《复合材料原理》教学方法浅论

张良　于方丽

摘 要： 《复合材料原理》是复合材料与工程专业学生的专业方向课程之一，相关知识教学有其自身规律与特点。作者结合教学实践，从课程作用、教材选择、课程教学、成绩考核与评价、教学效果与评价等方面探讨这门课的教学方法。

关键词： 复合材料原理 教学方法 案例教学

复合材料与工程专业人才可从事阻尼材料、抗辐射材料、热功能材料、摩擦功能材料、压电复合材料、仿生复合材料、梯度功能材料、功能陶瓷材料、超导功能材料、医用功能材料的研发、生产与管理工作[1]。掌握材料设计的基础知识，能根据工程上对复合材料制品的要求，从微观或亚微观水平上选定合宜的基体和增强体或功能体，并确定合适的表面处理技术和成型工艺，使基体和增强体或功能体有良好的界面，从而达到预期的性能指标，这是复合材料与工程专业学生要掌握的一项重要能力[2]。《复合材料原理》就是面向高教学生开设的一门有关复合材料材料设计的专业方向课程。通过多年对本门课的教学，笔者总结出以下教学要点。

1.讲明本课程的作用

《复合材料原理》是复合材料与工程专业的一门专业方向课，是在学生学习了物理化学、高分子化学与物理、材料科学基础等专业基础课的基础上开设的。它是一门理论性和应用性都较强的课程，为学生今后从事有关聚合物改性的科学研究和生产一线工作提供基础。

2.本课程教材的选择

目前，国内关于《复合材料原理》可选的教材比较少，笔者选用原武汉理工大学闻荻江主编的《复合材料原理》。该教材面向本科生教学，通过教材学习，让学生基本掌握复合材料的复合效应、界面状态解析、界面处理技术、力学性能复合规律、物理和化学性能复合规律及复合体系的界面结合特性、典型界面反应，具备一定的分析和解决与材料复合相关问题的能力，为复合材料与工程专业学生将材料复合知识应用到科学研究和生产实践中，为经济社会服务打下良好基础。当然，由于教学过程中课程设定为32学时，老师可根据学生学习兴趣进行适当取舍，如讲解过程中可以删减一些第七章复合材料力学性能的复合规律的内容，因为这一章节的内容有相当一部分在本专业的另一门课《复合材料力学与结构设计》已经涉及，不需要重复教学。

3.本课程的教学方法

3.1多媒体结合板书

信息拓展展示以多媒体为主，重点问题讲解以板书为主[3]。对于《复合材料工学》课程教学，多媒体课件重点从以下三个方面突出应用：（1）当涉及大量信息拓展或者多种形式的直观展示时，就以多媒体为主。如复合材料界面微观结构电镜图、界面常规分析示意图等。（2）对于大量的公式推导、文字描述可以通过多媒体方式进行展示，这样可以比较准确完整地反映同时节省大量授课时间。而通过板书引导会带动学生的思维层层深入，更容易将一个知识点讲透彻。如讲解材料复合的线性效应、非线性效应时，通过板书讲解与分析，可以引导学生思考，更容易将难点讲透。

3.2案例教学法

案例教学法是一项系统工程，需要教师精心创设教学情境，巧妙设置探究问题，引导学生分析案例时研究问题，从而形成认识、发展能力、升华情感，并借助情境与问题，实现教学目标[4]。对于《复合材料原理》课程教学，工厂已经采用的一些工艺实例都是鲜活的案例，教师可以在课堂上适当引入工艺实例，通过对工艺实例的分析，告诉学生各种材料、界面之间的作用是如何影响最终复合材料性能的，在材料设计时遵循什么样的设计规律，为学生将来从事生产一线工作打下良好基础。

3.3课后在线答疑

手机和电脑已成为现今大学生文化生活的一部分，学生的手机基本升级为智能手机，通过手机就能实现上网交流。电脑在当前高校学生中几乎人手一台，而且学生对电脑的常用操作基本熟练，特别是一些交流工具，如电子邮件、QQ在线聊天甚至视频对话等。笔者认为借助手机和电脑进行学生课后答疑也是可行的教学辅助方法。学生在课后学习如遇到问题时，可借助短信、电子邮件向老师提问，这样可以提高学生的学习效率。当然，这些答疑方法还有待进一步完善，如果老师每天进行大量短信、邮件答疑则会增加教学负担，这时可以采取更为灵活的一些方法如建立微信群、QQ群，在指定时间内在线集中进行答疑等。

4.成绩考核与评价

《复合材料原理》是专业必修课，应采用笔试闭卷考核，由于这是一门应用性很强的课程，学生将来运用到相关知识时需要很强的主观能动性，笔者经过多年实践认为应侧重对概念和应用能力的考核，如用填充题、名词解释、简答、问答等题型，特别是问答题型，结合生产实际出现的问题要求学生根据材料性能要求，提出材料设计方案，不强求学生答案的唯一性，而是根据学生对课堂学习知识的把握和灵活应用情况综合评分。学生最终成绩按学校、系部要求进行，结合平时考核和期末考试成绩综合评分。笔者采用百分制，平时成绩占总成绩的30%，期末考试成绩占总成绩的70%。

5.教学效果与评价

通过本课程学习，让学生掌握复合材料的复合效应、界面状态解析、界面处理技术、力学性能复合规律、物理和化学性能复合规律及复合体系的界面结合特性、典型界面反应；了解结构复合材料和功能复合材料相关知识。从已经毕业的学生反馈看，学习这门课为从事相关工作打下很好基础，学生进入工厂后，能在比较短的时间内满足岗位要求，从事复合材料的材料设计、改进等工作。

目前，工业上复合材料的材料设计理论不断取得新进展，知识更新非常快，而学生的学习方式、学习兴趣也有时代特征，如何上好《复合材料原理》这门课，还需要一个不断探索、持续研究的过程。

参考文献：

[1]薄鑫涛.一种新型材料——复合材料[J].热处理，2015，（2）：13.

[2]张双寅.复合材料设计的原理与实践[J].应用基础与工程科学学报，1998，（3）：278-286.

[3]卞鸿巍，王荣颖，马恒.多媒体与板书在课堂教学中优化组合方法探讨[J].教育教学论坛，2014（39）：235-236.

[4]王晓琴.深化教学目标研究提高案例教学效能[J].教学研究，2015（3）：63-65.