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中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)12(c)-0236-01
材料類應用型本科人才的培養(yǎng),既不能沿襲傳統(tǒng)本科的教學模式,又不能只注重應用而削弱理論基礎的教學。在人才培養(yǎng)的過程中,應突出理論教學和實踐教學的相互滲透和融合,加強理論教學的應用性部分,把應用性環(huán)節(jié)滲透到理論教學全過程。培養(yǎng)具有寬厚的理論知識,突出的創(chuàng)新意識和應用能力的材料專業(yè)本科生。
材料力學是材料類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課,其經典理論在現代工程和科學技術中一直被廣泛使用。材料力學的教學內容和教材體系已相對成熟,在這個基礎上,面對材料類專業(yè)學生,在短學時的情況下,如何激發(fā)學生學習興趣,如何做到理論聯系實際,如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和應用能力?我們就這些問題對該課程的教學內容、教學方法等進行了一定的思考和改革。
1 優(yōu)化教學內容
傳統(tǒng)教學通常是按照桿件的四種基本變形:拉伸(壓縮)、剪切、扭轉和彎曲來組織的,而桿件的每一種基本變形又幾乎都按照“截面法求內力,幾何變形關系,物理關系,靜力平衡關系,推導應力公式”的流程進行。這種按桿件的基本變形進行組織的多重循環(huán)教學體系,耗費學時,不適合短學時的教學安排;并且缺乏新意,學生容易學習疲勞,失去興趣。
如果把教學內容進行歸納總結,直接從桿件組合受力的一般情況出發(fā),按照結構材料需滿足的三大基本要求,即強度要求、剛度要求和穩(wěn)定性要求,來安排課時。教學內容可凝練為“內力分析,應力與強度計算,變形與剛度條件,壓桿穩(wěn)定性計算”這樣一個主線。把各種變形條件下的共性問題(如內力、應力、應變等)集中討論,有利于節(jié)約課時,突出共性,強化概念。
2 改革教學方法
傳統(tǒng)的教學方法是老師在上面講,學生在下面聽。眾所周知,理工科的課程性質本身就比較嚴謹,注重理論性和邏輯性。而材料力學教學內容中又包含很多公式推導、力學模型和數理方程等。如何讓材料力學課程具有生動性、有趣性,激發(fā)學生的學習興趣?我們在教學過程中發(fā)現,如果能在教學過程中做到理論聯系實際,則學生有較高的學習熱情。比如,在講解梁的彎曲變形前,先讓學生觀察教室里的梁,給學生布置思考題,根據材料力學的知識討論梁為什么是豎方向比橫方向長,讓學生自己去尋找答案,而不是一味的老師講,學生聽。又比如,在講解壓桿穩(wěn)定的時候,可以先在課堂上做個小實驗,將一張薄紙片豎著放在桌上,則紙片很可能站不穩(wěn);如果將紙片折一下,模擬角鋼的形狀,則發(fā)現紙片可以站穩(wěn),并且在上面放一本作業(yè)本都沒問題;而如果把紙片卷成圓形,模擬圓形截面鋼,則紙片的承受能力更強了。用這個小實驗首先把學生的好奇心調動起來,然后再用材料力學的知識加以討論和解釋。這樣既激發(fā)了學生的學習積極性,就加深了學生對知識的理解。
另外,在傳統(tǒng)的板書基礎上,輔以先進的教學工具也是使課堂生動有趣的方法之一。比如多媒體的應用。多媒體教學將文字、圖片、聲音和動畫融為一體,可以營造圖文并茂,有聲有色的課堂氣氛,一改傳統(tǒng)的枯燥、抽象的語言教學。并且多媒體教學可以節(jié)省板書時間,有助于提高授課效率,對于短學時教學尤為合適。如果能把板書教學和多媒體教學有機的結合,則會起到事半功倍的效果。
3 探索新的實驗項目
實驗教學是理論教學的一個重要補充,是學生加深對課堂教學知識的理解,培養(yǎng)動手能力的重要途徑。傳統(tǒng)的材料力學實驗主要以驗證性實驗為主,只要按照老師給的實驗步驟操作就能得到預期的實驗結果。這種只動手不動腦的實驗模式無法激發(fā)學生的學習興趣,也不符合應用型人才的培養(yǎng)目標。我們講這種實驗模式稱為被動式的實驗教學。如果將被動式的實驗教學轉變?yōu)橹鲃犹剿鳌?chuàng)新式的實驗教學則不僅培養(yǎng)了學生的動手能力,而且激發(fā)了學生的創(chuàng)新精神。比如,4-5個學生一組,每組分配一個具體的小課題,開放實驗室,讓學生自己查文獻,設計實驗方案,完成實驗,寫結題報告。通過此類實驗,鍛煉學生主動的發(fā)現問題,分析問題,解決問題的能力。
另外,充分利用學院的計算機實驗室可以開設一些材料力學的模擬實驗,比如ANASYS軟件在材料力學分析中的應用等。計算機在材料科學中的應用已非常普及,由于計算機模擬實驗不需要昂貴的儀器和實驗耗材,因此具有低成本、易實施的優(yōu)點。經我們證實,加入模擬實驗,也可以增加學生的學習興趣,有助于進一步掌握書本知識。
4 結語
隨著社會和科技的進步,傳統(tǒng)的教學方式和教學體系已經不能適應時代的需要。根據特定的授課對象,我們將不斷的就材料力學課程的教學內容、教學方式和實驗項目等方面進行探索和改革,以期培養(yǎng)出材料類專業(yè)方面具有創(chuàng)新精神的應用型本科人才。
參考文獻
[1] 劉鴻文,林建興,曹曼玲.材料力學[M].北京:高等教育出版社,2011.
隨著高校課程體系的改革,添加了一些選修課程,如CAD/CAMPRO/E等,機械專業(yè)如工程材料,理論力學等課時減少,給教學如何開展帶來新的課題,如何在學時時減少而保證教學內容情況下,良好的教學效果,教學方法等方面需要做出相應的改革。在教學實踐中,我們采取的主要措施有:
1.1“漸進式教學”即在具體授課過程中,沿材料的成分、工藝、組織和性能這條主線組織內容,其中大的內容塊包括基礎金屬學、熱處理與工藝、常用機工程材料及其他材料四方面內容。其中,金屬學是基礎,熱處理與工藝是保證,機械工程材料是關鍵,其他內容是知識的擴展。例如在金屬學方面要求了解常見材料的組織成分、結構特點、結晶過程、合金相等基本理論、材料的主要機械性能與組織及結構的內在聯系、鐵碳合金相圖的應用等,為進一步學習熱處理與工藝奠定基礎,而在講授熱處理原理與工藝時要求了解鋼鐵材料常見熱處理方法的基本原理和工藝流程,以及熱處理方式對零件乃至整機的影響,為工程材料及零件材料的選取做了理論準備,這樣螺旋式前進,講授內容,變分散為集中,克服了工程材料知識點太分散的弊端,又使學生的概念由模糊漸變清晰,保證教學內容的流暢性、基礎性和系統(tǒng)性。
1.2采用傳統(tǒng)板書與多媒體相結合的授課方式進行教學,突出教學內容重點采用傳統(tǒng)教學法,教師需要在黑板上畫數量巨大的示意圖,花費寶貴的課堂時間,同時示意圖的精確性容易受教師制圖水平的制約。多媒體技術可以將部分圖形和過程改成動畫或視頻形式,可以將工程實例直接展示給學生,從而可以在有限的時間內給學生提供了大量的可視化仿真信息,力求做到“簡節(jié)、生動、形象”。例如,在講授金屬結晶基本過程時,把它概括為晶核形成與晶核長大兩個基本過程,通過形象的動畫使整個結晶過程一目了然,避免抽象的理論闡述。
2充分利用網絡資源,注意理論和實踐相結合
2.1在講授有關內容時,充分利用豐富的網絡資源,結合一些工程實例和具體操作的視頻進行學習包括形象生動的教學軟件,教學錄像和機械工程材料的微觀界的結構和運動的解說動畫等教學資源,幫助學生建立系統(tǒng)的知識點體系,將課堂教學與實踐教學有機地結合起來,學生通過網絡教學課堂的學習可在很大程度上彌補課堂教學學時不足的缺點,可獲得更多的基礎和專業(yè)知識信息,使學生可以直觀理解,并激發(fā)學習工程材料的興趣,并意識到技術基礎課的重要作用,引起重視,充分回答為什么學習該課程的疑問。例如45#鋼制造曲軸為例,在介紹鋼為何需要進行熱處理,及為和用特種鋼T10制造一些塑料模具,講解如何進行零件材料的選取,如何進行材料的選取,通常相關常用采用哪些常見材料等內容,何種結構采用何種材料,而又有哪些不同的材料加工過程,相關典型制造工藝包括哪些,是否需要熱處理,進行熱處理和不進行熱處理在微觀界的組織成分和形態(tài)等等內容都可以采用實例和視頻相結合的教學方法進行講解,,培養(yǎng)學生對選材和編寫零件加工工藝卡片的能力,為其后續(xù)專業(yè)課課程的學習打下良好的基礎。
2.2課堂組織方式應多樣化例如在介紹刀具材料時,鼓勵學生以列表的方式進行總結,比較幾種常見刀具在組織成分、熱處理性能、牌號編寫、相關用途等方面進行列表,使學生對幾種刀具具體應用,在宏觀和微觀上都有清晰的認識,避免采用平鋪直敘方法而使學生缺乏學習的趣味性。
2.3注意加強實驗實踐教學通過和生產實習及見習相結合,開設綜合性、設計性實驗,如金工實習中運用T8號鋼制造的石工錘[3],根據使用要求,制定小錘的加工工藝序列-制定熱處理方案-選擇加工設備-確定工藝參數-親手操作制作,并自己檢驗產品,檢驗石工錘組織和性能-出具實驗報告。同樣,開瓶器等產品都可以經這樣的過程讓學生深化所學知識,加強認識,這樣原來的驗證性實驗變成創(chuàng)造性、綜合性、前瞻性的實驗,使學生既鍛煉了動手能力又了解了機械制造的全過程,提高了其對工程材料學習的興趣,真正做到了理論和實驗實踐相結合。
1.1案例來源及積累
案例主要來源于媒體報道或經典案例。如生活中常見的“502膠水”、“礦泉水瓶”、“化妝品瓶”、“塑料手套”、“雨靴”、“衣服”、“汽車輪胎”、“尼龍繩”以及“石墨烯智能服飾”等,最近的新聞報道“2014年80歲老太換全髖關節(jié)次日下地”,小孩的卡通玩具“光敏印章”,“農用聚乙烯薄膜”、“工業(yè)上泡沫塑料的發(fā)泡劑”工業(yè)生產原料等。日常注意收集積累,并根據案例所產生問題、解決途徑進行歸類,建立案例庫,進一步有助于理解書本知識。
1.2案例選擇
案例引入為教學服務,選擇適當的案例保證教學活動的順利進行是前提。適當的案例既能融合學生所學課程的理論基礎,又能結合實驗室條件以及學生的實際情況。綜合以上考慮因素,對于功能高分子材料教學,選用“2014年80歲老太換全髖關節(jié)次日下地”作為教學案例,該案例內容包括了功能高分子材料的理解以及如何在生活中應用進行擴展等內容。人們對“關節(jié)置換”這個詞已不再陌生,但是它的原材料是什么?大家可能還是很陌生。它是指用生物相容性和機械性能良好的金屬或復合材料制成的一種類似人體骨關節(jié)的假體,通過手術將其植入體內,替代病變的關節(jié),清除疼痛,恢復關節(jié)的活動與原有的功能,而這種生物相容的材料就是咱們的高分子材料超分子量聚乙烯。這樣進行案例引入,大家對于目前簡單應用的高分子材料有了更深入的認識。案例選擇應遵循難易適中、可操作性強等特點,照顧成績下游學生的同時,給上游學生預留挑戰(zhàn)空間,激發(fā)學生解決問題的強烈愿望。
1.3案例深入和小組討論
案例引入為實現教學目標而設計的,學生以理解知識問題為目標,圍繞知識問題進行思考、討論,進而理解知識要點。如果這堂功能高分子課程只進行到這里,學生只是知道了一個熟悉的陌生人。我們下面還要對這個高分子材料超分子量聚乙烯進行討論。大家對聚乙烯比較熟悉,聚乙烯(PE)是五大合成樹脂之一,是我國合成樹脂中產能最大、進口量最多的品種。以“聚乙烯的應用”為例,在方案設計前指導老師提出以下問題:“在日常生活中那些是聚乙烯的產品?”該問題引起了學生很大的興趣和關注,為回答以上問題,學生自主進行了查閱。可以了解它可以應用在“保鮮膜、背心式塑料袋、塑料食品袋、奶瓶、提桶、水壺等”。緊接著又提出“聚乙烯的分類?它們的區(qū)別是什么?合成方法和用途是什么?”,該問題引導學生進一步擴展知識要點,聚乙烯主要分為線性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)三大類,而案例里提到的是超高分子量聚乙烯,學生要如何回答這幾種聚乙烯材料的區(qū)別是什么,可以引入小組討論的方式,分成四個小組,每個小組負責一種材料,從它的物理性質、特性、合成方法及用途上進行材料整理,在課堂上用PPT講解,最終由教師進行點評,通過方案設計中的討論,每個小組經過歸納整理把這種材料的性能基本完成全掌握了,同時也培養(yǎng)學生的動手能力及團隊合作精神。事實證明,案例型教學法在激發(fā)學生的探索欲和提高學生學習興趣方面起到了積極的作用,在解決問題的過程中逐步形成分析素養(yǎng)。
1.4案例擴展
將科研項目引入具體的課程教學中去是利用其進行智能型人才培養(yǎng)的新途徑,也是將書本知識擴展到實際應用的一種途徑。以上案例用到的是超高分子量聚乙烯作為人工關節(jié)軟骨(關節(jié)臼)材料,然而,臨床實踐顯示,人造關節(jié)有效工作年限為10~15年。長期使用過程中產生的聚乙烯磨屑會引起骨骼發(fā)炎,發(fā)生無菌性松動和假體脫落等問題,從而需要更換新的人造關節(jié)。再次更換人工關節(jié)的手術費用和失敗率比首次更換高很多,導致經濟損失和對患者身體的傷害。因此必須要增強醫(yī)用超高分子量聚乙烯的耐磨性能,這樣就在該課程的教學過程中引入科研項目,激發(fā)學生的學習興趣,鍛煉其查閱文獻資料的能力,積極引導其參與到科研活動中去。通過學生資料查閱,采用納米粒子增強復合材料技術,合成氧化石墨烯基超高分子量聚乙烯(UHMWPE)復合材料,充分利用新型二維納米材料石墨烯的高強度、高模量、高硬度和低摩擦系數的突出特點,提高了石墨烯/UHMWPE復合材料摩擦磨損性能。在這里學生又查到一個新的概念—石墨烯,它是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料,它幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;而電阻率只約1Ω•m,比銅或銀更低,為世上電阻率最小的材料。石墨烯具有非同尋常的導電性能,超出鋼鐵數十倍的強度和極好的透光性,它的出現有望在現代電子科技領域引發(fā)一輪革命。燃料電池是將燃料具有的化學能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置。與其他電池相比,具有能量轉化效率高、無環(huán)境污染等優(yōu)點。“質子傳導薄膜”是燃料電池技術的核心部分,汽車中的燃料電池使用氧和氫作為燃料,轉變輸入的化學能量成為電流?,F有的質子薄膜上常存在燃料泄漏,降低了電池有效性,但質子可以較為容易地“穿越”石墨烯等二維材料,而其他物質則很難穿越,那么我們研發(fā)石墨烯碳紙?zhí)胤N紙用作質子薄膜,既可以解決燃料滲透的問題,增加電池的有效性,還可以降低燃料電池的成本。而特種紙在日常生活中應用十分廣泛,比如棉紙、宣紙、無塵紙、鈔票紙、噴墨紙、熱敏紙、過濾紙、茶袋紙、鋁箔紙、拷貝紙、美術紙、復寫紙、無碳復寫紙、防霉紙、靜電防止紙、導電紙、半導電紙、電池分離紙、電氣絕緣紙、耐熱紙、汽車用濾紙、空調濾紙、脫臭濾紙、醫(yī)療衛(wèi)生用紙、藥包紙、無菌紙、醫(yī)療膠布基材、手術衣等等。這樣的學習過程最終實現讓學生根據自身興趣自主的尋找課題,參與到科研項目中,積極參與競賽,培養(yǎng)他們將來在工作學習中“發(fā)現問題—方案設計—方案實施—結果討論—問題擴展”的能力。
2培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維,樹立綠色理念
開設課題開放性實驗,培養(yǎng)學生獨立查閱文獻資料及設計開展實驗的能力,在實驗過程中積極引導、經常討論總結進一步鍛煉學生自主動手能力。增強現有學生實驗室的開放性,組織學生參加各類競賽、培養(yǎng)學生的專業(yè)技能和創(chuàng)新意識。同時,促進教師實驗室、研究生實驗室及校企聯合研發(fā)中心的開放,帶領學生去工廠實習,引導學生直接參與科研實驗工作,使學生認識、了解科研,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維。此外,結合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略及未來材料化學工業(yè)以及綠色造紙與特種紙綠色發(fā)展方向,在課堂、實驗、實踐等教學環(huán)節(jié)堅持融入綠色化學內容,滲透綠色化學思想,在豐富化工實驗教學內容的同時培養(yǎng)學生樹立綠色化工理念,增強綠色化學意識。
3加強卓越工程師的培養(yǎng)
為促進就業(yè),培養(yǎng)學生的社會技能,增加課堂教學效果,積極組織學生參加材料化學專業(yè)和綠色造紙與特種紙的各項職業(yè)資格、技能考試,通過考證激發(fā)學生的學習興趣,為學生今后就業(yè)和提升工作能力奠定基礎。以“強化工程、工藝、設計和新興特色學科交叉等方面基本理論、知識的培養(yǎng);強化生產、研發(fā)、檢測和管理等方面工作的基本工程能力的培養(yǎng);強化國際化視野、企業(yè)家精神、市場頭腦和創(chuàng)新思維等基本素質培養(yǎng)”為特色的強化“三基”人才培養(yǎng)方案,建立一個符合我院卓越工程師課程教學體系,培養(yǎng)滿足地方產業(yè)發(fā)展需求的優(yōu)秀材料化學以及綠色造紙與特種紙專業(yè)人才,增加學生就業(yè)渠道,提高學生的就業(yè)水平。
4結論
表面技術是一門跨多學科的新興邊緣科學,內容涵蓋材料科學、物理、化學、冶金、機械、電子、生物與醫(yī)學等領域,并且融入這些學科的理論和許多最新的技術成果[1]?,F代表面技術課程是本校材料科學與工程學院相關專業(yè)開設的一門綜合性較強的專業(yè)基礎課,目的是使學生掌握典型表面技術的防護原理、主要設備、工藝實施及具體應用等,培養(yǎng)學生理論聯系實際以及開拓創(chuàng)新的能力,為學習其他有關專業(yè)課程和將來從事生產技術工作奠定必要的理論基礎。該課程內容雖然不深,但涉及多學科,知識面廣,同時具有較強的理論性和實踐性,傳統(tǒng)的講授教學方法、教材內容更新較慢以及理論與實踐結合不密切等因素均影響學生的自主學習能力[2]。針對上述問題,本文在多年教學實踐基礎上,嘗試從以下幾個方面對現代表面技術課程進行教學改革。
一、調整和完善課程體系
(一)編制新教學大綱教學大綱是根據教學計劃制定的某門課程教學內容的文件,是教學內容合乎邏輯的構架[3]。根據學校下發(fā)的關于修改本科培養(yǎng)方案的文件,2008年對現代表面技術課程教學大綱進行第3次修訂。新大綱除了具體體現每節(jié)課的重點和難點、每個知識點要求學生掌握的程度以及所采用的教學方法外,在原有32學時的基礎上增加了4學時的理論學時,將表面基礎理論以及檢測方法作為教學內容納入新大綱,使整個課程知識體系更加完善。
(二)編寫新教材培養(yǎng)基礎扎實、素質高、能力強、適應面廣、具有創(chuàng)新能力的人才,教材建設是關鍵。在制定新的教學大綱基礎上,開始著手編寫《材料表面工程技術》新教材。編委成員針對目前一些教材中存在的問題進行分析,認為要解決的一個重要問題是:表面技術涉及多學科交叉,需要對所編寫內容進行重新整合,使內容體系科學嚴謹、條理清晰。通過查閱大量相關資料,編委采用基礎理論-常用表面技術-特種表面技術-表面檢測這一思路對教材內容進行設計;使學生在真正理解材料表面物理、化學知識的基礎上,進一步學習各種表面技術的原理及工藝,并了解表面技術的檢測手段,將整體知識融匯貫通。同時,教材注重理論聯系實際,在相關章節(jié)列舉了表面工程技術的具體應用實例。此外,由于表面技術發(fā)展迅速,新方法、新工藝不斷涌現,因此,編委將查閱的最新文獻資料進行概括整理,在各相關章節(jié)中介紹表面技術的最新動態(tài)和發(fā)展趨勢,以及本學院部分教師的科研成果。這一部分內容可供學生課外自學,既豐富了教材內容,又提高了學生的學習興趣。通過修訂教學大綱、編寫教材來調整和完善課程內容體系,使該課程體系結構完整、緊密銜接,為實現教學目標奠定了良好的基礎。
二、課堂教學模式改革
(一)重視緒論課講授緒論課是一門課程的起始,是與學生的首次接觸。講好緒論課可使教師贏得學生的信任,使學生對本門課程產生興趣[4],因此,教師需要投入很多時間精心設計現代表面技術緒論課的教學過程。在實際教學過程中,首先列舉表面技術在生活中最常見的應用實例,如衣料的外觀,精美的食品包裝,保護視力的鏡片,精美的鍍膜飾品,不粘附廚房用具,美觀舒適的墻體和地面裝飾,等等,讓學生認識到表面技術和生活密切相關。然后,歸納表面技術的定義、作用、分類及學科體系,使學生明白課程中主要學習什么內容,為什么要學,并對該課程的宏觀結構框架有全面的了解。另外,由于理工科專業(yè)課側重于對學生基礎理論的傳授及專業(yè)技能的培養(yǎng),往往忽視了人文素質教育[5]。有些學生對祖國和世界歷史文化缺乏了解,對人類歷史文化遺產知之甚少。課堂教育是人文素質教育的主渠道,在緒論課的教學中適當引入人文與社會科學相關知識,加強對學生人文素質的培養(yǎng)。在介紹表面技術發(fā)展歷史時,通過大量精美圖片展示中國古代表面技術成果。例如,在大約公元前120年就開始使用鋼的淬火技術,隨后開始使用豆類谷物作滲碳材料,這使學生認識到中國古代人民的聰明才智。在演示湖北荊山市望山一號墓出土的越王勾踐劍以及西安秦始皇兵馬俑坑出土的青銅劍圖片時,向學生講解這兩把劍出土時之所以光亮如新、鋒利如初,其原因是劍表面分別鍍上一層含鉻和鉻鹽化合物,而此種表面處理工藝在近代才出現。此外,春秋戰(zhàn)國時期的漆器、漢代青瓷、宋白瓷、元青花、明清五彩瓷器以及唐三彩等精美文物,也充分展示了中國古代表面技術的輝煌成就。在介紹現代表面技術的發(fā)展時,以本學院承辦的第七屆全國堆焊與表面工程會議、全國十四省市熱處理及表面工程會議為例,向學生傳遞這樣的信息:隨著國際及各國表面工程學術會議的頻繁召開,表面工程學科逐步得到充實和發(fā)展。緒論課生動的講解使學生全面了解表面技術的歷史、現狀及發(fā)展,開拓了學生的知識視野,學生普遍提高了對該課程的學習興趣,自覺地進入所講授的學科領域。
(二)教學方法多元化現代教學方法應以發(fā)展學生智能為出發(fā)點,充分發(fā)揮教師的主導作用,開啟學生的求知欲,引導學生主動、積極、創(chuàng)造性地進行學習與思維活動[6]。教學方法的改革要服從人才素質培養(yǎng),以提高教學質量為目標。為摒棄“滿堂灌”和“填鴨式”教學,在本課程教學改革中,采用啟發(fā)式、討論式的教學方法,給學生思維的空間,激發(fā)學生的參與意識,與學生形成良好的互動,提高學生“學”的主體地位。在講述新知識之前,為了使學生能夠對即將學習的知識產生興趣,教師往往根據實際需要通過創(chuàng)設疑問、復習提問等各種途徑導入所要學習的新知識。例如,在濺射鍍膜教學中,首先要使學生理解濺射現象這一新知識點。教師通過多媒體展示高能粒子向固體表面轟擊的示意圖,并提出問題請學生思考:當具有一定動能的粒子與固體轟擊,固體表面會產生什么物理變化。學生運用已有知識很快聯想到固體表面的原子、離子會與這些高能離子交換動能而飛離出來,教師歸納學生的答案并用專業(yè)術語給出濺射的定義,之后再通過固體表面濺射微觀圖像激發(fā)學生的興趣,從而為后面濺射鍍膜原理的學習打下良好的基礎。在講解前后銜接密切的知識點時,則采用對比啟發(fā)方式,這對學生準確掌握概念、正確運用知識、深刻領會內容起著重要作用。例如,講授電刷鍍技術特點時,分別選取了電刷鍍裝置圖與電鍍銅的原理圖,啟發(fā)學生對兩種技術的掛具使用、陽極狀態(tài)、電解液成分、施工靈活性進行比較和分析。由于學生已經熟悉電鍍的特點,通過比較可以很清晰地理清脈絡和思路,歸納得出完整的結論。由于表面技術實踐性很強,在教學過程中通過實例分析來啟發(fā)學生的逆向思維和發(fā)散思維,幫助學生從多角度、多方位思考問題。例如,在學習熱噴涂相關內容時,給出水利工程鋼閘門的防腐、發(fā)動機曲軸的修復等具體工程實例,讓學生分組討論,引導學生從工件工況條件、噴涂材料選擇、噴涂工藝流程等各個方面進行分析,并提出解決方案,最后由教師點評。這種方式使學生不再是被動、消極地接受知識,而是主動去學習、獨立思考,同時培養(yǎng)了學生綜合分析和解決問題的能力,達到了很好的教學效果。
(三)多媒體輔助教學現代表面技術課程的特點是知識體系寬、基礎知識點多,涉及大量的原理示意圖、工藝流程以及應用實例。如果采用傳統(tǒng)的講授法,輔以少量模型教具、掛圖以及黑板上畫圖等,則難以清楚地表述課程內容,學生普遍感到抽象、枯燥。因此,現代多媒體教學成為該課程教學中一個重要的輔助手段。在8年的教學過程中,結合實際經驗不斷更新和完善多媒體課件內容,使課件內容源于教材,但表現手法和結構又不拘泥于教材。課件中突出每節(jié)課的學習要點、重點和難點,利用視頻、動畫形式來展示各種表面技術的實際操作過程,化抽象知識為具體知識,加深學生感性認識。此外,教學中注重多媒體教學與板書的結合,需要詳細解釋和強調的內容則需要將幻燈片設置成層層展開形式,并結合簡潔易懂的板書進行逐步講解。采用多媒體輔助教學使授課內容更形象具體,增加了課堂的信息量,明顯提高了課堂教學效率和教學質量。
(四)把握學科發(fā)展動態(tài)對于專業(yè)課,教師應在熟悉教材內容的基礎上及時把握專業(yè)動態(tài),引導學生進入學科前沿。由于表面技術是一個不斷發(fā)展的新興學科,教師在教學過程中充分利用網絡資源,大量查閱參考資料、科技文獻,及時將表面技術的最新成果和最新動態(tài)介紹給學生。在相應章節(jié)中補充介紹一些新技術,如微弧氧化、冷噴涂技術的原理及其特點等。隨著專業(yè)課信息量不斷擴大,學生需要了解更多專業(yè)知識。提高學生信息檢索、利用與分析能力是大學生創(chuàng)新教育必要環(huán)節(jié),因此,教師在課堂上利用一定時間為學生做一個查閱專業(yè)文獻資料的講座,然后給學生一些命題,如熱噴涂技術的進展,電鍍廢液處理技術研究現狀,納米涂層技術的制備方法,等,學生可從中選擇一個自己感興趣的命題,利用學校及學院圖書館、電子閱覽室、中國知網新平臺等資源來查閱和下載最新論文和相關信息,根據自己掌握的知識對獲得的信息進行歸納總結并完成綜述。要求學生標注參考文獻,以培養(yǎng)嚴謹的治學態(tài)度。通過自主查閱專業(yè)相關書籍和期刊,既提高了學生信息檢索能力,又使學生更好地了解專業(yè)課的前沿知識,拓寬了視野。
(五)教學與科研相結合材料科學與工程學院設有“教育部耐磨材料與表面技術工程研究中心”和“黑龍江省高校生物材料重點開放實驗室”,擁有火焰噴涂、電弧噴涂、離子注入、電刷鍍、微弧氧化等多種設備。除開設的熱噴涂和電刷鍍實驗外,學生可根據自身的興趣愛好進行選擇和設計實驗。同時,還鼓勵有興趣的學生作教師的科研助手,利用課余時間參與教師的課題研究,培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神以及分析問題和解決問題能力。例如,06、07級共8名學生在教師指導下參加首屆全國大學生創(chuàng)新大賽,所研究課題“自蔓延合成噴涂用復合粉體及TiC/Ni增強Al基熱噴涂涂層抗高溫氧化性能研究”“CO2氣保焊/噴射送粉復合堆焊新方法及堆焊層微觀結構與磨損關系”獲得二等獎;08級5名學生參與了“鍋爐水冷壁表面耐高溫腐蝕及磨損防護涂層的研究”大學生科技創(chuàng)新項目。學生通過查閱資料、設計實驗方案、動手實驗以及分析結果,參與發(fā)表科研論文5篇。教學與科研相結合使學生的綜合能力得到提高,為畢業(yè)設計以及就業(yè)打下良好的基礎。(六)改革考核方式教學內容和方法的改革受制于考試制度的改革,如果考試制度因循守舊,教學方法改革的力度再大,也達不到預期的效果[7]。為改變以往考試集中在期末進行、一次考試定成績的做法,該課程采用了更為合理的成績考核評價制度,即“平時考核-實驗考核-期末考試考核”相結合的方式。平時考核注重對學生學習狀態(tài)的評價,包括出勤、課堂提問、課外作業(yè)、綜述報告等方面;實驗環(huán)節(jié)側重考查學生的動手能力、思考能力及分析問題的能力;筆試環(huán)節(jié)增加了實例分析等主觀試題的比重,考查學生理論聯系實際的能力及其思維過程。從實踐效果看,新的考核方式調動了學生的學習積極性,培養(yǎng)了學生分析和解決實際問題的能力。
一、強化目標意識,制定行之有效的中考工作方略
1.戰(zhàn)略目標凝人心。在第一學期第一次全校教職工會議上,校長就向大家闡明了**中考工作的中心任務——實行“兩個聚焦”戰(zhàn)略,即聚焦尖子生,聚焦學困生。聚焦尖子生,力爭08年中考考取重點高中并軌生指標“保30人,爭40人”,使大家對進重點高中人數有清醒的目標,為提高老百姓的“口碑”、擴大學校的聲譽而不斷努力。聚焦學困生,使大家對中考的平均分有清醒的目標,不拋棄,不放棄,為提升**的整體素養(yǎng)、提高**的整體實力而不斷努力。定目標有方向,此舉措及時地凝聚了全體教師的目標,凝結了大家的干勁,充分調動了大家的積極性。細數起來,我們在“兩個聚焦”上抓了八個方面的工作:一是抓前60名促尖保尖,保優(yōu)秀率;二是抓前200名,??既「咧新剩蝗亲ゲ钛a差,保合格率平均分;四是抓思考教育保穩(wěn)定,保良好的迎考心態(tài);五是抓家校配合,保緊密聯系,齊抓共管;六是抓方法指導,保提高學習效率;七是抓復習策略,保鞏固復習效果;八是抓質量監(jiān)控,保實現目標。
2.分解目標聚人氣。在分解目標上,我們因班制宜,分別采取“確保、力爭、合推”之策,設法讓每一位學生都成才。三個實驗班每班上濱中并軌生“確?!?0個指標,“力爭”12個指標,“合推”是關鍵,三個實驗班在“聚焦”“前20人”的目標上尋突破,共同研討方略。為了變壓力為動力,初三老師遠打算,近要求,常分析,勤調控,通過排隊摸底、分類指導,聚焦優(yōu)秀生的培養(yǎng),依次推進,奮勇爭先。初三年級全體成員能上下一心、團結協(xié)作,把個人成就感與年級組工作緊密結合起來;分管校長薛天明同志和年級主任李功流同志,能洞察秋毫,及時指導,適時整改,做好服務性和管理性工作;初三年級各備課組內部能精誠合作、資源共享,營造和諧、協(xié)作、共贏的教研組文化;不同學科之間能協(xié)調合作,相互鼓勵,相互借鑒,決不過重地增加學生的作業(yè)負擔;班主任老師與科任教師之間能加強交流,加強溝通,共同督促學生盡快提高;各科任老師能有的放矢,認真分析學情,配合班主任做好班級管理工作,還能主動與學生溝通,指導學法,激發(fā)學習興趣,增強自信心。
3.落實目標激人志。中考目標的最終完成,取決于教與學兩方面的因素,光激發(fā)教師群體的積極性還遠遠不夠,更重要的是要激發(fā)學生的追求激情,要把學校的整體目標落實到學生人頭上。一是班級制定階段目標。班主任和全班討論制定期中目標、期末目標、中考目標,并在學校櫥窗里及時張貼,在交流中監(jiān)督,在監(jiān)督中前進。二是口號激勵。每天課間操期間,由值日領導組織學生進行口號呼喊,在口號中激發(fā)激情,在口號中激勵斗志,重視對學生心理素質和備考思想的培養(yǎng)。三是誓詞宣誓,每周升旗儀式上,尤其是百日沖刺大會上,組織學生進行集體宣誓,使學生們始終保持昂揚的斗志迎接中考,義無反顧,迎接挑戰(zhàn),書寫人生的燦爛輝煌。四是張掛學習明星像。把每次大考中出現的優(yōu)秀生的照相都張貼在櫥窗里,通過學生展覽和事跡介紹,讓學生學有榜樣。
二、強化質量意識,構建“三全”型的質量管理模塊
1.組織保證有力?!叭珕T育人,全程育人,全方位育人”,初三年級一盤棋,初三工作是學校工作的重中之重。我們所有初三班主任和學校領導擰成一股繩,起早貪黑,與學生一起并肩戰(zhàn)斗到最后。一是根據我校以往的成功經驗,本屆初三開學之始,校長室就決定成立初三年級工作領導小組,由唐于海同志任組長,薛天明同志任副組長,徐偉、徐永盛、嵇為民、李功流四同志為成員組成初三年級領導小組。領導小組全面負責初三教育教學工作,以中考目標為動力,以責任狀為壓力,增強信心,集思廣益,齊心協(xié)力,榮辱與共,并以此貫穿教學、管理工作的全過程。我們充分發(fā)揮團隊合作精神,通過集體協(xié)作促進各項工作長足發(fā)展。領導小組的正確領導,為中考的再度輝煌提供了有力的組織保證。二是細化中考目標責任制。學校與年級組簽訂“**年中考目標責任狀”;年級組與班主任簽訂“班級中考目標責任狀”,明確各班級的中考目標和任務;與科任教師簽訂“學科教學質量目標責任狀”。全體教師以中考目標為動力,以責任狀為壓力,增強信心,并以此貫穿教學、管理工作的全過程。全體教師能圍繞教學和中考目標而努力工作,能有大局意識,克服各種困難,服從學校整體工作安排并圓滿完成教育教學工作任務。三是做好服務工作,實施早晚餐免費制。學校為有早讀、晚自修、值班任務的老師和領導提供免費餐點,雖不豐盛但有溫情,雖不昂貴但有人情,使“**是我家,質量靠大家”的意識深入人心。
2.團結保障合力。初三年級組細化教學質量管理,一著不讓,走精細化管理之路,把常規(guī)管理變?yōu)楣芾沓R?guī)。一是堅持教學常規(guī)工作周查制、學情調查制、學生評議制,向教學各環(huán)節(jié)要質量。從把好教師備課關做起,包括新授課、習題課及試卷講評課的教案,特別是理科的新課教學中的習題課,要以基礎知識鞏固和知識點的歸納為起點,進行適當提高,面向全體學生,拾遺補缺、彌補疏漏。二是師生同用教學案。一輪復習開始后,我們發(fā)揚傳統(tǒng),在授課中使用教學案一體化。教學案由某個教師具體準備,上課前要上交到年級主任李功流同志處,經審查后符合要求方可使用。這樣保證了課堂精講。三是周周練促提高。從第6周結束新課后,初三進入周周練階段。要求周周練必須為綜合訓練,不得照抄資料,要根據材料進行“二度”加工整理。這樣通過教師的努力保證了學生的精練。四是質量分析求反饋。為了做好信息反饋工作,學校要求課任老師在每次考試后3日內必須將成績報到李主任處,各班班主任及時做好每次考試成績的匯總工作,保證每位學生每周都能看到自己的成績,從而激發(fā)學生的競爭意識和學習熱情。同時,每次考試后,年級組都對每班級的目標生進行跟蹤分析,如果有的目標生出現較大的退步,年級組要同相關教師進行交流,幫助學生制定并實施促進的措施,全體老師要充分認識到提高目標生的薄弱學科成績對于完成08年中考任務的關鍵作用,把目標生的薄弱學科成績提高的責任落實給相關學科老師。相關學科教師能站在全局的高度來切實履行幫助、促進的職責,在規(guī)定的時間內使目標生的薄弱學科有較大改觀。: