《材料現(xiàn)代分析方法》課程教學的改革與實踐

鄒勇進　向翠麗　馬傳國

【摘 要】針對材料科學與工程專業(yè)《材料現(xiàn)代分析方法》課程的基本特點，分析了目前《材料現(xiàn)代分析方法》課程存在的主要問題，并提出了相應(yīng)的解決方法，探討了《材料現(xiàn)代分析方法》課程教學方法和手段。

【關(guān)鍵詞】材料現(xiàn)代分析方法；課程；教學方法

能源與環(huán)境問題是當今世界的兩大主題，而材料又是能源和環(huán)境工業(yè)技術(shù)的技術(shù)基礎(chǔ)。因此，掌握材料的分析方法、表征手段對合成制備新型材料至關(guān)重要。材料現(xiàn)代分析方法是材料科學的重要工具，該課程主要介紹材料的現(xiàn)代分析方法和檢測技術(shù)，具體包括透射電鏡、掃描電鏡、X射線光電子能譜、紅外光譜、粉末X射線衍射等。學習這些分析方法的原理、技術(shù)和操作要領(lǐng)對認識和理解材料的內(nèi)涵，提高對材料的結(jié)構(gòu)分析十分重要。因此這門課程也是材料類專業(yè)的本科生與研究生必修的一門專業(yè)學位課[1]。

材料現(xiàn)代分析方法設(shè)計到的技術(shù)原理多，內(nèi)容廣泛，而且有些原理比較抽象，公示的推導(dǎo)也比較多，因此，學習起來比較枯燥，缺乏學習的自主性。但另一方面，這門課又非常重要，因此，如何開展好這門課的教學與實踐顯得非常重要[2]。

本文結(jié)合本校材料科學與工程專業(yè)的自身特點大綱要求，從《材料現(xiàn)代分析方法》課程的培養(yǎng)目標及材料學科的發(fā)展方向出發(fā)，分析了影響《材料現(xiàn)代分析方法》課程教學質(zhì)量的關(guān)鍵因素，并通過實踐，提出了行之有效的教學方法和改革措施，取得了良好的教學效果。

1 傳統(tǒng)《材料現(xiàn)代分析方法》課程教學存在的主要問題

材料學科是一門交叉學科，設(shè)計到物理、化學和數(shù)學等學科的融合。對于《材料現(xiàn)代分析方法》這門課來講，重點設(shè)計到物理和數(shù)學兩個學科。因此，涉及到的內(nèi)容覆蓋面廣，知識點多，并且隨著科技的發(fā)展，各種新的材料測試表征手段層出不窮，但計劃課時少，因此，如何選擇合適的教材和優(yōu)化課程設(shè)置成為《材料現(xiàn)代分析方法》課程存在的主要問題。

1.1 教材的選擇

在教材的選用上，要重視傳統(tǒng)分析方法和現(xiàn)代分析方法的融合。因此，不光要讓學生掌握傳統(tǒng)分析方法的技術(shù)和理論基礎(chǔ)，而且在要重視在傳統(tǒng)分析方法上發(fā)展起來的新技術(shù)。教材的選擇不一定要新，而且要注重其內(nèi)容。因為傳統(tǒng)分析方法是新技術(shù)方法的技術(shù)基礎(chǔ)。有些教材中的主要內(nèi)容難免過時冗長，而有些教材的內(nèi)容又過于前沿， 對一些基本理論和基礎(chǔ)知識的講解不夠。本專業(yè)目前采用哈爾濱工業(yè)大學的周玉主編的《材料分析方法》第2版作為主講教材，該教材內(nèi)容上簡明扼要，抓住本質(zhì)與精華，講清基礎(chǔ)原理與常用測試方法，并增加了一些用該方法解決具體問題的典型范例。注重培養(yǎng)學生應(yīng)用分析方法解決實際問題的能力，理論聯(lián)系實際。

1.2 課程設(shè)置的整體優(yōu)化

在課程的整體設(shè)置上，我們強調(diào)內(nèi)容全面外，還要注重重點內(nèi)容的精講。如納米材料的分析主要用到掃描電鏡和透射電鏡兩種技術(shù)手段，這也是納米材料的眼睛。而且這兩種分析方法所用的設(shè)備都比較昂貴，屬于大型儀器設(shè)備，在幾乎所用的材料專業(yè)的科學研究都要用到這兩種測試方法，因此在課程設(shè)置上，課時要多，內(nèi)容要詳細。在比如粉末X射線衍射，設(shè)計的技術(shù)理論基礎(chǔ)也比較多，而且對學生的物理基礎(chǔ)知識的要求比較高，因此這課程設(shè)置上要注重理論聯(lián)系實際[3]。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，新的分析方法不斷涌現(xiàn)，作為專業(yè)基礎(chǔ)課，教學中遇到的突出問題就是計劃學時少與教材內(nèi)容廣之間的矛盾，這就要求主講教師精心優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，合理安排教學內(nèi)容，強調(diào)基礎(chǔ)，突出重點，按照“少而精”的原則設(shè)計課堂教學，確保學生具備較為扎實的基礎(chǔ)知識。同時也要理論聯(lián)系實際，將本學科領(lǐng)域里一些比較前沿的科研成果介紹給學生，使學生有機會接觸各學科發(fā)展前沿，了解科技發(fā)展的趨勢。加強實踐環(huán)節(jié)，強化學生的實際動手能力和實踐技能的培養(yǎng)，實現(xiàn)從科學知識型向科學知識實用技能型的轉(zhuǎn)化。

2 《材料現(xiàn)代分析方法》課程教學方法的實踐

2.1 采用多媒體教學與傳統(tǒng)板書相結(jié)合

在《材料現(xiàn)代分析方法》的教學過程中，采用多媒體教學，可以很好地把各種圖片、儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、原理示意圖很好的展示出來，同時也是原來枯燥的課本知識變得生動鮮活[4]，同時啟發(fā)學生思考，激發(fā)學習興趣，加強學生對材料化學中的教學難點的理解和掌握。例如對材料現(xiàn)代分析方法課程中涉及的晶體結(jié)構(gòu)解析、紅外光譜譜圖分析、電子顯微分析和物理性能分析等部分進行多媒體輔助教學，通過圖像、仿真模擬、動畫等展現(xiàn)給學生，可使教學內(nèi)容直觀化，從而有效促進學生的理解能力。我們在教學的過程中，還搜集了大量的儀器使用和原理的視頻資料，幫助學生理解分析方法的原理和技術(shù)，取得了良好的效果。當然過分依賴多媒體也是不行的，因為多媒體播放速度快，很多學生難以跟上老師的節(jié)奏。因此在必要的時候，采用板書教學，是對媒體教學的有效補充。

2.2 采用科研案例教學，以科研促進教學

《現(xiàn)代材料分析方法》是一門理論基礎(chǔ)要求高、實踐性強的課程。傳統(tǒng)的課堂講授，學生很難將理論知識與具體的實驗結(jié)果分析相結(jié)合。科研案例的引入，可以使學生更直觀地認識課堂所學在科研工作中的具體應(yīng)用，以此更好地理解課堂所學。對于每一種分析方法，都有其具體的適用范圍。我們采用搜集最近的科研文獻，給學生講解文獻中所用的分析方法，采用這些分析方法得到了什么結(jié)果，說明了什么問題，引導(dǎo)學生在將來的科研工作中，對于合成制備了一種新材料，如何進行表征。讓學生認識到這些分析方法在未來的研究工作中的重要性，而不是完全無用武之地，從而激發(fā)了學生的學習熱情。同時也讓學生了解的本研究領(lǐng)域的最新研究進展，提高了英語閱讀能力，一舉多得。

2.3 制定科學的多樣化考核方式。

在課程的考核上，加強基礎(chǔ)理論知識的考核外，還要注重學生在平時學習的表現(xiàn)，把考核的重點放在教學的過程中，讓學生重視課堂教學勝過重視考試。在試卷的設(shè)計上，除了一些客觀題外，還要加大主觀題的設(shè)置，讓學生在沒有標準答案的前提下，自由發(fā)揮。

3 總結(jié)

總之，《材料現(xiàn)代分析方法》課程是材料學科必修的公共技術(shù)基礎(chǔ)課之一，通過該課程的講授，可以培養(yǎng)高素質(zhì)、應(yīng)用型人才。筆者對教學中出現(xiàn)的問題進行了總結(jié)和思考，在教學內(nèi)容和教學手段上進行創(chuàng)新和實踐，取得了良好的教學效果。在今后的教學中，需要不斷的調(diào)整改革的方式方法，真正提高《材料現(xiàn)代分析方法》教學的效果和學生的實踐能力。

【參考文獻】

[1]李本俠，王靜.《材料化學》課程教學的探討與實踐[J].廣州化工，2009，37（8）：228-229

[2]胡艷華，郭峰，陳寶東.建立與科研課題相結(jié)合的材料現(xiàn)代分析方法課程教學新模式[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2016（235）：68-69.

[3]楊英歌，陳飛，曾冬梅.現(xiàn)代材料分析方法教學改革探討[J].新課程研究，2011（231）：75-76.

[4]米曉云，張希艷.科研對材料化學課程教學的促進作用[J].現(xiàn)代教育科學，2009（1）：112-113.

[責任編輯：田吉捷]