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材料类研究生综合实验能力教学改革初探
作者：高 伟 胡文涛 肖福仁 傅万堂
[关键词]研究生，教学改革，综合实验能力。
[中图分类号]G643.2[文献标识码]A[文章编号]1005-4634(2008)04-0350-03
0引言
研究生教育作为高等教育的重要部分，是培养高层次专业人才的主要途径。研究生是目前参与和推动我国科学研究与技术发展的重要力量，其知识创新能力与科研实践能力的培养对于提高研究生的业务素质至关重要。
燕山大学材料学院拥有透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及多套先进的分析检测设备，其中10万元以上设备有40余台，承担着许多国家级、省部级以及企业委托的重大项目，并取得了一批在国内外较有影响的研究成果，已经具备较好的培养研究生的客观条件。分析检测设备的先进齐全与配套，青年学者既是教授又是设备使用专家是其最主要特色。燕山大学材料学院多年来一直非常重视研究生教育，鉴于目前研究生渴望更多地利用学校科研资源，且提高自身综合实践能力意识强烈，结合建设科研型学院的目标，积极探索提高硕士生培养质量的新途径，开展了旨在培养提高研究生综合实验能力的实践教学改革。
1教学改革的内容
1.1课程设置的目的与目标
笔者在研究生教育中提出“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的目标。合格的工科类硕士研究生应具有较宽的专业基础知识、很强的科研实验技能，掌握先进的分析测试技术，有创新意识，科研水平高。因此，为配合研究生公共实验基础教学改革，燕山大学材料学院在2004年的学院学术委员会上讨论并通过了试办一门针对硕士研究生的专业实践课的教学改革方案。由于本科阶段已经学习过晶体学及X射线衍射学课程，所以该课程设立的重点不是基础理论而是设备的实际操作技能训练。
1.2教学安排
这次教改增加的实践课程是《晶体结构分析仪器与实践》，总共18学时，1学分。燕山大学材料学院拥有两台日本理学D/max型X射线衍射仪，因此，该课程在实验室结合设备讲解。开课时间是在硕士研究生第一学期，以便学生能够尽早掌握设备操作方法，开展相关课题研究。
1.3改革方法
《晶体结构分析仪器与实践》主要是对X射线课程进行大胆创新，通过课程建设使研究生掌握X射线衍射分析基本原理、基本计算方法和衍射仪的基本操作方法，能够独立装、卸试样，并根据不同的实验目的设计调整实验参数，学会对物相分析、点阵参数测定等实验数据进行分析处理。与传统教学的区别在于重点强调实践能力培养。燕山大学材料学院采取互动式教学模式，建立一种帮教链，由教师集中授课一、两次，讲解工作原理、基本操作规程和操作注意事项，然后将学生分组，并且先重点培养骨干学生，再由他们去带其他组的学生，循环帮教，这样不但大大增加研究生亲自操练设备的机会，而且也使教师与实验教师得以从繁重的教学实验中解脱出来，从而把更多的精力用于指导学生或者深入挖掘设备潜力方面，同时也摆脱了过去那种学生提供试样索取结果的被动学习模式。
2教学改革实施效果
2.1课程选修率
这次教学改革始于2004级的研究生新生。当年共招收硕士研究生58人，44人选修该课，选修率为76％。2005年招收硕士研究生50人，41人选修该课，选修率为82％，另外环化学院的9名硕士生也选修了该课。2006年招收硕士研究生53人，48人选修该课，选修率达到91％，同时理学院的3名硕士生也选修了该课。此外，每次开课都有多名博士生旁听这门课程。
2.2结课率、优秀率
2004级硕士生正式选课44人，2005级研究生正式选课的50人，2006级研究生正式选课的51人，全部修完该课并顺利通过考试。教学过程中同学们保持了高涨的热情和充沛的精力，2004级研究生中取得了1人95分、13人90分的成绩，2005级研究生中平均成绩达到了85分，2006级研究生旁听人数最多。大家普遍反映这种尝试学得快、记得牢、有实效，并希望充分利用学院的人力与设备方面的有利条件继续开设其它大型仪器设备的实践教学课。
2.3指导本科毕业设计
通过这次研究生实践教学改革，使选修该课的研究生基本掌握了X射线衍射仪的实际操作及数据分析方法，并协助各自的指导教师指导本科毕业论文。材料学院2005年和2006年本科毕业生分别为222人和179人，其中与晶体结构分析实验相关的同学都得到了这些研究生的指导与帮助。
3关于研究生实践能力培养与管理模式的 若干思考
材料学院大型仪器都有专门技术人员和责任专家共同负责，从而保证了实验设备的正常运转与维修，这也为该项教学改革工作提供了强有力的保障。
研究生在上机测量及处理数据过程中会遇到各种各样的问题，实验室教师给予热心辅导和细致解答，从而保证了实验的顺利进行。为获得样品更多的信息，实验室教师建议研究生要具体问题具体分析，针对不同的样品要采取不同的测量方式，例如对于薄膜样品，应采取掠入射的扫描方式，这样既可以增强薄膜的衍射强度，又能够减少基片的影响。
为保证研究生上机实验的连续性，实验室教师经常延长工作时间；为使研究生能够更好的掌握软件的运用，实验室主管教师利用业余时间讲解软件的使用方法；由于实验室的仪器有大量自有技术，实验室教师具有一定的维修能力，研究生在实验过程中，机器出故障时，教师能够及时排除故障，保证了实验的顺利进行。
在考试方法改革方面，研究生阶段的教学方法与考试方法均与本科生阶段有很大的不同。本科生阶段主要强调基本知识和基本训练，而研究生阶段更强调素质和能力的培养。包括动手能力、科研实践能力、实践中运用理论知识解决实际问题的能力、相互合作能力和总结表达能力等。像本科生那样只进行笔试已经不适合对研究生诸多能力的考核，尤其是实验课程。近几年的改革实践表明，必须不断修改教学内容，始终坚持培养研究生的科研实践和创新能力这一目标。
燕山大学材料学院所给出的考核方式是以单个或者一组同学为对象，由导师给出相应的课题，由学生独立或者协调合作完成整个实验设计、实验实施、实验记录的过程，对多个大型精密仪器联合运用，比如利用Gleeble3500热模拟实验机、JEOL2010透射电镜、X-射线衍射仪等设备的一系列操作，写出详尽的实验报告，争取发表优秀论文，最后由教师考核整个实验过程的科学性和严密性，给出成绩。
4结束语
课程改革是一项系统工程，除了教学内容、教学方法的改革与探讨外，还必须更新教育观念，强调教学效果，建立一套针对材料实践课程特点的教学体系。今后燕山大学材料学院也将不断地关注全国其它院校材料学科实验课程改革发展动向，为不断提高研究生的实验研究技能而努力。