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材料分析課堂教學改革問題探究

作者:代寫論文 時間:2014-08-07 來源: 瀏覽:10320 次 字體大小:

 一、課程體系和內容 
  (一)課程知識體系的劃分 
  目前,傳統的章節式教學方式越來越不能滿足教學的需求,尤其是對于本課程,由于材料分析技術的不同章節之間相對獨立,知識的連貫性不好掌握,在講授過程中難免使學生產生知識的跨越,思維上的空白 [1 ]。因此,根據學生對知識的掌握情況,將整個材料分析技術的課程教學內容進行歸類劃分,歸類的依據可按照分析的對象來劃分,如分為:1. 結構分析。判斷某種樣品的晶體結構是體心立方、面心立方以及晶格參數等,根據這個待分析的對象,再去選擇相應的分析儀器如X射線衍射儀、掃描電鏡、透射電子顯微鏡等;2. 成分分析。判斷某種材料是由何種物質構成,包括了定量和定性分析,可分析的儀器有X射線衍射儀、能譜儀、波譜儀等;3. 形貌分析。主要觀察材料的表面形貌,所用到的儀器主要包括掃描電鏡和透射電鏡;4. 物化性能分析。分析材料的光學性能、電學性能、磁學性能等,所需要應用的是各類光譜能譜儀。以這樣的脈絡進行學習,目的性強,思路清楚,不至于讓學生們的學習思路混亂,這個學習過程也是今后在解決實際科研問題時的思路。 
  (二)課程內容與時俱進 
  在教學大綱的框架內,教師應盡可能講授各個重點和難點內容,但不應該僅僅局限于教材內容,應該結合當前材料科學的發展趨勢,擴充介紹最新前沿的新材料的分析測試技術,如包括納米材料等一些功能材料,如2013年美國加州大學洛杉磯分校成功研制出新型超級電容材料即一種合成的氧化鈮,并證明其擁有穩定的儲能和釋能的能力。可以通過對氧化鈮的介紹,讓學生自行查閱相關的文獻了解針對氧化物材料如何去制作樣品,通過哪些分析儀器來測試,最后再進行總結,使學生拓寬視野,加深對分析技術的應用及其基本原理的理解與掌握,提高學習的積極性,從而提高科研能力和解決問題的能力。 
  二、教學手段和方法 
  (一)數據分析軟件的輔助教學 
  材料分析技術一課離不開對測試數據的處理和分析,即使學生掌握了材料分析測試的原理、儀器以及數據的采集,但最后拿到一系列數據卻不會分析,這樣也是徒勞無功的。如何能夠熟練地操作虛擬的數據分析軟件對以后解決具體的材料分析問題具有極其重要的作用。因此,在常規的教學手段中需要輔以數據分析軟件的操作教學。 
  以X射線衍射儀為例,在學生們學習晶體X射線衍射時,必須要學會如何通過所測得的X射線衍射圖來確定材料中的物相組成,那么就需要Jade軟件來對數據進行處理。教師以動畫形式向學生展示如何利用Jade軟件將原始數據導入軟件中,如何通過各項參數來搜索已知的PDF卡片等等。經過這些處理,才可能得到最終的物相分析結果。 
  (二)實物道具的輔助教學 
  隨堂展示實物道具,并不僅僅是多媒體動畫展示,讓學生們能夠第一時間接觸實物,可以加深學生的感性認識。實物道具是指教師做過的真真正正的一些樣品、試驗的輔助材料、小型工具等,而不是模型之類的教具,比如掃描樣品、透射樣品、德拜相機的底片安裝。如在講解透射電子顯微鏡樣品時,教師可將自己科研過程中制備好的一些樣品拿給學生們傳看,以及透射電子顯微鏡用于支撐樣品用的碳膜銅網,讓學生真正體會到透射電鏡樣品的制作要求,同時介紹一些具體的操作規程。 

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