時間：2022-05-16 23:55:31
序論：在您撰寫材料化學(xué)教學(xué)時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整優(yōu)化
1結(jié)合地方實際，調(diào)整優(yōu)化課程內(nèi)容《材料化學(xué)》涉及的內(nèi)容很繁雜，新材料廣泛用于通訊、交通、能源、生物醫(yī)用以及建筑等各種領(lǐng)域。作為一門選修課，只有36學(xué)時，不可能每個章節(jié)都能講得非常細(xì)致全面，這就要求老師講授內(nèi)容要精心組織，貫徹少而精，求實效的原則，結(jié)合地方實際的需求來安排教學(xué)內(nèi)容。并且，課堂教學(xué)的目標(biāo)不是將所有的知識傳授給學(xué)生，而是將學(xué)生引入一個新領(lǐng)域。于是，我們根據(jù)教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合廣東省尤其是惠州市企業(yè)的實際情況，對《材料化學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整優(yōu)化，對于特種陶瓷材料、光學(xué)材料、功能高分子材料以及半導(dǎo)體材料等進(jìn)行重點講解。例如，惠州市是全國應(yīng)用LED的試點城市之一，有強(qiáng)大的照明和顯示產(chǎn)業(yè)。我們結(jié)合2008北京奧運(yùn)會以及上海世博會應(yīng)用了大量的LED燈作為實例，對LED的原理、優(yōu)點、國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在的問題以及發(fā)展趨勢進(jìn)行詳細(xì)的講解，使學(xué)生對LED有了一個初步的認(rèn)識和了解。
2介紹學(xué)科前沿，拓寬學(xué)生知識面材料的發(fā)展突飛猛進(jìn)使教材有一些滯后性，所以老師在闡明經(jīng)典分析理論和方法的同時，要隨時關(guān)注相關(guān)材料的發(fā)展動態(tài)，及時更新教學(xué)內(nèi)容，引入各個領(lǐng)域中材料化學(xué)的新進(jìn)展、新成果。通過在教學(xué)中不斷滲透前沿科學(xué)，不僅使材料化學(xué)教育富有生命力、感染力和時代感，而且也培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時在介紹前沿科技時，教師表現(xiàn)出的崇尚科學(xué)的情感和求真求實的價值觀也會對學(xué)生產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。教學(xué)的同時，我們也向?qū)W生介紹相關(guān)的老師的研究方向、研究成果，讓他們知道一些高新技術(shù)、前沿科學(xué)并不是遙不可及，而是就在我們身邊，激發(fā)他們的研究熱情，幫助他們選擇老師做畢業(yè)論文，這對于學(xué)生的就業(yè)甚至求學(xué)深造、走向科研之路都是有利的。
教學(xué)方法和手段的改進(jìn)
根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法和手段，是提高教學(xué)效果的重要環(huán)節(jié)。《材料化學(xué)》涉及的化學(xué)基礎(chǔ)知識很多，包括無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)，甚至包括工程技術(shù)專業(yè)課程化工原理的相關(guān)知識。很多學(xué)生就不擅于綜合應(yīng)用化學(xué)化工的基礎(chǔ)理論來理解材料科學(xué)，反映《材料化學(xué)》比較難學(xué)。針對這些問題，我們對教學(xué)方法和手段主要做了如下的改進(jìn)：
(1)理論教學(xué)上，講清難點，突出重點。在講解材料的組成、結(jié)構(gòu)、性能與加工工藝關(guān)系的時候，結(jié)合實例，把相關(guān)的無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)、化工原理基礎(chǔ)知識提出來，讓學(xué)生回憶所學(xué)的知識，活學(xué)活用，既加深了對基礎(chǔ)知識的理解，又提高了知識的應(yīng)用能力，明白理論與實踐有時只有一步之遙。在介紹高新技術(shù)和前沿科學(xué)的同時，強(qiáng)調(diào)它們所應(yīng)用的經(jīng)典基礎(chǔ)理論知識，通過點面結(jié)合，讓學(xué)生注重在扎實的理論知識上創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。
(2)組織好課堂教學(xué)。在設(shè)計一堂課的時候，根據(jù)講授內(nèi)容，以不同的方法進(jìn)行教學(xué)。例如，講超導(dǎo)材料一章時，我們以3D電影《阿凡達(dá)》為例，讓學(xué)生討論地球人與納威人為什么而戰(zhàn)，名叫“Unobtanium”的礦石有什么用等等，從而引出超導(dǎo)材料，這樣就大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。講功能高分子材料一章時，先讓學(xué)生做幾個生活中常見的功能高分子材料的選擇題，讓他們帶著問題聽講，起到事半功倍的教學(xué)效果。在教學(xué)過程中，老師不但要授之于魚，而且要授之于漁，因此一般采用設(shè)疑或質(zhì)疑的方式，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，并分析討論得出正確的結(jié)論，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，把被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，將他們的求知、就業(yè)、成才聯(lián)系起來[2]。(3)恰當(dāng)使用多媒體教學(xué)。材料化學(xué)的發(fā)展，不外乎深化和融合。深化，即是從宏觀的反應(yīng)動力學(xué)到微觀的反應(yīng)動力學(xué)，從平衡態(tài)到非平衡態(tài)，從研究個體發(fā)展到研究相之間聯(lián)系、滲透以及不同層次的整體統(tǒng)一。融合，即是采用多學(xué)科滲透、融合來解決各種問題。如果單靠語言和文字描述來講解材料化學(xué)，學(xué)生難以理解。而多媒體教學(xué)具有直觀、形象、生動、信息量大、交互性強(qiáng)、人性化和科學(xué)性的特點，對于增加課堂容量，促進(jìn)教學(xué)過程的優(yōu)化和個性化，調(diào)動學(xué)生的積極性，提高教學(xué)的質(zhì)量和效益起到了巨大的作用。但是多媒體教學(xué)容易削弱課堂上老師與學(xué)生之間的情感交流。因此課堂上應(yīng)恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用多媒體、掛圖、模型、板書，傳統(tǒng)和現(xiàn)代的教學(xué)手段相結(jié)合，創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍，幫助學(xué)生理解知識，讓學(xué)生記憶深刻。
考核方式多種多樣，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)
大學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)是社會發(fā)展的需要，也是高等教育改革的目標(biāo)[3]。而學(xué)生課程成績的考核，既是提高學(xué)生綜合素質(zhì)，考查學(xué)生掌握知識、運(yùn)用知識的重要手段，也是檢驗教師教學(xué)的一種方法。作為一門重要的專業(yè)課，材料化學(xué)要培養(yǎng)大學(xué)生實事求是、嚴(yán)格要求的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)大學(xué)生實現(xiàn)某個目標(biāo)具有的科學(xué)思路、創(chuàng)新精神，應(yīng)該采取多種多樣的考核方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高教師的教學(xué)水平。本課程強(qiáng)調(diào)平時成績的重要性，占40%，期末成績占60%。平時成績主要靠以下三個方面進(jìn)行打分：一是根據(jù)學(xué)生的出勤情況；二是根據(jù)課堂表現(xiàn)，例如老師提問，學(xué)生參與討論的積極性，發(fā)表自己的見解；或者是讓學(xué)生自學(xué)、獨(dú)立思考，提出自己的問題讓大家參與討論；三是平時布置一些小題目，考查學(xué)生課外查閱文獻(xiàn)、主動獲取知識的能力以及自學(xué)能力。
緒論是引導(dǎo)學(xué)生快速進(jìn)入材料化學(xué)主體內(nèi)容比較關(guān)鍵的部分，在緒論這章應(yīng)該讓學(xué)生盡快對材料化學(xué)這門課程的一些基本概念、材料化學(xué)的主體內(nèi)容范圍及其地位和作用以及一些學(xué)習(xí)方法，包括思維方式的轉(zhuǎn)化和訓(xùn)練方面有一些了解，同時由于是雙語教學(xué)，不斷滲透英語教學(xué)內(nèi)容仍是主體，所以在緒論內(nèi)容設(shè)計上，逐步導(dǎo)入英文教材內(nèi)容，用英語表述一些概念，對概念的理解上，采取中英文表述，主要是照顧英文理解較差的學(xué)生，同時給學(xué)生一個適應(yīng)的過程。在“以學(xué)生為本”的教學(xué)理念下，對材料化學(xué)緒論內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計和實踐，以下是教學(xué)實踐中的嘗試和總結(jié)，以其今后更好地進(jìn)行材料化學(xué)課程雙語教學(xué)，教學(xué)方法上“重視學(xué)”，“以學(xué)生為本”，提高教學(xué)質(zhì)量，實施以培養(yǎng)能力為中心的素質(zhì)教育。
材料概念的導(dǎo)入
1材料的定義有關(guān)材料的定義有以下幾種：材料是具有結(jié)構(gòu)、光、磁、電的用途的物質(zhì)(Matterisamaterialwhenthatformofmatterhasstructural,optical,magnetic,orelectricuse)。材料是能為人類社會經(jīng)濟(jì)地制造有用器材(或物品)的物質(zhì)(Matterisamaterialwhenthatformofmattercanbemanufacturedintousefulobjectseconomicallyforthehumansociety)[13]。材料是人類用來制作物件，如用具、工具、元器件、設(shè)備設(shè)施、系統(tǒng)等的物質(zhì)?！掇o海》給材料下的定義是：經(jīng)過人類勞動所取得的勞動對象稱為原料，而經(jīng)過工業(yè)加工的原料如鋼材、水泥等則稱為材料[14]。這是以往對材料的定義，隨著時代的發(fā)展，材料基本含義沒有太大變化，內(nèi)容上豐富許多。與時俱進(jìn)，現(xiàn)在采用英文教材的最新定義，是需要學(xué)生理解和掌握的。英文教材的定義為：材料可廣泛定義為可用于解決當(dāng)前或未來社會需要的任何固態(tài)組件和設(shè)備(Thetermmaterialmaybebroadlydefinedasanysolid-statecomponentordevicethatmaybeusedtoaddressacurrentorfuturesocietalneed)[15-16]。例如，釘子、木材、涂料等解決我們住房需求的簡單建筑材料(Forinstance,simplebuildingmaterialssuchasnails,wood,coatings,etc.addressourneedofshelter)。
2材料的分類材料分類有很多種，現(xiàn)代材料一般分為金屬(metals)材料，高分子(polymer)材料如塑料、橡膠、纖維等，無機(jī)材料如陶瓷(ceramics)、玻璃、水泥、磚瓦等和復(fù)合(composites)材料四大類[17]。英文教材將材料分為天然的(natural)和合成的(synthetic)兩大類材料。天然的材料分為無機(jī)(inorganic)和有機(jī)(organic)材料。無機(jī)天然材料包括礦物(minerals)、黏土(clays)、砂(sand)、骨(bone)和牙(teeth)。有機(jī)天然材料包括木材(wood)、皮革(leather)、糖(sugars)和蛋白質(zhì)(proteins)。合成的材料包括大塊(bulk)、微米(microscale)、納米(nanoscale)材料。大塊(bulk)材料包括非晶態(tài)(amorphous)和結(jié)晶(crystalline)材料[15-16]，這種材料分類更貼近材料化學(xué)的定位。
3復(fù)合材料復(fù)合材料廣義上是指由兩個或多個物理相(以微觀或宏觀的形式)所組成的固體材料。狹義上是指用高性能玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、晶須、芳香族聚酰胺纖維等增強(qiáng)的塑料，金屬和陶瓷材料等。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織把復(fù)合材料定義為由兩種以上物理和化學(xué)上不同的物質(zhì)組合起來而得到的一種多相固體材料[18-19]。
4新材料與功能材料為適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)與國防建設(shè)的發(fā)展，滿足生產(chǎn)力發(fā)展與社會進(jìn)步的要求新近出現(xiàn)或研發(fā)出來的、或正在發(fā)展中、具有傳統(tǒng)材料無法比擬或更為優(yōu)異的性能之各種新型材料，均稱為新材料。新材料一般具備表征性、先導(dǎo)性、依托性、時間性、優(yōu)能性和新穎性6個特征[14]。材料通?？煞譃榻Y(jié)構(gòu)材料與功能材料兩大類。結(jié)構(gòu)材料是以強(qiáng)度、剛度、韌性、塑性、耐磨性、硬度等力學(xué)性能為其基本特征，用于制造以承受重力或傳遞應(yīng)力為主要服役方式之結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料。功能材料則是具有特殊物理性能、化學(xué)性能或生物學(xué)性能等，主要用于制造各種功能元、器件的材料[14,20-21]。1965年，美國貝爾實驗室Morton博士提出功能材料的概念，20世紀(jì)70年代日本材料科技界完善確立，20世紀(jì)80年代在我國逐漸被人們接受。功能材料的定義，國內(nèi)外尚無統(tǒng)一定論，國內(nèi)比較一致的定義，功能材料是指那些具有優(yōu)良的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)功能，特殊的物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)效應(yīng)，能完成功能相互轉(zhuǎn)化、并被用于非結(jié)構(gòu)用途的高技術(shù)材料。這些材料在元件、器件、整機(jī)或系統(tǒng)中，可實現(xiàn)對信息與能源的感知、采集、計測、傳輸、屏蔽、絕緣、吸收、貯存、記憶、處理、控制發(fā)射和轉(zhuǎn)換等目的[14]。
5納米材料20世紀(jì)70年代，日本科學(xué)家最早認(rèn)識到納米性能并引用納米概念。20世紀(jì)80年代中期，人們正式把這種材料命名為納米材料。納米材料是指物質(zhì)的粒徑至少有一維在1~100nm之間，具有特殊物理化學(xué)性質(zhì)的材料[22-27]。組成納米材料的基本單元在維數(shù)上可分為三類：(1)零維。指在空間三維尺寸均在納米尺度內(nèi)。如原子簇等。(2)一維。指在空間有兩維處于納米尺度。如納米絲、納米棒、納米管等。(3)二維。指在三維空間中有一維處于納米尺度。如超薄膜、多層膜等[24]。在實際應(yīng)用中，以一個材料的10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)作為閾值來確定其是否為納米材料，作為化妝品納米材料的判斷指標(biāo)[28]。材料及其分類的介紹，主要側(cè)重英文教材的定義，讓學(xué)生記住其英文表達(dá)，同時強(qiáng)調(diào)材料的應(yīng)用及最新材料介紹。
材料科學(xué)與材料工程的界定
材料科學(xué)是研究材料結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系，而材料工程是在這些結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系基礎(chǔ)上，對材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計和工程化以生產(chǎn)預(yù)期性質(zhì)的系列產(chǎn)品(Thedisciplineofmaterialsscienceinvolvesinvestigatingtherelationshipsthatexistbetweenthestructuresandpropertiesofmaterials.Incontrast,materialsengineeringis,onthebasisofthesestructure-propertycorrelations,designingorengineeringthestructureofamaterialtoproduceapredeterminedsetofproperties)[29]。
材料化學(xué)的定義
廣義上材料化學(xué)學(xué)科的定義致力于研究組成材料的原子、離子或分子排列之間的相互關(guān)系和它的整體宏觀結(jié)構(gòu)/物理性質(zhì)(Thebroadlydefineddisciplineofmaterialschemistryisfocusedonunderstandingtherelationshipsbetweenthearrangementofatoms,ions,ormoleculescomprisingamaterial,anditsoverallbulkstructural/physicalproperties)。依據(jù)這個定義，普通學(xué)科如高分子、固體和表面化學(xué)都包括在材料化學(xué)的研究范圍內(nèi)(Bythisdesignation,commondisciplinessuchaspolymer,solid-state,andsurfacechemistrywouldallbeplacedwithinthescopeofmaterialschemistry)。這個廣泛的領(lǐng)域是由研究現(xiàn)有材料的結(jié)構(gòu)/性質(zhì)，新材料的合成和表征以及利用先進(jìn)的計算法來預(yù)測未知材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)組成的(Thisbroadfieldconsistsofstudyingthestructures/propertiesofexistingmaterials,synthesizingandcharacterizingnewmaterials,andusingadvancedcomputationaltechniquestopredictstructuresandpropertiesofmaterialsthathavenotyetbeenrealized)[15-16]。#p#分頁標(biāo)題#e#
基于中國計量學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)的教育實踐，在分析目前及今后本專業(yè)的社會需求和用人單位對材料類專業(yè)學(xué)生素質(zhì)、能力等人才規(guī)格要求的基礎(chǔ)上，對照政府和社會加快教學(xué)改革、提高高等教育質(zhì)量的迫切希望，我們充分認(rèn)識到實踐和創(chuàng)新是專業(yè)人才培養(yǎng)的核心，決定共同搭建分院專業(yè)培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力的課程教學(xué)與培養(yǎng)實踐能力的生產(chǎn)實驗(校內(nèi)綜合性實驗、自主創(chuàng)新型實驗、模擬實驗及校外實習(xí)等)兩大平臺，作為學(xué)生能力培養(yǎng)的有效載體。通過這兩個平臺的搭建，把材料專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)為適應(yīng)社會發(fā)展的應(yīng)用型人才，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、適應(yīng)能力、知識應(yīng)用能力和專業(yè)發(fā)展能力。
2教學(xué)平臺建設(shè)及管理體制
自主學(xué)習(xí)是新課程改革大力倡導(dǎo)的重要學(xué)習(xí)方式。學(xué)院以“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重能力”的指導(dǎo)思想，遵循認(rèn)知規(guī)律，遵照由提高動手能力到培養(yǎng)創(chuàng)新思維的宗旨，對原有教學(xué)課程體系進(jìn)行了改革。除課堂正常教學(xué)外，搭建專業(yè)教學(xué)課程平臺，實現(xiàn)教學(xué)課程資源網(wǎng)絡(luò)化，促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成和能力的提高。通過BB平臺的課程建設(shè)，實現(xiàn)專業(yè)教學(xué)課程資源網(wǎng)絡(luò)化。現(xiàn)在中國計量學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院推出了多門重點建設(shè)課程，例如《應(yīng)用電化學(xué)》《材料表面處理》等，教師在充分掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況的基礎(chǔ)上，針對大多數(shù)同學(xué)，課上按教學(xué)大綱講授基本要求范圍內(nèi)的內(nèi)容；對于能夠進(jìn)行更深度學(xué)習(xí)、對課程某方面需要進(jìn)行知識面擴(kuò)展的學(xué)生，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上呈現(xiàn)更多的學(xué)習(xí)資料、相關(guān)文獻(xiàn)、實驗視頻、應(yīng)用軟件、學(xué)習(xí)網(wǎng)站等，方便他們自主學(xué)習(xí)、加深知識理解；最終針對學(xué)生個體差異，實現(xiàn)分層次教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力提高及知識的鞏固。教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺的所有課程，將對本專業(yè)所有學(xué)生公開，方便他們對教學(xué)資源的獲取及問題反饋。
3實驗平臺建設(shè)及優(yōu)化
大學(xué)本科教育中，實踐科研反哺理論教學(xué)是重要研究課題之一。學(xué)生只有通過充分的實驗及實踐，才能更有效率地促進(jìn)理論知識學(xué)習(xí)，提高教學(xué)改革效果。目前，主要在以下方面進(jìn)行了實驗平臺的搭建及完善。
3.1實驗內(nèi)容的改革
首先，改變傳統(tǒng)專業(yè)實驗課程設(shè)置依附于理論課體系的橫向模式，超越單門課程的范圍，建立實驗課程之間的系統(tǒng)聯(lián)系，在原有實驗課程的基礎(chǔ)上設(shè)立相對獨(dú)立的縱向聯(lián)系的課程，形成縱橫交叉的網(wǎng)狀專業(yè)實驗課課程體系，實現(xiàn)專業(yè)實驗課程之間的縱向聯(lián)系和貫通。其次，改變實驗教學(xué)由單一課程和學(xué)生班級為單位的組織形式，形成交叉型的教學(xué)指導(dǎo)團(tuán)隊和興趣型的學(xué)生學(xué)習(xí)團(tuán)隊。最后，根據(jù)實驗教學(xué)內(nèi)容，重新確定了基礎(chǔ)實驗、設(shè)計性實驗、綜合性實驗、設(shè)計研究型實驗4個層次結(jié)構(gòu)。重點開發(fā)了幾個培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計能力和創(chuàng)新能力的實驗，以及培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用現(xiàn)論和方法的實驗。在實驗教學(xué)內(nèi)容改革中，減少了驗證性、分析性實驗項目，增加了設(shè)計性、綜合性、創(chuàng)新性實驗項目。
3.2依據(jù)功能實驗室條件，實現(xiàn)資源共享
高校科研平臺往往擁有大量貴重實驗設(shè)備，根據(jù)儀器屬性，可巧妙設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容，綜合利用儀器，充分發(fā)揮儀器能效。部分科研設(shè)備課充當(dāng)實驗教學(xué)過程的資源。學(xué)生通過學(xué)會儀器操作，能掌握儀器基本原理和簡單維護(hù)知識，進(jìn)而提高學(xué)生動手能力，為以后從事相關(guān)專業(yè)工作打下堅實的基礎(chǔ)。大部分從事教學(xué)科研的老師，課余時都有自己的研究課題。對于學(xué)生感興趣的實驗，學(xué)生可以積極參與教師的科研，甚至儀器設(shè)備熟練操作后，獨(dú)立自主完成其中的一個實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)其科研的縝密思維及細(xì)致耐心、精確的實驗操作能力等。目前，不少大三及大四的學(xué)生在指導(dǎo)教師的幫助下，承擔(dān)了省級、校級、院級等科研項目，在綜合利用實驗室資源的條件下，獲得了有效的實驗成果，并在SCI收錄的國際雜志及國內(nèi)核心雜志發(fā)表數(shù)篇論文。
3.3實驗管理網(wǎng)絡(luò)實時化
實驗管理過程中，可通過網(wǎng)絡(luò)平臺管理，實現(xiàn)學(xué)生與教師的實驗前、后的部分互動。對于學(xué)生來說，可在網(wǎng)上自主選擇時段并預(yù)約感興趣的實驗項目，通過實驗網(wǎng)絡(luò)平成預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)、提問等各項學(xué)習(xí)任務(wù)；對于教師而言，可以對實驗教學(xué)的全過程實時監(jiān)控，實現(xiàn)諸如學(xué)生網(wǎng)上分組、網(wǎng)上考勤、數(shù)據(jù)整理及分析、網(wǎng)上答疑等功能，從而使學(xué)生實驗在老師的指導(dǎo)下有效開展。
3.4建設(shè)產(chǎn)學(xué)研基地，促進(jìn)學(xué)生社會實踐綜合能力培養(yǎng)
中國計量學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)，主要以高性能磁功能材料與器件、先進(jìn)炭材料、材料表面處理技術(shù)、化學(xué)電源等為研究對象，解決企業(yè)技術(shù)難題及生產(chǎn)中存在的各種關(guān)鍵性難題，滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，達(dá)到科研為地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)的目的。我院與企業(yè)共建校內(nèi)產(chǎn)學(xué)研平臺3個、校外產(chǎn)學(xué)研基地21個，建立了材料類基礎(chǔ)實驗教學(xué)、專業(yè)實驗教學(xué)、工程技術(shù)實踐教學(xué)以及課外創(chuàng)新實驗教學(xué)等課外實踐教學(xué)平臺。近期我院又與紹興康健精密不銹鋼有限公司全面開展產(chǎn)學(xué)研合作，共建“中國計量學(xué)院——紹興康健精密不銹鋼有限公司磁性材料研發(fā)中心”，在技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)品研發(fā)、平臺搭建、獎學(xué)金資助等全方位的合作，支持和激勵大學(xué)生開展科學(xué)研究和創(chuàng)新實踐。在生產(chǎn)科研基地，要加強(qiáng)專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的組織和團(tuán)隊指導(dǎo)，讓學(xué)生參與到協(xié)作單位實際的工程項目中，在教師和工程技術(shù)人員的指導(dǎo)下承擔(dān)實際工程項目的設(shè)計和管理，讓學(xué)生接觸技術(shù)的核心，使學(xué)生通過實戰(zhàn)鍛煉掌握工藝創(chuàng)新技能。
4結(jié)語
1.1案例來源及積累
案例主要來源于媒體報道或經(jīng)典案例。如生活中常見的“502膠水”、“礦泉水瓶”、“化妝品瓶”、“塑料手套”、“雨靴”、“衣服”、“汽車輪胎”、“尼龍繩”以及“石墨烯智能服飾”等，最近的新聞報道“2014年80歲老太換全髖關(guān)節(jié)次日下地”，小孩的卡通玩具“光敏印章”，“農(nóng)用聚乙烯薄膜”、“工業(yè)上泡沫塑料的發(fā)泡劑”工業(yè)生產(chǎn)原料等。日常注意收集積累，并根據(jù)案例所產(chǎn)生問題、解決途徑進(jìn)行歸類，建立案例庫，進(jìn)一步有助于理解書本知識。
1.2案例選擇
案例引入為教學(xué)服務(wù)，選擇適當(dāng)?shù)陌咐ＷC教學(xué)活動的順利進(jìn)行是前提。適當(dāng)?shù)陌咐饶苋诤蠈W(xué)生所學(xué)課程的理論基礎(chǔ)，又能結(jié)合實驗室條件以及學(xué)生的實際情況。綜合以上考慮因素，對于功能高分子材料教學(xué)，選用“2014年80歲老太換全髖關(guān)節(jié)次日下地”作為教學(xué)案例，該案例內(nèi)容包括了功能高分子材料的理解以及如何在生活中應(yīng)用進(jìn)行擴(kuò)展等內(nèi)容。人們對“關(guān)節(jié)置換”這個詞已不再陌生，但是它的原材料是什么?大家可能還是很陌生。它是指用生物相容性和機(jī)械性能良好的金屬或復(fù)合材料制成的一種類似人體骨關(guān)節(jié)的假體，通過手術(shù)將其植入體內(nèi)，替代病變的關(guān)節(jié)，清除疼痛，恢復(fù)關(guān)節(jié)的活動與原有的功能，而這種生物相容的材料就是咱們的高分子材料超分子量聚乙烯。這樣進(jìn)行案例引入，大家對于目前簡單應(yīng)用的高分子材料有了更深入的認(rèn)識。案例選擇應(yīng)遵循難易適中、可操作性強(qiáng)等特點，照顧成績下游學(xué)生的同時，給上游學(xué)生預(yù)留挑戰(zhàn)空間，激發(fā)學(xué)生解決問題的強(qiáng)烈愿望。
1.3案例深入和小組討論
案例引入為實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)而設(shè)計的，學(xué)生以理解知識問題為目標(biāo)，圍繞知識問題進(jìn)行思考、討論，進(jìn)而理解知識要點。如果這堂功能高分子課程只進(jìn)行到這里，學(xué)生只是知道了一個熟悉的陌生人。我們下面還要對這個高分子材料超分子量聚乙烯進(jìn)行討論。大家對聚乙烯比較熟悉，聚乙烯(PE)是五大合成樹脂之一，是我國合成樹脂中產(chǎn)能最大、進(jìn)口量最多的品種。以“聚乙烯的應(yīng)用”為例，在方案設(shè)計前指導(dǎo)老師提出以下問題:“在日常生活中那些是聚乙烯的產(chǎn)品?”該問題引起了學(xué)生很大的興趣和關(guān)注，為回答以上問題，學(xué)生自主進(jìn)行了查閱?？梢粤私馑梢詰?yīng)用在“保鮮膜、背心式塑料袋、塑料食品袋、奶瓶、提桶、水壺等”。緊接著又提出“聚乙烯的分類?它們的區(qū)別是什么?合成方法和用途是什么?”，該問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步擴(kuò)展知識要點，聚乙烯主要分為線性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)三大類，而案例里提到的是超高分子量聚乙烯，學(xué)生要如何回答這幾種聚乙烯材料的區(qū)別是什么，可以引入小組討論的方式，分成四個小組，每個小組負(fù)責(zé)一種材料，從它的物理性質(zhì)、特性、合成方法及用途上進(jìn)行材料整理，在課堂上用PPT講解，最終由教師進(jìn)行點評，通過方案設(shè)計中的討論，每個小組經(jīng)過歸納整理把這種材料的性能基本完成全掌握了，同時也培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及團(tuán)隊合作精神。事實證明，案例型教學(xué)法在激發(fā)學(xué)生的探索欲和提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣方面起到了積極的作用，在解決問題的過程中逐步形成分析素養(yǎng)。
1.4案例擴(kuò)展
將科研項目引入具體的課程教學(xué)中去是利用其進(jìn)行智能型人才培養(yǎng)的新途徑，也是將書本知識擴(kuò)展到實際應(yīng)用的一種途徑。以上案例用到的是超高分子量聚乙烯作為人工關(guān)節(jié)軟骨(關(guān)節(jié)臼)材料，然而，臨床實踐顯示，人造關(guān)節(jié)有效工作年限為10～15年。長期使用過程中產(chǎn)生的聚乙烯磨屑會引起骨骼發(fā)炎，發(fā)生無菌性松動和假體脫落等問題，從而需要更換新的人造關(guān)節(jié)。再次更換人工關(guān)節(jié)的手術(shù)費(fèi)用和失敗率比首次更換高很多，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失和對患者身體的傷害。因此必須要增強(qiáng)醫(yī)用超高分子量聚乙烯的耐磨性能，這樣就在該課程的教學(xué)過程中引入科研項目，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉其查閱文獻(xiàn)資料的能力，積極引導(dǎo)其參與到科研活動中去。通過學(xué)生資料查閱，采用納米粒子增強(qiáng)復(fù)合材料技術(shù)，合成氧化石墨烯基超高分子量聚乙烯(UHMWPE)復(fù)合材料，充分利用新型二維納米材料石墨烯的高強(qiáng)度、高模量、高硬度和低摩擦系數(shù)的突出特點，提高了石墨烯/UHMWPE復(fù)合材料摩擦磨損性能。在這里學(xué)生又查到一個新的概念—石墨烯，它是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光;而電阻率只約1Ω•m，比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料。石墨烯具有非同尋常的導(dǎo)電性能，超出鋼鐵數(shù)十倍的強(qiáng)度和極好的透光性，它的出現(xiàn)有望在現(xiàn)代電子科技領(lǐng)域引發(fā)一輪革命。燃料電池是將燃料具有的化學(xué)能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置。與其他電池相比，具有能量轉(zhuǎn)化效率高、無環(huán)境污染等優(yōu)點。“質(zhì)子傳導(dǎo)薄膜”是燃料電池技術(shù)的核心部分，汽車中的燃料電池使用氧和氫作為燃料，轉(zhuǎn)變輸入的化學(xué)能量成為電流?，F(xiàn)有的質(zhì)子薄膜上常存在燃料泄漏，降低了電池有效性，但質(zhì)子可以較為容易地“穿越”石墨烯等二維材料，而其他物質(zhì)則很難穿越，那么我們研發(fā)石墨烯碳紙?zhí)胤N紙用作質(zhì)子薄膜，既可以解決燃料滲透的問題，增加電池的有效性，還可以降低燃料電池的成本。而特種紙在日常生活中應(yīng)用十分廣泛，比如棉紙、宣紙、無塵紙、鈔票紙、噴墨紙、熱敏紙、過濾紙、茶袋紙、鋁箔紙、拷貝紙、美術(shù)紙、復(fù)寫紙、無碳復(fù)寫紙、防霉紙、靜電防止紙、導(dǎo)電紙、半導(dǎo)電紙、電池分離紙、電氣絕緣紙、耐熱紙、汽車用濾紙、空調(diào)濾紙、脫臭濾紙、醫(yī)療衛(wèi)生用紙、藥包紙、無菌紙、醫(yī)療膠布基材、手術(shù)衣等等。這樣的學(xué)習(xí)過程最終實現(xiàn)讓學(xué)生根據(jù)自身興趣自主的尋找課題，參與到科研項目中，積極參與競賽，培養(yǎng)他們將來在工作學(xué)習(xí)中“發(fā)現(xiàn)問題—方案設(shè)計—方案實施—結(jié)果討論—問題擴(kuò)展”的能力。
2培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，樹立綠色理念
開設(shè)課題開放性實驗，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料及設(shè)計開展實驗的能力，在實驗過程中積極引導(dǎo)、經(jīng)常討論總結(jié)進(jìn)一步鍛煉學(xué)生自主動手能力。增強(qiáng)現(xiàn)有學(xué)生實驗室的開放性，組織學(xué)生參加各類競賽、培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和創(chuàng)新意識。同時，促進(jìn)教師實驗室、研究生實驗室及校企聯(lián)合研發(fā)中心的開放，帶領(lǐng)學(xué)生去工廠實習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生直接參與科研實驗工作，使學(xué)生認(rèn)識、了解科研，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維。此外，結(jié)合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略及未來材料化學(xué)工業(yè)以及綠色造紙與特種紙綠色發(fā)展方向，在課堂、實驗、實踐等教學(xué)環(huán)節(jié)堅持融入綠色化學(xué)內(nèi)容，滲透綠色化學(xué)思想，在豐富化工實驗教學(xué)內(nèi)容的同時培養(yǎng)學(xué)生樹立綠色化工理念，增強(qiáng)綠色化學(xué)意識。
3加強(qiáng)卓越工程師的培養(yǎng)
為促進(jìn)就業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生的社會技能，增加課堂教學(xué)效果，積極組織學(xué)生參加材料化學(xué)專業(yè)和綠色造紙與特種紙的各項職業(yè)資格、技能考試，通過考證激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生今后就業(yè)和提升工作能力奠定基礎(chǔ)。以“強(qiáng)化工程、工藝、設(shè)計和新興特色學(xué)科交叉等方面基本理論、知識的培養(yǎng);強(qiáng)化生產(chǎn)、研發(fā)、檢測和管理等方面工作的基本工程能力的培養(yǎng);強(qiáng)化國際化視野、企業(yè)家精神、市場頭腦和創(chuàng)新思維等基本素質(zhì)培養(yǎng)”為特色的強(qiáng)化“三基”人才培養(yǎng)方案，建立一個符合我院卓越工程師課程教學(xué)體系，培養(yǎng)滿足地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的優(yōu)秀材料化學(xué)以及綠色造紙與特種紙專業(yè)人才，增加學(xué)生就業(yè)渠道，提高學(xué)生的就業(yè)水平。
4結(jié)論
因材施教,靈活應(yīng)用多種教學(xué)方法在授課環(huán)節(jié)中,我們倡導(dǎo)主體性教育,重視發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,改變了以往教學(xué)中教師為主導(dǎo)、學(xué)生為被動的填鴨式教學(xué)模式,采取講授與自學(xué)相結(jié)合、講解與討論相結(jié)合的開放互動式教學(xué)模式。我們引導(dǎo)學(xué)生在新課之前進(jìn)行預(yù)習(xí),課上有針對性的提出問題,這不僅增強(qiáng)了學(xué)生自己思考問題、提出問題、分析問題的能力,還有助于增強(qiáng)老師對講授內(nèi)容的把握,促進(jìn)教學(xué)過程中的師生互動,使教與學(xué)真正統(tǒng)一起來。此外,我們嘗試在每一章節(jié)結(jié)束后安排幾個學(xué)時的課堂討論,啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行知識拓展,總結(jié)和整理材料方向的最新研究成果,以PPT的形式進(jìn)行簡短匯報,這種課堂交流的形式,不僅調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,活躍了課堂氣氛,更培養(yǎng)了學(xué)生查閱收集文獻(xiàn)、整理信息、制作多媒體課件、公開演講等能力。在教學(xué)過程中,我們采用現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段與傳統(tǒng)板書相結(jié)合的教學(xué)方式。
多媒體作為一種現(xiàn)代化的新型教育手段,相對于傳統(tǒng)教學(xué)方式具有信息量大,交互性強(qiáng),形象生動等優(yōu)點[3]。例如在講解材料結(jié)構(gòu)時,使用三維立體圖片、FLASH動畫模擬晶體的多種空間點陣結(jié)構(gòu)以及堆積方式,晶體點缺陷與位錯形成的過程,使抽象的微觀世界變得直觀化,學(xué)生在接受知識時即可以得到視覺上美的享受,又可以增強(qiáng)他們的空間想象能力,收到非常好的效果。但是多媒體課件的使用一定要把握好一個度,如果僅僅是將板書的所有內(nèi)容復(fù)制到課件上,把課堂教學(xué)變成學(xué)術(shù)報告,隨著頁面的切換,反而很難使學(xué)生集中注意力,對某一個問題有整體的認(rèn)識和思考,所以我們對于一些邏輯性比較強(qiáng)的理論知識,一些復(fù)雜的公式推導(dǎo)都會書寫在黑板上進(jìn)行必要的講解,這樣容易引起學(xué)生的重視,使學(xué)生緊跟老師的教學(xué)思路,達(dá)到教學(xué)同步,產(chǎn)生良好的教學(xué)效果。
重視實驗室建設(shè),保證教學(xué)質(zhì)量得益于學(xué)校對新專業(yè)的大力支持,學(xué)校將材料化學(xué)專業(yè)實驗室面積擴(kuò)大為原來的兩倍,分為材料合成實驗室和材料性能測試實驗室兩部分,并引進(jìn)了大批先進(jìn)測試儀器,使材料化學(xué)專業(yè)實驗室硬件條件日趨完善。這些基礎(chǔ)設(shè)施和先進(jìn)儀器的更新為培養(yǎng)學(xué)生掌握先進(jìn)的材料合成與制備方法,了解高技術(shù)材料性能的最佳測試技術(shù)起了關(guān)鍵性作用,同時也為學(xué)院教師與研究生進(jìn)行科研創(chuàng)造了良好的條件。在實驗室軟件條件建設(shè)方面,我們更重視加強(qiáng)師資隊伍建設(shè),提高教師整體素質(zhì)。我校材料化學(xué)實驗專業(yè)指導(dǎo)教師共計4人,全部具有博士學(xué)位,具備深厚的專業(yè)基礎(chǔ)知識和技能,科研方向涉及功能配合物材料、納米材料以及多相催化等多學(xué)科交叉領(lǐng)域,符合材料學(xué)科的發(fā)展趨勢。我們嚴(yán)格要求實驗教師認(rèn)真?zhèn)湔n,對每個開設(shè)的實驗進(jìn)行預(yù)作,對實驗過程中可能出現(xiàn)的細(xì)節(jié)現(xiàn)象做到心中有數(shù),在實驗教學(xué)中,盡可能調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性,采用啟發(fā)式的教學(xué)手段引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我思考和探索、準(zhǔn)備和完成整個實驗過程。這種教學(xué)方法不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和潛能,改變以往實驗過程中的依葫蘆畫瓢的惰性思想,更鞭策教師通過各種途徑不斷提高自身素質(zhì),掌握最佳的授課方法,提高教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)了教師和學(xué)生教與學(xué)的對立統(tǒng)一。
論文關(guān)鍵詞：材料化學(xué)專業(yè)實驗，實驗教學(xué)，探索
材料化學(xué)是一個理工結(jié)合、學(xué)科交叉的新興學(xué)科，在信息、能源、環(huán)境、航天等前沿科學(xué)領(lǐng)域起到越來越重要的作用。目前, 許多高校設(shè)置了材料化學(xué)專業(yè)實驗, 我們根據(jù)我校辦學(xué)經(jīng)驗和實際條件,并結(jié)合蘇州經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對人才的需求，建立了與之相適應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)及專業(yè)實驗內(nèi)容。為了讓學(xué)生了解先進(jìn)的材料合成與制備方法，掌握高技術(shù)材料性能的最佳測試技術(shù)，具體設(shè)置了材料合成與加工和材料性能測試相結(jié)合的專業(yè)實驗教學(xué)大綱[1-2]。本文結(jié)合我們的教學(xué)實踐過程，談一下材料化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)過程中的一些做法和體會。
重視實驗室建設(shè)，保證教學(xué)質(zhì)量。實驗室建設(shè)主要包括兩個方面，硬件條件和軟件條件。具體的說，硬件條件包括實驗室基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，實驗儀器和大型設(shè)備的購置等等；軟件條件包括實驗教學(xué)大綱制定優(yōu)化，教師隊伍思想道德素質(zhì)，教育教學(xué)能力等方面的建設(shè)。具備優(yōu)良的實驗室硬件條件和優(yōu)秀的教師隊伍是保證教學(xué)質(zhì)量的必要條件。
1．實驗室硬件條件建設(shè)
必要的基礎(chǔ)設(shè)施和優(yōu)良的實驗條件，是順利開展實驗課程，保障實驗室安全的先決條件。我校材料化學(xué)專業(yè)的實驗室面積達(dá)到500 m2，實驗室分為材料合成實驗室和材料性能測試實驗室兩部分，主要承擔(dān)了材料化學(xué)專業(yè)的專業(yè)實驗和本科畢業(yè)論文等教學(xué)任務(wù)。
隨著現(xiàn)代化儀器技術(shù)的高速發(fā)展化學(xué)論文，培養(yǎng)掌握現(xiàn)代化測試技術(shù)的人才是社會發(fā)展的迫切需要。為此，我?；ù罅庖M(jìn)了一大批與材料化學(xué)專業(yè)有關(guān)的先進(jìn)測試儀器，并為材料化學(xué)專業(yè)開設(shè)了現(xiàn)代分析與測試實驗課程，主要目的是引導(dǎo)學(xué)生全面熟悉和系統(tǒng)掌握測試材料的常規(guī)科研方法，包括紅外光譜、紫外分光光度計、熒光分光光度計、熱分析儀、比表面儀、納米粒度儀、電化學(xué)分析儀等儀器多種測試方法的介紹和使用，這些儀器偏向于基礎(chǔ)化學(xué)性質(zhì)研究，它有助于學(xué)生掌握材料的各項微觀性能。
同時，我們還開設(shè)了用于研究材料電學(xué)、硬度、力學(xué)等性質(zhì)測試的實驗。實驗儀器包含了納米Zeta電位測試儀、體積電阻測試儀、簡支梁試驗機(jī)、布氏硬度計、電熱平板硫化機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、桌型老化試驗機(jī)、氧指數(shù)儀等大型儀器。學(xué)生在學(xué)校里熟悉了這些儀器的操作和使用以后，我們還會積極聯(lián)系一些相關(guān)的單位，引導(dǎo)學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行相關(guān)的實習(xí)操作，使學(xué)生能夠?qū)W(xué)到的理論知識和具體實際相結(jié)合。
2．實驗室軟件條件建設(shè)
軟件條件建設(shè)的主要摘要對教學(xué)內(nèi)容深入了解，合理組織編排，采用合適的教育教學(xué)手段，與同學(xué)多做交流，不斷總結(jié)教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的優(yōu)缺點，找到最佳的傳授知識手段。
2.1 緊跟專業(yè)方向特色，制定實驗教學(xué)大綱
材料化學(xué)專業(yè)實驗從大三開始開設(shè)，此時學(xué)生以及通過前兩年的基礎(chǔ)實驗課程的學(xué)習(xí)掌握了實驗的基本操作技術(shù)，更容易接受一些較為專業(yè)，相對復(fù)雜的實驗項目，同時也要緊跟材料化學(xué)專業(yè)的專業(yè)方向特色，這就成了我們在制定實驗教學(xué)大綱時的宗旨。
我校的材料化學(xué)的專業(yè)實驗分為高分子與無機(jī)兩個方向論文格式。我們根據(jù)理論課與實驗課相銜接的原則，通過開設(shè)一些與高分子物理，高分子化學(xué)，無機(jī)功能材料等課程相關(guān)的典型高分子和無機(jī)材料合成實驗、性能表征及加工修飾實驗，加大對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)力度，使他們對高分子材料研究領(lǐng)域有更深一步的體會，對高分子材料制備工藝、組成、結(jié)構(gòu)與性能之間的相互關(guān)系及其規(guī)律有更加明確和深刻的認(rèn)識。
2.2 精心選擇實驗，合理編排順序
我校根據(jù)材料化學(xué)的專業(yè)背景和培養(yǎng)目標(biāo)，對材料化學(xué)高分子方向的實驗總共安排8個實驗，其中6個為必修實驗，2個選修實驗從教學(xué)大綱中的14個實驗中根據(jù)實驗需要選取。8個實驗中有材料的合成實驗，也有材料性能加工測試實驗化學(xué)論文，安排實驗順序時我們依據(jù)連貫性的原則，盡量使兩個甚至三個實驗?zāi)軌虼?lián)起來，形成一條鏈，例如，我們通過“聚乙烯醇縮甲醛(PVF)膠黏劑的制備及性能測定”這個綜合性實驗，學(xué)生可以掌握聚乙烯醇與甲醛在酸性條件下發(fā)生縮合反應(yīng)的基本原理，以及縮合反應(yīng)的具體實驗技術(shù)，最后收集到的產(chǎn)物我們可以作為下一個實驗“GPC法測定聚合物分子量及分子量分布”的一個輔助測試原材料，學(xué)生可以進(jìn)一步了解凝膠滲透色譜的基本原理，掌握GPC法測定聚合物分子量及分子量分布的實驗技術(shù)及數(shù)據(jù)處理。這樣的實驗安排有利于將各自獨(dú)立的單個實驗有效的串聯(lián)起來，增加實驗的綜合性，更加有利于學(xué)生以后從事科學(xué)研究思路的培養(yǎng)，提高學(xué)生分析、解決問題的能力。
2.3嚴(yán)格考核制度，提高學(xué)習(xí)效果
只有嚴(yán)格要求學(xué)生，規(guī)范考核制度，才能有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)積極性。我們的教學(xué)與考核方式采取實驗預(yù)習(xí)報告、實驗操作技能和實驗報告綜合評價的辦法，即實驗前，試驗中，試驗后這樣一個辦法。實驗總成績采用百分制記分，預(yù)習(xí)報告占總成績的30 %，實驗操作技能考核占總成績的30 %，實驗報告占總成績的40 %。只有嚴(yán)格要求學(xué)生寫實驗預(yù)習(xí)報告，他們才會去查閱本實驗相關(guān)的文獻(xiàn)資料，對實驗機(jī)理、實驗步驟有相當(dāng)程度的熟悉和了解，尤其對于一些設(shè)計性實驗，會對實驗的設(shè)計方案有更多更好的想法與思路，同時也增加了學(xué)生做實驗的樂趣性。在實驗的進(jìn)行過程中，老師對實驗的過程進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督，對學(xué)生提問，考核學(xué)生對實驗的認(rèn)識與理解程度，并予以打分。最后，實驗報告綜合反映了學(xué)生對實驗的理解，數(shù)據(jù)處理等的完成情況化學(xué)論文，也是評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個重要因素。
2.4 加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)，提高教師素質(zhì)
具備一只優(yōu)秀的教師隊伍是保障本科教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)和前提。我校材料化學(xué)專業(yè)實驗指導(dǎo)教師和實驗專職教師共計5人，其中教授2人，博士3人，碩士2人，已經(jīng)形成了一支年齡、學(xué)歷結(jié)構(gòu)較為合理的實驗教學(xué)隊伍。實驗專職教師實行坐班制，負(fù)責(zé)實驗室相關(guān)儀器的日常管理和養(yǎng)護(hù)工作，根據(jù)實驗教學(xué)大綱安排實驗教學(xué)進(jìn)程表。我們嚴(yán)格要求實驗教師認(rèn)真?zhèn)湔n，每個實驗項目開始前都要做預(yù)實驗，對實驗中可能出現(xiàn)的各種現(xiàn)象和各種注意點都記錄下來，對于一些實際的樣品，測出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，做到心中有數(shù)。實驗教師在實驗指導(dǎo)過程中要充分調(diào)動學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生的潛能。激發(fā)學(xué)生的潛能可以有很多方法,比如說改進(jìn)實驗方法,改變原料配比,改變模具形狀,改變測量方式等等,都是很好的嘗試[3]。教師的業(yè)務(wù)水平直接影響到實際的教學(xué)效果，所以教師在平時的教學(xué)過程中要注重積累，努力提高自身各方面素質(zhì)。
3. 結(jié)語
通過材料化學(xué)專業(yè)實驗的教學(xué)實踐與探索，我們認(rèn)識到只有努力加強(qiáng)實驗室各方面條件的建設(shè)，在教學(xué)過程中不斷培養(yǎng)學(xué)生的興趣和分析、解決問題的能力，挖掘?qū)W生潛能，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到提高，從而發(fā)揮最佳的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
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一、無機(jī)材料化學(xué)的學(xué)科特色
材料是人類文明的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo),是直接推動社會發(fā)展的動力?；诓牧蠈ι鐣l(fā)展的作用,人們將信息、能源和材料并列為現(xiàn)代文明和生活的三大支柱。在三大支柱中,材料又是能源和信息的基礎(chǔ)。新材料既是當(dāng)代高新技術(shù)的重要組成部分,又是發(fā)展高新技術(shù)的重要支柱和突破口。伴隨著信息時代的來臨和材料設(shè)計、制備及加工的信息化處理,世界各國都將目光轉(zhuǎn)向具有“高、精、細(xì)”特征的新材料萬面,我國也將新材料作為重點發(fā)展的行業(yè)之一。鑒于此,國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展綱要(2006年-2020年)將新材料技術(shù)列為前沿技術(shù),提出新材料技術(shù)將向材料的結(jié)構(gòu)功能復(fù)合化、功能材料智能化、材料與器件集成化、制備和使用過程綠色化發(fā)展;要突破現(xiàn)代材料設(shè)計、評價、表征與先進(jìn)制備加工技術(shù),在納米科學(xué)研究的基礎(chǔ)上發(fā)展納米材料與器件,開發(fā)超導(dǎo)材料、智能材料、能源材料等特種功能材料,開發(fā)超級結(jié)構(gòu)材料、新一代光電信息材料等新材料。這一切都預(yù)示著材料科學(xué)正經(jīng)歷著一次重大的變革。因此,加強(qiáng)材料科學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是時代的要求。
無機(jī)材料化學(xué)是材料化學(xué)家從材料科學(xué)、材料工藝和技術(shù)的角度出發(fā),把固體物理、固體化學(xué)相關(guān)理論和工程方面有關(guān)無機(jī)材料研究的化學(xué)內(nèi)容集中起來,加以分析、綜合和提高而形成的一門獨(dú)立學(xué)科。[2]無機(jī)材料化學(xué)研究的范圍非常廣泛,包括材料相關(guān)的基本概念和理論、制備原理、結(jié)構(gòu)表征、重要的材料類型及其相關(guān)性能等多方面的內(nèi)容,涉及了固體物理、固體化學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的相關(guān)理論,是一門典型的交叉性學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來,材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展異常迅猛,材料科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等共同構(gòu)成了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的前沿。展望21世紀(jì),材料科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)的前沿有微電子材料、新型光電子材料、稀土功能材料、先進(jìn)陶瓷材料、高溫超導(dǎo)材料、納米材料等,[3]這些都屬于無機(jī)材料化學(xué)的研究范疇。因此,無機(jī)材料化學(xué)又是一門具有前沿性的學(xué)科?；趯W(xué)科背景和課程特點,我們在大連理工大學(xué)教改項目的支持下,以提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為主線,以建設(shè)精品課程為目標(biāo),進(jìn)行了一系列教學(xué)改革和研究。
二、教學(xué)內(nèi)容的選取
高等學(xué)校教學(xué)中教材內(nèi)容的陳舊是影響創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的突出問題,也是高校課程改革的重點。目前,高校教材內(nèi)容不能適應(yīng)現(xiàn)代化人才培養(yǎng)的需要,內(nèi)容的先進(jìn)性方面不能適應(yīng)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的要求,不能適應(yīng)知識經(jīng)濟(jì)時代創(chuàng)造型人才培養(yǎng)的要求。[4]特別是面對具有前沿性特點的材料化學(xué),教材的內(nèi)容相比速增長和更新的新材料來說,嚴(yán)重滯后。而要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,掌握最新的科研成果對于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維非常重要。[5]向?qū)W生講授科學(xué)前沿知識可以激發(fā)學(xué)生們的求知欲,為他們提供一個創(chuàng)新的空間,使學(xué)生能夠近距離地感受創(chuàng)新的價值和創(chuàng)新帶來的激情。因此,挑選合適的教材是非常重要的。我們挑選了北京大學(xué)林建華、荊西平編寫的《無機(jī)材料化學(xué)》。該書將無機(jī)材料化學(xué)中重要的基礎(chǔ)問題做了全面的討論,這本教材最大的特點在于它介紹了無機(jī)材料化學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展,并附有近期發(fā)表在國際主流期刊上的相關(guān)文獻(xiàn),整本教材體現(xiàn)著材料科學(xué)、化學(xué)和物理等學(xué)科交叉與滲透的特點。如果學(xué)生對教材中的某些前沿內(nèi)容感興趣,可以在教材中找到相應(yīng)的參考文獻(xiàn),在圖書館下載后仔細(xì)閱讀。
課堂上僅傳授知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,教學(xué)內(nèi)容還要有一定的探索性,能讓學(xué)生有一定的思考空間。教學(xué)中,我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對來自科研一線的事例非常感興趣。因此在課堂上,我們以自身科研成果豐富教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合自身科研經(jīng)歷令課堂生動有趣,深化了教學(xué)效果。我們經(jīng)常把自己在科研工作中的體會、最新科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計一些開放式的問題與學(xué)生探討,自覺地把創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入課堂教學(xué)之中。我們還結(jié)合相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容,穿插講解一些科學(xué)方法論的知識,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。例如,在講到固溶體合金的形成規(guī)律時,我們向?qū)W生講述了現(xiàn)代物理冶金學(xué)重要創(chuàng)始人William Hume Rothery在聽力完全喪失、健康狀況非常不佳的情況下,憑借堅強(qiáng)的毅力和非凡的生活熱情,在異常簡陋的工作條件下,開創(chuàng)性地提出了著名的Hume Rothery準(zhǔn)則。這位杰出的科學(xué)家一生始終以樂觀向上的生活態(tài)度,堅持不懈地勤奮工作著。學(xué)生們紛紛為Hume Rothery的人格魅力而傾倒,希望自己也能投身科學(xué),在某一領(lǐng)域取得杰出成就。我們經(jīng)常把本學(xué)科碰到的難題以及學(xué)科前沿的問題向?qū)W生進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕榻B,激發(fā)學(xué)生的民族自豪感,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和探究精神。例如,在講到第八章電介質(zhì)材料時,我們將著名納米科學(xué)家王中林發(fā)表在《科學(xué)》上的氧化鋅“納米發(fā)電機(jī)”一文介紹給學(xué)生。在講到第九章超導(dǎo)材料時,我們向?qū)W生們介紹了我國在超導(dǎo)材料的研制上一直處于國際領(lǐng)先水平,特別是2008年我國在高溫超導(dǎo)研究上取得重大突破,發(fā)現(xiàn)了一類新的高溫超導(dǎo)材料———鐵基超導(dǎo)材料,在全球范圍內(nèi)掀起了超導(dǎo)材料研究的新熱潮,并介紹了鐵基超導(dǎo)材料的結(jié)構(gòu)和性能。在講到第十二章發(fā)光材料時,我們向?qū)W生介紹了大連路明集團(tuán)開發(fā)的“水立方幔態(tài)LED”在研發(fā)、制造、安裝中創(chuàng)造的7項“世界第一”。這些事例大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)章節(jié)內(nèi)容的興趣,同時也培養(yǎng)了學(xué)生的民族自豪感和投身科學(xué)的信心與決心。實踐表明,將科研引入教學(xué)過程,有力地促進(jìn)了學(xué)生對知識的掌握和能力的提高,促使學(xué)生形成了正確的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度,大大提高了教學(xué)的實際效果。
三、教學(xué)方法的改革
教學(xué)手段和方法是提高教育質(zhì)量非常重要的一個方面。傳統(tǒng)的教學(xué)方法以教師為主導(dǎo),以傳授知識為目的,往往采取灌輸式教學(xué)方法,在很大程度上忽略了學(xué)生的主體地位和創(chuàng)造性,學(xué)生被動地接受知識,學(xué)習(xí)積極性不高,教學(xué)效果不理想。要改變過去那種單純傳授專業(yè)知識的教學(xué)方法,把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識作為教學(xué)工作的重點,我們必須對原有教學(xué)方法進(jìn)行改革,采取多樣化的教學(xué)手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
本課程的特點是知識點多而且分散,學(xué)生容易只見樹木、不見森林。為此,我們理出了一條課程主線,向?qū)W生清晰地展示各章節(jié)的作用以及章節(jié)之間的聯(lián)系(如圖1)。我們力爭做到講課內(nèi)容少而精,重點突出,主次分明,出現(xiàn)在不同章節(jié)但內(nèi)容相關(guān)的部分放在一起講解。例如,與Fermi面附近的能態(tài)密度相關(guān)的性質(zhì)有金屬材料的電子熱容和Pauli順磁性(第四章)、金屬材料的電導(dǎo)率(第九章)、超導(dǎo)材料的臨界溫度(第九章)等,將這些知識點放在一起進(jìn)行對比和總結(jié),學(xué)生對Fermi能級的概念就會有非常清晰和深刻的認(rèn)識。課程教學(xué)的重點在于使學(xué)生掌握該學(xué)科的思維方式和研究方法,給學(xué)生留有思考的足夠空間,能從多角度理解基本原理。古人云“授人以魚不如授人以漁”,這里強(qiáng)調(diào)的就是教授學(xué)生學(xué)習(xí)方法的重要性。[6]材料的組成和結(jié)構(gòu)決定了其物理性質(zhì),這是材料化學(xué)的核心和基礎(chǔ)。將鈣鈦礦材料的結(jié)構(gòu)(第三章)和其鐵電性質(zhì)(第八章)結(jié)合起來講解,學(xué)生不僅對該類材料的結(jié)構(gòu)和特殊的物理性質(zhì)有了深刻的認(rèn)識,更深化了對結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系的理解,掌握了該課程的學(xué)習(xí)方法。
在實踐中,我們采取了傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)結(jié)合、自主學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)結(jié)合,基于問題學(xué)習(xí)、基于案例學(xué)習(xí)、研究型學(xué)習(xí)等多種形式的教學(xué)策略,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)和思考問題的效率。實踐表明,適度使用多媒體教學(xué),將材料實際應(yīng)用的照片、材料加工制作過程的視頻等圖片影視資料生動地展示給學(xué)生,能為教學(xué)過程提供豐富的感性材料,豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。鑒于新材料的發(fā)展日新月異,每天新概念、新構(gòu)想、新方法都在不斷涌現(xiàn),我們在課堂上及時地將與課程內(nèi)容相關(guān)的最新文獻(xiàn)介紹給學(xué)生,課堂教學(xué)結(jié)束前提出下次課程內(nèi)容的前沿課題,讓學(xué)生在課前完成對這一前沿課題的研究報告。這樣一方面可以使這些學(xué)有余力的學(xué)生接觸到材料化學(xué)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展,培養(yǎng)他們對教材內(nèi)容的興趣并找到自己的科研興趣,另一方面可以讓學(xué)生看到自己知識結(jié)構(gòu)的不足,在學(xué)習(xí)中自覺地去完善自己。與此同時,這也鍛煉了他們查閱文獻(xiàn)和英文閱讀的能力,為將來進(jìn)行專業(yè)科學(xué)研究奠定了一定的基礎(chǔ)。通過一個學(xué)期的嘗試,我們感到教學(xué)效果非常好,學(xué)生經(jīng)常在下課后圍著教師交流,提出各種材料學(xué)領(lǐng)域的前沿問題與教師探討。有幾個表現(xiàn)突出的學(xué)生已經(jīng)進(jìn)入到某些課題組,開展創(chuàng)新實驗了。另外,在課堂上,我們結(jié)合自己的科研實踐,提出開放式的與課程內(nèi)容相關(guān)的問題,讓學(xué)生思考和回答。我們鼓勵學(xué)生提出不同的見解,這樣就增加了師生互動,活躍了課堂氣氛,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。我們將本課程教學(xué)方法作一總結(jié)列于表1中。
四、實驗教學(xué)方案設(shè)計
