《材料近代分析測(cè)試方法》課程創(chuàng)新及教學(xué)改革探討

鞠洪博

（江蘇科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212003）

時(shí)下科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，新材料在不斷地涌現(xiàn)出來，材料科學(xué)在不斷地往前發(fā)展。隨著產(chǎn)品的不斷改革換代，市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品要求越來越高，因此對(duì)材料的性能要求也同步提高了。測(cè)試方法在不斷發(fā)展中，但是教材卻沒有同步進(jìn)行改寫更新，同時(shí)在實(shí)際的教學(xué)過程中由于各種分析儀器普遍都存在復(fù)雜昂貴的特點(diǎn)，使得實(shí)驗(yàn)課難以在教學(xué)中開展，教學(xué)效果也因此大打折扣。所以對(duì)教學(xué)中的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及教學(xué)手段等進(jìn)行分析，并針對(duì)該課程與科研相結(jié)合的教學(xué)改革進(jìn)行討論研究是必不可少的。近幾年，我校在材料近代分析測(cè)試方法的教學(xué)上進(jìn)行了不斷地探索以及改革，同時(shí)借鑒了一些其他高校的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從而提出用科研實(shí)踐來豐富教學(xué)，采用科研與教學(xué)二者相結(jié)合的教學(xué)模式，以期對(duì)提高我校的材料近代分析測(cè)試方法教學(xué)質(zhì)量提供一定的指導(dǎo)作用。

1 課程特點(diǎn)及要求

材料近代測(cè)試方法是材料專業(yè)本科生的一門專業(yè)必修課。其綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)，具有很強(qiáng)的知識(shí)前沿性[1]。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將學(xué)習(xí)到一些常用材料分析的基本原理、分析儀器的結(jié)構(gòu)及進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)用哪種方法，讓學(xué)生在能夠掌握材料表征技術(shù)的同時(shí)，學(xué)習(xí)在材料研究過程中遇到問題如何正確解決的思維方式和處理方法，讓學(xué)生學(xué)到如何綜合運(yùn)用材料的基本知識(shí)和分析方法進(jìn)行正確高效地分析研究。該課程主要使用X射線衍射和電子顯微鏡來分析材料的微觀組織結(jié)構(gòu)和顯微成分。涉及實(shí)驗(yàn)設(shè)備以X射線衍射、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡和電子探針為主。課程教學(xué)大綱中表示該課程目的是讓學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，從而了解并掌握儀器設(shè)備的基本原理和操作方法，了解學(xué)科相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)研究中使用現(xiàn)代分析測(cè)試儀器的技術(shù)方法。

這門課程有以下幾種特點(diǎn)：在使用X射線進(jìn)行物相分析、電子衍射結(jié)構(gòu)分析時(shí)最重要的一點(diǎn)就是要求使用者掌握晶體學(xué)知識(shí)[2-3]，因此學(xué)習(xí)此課程也要求學(xué)生掌握一定的晶體學(xué)知識(shí)；其次進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，每一章內(nèi)容所涉及的知識(shí)面范圍較廣，但是其內(nèi)容連接邏輯關(guān)系并不強(qiáng)，許多章節(jié)的內(nèi)容相對(duì)來說較為獨(dú)立，每種設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)也不大。而相比之下，一般課程的前后內(nèi)容大多是有較強(qiáng)的邏輯串聯(lián)關(guān)系，但該課程內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立且無關(guān)聯(lián)使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會(huì)感到枯燥。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)校設(shè)立了測(cè)試分析中心，但是在設(shè)備清單中這門課程所涉及的實(shí)驗(yàn)儀器裝備并不完善，學(xué)生無法就近獲得設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

教材是能夠有效開展教學(xué)工作的前提，同時(shí)也是當(dāng)今學(xué)生教育工作中的一項(xiàng)重要的教學(xué)內(nèi)容。但是經(jīng)過對(duì)新階段的高校教學(xué)調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)校在教材的更新和應(yīng)用都存在一定的滯后，學(xué)生獲得知識(shí)的第一途徑就是手中的教材，完善的教材能夠有效地幫助提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平。由于教材的改革缺少關(guān)注和投入，使得在材料近代分析測(cè)試課程中，教材無法有效地為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)上的幫助，對(duì)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果都會(huì)產(chǎn)生影響。

2 教學(xué)方法的改革

我校材料科學(xué)與工程學(xué)院具有近70年的辦學(xué)歷史，現(xiàn)設(shè)有一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)（下設(shè)4個(gè)二級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)，分別為：材料物理與化學(xué)、材料學(xué)、材料加工工程、材料腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)）和博士后科研流動(dòng)，全國第四輪學(xué)科評(píng)估獲評(píng)B-；材料學(xué)進(jìn)入ESI全球排名前1%，USNews材料科學(xué)學(xué)科最新榜列大陸高校第61位，材料領(lǐng)域Top1%論文數(shù)排名第46；連續(xù)入選三期江蘇省優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程；“軍用關(guān)鍵材料”入選工信部國防特色學(xué)科。設(shè)有焊接技術(shù)與工程、金屬材料工程、高分子材料與工程、材料成型及控制工程、電子封裝技術(shù)、功能材料6個(gè)本科專業(yè)，其中焊接技術(shù)與工程專業(yè)是首批國家級(jí)一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)、國家級(jí)特色專業(yè)、教育部綜合改革試點(diǎn)專業(yè)、江蘇省A類品牌專業(yè)和特色專業(yè)，武書連排名連續(xù)多年全國第二（A+）；金屬材料工程、高分子材料與工程、材料成型及控制工程入選江蘇省一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，金屬材料工程、高分子材料與工程通過工程教育論證（專家進(jìn)場(chǎng)考核）。

我校材料工程學(xué)院科研成果十分顯著，每年都開展許多重大的科研工作。因此基于本校的科研基礎(chǔ)以及根據(jù)課程自身的特點(diǎn)，提出了課程教學(xué)與教研二者相結(jié)合的教學(xué)模式。

2.1 合理選擇教材，對(duì)現(xiàn)有教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)

教材是教學(xué)工作有效開展的基礎(chǔ)，也是教學(xué)過程中應(yīng)該被關(guān)注并進(jìn)行完善的一項(xiàng)重要教學(xué)內(nèi)容[4]。要知道在材料近代測(cè)試分析應(yīng)用中，實(shí)施教學(xué)改革的前提就是完善教材應(yīng)用設(shè)計(jì)，科學(xué)地挖掘教材內(nèi)部實(shí)驗(yàn)測(cè)試內(nèi)容，以此為學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供幫助[5]。但是現(xiàn)階段我國學(xué)生教學(xué)工作的調(diào)查研究表示，很多學(xué)校在教學(xué)工作的開展過程中，對(duì)于教材應(yīng)用的拓展建設(shè)都存有偏差，因而使得學(xué)生教學(xué)工作實(shí)施還存有一定的偏差。要知道完善的教材應(yīng)用可以提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，能夠推動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，符合學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作實(shí)施需求。但是由于缺乏對(duì)教材的投人和挖掘，使得材料近代分析測(cè)試中，還不能有效地為學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供幫助，影響了學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2.2 把項(xiàng)目中的科研實(shí)踐成果帶到課程教學(xué)中來

在上課的過程中，一方面要將教材中的課程內(nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)行講解，另一方面需要給學(xué)生介紹每種儀器設(shè)備的原理以及使用方法，同時(shí)又可以為學(xué)生介紹本校其他課題組的科研成果，更好地展示各種儀器設(shè)備在科研中的實(shí)際應(yīng)用，讓學(xué)生更加系統(tǒng)的理解測(cè)試技術(shù)在科研工作中的作用以及實(shí)際應(yīng)用。通過對(duì)設(shè)備的講解，將本學(xué)科發(fā)展過程中的知識(shí)、最前沿的發(fā)展動(dòng)態(tài)補(bǔ)充到教學(xué)之中，將學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)同相關(guān)科研的成果、過程、思路融為一體補(bǔ)充到具體的教學(xué)中。

2.3 讓學(xué)生參與到課題的科研實(shí)踐中去

規(guī)定的學(xué)時(shí)教學(xué)是十分有限的，在有限學(xué)時(shí)內(nèi)很難掌握好材料近代測(cè)試這項(xiàng)技術(shù)。在課堂教學(xué)中，教師更多的是系統(tǒng)的講解，同時(shí)通過教材內(nèi)容對(duì)學(xué)生提出重難點(diǎn)，講解學(xué)習(xí)的方法以及分析問題的步驟，更多的是體現(xiàn)一個(gè)拋磚引玉的作用。但是該課程實(shí)踐性極強(qiáng)，想要真正理解并掌握一門測(cè)試技術(shù)，必須通過課后的實(shí)際操作與應(yīng)用來加強(qiáng)鞏固。因此，鼓勵(lì)學(xué)生在本科學(xué)習(xí)期間參與到教師的課題組可以對(duì)該課程學(xué)習(xí)提供一定的輔助作用，學(xué)生也可以挑選感興趣的研究課題并且參與其中，利用課余時(shí)間在教師的專業(yè)指導(dǎo)下進(jìn)行科研實(shí)踐。學(xué)生一方面可以在學(xué)習(xí)的過程中鍛煉到自己的科研實(shí)踐能力，提高自己的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，另一方面，也可以在實(shí)驗(yàn)過程中給教師提供一些幫助，可以讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)有一個(gè)更好的理解，達(dá)到教師與學(xué)生共贏。

3 教學(xué)與科研二者相結(jié)合的實(shí)踐

在科研實(shí)踐中，不影響總體教學(xué)的情況下可以將大量的材料測(cè)試工作帶進(jìn)課堂中去，從測(cè)試開始的樣品制備到最后的測(cè)試結(jié)果分析，充分地讓學(xué)生參與其中，使課程教學(xué)更加的生動(dòng)且具有活力。讓學(xué)生參與其中，是學(xué)生對(duì)科研的概念由抽象逐漸轉(zhuǎn)變到具體。用實(shí)踐應(yīng)用讓學(xué)生充分明白為什么要進(jìn)行材料的測(cè)試，在實(shí)驗(yàn)中哪種測(cè)試方法是最優(yōu)選擇，是否還有更好的選擇，這種方法會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果，如何把測(cè)試結(jié)束后的效果更加直觀地表示出來等。通過實(shí)例講解，讓學(xué)生更好地了解測(cè)試技術(shù)在科研實(shí)踐中的應(yīng)用。

用科研的實(shí)踐與成果使得教學(xué)變得更加充實(shí)，幫助學(xué)生對(duì)教材內(nèi)容的理解與掌握。通過知行合一的學(xué)習(xí)，將書本中的理論知識(shí)結(jié)合實(shí)踐，在實(shí)踐中學(xué)會(huì)如何發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并且解決問題。使教學(xué)內(nèi)容得到豐富，同時(shí)也使枯燥的課堂變得更加生動(dòng)有趣，讓學(xué)生在掌握測(cè)試技術(shù)的同時(shí)也能了解科研發(fā)展的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，從而激發(fā)學(xué)生的科研興趣，使其能夠更好地掌握測(cè)試技術(shù)的最新進(jìn)展和應(yīng)用。

4 結(jié)語

國家通過高等學(xué)校培養(yǎng)人才，應(yīng)充分發(fā)揮高校本身的優(yōu)勢(shì)。課程與科研實(shí)踐相結(jié)合是培養(yǎng)人才的重要方法。經(jīng)過實(shí)踐證明，為了提高材料近代分析測(cè)試水平，在教學(xué)工作的開展中及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行方法的改革創(chuàng)新，進(jìn)一步為材料近代分析測(cè)試技術(shù)課程創(chuàng)新提供幫助。目前我校在材料近代測(cè)試方法的教學(xué)中仍存在些許的缺點(diǎn)與不足，需要進(jìn)一步的探討和改革。