材料类专业课程《材料现代分析方法》教改探索与建议

材料类专业课程《材料现代分析方法》教改探索与建议

曾春燕 房勇 刘东亮 金永中

四川轻化工大学材料科学与工程学院 四川自贡 643000

摘要：教学改革主要是指教学方法、教学手段以及教学模式等方面的改革。本文对《材料现代分析方法》课程的教学内容及教学方法等方面的改革进行了探讨，提出了一些实践案例和教改思路，以有效提高学生学习的积极性和主观能动性，改善教学效果为目的，采用灵活实用的教学方法，强化理论与实践相结合的教学手段，激发学生的学习兴趣，全方面提高学生综合素质。

关键词：材料分析；课程改革；教学手段；主动学习

《材料现代分析方法》是材料类本科专业主干课程，是培养创新型、研究型材料类学生的有力工具^[1-2]。该课程可以使学生了解分析仪器的基本结构和原理，并学会根据材料分析需求选择正确的分析方法。让学生理解微观结构、组分和性能之间的构效关系。为新材料的开发、材料性能的优化及工程结构件的失效分析提供基本方法和实验依据，培养学生利用现代分析方法解决实际问题的能力。然而，《材料现代分析方法》涉及大量的学科交叉知识和抽象的描述性知识，并涉及多种仪器设备的操作知识。抽象和枯燥的内容易让学生精力不集中，难以进行深入的学习和掌握核心知识点，导致课程教学效果普遍不理想。因此，如何改进教学内容，改革教学方法和手段，提高学生的学习积极性和学习效果，是我们必须重视的问题，许多学者对该课程的改革已提出了自己的观点。本文针对上述问题，从教学内容、教学方法和手段的改革等方面入手，对教学过程中如何激发学生学习兴趣和培养学生利用现代分析方法解决实际问题的能力等诸多方面进行了思考，谈一谈在教学过程中的一点体会和建议。

一、《材料现代分析方法》课程特点及难点

《材料现代分析方法》是一门包含多门交叉学科以及多种先进检测技术的课程。内容涉及大量材料科学、物理、化学、光学、电子学、量子力学、统计学等领域的基础知识，也包含较多抽象的概念和难懂的理论和公式推导。课程主要内容有X射线衍射的物理学及晶体学基础,X射线衍射的基本原理、分析方法及其应用；电子显微分析的主要设备结构、工作原理、分析方法及应用等。通过这些内容的学习，掌握现代分析设备、仪器的原理及主要应用，解决材料科学研究及工程实际中所涉及材料微观结构问题，比如织构分析、应力分析及微区成分、微观形貌、晶体缺陷等^[3]。由此可以看出，本课程是一门实践性很强的课程，强化理论教学和实践教学相结合的教学方法，对提高学生掌握现代分析测试技术是非常重要的，并对培养学生的创新意识，提高其综合运用知识及分析问题和解决问题的能力

是非常有必要的。

二、当前《材料现代分析方法》教学过程存在的主要问题

1、 重理论，轻实践

在以往的教学过程中，教师们出于教学过程的简单化而重理论讲授，轻实践教学。因此很多学生丧失对该课程学习的兴趣，听不懂甚至完全不听的学生占绝大多数，导致该课程的教学效果普遍较差。

2、课时安排过少

这门课程课时安排相对较少，为 48 学时左右，而要了解和掌握的分析测试方法种类又较多，各种分析方法的工作原理、应用范围各不相同，涉及的理论知识很多，有的知识比较难懂，如关于织构分析、微观结构的动力学解释等。这对于教师的教学组织和学生的知识掌握都有一定的困难。

3、教学手段和方法单一，影响教学效果

随着现代信息技术的快速发展，传统的板书教学和简单的PPT教学手段，已经不能满足学生学习的需要，不利于激发学生的学习兴趣。因此，必须对教学内容和教学方法进行改革，从而提高教学质量。

三、《材料现代分析方法》课程改革方案建议

1、加强应用能力培养，改革教学内容

在本课程中，各种测试方法的工作原理和仪器结构各不相同，内容多而杂，如X射线衍射仪、扫描电子显微镜及透射电子显微镜的结构和工作原理各不相

同，因此，学生学习起来比较吃力，会产生较强的挫败感，影响学习积极性。

所以，教师要根据材料类专业培养目标要求，仔细分析各种测试方法在材料研究中的具体应用，从培养学生的综合应用能力出发，通过实例与学生的实践操作相结合，就一种测试方法讲深讲透，而不是面面俱到、浅尝辄止^[4]。

2、改革教学方法，提高学生自主学习的积极性

传统的教学方法主要是教师讲授，学生听课并记录，这是一种被动的接收知识，缺少了学习的主观能动性。因此，在教学过程中，不能只注重教师的教而忽视学生的学。另外，教师也必须丰富专业知识和现代科学知识，满足学生对知识的需要。我们在教学过程中，采用多种方法，融课堂讨论、课外作业等于一体，增加课堂上与学生的互动，激发学生的学习积极性。在讲解有关知识点时，应引入相关研究的背景，例如在讲解 X射线的产生时，介绍伦琴发现X射线的过程等相关背景，讲解衍射原理时，增加劳厄实验、布拉格实验背景等的介绍，通过介绍他们的的相关经历，使学生更好理解相关知识，充分调动学生的学习积极性和主观能动性，使学生主动学习，想学习。

3、改革教学手段，提高多媒体和信息化水平

充分利用现代多媒体教学手段，能很好的对解决课时少而内容多的矛盾，教师不仅节约了书写板书的时间，另外多媒体能形象的展示教学内容，对于材料现代分析方法这种实验性和应用性都很强的课程，各种图谱通过多媒体播放出来，可以让学生更深入的理解所学知识^[5]。另外，针对课程中涉及的工作原理、仪器结构、测试结果图谱等，采用多媒体教学手段，可以用动画，视频等方式将这些原理和结构等直观地展现在屏幕上，可以强化材料现代分析技术课程的教学效果，增加直观性，提高教学效果，这也要求教师在教育观念以及教学方式上都要有根本性的转变。

其他方面，建设相应的课程网站，完善实验条件，总结教学经验，编写适合的理论和实践教材等，在教学中起着举足轻重的作用。例如，建设相应的专门网站，除了可以进行课件展示、作业布置、资料分享外，更重要的是可以进行师生答疑交流，可以很好地解决学生找不到老师，老师看不到学生的现象。而且同一个问题，大家都知道，避免了重复，节约了老师和学生的宝贵时间。

四、结论

教学改革要从教育观念和教学内容的改革入手，重视教学手段、教学方式以及考试评价体系的改革。采用灵活实用的教学方法，提高课程教学的信息化、提高教师专业素养、加强教师工作人文环境建设、建设相应的课程网站等，通过教学实践，激发学生进一步的学习兴趣，提高学习主动性和积极性，有助于全方面提高学生综合素质。另外，积极建立激励与约束机制，以提高大学生的基础理论知识、创新能力和实践能力为最终目标，提高教学水平和教学质量，为学生提供高水平、高质量、高效率的《材料现代分析方法》课程教学平台，并带动其他课程的改革与提高。

参考文献：

[1] 钟登华．新工科建设的内涵与行动．高等工程教育研究，2017(3): 1-6．

[2] 周开发，曾玉珍．新工科的核心能力与教学模式探索．重庆高教研究，2017, 5(3): 22-35．

[3] 曲明贵，张静武.《材料现代分析测试方法》精品课程建设实践[J].教育与教学研究, 2010, 24(1):96- 98.

[4] 祖国胤.《材料现代研究方法》课程考核改革的实践与探索[J].中国冶金教育，2010, (6): 51-53.

[5] 杨新亚.《材料研究与测试方法》的教学改革实践[J].理工高教研究，2006，25(2): 113-114.

作者简介：曾春燕（1985-），四川轻化工大学，讲师，博士，研究方向：无机功能材料