《材料分析測試技術(shù)》課程實(shí)踐教學(xué)改革與探討

李海濤，榮守范，秦湘閣，孫鵬飛，孫建波，張 軍

（1.佳木斯大學(xué)材料學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007；2 .佳木斯大學(xué)美術(shù)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007）

《材料分析測試技術(shù)》課程是鑄造專業(yè)本科教學(xué)的一門基礎(chǔ)專業(yè)課，是一門必修課，也是一門跨學(xué)科的課程，它是材料微觀結(jié)構(gòu)相關(guān)的晶體學(xué)、固體物理學(xué)、化學(xué)、力學(xué)等多門課程的交叉學(xué)科，實(shí)質(zhì)是材料科學(xué)，主要內(nèi)容包括：材料測試分析的基本原理和方法，所需什么樣的儀器設(shè)備及各種測試參數(shù)的調(diào)試和對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響?！恫牧戏治鰷y試技術(shù)》課程是鑄造專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，既關(guān)系到學(xué)生理論層次的提升，也關(guān)系到鑄造這樣的工科專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐和解決問題能力的培養(yǎng)。然而，由于課程抽象難懂，加之實(shí)驗(yàn)課時較少，導(dǎo)致了這樣一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，學(xué)生們掌握的并不理想，考試掛科大有人在，因此如何幫助學(xué)生消化所學(xué)知識，培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)熱情和科研精神有著重要意義，同時也是教師的責(zé)任。本文在重視基礎(chǔ)理論知識傳授的同時，著重論述了課程實(shí)踐教學(xué)改革，這對于學(xué)生動手能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高教學(xué)效果和完善課程體系，實(shí)現(xiàn)工科大學(xué)生的全面發(fā)展等方面都有著重要意義。

1 課程實(shí)踐教學(xué)中存在的不足

針對本門課程的特點(diǎn)和現(xiàn)有教學(xué)模式，結(jié)合學(xué)生的課后反饋，主要存在的問題如下：

1）現(xiàn)行的教學(xué)方法和內(nèi)容不適合鑄造專業(yè)的學(xué)生這樣的對象，課程實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)時太少。

2）教師講授實(shí)驗(yàn)方法照本宣科，甚至像有些學(xué)生所說的那樣，跟念經(jīng)沒啥區(qū)別，沒有結(jié)合鑄造專業(yè)知識特點(diǎn)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容和方法，因此導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，缺乏熱情，課堂出勤率低或者是學(xué)生人在課堂但并未聽課，甚至有小部分學(xué)生厭煩老師上課。

3）學(xué)生對課程講述的主要內(nèi)容不清楚，更不明白這門課程學(xué)習(xí)的意義所在，學(xué)生大都處于迷茫狀態(tài)，不知道本門課程該怎樣學(xué)習(xí)。

4）學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識的機(jī)會少，只是學(xué)完了事，沒有后續(xù)的練習(xí)或具體操作讓他們更深入的體會所學(xué)知識的應(yīng)用。

5）理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)，很多實(shí)驗(yàn)課程是開設(shè)在理論課結(jié)束很長一段時間之后，因此導(dǎo)致了學(xué)生在實(shí)踐環(huán)節(jié)中根本就不記得運(yùn)用的是何種理論知識，而且這種脫節(jié)也導(dǎo)致了學(xué)生理論知識學(xué)習(xí)后不能夠及時的消化。

6）學(xué)生在創(chuàng)新比賽或做設(shè)計的時候，經(jīng)常會用到本門課程知識，但不會動手操作，創(chuàng)新操作能力很差。特別是在分析一些具體問題的時候，學(xué)生不會解決，（比如鑄鋁的結(jié)晶度為多少？鑄鋼中有沒有馬氏體，如果有，怎樣得出馬氏體含量值？）即，不能學(xué)以致用。

2 課程實(shí)踐教學(xué)改革方案

2.1 增加實(shí)驗(yàn)課等實(shí)踐環(huán)節(jié)

《材料分析測試技術(shù)》課程涉及到X射線衍射儀，電子探針，掃描電鏡，透射電鏡等多種高端設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理和操作方面的知識，因此，針對這樣的課程，僅僅是理論上的講授是微不足道的，必須大力加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的比例[1]。鑄造專業(yè)的學(xué)生要有一定的動手能力和實(shí)踐操作技能，然而，這種能力的培養(yǎng)僅僅從老師課堂上講授的原理和方法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對于本門課程的學(xué)習(xí)就尤為重要，通過加大實(shí)驗(yàn)課學(xué)時，并讓鑄造專業(yè)學(xué)生針對鑄造這一專業(yè)親自動手并設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，可以讓學(xué)生更多了解大型儀器設(shè)備的原理和使用，為他們今后的就業(yè)和學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)[2]。

2.2 把課堂搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)

教學(xué)方法要適合課程特點(diǎn)，打破長久以來以教室為課堂的傳統(tǒng)教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，例如在講授X射線衍射分析鑄造鎂合金結(jié)構(gòu)和物相的時候，或者在講授掃描電鏡觀測鑄鋼中氣孔和夾雜的時候，就應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)室講授。在教室里講一百遍，也不如在實(shí)驗(yàn)室講一遍學(xué)生記憶和掌握的扎實(shí)，因?yàn)闊o論你在教室里怎么講，學(xué)生沒看到，想象不到具體是什么樣的，所以聽不懂，不明白，久而久之就厭煩了學(xué)習(xí)。而在實(shí)驗(yàn)室講授，實(shí)物就擺在那，就連光闌和狹縫這樣小的部件學(xué)生也能一睹芳容，清楚直觀。

2.3 定期開展實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)，激發(fā)學(xué)生科研興趣

在調(diào)查中，我們發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生知道本門課程的重要性，也對課程有興趣，也確實(shí)想學(xué)好這門課，但苦于課上時間短，課下自己還學(xué)不明白，鍛煉操作的機(jī)會太少。于是我們采取每學(xué)期開學(xué)的前兩周內(nèi)，實(shí)驗(yàn)室組織專門的實(shí)驗(yàn)教師開展設(shè)備使用和操作的培訓(xùn)（其中有兩周的時間是專門結(jié)合鑄造專業(yè)特點(diǎn)對鑄造專業(yè)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)的），凡是有興趣或有所需要的學(xué)生都可以報名參加。在培訓(xùn)中做到讓每個參加培訓(xùn)的學(xué)生都能動手切實(shí)操作，有些操作看似很簡單，但卻是最最容易出問題的地方，比如，透射電鏡取樣品桿的過程，很多同學(xué)在操作的時候要不是老師的及時提醒，都破掉了真空，所以有云曰：看百遍不如做一遍。此外，采用“研究生帶本科生”的實(shí)驗(yàn)室管理方式，讓已經(jīng)培訓(xùn)過并通過考核研究生在課堂外負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室的開放，由他們帶領(lǐng)新開課的本科生練習(xí)，并不斷摸索和創(chuàng)新。這樣可以加強(qiáng)學(xué)生們之間的交流溝通，即鞏固了研究生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ衷黾恿诵逻M(jìn)本科生的實(shí)驗(yàn)時間，一舉雙贏。

經(jīng)過兩次這樣的培訓(xùn)后，同學(xué)們反響良好，興趣十足，于是我們的培訓(xùn)對象從開始的二十人，到目前已有一百多人報名參加，由于實(shí)驗(yàn)時面積和培訓(xùn)教師較少，每次也最多能培訓(xùn)二十人。

2.4 鼓勵大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐，鞏固效果

實(shí)踐是理論的一個重要環(huán)節(jié)，對鑄造專業(yè)學(xué)生的能力培養(yǎng)有著重要的作用。素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)必須強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)和訓(xùn)練，鼓勵學(xué)生積極參加大學(xué)生創(chuàng)新計劃項(xiàng)目，結(jié)合當(dāng)今熱點(diǎn)科研問題或自己感興趣的課題，自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，撰寫結(jié)題報告，從而培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際難題的能力，并在此過程中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與科研的熱情，為學(xué)生日后的擇業(yè)或自主創(chuàng)業(yè)提供潛意識思路[3]。

大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力和動手能力，可以通過參與一些大學(xué)生創(chuàng)新和參與教師的研究項(xiàng)目來得到鍛煉。為此我們還針對鑄造專業(yè)學(xué)生建立了一些題庫，題庫中包含不同化學(xué)成分的鑄鋼、鑄鋁等材料在不同鑄造方法下制備的樣品，來給學(xué)生提出問題，在有了問題后，教師布置任務(wù)，學(xué)生來思索怎樣解決問題，設(shè)計問題的解決方法和步驟，這其中的主動思考很重要，而不是老師盲目安排，學(xué)生照做就是的盲從[4]。創(chuàng)新設(shè)計實(shí)施中，教師要嚴(yán)格把關(guān)，要點(diǎn)要及時告知，讓學(xué)生充分準(zhǔn)備。對于錯誤的方法和失敗了的實(shí)驗(yàn)，教師要積極引導(dǎo)，以免學(xué)生積極性受打擊而泯滅他們的熱情。具體的實(shí)施過程包括[5]：學(xué)生選題→查閱文獻(xiàn)并擬定試驗(yàn)方案→組內(nèi)部討論、修改方案→教師審核，給予評價→項(xiàng)目預(yù)試驗(yàn)→問題反饋→師生互動→數(shù)據(jù)分析→撰寫報告→發(fā)表文章或成果。

2.5 增加實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)

擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)室面積，方便新設(shè)備的安置和容納更多學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐。針對陳舊閑置的設(shè)備要及時處理，以便有更多的空間安置新設(shè)備，更好的服務(wù)師生實(shí)踐。針對短缺的設(shè)備，要及時上報購買，使之盡早應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)。

此外，針對本實(shí)驗(yàn)中心具體情況，實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍力量不足，嚴(yán)重缺人才，滿足不了眾多學(xué)生的培訓(xùn)要求和大學(xué)生設(shè)計、和創(chuàng)新課題的需求。教師應(yīng)每年出去進(jìn)修一次或去其他高校研究所交流學(xué)習(xí)[6]，以便更好地為實(shí)踐教學(xué)和學(xué)生能力培養(yǎng)貢獻(xiàn)力量。

3 總 結(jié)

面對蓬勃發(fā)展的材料科學(xué)知識，教師要竭盡所能調(diào)動一切力量，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，發(fā)掘?qū)W生捕捉新事物、學(xué)習(xí)新知識的潛能。增加實(shí)驗(yàn)課學(xué)時，培養(yǎng)鑄造專業(yè)學(xué)生動手能力，鼓勵他們創(chuàng)新實(shí)踐的同時，使他們在認(rèn)識、學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計等環(huán)節(jié)中發(fā)揮自身的主觀能動性，全面培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題的能力?？傊寣W(xué)生愛學(xué)材料分析測試技術(shù)這門課，并能用于解決鑄造方面的實(shí)際問題，無論在教學(xué)方法還是實(shí)踐改革方面都應(yīng)該引起教學(xué)工作者的熱情和積極探索。

[1]黃瓊，朱曉勇，黃新民.《材料分析測試方法》網(wǎng)絡(luò)多媒體課件的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J］.電腦知識與技術(shù)，2010，6（25）：70-92.

[2]秦亮，蘆笙.材料分析測試中心改革探索[J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2010，8（5）：143-145.

[3]王軍，丁光亞，李校兵，等.材料專業(yè)人才培養(yǎng)創(chuàng)新研究[J］.中國水運(yùn)，2010，10（11）：62.

[4]榮守范，李慕勤，郭繼偉，等.特色專業(yè)建設(shè)之人才培養(yǎng)方案的制定與優(yōu)化[J］.鑄造設(shè)備與工藝，2012（2）：44-45.

[5]徐亮成.《高分子材料分析測試》項(xiàng)目化教學(xué)整體設(shè)計探討[J］.科技信息，2009（35）：300.

[6]朱永長，榮守范，楊涵崧，等.鑄造專業(yè)課教學(xué)角色的定位與思考[J］.鑄造設(shè)備與工藝，2009（6）：38-39.