基于二次学习的《材料科学基础》教学改革探索

摘要：《材料科学基础》是材料科学与工程专业一门重要的先导课程。结合我校实际，提出了基于二次学习的教学尝试，实践证明，该法可有效的加深学生对课程知识的掌握，对提升教学效果大有帮助。

关键词：材料科学基础;二次学习;教学改革

《材料科学基础》是材料科学与工程专业必修的一门核心主干课程，也是学生最先接触的一门专业基础课。该课程在设置上起着承前启后的作用，它是衔接大學公共课程（大学物理、大学化学、高等数学、物理化学等）与材料专业课程的桥梁纽带。同时又是后续课程的基础启蒙，为后续课程的开展扮演着铺垫和引导的作用。此外，该课程还是材料类专业硕士研究生入学考试的重要专业课程。显然，该课程在众多材料类专业课程体系中具有举足轻重的地位。该课通常开设在大二下学期或大三上学期，是学生真正开始接触材料专业、建立专业兴趣、树立专业理想和明确专业方向甚至未来职业规划的关键时期。

《材料科学基础》课程是从材料的组织结构出发，揭示材料的性能与微观结构与制备工艺之间关系的学科，重点阐述各种金属材料、无机材料、高分子材料等共性基础知识与个性特征[2]。并且，在学科不断融合的时代背景下，《材料科学基础》课程的内容对所有高校理工类专业都是十分重要的。

然而，该课程包含内容繁多、概念抽象、理论性强。作为材料专业的入门课程，虽然极其重要，但是学生们还是难以建立系统的知识体系。并且，由于该课程开设时间较早，学生们对专业背景缺乏足够的认识，无法将相关理论有效迁移到工程应用当中，等到后续大三或大四，真正需要利用《材料科学基础》的知识解决实际问题的时候，学生们对早前学过的知识遗忘严重，难以做到为我所用。另一方面，作为材料类专业重要的考研专业课程，学生们在准备考研的过程中，也普遍存在时间跨度过长，知识遗忘严重，备考困难的问题，这些问题都会严重阻碍学生们完整知识结构的建立以及考研备考的顺利完成[3]。因此，针对这一痛点，我们提出了二次学习的理念，即在首次学习该必修课程后，在大三下学期开设《材料科学基础》的选修课程，供基础知识欠缺，或备战考研的学生们根据自身需求来选择。实践证明，该做法可有效的帮助学生们重新完善《材料科学基础》的知识体系，加深学生们对本专业的认识，对于考研的学生亦可减轻其备考负担，助推其在材料领域有更深入的发展。

基于二次学习的改革方案

二次学习不是简单的按照教材将课程内容重新讲一遍，而是在充分结合学生整个大学阶段的专业学习背景的前提下，重新设计规划、突出重点难点、侧重工程应用，最终帮助学生建立科学的知识构架与思维方法，提高分析问题与解决问题的能力。为此，结合我校实际，我们在材料科学与工程专业的大三阶段，二次开设了《材料科学基础》的选修课程，在学时选择、教学内容、教学方法等方面进行了一些卓有成效的探索，取得了较好的教学效果。具体改革方案如下：

1.学时的调整与授课内容的优化

基于二次学习的模式，其本质是复习，在学时上，相对于首次学习有大幅的缩减，我们最终保留了32学时，既保证课程大致的框架不变，又不至于过于臃肿。在教学内容方面，则更加有针对性。大三下学期，学生们已经先后学习了很多材料类专业课程，例如，《材料物理性能》、《材料现代分析方法》、《材料制备技术》等等。此时，重新学习《材料科学基础》，必然是带着前述课程中的问题而来，教学中更多的引导学生将课程的知识应用于解决材料的制备、表征与分析等过程中遇到的技术问题。例如，在讲解缺陷的章节时，将相关概念与原理和材料制备过程联系起来，探讨制备过程中缺陷的引入与调控，并结合《材料现代分析方法》中的显微分析等内容，全面阐述缺陷的表征手段及其对材料物理性能的影响。通过这种综合实例的分析，学生们便可将所学过的多门课程的知识融会贯通，构建起较为完整的知识结构体系，进而打破不同课程之间的壁垒，实现知识的内化与升华。

2.考研真题的适当引入

该课程部分内容与概念过于抽象，如位错的运动、交割、不全位错等，初次学习时，学生们的理解普遍较差，更无从谈起应用与研发。针对这一问题，我们还将各名校考研真题引入到二次教学当中。考研真题凝结了众多一线教师对本课程教学的心得与体会，较为全面的反映了课程的重难点。并且，很多考研真题都来源于具体的工程实践案例，可以很好的反映理论与实践的统一。通过真题的引入，可极大的激发发生的学习热情，也可以帮助学生及时消化课程中的基础理论。此外，针对首次学习中发现的难点，在二次教学中也会着重强化，再辅以适当的针对性习题，起到了事半功倍的效果。

3.线上资源的有效补充

在二次学习的过程中，一方面，线下课堂中我们更加注重回归传统，较多的采用板书的形式，详细介绍课程中的重难点，使学生们彻底弄清楚相关知识原理的来龙去脉。另一方面，将更丰富多彩的教学相关资源，包括多媒体课件、视频资源、习题库建设、作业等纳入到线上课程建设中。线上资源的利用，可弥补线下有限学时的限制，丰富教学的内容。同时，充分利用互联网及时快速的特点，老师们可实时掌握学生线上学习的动态，比如，视频观看分钟数，习题正确率，学生也可方便的将学习中遇到的问题反馈给老师，从而培养学生的主动探索和思考能力。

总结

《材料科学基础》课程是材料类专业的一门核心基础课。由于课程的特点及学时等的限制，传统的授课过程中存在一些问题，学生的学习效果不佳。通过二次学习教学的尝试，可有效的强化学生对该课程知识的理解与运用能力，特别对于考研的学生，亦可起到教学与考试共赢的效果。

参考文献：

[1]张芬，宋亮，曹梅青.《材料科学基础》课程的案例互动引导式教学模式探索[J].山东化工，2019，48（9）：184-185.

[2]胡赓祥，蔡珣，戎咏华.材料科学基础[M].上海：上海交通大学出版社，2010.

[3]马丽莉，高莉，雷富军，等.《材料科学基础》课程教学现状及教学改革探析[J].教育现代化，2019，6（58）：38-39.

作者简介：杜刚（1987-），男，汉族，山东临沂人，博士，讲师，研究方向：固体无机发光材料。

（杭州电子科技大学 材料与环境工程学院 浙江杭州 310018）