《材料现代分析测试技术》课程改革浅议

万书权

攀枝花学院生物与化学工程学院，四川攀枝花 617000

《材料现代分析测试技术》课程改革浅议

万书权

攀枝花学院生物与化学工程学院，四川攀枝花 617000

结合教学实际情况并侧重应用对材料现代分析测试技术课程内容进行合理整合，采用明确教学目的、大量引入多媒体和网络教学、加设有探索意义的课后作业结合课堂讨论和多样化考核等方式，有效激发学生学习兴趣，提高学习主动性和积极性，大幅度提高教学效果，全方面提高学生综合素质。

材料；现代分析测试技术；课程改革；素质教育

引言

现代分析测试技术是在材料、化学、物理和及其应用和工程等多种学科基础上交叉融合发展的综合性科学，知识内容十分丰富且发展很快。根据学科侧重点和专业培养需要的不同，实际教学内容也有很多变化，常见教学内容有X射线衍射分析、电子衍射显微分析、热分析和波谱色谱分析等。攀枝花学院化学类专业因有独立的波谱和色谱分析课程，本课程涉及内容主要为前面三大部分。

过去课程教学实践表明，常存在的主要困难有：知识更新快，理论内容偏难；部分内容交叉性很强，不利教学安排；部分分析测试技术涉及大型贵重仪器设备缺乏实践教学支撑，不利于清晰讲解；教材中缺少课后习题，不利于检查检测效果，不利于学生应用能力和综合素质提高。

上述种种原因，使教学过程中学生学习兴趣淡薄，教师教得迷茫，学生学完后更迷茫不知所云，更加不知所用，严重影响了教学效果。

针对上述问题，从教学内容、形式、要求、作业及考核等入手，从有效培养学生学习兴趣提高学生学习主动性，在提高教学效果和培养学生创新和综合运用能力等方面进行了教学改革探索。

1 具体措施

1.1 合理整合教学内容

实用和有趣的教学内容是学生热爱学习和综合素质培养的先决条件。如果和大学基础课程一样，只看重书本理论知识传授，而忽视了对实际问题的分析测试能力锻炼，将不利于教学效果和学生综合素质提高。教学实践中结合专业培养需要和课程特色， 主要开展了以下工作：

1）结合化学类专业特色，深入分析各种分析测试技术内容和常见应用，加强各相应学科联系，积极引导学生们进行知识整合。

2）基础理论知识上，因材施教。具体而言，就是结合当前学生知识水平，弱化那些对本科生不易理解的理论基础部分。

3）与时俱进，培养学生查新和创新能力，提高学习自主性和学习兴趣。对教材中已濒临淘汰的技术，只简单描述其实质和拓展其最新发展。重点介绍当前流行的新仪器和新技术，以求学以致用。

4）引导学生进行知识整合，加强实际中的综合应用能力培养，即把所有课程知识体系以常规实际应用为目的进行重新整合。根据材料科学与工程4要素（材料性质、使用性能、合成与制备、组成和结构）模型把课程内容，从常规的X射线衍射分析、电子衍射显微分析、热分析等大块，重新调整为晶胞结构、形貌（含尺寸）和物相（含成分）和性质分析四大块中去，原本那些不利于分类的知识块（例如波谱仪、能谱仪和X荧光分析等）也可较好地归纳进去，改善了教材思维局限性和教学内容组织的不连贯性。

5）调查周边现有的仪器，紧密贴合实际，学以致用。现代分析测试技术应用常受限于当地的仪器，十分有必要结合攀枝花及其附近地区仪器和过去科研实例，进行清晰和生动地讲解，尽量学以致用，为今后毕业论文开展、就业和深造等奠定坚实基础。

1.2 灵活教学

灵活合理的教学方式是对教学方案良好实施的有效保证。在我们的教学实践中，充分与现代信息技术结合，在提高学生学习兴趣、学习自主性和提高学习自学能力等都有益处。教学方式改革中主要包含了以下内容：

1）改常见的填鸭式教育为引导式自主学习，充分发挥学生的主观能动性。这在学时偏少时的课程教学中十分重要，填鸭式教育远不能满足此课程原本庞大而日益更新的知识需要，教师在课堂上更多的靠有效吸引学生入门，真正的核心知识和实际应用能力得靠课后自主学习和领悟，之后再串讲提高。

2）课堂教学上充分使用多媒体和互联网，以身边的新闻和尖端科研，引领学生翱翔于网络知识海洋，吸引学生兴趣去课后自学，主动思考、分析和解决身边的实际问题，有效提高教学效果。

3）充分使用小木虫论坛、科学网、仪器信息网、维普和万方等网络资源，某些测试技术即使不能身临其境，也可借用互联网知识在线地把仪器结构和测试过程甚至是测试者制样和分析的宝贵实践经验都可以讲解得比较清楚。

4）重视教学中的对比学习和及时总结，引导学生构建自己的知识网络，增强学生的实际中的综合应用能力。

1.3 明确教学要求

本课程可以让学生们更加爱科学爱学习，扩宽其知识视野，培养查新创新意识和能力，提高个人应用能力等综合素质，为毕业论文写作和就业深造等奠定坚实基础。本着学以致用，对课程内容和教学形式进行了探索调整后，也进一步明确教学要求，即“知分析原理和仪器结构、熟应用、会测试、能分析”。

同时也以人为本，差别化对待。对大多数学生，重点介绍分析测试实验流程和具体分析步骤，有一定查新和创新能力，为即将进行的毕业论文和扩大就业面打基础，也就是强调测试和分析，弱化原理和结构；对于准备读研深造的部分学生而言，在上面的基础上，更要求其自学清楚相应的原理和仪器结构，更针对性地加强各种分析测试技术联合应用，提出、分析和解决实际问题等能力培养。

1.4 发展式教学强化应用能力

本课程定位为化学类专业的专业核心课，更应该重视学生的实际应用能力培养。在实践中主要以布置适宜的课后作业和积极开展课堂讨论进行。

限于实际条件，本课程教学常缺少足够的实际仪器操作实训，各种教材中也鲜有复习思考题之类的课后作业题，这很不利于巩固学生课堂学习成果和及时检查教学效果。为了增强教学内容的趣味性和实际应用性，我们常在每章内容讲授完后针对性地布置一些有前瞻和挑战性的开放性论述题，充分开展发展型教学和学生课后的自主学习和实际应用能力训练。

开放性论述题示例：试结合本课程和过去所学分析化学、波谱分析等相关知识，论述如何有效获得某固体混合物（以攀枝花高炉渣为例）的各个物相含量（含其化学成分及其含量的测定），并合理安排其分析测试顺序。

虽然这类题目没有较合理完美的答案，但在一起探索答案这个过程中却能受益良多。待学生们初步完成后，老师再结合作业情况积极开展课堂讨论。

课堂讨论时老师宜充分调动学生积极性，鼓励和引导他们提问，现场在互联网上和学生们一起解决，拓展大家的知识面和加强学生自学能力培养，让学生们学会善用网络资源，并以此去思考分析和解决实际中的问题。

在课堂讨论集思广益的基础上，再鼓励让学生们进一步利用各种网络资源，再次完成相同的作业，引导学生再次进行知识整合，构建自己的知识网络，并以此激励学生相互促进，共同提高教学效果。

1.5 激发学生兴趣

如前所述，种种教改探索措施的开展都离不开学生的主体参与，某种意义上说目的都是在激发学生兴趣。对于材料分析测试这种较前沿且十分重视实践的课程而言，不能让学生们迷失于浩瀚而枯燥的相关理论中。必须深入浅出，针对性地激发其学习兴趣，避重就轻地让学生得到应用能力锻炼。结合前面分析，在教改探索中主要采用了以下方法：

1）课堂上多用多媒体和网络教学，现场解决问题和发掘知识。

2）如条件允许，尽可能到仪器现场参观学习；如不允许，也尽量多用网络上图文并茂的操作经验去生动讲授重点实验测试过程。

3）充分把教学和教师科研经历相结合。比如把布拉格实验和晶体定向加工结合起来，把一个古老的实验，活生生地重现在学生面前。

4）引入身边的新闻（如好奇号火星车的分析测试之旅）等热点内容；在讲到原子力显微镜可移动原子时，适时引入分子加工和设计等概念。

5）适时总结和对比所有曾学过的内容，比如X射线和电子与物质作用的信号及其具体用途的异同之处等。还有从宏观到微观尺度下的各种分析测试技术及其研究适用范围总结，引导和辅助学生形成较完善的知识网络。

只有有效地培养了学生们的学习兴趣，才能取得良好的教学效果。引导他们真正热爱上科研，学好科学文化知识本身为今后的学习、工作和生活打好坚实基础；更借此希望他们学会用好科学之眼，以其独特视角，启发思考如何更好地去适应社会和为社会服务，提高其综合素质，真正实现教书育人！

1.6 灵活考核

如前所述，教学内容、形式、要求、应用强化等探索，也得适时对考核形式进行调整，以加强应用能力和综合素质的培养。实践表明采用灵活多样的考核方式有较好的效果。比如加大平时成绩（尤其重视课堂讨论和课后作业的完成质量）考核的同时，期末也采用开卷考核类似于课后作业题目的综合论述题。重点考察综合利用课程所学的知识，解决一些身边的科学问题的能力。其中的知识源于书本，但高于书本，更偏向于实际应用。让真正爱学习的，学好了本课程的学生们取得有效的正向激励，也督促部分学习方法欠佳的同学，进行调整和改进。共同为提高教学效果和培养学生学习能力、应用能力等综合素质服务。

2 结语

通过上述对材料现代分析测试技术教学内容、形式和要求，结合适宜课后思考题和课堂讨论和灵活多样的考核机制等探索措施，可以使教师能清晰把握重难点合理避重就轻深入浅出地讲授，让学生们学习不再迷茫，在老师的引导下将过去所学和现在所学的知识都构建成独特的知识网。同时也极大地提高了学生们的学习兴趣和强烈的求知欲，提问积极性也明显提高，增强了对学生动手能力和思维创造能力的培养，变知识为实际应用能力和综合素质。

在教学实践中不仅完成了预定的教学要求，取得了良好的教学效果，更让学生们掌握了自主和较灵活选择和应用各种分析测试方法，在毕业论文写作水平也显著提高，实现了学有所用，全面提升了学生的综合素质，为学生们更好地就业、深造和生活都奠定了良好基础。

值得一提的是，课程教学改革是一个长期而艰巨的过程，尤其是对于材料现代分析测试技术这种综合且前沿的课程而言，相关研究还在进一步进行中。

[1]李占双,景晓燕,王君.近代分析测试技术[M].北京理工大学出版社，2009.

[2]常铁军,刘喜军.材料近代分析测试方法(第4版)[M].哈尔滨工业大学出版社，2010.

[3]李茂华,刘文辉, 颜焕元.“材料近代测试方法”教学、科研相结合的教学改革讨论[J]. 当代教育理论与实践，2012, 4(8): 77-78.

[4]莫祥银,俞琛捷,王克宇.适应时代需求改革“现代分析测试技术”[J].实验室研究与探索，2005, 24(3): 66-68.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.22.126