《材料分析與表征》的課程教學探討

趙劍豪 容建華

摘要：文章從優化教學內容、第一堂課喚起學生學習興趣、將最新的科研成果帶進課堂教學、加強課堂教學互動、重視案例教學、注重實驗教學等方面對《材料分析與表征》的課程教學進行探討，對提高該課程的教學質量有重要意義。

關鍵詞：材料分析方法；課程教學；教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）10-0160-02

提高本科教學質量是我國高等教育的工作重點，而課程教學是本科教學工作的核心。高等理工科院校今后發展的主要方向是培養創新型的專業人才，而專業課程教學是培養學生綜合素質及創新實踐能力的重要手段[1]。在材料科學中，《材料分析與表征》課程的地位舉足輕重，但該課程的綜合性和實踐性強，知識領域廣泛，邏輯性強，內容抽象，不容易理解與掌握。很多學生在上課時由于不感興趣或者聽不懂，導致該課程的教學效果普遍較差。因此，如何針對《材料分析與表征》的課程特點，改進教學方法和教學思路，培養學生的學習興趣，提高教學質量，是值得思考的問題。本文將從以下幾點來探討《材料分析與表征》的課程教學方法：

一、優化教學內容

《材料分析與表征》課程所涉及的材料分析方法多種多樣，包括衍射分析、光譜分析、電子顯微分析、電子能譜分析、色譜分析、質譜分析、電化學分析、熱分析等等，覆蓋與材料相關的各個領域，專業性強，需要掌握較好的專業理論基礎知識才能做到靈活應用。然而，要在有限的教學課時里將所有的分析方法都講清楚并被學生消化吸收是很難的，往往導致教學效果欠佳。因此，在教學內容的設計上，有必要根據所屬專業的研究領域與培養目標有針對性地選講一些常用的分析方法，如與材料化學組成相關的分析方法以及與材料微結構相關的分析方法，減小課程的廣度并相應增加對測試結果分析的講解，其他不常用的材料分析方法可以采用自學-輔導式的教學方法，這樣有利于學生精通掌握那些基礎的、常用的分析方法，提高教學質量。

二、第一堂課喚起學生學習興趣

第一堂課很重要，這是老師與學生的第一次課堂見面，也是學生對該課程最神秘、最好奇的時候，因此上好第一堂課對提高學生的學習興趣至關重要。由于《材料分析與表征》課程的實用性，老師除了常規性介紹該課程的課程特點、教學內容、教學要求與教學目標等外，還應該讓學生明白為什么要學習這門課程，通過該課程的學習能學會哪些重要的知識或者技術，這些知識技術在日常的工作生活中有什么重要應用。最好能舉一些具體的實例，從與學生自身密切相關的就業技能或者社會密切關注的事件等角度來介紹。例如可以借用“毒奶瓶”事件中的雙酚A檢測[2]、食品保鮮膜種類與安全性的辨別[3]、紅藍寶石的鑒別[4]等例子來介紹材料分析方法的作用與重要性，以此來喚起學生的學習興趣，興趣是學好一門課程的唯一動力。

三、將最新的科研成果帶進課堂教學

《材料分析與表征》的課程知識大多數是抽象的、難理解的，因此該課程教學不可能像文科分析電影故事情節那樣耐人尋味。正因為這樣，《材料分析與表征》的課程教學更需要圖文并茂，需要引入一些引人入勝的研究成果來展示它的魅力。研究成果的選擇最好是一些世界性的重大新發現，這些新發現不一定學生能馬上理解，但最好是有所聽聞的，比如2014的“諾貝爾”化學獎是超高分辨率熒光顯微鏡的發明，可以擺脫電子顯微鏡的局限，像普通顯微鏡那樣方便使用，但能觀察分析普通顯微鏡無法分辨的小于0.2微米的物體，這對觀察活體生物樣品非常有利，讓學生明白這些重要發現的主要貢獻是什么；也可以是選擇一些學生有切身體會的創新工程科研實驗，這樣更能引起學生的共鳴?？蒲谐晒慕榻B中需要重點突出與解釋該成果中運用了與課程相關的哪些知識點，這些知識點是如何發揮作用解決問題的，以幫助學生理解各種材料分析方法的特點與應用，也因此增加學生對科學的崇尚感和求知欲，從而提高學習的熱情和積極性。

四、加強課堂教學互動

課程教學包括老師的傳授講解與學生的主動學習，這是相輔相成、密不可分的兩部分。很多老師在課堂上只專注于自己對課件的講解，而忽略了學生的思維是否與自己同步，也就是忽視了學生的主動學習這一環節。實踐證明，由于《材料分析與表征》課程的基礎知識抽象且邏輯性強，老師單純地傳授講解，學生對知識的掌握能力與效率是比較低的。即使老師在課堂上對某些重要的知識點重申很多遍，在考試時學生仍然可能犯錯，說明學生對這些知識點其實并沒有真正掌握，老師自認為已經講得很清楚了，但實際上是“對牛彈琴”。因此，隨時了解學生對知識點的掌握程度非常重要，而課堂互動可以很好地達到這一目標。課堂互動有多種形式：第一，提問問題。想檢驗學生是否已經聽懂，隨時提問是最簡單的方式。提問不僅可以了解學生對知識點的理解情況，還可以提高學生聽課的注意力。第二，專題討論。對一些較難理解的知識點，可以設置討論專題，讓學生分組進行討論。例如，設立“光學顯微鏡與電子顯微鏡的區別”這一專題，并對學生進行分組，要求各組學生課前對這兩種顯微鏡的原理、應用及其局限性等內容進行資料查閱和整理，課堂上向其他學生展示討論結果。最后，任課老師根據討論結果進行點評與總結。通過專題討論不僅可以鍛煉學生查閱文獻和思考分析問題的能力，還可以培養學生之間的合作精神，對提升學生的學習能力很有幫助。

五、重視案例教學

案例教學是一種通過模擬或者重現現實生活中的一些場景，讓學生把自己納入案例現場，通過討論或者研討的方式來進行學習的一種教學方法[5]，最早在管理學、法學等學科中使用。其實，案例教學在《材料分析與表征》的課程教學中同樣重要，它將材料分析方法的理論知識與實際應用密切結合，向學生展示如何靈活運用課程知識解決日常生活生產中的問題?！恫牧戏治雠c表征》的課程教學可以適當編輯5～10個教學案例，覆蓋該課程所講授的各種分析方法。案例教學包括案例的選擇、測試方法的選擇、測試結果的分析討論三方面。教學案例可以選擇社會關注較多的事件，如“三聚氰胺奶粉”、“毒奶瓶”等事件，或者校內教師的研究課題，引出需要分析的問題。然后，根據所需要分析的問題去選擇合適的分析方法。最后，對所得的測試結果進行分析與討論。這個過程，如果老師采用啟發式的教學方式，教學效果會比直接展示案例的教學方式更好。比如“氧化石墨烯與金納米棒復合材料的表征”案例，由教師首先介紹研究的背景和材料的制備方法，然后引導學生思考如何選擇測試方法對材料的結構進行表征，再分析所選用的各種顯微鏡的適用性，預計可得到哪些數據，如何解釋圖譜等等，通過這樣一步一步進行，使學生不僅了解了教師的科研工作，更加深了對分析測試方法的理解和應用。

六、注重實驗教學

《材料分析與表征》的課程教學除了基礎理論教學外，還必須有實驗教學。學生需要通過做實驗來深化理解理論基礎知識以及提高實驗動手技能。與課堂教學相比，學生對做實驗更感興趣，因為實驗實用性強，更能開發學生的創造力，使學生覺得更有成就感。實驗教學有兩種：第一種是課程安排的教學實驗，包括驗證實驗、設計實驗和綜合實驗，另一種是學生業余時間參加的科研實驗，如當實驗室科研助手或者參加大學生創新工程、“挑戰杯”等項目。第一種實驗教學的實驗可以設置一些能與日常應用密切相關的實驗，如《材料分析與表征》課程設置用紅外光譜法辨別市售的食品保鮮膜實驗；或者設置跟其他相關課程實驗密切相關的實驗，比如學生可以利用《材料分析與表征》的各種分析方法對自己在其他實驗課（如《高分子化學實驗》、《高分子材料實驗》、《無機非金屬材料實驗》、《生物材料實驗》等）制備的樣品進行分析。這樣不僅可以使相關課程的實驗教學緊密關聯，還有利于提高學生的實驗積極性，因為他們想求知自己制備的樣品到底結構和性能如何。而第二種關于學生業余時間自主參加的科研實驗，有利于提高學生的科研能力與創新能力，加深對理論知識的理解與運用，對科研后備人才培養有重要作用，但需要老師投放更多的精力對學生進行指導，因此需要老師具有高度的責任感和無私奉獻精神。

以上是本文對《材料分析與表征》的課程教學的幾點探討?？傊?，專業課程教學是本科教學的重中之重，高校肩負著培養國家科學技術人才的重任，提高專業課程的教學質量對培養高層次的后備人才有重要意義。盡管目前由于各種原因導致本科教學質量有下降趨勢，但只要擺正心態，將本科教學放在第一位，不斷改進教學方法，就一定能提高教學效果。

參考文獻：

[1]盧潔，馮家勛.理工科課程教學整體改革探索[J].高等工程教育研究，2009，（2）：137-139.

[2]冼燕萍，郭新東，杜志峰，羅海英，吳玉鑾.奶瓶中雙酚A、烷基酚及烷基酚聚氧乙烯醚殘留量的高效液相色譜-熒光測定法[J].現代食品科技，2008，24（5）：493-495.

[3]馮超，董鹍，吳永軍，張鵬翔.保鮮膜材質及使用安全性的拉曼光譜分析[J].光散射學報，2010，22（2）：137-142.

[4]楊建明，邵潔漣.紅藍寶石的鑒別[J].上海地質，2001，（1）：60-62.

[5]李寒梅.案例教學在教師教育課堂教學中的觀察與啟示[J].中國大學教學，2013，（6）：70-72.