黃潤　吳青璇

【摘 要】《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是材料科學(xué)與工程一級學(xué)科的基礎(chǔ)課，是材料類專業(yè)學(xué)生的必修核心課程。提高該課程教學(xué)質(zhì)量對學(xué)生設(shè)計和開發(fā)新材料及運用材料學(xué)基本原理分析材料加工、制備過程的影響因素有著十分重要的作用，筆者結(jié)合自己一年來帶課的心得和體會，對提高該課程的教學(xué)效果提出了自己的一些想法。

【關(guān)鍵詞】材料科學(xué)基礎(chǔ)；核心課程；教學(xué)質(zhì)量；教學(xué)效果

材料是社會文明和科技進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)，材料科學(xué)和能源科學(xué)、信息科學(xué)一起被列為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱，其發(fā)展水平更是成為一個國家綜合國力的主要目標(biāo)之一[1]。為了培養(yǎng)更多材料領(lǐng)域的人才，國內(nèi)自20世紀(jì)70年代開始，在不同高校設(shè)置材料科學(xué)與工程一級學(xué)科并相應(yīng)的開設(shè)了一系列材料相關(guān)的專業(yè)課程，而在這些課程中《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的地位可以謂之為重中之重，它立足于闡明材料制備、組成、組織結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的基本規(guī)律，訓(xùn)練學(xué)生材料設(shè)計、材料性能和產(chǎn)品質(zhì)量控制、材料開發(fā)與檢測的基本能力，在公共基礎(chǔ)課和專業(yè)課程之間起著紐帶的作用，對構(gòu)建材料科學(xué)與工程學(xué)科人才整體能力結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu)及素質(zhì)結(jié)構(gòu)具有奠基性的作用[2-3]。

具體到筆者所在的安徽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)，《材料科學(xué)基礎(chǔ)》在學(xué)生大二學(xué)年下學(xué)期開放，是學(xué)生最先學(xué)習(xí)的一門專業(yè)課程，它既是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)各門專業(yè)課程的保障，也是學(xué)生以后從事材料相關(guān)生產(chǎn)和科學(xué)研究所必備的理論基礎(chǔ)，因而保證該門課程的教學(xué)質(zhì)量意義非常重大。然而，就筆者備、授課的經(jīng)歷來看，該課程具有術(shù)語概念多、涉及知識面廣及抽象枯燥等特點，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不易抓住重點，且學(xué)習(xí)難度大，學(xué)生不易產(chǎn)生足夠的學(xué)習(xí)興趣，針對上述問題，結(jié)合本院的具體情況，筆者提出提高該課程教學(xué)效果的幾點想法。

1 重視基礎(chǔ)，注重術(shù)語解讀

針對無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的特點，筆者目前所使用的教材為武漢理工大學(xué)出版社出版，由張聯(lián)盟、黃學(xué)輝、宋曉嵐主編的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》。該教材能較全面的覆蓋一級學(xué)科的基本內(nèi)容，既闡述了金屬、無機(jī)非金屬、高分子等典型材料結(jié)構(gòu)上的共性，又突出了無機(jī)非金屬材料的個性；既描述了熱力學(xué)平衡狀態(tài)下的問題，又兼顧了非平衡條件下的材料結(jié)構(gòu)的形成過程；既以材料制備、加工過程中的科學(xué)原理及共性規(guī)律為主，又兼顧了材料服役中的環(huán)境行為效應(yīng)，做到了將科學(xué)與工程融為一體。但在教學(xué)時，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在自己研讀教材時會感覺到生澀難懂，究其原因是由于很多涉及到材料類的專業(yè)術(shù)語教材沒有詳細(xì)的介紹，而這些專業(yè)術(shù)語是學(xué)習(xí)材料科學(xué)的基礎(chǔ)，一旦一知半解、含混不清就會影響到對相關(guān)整個知識點的掌握，而一個個小知識點的理解不清最終導(dǎo)致學(xué)生對整門課程的掌握不到位，失去對課程的學(xué)習(xí)興趣。例如在學(xué)習(xí)第二章的晶體結(jié)構(gòu)時，學(xué)生對晶面及晶界的概念理解不清，為此筆者做了很生動的動畫來解釋，單晶材料是由一個晶粒生長而成的，因而它只具有一圈大大的晶界，同時它的（hkl）晶面是唯一的平行族；而多晶材料是由多個晶粒生長而成的，因而它的晶界包括各個小晶粒一圈圈的界，同時每一個晶粒由于生長取向不同具有自己的（hkl）晶面，因而多晶材料的（hkl）晶面是多個相互交叉的平面。結(jié)合筆者的繪圖，學(xué)生很快對這些基本概念有了很深的理解和認(rèn)識，因而在學(xué)習(xí)后續(xù)的結(jié)晶學(xué)指數(shù)、晶向與晶面關(guān)系等結(jié)晶學(xué)基本內(nèi)容時非常順利，收到了不錯的教學(xué)效果。

2 突出重點，注重理論體系融會貫通

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》這門課程內(nèi)容繁多，在本院有限的72個學(xué)時里對每個章節(jié)均仔細(xì)講解，做到面面俱到是一項不可能完成的任務(wù)。因而，需要對知識點進(jìn)行梳理，在有限的時間里突出重點，同時將知識點串聯(lián)起來，讓整個理論體系融為一體，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)完課程后也會倍感輕松，受益匪淺。例如在學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)時，考慮到金屬結(jié)構(gòu)模型主要為等徑球體堆積模型，而無機(jī)非金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)主要為不等徑球體堆積模型，兩者的知識點是相通的。因而在講述時，筆者著重以金屬結(jié)構(gòu)模型為例進(jìn)行動畫展示，從立體結(jié)構(gòu)的各個方向講述，如何堆垛，并結(jié)合制作的球棍模型讓學(xué)生充分理解最密排堆積及配位數(shù)這些基礎(chǔ)概念，學(xué)生對金屬堆垛有了全面、深刻的認(rèn)識后，自己主動對教材上關(guān)于無機(jī)化合物的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行理解，在提問時發(fā)現(xiàn)學(xué)生對AX、AX2、A2X3的空間結(jié)構(gòu)均有著較正確的認(rèn)識，抓住了重點，很多知識的傳授就變得容易了很多。另外，理論體系的融會貫通對該課程的學(xué)習(xí)也大有裨益，在學(xué)習(xí)鮑林規(guī)則時，筆者要求學(xué)生認(rèn)真掌握鮑林第二及第四規(guī)則，運用第二規(guī)則去判定離子化合物的可靠性，運用第四規(guī)則去檢驗硅酸鹽晶體島群結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，加深了學(xué)生對硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，促進(jìn)了學(xué)生對硅酸鹽晶體具有的結(jié)晶、解離及介電性能差異的理解。

3 拓寬專業(yè)，加強前沿成果介紹

由于我院無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后不僅是進(jìn)入各種傳統(tǒng)建材（包括玻璃、水泥、陶瓷、耐火材料）企業(yè)工作，近幾年的簽約情況看相當(dāng)部分的學(xué)生最終會從事納米、新材料開發(fā)等領(lǐng)域的工作。拓寬專業(yè)，在教學(xué)中適度的把目前社會上較前沿和熱點的知識引入課堂教學(xué)，并對傳統(tǒng)材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹R延伸和拓展，這不僅讓學(xué)生強烈地感受到科學(xué)發(fā)展的脈搏和動力，有效的拓寬學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，開闊學(xué)生的視野，而且也給課堂教學(xué)增添了活力[4]。例如在講授共價鍵晶體結(jié)合時，筆者通過查閱最新發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)，介紹了目前碳納米管和石墨烯的一些最新研究進(jìn)展，結(jié)果學(xué)生在課堂上自發(fā)的展開了針對石墨烯結(jié)構(gòu)與性能的討論，表現(xiàn)出對新材料探索的強烈欲望。事實表明，在教學(xué)中加強前沿成果的介紹能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，大大提高《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]代凱.大學(xué)本科材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教改初探[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2011（1）：66-68.

[2]潘建梅，唐麗永，喬冠軍.材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的探索與實踐[J].廣州化工，2016，44（3）：148-149.

[3]劉冠辰，耿樹東，陳連發(fā)，王巍，于曉波，王辰，張鈺.初探材料化學(xué)專業(yè)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報，2015，32（10）：42-44.

[4]張春艷.“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程建設(shè)探索與實踐[J].山東化工，2015，44（23）：104-105.

[責(zé)任編輯：田吉捷]