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材料科學基礎知識體系龐雜，從晶體內部結構到表面界面，從點陣的規則排布到各種缺陷，從液態凝固到固態轉變，內容五花。此外，晶體的某些微觀形態與人們的宏觀生活經驗距離甚遠，使得這些概念抽象，難以理解。材料科學基礎給學生的普遍感覺是知識面既廣且深，學習難度很大，被學生私下稱作“天書”。如何把“天書”講透，這對教學工作提出了很高的要求：既要講得生動形象，激起學生的興趣，又要將知識講授到位，不能為了降低難度而刪繁就簡。為了提高教學質量，各個學校的材料科學基礎教學都進行了大量改革，如使用動畫對晶體微觀形態進行直觀的表現，增強師生之間的交流，加強實驗和實踐環節，等。這些措施都在一定程度上提升了材料科學基礎的教學效果，使得理解材料科學基礎課程中知識點的難度有所下降。盡管有了這些新的教學手段，材料科學基礎對大部分學生來說依然很難，導致學生學習熱情不高。除此之外，在材料科學基礎的課堂教學和實驗教學中，學生經常存在著一些困惑：習慣于被動地接受知識，卻不知道這些理論知識從何而來，也很少去想孕育這些理論的過程。介紹材料科學發展史中的名人典故，能夠讓學生了解科學理論形成的歷史，熟悉科研的過程，增強學習材料科學基礎課程的興趣，進而激發投身材料科學研究的熱情。

一、提高課堂注意力

在北京科技大學材料學院的課程設置中，材料科學基礎課程的教學由兩部分構成，堂教學和40學時的實驗教學。課堂教學是實驗教學的基礎，要提升材料科學基礎課程的整體教學質量，提高課堂講授效果是重中之重。在課堂教學中，教學質量的決定因素不是教師講授了多少知識，而是學生接受了多少內容。學生接受的信息量有兩個影響因素：一是教師能否將抽象的概念形象化，使學生便于理解，也就是“聽不聽得懂”；二是學生上課注意力是否集中，是否緊跟教師的思路，也就是“在不在聽”。為了闡明抽象的理論，使學生“聽得懂”，各校的教師都做了大量的工作。例如，編寫合適的教材，制作教學視頻、動畫，制作教學實物模型，等等。這些工作能將抽象的概念直觀化、形象化，便于學生理解，收到了很好的成效，提升了教學質量。但是，關于集中學生注意力的教學改革則不多。盡管教學視頻、模型等能夠增強學生上課興趣，提升其注意力，但其本身仍然是對專業知識的介紹，有一定的理解難度，未必每個人都能接受。理想的課堂教學狀況是學生的注意力隨時間呈現水平甚至是上升的趨勢。聽課需要學生持續用腦，經歷了一個興奮點后注意力逐漸下降的現象是無法避免的。維持學生注意力的一個可行方法是縮短相鄰兩個興奮點之間的時問間隔。在課堂講授中穿插名人典故能放松學生緊張的神經，并制造一個新的興奮點。如果說在一節課中學生的注意力是不斷下降的，那么介紹名人典故能使學生的注意力有一個突然的提高，達到一個新的峰值。介紹名人典故能活躍課堂氣氛，明顯的變化是抬頭看黑板的學生人數增加了，一些原本精神溜號學生的注意力都被集中到課堂上。

導致學生上課注意力不集中的另一個原因是畏難情緒。一些學生上課時遇到聽不懂的地方興趣就會減弱，遇到更難懂的知識點甚至會放棄聽課。而介紹材料科學名人典故能起到幫助學生克服畏難情緒的作用。例如，晶體的易磁化方向如今是一個簡單的結論，但日本東北大學為了得到這個結論曾付出了巨大的努力：實驗室連續幾個月燈火通明，研究人員輪班24小時不間斷地實驗才得出了現在的簡單結論。介紹這樣的事例能讓學生感受到科學研究的艱辛，從而正確地面對學習過程中遇到的困難。

二、端正實驗態度

實驗教學是材料科學基礎教學的重要組成部分。通過實驗，學生能更好地理解所學到的理論知識。在目前的材料科學基礎實驗課上，學生往往是被動地完成實驗任務，缺乏自主探索的熱情。有些學生甚至對實驗本身的意義也發生了懷疑，不知道實驗訓練對于今后的科研或工作有什么作用。通過介紹材料科學名人取得成就的科研過程，能使學生明確實驗課的價值和目的，從而端正對待實驗課的態度。在實驗教學中，手繪組織形貌圖是一項基本的實驗技能訓練。很多學生對這項訓練提出了質疑，認為在顯微照相技術十分發達的今天，已經不再需要用手繪的方式來記錄組織形貌。向學生展示阿道夫•馬滕斯(AdolfMartens，1850—1914)的研究筆記就是端正學生實驗態度的一個例子。他畫出的組織形貌圖可以同照片媲美，清楚地反映了組織的每一個細節，甚至還繪上了彩色，每一幅圖都配了詳盡的解釋與說明。以前上實驗課，學生只是把手繪組織形貌圖當成一項任務來做。看到馬滕斯的研究筆記后，學生意識到科學家在照相技術不發達的年代都是用手繪組織形貌的方式來進行研究的。即使在顯微照相技術發達的今天，也不意味著手繪組織形貌就失去了意義，因為手繪的過程能加深對組織形成先后順序的認識。顯微照相與手繪組織形貌之間的差異就如同熱力學與動力學的差異一樣，前者只給出最終態，而后者則更注重組織形成的過程。

三、激發對材料科學的興趣

材料科學從建立至今不過百年時間，與數學、物理等學科中的名人不同，材料科學中的名人生活的年代距現在并不遙遠。很多對材料科學做出了卓越貢獻的名人仍然健在，甚至與學校的任課教師有著直接或間接的聯系。介紹這些名人的典故，能拉近學生與偉大科學家之間的心理距離。對于科學家的親切感能培育出對他們理論建樹的崇敬之情，進而增強對材料科學的興趣。例如，美籍華人胡郇對于再結晶理論的研究有巨大的貢獻。胡郇先生的國立礦冶學院畢業證的簽名院長是著名科學家茅以升先生。這使得學生對胡郇先生的陌生感大大減少，并加深了對他的尊敬之情。當對科學家產生親切感后，他們創立的理論也就不再顯得那么枯燥。這就好比把一個二維的圖像拉伸成三維的立體，而三維立體總是能給人更深的印象和更親切的感覺。材料科學基礎課程最大的特點是深奧難懂，許多學生認為其抽象晦澀，毫無美感可言。實際上，任何-I''''-J科學都有其獨特的美。按照楊振寧的科學美學觀，科學活動的過程也是審美的過程。科學家通過對宇宙和諧有序格局的逐步深入理解而不斷地進入自然的本質層次，從而實現了自然界固有的結構與人的認識、人類心靈深處的渴望在本質上的吻合，亦即創造、發展和豐富了科學美。介紹材料科學名人與材料研究相關的一些趣聞軼事，能幫助學生發現材料科學中的美，進而激發對于材料科學研究的興趣。例如，蘇聯研究馬氏體相變的著名科學家庫爾久莫夫(G．V．Kurdjumov)生日時，學生送給他一小塊金屬樣品，樣品上用馬氏體相變的方法顯示出他的名字。這一則小故事讓學生體會到金屬材料不僅是冷冰冰的物質，同樣能被賦予人的情感，其本身也能成為一件藝術品。傳統教育思想強調專業知識教育，理工科學生的人文素質較為薄弱，忽略了人的全面協調發展I5-63。在課堂上介紹材料科學名人典故能夠起到培養學生的人文素質，幫助學生形成正確的人生觀和價值觀的作用。例如，休姆•羅瑟里(Hume—Rothery，1899—1968)一生命運坎坷，在18歲時喪生聽力，并曾被劍橋大學拒絕。但他憑著頑強的毅力和對科研的熱情堅持下來，在固溶體及合金相結構理論領域發現了電子化合物，并提出以原子百分比為橫坐標的二元相圖可更好地顯示同類化合物的溶解規律。他的這種對科學的熱忱和所取得的成就能使學生體會到，學習材料科學的過程可能是枯燥和艱苦的，需要耐得住寂寞、摒棄浮躁、真正精心鉆研才能有所成就。

四、提升教師水平

“教學”是“教”與“學”兩個部分的有機結合，除了促進學生的學習外，提升教師的授課水平也是提高課堂教學質量的一個重要途徑。教師要通過學科建設、科學研究、參與各種學術報告等，努力拓寬知識面，更新知識結構，始終站在學科的前沿，這樣才能自信地面對學生提出的各種問題嘲。而收集相關材料科學名人的生平典故能夠很好地拓寬教師的知識面并加深教師的人文底蘊。收集材料的過程也是教師自身學習的過程，不光是了解了理論知識的來龍去脈，也能夠學習到前輩大師的精神。要想在課堂教學中恰如其分地插入名人典故，就需要收集大量的相關資料，能夠將相關知識、名人及社會背景以及知識應用的場合都聯系在一起，融會貫通。這些都對教師提出了很高的要求。每個學生都喜歡講課生動、富有人格魅力的老師。教師教學水平的提高有助于集中學生的注意力，提升教學效果。老師和學生共同學習，共同進步，這也是老師、學生所共同期望的研究型教學。

五、結語

在教學中適當介紹相關名人典故是一種有益的嘗試，能集中學生的注意力，認識到實驗課的重要性，并激發學生對材料科學的學習和研究興趣。而且，名人的榜樣力量能幫助學生更好地克服對本課程的畏難情緒。在課上介紹名人典故，對“度”的把握有一定難度。如果介紹得太少、不系統，給學生的感覺就只是曇花一現，也許有短期提高注意力的效果，卻無法提升學生對材料科學的興趣；如果介紹人物過多，而模糊了課程知識的關聯性，則是本末倒置。而且，介紹的名人典故還需與課堂前后講授的概念有緊密的聯系，否則就會給人以牽強感。

總之，在材料科學基礎課程的教學中介紹相關名人典故有助于提升教學質量；必須收集大量的資料，進行仔細的篩選并與課程內容進行有機的融合，才能起到積極的作用。