《材料分析方法》在材料成型及控制专业教学中的改革探讨

邓丽萍 向红亮 江星莹 邓将华

摘要：《材料分析方法》是材料类专业的一门非常重要的专业基础课程。本文针对目前教学过程中普遍存在的一些问题，提出相应的改革措施，对激发学生学习的积极主动性和创新实践能力、提高教学质量具有重要的意义。

关键词：材料成型与控制专业;材料分析方法;课堂教学;实践环节;改革

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2016）43-0112-02

一、引言

《材料分析方法》课程是材料类专业的一门重要的专业课，是跨金属学、物理学、力学、电学等多领域的交叉学科，涵盖各种材料分析方法的基本原理、仪器的构造及工作原理，授课内容广、深，挂科、补考学生的比例较高，严重打击了学生的学习热情。笔者在教学过程中也在不断探索、尝试新的教学方法，以期培养学生“敢问”的能力，激发他们的学习热情。本文着重论述了在作者在课程教学实践过程中遇到的问题，探索了相应的解决方法，这对培养学生学习兴趣和动手能力、提高教学质量有很大的帮助。

二、目前存在的问题

针对我校材料成型及控制工程（简称材控）专业学生及现有的教学模式，结合课堂学生反馈，该课程主要存在以下问题。

1.教学内容多。《材料分析方法》适用于金属、高分子、无机非金属等几乎所有材料专业，课程涵盖内容广，包括X射线衍射分析、电子显微分析、波普分析等多种分析技术。而现有的教学学时少，很多内容只能点到为止。再加上，我校材控专业涵盖铸、锻、焊三个方向。因此，讲授内容含不同方向的分析方法及设备，学生需要掌握的内容多，多数处在迷茫状态，不明白掌握这么多分析方法的实际意义。

2.教学内容难、枯燥。《材料分析方法》是一门多领域的交叉学科，对授课内容的掌握是建立在先修课程《金属学与热处理》、《大学物理》、《高等数学》等的基础上，课程理论部分相对枯燥。如果学生在先修课程的学习中出现了较多的薄弱环节，那么在进行本门课程的理论学习时就会遇到困难或障碍。

3.教学方式老套。传统的教学方式主要采用多媒体和板书相结合，并安排一些实践环节。但这门课程涉及的设备多为大型贵重仪器，不可能让学生一一操作，多数院校是让学生分组观摩，但观摩课时较少，观摩内容常是几年不变。在教学过程中发现，课堂上仅有少数学生能够较好地完成理论部分学习，大部分学生则是“身在曹营心在汉”。课堂中，笔者也试图通过动画、视频的方式来激发学生的学习兴趣，但往往是播放视频、动画时学生比较积极，过后又失去了学习的兴趣。在实践课堂中发现，仅有少数学生会认真观察实验教师的操作，提出疑问，多数学生对这些经久不变的老套的实验内容不感兴趣。

4.理论与实践脱节。笔者对近5年来我校材控专业应届生的就业情况做了调查，发现包括继续深造的学生在内，毕业后从事专业对口工作的人数不超过10%，但从事与材料分析相关行业的学生可达45%，如医药行业、化妆品行业、纺织业、司法鉴定等。这些工作通常只要求学生能够熟练操作，并做一些简单的“看图说话”，对仪器的构造及原理则不需要深入掌握。而本门课程的传统教学却侧重课堂理论讲解，学时不足的观摩却使学生无法对仪器的操作流程及相应的分析有直观的认识和理解，也就无法独自完成相关的测试分析。这点在毕业设计环节中显露无疑。在与毕业后参加工作的学生的交谈中也可以得知，课堂所学的理论知识与实际应用有较大的区别，可谓看得再多不如动手去做一次。

三、改革方案

1.增加实践环节。《材料分析方法》课程的实践课时比例通常不超过15%，这种“多人一组”观摩的作用是微乎其微的。材料类专业的学生，要求具有较强的实践动手能力和操作技能，因此很有必要增加这门课的实践环节，鼓励学生设计一些简单的分析方案，并在教師的指导下动手完成。而且既然学生毕业后从事相关行业用到的原理较少，那么在设计本门课程大纲时，可适当减少理论学习，增加学生与设备接触和操练的时间，培养学生学习兴趣，提高实践操作能力。

2.把实验室搬进课堂。实践教学是本课程非常重要的环节，教学方法显然要适合本课程、本专业甚至就业的特点。本校材控专业培养方案中，就强调注重学生的实践动手及解决问题的能力。然而，由于实验室场地的限制，不大可能将课堂设立在实验室，但是可以反过来考虑将实验室搬进课堂教学，通过远程在线观摩或预先录制让学生了解实验过程。有条件的院校，也可在实验设备屋外设置观摩教室。许多高校教师需要做科研实验，通过观摩教室，可以让学生更直观地了解设备及操作流程。观摩后，就实验过程提问学生，让学生能够真正动脑思考。这可以有针对性地就铸、锻、焊不同方向的科研实例进行讲解，既可以让学生了解专业科研前沿，为完成毕业设计打下良好的基础，又可以直观地了解仪器，掌握操作。

3.开发设备仪器模型。本课程涉及各种分析仪器设备的结构，这些高端大型设备不可能再次拆开，市场上也未出现相关仪器模型，因此只能采用PPT或者动画让学生了解设备内部构造。笔者前期做了相关调查，发现部分院校有一批报废的分析设备，如果能够将这些报废设备“废物利用”，将关键零部件带到课堂，或者开发出相关的教学模型，学生就可以像拆卸玩具一样了解设备内部构造，这对激发学生学习兴趣、直观认识了解各种仪器设备的构造，有很大的帮助。

4.鼓励学生创新实践。在调查中，我们发现材料类学生都知道材料分析内容的重要性，也想好好学习这门技术。但由于课程内容枯燥，实践操作机会少，导致学生学习的动力不足。为了提高学生的实践动手能力，激发创新意识，锻炼思考问题和解决问题的能力，部分院校设立了科研实训项目。在前期，我们让有兴趣的学生通过项目申请，参加材料分析仪器的操作与分析培训，在实战操作中发现并解决问题，激发他们学习知识和解决问题的主动性，收到了良好的成效。另外，考虑到大学生的就业情况，在实践教学中可以适当地跳出教材，就当下社会关注的、与材料分析息息相关的话题进行剖析。比如，扫描电镜在化妆品行业的应用，以BB霜质检为例，借助扫描电镜及能谱仪可以检测出该BB霜中有效的防晒成分二氧化钛的含量，通过分析二氧化钛粒度大小来分析防晒的效果。在司法鉴定方面，扫描电镜与能谱相结合，可以对交通事故现场进行刮擦表面形貌和成分分析，为司法判决提供科学证据。这些专业课程之外的又是学生们感兴趣的实例，可以引起学生更大的学习兴趣和积极性，掌握知识也更为牢固。

5.设立实验室开放日。实验室是教学实验的重要场所。实验室里的各种仪器设备是如此威严，又带着神秘面纱，让人无比的好奇。同时，由于高电压、辐射等的敏感性、神秘性，学生对设备具有一定的恐惧感，由此也会对这门课程产生排斥。在前期教学未正式进入课程学习前，我们将一部分学生带入实验室参观，并向他们简单讲解设备的功能，让学生可以零距离地接触仪器，而其他学生在正式课堂学习前没有进入实验室观摩。我们通过正式课堂学习及实践环节的观察对比发现，第一组学生在理论教学过程及实践环节的学习积极性较高，课堂上会主动提问，而第二组学生在理论学习环节则较为平淡，设备构造部分的很多内容不是很清楚。所以，实验室开放日的设置，对这门课程教学效果的提升是显而易见的。一方面，可以消除学生对高电压、辐射的疑虑，使他们对这些仪器设备有一个正确的认识;另一方面，也可以更好地激发学生的创新意识和学习的积极主动性。

四、結语

《材料分析方法》是一门多元化的交叉学科，具有很强的应用性。但由于课程理论内容比较枯燥，采用传统的课堂灌输的教学方式成效较差，所以在教学过程中应结合专业特色及社会需求，不断调整教学内容及方式，开创适应性较强的教学新思维和新方法，调动学生的学习热情和主动性，鼓励学生创新，积极主动地提出问题、解决问题，从而提高教学质量。

参考文献：

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Reformation of Teaching for Material Analysis Method in Material Forming and Control Engineering

DENG Li-ping，XIANG Hong-liang，JIANG Xing-ying，DENG Jiang-hua

（School of Mechanical Engineering and Automation，Fuzhou University，Fuzhou，Fujian 350108，China）

Abstract：Material Analysis Method is a vital basic course in the material major.Aiming at current problems，this paper proposes some reform measures for the teaching improvement.These measures are favor for inspiring the initiatvie to learn actively，the innovative and hands-on ability of the students as well as the improvement of teaching quality.

Key words：material forming and control engineering;material analysis method;classroom teaching;practical training;reformation