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化学新材料论文优选九篇

时间:2023-03-20 16:21:58

化学新材料论文

化学新材料论文第1篇

问题总是一体两面的,材料的多向性给予学生更大的写作空间却也产生了一定的误导性。作为选拔性考试的高考作文只能是限定范围、即场发挥。学生过分信新材料作文的多角度,则可能忽视其限制性,一不小心就超出了材料的延伸范围。在写作实践中,新材料作文常常存在着这样的尴尬:学生感觉良好的作文最终被判偏(离)题,百般辩解不得其果;另一方面,教师在评阅新材料作文也时有疑惑,难有衡定标尺,对一些观点似是而非的作文难以定夺。自然,加强作文审题教学和训练是必要的,以保证作文的观点在材料的辐射范围内;但有些学生即便立意谨慎,牵引材料和分析道理的过程中仍然可能“走”得太远。可见,延伸过远的偏题行为不仅发生在审题时,也发生在行文过程中。

作文教学中,师生都渴望为新材料作文的延伸范围划定一个边界。只是思维延伸往往具有不可控性:当时觉得可行,过后又发现不可取;不同人有不同标准,边界模糊难达成一致。也就是说,作文写作并兀确凿边界。尽管如此,考生写新材料作文时为保证立意准确,分数可观,却应有一种勿跨过边界的警惕感。树立这种“边界”意识,要求处理作文材料有更清晰、更规范的方法和原则。

结合以上实际情况,我们有必要循着新材料作文延伸、延展的这个线索来斟酌如下问题:如何分析材料阐述的内容,怎样探究材料背后的深意,怎么牵引佐证观点的论据……只有这样,才能有效地、有据地指导学生准确立意,谨慎行文。

一、紧扣材料就事论事,易而较泛

不论是原来的材料作文,还是现在的新材料作文,都具有“缘事而发”的特点。要保证符合题意,最简易的做法便是尽可能针对材料本身就事论事,自然减少了过度引申造成偏题的风险。

那么,就事论事的写法是否符合新材料作文要求呢?细数2014年17道全国高考作文题,其中9道作文题的要求明确提出不脱离(结合)“材料的内容及含意”。“内容”实际上就是材料的表层意思,“含意”才是需要进一步延伸的深层理解。分析这句话可以得到这样的启示:作文可以紧扣材料表层“内容”来写,也可以围绕材料深层“含意”来写,鼓励向材料深处挖掘的同时也并未完全否定讨论材料本身内容。就事论事的写法正是侧重材料的表层内容。

就事论事,顾名思义是剖析事件本身。具体到材料作文,是就材料本身进行评议,发表白己的看法,言之成理,持之有据。例如2013年全国新课标卷Ⅱ作文题,材料为“高中阶段同学关系”调查数据和分析,考生就此发表看法,这恰恰是当年评分标准中所认定的“切合题意”要求;2013年江西卷作文题,以评析材料中所示的“中学生三怕”为主体的作文自然是稳妥切题、不偏不倚;2014年全国新课标卷Ⅱ作文题,作文的主要内容同样可以停留在讨论“游客喂食动物”这一行为;2014年湖南卷,材料讲述“最美乡镇干部”心系人民创造最美风景的故事,作文亦可就此发表看法。应该说,作文的内容聚焦材料本身,这是一种简易的行文方式。

就材料论材料的方式虽然简易,但不能以一制万。这种写法比较适合于以现象、事件、调查数据等为材料的作文题目。就事论事重在一事一议,能够一定程度上体现学生做出价值判断、表达自己立场、分析问题事理、理清道理逻辑的能力。就事论事就是指考生的写作对象必须是试题材料所展示的内容,可有不少作文还是应由实到虚、以小见大,探究材料的深层指向。例如,寓意型和观点型材料本无“事”可言,自然不能就事论事。也就是说,就事论事确实没有普适性。除此之外,就事论事毕竟多是泛泛而谈,停留在对材料的浅层次论述,缺乏对材料进一步的拓展,内容单薄,思想不深。对于部分缺乏思维锻炼的学生不失为一种求稳的行文方式。对于要求更高的学生,则应明确把就事论事的写法作为针对特定材料的短期做法或是考场“头脑短路”时救场的无奈之举。

就事论事作为一种写作方式,同时也是处理新材料作文时慎熏保守的表现。尽管这种写法分值不可能高,但也不能一棍子打死。与之相对,推广、鼓励这种写法也不足取,毕竟从材料到观点所呈现的思想广度和深度也是考场作文考量的重要指标。

二、抽象概括上位概念,拒绝笼统

新材料作文不是随意从某处引用一些文字就可以命题的,其材料一般有较强的指向性,常蕴藏着特定的人生道理和社会话题。相较于可能浮于表面的就事论事,命题人和阅卷者更愿意看到学生能够从材料出发,找到这些有价值的道理和话题,书写有深度的文章。

文章无高下之分,考场作文则有分值之别。考场作文立意见真章、辨高下也不是什么秘密。于是,写好新材料作文必须拓宽、扩展、延伸材料以找到更好的观点:从纷繁的论述中理清主线,从实在的现象中抽取从属话题,从单一的表象中挖掘深意。这是重点也是难点,作文离题的乱象大抵发生在这个环节中。

众多审题方法、延伸路径都在探寻材料的特定指向和作文立意的范围。厘清这些纷繁的审题方法和延伸路径,大抵也是在“抵达”材料的上位概念的过程。所谓上位概念,就是把具体材料的“这一个”推演出的上层“这一类”。具体而言,就是事件属于什么性质,事实属于什么现象,讨论内容属于什么话题等。抽象概括出上位概念,相当于找到了材料讨论的外延,明确了承载的空间,将材料放同了讨论的坐标系。广东省2014高考作文阅卷组组长张玉金教授在分析当年高考作文时就明确指出:“‘含意’可以指上位概念或同一上位概念下的其他同一层次的相似事物。”

其实,我们通俗说的“写到点子上了”中的“点子”指的正是材料的上位概念。学生需把握好这个上位概念,才能获得进一步联系现实或者自身阅历的自。2013年重庆卷作文材料是:大豆难以引起食欲,且会使肠胃胀气。人们将其变为豆腐,易于吸收,可供烹饪多种美食。材料内容简单而模糊,不少学生难以下笔。其实,只需抓住大豆成为豆腐这一过程的上位概念即可,那就是变(变化、变形、转化)。当然,近几年的作文题日也凸显出对思辨性的考查。于是,不少材料的上层概念就不那么单一纯粹,而是具有浓厚的思辨色彩。2014年广东卷描述了这样的困境:黑白胶片时代照片少却常引起人们深情同忆,数码时代照片多却稀释了感情。这也直指“科技与生活方式”或“科技发展与人的情感体验”的纠葛。上位概念并非玄而又玄的说法。有时为了减轻审题难度和引导学生思维,上位概念就直接出现在材料中,也就是我们通常说的关键词。

概括出材料的上位概念,自然就不是流于表层,而是有深挖意识,应该是一种谨慎规范的延伸。至于怎样围绕上位概念来写,自然还要看功力。从学生的写作实践来看,学生即便具备了由实到虚、由个到类、由表层到深层的延伸意识,却仍然会出现失误。特别是从概括材料得到一个普遍的道理后笼统论述,不着边际。合理延伸新材料作文,是要在上位概念统摄下,不任意拔高,不笼统论述。总结起来,还有几点需要注意:一是同归材料,不宜转移。材料的上位概念囊括了材料,但毕竟包括了其他内涵。如果没有精确把握,则可能在论述中发生偏差。例如一则讲述“古村落消失和保护”的材料,可以从“保护古村落”这种行动推向“保护传统文化”这类现象。只是有些学生从我们应该保护民族的根本――传统文化,转向论述“人不能忘本”,这其实就是概念把握不准,存在偷换概念或视点转移。二是谨防空泛,不宜扩大。从材料中得出观点,行文围绕观点展开,这是一般的做法。问题在于,有些观点和话题过于宽泛,不接地气,不免丢失了材料的个性。2013年广东作文题就容易出现这个问题,富翁捐助自然是帮助的一种体现,但立意不能扩大到“帮助”层面,例如扶老人过马路,帮爸妈做家务,借同学一支笔等帮助举动,离材料就很远了。三是避免空泛,莫写话题式。材料作文与话题作文之所以不同,就在于材料不仅是一个引子,还是作文的隐线。在写新材料作文时,还采用话题作文的贴标签式写法,是忽略了材料的整体内容,是对材料的断章取义。2014年全国新课标卷Ⅱ,以“禁止喂食野生动物”的禁令为起点讨论“规则”这一话题,基本上是符合题意的,但就“禁令”论“规则”,没有触及材料所描述的人因喜欢而喂食这种“情(喜欢)与理(规则)”的两难,多少有些遗憾。

三、类比迁移同层事物,追求神似

对材料进行延伸,就是在“含意”层面进行加工。延伸时,可以纵向深挖,抽象概括上位概念,那么,也可以横向拓展,类比迁移同类事物。所谓类比迁移,是指在审题时恰当地推理、引申,得出合理的立意方向;也指相似联想或相反联想,生成丰富素材支撑观点,充实文章内容。类比迁移的过程,是由此及彼,由物到人,由单一到丰富,由简单到充分,由材料到现实,实现了材料平面剑立体的塑造。原材料的“所指”意图不能改变,考生只能在此基础上延伸…能纳入总轨道的“能指”联想,追求神似的类比迁移就是其中的关键一步。

将类比放在审题环节,就是将材料生活化、现实化,自然而然地得出观点。可以筛选、概括主要人物主要事件,适当类比延伸,迅速构造作文的框架。仍以2014年全国新课标卷Ⅱ作文题为例,材料中的一个角度是“喂食动物会使动物丧失觅食能力”,可以直接对应现实中“过分呵护孩子会使其难以成才”;材料也可以从这个角度来解读――“接受喂食的动物丧失了觅食能力”,则可以类比到“依赖父母难以适应社会”,也就是说“自立,才能更好地成长”。材料中的观点有时语焉不详,为将其明确化、清晰化,就需要这样进一步类比延伸。

化学新材料论文第2篇

关键词:新能源材料与器件;新能源材料概论;课程建设

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.

[3]安春爱,米晓云,柏朝晖.浅谈新能源材料与器件专业建设[J].长春教育学院学报,2012,28(6):107-108.

化学新材料论文第3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

[1] 禹筱元,罗颖,董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践[j].高教论坛,2010(1):24-25,39.

[2] 宋金玲,蔡颖,王瑞芬,等.材料化学专业人才培养模式的研究与实践[j].价值工程,2011:273-274.

[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.

[4] 郭琳琳.材料化学课程设置与教学初探[j].沧州师范专科学校学报,2010,26(1):115-116.

[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.

化学新材料论文第4篇

关键词:无机功能材料;教学;改革

中图分类号:G642.0;G642.3;TB34 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)05-0072-02 华南农业大学材料化学专业的培养目标是立足广东,面向珠江三角洲,培养掌握现代化学与材料学基础的基本理论和研究方法,具备新材料研究和技术开发能力,能在化学、材料科学与工程及其相关领域,从事新材料的设计、检测、研究、开发和管理等工作的高素质复合型人才。无机功能材料是具有特殊电、磁、光、声、热、化学以及生物功能的新型材料,既是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,又在农业、化工和建材等传统产业的改造方面起着重要作用。无机功能材料是华南农业大学材料化学专业的一门重要的专业课程。本文结合教学实际,从教学内容的更新、教学方法的探索和考核方式的改革等方面进行了有益的探索和实践,取得了较好的效果。

一、加强教学内容改革与优化,建立教学新体系

无机功能材料课程内容包括无机材料概论、晶态与非晶态结构、超导材料、压电材料、介电材料、半导体材料、红外材料、光导材料、变色材料、磁性材料、特种玻璃、生物功能材料、多孔材料等内容。在十多年教学中,通过精选教学内容,加强教学内容改革与优化,以“制备—结构—特性—应用”为主线,注重教学内容与学科发展前沿、现代生活和生产实际相结合,体现了授课内容的先进性、趣味性和实用性,提高了学生学习兴趣。

1.教学内容与学科发展前沿结合,体现先进性。紧跟学科发展前沿、瞄准研究热点是更新课堂教学内容的有效途径。在授课过程中,注重从国际和国内学术期刊中获得无机功能材料研究的相关信息,把研究热点与最具代表性的研究成果制成课件,展示给学生,使学生及时了解到最新的前沿知识,接触学术前沿领域,激发学生的求知欲望[1,2]。例如,在讲授压电陶瓷材料时,首先讲授传统的压电陶瓷,以PZT为基的二元系、三元系铅基压电陶瓷的制备、性能以及在国民经济和现代科学技术等方面应用;其次向学生介绍这类压电陶瓷中大量的铅在制备、使用和废弃处理过程中都会污染环境;最后介绍当前无铅压电陶瓷研究进展,包括BaTiO3基、BNT基和铌酸盐系等无铅压电陶瓷。讲授无机超导材料时,先介绍物质磁性的分类、磁性材料种类、特性和应用,再介绍当前磁性材料科学的研究热点——磁性半导体、分子基磁体以及同时具有铁电和铁磁双重性质的磁电复合材料。在讲授无机多孔材料时,介绍2012年发表在《Nature Materials》上的吸附二氧化碳的新材料NOTT-202a的结构、特性和应用前景[3]。通过学科研究前沿知识的讲授,体现了教学内容的先进性。

2.教学内容与现代生活实际结合,体现实用性。无机功能材料在日常生活中应用广泛。在课堂教学中,将教学内容与现代生活实际相结合,提高了学生的兴趣。例如热致变色材料是一种能对外界环境变化产生响应的新型智能材料,其中的无机低温热变色材料具有随温度变化颜色改变的特性,可将在商标、封签和票据上作特殊的标记进行化学防伪,用于冷冻食品、蔬菜和水果等各类食品适宜保存温度的指示,制作热变色家具、茶具和玩具,用于绘画、美术作品和广告中产生一些奇特的效果等[4]。变温磁性材料与家用电饭锅,压电材料与煤气灶和倒车报警器,变色玻璃与太阳镜,气敏陶瓷与煤气报警器,荧光材料与彩色电视机,红外材料与节水龙头,形状记忆合金与儿童矫牙,多孔材料与饮水机,无机纳米抗菌材料与保健鞋垫,超导材料与磁悬浮列车,吸波材料与隐身飞机,泡沫玻璃与新型节能建筑材料等知识的介绍,使学生感受到无机功能材料在生活中无处不在。这种理论联系生活实际的教学,增强理论课的实用性和趣味性。

二、加强教学方法和手段的更新,增强课堂教学效果

1.讲授与讨论相结合。在教师讲授的同时,开展课堂讨论式教学,既可以培养学生学习的主动性和分析问题的能力,又可以培养学生的创造性思维,从而有效地提高课堂教学质量[5,6]。本课程在教学过程中根据选课学生人数安排讨论课次数,采用方式为:首先教师提出若干个课题,如金刚砂的制备、结构和应用,无机超导体的种类、结构和应用,宝石中的化学以及气敏陶瓷的种类、特性和应用等;其次学生自由组合成2~3人小组,查阅文献和制作PPT;最后每个小组推荐一名成员上台讲授。从实施效果来看,这种课堂讨论教学改变了传统的以教师讲授为主和学生被动接受的教学模式,增强了学生学习的主动性,提高了学生查阅文献、PPT制作、语言表达和综合分析问题的能力,促进了教与学之间的互动,活跃了课堂教学气氛。

2.传统授课方式与现代教育手段相结合。将多媒体引入传统的课堂教学,是对传统的教学方式的继承、扬弃和补充,将抽象的知识直观化和形象化,激发了学生的学习兴趣,调动了学生学习的积极性[5]。例如在讲授超导材料时,先让学生观看磁悬浮现象的视频,通过提出问题“为什么磁性圆片在低温下会在金属圆片的上方悬浮起来?”引入讲授内容——超导材料,然后从超导现象,超导特性,超导材料的种类、结构及其在输电、电机、交通运输、微电子、电子计算机、生物工程、医疗和军事等领域应用进行讲授。在讲授发光材料时,先利用中山大学部级精品课程《综合化学实验》网络资源,让学生观看“化学发光材料制备”视频,了解化学发光材料制备过程、结构表征的方法和手段,观察发光现象。在讲授激光材料和压电陶瓷前,播放一段激光雕刻机制作葫芦工艺品和压电陶瓷的有关应用的视频。在讲授激光产生的机理时,采用动画展现“三能级系统”、“四能级系统”、粒子数反转和激光形成的过程。这种讲授与动画和视频的有机结合,收到良好的教学效果。

3.理论教学与实践教学相结合。近几年来,通过以下四个方面的实现理论教学与实践教学的有机结合:(1)设置无机功能材料课程的实验。实验教学是学生创新意识和创新能力培养的重要手段与途径[7],利用华南农业大学省级化学实验教学示范中心的有利条件,开设了溶胶—凝胶法制备纳米BaTiO3陶瓷粉体,微波辐射法合成磷酸锌,稀土发光材料的制备与发光性能等实验项目,提高了学生的实验技能。(2)组织学生参观相关企业。与深圳宝嘉能源有限公司,中山东晨磁性电子制品有限公司,佛山安亿纳米材料有限公司、东莞长发光电科技有限公司和广州台实防水补强有限公司等10余家企业建立了长期的产学研合作关系,通过组织学生参观,了解镍锌软磁铁氧体材料及器件、锂离子电池等无机功能材料的生产工艺和过程,增加了感性认识,加深了对理论知识的理解。(3)鼓励学生参与教师研究课题。近几年来,学生参与教师主持的含氮共轭聚合物与无机半导体杂化光催化剂的设计、制备与催化机理研究,双功能光转换剂的制备及其在棚膜中的应用研究,一维二氧化钛纳米管装载恩诺沙星纳米囊研制及缓释特性研究,季鏻盐类复合抗菌材料的制备和性能等多项省、部级及以上科研项目。学生通过参与教师的科研,了解无机功能材料研究的发展动态,开阔知识视野,增强学习和研究的兴趣。(4)指导学生申报大学生科技创新项目。课外创新活动是培养大学生创新能力的有效途径[8],近几年来,材料化学专业的学生获得了碳纳米管/聚N-异丙基丙烯酰胺智能复合材料的制备与性能研究,橄榄石纳米LiFePO4正极材料的模板法制备及性能研究,稀性二氧化钛纳米管的制备及其对农药降解的研究,水热法制备钬掺杂二氧化钛纳米管及其光催化性能研究,GeS簇/MOFs复合多孔纳米材料可见光催化还原CO2和H2O合成甲醇的研究,金属氧化物改性多孔碳球的制备、表征及其用于直接甲醇燃料电池的研究和竹炭为模板制备纳米钛酸锂负极材料及其性能研究等科技创新项目,增强了学生的创新意识,提高了分析问题和解决问题的能力。

三、加强考核方式的改革,体现考核客观性和公正性

为了体现客观性和和公平性,无机功能材料课程考核采取平时考核和期末考试结合办法。平时成绩占总评成绩的40%,主要考查平时作业、课堂教学参与、小论文撰写、PPT制作和课堂讨论讲授效果等。期末考试成绩总评成60%,题型包括单项选择、不定项选择题、填空题、专业名词英汉互译和简答题。其中前三项主要考核学生对无机功能材料基本知识的掌握情况,后二者考核学生运用知识的能力。

综上所述,通过10多年的探索和实践,无机功能材料的课堂教学取得了良好的效果。从学生评教结果看,2008~2012年得分均92分以上,位居学院专业课前列。学生主持与课程相关的大学生科技创新项目24项,公开发表相关学术论文50余篇,其中SCI和EI收录32篇。在今后的工作中,将不断深化课堂教学改革,加强实践环节教学,使无机功能材料课程的教学在培养适应珠江三角洲经济发展的材料化学方面高素质复合型人才发挥更大作用。

参考文献:

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[4]王海滨,刘树信,霍冀川.无机热致变色材料的研究及应用进展[J].中国陶瓷,2006,42(4):11-13.

[5]程顺有.实施启发式教学培养学生创新能力——以专业基础课程的“课堂讨论”为例[J].高等理科教育,2004,(3):87-90.

[6]王果.问题讨论式课堂教学法的探索与实践[J].高等农业教育,2008,(2):60-62.

[7]陈德碧,杨帆.应用型人才培养的实验教学改革实践[J].实验科学与技术,2010,8(4):42-43,133.

[8]黄朝晖,刘艳改,房明浩,等.基于大学生科技创新能力提高的材料专业教学优化实践[J].中国地质教育,2009,(1):124-126.

化学新材料论文第5篇

【关键词】材料化学 人才培养 课程体系

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:

[1]禹筱元,罗颖,董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践[J].高教论坛,2010,(1).

化学新材料论文第6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).

化学新材料论文第7篇

【关键词】高分子材料成型与工艺 微信 教学改革

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2017)06C-0078-02

高分子材料是化工产品的一个分支,是目前发展最快、应用前景最广且最具生命力的一类化工产品;高分子行业的迅猛发展,急需大量复合型人才。而大多数高校高分子材料专业的人才培养侧重在材料的合成等偏理论方面,对高分子材料加工成型为终极产品的工艺环节关注的程度不高。广西大学化学工程与工艺专业在化工材料加工工艺方面开设了系统的专业课程群,为“高分子材料成型与工艺”课程的设置打下了坚实的理论基础。然而,广西大学化学工程与工艺专业没有开设过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等高分子基础或专业基础课程,且该专业作为一个覆盖范围广泛的交叉的专业,开设的专业课程很多,所有的专业课程学时都高度压缩。在高分子材料理论知识缺乏、课程学时数少、无配套实验的背景下,本文从教学内容、教学方法、创新能力培养等方面对“高分子材料成型与工艺”课程教学改革进行探索。

一、教材的选用

广西大学化学化工学院“高分子材料成型与工艺”课程刚开设时,选用的教材是史玉升等编著的《高分子材料成型工艺》,学生通过学习可以掌握高分子材料的制备、性能、成型、评价及应用,全面系统地了解高分子材料成型技术的最新知识。教学过程中,学生反映这本教材的难度太大,因为“高分子材料成型与工艺”是一门专业技术课程,需在完成化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学、高分子物理和化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等基础理论课和专业基础课程后,对学生进行综合训练。

“高分子材料成型与工艺”课程是在大三第一学期开设的专业课,此时学生已经修完化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学等基础理论课,然而基本没有学过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等专业基础课,高分子材料方面的基础较差,加上这本教材讲述的理论知识较少,所以学起来较吃力。根据学生的反映,学院及时更换了教材,采用周达飞等主编的《高分子材料成型加工》“九五”重点教材,该教材高度概括了高分子材料的最基础的知识,对加工成型影响很大的高分子流变学基础知识进行较全面深入的介绍,全面介绍了高分子材料成型加工最常用的基本工艺,也兼顾了新技术和新方法,难度适中,得到学生好评。

二、教学内容的改革

高分子材料成型技术涉及化学、材料、材料加工、机械等多种学科,“高分子材料成型与工艺”课程是一门专业技术课程,需要广泛的理论知识基础。化学工程与工艺专业的学生基本无高分子材料理论基础知识,学习起来的确难度很大。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”这条主线展开教学内容,重点掌握三者的关系,强调成型加工对制品性能的重要性,这是本课程的主题思想,也是高分子材料的工程特征;选用“九五”重c教材《高分子材料成型加工》,充分利用国内外重要专业期刊了解行业最新动态,不断更新及补充教学内容,确保教学内容的先进性;在教学内容安排上,以高分子材料成型加工的大工程观点为着眼点,以宽专业为目标,概况高分子材料理论基础和概念(详细的内容指定参考范围让学生利用课外时间自学),从高分子材料的加工原理出发,着重对成型加工工艺进行讨论。从高分子材料的成型加工的共性出发,对模压、挤出、注塑及压延四大成型技术及工艺进行重点讲授,然后讲授塑料、橡胶及复合材料的成型特点和区别,对于一些新的成型方法,以及教材中未涉及而在一些科技文献中见报道的新的成型方法及工艺,教师建立了QQ群这样的交流平台,并将高分子领域权威的一些微信公众号分享到平台上,经常转发高分子材料国际国内的重要进展到平台,引导学生关注,激发学生的学习积极性,让学生以兴趣为导向自动组成兴趣学习小组的方式进行自学。笔者首先通过课内课外结合强化高分子理论基础与概念,对成型加工影响最大的流变性在课堂上进行详细介绍,而其他性能如稳定性、电性能、光性能等材料性能则作为课外学习内容,在有限的学时内,节选核心内容,把高分子材料合成、性能、加工及相互间的影响规律简要完整地介绍。比如教材中同一种成型方法按不同的应用体系分成很多小结,而教学过程中每种成型工艺仅以一种材料为代表来讲,但不同章节会选不同的材料体系来进行,比如讲橡胶的压延,那么注塑可能选塑料,而挤出可能选复合材料,这样来兼顾各类高分子材料的成型。

三、教学方法的改革

教学方法是影响教学目标是否能够实现、实现的程度和效率的关键。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程教学存在两个难点:一是许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程,这要求有实际感性认识和直观性;二是该课程的理论性和实践性都很强,如何在教学过程中实现理论与实际的结合,用理论来解释生产中的实际问题,或以具体实例来说明理论,促使学生真正掌握知识。针对这些问题,“高分子材料成型与工艺”课程在教学过程中对教学方法、教学手段进行了改革。

(一)现代化教学与传统教学相结合。“高分子材料成型与工艺”课程中许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程,这要求有实际感性认识和直观性,同时,该课程的理论性和实践性都很强。笔者根据所选用教材,利用PowerPoint加入声音、图像、动画、视频等各种多媒体信息,并根据需要设计各种演示效果,将抽象、生涩难懂的知识形象生动地展示给学生,激起学生学习的兴趣、吸引他们的注意力,大大加深学生对知识的理解和印象。由于化学化工学院缺乏相应的高分子材料成型教学设备,教学小组联系外界资源制作了几个基本成型工艺的微课,同时广泛收集案例、动画演示及成型录像,不断补充到授课内容中,让学生对高分子成型工艺及设备等有更直观的认识,对课件内容进行更新和完善,丰富课堂内容,加大课堂信息量,使学生获得对高分子材料成型加工的理性和感性双重认识,使教学达到事半功倍的效果。

同时,教师也要注意吸取传统教学中讲解的优点,将教师的语言、激情和应变能力体现在多媒体教学中,并用眼神、情感、心灵与学生沟通,必要时还要进行板书,让学生彻底把握一些关键问题。

(二)采用“任务驱动”教学法和启发式互动式教学。与传统的以教师为主体的“填鸭式”“灌输式”教学方式不同,笔者在部分知识点的授课中尝试采用“任务驱动”教学法,从传统教学的讲授、灌输和教师主宰课堂,转变为组织和引导;从单纯讲解转变为与学生进行适当的交流和探讨。笔者在讲述“高分子材料配方设计”这一章内容时,并没有按照书本来进行,而是布置了一道思考题“设计食品袋的配方”,让学生通过自学课本内容与上网查找相关知识等来完成这一思考题,并在学生完成后让他们用PPT来展示成果,通过讨论的形式与学生探讨了配方设计中的一些原则与内容。

启发式互动式教学强调先让学生积极思考,再进行适时启发;教师不仅要加强自身专业素养和知识积累,而且更重要的是建立师生互动的教学过程,并营造良好的课堂教学氛围,实现教学相长;教师注意自己角色的转变,良好的学习情境可使学生了解学习任务的必要性和与学习任务相关的学习信息,从而激发学习意愿和浓厚的学习兴趣;在教学过程中,对于重要的知识点,通过案例教学,与学生共同分析和讨论,启发学生进行思考,培养学生的创新能力。

(三)课堂讲授与问题讨论相结合。在教学过程中,始终围绕教学主线,但又避免单一过多地讲解相关理论,适时将高分子成型的基本理论与实际生活和生产相结合,与学生进行分析和讨论, 激发学生学习的积极性和主动性。以学生日常生活中常用的各种饮料瓶子和水杯等为例,分别介绍它们的主要原材料(PP、PC等)、配方和主要成型工艺(挤出吹塑成型、注塑吹塑成型、注塑成型、压制成型等),不同成型工艺生产的瓶子和水杯具有不同的特性,并纵向对比了各种成型加工方法、工艺及特点等,在讲述的过程中还给学生灌输了环保安全的意识。在讲述过程中,学生拿着各自不同的饮料瓶或水杯,或观察色泽、透明性,或捏捏比较它们的硬度,看看瓶底找找原材料的主要成分,相互还交换瓶子或水杯进行研究,课堂气氛非常好。课后学生反映通过使用这个具体的例子教学,让他们深刻地理解了原材料、配方、成型工艺等与材料制品性能的关系。此例子生动地体现了“高分子材料―成型加工―制品性能”这条高分子材料成型加工的主线,从而使教学内容由庞杂繁多变得简单易懂,通过理论结合实际,强化了学生的专业知识,教学效果甚佳。

(四)理论与实践相结合。“高分子材料成型与工艺”是一门理论性和实践性很强的课程,不仅要求学生尽可能地掌握每种加工工艺所依据的原理、生产控制因素以及在加工中高分子材料所发生的物理化学变化,熟知影响制品性能的各种因素,而且要学会选择和运用合适的加工O备、加工方法和加工工艺。笔者通过理论与实践相结合,将自己指导的一项专业实验项目设计为一个开放性的综合性的实验“高分子材料/阴离子型钙基膨润土功能材料合成与成型”,感兴趣的学生利用课余时间参与,让学生全面了解原材料、制备方法、工艺过程、成型加工方法等综合知识,并理解各种因素的变化对最终功能材料性能及结构的影响。这不仅激发了学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性和主动性,而且可使学生不仅获得理论的认识,更能获得感观的认识,进一步提高教学质量和学习效率。

【参考文献】

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化学新材料论文第8篇

摘要:材料是当今社会三大支柱产业之一,也是人类赖以生存和发展的物质基础,是人类进步的一个重要里程碑。新教材在高一教材中介绍了高温结构陶瓷、光导纤维、C60等新型无机非金属材料;在高二教材中介绍了金属陶瓷、超导材料等金属材料,功能高分子材料、复合高分子材料等新型有机高分子材料;高三教材中氯碱工业里新型的离子交换膜等。材料是科学技术的先导,没有新材料的发展,不可能使新的科学技术成为现实生产力。

展望世界未来的发展,经济学家认为:以知识为主要劳动生产资料的产业,将成为未来商品生产的主流。在知识经济的新时期里,为增强国力,化学课程需要用什么内容教育学生,应当实现什么价值,是规划二十一世纪中学化学教育蓝图必须回答的首要问题。本文结合高中化学新教材(试验本),从哲学价值论的观点,来研究高中化学教育里的价值定位问题。

1 非科学角度的化学教育价值观

按照教育价值的定义,化学教育价值有两种含义:(1)化学教育中的内蕴价值,它讨论社会对化学教育的需要或蓝图规划问题,化学教育应该在学生身上实现哪些价值,即化学教育的目标是什么,“教什么”。全日制高级中学化学教学大纲(供试验用)明确指出,全日制高级中学化学教学的目的是:“……。使学生进一步学习一些化学基础知识和基本技能,了解化学与社会、生活、生产、科学技术的密切联系以及重要应用,教育学生关心环境、能源、卫生、健康等与现代社会有关的化学问题;……培养他们的科学态度和训练他们的科学方法;培养和发展学生的能力以及创新精神……;进行思想品德和辩证唯物主义教育。”(2)化学教育的功能价值,它讨论怎样的教学活动才具有教育上的价值,即教师“怎么教”、学生“怎么学”才能使学生有效地获得化学教育中的内蕴价值。从化学教育的整体过程看,化学教育实践有活动目标和活动手段需要研究,所以必然包括化学教育的价值目标和价值目标实现的基本策略这两个价值子系统。

以上的化学教育价值分类只具有相对性,不应该绝对化。因为价值是客观的,是从主体和客体之间的供需关系中产生的,因而价值应是主观需要和客观可能的辩证统一。如在化学教育活动中,应根据化学教育的总体目标和学生的认知规律和知识水平,因人施教,因时施教,形成一定的目标递进层次结构。无论是在课程规划、教材编写、教法研究,还是具体的课堂教学活动中,都必须应用辩证统一的价值观,指导化学教育的价值活动。

2 高中化学新教材的价值取向分析

化学教育目标的确定,决定于化学教育的价值取向。而被教育者又是教育形式、方法所服侍的价值主体。所以,化学教育价值研究,成了化学教育理论与实践的必备基础。从八十年代以来,国际化学教育会议的研究主题就是强调化学教育的价值:(1)化学是未来世纪的中心学科;(2)化学教育要向公众普及,化学教育既包括未来化学家的教育,也包括非化学家的教育;(3)化学教育要联系社会;(4)化学教育要在能源、环境、材料以及生命科学中发挥重要作用。

就高中化学而言,我国传统的化学教育观认为:化学教育是培养具有化学专长的人才,仅关心提高课程内容的理论水平,和化学学科知识技能的传授,而不考虑大多数人提高化学素质的需要及创新能力的培养,致使大多数人学了化学用不上或不会用。他们缺乏化学的综合素质和创新意识,不了解化学与社会、化学与材料、化学与能源、化学与环境、化学与生命科学等的密切关系。《全日制普通高级中学教科书(试验本)化学》(以下简称新教材)在改革化学学术性课程的同时,更强调了社会、生活、生产、科学技术的创新对化学的需要,体现了由纯化学学科走向应用技术与化学相结合的现代化学教育价值观。因此,新教材的化学教育目标,不仅限于培养继承传统化学知识技能的人,更包括了提高全体公民的素质,培养学生的创新精神和实践能力,最终达到提高综合国力的目的。为此,高中化学新教材在价值定位上做了几项重要改革:

1 化学与新材料、新技术

材料是当今社会三大支柱产业之一,也是人类赖以生存和发展的物质基础,是人类进步的一个重要里程碑。新教材在高一教材中介绍了高温结构陶瓷、光导纤维、C60等新型无机非金属材料;在高二教材中介绍了金属陶瓷、超导材料等金属材料,功能高分子材料、复合高分子材料等新型有机高分子材料;高三教材中氯碱工业里新型的离子交换膜等。材料是科学技术的先导,没有新材料的发展,不可能使新的科学技术成为现实生产力。通过对新材料的学习,使学生明确学习化学的目的,提高学习兴趣。

2化学与能源

能源也是现代社会三大支柱产业之一。随着人类经济活动的日益增大,人们对能源的需求急剧增加。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一,研究化学反应中能量变化具有非常现实的意义。高中化学新教材首次在化学教学中渗透了能量观点,如,在高一化学第一章里提出如何提高燃料的利用率,开发新能源等与社会相关的问题。在卤素中新增了“海水资源及其综合利用”,在几种重要金属中增加了“金属的回收和资源保护”,在原电池一节介绍了化学电源和新型电池等。化学与能量、能源观点的建立,不仅仅是为了教育学生节约能源,树立环境保护意识,更侧重培养学生创新意识和创新能力,增强社会进步责任感。尤其是在第二轮新教材改革中增加了一些开放性问题的研究,有利于培养学生的创新能力、实践能力、团结协作能力等。

综上所述,面对知识经济的挑战,联系当前社会发展的实际,对于化学教育价值的研究投以探索的目光,是组建化学教育价值体系的一种科学方法,对研究化学教学的观念、模式以及改革有着重要的指导意义。学校里的化学教育,无论是从理论还是从实践的角度来看,都是一个大型的人文系统工程。按照系统论的观点,它应该包括价值目标、时空环境、价值手段、过程监控和评估反馈等结构环节。以上仅是从高中化学新教材的价值目标和价值手段上进行的一些粗浅的探讨,不足之处,敬请斧正。

参考文献:

化学新材料论文第9篇

关键词:《功能材料》;教学改革;创新教育

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)51-0083-02

研究生教育是我国高等教育的重要组成部分,创新能力培养是研究生教育的核心。教育部早在2003年就开始制定实施“研究生教育创新计划”,加强研究生培养体系、课程教学和教材等建设工作,逐步建立有利于培养研究生创新精神、研究能力的机制,提高研究生培养质量[1]。近年来,高校也在深入开展以提高研究生创新能力为核心的研究生教育教学改革。

课程学习是我国研究生培养过程的重要环节。教育部的《关于改进和加强研究生课程建设的意见》,强调要更好地发挥课程学习在研究生培养中的作用,研究生课程体系应以能力培养为核心,以创新能力培养为重点。因此,从培养研究生的创新能力出发,课程教学必须注重研究生创新能力的培养[2]。作为一名研究生课程授课教师,应更新教育观念和教学内容,开展教学方法改革,探索研究生课程教学的新思路[3]。本文基于研究生专业课程《功能材料》的教学实践,分别从教学内容、教学模式及考核方式等方面进行探索。

一、优化教学内容,注重创新能力培养

《功能材料》是材料科学与工程专业研究生的专业必修课之一。《功能材料》内容涵盖面广,多学科交叉融合,包括电子材料、磁性材料、声学材料、光学材料、生物材料及各种功能转换材料。高校材料类本科专业基本上会开设功能材料及相关专业课程,教学内容包括各类功能材料的组成、结构、性能及应用这条主线,但以掌握基本知识、基本理论为教学目标。目前,很多高校开设的研究生《功能材料》课程的教学大纲及教学内容,绝大部分是按照金属功能材料、无机功能材料和功能高分子材料三大类,来讲授各类功能材料的组成、结构、性能及应用等内容,只是应用部分的比重略有增加,这在教学内容上容易与本科教学内容造成重复,缺乏研究生创新能力的培养。因此,优化教学内容,讲授近年来迅速发展的新型功能材料,结合科研成果案例教学,将有助于研究生创新能力的培养。

1.由于本课程的学生是材料专业的硕士研究生,在前期已经学过如《材料科学基础》、《现代材料分析方法》、《材料结构与性能》等专业基础课程,了解和掌握有关功能材料的组成、结构、性能等基本知识。因此,研究生《功能材料》课程的教学内容应将金属功能材料、无机功能材料和功能高分子材料中的经典功能材料与当前研究热点的功能材料相结合,在简要介绍组成、结构、性能方面的基本知识的基础上,重点介绍材料选择与设计、制备技术与功能材料的性能及应用间的相互关系,强调材料的选择、设计和制备技术对功能材料实际应用的重要性。这样,课程教学内容既可引导学生把握功能材料领域的学术研究前沿,提高创新意识,同时也会兼顾功能材料的基本知识的巩固。

2.由于本课程教学课时只有32学时,在教学内容的安排上,针对当前研究热点,结合本校材料专业的研究方向,主要聚焦在新能源材料、环境材料、生物医用材料等,所以重点把新能源材料、环境材料、生物医用材料等专题分别设章进行介绍,将各专题的最新科研成果和最新进展充实到教学内容中,使学生了解科技前沿,激发学生科研创新兴趣。例如,石墨烯,由于独特的高导电、高导热、高强度、轻质等特性,在新能源、环境、生物医学等领域,有重要的应用潜力。此外,功能材料的3D打印,也是目前的研究热点。因此,在讲授石墨烯材料时,结合3D打印技术,对最新发表的关于3D打印石墨烯及器件制备的文献进行介绍,引导学生讨论石墨烯3D打印技术在电池、电容器等储能器件制造上的前景及研究思路,有助于培养学生的科研兴趣和创新能力。

二、融合多元化教学模式,启发创新思维

教学方法和手段的改革,是研究生创新能力培养的关键。良好的教学效果,不仅与教师的讲授技巧有关,更重要的是需要在教学方法和手段上进行多元化融合,激发学生学习兴趣。通过讲授功能材料领域的最新科技前沿,将学生学习功能材料的思维推向应用,把新方法、新技术、新热点、新问题等加入课程教学中,引导学生积极思考和探讨,以启发思维、训练能力。因此,为了有效达到教学目的,本课程将多种教学方法和手段进行融合探索。

1.通过科研与教学的有机结合,培养学生的创新思维和科研能力。本课程的教学团队都是科研第一线的教师,从事功能材料领域的不同研究方向的科研工作。因此,每位教师分别讲授各自擅长领域的教学内容,将各自的最新研究成果作为科研案例,穿插在教学中,丰富教学内容。而且,本校每个学期都设有材料创新讲坛,邀请国内外在功能材料领域的知名学者来校讲座。根据讲座内容,将1~2场材料创新讲座纳入本课程的教学内容,鼓励学生积极交流与讨论。将科研与教学实现有机结合,通过展示教师的科研创新成果,交流如何提出科研创新课题等,不仅会使学生接触到功能材料领域的研究前沿和热点,而且也会激发学生的科研兴趣,引导他们在学习过程中勤于思考,启发科研创新思维,为创新能力和科研能力的培养创造良好氛围。

2.开展以研究热点为主题的课堂讨论。通常,学生对热点问题和最新研究成果比较关注和感兴趣。教师在讲授每个专题时,都要适当引入本专题方向的研究热点和最新研究成果,进行课堂讨论。教师在上一堂课结束时,将讨论主题布置给学生,让学生对讨论主题提前搜寻资料,有所准备,训练学生的自主学习能力。通过专题的课堂讨论,培养学生独立思考、分析问题及交流、表达等能力。

3.培养学生自学能力及文献综述能力。自学能力的培养,对提高学生独立思考和创新能力非常重要。研究生可以通过课程学习、导师指导等环节提高分析、解决问题的能力,但在独立开展科研及学习新知识时,往往需要自学。由于本课程的教学内容安排是在课堂教学过程中,重点讲授材料选择与设计、制备技术与应用的相互关系及最新科研成果,其他关于材料结构和性能等知识需要通过自学完成。此外,类似专题的课堂讨论等教学互动环节,需要学生通过课后进行文献检索和自学文献、资料等来完成。文献综述能力是研究生创新思维和科研能力培养的重要方面。通过文献综述,学生可以全面了解和掌握某个研究领域或研究方向的现状,思考发展趋势,是开展科学研究最为重要的一步。因此,本课程在学期末设置文献综述环节,布置文献综述任务,要求学生通过文献查找、阅读、总结、撰写等完成综述小论文,培养自学与文献综述能力。

4.全英语教学,培养学生外语学术交流能力。目前,教育部积极鼓励教师开展双语和全英语教学活动,培养学生运用外语的能力,提高国际化教学质量[4]。研究生是开展创新研究的主体之一,了解与把握研究领域的发展,需要通过阅读大量外文文献和资料,而且,国际学术交流也是提高科研创新能力的途径之一。

在国内研究生的培养过程中,学生在外语读写方面的训练较多,而听说能力相对较弱。因此,为培养学生的全英语学术交流与表达能力,本课程采用全英语教学。全部制作英语PPT课件,讲授过程中采取预先发给学生课件和外文资料,让学生能够课前预习,熟悉课堂教学内容及生疏的专业词汇,避免学生在课堂上跟不上教师全英语讲授的节奏。但对比较难理解的知识点,适当辅以中文讲解。在课堂提问及课堂讨论环节,鼓励学生采用英语回答和讨论,训练英语表达能力,培养学生的英语学术交流能力。

三、完善课程教学考核方式,引导学生创新能力的培养

本课程比较注重学生创新思维和创新能力的培养,传统的闭卷考核方式显然不适合研究生的培养。为此,课程教学考核方式应将教学过程中的提问、专题讨论等过程性评价与期末文献综述评价相结合,把撰写文献综述、汇报答辩与交流讨论作为考核的重要形式。特别是期末文献综述评价,在教学过程中,列出若干热点问题,由学生自主进行文献检索、阅读资料,撰写综述。期末采用英语多媒体答辩方式对文献综述进行汇报,全面训练文献查阅、归纳总结、文字与口头表达及英语学术交流能力,加强学生的创新能力培养。

忽视课程教学环节中研究生创新意识与创新能力的训练,是导致研究生创新能力不足的一个重要原因。专业课教学是创新人才培养的主渠道之一,对创新能力的培养至关重要。因此,本课程在教学内容、教学模式和教学评价方式等方面进行探索,以引导学生自主学习,加强创新意识和创新能力的培养。同时,提高课程教学质量,教师要不断学习,提高自身创新能力,在科研第一线开展创新科学研究,让科研反哺教学。

参考文献:

[1]张来斌.认清形势,把握关键,大力推进研究生教育改革创新[J].学位与研究生教育,2010,(1):58-60.

[2]朱钰方,朱敏,何星.研究生“生物材料学”课程教学改革初探[J].上海理工大学学报(社会科学版),2014,36(4):387-390.

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