《材料現代測試技術》課程教學探索
——基于巢湖學院無機非金屬材料工程專業

王小東 程樂華

（巢湖學院，安徽 巢湖 238000）

材料是人類社會存在和發展的物質基礎，隨著人類社會的發展，人們對材料的要求越來越苛刻。為了滿足人們對材料性能越來越高的要求，各種各樣的新材料不斷涌現，這些材料是否能夠滿足人類的需要，都必須借助適宜的分析方法和儀器設備來實現。

無機非金屬材料工程專業為典型的應用型工科專業，是我校定位于應用型本科院校的有力支撐。根據本專業的實際情況,自2012年起確立了“厚基礎、寬口徑、重實踐、多方向”的教學指導思想,圍繞專業人才培養目標,在制定教學計劃時,通過合理的模塊化課程設置，輔以必要的實踐教學環節，循序漸進地形成具有地方特色的課程教學體系。對材料工程類專業的學生來說，作為主干課程之一的《材料現代測試技術》亦是一門必備的試驗方法課。學生借助本課程的理論學習及相應的實踐訓練，基本具備對材料組成、結構等方面信息開展分析工作所需的基礎理論知識，常用的方法及儀器設備，為后續專業課程的學習，培養獨立自主的開展研究工作的能力打下堅實的基礎[1]。

1 《材料現代測試技術》課程的教學內容及特點

在無機非金屬材料工程專業的人才培養方案中，本課程是專業必修課，其教學大綱中明確的列出了課程教學的主要內容：X射線衍射分析技術（XRD）、顯微分析技術（SEM、TEM、EPMA）、材料表面分析技術、粉體測試技術等，要求教師重點講授各分析測試技術（方法）所涉及的原理、測試樣品制備技術、實驗儀器設備的使用、參數設定及測試結果分析等方面的內容。同時，輔以一定課時的實驗課，以加深學生對理論知識的理解掌握及實驗技能的鍛煉，使學生打下一定的科學研究基礎[2-3]。本課程涉及到的各部分內容理論性較強，各種分析測試技術（方法）相對獨立，內在關聯性不明顯，新的人才培養方案賦予本課程的學時數大為減少；同時，學生人數較之以前有較大的增加，基本素質層次不齊，實驗所需的儀器設備臺套數不足，學生反映課程學習難度大，尤其是實驗數據的分析和譜圖的解讀涉及的內容不易掌握。

2 課程教學中的不利因素

2.1 生源質量層次不齊

我校面向全國多個省份招生，由于不同省份、不同地域的教育水平存在差異，錄取的學生的在基礎知識的掌握上、學習能力等方面差異較大。這就造成了在課程教學中一部分學生對所學知識已經完全掌握了，還有一部分學生尚存在著差距，還需要教師進行進一步的輔導才能達到要求。

2.2 學生缺乏學習主動性，接受知識的意識不強

《材料現代測試技術》是材料工程專業的一門專業主干課，建立在基礎化學、大學物理、材料科學基礎等課程的基礎之上，涉及到基礎內容較多，課程內容繁雜，邏輯性差，課程內容不易掌握；同時，由于近年來高校大規模擴招致使生源質量下滑，學生基礎參差不齊，教師在教學中難以做到兼顧每一個學生，一些學習基礎不扎實的就容易掉隊，尤其是一部分通過專業調劑被動過來的學生，本身對專業就缺乏興趣，對專業課程的學習主動性不夠，學習效果差積極性更弱，逐漸形成惡性循環。

2.3 硬件條件尚不能夠滿足教學需要

《材料現代測試技術》課程中包含多種現代分析測試技術手段，如：X射線衍射分析、電子顯微分析、綜合熱分析、光譜分析及粉體測試分析等。通過對本課程相關內容的學習，按照教學大綱要求，學生不僅需要扎實掌握各分析測試技術（方法）的原理、應用、數據分析與處理，還要能夠利用所學的課程知識及掌握的實驗技能獨立地對研究對象進行組分、結構及性能分析。

省屬地方院校經費來源較為單一，受制于財力所限，實踐教學所需的儀器設備往往存在著缺口，在實際教學中常常會出現實驗儀器設備數量欠缺，無法滿足實際教學需要。同時，材料研究領域涉及到的分析測試儀器設備往往具有價格昂貴、保養維護要求高、易損壞的特點，大多數的省屬院校通常制定規定——未進行專業操作資格培訓的人員不得操作大型儀器設備。這就造成在日常實驗教學中，教師動手操作儀器設備進行演示教學，學生在旁以觀察為主，基本上沒有實際動手的機會。諸如透射電子顯微鏡、核磁共振分析儀等設備價格很高，地方院校根本沒有充足的預算進行購置，學生連觀察的機會也不具備。因此，很多學生對實驗存在著印象不深，積極性缺乏，實驗技能得不到鍛煉的情況。

2.4 學時數相對不足

由于我校定位于地方應用型高校，主要培養為地方經濟發展所需的技能型人才，因此學校對各工科專業的人才培養方案的學時學分分配有嚴格的限制，并且逐步加大實習等綜合實踐類課程的比重，因此專業課程分配的學時學分較以前有所減少。從近幾年來修訂的材料工程專業人才培養方案來看，材料工程專業設置的《材料現代測試技術》的課時已由原來的64學時調整為32學時。由于本課程涉及的知識面較為寬廣、研究方法種類繁多，要想讓學生掌握比較全面和系統的各種材料分析測試技術，必須有足量的學時保障才能讓學生對課程內容的掌握達到廣博和精深的程度。但實際上由于學時數相對偏少，教師對課程內容的講解受到學時的限制而不能深入和具體，這就造成了學生對各種研究方法的理解較為膚淺和片面，難以達到預期效果。

3 《材料現代測試技術》課程的教學改革與創新

3.1 深化教學內容改革

課程教學內容需滿足厚基礎,寬口徑,重實踐的目標的需要。改革《材料現代測試技術》教學內容，在教學中突出材料測試技術發展趨勢、時代特色，保證學生所學知識的有效性，強化學生的能力培養。

從學校和本專業定位出發，更新課程教學內容，緊跟學科發展，將材料領域新發現、新認識融入課堂教學中，使學生及時了解最新信息及學科前沿動態。采用適應于應用型工科專業的教材作為學生課程教材，同時選用當前最新版的書籍作為參考資料，從本行業的實際需求出發，及時添加最新理論。如在講授《材料現代測試技術》課程中“X射線衍射分析”內容時，傳統觀點認為晶體的對稱軸只有 1、2、3、4、6次， 不存在 5 次對稱軸，但根據最新文獻報道，觀測到晶體中存在5次對稱軸，在課堂上將這一內容講授給學生后，使學生對晶體對稱軸有了全新的認識，既拓寬了知識面，又可使學生感受到現代測試技術的發展對科學研究具有的重要推動作用。

不失時機地組織指導學生參與科研課題，使學生能將理論知識用于解決實際問題，通過優化課內、強化課外，融教學與實踐于一體，作為課程內容延伸的重要舉措。近幾年來，材料工程專業學生在老師指導下申請的大學生創新項目、地方企業大學生資助項目獲得立項的越來越多，這些課題研究工作的順利開展，較多的得益于此類課程的學習，同時，學生在此類課題上的經歷及收獲，又促使其更主動的對課程進行再學習，而這個再學習過程往往使其在知識掌握上獲得質的飛躍。

3.2 加強教學方法和手段改革

《材料現代測試技術》課程所講授內容是材料領域內主要的分析測試方法，重點講授這些測試方法有關的理論原理、制樣方法、使用方法和數據分析處理等方面的知識，同時，輔以必要學時的實驗，以加深學生對理論知識的理解，使學生的實驗技能得到鍛煉。

按照以往的實驗教學方式,具體實施情況往往是：一個班按照成員的多少分成若干個實驗小組，每組人數一定。由于實驗中所使用的設備購置價格較高，這些設備通常是按照大型貴重儀器來管理，未經廠家專業培訓并獲得操作資格證不能動手操作，所以涉及到此類設備的實驗項目均以任教教師演示，學生觀察為主。從反饋的信息來看，學生在實驗中無法親自動手操作設備，對實驗演示印象不夠深刻，實驗過程了解有限，實驗效果不夠理想。同時，按照以往的實驗教學模式，某一測試分析技術理論部分學習完后開設該測試技術所對應的實驗項目，這些實驗項目的開設也是在不同的實驗室分別進行,相互獨立,彼此之間基本上沒有聯系。整個課程結束后，學生對各個測試技術（方法）之間的相互驗證、補充的關系認知不夠深入,無法將它們有機聯系起來并綜合運用以對處理的問題進行全面分析。

為了改變這種情況，提高課程的教學效果，從12級材料工程專業開始進行了設計性實驗的嘗試與改革：學生隨機選擇某一“未知”樣品并制定實驗工作方案；利用所學的課程知識分析樣品的結構、成分等信息，并撰寫結論報告。

經過設計性實驗教學的嘗試，可以明顯地看到,學生參與實驗的積極性得到了提升，對材料分析測試的技術（方法）有了較為全面的認識和體驗，教學質量得到了提升。

3.3 改革成績評定體系

學生成績是學生對課程內容掌握程度的評定，也是教師教學效果的檢驗。成績應能反映出學生對這門課的綜合掌握情況，不能僅靠期末閉卷測試來評價。改革課程體系學生成績評價方法，除理論測試成績、實驗成績外，引入實踐考核成績，該方面包括“小設計”等內容。逐漸加大實驗成績及實踐考核成績比重，以提升學生對實際應用能力的重視。

3.4 充分利用多媒體輔助教學

本課程中大部分內容涉及到設備原理、設備結構，內容比較復雜，缺乏實體支撐，學生聽起來比較枯燥，無法達到良好的教學效果。如果能借助于模型或實體講解，使學生眼觀耳聽直接獲得知識，一定會獲得事半功倍的效果。

如前面所述，由于部分設備價格昂貴，對省屬本科院校來說，沒有財力購置。此時，可以充分利用多媒體資源，采用圖片、音頻和視頻的方式讓學生直觀的獲取必要的信息，效果要遠遠優于講解所獲的。

3.5 注重教學意見反饋

加強與學生的互動與溝通，主動公布教師的電子郵件、電話，給學生提供通道（電話、電子郵件、微信、書面等形式）反映課程學習中的想法和要求。同時，建立師生教學座談會制度，傾聽學生對課程的建議與意見；設立班級課程信息員，可隨時向老師反映課程教學中的各類問題與建議。

4 結束語

我校無機非金屬材料工程專業自進行省級特色專業、國家級特色專業建設立項后，在課程建設方面進行了大量的工作。圍繞《材料現代測試技術》課程，開展了課程定位與目標、課程內容與體系改革、教學方法和手段改革、課程評價與考核改革等方面一系列的研究。我們相信，借助本課程的理論學習及相應的實踐訓練，能夠為學生基本具備開展材料分析研究工作所需的基礎知識，常用的方法及儀器設備，為后續的專業課程的學習，培養獨立自主的開展科研工作的能力打下良好的基礎。

[1]張靜武，傅萬堂，李慧，等.材料近代分析測試方法課程的教學改革與實踐[J].中國大學教學，2010，（4）：37-39.

[2]王富恥.材料現代分析測試方法[M].北京：北京理工大學出版社，2006.

[3]李云龍，歐陽娜，張青海.高分子材料分析與測試課程設計與教學改革[J].高分子通報，2012，（6）：102-106.