无机材料工学课程教学模式改革的探索与实践

在人类发展的历史长河中, 材料起着举足轻重的作用, 人类对材料的应用一直是社会文明进程的里程碑, 材料的发展创新是社会的先导, 是现代工业和农业发展的基础, 也是国防现代化的保证。无机材料工学课程是长沙理工大学材料科学与工程学院无机非金属材料工程专业培养方案中的主干课程和专业必修课程。2009年该课程获长沙理工大学精品课程立项。课题组成员从以下几方面对该课程进行了教学改革探索与研究, 取得了较好的教学效果。

1 贯彻“通、实、新、联”的教学理念

根据无机材料工学课程“内容庞杂、各自相对独立, 专业性强、与生产实践密切相关, 涉及的知识面广、更新较快”的特点, 课程组提出了“通、实、新、联”的教学理念并贯彻到整个教学过程, “通”就是指学生对各类典型无机材料既要精“通”其制备原理, 又要能够贯通制备工艺过程及质量控制;“实”就是指要注重“实”践环节及实践应用能力的培养, 教学内容更要有“实”用价值;“新”就是指授课内容和授课方法都要“新;“联”就是指既要注重理论“联”系实践, 还要与无机非金属材料产业的企业多联系。在教学中还注意正确处理课程中知识传授和对学生应用能力、创新能力培养的关系、理论教学与实践教学之间的关系;及时融入本领域中最新的技术、方法和发展动向, 并结合教师科学研究的项目和科研成果教学, 保证了教学效果。

2 改革传统课程体系, 建设与新课程体系配套的教材

无机材料工学课程以前是按水泥工艺学、陶瓷工艺学、玻璃工艺学、耐火材料工艺学来分篇组织教学的, 这里的每种材料及制品的制备虽有不同之处, 但都有组成及设计、原料性能特点、制备工艺 (原料处理—坯料或配合料制备—成型—热处理—深加工或再加工) 及控制, 分篇教学就有同一工艺原理的重复讲述, 教学效率低, 在培养计划规定的课时中一般只能学2篇。对此课题组建立了以无机非金属材料的基本概念—材料制备工艺原理—材料物化性能为主干, 合理渗透原、材料结构及物性的“树式”课程教学体系, 即以无机材料制备原理和工艺及其控制为主线来有序有机结合与分离来组织教学, 新课程体系优化了知识结构, 使原来的“行业性专业”得到较大程度的宽化, 解决了知识体系等相关问题之间的矛盾, 还拓宽了专业口径。同时也改革和出版了《无机材料工艺学》教材, 该教材既打破了分别由水泥、陶瓷、玻璃构成的彼此独立的分散体系, 构建了与“树式”教学体系相适应的符合无机非金属材料工程内在规律、完整而有机的课程体系。同时还重视新工艺、新技术的引进。教材中引进了新的材料加工方法-如“近代热加工方法简介、超微粉合成、发展中的新材料”等内容, 体现了教材的先进性。《无机材料工艺学》教材在完整的工艺结构下, 充分体现了重基础、宽口径、以提高学生综合素质为目标的指导思想, 符合社会和科学技术发展对《无机材料工艺学》的要求。

3 精炼与整合教学内容

近几年我校无机非金属材料工程专业的毕业生大部分在中铁建设局、中港、路桥公司等单位就业, 从事路桥建筑工程材料、陶瓷材料、功能材料等的制备及质量控制、技术管理的毕业生占本专业毕业生总数的85%以上。所以经过广泛调研的2010版专业培养方案, 明确了我校的无机非金属材料专业定位于建筑材料、陶瓷材料和功能材料三个专业方向。据此我们确定“以上四种典型材料的组成设计及制备、材料的性能控制及检测”为本课程的重点教学内容。既注意本课程与每个专业方向内的课程群教学内容的整合, 优化, 避免重复, 提高学习效率, 并力求教学内容的“精、全、新”, 压缩重复性理论教学内容;同时还结合工程项目实际精炼教学内容, 即对重点内容进行必要的增减和完善, 既保证知识的系统性, 同时又突出重点与难点。从而使学生所学内容与就业后的应用需求结合得更紧密, 也强化了对学生动手能力的培养。

4 灵活采用多种教学方法与手段

积极采用渐进式、疑问式、讨论式、多媒体等教学方法与手段, 来调动学生学习的积极性与主动性。无机材料工学是将以上四大材料工艺学熔合而成, 教师按照四种材料及制品共同的工艺流程来组织教学;而这四种典型材料及其制品都各有差异, 教师在讲授中经常设问让学生讨论、比较其异同, 学生在互相讨论过程中消除疑问, 有助于学生对这四种典型材料的制备原理和工艺的掌握。在进行教学方法改革的同时, 课题组成员自行研究制作了“无机材料工学”、“绿色建材”多媒体教学辅助课件, 分别获得湖南省高等学校第六届、第七届“大成杯”多媒体教育软件比赛三等奖, 并将它们实践在教学中。课件的使用, 将抽象的材料显微结构、工艺过程及原理生动形象地展示在学生面前, 将难以用语言表述清楚的制备原理及设备工作原理采用动画演示, 增强学生对课程内容的掌握。但多媒体教学时每页的幻灯片内容有限, 还不便前后内容的对照, 更新速度过快, 学生有时反应不过来, 跟不上教师的思路, 而传统的板书教学法恰好弥补了这一缺陷, 多媒体和传统板书并用实现优势互补, 发挥二者的应用价值。

5 常规教学与网络教学相结合

本课程已制作了课程网站, 将课程的教学方案、教学课件、电子讲稿、自测习题、实习教学、实习基地、学术讲座、动画辅助教学、文献资料、部分课程录像等等各类资源与学生共享。借助于教学网站搭建师生交流和互动的平台, 以常规教学满足大多数学生的学习需求, 以网络课程作为补充, 满足学生不同的学习习惯、学习需求, 并鼓励学生进行自主学习。在保留传统的教师与学生面对面答疑方式的基础上, 要充分利用在线教学网站, 完善网络在线答疑的方式和内容, 使学生的问题不因为时间地点的限制而滞后。要充分利用现代化的网络教学环境, 建立起一个师生之间的互动平台, 来补充课堂教学和实验教学的“空白点”, 使三者之间相互协作、相互补充, 为学生创造一个多角度、全方位的立体学习环境。

摘要：本文从贯彻“通、实、新、联”的教学理念、改革传统课程体系, 建设与新课程体系配套的教材, 精炼与整合教学内容, 灵活采用多种教学方法与手段、常规教学与网络教学相结合等方面出发, 对无机材料工学课程教学模式改革进行了探索与实践, 这既对今后的教学具有指导意义, 也使无机材料工学课程更加适应无机非金属材料工程专业应用型高级工程技术人才的培养。

关键词：无机材料工学,教学模式,改革,实践

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