材料化学教学

材料化学教学（精选12篇）

材料化学教学 篇1

精细化学品广泛应用于国民经济各个行业中,起到提高质量、节能、降耗和改善人民生活等重要作用,是当今世界各国竞相发展的重点和热点[1]。本世纪初世界主要发达国家的化学品精细化率已达到60%以上[2]。我国化学工业长期处于粗放发展模式,化学品精细化程度较低。目前,在国家产业升级和供给侧改革政策的引导下,化学工业正迅速向精细化工转型,因此需要大量具有精细化工专业技术的人才。

贵州师范大学为了适应社会对精细化工人才的需求,在材料化学专业开设了精细化学品化学选修课,课程总学时数36个。由于精细化学品种类较多,涉猎广泛,文献知识极为浩繁,如何调动起学生的学习兴趣,并在较短的学时数内让学生牢固地掌握内容庞杂的精细化学品知识,是值得我们思考和探索的课题。

为了提高精细化学品化学课程的教学质量,我们按照学校制定的材料化学专业人才培养方案,着力从三个方面对教学改革进行探索,包括课程内容选择、教学方法改革和考核方式改革。在课程内容上优先讲授与专业紧密相关的知识点,同时体现学科发展前沿动态;在教学方法上将多媒体演示的案例式教学法与学生授课教学法相结合;在考核方式上将生产实践论文、平时成绩和期末考试成绩列为同等重要的考核内容。通过以上教学改革措施,充分激发学生的学习热情,培养学生的创新能力,为我国的精细化工行业培养综合素质优良的人才。

1 课程内容选择

科技的发展和人类生活水平的不断提高带动了精细化工的迅速发展,发达国家的精细化学品品种已经超过30个大类,主要包括表面活性剂、药物、农药、涂料、染料、香料、食品添加剂、化妆品、水处理剂、合成材料助剂、石油化学品和皮革化学品等[3]。精细化学品不仅种类丰富涉及领域广泛,且每类产品又包括结构、性质、制备方法和应用范围等多个部分,使现有的精细化学品化学教材内容庞杂。因此,必须在有限的课时里根据专业培养目标对课程内容进行选择,才能达到满意的教学效果。

我们以闫鹏飞等主编的《精细化学品化学》第二版作为教材,针对材料化学专业的特点,优先讲授与其紧密相关的表面活性剂、涂料、稀土材料等章节。例如,第二章表面活性剂,由于其在各种精细化学品的生产加工过程中作为基础原料被广泛应用,授课时除了要着重讲解表面活性剂的结构特点和由此产生的表面张力降低、润湿作用、乳化作用等特殊性能外,还要让学生掌握表面活性剂的分类、合成工艺和应用范围,以便为接下来的课程学习打下基础;第五章涂料,主要讲授涂料的分类、合成方法和适用范围,要求学生掌握醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂等几种重要树脂涂料,并与学生共同探讨涂料的现状和发展趋势。对于与生活紧密相关的药物及中间体、食品添加剂、化妆品等章节,着重讲授学生感兴趣的知识。例如,第九章化妆品,女同学很感兴趣,可以选取护肤品、抗粉刺化妆品、美发产品等内容进行讲授。对于教材中的剩余章节,鼓励同学们课余时间自学。另外,我们积极进行与课程相关的文献调研,为学生开设精细化工新材料和新技术专题研讨课,比如纳米技术在阻燃材料中的应用研究进展[4],壳聚糖及其衍生物负载过渡金属催化剂在有机反应中的应用进展[5],吸波材料研究进展[6]等,力求反映精细化学品化学科研发展的最新动态。

2 教学方法改革

建立在多媒体基础上的填鸭式教学法是我国高校目前主要的教学方法,这种多媒体灌输式教学法解决了精细化学品化学课程涉及知识繁多的问题,老师可以方便地通过幻灯片将精细化学品的分类、性质、功能和合成方法等内容展示出来,但在较短的课时内灌输大量的知识信息容易让学生应接不暇,难以掌握课程重点,同时极大地扼杀了学生的创造力。因此,需要对现有的教学方法进行改革来提高课堂教学质量。

近年来,国内诸多高校和培训机构对案例教学法进行了实践,取得了良好的教学效果。案例教学是指在教师的指导下,再现案例情景,引导学生对特殊情景进行讨论,以提高学生灵活运用知识能力的一种教学方法[7]。我们从生产生活中选取与课程知识密切相关的经典案例,利用多媒体对每个案例进行充分展示和讲解。例如,第二章表面活性剂,为了让学生对表面活性剂的两性结构有深刻认识,可以讲述洗衣服时的洗涤去污过程。首先洗衣粉的亲油端插入污渍中,同时亲水端分布在水相中,接着污渍因表面张力改变而发生变形,最后污渍受水流剪切力的作用离开衣服表面实现去污。第三章药物及中间体,可以介绍沙利度胺事件,使学生加深对映体异构体的药理作用和手性药物合成路线的理解和记忆。第四章农药,可以讲述英国化学家迈克尔发明第二代超高效拟除虫菊酯的故事。迈克尔课题组通过解决了拟除虫菊酯对光不稳定问题,完成了第一代拟除虫菊酯(仅用于室内防治害虫、牲畜体外寄生虫和贮粮害虫)向第二代拟除虫菊酯(可用于农林害)转变,成为农药发展史上的光辉篇章。第五章涂料,可以介绍世界上最先进战斗机的隐形性能在现代化战争所发挥的作用,引导学生主动了解涂料的高分子结构结构与性能的关系。第八章食品添加剂,可以介绍瘦肉精事件,使学生了解滥用添加剂的危害,对食品添加剂使用范围有深刻认识。上述案例使学生关注精细化学品与人类生产生活的关系,认识精细化学品的重要性,激发学生的求知欲。

贵州师范大学图书馆拥有丰富的藏书和各种专业数据库,学生入学后便开始在图书馆接受系统的图书文献检索技能培训。材料化学专业的精细化学品化学课程安排在大学四年级第一学期,经过前三年的学习,学生已具备熟练的文献资料查阅能力。在此基础上,我们在教学过程中还尝试了学生上台授课的教学方法。在学期初开课之前,将精细化学品化学每章的重点印发给学生,要求每个学生独立查阅文献资料备课。每节课随机抽取学生,用10~20分钟上台授课,讲解本章节的知识点,讲完后授课学生与台下同学进行互动讨论,最后由授课教师进行点评。通过学生授课教学法不仅提升了学生的学习效率,还培养了学生独立思考问题和语言表达的能力。

3 考核方式改革

精细化学品化学课程传统考核方式分为两部分:平时成绩30%,期末考试成绩70%。平时成绩以出勤率、课后作业情况和回答问题表现作为考核内容,但由于精细化学品化学课时较短,平时成绩的考核往往难以实施。期末考试成绩采用闭卷考试决定,由于期末考试成绩所占考核比重较大,容易造成学生平时不听课,考前突击复习,考后迅速遗忘的不良现象。因此,有必要对传统考核方式进行改革。

根据贵州师范大学材料化学专业的培养方案,我们将精细化学品化学课程的考核方式分为三部分,生产实践论文30%,平时成绩30%,期末考试成绩40%。材料化学专业的学生在学期前九周要参加社会生产实习,实习完成后才回到学校进行专业理论课的学习。针对学生参加化工厂生产实习的培养环节,我们在精细化学品化学的课程考核中增加了生产实践论文部分,要求学生必须将工厂实习经历和精细化学品化学课程内容相结合进行论文的选题和写作,使学生能巩固课程知识并总结生产实习经验。比如,今年有学生在贵阳某电子材料有限公司的超细功能陶瓷粉体生产线实习,该生便可以将实习经历与教材第十一章中的精细陶瓷部分内容结合,从产品的性状、生产工艺流程、产品用途以及其在生产操作中所遇到的问题等方面入手撰写生产实践论文。对于平时成绩部分,我们以学生在台上授课的表现作为考核指标。每个学生授课完毕后,任课教师根据学生授课质量和互动讨论情况进行现场评分。对于期末考试成绩部分,我们不仅将其所占考核比重降低至40%,而且将试卷题目全部改为主观题,从而避免学生平时学习时对理论知识死记硬背。

通过对精细化学品化学课程考核方式的探索性改革,使考核方式更侧重于对学生平时学习情况的考察。同时,生产实践论文考核部分还将课程理论知识与生产实际相联系,为材料化学专业学生将来就业打下了基础。

4 结语

精细化学品化学是一门内容庞杂且知识更新较快的专业选修课,学生在学习过程中不容易掌握课程核心知识。我们结合材料化学的专业特点,从课程内容、教学方法和考核方式三方面对精细化学品化学课程进行了教学改革探索,提高了学生的学习积极性,使学生能将理论知识与生产生活实际相结合,从而培养出知识、能力、素质协调发展,具有创新能力的精细化工行业人才。

参考文献

[1]闫鹏飞,高婷.精细化学品化学[M].北京:化学工业出版社,2013:1-7.

[2]孙昌民,李育佳.试论21世纪我国精细化工发展趋势[J].化工时刊,2001,15(7):12-14.

[3]孙德帅,张晓东,刘馨,等.“精细化学品化学”专业课教学改革探索与实践[J].化学教育,2014,35(12):17-19.

[4]马海云,宋平安,方征平.纳米阻燃高分子材料:现状、问题及展望[J].中国科学:化学,2011,41(2):314-327.

[5]王硕,周宏勇,宋沙沙,等.壳聚糖及其衍生物负载过渡金属催化剂在有机反应中的应用进展[J].有机化学,2015,35(1):85-91.

[6]胡小赛,沈勇,王黎明,等.吸波材料研究新进展[J].炭素技术,2016,35(2):11-17.

[7]雷呈.案例教学法在生物化学教学中的运用和评价[J].高师理科学刊,2011,31(5):107-110.

材料化学教学 篇2

尊敬的各位领导、老师们：

大家好！很荣幸能在这里与大家一起讨论、交流。

今天我将从六个方面与大家交流探讨教学理论。

一、吃透教材、把握大纲、紧跟中考动向

要吃透教材，把握中考动向，就要多看、多做、多钻研中考命题。这样我们在实际的教学过程中才能心中有数，知道哪些该讲，哪些不该讲，哪些要点到为止，哪些要拓展延伸；也只有这样才能抓住每节课的考点，突出重点，突破难点，避免做无用功；也只有这样才能告知学生哪些题不必做，哪些题要多做，哪些一定考，哪些一定不会考，节约学生的时间，真正提高课堂效率。只要我们知道中考会考什么，怎么考，就能心中有数，有的放矢。

二、讲深讲透、提高课堂效率

1.导课要有新意，要能激发学生的兴趣

俗语说“好的开头等于成功的一半”。我们不光要能“上一堂好课”，更要“上好每一堂课”。要让学生听我们的课能有如沐春风的感觉，让我们的学生恨每一节课的时间过得太快而不是太慢。

2.锤炼我们的课堂课言，做到简洁、明了

语言是我们向学生传输知识的纽带和桥梁，课堂的成功在很大程度上是教师语言的成功。好的教学语言是开讲时的“一语天成万古新”；是导入处的“未成曲调先有情”；是点拨时的“巧把金针度与人”；能让课堂达到 “拍案叫绝”的地步。

我们不防从这样几个方面去锤炼自己的教学语言：

一是力求发音的准确、清晰，让学生能听得清，听得懂，这是最基本的要求。二是力求语言的简洁、明了，决不拖泥带水，措词一定要准确，不能含混不清，晦涩难懂。这样才能把问题讲清楚讲透彻。

三是要能恰当地使用一些比喻。好的比喻能把一些难以理解的知识一目了然地呈现给学生。

四是语言尽量做到幽默风趣，温婉动人，多用鼓动性的话语。

风趣温婉的语言如歌、如画、如诗。“腹有诗书气自华”，平时多看些书，这样哪怕是一堂枯燥无味的化学课也能上得如行云流水般畅快淋漓，如散文诗一般优美动听。1

如果能让我们的课堂语言如涓涓细流般润物无声，如春风化雨般点拨于无形，还有学生会不愿意上我们的课吗？

三、注重细节、打稳根基

1.适当练习找漏洞

我常对我的学生说的一句话是：练习不必多，吃透一本就足够。用好用透一本教辅书。布置的作业老师一定要改，哪怕是当天实在没时间，我也会批改一部分或是看一看哪些有错误。练习未必都要讲，但针对学生错得多的一定要在课前抽三五分钟讲解，纠错、补火。老师改过的作业一定要督促学生订正。对于没有时间全批全改的作业一定要在第一时间给出正确答案，督促学生自己去批改和订正。

2.课前板演查巩固

象元素符号、离子符号、化合价符号、化学式、化学方程式等化学用语对于刚学化学的初三学生来说有难度又是必考知识，怎么办？针对“年年考，年年错误不断”的情况，我们只有多练多写。比如明天要听写化学方程式，我一定会在今天提前告知学生准备复习。教学常规的检查不兴偷袭，因为我们要的不是考倒学生，而是要通过考试或是听写督促学生自主复习，掌握知识，所以提前告知是很有必要的。给足学生时间然后再听写，学生的自信也更足。然后再叫学生上黑板写，对于那些写不出的同学，我也不体罚他，但是我相信如果下次再叫到他上黑板他还是写不出的话，他会面子上挂不住的。

四、多做实验

实验是化学的基础，是化学的灵魂，是学生的兴趣之源，是化学的魅力所在。我们有条件要实验，没条件创造条件也要实验。只有这样才能巩固化学知识，提高兴趣，开发能力，拓展思维。

五、搞好试卷分析，树立目标意识

我总是对我的学生说，如果你做作业不订正不如不做作业；如果你考试不做试卷分析不如不考试。考试完后认真地做试卷分析能找到自己学习的缺陷，在此基础上制定出下一阶段的学习目标，调整自己的学习方法。对于现在的大多数初中学生来说，缺乏一种规划未来的意识。我们要帮助学生确立自己的目标，并鼓励他们为着心中的目标不断前进。我总是告诉我的学生：只要方向不错，朝着既定的目标一步一个脚印，脚踏实地地前进，我们就一定能成功。

六、多关心、鼓励和赏识自己的学生

好孩子是夸出来的。不管什么时候，多表扬，少批评。爱是我们手中最厉害的武器，仁者无敌于天下；赏识更是教育好孩子的不二法门。爱与教育，犹如水与水池，教育没有了爱，就成了无水的池，任你四方形也罢，圆形也罢，总逃不了一个空虚。“当一个好老师的最基本条件是拥有一颗爱学生的心！”“爱心与童心，是我们教育事业永不言败的最后一道防线。”

没有最好，只有更好，与大家共勉，多提宝贵意见。谢谢大家！

材料化学教学 篇3

关键词：专业导论；质量保障系统；教学实践；材料化学

中图分类号：G640　文献标识码：A　文章编号：1671-0568(2012)41-0035-03

一、引言

随着对大学新生开设专业导论课的背景、价值和目的日益充分的探讨，越来越多的学校开始重视专业导论课程的设立，任课教师也提出了许多教学改革方法和措施。专业导论课主要对本专业性质、学习内容、学习方法、课程设置及未来就业前景和领域进行介绍，目的是培养学生专业思想和兴趣，引导正确的学习方法，规划四年学习计划和未来就业。专业导论课程的授课质量将会影响本科生大学四年的学习质量，甚至外延到学生的职业生涯。课程教学质量是学校教学水平的具体体现，是教学评估的重要指标，建立课程教学质量保障体系是必要的。

材料化学专业(绿色电子材料方向)是教育部批准2009年开始招生的新专业。上海第二工业大学(以下简称“我校”)基于电子产品制造绿色化和从源头上解决废弃电子产品环境污染问题的行业背景，根据国家环境保护政策和企业需求开设了本专业。材料化学专业(绿色电子材料方向)培养掌握电子信息制造基础知识、材料化学专业知识和电子废弃物资源化技术，从事绿色电子材料设计与制备的专业技术人才，满足微电子及光电子材料与器件制造、电子原辅材料制备、电子废弃物处理等高新技术和环保产业需求。在新专业的培养方案中，大学一年级第一学期开设了“材料化学专业导论”课程。对于新专业建设，应当始终把教育评估的质量观贯穿于教学活动的每个环节。从2009年开始，我校制订和完善了教学大纲、教学进程表；自编了讲义，并制作多媒体课件；在教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了探索，从课程目标、课程实施、课程管理和课程评价四方面初步建立了“材料化学专业导论”课程教学质量保障系统。

二、课程目标

材料化学专业导论课是大一新生最早接触到的一门和专业相关的必修课程，1学分，16学时。建立清晰、准确的课程目标是保证教学质量的首要前提。课程教学必须解答新生心中的三大困惑，即这个专业是“干什么”的?要“学什么”?毕业后自己能“做什么”?学生学完之后将对材料化学专业(绿色电子材料方向)有全面的了解，包括本专业在社会发展中与国民经济中的地位与作用；本专业涉及的科学技术研究内容与发展趋势；本专业的教学培养计划及课程设置；本专业学生的知识结构、能力结构与素质要求。从而使学生更明确大学四年学习目标与内容，掌握正确的学习方法，了解就业方向与领域。

三、课程实施

1.课程教学内容

材料化学专业导论课程教学内容涉及专业知识、思想教育、职业创业教育等方面的内容，要实现教育和教学双重目标。通过三部分材料化学专业知识的讲解，使学生首先了解这个专业是“干什么”的。第一部分从什么是材料、材料的分类、材料的用途、新材料入手，让学生有一个从感性到理性的认识过程；第二部分包括一级学科材料科学与工程的内容以及学科专业发展过程；第三部分先介绍传统的材料化学专业涵盖的内容，在材料化学专业框架下讲解材料化学专业(绿色电子材料方向)的设置背景、研究范畴、专业特点等。电子信息产业的迅猛发展带来的电子废弃物对环境的污染问题日益严重，欧盟相继出台了WEEE指令、RoHS指令来应对，电子废弃物的资源化以及电子产品的绿色设计与制造是解决问题的主要技术和方法，本专业的特点就是培养掌握这方面专业知识和技能的应用性人才。为了使学生更深入理解本专业在社会发展和国民经济中的重要性以及开设本专业的意义，在这一部分增加了电子材料概述、电子辅料概述，无公害电子制造技术的发展趋势三个模块的内容。

针对学生希望知道在我校这个专业能“学什么”，课程重点介绍了本专业培养方案，讲述专业学习的课程体系，也增加了本专业学生所能参加的技能考试所需的知识点。培养方案包括本专业对学生的基本要求、毕业生应获得的知识和能力、修学年限、毕业与学位的授予、四年课程安排和学分要求。对专业主干课程要学习的主要内容作一概括。针对公共课、专业基础课、专业课和实践课不同课程的特点，介绍学习这些课程的基本方法。材料化学专业(绿色电子材料方向)有着全新的课程体系，以四大化学(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)课程为基础，材料化学、材料物理、高分子材料、胶体与界面化学等课程为主，增开了电子信息材料、印制电路技术、电子化学品(电子原辅材料)、封装技术与材料等专业课，让学生较全面地了解电子信息产业和产业链；增加了废弃物资源化技术、电子产品和电子化学品中有毒有害物质和毒理学的专业必修课和选修课，让学生了解电子产品和电子化学品中有毒有害物质及其危害，以及资源化技术。增加了纳米材料、薄膜材料制备技术的专业课和绿色电子材料设计的实验课，让学生了解和掌握电子原辅材料绿色设计和制造技术与制备方法。增加的这些课程与材料化学专业的材料制备／合成、组成，结构、测试，表征、性能，应用的专业课程相互衔接，形成了独特的知识体系。

对于学生毕业后能“做什么”的问题，从几个方面来讲授。第一是材料类人才的现状和需求；第二是已开设环境工程(电子废弃物方向)专业、相关材料类专业的学校以及研究所的简介；第三，结合我校开设的职业生涯规划以及自主创业教育，为本专业学生明晰就业方向，树立正确的择业和就业观。

材料化学导论课程中还设计了专题讲座，包括欧盟WEEE指令、欧盟RoHS指令、PCB与绿色生产，通过听取专题报告学生对本专业进行更深层次的了解。

2.课程教学方法与手段

根据材料化学专业导论课的特点分析和教学内容可以看出本课程的教学难度并不大，因此在教学方法上可以实现多层次、多样化，避免单纯枯燥的讲解。在专题讲座中，邀请有经验的企业技术骨干作1～2个报告；以学生为中心，学生体验式教学，学生课后通过各种途径来查阅相关资料，并在课堂上相互交流成果，比如调研电子原辅材料企业、查找开设材料化学专业的学校等；实践环节方面安排学生参观我校的学生实验室以及各研究课题组的专业实验室，激发学生对科研的感觉。

利用多媒体课件与板书相结合的教学手段，教师通过精讲的方式促进学生对重点概念的理解。在课堂上采用讨论教学法，拟定能引起学生兴趣的、有启发性的讨论题目，结合学生课后自己查阅的资料开展讨论。在考核方式上采用期末考试与小论文相结合的方式进行。

四、课程管理与评价

1.课程管理

课程质量不仅受静态的课程资源要素的影响，也与课程管理对课程活动进程中的动态控制有关。材料化学专业导论课程教学质量保障系统包括教师工作的规范管理、学生学习的规范管理和施教过程规范管理。成立了材料化学专业导论课程教学团队，上好导论课不仅需要统观专业教学体系，还应通晓专业应用领域，同时还要对专业就业市场有一定的了解，因此，任课教师团队由系主任和两位教授组成。任课教师严格按照教学大纲制定教学进程表。教学大纲中明确了这门课程的性质与任务、课程基本要求、课程内容、教学时数分配，考核方式，教材。教学进程表是严格按照教学大纲分配一学期内16学时课程，每周1个课时的上课内容。所有相关本课程的教学文件每学期进行归档，由教务部门统一管理。学生学习规范包括有学习条件、学习任务、学习要求，有课后作业，接受诚信教育。教师在施教过程中必须遵守学校的一切教学管理规定。

2.课程评价

材料化学专业导论课程的教学评价包括学生评教，督导和同行评议。学生评教和督导听课由学校层面组织，并将结果反馈到学院；同行评议是由学院组织其他教师听课，结果由学院的学术委员会反馈给授课教师。此外，授课教师在课程学习期中和期末运用课堂调查了解学生的学习情况，以此构成今后改进教学的基础。

五、结语

材料化学课程教学的实践与探索 篇4

1 理论教学

1.1 多媒体与传统教学方式等多种教学手段的灵活运用

结合本课程的教学内容制作了《材料化学》电子课件。在课件中, 综合运用图片、动画、文字等多种形式, 使上课内容趋于形象化、生动化。直观而又形象地揭示事物的本质, 有效地突破教学难点, 使抽象问题形象化, 进而提高课堂教学质量[3]。例如在绪论部分, 将古今中外材料发展史的众多图片在很短的学时内展示给学生, 使学生对本课程的发展、意义、主要内容有深刻的印象;在纳米材料这一章节中加入很多形象、直观纳米材料的图片, 有效地帮助学生理解和掌握知识点。此外, 我们还充分利用flash动画直观易理解的特点, 将其应用于多个章节中:在材料的结构一章中, 插入14种空间点阵结构模型。在讲述金属单质结构的近似模型—等径圆球密堆积时, 我们利用flash动画, 制作了等径圆球密堆积在一维方向, 二维方向可能的堆积图, 进而引出金属晶体的三种典型堆积模型图。在讲述晶体间隙的形成、缺陷和位错的形成, 我们不仅利用flash动画制作了原子的运动图, 把大家难懂的点缺陷的形成过程演示给学生, 还利用生活中大家比较熟悉的“玉米棒上玉米粒的分布”来形象的介绍晶体缺陷的形成, 使学生对缺陷有一个感性的认识。在讲述扫描隧道显微镜一章中, 针对两种工作模式—恒高模式和恒流模式, 制作了形象的动画。在整个教学过程中, 多媒体课件的恰当的运用, 极大地激发学生的学习兴趣, 提高了学习效果。

课堂教学中我们还不忘传统教学方式, 在设计整个课程的过程中, 把握好上课的节奏和时机, 在恰当的时候使用粉笔、黑板、模型等传统的教学工具。正确处理好多媒体教学时间与适时的课堂板书、讲解的关系。比如在讲述第三章金属材料中, 纯金属最常见的晶体结构:体心立方、面心立方和密排六方时, 把氯化钠, 氯化铯及硫化锌的模型介绍给大家看, 让学生通过模型观察, 更容易构建三种典型堆积模式的结构。

1.2 介绍材料化学领域最新研究成果, 提高学生的学习兴趣

关于国内外材料化学领域的研究新成果数不胜数, 把一些最新的材料科学领域的研究成果介绍给学生, 开阔学生的视野。在讲述金属材料中, 向大家介绍新型金属材料-形状记忆合金, 这种材料已经在工程上和临床医疗领域上得到广泛应用, 例如:一般工程上的紧固件、连接件, 医用材料中的人工关节、脊柱矫正器等, 以及热致机构上的温度控制器。在讲述第七章功能转换材料之热电材料时, 我们不但给学生讲授热电效应的三大效应:塞贝克效应、帕尔贴效应和汤姆逊效应, 而且介绍其在热电制冷机上的应用, 以及在热电效应太阳能温差发电方面的应用及其工作原理。讲述第七章功能转换材料之光化学功能转换材料—光催化材料时, 重点给大家介绍了相对研究比较成熟的光催化剂二氧化钛, 讲述了它的结构、制备方法、光降解原理, 及其光催化效果介绍。这些让学生接触到更多的科学研究成果, 让他们知道所有的材料成果都来源于生活, 服务于人类社会, 为学生将来继续深造和从事新材料的研发打好基础。

1.3 结合生活实例培养学生学习兴趣

材料来源于生活, 又服务于生活。运用学生日常生活中遇到的一些实际例子进行教学, 讲述大量学生生活中司空见惯的事例, 比如:壁虎的飞檐走壁、荷叶不沾水保持表面的清洁、信鸽可以千里归巢等, 然后从纳米技术的视角分析了这些自然界中的许多纳米结构和现象, 生动地介绍了纳米材料的小尺寸效应、量子效应、表面效应和界面效应四大奇异特性。揭开了生物系统的结构特征在纳米尺度上的许多奥秘, 利用学生的亲身感受来教学, 大大地增强了学生学好材料化学的信心。

1.4 通过讲述历史上发生的重大事件来激发学生学习兴趣

在绪论中, 给大家介绍一些材料学的事件。比如:泰坦尼克号, 近275米, 4.6万吨的排水量, 被誉为“永不沉没的巨轮”, 首航即沉没。从材料学的角度给大家分析了“永不沉没的巨轮”沉没的可能原因, 巨轮钢板的结构中含有许多化学杂质硫化锌, 这样钢板就构成原电池, 加上长期浸泡在海水中, 使得钢板更加脆弱, 无法经历风雨。哥伦比亚空难是美国航天史巨大灾难之一, 哥伦比亚号航天飞机在完成太空研究任务后, 在返回大气层时突然发生解体, 机上宇航员全部遇难。“哥伦比亚号”航天飞机的爆炸, 震惊世人, 同时也引起了人们对材料的关注, 我们从材料分析角度揭开了哥伦比亚空难之谜。给大家看了在哥伦比亚号返回地球的11天前通过哥伦比亚号上随机安装的一架照相机拍摄并传回的照片, 我们看到了机身上的微小裂缝。该裂缝是飞机升空时, 从燃料箱脚架处掉下的一块隔热泡沫砸到左翼碳/碳复合材料面板下半部附近造成的裂缝。而后高温热离子流穿过此处, 使机翼铝合金、铁基合金、钠基合金结构熔化, 导致航天飞机失控、机翼破坏和机体解体。通过这些科学史上发生的重大事件, 引入课题, 生动活泼, 趣味浓厚, 提高学生的学习材料化学的兴趣, 为培养材料领域的复合型、创新型人才做准备。

1.5 加强与督促学生的课前预习及课堂上主动思考

大学生学的知识很多, 课堂上教学难度大且信息量较大, 而且教师仅仅抛砖引玉。所以大学生要学会把所学知识, 纳入自己的逻辑思维体系, 这样才能更好的学习新的知识。教师在课堂上利用提问方式, 提醒引导学生思考, 鼓励学生大胆讲出自己的见解和新发观, 主动回答问题, 活跃课堂气氛。在每次课结束后, 我都会留一个问题, 是下节课要上的内容, 然后告诉学生下次课开始就请学生回答, 从而督促学生课前预习;只有课前预习, 才能游刃有余, 较容易把握新课的内容, 了解重点, 发现难点, 增强听课的针对性。在材料化学的教学过程中, 通过提高课上回答问题在期末考试成绩中所占比例, 激发鼓励学生主动思考, 主动回答问题。材料化学的期末成绩由40%的平时成绩加60%的期末考试成绩构成, 而平时成绩由作业评价成绩、回答问题和出勤成绩三项组成, 这三项的比例为按4∶4∶2。让学生参与教学过程, 课前预习, 主动去思考问题, 给他们一个表达自己的机会, 便于他们从多方面得到锻炼, 而不仅仅是纯粹获得知识。

2 实践教学

2.1 重视材料化学专业实验内容的选择和设计

陶行知先生的至理名言“要创造, 非你在用脑的时候, 同时用手去实验, 手脑全用, 是创造教育的目的”, 向我们揭示了, 实验的真谛[4]。在教学活动中, 必须加强实验教学环节, 因为实验教学促进理论教学内容的实施[5]。同时, 实验也是学生获取知识的重要手段, 提高学生学习兴趣的重要途径, 安徽师范大学材料化学专业属于理学范畴, 但是却不同于纯理学, 对学生的实验动手能力要求较高。所以我们把实验教学作为强化学生创新能力的重要手段, 重视材料化学专业实验内容的选择和设计。材料化学实验共开设20余个实验, 内容包括:无机材料制备与表征, 高分子材料的制备、加工及力学性能测试, 材料设计与计算等内容, 涉及无机非金属材料、金属材料及高分子材料等专业方向, 计划学时为51个学分。其中以较高比例开设了综合性设计性实验。如开设“水热法制备纳米二氧化钛及其光催化性能的研究”, 学生利用水热法制备出纳米二氧化钛后, 紧接着对其微观结构进行表征和性能检测, 促进学生对课本知识的感性认识和理解, 更深刻理解理论课教学过程中给学生讲授的“材料的组成及制备过程对其微观结构的影响规律及与性能之间的关系”;我们还开设了“乙二醇法测定水泥熟料中游离氧化钙的含量”, 通过该实验, 学生学会用分析基础实验方法来测材料的一些参数。通过实验课程的学习培养学生的动手能力、实践能力以及进行材料设计的初步能力。

2.2 建立与教师科研相结合的本科生创新实验兴趣小组

本科生创新实验的选题来源于教师的科研成果, 对于实验感兴趣的学生, 先报名, 教师确定创新实验兴趣小组的人员组成以后, 教师组织小组成员开会探讨, 给定创新实验要求、内容, 学生根据教师给定的课题内容, 自己设计并制定实验方案, 独立完成创新实验体系。整个实验期间, 教师还要给学生必要的指导, 最终完成实验报告, 提高学生科研兴趣和动手能力, 进而培养学生的创新意识。“等离子体复合光催化剂Ag VO3@Ag Br@Ag的可控合成及其光催化性能研究”是材料专业创新实验的一项研究课题, 该小组共有3名学生成员。该项目是首先利用水热方法制备出钒酸银纳米带, 然后凭借离子取代反应把溴化银成功引入到新型光催化剂偏钒酸银体系, 得到表面等离子体光催化复合材料Ag VO3@Ag Br@Ag。然后对该催化剂剂进行各种结构表征同时通过降解罗丹明B来检测其光催化性能。我们会把一些实际的图谱比如XRD分析图谱, 扫描及透射图谱等等展示给学生, 帮助学生认识谱图和分析谱图, 让学生对于理论课《材料的结构表征》的学习更得心应手。创新实验的学生对于材料的制备、表征及性能检测3个部分都有所了解, 对于他们以后研究新型的材料提供基础。本科生实验兴趣小组的建立, 既能帮助学生学会查阅相关文献, 还有助于锻炼学生的共同学习、探讨及合作的能力, 同时也有助于学生的与人交往和沟通能力, 提高学生综合素质。

2.3 产学研结合—到企业建立大学生实习基地

高校的任务不仅是教育学生, 向学生传递知识, 还是指导学生运用所学知识, 解决问题, 把所学知识, 服务于企业, 服务于社会。所以高校与企业共建合作模式—共建产学研结合, 到企业建立大学生实践实习基地。当然, 也包括企业高级技术人员到高校担任兼职导师。这样也有利于人才的培养, 使大学毕业生没有与企业脱节, 能更早的接触社会, 理论联系实际, 服务社会。我校一直重视学生的实习基地建设, 与许多优秀的企业加强合作, 2013年建立7个大学生实习基地, 如:安徽中龙建材科技公司、海螺新材料有限公司、芜湖建业工程检测公司等。在实习单位的指导下, 学生了解企业的生产方式、生产的各个环节、各个环节的注意事项以及工艺流程, 深入到车间学习, 通过实际生产操作, 亲身实践学习知识, 而非纸上谈兵。通过建立实习基地开展实习活动, 既培养了学生的动手能力, 提高学生的分析问题解决问题的能力, 延伸了校外的教学途径, 提前让学生接触企业, 接触社会, 通过企业、高校和大学之间相互交流, 进一步了解社会需求, 使得我们培养的学生能成为社会所需的创新型人才。到企业建立大学生实习基地, 是十分重要的实践性教学环节, 是培养实践动手能力、理论联系实际的重要课程, 是提高学生专业素质的重要环节, 培养学生理论联系实际、从实际出发分析问题、研究问题和解决问题的能力。

3 结语

在《材料化学》课程教学过程中, 本文从课堂教学和实践教学的角度, 探索了一系列提高教学效果的措施, 如有多种教学手段的灵活运用, 介绍材料化学领域最新研究成果, 结合生活实例培养学生积极性, 建立与教师科研相结合的本科生创新实验兴趣小组等。希望通过上述方法来提高材料化学的教学效果, 加强材料化学的教学水平。作为材料化学的一名专业教师, 要不断更新自己的知识体系, 经常修改自己的教学教案、课件, 不断提高自己的教学质量, 以期达到最好的教学效果, 让学生有信心、有兴趣学好材料化学, 提高学生继续深造和从事新材料研发工作的后劲。

摘要：材料化学是基础科学和工程科学融合的产物, 是材料化学专业的必修课程。本文从理论教学和实践教学两个方面出发, 提出一些方法来提高材料化学的教学质量。比如:多种教学手段的灵活运用, 介绍材料化学领域最新研究成果, 建立与教师科研相结合的本科生创新实验兴趣小组, 到企业建立大学生实习基地等。

关键词：材料化学,理论教学,实验教学,教学质量

参考文献

[1]文桂林, 陈永红, 鲍霞.从材料化学课程看科研、生产与教学的关系[J].滁州学院学报, 2010, 12 (5) :71-72.

[2]彭竹琴, 孙斌, 张振国, 等.地方高校《材料科学基础》课程教学方法改革[J].河南科技学院学报:社会科学版, 2010 (10) :114-116.

[3]靳涛, 曾荣昌.材料专业基础课一物理化学教学创新模式[J].广州化工, 2012, 40 40 (9) :241-242.

[4]贾会敏, 赵红晓.高校化学教学中如何培养学生的创新创造能力[J].广州化工, 2010, 38 (1) :214-215.

材料物理化学教学大纲(卓越班) 篇5

制定依据：本大纲根据2014版本科人才培养方案制定 课程编号：I0200534 学 时 数：72 学 分 数：4.5 适用专业：无机非金属材料

先修课程：《无机化学》、《物理化学》 考核方式：考试

一、课程的性质和任务

《材料物理化学》是材料科学与工程专业必修的重要的专业基础理论课。在材料工程各专业的教学中，起着承上启下，连接基础理论知识和专业技术知识的桥梁作用。是整个材料工程各专业的理论基础。该课程以材料组分、结构与性能之间相互关系及其变化规律为主线，主要研究材料制备过程中的物理现象与化学问题。本课程的主要任务有四点：

① 使学生理解并掌握晶体、非晶体、熔体、胶体、表面、界面等物质形态的结构与性质的相关知识及其相互关系；

② 掌握二元、三元体系的相图识别及其应用。通过对材料组织结构的形成与相互转化规律的学习，理解材料的成分、温度、压力对材料组织结构形成的影响，为材料设计及制定材料生产工艺奠定科学基础；

③ 掌握与材料生产、加工密切相关的高温下的材料动力学过程——扩散、固态反应和烧结等过程相关的物理化学理论；

④ 了解新材料的组成、结构和性质关系及应用，开阔眼界，提高学习、掌握、开发新材料的兴趣。

本课程教学内容的基本要求分为掌握、理解、了解三个层次：

掌握：要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、初步设计和解答与应用相关的问题，能够举一反三。

理解：要求学生能够较好地理解所学内容，并且能够进行简单分析和判断。了解：要求学生能够一般地了解所学内容。

本课程比无机非金属材料工程专业普通本科班多8个课时，卓越班是为国家培育卓越工程师计划的重要班级，为了让使本班学生毕业后能够胜任水泥、商品混凝土、玻璃、陶瓷行业的生产与技术管理，迅速成为企业的骨干力量乃至领军人物，特在第一章无机材料的化学键与电子结构增加2学时、第二章晶体的结构与常见的结构类型增加2学时、第六章相图与相平衡增加2学时、滴十章固态烧结增加2学时，共计增加8学时。主要对材料物理化学专业知识在实际工程中的应用进行举例分析。

二、教学内容与要求 理论教学（学时：72）

无机材料的化学键与电子结构（2学时）

（一）教学内容

1.1 离子键与离子晶体结合能

1、离子与离子键的形成

2、电离子能、电子亲合能、电负性

3、原子半径、离子半径及离子半径的确定

4、离子及离子键的特性与离子晶体材料性能的关系

5、离子晶体结合能的计算及对晶体性质的影响 1.2 共价键与分子轨道理论

1、共价键的本质与特点

2、分子轨道理论要点与原子轨道的组合原则

3、分子晶体

1.3金属键与固体中电子的能带结构

1、金属键的基本特性

2、固体中电子的能带结构

（二）教学要求掌握：

（1）掌握：离子半径的含意；离子晶体结合能的计算；离子键、共价键、金属键的区别与联系。

（2）理解：电离子能、电子亲合能、电负性、原子半径等基本概念；离子键、共价键、金属键的的特性与相应晶体性质的关系。

（3）了解：分子晶体的特性；固体中电子的能带结构.晶体的结构与常见晶体结构类型（12学时）

（一）教学内容

2.1晶体概念与基本性质

1、晶体概念

2、晶体的点阵结构

3、晶体的基本性质 2.2晶体的宏观对称性

1、晶体对称的特点

2、晶体的宏观对称要素

3、晶体的对称定律 2.4 晶体化学基本原理

1、离子堆积原理

2、结晶化学定律

3、鲍林规则 2.5典型晶体结构

1、单质的晶体结构

2、典型无机化合物晶体结构 2.6硅酸盐晶体结构

1、硅酸盐的结构单元

2、硅酸盐在空间的结合

3、硅酸盐化学式表示方法

4、岛状硅酸盐

5、组群状硅酸盐

6、链状硅酸盐

7、层状结构硅酸盐

8、网状结构硅酸盐

（二）教学要求

（1）掌握：晶体概念；晶体对称定律；晶体对称分类及国际符号；结晶符号；空间群及国际符号；球体最紧密堆积原理和堆积方式；影响离子晶体结构的因素，离子晶体半径、配位数和配位多面体形状的关系；掌握鲍林五个规则的要领特点；无机材料典型晶体结构；硅酸盐晶体结构式的概念和特点。

（2）理解： 对称组合定理；对称型的推导；结晶化学定律；离子晶体结构原理和类型离子堆积系数；鲍林规则的组成和意义；鲍林规则对结构的指导作用；无机材料典型晶体结构及性质关系；硅酸盐矿物结构、组成，性质三者之间的关系和规律。

（3）了解：晶体性质、球体堆积的配位数和堆垛顺序 熔体与非晶态固体（4学时）

（一）教学内容 3.1熔体结构

1、掌握熔体结构的聚合物理论。

2、理解影响熔体结构的各种因素。

3、领会聚合物种类、数量与组成的关系。3.2熔体性质

1、熟练掌握温度、组成对熔体粘度的影响。

2、理解影响熔体表面张力的各种因素。3.3玻璃的结构

1、理解玻璃结构学说的要点及意义。

2、了解玻璃的通性及与晶体的区别。

3、掌握玻璃体与晶体在结构上的异同点。3.4玻璃的形成

1、领会形成玻璃的结晶化学条件。

2、掌握构成玻璃的形成体、中间体和变性体的意义。

3、了解温度、粘度、冷却速率对玻璃形成的影响。3.5常见玻璃类型

1、掌握硅酸盐玻璃的结构参数

2、硼酸盐玻璃结构及应用。

（二）教学要求

（1）掌握：熔体结构的聚合物理论、温度、组成对熔体粘度的影响、玻璃体与晶体在结构上的异同点、构成玻璃的形成体、中间体和变性体的意义

（2）理解：影响熔体结构的各种因素、影响熔体表面张力的各种因素、玻璃结构学说的要点及意义

（3）了解：玻璃的通性及与晶体的区别、温度、粘度、冷却速率对玻璃形成的影响、硼酸盐玻璃结构及应用

晶体结构缺陷（8学时）

（一）教学内容 4.1热力学平衡态点缺陷

1、热缺陷的基本类型

2、平衡态热缺陷浓度

3、点缺陷的运动与输运 4.2非热力学平衡态点缺陷 4.3 点缺陷符号与化学方程式

1、点缺陷符号

2、点缺陷化学方程式

4.4离子晶体中的点缺陷与色心 4.5掺杂与非化学计量化合物

1、固溶体的分类

2、置换型固溶体

3、填隙型固溶体

4、固溶体的研究方法

5、非化学计量化合物 4.6晶体的线缺陷——位错

1、位错理论的提出

2、位错的基本类型和特征

（二）教学要求

（1）掌握：缺陷符号、缺陷反应方程式的写法；固溶体的分类和结构；固溶体的常用研究方法；非化学计量化合物的形成及类型。

（2）理解：理解点缺陷的意义；缺陷的分类、特点和缺陷浓度的计算方法；非化学计量化合物的形成过程；固溶体的分类、概念和结构、置换型固溶体和填隙型固溶体的区别；形成无限型固溶体的条件；固溶体结构、组成、性能三者的关系和规律。

（3）了解：点缺陷的分类、特点，固溶体的几个基本性质线缺陷及面缺陷的基本概念 表面与界面（6学时）

（一）教学内容

5.1晶体表面的形貌和结构

1、晶体表面的形貌

2、晶体表面的结构

3、晶体表面的缺陷

4、实际晶体表面 5.2界面行为

1、弯曲表面效应

2、润湿与黏附

3、吸附与表面改性 5.3无机材料的晶界和相界

1、晶界结构和分类

2、相界结构和分类

3、多晶体的晶界构型

5.4胶体分散体系与纳米材料中的界面

1、粘土-水系统的胶体特性

2、粘土泥浆流动性和稳定性及泥料的可塑性

3、脊性料的悬浮与塑化

4、纳米材料中的界面

（二）教学要求：

（1）掌握：晶体表面的结构、润湿的类型及发生润湿的条件、吸附及表面改性、晶界的结构、多晶体的晶界构型、粘土离子的带电机理、粘土离子的交换和吸附、粘土泥浆流动性和稳定性及泥料的可塑性。

（2）理解：晶体表面的形貌、晶体表面的缺陷及缺陷的类型、弯曲表面效应、吸附与表面改性、晶界结构和分类、相界结构和分类、脊性料的悬浮与塑化；（3）了解：弯曲表面效应、纳米材料中的界面； 相平衡与相图（14学时）

（一）教学内容

6.1凝聚态系统相平衡特点

1、组分

2、相

3、凝聚态系统相律 6.2一元系统

1、水型物质与硫型物质

2、多晶转变的一元系统相图

3、SiO2系统

4、ZrO2系统相图 6.3二元系统

1、具有一个低共熔点的简单二元系统相图

2、生成一个一致熔化合物的二元系统相图

3、生成一个不一致熔化合物的二元系统相图

4、生成一个在固相分解的化合物的二元系统相图

5、具有多晶转变的二元系统相

6、形成连续固溶体的二元系统相图

7、形成有限固溶体的二元系统相图

8、具有液相分层的二元系统相图

9、具体二元系统相图举例 6.4三元系统

1、三元系统组成表示方法

2、杠杆规则及重心原理

3、三元立体相图与平面投影图

4、具有一个低共熔点的简单三元系统相图

5、生成一个一致熔融二元化合物的三元系统相图

6、生成一个不一致熔融二元化合物的三元系统相图

7、生成一个固相分解的二元化合物的三元系统相图

8、具有一个一致熔三元化合物的三元系统相图

9、具有一个不一致熔融三元化合物的三元系统相图

10、形成一个二元连续固溶体的三元相图

11、具有液相分层的三元相图

12、分析复杂相图的主要步骤

13、三元系统相图应用举例

（二）教学要求

（1）掌握：凝聚态系统的特点及相律的具体形式、一元系统相图的特点、分析一元系统相图的具体方法、二元系统相图的特点、能熟练分析低熔点的简单二元系统、一致熔化合物、不一致熔化合物的二元系统相图的结晶路程、三元系统中组成表示方法及相关规则与原理（等含量规则、等比例规则、背向性规则、杠杆规则及重心原理）；判读三元相图的几重要规则（连线规则、切线规则、重心规则与三角形规则）；三元系统相图的特点。能熟练分析一致熔融二元化合物、不一致熔融二元化合物、固相分解的二元化合物、一致熔三元化合物、不一致熔融三元化合物三元系统相图的结晶路程。

（2）理解：组分、相等相关概念、可逆与不可逆相变的特点、SiO2相图在硅砖耐火材料生产中的应用、二元系统中杠杆原理及应用。CaO-SiO2系统与Al2O3-SiO2系统相图在耐火材料中的应用、分析复杂相图的主要步骤并能应用于CaO-Al2O3-SiO2系统与Na2O-CaO-SiO2系统三元相图

（3）了解：凝聚态系统中相律具体形式的推导过程、稳定ZrO2与SiO2的方法、三元系统的立体图变化成平面图的投影过程及规律

固体中质点的扩散（6学时）

（一）教学内容

7.1固体中指点扩散的特点与唯象理论

1、流体扩散和固体扩散的特点

2、扩散的菲克第一定律和第二定律

3、菲克定律的应用——稳定扩散 7.2质点迁移的微观机制与扩散系数

1、质点迁移的微观机制

2、原子跃迁与扩散系数 7.3扩散的热力学理论

1、扩散的热力学理论

2、空位机制和间隙机制扩散

3、杂质缺陷引起的扩散

4、非本征缺陷引起的扩散行为 7.4固体质点扩散的影响因素

1、温度对固体扩散的影响

2、杂质对固体扩散的影响

3、缺陷结构对固体扩散的影响

4、气氛对固体扩散的影响

（二）教学要求

（1）掌握：扩散的菲克第一定律和第二定律、质点迁移的微观机制、非本征缺陷引起的扩散行为

（2）理解：扩散的影响因素、掌握质点扩散的特点、扩散的种类（3）了解：菲克定律的应用、离子晶体、共价晶体和金属晶体的扩散 固态化学反应（4学时）

（一）教学内容

8.1 凝聚态体系化学反应的基本特征

1、固态反应的定义

2、固态反应的特点

3、泰曼等关于固相反应机制的研究

4、固相反应过程

5、固相反应的分类 8.2 固相反应动力学

1、一般动力学关系

2、化学反应动力学范围

3、扩散动力学范围 8.3影响固相反应的因素

1、反应物化学组成与结构的影响

2、反应物颗粒尺寸及分布的影响

3、反应温度和压力与气氛的影响

4、矿化剂及其它影响因素 8.4实例

（二）教学要求

（1）掌握：固态化学反应的含义、固态反应的特点与类型、一般反应过程；（2）理解：固态反应一般动力学过程及不同动力学控制范围的动力学方程；（3）了解：影响固态反应的多种因素。固态相变（6学时）

（一）教学内容 概述

9.1 相变的分类

1、按热力学分类

2、按相变方式分类

3、按质点迁移特征分类

4、按动力学分类 9.2 相变的基本特征

1、固态相变的特点

2、马氏体转变

3、扩散型固态相变 9.3相变过程热力学

1、相变的热力学特征与相变的级数

2、相变的热力学驱动力

3、晶核形成条件 9.4相变过程热力学

1、晶核形成过程动力学

2、晶体生长过程动力学

3、总的结晶速率

4、析晶过程

5、影响析晶能力的因素 9.5结晶与晶体生长

1、晶核形成的结构基础

2、晶核生长理论 9.6薄膜材料中晶体生长

（二）教学要求

（1）掌握：固态相变的含义、固态相变的分类方法与类型、典型相变的特点；（2）理解：固态相变的热力学驱动力及一般动力学过程、晶核形成的条件与生长理论、；（3）了解：影响固态相变、晶体结晶的多种因素。固态烧结（8学时）

（一）教学内容 10.1烧结的基本特征

1、烧结的宏观定义与微观定义

2、烧结的特点

3、烧结与其他概念的区别

4、烧结过程的推动力

5、烧结的两个双球和平板模型 10.2烧结机制与动力学方程

1、蒸发-凝聚传质

2、扩散传质

3、流动传质

4、溶解-沉淀传质

10.3烧结过程中晶粒生长与异常生长

1、晶粒的长大与异常生长的定义

2、晶粒正常生长过程

3、晶粒异常生长过程

4、晶粒异常生长的影响因素与采取的避免措施

5、晶界在烧结中的作用 10.4影响烧结的因素

1、原始粉料的粒度与分布

2、外加剂

3、烧结的温度与时间

4、原料的选择与煅烧条件

5、气氛与成型压力 10.5特种烧结技术

1、无压烧结

2、热压烧结

3、高温等静压烧结

4、等离子体烧结

5、微波烧结

6、爆炸烧结

（二）教学要求

（1）掌握：固相烧结和液相烧结的四个机制与动力学方程、影响烧结的几个因素、（2）理解： 相关的概念、晶粒长大与晶界移动的速率、晶粒异常生长的影响因素与采取的措施

（3）了解：烧结的定义和特点、烧结的三个模型、特种烧结技术

三、考核要求

材料物理化学程的考核以平时考核和期末考试相结合，平时考核包括出勤、作业和课堂表现等确定学生平时成绩，平时考试成绩占30%，卷面成绩占70%。

四、参考教材及其它参考资料

1、参考教材：

《无机材料科学基础》，曾燕伟主编，武汉理工大学出版社，2015年第2版

2、其它参考资料：

[1] 《材料科学基础》张联盟主编，武汉理工大学出版社，2008年第2版

[2]《无机材料科学基础教程》，胡志强主编，化学工业出版社出版社，2011年第2版 [3]《无机材料物理化学》，周亚栋主编，武汉理工大学出版社，2006年第1版 [4]《材料物理化学》，张志杰主编，化学工业出版社出版社，2006年第1版

材料化学教学 篇6

[摘 要]针对材料专业物理化学教学中存在的问题，将微课引入物理化学理论课和实验课的教学工作中，通过紧密联系材料专业知识和日常生活现象进行理论教学的微课设计，并采用细化式分阶段进行实验教学的微课设计，使教和学更具针对性，有利于提高教学效果。同时微课短小、精悍的教学形式有助于激发学生的学习兴趣，增强学习的主观能动性。

[关键词]微课；物理化学；材料专业

[中图分类号] G434；O64-4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）02-0117-02

物理化学是金属材料科学与工程专业的一门必修专业基础课程，是材料热力学、金属学与热处理、相变原理与工艺等后续专业课程的基础。它主要是用物理学的理论和实验方法来揭示材料加工过程中的物理变化、相变及化学变化的规律与本质的学科。[1-3]与无机化学等其他化学课程相比，物理化学具有理论性强、概念抽象、公式繁多、学科交叉明显等特点。[4]另外，物理化学学时少，与化工专业的112学时（不包括实验学时）相比，材料专业只有56学时。这对于化学功底薄弱的材料专业学生来讲，要想在如此少的学时内全面掌握物理化学的知识是很困难的。在这种形势下，如何才能让学生对这门重要而又枯燥难学的课程产生兴趣并努力学好便成为教师必须思考的重要问题。

随着信息技术的高速发展，网络教学资源的广泛应用，微课逐渐步入了高校教学课堂，并以其短小而精悍的教学形式赢得了广大教师及学生的青睐。作为“翻转课堂”的一个子环节，它打破了传统的教学模式，颠覆了课堂内外的学习时间和空间，同时也使有限的课堂学习得到了很好的延伸，既可查漏补缺又能强化巩固知识，是传统课堂学习的一种重要补充和拓展资源。[5]因此，本文基于微课平台，结合笔者近年来的教学实践及经验，就如何提高金属材料与工程专业物理化学教学效果进行了探索。

一、物理化学教学中存在的问题

目前，传统的材料类物理化学理论和实验教学存在诸多问题，归纳起来，主要体现在以下几个方面：

1.理论教学内容比较抽象，与现代材料科学研究衔接较少，学生不能很好地将物理化学的基础知识与材料科技发展前沿联系起来，学生的创新思维没有得到提高。

2.传统教学手段单一、落后，只局限于板书为主，PPT为辅的教学模式，学生的学习兴趣不浓，多半处于被动学习状态，教学质量难以提高。

3.物理化学知识系统性和逻辑性不足，既有大量的理论推导，又有复杂的相图分析，学生在学习过程中会感觉到很乱，思路不清晰，很难建立起完整的知识体系。

4.学生个体对知识的接受能力存在差异，面对不同层次的学生，教师往往只能采取折中的办法，把教学对象设定为中等生，其结果必然是“差生吃不了，优生喂不饱”。

5.物理化学实验场地有限，教师讲解或演示难以达到预期效果。

二、微课在物理化学教学中的作用

1.微课生动新颖的教学模式，能够极大地提高学生学习物理化学课程的兴趣。在以往的物理化学教学中，单一的教学模式很容易让学生对繁琐的公式推导、理论知识的学习感到枯燥疲倦。与传统的课程体系相比，微课形式更加新颖、灵活多变，形象的动画演示使很多抽象的教学内容变得直观、具体化，学生易于接受，教学效果事半功倍。

2.微课课时短，学习时间自由灵活，为学生自主学习物理化学提供了便利。对于物理化学这么一门重要而又难学的课程，学生仅限于课堂的学习是远远不够的，微课资源作为传统课堂学习的一种重要补充和拓展，正好弥补了物理化学学时的不足。基于微课短小、精悍、针对性强、重点突出等特点，学生可以利用零碎的空闲时间巩固物理化学课堂所学的重点、难点内容，同时还可以扩充课堂以外的学科前沿知识。此外，微课还可以解决客观存在的学生个体差异问题，以往课堂折中教学的模式既影响了后进生的进步，又限制了优等生的发展，而微课教学可以真正做到因人而异，因材施教，满足学生对不同知识点的个性化学习，激发学生学习的积极性和主动性。

3.借助微课教学手段，将某些知识点、易错点集中讲授，提高实验教学效果。物理化学实验虽然难度较大，但难的并非是实验操作本身，而是实验中的某些知识点难以理解，比如溶解热测定实验中有关溶解热和冲淡热的概念，或者某些实验步骤容易出错，比如碳酸钙分解反应热测定实验中三通阀门的操作，停止抽真空时应采取的正确操作等。如果我们能把实验中的难点、易错点做成微课，让学生提前预习，对即将进行的实验有个大致的了解和认识，知道哪些地方容易出错，哪些地方需要认真观察，细致操作，学生就能更轻松的完成实验，教学效果得到提高。

三、物理化学微课教学的设计

1.教学内容的选择。教学内容的选择是最重要的第一步。所选择的内容一定要重点突出、主题明确。比如可以选择学生自学起来有一定难度，又有较大教学价值的内容。[6]这些内容相对简短又完整。如体积功的计算，教学内容重要而又独立完整，但是概念比较抽象，尤其是多次恒外压膨胀和无限多次膨胀（可逆膨胀）概念易于混淆，导致二者体积功的计算公式容易混用，如果配合动画演示具体的做功过程，学生更容易接受并掌握，因此，我们可以选择“体积功”制作微课。此外，也可以选择学生自学就能掌握的一些扩充性知识内容。比如，可以将电化学中锂电池、燃料电池和太阳能电池领域的最新研究进展以及界面化学中纳米材料的形貌可控合成和应用进展制作成微课，拓宽学生的视野，当学生了解物理化学在材料专业中的重要地位之后，就会对物理化学产生浓厚的学习兴趣。

2.理论教学内容的设计。教学内容选定后，要考虑教学策略，如何进行内容的组织与安排，包括如何设计导入，讲解，动画演示，总结与提出思考等环节。如“吉布斯函数”微课，一是导入部分，承前启后，引出问题，考虑过程的方向怎么判断，熵判据、亥姆霍兹函数判据适用于什么条件，而大多数化学反应是在什么条件下进行。二是导出吉布斯函数的概念及物理意义。三是通过动画演示金属材料的晶粒形核、生长过程，然后运用吉布斯函数判据进行解释和分析。四是提出思考启发学生如何运用吉布斯函数判据解释生活当中的一些现象。

3.实验教学内容的设计。在实验类微课的设计中，为了达到较好的教学效果，可以将物理化学实验过程细化，比如将实验分为准备阶段，实验阶段以及实验测评阶段，分阶段制作微课，以适应实验教学的各个环节。比如在实验的准备阶段引入微课，教师可以针对难于理解的实验原理进行讲解，将实验内容加以梳理，提示学生哪些操作环节容易出错，让学生有针对性的去预习。在实验阶段，可以采用操作演示的方式将具体实验步骤录制成微课，同时告知学生仪器操作规范、实验报告书写规范以及数据处理要求。在实验测评阶段，可以采用视频与测试结合的方式制作微课，通过视频讲解数据处理过程，并分析数据出现偏差的原因。通过网上测评，检查学生对该实验的掌握情况，教师也可以通过测试结果及时发现教学过程中存在的问题，并加以改进。

四、结语

物理化学是金属材料与工程专业一门非常重要的专业基础课程，对学生后续专业课程的学习以及今后的科学研究都有重要的指导作用。本文针对教师在理论教学和实验教学过程中存在的问题以及学生在学习过程中出现的畏难情绪和弃学心理，提出了传统教学与微课教学相结合的模式，希望微课的引入能够激发学生的学习兴趣和主观能动性，提高教学效果。但是，微课的研究目前正处于起步阶段，诸多结果尚未得知，比如微课碎片式的特点是否会导致知识体系的不完整，自主式的微课学习是否会导致学生成绩两极分化等。这就需要教师对微课进行精心设计，吸引更多学生自觉地参与微课课程的学习，同时对学生进行正确引导，使学生能够将传统教学和微课教学进行有机结合，极大地提高物理化学的教学效果。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 刘文婷，韦志敏.金属材料工程专业物理化学课程的教学改革探索[J].广州化工，2012（21）：178-179.

[2] 汪鹏飞，吴国志.工科材料类专业物理化学课程的教学思考[J].池州学院学报，2012（6）：128-129.

[3] 伊廷锋，金红，朱彦荣.工科专业物理化学教学提高学生学习兴趣的几点尝试[J].化工高等教育，2010（2）：71-74.

[4] 胡铁生，周晓清.高校微课建设的现状分析与发展对策研究[J].现代教育技术，2014（2）：5-13.

[5] 杨满福，桑新民.对MOOCs浪潮中微课的深度思考——基于首届高校微课大赛的分析[J].教育发展研究，2013（23）：1-5.

[6] 陈欣，翟翠萍.微波辐照辅助次氯酸盐氧化法制备高铁酸盐溶液[J].广州化工，2014（17）：230-231.

材料化学教学 篇7

所谓双语教学[1], 即用非母语进行部分或全部学科的教学, 其实际内涵因国家、地区不同而存在差异。我国及亚洲国家和地区正在探索试验的双语教学, 一般是指用英语进行学科教学的一种体系, 在教育过程中, 有计划有系统地使用两种语言作为教学媒体, 使学生在整体学识、两种语言能力以及这两种语言所代表的文化学习及成长上, 均能达到顺利而自然的发展。

课程的培养目标在于通过双语教学提高学生掌握最新专业知识及跟踪科技前沿信息的能力, 同时培养学生主动学习、获取知识的兴趣和提高学生运用外语的能力。

实行双语教学, 对于教学过程中占主导地位的教师及主体作用的学生提出了更高的要求。在高等院校教师的组成结构中, 逐年增多的具有研究生学历的年轻教师, 一般已具备一定程度的外语水平, 加之近年来国际间交流、进修、考察机会增加, 很多专业教师也通过各种途径不断提高自身的英语水平。然而, 由于学生的英语水平整体上尚欠均衡, 还不能对某门课程在所有的班级均实行双语教学。因此, 选择双语授课的对象尤为重要, 这是双语教学是否可行并获得满意效果的重要因素之一, 材料化学是大三、大四学生的选修课程, 在其掌握一定专业基础和专业英语的基础上, 选择学生易于接受的教学模式, 循序渐进的推行双语教学。

2 教学内容的思考

材料化学涉及到金属材料 (metal) 、无机非金属材料 (ceramics) 、高分子材料 (polymer) 和复合材料 (composite) , 为了便于学生学习, 同时还大量选用了具有说服力和代表性的图片、表格, 若干阅读材料供学生选择阅读, 主要为近年来的一些新材料及其制备方法。例如, nanomaterial (纳米材料) 、piezoelectriematerials (压电材料) 、501-gelmethod (溶胶一凝胶法) 、SHS (自蔓延温合成法) 等。这对拓宽学生视野, 进一步扩大学生专业知识和提高专业英语水平起到了一定的积极作用。因此, 双语教学的开展必须因此在教学内容的安排上, 既要重点内容突出, 使得学生在学习过程中抓住课程的主线和重点, 同时还需注意课程内容的连贯, 不能出现基本知识点的断链情况根据以往的经验来看, 由于材料化学涉及的知识面广, 课程的部分教学内容可能与专业的关系不十分明显, 学生的学习热情会有所降低, 针对这一问题, 笔者[2]在授课过程中尽量不搞“满堂灌”, 每堂课都要安排一定的时间来进行答疑, 鼓励学生发表自己的想法和见解, 鼓励学生通过互相讨论的方式解决问题.同时通过在教学内容中增加一些与本学科联系紧密的实际例题来激发学生的学习积极性, 提高教学效果。

双语教学会牵涉到民族感情的问题。因此, 在教学中笔者抓住一切机会给学生讲国内外科学家的爱国事迹, 我国值得骄傲的科技成果, 矿藏宝物等。在讲到相关的定义名称时, 要求中英文名称都要记, 这时补充了一句:“学习英语的时候不要忘了我们是中国人”, 从而增加学生的感性认识。

3 教学方法与手段

首先, 努力做好教材建设.双语教学的正常开展必须依托外语原版教科书和教学参考用书, 但考虑到完全采用英文教材的弊端, 所以采用中英两套教材的办法比较好, 原版教材与中文教材各有优势, 选择时参照中文教材的内容和难度, 从多本原版或影印教材中摘选相关内容复印给学生, 并重新编号。中文教材给学生课后自己看, 上课用复印的原版教材以及配套光盘。不同英语水平的学生能否同堂使用原版英语教材现阶段学生的英语水平参差不齐, 差距较大。对英语基础好的学生, 应大力推广使用原版英语教材, 进行双语或英语教学, 但不宜全面铺开。对英语基础差的学生则宜采用中文教材, 适当辅以英语原版教材, 否则可能英语和课程知识均不能学好, 本课程选用《Nanoscale materials in chemistry》英文原版教材。

其次, 采用先进的教育技术手段。如采用国外原版的多媒体课件和自制的课件相结合, 以进行双语教学。使用多媒体技术, 充分发挥双语教学的资源优势, 如网络资源, 原版教材中的光盘、图表、照片等等。进行课程体系的建设, 提高双语教学质量比如建立课程网站, 将课程的课件, 丰富的阅读材料, 好的化学网站链接, 课程大纲、进度等全部放在网上.双语教学的学生可免费使用课程网站上的资源.还要跟堂教学并建立答疑制度, 随时解决学生在学习过程中遇到的困难。笔者发现, 这些教学材料能够激发学生的学习兴趣, 提高教学效率, 并产生很好的教学效果。

再次, 熟练教材中的基本方法和公式, 是学好材料化学这门课程的基本要求。如何才能使学生达到上述要求呢?当然不是死记硬背某些概念或公式就行, 而是要在对理论的基本思想、推导过程及适用范围进行明确的理解和掌握的基础上运用自如。考虑到学生的听力等问题再根据各部分内容的难易程度的差异, 可以采取循序渐进的方法进行双语教学, 比如对于纳米材料的前沿部分可以用中文讲, 到具体的金属, 半导体, 陶瓷时加入英文讲解, 允许学生有一个适应的过程。根据学生的语言素质及上课内容的难易等具体情况来决定中英文讲解的比例, 不苛求中英文的比例具体是多少, 一切以使教学效果得到和大程度的发挥为准, 循序渐进开展比较好。

最后, 成绩的评定[3]是为了检验学生学科知识和专业英语的学习的效果, 鉴于期末考试成绩关系到学生的切身利益, 根据双语教学的特点, 对学生的考核宜采用平时作业与期末考试成绩相结合, 来综合评定该学科的成绩。平时成绩包括学生的读书报告和课堂讨论完成情况, 一般要求认真预习教学内容并仔细阅读选读材料和指定的参考书, 加大平时成绩在课程考核成绩中所占的比例, 让学生重视每一节课的学习和认真做好每一次作业等, 在初期对英文作答者给予附加分, 逐步加大英文题量, 最终用英文作答, 期末考试论文里含有一定比例的英语。从材料化学课程双语教学的实践看, 学生能较好地完成英文作业, 期末考试要求学生看得懂英文, 用英文或中文作答均可。

4 结语

当然对材料化学教学中使用双语还需在实践中摸索, 不断积累经验.最终使学生通过课程的学习获得专业知识和英语能力双赢的结果。

参考文献

[1]王斌华.双语教育与双语教学.上海:上海教育出版社.2003.10[1]王斌华.双语教育与双语教学.上海:上海教育出版社.2003.10

[2]徐丽英, 田玫等《.材料化学》课程双语教学的体会.高教探索.2007[2]徐丽英, 田玫等《.材料化学》课程双语教学的体会.高教探索.2007

材料化学教学 篇8

关键词：材料化学,功能高分子,教学探索,教学改革

材料化学属于理科的材料科学类专业,其主要任务是将材料的组成、结构与性能间建立一座桥梁,从而揭示它们之间的关系,并最终实现按所需功能来设计材料,是材料科学研究的最高层次。功能高分子是一门与多种学科如物理学、生物学、医学、分离科学等交叉的综合性课程。高分子材料的功能化主要是从其组成,结构上加以设计而达到的,于是, 《功能高分子材料》在材料化学专业中是一门重要的专业主干课程,其主要内容涵盖了电、光、磁以及化学反应、吸附分离、膜分离、液晶、生物医用等特殊功能高分子,内容繁多,更新快。“十二五”期间,大力开发新材料是国家重点支持发展的技术领域之一,这对高校材料学方面课程教学和科学研究提出了更高的要求[1]。我校材料化学专业成立于2005年, 《功能高分子材料》也有了将近十年的教学经验。但随着社会的不断进步、材料科学的迅速发展以及学生对课程教学的要求提高,改进《功能高分子材料》课程传统的教学方式势在必行,这对培养出材料化学专业高素质的优秀人才显得越来越重要。

1 我校 《功能高分子材料》 课程的教学特点及存在的问题

功能高分子材料所涵盖的内容繁多,其发展迅速,具有特种功能的高分子材料不断涌现,它已成为新技术革命不可或缺的关键性材料。在21世纪,功能高分子材料对人们的物质生活具有重要的影响。因此,我校材料化学专业一直也很重视《功能高分子材料》这门课程的教学,不断的发现教学中存在的问题,并积极的进行改革和创新。至今为止,还存在不少的问题需要改进: 首先,功能高分子主要是涉及高分子材料的组成、结构、特性、制备及其应用,其自身结构复杂,相关知识的跨学科性强[2],此外,很多内容还涉及到正在发展的边缘学科,因此,该门课程的教学内容的选择需要进一步的去完善和提炼,教学课本不能照传统模式选取某一本,应该综合各版本的优势内容。其次,材料化学专业的学生学习功能高分子时,更需要重点理解高分子材料是怎样从组成、结构上进行设计而使材料功能化,但这些理论的东西往往比较晦涩难懂,学生学习缺乏兴趣。因此,怎么去提高学生对该门课的学习积极性,也是我们眼前面临的问题。此外,该门课程所涉及到的内容多,更新速度快,知识点和难点也比较多,常规的填鸭式教学已难取得较好的培养效果,更多需要从教学手段、教学方法以及考核方式等方面去思考。

2《功能高分子材料》 课程的教学实践与改革措施

2. 1 精心选取教学内容

《功能高分子材料》课程涉及功能高分子材料的组成、结构、性能、制备及其应用,内容包括有: 反应性、吸附分离、超高吸水、导电、感光、液晶、生物医用等功能高分子,讲述其发展历程,作用机制、设计思想、制备方法及发展方向等。其内容丰富,复杂,并涉及到高分子物理、高分子化学以及物理学、生物学和分离科学等交叉学科。就我校而言,该门课程主要在大四上学期开学,32学时。学时较短,且大四学生很多精力集中在考研找工作上面,因此,如何重点突出,精选功能高分子的授课内容至关重要。经过实践探索和分析,我们应该从各版较好的教材以及网络最新资源中提炼出该课程的授课内容,了解和掌握功能高分子材料的发展前沿。另外,在授课时,我们应该始终抓住“高分子的结构决定性能,性能反映结构,性能是应用的基础”这一主线,分清主次,重点突出。做到深入浅出,精炼授课内容。此外,功能高分子是发展迅速的新兴学科,其知识更新快,作为教师,应该随时跟随其发展步伐,了解其发展前沿,结合自己的科研方向和成果,扩充相关知识,积累该门课程的教学素材,让学生既可以掌握功能高分子的基础知识,又可以了解其发展动态,从而提高学生的学习积极性,改善教学效果。

2. 2 从生活实际出发,激发学生学习动力

马斯洛把人的需要分为七个层次,其中学习动机属于成长需要中的认知需要,是学生维持作为社会人的基本生活以及发展提高的需要,学生的学习动机实际是求知需要在学生头脑中的反映和转化[3]。因此,笔者认为教学中要帮助学生认识功能高分子的价值,激发学生主动地学习功能高分子的期望,选用适合的学习策略,努力有意义地获取功能高分子知识和技能。

教学效果不好,很多时候是因为老师没有激发出学生学习的激情和动力,学生缺乏探索新知识的意愿。因此,在每次讲解一个新知识点之前,老师可以先精心选取生活实例或学生可能有兴趣的最新发展情况进行介绍,从而达到激起学生的求知欲。比如,在讲到电致发光功能高分子材料时,可以先从学生们熟悉的智能手机,平板电脑谈起,进而慢慢讲解其屏幕发光机理和应用机制。再比如讲到吸波材料时,我们可以先从各国隐身战斗机的发展开始,这特别是对男同学也许更具吸引力。在谈到上述材料的特殊功能后,可慢慢引出其不足之处,比如为什么发光材料的发光效率低、吸波材料的吸波范围窄等问题,从而引导学生主动去思考,去发掘其原因。使学生领悟学习功能高分子与现实生活的紧密联系,与个人成长之间的关系,感受成功,增进自信,提高学习功能高分予的内部动机,让学生在功能高分子学习过程中感受到功能高分子学习在未来职业和社会生活中的作用。

2. 3 教学手段多样化,增强教与学的互动性

改革功还能不高够分,子在所今涉后及的到教的学内过容程繁中多,,还传要统随的时教进学行模教式学已探经索满,足找不出了更要好求的。一随些着教科学学方技法术和的手不段断。发此展外,,多注媒重体更教新学书起本到知了识越,来将越教重学要和的科作研结用合。起多来媒,体让课学件生所真涉正及、到全的面内的容掌多握,该信课息程量知大识,这和缓技解能了,为该科门学课程研内究容培多养与优秀教人学才课。时少的矛盾; 另外,多媒体教学内容形象生动、难点重点容易突出,并且能较好的提高学生的学习积极性,具有较好参的考教文学献效果。比如在讲到功能高分

[1] 柴波.《材料化学》课程教学改革和实践初探[J]. 广东化工,2014,

子材料中的吸附性材料时,老师们可以利用软件将相关内容做

41(18):173 - 174.

成动画形式,以这样的形式呈现在学生面前,学生更容易理解高性能吸附材料的吸附原理,并且更能提高学生学习的积极性。

但是,事物总是具有两面性,完全依靠多媒体教学也有一些不足之处。在教学过程中,过多的依赖多媒体,老师的主导作用以及学生的主体地位相应都会降低,课题的互动性也相应要减弱,特别是在对某一些重要的理论公式的推导时,老师用黑板板书的形式一步一步推导给学生看更具有教学效果,学生的理解更深刻,记忆更牢固。因此,在教学手段方面,老师应该将多媒体手段和传统的教学手段相结合,相得益彰,发挥更好的教学效果。

此外,互动性教学非常重要,互动性能提高学生的学习兴趣和对知识的掌握程度。老师可以安排学生课下查阅资料,之后让学生自己上台讲授,这样不仅能起到锻炼学生检索文献和演讲的能力,还能督促学生学习以及加强学习效果的作用。另外,还可以要求学生撰写一些相关的综述性科技小论文,培养学生的论文写作水平。充分发挥学生的学习主动性以及教与学的互动性,进一步提高教学效果。

2. 4 注重实验和实践性教学

《功能高分子材料》课程是一门将基础理论知识和实践紧密结合在一起的工科性质的课程,因此,实验以及实践性教学在功能高分子材料的学习过程中有着非常重要的作用[4]。实践能培养学生理论联系实际的能力,能提高学生的自主创新的积极性,能加强学生解决实际问题的动手能力。老师在教学过程中,可以增加设计性实验模块,让学生自己查阅相关理论资料,自行设计实验方案,在老师的帮助下,学生完成自己设计的实验,获得实验结果,并撰写成实验报告或学术论文。这大大的提高了学生对该门课程的学习效果。此外,在条件允许的情况下,老师可以带领学生去相关工厂进行实习,让学生对书本上,实验室中学到的东西亲眼所见,亲耳所闻,这样对教学效果能起到事半功倍的积极作用。

2. 5 改革考核方式,端正学习态度

教师应该随时注意自己的教学效果,教学效果的好坏主要是通过学生的考核情况来反映出来。教师只有随时做好查漏补缺,积极调整教学方式才能起到较好的教学效果。传统的考核方式主要是通过最后学生们的考试成绩来评价这门课的教学效果,在这种情况下,学生往往平时不学习,最后考试阶段突击复习几天,应付过关。这样,学生所学的知识往往在考试后不久就忘记了,没有较好的掌握。因此,本文对考核方式进行了改革,主要包括以下四个方面: 第一,课堂表现,其内容包括学生的上课出勤率、课题发言交流情况、该方面占最后总成绩的20% 。其目的主要是培养学生上课的纪律性和交流思考能力; 第二,文献检索及其课堂报告,在该部分中,老师给学生一个与功能高分子相关的论题,学生自行查阅资料并整理成报告,在课堂上讲解,最后占总成绩的20% 。其目的是锻炼学生检索资料、撰写报告以及演讲能力; 第三,设计性试验等课后作业,包括平时的课后作业以及一次专门的设计性试验方案作[业2], 该邹部勇分进占.《总功能成高绩分的子2材0%料》。课其程目教的学是的探培讨养与学实生践理[J]论. 联科技系信实息践,的创新20性12思(11维)能:23力4.; 第四,考试成绩,最终的闭卷考试占总成[绩3]的 4于0%清。波.考《查材料学化生学对》概教念学、体原会理[J]、. 性化能学以工及程与实装验备设,计20方08 案(3等):基本知14识6 -和 14理7.论的掌握情况。通过以上全新的考核方式,加强

[4] 齐民华. 功能高分子材料课程教学改革的思考[J]. 广东化工,

学生的学习主动性、积极性,培养学生自主创新的能力,这对

2011,38(5):267.

提高功能高分子材料课程的教学效果起到了重要的作用。

3 结 语

在《功能高分子材料》教学过程中,老师们也要不断的学习,不断的提升自身科学素养,要灵活的运用教学方法和手段,调动学生的学习积极性和主动性,提高教学效果。通过上述一些方法的优化改革,取得了较好的教学效果。当然,上述

改革还不够,在今后的教学过程中,还要随时进行教学探索,找出更好的一些教学方法和手段。此外,注重更新书本知识,将教学和科研结合起来,让学生真正、全面的掌握该课程知识和技能,为科学研究培养优秀人才。

参考文献

[1]柴波.《材料化学》课程教学改革和实践初探[J].广东化工,2014,41(18):173-174.

[2]邹勇进.《功能高分子材料》课程教学的探讨与实践[J].科技信息,2012(11):234.

[3]于清波.《材料化学》教学体会[J].化学工程与装备,2008(3):146-147.

材料化学创新实验教学实践与探索 篇9

关键词：创新实验,材料化学,综合能力

0 引言

材料化学与材料物理、材料工程一起构成材料科学的三块基石[1]。材料化学作为一门将材料科学与化学相结合的新兴学科,主要研究材料的制备、加工和性能等方面的化学问题。相较于化学的其他学科分支,材料化学专业具有更明确的应用性质,是20世纪80年代新兴的本科专业[2],内容包含金属材料、无机非金属材料、高聚物材料等。化学是一门理论与实验相结合的课程,同样材料化学课程的建设也离不开相关实验的支撑。近年来,西北大学化学与材料科学学院实验教学示范中心通过对大四本科生开设创新实验课,培养学生对材料化学学科发展前沿的认识与了解,开阔学生的视野,增强学生的实验创新能力,对大四材化专业学生进行更深层次的专业实验培养与教学实践。

目前其材料化学创新实验室已具备基本的材料合成基础设施,配备合成室、准备室、仪器室、高温室,占地200多平方米,拥有多型号马弗炉、球磨机、德国IKA电磁搅拌器、德国赛多利斯分析天平等用于材料合成的仪器,同时国家级化学实验教学示范中心拥有布鲁克D8型XRD粉末衍射仪、S3500型激光粒度仪、台式扫描电镜等测试仪器,为材料化学创新研究提供实验良好的实验合成制备及测试条件。在开课5年多的时间里,材料化学实验课程不断地完善与提高,目前已经涵盖染料太阳能电池、PTC陶瓷材料、MOF多孔材料、纳米材料、高分子材料等的合成制备与性能测试实验,为培养多方面发展的学生提供了良好的实验教学条件,本文对材料化学创新研究实验的开设过程与经验进行简单总结,并就其实验课程教学实践与探索谈一点心得体会。

1 材化创新实验课程准备

1.1 选材新颖,跟随热点,不断发展,拓展学生视野

材料化学创新实验课,重点旨在突出创新,所编辑实验内容,皆为教师的研究课题演变而来,即每个实验都由一个研究课题及其结果进行梳理、编写,取材新颖,联系实际与热点,向学生充分展示材料化学的应用性与发展前景。例如,所开设的染料敏化太阳电池的制作与转化效率测试实验,其内容联系现在研究热点的太阳能电池,让学生了解光电转化机理的同时,学习掌握Ti O2纳晶多孔膜的制备技术以及其在太阳能电池研究上的重要意义。通过实验巩固基础理论与操作的同时,也可拓展学生的知识面,消除学生对本专业学习的茫然性,为学生即将进入继续深造或工作提供新的思路与见解。

与传统的基础实验不同,创新实验课是一门不断创新发展的实验课程,作为材料化学专业的实验支撑内容,实验的编写紧贴其前沿发展方向,故材化实验课程是个动态的实验课,它在充实原有实验的基础上,不断地更新、发展新的实验内容。自开课之初发展至今,创新实验课已经由4个实验内容发展、更新至7个完整实验,涵盖无机材料、高分子材料与纳米材料的合成与性能测试等内容。材化创新实验的开设,在夯实学生的基础性操作的同时,培训学生压片、离心、煅烧等更专业化的实验操作,实验内容的发展与完善,为学生提供了解和学习材料化学研究前沿知识的机会,拓展学生视野,将动手与动脑有力结合,提升学生综合创新能力。

1.2 提前讲解,形成框架,相互结合,调动学习积极性

化学专业的大四学生,在经历基础、综合性的实验培训基础上,对化学实验的学习有了更高层次的要求与理解,针对这些特点,在开课之初,利用两个星期,4个学时的时间,先将材料化学前沿、热点进行讲解,材料化学前沿性与应用性相结合的特点,能够及时抓住学生的注意力,充分调动学生学习该课程的积极性。

随后在介绍实验背景的前提下,将实验设计理念、实验设计的合成内容以及所合成材料的测试进行简单讲解,从而形成一个整体的实验框架,着重强调整个实验过程的系统性,形成提出问题、分析问题、解决问题的一个科研探索过程,来培养学生进行科研工作的基本素养。负责该创新课程的教师为教材编辑老师,熟悉实验来源且立于教学与科研工作一线,能够结合相关化学知识与前沿研究内容进行讲解,为材料化学创新实验课教学实践提供良好的师资保障。如微波辅助水热合成微孔配位聚合物MOF-5实验,在讲解时将配位化学、晶体化学、功能材料等内容与近年来研究热点的微波合成方法相结合,进一步巩固所学理论知识的基础上,为学生讲授新研究成果,大大提高学生的学习兴趣,提高学生综合学习能力。

2 材化创新实验课程实践

2.1 灵活安排,合理分割,掌握节奏,提高实验效率

实验内容衍生自教师的科研课题,具有时间长,连续性高,仪器专业性强等特点。考虑到学生课程的时间分散性,在实验课开始之初,针对实验内容进行有效的归类与分割,同时教师在实验过程中控制好学生的操作进程,掌握实验的节奏,提高实验效率。具体采用以下方式:

①根据实验个数和每周开课时间将学生有效分组,每天安排7组实验操作,进行大循环实验过程[3];

②将两个具有相关性的实验进行交叉串联,如将Ba Ti O3纳米粉的溶胶-凝胶法制备表征与PTC陶瓷材料的制备与测试两项实验相糅合,确保在两周时间内,同时完成两项实验内容;

③将实验过程中的操作等候时间充分利用,如干燥配合物MOF-5等待测试的空隙,可安排进行反相乳液聚合法制备聚丙烯酰胺絮凝剂实验的合成部分;

④对于需要20多学时的创新研究型实验,将实验过程合理分割,如染料敏化太阳电池制作过程中,指导、督促学生抓紧时间,第一次实验时紧凑完成Ti O2多孔膜电极的制备后浸泡入染料溶液中,再一次实验时制备纳米铂黑对电极、组装电池,最后进行电池组装和性能测试。

相比于内容固定、时间长短不一的基础实验课程,创新实验这种灵活多变的安排方式,能够最大限度为学生提供了解学习实验的机会,使得整个创新型实验课程内容更系统、紧凑,提高学生学习效率和时间紧迫感,为学生的进修奠定基础。

2.2 小组开课,加强互动,解析仪器,开拓专业视角

由于仪器偏于专业化,而且配套数量有限,为保证教学质量,材化创新实验开设时,每个实验以2-3人为一个小组。这样在每个实验进行时,保障学生与老师能进行面对面的探讨与交流,这种小班式的开课过程,避免出现不分主次、重复讲解消磨学生过多的实验热情的情况[4]。

创新实验注重培养学生的思辨与综合能力,实验过程中教师鼓励学生自行思考实验所出现的现象与问题,克服传统的实验教学过程中存在的学生只动手不动脑、千篇一律、不敢提问等弊端。待完成材料的合成,先介绍专业性仪器的性能与用途,再进行合成样品的解析。如通过激光粒度仪测量所合成微米和纳米粉体粒径的分布情况;通过对合成材料进行X射线衍射,分析其衍射图谱,核实材料的成分、材料内部的结构;通过扫描电镜测量对所合成材料的形貌-性能相关性进行研究等。通过专业仪器测试,学生学习鉴定、测试、分析新合成材料的方法。材化创新实验教学不仅仅局限于实验操作,更注重学生科研素质的培养,为学生开拓更高的专业性视角,以培养学生进行功能材料的设计、制备性能测试等方面的创新意识与能力。

2.3 虚实结合,注重启发,鼓励思考,培养综合能力

在实验开课过程中,我们发现仍存在程度不一、相对薄弱的现实问题:

①少部分学生在学习、动手实验过程中存在学习目标不清、学习缺乏自主性[5];

②大四学生面临人生岔口时,偶尔出现的学习浮躁性、盲目性等。

面对这些现实性问题,我们在教学过程中尝试进行以下改进:

①结合虚拟仿真实验的建设,借助虚拟仿真软件与设施,进行实验讲解与模拟预习,尤其针对学生现下条件无法完成的虚拟化实验进行介绍,利用专业化而且学生普遍接受的学习软件,达到随时随地可通过电脑甚至手机即可了解和学习该实验课程的目的,以增强学生学习积极性;

②注重启发学生,尤其是遇到不同的实验现象时,循序渐进地对学生进行引导,以寻求解决办法,活跃课堂气氛的同时,给学生提供更多的自主与发挥的空间,若学生提出自己解决问题的方法时,还可安排进行分组对照实验,以提高学生分析、创新的综合能力;

③设置多样化的成绩评定方式,不拘泥于单纯考勤、实验操作、实验报告等评定项目,增加讨论对照实验、实验改进等方面的成绩奖励,对学生能力进行肯定以加强学生的参与感与责任心,提高学生对于该实验课的重视程度,提升学生的综合能力。

3 材化创新实验课程成果

3.1 拓展学生专业实验知识层面,理论联系实际,激发学生学习的兴趣

本创新实验从立题到实验整个过程,将材化课程研究前沿和生活实践相紧密结合,更加强化实验课程的专业性,专业仪器解析功能与培训,开拓学生专业性视角,增强学生对材化知识的运用实践,使学生体验学而致用的实验过程,从而大大激发学生的学习兴趣;

3.2 启发实验创新思维,强化学生实验操作技能,提升学生综合素质

本创新实验课程,除基本实验操作外,增加研究型实验操作,启发学生进行创新性思维,鼓励学生探索、解析实验现象,强调动手与动脑的真正结合,巩固基础实验技能,学习运用更专业性实验操作技能和实验测试解析手段,提高学生整体综合素质;

3.3 巩固相关专业知识,拓宽学生科研思路,提高学生科研素养

本创新实验课联系功能材料、配位化学、结构化学等几门基础专业课,巩固专业知识的同时,为学生进行科学研究做铺垫,包括选题、实验、测试、应用等过程,符合高年级学生追求独立实验的需求,培养学生独立科研能力。

4 结束语

材料化学创新实验是化学专业学生一门重要的实验课程,特别对于材料化学专业的学生而言,这是一门专业支撑性的实验课程。对这门新兴的实验课程,由于没有更多的经验可以借鉴,我们的开课过程也是摸索与完善该实验课的过程。在经历了5年多的学习、努力与总结,该实验课取得了很好的教学效果,对学生综合、创造能力的提升有显著的成效。特别是对于考研和寻求工作的大四化学专业的学生,材化创新实验课程所提供的前沿、热点性实验内容,开阔学生眼界,拓展学生的知识层面,向学生展示材料化学研究的系统性、应用性,对学生今后的学习和工作具有良好启发和能力提升作用。以上是笔者在材化创新实验课程教学中的一些教学经验总结,在今后的工作中还需要不断总结、探索,才能提升自身专业与教学素质,辅助教师将创新实验课程建设更好,以全面提升学生的综合学习能力和专业素养,为培养高素质的创新型人才打造坚实的基础。

参考文献

[1]杨兴钰.材料化学导论.武汉:湖北科学技术出版社,2003.

[2]曾人杰.大学化学,1998,13(4):1-5.

[3]刘斌,杨建辉.大学化学,2015,30(3):51-55.

[4]张荣兰,杨维兴,王骊丽,等.大学化学,2016,31(3):23-27.

材料化学教学 篇10

近年来, 随着市场经济的逐步确立和对外交流的扩大, 我国高教体制发生了深刻的变化。在高等教育深化改革中, 培养学生的综合素质、实践能力和创新能力是一个根本性的指导思想[1]。材料化学是一门工科类的应用型学科, 其化学实验课的教学显得尤为重要。为此, 我们对材料化学专业综合实验进行了改革。

1 材料化学专业综合实验实施教学改革的原因分析

1.1 传统的材料化学专业实验教学的弊端

传统的材料化学专业实验教学模式只是让学生照着书做一遍实验, 只是重复原有的知识, 很少有真正的探索与创新。学生上过实验课后, 只会机械重复, 不具备真正的创新能力, 从而不能独立设计实验开展科研, 也很难解决新的实际问题, 这就给他们将来的工作或者进一步的研究学习造成很大困难[2]。这种旧的实验教学模式显然已经不适用于21世纪的材料化学专业综合性的应用型创新人才的培养。为适应现代社会发展的需要, 有必要改革旧的实验教学模式, 建立新型的复合型创新人才的培养模式[3]。

1.2 材料化学专业综合实验教学新模式的优势

教改后的材料化学专业综合实验, 引入科研思维, 引导他们学会科研思考, 同时将以往的重复性实验改为离科研比较近的探索性实验, 在实验教学中不断增加开放度, 放手让学生积极思考, 大胆尝试和探索。这种由单一的、重复性的验证性实验向设计性、综合性、探索性实验转变, 既有旧知识的再现, 也有新知识的产生, 训练了学生的科学研究素质, 培养了学生的创新意识和创新能力, 也提高了学生解决新问题的能力, 以及独立开展新实验的科研能力。实践证明:与科研课题相结合的材料化学专业综合实验教学新模式的建立, 对于培养学生学习和实验的激情, 调动学生的积极性和主动性, 提高学生实践操作能力、组织协调能力、解决问题能力以及培养创新型的全方位发展的综合性优秀人才具有非常重要的作用[4]。

2 材料化学专业综合实验教学新模式的内容

2.1 改革实验模式

随着实验课教学改革的不断深入, 沿用多年的实验课模式已不能适应新形势, 于是, 我们改变了以往专职专用的单一实验人员的构成模式, 组成了一支高学历、高职称、专业性强、教学和科研经验丰富的中青年教师队伍, 分管各实验室的现代大型贵重仪器设备, 并从事该课程相关部分的实验教学及实验的指导工作。如分管x射线粉末衍射仪的教师从事XRD实验的教学, 分管扫描电镜的教师负责SEM实验的教学等。这些改革为新课程教学体系和实验教学体系的正常运行提供了有力的保证。

2.2 增加师生交流

在实验教学活动中, 师生间的信息互馈是对实验教学活动的一种评价, 是实验教学活动中不可或缺的重要环节。实验结束时, 师生共同讨论思考题, 同时鼓励学生对现有的实验内容提出改进方案, 并积极采纳。巧妙安排, 纠正学生重“结果”轻“操作”的不良习惯。师生共同讨论还可以使学生看到自己实验结果的重要性, 激发学生的实验热情。

2.3 提供鼓励创新的环境和政策

科研素质是一个长期积累的过程, 不能仅仅依靠课堂或者实验教学。作为实验教学单位, 要创造一个良好的学术氛围, 来促进学生自觉从事科研活动, 培养创新能力, 提高自身素质。适当的鼓励会促使学生主动思考问题, 激发学生学习专业基础知识的兴趣及探索、创造的科研热情, 引导学生自觉走上提高科研素质的道路。比如对学生的创新活动、学生参加学术会议、学生发表论文、学生参与国家比赛等给予物质和精神上的鼓励, 并为其创造良好的环境, 给予理论上的帮助。

3 结语

以上对材料化学专业综合实验教改项目作了具体分析和总结。希望通过对综合实验的教育和改革, 使其符合现代教育、素质教育和创新教育的要求, 增加实验技术教学的实用性、多样性和先进性, 培养出知识—能力—素质三位一体的新型人才。

摘要：本文对材料化学专业综合实验教学改革进行初步探索, 对开展教学改革的原因及实验教学新模式进行了分析, 通过近几年的实践对综合化学实验改革的重要性有了更深层次的认识。

关键词：材料化学专业,综合实验,教学改革,实验教学模式

参考文献

[1]顾斌, 黄余改, 方夏.仪器分析实验教学改革探究[J].江西教育学院学报, 2011, 27 (2) :66-67.

[2]左国防, 李艳红.论设计性实验与学生问题解决能力的培养[J].天水师范学院学报, 2003, 5 (23) :80-81.

[3]陈步云, 李红, 李爱群, 等.构建实验教学大平台培养具有创新意识的人才[J].实验室研究与探索, 2010, 29 (8) :91-93.

第49课时 化学与材料的发展 篇11

A. 炼铁 一氧化氮、二氧化氮

B. 炼钢 一氧化碳、棕色烟尘

C. 氨氧化法制硝酸 二氧化硫、三氧化硫

D. 接触法制硫酸 一氧化碳、黑色烟尘

2. 硅酸盐工业的一般特点是（ ）

①以含硅物质作为原料 ②主要产物是硅酸盐 ③反应条件是高温 ④反应原理是复杂的物理变化和化学变化

A. ①③ B. ②③ C. ①②③④ D. ③④

3. 下列关于金属保护的说法，正确的是（ ）

A. 在铁制品表面涂上搪瓷可以防腐，若搪瓷层破损后仍能起防止生锈的作用

B. 镀锌铁制品表面的锌层破损后仍能起到防止铁生锈的作用

C. 钢铁制造的暖气管外常涂有一层沥青，这是一种改变金属内部结构的方法

D. 轮船外壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法

4. 最近研制的一种可降解塑料，代号为3HB，结构简式为[H—O—CH—C—OH][CH3] [n] [O]，具有良好的生物适应性，能在自然界中自行降解，下列说法中正确的是（ ）

A. 可降解塑料3HB，在自然界中通过水解反应降解为该聚合物的单体

B. 该聚合物的单体中含有的官能团仅有醛基

C. 1 mol该单体分别与钠、碳酸氢钠溶液完全反应时，消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1∶2

D. 由单体生成降解塑料3HB的反应为加聚反应

[铁矿（Fe2O3）][高温尾气

（CO2+H2O）][CH4][合成气（CO+H2）][合成其

他产品][Fe][还原

反应室][燃烧室][混合气（CH4+O2，其体积比为1∶2）][催化

反应室] 5. 竖炉冶铁工艺流程如图，使天然气产生部分氧化，并在特殊的燃烧器中使天然气燃烧：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g），催化反应室发生的反应为：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g） [Δ]H1=+216 kJ·mol-1；CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g） [Δ]H2=+260 kJ·mol-1（不考虑其他平衡），下列说法正确的是（ ）

A. 增大催化反应室的压强，甲烷的转化率增大

B. 催化室需维持在550～750℃，目的仅是提高CH4转化的速率

C. 设置燃烧室的主要目的是产生CO2和水蒸气作原料气与甲烷反应

D. 若催化反应室中，达到平衡时，容器中n（CH4）=a mol，n（CO）=b mol，n（H2）=c mol，则通入催化反应室的CH4的物质的量为[a+b+c4]

6. 下列说法中正确的是（ ）

A. 天然纤维就是纤维素

B. 合成纤维的主要原料是石油、天然气、煤和农副产品

C. 化学纤维的原料不能是天然纤维

D. 生产合成纤维的过程中发生的是物理变化

7. 下图表示某些化工生产的流程（有的反应条件和产物已略去）。

请回答下列问题：

（1）写出下列物质的名称：E ，H ，K ；

（2）流程中所涉及的化学工业 （写出两个即可）；

（3）反应I需在500℃进行，主要原因是 ，实际工业生产中，反应Ⅱ的条件是 ；

（4）工业上，析出K后，再向母液中继续通入E，并加入细小食盐颗料，其目的是 ；

8. 氯化亚铜（CuCl）是有机合成工业中应用较广泛的催化剂，它是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化。从酸性电镀废液（主要含Cu2+、Fe3+）中制备氯化亚铜的工艺流程图如下：

[调节pH、温度

过滤][酸浸（pH≈4）

蒸发、过滤][电镀废液][电镀污泥][滤液][铁粉][高浓度硫

酸铜溶液][氯化钠][滤液][CuCl晶体] [碱

过滤]

金属离子含量与pH、CuCl产率与混合液的pH的关系图：

[1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0][95

90

85

80

75][pH][1 2 3 4 5 6 7 8 9][10][CuCl][Cu2+][Fe3+][产率%][的浓度][（g·L-1）][Cu2+的浓度][Fe3+的浓度][CuCl产率]

请回答下列问题：

（1）电镀污泥的主要成分是 （写化学式）；

（2）酸浸时发生反应的离子方程式是 ；

（3）析出CuCl晶体时的最佳pH在 左右；

（4）铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为： 。

材料物理化学教学的几点体会 篇12

1 建立研究生分类培养机制

随着国家教育改革的深入, 研究生逐渐细分, 主要分为学术硕士, 工程硕士, 在职工程硕士三类。对于地方普通本科院校, 由于尚处于培养机制探索阶段, 加之资源占有率低, 研究生培养仍然沿用传统的培养模式。无论是学术硕士, 还是工程硕士, 仍然使用相同的教材、相同的侧重点, 这明显偏离的高等教育改革的初衷。

作为研究生基础专业课的材料物理化学课程, 更应该分类培养。如对于学术硕士主要侧重于基本原理, 而对于工程硕士则应该注重于工程化应用。由于材料物理化学为理论课程, 缺乏应用实例, 工程实例更少。因此需要借助其他学科 (如冶金) 及企业 (材料生产单位) , 以聚集更多新的实例, 出现在我们的教学和教材中。

2 强化课程与材料专业的联系

2.1 深入介绍材料热力学的内容

材料的合成与制备, 多半涉及到材料化学的相关内容。特别是在复合材料, 纳米材料、高温合金、非晶等领域广泛涉及材料的反应热力学条件和热力学稳定性。例如原位增强复合材料, 关于增强颗粒的稳定性和制备温度的计算, 要用到热力学第一定律中吉布斯自由能和绝热温度的计算。很明显, 在材料物理化学中这些方面的内容还是稍显薄弱, 学生多是参考其他人计算的方法来进行推演, 方法与数据的准确性不是很高。

2.2 增补三元相图的内容

相图在整个材料物理化学教学中, 是比较难的一个章节。相图是处于平衡状态下系统的组分、物相和外界条件相互关系的几何描述。由于这部分内容既有较抽象的理论性, 又有较强的实践性, 所以讲解难度较大, 学生很难理解。然而, 相图在许多科学技术领域早已成为解决实际问题不可缺少的工具。二元合金相图是化学、制药、物理、冶金、材料等相关专业本科教学的基本内容, 个别高校或者专业 (冶金) 也对三元合金相图进行了讲述, 由于不是考试内容, 加之讲述的并不深, 多半学生基本上没听或者根本不懂。

但是随着科技的发展, 冶金原料复杂化, 绝大部分是多元成分;材料制备多元化, 一般是三元、四元, 甚至是更多元合金, 涉及到更多的三元相图。特别是熔盐、熔渣、合金、耐火材料等, 均涉及到多元体系相图。科研工作者, 不熟悉三元相图基本上是寸步难行。对于刚从事科研的研究生来说, 大量的文献出现三元相图, 所以需要在教材和讲授中增补相关内容。

2.3 合理延伸表面化学的内容

材料的表界面是材料物理化学课程的重要内容, 主要包括表面张力, 表面能, 润湿, 表面吸附等内容。材料的焊接, 表面修复, 材料的改性, 表面催化等都涉及物理化学的内容。但是现行教材主要涉及材料的焊接和部分表面催化, 表面修复和改性的内容及研究实例较少, 这极大的制约了材料的理论研究。随着材料研究深度和广度的提高, 完全有必要对表面化学的内容作适当的延伸。

3 增强材料物理化学课程的实用性

“读书无用论”盛行已久, 教是教, 学是学, 教与学严重脱离。由于理论课程本身的枯燥性, 课程应用实例较少, 逻辑关系不清, 教与学成为两条腿走路。提高广大学生的学习兴趣和课堂的趣味性, 教材建设是关键。多数学生不太愿意听取与专业差距较远的课程, 或者说他们是被动的学习, 所以课程中的实例就显得非常重要, 特别是最新的前沿实例。因此需要成立专门的教材编写委员会, 邀请教学经验丰富的跨专业专家进行组稿。而不是各自为战, 三两个人就能出版成书。

理论课程的教学技巧是提高教学质量的关键。具有扎实的专业功底和跨学科背景是进行材料物理化学教学的前提, 同时要求教师具有一定的工程背景。教学过程中, 要不拘泥于课程的形式, 可以从化学到材料或者到冶金旁征博引, 也可以采用教师讲解和视频教学, 或学生结合自己的研究方向进行科研与交流相结合的形式。教学气氛要随和, 语言要幽默, 教学内容要饱满熟练。

4 结语

研究生教育是学生本科毕业之后继续进行深造和学习的一种教育形式, 以培养具有独立从事科学研究能力的科研工作者为主要目的。研究生课程培养是研究生教育重要的一环。一方面它能进一步增加知识储备、丰富知识体系, 为后续的研究提供理论武器;另一方面, 课程培养能够启迪思维, 开启智慧的大门, 为科学研究顺利开展提供正确科学思维和方法。

提高高等教育的教学质量, 一直是高等教育工作者不变的追求。材料物理化学是材料学科专业基础课程, 对培养学生的物理化学基础知识, 分析与解决问题起到重要作用。通过教学教材改革提高材料物理化学的教学质量, 让学生能够运用材料物理化学的知识解释生活和科研中常见的问题, 能够运用材料物理化学的知识解决实践中的难题, 就能达到教学的目的。

摘要：材料物理化学课程概念多、内容庞杂、实用性差, 学生的学习欲望低。本文结合教学实践, 提出通过建立研究生分类培养机制, 强化课程与材料专业的联系, 增强课程的实用性等方面进行教学教材建设, 提高研究生课程的教学效果和质量。

关键词：材料物理化学,分类培养,实用性

参考文献

[1]甘贵生, 杜长华, 许桂英, 等.浅谈工科院校研究生材料物理化学课程教学及教材建设[J].广东化工, 2013, 41 (13) :284-285.

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[3]邵光杰, 王锐, 董红星, 等.材料物理化学[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2003:1-3.