材料科学基础精品课程建设

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1、材料科学基础精品课程建设课程发展的主要历史沿革98年以前，国内高等院校普遍按照二级学科模式办学，材料类专业有无机非金属材料工程、金属材料工程等二级学科专业，其学科基础课为《无机材料物理化学》、《硅酸盐物理化学》、《金属学原理》等。98年后，根据学科发展规律，国内高等学校相继进行专业结构调整，逐步按照一级学科模式办学，设立材料科学与工程专业，其学科基础课是《材料科学基础》课程。该课程主要从一级学科层次阐述材料的组成与结构、制备与加工、性质、使用性能等材料科学与工程主要要素之间的相互关系及其制约规律。随着办学层次不断提高，《材料科学基础》课程在知识体系构造方面也逐步柔和了金属、无机非

2、金属、高分子等材料共同的科学原理及技术基础，既突出不同材料的共性，又兼顾不同材料的个性；在知识介绍方面遵循从理想到实际、从规则到不规则、从静态到动态的原则，在宏观-微观-宏观的循环过程中介绍材料制备-加工-使用-消亡过程中的科学和工程原理，力求体现知识的规律性和相互联系。武汉理工大学的《材料科学基础》教材建设得到“教育部高等教育百门精品课程教材建设计划立项研究项目”的资助，出版了新编《材料科学基础》教材。配合课程建设，开设了具有特色的实验、实践教学环节，完成了多媒体课件建设及网上教学资源建设，实现了多媒体教学及网上辅导、答疑。围绕《材料科学基础》课程教学改革，实施完成了3项省、部

3、级教学改革项目，教学手段、教学方法改革方面积累了丰富的经验。该课程于2003年被评为湖北省精品课程。课程性质《材料科学基础》课程是材料科学与工程、材料物理、材料化学、中-澳国际交流班等本科专业主干课程中的重点课程，其课程性质属于学科基础课。课程内容体系结构材料科学基础课程（教材）主要有以下几个模块组成：材料的组成、结构、性质关系模块多相系统静态（热力学近平衡状态下）条件下相平衡模块材料动态条件下的结构形成（高温动力学）模块材料的环境行为效应模块其中，材料的组成、结构、性质关系模块及相平衡模块时课程的重点，特别是材料的组成、结构、性质关系模块，空间结构复杂，是理解材料科学与工程主要

4、要素之间相互关系的基础，需要丰富的空间想象能力。借助立体模型及多媒体手段，可以帮助学生建立微观结构的立体概念，使抽象的结构直观化地再现出来。其难点是动力学模块，需要扎实的数学物理知识，以建立物理模型，求解动力学方程，并应用动力学方程的解预测控制材料生产的动力学过程。在目前条件下很难得到定量化的精确结果。解决此难题的方法可以通过计算机科学和材料科学相结合，利用计算机模拟、数值方法等解决动力学方程解的可靠性。教学内容组织方式与目的：在内容组织上突出共性，强调个性，以材料制备及加工过程中的科学原理及共性规律为主，兼顾材料服役中的环境行为效应，强化工程意识。在知识推介上遵循从理想到实际、

5、从规则到不规则、从静态到动态、从宏观到微观再到宏观的原则，循序渐进地介绍材料的组成、制备、结构、性质与性能的相依性，力求再现认识论的规律性。在例题、习题选材及组织方面，注重科学的创新性思维方法的培养，强化解决工程问题的能力。在结构编排方面突出教材编排的新颖性及易读性。实践性教学的设计思想与效果：采用精化实验内容、拓展实践能力、科学与工程相结合的指导思想规划教学实践环节，使课程实践活动延伸到课程教学内外的整个教学环节中。配合理论课程教学，设计淬冷法研究相平衡、差热分析等静态动态研究相平衡及相变的实验，以及ζ-电位测定、固相反应等性能、静态及动力学实验，充分展现材料科学基础各要素间的

6、相互关系。在此基础上，设立材料合成与加工、材料性能测试两大实验体系，在教学资源利用方面，不仅利用本院系设备，而且共享整个材料学科先进的材料制备与合成设备、材料性能测试设备。使学生的实践能力得到全面锻炼和提高。开课专业：材料科学与工程、材料物理、材料化学、中-澳国际交流等课程性质：学科基础课课程学分：5学时：80（理论64+实验16）开课学期：第4、6学期先修主要课程：高等数学，工程数学，大学物理，基础化学，物理化学考试方式：笔试（80%），教学实践（20%）授课手段：多媒体教学、双语教学采用多媒体等现代化教学手段进行教学，开通了网上答疑系统、网上测试系统、考研辅导系统。在教学方法

7、上，改变“一言堂”教学模式，大胆实施互动式课堂教学方法改革，使枯燥的专业基础课教学变得活泼生动，改革效果受到学生的一致好评。武汉理工大学校报，材院通讯，材料学院网站曾于2001年12月作过专栏报道。对一些容易掌握的内容采取自学和学生课堂讲授相结合的方法。既培养了学生独立获取知识的能力，又锻炼了学生的知识创新能力和表达交际能力，同时加深了学生们对新知识的理解，也丰富了教师对学生的考核手段。对一些比较繁杂和较难理解的内容，运用模型或多媒体等教学手段来辅助教学，加深了学生对难点知识的消