2021年第6期广东化工
第48卷总第440期www.gdchem · 199 ·
新能源科学与工程专业
“材料科学基础”课程教学改革实践与创新
谷肄静
(贵州大学材料与冶金学院，贵州省冶金工程与过程节能重点实验室，贵州贵阳550025) [摘要]本文针对新能源科学与工程专业的《材料科学基础》这一门专业必修课，提出了一些在教学工作中的探索性的实施措施以及在教学
改革中得到的一些实践总结。由于新能源科学与工程专业是新兴专业，因此本文以加强学生实践能力为出发点，结合多种教学方法，以提高学生学习兴趣和提升学生专业素质为目的，着重讨论了新能源材料领域的教学模式的改革实践与创新。
[关键词]材料科学基础；教学实践；教学改革
[中图分类号]G4 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2021)06-0199-01
The Teaching Reformation and Innovation of Essentials of Materials Science and Engineering in New Energy Science and Engineering
Gu Yijing
(Guizhou Province Key Laboratory of Metallurgical Engineering and Process Energy Saving, College of Materials and Metallurgy, Guizhou
University, South Hua-Xi Street, Guiyang 550025, China)
Abstract: This paper is focused on the essentials of materials science and engineering, which is one compulsory course of new energy science and engineering. It is mentioned that some exploring implementary strategies and practical summary during the teaching procedure. New energy science and engineering is a novel major, so this paper is concentrated on enhancing students’ practical abilities and combined with a multitude of teaching measures to elevate students’ learning attraction and academic qualities. It is vital to discuss the teaching reformation and innovation in the field of New Energy Science and Engineering.
Keywords: essentials of materials science and engineering；teaching reformation；teaching innovation
材料科学基础是新能源科学与工程专业的一门必修课程，是一门研究材料基本成分、微观结构、各种物理性能和化学性能及其应用的严密的基础科学，也是材料相关专业、新能源相关专业的理论基础课程。我国大多数院校课程设置都是在结束此门课程之后，在开设相关课程的教学环节，如：材料制备方法、材料分析测试技术、材料物理学、材料力学、材料性能等课程。而新能源科学与工程专业的《材料科学基础》课程更加注重在新能源领域中各种新能源材料的实际应用，更加侧重于功能能源材料的理论知识的讲解。
1 新能源科学与工程专业的《材料科学基础》课程的特点
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新能源科学与工程专业是教育部2011年开始设置的新兴专业，因此我国有些学校的新能源科学与工程专业设立较晚，面临着课程设置不够科学和教材短缺的问题；同时，该专业也是面向全球气候变暖和扩展清洁能源材料领域的需求，培养能够胜任新形势下社会发展的专业技术人才，为我国生态环境保护和清洁能源发展输送新鲜血液。
基于以上因素，本专业的《材料科学基础》课程的授课应根据现有社会需求，加强清洁能源材料的学习。为此，本课程的授课内容应重点侧重于晶体结构、材料前驱体的制备、烧结方法及材料的结构和性能。
2 新能源科学与工程专业《材料科学基础》课程教学改革实践
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2.1 课堂教学方面
目前，新能源科学与工程专业还没有出版在《材料科学基础》课程方面的教材。现阶段主要使用材料专业的《材料科学基础》教材作为授课教材。这就需要授课教师在课堂上将相关新能源材料的知识补充好。
由于贵州大学采用多媒体形式授课，这为教师提供了有效地教学模式改革空间。教师可以打破传统的基本采用黑板授课模式进而转为将相关视频和三维动画等课件进行教学，扭转填鸭式的教学模式本质[1]。同时，应多利用线上教学软件和云授课方式，加强线下的教学环节，改善传统教学方法中，学生只是被动听课，极少参与课堂教学环节的弊病。
为了提高学生在课堂上的参与度并提升课堂知识转化效果，本课程在课堂上将学生划分成几个小组，同时教师在学生讨论过程中加强对每一个小组的学习讨论指导[2]。通过这种学生自主学习教师适时参与的方式，提高学生的注意力，增强学生对知识点的理解和印象，进而提升课堂教学效果。
本科教学的关键问题是学生往往对实际生产和工程问题的思考和解决处理能力较弱，片面地学习书本上的理论知识，一遇到实际问题就不知所措，丧失了分析问题和处理问题的能力。因此，在教学中要加强一些普遍的实际处理案例，通过三维动画和相关视频资料，让学生亲眼看见，身处问题之中，通过加强实践教学环节让学生将书本知识和实际问题建立起来相关联系，不惧怕实际问题，勇于思索、
勇于承担重任，培养出即擅长理论研究又擅长解决实际问题的优良学生。
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2.2 成绩评定方面
在成绩评定方面上，不能一直沿用一张试卷定成绩的模式。应加强多次测试、结合课堂讨论，让每一位学生都有机会提出自己对知识的理解，也要鼓励学生用于提出自己不明白、不理解的地方，通过教师和学生的共同讨论和讲解，让学生更加清楚理解该门课程的知识，做到融会贯通。建议在课程考核方法上，沿用以期末试卷的闭卷成绩、课堂出勤率、课堂参与度和平时作业等作为依据共同评定学生成，具体占比可以根据具体情况作出调整。
3 新能源科学与工程专业《材料科学基础》课程教学改革创新实施办法
由于新能源科学与工程专业的特殊性，《材料科学基础》课程应顺应专业实际需求，对课堂教学实施改革。首先，应针对传统的应试教育模式进行改革，依托现代科学技术多利用多媒体和网络进行教学改革，拓展教学方法，摈弃应试教育注重素质教育，提高学生对本课程的学习兴趣，加深学生学习印象，提升理论联系实际的能力，培养学生分析实际工程问题的能力[3-4]。改变一张试卷决定课程成绩的考核模式。
(下转第198页)
[收稿日期] 2021-01-08
[基金项目] 贵州省高性能锂离子电池电极材料科技创新人才团队(黔科合平台人才[2020]5021)贵州省教育厅创新体重大研究项目(黔教合KY字[2017]030)，贵州省优秀青年科技人才培养对象专项资金(黔科合人字(2015)16号)
[作者简介] 谷肄静(1979-)，女，哈尔滨人，博士研究生，贵州大学材料与冶金学院副教授，主要研究方向为锂离子电池电极材料及固体氧化物燃料电池材料。
广东化工2021年第6期· 198 · www.gdchem 第48卷总第440期
主动性。
通过前期的教学探索，结合《计算机在材料科学中的应用》涉及理论知识面广、理论性和实践性都很强的特点，笔者觉得本课程非常适合开展混合式教学。对于上机实践所需是用的专业软件(Materials Studio、Origin、MATLAB、Photoshop等)的介绍和基本操作，以及各章节所涉及的其他专业基础课程中的相关知识点，都制作相应的PPT课件和录制微视频并放至本课程的网络学习平台上，供学生进行有针对性的课前学习，我们在课堂上仅仅针对重点、难点或者同学们在线学习过程中反馈回来的共性问题展开讨论。此外，为便于学生课后的巩固学习，将各章节的重难点、上机操作演示步骤均录制成微视频。基于此教学构想，我们已经针对部分章节开展了此类教学活动，并取得了较好的教学效果。
离婚房产如何分割以“建立数学模型的一般步骤和原则”这节内容为例。通过对教材分析可知，要想让学生理解建模的过程并能灵活运用，需要理论授课和上机实践来完成。对于理论部分，是以“金属材料中空位形成能”为对象来讨论的，里面涉及到《结构化学》中关于金属材料晶体结构、《无机化学》中关于化学键和晶体结合能、《材料物理性能》中自由电子理论等的知识点。这些内容虽然学生之前学习过，但为了便于将各知识点进行快速的融合并用于本节课的学习，可以将它们单独制作PPT课件和录制微视频，供学生课前有针对性的学习。对于上机实践部分，主要涉及专业软件Materials Studio的使用。该软件的介绍和基本操作说明可以先录成微视频，供学生课前学习，以便开展课堂教学和操作指导，还可节省学时。为激励学生进行课前线上学习，将本部分学习纳入到课程考核中，考核方式可以是提交纸质/线上作业、录制学习视频、课堂问答等。通过课前学习，学生上课时的专注力明显提高、接受新知识的能力明显增强，课堂气氛也比之前活跃，教学效果明显增强。为了便于学生灵活运用本节知识，学会借助计算机处理同类型的材料科学研究问题，笔者还给学生布置了一些相关的开放性课题，让其在课后完成，并在学生完成后共享相关的讲解视频。通过开放性课题的完成，学生初步具备了完成材料科学研究的能力，这一点在他们完成毕业论文时有明显的体现。大部分上过本课程的同学在进行数据和图像处理时均不需要导师的重新指导；对于导师方向为利用Materials Studio或MATLAB进行计算研究的学生，基本可以根据导师布置的课题独立地完成计算、数据处理工作。
4 结语
总之，笔者通过对《计算机在材料科学中的应用》进行教材分析、教学内容筛选、对教学方法的不断调整，认为通过“线上”+“线下”相结合的混合式教学，能够取得良好的教学效果，发挥学生的学习主体性，即可调动学生学习的主动性和积极性，还可培养学生利用计算机处理材料科学研究中实际问题的能力，达到培养适合社会需求的、具有一定创新意识的应用型人才。
参考文献
[1]刘敬成．浅谈《计算机在材料工程中的应用》的教改方案[J]．大学教育，2014(12)：159-160．
[2]陈小虎，屈华昌，邵波．教学应用型本科院校的办学理念及其路径选择[J]．中国大学教学，2005(2)：58-60．
[3]夏建国，刘晓保．应用型本科教育：背景与实质[J]．高等工程教育研究，2007(3)：92-95．
[4]李煜，吴梦男．《计算机在材料科学与工程中的应用》课程教学探索[J]．广东化工，2019，46(16)：196-197．
[5]包新星．应用型人才培养的环境工程实验模块化教学探索[J]．海峡科学，2018(1)：88-89．
[6]王明光，张铁军．《计算机在材料工程中的应用》课程教学方法研究与实践[J]．甘肃科技纵横，2015，44(1)：101-102．
[7]卢金斌．《计算机在材料科学中的应用》课程教学的改革于建设[J]．高教学刊，2015(44)：122-123．
[8]陈国松．我国重点大学本科工程教育实践教学改革研究[D]．武汉：华中科技大学，2012．
幼儿教师自我鉴定[9]徐鑫华，叶伟平．计算机在材料科学中的应用[M]．北京：机械工业出版社，2003．
[10]张鹏，赵丕琪，侯东帅．计算机在材料科学与工程中的应用[M]．北京：化学工业出版社，2018．
[11]曹殿波．混合式教学改革，信息化教育网，2018．
(本文文献格式：高慧玲，李芸玲，刘露，等．《计算机在材料科学中的应用》课程教学探索[J]．广东化工，2021，48(6)：197-198)
(上接第199页)
同时，教师要优化教学内容，可以将本课程分为：基础和理论知识、基本应用，与其它学科的交叉内容、工程实际应用等方面。在教学中采用模块化教学方式。教师要善于调节课堂教学气氛，调动学生学习兴趣，善于发现学生的兴趣点和关注点，提高课堂教学效果。此外，教师应采用多种教学途径，除课堂教学外，增加网络授课，提前布置学习内容，让学生分组讨论，增加教师与学生之间、学生与
学生之间的学习互动性[5]。引入课堂问答环节、学生分组讨论环节、学生分组完成相关教学课件，综合评价学生的学习成绩[6]。
在开始讲授本课程时，通过古今中外的社会发展历史和科技进步历程，引起学生学习兴趣，逐步深入地导入教学内容，引发学生积极思考，引入教学重点内容。通过情景再现的方式，引入相关教学内容，让学生自己回想亲身经历，将理论知识和实际情况联系起来，帮助学生提高实际解决问题的能力。通过简单的游戏，将晶体结构等抽象的科学知识让学生轻松理解点阵、点心立方、面心立方等抽象结构。通过日常生活和游戏中的实例，引入教学重点内容，提高学生学习兴趣，让抽象复杂的理论知识简单化、明了化。
在后续的课堂教学中，教师可以运用学生已经学习过的知识和生活经历到类似或相同点，让学生自发演绎出该课程传授的新知识。这样学生可以从已知中探索未知，可以更加容易和轻松地掌握新知识。通过这种学习方式，可以让学生无形中建立信心自主学习，这种学习效果无疑是最佳的。
4 总结
在科技进步的历史时代，古老的材料科学基础课程应该跟紧时代脚步、与时俱进，由于功能材料的教材较少，需要教师在课堂上加入功能材料内容，需要教师改变教学模式和授课方法，赋予材料科学基础新的内涵。上好一门专业基础课，对教师、对学生都是极有益处的。新能源科学与工程专业由于具
有专业特殊性，更加需要教师及时跟进科学研究发展步伐，准确更新教案，同时更需要教师改变授课模式，提高学生学习兴趣，提升学生对专业知识的学习，增强学生的理论联系实际能力。
参考文献
[1]任璐．本科生材料科学基础课程教学改革探索与实践[J]．教育教学论坛，2020，12(51)：204-205．
[2]吴诗婷，元勇军，白王峰，等．《材料科学基础》课程的教学现状与改革实践探索[J]．教育现代化，2020，13：67-68．
[3]张骞，王春香，王智祥，等．学科大类招生背景下的《材料科学基础》课程的教学改革思考[J]．教育教学论坛，2020，12(49)：69-71．
[4]朱利安，万红，毛海军，等．基于工程教育认证理念的《材料科学基础》课程教学改革[J]．教育现代化，2020，16：41-42．
[5]李艳艳，叶飞，廖成竹，等．微课和雨课堂融合的《材料科学基础实验》教学改革与实践[J]．广东化工，2020，47(20)：185-186．放假去哪玩
[6]张红霞，刘昌伟，杨笑春，等．以应用型人才培养为导向的材料科学基础课程教学改革[J]．高分子通报，2020，6：78-80．
(本文文献格式：谷肄静．新能源科学与工程专业“材料科学基础”课程教学改革实践与创新[J]．广东化工，2021，48(6)：199)