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　　[摘要]在教学过程中培养学生知识演绎式分析测试思维模式是我校本科教学改革的一个重要方向。本文在基于传统渐进式教学的基础上，结合材料学分析方法专业的特点，以引导讨论和演绎的方式组织和推进教学进程，对融合知识演绎教学模式的教学内容、教学方法和课后互动等方面的教学改革进行深入探讨。

　　[关键词]知识演绎式;教学模式;材料科学

　　材料科学分析方法是针对我校材料学院材料科学与工程专业以及高分子材料与工程专业本科生所开设的一个重要的材料科学方向，主要目的是让学生熟悉和掌握本领域各类常用材料分析手段的基本原理，并熟练应用这些测试手段和分析结果来对材料的宏观微观组成、结构以及性能进行研究，对学生专业知识结构的搭建起到承上启下的作用，是材料和高分子学生专业培养中不可或缺的一个重要环节，可为学生未来在材料领域进一步深造、或从事相关专业技术工作提供良好的专业基础。材料科学分析方法课程主要包括结构分析、成分分析、性能分析以及显微分析四大模块，共涉及十几种重要的材料相关表征仪器，在学习过程中对学生知识体系的全面性要求比较高。同时，该课程覆盖面广，教学内容繁多，相互关联性差，学生也反映大部分教学内容难以理解，很难真正活学致用。现代材料分析测试手段近年来发展迅速，分析测试方法也在不断的完善过程中，对材料领域专业技术人员的基本素养也提出了更高的要求，教学过程中刻板的知识讲授模式已经不能满足现在日益发展的人才培养需求。从材料科学分析方法教学出发，结合知识演绎式教学模式，使得学生能从根本上理解分析方法的*基本测试依据，并依此灵活组织测试，合理分析测试结果并评价被分析材料的基本性能;培养知识演绎式分析测试思维模式。本文将深入的探究了在传统的渐进式教学基础上，增加知识演绎式教学模式，开展《材料科学分析方法》课程的教学改革：从材料的测试需求和内在性能本身出发，结合以往的基础先修课程相关内容，以引导讨论和演绎的方式推进教学进程。

　　1知识演绎式材料科学分析方法教学模式的目的与意义

　　培养知识演绎式分析测试思维模式，使得学生能从根本上理解分析方法的*基本测试依据，并依此灵活组织测试，合理分析测试结果并评价被分析材料的基本性能，提升学生的综合性专业素养，提高材料、高分子专业学生未来从事创新型科学研究以及相关专业技术工作的竞争力，是材料科学分析方法教学一个主要目标。迄今为止，材料科学分析方法相关的参考书籍以及课程组织形式主要采取的是相对传统的渐进模式，即针对某一特定的测试手段，首先讲述该测试手段所用仪器的结构以及基本测试原理，接下来讲述该测试的影响因素，*后举几例典型的材料分析实例来加强学生对该测试方法的理解，大多数学生感到课程枯燥，很难提起学生的求识兴趣;即使是学生能被动性的接受课程教学内容，也很难发散性的掌握该测试方法的精髓，在实际材料分析过程中不会组织用哪种分析方法，不了解不同分析方法测定同一性能参数的测试原理差异以及产生数据差别的原因。在传统的渐进式教学基础上，我们在改革过程中增加了知识演绎式教学模式，开展《材料科学分析方法》课程的教学改革：即从材料的测试需求和内在性能本身出发，结合以往材料合成制备、材料加工工艺、材料物理化学性能等先修课程，以引导讨论和演绎的方式组织和推进教学进程，增加教学课程的趣味性，增强学科课程之间的相互联系，加强学生对材料分析方法的理解与应用能力。以实现在实际的教学过程中，充分培养学生合理分析测试结果并评价被分析材料的基本性能，提升学生的专业素养以及实际应用的能力。

　　2知识演绎式材料科学分析方法教学的方案与特点

　　基于以往专业基础知识的积累，我们创新地以材料分析测试需求为导向，结合材料的测试需求和内在性能本身，采用引导讨论和演绎的方式推进教学进程，使学生能从根本上理解分析方法的*基本测试原理，并依此灵活组织测试，科学合理地分析测试结果并评价被分析材料的相关基本性能。这种方法不仅调动学生的学习积极性，将所学的专业基础知识与本课程有机结合，并有效组织所需材料分析测试方法，更有利于学生对于材料制备、组成、成分、结构以及性能调控以及分析方法的实现全面理解，充分的实现了理论与实践相结合的效果。不同于传统《材料科学研究方法》参考书籍以及课程组织中相对刻板的渐进式教学模式，我们创新型的提出以材料分析测试需求为导向，利用以往专业基础知识的积累，从材料的测试需求和内在性能本身出发，以引导讨论和演绎的方式推进教学进程，使得学生能从根本上理解分析方法的*基本测试依据，并依此灵活组织测试，合理分析测试结果并评价被分析材料的基本性能。这种方法将会调动学生的学习积极性，将所学的专业基础知识与本课程有机结合，并有效组织所需材料分析测试方法，有利于学生对于材料制备、组成、成分、结构以及性能调控以及分析方法的实现全面理解。

　　3知识演绎式材料科学分析方法教学模式的实施

　　3.1知识演绎式教学模式的更新以及知识演绎式教学效果保障

　　组织和编写适合的新教案，是解决本问题的关键。现有的材料科学分析方法相关的参考书籍以及课程组织形式主要采取的是相对传统的渐进模式，一般是按照介绍原理-观摩仪器-测试方式-影响因素-实例分析这样的思维定势来讲授的，需要在此基础之上构建材料测试需求导向的全新讲授方式：即由性能测试指标分析-选定材料性能参数-组织分析测试方法-分析结果讨论等反向演绎式教学模式。除了针对教学过程中教案的更新以外，教学课程以后的互动活动对保障教学效果也起着重要的作用。鉴于此，通过Blackboard课程空间以及微信课程群等课下互动方式，通过设计新的习题，不定期展开话题性讨论，增加实践设计等模块，来充分保障课程教学效果。

　　3.2具体实施方案

　　针对《材料科学分析方法》课程中涉及到的十几种分析测试方法模块化(结构分析、成分分析、性能分析以及显微分析等)，建立测试模块内部之间分析方法之间的内在联系与区别;并且除了课程中介绍各类分析测试方法的测试原理之外，新增典型材料合成制备、材料加工工艺、材料物理化学性能等测试需求与测试指标分析;利用启发式，反相演绎式教学方式引发学生思考和讨论，引导学生由测试需求，选定特定的测试指标，灵活选择与组织分析测试手段，并合理分析测试结果。具体到实施实例，如：如何分析高分子材料的化学改性过程是否顺利进行?针对此问题，可引导学生作如下分析：如果化学过程顺利进行，对高分子材料几个方面发生的变化进行分析，确定测试指标：(1)化学成分、组成;(2)分子量;(3)基团组成与元素价态;(4)显微结构等。在明确对应的测试指标以后，归纳此分析测试需求可能主要集中在材料成分以及显微分析模块中。其中，化学组成产生变化，元素的化学环境改变，即可以采取核磁共振分析;分子量的变化可以用质谱分析，凝胶渗透色谱分析，高分析溶液黏度分析;高分子材料元素基团改变以及元素价态改变可以利用红外光谱以及光电子额能谱表征;C，H，O，N，S等各元素相对含量的变化可以用元素分析手段;涉及材料微观形貌的变化的，可以采用响应的显微分析，如扫描显微镜，投射显微镜等等一系列表征测试手段。具体实施实例二：如何表征高分子材料的结晶度?与上述实例类似，利用启发式，反相演绎式教学方式引发学生思考，确定测试指标与测试方法：相同的聚合物样品结晶度不同的情况下，有如下的性能参数区别：(1)熔融热焓，(2)晶体结构，(3)密度，(4)晶带。推测该测试需求主要归在结构和性能模块。引导学生归纳以上的理论知识，并将其渗透到《材料科学分析方法》所讲的测试理论中，通过反推演绎的方式得出结论：(1)熔融热焓的变化可以通过热分析的方式来表征，结晶度不同，熔融峰大小，峰形不同，熔融峰积分面积不同。(2)通过广角X射线衍射表征聚合物的晶体结构探知结晶情况。(3)密度测试法获得结晶度大小。(4)通过红外光谱中的特定晶带吸收峰大小，判断结晶度。*后通过各种测试手段的测试原理差别，分析所得测试数据有一定偏差的原因。通过前期的文献调研以及实际的课堂实践，我们发现学生上课的活跃度明显提升，对课程体现出很强的兴趣，对于课程的接受度也有的较大的提升。学生反馈经过该教学模式的改革，明显能提升专业课程群之间的知识连结，增强学生对于专业知识的理解程度与灵活应用能力，教学效果良好，证明该课程改革具有很强的可实施性。

　　4知识演绎式材料科学分析方法教学模式的总结

　　通过组织和编写适合的新教案，即基于材料测试需求导向的全新讲授方式：即由性能测试指标分析-选定材料性能参数-组织分析测试方法-分析结果讨论等反向演绎式教学模式，在课堂上明显展示出更多的优势，更能吸引学生的注意力，师生互动性明显增强。Blackboard课程空间以及微信课程群等课下互动方式充分保障了知识演绎式教学效果。这种新型的课下互动方式，通过设计新的习题，不定期展开话题性讨论，增加实践设计等模块，不仅针对特定的课题增进了学生间的交流，更保障了课程教学的效果。

　　参考文献

　　[1]王鉴，田振华.从演绎到归纳：教学论的知识转型[J].教育理论与实践，2013，4：45-48.

　　[2]黄燕.“由知识演绎技术”转变为“由技术归纳知识”——项目教学法在高职课程中的应用[J].中国高教研究，2009，6：77-78.

　　[3]周长海，刘爱莲，梁刚，等.专业认证背景下现代材料分析方法课程的建设与改革[J].黑龙江科学，2020，15：32-33.

　　作者：万学娟 汤皎宁 单位：深圳大学材料学院

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