萬書權(quán)

攀枝花學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，四川攀枝花 617000

《材料現(xiàn)代分析測試技術(shù)》課程改革淺議

萬書權(quán)

攀枝花學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，四川攀枝花 617000

結(jié)合教學(xué)實際情況并側(cè)重應(yīng)用對材料現(xiàn)代分析測試技術(shù)課程內(nèi)容進行合理整合，采用明確教學(xué)目的、大量引入多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、加設(shè)有探索意義的課后作業(yè)結(jié)合課堂討論和多樣化考核等方式，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)主動性和積極性，大幅度提高教學(xué)效果，全方面提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

材料；現(xiàn)代分析測試技術(shù)；課程改革；素質(zhì)教育

引言

現(xiàn)代分析測試技術(shù)是在材料、化學(xué)、物理和及其應(yīng)用和工程等多種學(xué)科基礎(chǔ)上交叉融合發(fā)展的綜合性科學(xué)，知識內(nèi)容十分豐富且發(fā)展很快。根據(jù)學(xué)科側(cè)重點和專業(yè)培養(yǎng)需要的不同，實際教學(xué)內(nèi)容也有很多變化，常見教學(xué)內(nèi)容有X射線衍射分析、電子衍射顯微分析、熱分析和波譜色譜分析等。攀枝花學(xué)院化學(xué)類專業(yè)因有獨立的波譜和色譜分析課程，本課程涉及內(nèi)容主要為前面三大部分。

過去課程教學(xué)實踐表明，常存在的主要困難有：知識更新快，理論內(nèi)容偏難；部分內(nèi)容交叉性很強，不利教學(xué)安排；部分分析測試技術(shù)涉及大型貴重儀器設(shè)備缺乏實踐教學(xué)支撐，不利于清晰講解；教材中缺少課后習(xí)題，不利于檢查檢測效果，不利于學(xué)生應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)提高。

上述種種原因，使教學(xué)過程中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣淡薄，教師教得迷茫，學(xué)生學(xué)完后更迷茫不知所云，更加不知所用，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。

針對上述問題，從教學(xué)內(nèi)容、形式、要求、作業(yè)及考核等入手，從有效培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，在提高教學(xué)效果和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和綜合運用能力等方面進行了教學(xué)改革探索。

1 具體措施

1.1 合理整合教學(xué)內(nèi)容

實用和有趣的教學(xué)內(nèi)容是學(xué)生熱愛學(xué)習(xí)和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的先決條件。如果和大學(xué)基礎(chǔ)課程一樣，只看重書本理論知識傳授，而忽視了對實際問題的分析測試能力鍛煉，將不利于教學(xué)效果和學(xué)生綜合素質(zhì)提高。教學(xué)實踐中結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)需要和課程特色， 主要開展了以下工作：

1）結(jié)合化學(xué)類專業(yè)特色，深入分析各種分析測試技術(shù)內(nèi)容和常見應(yīng)用，加強各相應(yīng)學(xué)科聯(lián)系，積極引導(dǎo)學(xué)生們進行知識整合。

2）基礎(chǔ)理論知識上，因材施教。具體而言，就是結(jié)合當(dāng)前學(xué)生知識水平，弱化那些對本科生不易理解的理論基礎(chǔ)部分。

3）與時俱進，培養(yǎng)學(xué)生查新和創(chuàng)新能力，提高學(xué)習(xí)自主性和學(xué)習(xí)興趣。對教材中已瀕臨淘汰的技術(shù)，只簡單描述其實質(zhì)和拓展其最新發(fā)展。重點介紹當(dāng)前流行的新儀器和新技術(shù)，以求學(xué)以致用。

4）引導(dǎo)學(xué)生進行知識整合，加強實際中的綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)，即把所有課程知識體系以常規(guī)實際應(yīng)用為目的進行重新整合。根據(jù)材料科學(xué)與工程4要素（材料性質(zhì)、使用性能、合成與制備、組成和結(jié)構(gòu)）模型把課程內(nèi)容，從常規(guī)的X射線衍射分析、電子衍射顯微分析、熱分析等大塊，重新調(diào)整為晶胞結(jié)構(gòu)、形貌（含尺寸）和物相（含成分）和性質(zhì)分析四大塊中去，原本那些不利于分類的知識塊（例如波譜儀、能譜儀和X熒光分析等）也可較好地歸納進去，改善了教材思維局限性和教學(xué)內(nèi)容組織的不連貫性。

5）調(diào)查周邊現(xiàn)有的儀器，緊密貼合實際，學(xué)以致用?，F(xiàn)代分析測試技術(shù)應(yīng)用常受限于當(dāng)?shù)氐膬x器，十分有必要結(jié)合攀枝花及其附近地區(qū)儀器和過去科研實例，進行清晰和生動地講解，盡量學(xué)以致用，為今后畢業(yè)論文開展、就業(yè)和深造等奠定堅實基礎(chǔ)。

1.2 靈活教學(xué)

靈活合理的教學(xué)方式是對教學(xué)方案良好實施的有效保證。在我們的教學(xué)實踐中，充分與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)自主性和提高學(xué)習(xí)自學(xué)能力等都有益處。教學(xué)方式改革中主要包含了以下內(nèi)容：

1）改常見的填鴨式教育為引導(dǎo)式自主學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。這在學(xué)時偏少時的課程教學(xué)中十分重要，填鴨式教育遠不能滿足此課程原本龐大而日益更新的知識需要，教師在課堂上更多的靠有效吸引學(xué)生入門，真正的核心知識和實際應(yīng)用能力得靠課后自主學(xué)習(xí)和領(lǐng)悟，之后再串講提高。

2）課堂教學(xué)上充分使用多媒體和互聯(lián)網(wǎng)，以身邊的新聞和尖端科研，引領(lǐng)學(xué)生翱翔于網(wǎng)絡(luò)知識海洋，吸引學(xué)生興趣去課后自學(xué)，主動思考、分析和解決身邊的實際問題，有效提高教學(xué)效果。

3）充分使用小木蟲論壇、科學(xué)網(wǎng)、儀器信息網(wǎng)、維普和萬方等網(wǎng)絡(luò)資源，某些測試技術(shù)即使不能身臨其境，也可借用互聯(lián)網(wǎng)知識在線地把儀器結(jié)構(gòu)和測試過程甚至是測試者制樣和分析的寶貴實踐經(jīng)驗都可以講解得比較清楚。

4）重視教學(xué)中的對比學(xué)習(xí)和及時總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建自己的知識網(wǎng)絡(luò)，增強學(xué)生的實際中的綜合應(yīng)用能力。

1.3 明確教學(xué)要求

本課程可以讓學(xué)生們更加愛科學(xué)愛學(xué)習(xí)，擴寬其知識視野，培養(yǎng)查新創(chuàng)新意識和能力，提高個人應(yīng)用能力等綜合素質(zhì)，為畢業(yè)論文寫作和就業(yè)深造等奠定堅實基礎(chǔ)。本著學(xué)以致用，對課程內(nèi)容和教學(xué)形式進行了探索調(diào)整后，也進一步明確教學(xué)要求，即“知分析原理和儀器結(jié)構(gòu)、熟應(yīng)用、會測試、能分析”。

同時也以人為本，差別化對待。對大多數(shù)學(xué)生，重點介紹分析測試實驗流程和具體分析步驟，有一定查新和創(chuàng)新能力，為即將進行的畢業(yè)論文和擴大就業(yè)面打基礎(chǔ)，也就是強調(diào)測試和分析，弱化原理和結(jié)構(gòu)；對于準(zhǔn)備讀研深造的部分學(xué)生而言，在上面的基礎(chǔ)上，更要求其自學(xué)清楚相應(yīng)的原理和儀器結(jié)構(gòu)，更針對性地加強各種分析測試技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，提出、分析和解決實際問題等能力培養(yǎng)。

1.4 發(fā)展式教學(xué)強化應(yīng)用能力

本課程定位為化學(xué)類專業(yè)的專業(yè)核心課，更應(yīng)該重視學(xué)生的實際應(yīng)用能力培養(yǎng)。在實踐中主要以布置適宜的課后作業(yè)和積極開展課堂討論進行。

限于實際條件，本課程教學(xué)常缺少足夠的實際儀器操作實訓(xùn)，各種教材中也鮮有復(fù)習(xí)思考題之類的課后作業(yè)題，這很不利于鞏固學(xué)生課堂學(xué)習(xí)成果和及時檢查教學(xué)效果。為了增強教學(xué)內(nèi)容的趣味性和實際應(yīng)用性，我們常在每章內(nèi)容講授完后針對性地布置一些有前瞻和挑戰(zhàn)性的開放性論述題，充分開展發(fā)展型教學(xué)和學(xué)生課后的自主學(xué)習(xí)和實際應(yīng)用能力訓(xùn)練。

開放性論述題示例：試結(jié)合本課程和過去所學(xué)分析化學(xué)、波譜分析等相關(guān)知識，論述如何有效獲得某固體混合物（以攀枝花高爐渣為例）的各個物相含量（含其化學(xué)成分及其含量的測定），并合理安排其分析測試順序。

雖然這類題目沒有較合理完美的答案，但在一起探索答案這個過程中卻能受益良多。待學(xué)生們初步完成后，老師再結(jié)合作業(yè)情況積極開展課堂討論。

課堂討論時老師宜充分調(diào)動學(xué)生積極性，鼓勵和引導(dǎo)他們提問，現(xiàn)場在互聯(lián)網(wǎng)上和學(xué)生們一起解決，拓展大家的知識面和加強學(xué)生自學(xué)能力培養(yǎng)，讓學(xué)生們學(xué)會善用網(wǎng)絡(luò)資源，并以此去思考分析和解決實際中的問題。

在課堂討論集思廣益的基礎(chǔ)上，再鼓勵讓學(xué)生們進一步利用各種網(wǎng)絡(luò)資源，再次完成相同的作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生再次進行知識整合，構(gòu)建自己的知識網(wǎng)絡(luò)，并以此激勵學(xué)生相互促進，共同提高教學(xué)效果。

1.5 激發(fā)學(xué)生興趣

如前所述，種種教改探索措施的開展都離不開學(xué)生的主體參與，某種意義上說目的都是在激發(fā)學(xué)生興趣。對于材料分析測試這種較前沿且十分重視實踐的課程而言，不能讓學(xué)生們迷失于浩瀚而枯燥的相關(guān)理論中。必須深入淺出，針對性地激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，避重就輕地讓學(xué)生得到應(yīng)用能力鍛煉。結(jié)合前面分析，在教改探索中主要采用了以下方法：

1）課堂上多用多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，現(xiàn)場解決問題和發(fā)掘知識。

2）如條件允許，盡可能到儀器現(xiàn)場參觀學(xué)習(xí)；如不允許，也盡量多用網(wǎng)絡(luò)上圖文并茂的操作經(jīng)驗去生動講授重點實驗測試過程。

3）充分把教學(xué)和教師科研經(jīng)歷相結(jié)合。比如把布拉格實驗和晶體定向加工結(jié)合起來，把一個古老的實驗，活生生地重現(xiàn)在學(xué)生面前。

4）引入身邊的新聞（如好奇號火星車的分析測試之旅）等熱點內(nèi)容；在講到原子力顯微鏡可移動原子時，適時引入分子加工和設(shè)計等概念。

5）適時總結(jié)和對比所有曾學(xué)過的內(nèi)容，比如X射線和電子與物質(zhì)作用的信號及其具體用途的異同之處等。還有從宏觀到微觀尺度下的各種分析測試技術(shù)及其研究適用范圍總結(jié)，引導(dǎo)和輔助學(xué)生形成較完善的知識網(wǎng)絡(luò)。

只有有效地培養(yǎng)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，才能取得良好的教學(xué)效果。引導(dǎo)他們真正熱愛上科研，學(xué)好科學(xué)文化知識本身為今后的學(xué)習(xí)、工作和生活打好堅實基礎(chǔ)；更借此希望他們學(xué)會用好科學(xué)之眼，以其獨特視角，啟發(fā)思考如何更好地去適應(yīng)社會和為社會服務(wù)，提高其綜合素質(zhì)，真正實現(xiàn)教書育人！

1.6 靈活考核

如前所述，教學(xué)內(nèi)容、形式、要求、應(yīng)用強化等探索，也得適時對考核形式進行調(diào)整，以加強應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。實踐表明采用靈活多樣的考核方式有較好的效果。比如加大平時成績（尤其重視課堂討論和課后作業(yè)的完成質(zhì)量）考核的同時，期末也采用開卷考核類似于課后作業(yè)題目的綜合論述題。重點考察綜合利用課程所學(xué)的知識，解決一些身邊的科學(xué)問題的能力。其中的知識源于書本，但高于書本，更偏向于實際應(yīng)用。讓真正愛學(xué)習(xí)的，學(xué)好了本課程的學(xué)生們?nèi)〉糜行У恼蚣?，也督促部分學(xué)習(xí)方法欠佳的同學(xué)，進行調(diào)整和改進。共同為提高教學(xué)效果和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用能力等綜合素質(zhì)服務(wù)。

2 結(jié)語

通過上述對材料現(xiàn)代分析測試技術(shù)教學(xué)內(nèi)容、形式和要求，結(jié)合適宜課后思考題和課堂討論和靈活多樣的考核機制等探索措施，可以使教師能清晰把握重難點合理避重就輕深入淺出地講授，讓學(xué)生們學(xué)習(xí)不再迷茫，在老師的引導(dǎo)下將過去所學(xué)和現(xiàn)在所學(xué)的知識都構(gòu)建成獨特的知識網(wǎng)。同時也極大地提高了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和強烈的求知欲，提問積極性也明顯提高，增強了對學(xué)生動手能力和思維創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，變知識為實際應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)。

在教學(xué)實踐中不僅完成了預(yù)定的教學(xué)要求，取得了良好的教學(xué)效果，更讓學(xué)生們掌握了自主和較靈活選擇和應(yīng)用各種分析測試方法，在畢業(yè)論文寫作水平也顯著提高，實現(xiàn)了學(xué)有所用，全面提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)，為學(xué)生們更好地就業(yè)、深造和生活都奠定了良好基礎(chǔ)。

值得一提的是，課程教學(xué)改革是一個長期而艱巨的過程，尤其是對于材料現(xiàn)代分析測試技術(shù)這種綜合且前沿的課程而言，相關(guān)研究還在進一步進行中。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.22.126