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《材料分析测试技术》课程实践教学改革与探讨

2015-01-21李海涛荣守范秦湘阁孙鹏飞孙建波

铸造设备与工艺 2015年3期
关键词:分析测试实验室培训

李海涛,荣守范,秦湘阁,孙鹏飞,孙建波,张 军

(1.佳木斯大学材料学院,黑龙江 佳木斯 154007;2 .佳木斯大学美术学院,黑龙江 佳木斯 154007)

《材料分析测试技术》课程是铸造专业本科教学的一门基础专业课,是一门必修课,也是一门跨学科的课程,它是材料微观结构相关的晶体学、固体物理学、化学、力学等多门课程的交叉学科,实质是材料科学,主要内容包括:材料测试分析的基本原理和方法,所需什么样的仪器设备及各种测试参数的调试和对实验结果影响。《材料分析测试技术》课程是铸造专业的一门重要的专业基础课,既关系到学生理论层次的提升,也关系到铸造这样的工科专业学生的实践和解决问题能力的培养。然而,由于课程抽象难懂,加之实验课时较少,导致了这样一门重要的专业基础课程,学生们掌握的并不理想,考试挂科大有人在,因此如何帮助学生消化所学知识,培养他们学习热情和科研精神有着重要意义,同时也是教师的责任。本文在重视基础理论知识传授的同时,着重论述了课程实践教学改革,这对于学生动手能力与创新能力的培养,提高教学效果和完善课程体系,实现工科大学生的全面发展等方面都有着重要意义。

1 课程实践教学中存在的不足

针对本门课程的特点和现有教学模式,结合学生的课后反馈,主要存在的问题如下:

1)现行的教学方法和内容不适合铸造专业的学生这样的对象,课程实践环节学时太少。

2)教师讲授实验方法照本宣科,甚至像有些学生所说的那样,跟念经没啥区别,没有结合铸造专业知识特点设计教学内容和方法,因此导致学生学习兴趣不高,缺乏热情,课堂出勤率低或者是学生人在课堂但并未听课,甚至有小部分学生厌烦老师上课。

3)学生对课程讲述的主要内容不清楚,更不明白这门课程学习的意义所在,学生大都处于迷茫状态,不知道本门课程该怎样学习。

4)学生运用所学知识的机会少,只是学完了事,没有后续的练习或具体操作让他们更深入的体会所学知识的应用。

5)理论与实践严重脱节,很多实验课程是开设在理论课结束很长一段时间之后,因此导致了学生在实践环节中根本就不记得运用的是何种理论知识,而且这种脱节也导致了学生理论知识学习后不能够及时的消化。

6)学生在创新比赛或做设计的时候,经常会用到本门课程知识,但不会动手操作,创新操作能力很差。特别是在分析一些具体问题的时候,学生不会解决,(比如铸铝的结晶度为多少?铸钢中有没有马氏体,如果有,怎样得出马氏体含量值?)即,不能学以致用。

2 课程实践教学改革方案

2.1 增加实验课等实践环节

《材料分析测试技术》课程涉及到X射线衍射仪,电子探针,扫描电镜,透射电镜等多种高端设备的结构、工作原理和操作方面的知识,因此,针对这样的课程,仅仅是理论上的讲授是微不足道的,必须大力加强实践教学环节的比例[1]。铸造专业的学生要有一定的动手能力和实践操作技能,然而,这种能力的培养仅仅从老师课堂上讲授的原理和方法是远远不够的。因此,实验教学对于本门课程的学习就尤为重要,通过加大实验课学时,并让铸造专业学生针对铸造这一专业亲自动手并设计实验方案,可以让学生更多了解大型仪器设备的原理和使用,为他们今后的就业和学习打下良好的基础[2]。

2.2 把课堂搬进实验室教学

教学方法要适合课程特点,打破长久以来以教室为课堂的传统教学模式,充分调动学生学习的主体地位,例如在讲授X射线衍射分析铸造镁合金结构和物相的时候,或者在讲授扫描电镜观测铸钢中气孔和夹杂的时候,就应该在实验室讲授。在教室里讲一百遍,也不如在实验室讲一遍学生记忆和掌握的扎实,因为无论你在教室里怎么讲,学生没看到,想象不到具体是什么样的,所以听不懂,不明白,久而久之就厌烦了学习。而在实验室讲授,实物就摆在那,就连光阑和狭缝这样小的部件学生也能一睹芳容,清楚直观。

2.3 定期开展实验培训,激发学生科研兴趣

在调查中,我们发现大部分学生知道本门课程的重要性,也对课程有兴趣,也确实想学好这门课,但苦于课上时间短,课下自己还学不明白,锻炼操作的机会太少。于是我们采取每学期开学的前两周内,实验室组织专门的实验教师开展设备使用和操作的培训(其中有两周的时间是专门结合铸造专业特点对铸造专业学生进行培训的),凡是有兴趣或有所需要的学生都可以报名参加。在培训中做到让每个参加培训的学生都能动手切实操作,有些操作看似很简单,但却是最最容易出问题的地方,比如,透射电镜取样品杆的过程,很多同学在操作的时候要不是老师的及时提醒,都破掉了真空,所以有云曰:看百遍不如做一遍。此外,采用“研究生带本科生”的实验室管理方式,让已经培训过并通过考核研究生在课堂外负责实验室的开放,由他们带领新开课的本科生练习,并不断摸索和创新。这样可以加强学生们之间的交流沟通,即巩固了研究生的实验能力,又增加了新进本科生的实验时间,一举双赢。

经过两次这样的培训后,同学们反响良好,兴趣十足,于是我们的培训对象从开始的二十人,到目前已有一百多人报名参加,由于实验时面积和培训教师较少,每次也最多能培训二十人。

2.4 鼓励大学生创新实践,巩固效果

实践是理论的一个重要环节,对铸造专业学生的能力培养有着重要的作用。素质教育和能力培养必须强化实践教学和训练,鼓励学生积极参加大学生创新计划项目,结合当今热点科研问题或自己感兴趣的课题,自主设计实验方案,撰写结题报告,从而培养学生解决工程实际难题的能力,并在此过程中激发学生的学习兴趣和参与科研的热情,为学生日后的择业或自主创业提供潜意识思路[3]。

大学生创新实践能力和动手能力,可以通过参与一些大学生创新和参与教师的研究项目来得到锻炼。为此我们还针对铸造专业学生建立了一些题库,题库中包含不同化学成分的铸钢、铸铝等材料在不同铸造方法下制备的样品,来给学生提出问题,在有了问题后,教师布置任务,学生来思索怎样解决问题,设计问题的解决方法和步骤,这其中的主动思考很重要,而不是老师盲目安排,学生照做就是的盲从[4]。创新设计实施中,教师要严格把关,要点要及时告知,让学生充分准备。对于错误的方法和失败了的实验,教师要积极引导,以免学生积极性受打击而泯灭他们的热情。具体的实施过程包括[5]:学生选题→查阅文献并拟定试验方案→组内部讨论、修改方案→教师审核,给予评价→项目预试验→问题反馈→师生互动→数据分析→撰写报告→发表文章或成果。

2.5 增加实验室和实验教师队伍建设

扩大实验室面积,方便新设备的安置和容纳更多学生进行实践。针对陈旧闲置的设备要及时处理,以便有更多的空间安置新设备,更好的服务师生实践。针对短缺的设备,要及时上报购买,使之尽早应用于实践教学。

此外,针对本实验中心具体情况,实验教师队伍力量不足,严重缺人才,满足不了众多学生的培训要求和大学生设计、和创新课题的需求。教师应每年出去进修一次或去其他高校研究所交流学习[6],以便更好地为实践教学和学生能力培养贡献力量。

3 总 结

面对蓬勃发展的材料科学知识,教师要竭尽所能调动一切力量,激发和培养学生的学习热情,发掘学生捕捉新事物、学习新知识的潜能。增加实验课学时,培养铸造专业学生动手能力,鼓励他们创新实践的同时,使他们在认识、学习、实验设计等环节中发挥自身的主观能动性,全面培养学生发现问题、分析问题并解决问题的能力。总之,要让学生爱学材料分析测试技术这门课,并能用于解决铸造方面的实际问题,无论在教学方法还是实践改革方面都应该引起教学工作者的热情和积极探索。

[1]黄琼,朱晓勇,黄新民.《材料分析测试方法》网络多媒体课件的设计与实现[J].电脑知识与技术,2010,6(25):70-92.

[2]秦亮,芦笙.材料分析测试中心改革探索[J].实验科学与技术,2010,8(5):143-145.

[3]王军,丁光亚,李校兵,等.材料专业人才培养创新研究[J].中国水运,2010,10(11):62.

[4]荣守范,李慕勤,郭继伟,等.特色专业建设之人才培养方案的制定与优化[J].铸造设备与工艺,2012(2):44-45.

[5]徐亮成.《高分子材料分析测试》项目化教学整体设计探讨[J].科技信息,2009(35):300.

[6]朱永长,荣守范,杨涵崧,等.铸造专业课教学角色的定位与思考[J].铸造设备与工艺,2009(6):38-39.

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