材料化学体系教学改革探索
材料化学体系教学改革探索
张雁红，徐爱菊
(内蒙古师范大学化学与环境科学学院，内蒙古呼和浩特　010022)
  摘　要：材料化学是材料科学与化学、物理、数学和工程等学科相互交叉、相互渗透发展形成的具有强大活力的新兴学科。针对材料化学的学科特点以及我校材料化学专业的现状，从理论教学模式与实践教学模式两方面对原有教学体系进行了改革探索。
关键词：材料化学；教学模式；教学改革；学科特点
  中图分类号:G420∶TQ 050.4  文献标识码:A  　文章编号:1006—7981(2012)13—0093—02  材料化学是材料科学与化学、物理、数学和工程等学科相互交叉、相互渗透发展形成的具有强大活力的新兴学科，它从分子层次到宏观尺度研究材料的合成制备理论、组织结构、材料性能与应用之间的相互关系，从而指导相关的分析技术，构筑出具有优异功能的新型材料，是环境、信息、新能源等高科技
产业和技术发展的重要基础[1,2]
。近年来，随着高新技术的迅猛发展，新的材料化学理论、材料化学信息以及研究、检测手段大幅度提高
和促进了材料相关领域的发展。为培养适应21世纪经济和技术发展的材料化学专业技术人才，教育部于1998年正式将材料化学确定为新的本科专业。目前国内已有120余所高校建立了材料化学专业，还有许多高校正在积极准备申办。
我校化学与环境科学学院材料化学专业于2007年正式招收本科生，近年来招生形势喜人，目前已有两届毕业生，通过近5年的教学实践，我们一直积极探索符合学科自身特点和顺应时代发展的材料化学专业改革思路，对原有的培养计划、课程体系进行全面改革，并进行系统化修订，努力建立面向社会、面向未来发展的教育与教学体系，培养具有创新精神和实践能力的复合型高素质专业人才。1　材料化学理论教学模式探索
1.1　突出学科特点，精心组织教学内容
材料化学作为新兴发展起来的边缘交叉学科，新理论、新技术层出不穷，具有“内容涉及广、知识体系新，更新速度快”的鲜明学科特点，这对高校材料化学课程的教学提出了很高的要求。目前，我们的教学体系中化学类基础课课时分配较多，而材料类的基础和专业课所占比例较少，并且各专业课程之间衔接性不强、连贯性不好，使学生在学习的过程中感
到材料类课程内容特别难懂，以致对材料化学专业
失去兴趣。比如，材料化学的许多基础知识和原理与数学的关系密不可分，当我们发现一种新材料时，首先要通过XRD 分析确定其晶体结构与空间，然后依据论与张量分析的原理判断其可能出现的张量性质，进而才能揭示材料可能的物理性能与功效及其变化规律，探索其可能的应用前景。而在研究材料的塑性加工时，可以说离开张量分析与变分原理简直寸步难行。我们原有教学计划中只开设《高等数学》显然不利于学生对材料基础理论知识的理解和把握，更谈不上实践和应用了。所以新的培养计划中我们将《线性代数》也设为材料化学专业的必修课，这不仅为材料后续课程的学习提供知识支撑，也能培养学生严密的逻辑性和科学思维能力，为学生进一步深造研究(如考研)提供便利。
此外，原有四大化学(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)类教材在内容上有很多重复的章节，这些重复的内容容易让学生感觉知识陈旧索然无味而厌倦学习，而且使其他的知识结构因为没有充足的课时保障得不到更新和补充。所以我们将对教学内容和框架进行精简优化，合并删减重复的内容，统一到“大学化学”的单元，按“化学结构基础——基本原理——材料中的化学应用——仪器原理与应用”这样的知识体系和逻辑顺序安排课程，并突出金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等材料学的基本知识和应用。
1.2　因材施教，灵活应用多种教学方法
在授课环节中，我们倡导主体性教育，重视发挥学生的主观能动性，改变了以往教学中教师为主导、学生为被动的填鸭式教学模式，采取讲授与自学相结合、讲解与讨论相结合的开放互动式教学模式。我
93
　2012年第13期            内蒙古石油化工
收稿日期基金项目内蒙古师范大学高层次人才科研启动项目(G R 3)。
作者简介张雁红(—)，女，汉族，内蒙古师范大学化学与环境科学学院，讲师，博士，研究方向为功能配合物。
:2012-04-22
:C C0901:1980
们引导学生在新课之前进行预习，课上有针对性的提出问题，这不仅增强了学生自己思考问题、提出问题、分析问题的能力，还有助于增强老师对讲授内容的把握，促进教学过程中的师生互动，使教与学真正统一起来。此外，我们尝试在每一章节结束后安排几个学时的课堂讨论，启发学生进行知识拓展，总结和整理材料方向的最新研究成果，以PPT的形式进行简短汇报，这种课堂交流的形式，不仅调动了学生学习的兴趣，活跃了课堂气氛，更培养了学生查阅收集文献、整理信息、制作多媒体课件、公开演讲等能力。在教学过程中，我们采用现代多媒体教学手段与传统板书相结合的教学方式。多媒体作为一种现代化的新型教育手段，相对于传统教学方式具有信息量大，交互性强，形象生动等优点[3]。例如在讲
解材料结构时，使用三维立体图片、FLASH动画模拟晶体的多种空间点阵结构以及堆积方式，晶体点缺陷与位错形成的过程，使抽象的微观世界变得直观化，学生在接受知识时即可以得到视觉上美的享受，又可以增强他们的空间想象能力，收到非常好的效果。但是多媒体课件的使用一定要把握好一个度，如果仅仅是将板书的所有内容复制到课件上，把课堂教学变成学术报告，随着页面的切换，反而很难使学生集中注意力，对某一个问题有整体的认识和思考，所以我们对于一些逻辑性比较强的理论知识，一些复杂的公式推导都会书写在黑板上进行必要的讲解，这样容易引起学生的重视，使学生紧跟老师的教学思路，达到教学同步，产生良好的教学效果。
2　材料化学实践教学模式探索
2.1　重视实验室建设，保证教学质量
得益于学校对新专业的大力支持，学校将材料化学专业实验室面积扩大为原来的两倍，分为材料合成实验室和材料性能测试实验室两部分，并引进了大批先进测试仪器，使材料化学专业实验室硬件条件日趋完善。这些基础设施和先进仪器的更新为培养学生掌握先进的材料合成与制备方法，了解高技术材料性能的最佳测试技术起了关键性作用，同时也为学院教师与研究生进行科研创造了良好的条件。在实验室软件条件建设方面，我们更重视加强师资队伍建设，提高教师整体素质。我校材料化学实验专业指导教师共计4人，全部具有博士学位，具备深厚的专业基础知识和技能，科研方向涉及功能配合物材料、纳
米材料以及多相催化等多学科交叉领域，符合材料学科的发展趋势。我们严格要求实验教师认真备课，对每个开设的实验进行预作，对实验过程中可能出现的细节现象做到心中有数，在实验教学中，尽可能调动学生的积极性和主动性，采用启发式的教学手段引导学生进行自我思考和探索、准备和完成整个实验过程。这种教学方法不仅能激发学生的学习热情和潜能，改变以往实验过程中的依葫芦画瓢的惰性思想，更鞭策教师通过各种途径不断提高自身素质，掌握最佳的授课方法，提高教学质量，促进了教师和学生教与学的对立统一。
2.2　设置开放性实验，培养创新型人才
材料化学部分实验耗时较长，程序也较复杂，我们根据学生的实际能力和时间安排，有选择性的设置了一些与教师科研相结合的开放性实验，供学生选作，这样使学生尽早地进入实验室，有机会接触到学科前沿的理论成果，开阔知识视野，从而为更快地进入科研角、掌握实验技能做好充分的准备。在整个实验过程中，老师起到一个辅助和指导的作用，尽可能由学生自己设计实验方案、独立操作并获得实验结果、分析实验数据。通过这样一种主动参与、开放式的学习，不仅培养了学生独立思考的习惯和创新意识，提高了学生总结概括和书面表达的能力，更培养了学生良好的科研素质和团队精神。
2.3　加强社会实践，与地方企业对接
材料化学专业既是理论性强的学科，又是实践性、应用性非常强的学科，需要高度重视锻炼和提高学生
的实践能力。以往的教学环节中，我们过分强调理论知识的深度和难度而忽略了实践部分，有点脱离实际，导致学生在就业时有些茫然。所以在新的教学大纲中我们将适时合理地安排实践环节，主动与地方大中型企业对接，联系学生实习基地单位，指导学生进行社会调查，到相关企业参加生产实习、熟悉企业生产条件和工作环境，了解工艺流程，让学生真正成为企业的一员，自主地将学到的理论知识运用到实际的研究和工程设计中去，提高实践能力，也保证了学生在就业方面具有较强的竞争力。
材料化学作为一门新的本科专业，能够借鉴的经验还不多，对材料化学专业培养方案、课程体系的探索和完善也将是我们今后工作的重点，我们将努力适应时代要求，转变育人观念，大力开展实践教学，培养具有高竞争能力和创新精神的复合型高素质人才。
[参考文献]
[1]　刘光华.现代材料化学[M].上海：上海科学技
术出版社,2000.
[2]　朱光明.材料化学课程的内容设置及其与材料
科学的关系[J].大学化学,2004,19(6):16～
[3]　甘孟瑜，张云怀，曹渊等大学化学课程多媒体
教学系统的研究与实践[]高等理科教育, ,()5～
材料化学专业就业前景94内蒙古石油化工          2012年第13期　
18.
.
J.
20082:447.

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。