材料化学教学范文

材料化学教学篇1

在思想品德教学中,运用与教学内容有关的趣味资料导入新课,给学生以新鲜感,无疑会使学生产生强烈的兴趣和愉悦的兴趣。如我在讲“诚信”一框时,我讲了这样一个故事:春秋战国时,秦国的商鞅在秦孝公的支持下主持变法。当时处于战争频繁、人心惶惶之际,为了树立威信,推进改革,商鞅下令在都城南门外立一根三丈长的木头,并当众许下诺言:谁能把这根木头搬到北门,赏金十两。围观的人不相信如此轻而易举的事能得到如此高的赏赐,结果没人肯出手一试。于是,商鞅将赏金提高到50金。重赏之下必有勇夫,终于有人站起将木头扛到了北门。商鞅立即赏了他五十金。商鞅这一举动,在百姓心中树立起了威信,而商鞅接下来的变法就很快在秦国推广开了。新法使秦国渐渐强盛,最终统一了中国。听完故事,我顺势引导到:商鞅凭什么赢得了百姓的信任?这种因素对人的发展和社会发展有什么影响呢?学生情绪活跃,兴趣浓厚,为新课教学提供了良好的开端。

二、“画龙点睛”,突出教学重点

突出教学重点是一节课的中心任务。为了突出教学重点,思想品德教师总是千齐百计地寻找资料,设计教学方法来加以实现。我在讲授《明辨是非善恶》一框时,我准备了这样一个故事。一位年轻小伙子,好吃懒做,以乞讨为生。有一次,向一位老妈妈乞讨,老妈妈把饭倒给了狗。年轻人深受刺激,毅然参军,由于作战勇敢而成为一名将军。后来,他专门拜访老妈妈……学生对将军的行为不理解。我解释到:老妈妈给小伙子的,是比一碗饭更受益终生的道理。这样在教学中,通过故事阐明事理,既突出教学重点,又培养了学生明辨是非善恶的能力,收到了良好的思想品德教育效果。新晨

三、材料释疑,调动学生思维,突破难点

思想品德课中的教学难点往往都是些知识性,理论性,抽象性很强的概念,原理或观点。单纯的说教法对突破教学难点是不会理想的。在教学过程中,恰当运用趣味材料经过学生的质疑,判断、比较,分析和综合、概括等认知活动,可使教学活动活泼有趣,从而突破教学难点,取得较好效果。例如:我在讲“挫折是一把双刃剑”时,我讲了曹雪芹的故事:我国的古典文学名著《红楼梦》就是曹雪芹在身处逆境的情况下写成的。在封建社会,读书人的唯一“正路”是读经书、考科举,写小说被认为是“不肖”、“不才”的行径。当时又是清朝文字狱盛行的时期,在写作中稍有不慎,就会触怒统治阶级,轻则充军流放,重则满门抄斩,甚至株连九族。那时候除缺吃少穿等物质生活上的困苦之外,特别受不了的是精神上的折磨。除了二三好友支持他外,世人都认为他是“傻子”、“疯子”。统治者甚至用拆毁他的房屋,令他几度搬迁来阻止他的写作活动。面临这样的逆境,曹雪芹没有消沉退却,而只从中吸取动力,更加努力地进行写作。曹雪芹正是把逆境当成动力,才没有被饥饿吓倒,也没有因缺钱买纸而停笔,更没有因穷困潦倒、备受欺凌而草率写作。他把全部心血都倾注到《红楼梦》的写作上,逆境中“披阅二载,增删五次”,终于写出了令世人称颂不已的《红楼梦》。讲完故事我问到:挫折到底是坏事,还是好事?这一提问充分调动了学生思维,学生在谈论质疑中,兴趣浓厚,不仅学到了知识,而且调动了学生的积极性、主动性,轻而易举突破了教学难点。

材料化学教学篇2

一教学改革途径与成效

1．培养方案的重新设置材料化学特色专业的改革重点是对材料化学专业学生实施综合素质培养、工程实践能力培养、创新精神与创新能力培养。培养学生深入思考问题和创新能力的改革必须贯穿在整个教学过程中，贯穿在课堂教学、实验、设计等教学环节。2010年前，材料化学专业的课程内容主要局限于高分子材料范畴。而现实要求我们跟上材料科学的现展进程，反映材料科学的最新成就。因此，在以往培养方案的基础上，2010级材料化学专业的培养方案中开设了复合材料方向，也就是将材料化学专业分成2个平行的方向:高分子材料和复合材料。在课程的纵向关系上，材料化学专业新的课程体系确定了“大平台，小模块”的课程模式。大平台包括专业基础课与专业课，它强调专业教育的普适性、系统性和科学性。通过大平台的设置，使学生在掌握专业基础理论知识的同时，培养学生全新的思维与视角、全面的知识与技能、综合分析与解决问题的能力与方法。小模块是在大平台基础上设置的高分子材料和复合材料方向的专业模块课，让学生有针对性地选择适合自己的专业方向。培养方案调整前和调整后的课程体系学时及学分分布见表1。

2．“三纲”的制订根据材料化学专业特点和社会对材料化学专业技术人才的需求，我们将材料化学专业设置为高分子材料和复合材料2个课程体系。根据新课程体系的培养方案，重新编制了有关材料化学专业课程的教学大纲、考试大纲及实践教学大纲，如《材料测试与研究方法》及实验、《材料化学》、《高分子化学》、《高分子物理》、《高分子材料加工原理》、《高聚物合成工艺学》、《塑料加工设备》、《材料加工设备课程设计》及《材料复合原理》、《复合材料工艺与设备》、《复合材料结构设计》、《材料表面与界面》等专业课程。在这些专业课程“三纲”编写过程中，有目的地增减了一些内容，新编的“三纲”无论是理论教学，还是实践教学都非常注重学生能力的培养。

3．专业教材的选用根据教师“三纲”的制订，经相关教师评议、系主任审核、主管教学的院领导审批，选用了合适的相关教材。一般选用的教材为教育部或省教育厅推荐的规划教材或“面向21世纪课程教材”、“九五”、“十五”、“十一五”部级和省部级重点教材;教材版次以近三年出版的新教材为主。目前，专业选用的高水平教材(“高水平教材”是指面向21世纪课程教材、“九五”、“十五”和“十一五”部级规划教材、省部级规划教材、精品课程教材、各级各类获奖教材)比例达到42．86%，选用2008年以来出版的教材比例达到71．43%。选用的教材使用效果好，学生普遍感到满意。2011年6月对07级材料化学专业1、2班共58名学生进行了教材满意程度抽样调查，包括内容适应性，出版质量，便于预习、复习程度，课前到书率等4个方面的内容，学生反应良好，满意率达到87．40%。

4．学期授课计划的制定学期授课计划是教师组织课程教学环节、教学内容、教学进度的具体安排，是对有计划、有目的地开展教学工作的保证，教师在开课前必须编制好学期授课计划。根据材料化学专业课程教学大纲的要求，本课题组负责人在安排任课教师时，先考虑教师的科研方向和业务经历，然后组织各任课教师针对特色专业的性质和选用的教材，按照专业课程表、教学进程表和编制说明等内容要求，编制学期授课计划，体现教学课时安排的科学性、合理性;为了保持高教学质量的稳定性，任课教师名单确定后，一般不随意变动。同一课程不同年度的学期授课计划根据教学效果与意见反馈、科研发展的大势所趋、社会对专业人才的需求都要求有所更新，这有利于学生更好地了解专业的发展前沿，也有利于学生的就业问题的解决，使学生更好地走上科研道路或走向工作岗位。

5．教案、习题集与答案的撰写课题组教师根据自己多年的教学经验和心得体会，通过集体的研究，仔细商量和交换意见，共同完成了材料化学专业相关课程教案的制定工作。这些教案是教师们智慧和能力的结晶，凝聚了教师们的辛勤劳动和大量心血，也是教师们教学内容精心安排、教学方法创新设计的成果。同时，课题负责人还组织了教师们对所担任教学任务的专业课程进行习题集和答案的编写工作，这有利于学生理解所学内容和加深其印象，也有利于学生及时复习和巩固所学知识，从而使学生能把握重点、解决难点，轻轻松松地进入后续课程的学习。田俐老师所撰写的《材料化学》教案被评为2009年度湖南科技大学校级“优秀教案”。

6．多媒体课件的开发在广泛学习、研究了丰富多彩的课件资源后，根据我校材料化学专业课程设置为高分子材料和复合材料2个课程体系的特点以及教师的科研情况，由各任课教师开发制作了相应课程的多媒体课件，这些课件凝练了课程的主体内容和教师们的科研成果精髓。多媒体课件图文并茂，既生动，又形象，教师可将教学内容与自己的科研所得融为一体，授课内容贴切真实、直观效果好、浅显易懂，使学生在抽象的知识获取过程中培养创新的意识和学会科研的思维。2011年12月我们针对材料化学专业课程的部分多媒体课件教学效果，在08级材料化学和无机非金属材料工程专业共81名、09级材料化学和无机非金属材料工程专业共92名学生中进行了抽样调查，抽样调查结果显示均为“优良”。许多学生认为这种“教学与科研互动”的模式教学效果非常好，容易理解和掌握教学内容，并且对科研也有了一定的了解。

7．学习信息资源的共享目前，学校宽带上网速度很快。在完成材料化学专业理论和实践课程的课堂教学之余，我们要求各位任教教师能充分利用计算机网络的便捷尽量给学生提供更多的教学辅导、答疑等服务。我们建立了材料科学与工程系的公共电子邮箱、建立了材料科学与工程系的QQ群，方便教师之间进行教学的讨论与经验的交流。同时，我们也建立了与学生网上交流的渠道，如班级QQ群、年级QQ群和专业QQ群等，方便教师和学生之间的资源共享，教师可在QQ群里上传学习信息资源，如课程教学录像、教学多媒体课件、教案与习题、学习参考书和参考文献，以及其他一些学习资料和网络资料等;另外，通过这种及时的方式，学生可向教师进行一些疑难问题的咨询;教师也可及时回复学生，以帮助学生完成学习任务。#p#分页标题#e#

8．教学方法和教学途径的改革近几年来，我们材料化学专业的主体课程基本上都实现了多媒体教学途径，这种方便、快捷、高效多媒体教学通过演示课件，使授课方式变得方便、快捷，节省了教师授课时的板书时间，提高了教学效率。通过这种综合应用文字、图片、动画和视频等资料来进行教学活动，使普通教学手段难以讲清楚的抽象难懂的知识更直观更形象，使学生易理解和把握知识点，同时，这种生动形象的辅佐以教师自身科研成就的课堂教学活动富有启发性和真实性，能活跃学生的思维和调动学生的学习兴趣，激发学生的创新潜能和培养学生的科研意识。通过多媒体教学途径，教师向学生传输了更多的信息和更前沿的知识，并将自己的科研成果和经验直观真实地展现给学生，如此，抽象的课程内容具体化，枯燥的课堂气氛活跃化，学生的学习积极性大大提高，强烈要求理论知识实践化。针对学生意愿进行科研活动的要求，我们会主动提供从事相关科研工作的教师的名单，然后教师和学生之间进行双向选择，教师可以给学生安排一些简单的科研实验或在导师指导下学生自行设计一些科学实验。自2009年以来，我们材料化学专业实验室对本专业的任何学生均是开放的，学生选定导师后，可以自由支配实验时间和出入专业实验室开展科研活动，这方便学生巩固所学的基础理论知识，也为学生尽早地进入毕业论文阶段以及创新意识和科研精神的培养提供了机会和条件。收集的数据显示，凡是从大一和大二期间就跟随教师从事科研活动的学生容易通过研究生复试，录取率相对来说要高一些。

二教学效果评价

1．近三年的学生评价近三年来，课题组的老师都能做到认真备课、认真编写每次课的教案、制作多媒体课件、认真上好每一堂课、认真辅导、认真批改作业、认真考试考核;每一位老师都有良好的职业道德素质和敬业精神，能做到教书育人，对学生既严格要求，又处处关心，既教他们知识，又培养他们具备良好的思想品德和学风，使他们既能成才，又能成人。学生测评(测评指标有:讲课有热情、精神饱满，讲课有感染力、能吸引学生的注意力，对问题的阐述深入浅出、有启发性，对问题的阐述简练准确、重点突出、思路清晰，对课程内容娴熟、运用自如，讲述内容充实、信息量大，教学内容能反映或联系学科发展的新思想、新概念、新成果，能给予学生思考、联想、创新的启迪，能调动学生情绪、课堂气氛活跃，能有效地利用各种教学媒体等)结果显示:学生对材料化学专业课程任课教师的教学评价打分相对别的专业来说要高一些。

2．校内督导团评价我院材料化学专业的主讲教师16人。主讲教师在教学中能按规定完成《教学大纲》上要求的教学内容，教师课堂讲授富有启发性，知识信息量大，在教学中十分强调“厚基础、重实践、强能力”以培养学生扎实的专业基础，近年所培养的毕业生受到用人单位的青睐。各主讲教师能团结协作，积极参与材料化学专业课程教学的改革与建设;根据生源特点，合理处理教材，认真编写教案并上好每一堂课，课后耐心辅导，认真批改作业，完成课程的考试考核环节。每一位老师均具有良好的敬业精神，能做到为人师表，使学生成为深受社会欢迎惠顾的有用人才。各主讲教师教学效果良好，普遍受到学校教学督导的好评。

材料化学教学篇3

关键词：材料物理化学；课堂教学；模式

作者简介：冯利邦（1971-），男，甘肃庆阳人，兰州交通大学机电工程学院，副教授；刘艳花（1982-），女，甘肃榆中人，兰州交通大学机电工程学院，讲师。（甘肃 兰州 730070）

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）03-0105-02

材料物理化学是以物理原理和实验技术为基础，研究材料化学体系的性质和行为，发现并建立材料化学体系殊规律的一门课程。它综合了基础化学、高等数学、普通物理和部分材料化学课程的基础知识，是学生学习后续专业课程的基础，是工科材料类专业非常重要的一门专业基础课。然而，由于材料物理化学课程本身理论性强、概念繁多、内容抽象，加之随着科学的不断发展，课程内容在深度和广度上不断增加，而相对于化学化工类专业，材料类专业的学生学习该课程的课时又少，这使得学生在学习过程中普遍出现思想负担重、畏难心理明显、学习兴趣不高等现象。因此，如何激发学生的学习兴趣，加深学生对抽象概念的理解和深奥内容的掌握，改善学生学习材料物理化学课程的学习效果便成为当前该课程授课教师必须要进行思考和探索的重要课题。本文从以下四方面对工科材料物理化学课程的课堂教学进行了一些探索，借此提高材料物理化学课程的课堂教学效果，以推动材料类人才培养质量的提升。

一、激发学生学习兴趣和求知欲

材料物理化学概念繁多、公式繁杂、枯燥难学，因而提高学生的学习兴趣很关键。兴趣是最好的老师，只有对材料物理化学产生浓厚的兴趣和求知欲，学生才会以极大的热情去学习。笔者通过以下方式来提高学生学习该课程的兴趣：第一，时刻跟踪物理化学和材料科学的发展，适当引入一些前沿知识，使经典知识和前沿知识相结合，强化材料物理化学课程的生命力，同时激发学生学习物理化学的激情。例如在讲解热力学能量转换时结合当前比较热门的光伏发电、新型电池等，分析热力学基本知识在解决能源危机方面的作用，以激发学生学习的兴趣。第二，在讲述热力学三大定律及著名方程时，让学生搜集相关的科学发展史和科学家的逸闻趣事，借此提升学生探究材料物理化学现象的兴趣，并通过对科学家探索真理的过程进行分析，培养学生保持积极向上的学习态度，激发学生探究科学知识的欲望。第三，结合生活中的物理化学现象，在课前提出问题：例如讲解卡诺定理时提出“为什么汽车发动机的效率超不过50%”，在讲解化学平衡的影响因素时提出“为什么乙苯脱氢生产苯乙烯时需要加入惰性气体”等问题，然后让学生带着问题听课，这在很大程度上提高了学生的兴趣和学习效果。第四，让学生参与教学、讨论等，例如在推导热力学函数的基本公式时，可让学生推导Maxwell关系式及其他公式；提出切实可行的小科研课题，引导学生凭借所学的材料物理化学知识，解决科学难题。例如设计实验根据稀溶液的依数性测定物质的分子量，这可进一步提高学生的学习兴趣和主动性。

二、理论联系实际，将枯燥的理论与实际生活相联系

材料物理化学课程理论性强、内容抽象，为了加深学生对材料物理化学抽象概念的理解和深奥内容的掌握，注意收集、整理生产生活中用到物理化学知识的相关实例，并在讲授相关基本物理化学知识时穿插讲解，将枯燥的理论与实际生活密切相联系，借此说明物理化学知识并不是虚无缥缈的，可加深学生对物理化学知识的理解。同时，引导学生注意观察生活中的物理化学现象，促使学生运用所学的物理化学知识解释客观现象，解决实际问题，从而提升学生学习的动力。

例如，在讲解热力学第一定律时，以化工生产中的能量守恒及节能措施、冬季北方热力公司供热防寒等为实例；在讲解热与功的转化时以发动机的效率、空调制冷致热为例子；在讲解稀溶液的两个定律时可参考金属冶炼时助溶剂的作用、生物实验中半透膜的应用等；在讲解稀溶液的依数性时，可以冬天下雪后在路面上撒盐融雪等为例；在讲解相平衡时，讲述相平衡在冶金工艺当中的重要应用，包括枝晶偏析、退火、淬火和区域熔炼等技术的原理和具体过程；在讲解润湿问题时列举超疏水材料的自清洁机制、喷洒农药杀虫等；在讲解胶体知识时可以材料合成中溶胶-凝胶法的运用、用乳液法合成空心微球及在药物输送中的应用等为例；在讲解电化学内容时以太阳能电池的开发、利用电化学反应进行镀膜、海洋船舶的电化学防腐等为例；在讲解吸附作用时以超吸水树脂、超吸油树脂的应用等为例；在讲解开尔文公式时，与人工降雨、暴沸等现象相联系。

三、教学与实验互动，用教学指导科研，用科研反哺教学

物理化学的许多原理、定律都是在大量的实验基础上，通过科学分析、归纳总结而得到的。因此，材料物理化学不仅理论性强，同时实践性也较强。加强材料物理化学的教学与实验互动，在课堂上引入一些物理化学小实验或将理论课的课堂教学转移到实验室，留给学生思考的空间，变灌输式教学为研究式教学，这样有助于学生加深对难懂的理论知识的理解。

另外，教学与科研相长，加强以科研带动教学，以教学引导科研，科研可促进教学内容的更新及教学方法和手段的改进。教师把最新科技前沿和科研成果及时转化为材料物理化学课程的教学内容，可以丰富课堂教学和学生的知识面。同时，激励高年级本科生充当科研助手，带领学生研究和探索教师正在开展的课题，可充分利用学生们活跃的思维促进教师的科研，再进一步反哺教学。

四、探索有效的课堂教学方法

1.传统板书与多媒体授课有机结合

传统板书授课灵活性强，可以有效地控制课堂节奏，能与课程的各个教学环节严密吻合。教师边讲边板书可以引导学生的思路沿着教师的讲述而发展，这有助于学生对材料物理化学各知识点逻辑关系的理解。同时，可以引导学生独立思考，培养学生的逻辑思维能力，这对于一些复杂公式与定律的推导和理解尤为重要。然而，材料物理化学理论性强、公式多、内容丰富但课时少，仅用板书授课课时比较紧张，并且教学的一些重点和难点仅凭用语言描述很难解释清楚，学生接受效果有限。

与传统板书相比，多媒体教学直观形象、信息量大，可将抽象难懂、枯涩的教学内容更加便利、直观生动地表现出来，有助于学生掌握概念、规律和加深对材料物理化学深奥内容的理解，同时可节省大量宝贵的教学时间。但是，在进行公式的推导和讲解时，学生一味盯着屏幕接受而不愿进行主动思考，缺乏学习的主动性和积极性，这严重影响了学生对公式的理解和掌握。所以，单纯用多媒体授课也不适合本课程的教学。

因此，在材料物理化学课堂授课时，探索将传统板书与多媒体授课有机结合，根据教学内容选择合适的授课手段，实现各个教学手段的优势互补，从而达到较好的教学效果。例如，对于理论性强的内容、重要概念、重要定律、公式推导和典型例题的讲解及习题的解答，应以板书的形式进行授课；而对于那些理论性较少且偏重于介绍性的知识，应以多媒体的形式进行授课。

2.其他教学方法的运用

突破单向灌输模式，坚持以学生为主体、教师为主导的原则。教师根据授课的具体内容，精心设计，实施启发式、讨论式、交互式等教学方法，引导和激励学生积极参与教学，巧妙运用提问甚至追问方式活跃课堂气氛，鼓励学生发表意见，引导学生参加讨论，在争辩中得出正确的结论，从而提高教学效果。其次，探索通过电话、E-mail、qq等方式进行课程辅导和习题答疑，使学生随时加深和巩固对相关知识的理解。

以上是对材料物理化学课程教学方面的初步探索，在以后的教学工作中，还要继续不断探索、发展和完善，以进一步丰富教学内容和教学方法，使材料物理化学课堂教学更加丰富多彩，以实现教学效果的最优化，最终使材料物理化学的教学质量得到极大提升。

参考文献：

[1]傅献彩，沈文霞，姚天扬，等.物理化学[M].北京：高等教育出版社，2007.

[2]邵光杰，王锐.物理化学[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，

2009.

材料化学教学篇4

由于碳材料本身的电性能的优越，其在电化学分析中的地位也越来越重要。还有碳材料与相关金属的配位能力，它又成为有机配位化学的新宠。谈及应用性，碳材料运用于仪器分析教学的例子绝不在少数。因此，我们说新型碳材料的重要性已让各个学科都不能忽视它们。在本科教学中，我们可以重点教授它的基础结构方面知识；而在研究生教学方面，重点则可以放在科研运用上。国内大学课程概况由于新型碳材料蕴含着理论上勃勃的生命力及实践上无限的发展潜力，国内大学有关物理、化学及材料相关学科已纷纷开设相关课程。关于此方面基础内容的学习，我们在本科教学中的无机化学、物理化学及结构化学课程或化学前沿课程中均有涉及，而针对相关专业研究生，内容会设置得更深入更具应用性。以下表1作为例证展示。我们可以由表中领会到国内各大学都十分重视碳材料相关学科，已开设的基础理论课程旨在将理论运用到实践研究中，以期得到更新更有意义的创新成果。

相关碳材料的教学运用既然新型碳材料涉及多个学科的交叉，那么高校教师就必须重视这一领域的最新发展，将其融合进自己的课堂教学和实践过程中，引发学生的兴趣并塑造他们的知识素养，使教学始终保持旺盛的活力和足够的吸引力，为高素质创新型人才的培养打下坚实基础。本文重点介绍现阶段发展迅速的碳纳米材料（富勒烯、碳纳米管和石墨烯）的相关教学运用。在无机化学杂化轨道理论章节中，由于金刚石是sp3杂化，富勒烯、碳纳米管和石墨烯都是sp2杂化，卡拜是sp杂化，我们将碳材料的多种同素异形体的立体结构展示给学生看，可以让学生不单认识到平面分子中的杂化轨道，而且从立体影像中能更形象地体会到杂化轨道的真实展示。讲授结构化学原子结构及点群一章时，我们向学生补充讲授碳的各类同素异形体对称性情况及所属点群，把理论中的原子结构化学键与当前前沿领域结合起来，以引发学生的求知欲和对科研工作的向往。［1］在化学前沿课程介绍碳纳米材料时，初次接触到这些名词的学生可能难以接受。我们可以适时地把科学家语录或者形象比喻引入课堂中。比如介绍富勒烯，我们就把该领域的权威专家中科院化学所王春儒研究员的评论作为引言：“诸多异乎寻常的性能，使富勒烯对化学、物理、材料、医药、微电子等领域产生了深远影响，在应用方面显示出诱人前景。”介绍碳纳米管和石墨烯的卓越性能时，则可以引用诺贝尔奖委员会所举的例子：“碳纳米管中碳原子的对称性使其比计算机芯片上硅的导电性更好，其电阻更低产生的热量也更少，这一特性对于芯片制造商来说其价值是巨大的。”“如果用1平方米的石墨烯吊床去承载4公斤的猫，那么这只吊床只有0．77毫克，比猫的一根胡须还轻，并且用肉眼几乎看不到这只吊床的存在”。相信学生听完了这些比喻后会对这3类碳纳米材料留下深刻的印象，且理解了相关性质。同时，他们也会由此对其充满兴趣，对化学这一神奇的学科充满热爱及探索的欲望。

新型碳材料的研究对化学科研的影响

新型碳材料的性质几乎可以包括所有物质的性质甚至相对立的性质：从全透光到全吸光、极硬到极软、隔绝热到良导热、绝缘体到半导体再到导体、超导体等。国内外已有相当一部分机构专门研究相关碳材料的创新应用。例如，中科院兰州化学物理研究所、清华大学的一碳化工国家重点实验室、上海大学的低维碳材料与器件物理研究所、美国肯塔基大学的先进碳材料中心以及山西大同大学的碳材料研究所等等。本文重点介绍碳纳米材料（富勒烯、碳纳米管和石墨烯）的相关科研运用。

（一）富勒烯的相关应用材料学方面：富勒烯的高度对称性决定了它在电、磁、光材料领域的应用十分重要。例如，北大合成的K3C60和RbC60超导体及中科院研究出的C60与四氮富勒烯化合物形成电荷转移复合物，均达到当时期国际先进水平；再如由C60掺入高分子合成光学限幅材料，将有机配合物与之配伍形成有机铁磁体，实现了人们以廉价碳材料代替昂贵金属材料的期望。生物功能学方面：它的衍生物具有良好的生物活性，能使DNA选择性地进行分裂；它还具有抗病毒活性，用其合成生物功能材料、催化剂，在超分子化学、仿生化学领域有重要作用。电化学方面：基于富勒烯衍生物来修饰电极的DNA电化学传感器的研究已获得了一定进展。

（二）碳纳米管的相关应用电化学方面：碳纳米管用于修饰电极可以降低氧化还原反应产生的过电位，对生物分子活性中心的电子传递具有促进作用，能改善生物分子氧化还原的可逆性。基于多壁碳纳米管复合膜的电化学DNA生物传感器可实现特异性基因片段的快速检测。基于碳纳米管的电化学生物传感器用于环境检测的研究也颇具进展。材料学方面：碳纳米管具有优良的电学和力学性能，是复合材料的理想添加剂。碳纳米管电容器具有良好的放电性能，锂离子电池是碳纳米管应用研究领域之一。碳纳米管储氢材料在燃料电池系统中用于氢气存储。由于其表面原子配位不全以及键态与内部不同等导致表面活性位置增加，它又成为理想的催化剂载体材料。［2］仪器分析方面：在电泳领域，碳纳米管可作为电泳分离介质添加剂或作为一种固定相；在色谱法中，多壁碳纳米管石墨化程度较高，可作为气相色谱、液相色谱和毛细管电动色谱的固定相。在质谱分析中，碳纳米管的背景信号少，因此作底物时峰强、分辨率及信噪比均有很大提高。在分子光谱领域，羧基化碳纳米管引入了亲水基团，降低溶液的表面张力使检测的灵敏度和稳定性增强。在萃取法中，其共轭结构体系可与有共轭结构的化合物强烈吸附，使检测限大大提高。

（三）石墨烯的相关应用电化学方面：基于石墨烯的超级电容器具有良好的功率特性，有其独特的优势。薄层石墨烯在锂离子电池负极材料中也有较好的应用前景。良好的透光性和导电性使它在电池领域成为很有潜力替代ITO的新材料。结合高比表面积和对金属离子的富集作用，石墨烯修饰电极被广泛应用于无机金属离子的检测。此外，石墨烯良好的电化学发光性能使它又成为继量子点之后又一灵敏的电化学发光材料，可用于电化学检测。材料学方面：石墨烯具有优异的电学性质、机械性能以及高比表面积，利用其对一些材料进行修饰，或与聚合物、金属、半导体等复合，可得到优异的复合功能材料。由于石墨烯具有优异的氢气吸附特性，它可作为储氢材料。在生活中，石墨烯还可作为超导材料、防静电衣料、减少噪声的元件等。［3］生物传感方面：由于碳原子都在外表面上，对外界事物的响应极其灵敏，利用石墨烯制成单分子检测器就能成为高灵敏传感器；哈佛大学和麻省理工大学联合发现石墨烯非晶体碳复合膜制成人工膜可用于DNA测序。各类基于石墨烯修饰的生物传感器被广泛研究对于生物质的检测，比如谷胱甘肽、辅酶等。#p#分页标题#e#

新型碳材料应用前景展望

材料化学教学篇5

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.

三、教学反思

材料化学教学篇6

关键词：材料化学 实践教学体系 教学改革

材料化学是一门材料科学与化学的交叉学科。[1]它与材料物理、材料工程一起构成了材料科学的三大基石[2]，同时它也是材料科学的核心。在目前众多的高新技术领域中，新材料的开发与应用起着先导和基础的作用。因此，高新技术的发展为材料化学的发展提供了难得的机遇，也对高校材料化学专业的本科教学提出了更高的要求。[3]

我校的材料化学专业作为理学专业，于2004年开始招收本科生，现已招收10届。在10年的教学实践中，我们一直积极探索符合学科自身特点和适应社会发展需求的人才培养模式，并取得了一些阶段性的教改成果，如构建了以“基础性、先进性、应用性”为特征的理论教学体系和课程标准[4]，构建并实施了“一体化、分阶段、多层次”为特征的阶梯式实践教学体系[5]和以“个性化、重过程、讲实效”为特征的过程考核方法，以及“三三制”为特色的毕业设计（论文）管理办法[6]，这些举措对人才培养质量的提高起到了显著的促进作用。

在2013年的人才培养方案的修订中，我们将材料化学专业方向从原来的高分子材料调整为电子与信息功能材料。新的专业方向迫切需要我们对课程教学体系进行深入的改革和整体的优化，以适应专业的日后发展。课程教学体系主要分为理论教学体系和实践教学体系两大部分。其中，实践教学是培养学生实践能力和创新精神的主要方法和重要手段。因此，改革与优化实践教学体系，提高实践教学质量，对提高人才培养的质量和推进专业特色的建设都尤为重要。

一、我校材料化学专业实践教学的现状与存在问题

材料化学是一门实践性很强的学科，虽然我们一直非常重视实践教学改革，但目前本专业的实践教学体系中仍存在一些比较突出的问题与不足。

（一）课程体系结构不尽合理

在学生平均总学时数中，实践教学的学时比例仍偏低。在基础实验课程中，验证性的实验项目过多，综合性、设计性的项目偏少。同时，还存在实验项目与理论课内容的联系不够紧密；实验课程之间倾向于各自为政，内容和结构衔接得不够好；教师的科研课题未能充分引入到专业实践课程或毕业设计中。这些都在一定程度上削弱了实践课程体系的科学性和先进性。

（二）校外实践资源有所不足

校外实践基地的建设、校外专业实践的开展大部分仍停留在依靠情感关系，未能形成多方长期稳定合作、互利共赢的模式。另外，由于目前所联系的实习单位数量偏少或其接纳能力有限，所以由学院统一集中安排生产实习的学生人数仍偏少，其余学生实习地区与行业的分散性就比较大，难于有效管理与指导，也难以保证其实习的质量与效果。

（三）实践教学制度不够完善

整体上，实践教学在很大程度上仍依附于理论课教学，被看做是理论教学的延伸和补充，没有相对独立的管理机制和评价体系。主要表现在，实践教学任务中人员职责与工作要求不够清晰，指导教师在教学环节的实施上存在一定的随意性；实践教学质量缺乏科学合理的评价指标与客观有力的监督机制；学生与教学督导员对教学情况的反馈未能得到充分重视。

二、实践教学体系的改革与优化实践

针对我校材料化学专业实践教学的现状与存在的问题，我们以“注重基础、强化实践、培养能力”为指导思想，对现有的实践教学体系进行全面深入的改革与优化。具体思路是从实践教学目标体系、内容体系、保障体系、管理体系、质量监控体系等五个实践教学的子体系着手，全方位打造一个以提高应用型人才实践能力为核心的实践教学体系。

（一）明确实践教学目标体系

实践教学目标是设置实践课程的出发点，也是实践教学活动的驱动力。因此，实践教学目标必须清晰明确，而且目标体系必须层次分明又递进连贯，不能存在学生能力培养上的断层。我们从我校应用型人才培养的总目标出发，结合各门实践课程的特点，分解并细化出实践教学的各项子目标，使教学要求与目的得以具体化与具备可检验性。另外，根据本科生在各阶段中所需具备的专业技能与素质，我们还对各项教学目标进行了系统化的梳理，构建出分层递进、具有“阶梯式”特点的实践教学目标体系，并将各级、各项教学目标分别写入相应实践课程的教学大纲中。

（二）优化实践教学内容体系

实践教学内容是实践教学体系中最核心的部分，也是实践教学执行力的体现。在2013年人才培养方案的修订中，我们初步构建了具有“模块化”特点的实践教学内容体系，体系共包括基础实践、专业实践、综合实践、综合素质四大模块。在该体系的主体框架下，我们进一步优化了实践教学内容，以实现学生知识、能力和素质的全面培养。

首先，在课程内容的改革方面，我们尝试突破理论课教学对实践教学内容的长期限制，主要依据专业特点和学科发展趋势来安排实践教学内容。例如，调整四大化学实验项目内容，削减验证性实验，增大综合性、设计性实验的比例；加大专业核心课程相关实验的配套力度，精选具有代表性、体现专业特色的实验项目；大力鼓励并支持教师将自己科研中一些合适的技术方法、研究子项目引入到《综合实验》等课程中让学生进行开放性的实验研究。

其次，在技能与素质拓展方面，我们鼓励学生积极参与教师的科研课题，以及各级各类学科竞赛、科技创新活动，如大学生化学实验竞赛、挑战杯等；我们还通过与校外的技能鉴定机构开展合作，对有意向考取省、国家职业资格证书的高年级学生进行有针对性的技能培训，帮助学生提升就业竞争力。另外，对于校外实践的最重要环节――生产实习，我们正不断创造机会逐年提高集中实习的学生比例，并充分保证安排学生到专业相关性强的企业进行实习。

（三）巩固实践教学保障体系

实践教学的顺利开展需要一系列软件和硬件作支持，这些软硬件主要包括实践指导教师队伍、仪器设备设施、校内实践场地、校外实践基地等，它们共同构成了实践教学保障体系。

首先，在师资队伍建设方面，我们坚持“引进与培养”两手抓，尤其加大内部的扶持力度，促进实践指导教师的学历、职称层次逐年提升，同时鼓励并支持教师向“双师型”和“双证型”教师方向发展。另外，通过制定政策措施，引导更多高学历、高职称的教师承担实践教学工作；鼓励青年教师到企业、市场去亲身实践，提升自身的实践技能和指导水平。

其次，在校内教学硬件投入方面，我们争取学校在经费与场地上给予重点支持。在保证原有一批大中型仪器设备充分用于实践教学的同时，有计划、有步骤地增购新型仪器或实现仪器的升级换代；在原有应用材料研究中心、材料化学实验教学中心的基础上，进一步完善以专业基础实验为核心的实践教学平台；加强实验室的开放管理，为学生开展学科竞赛、科技创新、毕业设计等提供场地和资源。

再次，针对我们历来比较薄弱的校外实践环节，我们在巩固现有的校外实践基地的同时，积极拓展校企之间、校际之间、学校与科研单位之间的合作，新建一批“产学结合”的校外实践基地，并建立起长效稳固的合作关系，形成校内实践与校外实践之间优势互补、资源互助的“组合型”实践教学模式。

（四）健全实践教学管理体系

材料化学专业作为我校重点建设的专业，必须具有健全的实践教学管理体系，才能保持良好的教学秩序，保证教学质量与效果。为此，我们依据原有的教学管理总制度，进一步修订出实践教学管理文件。在文件中，对实践教学各个环节，从教学计划的制定、课前准备、过程指导、报告批改、考核评价到期末教学总结，都有相关的细则；对各部门、各类人员担任实践教学的职责分工都有明确的界定；对仪器设备、实验室、校外实践基地的日常管理也做了相应规定，方便相关人员有章可循、对照执行。

（五）完善实践教学质量监控体系

实践教学质量监控体系对整个实践教学体系起着质量把关和过程督察的重要作用。因此，完善实践教学质量监控体系是提高实践教学质量的有效途径。我们在建立一套科学合理的实践教学评价指标的基础上，进一步巩固了领导和教学督导员的听课制度、相关指导教师的互评制度，以及学生的评教制度。同时，我们还强化了信息反馈制度，定期或不定期召开教师和学生座谈会，或采取问卷调查等形式，广泛征求和收集教师、学生、实习单位、检查负责人对实践教学的评价和意见，并认真分析、及时反馈和督促整改。另外，严肃处理各类实践教学事故，完善责任追究制度，形成分级负责、奖惩结合的管理体制。

三、结语

材料化学专业实践教学体系的改革与优化是一项重要又艰巨的任务，为此需要进行长期的探索与实践。另外，在不断发展和完善实践教学体系的同时，如何实现其与理论教学体系的适配，共同推动人才培养模式的升级，也是我们今后工作的重点。我们将继续坚持知识传授、能力培养与素质教育相结合的教学理念，进一步提升我校材料化学专业的教学水平和人才培养质量，为社会培养和输送更多具有实践能力和创新精神的应用型人才。

参考文献：

[1]文胜，龚春丽，郑根稳，汪连生，周环波.材料化学专业课程体系的改革与建设[J].孝感学院学报，2010，30（3）：109-112.

[2]董秋静，罗春华，韩燕，崔玉民.教学型高校材料化学专业定位及课程体系思考[J].广州化工，2009，37（9）：228-230.

[3]梁金.浅谈材料化学专业本科教学现状及教改思路[J].广州化工，2010，38（8）：275-277.

[4]孙延一，瞿晓岳，王悦辉，钟建军，谢辉，马军现，刘建庄.材料化学专业核心课程体系的构建[J].广州化工，2012，40（6）：138-139.

[5]瞿晓岳，刘常坤，孙延一.材料化学专业阶梯式实践教学模式探索[J].吉林省教育学院学报，2009，25（8）：147-148.

[6]王悦辉，孙延一，瞿晓岳，钟建军，马军现.材料化学专业应用型人才培养模式探索[J]. 吉林省教育学院学报，2012，28（1）：47-48.

基金项目：广东省高等教育教学改革项目（2012378）。

作者简介：

梁锐杰（1979- ），男，广东中山人，电子科技大学中山学院化学与生物工程学院，讲师，研究方向：无机化学。

材料化学教学篇7

关键词 数字化 实践性 教学改革

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.10.059

Abstract The fundamentals of materials molding technology is an important mechanical professional basic course. Combined with the main problem of this course in college teaching， the teaching content and the teaching methods were discussed how the digital and practical teaching combined with the course. It is better to cultivate practical and innovative ability and master new techniques and technologies for students based on the training center and the 3D digital lab.

Keywords digital teaching； practical teaching； teaching reform

0 引言

要实现“中国制造2025”的目标，必须推进信息技术与制造技术深度融合，推动制造技术往高端和智能方向发展，才可实现制造强国战略目标。人才是前进的动力，是力量的源泉。高等学校是培养人才的最大基地，对人才的培养和教育不能与社会脱节，不能闭门造车，否则跟不上时代的发展。课程的教学如果不改革，继续墨守成规，培养出来的学生毕业后无法尽快投入工作，企业又将花费巨大的人力和物力培养学生适应工作岗位的要求，无形中增加社会的成本。因此，我们必须要对教育课程做出相适应的改革。

文华学院机械专业以学生为本，尊重学生个体的差异性，制定因人制宜的培养方案，在培养学生过程中重视实践培养，充分发挥每个学生的潜力，打造本专业的优势，突出本专业的特色。文华学院的机械专业在重视实训、实验环节同时加强理论教学，尽可能做到理论和实践的完美结合。本专业目标培养高级应用型本科人才，利用自身的实验室大力培养学生的创新与实践能力，培养学生具有较强的实际动手能力、开拓的创新精神， 材料成型工艺基础课程结合本校数字化建设，依靠金工实训中心和三维数字化实验室，引入数字化和实践化教学，真正让学生体会材料不同成型工艺的魅力，让自己所学的知识融入实践中，在操作中强化理论知识，又使得理论知识应用于实际操作，既加强了学生的理论知识掌握，又让学生提高自身的实际动手能力。

1 课程的教学改革必要性

“材料成型工艺基础”作为本校机械专业的专业基础课，涉及到除机加工以外的各种冷、热加工工艺，包括：铸造、塑性成形（锻造和冲压）、焊接以及其他成型方法。本课程不仅让学生了解到材料成型工艺的基础知识，又要让学生知道未来成型工艺的发展趋势。为了提高本课程的教学质量，必须对本课程进行教学改革，从教学目标、教学方法、教学环境等多面进行有效的合理改革。

“材料成型工艺基础”课程随着制造业的飞速发展，工业领域内的新型材料和新技术、新工艺的不断更新，其课程的内容日益丰富。此课程信息量大，内容多庞杂，重点不突出。如何在有限的40学时内完成教学大纲的规定目标，成为一个难题。目前，课程的教学采用传统的课堂教学，即使采用多媒体和模具教学，也难以摆脱目前的尴尬境地。加上机械专业的学生对课程的学习自觉性、主动性较差，这些教学方法和手段难以调动学生的积极性。

本课程的主要考核采用开卷命题型考试，题型多采用填空题、简答题、综合题、选择题等形式，试卷题型丰富，涉及知识面广，考核学生掌握所学知识的能力。但是基于课程内容多，采用开卷考试。因此，对于那些平时不上课或上课不认真听讲的学生，只要考前突击看书，便可顺利通过。显然，这与我们设置本课程的教学初衷大相径庭，学生不能真正掌握知识，对能力的培养起不到作用。

2 课程的教学改革目标

文华学院的机械类专业以实践化教育为专业特色，校企联合培养，每年根据就业情况和社会所需人才不断修订和完善人才培养方案，优化课程设置，如对目前企业生产实践中运用的各种成型工艺展开对应的软件设计，每种教学软件都可以案例为实验项目展开软件的技能训练。本校的材料成型工艺基础课程结合了三维数字化和实践化教育这一特色，运用各种三维教学软件和实验室硬件展开不同材料成型工艺的技能训练。

机械专业的材料成型工艺基础不像材料成型专业将其作为核心课程，机械类专业学时短，只能简单介绍各类材料成型工艺，工艺设计和结构工艺性，在有限的学时内最大程度让学生全面掌握材料成型工艺。在整个教学过程中，必须认识到本学院的学生与其他高校的学生差异性，更应提高学生的积极性、参与性，充分发挥自身的优势。不仅要培养他们的理论知识学习，更要注重他们的实际动手能力。培养学生的专业综合素质，提高自身的竞争力，做一名职业性、全能型的优秀人才，才能在竞争中立于不败之地。

3 课程的教学改革实现

3.1 教学内容改革

教学内容的改革是建立在熟悉书本知识内容基础上，不是盲目毫无根据的删减，并且要结合现在材料成型工艺在实际中的应用和最新研究进展做出的正确调整。并结合文华学院的应用性定位和机械专业的就业领域，以及考虑学生的实际情况进行尝试。首先我们看看这门课程的教学任务：通过本课程的学习，学生应对金属的铸造成形、金属的塑性成形、金属焊接成形和材料的其他成形的基本过程有较深入的理解，掌握基本原理和规律。初步掌握根据工件的材质、性能和使用要求能够选择其成形方法，为后续专业课程的学习和以后的科技实践工作打下基础。

这门课的重点是培养学生掌握对中等复杂件能进行铸造工艺设计，锻压工艺设计和焊接工艺设计，了解高分子、粉末冶金、陶瓷等材料的成形工艺。根据这个最基本的要求，在教学过程中可以弱化不易理解和并不实用的理论内容。这些内容不是机械专业的研究重点，在讲解内容根据专业的特点适当调整内容，深入浅出，通俗易懂。因此，根据内容的调整要制定新的教学大纲，才能对课程体系和教学内容有较大的正确改进。课程设置如图1所示。

3.2 教学方法改革

各种材料成形工艺（铸造、焊接、锻造等）在金工实习中已经操作过，但是理论内容讲解比较滞后，学生未能真正理解体会到各种成形方法的实质。在讲解有关成形工艺有关基本概念内容时，可将课堂放在实训中心，学生身临其境会回忆自己曾经操作的成型工艺，不仅强化金工实习的内容，又可加深学生对理论知识的理解。

利用学校三维数字化实验室指导学生利用各种三维软件进行零件造型，动画仿真加工过程演绎。学生可自选三维软件，生成加工程序，进行加工模拟和后置处理。工艺加工过程在课堂讲的天花乱坠也没动态演绎来的形象、真实。如围绕铸造加工可安排零件的建模、铸造加工仿真训练，使学生熟悉掌握软件技能，有体会到铸造加工工艺的真实性。运动仿真完成，让学生在金工实训中心零件加工，在实践中得到锻炼。在三维数字化设计和实践教学中既锻炼了软件的技能，又强化了所学的专业知识，同时得到实际锻炼。

这种数字化和实践性教学，三维设计和理论知识相互融合、相互影响。既强化理论知识，又加强实际应用，在实例中锻炼了学生的三维数字化设计能力。培养学生既具有强大的理论知识基础，又有很过硬的实际应用能力。

3.3 教学考核改革

以前，评判学生主要以卷面成绩为主（70%），这种考核方式很片面，对学生的考核不够全面。这种考核变成了学生考前突击应付考试，甚至考试只带打印的复习资料连书本都不带的局面。因此，调整教学大纲，实行新的考核方式。通过新旧考核方式对比发现（如图2所示）：卷面分数比重减轻，更注重对能力的考核，考核内容和形式更加全面和多样化。考核方式可在一定程度上解决目前尴尬的局面，提高学生的主动性，积极参与课程学习中，提高自身的能力。教师也更加全面认识了解学生，对学生做出更加客观的评判。总之，要从根本上解决以教师为主体的教学，使学生作为主体参与教学过程。

4 结束语

材料成型工艺基础的实践化和数字化教学，打破原来的传统课堂教学，为课程的教学注入新鲜活力。实践化和数字化教学的引入使得材料成型工艺基础的教学更加贴近实际，可使学生更加全面认识不同成型工艺，实现各种成型工艺的动画仿真与演绎，将理论与实践结合的更加紧密。考核形式多样化，提高学习的主动性，不再是应付性对待本课程，也使得老师全面地多角度认识学生，更加客观评判学生。

参考文献

[1] 姜英，陈宗民.金属工艺学课程教学研究[J].铸造设备与工艺，2009（2）：55-56.

[2] 曹源文，马丽英.“金属工艺学”课程教学改革探讨[J].重庆交通学院学报（社科版），2003.3（4）：84-85.

[3] 王斌.金属工艺学新教法尝试[J].机械管理开发，2009.24（5）：166.

[4] 林静，任文涛等.机械类专业金属工艺学课程教学改革研究[J].高等农业教育，2013（3）：94-98.

[5] 沈其文.材料成形工艺基础[M].武汉：华中科技大学出版社，2003.

[6] 杨雄，周思柱等.《材料成型工艺基础》多媒体立体化教学模式的构建与实践[J].现代企业教育，2008：202-203.

材料化学教学篇8

关键词：项目化教学；建筑材料；课程改革

1概述

总所周知，目前我国大学生的就业特别困难。那么，就业难的原因到底是什么？其中一个非常重要的原因就是在激烈的市场竞争条件下，企业都比较实际，希望应聘者具备基本的理论知识的同时具有较强的实践能力，希望招聘到的人拿过来就可以用，对应聘者的实际操作能力、适应工作环境变化的能力提出了越来越高的要求。在这样的大背景下，高校就面临着更严峻的挑战，高校只有不断的去适应社会，提高学生的实践能力，才能使学生毕业时达到用人单位的选聘标准。而对于每一门课程来讲，教师应该改变传统的应试教育的教学方式，应强调学生的主动性和积极性，培养学生综合运用已学知识亲自动手解决企业实际问题的能力，全面提升学生的综合素质。为此，本文对工程管理专业《建筑材料》课程提出项目化教学的研究和实践，希望通过本课程的研究与实践，改革学科化的课程设置和教材体系，建立以应用能力为本位、以专业实践为主线、以项目课程为主体的模块化课程新体系，找出适合应用型本科院校的课程项目化教学的模式与方法。

2项目化教学的涵义

“项目化教学”是在杜威的“做中学”理论基础上发展起来的一种教和学的模式，其是通过师生共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。其基本思路是打破原来课程的教学内容和教学目标，按照教学目标，将课程综合的化分成若干个操作性强的设计项目，然后以具体项目为载体开展教学。这种教学方法同时融入“理论知识、实践操作、素质培养”等于一体，能培养学生的分析能力、实践能力和合作能力。与传统的“老师教、学生学”或“理论+案例”的教学模式相比，教师通过从各企业、公司别选取出来的项目给学生下发任务，让学生的实践与企业紧密相连，使枯燥的理论变得生动有趣，让学生在实施项目任务的过程中理解理论知识，强化应用能力。因此，“项目化教学”就是以项目为载体、任务为驱动，突出学生主体地位、加强学生实训能力，实现学生理论知识和实践能力一体化的教学模式。

3项目化教学课程体系的构建

为了实现课程的项目化教学，课程的开展是在规定的时间内，在同一间教室内，让学生5人一组组建若干个工程项目团队，在紧张激烈的竞争氛围内，每个小组成员一起协商、配合，共同完成项目的全过程。通过教师组织学生真实的参加某个项目的设计、实施和管理的全过程，学生在课堂上接受老师下发的工作任务完成某个项目，让学生围绕具体项目进行自主探索和解决问题，教师更多的是引导、总结和评价学习效果。其实施包括教学项目导入、相关知识铺垫、项目计划制定、项目任务实施、项目总结评价和相关知识拓展六个流程，具体见图1项目化教学流程图。

4《建筑材料》课程项目化教学应用

现以“商洛学院5#教学楼加层改造工程现浇钢筋混凝土梁配合比设计”项目为例，谈谈项目化教学的过程。4.1教学项目导入。商洛学院5#教学楼加层改造工程现浇钢筋混凝土梁在施工过程中，由于所需混凝土工程量小，施工单位必须现场配制混凝土，工程具体情况如下：该钢筋混凝土梁位于室内，不受雨雪影响。设计要求混凝土强度等级为C20，塌落度为30~50mm，采用机械拌合，机械振捣。试确定混凝土的施工配合比。可选用的原材料如下：水泥：32.5级普通硅酸盐水泥砂：中砂碎石：公称粒级4.75~19.0mm水：自来水（符合拌制混凝土的用水标准）任务一：在拌制混凝土时所选用的原材料（水泥、砂、碎石、水）应满足哪些质量要求；任务二：测定普通硅酸盐水泥的密度、强度和强度等级等技术指标；任务三：测定砂和石的含水率、堆积密度、表观密度、强度和坚固性；任务四：做砂和石的筛分试验，并根据试验数据，绘制筛分曲线，判定砂石级配；任务五：测定混凝土拌合物的和易性；任务六：做混凝土标准试块，测定混凝土强度，并根据混凝土抗压强度，判定混凝土强度等级；任务七：对普通混凝土进行配合比设计、试配与调整、施工配合比换算；任务八：根据施工单位所给出的混凝土强度历史资料，对施工单位混凝土质量进行合格性判断。4.2相关知识铺垫。讲解水泥、混凝土等与项目相关的理论知识，具体如下：知识一：普通硅酸盐水泥的技术性质；知识二：普通混凝土的组成材料；知识三：普通混凝土的和易性、强度、变形性和耐久性；知识四：普通混凝土配合比设计与质量控制。4.3项目计划制定。通过分析项目资料，结合相关任务和理论知识，制定项目计划如图2普通混凝土配合比设计计划图：4.4项目任务实施。根据图2普通混凝土配合比设计计划图实施设计方案，由组内成员分工实施，相互协作完成每一项任务。在“自主协作，具体实施”的过程中，教师进行“点拨引导，过程检查”。教师巡查学生自主协作的参与情况，督促小组长组织完成每项学习任务，寻找学生合作探究难以克服的难点，学生难以达到操作规范时，教师要进行动作示范，并适时点拨引导，纠偏纠错，防止学生掉队，帮助学生完成学习任务。4.5项目总结评价。最后，为小组搭建一个展示成果的平台，可以安排人人展示，也可以推荐小组代表来完成。通过小组展示，可以反映出小组的设计风采和创新成果，也能够充分反映出学生自主和协作过程中存在的不足和问题。在小组展示完后，教师进行评价和修正完善，对学生的表现按小组进行积分评比。最后学生的分数由自我评价、小组成员互评、老师评价三个方面构成，保证了最大限度的客观公正。4.6相关知识拓展。为了拓展学生的思维，应该想办法把一节课的内容与学科的知识体系联系起来，把学生所学知识及技能与学生的职业生涯联系起来，把一节课的学习与终生学习联系起来。对于“商洛学院5#教学楼加层改造工程现浇钢筋混凝土梁配合比设计”这个项目完成后，可以启发学生思考加了外加剂以后的混凝土如何进行配合比设计？不同的外加剂加入后又会有哪些性能，等等。

5效果评价

通过上述《建筑材料》课程对“商洛学院5#教学楼加层改造工程现浇钢筋混凝土梁配合比设计”项目化教学模式的应用，可以看出这种教学模式强调技能应用，强调知识创新，发挥教师的创造性来培养学生的各种能力，有效地建立了课堂与社会的联系，具体效果如下：5.1提高了学生的主动性。项目化教学改革，改变了以往“老师教、学生学”传统的教学模式，让学生在“做中学”，能够自觉在教师的引导下完成各个任务，充分调动了学生学习的积极性和主动性。5.2开发了学生的潜能。项目化教学给学生提供了更多表现自我、展示自我的机会。在课堂教学中，学生可以把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，使学生在做中学、学中做，不仅提高了学生的专业知识应用能力、专业技能水平、与人交流合作沟通的能力和实际操作技能，更培养了学生学习运用相关知识解决实际问题的综合能力。5.3培养了学生的创新性。在项目化教学过程中，将学生是分成了几个项目团队，每一个项目从计划到实施完成都集中了团队集体的智慧，大家在相互争论、相互补充中对项目进行逐渐完善，所用到用到的知识是非常丰富的，有书本的知识、书本外的知识、已学过的知识、未学过的知识。所以，项目完成的过程是对知识综合运用的过程，也是一个自主探索创新的过程。5.4促进了教师自身的发展。实施“项目化”教学，对教师素质提出了更高要求。首先，教师不仅要对所所讲的科目融会贯通，还要随时对学生提出的各种问题进行指导，还要为学生创设学习的情景、审核项目的选取等。其次，教师不仅要将重心放在学生实际运用技能培养上，更要具有与专业相关的丰富系统理论知识和很强的实践能力。再次，教师要熟悉与本课程相关的行业或企业的生产实际，进行有效的课堂教学管理。5.5有效的建立了课堂与社会的联系。首先，教师所选取的项目都是从各企业、公司别选取出来的，使学生的实践与企业紧密相连。其次，学生在完成项目的过程中，可以进入企业、行业考察调查。有效的建立了课堂与社会的联系。

6结语

课程项目化教学作为目前比较新的一种教学方法，其既符合学生的认知规律，又能引发学生的求知欲和成就感，我们应该大力推广。但在实施的过程中肯定还会遇到很多问题，这就需要我们不断学习、探索和实践，构建完善项目化教学的体系和方法。

作者:曹蕾 单位:商洛学院

参考文献：

[1]何文敏.项目教学法在建筑材料课程教学中的应用[J].徐州建筑职业技术学院学报,2010,(03).

[2]何文敏.项目教学法在《建筑材料》教学中的应用[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2011,(01).

[3]汪莹.《道路建筑材料检测与应用》课程项目化教学的研究与实践[J].科技信息,2010(24).