“材料分析方法”课堂与实验教学改革研究

贺战文

【摘 要】材料分析方法是一门实践性很强的课程，也是一门很抽象很难懂的课程。本文结合材料分析方法课程的特点，对该课程的课堂教学方法和实验教学方法进行了改进，以提高学生学习该门课程的学习兴趣和掌握材料测试分析的基本方法和实验数据分析。

【关键词】材料分析方法；教学改革；实验教学

0 引言

材料分析方法这门课就是为了给材料学，材料加工，材料物理，材料成型等专业的本科生及研究生开设的一门专业课，大多数的工科学生都会学习这门课程，是这些专业必须要学习的一门专业基础课。国内外几乎所有的材料类专业都开设了这门课程。这门课程的主要目的就是为了使学生学习和掌握各种常用的材料分析手段，了解材料分析方法测试的基本原理和实验方法以及如何来使用这些测试手段来对材料的微观组织，成分，结构等进行研究[1]。但是这门课程的最大特点也是难点就是在教学过程中学生会觉得这门课程涉及的原理性知识过深过难，课堂趣味性差，很难提得起兴趣。而且实践教学内容也太少，似乎很不实用。《材料分析方法》课程内容包括X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜和热分析仪等大型仪器设备的构造原理，操作方法和分析方法，这些大型设备具有很强的应用性，因此实验教学也是材料现代分析方法中重要的教学手段和有效的教学形式。因此本文针对该课程内容抽象、理论内容偏难，学生不能将理论学习与实际应用相互结合的特点，对传统的课堂教学方法和实验教学方法提出改进，试图改善灌输式的教学方法，达到本课程的教学目标。当然，一般所设置的实验教学课并没有发挥其将理论学习与实际应用相联系的纽带作用，即使理论知识掌握很好的同学，也不能对实验结果进行正确分析，导致理论与实践严重脱节，这也是本课程在教学中存在的普遍问题。为了提高教学与实验的效果，应该对实验教学环节进行调整，将实验课的侧重点从对大型仪器的结构功能的认识调整到对实验结果的分析上来，这样可以使学生将所学理论和实际应用结合起来。

1 课堂理论教学的改革

在传统的材料分析方法课堂教学中，教师经常是通过板书和幻灯片介绍各设备的基本结构，用途，工作原理和数据分析，但是众所周知，《材料分析测试方法》讲授的是材料形貌、结构和微区成分分析的理论。这些教学内容都是微观现象难以表述而且仪器原理抽象，结构复杂，含有较多样品测试的图谱及照片，再加上学生对仪器不了解，无法进行直观的教学，如果还仅仅依赖传统教学方式板书加教师讲解，学生很难准确掌握而且会感到课程枯燥没兴趣不利于教学。因此要想取得良好的课堂教学效果，必须采取在幻灯片里面多加上动画这样可以将图形、动画、文字等相互结合，形成一个全新的图文并茂、声像结合、清晰直观的教学环境，给学生带来视听享受和新鲜感。使一些传统手段下难以表达的教学内容，或无法观察到的现象，能生动、形象、新颖、直观地展示出来，使得学生可以在宽松、愉悦的环境中完成学习。于此同时，可以将教师本人在科研实践中用到X射线衍射数据处理与解析方法、PDF数据库应用、电子衍射花样标定方法等内容作为教学的重点详细讲解，实现课程结构和内容的优化，突出其前沿性和实用性。使教学内容紧跟学术研究的发展，由空泛变得具体。提高学生的学习兴趣，保证了教学内容的圆满完成，为学生后续学习打下了良好基础。

2 实验教学改革

在实验教学环节中，通常很多高校就是让学生对各大型设备仪器进行参观，来加深学生对相关仪器的基本结构，工作原理和基本使用方法的认识。但是即使有实验室老师的讲解和演示，但由时间有限，学生人数多，肯定只能有一部分学生能看到的演示过程，造成学生的印象并不深刻，教学效果并不好。所以还必须在课堂理论教学过程中，通过结合各大型仪器的操作过程的视频录像：包括X射线衍射仪，透射电子显微镜和热分析仪，对设备的结构、工作原理和操作步骤进行讲解，其效果并不比参观实验室差。而且材料分析方法这门课的实验课不同于一般的其他课程。它的教学内容主要由设备演示和试样制备，以及试样分析这三部分构成。但是由于材料分析的设备一般都是一些大型设备而且价格很贵不可能让每个学生都亲自动手操作，因此要想上好材料分析方法的实验课就要不同于其他课程的实验课，为了让学生更好的掌握材料分析方法这门课的实验内容，就必须通过应用flazh软件将实验过程制作成动画，使学生生动直观的了解实验过程。也可以将教师在平时科研中使用仪器的过程拍摄下来，并适当的对仪器设备的工作原理等进行讲解，让学生通过观看相关视频来了解仪器的性能和使用方法。同时也可以制作SEM、DSC-TG、XRD等大型贵重仪器的实验操作视频录像来展示仪器结构、原理以及实验过程。使学生能够更清楚地了解各种大型仪器的结构和工作原理，观察仪器测试过程，取得很好教学效果。

其次，考虑到应用型本科学生的今后发展和工作需求，他们只要掌握设备的用途和分析方法，掌握如何利用分析测试设备为自己的学习和研究服务即可，不需要毕业的本科生掌握这些设备的具体操作和使用。因此本课程的实验重点应该是如何利用设备优势来激发学生的学习兴趣和提高他们的分析测试技巧和方法实验课的内容侧重点由对大型仪器的参观改为对实验结果的分析。所以结合我校专业和学科特点及师生的实际需求，定期聘请理论课教师或实验教师有针对性地开展专题讲座，主要目的是让师生了解在使用大型仪器设备过程中可能出现的问题和解决方法。此外，通过开展讲座可以提供了大量处理和分析数据、图谱的方法。

3 结束语

材料分析方法课堂教学方法和实验教学方法的改革，激发了学生学习的积极性，保证了正常的教学内容，同时也将课程内容和科研相结合，极大的提高了学生学习该门课程的兴趣和爱好，满足了本课程的培养目标，取得了良好的教学效果。

【参考文献】

[1]张静武，傅万堂，李慧，等.“材料近代分析测试方法”课程的教学改革与实践[J].中国大学教育，2010（4）.

[2]赵鸽，李鹏飞，胡艳华，龚沛.《材料现代分析方法》课程实验教学改革的研究[J].广州化工，2013，9（18）.

[责任编辑：杨玉洁]