王瑩　陳智慧　張帥

摘要：本文分析了我校新能源材料專業(yè)《材料現(xiàn)代測試方法》的教學現(xiàn)狀，結合筆者講授該課程的教學實踐體會和多學科交叉的新能源材料專業(yè)的特點，有針對性地提出了在教學內容、教學手段和考核方式等幾方面所做的一些教學改革與實踐措施。

關鍵詞：新能源；材料現(xiàn)代測試方法；教學改革；教學實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）25-0107-02

隨著社會發(fā)展和人口增長，資源短缺、環(huán)境惡化、能源危機等問題日益嚴重，亟須開發(fā)能源材料。眾所周知，材料性能與其成分和結構密切相關。因此，要開發(fā)新能源材料或者提高新能源材料的性能，就必須了解其內部的成分和結構?！恫牧犀F(xiàn)代測試方法》就是為了研究新能源材料的成分和性能而開設的一門專業(yè)課程。因此，《材料現(xiàn)代測試方法》這門課程在新能源材料學科發(fā)展和相關人才培養(yǎng)中具有非常重要的地位。為了進一步提高常州大學新能源材料專業(yè)《材料現(xiàn)代測試方法》的教學質量和教學效果，本文結合該校《材料現(xiàn)代測試方法》的教學現(xiàn)狀和實踐教學經驗，初步探討了關于該課程教學改革的若干想法。

一、新能源材料專業(yè)《材料現(xiàn)代測試方法》教學現(xiàn)狀分析

新能源材料專業(yè)是一門多學科交叉的專業(yè)，涉及材料學、化學、物理學、量子力學、力學、熱學、電學、磁學、微電子學、光學等多方面的知識內容?！恫牧犀F(xiàn)代測試方法》是常州大學新能源材料專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。它的綜合性、前沿性、應用性和實踐性非常強。通過本課程中各種教學環(huán)節(jié)的學習，使學生掌握材料主要分析技術方法的基本原理、制樣方法、儀器組成與應用，了解較先進的材料分析方法，以及它們在新能源材料研究中的應用。使學生在學完本課程后能正確選擇和使用合適的現(xiàn)代測試分析技術，為其進一步深造補充必要的知識，并使其具備從事專業(yè)材料分析測試工作的理論基礎，為將來適應社會人才需求而打下良好的基礎。然而該課程中分析方法種類繁多、內容不連貫且跨度較大、涉及理論性較強的多學科知識，而且原理比較抽象，學生較難理解，從而興趣不高；教材內容更新緩慢；教學方式單一；課程缺乏實踐教學；考核形式單一，學生為考試而考試的現(xiàn)象比較突出。另外，該課程的學時較少，只有40學時，這給學生在有限的學時內學好本課程帶來很大的挑戰(zhàn)。上述種種原因，嚴重影響了教學效果，教學改革已刻不容緩。因此，本文作者結合學?，F(xiàn)有情況，從教學內容、教學手段、考核模式等角度分析闡述本校新能源材料專業(yè)《材料現(xiàn)代測試方法》課程的改革措施，這將為培養(yǎng)適合新能源材料領域科研需要和工作需求的學術型和應用型人才打下堅實的基礎。

二、新能源材料專業(yè)《材料現(xiàn)代測試方法》教學改革與實踐

1.教學內容的改革?！恫牧犀F(xiàn)代測試方法》是材料、化學、物理和微電子學等多種學科交叉融合的綜合性科學，其方法眾多，原理也各不相同，知識內容豐富且發(fā)展快。隨著科技發(fā)展，材料測試方法發(fā)展日新月異，很多儀器已普遍采用了新技術，測試手段也越來越多樣化。因此，對于教學內容，既講求其基礎性、完整性，同時也注重先進性和新穎性。然而，現(xiàn)有教材更新緩慢，新的測試方法沒有及時補充到教材中去。因此，結合我院新能源材料專業(yè)的特點，根據課程的基本要求和特點，我們選擇自編教材，使教材內容同時具備專業(yè)權威性和學科前沿性。教學內容分兩部分——固定不變部分和及時更新部分。對于固定不變部分為基礎知識部分，我們根據材料四要素，把課程內容進行調整，建立物相分析、形貌尺寸和性能分析三大板塊，將教學內容連貫起來。在物相分析部分主要講解X射線衍射（XRD）、電子衍射等內容，在形貌尺寸部分主要講解掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）和掃描探針顯微鏡（SPM），在性能分析部分主要就材料熱學、光學、電學等性能進行講解。對于各種分析測試方法，簡單介紹其儀器原理和結構，把重點放在樣品制備以及測試結果的分析上。對于及時更新部分，及時把近三年新能源材料科技成就和前沿領域有關測試技術的內容有機地融合到教材的各部分相關內容中，使學生在學習基本理論的同時，了解新能源材料科技發(fā)展的新動向、新信息，擴大學生科學視野、開闊學生思路。

2.教學手段的改革。如前所述，《材料現(xiàn)代測試方法》是一門多學科交叉的與時俱進的新型學科。因此，為了取得良好的課堂教學效果，作者首先采取多媒體技術、影像資料等現(xiàn)代化教學手段和板書相結合的方法。這對解決內容多、課時少起到了關鍵作用。通過在課件中加入大量的儀器分析圖片、視頻、Flash動畫輔助教學，同時將講義上的圖表、相關設備、圖片資料等制作成多媒體課件。如對于TEM、SEM和SPM這類比較貴重且學生很難直接操作的儀器，筆者下載相關設備的結構、原理和操作視頻展示給學生，使學生直觀地學習這類測試技術，提高了教學質量和效果。但是單純的PPT教學存在翻頁快、信息量過大等缺點，不利于學生的理解，因此在一些教學重點和難點部分，比如衍射分析中存在較多的像倒易點陣等難點，上課時對照多媒體展示并結合板書逐一講解，既保證了教學內容的準確性、全面性和形象性，又有助于學生理解和掌握。其次，采用案例式教學。在實際的課堂教學中，筆者結合新能源材料的特點，盡量選擇貼近生活的案例。引入生活實例，如碳酸飲料瓶需要什么性能、真假鉆石的鑒別方法和原理等，并做進一步解釋。以課題組制得的多種形貌TiO2粉體為例，說明用XRD可以對其晶相進行分析，用SEM和TEM可以對其形貌進行分析，既給學生留下了較深的印象，并且能夠很好地調動學生的主動性和積極性。這些方面的應用顯示了材料現(xiàn)代測試方法在我們生活中和與新能源材料相關科學領域都有緊密關系，既方便了學生理解掌握又提高了其學習積極性。再次，開展講授、啟發(fā)式和討論式等多種教學方法。由教師講授課程中的難點和重點內容，比如原理和分析方法部分。同時，為了提高學生的聽課效率，在講授過程中介紹一些儀器發(fā)展的歷程和相關的著名人物，比如：發(fā)現(xiàn)X射線的倫琴、發(fā)現(xiàn)X射線衍射現(xiàn)象的勞厄等。針對一些新測試方法設置專題，讓學生分成若干小組，提前進行調研并制作PPT，進行課堂討論，活躍了課堂氣氛，提高了教學效果。最后，把教學和科研相結合。我校鼓勵學生利用課余時間和假期在專業(yè)教師的指導下參與大學生科技創(chuàng)新項目、科技創(chuàng)新大賽或者專業(yè)教師科研項目等科研實踐。本課程開設在第六學期，此時很多學生已經參與科研。因此可以充分利用本專業(yè)科研平臺，將學生科研項目中的成果或表征結果在實際教學中進行講解，這樣極大地提高了學生學習的積極性，同時使其掌握了相關知識。

3.課程考核方式的改革?？己朔绞降母母镌诟叩冉逃幸彩墙虒W改革十分重要的環(huán)節(jié)?！恫牧犀F(xiàn)代測試方法》作為一門專業(yè)基礎課程，實踐性非常強，傳統(tǒng)的考核方式很難提高學習的積極性以及培養(yǎng)學生的分析解決實際問題的能力。因此，為了督促學生更好地掌握和使用所學內容，提高分析實際問題并解決實際問題的能力，該門課程采用“平時成績（30%）+期末考試（70%）”的考核方式。具體實施中，平時成績包括上課的出勤率、課堂表現(xiàn)、課堂討論、課堂回答問題情況、隨堂小測驗成績和課后作業(yè)的完成質量等；平時成績的多樣化可以有效避免評價單一、易受影響的弊端。期末考試的試題也多樣化，涵蓋名詞解釋、簡答題、畫圖題等題型，且適當減少客觀題的分值，增加主觀題的比例，并重點考查綜合利用課程所學的知識解決實際科學問題的能力。實踐表明，改革后的考核方式，激發(fā)了學生的科研興趣，提高了學生的學習積極性，取得了良好的教學效果。

三、結語

總之，《材料現(xiàn)代測試方法》是一門學科綜合性、應用性強的基礎課程。本課程的開設，可為學生進一步深造以及以后工作的實際應用打下良好基礎。我們根據本?！恫牧犀F(xiàn)代測試方法》教學現(xiàn)狀的實際情況和新能源材料專業(yè)特點，通過教學內容、教學手段、考核方式等方面的改革探討和實踐，取得了良好的教學效果，為新能源材料相關行業(yè)培養(yǎng)出了理論基礎扎實、動手能力較強且能熟練解決實際問題的優(yōu)秀專業(yè)技術人才打下了堅實的基礎。

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