摘要：教學(xué)研究型高校在建設(shè)發(fā)展過(guò)程中實(shí)現(xiàn)科研和教學(xué)的相互促進(jìn)，對(duì)學(xué)校的發(fā)展和人才培養(yǎng)大有裨益。筆者對(duì)所在學(xué)院開(kāi)設(shè)的“材料分析技術(shù)”課程目前的教學(xué)現(xiàn)狀和普遍問(wèn)題進(jìn)行了分析，對(duì)如何結(jié)合教學(xué)研究型高校的學(xué)科優(yōu)勢(shì)和研究特點(diǎn)進(jìn)行授課進(jìn)行了探索，以提升該課程教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：教學(xué)研究型高校；材料分析技術(shù)；教學(xué)改革

一、 引言

隨著高等教育科研規(guī)模的發(fā)展和人才隊(duì)伍層次的提升，中國(guó)高校目前正處于由教學(xué)型向教學(xué)研究型模式轉(zhuǎn)變的階段，科學(xué)研究在高校建設(shè)中所占的比重日漸加大。教學(xué)與科研在高校教育中都具有重要的地位，教學(xué)研究型高校提倡的發(fā)展模式為“以教學(xué)為中心，以科研為動(dòng)力”，這種模式可以有效地實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研相互結(jié)合、相互促進(jìn)的效果。如何圍繞教學(xué)研究型高校的建設(shè)，作為授課教師和科研工作者，我們需要在課堂教學(xué)和實(shí)踐方面進(jìn)行改革和探索，將培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用性人才作為我們高校教師的重要任務(wù)。

二、 我院“材料分析技術(shù)”課程開(kāi)設(shè)現(xiàn)狀

南京郵電大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院依托信息材料和納米技術(shù)研究院建設(shè)，是南京郵電大學(xué)創(chuàng)新辦學(xué)機(jī)制，改革人才培養(yǎng)模式建立的以科研為重點(diǎn)建設(shè)的教學(xué)科研基地。在本科生培養(yǎng)方面，我院圍繞材料學(xué)科設(shè)置材料物理、材料化學(xué)和高分子材料科學(xué)與工程三個(gè)專(zhuān)業(yè)，并開(kāi)設(shè)相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)課程?！安牧戏治黾夹g(shù)”課程面向材料化學(xué)和材料物理專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)，是一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程，在材料科學(xué)與工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)中具有十分重要的地位。該課程的學(xué)習(xí)目的是為了學(xué)生了解現(xiàn)代測(cè)試分析儀器的原理，掌握分析材料的微觀結(jié)構(gòu)和組成的常用方法，理解材料的微觀構(gòu)造和材料性能之間內(nèi)在的聯(lián)系，并且可以在實(shí)際材料中選擇合適的表征方法。目前，該課程選用“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《材料近代分析測(cè)試方法》（主編：常鐵軍等）作為課堂教材，主要的教學(xué)內(nèi)容包括X射線物理學(xué)基礎(chǔ)、電子衍射原理、電子光學(xué)基礎(chǔ)等理論基礎(chǔ)，以及X射線衍射技術(shù)、電子光學(xué)微觀分析技術(shù)、掃描探針顯微成像技術(shù)、材料表面成分技術(shù)、熱分析技術(shù)及光譜等分析方法在材料分析中的應(yīng)用，是一門(mén)理論研究與科學(xué)實(shí)踐相結(jié)合的課程。但是，該課程涉及的原理較為復(fù)雜，理論性較強(qiáng)，而課本中實(shí)際案例較少，且案例無(wú)法與時(shí)俱進(jìn)，無(wú)法適應(yīng)發(fā)展迅速的材料領(lǐng)域，對(duì)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用造成了一定的阻礙。因此，我們有必要結(jié)合學(xué)科背景和實(shí)際需求，對(duì)現(xiàn)有的課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的改革。

結(jié)合我院特色，目前“材料分析技術(shù)”課程教學(xué)改革存在的主要重難點(diǎn)和關(guān)鍵問(wèn)題如下。

1. “材料分析技術(shù)”課程內(nèi)容涉及材料學(xué)科、物理學(xué)科、化學(xué)學(xué)科等多個(gè)領(lǐng)域，基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)多，每種分析方法涉及特定的分析原理，并且部分原理的推導(dǎo)包含很多抽象概念和復(fù)雜的公式推導(dǎo)。我院學(xué)生大多是化學(xué)學(xué)科背景，數(shù)學(xué)功底較薄弱，剛接觸概念時(shí)會(huì)覺(jué)得晦澀難懂，趣味性低，畏難心理會(huì)在一定程度上影響學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)習(xí)效果。另外，在教材編排上，各章節(jié)內(nèi)容之間相互獨(dú)立且跨度較大，如何使學(xué)生完整且系統(tǒng)地掌握知識(shí)要點(diǎn)是該課程教學(xué)的難點(diǎn)。

2. 當(dāng)前教材內(nèi)容涉及的實(shí)例分析主要是工業(yè)和傳統(tǒng)材料的表征，如何使學(xué)生掌握相關(guān)的基礎(chǔ)應(yīng)用，又可以在此基礎(chǔ)上融入當(dāng)前新型材料，如納米功能材料的表征和結(jié)構(gòu)分析等前沿實(shí)例，使傳統(tǒng)分析和前沿科學(xué)結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮我院在科研工作方面的優(yōu)勢(shì)，形成適合專(zhuān)業(yè)發(fā)展的教學(xué)體系是教學(xué)改革的重點(diǎn)和關(guān)鍵問(wèn)題。

三、 課程改革方向及探索

針對(duì)這些重點(diǎn)和難點(diǎn)，教學(xué)研究型高校中具有專(zhuān)業(yè)特色的“材料分析技術(shù)”課程教學(xué)改革主要從以下方面開(kāi)展。

（一） 教學(xué)內(nèi)容改革

材料領(lǐng)域是發(fā)展迅速的領(lǐng)域，與國(guó)民生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)，而對(duì)材料性能的研究依賴(lài)與對(duì)材料成分和結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，先進(jìn)的分析測(cè)試技術(shù)為人類(lèi)打開(kāi)認(rèn)識(shí)微觀和宏觀世界的大門(mén)，是現(xiàn)代科學(xué)研究和工業(yè)必不可少的研究手段。因此，加強(qiáng)分析測(cè)試技術(shù)的實(shí)用性，建立理論和實(shí)踐的聯(lián)系是我們授課教師需要注重的問(wèn)題。教師如果只是單純地講授儀器原理和測(cè)試計(jì)算原理，學(xué)生是很難消化和吸收的。而且，由于課本中的儀器與實(shí)驗(yàn)室實(shí)際使用的儀器型號(hào)和構(gòu)造有一定的差異，學(xué)生在接觸分析儀器設(shè)備時(shí)，也很難將課堂知識(shí)運(yùn)用起來(lái)。因此，教師需要重視知識(shí)的歸納、更新和教學(xué)內(nèi)容的拓展，增加課堂教學(xué)的趣味性和實(shí)用性。比如，在學(xué)習(xí)儀器構(gòu)造時(shí)，我以學(xué)院目前擁有的大型儀器設(shè)備，如X射線衍射儀、透射電子顯微鏡（TEM）、原子力顯微鏡（AFM）等為例，并在知識(shí)拓展中介紹目前市場(chǎng)上常用的儀器，結(jié)合多媒體比較它們的儀器構(gòu)造，可以達(dá)到舉一反三的效果。這樣的學(xué)習(xí)讓學(xué)生在課堂上可以理解儀器構(gòu)造，在課后可以到實(shí)驗(yàn)室實(shí)際接觸到在課堂上學(xué)習(xí)的儀器，有利于將理論與實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。此外，從用途和背景知識(shí)介紹入手，我們將各種分析原理和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)，讓學(xué)生明白測(cè)試方法的用途，帶著問(wèn)題去學(xué)校如何用物理和化學(xué)原理實(shí)現(xiàn)分析測(cè)試。帶著問(wèn)題有目的的學(xué)習(xí)，可以提高學(xué)習(xí)的效率。

（二） 教材改革

教材在教學(xué)過(guò)程中具有重要的意義和地位，選擇內(nèi)容合適的、具有專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的教材對(duì)于提高課堂效率和學(xué)生課后學(xué)習(xí)效率十分重要。我們目前使用的教材內(nèi)容涵蓋面廣，基本包括課堂上所涉及的各種分析測(cè)試技術(shù)，但是目前的教材理論性較強(qiáng)，并且主要針對(duì)傳統(tǒng)材料，介紹常規(guī)的分析方法，缺乏對(duì)新型的發(fā)展迅速的如納米材料及光電器件材料表征的相關(guān)實(shí)例的專(zhuān)業(yè)性介紹，造成學(xué)生理論課學(xué)習(xí)和科研性實(shí)踐的脫節(jié)，不利于培養(yǎng)應(yīng)用型的專(zhuān)業(yè)性人才。因此，我們推薦案例和背景介紹更為豐富的其他教材作為輔助讀物，如21世紀(jì)全國(guó)高等院校材料類(lèi)創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材《現(xiàn)代材料分析測(cè)試方法》（主編：郭立偉等）等。除此之外，我們也結(jié)合我們的研究實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將專(zhuān)業(yè)特色的研究成果作為案例引入課堂教案中。比如，在學(xué)習(xí)掃描電子顯微鏡（SEM）時(shí)，我以課題組用電化學(xué)沉積法制得的多組花狀納米金修飾的ITO電極為例，用納米金材料有序的層疊結(jié)構(gòu)說(shuō)明SEM在材料形貌表征方面的應(yīng)用和儀器的特點(diǎn)，學(xué)生會(huì)留下較深的印象，并且能夠很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。課后也有學(xué)生聯(lián)系我，表明了對(duì)我們課題組研究工作的興趣并希望加入。這樣，用科研豐富教學(xué)，以教學(xué)促進(jìn)科研，可以達(dá)到教學(xué)與科研共贏的效果。endprint

（三） 教學(xué)方式改革

課堂時(shí)間是有限的，如果只是照本宣科地講授課程內(nèi)容，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，無(wú)法在有限的課堂時(shí)間內(nèi)收獲良好的學(xué)習(xí)效果。在“材料分析技術(shù)”課程的教學(xué)中，不僅要讓學(xué)生學(xué)習(xí)測(cè)試的理論原理，更重要的是讓學(xué)生有整體和系統(tǒng)的概念，在遇到實(shí)際問(wèn)題時(shí)可以選擇合適的表征手段，并能用科學(xué)的方法分析測(cè)試結(jié)果。因此，對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行改革，用多種教學(xué)方式豐富課程內(nèi)容和課程層次，對(duì)于培養(yǎng)實(shí)踐性人才有重要意義。我們可以在課程教學(xué)中結(jié)合多媒體和互動(dòng)式教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室參觀、儀器操作等多層次的教學(xué)方式，這樣既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以結(jié)合專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)，使教學(xué)效果提升。比如，在學(xué)習(xí)掃描隧道顯微鏡（STM）時(shí)，涉及到量子隧道效應(yīng)和隧道電流的概念，學(xué)生接收和理解起來(lái)較為抽象。我在處理本節(jié)課內(nèi)容時(shí)，先給學(xué)生放映一段2013年由國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司（IBM）制作的時(shí)長(zhǎng)一分半的影片《一個(gè)男孩和他的原子》，影片的觀看可以讓學(xué)生對(duì)掃描隧道顯微鏡的成像和原子操縱有比較直觀的認(rèn)識(shí)。教師對(duì)影片進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹后，學(xué)生自然而然想知道如何使用儀器實(shí)現(xiàn)原子級(jí)的操縱和成像，帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)，理解起后面的理論概念，也會(huì)容易接受了。實(shí)驗(yàn)室的學(xué)習(xí)和參觀可以更為直觀地讓學(xué)生走進(jìn)分析測(cè)試的世界，讓學(xué)生將課本知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。

四、 結(jié)語(yǔ)

在教學(xué)研究型高校的建設(shè)和發(fā)展過(guò)程中，授課教師需要利用學(xué)校的科學(xué)研究平臺(tái)建設(shè)為課堂教學(xué)提供更為豐富和前沿的知識(shí)。結(jié)合我院在有機(jī)電子學(xué)及納米信息材料相關(guān)的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展“材料分析技術(shù)”的課程改革，對(duì)于培養(yǎng)理論與實(shí)踐相結(jié)合、具有創(chuàng)新精神和科研能力的專(zhuān)業(yè)性人才具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。作為專(zhuān)業(yè)教師，今后除了要不斷提升自身的教學(xué)水平，還要根據(jù)發(fā)展中的科研工作和生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)課程教學(xué)的設(shè)置進(jìn)行內(nèi)容和方式上的改革和探索，不斷進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，使開(kāi)設(shè)的課程與實(shí)際應(yīng)用更有效地結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用，使學(xué)生真正成長(zhǎng)為具有專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的實(shí)踐應(yīng)用型人才。

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[4]郭立偉，朱艷，戴鴻斌.現(xiàn)代材料分析測(cè)試方法[M].北京：北京大學(xué)出版社，2014.

作者簡(jiǎn)介：

朱丹，江蘇省南京市，南京郵電大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院。endprint