材料化學(xué)教學(xué)內(nèi)容存在的問(wèn)題及改革趨勢(shì)研究

郭洪玲，李岳姝，王雅珍（黑龍江工業(yè)學(xué)院，黑龍江　雞西　158100）

材料化學(xué)教學(xué)內(nèi)容存在的問(wèn)題及改革趨勢(shì)研究

郭洪玲，李岳姝，王雅珍
（黑龍江工業(yè)學(xué)院，黑龍江雞西158100）

材料是社會(huì)現(xiàn)代化的物質(zhì)基礎(chǔ)與向?qū)?，是一切科學(xué)和技術(shù)發(fā)展必不可少的基石，是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步的里程碑。而材料化學(xué)是材料化學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程和主干課程，是由材料科學(xué)與化學(xué)兩大類(lèi)學(xué)科交叉形成的。本文通過(guò)分析材料化學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題，針對(duì)材料科學(xué)學(xué)科特征和研究?jī)?nèi)容、任務(wù)，探討了材料化學(xué)教學(xué)的改革趨勢(shì)，希望能夠提高材料化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

材料化學(xué)；教學(xué)問(wèn)題；改革趨勢(shì)

材料化學(xué)是材料化學(xué)專業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)課程以及主干課程，是在化學(xué)學(xué)科、材料科學(xué)的相互交叉、滲透的過(guò)程中，形成、發(fā)展起來(lái)的，屬于新興的交叉、邊緣學(xué)科。我們所采用的材料化學(xué)課程包括了晶體學(xué)基礎(chǔ)、金屬材料、有機(jī)高分子材料等等內(nèi)容。材料化學(xué)的課程目的是為了使學(xué)生具有初步分析、解決材料中的化學(xué)問(wèn)題的能力，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉材料的合成方法、表征手段，使學(xué)生掌握材料結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)理論，熟悉材料應(yīng)用領(lǐng)域中的一系列知識(shí)，掌握材料性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系等。并且為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，通過(guò)對(duì)材料化學(xué)課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，能夠提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

1　材料化學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題

隨著新材料、新技術(shù)、新理論等的出現(xiàn)，材料化學(xué)的快速發(fā)展要求教材不斷更新，材料科學(xué)具有了新的生命力和發(fā)展前景。材料科學(xué)與工程技術(shù)日益融合，材料科學(xué)研究已經(jīng)深入到源自尺度，發(fā)生了深刻的變化，并開(kāi)拓了新的研究領(lǐng)域，如：微納結(jié)構(gòu)材料等等。并且材料化學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，作為教材，在日新月異發(fā)展的同時(shí)，需要具備基礎(chǔ)性、前沿性和應(yīng)用性特征。但是目前，教材對(duì)學(xué)科的原理、規(guī)律等難以闡明，缺乏較強(qiáng)的理化基礎(chǔ)，根本無(wú)法適應(yīng)學(xué)科的發(fā)展變化。一些大學(xué)畢業(yè)生就算具備很好的理論基礎(chǔ)，也缺乏適應(yīng)能力，后勁不足的缺點(diǎn)。對(duì)于材料化學(xué)研究的目的來(lái)說(shuō)，教材具備應(yīng)用型能夠?qū)W以致用，目的明確；而教材具備前沿性，能夠有利于學(xué)生較快地適應(yīng)日后的科研工作，能夠恰當(dāng)?shù)胤从巢牧峡茖W(xué)發(fā)展。隨著科技的不斷發(fā)展，新型材料的研發(fā)已經(jīng)成了高科技中作為活躍的部分，從實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)到工業(yè)應(yīng)用，材料研究的周期大大縮短，因此，在材料化學(xué)的教材中，需要有意識(shí)的突出這一特征。另外，材料化學(xué)學(xué)科發(fā)展實(shí)踐短，研究范圍廣，是一門(mén)新興學(xué)科，課程參考教學(xué)資料少，存在本學(xué)科中的新理論、新技術(shù)不能及時(shí)充實(shí)到教材中的現(xiàn)象，對(duì)教材編著人員素質(zhì)要求高，因此，材料化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容要體現(xiàn)出與時(shí)俱進(jìn)的理念，要進(jìn)行很好的選取、改革和優(yōu)化。

2　材料化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的改革趨勢(shì)

2.1材料化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的選取

在內(nèi)容選取上，材料化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容要根據(jù)兩條原則。首先，材料化學(xué)課程教學(xué)的目標(biāo)是“加強(qiáng)基礎(chǔ)、突出應(yīng)用、提高素質(zhì)”，因此，要根據(jù)材料化學(xué)課程的研究?jī)?nèi)容和課程特征，處理好與其他學(xué)科的關(guān)系，材料化學(xué)專業(yè)的材料化學(xué)課程強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論，適當(dāng)?shù)亟榻B一些傳統(tǒng)材料，適當(dāng)?shù)丶尤胍恍﹥?nèi)容，如：晶體理論、能帶理論、熱力學(xué)基礎(chǔ)、金屬結(jié)構(gòu)近似模型等等。其中晶體理論包括晶體缺陷、X射線衍射基本原理、晶體結(jié)構(gòu)對(duì)稱性等等，不能有物沒(méi)有理論，也不能有理論沒(méi)有物理，并且還要適當(dāng)?shù)慕榻B一些新型功能材料結(jié)構(gòu)、使用性能等。同時(shí)，還要突出其基礎(chǔ)理論性，要與金屬材料、高分子材料、無(wú)機(jī)非金屬材料等聯(lián)系起來(lái)又區(qū)別開(kāi)來(lái)，突出材料合成條件、結(jié)構(gòu)性能的關(guān)系。其次，要根據(jù)學(xué)校學(xué)科特點(diǎn)，遵循教學(xué)內(nèi)容的選取原則，如：整體優(yōu)化、精選內(nèi)容、跟蹤前沿等，根據(jù)教師的特長(zhǎng)及科研成果，體現(xiàn)出課程內(nèi)容的前沿性，實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容的廣度和深度，力求能夠反映出當(dāng)代材料化學(xué)新成就、新工藝等，讓學(xué)生充分了解到材料化學(xué)發(fā)展趨勢(shì)，如：納米材料、能源材料等新材料，擴(kuò)大學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.2選取與優(yōu)化材料化學(xué)課程內(nèi)容的要求

首先，要了解化學(xué)在材料科學(xué)總的地位，熟悉材料化學(xué)的定義、材料類(lèi)型、材料應(yīng)用，了解與材料科學(xué)有關(guān)的期刊，了解新型材料的制備方法、功能、用途。材料化學(xué)結(jié)構(gòu)理論要求掌握晶體結(jié)構(gòu)的周期性、對(duì)稱性概念與性質(zhì)，主要包括點(diǎn)陣?yán)碚摵途w結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)等。要求要了解常見(jiàn)的對(duì)稱元素系、瘋子的幾何構(gòu)型等等，熟悉金屬、離子化合物晶體，了解群的定義，常見(jiàn)分子點(diǎn)群，了解描述晶體結(jié)構(gòu)的表達(dá)方法，掌握金屬鍵能帶理論、金屬單質(zhì)結(jié)構(gòu)的近似模型，了解晶體學(xué)語(yǔ)言轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)語(yǔ)言等的方法，熟悉分子之間作用力等，了解不同化學(xué)元素等對(duì)材料性能的影響，了解不同材料的本質(zhì)區(qū)別。材料化學(xué)合成原理與技術(shù)，要掌握材料制備技術(shù)，如：無(wú)定型材料的制備和晶體材料的制備等，熟悉無(wú)機(jī)材料制備基礎(chǔ)理論，如：化學(xué)熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等，熟悉高分析材料合成原理與方法。如：自由基聚合、高分子化學(xué)反應(yīng)等。并且要熟悉晶體X射線衍射原理等等。其次，要加深理解各種傳統(tǒng)材料結(jié)構(gòu)決定性能的觀點(diǎn)，熟悉幾類(lèi)重要材料，如：玻璃與陶瓷、聚合物等。另外，要熟悉納米材料概念、技術(shù)等應(yīng)用前景，了解光學(xué)功能材料、電性能材料等。

2.3材料化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容選取措施

一為了幫助學(xué)生順利抵學(xué)習(xí)材料化學(xué)的基本原理，要重視由表入里、由淺入深的認(rèn)知過(guò)程，處理好材料結(jié)構(gòu)與性能、宏觀與微觀的關(guān)系。

二為了貫徹少而精、精而新、新而優(yōu)的原則，在講解課程基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，要注重理論的連貫性，注意適當(dāng)穿插新的研究成果，處理好課程內(nèi)容更新與精選、更新與基礎(chǔ)的關(guān)系，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，注重其他課程和學(xué)科的滲透、促進(jìn)作用。

三為了鞏固學(xué)生學(xué)到的知識(shí)，要充分發(fā)揮例題習(xí)題的作用，使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去分析、解決問(wèn)題。加強(qiáng)學(xué)生的練習(xí)，拓展并深化對(duì)基本概念、原理的理解，檢查學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解和掌握程度，提高其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

四為了訓(xùn)練學(xué)生演繹法和歸納法兩種思維方式，要重視演繹法和歸納法的學(xué)習(xí)、運(yùn)用，為化學(xué)理論提供一種思維體制，總結(jié)更新知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、推理等能力。

五為了提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和綜合素質(zhì)，要注重理論聯(lián)系實(shí)際，注重實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，處理好理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的關(guān)系，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)加深對(duì)原理的理解。

［1］李奇.材料化學(xué)精品課程建設(shè)的實(shí)踐與思考［J］.化學(xué)教育，2012（09）.

［2］柴波.《材料化學(xué)》課程教學(xué)改革和實(shí)踐初探［J］.廣東化工，2014，41（18）.

［3］葛金龍.材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐［J］.長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（10）：134-135.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.244

郭洪玲（1988-），女，內(nèi)蒙古赤峰人，碩士，助教，研究方向：石墨材料。