论文《现代冶金材料分析检测技术探讨》-仁创编译转载

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　　摘要：现代冶金材料分析检测技术具有较强的理论性、实践性和综合性，通过该课程学习，使学生对各种冶金材料分析方法有较全面的了解，提高综合能力。针对该课程教学存在的问题，引入翻转课堂和案例教学等教学方法，采用三位一体教学模式，打造完整教学团队，进行教学改革和创新，探讨有效提高教学品质的措施，以及培养应用型人才的方式。

　　关键词：现代冶金材料;分析检测技术;冶金工程;教学改革

　　现代冶金材料分析检测技术是针对材料类学生开设的材料现代分析方法课程，往往根据专业特点开设，旨在使学生对各种冶金分析方法有一个初步、全面的了解和认识，看懂或会分析一般(典型、较简单)的测试结果，如图谱、图像、曲线等。该课程不同于一般理论课和专业理论课，目的在于提高学生科研能力和分析能力，是研究生学前教育的重要部分，起到本科生和研究生学习的桥梁作用。

　　一、课程特点和教学现状

　　冶金工程学院开设该课程共32学时，理论教学24学时，实践教学8学时，开课时间为第三学年第二学期，即主要针对大三学生。开课方式为专业选修课，每年选课人数在40人左右，选课比例为30%。存在的主要问题有以下几点。

　　(一)计划学时少，教学信息量大

　　当代技术的发展，促进并推动分析检测技术及中国冶金教育CHINAMETALLURGICALEDUCATION分析仪器的更新与完善。课程包括各种现代冶金分析方法，内容涉及衍射分析、光谱分析、电子显微分析、电子能谱分析、色谱分析、质谱分析、电化学分析，以及热分析基本原理、过程、装备及应用等。教学信息量庞大，授课内容与课程学时无法匹配。

　　(二)教学内容缺乏专业针对性

　　现代冶金材料分析检测技术是物理化学、冶金、材料等多种学科交叉发展的综合性科学，囊括了研究物质组分、状态和结构等各种分析检测方法，具有技术含量高和实践性强等特征。由于绝大多数本科生在本科阶段尚未参与科学研究，故对科研所需的分析检测技术无从得知，该课程教学起到入门作用。冶金工程专业涉及的研究方向不仅限于传统冶金领域，一般会与化工、材料、计算机、电气等多学科交叉，所需现代分析检测技术及方法繁多，很难对冶金工程专业进行针对性的教学。

　　(三)实践教学与理论教学脱节

　　动手实验项目由于台套数限制，不能采用学生独立操作方式，实践教学目前采用参观学习的形式，学生动手能力得不到充分锻炼。由于各种现代分析检测技术理论深度和操作难度，仅凭课堂讲授，学生普遍感到内容抽象、难于理解，对所学知识掌握较差。冶金分析恰恰是冶金生产工艺过程检测及材料研究不可缺少的环节，被形象的比喻为冶金材料生产的“眼睛”，教学过程中未能充分发挥该课程的作用。

　　二、教学改革措施

　　为了改善并提高教学效果，锻炼动手操作能力、知识应用能力、分析问题能力和科研创新能力，使学生能更好掌握并在今后科研工作中综合运用所学检测技术，从而提高就业竞争力，以适应社会发展的需要，本文结合课程学时相对较少、教学信息量较大、专业针对性较弱、理论教学与实践教学有一定脱节、实践教学效果较差等实际情况，尝试从以下几个方面进行改革。

　　(一)引入翻转课堂教学模式，提高教学效率

　　翻转课堂是将传统教学中的知识传授提到课前，学生课外通过提前观看教学微视频自学课程内容，师生在课间交流互动，实现知识的外化和拓展，通过课堂交流和教师指导完成知识内化和吸收[1]。翻转课堂教学模式有利于该课程教学，可大幅度缓解计划学时少而教学信息量多的矛盾。该课程不同于一般课程教学，对于冶金专业学生来说，其实际应用价值远大于其理论价值。通过观看冶金相关分析检测微视频，让学生先了解该课程在冶金过程的重要作用(如成分检测、微观形貌等)，掌握相关操作方法，再在课堂上讲授相关分析检测手段的原理，既能提起学生的学习兴趣，也能改善教学效果，还能缓解计划学时少而教学信息量多的矛盾，一举多得。

　　(二)案例教学紧密联系专业实际，改善教学效果

　　案例教学源于美国哈弗大学工商管理法学专业，是指让学习者从真实的案例中学到一般性、触类旁通的知识和能力，并通过掌握和运用这种一般性的知识和能力，理解并解决一些结构类似的问题[2]。目前，很多课程试行了案例教学法，但并非所有改革均成功。案例教学应紧密结合课程特点、教师个人经验、学生实际情况、行业发展现状等各方面因素，具备针对性、预见性、互动性、多样性和综合性等特征[3]。由于该课程涵盖内容较多，而传统的教学模式是以教师讲解为主，学生实践动手时间少，很难突出冶金学科的专业特色。为此，结合翻转课堂，让学生首先对各种分析检测方法有初步认识，然后重点选择冶金专业应用广泛的若干分析检测手段，通过视频、分析软件等多种教学工具的有效结合进行案例教学，加深学生印象及理解，提高了学习兴趣。

　　(三)采用理论教学-实践教学-上机教学

　　三位一体教学模式，优化课程体系现代冶金材料分析检测技术教学重点是正确选择冶金材料的分析、测试方法，看懂或会分析典型测试结果，如XRD图谱、SEM图像，并能与分析测试专业人员共同商讨有关材料冶金分析研究的实验方案。该课程教学以实践应用为最终目标，因此，有必要在强化理论教学的基础上，优化实践教学，引入上机教学，形成三位一体的教学模式。其中，实践教学应选择典型、常用冶金分析检测实验项目，如热分析(DSC、DTA等)、X射线分析(XRD、XRF等)、电镜分析(SEM、TEM等)，学生以小组为单位完成制样-检测-数据(图像)分析处理整个流程。实践教学之后安排上机教学，介绍数据(图像)分析处理的常用方法和软件(如Jade、Origin软件等)，使学生掌握各种检测、分析手段。另外，实践教学还可与大学生科技创新项目相结合，让有兴趣的学生参与教师的项目及课题研究，安排学生完成与课题中相关材料表征及相关测试，在参与课题研究过程中掌握相关仪器的理论知识、使用方法、基本用途等。学生通过实践教学不仅学习理论和应用知识，还能增强科研兴趣，创新性能力也能得到一定程度的提升。

　　(四)打造完整教学团队，强化师资力量

　　三位一体的教学模式需要三位一体的教学团队。鉴于课程实验量大、涉及面广等特点，该课程教学团队应该由理论知识扎实的课程负责人和熟悉大型设备并具备操作资格的实验教学人员组成。随着大型分析仪器不断更新和发展，仪器管理上一般要求每台仪器都有专人负责管理，因此，团队实验教学人员可以安排为大型设备管理人员。教学过程中，课程负责人积极与实验教学人员沟通，制定详细的实验方案，强化实验教学人员冶金专业背景，避免实践教学与专业脱节。

　　三、结语

　　现代冶金材料分析检测技术是一门综合性和实践性较强的课程，针对该课程教学内容与学时不匹配、缺乏专业针对性、实践教学较为薄弱等问题，结合专业学科特色、教学经验、学生实际情况和行业发展现状等，通过引入翻转课堂和案例教学等教学方法，采用三位一体教学模式，打造完整教学团队等措施，期望能全方位提高课程教学效率及品质，充分发挥该课程本科生与研究生学习的“桥梁”作用，以及冶金材料生产的“眼睛”作用，为培养适应社会需要的应用型人才贡献力量。

　　参考文献：

　　[1]张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012，30(4)：46-51.

　　[2]周川.简明高等教育学[M].南京：河海大学出版社，2006：126.

　　[3]王晓溪，王晓溪，宋美娟，等.案例教学法在材料成形工艺课程中的应用[J].中国现代教育装备，2015(9)：110-112.

　　作者：吴婷 雷杰 龙红明 单位：安徽工业大学 冶金工程学院

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