基于学生创新能力培养的现代材料测试技术实验教学改革研究与探索

　　现代材料测试技术实验是现代材料测试技术课程的重要组成部分。现代材料测试技术课程是我校材料学院面向材料类的各专业，即材料科学与工程专业、复合材料科学与工程、材料物理等本科生开设的专业基础课程。该课程主要讲授X射线衍射分析、扫描电子显微分析、透射电子显微分析、偏光显微分析、综合热分析等各种物相分析的基本原理和方法，所涉及的知识面较广，并具有较强的综合性和技术性。该课程区别于其它课程的一个重要特点就是具有很强的实践性，要达到本课程的教学目的，需开设1/3以上课时的实验课，以使学生能真正的掌握物相分析的实验方法、数据处理、图谱解析的方法和步骤。因此，实验教学在本课程中占有举足轻重的地位，是培养学生实践能力和创新能力的重要渠道。本世纪教育的使命之一就是培养具有创新精神和创新能力的、能推动社会发展和进步的创新型人才[1]。随着科学技术的进步，社会知识经济的快速发展，21世纪的人才需要具有扎实的基础、宽广的知识、深入分析和解决问题的能力并能适应开拓性创新性的研究工作[2]。基于此，针对我院三年级三个本科专业已授课的学生进行了问卷调查，期望从这次调查中了解我院现代材料测试技术实验教学的现状，存在的问题及其解决办法，并结合我院的实际情况，就如何提高该课程实验教学的效果进行探讨。

　　1 实验教学中存在的问题及分析

　　对这次现代材料测试技术教学改革与探索的问卷调查，我们采用不署名的方式，向我院三年级（2011级）各专业本科生发出问卷调查表205份，收回205份，回收率为100%，有效问卷197份。问卷调查了解了学生对该课程实验教学的态度以及开展实验教学的最佳方式等，调查结果见表1。

　　表1 问卷调查结果

　　从调查问卷中可以看出，绝大部分学生认识到了实验教学的重要性，对实验教学的关注程度比较高，实验课时的时间设置比较合适，演示实验与动手实验相比较而言，大部分学生更喜欢动手性实验。下面就实验教学中存在的问题进行一下分析。

　　（1）实验过程中，发现有一部分学生对仪器的基本原理和结构了解地较少，所以在操作过程中不能对仪器的操作方法深入理解，更谈不上实验技能的提高，因此实验课程起不到应有的效果。这种现象在其它院校中也有类似情况出现[3]。

　　（2）所开设的实验中，除了偏光显微分析实验外，其余的实验所涉及的均为大型精密仪器。仪器台套数少，加之学生人数多，所以这些实验课程均为演示性实验，导致学生缺乏动手上机实践的机会。所以在这些实验课程中，学生只能身临其境地对仪器有个外观的认识，而对理论课程中老师讲过的仪器的原理、结构、操作方法都难有深入的理解。

　　（3）由于学生人数较多，仪器设备台套数有限，一些实验虽然精心做了安排，但在理论课程与实验课程的衔接上，很难避免部分实验课程开设的时间距离相应理论课程讲授时间较长的问题，导致学生在做实验时，对实验的原理等遗忘殆尽。

　　（4）本门课程目前所开设的实验都是针对单一的测试技术，相互独立，缺乏联系。而在实际应用中，为了得到更准确、全面、可靠的有关材料的成分、结构及性能的信息，需要综合应用各种测试手段。如果学生对这些测试方法之间的联系不了解的话，在今后的实际应用中可能会得到片面的结果。

　　2 提高实验教学效果的思路与方法

　　随着科学技术的发展，材料测试方法和手段也越来越多样化和现代化，仪器设备的更新换代十分迅速，因而对实验教学有了更高的要求[3]。实验教学是硬件课程教学中培养学生创新能力的重要一环[4]，为了更好地培养学生的创新能力，需要不断地探索研究实验教学的思路与方法。针对目前实验教学中存在的问题，可以从以下几方面进行探索和研究。

　　（1）加强理论课程内容的讲解。在学生动手性实验中，例如偏光显微分析实验中，许多实验现象的理解需要有原理知识的支持，否则达不到真正的实验效果，学生也不能真正理解实验现象。调查问卷中55.8%学生认为实验教学更重要，在思想上容易忽视理论课程的学习，而理论课程的学习是根本，所以教师在进行理论课程的讲授时应该向学生讲明利害关系，并加强理论课程的讲解。

　　（2）尽量增加动手性实验。调查问卷表明，66.0%的学生更喜欢动手性实验，对于本实验课程中涉及到的大型精密仪器实验，操作不当容易损坏仪器并造成巨大损失，在短短的实验课内让学生学会操作也不现实，而且对于绝大多数学生而言，在今后的工作中，制样、分析图谱等应用更为广泛，所以，可以将实验的一些环节改变为动手性实验。在X衍射分析、热分析实验、扫描电镜实验、透射电镜等实验课程中可以增加制样、分析图谱等调动学生积极性、培养学生创新能力的实验环节。合理的实验教学内容设置有利于激发学生的学习兴趣，有利于培养学生的创新能力[5]。通过有目的地系列实践教学来学习现代分析方法，掌握大型仪器设备的使用与操作，提高学生的动手能力和科研实验技能[1]。

　　（3）尽量缩短或避免理论课程与实验课程相距时间较长的问题。理论教学与实验教学的有机配合，会提高学生实验课程的教学质量。由于本课程中大部分章节间的联系不是很密切，可以实行各教学班的错时教学，错时实验。我们的实验探索表明，错时教学和错时实验可以很大程度地缓解理论课程与实验课程相距时间较长的问题，有利于理论课程与实验课程的有机衔接，但仍需进一步探索。（4）增加综合性实验的设计与安排。《现代材料测试技术》是一门应用性很强的课程，实际应用中，往往要经历材料制备、样品选择、样品测试及分析，样品测试结果的综合分析等过程，学生在实验时若能亲身经历一下该过程，可使孤立、分散、互不联系的实验内容有机结合起来，使所学的知识综合应用，为今后的科研或工程应用奠定基础。

　　3 结语

　　现代材料测试技术实验是一门应用性很强的实验课程，在教学过程中要基于调动学生的积极性，培养学生的创新能力来设计安排实验，这样对提高该课程实验教学的效果能起到一定的促进作用。

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