民辦高校材料的分析方法課程教學(xué)改革初探

戚文秀 洪永昌 韓 路 何國強

（馬鞍山學(xué)院，安徽 馬鞍山 243100）

0 引言

中國現(xiàn)有140 余所擁有材料科學(xué)與工程一級或二級學(xué)科的高校材料類專業(yè)均設(shè)置了材料分析測試方法類課程，材料分析測試方法類課程是構(gòu)建材料制備工藝、成分組成、微觀組織結(jié)構(gòu)與各項性能之間關(guān)系的關(guān)鍵，既是學(xué)生必須理解并掌握的專業(yè)基礎(chǔ)課程，又是一門綜合性、實踐性非常強且具有知識前沿性的必修課程。近年來，隨著材料科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和高精密儀器制造水平的顯著提高，多項材料分析測試方法得到了快速發(fā)展，這些方法對科學(xué)研究的支撐和貢獻作用不斷加大，材料分析測試方法類課程對學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)影響與日俱增。材料的分析方法是馬鞍山學(xué)院金屬材料工程專業(yè)（焊接方向）的專業(yè)先行必修課之一，基于課程本身特點，對本校學(xué)生而言，是一門偏難的課程。為了更好地傳授本門課程知識，讓學(xué)生學(xué)到理論知識并能夠靈活的用于實踐，進一步對本門課程產(chǎn)生廣泛興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下的家國情懷，筆者及其團隊在材料的分析方法課程教學(xué)改革中不斷探索。通過在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、融入課程思政元素、創(chuàng)新考核等方面進行不斷嘗試，最終取得了良好的教學(xué)效果。

1 精進教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課堂教學(xué)

從本校科研情況、學(xué)時分配、學(xué)生實際情況出發(fā)，在對國內(nèi)外材料測試類教材綜合對比之下，本教研室選擇了榮獲2002年全國普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材一等獎、由哈爾濱工業(yè)大學(xué)周玉主編的教材《材料分析方法》，并實時更新最新版本。本教材主要包括材料X 射線衍射分析和材料電子顯微分析兩篇理論內(nèi)容及實驗指導(dǎo)部分。課程內(nèi)容涵蓋了近代材料測試及分析技術(shù)，滿足我校金屬材料工程專業(yè)（焊接方向）的專業(yè)理論教學(xué)要求。

由于本校在本門課程設(shè)置了50 學(xué)時理論課教學(xué)及16 學(xué)時的實驗教學(xué)， 故在理論課程內(nèi)容的選擇上，教研室結(jié)合教材內(nèi)容，選取了X 射線衍射分析（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X 射線光電子能譜（EDS）等材料測試分析模塊，此外，根據(jù)實際情況要求，增加了X 射線熒光分析。從基本原理、儀器構(gòu)造、實驗方法及應(yīng)用等方面內(nèi)容進行課程教學(xué)。

每一節(jié)課的內(nèi)容呈現(xiàn)主要依靠PPT，所以PPT 內(nèi)容需要精簡并且引人入勝。筆者在沿用教研室團隊研發(fā)的PPT 基礎(chǔ)上，針對理論知識晦澀難懂，還容易讓學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒的知識點，如X 射線衍射定量分析原理中有大量的理論推導(dǎo)公式，做了適當(dāng)刪減。同時，新時代新工科背景下，要加強學(xué)生具有實踐與理論的融合， 故在課堂上引入JADE 軟件分析數(shù)據(jù)的講解，緩解了純理論教學(xué)的枯燥。此外，為了讓學(xué)生更加直觀地感受到儀器的測試效果，適當(dāng)?shù)夭迦胍恍┲形暮陀⑽奈墨I案例，如在介紹掃描電鏡時，適當(dāng)引進一些前沿研究成果及一些簡明的圖片，如掃描電鏡下的納米材料、蒼蠅的復(fù)眼、螞蟻及一些花粉的圖片等。而針對生澀難懂的基本原理，在PPT 內(nèi)容里引入更具形象化3D 動畫， 儀器操作方面， 插入實驗室操作視頻等。這樣一方面可以對枯燥的理論知識進行綜合；另一方面加深了學(xué)生對該知識點的印象， 達到入眼、入腦、入心的效果。

2 改革教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生積極性

2.1 創(chuàng)新互動方式，引導(dǎo)學(xué)生化被動為主動

初步探索了“翻轉(zhuǎn)課堂”及“協(xié)作學(xué)習(xí)”相結(jié)合的一種新的教學(xué)模式?！胺D(zhuǎn)課堂”是指學(xué)與教相互翻轉(zhuǎn)的課堂，通過教學(xué)與學(xué)習(xí)順序的翻轉(zhuǎn)，將學(xué)習(xí)所有權(quán)從教師端轉(zhuǎn)移至學(xué)生端，而“協(xié)作學(xué)習(xí)”則通過小組形式組織學(xué)生學(xué)習(xí)，為達到共同的學(xué)習(xí)目標(biāo)，個體之間可以采用對話、商討、爭論等形式對問題進行充分論證，其實質(zhì)是讓多個學(xué)習(xí)者共同完成某項任務(wù)。

本屆參與學(xué)習(xí)本門課程的學(xué)生共63 人， 將其平均分成7 組，設(shè)置小組長1 名。根據(jù)實時表現(xiàn)，對組內(nèi)成員做動態(tài)調(diào)整，保證每組成員的學(xué)習(xí)效果能夠水平相當(dāng)。根據(jù)課程內(nèi)容，結(jié)合上課進度，會適當(dāng)?shù)剡x擇一些案例，布置給學(xué)生，讓每小組課下協(xié)作完成，課堂上，隨機抽取小組或者自愿，由小組成員推薦代表上臺講解與分享。例如，在講倒易點陣的性質(zhì)，即倒易矢量的方向和大小時， 特地將部分推導(dǎo)過程留給學(xué)生，學(xué)生課下以小組為單位討論、推導(dǎo)，課上再請出代表給大家分享；在講解單晶電子衍射花樣標(biāo)定—標(biāo)準(zhǔn)花樣對照法時，將實驗室完成的電子衍射花樣分發(fā)給學(xué)生，由小組課下完成，最終在課堂上分享過程與結(jié)果。

由于課程內(nèi)容量大，知識面廣，學(xué)時分配較為緊張，課上討論時間不足。很多時候，學(xué)生代表們會在課下時間積極踴躍向教師探討，這充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，同時激發(fā)了學(xué)生的興趣。

2.2 正確認(rèn)識學(xué)生，建立信任感

正確認(rèn)識學(xué)生，建立相互間的信任感，可以進一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。而正確認(rèn)識學(xué)生的第一步，則是能叫出每一位學(xué)生的名字，名字不僅僅是每個人的代號，更是建立相互信任的橋梁。隨著時代的發(fā)展，科技的進步， 傳統(tǒng)的點名逐漸被各種智能簽到所替代，在大學(xué)課堂上，教師能叫出每個學(xué)生的名字的現(xiàn)象越來越少，故需審視傳統(tǒng)紙質(zhì)版點名的意義。重新采用紙質(zhì)版點名，既實現(xiàn)了監(jiān)督學(xué)生的出勤，又增加了相互認(rèn)識的機會?；趨⑴c學(xué)習(xí)本門課程的學(xué)生數(shù)不多，筆者在短時間內(nèi)嘗試記住每一位學(xué)生，再根據(jù)每位學(xué)生的課堂表現(xiàn)， 課后作業(yè)以及平時交流情況，做出不同階段的建設(shè)性意見。通過在教學(xué)過程中不斷地交流，逐漸地建立了相互之間的信任，逐漸地，課堂氛圍也由原來的沉悶變得活躍起來。

2.3 創(chuàng)新實驗課教學(xué)，增強與理論課融合

基于應(yīng)用型本科院校的定位，在目前新工科專業(yè)建設(shè)理念的背景下，教研室努力探索一種基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的人才培養(yǎng)模式，充分利用專業(yè)教學(xué)科研平臺，來提高學(xué)生創(chuàng)新實踐能力。要滿足新時代對于新工科的專業(yè)的要求，綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新研究性實驗的開設(shè)是實驗教學(xué)改革的必然選擇，是優(yōu)化整合實驗教學(xué)內(nèi)容的重要途徑。基于民辦高校性質(zhì)，本校實驗設(shè)備及器材有限，材料的分析方法課程實驗部分選擇與安徽工業(yè)大學(xué)聯(lián)合教學(xué)，實驗內(nèi)容緊緊圍繞課程理論內(nèi)容，對學(xué)生理解、運用及數(shù)據(jù)分析起到非常有利的輔助作用。

由于材料的分析方法課程內(nèi)涉及的實驗設(shè)備貴重且龐大，學(xué)生實驗部分均在安徽工業(yè)大學(xué)完成。每一次實驗課之前，學(xué)生完成實驗預(yù)習(xí)報告，實驗中近距離觀察每一種先進儀器設(shè)備，并通過實驗課教師的講解，進一步了解了每一種儀器的構(gòu)造、原理及操作注意事項。實驗后，學(xué)生以“協(xié)作學(xué)習(xí)”的形式，對實驗數(shù)據(jù)進行探討，最終共同完成數(shù)據(jù)分析，提交實驗報告。由于儀器比較昂貴，實操部分以小組為單位參與來完成，但是將現(xiàn)場操作過程以視頻記錄下來，供學(xué)生復(fù)習(xí)參考，彌補了本校實驗設(shè)備不足的遺憾。

實驗是檢驗理論課所學(xué)內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)，實驗與理論相結(jié)合， 才能使學(xué)生將所學(xué)知識得以運用及延伸，提高學(xué)生的動手能力，啟發(fā)學(xué)生的分析能力，為今后的學(xué)習(xí)或工作提供有力的支撐。通過安徽工業(yè)大學(xué)的現(xiàn)場教學(xué)，學(xué)生也體會到了不同的教學(xué)環(huán)境，融合了不同教師的講課方法，吸收了更多的實踐與理論相結(jié)合的知識。

3 融入課程思政元素，引領(lǐng)正確價值觀

習(xí)近平總書記在北大師生座談會上指出：“人才培養(yǎng)一定是育人和育才相統(tǒng)一的過程， 而育人是本。人無德不立，育人的根本在于立德”。課程思政即“全課程育人理念”，它是以“立德樹人”為根本任務(wù)，構(gòu)建全員、全科、全課程育人模式，形成各類課程與思想政治理論課協(xié)同效應(yīng)的一種綜合教育理念。課程思政要求專業(yè)課教師在知識傳授的同時要強調(diào)價值引領(lǐng)，并且在價值傳播的同時要凝聚知識底蘊。

要努力挖掘課程思政元素，并在課堂教學(xué)中以潤物細(xì)物無聲的方式融入，引導(dǎo)學(xué)生增強對工匠精神的認(rèn)同感， 在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)的職業(yè)精神、精益求精的品質(zhì)精神，協(xié)作共進的團隊精神及追求卓越的創(chuàng)新精神。例如，在進行介紹X 射線的發(fā)現(xiàn)一節(jié)中，結(jié)合科學(xué)家倫琴怎樣發(fā)現(xiàn)X 射線以及為什么用X 射線命名的歷史故事， 鼓勵學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)并勇于創(chuàng)新；結(jié)合X 射線用于醫(yī)學(xué)檢測，鼓勵學(xué)生努力學(xué)習(xí)，多為社會作貢獻；結(jié)合判定材料某些性質(zhì)，可以通過不同檢測設(shè)備進行， 不同檢測數(shù)據(jù)展現(xiàn)的結(jié)果相互印證某結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生多角度分析問題，結(jié)合校運動會期間課程調(diào)課，引發(fā)“文明其精神，野蠻其體魄”的討論，來引導(dǎo)學(xué)生加強鍛煉， 并運用2021年東京奧運會精神激勵學(xué)生的愛國情及報國志。

這些思政元素活躍了課堂氣氛，提高了學(xué)生的積極性，將科研精神、職業(yè)理想、辯證思維等多方面的思政元素融入課堂教學(xué)中，取得了較好的教學(xué)效果。

4 創(chuàng)新考核方式，強化教學(xué)效果

為了加強材料的分析方法課程教學(xué)效果，教研室采取加強教師考核與升級學(xué)生考核兩方面并用的方式進行改革。教師考核方面，教研室邀請學(xué)校督導(dǎo)組專家，定期及不定期地聽課。聽課結(jié)束后，督導(dǎo)組專家根據(jù)課堂上教師表現(xiàn)，給出評價及建設(shè)性意見。教研室同伴教師也會按照時間安排，相互聽課，同時給出寶貴意見。此外，教研室會根據(jù)時間進度安排學(xué)生座談會，全面了解摸排教師上課情況。通過督導(dǎo)組專家、教研室教師以及學(xué)生等全方位的監(jiān)督與評教，教師的授課得到進一步完善及提升， 實現(xiàn)以評促教的效果。另一方面， 學(xué)生考核也強調(diào)了平時成績的重要性，由原來的卷面成績（70%）+平時成績（30%）改為卷面成績（60%）+平時成績（40%）。其中平時成績中，由課堂表現(xiàn)（權(quán)重30%）、平時作業(yè)（權(quán)重30%）與實驗成績（權(quán)重40%）組成。學(xué)生考核方式加強了學(xué)生的課堂表現(xiàn)、平時成績及實驗方面等全方面的融合，從以前的重卷面成績逐漸向平時表現(xiàn)傾斜，一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣， 增加了學(xué)生的互動的內(nèi)在動力，起到了一定的教學(xué)效果。

5 結(jié)語

通過對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、融入課程思政元素及創(chuàng)新考核等方面對材料的分析方法課程教學(xué)改革，成功地激起了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，引發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時明顯降低了本課程的掛科率，取得了階段性的突破。在接下來的課程教學(xué)中，作者及其團隊將會繼續(xù)探索更多適合民辦高校的教學(xué)方法，爭取取得更好的教學(xué)效果。