E+材料化學(xué)專業(yè)“材料研究與測試方法”課程分析與改善

劉 輝,李 亮,鄢國平,郭慶中,張 橋,張云飛,陳 思,付慧莉

(武漢工程大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料化學(xué)教研室，湖北 武漢 430205)

《材料研究與測試方法》是我國絕大部分高等院校材料相關(guān)類專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)課程。該課程主要是通過對各種大型測試儀器的理論、原理及應(yīng)用領(lǐng)域進行介紹，使學(xué)生理解和掌握利用儀器分析材料的組成、結(jié)構(gòu)及性能，探索材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。通過對該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握材料基本的研究方法，能夠獨立對測試結(jié)果進行分析，增強學(xué)生的科研工作能力與分析解決實際問題的能力。

E+材料化學(xué)專業(yè)是近年來比較熱門的雙專業(yè)培養(yǎng)模式，它由英語和材料化學(xué)兩個專業(yè)組成，旨在培養(yǎng)具有一定的英語語言文學(xué)、文化知識，扎實的語言基本功，較強的跨文化交際能力，同時具備扎實的材料化學(xué)專業(yè)知識，較強的科學(xué)創(chuàng)新思維能力和一定的國際學(xué)術(shù)交流能力，能在英語、材料、化學(xué)、能源、環(huán)保等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)研發(fā)及生產(chǎn)管理等工作的復(fù)合型研究技術(shù)人才。由于專業(yè)要求和培養(yǎng)目標(biāo)的差異，使得E+材料化學(xué)專業(yè)與普通材料專業(yè)的《材料研究與測試方法》課程教學(xué)具有更高的教學(xué)要求。

1 目前存在的問題

(1)該門課程隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對材料性能的要求日益廣泛和苛刻,不斷出現(xiàn)新的研究方法和測試手段,且儀器的更新?lián)Q代也十分迅速,在教學(xué)內(nèi)容、課堂教學(xué)及實踐教學(xué)還存在一些問題，如教學(xué)內(nèi)容需與新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)相應(yīng)的更新；目前課堂教學(xué)大部分高校主要是以講授為主的課堂教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容以文字和圖片為主，學(xué)生被動學(xué)習(xí)，學(xué)生對課程感到比較乏味、難懂。另外，條件較好的高?？梢宰龅脚c自己學(xué)?？蒲袦y試儀器結(jié)合進行實踐教學(xué)，但由于教學(xué)儀器無論從數(shù)量和種類上講都很有限，使得實踐教學(xué)不能全部展開，教學(xué)內(nèi)容大打折扣。同時實踐教學(xué)過程也是以教師教學(xué)為主，按照分組進行教學(xué)，不是每個學(xué)生單獨進行測試操作，學(xué)生主觀能動性未能完全調(diào)動。

(2)《材料研究與測試方法》主要是圍繞各種大型測試儀器的原理、應(yīng)用、測試方法和材料研究結(jié)合的專業(yè)課。它涉及領(lǐng)域廣泛，不同的材料、不同性能測試所對應(yīng)的原理及方法要求不同,因此教學(xué)內(nèi)容連慣性不強，各章節(jié)之間的內(nèi)容有較強的獨立性,使學(xué)生感覺教學(xué)內(nèi)容零散,不利于準(zhǔn)確掌握與記憶，且需要有大型現(xiàn)代測試儀器作為支撐。如課程中的電鏡與X射線衍射內(nèi)容，這兩者在教學(xué)上主要講儀器的工作原理、結(jié)構(gòu)及少量的應(yīng)用，由于大部分是在課堂上教學(xué)，沒有儀器的直觀觀察，使得學(xué)生在課堂上面對空洞的理論和文字上的結(jié)構(gòu)分析感到枯燥，學(xué)生的積極性受到較大打擊。又如電鏡與X射線衍射兩者內(nèi)容基本毫無關(guān)聯(lián)，在教學(xué)過程中教學(xué)內(nèi)容跳躍太大，要求學(xué)生思維轉(zhuǎn)變更高。

(3)由于E+材料化學(xué)專業(yè)是培養(yǎng)目標(biāo)是具有一定英語水平的復(fù)合型人才，因此對英語的要求較高。大部分的E+材料化學(xué)專業(yè)是由外語學(xué)院承擔(dān)英語課程，對材料化學(xué)專業(yè)英語涉及較少，學(xué)生對材料化學(xué)相關(guān)的一些英語詞匯比較陌生，尤其是相關(guān)測試儀器及其測試術(shù)語英語詞匯基本沒有涉及。然而，E+材料化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生具有較好的專業(yè)英文文獻的閱讀能力及較高的國際學(xué)術(shù)交流能力。這就要求在E+材料化學(xué)專業(yè)教學(xué)過程中，要循序漸進地在每門專業(yè)課程中引入專業(yè)英語教學(xué)，使學(xué)生潛移默化學(xué)習(xí)到材料化學(xué)專業(yè)英語知識。

2 相應(yīng)的解決方法

針對上述存在的問題，E+材料化學(xué)專業(yè)《材料研究與測試方法》課程應(yīng)相應(yīng)的從教學(xué)內(nèi)容、課堂教學(xué)模式和實驗教學(xué)模式等方面進行一系列的改革和創(chuàng)新才能跟上E+材料化學(xué)專業(yè)的發(fā)展形勢，培養(yǎng)出與時俱進的創(chuàng)新人培養(yǎng)出實踐能力強、適合行業(yè)發(fā)展、符合市場需求的應(yīng)用型人才。

2.1 課堂教學(xué)中優(yōu)化中英雙語教學(xué)方式

為了加強學(xué)生的專業(yè)英語能力，E+材料化學(xué)課程結(jié)合實行雙語教學(xué)，即在原有基礎(chǔ)上，增加教學(xué)過程中材料化學(xué)專業(yè)詞匯的英語描述。具體為：一方面教學(xué)課件為中英文相結(jié)合，專業(yè)詞匯以英語為主，同時標(biāo)注中文，對一些常見的專業(yè)詞匯以英語發(fā)音；另一方面在科技論文主導(dǎo)教學(xué)模式中，以英文文獻為主進行教學(xué)。優(yōu)化中英雙語教學(xué)可以使學(xué)生能夠在課堂上較短時間對一些英文專業(yè)詞匯能夠迅速理解，提高學(xué)生的專業(yè)英語能力及英文科技論文閱讀水平。

2.2 以科學(xué)研究和專業(yè)實驗為主導(dǎo)的課堂教學(xué)方式

為了解決課程教學(xué)中教學(xué)內(nèi)容連慣性不強，各章節(jié)之間的內(nèi)容有較強的獨立性及無大型現(xiàn)代測試儀器支撐的問題。擬提出以科學(xué)研究和專業(yè)實驗為主導(dǎo)的課堂教學(xué)改革，在教學(xué)內(nèi)容上打破傳統(tǒng)的以儀器的原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用為主講的教學(xué)方式，將教學(xué)重點材偏移到材料科學(xué)研究及相應(yīng)的測試方法上。一方面將教學(xué)內(nèi)容與材料化學(xué)專業(yè)老師的科研工作相結(jié)合，把老師們在科研工作中所涉及的不同材料研究及測試方法展現(xiàn)在課堂教學(xué)上，可以加深學(xué)生對各種研究與測試方法的理解。同時材化專業(yè)老師相應(yīng)的一些測試儀器可作為支撐進行實踐教學(xué)，使學(xué)生將理論與實踐結(jié)合起來；另一方面，將專業(yè)實驗與教學(xué)結(jié)合起來，由于E+材化專業(yè)開設(shè)材料化學(xué)專業(yè)實驗，實驗內(nèi)容除材料制備合成外還有結(jié)構(gòu)及性能測試，因此可將這部分測試放入到《材料研究與測試方法》課程教學(xué)中，這樣可以使學(xué)生發(fā)揮自己的動手能力，將學(xué)到的東西學(xué)以致用。

2.3 以文獻報道為主導(dǎo)的課堂教學(xué)方式

針對上述科學(xué)研究和專業(yè)實驗為主導(dǎo)的教學(xué)所沒有涉及的其它重要的材料研究及測試方法，可將知名期刊中的英文科技論文中報道的熱門材料論文引入到課堂教學(xué)中，主要介紹一些熱門材料的研究與測試。通過對文獻大致了解后，重點講解文獻所涉及的研究方法和測試手段，如將文獻中石墨烯復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及性能測試的方法與電子顯微鏡和X射線衍射技術(shù)結(jié)合起來講解，可以使學(xué)生明白測試方法在研究材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系所起到的重要作用，進而使學(xué)生對教材上的測試方法具有更加直觀的理解。通過這種教學(xué)方式達到鍛煉學(xué)生的科研思維、促進學(xué)生科研能力和創(chuàng)新能力的提高的目的。

3 擬達到的教學(xué)目標(biāo)

針對E+材料化學(xué)專業(yè)《材料研究與測試方法》課程教學(xué)存在的問題進行相應(yīng)的教學(xué)改革，擬達到以下三項教學(xué)目標(biāo)：

(1) 提高E+材料化學(xué)專業(yè)《材料研究與測試方法》課程教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生在課堂上的積極性和主觀能動性，使學(xué)生能夠達到課程培養(yǎng)目標(biāo)。通過《材料研究與測試方法》課程學(xué)習(xí)，加強學(xué)生的專業(yè)英語能力，達到E+材料化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)；使E+材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生能夠以英語為工具，材料化學(xué)為發(fā)展方向，成為具有較強的科學(xué)創(chuàng)新思維與能力的國際化科研技術(shù)人才。

(2)通過以科研工作和專業(yè)實驗為主導(dǎo)的E+材料化學(xué)《材料研究與測試方法》課程教學(xué)體系教學(xué)構(gòu)建，可以使學(xué)生將實踐與理論有機相結(jié)合，為學(xué)生提供基本技能訓(xùn)練和培養(yǎng)動手能力的機會,從而提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。同時也為E+材料化學(xué)專業(yè)摸索新型課程教學(xué)方式，使E+材料化學(xué)《材料研究與測試方法》課程能夠滿足國際化人才的培養(yǎng)要求。以科技文獻為主導(dǎo)的課堂教學(xué)改革可以使學(xué)生對各種測試方法理論有直觀的了解,使學(xué)生了解最新材料學(xué)科科研進展情況，擴大學(xué)生的知識面。

(3)通過課程教學(xué)改革可以使學(xué)生了解科研工作，鍛煉學(xué)生的科研思維，促進學(xué)生科研能力的提高；調(diào)動學(xué)生的課堂興趣和主觀能動性，促進學(xué)生的創(chuàng)新及就業(yè)能力的提高。