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簡(jiǎn)說(shuō)《材料物理性能》課程教學(xué)方法探析論文
1 引言
《材料物理性能》課程的主要內容是物理性能,而內容的載體是材料,包括金屬、無(wú)機非金屬和高聚物三大類(lèi)。隨著(zhù)工業(yè)經(jīng)濟的高度發(fā)展,過(guò)去單一性材料往往難于滿(mǎn)足社會(huì )需求,導致材料已經(jīng)向復合化、多功能化、低維化,甚至智能化方向發(fā)展[1,2]。因此材料物理性能的研究也隨之日益復雜化和精細化。另外《材料物理性能》課程包括材料科學(xué)與工程兩部分內容:性能的物理本質(zhì)(即“為什么”)和性能測試分析技術(shù)(即“如何做”),其橋梁為具體的材料,所涉及的理論深、知識面廣,對剛剛進(jìn)入專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)生而言?xún)热莩橄?學(xué)習起來(lái)比較困難。因此,作者在教學(xué)實(shí)踐中,就如何調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性和主動(dòng)性,如何使學(xué)生學(xué)好這門(mén)比較深奧、抽象的專(zhuān)業(yè)基礎課,總結了如下教學(xué)經(jīng)驗。
2 緊密聯(lián)系實(shí)際,培養學(xué)生學(xué)習興趣
教育家第斯多惠說(shuō)“教學(xué)成功的藝術(shù)就在于使學(xué)生對你所教的東西感到有趣”[3]。巧妙的開(kāi)講,會(huì )使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的興趣,并懷著(zhù)一種期待的心情,渴望新課的到來(lái)。興趣是調動(dòng)學(xué)生探索科學(xué)的關(guān)鍵,有了興趣學(xué)習就不再是負擔,而成為學(xué)生執著(zhù)的追求[4]。
每次上課伊始對本講內容的概述十分重要,是對學(xué)生學(xué)習興趣的引導和啟發(fā)。例如:講材料光學(xué)性能之前,由淺及深地提出幾個(gè)日常所見(jiàn)的問(wèn)題:同學(xué)們穿的衣服為什么五顏六色,玻璃為什么是透明的,金屬為什么具有光澤性。讓學(xué)生帶著(zhù)問(wèn)題去聽(tīng)課,講授課堂知識之后,運用所學(xué)內容解釋課前提出的這些問(wèn)題。這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生的濃厚興趣、產(chǎn)生進(jìn)一步學(xué)習的愿望,同時(shí)還加深印象、理解透徹,并做到學(xué)以致用,讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習的成就感。此外,這樣的提問(wèn)還可以鍛煉和培養學(xué)生發(fā)現問(wèn)題、思考問(wèn)題的能力。
在課堂教學(xué)中,要靈活運用教學(xué)方法,讓學(xué)生保持最佳學(xué)習狀態(tài),自始至終興趣盎然。在教學(xué)中,如何不斷誘發(fā)學(xué)生的興趣?如何使學(xué)生能持之以恒地學(xué)習?這就要求教師在講解過(guò)程中要始終設法使學(xué)生能懂得所學(xué)內容,始終與實(shí)際生活緊密聯(lián)系。比如講解磁性材料,結合當前磁信息存儲材料的發(fā)展歷史、現狀、存儲能力等相關(guān)知識,讓學(xué)生更進(jìn)一步加深對材料磁性能的認知,同時(shí)提高他們的學(xué)習興趣。這樣的講法比按部就班的講法要形象、生動(dòng)的多,也淺顯易懂,容易接受,從而提高學(xué)習效率。
3 重視教學(xué)互動(dòng),發(fā)揮學(xué)生主體作用
“教”與“學(xué)”,是一對互動(dòng)過(guò)程,不能只強調“教”的作用。在課堂教學(xué)中,必須創(chuàng )造機會(huì )使學(xué)生積極參與,調動(dòng)學(xué)生的積極性,發(fā)揮學(xué)生的聰明才智。第一,課堂問(wèn)題“三步走”。首先,上課開(kāi)始讓學(xué)生帶著(zhù)問(wèn)題,以探究答案的心情聽(tīng)課。其次,課堂中有意識的給學(xué)生提出一些問(wèn)題,引導他們進(jìn)行分析。再次,課堂結束時(shí)針對所學(xué)內容,留一些課后思考題。這都要求教師備課時(shí),要根據課程內容精心準備問(wèn)題,應該是由易到難,由淺到深。此外,還可以通過(guò)課堂提問(wèn)了解學(xué)生掌握的情況,對授課內容,深淺程度等做適時(shí)調整。第二,巧用自我評價(jià)。在進(jìn)行課堂提問(wèn)的時(shí)候,可以讓學(xué)生對自己的答案進(jìn)行自我打分,自我評價(jià),如果評價(jià)偏頗的話(huà),經(jīng)常引來(lái)其他同學(xué)的不同意見(jiàn),這樣既能調動(dòng)課堂氣氛,也能通過(guò)利用角色轉換的方式,讓學(xué)生換位思考,對培養學(xué)生自主思考、學(xué)習的能力和調動(dòng)學(xué)生積極性起到有效的促進(jìn)作用。
4 利用實(shí)物教具,利于學(xué)生理解知識
鑒于學(xué)生對功能材料還不甚了解《, 材料物理性能》課程是以材料為載體講授其性能的物理本質(zhì),因此準備一些典型的材料,在課堂給學(xué)生演示,有助于加強課程講授的生動(dòng)性和加深學(xué)生的理解性。此外,學(xué)生對工程材料可能還不甚了解,但可以用日常生活中常用的材料,以及當前社會(huì )上一些學(xué)生比較感興趣的高科技產(chǎn)品來(lái)舉例。比如以家用微波爐為例,講述為什么微波爐可以用來(lái)加熱食物,同時(shí)可以準備幾個(gè)金屬、玻璃、塑料杯子等,說(shuō)明哪些容器可以放在微波爐內使用,哪些不可以,為什么?從而讓學(xué)生理解微波與物質(zhì)作用物理原理。
5 應用類(lèi)比方法,促進(jìn)學(xué)生掌握知識
在講授過(guò)程中,有很多物理現象或理論發(fā)展規律都有類(lèi)似性,這時(shí)就要充分重視和應用對比法,不僅可以加深印象,也有利于讓學(xué)生理解、消化新知識。如電子理論的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段:經(jīng)典自由電子學(xué)說(shuō),認為電子像理想氣體一樣完全自由地在晶體內部運動(dòng),服從M a x w e l l -Boltzmann 統計規律;量子自由電子學(xué)說(shuō),將量子力學(xué)的理論引入,認為完全自由的電子的狀態(tài)服從Fermi-Dirac 的量子統計規律;現狀能帶理論則考慮了晶體原子的周期勢場(chǎng)對電子運動(dòng)的影響。而固體熱容理論的發(fā)展也經(jīng)歷了類(lèi)似的三個(gè)階段:經(jīng)典熱容理論,直接將氣體分子的熱容理論應用于固體;愛(ài)因斯坦的量子熱容理論,引入晶格振動(dòng)能量量子化的概念,把每個(gè)原子看作獨立的諧振子;德拜熱容理論則將晶格中相鄰原子的作用考慮進(jìn)來(lái),格波的頻率存在差別。電子理論和熱容理論發(fā)展的三個(gè)階段,都是一步一步地由理想狀態(tài)更加接近材料本身的真實(shí)情況,都是經(jīng)歷了由量子力學(xué)修正到晶體周期勢場(chǎng)影響的過(guò)程。
6 補充更新知識,激發(fā)學(xué)生研究興趣
材料的發(fā)展日新月異,為了即時(shí)刷新材料領(lǐng)域的新知識,需要跟蹤關(guān)注材料方面的國際專(zhuān)業(yè)期刊上的發(fā)表文獻。精選出典型的、具有代表性的、提出新概念、新技術(shù)、新理論的、或是有重大發(fā)現的優(yōu)秀文獻資料,選出一些較難理解的文獻作為講授部分的增補內容,在課堂上詳細講解,另外選一些較容易理解的文獻作為學(xué)生的課外閱讀學(xué)習材料,讓學(xué)生自己閱讀理解,并總結歸納,下次在課堂上向大家解讀。這樣不僅拓寬知識面,鍛煉學(xué)生的自學(xué)、思考能力,同時(shí)逐漸培養他們的學(xué)習興趣和從多方面攝取知識營(yíng)養的習慣,此外也能調動(dòng)他們的學(xué)習主動(dòng)性、積極性和課堂的互動(dòng)性。
7 結語(yǔ)
總之,在《材料物理性能》課程教學(xué)中,要根據教材內容的難易程度、學(xué)生認知水平、心理狀況、教學(xué)環(huán)境的不同,靈活運用各種教學(xué)方法,充分發(fā)揮教師的主導作用和學(xué)生的主體作用,才能達到最好的教學(xué)效果。應重視新內容的增補,特別是結合講授課堂內容,將查閱課外文獻、擴大知識面的方法傳授給學(xué)生,這樣可以提高學(xué)生的學(xué)習能力,如此“教”“學(xué)”方名副其實(shí)。
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