材料科学基础实验教学的实践与

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摘 要:材料科学是研究材料的成分、组织结构、制备工艺与材料性能和应用之间相互联系的科学,它对生产、使用和发展材料具有指导意义.而《材料科学基础》作为专业基础理论的课程,是一门以基础理论和工程实践紧密结合为特征的学科,它与实验教学具有很强的互补性.因此,实验教学与课堂教学应相辅相成.

关 键 词 :材料科学基础,实验教学,新构思

中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2012)-08-0144-01

一、实验教学的主要意义

如果说材料科学是一门艺术,那么材料科学的实验教学是带领学生通向这座艺术宫殿的桥梁.《材料科学基础》作为一门以基础理论和工程实践紧密结合为特征的学科应该以实验为基础.实验不仅能帮助学生正确认识物质及其变化规律,更能激发学生兴趣,发展和培养学生的创新思维.因此,充分利用实验教学手段,对培养和提高学生的创新意识和技能至关重要,也是学好《材料科学基础》这门课程的基础.

二、实验教学的关键

在《材料科学基础》实验教学这门新课程中,加强学生的自主学习意识,使学生的“要我学”变为“我要学”是一个关键的问题.在实验这样的探究性活动中,需要学生自己去猜想、去探究,通过实验去验证自己的猜想和设计是否正确.在实验的过程中,让学生自己动手具体实施实验操作,亲自去探索实验的过程,使他们的材料科学实践概念得以更为有效地与基础理论知识体系中的材料科学理论概念建立起实质性的联系.以往的实验教学都是老师单纯的演练一下实验步骤给学生看,但教师更应该做的是对实验现象进行分析和解释如此操作实验的目的.而课堂上让学生们自己提出问题,自己猜想假设,自己设计方案.相信在这样自主学习的教学活动中,学生的学习积极性和主动性也会得到增强.通过实验教学方法,来使学生加深了对书本概念的理解,优化了学生的知识结构,而不是平时的机械背诵概念定义.相信实验课上的理解加上老师课上的引导讲解,会让学生们对《材料科学基础》的学习有很大程度的理解和领悟.

三、实验教学的建议

在《材料科学基础》教学实验中,包含了材料科学中最基本的实验,这些实验是学习材料科学工程专业学生所必需掌握的.

在动手实验之前,可以通过让学生们浏览一些相关的实验过程动画模拟或相关录像教学课件[1],使他们对所做实验有了初步的认识和理解,能够了解基本实验的原理,了解相关仪器和设备的主要结构和操作方法.这样为学生提供了扩展视野的机会,而且最大限度仿真或者演示了真实实验,使学生对实验有了更加具体形象的了解.在这个相关的模拟课件中,教师所选用的素材应该采用实物照片,且课件内容应包括了实验所需的器材的认识,如何操作这些器材,以及实验的流程等等.

此外,在实验教学的过程中,教师更应充分发挥教学语言的艺术性,提高学生的课堂注意力.这就要求教师熟练掌握专业术语,并在实验教学授课时准确运用,同时在学生回答问题和解题时要求学生应用专业术语,逐渐引导学生习惯运用术语解释和交流本学科的问题.而且,在上课时教师要把握好时间和节奏,留出充足的时间进行本节课结课的总结,尽量避免由于时间原因而匆忙结课.总结的时间不宜过长,语言必须简洁明快,把这节课所讲的内容进行总结,概况重点内容,这样可以使学生能对本堂课的内容一目了然,便于复习和记忆.

在做完实验后,教师可以通过在下一节课堂上提问问题,让学生课后积极主动地复习上次的实验知识和预习下次的实验内容,加深对实验内容的记忆和巩固.

另外一个方面,可以通过加大实验成绩在综合成绩评定中的比例,刺激和鼓励学生重视实验,促进学生实验动手能力和科研素养的提高.并且在实验时,注重培养学生使用和维护仪器设备的能力,这样不仅增加了学生学习理论知识的兴趣,而且提高了学生的实际工作能力,为日后的工作和继续深造奠定基础.

四、实验教学课程新构思

《材料科学基础》实验课的设置有明显的功能性,主要是为了引导学生对《材料科学基础》的更深入理解,这些实验主要是验证性实验.验证性实验是对理论知识的验证和重现,它有助于学生对理论知识的感性认识和对理论知识的深刻理解,能够巩固所学过的知识.但是,这些设计的实验缺少了实际应用性和设计研究性.《材料科学基础》的实验应该结合实际应用性和设计研究性型实验,创建一个实际背景,提出一个具体问题让学生解决,学生通过自己设计实验,自己动手做出实验,并运用所学有关专业基础知识对实验结果进行分析讨论,正确地解决实际问题.这样既提高了学生的自我思考能力和动手能力,更让学生系统地掌握有关专业基础知识,并培养学生了科学研究的思路和能力.所以,《材料科学基础》的实验教学内容应该结合验证性实验、实际应用型实验以及设计型实验这三大模块来进行构建.此外,教师应该结合材料科学领域的科研和生产发展,及时更新改进实验教学内容,不能与时俱进.

五、结束语

实践胜于理论.除了理论教学以外,更应该注重《材料科学基础》的实验教学部分.在实验教学中亲身发现和认识科学理论,并在科学实验中去检验所获得理论的真伪.让学生不仅从课堂上接受理论知识,更通过实验去学习知识,在实践中运用所学到的知识,这才是真正地掌握知识.