分析和探讨材料化学课程教学模式

　　目前很多高等学校的化学化工类专业开设了《材料化学》这门课程，并且是作为专业基础课程和主十课程。课程的开设有利于化学类专业学生掌握新材料发展的主要方向，可为学生毕业后从事新材料的研究与开发工作奠定基础，并为提高大学生的综合素质，实现应用型人才培养提供必要的条件。高新材料技术是国家重点发展的技术领域之一，其发展为材料化学的发展提出了更大的挑战和难得的机遇，也对高校材料化学的教学提出了更高的要求。如何提高《材料化学》课程的教学质量，培养具有高竞争能力和创新精神的复合型高素质专业人才显得尤为重要。
　　基于此，本文结合本校化学化工类专业的实际情况，从《材料化学》课程的培养目标出发，针对《材料化学》课程教学中目前存在的问题，通过对课程结构、教学内容、教学方法和手段、考核方式等方面进行探讨和实践，提出行之有效、切实可行的教学建议和思考。
　　一、《材料化学》课程存在的主要问题
　　1。教材的选择。材料化学是一门新兴的学科，这就决定了它不可能像无机化学、有机化学等基础化学学科经过长期的发展而具有一些经典又权威的教材和参考书。目前，虽已有一些材料化学的教材出版，但由于各编者的认识及侧重点不同，致使教材内容大相径庭。近年来随着各种新材料的快速发展，在基本理论、制备技术、表征手段和性能研究等方面均取得了显著的成绩。而相对来说，目前已有的教材内容中相应的知识点更新缓慢，致使本学科的新成果的研究和进展不能及时充实到教学内容中。
　　2。教学内容与学时不匹配。《材料化学》课程所涉及的内容覆盖面非常广泛，包括材料的基本理论、表征、制备以及结构和性能之间的关系，涵盖金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料四大类。这些内容都可以作为一个专门的领域被研究，但分配给本课程的学时数一般只有36学时左右甚至更少。如何在这么短的学时内，合理安排教学内容，使学生了解和掌握这些领域的基础内容，是教学中需要解决的一个重要问题。
　　3。课程内容对教师提出了更高的要求。《材料化学》课程内容覆盖面大，除了材料领域的基本理论和表征手段之外，还包括新型结构材料、功能材料和功能转换材料。而这些材料又包含各种具体的材料，如新型功能材料包含减振材料、贮氢材料、超导材料等。对一个任课教师来说，其专长通常只涉及某一个领域，很少做到面面俱到，因此很难仅通过一个教师的教学而将每种材料讲得透彻生动，引人入胜。因此，《材料化学》课程丰富的教学内容对任课教师是一个挑战，也对他们提出了更高的要求。
　　二、课程教学模式的探索与实践
　　1。结合培养目标，优化课程结构。我们对化学和化工两个专业设置了《材料化学》课程。对化工专业来说，《材料化学》课程的学时为36学时，其教学目标是学生通过该课程的学习，了解当代材料科学的新理论、新技术，认识和理解材料科学与工程中的问题，为材料的研发与选用打下基础。通过对几种教材的对比和筛选，并结合教学目标和实际情况，我们选用了曾兆华、杨建文编著的《材料化学》作为主要教材。该教材不仅涉及到材料化学的基本内容如材料的结构、性能、制备等，而且以四大类材料（金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料）为主线，介绍了不同种类的材料，叙述各种材料的性能和行为与其成分及内部组织结构之间的关系，教学内容较适合已具备化学知识基础的学生学习。对化学专业（含化学教育和药物化学）来说，教学目的是为了拓宽学生在材料化学方面的知识，开阔视野，为今后的工作和学习打好基础。《材料化学》是作为专业选修课开设，学时为24学时。考虑到化学专业的理科背景，对材料化学相关的基础理论知识如材料的结构、性能等知识简略带过，而将重点放在介绍现代先进材料方面，如新型金属材料形状记忆合金和贮氢材料、生物医用材料、感光材料等。
　　2。结合课程特点，教学方式多样化。利用多媒体技术来展示材料工作原理的相关动画，使学生能更加直观地理解这些知识。但若过度依赖多媒体，容易淡化教师在课堂中的主导作用，对学生来说，也容易产生流水账的感觉而滋生厌学情绪。因此，在讲到一些重、难点时，适当地加入板书，逐步讲解，留给学生理解和消化的时间，以加深印象。所以，多媒体教学和传统的板书教学有机结合，灵活运用，以扬长避短，实现最佳的教学效果。在课堂教学中，我们还根据讲授内容，灵活采用不同的教学方法组织教学，坚持启发式、互动式和讨论式教学。如讲到超导材料一章时，以3D电影《阿凡达》为例，让学生讨论名叫Unobtanium矿石的用处，从而引出超导材料。这种教法极大地激发了学生的学习兴趣。在讲到第二章晶体学基础时，教师把七大晶系、十四种空间点阵参数特征列出，然后让学生分组对各大晶系特征进行讨论并选出代表做总结发言，最后教师引导总结。这种互动式教学使学生主动参与到教学活动中，增强了学生的学习积极性，锻炼了其分析问题、解决问题的能力。
　　3。科研与教学相结合，构建立体化课堂。把科研引入本科教学是培养大学生创新能力的重要措施，也是高等教育的显著特点。如前所述，《材料化学》教材选用困难，很大一部分原因是现有教材内容陈旧，难以跟上学科前沿的发展。而科研能反映学科前沿最新研究成果，因此将科研融入该课程的教学，将弥补以上不足。科研和教学相结合的表现形式有多种。教师可以介绍自己的科研成果固化到相关的教学内容中，也可以介绍本专业课题组的科研成果。这些内容融会贯通地加入课堂教学将提高学生的学习兴趣。如讲到纳米材料时，教师结合自己的科研项目，给学生补充碳纳米管、中空双锥状二氧化锰等内容，使学生拓展视野。此外，为学生介绍本专业课题组正在探索的科研项目，鼓励学生积极参与到教师的科研中去，在实际的研究实践中锻炼创新能力。这样大大拓宽了学生的专业知识面，培养了学生的科研兴趣和创新能力。实践证明，通过科研与教学相结合，构建一个立体化的课堂，达到了较好的教学效果，是一种切实可行的教学模式。
　　4。针对课程目标，制定合理的考核方式。材料化学的内容覆盖面大，实践性强，通过该课程的学习，学生要具备综合运用所学知识进行分析问题和解决问题的能力以及创新思维和创新能力。因此，需要提高平时成绩的比例。一般来说，平时成绩占总成绩的50，包含期中考试（占20），平时作业（占30）。若未安排期中考试，则在平时不定期随堂测验，主要考核当堂讲过的内容，既考查了讲课效果，又对学生按时出勤、注意听讲起督促作用。平时作业涉及到的形式较多，如单元作业，检查每章所涉及的理论、概念及计算方法；撰写小论文，根据教师布置的课题，学生通过文献调研提出自己的思考，考查学生分析问题和解决问题的能力；针对自己感兴趣的内容，查阅资料并制作成PPT，开展专题演讲活动，这一形式既使学生主动参与到课程教学活动中，调动了学习积极性和主动性，也锻炼了学生的综合能力。此外，还有课外作业、平时讨论等形式。期末考试主要考核基本概念、基本原理的掌握程度和运用所学知识解决问题的综合能力，占50。这些多样化的考核方式相结合，能全面检测学生的学习效果，科学、客观地评价学生的知识水平和综合素质。
　　三、对《材料化学》课程教学的几点思考与建议
　　1。强化实践教学，培养应用型人才。我校是一所省市共建的地方二本院校，以培养社会发展所需要的高层次应用型人才为定位。为迎合应用型人才培养的需要，实践教学在日常教学中所占的比例越来越重。学生在课堂中获得的知识只有在实践中才能消化、理解和掌握，并在实践中得到启发和创新。只有将实践教学与理论教学紧密结合并贯穿于整个教学过程中才能实现这个目标。
　　2。发挥团队精神，各教师取长补短。如前所述，《材料化学》课程设计的内容广泛，而一位任课教师术业有专攻，很难做到将每种材料每部分内容都讲解透彻，并吸引学生参与自己感兴趣的科研活动。这就要求教学中要发扬团队合作精神，发挥群体优势。我院教师目前主要有研究铿离子电池材料、光催化材料、光电材料、高分子材料等。实际授课时，可以一名教师为主要任课教师，在讲到具体的某种材料时，邀请主攻这一材料的教师参与教学活动，以讲座或课堂PPT教学形式开展均可。这种教学形式能优化教学内容，完善教学方法，提高该课程的教学质量。
　　四、结语
　　《材料化学》课程是化学化工类专业课的重要组成部分。随着社会发展，高新技术的日新月异要求学生具备材料化学的专业功底，为将来的发展奠定坚实的基础。通过对该课程的学习，可以实现高素质、应用型人才的培养目标。作者对《材料化学》课程开课以来出现的问题进行了总结和思考，并在教学模式方面开展了一些探索性的工作，取得了良好的教学效果。在今后的教学中，还将继续在课程教学模式、教学体系等方面进行探索和实践，丰富教学内容，提高教学质量，为培养应用型人才的办学目标而努力。
　　参考文献：
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