浅析材料科学基础的教学改革与实践

　　《材料科学基础》是金属材料工程各专业的一门校级必修课。该课程包括金属学、热处理原理及工艺、金属材料等部分内容。其特点是叙述性的原理、规律多;需要记忆的概念、定义多;课程内容头绪多;而理论计算少(即具有三多一少的特点)。且该课程内容枯燥、抽象，教师感到难教，学生感到难学。如何解决好这些问题，提高该课程的教学效果呢?结合多年的教学实践及经验，课题组进行了一系列教学改革，取得了令人满意的效果。
　　1 提高教师业务能力与素质
　　教师是向学生传授知识的主体，教学水平及教学质量的提高，关键在于教师，教师的业务素质及能力的高低是决定一个学校未来发展的关键因素之一。但一支高水平师资队伍的形成不是一朝一夕就能完成的，它需要在正确的方针、政策指导下，经过长期不懈的努力才能形成。而教师队伍建设特别要从青年教师抓起，因为青年教师业务素质及能力的高低，代表着学校的未来与希望。哪个学校注意对青年教师业务素质及能力的培养和提高，哪个学校未来就有发展，就能上水平，哪个学校就抓住了教育要面向世界，教育要面向未来，教育要面向现代化的这一根本宗旨。因此，青年教师业务素质及能力的培养与提高是直接关系到一个学校能否完成为党和国家培养四有人才任务的大问题，是提高学校教学质量与水平的关键之关键。
　　1.1 对青年教师进行师德师风教育，树立爱岗敬业精神
　　一个教师的师德、师风的好坏，不但直接影响学校教学水平与质量的提高，而且将直接影响学校的学风建设乃至培养四有人才的大局。因此，加强对教师进行师德、师风教育是治校之本。因为教师在教学中的主导作用决定了师德、师风对学风的导向作用，一个优秀的教师不仅能激发学生努力求知，还通过言传身教教会学生怎样做人，使学生终身受益，因而教师的师德、师风将直接影响一个学校的学风。如何使青年教师一走向教学岗位就牢固地树立起爱岗敬业、为人师表、教书育人的坚定信念呢?聘请在教学、科研岗位上有突出贡献的博士导师、教授设立专题，对青年教师进行师德、师风教育是一个好办法，这样可以通过博士导师、教授、老先生的言传身教使青年教师从开始参加教师队伍就清楚认识到教师是人类灵魂的工程师，承担着为党和国家培养社会主义建设所需要的四有人才的伟大使命，要想很好地完成党和国家培养社会主义建设所需要的四有人才的伟大使命，必须规范自己的言行、爱岗敬业、为人师表、教书育人，使之真正符合当代教育发展所需要的有思想、有品德、有能力、有水平的人类灵魂工程师的要求。
　　1.2 采用多种途径抓好青年教师的基本理论与基本技能的培训与提高
　　对青年教师的培训宗旨是提高履行教师岗位职责的能力，核心是提高专业理论及专业基本技能(教学科研能力)，为提高青年教师的专业基础理论水平及专业基本技能，课题组采用了以下措施，收到了较好的效果。
　　1)采用脱产或业余进修的方式，提高其专业基础理论与专业基本技能。为提高青年教师的素质与业务水平，根据学校实际情况，在制定专业发展规划的基础上，制定每个教师的五年计划，其中包括个人培训计划，这样每个教师明确了近期目标及专业主攻方向。根据需要选派数名青年教师去北京科技大学等国内著名学校的相关专业进修学习。随着学校招生人数及教学任务的增加，脱产学习越来越困难，而校内业余进修成了切实可行的方式。因此，组织相关教师参加各种业余学习基础班，学习新知识，掌握新技术，扩大知识面是一个很好的方式。通过业余进修大多数教师不同程度的提高了履行教师岗位职责的能力。使教师具有快速掌握国内外有关教学、科研信息，增强教师履行岗位职责的实力;
　　2)在教学实践中提高与锻炼自己。教师的业务水平，不仅表现在他掌握专业基础理论与知识的多少和深浅，还在于他能利用自己掌握的理论知识履行教师职责的能力：即进行教学、科研的能力。因此，可适当地分配给青年教师一定的教学、科研任务，使他们在教学、科研实践中锻炼自己，尽快尽早地成熟起来，早日承担起教学、科研任务;
　　3)攻读硕士、博士学位，进一步提高青年教师的素质与水平。作为一名高等学校的教师应该是高水平、高层次的知识分子，为达到这一目的，鼓励青年教师报考校内外硕士、博士研究生。通过几年的脱产或业余学习，进一步深入、系统地学习专业理论与知识，同时通过做学位论文使专业理论、技能上升到一个新的水平。近十年来，通过进修已使多名青年教师获得博士学位，90%的青年教师已获得博士学位或正在攻读学位，使青年教师的素质与水平达到了一个新的高度。
　　1.3 制定制度，促进青年教师业务水平的提高
　　1)坚持以老带新制度。学校中的博士生导师、教授具有丰富的教学经验和较高的科研水平，为使青年教师尽快学到这些经验，可制定相应的制度，采取以老带新，使青年教师一参加工作就有固定的博士导师、教授的指导，并在新老教师中开展一帮一活动，使青年教师不但学到了老教师的为人师表、教书育人、爱岗敬业的精神，而且学到了他们从事教学、科研工作的先进经验，这样可以使新教师履行岗位职责的能力大大提高，爱岗敬业、为人师表、教书育人的思想更加坚定;
　　2)坚持青年教师下实验室制度。青年教师留校任教时，一般均为品学兼优者，虽然他们专业知识掌握较好，但对于实验技能的掌握尚有一定欠缺。为弥补不足，提高青年教师专业教学实践和科研基本技能，制定青年教师下实验室的制度，通过下实验室为教学与科研准备实验、设计实验，尽快提高其专业基本实验技能，掌握各种实验设备的使用方法，促进其实验技能的大幅度提高，为今后教学、科研工作打下良好的实验基础;
　　3)坚持青年教师的试讲制度。青年教师任教后，经过一定时间的培养和提高，最终要能够较好的承担一门乃至几门课的教学任务。因此，坚持青年教师的试讲制度，把好质量关就显得十分重要。多年来，凡是青年教师上讲台前，必须在各个院、系或学院内进行试讲，在试讲前，各院、系派出教学经验丰富的老教师专门辅导。讲课使青年教师清楚知道教师的责任，以及讲好每一节课的方法，提高教学水平和质量的途径、措施，为今后教学水平和教学质量的提高打下一个良好的基础;
　　4)坚持开展教学法活动，鼓励青年教师参加学校的教学比赛。教学实践证明，在院、系中开展教学法研究是提高教学水平与质量的有效方法。坚持开展教学法活动，并结合教学实践设立专题，进行讨论，使青年教师在教师法活动中受到一次敬岗爱业的教育，同时也使他们学到了一些教师在提高教学水平及质量方面所采用的方法，促进了青年教师教学水平和质量的提高。与此同时，鼓励青年教师参加学校举行的青年教师讲课比赛活动，争取在讲课比赛中拿奖，促使院系青年教师关心教学质量，参与教学活动，提高教学水平。几年来，通过这项活动课题组成员中已有三名青年教师获学校青年教师比赛奖，一名教师获机械部教书育人青年教师称号。
　　1.4 参与教学与科研活动，推动青年教师业务水平向高层次发展
　　1)参与教学研究。随着教学改革形势的发展，各高校对教学越来越重视，为尽快提高青年教师履__行教师职责的能力，使之向高层次发展，积极鼓励青年教师参与各种教学研究活动是一个好方法。例如：让青年教师参加《材料科学基础》教学改革与实践的教学研究课题，大胆让青年教师在教学研究中独立承担部分课题，取得了较好的效果。通过参加教学研究工作，使青年教师的教学水平与能力有很大提高，对教学工作有了更深层次的认识。多年的教学经验证明，参与教学研究是促进青年教师教学业务水平向高层次发展的有效措施;
　　2)参与科学研究。青年教师的业务水平和能力的提高，不但要靠参与教学研究活动，同时也要参与科学研究活动，才能使他们向高层次发展。让青年教师参与各种科学研究工作、参与纵向课题、横向课题的研究，特别是参与高科技研究，例：参与863 等国家重点课题，国家、省部级自然科学基金项目的研究，也鼓励青年教师参与与教材内容相关的科学研究，使他们教学水平和质量有大幅度的提高。通过参与科学研究工作，不但使青年教师的基本实验技能和科研能力有较大提高，同时也为青年教师讲课提供了生动的素材。使青年教师对教材中与科研内容相同的内容理解更加深刻，讲授起来更加生动，学生学起来也感到有兴趣，教学效果有大幅度的提高。
　　2 改革《材料科学基础》课程体系是提高教学效果的基础
　　一个合理的、科学的、适用的《材料科学基础》内容将对提高该课程的教学效果，完成材料成型专业教学计划对该课程所赋予的任务起促进作用。随着科学技术的不断发展和教学改革的不断深入，传统的《材料科学基础》无论从课程体系还是从内容上均已不适用，特别是与该课程有关的新材料、新技术、新工艺等内容不断增加，而在学时越来越少的形势下，改革《材料科学基础》课程体系及内容势在必行。参照国内外相关教材及内容，课题组提出了改革、突出、调整、增添的八字方针。
　　1)改革。即改革课程体系。将原来《金属学及热处理》和《机械工程非金属材料》体系合并后，改为《材料科学基础》课程体系。经专业教学证明，该体系是科学的、合理的;
　　2)突出。即突出金属材料工程专业特色。针对金属材料工程专业对《材料科学基础》方面的内容要求，为突出专业特色，应增强塑性变形及再结晶一章及模具钢部分，特别是增强动态回复及动态再结晶部分及超塑性内容;(原教材没有动态回复与再结晶、超塑性)
　　3)调整。即调整教材的内容与结构。为适应《材料科学基础》教学时数减少，而新材料，新技术、新工艺不断出现的矛盾，必须对《材料科学基础》结构及内容进行调整，删减金属热处理原理及工艺的有关内容，增加与专业有关的新材料、新工艺等内容;
　　4)增添。即增添与各专业有密切关系的内容。针对原《材料科学基础》教材不讲与金属材料工程专业有关的金属强度理论的不足，增添金属强度理论一章。教学实践证明该体系具有内容新，容量大，学时少，科学合理的特点。1996 年机械部金属学及热处理课程协作组将《金属学及热处理》改为《材料科学基础》采用的体系就是这个体系，可见该体系的科学及合理性。
　　3 处理好该课程和基础课、专业课关系是提高教学效果的关键
　　怎样利用基础课所学过的知识来讲授《材料科学基础》课?怎样结合专业特点进行《材料科学基础》的教学?课题组利用高等数学、化学、物理化学等先行课所学过的知识来讲授《材料科学基础》课是解决学生认为《材料科学基础》课抽象、难学问题的关键，而结合材料专业的特点来讲授《材料科学基础》，是改变学生认为《材料科学基础》课的知识没有用的观念、以及提高学生学习《材料科学基础》的兴趣的钥匙。因此，任课教师在教学中十分注意处理两个关系，并逐章讨论教学方案，进行试点，经多年教学实践，已摸索出一套规律，并撰写了多篇论文。
　　4 采用计算机命题与评分系统
　　《材料科学基础》课程开设班数、人数多，试题用量及评分工作量大，且评分时人为因素较多。在设计时为方便考试及管理，在总体上分为三部分，即考试、管理和退出。它们由七大模块来实现，分别是自动出题模块、机上答题模块、再出试题模块、试卷管理模块、题库管理模块、退出系统模块和返回WIN 模块。各功能模块相互独立，以菜单程序为主程序，完成对各功能模块的调用。考试系统可保证命题的质量，兼顾各个章节的主要内容;并保证试题在使用过程中不会产生重复试卷。在上机考试结束后马上就评出分数，减少了人工评分的繁琐工作，并保证考试过程中无跑题、无抄袭现象，充分体现考试与评分的透明度。考试系统有利于各院校的统考和对教学质量的评估，并便于院校领导教学的检查和监督。通过该软件系统的试运行，该软件系统较好地实现了设计的基本要求，笔者将对该软件系统作进一步的完善和提高。
　　多年的实践不但提高了《材料科学基础》教学效果，使学生成绩逐年提高，而且也促进了教师业务水平的提高。《材料科学基础》获2003 年河北省精品课、河北省教学成果一等奖两次。
　　面对二十一世纪的教学内容和课程体系改革，课题组还有很多工作要做。在学校、材料学院等领导的支持下，在课题组各位教师的努力下，相信不久的将来一定能使该课程教学效果有更大提高。