《材料研究方法》课程的教学改革探讨

李郤里 ， 李凤彩

(郑州轻工业学院 材料与化学工程学院 ， 河南 郑州 450002)

《材料研究方法》课程的教学改革探讨

李郤里 ， 李凤彩

(郑州轻工业学院 材料与化学工程学院 ， 河南 郑州 450002)

《材料研究方法》作为必修课，对培养理工科研究生科学研究能力、自主创新能力和综合分析能力具有重要的作用。本文结合材料研究方法课程特点和专业的培养目标，对课程教学中存在的问题进行分析，并就教学内容、教学方法、考核方法等方面进行了教学改革探讨，对激发学生学习兴趣，提高教学质量起到了良好的促进作用。

材料研究方法 ； 存在问题 ； 教学改革

《材料研究方法》课程旨在通过对各种材料研究分析仪器的原理、结构、应用的介绍，以及测试样品的制备、实验数据分析方法的讲解，使学生掌握材料表征的基本手段、了解材料结构与性能之间的关系，从而逐步形成较为完整的材料科学知识体系，为以后从事专业技术及研究工作打下坚实的基础。随着科学技术的发展，近年来不断涌现出新的研究方法，测试仪器的更新换代也十分迅速，这就要求教师不断优化课堂教学内容、教学方法和教学手段[1]。

1 课程特点分析及存在的问题

1.1 课程特点

①内容涉及广、更新快。《材料研究方法》课程内容涉及不同仪器结构原理、测试方法及分析方法等，授课教师要想全面了解材料的结构和性能就必须具有相关化学、电磁学、物理学、波谱学、计算机及有关材料制备等方面知识。随着科技的发展，研究方法、测试仪器在不断更新，同时要求授课教师能及时了解和认识材料学科前沿知识，掌握新的测试理论和方法。

②连贯性差，难以掌握记忆。目前大多数教材将一种表征或测试技术作为一个章节，各章节内容独立性较强，连贯性差，知识点十分零碎，不利于学生准确掌握与记忆，难以抓住重点，学习难度较大。

③课程应用性、实践性强。《材料研究方法》是一门理论与实践相结合的课程，以学习测试技术理论为基础，指导学生实际动手操作，从而掌握测试过程和方法，学会分析处理相关谱图数据，为今后从事材料专业工作及研究打下基础。

1.2 存在的问题

1.2.1 教材内容重点不突出、更新缓慢

目前学生所使用的《材料研究方法》教材在内容的编排上大同小异，过于陈旧、缺乏创新。该课程具有前沿性特征，而目前教材内容往往存在滞后现象，无法跟上学科发展趋势。大部分教材只介绍比较常见的几种大型测试仪器，比如X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱仪、紫外光谱仪、热重分析仪等，缺少新型测试仪器与分析方法的介绍。内容上重点对仪器的结构和原理进行讲解，而对于样品的制备方法和测试结果的分析较为简略，缺少相关计算机软件数据处理系统的介绍。作为工科学生，学习这门课的目的是为了能够在今后工作、研究中懂得如何利用仪器测试结果对所研究的材料进行分析，而不仅仅是学习操作仪器。

1.2.2 教学方法不完善

目前教学方法大多仍是“满堂灌”的传统教学模式，而不是以学生为主体，因而难以调动学生学习的积极性。另一方面，高校教师授课多采用板书与多媒体教学相结合的方式，虽然多媒体教学的应用在一定程度上使枯燥乏味的理论学习更加形象化、生动化，但是大多数多媒体课件内容仍是以文字或平面图为主，缺少相应仪器设备操作及结果分析的动画及视频，不易于学生理解和掌握，难以激发学生的学习兴趣。

1.2.3 实践教学内容较少

《材料研究方法》是一门实践性很强的课程，除了要求课堂上讲述相关测试仪器的基本结构、工作原理和使用方法外，还需要将学生带入实验室进行实际动手操作，以加深课堂所学知识，逐步形成较为完整的材料科学知识体系，培养学生综合分析和解决问题的能力。目前大型精密仪器设备价格昂贵，操作技术要求高，维修困难，因此学生亲自动手操作仪器的机会少，只能观看实验室老师的演示，这样使得学生不能将课堂学习内容充分理解和掌握，从而影响学生的学习兴趣，教学效果欠佳。

2 课程教学改革措施

2.1 教学内容改革

①突出教学重点。作为一门工科专业的必修课，授课教师应注重培养学生实践能力和综合素质，因此教学重点应放在各种仪器的应用范围、制样方法及数据和结果的分析上。而且一种测试仪器只能得到材料的局部信息，为了充分掌握研究对象的特点，需要使用多种仪器进行综合分析，因此教师授课时还应重点介绍各种测试方法的特点以及不同研究方法之间的联系与区别。通过本课程的学习，使学生能够根据所研究材料的特点正确选择测试仪器、明确制样要求、测试条件，了解测试过程并能准确进行结果分析，为以后的科研工作打下坚实的基础。

②紧跟时代前沿。随着科技的发展，越来越多的研究方法、测试仪器不断出现，这就需要教师及时更新教学内容，不断把分析测试中的新技术、新内容引入到教学中，紧跟材料科学时代前沿。

2.2 教学方法改革

①教师发挥引导作用，让学生成为课堂主体。对于一些相对容易理解的内容，教师可以鼓励学生进行分组讨论。通过参阅相关文献，制作PPT，上台讲解并与老师和同学开展交流讨论，从而提高课堂的互动性，激发学生学习兴趣，加深学习印象。另一方面，教师还可以为每组学生挑选一个具体的研究课题，让学生通过讨论，自己提出合理的检测方法并设计具体的检测过程，然后在教师的指导下进行实验，从而培养学生综合分析解决问题的能力。

②采用教学和科研相结合的教学模式。教师通过以自身研究课题或学院相关研究课题为例[2]，向学生讲解所使用的一系列的研究方法、仪器原理及应用，克服了原先教学内容独立，连贯性差的缺点，让学生能系统理解相关测试技术在实际科研课题中的应用。

③运用多媒体教学，激发学生学习兴趣。《材料研究方法》课程内容十分零散、连贯性不强，教师应充分利用多媒体教学的优势，将文字、图片、音视频有机结合起来，使枯燥乏味的理论知识更加直观化和形象化。这样不仅可以充分调动学生学习的积极性，还使授课内容更易理解掌握。

2.3 课程考核方法改革

《材料研究方法》课程特点决定了它是一门实验性、应用性很强的课程，因此考核不应只重视理论考试，还应包括操作考试，否则会影响学生对实验技能的掌握以及对实验结果分析处理能力的培养。理论考试时教师可以给出特定的样品以及该样品的测试项目，例如：某一无机材料的结构和形貌表征，或者是功能材料的某些物理性能测试等。要求学生正确选择测试仪器、并根据材料自身的理化特征制定测试条件等内容，操作考试可让学生进行样品制备、数据处理、软件作图、图谱分析等实际操作，以考核学生的动手能力和综合素质。

3 结论

《材料研究方法》课程在材料类专业教学中具有重要地位，直接关系着材料专业人才培养的质量。实践证明，通过采用理论与实验协同教学、多媒体与成功案例融入课程、数据处理软件和师生互动走进教学课程，可以使学生的实践动手能力、独立思考能力和创新能力在开放性实验中得到极大的锻炼，为后续的科研、工作打下坚实的基础。然而，课程教学改革是一个循序渐进的系统工程，不可能一蹴而就。要想培养出高素质人才,跟上材料研究方法的发展形势，还需要不断总结经验，不断改革和创新教育教学方法。

[1] 李 伟,石海峰,王立敏,等.材料科学与研究方法课程建设与教学改革探索[J].科技信息,2012(32):I0050.

[2] 于景媛,李 强,齐义辉,等.材料测试方法课程教学改革探讨[J].辽宁工业大学学报: 社会科学版,2014,16(1):129.

2015-10-11

国家自然科学基金面上项目(21371156)

李郤里(1965-)，男，副教授，从事化学专业教学、晶态无机功能材料研究工作，电话：13503869487。

G642.0

B

1003-3467(2015)11-0062-02