《材料分析測(cè)試技術(shù)》教改初探

蘇琳芬

【摘要】本文針對(duì)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(huì)。

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

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

一、引言

材料分析測(cè)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(cè)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(cè)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(guó)內(nèi)外在這方面研究的新理論、新進(jìn)展?，F(xiàn)代分析測(cè)試方法在材料生產(chǎn)過程中原材料的檢測(cè)、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(cè)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(shí)之一。如何使學(xué)生理解材料分析測(cè)試方法及原理以及掌握專業(yè)知識(shí)。教師在授課過程中教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評(píng)價(jià)方式起著至關(guān)重要的作用。因此本文結(jié)合作者的實(shí)際教學(xué)情況以及在教學(xué)過程的切身體會(huì)談?wù)勗诓牧戏治鰷y(cè)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(cè)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(shí)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(dòng)光譜分析和光電子能譜分析等現(xiàn)代材料科學(xué)測(cè)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(shí)例分析以及及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容等四方面對(duì)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(cè)試方法。重點(diǎn)理解X射線以及電信號(hào)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(shí)將布拉格方程等基本理論與實(shí)際分析測(cè)試獲得的圖像相結(jié)合分析，提高學(xué)生的理解能力。

2.對(duì)共性問題歸類。該課程中，有些測(cè)試方法利用了相同的原理。因此，可以針對(duì)各個(gè)測(cè)試方法相同的原理部分進(jìn)行講述，而后再分別針對(duì)各個(gè)測(cè)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(duì)兩個(gè)測(cè)試方法的特點(diǎn)部分進(jìn)行詳細(xì)分析。

3.結(jié)合實(shí)例分析。結(jié)合實(shí)例指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的分析測(cè)試技術(shù)，能啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決工程實(shí)際問題的能力。例如在講解透射電鏡衍襯模式下的明場(chǎng)像和暗場(chǎng)像時(shí)，先向?qū)W生展示一組明場(chǎng)像和暗場(chǎng)像的對(duì)比照片，使學(xué)生先有直觀的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而再詳細(xì)介紹明場(chǎng)暗場(chǎng)的成像原理。通過理論結(jié)合實(shí)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(shí)。

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(cè)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(cè)試技術(shù)時(shí)要注意結(jié)合本學(xué)科前沿研究領(lǐng)域和最新發(fā)展動(dòng)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(shí)。

三、教學(xué)方法的改革

現(xiàn)如今，集合了文字、圖形、動(dòng)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(dòng)性。然而，材料分析測(cè)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(cè)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(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)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(cè)試技術(shù)課程的特點(diǎn)在制作多媒體課件時(shí)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(duì)一些關(guān)鍵的公式推導(dǎo)和概念進(jìn)行講解分析。其次，對(duì)于重點(diǎn)或難點(diǎn)部分，通過多媒體進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，并對(duì)每部分知識(shí)點(diǎn)都及時(shí)進(jìn)行總結(jié)。此外，在課堂上對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問，考查學(xué)生的知識(shí)掌握情況，以便及時(shí)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(shí)與應(yīng)用實(shí)例相結(jié)合。材料分析測(cè)試技術(shù)是應(yīng)用性較強(qiáng)的課程，需要學(xué)生掌握測(cè)試技術(shù)方法后進(jìn)行實(shí)例分析。在教學(xué)過程中將課堂的理論教學(xué)與實(shí)際問題有機(jī)結(jié)合，有利于調(diào)動(dòng)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(shí)候就把實(shí)驗(yàn)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(cè)試實(shí)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(chǎng)教學(xué)相結(jié)合?，F(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法最顯著的特點(diǎn)在能夠?yàn)閷W(xué)生提供豐富的直觀經(jīng)驗(yàn)，有利于學(xué)生理解和掌握理論知識(shí)。材料分析測(cè)試技術(shù)課程的原理性非常強(qiáng)，若能加入現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)可以加深學(xué)生的對(duì)于理論知識(shí)的理解。例如，在講授到X射線衍射時(shí)候，可以帶學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室，通過現(xiàn)場(chǎng)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(shí)踐基礎(chǔ)。

四、完善課程考核方法

在材料分析測(cè)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(jī)外，考試成績(jī)還包括課堂提問、課后作業(yè)、小論文等多種評(píng)價(jià)手段。綜合考核方式既能鍛煉學(xué)生知識(shí)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(shí)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(dòng)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(duì)材料分析測(cè)試的基本概念、基本理論和應(yīng)用場(chǎng)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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。使學(xué)生在完成課程的學(xué)習(xí)后，能夠針對(duì)實(shí)際問題正確選擇材料分析與測(cè)試的方法，并且能正確分析測(cè)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.