《材料工業(yè)分析》課程教學(xué)改革與實(shí)踐

周燕　杜慶洋　王厚德

摘要：《材料工業(yè)分析》是我院為培養(yǎng)材料化學(xué)本科專業(yè)材料分析與測試方向人才而開設(shè)的一門專業(yè)課程，該課程針對工業(yè)生產(chǎn)中從資源開發(fā)利用、原材料選擇加工、生產(chǎn)過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量檢測等一系列分析測試過程而設(shè)置的一門實(shí)用性強(qiáng)的課程。通過課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握試樣的采取、制備和分解知識以及各種材料的測試方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方面的知識，并訓(xùn)練其扎實(shí)的工業(yè)分析實(shí)驗(yàn)操作能力，使之達(dá)到工業(yè)分析工作者的基本素質(zhì)要求。針對新時(shí)期對教學(xué)改革的要求，傳統(tǒng)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，結(jié)合課程本身的特點(diǎn)及存在的問題，作者就教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)評價(jià)方式等環(huán)節(jié)進(jìn)行有益的探索與嘗試。

關(guān)鍵詞：材料工業(yè)分析；教學(xué)改革；評價(jià)方式

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）33-0093-02

一、引言

《材料工業(yè)分析》是我院培養(yǎng)材料化學(xué)本科專業(yè)材料分析與測試方向人才的專業(yè)課程之一。課程講授試樣的采取、制備和分解知識；各種材料的測試方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方面的知識，并訓(xùn)練其扎實(shí)的工業(yè)分析實(shí)驗(yàn)操作能力。培養(yǎng)大學(xué)生掌握材料工業(yè)從資源開發(fā)利用、原材料選擇加工、生產(chǎn)過程控制、產(chǎn)品質(zhì)量檢測等一系列分析測試的能力，使其具備材料化學(xué)成分分析方面的工程素養(yǎng)。

工業(yè)分析在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，礦產(chǎn)的開發(fā)、工業(yè)原料的選擇、工藝流程的控制、工業(yè)成品的檢驗(yàn)、新產(chǎn)品的研制以及三廢的處理和利用等，都必須以分析結(jié)果為重要依據(jù)，在企業(yè)質(zhì)量保證體系認(rèn)證中，分析測試與生產(chǎn)工藝同等納入質(zhì)量體系的管理。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，工業(yè)分析所涉及的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大、分析方法、分析儀器不斷推陳出新，給工業(yè)分析提出了越來越多的新課題和新要求。針對新時(shí)期對教學(xué)改革的要求，傳統(tǒng)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，結(jié)合課程本身的特點(diǎn)及存在的問題，《材料工業(yè)分析》課程作為學(xué)?！罢n堂教學(xué)卓越計(jì)劃”立項(xiàng)建設(shè)項(xiàng)目之一作者就教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)評價(jià)方式等環(huán)節(jié)進(jìn)行有益的探索與嘗試。

二、整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

工業(yè)分析是分析化學(xué)的一個(gè)重要組成部分，是分析化學(xué)在工業(yè)生產(chǎn)中的具體應(yīng)用。其內(nèi)容包括整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過程和人類活動，如資源的勘探、原材料的選擇、生產(chǎn)過程的控制、產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)、環(huán)境檢測等均屬于工業(yè)分析的內(nèi)容。工業(yè)分析的對象多種多樣（包括煤質(zhì)分析、硅酸鹽分析、冶金工業(yè)分析、石油產(chǎn)品分析、化工生產(chǎn)分析、氣體分析、工業(yè)用水和工業(yè)污水分析、農(nóng)藥分析、電鍍液的分析等等），目前我校該課程執(zhí)行的教學(xué)計(jì)劃其理論課時(shí)與實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)為40：24，這些教學(xué)內(nèi)容不可能面面俱到。根據(jù)我校專業(yè)布局及服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，我們選擇煤質(zhì)分析、硅酸鹽分析、鋼鐵分析、氣體分析、水質(zhì)分析作為該課程重點(diǎn)講授的內(nèi)容，注重實(shí)用性和應(yīng)用性。

《工業(yè)分析》是一門測試手段更新?lián)Q代較快的學(xué)科，各種分析技術(shù)迅速發(fā)展，舊方法不斷被新方法所代替，舊標(biāo)準(zhǔn)被新標(biāo)準(zhǔn)所取代，所用教材不可避免地帶有滯后性。因此，在教學(xué)中適當(dāng)補(bǔ)充介紹一些前沿知識及發(fā)展趨勢，以拓寬學(xué)生的視野。

根據(jù)行業(yè)企業(yè)發(fā)展需要和完成工業(yè)分析技術(shù)人員實(shí)際工作任務(wù)所需要的知識、能力、素質(zhì)要求，選取教學(xué)內(nèi)容，集理論性與實(shí)踐性為一體，在考慮知識系統(tǒng)性的同時(shí)，注重實(shí)用性，體現(xiàn)新標(biāo)準(zhǔn)、新方法、新技術(shù)，為學(xué)生提供符合時(shí)代需要的教學(xué)內(nèi)容是《材料工業(yè)分析》課程建設(shè)的重要方面。

三、改進(jìn)教學(xué)方法

分析工作者必須掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識，這些知識要求必須在課堂內(nèi)完成。在理論課程的教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)課程教學(xué)的具體特點(diǎn)與要求選擇相應(yīng)的教學(xué)模式。工業(yè)分析所涉及的基礎(chǔ)知識在先修課程中已學(xué)過，而具體的工業(yè)分析方法及應(yīng)用大多是實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟等大量文字性敘述，課程枯燥無味，學(xué)生興致索然。為了改善教學(xué)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，我們在教學(xué)中積極創(chuàng)新教學(xué)模式：體現(xiàn)教師主導(dǎo)作用的同時(shí)，更加注重學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位。根據(jù)時(shí)代要求，結(jié)合課程自身的特點(diǎn)，梳理課程知識點(diǎn)，以任務(wù)驅(qū)動為導(dǎo)向，充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)和數(shù)字化教學(xué)資源，靈活選擇教學(xué)方法，組織編排教學(xué)活動，形成多元化的教學(xué)組織形式。

“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，創(chuàng)造條件讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中主動去探究知識，調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。比如課程中氣體試樣的采集、煤質(zhì)分析等內(nèi)容通過視頻的形式自主學(xué)習(xí)。試樣的分解、水質(zhì)分析、有色金屬及合金的分析、油料分析等部分內(nèi)容的講授由老師一言堂改為教師略講和學(xué)生自學(xué)，每節(jié)課程由任務(wù)引領(lǐng)確定任務(wù)目標(biāo)（包括知識目標(biāo)和能力目標(biāo)）將教學(xué)內(nèi)容、要求、重點(diǎn)等布置下去，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，課堂討論，通過小測驗(yàn)、思考題或隨堂作業(yè)的形式歸納總結(jié)上交，并作為平時(shí)成績計(jì)入期末考試成績中。

“師生互動”的教學(xué)模式，學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知主體，不僅是知識的接受者，還應(yīng)成為知識的探索者，讓學(xué)生獲得更多的參與教學(xué)的機(jī)會。例如硅酸鹽分析部分作為系統(tǒng)分析的典范，整個(gè)教學(xué)過程安排6個(gè)學(xué)時(shí)，教師用1學(xué)時(shí)概述硅酸鹽種類、硅酸鹽分析項(xiàng)目與分析意義、硅酸鹽試樣的分解等，根據(jù)硅酸鹽系統(tǒng)分析項(xiàng)目提出如下選題：①二氧化硅的測定；②三氧化二鐵的測定；③氧化鋁的測定；④氧化鈣和氧化鎂的測定；⑤二氧化鈦的測定；⑥氧化鉀、氧化鈉的測定；⑦氧化亞錳的測定。然后對學(xué)生進(jìn)行分組，每2—3名學(xué)生為一組，按照隨機(jī)的方法將各選題分配到各個(gè)具體的小組進(jìn)行討論。各小組成員圍繞選題，充分利用圖書館及網(wǎng)絡(luò)信息資源，查找相關(guān)資料，從分析項(xiàng)目的國家標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)（或行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)或工業(yè)生產(chǎn)中慣用的分析方法入手，就分析方法的選取、分析方法的原理、分析步驟、分析結(jié)果的處理及注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行小組內(nèi)的討論。討論結(jié)果以組為單位制作成PPT，學(xué)生根據(jù)分工在全班進(jìn)行課堂講解，同時(shí)回答其他小組同學(xué)和教師針對其講述內(nèi)容進(jìn)行的提問。教師根據(jù)討論情況對各選題相關(guān)知識點(diǎn)總結(jié)分析，使學(xué)生能夠進(jìn)一步完善該章節(jié)的知識體系。在這一過程中盡量讓每一個(gè)學(xué)生都參與到教學(xué)過程中，鍛煉學(xué)生文獻(xiàn)檢索、文字處理、PPT制作及口語表達(dá)能力?！皫熒p向式互動模式”既有利于教師的組織和主導(dǎo)作用的發(fā)揮，又利于學(xué)生的主動學(xué)習(xí)。

四、實(shí)踐與理論相結(jié)合，提高學(xué)生實(shí)際動手能力

工業(yè)分析是一門技術(shù)性、操作性、科學(xué)性很強(qiáng)的課程，它來源于實(shí)踐，作為一名分析工作者，既要理解和掌握本學(xué)科的基礎(chǔ)知識，又要熟練地掌握各種基本操作技術(shù)技能，能正確分析和解決實(shí)際工作中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題。能力目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)完成。本課程安排24學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)材料專業(yè)的特點(diǎn)，精選以下7個(gè)實(shí)驗(yàn)：水中pH值的測定、水中鋁含量的測定、分析煤樣中灰分的測定、煤的發(fā)熱量的測定、工業(yè)氣體分析、水泥中三氧化二鐵、三氧化二鐵的測定以及鋼鐵中硅、錳、磷含量的測定。但是通過近兩年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，發(fā)現(xiàn)存在以下問題：①學(xué)生態(tài)度不認(rèn)真，不預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)敷衍了事；②學(xué)生缺乏“量”的概念，部分學(xué)生對有效數(shù)字的位數(shù)普遍不敏感，數(shù)據(jù)處理、計(jì)算不正確；③實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范，隨意更改試劑用量、反應(yīng)時(shí)間、甚至變更實(shí)驗(yàn)步驟。為此在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)要嚴(yán)格要求學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感，讓學(xué)生意識到分析結(jié)果一點(diǎn)點(diǎn)“量”的差別，在工廠就是產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的安全，在出入境檢疫部門是國家的安危。要樹立質(zhì)量第一的意識，要使學(xué)生認(rèn)識到每一個(gè)“量”都需認(rèn)真對待，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

五、改革學(xué)生學(xué)習(xí)評價(jià)方式

我院《材料工業(yè)分析》課程在第七學(xué)期開設(shè)，本學(xué)期大多數(shù)學(xué)生在準(zhǔn)備考研，心思和精力用在專業(yè)課上的學(xué)習(xí)偏少，要么翹課，要么是人在心不在；過去一份試卷定成績（期末考核），學(xué)生不重視平時(shí)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，考試基本靠期末突擊，缺乏準(zhǔn)確性和全面性。為進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)效果，我們加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)評價(jià)方式改革，推行多階段、多類別的考核制度，注重學(xué)習(xí)過程考核，課程考核成績由平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)成績、期末考試成績?nèi)糠纸M成。平時(shí)成績注重學(xué)習(xí)過程的監(jiān)控，包括考勤、作業(yè)10%、多階段測試（學(xué)期中根據(jù)內(nèi)容進(jìn)度安排3次小測試，起到督促學(xué)生學(xué)習(xí)、檢查學(xué)生掌握相關(guān)知識的情況）20%、硅酸鹽分析的選題任務(wù)完成情況及回答問題10%幾部分構(gòu)成；期末考試成績30%，重點(diǎn)考察基本理論知識；實(shí)驗(yàn)成績占30%，包括實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過程中操作技能及處理問題的能力、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，以此全面評價(jià)學(xué)生對知識的掌握程度和運(yùn)用能力。為提高對老師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的全方位考核，需要設(shè)計(jì)更為合理的教學(xué)評價(jià)體系，知識、能力、素質(zhì)的綜合評價(jià)體系是我們下一步努力的方向。

六、鼓勵(lì)學(xué)生參加職業(yè)技能鑒定，提倡學(xué)與用相結(jié)合

組織和指導(dǎo)學(xué)生參加化學(xué)檢驗(yàn)工的中級工、高級工的職業(yè)資格鑒定的培訓(xùn)和考試，使他們及時(shí)學(xué)習(xí)、掌握與所學(xué)專業(yè)相關(guān)的技術(shù)，提前了解和掌握專業(yè)知識在當(dāng)前生產(chǎn)中的技能要求，使之成為知識與技能兼?zhèn)涞膹?fù)合型人才，以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展對高素質(zhì)人才的需求。

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