材料研究与测试方法课程教学改革的探讨

李 豪

洛阳理工学院机电工程系 河南洛阳 471023

材料研究与测试方法课程教学改革的探讨

李 豪

洛阳理工学院机电工程系 河南洛阳 471023

结合“材料研究与测试方法”课程的特点与其在材料研究中的地位与作用，分析了“材料研究与测试方法”课程教学中存在的问题，从教学内容、教学方法、教学手段等方面探讨了“材料研究与测试方法”课程教学改革的措施。通过课程的教学改革，对提高教学质量，激发学生的学习兴趣，培养学生的理论与工程实践能力等方面起到了良好的促进作用。

材料研究与测试方法；教学改革；材料成型及控制工程

现代材料的发展在很大程度上依赖于对材料性能与其成分及显微组织关系的理解。材料现代分析技术和仪器的发展，使我们对材料结构和性质的认识更加深刻，对材料本质的了解更为透彻，对材料的组分构成、制备方法和工艺、组织结构与性能，以及它们之间相互关系的研究更为便利。

材料研究与测试方法课程作为我校材料成型及控制工程的一门专业基础课，其主要作用是通过对各种材料研究分析仪器的原理、结构、应用的介绍，以及各种材料分析测试样品的制备、实验数据分析方法的讲解，使学生掌握利用合理的方法及仪器分析材料的组成、结构，并研究材料组成、结构与材料性能之间的关系。目标是让学生掌握材料研究的方法，为以后从事专业技术及研究工作打下坚实的基础。

材料研究与测试方法课程的多学科综合，课程内容连贯性不强，实践性强，现代性等特点不仅对任课教师的知识宽、深、新提出了更高的要求，还要求对材料研究与测试方法课程的教学内容、教学方法、教学手段等进行相应的改革，才能培养出时代发展需要的专业人才。结合教学实践，从教学内容、教学方法、教学手段等方面，对如何提高材料研究与测试方法课程教学质量，促进学生专业技能的培养，提出了一些自己的观点。实践证明，经过课程教学改革，有效提高了课堂教学质量，对激发学生学习兴趣和培养学生动手实践能力起到了良好的促进作用。

1 课程教学中存在的问题分析

不同类型的材料(有机材料、金属材料、无机非金属材料)性能不同，即使是同类型的材料，经过不同的制造加工工艺处理后性能也不相同，在进行不同性能的材料测试分析时涉及的测试仪器、原理和方法也不同。因此在实施材料研究与测试方法课程教学时要求授课教师一要熟悉不同类型材料的性质和各种材料加工工艺等，二要熟悉各种材料测试分析仪器的构造和原理以及各种测试分析仪器对样品准备的要求，三要熟悉各种测试分析仪器测试结果的处理与分析，这对授课教师的综合水平(包括专业理论知识储备、对材料学科前沿的追踪了解、对新的材料分析测试方法和相关理论的掌握)要求较高。此外，目前材料研究与测试方法课程在教学内容、课堂教学方法、实验教学等方面也存在不少问题，具体分析如下。

1.1 教学内容方面存在的问题识别

材料研究与测试方法课程作为材料学科的专业基础课，主要内容是介绍各种材料测试仪器的测试原理、结构以及在材料结构、成分、形貌等方面的应用。需要测试的性质不同，选择的测试仪器也不相同，涉及的仪器测试原理、制样方法、数据结果分析手段也不相同。目前，不同的《材料研究与测试方法》教材在内容的编排上大同小异，课程内容编排连贯性不强，大部分教材只介绍比较常见的几种大型测试仪器，缺少新型测试仪器与分析方法的介绍，且在内容上对于仪器的原理和结构部分比重较大，对于试样的制备方法和材料测试结果的分析部分比重较小。另外，相当一部分教材的内容过于陈旧，介绍的一些测试结果的数据分析方法仍是比较落后的人工处理数据的方法。以X射线衍射物相分析章节为例，几乎所有教材对X射线衍射谱图进行分析求得被测试材料物相结构时采用的方法还是人工检索PDF卡片比对的方法。随着电子技术的发展，计算机技术广泛应用于材料的测试分析过程，很多测试数据都可以借助计算机软件数据处理系统进行较为精确的分析处理。但是目前许多《材料研究与测试方法》教材缺少相关计算机软件数据处理系统的介绍。

在教学过程中，多数教师都选择学校具备的仪器讲解为主，且以讲解仪器的原理和结构为主，材料测试样品的制备讲解较少，材料测试数据(结果)处理与分析一带而过甚至不讲，这样很容易造成培养出来的学生理论与实践脱节，并且与目前国家倡导的加强培养学生工程实践能力的目标背道而驰。

1.2 课堂教学方法方面存在的问题识别

材料研究与测试方法课程讲授的测试仪器原理、结构等内容比较枯燥，对于接触大型测试仪器机会较少的本科学生，这些内容既抽象又难懂。目前大部分的高校教师仍沿承着“教师一个人在台上讲，学生在下面听”的传统教学模式授课，且教学方法仍然以“满堂灌”的方式为主，学生在课堂上被动地接受知识，几乎没有思考的时间和空间。在这种情况下，我们的课堂教学效果将大打折扣。

另外，虽然现在大部分教师在授课过程中普遍采用多媒体教学，但是许多教师多媒体课件的制作技术水平不高，课件内容主要以文字为主，基本上是以课件文字代替课堂粉笔板书，缺少相应的图片、视频和动画等信息。结果是课堂上大量的信息随着多媒体课件一页一页地翻过，学生脑海中并没有留下多少印象。

1.3 实验教学方面存在的问题识别

在实验教学环节中，很多高校是让学生对大型设备仪器进行参观，以加深学生对相关测试仪器的基本结构、工作原理和使用方法的认识。原因是大型仪器设备价格昂贵，操作技术要求高，维修困难，学生不能进行独立操作。因此在实验课上，即便有实验室教师的讲解和演示，但由于时间有限，学生人数多，学生在看教师演示的过程中印象并不深刻，教学效果欠佳。

2 课程教学改革措施

基于目前材料研究与测试方法课程教学现状与存在的问题，结合我校本科生的培养目标和学习要求，提出以下几方面的教学改革设想：

2.1 教学内容的改革

加强教材建设，克服现有教材的缺点，重视新知识、新技术、新方法的介绍，重视测试技术的实用性，并针对本科生教学的要求对编写内容进行调整。

针对材料研究与测试方法课程内容连贯性不强的特点，在进行新课程授课导入环节，根据材料测试内容(结构、成分、形貌)把教材内容重新划分，然后分别讲解材料的结构表征、成分分析、形貌观察所涉及测试仪器的原理、结构特点、试样制备和测试结果分析处理。

在教学过程中，应结合学科专业特点，把握授课重点，突出课程学习的先进性和实用性。以材料成型及控制工程专业的本科学生学习本课程为例，应重点讲授学生应该掌握材料测试内容的具体测试手段、试样制备方法和实验数据分析方法，而对所用测试仪器的工作原理和结构了解即可，毕竟该专业的学生学习本课程的目的不是为了操作设备。

技术在不断发展，材料测试的仪器设备也在不断更新。授课教师应紧跟当前专业发展的最新动态，不断把现代分析测试中的新技术、新内容引入到教学中，丰富课程教学内容，改变以往教学内容严重滞后于当前科学发展现状的局面。授课教师还应查阅大量文献资料，及时从文献中摘取一些新的材料测试技术资料，结合当前科学研究热点进行讲授，提高学生的学习兴趣。

2.2 课堂教学方法的改革

教学过程不是一个单向传授知识的过程，所谓教学是教师教和学生学的有机结合。在教学过程中，教师要发挥引导作用，启发学生的学习主动性和积极性，提高课堂质量。在课堂教学中，尽可能根据学生的能力和实际教学情况开展不同形式的授课方式，使学生主动参与课堂教学，并成为课堂教学活动的主体，把传授知识的课堂转变为培养能力的课堂。例如，在一些相对容易理解的教学内容环节，鼓励学生分组查阅文献资料，制作PPT，并上台讲解，然后由教师进行纠错、补充、总结。

充分利用多媒体教学的优势，多媒体能将文字、图片、音视频有机结合起来，不仅能使课件图文并茂，还可以产生动画效果，将枯燥乏味的理论知识直观化和形象化地展现给学生。这样不仅可以充分调动学生的学习积极性和兴趣，还能使学生更加容易地理解课堂讲授的内容。

2.3 实验教学的改革

材料研究与测试方法课程的实验教学内容主要由设备演示、试样制备和试样分析三部分组成。但是由于材料分析设备一般都是些大型设备且价格昂贵，不可能让每个学生都亲自动手操作，因此上好材料研究与测试方法的实验课就要另辟蹊径。一是可以制作大型实验仪器实验操作视频录像展示仪器结构、原理以及实验过程，二是可以应用Flash软件将实验过程制作成动画，使学生生动直观地了解实验过程，从而取得良好的教学效果。

此外，在实验教学过程中，对于小型实验或有条件让学生亲自动手设计操作的实验，多鼓励学生独立设计实验，从样品制备、测试到测试结果分析，引导和指导学生综合多方面因素对样品测试结果进行分析，培养学生独立发现问题、解决问题的能力。

3 结束语

课程教学改革是一个循序渐进的系统工程，不可能一蹴而就。只有与时俱进，紧跟时代步伐，根据社会对人才的需要，不断进行教学内容、课堂教学方法和实验教学方面的改革与创新，才能跟上材料研究与测试方法的发展形势，培养出具有较强工程实践能力的优秀人才。

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[6] 赵军伟,赵觅.《材料研究与测试方法》教学存在问题与改革措施[J].轻工科技,2012(5):174-175,179.

Discussion of Course Teaching Reform for Material of Research and Testing Methods

Li Hao
Luoyang Institute of Science and Technology, Luoyang, 471023, China

Combining the characteristics of the course "Material of Research and Testing Methods" and its status and role in material research, problems existed in the course teaching of "Material of Research and Testing Methods" were analyzed and the course teaching reform measures were discussed in terms of teaching content， teaching methods and teaching methods. The teaching curriculum reform has played a good role in to improving the quality of teaching, stimulating student’s interest in learning, and developing the student’s ability in theory and engineering practice.

research of material and testing methods; teaching reform; material shaping and control engineering

2014-09-06

李豪，博士，讲师。