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        “材料分析方法”課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

        2014-07-09 20:08:59賀戰(zhàn)文
        科技視界 2014年3期
        關(guān)鍵詞:教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)

        賀戰(zhàn)文

        【摘 要】材料分析方法是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,也是一門(mén)很抽象很難懂的課程。本文結(jié)合材料分析方法課程的特點(diǎn),對(duì)該課程的課堂教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行了改進(jìn),以提高學(xué)生學(xué)習(xí)該門(mén)課程的學(xué)習(xí)興趣和掌握材料測(cè)試分析的基本方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。

        【關(guān)鍵詞】材料分析方法;教學(xué)改革;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

        0 引言

        材料分析方法這門(mén)課就是為了給材料學(xué),材料加工,材料物理,材料成型等專(zhuān)業(yè)的本科生及研究生開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課,大多數(shù)的工科學(xué)生都會(huì)學(xué)習(xí)這門(mén)課程,是這些專(zhuān)業(yè)必須要學(xué)習(xí)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。國(guó)內(nèi)外幾乎所有的材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)了這門(mén)課程。這門(mén)課程的主要目的就是為了使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握各種常用的材料分析手段,了解材料分析方法測(cè)試的基本原理和實(shí)驗(yàn)方法以及如何來(lái)使用這些測(cè)試手段來(lái)對(duì)材料的微觀組織,成分,結(jié)構(gòu)等進(jìn)行研究[1]。但是這門(mén)課程的最大特點(diǎn)也是難點(diǎn)就是在教學(xué)過(guò)程中學(xué)生會(huì)覺(jué)得這門(mén)課程涉及的原理性知識(shí)過(guò)深過(guò)難,課堂趣味性差,很難提得起興趣。而且實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容也太少,似乎很不實(shí)用。《材料分析方法》課程內(nèi)容包括X射線(xiàn)衍射儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、原子力顯微鏡和熱分析儀等大型儀器設(shè)備的構(gòu)造原理,操作方法和分析方法,這些大型設(shè)備具有很強(qiáng)的應(yīng)用性,因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是材料現(xiàn)代分析方法中重要的教學(xué)手段和有效的教學(xué)形式。因此本文針對(duì)該課程內(nèi)容抽象、理論內(nèi)容偏難,學(xué)生不能將理論學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用相互結(jié)合的特點(diǎn),對(duì)傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法提出改進(jìn),試圖改善灌輸式的教學(xué)方法,達(dá)到本課程的教學(xué)目標(biāo)。當(dāng)然,一般所設(shè)置的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課并沒(méi)有發(fā)揮其將理論學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系的紐帶作用,即使理論知識(shí)掌握很好的同學(xué),也不能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正確分析,導(dǎo)致理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié),這也是本課程在教學(xué)中存在的普遍問(wèn)題。為了提高教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的效果,應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整,將實(shí)驗(yàn)課的側(cè)重點(diǎn)從對(duì)大型儀器的結(jié)構(gòu)功能的認(rèn)識(shí)調(diào)整到對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析上來(lái),這樣可以使學(xué)生將所學(xué)理論和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。

        1 課堂理論教學(xué)的改革

        在傳統(tǒng)的材料分析方法課堂教學(xué)中,教師經(jīng)常是通過(guò)板書(shū)和幻燈片介紹各設(shè)備的基本結(jié)構(gòu),用途,工作原理和數(shù)據(jù)分析,但是眾所周知,《材料分析測(cè)試方法》講授的是材料形貌、結(jié)構(gòu)和微區(qū)成分分析的理論。這些教學(xué)內(nèi)容都是微觀現(xiàn)象難以表述而且儀器原理抽象,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,含有較多樣品測(cè)試的圖譜及照片,再加上學(xué)生對(duì)儀器不了解,無(wú)法進(jìn)行直觀的教學(xué),如果還僅僅依賴(lài)傳統(tǒng)教學(xué)方式板書(shū)加教師講解,學(xué)生很難準(zhǔn)確掌握而且會(huì)感到課程枯燥沒(méi)興趣不利于教學(xué)。因此要想取得良好的課堂教學(xué)效果,必須采取在幻燈片里面多加上動(dòng)畫(huà)這樣可以將圖形、動(dòng)畫(huà)、文字等相互結(jié)合,形成一個(gè)全新的圖文并茂、聲像結(jié)合、清晰直觀的教學(xué)環(huán)境,給學(xué)生帶來(lái)視聽(tīng)享受和新鮮感。使一些傳統(tǒng)手段下難以表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容,或無(wú)法觀察到的現(xiàn)象,能生動(dòng)、形象、新穎、直觀地展示出來(lái),使得學(xué)生可以在寬松、愉悅的環(huán)境中完成學(xué)習(xí)。于此同時(shí),可以將教師本人在科研實(shí)踐中用到X射線(xiàn)衍射數(shù)據(jù)處理與解析方法、PDF數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用、電子衍射花樣標(biāo)定方法等內(nèi)容作為教學(xué)的重點(diǎn)詳細(xì)講解,實(shí)現(xiàn)課程結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的優(yōu)化,突出其前沿性和實(shí)用性。使教學(xué)內(nèi)容緊跟學(xué)術(shù)研究的發(fā)展,由空泛變得具體。提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,保證了教學(xué)內(nèi)容的圓滿(mǎn)完成,為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)打下了良好基礎(chǔ)。

        2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

        在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中,通常很多高校就是讓學(xué)生對(duì)各大型設(shè)備儀器進(jìn)行參觀,來(lái)加深學(xué)生對(duì)相關(guān)儀器的基本結(jié)構(gòu),工作原理和基本使用方法的認(rèn)識(shí)。但是即使有實(shí)驗(yàn)室老師的講解和演示,但由時(shí)間有限,學(xué)生人數(shù)多,肯定只能有一部分學(xué)生能看到的演示過(guò)程,造成學(xué)生的印象并不深刻,教學(xué)效果并不好。所以還必須在課堂理論教學(xué)過(guò)程中,通過(guò)結(jié)合各大型儀器的操作過(guò)程的視頻錄像:包括X射線(xiàn)衍射儀,透射電子顯微鏡和熱分析儀,對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理和操作步驟進(jìn)行講解,其效果并不比參觀實(shí)驗(yàn)室差。而且材料分析方法這門(mén)課的實(shí)驗(yàn)課不同于一般的其他課程。它的教學(xué)內(nèi)容主要由設(shè)備演示和試樣制備,以及試樣分析這三部分構(gòu)成。但是由于材料分析的設(shè)備一般都是一些大型設(shè)備而且價(jià)格很貴不可能讓每個(gè)學(xué)生都親自動(dòng)手操作,因此要想上好材料分析方法的實(shí)驗(yàn)課就要不同于其他課程的實(shí)驗(yàn)課,為了讓學(xué)生更好的掌握材料分析方法這門(mén)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,就必須通過(guò)應(yīng)用flazh軟件將實(shí)驗(yàn)過(guò)程制作成動(dòng)畫(huà),使學(xué)生生動(dòng)直觀的了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程。也可以將教師在平時(shí)科研中使用儀器的過(guò)程拍攝下來(lái),并適當(dāng)?shù)膶?duì)儀器設(shè)備的工作原理等進(jìn)行講解,讓學(xué)生通過(guò)觀看相關(guān)視頻來(lái)了解儀器的性能和使用方法。同時(shí)也可以制作SEM、DSC-TG、XRD等大型貴重儀器的實(shí)驗(yàn)操作視頻錄像來(lái)展示儀器結(jié)構(gòu)、原理以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程。使學(xué)生能夠更清楚地了解各種大型儀器的結(jié)構(gòu)和工作原理,觀察儀器測(cè)試過(guò)程,取得很好教學(xué)效果。

        其次,考慮到應(yīng)用型本科學(xué)生的今后發(fā)展和工作需求,他們只要掌握設(shè)備的用途和分析方法,掌握如何利用分析測(cè)試設(shè)備為自己的學(xué)習(xí)和研究服務(wù)即可,不需要畢業(yè)的本科生掌握這些設(shè)備的具體操作和使用。因此本課程的實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)應(yīng)該是如何利用設(shè)備優(yōu)勢(shì)來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高他們的分析測(cè)試技巧和方法實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)由對(duì)大型儀器的參觀改為對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。所以結(jié)合我校專(zhuān)業(yè)和學(xué)科特點(diǎn)及師生的實(shí)際需求,定期聘請(qǐng)理論課教師或?qū)嶒?yàn)教師有針對(duì)性地開(kāi)展專(zhuān)題講座,主要目的是讓師生了解在使用大型儀器設(shè)備過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題和解決方法。此外,通過(guò)開(kāi)展講座可以提供了大量處理和分析數(shù)據(jù)、圖譜的方法。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        材料分析方法課堂教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,保證了正常的教學(xué)內(nèi)容,同時(shí)也將課程內(nèi)容和科研相結(jié)合,極大的提高了學(xué)生學(xué)習(xí)該門(mén)課程的興趣和愛(ài)好,滿(mǎn)足了本課程的培養(yǎng)目標(biāo),取得了良好的教學(xué)效果。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]張靜武,傅萬(wàn)堂,李慧,等.“材料近代分析測(cè)試方法”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)大學(xué)教育,2010(4).

        [2]趙鴿,李鵬飛,胡艷華,龔沛.《材料現(xiàn)代分析方法》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究[J].廣州化工,2013,9(18).

        [責(zé)任編輯:楊玉潔]

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