信息化时代材料测试技术课程教学存在的问题及改革探讨

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　　基金项目：
　　国家自然科学基金（51902282）。
　　摘 要
　　本文根据本校教学研究型高校的定位，在课程建设发展过程中力求实现教学和科研的相互促进。笔者对所在学院开设的“材料测试技术”在教学发展中的教学现状和存在的问题进行了分析，并针对目前存在的问题进行了思考，提出一些改进意见，期望加强和完善课程教学的质量，提高学生的综合能力。
　　关键词
　　材料工程;测试技术;实验教学
　　中图分类号： TB30-4 文獻标识码： A
　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.03.089
　　1 材料测试技术课程简介
　　材料测试技术是学校依据教育部等相关部门要求，针对当代普遍存在的课堂教学模式，难以提高学生实验动手能力和分析问题能力而生成的核心专业课程之一。材料测试技术课程是为了加强对专业知识的应用和综合，掌握必要的工程测试技术，提高工程实践动手能力，推进材料生产过程的技术进步，主要侧重于应用性[1-3]。材料成分分析和微观结构分析是现今材料工程领域内常用的两种方法，学生可以通过这两种方法学习和掌握材料相关的理论知识。此外，学生还可以通过实验方面的训练，熟悉材料对应的分析测试方法，并在以后的科学研究中能够独立自主地完成。
　　然而，目前该课程的教学方法、手段还有待完善，尤其是在教学内容上原有的材料基础课程，已经难以满足现今的教学发展模式。因此，如何提高学校的教学质量，提高学生的专业知识水平，还需要不断地对课程教学进行改革。
　　2 课程教学存在的问题
　　材料测试技术课程主要涉及材料生产过程的两个环节的测试技术，即粉体工程测试技术与热工过程测试技术。对于粉体工程技术，主要是测试并分析粉体的相关性能;热工过程测试技术则是主要对热工过程中设计的燃料，烟气的组成、性质，窑炉的温度、压力等操作参数及传热过程等进行测试，所以这门课程的理论性和实践性是非常强的，需要理论教学与实验教学相结合，才能突出我校材料科学与工程专业的特色。然而，现今我校《材料工程测试技术》课程还存在一些问题亟待解决。
　　2.1 课堂教学时间大大超过实验教学
　　本校这门课程教学安排依旧以课堂讲授为主，实验教学为辅。课堂讲授的都是对材料的各种测试方法的基本原理、所需仪器设备，测试步骤、数据处理与分析等相关的理论知识，缺少实验教学的支撑，导致课堂教学索然无味，学生难以真正理解和掌握[4-5]。因此，这种教学模式很难达到预期效果，影响学校的教学质量。
　　2.2 课时受限、授课重点不突出
　　学校一直以培养学生综合能力为目标，因此在本校的材料科学与工程专业除了自身安排的专业性课程外，还增加了很多其他类型的选修课，导致《材料工程测试技术》课程的学时越来越少，因而，学时少，课程知识量多，要想两者兼备是不可能的。因此老师只能单纯对书本内一些常用的测试方法进行比较详细的讲述和实验[6]。现今的《材料工程测试技术》课程共计12章节，而据不完全统计，其中老师教授的却只有1/3左右。因此，除了老师讲授的一些基本测试方法，学生对其他大部分测试方法都一知半解，导致该课程所付出的得不到价值体现。
　　2.3 课程对学生基础理论水平有一定的要求
　　依据不同学院不同专业的培养要求，学校往往给学生安排的教学课程不能科学地实现统筹规划，无论是基础课程还是专业课程，都有存在滞后开课的现象，给学生学习和生活上带来一定的困扰。此外，由于不同的材料对应不同的测试方法，要理解掌握不同测试方法的原理及要求是非常困难的。其中，最能体现实验教学就是对仪器的良好操作。这需要学生要对所用仪器的基本结构及工作原理有一定的掌握能力[7-8]。同时，同一材料在不同的仪器测试时的制备要求也不相同。所以，本课程的实验教学对学生的专业知识有较高的要求，这也增加了本课程教学的难度。
　　2.4 课程实验教学学生动手机会少
　　课程要求需要课堂教学与实验教学相结合，因此需要学生进入实验室进行接触学习仪器的相关知识与操作，更好地掌握《材料工程测试技术》这门课程，最终能够学以致用。但是学校大型分析仪器数量有限，很多只有一台，每天要承担大量的样品测试分析工作，更重要的是，很多仪器设备属于精密仪器，价格昂贵，为防止仪器出现损坏故障，只能由相关负责老师对仪器基本结构原理、材料选择制备及实验操作步骤进行讲授，因此学生只能是参观性的学习，这样无法让学生真正地得到了解和学习[9-10]。此外，课程老师对学生的要求也较低，只需单纯的完成安排的实验及提交实验报告就行。因此，学生的思维束缚于书本和老师的讲解，其主观能动性无法得到有效的发挥。
　　3 课程改革与思路
　　3.1 适当删减教材内容，加强教材建设
　　不同学校的专业对各自课程的要求也不一样，不可能统一使用关于技术测试之类的教材。应基于各自的校情，如专业侧重点、各学院实验条件等，进行针对性的教材编写。在教材编写过程中，要充分考虑原有教材的缺点和不足，加入新知识、新测试方法等等，实现与时代发展同步。此外，由于现今对材料的测试手段颇为繁多，学校可依据实际的研究经验，结合区域未来发展规划，重视测试技术的实用性，选择一些合适的材料测试手段进行教学。对材料专业方面的学生来说，主要能够依据不同的材料的自身属性，选择正确的测试方法且能够了解分析相应的测试结果，这就达到了课程实验学习的目的。另一方面，教材编写过程中也应充分考虑到学生的思维想象能力，让学生能够在课堂和实验教学中锻炼自身的主观能动性，提高他们的专业知识技能[11-12]。同时在讲解各种测试方法的应用方面，主要介绍目前最广泛的一些技术方法，如关于粉体粒度测试技术方面，现有课本包含了显微镜法、筛分法、光透沉降法和激光法，若是每个方法都详细的讲解，不但对学生的理解无促进作用，而且在限定的学时里无法达到预期目标，况且很多方法都颇为复杂耗时，一般的科学研究也很少用到。因此，主要介绍其中一种常用的方法，包括粉末样品的制备及相关仪器的操作，乃至在实验过程需要确切注意的点，其他方法只做简单的介绍即可。这样既能减少学生负担，让学生能真正透彻地理解掌握新材料及相关测试技术方法，又能与时俱进，推动学校的教育建设的发展。 　　3.2 重视并发挥网络教学平台的作用
　　材料工程测试技术课程虽然只单单含有粉体工程与热工过程两种基本测试技术，但里面所含知识量却是很多。若是单单靠限定的课堂和实验学时实现对学生的教学，这只能让学生客观的了解一些通俗易懂的知识，无法得到直观的体会，从而加大了学生对知识学习和理解的难度。网络教学平台的组建，多媒体、课程视频及网上课程等信息化教学手段，可以让学生随时随地学习所需材料测试技术方面的知識，更好地完成课程学习目标[13-14]。现今，虽然学校官网建有教学平台，但很少有学生通过该平台学习相关课程。一方面是由于现有的网络平台还不完善，无法提起学生的兴趣，大部分学生觉得网络平台上的课程视频与现实课堂教学并无差别，缺乏新意，无法帮助自身提高知识技能。另一方面，学校并不重视网络教学平台的作用，只是单纯地将课程教学上传进去，没有制定相关的要求。因此，为了提升教学质量，提高学生的知识技能，学校需要制定一定的规章制度，保证网络教学平台能够得到更为充分的利用。例如，平台里的课堂视频可以向新意化，幽默感方面制作，引起学生观看兴趣;规定学生每周进入平台的次数不少于3，观看时间不低于1小时，并对所观看课程进行点评，不断改进等。这些不但可以培养学生对材料工程测试技术的兴趣，而且能够督促学生更好更有效地学习材料工程测试技术方法，提高学校教学水平。
　　3.3 改进教学方法，提高教学质量
　　材料测试技术课程实用性是很强的。传统的教学模式已无法满足学校的发展要求，必须加强重视学生的开拓性思维，学生的实际分析和解决问题的能力才是最重点培养的。另一方面，由于该课程偏重于理论性，抽象的内容太多，难以让学生快速的理解。因此，搞活课堂的环境气氛的作用也是非常大的。此外，对于该课程，为培养学生学习兴趣，可给一些研究性课题，让学生自主选择自己感兴趣的，课后进行文献查阅和相互讨论等等，进行材料相关的测试技术方法，并在下次上课前陈述各自的想法和观点，最后再由老师进行现场点评，充分发挥每位学生的主观能动性，取长补短，更好地学习理解材料测试技术方法。既锻炼了学生的各项思维能力，也能够提升学校教学质量[15]。此外，在实践教学方面，可合理分配课程时间，让学生分批进入实验室操作常用仪器，培养学生的动手能力。通过理论与实践结合，使学生能够真正学会材料样品的制备、测试条件的选择及仪器的操作与结果分析。
　　4 结语
　　材料测试技术课程是非常重要的材料方向专业课程。通过改革课程，不断完善和深化教学内容，可以更好地让学生理解和掌握材料的测试技术方法，提升了自身的学习兴趣，拓宽学生的知识面，更好的发挥主观能动性，培养发散性思维和创新意识。教学课程改革不是一成不变的，科学技术的发展会带动新材料、新测试方法的出现，因此，这需要不断的探索。
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