劉亞冰++張帥

摘 要：材料物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生掌握材料物理性能的基本理論、材料分析手段和提高實(shí)驗(yàn)技能的重要手段。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中優(yōu)化教材、精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)建筑特色、開展探索性實(shí)驗(yàn)、完善考核手段，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神及嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是科學(xué)作風(fēng)的新型高素質(zhì)人才的重要途徑。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；材料物理；

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2015）03-002-01

材料是社會(huì)進(jìn)步、國家安全和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)。材料技術(shù)業(yè)已成為國防科技、現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和高科技發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)，與信息、能源一起成為二十一世紀(jì)社會(huì)發(fā)展的三大支柱，且新能源產(chǎn)業(yè)和信息技術(shù)的發(fā)展又是以各種新材料作為支撐和基礎(chǔ)的[1]。材料領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，向擔(dān)負(fù)基礎(chǔ)教育和前沿研究的高等院校提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，普通高等院校的教學(xué)與科研工作者一直就如何培養(yǎng)適應(yīng)材料科學(xué)與工程領(lǐng)域高速發(fā)展需求、具有新的知識(shí)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新型高素質(zhì)人才進(jìn)行教學(xué)探索。

材料物理是材料學(xué)專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個(gè)材料化學(xué)專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中占有相當(dāng)重要的地位。教學(xué)內(nèi)容通常被分為理論和實(shí)踐兩大部分。理論教學(xué)結(jié)合建筑類普通高校教學(xué)的特點(diǎn)，利用多媒體技術(shù)，講述案例并結(jié)合教師的前沿領(lǐng)域科學(xué)研究，講授材料物理性能及原理、新材料及其應(yīng)用等。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為另一組成部分，依據(jù)建筑類普通高校本科生的培養(yǎng)目標(biāo)和以土木為特色的學(xué)科發(fā)展目標(biāo)，以素質(zhì)教育為中心， 啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性設(shè)計(jì)思維，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才構(gòu)建新的實(shí)踐教學(xué)體系[2]。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)法是隨著近代自然科學(xué)的發(fā)展興起的。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，使用一定的設(shè)備和材料，通過控制條件的操作過程，引起實(shí)驗(yàn)對(duì)象的某些變化，從中獲取新知識(shí)或驗(yàn)證知識(shí)的教學(xué)方法。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以使學(xué)生把直觀的實(shí)踐知識(shí)與材料物理性能知識(shí)聯(lián)系起來，不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又能全面了解知識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立探索能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和創(chuàng)新意識(shí)。因此，在教學(xué)中，應(yīng)更重視讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)。具體體現(xiàn)在以下方面。

一、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教材，體現(xiàn)建筑特色

教材的生命在于質(zhì)量。然而，國內(nèi)目前尚未出版材料物理性能實(shí)驗(yàn)課程的教材或輔導(dǎo)書，主要是由于很多高校均是根據(jù)自身實(shí)驗(yàn)條件開設(shè)實(shí)驗(yàn)， 且專業(yè)規(guī)劃和發(fā)展方向有所不同，導(dǎo)致同一課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相差很大。因此， 撰寫一部針對(duì)性強(qiáng)、效果好、質(zhì)量高的實(shí)驗(yàn)教材是成功實(shí)施創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基本條件。結(jié)合吉林建筑大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)的發(fā)展方向和基本條件， 組織經(jīng)驗(yàn)豐富的教師以加強(qiáng)基礎(chǔ)、緊跟前沿為前提，選擇有建筑和土木特色的實(shí)驗(yàn)選題，實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)充分提高學(xué)生的動(dòng)手能力，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的撰寫摒棄“儀器說明書”式的教條，以引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)、創(chuàng)新和思考為目標(biāo)[3]?，F(xiàn)已撰寫了一部實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書， 2009屆開始試用，并以不斷完善，提高教材質(zhì)量作為教研永恒的主題。

二、精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)建筑特色

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們結(jié)合我國1/3老舊建筑物要進(jìn)行節(jié)能施工及舊房節(jié)能改造，保溫板市場前景非?？捎^這一背景，以酚醛泡沫保溫板為樣品，使學(xué)生在學(xué)習(xí)掌握與材料熱學(xué)性能相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)和基本測試技術(shù)的同時(shí)，拓寬認(rèn)知了建筑領(lǐng)域目前市場對(duì)酚醛樹脂的認(rèn)知度低，其輕質(zhì)、防火、無煙、無毒、無滴落等優(yōu)點(diǎn)尚未被民用建筑商接受，影響市場需求持續(xù)快速增長的現(xiàn)實(shí)，引發(fā)學(xué)生對(duì)先進(jìn)建筑材料如何與現(xiàn)實(shí)的市場經(jīng)濟(jì)相接軌的思考。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅使學(xué)生對(duì)材料導(dǎo)熱機(jī)理有了更直觀的認(rèn)識(shí)和深入的理解，也使學(xué)生對(duì)開發(fā)新材料并推廣應(yīng)用進(jìn)入市場服務(wù)社會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的渴望，有力的提高了他們的專業(yè)使命感及認(rèn)同感。

三、借助教師科研，開展探索性實(shí)驗(yàn)

教師前沿領(lǐng)域的科研活動(dòng)，使現(xiàn)代材料科學(xué)與技術(shù)發(fā)展中的新知識(shí)、新技術(shù)和新理論有效結(jié)合。引導(dǎo)學(xué)生參與教師的科研工作，就可以是學(xué)生充分接觸實(shí)驗(yàn)技術(shù)的現(xiàn)代性。通過鼓勵(lì)學(xué)生加入高強(qiáng)度混凝土的制備及表征課題組，其通過高強(qiáng)度混凝土材料的制備、強(qiáng)度性能測試及微觀結(jié)構(gòu)表征環(huán)節(jié)，既進(jìn)行了綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ挠?xùn)練，又接觸到了最新材料之一的碳纖維。使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容深度增加，廣度適宜，體現(xiàn)了知識(shí)多元化與教學(xué)滲透理念。

四、完善考核手段，重視創(chuàng)新能力

實(shí)驗(yàn)成績考核采取“課程實(shí)驗(yàn)-綜合測試”方式。課程實(shí)驗(yàn)認(rèn)真執(zhí)行課前預(yù)習(xí)制度；課堂中要求學(xué)生分工協(xié)作，認(rèn)真操作；課后提交實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、?shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，尤其注重要求學(xué)生抓住完成實(shí)驗(yàn)的核心問題，找出影響實(shí)驗(yàn)成敗的主要因素并能對(duì)實(shí)驗(yàn)遇到的問題進(jìn)行分析，教師按學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況綜合打分。綜合測試作為實(shí)驗(yàn)操作考試安排在學(xué)期末進(jìn)行，主要考察學(xué)生將所學(xué)的各種材料物理性能得以綜合運(yùn)用，應(yīng)用各種物理性能解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)的最終成績由課程實(shí)驗(yàn)（70%）和綜合測試（30%）組成，以求客觀真實(shí)反映學(xué)生理論與實(shí)踐結(jié)合能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

總之，材料物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)是材料物理課程教學(xué)的重要組成部分，可使學(xué)生加深對(duì)材料物理性能的基本理論、分析手段和實(shí)驗(yàn)技能的理解。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中優(yōu)化教材、精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)建筑特色、開展探索性實(shí)驗(yàn)、完善考核手段，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神及嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是科學(xué)作風(fēng)的新型高素質(zhì)人才的重要途徑。同時(shí)，在教學(xué)中，要不斷更新教學(xué)內(nèi)容，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，以提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題為己任，是材料專業(yè)教師應(yīng)盡的義務(wù)和責(zé)任。

參考文獻(xiàn)：

[1] 潘春旭 材料物理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教程[M].中南大學(xué)出版社，2008年第一版.

[2] 鄭 冀 張爽南 王哲人. 材料科學(xué)與工程專業(yè)平臺(tái)課程材料物理性能實(shí)驗(yàn)與研究能力的培養(yǎng)， 高等工程教育研究[J].2005年增刊，45-46.

[3] 韓兆祥 田 竟 李學(xué)英.材料科學(xué)與工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2007（6）：6-7.