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摘要:
《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．
［5］GeimAK，NovoselovKS．Theriseofgrapheme［J］．NatMater，2007(6):183－191．
［6］GeimAK．Graphene:statusandprospects［J］．Science，2010，324:1530－1534．
