民辦高校材料的分析方法課程教學改革初探

戚文秀 洪永昌 韓 路 何國強

（馬鞍山學院，安徽 馬鞍山 243100）

0 引言

中國現有140 余所擁有材料科學與工程一級或二級學科的高校材料類專業均設置了材料分析測試方法類課程，材料分析測試方法類課程是構建材料制備工藝、成分組成、微觀組織結構與各項性能之間關系的關鍵，既是學生必須理解并掌握的專業基礎課程，又是一門綜合性、實踐性非常強且具有知識前沿性的必修課程。近年來，隨著材料科學技術的不斷發展和高精密儀器制造水平的顯著提高，多項材料分析測試方法得到了快速發展，這些方法對科學研究的支撐和貢獻作用不斷加大，材料分析測試方法類課程對學生的專業素質影響與日俱增。材料的分析方法是馬鞍山學院金屬材料工程專業（焊接方向）的專業先行必修課之一，基于課程本身特點，對本校學生而言，是一門偏難的課程。為了更好地傳授本門課程知識，讓學生學到理論知識并能夠靈活的用于實踐，進一步對本門課程產生廣泛興趣，提高教學質量，培養學生工程教育專業認證背景下的家國情懷，筆者及其團隊在材料的分析方法課程教學改革中不斷探索。通過在教學內容、教學方法、融入課程思政元素、創新考核等方面進行不斷嘗試，最終取得了良好的教學效果。

1 精進教學內容，優化課堂教學

從本校科研情況、學時分配、學生實際情況出發，在對國內外材料測試類教材綜合對比之下，本教研室選擇了榮獲2002年全國普通高等學校優秀教材一等獎、由哈爾濱工業大學周玉主編的教材《材料分析方法》，并實時更新最新版本。本教材主要包括材料X 射線衍射分析和材料電子顯微分析兩篇理論內容及實驗指導部分。課程內容涵蓋了近代材料測試及分析技術，滿足我校金屬材料工程專業（焊接方向）的專業理論教學要求。

由于本校在本門課程設置了50 學時理論課教學及16 學時的實驗教學， 故在理論課程內容的選擇上，教研室結合教材內容，選取了X 射線衍射分析（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X 射線光電子能譜（EDS）等材料測試分析模塊，此外，根據實際情況要求，增加了X 射線熒光分析。從基本原理、儀器構造、實驗方法及應用等方面內容進行課程教學。

每一節課的內容呈現主要依靠PPT，所以PPT 內容需要精簡并且引人入勝。筆者在沿用教研室團隊研發的PPT 基礎上，針對理論知識晦澀難懂，還容易讓學生產生畏難情緒的知識點，如X 射線衍射定量分析原理中有大量的理論推導公式，做了適當刪減。同時，新時代新工科背景下，要加強學生具有實踐與理論的融合， 故在課堂上引入JADE 軟件分析數據的講解，緩解了純理論教學的枯燥。此外，為了讓學生更加直觀地感受到儀器的測試效果，適當地插入一些中文和英文文獻案例，如在介紹掃描電鏡時，適當引進一些前沿研究成果及一些簡明的圖片，如掃描電鏡下的納米材料、蒼蠅的復眼、螞蟻及一些花粉的圖片等。而針對生澀難懂的基本原理，在PPT 內容里引入更具形象化3D 動畫， 儀器操作方面， 插入實驗室操作視頻等。這樣一方面可以對枯燥的理論知識進行綜合；另一方面加深了學生對該知識點的印象， 達到入眼、入腦、入心的效果。

2 改革教學方法，培養學生積極性

2.1 創新互動方式，引導學生化被動為主動

初步探索了“翻轉課堂”及“協作學習”相結合的一種新的教學模式。“翻轉課堂”是指學與教相互翻轉的課堂，通過教學與學習順序的翻轉，將學習所有權從教師端轉移至學生端，而“協作學習”則通過小組形式組織學生學習，為達到共同的學習目標，個體之間可以采用對話、商討、爭論等形式對問題進行充分論證，其實質是讓多個學習者共同完成某項任務。

本屆參與學習本門課程的學生共63 人， 將其平均分成7 組，設置小組長1 名。根據實時表現，對組內成員做動態調整，保證每組成員的學習效果能夠水平相當。根據課程內容，結合上課進度，會適當地選擇一些案例，布置給學生，讓每小組課下協作完成，課堂上，隨機抽取小組或者自愿，由小組成員推薦代表上臺講解與分享。例如，在講倒易點陣的性質，即倒易矢量的方向和大小時， 特地將部分推導過程留給學生，學生課下以小組為單位討論、推導，課上再請出代表給大家分享；在講解單晶電子衍射花樣標定—標準花樣對照法時，將實驗室完成的電子衍射花樣分發給學生，由小組課下完成，最終在課堂上分享過程與結果。

由于課程內容量大，知識面廣，學時分配較為緊張，課上討論時間不足。很多時候，學生代表們會在課下時間積極踴躍向教師探討，這充分調動了學生的積極性，同時激發了學生的興趣。

2.2 正確認識學生，建立信任感

正確認識學生，建立相互間的信任感，可以進一步激發學生學習的興趣。而正確認識學生的第一步，則是能叫出每一位學生的名字，名字不僅僅是每個人的代號，更是建立相互信任的橋梁。隨著時代的發展，科技的進步， 傳統的點名逐漸被各種智能簽到所替代，在大學課堂上，教師能叫出每個學生的名字的現象越來越少，故需審視傳統紙質版點名的意義。重新采用紙質版點名，既實現了監督學生的出勤，又增加了相互認識的機會。基于參與學習本門課程的學生數不多，筆者在短時間內嘗試記住每一位學生，再根據每位學生的課堂表現， 課后作業以及平時交流情況，做出不同階段的建設性意見。通過在教學過程中不斷地交流，逐漸地建立了相互之間的信任，逐漸地，課堂氛圍也由原來的沉悶變得活躍起來。

2.3 創新實驗課教學，增強與理論課融合

基于應用型本科院校的定位，在目前新工科專業建設理念的背景下，教研室努力探索一種基于工程教育專業認證的人才培養模式，充分利用專業教學科研平臺，來提高學生創新實踐能力。要滿足新時代對于新工科的專業的要求，綜合性、設計性和創新研究性實驗的開設是實驗教學改革的必然選擇，是優化整合實驗教學內容的重要途徑。基于民辦高校性質，本校實驗設備及器材有限，材料的分析方法課程實驗部分選擇與安徽工業大學聯合教學，實驗內容緊緊圍繞課程理論內容，對學生理解、運用及數據分析起到非常有利的輔助作用。

由于材料的分析方法課程內涉及的實驗設備貴重且龐大，學生實驗部分均在安徽工業大學完成。每一次實驗課之前，學生完成實驗預習報告，實驗中近距離觀察每一種先進儀器設備，并通過實驗課教師的講解，進一步了解了每一種儀器的構造、原理及操作注意事項。實驗后，學生以“協作學習”的形式，對實驗數據進行探討，最終共同完成數據分析，提交實驗報告。由于儀器比較昂貴，實操部分以小組為單位參與來完成，但是將現場操作過程以視頻記錄下來，供學生復習參考，彌補了本校實驗設備不足的遺憾。

實驗是檢驗理論課所學內容的標準，實驗與理論相結合， 才能使學生將所學知識得以運用及延伸，提高學生的動手能力，啟發學生的分析能力，為今后的學習或工作提供有力的支撐。通過安徽工業大學的現場教學，學生也體會到了不同的教學環境，融合了不同教師的講課方法，吸收了更多的實踐與理論相結合的知識。

3 融入課程思政元素，引領正確價值觀

習近平總書記在北大師生座談會上指出：“人才培養一定是育人和育才相統一的過程， 而育人是本。人無德不立，育人的根本在于立德”。課程思政即“全課程育人理念”，它是以“立德樹人”為根本任務，構建全員、全科、全課程育人模式，形成各類課程與思想政治理論課協同效應的一種綜合教育理念。課程思政要求專業課教師在知識傳授的同時要強調價值引領，并且在價值傳播的同時要凝聚知識底蘊。

要努力挖掘課程思政元素，并在課堂教學中以潤物細物無聲的方式融入，引導學生增強對工匠精神的認同感， 在教學中培養學生愛崗敬業的職業精神、精益求精的品質精神，協作共進的團隊精神及追求卓越的創新精神。例如，在進行介紹X 射線的發現一節中，結合科學家倫琴怎樣發現X 射線以及為什么用X 射線命名的歷史故事， 鼓勵學生善于發現并勇于創新；結合X 射線用于醫學檢測，鼓勵學生努力學習，多為社會作貢獻；結合判定材料某些性質，可以通過不同檢測設備進行， 不同檢測數據展現的結果相互印證某結論，引導學生多角度分析問題，結合校運動會期間課程調課，引發“文明其精神，野蠻其體魄”的討論，來引導學生加強鍛煉， 并運用2021年東京奧運會精神激勵學生的愛國情及報國志。

這些思政元素活躍了課堂氣氛，提高了學生的積極性，將科研精神、職業理想、辯證思維等多方面的思政元素融入課堂教學中，取得了較好的教學效果。

4 創新考核方式，強化教學效果

為了加強材料的分析方法課程教學效果，教研室采取加強教師考核與升級學生考核兩方面并用的方式進行改革。教師考核方面，教研室邀請學校督導組專家，定期及不定期地聽課。聽課結束后，督導組專家根據課堂上教師表現，給出評價及建設性意見。教研室同伴教師也會按照時間安排，相互聽課，同時給出寶貴意見。此外，教研室會根據時間進度安排學生座談會，全面了解摸排教師上課情況。通過督導組專家、教研室教師以及學生等全方位的監督與評教，教師的授課得到進一步完善及提升， 實現以評促教的效果。另一方面， 學生考核也強調了平時成績的重要性，由原來的卷面成績（70%）+平時成績（30%）改為卷面成績（60%）+平時成績（40%）。其中平時成績中，由課堂表現（權重30%）、平時作業（權重30%）與實驗成績（權重40%）組成。學生考核方式加強了學生的課堂表現、平時成績及實驗方面等全方面的融合，從以前的重卷面成績逐漸向平時表現傾斜，一定程度上激發了學生的學習興趣， 增加了學生的互動的內在動力，起到了一定的教學效果。

5 結語

通過對教學內容、教學方法、融入課程思政元素及創新考核等方面對材料的分析方法課程教學改革，成功地激起了學生的學習熱情，引發了學生的學習興趣，同時明顯降低了本課程的掛科率，取得了階段性的突破。在接下來的課程教學中，作者及其團隊將會繼續探索更多適合民辦高校的教學方法，爭取取得更好的教學效果。