以分组式反馈教学法,推进大型实验仪器设备开放共享

　　摘要：当前，在《材料现代分析方法》课程实验教学中，对学生开放大中型仪器还处于探索阶段。文章探讨了现代大型仪器设备开放共享的教学方法改革，以及创新的基本思路与建设内容，不断完善和创新现行的管理制度和教学方法，使大中型仪器这种高端教学资源在本科教学中发挥更大作用。
　　关键词：分组式反馈教学；大型试验仪器设备；开放共享
　　中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1671-0568（2014）17-0052-02
　　基金项目：本文系徐州工程学院教学方法改革课题“以分组式反馈教学法推进《材料现代分析方法》课程大型实验仪器设备开放共享”（编号：JXFFGG1327）的科研成果。具有测试精度高、速度快、自动化程度高等优点的现代化大型仪器设备是高等学校从事教科研的重要物质基础，借助其水平优势，利用其最新技术手段，创建出特色教学，以推进学科建设及学校的科学研究工作是当今高等学校的重要任务。
　　一、目前大型仪器设备使用中存在的问题和制约因素
　　当前，高校在大型仪器设备的使用和共享中，存在着利用率低、使用效益差、管理封闭分散、开放共享程度不够等现象，究其原因主要有：
　　1.设备购置前缺乏充分的可行性论证。只考虑本单位使用上的便利或某个科研课题的需要，没有从购置角度上为设备的使用和共享把好关，致使设备重复购置或闲置不用而造成浪费。
　　2.共享力度不够。缺乏有效的设备共享平台体系，大型仪器设备分散管理、封闭使用、共享信息不通畅，导致利用率不高的现象相当严重。
　　3.运行管理机制不健全。设备管理和共享的规章制度、组织机构不健全，仪器设备的效益评估体系、激励政策缺失，无法保证使用和共享的效果。
　　4.对大型设备运行维护的重视不够。仪器设备的运行维护经费明显不足，而且只重建设不重维护，同时欠缺一支高水平的管理技术队伍，这些都严重阻碍着效益发挥和共享成效。
　　二、《材料现代分析方法》课程大型实验仪器设备开放共享教学改革的基本思路
　　1.构建仪器开放平台。大型仪器设备是高等院校实验的重要手段和教学、科研资源。近几年，材料专业利用重点学科和重点实验室建设等资金引进了大型仪器设备并建立了分析测试中心，基本满足了教科研的需要。如何利用实验室高端实验设备来提高本科生的实践创新能力，是高校实验室建设的难题之一。集中管理大中型仪器，构建仪器开放平台，健全网络化教学管理与服务系统，扩大优质教育资源的受益面，提高大中型仪器设备的使用效率，是《材料现代分析方法》课程大型实验仪器设备开放共享教学改革的基本思路。
　　2.完善管理制度。大型贵重仪器对学生开放使用，要解决两个主要问题：确保实验室的安全和保障大中型仪器处于良好的运转状态。完善的管理制度、健全的网络化教学管理与服务系统可以保证实验计划的顺利实施，减小对仪器的损伤。
　　3.改革教学内容和教学方式。
　　（1）实验内容创新，强化实践能力培养。长期以来，《材料现代分析方法》课程实验教学内容较多地局限于对理论知识的验证，难以激发学生对课程的兴趣，造成学生对实验课程重视不够，认为实验对自己能力提高不明显，因而采取应付态度。随着大型仪器设备开放平台的建立，本着“培养全面发展的具有创新精神的人”的办学理念，《材料现代分析方法》课程开设了8项综合性实验，结合材控科研方向和特色，突出材料学科的核心内容和特点，设计了集合制备—结构表征—性能测试为一体的综合性实验。另外，还可以用科研成果充实更新实验教学内容，与时俱进，对教学内容进行动态增减，以获取更好的教学效果。
　　（2）采用分组式反馈教学方法，实施开放式的指导过程。由于大中型仪器数量少，综合实验的教学采用小班化分组教学，每班人数为12人左右。传统的实验指导由教师统一详细讲解，学生只是被动地完成实验。采用分组式反馈教学方法，在开放的指导过程中学生提出实验方案，教师审核把关通过后，学生自己完成整个实验。实验过程中，教师认真观察学生的操作过程，对操作中的错误问题组织小组讨论和交流，并据此调节解答的重点方向，开展补偿教学，以及对下一步试验教学进行及时调整，使教与学达到和谐统一。这样，学生既可接触先进的实验技术，又能提高动手能力，以及发现问题、分析问题的能力，为创新型人才的培养打下扎实的基础。
　　三、《材料现代分析方法》课程大型实验仪器设备开放共享教学改革的建设内容
　　1.课程体系的建设。《材料现代分析方法》课程的理论性与实践性较强，我们在课程体系上进行了较大的调整，课堂理论教学内容包含4部分：普通光学金相显微镜、X射线衍射分析、扫描电子显微镜、其他显微分析方法的最新发展和应用。课程的实验教学时间大量增加，内容与课堂教学相匹配，细分为4部分：普通光学金相显微镜分析技术、X射线衍射分析技术、扫描电子显微镜分析技术和能谱仪显微分析技术，加大现有仪器设备的教学比重，减少或删除不重要的仪器设备的教学内容，提高教学质量和实践效果。
　　2.课堂教学的建设。《材料现代分析方法》教学必须适应当今电子显微分析仪器设计不断更新及其分析水平不断提高的时代背景，授课教师必须具有扎实的基础知识和宽泛的知识面，必须及时掌握电子显微分析的发展动态，了解扫描电子显微分析前沿的最新研究成果。为此，我们每年组织授课教师参加中国电子显微学会的学术交流，并加强与国际一流专家的学习交流。支持教师考取多项大型分析仪器的使用培训证书。另外，大中型仪器设备的教学应该与现代化教育技术相结合，采用多媒体教学与网络教学模式。例如，介绍最新的扫描电子显微镜动态观察分析时，用加热动态摄像和拉伸动态摄像生动地再现了加热或拉伸过程中材料组织结构的实时变化，使学生不仅了解了电子显微镜的动态观察功能，还进一步加深了对材料在温度变化过程中和受力状态下的组织结构变化的理解。
　　3.实验教学的建设。实行课堂教学与实验教学相结合，基础理论学习与仪器设备的实际操作技能训练并重。在本课程实验教学改革方案的设计中，需要有效利用现有的扫描电子显微分析仪的资源，合理安排实验时间，使学生有足够的实验和基本训练时间。同时，还应进一步完善培训上岗和自行上机测试制度，使学生真正掌握用扫描电子显微分析仪观察分析各种样品，提高动手能力和分析能力。
　　4.考试环节的建设。考试是学校检测和评价教学质量、学生学习效果的主要途径之一。笔者认为，本课程考试方式应有所改进，将考试分为两部分：理论部分和实验部分。在理论考试方面，学生可以充分利用学校数据库查阅相关资料，每个小组通过查阅资料形成独特的思路，并作PPT学术报告；在实验考试环节中，学生必须完成独立装、卸样品，选取现场，进行分析等一系列基本操作，并根据不同的实验目的设计调整实验参数，对未知样品进行较为准确地分析测试，最终出具分析报告。这种理论与实践结合的考试方式，使学生的动手实践能力、独立分析解决实际问题的能力、查阅并运用资料的能力及归纳总结能力均能得到较好的锻炼。
　　
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　　（编辑：易继斌）