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[關(guān)鍵詞]材料學(xué)科 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 課程體系
[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2013）17-0125-02
材料科學(xué)是一門研究固體材料性質(zhì)規(guī)律、設(shè)計(jì)及控制材料性能的科學(xué)，其目的在于揭示材料的成分、工藝、組織結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，是與工程技術(shù)密不可分的應(yīng)用科學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是連接材料學(xué)科教學(xué)工作中理論與實(shí)踐的樞紐。只有高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，才能真正提高學(xué)生理解和掌握專業(yè)理論的能力，才能真正提升學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新的素質(zhì)。
一、高校材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀
長(zhǎng)期以來，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的重要性在教學(xué)過程中往往被忽視，實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅僅附屬于理論教學(xué)；整個(gè)培養(yǎng)過程中各個(gè)獨(dú)立的教學(xué)實(shí)驗(yàn)之間缺乏系統(tǒng)性和連貫性，學(xué)生在教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)所學(xué)到的只是一些與課堂教學(xué)相關(guān)零散的知識(shí)，不能系統(tǒng)地了解材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究各個(gè)階段的內(nèi)在聯(lián)系。從而造成知識(shí)的斷裂和缺陷，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能匱乏、工程意識(shí)淡漠；或者脫離時(shí)代和社會(huì)發(fā)展以及學(xué)生實(shí)際的狀況，過分強(qiáng)調(diào)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，注重創(chuàng)新成果，忽略實(shí)驗(yàn)的基本理論和基本技能培養(yǎng)。在當(dāng)前材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的培養(yǎng)過程中，材料類共性的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)沒有得到重視，因而也就不可能使得學(xué)生的綜合素質(zhì)得到有效的培養(yǎng)。
因此，構(gòu)建反映時(shí)展需求，有利于素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的科學(xué)合理的材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，已經(jīng)成為材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要亟須解決的問題。
二、材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)
材料學(xué)科是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是材料學(xué)科教學(xué)的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的在于促進(jìn)學(xué)生鞏固材料學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識(shí)，掌握材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)研究的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用材料學(xué)科的科學(xué)方法，研究和開發(fā)高性能新材料、改善和提高傳統(tǒng)材料組織性能。在此基礎(chǔ)上才能更好地通過綜合性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，而不是片面追求創(chuàng)新成果。
本科階段材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)分為三個(gè)層次：一是掌握驗(yàn)證材料科學(xué)的基本原理，這方面的內(nèi)容主要是材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)中涉及的演示、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)；二是掌握材料分析測(cè)試與工藝的基本技能；三是創(chuàng)新性能力的培養(yǎng)。
三、材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系內(nèi)容
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，金屬材料、非金屬材料、高分子材料、生物材料等之間融合越來越密切，出現(xiàn)了大量的材料類交叉學(xué)科；各種材料涉及的組織結(jié)構(gòu)、材料性質(zhì)、設(shè)計(jì)制備技術(shù)、使用方法等不盡相同，不同材料制備技術(shù)和材料各學(xué)科之間發(fā)展水平存在較大的差異；各高等院校材料學(xué)科專業(yè)特色及材料學(xué)科技術(shù)應(yīng)用服務(wù)的領(lǐng)域不同。由于以上原因，材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)課程體系內(nèi)容設(shè)置存在較大難度。
應(yīng)調(diào)整和完善材料類實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容，以更好地適應(yīng)高素質(zhì)創(chuàng)造性人才培養(yǎng)的要求。湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院根據(jù)材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的培養(yǎng)目標(biāo)，以材料基本實(shí)驗(yàn)操作、研究方法、現(xiàn)代測(cè)試分析手段為基本實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。以學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)為核心，構(gòu)建了以“材料制備與加工-材料性能測(cè)試與評(píng)價(jià)-材料組織結(jié)構(gòu)分析與表征”為基礎(chǔ)的材料科學(xué)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)體系：基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。
（一） 基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)
基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)包括材料制備實(shí)驗(yàn)、材料分析技術(shù)實(shí)驗(yàn)及材料性能測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)。這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是材料大類基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，旨在使學(xué)生學(xué)會(huì)基本的儀器設(shè)備操作，了解測(cè)試原理和測(cè)試方法，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)手段、方法和技能。
湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目從理論課程中分離出來，建立與理論教學(xué)體系相對(duì)獨(dú)立且有機(jī)銜接的實(shí)驗(yàn)課程體系。將原來依附于理論課程的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《材料工程基礎(chǔ)》、《材料測(cè)試技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)重新優(yōu)化整合為《材料制備與加工實(shí)驗(yàn)》、《材料性能測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)》、《材料組織結(jié)構(gòu)分析與表征實(shí)驗(yàn)》3門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，加深學(xué)生對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容的理解，驗(yàn)證理論教學(xué)的相關(guān)定律、定理和基本概念等。
《材料制備與加工類實(shí)驗(yàn)》 根據(jù)專業(yè)不同而設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。課程主要是涉及材料的制備及生產(chǎn)加工的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，目的是使學(xué)生掌握材料的制備及生產(chǎn)加工所需設(shè)備的用途、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)方法、操作技能。
《材料組織結(jié)構(gòu)分析類實(shí)驗(yàn)》是材料大類基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)。其主要包括材料金相試樣的制備及金相組織觀察、材料組織結(jié)構(gòu)的電子顯微分析等方面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，目的是使學(xué)生掌握材料的電子顯微分析技術(shù)、X-射線分析技術(shù)的儀器基本構(gòu)造、測(cè)試原理、實(shí)驗(yàn)方法及操作技能。
《材料性能測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)》 根據(jù)專業(yè)不同而設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。其主要是涉及材料的力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)性能檢測(cè)分析方面的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，目的是使學(xué)生掌握材料的材料性能測(cè)試的儀器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)方法及操作技能。
（二） 綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)
綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)必須強(qiáng)化專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，具有鮮明的專業(yè)特色，以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)分析和綜合應(yīng)用的能力。通過綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生將了解從材料制備、結(jié)構(gòu)表征到性能檢測(cè)的全過程，使學(xué)生對(duì)自己的專業(yè)方向有一個(gè)較為全面的了解和認(rèn)識(shí)，深化其對(duì)專業(yè)理論課程的學(xué)習(xí)。通過綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)培養(yǎng)，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力、開放性思維的培養(yǎng)，強(qiáng)化學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)用基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識(shí)，初步形成分析問題、解決問題的能力。
湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)主要從系統(tǒng)性和綜合性出發(fā)，針對(duì)不同專業(yè)方向，分別開設(shè)金屬材料、非金屬材料、材料物理、材料化學(xué)、高分子材料4個(gè)主要專業(yè)方向的綜合實(shí)驗(yàn)。
（三） 研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)
研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是為了讓學(xué)生了解最新學(xué)科發(fā)展動(dòng)向，了解學(xué)科前沿，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生求新、創(chuàng)新欲望，實(shí)現(xiàn)從“要學(xué)生學(xué)”到“學(xué)生自己要學(xué)”的轉(zhuǎn)變。培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題并利用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)分析問題并最終解決問題的科研能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力。
這類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要是三類：導(dǎo)師課程、研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)主要通過以下方案來實(shí)施。
湖南大學(xué)材料學(xué)院圍繞“培養(yǎng)將來可成為材料領(lǐng)域和工業(yè)界精英人才的有志向的本科畢業(yè)生”的精英人才培養(yǎng)目標(biāo)，推行本科生“導(dǎo)師制”――本科生從大一開始就必須進(jìn)入導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，由導(dǎo)師開設(shè)導(dǎo)師課程。這樣，學(xué)生從大學(xué)一年級(jí)開始就能夠參與導(dǎo)師的科研實(shí)驗(yàn)和科研學(xué)術(shù)活動(dòng)。
研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由學(xué)生自主申報(bào)，并成立相應(yīng)的學(xué)生研究小組，在教師指導(dǎo)下完成。這類項(xiàng)目主要依托“ SIT計(jì)劃”項(xiàng)目、“湖南大學(xué)大型精密貴重儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)實(shí)踐研究項(xiàng)目”。
畢業(yè)設(shè)計(jì)主要依托教師在研課題，在畢業(yè)設(shè)計(jì)選題中設(shè)置一些創(chuàng)新型的科研課題，也可以由學(xué)生自主提出研究課題，要求學(xué)生一人一題，讓學(xué)生“自主選題、自主設(shè)計(jì)、自主實(shí)驗(yàn)”。同時(shí)，考慮到教師的教學(xué)科研任務(wù)及實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)教師指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生人數(shù)做一定數(shù)量的限制。
研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和畢業(yè)設(shè)計(jì)以學(xué)院各研究所、科研室 （課題組） 、實(shí)驗(yàn)中心及重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為依托單元，在教師指導(dǎo)和支持下完成。
材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ兄豢商娲淖饔谩?gòu)建科學(xué)合理的材料類實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，是材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、科研能力和創(chuàng)新能力的重要保證。材料類實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系既要注重大材料類學(xué)科的寬口徑實(shí)踐能力的培養(yǎng)，同時(shí)也需強(qiáng)化專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 孫建林，李曉剛，謝建新等.材料科學(xué)與工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室改革與創(chuàng)新[J].北京科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2002（4）：74-77.
[2] 劉天模，王金星，黃佳木.以學(xué)生為本，構(gòu)建材料類課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011（6）：254-256.
[3] 孫建林，薛潤(rùn)東，冰，韓凌.材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011（6）：265-268.
[4] 潘清林，徐國(guó)富，肖來榮.中南大學(xué)材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011（6）：262-265.
關(guān)鍵詞：材料;本科;創(chuàng)新能力;實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）41-0269-03
一、前言
高等教育的任務(wù)是要合理調(diào)配和使用有限的教育資源，為國(guó)家培養(yǎng)更多、更好的人才和創(chuàng)造更多、更好的科研成果，而創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是高等教育人才培養(yǎng)中的重中之重。黨的十六屆五中、六中全會(huì)做出了建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的戰(zhàn)略決策，而建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家決定的因素是人才，關(guān)鍵是創(chuàng)新型人才。創(chuàng)新型人才對(duì)黨和國(guó)家事業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。作為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家重要支撐和動(dòng)力的高等學(xué)校，必須不斷提升自主創(chuàng)新能力，真正擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重任。面對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新形勢(shì)，加強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，探索適合我國(guó)國(guó)情的高等學(xué)校創(chuàng)新人才培養(yǎng)之路，是當(dāng)前我國(guó)高等教育面臨的重要問題。培養(yǎng)大批接受過良好工程教育，具有堅(jiān)實(shí)基本工程素養(yǎng)和卓越創(chuàng)新能力的未來工程師，是國(guó)家走新型工業(yè)化道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)的必然要求。教育改革必須適應(yīng)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的需要，因此，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才已成為現(xiàn)階段我國(guó)高等院校在人才培養(yǎng)中的首要任務(wù)，是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)的重要保障。
二、材料學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)現(xiàn)狀
材料是一個(gè)科技含量高、學(xué)科范圍廣、技術(shù)密集、應(yīng)用性強(qiáng)的學(xué)科，其理論構(gòu)想、創(chuàng)意、驗(yàn)證和研究都必須依賴實(shí)踐來完成，即通過理論與實(shí)踐的結(jié)合，使其有形化、物質(zhì)化。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在材料專業(yè)教育中占據(jù)著戰(zhàn)略性的重要地位，是培養(yǎng)材料領(lǐng)域創(chuàng)新人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有其他任何教學(xué)方式不可替代的獨(dú)特作用。實(shí)驗(yàn)室能為學(xué)生提供一個(gè)實(shí)踐平臺(tái)，學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中不僅學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、方法和技能，更要受到嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)訓(xùn)練，培養(yǎng)科學(xué)的世界觀和方法論，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生科技發(fā)展突破性成果的一個(gè)個(gè)實(shí)例中激發(fā)探索精神和創(chuàng)新激情，形成創(chuàng)新人才所必須具有的獨(dú)立思考能力，分析問題、解決問題的綜合能力和創(chuàng)新能力。在目前的材料類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，一般是將本科教學(xué)和科研分開，本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)自成一體，有專門的實(shí)驗(yàn)室，專門的實(shí)驗(yàn)人員負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，而科研資源是博導(dǎo)、碩導(dǎo)帶著研究生在科研實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科學(xué)研究。本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目幾年甚至幾十年不變，而在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，知識(shí)爆炸的年代，這一本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式顯然與時(shí)代的發(fā)展不符，與培養(yǎng)創(chuàng)新性材料人才的目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。以山東理工大學(xué)材料學(xué)院的本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)材料科學(xué)與工程、材料化學(xué)和高分子材料與工程三個(gè)本科專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，該體系傳授材料學(xué)科基本實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能，但對(duì)于訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)思維方法和創(chuàng)新實(shí)踐能力則力不從心。而學(xué)科所擁有的國(guó)家工業(yè)陶瓷工程研究中心等科研平臺(tái)不承擔(dān)一個(gè)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，在創(chuàng)新性材料人才培養(yǎng)過程中暴露出許多不足。因此，我們將材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)中心的材料學(xué)科教學(xué)和科研實(shí)驗(yàn)資源重新配置，最大限度的做到資源共享，提高利用效率，期望能更好地服務(wù)于本科教學(xué)，提高材料類本科創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)質(zhì)量，同時(shí)也拓寬了科研和社會(huì)服務(wù)資源，為高校實(shí)驗(yàn)平臺(tái)資源建設(shè)和管理模式改革進(jìn)行探討。
三、材料學(xué)科教學(xué)科研一體化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)措施和成果
我們的實(shí)驗(yàn)室改革圍繞如何科學(xué)配置實(shí)驗(yàn)資源和功能，最大限度的做到資源共享，提高利用效率，更好服務(wù)于教學(xué)、科研和社會(huì)服務(wù)的開展，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力，其中主要進(jìn)行以下幾方面的工作。
1.材料學(xué)院實(shí)驗(yàn)資源現(xiàn)狀分析。截至2007年，材料科學(xué)與工程學(xué)院材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)室完成了初級(jí)建設(shè)階段，擁有了較為完整的學(xué)科教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)條件，實(shí)驗(yàn)設(shè)備總值達(dá)到了950余萬元，但是沒有一臺(tái)單價(jià)5萬元以上的設(shè)備，承擔(dān)著材料學(xué)科三個(gè)本科專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，實(shí)驗(yàn)任務(wù)由實(shí)驗(yàn)中心的專職實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備、指導(dǎo)完成。而以國(guó)家工業(yè)陶瓷工程研究中心為代表的科研平臺(tái)科研儀器設(shè)備資源總值達(dá)到了1800余萬元，其中5萬元以上的設(shè)備50余臺(tái)件，承擔(dān)研究生培養(yǎng)和教師的科研任務(wù)。但科研平臺(tái)在運(yùn)行中暴露出許多問題，比如管理人員不足、設(shè)備開發(fā)利用不夠、教學(xué)科研資源分離，導(dǎo)致資源設(shè)備的利用效益偏低，大型設(shè)備的人才培養(yǎng)功能得不到利用，設(shè)備的領(lǐng)用、管理、使用、服務(wù)機(jī)制不夠健全。這種狀況使大型設(shè)備的人才培養(yǎng)功能得不到利用，本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)得不得保障。隨著學(xué)校建設(shè)教學(xué)科研型大學(xué)目標(biāo)的提出，學(xué)校進(jìn)入內(nèi)涵式發(fā)展階段，材料學(xué)院也明確提出以培養(yǎng)“能力強(qiáng)、素質(zhì)高、具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才”為目標(biāo)。因此，如何做好實(shí)驗(yàn)資源的優(yōu)化配置、精細(xì)管理和充分共享，推動(dòng)教學(xué)科研社會(huì)服務(wù)三大功能的實(shí)現(xiàn)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2.教學(xué)、科研一體化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)。課題組通過調(diào)研相應(yīng)高校材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的情況，研究分析我校材料學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)及科研方向等，針對(duì)實(shí)際找出實(shí)驗(yàn)資源配置、共享、使用、管理中存在的問題。通過分析問題，制定調(diào)整改進(jìn)管理辦法并付諸實(shí)施。根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)和儀器設(shè)備類型重新劃分實(shí)驗(yàn)室，按照專業(yè)培養(yǎng)方案要求，確定實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)功能，充分整合學(xué)科資源建設(shè)教學(xué)科研一體化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，打破教學(xué)科研資源壁壘，實(shí)施學(xué)科實(shí)驗(yàn)資源共享，以中心為依托統(tǒng)一構(gòu)建學(xué)科教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。不再將實(shí)驗(yàn)室明確分為本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和科研實(shí)驗(yàn)室，將原來的本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和各類研究中心（國(guó)家工業(yè)陶瓷材料工程技術(shù)研究中心、山東省陶瓷基復(fù)合材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、山東省陶瓷基復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心實(shí)驗(yàn)室、工程陶瓷制備技術(shù)國(guó)家地方共建工程中心、先進(jìn)陶瓷材料研究所、功能高分子材料研究所、晶體材料研究所、表面工程研究所、皇冠新材料研究所、鯤鵬精細(xì)陶瓷材料研究所、15個(gè)校企共建工程技術(shù)中心等）有機(jī)整合為材料學(xué)科教學(xué)科研共享資源平臺(tái)，平臺(tái)管理人員實(shí)行專兼結(jié)合，實(shí)驗(yàn)室專職人員負(fù)責(zé)儀器設(shè)備管理、維護(hù)和維修工作，兼職教師參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)室的管理工作。實(shí)驗(yàn)中心的大型精密貴重儀器設(shè)備實(shí)行專人專管，將中心擁有的29臺(tái)大精貴儀器設(shè)備按照功能分為15個(gè)機(jī)組，每個(gè)機(jī)組聘用2名以上的管理人員，實(shí)行機(jī)組負(fù)責(zé)制，每個(gè)機(jī)組必須利用大精貴儀器開設(shè)3項(xiàng)以上本科實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。材料學(xué)科教學(xué)科研一體化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)行時(shí)間和儀器設(shè)備全方位開放。大學(xué)生可以利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)信息網(wǎng)站進(jìn)行實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備使用預(yù)約、實(shí)驗(yàn)時(shí)間預(yù)約。實(shí)驗(yàn)時(shí)間上的開放，可以讓學(xué)生能夠自主選擇安排實(shí)驗(yàn)，有力調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。實(shí)驗(yàn)設(shè)備自由開放，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室預(yù)約登記后就可以隨時(shí)去實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室會(huì)有專門的實(shí)驗(yàn)教師安排指導(dǎo)。
3.開展創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)新訓(xùn)練、競(jìng)賽，與教學(xué)實(shí)驗(yàn)互相補(bǔ)充。材料學(xué)科教學(xué)科研一體化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)除具備進(jìn)行大學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能外，還建設(shè)成為大學(xué)生創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)新訓(xùn)練、學(xué)科競(jìng)賽的平臺(tái)。利用平臺(tái)優(yōu)質(zhì)資源開展各層次的材料實(shí)驗(yàn)技能大賽、新材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、組織參加“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽，開展國(guó)家級(jí)、校級(jí)科技創(chuàng)新項(xiàng)目，與實(shí)驗(yàn)教學(xué)互相補(bǔ)充，彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容和模式上的局限和不足，形成完整的實(shí)踐創(chuàng)新體系，這是提高當(dāng)代大學(xué)創(chuàng)新素質(zhì)的有效途徑。
4.充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。教學(xué)科研一體化平臺(tái)聘任高水平的理論課教師和科研人員參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍水平和素質(zhì)。目前平臺(tái)已經(jīng)聘請(qǐng)了28名專任教師為兼職實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師。中心實(shí)行實(shí)驗(yàn)室工作人員的動(dòng)態(tài)流入機(jī)制，提高了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員的數(shù)量和水平。實(shí)行“科研導(dǎo)師”制，為每個(gè)本科生配備科研導(dǎo)師，引導(dǎo)本科生參加科技創(chuàng)新活動(dòng)，以大學(xué)生第二課堂創(chuàng)新研究活動(dòng)和開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目為紐帶，加強(qiáng)課外實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸到學(xué)科的科研基地，逐漸使課外實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑之一。
5.規(guī)范過程管理，完善監(jiān)控體系。實(shí)驗(yàn)資源平臺(tái)建立以后，運(yùn)行和管理由實(shí)驗(yàn)中心統(tǒng)一組織和協(xié)調(diào)，學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)負(fù)責(zé)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重大問題進(jìn)行決策。建立完善各項(xiàng)平臺(tái)運(yùn)行過程管理制度、平臺(tái)開放制度和質(zhì)量監(jiān)控評(píng)價(jià)體系。實(shí)行實(shí)驗(yàn)室房間責(zé)任人制和大精貴儀器設(shè)備機(jī)組負(fù)責(zé)制，實(shí)驗(yàn)室責(zé)任人和大型機(jī)組每年年底考核，考核的主要內(nèi)容包括為大學(xué)生服務(wù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、指導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目數(shù)、參與學(xué)生人數(shù)和大學(xué)生獲獎(jiǎng)情況等方面，考核合格的實(shí)驗(yàn)室和機(jī)組續(xù)聘，不合格的解除聘用。
6.教學(xué)科研一體化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)踐效果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)打破本科生實(shí)驗(yàn)單一的演示實(shí)驗(yàn)方式，組織各種形式的興趣科技小組，配備大型精貴設(shè)備機(jī)組責(zé)任人為指導(dǎo)教師，讓學(xué)生參與到教師的科研課題中，在實(shí)驗(yàn)研究過程中提高樣品處理、儀器操作、結(jié)果分析等實(shí)驗(yàn)技能。平臺(tái)“以研究引領(lǐng)教學(xué)，以研究促進(jìn)創(chuàng)新，教學(xué)和研究相互交融”，大量科研項(xiàng)目整合提煉為研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，通過課程實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新活動(dòng)、技能大賽等多樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式鍛煉學(xué)生。把科研活動(dòng)、工程實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合起來，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。每年中心大型設(shè)備使用培訓(xùn)相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)課題達(dá)30多項(xiàng)，受益學(xué)生170余人。如培訓(xùn)學(xué)生對(duì)化學(xué)氣相滲透爐、多功能高溫?zé)Y(jié)爐、計(jì)算機(jī)控制流變儀、高效液相色譜儀等大精貴設(shè)備操作熟練，提高了學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力，學(xué)生在畢業(yè)時(shí)受到企事業(yè)單位技術(shù)開發(fā)部門、質(zhì)量控制檢測(cè)部門的歡迎。利用教學(xué)科研一體化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)資源，近三年畢業(yè)生論文有7篇獲得山東省優(yōu)秀學(xué)位論文，42篇獲得學(xué)校優(yōu)秀論文;17名同學(xué)在大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽和“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽等比賽中獲獎(jiǎng);本科生正式發(fā)表學(xué)術(shù)論文22篇;在“大學(xué)生第二課堂創(chuàng)新活動(dòng)”項(xiàng)目中，本科生承擔(dān)完成285項(xiàng);材料學(xué)院本科畢業(yè)生一次就業(yè)率達(dá)到90%以上。
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【Key words】Powder materials and technology；Teaching benefits teachers as well as students；Leading science and technology
《粉體材料與工程》是我校材料科學(xué)專業(yè)本科生主干專業(yè)課程之一，集理論概括性與跨學(xué)科交叉性于一身，同時(shí)也與基礎(chǔ)學(xué)科和應(yīng)用科學(xué)緊密相連[1]，綜合運(yùn)用現(xiàn)有教學(xué)技術(shù)和手段，結(jié)合前沿專題與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)于提升學(xué)生對(duì)于知識(shí)的綜合運(yùn)用能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力具有重要的意義。本課程對(duì)學(xué)生未來的就業(yè)與科研工作，同樣具有認(rèn)知與過渡的重要作用。
1 粉體材料與工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)與前沿科學(xué)中的重要意義
粉體材料的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用，遍布與人們的生產(chǎn)生活，從古至今，從生產(chǎn)到科研，從工業(yè)到農(nóng)業(yè)，無處不在。無論中華文明中的陶瓷與火藥，制墨與印染，還是現(xiàn)代工業(yè)的選礦與煤炭運(yùn)輸，石油業(yè)的催化與超硬材料的磨料磨具，粉體材料與技術(shù)都在默默的發(fā)揮著重大的作用。
隨著現(xiàn)代檢測(cè)與微觀技術(shù)的發(fā)展，特別是納米技術(shù)與納米材料產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，人們對(duì)于粉體有了更為廣闊的分類（塊體，顆粒，超細(xì)/超微顆粒，納米顆粒，皮米/飛米顆粒）[2]。對(duì)于微觀粉體科學(xué)的研究，在太陽能電池、無機(jī)抗菌材料、納米仿生材料、超導(dǎo)材料、復(fù)合功能材料等前沿科學(xué)的研究中越來越被人們所重視。
2 粉體材料與工程的課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
針對(duì)于材料科學(xué)專業(yè)，《粉體材料與工程》的課堂教學(xué)主要針對(duì)以下幾個(gè)專題進(jìn)行講授：顆粒的幾何特征，粒徑測(cè)試方法，粉體顆粒的力學(xué)性質(zhì)，粉碎與制備，分級(jí)與分離，儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)運(yùn)，混合與造粒，危害與防治等[1-5]。增加備受關(guān)注的納米材料與技術(shù)，應(yīng)用廣泛的粉體工業(yè)設(shè)備的專題介紹。同時(shí)輔以《粉體材料與工程實(shí)驗(yàn)》課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作（包括氣流粉碎實(shí)驗(yàn)、粒度測(cè)試與表征、顆粒表面改性等實(shí)驗(yàn)），使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)粉體材料與技術(shù)所涉及的物理、化學(xué)等各個(gè)學(xué)科知識(shí)，并了解粉碎、造粒、粒度測(cè)試與表征等微型儀器設(shè)備的原理與使用；綜合本專業(yè)實(shí)習(xí)基地（協(xié)進(jìn)陶瓷）現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)習(xí)認(rèn)知與實(shí)際操作，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的運(yùn)用和理解，激發(fā)科研興趣，為就業(yè)與科研工作打下良好的基礎(chǔ)。
3 粉體材料與納米材料
納米材料與納米技術(shù)是新型科學(xué)與技術(shù)的代表之一，因?yàn)槠鋵?duì)神秘微觀世界的深入分析以及對(duì)現(xiàn)代生產(chǎn)生活的巨大影響而越來越多的被廣大同學(xué)所喜愛，在絕大多數(shù)的材料科學(xué)與工程院校均獨(dú)立開設(shè)了課程。納米粉體屬于微觀粉體的一種，是粒徑尺寸介于1-100納米的粉體顆粒；納米粉體具有粉體的一般特性，納米技術(shù)適用于多數(shù)的粉體工程；且納米粉體和技術(shù)具有自己獨(dú)特的尺度特性，如燕山大學(xué)、吉林大學(xué)與美國(guó)芝加哥大學(xué)合作制備的納米孿晶結(jié)構(gòu)金剛石，其硬度相當(dāng)于天然金剛石的兩倍[6]。這些研究成果的引入與介紹，為課堂教學(xué)增添了較大的學(xué)習(xí)樂趣?！斗垠w材料與工程》課程中，納米材料與技術(shù)是其中重要的一部分，因此把握好粉體材料/技術(shù)與納米材料/技術(shù)對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與科研興趣具有重要的作用，也可以為《納米材料》等課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
4 粉體材料及粉體技術(shù)與科學(xué)研究
考研、讀博，從事科研工作，是學(xué)生們畢業(yè)后的選擇之一，也是現(xiàn)在科技發(fā)展、社會(huì)需求對(duì)教育教學(xué)提出的一個(gè)潛在要求。粉體材料與技術(shù)，涵蓋了粉體制備技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、表面改性技術(shù)、納米材料與技術(shù)、顯微儀器操作與設(shè)計(jì)、分子藥物制備、納米能源器件等各種先進(jìn)的技術(shù)與理念[7]。因此，針對(duì)于粉體材料的教學(xué)，在基本教學(xué)內(nèi)容中，添加一定的前沿科學(xué)知識(shí)，有助于學(xué)生科研興趣的培養(yǎng)，對(duì)于今后研究生科研課題的基礎(chǔ)教育與銜接，有著重大的影響。粉體產(chǎn)業(yè)相關(guān)的儀器設(shè)備，如今在實(shí)驗(yàn)室中更加微型化、普遍化，如激光粒度儀、掃描電子顯微鏡等，這些設(shè)備的原理掌握與熟練操作，對(duì)于今后的科研工作、設(shè)備的改造與研發(fā)，有一定的推動(dòng)作用。
粉體材料及技術(shù)，與實(shí)際生產(chǎn)生活息息相關(guān)，因此開設(shè)《粉體材料與工程》相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程必不可少。為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)粉體技術(shù)的熟悉和掌握，我院?jiǎn)为?dú)開設(shè)了《粉體材料與工程實(shí)驗(yàn)》課程，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以制備、表征和改性為主；依據(jù)本地的粉體行業(yè)熱點(diǎn)（本專業(yè)對(duì)應(yīng)的實(shí)習(xí)基地協(xié)進(jìn)陶瓷是建筑用外墻磚領(lǐng)軍企業(yè)之一）和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有科研課題、相關(guān)設(shè)備，制定了高嶺土粉碎及顆粒表征實(shí)驗(yàn)、粉體顆粒表面改性劑測(cè)試等實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用到小型氣流粉碎機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)篩、激光粒度儀、掃描電子顯微鏡等粉體技術(shù)常用的制備（破碎）、篩分、表征設(shè)備，與《納米材料》、《材料科學(xué)基礎(chǔ)》和《現(xiàn)代材料分析測(cè)試技術(shù)》等課程緊密相連。《粉體材料與工程實(shí)驗(yàn)》課程，聘請(qǐng)材料學(xué)專業(yè)研究生作為助理，針對(duì)于粉體技術(shù)與理論知識(shí)在科研中的應(yīng)用和重要性，在學(xué)生間相互交流得到強(qiáng)化。
5 粉體材料及技術(shù)與生活
關(guān)鍵詞：材料化學(xué) 專業(yè)實(shí)驗(yàn) 科研結(jié)合
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2013）05（a）-0045-01
材料化學(xué)專業(yè)是一個(gè)在我國(guó)多所高校都設(shè)立的本科專業(yè)，這個(gè)專業(yè)研究材料的制備、組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用，具有明顯的交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科和應(yīng)用型學(xué)科的性質(zhì)。同時(shí)，材料化學(xué)專業(yè)是一門應(yīng)用型理工科專業(yè)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在此專業(yè)的教學(xué)活動(dòng)中占有重要的地位。實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展的好壞將直接影響本專業(yè)畢業(yè)生的水平。另一方面，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等院校理工科專業(yè)教學(xué)體系的重要一環(huán)，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力方面具有舉足輕重的作用。從大的方面講，高等院校人才培養(yǎng)的結(jié)果將直接影響我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，因?yàn)閲?guó)家間的競(jìng)爭(zhēng)是人才的競(jìng)爭(zhēng)，高素質(zhì)的人才是一個(gè)國(guó)家創(chuàng)新的根本，因此，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才就成為擺在我國(guó)高等教育面前最緊迫的任務(wù)。針對(duì)上述觀點(diǎn)，為更好的培養(yǎng)我校材料化學(xué)專業(yè)本科生的實(shí)驗(yàn)探索能力和創(chuàng)新精神，結(jié)合我校在化學(xué)與材料科研方面的特點(diǎn)，經(jīng)過多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索，我們建立了以前沿科學(xué)研究融入材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的新型實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，以科研骨干力量作為實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師，一方面強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)動(dòng)手能力，強(qiáng)調(diào)基本功；另一方面帶領(lǐng)學(xué)生緊跟學(xué)科發(fā)展方向，突出以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，形成依托科研方向和科研項(xiàng)目的研究式為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。
1 專業(yè)實(shí)驗(yàn)的基本構(gòu)成
我們將專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程分為材料合成、結(jié)構(gòu)及性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)和材料加工與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)兩大部分，這兩部分專業(yè)實(shí)驗(yàn)貫穿兩個(gè)主旨，一個(gè)是加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握，同時(shí)，提高學(xué)生的基本動(dòng)手能力和基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)完成無機(jī)化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、電化學(xué)、物理化學(xué)以及其它前導(dǎo)課的理論課及實(shí)驗(yàn)課的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)材料化學(xué)方面的相關(guān)理論及實(shí)踐知識(shí)。這一部分包括的實(shí)驗(yàn)有：（1）LaCeCoNiO3鈣鈦礦超細(xì)粉末的制備；（2）電沉積法制備ITO/TiO2/CdS半導(dǎo)體復(fù)合薄膜；（3）X射線衍射粉末法物相分析；（4）染料敏化二氧化鈦納米晶薄膜電極的光電流測(cè)試；（5）TiO2/CdS半導(dǎo)體膜電極光電性能的測(cè)試；（6）采用比表面分析儀測(cè)定改性納米TiO2的比表面積；（7）鈣鈦礦型汽車尾氣三元催化劑性能的測(cè)試；（8）以SBA-16為模板電沉積Fe；（9）CVD法制備碳納米管；（10）氣敏傳感器件的加工、組裝及測(cè)試；（11）偶氮苯的電子結(jié)構(gòu)和光譜性質(zhì)的理論計(jì)算；（12）金紅石相TiO2的晶體結(jié)構(gòu)及相關(guān)性質(zhì)的計(jì)算；（13）壓力對(duì)金紅石相TiO2的帶系的調(diào)控作用等。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)功能材料及納米材料的制備原理、方法有深刻的理解和認(rèn)識(shí)，并使學(xué)生能將化學(xué)的基本理論與功能材料有機(jī)結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力來解決材料化學(xué)問題，使學(xué)生對(duì)現(xiàn)代材料化學(xué)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)有所了解。另一方面，是學(xué)生科學(xué)研究能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，利用實(shí)驗(yàn)教師的緊跟時(shí)代的科研課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)，讓學(xué)生體會(huì)到在科學(xué)探究過程中的樂趣。包括有：（1）基于納米結(jié)構(gòu)TiO2光電池的組裝及其性能；（2）TiO2納米粒子的制備、表征及其光催化性能；（3）功能復(fù)合微球設(shè)計(jì)合成及性質(zhì)研究等實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并不是唯一的，學(xué)生可以選擇自己感興趣的方向選擇其中一個(gè)。通過材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解無機(jī)化合物功能材料領(lǐng)域的最新進(jìn)展，系統(tǒng)掌握無機(jī)納米粒子、超微粉體的制備、分離、表征以及性質(zhì)研究等方法，培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力。
2 專業(yè)實(shí)驗(yàn)與科研相結(jié)合
依托功能無機(jī)材料化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、光電與能源環(huán)境材料省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、功能材料省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，我院教師在新型石墨烯材料、半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換電極材料、光催化材料、化學(xué)傳感器、光存儲(chǔ)材料和有機(jī)光電功能材料及器件等方面的研究已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際前沿水平，同時(shí)，承擔(dān)材料專業(yè)化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的老師全部承擔(dān)參與了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，并且絕大多數(shù)老師都是國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的項(xiàng)目主持人，這些資源為給學(xué)生開展優(yōu)質(zhì)的材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)提供了保證。學(xué)生根據(jù)每一位指導(dǎo)教師的研究方向和課題并結(jié)合學(xué)生自己的興趣，設(shè)計(jì)和執(zhí)行實(shí)驗(yàn)方案。在各科研團(tuán)隊(duì)老師的指導(dǎo)下，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)存在的問題提出解決方案，最后得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。隨著科研團(tuán)隊(duì)研究方向的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容每隔三、四年即會(huì)調(diào)整更新，讓學(xué)生始終能跟蹤材料科學(xué)發(fā)展的方向，體會(huì)到創(chuàng)新的樂趣，自然增加了學(xué)生的積極性。
3 為學(xué)生創(chuàng)造條件繼續(xù)深入科研
對(duì)一些學(xué)有所長(zhǎng)，并且有時(shí)間和精力的同學(xué)，我們對(duì)他們開放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生創(chuàng)造條件。有興趣的同學(xué)可以在課余深入到教師的科研實(shí)驗(yàn)室，在相關(guān)教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行科學(xué)探索研究。因?yàn)閷I(yè)實(shí)驗(yàn)的老師絕大部分都是科研骨干，所以學(xué)生在上專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)候，能夠了解各個(gè)老師的研究方向并找到自己感興趣的方向，在課余時(shí)間，學(xué)生就可以找到相關(guān)的老師，繼續(xù)自己感興趣的研究，為他們?nèi)蘸蟠蛳禄A(chǔ)。進(jìn)幾年來，已經(jīng)有幾位本科生在專業(yè)實(shí)驗(yàn)之后，走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科學(xué)研究，并憑借其本科階段的研究經(jīng)驗(yàn)成功申請(qǐng)到獎(jiǎng)學(xué)金，到發(fā)達(dá)國(guó)家的大學(xué)繼續(xù)攻讀研究生學(xué)位。
經(jīng)過這些專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的改革之后，學(xué)生的上課熱情高漲，學(xué)習(xí)的積極性也極大的提高起來，而且還有一些學(xué)生迸發(fā)了進(jìn)一步進(jìn)行科學(xué)研究的熱情。這樣又倒過來推動(dòng)了學(xué)生對(duì)理論課程的學(xué)習(xí)，從總體上改善了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，能夠更好的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊瓊芬.材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系和教學(xué)方法改革探索[J].四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，21（3）：90-91.
南昌大學(xué)地處江西，江西有著非常豐富的銅、鎢、稀土等礦產(chǎn)資源，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，江西已經(jīng)形成了從礦產(chǎn)開采、冶煉、再到加工的一套比較完整產(chǎn)業(yè)鏈。但江西金屬企業(yè)多集中在產(chǎn)業(yè)鏈上游，利用高新技術(shù)生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的企業(yè)不多，特別是在銅、鎢的深加工方面，無論是研究水平還是生產(chǎn)技術(shù)水平都與國(guó)外存在一定差距。由于缺乏相關(guān)專業(yè)人才使得江西省資源得不到充分的開發(fā)和利用，造成資源優(yōu)勢(shì)的浪費(fèi)。作為中國(guó)高等教育的重點(diǎn)大學(xué)，南昌大學(xué)有義務(wù)也有必要積極培養(yǎng)與省情相適應(yīng)的專業(yè)人才，將江西的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為江西和國(guó)家的發(fā)展做貢獻(xiàn)。然而此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，南昌大學(xué)雖然每年都培養(yǎng)出很多材料專業(yè)學(xué)生，但真正能進(jìn)入到江西銅、鎢和稀土領(lǐng)域的學(xué)生卻很少。就目前情況來看，南昌大學(xué)雖然設(shè)置了大量的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，但其實(shí)踐教學(xué)體系研究?jī)?nèi)容相對(duì)比較分散，都是根據(jù)各個(gè)課程的特點(diǎn)開設(shè)一些實(shí)驗(yàn)課，沒有形成比較系統(tǒng)的有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)體系。要改變這種現(xiàn)狀，就需要對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)習(xí)實(shí)踐進(jìn)行有效的整合，開展富有江西資源和產(chǎn)業(yè)特色的材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系研究。通過本次對(duì)江西的資源特色和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及國(guó)內(nèi)外著名大學(xué)實(shí)踐教學(xué)模式的調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn)，南昌大學(xué)可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn):
1．教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變發(fā)展著眼于省情，江西有著非常豐富的礦產(chǎn)資源，一方面，作為江西省教學(xué)和科研實(shí)力最強(qiáng)的重點(diǎn)大學(xué)，培養(yǎng)這方面的技術(shù)和研究型人才來服務(wù)于江西建設(shè);另一方面，正因?yàn)橛羞@種很好資源和產(chǎn)業(yè)的外在優(yōu)勢(shì)，南昌大學(xué)就應(yīng)該充分的加以利用，在以后的研究和探索中形成自己獨(dú)有的專業(yè)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
2．課程設(shè)置方面首先，銅、鎢生產(chǎn)和加工工藝都比較傳統(tǒng)，學(xué)生在掌握好專業(yè)課的基礎(chǔ)上完全可以自學(xué);但稀土材料就不同，它涉及內(nèi)容廣泛，又自成一體，同時(shí)也是一門新興學(xué)科，知識(shí)理論對(duì)本科生來講還是有一定深度。為此，學(xué)校應(yīng)該聘請(qǐng)?jiān)谙嚓P(guān)方面有深入研究的專家和教師，開設(shè)相關(guān)課程，教授學(xué)生相關(guān)方面的專業(yè)知識(shí)。其次，學(xué)?？梢蚤_設(shè)相關(guān)專題講座，邀請(qǐng)一些大型企業(yè)的工程師或是技術(shù)人員進(jìn)行定期或不定期技術(shù)介紹或給學(xué)生授課，這不僅可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)過程、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)以及產(chǎn)品的了解，也為將來的工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ);同時(shí)也可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的消化［3］。再次，學(xué)校應(yīng)加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)外高校和研究所相關(guān)方面的交流與合作。
3．實(shí)驗(yàn)設(shè)置方面雖然實(shí)驗(yàn)課程較多，但就目前的實(shí)驗(yàn)安排來看，與本土優(yōu)勢(shì)資源相關(guān)的較少，實(shí)驗(yàn)設(shè)置可以向這方面有所側(cè)重。
4．實(shí)踐教學(xué)改進(jìn)可借鑒麻省理工學(xué)院的實(shí)踐教學(xué)模式。麻省理工學(xué)院(MIT)有一個(gè)本科實(shí)踐機(jī)會(huì)計(jì)劃(UPOP)，它由三個(gè)階段組成:第一階段:安排一周富有挑戰(zhàn)性的、集中而全面的學(xué)習(xí)培訓(xùn);第二階段:由兩部分組成。前部分在春季學(xué)期雇方與學(xué)生的雙向選擇，達(dá)成協(xié)議后，雙方簽訂協(xié)議。后部分為10—12周的夏季實(shí)踐;第三階段:參加由助教們安排的討論會(huì)。討論時(shí)學(xué)生必須提供一份報(bào)告并做答辯，答辯通過后得到3個(gè)學(xué)分。雖然UPOP實(shí)施的社會(huì)環(huán)境和實(shí)施方式與我們的實(shí)踐教學(xué)大不相同，但它有以下幾個(gè)方面值得我們借鑒:UPOP有一個(gè)專門的部門或者說是管理隊(duì)伍負(fù)責(zé)UPOP協(xié)調(diào)、學(xué)生服務(wù)以及與校友聯(lián)系等管理工作，這就保證了學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)能夠順利實(shí)施，如果過程中遇到問題也可以及時(shí)得到解決。所以我們的高校也需要設(shè)立相應(yīng)的管理部門來專門負(fù)責(zé)學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)工作。在實(shí)習(xí)之前，管理部門要給學(xué)生安排一個(gè)集中培訓(xùn)，除了專業(yè)技能的培訓(xùn)之外，最主要的是訓(xùn)練他們的溝通與協(xié)作能力。學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)不一定局限于學(xué)校的統(tǒng)一安排，可以鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)與企業(yè)聯(lián)系，分小組實(shí)習(xí)肯定會(huì)比大批量人員的實(shí)習(xí)質(zhì)量更好。無論是哪種實(shí)習(xí)方式，學(xué)生和企業(yè)一定要簽訂協(xié)議，以保障學(xué)生的安全和企業(yè)的利益不受損失。實(shí)習(xí)結(jié)束之后，學(xué)生為了得到學(xué)分，還必須從本學(xué)院找一位教師評(píng)閱實(shí)習(xí)報(bào)告和參加答辯，討論整個(gè)實(shí)踐情況。當(dāng)然，在實(shí)踐教學(xué)過程當(dāng)中，除了可以參考以上幾個(gè)方面，我們還應(yīng)注意選擇大型的正規(guī)的企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)，這不僅可以較好的保證學(xué)生的人身安全，也可以讓學(xué)生學(xué)到更專業(yè)更前沿的知識(shí);同時(shí)我們還應(yīng)該注重學(xué)生興趣和愛好的培養(yǎng)，興趣是學(xué)習(xí)的最大動(dòng)力。
二、國(guó)內(nèi)外大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)差別及其原因
著眼于世界，我們發(fā)現(xiàn)，美國(guó)，德國(guó)，英國(guó)，日本，澳大利亞等工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家，他們的高等教育尤其是工科教育水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他國(guó)家。這與他們本國(guó)的國(guó)情、教學(xué)理念、文化等因素存在著密切聯(lián)系。經(jīng)過此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，他們的工科實(shí)踐教學(xué)都具有以下幾個(gè)特點(diǎn):1、學(xué)生人數(shù)少，實(shí)踐教學(xué)資源充足，實(shí)驗(yàn)室隨時(shí)向?qū)W生和教師開放，而且學(xué)校會(huì)舉辦很多的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。2、社會(huì)對(duì)大學(xué)生的實(shí)踐實(shí)習(xí)活動(dòng)非常支持，保證學(xué)生有大量的機(jī)會(huì)去培養(yǎng)自己的實(shí)踐動(dòng)手能力。3、對(duì)學(xué)生理論知識(shí)的培養(yǎng)較弱，更注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。4、重視學(xué)生興趣和特長(zhǎng)的培養(yǎng)，從事研究的教師和學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)相對(duì)較高。以上幾點(diǎn)都是我國(guó)大多數(shù)高校所不具備的，其原因有多個(gè)方面:第一，高等工科教育受國(guó)情的制約和影響。雖然我國(guó)高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源比較完善，但由于學(xué)生人數(shù)多，就很難保證實(shí)驗(yàn)和教學(xué)質(zhì)量;同時(shí)，人數(shù)多也不便于學(xué)生和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的管理，所以我國(guó)大部分高校的實(shí)驗(yàn)室很難做到隨時(shí)向?qū)W生和老師開放，這種現(xiàn)狀導(dǎo)致的結(jié)果就是我國(guó)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和專業(yè)素質(zhì)普遍不如發(fā)達(dá)國(guó)家的學(xué)生。第二，我國(guó)高校的實(shí)踐教學(xué)得不到社會(huì)的足夠支持。一般的中國(guó)企業(yè)都不太愿意接受學(xué)生在其單位實(shí)習(xí)，其原因是多方面的:一是現(xiàn)在我們還沒有一套比較正規(guī)合作協(xié)議來保證學(xué)校和企業(yè)雙邊利益;二是學(xué)生實(shí)習(xí)必定會(huì)影響企業(yè)正常的生產(chǎn)工作，可能會(huì)損害企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。三是企業(yè)擔(dān)心自己的技術(shù)專利或科研成果外泄。第三，中國(guó)傳統(tǒng)的教學(xué)方式———灌輸式教學(xué)，雖然能夠使我們的學(xué)生有較高的理論水平，但同時(shí)也使我們的學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)的能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。
三、我國(guó)未來實(shí)踐教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)
雖然現(xiàn)在我們都配備了科學(xué)工具箱和學(xué)具袋，為教師準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料節(jié)省了時(shí)間和精力，但是教師們并不能將實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備的砝碼完全壓在工具箱和學(xué)具袋上。因?yàn)?，其中的材料有些?shí)驗(yàn)效果不明顯，有些甚至?xí)?dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。因此，我們?cè)趥湔n過程中要做到心中有數(shù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)材料要精挑細(xì)選。我們不要忽視學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中留下來的常識(shí)課的實(shí)驗(yàn)材料，只要是能在科學(xué)課上用得上的，就應(yīng)該選擇合適的材料對(duì)其進(jìn)行整理和修復(fù)，尤其是像酒精燈、燒杯、放大鏡、鐵架臺(tái)、溫度計(jì)、彈簧秤、水槽等實(shí)驗(yàn)材料，要好好保管，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)課中，發(fā)揮他們應(yīng)有的作用。例如，我在上《測(cè)量水的溫度》一課時(shí)，就充分利用了常識(shí)課留下來的燒杯、溫度計(jì)等實(shí)驗(yàn)材料，讓其在科學(xué)課中得到充分利用。其實(shí)，以往常識(shí)課教學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)材料，經(jīng)過整理后還是能在科學(xué)實(shí)驗(yàn)課中利用的，如簡(jiǎn)單機(jī)械實(shí)驗(yàn)盒、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)盒、物體沉浮實(shí)驗(yàn)盒等質(zhì)量較好的器材，實(shí)驗(yàn)效果比科學(xué)工具箱中的器材要好得多。因此，選用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)材料對(duì)我們有效開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)非常重要。
二、拓展實(shí)驗(yàn)材料的渠道，充分保障實(shí)驗(yàn)器材
1.用心對(duì)待，注意積累
科學(xué)教師首先在平日教學(xué)中要做一個(gè)有心人，隨時(shí)留意可作為科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的東西，不斷搜集和積累，同時(shí)，還可以調(diào)動(dòng)學(xué)生開展相應(yīng)的搜集活動(dòng)。例如，四年級(jí)下冊(cè)的《各種各樣的巖石》一課，經(jīng)過每次實(shí)驗(yàn)教師和學(xué)生的共同搜集，我們實(shí)驗(yàn)室中的巖石種類愈加增多；三年級(jí)的《養(yǎng)蠶》《種鳳仙花》單元，我們可以讓學(xué)生把整個(gè)“養(yǎng)”的過程，或每次微小的變化拍成照片或拍成錄像，通過收集、陳列學(xué)生的這些作品，可以為下一次教學(xué)提供豐富的資源。通過一輪輪的收集積累，以后科學(xué)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備就會(huì)變得輕而易舉。
2.動(dòng)手自制，替代不足
由于已有的實(shí)驗(yàn)材料并不能滿足每一項(xiàng)科學(xué)探究活動(dòng)的需要，部分探究活動(dòng)要求的實(shí)驗(yàn)材料根本難以在實(shí)驗(yàn)室中尋找到，這時(shí)就要求教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自行設(shè)計(jì)、制作實(shí)驗(yàn)器材了。例如，教學(xué)五年級(jí)的《金屬的熱脹冷縮》一課時(shí)，學(xué)校實(shí)驗(yàn)室里只有銅球可以用作研究固體的熱脹冷縮，這顯然難以讓學(xué)生信服實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。于是，我就在課前設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)新的教具。我把兩根靠在一起但沒有連在一起的鋁條接入簡(jiǎn)單電路中，利用酒精燈在兩根鋁條的縫隙處加熱，過了一會(huì)兒，學(xué)生驚奇地看到了小燈泡突然亮了的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這證明了鋁也有熱脹冷縮的性質(zhì)，而且燈泡的發(fā)光與否對(duì)學(xué)生眼球的刺激更大，學(xué)生實(shí)驗(yàn)起來更有興趣。
3.發(fā)動(dòng)學(xué)生，拓展渠道
關(guān)鍵詞 透射電鏡 實(shí)驗(yàn)課程 材料學(xué)科 體會(huì)
透射電子顯微鏡（Transmission electron micro-scope，TEM）簡(jiǎn)稱透射電鏡，是利用高能電子束作為照明光源對(duì)材料的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行高倍放大成像的大型分析設(shè)備，目前已廣泛應(yīng)用在各科技領(lǐng)域，是探索研究微觀世界的有力工具。借助于該設(shè)備，研究人員不僅可以表征材料的微觀形貌，還可以直接觀察到材料內(nèi)部的組織狀態(tài)和微觀缺陷，借助于電子衍射功能還可以分析材料的晶體結(jié)構(gòu)，因此，透射電鏡已成為材料研究不可或缺的一種測(cè)試手段。
武漢理工大學(xué)材料學(xué)科作為學(xué)校的重點(diǎn)學(xué)科，不可或缺的就是對(duì)材料測(cè)試方法的學(xué)習(xí)。隨著教學(xué)改革的不斷深入以及越來越多的學(xué)生對(duì)透射電鏡的需求，對(duì)本科生開設(shè)透射電鏡實(shí)驗(yàn)課程勢(shì)在必行。但在具體的教學(xué)工作中，存在一些棘手的問題，如不同學(xué)科所采用的制樣方式以及觀察重點(diǎn)都有所不同，而且由于透射電鏡作為一種大型儀器設(shè)備，結(jié)構(gòu)精密且操作步驟復(fù)雜，而實(shí)驗(yàn)課學(xué)生眾多，貿(mào)然進(jìn)行操作可能會(huì)出現(xiàn)操作不當(dāng)，引起設(shè)備不能正常運(yùn)行等。在這種背景下，如何在有限的教學(xué)中做到有的放矢，既讓更多的學(xué)生得到實(shí)踐的機(jī)會(huì)、學(xué)到更多的知識(shí)，又要確保儀器在使用過程中完好無損，就顯得非常重要。我們單位由于測(cè)試樣品種類比較廣泛，但大多集中在無機(jī)非金屬材料、金屬材料等樣品，需要涉及到低倍形貌的拍攝、高分辨電子顯微觀察和電子衍射的分析等方面。因此，我們針對(duì)材料學(xué)科特點(diǎn)，有針對(duì)性地開展教學(xué)內(nèi)容，包含樣品的制備、對(duì)透射電鏡結(jié)構(gòu)、原理和操作的了解以及圖像分析的掌握。
1 理論教學(xué)
透射電鏡結(jié)構(gòu)比較精密，操作相對(duì)復(fù)雜，如果每年讓許多學(xué)生都上機(jī)操作，且不能因失誤操作導(dǎo)致?lián)p壞儀器，教學(xué)難度較大。因此，在實(shí)踐教學(xué)之前，我們會(huì)首先要求學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的內(nèi)容，對(duì)透射電鏡有一個(gè)初步的了解。然后開設(shè)理論教學(xué)，向?qū)W生詳細(xì)地介紹透射電子顯微鏡的原理、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用、粉體和塊體的制備等理論知識(shí)，在接觸儀器之前提前講解儀器的操作步驟、特點(diǎn)及注意事項(xiàng)，并展示一些透射電鏡的圖像特點(diǎn)，希望學(xué)生對(duì)透射電鏡有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，并且可以認(rèn)識(shí)到透射電鏡與掃描電鏡、X射線衍射等其他測(cè)試方法之間的差別及聯(lián)系。這樣學(xué)生們?cè)谶M(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，已經(jīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有了充分的了解，可以減少不必要的失誤。
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)
2.1 儀器介紹及操作演示
帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入儀器房間之后，我們首先對(duì)于前期教學(xué)中介紹的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，重新針對(duì)實(shí)物強(qiáng)調(diào)一遍，加強(qiáng)印象。然后結(jié)合儀器本身，簡(jiǎn)單介紹一下儀器的結(jié)構(gòu)和原理，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚搱D片與實(shí)物結(jié)合起來，加強(qiáng)理解。最后，我們將儀器的操作步驟向?qū)W生演示一遍，其間結(jié)合理論中所介紹的一些原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行講解。
2.2 實(shí)踐操作
實(shí)踐操作是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中最重要的環(huán)節(jié)，針對(duì)不同的學(xué)科，需要調(diào)整其相應(yīng)的側(cè)重點(diǎn)，并演示相應(yīng)的典型樣品。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，我們分為三個(gè)部分來進(jìn)行。
（1）樣品的制備，包括銅網(wǎng)的選擇、粉末樣品的分散和制備、塊體樣品的切割、打磨、凹坑和減薄等。不同類型的樣品，拍攝要求不同，所選擇的銅網(wǎng)類型也不一樣，一般情況下要求粉末樣品分散均勻，濃度不宜過高，也不宜過低，而塊體樣品需要切割成直徑3mm的圓片，打磨至100%em厚，凹坑后再進(jìn)行離子減薄。
（2）針對(duì)學(xué)科特點(diǎn)，選擇既可以拍攝低倍形貌，也可以拍攝高分辨晶格相的樣品放入電鏡進(jìn)行拍攝。首先指導(dǎo)學(xué)生打開電子槍閥門，出現(xiàn)光斑后，對(duì)光路進(jìn)行合軸之后，尋找合適的樣品區(qū)域，拍攝清晰的低倍形貌照片以及高分辨電子顯微圖像，儀器和樣品條件允許的情況下，還可進(jìn)行電子衍射花樣的拍攝，同時(shí)在拍攝過程中穿行合軸的指導(dǎo)和樣品的解析。由于透射電鏡操作上的難度，學(xué)生很難在短時(shí)間內(nèi)完全掌握儀器操作，而實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限，因此，我們只要求學(xué)生對(duì)操作的整個(gè)過程進(jìn)行初步的掌握即可，如需獨(dú)立操作，可在后期參與專門的培訓(xùn)。
（3）針對(duì)圖像數(shù)據(jù)的處理。我們針對(duì)性選取一些有特點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)采用Digitalmicrograph軟件測(cè)量樣品的尺寸、晶面間距，學(xué)會(huì)樣品缺陷結(jié)構(gòu)的觀察以及電子衍射的簡(jiǎn)單標(biāo)定等，并布置相應(yīng)的圖片作業(yè)，希望學(xué)生可以在課后熟練運(yùn)用軟件，并利用晶體的理論知識(shí)與實(shí)際數(shù)據(jù)結(jié)果相聯(lián)系進(jìn)行分析和理解。
3 結(jié)論
透射電鏡的廣泛應(yīng)用，逐步對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高的要求，但又受限于其本身大型精密儀器的特質(zhì)，如何針對(duì)不同學(xué)校不同學(xué)科不同樣品，有側(cè)重點(diǎn)地開設(shè)教學(xué)課程，是個(gè)一直以來都在探索和改進(jìn)的課題。本單位針對(duì)測(cè)試樣品廣泛但集中在無機(jī)材料的特點(diǎn)，有針對(duì)性地開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程，不僅指導(dǎo)學(xué)生了解電鏡操作，還將理論課程中關(guān)于材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的W習(xí)融入數(shù)據(jù)解析，既有助于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)用性，也增加了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，對(duì)以后從事科研工作大有裨益。
參考文獻(xiàn)
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