互动式教学法在“材料表面工程”课程中的应用

袁明月

【摘要】材料表面工程是材料科学与工程领域一门重要的专业课程。我国自2016年加入华盛顿协议后，对工程专业的人才培养提出了更高的目标。互动式教学法作为一种新兴的教学法，其培养学生创造力方面有着显著的优势。本文尝试将互动式教学法引入“材料表面工程”课程的教学中，以期对该课程的教学质量有所改善。

【关键词】工程教育 互动式教学法 课程教学

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）36-0104-02

一、引言

“材料表面工程”课程是材料工程专业的一门基础专业课程。对于这样一门以“定性”介绍为主、没有公式讲解和详细专业理论分析的课程，当前课程教学方式以传统讲授法为主，学生自主的学习能力没有得到很好的开发，教学效果不能很好的满足培养卓越工程师的需求。为了提高教学质量，培养学生的学习理念和创新精神，本文尝试将互动式教学法引入“材料表面工程”课程，对其在教学中的应用进行探讨。

二、传统教学方法的局限性

《材料表面工程》是一门广博精深且极具实际应用价值的基础技术，也是一门新兴的边缘交叉学科。该课程主要讲解与材料表面相关的基本概念和重要理论，具有涉及范围广、内容繁杂、实用性强等特点，在目前的教学中教学方式单一，基本以讲授法为主，造成课堂仍然为赫尔巴特所主张的教师中心制，尽管教学技术和教学设备在进步，但从静态黑板到动态PPT的过渡并未让课堂真的活起来，学生仍然处于带着耳朵进课堂状态，缺乏学习兴趣，达不到奥苏贝尔所说的有意义学习，也并未完成自我知识体系的建构，导致教学效果较差。

三、互动式教学法

1981年，互动式教学法作为教学方法的一种创新模式在哈佛大学被运用，在教学实践中得到了不断发展，曾被誉为该校的法宝案例教学法[1]。互动式教学法被普遍认为是一种能有效提高教学效果的教学方法，并在各学科得到了广泛的应用。

互动式教学模式的核心在于“师生间平等的互动”，互动式教学注重师生之间的对话和合作，强调通过构建和谐的课堂气氛和平等民主的师生关系，使师生之间坦诚的进行对话。教学的中心由以教师为主转向了以教师和学生并重。教师的角色从主导变为引导，让学生从以往的被动接受变为主动探索，使学生认识到自己在学习中的主体地位。

在具体运用中，教师要明确每堂课的教学需要，再去选择互动式教学法的具体形式，如问题法、讨论法、案例法和情景模拟法[2]。不要为了互动而互动，要选取适合的互动点。

四、互动式教学法在“材料表面工程”课程中的应用举例：热喷涂技术

热喷涂技术包括热喷涂原理、典型热喷涂简介、热喷涂材料和热喷涂应用四大方面，是材料表面工程课程的重点之一。其中主要涉及到原理及应用的介绍，属于事实性知识和概念性知识。学生在课上对于此类知识的认知过程一般停留于记忆与理解阶段，被动性接受会阻碍其向应用、分析、评价和创造阶段过渡。导致学生对学过的内容短期记忆，容易遗忘。将互动式教学法应用到本章的学习中，使学生对热喷涂知识主动建构，提高教学效果。

1.课前准备及小组合作式互动

第一部分：典型热喷涂简介

典型热喷涂简介部分属于事实性知识，学习挑战度较小，利用讲授法独此部分进行讲解容易使课程气氛低沉，甚至让学生觉得枯燥无味，不能集中注意力。因此，对典型热喷涂简介进行学习时，教师可以在课程之前布置分组作业，将五种典型热喷涂工艺，火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂、爆炸喷涂及超音速喷涂，分配给各组并选出一人做课上汇报，其他成员补充发言。在热喷涂简介課程中，教师在黑板上对各组收集的信息进行总结，并让各组相互补充。小组合作的互动形式，使各小组合理分工，共享学习资源，共同完成学习任务，共同讨论学习问题，每个人都作为独立的知识体去贡献自己的知识体系，同时在思维的碰撞中互相影响，在已有的基础上建构新的知识体系。之后教师给出PPT总结。

2.问题法

第二部分：热喷涂材料的基本成分与特点

在对热喷涂材料的基本成分与特点进行讲解时，教师可采用主题讨论法，首先对热喷涂的原理及其五种类型进行回顾，之后教师抛出问题，“热喷涂工艺对材料有什么要求？”教师引导学生根据热喷涂涂层形成过程推断出热涂层工艺需要材料具有热稳定性、热膨胀系数匹配、良好的固态流动性和良好的湿润性四个特征，继而教师继续追问“请大家根据之前所学的专业知识进行思考，符合这些条件的材料都有哪些呢？”教师在黑板上写出3种材料的分类方式对学生进行提示，引导学生按材料的形态、功能和成分去分别对应。可给学生5分钟自由讨论时间，期间教师围绕教室走动，可适时加入学生的讨论之中。最后教师给出总结PPT，带领学生进行最后的梳理。

教师运用问题法，使学生在逻辑、语言表达能力等方面都得到训练。问题的设置要紧密与教学内容与教学目的相关联，切忌过于简单或过于复杂，最好具有引导性。

3.情景启发法

第三部分：热喷涂应用

热喷涂应用部分脱离了原理性知识，主要向学生介绍热喷涂在实际生活中的运用，较贴近生活，学生对这一部分的接受度较强。因此在这一部分使用情景启发法，教师选取贴近学生日常生活的热喷涂典型应用，选取在汽车、航空、钢铁等方面应用的典型案例，构建类似情景，有针对性的进行讲解，使学生对身边的热喷涂应用有所了解。

如果有条件，教师可带领学生去汽车制造厂参观汽车工艺制造流程，使学生身临其境，真实体验热喷涂工艺。使学生把抽象的知识具体化，从而加深记忆和理解，也增强其今后在社会实践中解决问题的能力，真正的做到学以致用。在条件有限的情况下，教师则可以将一个汽车模型带去课堂，引导学生讨论在汽车中有哪些部件用到热喷涂工艺。

五、结束语

互动式教学法的教学效果适应了“材料表面工程”课程的高级培养目标，即让学生理解学科和产业发展前沿，培养学生对专业的兴趣，培养学生的工创造力。因此，在材料表面工程课程教学中引入互动式教学法将会是一个有益的教学探索。

参考文献：

[1]孙翠兰.全程互动教学法应怎样实施[J].中国教育报，2016（8）.

[2]罗志华.互动式教学法的运用[J].教育旬刊，2013（1）：52.

[3]陶春元，曹小华等.大学化学综合性、设计性实验教学实践与探索[J].实验技术与管理，2011，28（06）：182-184.

本文系北京工业大学第十五届研究生科技基金重点项目“工程教育中互动式教学法应用现状研究”研究成果之一。