“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程教學(xué)優(yōu)化路徑探討

文/閆浩然，陳君華，郭騰，王彥平，張少卿

（安徽科技學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院，安徽蚌埠 233030 ）

隨著當(dāng)代材料科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，材料工程學(xué)科的發(fā)展及教育已經(jīng)越發(fā)為人們所重視。材料工程學(xué)科的主要任務(wù)是探究材料成分、結(jié)構(gòu)、制備與加工及其性能和應(yīng)用。[1]“材料分析與測試技術(shù)”是化學(xué)與材料工程學(xué)院開設(shè)的專業(yè)必修課，是建立在材料化學(xué)、材料分析方法以及儀器分析等學(xué)科基礎(chǔ)之上的一種應(yīng)用實踐性課程。該課程教學(xué)開展的主要任務(wù)是，依托課堂理論知識講解、實驗實踐操作的方式，讓學(xué)生對無機非金屬、金屬、高分子以及復(fù)合材料等的制備與表征加深理解與掌握，同時促使學(xué)生對當(dāng)代材料分析測試儀器的工作原理與使用方法進行初步了解，鍛煉學(xué)生根據(jù)問題自主選擇適宜的實驗方法，并最終解決問題的能力。另外，該課程還能夠有效強化學(xué)生在材料、化學(xué)、物理等交叉學(xué)科的實踐水平，為學(xué)生以后的工作與發(fā)展奠定良好的實驗基礎(chǔ)。[2]由此可見，“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力與綜合素養(yǎng)，其教學(xué)效果對學(xué)生未來發(fā)展產(chǎn)生了非常大的影響。但當(dāng)下許多高校在開展該課程的實驗教學(xué)時，還是沿用以往的教學(xué)模式，內(nèi)容枯燥，教學(xué)方式單一，考核評估不科學(xué)，造成學(xué)生實踐能力不高、創(chuàng)新意識薄弱。為了使得“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程能夠取得更好的教學(xué)效果，本文對其教學(xué)方法進行了深入探究。

1.現(xiàn)階段“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程教學(xué)問題

1.1 實驗教學(xué)結(jié)構(gòu)組成不合理

高校在開展“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程教學(xué)過程中，教學(xué)的主要內(nèi)容是指導(dǎo)學(xué)生完成一些較為簡單的實驗，讓學(xué)生在實驗中掌握基本的操作方法，但極少會安排一些設(shè)計型、應(yīng)用型的實驗。在這種較為落后的實驗教學(xué)架構(gòu)影響下，學(xué)生的思維能力以及綜合素養(yǎng)得不到有效提升。

1.2 實驗教學(xué)模式固定

高校在開展“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程教學(xué)過程中主要還是沿用以往的實驗方式，以教師講解知識與操作示范為主導(dǎo)，同時將課程教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃為不同的環(huán)節(jié)，比如實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗操作方法、操作流程以及結(jié)果分析等。在教師講解完成之后，學(xué)生依照教師的要求依次實施各個實驗步驟。這樣的實驗課程教學(xué)方式只是讓學(xué)生機械地重復(fù)教師的實驗步驟，并沒有對實驗現(xiàn)象與結(jié)果進行系統(tǒng)而深入的探究，難以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也不能夠充分調(diào)動學(xué)生的自覺能動性，難以有效提升學(xué)生解決實際問題的能力。[3]

1.3 實驗過程中學(xué)生動手機會較少

“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程教學(xué)中用到的儀器一般為進口設(shè)備，價格成本較高，維修價格也十分高昂，同時各個學(xué)校采購的設(shè)備數(shù)量十分有限。在這樣的情況下，通常在開展該實驗課程教學(xué)時，教師都會為學(xué)生進行操作演示，而很少給學(xué)生親自動手操作的機會，進而導(dǎo)致學(xué)生無法深入領(lǐng)悟到操作要點，對實驗課程教學(xué)產(chǎn)生不了較高的興趣。同時，在教學(xué)過程中，學(xué)生往往注意力不集中，也不能深入地思考問題，使得該課程最終的教學(xué)效果不甚理想。[4]

1.4 實驗考核評估模式不科學(xué)

當(dāng)下高校在對學(xué)生“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程學(xué)習(xí)成果進行考核時，主要基于學(xué)生每學(xué)期實驗報告與平時成績兩個部分。由于在實際開展實驗課程教學(xué)過程中學(xué)生進行操作的機會較少，并且各個學(xué)生完成的實驗內(nèi)容大體相同，所以將實驗報告作為對學(xué)生的考核評估顯然不合理?？己嗽u估方式缺乏科學(xué)性，既打擊了學(xué)生參與實驗課程教學(xué)的積極性，也養(yǎng)成了學(xué)生抄襲實驗報告的惡習(xí)。

2.“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程教學(xué)優(yōu)化路徑

2.1 不斷完善實驗教學(xué)架構(gòu)

高校在開展“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程教學(xué)過程中，在帶領(lǐng)學(xué)生進行一些常規(guī)實驗操作基礎(chǔ)之上，還應(yīng)當(dāng)引入一些設(shè)計與應(yīng)用方面的實驗，培養(yǎng)學(xué)生良好的創(chuàng)新思維與綜合素質(zhì)。例如，教師可以將“羥基磷灰石納米線的制備與形貌表征”實驗引入課程教學(xué)中，逐步提高學(xué)生的設(shè)計能力與知識應(yīng)用水平。[5]此外，教師還可以選取一些與學(xué)生平時生活密切相關(guān)的綠色環(huán)保實驗，比說帶領(lǐng)學(xué)生開展“MOFs材料的制備與光催化降解有機染料廢水”等實驗，進一步提高學(xué)生對實驗課程教學(xué)的興趣，讓學(xué)生感受到所學(xué)知識的應(yīng)用價值，更好地融入到實驗課程教學(xué)中。

2.2 創(chuàng)新實驗課程教學(xué)模式

在當(dāng)下信息化技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，教師在開展“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程教學(xué)時，必須加強對教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新，將現(xiàn)代新型技術(shù)手段應(yīng)用到實驗教學(xué)過程中，利用多媒體設(shè)備來提高實驗課程教學(xué)效果。在教學(xué)活動開展之前，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容將與本實驗課程有關(guān)的實驗器材、實驗原理以及操作流程與方法等制作成圖片或者視頻，然后依托互聯(lián)網(wǎng)平臺將其分享給學(xué)生，使學(xué)生能夠靈活安排時間進行實驗課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，并且可以實現(xiàn)反復(fù)觀看。另外，在開展實驗課程教學(xué)的過程中，教師在為學(xué)生進行操作示范的同時，可向?qū)W生提出相關(guān)問題，不僅可以有效檢驗學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況，也能夠引發(fā)學(xué)生對實驗內(nèi)容的思考。[6]教師還可以讓學(xué)生以小組形式來開展實驗，不斷提高學(xué)生的團隊協(xié)作意識與能力。

2.3 設(shè)定對學(xué)生開放的實驗室

為了進一步提升學(xué)生的實驗操作能力與創(chuàng)新水平，高校需要設(shè)定專門的開放實驗室，讓學(xué)生能夠擁有較多的時間與機會進行實驗操作與分析?？傮w來說，高?？梢詫㈤_放實驗室劃分為兩個部分，分別是材料合成制備實驗室以及分析測試實驗室，旨在讓學(xué)生認(rèn)識到更多類型材料的合成途徑及其相關(guān)儀器設(shè)備。學(xué)生利用開放實驗室中的各種器材，比如掃描電子顯微鏡、同步熱分析儀等，可以在教師的協(xié)助下進行不同材料的制備與表征探討。另外，高校還應(yīng)當(dāng)大力倡導(dǎo)大學(xué)生參與各種實踐活動，比如大學(xué)生科研項目、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練等，幫助學(xué)生實現(xiàn)知識的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。

2.4 構(gòu)建健全的實驗課程考核評估體制

針對當(dāng)下“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程考核評估中的問題，高校應(yīng)當(dāng)重視對考核評估模式的改革與創(chuàng)新，真正達(dá)到“以評促學(xué)”的目的。高?？梢赃M一步完善實驗考核成績內(nèi)容，不僅對學(xué)生課堂實驗操作情況進行考核，同時也需要對學(xué)生線上學(xué)習(xí)狀況、線上知識點評測以及實驗報告等進行考核，從而更加全面且精準(zhǔn)地對學(xué)生實驗課程學(xué)習(xí)情況進行考核。

3.結(jié)語

綜上所述，“材料分析與測試技術(shù)”實驗課程教學(xué)改革與創(chuàng)新應(yīng)當(dāng)緊密貼合我國高等教育改革思想，同時與我國綠色可持續(xù)發(fā)展理念相一致。當(dāng)下，該實驗課程教學(xué)中存在較多問題，對其進行改革與優(yōu)化迫在眉睫。只有引入現(xiàn)代新的技術(shù)手段與教育理念，不斷創(chuàng)新實驗課程教學(xué)方式與評估模式，才能培養(yǎng)出更多實踐水平高、創(chuàng)新能力強的應(yīng)用型人才。