《材料分析測試技術(shù)》教改初探

蘇琳芬

【摘要】本文針對筆者在該課程授課過程中的情況，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及課程考核方式等方面進(jìn)行總結(jié)，并提出心得體會。

【關(guān)鍵詞】材料分析測試技術(shù) ?教學(xué)內(nèi)容 ?教改 ?教學(xué)方法

【中圖分類號】TB302-4;G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）02-0010-02

一、引言

材料分析測試技術(shù)是材料科學(xué)與工程專業(yè)的主要基礎(chǔ)理論課程之一。材料分析測試技術(shù)是關(guān)于材料成分、結(jié)構(gòu)、微觀形貌、缺陷等方面的現(xiàn)代分析測試技術(shù)及其有關(guān)理論基礎(chǔ)的科學(xué)，并適當(dāng)反映近年來國內(nèi)外在這方面研究的新理論、新進(jìn)展。現(xiàn)代分析測試方法在材料生產(chǎn)過程中原材料的檢測、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督以及新材料的研究與開發(fā)等方面具有重要作用，他們既是材料分析測試的手段，也是材料科學(xué)研究必不可少的方法，是材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生必備的專業(yè)知識之一。如何使學(xué)生理解材料分析測試方法及原理以及掌握專業(yè)知識。教師在授課過程中教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評價方式起著至關(guān)重要的作用。因此本文結(jié)合作者的實際教學(xué)情況以及在教學(xué)過程的切身體會談?wù)勗诓牧戏治鰷y試技術(shù)教改中的嘗試。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

材料分析測試技術(shù)課程是在學(xué)生已具有高等數(shù)學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料物理、材料化學(xué)和材料導(dǎo)論等基本知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。課程主要學(xué)習(xí)內(nèi)容包括X射線衍射分析、電子顯微分析、熱分析、振動光譜分析和光電子能譜分析等現(xiàn)代材料科學(xué)測試方法，內(nèi)容豐富且龐雜。因此我們將從教學(xué)主線、共性問題歸類、結(jié)合實例分析以及及時更新教學(xué)內(nèi)容等四方面對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，以使得學(xué)生可以更全面地掌握課程內(nèi)容，并可以進(jìn)行應(yīng)用。

1.抓緊教學(xué)主線。本課程主要闡述材料組成、結(jié)構(gòu)和升降溫過程發(fā)生的物理化學(xué)變化的現(xiàn)代研究手段和測試方法。重點(diǎn)理解X射線以及電信號與樣品的相互作用后所獲得的信息是如何用于表征樣品。抓住以上教學(xué)主線，讓學(xué)生全面掌握掌握X射線衍射分析、電子顯微分析的樣品制備和結(jié)果分析處理是本課程的主要教學(xué)目標(biāo)。在教學(xué)過程中，始終圍繞教學(xué)主線，深入淺出講解相關(guān)理論，適時將布拉格方程等基本理論與實際分析測試獲得的圖像相結(jié)合分析，提高學(xué)生的理解能力。

2.對共性問題歸類。該課程中，有些測試方法利用了相同的原理。因此，可以針對各個測試方法相同的原理部分進(jìn)行講述，而后再分別針對各個測試方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。例如，X射線衍射分析和電子顯微分析均利用了晶體結(jié)構(gòu)衍射的原理。因此先將晶體結(jié)構(gòu)衍射原理部分進(jìn)行講述，再分別針對兩個測試方法的特點(diǎn)部分進(jìn)行詳細(xì)分析。

3.結(jié)合實例分析。結(jié)合實例指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的分析測試技術(shù)，能啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決工程實際問題的能力。例如在講解透射電鏡衍襯模式下的明場像和暗場像時，先向?qū)W生展示一組明場像和暗場像的對比照片，使學(xué)生先有直觀的認(rèn)識，進(jìn)而再詳細(xì)介紹明場暗場的成像原理。通過理論結(jié)合實際，使教學(xué)內(nèi)容由抽象復(fù)雜變得直觀明了，強(qiáng)化學(xué)生的專業(yè)知識。

4.不斷更新教學(xué)內(nèi)容。由于科技的不斷進(jìn)步，材料分析測試技術(shù)的內(nèi)容也在不斷地更新和完善，促使教師在講解分析測試技術(shù)時要注意結(jié)合本學(xué)科前沿研究領(lǐng)域和最新發(fā)展動態(tài)、介紹重點(diǎn)科技成果增加教學(xué)信息量大大豐富和活化教學(xué)內(nèi)容使學(xué)生掌握更多、更新的專業(yè)知識。

三、教學(xué)方法的改革

現(xiàn)如今，集合了文字、圖形、動畫等元素多媒體技術(shù)已應(yīng)用到教學(xué)過程中，增強(qiáng)了教學(xué)的直觀性和生動性。然而，材料分析測試技術(shù)是一門理論性很強(qiáng)的課程，需要學(xué)生在課堂上理解較多的分析測試?yán)碚?，因此需要在課堂教學(xué)中引入多元的教學(xué)方法。以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。

1.多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合。根據(jù)材料分析測試技術(shù)課程的特點(diǎn)在制作多媒體課件時主要把一些基本概念和學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容制作進(jìn)去。授課過程中，要在課堂上通過板書對一些關(guān)鍵的公式推導(dǎo)和概念進(jìn)行講解分析。其次，對于重點(diǎn)或難點(diǎn)部分，通過多媒體進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，并對每部分知識點(diǎn)都及時進(jìn)行總結(jié)。此外，在課堂上對學(xué)生進(jìn)行提問，考查學(xué)生的知識掌握情況，以便及時調(diào)整課堂教學(xué)方法，有利于提高教學(xué)效果。

2.理論知識與應(yīng)用實例相結(jié)合。材料分析測試技術(shù)是應(yīng)用性較強(qiáng)的課程，需要學(xué)生掌握測試技術(shù)方法后進(jìn)行實例分析。在教學(xué)過程中將課堂的理論教學(xué)與實際問題有機(jī)結(jié)合，有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。比如在講授“物相分析”一節(jié)的時候就把實驗獲得的X射線衍射圖譜發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)提供的材料成分以及PDF卡片檢索出可能的具體物相。通過在課堂過程中穿插分析測試實例，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、表達(dá)能力和分析解決問題的能力。

3.理論教學(xué)與現(xiàn)場教學(xué)相結(jié)合?，F(xiàn)場教學(xué)法最顯著的特點(diǎn)在能夠為學(xué)生提供豐富的直觀經(jīng)驗，有利于學(xué)生理解和掌握理論知識。材料分析測試技術(shù)課程的原理性非常強(qiáng)，若能加入現(xiàn)場教學(xué)可以加深學(xué)生的對于理論知識的理解。例如，在講授到X射線衍射時候，可以帶學(xué)生到實驗室，通過現(xiàn)場操作演示使學(xué)生觀察到符合布拉格方程的晶面發(fā)生了衍射，加深學(xué)生的理解，為后續(xù)的科研工作奠定了良好的理論和實踐基礎(chǔ)。

四、完善課程考核方法

在材料分析測試課程的考核上采取了綜合考核方法。除了學(xué)生的期末筆試成績外，考試成績還包括課堂提問、課后作業(yè)、小論文等多種評價手段。綜合考核方式既能鍛煉學(xué)生知識綜合運(yùn)用的能力，又能培養(yǎng)學(xué)生查閱分析信息資料、收集分析數(shù)據(jù)和撰寫科技論文的能力。通過考核方式的改革，有助于學(xué)生掌握和運(yùn)用所學(xué)知識培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的方法及能力，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

五、結(jié)束語

通過以上教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面的改革，加深了學(xué)生對材料分析測試的基本概念、基本理論和應(yīng)用場合的理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)習(xí)以后專業(yè)課程打下堅實基礎(chǔ)。使學(xué)生在完成課程的學(xué)習(xí)后，能夠針對實際問題正確選擇材料分析與測試的方法，并且能正確分析測試結(jié)果。并且具備通過自學(xué)掌握材料分析新方法、新技術(shù)的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]林健.面向“卓越工程師”培養(yǎng)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革[J]. 高等工程教育研究， 2011（5）： 1-9.