材料科學工程基礎總結
1、材料科學與工程的四個基本要素:答:1)、使用性能是材料在使用狀態(tài)下表現(xiàn)出的行為,
是材料研究的出發(fā)點和目標,主要決定于材料的力學、物理和化學等性質;2)、材料的
性質是材料對熱、光、機械載荷等的反應,主要決定于材料的組成與結構;3)、化學成分和4)組織結構是影響其性質的直接因素;通過合成制備過程,可改變材料的組織結構而影響其性質;
2、材料科學與工程定義:答:關于材料組成、結構、制備工藝與其性能及使用過程間相互
關系的知識開發(fā)及應用的科學。3、按材料特性?材料分為哪幾類?答:金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、半導
體材料。4、金屬通常分哪兩大類?答:黑色金屬材料和有色金屬材料。
5、比較金屬材料、陶瓷材料、高分子材料、復合材料在結合鍵上的差別。答:簡單金屬完
全為金屬鍵,過渡族金屬為金屬鍵和共價鍵的混合,但以金屬鍵為主;陶瓷材料是由一種或多種金屬同非金屬(通常為氧)相結合的化合物,其主要為離子鍵,也有一定成分的共價鍵;高分子材料,大分子內的原子之間結合為共價鍵,而大分子與大分子之間的結合為物理鍵。復合材料是由二種或二種以上的材料組合而成的物質,因而其結合鏈非常復雜,不能一概而論。
6、在元素周期表中,同一周期或同一主族元素原子結構有什么共同特點?從左到右或從上
到下元素結構有什么區(qū)別?性質如何遞變?答:同一周期元素具有相同原子核外電子層數(shù),從左到右,核電荷增多,原子半徑逐漸減小,電離能增加,失電子能力降低,得電
子能力增加,金屬性減弱,非金屬性增強;同一主族元素核外電子數(shù)相同,從上向下,電子層數(shù)增多,原子半徑增大,電離能降低,失電子能力增加,得電子能力降低,金屬性增強,非金屬性降低。
7、原子中一個電子的空間位置和能量可用哪四個量子數(shù)來決定?答:主量子數(shù)n、軌道角
動量量子數(shù)li、磁量子數(shù)mi和自旋角動量量子數(shù)Si。
8、影響配位數(shù)的因素。答:共價鍵數(shù),與結合鍵類型有關,影響材料的密度。原子的有效
堆積(離子和金屬鍵合)異種離子接近放出能量,不引起離子間的強相互推斥力下,近鄰異號離子盡可能多,離子晶體結構更穩(wěn)定。離子化合物配位數(shù)較高,常為6。正、負離子的配位數(shù)主要取決于正、負離子的半徑比,只有當正、負離子相互接觸時,離子晶體的結構才穩(wěn)定。配位數(shù)一定時,正、負離子的半徑比有個下限值。
9、比較鍵能大小和各種結合鍵的主要特點。答:化學鍵能>物理鍵能,共價鍵能≥離子
鍵能>金屬鍵能>氫鍵能>范氏鍵能;共價鍵中:叁鍵鍵能>雙鍵鍵能>單鍵鍵能。特點:金屬鍵,由金屬正離子和自由電子,靠庫侖引力結合,電子的共有化,無飽和性,無方向性;離子鍵以離子為結合單元,無飽和性,無方向性;共價鍵共用電子對,有飽和性和方向性;范德華力,原子或分子間偶極作用,無方向性,無飽和性;氫鍵,分子間作用力,氫橋,有方向性和飽和性。10、簡述結合鍵類型及鍵能大小對材料的熔點密度導電性導熱性彈性模量和
塑性有何影響。答:熔點:熔點高低代表材料的穩(wěn)定性程度。加熱時,當熱振動能足以破壞相鄰原子間的穩(wěn)定結合時,材料發(fā)生熔化。結合鍵類型和結合(鍵)能大小決定材料
熔點的高低。密度:金屬鍵沒有方向性,金屬原子總是趨于密集排列,故金屬密度高;陶瓷材料為共價鍵和離子鍵的結合,其密度較低;聚合物多為二次鍵結合,其組成原子質量較小,聚合物密度最低。導電和導熱性:金屬鍵由金屬正離子和自由電子,靠庫侖引力結合,價電子能在晶體內自由運動,使金屬具有良好導電性;不僅正離子振動傳遞熱能,電子運動也能傳遞熱能,使金屬具有良好導熱性;而非金屬鍵結合的陶瓷和聚合物在固態(tài)下不導電,導熱性小。模量:結合鍵能越大材料的拉伸或壓縮模量越大。塑性:金屬鍵無飽和性又無方向性,金屬受力變形,可改變原子之間的相互位置,金屬鍵不被破壞,使金屬有良好延展性;共價鍵鍵能高,有方向性和有飽和性,結構穩(wěn)定,改變原子間的相對位置很困難,共價鍵結合的材料塑性變形能力差,硬而脆。11、空間點陣。答:空間點陣:一系列在三維空間按周期性排列的幾何點稱為一個空間
點陣;晶面指數(shù):晶面在三個晶軸上的截距倒數(shù)之比;致密度:晶胞中的原子所占的體積與該晶胞所占體積之比。12、液晶及其液晶的分類:答:液晶:某些結晶物質受熱熔融或被溶劑溶解之后,失去
固態(tài)物質的剛性,變成具有流動性的液態(tài)物質,但結構上保存一維或二維有序排列,物
理性質上呈現(xiàn)各向異性,兼有部分晶體和液體性質的過渡中間態(tài)物質。分類:按晶相的形成分為熱致液晶和溶致液晶;按分子排列的有序性分為:絲狀相,螺旋狀相和層狀相。13、
影響形成間隙型固溶體的因素:答:1)、晶格結構(溶質原子半徑小,溶劑原子晶格間隙大);2)、間隙離子進入后,需形成空位或反電荷離子以置換方式,生成置換型固溶體,保持電中性。3)、組分偏離化學式的化合物(含變價離子)。實質:由金屬的高氧化態(tài)和低氧化態(tài)形成的固溶體。
14、有序合金的原子排列有何特點?這種排列和結合鍵有什么關系?答:特點:原子
分別占據(jù)晶胞中不同結構位置。15、為什么只有置換固溶體的兩個組元之間才能無限互溶,而間隙固溶體則不能?答:
這是因為形成固熔體時,熔質原子的熔入會使熔劑結構產生點陣畸變,從而使體系能量升高。熔質與熔劑原子尺寸相差越大,點陣畸變的程度也越大,則畸變能越高,結
構的穩(wěn)定性越低,熔解度越小。一般來說,間隙固熔體中熔質原子引起的點陣畸變較大,故不能無限互溶,只能有限熔解故不能無限互溶,只能有限熔解。
16、弗侖克爾缺陷:答:等量的間隙正離子和正離子空位。17、點缺陷對晶體性質的影響:答:點缺陷存在和空位運動,造成小區(qū)域的晶格畸變。
五點:使材料電阻增加,定向流動的電子在點缺陷處受到非平衡力,使電子在傳導中的散射增加;2)加快原子的擴散遷移,空位的遷移伴隨原子的反向運動3)使材料體積
增加,密度下降4)比熱容增大,附加空位生成焓5)改變材料力學性能,間隙原子和異類原子的存在,增加位錯運動阻力,使強度提高,塑性下降。
18、位錯的運動及其特點:答:1)位錯的滑移:位錯處原子能量高,不穩(wěn)定,切應力
下其原子的位移量更大。將位錯推進一個原子距離。移動方向平行滑移面,和位錯線垂直;切應力繼續(xù)作用,位錯逐漸移到晶體表面,產生一個原子距離的臺階。位錯滑移使
晶體產生塑性變形,比完整單晶兩個相鄰原子面整體相對移動更容易;晶體實際強度(實際晶體)比理論強度(無位錯晶體)低得多。位錯滑移與外力有關;2)位錯的爬(攀)移:與空位和間隙原子有關,位錯在垂直滑移面方向的運動。原子從半原子面下端離開,半原子面縮短,正爬(攀)移,位錯線上移;原子擴散至位錯附近,加到半原子面上,半原子面伸長,負爬(攀)移。位錯爬(攀)移是通過原子的擴散實現(xiàn);19、體積(晶格)擴散的微觀機制類型:答:間隙擴散與空位擴散。20、
比較下列各因素對擴散系數(shù)的影響,并簡要說明原因。1)金屬鍵晶體的擴散系數(shù)與共價鍵晶體或離子鍵晶體的擴散系數(shù):鍵能越強,原子間的結合鍵力越強,熔點也高,
激活能越大,擴散系數(shù)越小。共價鍵晶體和離子鍵晶體的擴散系數(shù)<金屬鍵晶體的擴散系數(shù)2)間隙固溶體擴散系數(shù)與置換型固溶體的擴散系數(shù):隙固溶體的擴散系數(shù)>置換型固溶體的擴散系數(shù)。置換型固溶體的擴散,首先要形成空位,激活能較大。3)鐵的自擴散系數(shù)a(Fe)與r(Fe):912℃鐵的自擴散系數(shù)Da(Fe)/Dr(Fe)=280。21、固體表面結構的主要特點?答:排列狀態(tài):趨向于表面能降低1)原子密堆(表面
能的本質是表面原子的不飽和鍵)。2)離子極化或位移;3)雜質原子的遷移,自由表面,使表面能降低;4)吸附層;5)受外界影響,表面質點排列較不規(guī)整,缺陷較內部多;第二是離子極化或位移:1)理想表面;鍵不飽和,不均勻力場;正離子被拉向內部;2)負離子受正離子的作用,誘導出偶極子;3)離子重排,形成偶極矩。22、固體表面對外來原子發(fā)生哪兩種吸附?并比較其主要特征?答:發(fā)生化學吸附和物
理吸附;化學吸附:單分子層吸附,放熱>80~400kJ/mol有選擇性;瘜W吸附源于
不飽和鍵。物理吸附:單或多分子層吸附(吸附層厚),無選擇性,放熱<20kJ/mol,高表面能物質(如金屬)吸水。
23、三種濕潤的共同點是:液體將氣體從固體表面排開,使原有的固/氣(或液/氣)界面
消失,被固液界面取代。數(shù)學表達式:沾濕:粘附功Wa=A+Lg;Wa=Sg+Lg-
SL。浸濕:Wi=A=Sg-SL。鋪展:S=A-Lg。規(guī)律:Sg越大,SL越小,粘附張力A越大,越有利于各種潤濕;沾濕:Lg大,有利沾濕;浸濕:Lg,無影響;鋪展:Lg小,有利鋪展。改變潤濕性主要取決于Sg,Lg,SL的相對大小,改變Sg較難,實際上更多的是考慮改變Lg和SL。24、潤濕的本質是異相接觸后表面體系能下降。潤濕方程:Sg-SL=Lg*cos。25、高分子材料組成和結構的基本特征.答:1.平均分子量大和存在分子量分布,分子
量不等的同系物的混合物;具有“多分散性”;沒有固定熔點,只有一段寬的溫度范
圍;分子量分布影響聚合物的加工和物理性能,低分子部分使材料強度降低,分子量過高部分使熔融塑化成型困難。2.高分子鏈具有多種形態(tài)3.分子鏈間以范氏力為主,部分化學鍵;分子內為共價鍵。分子間力很大,沒有沸點,一般加熱到200℃~300℃以上,材料破壞(降解或交聯(lián))。4.組成與結構的多層次性。26、.比較高分子鏈的構型和構象。答:構型:分子中由化學鍵所固定的原子在空間的
幾何排列。要改變構型必須經過化學鍵的斷裂和重組。構象是由分子內熱運動引起的物
理現(xiàn)象,是不斷改變的,具有統(tǒng)計性質。因此高分子鏈取某種構象是指的是它取這種構象的幾率最大。區(qū)別:構象是由于單鍵的內旋轉而產生的分子中原子在空間位置上的變化,而構型則是分子中由化學鍵所固定的原子在空間的排列;構象的改變不需打破化學鍵,而構型的改變必須斷裂化學鍵。27、比較分子鏈的近程結構對高分子鏈柔順性的影響。答:1.主鏈結構。極性小的碳鏈
高分子,分子內相互作用不大,內旋轉位壘小,柔性較大。主鏈中含非共軛雙鍵,相鄰
單鍵的非鍵合原子間距增大,使最鄰接雙鍵的單鍵的內旋轉較容易,柔順性好。主鏈中含共軛雙鍵,因電子云重疊,沒有軸對稱性,Л電子云在最大程度交疊時能量最低,而內旋轉會使Л鍵的電子云變形和破裂,不能內旋轉,剛性鏈分子。主鏈含不能內旋轉的芳環(huán)、芳雜環(huán)時,可提高分子鏈的剛性。2.取代基。側基極性越大,極性基團數(shù)目越多,相互作用越強,單鍵內旋轉越困難,分子鏈柔順性越差。3.氫鍵和交聯(lián)結構的影響,高分子的分子內或分子間形成氫鍵,氫鍵影響比極性更顯著,增加分子鏈的剛性。28、內聚能密度對高聚物結構和性能的影響。答:CED400兆焦/米3(J/cm3),強極性基團,氫鍵,分子間作用力大,較高結晶性和強度,纖維。29、高分子共混物(合金)的制備方法。答:化學共混:通過化學方法,把不同性能的
聚合物鏈段連在一起,接枝共聚、嵌段共聚及互穿共聚等;物理共混:通過物理方法,
把不同性能的聚合物混合在一起。機械共混、熔融共混及溶液澆鑄共混等。工藝簡單,共混時存在相容性問題。30、與低分子晶體比較,聚合物晶體的特點。答:1)晶胞由鏈段組成,高聚物晶胞是
由一個或若干個高分子鏈段構成。2)折疊鏈,高分子鏈在大多數(shù)情況下以折疊鏈片晶形態(tài)構成高分子晶體。3)高分子晶體的品胞結構重復單元,構成高分子晶體的晶胞結構重復單元有時與其化學重復單元不相同。4)結晶不完善5)聚合物晶體具有結構的復雜性及多重性。31、聚合物共混物(聚合物合金)的概念及其與共聚物的差別。答:共混物是指:兩種
或兩種以上的聚合物,通過物理或化學方法共混,形成宏觀上均勻、連續(xù)的高分子材料。
通過混合組分的調配和共混的工藝條件的控制,獲得所需性能的材料。共聚物是指:由兩種或兩種以上不同單體經聚合反應而得的聚合物。
32、熱固性聚合物和熱塑性聚合物。答:熱固性聚合物:許多線性或支鏈形大分子由化
學鍵連接而成的交聯(lián)體形聚合物,許多大分子鍵合在一起,已無單個大分子可言。這類
聚合物受熱不軟化,也不易被溶劑所溶脹。熱塑性聚合物:聚合物大分子之間以物理力聚而成,加熱時可熔融,并能溶于適當溶劑中。熱塑性聚合物受熱時可塑化,冷卻時則固化成型,并且可以如此反復進行。
33、聚合物共混物和聚合物共聚物。答:共混物,兩種或兩種以上的聚合物,通過物理
或化學方法共混,形成宏觀上均勻、連續(xù)的高分子材料。共聚物,是有兩種以上的單體組成的聚集體。34、鐵碳合金中的一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體、共析滲碳體的
主要區(qū)別是什么?答:一次滲碳體:w(C)4.3%時,從液相中直接結晶出的粗大片狀滲
碳體。二次滲碳體:w(C)0.77~2.11%時,從奧氏體晶界析出的網狀次生滲碳體。三次滲碳體:w(C)0.0218%~0.77%,先共析鐵素體+珠光體。共析鋼,W(c)0.77%,珠光體。過共析鋼W(c)0.77%~2.11%,先共析二次滲碳體+珠光體。鑄鐵:亞共晶白口(鑄)鐵W(c)2.11%~4.3%,珠光體+二次滲碳體+萊式體。共晶白口(鑄)鐵W(c)4.3%,萊式體。過共晶白口(鑄)鐵W(c)4.3%~6.67%,一次滲碳體+萊式體。40、碳對鐵碳合金機械性能有何影響:答:含碳量對鐵碳合金的機械性能影響極大,含
碳量增加到一定程度后就會引起質的變化,含碳量越大,韌性越差延展性越大,硬度越
大。
41、鐵碳合金中碳的存在形式;诣T鐵,白口鑄鐵,麻口鑄鐵的碳的存在形式有何不同。
答:碳的存在形式:固溶到鐵晶格間隙中的固溶碳,與Fe形成間隙化合物的化合碳,游
離在Fe-C合金中的游離碳.。白口鑄鐵(碳以滲碳體形式存在,斷口為白亮色)灰口鑄鐵(碳以游離石墨形式存在,斷口為暗灰色)麻口鑄鐵(同時含有石墨和滲碳體,斷口灰白相間)。
42、灰鑄鐵的組織特點,影響灰鑄鐵性能的因素。答:基體(鐵素體、鐵素體-珠光體、珠光體)以及石墨兩部分組成。鑄鐵的機械性能主要受石墨和基體所控制.提高鑄鐵的
機械性能,一方面,改變石墨的數(shù)量、形狀、大小和分布,減少其有害影響;另一方面,通過某些手段(合金化、熱處理等)調整、改善基體的性能,提高鑄鐵的機械性能。43、灰口鑄鐵組織的形成過程中,石墨化過程的三個階段。答:第一階段,高溫石墨化
C"D"由液相凝固形成一次石墨,1154℃,共晶轉變,共晶石墨LC"→AE’+G(奧氏體+石墨);第二階段,中間石墨化1154~738℃,碳溶解度下降,奧氏體成分沿E’S’
變化,過飽和碳析出石墨,二次石墨GII。第三階段,低溫石墨化P"Q",738℃,共析轉變,共析石墨AS→F+G(鐵素體+石墨);三次石墨GⅢ。
44、灰口鑄鐵的組織按其基體的不同,可分為哪三種;铱阼T鐵的組織可看成是碳鋼的
基體加片狀石墨。答:鐵素體灰口鑄鐵,鐵素體-珠光體灰口鑄鐵,珠光體灰口鑄鐵。45、灰口鑄鐵和球墨鑄鐵在組織和性能上有何區(qū)別。答:灰口鑄鐵,組織:鋼+片狀石
墨,對力學性能無明顯要求的構件;大型復雜機體。球墨鑄鐵,球狀石墨+鐵素體和珠
光體的混合組織。性能:球化越完整,球狀石墨尺寸越細小,可減少應力集中,力學性能越優(yōu)越;疲勞強度與中碳鋼相似,耐磨性好,制造重要和形狀復雜的機械零件。46、硅酸鹽結構的基本特點和類型:答:類型:島狀結構;組群狀(環(huán)狀)結構;鏈狀
結構;層狀結構;架狀結構。特點:結構中Si4+間沒有直接的鍵,而是通過O2-連結;以硅氧四面體為結構的基礎;每一個O2-只能連接2個硅氧四面體;硅氧四面體間只能共頂連接,不能共面連接。47、玻璃的定義及其通性,玻璃中的氧化物分為哪三類。答:定義:將原料加熱熔融(熔
體),快冷卻(過冷卻)形成,室溫下保持熔體結構的固體物質,固體非晶態(tài)(無定形)
物質。通性:各向同性;熱力學介穩(wěn)性;狀態(tài)轉化的漸變性;性質變化的連續(xù)性和可逆性。分類:硅酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽。48、陶瓷材料中主要結合鍵是什么?從結合鍵的角度解釋陶瓷材料所具有的特殊性能?
答:結合鍵:離子鍵,共價鍵。由于鍵能強,所以陶瓷材料有良好的抗壓性,硬度高,二鍵結合時,外層電子處穩(wěn)定,不自由運動,所以熔點高,耐氧化性高好,化學穩(wěn)定
性高。
49、從顯微結構看,陶瓷材料主要有哪些相構成?并分別說明各構成相的主要作用及其
對陶瓷性能的影響。為什么外界溫度的急劇變化可以使許多陶瓷器件開裂或破碎?答:
晶相,玻璃相,氣相和晶界;晶粒是陶瓷最主要的組成相,晶相的性質是影響陶瓷性能的
主要因素;燒成-冷卻過程中,晶界處產生熱應力,出現(xiàn)微裂紋,降低陶瓷強度。玻璃相的作用,粘結分散的晶粒,抑止晶粒長大;填充晶粒間的空隙,填充氣孔,提高致密度,降低燒結溫度。氣相會降低陶瓷強度,造成裂紋。保留一定的氣相,陶瓷的比重小,絕熱性好。因為大多數(shù)陶瓷主要由晶相和玻璃相組成,這兩種相的熱膨脹系數(shù)相差較大,由高溫很快冷卻時,每種相的收縮不同,所造成的內應力足以使陶瓷器件開裂或破碎。50、分析滑石Mg3[Si4O10](OH)2的結構與性能的關系。答:滑石的結構為復網層
結構。它是由硅氧四面體層,八面體層和硅氧四面體層組成,上下層均為硅氧四面體層,
上層活性氧全向下,下層活性氧全向上,中間夾一鎂氫氧層(由1個Mg2+,4個O2-,2個OH-組成八面體)。每一個活性氧同時連接1個[SiO4]四面體和3個[MgO4(OH)2]八面體,每一層O2-電價飽和。層與層間結合為范德華鍵,層間鍵合弱,易沿層面解理。故滑石。51、
分析鈣鈦礦CaTiO3晶體的結構。答:鈣鈦礦呈立方體晶形。在立方體晶體常具平行晶棱的條紋,系高溫變體轉變?yōu)榈蜏刈凅w時產生聚片雙晶的結果,在高溫變體結構中,鈣離子位于立方晶胞的中心,為12個氧離子包圍成配位立方-八面體,配位數(shù)為12;鈦離子位于立方晶胞的角頂,為6個氧離子包圍成配位八面體,配位數(shù)為6。
52、高嶺石的結構是:答:三斜晶系,單網層結構:硅氧四面體層和八面體層下層為硅
氧四面體層,硅氧四面體中的活性氧向上;上層為八面體層(由1個Al3+,2個O2-,
4個OH-組成),每一個活性氧同時連接1個硅氧四面體和2個[AlO2(OH)4]八面體,層與層間為氫鍵結合,結合力較弱,層間易解理成片狀,但OH-O之間仍有一定的吸引力,所以單網層之間水分子不易進去,不因水含量增加而膨脹。
53、炭黑按用途分為哪兩大類:答:分為色素用炭黑和橡膠用炭黑,色素用炭黑是顏料
作用,橡膠用炭黑用來補強。后面的可以不抄,遇到題了再抄:一次結構,化學鍵合,穩(wěn)定;二次結構,兩個以上的凝聚體或附聚體,范德華力,空隙較大。54、復合材料的定義和組成:答:定義:兩種或兩種以上的物理,化學,力學性能不同
的物質經復合工藝組合而成的多相固體材料。組成:基體相,分散增強相,界面相。55、復合材料所用的增強材料分類:答:顆粒增強復合材料,短纖或晶須增強復合材料,
連續(xù)纖維增強復合材料,片狀材料增強,三位編織復合材料。
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《材料科學與工程基礎》課程研修體會
《材料科學與工程基礎》是材料專業(yè)首要的專業(yè)基礎課,是學生全面進入專業(yè)領域、從基礎課到專業(yè)課的過渡課程。它概念多、學科知識面寬、應用基礎理論廣,既包括基本原理,又涉及工程實踐應用,無論是學生學起來,還是教師教起來都相當有難度。通過學習顧宜教授及其教學團隊講授的《材料科學與工程基礎》課程,使我更加深入的了解本課程的教課規(guī)律,熟悉了本課程的重點難點知識,對《材料科學與工程基礎》油了更深入的了解。
要在有限的學時內使學生能夠掌握基本內容,講授內容要有詳有略,有舍有取,對基本概念應講透,基本原理和方法應精講,做到重點突出,詳略得體。在本課程中,根據(jù)材料成型及控制工程(鑄造專業(yè))的教學計劃和《材料科學與工程基礎》教學大綱,重點講授晶體學基礎、晶體缺陷、相圖、擴散及相變等基本知識,對其它內容,例如凝固、固體材料的結構、材料的表面與界面、金屬材料的變形與再結晶、材料的變形、高分子材料的結構、固體材料的電子結構與物理性能、材料概論等知識,采用引導自學或簡單介紹的方法,讓學生在很短的時間內了解相關知識。部分內容在材料物理專業(yè)的其它課程中會做詳細講解。由于學時不斷減少,不能面面俱到,要做到重點突出,兼顧各知識點。
《材料科學基礎》各部分內容之間是緊密聯(lián)系的,因此在上課之初一定要把該門課程的各部分內容讓學生有一個整體認識,并說明各部分內容之間的相互關聯(lián)。在教學過程中,從一個教學內容轉到下一個教學內容時,一定要做好兩部分內容之間的銜接工作,因為它起到貫通內容完整性的重要作用。例如在講解晶體缺陷時,一定要求學生對晶體結構知識全面掌握,而在講解擴散與相變時,要求學生對晶體缺陷知識熟練掌握。在授課進度安排上,一定要保證前一部分內容已經熟練掌握,才能安排后續(xù)相關內容的學習。
為了解決這個《材料科學與工程基礎》課程內容多,概念多,理論性強的問題,除了授課時要突出重點,講清難點,課外多做習題外,更新教學手段,采取有效的教學方法,促進學生理解與記憶,幫助學生學習,將是重要的途徑。以往課程教學手段主要是采用課堂面授方式,利用粉筆加黑板的傳統(tǒng)教學模式。這種教學方法不能很好地把理論運用到實際中,生動豐富地講透理論知識,學生學習的難度較大,教學難以達到應有的效果,教學面也很窄。采用多媒體教學的方式,形象生動的對《材料科學與工程基礎》的知識進行學習和講授,此外給學生講授一些自己在博士期間參與的項目或者課題,并用本課程的哪些知識進行了解決和做出的成果,提高學生學習本課程的興趣和提高感染力。
現(xiàn)代教育重視學生能力的培養(yǎng),即注重培養(yǎng)學生獲取知識、運用知識、創(chuàng)新知識的能力。在《材料科學與工程基礎》教學中,首先要培養(yǎng)學生獲取知識的能力。材料科學發(fā)展迅速,要培養(yǎng)學生的自學能力。在教學過程中,我們適當安排部分章節(jié)讓學生自學。學生通過查找相關參考書籍,總結概括自學部分的知識要點,然后分小組進行分析討論,提高學生的自學能力和對材料專業(yè)課的學習興趣。其次,要結合生產實際,加深對所學內容的理解。最后要加強實驗教學,提高學生的動手能力,努力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。在實驗安排中,在開設基礎實驗、演示實驗的基礎上,多開設計型、綜合型實驗。
通過本課程的學習使我認識到教學名師是如何講授《材料科學與工程基礎》的,并且學習到了新的教學方法和教學體會。作為年輕教師,通過學習顧教授的課程,加深了對《材料科學與工程基礎》的學習和系統(tǒng)的串聯(lián),為以后的教學開辟了新的思路和在頭腦中樹立了一個學習的榜樣。
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