材料科學(xué)教學(xué)方法
時間:2022-05-07 05:58:00
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材料科學(xué)基礎(chǔ)課程是我校材料成型與控制工程專業(yè)重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課之一,也是許多學(xué)校研究生入學(xué)的必考課程。該課程內(nèi)容在學(xué)科知識構(gòu)建中起著“基石”的作用,對學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)及專業(yè)知識體系的構(gòu)筑具有非常重要的作用。該課程內(nèi)容包括金屬學(xué)、熱處理、材料力學(xué)性能、工程材料以及工程應(yīng)用等內(nèi)容。其特點是原理、規(guī)律多;需要記憶的概念、定義多;課程內(nèi)容知識點多而抽象;而理論計算少(即具有“三多一少”的特點)。多年來學(xué)生普遍反映這門課程“難理解、難記憶、難應(yīng)用”,造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,學(xué)習(xí)效果不理想。為了解決這些問題,授課教師需要更新教育觀念,即由原來的注重專業(yè)教育向注重能力與素質(zhì)教育進行轉(zhuǎn)變,強調(diào)在寬專業(yè)知識面上對學(xué)生進行綜合素質(zhì)的提高,培養(yǎng)既掌握材料科學(xué)與工程基本原理,又通曉材料制備與加工、組成與結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用等系統(tǒng)知識的寬專業(yè)人才。落實到課堂教學(xué)上來講,就要從具體的教學(xué)實踐出發(fā),改革教學(xué)方法,注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法與創(chuàng)新能力,大力提倡學(xué)生的自主學(xué)習(xí),并注重理論與實際的整合,以提高課程的教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。課堂教學(xué)作為大學(xué)人才培養(yǎng)的主渠道和主戰(zhàn)場,長期以來普遍采用的教學(xué)方法是以教師為主角的課堂講授法。所謂講授法是通過教師的口頭語言表述、講解、講演等形式,系統(tǒng)地向?qū)W生傳授知識的方法。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法的主要優(yōu)點是教師能夠用學(xué)生易懂的形式有效地概括學(xué)科內(nèi)容,知識傳授的準(zhǔn)確性高;但其弊端是教師只注重知識點的傳授,忽視學(xué)生能力的培養(yǎng),不能充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。這種以教師為主的單一的填鴨式、注入式講授,使課堂教學(xué)主體的學(xué)生被滿堂灌,僅僅是被動地聽講、記筆記,而不能積極思考問題,這就使學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性嚴(yán)重受挫,創(chuàng)新思維和求知欲望遭到了無情的抑制,難以品嘗到思考的快樂和成功的樂趣,容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。隨著當(dāng)今社會對“厚基礎(chǔ)、寬口徑、能力強、素質(zhì)高”的高科技復(fù)合型人才的需求,顯然傳統(tǒng)的尺講臺一人唱戲的教學(xué)方法已日益不能適應(yīng)現(xiàn)代教育的要求,為此我們在教學(xué)實踐中針對不同的授課內(nèi)容嘗試采取不同的教學(xué)方法,使教學(xué)效果成倍增加。
1啟發(fā)教學(xué)法
啟發(fā)教學(xué)法就是在教學(xué)過程中通過教師的活動啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生主動、自覺地去獲得知識。其出發(fā)點是要學(xué)生形成一種自求自得的學(xué)習(xí)意識,并最終做到學(xué)懂會用,教師在這里扮演的角色就是“授人以漁”。這種教學(xué)方法強調(diào)在傳授知識的同時,重視學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng);強調(diào)學(xué)生既是受教育對象,又是具有主觀能動性的認(rèn)識主體,可極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性。隨著知識經(jīng)濟的興起,社會對創(chuàng)新型人才需求日益迫切,啟發(fā)式教學(xué)作為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效手段正被廣泛地應(yīng)用于教學(xué)實踐。在課堂教學(xué)中,掌握圍繞主題發(fā)問的技巧,精心沒計各種啟發(fā)式問題,進行互動提問,鼓勵學(xué)生大膽發(fā)表自己的見解,讓他們有充分的空間進行自主學(xué)習(xí)、獨立思考,對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力是至關(guān)重要的。課堂是求知的地方,既為求則必有疑,為此在教學(xué)過程中應(yīng)根據(jù)具體問題巧設(shè)疑問,多設(shè)計“是什么”、“為什么”等問題,留給學(xué)生思考的余地、判斷的空間,才能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,真正引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題。例如金屬凝固原理中的形核理論這部分內(nèi)容概念、原理、規(guī)律及公式推導(dǎo)多,既抽象又難以理解,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。為此在處理這部分內(nèi)容時利用形象、恰當(dāng)?shù)嘏e例,并且在舉例過程中層層設(shè)疑,吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,最大限度地調(diào)動學(xué)生在課堂上動腦筋想問題的積極性,讓他們隨同老師攻克一個又一個難點。比如關(guān)于非自發(fā)形核的內(nèi)容,就以人工降雨引入,人工降雨學(xué)生都知道,即通過向空中發(fā)射AgI炮彈來增大降雨量,于是我就以此作為切人點,向?qū)W生提出問題“為什么人工降雨能增大降雨量?”帶著這個“啟”就能有效地引導(dǎo)學(xué)生主動的“發(fā)”,在講解的過程中又不斷穿插與之相關(guān)的問題,迫使學(xué)生主動地去思考,自己去找尋問題的答案,最終就會得出“非自發(fā)形核與自發(fā)形核相比可降低形核功,從而提高形核率”的結(jié)論。
2直觀教學(xué)法
直觀教學(xué)法就是通過運用實物、掛圖、模型等教學(xué)媒體創(chuàng)設(shè)具有情緒色彩的具體生動的形象或場景,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中達到精神集中與愉悅的境界。運用直觀性教學(xué)法,可以培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察力、豐富的想象力和準(zhǔn)確的判斷力,充分發(fā)揮學(xué)生認(rèn)知的主體作用,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性,發(fā)展學(xué)生分析、歸納、推理判斷等各種能力,對提高該課程的教學(xué)效果具有非常重要的實際意義。為了更好地進行直觀教學(xué)法,首先課前教師應(yīng)該認(rèn)真鉆研教材,深刻領(lǐng)會授課內(nèi)容,做到胸有成竹,這樣講課時才能深入淺出,才能使學(xué)生真正聽懂。另外要選擇好直觀教具,明確所要達到的目的和要求,處理好講課和使用教具的關(guān)系,使直觀性教學(xué)有利于啟發(fā)學(xué)生的思維,有利于學(xué)生獲得深刻的記憶。這就要求教師在備課時,要仔細考慮如何引導(dǎo)學(xué)生對直觀教具進行觀察、分析并提出問題,啟發(fā)學(xué)生積極思維、形成概念、找到規(guī)律、加深記憶,這樣才能使直觀性教學(xué)收到預(yù)期的效果。例如,工程中許多零件,如齒輪、軸、彈簧等,它們在實際使用中受到的是交變載荷,主要的失效形式是疲勞斷裂,疲勞斷裂往往是在低于零件的屈服極限下發(fā)生的,斷裂前幾乎不發(fā)生任何塑性變形,是一種無任何預(yù)兆的、突然的脆性斷裂,危險性極大。以前學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時,往往不理解何謂疲勞斷裂,因此教師在講述金屬的疲勞這部分內(nèi)容時,就可以選擇一根鐵絲作為教具進行現(xiàn)場演示:用手在鐵絲兩端使勁拉不能把它拉斷,而反復(fù)彎折卻能把它折斷。我就問學(xué)生:“為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?”通過教師的演示實驗并提出問題可以啟發(fā)學(xué)生思維,使學(xué)生的全部認(rèn)知能力都積極地活動起來,從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性的思維能力。在此期間教師再進行適當(dāng)?shù)厮季S引導(dǎo),學(xué)生就會明白原來這是由于鐵絲在來回彎曲過程中受到的是交變載荷,交變載荷的反復(fù)作用使鐵絲在外加應(yīng)力小于抗拉強度時,在鐵絲內(nèi)部或表面的某些缺陷處萌生裂紋,而裂紋擴展導(dǎo)致鐵絲最終產(chǎn)生了疲勞斷裂。
3導(dǎo)學(xué)討論教學(xué)法
在教師指導(dǎo)下的學(xué)生自主學(xué)習(xí)稱為導(dǎo)學(xué)。皮亞杰的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,知識不是通過傳授得到的,而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會文化背景下,借助他人f包括教師與學(xué)習(xí)伙伴)的幫助,利用必要的學(xué)習(xí)資料,主動建構(gòu)知識的過程,學(xué)習(xí)者要以原有知識經(jīng)驗為基礎(chǔ),對知識進行加工、改造、提煉、創(chuàng)造,從而建構(gòu)起新的知識。他的建構(gòu)理論強調(diào)了學(xué)習(xí)主體的主觀性和主動性。導(dǎo)學(xué)討論教學(xué)法是教師根據(jù)教學(xué)目的設(shè)計出具有一定深度的問題,并根據(jù)學(xué)生的實際,把握學(xué)生的程度,預(yù)測學(xué)生的熱情,組織好課堂討論。在實施這種教學(xué)法時要注意以下幾點:
(1)討論的問題要有一定深度,并具有啟發(fā)性。要使學(xué)生動腦之后才得以回答,這樣的討論才能達到良好的效果。太簡單,學(xué)生不假思索就能回答;太難,學(xué)生又會失去信心。
(2)討論的問題要有程序性。
(3)討論的形式可以采用小組式即一個問題幾個人共同商量的小組討論法或全班集體討論法。
(4)討論的時間要充足,切忌蜻蜓點水。教師在組織學(xué)生討論之前,就應(yīng)考慮到留給學(xué)生充分的獨立思考與集體討論的時間。否則,議論時間倉促,討論不到位,敷衍了事,根本就達不到討論的目的。
(5)討論時教師要及時參與、啟發(fā)指導(dǎo),切忌放任自流。課堂討論不僅僅是學(xué)生活動,教師作為組織者也要積極“投身到學(xué)生討論的洪流中”,使討論充滿互動性,這樣才能使課堂討論達到理想的效果。
(6)及時對課堂討論進行總結(jié)。對課堂討論進行總結(jié)十分重要,它不僅會使討論中暴露出的問題得到及時修正,使學(xué)生獲得正確的觀點和系統(tǒng)的認(rèn)識,而且能進一步加深學(xué)生對基本理論的理解。通過教師的畫龍點睛、切中要害地總結(jié)分析,學(xué)生們才會獲得比較明確的認(rèn)識,這樣的討論式教學(xué)學(xué)生才會真正有收獲。例如,在講到鐵碳相圖這部分內(nèi)容時,由于學(xué)生在此之前已經(jīng)學(xué)習(xí)過二元合金相圖的基本知識,而鐵碳相圖實際上是由幾種基本的二元合金相圖f一個包晶相圖、一個共晶相圖、一個共析相圖、兩個勻晶相圖)組合而成,因此在教學(xué)中對于這部分教學(xué)內(nèi)容嘗試導(dǎo)學(xué)討論法效果就非常不錯。在課堂討論前的1-2周將討論題告訴學(xué)生,要求學(xué)生以組為單位在查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上寫出發(fā)言提綱。課堂討論時每題由各小組派代表發(fā)言,闡述自己觀點,通過討論以達到取長補短,完善各自認(rèn)識的效果。期間我及時對課堂討論內(nèi)容進行啟發(fā)指導(dǎo)和總結(jié),并對學(xué)生表現(xiàn)進行打分。導(dǎo)學(xué)討論教學(xué)法讓學(xué)生積極主動地參與到教學(xué)中來,把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生,能讓學(xué)生對已經(jīng)學(xué)過的知識進行自我整合,可以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,充分調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性,從而收到事半功倍的效果。
4比較教學(xué)法
比較是人們認(rèn)識、鑒別事物的一種方法,也是一種有效的教學(xué)方法。俄國教育家烏申斯基說:“比較是一切理解和思維的基礎(chǔ);我們都是通過比較來了解世界的一切?!北容^教學(xué)法就是把彼此之間具有某種聯(lián)系的教學(xué)內(nèi)容放在一起加以對比分析,以確定異同關(guān)系。在課程教學(xué)中運用比較教學(xué)法有利于引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識與經(jīng)驗,主動探索知識的發(fā)生與發(fā)展,可以使學(xué)生能更準(zhǔn)確、更深層次地把握教學(xué)內(nèi)容,更好地認(rèn)識事物的本質(zhì)與特征,使學(xué)生獲得的新知識更加鮮明、準(zhǔn)確、深刻、牢固。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同,可采取列表比較法、異同比較法等。列表比較法是教學(xué)中經(jīng)常采用的一種教學(xué)方法。材料科學(xué)基礎(chǔ)課程涉及面廣、內(nèi)容繁而雜,需要掌握的知識點很多,因此在教學(xué)中采用列表法可以幫助學(xué)生將零散孤立的知識串聯(lián)起來,化繁為簡,突出重點,在比較中加深理解和記憶,提高對知識的掌握效果。例如鋼鐵材料這一章內(nèi)容龐大,涉及鋼的種類繁多,易于混淆、不便記憶,因此筆者在教學(xué)中對于這部分內(nèi)容采用了列表比較法,表格中包括鋼的類別、典型牌號、含碳量、合金元素作用、熱處理特點、使用態(tài)組織、性能要求及用途等,表格在上課前交給學(xué)生,由學(xué)生自己填充,這樣可以引導(dǎo)學(xué)生課下在已有知識的基礎(chǔ)上通過自學(xué)對學(xué)習(xí)內(nèi)容進行分析、歸納、概括和總結(jié),而課堂則采取以學(xué)生為主、教師為輔的教學(xué)方式對表格內(nèi)容進行分析討論。這種列表比較法與導(dǎo)學(xué)討論法的有機結(jié)合可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,開拓思維,提高他們分析問題與解決問題的能力。在“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程中有許多性質(zhì)相近的概念,學(xué)生學(xué)習(xí)起來很容易混淆,采用異同比較法可以在比較鑒別中加深對概念的認(rèn)識,從而促進理解和記憶。例如索氏體與回火索氏體,都屬于珠光體類型的組織,從相組成上來講它們都是由儀和Fe3C兩相構(gòu)成,這是它們的相同點;但索氏體是通過正火得到的組織,而回火索氏體需先淬火再高溫回火,正是由于它們形成條件不同,因此其組織形態(tài)不同,索氏體中的滲碳體呈片狀,而回火索氏體中的滲碳體呈顆粒狀,組織形態(tài)的差異造成其力學(xué)性能的不同。通過以上的分析比較,不僅可以使學(xué)生從本質(zhì)上認(rèn)清這兩個概念的異同點,而且可以教會學(xué)生一種學(xué)習(xí)和研究的方法,從而舉一反三、觸類旁通,提高學(xué)生對知識的消化、遷移和運用的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
5結(jié)語
“師教之功,貴在引導(dǎo)”,教師的職責(zé)除了授業(yè)解惑外,更重要的在于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生自主地、能動地、創(chuàng)造性地進行學(xué)習(xí),以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,全面實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。大學(xué)生素質(zhì)教育的核心是創(chuàng)新教育,其主渠道是課堂教學(xué),因此在今后的教學(xué)中我們還需不斷地解放思想、更新觀念,努力鉆研教學(xué)內(nèi)容,進一步改進教學(xué)方法,努力為學(xué)生營造一種積極主動、和諧、生動活潑的課堂氛嗣,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,使其真正成為學(xué)習(xí)的主人。