周長(zhǎng)海，劉愛蓮，梁 剛，張海礁

(黑龍江科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，哈爾濱 150022)

0 引言

材料是人類文明進(jìn)步的重要支柱之一，現(xiàn)代分析方法的應(yīng)用成為新功能材料深入分析的關(guān)鍵，其作用在新材料的發(fā)展方面尤為突出。因此，材料類本科生培養(yǎng)過程中，現(xiàn)代材料分析方法成為必修課程，可為本科生從事相關(guān)工作和繼續(xù)深造提供保障。

現(xiàn)代材料分析方法主要包括X射線衍射、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡及電子探針等現(xiàn)代分析方法。在傳統(tǒng)教學(xué)中，通常采用板書或多媒體+板書的模式，以“傳遞---接受”為特征，其弊端較多，主要體現(xiàn)在依賴教材、教法單一、互動(dòng)性差[1]。教學(xué)內(nèi)容上多是原理性知識(shí)，各種方法的應(yīng)用與實(shí)踐較少，雖然有課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)，但多以觀摩與簡(jiǎn)單的分析為主，體現(xiàn)不出現(xiàn)代材料分析方法的實(shí)際應(yīng)用，使得學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)測(cè)試的結(jié)果不能很好或深入地分析。因此，加強(qiáng)材料分析方法在實(shí)際中應(yīng)用環(huán)節(jié)和增強(qiáng)課程內(nèi)實(shí)際應(yīng)用內(nèi)容顯得尤為重要。魯穎煒等[2]提出“翻轉(zhuǎn)課堂”的形式，加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐的結(jié)合。趙威等[3]提出互聯(lián)網(wǎng)背景下課程模式改革與實(shí)踐。這些改革有利于現(xiàn)代材料分析方法課程的建設(shè)，但隨著對(duì)以學(xué)生為中心理念的深入認(rèn)識(shí)，專業(yè)認(rèn)證成為當(dāng)前國(guó)際高等教育的主要發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于引導(dǎo)和促進(jìn)專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革、保障和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要[4]。在此背景下，現(xiàn)代材料分析方法課程建設(shè)與改革仍需不斷發(fā)展。

1 教學(xué)內(nèi)容改革

教學(xué)內(nèi)容根據(jù)專業(yè)認(rèn)證的“以產(chǎn)出為導(dǎo)向”理念，結(jié)合學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)，制定相關(guān)內(nèi)容的調(diào)整。緊緊繞培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求，開展教學(xué)內(nèi)容的改革?，F(xiàn)代材料分析方法在專業(yè)認(rèn)證的指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成上包括研究、使用現(xiàn)代工具，側(cè)重了解現(xiàn)代分析設(shè)備的工作原理及使用方法、現(xiàn)代分析方法在工程問題中的應(yīng)用與分析。以往課程內(nèi)容偏重設(shè)備的工作原理，使用方法及應(yīng)用少。所以，對(duì)教學(xué)內(nèi)容的改革主要是增加使用方法及應(yīng)用。應(yīng)加大X衍射方法、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡相關(guān)內(nèi)容的課內(nèi)舉例分析，增強(qiáng)學(xué)生自己實(shí)踐及分析過程的內(nèi)容，即增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)比例，側(cè)重個(gè)人的實(shí)踐操作。在培養(yǎng)方案制訂中，增加綜合類實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`環(huán)節(jié)，加強(qiáng)材料分析技術(shù)在材料各性能分析中的應(yīng)用。最終完成畢業(yè)要求對(duì)課程在研究、使用現(xiàn)代工具中的指標(biāo)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)使用現(xiàn)代分析測(cè)試方法，在未來(lái)工作和深造中具有專業(yè)實(shí)踐能力。

針對(duì)現(xiàn)代材料分析方法課程的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐環(huán)節(jié)是教學(xué)內(nèi)容改革的重要內(nèi)容[5]。應(yīng)該根據(jù)學(xué)校學(xué)院設(shè)備的情況，調(diào)整與增加開展實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，增加學(xué)生能親手操作的實(shí)驗(yàn)，并通過數(shù)據(jù)分析獲得有效的結(jié)果，滿足專業(yè)認(rèn)證中對(duì)學(xué)生分析問題能力培養(yǎng)的要求。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)報(bào)告方面進(jìn)行改革，突破以往單一測(cè)試、過程簡(jiǎn)易、報(bào)告缺乏體現(xiàn)學(xué)生分析能力內(nèi)容的局限性，設(shè)計(jì)多測(cè)試分析方法同時(shí)使用分析一個(gè)科學(xué)問題的綜合實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中要求學(xué)生設(shè)計(jì)流程，體現(xiàn)學(xué)生個(gè)體思維方式。報(bào)告內(nèi)容包括學(xué)生對(duì)科學(xué)問題的分析、采用各測(cè)試方法選用的目的、最終對(duì)科學(xué)問題的分析并獲得有效的結(jié)論。

2 教學(xué)方法改革

教學(xué)方法根據(jù)以學(xué)生為中心的理念，教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)施要圍繞促進(jìn)學(xué)生達(dá)到學(xué)習(xí)成果來(lái)進(jìn)行，要求教師提供合適的教學(xué)環(huán)境引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，關(guān)鍵在于面向全體學(xué)生而不是個(gè)別學(xué)生，包括對(duì)全體學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。因此，從以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變，是人才培養(yǎng)質(zhì)量觀的轉(zhuǎn)變。這就要求對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，教學(xué)方法可靈活多變，既可板書、多媒體，又可翻轉(zhuǎn)課堂、討論式、學(xué)導(dǎo)式等，關(guān)鍵是學(xué)生參與程度要高，教學(xué)環(huán)節(jié)緊緊圍繞學(xué)生的學(xué)習(xí)，而不是教師的教。要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)能力的差別，在教學(xué)方法選擇上，必須做到兼顧。關(guān)注新技術(shù)在教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，其中AI技術(shù)是一個(gè)突破性的技術(shù)，可把教學(xué)內(nèi)容與人工智能技術(shù)從多個(gè)維度進(jìn)行結(jié)合，把材料分析獲得信號(hào)與材料釋放的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，建立分析技術(shù)設(shè)備、分析信號(hào)和釋放信號(hào)之間的關(guān)系，深入理解獲得信號(hào)對(duì)科學(xué)問題分析的支撐，并建立獲得的信號(hào)與輸出數(shù)據(jù)建立知識(shí)圖譜，更容易、更準(zhǔn)確地把傳統(tǒng)枯燥的教學(xué)內(nèi)容傳授給學(xué)生。

3 考核方法改革

專業(yè)認(rèn)證對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)達(dá)成，強(qiáng)調(diào)過程性，就是要求各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)在學(xué)生能力培養(yǎng)達(dá)成方面及達(dá)成情況方面，能夠提供可評(píng)價(jià)、可衡量的證明。以往的考核方法包括期末考試、期中考試、實(shí)驗(yàn)及平時(shí)表現(xiàn)。其中，期末及期中考試可有效評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)達(dá)成。實(shí)驗(yàn)完成主要是報(bào)告形式，不能體現(xiàn)現(xiàn)代材料分析方法對(duì)實(shí)踐能力的考察。而平時(shí)成績(jī)主要包括出勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)等，其中出勤和課堂表現(xiàn)不具可衡量的程度，不能作為以產(chǎn)出為導(dǎo)向能力培養(yǎng)的指標(biāo)。因此，以專業(yè)認(rèn)證為背景的考核方法改革，應(yīng)做到可評(píng)價(jià)、可衡量，摒除傳統(tǒng)的考核方式。對(duì)于實(shí)驗(yàn)考核方法，加大過程考核的評(píng)價(jià)方法，尤其是個(gè)人實(shí)踐動(dòng)手能力的考核，可開展綜合實(shí)驗(yàn)，通過設(shè)備的應(yīng)用及數(shù)據(jù)的分析，分別評(píng)價(jià)動(dòng)手能力及應(yīng)用能力，這要求在教學(xué)內(nèi)容上增加相關(guān)環(huán)節(jié)。同時(shí)，對(duì)平時(shí)成績(jī)的考核，除作業(yè)評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握與運(yùn)用外，應(yīng)加入材料分析方法綜合運(yùn)用的環(huán)節(jié)?？刹捎脠?bào)告的形式，針對(duì)材料性能方面綜合運(yùn)用問題進(jìn)行材料分析方法的運(yùn)用，考核學(xué)生的運(yùn)用能力。此外，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生參與全國(guó)大學(xué)生各種專業(yè)大賽，在實(shí)踐中運(yùn)用各種材料分析方法，提高學(xué)生的應(yīng)用能力，最終達(dá)成現(xiàn)代材料分析方法對(duì)學(xué)生畢業(yè)的要求。

4 評(píng)價(jià)體系改革

專業(yè)認(rèn)證對(duì)評(píng)價(jià)的要求體現(xiàn)在持續(xù)改進(jìn)上，課程應(yīng)不斷完善，對(duì)于校內(nèi)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)，也應(yīng)持續(xù)改進(jìn)，包括教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式的不斷改善?？刹捎枚ㄆ跍y(cè)試方法，從學(xué)習(xí)效果上進(jìn)行評(píng)價(jià)，綜合考慮存在的不足與優(yōu)點(diǎn)，并查找原因，適時(shí)調(diào)整教學(xué)過程控制。對(duì)畢業(yè)學(xué)生也應(yīng)建立跟蹤反饋機(jī)制，有針對(duì)性地對(duì)現(xiàn)在的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程及考核方式進(jìn)行改進(jìn)，有助于學(xué)校、專業(yè)發(fā)現(xiàn)并彌補(bǔ)培養(yǎng)體系在培養(yǎng)學(xué)生能力上的缺失，真正把以人為本的教育思想落到實(shí)處。重要的是對(duì)材料分析技術(shù)課程的目標(biāo)建立評(píng)價(jià)，從不同的方式選擇合適的評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)依據(jù)，獲得可定量的評(píng)價(jià)結(jié)果，依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果與畢業(yè)的指標(biāo)點(diǎn)要求對(duì)比，判斷是否達(dá)到了專業(yè)認(rèn)證對(duì)學(xué)生能力素質(zhì)的要求。通過與上一輪的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，獲得改進(jìn)部分的提升程度，發(fā)現(xiàn)新的問題并分析原因，提出解決方法，在下輪教學(xué)中不斷改進(jìn)。