《复合材料性能学》教学改革探讨

孙海勤　张邦文

摘要：为了获得良好的教学效果，应该根据不同的专业课的教学内容，改变教学方法和手段，导入新课程内容，激发学生浓厚的学习兴趣；注重学习的融会贯通，理论联系实践。本文从《复合材料性能学》课程探讨教学改革的成果。

关键词：复合材料；性能；教学内容；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）50-0111-02

随着科学技术的发展，复合材料在当今世界的应用正在逐步加大，对于现在要求汽车轻量化的时代，复合材料，尤其是碳纤维复合材料已经成为首选材料之一。与传统材料相比，复合材料具有可设计性强、比强度比模量高、结构功能一体化等优良性能，是其他材料所无法替代的功能和结构一体化材料，并且也是新材料领域的主打产品。目前，复合材料已广泛应用于国防军工、汽车、航空航天、以及3C产品等领域。进入21世纪以来，复合材料市场快速增长，我国也加大了对复合材料的研发、制备及应用，尤其是碳纤维复合材料，并且也取得了一定的成果。一些转型升级后的复合材料新型产业也在逐步壮大，如长纤维和连续纤维增强热塑性复合材料、轨道交通用复合材料和复合材料杆塔为代表的电力复合材料、航空航天用复合材料以及生物医疗复合材料等。

复合材料与工程是我校于2011年才开始招生的新专业，为了适应社会的发展与人才的需要，我院将该专业设置为宽口径专业，教授知识主要包括树脂基复合材料的原材料生产，复合材料的加工成型以及复合材料的应用等内容。对于复合材料工程技术人员来说，最终学习的目标是所使用的材料是否满足所需要的使用性能。因此，《复合材料性能学》是复合材料与工程专业的一门核心专业课程，同时也是一门技术性、实践性较强的专业技术课。该课程主要讲授复合材料的力学、热、电磁、耐腐蚀等主要性能。通过本课程的学习，让学生掌握复合材料的主要性能，了解这些性能的评价方法或手段，提供必要的实验和技能训练，为将来从事复合材料的应用和研发打下基础。可以说，《复合材料性能学》课程的教学效果直接影响到学生对该专业知识的掌握程度。因此，怎样使学生能够积极主动地去学习该课程，使学生能够化难为易，化抽象为具体，提高教学质量，是我校复合材料与工程专业课程建设的重要任务。本文就笔者所教授的《复合材料性能学》课程，探讨和总结出一些很好的教学方法和教学手段，为该课程的教学改革提供一些帮助。

一、结合专业特色，优化教学内容

教学方法须服务于其对应的教学内容，而教学内容决定采取什么样的教学方法。《复合材料性能学》是一门整合课程，《复合材料性能学》整合了过去分散性的有关材料性能的相关知识，形成了较为系统的内容，主要包括复合材料概论、复合材料的力学性能、热性能、电磁性能以及复合材料的耐蚀性。课程内容较为连贯，便于讲授。

课程改革要结合教学内容的整合，本课程以“讲好概念，强化实践”为原则来确定教学内容。因此，我们将《复合材料性能学》课程进行多模块教学。共分为四大模块：复合材料的力学性能模块、热学性能模块、电磁性能模块以及耐腐蚀性能模块。在各个模块教学中，以“性能的定义—性能指标及其意义—物理或化学本质—影响因素—指标的测试、评价及应用”为主干线，加强对高分子基复合材料的相关知识、基本性能等的讲授，使学生对该专业知识更深层次的掌握，以适应复合材料专业方向的教学需求。

学习兴趣是学生积极学习的动力。无论上什么课，正确地、有针对性地将新课程内容引入课堂教学中是非常重要的，尤其是烦躁无味的工科教学。学生往往对于“填鸭式”的教学感到非常枯燥，甚至产生厌学情绪，有的学生甚至开始逃课。因此，在课程教学过程中，尤其是新课导入时，应该善于利用教材和教学本身的特点去激发学生的学习兴趣，促使学生形成良好的心里状态。例如，现在应用前景广阔的碳纤维复合材料，密度小，而且用比头发丝都细的碳纤维就可以吊起非常重的物体，由此引发学生探索碳纤维复合材料特性的兴趣。再比如，为什么相同的纤维增强复合材料，有的材料的耐蚀性非常好，而有的材料耐蚀性相当差？由此让学生产生同一种材料是不是真能获得差别如此悬殊的性能的疑惑。带着这些疑惑及好奇心，学生会更加认真的听讲，去不断地消化所学内容，也会对所学内容逐渐感兴趣，从而达到良好的教学效果。

二、教学方法的改革

《复合材料性能学》讲授内容较多，力学性能、热性能、电磁性能等还包括了很多的具体内容，但由于新教学大纲的要求，课时量减少到40学时。所以这就要求高校教师对教学方法和手段进行改革。充分利用学校的多媒体资源，通过多媒体教学能够充分调动学生的积极性等特点，满足相应的教学要求。

多媒体教学可以快速地将教材内容展现给学生，同时还可以将世界最新的科研成果呈现在学生面前。多媒体教学既可以帮助教师节省大量的讲课、板书时间，又可以更快更好地传授给学生更有价值的知识，课堂内容丰富多彩，并能取得良好的教学效果。同时《复合材料性能学》是一门实验性较强的专业课程，又因教授学时有限，不能开设更多的实验性课程，而采用多媒体教学可以很好的实现这一难题。我们可以将重要的实验课程搬到课堂教学中，利用多媒体可以使学生直观地、形象地了解相关实验的过程。大大提高了教学质量。另外，在教学过程中要始终坚持“以学生为本，知识和能力并重”的教学理念。使学生的学习知识的同时，能够更多的掌握实践动手能力和分析问题、解决问题的能力。要改变“满堂灌”的教学模式，大胆的采用启发、引导、互动、提问式的教学方法，引导学生对于本课程及其其他课程的联系，同时结合实际问题来启发学生独立思考和自主学习的热情。例如，在讲授复合材料的力学性能时，设定疑问，为何树脂基复合材料与通常我们看到的钢铁材料的拉伸性能所不同，有的材料甚至没有屈服现象，使学生不仅了解材料之间性能的差异，还能理解这种现象的本质，从而加深对该知识点的理解。

鉴于目前就业形势逐渐下滑，社会对于工科学生的要求不断提高，不仅要求学生具有良好的理论知识，还应该掌握一定的实际动手能力，培养学生解决实际问题的能力也成为很多高校教学改革的重点，因此，各高校加大了学生的实践环节，尤其是实验教学。实验教学是学生能够更快、更好的学会操作设备、真正动手的一个重要环节。《复合材料性能学》是一门应用性很强的课程，结合实验教学，可以锻炼学生的动手能力和基本操作技能，培养学生的理论联系实际能力以及观察、分析问题的能力和探索研究的综合能力。本课程的教学结合《复合材料专业实验3》进行。实验教学中，增加了玻璃纤维单丝的表观强度和模量测定、纤维表面处理与树脂溶液的润湿性试验、玻璃纤维——环氧树脂复合材料的耐腐蚀特性研究等实验，从单一式课程实验模式如验证性实验转变为综合性实验，让学生自己设计实验材料及材料加工过程，从而加强对学生的实验技能和能力训练相结合的锻炼。本课程旨在培养学生掌握常规性能的测试、仪器操作及指标判定等方法，学会选择实验方法测试不同材料，并能独立分析实验结果。《复合材料性能学》是一门理论与工程实践紧密结合的课程。所以，培养学生的科研能力，也是一种实践教学的方法。长期以来，过分强调课堂教学，轻视学生实践能力的现象非常严重。新的课程教学改革要求教师不仅要教授学生课堂知识，还要教会学生一定的实践能力，这已经成为当代高校对于青年教师的要求。在教学中，老师可以结合科研中出现的问题、现象进行案例教学，甚至可以让学生参与到课题的科研实践中，让学生亲自体验实践动手能力，并且能够分析一些问题的原因。

三、考核方法的改革

“所谓教学，不是教书，不是教学生，而是教学生学”。所以作为教师来讲，教学的最终目的是要把握要授之以鱼的同时，更要授之以渔。所以，考试不应该是教学目的，而只是一种教学手段，是一种检验学生掌握所学知识、回答问题、分析问题、解决问题的能力手段。鉴于此，课程考核的方式应该多元化，采用多种形式相结合的考核方式，如课堂成绩、平时成绩、实验成绩、回答问题、期末考试等。特别对于这种专业基础课来说，加大平时成绩、课堂成绩及实验成绩的比重对于课程教学改革非常重要，可以充分调动学生探求知识的动力和兴趣，激发学生求学和创新的热情。本课程的考核方式为平时成绩占30%，期末考试成绩占70%。平时成绩包括作业、考勤、上课表现情况等。而对于笔试，考试内容也不应仅为老师上课所讲授的知识，也不应局限在死记硬背的内容上，而是要在充分体现素质教育要求的具体知识和能力的内容上为主。

总之，作为复合材料与工程专业的一门专业基础课，《复合材料性能学》的教学改革是一项系统的改革，这类课程的教学内容需要不断更新，教学模式也应与时俱进，同时可以根据学生的学习兴趣调节专业知识实际应用和实践环节的比重。通过积极调动学生学习的主动性，培养学生自主学习、创新意识，增加学生的动手能力和解决实际问题的能力，这样才能不断提高教学质量，得到良好的教学效果。同时，对于教师本身，丰富课堂教学内容，不断提高自身修养以及教学水平，对学生高度负责，不断进行教学改革和创新，以学生为教学主体，让学生有兴趣学习，才能实现真正的教学效果的改善。希望我们的改革能够为复合材料与工程专业的其他课程带来一定的帮助。

参考文献：

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