【跨学科课程】《自然的启迪:材料与力学》


新闻类型:新闻公告-新闻    发布时间:2017-11-28 09:32:16.44   浏览次数:399

【跨学科课程】《自然的启迪:材料与力学》

——“让课程有料起来”

课程名称:《自然的启迪:材料与力学》

授课老师:高燕

上课时间:3-17  星期二 8-9

地点:X4135


高燕,分别于2003年、2006年清华大学材料系获得学士和硕士学位,201311月于德国达姆施塔特工业大学获博士学位。要从事聚合物前驱体陶瓷材料的结构-功能一体化研究和新型场辅助工艺对材料性能提升的研究。2016年获批国家自然科学基金青年基金项目1项,2017年获批国家自然科学基金重点项目1项,2017年获批四川省留学回国人员科技活动资助项目1项。国际知名同行评审期刊以第一作者和通讯作者发表SCI论文10余篇,获批中国实用新型专利3项。

 

课程教学目标
1.掌握各种材料的发展史及它们对人类技术发展的贡献,以及国际热点研究的新材料;
2.
掌握交通工具所涉及的力学原理,及新交通工具的未来展望;
3.
了解新型仿生材料的构筑方法和力学行为,及它们在工业和生活中的应用。


课程内容
1.课程介绍、材料学的发展;
2
.各种生活中常见材料的历史沿革、应用及最新科研进展:不屈不挠的钢、值得信赖的纸、作为基础的混凝土、充满创造力的塑料、透明的玻璃、不可思议的发泡材料、新型纤维增强复合材料、坚不可摧的碳结构、精致的瓷器、长生不死的植入物、巧克力与冰淇淋;
3
.交通工具的沿革以及交通工具的力学原理,新型高铁、大飞机、火箭的发展;
4
.仿生材料学基本概念,天然纤维、竹子、珍珠、骨骼和贝壳的物质结构特征,以及它们所蕴含的基本力学原理。


课堂篇

刚上课老师便问同学们冰淇淋够吃吗,我是听得一头雾水,啥?上课还有冰淇淋吃?原来老师上一节带领同学们在实验室用液氮做了冰淇淋吃,而且听说这已经不是他们第一次去“做实验”了,这真的是让小编羡慕的不行呀。

在老师简单的总结了上次的实验内容以后,这节课便正式开始了。老师介绍了含硅的几种材料:硅胶,塑料和玻璃。不同于以往老师只抓住材料本身的构成,性质这些枯燥无味的理论来讲的传统课程,高老师讲了许多当下与这些材料有关的同学们都极其感兴趣的热门事件,如讲到硅胶时,老师让我们看了整容人的相关报道,并引起了同学们关于美丑的讨论;在讲到塑料时,我们了解到在城市里还存在着这么一群人——拾荒者;当讲到玻璃时,我们又领略了玻璃栈道的别样风味。当然除此之外,我们还了解到了这些材料在未来会有的一些发展方面,硅胶的3D打印技术,可以打印出仿真性极高的医疗模型;应用塑料材料进行人体防腐,即生物塑化法等,这其中的好些内容,都是同学们前所未闻的。这不仅使同学们觉得很有趣,更是激起了他们下课以后要去仔细了解相关内容的好奇心。整节课当中让我印象最深的是老师展示给我们的几幅图片,分别是用硅胶做的创意人型泡茶器以及用塑料、玻璃作成的艺术品。这让我发现原来这些看似离我们很远的工业化的材料也可以变成生活中各种有趣的物件,甚至还可以变成艺术品的一部分。


师说篇

编问:您开设这门课的初衷是什么呢?

师答:我觉得理论对大一新生来说用处不大。因为,如果他们是材料和力学两个专业的,迟早都要上专业课,我即使是讲了理论,对于他们来说也不够深入和详细;不是这两个专业,那么就更不用听这些理论了,这些理论只会让他们觉得枯燥无味。所以这个学期由我来教。我重新做了PPT,只做有趣的和新的内容。比如每一种材料都有历史的发展,每一种交通工具都有背后的故事,这些是有趣的;那未来的发展,科研领域的创新,这些都是新的。也许哪个学生觉得有意思,他就会自己去关注,也许未来就会开始他自己的研究。

编问:您上的这门课,想要给学生带来一种怎样的体验?

师答:就是希望他们对科学感兴趣。我觉得记住什么东西,是次要的,因为网络可以随意百度出很多东西。而对他们来说有用的是可以融会贯通这几个领域,有价值的是让他们可以体验到学习科学的乐趣,不在茫然的理论中迷失自己。

编问:材料和力学这两个词对我们许多工科理科的学生来说意味着枯燥乏味,而我听您的课,反而会觉得很有趣,那您又是怎么做到的呢?

师答:这个问题呀,也没什么特殊的啊。你自己觉得枯燥,学生自然不会觉得有趣。所以,在准备这个课件的时候,我就选择自己也觉得很有趣的知识来准备。我号称也学了做了十八年的材料,但当在准备课件的时候,我自己也接受到了很多新鲜的我以前不知道的知识。我不知道学生的感觉,但我自嗨得很。

编问:那么您希望同学们在您的课上有什么收获呢?

师答:我觉得他们长了一些见识,享受了一些时光,就算是收获。比如我们的实验课,也是有趣的动手。不是平时科研那种很形式化的,比如我还自己买了牛奶,奶油和其他配料,做了液氮冰淇淋请大家吃。我觉得学生对这个世界保持兴趣,是一个老师能给予他们最好的东西。而不是听完一学期的课,觉得我这辈子再也不要做这个学科了。


小编有话说

刚开始,在我听完课程名字材料与力学后,便觉得这可能是一门纯理论的课程。但当上完这节课后,我才发现,老师在上课前和我说的那句“这不仅仅是一门材料与力学相关的课程”的话是这门课最好的总结。在这门课上我不仅仅了解到各种材料,还与同学们一起探究了有关的社会问题,欣赏了由材料创造的美学,畅想了材料未来的可用性等。我不敢说这门课真的让同学们学到了多少关于材料的理论知识,但我可以肯定的讲,同学们一定从中产生了了解探究材料的兴趣。在他们今后的学习中,眼里有的便可能不再是一个个无味的理论公式了。他们也许就会把这些所学的知识都转换成生活中的东西,从中发现乐趣,发现这些东西的美学所在。

(同学们在做冰淇淋)

(同学们的成果展示)

最后,老师说:希望大家保持对世界的好奇,找到你有激情的事业。

 

 

【教务全媒体中心:交大为学工作室

文字:胡孟一

发布单位:教务处            

         


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