化学与材料论文第1篇

【关键词】材料化学；改革；探索

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

高校师资队伍是学校发展的根本所在，是学科建设的重中之重。一所高水平大学必须拥有一支高水平的教师队伍。师资是衡量大学水平的最重要的指标和要素。由于材料化学课程是介于材料学和化学之间的一门边缘学科，所涉及面较广。单纯有纯化学背景的教师或纯材料学背景的教师上课，由于知识面的问题，会导致教师教的费劲，学生学得困难。对于材料化学课程教师队伍应该持续充电，完善知识结构。要鼓励材料材料化学课程教师积极对外交流，这样有利于学科交叉和吸取其他高校的成功经验，同时还要做到教学和科研相结合，紧跟材料科学研究的前沿。在教学过程中，教师要对教学内容进行延伸，不仅仅是单纯地讲述课本上的内容，这样就使本来很单调的内容变得比较有趣，活跃了课堂气氛，让学生学到最新和最现代的知识和技术。因此，在材料化学课程教学改革探索与实践中，必须加强高校师资队伍建设。

化学与材料论文第2篇

论文摘　要：根据材料化学本科专业人才培养目标和材料化学学科专业特点，通过改革原有的课程体系，优化课程结构，修订完善了材料化学本科专业人才培养方案。新的培养方案更好地体现了材料化学专业的特色，体现了“厚基础、强能力、重实践”的人才培养要求。

材料化学作为化学和材料科学的一个交叉学科，受到了各国政府的重视，许多高校纷纷设立材料化学专业。为适应21世纪社会对材料化学专业人才的需求，经安徽省教育厅批准，我校于2003年增设了材料化学本科专业，并在当年正式招生，目前已经有5届毕业生，学生就业情况良好。材料化学作为材料科学与工程学科的二级学科专业，培养的是应用型理科人才，所以材料化学专业学生不但要加强数学、物理、化学及材料学科等基础理论知识的学习，还必须接受更多的应用性、实践性的知识教育。如何完成这一培养目标，使材料化学专业人才的培养能够满足现代化社会发展对本专业人才的需求，是高校材料化学专业教育工作者必须面对的现实问题。只有进一步转变教育思想和观念，深化教育改革，革新教学体系，优化课程体系中实践性教学环节，才能培养出掌握基本理论知识，动手能力强，富有创造精神的材料化学专业人才，才能办出高水平的材料化学专业，以满足经济建设和社会发展的需求。

1　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。我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。

2　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。

3　构建相对完善的实践教学体系

3.1　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。

3.2　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。

4　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

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[3] 易清风，申少华，肖秋国，等.教学研究型高校材料化学专业创新人才培养模式的探索与研究[J].广东化工，2011，38（10）：174-175.

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[5] 孙建之.材料化学专业实践教学体系的改革[J].中国教育技术装备，2011（1）：66.

化学与材料论文第3篇

关键词 材料科学前沿 教学目标 课程论文

中图分类号：G71 文献标识码：A

《材料科学前沿》课程是材料科学与工程专业的一门专业课。课程的目标是要求学生了解材料科学研究前沿新动态，新材料的合成与制备方法和技术以及新材料的研发对现代材料市场可能产生的影响。课程主要向学生介绍近几年内材料学科的热门研究方向，介绍新材料的物理化学特征及新材料产业与材料科学前沿之间相互依赖关系与发展规律，学生通过该课程的学习能了解新材料的研究领域及相关的新材料表征技术。通过近几年来对该课程的实践教学，笔者主要阐述学习该课程的重要性，通过实例教学来扩展学生的知识面，从而提高教学质量和教学效果，教学过程中注重培养学生创新意识和能力，探索如何让学生全面了解材料科学前沿领域为目标的课程教学新模式，同时就如何进行课堂讨论和课程论文设计等方面进行了改革，并在教学内容、教学方法、教学手段及考核方式等方面进行了有益的探索和实践。

1以材料研究前沿动态为指引，拓展教学内容

本课程是针对理工科学生开设的，其内容可分为前沿动态和新技术发展两个部分。课程基于ESI数据库中多个研究前沿，根据材料学科的特点，甄选出了2014-2015年排名前10的热点研究前沿和5个新兴研究方向，涉及材料科学及材料结构表征领域。

在前沿动态教学方面，主要学习材料学科前沿动态和国内外最新报道的新材料制备技术和实验研究方法。在新技术发展方面，主要集中在现代高新产业中正在实施产业化的新材料制备技术以及新材料研发过程中采用的先进工艺和方法。这两部分涉及知识范围较广，因此课程教学过程中注重新知识和新理论的系统化，需要不断更新国内外的发展动态，注重先新实验技术的介绍，以知名科学家及其科研团队的最新研究结果来增强教学内容的广度和深度，为培养学生的创新能力提高保障。课程中对于实验原理和设备的教学内容应该与最新设备和最新技术相一致，因此在教学过程中向学生提供如Nature和Science等专业期刊网站的链接，拓宽学生的专业视野。

2引导学生探索材料研发新领域，培养创新思维

当前课程教学面临的主要问题在于学生对新技术和新方法缺乏重视和认可，结果造成教学的低效率。因此在教学过程中，要注重培养学生创新学习的意识，逐步提高学生的学习兴趣，使学生主动在课后有兴趣去网络搜索课堂介绍的新材料和新技术。科学兴趣的培养是学生能够在该课程有所收获的基本前提，所以在教学中必须从科研实例引出技术问题，从技术问题引出科学概念，由科学概念引出解决问题的方法，让学生能够充分理解、思考所学的内容。课程基于材料科学研究前沿的分析为学生提供了独特的视角去洞悉科学研究是如何展开的，揭示了不同研究者因探究科学问题产生的关联性。

课程中关于新技术的介绍一般理解起来比较抽象，在教学中时必须注重从现实生活中的直观现象入手，解释抽象的概念。教学计划总学时主要分为两部分，第一部分内容涉及有材料科学进展和前沿动态；第二部分内容涉及有先进纳米材料、先进能源材料和先进材料制备技术的应用。在实践教学过程中，要从以下三个方面对教学内容进行选择和侧重：

（1）化学与材料科学研究前沿。由于本课程中化学与材料科学研究前沿所涉及的化学概念较多，因此学生必须对材料化学等前驱课程进行回顾。这部分章节侧重于选择钠离子电池电极材料、功能性金属有机骨架化合物、铑催化的碳氢键活化反应、基于石墨烯的光催化、石墨烯量子点的合成与应用等前沿内容。

（2）物理与材料科学研究前沿。由于本课程中物理与材料科学研究前沿所涉及的物理概念较多，因此学生必须对材料物理等前驱课程进行回顾。这部分章节侧重于选择硅烯的生长与特性、碱金属掺杂铁硒超导体、高能量转换效率聚合物太阳能电池、铁基高温超导等前沿内容。

（3）在材料结构表征新技术方面，为了增强学生对材料表征技术课程内容的理解，将AFM、XPS、FESEM、HAADF、STEM、CEPC和SPPC等材料性能现代检测方法与课程内容有机地结合起来。

3立足金属材料专业特色，促进教学改革

该课程主要教学对象是参与金属材料研究课题的学生，根据金属材料专业的特点，课程应当使学生系统了解金属材料研究的概况、最新研究成果和未来发展方向，掌握先进金属材料的主要用途和未来应用发展趋势；通过课堂讲授和课堂讨论，培养学生的材料科学素养、综合素质和综合能力。该课程要充分考虑作为钢铁材料的组织控制专业人才所需要的基本理论知识和所应具有的基本工作能力，所以教学内容必须体现金属材料专业的特色。

化学与材料论文第4篇

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#

化学与材料论文第5篇

关键词：人才培养；材料科学与工程；教学改革

材料是人类文明与社会进步的物质基础与先导，是实施可持续发展战略的关键；材料技术是现代高科技与新经济的三大重要组成部分，在以高科技为主要特征的知识经济时代，世界各国在产业政策、科学研究、教育与人才培养等方面都给予了材料科学重点支持、优先发展的政策。随着我国社会经济和科学技术的发展，对材料科学与工程专业人才的知识结构与实践能力提出新的要求，因此，高校材料科学与工程专业人才培养方案需要作出相应的调整，以满足社会经济发展对材料科学与工程专业人才的需求。如何构建满足社会经济发展需求的材料科学与工程专业人才培养体系成为当务之急。

一、材料科学与工程专业人才培养的演变

材料科学与工程教学始于1865年美国Columbia University、英国Sheffield University、Emperical Mining College等设立的矿冶专业，侧重于炼钢、铸铁、冶炼工艺等方面教学，以金属材料为主。20世纪40年代后为适应非金属材料的发展需要，Birmingham、Cambridge等大学开始组建冶金与材料专业，并在教学计划中加入了“广泛材料”基础理论及非金属材料课程。80年代后[1]，欧美等国逐渐将材料类人才培养模式统一到材料科学与工程一级学科上来。

新中国成立前，中国的材料教育主要是培养矿冶人才，这一时期材料学科教育的突出特点是不划分专业，教学内容包括采矿、选矿、冶金、材料等内容，是一种宽领域培养模式[2]。新中国成立以后，由于经济建设的需要，按照苏联的培养模式与教学体系，我国的材料教育先后开设了金相、轧钢、金属材料热处理、腐蚀与防护、有色金属冶金及热处理、有色金属及其合金压力加工、粉末冶金物化、高分子材料（含复合材料）等十几个专业[3]。随着经济、社会和科学的发展，材料科学与材料工程之间的界线开始模糊，几大材料之间有了更多的内在联系和共性。复合材料、陶瓷材料、功能材料等新材料的出现和广泛应用，计算机等先进技术的快速推广，都使各方面的创新更加强调基础及横向与纵向的联系。实际上，各类学科越来越相互交叉、渗透、借鉴和移植，从应用上来说，越来越大规模的相互替用、组合已成为客观事实。

面对国际材料科学技术飞速发展、高新技术发展对材料科学与工程人才培养需求的变化、国外材料科学与工程教育的改革，我国材料科学与工程教育改革迅速发展，几乎全国所有设有材料专业的院校均已不同程度地参与了材料科学与工程教育改革，借鉴欧美诸国材料科学与工程教育模式与体系，培养模式由“专业培养”向“学科培养”发展，从狭窄的专业教育向全面的素质教育转变，从钻研狭窄的单科教育向建立工程意识教育转变；同时，吸收欧美国家的“材料学科共同基础知识”作为重要的教学内容，课程设置从学科式课程向整合式课程转变，专业课程从中心地位向载体地位转变，课程内容从以学科发展为中心向以培养学生为中心转变[4，5]。总体来说，我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束，向其他专业甚至其他一级学科渗透，按材料科学与工程一级学科来构建人才培养体系已经成为必然的趋势。

二、人才培养目标设定

材料科学与工程专业本科人才培养的总目标是培养具有优良的思想政治素质、扎实的科学文化基础、良好的身体心理素质，在材料科学与工程学科及相关专业领域比较系统地掌握基础理论、基本知识、基本技能，能够从事材料科学与工程领域的技术研发、装备使用与维护以及管理工作的专业技术人才。

在思想政治方面，要求掌握马克思主义基本原理和相关的人文社会科学知识；具有必备的政治行为和道德行为能力；政治立场坚定，法纪意识牢固，思想品行端正。

在科学文化方面，要求比较系统地掌握自然科学基本理论和公共工具课程知识；具有较强的思维能力、实践能力、表达能力、交往合作能力和获取知识能力；具备良好的科学素养和文化修养。

在专业业务方面，要求系统掌握材料科学与工程基础理论和实验技能；掌握一定的化学、电工、电子、计算机、力学等方面的知识；初步具备从事材料工程及其它相关专业的科学研究、技术开发、工程设计等的实际工作能力；具备较好的专业素养和较强的创新精神。掌握一门外语，能够较熟练地查阅专业外文文献，初步具备应用外语进行交流的能力。

在身体心理方面，要求掌握体育运动的一般知识和心理学的基本知识；具有体育运动的基本技能、良好的心理适应能力；具备良好的健康意识、强健的体魄和健康的心理。

图1课程体系结构图

三、课程教学体系设置

针对人才培养目标设置课程体系，所有课程按照培养阶段分为公共基础课程、学科基础课程和专业课程3个层次，按照修读要求分为必修课程、选修课程、自修课程和讲座课程4种类别。课程体系结构如图1所示：

公共基础课程由政治理论、人文社科与自然科学系列课程组成，约占总课程教学学时数的60%。政治理论系列课程涵盖马列理论、思想道德修养、历史、社会主义理论等，主要培养学生的价值观和方法论；人文社科系列课程由外语、文学、心理学等组成，主要培养学生的外语应用能力与文学修养；自然科学系列课程涵盖数学、物理、生物等，主要培养学员科学方法和思维。

学科基础课程与专业课程主要培养学生的学科基础、工程素养、技能与方法，服务业务岗位的需要，约占总课程教学学时数的40%。学科基础课程可区分为大类（或相关）学科基础课程（电子与计算机系列、力学系列）和专业学科基础课程（化学系列、材料科学系列），其中大类学科基础课程由电工与电路基础、模拟电子技术、自动控制原理、计算机程序设计、计算机硬件技术基础、工程力学等课程组成，主要培养学生掌握相关学科基础理论，拓宽知识面，适应未来岗位转换的需要；专业学科基础课程由无机化学、物理化学、有机化学、高分子化学及物理、材料科学基础、复合材料原理等课程组成，课程设置跨化学与材料两个一级学科，强调化学与材料学科的交叉。

专业课程从材料体系、工艺、性能与分析四个方面组织课程教学，主要包括工程材料学、功能材料学、先进复合材料概论、材料力学性能、材料物理性能、材料工艺学、材料研究方法、材料失效分析等课程，主要培养学生材料的合成与制备、成型与加工、成分与结构分析表征等专业知识与基本技能，了解材料学科发展前沿、趋势及其在装备中的应用。

三、实践教学体系构建

材料科学与工程属于基础学科，但又具有极强的工程实践性，因此，在构建人才培养体系时，既要突出其基础学科的属性，同时要重视工程实践能力的培养。在人才培养体系中，除公共基础课程所涉及的课程实验外，整个专业教学实践环节包括专业实验课程、工程实践与毕业论文。工程实践集中安排在实习工厂进行，一般为2～3周，主要是强化学生对工程实际的认识；毕业论文是学生对学科基础与专业知识的综合运用，安排在第8学期进行。

材料科学与工程专业实验课程教学贯穿整个专业课程学习，其主要目的是通过科学、合理、规范的实验教学体系，培养学生的专业实验技能与动手能力，进而提高学生创新意识和创新能力。实验课程教学区分为3个层次，即基础型实验、综合设计型实验与研究创新型实验，如表1所示。

基础型实验由3门实验课程构成，强调学生材料科学与工程基本知识和基本技能培养。通过将材料科学与工程实验基本操作、实验基本技能的培养与对应的理论课程的衔接，使两者相辅相承，互相促进；通过将材料科学与工程基本操作、基本技能的培养与实际应用相衔接，做到学以致用。

综合设计型实验开设1门实验课程，属于大材料科学与工程意义下不同实验课程之间的大综合。该平台的实验，从制备加工方法训练到性能测试分析和组织结构表征的深化，培养学生的科研能力与工程意识。

研究创新型实验开设1门课程，由多个模块组成，学员选修其中一个模块，实行导师制。目的是让学生在学习了基础性实验和综合性实验后可以自主设计、自主创新地进行新的实验。逐步建立起学生自主学习为中心的实验教学模式，形成自主式、合作式、研究式为主的学习方式。

四、结束语

我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束，按材料科学与工程一级学科来构建人才培养体系已经成为发展趋势。本文针对设定的材料科学与工程专业人才培养目标，科学合理地设置课程教学体系与实践教学体系，体现出重基础、宽口径，注重实践和创新的特色，较好地满足了全面素质教育的要求。但人才培养的改革是一项长期的工作，需要持续不断地创新与实践，才能永保人才培养方案的科学性与时代性。

表1材料科学与工程专业实验教学体系

[参考文献]

[1]材料科学与工程教学指导委员会.材料科学与工程人才培养规格与模式的演变规律[J].教育部高等学校教学指导委员会通讯，2006，（1）.

[2]叶宏，田中青，许惠斌.材料科学与工程专业工程应用型人才的培养[J].中国冶金教育，2010，（3）.

[3]王章忠，皮锦红，巴志新.材料科学与工程专业应用型人才培养的思考[J]. 南京工程学院学报（社会科学版），2007，（1）.

化学与材料论文第6篇

关键词：材料化学；教学问题；改革趋势

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.244

材料化学是材料化学专业的一门基础课程以及主干课程，是在化学学科、材料科学的相互交叉、渗透的过程中，形成、发展起来的，属于新兴的交叉、边缘学科。我们所采用的材料化学课程包括了晶体学基础、金属材料、有机高分子材料等等内容。材料化学的课程目的是为了使学生具有初步分析、解决材料中的化学问题的能力，通过该课程的学习，使学生熟悉材料的合成方法、表征手段，使学生掌握材料结构的基础理论，熟悉材料应用领域中的一系列知识，掌握材料性质与结构的关系等。并且为了培养学生的创新能力，通过对材料化学课程的系统学习，能够提高学生的综合素质。

1 材料化学教学中存在的问题

随着新材料、新技术、新理论等的出现，材料化学的快速发展要求教材不断更新，材料科学具有了新的生命力和发展前景。材料科学与工程技术日益融合，材料科学研究已经深入到源自尺度，发生了深刻的变化，并开拓了新的研究领域，如：微纳结构材料等等。并且材料化学是一门实践性很强的学科，作为教材，在日新月异发展的同时，需要具备基础性、前沿性和应用性特征。但是目前，教材对学科的原理、规律等难以阐明，缺乏较强的理化基础，根本无法适应学科的发展变化。一些大学毕业生就算具备很好的理论基础，也缺乏适应能力，后劲不足的缺点。对于材料化学研究的目的来说，教材具备应用型能够学以致用，目的明确；而教材具备前沿性，能够有利于学生较快地适应日后的科研工作，能够恰当地反映材料科学发展。随着科技的不断发展，新型材料的研发已经成了高科技中作为活跃的部分，从实验开发到工业应用，材料研究的周期大大缩短，因此，在材料化学的教材中，需要有意识的突出这一特征。另外，材料化学学科发展实践短，研究范围广，是一门新兴学科，课程参考教学资料少，存在本学科中的新理论、新技术不能及时充实到教材中的现象，对教材编著人员素质要求高，因此，材料化学课程教学内容要体现出与时俱进的理念，要进行很好的选取、改革和优化。

2 材料化学教学内容的改革趋势

2.1 材料化学课程教学内容的选取

在内容选取上，材料化学课程教学内容要根据两条原则。首先，材料化学课程教学的目标是“加强基础、突出应用、提高素质”，因此，要根据材料化学课程的研究内容和课程特征，处理好与其他学科的关系，材料化学专业的材料化学课程强调基础理论，适当地介绍一些传统材料，适当地加入一些内容，如：晶体理论、能带理论、热力学基础、金属结构近似模型等等。其中晶体理论包括晶体缺陷、X射线衍射基本原理、晶体结构对称性等等，不能有物没有理论，也不能有理论没有物理，并且还要适当的介绍一些新型功能材料结构、使用性能等。同时，还要突出其基础理论性，要与金属材料、高分子材料、无机非金属材料等联系起来又区别开来，突出材料合成条件、结构性能的关系。其次，要根据学校学科特点，遵循教学内容的选取原则，如：整体优化、精选内容、跟踪前沿等，根据教师的特长及科研成果，体现出课程内容的前沿性，实现课程内容的广度和深度，力求能够反映出当代材料化学新成就、新工艺等，让学生充分了解到材料化学发展趋势，如：纳米材料、能源材料等新材料，扩大学生的视野，培养学生的学习兴趣。

2.2 选取与优化材料化学课程内容的要求

首先，要了解化学在材料科学总的地位，熟悉材料化学的定义、材料类型、材料应用，了解与材料科学有关的期刊，了解新型材料的制备方法、功能、用途。材料化学结构理论要求掌握晶体结构的周期性、对称性概念与性质，主要包括点阵理论和晶体结构、原子结构等。要求要了解常见的对称元素系、疯子的几何构型等等，熟悉金属、离子化合物晶体，了解群的定义，常见分子点群，了解描述晶体结构的表达方法，掌握金属键能带理论、金属单质结构的近似模型，了解晶体学语言转变为化学语言等的方法，熟悉分子之间作用力等，了解不同化学元素等对材料性能的影响，了解不同材料的本质区别。材料化学合成原理与技术，要掌握材料制备技术，如：无定型材料的制备和晶体材料的制备等，熟悉无机材料制备基础理论，如：化学热力学、动力学等，熟悉高分析材料合成原理与方法。如：自由基聚合、高分子化学反应等。并且要熟悉晶体X射线衍射原理等等。其次，要加深理解各种传统材料结构决定性能的观点，熟悉几类重要材料，如：玻璃与陶瓷、聚合物等。另外，要熟悉纳米材料概念、技术等应用前景，了解光学功能材料、电性能材料等。

2.3 材料化学课程教学内容选取措施

一为了帮助学生顺利抵学习材料化学的基本原理，要重视由表入里、由浅入深的认知过程，处理好材料结构与性能、宏观与微观的关系。

二为了贯彻少而精、精而新、新而优的原则，在讲解课程基础知识的同时，要注重理论的连贯性，注意适当穿插新的研究成果，处理好课程内容更新与精选、更新与基础的关系，拓宽学生的知识面，注重其他课程和学科的渗透、促进作用。

三为了巩固学生学到的知识，要充分发挥例题习题的作用，使学生运用所学的知识去分析、解决问题。加强学生的练习，拓展并深化对基本概念、原理的理解，检查学生对课程内容的理解和掌握程度，提高其分析问题和解决问题的能力。

四为了训练学生演绎法和归纳法两种思维方式，要重视演绎法和归纳法的学习、运用，为化学理论提供一种思维体制，总结更新知识，培养学生观察、分析、推理等能力。

五为了提高学生的创新意识和综合素质，要注重理论联系实际，注重实验技能的训练，处理好理论教学与实验内容的关系，通过实验教学加深对原理的理解。

参考文献：

[1]李奇.材料化学精品课程建设的实践与思考[J].化学教育，2012（09）.

化学与材料论文第7篇

关键词：材料化学；课程；教学；探讨

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）12-0130-02

目前很多高等学校的化学化工类专业开设了《材料化学》这门课程，并且是作为专业基础课程和主干课程。课程的开设有利于化学类专业学生掌握新材料发展的主要方向，可为学生毕业后从事新材料的研究与开发工作奠定基础，并为提高大学生的综合素质，实现应用型人才培养提供必要的条件。高新材料技术是国家重点发展的技术领域之一，其发展为材料化学的发展提出了更大的挑战和难得的机遇，也对高校材料化学的教学提出了更高的要求。如何提高《材料化学》课程的教学质量，培养具有高竞争能力和创新精神的复合型高素质专业人才显得尤为重要。

基于此，本文结合本校化学化工类专业的实际情况，从《材料化学》课程的培养目标出发，针对《材料化学》课程教学中目前存在的问题，通过对课程结构、教学内容、教学方法和手段、考核方式等方面进行探讨和实践，提出行之有效、切实可行的教学建议和思考。

一、《材料化学》课程存在的主要问题

1.教材的选择。材料化学是一门新兴的学科，这就决定了它不可能像无机化学、有机化学等基础化学学科经过长期的发展而具有一些经典又权威的教材和参考书。目前，虽已有一些材料化学的教材出版，但由于各编者的认识及侧重点不同，致使教材内容大相径庭。近年来随着各种新材料的快速发展，在基本理论、制备技术、表征手段和性能研究等方面均取得了显著的成绩。而相对来说，目前已有的教材内容中相应的知识点更新缓慢，致使本学科的新成果的研究和进展不能及时充实到教学内容中。

2.教学内容与学时不匹配。《材料化学》课程所涉及的内容覆盖面非常广泛，包括材料的基本理论、表征、制备以及结构和性能之间的关系，涵盖金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料四大类。这些内容都可以作为一个专门的领域被研究，但分配给本课程的学时数一般只有36学时左右甚至更少。如何在这么短的学时内，合理安排教学内容，使学生了解和掌握这些领域的基础内容，是教学中需要解决的一个重要问题。

3.课程内容对教师提出了更高的要求。《材料化学》课程内容覆盖面大，除了材料领域的基本理论和表征手段之外，还包括新型结构材料、功能材料和功能转换材料。而这些材料又包含各种具体的材料，如新型功能材料包含减振材料、贮氢材料、超导材料等。对一个任课教师来说，其专长通常只涉及某一个领域，很少做到面面俱到，因此很难仅通过一个教师的教学而将每种材料讲得透彻生动，引人入胜。因此，《材料化学》课程丰富的教学内容对任课教师是一个挑战，也对他们提出了更高的要求。

二、课程教学模式的探索与实践

1.结合培养目标，优化课程结构。我们对化学和化工两个专业设置了《材料化学》课程。对化工专业来说，《材料化学》课程的学时为36学时，其教学目标是学生通过该课程的学习，了解当代材料科学的新理论、新技术，认识和理解材料科学与工程中的问题，为材料的研发与选用打下基础。通过对几种教材的对比和筛选，并结合教学目标和实际情况，我们选用了曾兆华、杨建文编著的《材料化学》作为主要教材。该教材不仅涉及到材料化学的基本内容如材料的结构、性能、制备等，而且以四大类材料（金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料）为主线，介绍了不同种类的材料，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，教学内容较适合已具备化学知识基础的学生学习。对化学专业（含化学教育和药物化学）来说，教学目的是为了拓宽学生在材料化学方面的知识，开阔视野，为今后的工作和学习打好基础。《材料化学》是作为专业选修课开设，学时为24学时。考虑到化学专业的理科背景，对材料化学相关的基础理论知识如材料的结构、性能等知识简略带过，而将重点放在介绍现代先进材料方面，如新型金属材料――形状记忆合金和贮氢材料、生物医用材料、感光材料等。

2.结合课程特点，教学方式多样化。利用多媒体技术来展示材料工作原理的相关动画，使学生能更加直观地理解这些知识。但若过度依赖多媒体，容易淡化教师在课堂中的主导作用，对学生来说，也容易产生“流水账”的感觉而滋生厌学情绪。因此，在讲到一些重、难点时，适当地加入板书，逐步讲解，留给学生理解和消化的时间，以加深印象。所以，多媒体教学和传统的板书教学有机结合，灵活运用，以扬长避短，实现最佳的教学效果。在课堂教学中，我们还根据讲授内容，灵活采用不同的教学方法组织教学，坚持启发式、互动式和讨论式教学。如讲到超导材料一章时，以3D电影《阿凡达》为例，让学生讨论名叫“Unobtanium”矿石的用处，从而引出超导材料。这种教法极大地激发了学生的学习兴趣。在讲到第二章晶体学基础时，教师把七大晶系、十四种空间点阵参数特征列出，然后让学生分组对各大晶系特征进行讨论并选出代表做总结发言，最后教师引导总结。这种互动式教学使学生主动参与到教学活动中，增强了学生的学习积极性，锻炼了其分析问题、解决问题的能力。

3.科研与教学相结合，构建立体化课堂。把科研引入本科教学是培养大学生创新能力的重要措施，也是高等教育的显著特点。如前所述，《材料化学》教材选用困难，很大一部分原因是现有教材内容陈旧，难以跟上学科前沿的发展。而科研能反映学科前沿最新研究成果，因此将科研融入该课程的教学，将弥补以上不足。科研和教学相结合的表现形式有多种。教师可以介绍自己的科研成果固化到相关的教学内容中，也可以介绍本专业课题组的科研成果。这些内容融会贯通地加入课堂教学将提高学生的学习兴趣。如讲到纳米材料时，教师结合自己的科研项目，给学生补充碳纳米管、中空双锥状二氧化锰等内容，使学生拓展视野。此外，为学生介绍本专业课题组正在探索的科研项目，鼓励学生积极参与到教师的科研中去，在实际的研究实践中锻炼创新能力。这样大大拓宽了学生的专业知识面，培养了学生的科研兴趣和创新能力。实践证明，通过科研与教学相结合，构建一个立体化的课堂，达到了较好的教学效果，是一种切实可行的教学模式。

4.针对课程目标，制定合理的考核方式。材料化学的内容覆盖面大，实践性强，通过该课程的学习，学生要具备综合运用所学知识进行分析问题和解决问题的能力以及创新思维和创新能力。因此，需要提高平时成绩的比例。一般来说，平时成绩占总成绩的50%，包含期中考试（占20%），平时作业（占30%）。若未安排期中考试，则在平时不定期随堂测验，主要考核当堂讲过的内容，既考查了讲课效果，又对学生按时出勤、注意听讲起督促作用。平时作业涉及到的形式较多，如单元作业，检查每章所涉及的理论、概念及计算方法；撰写小论文，根据教师布置的课题，学生通过文献调研提出自己的思考，考查学生分析问题和解决问题的能力；针对自己感兴趣的内容，查阅资料并制作成PPT，开展专题演讲活动，这一形式既使学生主动参与到课程教学活动中，调动了学习积极性和主动性，也锻炼了学生的综合能力。此外，还有课外作业、平时讨论等形式。期末考试主要考核基本概念、基本原理的掌握程度和运用所学知识解决问题的综合能力，占50%。这些多样化的考核方式相结合，能全面检测学生的学习效果，科学、客观地评价学生的知识水平和综合素质。

三、对《材料化学》课程教学的几点思考与建议

1.强化实践教学，培养应用型人才。我校是一所省市共建的地方二本院校，以培养社会发展所需要的高层次应用型人才为定位。为迎合应用型人才培养的需要，实践教学在日常教学中所占的比例越来越重。学生在课堂中获得的知识只有在实践中才能消化、理解和掌握，并在实践中得到启发和创新。只有将实践教学与理论教学紧密结合并贯穿于整个教学过程中才能实现这个目标。

2.发挥团队精神，各教师取长补短。如前所述，《材料化学》课程设计的内容广泛，而一位任课教师术业有专攻，很难做到将每种材料每部分内容都讲解透彻，并吸引学生参与自己感兴趣的科研活动。这就要求教学中要发扬团队合作精神，发挥群体优势。我院教师目前主要有研究锂离子电池材料、光催化材料、光电材料、高分子材料等。实际授课时，可以一名教师为主要任课教师，在讲到具体的某种材料时，邀请主攻这一材料的教师参与教学活动，以讲座或课堂PPT教学形式开展均可。这种教学形式能优化教学内容，完善教学方法，提高该课程的教学质量。

四、结语

《材料化学》课程是化学化工类专业课的重要组成部分。随着社会发展，高新技术的日新月异要求学生具备材料化学的专业功底，为将来的发展奠定坚实的基础。通过对该课程的学习，可以实现高素质、应用型人才的培养目标。作者对《材料化学》课程开课以来出现的问题进行了总结和思考，并在教学模式方面开展了一些探索性的工作，取得了良好的教学效果。在今后的教学中，还将继续在课程教学模式、教学体系等方面进行探索和实践，丰富教学内容，提高教学质量，为培养应用型人才的办学目标而努力。

参考文献：

[1]李奇，陈光巨.材料化学[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]曾兆华，杨建文.材料化学[M].北京：化学工业出版社，2008.

[3]邹勇进.《材料化学》课程教学的改革与实践[J].科技信息，2012，（9）：173.

化学与材料论文第8篇

关键词：纳米材料，教学方法，教学质量

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（b）-0000-00

纳米科技是20世纪80年代末逐步发展起来的新兴学科领域，它涉及到凝聚态物理、化学、材料、生物等领域[1]。目前，纳米科技与生物技术、信息技术成为推动人类未来发展的三大主流科技，在信息技术、生物与农业、环境能源、生命医学以及航空航天等方面有广泛的应用前景。纳米科技的迅猛发展将促使几乎所有的工业领域产生一场革命性的变化。

纳米材料是纳米科技的基础，对纳米材料的学习，是适应未来社会对材料专业人才的需要。在教材的方面，一直没有一本面向研究生教学的、较系统性的纳米材料的教材。本文拟从纳米材料课程教学目的、教学内容、教学方法与手段等方面对高等院校材料类研究生专业进行纳米材料课程的教学改革进行探讨。

1 教学目的制定

课程的目的是通过课堂教学，使硕士研究生能够了解、掌握纳米科学与技术的概念、分类及其特点，了解和掌握纳米材料的基本物理和化学性能；掌握纳米材料的主要制备方法和原理；掌握纳米材料的结构分析测试方法；了解纳米材料的生物毒性和安全性；了解纳米材料在不同领域的应用现状和应用前景以及最新研究进展，以便使学生了解和把握当今纳米科学的最新研究前沿

2 教学内容的选择

目前，纳米材料正蓬勃发展，其涉及的面也越来越广泛，涵盖原子物理、凝聚态物理、胶体化学、固体化学、配位化学、化学反应动力学和表面、界面等多中学科，内容广泛[2]。随着纳米科技的兴起，也出现了很多介绍纳米效应、纳米技术应用及纳米材料制备技术文献和资料，对推动纳米科技的健康发展起了很好的作用。但是，在教材的方面，一直没有一本面向研究生教学的、较系统性的纳米材料的教材。根据笔者从事纳米材料课程教学的实践，认为要达到前面提出的纳米材料课程教学目的。课程的教学主要内容应包含以下几方面： 纳米材料的基本概念、发展史；纳米材料的分类及其特点；纳米材料的基本物理和化学性能；纳米材料的主要制备方法和原理；纳米材料的结构分析测试方法；纳米材料的生物毒性和安全性；纳米材料最新研究进展。根据教学内容特点，可以考虑将教学内容分会以下6个部分。

2.1 绪论

从纳米材料的新奇特性开始，讲述纳米材料的内涵和基本概念以及发展史。根据材料的分类方法讲述纳米材料的分类方法及特点。讲述纳米材料的基本结构单元及其特性。重点讲述纳米材料的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等基本性能。并结合我国纳米材料研究现状和学生研究方向进行相关讨论，激发学生对纳米材料的好奇心和求知欲。

2.2 纳米材料物理化学性能

主要内容涉及纳米材料的结构和形貌特征；纳米材料的热学、磁学、光学等物理特性；纳米材料的吸附、分散、团聚等化学特性。将纳米材料的物理化学特性与结构关联，按照基本结构-基本特性-特殊结构-特殊效应-特殊功能-特殊应用这一思路，引领学生深入思考，可以起到举一反三效果。

2.3 纳米材料的制备方法和原理

按照纳米材料维数分类方法，讲述零维纳米材料、一维纳米材料、二维纳米材料、三维纳米材料的特征、制备方法和基本原理。重点讲述蒸发-冷凝法、溅射法、气相化学合成法等气相方法和沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、溶剂热法等液相方法。并结合学生研究方向对相关材料和方法进行详细讨论，使学生掌握相关制备方法，为随后的研究奠定坚实的基础。

2.4纳米材料的结构分析测试方法

主要包括透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、X射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器。通过学习，使学生掌握纳米材料测试的主要方法和仪器，并掌握各种仪器的优缺点和适用范围。同时，也使同学们认识到纳米材料研究的高技术特点。

2.5纳米材料的生物毒性和安全性

主要包括纳米材料的生物毒性和安全性。根据已有的相关研究报道，介绍一些纳米材料的生物毒性，让学生们了解纳米材料的不足之处，掌握相关的安全操作规则，以便在随后的纳米材料相关研究中避免出现安全事故。

2.6最新研究进展

根据纳米材料的最新研究热点，如石墨烯、锂离子电池灯，讲述纳米科技领域国际最新研究动态，让学生了解国际最新研究热点。

3. 教学方法与手段

3.1 多媒体教学

针对纳米材料课程内容广泛，知识点多的特点，采用多媒体教学方式。利用多媒体教学图、文、声、像融为一体的优点，可以使教与学的活动变得更加丰富多彩，又可以将信息量大的课程内容在有限的时间内呈现给同学们。从而激发学生的学习兴趣，促进学生思维发展，丰富学生的想象力。例如，讲述纳米材料宏观量子隧道效应时，可以动画的形式展现，方便学生们理解。讲述纳米材料的制备方法时，可以通过示意图的形式展现，更容易让学生理解和掌握。

3.2交互式讨论

利用交互式讨论教学方式。根据学生的兴趣，结合课程内容，将学生划分多个课题小组，进行课堂讨论。例如，讲述微乳液法制备纳米材料时，首先让学生通过文献查阅等方式了解该方法；其次，在课堂上就该方法、原理和实践应用进行充分讨论和分析；最后老师指出该内容的重点和难点。通过这种交互式讨论，在课堂教学中，确立学生的主体地位，尊重学生的主体意识；创设民主、平等的课堂氛围，让学生充分发表自己对问题的看法，发挥学生的主管能动性，变被动接受为主动探索；使学生的创新意识、创造性思维能力得到不断的发展[3]。

3.3实践操作相结合

纳米材料是一门实践性很强的课程。在课程教学中要充分与实践相结合，根据学生的研究方向，结合课程内容，安排学生进行相关实验。通过具体的实验使学生对纳米材料有更多的感性认识。涉及透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器内容时，结合具体情况，可安排一定时间上机观察和操作。

4 结语

纳米材料是纳米科技的基础，对纳米材料的学习，是适应未来社会对材料专业人才的需要。本文从纳米材料课程教学目的、教学内容、教学方法与手段等方面对高等院校材料类研究生专业进行纳米材料课程的教学改革进行系统的探讨，实践证明，这些举措的实施取得了良好的教学效果，为培养学生的创新思维和科研精神起到了一定的作用

参考文献

[1]白春礼.纳米科技及其发展前景，新材料产业[J].2001，4：8-11.

化学与材料论文第9篇

关键词：材料科学与工程专业；设置；专业方向；学生就业

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）06-0180-02

贵州省是航天航空产品生产研发基地集中地区。近年来，随着先进制造业引进涌入，对材料学科专业相关从业人员的需求量大为增加。然而，贵州大学材料科学与工程专业的设置是以传统金属材料方向为主，与高新制造业对材料压力加工、材料质量检测方面的人才需求有些错位。单一专业方向培养模式，与社会需求和行业发展分工明确细化显得不适应、脱节。学生不能根据自己的兴趣、个性、就业愿望选择专业方向，制约了学生的多样化、个性化发展及创新能力的培养[1-4]。此外，贵州师范大学、贵州理工学院等区域高校也相继开设材料类学科专业，使得本地区材料学科毕业生数猛增，就业压力增加，就业渠道必须拓展。

为了解决材料科学与工程专业人才培养模式不能完全满足市场对人才个性化、多样化的需求问题。依据贵州省材料产品制造业的发展现状和趋势，以及材料科学与工程专业学生就业市场现状。材料科学与工程专业以专业特征为基准，面向就业市场，以学生为本，灵活设计金属材料、压力加工以及材料检测及表征三个专业特色培养方向。通过构建方向课程体系，教学内容，教学方法、手段改革，加强师资队伍建设，坚持知识、能力及素质协调发展，有针对性地着重培养学生创新能力和创新精神，强化学生多样化、个性化发展，拓宽就业渠道。

一、特色专业方向课程设置

广泛进行调研，重点了解金属制造行业对人才知识、素质、能力的要求。我们按“通识公共基础+夯实大材料学科基础+明确专业专长方向”的方式实施材料科学与工程人才的培养，确定了具备相同口径的通用基础知识课程群和材料科学与工程专业核心课程群，为专业方向课程的学习奠定基础。学生根据社会需求和个性特长，自主选择专业方向，以满足学多样化、个性化发展需求。

通用基础知识课程群主要包括公共基础与人文素养等课程，重点培养学生文化素质、身体素质、思想品德素质。专业基础课是课程体系的中心组成部分，紧密围绕材料学科专业共性特征和人才培养目标设置，是三个专业方向共同开设的课程。避免课程间内容重叠，整合《固态箱变》、《金属热处理》、《热处理新技术》三门课程课程为一门核心课程――《热处理原理及工艺》，构建以《材料科学基础》、《材料力学性能》、《材料分析方法》等课程组成的专业核心课程群[5]。便于学生掌握有关材料制备合成、组织结构、性能和使用效能等四要素构成的材料学科共性基础知识规律。

专业方向课程群体与社会需求密切联系，有不同特色的专业方向实用性课程群。金属材料专业方向有《金属材料学》、《钢铁冶金概论》、《有色金属合金》、《复合材料》、《高温合金》、《航天材料》、《模具材料》等课程。压力加工方向有《材料成型工艺》、《轧制工艺学》、《挤压与拉拔》、《塑性成形数值模拟技术》、《锻压设备与工艺》、《快速成形技术》等课程。材料检测及表征方向有《材料性能测试技术》、《材料工业分析》、《无损探测》、《超声检查》、《涡流检测》、《常用检测设备与维修》等课程。

二、专业方向实践教学设置

材料科学与工程实践教学践行“理论教学与实践教学并重，更加注重实践教学，偏重专业方向”理念。改革传统实习教学模式，认识实习围绕实习基地的制备（压力加工）-检测-装配流程组织展开，学生初步掌握材料制备-组织结构-性能-使用效能为主线的科学研究方法。生产实习则各自偏重金属材料、压力加工、检测与表征专业方向，身临其境，与社会沟通，培养学生综合应用专业知识解决相应的专业方向领域中的生产实际问题。近年来，本专业实验室采购了透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等大型精密仪器和实用设备，构建冶金制备、压力加工和测试与表征实验平台，为培养不同专业方向学生的创新意识和实践能力奠定了坚实基础。按照自编的《材料科学与工程专业实验教程》指导教材，以“课程综合性实验、专业方向综合性实验、专业综合性实验和创新创业实践应用开放性实验”分层次逐步深入展开。毕业论文环节实行导师制，采取自主挑选导师、过程互动的方式，激发学生研究创新的兴趣，理论联系实践，培养学生的实践认知和创新能力，保证高质量的毕业论文。近几年共有10余篇本专业学生毕业论文获学校优秀论文奖励。

激励学生参加著名专家和企业家讲授高水平专业讲座，让学生了解专业方向前沿发展动态，新成果、新理论、新技术、新产品和新理念，拓宽学生的专业视野。鼓励学生自由选题，

自主设计方案，申报大学生创新实验项目。在导师指导下，独立完成制备（加工）、检测、表征、分析实验过程。推荐优秀学生参加全国金相、节能技能大赛，提高学生主动学习兴趣，并充分展示学生创新意识和创新能力。近年来获部级、省级、校级大学生创新实验项目及SRT项目10余项，部级节能大赛获奖3项。

三、教学方法、手段改革

课堂教学中重视以学生为主体的教学原则，采用多媒体、科研成果案例、小组讨论、精品课程交流平台网络等方法，将繁杂的概念、原理，产品制备过程，微观组织结构以及性能检测过程、检测设备操作和维护过程等以形象化、动态化、具体化的形式，逐步深入，侧重向各专业方向学生讲授，利于提高学生学习的主动性和兴趣，以及培养学生创新和批判性思维能力。《材料科学导论》实行双语教学，学生阅读翻译外文文献的能力明显提高，有利于了解全球材料学科的前沿科研状态和知识。在实践教学改革中，材料科学与工程专业各方向充分发挥学院与企业的科研实践优势，拓宽就业渠道。从时间、教学内容以及管理措施上保证“以科研促进教学，更好地培养学生的创新能力和工程实践能力”[6]。我院于2011年开始与台湾义守大学合作办学，材料科学与工程专业各方向选派1～2名优秀学生到该校学习，这将进一步探索出国际国内合作办学之路，给本专业更多优秀学生优化知识结构、开阔学科视野提供跨校学习平台。

四、加强师资队伍建设

贵州大学材料科学与工业专业经过60多年的专业建设，储备了大批的材料学科专家学者和宽厚的工程学术文化底蕴。近几年，经过贵州大学品牌专业、省级示范性专业、国家一类特色专业，以及重点学科、硕士点、博士点授予专业建设，采用传帮带培养、引进、进修提高等方式，建立了一支教学、科研兼容，结构合理，爱岗敬业，勇于创新的专业方向教师队伍。目前本专业共有教师15人，其中教授6人，副教授6人；博士5人，硕士5人。35岁以下教师全部在读博士。本专业青年教师全部到省级材料结构与强度重点实验室兼职，掌握大型检测与表征仪器的操作和维护，为师生展开科研教学提供了技术便利。与贵州南方汇通、安大集团公司等校外实习基地建立了长期师资培养机制，以解决不同性质的企业生产问题为契机，与培养学生并举，为各专业方向师生提供了科学研究和工程实践的条件，目前有三位教师在这些企业攻读博士后。加强教师队伍团队合作，鼓励教师教学与科研并重。目前，本专业教师发表相关教研论文30余篇，出版教材《材料科学基础》、《金属材料学》、《材料科学》、《材料科学与工程专业实验教程》等4部教材。《材料科学基础》获评省级精品课程，《材料力学性能》获评校级精品课程，带动了本专业方向课程的建设。

五、结论

与时俱进，贵州大学材料科学与工程专业紧跟材料制造业发展趋势和用人市场需求，及时调整专业特色培养方向，不断深化构建特色培养方向课程体系，改革教学方法、手段，加强师资队伍建设等措施，逐步实现了专业“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”与培养方向专长化的有机统一，不仅弥补了现有专业培养模式的不足，而且也满足了学生多样化、个性化发展的需求，提升了学生就业市场竞争力。最近几年，材料科学与工程专业学生就业率一直名列贵州大学前茅，获得2011―2013年全校就业率一等奖，已呈现出学生就业自信、社会欢迎的良好互动局面。

参考文献：

[1]徐德龙，许启明，肖国先，等.关于材料类本科专业设置演化的思考[J].西安建筑科技大学学报：社会科学版，2003，22（1）：5-8.

[2]李瑜煜.复合型材料电子技术人才知识结构及课程设置的研究与实践[J].理工高教研究，2005，24（6）：105-106.

[3]张海燕，黄贵秋，石海信，等.化工专业柔性专业方向建设的探讨[J].钦州学院学报，2012，27（7）：41-44.

[4]黄贞益，邓小民，李胜祗，等.材料成型及控制工程专业建设探讨[J].安徽工业大学学报：社会科学版，2005，22（1）：107-108.