《计算机在材料学中的应用》课程说课设计

董抒华，张明伟，焦学健，谭洪生，朱国全

(1.山东理工大学 材料科学与工程学院，山东 淄博 255049；2.山东理工大学 交通与车辆工程学院，山东 淄博 255049)

1 课程性质与定位

《计算机在材料学中的应用》是材料科学与工程、高分子材料科学与工程和材料化学专业的重要必修课程，是培养复合型人才专业课程之一[1]。计算材料学是一门材料与计算机交叉的学科，本课程旨在使学生熟练掌握计算机在材料学中的应用，培养学生利用计算机分析、解决材料科学问题的能力，提高学生的创新意识和专业素质，从而为今后的工作打下坚实的基础。该课程开设在第6学期，共32学时，其中授课12学时，上机20学时。先修课程是《计算机应用基础》《Basic语言》《机械制图》《材料科学基础》等课程。

2 教学目标

教学目标主要分为知识目标、能力目标和素质目标：

(1) 知识目标：掌握国内外材料领域中常见软件操作和应用。

(2) 能力目标：培养学生利用计算机解决材料科学问题的能力，培养学生自主学习、分析问题和解决问题的能力。

(3)素质目标：培养学生具有钻研好学、专注好学的精神，提高学生的科学素养和专业素质。

3 内容设计

本课程主要涉及内容为Origin在处理数据方面的应用、office软件在化工化学中的应用、photoshop的图像处理应用、AutoCAD在设备制图中的应用和Chemdraw在高分子材料中应用。上机内容为以科研项目案例为主，练习Origin在处理数据方面的应用、Word的排版、Excel软件的应用、photoshop的图像处理应用、AutoCAD和Chemdraw的应用。

4 学情分析

本课程开设在学生大三上学期，这个阶段的学生有一定专业和计算机基础，思维较活跃，理解能力较强，参与度较高，但个体在学习习惯和接受能力等方面存在明显差异，因此需要在课堂中采用多种教学方法和手段调动学生参与度和积极性，提高学生参与的兴趣，培养学生的主动探索和专注创新能力。

5 教学方法与手段

针对以上学情分析，通过课程建设对教学内容进行优化和改革，不断创新和改革教学方法，让学生学有所用并激发学生的学习兴趣和参与度，提高他们的学习能力和实践能力，培养学生思考和解决新问题的创新能力，从而为本专业培养出优秀的科研研究和生产技术人才。

5.1 采用问题驱动、项目案例教学等多种教学方式

采用问题驱动式授课模式，倡导自主学习学习方式，设置疑问让学生带着问题去思考可以激发学生的求知欲[2-4]。教师先以传统直观式教学方式讲解软件应用原理及界面，接着练习该软件在项目案例中的应用，抛砖引玉，再布置两个思考题，以问题驱动任务引领学生去思考，上机完成配套指导书内容和思考题，从而加深学生对计算机软件的概念、原理和应用的理解。例如，讲解origin处理数据时，基本案例练习后，布置一个比较复杂的图要求学生课下自主上机完成(图1)；在讲解Photoshop处理图片时结合国家基金项目中纤维预制件渗透率的计算要求完成如下图片的合成(图2)。

图1 origin处理数据

图2 Photoshop处理图片

在练习Excel处理数据的时候和前面origin结合，给出科 研项目数据要求学生完成公式(1)求解截止波长：

通过以上问题驱动、项目案例教学方法调动了学生参与兴趣，开拓了学生的眼界，提高了学生应用计算机解决实际问题的能力，培养了学生的创新意识。

5.2 打造“互联网+”线上线下立体化教材

采用屏幕录像软件将纸质教材中案例操作过程实时讲解录制，编辑好后放在网络平台使得学生在上机时和课下线上线下随时查阅学习；也可将网上查阅的典型案例在平台上进行分享。建设网络教学平台，完善网上测试、习题练习等内容。通过这种教学手段大大提高了学生上机效率，提高了学生对课程学习的兴趣。

6 教学评价与考核方式

大学教学评价是教学终极问题反馈的根本和核心，通过教学评价与考核能够使得教师发现问题并针对性进行重点强调，从而改进教学授课方法和提高教学质量，也是激发学生的学习兴趣、提高学习效果的保障[5-6]。本课程通过网络教学平台收集调查问卷或座谈等方法积极开展教学评价活动，及时跟进教学活动过程和存在问题。本课程强调过程考核，期末成绩=出勤率考核+上机习题考核+网络平台测试+期末考试。其中出勤率考核、上机习题各占10%，网络平台测试占20%，期末考试占60%。

7 教学反馈与效果

根据教学反馈内容，学生普遍反映对该课程很感兴趣，学生参与积极性大大提高，在计算机应用在专业方面能力得到提高，从而实现了教学目标。

8 结语

本课程以教师引导为主，以学生为主体，课堂采用直接引导和问题驱动方法，上机结合项目案例进行训练，打造“互联网+”线上线下立体化教材，从而全方位调动学生积极性，拓宽思路及创新意识。通过向专家和同行说课找到本课程的亮点，理清了教学改革的思路，提高了授课能力，从而切实提高“教”与“学”的效果。