精密分析仪器辅助材料学教学浅谈.docx

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1、精密分析仪器辅助材料学教学浅谈 摘 要 材料学是学生接触材料领域、定位将来方向的入门课程，学习和驾驭该课程内容意义至关重要。但该课程的专业性较强，学生较难理解，从而降低了学习爱好。本文结合笔者多年的教学与科研阅历，就精密分析仪器协助材料学教学的优势做肯定的分析，为材料专业人才培育供应参考。 关键词 材料学 精密分析仪器 教学管理 中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2022.08.059 Abstract Materialogy is a basic course covering a wide range of materials and app

2、lications. So learning and mastering this course is very significant， but most students are difficult to understand and know materialogy due to the complicated and professional knowledge， which stifle interest in learning. This paper summarizes advantage of auxiliary teaching of precise instrument o

3、n materialogy based on experiences of author in teaching and research to provide reference for the training of material science. Key words materialogy； precise instrument； teaching management 材料学是探讨材料组成、结构、工艺、性质和运用性能之间的相互关系的学科，为材料设计、制造、工艺优化和合理运用供应科学依据。随着科技的不断发展，材料学探讨的对象和内容也不断扩展，其基本分类包括高分子材料、金属材料、无机非

4、金属材料、复合材料等。在实际生活中，人们往往关切的是材料本身的性能，一种是特征性能，即材料本身固有性质，包括热学性能、力学性能等；另一种是功能性能，指肯定条件下功能转化的性质，例如热电、光热转化性能。但最终确定材料物理、化学性质的因素，还是材料本身微观结构特征。材料学作为材料专业的基础教学项目，要求学生了解材料的组成与应用、材料的结构与性能等学问。然而，这门课程的很多内容学生只能在书本上驾驭相关材料的理论学问，通过简洁定义与图片了解材料的微观世界，生疏而困难的表述与微观结构组织，这对于初次接触材料学的同学是枯燥且乏味的，会在肯定程度上影响学生的学习爱好。 为了促进材料学科发展、提高学校科研条件

5、，许多高校都配备了用于表征材料微观组织的大型精密分析仪器，例如电子显微镜、透射电子显微镜、XRD分析设备。随着科技的不断发展，传统精密分析仪器的协助功能也不断更新，以进一步细致分析了解材料的微观世界，例如电子背散射衍射设备、电子显微镜能谱、电子能量损失谱等。通过这些设备表征，我们能够充分了解材料的微观组织结构特征及改变，对微观世界有一个更详细的相识。但目前许多高校的精密分析仪器的运用仅局限于科学探讨，而且由于仪器操作困难、设备管理要求高、教学与科研脱节等多种因素导致无法实现精密分析仪器协助教学的目的。笔者将立足于多年的教学与科研阅历，从科研与教学相结合的角度动身，来思索材料学教学的方法。 1

6、打破传统教学模式，实现教学与科研相结合 传统的教学往往围绕教学大纲和书本绽开，最终沦为枯燥的教学演讲。现代的青年老师一般是教学科研型人才，除了日常的教学，还担当着一些科研项目。在传授理论学问的同时，还应结合自身的探讨课题、成果，举例说明各个学问要点，实现理论与科研实践相结合，使学生能够加深对所学学问的理解，了解不同材料的发展状况以及其在航空航天、国防建设、工农业生产、日常生活中的应用，从而扩展学生的思维，培育学生的学习爱好。 1.1 介绍基础科研成果，激发学生学习爱好 由于材料学中的概念及定义比较抽象，老师必需将这些抽象的学问与实实在在的材料联系起来。在讲解大量理论内容的同时，应当结合老师的一

7、些基础试验成果，通过多媒体的方式形象、直观地呈现在学生面前，例如金属材料中晶格、位错、孪晶等基本概念。老师应结合自身的试验课题，利用精密分析仪器的操作原理及分析结果讲解材料微观组织结构的组成和改变，以及其对宏观性能的影响，让学生对不同材料的应用范围和其微观组织的基本组成与结构有一个初步的相识，激发学生学习理论学问的爱好。同时，老师在教学过程中，应当结合目前社会发展中材料领域的热门话题，介绍与材料学相关的比较前沿的材料科学探讨，结合最普遍的材料的微观结构与组成，从现在的探讨成果分析介绍，如碳纳米材料等。并且老师在课堂上应与学生进行一系列的互动，例如列举试验获得的图片，让学生结合学问点进行比对视察

8、，使学生能够更直观地了解材料学中的学问概念，从而实现有效教学。 1.2 结合精密分析仪器试验观摩，整合学问点 基于老师科研课题项目，让学生观摩分析仪器的试验表征，结合理论学问进行适当的基础试验练习，让学生在试验室完成对课堂学问的总结，使学生的学问点得以整合，拓展其思维。同时，老师对相应的试验结果进行分析讲解，以强化学生对相关学问点的理解与驾驭。然后老师可以围绕科研项目中的某个专题开展自由探讨，激励学生自己打算材料，发表自己对于相关题目的了解，由此拓展学生思维，培育学生创新意识，同时活跃课堂气氛，提高学生自学实力。通过理论与实践的结合，学生对材料学所讲授的内容有了最大程度的驾驭，对自己的学科领域

9、有所了解，对自己将来从事的职业不再迷茫；对于有意向攻读探讨生学位、进一步学习的同学，其对感爱好的探讨方向更加明确，报考专业方向时信念也更加坚决。 1.3 教学与科研结合的创新性教学，使学生成为学习的主体 社会在不断地进步，对应届毕业学生的要求也不断提高，学问储备以及动手实力、创新实力自然成为各个企事业单位选择员工的优先条件。然而，学生仅仅在课堂上学到的学问，已经无法适应社会的发展，必需培育他们的应用实力，以解决日后在工作中遇到的问题。老师在教学过程中应注意理论与实践相结合，选择一些与日常生活亲密相关的试验项目以激发学生学习的主动性与主动性，做到趣味性与好用性相结合。使学生感受到材料科学试验的好

10、用价值。通过相关的引导教化后，学生对于所学专业有所了解，对老师的探讨方向比较感爱好，可申请加入相应老师的探讨课题，而老师也可以通过签署合同的方式约束管理学生在本科学习过程中的科学探讨事宜。这样不仅能够帮助老师较好地完成科研项目，也可以熬炼学生创新实力，培育学生的动手实力，实现学生良好的学问储备，为即将步入社会做好足够的打算。 2 针对教学管理中遇到的问题，制定章程，完善管理制度 各个学校限制大型精密仪器的运用范围，主要是因为精密分析仪器多为进口，价格昂贵，维护费用高，而且仪器操作困难，所以一般会培训相应的试验人员进行操作与管理。这大大降低了仪器运用效率，而且不利于教学的开展。针对这些状况，学校

11、应当制定相应的仪器运用维护管理制度，确保仪器最大化地发挥其在教学科研方面的作用。 2.1 学生应不止参观，还要参加 目前各个学校购置的高精分析设备主要服务于科学探讨，导致仪器运用率低。国外对于大型精密仪器的管理往往是学生参加大于老师限制，一般对置身于科研项目的探讨生或具有深厚探讨爱好的本科生进行仪器操作培训，让学生亲身参加仪器的运营及维护。同时激励学生针对探讨项目进行科研创新，使学生的学习方式从被动式教化转为主动式学习，供应学生的特性发展空间。学生对自己的创新性试验，必需先拟定出合理的试验方案，确定试验条件，再利用分析仪器对材料的微观组织进行结构与性能表征。老师针对学生的试验要求，制定规范的仪

12、器运用及维护时辰表，划清教学和科研用精密分析仪器的时间范围。学生操作过程中必需要有负责老师或试验室人员在旁协助，提示订正学生的错误操作方式，同时指导学生对获得数据的分析过程。通过对学生一系列的培训，让学生能够娴熟操作仪器，并驾驭仪器在错误操作下或发生故障时的应急处理方法。 2.2 实施仪器操作责任制，明确学生操作者的“监护人” 放开并不代表放任，试验室还要制定严格的设备管理制度，发觉问题要责任落实到位。探讨生群体由于学业与科研需求，运用相关设备的频率较大，其作为基于精密分析仪器下优化式教学的优先受益者，导师必需作为试验教学的“监护人”。试验前，老师必需对学生预习状况进行考核，针对学生自己拟定的

13、试验方案提出相关问题，对学生叙述出错的地方和重要的留意事项，老师应进行适当的补充。当学生起先接触操作设备时，导师要起到指导及监督的作用；当学生在试验过程中遇到技术问题，应刚好与导师沟通，避开不当操作；当学生不遵守操作规程，误操作导致设备损坏，导师应负有连带责任。对于本科教学来说，课程指导老师或试验室相关设备负责人应充当“监护人”。当学生亲自操作时，指导老师应尽量做到全程指导与监督，对学生提出的问题做出刚好解答，使学生在教研结合的课堂上充分消化材料学学问；对学生的错误运用设备方式应刚好提示订正，防止造成更大的经济损失。 3 总结 传统课堂式的材料学教学已经不能满意现代素养教化的要求。为了提高本科及探讨生教学质量，教学与科研相结合的教化模式已经成为现代教化必不行少的手段。通过精密分析仪器协助材料学教学来加深学生对学问点的认知，从而提高学生的学习实力，让学生驾驭学习方法，使学生学会独立分析与解决问题，培育学生的探究实力与创新思维，从而让学生在有限的时间内取得良好的学习效果。 第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页