现代材料测试方法实验课程的改革与探索_杨中喜
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现代材料测试方法实验课程的改革与探索
杨中喜,陶文宏,邱学农,师瑞霞,王守德,吴海涛,刘福田
(济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022)
摘要:介绍了现代材料测试方法课程的主要内容和传统的实验教学方法,提出了对实验教学改革的具体
方法和措施,总结了实验教学改革的效果。
关键词:现代材料测试方法;实验教学改革;综合试验
中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:10024956(2006)06009402
ReformandInvestigateofExpermientTeachinginModern
MethodsofMaterialsTesting
YANGZhongx,iTAOWenhong,QIUXuenong,SHIRuixia,WANGShoude,WUHai
tao,LIUFutian
(SchoolofMaterialScienceandEngineering,JinanUniversity,Jinan250022,China)
Abstract:ThispaperintroducesthemaincontentandtraditionalmethodofexperimentteachinginModernMethods
ofMaterialsTesting,putsforwardconcretemethodandmeasureofreforminexperimentteaching,theeffectofre
forminexperimentteachinghadbeensummarized.
Keywords:modernmethodsofmaterialstesting;reforminexperimentteaching;comprehensiveexperiment
收稿日期:20050802
作者简介:杨中喜(1971),男,河南周口人,硕士,副教授基金项目:山东省高等学校实验技术研究项目(SJ0407)现代材料测试方法是我校为材料科学与工程、
材料物理、复合材料、材料化学等材料类本科生开
设的必修课和学位课,在教学中占有极其重要的地
位。材料分析与测试技术在当代材料科学研究中占
有重要的地位,是材料科学的重要组成部分。通过
课程的学习可以让学生学习和了解现代材料科学研
究领域中常用的材料成分分析和微观结构分析方
法,构建起完整的知识结构体系,获得独立开展科
学研究所必备的测试技术基础理论和实验方法方面
的训练。
该课程是一门以培养学生实验动手能力和分析
问题的能力为目的的专业基础课,其中实验课程的
教学占全部课时的近一半;所以,实验教学在该课
程中占有十分重要的作用。过去教学计划中按测试
方法分别设置的实验项目,学生受到的只是单个基
本实验技能训练,不利于培养学生综合运用所学知
识和各种实验技能解决实际问题的能力;为此我们
进行了现代材料测试方法实验课程的改革与探索。1课程的主要内容及传统的实验教学方法
材料测试的具体方法有五六十种之多,各个高
校大都根据自己学校的具体情况讲解部分的方法和
内容,并根据讲课内容选取教材、确定讲课的方
式、实验项目及考试考核办法。我校也是根据学校
所具有的测试分析手段选择课程的内容,主要包括
材料科学研究领域中常用的光学显微分析、X射线
衍射分析、电子显微分析、热分析技术、红外光谱
分析等现代测试技术与方法,重点讲授这些测试方
法有关的理论原理、制样方法、使用方法和结果分
析处理等方面的知识,并安排适当的实验课时,以
期使学生打下一定的科学实验基础。这些测试技术
中各种方法的知识点相对独立,整个课程的教学成
为一个相对分散的体系,而且与其他专业课的联系
也很少。实验课的开设按照传统的教学方法也是针
对每一种测试方法,在基本理论课学习结束后,开
设相应的实验项目,这些实验项目的开设也是由各
个实验室分别进行,相互独立,彼此之间基本上没
有联系。课程结束后,学生对每种测试方法之间的
相互补充、相互验证的关系认识太少,在实际应用
中往往出现只知用某一种测试方法分析一类问题,中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊)实验技术与管理EXPERIMENTALTECHNOLOGYANDMANAGEMENTVo.l23No.6DAN.2006
而不会综合其他的测试方法进行更全面的分析、以
得到更可靠的信息的现象。
2改革实验教学方法、开设综合实验
针对以上问题,我们对实验课程的教学进行了
改革。
(1)结合材料工艺学课程学生自主准备测试样
品我们学校的材料类专业主要是以无机非金属材
料为主。在以前的学习中,材料工艺学主要以课堂
讲授为主,不单独安排实验内容;而现代材料测试
方法课程的实验项目是由各个实验室自主准备实验
样品,学生则是被动的按照老师的安排进行实验,
这样学生的主动性就不能被调动起来,实验课的学
习效果较差。为此我们与材料工艺学课程一起,把
一个班的学生分成若干个组,每组有4~5名学生
组成,由学生根据材料工艺学课程所学知识,在教
师指导下,学生自主从原料的选择、加工开始,进
行原料化学成分分析,确定产品配方、配料计算、
配料、成型、烧成,进而确定现代材料测试方法实
验课程的测试样品。
(2)综合分析样品的成分、结构与性能学生
利用自己制备的样品,对材料的物相组成、微观结
构及性能等进行分析。学生要想知道自己设计的工
艺方案是否合理,就要知道样品的物相组成,就利
用X射线衍射分析进行物相定性分析。分析方法
就要利用课堂上所学到的知识进行检索、标定;然
后学生还要利用显微方法分析样品的微观结构和显
微组织,这主要用到光学显微镜和电子显微镜。制
样过程全部由学生在老师的指导下独立完成。学生
在设计样品的烧成制度的时候,需要对原料的热学
性能加以了解,就要利用热分析技术进行材料的综
合热分析,而且制成成品以后也可以利用热分析技
术或红外光谱分析对样品进行定性分析,与X射
线衍射分析的结果进行相互验证和补充,最后学生
写出综合实验的试验报告。
3实验效果与总结
现代材料测试方法是一门前后章节联系不太紧
密的课程,学生学习感觉比较枯燥;再加上这门课
的开课时间是第六学期,有很多学生开始准备复习
考研究生,所以以往学生的学习积极性不高,教学
的效果不是很明显。经过实验教学的改革,开设综
合实验后,我们发现,综合实验对培养学生主动学
习、探索以及灵活应用知识的能力,对激发学生的学习热情及创新能力、对培养学生掌握解决分析问题的方法以及严谨的科学作风和团结协作的精神,
都具有独特的作用与明显的效果。学生通过实验,
对从事科学研究工作的方法有了最基本的了解和体
验,对他们今后的工作将是一笔宝贵的财富。从综
合实验教学的效果我们引出以下结论。
(1)实验过程中应充分发挥学生的主观能动性
在经过改革的实验教学过程中,学生成为了主
体,所有的实验设计和实验过程都是在教师指导下
由学生独立完成,学生的创造性思维可以在其中充
分的发挥,经常会得到一些意料之外的收获,学生
的创新能力可以得到很大的培养。
(2)实验教学的改革对促进课程教学改革和实
验室建设起到重要作用综合实验是一个师生共同
实践的教学改革过程,通过实验增强了学生对该门
课程的学习兴趣,课堂教学效果得到了很大的改
善,提高了课程教学质量。在教师指导下设计出代
表专业学科研究方向,且具有一定综合性、实验性
的实验课题,并在引导学生解决问题的过程中培养
学生的创新能力;而学生的创新工作则加速了新技
术、新设备在教学实验中的应用,进而不断地改
进、提高了教学水平并加快了实验室建设的步伐,
以此形成良性循环。
(3)实验教学改革还需要进一步深入和完善
对现代材料测试方法实验课程的改革是一次探索和
尝试,在取得了较好的效果的同时还有一些地方需
要进一步加强和完善。例如有个别组在设计实验方
案的时候比较盲目,致使在样品准备中不能制备出
所需要的样品,浪费了大量的时间和原材料。另
外,由于我们的大型精密贵重仪器的台套数有限,
而学生的分析测试时间又比较集中,造成测试速度
跟不上,影响了实验的进程等。但是,我们已经注
意到并采取一定的措施,尽量克服实验过程中出现
的困难。我们要把实验教学的改革不断完善,争取
在研究生教学中推广应用。
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