《材料近代分析测试方法》课程创新及教学改革探讨

鞠洪博

（江苏科技大学材料科学与工程学院，江苏 镇江 212003）

时下科学技术迅猛发展，新材料在不断地涌现出来，材料科学在不断地往前发展。随着产品的不断改革换代，市场对产品要求越来越高，因此对材料的性能要求也同步提高了。测试方法在不断发展中，但是教材却没有同步进行改写更新，同时在实际的教学过程中由于各种分析仪器普遍都存在复杂昂贵的特点，使得实验课难以在教学中开展，教学效果也因此大打折扣。所以对教学中的教学内容、教学方法以及教学手段等进行分析，并针对该课程与科研相结合的教学改革进行讨论研究是必不可少的。近几年，我校在材料近代分析测试方法的教学上进行了不断地探索以及改革，同时借鉴了一些其他高校的教学经验，从而提出用科研实践来丰富教学，采用科研与教学二者相结合的教学模式，以期对提高我校的材料近代分析测试方法教学质量提供一定的指导作用。

1 课程特点及要求

材料近代测试方法是材料专业本科生的一门专业必修课。其综合性和实践性较强，具有很强的知识前沿性[1]。通过本课程的学习，学生将学习到一些常用材料分析的基本原理、分析仪器的结构及进行分析实验用哪种方法，让学生在能够掌握材料表征技术的同时，学习在材料研究过程中遇到问题如何正确解决的思维方式和处理方法，让学生学到如何综合运用材料的基本知识和分析方法进行正确高效地分析研究。该课程主要使用X射线衍射和电子显微镜来分析材料的微观组织结构和显微成分。涉及实验设备以X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和电子探针为主。课程教学大纲中表示该课程目的是让学生通过本课程的学习，从而了解并掌握仪器设备的基本原理和操作方法，了解学科相关领域科学研究中使用现代分析测试仪器的技术方法。

这门课程有以下几种特点：在使用X射线进行物相分析、电子衍射结构分析时最重要的一点就是要求使用者掌握晶体学知识[2-3]，因此学习此课程也要求学生掌握一定的晶体学知识；其次进行学习时，每一章内容所涉及的知识面范围较广，但是其内容连接逻辑关系并不强，许多章节的内容相对来说较为独立，每种设备之间的关联也不大。而相比之下，一般课程的前后内容大多是有较强的逻辑串联关系，但该课程内容相对独立且无关联使得学生在学习过程中会感到枯燥。调查研究发现，许多学校设立了测试分析中心，但是在设备清单中这门课程所涉及的实验仪器装备并不完善，学生无法就近获得设备进行实验。

教材是能够有效开展教学工作的前提，同时也是当今学生教育工作中的一项重要的教学内容。但是经过对新阶段的高校教学调查研究后发现，许多学校在教材的更新和应用都存在一定的滞后，学生获得知识的第一途径就是手中的教材，完善的教材能够有效地帮助提升学生的实验水平。由于教材的改革缺少关注和投入，使得在材料近代分析测试课程中，教材无法有效地为学生提供实验学习上的帮助，对教学质量和学生的实验效果都会产生影响。

2 教学方法的改革

我校材料科学与工程学院具有近70年的办学历史，现设有一级学科博士点（下设4个二级学科博士点，分别为：材料物理与化学、材料学、材料加工工程、材料腐蚀科学与防护技术）和博士后科研流动，全国第四轮学科评估获评B-；材料学进入ESI全球排名前1%，USNews材料科学学科最新榜列大陆高校第61位，材料领域Top1%论文数排名第46；连续入选三期江苏省优势学科建设工程；“军用关键材料”入选工信部国防特色学科。设有焊接技术与工程、金属材料工程、高分子材料与工程、材料成型及控制工程、电子封装技术、功能材料6个本科专业，其中焊接技术与工程专业是首批国家级一流本科专业建设点、国家级特色专业、教育部综合改革试点专业、江苏省A类品牌专业和特色专业，武书连排名连续多年全国第二（A+）；金属材料工程、高分子材料与工程、材料成型及控制工程入选江苏省一流本科专业建设点，金属材料工程、高分子材料与工程通过工程教育论证（专家进场考核）。

我校材料工程学院科研成果十分显著，每年都开展许多重大的科研工作。因此基于本校的科研基础以及根据课程自身的特点，提出了课程教学与教研二者相结合的教学模式。

2.1 合理选择教材，对现有教学方法进行改进

教材是教学工作有效开展的基础，也是教学过程中应该被关注并进行完善的一项重要教学内容[4]。要知道在材料近代测试分析应用中，实施教学改革的前提就是完善教材应用设计，科学地挖掘教材内部实验测试内容，以此为学生实验教学提供帮助[5]。但是现阶段我国学生教学工作的调查研究表示，很多学校在教学工作的开展过程中，对于教材应用的拓展建设都存有偏差，因而使得学生教学工作实施还存有一定的偏差。要知道完善的教材应用可以提升学生实验教学水平，能够推动学生实验学习，符合学生实验教学工作实施需求。但是由于缺乏对教材的投人和挖掘，使得材料近代分析测试中，还不能有效地为学生实验教学提供帮助，影响了学生实验教学效果。

2.2 把项目中的科研实践成果带到课程教学中来

在上课的过程中，一方面要将教材中的课程内容对学生进行讲解，另一方面需要给学生介绍每种仪器设备的原理以及使用方法，同时又可以为学生介绍本校其他课题组的科研成果，更好地展示各种仪器设备在科研中的实际应用，让学生更加系统的理解测试技术在科研工作中的作用以及实际应用。通过对设备的讲解，将本学科发展过程中的知识、最前沿的发展动态补充到教学之中，将学术动态同相关科研的成果、过程、思路融为一体补充到具体的教学中。

2.3 让学生参与到课题的科研实践中去

规定的学时教学是十分有限的，在有限学时内很难掌握好材料近代测试这项技术。在课堂教学中，教师更多的是系统的讲解，同时通过教材内容对学生提出重难点，讲解学习的方法以及分析问题的步骤，更多的是体现一个抛砖引玉的作用。但是该课程实践性极强，想要真正理解并掌握一门测试技术，必须通过课后的实际操作与应用来加强巩固。因此，鼓励学生在本科学习期间参与到教师的课题组可以对该课程学习提供一定的辅助作用，学生也可以挑选感兴趣的研究课题并且参与其中，利用课余时间在教师的专业指导下进行科研实践。学生一方面可以在学习的过程中锻炼到自己的科研实践能力，提高自己的实验动手能力，另一方面，也可以在实验过程中给教师提供一些帮助，可以让学生对所学的专业课知识有一个更好的理解，达到教师与学生共赢。

3 教学与科研二者相结合的实践

在科研实践中，不影响总体教学的情况下可以将大量的材料测试工作带进课堂中去，从测试开始的样品制备到最后的测试结果分析，充分地让学生参与其中，使课程教学更加的生动且具有活力。让学生参与其中，是学生对科研的概念由抽象逐渐转变到具体。用实践应用让学生充分明白为什么要进行材料的测试，在实验中哪种测试方法是最优选择，是否还有更好的选择，这种方法会产生什么结果，如何把测试结束后的效果更加直观地表示出来等。通过实例讲解，让学生更好地了解测试技术在科研实践中的应用。

用科研的实践与成果使得教学变得更加充实，帮助学生对教材内容的理解与掌握。通过知行合一的学习，将书本中的理论知识结合实践，在实践中学会如何发现问题、提出问题并且解决问题。使教学内容得到丰富，同时也使枯燥的课堂变得更加生动有趣，让学生在掌握测试技术的同时也能了解科研发展的实时动态，从而激发学生的科研兴趣，使其能够更好地掌握测试技术的最新进展和应用。

4 结语

国家通过高等学校培养人才，应充分发挥高校本身的优势。课程与科研实践相结合是培养人才的重要方法。经过实践证明，为了提高材料近代分析测试水平，在教学工作的开展中及时准确地进行方法的改革创新，进一步为材料近代分析测试技术课程创新提供帮助。目前我校在材料近代测试方法的教学中仍存在些许的缺点与不足，需要进一步的探讨和改革。