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材料化学教学论文大全11篇

时间:2023-03-06 15:58:36

材料化学教学论文

材料化学教学论文篇(1)

《材料物理化学》是材料科学与工程专业重要的专业基础课程,该课程主要包括物质状态转变、化学反应等过程热力学及动力学特性方面的内容。《材料物理化学》课程意在使学生从理论角度掌握材料传输与成形过程的特性,进而能够通过理论计算预测材料在特定条件下所表现出的行为,这一课程将为后续材料成形原理的学习奠定理论基础。

《材料物理化学》课程为材料成形理论的学习提供重要的理论基础。然而,现有的教学模式与考核方式往往无法充分调动学生学习的主动性,间接降低了学生对材料成形原理相关理论的理解能力。目前,广泛运用的教学方式主要以教师课堂讲授为主,成绩考核由试卷分数和平时成绩两部分来评定学生对课程内容的掌握情况。这种教学与考核方式导致学生被动、机械地学习理论知识,阻碍了学生对理论的理解及运用能力,也使教学质量处于较低水平。

本文通过对《材料物理化学》课程中教学方法、教学模式、教学内容和考核方式环节进行教学改革,推行课堂讲授、启发、互动型教学和多媒体立体、形象型教学,结合课内实验环节,优化考核环节,强化学生对《材料物理化学》课程的理论理解和运用能力。

一、教学方法改革

1.联合教学。《材料物理化学》课程重点讲述物质状态转变、化学反应等过程热力学及动力学特性方面的内容,同时将材料学科中的少部分理论内容进行穿插讲述。在这种情况下,如果能在讲述《材料物理化学》课程部分章节的过程中穿插相关专业课内的具体内容,有利于学生深入理解物理化学知识,同时学生也对相关理论在实践中的运用具有深刻的认识。然而,部分专业课教师的授课内容存在差异,要准确、及时地将相关教师的授课内容对接到《材料物理化学》教学中难度极大。鉴于上述联合授课问题,可将《材料物理化学》课程中的部分教学内容提前分配给相关专业课教师,再由专业课教师配合实例讲解这些理论。这种教学模式将使每位专业课教师发挥自身的专业优势,提高《材料物理化学》理论课教学效果。2.实践环节深化理论教学。《材料物理化学》是一门注重理论学习的专业基础课,力求通过公式推导过程使学生理解理论的应用方法。如果教师在讲授理论知识的同时提出相关的、简单的工程问题,要求学生依据理论计算给出解决方案,这种教学模式将能够充分调动学生的学习兴趣,使学生在计算的过程中进一步加深理论知识的理解。这种教学方法还可要求学生在理论课程进行的同时,通过查阅资料设置具有理论分析性的简单实验并进行理论计算与分析,由此加深《材料物理化学》课程基础知识的理解。

二、教学模式改革

1.多媒体与板书教学相结合。在《材料物理化学》课程教学的过程中,板书教学方式存在绘图、书写占用时间长,形象性弱、无动态性讲述等问题,无法实现抽象知识点的形象教学,教学效果不理想。多媒体教学方式通过形象、生动的图形、图片、动画等具体信息将抽象理论形象化,这种方式相对减少了教师完成板书的时间,增加了讲解的时间,同时也为师生交流和学生独立思考留出充分的时间,为启发式教学提供了基本条件。由此,在《材料物理化学》课程教学的过程中,应设置多媒体教学方式为主体教学方法并将板书教学设置为辅助教学方法,最终实现两种教学方式相结合的教学模式。2.启发推动互动型教学。理论抽象、公式多而复杂是《材料物理化学》课程的主要特点。在目前的教学过程中,教师一般先要求学生观看屏幕上的概念,然后对其含义进行简单解释。之后,播放视频、动画等多媒体文件对相关概念进一步的讲解。相对于传统的板书教学,尽管这种教学方式的教学效果具有很大提升,但这种方式仍属于灌输式教学。本文作者依据自己目前应用的教学方式对以往教学模式进行了优化。例如,在屏幕上给出与理论概念相关的部分内容,同时展示与理论概念相关的图片、动画或视频。屏幕上不完整的概念将激发学生的学习兴趣。屏幕上的图片、动画或视频将对不完整概念进行总体、形象的解释,缺少的文字内容是概念中的关键,学生在经历从抽象到形象的学习与思考过程后,缺少的文字内容最后显示出来。在这种教学方式中,学生通过观察、分析和推理依据已知概念来学习未知概念。任课教师在互动型教学模式中应针对关键知识点对学生进行提示和启发。

三、教学内容改革

《材料物理化学》课程注重概念理解及公式推导,为了强化学生对所学知识的理解,可设置开放性实验室,鼓励学生自主设计与理论课相关联的创新性实验。在这一环节中,学生如遇到难于理解的课堂内容,便可查阅资料并设计相关实验,在实验的过程中消化课堂内容,同时也强化了实践能力。另外,任课教师也可依据《材料物理化学》的教学内容查找与之相关的科研课题并联系该课题的主持教师,鼓励学生参与相关科研课题或参加大学生科技创新项目。这种理论教学与科研实践相结合的方式,不仅可以提高学生对课堂理论的理解能力,还可提高学生的创新能力。

四、考核方式优化

目前,《材料物理化学》课程的考核方式多采用闭卷考试,这种方式使学生机械记忆知识点来通过考试,学生的理论应用能力及创新能力无法在考核成绩中充分体现。由此,笔者认为可运用复合考试方式进行考核,即设置70分闭卷考试内容来考查学生对课堂理论知识的掌握程度;设置30分开卷考试内容来考查学生对于理论知识的应用能力。

五、结束语

《材料物理化学》课程已经过四届学生的教学过程,笔者认为上述教学方法、教学手段和教学内容等方面的改进取得了明显效果,学生对基本理论的理解能力有所提高。此外,这种教学方式也培养了学生的分析和解决问题的能力。

参考文献:

[1]姚爱华,叶松,贺蕴秋,林健.《无机材料物理化学》课程建设探索与实践[J].教育教学论坛,2017

[2]谭年元,谭玲玲,王焕龙.工科院校物理化学研讨式教学的改革与实践[J].西部素质教育,2016

[3]姜英,陈宗民,高军,王友林.《金属工艺学》课程教学体系改革与课程群的构建[J].铸造设备与工艺,2013

材料化学教学论文篇(2)

一、材料化学专业人才培养方案基本框架

从“厚基础、强能力、重实践”的人才培养总体要求出发,设计培养方案、课程体系,优化教学内容。学校材料化学专业教育内容和知识体系由公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五大部分内容构成。

公共基础课程包括:思想教育,体育活动,大学英语和计算机基础等。

通识教育课程包括:人文社会类,自然科学和艺术类等知识体系。

专业课程包括:大类平台专业基础课程和材料化学专业课程。

专业选修课程包括:材料化学专业方向性选修课程。

实践性课程包括:课程设计、毕业实习、毕业论文、社会实践、科技活动等材料化学专业实践训练知识体系。

二、材料化学专业课程体系设计

材料化学作为化学和材料科学的交叉学科,其课程要求学生掌握材料化学的基础知识和基础理论,培养学生具有材料的制备、表征、技术开发和生产的基本能力。在构建材料化学专业课程体系时,我们一直强化教学环节的科学性、系统性和综合性,将所有教育环节分为公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五个知识体系。其专业课程体系以无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的理论课程和实验课程基础,把材料科学基础、材料化学、材料物理等作为本专业的入门专业课程。在经过这些课程的学习之后,陆续学习高分子化学、高分子物理、材料性能学、材料现代分析技术、机械制图等专业课程,在此基础上通过专业选修课程的学习形成专业特色方向。并通过开设材料科学导论、纳米材料导论等任选课程拓宽学生的知识面。为了淡化专业界限,我校材料化学专业和化学、应用化学专业实施按大类培养,统一设置通识教育和基础教育平台。在2011年修订的材料化学专业人才培养方案中,课程教学计划课内总学时为2633学时,学生毕业应取得总学分为154学分,其中,通识教育和基础教育与我校化学专业和应用化学专业一致;专业教育、实践教学和综合教育的课程体系与化学专业和应用化学专业有区别的开设,更加突显材料化学的特色。

三、构建相对完善的实践教学体系

(一)构建新的实践教学体系。

材料化学作为一门实践性很强的交叉学科,在教学计划中强化实践教学环节,确保实践教学环节的实施。按照本专业人才培养目标的定位,我们优化完善了实践教学体系。将实践教学体系分为三个层次:一是基础实验层次,注重基础技能训练,培养学生对科学现象的观察和分析能力;二是测量实验层次,注重专业技能训练,设置了课程设计、综合性和设计性实验等内容,培养学生的专业实践能力;三是综合实践层次,注重综合素质训练,设置了毕业设计(论文)、社会实践、科技竞赛和创新性实践活动等内容,培养学生对所学知识的综合运用能力。

(二)更新重组实践教学内容。

在2011年修订的人才培养方案中实践教学环节为35学分,占总学分的22.7%。实践教学内容重点强调以能力培养为核心,优化和重组了原四大化学(无机、有机、分析和物理化学)实验教学的内容与结构,将实践教学内容分层次进行教学,确立了基础实验、测量实验和专业实验三层次的实验教学体系,涵盖了验证性实验、综合设计性实验和研究性实验等教学内容。同时,积极推进实践教学内容的更新和方法手段的改革,减少验证性实验,积极创造条件增开综合性、设计性实验、研究性实验,强化毕业论文实践环节的检查和指导;加强校企合作,积极安排生产实习和社会实践活动,进一步加强对学生实验技能、实践能力的培养,培养学生的动手能力和创新能力。

四、结语

材料化学专业的培养方案、课程体系的探索和完善将是在科学发展观的指导下我们今后多年的一大工作任务。要坚持以就业为导向定位人才培养目标,结合社会需求和学科发展实际,研究建立专业人才培养模式,提高材料化学专业毕业生的就业能力;以能力培养为本位构建专业课程体系,提高学生的理论知识水平,课程体系遵循“厚基础、强能力、重实践”的人才培养模式制定教学计划,在四年教学计划的基础上,分析理论教学相关课程,优化教学内容,合理分配理论课程学时数,使课程体系逐渐趋于科学、规范,达到构建合理的专业课程体系、优化学生知识结构和促进专业人才培养的目的。

参考文献:

材料化学教学论文篇(3)

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1006-0278(2011)10-098-03

现代高科技的竞争在很大程度上依赖于人才的培养,因而社会对人才的综合素质提出了更高的要求。培养专业知识面宽、实践能力强、具备创新精神的高素质人才,是高等院校义不容辞的责任,是历史赋予的使命。近年来,为了全面推进素质教育,提升大学生的社会竞争力,学院以教学为中心,不断深化课程教学改革,创新教学体系,取得了显著的成效。实践表明,课程教学改革是一项围绕人才培养目标而展开的系统工程,需要学校各方面的支持、配合以及全体师生的共同参与。笔者结合本校的课程教学改革实践对《材料化学》课程进行了定位,并讨论了该课程教学方法和内容的改革探索与实践。

一、材料化学的定位

(一)材料化学的定义

材料化学是一门研究材料的制备、组成、结构、性质、应用及其相互关系的科学,它是材料科学的一个重要分支,又是核心内容。材料化学是一门新兴的边缘学科,是在学科的生长和发展中互相交叉、互相渗透下形成的,是作为基础学科的化学更直接地介入到材料科学中的一个具体体现。因此,可以说《材料化学》课程是化学基础课和材料学专业课程之间的一个重要桥梁。

为打破原有专业划分的界限,在制定《材料化学》的教学内容时,必须进行以加强基础、拓宽专业知识面和加强实践训练为主要目的的课程改革;在课程建设中,必须结合实际,明确了《材料化学》课程的定位:通过对这一课程的理论学习,使学生在掌握材料化学的基本原理基础上,学习运用基础化学理论解决实际问题。

(二)材料化学教材的选择

材料化学学科的着眼点是培养创新型人才,而课程教学是实现高素质创新型人才培养的重要环节,它对全面加强学生知识、技能、能力、创新精神和综合素质培养有着举足轻重的作用。随着现代科学技术的快速发展与知识的不断更新,教材的选择是关键点。自从2005年开设《材料化学》这门课程,我国出版的教材在质上发生了一些微妙的变化。最早的教材是1994年厦门大学丁马太教授出版的《材料化学导论》,该教科书还被复旦大学、西北大学等采用,但内容相对比较陈旧。其后,北京师范大学李奇老师主编了《材料化学》,上海交通大学唐小真教授主编了《材料化学导论》以及南京师范大学周志华教授主编了《材料化学》等。直到2008年,中山大学曾兆华老师根据自己多年的教学经验和实践体会出版了《材料化学》教材,前半部分涉及材料的制备、结构、性能等材料化学的基本内容,后半部分则以金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料四大类材料为主线,对不同种类的材料进行介绍,其中涉及各种现代先进材料如高性能金属材料、电子信息材料、纳米材料、功能陶瓷、感光材料、生物医用材料、航空航天材料、能源材料等,并叙述各种材料的性能和行为与其成分及内部组织结构之间的关系,这些内容与本课程以前的教学内容不谋而合。总之,教材是指引学生入门的工具,作为教师一定要把好教材关,找到适合自己学生的教材,方能做到事半功倍。

二、材料化学课程教学改革探索与实践

虽然材料化学是一门理论性较强的专业基础课程,但随着材料科学的飞速发展,材料化学领域的研究成果逐渐得到应用。例如Motorola、保洁等公司每年都会招聘材料化学方向的人才到其研发中心进行新产品新工艺的开发。因此,从培养创新型人才角度来看,教学过程中应加强实践性教学内容,增强材料化学理论知识与科研、生产实践中的实际问题的联系,从而提高学生综合运用材料化学知识解决实际问题的能力,培养学生创新意识和创新能力。然而,由于受传统教学方法的影响,其教学主要以教师、课堂、教材为申心教学模式。该模式过于依赖理论教学,由于材料化学综合了材料学,普通化学等方面的内容,涉及的理论知识较为抽象,内容较为难懂,因此,单纯地采取传统教学模式,在授课过程中,教师很难将复杂的知识简单化,把抽象的知识具体化,降低了学生对该课程的学习兴趣。我们要培养创新型人才,就必须建立有利于培养创新型人才的教学体系,因此,进行材料化学课程的教学模式改革是十分必要的。

(一)教学方法与手段的改革探索与实践

(1)采用循环式教学方法,加强理论与实际的联系

科学地组织教学内容,采用循环式教学方法,使学生在学习理论知识的同时,加强能力的培养和训练。在教学过程中,首先从生活或生产实际出发,让学生了解一些材料的性能及应用知识,激发学生学习本课程的基本理论的兴趣,再运用材料化学基本理论来解释材料结构与功能之间的关系,凝炼出材料设计与制备的原理和方法,并以此原理和方法来设计和制各出有一定社会需求的新型材料。这种循环式教学方法既能提高学生的理论水平,又能培养学生解决实际问题的综合能力。

2、实施三结合教学方式,营造生动活泼的教学氛围

在教学中,我们采用自创三结合教学方式,即讲解与讨论相结合、讲授与自学相结合、期末考试与平时小论文相结合。我们改革了传统的“注入式”教学,建立了“启发式”教学模式,采取“以学生为主体、教为引导”的方式,突出学生的学习主导地位。在教学过程中注意调动学生参与教学的积极_陛,随时让学生提出问题,然后大家共同讨论,以此不断提高他们分析问题的能力和对问题的理解、认知和表达能力。通过我们有意识地将讲解与讨论相结合,较大力度地变教师为主的传统教学方式为教师与学生互动的教学形式。在教学过程中我们发现,最新的科研成果往往最能激发学生的兴趣和开发学生的思维。因此在相应的章节教学中,我们会及时有效地插入一些最新的研究成果与数据,通过这种方式培养学生掌握学科最新发展动态和开拓知识的能力。

通过近几年教学实践表明,我们的教学方法在培养学生的新思维和新思路方面发挥了独到的作用。通过三结合教学方式进一步锻炼了学生解决问题的能力、表达能力、自学能力以及撰写科技论文的能力,有利于学生综合素质的提高。

3、丰富教学手段,提高学生的学习兴趣

现代化教育技术的应用在很大程度上促进了教学手段的多元化,首先在参考其他学校相近课程课件的基础上结合本课程的教学内容制作了《材料化学》电子课件。综合运用图片、动画、文字等多种形式向学生提供丰富的感性材料,直观而又形象地揭示事物的本质和内在联系,有效地突破教学难点,提高课堂教学质量。例如在绪论部分,将材料科学发展的相关图片做成课件在课堂上放映,使学生对本课程的发展、意义、主要内容有生动而深刻的印象;在纳米材料章节中,一些纳米材料的图片能更形象、直观,有效地帮助学生理解和掌握 知识点。此外,我们还充分利用flas直观易理解的优势,例如在材料的结构一章中,插入14种空间点阵结构模型,金属晶体的3种典型堆积模型,晶体间隙的形成、缺陷和位错的形成等:在材料的制各一章中,插入多个物理气相沉积和化学气相沉积装置动画;在无机非金属材料一章中针对石英光纤的制各,插入了多幅动画。在整个教学过程中,该课件产生了很好的教学效果极大地提高了学生的学习兴趣。

另外,互联网也是老师和学生、学生与学生之间交流的平台,将主讲教师的电子信箱告诉学生,学生可以给教师发电子邮件谈学习、谈思想,交流学习中存在的问题,以及学习、生活中的感受和困难,利用现代化的手段,拉近师生间以及学生之间的距离。

(二)教学内容改革探索与实践

材料化学是从化学的角度研究材料的制备、组成、结构、性质及其应用的一门科学。它既是材料科学的一个重要分支,又是化学学科的一个组成部分,具有明显的交叉学科、边缘学科的性质,并且是材料科学的核心部分,具有明显的应用理科性质,在理论和实践上的重要性是不言而喻的。

1、优化课程结构

优化课程结构的重点在于突出理论知识的应用和实践能力的培养,基础理论教学以应用为目的,专业课教学强调针对性和实用性。在构建新的课程体系过程中一方面要规划好专业的主干课程,另一方面以技术应用能力培养为主线,理顺相关课程开课顺序,加大实践教学的比例,强化实践性教学环节,实现理论教学和实践教学并重。我院在课程设置上力求反映材料化学专业的培养目标、专业特点和培养要求,注意改变知识简单任意拼凑、课程之间相互脱节的状况,整个课程以通识教育课程、学科类基础课程、专业必修课、选修课、跨学科任意选修课和实践教学构成。选修课开设的原则是:有利于培养学生的一专多能、拓宽学生的知识面以及培养学生的实际工作能力和创新精神等。根据专业方向的不同,开设课程也有所区别。同时,结合专业特点,在课程体系中实施改革,增加人文教育内容,强化人文素质教育,促进专业教学质量的提高。

2、教学内容与特色学科建设相结合

材料化学以普通化学基础和材料学理论为基础,涉及的理论知识比较抽象,从学习的角度将,要求学生在学习过程中从宏观的概念转化到微观。如从电子,原子、分子水平来理解材料的基本性能。因此,教学难度比较大,如果单纯地采用单一的教学方式,会导致理论与试剂脱离,增加了教学难度,在一定程度上不利于培养学生对本课程的学习兴趣。所以,在教学过程中,应该结合我院材料学科建设的特点,拓宽教材内容,结合我院材料学科的优势和特色,在教学内容中融入我院金属材料、无机纳米材料的物理化学性能,以使学生更加容易接受,增强教学效果。同时结合材料的最新研究动态,理论联系实际地将新兴材料的最新进展向学生介绍,从而提高学生学习的兴趣和实际应用能力。

3、教学内容体现材料化学专业人才的培养方案

针对材料化学课程特点,依托学科特色,围绕培养和造就富有创新意识和能力的宽口径、厚基础、高素质、显个性的人才培养理念并结合本专业现有的教学科研条件,对材料化学学课程进行了改革和探索。材料化学教学内容的选材要体现基础宽、起点高、内容新、知识活的原则,强调从化学角度提出问题、分析问题、解决问题的方法和思路。教学内容应让学生了解材料学科的概况和发展趋势;了解材料制各过程中的化学现象和反应特征;了解所制得材料的形貌、物相和物理化学性质之间的关系:掌握材料制备过程中的化学原理与方法:了解材料的化学改性方法和新材料设计和开发的研究方法,同时也要培养学生的创新思维、创新意识、创新能力和创新精神。实践证明,通过改革,学生的实践能力、创新能力和综合素质明显得到提高。

(三)教师队伍的建设

材料化学教学论文篇(4)

中图分类号:G642.2 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)36-0258-02

材料与人类密切相关,是人类物质文明的重要基础。材料、信息和能源是现代文明的三大支柱,而材料又是一切发展和进步的前提。作为当代大学生,尤其是材料专业的大学生,有必要对生活中出现的各种材料有所了解、熟悉,拓宽专业及相关专业的知识面,《材料科学概论》就是在此背景下开设的一门课程。该课程是我院材料工程系冶金、热处理和质检三个专业开设的一门材料类理论限选课,授课时间集中在第三学期,内容包含广泛,有金属材料、陶瓷材料、有机高分子材料、复合材料和新型材料(纳米材料、智能材料、超导材料、生物材料、非晶态合金、形状记忆材料)等,大纲要求尽量让学生对各种材料有一个广泛的系统认识,为后续的专业课学习打下一定的相关理论知识基础。结合我系教师和学生的实际情况,对《材料科学概论》的课程教学模式进行了教学内容、教学方法、教学手段和考评机制等多方面的积极探索,取得了一定的成绩,并提出了一些建议。

一、调整教学内容

目前国内关于各种材料概论的教材有数十种,针对高职院校学生的学习特点和教材的难易程度,对教材进行了筛选,选定了王高潮主编的《材料科学与工程导论》(机械工业出版社出版的普通高等教育规划教材)作为教学用书。全书共有十章,主要讲授了人类四大基础材料(金属材料、陶瓷材料、有机高分子材料、复合材料)的基本理论知识,并对一些传统的以及近年来新型的热点材料(纳米材料、智能材料、超导材料、生物材料、非晶态合金、形状记忆材料)进行了重点介绍,通过对材料的特点、用途和发展前景的阐述,激发了学生对材料专业的兴趣。

根据大纲要求,本课程学时安排为32学时。对于教材中的任何一种材料,都可以是一门专业,在32学时内不可能让学生全部详细地掌握各种材料,如果教师一味地追求教学进度,肯定会导致教学效果受到严重影响[1]。教师应当仔细分析教材,根据教学计划的安排,及时调整授课内容,对章节内容进行筛选优化。材料系所有专业学生在第二学期均开设了一门《工程材料》课程,学生对金属材料的知识已经基本掌握,对《材料科学概论》课程内容进行调整,剔除金属材料章节,重点讲授陶瓷材料、有机高分子材料和复合材料三部分,新型材料主要以生活中的实物实例辅助讲授,非重点章节要求学生自主学习。

二、丰富教学方法

《材料科学概论》由于内容的多样性和复杂性,要求学生记忆的知识点非常多,尤其是遇到一些抽象的内容,学生更提不起学习兴趣,如何引导学生对所学知识产生兴趣是非常重要的。

首先,改变传统的“填鸭式”教学,使学生觉得上课是一件有趣的事。在教学中,教师可以适当增加教学互动环节,让学生的思维活动起来,脑子运转起来,加强师生间的直接沟通。比如非重点章节可以要求学生课后去搜集资料,做一个相关内容的PPT,在课堂上由学生进行讲解,其他学生对不懂的地方或有不同见解的地方进行提问、讨论,师生共同去解决问题。

其次,教师也可以将近年在材料方面与课本内容相关的科研、专利或课题成果引入课堂中,让学生对“神秘的”研究有一个感性结合理性的认识,比如在讲授无机非金属材料时,结合当前的热点,把“一种对烧结温度敏感的钛酸铋基无铅介电陶瓷材料”的新专利引入到教学中,让学生在学习功能陶瓷材料基本理论的同时,对相关的最前沿的技术有所了解,拓展学生的知识面[2]。

再者,课堂上教师可以运用幽默的语言和动作来描述讲解的内容,让学生在轻松欢乐的氛围下学习,减轻学习压力,增加学习兴趣。

三、优化教学手段

传统的黑板教学已经不再适应现代教学(尤其对于工科生),教师应当积极地去探索新的科学的教学手段。教学手段应当充分发挥为教学服务的特点,不应拘泥于一种手段,只要能提高教学效果都应当主动尝试。多媒体是现代教学中非常重要的一种辅助工具,教师应充分发挥其优势,将文字内容结合图片、动画、视频等资源,充分调动学生的好奇心,激发学生的学习兴趣,让学生变被动、厌学为主动、想学。在使用多媒体辅助教学时要注意,教师不能一味地依赖PPT来完成教学任务,PPT的教学相较板书而言,其速度快得多,适当地结合板书,使学生在PPT学习过程中更容易做好笔记并记住知识点。其次,教师对于每堂课PPT的内容应当把握适当,内容如果太多,教师不但讲得吃力,而且学生吸收也困难;内容如果太少,对于32学时的内容而言,授课进度会受到极大的拖延[3]。结合学生的学习能力,上课内容的深浅程度,把握好每堂课的量,根据经验,最好控制在25~30页。

每节大课的最后十分钟留给学生进行讨论,对本次课的内容进行交流,查漏补缺;也可以给学生布置预习任务,为下节课的学习作好准备。

四、完善考评机制

传统的期末闭卷考试“一卷定高低”的考核形式已经不再合适,教师应当结合学生平时的各方面表现来评价一个学生的成绩。我院结合学生的实际情况,实行了“6+4”评分机制,期末卷面成绩占总评分的60%,平时成绩占总评分的40%,其中平时成绩可以根据学习内容的差异和教师的灵活掌控调整比例。比如在本门课中,授课教师采取了多种不同的考核方式进行评分:平时作业、考勤情况、堂内测验、回答问题、分组讨论、课堂纪律表现、笔记记录情况等,通过这些评分,了解学生的学习态度、学习兴趣、学习能力和知识掌握情况,根据学生的真实表现,加分、扣分,不偏不倚,让学生获得一个真实的平时成绩。学生在期末考试前获得自己的平时成绩,针对期末目标,及格抑或高分,做出相符的复习方案。

五、结语

通过近几年对《材料科学概论》的教学内容、教学方法、教学手段和考评机制等方面教学模式的探索,教师积累了一定的经验,学生在新知识获取上也更加轻松。在取得一定成绩的同时,我们也应当注意,在实践中发现仍有一小部分学生在本门课的学习中非常吃力,究其原因,很大程度上因为他们是文科生,这类学生物理、化学基础差,有些甚至没学过,在碰到无机非金属材料和有机高分子材料时完全摸不到方向,最基本的概念诸如“化学键”、“官能团”等都没听说过。作为理论限选课,主要目的是让本专业学生学习与专业相关的前沿科学技术知识,但32学时的课时安排不允许教师花太多时间在讲解基本概念上,建议学院在招收材料专业学生时尽可能以理科生为主。伴随着新材料的不断涌现,知识的更新换代也异常迅速,新的教学问题也会不断呈现,只有教师紧跟时展、及时更新知识、调整教学模式,才能在传授知识的道路上立于“不败之地”。

参考文献:

材料化学教学论文篇(5)

“材料科学基础”是研究材料的成分、结构、性能之间的关系及其变化规律的一门基础学科,是材料科学与工程专业一级学科公共主干专业基础课。根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路和1997年国务院学位办颁发的新专业目录,材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料。为此,各相关高校在材料科学与工程专业主干课程“材料科学基础”的教学上都进行了教学改革。暨南大学材料科学与工程专业自2002年设立以来,就依据教育部的要求,将专业培养目标设定为培养“大材料”科学研究与工程技术所需的人才。故“材料科学基础”课程内容设置为介绍三大材料的基础知识,在教学模式、手段及课程配套方面也具有鲜明的特色。本文阐述了暨南大学材料科学与工程系以“奠定学科专业基础,培养学生科学的思维能力”为宗旨,开展“材料科学基础”教学工作的经验和体会。并以此为契机,进一步优化教学内容,探索新的教学模式和教学手段,进一步提高教学质量。

一、课程发展历史、性质与定位

材料是人类文明发展的基石。人类发展的文明史就是按石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代来划分的,可见材料对人类文明进程的重要贡献。与人类使用材料的漫长历史相比,对材料的研究即材料科学的历史比较短暂。19世纪中叶,开始采用金相显微镜研究钢铁,相平衡热力学和统计热力学则为建立材料的相平衡与相变提供了理论基础。20世纪20年代,原子结构和量子力学提供了研究材料微观结构的理论,x射线衍射技术和电子显微技术为探索材料的微观结构提供了手段。20世纪50年代,金属学已初具规模。高校金属材料专业都开设了《金属学》课程。到20世纪60年代,世界经济的腾飞促使陶瓷学和高分子材料学建立,其代表作分别为wg金格瑞的《陶瓷导论》(introduction to ceramics)和pj flory的《高分子化学与物理》(polymer chemistry and physics)。前者,wg金格瑞教授将金属学的原理应用于无机材料的结构、热力学、动力学、相变及性能分析当中,成功地指导了水泥、玻璃和陶瓷材料的生产和科研。而pj flory教授则主要围绕聚合物的合成过程、聚集态结构以及物理、化学等行为特征,阐述了高分子材料的结构及性能。到今天,三大材料的研究相互渗透,研究方法相互借鉴,产生了21世纪的材料科学。

“材料科学基础”着眼于材料基本问题诸如材料的结合键、材料的晶体结构及缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散,材料的塑性变形、材料的亚稳态。从金属材料的基本理论出发,将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起,使学生能把握材料的共性,熟悉材料的个性。本课程横向融合金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基础理论于一炉,纵向则充分利用学生已经学过的基础知识(包括高等数学、普通物理、物理化学、材料力学等),并能连接后续的材料的分析与表征、材料物理、材料加工工艺学等必修课程及高分子材料、无机非金属材料、金属材料等模块的选修课程。

二、教学内容的优化和选择

现代材料工业和技术的发展推动材料从组成、结构和功能的单一化向复合化、一体化发展,使培养大材料、宽专业人才的教学改革迫在眉睫。在此形势下,2002年暨南大学材料科学与工程专业设立并开始招收首届本科学生,确定了《材料科学基础》为专业基础课(必修,72学时,4学分)。本课程内容旨在以物质结构和结构形成为主线将三大固体材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)的基础知识有机结合,构建大材料专业公共性专业基础课教学体系。该课程体系旨在强化对学生重基础的通才教育模式,在教学内容上力求共性教学,突出个性特点。为此。从选择教材着手,优化教学内容,强化基础教学,着重培养学生科学的思维方法、创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力。

目前, “材料科学基础”教材体系可分为两大类。第一类沿袭“金属学”课程的教学内容,增加了少量无机非金属材料、高分子材料和复合材料等内容,往往侧重金属材料。这类教材基本上适合以金属材料为主导的材料科学与工程专业的教学。第二类教材则是在增加非金属材料、高分子材料、复合材料等新材料内容的同时,对该课程的所有内容进行了全新的组合,将它们有机地融入整个教材体系中,形成新的包含各种类型材料的教学体系。由于低年级本科学生的专业知识有限,这类教材在教学中要突出构建整个教学内容的逻辑性和条理性,避免学生掌握了各材料的个性,却忽视了各材料的共性,从而使整个课程陷入一个“材料学概论”的泥潭。为达到突出共性教学的目的,搭建一个合理材料科学与工程的知识平台,根据整个学科的培养方案和教学计划,我们选择上海交通大学出版社出版的面向21世纪新教材《材料科学基础》作为教材,从教学目标出发,该教材最显著的特点是着重于基本概念和基础理论,便于在教学中掌握深度和广度。根据本专业培养目标的要求和培养方案的特点,在确立教材内容、体系与后续课程的相互关联的基础上,在保持课程自身体系的完整性的条件下,兼顾到不同材料的特点及知识体系与要素课程内各个环节之间的逻辑关系,对该教材的内容进行了“扬弃”,将课程教学内容分为三大模块:

1 材料的结构。①微观结构:原子的排列方式、高分子链结构;②结构的完整性:晶体学基础、金属的晶体结构、合金、离子晶体结构规则、共价晶体结构、聚合物的晶态结构;③结构的不完整性:晶体缺陷、表面和界面、非晶态、亚稳态、准晶态。

2 固体中原子及分子的运动。①扩散:菲克第一、第二定律、扩散的热力学分析、扩散原子理论、影响因素;②高分子的分子运动:分子链的运动及其柔顺性、分子的运动方式及影响因素。

3 材料的组织结构变化。①材料的形变和再结晶:单晶和多晶体的塑性变形、回复和再结晶;②相图。单元系相图:凝固、形核和晶体长大;二元系相图:匀晶、共晶和包晶相图、混溶间隙、相图分析;三元系相图:相图基础、三元匀晶和共晶相图。

为了在上述教学内容中力求共性教学,以最大限度地淡化三大材料各自的专业色彩,力求突出共性的内容。例如,相平衡与相图的内容,选择了相律、相平衡热力学理论、一元、两元和三元基本相图类型的阅读等为重点内容,而淡化与此相关的教材中有关金属材料的冶金和铸造

方面的内容。

通过多年的教学实践,上述教学内容的优化既得到了后续课程教师的肯定,又使学生学以致用,达到了奠定学科专业基础、培养科学思维的目的。

三、教学内容组织方式与目的

本课程教学内容的特点是“三多一少”,即叙述性的原理、规律多,需要记忆的概念、定义多,课程内容知识点多。理论计算少。因该课程内容枯燥、抽象,学生感到难学。具体表现在:不能很好地将数学理论应用到材料科学的基础课程、无法判定从而掌握教学内容中的重点、不能将所学的知识点和实际的材料联系起来。所以,我们在教学内容的组织上做了一些探索:

1 突破传统的“一本教科书”的局限性。本课程的教学内容在严格按照教学大纲和教学计划授课的同时,综合多种中文教材、英文教材等,力图做到知识面完整、讲授描述通俗易懂。如针对本专业每年都有数目不等的海外学生的特点,在教学提倡采用台湾晓园出版社出版的《材料科学与工程》作为补充性教材,提升外招学生对学科知识的认同感和认知度。

2 探索课堂教学,有所为,有所不为。课堂讲重点、难点,讲思路,留给学生充分的思考时间和空间,以调动他们的主动性和积极性。对难点和重点内容,尽量举出其应用实例,结合学科前沿知识,使学生知道该原理的用处,听课时不感到抽象、空洞,达到了理论联系实际的目的。而且,对重点和难点内容务必做到举一反三,确保学生能够掌握,以达到以点带面,进而掌握所学知识的目的。

3 注重教学内容的连贯性,连通性,提高学生对所学知识点的融会贯通能力。本课程在教学过程中,提倡预习,并将即将讲授的知识点与所学基础知识点的关联告知学生,使其掌握学习的主动性。对部分关联度高的章节,采用课堂讨论、换位讲授等方法,调动课堂气氛,使学生自觉地运用基础知识解决教学过程中的难点,从而提高他们通晓所学知识点的能力,达到全面提升专业素质和人文素质的目的。例如,在相图的学习中,尝试让学生利用所学的物理、化学知识换位讲授一元相图和二元相图的基础,一方面使他们学会对所学知识点进行归纳和演绎,另一方面提升他们的口头表达、演讲技巧。

4 充分、恰当地采用现代化多媒体教学方法,并辅之以动画,实现图、文、声、像的视听一体化教学。特别是对那些教学难点和需要丰富空间想象力的内容,形象、生动地展示在学生面前,既直观又富动感,可明显提高教学效果。

四、教学方法与教学手段

“材料科学基础”课程内容抽象、概念性强,学生在学习时容易感到枯燥难学。因此,在课堂上应常采用启发式教育,常用提问、问答或引而不发方法,调动学生的积极思维能力。在讲授时使用ppt演示文稿,尽量多用教学模型、挂图、照片和曲线图表等形象化语言。涉及部分教学内容如位错运动等,应结合动画生动地用图像演示给学生,以加深他们对课程内容的理解,提高学习兴趣。对于部分与前期知识关联度高的基本理论如单元相图,组织学生进行课堂讨论(seminar),并以学生发言为主,让他们直接参与教学。对需要运用较多数学知识且理论性较强的内容,如扩散第一、第二定律,应多采用板书推导,加强逻辑性学习。另外,为了提高学生对那些需要有丰富空间想象力的晶体结构、金相组织的转变和识别、位错、位错增殖和缠结过程等知识难点的理解和掌握,将先进的多媒体现代化教学手段引入材料科学基础教学中,并让它们以二维或三维动画形式生动形象地展示在学生面前,弥补传统教学在时间和空间等方面的不足,以提高教学效果。在课外,还可建立qq空间,在群聊中解决课堂中来不及解决的问题,通过师生交流,提高学生探索性自学能力和学习的积极性。

在“宽口径,大平台”培养模式下开展材料科学与工程教学, “材料科学基础”作为专业必修的主干课程,突出共性教学是打好学科专业知识的必备条件。从时代的需要出发,合理选择及组织教学内容、创新教学手段和方法,使其与教学内容相互协调,是构建新时代“材料科学基础”教学体系的关键。今后, “材料科学基础课程”将继续围绕以符合时展、符合教育规律为中心开展课程建设,不断探索和实践,为成功培养宽专业人才奠定基础。

参考文献:

[1]石德珂,材料科学基础[m],北京:机械工业出版社,2003。

[21张联盟等,材料科学基础[m],武汉:武汉理工大学出版社,2004。

[3]刘智恩,材料科学基础[m],西安:西北工业大学出版社,2003。

[4]donald r,askeland,材料科学与工程[上下册)[m]台北:晓园出版社,1989。

[5]william d callister,fundamentals of materials science andengineering[m],北京:化学工业出版社,2004。

[6]胡赓祥等,材料科学基础[m],上海:上海交通大学出版社,2006。

[7]杨雄,材料科学基础-教学大纲和教材的改革与建设[j],科教文汇,2008,(7)。

[8]董兵海等,材料科学基础课程教学模式探讨[j],新课程研究(职业教育),2008,(135):18—20。

[9]齐义辉,韩萍,材料科学基础课程的教学改革与实践[j],辽宁工学院学报,2007,9(2):138—139。

材料化学教学论文篇(6)

作者简介:李峻峰(1976-),男,四川会理人,成都理工大学材料与化学化工学院,副教授;邱克辉(1955-),男,四川资中人,成都理工大学材料与化学化工学院,教授。(四川 成都 610059)

基金项目:本文系四川省“高等教育质量工程”新能源材料与器件专业综合改革项目(项目编号:SZH1109JC02)、四川省“高等教育质量工程”新能源材料与器件专业综合改革项目(项目编号:SZH1109ZY01)的研究成果。

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)03-0083-01

当前世界经济的现代化得益于传统化石能源如石油、天然气、煤炭的广泛应用,因此可以说世界经济是建立在化石能源基础之上的经济。然而这一资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭,大力发展新能源取代传统化石能源,进行一场新的工业革命,不仅是出于人类生存的基本需求,更是世界经济获得可持续发展的必然需要。[1,2]因此新能源技术必将是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一,而新能源材料与器件是实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键。新能源材料与器件本科专业是为适应我国新能源、新材料、新能源汽车、节能环保、高端装备制造等国家战略性新兴产业发展需要而设置。教育部于2010年公布的战略性新兴产业相关专业是由材料、物理、化学、电子、机械等多学科交叉,以能量转换与存储材料及其器件设计、制备工程技术为培养特色的战略性新兴产业紧缺专业。[3,4]

尽管我国多所高校以前有与新能源材料与器件相关方向的专业进行人才培养,但是作为一个进行系统人才培养的新专业,其相关专业课程的建设是相对滞后的,因此设立该专业的各高校均或多或少面临该专业的课程建设问题。尤其较多学校均把新能源材料概论作为该专业的重要专业基础课程,因此建设好新能源材料概论课程对于该专业的专业建设和人才培养具有重要意义。

一、新能源材料概论课程在专业培养体系中的地位

成都理工大学新能源材料与器件专业的培养目标是:培养适应国家战略性新兴产业需要,具备坚实的材料、物理、化学、电子、机械等学科基础,系统掌握新能源材料、新能源器件设计与制造工艺、测试技术与质量评价、新能源系统与工程等方面的专业基本理论与基本技能的应用研究型人才。为达到这一专业培养目标,所构建的课程体系中,新能源材料概论课程处于联系该专业的学科基础课程(如高等数学、大学物理、大学化学等)与专业核心课程(如材料科学基础、半导体物理与器件、新能源转换与控制技术等)的重要位置,也是该专业同学接触专业方向内容的第一门专业课程。因此新能源材料概论课程具有联系学科基础与专业基础、建立初步专业知识框架奠定专业基础、培养初步专业基础知识和专业兴趣的重要作用。

二、课程教学内容体系建设

根据新能源材料概论课程在专业培养体系中的重要作用,该课程教学应该达到如下目的:培养学生建立起新能源材料与器件的学科知识框架,掌握新能源材料相关的重要基本概念和基础知识,了解主要代表性新能源材料的成分、结构、工艺、性能及其关系,了解新能源材料的国内外发展动态,为进一步学习专业知识打下坚实的基础。为了实现这一教学目标,笔者设计的新能源材料概论课程内容结构如图1所示。

对于新能源材料概论的课程内容,在教学实践中首先从介绍能源着手,包括能源的定义与分类、世界能源结构、中国能源现状、能源危机问题等;其次引入新能源问题,包括新能源的概念、分类、特点、各种新能源简介等;再次介绍材料相关基础知识,包括材料的概念与分类、材料科学与工程的四要素即材料的组成、结构、合成与加工、性能与应用性能及其相互关系等;然后在以上知识基础上介绍新能源材料,包括新能源材料概念、分类、任务与面临的课题等;最后分章介绍目前主要的一些新能源材料如发光材料与半导体照明发光材料、金属氢化物镍电池材料、锂离子电池材料、燃料电池材料、核能材料、相变储能材料等。在这些新能源材料的介绍中通常以相关新能源器件工作原理入手,通过原理介绍引出相关器件的核心材料,再对所涉及材料的成分、结构、合成与加工技术、性能与应用性能特点等分别介绍。

在上述课程课程内容具体实施中,必须坚持强化“三基”(即基本概念、基本理论、基本知识),同时保证知识的系统性、新颖新和前沿性,以达到奠定专业基础、培养专业兴趣的教学目标。根据目前已实施的两届学生教学效果来看,达到了预计的教学目标,教学效果良好。

三、关于课程建设的思考

教材是课程的物化构成部分,是课程内容的具体化,课程教学内容的实施离不开与之相匹配的教材,而教材内容又必然反映前期课程内容的组织。通常一门课程的教材都是经过慎重编选,其知识体系合理,内容科学,可以基本保证学生学习的正确性。并且教材的知识结构及顺序在一定程度上体现着该课程的教学方法,一本好的教材有助于教师完善教学方法。[5]从目前现有的几本新能源材料概论相关图书来看,或者内容偏重于专著的形式而不太适合作为专业基础课程教材使用,或者偏重于上述教学内容中的一部分且难度较深而不适合刚入门学生的使用,或者编写较早而难以跟上目前该领域发展前沿动态,并且基本上都缺少作为基础课程教材使用相匹配的系统思考题与习题,因此根据目前现有教材难以很好地完成上述教学内容与教学目标。笔者已经根据新能源材料概论的课程目标和内容,按照上述内容结构在着手编写尽可能适合大部分学校新能源材料与器件专业使用的新能源材料概论教材。

对于一个新专业的重要专业基础课程,新能源材料概论具有联系学科基础、奠定专业基础、培养专业兴趣的重要地位,是新能源材料与器件专业教学改革中一个值得深入研究的课题。教学改革是一项系统工程,尤其是除了课程教学内容外,教学方法、本课程在整个课程体系中的支撑性、本课程与各学校该专业的特色相结合等问题均应该进行深入探讨。此外还必须更新教育观念,强调教学效果。成都理工大学新能源材料与器件专业建设必然将不断地关注全国其他院校本专业及其相关专业的课程改革发展动向,为提高学生的培养质量而不断努力。

参考文献:

[1]张生玲,郝宇.中国能源安全分析:基于最优消费路径视角[J].中国人口.资源与环境,2012,22(10):137-143.

[2]江凯,杨美英.全球新能源发展模式及对我国的启示[J].水电能源科学,2010,28(1):151-154.

材料化学教学论文篇(7)

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)51-0134-02

普通化学是高等学校材料专业的一门重要的理论基础课。但由于授课对象是大一新生,学生们对于这门课程在材料专业中的基础地位与重要性,以及与所学专业的内在联系缺乏了解或认识不足。如何能让学生迅速了解化学与材料科学之间的密切联系,从而激发他们学习化学的兴趣,调动他们学习的积极性,是普通化学教学过程中面临的首要课题。

绪论课是普通化学课堂教学的第一课,在引导学生认识化学的重要性、激发学生学习化学的兴趣方面起着非常重要的作用[1,2]。对于材料专业的学生来说,最感兴趣的莫过于各类材料对人类文明、社会发展所起的重要作用。通过讲解化学发展简史、材料在社会发展中所起的作用,增加学生学习化学的兴趣,激发学生的学习热情。近几年,笔者通过对绪论课内容的不断更新完善,以及对多媒体课件的精心设计,使学生及时认识到学习化学的必要性和重要性,取得了良好的教学效果。现就绪论课的教学实践做几点总结。

一、从材料发展对社会进步的巨大作用讲述材料发展史,增强学生的专业自豪感和自信心

材料是人类赖以生存和发展的物质基础,一种新材料的应用往往成为人类进步的重要里程碑。例如,历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代特征标志的。一种新型材料的研制成功,可以引起社会生活的新变化。如石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、单晶材料、有机高分子材料等的发明与创造,都曾为社会进步提供了重要的物质基础。因此,可以说,没有半导体材料,就不可能有计算机技术;没有耐高温、高强度的特殊结构材料,便没有宇航工业;没有低损耗的光导纤维,也就没有现代光通讯;没有有机高分子材料,人们的生活也不可能这样丰富多彩。特别是到了现代,国际竞争日趋激烈,各国都想在生物、信息、空间、能源、海洋等技术领域占有一席之地。而开发这些高新技术的关键往往与材料的发展有关。

通过一个个生动鲜明的事例,让学生了解不同材料在人类文明进程中所起的巨大推动作用,增加他们对自己所学专业的自豪感;通过介绍材料在高新技术领域的价值及应用前景,激发学生学习材料科学的兴趣。同时,结合笔者的科研经历、科研体会,讲述一些新型材料设计合成的案例,激发学生的求知欲,增强学生的自信心。

二、介绍化学发展史,激发学生的学习兴趣,培养学生正确的价值观

人类化学知识的获得,是从认识自然现象开始的:动植物的腐烂、火山爆发、空气和水对物质的侵蚀等。远古时代人类通过摩擦生火和钻木取火等方法学会了利用火,不仅增进了健康,发展了智力,而且利用火能产生各种化学反应这个特点,开始了制陶工艺。制陶过程实际上就是在高温下,使粘土中的二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、氧化镁等成分发生一系列的化学变化。制陶工艺不仅提供生活必需品,改进农耕工具,而且改善了人类的居住条件。人们逐渐走出岩洞,住进了砖瓦房,并用陶制农具开展农业生产。同时,人们从烧陶工艺中掌握了高温技术,并该项技术应用于冶炼铜矿和铁矿。如将铜矿石和木炭混合加热得到了金属铜;但纯铜质地较软,不利于制造工具和兵器。在冶炼铜时掺入锡、铅,可制得硬度很高的青铜。青铜器如铜币、编钟、青铜鼎的出现,推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展,把社会文明向前推进了一大步。除了冶炼铜以外,人们用木炭不完全燃烧产生的一氧化碳,还原铁矿石中的氧化铁为金属铁。战国时期铁制工具如犁铧、铁D、铁锛等农具得到广泛应用,带动了农业和手工业的发展。这样,随着冶金技术的不断进步,生产工具的不断革新,在人类历史上相继出现了青铜器时代和铁器时代[4]。

此后到了炼丹术和炼金术时期。虽然炼丹家和术士的目的没能达到,但他们为化学学科的建立积累了丰富的经验。通过做原始的化学实验,发明了大批实验器具,制造出很多化学药剂,记录了大量的实验方法,写下了许多炼金著作。正是这些理论、实验方法、化学仪器以及丹术著作,开创了化学学科的先河。与此同时,人们对物质结构本质的探索与论证也从未停息过。但直到1661年英国化学家波义耳给元素下了明确的定义、1803年英国化学家道尔顿创立原子学说、1811年意大利化学家阿伏加德罗提出分子学说,人们才逐步认识到物质的组成、结构以及发生的化学变化,逐渐形成了完整的化学体系,化学才真正成为一门科学。

到了19世纪末,随着X射线和电子的发现,人们对物质结构的认识逐渐深入,打破了道尔顿原子不可分割的观念。此后,随着建立在卢瑟福有核原子模型、普朗克量子理论和爱因斯坦光子学说基础之上的波尔原子结构理论的提出,标志着现代化学的兴起;薛定谔方程的建立,更直接揭示了微观世界微粒运动的深层奥秘;而在量子力学基础上发展起来的化学键理论,使人类进一步了解到分子结构与性能之间的关系,大大地促进了化学与材料科学的联系,为发展材料科学提供了理论依据。通过化学发展史的介绍,使学生丰富化学历史知识,了解各个时期化学发展的标志性成果及对社会发展所起的巨大作用,由此激发学生学习普通化学的兴趣,为以后的专业课学习打下坚实的基础。

除了激发学习兴趣,化学史的讲授还可以给人以智慧,即尊重事实、追求真理的科学情感和态度,百折不回、锲而不舍的科学品德和情操,勇于探索、勤奋创新的科学精神和方法。如讲述诺贝尔这样的伟大科学家的奋斗历程、学术成就、品德修养,描绘科学家实事求是、一丝不苟的科学态度,锲而不舍、持之以恒的拼搏精神,对提高学生的科学素养会起到潜移默化的作用,更为重要的是,在这个过程中还可以培养学生优良的道德品质,以及正确的人生观和价值观[5]。

三、阐明材料专业只有以化学为基础,方能引领科技的发展,进一步激发学生的学习热情

材料是人类生存、社会发展、科技进步的坚实基础,是现代化革命的先导,人们把信息、材料、能源作为社会文明的支柱。如今,材料已成为与国民经济、国防建设和人民生活息息相关的重要组成部分。通过功能材料的设计合成,如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料等,制造各种高科技功能元器件。发展功能材料正在成为国家提高国际竞争力,增强经济实力,甚至是强化军事优势的重要手段。

当前,化学在推动人类进步和科技发展中起到了核心作用。化学首先是基础的核心科学,它不仅可以制造或创造出自然界已有的或不存在的物质,提供分析手段,还可以预测、裁剪、设计分子,揭示物质结构、性质和功能之间的关系;其次化学还在相关学科的发展中起了牵头作用,化学研究不仅带动了其他学科的过程研究(工业、农业、环保、能源),而且极大地带动了材料科学的发展。材料学科的发展、功能材料的设计,只有以化学为基础,才能合成出具有特殊物理性能、化学性能、力学性能等的功能材料。通过讲解材料领域的前沿知识,使学生了解材料与化学之间的密切联系,提高学生对学习化学重要性的认识,激发学生学习化学的热情,为材料专业课的学习奠定扎实的理论基础。

四、多种教学手段的综合运用,进一步改善教学效果

兴趣是学好知识的基础和保障,也是学生学习的源动力。为吸引注意力,提高兴趣,在课堂教学中,笔者运用多种教学技巧提高教学质量,改善教学效果。首先是充分发挥多媒体教学的优势。多媒体课件可以综合多种教学艺术效果,根据绪论课的特点,结合学生的专业特色,通过精心设计,恰当使用图片、文字、声音、动画等形式,充分发挥多媒体形象、直观、交互性强的优势,创造生动的教学氛围,增强趣味性,激发学习兴趣,达到最佳教学效果。其次,通过查阅相关历史及文献资料,以材料知识为主线,以化学知识为背景,通过讲授化学史上的中国人及中国化学史上的世界第一,激发学生的学习热情。最后,结合自己的科研方向和研究成果,讲授材料领域的前沿学科进展,让学生产生共鸣,拉近师生间的距离,提高他们学习的主动性。总之,通过多种教学技巧的运用,增加课堂表现力和感染力,从而有效地激发学生的兴趣。

普通化学基础理论教学是材料专业学生学习的一项必修课程,是培养专业人才的一个关键环节。培养高素质的合格人才,激发学生的求知欲,增强学生的自信心,培养学生正确的人生观和价值观,做好绪论课教学,至关重要。俗话说,“良好的开端是成功的一半”,“学贵刻苦、教贵善诱”。教师通过不断充实教学内容、渗透科研前沿、总结教学经验,讲授一堂重点突出、条理清晰、内容翔实,集科学性、历史性、趣味性、艺术性于一体的生动的绪论课,不仅可以培养学生对普通化学的学习兴趣,还将对学生专业课的学习以及综合素质的提高打下良好的基础。

参考文献:

[1]周春生,王书民.论无机化学绪论课教学的加强与改进[J].商洛学院学报,2013,27(6):25-27.

[2]王淑涛.上好绪论课,培养大学化学的学习兴趣[J].广州化工,2010,38(4):247-249.

材料化学教学论文篇(8)

随着信息时代和经济全球化的到来,世界各国都以发展与变革教育来应对日趋激烈的国际竞争。在这样的时代背景下,知识不再是迟缓、有限、稳定的,而是正在不断增加和更新的。教材作为教师和学生学习学科知识的主要材料,对实现教学目标有举足轻重的作用,起着承载课程内容、预定教学计划、传递教学信息的作用。我国的大学英语教学大纲经过三个阶段的改革转变,从最初以语法为主,后来改为以阅读为主,到现在以听说能力为主。大学英语教学改革要求教材做到教学理念先进化、教学内容立体化、教学手段现代化。[1]

一、立体化教材

为了从宏观上认识教材的多元化发展,更新教材观念,充分利用各种学习资源,丰富和补充教学内容,正确认识教材与教师的关系,正确理解教材的定义显得至关重要。[2]

《辞海》对“教材”的定义是:根据教学大纲编选的供教学用和要求学生掌握的基本材料。有文字材料,如教科书、讲义、讲授提纲等;视听材料,如挂图、投影(幻灯)片、音带、录像等多种形式。程晓堂将教材分为广义和狭义两种,其中广义的教材指课堂上和课堂外教师和学生使用的所有教学材料,包括课本、练习册、辅导资料、自学手册、录像带、光盘、报刊杂志、广播电视节目、网络上使用的学习材料,等等。总之,不一定是装订成册或正是出版的书本,只要是有利于学生学习的材料都可以称之为教材。狭义的教材才是课堂教学中使用的教科书。我国传统教材主要建立在纸介质基础上,信息技术的发展正在使教材的形式和内容发生巨大变化,已经从单一的书本发展到多种媒体形式的立体化状态。

立体化教材建设的提出是基于20世纪末风行的建构主义学习观,该观点强调以学习者为核心的学习模式。所谓教材编写的立体化,就是说现在的教材不再像以往那样只有几本形单影只的教科书,而是由教科书、练习册、录音带、录像带、光盘、卡片、挂图、教师手册等组成的一个教材包(a package of materials)。[2]但人们对它的理解存在一定的误区,通常认为既有纸介质又有光盘或网络形式的教材就是立体化教材,这样的理解是不全面的。“媒介表现形式的多样化只是教材的外在形式,其内在本质是内容编排与呈现方式的立体化设计,主要指以现代教育教学理论尤其是建构主义理论为指导,以网络、多媒体等信息技术为依托,提供一整套能够最大限度地满足教与学需要的整体解决方案,其目的是更新教学观念和教学模式,提高教学质量和效益”。[4]

根据《大学英语课程教学要求(试行)》(2004),我国大学英语教学指导思想由原来重视语言基础教学转变到在重视语言基础教学的同时更加重视学生实际能力的培养,以提高大学生的综合英语应用能力。[14]在此基础上,一系列立体化教材应运而生,其中包括高等教育出版社出版的“大学体验英语”。

二、图式理论

“图式(schema)”一词来源于古希腊,18世纪康德曾对其进行哲学论述,他认为人的大脑中存在纯概念的东西,图式是连接概念和感知对象的纽带。后来该概念被完形心理学所接受,认为大脑的组织形式倾向于尽可能地完满和连贯,即简单、有规律和对称。当代认知语言学接受并发展了图式理论。[6]对图式含义的理解各家不尽相同,但总的来说,图式是大脑为了便于信息储存和处理,而将新事物与已有的知识,经历有机的组织起来的一种知识表征形式,是相互关联的知识构成的完整的信息系统。它具有结构性、抽象性和灵活性等特征。[12]因此,人们对新事物的理解和认知在一定程度上依赖大脑中已经形成的图式。

因图式理论具有较强的概括性和解释能力,并在知识的组织中起中心的作用,对于外语教学有着诸多启示,已被广泛应用于外语阅读、写作、听力及至语言学等学科研究中。笔者以大学体验英语为例,尝试探讨其在大学英语立体化教材编写中的应用。

三、图式理论在大学体验英语中的应用

《大学体验英语》系列教材由高等教育出版社组织全国知名专家学者基于当代最新外语教学理论编写而成。这套教材2002年6月出版,2004年2月出齐,被教育部列为“普通高等教育‘十五’部级规划教材”和教育部“新世纪网络课程建设工程项目”。笔者试着探讨图式理论在该系列教材编写中的运用。

1.内容安排遵循认知规律,以主题为中心循序渐进。

大学体验英语系列教材包括综合教程、听力教程、扩展教程、网络教程,光盘等。与其它教材不同,该系列教材每个单元都选定一个富有时代性的主题,所有材料均围绕该主题展开。以第一册第一单元为例,该单元的话题为校园生活,《综合教程》的两篇文章和两段对话,《扩展教程》的两篇文章,网络课程的四篇文章都是围绕该主题,提供了足够的输入,让学生学习完一个主题后,增加的不是零散的词汇和语法,而是关于一个主题的整体的把握。

在内容安排方面,册与册之间,不仅词汇、语法和篇章结构难度在递增,而且单元主题在由近及远地逐渐延伸。其从与学生生活息息相关的大学生活、独立生活、学习策略等,到工作与就业、成功之路、关注地球、克隆、滥用等社会生活方面,最后上升到文化和道德层面;单元内部各组成部分打破了传统教材单单以阅读为主的模式,从最能激发学生学习主动性的“交际对话”为切入点,逐步扩展深化,使多种语言技能在同一主题下通过多种交际环境和练习形式反复循环、深化、巩固、加强,充分体现“学―练―会―用”的完整学习过程。这种安排符合语言学习和人类的认知规律。

2.语言材料真实,贴近学生生活实际。

当代语言观认为,语言是关乎人类生存与发展大计的手段,[13]这充分说明了语言作为信息交流工具的重要性。因此,材料的选择运用对教学的成功起决定作用。大学体验英语系列教材中的大部分材料都来自英文报刊杂志,很少源于大家之作,紧贴学生实际生活。这有助于学生对知识的学习、理解与运用,激发并保持学生的学习兴趣,提高学习效率,还有利于培养学生通过阅读英文报刊杂志来获悉当前最新信息的能力。材料内容主要针对学生在今后工作和学习生活里常见的交际任务,加强他们口头和书面实用表达能力的训练与培养。

根据图式理论,选用与学生生活紧密相关、富有时代性的材料有助于激活学生大脑中已有图式,对新旧知识形成关联,并有利学生增添逻辑推理,或信息的连续,或有关例子和细节等新信息,补充与完善原有图式,形成新的、更为丰富和完备的图式。

3.练习设计形式多样,注重操练,完善图式。

科学设计练习不仅可以巩固和加深学生对语言的理解,而且有利于开启学生的思维,培养学生的创新思维和创新精神,促进学生全面发展。大学体验英语的练习活动除了传统的笔头练习,还有口头练习,能激发学生参与,巩固学生对所学材料的记忆。这些练习不是机械地重复所学内容,而是让学生在做练习中无意识地增添新信息,加深语言理解,最终熟练运用。以《综合教程》为例,“Lead in”激发学生的学习兴趣,同时激起学生已有的相关图式;“Content Awareness”检测学生对所学内容的掌握程度;“Language Focus”给学生提供了复习所学语法知识,并进行实践运用的平台,特别是新题型“Read and Simulate”和“Practical Writing”,让学生在所学内容的基础上拓展信息,对头脑中的已有图式进行补充和完善。

4.教材设计图文并茂,激发图式,促进理解。

教材的设计形式指教材的媒介形式、篇幅长短、版面安排、开本大小、图文形式和色彩等。它“具有很大的教育、教养作用,历来受到重视,只是研究不足”。[11]关于媒介形式,《大学体验英语》依托网络和信息技术,用音、像、图等手段让学生立体地感受到所学的语言环境,接受多种感官的“刺激”,培养学生的多模态识读能力;关于教材的图文形式,其编者在前言中讲道:《大学体验英语》有大量与主题相关的启发性强的图片,为语言学习提供了形象的立体的训练情景,加强了学生对学习和使用语言的实际体验。[5]经统计,仅综合教程1中,就有113张彩色高度清晰图片。

在学习过程中,如果材料信息与学习者已有图式之间具有关联,则对其不同程度的理解成为可能,关联性越强,对材料的处理越顺利、越深入。因此,给相对于学生语言难度较大的材料和全新的信息配上相关的插图,一方面可以将学生暂时未能理解的内容以图画的形式呈现出来,激活已有的图式,加速信息处理过程,促进对该内容的理解。另一方面,对学生来说,全新的信息在学生的头脑中没有相关的图式,而“新的信息与已有图式结合时发生同化;如果找不到能解释新信息的现存图式,就要创造新的图式去解释新材料信息,或对现有图式加以修改,使新的信息能与之相符”,[8]借助图片的文字材料可对加快新图式的建立和增添修改已有图式。同时配有精美图片的文字材料对学生更具吸引力,能增加学生探究的兴趣和欲望,缓解各种畏难情绪和消极心理,帮助理解。

外语学习是在头脑中建立起一种母语以外的知识图式,包括语言图式、内容图式和形式图式。[7]但其教学质量和教学效果在很大程度上取决于教材。[10]作为教材建设新发展方向的立体化教材,“不仅对推进教学现代化、提高教材质量有明显的效果,而且对创新意识和创新价值规律的培养也有积极的促进作用”。[9]笔者以大学体验英语为例,探讨了图式理论在立体化教材编写中的运用,从文献看,从图式理论的角度来分析立体化教材的研究还不多见。因此,笔者坚信,图式理论在大学英语立体化教材中的运用绝不仅限于本文之列举,随着大学英语立体化教材系统发展的完善和对其认识与研究的深入,人们将领悟到其对推动我国英语教学,提高整体英语教学质量和效率潜在的优越性。

参考文献:

[1]陈坚林.大学英语教材的现状与改革――第五代教材研发构想[J].外语教学与研究,2007.

[2]程晓堂.英语教材分析与设计[M].北京:外语教学与研究出版社,2002.

[3]辞海[M].上海辞书出版社,1999.

[4]黄荣怀,郭芳.立体化教材的设计与开发[J].现代教育技术,2008.

[5]孔庆炎,李霄翔,贾国栋总主编.《大学体验英语》系列教材[M].高等教育出版社,2002.

[6]王寅.认知语言学[M].上海外语教育出版社,2006.

[7]王艳艳,邵玲娣.图式理论在《新视野大学英语视听说教程》教学中的应用[J].黑龙江生态工程职业学院学报,2008.

[8]亓鲁霞,王初明.背景知识与语言难度在英语阅读理解中的作用[J].外语教学与研究,1988,(2).

[9]张浩宇.立体化教材建设的思考[J].重庆文理学院学报,2008.

[10]张业菊.大学英语教材呼唤改革与创新[J].外语与外语教学,2001

[11]张正东.外语教学技巧新论[M],科学出版社,2001.

材料化学教学论文篇(9)

【中图分类号】G64 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2014)27-0039-01

“材料研究方法”课程是一门具有多学科交叉性、发展性和前沿性的课程,同时又具有很强的实践性,课程包含许多学科的基础理论知识。目前,材料研究方法课程已经成为高校材料科学与工程专业、应用化学专业、高分子专业等的专业必修课和主干课,可见,材料研究方法课程日益受到重视。

关于材料研究方法的教学改革措施各个学校都在认真考虑和研究,根据自己的具体情况及学科专业发展的需要进行相应的调整。如何使学生在较短的时间内掌握这门课程,并能够在将来的工作和研究中应用自如,是本课程教学改革的首要问题。先后有不少人提出了关于材料研究方法课程的教学改革思路,如采用项目实例进行仪器讲解的创新课堂教学与设计型实验和虚拟型实验相结合的实践教学[1];在教学内容中穿插科研工作(即项目实例)的思路[2];综合实验课程的设置[3],等等。总之,“材料研究方法”课程改革的趋势是培养具有“创新能力”的人才,而“创新能力”即具有“创新思维”或“研究性思维”。

1.材料研究方法课程教学现状及存在的问题

近年来,关于“材料研究方法”课程的教材出版了很多[4-5],每本都有自己的特色。但纵观各校的材料研究方法课程及出版的教材,在内容、形式和目的上基本一致,均以仪器为主,以讲解各种仪器的原理、用途及仪器实验课程为主要形式,让学生更好的掌握和利用材料现代测试技术。

本人从事材料研究方法课程教学7年,带领材料化学专业和材料专业大学本科毕业设计近10年,以及担任公司研发部负责人工作2年、项目合作公司研发部研究人员辅助培训2年,在这些专门的课程教学和工作经历中,遇到了很多关于材料研究方法的问题。具体体现在:①单纯的理论授课和单纯的实验课,对学生的自主能力激发有限,学生没有发挥的空间;②课程考试或考核完全合格,但在本科毕业论文设计中依然不知道如何开展一个课题,如果进行材料的设计、研究和分析;③公司的研发部门所招人员均为国内不同高等院校材料专业研究生或本科生,本科阶段或研究生阶段已修过材料研究方法课程,但真正从事材料研究工作的时候缺乏研究性思维,不利于工作的开展。

2.材料研究方法教学改革的措施

基于以上分析,本论文从理论教学内容、大型仪器上机实验、材料研究方法的综合实验及分析三个方面研究和改进材料研究方法课程教学,以“培养研究性思维”为目标,以“材料分析为中心、仪器为依托、引入材料设计与分析的研究性课题相结合的课堂讲授、仪器实践、研究性课题贯穿始终”为教学模式,构建材料研究方法课程的基本框架,通过拓宽理论教学内容、引入材料设计及分析综合实验,提高学生的材料研究设计能力,最终实现研究性思维的培养。

(1)课堂教学内容改革

①加深理论基础教学

作为一个材料专业的学生,首先要对材料进行全面的了解。对材料的化学成分、结构、性能、形态的理解不能仅仅浮于表面,各自孤立起来理解,材料的性能是与其结构、成分、形态等密切联系的,这需要扎实的基础知识,因此在材料研究方法课程教学中,遇到相关的理论基础,及时学习和复习。

②以理论为基础,拓宽应用

每种检测仪器附带的附件可有几类,因此检测信息也有多种。

③以项目为实例,贯穿整个材料研究方法课程

材料研究方法虽说是一门实践性很强的学科,但是单纯的把教学与实践分开来,可能更有利于培养检测人员,而不利于培养具有“研究性思维”的人才。

(2)课程的实践探索

①理论教学与实践教学完全分开

本次教学改革中,将理论课程与实践教学课程完全分开,即单独开设纯粹的理论课程和实验课程。而且实验课以专门的实验教师为主讲授,理论授课教师为辅助。

②辅助课题

在理论课程开始前,每个学生或者每组学生设计一个课题,通过自己查阅资料、设计实验方案、实验、样品检测、结果分析等一系列的过程,到课程全部结束,完成该课题。这样的课题更有助于加深对材料研究方法的理解,培养“研究性”思维。能够在更深层次上理解材料研究方法,为以后进一步深造或工作打好基础。

3.材料研究方法课程改革实践的初步成效

2013年上半年,我们在本校化学专业的材料研究方法课程中部分实施了新的教改内容。其中将理论课与实习课完全分开,课程教学结束后,由专门的实验教师进行实践课程教学。

4.结论

“材料研究方法”课程对于材料学科的学生至关重要,是一门既需要扎实的基础理论知识,又有很强的实践性的学科,因为,如何提高教学效果,体现其学科特点,尤为重要。本次教学改革试点取得了初步成效,以后可进一步加强和贯彻。但是也存在一些缺陷,比如学生人数众多,教学资源不足,老师的工作量加大。因此为了保障课程教学改革的进行,培养出具有“研究性”思维的人才,学校需加大教学资源的投入。

参考文献

[1]吕春菊,舒康颖,司平占等,《材料现代研究方法》课程建设与教学实践[J].科技信息,2011(16): 109.

[2]雷彩虹, “高分子材料研究方法”课程教改初探[J].广东工业大学学报(社会科学版),2008:127-128.

材料化学教学论文篇(10)

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)03(a)-0181-02

材料化学专业是材料科学与现代化学等多门学科相互交叉、渗透发展形成的具有强大活力的新兴交叉学科,是运用材料化学的基本理论和方法研究材料的制备、组成、结构、性质及应用的学科。在国民经济发展和科学前沿领域中都起着不可替代的重要作用。材料物理是材料化学专业一门重要的专业基础课,是学生在修完“大学物理”、“无机化学”、“有机化学”、“物理化学”、“材料化学”、“材料合成化学”等有关课程后,开设的一门起承前启后作用的专业基础课,具有很强的理论性和实践性[1]。目的主要是让材料化学专业的学生了解利用物理学的方法处理材料科学中问题。学会从物理学的一些基本概念、基本原理、基本定律出发,说明材料的微观结构、组织形貌、原子电子运动状态及它们与材料性能和成分之间的关系。该课程要求理解材料的力学、热学、电学、磁学、光学、声学以及材料的功能转换等内容。通过该课程的学习能深刻理解材料的各种性能及主要影响因素,并能在材料研究中建立相应的物理模型,阐述材料结构、性能和它们在各种外界条件下发生的变化及其变化规律。该课程的教学效果对学生在“金工实习”、“生产实习”、“毕业论文设计”等后续相关专业课程的学习具有较深远的影响。该课程最大的特点是涉及的知识面广、信息量大、应用性强,涉及的理论知识比较抽象,因此给教师的教学和学生的学习都带来了一定的挑战。而新形势下,培养高质量的创新型人才是当前我国高等教育最为重要的历史责任。然而,传统教学中的“填鸭式”等问题,不利于学生创新性思维的开发。因此,教学方法的改革迫在眉睫。

教学过程是通过教师的教与学生的学相互有效地互动配合实现的,因此教学方法在教学活动中起到关键的作用。在《材料物理》的教学过程中,关注学生能力的培养,摒弃传统“填鸭式”灌输的教学方法,采用多元化立体的教学模式,调动学习积极性,启发学生自主思考,以问题为导向开展学习活动,培养学生的自主学习能力、创新意思和科学思维方式。

1 优化多媒体辅助教学,激发学生的学习兴趣

材料物理课程具有学科知识面宽、概念抽象、公式复杂、理论性强并且难于理解等特点,而传统的板书式教学手段由于其单调、枯燥、抽象等缺点,导致学生出现厌学甚至弃学等消极情绪,大大地降低了教W效果。而多媒体辅助教学是集图、文、像、色、声为一体的现代教育技术,可使抽象复杂难以理解的理论知识,以直观生动地形式表现出来,增强了课堂教学的趣味性,激发了学生的学习热枕,使得学生自主地学习知识,提高了教学效果。针对较为抽象易混淆的概念,可以采用动画模拟的方式帮助学生构建知识框架,加深理解。比如,晶体塑性形变的两种基本形式是滑移和孪晶,很难用学生的既往知识经验来理解和区分,因此,采用动画模拟演示和同步解说功能的微视频讲解,直观地体现出两者的差别,充分调动学生的空间想象力,营造体验式教学情境,瓦解传统教学的时空障碍,帮助学生加深理解,在脑海中留下画面。例如,吸声材料中关于焦点这部分知识时,导入北京天坛公园的回音壁和三音石等图片和视频,一方面加深学生对基础理论知识的理解,另一方面可以对学生进行人文教育,了解中国古人的聪明才智,并关注非物质文化遗产的保护等社会热点问题。值得注意的是,多媒体教学并不是时时处处都适合的教学手段,针对一些公式的推导,例题以及课后习题的讲解过程,需要结合传统教学模式,循序渐进的分析讲解,给予学生充足的时间去思考、理解和解决相关问题。

2 引入课题式教学方法,调动学生的学习主动性

“材料物理”课程知识内容较为抽象,内容繁杂,以教师为主的教学模式开展教学,较难调动学生学习的积极性,常常达不到理想的教学效果,而作为一门理论与实际应用结合较紧密的专业基础课,利用课堂上学习的理论知识解决实际应用问题,不但可以激发学生的学习动力,还可以锻炼学生应用知识处理问题的思维方式和自主探究能力。课题式教学方法属于构建性的教学,是一种崭新的启发式教学模式。课题式教学方法是指在学生具备一定知识储备后,在导师的指导下,选择和确定专题进行科学研究,在这个过程中,学生主动地搜集文献、获取知识、分析问题、解决问题。这种教学方法可以迎合当今社会对高素质、全方面、具有创造力的应用型人才的培养要求。课题式教学注重问题导向,有助于提高学生思维水平,获取实用方法。

因此,在传统教学模式的基础上,采用探究性的课题式教学模式,以课题为载体、问题为导向、学生为主体、教师为引导,注重学研结合和思维训练,有助于学生开展体验式的学习模式,在自主思考、小组合作的过程中,学习知识,培养思维方式,发展与人协作的精神,锻炼科学研究的素养,最终在知识与技能、情感与价值观等方面得到全面的培养锻炼。结合材料物理的内容特点,课题可以分为材料的力学、材料的热学、材料的电学、材料的磁性、材料的光学、材料的声学六大类,设置课题,如集成电路用基片材料、LED发光显示材料的发展、高温超导材料的应用、单分子磁体的研究现状、光纤通讯材料的发展、航天航空复合材料的选取、生物材料、储能材料的研究现状、太阳能电池的发展等。由学生自由选择合作学习小组,学习小组内部确定个人分工,开展对该领域的研究背景与研究意思、当前难以突破的技术瓶颈以及研究热点的文献调研。在此过程中,学生通过个人搜集材料、小组讨论的方式,一方面锻炼了学生获取知识、提取和选择有关知识的能力,另一方面小组内部的协调讨论,有助于培养学生的团队意识。最终可以选择通过撰写专题文献调研报告、小组讨论与答辩、开展相关专题的大学生创新性实验等方式,引导学生自主地参加学习活动,让学生能够体验到思考问题,独立解决问题的和成就感,体会科学研究的过程和思维方式。另一方面,还可以引导学生参加科研项目,整体提升学生创新能力和动手能力。在课题式教学活动的过程中,可以潜移默化地培养学生的批判性、创造性思维、团体意识以及科学探索精神,完成传统教学达不到的教学效果。

3 开展学生讲授,集中讨论的模拟教学模式,全方位培养学生的综合素质

传统的教学模式中,主要是老师在讲台上讲,学生相对比较被动地听,由于课程内容比较深奥和抽象,很多学生在课堂上较难跟上老师的思路和节奏,因而出现精力不集中、^脑僵化、困倦等问题,由此恶性循环,最终丧失学习的兴趣和动力,导致教学效果降低。古人云:师者,传道授业解惑也。授人以鱼不如授人以渔。而教师除了完成传道受业的责任外,还要激发出学生的学习潜能,要教会学生处理问题解决问题的策略和能力。因此,开发以学生为主体的教学模式,为学生提供更多的自主学习的时间和空间,改变学生被动的学习方式,从而达到事半功倍的效果。针对有些能引起学生兴趣的内容,采取模拟教学模式,由学生讲授、课堂讨论的方式实现对知识的接受与消化吸收,在此过程中,一方面学生会积极主动地去预习、搜集材料、分析知识内容的逻辑性与连贯性,在过程中,学生需要去了解知识的来龙去脉,可以引导学生去搜集一些材料科学名人的科研事迹,去学习前辈们发现问题解决问题的科学思维,为学生们提供一些生活中的应用实例,让学生在学习知识内容的同时,加深对基本概念的理解,体会知识的重要性和实用性。另一方面,在进行角色互换的同时,可以锻炼学生的表达能力,组织语言的能力,去理解学习的过程,了解教师备课、授课的整个过程,感受教师在其中的努力,培养学生体恤和尊重他人的品质,达到情感与价值观的教育目的。比如,可以让学生去了解中国科技大学谢毅院士关于热释电材料方面的工作,介绍中科院长春应用化学研究所张洪杰院士在高性能稀土发光材料的研究工作,北京大学高松院士在高密度磁存储材料等方面的研究等,这样不但拉近了学生与科研世界的距离,让学生们了解当前科研的前沿方向和课题,去理解所学知识的必要性,增强学习的动力和兴趣。

4 结语

随着时代的变迁和科技的进步,新形势下社会对大学生的要求也发生了改变,因此要求作为教师也要不断地去学习和摸索适合现阶段学生的教学模式。不摒弃传统教学方法,也要不断地思考与改革,去融合新的教育理念,运用和构建多元化的教学模式,激发学生自主学习的潜能,训练学生的逻辑思维能力,增强学生的综合素质,培养学生的创新精神和实践精神。总之,教学是要以人为本,坚持学生为主体,尝试多元化的教学模式,调动学生的学习兴趣和积极性,使学生学会思考问题的方式,成为一个不仅具有扎实理论基础知识、并且具有独立思考和处理问题能力的创新型人才。

参考文献

[1] 欧梅桂,杨春林.材料物理专业材料物理化学课程的定位与教学改革[J].教育教学论坛,2014(43):115-117.

材料化学教学论文篇(11)

材料概论是我院材料科学专业学生接触的第一门专业基础课,行课时间安排在第三学期。本课程融合了材料学各个专业方向的基础知识、实际应用及最新进展,能够拓宽学生的知识面、强化专业基础知识,培养复合型人才,并为学生学习后续的专业课打下了基础,从而实现课程之间的有机衔接及合理过渡,同时,为我院学生第四学期选择专业方向起到了一定的指导作用。所以,材料概论的教学工作对培养学生的专业兴趣、提高学生的专业素养非常重要,并影响着后续专业课程的展开、实施以及教学效果。材料概论的内容较多,涉及各种材料(包括金属、陶瓷、高分子、复合材料)的基础理论与基本知识。教师对此如果只是采用传统的教学模式就很难达到教学目标。并且材料概论涉及很多抽象知识,如晶体结构、相图、结晶、缺陷等,对此,学生很难理解。教师在讲授这些抽象知识时仅使用语言和文字很难解释清楚,而学生在学习上述内容时,理解较困难,学习效果不明显,进而产生畏难情绪。因此,积极探索本课程新的教学模式,对于激发学生的专业学习兴趣,引导学生进行更深层次专业知识的学习,具有重要的意义。

传统的课堂教学模式是一种以教师为中心、教材为中心和课堂为中心的教学模式,形成了教师单向灌输、学生被动接受的局面。采用这种“授之以鱼”的教学模式,学生思维得不到训练,会逐渐丧失分析问题、解决问题的能力。因此,我们必须进行教学改革。教学改革的关键就是转变教师的教学行为和学生的学习方式,合理开发和利用课程资源,进而创建一种新型的课堂教学文化模式。由于材料概论课程的学时数仅有28学时,要在有限的课堂教学时间内使学生初步建立起材料科学与工程知识体系的框架需要我们优化教学内容,同时要注重合理运用科学的教学方法。笔者认为,材料概论教学模式的改革需要把握四个方面。

一、课程的理论教学内容

课程的理论教学内容应主要介绍以下四个部分的内容:金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料,对于其他的基础知识及新材料方面的内容,教师应安排学生自学或尽量简单介绍。在四部分主要内容的教学上,教师应该循序渐进地使学生掌握相关知识。第一,教师应先教学基础知识,包括一些综述性、科普性的内容。这部分内容是关于材料概论课程的一些基本概念,比较容易理解,并且,对于刚接触材料概论课程的学生来说,可以为其后续学习打下基础和增加信心。第二,教师详细介绍有关材料的基本种类、特点和用途等方面的内容,切实保证专业知识教学的完整性、系统性和科学性。对于不同材料的具体应用,教师可以借助视频以更直观的方式呈现给学生,使学生对所学专业既有一定的理论认识,又有深刻的感性认识,并在此基础上建立自己的知识体系框架。

二、创新教学方法

传统的教学方法扼制了学生的主动性和创造性,不利于学生个性发展和非智力因素的开发。在课堂教学中,教师应积极探索教学方法的改革。首先,教师要摒弃满堂灌的教学思想,注重启发式教学。教师要善于设置悬疑,引导学生积极思考,进而提出解决问题的办法,提高学生参与学习的积极性。其次,教师要注重讨论式的教学方法。教师要善于组织学生讨论,在问题的讨论中,学生运用自己所学的知识和技能,提出个人的观点及见解,既强化了对教学内容的理解和掌握,又达到了培养创新思维能力的目的。在讲授知识的同时,教师应注意调节课堂氛围,可采用启发式和讨论式的教学方法激发学生的兴趣,调动学生积极性,从而提高课堂教学效率。总之,教学有法,但无定法,我们要根据不同的教材内容,结合学生的认知特点及规律,采用与之相应的教学方法。

三、采用先进的教学手段

传统的教学方式是教师依靠一支粉笔,一本书,统领课堂教学,不利于学生形象思维能力的锻炼。采用现代化教学媒体,能够变抽象的知识形象具体,又能调动学生的听觉、视觉参与感知,引发学生的兴趣和求知欲。多媒体具有直观性,能突破视觉的限制,使学生多角度地观察对象,并能够突出要点,有助于学生理解概念和掌握方法;多媒体图文声像并茂,可以多角度调动学生的情绪、注意力和兴趣;多媒体具有交互性,使学生有更多的机会参与教学,学习更为主动,有利于学生形成新的认知结构;多媒体的动态性,有利于反映概念及过程,可以把一些抽象的微观过程以动画的形式生动地演示出来,而且还可以采用实时影像向学生展示材料加工工艺过程和工艺装备,增强学生的感性认识,实现传统教学方式和课件难以表达的教学意图,加深学生对教学内容的理解和掌握。

四、采用新颖的考核方式

通常课程的考核办法是采用期中和期末闭卷考试,考查学生对相应的内容的记忆。由于材料概论课程内容涉及面广、概念多,往往使学生感到不好学,从而产生厌学情绪。要改变这种局面,使学生变被动为主动,从不愿学到喜欢学,改革考核方式是非常有必要的,它将直接影响到教学方式方法的改革效果。对于考核方式的改革,我们主要是考虑在原有的闭卷考试基础上,增加一项论文写作及答辩的内容,整个课程的考核成绩由考勤、平时作业、课堂提问、小论文+PPT制作答辩和期末考试五项组成,各项所占的比例初步定为5%、10%、5%、10%、70%。多种考核形式相结合,有利于全面检测学生的学习效果,科学客观地评价学生的综合素质和创新能力。期末试卷命题强调突出重点内容,同时着重基本理论的考查,在填空和选择两种题型中,以课程中基本内容的广度为主;在综合分析题中,主要考查学生分析问题与综合应用基本理论的能力。试题必须做到难易适度,力求考试成绩呈正态分布,使考试既有利于培养学生继续学习的自信心,又便于反映学生对本课程内容的不同掌握程度。

我们在平时的教学中要不断利用先进的教学手段尝试新的教学方法,不断完善教学模式,不断优化教学内容,改革考核制度,使学生通过学习材料概论课程能力得以提高。

参考文献: