基于工程教育认证背景下的金属功能材料课程改(2)

来源:金属功能材料 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-07-15
作者:网站采编
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摘要:1.2 任课教师的研究领域相对狭窄且背景专业单一 本课程涉及领域众多,要求的基础理论知识广。然而,本课程的任课教师只有一人,且他的研究领域相对

1.2 任课教师的研究领域相对狭窄且背景专业单一

本课程涉及领域众多,要求的基础理论知识广。然而,本课程的任课教师只有一人,且他的研究领域相对集中,所掌握的基本理论和专业知识相对有限,只对他所研究的领域十分熟悉,而对其他研究领域只是一般的了解。如果让他对熟悉的功能材料进行介绍,他可以很好地理论联系实际,并与自己研究项目相结合,可以将此种功能材料的基本理论、研究现状和发展趋势、实际应用,深入浅出地进行介绍。然而,对于其他种类的功能材料,他必须花费大量精力去备课,可能也只能做到将课本知识转述给学生,很难生动讲授相关内容并提高学生的学习兴趣,实际课堂教学效果并不佳。

1.3 实验内容缺乏

本课程主要内容包括各类金属功能材料的基本原理、材料种类和特点及其应用的讲解介绍,并不包括实验教学内容。然而,实验课程恰恰又是对于学生进行实际问题解决、团队协作和创新能力培训的最重要途径之一[4],这也是工程教育认证所着重要求的。实际动手参与实验与所看、所听的知识差距很大,没有相关的实验教学,学生对于知识的理解只是停留在字面上。诸如,形状记忆合金获得双程记忆效应需要对其进行训练处理,采用的方法有应力诱发马氏体法,即在母相态对形状记忆合金施加变形。但如果学生不真正进行实验操作,还是不会理解其中的含义。这也是造成学生对此课程学习主动性不高、学习兴趣不浓的主要原因之一。

2 课程建设的内容与改革措施

2.1 强化任课教师队伍

根据金属功能材料课程知识涉及的学科和背景领域众多的特点,并针对之前任课教师研究领域相对有限的缺点,我们开创性地对任课教师队伍进行成倍的扩充。将不同专业背景和不同研究领域的任课教师纳入到教师队伍,由之前的1名主任课教师,改成为现在的6名任课教师,包括3名主任课教师以及3名实验负责教师。他们的专业涵盖材料、物理、化学、电化学等,研究领域包括形状记忆材料、医用金属材料、磁性材料、能源材料和电催化材料等,这基本上与课程所涉及学科和领域相一致;并且他们在各自所从事的领域具有丰富的基础和应用研究经历,对其专注的功能材料的基本原理、种类和工程应用相对熟悉。他们可以系统地向学生讲授一种功能材料的由来、发展历史、现状和将来发展趋势,最重要的是可以熟练向学生介绍这种功能材料的实际应用和制备手段,设计开放性实验并指导学生动手完成。这将极大地提高学生的学习兴趣和积极性。

2.2 精选教学内容 改革教学方式

金属功能材料课程涉及的材料种类繁多,讲授内容较多,但授课学时数相对有限,只有48学时。因此,根据任课教师的研究领域和本地产业发展特点,将讲授内容重点定为:导电材料、半导体材料、磁性材料、储氢材料、形状记忆材料、电池材料等。每位任课教师讲授1~2种功能材料,每种功能材料6个学时,着重把教学内容与实际生产和日常生活相结合,列举一些学生在日常生活中容易接触的东西或者实际生产遇到问题,诸如,三星Note7手机充电时发生燃烧爆炸的原因,就是企业为了提高手机电池的容量,将锂离子电池隔膜减薄,由于工艺不稳定导致正负极短路所致。通过这些生活常识和实际生产问题,使学生了解功能材料无处不在,作用巨大,正确使用可带来丰厚利润,错误理解可导致企业损失巨大,从而增强学生对本课程学习的积极性。

在课堂教学中以教师为主导,除采用传统的板书和投影教学之外,还可以将现代教学手段如Flash动画、视频等充分引入课堂,把一些抽象的理论和原理以更直观、更形象的动画方式展示出来,学生容易理解。同时将一些实际生产过程采用视频讲解方式,让学生提前了解功能材料的生产和应用过程,产生浓厚兴趣。例如,讲解锂离子电池的工作原理,可使用一个简短的Flash动画,既深入浅出,又形象生动。又如,播放一个锂离子电池从电极材料混料到最后组装成完整电池的视频,并配以解说,胜过阅读任何教材。对于主要讲授的6种功能材料,采用课堂教学方式。

传统的课堂教学师生互动交流较少,学生的沟通能力和团队协作能力很少得到锻炼。因此,我们也积极改进教学方式,将启发式、讨论式教学方式引入课堂,增大讨论课的比例,剩余12学时全部用于课堂讨论课。功能材料众多,除了重点讲授的6类功能材料,其他的新型功能材料,诸如超导材料、激光材料、发光材料、光纤材料、热电材料、压电材料、光电材料和隐身材料等,让学生自己上台讲解。引导学生主动参与课堂教学,提高学生的主动性和积极性。

文章来源:《金属功能材料》 网址: http://www.jsgncl.cn/qikandaodu/2021/0715/645.html



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