案例教学法在材料分析测试方法中的应用

收藏 打印 发给朋友 发布者：邓丽萍，向红亮，刘 东，何福善

热度0票  浏览57次 时间：2021年6月18日 09:19

（福州大学机械工程及自动化学院，福建?福州?350108）

摘 要：材料分析测试方法是材料类专业一门非常重要的专业基础课程。案例教学法旨在激发学生对该课程的学习兴趣，对优化课程体系、改革教学内容、创新人才培养模式、提高人才培养质量具有深远意义。案例教学法可根据该课程的特点精心选择案例，显著提高教学质量。

关键词：案例教学；材料分析测试方法；教学质量

材料分析测试方法是材料相关专业的专业必修课

程之一，主要采用不同的现代先进分析技术讲授现代材料分析测试的原理、方法及应用，是研究材料成分、结构和性能的重要手段。本课程为学生毕业设计及开展相关研究检测工作奠定了坚固的基础。该课程内容较多、深度较大，涉及数学、物理等学科，是一门较为抽象的课程，而且课学时已被严重压缩，导致这门课被称为工科学习难度最大的课程之一。传统教学方法往往侧重课堂讲授，即便少课时的实验课也仅局限在观摩，学生很难从枯燥的理论学习中找到兴趣点，因而也不能真正理解和掌握相关知识点，最终导致学习效果较差。

案例教学法自开创以来受到越来越多人的关注，

它是以教学内容为主题，结合实际案例，并以学生为主体，通过课堂学习、案例讨论，激发学生兴趣，使其主动学习，培养学生理论联系实际、解决实际问题能力的一种教学方法。但是受到传统知识观、师生观和教学观的影响，很多案例教学的实施仍然以教师为主导，而忽略了学生的主导地位。工科专业的目标是培养专业相关工程技术人才，要求他们不仅要具备专业知识，还要能够将其应用于解决本专业的复杂工程问题中，包括设计实验、分析与解释数据，对专业工程问题进行预测和模拟等。这就要求相关人员具有高度的实践性，能够解决实际工程问题。显然，学生需要在工程学习中不断实践。案例教学的指导思想是以学生为主，教师为辅，教师在授课时要精心设计案例情境，深入浅出，引导学生主动思考，让学生身临其境进行讨论和动手操作。

案例教学法是以教学目标为核心，在教师的引导

下，让学生有兴趣地、主动地对案例进行分析讨论，并归纳总结，从而培养其创新能力、分析与解决问题的能力，使学生加深对课堂理论知识的理解的一种教学方法。因此，案例教学法是一种为学生着想，为社会负责的教学方法，是一种理论和实际结合匹配度更加的教学方法，它能够为当下社会输送更适合社会背景及发展需求的人才。材料分析测试方法是一门理论与实践“两手都要抓”的课程，要求教师不仅要在有限的学时中将枯燥的理论知识形象化，还要利用情境激发学生的学习兴趣，提高教学质量。本课程小组尝试将案例教学法引入该课程教学中，并在教学实践中不断总结和完善。

该课程以当下社会案例为导索，激发学生兴趣，

并从基本原理入手，引导学生利用理论分析实际问题，建立科学的分析问题理念。案例教学法适合该课程的特点，有利于学生通过案例理解原本枯燥的理论知识。

本课程要求学生针对材料的结构或形貌，采用合理的样品制备方法，选择适当的检测分析手段等，采用案例教学能够有效提升学生解决实际问题的能力。

一、案例教学法实施

（一）建立案例库

本课程涉及 X 射线衍射技术、电子显微技术、热

分析以及红外、紫外、核磁共振等现代材料观察分析手段的基本原理、操作方法及测试结果分析方法，是学生掌握物相分析、结构分析、形貌分析等材料研究方法的重要手段，能够为其打开材料微观领域的大门，在将来的科研和工作中能够正确地选择相关的研究和分析表征方法，能够看懂测试结果（图谱、图像等），并对测试结果具有一定的分析能力。本课程将从课程内容出发，编写典型的案例成库，体现目的性、生动性和启发性。这些案例可以是教材中典型案例，可以是身边发生的事件，也可以是虚拟案例，甚至可以是学生搜集的案例。

课程从材料分析测试方法基本原理入手，以近期

发生的相关热门实例为媒介，引导学生建立科学的材料分析理念，掌握不同分析方法的原理及应用，使学生能够通过查阅相关资料对测试数据进行分析，同时结合材料制备和加工工艺，对实验结果进行分析并得到合理有效的结论。

（二）更新教学方法和手段

材料分析测试方法课程内容有很多原理性的知识

点，同时介绍完每种测试方法后都有实践性操作，内容涉及较广，有数学、物理等，是一门多学科交叉课程。本课程传统的授课模式一般认为一些公式知道即可，不需要深入了解，因而较少涉及公式推导，实际上如果教师对这些与数学、物理相关的公式进行板书推导，一方面可以加深学生对公式背后的物理含义的深入理解，另一方面也可调动课堂气氛，引领课堂方向，增加师生间的互动；同时利用多媒体技术，教师也可通过动画、视频等来展示实验过程、测试结果等，甚至可通过搜集一些报废设备及相关零部件让学生更直观了解，结合课堂教师的讲解，对设备及其工作原理的认识和理解更准确和全面。

传统的讲授法通常以多媒体或者板书为主，虽然

这种传统授课方法可以确保课程知识的系统性和条理性，但缺乏学生的参与和讨论，学生学习的积极性和兴趣会受很大影响。案例教学法作为一种开放式、互动式教学方法，主要强调学生为主、教师为辅，激发学生的主观能动性，培养学生发现、分析并解决实际问题的能力。但是案例教学法在实施过程中，需要师生，尤其是学生进行现场讨论分析，找到解决问题的答案，而且答案也是多种多样的。一般一个案例分析就会占据大量的课堂时间，教师想要在有限的课时内完成教学任务是比较困难的，一定程度上不利于学生全面系统地掌握知识。因此教师要根据教学目标，选择典型案例，吸引学生兴趣，带动学生进入特定事件的“现场”，引导学生进行分析和决策，以保证按时按质完成教学任务。

（三）改革评价方式

传统的教学评价模式主要是考试分数，但是案例

教学法强调学生为主，鼓励学生讨论发言，因此学习效果大部分是体现在讨论和实践环节，显然传统的评价模式就有失偏颇。

本课程尝试过程评价与终结评价相结合，授课教

师根据学生在案例教学过程中各环节的表现给予适当的评价，如资料搜集、课堂陈述、分组合作、态度及积极性等情况，设计的方案、作业等也可作为评价因子，体现教学过程的重要性，降低单一的考试分数在评价体系中的权重。

二、案例教学法实施成效

（一）加强实践活动，提高学生解决系列问题的综

合能力

本课题将案例法引入材料分析测试方法课程内容，

以科学研究或实际工程问题为例，从中选取并加工成与课程内容相关的、典型的案例，引导学生针对特定问题选择适当的测试方法和样品制备方法，选择合理的测试仪器设备进行问题的分析和解决。学生在案例分析中，以自主分析为主，教师引导启发为辅，展开分组讨论，对各种分析方法的适用范围和分析内容有了更深入的认识和理解，同时也提高了综合分析和解决实际问题的能力。

（二）培养学生的创新意识和合作意识

根据实际问题设计的案例，往往包含多种材料分

析表征方法的运用，问题较为复杂，在分析和讨论中，学生往往需要主动发散思维，并以小组的形式展开讨论和合作，才能从各角度来分析案例，解决问题。在这个过程中，学生是主角，他们需要通过资料搜集筛选，展开初步讨论，然后将案例问题的解答及心得整理成文档，并在课堂上进行讲解。每组讲解后还需回答其他同学和教师的疑问。而这些过程，教师扮演了“导演”和“观众”的角色，教师引导、参与、听取和讲评，教师与学生之间，学生与学生之间互动，能够激发学生的灵感和创新思维。教师也可根据学生讲解的清晰度、专业度、生动性和成员的参与度及认真性进行评估。

案例教学法在该课程中的应用对任课教师也提出了更高的要求，教师不仅要具备扎实的理论基础，还要熟悉实际操作过程，并储备一定的案例，能够将实际案例与理论知识结合起来。

本课题小组成员在科研上长期从事材料制备及表

征方面的研究，在科研过程中积累了一定的真实案例，相对于教材中的案例，其新颖性、时效性更甚一筹。

另外，在经过多年的工作和生活后教师积累了一定量的生活案例，这些案例有来自对企业问题的实际问题、网络资料等，还有一部分案例来自教师精心设计的“故事”，这些案例集成案例库，并不断更新。在经历过几年的课堂实际操作，教师提出了一些建议：

一是本课程的任课教师，最好是一线科研教师。

这些教师在科研实践过程中积累的案例足以成库，并具有一定的操作经验，在案例实施过程中能够更细致观察学生的表现，适时给与指导和分析。

二是生活实事案例对学生的吸引力更大。比如，

电镜在珠宝鉴定方面，可检测出珠宝等饰品的纯度及属性；借助扫描电镜及能谱仪可以检测出 BB 霜中有效的防晒成分二氧化钛的含量，分析其防晒效果；在司法鉴定方面，扫描电镜与能谱相结合可对交通事故现场进行刮擦表面形貌和成分分析，为司法判决提供科学证据。这些专业课程之外的生活案例能够把学生带入事件“现场”，引起学生的好奇心，激发学生的学习兴趣，引导学生思考和分析，加深学生对教学内容的掌握。

三是案例教学法实施过程，学生是主体，教师是

引导者。教师要引导学生大胆思考和表达，但是也要注意将学生行云流水般的思维集中到课程相关内容上，并能做出归纳总结，同时要对学生的发散思维予以肯定和鼓励。

参考文献：

[1]??张新平，冯晓敏 . 重思案例教学的知识观、师生观与教学观 [J].

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[2]???谢晓专 . 案例教学法的升华：案例教学与情景模拟的融合 [J]. 学位与研究生教育，2017（1）：32-36.

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