“材料分析方法”課堂與實驗教學改革研究

賀戰文

【摘 要】材料分析方法是一門實踐性很強的課程，也是一門很抽象很難懂的課程。本文結合材料分析方法課程的特點，對該課程的課堂教學方法和實驗教學方法進行了改進，以提高學生學習該門課程的學習興趣和掌握材料測試分析的基本方法和實驗數據分析。

【關鍵詞】材料分析方法；教學改革；實驗教學

0 引言

材料分析方法這門課就是為了給材料學，材料加工，材料物理，材料成型等專業的本科生及研究生開設的一門專業課，大多數的工科學生都會學習這門課程，是這些專業必須要學習的一門專業基礎課。國內外幾乎所有的材料類專業都開設了這門課程。這門課程的主要目的就是為了使學生學習和掌握各種常用的材料分析手段，了解材料分析方法測試的基本原理和實驗方法以及如何來使用這些測試手段來對材料的微觀組織，成分，結構等進行研究[1]。但是這門課程的最大特點也是難點就是在教學過程中學生會覺得這門課程涉及的原理性知識過深過難，課堂趣味性差，很難提得起興趣。而且實踐教學內容也太少，似乎很不實用。《材料分析方法》課程內容包括X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、原子力顯微鏡和熱分析儀等大型儀器設備的構造原理，操作方法和分析方法，這些大型設備具有很強的應用性，因此實驗教學也是材料現代分析方法中重要的教學手段和有效的教學形式。因此本文針對該課程內容抽象、理論內容偏難，學生不能將理論學習與實際應用相互結合的特點，對傳統的課堂教學方法和實驗教學方法提出改進，試圖改善灌輸式的教學方法，達到本課程的教學目標。當然，一般所設置的實驗教學課并沒有發揮其將理論學習與實際應用相聯系的紐帶作用，即使理論知識掌握很好的同學，也不能對實驗結果進行正確分析，導致理論與實踐嚴重脫節，這也是本課程在教學中存在的普遍問題。為了提高教學與實驗的效果，應該對實驗教學環節進行調整，將實驗課的側重點從對大型儀器的結構功能的認識調整到對實驗結果的分析上來，這樣可以使學生將所學理論和實際應用結合起來。

1 課堂理論教學的改革

在傳統的材料分析方法課堂教學中，教師經常是通過板書和幻燈片介紹各設備的基本結構，用途，工作原理和數據分析，但是眾所周知，《材料分析測試方法》講授的是材料形貌、結構和微區成分分析的理論。這些教學內容都是微觀現象難以表述而且儀器原理抽象，結構復雜，含有較多樣品測試的圖譜及照片，再加上學生對儀器不了解，無法進行直觀的教學，如果還僅僅依賴傳統教學方式板書加教師講解，學生很難準確掌握而且會感到課程枯燥沒興趣不利于教學。因此要想取得良好的課堂教學效果，必須采取在幻燈片里面多加上動畫這樣可以將圖形、動畫、文字等相互結合，形成一個全新的圖文并茂、聲像結合、清晰直觀的教學環境，給學生帶來視聽享受和新鮮感。使一些傳統手段下難以表達的教學內容，或無法觀察到的現象，能生動、形象、新穎、直觀地展示出來，使得學生可以在寬松、愉悅的環境中完成學習。于此同時，可以將教師本人在科研實踐中用到X射線衍射數據處理與解析方法、PDF數據庫應用、電子衍射花樣標定方法等內容作為教學的重點詳細講解，實現課程結構和內容的優化，突出其前沿性和實用性。使教學內容緊跟學術研究的發展，由空泛變得具體。提高學生的學習興趣，保證了教學內容的圓滿完成，為學生后續學習打下了良好基礎。

2 實驗教學改革

在實驗教學環節中，通常很多高校就是讓學生對各大型設備儀器進行參觀，來加深學生對相關儀器的基本結構，工作原理和基本使用方法的認識。但是即使有實驗室老師的講解和演示，但由時間有限，學生人數多，肯定只能有一部分學生能看到的演示過程，造成學生的印象并不深刻，教學效果并不好。所以還必須在課堂理論教學過程中，通過結合各大型儀器的操作過程的視頻錄像：包括X射線衍射儀，透射電子顯微鏡和熱分析儀，對設備的結構、工作原理和操作步驟進行講解，其效果并不比參觀實驗室差。而且材料分析方法這門課的實驗課不同于一般的其他課程。它的教學內容主要由設備演示和試樣制備，以及試樣分析這三部分構成。但是由于材料分析的設備一般都是一些大型設備而且價格很貴不可能讓每個學生都親自動手操作，因此要想上好材料分析方法的實驗課就要不同于其他課程的實驗課，為了讓學生更好的掌握材料分析方法這門課的實驗內容，就必須通過應用flazh軟件將實驗過程制作成動畫，使學生生動直觀的了解實驗過程。也可以將教師在平時科研中使用儀器的過程拍攝下來，并適當的對儀器設備的工作原理等進行講解，讓學生通過觀看相關視頻來了解儀器的性能和使用方法。同時也可以制作SEM、DSC-TG、XRD等大型貴重儀器的實驗操作視頻錄像來展示儀器結構、原理以及實驗過程。使學生能夠更清楚地了解各種大型儀器的結構和工作原理，觀察儀器測試過程，取得很好教學效果。

其次，考慮到應用型本科學生的今后發展和工作需求，他們只要掌握設備的用途和分析方法，掌握如何利用分析測試設備為自己的學習和研究服務即可，不需要畢業的本科生掌握這些設備的具體操作和使用。因此本課程的實驗重點應該是如何利用設備優勢來激發學生的學習興趣和提高他們的分析測試技巧和方法實驗課的內容側重點由對大型儀器的參觀改為對實驗結果的分析。所以結合我校專業和學科特點及師生的實際需求，定期聘請理論課教師或實驗教師有針對性地開展專題講座，主要目的是讓師生了解在使用大型儀器設備過程中可能出現的問題和解決方法。此外，通過開展講座可以提供了大量處理和分析數據、圖譜的方法。

3 結束語

材料分析方法課堂教學方法和實驗教學方法的改革，激發了學生學習的積極性，保證了正常的教學內容，同時也將課程內容和科研相結合，極大的提高了學生學習該門課程的興趣和愛好，滿足了本課程的培養目標，取得了良好的教學效果。

【參考文獻】

[1]張靜武，傅萬堂，李慧，等.“材料近代分析測試方法”課程的教學改革與實踐[J].中國大學教育，2010（4）.

[2]趙鴿，李鵬飛，胡艷華，龔沛.《材料現代分析方法》課程實驗教學改革的研究[J].廣州化工，2013，9（18）.

[責任編輯：楊玉潔]