科學(xué)與工程實(shí)踐-文庫(kù)吧
2024-10-29 06:21 本頁(yè)面
【正文】 握了各材料的個(gè)性，卻忽視了各材料的共性，從而使整個(gè)課程陷入一個(gè)“材料學(xué)概論”的泥潭。為達(dá)到突出共性教學(xué)的目的，搭建一個(gè)合理材料科學(xué)與工程的知識(shí)平臺(tái)，根據(jù)整個(gè)學(xué)科的培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃，我們選擇上海交通大學(xué)出版社出版的面向21世紀(jì)新教材《材料科學(xué)基礎(chǔ)》作為教材，從教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，該教材最顯著的特點(diǎn)是著重于基本概念和基礎(chǔ)理論，便于在教學(xué)中掌握深度和廣度。根據(jù)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求和培養(yǎng)方案的特點(diǎn)，在確立教材內(nèi)容、體系與后續(xù)課程的相互關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)上，在保持課程自身體系的完整性的條件下，兼顧到不同材料的特點(diǎn)及知識(shí)體系與要素課程內(nèi)各個(gè)環(huán)節(jié)之間的邏輯關(guān)系，對(duì)該教材的內(nèi)容進(jìn)行了“揚(yáng)棄”，將課程教學(xué)內(nèi)容分為三大模塊：材料的結(jié)構(gòu)。①微觀結(jié)構(gòu)：原子的排列方式、高分子鏈結(jié)構(gòu)；②結(jié)構(gòu)的完整性：晶體學(xué)基礎(chǔ)、金屬的晶體結(jié)構(gòu)、合金、離子晶體結(jié)構(gòu)規(guī)則、共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)、聚合物的晶態(tài)結(jié)構(gòu)；③結(jié)構(gòu)的不完整性：晶體缺陷、表面和界面、非晶態(tài)、亞穩(wěn)態(tài)、準(zhǔn)晶態(tài)。固體中原子及分子的運(yùn)動(dòng)。①擴(kuò)散：菲克第一、第二定律、擴(kuò)散的熱力學(xué)分析、擴(kuò)散原子理論、影響因素；②高分子的分子運(yùn)動(dòng)：分子鏈的運(yùn)動(dòng)及其柔順性、分子的運(yùn)動(dòng)方式及影響因素。材料的組織結(jié)構(gòu)變化。①材料的形變和再結(jié)晶：?jiǎn)尉Ш投嗑w的塑性變形、回復(fù)和再結(jié)晶；②相圖。單元系相圖：凝固、形核和晶體長(zhǎng)大；二元系相圖：勻晶、共晶和包晶相圖、混溶間隙、相圖分析；三元系相圖：相圖基礎(chǔ)、三元?jiǎng)蚓Ш凸簿鄨D。三、教學(xué)內(nèi)容組織方式與目的本課程教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)是“三多一少”，即敘述性的原理、規(guī)律多，需要記憶的概念、定義多，課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)多。理論計(jì)算少。因該課程內(nèi)容枯燥、抽象，學(xué)生感到難學(xué)。具體表現(xiàn)在：不能很好地將數(shù)學(xué)理論應(yīng)用到材料科學(xué)的基礎(chǔ)課程、無(wú)法判定從而掌握教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)、不能將所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)和實(shí)際的材料聯(lián)系起來(lái)。所以，我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容的組織上做了一些探索：突破傳統(tǒng)的“一本教科書(shū)”的局限性。本課程的教學(xué)內(nèi)容在嚴(yán)格按照教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃授課的同時(shí)，綜合多種中文教材、英文教材等，力圖做到知識(shí)面完整、講授描述通俗易懂。如針對(duì)本專業(yè)每年都有數(shù)目不等的海外學(xué)生的特點(diǎn)，在教學(xué)提倡采用臺(tái)灣曉園出版社出版的《材料科學(xué)與工程》作為補(bǔ)充性教材，提升外招學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)的認(rèn)同感和認(rèn)知度。2 探索課堂教學(xué)，有所為，有所不為。課堂講重點(diǎn)、難點(diǎn)，講思路，留給學(xué)生充分的思考時(shí)間和空間，以調(diào)動(dòng)他們的主動(dòng)性和積極性。對(duì)難點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容，盡量舉出其應(yīng)用實(shí)例，結(jié)合學(xué)科前沿知識(shí)，使學(xué)生知道該原理的用處，聽(tīng)課時(shí)不感到抽象、空洞，達(dá)到了理論聯(lián)系實(shí)際的目的。而且，對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容務(wù)必做到舉一反三，確保學(xué)生能夠掌握，以達(dá)到以點(diǎn)帶面，進(jìn)而掌握所學(xué)知識(shí)的目的。注重教學(xué)內(nèi)容的連貫性，連通性，提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的融會(huì)貫通能力。本課程在教學(xué)過(guò)程中，提倡預(yù)習(xí)，并將即將講授的知識(shí)點(diǎn)與所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)告知學(xué)生，使其掌握學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。對(duì)部分關(guān)聯(lián)度高的章節(jié)，采用課堂討論、換位講授等方法，調(diào)動(dòng)課堂氣氛，使學(xué)生自覺(jué)地運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決教學(xué)過(guò)程中的難點(diǎn)，從而提高他們通曉所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的能力，達(dá)到全面提升專業(yè)素質(zhì)和人文素質(zhì)的目的。例如，在相圖的學(xué)習(xí)中，嘗試讓學(xué)生利用所學(xué)的物理、化學(xué)知識(shí)換位講授一元相圖和二元相圖的基礎(chǔ)，一方面使他們學(xué)會(huì)對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納和演繹，另一方面提升他們的口頭表達(dá)、演講技巧。四、教學(xué)方法與教學(xué)手段“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程內(nèi)容抽象、概念性強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)容易感到枯燥難學(xué)。因此，在課堂上應(yīng)常采用啟發(fā)式教育，常用提問(wèn)、問(wèn)答或引而不發(fā)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極思維能力。在講授時(shí)使用PPT演示文稿，盡量多用教學(xué)模型、掛圖、照片和曲線圖表等形象化語(yǔ)言。涉及部分教學(xué)內(nèi)容如位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)等，應(yīng)結(jié)合動(dòng)畫(huà)生動(dòng)地用圖像演示給學(xué)生，以加深他們對(duì)課程內(nèi)容的理解，提高學(xué)習(xí)興趣。對(duì)于部分與前期知識(shí)關(guān)聯(lián)度高的基本理論如單元相圖，組織學(xué)生進(jìn)行課堂討論(seminar)，并以學(xué)生發(fā)言為主，讓他們直接參與教學(xué)。對(duì)需要運(yùn)用較多數(shù)學(xué)知識(shí)且理論性較強(qiáng)的內(nèi)容，如擴(kuò)散第一、第二定律，應(yīng)多采用板書(shū)推導(dǎo)，加強(qiáng)邏輯性學(xué)習(xí)。另外，為了提高學(xué)生對(duì)那些需要有豐富空間想象力的晶體結(jié)構(gòu)、金相組織的轉(zhuǎn)變和識(shí)別、位錯(cuò)、位錯(cuò)增殖和纏結(jié)過(guò)程等知識(shí)難點(diǎn)的理解和掌握，將先進(jìn)的多媒體現(xiàn)代化教學(xué)手段引入材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)中，并讓它們以二維或三維動(dòng)畫(huà)形式生動(dòng)形象地展示在學(xué)生面前，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)在時(shí)間和空間等方面的不
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