《复合材料学》课程教学内容与教学方法探索

《复合材料学》课程教学内容与教学方法探索
作者：李新梅
来源：《科技创新导报》 2011年第15期
李新梅
(新疆大学机械工程学院乌鲁木齐 830047)
摘要:针对材料科学与工程学科硕士生《复合材料学》课程教学的现状,从教学内容、教学方法等方面入手就复合材料教学实践改革提出了一些方法和建议,以期达到提高学生学习兴趣、提升教学效果、培养学生的综合能力及创新能力,实现高效优质教学的目的。

关键词:复合材料教学内容教学方法
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-
098X(2011)05(c)-0137-02
引言
材料是社会技术进步的物质基础与先导,新材料尤其是复合材料是当今材料发展中极为活跃、极具生命力的部分。

《复合材料学》课程是关于复合材料理论知识的概括总结和凝练,主要讲授复合材料的基本知识,包括复合材料的定义、分类和基本性能,基体和增强体结构和类型,界面原理,材料设计,结构设计以及成型加工等。

《复合材料学》既是引导学生进入专业领域的入门课程,又是使学生掌握基本原理、培养学生具有自学能力、独立分析能力和综合训练能力的课程。

它是材料科学与工程学科硕士专业一门重要的专业必修课,也是硕士生培养计划的一个重要组成部分,有着举足轻重的作用和地位,既关系到学生专业兴趣的培养,也关系到学生专业知识、专业素养和专业创新能力的形成与提高。

与本科生授课不同,《复合材料学》在重视基础理论知识传授的同时,更应该重视研究生动手能力与创新能力的培养。

因此,《复合材料学》课程教学质量
的好坏,不但直接决定着专业培养目标能否实现,而且直接影响着学生对专业的兴趣和感情,甚至未来的就业和发展。

所以,在现有教学时数的基础上,如何更好地、合理地优化与整合教学内容,建立相应的教与学的机制使该课程的教学达到高效优质的目的,是当前亟待解决的问题。

笔者根据多年的教学实践,从教学内容与教学方法上总结了以下几点,愿与各位同行探讨。

1 教学内容要精选
首先应尽可能选择一部好的教材。

教材要优先选用国家精品教材、国家获奖优秀教材等能
较好反映先进复合材料发展情况的教材,使它对学生既能起到传授基本知识、基本理论的作用,
又能起到抛砖引玉、引导提高的作用。

目前还没有非常适合材料科学与工程硕士专业的复合材
料学教科书,一般借用本科教材,但还需要参考其他复合材料领域的类似书刊。

主要参考的教材
有王国荣教授主编的复合材料概论,周祖福教授主编的复合材料学和吴人洁教授主编的复合材料等。

其次,根据教学要求对教学内容进行组合,突出重点。

鉴于复合材料学作为一门课程但并非
完全独立于其他学科之外,在复合材料学课程教学中,对于其他材料学的相关课程所涉及到的或
者介绍过的基础理论内容等应该压缩或者以提问的形式回顾,只需学生了解其在复合材料技术路线的哪个环节起到怎样的作用即可。

第三,研究生教育强调的是要培养其创新能力,因此,授课内容不应仅仅局限于教材,而必须具有一定的开放性、时代性、前瞻性和实践性,这对于培养学生
的创新意识非常重要。

由于科学技术的迅速发展,特别是尖端科学技术的突飞猛进,对于复合材
料发展的影响也是深远的。

然而复合材料学教材的更新远远跟不上其发展的速度。

一般复合材
料学经典教材都是十几年,甚至二十几年前编写的,虽然其知识体系成熟、系统和严谨,但内容更新缓慢,而且与复合材料科学技术的最新进展和实际工业生产实践之间有较大的差距。

这一方面很难调动学生的学习兴趣,另一方面学生学到的知识很难在以后的学习和工作中得到应用,更谈
不上应用能力、创新能力及实践能力等综合能力的培养。

因此,要在讲授复合材料学主要理论内容的基础上,及时更新及补充相关前沿内容,要注意引进复合材料科学的最新科研成果及国内外
动态,穿插到相关的教学内容中,要尽量反映复合材料学的新进展、新热点。

例如,通过神州七号的成功发射等重大实际成果引导出复合材料的重要性以及复合材料的应用领域。

再比如,“波音”飞机上复合材料用量由最初的37%提高到52%,而最新一代B787的机身、机翼等主要结构几乎全部由复合材料制成[1]。

类似这样的例子不仅使学生了解复合材料的最新进展,而且使学生时刻
关注复合材料方面的热点问题,同时也提高了他们主动获取知识的积极性。

2 教学方法要恰当
长久以来,教学多数遵循“以教师为主体、以课堂为中心”的传统法则,这种教学方法使得
学生的学习思维受到严重束缚,忽视能力的培养,课堂气氛呆板。

教学方法的选择和组合,要同教学内容、学生的特点及教师自身运用教法的能力联系在一起,教师必须根据这三方面正确灵活地选用合适的教学手段。

在复合材料专业课的教学过程中,结合专业实际主要采用下面三种教学方式[2,3]:教师启发式、双方互动式和学生参与式。

教师启发式。

教师的主要作用在于引导学生进行积极的探索,启发学生进行积极的思维,教
师主要传授的是学习知识方法而不是知识本身。

在这种教学方式中,教师是教的主体,学生是学
的主体,而教师处于主导地位。

通过教师的引导和启发,教与学的双方始终处于一种积极思维的
状态,其目的在于教会学生正确的学习方法,让学生有自主学习的空间,培养学生的自学能力,挖
掘学生自身的非智力因素,发挥最大潜能,将知识转化为能力,使学生最终由“学会”而走向“会学”。

因此,在复合材料专业课的教学中应摒弃“填鸭式”而采用启发式,这样既能减轻教师的
负担,又能激发学生的学习兴趣,培养学生的学习能力与创新思维能力。

双方互动式。

双方互动式指教师与学生双方的交流与探讨,可以以两种方式进行:提问与讨论。

坚决摒弃一堂课教师当主角从头唱到尾。

要开展形式多样的提问和讨论。

课前、课后、课
中都可以提问或者专门留一定的时间提问。

对于一些基础知识,可以教师提问学生,也可以学生
问教师。

对于一些重点、难点知识,可在教师的指导下展开小组讨论。

通过课堂讨论,或者就某
一主题专门讨论,营造民主的课堂氛围,大家畅所欲言、各抒己见,培养发散思维。

教师再根据学生讨论的结果及时进行诱导、点拨、归纳,正确引导学生“为何学、学什么、怎样学”。

这样能够取长补短、互相学习,既了解情况,也解决疑惑。

例如,学生对于合金和复合材料定义区分不清,教师先不急于下结论,而是引导学生自己分析讨论,哪些可能是合金？哪些可能是复合材料？二
者区别在哪？然后由教师逐一剖析学生的答案并归纳总结,形成结论,最后再举例论证,使学生对相关原理知识和实际应用有了进一步的探讨和理解,不仅提高了教学效果,锻炼了学生解决问题
的能力,而且通过教师的精讲,可把学生讨论的一个个知识点串联成线,帮助学生构建新的知识体系,起到“画龙点睛”的作用。

学生参与式。

学生参与式是指学生参与到教学过程中来,在这个过程中学生处于主导地位。

在传统的观念中,教师的职责是“教”,而学生则只有处于“学”的地位。

其实为了调动学生的
积极性,为了培养学生的综合能力,也完全可以、应该让学生走上讲台,参与到教学工作中去。

通过倡导学生参与教学活动,做学生共同学习的伙伴,通过将学生学习主体与教师教学引导相结合,诱导学生开动脑筋,让学生与教师同步思维。

如将复合材料学中陶瓷复合材料的内容分给学生,
由学生去查阅资料,做PPT,然后在课堂上讲解。

查阅资料、准备课件、上台讲解的每一个过程
其实都是一个学习的过程,这种方式既调动了学生的积极性,又培养了学生收集处理信息的能力、
获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力等综合能力,对培养创新能力大有裨益。

3 辅助教学手段要巧妙
在复合材料专业课的教学过程中,除了采用上述的教学方式外,还要注意辅助教学手段的巧
妙灵活运用。

首先,要利用现代化技术手段辅助教学[4]。

复合材料学的知识信息量比较大、直观性比较强,如果使用传统的教学手段,学生只能得到一些感知的内容,无法使其得到直接的体验,从而加
大了学习和理解的难度。

而使用多媒体、影像资料、CAI课件等现代化教学手段,可以在有限的
时间内提供给学生最大的知识信息量,不仅大幅度提高了教学过程中的信息传递量,而且还更具
体更真实地反映了复合材料应用环节的情景,加深了学生对材料性能的认识,提高了教学效果。

多媒体教学可以实现传统教学无法实现的动态与三维效果,而且多媒体课件中引入彩色图像、动画、声音效果可以吸引学生听课积极性,易于理解,加深印象。

如用多媒体向学生立体展示一些
复合材料生产的工艺流程、动态的模拟生产情况,加深了学生的直观认识。

又如在讲解界面的形成、结构、特点等时,动画逼真地呈现了界面的形成过程,并可以清楚地看到界面的结构等内容。

学生对界面的形成、内部结构和特点等问题都很容易理解,吸引了课堂上学生的注意力,印象深刻。

其次,还要结合科研课题辅助教学。

大学教师在教学的同时,往往承担一些科研项目。

科研
是一项高智力的创造性活动,但绝不是纯粹的科学研究,而必须为教学服务。

在复合材料学的教
学过程中,我们完全可以结合自己科研课题向学生介绍一些科研方法、实验技巧等有利于学生能力培养和综合素质提高的内容。

例如,在讲授金属基复合材料的内容时,结合“氧化铝增强铝基
复合材料”的科研课题,介绍铝基复合材料的冲蚀磨损性能以及在其他领域的应用,不仅让学生
知道老师在做什么、怎么做,而且丰富了教学内容,激发了学生的学习兴趣,开阔了学生的视野,
拓展了学生的思维。

这样的研学结合对于培养学生的实践能力和创新能力等综合素质是大有裨
益的。

4 结语
总之,“教学有法,但无定法”。

面对飞速发展的材料科学,迫切需要在《复合材料学》课程的教学过程中,根据专业特点及材料发展趋势,及时补充新的教学内容、建立新的课程体系、采
用新的教学方法、引入新的符合人才培养目标要求的教学理念与方法,使学生的知识、能力、素质等能够满足当前和未来的需要。

在教学实践中,提高学生学习兴趣,提升教学效果的方法多种
多样,各有千秋,只要合理的加以应用,必然能取得令人满意的教学效果。

参考文献
[1]李振伟.浅谈理工科专业课教学体系改革[J].科技教育创新,2007(3):258～260.
[2]付新建,程绍娟,刘少兵等.复合材料专业课教学中的创新教育实践[J].广西轻工
业,2008(11):134～135.
[3]李建权,李国忠.复合材料原理课程教学改革与实践[J].职业技术,2006(18):72～74.
[4]王海,李惠敏.复合材料学教学改革探讨[J].科技信息,2008,15:35～36.。