材料科学与工程专业“材料分析测试技术”教学及考核环节的思考

朱建勇

摘 要 针对材料科学与工程专业的材料分析测试技术教学环节的不足，针对学校特色和专业背景提出以“目标导向”为基本原则，强化案例课堂教学，开展课堂讨论教学模式，增加实践环节，同时对现有多元化考核方式提出了不同见解，以期达到理论教学和实践教学考核相对独立的目的，从而达到良好的教学效果。

关键词 材料分析测试技术 课堂讨论 教学模式 实践教学 多元化考核

材料学科是伴随着社会发展对材料研究的需要而形成和发展的。作为人类赖以生存和发展的物质基础，尽管材料的使用几乎和人类社会的形成一样古老，但是直至19世纪50年代美国伊利诺州的西北大学首先创立了材料系，材料学科才作为一个独立的学科。而国家教育部在2017年双一流专业评估中，高校前20位的双一流专业中，材料科学与工程专业有30个，排名第一，表明国内各大高校对于材料学科的重视，而国家层面上在十三五规划里也提及到了“新材料技术是发展的战略性新兴产业”。

根据《本科专业类教学质量国家标准》和工程教育认证标准，材料性能表征和材料结构表征是材料科学与工程的必备专业基础课程内容，而“材料分析测试技术”在此背景下，其重要性不言而喻。

1材料分析测试技术教学环节存在的问题

材料分析测试技术作为大材料类专业的一门重要的专业基础课程，在完善人才知识组成，提高人才素养等方面具有十分重要的地位，[1]课程的培养大纲和授课内容是根据各自院校的地位和专业特点进行设定。作为地方性高等院校的重庆交通大学，土木工程是学校的特色专业，以“工程应用型”人才的培养为目标，因此“材料分析测试技术”授课内容主要是针对建筑材料等方面的相关分析测试技术。

实际上，由于该门课程的基础前期课程包括材料科学基础、固体物理等内容，内容相对抽象，在缺少完备的仿真教学条件下，部分学生对于这些课程的理解难以达到预期的良好效果。在基础理论有所欠缺的同时，如果采用传统的“灌输式”教学方法，对于学术和理论内容照本宣科，不结合具体案例，尤其是不结合具体的实践环节，忽略学科间的交叉性、渗透性，让学生被动的接受知识，实际上该门课程的设置和讲授是达不到教学目的的，因此如何在教学环节，强调课堂的互动，启发学生的学习兴趣，培养学生的发现探索精神以及创新思维，是每一个授课老师值得思考的问题。

笔者认为，在授课之前，首先要针对学生的知识背景和专业特点确定其教学目的：在掌握材料科学与工程专业的基础理论上，能采用合理的先进检测手段对材料的性能和结构进行表征，具有设计实验、分析和解释相关复杂数据的能力，缺少工程教育的职业规划、团队协作等能力的培养。因此应以“目标导向”为基本原则，教学中多穿插实际案例，以达到良好教学效果的目的。

2材料分析测试技术课程教学改革思考

根据以上分析，笔者建议在课程中实行研讨式、讨论式、学导式和发现式课堂互动教学，逐步构建以工程应用为基础的教学模式，同时注意吸收和利用材料分析最新研究成果，力求授课内容的时代性和前沿性；考虑到学生的知识背景，授课内容应避免过多的理论解释和公式推导，更多的是让学生明白各种分析测试技术的适用性和局限性。

授課内容中可对专业领域现有研究的热点，尤其是对观点不同的研究成果进行分析、提点和评价，启发学生独立思考。尽量结合实际案例，采用课堂讨论教学模式，鼓励学生畅所欲言，各抒己见，发挥学生的主观能动性。着重强调学生的学习主体地位，教师通过构建民主教学氛围，与学生探讨课程理论观点以及研讨专业学科问题，鼓励学生大胆质疑、表达自己的见解，从而激发学生主动思考和学习，充分发挥学生的主体作用，培养学生的逻辑思维以及发现问题并解决问题的能力；同时也发挥教师的主导作用，教师授课内容要贴近专业特色，知识理论联系实际，调动起学生的学习兴趣，活跃思维。

案例可以是对工程实践的深入思考，如行业规范中对于沥青胶结料的老化评价方法中的旋转薄膜烘箱实验中，其评价指标之一是通过沥青的质量变化率来评判，笔者在热重分析的授课内容中增加了对该指标的课堂讨论环节：因为沥青在老化中同时存在质量增加和减少的机制，那么采用总质量变化率是否合适，针对这个问题，学生在由于专业背景的原因，对于该问题非常感兴趣，踊跃发言，通过对该指标的认真探讨，对于热重分析的理解不仅仅局限于课本的知识内容，将这些分析测试技术与专业或就业背景相互交叉和渗透，达到了良好的教学效果。

由于“材料分析测试技术”的目的是让学生掌握多种分析测试技术，将其作为以后工程应用或者实验研究的工具和手段，因此有必要让学生参与实践环节，尤其是大型精密仪器，如果为了避免学生的损坏而减少学生自身操作环节，实际上会大大降低教学效果。当然，精密仪器的实践环节不可能类似传统的大班实验教学那样，应控制人数不超过10人，同时2～3人一组，如笔者开设的X射线衍射及图谱定性分析实验环节中，要求学生亲手制备不同的试验样品（由实验室分别购置或科研项目样品），在了解样品的基本特征基础上，自己选择合适的试验参数（起始扫描角度、终止扫描角度、步长等），完成后对得到的X射线衍射图谱进行分析，首先将实验结果通过相关专业软件（Jade和Highscore等）进行分析，然后人工进行筛选，虽然增加了实验环节的复杂性，同时由于原材料的不同，因此实验结果及其分析会有较大差异，避免了实验报告的抄袭现象，但是对于学生素质的锻炼和能力的培养有着良好的效果。

3材料分析测试技术课程多元化考核方式的思考

现在很多高校针对“材料分析测试技术”课程采用的是采用多元化的评价考核方式，[2-5]如平时考勤、作业、课堂表现、实验报告等综合考虑，每个部分在总成绩中都占有一部分比例，而且很多高校认为该种考核方式具有较好的科学性。但是笔者对此观点存在着一定的质疑，首先，高考被认为是现有最公平的考核方式，表明卷面分数才是反映学生的真实学习水平和状态的唯一标准，采用多种评价方式在某种程度上是为了调整学生的总成绩合格率；其次，高等院校的培养方案或教学大纲对于课程的要求是很明确的，比如说对理论应掌握一定的程度，而且按照国家的要求，实践环节与理论教学应具有相对的独立性，动手能力与理论知识是两个不同的评价指标，在一个考核体系中出现是否合理，会否让学生产生一定的惰性思想；再次，现在高校学生的点名机制存在着代点名等漏洞，作业也存在着抄袭的现象，用这些存在着漏洞的评价指标作为学生成绩的综合成绩，其科学性也存在不确定性。

笔者认为，教师可以将部分多元化指标作为能否参加考试的判定标准，但是最后的成绩应该只有卷面分数，只有这样，在理论水平达到基本要求的同时，提高动手能力及综合素质才有意义。

4结语

结合重庆交通大学材料科学与工程专业的专业特色及学科定位，以“目标导向”为基本原则，在分析现有教学模式的不足，建议教学环节多采用课堂探讨性教学模式，结合专业特色的案例分析，同时，对于现有的多元化课程考核方式提出了个人见解，以期对现有教学和考核模式有所帮助，达到良好的教学效果。

参考文献

[1] 武承林，韩德满，何冰晶，等.专业认证背景下材料现代测试技术课程教学探讨[J].高分子通报，2017（7）：74-77.

[2] 梅迎军.高校专业课程考核现状及改革[J].宁波大学学报（教育科学版），2009.31（6）：25-27.

[3] 陈志亮，关蓓蓓，韩瑜，等.高校专业课程考核方式现状及改革研究[J].西部素质教育，2017.3（21）：173-174.

[4] 刘燕，李阳，田清波.《材料测试技术》教学现状分析及改革思考[J].教育教学论坛，2014（15）：49-50.

[5] 李天浩.“材料表征”教学改革研究[J].西南师范大学学报（自然科学版），2017.42（7）：197-200.