《材料近代分析測試方法》課程創(chuàng)新及教學改革探討

鞠洪博

（江蘇科技大學材料科學與工程學院，江蘇 鎮(zhèn)江 212003）

時下科學技術(shù)迅猛發(fā)展，新材料在不斷地涌現(xiàn)出來，材料科學在不斷地往前發(fā)展。隨著產(chǎn)品的不斷改革換代，市場對產(chǎn)品要求越來越高，因此對材料的性能要求也同步提高了。測試方法在不斷發(fā)展中，但是教材卻沒有同步進行改寫更新，同時在實際的教學過程中由于各種分析儀器普遍都存在復雜昂貴的特點，使得實驗課難以在教學中開展，教學效果也因此大打折扣。所以對教學中的教學內(nèi)容、教學方法以及教學手段等進行分析，并針對該課程與科研相結(jié)合的教學改革進行討論研究是必不可少的。近幾年，我校在材料近代分析測試方法的教學上進行了不斷地探索以及改革，同時借鑒了一些其他高校的教學經(jīng)驗，從而提出用科研實踐來豐富教學，采用科研與教學二者相結(jié)合的教學模式，以期對提高我校的材料近代分析測試方法教學質(zhì)量提供一定的指導作用。

1 課程特點及要求

材料近代測試方法是材料專業(yè)本科生的一門專業(yè)必修課。其綜合性和實踐性較強，具有很強的知識前沿性[1]。通過本課程的學習，學生將學習到一些常用材料分析的基本原理、分析儀器的結(jié)構(gòu)及進行分析實驗用哪種方法，讓學生在能夠掌握材料表征技術(shù)的同時，學習在材料研究過程中遇到問題如何正確解決的思維方式和處理方法，讓學生學到如何綜合運用材料的基本知識和分析方法進行正確高效地分析研究。該課程主要使用X射線衍射和電子顯微鏡來分析材料的微觀組織結(jié)構(gòu)和顯微成分。涉及實驗設(shè)備以X射線衍射、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡和電子探針為主。課程教學大綱中表示該課程目的是讓學生通過本課程的學習，從而了解并掌握儀器設(shè)備的基本原理和操作方法，了解學科相關(guān)領(lǐng)域科學研究中使用現(xiàn)代分析測試儀器的技術(shù)方法。

這門課程有以下幾種特點：在使用X射線進行物相分析、電子衍射結(jié)構(gòu)分析時最重要的一點就是要求使用者掌握晶體學知識[2-3]，因此學習此課程也要求學生掌握一定的晶體學知識；其次進行學習時，每一章內(nèi)容所涉及的知識面范圍較廣，但是其內(nèi)容連接邏輯關(guān)系并不強，許多章節(jié)的內(nèi)容相對來說較為獨立，每種設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)也不大。而相比之下，一般課程的前后內(nèi)容大多是有較強的邏輯串聯(lián)關(guān)系，但該課程內(nèi)容相對獨立且無關(guān)聯(lián)使得學生在學習過程中會感到枯燥。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，許多學校設(shè)立了測試分析中心，但是在設(shè)備清單中這門課程所涉及的實驗儀器裝備并不完善，學生無法就近獲得設(shè)備進行實驗。

教材是能夠有效開展教學工作的前提，同時也是當今學生教育工作中的一項重要的教學內(nèi)容。但是經(jīng)過對新階段的高校教學調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)，許多學校在教材的更新和應用都存在一定的滯后，學生獲得知識的第一途徑就是手中的教材，完善的教材能夠有效地幫助提升學生的實驗水平。由于教材的改革缺少關(guān)注和投入，使得在材料近代分析測試課程中，教材無法有效地為學生提供實驗學習上的幫助，對教學質(zhì)量和學生的實驗效果都會產(chǎn)生影響。

2 教學方法的改革

我校材料科學與工程學院具有近70年的辦學歷史，現(xiàn)設(shè)有一級學科博士點（下設(shè)4個二級學科博士點，分別為：材料物理與化學、材料學、材料加工工程、材料腐蝕科學與防護技術(shù)）和博士后科研流動，全國第四輪學科評估獲評B-；材料學進入ESI全球排名前1%，USNews材料科學學科最新榜列大陸高校第61位，材料領(lǐng)域Top1%論文數(shù)排名第46；連續(xù)入選三期江蘇省優(yōu)勢學科建設(shè)工程；“軍用關(guān)鍵材料”入選工信部國防特色學科。設(shè)有焊接技術(shù)與工程、金屬材料工程、高分子材料與工程、材料成型及控制工程、電子封裝技術(shù)、功能材料6個本科專業(yè)，其中焊接技術(shù)與工程專業(yè)是首批國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點、國家級特色專業(yè)、教育部綜合改革試點專業(yè)、江蘇省A類品牌專業(yè)和特色專業(yè)，武書連排名連續(xù)多年全國第二（A+）；金屬材料工程、高分子材料與工程、材料成型及控制工程入選江蘇省一流本科專業(yè)建設(shè)點，金屬材料工程、高分子材料與工程通過工程教育論證（專家進場考核）。

我校材料工程學院科研成果十分顯著，每年都開展許多重大的科研工作。因此基于本校的科研基礎(chǔ)以及根據(jù)課程自身的特點，提出了課程教學與教研二者相結(jié)合的教學模式。

2.1 合理選擇教材，對現(xiàn)有教學方法進行改進

教材是教學工作有效開展的基礎(chǔ)，也是教學過程中應該被關(guān)注并進行完善的一項重要教學內(nèi)容[4]。要知道在材料近代測試分析應用中，實施教學改革的前提就是完善教材應用設(shè)計，科學地挖掘教材內(nèi)部實驗測試內(nèi)容，以此為學生實驗教學提供幫助[5]。但是現(xiàn)階段我國學生教學工作的調(diào)查研究表示，很多學校在教學工作的開展過程中，對于教材應用的拓展建設(shè)都存有偏差，因而使得學生教學工作實施還存有一定的偏差。要知道完善的教材應用可以提升學生實驗教學水平，能夠推動學生實驗學習，符合學生實驗教學工作實施需求。但是由于缺乏對教材的投人和挖掘，使得材料近代分析測試中，還不能有效地為學生實驗教學提供幫助，影響了學生實驗教學效果。

2.2 把項目中的科研實踐成果帶到課程教學中來

在上課的過程中，一方面要將教材中的課程內(nèi)容對學生進行講解，另一方面需要給學生介紹每種儀器設(shè)備的原理以及使用方法，同時又可以為學生介紹本校其他課題組的科研成果，更好地展示各種儀器設(shè)備在科研中的實際應用，讓學生更加系統(tǒng)的理解測試技術(shù)在科研工作中的作用以及實際應用。通過對設(shè)備的講解，將本學科發(fā)展過程中的知識、最前沿的發(fā)展動態(tài)補充到教學之中，將學術(shù)動態(tài)同相關(guān)科研的成果、過程、思路融為一體補充到具體的教學中。

2.3 讓學生參與到課題的科研實踐中去

規(guī)定的學時教學是十分有限的，在有限學時內(nèi)很難掌握好材料近代測試這項技術(shù)。在課堂教學中，教師更多的是系統(tǒng)的講解，同時通過教材內(nèi)容對學生提出重難點，講解學習的方法以及分析問題的步驟，更多的是體現(xiàn)一個拋磚引玉的作用。但是該課程實踐性極強，想要真正理解并掌握一門測試技術(shù)，必須通過課后的實際操作與應用來加強鞏固。因此，鼓勵學生在本科學習期間參與到教師的課題組可以對該課程學習提供一定的輔助作用，學生也可以挑選感興趣的研究課題并且參與其中，利用課余時間在教師的專業(yè)指導下進行科研實踐。學生一方面可以在學習的過程中鍛煉到自己的科研實踐能力，提高自己的實驗動手能力，另一方面，也可以在實驗過程中給教師提供一些幫助，可以讓學生對所學的專業(yè)課知識有一個更好的理解，達到教師與學生共贏。

3 教學與科研二者相結(jié)合的實踐

在科研實踐中，不影響總體教學的情況下可以將大量的材料測試工作帶進課堂中去，從測試開始的樣品制備到最后的測試結(jié)果分析，充分地讓學生參與其中，使課程教學更加的生動且具有活力。讓學生參與其中，是學生對科研的概念由抽象逐漸轉(zhuǎn)變到具體。用實踐應用讓學生充分明白為什么要進行材料的測試，在實驗中哪種測試方法是最優(yōu)選擇，是否還有更好的選擇，這種方法會產(chǎn)生什么結(jié)果，如何把測試結(jié)束后的效果更加直觀地表示出來等。通過實例講解，讓學生更好地了解測試技術(shù)在科研實踐中的應用。

用科研的實踐與成果使得教學變得更加充實，幫助學生對教材內(nèi)容的理解與掌握。通過知行合一的學習，將書本中的理論知識結(jié)合實踐，在實踐中學會如何發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并且解決問題。使教學內(nèi)容得到豐富，同時也使枯燥的課堂變得更加生動有趣，讓學生在掌握測試技術(shù)的同時也能了解科研發(fā)展的實時動態(tài)，從而激發(fā)學生的科研興趣，使其能夠更好地掌握測試技術(shù)的最新進展和應用。

4 結(jié)語

國家通過高等學校培養(yǎng)人才，應充分發(fā)揮高校本身的優(yōu)勢。課程與科研實踐相結(jié)合是培養(yǎng)人才的重要方法。經(jīng)過實踐證明，為了提高材料近代分析測試水平，在教學工作的開展中及時準確地進行方法的改革創(chuàng)新，進一步為材料近代分析測試技術(shù)課程創(chuàng)新提供幫助。目前我校在材料近代測試方法的教學中仍存在些許的缺點與不足，需要進一步的探討和改革。