材料類專業(yè)本科生復(fù)合材料教學(xué)改革研究
《銅—石墨復(fù)合材料的成形》分為銅一石墨復(fù)合材料概述、銅一石墨復(fù)合材料的常規(guī)成形、銅一石墨復(fù)合材料的半固態(tài)成形等3章，主要圍繞成形工藝、摩擦磨損和導(dǎo)電性能等，較為系統(tǒng)地介紹了銅一石墨復(fù)合材料的常規(guī)粉末冶金成形、常規(guī)液相浸漬成形、常規(guī)噴射沉積成形、半固態(tài)成形等內(nèi)容。下面是小編搜集整理的相關(guān)內(nèi)容的論文，歡迎大家閱讀參考。
摘要:《復(fù)合材料》這門材料類專業(yè)本科生的必修課對增加學(xué)生的知識面和專業(yè)技能起著重要作用。然而，該課程的教學(xué)中存在一些問題，嚴(yán)重影響學(xué)生對知識點的掌握。針對當(dāng)前存在的問題，本文提出了一些教改方案，在課堂中增加相應(yīng)知識點的文獻(xiàn)講解和答辯環(huán)節(jié)。同時，讓學(xué)生課后參加實訓(xùn)環(huán)節(jié)來提高學(xué)生的主動學(xué)習(xí)熱情。增加平時考核部分成績，弱化期末考試的權(quán)重。最終讓學(xué)生更好的掌握該課程，進(jìn)而提高本科生的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)。
關(guān)鍵詞:復(fù)合材料;教學(xué)改革;實訓(xùn)環(huán)節(jié);教學(xué)方法
為了克服傳統(tǒng)灌輸式、填鴨式教學(xué)模式的弊端，積極響應(yīng)教育部的高校本科生教學(xué)模式改革號召，專注于培養(yǎng)動手能力強、理論結(jié)合實踐、高水平、綜合素質(zhì)的新世紀(jì)人才，許多高校的諸多專業(yè)課程都在進(jìn)行教學(xué)模式改革。我校材料科學(xué)與工程專業(yè)為寬口徑的大專業(yè)，主要培養(yǎng)無機非金屬材料方向的畢業(yè)生�！稄�(fù)合材料》作為本專業(yè)的一門必修課，這門課程涵蓋知識點很多，包括聚合物基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料等各個領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識、制備工藝和實際應(yīng)用[1]。該課程對于擴大學(xué)生的專業(yè)知識面、提升學(xué)生的專業(yè)知識和實踐技能具有重要的理論指導(dǎo)作用。針對目前該課程教學(xué)中存在的一些問題，本文提出了《復(fù)合材料》教學(xué)改革的一些方案和措施。
一、課程的主要內(nèi)容和培養(yǎng)目標(biāo)
《復(fù)合材料》是材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生的基礎(chǔ)課、必修課，也是本科畢業(yè)生從事材料、復(fù)合材料等相關(guān)工作、科研、工程應(yīng)用的必備課程。本課程主要講授常見復(fù)合材料的分類、加工制備技術(shù)及應(yīng)用背景，如聚合物基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、水泥基復(fù)合材料和納米復(fù)合材料等。在畢業(yè)設(shè)計、科研實踐中掌握上述幾種復(fù)合材料的制備及工藝技術(shù)，是材料類專業(yè)畢業(yè)生能夠勝任本專業(yè)工作的基礎(chǔ)和保障。這門課程的培養(yǎng)目標(biāo)是理解復(fù)合材料的界面優(yōu)化設(shè)計及界面作用機理，掌握復(fù)合材料的種類和制備工藝方法。了解復(fù)合材料界面及性能測試表征方法，學(xué)會分析材料研究和生產(chǎn)中的復(fù)合材料如金屬基、聚合物基、陶瓷基、水泥基復(fù)合材料及納米復(fù)合材料的成分、組織形貌和結(jié)構(gòu)性能，并能夠適當(dāng)?shù)恼{(diào)整配方或改進(jìn)制備工藝最終實現(xiàn)目標(biāo)所需的力學(xué)性能或特殊功能。
二、教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問題
《復(fù)合材料》課程內(nèi)容繁多，涉及三大類材料金屬、無機非金屬和聚合物的配方、加工、性能及應(yīng)用，涉及到大量的增強材料、基體材料制備工藝參數(shù)和配方，使得學(xué)生難于尋找重點內(nèi)容，學(xué)習(xí)起來很難抓住重點，接收效果差。另外，學(xué)生也不清晰自己將來所面對的就業(yè)方向。因此，很有必要讓學(xué)生自己動手查閱感興趣的復(fù)合材料及相關(guān)產(chǎn)品，增強對某一材料產(chǎn)品及其知名企業(yè)的了解。在加深對這門專業(yè)課的認(rèn)識和理解的同時，知道自己感興趣的行業(yè)和就業(yè)方向[2-3]。這門課程一般期末考試成績權(quán)重大于80%，平時成績占的比重很小。因此，學(xué)生缺乏主動的學(xué)習(xí)意識，學(xué)生對于瑣碎繁雜的知識點理解起來也很吃力，上課時容易產(chǎn)生懈怠的情緒、玩手機、精神溜號等現(xiàn)象。多年的教學(xué)經(jīng)驗發(fā)現(xiàn):學(xué)生期末時候考前突擊，只會應(yīng)付期末考試，只求分?jǐn)?shù)不求甚解，學(xué)生對知識的掌握不扎實、不系統(tǒng)，影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果和專業(yè)技能的培養(yǎng)。學(xué)生雖然經(jīng)過突擊性理論學(xué)習(xí)，但是仍然缺乏專業(yè)的實踐、應(yīng)用能力，不能學(xué)以致用。學(xué)生往往考完試后再問就什么也答不上來，遇到一些實際應(yīng)用問題也不能馬上想起課本上的理論知識體系。這些現(xiàn)象的根本原因在于學(xué)生缺少對知識點所對應(yīng)的實踐、范例的了解。
三、《復(fù)合材料》課程的教學(xué)改革措施
3.1以工業(yè)產(chǎn)品、科研信息為導(dǎo)向，加深學(xué)生對不同類型復(fù)合材料的深入理解
本課程涉及到金屬基、聚合物基、陶瓷基、水泥基復(fù)合材料及納米復(fù)合材料等理論方面的內(nèi)容，理論較深奧、知識面廣、內(nèi)容概念復(fù)雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會遇到許多問題。在教學(xué)中充分考慮到知識面的拓寬和不同復(fù)合材料應(yīng)用之間的相互關(guān)系，注重產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)為導(dǎo)向，對復(fù)合材料的理論配方、制備工藝、性能要求、開發(fā)新產(chǎn)品的思路等方面的進(jìn)行強化，在保持課程系統(tǒng)性的前提下，對一些次要的偏理論的內(nèi)容適當(dāng)刪減。著重對近期出現(xiàn)的新型復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)材料和功能材料領(lǐng)域的應(yīng)用實例進(jìn)行介紹。通過引入實際產(chǎn)品和工業(yè)化生產(chǎn)問題，促進(jìn)學(xué)生深入理解每種復(fù)合材料的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用前景[4]。將目前與課程有關(guān)的科研動態(tài)帶入課堂，讓課程有足夠的吸引力。如講述通過介紹阻燃電纜護套料配方及工藝讓學(xué)生深入聚合物基復(fù)合材料的加工原理和應(yīng)用場合;通過介紹現(xiàn)有的鋰電池正極材料讓學(xué)生了解碳基復(fù)合材料以及納米復(fù)合材料的應(yīng)用;還有近期Science、Nature等頂級期刊發(fā)表的最新納米尺度金屬的偽彈性、功能材料，碳納米管、石墨烯的微觀尺度研究及其在復(fù)合材料、功能材料中的最新應(yīng)用。這些科研實例的講解可以激發(fā)學(xué)生的科研熱情，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
3.2以查找和閱讀期刊文獻(xiàn)為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意識
每一章節(jié)都給學(xué)生布置一定數(shù)量的關(guān)鍵詞、主題詞，讓學(xué)生去期刊網(wǎng)或外文電子資源網(wǎng)站查閱相關(guān)章節(jié)關(guān)鍵詞的期刊論文或發(fā)明專利，填寫文獻(xiàn)資料統(tǒng)計表。每個學(xué)生都要在課堂講解文獻(xiàn)，學(xué)生需要提問互動。通過這種能力培養(yǎng)，加深學(xué)生對某一復(fù)合材料的了解同時，也鍛煉學(xué)生的查閱文獻(xiàn)能力、閱讀能力和課堂表達(dá)能力，發(fā)揮互動、讓更多同學(xué)參與到課題討論中，從興趣和討論中掌握復(fù)雜的知識點。“學(xué)生講，教師聽”的這種新模式可以增加教學(xué)互動效果，課堂上適當(dāng)增加學(xué)生匯報文獻(xiàn)、專利的內(nèi)容，可以增進(jìn)師生的相互交流、相互影響。這種方法可以活躍課堂氣氛，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和獨立思考能力，顯著提高課程的教學(xué)效果。培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍、精益求精的學(xué)習(xí)和科研精神。
3.3增加學(xué)生的課外實訓(xùn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生到實驗室動
手參與復(fù)合材料的設(shè)計和制作除了課堂教學(xué)以外，還可以以材料生產(chǎn)和應(yīng)用中的實際問題出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的`動手實踐能力和團隊協(xié)作意識。增加學(xué)生的課外實訓(xùn)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生從發(fā)現(xiàn)問題、提出問題到解決問題的能力，真正意義擺脫課本的死知識[5]。要求老師到實驗室親自指導(dǎo)，讓學(xué)生到實驗室親自動手參與某些復(fù)合材料的設(shè)計制備，要求每組學(xué)生實踐不少于7個工作日，自己動手完成一個小實驗，在課堂上互相交流自己的所學(xué)、所做、所感，是如何將文獻(xiàn)知識轉(zhuǎn)化為直接的功能或結(jié)構(gòu)材料并實現(xiàn)其應(yīng)用價值。讓學(xué)生親手參與實驗設(shè)計和制作可以提高學(xué)生的主動性，再次回到課堂后能夠更深刻聽講，認(rèn)識到課本上基礎(chǔ)知識的重要性。逐漸培養(yǎng)學(xué)生從提出問題，到尋找解決問題思路，最終解決問題的能力。實訓(xùn)結(jié)束后最終以實驗報告形式上交并考核。這種實訓(xùn)環(huán)節(jié)可以在培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用技能的同時，培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作意識，激發(fā)學(xué)生的課外學(xué)習(xí)熱情。加強學(xué)生對知識的理解，提高對課本知識的應(yīng)用能力，避免“讀死書、死讀書”。
四、《復(fù)合材料》課程的教改考核及預(yù)期效果
該課程在增加課堂文獻(xiàn)講解、答辯和課外實訓(xùn)環(huán)節(jié)后，期末考核時弱化期末考試成績的比重，側(cè)重上課過程中文獻(xiàn)講解、答辯和課外實訓(xùn)的考核，即增加平時成績的權(quán)重。具體成績比例可以調(diào)整如下:
(1)期末考試分?jǐn)?shù):占考核總成績的50%。
(2)文獻(xiàn)調(diào)研、講解、討論環(huán)節(jié)分?jǐn)?shù):每名學(xué)生不少于兩次文獻(xiàn)調(diào)研、講解、討論，共計占總成績的30%，其中文獻(xiàn)整理情況10%、課堂講解10%和回答問題10%。加分條件:學(xué)生查閱參考文獻(xiàn)可以查閱英文文獻(xiàn)，考察學(xué)生對英文文獻(xiàn)的理解，根據(jù)實際情況給予加分0.5～1分;課堂講解文獻(xiàn)后能夠準(zhǔn)確回答課堂老師或同學(xué)提出所有問題的學(xué)生得滿分。
(3)課外實訓(xùn)環(huán)節(jié)分?jǐn)?shù):兩次實驗占總成績的20%，其中兩次實訓(xùn)過程中的動手實驗及實驗報告各占10%。通過在《復(fù)合材料》課程教學(xué)中增加文獻(xiàn)講解和課外實訓(xùn)環(huán)節(jié)進(jìn)行教改，改革后的保守目標(biāo)是:100%學(xué)生能系統(tǒng)掌握查閱期刊文獻(xiàn)和發(fā)明專利的方法，并且能夠讀懂科技論文的核心研究思想和理論內(nèi)涵;90%的學(xué)生應(yīng)能掌握課程重點知識，熟悉課本知識中的某種復(fù)合材料的制備方法和應(yīng)用實例;20%學(xué)生能掌握英文期刊文獻(xiàn)的查閱能力并且能夠讀懂英文文獻(xiàn)含義，具備書寫科研論文的基本素質(zhì)和功底。上述比例都以學(xué)生總數(shù)為基數(shù)，各部分不互相獨立，存在相互重疊。希望通過任課教師和學(xué)生的共同努力，最終實現(xiàn)由大學(xué)的應(yīng)試教育到應(yīng)用型人才培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變。
五、結(jié)語
作為一門材料類專業(yè)本科生的必修課，《復(fù)合材料》對于增加學(xué)生的知識面和了解專業(yè)方向具有重要作用。因此，這門課程的學(xué)習(xí)效果影響畢業(yè)生的綜合素質(zhì)和專業(yè)技能。作者針對平時教學(xué)中的一些問題，如上課死氣沉沉，學(xué)生玩手機，期末考試突擊復(fù)習(xí)等現(xiàn)象提出了一系列教改方法，主要是增加課堂上的工業(yè)產(chǎn)品、科研信息吸引學(xué)生的興趣，增加文獻(xiàn)講解、答辯環(huán)節(jié)和課后的實訓(xùn)環(huán)節(jié)來弱化期末考試成績的權(quán)重，這樣來督促學(xué)生主動學(xué)習(xí)并且能夠活躍課堂互動，通過課外實訓(xùn)環(huán)節(jié)提高學(xué)生的實踐技能和對基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力。通過教師和學(xué)生的共同努力實現(xiàn)由應(yīng)試教育到應(yīng)用型人才培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步提升畢業(yè)生的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)。
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