《現(xiàn)代材料分析測試技術(shù)》教學(xué)改革探索

郭 雷，張 恒，范興星，張子優(yōu)，董小麗

(銅仁學(xué)院, 材料與化學(xué)工程學(xué)院，貴州 銅仁 554300)

《現(xiàn)代材料分析測試技術(shù)》教學(xué)改革探索

郭 雷，張 恒，范興星，張子優(yōu)，董小麗

(銅仁學(xué)院, 材料與化學(xué)工程學(xué)院，貴州 銅仁 554300)

《現(xiàn)代材料分析測試技術(shù)》是材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生的必修課程之一，該課程的開設(shè)是為了讓本專業(yè)的學(xué)生了解并掌握一些常用的分析測試方法。針對此課程涉及面廣泛，內(nèi)容抽象，實(shí)踐性強(qiáng)，教學(xué)難度較大的特點(diǎn)，作者從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、考核方式等幾個(gè)方面進(jìn)行相關(guān)探索，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性，活躍課堂氣氛，提高教學(xué)質(zhì)量。

現(xiàn)代材料分析測試技術(shù)；教學(xué)改革；個(gè)性化

材料是二十一世紀(jì)三大支柱產(chǎn)業(yè)之一，這很直觀地告訴我們材料的重要性，那么材料科學(xué)技術(shù)和材料分析技術(shù)的重要性就不言而喻?！冬F(xiàn)代材料分析測試技術(shù)》是一門綜合化學(xué)類、材料類、生物類和環(huán)境類等多門課程的交叉性學(xué)科，以無機(jī)非金屬材料和金屬材料常用的X射線衍射分析、電子顯微鏡分析和熱分析基本方法為主要內(nèi)容，此外還介紹了紅外光譜分析、核磁共振分析、光電子能譜分析等分析方法。該課程的特點(diǎn)是分析方法種類繁多、內(nèi)容不連貫、理論性強(qiáng)，不易理解與掌握。傳統(tǒng)的灌輸式教育和應(yīng)試教育，教師單純地講授各種復(fù)雜的儀器原理，課堂顯得乏味無趣，大多數(shù)學(xué)生聽不懂或不感興趣，從而導(dǎo)致該課程的教學(xué)效果總體不理想。為切實(shí)解決這些問題，鞏固和提高教學(xué)質(zhì)量，作者認(rèn)為有必要從以下幾個(gè)方面對該課程的教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)。

1 豐富教學(xué)內(nèi)容

《現(xiàn)代材料分析測試技術(shù)》是一門與時(shí)俱進(jìn)的新型學(xué)科，據(jù)《中國新材料行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》數(shù)據(jù)表明：全球材料產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值以每年30%速度迅速增長，而對材料結(jié)構(gòu)及其性能的研究越來越依賴于先進(jìn)的分析測試技術(shù)[1-3]。從事該門課程教學(xué)的教師應(yīng)該注重知識的更新和教學(xué)內(nèi)容的拓展，挑選與專業(yè)方向相關(guān)的最前沿的分析測試技術(shù)為學(xué)生講解。因此，教師可以查閱國內(nèi)外相關(guān)雜志、學(xué)術(shù)網(wǎng)站中的最新研究動態(tài)，這就需要教師備課時(shí)精心制作多媒體課件，可收集現(xiàn)代最熱門、最先進(jìn)的測試分析技術(shù)的儀器構(gòu)造圖、分析原理及其操作流程圖，還可利用Flash動畫、視頻播放的方式把資料展現(xiàn)給學(xué)生。同時(shí)教師也可以讓學(xué)生自己到網(wǎng)上尋找相關(guān)資料并制作演示文稿，然后以分組講解或個(gè)人講解的形式在課堂上共同分享，并且對學(xué)生講解的過程和講解的效果進(jìn)行專業(yè)合理評價(jià)，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)學(xué)生對該專業(yè)的認(rèn)同感。

從事高等教育的教師在完成教學(xué)任務(wù)的同時(shí)，往往還在做一些科研項(xiàng)目，所以教師除了講解教材中的內(nèi)容之外，還可以結(jié)合自己的科研課題給學(xué)生介紹一些自己的科研方法、實(shí)驗(yàn)技巧及經(jīng)驗(yàn)，開闊學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在此過程中，學(xué)生可就不懂的問題向老師提問，這樣老師在給學(xué)生解答的過程中不但增進(jìn)了師生間的感情，同時(shí)還做到了活躍課堂氣氛的效果，使教學(xué)效率倍增。

2 個(gè)性化教學(xué)

教學(xué)改革是一件復(fù)雜而細(xì)致的事情，其核心在于課程的有效實(shí)施，而課程實(shí)施的基本路徑就是課堂教學(xué)。如果離開了課堂，離開了教師的教學(xué)行為，教學(xué)改革就僅僅是一句空話。如果教師的教學(xué)觀念不改變，教學(xué)方式不轉(zhuǎn)變，教學(xué)改革也只是基于形式，那么所有的努力都將是徒勞的。因此，課程的有效實(shí)施是教學(xué)改革系統(tǒng)工程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，如何從實(shí)際的教學(xué)方式和教學(xué)手段出發(fā)進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)顯得至關(guān)重要。

2.1 知識傳授個(gè)性化

傳統(tǒng)的靜態(tài)教育是在照本宣科的給學(xué)生灌溉知識，教學(xué)過程是在單項(xiàng)的傳授知識，這樣會使學(xué)生處于被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)，學(xué)習(xí)效率毫無疑問遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及學(xué)生主動接受知識，但過度的把時(shí)間教給學(xué)生自己利用就會使學(xué)生找不到方向。如果教師引導(dǎo)學(xué)生將主動學(xué)習(xí)與被動學(xué)習(xí)相結(jié)合，從而達(dá)到個(gè)性化教學(xué)的目標(biāo)，這將會收獲意想不到的效果。例如教師可以在本門課程開始教學(xué)前把所有學(xué)生進(jìn)行分組，將整本書的內(nèi)容平均分配給全班學(xué)生，然后讓學(xué)生通過各種渠道收集資料并自己動手制作多媒體課件，每個(gè)課時(shí)留適當(dāng)時(shí)間讓學(xué)生講解，剩下的時(shí)間由教師補(bǔ)充學(xué)生所講內(nèi)容中沒有涉及到的知識，這種主動與被動的教學(xué)方式就使學(xué)生作為主體參與到教學(xué)過程中來，而不是傳統(tǒng)教學(xué)中教師一個(gè)人唱獨(dú)角戲，當(dāng)然這就對教師的專業(yè)素養(yǎng)具有相當(dāng)高的要求。

2.2 教學(xué)內(nèi)容個(gè)性化

該門課程一共介紹了七類分析方法，教師在有限的課時(shí)安排中是無法面面俱到的介紹完所有的分析方法，因此教師應(yīng)該充分了解該專業(yè)的學(xué)生對本門課程的需求，把握好教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容與非重點(diǎn)內(nèi)容，對于非教學(xué)重點(diǎn)知識應(yīng)該省略或進(jìn)行簡單介紹，對于已經(jīng)講過的內(nèi)容沒有必要重講，從而減輕學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)?？傊M量做到詳略得當(dāng)、重點(diǎn)突出、取長補(bǔ)短。

對于該課程涉及到的所有分析方法，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生客觀理解和比較不同分析表征方法的優(yōu)缺點(diǎn)，做到有效的區(qū)分和選擇各種材料分析儀器。比如多晶X射線衍射分析法的顯著優(yōu)點(diǎn)是所需的樣品制備容易，用量很少并且是一種非破壞性的分析方法，從而廣泛應(yīng)用在材料的物相分析中。但X射線衍射能夠通過物相分析材料的晶體結(jié)構(gòu)，卻不能觀測試樣的表面形貌與顯微組織。光學(xué)顯微鏡可以獲得材料的金相組織，但只能放大1000倍。掃描電鏡及能譜可以同時(shí)獲得材料的顯微組織與成份的平面分布，但對于部分微觀缺陷，比如位錯(cuò)的觀察卻無能為力，這又得使用透射電子顯微鏡。

2.3 教學(xué)方式個(gè)性化

著名科學(xué)家愛因斯坦曾說過"提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更要重要，因?yàn)榻鉀Q問題也許僅僅是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已，而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看待舊的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步"[4]。因此教師在教學(xué)過程中可以采用啟發(fā)式教育和誘導(dǎo)式教育的方法有效的引導(dǎo)學(xué)生提出問題，例如在講到第一章X射線發(fā)生器配置時(shí)就可以對學(xué)生說：同學(xué)們結(jié)合初高中學(xué)習(xí)的知識，還日常生活中的經(jīng)驗(yàn)，想一想有些什么方式可以安全的保護(hù)X射線發(fā)生器配置電路呢？通過這種引導(dǎo)學(xué)生就會結(jié)合所學(xué)電路保護(hù)知識進(jìn)行思考，會不會與電壓電流有關(guān)系？保護(hù)電源是不是主要出發(fā)點(diǎn)？等等一系列問題。這樣的教學(xué)方式不僅能培養(yǎng)學(xué)生擁有創(chuàng)造性和發(fā)散性的思維方式，又能增進(jìn)師生感情，從而營造一種輕松活躍的課堂氛圍。本課程是一門實(shí)驗(yàn)性和操作性極強(qiáng)的學(xué)科，當(dāng)然在教學(xué)過程中加入實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，能及時(shí)鞏固理論課程中所講的知識，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用與活學(xué)活用，既培養(yǎng)學(xué)生的動口、動手、動腦能力和理論應(yīng)用能力又培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。在上實(shí)驗(yàn)操作課時(shí)，教師可以將學(xué)生分組，并對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行合理打分，從而避免部分學(xué)生偷懶和渾水摸魚的現(xiàn)象。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在老師指導(dǎo)下學(xué)會對樣品圖譜結(jié)果分析，以便學(xué)生在畢業(yè)以后從事相關(guān)的科研及工業(yè)生產(chǎn)工作崗位中能夠正確和熟練的掌握相應(yīng)的測試分析技術(shù)。

2.4 教學(xué)手段個(gè)性化

生活在科技飛速發(fā)展的二十一世紀(jì)，人們的穿吃住行都發(fā)生了翻天覆地變化，因此我們的教育也得跟上時(shí)代的潮流，除了傳統(tǒng)的板書教學(xué)還可以采用多媒體(比如PPT、Flash動畫)教學(xué)，也可以使用網(wǎng)上聊天工具輔助教學(xué)。傳統(tǒng)的教學(xué)手段比較死板，會讓學(xué)生覺得教學(xué)內(nèi)容枯燥無味，如果使用QQ、微信這些當(dāng)代最為流行的網(wǎng)上聊天工具，建立一個(gè)群聊，學(xué)生遇到問題可以及時(shí)向老師請教，老師也可以將自己了解的關(guān)于該門課程的最新動態(tài)與學(xué)生分享。當(dāng)然結(jié)合該課程自身的特點(diǎn)，一般學(xué)校不可能擁有所有的材料檢測儀器，但如果所學(xué)知識得不到實(shí)踐那么學(xué)生的認(rèn)知就僅僅停留在理論概念階段，因此可以從網(wǎng)上引入表征儀器虛擬操作平臺，通過這種方式讓學(xué)生對分析儀器有直觀感受，加深學(xué)生所學(xué)知識的印象[5-6]。

3 考核方式靈活化

在高等教育中，對于考核方式的改革也是課程改革十分重要的環(huán)節(jié)，有效合理的考核方式能夠直觀且真實(shí)的反應(yīng)出課程的教學(xué)質(zhì)量。傳統(tǒng)的考核方式僅與期末考試成績作為標(biāo)準(zhǔn)，這樣會使學(xué)生的考試壓力加重，而平時(shí)的學(xué)習(xí)過程又太過于放松，從而直接導(dǎo)致教學(xué)效果普遍不理想。所以該門課程我們可以采用“平時(shí)成績+實(shí)驗(yàn)操作成績+期末成績”的方式，其中平時(shí)成績包括平時(shí)測試、課堂作業(yè)、課堂表現(xiàn)、平時(shí)考勤等等，并且還要加大平時(shí)成績與實(shí)驗(yàn)操作成績占總成績的比例，這樣才能充分體現(xiàn)出一個(gè)學(xué)生的綜合能力。對于考試試題，盡量不要出現(xiàn)選擇題題型，從而避免考試結(jié)果出現(xiàn)偶然性。

4 結(jié)束語

通過對《現(xiàn)代材料分析測試技術(shù)》課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式的改革探討，有效的調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，教師引導(dǎo)學(xué)生將課本所學(xué)與實(shí)際操作連貫在一起，使教學(xué)效果有了明顯的提升，滿足了該專業(yè)對人才培養(yǎng)的要求，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生對材料專業(yè)的認(rèn)同感和學(xué)習(xí)成就感。但本課程改革仍有很多不足，只有不斷地優(yōu)化和創(chuàng)興才能培養(yǎng)出該專業(yè)所需要的研究能力強(qiáng)和實(shí)踐動手能力強(qiáng)的專業(yè)型人才。

[1] 褚海亮.《材料分析方法》教學(xué)的改革與探討[J]. 科技信息, 2012(17): 124.

[2] 李俊翰.“現(xiàn)代材料分析測試技術(shù)”課程教學(xué)研究[J]. 課程教育研究, 2015(15): 47.

[3] 李海濤, 榮守范, 秦湘閣, 等. 《材料分析測試技術(shù)》課程體系的構(gòu)建與應(yīng)用討[J]. 鑄造設(shè)備與工藝, 2015(2): 56-58.

[4] 孟范成, 葉 宏. 關(guān)于《現(xiàn)代材料測試技術(shù)》課程教學(xué)中的思考[J]. 山東化工, 2015(19): 107-108.

[5] 房彩虹.《現(xiàn)代材料分析測試方法》教學(xué)探討與思考[J]. 廣州化工, 2016(1): 215-216.

(本文文獻(xiàn)格式：郭 雷，張 恒，范興星，等.《現(xiàn)代材料分析測試技術(shù)》教學(xué)改革探索[J].山東化工，2016，45(12)：162-163,165.)

Exploration of the Course Reform of Modern Material Analysis and Test Technique

Guo Lei, Zhang Heng, Fan Xing-xing, Zhang Ziyou, Dong Xiaoli

(School of Material and Chemical Engieering, Tongren University, Tongren 554300, China)

The modern material analysis and test technique is one of the compulsory courses for students majoring in material chemistry. The objective of this course is to make students understand and master some commonly used analytical methods. According to the characteristic of involved extensive, abstract content, strong practice, and difficulties in teaching for the course itself, a series of useful explorations were made from several aspects such as teaching content, teaching methods, and curriculum assessment. This can fully arouse student's study enthusiasm, active the classroom atmosphere, and improve the teaching quality.

modern material analysis and test technique; teaching reform; individualized teaching

2016-04-27

銅仁學(xué)院博士科研啟動基金項(xiàng)目 (trxyDH1510)；貴州省125重大科技專項(xiàng) (No: QJH2013 -027)

郭 雷 (1987—)，河南商丘人，博士，副教授，主要從事金屬腐蝕與防護(hù)方面的研究。

G642.0；O357.5

A

1008-021X(2016)12-0162-02