时间：2022-05-16 23:55:31
序论：在您撰写材料化学教学时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
教学内容的调整优化
1结合地方实际，调整优化课程内容《材料化学》涉及的内容很繁杂，新材料广泛用于通讯、交通、能源、生物医用以及建筑等各种领域。作为一门选修课，只有36学时，不可能每个章节都能讲得非常细致全面，这就要求老师讲授内容要精心组织，贯彻少而精，求实效的原则，结合地方实际的需求来安排教学内容。并且，课堂教学的目标不是将所有的知识传授给学生，而是将学生引入一个新领域。于是，我们根据教学大纲和教学目标，结合广东省尤其是惠州市企业的实际情况，对《材料化学》的教学内容进行了调整优化，对于特种陶瓷材料、光学材料、功能高分子材料以及半导体材料等进行重点讲解。例如，惠州市是全国应用LED的试点城市之一，有强大的照明和显示产业。我们结合2008北京奥运会以及上海世博会应用了大量的LED灯作为实例，对LED的原理、优点、国内外现状、存在的问题以及发展趋势进行详细的讲解，使学生对LED有了一个初步的认识和了解。
2介绍学科前沿，拓宽学生知识面材料的发展突飞猛进使教材有一些滞后性，所以老师在阐明经典分析理论和方法的同时，要随时关注相关材料的发展动态，及时更新教学内容，引入各个领域中材料化学的新进展、新成果。通过在教学中不断渗透前沿科学，不仅使材料化学教育富有生命力、感染力和时代感，而且也培养了学生的科学素质，激发了学生的学习热情，同时在介绍前沿科技时，教师表现出的崇尚科学的情感和求真求实的价值观也会对学生产生深远的影响。教学的同时，我们也向学生介绍相关的老师的研究方向、研究成果，让他们知道一些高新技术、前沿科学并不是遥不可及，而是就在我们身边，激发他们的研究热情，帮助他们选择老师做毕业论文，这对于学生的就业甚至求学深造、走向科研之路都是有利的。
教学方法和手段的改进
根据不同的教学内容，改革教学方法和手段，是提高教学效果的重要环节。《材料化学》涉及的化学基础知识很多，包括无机化学、有机化学、物理化学、分析化学，甚至包括工程技术专业课程化工原理的相关知识。很多学生就不擅于综合应用化学化工的基础理论来理解材料科学，反映《材料化学》比较难学。针对这些问题，我们对教学方法和手段主要做了如下的改进：
(1)理论教学上，讲清难点，突出重点。在讲解材料的组成、结构、性能与加工工艺关系的时候，结合实例，把相关的无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、化工原理基础知识提出来，让学生回忆所学的知识，活学活用，既加深了对基础知识的理解，又提高了知识的应用能力，明白理论与实践有时只有一步之遥。在介绍高新技术和前沿科学的同时，强调它们所应用的经典基础理论知识，通过点面结合，让学生注重在扎实的理论知识上创新思维的培养。
(2)组织好课堂教学。在设计一堂课的时候，根据讲授内容，以不同的方法进行教学。例如，讲超导材料一章时，我们以3D电影《阿凡达》为例，让学生讨论地球人与纳威人为什么而战，名叫“Unobtanium”的矿石有什么用等等，从而引出超导材料，这样就大大激发了学生的学习兴趣。讲功能高分子材料一章时，先让学生做几个生活中常见的功能高分子材料的选择题，让他们带着问题听讲，起到事半功倍的教学效果。在教学过程中，老师不但要授之于鱼，而且要授之于渔，因此一般采用设疑或质疑的方式，引导学生独立思考，并分析讨论得出正确的结论，充分发挥学生学习的主观能动性，把被动学习变为主动学习，将他们的求知、就业、成才联系起来[2]。(3)恰当使用多媒体教学。材料化学的发展，不外乎深化和融合。深化，即是从宏观的反应动力学到微观的反应动力学，从平衡态到非平衡态，从研究个体发展到研究相之间联系、渗透以及不同层次的整体统一。融合，即是采用多学科渗透、融合来解决各种问题。如果单靠语言和文字描述来讲解材料化学，学生难以理解。而多媒体教学具有直观、形象、生动、信息量大、交互性强、人性化和科学性的特点，对于增加课堂容量，促进教学过程的优化和个性化，调动学生的积极性，提高教学的质量和效益起到了巨大的作用。但是多媒体教学容易削弱课堂上老师与学生之间的情感交流。因此课堂上应恰当地运用多媒体、挂图、模型、板书，传统和现代的教学手段相结合，创造良好的学习氛围，帮助学生理解知识，让学生记忆深刻。
考核方式多种多样，注重培养学生的综合素质
大学生综合素质的培养是社会发展的需要，也是高等教育改革的目标[3]。而学生课程成绩的考核，既是提高学生综合素质，考查学生掌握知识、运用知识的重要手段，也是检验教师教学的一种方法。作为一门重要的专业课，材料化学要培养大学生实事求是、严格要求的科学态度，培养大学生实现某个目标具有的科学思路、创新精神，应该采取多种多样的考核方式，激发学生的学习热情，提高教师的教学水平。本课程强调平时成绩的重要性，占40%，期末成绩占60%。平时成绩主要靠以下三个方面进行打分：一是根据学生的出勤情况；二是根据课堂表现，例如老师提问，学生参与讨论的积极性，发表自己的见解；或者是让学生自学、独立思考，提出自己的问题让大家参与讨论；三是平时布置一些小题目，考查学生课外查阅文献、主动获取知识的能力以及自学能力。
绪论是引导学生快速进入材料化学主体内容比较关键的部分，在绪论这章应该让学生尽快对材料化学这门课程的一些基本概念、材料化学的主体内容范围及其地位和作用以及一些学习方法，包括思维方式的转化和训练方面有一些了解，同时由于是双语教学，不断渗透英语教学内容仍是主体，所以在绪论内容设计上，逐步导入英文教材内容，用英语表述一些概念，对概念的理解上，采取中英文表述，主要是照顾英文理解较差的学生，同时给学生一个适应的过程。在“以学生为本”的教学理念下，对材料化学绪论内容进行设计和实践，以下是教学实践中的尝试和总结，以其今后更好地进行材料化学课程双语教学，教学方法上“重视学”，“以学生为本”，提高教学质量，实施以培养能力为中心的素质教育。
材料概念的导入
1材料的定义有关材料的定义有以下几种：材料是具有结构、光、磁、电的用途的物质(Matterisamaterialwhenthatformofmatterhasstructural,optical,magnetic,orelectricuse)。材料是能为人类社会经济地制造有用器材(或物品)的物质(Matterisamaterialwhenthatformofmattercanbemanufacturedintousefulobjectseconomicallyforthehumansociety)[13]。材料是人类用来制作物件，如用具、工具、元器件、设备设施、系统等的物质。《辞海》给材料下的定义是：经过人类劳动所取得的劳动对象称为原料，而经过工业加工的原料如钢材、水泥等则称为材料[14]。这是以往对材料的定义，随着时代的发展，材料基本含义没有太大变化，内容上丰富许多。与时俱进，现在采用英文教材的最新定义，是需要学生理解和掌握的。英文教材的定义为：材料可广泛定义为可用于解决当前或未来社会需要的任何固态组件和设备(Thetermmaterialmaybebroadlydefinedasanysolid-statecomponentordevicethatmaybeusedtoaddressacurrentorfuturesocietalneed)[15-16]。例如，钉子、木材、涂料等解决我们住房需求的简单建筑材料(Forinstance,simplebuildingmaterialssuchasnails,wood,coatings,etc.addressourneedofshelter)。
2材料的分类材料分类有很多种，现代材料一般分为金属(metals)材料，高分子(polymer)材料如塑料、橡胶、纤维等，无机材料如陶瓷(ceramics)、玻璃、水泥、砖瓦等和复合(composites)材料四大类[17]。英文教材将材料分为天然的(natural)和合成的(synthetic)两大类材料。天然的材料分为无机(inorganic)和有机(organic)材料。无机天然材料包括矿物(minerals)、黏土(clays)、砂(sand)、骨(bone)和牙(teeth)。有机天然材料包括木材(wood)、皮革(leather)、糖(sugars)和蛋白质(proteins)。合成的材料包括大块(bulk)、微米(microscale)、纳米(nanoscale)材料。大块(bulk)材料包括非晶态(amorphous)和结晶(crystalline)材料[15-16]，这种材料分类更贴近材料化学的定位。
3复合材料复合材料广义上是指由两个或多个物理相(以微观或宏观的形式)所组成的固体材料。狭义上是指用高性能玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、晶须、芳香族聚酰胺纤维等增强的塑料，金属和陶瓷材料等。国际标准化组织把复合材料定义为由两种以上物理和化学上不同的物质组合起来而得到的一种多相固体材料[18-19]。
4新材料与功能材料为适应国民经济、科学技术与国防建设的发展，满足生产力发展与社会进步的要求新近出现或研发出来的、或正在发展中、具有传统材料无法比拟或更为优异的性能之各种新型材料，均称为新材料。新材料一般具备表征性、先导性、依托性、时间性、优能性和新颖性6个特征[14]。材料通常可分为结构材料与功能材料两大类。结构材料是以强度、刚度、韧性、塑性、耐磨性、硬度等力学性能为其基本特征，用于制造以承受重力或传递应力为主要服役方式之结构构件的材料。功能材料则是具有特殊物理性能、化学性能或生物学性能等，主要用于制造各种功能元、器件的材料[14,20-21]。1965年，美国贝尔实验室Morton博士提出功能材料的概念，20世纪70年代日本材料科技界完善确立，20世纪80年代在我国逐渐被人们接受。功能材料的定义，国内外尚无统一定论，国内比较一致的定义，功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理学、化学、生物学效应，能完成功能相互转化、并被用于非结构用途的高技术材料。这些材料在元件、器件、整机或系统中，可实现对信息与能源的感知、采集、计测、传输、屏蔽、绝缘、吸收、贮存、记忆、处理、控制发射和转换等目的[14]。
5纳米材料20世纪70年代，日本科学家最早认识到纳米性能并引用纳米概念。20世纪80年代中期，人们正式把这种材料命名为纳米材料。纳米材料是指物质的粒径至少有一维在1~100nm之间，具有特殊物理化学性质的材料[22-27]。组成纳米材料的基本单元在维数上可分为三类：(1)零维。指在空间三维尺寸均在纳米尺度内。如原子簇等。(2)一维。指在空间有两维处于纳米尺度。如纳米丝、纳米棒、纳米管等。(3)二维。指在三维空间中有一维处于纳米尺度。如超薄膜、多层膜等[24]。在实际应用中，以一个材料的10%质量分数作为阈值来确定其是否为纳米材料，作为化妆品纳米材料的判断指标[28]。材料及其分类的介绍，主要侧重英文教材的定义，让学生记住其英文表达，同时强调材料的应用及最新材料介绍。
材料科学与材料工程的界定
材料科学是研究材料结构与性能间的关系，而材料工程是在这些结构与性能间的关系基础上，对材料结构进行设计和工程化以生产预期性质的系列产品(Thedisciplineofmaterialsscienceinvolvesinvestigatingtherelationshipsthatexistbetweenthestructuresandpropertiesofmaterials.Incontrast,materialsengineeringis,onthebasisofthesestructure-propertycorrelations,designingorengineeringthestructureofamaterialtoproduceapredeterminedsetofproperties)[29]。
材料化学的定义
广义上材料化学学科的定义致力于研究组成材料的原子、离子或分子排列之间的相互关系和它的整体宏观结构/物理性质(Thebroadlydefineddisciplineofmaterialschemistryisfocusedonunderstandingtherelationshipsbetweenthearrangementofatoms,ions,ormoleculescomprisingamaterial,anditsoverallbulkstructural/physicalproperties)。依据这个定义，普通学科如高分子、固体和表面化学都包括在材料化学的研究范围内(Bythisdesignation,commondisciplinessuchaspolymer,solid-state,andsurfacechemistrywouldallbeplacedwithinthescopeofmaterialschemistry)。这个广泛的领域是由研究现有材料的结构/性质，新材料的合成和表征以及利用先进的计算法来预测未知材料的结构和性质组成的(Thisbroadfieldconsistsofstudyingthestructures/propertiesofexistingmaterials,synthesizingandcharacterizingnewmaterials,andusingadvancedcomputationaltechniquestopredictstructuresandpropertiesofmaterialsthathavenotyetbeenrealized)[15-16]。#p#分页标题#e#
基于中国计量学院材料化学专业的教育实践，在分析目前及今后本专业的社会需求和用人单位对材料类专业学生素质、能力等人才规格要求的基础上，对照政府和社会加快教学改革、提高高等教育质量的迫切希望，我们充分认识到实践和创新是专业人才培养的核心，决定共同搭建分院专业培养学习能力的课程教学与培养实践能力的生产实验(校内综合性实验、自主创新型实验、模拟实验及校外实习等)两大平台，作为学生能力培养的有效载体。通过这两个平台的搭建，把材料专业学生培养为适应社会发展的应用型人才，提升学生的学习能力、适应能力、知识应用能力和专业发展能力。
2教学平台建设及管理体制
自主学习是新课程改革大力倡导的重要学习方式。学院以“厚基础、宽口径、重能力”的指导思想，遵循认知规律，遵照由提高动手能力到培养创新思维的宗旨，对原有教学课程体系进行了改革。除课堂正常教学外，搭建专业教学课程平台，实现教学课程资源网络化，促进学生独立自主学习习惯的养成和能力的提高。通过BB平台的课程建设，实现专业教学课程资源网络化。现在中国计量学院材料科学与工程学院推出了多门重点建设课程，例如《应用电化学》《材料表面处理》等，教师在充分掌握学生学习情况的基础上，针对大多数同学，课上按教学大纲讲授基本要求范围内的内容；对于能够进行更深度学习、对课程某方面需要进行知识面扩展的学生，在网络教学平台上呈现更多的学习资料、相关文献、实验视频、应用软件、学习网站等，方便他们自主学习、加深知识理解；最终针对学生个体差异，实现分层次教学，促进学生学习能力提高及知识的巩固。教学网络平台的所有课程，将对本专业所有学生公开，方便他们对教学资源的获取及问题反馈。
3实验平台建设及优化
大学本科教育中，实践科研反哺理论教学是重要研究课题之一。学生只有通过充分的实验及实践，才能更有效率地促进理论知识学习，提高教学改革效果。目前，主要在以下方面进行了实验平台的搭建及完善。
3.1实验内容的改革
首先，改变传统专业实验课程设置依附于理论课体系的横向模式，超越单门课程的范围，建立实验课程之间的系统联系，在原有实验课程的基础上设立相对独立的纵向联系的课程，形成纵横交叉的网状专业实验课课程体系，实现专业实验课程之间的纵向联系和贯通。其次，改变实验教学由单一课程和学生班级为单位的组织形式，形成交叉型的教学指导团队和兴趣型的学生学习团队。最后，根据实验教学内容，重新确定了基础实验、设计性实验、综合性实验、设计研究型实验4个层次结构。重点开发了几个培养学生综合设计能力和创新能力的实验，以及培养学生综合应用现论和方法的实验。在实验教学内容改革中，减少了验证性、分析性实验项目，增加了设计性、综合性、创新性实验项目。
3.2依据功能实验室条件，实现资源共享
高校科研平台往往拥有大量贵重实验设备，根据仪器属性，可巧妙设计实验教学内容，综合利用仪器，充分发挥仪器能效。部分科研设备课充当实验教学过程的资源。学生通过学会仪器操作，能掌握仪器基本原理和简单维护知识，进而提高学生动手能力，为以后从事相关专业工作打下坚实的基础。大部分从事教学科研的老师，课余时都有自己的研究课题。对于学生感兴趣的实验，学生可以积极参与教师的科研，甚至仪器设备熟练操作后，独立自主完成其中的一个实验环节，培养其科研的缜密思维及细致耐心、精确的实验操作能力等。目前，不少大三及大四的学生在指导教师的帮助下，承担了省级、校级、院级等科研项目，在综合利用实验室资源的条件下，获得了有效的实验成果，并在SCI收录的国际杂志及国内核心杂志发表数篇论文。
3.3实验管理网络实时化
实验管理过程中，可通过网络平台管理，实现学生与教师的实验前、后的部分互动。对于学生来说，可在网上自主选择时段并预约感兴趣的实验项目，通过实验网络平成预习、学习、复习、提问等各项学习任务；对于教师而言，可以对实验教学的全过程实时监控，实现诸如学生网上分组、网上考勤、数据整理及分析、网上答疑等功能，从而使学生实验在老师的指导下有效开展。
3.4建设产学研基地，促进学生社会实践综合能力培养
中国计量学院材料科学与工程学院材料化学专业，主要以高性能磁功能材料与器件、先进炭材料、材料表面处理技术、化学电源等为研究对象，解决企业技术难题及生产中存在的各种关键性难题，满足区域经济发展需求，达到科研为地方经济服务的目的。我院与企业共建校内产学研平台3个、校外产学研基地21个，建立了材料类基础实验教学、专业实验教学、工程技术实践教学以及课外创新实验教学等课外实践教学平台。近期我院又与绍兴康健精密不锈钢有限公司全面开展产学研合作，共建“中国计量学院——绍兴康健精密不锈钢有限公司磁性材料研发中心”，在技术攻关、产品研发、平台搭建、奖学金资助等全方位的合作，支持和激励大学生开展科学研究和创新实践。在生产科研基地，要加强专业实践环节的组织和团队指导，让学生参与到协作单位实际的工程项目中，在教师和工程技术人员的指导下承担实际工程项目的设计和管理，让学生接触技术的核心，使学生通过实战锻炼掌握工艺创新技能。
4结语
1.1案例来源及积累
案例主要来源于媒体报道或经典案例。如生活中常见的“502胶水”、“矿泉水瓶”、“化妆品瓶”、“塑料手套”、“雨靴”、“衣服”、“汽车轮胎”、“尼龙绳”以及“石墨烯智能服饰”等，最近的新闻报道“2014年80岁老太换全髋关节次日下地”，小孩的卡通玩具“光敏印章”，“农用聚乙烯薄膜”、“工业上泡沫塑料的发泡剂”工业生产原料等。日常注意收集积累，并根据案例所产生问题、解决途径进行归类，建立案例库，进一步有助于理解书本知识。
1.2案例选择
案例引入为教学服务，选择适当的案例保证教学活动的顺利进行是前提。适当的案例既能融合学生所学课程的理论基础，又能结合实验室条件以及学生的实际情况。综合以上考虑因素，对于功能高分子材料教学，选用“2014年80岁老太换全髋关节次日下地”作为教学案例，该案例内容包括了功能高分子材料的理解以及如何在生活中应用进行扩展等内容。人们对“关节置换”这个词已不再陌生，但是它的原材料是什么?大家可能还是很陌生。它是指用生物相容性和机械性能良好的金属或复合材料制成的一种类似人体骨关节的假体，通过手术将其植入体内，替代病变的关节，清除疼痛，恢复关节的活动与原有的功能，而这种生物相容的材料就是咱们的高分子材料超分子量聚乙烯。这样进行案例引入，大家对于目前简单应用的高分子材料有了更深入的认识。案例选择应遵循难易适中、可操作性强等特点，照顾成绩下游学生的同时，给上游学生预留挑战空间，激发学生解决问题的强烈愿望。
1.3案例深入和小组讨论
案例引入为实现教学目标而设计的，学生以理解知识问题为目标，围绕知识问题进行思考、讨论，进而理解知识要点。如果这堂功能高分子课程只进行到这里，学生只是知道了一个熟悉的陌生人。我们下面还要对这个高分子材料超分子量聚乙烯进行讨论。大家对聚乙烯比较熟悉，聚乙烯(PE)是五大合成树脂之一，是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。以“聚乙烯的应用”为例，在方案设计前指导老师提出以下问题:“在日常生活中那些是聚乙烯的产品?”该问题引起了学生很大的兴趣和关注，为回答以上问题，学生自主进行了查阅。可以了解它可以应用在“保鲜膜、背心式塑料袋、塑料食品袋、奶瓶、提桶、水壶等”。紧接着又提出“聚乙烯的分类?它们的区别是什么?合成方法和用途是什么?”，该问题引导学生进一步扩展知识要点，聚乙烯主要分为线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)三大类，而案例里提到的是超高分子量聚乙烯，学生要如何回答这几种聚乙烯材料的区别是什么，可以引入小组讨论的方式，分成四个小组，每个小组负责一种材料，从它的物理性质、特性、合成方法及用途上进行材料整理，在课堂上用PPT讲解，最终由教师进行点评，通过方案设计中的讨论，每个小组经过归纳整理把这种材料的性能基本完成全掌握了，同时也培养学生的动手能力及团队合作精神。事实证明，案例型教学法在激发学生的探索欲和提高学生学习兴趣方面起到了积极的作用，在解决问题的过程中逐步形成分析素养。
1.4案例扩展
将科研项目引入具体的课程教学中去是利用其进行智能型人才培养的新途径，也是将书本知识扩展到实际应用的一种途径。以上案例用到的是超高分子量聚乙烯作为人工关节软骨(关节臼)材料，然而，临床实践显示，人造关节有效工作年限为10～15年。长期使用过程中产生的聚乙烯磨屑会引起骨骼发炎，发生无菌性松动和假体脱落等问题，从而需要更换新的人造关节。再次更换人工关节的手术费用和失败率比首次更换高很多，导致经济损失和对患者身体的伤害。因此必须要增强医用超高分子量聚乙烯的耐磨性能，这样就在该课程的教学过程中引入科研项目，激发学生的学习兴趣，锻炼其查阅文献资料的能力，积极引导其参与到科研活动中去。通过学生资料查阅，采用纳米粒子增强复合材料技术，合成氧化石墨烯基超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料，充分利用新型二维纳米材料石墨烯的高强度、高模量、高硬度和低摩擦系数的突出特点，提高了石墨烯/UHMWPE复合材料摩擦磨损性能。在这里学生又查到一个新的概念—石墨烯，它是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光;而电阻率只约1Ω•m，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。石墨烯具有非同寻常的导电性能，超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。与其他电池相比，具有能量转化效率高、无环境污染等优点。“质子传导薄膜”是燃料电池技术的核心部分，汽车中的燃料电池使用氧和氢作为燃料，转变输入的化学能量成为电流。现有的质子薄膜上常存在燃料泄漏，降低了电池有效性，但质子可以较为容易地“穿越”石墨烯等二维材料，而其他物质则很难穿越，那么我们研发石墨烯碳纸特种纸用作质子薄膜，既可以解决燃料渗透的问题，增加电池的有效性，还可以降低燃料电池的成本。而特种纸在日常生活中应用十分广泛，比如棉纸、宣纸、无尘纸、钞票纸、喷墨纸、热敏纸、过滤纸、茶袋纸、铝箔纸、拷贝纸、美术纸、复写纸、无碳复写纸、防霉纸、静电防止纸、导电纸、半导电纸、电池分离纸、电气绝缘纸、耐热纸、汽车用滤纸、空调滤纸、脱臭滤纸、医疗卫生用纸、药包纸、无菌纸、医疗胶布基材、手术衣等等。这样的学习过程最终实现让学生根据自身兴趣自主的寻找课题，参与到科研项目中，积极参与竞赛，培养他们将来在工作学习中“发现问题—方案设计—方案实施—结果讨论—问题扩展”的能力。
2培养学生的创新思维，树立绿色理念
开设课题开放性实验，培养学生独立查阅文献资料及设计开展实验的能力，在实验过程中积极引导、经常讨论总结进一步锻炼学生自主动手能力。增强现有学生实验室的开放性，组织学生参加各类竞赛、培养学生的专业技能和创新意识。同时，促进教师实验室、研究生实验室及校企联合研发中心的开放，带领学生去工厂实习，引导学生直接参与科研实验工作，使学生认识、了解科研，培养学生的创新意识和创新思维。此外，结合我国可持续发展战略及未来材料化学工业以及绿色造纸与特种纸绿色发展方向，在课堂、实验、实践等教学环节坚持融入绿色化学内容，渗透绿色化学思想，在丰富化工实验教学内容的同时培养学生树立绿色化工理念，增强绿色化学意识。
3加强卓越工程师的培养
为促进就业，培养学生的社会技能，增加课堂教学效果，积极组织学生参加材料化学专业和绿色造纸与特种纸的各项职业资格、技能考试，通过考证激发学生的学习兴趣，为学生今后就业和提升工作能力奠定基础。以“强化工程、工艺、设计和新兴特色学科交叉等方面基本理论、知识的培养;强化生产、研发、检测和管理等方面工作的基本工程能力的培养;强化国际化视野、企业家精神、市场头脑和创新思维等基本素质培养”为特色的强化“三基”人才培养方案，建立一个符合我院卓越工程师课程教学体系，培养满足地方产业发展需求的优秀材料化学以及绿色造纸与特种纸专业人才，增加学生就业渠道，提高学生的就业水平。
4结论
因材施教,灵活应用多种教学方法在授课环节中,我们倡导主体性教育,重视发挥学生的主观能动性,改变了以往教学中教师为主导、学生为被动的填鸭式教学模式,采取讲授与自学相结合、讲解与讨论相结合的开放互动式教学模式。我们引导学生在新课之前进行预习,课上有针对性的提出问题,这不仅增强了学生自己思考问题、提出问题、分析问题的能力,还有助于增强老师对讲授内容的把握,促进教学过程中的师生互动,使教与学真正统一起来。此外,我们尝试在每一章节结束后安排几个学时的课堂讨论,启发学生进行知识拓展,总结和整理材料方向的最新研究成果,以PPT的形式进行简短汇报,这种课堂交流的形式,不仅调动了学生学习的兴趣,活跃了课堂气氛,更培养了学生查阅收集文献、整理信息、制作多媒体课件、公开演讲等能力。在教学过程中,我们采用现代多媒体教学手段与传统板书相结合的教学方式。
多媒体作为一种现代化的新型教育手段,相对于传统教学方式具有信息量大,交互性强,形象生动等优点[3]。例如在讲解材料结构时,使用三维立体图片、FLASH动画模拟晶体的多种空间点阵结构以及堆积方式,晶体点缺陷与位错形成的过程,使抽象的微观世界变得直观化,学生在接受知识时即可以得到视觉上美的享受,又可以增强他们的空间想象能力,收到非常好的效果。但是多媒体课件的使用一定要把握好一个度,如果仅仅是将板书的所有内容复制到课件上,把课堂教学变成学术报告,随着页面的切换,反而很难使学生集中注意力,对某一个问题有整体的认识和思考,所以我们对于一些逻辑性比较强的理论知识,一些复杂的公式推导都会书写在黑板上进行必要的讲解,这样容易引起学生的重视,使学生紧跟老师的教学思路,达到教学同步,产生良好的教学效果。
重视实验室建设,保证教学质量得益于学校对新专业的大力支持,学校将材料化学专业实验室面积扩大为原来的两倍,分为材料合成实验室和材料性能测试实验室两部分,并引进了大批先进测试仪器,使材料化学专业实验室硬件条件日趋完善。这些基础设施和先进仪器的更新为培养学生掌握先进的材料合成与制备方法,了解高技术材料性能的最佳测试技术起了关键性作用,同时也为学院教师与研究生进行科研创造了良好的条件。在实验室软件条件建设方面,我们更重视加强师资队伍建设,提高教师整体素质。我校材料化学实验专业指导教师共计4人,全部具有博士学位,具备深厚的专业基础知识和技能,科研方向涉及功能配合物材料、纳米材料以及多相催化等多学科交叉领域,符合材料学科的发展趋势。我们严格要求实验教师认真备课,对每个开设的实验进行预作,对实验过程中可能出现的细节现象做到心中有数,在实验教学中,尽可能调动学生的积极性和主动性,采用启发式的教学手段引导学生进行自我思考和探索、准备和完成整个实验过程。这种教学方法不仅能激发学生的学习热情和潜能,改变以往实验过程中的依葫芦画瓢的惰性思想,更鞭策教师通过各种途径不断提高自身素质,掌握最佳的授课方法,提高教学质量,促进了教师和学生教与学的对立统一。
论文关键词：材料化学专业实验，实验教学，探索
材料化学是一个理工结合、学科交叉的新兴学科，在信息、能源、环境、航天等前沿科学领域起到越来越重要的作用。目前, 许多高校设置了材料化学专业实验, 我们根据我校办学经验和实际条件,并结合苏州经济社会发展对人才的需求，建立了与之相适应的培养目标及专业实验内容。为了让学生了解先进的材料合成与制备方法，掌握高技术材料性能的最佳测试技术，具体设置了材料合成与加工和材料性能测试相结合的专业实验教学大纲[1-2]。本文结合我们的教学实践过程，谈一下材料化学专业实验教学过程中的一些做法和体会。
重视实验室建设，保证教学质量。实验室建设主要包括两个方面，硬件条件和软件条件。具体的说，硬件条件包括实验室基础设施建设，实验仪器和大型设备的购置等等；软件条件包括实验教学大纲制定优化，教师队伍思想道德素质，教育教学能力等方面的建设。具备优良的实验室硬件条件和优秀的教师队伍是保证教学质量的必要条件。
1．实验室硬件条件建设
必要的基础设施和优良的实验条件，是顺利开展实验课程，保障实验室安全的先决条件。我校材料化学专业的实验室面积达到500 m2，实验室分为材料合成实验室和材料性能测试实验室两部分，主要承担了材料化学专业的专业实验和本科毕业论文等教学任务。
随着现代化仪器技术的高速发展化学论文，培养掌握现代化测试技术的人才是社会发展的迫切需要。为此，我校花大力气引进了一大批与材料化学专业有关的先进测试仪器，并为材料化学专业开设了现代分析与测试实验课程，主要目的是引导学生全面熟悉和系统掌握测试材料的常规科研方法，包括红外光谱、紫外分光光度计、荧光分光光度计、热分析仪、比表面仪、纳米粒度仪、电化学分析仪等仪器多种测试方法的介绍和使用，这些仪器偏向于基础化学性质研究，它有助于学生掌握材料的各项微观性能。
同时，我们还开设了用于研究材料电学、硬度、力学等性质测试的实验。实验仪器包含了纳米Zeta电位测试仪、体积电阻测试仪、简支梁试验机、布氏硬度计、电热平板硫化机、单螺杆挤出机、桌型老化试验机、氧指数仪等大型仪器。学生在学校里熟悉了这些仪器的操作和使用以后，我们还会积极联系一些相关的单位，引导学生到企业进行相关的实习操作，使学生能够将学到的理论知识和具体实际相结合。
2．实验室软件条件建设
软件条件建设的主要摘要对教学内容深入了解，合理组织编排，采用合适的教育教学手段，与同学多做交流，不断总结教学过程中发现的优缺点，找到最佳的传授知识手段。
2.1 紧跟专业方向特色，制定实验教学大纲
材料化学专业实验从大三开始开设，此时学生以及通过前两年的基础实验课程的学习掌握了实验的基本操作技术，更容易接受一些较为专业，相对复杂的实验项目，同时也要紧跟材料化学专业的专业方向特色，这就成了我们在制定实验教学大纲时的宗旨。
我校的材料化学的专业实验分为高分子与无机两个方向论文格式。我们根据理论课与实验课相衔接的原则，通过开设一些与高分子物理，高分子化学，无机功能材料等课程相关的典型高分子和无机材料合成实验、性能表征及加工修饰实验，加大对学生动手能力的培养力度，使他们对高分子材料研究领域有更深一步的体会，对高分子材料制备工艺、组成、结构与性能之间的相互关系及其规律有更加明确和深刻的认识。
2.2 精心选择实验，合理编排顺序
我校根据材料化学的专业背景和培养目标，对材料化学高分子方向的实验总共安排8个实验，其中6个为必修实验，2个选修实验从教学大纲中的14个实验中根据实验需要选取。8个实验中有材料的合成实验，也有材料性能加工测试实验化学论文，安排实验顺序时我们依据连贯性的原则，尽量使两个甚至三个实验能够串联起来，形成一条链，例如，我们通过“聚乙烯醇缩甲醛(PVF)胶黏剂的制备及性能测定”这个综合性实验，学生可以掌握聚乙烯醇与甲醛在酸性条件下发生缩合反应的基本原理，以及缩合反应的具体实验技术，最后收集到的产物我们可以作为下一个实验“GPC法测定聚合物分子量及分子量分布”的一个辅助测试原材料，学生可以进一步了解凝胶渗透色谱的基本原理，掌握GPC法测定聚合物分子量及分子量分布的实验技术及数据处理。这样的实验安排有利于将各自独立的单个实验有效的串联起来，增加实验的综合性，更加有利于学生以后从事科学研究思路的培养，提高学生分析、解决问题的能力。
2.3严格考核制度，提高学习效果
只有严格要求学生，规范考核制度，才能有效的提高学生的学习效果和学习积极性。我们的教学与考核方式采取实验预习报告、实验操作技能和实验报告综合评价的办法，即实验前，试验中，试验后这样一个办法。实验总成绩采用百分制记分，预习报告占总成绩的30 %，实验操作技能考核占总成绩的30 %，实验报告占总成绩的40 %。只有严格要求学生写实验预习报告，他们才会去查阅本实验相关的文献资料，对实验机理、实验步骤有相当程度的熟悉和了解，尤其对于一些设计性实验，会对实验的设计方案有更多更好的想法与思路，同时也增加了学生做实验的乐趣性。在实验的进行过程中，老师对实验的过程进行指导和监督，对学生提问，考核学生对实验的认识与理解程度，并予以打分。最后，实验报告综合反映了学生对实验的理解，数据处理等的完成情况化学论文，也是评价学生学习效果的一个重要因素。
2.4 加强师资队伍建设，提高教师素质
具备一只优秀的教师队伍是保障本科教学质量的基础和前提。我校材料化学专业实验指导教师和实验专职教师共计5人，其中教授2人，博士3人，硕士2人，已经形成了一支年龄、学历结构较为合理的实验教学队伍。实验专职教师实行坐班制，负责实验室相关仪器的日常管理和养护工作，根据实验教学大纲安排实验教学进程表。我们严格要求实验教师认真备课，每个实验项目开始前都要做预实验，对实验中可能出现的各种现象和各种注意点都记录下来，对于一些实际的样品，测出准确的数据，做到心中有数。实验教师在实验指导过程中要充分调动学生的积极性,激发学生的潜能。激发学生的潜能可以有很多方法,比如说改进实验方法,改变原料配比,改变模具形状,改变测量方式等等,都是很好的尝试[3]。教师的业务水平直接影响到实际的教学效果，所以教师在平时的教学过程中要注重积累，努力提高自身各方面素质。
3. 结语
通过材料化学专业实验的教学实践与探索，我们认识到只有努力加强实验室各方面条件的建设，在教学过程中不断培养学生的兴趣和分析、解决问题的能力，挖掘学生潜能，使学生的综合素质得到提高，从而发挥最佳的教学效果。
参考文献
[1]王秀华,刘莉,阙荣辉.材料化学专业实验教学中学生创新能力的培养.科技信息[J], 2010, 20: 443
[2]陈桂华,闫瑞强.材料化学专业实验教学研究.洛阳师范学院学报[J], 2009, 28(2): 150-151
[3]付一政,李迎春,刘亚清等.高分子材料与工程综合实验教学探索与实践[J ]. 太原科技, 2008 , (3) : 90-91
一、无机材料化学的学科特色
材料是人类文明的物质基础和先导,是直接推动社会发展的动力。基于材料对社会发展的作用,人们将信息、能源和材料并列为现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础。新材料既是当代高新技术的重要组成部分,又是发展高新技术的重要支柱和突破口。伴随着信息时代的来临和材料设计、制备及加工的信息化处理,世界各国都将目光转向具有“高、精、细”特征的新材料万面,我国也将新材料作为重点发展的行业之一。鉴于此,国家中长期科学和技术发展纲要(2006年-2020年)将新材料技术列为前沿技术,提出新材料技术将向材料的结构功能复合化、功能材料智能化、材料与器件集成化、制备和使用过程绿色化发展;要突破现代材料设计、评价、表征与先进制备加工技术,在纳米科学研究的基础上发展纳米材料与器件,开发超导材料、智能材料、能源材料等特种功能材料,开发超级结构材料、新一代光电信息材料等新材料。这一切都预示着材料科学正经历着一次重大的变革。因此,加强材料科学领域创新人才的培养是时代的要求。
无机材料化学是材料化学家从材料科学、材料工艺和技术的角度出发,把固体物理、固体化学相关理论和工程方面有关无机材料研究的化学内容集中起来,加以分析、综合和提高而形成的一门独立学科。[2]无机材料化学研究的范围非常广泛,包括材料相关的基本概念和理论、制备原理、结构表征、重要的材料类型及其相关性能等多方面的内容,涉及了固体物理、固体化学、材料科学等学科的相关理论,是一门典型的交叉性学科。进入20世纪90年代以来,材料科学技术的发展异常迅猛,材料科学与生命科学、信息科学、环境科学等共同构成了当代科学技术的前沿。展望21世纪,材料科学技术研究开发的前沿有微电子材料、新型光电子材料、稀土功能材料、先进陶瓷材料、高温超导材料、纳米材料等,[3]这些都属于无机材料化学的研究范畴。因此,无机材料化学又是一门具有前沿性的学科。基于学科背景和课程特点,我们在大连理工大学教改项目的支持下,以提高教学质量、培养学生的创新能力为主线,以建设精品课程为目标,进行了一系列教学改革和研究。
二、教学内容的选取
高等学校教学中教材内容的陈旧是影响创新型人才培养的突出问题,也是高校课程改革的重点。目前,高校教材内容不能适应现代化人才培养的需要,内容的先进性方面不能适应科学技术飞速发展的要求,不能适应知识经济时代创造型人才培养的要求。[4]特别是面对具有前沿性特点的材料化学,教材的内容相比速增长和更新的新材料来说,严重滞后。而要培养创新型人才,掌握最新的科研成果对于激发学生的创新思维非常重要。[5]向学生讲授科学前沿知识可以激发学生们的求知欲,为他们提供一个创新的空间,使学生能够近距离地感受创新的价值和创新带来的激情。因此,挑选合适的教材是非常重要的。我们挑选了北京大学林建华、荆西平编写的《无机材料化学》。该书将无机材料化学中重要的基础问题做了全面的讨论,这本教材最大的特点在于它介绍了无机材料化学领域的最新进展,并附有近期发表在国际主流期刊上的相关文献,整本教材体现着材料科学、化学和物理等学科交叉与渗透的特点。如果学生对教材中的某些前沿内容感兴趣,可以在教材中找到相应的参考文献,在图书馆下载后仔细阅读。
课堂上仅传授知识是远远不够的,教学内容还要有一定的探索性,能让学生有一定的思考空间。教学中,我们发现学生对来自科研一线的事例非常感兴趣。因此在课堂上,我们以自身科研成果丰富教学内容,结合自身科研经历令课堂生动有趣,深化了教学效果。我们经常把自己在科研工作中的体会、最新科研成果转化为教学内容,设计一些开放式的问题与学生探讨,自觉地把创新意识、创新能力的培养融入课堂教学之中。我们还结合相关的教学内容,穿插讲解一些科学方法论的知识,培养学生的科学精神。例如,在讲到固溶体合金的形成规律时,我们向学生讲述了现代物理冶金学重要创始人William Hume Rothery在听力完全丧失、健康状况非常不佳的情况下,凭借坚强的毅力和非凡的生活热情,在异常简陋的工作条件下,开创性地提出了著名的Hume Rothery准则。这位杰出的科学家一生始终以乐观向上的生活态度,坚持不懈地勤奋工作着。学生们纷纷为Hume Rothery的人格魅力而倾倒,希望自己也能投身科学,在某一领域取得杰出成就。我们经常把本学科碰到的难题以及学科前沿的问题向学生进行适当的介绍,激发学生的民族自豪感,培养学生的创新思维和探究精神。例如,在讲到第八章电介质材料时,我们将著名纳米科学家王中林发表在《科学》上的氧化锌“纳米发电机”一文介绍给学生。在讲到第九章超导材料时,我们向学生们介绍了我国在超导材料的研制上一直处于国际领先水平,特别是2008年我国在高温超导研究上取得重大突破,发现了一类新的高温超导材料———铁基超导材料,在全球范围内掀起了超导材料研究的新热潮,并介绍了铁基超导材料的结构和性能。在讲到第十二章发光材料时,我们向学生介绍了大连路明集团开发的“水立方幔态LED”在研发、制造、安装中创造的7项“世界第一”。这些事例大大激发了学生学习相关章节内容的兴趣,同时也培养了学生的民族自豪感和投身科学的信心与决心。实践表明,将科研引入教学过程,有力地促进了学生对知识的掌握和能力的提高,促使学生形成了正确的科学精神和科学态度,大大提高了教学的实际效果。
三、教学方法的改革
教学手段和方法是提高教育质量非常重要的一个方面。传统的教学方法以教师为主导,以传授知识为目的,往往采取灌输式教学方法,在很大程度上忽略了学生的主体地位和创造性,学生被动地接受知识,学习积极性不高,教学效果不理想。要改变过去那种单纯传授专业知识的教学方法,把培养学生的创新能力和创新意识作为教学工作的重点,我们必须对原有教学方法进行改革,采取多样化的教学手段激发学生的学习兴趣。
本课程的特点是知识点多而且分散,学生容易只见树木、不见森林。为此,我们理出了一条课程主线,向学生清晰地展示各章节的作用以及章节之间的联系(如图1)。我们力争做到讲课内容少而精,重点突出,主次分明,出现在不同章节但内容相关的部分放在一起讲解。例如,与Fermi面附近的能态密度相关的性质有金属材料的电子热容和Pauli顺磁性(第四章)、金属材料的电导率(第九章)、超导材料的临界温度(第九章)等,将这些知识点放在一起进行对比和总结,学生对Fermi能级的概念就会有非常清晰和深刻的认识。课程教学的重点在于使学生掌握该学科的思维方式和研究方法,给学生留有思考的足够空间,能从多角度理解基本原理。古人云“授人以鱼不如授人以渔”,这里强调的就是教授学生学习方法的重要性。[6]材料的组成和结构决定了其物理性质,这是材料化学的核心和基础。将钙钛矿材料的结构(第三章)和其铁电性质(第八章)结合起来讲解,学生不仅对该类材料的结构和特殊的物理性质有了深刻的认识,更深化了对结构-性能关系的理解,掌握了该课程的学习方法。
在实践中,我们采取了传统教学与多媒体教学结合、自主学习与协作学习结合,基于问题学习、基于案例学习、研究型学习等多种形式的教学策略,提高了学生学习和思考问题的效率。实践表明,适度使用多媒体教学,将材料实际应用的照片、材料加工制作过程的视频等图片影视资料生动地展示给学生,能为教学过程提供丰富的感性材料,丰富课堂教学内容。鉴于新材料的发展日新月异,每天新概念、新构想、新方法都在不断涌现,我们在课堂上及时地将与课程内容相关的最新文献介绍给学生,课堂教学结束前提出下次课程内容的前沿课题,让学生在课前完成对这一前沿课题的研究报告。这样一方面可以使这些学有余力的学生接触到材料化学领域的最新研究进展,培养他们对教材内容的兴趣并找到自己的科研兴趣,另一方面可以让学生看到自己知识结构的不足,在学习中自觉地去完善自己。与此同时,这也锻炼了他们查阅文献和英文阅读的能力,为将来进行专业科学研究奠定了一定的基础。通过一个学期的尝试,我们感到教学效果非常好,学生经常在下课后围着教师交流,提出各种材料学领域的前沿问题与教师探讨。有几个表现突出的学生已经进入到某些课题组,开展创新实验了。另外,在课堂上,我们结合自己的科研实践,提出开放式的与课程内容相关的问题,让学生思考和回答。我们鼓励学生提出不同的见解,这样就增加了师生互动,活跃了课堂气氛,提高了学生的学习兴趣。我们将本课程教学方法作一总结列于表1中。
四、实验教学方案设计
