化学材料论文(收集5篇)
化学材料论文篇1
关键词:图式理论大学英语立体化教材编写应用
随着信息时代和经济全球化的到来,世界各国都以发展与变革教育来应对日趋激烈的国际竞争。在这样的时代背景下,知识不再是迟缓、有限、稳定的,而是正在不断增加和更新的。教材作为教师和学生学习学科知识的主要材料,对实现教学目标有举足轻重的作用,起着承载课程内容、预定教学计划、传递教学信息的作用。我国的大学英语教学大纲经过三个阶段的改革转变,从最初以语法为主,后来改为以阅读为主,到现在以听说能力为主。大学英语教学改革要求教材做到教学理念先进化、教学内容立体化、教学手段现代化。[1]
一、立体化教材
为了从宏观上认识教材的多元化发展,更新教材观念,充分利用各种学习资源,丰富和补充教学内容,正确认识教材与教师的关系,正确理解教材的定义显得至关重要。[2]
《辞海》对“教材”的定义是:根据教学大纲编选的供教学用和要求学生掌握的基本材料。有文字材料,如教科书、讲义、讲授提纲等;视听材料,如挂图、投影(幻灯)片、音带、录像等多种形式。程晓堂将教材分为广义和狭义两种,其中广义的教材指课堂上和课堂外教师和学生使用的所有教学材料,包括课本、练习册、辅导资料、自学手册、录像带、光盘、报刊杂志、广播电视节目、网络上使用的学习材料,等等。总之,不一定是装订成册或正是出版的书本,只要是有利于学生学习的材料都可以称之为教材。狭义的教材才是课堂教学中使用的教科书。我国传统教材主要建立在纸介质基础上,信息技术的发展正在使教材的形式和内容发生巨大变化,已经从单一的书本发展到多种媒体形式的立体化状态。
立体化教材建设的提出是基于20世纪末风行的建构主义学习观,该观点强调以学习者为核心的学习模式。所谓教材编写的立体化,就是说现在的教材不再像以往那样只有几本形单影只的教科书,而是由教科书、练习册、录音带、录像带、光盘、卡片、挂图、教师手册等组成的一个教材包(apackageofmaterials)。[2]但人们对它的理解存在一定的误区,通常认为既有纸介质又有光盘或网络形式的教材就是立体化教材,这样的理解是不全面的。“媒介表现形式的多样化只是教材的外在形式,其内在本质是内容编排与呈现方式的立体化设计,主要指以现代教育教学理论尤其是建构主义理论为指导,以网络、多媒体等信息技术为依托,提供一整套能够最大限度地满足教与学需要的整体解决方案,其目的是更新教学观念和教学模式,提高教学质量和效益”。[4]
根据《大学英语课程教学要求(试行)》(2004),我国大学英语教学指导思想由原来重视语言基础教学转变到在重视语言基础教学的同时更加重视学生实际能力的培养,以提高大学生的综合英语应用能力。[14]在此基础上,一系列立体化教材应运而生,其中包括高等教育出版社出版的“大学体验英语”。
二、图式理论
“图式(schema)”一词来源于古希腊,18世纪康德曾对其进行哲学论述,他认为人的大脑中存在纯概念的东西,图式是连接概念和感知对象的纽带。后来该概念被完形心理学所接受,认为大脑的组织形式倾向于尽可能地完满和连贯,即简单、有规律和对称。当代认知语言学接受并发展了图式理论。[6]对图式含义的理解各家不尽相同,但总的来说,图式是大脑为了便于信息储存和处理,而将新事物与已有的知识,经历有机的组织起来的一种知识表征形式,是相互关联的知识构成的完整的信息系统。它具有结构性、抽象性和灵活性等特征。[12]因此,人们对新事物的理解和认知在一定程度上依赖大脑中已经形成的图式。
因图式理论具有较强的概括性和解释能力,并在知识的组织中起中心的作用,对于外语教学有着诸多启示,已被广泛应用于外语阅读、写作、听力及至语言学等学科研究中。笔者以大学体验英语为例,尝试探讨其在大学英语立体化教材编写中的应用。
三、图式理论在大学体验英语中的应用
《大学体验英语》系列教材由高等教育出版社组织全国知名专家学者基于当代最新外语教学理论编写而成。这套教材2002年6月出版,2004年2月出齐,被教育部列为“普通高等教育‘十五’部级规划教材”和教育部“新世纪网络课程建设工程项目”。笔者试着探讨图式理论在该系列教材编写中的运用。
1.内容安排遵循认知规律,以主题为中心循序渐进。
大学体验英语系列教材包括综合教程、听力教程、扩展教程、网络教程,光盘等。与其它教材不同,该系列教材每个单元都选定一个富有时代性的主题,所有材料均围绕该主题展开。以第一册第一单元为例,该单元的话题为校园生活,《综合教程》的两篇文章和两段对话,《扩展教程》的两篇文章,网络课程的四篇文章都是围绕该主题,提供了足够的输入,让学生学习完一个主题后,增加的不是零散的词汇和语法,而是关于一个主题的整体的把握。
在内容安排方面,册与册之间,不仅词汇、语法和篇章结构难度在递增,而且单元主题在由近及远地逐渐延伸。其从与学生生活息息相关的大学生活、独立生活、学习策略等,到工作与就业、成功之路、关注地球、克隆、滥用等社会生活方面,最后上升到文化和道德层面;单元内部各组成部分打破了传统教材单单以阅读为主的模式,从最能激发学生学习主动性的“交际对话”为切入点,逐步扩展深化,使多种语言技能在同一主题下通过多种交际环境和练习形式反复循环、深化、巩固、加强,充分体现“学―练―会―用”的完整学习过程。这种安排符合语言学习和人类的认知规律。
2.语言材料真实,贴近学生生活实际。
当代语言观认为,语言是关乎人类生存与发展大计的手段,[13]这充分说明了语言作为信息交流工具的重要性。因此,材料的选择运用对教学的成功起决定作用。大学体验英语系列教材中的大部分材料都来自英文报刊杂志,很少源于大家之作,紧贴学生实际生活。这有助于学生对知识的学习、理解与运用,激发并保持学生的学习兴趣,提高学习效率,还有利于培养学生通过阅读英文报刊杂志来获悉当前最新信息的能力。材料内容主要针对学生在今后工作和学习生活里常见的交际任务,加强他们口头和书面实用表达能力的训练与培养。
根据图式理论,选用与学生生活紧密相关、富有时代性的材料有助于激活学生大脑中已有图式,对新旧知识形成关联,并有利学生增添逻辑推理,或信息的连续,或有关例子和细节等新信息,补充与完善原有图式,形成新的、更为丰富和完备的图式。
3.练习设计形式多样,注重操练,完善图式。
科学设计练习不仅可以巩固和加深学生对语言的理解,而且有利于开启学生的思维,培养学生的创新思维和创新精神,促进学生全面发展。大学体验英语的练习活动除了传统的笔头练习,还有口头练习,能激发学生参与,巩固学生对所学材料的记忆。这些练习不是机械地重复所学内容,而是让学生在做练习中无意识地增添新信息,加深语言理解,最终熟练运用。以《综合教程》为例,“Leadin”激发学生的学习兴趣,同时激起学生已有的相关图式;“ContentAwareness”检测学生对所学内容的掌握程度;“LanguageFocus”给学生提供了复习所学语法知识,并进行实践运用的平台,特别是新题型“ReadandSimulate”和“PracticalWriting”,让学生在所学内容的基础上拓展信息,对头脑中的已有图式进行补充和完善。
4.教材设计图文并茂,激发图式,促进理解。
教材的设计形式指教材的媒介形式、篇幅长短、版面安排、开本大小、图文形式和色彩等。它“具有很大的教育、教养作用,历来受到重视,只是研究不足”。[11]关于媒介形式,《大学体验英语》依托网络和信息技术,用音、像、图等手段让学生立体地感受到所学的语言环境,接受多种感官的“刺激”,培养学生的多模态识读能力;关于教材的图文形式,其编者在前言中讲道:《大学体验英语》有大量与主题相关的启发性强的图片,为语言学习提供了形象的立体的训练情景,加强了学生对学习和使用语言的实际体验。[5]经统计,仅综合教程1中,就有113张彩色高度清晰图片。
在学习过程中,如果材料信息与学习者已有图式之间具有关联,则对其不同程度的理解成为可能,关联性越强,对材料的处理越顺利、越深入。因此,给相对于学生语言难度较大的材料和全新的信息配上相关的插图,一方面可以将学生暂时未能理解的内容以图画的形式呈现出来,激活已有的图式,加速信息处理过程,促进对该内容的理解。另一方面,对学生来说,全新的信息在学生的头脑中没有相关的图式,而“新的信息与已有图式结合时发生同化;如果找不到能解释新信息的现存图式,就要创造新的图式去解释新材料信息,或对现有图式加以修改,使新的信息能与之相符”,[8]借助图片的文字材料可对加快新图式的建立和增添修改已有图式。同时配有精美图片的文字材料对学生更具吸引力,能增加学生探究的兴趣和欲望,缓解各种畏难情绪和消极心理,帮助理解。
外语学习是在头脑中建立起一种母语以外的知识图式,包括语言图式、内容图式和形式图式。[7]但其教学质量和教学效果在很大程度上取决于教材。[10]作为教材建设新发展方向的立体化教材,“不仅对推进教学现代化、提高教材质量有明显的效果,而且对创新意识和创新价值规律的培养也有积极的促进作用”。[9]笔者以大学体验英语为例,探讨了图式理论在立体化教材编写中的运用,从文献看,从图式理论的角度来分析立体化教材的研究还不多见。因此,笔者坚信,图式理论在大学英语立体化教材中的运用绝不仅限于本文之列举,随着大学英语立体化教材系统发展的完善和对其认识与研究的深入,人们将领悟到其对推动我国英语教学,提高整体英语教学质量和效率潜在的优越性。
参考文献:
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化学材料论文篇2
【文章编号】0450-9889（2017）06C-0078-02
高分子材料是化工产品的一个分支，是目前发展最快、应用前景最广且最具生命力的一类化工产品；高分子行业的迅猛发展，急需大量复合型人才。而大多数高校高分子材料专业的人才培养侧重在材料的合成等偏理论方面，对高分子材料加工成型为终极产品的工艺环节关注的程度不高。广西大学化学工程与工艺专业在化工材料加工工艺方面开设了系统的专业课程群，为“高分子材料成型与工艺”课程的设置打下了坚实的理论基础。然而，广西大学化学工程与工艺专业没有开设过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等高分子基础或专业基础课程，且该专业作为一个覆盖范围广泛的交叉的专业，开设的专业课程很多，所有的专业课程学时都高度压缩。在高分子材料理论知识缺乏、课程学时数少、无配套实验的背景下，本文从教学内容、教学方法、创新能力培养等方面对“高分子材料成型与工艺”课程教学改革进行探索。
一、教材的选用
广西大学化学化工学院“高分子材料成型与工艺”课程刚开设时，选用的教材是史玉升等编著的《高分子材料成型工艺》，学生通过学习可以掌握高分子材料的制备、性能、成型、评价及应用，全面系统地了解高分子材料成型技术的最新知识。教学过程中，学生反映这本教材的难度太大，因为“高分子材料成型与工艺”是一门专业技术课程，需在完成化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学、高分子物理和化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等基础理论课和专业基础课程后，对学生进行综合训练。
“高分子材料成型与工艺”课程是在大三第一学期开设的专业课，此时学生已经修完化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学等基础理论课，然而基本没有学过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等专业基础课，高分子材料方面的基础较差，加上这本教材讲述的理论知识较少，所以学起来较吃力。根据学生的反映，学院及时更换了教材，采用周达飞等主编的《高分子材料成型加工》“九五”重点教材，该教材高度概括了高分子材料的最基础的知识，对加工成型影响很大的高分子流变学基础知识进行较全面深入的介绍，全面介绍了高分子材料成型加工最常用的基本工艺，也兼顾了新技术和新方法，难度适中，得到学生好评。
二、教学内容的改革
高分子材料成型技术涉及化学、材料、材料加工、机械等多种学科，“高分子材料成型与工艺”课程是一门专业技术课程，需要广泛的理论知识基础。化学工程与工艺专业的学生基本无高分子材料理论基础知识，学习起来的确难度很大。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”这条主线展开教学内容，重点掌握三者的关系，强调成型加工对制品性能的重要性，这是本课程的主题思想，也是高分子材料的工程特征；选用“九五”重?c教材《高分子材料成型加工》，充分利用国内外重要专业期刊了解行业最新动态，不断更新及补充教学内容，确保教学内容的先进性；在教学内容安排上，以高分子材料成型加工的大工程观点为着眼点，以宽专业为目标，概况高分子材料理论基础和概念（详细的内容指定参考范围让学生利用课外时间自学），从高分子材料的加工原理出发，着重对成型加工工艺进行讨论。从高分子材料的成型加工的共性出发，对模压、挤出、注塑及压延四大成型技术及工艺进行重点讲授，然后讲授塑料、橡胶及复合材料的成型特点和区别，对于一些新的成型方法，以及教材中未涉及而在一些科技文献中见报道的新的成型方法及工艺，教师建立了QQ群这样的交流平台，并将高分子领域权威的一些微信公众号分享到平台上，经常转发高分子材料国际国内的重要进展到平台，引导学生关注，激发学生的学习积极性，让学生以兴趣为导向自动组成兴趣学习小组的方式进行自学。笔者首先通过课内课外结合强化高分子理论基础与概念，对成型加工影响最大的流变性在课堂上进行详细介绍，而其他性能如稳定性、电性能、光性能等材料性能则作为课外学习内容，在有限的学时内，节选核心内容，把高分子材料合成、性能、加工及相互间的影响规律简要完整地介绍。比如教材中同一种成型方法按不同的应用体系分成很多小结，而教学过程中每种成型工艺仅以一种材料为代表来讲，但不同章节会选不同的材料体系来进行，比如讲橡胶的压延，那么注塑可能选塑料，而挤出可能选复合材料，这样来兼顾各类高分子材料的成型。
三、教学方法的改革
教学方法是影响教学目标是否能够实现、实现的程度和效率的关键。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程教学存在两个难点：一是许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程，这要求有实际感性认识和直观性；二是该课程的理论性和实践性都很强，如何在教学过程中实现理论与实际的结合，用理论来解释生产中的实际问题，或以具体实例来说明理论，促使学生真正掌握知识。针对这些问题，“高分子材料成型与工艺”课程在教学过程中对教学方法、教学手段进行了改革。
（一）现代化教学与传统教学相结合。“高分子材料成型与工艺”课程中许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程，这要求有实际感性认识和直观性，同时，该课程的理论性和实践性都很强。笔者根据所选用教材，利用PowerPoint加入声音、图像、动画、视频等各种多媒体信息，并根据需要设计各种演示效果，将抽象、生涩难懂的知识形象生动地展示给学生，激起学生学习的兴趣、吸引他们的注意力，大大加深学生对知识的理解和印象。由于化学化工学院缺乏相应的高分子材料成型教学设备，教学小组联系外界资源制作了几个基本成型工艺的微课，同时广泛收集案例、动画演示及成型录像，不断补充到授课内容中，让学生对高分子成型工艺及设备等有更直观的认识，对课件内容进行更新和完善，丰富课堂内容，加大课堂信息量，使学生获得对高分子材料成型加工的理性和感性双重认识，使教学达到事半功倍的效果。
同时，教师也要注意吸取传统教学中讲解的优点，将教师的语言、激情和应变能力体现在多媒体教学中，并用眼神、情感、心灵与学生沟通，必要时还要进行板书，让学生彻底把握一些关键问题。
（二）采用“任务驱动”教学法和启发式互动式教学。与传统的以教师为主体的“填鸭式”“灌输式”教学方式不同，笔者在部分知识点的授课中尝试采用“任务驱动”教学法，从传统教学的讲授、灌输和教师主宰课堂，转变为组织和引导；从单纯讲解转变为与学生进行适当的交流和探讨。笔者在讲述“高分子材料配方设计”这一章内容时，并没有按照书本来进行，而是布置了一道思考题“设计食品袋的配方”，让学生通过自学课本内容与上网查找相关知识等来完成这一思考题，并在学生完成后让他们用PPT来展示成果，通过讨论的形式与学生探讨了配方设计中的一些原则与内容。
启发式互动式教学强调先让学生积极思考，再进行适时启发；教师不仅要加强自身专业素养和知识积累，而且更重要的是建立师生互动的教学过程，并营造良好的课堂教学氛围，实现教学相长；教师注意自己角色的转变，良好的学习情境可使学生了解学习任务的必要性和与学习任务相关的学习信息，从而激发学习意愿和浓厚的学习兴趣；在教学过程中，对于重要的知识点，通过案例教学，与学生共同分析和讨论，启发学生进行思考，培养学生的创新能力。
化学材料论文篇3
关键词：纳米材料，教学方法，教学质量
中图分类号：G4文献标识码：A文章编号：1673-9795（2013）06（b）-0000-00
纳米科技是20世纪80年代末逐步发展起来的新兴学科领域，它涉及到凝聚态物理、化学、材料、生物等领域[1]。目前，纳米科技与生物技术、信息技术成为推动人类未来发展的三大主流科技，在信息技术、生物与农业、环境能源、生命医学以及航空航天等方面有广泛的应用前景。纳米科技的迅猛发展将促使几乎所有的工业领域产生一场革命性的变化。
纳米材料是纳米科技的基础，对纳米材料的学习，是适应未来社会对材料专业人才的需要。在教材的方面，一直没有一本面向研究生教学的、较系统性的纳米材料的教材。本文拟从纳米材料课程教学目的、教学内容、教学方法与手段等方面对高等院校材料类研究生专业进行纳米材料课程的教学改革进行探讨。
1教学目的制定
课程的目的是通过课堂教学，使硕士研究生能够了解、掌握纳米科学与技术的概念、分类及其特点，了解和掌握纳米材料的基本物理和化学性能；掌握纳米材料的主要制备方法和原理；掌握纳米材料的结构分析测试方法；了解纳米材料的生物毒性和安全性；了解纳米材料在不同领域的应用现状和应用前景以及最新研究进展，以便使学生了解和把握当今纳米科学的最新研究前沿
2教学内容的选择
目前，纳米材料正蓬勃发展，其涉及的面也越来越广泛，涵盖原子物理、凝聚态物理、胶体化学、固体化学、配位化学、化学反应动力学和表面、界面等多中学科，内容广泛[2]。随着纳米科技的兴起，也出现了很多介绍纳米效应、纳米技术应用及纳米材料制备技术文献和资料，对推动纳米科技的健康发展起了很好的作用。但是，在教材的方面，一直没有一本面向研究生教学的、较系统性的纳米材料的教材。根据笔者从事纳米材料课程教学的实践，认为要达到前面提出的纳米材料课程教学目的。课程的教学主要内容应包含以下几方面：纳米材料的基本概念、发展史；纳米材料的分类及其特点；纳米材料的基本物理和化学性能；纳米材料的主要制备方法和原理；纳米材料的结构分析测试方法；纳米材料的生物毒性和安全性；纳米材料最新研究进展。根据教学内容特点，可以考虑将教学内容分会以下6个部分。
2.1绪论
从纳米材料的新奇特性开始，讲述纳米材料的内涵和基本概念以及发展史。根据材料的分类方法讲述纳米材料的分类方法及特点。讲述纳米材料的基本结构单元及其特性。重点讲述纳米材料的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等基本性能。并结合我国纳米材料研究现状和学生研究方向进行相关讨论，激发学生对纳米材料的好奇心和求知欲。
2.2纳米材料物理化学性能
主要内容涉及纳米材料的结构和形貌特征；纳米材料的热学、磁学、光学等物理特性；纳米材料的吸附、分散、团聚等化学特性。将纳米材料的物理化学特性与结构关联，按照基本结构-基本特性-特殊结构-特殊效应-特殊功能-特殊应用这一思路，引领学生深入思考，可以起到举一反三效果。
2.3纳米材料的制备方法和原理
按照纳米材料维数分类方法，讲述零维纳米材料、一维纳米材料、二维纳米材料、三维纳米材料的特征、制备方法和基本原理。重点讲述蒸发-冷凝法、溅射法、气相化学合成法等气相方法和沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、溶剂热法等液相方法。并结合学生研究方向对相关材料和方法进行详细讨论，使学生掌握相关制备方法，为随后的研究奠定坚实的基础。
2.4纳米材料的结构分析测试方法
主要包括透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、X射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器。通过学习，使学生掌握纳米材料测试的主要方法和仪器，并掌握各种仪器的优缺点和适用范围。同时，也使同学们认识到纳米材料研究的高技术特点。
2.5纳米材料的生物毒性和安全性
主要包括纳米材料的生物毒性和安全性。根据已有的相关研究报道，介绍一些纳米材料的生物毒性，让学生们了解纳米材料的不足之处，掌握相关的安全操作规则，以便在随后的纳米材料相关研究中避免出现安全事故。
2.6最新研究进展
根据纳米材料的最新研究热点，如石墨烯、锂离子电池灯，讲述纳米科技领域国际最新研究动态，让学生了解国际最新研究热点。
3.教学方法与手段
3.1多媒体教学
针对纳米材料课程内容广泛，知识点多的特点，采用多媒体教学方式。利用多媒体教学图、文、声、像融为一体的优点，可以使教与学的活动变得更加丰富多彩，又可以将信息量大的课程内容在有限的时间内呈现给同学们。从而激发学生的学习兴趣，促进学生思维发展，丰富学生的想象力。例如，讲述纳米材料宏观量子隧道效应时，可以动画的形式展现，方便学生们理解。讲述纳米材料的制备方法时，可以通过示意图的形式展现，更容易让学生理解和掌握。
3.2交互式讨论
利用交互式讨论教学方式。根据学生的兴趣，结合课程内容，将学生划分多个课题小组，进行课堂讨论。例如，讲述微乳液法制备纳米材料时，首先让学生通过文献查阅等方式了解该方法；其次，在课堂上就该方法、原理和实践应用进行充分讨论和分析；最后老师指出该内容的重点和难点。通过这种交互式讨论，在课堂教学中，确立学生的主体地位，尊重学生的主体意识；创设民主、平等的课堂氛围，让学生充分发表自己对问题的看法，发挥学生的主管能动性，变被动接受为主动探索；使学生的创新意识、创造性思维能力得到不断的发展[3]。
3.3实践操作相结合
纳米材料是一门实践性很强的课程。在课程教学中要充分与实践相结合，根据学生的研究方向，结合课程内容，安排学生进行相关实验。通过具体的实验使学生对纳米材料有更多的感性认识。涉及透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器内容时，结合具体情况，可安排一定时间上机观察和操作。
4结语
纳米材料是纳米科技的基础，对纳米材料的学习，是适应未来社会对材料专业人才的需要。本文从纳米材料课程教学目的、教学内容、教学方法与手段等方面对高等院校材料类研究生专业进行纳米材料课程的教学改革进行系统的探讨，实践证明，这些举措的实施取得了良好的教学效果，为培养学生的创新思维和科研精神起到了一定的作用
参考文献
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化学材料论文篇4
关键词：复合材料概论；教学改革；教学方法
随着中国社会经济的快速发展，对综合素质人才的需求越来越多，高校为了满足社会发展需求，设置了选修课制度，给学生提供多重的选择，以培养综合素质的人才。《复合材料概论》是我校材料学院材料物理，材料工程等非复合材料专业本科生的专业选修课之一。此课程作为材料学科专业选修课的一个重要组成部分，涉及到多个专业课程，如高分子化学与物理、高分子成型加工等，涵盖材料学科的许多专业知识，如材料测试方法、材料界面科学、金属材料、陶瓷材料及力学等。因此，此课程具有内容丰富、实用性强的特点[1]。但本课程涵盖的知识体系宽广，涉及多个领域，内容繁琐，与许多选课学生所学专业差异较大，因此，在教学中存在许多问题。首先，学生普遍对选修课重视不足，而该课程名称又是“概论”，导致学生更加无法对其认真看待；其次，选修课通常课时较少，而该课程内容繁多，导致教师无法将知识点一一阐述，且大部分学生在学习该课程前没有形成完善的知识体系，缺乏相应的基础知识，难以进行深入的学习；再次，与其它课程相比，该课程多为陈述性内容，缺少以核心理论、定理、公式等作为佐证的推理性和计算性的内容，导致教师在授课过程中很容易陷入乏味的陈述之中，间接导致学生无法对课程提起兴趣。因此，针对以上问题，本课程组结合其他教育工作者的教学经验[2]，在教学过程中进行了改革，并收到了较好的效果，笔者在前面的报道中也对该课程的教学改革进行了初步的探讨[3]。在此，笔者在前面的基础上，就这门课程中进行的教学改革的内容和形式做出进一步的总结。
一、调整教学内容，确定复合材料概论的教学重点
教学过程是为教学目标服务的，为了更好地实现教学目标，必须对教学内容进行调整，确定教学重点。课程本身被设计为40学时，在这个指定的教学时效内很难完成原有教材17章的教学任务[4]。因此，课程组经过对教材的分析，对其结构进行了合并，并对其内容进行了归纳优化。合并和优化后的内容仅包括原教材的绪论、复合材料的基体材料、复合材料的增强材料、复合材料的界面、聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、水泥基复合材料、碳/碳复合材料和混杂纤维复合材料共10章框架。秉着实用、实际、实效的原则，摒弃过时的、落后于目前材料发展水平的内容，添加一些复合材料领域的最新研究成果，优化教学内容。经过优化的章节，彼此间好像相互独立，其实保持着紧密的内在联系，使得如何突出其内在联系成为本课程的教学重点。复合材料概论课程中介绍的所有的复合材料类型，都可以衍生成基体材料、增强材料、加工方法、界面及性能五个方面，前四个方面决定材料的性能，而性能则决定材料的具体用途。因此，在讲授每一种材料时，教师要注意强调各方面与性能的关系，始终将各方面与性能相联系，分析相关的内容，将复合材料的各方面融合成一个有机整体，便于学生把知识“吃透”。众所周知，大学课堂教学具有信息量大、内容抽象的特点，这就要求教师主动发掘学科本身的魅力来激发学生的求知欲，重视非智力因素在教学中的作用[5]。为了达到这样的目的，就需要教师在授课的同时，深入钻研本课程的理论、应用以及学科的发展历史和现状。教师只有深入钻研课程，对课程有感情，才能够深入揭示并领会到学科的思想魅力和理论力量，并通过一定的表达方式来感染学生，使得学生能够积极主动地接受学科知识。
二、改革教学方法
为了激发学生对本课程的求知欲，提高学生对本课程的学习兴趣，实现最终的教学目标，必须对教学方法和教学手段进行改革。首先，帮助学生对知识脉络进行整理，使得学生形成正确的知识结构。如在本课程的绪论部分，告诉学生本课程中的每种材料都有一定的知识结构，包括材料的成分、结构、性能、生产工艺、技术性质及应用。而在分章节中讲授每种材料的具体内容时，要有意识地提醒学生按照知识结构对材料进行理解。经过对几种材料的认知后，学生就基本能够形成正确的知识结构体系，从而在对后面材料的内容讲授时能够快速认知和掌握。其次，在教学环节设置上采用循序渐进的形式，即理论讲述、实例分析、参观考察及课题实践。具体如下：①理论讲述：讲授基本内容，例如材料的组成、结构、复合机理、性能及用途等。②实例分析：分析所收集的资料，通过实例解析材料的组成、结构与性能用途之间的关系。③参观考察：在学生对不同复合材料的性能和应用有初步了解后，教师带领学生对材料市场进行实地考察，让学生对材料本身和由材料制造出的产品有感性认识，进一步深化学生对材料的认知。④课题实践：在学生对不同复合材料有深刻的认识后，教师引导学生确定一到两个课题，让学生从材料的角度进行独立地思考，通过查阅文献撰写出内容详实的科学论文。通过课题实践，使学生的主观能动性得到发挥，变被动学习为主动探索，既深化了对材料的认知，也让学生学到了一定的科学研究方法，培养了科研素质，为以后从事科学研究工作打下了良好的基础。最后，与化学学科相同，材料学同样是一门以实验为基础的学科，实践证明，实验教学可以激发学生的学习兴趣，学生在理论的基础上可以对材料的认知实体化，获得更多的对材料的认知，同时也提高了学生的实验技能。教师通过开展复合材料制备方面的实验，能够利用实验操作课程的形象、直观的特点，达到提升教学效果的目的。如在讲解不饱和聚酯树脂基复合材料时，教师可以开设模压成型实验课程，让学生亲手制造一些模压成型的片状模塑料，学以致用的同时，提高了学生分析问题和解决问题的能力。
三、丰富教学手段
运用丰富的教学手段，如利用课件、视频和教具等教学工具，能够使得教学变得直观形象，将抽象的知识理论具体化、形象化。在教学过程中，教师可以根据教学需要和学生兴趣搜集合适的素材，利用科学的人机互动教学模式，运用具有直观效果的动画、图片来进行理论的讲解，使学生能够融入到轻松愉悦的课堂环境中[6]。例如，在上绪论课之前，精心搜集一些关于复合材料应用的图片和视频，运用多媒体技术，介绍复合材料的概念、实例和发展历史，展示复合材料在日常生活、休闲、体育、工业甚至军事等多个领域的应用，让学生对复合材料有初步的了解，并认识到它们的先进性。同时制作相关动画，引导学生思考复合材料的结构和特点，了解与传统单一材料的区别。为了使学生对课程内容的印象更加深刻，教学中要适当穿插小故事和工程应用实例，同时也能起到吸引学生注意力的目的。在笔者的教学中发现，教师通过运用实物、视频等教学媒体能够明显提高教学效果。同时，开设“第二课堂”也能够加深学生对复合材料理论的理解和认识。目前，笔者所在课程组在“第二课堂”中主要使用以下形式：①企业课堂：将教学理论融入到生产实际中，由教师带领学生走进企业，使理论与工业化生产相结合。②举办学术讲座：课程组不定期邀请国内外知名专家做课程相关的专题报告，与学生交流，提高学生的学习兴趣。③综合性创新实验：由教师指导、教师和学生共同设计复合材料相关的综合性创新实验，制备出新型的复合材料，培养学生的科研素质。
四、拔高教学层次
洪堡关于大学教育的核心思想之一为教学与科研相结合，倡导大学以科研为主导、以科研促教学的办学方针[7]。讲授《复合材料概论》的课程组成员，均为博士以上学历，在教学的同时，也进行此领域内的科学研究，这就为拔高此课程教学层次提供了有力的前提。在教学过程中授课教师积极介绍自己的研究项目，拓宽学生的学习思路，从而实现教学与科研相互促进，不仅使学生学到了课本上的知识，也提高了学生把握复合材料领域中新技术，新知识的水平。不仅如此，在讲授过程中，授课教师把国家的产业政策动向主动介绍给学生，比如，早在2009年《“十二五”规划前期重大问题选题指南》中已经指出材料为关键领域之一，但同时也应看到，目前我国材料发展存在能耗高、环境污染严重、资源消耗大等问题，这点在国家材料发展战略中明确指出[8]。因此，在教学过程中，教师除了将复合材料知识讲授给学生外，还应有意识地培养和加强学生的环保意识，使学生将可持续发展的理念印入脑海。在以后的工作中，能够根据产品的实际用途，以性能为依据，合理选用基体材料、增强材料和加工方法，在满足需求的基础上尽量设计低污染、可回收、环境友好型的复合材料。这样一来，教学层次有效地被提升了一个层次。
五、改进考核办法
考核是教学质标管理的一个重要环节。考核不仅是对学生学的效果的评定，也是对教师教的质量的检验，更是加强教学反馈，促使教师改进教学方法，提高教学质量的重要措施之一。在传统考核中，考试是成绩评定的重要依据，但往往学生只关注成绩，而不注重综合能力的提高。并且，考试的一个重要弊病是无法全面评估学生对这门课程的掌握情况。最近几年，笔者所在课程组采用综合考核、灵活应试的办法，通过期末考试、课堂发言和讨论、书面作业和科研小论文等多种方法对学生进行综合考核。具体包括以下考核手段：①加强课堂提问。②加强平时考核。③在科研实践活动中，采取抽查的方式。④教师要求学生通过阅读最近两年的专业书籍及期刊，找出最新的复合材料概念和专业技术，或者对最新技术进行总结成科研报告，或者从实务中选择一个综合案例进行研究分析。⑤加强期末考试的科学性、客观性和有效性。总之，教学要以培养适合社会发展需求的人才为目的，通过本课程有望培养具有丰富专业知识、熟练专业技能及敏锐专业意识的材料专业人才，为学生以后从事技术或研发工作打下了良好的专业基础。
综上，在以学生为主体的基础上，本课程组对复合材料概论课程进行了教学改革。通过教学改革，该课程的教学活动呈现出新特点：一是加强了学生学习的主体地位，二是提高了学生的学习积极性和主观能动性，三是培养了学生的思维、研究及表达等多种能力。通过教学改革实现了教学相长，取得了良好的教学效果，也受到了学生的欢迎和好评。
参考文献：
[1]丁会利，曹志萍，瞿雄伟，等.“高分子材料基础”课程教学改革与实践[J].中国大学教学，2007，（11）：43-44.
[2]史博，梁亮.聚合物复合材料教学浅析[J].广州化工，2010，（37）：171.
[3]马庆宇.复合材料概论课程教学改革初探[J].石家庄职业技术学院学报，2011，（8）：53-55.
[4]周祖福.复合材料学[M].武汉：武汉理工大学出版社，1995.
[5]杜希娟，王洪斌.基于中美比较的大学课堂教学特色研究[J].教书育人：高教论坛，2011，（10）：24-25.
[6]唐鑫，钟胜奎.探讨多媒体手段在物理化学教学中应用[J].广东化工，2009，（36）：237-238.
化学材料论文篇5
关键词材料科学前沿教学目标课程论文
中图分类号：G71文献标识码：A
《材料科学前沿》课程是材料科学与工程专业的一门专业课。课程的目标是要求学生了解材料科学研究前沿新动态，新材料的合成与制备方法和技术以及新材料的研发对现代材料市场可能产生的影响。课程主要向学生介绍近几年内材料学科的热门研究方向，介绍新材料的物理化学特征及新材料产业与材料科学前沿之间相互依赖关系与发展规律，学生通过该课程的学习能了解新材料的研究领域及相关的新材料表征技术。通过近几年来对该课程的实践教学，笔者主要阐述学习该课程的重要性，通过实例教学来扩展学生的知识面，从而提高教学质量和教学效果，教学过程中注重培养学生创新意识和能力，探索如何让学生全面了解材料科学前沿领域为目标的课程教学新模式，同时就如何进行课堂讨论和课程论文设计等方面进行了改革，并在教学内容、教学方法、教学手段及考核方式等方面进行了有益的探索和实践。
1以材料研究前沿动态为指引，拓展教学内容
本课程是针对理工科学生开设的，其内容可分为前沿动态和新技术发展两个部分。课程基于ESI数据库中多个研究前沿，根据材料学科的特点，甄选出了2014-2015年排名前10的热点研究前沿和5个新兴研究方向，涉及材料科学及材料结构表征领域。
在前沿动态教学方面，主要学习材料学科前沿动态和国内外最新报道的新材料制备技术和实验研究方法。在新技术发展方面，主要集中在现代高新产业中正在实施产业化的新材料制备技术以及新材料研发过程中采用的先进工艺和方法。这两部分涉及知识范围较广，因此课程教学过程中注重新知识和新理论的系统化，需要不断更新国内外的发展动态，注重先新实验技术的介绍，以知名科学家及其科研团队的最新研究结果来增强教学内容的广度和深度，为培养学生的创新能力提高保障。课程中对于实验原理和设备的教学内容应该与最新设备和最新技术相一致，因此在教学过程中向学生提供如Nature和Science等专业期刊网站的链接，拓宽学生的专业视野。
2引导学生探索材料研发新领域，培养创新思维
当前课程教学面临的主要问题在于学生对新技术和新方法缺乏重视和认可，结果造成教学的低效率。因此在教学过程中，要注重培养学生创新学习的意识，逐步提高学生的学习兴趣，使学生主动在课后有兴趣去网络搜索课堂介绍的新材料和新技术。科学兴趣的培养是学生能够在该课程有所收获的基本前提，所以在教学中必须从科研实例引出技术问题，从技术问题引出科学概念，由科学概念引出解决问题的方法，让学生能够充分理解、思考所学的内容。课程基于材料科学研究前沿的分析为学生提供了独特的视角去洞悉科学研究是如何展开的，揭示了不同研究者因探究科学问题产生的关联性。
课程中关于新技术的介绍一般理解起来比较抽象，在教学中时必须注重从现实生活中的直观现象入手，解释抽象的概念。教学计划总学时主要分为两部分，第一部分内容涉及有材料科学进展和前沿动态；第二部分内容涉及有先进纳米材料、先进能源材料和先进材料制备技术的应用。在实践教学过程中，要从以下三个方面对教学内容进行选择和侧重：
（1）化学与材料科学研究前沿。由于本课程中化学与材料科学研究前沿所涉及的化学概念较多，因此学生必须对材料化学等前驱课程进行回顾。这部分章节侧重于选择钠离子电池电极材料、功能性金属有机骨架化合物、铑催化的碳氢键活化反应、基于石墨烯的光催化、石墨烯量子点的合成与应用等前沿内容。
（2）物理与材料科学研究前沿。由于本课程中物理与材料科学研究前沿所涉及的物理概念较多，因此学生必须对材料物理等前驱课程进行回顾。这部分章节侧重于选择硅烯的生长与特性、碱金属掺杂铁硒超导体、高能量转换效率聚合物太阳能电池、铁基高温超导等前沿内容。
（3）在材料结构表征新技术方面，为了增强学生对材料表征技术课程内容的理解，将AFM、XPS、FESEM、HAADF、STEM、CEPC和SPPC等材料性能现代检测方法与课程内容有机地结合起来。
3立足金属材料专业特色，促进教学改革
该课程主要教学对象是参与金属材料研究课题的学生，根据金属材料专业的特点，课程应当使学生系统了解金属材料研究的概况、最新研究成果和未来发展方向，掌握先进金属材料的主要用途和未来应用发展趋势；通过课堂讲授和课堂讨论，培养学生的材料科学素养、综合素质和综合能力。该课程要充分考虑作为钢铁材料的组织控制专业人才所需要的基本理论知识和所应具有的基本工作能力，所以教学内容必须体现金属材料专业的特色。