材料化学教学精选(九篇)
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第1篇：材料化学教学范文
材料是人类文明的物质基础和先导,是直接推动社会发展的动力。基于材料对社会发展的作用,人们将信息、能源和材料并列为现代文明和生活的三大支柱。在三大支柱中,材料又是能源和信息的基础。新材料既是当代高新技术的重要组成部分,又是发展高新技术的重要支柱和突破口。伴随着信息时代的来临和材料设计、制备及加工的信息化处理,世界各国都将目光转向具有“高、精、细”特征的新材料万面,我国也将新材料作为重点发展的行业之一。鉴于此,国家中长期科学和技术发展纲要(2006年-2020年)将新材料技术列为前沿技术,提出新材料技术将向材料的结构功能复合化、功能材料智能化、材料与器件集成化、制备和使用过程绿色化发展;要突破现代材料设计、评价、表征与先进制备加工技术,在纳米科学研究的基础上发展纳米材料与器件,开发超导材料、智能材料、能源材料等特种功能材料,开发超级结构材料、新一代光电信息材料等新材料。这一切都预示着材料科学正经历着一次重大的变革。因此,加强材料科学领域创新人才的培养是时代的要求。
无机材料化学是材料化学家从材料科学、材料工艺和技术的角度出发,把固体物理、固体化学相关理论和工程方面有关无机材料研究的化学内容集中起来,加以分析、综合和提高而形成的一门独立学科。[2]无机材料化学研究的范围非常广泛,包括材料相关的基本概念和理论、制备原理、结构表征、重要的材料类型及其相关性能等多方面的内容,涉及了固体物理、固体化学、材料科学等学科的相关理论,是一门典型的交叉性学科。进入20世纪90年代以来,材料科学技术的发展异常迅猛,材料科学与生命科学、信息科学、环境科学等共同构成了当代科学技术的前沿。展望21世纪,材料科学技术研究开发的前沿有微电子材料、新型光电子材料、稀土功能材料、先进陶瓷材料、高温超导材料、纳米材料等,[3]这些都属于无机材料化学的研究范畴。因此,无机材料化学又是一门具有前沿性的学科。基于学科背景和课程特点,我们在大连理工大学教改项目的支持下,以提高教学质量、培养学生的创新能力为主线,以建设精品课程为目标,进行了一系列教学改革和研究。
二、教学内容的选取
高等学校教学中教材内容的陈旧是影响创新型人才培养的突出问题,也是高校课程改革的重点。目前,高校教材内容不能适应现代化人才培养的需要,内容的先进性方面不能适应科学技术飞速发展的要求,不能适应知识经济时代创造型人才培养的要求。[4]特别是面对具有前沿性特点的材料化学,教材的内容相比速增长和更新的新材料来说,严重滞后。而要培养创新型人才,掌握最新的科研成果对于激发学生的创新思维非常重要。[5]向学生讲授科学前沿知识可以激发学生们的求知欲,为他们提供一个创新的空间,使学生能够近距离地感受创新的价值和创新带来的激情。因此,挑选合适的教材是非常重要的。我们挑选了北京大学林建华、荆西平编写的《无机材料化学》。该书将无机材料化学中重要的基础问题做了全面的讨论,这本教材最大的特点在于它介绍了无机材料化学领域的最新进展,并附有近期发表在国际主流期刊上的相关文献,整本教材体现着材料科学、化学和物理等学科交叉与渗透的特点。如果学生对教材中的某些前沿内容感兴趣,可以在教材中找到相应的参考文献,在图书馆下载后仔细阅读。
课堂上仅传授知识是远远不够的,教学内容还要有一定的探索性,能让学生有一定的思考空间。教学中,我们发现学生对来自科研一线的事例非常感兴趣。因此在课堂上,我们以自身科研成果丰富教学内容,结合自身科研经历令课堂生动有趣,深化了教学效果。我们经常把自己在科研工作中的体会、最新科研成果转化为教学内容,设计一些开放式的问题与学生探讨,自觉地把创新意识、创新能力的培养融入课堂教学之中。我们还结合相关的教学内容,穿插讲解一些科学方法论的知识,培养学生的科学精神。例如,在讲到固溶体合金的形成规律时,我们向学生讲述了现代物理冶金学重要创始人William Hume Rothery在听力完全丧失、健康状况非常不佳的情况下,凭借坚强的毅力和非凡的生活热情,在异常简陋的工作条件下,开创性地提出了著名的Hume Rothery准则。这位杰出的科学家一生始终以乐观向上的生活态度,坚持不懈地勤奋工作着。学生们纷纷为Hume Rothery的人格魅力而倾倒,希望自己也能投身科学,在某一领域取得杰出成就。我们经常把本学科碰到的难题以及学科前沿的问题向学生进行适当的介绍,激发学生的民族自豪感,培养学生的创新思维和探究精神。例如,在讲到第八章电介质材料时,我们将著名纳米科学家王中林发表在《科学》上的氧化锌“纳米发电机”一文介绍给学生。在讲到第九章超导材料时,我们向学生们介绍了我国在超导材料的研制上一直处于国际领先水平,特别是2008年我国在高温超导研究上取得重大突破,发现了一类新的高温超导材料———铁基超导材料,在全球范围内掀起了超导材料研究的新热潮,并介绍了铁基超导材料的结构和性能。在讲到第十二章发光材料时,我们向学生介绍了大连路明集团开发的“水立方幔态LED”在研发、制造、安装中创造的7项“世界第一”。这些事例大大激发了学生学习相关章节内容的兴趣,同时也培养了学生的民族自豪感和投身科学的信心与决心。实践表明,将科研引入教学过程,有力地促进了学生对知识的掌握和能力的提高,促使学生形成了正确的科学精神和科学态度,大大提高了教学的实际效果。
三、教学方法的改革
教学手段和方法是提高教育质量非常重要的一个方面。传统的教学方法以教师为主导,以传授知识为目的,往往采取灌输式教学方法,在很大程度上忽略了学生的主体地位和创造性,学生被动地接受知识,学习积极性不高,教学效果不理想。要改变过去那种单纯传授专业知识的教学方法,把培养学生的创新能力和创新意识作为教学工作的重点,我们必须对原有教学方法进行改革,采取多样化的教学手段激发学生的学习兴趣。
本课程的特点是知识点多而且分散,学生容易只见树木、不见森林。为此,我们理出了一条课程主线,向学生清晰地展示各章节的作用以及章节之间的联系(如图1)。我们力争做到讲课内容少而精,重点突出,主次分明,出现在不同章节但内容相关的部分放在一起讲解。例如,与Fermi面附近的能态密度相关的性质有金属材料的电子热容和Pauli顺磁性(第四章)、金属材料的电导率(第九章)、超导材料的临界温度(第九章)等,将这些知识点放在一起进行对比和总结,学生对Fermi能级的概念就会有非常清晰和深刻的认识。课程教学的重点在于使学生掌握该学科的思维方式和研究方法,给学生留有思考的足够空间,能从多角度理解基本原理。古人云“授人以鱼不如授人以渔”,这里强调的就是教授学生学习方法的重要性。[6]材料的组成和结构决定了其物理性质,这是材料化学的核心和基础。将钙钛矿材料的结构(第三章)和其铁电性质(第八章)结合起来讲解,学生不仅对该类材料的结构和特殊的物理性质有了深刻的认识,更深化了对结构-性能关系的理解,掌握了该课程的学习方法。
在实践中,我们采取了传统教学与多媒体教学结合、自主学习与协作学习结合,基于问题学习、基于案例学习、研究型学习等多种形式的教学策略,提高了学生学习和思考问题的效率。实践表明,适度使用多媒体教学,将材料实际应用的照片、材料加工制作过程的视频等图片影视资料生动地展示给学生,能为教学过程提供丰富的感性材料,丰富课堂教学内容。鉴于新材料的发展日新月异,每天新概念、新构想、新方法都在不断涌现,我们在课堂上及时地将与课程内容相关的最新文献介绍给学生,课堂教学结束前提出下次课程内容的前沿课题,让学生在课前完成对这一前沿课题的研究报告。这样一方面可以使这些学有余力的学生接触到材料化学领域的最新研究进展,培养他们对教材内容的兴趣并找到自己的科研兴趣,另一方面可以让学生看到自己知识结构的不足,在学习中自觉地去完善自己。与此同时,这也锻炼了他们查阅文献和英文阅读的能力,为将来进行专业科学研究奠定了一定的基础。通过一个学期的尝试,我们感到教学效果非常好,学生经常在下课后围着教师交流,提出各种材料学领域的前沿问题与教师探讨。有几个表现突出的学生已经进入到某些课题组,开展创新实验了。另外,在课堂上,我们结合自己的科研实践,提出开放式的与课程内容相关的问题,让学生思考和回答。我们鼓励学生提出不同的见解,这样就增加了师生互动,活跃了课堂气氛,提高了学生的学习兴趣。我们将本课程教学方法作一总结列于表1中。
四、实验教学方案设计
第2篇：材料化学教学范文
论文关键词：材料化学专业实验，实验教学，探索
材料化学是一个理工结合、学科交叉的新兴学科，在信息、能源、环境、航天等前沿科学领域起到越来越重要的作用。目前, 许多高校设置了材料化学专业实验, 我们根据我校办学经验和实际条件,并结合苏州经济社会发展对人才的需求，建立了与之相适应的培养目标及专业实验内容。为了让学生了解先进的材料合成与制备方法，掌握高技术材料性能的最佳测试技术，具体设置了材料合成与加工和材料性能测试相结合的专业实验教学大纲[1-2]。本文结合我们的教学实践过程，谈一下材料化学专业实验教学过程中的一些做法和体会。
重视实验室建设，保证教学质量。实验室建设主要包括两个方面，硬件条件和软件条件。具体的说，硬件条件包括实验室基础设施建设，实验仪器和大型设备的购置等等；软件条件包括实验教学大纲制定优化，教师队伍思想道德素质，教育教学能力等方面的建设。具备优良的实验室硬件条件和优秀的教师队伍是保证教学质量的必要条件。
1．实验室硬件条件建设
必要的基础设施和优良的实验条件，是顺利开展实验课程，保障实验室安全的先决条件。我校材料化学专业的实验室面积达到500 m2，实验室分为材料合成实验室和材料性能测试实验室两部分，主要承担了材料化学专业的专业实验和本科毕业论文等教学任务。
随着现代化仪器技术的高速发展化学论文，培养掌握现代化测试技术的人才是社会发展的迫切需要。为此，我校花大力气引进了一大批与材料化学专业有关的先进测试仪器，并为材料化学专业开设了现代分析与测试实验课程，主要目的是引导学生全面熟悉和系统掌握测试材料的常规科研方法，包括红外光谱、紫外分光光度计、荧光分光光度计、热分析仪、比表面仪、纳米粒度仪、电化学分析仪等仪器多种测试方法的介绍和使用，这些仪器偏向于基础化学性质研究，它有助于学生掌握材料的各项微观性能。
同时，我们还开设了用于研究材料电学、硬度、力学等性质测试的实验。实验仪器包含了纳米Zeta电位测试仪、体积电阻测试仪、简支梁试验机、布氏硬度计、电热平板硫化机、单螺杆挤出机、桌型老化试验机、氧指数仪等大型仪器。学生在学校里熟悉了这些仪器的操作和使用以后，我们还会积极联系一些相关的单位，引导学生到企业进行相关的实习操作，使学生能够将学到的理论知识和具体实际相结合。
2．实验室软件条件建设
软件条件建设的主要摘要对教学内容深入了解，合理组织编排，采用合适的教育教学手段，与同学多做交流，不断总结教学过程中发现的优缺点，找到最佳的传授知识手段。
2.1 紧跟专业方向特色，制定实验教学大纲
材料化学专业实验从大三开始开设，此时学生以及通过前两年的基础实验课程的学习掌握了实验的基本操作技术，更容易接受一些较为专业，相对复杂的实验项目，同时也要紧跟材料化学专业的专业方向特色，这就成了我们在制定实验教学大纲时的宗旨。
我校的材料化学的专业实验分为高分子与无机两个方向论文格式。我们根据理论课与实验课相衔接的原则，通过开设一些与高分子物理，高分子化学，无机功能材料等课程相关的典型高分子和无机材料合成实验、性能表征及加工修饰实验，加大对学生动手能力的培养力度，使他们对高分子材料研究领域有更深一步的体会，对高分子材料制备工艺、组成、结构与性能之间的相互关系及其规律有更加明确和深刻的认识。
2.2 精心选择实验，合理编排顺序
我校根据材料化学的专业背景和培养目标，对材料化学高分子方向的实验总共安排8个实验，其中6个为必修实验，2个选修实验从教学大纲中的14个实验中根据实验需要选取。8个实验中有材料的合成实验，也有材料性能加工测试实验化学论文，安排实验顺序时我们依据连贯性的原则，尽量使两个甚至三个实验能够串联起来，形成一条链，例如，我们通过“聚乙烯醇缩甲醛(PVF)胶黏剂的制备及性能测定”这个综合性实验，学生可以掌握聚乙烯醇与甲醛在酸性条件下发生缩合反应的基本原理，以及缩合反应的具体实验技术，最后收集到的产物我们可以作为下一个实验“GPC法测定聚合物分子量及分子量分布”的一个辅助测试原材料，学生可以进一步了解凝胶渗透色谱的基本原理，掌握GPC法测定聚合物分子量及分子量分布的实验技术及数据处理。这样的实验安排有利于将各自独立的单个实验有效的串联起来，增加实验的综合性，更加有利于学生以后从事科学研究思路的培养，提高学生分析、解决问题的能力。
2.3严格考核制度，提高学习效果
只有严格要求学生，规范考核制度，才能有效的提高学生的学习效果和学习积极性。我们的教学与考核方式采取实验预习报告、实验操作技能和实验报告综合评价的办法，即实验前，试验中，试验后这样一个办法。实验总成绩采用百分制记分，预习报告占总成绩的30 %，实验操作技能考核占总成绩的30 %，实验报告占总成绩的40 %。只有严格要求学生写实验预习报告，他们才会去查阅本实验相关的文献资料，对实验机理、实验步骤有相当程度的熟悉和了解，尤其对于一些设计性实验，会对实验的设计方案有更多更好的想法与思路，同时也增加了学生做实验的乐趣性。在实验的进行过程中，老师对实验的过程进行指导和监督，对学生提问，考核学生对实验的认识与理解程度，并予以打分。最后，实验报告综合反映了学生对实验的理解，数据处理等的完成情况化学论文，也是评价学生学习效果的一个重要因素。
2.4 加强师资队伍建设，提高教师素质
具备一只优秀的教师队伍是保障本科教学质量的基础和前提。我校材料化学专业实验指导教师和实验专职教师共计5人，其中教授2人，博士3人，硕士2人，已经形成了一支年龄、学历结构较为合理的实验教学队伍。实验专职教师实行坐班制，负责实验室相关仪器的日常管理和养护工作，根据实验教学大纲安排实验教学进程表。我们严格要求实验教师认真备课，每个实验项目开始前都要做预实验，对实验中可能出现的各种现象和各种注意点都记录下来，对于一些实际的样品，测出准确的数据，做到心中有数。实验教师在实验指导过程中要充分调动学生的积极性,激发学生的潜能。激发学生的潜能可以有很多方法,比如说改进实验方法,改变原料配比,改变模具形状,改变测量方式等等,都是很好的尝试[3]。教师的业务水平直接影响到实际的教学效果，所以教师在平时的教学过程中要注重积累，努力提高自身各方面素质。
第3篇：材料化学教学范文
本课题分为两部分.第一部分从日常生活用品很多是用金属材料制成的入手，说明金属材料包括纯金属和合金两类，并从社会发展的历史说明铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料.教材注意联系学生的生活经验，配合实物照片介绍了金属具有金属光泽，能传热、导电，有延展性等重要物理性质，同时采用列表的方式，给出了一些常见金属物理性质的数据，为如何利用金属的物理性质提供了重要依据.教材把重点放在“讨论”及对物质的性质与用途关系的了解上，注意培养学生综合分析问题的能力.
第二部分重点介绍合金.教材用厨师在炒菜时常会在菜里加入各种调料以改善菜的色、香、味的事实作比喻，说明在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，可以制得与纯金属性质不同的合金，如生铁和钢等，这些合金具有某些比纯金属更好的性能.教材接着通过实验让学生亲身体验合金与纯金属性质的不同，了解为什么合金比纯金属具有更广泛用途的原因.教材以列表的方式简略地介绍了一些常见合金的主要成分、性能和用途.教材还介绍了21世纪的重要金属材料――钛和钛合金，连同在“化学 技术 社会”中介绍的高新科技的内容――形状记忆合金，在一定程度上体现了21世纪金属材料的发展趋势，有利于拓宽学生的眼界.
二、教学过程
投影展示生产、生活中金属制品的图片.
学生看图、思考.
提问图片中的制品主要由什么材料制成？
讲解金属材料包括纯金属以及它们的合金.
展示本节课的知识要点
根据生活经验，你所知道的金属有哪些？你见过哪些金属制品？请完成下表.
我所知道的金属…我所见过的金属制品…学生联系生活和所学化学知识，完成表格.
小结：金属的种类有很多，而我们最常见的金属有铁、铝和铜.
设计意图创设情景，增加学生的信息量，让学生了解金属材料在高新技术、国防建设、美化生活中的广泛用途.
加深学生对金属材料的认识，让学生感觉到我们的生活离不开金属材料，并培养学习兴趣.
投影展示铜和铁是人类使用较早的金属，我国劳动人民在商代就制造出精美的青铜器，春秋战国时期就会冶铁和炼钢.铝的利用要比铜和铁晚得多，那仅仅是100多年前的事情.但由于铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位.
设计意图历史介绍.
下面我们就以铜、铁为例，来对金属的物理性质进行探讨.(投影探究活动的主题)
1.观察它们的颜色和光泽.
2.感觉一下同体积不同金属块的质量大小，由此判断它们的密度大小.
3.试试不同金属片是否容易被弯曲、折断，并感觉它们硬度是否相同.
4.用电池和小灯泡等试试他们能否导电，并比较灯泡的亮度是否相同.
5.用手拿着金属片的一端，在酒精灯火焰上方烘烤它的另一端(注意：时间不要长，防止烫伤)，试试它能不能传热. 分组实验 使实验探究更有针对性，目的性.加强学生动手能力及合作精神.体验科学发现的过程，尝试探究成功的快乐.
分组进行活动与探究、完成报告、交流讨论；教师巡视.
实验现象说明金属具有什么性质举例说明该性质的用途实验一实验二实验三实验四实验五学生完成报告交流讨论.
设计意图培养学生表达能力、分析能力.强化评价功能，通过评价，拓展学生的思维空间.
教师板书.
实验1的结论金属都有颜色、有光泽.
实验2和实验3的结论不同金属的密度、硬度不同.金属常能被弯曲，而且不易折断.
实验4的结论金属具有导电性，不同金属的导电能力各不相同.
实验5的结论金属具有导热性.在学习《酸碱盐》时，我就采用激趣引入：“一日三餐，我们离不开食盐；改良土壤酸性，少不了熟石灰；化学实验，常用到酸、碱、盐.”之后告诉学生，我们已经感受到了酸碱盐的广泛应用.在讲《二氧化碳和一氧化碳》时，对二氧化碳的密度、溶解性、是否支持燃烧及是否与水反应的学习，是让学生先猜想，再通过教师演示实验及学生分组实验探究来验证其猜想.课堂上将雪碧碳酸饮料振荡后打开瓶盖，观察到冒出很多气泡后，将气体通入澄清石灰水，发现石灰水变浑浊.提出问题：为什么碳酸饮料会产生CO2？CO2如何检验？从而明确CO2与石灰水反应的原理，得出CO2检验方法，从生活走进化学.通过学生熟悉的碳酸饮料来探究物质的性质，调动学生的学习兴趣，培养学生分析推理能力.展示细铜丝、薄铜片等.
介绍抽成细丝的性质为延性，打轧成薄片的性质为展性.金属的延展性决定了金属一般具有良好的机械强度.
总结并板书有颜色和光泽，常温下为固态(汞除外)；不同金属的密度、硬度不同；金属有良好的导电性、导热性和延展性，且熔点较高.
学生在教师的指引下归纳金属的物理性质.
设计意图整理知识点，并让学生学会如何整理知识.
讨论1.制造飞机和制造机器底座，对所用金属的密度和硬度会有什么要求？
2.电灯泡的灯丝是用金属钨制成的，你认为它利用了钨的哪些性质？
学生思考，讨论.
设计意图体现知识的应用性，联系社会，联系生活.增强学生用化学知识服务生活的意识.
教师：金属不仅具有以上共性还有各自的特性.
学生分析、比较，讨论交流汇报.
投影一些金属物理性质的比较.(P3表8-1)
设计意图增强化学课堂的趣味性，知识性.让学生通过讨论、比较，归纳出物质的用途与哪些因素有关.
投影金属之最(课本P4)
教师：(投影展示)
1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？
2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？
3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？
4.用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？
学生阅读并短时记忆.
设计意图从生活入手，从学生已有的经验出发符合新课程理念.为比较合金和组成它们的纯金属的性质的差异做铺垫，激发学生的探究欲望.
师生总结用途主要由性质决定.还需考虑价格、资源，是否美观，使用是否便利，废料是否容易回收利用以及对环境的影响等.
投影展示飞机图片，思考制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝？
设疑什么是合金？
合金的性质与其组分金属有何不同？
合金的应用范围怎样？
我们常用的合金有哪些？
哪些合金最有前途？
学生阅读课本P4-5《合金》的内容，并归纳出结论.
讲解1.合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特征的物质.
介绍生铁和钢.
比较2.合金与组成它们的金属性质比较.
实验探究实验8-1(备注：焊锡和锡的比较课外完成)
1.比较黄铜片和铜片的光泽、颜色.
2.将黄铜片和铜片互相刻划，比较它们的硬度.
性质比较现象黄铜铜焊锡锡光泽和颜色硬度结论设计实验比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的硬度.学生回答.
设计意图培养学生自主学习能力、动手能力和创新能力.
合金的熔点与其组分金属相比，又有何特点呢？组织课本第五页“讨论”：
查阅资料，了解焊锡和武德合金(铅、铋、锡和镉组成的合金)的用途.根据下表提供的数据，你能得到什么启示？
纯金属合金铅镉铋锡焊锡武德合金熔点/℃32732127123218370启示合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，从而使合金更容易适合于不同的用途.
学生分析表中数据，交流讨论得到的启示.
设计意图比较合金与组成它的纯金属熔点不同.
讲解3.合金比纯金属具有更广泛的用途.
学生举例说明.
展示几种常见合金的主要成分、性能和用途.
设计意图师生互动，通过投影展示增强直观性.
叙述合金在人类生活和生产中具有极为广泛的应用，尤其是在科学技术日益发展的今天，新的金属和合金一直在被不断的发展和应用.例如，钛和钛合金就是近30年来引起人们普遍重视和关注的一种新型金属材料.
4.钛和钛合金新型金属材料
展示钛和钛合金、新型金属材料的有关资料.
小结课本P7.
学生举例说明.
学生展示课前查阅有关“未来金属──钛和钛合金”的资料(钛合金的广泛应用，优良性能，发展前景……).
让学生逐步认识化学科学的发展在开发新材料提高人类生存质量方面的重大贡献.
布置课外作业习题4、5.
做一做家庭小实验――淬火与回火
布置学生在家里做一做淬火和回火的实验，并写好实验报告，在化学小组内交流实验现象和结果.
设计意图以学生发展为本，体现化学学习的可持续性.
第4篇：材料化学教学范文
一、化学教学价值
新课程改革使所有的教育活动要围绕体现学生主动认知、健康发展的核心价值而进行。化学教育价值在于其能够奠定学生的科学素养基础，形成基本的化学观念，提供化学学科独特的认识物质世界的视角与完善“结构决定性质、性质反映结构”等化学思维结构。但是，在传统的化学教学领域中，大部分教师对化学教学价值的认识还停留在“传递化学知识”上，部分教师虽然已经关注到学生技能与技巧的发展，但大多为点缀。在教学实践中，教师奉行的价值观与理想中的教学价值观并不一致，相去甚远。因此，我们要想转变教学价值观，就要在化学教学实践中不断摸索、发展与完善。
二、“功能高分子材料”的化学教学价值
“功能高分子材料”是人教版高中化学选修5第五章第三节的内容，是高中“有机化学”的最后一节内容。在传统教学中，我们会把这节课当作科普内容介绍给学生或安排学生自学。然而，经过深入分析教材，我们就会发现，这节容易被忽视的课，从各个方面都蕴含着可实现的化学教学价值。功能高分子材料与学生的生产生活实际、高科技材料发展有着紧密的关系，能够深层次地体现“结构决定性质”的化学思维结构，运用宏观与微观视角解决本节教学相关问题，能让学生体验有机化学原理在解决实际问题中的重要作用。如何才能在教学实践中实现化学的教学价值，我结合“功能高分子材料”的教学实例，将具体分析如何在新课程改革的教学实践中实现化学教学价值。
1.奠定科学素养基础，形成基本的化学观念
形成超越课堂的持久价值和迁移价值是化学学科具有强大生命力的体现。《高中化学新课程标准》强调从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个维度着手培养学生的科学素养，在此基础上形成基本的化学观念，使之成为认识物质世界、做出相关判断的出发点与基本依据。这意味着化学教学不仅要提供给学生基本的化学知识、技能和方法，更重要的是要让学生从化学视角去认识科学、技术、社会和生活，了解化学制品对人类的影响，形成如微粒观、元素观、分类观、结构决定性质等基本的化学观念，懂得运用化学知识去治理环境污染，合理地开发和利用化学资源，在面临与化学有关的社会问题的挑战时，做出更理智、更科学的决策。
围绕“奠定科学素养基础、形成基本的化学观念”这一教学价值，我在“功能高分子材料”的教学过程中突出教学素材的选取和化学观念的合理运用。
在引入环节，我展示了功能高分子材料在各个领域的广泛应用，从新材料的实际应用出发，让学生了解功能高分子材料，引导学生关注高科技产品与生产生活的紧密联系。随后，我会问同学们这样一个问题：在沙漠治理和抗旱保水的过程中，我们需要一种高吸水性材料，如何获得？这就将学生置身于解决实际问题的环境中，面对与化学有关的社会问题的挑战，引导学生去探求化学知识的实际应用价值，引发他们进行创新性思考。
为了解决这个问题，我让同学们说说生活中常见的吸水性物质有哪些？之后，我会从他们都熟知的物质――棉花入手，分析其性质和结构特点，引发学生有针对性的思考和研究，从而在明确其结构特点与性质关系的基础上，对棉花的结构按需进行改造，合成能够解决沙漠问题的高吸水性材料――聚丙烯酸钠。所有的教学环节都在培养当学生面临与化学有关问题的挑战时有运用化学研究的一般思路做出科学决策的能力。
在我们完成探究高吸水性材料的性质之后，我又以尿不湿为例拓展高吸水性材料的重要应用，从应用和结构的角度比较聚丙烯酸钠与聚丙烯酰胺性质的异同，培养学生从化学视角分析生活中常见物质结构和性质的异同，巩固学生已有的基本认识和观念，培养学生观察、对比和分析等科研能力。
这部分教学材料的选取始终突出化学的教学价值，围绕奠定学生化学科学素养基础的要求，将化学课堂教学与学生生活体验、高新科技发展紧密联系在一起，将各种素材在有机合成思想的指导下合理安排，落实官能团性质、有机合成思路等化学知识，帮助学生主动建立并巩固化学观念，引发学生对化学与社会、科技的主动关注与思考，尝试运用化学知识解决现实世界的问题。
2.提供化学学科独特的认识物质世界的视角
微观结构与宏观性质的关系是认识客观世界的一个思想方法，是化学不同于其他学科的最具特征的思维方式。化学的基本特点是在分子水平上研究物质的结构、组成、性质和变化，在微观层面揭示事物一般的、本质的与深层次的特征与联系，因此，化学能帮助学生从宏观与微观视角认识物质及其运动，使他们的认识得以升华。
“功能高分子材料”一课的教学实践源于学生的生活经验，我们可以从宏观层面研究天然吸水性材料――棉花的宏观性质和外部特征，探究棉花具有一定吸水性和保水能力的原因。在这个过程中，学生能够在问题的驱动下主动地分析棉花纤维素分子的功能基团和分子骨架，自觉从微观层面研究分子物质的组成。结合素材分析微观结构，我们会进一步思考并讨论如何通过改变结构，增强棉花的吸水能力和保水能力，进而获得强吸水性和强保水能力的高吸水性材料，从微观分析进入到宏观观察，进而探究聚丙烯酸钠的性质和特征。
3.完善“结构决定性质、性质反映结构”的化学思维结构
化学研究既重视观察与操作，又突出化学思维，从实现化学教学价值的角度看，建立并完善“结构决定性质、性质反映结构”的化学思维结构是化学教学的一个核心任务。化学教学需要唤起学生主动进行科学探索的意识，更要优化学生的科学思维结构。
“功能高分子材料”一课通过改造和修饰功能基或分子骨架，合成所需要的功能高分子，将“结构决定性质”的体现从静态结论转变为动态过程，让学生从被动地接受转变为主动运用化学观念。从完善“结构决定性质、性质反映结构”的化学思维结构视角出发，我们通过对高吸水性树脂的合成分析，遵循材料科技发展的路径，从天然材料中得到启发，通过引入功能基团和改造分子骨架，得到高性能材料，从结构角度认识性质，进行结构优化，实现性能优化，最终形成合成功能高分子材料的一般思路。例如，我会从学生熟知的天然吸水性材料――棉花开始，探究它的吸水性和保水性，分析哪些分子结构特点会影响棉花的性质，认识纤维素分子的分子骨架和功能基团与棉花吸水性、保水性的关系。因为棉花的性质特点不能满足沙漠治理的需要，如何在了解棉花的结构后合成高吸水性材料？我会让学生从纤维素分子的结构入手，改造分子结构，通过对分子骨架的改造和功能基团的修饰，设计出合成高吸水性材料的路线，合成聚丙烯酸钠，通过实验验证其性质，反映物质结构与性质的关系。
化学课程把形成学生主动、健康发展的意识与能力作为其实施的核心价值，因此，我们要在化学教学活动中，选取教学素材、设计探究活动、安排教学程序，完成化学教学的真正任务，实现化学教学的价值。
参考文献：
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第5篇：材料化学教学范文
(黑龙江大学，黑龙江哈尔滨150080)
摘要：文章针对传统实验教学模式不利于培养学生自主研学能力和创新思维的问题，从“自主开放”实验教学模式的内涵与特点出发，以黑龙江大学材料化学专业为例构建了“自主开放”实验教学模式，较为详细地阐述了“自主开放”实验教学模式的实施策略与相应的评价体系。
关键词：材料化学；实验教学；模式
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-41()7( 2015 )01-0001-02
一、传统实验教学模式的弊端
材料化学专业是化学与材料科学等多学科交叉领域中十分活跃的专业，近年来对促进科学及国民经济的发展起到越来越重要的作用，成为21世纪化学发展中的重要学科。作为材料化学专业课程的重要组成部分——材料化学专业实验，其目标不仅要训练学生掌握材料化学常规的实验方法和技能，培养学生敏锐的观察和分析问题的能力，更重要的是培养学生严谨的科学态度、创新思维和综合能力。所以，材料化学专业实验教学是实施素质教育、促进知识向能力转化的重要而有效的途径，它可以更大程度地激发学生学习兴趣，启迪学习方法，培养观察、思考、实践、分析和解决问题的能力，是理论教学所不能替代的。目前，国内各高校开设的材料化学专业实验主要包括材料化学综合实验、材料合成与制备实验、材料结构与性能测试实验等，所涉及的实验内容主要是重复性的验证性实验。然而，陈旧的实验内容和“照方抓药”式实验教学模式，不仅难以激发学生的兴趣，而且学生处于被动的学习状态，忽视了对学生自主学习、创新思维和能力的培养。“授之以鱼，不如授之以渔”。因而，在教学过程中，除了基本的教学任务外，还应更多地涉及学习策略和学习方法，让学生在“学会”的基础上达到“会学”的目的。因此，构建以学生为主体的材料化学专业实验教学模式，以适应新世纪对材料化学人才的需求是亟待解决的问题。近几年，各高校积极进行实验教学改革，建立了多种化学实验教学的新模式。黑龙江大学材料化学专业也推进了专业实验课的教学改革，在“自主开放”专业实验教学模式构建和实施上进行了有益的探索。
二、“自主开放”实验教学模式的内涵与特点
“自主开放”式专业实验教学，即将部分科研成果转化为本科实验教学内容，学生以小组为单位，根据自身兴趣、理解以及实验室现有条件，综合运用所学的知识，自主选题并设计实验方案达到实验目标。不同于传统的化学基础实验和材料化学专业实验，“自主开放式”专业实验在内容编排上不仅紧密联系材料化学领域的前沿热点，而且本身是系统性、科学性的完整课程体系，具有探究性、新颖性、前沿性和应用性的特点，可激发学生的研学兴趣。此外，在整个实验实施过程中，学生是主体，指导教师引导学生探究问难、建立自主研学方法，能更好地从科学态度、实验技能、发现分析和解决问题能力等多角度提升学生的综合素质，使学生具有创新和实践精神。“自主开放”专业实验教学模式的构建主要包括三个部分：搭建“自主开放式”专业实验平台、设计实验教学环节、建立多角度能力评定体系。
三、“自主开放”实验教学平台的搭建
“自主开放”式专业实验教学依托于黑龙江大学材料化学专业实验课程——材料加工与设计实验。实验平台的搭建需考虑四方面问题：(1)材料化学领域的研究热点；(2)实验课题的多样性、普适性、可操作性以及综合性；(3)材料化学专业实验室现有仪器是否可以满足合成实验、物性表征以及性能测试的需求；(4)本专业教师是否熟悉实验内容、相关的合成方法和性能测试，从而有效地指导学生。
实验室通过对现有实验教学体系、教学内容、指导教师科研领域以及教学和科研仪器等进行梳理、整合，构建了以复合微球合成及性能测试为目标的开放式实验平台，其目的是让学生理解材料的构效关系。该平台涉及胶体微球、半导体氧化物和贵金属纳米粒子等多种材料的合成方法以及性能测试。利用这个平台学生要独立完成两个系列实验，并规定所合成的材料要具有指定的性能。实验教材只给出各种胶体微球的性质、应用领域及相关机理，并列举一些相关文献；而各种材料的合成方法、性能表征、性能测试方法以及各种材料复合对性能影响均不体现。学生合成什么复合微球、如何合成、如何表征、如何测试性能，均需通过调研文献、归纳总结和设计，并实施操作，从而充分体现“自主开放”式专业实验的自主性、开放性和探究性。
四、“自主开放”实验教学的实施策略
实验教学顺利进行的关键在于各个教学环节的细致筹划、准备和紧密衔接。为此，在实验平台建成后，实验指导教师根据专业实验平台设置的实验内容，分组查阅文献并归纳总结胶体微球（包括碳胶球、聚合物胶球以及无机氧化物胶球）、微球表面功能化、半导体氧化物（如Ti02、Zn0、2r02等）以及贵金属的合成方法。根据实验方法准备了相关的药品、仪器以及性能测试系统，并在学院测试平台申请了材料表征，以确认实验合成的产品物质结构和形貌。
“自主开放”专业实验课的具体实施步骤主要由选题、文献调研、设计实验方案、实验操作以及总结汇报五部分构成。开课前，实验教师统一讲解“自主开放”专业实验的实验目标、操作方式，提供文献检索范围，并规定五个阶段的截止时间。实验组自主选择所要合成的复合胶体微球、合成方法、物性表征和性能测试。在选题阶段指导教师有意识地引导部分学生用不同的方法合成同种材料，或者用同种方法合成不同种材料，使各实验组的课题具有一定的关联性和交叉性。实验组根据选题设计实验方案。指导教师审核实验设计的合理性、可行性及安全性，并检查实验所需仪器、试剂是否齐备等。通过实验设计阶段的讨论，指导教师引导学生修改和完善实验方案。实验方案修正后，学生还需考虑实验中涉及的药品使用注意事项、仪器选择及使用方法、操作步骤等问题。在整个实验操作过程中，指导教师不仅监督学生操作的规范性和安全性，并给予及时的指导或帮助；而且随着实验的进行，根据实验现象提出问题，启迪学生独立思考，提高分析和解决问题的能力。只有当学生在操作过程出现遗漏和错误时，指导教师才会提示学生并提供必要的讲解。
课后学生不仅要提交系统的实验报告，还要进行实验总结汇报。各实验组阐述本组实验的设计理念、控制步骤、实验结果以及实验中的问题和经验。通过总结交流，学生不仅可以系统地理解不同合成方法对同种材料性能的影响、不同材料性能差异的原因，加深对材料结构与性能之间关系的认知，而且可以了解多种合成方法、多种材料性能，大大拓展了学生的知识面和思维方法。同时，通过共同分享实验成功的经验或失败的教训，增强自我效能感，为今后从事课题研究打下基础。
五、构建多角度“自主开放”实验教学能力评价体系
第6篇：材料化学教学范文
关键词：PBL-LBL教学模式；材料化学；创新
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）11-0165-02
《材料化学》是一门以材料科学和化学学科相结合的新兴交叉学科课程，它是综合了材料科学、无机化学、物理化学、有机化学、高分子化学、分析化学、结构化学等内容的一门课程，是目前我国高等学校化学化工类专业常常开设的一门专业基础课程。课程的开设有利于化学化工类专业学生了解掌握材料化学的基础知识、基本理论，了解新材料的发展动向，可为学生毕业后从事材料的研究和开发工作奠定基础。因此，如何在有限的学时内，提高《材料化学》课程的教学效果，对培养具有新精神的化学、化工应用型人才至关重要。本文结合教学实践，提出以问题为导向的PBL教学与传统的LBL教学相结合的教学模式，并应用于《材料化学》的课程教学中，以期达到提高教学效果的目的。
一、PBL-LBL教学模式概述
基于问题为导向的教学（Problem-Based Learning，简称PBL），是以问题为导向，学生为主体的一种教学方法，它由美国的Barrows教授1969年首创，其内涵是将学生置于复杂的、有意义的问题情景中，通过对问题的解决来学习相应的科学知识，进而培养学生自主学习能力和创新精神。这种方法最早应用于医学相关领域的教学，由于其教学效果显著，目前已扩展到其他的学科与专业。PBL教学要求学生具备较为系统的基础理论知识和实践能力，因此开展此类教学通常是在中高年级的本科生中进行。这种教学模式能为学生营造一个自主学习的氛围，让学生去积极思考问题，并充分表达自己的观点，寻求解决问题的途径，使课堂气氛轻松、活跃。教师提出问题后，学生可以通过查阅书籍、文献，或使用互联网查找，再进行分组讨论。分组讨论不仅能发表自己的见解，而且还能从其他同学那里获取知识，通过沟通、协作，培养团队工作意识。
传统教学模式（Lecture-Based Learning，简称LBL），是以教师为主体，注重教师对课堂知识的讲授。这种模式教师能够系统、全面地传授课程的基础理论知识，能够有效地完成课程的预定目标。LBL教学法由于其系统、完整、深入等优点在许多课程的教学中仍广泛应用。但这种教学模式，忽视了学生学习的主观能动性，削弱了学生的学习兴趣和好奇心，教学中的双向互动较少，极大地制约了学生学习的主动性和创新能力的培养。
鉴于两种教学模式的特点，目前已有许多教学工作者尝试将PBL和LBL教学模式进行整合，充分发挥二者优势，弥补各自的不足。
二、PBL-LBL相结合教学模式在《材料化学》课程中的应用
当前，国内很多高校对《材料化学》课程的教学内容通常设置为二个模块，第一模块主要涉及材料化学的基础知识，如材料的结构、性能、制备和材料化学热力学等；第二模块主要按金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料、功能材料、纳米材料等介绍一些材料的特点和性质。从课程的内容来看，第一模块主要是一些基本概念、基本定理或基础知识；第二模块主要是对传统材料和新型功能材料的了解和认识，这部分的内容量较大，而且由于材料化学发展变化十分迅速，各种新型材料不断涌现，材料化学的教学内容也须不断更新。由于该课程是一门交叉性很强的学科，同时涵盖的知识内容又非常广，加之课程的学时有限，所以在以往的传统LBL教学中教师只能对基础理论知识和各种材料的基本性能做简要的介绍，这就造成讲授的内容量少且浅，而且这种被动式的教学方式扼杀了学生学习本课程的主动性、积极性和实践性，不能很好地将所学的知识与实际问题相结合，不能很好地激发学生学习的兴趣和创新精神。
根据《材料化学》课程的特点，我们尝试在该课程的教学中采用PBL和LBL相结合的教学模式，避免单一传统模式的不足。对于《材料化学》课程第一模块中基本概念、基础知识和基本定理，我们采用传统的LBL教学方法，以教师为主导作用在课堂上进行统一讲解，通过一定学时的讲解，学生能够基本掌握材料结构，材料制备等基础知识。第二模块的教学，我们采用PBL教学方法，通过前面内容的学习，学生已掌握一定的基础知识，能够对课程学习中遇到的问题进行分析，总结和讨论。如在学习“金属材料”章节，提出如下相关问题：金属的提炼方法有哪些？钢铁材料的分类、冶炼原理如何？储氢合金电极材料研究进展？等；在学习“无机非金属材料”章节，提出如下问题：传统无机非金属材料分类、原料、制备方法有哪些？如何从废钢渣中提取白炭黑？锂离子电池正极材料的研究现状与发展趋势？石墨烯材料制备的方法及应用有哪些？材料常用的表征方式有哪些，各自的作用是什么？在学习“高分子材料”章节，提出的问题有：常用高分子材料分类，特点及应用是什么？结合悬浮聚合的原理，说明悬浮聚合工艺所需的主要组分及其作用？结合生活实际，谈谈一种功能性高分子材料？按照上述相关的问题，学生们分成小组，课下查阅资料做好PPT，然后在课堂上讲解，教师最后再对相关问题进行总结和补充。通过这种模式的教学，调动了学生自主学习的主动性，同时可将学到的理论知识来解决实际的问题，这极大地提高了学生学习该课程的兴趣。
三、PBL-LBL相结合教学模式应用中的几点思考
1.基于问题的PBL教学模式中，设置的问题是学生学习的兴趣源泉，是课堂教学的起点，对培养学生的自主学习能力、分析问题及解决问题能力起重要作用。教师应根据授课大纲和教学目标与要求，由易到难地设计与课程教学内容相关的教学问题，而且提出的问题应多与社会生产或科研实践相结合，从而达到提高学生学习主动性和创新能力的教学效果，并最终实现提高课堂教学质量的教学改革目标。因此，《材料化学》课程中设置的问题，我们还需要不断的修订和完善。
2.在PBL-LBL教W模式中，教师扮演着多重角色，对教师的综合素质提出了更高的要求，教师需要不断加强理论学习，掌握科技前沿发展的动态，拓展知识面，并将最新的一些科技发展成果不断充实到课程教学中。教师要认识到自己既是知识的传授者，又是知识的倾听者、解答者和总结者。在教学过程中，学生通过LBL和PBL两个阶段的学习，既夯实了基础理论知识，又在小组讨论和资料查阅中扩展了大量的课外知识，当学生在讨论过程中提出问题，教师应能够自如地解答。
3.需要建立和完善与PBL-LBL教学模式相适应的课程教学效果评价方法。要改变传统的重结果轻过程的评价方式，大力推进过程性评价与终结性评价相结合的评价模式，加强学生学习过程的监控，注重学生学习能力和创新精神的培养，克服学生将学习的最终目的定位于考试成绩的“应试教育”弊病。把知识传授为导向的评价模式转变到以能力发展为导向的评价机制上，要不断完善成绩评分体系，学习评价应贯穿于整个课程学习之中。如《材料化学》课程第一模块学习后，进行一次课程学习评价；在对PBL教学效果评价中，应从以下几个方面进行综合评价：回答问题的内容是否准备充分、PPT制作效果如何、讲解是否清晰准确、回答问题是否正确等，同时为鼓励学生积极参与PBL教学过程，对积极提问、发言的同学也应给予加分奖励。
四、结语
PBL-LBL相结合的教学模式适合《材料化学》课程教学改革的要求，能够帮助学生在学习和掌握基础理论知识的同时，提高学生应用知识解决实际问题的能力，同时也培养了学生的创新和团队合作精神。探索运用PBL-LBL教学模式有助于学校进一步推进学习、应用、探究、创新“四位一体”应用型创新人才培养进程，达到深化教学改革的目标。
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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：材料化学教学范文
关键词：材料类专业；物理化学；教学改革；建议
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）37-0128-02
物理化学课程是高校化学专业最重要的一门基础课程，该课程内容丰富、前后连贯、逻辑推理清晰、理论性强，不仅可对化学、化工、环境专业学生开设，也可为生物、材料、食品、水建等专业学生设置。随着社会的发展和科学技术的进步，高等学校不断深化教学改革，全面提高教学质量，对物理化学学科的课程讲授和发展也提出了更高的要求。结合我校的实际情况，以及我们近几年在建设校级精品课程的探索与实践，重新审视材料科学与工程专业物理化学课程的教学内容、教学方法和教学环节，发现目前我校材料专业物理化学课程教学中还存在以下的问题：
1.现行的教学计划中，无机化学相关课程以及后续一些专业课，与物理化学授课内容中有一些重复之处。
2.教材中抽象理论太多，造成了学生对这门基础课程产生了比较枯燥无味的感觉；加之内容多，课时量有限，老师在课堂讲授中不能针对某一化学原理或原理推导过程进行深入的剖析和讲解。
3.与之配套的物理化学实验课，经常采用多个班级集中循环进行试验的模式，有时理论部分未讲授到，但实验课程因为循环时间到，又必须开始，即实验内容超前于理论教学的进度，或者理论课早已讲授完毕，而实验课程却推后进行，学生不能及时将理论和实验相联系，无法达到预期的教学效果。目前我校物理化学的实验内容，基本以验证基础理论为主，缺少综合性、设计性及性能测试试验，因此物理化学实验体系缺少培养学生创新思维的意识以及提高学生动手能力的舞台。
因此，需要积极推进课程体系改革，充实和更新教学内容、改进教学方法、丰富实验教学，从而全面提高物理化学课程的教学质量和效果。
一、优化整合相关学科内容，打破学科壁垒，构建新的教学体系
对于我校材料科学与工程专业，按照2013版教学大纲的要求和已制定的教学计划，其中包含的课程，如无机化学、无机非金属材料、催化作用原理、胶体与界面化学等专业课，它们都与物理化学课程密切相关，有些课程如催化作用原理和胶体与界面化学，直接是从物理化学的大体系中划分出去的。由于我院材料专业招生时间不长，而这些课程总是不同的教师授课，教师之间就授课内容未来得及进行充分的交流，经过几年的授课，发现同一知识点的简单重复难以避免。因此，建议课程组就这一现象，加强教师间的交流与合作，将这些课程的内容进行有效的整合，突破原来以学科和专业来划分的粗放型的课程体系，建立起适合于自己专业的有效课程体系，是目前我院物理化学教学改革的一项重要任务。
我校材料学科专业物理化学课程采用的是南京大学沈文霞主编的《物理化学核心教程》第二版教材，主要的授课内容包括热力学（热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡和相平衡）和动力学部分（包括化学反应速率、电化学、表面现象和胶体化学），共56课学时，大学二年级上半年授课；而无机化学，同分析化学一起共48学时，无机部分主要讲授热化学（热力学第一定律）、稀溶液的性质、胶体溶液、化学平衡及化学反应速率；根据教学大纲的安排，胶体和界面化学、催化作用原理这两门课程各安排24个学时，在大学三年级下学期开展。通过几年授课，经老师观察和学生反映不难发现，以上所述这些课程，在知识内容上相互之间都存在着一定的重复性和交叉性。
针对课程内容重复的问题，为了避免盲目浪费学时数，有效改善不同课程之间的重复授课，充分利用大学课堂掌握更多的知识，使我们在课堂上的几十分钟内有效地完成教学任务，这里提议对材料系开设的几门相关课程教学内容进行整合，使每门课都有其侧重点，建议组建一个全新的教学体系，同时要照顾到这些学科知识的完整性和独立性。例如，讲授无机化学课程时，建议把化学热力学和化学平衡作为重点内容详细讲授，而其他内容，如电化学、相平衡和化学反应速率这些内容作为物理化学课程的授课侧重点。物理化学理论课程中的胶体、表面现象则可放在胶体和界面化学以及催化作用原理这两门课程中主要讲授，物理化学课程就不讲授这部分内容。这样既节省了时间，又突出了重点，不仅使教学内容独立而完整，还可以适当减轻因课时量小带来的物理化学的教学压力，弥补了物理化学课程内容多、课时少的矛盾，老师在授课的过程中再也不担心时间不够用而只能浅显的表述；对于学生来说，仍然是掌握了整个物理化学的原理，而且更加坚实。
二、掌握专业知识框架，改革教学方法
通过对物理化学课堂的观察，发现学生们刚开始对这门课还保持有神秘感，大多数同学对这门课还是很有兴趣的，加之从师哥师姐们那里听说这门课容易挂科，因此学生们刚开始上课的时候都很认真。但是随着课程的深入，部分同学开始松懈，开始排斥这门课程，以至于后来干脆放弃学习。经过细心调查分析发现，学生们在失去学习兴趣后，慢慢迷失在这门课程中。尽管老师在课堂上一再强调要理清楚各章节之间内容的联系，重点记忆关键结论，但大部分同学仍然做不到，不能掌握物理化学课程的知识框架，也没有选择性的记忆关键问题，总是被动地接受课堂上讲授的内容，甚至被很多的数学推导过程迷惑。而实际上这门课程内容衔接紧密，逻辑性很强。把各章节之间的知识框架理清楚之后，就坦然的接受和明白了各章的结论，也有利于知识点的重点记忆。在教学过程中，注重课程之间的联系，通过知识点的连接和相关内容衔接相关的课程，及时引导学生把所学的内容纳入到学科的框架中，帮助学生建立较完整的知识框架，不要迷失在盲目的理论推导中。
物理化学这门课理论性很强，内容较多而抽象，公式又多，学生接受很困难，这就对老师的课堂教学提出了更高的要求。为了能够进行有效的课堂教学，激发学生的学习兴趣，常把日常生活现象中涉及的物理化学原理介绍给学生。比如，举例高温下食物容易变质的问题，联系化学动力学的理论加以说明；讲解温度对反应平衡和反应速率的双重影响时，例举合成氨工业中如何选择最佳温度；涉及讲授表面化学的理论时，可以例举农民锄地能防止水分蒸发的现象，或者小气泡、液滴、呈球形的现象，加以解释后，学生就会对表面性质有清晰的认识；讲授渗透压的时候，联系渗透压的作用，提问为什么肥料用多了农作物会“烧死”？打吊瓶时为什么会感觉到疼痛？让学生带着问题听课，面对生活中各种现象去思考，多问几个为什么，自己到物理化学中去寻找答案，激发学生学习这门课程的兴趣，也就达到了提高教学质量的目的。
除此之外，在课堂上还可以采用小班讨论或者Seminar讨论式教学模式，以教师和学生为共同的教学主体，就某些共同关注的问题，在和谐的气氛中进行讨论，加强教师和学生之间的交流和沟通。课下，利用我校教务处网站的网络教学平台，与学生进行课下的交流和习题讨论、小测验等，与传统的课堂教学模式相比，它具有互动性、合作性、学术性的优势。
三、强化配套实验教学
实验教学在物理化学课程的教学中占有十分重要的地位，它与物理化学课程紧密配合，巩固和加深对物理化学原理的理解，提高学生对知识灵活应用的创新能力，还培养了观察和分析问题的能力。
为了避免实验课程超前理论课程，建议在学习完物理化学相关理论后，及时在学期后半学期开设实验课程。课程组已经设置独立的实验课并计算学分，如：配合表面现象，开展了液体表面张力的测定实验、粉体粒度分析实验；为了巩固反应速率反应章节的学习，开设蔗糖反应速率常数、乙酸乙酯反应速率常数的测定实验等。同时，也应鼓励学生根据所学理论，合理设计实验项目，开展综合性创新实验，增加设计研究型实验，根据设计实验的题目、要求等内容，让学生查阅相关资料，并利用学过的理论知识，选用相关的仪器、药品，分析实验中的难点和关键步骤等，自行完成实验内容、并上讲台讲授实验，以培养学生发现和解决问题的能力。
经过几年的探索和实践，我院化学化工学院材料专业物理化学课程的教学改革将有助于提高学校物理化学课程的教学质量和效果，促进了物理化学这门校级精品课程的建设和发展。
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第8篇：材料化学教学范文
关键词：材料表界面；多元化教学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0073-03
一、引言
材料产业是国民经济中的支柱产业之一，而任何材料都有与外界接触的表面或者与其他材料区分的界面，材料表界面的结构和性能直接影响材料的整体性能，材料的腐蚀、老化、硬化、破坏、印刷、涂膜、粘结、复合等无不与材料的表界面密切有关。因此了解材料表面及界面的有关基础知识，并在此基础上掌握材料表面与界面问题的控制规律和改善措施，对材料行业的从业者以及技术研究人员具有重要意义。鉴于此，我院材料化学本科专业将“材料表界面”设置为专业必修课程，第5个学期开课。本课程主要包括表面化学、表面活性剂、以及四大类材料（高分子材料、金属材料、无机非金属材料和复合材料）表界面和表面测试技术等四大部分内容[1]。当前，深化高等教育教学改革，提高教学质量始终是高等院校的核心任务之一。在本课程授课过程中，笔者发现由于本课程与表界面工程实际问题紧密联系，单一的课堂理论授课方式收效不明显，难以激发学生学习兴趣，因此尝试将将录像教学、多媒体教学、自学、科研文献辅助教学等方法引入常规课堂教学，并与开放式讨论、以及实践性教学等方法相结合，将多元化教学应用到本课程的教学中，对该课程进行了一系列教学改革。
二、常规课堂教学中的新尝试
（一）从日常生活中的表界面现象入手，激发学生的学习兴趣
兴趣是点燃智慧的火花，是探索知识的动力。在教学中只有激发学生学习的兴趣，才能充分调动其学习的主观能动性。因此，教师应注意教学的趣味性，以及教学内容和日常生活的联系，能使学生在愉悦的气氛中学习，唤起学生强烈的求知欲望。如笔者在讲到材料表面浸润性的内容时，对学生提出一连串的问题：“荷叶为什么能出淤泥与不染”，“耐油污材料的设计关键在哪里”，“决定液体在固体表面浸润性的最本质因素是什么”等？学生们听了这一连串的问题后感到学习相关知识可以解决很多实际问题，大大激发了他们的学习积极性。在介绍表面活性剂的相关知识时，先举一系列与日常生活贴近的例子，如活性剂在日常清洁用品、在油田采油、在农业生产如农药中的应用实例，引导学生从身边司空见惯的事物中进行思考，启发学生将材料表界面知识应用于生活实践，从而激发学生的学习兴趣。
（二）引用科研论文资料，丰富教学内容，帮助学生理解
现有教材的编写一般偏重于强调知识系统的逻辑性，偏重理论教学和反映学科体系的基本原理，由于篇幅原因在培养学生应用能力、创新意识和探索精神方面的内容较少。而高等教育教学改革强调培养创新人才。因此在课堂教学中，根据所授课内容，适当引入一些科学研究文献进行介绍和剖析，帮助学生培养研究型和探索型思维是创新教育理念的体现。科学研究文献辅助教学在拓宽学生思维的同时也加深了学生对相关基础理论知识的理解，达到了更深层次的教学效果。比如在无机非金属材料表界面教学内容中，在介绍陶瓷三相结构，即玻璃相、晶相以及气相三相结构时，以“高温过滤支撑体用SiC基多孔陶瓷的制备与表征”[2]一文为例，以实际的扫描电镜微观结构图片对烧结过程中粘结剂用量多少对陶瓷晶粒大小、气孔大小以及玻璃相存在比例的影响进行了直接展示，并通过实际数据的介绍使学生充分理解陶瓷材料界面微观结构特征对多孔陶瓷气孔率、抗弯强度等主要性能具有直接的影响作用。这样学生不仅了解到陶瓷材料存在三相结构，还充分认识到三相比例及微观结构的复杂影响因素以及陶瓷材料相结构所决定的陶瓷复杂界面特征。而在介绍固—固—固三相晶界构型中讲到“从能量角度考虑，弯曲晶界不稳定，如果温度足够高，弯曲的晶界会沿着曲率运动，使界面减小，通过消耗周围的小晶粒使多边形晶粒长大。”时，为了让学生充分理解，除了在原理上从表面张力的角度进行解释，还以“烧结温度对碳化硅陶瓷力学性能的影响”[3]一文为例，以扫描电镜微观图片展示了不同烧结温度下SiC陶瓷的断面形貌，学生可以直观观察到烧结温度为2130℃时，晶粒细小，但孔隙较多，致密度不高；2190℃时，结构细密，晶粒尚未明显增大；而2220℃时，晶粒开始长大，大小晶粒并存，致密度最好；继续升高到2250℃，晶粒异常长，晶间疏松反而引起致密度下降。通过这一实例的展示，同学们不仅能够更深的体会在高温下，晶粒长大，即弯曲的晶界沿曲率运动使界面减小的过程，还了解到对于陶瓷来讲，晶粒的大小要控制到比较合适的尺度，并非越大越好。从以上实例可以看到，对于教材中的一些结论，加以实际科研素材中的实例进行实物阐述，一方面激发了学生科学研究的兴趣，另一方面可以加深学生对相关知识的理解和把握，达到学以致用的目的。
（三）适当的自学环节
人类知识的总量随着社会的发展不断增加。在知识激增、科学技术日新月异的今天，自学是人们适应不断发展变化新生活的重要途径。因此，培养学生的自学能力是大学教育的重要环节。对于教材中的少数章节，属于常识性知识的介绍，涉及的内容以及相关原理相对简单，若在课堂上花大量时间讲解，因学生觉得太通俗易懂，可能会缺乏兴趣和热情。对于这样的内容安排学生自学，一方面可以提高学生的学习主动性，同时也可以锻炼他们的自学能力。比如在第10章“复合材料的界面”第三节中关于“高性能纤维表面处理”一节中，主要介绍了碳纤维和有机纤维的表面处理方法，包括表面清洁处理、表面氧化处理、表面涂层、表面沉积无机物、电聚合处理、低温等离子处理以及表面接枝等七大类方法，每一类方法里面还有具体的分类。
（四）录像教学
视频资料以其直观、信息量大，使学生获得视角、听觉、感觉、文字等全方位的刺激并提高学生的学习兴趣为特点，能够大幅提高教学效果与教学效率[4]。在本课程54学时的教学过程中，为了调剂学生的学习状态，在部分内容中穿插使用了视频资料。比如在讲完聚合物的表面张力相关内容后，播放了一段对低表面能含氟聚合物的分子结构、特殊性能进行介绍的录像，通过生动的录像资料，使学生领会聚合物表面张力与其实际应用的紧密联系。通过观看录像，寓学于乐，给学生营造了一种宽松、自由、的学习氛围，调动了学生的学习气氛。但是在录像教学中，要遵循适度性原则，过于频繁或者录像时间太长，可能导致教学缺乏严肃性，使学生思想跑题。在本课程的学习中，总共使用了3次录像教学，每次时间在10～15分钟左右。
三、学生老师角色互换法
学生与老师之间进行角色互换是一种新颖的教学方法，它把老师对学生的教育建立在师生平等的基础上，把课堂还给学生，让每个学生都融入课堂，主动参与到教学当中，每一个学生都有表现自己的机会，他们对知识的被动接受也就变为了主动吸收，不仅大大提高了教学效果，也实现了素质教育中以点带面、全面合作型的学习方式[5]。比如本课程第8章“金属材料的表面”中第5节为“金属的表面改性”，而由于篇幅有限，在教材中主要针对“干式被覆方法”进行了介绍，虽然“湿式被覆方法”也是金属表面改性处理方法中应用得比较多的一大类方法，但在教材中只是提及，没有进行阐述。而恰好本院“材料化学”专业第6学期的“材料化学专业实验课”中有三个实验主要则针对金属表面的湿式被覆改性方法进行体验。因此考虑到对本课程内容的扩充以及对实验课内容进行先修理论学习两方面的需求，将这部分内容添加到教学设计中。
主要教学方法为老师先给出三个相关主题，分别为“铝的阳极氧化”，“钢铁的磷化处理”以及“钢铁表面电镀锌”。然后将学生分成小组，5～6人为一组，为营造竞争的气氛，每两组分派同一个主题，相同主题的小组可以选择不同侧重点，要求同学们自己搞好分工协作，通过查阅图书馆资料，电子文献资料等制作ppt。主要内容要求包括该方法的目的、原理、主要体系的特点分析，影响因素（前处理/电流密度/添加剂/后处理等）和影响规律以及整个技术的优缺点及发展前景。准备工作完成后各小组在指定的课堂时间进行讲解，讲解过程中要求每个成员都参与，每人讲解一个小部分。在该方法实施的过程中老师的主要责任在于首先从讲稿的写作和PPT制作开始把关，在学生讲解过程中进行纠错和补充；讲解完毕后教师针对学生的讲解进行总结。这种教学方式中学生参与性的提高极大地提升了学生的积极性，同时也锻炼和提高了学生的自学能力和表达能力，对学生利用各种资源获取信息和知识的能力进行了初步培训。
四、实践性教学
实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径，是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。然而在现有教学体系中，往往是实践教学和理论教学体系完全分开。比如在本课程第11章“材料表面表征技术”的教学中，给学生介绍了显微镜和能谱技术等理论知识体系后，利用学校现有资源，组织学生参观了大型表面测试仪器，扫描探针显微镜、透射电子显微镜、XRD衍射仪等，通过相关仪器负责老师对现场仪器的组成介绍以及实际样品的测试演示，促使学生把理论知识与实际操作相结合，可以更深刻体会材料表面微观分析手段在材料研究中的重要意义，并了解主要测试方法的原理和适用性，为自己在以后的技术研究工作或者科学研究工作中正确使用这些仪器打下基础。
五、结束语
多元化教学方法在材料表界面课程中的应用，是笔者在教学实践的基础上，针对材料化学专业学生知识结构的需求进行的新尝试，通过教学实践证明，多元化教学的教学效果明显，大大提高学生学习的主观能动性，学生学习兴趣明显增加。这种多元化教学方式已取得了一定的成效，但仍需完善，尤其在对学生的实践能力和创新能力的培养方面，需要在今后的实践教学中不断探索和改进，以取得更好的效果。
参考文献：
[1]胡福增，陈国荣，杜永娟.材料表面与界面[M].上海：华东理工大学出版社，2007.
[2]李俊峰，林红，李建保，等.高温过滤支撑体用SiC基多孔陶瓷的制备与表征[J].稀有金属材料与工程，2009，（S2）：122-125.
[3]吴澜尔，江涌，乔发鹏.烧结温度对碳化硅陶瓷力学性能的影响[J].粉末冶金技术，2010，28（1）：58-60.
[4]石冬莲，石高宏.浅谈视频资料在教学中的应用——以国际金融精品课程建设为例[J].时代经贸（中下旬），2009，（3）：200-201.
第9篇：材料化学教学范文
实习期间，我一共备了六个课时的教案，真正上课是《钠的化合物》、《碱金属元素》四个课时。我的课是属于实验型课，课堂上都有2至3个实验要做。在上第一节课时，我是非常紧张的，手心都会出汗，后来经过自己的自我调节，心情稍有舒缓，上了讲台后紧张感不复存在了，上课都很流畅。我知道学生对化学的兴趣很大部分在于实验，所以课前我都认真做好每一次实验演练，反复练习，直至操作步骤准确以及结果成功。并让学生与自己配合做演示实验。例如“吹气生火”实验，我让一位学生上台用玻璃管往装有过氧化钠的棉花团里吹气，每一个小细节我都强调，并强调学生要注意观察实验现象。我认真对待每一个课，每一次课堂的产生都是非非常不易得，都是试讲多次，经带队老师、指导老师同意后才上讲台。由于准备充分，上课思路清晰，课堂气氛活跃，基本达到了教学目的与要求。我没有急于求成，而是稳重有序。每一个知识点我都详细地讲解，针对学生薄弱的地方，比如氧化还原反应，化学方程式的配平，离子方程式的书写这些内容重点复习一下。在上完课后，我会认真听取指导老师和小组成员的点评，也会进行自我反思，找出自己上课的不足之处。
（1）还不能很好的控制时间，在某些环节用的时间过多。
（2）在课堂知识拓展程度上还需努力。
（3）怎么样把知识点衔接好也是需要我注意的。这些情况反映出自己还需要更多的磨练，还需要积累更多的经验，不断提升自身素质。
在为人师的这条路上，我迈出了第一步，接下来还有第二步，第三步……但不管怎样，我都会以人为本，把实习中学到的一切加以融会带到今后的事业中去，我会以我的真心去呵护学生，因为我面对的是一颗颗纯真的心。尽管听了无数次老师好，但每每回应的时候我依然带着欣喜的笑容。每当站在讲台上，被一双双纯净的眼睛聚精会神地望着时，作为一名教师的价值感和成就感就油然而生了。在这一个多月的时间里，我并没有做到一名好老师，也不可能让所有的学生都喜欢我，但只要有一名学生记住我，那么我的实习生涯就有了难以泯灭的闪光点。在实习中，我还发现了，有些东西不能选择，有些东西却可以选择。份内的工作当然要认真完成，但勇敢的主动请缨却能为你赢得更多的机会。只要勤问，勤学，勤做，就会有意想不到的收获。
