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第1篇：材料化學教學范文

一、無機材料化學的學科特色

材料是人類文明的物質基礎和先導,是直接推動社會發展的動力?；诓牧蠈ι鐣l展的作用,人們將信息、能源和材料并列為現代文明和生活的三大支柱。在三大支柱中,材料又是能源和信息的基礎。新材料既是當代高新技術的重要組成部分,又是發展高新技術的重要支柱和突破口。伴隨著信息時代的來臨和材料設計、制備及加工的信息化處理,世界各國都將目光轉向具有“高、精、細”特征的新材料萬面,我國也將新材料作為重點發展的行業之一。鑒于此,國家中長期科學和技術發展綱要(2006年-2020年)將新材料技術列為前沿技術,提出新材料技術將向材料的結構功能復合化、功能材料智能化、材料與器件集成化、制備和使用過程綠色化發展;要突破現代材料設計、評價、表征與先進制備加工技術,在納米科學研究的基礎上發展納米材料與器件,開發超導材料、智能材料、能源材料等特種功能材料,開發超級結構材料、新一代光電信息材料等新材料。這一切都預示著材料科學正經歷著一次重大的變革。因此,加強材料科學領域創新人才的培養是時代的要求。

無機材料化學是材料化學家從材料科學、材料工藝和技術的角度出發,把固體物理、固體化學相關理論和工程方面有關無機材料研究的化學內容集中起來,加以分析、綜合和提高而形成的一門獨立學科。[2]無機材料化學研究的范圍非常廣泛,包括材料相關的基本概念和理論、制備原理、結構表征、重要的材料類型及其相關性能等多方面的內容,涉及了固體物理、固體化學、材料科學等學科的相關理論,是一門典型的交叉性學科。進入20世紀90年代以來,材料科學技術的發展異常迅猛,材料科學與生命科學、信息科學、環境科學等共同構成了當代科學技術的前沿。展望21世紀,材料科學技術研究開發的前沿有微電子材料、新型光電子材料、稀土功能材料、先進陶瓷材料、高溫超導材料、納米材料等,[3]這些都屬于無機材料化學的研究范疇。因此,無機材料化學又是一門具有前沿性的學科?；趯W科背景和課程特點,我們在大連理工大學教改項目的支持下,以提高教學質量、培養學生的創新能力為主線,以建設精品課程為目標,進行了一系列教學改革和研究。

二、教學內容的選取

高等學校教學中教材內容的陳舊是影響創新型人才培養的突出問題,也是高校課程改革的重點。目前,高校教材內容不能適應現代化人才培養的需要,內容的先進性方面不能適應科學技術飛速發展的要求,不能適應知識經濟時代創造型人才培養的要求。[4]特別是面對具有前沿性特點的材料化學,教材的內容相比速增長和更新的新材料來說,嚴重滯后。而要培養創新型人才,掌握最新的科研成果對于激發學生的創新思維非常重要。[5]向學生講授科學前沿知識可以激發學生們的求知欲,為他們提供一個創新的空間,使學生能夠近距離地感受創新的價值和創新帶來的激情。因此,挑選合適的教材是非常重要的。我們挑選了北京大學林建華、荊西平編寫的《無機材料化學》。該書將無機材料化學中重要的基礎問題做了全面的討論,這本教材最大的特點在于它介紹了無機材料化學領域的最新進展,并附有近期發表在國際主流期刊上的相關文獻,整本教材體現著材料科學、化學和物理等學科交叉與滲透的特點。如果學生對教材中的某些前沿內容感興趣,可以在教材中找到相應的參考文獻,在圖書館下載后仔細閱讀。

課堂上僅傳授知識是遠遠不夠的,教學內容還要有一定的探索性,能讓學生有一定的思考空間。教學中,我們發現學生對來自科研一線的事例非常感興趣。因此在課堂上,我們以自身科研成果豐富教學內容,結合自身科研經歷令課堂生動有趣,深化了教學效果。我們經常把自己在科研工作中的體會、最新科研成果轉化為教學內容,設計一些開放式的問題與學生探討,自覺地把創新意識、創新能力的培養融入課堂教學之中。我們還結合相關的教學內容,穿插講解一些科學方法論的知識,培養學生的科學精神。例如,在講到固溶體合金的形成規律時,我們向學生講述了現代物理冶金學重要創始人William Hume Rothery在聽力完全喪失、健康狀況非常不佳的情況下,憑借堅強的毅力和非凡的生活熱情,在異常簡陋的工作條件下,開創性地提出了著名的Hume Rothery準則。這位杰出的科學家一生始終以樂觀向上的生活態度,堅持不懈地勤奮工作著。學生們紛紛為Hume Rothery的人格魅力而傾倒,希望自己也能投身科學,在某一領域取得杰出成就。我們經常把本學科碰到的難題以及學科前沿的問題向學生進行適當的介紹,激發學生的民族自豪感,培養學生的創新思維和探究精神。例如,在講到第八章電介質材料時,我們將著名納米科學家王中林發表在《科學》上的氧化鋅“納米發電機”一文介紹給學生。在講到第九章超導材料時,我們向學生們介紹了我國在超導材料的研制上一直處于國際領先水平,特別是2008年我國在高溫超導研究上取得重大突破,發現了一類新的高溫超導材料———鐵基超導材料,在全球范圍內掀起了超導材料研究的新熱潮,并介紹了鐵基超導材料的結構和性能。在講到第十二章發光材料時,我們向學生介紹了大連路明集團開發的“水立方幔態LED”在研發、制造、安裝中創造的7項“世界第一”。這些事例大大激發了學生學習相關章節內容的興趣,同時也培養了學生的民族自豪感和投身科學的信心與決心。實踐表明,將科研引入教學過程,有力地促進了學生對知識的掌握和能力的提高,促使學生形成了正確的科學精神和科學態度,大大提高了教學的實際效果。

三、教學方法的改革

教學手段和方法是提高教育質量非常重要的一個方面。傳統的教學方法以教師為主導,以傳授知識為目的,往往采取灌輸式教學方法,在很大程度上忽略了學生的主體地位和創造性,學生被動地接受知識,學習積極性不高,教學效果不理想。要改變過去那種單純傳授專業知識的教學方法,把培養學生的創新能力和創新意識作為教學工作的重點,我們必須對原有教學方法進行改革,采取多樣化的教學手段激發學生的學習興趣。

本課程的特點是知識點多而且分散,學生容易只見樹木、不見森林。為此,我們理出了一條課程主線,向學生清晰地展示各章節的作用以及章節之間的聯系(如圖1)。我們力爭做到講課內容少而精,重點突出,主次分明,出現在不同章節但內容相關的部分放在一起講解。例如,與Fermi面附近的能態密度相關的性質有金屬材料的電子熱容和Pauli順磁性(第四章)、金屬材料的電導率(第九章)、超導材料的臨界溫度(第九章)等,將這些知識點放在一起進行對比和總結,學生對Fermi能級的概念就會有非常清晰和深刻的認識。課程教學的重點在于使學生掌握該學科的思維方式和研究方法,給學生留有思考的足夠空間,能從多角度理解基本原理。古人云“授人以魚不如授人以漁”,這里強調的就是教授學生學習方法的重要性。[6]材料的組成和結構決定了其物理性質,這是材料化學的核心和基礎。將鈣鈦礦材料的結構(第三章)和其鐵電性質(第八章)結合起來講解,學生不僅對該類材料的結構和特殊的物理性質有了深刻的認識,更深化了對結構-性能關系的理解,掌握了該課程的學習方法。

在實踐中,我們采取了傳統教學與多媒體教學結合、自主學習與協作學習結合,基于問題學習、基于案例學習、研究型學習等多種形式的教學策略,提高了學生學習和思考問題的效率。實踐表明,適度使用多媒體教學,將材料實際應用的照片、材料加工制作過程的視頻等圖片影視資料生動地展示給學生,能為教學過程提供豐富的感性材料,豐富課堂教學內容。鑒于新材料的發展日新月異,每天新概念、新構想、新方法都在不斷涌現,我們在課堂上及時地將與課程內容相關的最新文獻介紹給學生,課堂教學結束前提出下次課程內容的前沿課題,讓學生在課前完成對這一前沿課題的研究報告。這樣一方面可以使這些學有余力的學生接觸到材料化學領域的最新研究進展,培養他們對教材內容的興趣并找到自己的科研興趣,另一方面可以讓學生看到自己知識結構的不足,在學習中自覺地去完善自己。與此同時,這也鍛煉了他們查閱文獻和英文閱讀的能力,為將來進行專業科學研究奠定了一定的基礎。通過一個學期的嘗試,我們感到教學效果非常好,學生經常在下課后圍著教師交流,提出各種材料學領域的前沿問題與教師探討。有幾個表現突出的學生已經進入到某些課題組,開展創新實驗了。另外,在課堂上,我們結合自己的科研實踐,提出開放式的與課程內容相關的問題,讓學生思考和回答。我們鼓勵學生提出不同的見解,這樣就增加了師生互動,活躍了課堂氣氛,提高了學生的學習興趣。我們將本課程教學方法作一總結列于表1中。

四、實驗教學方案設計

第2篇：材料化學教學范文

論文關鍵詞：材料化學專業實驗，實驗教學，探索

材料化學是一個理工結合、學科交叉的新興學科，在信息、能源、環境、航天等前沿科學領域起到越來越重要的作用。目前, 許多高校設置了材料化學專業實驗, 我們根據我校辦學經驗和實際條件,并結合蘇州經濟社會發展對人才的需求，建立了與之相適應的培養目標及專業實驗內容。為了讓學生了解先進的材料合成與制備方法，掌握高技術材料性能的最佳測試技術，具體設置了材料合成與加工和材料性能測試相結合的專業實驗教學大綱[1-2]。本文結合我們的教學實踐過程，談一下材料化學專業實驗教學過程中的一些做法和體會。

重視實驗室建設，保證教學質量。實驗室建設主要包括兩個方面，硬件條件和軟件條件。具體的說，硬件條件包括實驗室基礎設施建設，實驗儀器和大型設備的購置等等；軟件條件包括實驗教學大綱制定優化，教師隊伍思想道德素質，教育教學能力等方面的建設。具備優良的實驗室硬件條件和優秀的教師隊伍是保證教學質量的必要條件。

1．實驗室硬件條件建設

必要的基礎設施和優良的實驗條件，是順利開展實驗課程，保障實驗室安全的先決條件。我校材料化學專業的實驗室面積達到500 m2，實驗室分為材料合成實驗室和材料性能測試實驗室兩部分，主要承擔了材料化學專業的專業實驗和本科畢業論文等教學任務。

隨著現代化儀器技術的高速發展化學論文，培養掌握現代化測試技術的人才是社會發展的迫切需要。為此，我?；ù罅庖M了一大批與材料化學專業有關的先進測試儀器，并為材料化學專業開設了現代分析與測試實驗課程，主要目的是引導學生全面熟悉和系統掌握測試材料的常規科研方法，包括紅外光譜、紫外分光光度計、熒光分光光度計、熱分析儀、比表面儀、納米粒度儀、電化學分析儀等儀器多種測試方法的介紹和使用，這些儀器偏向于基礎化學性質研究，它有助于學生掌握材料的各項微觀性能。

同時，我們還開設了用于研究材料電學、硬度、力學等性質測試的實驗。實驗儀器包含了納米Zeta電位測試儀、體積電阻測試儀、簡支梁試驗機、布氏硬度計、電熱平板硫化機、單螺桿擠出機、桌型老化試驗機、氧指數儀等大型儀器。學生在學校里熟悉了這些儀器的操作和使用以后，我們還會積極聯系一些相關的單位，引導學生到企業進行相關的實習操作，使學生能夠將學到的理論知識和具體實際相結合。

2．實驗室軟件條件建設

軟件條件建設的主要摘要對教學內容深入了解，合理組織編排，采用合適的教育教學手段，與同學多做交流，不斷總結教學過程中發現的優缺點，找到最佳的傳授知識手段。

2.1 緊跟專業方向特色，制定實驗教學大綱

材料化學專業實驗從大三開始開設，此時學生以及通過前兩年的基礎實驗課程的學習掌握了實驗的基本操作技術，更容易接受一些較為專業，相對復雜的實驗項目，同時也要緊跟材料化學專業的專業方向特色，這就成了我們在制定實驗教學大綱時的宗旨。

我校的材料化學的專業實驗分為高分子與無機兩個方向論文格式。我們根據理論課與實驗課相銜接的原則，通過開設一些與高分子物理，高分子化學，無機功能材料等課程相關的典型高分子和無機材料合成實驗、性能表征及加工修飾實驗，加大對學生動手能力的培養力度，使他們對高分子材料研究領域有更深一步的體會，對高分子材料制備工藝、組成、結構與性能之間的相互關系及其規律有更加明確和深刻的認識。

2.2 精心選擇實驗，合理編排順序

我校根據材料化學的專業背景和培養目標，對材料化學高分子方向的實驗總共安排8個實驗，其中6個為必修實驗，2個選修實驗從教學大綱中的14個實驗中根據實驗需要選取。8個實驗中有材料的合成實驗，也有材料性能加工測試實驗化學論文，安排實驗順序時我們依據連貫性的原則，盡量使兩個甚至三個實驗能夠串聯起來，形成一條鏈，例如，我們通過“聚乙烯醇縮甲醛(PVF)膠黏劑的制備及性能測定”這個綜合性實驗，學生可以掌握聚乙烯醇與甲醛在酸性條件下發生縮合反應的基本原理，以及縮合反應的具體實驗技術，最后收集到的產物我們可以作為下一個實驗“GPC法測定聚合物分子量及分子量分布”的一個輔助測試原材料，學生可以進一步了解凝膠滲透色譜的基本原理，掌握GPC法測定聚合物分子量及分子量分布的實驗技術及數據處理。這樣的實驗安排有利于將各自獨立的單個實驗有效的串聯起來，增加實驗的綜合性，更加有利于學生以后從事科學研究思路的培養，提高學生分析、解決問題的能力。

2.3嚴格考核制度，提高學習效果

只有嚴格要求學生，規范考核制度，才能有效的提高學生的學習效果和學習積極性。我們的教學與考核方式采取實驗預習報告、實驗操作技能和實驗報告綜合評價的辦法，即實驗前，試驗中，試驗后這樣一個辦法。實驗總成績采用百分制記分，預習報告占總成績的30 %，實驗操作技能考核占總成績的30 %，實驗報告占總成績的40 %。只有嚴格要求學生寫實驗預習報告，他們才會去查閱本實驗相關的文獻資料，對實驗機理、實驗步驟有相當程度的熟悉和了解，尤其對于一些設計性實驗，會對實驗的設計方案有更多更好的想法與思路，同時也增加了學生做實驗的樂趣性。在實驗的進行過程中，老師對實驗的過程進行指導和監督，對學生提問，考核學生對實驗的認識與理解程度，并予以打分。最后，實驗報告綜合反映了學生對實驗的理解，數據處理等的完成情況化學論文，也是評價學生學習效果的一個重要因素。

2.4 加強師資隊伍建設，提高教師素質

具備一只優秀的教師隊伍是保障本科教學質量的基礎和前提。我校材料化學專業實驗指導教師和實驗專職教師共計5人，其中教授2人，博士3人，碩士2人，已經形成了一支年齡、學歷結構較為合理的實驗教學隊伍。實驗專職教師實行坐班制，負責實驗室相關儀器的日常管理和養護工作，根據實驗教學大綱安排實驗教學進程表。我們嚴格要求實驗教師認真備課，每個實驗項目開始前都要做預實驗，對實驗中可能出現的各種現象和各種注意點都記錄下來，對于一些實際的樣品，測出準確的數據，做到心中有數。實驗教師在實驗指導過程中要充分調動學生的積極性,激發學生的潛能。激發學生的潛能可以有很多方法,比如說改進實驗方法,改變原料配比,改變模具形狀,改變測量方式等等,都是很好的嘗試[3]。教師的業務水平直接影響到實際的教學效果，所以教師在平時的教學過程中要注重積累，努力提高自身各方面素質。

第3篇：材料化學教學范文

本課題分為兩部分.第一部分從日常生活用品很多是用金屬材料制成的入手，說明金屬材料包括純金屬和合金兩類，并從社會發展的歷史說明鐵、銅、鋁及其合金是人類使用最多的金屬材料.教材注意聯系學生的生活經驗，配合實物照片介紹了金屬具有金屬光澤，能傳熱、導電，有延展性等重要物理性質，同時采用列表的方式，給出了一些常見金屬物理性質的數據，為如何利用金屬的物理性質提供了重要依據.教材把重點放在“討論”及對物質的性質與用途關系的了解上，注意培養學生綜合分析問題的能力.

第二部分重點介紹合金.教材用廚師在炒菜時常會在菜里加入各種調料以改善菜的色、香、味的事實作比喻，說明在純金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，可以制得與純金屬性質不同的合金，如生鐵和鋼等，這些合金具有某些比純金屬更好的性能.教材接著通過實驗讓學生親身體驗合金與純金屬性質的不同，了解為什么合金比純金屬具有更廣泛用途的原因.教材以列表的方式簡略地介紹了一些常見合金的主要成分、性能和用途.教材還介紹了21世紀的重要金屬材料――鈦和鈦合金，連同在“化學 技術 社會”中介紹的高新科技的內容――形狀記憶合金，在一定程度上體現了21世紀金屬材料的發展趨勢，有利于拓寬學生的眼界.

二、教學過程

投影展示生產、生活中金屬制品的圖片.

學生看圖、思考.

提問圖片中的制品主要由什么材料制成？

講解金屬材料包括純金屬以及它們的合金.

展示本節課的知識要點

根據生活經驗，你所知道的金屬有哪些？你見過哪些金屬制品？請完成下表.

我所知道的金屬…我所見過的金屬制品…學生聯系生活和所學化學知識，完成表格.

小結：金屬的種類有很多，而我們最常見的金屬有鐵、鋁和銅.

設計意圖創設情景，增加學生的信息量，讓學生了解金屬材料在高新技術、國防建設、美化生活中的廣泛用途.

加深學生對金屬材料的認識，讓學生感覺到我們的生活離不開金屬材料，并培養學習興趣.

投影展示銅和鐵是人類使用較早的金屬，我國勞動人民在商代就制造出精美的青銅器，春秋戰國時期就會冶鐵和煉鋼.鋁的利用要比銅和鐵晚得多，那僅僅是100多年前的事情.但由于鋁的密度小和具有抗腐蝕等優良性能，現在世界上鋁的年產量已超過了銅，位于鐵之后，居第二位.

設計意圖歷史介紹.

下面我們就以銅、鐵為例，來對金屬的物理性質進行探討.(投影探究活動的主題)

1.觀察它們的顏色和光澤.

2.感覺一下同體積不同金屬塊的質量大小，由此判斷它們的密度大小.

3.試試不同金屬片是否容易被彎曲、折斷，并感覺它們硬度是否相同.

4.用電池和小燈泡等試試他們能否導電，并比較燈泡的亮度是否相同.

5.用手拿著金屬片的一端，在酒精燈火焰上方烘烤它的另一端(注意：時間不要長，防止燙傷)，試試它能不能傳熱. 分組實驗 使實驗探究更有針對性，目的性.加強學生動手能力及合作精神.體驗科學發現的過程，嘗試探究成功的快樂.

分組進行活動與探究、完成報告、交流討論；教師巡視.

實驗現象說明金屬具有什么性質舉例說明該性質的用途實驗一實驗二實驗三實驗四實驗五學生完成報告交流討論.

設計意圖培養學生表達能力、分析能力.強化評價功能，通過評價，拓展學生的思維空間.

教師板書.

實驗1的結論金屬都有顏色、有光澤.

實驗2和實驗3的結論不同金屬的密度、硬度不同.金屬常能被彎曲，而且不易折斷.

實驗4的結論金屬具有導電性，不同金屬的導電能力各不相同.

實驗5的結論金屬具有導熱性.在學習《酸堿鹽》時，我就采用激趣引入：“一日三餐，我們離不開食鹽；改良土壤酸性，少不了熟石灰；化學實驗，常用到酸、堿、鹽.”之后告訴學生，我們已經感受到了酸堿鹽的廣泛應用.在講《二氧化碳和一氧化碳》時，對二氧化碳的密度、溶解性、是否支持燃燒及是否與水反應的學習，是讓學生先猜想，再通過教師演示實驗及學生分組實驗探究來驗證其猜想.課堂上將雪碧碳酸飲料振蕩后打開瓶蓋，觀察到冒出很多氣泡后，將氣體通入澄清石灰水，發現石灰水變渾濁.提出問題：為什么碳酸飲料會產生CO2？CO2如何檢驗？從而明確CO2與石灰水反應的原理，得出CO2檢驗方法，從生活走進化學.通過學生熟悉的碳酸飲料來探究物質的性質，調動學生的學習興趣，培養學生分析推理能力.展示細銅絲、薄銅片等.

介紹抽成細絲的性質為延性，打軋成薄片的性質為展性.金屬的延展性決定了金屬一般具有良好的機械強度.

總結并板書有顏色和光澤，常溫下為固態(汞除外)；不同金屬的密度、硬度不同；金屬有良好的導電性、導熱性和延展性，且熔點較高.

學生在教師的指引下歸納金屬的物理性質.

設計意圖整理知識點，并讓學生學會如何整理知識.

討論1.制造飛機和制造機器底座，對所用金屬的密度和硬度會有什么要求？

2.電燈泡的燈絲是用金屬鎢制成的，你認為它利用了鎢的哪些性質？

學生思考，討論.

設計意圖體現知識的應用性，聯系社會，聯系生活.增強學生用化學知識服務生活的意識.

教師：金屬不僅具有以上共性還有各自的特性.

學生分析、比較，討論交流匯報.

投影一些金屬物理性質的比較.(P3表8-1)

設計意圖增強化學課堂的趣味性，知識性.讓學生通過討論、比較，歸納出物質的用途與哪些因素有關.

投影金屬之最(課本P4)

教師：(投影展示)

1.為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？

2.銀的導電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？

3.為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能會出現什么情況？

4.用來鑄造硬幣的金屬材料需要具有什么性質？

學生閱讀并短時記憶.

設計意圖從生活入手，從學生已有的經驗出發符合新課程理念.為比較合金和組成它們的純金屬的性質的差異做鋪墊，激發學生的探究欲望.

師生總結用途主要由性質決定.還需考慮價格、資源，是否美觀，使用是否便利，廢料是否容易回收利用以及對環境的影響等.

投影展示飛機圖片，思考制造飛機的材料中為什么大量使用鋁合金而不用純鋁？

設疑什么是合金？

合金的性質與其組分金屬有何不同？

合金的應用范圍怎樣？

我們常用的合金有哪些？

哪些合金最有前途？

學生閱讀課本P4-5《合金》的內容，并歸納出結論.

講解1.合金是在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬形成的具有金屬特征的物質.

介紹生鐵和鋼.

比較2.合金與組成它們的金屬性質比較.

實驗探究實驗8-1(備注：焊錫和錫的比較課外完成)

1.比較黃銅片和銅片的光澤、顏色.

2.將黃銅片和銅片互相刻劃，比較它們的硬度.

性質比較現象黃銅銅焊錫錫光澤和顏色硬度結論設計實驗比較黃銅片和銅片、焊錫和錫的硬度.學生回答.

設計意圖培養學生自主學習能力、動手能力和創新能力.

合金的熔點與其組分金屬相比，又有何特點呢？組織課本第五頁“討論”：

查閱資料，了解焊錫和武德合金(鉛、鉍、錫和鎘組成的合金)的用途.根據下表提供的數據，你能得到什么啟示？

純金屬合金鉛鎘鉍錫焊錫武德合金熔點/℃32732127123218370啟示合金的很多性能與組成它們的純金屬不同，從而使合金更容易適合于不同的用途.

學生分析表中數據，交流討論得到的啟示.

設計意圖比較合金與組成它的純金屬熔點不同.

講解3.合金比純金屬具有更廣泛的用途.

學生舉例說明.

展示幾種常見合金的主要成分、性能和用途.

設計意圖師生互動，通過投影展示增強直觀性.

敘述合金在人類生活和生產中具有極為廣泛的應用，尤其是在科學技術日益發展的今天，新的金屬和合金一直在被不斷的發展和應用.例如，鈦和鈦合金就是近30年來引起人們普遍重視和關注的一種新型金屬材料.

4.鈦和鈦合金新型金屬材料

展示鈦和鈦合金、新型金屬材料的有關資料.

小結課本P7.

學生舉例說明.

學生展示課前查閱有關“未來金屬──鈦和鈦合金”的資料(鈦合金的廣泛應用，優良性能，發展前景……).

讓學生逐步認識化學科學的發展在開發新材料提高人類生存質量方面的重大貢獻.

布置課外作業習題4、5.

做一做家庭小實驗――淬火與回火

布置學生在家里做一做淬火和回火的實驗，并寫好實驗報告，在化學小組內交流實驗現象和結果.

設計意圖以學生發展為本，體現化學學習的可持續性.

第4篇：材料化學教學范文

一、化學教學價值

新課程改革使所有的教育活動要圍繞體現學生主動認知、健康發展的核心價值而進行?；瘜W教育價值在于其能夠奠定學生的科學素養基礎，形成基本的化學觀念，提供化學學科獨特的認識物質世界的視角與完善“結構決定性質、性質反映結構”等化學思維結構。但是，在傳統的化學教學領域中，大部分教師對化學教學價值的認識還停留在“傳遞化學知識”上，部分教師雖然已經關注到學生技能與技巧的發展，但大多為點綴。在教學實踐中，教師奉行的價值觀與理想中的教學價值觀并不一致，相去甚遠。因此，我們要想轉變教學價值觀，就要在化學教學實踐中不斷摸索、發展與完善。

二、“功能高分子材料”的化學教學價值

“功能高分子材料”是人教版高中化學選修5第五章第三節的內容，是高中“有機化學”的最后一節內容。在傳統教學中，我們會把這節課當作科普內容介紹給學生或安排學生自學。然而，經過深入分析教材，我們就會發現，這節容易被忽視的課，從各個方面都蘊含著可實現的化學教學價值。功能高分子材料與學生的生產生活實際、高科技材料發展有著緊密的關系，能夠深層次地體現“結構決定性質”的化學思維結構，運用宏觀與微觀視角解決本節教學相關問題，能讓學生體驗有機化學原理在解決實際問題中的重要作用。如何才能在教學實踐中實現化學的教學價值，我結合“功能高分子材料”的教學實例，將具體分析如何在新課程改革的教學實踐中實現化學教學價值。

1.奠定科學素養基礎，形成基本的化學觀念

形成超越課堂的持久價值和遷移價值是化學學科具有強大生命力的體現?！陡咧谢瘜W新課程標準》強調從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等三個維度著手培養學生的科學素養，在此基礎上形成基本的化學觀念，使之成為認識物質世界、做出相關判斷的出發點與基本依據。這意味著化學教學不僅要提供給學生基本的化學知識、技能和方法，更重要的是要讓學生從化學視角去認識科學、技術、社會和生活，了解化學制品對人類的影響，形成如微粒觀、元素觀、分類觀、結構決定性質等基本的化學觀念，懂得運用化學知識去治理環境污染，合理地開發和利用化學資源，在面臨與化學有關的社會問題的挑戰時，做出更理智、更科學的決策。

圍繞“奠定科學素養基礎、形成基本的化學觀念”這一教學價值，我在“功能高分子材料”的教學過程中突出教學素材的選取和化學觀念的合理運用。

在引入環節，我展示了功能高分子材料在各個領域的廣泛應用，從新材料的實際應用出發，讓學生了解功能高分子材料，引導學生關注高科技產品與生產生活的緊密聯系。隨后，我會問同學們這樣一個問題：在沙漠治理和抗旱保水的過程中，我們需要一種高吸水性材料，如何獲得？這就將學生置身于解決實際問題的環境中，面對與化學有關的社會問題的挑戰，引導學生去探求化學知識的實際應用價值，引發他們進行創新性思考。

為了解決這個問題，我讓同學們說說生活中常見的吸水性物質有哪些？之后，我會從他們都熟知的物質――棉花入手，分析其性質和結構特點，引發學生有針對性的思考和研究，從而在明確其結構特點與性質關系的基礎上，對棉花的結構按需進行改造，合成能夠解決沙漠問題的高吸水性材料――聚丙烯酸鈉。所有的教學環節都在培養當學生面臨與化學有關問題的挑戰時有運用化學研究的一般思路做出科學決策的能力。

在我們完成探究高吸水性材料的性質之后，我又以尿不濕為例拓展高吸水性材料的重要應用，從應用和結構的角度比較聚丙烯酸鈉與聚丙烯酰胺性質的異同，培養學生從化學視角分析生活中常見物質結構和性質的異同，鞏固學生已有的基本認識和觀念，培養學生觀察、對比和分析等科研能力。

這部分教學材料的選取始終突出化學的教學價值，圍繞奠定學生化學科學素養基礎的要求，將化學課堂教學與學生生活體驗、高新科技發展緊密聯系在一起，將各種素材在有機合成思想的指導下合理安排，落實官能團性質、有機合成思路等化學知識，幫助學生主動建立并鞏固化學觀念，引發學生對化學與社會、科技的主動關注與思考，嘗試運用化學知識解決現實世界的問題。

2.提供化學學科獨特的認識物質世界的視角

微觀結構與宏觀性質的關系是認識客觀世界的一個思想方法，是化學不同于其他學科的最具特征的思維方式。化學的基本特點是在分子水平上研究物質的結構、組成、性質和變化，在微觀層面揭示事物一般的、本質的與深層次的特征與聯系，因此，化學能幫助學生從宏觀與微觀視角認識物質及其運動，使他們的認識得以升華。

“功能高分子材料”一課的教學實踐源于學生的生活經驗，我們可以從宏觀層面研究天然吸水性材料――棉花的宏觀性質和外部特征，探究棉花具有一定吸水性和保水能力的原因。在這個過程中，學生能夠在問題的驅動下主動地分析棉花纖維素分子的功能基團和分子骨架，自覺從微觀層面研究分子物質的組成。結合素材分析微觀結構，我們會進一步思考并討論如何通過改變結構，增強棉花的吸水能力和保水能力，進而獲得強吸水性和強保水能力的高吸水性材料，從微觀分析進入到宏觀觀察，進而探究聚丙烯酸鈉的性質和特征。

3.完善“結構決定性質、性質反映結構”的化學思維結構

化學研究既重視觀察與操作，又突出化學思維，從實現化學教學價值的角度看，建立并完善“結構決定性質、性質反映結構”的化學思維結構是化學教學的一個核心任務?；瘜W教學需要喚起學生主動進行科學探索的意識，更要優化學生的科學思維結構。

“功能高分子材料”一課通過改造和修飾功能基或分子骨架，合成所需要的功能高分子，將“結構決定性質”的體現從靜態結論轉變為動態過程，讓學生從被動地接受轉變為主動運用化學觀念。從完善“結構決定性質、性質反映結構”的化學思維結構視角出發，我們通過對高吸水性樹脂的合成分析，遵循材料科技發展的路徑，從天然材料中得到啟發，通過引入功能基團和改造分子骨架，得到高性能材料，從結構角度認識性質，進行結構優化，實現性能優化，最終形成合成功能高分子材料的一般思路。例如，我會從學生熟知的天然吸水性材料――棉花開始，探究它的吸水性和保水性，分析哪些分子結構特點會影響棉花的性質，認識纖維素分子的分子骨架和功能基團與棉花吸水性、保水性的關系。因為棉花的性質特點不能滿足沙漠治理的需要，如何在了解棉花的結構后合成高吸水性材料？我會讓學生從纖維素分子的結構入手，改造分子結構，通過對分子骨架的改造和功能基團的修飾，設計出合成高吸水性材料的路線，合成聚丙烯酸鈉，通過實驗驗證其性質，反映物質結構與性質的關系。

化學課程把形成學生主動、健康發展的意識與能力作為其實施的核心價值，因此，我們要在化學教學活動中，選取教學素材、設計探究活動、安排教學程序，完成化學教學的真正任務，實現化學教學的價值。

參考文獻：

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[5]楊梓生.試析《化學1（必修）》教材如何引導學生形成化學觀念[J].化學教育，2008（4）.

第5篇：材料化學教學范文

(黑龍江大學，黑龍江哈爾濱150080)

摘要：文章針對傳統實驗教學模式不利于培養學生自主研學能力和創新思維的問題，從“自主開放”實驗教學模式的內涵與特點出發，以黑龍江大學材料化學專業為例構建了“自主開放”實驗教學模式，較為詳細地闡述了“自主開放”實驗教學模式的實施策略與相應的評價體系。

關鍵詞：材料化學；實驗教學；模式

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-41()7( 2015 )01-0001-02

一、傳統實驗教學模式的弊端

材料化學專業是化學與材料科學等多學科交叉領域中十分活躍的專業，近年來對促進科學及國民經濟的發展起到越來越重要的作用，成為21世紀化學發展中的重要學科。作為材料化學專業課程的重要組成部分——材料化學專業實驗，其目標不僅要訓練學生掌握材料化學常規的實驗方法和技能，培養學生敏銳的觀察和分析問題的能力，更重要的是培養學生嚴謹的科學態度、創新思維和綜合能力。所以，材料化學專業實驗教學是實施素質教育、促進知識向能力轉化的重要而有效的途徑，它可以更大程度地激發學生學習興趣，啟迪學習方法，培養觀察、思考、實踐、分析和解決問題的能力，是理論教學所不能替代的。目前，國內各高校開設的材料化學專業實驗主要包括材料化學綜合實驗、材料合成與制備實驗、材料結構與性能測試實驗等，所涉及的實驗內容主要是重復性的驗證性實驗。然而，陳舊的實驗內容和“照方抓藥”式實驗教學模式，不僅難以激發學生的興趣，而且學生處于被動的學習狀態，忽視了對學生自主學習、創新思維和能力的培養。“授之以魚，不如授之以漁”。因而，在教學過程中，除了基本的教學任務外，還應更多地涉及學習策略和學習方法，讓學生在“學會”的基礎上達到“會學”的目的。因此，構建以學生為主體的材料化學專業實驗教學模式，以適應新世紀對材料化學人才的需求是亟待解決的問題。近幾年，各高校積極進行實驗教學改革，建立了多種化學實驗教學的新模式。黑龍江大學材料化學專業也推進了專業實驗課的教學改革，在“自主開放”專業實驗教學模式構建和實施上進行了有益的探索。

二、“自主開放”實驗教學模式的內涵與特點

“自主開放”式專業實驗教學，即將部分科研成果轉化為本科實驗教學內容，學生以小組為單位，根據自身興趣、理解以及實驗室現有條件，綜合運用所學的知識，自主選題并設計實驗方案達到實驗目標。不同于傳統的化學基礎實驗和材料化學專業實驗，“自主開放式”專業實驗在內容編排上不僅緊密聯系材料化學領域的前沿熱點，而且本身是系統性、科學性的完整課程體系，具有探究性、新穎性、前沿性和應用性的特點，可激發學生的研學興趣。此外，在整個實驗實施過程中，學生是主體，指導教師引導學生探究問難、建立自主研學方法，能更好地從科學態度、實驗技能、發現分析和解決問題能力等多角度提升學生的綜合素質，使學生具有創新和實踐精神。“自主開放”專業實驗教學模式的構建主要包括三個部分：搭建“自主開放式”專業實驗平臺、設計實驗教學環節、建立多角度能力評定體系。

三、“自主開放”實驗教學平臺的搭建

“自主開放”式專業實驗教學依托于黑龍江大學材料化學專業實驗課程——材料加工與設計實驗。實驗平臺的搭建需考慮四方面問題：(1)材料化學領域的研究熱點；(2)實驗課題的多樣性、普適性、可操作性以及綜合性；(3)材料化學專業實驗室現有儀器是否可以滿足合成實驗、物性表征以及性能測試的需求；(4)本專業教師是否熟悉實驗內容、相關的合成方法和性能測試，從而有效地指導學生。

實驗室通過對現有實驗教學體系、教學內容、指導教師科研領域以及教學和科研儀器等進行梳理、整合，構建了以復合微球合成及性能測試為目標的開放式實驗平臺，其目的是讓學生理解材料的構效關系。該平臺涉及膠體微球、半導體氧化物和貴金屬納米粒子等多種材料的合成方法以及性能測試。利用這個平臺學生要獨立完成兩個系列實驗，并規定所合成的材料要具有指定的性能。實驗教材只給出各種膠體微球的性質、應用領域及相關機理，并列舉一些相關文獻；而各種材料的合成方法、性能表征、性能測試方法以及各種材料復合對性能影響均不體現。學生合成什么復合微球、如何合成、如何表征、如何測試性能，均需通過調研文獻、歸納總結和設計，并實施操作，從而充分體現“自主開放”式專業實驗的自主性、開放性和探究性。

四、“自主開放”實驗教學的實施策略

實驗教學順利進行的關鍵在于各個教學環節的細致籌劃、準備和緊密銜接。為此，在實驗平臺建成后，實驗指導教師根據專業實驗平臺設置的實驗內容，分組查閱文獻并歸納總結膠體微球（包括碳膠球、聚合物膠球以及無機氧化物膠球）、微球表面功能化、半導體氧化物（如Ti02、Zn0、2r02等）以及貴金屬的合成方法。根據實驗方法準備了相關的藥品、儀器以及性能測試系統，并在學院測試平臺申請了材料表征，以確認實驗合成的產品物質結構和形貌。

“自主開放”專業實驗課的具體實施步驟主要由選題、文獻調研、設計實驗方案、實驗操作以及總結匯報五部分構成。開課前，實驗教師統一講解“自主開放”專業實驗的實驗目標、操作方式，提供文獻檢索范圍，并規定五個階段的截止時間。實驗組自主選擇所要合成的復合膠體微球、合成方法、物性表征和性能測試。在選題階段指導教師有意識地引導部分學生用不同的方法合成同種材料，或者用同種方法合成不同種材料，使各實驗組的課題具有一定的關聯性和交叉性。實驗組根據選題設計實驗方案。指導教師審核實驗設計的合理性、可行性及安全性，并檢查實驗所需儀器、試劑是否齊備等。通過實驗設計階段的討論，指導教師引導學生修改和完善實驗方案。實驗方案修正后，學生還需考慮實驗中涉及的藥品使用注意事項、儀器選擇及使用方法、操作步驟等問題。在整個實驗操作過程中，指導教師不僅監督學生操作的規范性和安全性，并給予及時的指導或幫助；而且隨著實驗的進行，根據實驗現象提出問題，啟迪學生獨立思考，提高分析和解決問題的能力。只有當學生在操作過程出現遺漏和錯誤時，指導教師才會提示學生并提供必要的講解。

課后學生不僅要提交系統的實驗報告，還要進行實驗總結匯報。各實驗組闡述本組實驗的設計理念、控制步驟、實驗結果以及實驗中的問題和經驗。通過總結交流，學生不僅可以系統地理解不同合成方法對同種材料性能的影響、不同材料性能差異的原因，加深對材料結構與性能之間關系的認知，而且可以了解多種合成方法、多種材料性能，大大拓展了學生的知識面和思維方法。同時，通過共同分享實驗成功的經驗或失敗的教訓，增強自我效能感，為今后從事課題研究打下基礎。

五、構建多角度“自主開放”實驗教學能力評價體系

第6篇：材料化學教學范文

關鍵詞：PBL-LBL教學模式；材料化學；創新

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）11-0165-02

《材料化學》是一門以材料科學和化學學科相結合的新興交叉學科課程，它是綜合了材料科學、無機化學、物理化學、有機化學、高分子化學、分析化學、結構化學等內容的一門課程，是目前我國高等學?；瘜W化工類專業常常開設的一門專業基礎課程。課程的開設有利于化學化工類專業學生了解掌握材料化學的基礎知識、基本理論，了解新材料的發展動向，可為學生畢業后從事材料的研究和開發工作奠定基礎。因此，如何在有限的學時內，提高《材料化學》課程的教學效果，對培養具有新精神的化學、化工應用型人才至關重要。本文結合教學實踐，提出以問題為導向的PBL教學與傳統的LBL教學相結合的教學模式，并應用于《材料化學》的課程教學中，以期達到提高教學效果的目的。

一、PBL-LBL教學模式概述

基于問題為導向的教學（Problem-Based Learning，簡稱PBL），是以問題為導向，學生為主體的一種教學方法，它由美國的Barrows教授1969年首創，其內涵是將學生置于復雜的、有意義的問題情景中，通過對問題的解決來學習相應的科學知識，進而培養學生自主學習能力和創新精神。這種方法最早應用于醫學相關領域的教學，由于其教學效果顯著，目前已擴展到其他的學科與專業。PBL教學要求學生具備較為系統的基礎理論知識和實踐能力，因此開展此類教學通常是在中高年級的本科生中進行。這種教學模式能為學生營造一個自主學習的氛圍，讓學生去積極思考問題，并充分表達自己的觀點，尋求解決問題的途徑，使課堂氣氛輕松、活躍。教師提出問題后，學生可以通過查閱書籍、文獻，或使用互聯網查找，再進行分組討論。分組討論不僅能發表自己的見解，而且還能從其他同學那里獲取知識，通過溝通、協作，培養團隊工作意識。

傳統教學模式（Lecture-Based Learning，簡稱LBL），是以教師為主體，注重教師對課堂知識的講授。這種模式教師能夠系統、全面地傳授課程的基礎理論知識，能夠有效地完成課程的預定目標。LBL教學法由于其系統、完整、深入等優點在許多課程的教學中仍廣泛應用。但這種教學模式，忽視了學生學習的主觀能動性，削弱了學生的學習興趣和好奇心，教學中的雙向互動較少，極大地制約了學生學習的主動性和創新能力的培養。

鑒于兩種教學模式的特點，目前已有許多教學工作者嘗試將PBL和LBL教學模式進行整合，充分發揮二者優勢，彌補各自的不足。

二、PBL-LBL相結合教學模式在《材料化學》課程中的應用

當前，國內很多高校對《材料化學》課程的教學內容通常設置為二個模塊，第一模塊主要涉及材料化學的基礎知識，如材料的結構、性能、制備和材料化學熱力學等；第二模塊主要按金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料、功能材料、納米材料等介紹一些材料的特點和性質。從課程的內容來看，第一模塊主要是一些基本概念、基本定理或基礎知識；第二模塊主要是對傳統材料和新型功能材料的了解和認識，這部分的內容量較大，而且由于材料化學發展變化十分迅速，各種新型材料不斷涌現，材料化學的教學內容也須不斷更新。由于該課程是一門交叉性很強的學科，同時涵蓋的知識內容又非常廣，加之課程的學時有限，所以在以往的傳統LBL教學中教師只能對基礎理論知識和各種材料的基本性能做簡要的介紹，這就造成講授的內容量少且淺，而且這種被動式的教學方式扼殺了學生學習本課程的主動性、積極性和實踐性，不能很好地將所學的知識與實際問題相結合，不能很好地激發學生學習的興趣和創新精神。

根據《材料化學》課程的特點，我們嘗試在該課程的教學中采用PBL和LBL相結合的教學模式，避免單一傳統模式的不足。對于《材料化學》課程第一模塊中基本概念、基礎知識和基本定理，我們采用傳統的LBL教學方法，以教師為主導作用在課堂上進行統一講解，通過一定學時的講解，學生能夠基本掌握材料結構，材料制備等基礎知識。第二模塊的教學，我們采用PBL教學方法，通過前面內容的學習，學生已掌握一定的基礎知識，能夠對課程學習中遇到的問題進行分析，總結和討論。如在學習“金屬材料”章節，提出如下相關問題：金屬的提煉方法有哪些？鋼鐵材料的分類、冶煉原理如何？儲氫合金電極材料研究進展？等；在學習“無機非金屬材料”章節，提出如下問題：傳統無機非金屬材料分類、原料、制備方法有哪些？如何從廢鋼渣中提取白炭黑？鋰離子電池正極材料的研究現狀與發展趨勢？石墨烯材料制備的方法及應用有哪些？材料常用的表征方式有哪些，各自的作用是什么？在學習“高分子材料”章節，提出的問題有：常用高分子材料分類，特點及應用是什么？結合懸浮聚合的原理，說明懸浮聚合工藝所需的主要組分及其作用？結合生活實際，談談一種功能性高分子材料？按照上述相關的問題，學生們分成小組，課下查閱資料做好PPT，然后在課堂上講解，教師最后再對相關問題進行總結和補充。通過這種模式的教學，調動了學生自主學習的主動性，同時可將學到的理論知識來解決實際的問題，這極大地提高了學生學習該課程的興趣。

三、PBL-LBL相結合教學模式應用中的幾點思考

1.基于問題的PBL教學模式中，設置的問題是學生學習的興趣源泉，是課堂教學的起點，對培養學生的自主學習能力、分析問題及解決問題能力起重要作用。教師應根據授課大綱和教學目標與要求，由易到難地設計與課程教學內容相關的教學問題，而且提出的問題應多與社會生產或科研實踐相結合，從而達到提高學生學習主動性和創新能力的教學效果，并最終實現提高課堂教學質量的教學改革目標。因此，《材料化學》課程中設置的問題，我們還需要不斷的修訂和完善。

2.在PBL-LBL教W模式中，教師扮演著多重角色，對教師的綜合素質提出了更高的要求，教師需要不斷加強理論學習，掌握科技前沿發展的動態，拓展知識面，并將最新的一些科技發展成果不斷充實到課程教學中。教師要認識到自己既是知識的傳授者，又是知識的傾聽者、解答者和總結者。在教學過程中，學生通過LBL和PBL兩個階段的學習，既夯實了基礎理論知識，又在小組討論和資料查閱中擴展了大量的課外知識，當學生在討論過程中提出問題，教師應能夠自如地解答。

3.需要建立和完善與PBL-LBL教學模式相適應的課程教學效果評價方法。要改變傳統的重結果輕過程的評價方式，大力推進過程性評價與終結性評價相結合的評價模式，加強學生學習過程的監控，注重學生學習能力和創新精神的培養，克服學生將學習的最終目的定位于考試成績的“應試教育”弊病。把知識傳授為導向的評價模式轉變到以能力發展為導向的評價機制上，要不斷完善成績評分體系，學習評價應貫穿于整個課程學習之中。如《材料化學》課程第一模塊學習后，進行一次課程學習評價；在對PBL教學效果評價中，應從以下幾個方面進行綜合評價：回答問題的內容是否準備充分、PPT制作效果如何、講解是否清晰準確、回答問題是否正確等，同時為鼓勵學生積極參與PBL教學過程，對積極提問、發言的同學也應給予加分獎勵。

四、結語

PBL-LBL相結合的教學模式適合《材料化學》課程教學改革的要求，能夠幫助學生在學習和掌握基礎理論知識的同時，提高學生應用知識解決實際問題的能力，同時也培養了學生的創新和團隊合作精神。探索運用PBL-LBL教學模式有助于學校進一步推進學習、應用、探究、創新“四位一體”應用型創新人才培養進程，達到深化教學改革的目標。

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Application and Exploration of PBL-LBL Teaching Model in Material Chemistry Course

CHAI Bo，GAO Xin-lei，WANG Ting-ting，ZHU Yu-chan，YANG Xiao-hong

（School of Chemical and Environmental Engineering，Wuhan Polytechnic University，Wuhan 430023，China）

第7篇：材料化學教學范文

關鍵詞：材料類專業；物理化學；教學改革；建議

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0128-02

物理化學課程是高校化學專業最重要的一門基礎課程，該課程內容豐富、前后連貫、邏輯推理清晰、理論性強，不僅可對化學、化工、環境專業學生開設，也可為生物、材料、食品、水建等專業學生設置。隨著社會的發展和科學技術的進步，高等學校不斷深化教學改革，全面提高教學質量，對物理化學學科的課程講授和發展也提出了更高的要求。結合我校的實際情況，以及我們近幾年在建設校級精品課程的探索與實踐，重新審視材料科學與工程專業物理化學課程的教學內容、教學方法和教學環節，發現目前我校材料專業物理化學課程教學中還存在以下的問題：

1.現行的教學計劃中，無機化學相關課程以及后續一些專業課，與物理化學授課內容中有一些重復之處。

2.教材中抽象理論太多，造成了學生對這門基礎課程產生了比較枯燥無味的感覺；加之內容多，課時量有限，老師在課堂講授中不能針對某一化學原理或原理推導過程進行深入的剖析和講解。

3.與之配套的物理化學實驗課，經常采用多個班級集中循環進行試驗的模式，有時理論部分未講授到，但實驗課程因為循環時間到，又必須開始，即實驗內容超前于理論教學的進度，或者理論課早已講授完畢，而實驗課程卻推后進行，學生不能及時將理論和實驗相聯系，無法達到預期的教學效果。目前我校物理化學的實驗內容，基本以驗證基礎理論為主，缺少綜合性、設計性及性能測試試驗，因此物理化學實驗體系缺少培養學生創新思維的意識以及提高學生動手能力的舞臺。

因此，需要積極推進課程體系改革，充實和更新教學內容、改進教學方法、豐富實驗教學，從而全面提高物理化學課程的教學質量和效果。

一、優化整合相關學科內容，打破學科壁壘，構建新的教學體系

對于我校材料科學與工程專業，按照2013版教學大綱的要求和已制定的教學計劃，其中包含的課程，如無機化學、無機非金屬材料、催化作用原理、膠體與界面化學等專業課，它們都與物理化學課程密切相關，有些課程如催化作用原理和膠體與界面化學，直接是從物理化學的大體系中劃分出去的。由于我院材料專業招生時間不長，而這些課程總是不同的教師授課，教師之間就授課內容未來得及進行充分的交流，經過幾年的授課，發現同一知識點的簡單重復難以避免。因此，建議課程組就這一現象，加強教師間的交流與合作，將這些課程的內容進行有效的整合，突破原來以學科和專業來劃分的粗放型的課程體系，建立起適合于自己專業的有效課程體系，是目前我院物理化學教學改革的一項重要任務。

我校材料學科專業物理化學課程采用的是南京大學沈文霞主編的《物理化學核心教程》第二版教材，主要的授課內容包括熱力學（熱力學第一定律、熱力學第二定律、化學平衡和相平衡）和動力學部分（包括化學反應速率、電化學、表面現象和膠體化學），共56課學時，大學二年級上半年授課；而無機化學，同分析化學一起共48學時，無機部分主要講授熱化學（熱力學第一定律）、稀溶液的性質、膠體溶液、化學平衡及化學反應速率；根據教學大綱的安排，膠體和界面化學、催化作用原理這兩門課程各安排24個學時，在大學三年級下學期開展。通過幾年授課，經老師觀察和學生反映不難發現，以上所述這些課程，在知識內容上相互之間都存在著一定的重復性和交叉性。

針對課程內容重復的問題，為了避免盲目浪費學時數，有效改善不同課程之間的重復授課，充分利用大學課堂掌握更多的知識，使我們在課堂上的幾十分鐘內有效地完成教學任務，這里提議對材料系開設的幾門相關課程教學內容進行整合，使每門課都有其側重點，建議組建一個全新的教學體系，同時要照顧到這些學科知識的完整性和獨立性。例如，講授無機化學課程時，建議把化學熱力學和化學平衡作為重點內容詳細講授，而其他內容，如電化學、相平衡和化學反應速率這些內容作為物理化學課程的授課側重點。物理化學理論課程中的膠體、表面現象則可放在膠體和界面化學以及催化作用原理這兩門課程中主要講授，物理化學課程就不講授這部分內容。這樣既節省了時間，又突出了重點，不僅使教學內容獨立而完整，還可以適當減輕因課時量小帶來的物理化學的教學壓力，彌補了物理化學課程內容多、課時少的矛盾，老師在授課的過程中再也不擔心時間不夠用而只能淺顯的表述；對于學生來說，仍然是掌握了整個物理化學的原理，而且更加堅實。

二、掌握專業知識框架，改革教學方法

通過對物理化學課堂的觀察，發現學生們剛開始對這門課還保持有神秘感，大多數同學對這門課還是很有興趣的，加之從師哥師姐們那里聽說這門課容易掛科，因此學生們剛開始上課的時候都很認真。但是隨著課程的深入，部分同學開始松懈，開始排斥這門課程，以至于后來干脆放棄學習。經過細心調查分析發現，學生們在失去學習興趣后，慢慢迷失在這門課程中。盡管老師在課堂上一再強調要理清楚各章節之間內容的聯系，重點記憶關鍵結論，但大部分同學仍然做不到，不能掌握物理化學課程的知識框架，也沒有選擇性的記憶關鍵問題，總是被動地接受課堂上講授的內容，甚至被很多的數學推導過程迷惑。而實際上這門課程內容銜接緊密，邏輯性很強。把各章節之間的知識框架理清楚之后，就坦然的接受和明白了各章的結論，也有利于知識點的重點記憶。在教學過程中，注重課程之間的聯系，通過知識點的連接和相關內容銜接相關的課程，及時引導學生把所學的內容納入到學科的框架中，幫助學生建立較完整的知識框架，不要迷失在盲目的理論推導中。

物理化學這門課理論性很強，內容較多而抽象，公式又多，學生接受很困難，這就對老師的課堂教學提出了更高的要求。為了能夠進行有效的課堂教學，激發學生的學習興趣，常把日常生活現象中涉及的物理化學原理介紹給學生。比如，舉例高溫下食物容易變質的問題，聯系化學動力學的理論加以說明；講解溫度對反應平衡和反應速率的雙重影響時，例舉合成氨工業中如何選擇最佳溫度；涉及講授表面化學的理論時，可以例舉農民鋤地能防止水分蒸發的現象，或者小氣泡、液滴、呈球形的現象，加以解釋后，學生就會對表面性質有清晰的認識；講授滲透壓的時候，聯系滲透壓的作用，提問為什么肥料用多了農作物會“燒死”？打吊瓶時為什么會感覺到疼痛？讓學生帶著問題聽課，面對生活中各種現象去思考，多問幾個為什么，自己到物理化學中去尋找答案，激發學生學習這門課程的興趣，也就達到了提高教學質量的目的。

除此之外，在課堂上還可以采用小班討論或者Seminar討論式教學模式，以教師和學生為共同的教學主體，就某些共同關注的問題，在和諧的氣氛中進行討論，加強教師和學生之間的交流和溝通。課下，利用我校教務處網站的網絡教學平臺，與學生進行課下的交流和習題討論、小測驗等，與傳統的課堂教學模式相比，它具有互動性、合作性、學術性的優勢。

三、強化配套實驗教學

實驗教學在物理化學課程的教學中占有十分重要的地位，它與物理化學課程緊密配合，鞏固和加深對物理化學原理的理解，提高學生對知識靈活應用的創新能力，還培養了觀察和分析問題的能力。

為了避免實驗課程超前理論課程，建議在學習完物理化學相關理論后，及時在學期后半學期開設實驗課程。課程組已經設置獨立的實驗課并計算學分，如：配合表面現象，開展了液體表面張力的測定實驗、粉體粒度分析實驗；為了鞏固反應速率反應章節的學習，開設蔗糖反應速率常數、乙酸乙酯反應速率常數的測定實驗等。同時，也應鼓勵學生根據所學理論，合理設計實驗項目，開展綜合性創新實驗，增加設計研究型實驗，根據設計實驗的題目、要求等內容，讓學生查閱相關資料，并利用學過的理論知識，選用相關的儀器、藥品，分析實驗中的難點和關鍵步驟等，自行完成實驗內容、并上講臺講授實驗，以培養學生發現和解決問題的能力。

經過幾年的探索和實踐，我院化學化工學院材料專業物理化學課程的教學改革將有助于提高學校物理化學課程的教學質量和效果，促進了物理化學這門校級精品課程的建設和發展。

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第8篇：材料化學教學范文

關鍵詞：材料表界面；多元化教學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）12-0073-03

一、引言

材料產業是國民經濟中的支柱產業之一，而任何材料都有與外界接觸的表面或者與其他材料區分的界面，材料表界面的結構和性能直接影響材料的整體性能，材料的腐蝕、老化、硬化、破壞、印刷、涂膜、粘結、復合等無不與材料的表界面密切有關。因此了解材料表面及界面的有關基礎知識，并在此基礎上掌握材料表面與界面問題的控制規律和改善措施，對材料行業的從業者以及技術研究人員具有重要意義。鑒于此，我院材料化學本科專業將“材料表界面”設置為專業必修課程，第5個學期開課。本課程主要包括表面化學、表面活性劑、以及四大類材料（高分子材料、金屬材料、無機非金屬材料和復合材料）表界面和表面測試技術等四大部分內容[1]。當前，深化高等教育教學改革，提高教學質量始終是高等院校的核心任務之一。在本課程授課過程中，筆者發現由于本課程與表界面工程實際問題緊密聯系，單一的課堂理論授課方式收效不明顯，難以激發學生學習興趣，因此嘗試將將錄像教學、多媒體教學、自學、科研文獻輔助教學等方法引入常規課堂教學，并與開放式討論、以及實踐性教學等方法相結合，將多元化教學應用到本課程的教學中，對該課程進行了一系列教學改革。

二、常規課堂教學中的新嘗試

（一）從日常生活中的表界面現象入手，激發學生的學習興趣

興趣是點燃智慧的火花，是探索知識的動力。在教學中只有激發學生學習的興趣，才能充分調動其學習的主觀能動性。因此，教師應注意教學的趣味性，以及教學內容和日常生活的聯系，能使學生在愉悅的氣氛中學習，喚起學生強烈的求知欲望。如筆者在講到材料表面浸潤性的內容時，對學生提出一連串的問題：“荷葉為什么能出淤泥與不染”，“耐油污材料的設計關鍵在哪里”，“決定液體在固體表面浸潤性的最本質因素是什么”等？學生們聽了這一連串的問題后感到學習相關知識可以解決很多實際問題，大大激發了他們的學習積極性。在介紹表面活性劑的相關知識時，先舉一系列與日常生活貼近的例子，如活性劑在日常清潔用品、在油田采油、在農業生產如農藥中的應用實例，引導學生從身邊司空見慣的事物中進行思考，啟發學生將材料表界面知識應用于生活實踐，從而激發學生的學習興趣。

（二）引用科研論文資料，豐富教學內容，幫助學生理解

現有教材的編寫一般偏重于強調知識系統的邏輯性，偏重理論教學和反映學科體系的基本原理，由于篇幅原因在培養學生應用能力、創新意識和探索精神方面的內容較少。而高等教育教學改革強調培養創新人才。因此在課堂教學中，根據所授課內容，適當引入一些科學研究文獻進行介紹和剖析，幫助學生培養研究型和探索型思維是創新教育理念的體現。科學研究文獻輔助教學在拓寬學生思維的同時也加深了學生對相關基礎理論知識的理解，達到了更深層次的教學效果。比如在無機非金屬材料表界面教學內容中，在介紹陶瓷三相結構，即玻璃相、晶相以及氣相三相結構時，以“高溫過濾支撐體用SiC基多孔陶瓷的制備與表征”[2]一文為例，以實際的掃描電鏡微觀結構圖片對燒結過程中粘結劑用量多少對陶瓷晶粒大小、氣孔大小以及玻璃相存在比例的影響進行了直接展示，并通過實際數據的介紹使學生充分理解陶瓷材料界面微觀結構特征對多孔陶瓷氣孔率、抗彎強度等主要性能具有直接的影響作用。這樣學生不僅了解到陶瓷材料存在三相結構，還充分認識到三相比例及微觀結構的復雜影響因素以及陶瓷材料相結構所決定的陶瓷復雜界面特征。而在介紹固—固—固三相晶界構型中講到“從能量角度考慮，彎曲晶界不穩定，如果溫度足夠高，彎曲的晶界會沿著曲率運動，使界面減小，通過消耗周圍的小晶粒使多邊形晶粒長大?！睍r，為了讓學生充分理解，除了在原理上從表面張力的角度進行解釋，還以“燒結溫度對碳化硅陶瓷力學性能的影響”[3]一文為例，以掃描電鏡微觀圖片展示了不同燒結溫度下SiC陶瓷的斷面形貌，學生可以直觀觀察到燒結溫度為2130℃時，晶粒細小，但孔隙較多，致密度不高；2190℃時，結構細密，晶粒尚未明顯增大；而2220℃時，晶粒開始長大，大小晶粒并存，致密度最好；繼續升高到2250℃，晶粒異常長，晶間疏松反而引起致密度下降。通過這一實例的展示，同學們不僅能夠更深的體會在高溫下，晶粒長大，即彎曲的晶界沿曲率運動使界面減小的過程，還了解到對于陶瓷來講，晶粒的大小要控制到比較合適的尺度，并非越大越好。從以上實例可以看到，對于教材中的一些結論，加以實際科研素材中的實例進行實物闡述，一方面激發了學生科學研究的興趣，另一方面可以加深學生對相關知識的理解和把握，達到學以致用的目的。

（三）適當的自學環節

人類知識的總量隨著社會的發展不斷增加。在知識激增、科學技術日新月異的今天，自學是人們適應不斷發展變化新生活的重要途徑。因此，培養學生的自學能力是大學教育的重要環節。對于教材中的少數章節，屬于常識性知識的介紹，涉及的內容以及相關原理相對簡單，若在課堂上花大量時間講解，因學生覺得太通俗易懂，可能會缺乏興趣和熱情。對于這樣的內容安排學生自學，一方面可以提高學生的學習主動性，同時也可以鍛煉他們的自學能力。比如在第10章“復合材料的界面”第三節中關于“高性能纖維表面處理”一節中，主要介紹了碳纖維和有機纖維的表面處理方法，包括表面清潔處理、表面氧化處理、表面涂層、表面沉積無機物、電聚合處理、低溫等離子處理以及表面接枝等七大類方法，每一類方法里面還有具體的分類。

（四）錄像教學

視頻資料以其直觀、信息量大，使學生獲得視角、聽覺、感覺、文字等全方位的刺激并提高學生的學習興趣為特點，能夠大幅提高教學效果與教學效率[4]。在本課程54學時的教學過程中，為了調劑學生的學習狀態，在部分內容中穿插使用了視頻資料。比如在講完聚合物的表面張力相關內容后，播放了一段對低表面能含氟聚合物的分子結構、特殊性能進行介紹的錄像，通過生動的錄像資料，使學生領會聚合物表面張力與其實際應用的緊密聯系。通過觀看錄像，寓學于樂，給學生營造了一種寬松、自由、的學習氛圍，調動了學生的學習氣氛。但是在錄像教學中，要遵循適度性原則，過于頻繁或者錄像時間太長，可能導致教學缺乏嚴肅性，使學生思想跑題。在本課程的學習中，總共使用了3次錄像教學，每次時間在10～15分鐘左右。

三、學生老師角色互換法

學生與老師之間進行角色互換是一種新穎的教學方法，它把老師對學生的教育建立在師生平等的基礎上，把課堂還給學生，讓每個學生都融入課堂，主動參與到教學當中，每一個學生都有表現自己的機會，他們對知識的被動接受也就變為了主動吸收，不僅大大提高了教學效果，也實現了素質教育中以點帶面、全面合作型的學習方式[5]。比如本課程第8章“金屬材料的表面”中第5節為“金屬的表面改性”，而由于篇幅有限，在教材中主要針對“干式被覆方法”進行了介紹，雖然“濕式被覆方法”也是金屬表面改性處理方法中應用得比較多的一大類方法，但在教材中只是提及，沒有進行闡述。而恰好本院“材料化學”專業第6學期的“材料化學專業實驗課”中有三個實驗主要則針對金屬表面的濕式被覆改性方法進行體驗。因此考慮到對本課程內容的擴充以及對實驗課內容進行先修理論學習兩方面的需求，將這部分內容添加到教學設計中。

主要教學方法為老師先給出三個相關主題，分別為“鋁的陽極氧化”，“鋼鐵的磷化處理”以及“鋼鐵表面電鍍鋅”。然后將學生分成小組，5～6人為一組，為營造競爭的氣氛，每兩組分派同一個主題，相同主題的小組可以選擇不同側重點，要求同學們自己搞好分工協作，通過查閱圖書館資料，電子文獻資料等制作ppt。主要內容要求包括該方法的目的、原理、主要體系的特點分析，影響因素（前處理/電流密度/添加劑/后處理等）和影響規律以及整個技術的優缺點及發展前景。準備工作完成后各小組在指定的課堂時間進行講解，講解過程中要求每個成員都參與，每人講解一個小部分。在該方法實施的過程中老師的主要責任在于首先從講稿的寫作和PPT制作開始把關，在學生講解過程中進行糾錯和補充；講解完畢后教師針對學生的講解進行總結。這種教學方式中學生參與性的提高極大地提升了學生的積極性，同時也鍛煉和提高了學生的自學能力和表達能力，對學生利用各種資源獲取信息和知識的能力進行了初步培訓。

四、實踐性教學

實踐教學是鞏固理論知識和加深對理論認識的有效途徑，是理論聯系實際、培養學生掌握科學方法和提高動手能力的重要平臺。然而在現有教學體系中，往往是實踐教學和理論教學體系完全分開。比如在本課程第11章“材料表面表征技術”的教學中，給學生介紹了顯微鏡和能譜技術等理論知識體系后，利用學校現有資源，組織學生參觀了大型表面測試儀器，掃描探針顯微鏡、透射電子顯微鏡、XRD衍射儀等，通過相關儀器負責老師對現場儀器的組成介紹以及實際樣品的測試演示，促使學生把理論知識與實際操作相結合，可以更深刻體會材料表面微觀分析手段在材料研究中的重要意義，并了解主要測試方法的原理和適用性，為自己在以后的技術研究工作或者科學研究工作中正確使用這些儀器打下基礎。

五、結束語

多元化教學方法在材料表界面課程中的應用，是筆者在教學實踐的基礎上，針對材料化學專業學生知識結構的需求進行的新嘗試，通過教學實踐證明，多元化教學的教學效果明顯，大大提高學生學習的主觀能動性，學生學習興趣明顯增加。這種多元化教學方式已取得了一定的成效，但仍需完善，尤其在對學生的實踐能力和創新能力的培養方面，需要在今后的實踐教學中不斷探索和改進，以取得更好的效果。

參考文獻：

[1]胡福增，陳國榮，杜永娟.材料表面與界面[M].上海：華東理工大學出版社，2007.

[2]李俊峰，林紅，李建保，等.高溫過濾支撐體用SiC基多孔陶瓷的制備與表征[J].稀有金屬材料與工程，2009，（S2）：122-125.

[3]吳瀾爾，江涌，喬發鵬.燒結溫度對碳化硅陶瓷力學性能的影響[J].粉末冶金技術，2010，28（1）：58-60.

[4]石冬蓮，石高宏.淺談視頻資料在教學中的應用——以國際金融精品課程建設為例[J].時代經貿（中下旬），2009，（3）：200-201.

第9篇：材料化學教學范文

實習期間，我一共備了六個課時的教案，真正上課是《鈉的化合物》、《堿金屬元素》四個課時。我的課是屬于實驗型課，課堂上都有2至3個實驗要做。在上第一節課時，我是非常緊張的，手心都會出汗，后來經過自己的自我調節，心情稍有舒緩，上了講臺后緊張感不復存在了，上課都很流暢。我知道學生對化學的興趣很大部分在于實驗，所以課前我都認真做好每一次實驗演練，反復練習，直至操作步驟準確以及結果成功。并讓學生與自己配合做演示實驗。例如“吹氣生火”實驗，我讓一位學生上臺用玻璃管往裝有過氧化鈉的棉花團里吹氣，每一個小細節我都強調，并強調學生要注意觀察實驗現象。我認真對待每一個課，每一次課堂的產生都是非非常不易得，都是試講多次，經帶隊老師、指導老師同意后才上講臺。由于準備充分，上課思路清晰，課堂氣氛活躍，基本達到了教學目的與要求。我沒有急于求成，而是穩重有序。每一個知識點我都詳細地講解，針對學生薄弱的地方，比如氧化還原反應，化學方程式的配平，離子方程式的書寫這些內容重點復習一下。在上完課后，我會認真聽取指導老師和小組成員的點評，也會進行自我反思，找出自己上課的不足之處。

（1）還不能很好的控制時間，在某些環節用的時間過多。

（2）在課堂知識拓展程度上還需努力。

（3）怎么樣把知識點銜接好也是需要我注意的。這些情況反映出自己還需要更多的磨練，還需要積累更多的經驗，不斷提升自身素質。

在為人師的這條路上，我邁出了第一步，接下來還有第二步，第三步……但不管怎樣，我都會以人為本，把實習中學到的一切加以融會帶到今后的事業中去，我會以我的真心去呵護學生，因為我面對的是一顆顆純真的心。盡管聽了無數次老師好，但每每回應的時候我依然帶著欣喜的笑容。每當站在講臺上，被一雙雙純凈的眼睛聚精會神地望著時，作為一名教師的價值感和成就感就油然而生了。在這一個多月的時間里，我并沒有做到一名好老師，也不可能讓所有的學生都喜歡我，但只要有一名學生記住我，那么我的實習生涯就有了難以泯滅的閃光點。在實習中，我還發現了，有些東西不能選擇，有些東西卻可以選擇。份內的工作當然要認真完成，但勇敢的主動請纓卻能為你贏得更多的機會。只要勤問，勤學，勤做，就會有意想不到的收獲。