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材料分析课堂教学改革问题探究

作者:代写论文 时间:2014-08-07 来源: 浏览:10320 次 字体大。

 一、课程体系和内容 
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  目前,传统的章节式教学方式越来越不能满足教学的需求,尤其是对于本课程,由于材料分析技术的不同章节之间相对独立,知识的连贯性不好掌握,在讲授过程中难免使学生产生知识的跨越,思维上的空白 [1 ]。因此,根据学生对知识的掌握情况,将整个材料分析技术的课程教学内容进行归类划分,归类的依据可按照分析的对象来划分,如分为:1. 结构分析。判断某种样品的晶体结构是体心立方、面心立方以及晶格参数等,根据这个待分析的对象,再去选择相应的分析仪器如X射线衍射仪、扫描电镜、透射电子显微镜等;2. 成分分析。判断某种材料是由何种物质构成,包括了定量和定性分析,可分析的仪器有X射线衍射仪、能谱仪、波谱仪等;3. 形貌分析。主要观察材料的表面形貌,所用到的仪器主要包括扫描电镜和透射电镜;4. 物化性能分析。分析材料的光学性能、电学性能、磁学性能等,所需要应用的是各类光谱能谱仪。以这样的脉络进行学习,目的性强,思路清楚,不至于让学生们的学习思路混乱,这个学习过程也是今后在解决实际科研问题时的思路。 
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  在教学大纲的框架内,教师应尽可能讲授各个重点和难点内容,但不应该仅仅局限于教材内容,应该结合当前材料科学的发展趋势,扩充介绍最新前沿的新材料的分析测试技术,如包括纳米材料等一些功能材料,如2013年美国加州大学洛杉矶分校成功研制出新型超级电容材料即一种合成的氧化铌,并证明其拥有稳定的储能和释能的能力?梢酝ü匝趸甑慕樯,让学生自行查阅相关的文献了解针对氧化物材料如何去制作样品,通过哪些分析仪器来测试,最后再进行总结,使学生拓宽视野,加深对分析技术的应用及其基本原理的理解与掌握,提高学习的积极性,从而提高科研能力和解决问题的能力。 
  二、教学手段和方法 
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  材料分析技术一课离不开对测试数据的处理和分析,即使学生掌握了材料分析测试的原理、仪器以及数据的采集,但最后拿到一系列数据却不会分析,这样也是徒劳无功的。如何能够熟练地操作虚拟的数据分析软件对以后解决具体的材料分析问题具有极其重要的作用。因此,在常规的教学手段中需要辅以数据分析软件的操作教学。 
  以X射线衍射仪为例,在学生们学习晶体X射线衍射时,必须要学会如何通过所测得的X射线衍射图来确定材料中的物相组成,那么就需要Jade软件来对数据进行处理。教师以动画形式向学生展示如何利用Jade软件将原始数据导入软件中,如何通过各项参数来搜索已知的PDF卡片等等。经过这些处理,才可能得到最终的物相分析结果。 
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  随堂展示实物道具,并不仅仅是多媒体动画展示,让学生们能够第一时间接触实物,可以加深学生的感性认识。实物道具是指教师做过的真真正正的一些样品、试验的辅助材料、小型工具等,而不是模型之类的教具,比如扫描样品、透射样品、德拜相机的底片安装。如在讲解透射电子显微镜样品时,教师可将自己科研过程中制备好的一些样品拿给学生们传看,以及透射电子显微镜用于支撑样品用的碳膜铜网,让学生真正体会到透射电镜样品的制作要求,同时介绍一些具体的操作规程。