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摘要：阐述了高校材料学专业实验课的重要性，并在此基础上提出了材料学专业实验课在内容编排上应满足的要求。根据多年的教学实践经验，提出了行之有效的教学改革措施。
关键词：材料专业；专业实验；课程内容；教学方法
作者简介：王海燕（1979-），女，河南开封人，郑州轻工业学院技术物理系，讲师；康利平（1980-），女，河南安阳人，郑州轻工业学院技术物理系，讲师。（河南 郑州 450002）
基金项目：本文系郑州轻工业学院第二批青年教师教改项目的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0174-02
近年来，相对于计算机、法律、外语等应用类学科，数学、物理、材料学等基础研究或偏重于基础研究的学科越来越得不到学生的重视。[1，2]究其原因发现，除了这些专业的课程内容知识架构固定、抽象性强、难以理解等特点外，理论与实际相互脱离、教学方法死板也是造成学生产生厌学情绪的主要原因。如果高深的理论无法被活学活用、不能解释身边日新月异的新事物、新现象，那么这些理论就无法激发学生的学习兴趣，反而变成学生的学习负担。作为高校教育工作者，教师都明白理论知识是其他应用学科知识的根基，决不能由于学生的忽视而放弃理论课学习的重要地位。因此教师必须从这些学科的课程内容、教学方法上下功夫，提高这些课程的吸引力和教学效果。
根据多年材料学专业的授课实践经验，本文提出了解决该类问题行之有效的方法，即加强实验课程的建设，使实验课能够做到设计合理、时效性强、内容丰富，与理论知识的结合更加紧密，切实发挥实验课的纽带作用。[3]尤其对于材料学专业而言，实验课程的教学工作显得更为重要。根据材料学专业的培养方案，材料学专业旨在培养学生具有坚实的数理基础、广博的材料学基本知识、系统扎实的材料学基础理论、基本实验方法和技能等。只有通过实验课的学习，才能使学生掌握主要材料的构成、测试和分析的方法，熟悉常用测试手段与设备，从而提高学生分析问题、解决问题，以及设计与创新的能力。本文对材料专业实验课课程的内容编排和教学方法进行了如下阐述，以期和各位同仁共同探讨。
一、材料学实验课内容编排需满足的要求
由于材料的更新速度非常快，材料专业实验课也应根据时代的发展及时更新内容，才能达到课程内容新颖、理论与实际相结合、激发学生学习兴趣的目的。另外，还要做到透过现象看本质，能够从多种新材料中找出其共同的特性，以及与它们相联系的理论基础来设计实验内容，以起到节约教学成本的作用。结合不同高校的科研背景以及学生的基础，在设计材料专业实验课程内容时应考虑以下几个方面的因素。
1.内容丰富
材料学专业实验的目的在于使学生掌握主要材料的性能、测试和分析的方法，熟悉常用测试手段与装置，提高学生分析和解决问题的能力以及设计和创新的能力，将理论与实践紧密的结合起来，为其将来进一步的科学研究和工程应用打下基础。因此在实验内容的设计上应尽量涵盖金属、半导体、绝缘体等基本类型材料的性能测试，以及材料成分分析的光谱学、材料结构分析的电镜等主要测试手段。另外，可以将材料性能分析与测量手段结合起来，如通过“X射线衍射仪的使用方法”这一实验，以几种基本类型材料物性分析作为实验内容，既可以学习到大型仪器的操作方法，同时也对不同材料的性能有了基本了解。这样的实验就是设计合理、综合性强的实验。
2.重点突出
材料科学的研究内容主要包括材料的制备、性能表征和材料的应用三个方面。材料的制备实验在化学基础实验中已经大量开展，因此在材料学专业实验中可适当减少材料制备的实验项目，以避免实验项目的重复，节约教学资源。而关于材料的应用方面，大多需要对材料进行加工、封装，以及对其进行测试电路设计和信号处理，元器件的制备过程复杂，对实验条件的要求偏高，因此关于材料应用方面的实验也应以辅助项目为主，不适合大量开设。综合以上因素，材料学专业实验课应以材料物理实验方法、材料物理量测量、材料物理性能和规律的研究为主线，突出“性能测量、性能分析、性能研究”的训练目的，在实验项目中应以材料的性能测试和研究为主，包括材料的结构性能、机械性能、电学性能、光学性能和磁学性能等的研究。
3.具有时效性
当今社会，物质极大丰富，各种新材料层出不穷，例如表现独特的纳米材料、性能优异的复合材料等。这些新材料引起了人们的广泛关注，更对莘莘学子具有很强的吸引力。因此，为了提高学生们的学习兴趣，可以在材料专业实验中加入有关纳米材料等新材料研究的相关内容，如通过“纳米材料的光致发光性能的测量”实验，学生可以学习到纳米材料在受到小尺寸效应和量子限域效应之后，其能带结构发生改变的这一特性，不仅解释了身边的新事物，同时也学习了材料的基本能带理论。
4.与理论课程紧密结合
所有的实验都应在学生具备了一定的理论知识的基础上开设，如果没有理论知识作为指导，实验现象就无法得到合理解释，操作也会变得漫无目的。因此在具体设计实验内容时，需要先考察学生们已学过或者正在学习的理论课程，做到虚实结合、有的放矢。
5.难易程度适中
材料物理实验课是一门协助理论课程学习的辅助手段，不可能作为一个独立的课程让学生学会所有材料学的知识。在整体内容丰富的基础上，单个实验要做到目的明确、易于开展。因此其操作的难易程度需要慎重把握，既不能过于简单，让学生认为没有挑战性，也不宜偏难，使得实验难以进行，打击学生的积极性。
二、教学方法探讨
由于课程内容的独特性，材料学专业实验课在教学方法上不能一味地沿袭其他实验课和理论课的教学方法，而应具备自身的特点。
1.注重实验预习
实验预习对于实验者来说是一个非常重要的过程，通过预习可以了解实验目的、实验基本原理、实验过程以及实验仪器的基本性能等，因此实验预习对现场实验的顺利进行具有非常重要的作用。尤其材料专业实验，相当一部分是对材料测量手段的学习，所选用的测量仪器也多为大型的设备，通过预习可以了解这些测试设备的工作原理和操作要领，认真预习不仅可以保证实验的顺利进行，还可以避免实验过程中由于误操作对实验设备的损坏。 2.实验讲解侧重于基本理论
实验原理的讲解可以使学生对实验目的的把握更加明确、对实验过程中出现的实验现象给予清晰的解释，是动手操作之前很必要的环节。但是有关实验原理的讲解应该侧重于基本理论的讲授，应尽量少或不涉及具体实验操作，把研究和探索的乐趣留给学生们自己去发现。
3.现场指导以启发为主
在学生进行实验的过程中难免会遇到困难，此时，授课教师应给予其适当的指导，使实验能够进行下去。然而有关实验的指导，要做到点到为止，并以启发诱导为主，不可对具体操作进行讲解，更不可代学生操作，以免使实验课程的作用尽失。
4.注重培养学生端正的科研态度和良好的科研习惯
专业课实验可以看做是大学生接触科学研究工作的一个预演，在实验课的学习过程中，学生建立的科研态度和形成的科研习惯将会对其今后漫长的科研生涯产生重要影响。因此，授课教师在教授具体实验内容的同时，还要将端正、严格的科研态度，认真、细心的科研习惯以及开放、活跃的科研思维教授给学生。对于抄袭、篡改实验数据的现象绝不能姑息。教师严谨的科研态度将会无形中起到规范学生科研道德的作用，将会使其终身收益。
5.建立科学合理的考核制度
实验课程注重的是过程而不是最终结果，因此在考核实验成绩时应使用完全不同于理论课的考核方式。对学生的实验评分应贯穿于整个课堂，学生的实验预习、操作规范、科研态度、报告处理以及实验台的整洁程度均应作为评分点。科学合理的考核制度不仅可以评价学生的实验能力，同时还可成为纠正抄袭、杜撰实验数据等不良科研态度的有力措施。
三、结论
材料学专业实验课起着将深奥的材料学理论知识与实践相结合的纽带作用，因此学好和教好这门课都具有非常重要的意义。本文根据笔者多年的授课实践经验，在该课程的课程内容要求以及教学方法方面提出了自己的观点，希望与各位同仁共同探讨，使材料学专业实验课越办越好，培养出更多材料学领域高水平的专业技术人才。
参考文献：
[1]任丽清，刘剑虹.论大学生专业选择权[J].教育发展研究，
2009，（17）.
[2]姜晓强，孔元涛.教育学“学科认同”的心理建构与实践建构：学科认同的心理构建[J].现代大学教育，2009，（7）.
[3]周引穗.专业实验课教学在培养跨世纪人才中的作用[J].高等理科教育，2001，（3）.
（责任编辑：孙晴）
关键词：材料专业；专业实验；课程内容；教学方法
作者简介：王海燕（1979-），女，河南开封人，郑州轻工业学院技术物理系，讲师；康利平（1980-），女，河南安阳人，郑州轻工业学院技术物理系，讲师。（河南 郑州 450002）
基金项目：本文系郑州轻工业学院第二批青年教师教改项目的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0174-02
近年来，相对于计算机、法律、外语等应用类学科，数学、物理、材料学等基础研究或偏重于基础研究的学科越来越得不到学生的重视。[1，2]究其原因发现，除了这些专业的课程内容知识架构固定、抽象性强、难以理解等特点外，理论与实际相互脱离、教学方法死板也是造成学生产生厌学情绪的主要原因。如果高深的理论无法被活学活用、不能解释身边日新月异的新事物、新现象，那么这些理论就无法激发学生的学习兴趣，反而变成学生的学习负担。作为高校教育工作者，教师都明白理论知识是其他应用学科知识的根基，决不能由于学生的忽视而放弃理论课学习的重要地位。因此教师必须从这些学科的课程内容、教学方法上下功夫，提高这些课程的吸引力和教学效果。
根据多年材料学专业的授课实践经验，本文提出了解决该类问题行之有效的方法，即加强实验课程的建设，使实验课能够做到设计合理、时效性强、内容丰富，与理论知识的结合更加紧密，切实发挥实验课的纽带作用。[3]尤其对于材料学专业而言，实验课程的教学工作显得更为重要。根据材料学专业的培养方案，材料学专业旨在培养学生具有坚实的数理基础、广博的材料学基本知识、系统扎实的材料学基础理论、基本实验方法和技能等。只有通过实验课的学习，才能使学生掌握主要材料的构成、测试和分析的方法，熟悉常用测试手段与设备，从而提高学生分析问题、解决问题，以及设计与创新的能力。本文对材料专业实验课课程的内容编排和教学方法进行了如下阐述，以期和各位同仁共同探讨。
一、材料学实验课内容编排需满足的要求
由于材料的更新速度非常快，材料专业实验课也应根据时代的发展及时更新内容，才能达到课程内容新颖、理论与实际相结合、激发学生学习兴趣的目的。另外，还要做到透过现象看本质，能够从多种新材料中找出其共同的特性，以及与它们相联系的理论基础来设计实验内容，以起到节约教学成本的作用。结合不同高校的科研背景以及学生的基础，在设计材料专业实验课程内容时应考虑以下几个方面的因素。
1.内容丰富
材料学专业实验的目的在于使学生掌握主要材料的性能、测试和分析的方法，熟悉常用测试手段与装置，提高学生分析和解决问题的能力以及设计和创新的能力，将理论与实践紧密的结合起来，为其将来进一步的科学研究和工程应用打下基础。因此在实验内容的设计上应尽量涵盖金属、半导体、绝缘体等基本类型材料的性能测试，以及材料成分分析的光谱学、材料结构分析的电镜等主要测试手段。另外，可以将材料性能分析与测量手段结合起来，如通过“X射线衍射仪的使用方法”这一实验，以几种基本类型材料物性分析作为实验内容，既可以学习到大型仪器的操作方法，同时也对不同材料的性能有了基本了解。这样的实验就是设计合理、综合性强的实验。
2.重点突出
材料科学的研究内容主要包括材料的制备、性能表征和材料的应用三个方面。材料的制备实验在化学基础实验中已经大量开展，因此在材料学专业实验中可适当减少材料制备的实验项目，以避免实验项目的重复，节约教学资源。而关于材料的应用方面，大多需要对材料进行加工、封装，以及对其进行测试电路设计和信号处理，元器件的制备过程复杂，对实验条件的要求偏高，因此关于材料应用方面的实验也应以辅助项目为主，不适合大量开设。综合以上因素，材料学专业实验课应以材料物理实验方法、材料物理量测量、材料物理性能和规律的研究为主线，突出“性能测量、性能分析、性能研究”的训练目的，在实验项目中应以材料的性能测试和研究为主，包括材料的结构性能、机械性能、电学性能、光学性能和磁学性能等的研究。
3.具有时效性
当今社会，物质极大丰富，各种新材料层出不穷，例如表现独特的纳米材料、性能优异的复合材料等。这些新材料引起了人们的广泛关注，更对莘莘学子具有很强的吸引力。因此，为了提高学生们的学习兴趣，可以在材料专业实验中加入有关纳米材料等新材料研究的相关内容，如通过“纳米材料的光致发光性能的测量”实验，学生可以学习到纳米材料在受到小尺寸效应和量子限域效应之后，其能带结构发生改变的这一特性，不仅解释了身边的新事物，同时也学习了材料的基本能带理论。
4.与理论课程紧密结合
所有的实验都应在学生具备了一定的理论知识的基础上开设，如果没有理论知识作为指导，实验现象就无法得到合理解释，操作也会变得漫无目的。因此在具体设计实验内容时，需要先考察学生们已学过或者正在学习的理论课程，做到虚实结合、有的放矢。
5.难易程度适中
材料物理实验课是一门协助理论课程学习的辅助手段，不可能作为一个独立的课程让学生学会所有材料学的知识。在整体内容丰富的基础上，单个实验要做到目的明确、易于开展。因此其操作的难易程度需要慎重把握，既不能过于简单，让学生认为没有挑战性，也不宜偏难，使得实验难以进行，打击学生的积极性。
二、教学方法探讨
由于课程内容的独特性，材料学专业实验课在教学方法上不能一味地沿袭其他实验课和理论课的教学方法，而应具备自身的特点。
1.注重实验预习
实验预习对于实验者来说是一个非常重要的过程，通过预习可以了解实验目的、实验基本原理、实验过程以及实验仪器的基本性能等，因此实验预习对现场实验的顺利进行具有非常重要的作用。尤其材料专业实验，相当一部分是对材料测量手段的学习，所选用的测量仪器也多为大型的设备，通过预习可以了解这些测试设备的工作原理和操作要领，认真预习不仅可以保证实验的顺利进行，还可以避免实验过程中由于误操作对实验设备的损坏。 2.实验讲解侧重于基本理论
实验原理的讲解可以使学生对实验目的的把握更加明确、对实验过程中出现的实验现象给予清晰的解释，是动手操作之前很必要的环节。但是有关实验原理的讲解应该侧重于基本理论的讲授，应尽量少或不涉及具体实验操作，把研究和探索的乐趣留给学生们自己去发现。
3.现场指导以启发为主
在学生进行实验的过程中难免会遇到困难，此时，授课教师应给予其适当的指导，使实验能够进行下去。然而有关实验的指导，要做到点到为止，并以启发诱导为主，不可对具体操作进行讲解，更不可代学生操作，以免使实验课程的作用尽失。
4.注重培养学生端正的科研态度和良好的科研习惯
专业课实验可以看做是大学生接触科学研究工作的一个预演，在实验课的学习过程中，学生建立的科研态度和形成的科研习惯将会对其今后漫长的科研生涯产生重要影响。因此，授课教师在教授具体实验内容的同时，还要将端正、严格的科研态度，认真、细心的科研习惯以及开放、活跃的科研思维教授给学生。对于抄袭、篡改实验数据的现象绝不能姑息。教师严谨的科研态度将会无形中起到规范学生科研道德的作用，将会使其终身收益。
5.建立科学合理的考核制度
实验课程注重的是过程而不是最终结果，因此在考核实验成绩时应使用完全不同于理论课的考核方式。对学生的实验评分应贯穿于整个课堂，学生的实验预习、操作规范、科研态度、报告处理以及实验台的整洁程度均应作为评分点。科学合理的考核制度不仅可以评价学生的实验能力，同时还可成为纠正抄袭、杜撰实验数据等不良科研态度的有力措施。
三、结论
材料学专业实验课起着将深奥的材料学理论知识与实践相结合的纽带作用，因此学好和教好这门课都具有非常重要的意义。本文根据笔者多年的授课实践经验，在该课程的课程内容要求以及教学方法方面提出了自己的观点，希望与各位同仁共同探讨，使材料学专业实验课越办越好，培养出更多材料学领域高水平的专业技术人才。
参考文献：
[1]任丽清，刘剑虹.论大学生专业选择权[J].教育发展研究，
2009，（17）.
[2]姜晓强，孔元涛.教育学“学科认同”的心理建构与实践建构：学科认同的心理构建[J].现代大学教育，2009，（7）.
[3]周引穗.专业实验课教学在培养跨世纪人才中的作用[J].高等理科教育，2001，（3）.
（责任编辑：孙晴）