《材料現(xiàn)代分析測試技術》課程改革淺議

萬書權

攀枝花學院生物與化學工程學院，四川攀枝花 617000

《材料現(xiàn)代分析測試技術》課程改革淺議

萬書權

攀枝花學院生物與化學工程學院，四川攀枝花 617000

結合教學實際情況并側重應用對材料現(xiàn)代分析測試技術課程內(nèi)容進行合理整合，采用明確教學目的、大量引入多媒體和網(wǎng)絡教學、加設有探索意義的課后作業(yè)結合課堂討論和多樣化考核等方式，有效激發(fā)學生學習興趣，提高學習主動性和積極性，大幅度提高教學效果，全方面提高學生綜合素質(zhì)。

材料；現(xiàn)代分析測試技術；課程改革；素質(zhì)教育

引言

現(xiàn)代分析測試技術是在材料、化學、物理和及其應用和工程等多種學科基礎上交叉融合發(fā)展的綜合性科學，知識內(nèi)容十分豐富且發(fā)展很快。根據(jù)學科側重點和專業(yè)培養(yǎng)需要的不同，實際教學內(nèi)容也有很多變化，常見教學內(nèi)容有X射線衍射分析、電子衍射顯微分析、熱分析和波譜色譜分析等。攀枝花學院化學類專業(yè)因有獨立的波譜和色譜分析課程，本課程涉及內(nèi)容主要為前面三大部分。

過去課程教學實踐表明，常存在的主要困難有：知識更新快，理論內(nèi)容偏難；部分內(nèi)容交叉性很強，不利教學安排；部分分析測試技術涉及大型貴重儀器設備缺乏實踐教學支撐，不利于清晰講解；教材中缺少課后習題，不利于檢查檢測效果，不利于學生應用能力和綜合素質(zhì)提高。

上述種種原因，使教學過程中學生學習興趣淡薄，教師教得迷茫，學生學完后更迷茫不知所云，更加不知所用，嚴重影響了教學效果。

針對上述問題，從教學內(nèi)容、形式、要求、作業(yè)及考核等入手，從有效培養(yǎng)學生學習興趣提高學生學習主動性，在提高教學效果和培養(yǎng)學生創(chuàng)新和綜合運用能力等方面進行了教學改革探索。

1 具體措施

1.1 合理整合教學內(nèi)容

實用和有趣的教學內(nèi)容是學生熱愛學習和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的先決條件。如果和大學基礎課程一樣，只看重書本理論知識傳授，而忽視了對實際問題的分析測試能力鍛煉，將不利于教學效果和學生綜合素質(zhì)提高。教學實踐中結合專業(yè)培養(yǎng)需要和課程特色， 主要開展了以下工作：

1）結合化學類專業(yè)特色，深入分析各種分析測試技術內(nèi)容和常見應用，加強各相應學科聯(lián)系，積極引導學生們進行知識整合。

2）基礎理論知識上，因材施教。具體而言，就是結合當前學生知識水平，弱化那些對本科生不易理解的理論基礎部分。

3）與時俱進，培養(yǎng)學生查新和創(chuàng)新能力，提高學習自主性和學習興趣。對教材中已瀕臨淘汰的技術，只簡單描述其實質(zhì)和拓展其最新發(fā)展。重點介紹當前流行的新儀器和新技術，以求學以致用。

4）引導學生進行知識整合，加強實際中的綜合應用能力培養(yǎng)，即把所有課程知識體系以常規(guī)實際應用為目的進行重新整合。根據(jù)材料科學與工程4要素（材料性質(zhì)、使用性能、合成與制備、組成和結構）模型把課程內(nèi)容，從常規(guī)的X射線衍射分析、電子衍射顯微分析、熱分析等大塊，重新調(diào)整為晶胞結構、形貌（含尺寸）和物相（含成分）和性質(zhì)分析四大塊中去，原本那些不利于分類的知識塊（例如波譜儀、能譜儀和X熒光分析等）也可較好地歸納進去，改善了教材思維局限性和教學內(nèi)容組織的不連貫性。

5）調(diào)查周邊現(xiàn)有的儀器，緊密貼合實際，學以致用?，F(xiàn)代分析測試技術應用常受限于當?shù)氐膬x器，十分有必要結合攀枝花及其附近地區(qū)儀器和過去科研實例，進行清晰和生動地講解，盡量學以致用，為今后畢業(yè)論文開展、就業(yè)和深造等奠定堅實基礎。

1.2 靈活教學

靈活合理的教學方式是對教學方案良好實施的有效保證。在我們的教學實踐中，充分與現(xiàn)代信息技術結合，在提高學生學習興趣、學習自主性和提高學習自學能力等都有益處。教學方式改革中主要包含了以下內(nèi)容：

1）改常見的填鴨式教育為引導式自主學習，充分發(fā)揮學生的主觀能動性。這在學時偏少時的課程教學中十分重要，填鴨式教育遠不能滿足此課程原本龐大而日益更新的知識需要，教師在課堂上更多的靠有效吸引學生入門，真正的核心知識和實際應用能力得靠課后自主學習和領悟，之后再串講提高。

2）課堂教學上充分使用多媒體和互聯(lián)網(wǎng)，以身邊的新聞和尖端科研，引領學生翱翔于網(wǎng)絡知識海洋，吸引學生興趣去課后自學，主動思考、分析和解決身邊的實際問題，有效提高教學效果。

3）充分使用小木蟲論壇、科學網(wǎng)、儀器信息網(wǎng)、維普和萬方等網(wǎng)絡資源，某些測試技術即使不能身臨其境，也可借用互聯(lián)網(wǎng)知識在線地把儀器結構和測試過程甚至是測試者制樣和分析的寶貴實踐經(jīng)驗都可以講解得比較清楚。

4）重視教學中的對比學習和及時總結，引導學生構建自己的知識網(wǎng)絡，增強學生的實際中的綜合應用能力。

1.3 明確教學要求

本課程可以讓學生們更加愛科學愛學習，擴寬其知識視野，培養(yǎng)查新創(chuàng)新意識和能力，提高個人應用能力等綜合素質(zhì)，為畢業(yè)論文寫作和就業(yè)深造等奠定堅實基礎。本著學以致用，對課程內(nèi)容和教學形式進行了探索調(diào)整后，也進一步明確教學要求，即“知分析原理和儀器結構、熟應用、會測試、能分析”。

同時也以人為本，差別化對待。對大多數(shù)學生，重點介紹分析測試實驗流程和具體分析步驟，有一定查新和創(chuàng)新能力，為即將進行的畢業(yè)論文和擴大就業(yè)面打基礎，也就是強調(diào)測試和分析，弱化原理和結構；對于準備讀研深造的部分學生而言，在上面的基礎上，更要求其自學清楚相應的原理和儀器結構，更針對性地加強各種分析測試技術聯(lián)合應用，提出、分析和解決實際問題等能力培養(yǎng)。

1.4 發(fā)展式教學強化應用能力

本課程定位為化學類專業(yè)的專業(yè)核心課，更應該重視學生的實際應用能力培養(yǎng)。在實踐中主要以布置適宜的課后作業(yè)和積極開展課堂討論進行。

限于實際條件，本課程教學常缺少足夠的實際儀器操作實訓，各種教材中也鮮有復習思考題之類的課后作業(yè)題，這很不利于鞏固學生課堂學習成果和及時檢查教學效果。為了增強教學內(nèi)容的趣味性和實際應用性，我們常在每章內(nèi)容講授完后針對性地布置一些有前瞻和挑戰(zhàn)性的開放性論述題，充分開展發(fā)展型教學和學生課后的自主學習和實際應用能力訓練。

開放性論述題示例：試結合本課程和過去所學分析化學、波譜分析等相關知識，論述如何有效獲得某固體混合物（以攀枝花高爐渣為例）的各個物相含量（含其化學成分及其含量的測定），并合理安排其分析測試順序。

雖然這類題目沒有較合理完美的答案，但在一起探索答案這個過程中卻能受益良多。待學生們初步完成后，老師再結合作業(yè)情況積極開展課堂討論。

課堂討論時老師宜充分調(diào)動學生積極性，鼓勵和引導他們提問，現(xiàn)場在互聯(lián)網(wǎng)上和學生們一起解決，拓展大家的知識面和加強學生自學能力培養(yǎng)，讓學生們學會善用網(wǎng)絡資源，并以此去思考分析和解決實際中的問題。

在課堂討論集思廣益的基礎上，再鼓勵讓學生們進一步利用各種網(wǎng)絡資源，再次完成相同的作業(yè)，引導學生再次進行知識整合，構建自己的知識網(wǎng)絡，并以此激勵學生相互促進，共同提高教學效果。

1.5 激發(fā)學生興趣

如前所述，種種教改探索措施的開展都離不開學生的主體參與，某種意義上說目的都是在激發(fā)學生興趣。對于材料分析測試這種較前沿且十分重視實踐的課程而言，不能讓學生們迷失于浩瀚而枯燥的相關理論中。必須深入淺出，針對性地激發(fā)其學習興趣，避重就輕地讓學生得到應用能力鍛煉。結合前面分析，在教改探索中主要采用了以下方法：

1）課堂上多用多媒體和網(wǎng)絡教學，現(xiàn)場解決問題和發(fā)掘知識。

2）如條件允許，盡可能到儀器現(xiàn)場參觀學習；如不允許，也盡量多用網(wǎng)絡上圖文并茂的操作經(jīng)驗去生動講授重點實驗測試過程。

3）充分把教學和教師科研經(jīng)歷相結合。比如把布拉格實驗和晶體定向加工結合起來，把一個古老的實驗，活生生地重現(xiàn)在學生面前。

4）引入身邊的新聞（如好奇號火星車的分析測試之旅）等熱點內(nèi)容；在講到原子力顯微鏡可移動原子時，適時引入分子加工和設計等概念。

5）適時總結和對比所有曾學過的內(nèi)容，比如X射線和電子與物質(zhì)作用的信號及其具體用途的異同之處等。還有從宏觀到微觀尺度下的各種分析測試技術及其研究適用范圍總結，引導和輔助學生形成較完善的知識網(wǎng)絡。

只有有效地培養(yǎng)了學生們的學習興趣，才能取得良好的教學效果。引導他們真正熱愛上科研，學好科學文化知識本身為今后的學習、工作和生活打好堅實基礎；更借此希望他們學會用好科學之眼，以其獨特視角，啟發(fā)思考如何更好地去適應社會和為社會服務，提高其綜合素質(zhì)，真正實現(xiàn)教書育人！

1.6 靈活考核

如前所述，教學內(nèi)容、形式、要求、應用強化等探索，也得適時對考核形式進行調(diào)整，以加強應用能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。實踐表明采用靈活多樣的考核方式有較好的效果。比如加大平時成績（尤其重視課堂討論和課后作業(yè)的完成質(zhì)量）考核的同時，期末也采用開卷考核類似于課后作業(yè)題目的綜合論述題。重點考察綜合利用課程所學的知識，解決一些身邊的科學問題的能力。其中的知識源于書本，但高于書本，更偏向于實際應用。讓真正愛學習的，學好了本課程的學生們?nèi)〉糜行У恼蚣?，也督促部分學習方法欠佳的同學，進行調(diào)整和改進。共同為提高教學效果和培養(yǎng)學生學習能力、應用能力等綜合素質(zhì)服務。

2 結語

通過上述對材料現(xiàn)代分析測試技術教學內(nèi)容、形式和要求，結合適宜課后思考題和課堂討論和靈活多樣的考核機制等探索措施，可以使教師能清晰把握重難點合理避重就輕深入淺出地講授，讓學生們學習不再迷茫，在老師的引導下將過去所學和現(xiàn)在所學的知識都構建成獨特的知識網(wǎng)。同時也極大地提高了學生們的學習興趣和強烈的求知欲，提問積極性也明顯提高，增強了對學生動手能力和思維創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，變知識為實際應用能力和綜合素質(zhì)。

在教學實踐中不僅完成了預定的教學要求，取得了良好的教學效果，更讓學生們掌握了自主和較靈活選擇和應用各種分析測試方法，在畢業(yè)論文寫作水平也顯著提高，實現(xiàn)了學有所用，全面提升了學生的綜合素質(zhì)，為學生們更好地就業(yè)、深造和生活都奠定了良好基礎。

值得一提的是，課程教學改革是一個長期而艱巨的過程，尤其是對于材料現(xiàn)代分析測試技術這種綜合且前沿的課程而言，相關研究還在進一步進行中。

[1]李占雙,景曉燕,王君.近代分析測試技術[M].北京理工大學出版社，2009.

[2]常鐵軍,劉喜軍.材料近代分析測試方法(第4版)[M].哈爾濱工業(yè)大學出版社，2010.

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.22.126