《材料工業分析》課程教學改革與實踐

周燕　杜慶洋　王厚德

摘要：《材料工業分析》是我院為培養材料化學本科專業材料分析與測試方向人才而開設的一門專業課程，該課程針對工業生產中從資源開發利用、原材料選擇加工、生產過程控制、產品質量檢測等一系列分析測試過程而設置的一門實用性強的課程。通過課程的學習使學生掌握試樣的采取、制備和分解知識以及各種材料的測試方法和實驗數據處理方面的知識，并訓練其扎實的工業分析實驗操作能力，使之達到工業分析工作者的基本素質要求。針對新時期對教學改革的要求，傳統教學理念的轉變，結合課程本身的特點及存在的問題，作者就教學內容、教學方法和手段、實驗教學、學生學習評價方式等環節進行有益的探索與嘗試。

關鍵詞：材料工業分析；教學改革；評價方式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）33-0093-02

一、引言

《材料工業分析》是我院培養材料化學本科專業材料分析與測試方向人才的專業課程之一。課程講授試樣的采取、制備和分解知識；各種材料的測試方法和實驗數據處理方面的知識，并訓練其扎實的工業分析實驗操作能力。培養大學生掌握材料工業從資源開發利用、原材料選擇加工、生產過程控制、產品質量檢測等一系列分析測試的能力，使其具備材料化學成分分析方面的工程素養。

工業分析在工業生產中占有重要地位，礦產的開發、工業原料的選擇、工藝流程的控制、工業成品的檢驗、新產品的研制以及三廢的處理和利用等，都必須以分析結果為重要依據，在企業質量保證體系認證中，分析測試與生產工藝同等納入質量體系的管理。隨著生產的發展和科技的進步，工業分析所涉及的領域不斷擴大、分析方法、分析儀器不斷推陳出新，給工業分析提出了越來越多的新課題和新要求。針對新時期對教學改革的要求，傳統教學理念的轉變，結合課程本身的特點及存在的問題，《材料工業分析》課程作為學校“課堂教學卓越計劃”立項建設項目之一作者就教學內容、教學方法和手段、實驗教學、學生學習評價方式等環節進行有益的探索與嘗試。

二、整合優化教學內容

工業分析是分析化學的一個重要組成部分，是分析化學在工業生產中的具體應用。其內容包括整個工業生產過程和人類活動，如資源的勘探、原材料的選擇、生產過程的控制、產品的質量檢驗、環境檢測等均屬于工業分析的內容。工業分析的對象多種多樣（包括煤質分析、硅酸鹽分析、冶金工業分析、石油產品分析、化工生產分析、氣體分析、工業用水和工業污水分析、農藥分析、電鍍液的分析等等），目前我校該課程執行的教學計劃其理論課時與實驗課時數為40：24，這些教學內容不可能面面俱到。根據我校專業布局及服務地方經濟的發展需求，我們選擇煤質分析、硅酸鹽分析、鋼鐵分析、氣體分析、水質分析作為該課程重點講授的內容，注重實用性和應用性。

《工業分析》是一門測試手段更新換代較快的學科，各種分析技術迅速發展，舊方法不斷被新方法所代替，舊標準被新標準所取代，所用教材不可避免地帶有滯后性。因此，在教學中適當補充介紹一些前沿知識及發展趨勢，以拓寬學生的視野。

根據行業企業發展需要和完成工業分析技術人員實際工作任務所需要的知識、能力、素質要求，選取教學內容，集理論性與實踐性為一體，在考慮知識系統性的同時，注重實用性，體現新標準、新方法、新技術，為學生提供符合時代需要的教學內容是《材料工業分析》課程建設的重要方面。

三、改進教學方法

分析工作者必須掌握扎實的基礎理論知識，這些知識要求必須在課堂內完成。在理論課程的教學中，應根據不同專業課程教學的具體特點與要求選擇相應的教學模式。工業分析所涉及的基礎知識在先修課程中已學過，而具體的工業分析方法及應用大多是實驗原理和實驗步驟等大量文字性敘述，課程枯燥無味，學生興致索然。為了改善教學效果，提高學生的學習興趣，我們在教學中積極創新教學模式：體現教師主導作用的同時，更加注重學生學習的主體地位。根據時代要求，結合課程自身的特點，梳理課程知識點，以任務驅動為導向，充分利用現代教育技術和數字化教學資源，靈活選擇教學方法，組織編排教學活動，形成多元化的教學組織形式。

“以學生為中心”的教學模式，創造條件讓學生在學習過程中主動去探究知識，調動學生的積極性和主動性。比如課程中氣體試樣的采集、煤質分析等內容通過視頻的形式自主學習。試樣的分解、水質分析、有色金屬及合金的分析、油料分析等部分內容的講授由老師一言堂改為教師略講和學生自學，每節課程由任務引領確定任務目標（包括知識目標和能力目標）將教學內容、要求、重點等布置下去，學生自主學習，課堂討論，通過小測驗、思考題或隨堂作業的形式歸納總結上交，并作為平時成績計入期末考試成績中。

“師生互動”的教學模式，學生作為學習過程中的認知主體，不僅是知識的接受者，還應成為知識的探索者，讓學生獲得更多的參與教學的機會。例如硅酸鹽分析部分作為系統分析的典范，整個教學過程安排6個學時，教師用1學時概述硅酸鹽種類、硅酸鹽分析項目與分析意義、硅酸鹽試樣的分解等，根據硅酸鹽系統分析項目提出如下選題：①二氧化硅的測定；②三氧化二鐵的測定；③氧化鋁的測定；④氧化鈣和氧化鎂的測定；⑤二氧化鈦的測定；⑥氧化鉀、氧化鈉的測定；⑦氧化亞錳的測定。然后對學生進行分組，每2—3名學生為一組，按照隨機的方法將各選題分配到各個具體的小組進行討論。各小組成員圍繞選題，充分利用圖書館及網絡信息資源，查找相關資料，從分析項目的國家標準、企業（或行業）標準或工業生產中慣用的分析方法入手，就分析方法的選取、分析方法的原理、分析步驟、分析結果的處理及注意事項等方面進行小組內的討論。討論結果以組為單位制作成PPT，學生根據分工在全班進行課堂講解，同時回答其他小組同學和教師針對其講述內容進行的提問。教師根據討論情況對各選題相關知識點總結分析，使學生能夠進一步完善該章節的知識體系。在這一過程中盡量讓每一個學生都參與到教學過程中，鍛煉學生文獻檢索、文字處理、PPT制作及口語表達能力。“師生雙向式互動模式”既有利于教師的組織和主導作用的發揮，又利于學生的主動學習。

四、實踐與理論相結合，提高學生實際動手能力

工業分析是一門技術性、操作性、科學性很強的課程，它來源于實踐，作為一名分析工作者，既要理解和掌握本學科的基礎知識，又要熟練地掌握各種基本操作技術技能，能正確分析和解決實際工作中出現的各種實際問題。能力目標的實現通過實驗教學環節完成。本課程安排24學時實驗，根據材料專業的特點，精選以下7個實驗：水中pH值的測定、水中鋁含量的測定、分析煤樣中灰分的測定、煤的發熱量的測定、工業氣體分析、水泥中三氧化二鐵、三氧化二鐵的測定以及鋼鐵中硅、錳、磷含量的測定。但是通過近兩年的實驗教學，發現存在以下問題：①學生態度不認真，不預習，實驗敷衍了事；②學生缺乏“量”的概念，部分學生對有效數字的位數普遍不敏感，數據處理、計算不正確；③實驗操作不規范，隨意更改試劑用量、反應時間、甚至變更實驗步驟。為此在指導學生實驗時要嚴格要求學生，培養學生的責任感，讓學生意識到分析結果一點點“量”的差別，在工廠就是產品的質量和生產的安全，在出入境檢疫部門是國家的安危。要樹立質量第一的意識，要使學生認識到每一個“量”都需認真對待，養成嚴謹的工作作風和實事求是的科學態度。

五、改革學生學習評價方式

我院《材料工業分析》課程在第七學期開設，本學期大多數學生在準備考研，心思和精力用在專業課上的學習偏少，要么翹課，要么是人在心不在；過去一份試卷定成績（期末考核），學生不重視平時學習環節，考試基本靠期末突擊，缺乏準確性和全面性。為進一步提高學習效果，我們加強學生學習評價方式改革，推行多階段、多類別的考核制度，注重學習過程考核，課程考核成績由平時成績、實驗成績、期末考試成績三部分組成。平時成績注重學習過程的監控，包括考勤、作業10%、多階段測試（學期中根據內容進度安排3次小測試，起到督促學生學習、檢查學生掌握相關知識的情況）20%、硅酸鹽分析的選題任務完成情況及回答問題10%幾部分構成；期末考試成績30%，重點考察基本理論知識；實驗成績占30%，包括實驗的預習、實驗過程中操作技能及處理問題的能力、實驗報告的撰寫，以此全面評價學生對知識的掌握程度和運用能力。為提高對老師教學和學生學習效果的全方位考核，需要設計更為合理的教學評價體系，知識、能力、素質的綜合評價體系是我們下一步努力的方向。

六、鼓勵學生參加職業技能鑒定，提倡學與用相結合

組織和指導學生參加化學檢驗工的中級工、高級工的職業資格鑒定的培訓和考試，使他們及時學習、掌握與所學專業相關的技術，提前了解和掌握專業知識在當前生產中的技能要求，使之成為知識與技能兼備的復合型人才，以適應經濟高速發展對高素質人才的需求。

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