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材料化學范文1
在無機化學實驗教學考核的過程中，僅憑實驗報告成績和期末考試成績，不能準確地衡量學生的實際實驗能力。為了科學地評估學生的實驗能力，需要優化傳統的實驗課程考核體系，建立全面的無機化學實驗綜合考核辦法。將學生的課程成績分為實驗過程成績、實驗報告成績、實驗理論考試成績，單項成績不合格，則總成績不合格。這種考核方式促使學生認真地對待每個實驗環節，有效地提高了學生的綜合實驗素養。實驗過程成績是教師在指導學生實驗過程中，根據學生實際操作情況給出的評價;實驗報告成績主要是根據學生的預習實驗報告和實驗報告書寫、數據處理及分析等來評判;在實驗理論考試中，除了常見考題外，還結合材料化學專業特點，增加了實驗方案設計等考核內容，突出了綜合實驗能力和創新能力的考核，促進學生實驗能力的全面發展。
2創建適合材料化學專業發展需求的無機化學實驗教學模式
進入21世紀以來，材料科學發展愈加迅速，新材料、新技術、新產品不斷問世，與此相適應，對材料化學人才培養也提出了新的要求。材料化學專業無機化學實驗授課模式必需緊跟時展步伐，及時調整課程結構與內容，引入學科發展的最新成果，介紹學科內容中的多種學術觀點及學術背景和發展動態，開闊學生學術視野，提高學生的學習興趣。教無定法，教要得法。要使課程教學生動活潑，教師必須不斷更新教學內容，創新教學方法與手段，增強課程教學的趣味性，促使學生積極參與，在實驗中勤于動手、動腦，實現教師教學方式和學生學習方法的轉變。
2.1采用多媒體輔助教學和建設實驗教學網絡平臺
多媒體教學是利用多媒體軟件對文本、聲音、圖像、圖形、動畫等信息進行處理，教師配合多媒體放映進行講解，將教學內容用特技方法顯現出來，能充分創造一個有聲有色、圖文并茂、生動直觀的教學環境，從視覺、聽覺等多方面給學生留下深刻印象。無機化學實驗教學可以采用多媒體(視頻)教學，它不僅教學信息量大，而且可以非常直觀地演示實驗操作和過程。隨著現代科學技術的發展，有些實驗可以采用多媒體技術進行輔助教學，如基本操作單元、儀器的使用等。這些實驗項目信息量大，操作細節多，僅靠教師在課堂教學有限的時間內進行演示和講解往往是不夠的，而且總有學生沒有注意到一些具體操作細節，因此，可以將這些實驗演示制成多媒體課件或視頻資料，放在課程網絡平臺上，學生可以不受時間、空間的限制，反復觀看，自主地開展預習、復習。這樣不僅增強了課堂教學的可視性，而且增加了教師演示的可再現性，延長了學生的學習時間，從而有益于提高學生操作的規范性，使實驗教學得到延伸。
2.2將生產生活實例和教師科研項目引入實驗教學課堂
不同專業對無機化學實驗教學的要求是不一樣的。我院材料化學專業的培養目標是培養具備材料化學相關的基本理論知識和基本技能的應用型高級專門人才。因此，學生必須掌握物質的結構與性質、性能的關系，這需要在教學中注意教學內容的層次性。在無機化學實驗教學中，我們盡可能選擇與專業相關的真實實驗課題和實驗樣品，將生產生活實例引入實驗課堂，營造實戰氛圍，做到知識性、實用性、趣味性的統一。同時，我們還選取了一些與生活息息相關的實驗，如鋰離子電池正極材料的制備、膠囊殼中鉻含量測定等，這樣的實驗學生感興趣，實驗熱情高，有助于學生綜合能力的培養。為了進一步提高實驗課堂教學質量，我們還在課堂教學中引入教師最新科研課題成果，使實驗教學更加貼近科研實際，既豐富了實驗教學內容，又增加了實驗教學的先進性、新穎性，在加深學生對所學知識的理解和實驗技能的熟悉時，還能培養他們的科研興趣，提高理論聯系實際的能力，對科研工作產生感性認識。
2.3實施開放性實驗教學
在傳統的無機化學實驗教學中，學生往往處于被動地位，教師處于主動地位。從實驗項目選擇、實驗方案選擇、實驗儀器與試劑選擇，都由實驗老師預先完成。在這種照方抓藥的實驗教學模式中，學生往往興趣不高，應付了事。在優化實驗教學內容結構的前提下，實行開放式實驗教學模式，可以提高學生實驗興趣，強化教學效果。在學生自主的基礎上，利用學生課余自由時間開放實驗室，對于實驗技能較差的同學，讓他加強基本操作單元和基本技能的練習。在學生較好地掌握實驗基本操作技能后，可以讓學生自主選擇一些設計型、綜合型、應用型實驗。在教師的指導下，學生獨立設計實驗方案，獨立完成實驗，并認真進行總結，以全面鍛煉學生的實驗能力和提高綜合素質。
3結語
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論文摘要：將量子化學原理及方法引入材料科學、能源以及生物大分子體系研究領域中無疑將從更高的理論起點來認識微觀尺度上的各種參數、性能和規律，這將對材料科學、能源以及生物大分子體系的發展有著重要的意義。
量子化學是將量子力學的原理應用到化學中而產生的一門學科，經過化學家們的努力，量子化學理論和計算方法在近幾十年來取得了很大的發展，在定性和定量地闡明許多分子、原子和電子尺度級問題上已經受到足夠的重視。目前，量子化學已被廣泛應用于化學的各個分支以及生物、醫藥、材料、環境、能源、軍事等領域，取得了豐富的理論成果，并對實際工作起到了很好的指導作用。本文僅對量子化學原理及方法在材料、能源和生物大分子體系研究領域做一簡要介紹。
一、在材料科學中的應用
（一）在建筑材料方面的應用
水泥是重要的建筑材料之一。1993年，計算量子化學開始廣泛地應用于許多水泥熟料礦物和水化產物體系的研究中，解決了很多實際問題。
鈣礬石相是許多水泥品種的主要水化產物相之一，它對水泥石的強度起著關鍵作用。程新等[1,2]在假設材料的力學強度決定于化學鍵強度的前提下，研究了幾種鈣礬石相力學強度的大小差異。計算發現，含Ca鈣礬石、含Ba鈣礬石和含Sr鈣礬石的Al-O鍵級基本一致，而含Sr鈣礬石、含Ba鈣礬石中的Sr，Ba原子鍵級與Sr-O，Ba-O共價鍵級都分別大于含Ca鈣礬石中的Ca原子鍵級和Ca-O共價鍵級，由此認為，含Sr、Ba硫鋁酸鹽的膠凝強度高于硫鋁酸鈣的膠凝強度[3]。
將量子化學理論與方法引入水泥化學領域，是一門前景廣闊的研究課題，它將有助于人們直接將分子的微觀結構與宏觀性能聯系起來，也為水泥材料的設計提供了一條新的途徑[3]。
（二）在金屬及合金材料方面的應用
過渡金屬(Fe、Co、Ni)中氫雜質的超精細場和電子結構，通過量子化學計算表明，含有雜質石原子的磁矩要降低，這與實驗結果非常一致。閔新民等[4]通過量子化學方法研究了鑭系三氟化物。結果表明，在LnF3中Ln原子軌道參與成鍵的次序是：d＞f＞p＞s，其結合能計算值與實驗值定性趨勢一致。此方法還廣泛用于金屬氧化物固體的電子結構及光譜的計算[5]。再比如說，NbO2是一個在810℃具有相變的物質(由金紅石型變成四方體心)，其高溫相的NbO2的電子結構和光譜也是通過量子化學方法進行的計算和討論，并通過計算指出它和低溫NbO2及其等電子化合物VO2在性質方面存在的差異[6]。
量子化學方法因其精確度高，計算機時少而廣泛應用于材料科學中，并取得了許多有意義的結果。隨著量子化學方法的不斷完善，同時由于電子計算機的飛速發展和普及，量子化學在材料科學中的應用范圍將不斷得到拓展，將為材料科學的發展提供一條非常有意義的途徑[5]。
二、在能源研究中的應用
（一）在煤裂解的反應機理和動力學性質方面的應用
煤是重要的能源之一。近年來隨著量子化學理論的發展和量子化學計算方法以及計算技術的進步，量子化學方法對于深入探索煤的結構和反應性之間的關系成為可能。
量子化學計算在研究煤的模型分子裂解反應機理和預測反應方向方面有許多成功的例子,如低級芳香烴作為碳/碳復合材料碳前驅體熱解機理方面的研究已經取得了比較明確的研究結果。由化學知識對所研究的低級芳香烴設想可能的自由基裂解路徑，由Guassian98程序中的半經驗方法UAM1、在UHF/3-21G*水平的從頭計算方法和考慮了電子相關效應的密度泛函UB3LYP/3-21G*方法對設計路徑的熱力學和動力學進行了計算。由理論計算方法所得到的主反應路徑、熱力學變量和表觀活化能等結果與實驗數據對比有較好的一致性，對煤熱解的量子化學基礎的研究有重要意義[7]。
（二）在鋰離子電池研究中的應用
鋰離子二次電池因為具有電容量大、工作電壓高、循環壽命長、安全可靠、無記憶效應、重量輕等優點，被人們稱之為“最有前途的化學電源”，被廣泛應用于便攜式電器等小型設備，并已開始向電動汽車、軍用潛水艇、飛機、航空等領域發展。
鋰離子電池又稱搖椅型電池，電池的工作過程實際上是Li+離子在正負兩電極之間來回嵌入和脫嵌的過程。因此，深入鋰的嵌入-脫嵌機理對進一步改善鋰離子電池的性能至關重要。Ago等[8]用半經驗分子軌道法以C32H14作為模型碳結構研究了鋰原子在碳層間的插入反應。認為鋰最有可能摻雜在碳環中心的上方位置。Ago等[9]用abinitio分子軌道法對摻鋰的芳香族碳化合物的研究表明，隨著鋰含量的增加，鋰的離子性減少，預示在較高的摻鋰狀態下有可能存在一種Li-C和具有共價性的Li-Li的混合物。Satoru等[10]用分子軌道計算法，對低結晶度的炭素材料的摻鋰反應進行了研究，研究表明，鋰優先插入到石墨層間反應，然后摻雜在石墨層中不同部位里[11]。
隨著人們對材料晶體結構的進一步認識和計算機水平的更高發展，相信量子化學原理在鋰離子電池中的應用領域會更廣泛、更深入、更具指導性。
三、在生物大分子體系研究中的應用
生物大分子體系的量子化學計算一直是一個具有挑戰性的研究領域，尤其是生物大分子體系的理論研究具有重要意義。由于量子化學可以在分子、電子水平上對體系進行精細的理論研究，是其它理論研究方法所難以替代的。因此要深入理解有關酶的催化作用、基因的復制與突變、藥物與受體之間的識別與結合過程及作用方式等，都很有必要運用量子化學的方法對這些生物大分子體系進行研究。毫無疑問，這種研究可以幫助人們有目的地調控酶的催化作用,甚至可以有目的地修飾酶的結構、設計并合成人工酶；可以揭示遺傳與變異的奧秘,進而調控基因的復制與突變，使之造福于人類；可以根據藥物與受體的結合過程和作用特點設計高效低毒的新藥等等，可見運用量子化學的手段來研究生命現象是十分有意義的。
綜上所述，我們可以看出在材料、能源以及生物大分子體系研究中，量子化學發揮了重要的作用。在近十幾年來，由于電子計算機的飛速發展和普及，量子化學計算變得更加迅速和方便?？梢灶A言，在不久的將來，量子化學將在更廣泛的領域發揮更加重要的作用。
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一、優化材料化學專業課程體系的必要性
1．高等教育改革的需要。目前，優化課程體系，改革教學內容，構建合理的知識結構，注重理論聯系實際，更新教學手段是高等教育改革的需求。優化課程體系不僅要使它所包含的專業基礎課、專業課、實踐課等形成相互聯系的統一整體，而且要充分體現培養目標和培養規格。
2．現代科學技術發展的需要。近年來，隨著材料化學專業教育課程論及教育理念的發展，我們根據材料科學發展規律，對材料化學專業課程體系進行了兩次優化調整（分別為2008年下半年和2012年上半年）。我們優化的材料化學專業課程體系能夠體現材料化學專業教育特色，完善材料化學專業課程體系，加強材料化學專業的學科方法論教育。
3．市場經濟發展的需要。優化材料化學專業課程體系能夠反映社會和市場經濟對綜合性專業人才的要求。優化的材料化學專業課程體系應該充分體現以就業為導向的思想。我們倡導與專業相關的知名企業家走進課堂開展必修課教學，實現在校內與企業的對接，強化學生的就業意識，提高學生的專業技能。
二、現行課程體系存在的問題及其成因
1．辦學特色不明確。專業建設存在一些薄弱環節，如材料化學課程體系的基礎課平臺不夠規范，課程設置不夠科學，教學進程安排不夠合理，等等。此外，由于材料化學專業辦學時間短，存在專業學科定位不準，專業人才培養目標不夠明確，課程體系不夠科學等問題。近年來，為提高教學質量，適應社會對人才的需求，很多高校開展了人才培養和教學體系研究。因此，有必要對材料化學專業課程體系的建設進行思考。
2．課程設置理念滯后。在材料化學專業課程設置中，我們受傳統的重視知識傳授的狹義專業概念的限制，不夠重視獨立思考習慣、自學能力、動手能力和生存能力的培養。同時，在課程設置中存在社會需求、學生的就業取向、市場前景等的考慮程度不夠周到等問題。合理的課程設置理念是讓每一位學生不僅受到本專業的學術訓練，而且受到廣泛的通識教育，把學生培養成有專業知識、有愛心、有責任心和有雄心的智者。
3．實驗教學條件欠缺。優化實踐教學應該體現以下三個方面內容：一是畢業實習、畢業論文（設計）實行“分類指導，分流培養”。學生可根據個人從業需要，撰寫高水平的實習報告，獲取名副其實的學分。二是優化實踐教學進程。各專業可根據專業特點和人才培養需要，科學、合理地確定畢業實習的時間和進程。三是增設創業實踐環節。學生可通過創業訓練、第二課堂與創新活動，獲得創新、創業學分。而我們現行的材料化學專業的實踐教學環節，因人力資源和物質資源等原因，欠缺根據學生需要安排實習和創新性實踐內容。
4．師資隊伍建設力度不夠。師資隊伍是優化課程體系的執行者，也是培養材料化學專業人才的主導者。先有優秀的教師，后有優秀的學生，再有品牌專業［2］。材料化學專業成立以來，我們加大力度引進了固體材料化學、無機功能材料、催化材料、分子生物學等領域的博士研究生數名，充實了本專業的教師隊伍。目前我們正在通過各方努力引進高水平教師，加強材料化學專業的師資隊伍建設。
三、課程體系的優化策略
課程體系是高校人才培養目標、課程指導思想、課程設置、課程結構及教學管理模式的綜合體現，是學校辦學特色、學科專業特色和人才培養特色的綜合反映。課程體系是構建人才培養方案的核心內容，其是否科學合理，對培養高質量人才目標具有決定性的意義。我們通過選擇、整合與調適課程體系等措施優化了材料化學專業課程體系。
1.調整教學計劃，優化專業基礎課內容。
（1）優化材料化學專業的無機化學課程內容材料化學專業課程體系是材料化學專業人才培養方案的核心，課程體系的科學性直接影響材料化學專業的人才培養質量。因此，隨著材料化學專業辦學條件的改善和教學理念的科學化，有必要優化材料化學專業課程體系。我們現行的材料化學專業課程體系中無機化學課程是大學一年級學生的必修課程。此門課程的指導思想直接影響學生在大學學習的思維模式和獲取知識的習慣，這個階段也是在大學一年級學生從中學學習模式轉變成大學學習模式的關鍵時期。因此我們有意識地培養學生的獨立思考意識和自學能力，為學生將來的學習工作打下良好的基礎。無機化學課程內容包括理論部分和元素部分。我們認為無機化學理論部分內容是無機化學課程的核心部分，元素部分內容是輔助部分。目前無機化學課程詳細介紹理論部分內容和元素部分內容。我們對材料化學專業的三屆（2007、2008、2009級學生）90名同學進行問卷調查，結果80名同學不贊成全部介紹無機化學元素部分內容，而是希望在老師的指導下以自學方式完成無機化學元素部分內容的學習。對元素部分內容我們采取了抓典型元素性質的分析和討論，引導學生掌握學習元素化學知識的方法；通過實例指導學生去認識一個元素、一族元素或一類元素；逐步了解結構—性能—功能之間的關系；初步掌握如何通過查閱參考書、手冊汲取知識的模式。其余元素部分內容我們設置為自學內容。（2）優化材料化學專業的高等數學課程內容高等數學作為高等院校的基礎學科，承擔著培養學生數學能力，提高學生邏輯思維能力，為專業課程學習提供數學思想和數理方法論的任務。高等數學是化學、生物、物理、材料物理、材料化學專業的基礎課程。目前一些普通高等院校的課程設置中有生物、化學、材料化學專業的“生化材”類高等數學教育教學。而隨著材料化學學科與數學學科的交叉日益加深，定性定量分析發展迅速，材料結構分析、材料物理性能測試計算時需要更深的高等數學知識，所以我們把材料化學專業的“生化類”高等數學調整為“理工類”高等數學教學。同時我們在材料化學專業的高等數學課程內容中增加了線性代數的內容，以便達到材料結構測試和性能計算的知識要求。（3）材料結構分析方法課程的教學形式的優化測試方法在材料化學專業的發展起著非常重要的作用。隨著科學技術的發展，人們對材料性能的要求日益廣發和苛刻，對材料性能及其組分和微觀結構的關系越來越感興趣，因而不斷出現新的研究方法。測試手段也越來越多樣化，實驗方法的數量隨著科學技術的發展而急速增加。因此我們把材料結構分析方法課程的教學形式進行優化。具體做法是任課老師在課堂上介紹材料結構和性能測定儀器的原理，然后到實際儀器設備房間進行教學。學生在儀器管理人員的指導下，利用化學與環境科學學院和內蒙古功能材料物理與化學重點實驗室的科學儀器設備完成本課程的學習內容。這樣設置學生自己動手測定樣品的結構和性能的課程，有助于提高學生的動手能力和解決實際問題的能力。（4）以專業前沿知識講座充實課程內容課程內容應當隨著社會、企業、科技的發展及時充實新知識。材料化學專業教材的內容常常是數年，甚至數十年前的人類材料科學知識的概括。所以，任課老師要根據自身研究工作經歷及時充實現代材料科學知識，優化課程內涵結構。材料化學專業老師可以采用以下三種方法：一是將現代材料科技成果恰當地融入到基礎課教學中，用新的材料科技內容去改造、替代、充實陳舊的教學內容，并處理好知識的繼承和發展的關系，使其有機地融合在一起；二是開設材料加工新技術課程內容或開展材料設計加工科技活動，激發學生的興趣，提高他們的動手能力；三是開展能夠反映本學科專業前沿知識、最新科技成就的專題講座。
2.加強實踐教學，優化課程類型。
根據“高等院校理工科教學指導委員會通訊”所提倡的高等院校材料化學專業規范討論稿的要求，材料化學專業的實踐課程有基礎課實驗、專業基礎課實驗、專業課實驗、專業實習、畢業論文等內容［3］。多元化的實踐教學是培養學生創新和動手能力的最有效手段，通過實驗來研究物質及其變化規律，使學生獲取基本的實驗動手能力、綜合分析問題的能力、解決問題的能力，一定的科學研究能力和創新能力［4］。在材料化學專業實驗教學上，充分考慮實驗內容的科學性和系統性，選擇具有一定難度和較大覆蓋面的交叉型綜合實驗作為實驗教學的主要內容，著重培養學生的創新能力。全面開放所有實驗室，給學生創造開展專業綜合技能訓練的場所，提高學生的專業素質。目前，在各級有關部門的支持下，按材料化學課程體系要求能完成基礎課、專業基礎課和專業課的實驗教學任務。但是經濟欠發達地區的高等院校的材料化學專業的實踐教學課程出現了一些新情況。以往三四十人的實習隊伍進入企業、經濟實體完成實踐教學任務。而今，大型企業自動化程度很高，實習生很難進入車間進行實地實踐學習，微小企業又沒有能力接收大量實習生，加上專業實習經費的缺乏等原因，材料化學專業的實踐教學課程無法實現“大部隊”形式的實習任務。所以，我們對材料化學專業實踐教學課程進行了優化。我們設置了適合地區特點的、按學生興趣分成由五—八人組成的“小組”進入不同的微小企業進行不同內容的實踐的多元化實踐教學模式。在不同的微小企業完成實踐教學課程時我們注重學生自身管理和實踐指導老師巡視管理相結合，保證實踐教學過程中的實習效率和學生安全問題。改變材料化學專業現行畢業論文模式，允許學生做畢業論文時根據自身興趣愛好和就業取向選擇課題，可以在學院老師的指導下完成畢業論文課題，也可以在科研所、企業、經濟實體完成畢業論文課題。
3.增設自學選修課程，優化課程結構。
材料化學范文4
關鍵詞：材料化學；建設；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9324（2012）03-0096-03
材料化學是在學科的生長和發展的互相交叉、互相滲透中，由作為基礎學科的化學更直接地介入到材料科學而形成的。材料化學是以材料為研究對象，主要研究材料在制備、使用過程中涉及到的化學過程、材料性質的測量，并不是材料的化學性質。隨著科學技術的迅猛發展，材料化學所面臨的各種困難，需要通過不同學科之間的相互交叉與融合來解決。而學科的交叉和融合，就是在不斷的改革中進行和完善起來的，材料化學的興起就是一個典型的例子。新材料技術是國家重點發展的高新技術之一，且與重慶市的地方經濟緊密相連。作為重要的專業基礎課程，《材料化學》是材料類專業的一門專業主干課程，該課程力圖融會不同學科，建立起各學科專業基礎知識的共同點，匯集各學科專業語言的相同點，并使教學課程系統化、整體化，從而使學生盡快地接近并領悟材料科學的專業和前沿領域。本人結合在西南大學材料學院碩士《材料化學》課程中的教學經驗及科研中的實踐體會，首先對該課程存在的問題進行了闡述，然后在教學內容、方法和手段、培養要求以及實驗教學等方面對該課程進行了探討并提出了該課程教學對策。
一、《材料化學》課程中存在的問題
首先，材料化學是一門新興學科，該學科發展時間較短，課程教學資料較少。不像傳統的基礎化學學科那樣，經過長期的教學和科研積累已經產生一些經典而權威的教材和參考資料。近年來，盡管已出版了一些關于材料化學的教科書，但由于教材的側重點不同，其教材內容大相徑庭。在21世紀，隨著國民經濟的迅速發展以及材料科學和化學學科領域的不斷進展，作為新興學科的材料化學發展日新月異，各種新材料層出不窮，并在基本原理、制備技術、表征手段以及性能研究等方面取得了很大的進步，但針對《材料化學》課程的教材內容較老，更新較慢，以至于本學科的新技術、新成果的研究和進展不能及時充實到教材中。
其次，如何設置材料化學專業相關課程，并建立起相關課程之間內在、合理的聯系，以及如何安排好材料學與基礎化學學科的相關課程等方面，目前還有很多問題值得探索。另外，《材料化學》課程以化學的基本概念、原理及定律為出發點，闡述材料本身的結構、性質以及它們在外界條件下發生的變化現象，以揭示其變化規律，從而指導材料的科學研究與開發。迄今為止，國內開設材料化學學科的大學有幾十所，其地域分布呈現工業布局特點，即東部多于西部，北方多于南方。目前，如何在較短的時間內，讓學生了解并掌握材料化學以及相關領域的基礎內容和專業語言，是我們研究的一個重要課題。另外，如何在有限的學習時間內，合理安排材料化學及其相關課程的學時比重，也有待于進一步研究。
二、根據學科特點，用心組織教學內容
材料化學融合了材料學和化學兩大類學科，材料化學專業的基礎課程主要涉及物理學、熱力學、材料化學、冶金學、電化學等方面知識，特別是無機化學、物理化學，因此該學科涉及的內容極為廣泛；同時，針對研究生的教學層次，在內容的深度、廣度和新穎性上又有一定的要求。因此，教師在材料化學課程教學內容的組織上，必須根據本課程的學科特點，兼顧廣度和深度，體現內容的新穎性，還要力求反映當代材料化學前沿理論、科技成果、應用前景和最新發展動態，以及材料學與工程產業的發展狀況。在教學內容方面，我們務必要使學生從材料自身的結構、性質、制備和表征等基本要素出發，理解材料科學中的相關化學問題，做到理論與實踐相結合，從而將自己所學的化學知識應用到材料的研究與開發中。另外，通過對該門課程的學習，使學生充分了解材料科學的發展狀況，并掌握一些新概念、新技術、新工藝；同時還要使學生掌握納米材料、能源材料等新材料的基礎知識和理論，以及物理化學、電化學、催化化學等化學知識在材料化學中的應用。目的是培養學生運用化學知識解決實際問題的能力，使學生理解并運用新型材料的制備方法。本課程教學中，我選擇了朱光明教授編寫的《材料化學》作為教材，另外，還選擇了唐小真教授編寫的《材料化學導論》和石德珂教授編寫的《材料科學基礎》作為主要參考書。根據材料化學的學科特點，我們將教學內容分為兩大部分：第一大部分是材料化學的理論部分，其內容主要包括材料的結構、固相反應和熱力學基礎等；第二大部分系統闡述材料的設計、化學制備和表征技術等，是理論部分的延伸和應用，同時，這部分內容還結合本校材料專業的一些科研成果和研究進展，重點突出新型功能材料的化學制備方法。這樣就加深了學生對前面理論知識的理解和掌握，開闊了他們的視野，激發了他們的學習興趣、增強了他們的創造激情，為新材料的研究和開發奠定了堅實的理論和應用研究基礎。
三、結合課程特點，靈活選用多種教學方法和手段
相對于本科生來說，研究生的思維更加活躍、思路更加清晰、動手實踐能力較強、自學能力更強、更喜歡去主動學習，因此，在教學中，我們要充分利用這一特點，改進傳統課堂以教師為主、學生為輔的教學方法，積極實行啟發式、互動式和討論式教學，有意識地采用設疑或質疑的方式，引導學生獨立思考，分析討論得出正確的結論，由接受知識轉變為創造知識。同時注重啟發學生的思維方式，著重培養學生的逆向思維和發散型思維，培養學生創新意識和創新能力，從而提高學生的綜合素質。例如在講授各種新型材料時，我們要多留給學生一些自學和獨立思考的時間。為培養學生的自學能力和提高學生學習的積極性，我們實行了學生參與教學這一新體制，改變了傳統以教師為中心的教學方式。在每次上新課前，我們讓學生課下通過圖書館和互聯網等媒介積極查閱相關資料，制作成PPT參與講解，并回答同學的疑問。通過這種方式可以提高學生學習的興趣和主動性，能夠使學生主動地參與到課堂教學中，活躍課堂氣氛，從而有助于鍛煉了學生的邏輯思維能力和語言表達能力，使學生由被動學習變為主動學習；有助于幫助學生發現自己在學習中的問題，并及時進行解決和糾正，使教學方式呈現多元化；有助于師生之間相互溝通、交流、啟發，形成良好的學習氛圍。實踐證明，這種教學方式比原來單一以教師為主的課堂講授方法效果要好，且更受學生們歡迎。此外，教學手段也需要靈活多樣。隨著多媒體技術的快速發展，傳統板書式的教學越來越少，而采用現代化教學手段（如投影、CAI教學課件、膠片）越來越多。當然，多媒體教學手段因其能大大提高信息傳輸量，快捷、方便等特點而備受人們青睞，但同時也有自己的弊端：因此，在《材料化學》課程教學過程中，我們采用傳統的板書教學和現代的多媒體教學相結合，營造活躍的課堂氣氛，使師生更好地交流和溝通，做到暢所欲言。多媒體能將文字、圖形、圖像、動畫和聲音等展現出來，使原本枯燥的教材內容變得生動有趣，從而調動了學生學習的積極性，使其主動參與到課程學習中來?？傊?，教學手段必須與學生自身情況相結合，必須與教學內容相適應。因材施教，才能做到事半功倍。
四、面向未來，將培養學生的科技創新能力放在首位
培養學生的科技創新能力，建立多模塊、分層次、相互銜接的課堂教學體系，是我國課程教學改革的主線。我院圍繞人才培養目標，改進課程結構，創新教學體系與內容，以課程教學體系改革為切入口，以“培養創新、應用型人才”為核心，這也是“培養能力、開拓創新、服務社會”的指導思想的基本要求。對學生科研能力和創新精神的培養不是短期內所能達到的，這是一個逐漸積累的過程，主要取決于教學過程中教師的啟發和引導以及學生自己的自學能力。在對學生的培養過程中，要重視科研與教學相結合，并積極、生動地進行實例教學。在教材內容的選擇上，力求做到精益求精。我們刪減了內容陳舊、分析手段落后以及與時代脫節的內容；融入了當前材料化學研究的新成就，引入了科技創新成果，讓學生真切地體會到當今科技發展的進展和趨勢，從而激發學生學習的潛能和興趣。在教學過程中，我們會適時地穿插一些科學研究的最新成果及其典型事例，目的就是提高學生對科研的興趣，同時鼓勵他們積極參與到導師的科研中去。通過學生親自動手做實驗使其不斷受到鍛煉和啟發，從而培養了他們嚴謹的科學態度，提高了他們的動手能力和科研創新能力，使《材料化學》這門課程展現出前沿性、時代性和趣味性。
五、適應《材料化學》課程要求，精心組織實驗教學
材料化學課程畢竟是一門新興學科，為了讓讓學生更好地理解并學好該課程，我們還精選了《材料化學實驗》課程與之相配套，目的是做到教學和科研實踐相結合，使之成為一門實用性強的課程。為此，在配套實驗課程中，我們專門設置了一個設計型實驗：把學生分成幾個小組，在老師的啟發引導下，各小組獨立設計實驗方案，并將預習報告提交給老師，在實驗方案審核通過后，各小組按預先制定的實驗方案進行實驗，同時觀察、記錄實驗現象，分析實驗結果，并針對實驗過程中產生的問題提出切實可行的解決方案，得出實驗結論，并組織學生互相點評，以熟悉操作技巧。設計型實驗具有創新性，能夠增強學生自主學習和實踐的興趣；激發學生的學習興趣和拓展知識面；有效地提高實驗教學的效果。這種設計型實驗和專業教學相輔相成，產生了很有效的共鳴效應，使學生能在專業課程實驗的基礎上，為科研和以后的畢業設計環節打下了堅實的基礎。通過設計型實驗，一方面要求教師不能夠只滿足于書本上的知識，必須要不斷地學習，同時加強自身科研能力，掌握好本專業的最新成果和前沿動態。
《材料化學》作為一門專業主干課程，對人才的培養起著重要作用。本人從教學實際出發，通過革新教學方法、優化教學內容、增強教學實踐環節等途徑實現該課程的建設與改革，但如何更好對該課程教學體系進行建設，仍需要進一步深入探討與實踐。
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材料化學范文5
目前，有關工科化學課程的教材很多，如江欞主編的《工科化學》、強亮生主編的《工科大學化學》、徐瑛等主編的《工科化學概論》、唐和清主編的《工科基礎化學》、高發明等主編的《簡明工科基礎化學》等，針對不同學科、專業和適用對象，教材知識體系的設置和側重點各不相同。根據該課程的專業基礎課性質，按照突出物質的結構-性能與定量分析并重的原則，三峽大學選用了史啟禎主編的《無機化學與化學分析》作為該門課程的主要教材。該教材的特色是包含主篇和副篇兩大塊。主篇主要是鋪就一個基礎知識平臺，為后續專業基礎課程做鋪墊，副篇主要是引用化學的應用實例及趣事培養學生的專業學習興趣。[1]它吸取了國內外同類教材的精華，教學內容難度適中，語言形象生動，適用性強，較適合作為三峽大學新能源材料與器件專業的專業基礎課教材，該教材內容可以很好地為目前新能源材料與器件專業的學生提供相應的智力儲備。同時，為幫助學生進一步加深對工科化學的認識和了解，還將曹錫章等主編的《無機化學》、武漢大學主編的《分析化學》等教材作為教學參考書。此外，鑒于新能源材料與器件專業的學生特點及工科化學教學內容較多大，有關的價鍵理論等知識抽象難懂，因此，在實際的課堂教學中，筆者注重學科知識的拓展及實用化，除講授教材內容外，還穿插介紹當前新能源材料方面的科技發展動態、工科化學方面最新的科研成果以及自身的科研工作進行講解，不斷優化和充實教學內容。例如，在講授金屬有機配合物材料時，筆者介紹了目前比較熱門功能配合物材料當前的研究熱點，并以自己在多功能金屬配合物材料方面研究的成果介紹給學生。這些相關教學內容拓寬與延伸不僅提高了學生對該課程的學習興趣，也激發了學生的科研興趣，達到了較好的教學效果。
二、改革教學模式，探索新的教學方法和手段
在實際的教學過程中，專業基礎課的特點決定了它的教學方法不同于選修課，它不僅強調教學內容的系統性、學習方法的引導，而且更需要調動學生學習的主動性，激發學生的學習興趣。[2]針對“工科化學”課程的專業必修課性質及其教學內容眾多，需要理解和識記的知識點較難的特點，筆者堅持“教師正確引導，學生積極參與”的教學原則，采用了多媒體教學與傳統教學相結合的教學模式，結合課堂討論、課外輔導、學生自主學習等多變的教學方法和手段，以增強教學效果。
1.采用傳統教學與多媒體教學相結合的教學模式
在傳統的教學過程中，教師可以通過講解、板書、提問、討論等方式組織課堂教學。然而，一些形象化、具體化的影音視頻資料很難展現給學生。而多媒體作為一種新生的現代化教學手段，可以很好地彌補傳統教學的不足。它能將抽象的概念直觀化、具體化，并容納較多的信息量，使課堂教學變得形象豐富有新意，教學效率高。[3]“工科化學”課程涉及無機化學中的基本概念和理論、元素化學和基礎分析三大塊內容。知識面廣，內容枯燥，為盡可能調動學生的主動性，引導學生更好地理解和記憶，筆者結合新能源材料與器件專業培養方案，對所選用的教材中的教學內容進行了調整和壓縮，制作多媒體課件，在實際的教學活動中，采用了傳統教學與多媒體教學相結合的教學模式。通過淺顯易懂的課堂講授和內容豐富的課件展示，增加了學生對工科化學基礎知識的認識，加深了學生對教材中的核心知識的理解，取得了較好的教學效果。
2.積極開展互動教學，活躍課堂氣氛
根據工科化學專業基礎課的性質，在實際的課堂教學中采用引導式講授和學生討論相結合的互動教學方法，可以很好地調動學生的學習主動性，營造良好的課堂氛圍，提高教學質量，增強教學效果。[4]因此，在教學過程中，筆者既重視發揮教師的引導作用，又充分調動學生學習的主動性和興趣。課堂上，筆者會針對教材上相關的知識，常常向學生設定問題，留給學生課后查資料，下次課展開討論。這種教學方法不僅能激發學生學習的主動性和興趣，而且可以活躍課堂氣氛。例如，在講授緒論中物質的狀態時，筆者提出“物質按其存在狀態可以分為幾類”；講到新材料的分類時，提出“什么是等離子體”和“什么是液晶材料”等許多在生活中涉及到的化學類新名詞、新概念，讓學生進行思考和討論，然后教師再進行講解，這樣一來課堂氣氛十分活躍。這種互動教學方式使學生對工科化學的興趣大增，學習的積極性和主動性也隨之增強，對教材中的基本知識點理解更透徹，記憶更深刻，收到了理想的教學效果。
3.及時進行課外答疑，解決學生課后學習遇到的問題
考慮到要在48個學時內完成工科化學教學大綱的教學任務，而且知識點龐雜，難以讓學生在短時間內消化和掌握，筆者只能在實際的課堂教學過程中很緊湊地按照教學計劃安排好教學內容，課堂上沒有充足的時間解決學生課后學習或完成作業過程中遇到的問題。為了能讓學生及時解決學習教材內容中遇到的問題，筆者每周專門安排一次課后答疑。通過實踐發現，學生很珍惜與代課老師交流的機會，會把自己在學習教材、完成課后作業過程中遇到的困惑整理出來讓老師做答。通過這種方式，學生對教材中知識點的理解和掌握就更為透徹，極大地提高了學生學習工科化學的積極性。
4.選擇部分章節讓學生主講，提高學生語言表達能力
在傳統教學模式中，教師的主要任務是站在講臺上“講授”，學生的主要任務是“聽講”，在講課過程中，教師設置一些教學活動，與學生進行互動，調節課堂氣氛。然而，這種以課堂為中心、死板灌輸的教學模式嚴重制約了學生課堂學習積極性。學生只能按照教師設計好的課程教學內容被動學習，在課堂上基本沒有表達自己想法的機會，即使偶爾被提問，也會因缺乏足夠的準備，發言效果不佳，導致缺乏自信心。大學的三尺講臺，不僅僅屬于教師，還屬于學生，學生也可以借助這個講臺得到必要的鍛練。如果能夠給學生提供上臺講解的機會，學生就能夠深刻體會站在講臺上的責任，就必須按照教師的要求將自己準備的內容用簡潔明了的語言展現給其他學生。另外，學生在走上講臺之前，課前會做充分的準備，然后把自己準備好的知識傳遞給其他學生，無形中提高了學生學習的主動性。例如，工科化學中，其中一章為《氫》，這一章主要講解氫、制備、用途、同位素、氫化物分類、氫能源等，沒有較難的理論。因此，筆者提前兩周安排學生課后查資料和素材，做多媒體課件，課堂抽出一個學時讓準備好的學生上講臺講解。從4~5名同學上講臺講解的情況來看，學生課前都做了精心的準備，而且最大限度地利用了網絡等媒體資料。學生的多媒體課件制作簡潔，圖文并茂，講解結束后，其他學生可以提問，共同參與問題的討論。這樣一來，不僅鍛煉了學生的語言表達能力以及溝通能力，而且為學生將來畢業時能夠更好地在應聘中表現自己提供了鍛煉機會。
三、探索新型考核方式，提高教學效果
在整個教學活動中，考核環節是一個必不可少的重要環節。專業基礎課的考核不同于專業選修課靈活多樣的方式，一般采取傳統的閉卷考試，需要學生記憶的知識點多，容易使學生思想負擔過重，給學生學習帶來壓力。而新能源材料與器件專業的“工科化學”課程作為專業基礎課，其主要任務是簡明地介紹化學中的部分原理，在中學化學的基礎上，重點掌握元素及化合物的物質本性及變化規律，建立一個化學意識，在以后遇到相關問題時能夠從化學的角度去解決。鑒于該課程的專業基礎課性質和內容多、知識面廣、學生掌握知識點難度大等情況，為提高學生的學習主動性和教學效果，筆者對該課程的考核方式也進行了相應的改革，采取了中期課程小論文與期末閉卷考試相結合的方式。具體的成績考核核算方法為：課堂表現、出勤情況和課后作業完成情況占成績的10%，課程小論文成績占10%，實驗成績占10%，期末試卷卷面成績占成績的70%。這種考核方式不同于以往的“1+2”模式（總評成績=卷面+平時+實驗），既可客觀地反映學生對課堂所學知識的理解和掌握情況，同時可以真實地反映學生課后學習這門課程的積極性和主動性，最終期望能夠全面反饋出這門課程的教學效果。
四、結語
材料化學范文6
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.
