劉雪婷，陳 苗，王 飛，岳川云

（沈陽城市建設學院，遼寧 沈陽 110167）

0 前言

我國《科學課程標準解讀》中指出，科學探究是指通過一定的理論指導和實驗方法對客觀現(xiàn)象和現(xiàn)實存在進行探索、質(zhì)疑和研究的過程。同時，隨著《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的制定與實施，更加凸顯了高校課堂教學以及實驗教學在人才培養(yǎng)方面的重要地位。但傳統(tǒng)的教學模式，制約著學生綜合能力的提高，因此，需要不斷深化教學改革，探索創(chuàng)新課堂教學模式，持續(xù)提升人才培養(yǎng)的水平。

1 無機材料測試技術(shù)課程簡介

無機材料測試技術(shù)是無機非金屬材料工程專業(yè)的必修課程，是一門實踐性很強的專業(yè)技術(shù)基礎課，旨在加強學生對專業(yè)知識的綜合應用，掌握必要測試技術(shù)，提高實踐應用能力。通過本課程的學習，重點培養(yǎng)學生的應用能力，掌握無機非金屬材料的基本性質(zhì)、材料的實驗設計和數(shù)據(jù)處理及材料的各種測試技術(shù)，并以此為手段進行新材料、新產(chǎn)品的開發(fā)與研制工作，是從事材料科學研究工作不可缺少的條件。

然而，目前的教學方式普遍圍繞課堂教學，學生理論基礎較扎實，分析問題能力比較強，但是實踐操控和工程設計能力突顯薄弱，已經(jīng)難以滿足現(xiàn)在的教學發(fā)展模式。因此，為了提高學生的專業(yè)水平，需要不斷地對課程教學模式進行改革，不斷提升教育教學質(zhì)量。

2 課程教學中存在的問題

該門課程是關(guān)于材料結(jié)構(gòu)和性能表征方法的一門課程，主要講述材料微觀結(jié)構(gòu)、形貌、成分、物理性質(zhì)的檢測和表征方法以及檢測儀器的工作原理及使用方法，如電子顯微分析、熱分析、X射線衍射分析和光譜分析四種測試技術(shù)的工作原理、樣品適用范圍、數(shù)據(jù)處理與分析等，它在整個材料學知識體系中占有至關(guān)重要的作用，材料科學與工程專業(yè)基本都開設了該課程。本門課程內(nèi)容復雜，交叉性強，同時與《無機材料科學基礎》《無機材料物理性能》等材料專業(yè)其他專業(yè)基礎課程對比，該課程實踐性更強，各章節(jié)之間的內(nèi)在聯(lián)系不夠密切，教學重點和難易程度不易把握。課題組成員經(jīng)過幾年的探索以及教學實踐，總結(jié)出如下的教學改革方案。

2.1 課程理論內(nèi)容復雜交叉，學生基礎薄弱，掌握不牢

本課程主要講述材料微觀結(jié)構(gòu)、形貌、成分、物理性質(zhì)的檢測和表征方法，主要講授X射線衍射分析電子顯微分析、熱分析和光譜分析四種測試技術(shù)的工作原理、樣品適用范圍、數(shù)據(jù)處理與分析等，內(nèi)容與數(shù)學、物理學科均有交叉，教學內(nèi)容相對復雜。同時，由于學生理論基礎較為薄弱，在有限的課堂時間對知識的掌握不夠牢靠，對知識的應用性和遷移能力較弱，無法領(lǐng)悟理論知識在實際中的應用問題，難以達到最終教學目標。

2.2 理論教學與實踐教學聯(lián)系差

本課程各章節(jié)的教學中都涉及大量的實驗理論與實驗方法，而主要的實驗實踐是在理論課程結(jié)束之后，進行集中的實訓環(huán)節(jié)，不能再每個教學章節(jié)，或者一種儀器學習完之后，進行實驗實踐的學習。導致學生對理論課上所授的試驗方法不能很好理解，而當所有理論知識學完之后，學生對前面所學的知識掌握不牢，待到集中進行實踐時，因理論不足，不能很好進行獨立實驗，理論與實踐聯(lián)系有思考不夠，操作不足，難以提高學生綜合利用以及創(chuàng)新能力。

2.3 課堂教學內(nèi)容多余實踐內(nèi)容

本專業(yè)無機材料測試技術(shù)這門課程，講授內(nèi)容32學時，另外實踐環(huán)節(jié)為無機材料測試技術(shù)實訓，16學時。主要儀器的理論以及使用，均在32學時的教學學時中講授，課內(nèi)教學內(nèi)容完結(jié)后，再集中進行實踐環(huán)節(jié)，對其中幾個重點儀器或檢測方法進行實訓。但是該課程的性質(zhì)需要課堂教學與實驗教學相結(jié)合，即學生在理論學習之后，需要實地接觸學習儀器并進行相關(guān)知識的操作，才能較好地達到教學目標。但是目前情況是教學與實踐不匹配，教學學時較多，實踐學時較少，急需改革。

2.4 實驗實踐教學過程過于傳統(tǒng)

傳統(tǒng)的實驗教學模式，對學情了解不夠透徹，難以制定切合的教學目標內(nèi)容，并且教師多次重復陳舊的教學內(nèi)容，教學內(nèi)容落后于前沿發(fā)展，教師自我發(fā)展動力不足，很難提升教學能力以及應用實踐能力。教師指導能力制約著學生實驗能力的提升，實驗教學環(huán)節(jié)也主要集中在“教師講，學生聽”的模式，采取的方式一般為“學生預習―實驗講解―操作演示―提交報告”幾部分組成，學生在規(guī)定的時間內(nèi)進入實驗室，按照老師的演示以及實驗指導書的步驟一步步重復實驗，最終得到實驗結(jié)果。甚至有些實驗由于儀器不足，學生僅能“看實驗”，難以有“做實驗”的機會。在重復的過程中，忽略了師生之間、學生之間的溝通交流，忽視了學生在實驗操作過程中的主體地位，這種方法不能夠培養(yǎng)學生獨立開展實驗，創(chuàng)新思考，探索未知的能力，不能夠達到培養(yǎng)目標中使學生具有獨立解決科學問題以及生產(chǎn)問題的能力。

2.5 缺少儀器，學生動手機會少

無機材料測試技術(shù)這門課程涉及了很多材料檢測的關(guān)鍵設備，包括X射線衍射儀，掃描電鏡等設備。此類設備價格昂貴，配制數(shù)量較少，或者有些高校甚至從未購置，導致學生動手機會少，甚至無法動手，只能從書本上學習儀器理論以及使用方法。因此，學生欠缺動手能力，難以真正掌握與測試分析方法對應的基本操作，不利于專業(yè)能力的提升。

2.6 考核方式單一，缺少過程性考核

傳統(tǒng)的課程考試形勢單一，方法也比較簡單，主要考查學生對理論知識的理解水平。這樣的教學模式，讓大多數(shù)學生為了應對考試而刷題背題，甚至讓部分同學覺得大學學習是為了應對考試，而不是提升技能。對于無機材料測試技術(shù)這類實操性較強的課程，如果僅專注于理論考試，就容易出現(xiàn)學生“高分低能”的情況，弱化了創(chuàng)新性及動手能力，與實際應用脫節(jié)。同時，目前針對實驗課程部分，評價指標也過于單一，在成績分配中，實驗成績占比比較低，而且實驗報告又占有較大的比重，課堂考核中，老師又很難在有限的課堂時間內(nèi)客觀評價所有學生的實驗操作表現(xiàn)，因此缺乏全面的評價體系?，F(xiàn)行的考核多依據(jù)實驗報告的優(yōu)劣對學生進行考核，學生喪失了實驗的積極性，被動上課。長此以往，學生忽視實驗教學的重要性。

介于上述的情況，在應用型人才培養(yǎng)的重要時期，針對《無機材料測試技術(shù)》課程進行課堂形式進行有針對性的改革迫在眉睫。

3 課程改革思路與探索

3.1 理清課程結(jié)構(gòu)架構(gòu)，鞏固學生理論基礎

引導學生宏觀掌握課程內(nèi)容與知識點之間的聯(lián)系，夯實理論基礎，理清課程結(jié)構(gòu)之間的框架結(jié)構(gòu)，以X射線衍射分析為例，課堂講授的主要目標是使學生掌握X射線的物理學基礎和晶體學基礎，并理解X射線與晶體相互作用的關(guān)系。只有掌握X射線衍射方向和強度的規(guī)律，才能正確分析X射線與不同的晶體相互作用衍射線譜的不同。引導學時對課程宏觀掌握的同時，也不放松對細節(jié)的把控。

3.2 更新實驗教學內(nèi)容，適當縮減課本內(nèi)容，進行教材建設

針對不同學校不同專業(yè)的校情以及學情不同，學校側(cè)重專業(yè)的不同，并且不同院校的實驗條件也不同，介于以上情況，不同學校不同專業(yè)的教學大綱理應有所側(cè)重，不可能統(tǒng)一使用同本教材，或是將教材中的內(nèi)容，完全的講授于學生。因此，應該根據(jù)校情和學情，對教學大綱進行更新，同時進行教材建設。在教材建設過程中，既要做到去粗取精，改善原有教材的缺點，補足短板，也要做到與時俱進，不斷加入新知識、新方法等，實現(xiàn)與實際應用的有效銜接、與科學前沿的有效對接。此外，現(xiàn)在前沿的測試手段很多，學?？梢愿鶕?jù)實際經(jīng)驗結(jié)合未來的發(fā)展進行課堂教學。對于材料專業(yè)的學生來說，掌握根據(jù)材料的自身屬性，選擇合理，正確的方式進行檢測，分析材料的組成與結(jié)構(gòu)，掌握測試結(jié)果的分析方法，這就達到了課程的培養(yǎng)目標。另外，在教材建設過程中，應該充分考慮學生的想象能力，讓學生在課堂教學和實驗教學過程中提高自身的主觀能動性，提高專業(yè)技能。

3.3 重視網(wǎng)絡平臺建設，充分利用網(wǎng)絡資源

本門課程主要講授電子顯微分析、熱分析、X射線衍射分析和光譜分析四種測試技術(shù)的工作原理及測試技術(shù)，但因?qū)嶒灄l件不足，學生的參與程度低，體驗性差，還停留在課堂教學占主導，實驗教學學時少的教學環(huán)境中，不能達到實際的教學目標。為此，應充分利用網(wǎng)絡資源，重視網(wǎng)絡平臺的建設，利用仿真實驗拓寬實驗范圍，有效解決因未購置設備而無法實操的且與課程關(guān)系密的相關(guān)實驗，提升學生的實操能力。同時，通過組建網(wǎng)絡教學平臺，豐富線上課程視頻等多媒體信息化資源，提升課程講授的靈活性，有效應對疫情對線下教學的影響，讓學生可以隨時隨地的學習所需的測試技術(shù)方面的知識，更好地完成教學目標。

3.4 構(gòu)建開放式實驗平臺，增加課外應用，提高知識掌握度

無機材料測試技術(shù)是一門應用性很強的課程，學生專業(yè)知識的熟練程度，不應僅僅依靠課內(nèi)傳統(tǒng)教學，難以達到教學目標。因此，應該改變課堂形式，強化應用訓練，課上給學生布置主題任務，要求課后完成，可以培養(yǎng)學生獨立思考的能力，同時可以鞏固課程的實際應用能力。主題任務的形式也應多樣化，如采取總結(jié)報告的形式，通過給學生提供實驗樣品，要求其依據(jù)相關(guān)基礎理論并采用儀器設備進行測試分析，最終形成總結(jié)報告；也可以采用分析報告的形式，通過給學生提供已有的測試數(shù)據(jù)或?qū)W術(shù)論文中的數(shù)據(jù)，要求其結(jié)合所學知識和相關(guān)軟件分析其組成結(jié)構(gòu)，最終形成分析報告。另外大部分本科生缺少實際科學研究的經(jīng)驗，只有在畢業(yè)設計環(huán)節(jié)能夠接觸到部分的測試儀器，又因時間緊，任務中，不能夠熟練掌握，以至于畢業(yè)后無法將所學知識應用于工程實踐中。因此，應鼓勵學生再參與科學研究，以“互聯(lián)網(wǎng)+”、省校級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等契機，或者專業(yè)課老師所承擔的相關(guān)科研課題，搭建開放式教學實驗平臺，帶著真實問題做，引導學生獨立完成基金項目的撰寫。根據(jù)課題，進行實驗前的調(diào)研及文獻查閱，也可以組成科研小隊，選擇感興趣的課題，相互討論，取長補短。通過設計實驗、開展實驗、表征性能以及進行數(shù)據(jù)處理，進而撰寫論文。在這樣的過程中，能夠有效提升學生的自主分析問題、解決問題的能力，有助于更好的學習理解材料的測試技術(shù)及方法。通過開放式的實驗平臺的搭建，使學生的創(chuàng)新意識得到激勵，提高學生專業(yè)實踐能力。

3.5 優(yōu)化考核體系，強化過程管理

課程考核是檢驗學生對課程內(nèi)容掌握程度的主要手段，也是促使學生主動學習的重要環(huán)節(jié)，適當?shù)目己朔绞侥軌蛴行Т龠M學生主動學習的積極性。為此，應積極優(yōu)化原有考核體系，將整個實驗實踐過程的形成性日常納入考核指標，并依據(jù)課程專業(yè)能力要求矩陣化地設置考核評分點，加強考核評分標準的精細化管理，每項考核評分點應根據(jù)畢業(yè)要求的支撐強度設置分數(shù)，增強考核體系的規(guī)范性和可操作性。形成性考核指標能夠檢驗學生的真實水平，而非應試教育中對所謂知識點的死記硬背。例如，本課程應根據(jù)課程應用性強的特點，在考核方案中既要考核傳統(tǒng)的理論知識，也要考核開放性的實踐操作。實踐考核環(huán)節(jié)中，教師可以提供指定的材料給學生進行測試分析實踐。同時，應提供多種樣品避免抄襲，也為學生根據(jù)自己的興趣自行選擇材料提供測試研究機會。最后，從學生分析、實踐的合理性、邏輯性等方面進行綜合評分。通過開放性、全面性的考核方案，提高學生對實踐操作的重視程度，摒棄原有重理論輕實踐的理念，進而提升學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

4 結(jié)論

材料是科技進步的基石，材料的創(chuàng)新也是人類發(fā)展的主要動力，而材料的研發(fā)和創(chuàng)新離不開材料測試技術(shù)方法。無機材料測試技術(shù)是材料專業(yè)人才培養(yǎng)中一門非常重要的專業(yè)必修課，該門課程理論基礎復雜，學生學習難度較大，且與實踐聯(lián)系緊密，應用性強，需要學生掌握實踐動手能力。本文總結(jié)出該課程目前教學現(xiàn)狀，主要為該課程理論知識交叉復雜，學生基礎薄弱，理解有困難，同時存在理論與實踐在課時分配不均衡的情況，理論和實踐聯(lián)系少等問題，而且由于缺少設備的情況，學生動手的機會少，導致老師不能客觀評價學生實驗水平，而傾向于以實驗報告撰寫情況評定實踐考核，致使考核方式單一，降低學生學習興趣。本文通過對以上問題的分析，總結(jié)自身對改變課堂形式的課程改革方法，提出“理清課程結(jié)構(gòu)架構(gòu)，鞏固學生理論基礎，更新實驗教學內(nèi)，對課本內(nèi)容進行適當刪減，進行教材建設；重視網(wǎng)絡平臺建設，充分利用網(wǎng)絡資源；改革考核辦法，注重過程管理，加入形成性考核指標”的教學改革思路，促進學生對課程內(nèi)容的理解，探索未知，并全面提高應用能力，進而提升學生專業(yè)素質(zhì)以及創(chuàng)新能力。