《材料分析方法》是材料专业的一门宽口径专业的平台课程, 是材料专业的一门必修课, 是学生获得材料分析测试技术方面的基本理论、基本知识和基本技能的重要环节, 是一门实践性很强的课程, 通过本门课程的学习, 可以使学生了解和掌握材料各种性能指标分析检测的仪器组成、工作原理及应用、检测方法。它既是培养学生进行材料性能测试的重要基础, 也是检验材料类学生专业知识掌握程度的重要环节之一。是学生就业、考研的必备知识。因此, 2002年我院高分子材料专业建设之初, 就设置本课程为高分子专业的必修课, 随着学科的发展, 无机非金属材料专业、复合材料专业的建立, 形成完整的材料学科。材料分析方法课程内容也不断充实, 并且不同分析方法在三类材料中应用互相渗透、扩展, 形成材料现代分析方法较完整的课程体系。
本课程涵盖了无机非金属材料、高分子材料、复合材料三大材料方向的测试技术, 是覆盖面广、研究方法全面、体系完整的课程, 内容由浅显的光学显微分析逐步向波谱分析、热分析技术、透射 (扫描) 电子显微学, X射线衍射分析等过渡。介绍现代表征方法的最新发展, 以及在材料研究中的应用。学生修完该课后能够具有较高水平的材料表征和分析能力。
随着学科的完善, 教材由原来面向单个专业的《聚合物研究方法》改为了科学出版社出版, 由同济大学王培铭、许乾慰主编的《材料研究方法》作为教材, 该教材是21世纪普通高等院校教材。但我们在教学内容组织上, 不只局限在一、两本教材上, 在教案编写时, 对教材内容作了一定的更新、补充和删减, 从其他书籍、文献、网络上查找最新的测试方法和测试手段在上课过程传授给学生。以适应测试方法发展速度快, 教材内容滞后的弊端。
传统课堂教学模式是教师将事先准备的课堂教学内容, 通过手写板书、口头讲解和推理分析, 达到与学生交流思想和传播知识的目的。教学内容的表达主要靠描述性的文字和说明性的图形、图表、教学模型等, 教学形式较为单一。而多媒体教学, 通过计算机图形显示、动画模拟、文字说明等, 形成了一个全新的图文并茂、声像结合、清晰直观的教学环境, 给学生带来了优美的视听享受和前所未有的新鲜感。多媒体独特的“全方位、多视角、多层次、多变化”的主体演示功能, 使一些传统手段下难以表达的教学内容, 或无法观察到的现象, 能生动、形象、新颖、直观地展示出来, 使得学生可以在宽松、愉悦的环境中完成学习。而我校教室75%配备了多媒体设备, 这为我们在课程教学中, 建设运用现代教育技术提供了良好的教学环境。利用这个平台, 我们制作了课程教学使用的多媒体课件, 达到了良好的教学效果。
随着学科的建设完善, 材料专业, 获得学校相关部门的大力支持, 实验设备不断的更新换代, 由原来仅仅有一些简单实验仪器发展成现在拥有多台大型贵重仪器设备, 如TMA294型热机械分析仪, SDT2960型热失重及高温差联用仪, S-3000N型扫描电子显微镜, Thermo Star TM型热联用质谱仪, VEVTOR33型傅立叶变换红外光谱仪。学院还新购买了由岛津公司生产的X-射线衍射仪马上将进行安装调试。这些大型仪器的购置也为材料现代分析方法课程教学创造良好条件, 促进材料分析方法课程的建设。
材料分析方法教学内容微观现象难以表述、仪器原理抽象, 结构复杂, 含有较多样品测试的图谱及照片, 学生对仪器不了解, 无法进行直观的教学, 通过制作多媒体课件, 将仪器结构进行解析, 使图谱在课堂上直观展示, 取得很好效果, 也提高了教学效率。而对于一些大型贵重仪器设备, 不能保证每个学生都亲自动手操作, 通过应用flash软件将实验过程制作成动画, 使学生生动直观的了解实验过程, 达到了良好的教学效果。同时制作了SEM、DSC-TG、XRD等大型贵重仪器的实验操作视频录像展示仪器结构、原理以及实验过程。使学生能够更清楚地了解各种大型仪器的结构和工作原理, 观察仪器测试过程, 取得很好教学效果。
在教学中, 为了使学生既了解分析方法的原理和方法, 又能更好的掌握这些方法在各种材料研究中的应用, 不断结合教师自身在科研工作中, 对材料分析方法应用的实际案例, 如本人所作的科研题目“无机填料对高分子材料的改性”其中所用的测试仪器有激光粒度仪对无机填料的粒径进行分析, 通过XRD对无机材料组成进行分析;FTIR对无机填料改性效果进行分析;SEM对复合材料断面进行分析;DSC-TG对复合材料热性能分析, 将这些科研中应用的材料表征方法的步骤、结果分析结合材料的加工工艺条件, 使学生更好的理解材料分析方法的意义, 同时结合科研案例教学能引起学生的兴趣, 培养学生的科研能力。
材料分析方法是一门实践性很强的课程, 培养学生实验技能和应用能力是十分重要的。因此, 加强和改革实验与实践教学环节和模式是十分必要的。鉴于本课程所涉及的仪器多属于贵重仪器, 让每个学生都亲手进行操作是不现实的, 所以我院除了对本科生开设红外光谱和紫外光谱的实验, 是学生从样品的制备到谱图的分析了解整个实验过程外, 对其他分析方法除了带领学生到实验室通过实验老师的演示实验了解测试过程, 并在讲课过程中提供谱图让学生自己分析谱图, 得出结论。同时通过flash软件将仪器结构、实验过程进行动画处理, 使学生更清楚地了解各种大型仪器的结构和过工作原理, 使学生达到了良好的学习效果。
经过几年的教学实践得出的体会是为了达到良好教学效果, 教师需要根据本课程的具体特点, 结合专业的需要, 要精心选择教学内容, 合适的教学手段, 教学与科研相结合, 真正使学生学以致用, 以用促学。
摘要：《材料分析方法》是材料专业的一门必修课, 在教学过程中从课程设置的调整, 教学条件的完善, 教学方法的改革等几方面来提高教学效果, 使学生获得材料分析测试技术方面的基本理论、基本知识和基本技能, 培养学生对材料性能测试方法和手段的掌握。对学生的工作、科研提供必备的知识。
关键词：材料分析方法,课程设置,教学条件,教学方法
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