有足够的准备及对每个学生的足够重视，对每一个环节的细致考虑和对实验的设备条件要求也较高，因此增设课堂论文的教学方式在以后的实施中还要不断吸取经验，不断改进，使其更趋完善。

参考文献：

[1]陈玉科，郑玉亮．如何培养大学生的创新思维[j]．中国高等教育，2000，（4）：40-41．