【摘要】立足于高分子專業(yè)課程《材料分析方法與測試技術(shù)》建設(shè)的實(shí)踐,結(jié)合當(dāng)今材料類專業(yè)高等教育的發(fā)展現(xiàn)狀,討論課程建設(shè)的目標(biāo)和內(nèi)容,并提出本課程現(xiàn)今存在的問題和四點(diǎn)改革方法,以期為本課程建設(shè)提供更多的教學(xué)改革方法與理論。
【關(guān)鍵詞】材料分析方法與測試技術(shù) 高分子專業(yè) 教學(xué)改革
【中圖分類號】G64【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】2095-3089(2012)11-0252-01
一、前言
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,《材料分析方法與測試技術(shù)》課程于二十世紀(jì)末出現(xiàn)在材料類專業(yè)高等教育中,并逐步發(fā)展成為一門專業(yè)主干課程。傳統(tǒng)的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容與方法等均受到一定的沖擊,為得到更好的教學(xué)效果,需要進(jìn)行有效的改革。我們在課程教學(xué)過程中,主要采用了四種手段進(jìn)行輔助教學(xué)改革,即多媒體教學(xué)、演示教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)和開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué),通過以上改革取得了較好的教學(xué)效果。
二、《材料分析方法與測試技術(shù)》課程內(nèi)容與特點(diǎn)
本課程是化學(xué)學(xué)科的一個重要分支,它是以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)建立起來的一門課程,主要是利用儀器對物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析。本課程所包括的分析方法很多,目前有數(shù)十種之多。每一種分析方法均具有各異的原理,所測量的物理量也不同,故儀器操作過程及應(yīng)用范圍大相徑庭。本課程主要包括電化學(xué)分析法、光學(xué)分析法、色譜分析法、熱分析法以及其他儀器分析法[1-5],如圖1所示。
本課程具有以下四大特點(diǎn):
1.知識覆蓋面廣,學(xué)科交叉性強(qiáng)
材料分析方法與測試技術(shù)是由密切聯(lián)系的許多分支學(xué)科組成的一個有機(jī)整體,涉及了近代物理學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電子技術(shù)以及當(dāng)今一些科學(xué)發(fā)現(xiàn)等內(nèi)容,因此本課程具有知識多、技術(shù)密集性和學(xué)科交叉性等突出特點(diǎn)。
2.理論性強(qiáng)
課程涉及了眾多分析方法與分析技術(shù),包含了各學(xué)科的理論知識,故需要較高的理論基礎(chǔ)。同時,各種分析儀器的原理均不相同,每種方法應(yīng)用的范圍也各有差異,所以課程學(xué)習(xí)理論性較強(qiáng)。
3.實(shí)訓(xùn)性高,即實(shí)操要求高
近年來,眾多高校配置了一些較為先進(jìn)的現(xiàn)代分析設(shè)備,這些儀器均需要對使用者進(jìn)行充分系統(tǒng)的培訓(xùn),這就要求學(xué)生在理論基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)后,對儀器進(jìn)行實(shí)際操作,并能靈活應(yīng)用于自身的專業(yè)實(shí)驗(yàn)中。
4.某些章節(jié)過于抽象
由于某些大型精密分析儀器,價格昂貴,對工作條件和環(huán)境要求高,無法對學(xué)生開展現(xiàn)場教學(xué)或開放實(shí)驗(yàn)。同時儀器不能隨意搬動和拆開,所以講到儀器組成結(jié)構(gòu)及工作原理時只能紙上談兵,學(xué)生對這部分內(nèi)容則只能通過圖片與自身理解,故極為抽象。
三、《材料分析方法與測試技術(shù)》課程教學(xué)現(xiàn)狀與問題
20世紀(jì)四十年代末,物理學(xué)革命使分析化學(xué)的方法明顯增多,而儀器分析則逐步發(fā)展成為獨(dú)立的一門學(xué)科,20世紀(jì)末,材料分析方法與測試技術(shù)基于分析化學(xué)、儀器分析的基礎(chǔ)發(fā)展而來。由于學(xué)科與多學(xué)科交叉,與現(xiàn)今科學(xué)聯(lián)系緊密,故更新極為迅速。課程教學(xué)中問題重重,主要體現(xiàn)以下三點(diǎn)[6]:
1.教學(xué)文件的完善教材更新緩慢,且針對性差
2.課程本身缺乏體系
3.課程缺乏實(shí)踐教學(xué),均以表面介紹為主
四、《材料分析方法與測試技術(shù)》課程教學(xué)改革方法與效果
1.多媒體教學(xué)
多媒體教學(xué)是20世紀(jì)80年代開始出現(xiàn)的一種現(xiàn)代化教學(xué)手段。本課程自行制作并收集了大量的儀器分析圖片、Flash等,使分析原理、操作流程等較為枯燥的問題變得充滿趣味性,增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。
2.與專業(yè)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)訓(xùn)、專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程建立有機(jī)結(jié)合
《材料分析方法與測試技術(shù)》使學(xué)生掌握了更多的分析檢測方法與手段,提供了廣泛的思維方式,為學(xué)生綜合實(shí)訓(xùn)、專業(yè)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)論文等提供了必要的知識基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)訓(xùn)、專業(yè)實(shí)訓(xùn)均以常規(guī)測試方法為基礎(chǔ),而經(jīng)過本課程教學(xué)后,為學(xué)生提供了更多的方法與手段。
為保證課程的教學(xué)與實(shí)訓(xùn)有效的結(jié)合,課程教學(xué)分為兩大部分:常規(guī)教學(xué)與開放實(shí)驗(yàn)。均提供一部分時間作為儀器介紹,包括儀器操作,儀器分析實(shí)例講解,儀器在專業(yè)應(yīng)用發(fā)展概述等。同時,提供儀器開放時間,使有興趣的學(xué)生能夠進(jìn)一步熟悉儀器。經(jīng)過各課程間有機(jī)結(jié)合,起到了較好的改革效果,主要體現(xiàn)在:
(1)提高了學(xué)生的動手能力。學(xué)生對專業(yè)分析測試技術(shù)有了較為全面的掌握,并能夠?qū)嶋H操作使用儀器。
(2)提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。作為工科院校,培養(yǎng)工程類人才是我們的首要目標(biāo),通過本課程的教學(xué),學(xué)生能夠機(jī)敏的發(fā)現(xiàn)專業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐問題并利用所學(xué)知識解決問題。
3.演示教學(xué)
本課程配置了實(shí)驗(yàn)時間10-12小時。在常規(guī)課程講授后,在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場演示教學(xué),這樣可有效地提高教學(xué)質(zhì)量并降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。
4.開放實(shí)驗(yàn)
開放實(shí)驗(yàn)是由學(xué)生為主,教師為輔。從提出方案、設(shè)計(jì)路線、具體實(shí)驗(yàn)操作等均由學(xué)生完成,通過開放實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻M(jìn)一步提高高分子材料專業(yè)學(xué)生的高分子材料理論知識和工程能力,提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識和動手分析能力,培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新精神。其中在開放實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生經(jīng)常性利用現(xiàn)代分析儀器進(jìn)行分析測試,這就要求學(xué)生必須具有較高的理論基礎(chǔ)與儀器操作水平。同時這又在一定程度上有效地增進(jìn)了本門課程的教學(xué)水平。
參考文獻(xiàn):
[1]潘志娟. 纖維材料近代測試技術(shù)[M]. 中國紡織出版社,2005.
[2]方惠群. 儀器分析[M]. 科學(xué)出版社,2002.
[3]李青山,楊秀英,陳明彪. 高分子材料鑒別技術(shù)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社,2012.
[4]曾幸榮. 高分子近代測試分析技術(shù)[M]. 華南理工大學(xué)出版社,2007.
[5]王曉春,張希艷. 材料現(xiàn)代分析與測試技術(shù)[M]. 國防工業(yè)出版社,2010.
[6]趙永福,羅楊合,張志. 專業(yè)化特色《儀器分析》課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J]. 廣東化工,2012,39(6): 242-244.
作者簡介:
于翔,男(1979- ),博士,研究方向:高分子物理與化學(xué)。