信息化時(shí)代材料測(cè)試技術(shù)課程教學(xué)存在的問題及改革探討

劉超　戴海璐　何壽成　張勤芳

基金項(xiàng)目：

國家自然科學(xué)基金（51902282）。

摘 要

本文根據(jù)本校教學(xué)研究型高校的定位，在課程建設(shè)發(fā)展過程中力求實(shí)現(xiàn)教學(xué)和科研的相互促進(jìn)。筆者對(duì)所在學(xué)院開設(shè)的“材料測(cè)試技術(shù)”在教學(xué)發(fā)展中的教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題進(jìn)行了分析，并針對(duì)目前存在的問題進(jìn)行了思考，提出一些改進(jìn)意見，期望加強(qiáng)和完善課程教學(xué)的質(zhì)量，提高學(xué)生的綜合能力。

關(guān)鍵詞

材料工程;測(cè)試技術(shù);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)： TB30-4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.03.089

1 材料測(cè)試技術(shù)課程簡介

材料測(cè)試技術(shù)是學(xué)校依據(jù)教育部等相關(guān)部門要求，針對(duì)當(dāng)代普遍存在的課堂教學(xué)模式，難以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和分析問題能力而生成的核心專業(yè)課程之一。材料測(cè)試技術(shù)課程是為了加強(qiáng)對(duì)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用和綜合，掌握必要的工程測(cè)試技術(shù)，提高工程實(shí)踐動(dòng)手能力，推進(jìn)材料生產(chǎn)過程的技術(shù)進(jìn)步，主要側(cè)重于應(yīng)用性[1-3]。材料成分分析和微觀結(jié)構(gòu)分析是現(xiàn)今材料工程領(lǐng)域內(nèi)常用的兩種方法，學(xué)生可以通過這兩種方法學(xué)習(xí)和掌握材料相關(guān)的理論知識(shí)。此外，學(xué)生還可以通過實(shí)驗(yàn)方面的訓(xùn)練，熟悉材料對(duì)應(yīng)的分析測(cè)試方法，并在以后的科學(xué)研究中能夠獨(dú)立自主地完成。

然而，目前該課程的教學(xué)方法、手段還有待完善，尤其是在教學(xué)內(nèi)容上原有的材料基礎(chǔ)課程，已經(jīng)難以滿足現(xiàn)今的教學(xué)發(fā)展模式。因此，如何提高學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的專業(yè)知識(shí)水平，還需要不斷地對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行改革。

2 課程教學(xué)存在的問題

材料測(cè)試技術(shù)課程主要涉及材料生產(chǎn)過程的兩個(gè)環(huán)節(jié)的測(cè)試技術(shù)，即粉體工程測(cè)試技術(shù)與熱工過程測(cè)試技術(shù)。對(duì)于粉體工程技術(shù)，主要是測(cè)試并分析粉體的相關(guān)性能;熱工過程測(cè)試技術(shù)則是主要對(duì)熱工過程中設(shè)計(jì)的燃料，煙氣的組成、性質(zhì)，窯爐的溫度、壓力等操作參數(shù)及傳熱過程等進(jìn)行測(cè)試，所以這門課程的理論性和實(shí)踐性是非常強(qiáng)的，需要理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，才能突出我校材料科學(xué)與工程專業(yè)的特色。然而，現(xiàn)今我?！恫牧瞎こ虦y(cè)試技術(shù)》課程還存在一些問題亟待解決。

2.1 課堂教學(xué)時(shí)間大大超過實(shí)驗(yàn)教學(xué)

本校這門課程教學(xué)安排依舊以課堂講授為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔。課堂講授的都是對(duì)材料的各種測(cè)試方法的基本原理、所需儀器設(shè)備，測(cè)試步驟、數(shù)據(jù)處理與分析等相關(guān)的理論知識(shí)，缺少實(shí)驗(yàn)教學(xué)的支撐，導(dǎo)致課堂教學(xué)索然無味，學(xué)生難以真正理解和掌握[4-5]。因此，這種教學(xué)模式很難達(dá)到預(yù)期效果，影響學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量。

2.2 課時(shí)受限、授課重點(diǎn)不突出

學(xué)校一直以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為目標(biāo)，因此在本校的材料科學(xué)與工程專業(yè)除了自身安排的專業(yè)性課程外，還增加了很多其他類型的選修課，導(dǎo)致《材料工程測(cè)試技術(shù)》課程的學(xué)時(shí)越來越少，因而，學(xué)時(shí)少，課程知識(shí)量多，要想兩者兼?zhèn)涫遣豢赡艿?。因此老師只能單純?duì)書本內(nèi)一些常用的測(cè)試方法進(jìn)行比較詳細(xì)的講述和實(shí)驗(yàn)[6]?，F(xiàn)今的《材料工程測(cè)試技術(shù)》課程共計(jì)12章節(jié)，而據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，其中老師教授的卻只有1/3左右。因此，除了老師講授的一些基本測(cè)試方法，學(xué)生對(duì)其他大部分測(cè)試方法都一知半解，導(dǎo)致該課程所付出的得不到價(jià)值體現(xiàn)。

2.3 課程對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)理論水平有一定的要求

依據(jù)不同學(xué)院不同專業(yè)的培養(yǎng)要求，學(xué)校往往給學(xué)生安排的教學(xué)課程不能科學(xué)地實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌規(guī)劃，無論是基礎(chǔ)課程還是專業(yè)課程，都有存在滯后開課的現(xiàn)象，給學(xué)生學(xué)習(xí)和生活上帶來一定的困擾。此外，由于不同的材料對(duì)應(yīng)不同的測(cè)試方法，要理解掌握不同測(cè)試方法的原理及要求是非常困難的。其中，最能體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是對(duì)儀器的良好操作。這需要學(xué)生要對(duì)所用儀器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理有一定的掌握能力[7-8]。同時(shí)，同一材料在不同的儀器測(cè)試時(shí)的制備要求也不相同。所以，本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)有較高的要求，這也增加了本課程教學(xué)的難度。

2.4 課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少

課程要求需要課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，因此需要學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行接觸學(xué)習(xí)儀器的相關(guān)知識(shí)與操作，更好地掌握《材料工程測(cè)試技術(shù)》這門課程，最終能夠?qū)W以致用。但是學(xué)校大型分析儀器數(shù)量有限，很多只有一臺(tái)，每天要承擔(dān)大量的樣品測(cè)試分析工作，更重要的是，很多儀器設(shè)備屬于精密儀器，價(jià)格昂貴，為防止儀器出現(xiàn)損壞故障，只能由相關(guān)負(fù)責(zé)老師對(duì)儀器基本結(jié)構(gòu)原理、材料選擇制備及實(shí)驗(yàn)操作步驟進(jìn)行講授，因此學(xué)生只能是參觀性的學(xué)習(xí)，這樣無法讓學(xué)生真正地得到了解和學(xué)習(xí)[9-10]。此外，課程老師對(duì)學(xué)生的要求也較低，只需單純的完成安排的實(shí)驗(yàn)及提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告就行。因此，學(xué)生的思維束縛于書本和老師的講解，其主觀能動(dòng)性無法得到有效的發(fā)揮。

3 課程改革與思路

3.1 適當(dāng)刪減教材內(nèi)容，加強(qiáng)教材建設(shè)

不同學(xué)校的專業(yè)對(duì)各自課程的要求也不一樣，不可能統(tǒng)一使用關(guān)于技術(shù)測(cè)試之類的教材。應(yīng)基于各自的校情，如專業(yè)側(cè)重點(diǎn)、各學(xué)院實(shí)驗(yàn)條件等，進(jìn)行針對(duì)性的教材編寫。在教材編寫過程中，要充分考慮原有教材的缺點(diǎn)和不足，加入新知識(shí)、新測(cè)試方法等等，實(shí)現(xiàn)與時(shí)代發(fā)展同步。此外，由于現(xiàn)今對(duì)材料的測(cè)試手段頗為繁多，學(xué)?？梢罁?jù)實(shí)際的研究經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合區(qū)域未來發(fā)展規(guī)劃，重視測(cè)試技術(shù)的實(shí)用性，選擇一些合適的材料測(cè)試手段進(jìn)行教學(xué)。對(duì)材料專業(yè)方面的學(xué)生來說，主要能夠依據(jù)不同的材料的自身屬性，選擇正確的測(cè)試方法且能夠了解分析相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果，這就達(dá)到了課程實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的目的。另一方面，教材編寫過程中也應(yīng)充分考慮到學(xué)生的思維想象能力，讓學(xué)生能夠在課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中鍛煉自身的主觀能動(dòng)性，提高他們的專業(yè)知識(shí)技能[11-12]。同時(shí)在講解各種測(cè)試方法的應(yīng)用方面，主要介紹目前最廣泛的一些技術(shù)方法，如關(guān)于粉體粒度測(cè)試技術(shù)方面，現(xiàn)有課本包含了顯微鏡法、篩分法、光透沉降法和激光法，若是每個(gè)方法都詳細(xì)的講解，不但對(duì)學(xué)生的理解無促進(jìn)作用，而且在限定的學(xué)時(shí)里無法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，況且很多方法都頗為復(fù)雜耗時(shí)，一般的科學(xué)研究也很少用到。因此，主要介紹其中一種常用的方法，包括粉末樣品的制備及相關(guān)儀器的操作，乃至在實(shí)驗(yàn)過程需要確切注意的點(diǎn)，其他方法只做簡單的介紹即可。這樣既能減少學(xué)生負(fù)擔(dān)，讓學(xué)生能真正透徹地理解掌握新材料及相關(guān)測(cè)試技術(shù)方法，又能與時(shí)俱進(jìn)，推動(dòng)學(xué)校的教育建設(shè)的發(fā)展。

3.2 重視并發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的作用

材料工程測(cè)試技術(shù)課程雖然只單單含有粉體工程與熱工過程兩種基本測(cè)試技術(shù)，但里面所含知識(shí)量卻是很多。若是單單靠限定的課堂和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的教學(xué)，這只能讓學(xué)生客觀的了解一些通俗易懂的知識(shí)，無法得到直觀的體會(huì)，從而加大了學(xué)生對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)和理解的難度。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的組建，多媒體、課程視頻及網(wǎng)上課程等信息化教學(xué)手段，可以讓學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)所需材料測(cè)試技術(shù)方面的知識(shí)，更好地完成課程學(xué)習(xí)目標(biāo)[13-14]?，F(xiàn)今，雖然學(xué)校官網(wǎng)建有教學(xué)平臺(tái)，但很少有學(xué)生通過該平臺(tái)學(xué)習(xí)相關(guān)課程。一方面是由于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)還不完善，無法提起學(xué)生的興趣，大部分學(xué)生覺得網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的課程視頻與現(xiàn)實(shí)課堂教學(xué)并無差別，缺乏新意，無法幫助自身提高知識(shí)技能。另一方面，學(xué)校并不重視網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的作用，只是單純地將課程教學(xué)上傳進(jìn)去，沒有制定相關(guān)的要求。因此，為了提升教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的知識(shí)技能，學(xué)校需要制定一定的規(guī)章制度，保證網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)能夠得到更為充分的利用。例如，平臺(tái)里的課堂視頻可以向新意化，幽默感方面制作，引起學(xué)生觀看興趣;規(guī)定學(xué)生每周進(jìn)入平臺(tái)的次數(shù)不少于3，觀看時(shí)間不低于1小時(shí)，并對(duì)所觀看課程進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，不斷改進(jìn)等。這些不但可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)材料工程測(cè)試技術(shù)的興趣，而且能夠督促學(xué)生更好更有效地學(xué)習(xí)材料工程測(cè)試技術(shù)方法，提高學(xué)校教學(xué)水平。

3.3 改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量

材料測(cè)試技術(shù)課程實(shí)用性是很強(qiáng)的。傳統(tǒng)的教學(xué)模式已無法滿足學(xué)校的發(fā)展要求，必須加強(qiáng)重視學(xué)生的開拓性思維，學(xué)生的實(shí)際分析和解決問題的能力才是最重點(diǎn)培養(yǎng)的。另一方面，由于該課程偏重于理論性，抽象的內(nèi)容太多，難以讓學(xué)生快速的理解。因此，搞活課堂的環(huán)境氣氛的作用也是非常大的。此外，對(duì)于該課程，為培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，可給一些研究性課題，讓學(xué)生自主選擇自己感興趣的，課后進(jìn)行文獻(xiàn)查閱和相互討論等等，進(jìn)行材料相關(guān)的測(cè)試技術(shù)方法，并在下次上課前陳述各自的想法和觀點(diǎn)，最后再由老師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)評(píng)，充分發(fā)揮每位學(xué)生的主觀能動(dòng)性，取長補(bǔ)短，更好地學(xué)習(xí)理解材料測(cè)試技術(shù)方法。既鍛煉了學(xué)生的各項(xiàng)思維能力，也能夠提升學(xué)校教學(xué)質(zhì)量[15]。此外，在實(shí)踐教學(xué)方面，可合理分配課程時(shí)間，讓學(xué)生分批進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室操作常用儀器，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。通過理論與實(shí)踐結(jié)合，使學(xué)生能夠真正學(xué)會(huì)材料樣品的制備、測(cè)試條件的選擇及儀器的操作與結(jié)果分析。

4 結(jié)語

材料測(cè)試技術(shù)課程是非常重要的材料方向?qū)I(yè)課程。通過改革課程，不斷完善和深化教學(xué)內(nèi)容，可以更好地讓學(xué)生理解和掌握材料的測(cè)試技術(shù)方法，提升了自身的學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，更好的發(fā)揮主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)發(fā)散性思維和創(chuàng)新意識(shí)。教學(xué)課程改革不是一成不變的，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展會(huì)帶動(dòng)新材料、新測(cè)試方法的出現(xiàn)，因此，這需要不斷的探索。

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