大学无机材料科学基础理论课的教学实践与改革思考

李良钊 任乃林

摘要：大学无机材料科学基础理论课是无机非金属材料工程专业重要的基础课程和主干课程之一。结合笔者的教学实践，提出通过思想教育，改革教学内容、教学方法和手段、教学实验以及考核评价体系等途径，提高该课程的教学质量。

关键词：无机材料科学基础；教学改革；思想教育；教学方法

大学的《无机材料科学基础》是无机非金属材料工程及相关专业的一门重要专业基础课，同时也是研究生入学考试的必考课。该课程是专业课程学习和材料研发的重要理论基础。随着高等教育课程体系改革的深入，课程存在的学时数减少与知识信息量的拓展与更新之间的矛盾日益加剧。《无机材料科学基础》内容丰富，知识体系零乱、抽象且难于理解，学生普遍反映难学，甚至表现出厌学情绪。因此，深化教学改革、提高教学质量已势在必行。

1 教学内容改革

在教学过程中，对教学内容进行优化，将整个课程分为三个主要部分。

1.1无机材料的结构、性质部分

主要内容包括结晶学基础、晶体结构与晶体缺陷、熔体与玻璃体、表面与界面等内容。强调晶体结构缺陷、熔体和玻璃体的结构等内容，弱化结晶学基础等部分教学内容。

1.2无机材料的热力学部分

主要内容为热力学应用、相平衡。由于学生之前未修过《物理化学》，所以补充热力学内容，重点讲述相平衡中的二元、三元相图及其应用等内容，强调三元系统相图的判定规则、结晶路程等知识。

1.3无机材料的动力学部分

包括扩散与相变、固相反应、烧结等内容。重点讲述材料在高温下的动力学过程，材料的烧成工艺对性能的影响，为后续课程陶瓷工艺学提供理论基础。

2 教学方法改革

教学方法是工具和手段，是达成教学目的的“桥”和“船”。在课堂教学中，拚弃满堂灌和偏重讲授的思想，积极探索开放式、启发式、问题式、讨论式等多种教学方法。开放式、启发式教学可以使教师学生的角色转变，教师从知识的传播者变为指导者，学生从知识的被动接受者变为知识的主动建构者，培养学生的发散思维能力和创新能力；问题式、讨论式教学可以激发学生的学习动机和学习兴趣，培养学生的探究和科学研究能力。例如：积极引导学生“走出书本”，扩大学生知识面，让学生自己学习，比较不同教材的特点，老师再以提问或小测验的方式来检验学生自学的效果。

3 教学手段改革

充分利用多媒体的教学优势，将教学演示工具从黑板和粉笔转换成计算机多媒体，将晶体结构、晶体缺陷、三元相图、扩散动力学等复杂抽象的知识以三维立体动画的形式，从不同的角度、不同的侧面展现给学生。同时教师有充分的时间去组织讨论式的讲授，使课堂气氛活跃，学生也有主动思考的机会，从而使学生能在比较轻松愉快的气氛中达到学习的目的。但是不能千篇一律的使用多媒体，在多媒体的课件制作上下一番功夫，使多媒体课件的界面设计适合于课堂教学，且精选动态演示内容，做到取舍适度。对于一些理论分析、公式推导的内容，仍用板书讲授，边推导边讲解，能够发挥板书教学的优点，便于学生掌握推导过程，加深学生的印象。通过教学实践发现，多媒体课件教学和板书教学相结合，可以明显提高教学效果。

4 教学实验改革

《无机材料科学基础》是一门理论联系实际比较紧密的学科，理论课程也安排一部分实验教学，实验教学无论对于学生基础理论的学习和掌握还是工程实践能力的培养和提高都具有至关重要的作用，是培养学生工程意识、创新能力和动手实践能力的重要途径。结合课程的内容，将实验整合为基础展示型、设计型及综合型三大类。对于基础展示型实验，实验原理、实验步骤及注意事项都要讲解清楚；对于设计型实验，只给出实验题目和方案，由学生独立开展实验构思和处理数据；对于综合型实验，只给出题目和方向，给定假设实验条件，由学生自己制定方案、独立完成实验。在教学实践过程中，通过开设部分教学动画演示实验替代大部分验证性实验，将有限经费尽可能集中到理论讲解中，节省实验经费。

5考核评价体系改革

目前，国内高校对学习的评价体系主要是依据学生的考试成绩，考试形式比较单一，大多为一次性闭卷考试，强调答案的唯一性，导致学生学习被动，自主学习能力差，不善于灵活运用所学知识分析解决实际问题，普遍缺乏创新精神。因此，《无机材料科学基础》应采取较为灵活的考核手段。我们尝试了一系列改革，取得了良好的效果。比如，注重平时课堂上的表现，鼓励学生在课堂上积极提出问题、回答问题并进行讨论；学习晶体结构时，课后要求学生用相关软件绘制几种典型结构的三维模拟图；学完一章内容后，根据学生自身的喜好，就某一知识点提交一篇小论文。平时作业、考勤、课堂讨论、小论文全部纳入平时成绩，总成绩则由平时成绩、期中考试成绩和期末考试成绩构成。多样化的考核，使学生开阔了专业视野，提高了学习兴趣。

6 结语

综上所述，通过以上的大学课程改革实验，笔者的无机材料科学基础课程的教学效果得到明显改善，学生对学习内容掌握深度明显加强，但专业教学改革和课程建设是一项科学性强、涉及面广、影响深远的系统工程，工作任务艰巨。只有不断地总结教学经验，坚持以学生为本，用于探索实践，不断地完善和补充，才能提高材料工程专业人才培养质量，培养出在材料行业生产一线从事工程设计、产品开发与制造、技术运用与改造、运行管理的应用型高级工程技术人才。

参考文献

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基金课题：

謝韩山师范学院博士启动项目QD20180108资助与支持。