材料物理專業(yè)普通化學(xué)教學(xué)改革探索

李艷艷　周艷艷　肖建強(qiáng)　車愛城

【摘 要】筆者結(jié)合自身在普通化學(xué)教學(xué)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，分析了普通化學(xué)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，并且提出結(jié)合材料專業(yè)自身的特點(diǎn)，改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)模式和方法，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)等改革方案。

【關(guān)鍵詞】材料專業(yè);教學(xué)改革;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)： TG14-4;G642.423文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）34-0091-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.34.039

《普通化學(xué)》是寶雞文理學(xué)院面向非化學(xué)化工專業(yè)理工科學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。普通化學(xué)課程涵蓋面較廣，內(nèi)容包括物理化學(xué)、分析化學(xué)和無(wú)機(jī)化學(xué)的一些基本知識(shí)，在某些地方也涉及有機(jī)化學(xué)內(nèi)容。它是材料物理專業(yè)學(xué)生接觸的第一門化學(xué)課。普通化學(xué)課程的主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律與工程實(shí)際密切相關(guān)的重要元素和化合物、新技術(shù)、新材料等基本知識(shí)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解近代化學(xué)的基本理論，具有必要的化學(xué)基本知識(shí)。然而目前，我校普通化學(xué)是一門短課時(shí)的課程，并且學(xué)時(shí)逐漸縮短（由44學(xué)時(shí)縮減到36學(xué)時(shí)），而教學(xué)內(nèi)容十分繁雜，并且學(xué)校及學(xué)生對(duì)該門課程重視不足;同時(shí)，普通化學(xué)的教學(xué)過(guò)程較少與工科專業(yè)相聯(lián)系，導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)這門課程是無(wú)用的;其次，普通化學(xué)的教學(xué)方式單一，教學(xué)過(guò)程主要偏向于理論而非實(shí)踐，導(dǎo)致學(xué)生缺乏興趣。鑒于以上普通化學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究和論證，同時(shí)汲取其他學(xué)校的經(jīng)驗(yàn)，我們提出了一系列方案，以達(dá)到增加課程吸引力，提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的目的[1]。

1 結(jié)合材料專業(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)改革，突出工科專業(yè)特色

通過(guò)結(jié)合材料專業(yè)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程中化學(xué)和材料的對(duì)接，突出材料專業(yè)特點(diǎn)，重點(diǎn)應(yīng)放在將理論和材料科學(xué)工程實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。針對(duì)材料物理專業(yè)學(xué)生，我們應(yīng)該將重點(diǎn)放在現(xiàn)在化學(xué)知識(shí)在材料上的應(yīng)用，比如納米材料、微電子材料、新型金屬材料、先進(jìn)陶瓷材料、新型玻璃材料、耐火材料的合成、性質(zhì)和應(yīng)用[2]。教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，沒(méi)有必要將化學(xué)公式的推導(dǎo)過(guò)程講得過(guò)于詳細(xì)。如果學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論和現(xiàn)在代學(xué)方法比較熟悉，那么重點(diǎn)應(yīng)放在培養(yǎng)學(xué)生解決材料工程技術(shù)實(shí)際問(wèn)題的能力上。教學(xué)內(nèi)容包含兩部分，基礎(chǔ)部分和應(yīng)用部分。其中基礎(chǔ)部分又包含三部分：基本理論，基礎(chǔ)知識(shí)和拓展內(nèi)容，它涵蓋了普通化學(xué)的基本內(nèi)容。在教學(xué)過(guò)程中，我們不僅應(yīng)該把注意力放在基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)上，同時(shí)也應(yīng)關(guān)注材料科技的發(fā)展及前沿和熱門科技成果上，建立新的課程體系，使學(xué)生了解化學(xué)在材料科學(xué)領(lǐng)域的重要地位，從而訓(xùn)練材料專業(yè)學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。比如新分子的合成、超導(dǎo)材料、納米和功能聚合物材料的發(fā)展和應(yīng)用等。

2 改革傳統(tǒng)教學(xué)模式和方法

在授課的過(guò)程當(dāng)中，我們應(yīng)該盡全力講好這門課程的開端和每一章的開端，即緒論部分。并且清楚地闡明這門課程以及每一章的內(nèi)容。在緒論部分講解普通化學(xué)的內(nèi)容時(shí)，我們應(yīng)該用典型且生動(dòng)的例子去激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣，解釋化學(xué)知識(shí)在日常生活中和材料領(lǐng)域的應(yīng)用，這樣才能使學(xué)生意識(shí)到化學(xué)是一門非常有用的學(xué)科。在講每一章之前，提出新的問(wèn)題，新的概念，弄清要解決的問(wèn)題和教學(xué)目標(biāo)，這樣才能使學(xué)生占據(jù)學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)[3]。在完成教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的基礎(chǔ)部分的講解之后，應(yīng)用部分可以被加入到教學(xué)計(jì)劃當(dāng)中。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生自主學(xué)習(xí)由普通化學(xué)所延伸的一個(gè)特定方面（主要是材料，能源，環(huán)境，生命等等），并且將這些與材料專業(yè)結(jié)合起來(lái)。然后學(xué)生根據(jù)自學(xué)的內(nèi)容去總結(jié)，書寫演講稿和制作PPT。然后教師可以組織學(xué)生在講臺(tái)上演講，其他學(xué)生參與討論，教師負(fù)責(zé)總結(jié)和補(bǔ)充剩余的部分。通過(guò)這種課堂和課外的自學(xué)，學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)到相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，而且能夠提升自學(xué)能力和演講能力，通過(guò)制作多媒體也能夠煅煉他們的創(chuàng)新能力。這種教學(xué)模式可以活躍課堂氛圍，并且能夠提升這門課程的吸引力和學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

在現(xiàn)代的教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，多媒體已經(jīng)是十分普及的一種教學(xué)方式。利用多媒體教學(xué)，學(xué)生可以節(jié)省下來(lái)上課記筆記的時(shí)間，把注意力全部放在聽課上，在課后時(shí)間可以自主學(xué)習(xí)多媒體的內(nèi)容，進(jìn)行復(fù)習(xí)。但是也存在很多的問(wèn)題。大多數(shù)老師的課件只是書本上內(nèi)容的照搬，在上課的時(shí)候也只是照本宣科，并且課件內(nèi)容多年不換，沒(méi)有隨著科學(xué)的發(fā)展而更新，導(dǎo)致學(xué)生上課的時(shí)候熱情不高。對(duì)于這種情況，我們應(yīng)該積極改進(jìn)。在課件上除了總結(jié)書本上的重點(diǎn)內(nèi)容之外，可以做一些動(dòng)畫或視頻文件，例如分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程等，通過(guò)這樣的方式，學(xué)生更能清楚地理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)還可提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。而對(duì)于公式或原理的推導(dǎo)過(guò)程，教師應(yīng)采用板書的方式一步一步引導(dǎo)學(xué)生理解。

3 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力

對(duì)于材料專業(yè)的學(xué)生來(lái)講，無(wú)論他們以后讀研究生還是工作，大多都要接觸材料類的實(shí)驗(yàn)，所以我們應(yīng)該加強(qiáng)材料類的專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。在開設(shè)實(shí)驗(yàn)課的過(guò)程中，可以結(jié)合代課老師的研究方向設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生動(dòng)手的同時(shí)又可以了解材料方向的科研現(xiàn)狀，讓學(xué)生提早接觸科研，了解科研，有助于學(xué)生日后考研方向的選擇。除此之外，我們也可以通過(guò)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)或互聯(lián)網(wǎng)+等形式組織活動(dòng)，讓學(xué)生申報(bào)一些與指導(dǎo)教師科研方向有關(guān)的項(xiàng)目，在學(xué)生書寫項(xiàng)目書的過(guò)程當(dāng)中，勢(shì)必要查閱大量的參考文獻(xiàn)，才能對(duì)項(xiàng)目主題的研究背景有一定的了解。除此之外，讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，確定材料合成方法、測(cè)試手段等，在這一過(guò)程中不但可以鞏固學(xué)生對(duì)于材料合成于制備這門課程的學(xué)習(xí)成果，同時(shí)也可以讓學(xué)生熟悉各種材料類常用的測(cè)試儀器的原理和測(cè)試方法。最后，在保證安全的前提下，通過(guò)教師指導(dǎo)，讓學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的可行性論證，按照方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。比如，利用高溫固相法制備出稀土摻雜的YNbO4發(fā)光材料，通過(guò)X射線粉末衍射數(shù)據(jù)分析樣品的結(jié)晶性和結(jié)構(gòu)特征，通過(guò)光譜儀表征樣品的發(fā)光特征。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)及測(cè)試結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)不足并提出改進(jìn)措施，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過(guò)設(shè)計(jì)和親自實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，學(xué)生可以實(shí)踐科學(xué)研究方法，學(xué)習(xí)如何把控關(guān)鍵性因素，設(shè)計(jì)模型和操作過(guò)程，并且學(xué)會(huì)如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果解釋實(shí)際存在的問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作，并且注意團(tuán)隊(duì)合作。除此之外，還應(yīng)該給學(xué)生多提問(wèn)題，使他們有更寬廣的思考空間。最后，學(xué)生通過(guò)書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，分析實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題和需要注意的事項(xiàng)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)這樣的方式可以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)可以煅煉學(xué)生的學(xué)習(xí)及組織能力。我們每年都會(huì)組織學(xué)生申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，立項(xiàng)及結(jié)題之后會(huì)給學(xué)生相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)，除此之外，學(xué)生自己作為項(xiàng)目主持人，也可以為日后找工作或考研添分加彩。

總而言之，加快材料物理專業(yè)普通化學(xué)的改革，必須結(jié)合材料專業(yè)自身的特點(diǎn)，改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)模式和方法，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)主體的地位，不斷探討，不斷改進(jìn)，以人為本，從而最終達(dá)到改革的目的。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]衡利蘋，王祖彬.普通化學(xué)教學(xué)改革與探索[J].大學(xué)化學(xué)，2017，32（2）：29-32.