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［摘要］

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能是針對復(fù)合材料與工程專業(yè)大四學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)必修課，其內(nèi)容涉及樹脂基體、增強材料、增強材料的鋪層和復(fù)合材料的夾層結(jié)構(gòu)等多個方面，是一門理論聯(lián)系實踐應(yīng)用、基礎(chǔ)知識和科學(xué)發(fā)展前沿并行的課程。我們從充分利用信息技術(shù)、理論聯(lián)系實際、啟發(fā)式教學(xué)和考試方式多元化等多方面進行了課程改革和實踐，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。

［關(guān)鍵詞］

課程改革；課程實踐；啟發(fā)式；教育

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能是本校針對復(fù)合材料與工程專業(yè)大四學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)必修課程。本課程是在學(xué)生學(xué)完了材料學(xué)概論、樹脂基復(fù)合材料、復(fù)合材料工程實驗等專業(yè)課程之后，為進一步拓寬學(xué)生的專業(yè)知識面、培養(yǎng)學(xué)生綜合知識的運用能力而開設(shè)的，目的是培養(yǎng)其在復(fù)合材料原材料的選擇、改性、結(jié)構(gòu)設(shè)計方面綜合運用知識解決實際問題的能力。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的教學(xué)內(nèi)容包括復(fù)合材料概述、樹脂基體材料結(jié)構(gòu)與性能、高性能增強材料、增強材料鋪層結(jié)構(gòu)與性能及復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)等。復(fù)合材料概述部分重點介紹復(fù)合材料結(jié)構(gòu)所包含的三個結(jié)構(gòu)層次和復(fù)合材料的發(fā)展及應(yīng)用近況；樹脂基體材料部分主要介紹聚合物分子結(jié)構(gòu)對性能的影響及基體材料的最新研究進展，讓同學(xué)們通過學(xué)習(xí)掌握分子結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，初步具備從性能角度出發(fā)篩選合成原料的能力；增強材料鋪層結(jié)構(gòu)與性能和復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)部分突出復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性，根據(jù)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的受力情況，介紹增強材料鋪設(shè)方式設(shè)計和夾芯材料選擇的理論依據(jù)。不同于大學(xué)基礎(chǔ)理論課，大學(xué)專業(yè)課的課堂教學(xué)內(nèi)容必須緊跟本學(xué)科技術(shù)的發(fā)展。課堂教學(xué)中，教師在介紹完基礎(chǔ)理論知識后，一定要配合實際的生產(chǎn)應(yīng)用案例對其進行應(yīng)用說明，這樣有利于學(xué)生理解和掌握此知識點，并能通過實際的應(yīng)用案例理解單純追求某一性能指標(biāo)是沒有意義的，實際應(yīng)用過程中應(yīng)考慮工藝性能、應(yīng)用性能、節(jié)能環(huán)保等綜合因素。該課程為新開課，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)素材、教學(xué)方法等方面還需要進一步完善和改革，以適應(yīng)復(fù)合材料現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展。

一、充分利用信息化資源，豐富教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)過程中，我們充分利用信息化資源、信息化技術(shù)來輔助教學(xué)，豐富教學(xué)內(nèi)容，利用多媒體技術(shù)進行高密度的知識傳授，增大教學(xué)信息量，并借助圖片、動畫、視頻等媒介，增強學(xué)生的理解力，加深他們的記憶。［1］我們在傳統(tǒng)的PPT中加入實物圖片、工藝圖片、三維設(shè)計動畫、復(fù)合材料生產(chǎn)視頻等，以豐富教學(xué)內(nèi)容，把學(xué)生關(guān)心的一些復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)知識（復(fù)合材料原料、工藝及應(yīng)用等）直接向?qū)W生演示出來，從而與文字講義相呼應(yīng)，給相對枯燥的教學(xué)注入興趣和活力。多媒體教學(xué)（如制作動畫、錄像、圖片和三維模型等）將原本抽象的、不易理解的復(fù)合材料多相結(jié)構(gòu)生動、形象地展現(xiàn)出現(xiàn)，便于學(xué)生理解和記憶，加深對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的理解，深層次理解復(fù)合材料結(jié)構(gòu)對性能的影響。我們在查閱大量國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上，編寫了適合本課程教學(xué)特點的電子課件，并根據(jù)需要采用大量生動、形象的工藝流程圖介紹復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝，以實物圖片介紹復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域，采用動畫、視頻的形式介紹復(fù)合材料不同層次的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)設(shè)計對性能的影響。對于較難理解的章節(jié)，采用模型或模擬輔助教學(xué)可以提高教學(xué)效果。為了讓學(xué)生較好地了解復(fù)合材料領(lǐng)域的發(fā)展，教師需要密切關(guān)注該行業(yè)國內(nèi)外的發(fā)展動向，及時查閱相關(guān)的文獻資料，獲取與國際接軌的最新知識、先進教材和信息。教師需要適時地參加國內(nèi)外復(fù)合材料展覽會，對國內(nèi)外參展公司的展品、設(shè)備和技術(shù)圖片進行拍照、錄像并整理，將其融入課程內(nèi)容；還可以參加復(fù)合材料相關(guān)的學(xué)術(shù)研討會，密切關(guān)注復(fù)合材料領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝的發(fā)展和應(yīng)用，及時更新本課程的教學(xué)內(nèi)容。

二、授課內(nèi)容注重理論與實踐相結(jié)合

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能是一門實用性較強的課程，單純以文字的形式介紹復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能，特別是復(fù)合材料的夾層結(jié)構(gòu)，很難介紹清楚，學(xué)生也很難想象，難以理解。因此，教學(xué)中一定要理論聯(lián)系實踐，以案例的形式講授知識，如以風(fēng)力發(fā)電機葉片、雷達罩、飛機機翼的結(jié)構(gòu)為例，分別介紹其選材、結(jié)構(gòu)，并解釋原材料選擇原因、結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理、性能特點、國內(nèi)外的技術(shù)差距等。作為教師，將自己科研工作的實際應(yīng)用案例加入課程講授，理論聯(lián)系實際，豐富課程內(nèi)容的實用性，是非常必要的。不同高校復(fù)合材料專業(yè)的研究領(lǐng)域、研究特色不同，有的高校側(cè)重于增強材料的研究與開發(fā)（如東華大學(xué)），有的高校重點研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的設(shè)計制造（如武漢理工大學(xué)），而本校復(fù)合材料專業(yè)側(cè)重于高性能樹脂基體材料的研究與開發(fā)。在本課程的講授過程中，我們將本校樹脂基體方面取得的研究成果按相應(yīng)類別穿插在課程內(nèi)容中，如將耐腐蝕的乙烯基酯樹脂、高殘?zhí)糠尤⒅h(huán)族環(huán)氧樹脂、高性能芳炔樹脂、高性能透波樹脂等內(nèi)容加入課程，分析其結(jié)構(gòu)與性能特點。我校在復(fù)合材料增強材料、增強材料的鋪設(shè)方式、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面開展的研究工作較少，如果要想在這幾章內(nèi)容的教學(xué)中聯(lián)系實踐，教師需要做很多資料收集工作，特別是針對增強材料鋪設(shè)方式和夾層結(jié)構(gòu)部分，需要到相應(yīng)的研究單位、生產(chǎn)單位進行調(diào)研，制作相應(yīng)圖片、三維模型、動畫及視頻，以豐富教學(xué)內(nèi)容，便于學(xué)生理解。［2］

三、改進授課方式，采用啟發(fā)式教學(xué)，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣點進行自主學(xué)習(xí)

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能是復(fù)合材料專業(yè)大四學(xué)生的專業(yè)必修課，他們在此之前已經(jīng)學(xué)完了大部分的專業(yè)課程，已基本掌握了復(fù)合材料的專業(yè)知識。本課程的目的是進一步拓寬學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，實現(xiàn)與畢業(yè)課題研究、社會工作的銜接。因此，教學(xué)中應(yīng)該改變以往的“老師講、學(xué)生記”的方式，鼓勵學(xué)生運用前面學(xué)過的專業(yè)知識去思考，激發(fā)創(chuàng)新思維，從中獲得運用知識解決問題的成就感。教師可以提出現(xiàn)在行業(yè)中的難題，讓同學(xué)們通過查找資料尋找解決方法，發(fā)揮大學(xué)生精力旺盛、創(chuàng)新性強的特點。［3－4］這也對教師提出了要求：要緊跟本學(xué)科的發(fā)展，與復(fù)合材料相關(guān)企業(yè)建立密切聯(lián)系，了解本專業(yè)新型的原材料、成型技術(shù)、成型設(shè)備及新型制品結(jié)構(gòu)。在復(fù)合材料概述中介紹新型的復(fù)合材料時，同學(xué)們對“自修復(fù)復(fù)合材料”非常感興趣，但課上僅僅介紹了“自修復(fù)復(fù)合材料”的設(shè)計原理和性能特點及其在航天領(lǐng)域中的應(yīng)用前景，教學(xué)中若能夠以實物圖片展示此材料的使用案例，以錄像展示生產(chǎn)工藝過程，并提出應(yīng)用過程中有待解決的問題，則可以更生動、具體地體現(xiàn)該材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。我們采用了啟發(fā)式教學(xué)方法，建立教師和學(xué)生間雙向互動的課堂氣氛。教師采用提問的方式啟發(fā)和調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生對問題進行思考；當(dāng)堂課不能解決的問題，則要求學(xué)生課后查找資料，以小論文的形式提交解決方案；鼓勵學(xué)生探索科學(xué)前沿，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣。比如我們給學(xué)生留的課后作業(yè)為“你認為最有發(fā)展前景的復(fù)合材料是哪種類型？解釋其原因”和“熱固性樹脂復(fù)合材料和熱塑性樹脂基復(fù)合材料的優(yōu)缺點及其發(fā)展趨勢”。課余時間，學(xué)生們根據(jù)自己的興趣愛好去查找相關(guān)的資料，了解該類復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用及發(fā)展情況。這樣不僅能夠拓展學(xué)生的知識面，還能夠激發(fā)其對復(fù)合材料科研的興趣。［5－6］

四、考核方式多元化，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、解決問題的能力

復(fù)合材料專業(yè)課程大多采用閉卷考試的方式進行考核，考試形式重于內(nèi)容，考試分數(shù)重于能力，平時認真聽課、認真思考的同學(xué)考試的分數(shù)倒不一定比背講義、背課后題的同學(xué)高，這樣打擊了應(yīng)用能力較強的同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性，也與本課程的培養(yǎng)方案相悖。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能是大四上半學(xué)期的專業(yè)必修課，是理論與實踐相結(jié)合的一門課，旨在引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)實際生產(chǎn)中的問題并解決問題，傳統(tǒng)的靠知識點記憶的考核方式顯然已不適用于本課程，課程改革也應(yīng)在考核方法上有所體現(xiàn)。根據(jù)知識點的不同，本課程宜采用多元化的方式對學(xué)生進行考核。重要的概念、原理、工藝、聚合物結(jié)構(gòu)及性能等要求學(xué)生掌握的知識點可采用閉卷考試，而不同類型復(fù)合材料的性能特點、發(fā)展及應(yīng)用方面的知識是動態(tài)發(fā)展的，可以采用開卷考試的方式。這樣學(xué)生可以在課下查閱大量的文獻資料，詳細了解復(fù)合材料的發(fā)展趨勢，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，拓展專業(yè)知識面。對于綜合知識的運用，即從選擇原材料、成型工藝選擇、增強材料的鋪設(shè)方式、夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面設(shè)計某復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件，則采用小論文的形式考核，如設(shè)計輕質(zhì)高強的工字梁結(jié)構(gòu)。多元化的考核方式可以使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，有利于調(diào)動學(xué)生的積極性，并培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力。我們通過教學(xué)題材的更新、教學(xué)內(nèi)容的多樣化、教學(xué)方法和考核方式的改革，力爭從教師講授向?qū)W生在老師的啟發(fā)下自主學(xué)習(xí)的模式轉(zhuǎn)變，從而達到提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新性的目的。課程改革和創(chuàng)新需要在實際教學(xué)過程中摸索，我們將結(jié)合復(fù)合材料新技術(shù)的發(fā)展，繼續(xù)探索復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能教學(xué)新模式。

作者：宋寧 侯銳鋼 周權(quán) 陳麒 王帆 方俊 倪禮忠 單位：華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院特種功能高分子材料及相關(guān)技術(shù)教育部重點實驗室

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［2］鄧洪．材料化學(xué)專業(yè)《復(fù)合材料》課程建設(shè)與教學(xué)研究［J］．中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2009，3（3）：142－144．

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