材料化学导论论文合集12篇

时间:2023-03-21 17:16:54

材料化学导论论文

材料化学导论论文篇1

本科生毕业设计是高校本科教育的一个重要部分,是培养大学生综合素质的重要教学形式,提高学生运用知识和技能分析、研究、解决问题能力,是对大学生本科四年学习成果的阶段性总结和审核,同时也是大学生从事科学研究的最初尝试。

本科生,尤其是理工科的学生在大学阶段普遍缺乏系统的从事科学研究的经历,因此,有必要经过本科毕业设计这样一个过程的系统训练为以后继续深造从事科研或者服务社会打下基础。同时,本科生毕业设计对于高校实现人才培养目标、加强学生的知识综合运用能力、培养学生的科学研究能力及独立工作能力、培养具有创新精神和实践能力的专门人才等方面,都具有重要意义。因此,完成本科毕业论文是每个大学生毕业的基本条件[1-2]。

1 材料化学本科毕业论文的现状及原因

材料化学专业是研究从制备到废弃全过程中材料的化学性质,其研究范围很广,既包含了整个材料领域,又包括各类应用材料在有机和无机等多领域的化学性能,它是一门应用基础理论和方法研究解决在工业化生产中与化学和材料有关的问题的学科。它既是材料科学的一个重要分支,又是化学学科的一个组成部分。材料化学跨越了材料和化学两大类学科。是一门既具有交叉边缘学科性质又含有应用理学性质的综合性学科。同时,正由于材料化学学科的交叉性和复杂性,从而导致在日常的教学过程中凸显出相对于其他传统学科所不同的教学难点和盲区。这就给学生在平时的学习提高了难度,也对教师的教学过程提出了更高的要求。

于此同时,由于近年来高校的扩招,高等教育由精英化向大众化不断的转变,高校学生的综合素质也在逐年下降。高校教师指导的学生和毕业论文的数量大幅增加,从而导致每个学生得不到足够的指导。并且在考研、就业等诸多因素的影响下,很多大学生无法提供足够的时间和精力于毕业设计方面的工作,对毕业论文持应付态度,得过且过,导致论文质量普遍不高。毕业论文工作易流于形式有的选题偏大或选题落后于当前社会和科技的发展水平;有的理论与实践不相符,内容空泛,缺乏现实依据和说服力,更没有从理论到实践转化,解决实际问题的能力;有的试验设计和研究技术路线不合理,试验数据错误;有的毕业论文仅仅是罗列了相关的文献内容,简单概述他人的成果与现状,并没有提出自己的理念和想法,甚至存在着抄袭论文的恶劣行为。在这样的背景下,尽管学生完成的毕业论文已经达到了所需的某些硬性要求,但其论文的质量并没有实现质的变化。因此,改变本科毕业论文的现行状况,提高本科毕业论文的质量,已经成为当前高校迫切需要解决的现实问题[3]。

2 提高本科毕业论文质量的几点对策

2.1 提高对毕业论文重要性的认识

本科毕业论文不仅仅是一个常规的本科教学环节,它是高校实现高层次人才培养的重要辅助手段,是本科教育理论与实践相结合的首要环节,是学生对四年所学的理论知识进行深化和升华的重要过程,是学生进入社会前的综合技能训练。要想提高本科生毕业设计论文的质量,首当其冲的是要提高对其重要性的认识,不仅仅是对学生,同时也是对老师的要求。通常可以采取动员大会、学术论文大赛等多种方式,进行广泛宣传,从而使教师、学生乃至管理人员认识到毕业论文工作是教学环节的重要组成部分,是学生科研能力、实践能力、信息检索能力形成和提高的重要过程,是其他教学环节无法取代的。

2.2 加强过程管理,实施质量监控

毕业论文设计的全过程需要学生、指导老师和组织协同配合,以学生为毕设主体,指导老师为主导,组织管理提供保障。从毕业论文的实施过程来看,主要包括从选题到答辩等诸多环节,每一个部分都需要制定相关的规章制度和要求,从而使毕业设计的管理更加合理规范。具体到每个环节,首先应严把命题关,完善选题管理办法,所选题目应具有时效性。其次要明确指导教师的资格,指导教师的专业知识结构和教师的指导水平直接影响着学生毕业论文的质量。最好毕业论文的组织撰写,教师应明确各阶段的要求,检查进行情况,并及时总结出现的问题加以指导。毕业论文在经过指导老师和的审查合格之后,学生才可进行毕设答辩,同时成绩的评定标准必须坚持公平公正,实事求是的原则,只有这样才能够保证毕业论文的质量。

实施质量监控机制也是提高毕业论文质量的一项非常重要的措施,监控机制主要包括初期检查、中期检查和后期检查三个部分。由校、院、系三级共同承担整个机制的运行和管理,对毕业论文工作的每个环节实行跟踪监督,结合本科教学评估的标准和要求,强化过程管理,严格执行和落实各项制度,保证毕业论文质量的提高。

2.3 全面实施导师制,充分发挥教师的指导作用

指导教师作为毕业设计全过程的主导,发挥着重要的作用,建立指导教师的筛选机制,保证指导教师队伍的高质量,形成一支责任心强并且科研经验丰富的指导教师队伍,这是提高毕业论文指导质量的强有力保证。在学校鼓励学生进行学术探索和课题申报的大环境下,应尽快确定本科生指导老师,鼓励学生积极参加指导老师的研究课题。在科研实践过程中,学生发现新的问题,分析并解决了这些问题,在不断的发现和解决问题过程中,学生不仅可以巩固课堂所学知识,而且学生的思维也得到了应有的训练,使其科研创新意识和创新能力得到不断提高。这些不仅可为后期的毕业论文的开展奠定基础,为毕业论文质量的提高提供了可能,更为以后继续深造从事科研或者服务社会打下基础。

3 科研导师制的特点

科研导师制是多层次本科生导师制的实施模式之一[4-5]。以科研作为纽带,充分利用教师的科研能力让学生参与课题研究,促进教师在育人中的主导作用。本科生导师制度不同于研究生阶段实行的导师制。本科生导师制度的特点主要有以下几个方面:

3.1 以学生为本,师生积极互动

实行科研导师制,主要目的在于培养高校学生的创新思维,提出、分析并解决问题的能力,提高学生在科研方面的思维和能力。在高等教育大众化的时代,为了满足不同的需求,高等教育必须在实施群体化教育的同时适时的提供个性化学习的机制,以个性化教育的实施有效的补充群体化教育所带来的在个体方面的不足。

3.2 注重培养学生的科研意识和科研能力

在大众化高等教育的现行模式下,绝大多数的学生依然将大部分的精力停留在书本上,缺乏独立开展开学研究的能力和实践训练,也很难有机会将自己的想法和创新应用于实践。但在科研导师制的模式下,学生在老师的指导下有目标、有步骤的进行科研研究,既可以将自己的创新思维付诸研究实践,又能提高科研创新能力。在科学研究过程中,导师也可以全面深入的了解不同学生的特点和专长,从而制定出适合不同学生的学习方案,使学生在研究实践的整个过程中,科研意识和科研能力都能得到不断的提高[6]。

3.3 操作性、实践性较强

科研导师和学生之间通过一个有价值的科研课题相联系,围绕着这个课题双方展开交流和沟通。科研导师要想引导学生深入课题进行研究,产生独到的见解,富有创新性,实用性,就必须加强实践环节。只有深入到实践中去,才可以让学生对课题产生更深层次的理解。

3.4 工作具有延续性

通过本科生导师制度的建立,帮助学生树立正确的人生观、价值观、世界观,制定科学的专业学习计划,确立明确的专业发展方向。在校四年期间,除常规教育之外,学生还接受了导师从科研到工作、从思想到行为各个环节全方位的教导,使学生得到全方位的提高。

4 科研导师制在本科毕业论文指导过程中运用的重要意义

本科毕业论文中所存在的诸多问题,既有学生主观上的原因,也有教学和管理上的客观原因。总的来说,所反映出毕业生科研意识淡薄、科研态度不够端正、科研能力低下等问题是相当突出的。导师制有利于培养本科生的科研意识,端正科研态度,提高科研能力。为毕业论文指导工作提前打下坚实的基础,可以有效地解决毕业论文中存在的诸多问题,对毕业论文质量的提高具有显著的促进作用。

本科生导师制实行的根本目标不在于提高学生从事科研的能力,而是旨在锻炼学生的创新思维,促进学生的个性化发展,开拓其眼界,并同时使其科学实践能力得到提高。实施本科生导师制,可以让学生多层次领域学科的学习成为可能。这种教育模式也为大学生对自身潜能的在开发提供了机遇。同时,学生较早的参与到科研活动中去,在科学实践中学生可以不断的发现和提出问题,从而提高了学生观察和解决问题的能力。

本科生导师制也是一种教学相长的过程,在科研之余,导师同时要负担起引导学生树立正确的人生观、价值观、世界观,这些都要求导师在平时的工作和生活中不断提高对自身的要求,自觉加强专业知识的学习,以身作则,从而更好的发挥引导和榜样的作用。

本科生导师制也是对我们现有的学生思想政治工作的一种补充。随着网络对高校思想政治工作带来的强大冲击,以及大学生对新事务接受能力强但分辨能力弱的特点,更需要对他们进行正确的引导和教育。学生与导师之间、同学之间开展积极的思想交流,要求学生提出并论证自己的观点,并能够接受他人建设性的批评和建议。这种教学方法可以培养学生的独立思考能力,不仅有助于学生的学业,而且还有助于通过迁移培养学生的其他能力。

综合分析以上情况,本研究项目拟探讨将本科生导师制工作与学生毕业论文指导工作结合起来,本科生从低年级就开始参与到导师的科学研究工作中来,改变现有学生在大三下学期甚至大四才着手毕业论文工作的运行模式,改善现有导师制的运行状况和提高本科毕业论文质量。作为探索专业发展特色和提高教学质量的新运行模式,值得深入研究和探讨。

【参考文献】

[1]田春生.目前我国高校本科毕业论文的问题及对策[J].中国青年政治学院学报,2010(4):63-67.

[2]教育部办公厅.教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知.教高厅[2004]14号[Z].

[3]高慧,涂道伍.本科毕业论文存在的问题与对策[J].黑龙江教育:高教研究与评估,2010(7):77-78.

材料化学导论论文篇2

顾名思义,任务驱动型作文就是将任务驱动作为作文的核心,并将写作任务设定得更加明确,与之前材料作文不同的是,任务驱动型作文首先提供给学生叙事性的材料,材料内容一般都是现实生活中的真实场景,写作的目的、内容更加单一明确。其次,就事论事进行任务驱动,针对具体的材料事件进行分析。最后,再围绕任务的中心,对材料进行分析论证,进行多方面的论证说明,通过交流呼应,展开文章的论述。

一、锻炼审题能力,规范写作要求

要想使文章写作不偏离中心,就要确保学生能够抓住文章的主题思想。在任务驱动型的作文写作中,若文章主题不明确,教师没有对学生进行指点,将会导致整篇文章偏离主题。因此,锻炼学生的审题水平是提升任务驱动型作文水平的关键。通过强化学生的审题能力,使其能够更快地把握文章的中心内容,使学生按照写作要求完成作文,从而为高分作文的取得奠定基础。以2015年新课标卷的作文为例,材料内容是“因父亲经常在高速公路上开车时接听电话……展开多角度讨论”。题目中要求学生以信件形式对父亲、小陈、媒体、警方表明自己的态度观点。教师应先组织学生对材料中的关键词、句、写作对象进行深入挖掘,明确材料中的事件;其次,在理解材料的基础上对人物进行分析;最后,组织学生以写信的形式发表自己的观点,在材料给定的情境中进行辨析,从多方面说明论证。

二、关注时事材料,强化时事评价的训练

在近年来的高中语文作文分析中,时事素材在考试中可谓是热点内容。教师应组织学生多关注时事素材,并将其用到文章的写作素材、分析论证中,为学生奠定任务型作文写作的基础,且让学生了解时事,能有效缓解学生考试中的紧张感,使其对文章的中心领悟得更加快速,从而提高作文写作成绩。以某地区语文卷中“号角,为你长鸣”主题的任务驱动型作文为例。教师可将抗战老兵和革命先烈为引入,向学生阐述文章的写作主体。利用“阅兵礼上老兵颤抖的敬礼令人动容”这一新闻,让学生将其运用到写作素材中,使作文内容更具时事性,并能帮助学生养成关注时事的好习惯,进而帮助学生提高写作能力。总之,教师应对时事素材在任务驱动型作文训练中予以足够重视,引导学生分析时事素材中的观点思想,并强化学生对时事评价的写作训练,不断提升学生对时事素材的应用写作能力,为学生任务型驱动作文的写作提升奠定基础。

三、辨析概念,比较论证

任务驱动型作文的一大特征就是在材料中会出现多个角度、人物的做法观点,并通^这些人物对事件的不同看法揭示出相反或者相同关系。这就要求学生能够对材料进行把握和研究,对每个因素进行深入辩证引论。教师可先对任务驱动型作文的“一点四面”原则深刻分析,再对学生展开引导教学。一点即立德树人的中心,四面分别包括依法治国、创新能力、中华传统文化、社会主义核心价值观。只有充分把握任务驱动型作文的立意,教师才能引导学生将命题透彻分析。再以前文中新课标卷的作文为例,材料中的女儿(小陈)因父亲的违规行为,对其进行了举报,从传统道德的角度来看,这种行为是不孝的,违背了传统文化中“亲亲相隐”的理念,但是从当前的法律层面进行分析,这种行为又体现出对父亲安全的关心,并最终做出了“大义灭亲”的行为,是值得称颂的。由此可将作文的写作方向定位为法治社会的法治精神,并对传统文化中的相关思想进行适度批判。同时学生也应注意在写作中,应从多个角度对文章进行论述,包容异见,文明交流。

任务驱动型作文是高考改革中的一次尝试,对于学生的辩证思维能力、阅读领悟能力都有了进一步要求。对于学生而言,任务驱动型作文的难度较大,比传统的材料作文需具备更高的写作表达能力和辩证能力,这就要求教师对学生进行针对性的分析指导,使学生能在材料阅读中不断进步,充分领悟作文的任务中心,积累时事素材,从而更好地应对任务驱动型作文的写作。

参考文献:

[1]丁永辉.任务驱动型材料作文“VIP制度”素材运用指导[J].作文与考试:高中版, 2017(1):122.

材料化学导论论文篇3

材料化学作为化学和材料科学的一个交叉学科,受到了各国政府的重视,许多高校纷纷设立材料化学专业。为适应21世纪社会对材料化学专业人才的需求,经安徽省教育厅批准,我校于2003年增设了材料化学本科专业,并在当年正式招生,目前已经有5届毕业生,学生就业情况良好。材料化学作为材料科学与工程学科的二级学科专业,培养的是应用型理科人才,所以材料化学专业学生不但要加强数学、物理、化学及材料学科等基础理论知识的学习,还必须接受更多的应用性、实践性的知识教育。如何完成这一培养目标,使材料化学专业人才的培养能够满足现代化社会发展对本专业人才的需求,是高校材料化学专业教育工作者必须面对的现实问题。只有进一步转变教育思想和观念,深化教育改革,革新教学体系,优化课程体系中实践性教学环节,才能培养出掌握基本理论知识,动手能力强,富有创造精神的材料化学专业人才,才能办出高水平的材料化学专业,以满足经济建设和社会发展的需求。

1 材料化学专业人才培养方案基本框架

从“厚基础、强能力、重实践”的人才培养总体要求出发,设计培养方案、课程体系,优化教学内容。我校材料化学专业教育内容和知识体系由公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五大部分内容构成。

公共基础课程包括:思想教育,体育活动,大学英语和计算机基础等。

通识教育课程包括:人文社会类,自然科学和艺术类等知识体系。

专业课程包括:大类平台专业基础课程和材料化学专业课程。

专业选修课程包括:材料化学专业方向性选修课程。

实践性课程包括:课程设计、毕业实习、毕业论文、社会实践、科技活动等材料化学专业实践训练知识体系。

2 材料化学专业课程体系设计

材料化学作为化学和材料科学的交叉学科,其课程要求学生掌握材料化学的基础知识和基础理论,培养学生具有材料的制备、表征、技术开发和生产的基本能力。在构建材料化学专业课程体系时,我们一直强化教学环节的科学性、系统性和综合性,将所有教育环节分为公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五个知识体系。其专业课程体系以无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的理论课程和实验课程基础,把材料科学基础、材料化学、材料物理等作为本专业的入门专业课程。在经过这些课程的学习之后,陆续学习高分子化学、高分子物理、材料性能学、材料现代分析技术、机械制图等专业课程,在此基础上通过专业选修课程的学习形成专业特色方向。并通过开设材料科学导论、纳米材料导论等任选课程拓宽学生的知识面。为了淡化专业界限,我校材料化学专业和化学、应用化学专业实施按大类培养,统一设置通识教育和基础教育平台。在2011年修订的材料化学专业人才培养方案中,课程教学计划课内总学时为2633学时,学生毕业应取得总学分为154学分,其中,通识教育和基础教育与我校化学专业和应用化学专业一致;专业教育、实践教学和综合教育的课程体系与化学专业和应用化学专业有区别的开设,更加突显材料化学的特色。

3 构建相对完善的实践教学体系

3.1 构建新的实践教学体系

材料化学作为一门实践性很强的交叉学科,在教学计划中强化实践教学环节,确保实践教学环节的实施。按照本专业人才培养目标的定位,我们优化完善了实践教学体系。将实践教学体系分为三个层次:一是基础实验层次,注重基础技能训练,培养学生对科学现象的观察和分析能力;二是测量实验层次,注重专业技能训练,设置了课程设计、综合性和设计性实验等内容,培养学生的专业实践能力;三是综合实践层次,注重综合素质训练,设置了毕业设计(论文)、社会实践、科技竞赛和创新性实践活动等内容,培养学生对所学知识的综合运用能力。

3.2 更新重组实践教学内容

在2011年修订的人才培养方案中实践教学环节为35学分,占总学分的22.7%。实践教学内容重点强调以能力培养为核心,优化和重组了原四大化学(无机、有机、分析和物理化学)实验教学的内容与结构,将实践教学内容分层次进行教学,确立了基础实验、测量实验和专业实验三层次的实验教学体系,涵盖了验证性实验、综合设计性实验和研究性实验等教学内容。同时,积极推进实践教学内容的更新和方法手段的改革,减少验证性实验,积极创造条件增开综合性、设计性实验、研究性实验,强化毕业论文实践环节的检查和指导;加强校企合作,积极安排生产实习和社会实践活动,进一步加强对学生实验技能、实践能力的培养,培养学生的动手能力和创新能力。

4 结语

材料化学专业的培养方案、课程体系的探索和完善将是在科学发展观的指导下我们今后多年的一大工作任务。要坚持以就业为导向定位人才培养目标,结合社会需求和学科发展实际,研究建立专业人才培养模式,提高材料化学专业毕业生的就业能力;以能力培养为本位构建专业课程体系,提高学生的理论知识水平,课程体系遵循“厚基础、强能力、重实践”的人才培养模式制定教学计划,在四年教学计划的基础上,分析理论教学相关课程,优化教学内容,合理分配理论课程学时数,使课程体系逐渐趋于科学、规范,达到构建合理的专业课程体系、优化学生知识结构和促进专业人才培养的目的。

参考文献

[1] 禹筱元,罗颖,董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践[J].高教论坛,2010(1):24-25,39.

[2] 宋金玲,蔡颖,王瑞芬,等.材料化学专业人才培养模式的研究与实践[J].价值工程,2011:273-274.

[3] 易清风,申少华,肖秋国,等.教学研究型高校材料化学专业创新人才培养模式的探索与研究[J].广东化工,2011,38(10):174-175.

[4] 郭琳琳.材料化学课程设置与教学初探[J].沧州师范专科学校学报,2010,26(1):115-116.

材料化学导论论文篇4

材料化学作为化学和材料科学的一个交叉学科,受到了各国政府的重视,许多高校纷纷设立材料化学专业。为适应21世纪社会对材料化学专业人才的需求,经安徽省教育厅批准,我校于2003年增设了材料化学本科专业,并在当年正式招生,目前已经有5届毕业生,学生就业情况良好。材料化学作为材料科学与工程学科的二级学科专业,培养的是应用型理科人才,所以材料化学专业学生不但要加强数学、物理、化学及材料学科等基础理论知识的学习,还必须接受更多的应用性、实践性的知识教育。如何完成这一培养目标,使材料化学专业人才的培养能够满足现代化社会发展对本专业人才的需求,是高校材料化学专业教育工作者必须面对的现实问题。只有进一步转变教育思想和观念,深化教育改革,革新教学体系,优化课程体系中实践性教学环节,才能培养出掌握基本理论知识,动手能力强,富有创造精神的材料化学专业人才,才能办出高水平的材料化学专业,以满足经济建设和社会发展的需求。

1 材料化学专业人才培养方案基本框架

从“厚基础、强能力、重实践”的人才培养总体要求出发,设计培养方案、课程体系,优化教学内容。我校材料化学专业教育内容和知识体系由公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五大部分内容构成。

公共基础课程包括:思想教育,体育活动,大学英语和计算机基础等。

通识教育课程包括:人文社会类,自然科学和艺术类等知识体系。

专业课程包括:大类平台专业基础课程和材料化学专业课程。

专业选修课程包括:材料化学专业方向性选修课程。

实践性课程包括:课程设计、毕业实习、毕业论文、社会实践、科技活动等材料化学专业实践训练知识体系。

2 材料化学专业课程体系设计

材料化学作为化学和材料科学的交叉学科,其课程要求学生掌握材料化学的基础知识和基础理论,培养学生具有材料的制备、表征、技术开发和生产的基本能力。在构建材料化学专业课程体系时,我们一直强化教学环节的科学性、系统性和综合性,将所有教育环节分为公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五个知识体系。其专业课程体系以无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的理论课程和实验课程基础,把材料科学基础、材料化学、材料物理等作为本专业的入门专业课程。在经过这些课程的学习之后,陆续学习高分子化学、高分子物理、材料性能学、材料现代分析技术、机械制图等专业课程,在此基础上通过专业选修课程的学习形成专业特色方向。并通过开设材料科学导论、纳米材料导论等任选课程拓宽学生的知识面。为了淡化专业界限,我校材料化学专业和化学、应用化学专业实施按大类培养,统一设置通识教育和基础教育平台。在2011年修订的材料化学专业人才培养方案中,课程教学计划课内总学时为2633学时,学生毕业应取得总学分为154学分,其中,通识教育和基础教育与我校化学专业和应用化学专业一致;专业教育、实践教学和综合教育的课程体系与化学专业和应用化学专业有区别的开设,更加突显材料化学的特色。

3 构建相对完善的实践教学体系

3.1 构建新的实践教学体系

材料化学作为一门实践性很强的交叉学科,在教学计划中强化实践教学环节,确保实践教学环节的实施。按照本专业人才培养目标的定位,我们优化完善了实践教学体系。将实践教学体系分为三个层次:一是基础实验层次,注重基础技能训练,培养学生对科学现象的观察和分析能力;二是测量实验层次,注重专业技能训练,设置了课程设计、综合性和设计性实验等内容,培养学生的专业实践能力;三是综合实践层次,注重综合素质训练,设置了毕业设计(论文)、社会实践、科技竞赛和创新性实践活动等内容,培养学生对所学知识的综合运用能力。

3.2 更新重组实践教学内容

在2011年修订的人才培养方案中实践教学环节为35学分,占总学分的22.7%。实践教学内容重点强调以能力培养为核心,优化和重组了原四大化学(无机、有机、分析和物理化学)实验教学的内容与结构,将实践教学内容分层次进行教学,确立了基础实验、测量实验和专业实验三层次的实验教学体系,涵盖了验证性实验、综合设计性实验和研究性实验等教学内容。同时,积极推进实践教学内容的更新和方法手段的改革,减少验证性实验,积极创造条件增开综合性、设计性实验、研究性实验,强化毕业论文实践环节的检查和指导;加强校企合作,积极安排生产实习和社会实践活动,进一步加强对学生实验技能、实践能力的培养,培养学生的动手能力和创新能力。

4 结语

材料化学专业的培养方案、课程体系的探索和完善将是在科学发展观的指导下我们今后多年的一大工作任务。要坚持以就业为导向定位人才培养目标,结合社会需求和学科发展实际,研究建立专业人才培养模式,提高材料化学专业毕业生的就业能力;以能力培养为本位构建专业课程体系,提高学生的理论知识水平,课程体系遵循“厚基础、强能力、重实践”的人才培养模式制定教学计划,在四年教学计划的基础上,分析理论教学相关课程,优化教学内容,合理分配理论课程学时数,使课程体系逐渐趋于科学、规范,达到构建合理的专业课程体系、优化学生知识结构和促进专业人才培养的目的。

参考文献

[1] 禹筱元,罗颖,董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践[j].高教论坛,2010(1):24-25,39.

[2] 宋金玲,蔡颖,王瑞芬,等.材料化学专业人才培养模式的研究与实践[j].价值工程,2011:273-274.

[3] 易清风,申少华,肖秋国,等.教学研究型高校材料化学专业创新人才培养模式的探索与研究[j].广东化工,2011,38(10):174-175.

[4] 郭琳琳.材料化学课程设置与教学初探[j].沧州师范专科学校学报,2010,26(1):115-116.

材料化学导论论文篇5

文章编号:ISSN2095-6711/Z01-2016-01-0085

一、开发内化教学模式

与传统教学方法相比,开发内化教学模式强调通过有效的教学活动,调动学生自主学习的积极性,开发潜能、引导和促成学生将知识“内化”为分析、解决实际问题的能力。所谓“开发”,是开启学生的智慧,发掘学生的潜质、潜能,激发学生内在的活力和动力,调动学生学习的主动性、积极性和创造性,有利于促成学生的内化。所谓“内化”,是将外在的教学内容通过记忆、理解、运用,转化成内在的素质。因材施教是开发内化教学方法的原则。

二、课程特点

土木工程专业课程中,《土木工程材料》是开课较早的专业基础课,是一门理论和实践并重的课程,主要向学生介绍土木工程中常用建筑及功能材料的性能、特点和应用,并使其获得重要材料的检测和试验方法的基本技能训练。此外,这门课程与其他课程密切配合,为后续课程如钢筋混凝土结构设计原理、钢结构、砌体结构、施工技术、工程管理等提供必要的材料基本知识。通过本课程的学习,要求学生能够结合工程实际,正确选择与合理使用土木工程材料,分析和解决实际工程问题。然而,课程内容大多是理论叙述,在教学中常会遇到以下问题:①缺乏系统性:材料种类繁多,内容庞杂,章节间基本没有联系;②逻辑性较差:各类材料与工程实践经验密切相关,应用性强,经验性内容多、概念多、专业术语多;③看似简单易懂,没有深奥的原理,实则不易把握。学生觉得一听就懂,但一考就不会。由于本课程具有上述特点,学生普遍感觉内容枯燥,学习兴趣和积极性差,对知识理解不深,对材料性能及选择使用方面的知识和能力欠缺,无法灵活应用,并直接影响后续课程的学习。

三、教学经验探讨

开发内化教学模式,改变了传统的教学方法,鼓励教师采用启迪式教学方法,引导学生思考,培养学生自学能力,帮助学生找到学习的兴奋点,提高兴趣。本文结合开发内化教学模式在《土木工程材料》课程中的应用,对教学方法进行以下探讨:

1.重视第一堂课——绪论。绪论作为第一堂课是十分重要的,直接影响学生对课程的学习兴趣、对教师能否胜任教学的信心。所以,教师应在课前做好充分准备,讲好绪论课。在具体教学中,可以通过图片、影像等介绍,让学生对土木工程材料有一种全新的认识,以提问的方式激发学生思考“什么是土木工程材料?”、“土木工程材料与建筑的关系”,而后结合工程实际,进行生动的阐述分析,既完成了相关内容的传授,又能让学生清楚地认识到课程的重要性,从而帮助学生树立学好课程的坚定信念。

2.运用课堂提问,引导学生积极思考。教师“导”知识、“导”方法是开发内化教学的一个重要特点,即在教学过程中,教师更注重引导学生学习,而不是填鸭式地“灌”给学生。结合本课程叙述性较强的特点,以问答促思考,更能激发学生学习的主动性,同时灵活应用一些与材料性能相关的生活类常识,活跃课堂气氛。例如,针对材料的亲水性和憎水性,可以引导学生寻找小案例并进行分析,简单的课堂提问,既紧扣知识点,又提升学生的兴趣。

3.结合工程实例,理论联系实际。本课程的主要教学目的是让学生具备正确选择与合理使用工程材料的能力,因此在教学中要适时引入工程案例,尤其是结合材料如何影响建筑结构性能,选用典型的工程事故进行分析,不仅有助于消除理论知识的枯燥,更能加深学生对材料特性的理解,有助于学生明确理论知识指导工程实践和解决实际问题的重要性。

4.讲授方式多样化。教师通过制作图文并茂的PPT、录像、动画演示等,结合教学内容安排适量板书,使课堂内容生动化、多样化,提高学时效率;此外,可选择适合学生自学的章节,请学生收集相关信息,分组讨论并试讲,通过多种方式引导学生养成勤于思考,勇于探索和创新的良好习惯。

5.加强实践环节,培养学生动手能力。本课程强调理论与实践并重,因此,实践环节必不可少。当前,由于本科教学条件所限,大多数高校开设的实验占课程总学时的35%。在实践环节,学生不仅能真实接触到材料,还能观察到材料性能变化的整个过程,是理论教学的重要补充。针对无法开展的实验,教师可通过视频和图片进行讲解。

6.丰富教学内容。《土木工程材料》课程的教学必须服务于工程应用,但教材对新技术、新标准有一定滞后性。因此,为了丰富教学内容,除选用的教材应能反映土木工程材料方面的最新研究成果外,在教学过中应适时讲授有关材料的研究动态、发展趋势及应用状况,拓宽学生的视野,激发学生的开拓创新意识。另外,鼓励学生以课外调研的方式,自行安排到建材市场等进行学习和调查,了解材料的价格、生产工艺、性能差异和使用方法等,这个过程不仅是课堂教学的补充,有助于增强学生对材料的感性认识,也能锻炼学生的交际沟通能力。实践表明,开发内化教学模式在将理论知识与实践相结合,开发学生的学习潜能,激发学生主动学习的积极性方面提供了新思路,教师应自足岗位,在教学过程中努力探索和不断总结积累经验,勇于改革创新,才能进一步提高教学效果,开创理论教学改革的新局面。

参考文献:

[1]吴芳.重庆大学“土木工程材料”课程教学改革研究与实践[J].土木建筑教育改革理论与实践,2009

材料化学导论论文篇6

所谓“局部训练”,从内容来看,是单项训练;从篇章来看,是片断作文。如多角度立论、论点的表述、论据的选择等环节的训练。而所谓“整体训练”,则是一种综合性的写作训练,是在局部训练的基础上,对议论文写作从题目的拟定、论点的确立、论据的选择、论证方法的运用,以及合理安排篇章结构的全方位的作文训练。

1.局部训练

局部训练的目的是为了使学生突破议论文写作中的单个环节。在训练中,要注意诱导学生,使他们通过这一训练能做到举一反三;同时还要遵循由易到难的规律,结合他们的思维特点,真正地使学生掌握并熟悉这一环节。比如在训练学生对材料作文多角度立论时,首先应强调从整体上把握材料,对整则材料作全面的思维聚焦。其次积极引导学生通过发散思维和集中思维尽量开拓思路,扣住材料的本质意义进行多角度立论。最后指导学生揭示出材料的社会价值,作为最佳的立论角度。

例:下面一则材料,可从哪些角度立论?

一位顾客在一家商店闲逛。逛着逛着,她的眼睛突然迸出兴奋的火花。本来不想买东西的她,立刻喊来售货小姐,要买一架德国制的正宗名牌货——斯坦威三角钢琴,标价牌上偏偏少了一个零!这显然是制作标牌的工作人员粗心大意所致。

售货小姐看了标牌有错误,不敢作主,便请来股长,股长了解缘由和真相后也婉言回绝。顾客毫不让步,连部门经理出面斡旋都不为所动。最后总经理出场了。总经理了解了事情的原委后当场定夺:按标价卖!而且送货上门,免费调音,直到满意为止。

提示:要写好多角度的材料作文,关键是选准最佳角度。这则材料若从顾客角度考虑,可有以下几项立论:“机遇属于敏锐的人”(A);“成功需要据理力争”(B);“如此便宜不该占”(C)。若从制作标牌工作人员的角度,可立论为“粗心大意危害大”(D)。若从总经理的角度,可立论为“错误也是机遇”(E)——良好的信誉和形象,是一个商店在竞争中取胜的重要法宝,那位总经理将错就错,极其巧妙地为自己商店树立起良好的恪守信誉的形象,给人的启示是极为深刻的。显然,上述五个角度以(E)最佳,(C)项次之,(A)、(B)分别只扣了第一段和第二段材料,(D)项过于肤浅平俗。

通过多次这样的训练,学生对材料作文的多角度立论应准确、新颖、有意的原则便有了清晰的认识,并能逐渐熟练地运用到写作中去。

一个好的论点需要有准确可靠、充分典型的材料证明。所以,紧接着可以对学生进行选择论据的训练。选择论据,又涉及到材料的引述、对材料的分析等环节。如果这些环节突破了,论点的表述也就水到渠成并顺理成章了。同时,为下一步的整体训练打下了基础。

2.整体训练

“整体训练”是在局部训练的基础上进行的综合训练。它是使学生能够正确地完整地合情合理地表达某种观点的写作训练。这种训练的基础应是局部训练达到一定的程度。目前许多教师的议论文写作教学,大多重视整体训练,而轻视或忽视局部训练。依笔者愚见,中学议论文写作训练,还是按“由局部到整体”的顺序为好。其实“整体训练”和“局部训练”是相辅相成的。在“整体训练”中不断发现作文的缺陷,从而又不断地进行有重点的局部强化训练,相互推进,达到提高整体写作水平的能力。

由“局部到整体”的序列训练有利于引导学生从更广的范围积极进行辩证思维,有利于培养学生多角度的思维能力。

(二)“从浅显到深奥”,是内容不断深化的训练序列。

由于“内容”通常指文章表达的宗旨(观点、中心、主题)和所使用的材料,因此“深化训练”实质就是针对前一作的浅显的宗旨、简单的材料,更换成后一作的较深奥的宗旨、较复杂的材料,然后训练。如此进展不断,就形成内容深度上的训练序列。

策动心理学认为:人的一切行为都在于奋力达到一定的目的,序列训练就在于让学生产生写作的成就感,从而激发学生的写作兴趣。如果在学生初写议论文时,教师布置一些较难的题目(或材料),那么,必然会使学生陷入无米可炊又不能不炊的尴尬之中。因此,在学生初写议论文时,教师应布置一些内容浅显而学生熟悉的题目进行训练,逐渐加深。

在培养学生掌握给材料议论文写作技能时,我是按照培养“评述说理─引申说理─辩证说理”的能力进行序列训练的,此训练体现文章内容上“由浅显到深奥”的训练序列。

1.评述说理

评述说理,就是根据材料提供某一件事、某一个生活现象、某一种思想言论或某个故事等,联系现实生活讲明道理。评述说理的能力是议论文写作的基础能力,有了这种能力,才能从议论对象中提炼出正确的观点。

2.引申说理

引申说理,是一种由此及彼的联想思维能力,是评述说理的进一步深化。它把笔锋指向社会实际,使文章内容扩展,中心突出,涵义加深。引申说理的基本手段和方法是联想和想象。

3.辩证说理

辩证说理,指的是用哲学的观点来看待社会现象,阐述事理的一种思维能力。有了这种能力,在写材料议论文时,提出的观点就不会偏离,在联系实际展开议论时,就能居高临下,左右逢源。

“由浅显到深奥”的序列训练,有利于引导学生由浅入深地全面透彻地辩证地分析问题。

不管是“由局部到整体”,还是“由浅显到深奥”的训练序列,我都遵循螺旋式的目的原理,即同一种大目标下的序列训练在目的上具有局部的反复性和整体的上升性。“局部的反复性”是为了激发学生的写作兴趣,增加写作机会,提高训练效果,巩固所学的写作知识。“整体的上升性”是为了在更广更深的方面激发学生的写作本能,拓展学生的思路,活跃学生的思维,使学生灵活地运用已有的知识和经验,辩证地发现问题、分析问题、解决问题。

二、讲究序列,务求“三性”。

1.科学性

序列训练以写作学基本原理为指导,以中学语文教学大纲中写作要求为依据,其内容、目标、训练层次则完全依据教学大纲的规定而制定的。可以说,序列训练是建立在科学基础上的作文训练系统。

2.系统性

多年来,由于教材编写体制、中学生年龄心理、教学目标、课程设置等各种因素的制约,中学作文训练不强调写作理论的系统性传授,写作知识只在高中部分散布在课文或知识短文中。而中学生又似乎不适合系统性地讲授写作学的“纯理论”,序列训练恰好弥补了以往中学作文训练中的缺乏理论指导的不足。序列训练化系统为局部,将写作基础理论分解为若干“点”,教师在训练时可以将这一个“点”的有关理论系统地传授给学生,即可不讲成“纯理论”的写作课,又可有计划有步骤地将写作理论传授给学生。这样三年下来,“点点”相联,由点成面,最后形成一个完整的理论系统。因此可以说,序列训练是在系统写作理论指导下有目的、有计划的实践。

材料化学导论论文篇7

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)43-0115-03

一、材料物理专业的特色

材料物理专业是“研究各种材料特别是各种先进结构材料、新型功能材料物理基础、微观结构以及与性能之间关系的基本规律,为各种高新技术材料发展提供科学依据的应用基础学科,是理工融合的学科”[1,2]。材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科,主要通过各种物理技术和效应,实现材料的合成、制备、加工与应用。主要研究范围包括材料的合成、结构、性质与应用;新型材料的设计以及材料的计算机模拟等[3]。材料物理将理科的知识传授与工科的工程能力培养相结合,使传统材料工艺学与以现代物理学为基础的材料科学相融合,具有“亦工亦理,理工相融”的特点。

二、材料物理化学在材料物理专业中的作用和地位

材料物理化学是贵州大学材料物理专业本科生的学位必修课程,这门课程是从物理化学的角度研究材料科学与工程的基础理论问题,从基础的具有共性的原理及方法来论述各种材料的组成与结构、制备与合成、性能与应用的相互关系。该门课程的教学目的在于提高学生的专业知识水平,培养学生科学的思维方式和独立的创新能力,以及综合运用基础理论来解决实际问题的能力。材料物理化学是材料物理专业非常重要的专业基础课,它以高等数学、大学化学、大学物理等理论基础课程为基础。高等数学是学习物理化学的重要手段和工具,物理化学只有通过数学语言的表达才能成其为真正的科学。认识到大学物理和物理化学中热力学内容的衔接,了解大学物理中原子结构知识的介绍,协调好与大学化学中原子结构部分内容的关系,突出重点,避免重复,讲清难点,是材料物理化学教学中值得注意和认真对待的问题[4]。材料物理化学同时也是材料物理专业的后续专业课程(材料腐蚀与防护等)的基础课程。材料腐蚀与防护课程中的金属与合金的高温氧化的热力学部分,就要运用材料物理化学中诸多热力学基本知识,如G-T平衡图和克拉佩龙方程等。材料物理化学如同一座桥梁,将材料物理专业的前期基础课与后续专业课联接起来,以完善专业知识的系统与连贯性。同时,材料物理化学作为一门重要的专业基础课,是许多高等院校研究生入学考试的必考科目。材料物理化学与材料科学与工程各专业相关的生产生活联系紧密。新材料的设计、合成以及产物性能的提高与可控自由基聚合反应中所用的新型催化剂和引发剂息息相关。在材料表面改性过程中,界面效应是起理论指导作用的。电化学在材料领域应用广泛,例如:熔盐电解法制取金属铝、多种稀土金属及其合金,金属在使用过程中的腐蚀及防护等,新型的化学传感器、燃料电池、锂离子电池的研究和生成都要用到电化学理论。而对于发展迅速的前沿材料纳米材料,如何制备具有规定尺寸和组成的纳米颗粒、测量其性质、了解它们的特殊性质与颗粒尺寸的关系等很大程度上依赖于科学测量手段和化学化工技术,这也离不开材料物理化学基本原理的指导。

三、材料物理化学的教学难点

根据在以往的教学过程中的观察与经验,材料物理化学是一门老师难教、学生难学的课程。这首先是因为材料物理化学课程与数学物理联系密切、抽象概念多、数理推导多、公式繁杂等特点。许多学生见到大段连篇的公式推导就会产生畏难心理,丧失学好该课程的信心,然后就逐渐厌学甚至放弃学习。再加上该门课程对于材料物理专业的学生来说,课时相对较少,要在有限的学时中掌握较多的内容,使得以往的教学出现点到为止,认识学习不够深入的现象[5]。该门课程的授课对象是大学二年级上学期的学生,处于这个时期的学生学习兴趣和学习热情处于整个大学的全盛时期,求知欲强,精力充沛。面对这样的学生,如何有效地利用他们的求知欲,激发起学习该课程的兴趣,并针对他们的缺点,制定行之有效的方法及对策,使其通过该门课程的学习,培养起运用物理化学的方法进行科学研究和解决实际问题的能力,是值得我们教学工作者值得思考并认真对待的问题。

四、材料物理化学的教学改革

针对上述问题,为提高材料物理化学的教学质量,激发学生的学习兴趣,培养学生能力,我们对材料物理化学课程教学进行了多方面的改革。

1.教学内容上的改革。(1)教学内容与材料物理专业特色相结合。针对材料物理专业“亦工亦理,理工相融”的特点,材料物理化学的教学思想与内容安排也要做到理工相融。既要把重点放在物理化学的基础理论、基础知识、基础技能的教育上,比如要对基本概念有比较深的理解,对重要公式能够熟练掌握,对课程作业有严格的要求等,以加强学生对理论知识的认识和理解[6]。同时,教师也要认识到工程教育是材料物理专业学生培养中不可缺少的重要组成部分,要彻底改变传统物理化学教学模式下工程教育处于从属地位的状况。我们既要强调物理化学学科的理论性和科学性,又要从工程需求的实际出发进行考虑,不能重科学轻技术、重理论轻实践,不能从理论到理论,而应注重相关结论的物理意义、适用范围,注重科学理论与工程问题的结合。(2)教学内容与科研实践相结合。材料物理化学课程应积极倡导科研与教学资源共享,以科研促进教学,适时地将最前沿的科研成果渗透到教材、教学和实验中。将科研课题和教学相结合,实现科研对教学的带动作用。如能实现教学和科研的互动,这将为本科生完成毕业论文,继续读研深造奠定坚实的基础,并能大大提高学生分析问题解决问题的能力、实验操作能力以及计算机软件的使用能力。同时将教学与教师的科研实践相结合,还有利于调动学生学习和进行实验操作的积极性及兴趣,启发学生的思维,激发其探索精神。例如,可将材料物理系教师的科研课题“稀土氧化物纳米颗粒的制备”与相关化学热力学和界面现象的知识相结合来进行教学,将教师课题“激光熔覆制备生物陶瓷材料”与相关的热力学知识相结合,如反应吉布斯自由能的计算及其作为反应判据的应用,等等。还可以鼓励感兴趣的学生参与到教师的科研实验中来,学以致用,加强知识点理解的同时,拓宽视野,锻炼科研及动手能力。

2.教学方法上的改革。(1)传统与先进教学手段相结合。传统的教学手段板书由于其单调、枯燥的特点已不能完全适应目前的教学要求,而多媒体辅助教学手段是图、文、像、色集于一体的现代化教学手段,它的应用使原本量大、抽象、复杂、枯燥无味的理论知识,通过形象、生动、直观的形式表现出来,调动了学生的积极性和学习兴趣,便于学生对知识的理解和掌握。同时,也为教师节省了大量板书绘图的时间,加快了授课进度也增大了教学信息量[7]。比如相平衡与界面现象这两章,利用多媒体手段能将各种相图、亚稳状态及润湿现象能内容形象直观地表现出来,配上动画效果,更便于学生的认识与理解。但是在整个教学过程当中,多媒体也不是放之四海而皆准的教学手段,在一些公式的推导演示以及课后习题的讲解过程中,配以一定的板书,将会起到解释充分、循循善诱的教学效果,使学生有充足的时间理解消化相关重点及难点。总之,不同形式的教学方法、教学手段须依据教学内容、学生能力、教学需求等灵活应用,才可较好处理有限的理论学时与教学内容多、传授知识与培养能力、主体与主导之间的关系,有效地提高学生学习兴趣、自学能力、综合素质,取得良好的教学效果。(2)教师指导与学生自主学习相结合。传统的材料物理化学的教学模式是填鸭式教学,老师讲,学生听,老师主动教,学生被动学,这样的教学模式使学生的主观能动性得不到体现和发挥,因而造成事倍功半的教学效果。师者,传道、授业、解惑也。教师除了完成传道授业的任务外,也要试图将学生的学习潜能激发出来,对此,我们采用了以下方法:①在教学中采用重点难点教师讲授、简单章节学生自主学习的方法。学生自主学习之后,采用课堂提问的方式以检验学生自主学习的学习成果。前面我们讲到学习材料物理化学的大二学生,具有较强的学习兴趣和能力,我们采用自主学习的方法将其能力激发出来,使学生的学习变被动为主动,从而收到事半功倍的教学效果。②采用模拟教学方式,进行角色互换,促使学生主动学习的同时,培养体恤他人、尊重他人的人文品质。对于某些难度较低易于理解的章节,比如新相生成与亚稳状态,可以让学生提前准备,然后走上讲台,与教师互换角色,完成自主学习的同时,更亲身体会教师备课、授课的整个过程,从中体会不易,进而达到互换立场、尊重他人劳动成果的品质培养效果。③课堂练习和作业讲解时,可采用分组讨论的形式,以培养合作交流、互助学习的精神。在教学过程中除了教书,我们更注重育人。学生完成学业进入社会以后必将经历团队合作的过程,我们通过分组讨论和学习的形式,将教学与育人相结合,以培养学生适应社会所必需的互助与合作交流能力。(3)短期教学与长期辅导相结合。贵州大学材料物理专业的材料物理化学的教学只有80个学时,大二上的一个学期就能完成相关内容的教学。但该门课程是一些学校材料类专业考研的必考科目,为了帮助学生在完成必修的学分之后还能更深入地学习该门课程,我们还为已经完成该门课程学习的学生提供长期的辅导,给学生提供答疑解惑的帮助,以助其完成进一步的深造和学习。

随着高等教育改革的不断改革和深化,社会对新时代大学生的需求,以及材料科学与技术的发展带来的知识信息量的快速膨胀,要求学生具备更加牢固的知识基础,更加灵活地运用知识的能力。在材料物理化学课程的教学改革过程中,我们体会到,只有不断地思考与改革,总结出一套顺应社会和学科发展的教学方法,才能提高教学质量,培养学生的综合能力,提高学生的逻辑推理能力以及分析问题和解决问题的能力,增强学生的创新精神和实践精神,从而适应新世纪科技进步与科学发展的需要。

参考文献:

[1]朱晓勇,等.构建工科院校特色的材料物理专业课程体系[J].合肥工业大学学报:社会科学版,2011,(2).

[2]刘宏玉,王媛媛.材料物理专业的特色方向研究[J].新课程研究,2011,(10):12-14.

[3]熊礼威,汪建华,王传新,等.新形势下材料物理专业教学改革探讨[J].课程教育研究,2013,(6):170-171.

[4]傅敏,等.物理化学在基础化学课程体系中的龙头作用[J].重庆工商大学学报:自然科学版,2004,6(21):633-635.

材料化学导论论文篇8

我们清醒地认识到,中国石油大学(北京)材料工程专业型硕士的培养刚刚起步,比起国外著名高校材料工程专业硕士研究生的培养存在较大差距。我们就材料工程专业的教学、实践、企业工作站科研与生活、毕业论文等方面存在的问题调查了已经毕业和在站的材料工程专业硕士研究生。学生普遍反映,与同一工作站其他高校的材料工程专业硕士生相比,中国石油大学(北京)学生在站时间为1年半至2年,其他高校学生大多为1年,中国石油大学(北京)学生在进入工作站之前已经开展了10周的工程实践训练,学生进入企业工作站所安排的研究课题相对较快,他们在进站工作中和工作站的员工接触非常融洽,都能够很快地适应工作环境,增长了社会见识,增强了沟通能力,而且企业工作站导师与校方导师之间有良好的沟通,学生能够很快地融入企业工作站的科研工作中。学生可以经常到油气田现场工作,对现场工作的认识更加深刻,现场工作经验非常丰富。学生也反映,尽管已有10周的工程实践经验,但是由于缺乏科研经验,导致进入课题研究的时间比较长,而工作站还很少对学生的课题研究进度进行考核和监督,致使课题的进展缓慢,最终影响论文的完成进度。工作站地点离学校较远,学生很少能回到学校和导师进行深入的面对面交流,致使导师对学生的研究情况不了解,而学生在研究过程中遇到的问题也不能得到彻底的解决,导致学生不能对课题进行深度的研究。在实际的课题研究过程中,由于现场工作条件测试手段的局限性,学生只能学会一些简单的检测技术,导致学生的学术深度不够。学生对目前的情况提出了自己的解决办法,包括:(1)研究生应带着项目进工作站,且在进入工作站之前,应该进行一些有关项目的培训工作;(2)要求进站研究生定期回学校汇报工作情况;(3)加强和工作站的沟通,由工作站抽查学生的出勤情况;(4)根据情况,实行专业型硕士研究生与不同的企业工作站实行双向选择;(5)在派遣学生进入工作站之前,应考察工作站的食宿医疗状况。通过分析,我们总结出专业型研究生培养过程中所存在的一系列问题:(1)由于专业型硕士研究生没有科研经验,不知道如何开展课题研究;(2)学校导师不知道每个研究生的具体研究内容、研究过程中存在的困难、课题进展情况、现场导师的指导情况等;(3)作为专业型硕士研究生应该掌握现代化的检测手段,并能够利用这些手段分析研究材料的性能、结构,但由于现场实验室的实验手段、仪器设备相对比较落后,导致现场的学生只是从事比较简单的金相分析、硬度分析、尺寸测量等没有科技含量的工作,这对于提高研究生的创新能力极为不利;(4)学生到现场后,认为自己不属于单位的工作人员,上班时间不去单位,甚至长期不到试验现场,缺乏自律性的学生没有把自己看做是一名研究生,工作积极性和主动性不够高,而现场导师也不能及时把他们的状况反馈到学校,导致学校、企业工作站和研究生之间缺乏相互沟通。由此可见,真正培养出市场紧缺的应用型人才,仅靠企业工作站明显不能满足要求。

(二)授课与学术交流的现状

专业型研究生区别于学术型研究生最主要的特征就是实践和应用能力。教育部指导意见明确指出专业学位研究生在校期间,必须保证不少于半年的实践教学,但受传统教学模式的影响,对在校研究生的培养大多仍然采用“教师授课—学生听课—考试”的本科化模式,即以教师为授课主体,将课本知识灌输给学生,或者教师布置要讨论学习的内容,让学生自己准备某一专题的内容,然后由该生讲授。这种传统的授课方式会导致学生专业知识面狭窄、综合能力低和学生充分利用学校和教师资源来提升自己的学习水平较低。从学术交流角度来看,研究生本是学科前沿的代表,应主动参与学术交流活动,但从实际情况来看,参与学术交流活动的研究生比例偏小,尤其是到工作站后参与学术交流的机会更少,大多以课题研究代替社会实践居多,不少学生没有安排实践,参与科研课题级别分布明显,牵头主持过课题的学生数量不多。可见,突出实践能力培养是全日制专业型研究生教育与学术型研究生教育区别之所在。因此,我们应对学生的学术交流、工程实践训练、企业站实习等问题制订切实可行的方案,提高学生创新能力。

(三)毕业论文现状

学位论文是研究生科学研究的重要成果,也是衡量研究生能否获得学位的重要依据之一。为了实现全日制专业学位研究生的培养目标,在评价学位论文质量时要摒弃以学术需求为导向的传统思维。专业学位论文不像学术学位论文那样注重原创性,而是侧重实践探索的创新,体现综合运用相关专业知识分析和解决实际问题,以及独立承担专业领域实际工作和管理工作的能力。此外,专业学位论文要突出社会性、经济性和实用性。专业学位论文必须立足于实践,在调查研究的基础上针对实践工作中需要研究的问题,或者制约某个部门、行业或企业发展所亟须解决的问题进行研究。再次,学位论文形式可以多种多样,可采用调研报告、应用基础研究、规划设计、产品开发、案例分析、项目管理、文学艺术作品等多种形式,主要体现专业型研究生运用知识解决实际问题的能力。专业硕士的培养目标是培养更多应用型、复合型的高层次专门人才,但并不是不要求了解最先进的分析手段,只是解决具体的问题即可。而已经毕业的2009级材料工程专业硕士学位论文远没有达到上述目标,其存在一定缺陷。譬如,一名学生开展二氧化碳驱输送系统腐蚀控制研究,主要针对近年来国内几大油田均进行二氧化碳驱先导试验后发现,二氧化碳驱过程中存在不同程度的腐蚀问题,导致某些工艺设施使用寿命仅为1~2年,为此必须开展缓蚀剂、防腐涂料等技术攻关以解决二氧化碳驱油注采输系统中金属设施的腐蚀问题。该生研究了二氧化碳驱采出水的腐蚀规律,针对二氧化碳驱的腐蚀条件,选择了多种材料进行筛选试验,确定了两种可行的金属材料,并筛选了缓蚀剂和防腐涂层。文中采用的实验手段包括压腐蚀挂片试验、高压腐蚀试验、腐蚀速率的测定、缓蚀剂合成及筛选试验、涂层优选试验。在论文中,只是开展了腐蚀试验,测定了腐蚀速率,没有提出较为创新性的试验。大多专业型硕士研究生论文都存在类似的问题,即创新能力不强、所从事的工作大多是企业工作站工作人员就可以开展的工作、所使用的仪器设备大多是比较普通的仪器设备,这表明专业硕士的培养环节仍缺乏创新能力的培养。

二、提高材料工程专业研究生培养质量的对策

(一)授课方式

要求在完善研究生专业基础知识结构的基础上以启发讨论式为主,辅之以其他多种形式的教学形式。在讲授基础知识后,以小组讨论的方式开展启发式教学。研究生在探讨问题的过程中,可以发表各自见解,同时将点滴的灵感融入集体配合协作之中。在授课内容上,授课教师根据学生在实际中需要掌握的知识去组织内容,提供若干参考教材、课程相关论文以及在相关学科中具有影响力或者有争论的论文给学生,扩大学生阅读面,跟踪最新的与课程相关的热门理论和实际应用情况,从而提高学生的创新能力。同时,授课教师可讲授学科前沿领域所面临的技术难题以及所对应的措施,使研究生少走些弯路,研究生学位论文也能够站在更高的起点,引导研究生进行深入思考。

(二)招生与录取对策

我们对报考材料科学与工程系的研究生大力宣传国家关于发展全日制专业学位研究生教育的各项政策,大力宣传经济社会发展对于应用型、高素质人才的迫切需要,大力宣传发挥好全日制专业学位硕士研究生作用对于促进我国经济社会又好又快发展的重要意义,营造良好的舆论环境,形成优秀人才踊跃报考专业硕士的氛围。同时增加全日制专业学位推荐免试的人数并给予相关的政策支持。报考专业型硕士研究生的学生优先录取,报考学术型研究生若不能被录取,没有机会转为专业型硕士研究生。录取为专业型研究生的,给予全日制专业学位更高的待遇,奖学金的评选也采取倾斜政策,全日制专业学位研究生所享受的待遇高于学术型硕士研究生。与此同时,由于专业型硕士研究生都要到工作站开展毕业论文或毕业设计工作,学校导师也希望招学术型研究生而不希望招专业型研究生,为此,应制定政策要求带学术型研究生的导师每年缴纳不同数额的配套经费,带的人数越多缴纳的数额越高,而指导专业型研究生不需缴纳任何费用,并且给予一定补助。

(三)制订合理的培养方案

材料工程以材料科学、机械和力学等自然科学学科为基础,主要研究材料的组织结构、合成与加工、性质和使用性能之间的关系,解决实际生产中出现的材料问题。随着我国油气资源勘探开发不断向高原、沙漠、山地和海域等地质条件比较恶劣的地区扩展,恶劣地质条件对油气装备用材料性能提出了更高要求,材料工程专业研究生需解决复杂油气田开采及储运过程中所面临的复杂难题,因此提出材料工程专业研究生应能够运用现代信息技术获取信息并进行调研分析的能力,应具有较强的综合运用材料工程专业理论和技术手段提出、分析并解决材料工程实际问题的能力,确定了几个培养方向。(1)腐蚀与防护工程:开展油气装备金属材料的H2S/CO2腐蚀机制与寿命预测研究,研究钢和耐蚀合金在高温高压H2S/CO2条件下的腐蚀失效机理及防护措施,解决油气安全生产所面临的关键问题。(2)高分子材料工程:基于高分子材料的微观结构与性能关系,通过分子结构设计、修饰新方法新技术,以高分子材料在高温高压高H2S/CO2介质中的老化机理为指导,开展高强、耐磨、耐腐蚀橡胶、涂层及工程塑料的研究与应用。(3)石油工程材料:基于材料科学理论,开发石油新型装备材料以及材料性能表征,满足日益苛刻的油气田环境对材料的要求。(4)先进功能材料:以材料的多功能化与智能化为目标,研发先进的功能材料及智能材料,满足现代高技术发展对先进功能材料的需求。要求专业硕士研究生入学后在学校导师和现场导师的指导下,明确研究方向、学习相关课程及进行资料和文献调查研究。每位硕士研究生在论文开题之前,必须阅读至少40篇与所从事的研究工作相关的文献,其中外文文献的数量不得少于15篇,并写出文献综述报告。工程硕士专业学位论文形式可以是工程设计、技术研究或技术改造、工程管理类型。论文工作应有明确的工程应用背景或来源于工程实际,有一定的技术难度,论文成果具有一定的先进性和实用性。对不同形式的论文有不同的要求,对于工程设计类论文,应以解决生产或工程实际问题为重点,要求设计方案正确、布局及设计结构合理、数据准确、设计符合行业标准;对于技术研究或技术改造类项目论文,要求分析过程正确、实验方法科学、实验结果可信;对于工程管理的论文,要求应有明确的工程应用背景,研究成果应具有一定经济或社会效益,统计或收集的数据可靠、充分,理论建模和分析方法科学正确。在入学后的第四学期开展中期考核,包括考核学生的选题与工程实际、工程技术和产业背景的关联度,对工程实际产生作用或价值,以及是否有利于解决当前工程实际、工程技术面临的难题,是否对产业有重要技术创新。考核学生课题的进展情况,如与开题报告时相比,完成课题研究工作的比例,是否在中期考核前取得相应科研成果;考核学生是否完成实践活动并提交实践报告;考核学生参加课题组内报告和参加国内外教授的学术报告情况,以及下一阶段工作安排的合理性和可行性,是否能按期完成课题研究,是否能按期完成学位论文等相关工作。

(四)工程实践课程的制订

中国石油大学(北京)材料工程研究生工程实践课程,安排在入学一年课程学习之后。以腐蚀与防护工程方向为例,我们开展10周的涉及腐蚀与防护相关的专业实习,是全日制硕士专业学位研究生了解油气田生产开发过程中石油装备材料与腐蚀防护技术专业知识的重要实践教学环节。通过现场材料与腐蚀工况、防腐措施的调研实习,辅以现场工程技术人员和教师的讲授等实践环节,熟悉油气田生产开发的主要设备和工艺流程,了解我国油气田生产开发过程中使用材料以及材料腐蚀与防护技术应用现状,增强学生对油田现场所使用的金属材料、非金属材料以及材料腐蚀与防护专业的感性认识,培养学生综合应用专业理论知识解决现场腐蚀与防腐问题的工程实践能力。通过专业实习,学生应达到以下基本要求:(1)了解井下管柱系统、井口装置与阀门、集输站场等关键部件的材质、腐蚀工况条件及腐蚀失效现象;(2)了解油田现场主要采取的控制或预防腐蚀的各种措施及其效果;(3)了解油田现场采取的腐蚀速度监测检测技术、腐蚀评定方法和标准;(4)总结油田现场腐蚀失效规律,分析油田现场发生腐蚀失效的可能原因和腐蚀机理,评价防腐措施的有效性。

(五)试验平台建设

重点是筹措经费建立研究生专用实验平台,大力开展实验教学,着力培养研究生的创新思维、实践能力和动手能力。在实验室环境、硬件设置、软件安装方面,按照研究生的教学和科研要求进行规划。如腐蚀与防护工程方向的实验室,设有制样室、常温常压室、高温高压室、电化学室、环境力学室等。近年来,学校加大投入,先后买入了多台电化学测量仪器、高温高压釜、慢拉伸试验机、拉扭疲劳试验机等,完全可以满足学生在腐蚀与防护工程方面的教学和科研需求,所提供的优质科研条件在研究生实践教学环节中得到了充分利用,使研究生科研能力及实践能力的培养更加系统和全面,极大地提升了材料工程专业研究生的科研创新能力和实践能力。

(六)企业工作站与学校优势资源共享,合作申报科研课题

重点是拓宽企业工作站与学校的沟通渠道,大幅增加前沿实践性、创新应用性课程,打通学校和企业工作站的沟通渠道,让三大石油公司相关机构参与大学课程体系建设。为此,学校组织导师深入三大石油公司相关机构实践基地考察调研实践课题,根据企业工作站对专业型研究生培养的目标要求完善课程设置体系,强化课程的实践创新性。与此同时,我们聘请了大量企业工作站的导师,让有丰富实践经验的专家教授走进课堂,讲授实践性质较强的课程,导师和学生共同探讨实践性课题中的设计、研究和问题等,依托各企业工作站实践基地或以实践基地为主组织研究生课程教学,让学生身临其境地学习、感受。学术型研究生主要从事自然基金项目的基础研究工作,专业型研究生的创新能力的提高,需要从具有高技术难度的技术难题入手,其中作为技术骨干参与国家863项目、国家科技部中小企业创新基金、科技部星火计划和国家科技部科技支撑计划等项目,对于提高研究生的创新能力具有巨大推动作用。我们与部分企业工作站已经开展了这方面的合作,取得了良好的效果。譬如,我们与一家企业共同申报国家科技部科技支撑计划,主要开展采输系统二氧化碳腐蚀控制关键技术研究,进入该企业工作站的学生主要围绕该计划开展如下工作。(1)开展二氧化碳驱产出井及集输管线腐蚀影响因素及影响程度研究:针对二氧化碳驱高含二氧化碳采出液性质,找出影响二氧化碳驱产出井及集输管线腐蚀的主要因素。(2)产出井及集输系统耐二氧化碳腐蚀涂、衬层以及耐蚀材料的优选研究:针对二氧化碳驱体系的特点,研究玻璃钢环氧树脂内衬层、煤焦油环氧树脂防腐涂层、纳米陶瓷涂层、超高分子量PE内衬复合管、玻璃钢管、合金管等在该腐蚀体系中的耐蚀性能并优化耐二氧化碳腐蚀涂、衬层。(3)产出井及集输管线二氧化碳腐蚀体系缓蚀技术研究:在确定二氧化碳驱产出井及集输管线腐蚀的主要影响因素的基础上,利用筛选、复配、优化等技术手段研究适合二氧化碳驱腐蚀体系的缓蚀剂,并研究缓蚀剂可行的现场加注工艺技术。(4)产出井及集输系统阻垢技术研究:利用筛选、复配、优化等技术手段研究适合不同部位的阻垢剂并研究阻垢剂的加注工艺技术。通过共同攻关,许多技术难题得到克服,研究生的创新能力得到极大提高。实践证明,共同合作申报科技攻关项目,让学生参与其中是切实可行的培养途径。

材料化学导论论文篇9

材料工程技术专业(磁性材料方向)主要从事磁性材料及器件制造、工艺技术管理、新产品开发、工艺研究、品质控制、生产管理、营销技术服务、对内及对外产品贸易、设备管理和维护等。由于该专业本科毕业生较少,磁性材料制造企业需要大量工艺技术人员,因此,工艺技术管理成为专业学生主要的就业岗位。该岗位的主要职责是从事现场生产工艺技术管理、生产工艺研究和改进、新材料及新产品的开发等。毕业生在具备一定的专业知识和较好的专业技能基础上,还要具备一定的研究素养和较好的学习能力。

一、专业研究素养

研究是有目的的观察、分析和思考,并取得一定的成果。素养是素质和修养。专业素养是指从事专业工作的素质和修养,专业研究素养从属于专业素养,是一种专门的观察、分析和思考的活动和习惯。

经过多次与行业专家和企业负责人的沟通和讨论,结合职业教育的目的和任务,对材料专业学生专业研究素养界定如下:(1)具有一定的磁学专业知识。(2)掌握磁性材料生产工艺和操作技能。(3)具有一定的研究性学习的能力和习惯。(4)具有一定的观察、分析和思考的能力和习惯。(5)具有一定的独立能力、较强的责任心、团队精神和执着的品德。

二、专业研究素养培养途径

1.专业教学计划的改进

根据职业教育的目的和任务,结合行业需求,明确学生专业研究素养培养目标。改进课程设置,在基础课程《磁性材料基础》上增加《材料化学》和《磁性物理学》,结合学生从事工艺研究和新材料开发工作需要,适量加入自发磁化、磁畴结构和技术磁化等理论分析,增强学生磁学理论基础;将实训课程《永磁铁氧体材料生产工艺》调整为《永磁铁氧体材料生产与开发训练》,《软磁铁氧体材料生产工艺》调整为《软磁铁氧体材料生产与开发训练》,增加材料开发能力训练;开展工学结合,建立实习基地,将《磁性材料工艺控制技术》课程由实验室转移到企业生产现场,进行实地教学,强化学生工艺研究和工艺改进能力训练;开设《磁性材料研发技能训练》等选修课程,加强研究和开发能力训练。

2.实训基地建设

为增强学生感性认识,现场体验和认识产品生产过程,在学院领导和实训中心的支持下,专业教师多方努力,与五粮液集团鹏程电子器材有限公司达成协议,并于2009年10月20日举行了“实践教学基地”授牌仪式,由学院罗院长亲自授牌。

3.研究性学习习惯的培养

研究性学习就是以出研究成果为主要目的的学习。它是为了研究而进行的学习,并在学习的过程中开展研究。教学中,引导学生培养研究性学习方法,并督促学生将这种学习方法转化为一种习惯。(1)在学习过程中进行积极思考。(2)围绕研究目的阅读相关的资料。(3)在学习过程中不断地对资料进行分类组合,归纳总结,并形成自己的新认识、新见解。(4)学习过程中注重边学习边思考边做卡片。

研究性学习习惯,一方面可以丰富学生的知识面,另一方面,可以及时了解行业发展动态,提高学生的学习兴趣,同时,可以培养学生的思考能力、理解能力、表达能力和概括能力。

4.专业教学方法的探讨和改进

(1)行动导向教学法。学习和借鉴职业教学先进模式,充分认识专业工作特点,利用《铁氧体生产工艺技术》部级精品课程建设成果,在《永磁铁氧体生产工艺技术》、《软磁铁氧体生产工艺技术》、《金属磁生产工艺技术》和《磁路设计与磁性器件》课程教学中,充分采用行动导向法教学。根据教学项目,模拟生产现场环境,明确扮演角色引导学生表演,并结合案例研究,以追求学生个人和团队的行为表现为教学目标,强化学生能力的培养。

(2)树枝图教学法。为增强学生思维的逻辑性和系统性,在专业理论课程的教学中,探讨和采用树枝图教学法。在充分认识树的形状和结构的基础上,将散乱的知识有机地形成一个整体。例如,将永磁铁氧体的生产工艺看成树干,备料、成型、烧结、磨加工、分类和包装工序则可以看作树枝,工序下的具体操作过程则可以看作树枝丫和树叶,而工序工艺参数则可以看作树的花朵,工序质量参数则看作树的果实。

(3)多途径提升能力。在专业教学过程中,专业教师在引导学生充分认识事物内涵和外延的基础上,引导学生对事物进行解释和界定;并在充分认识事物特征的基础上,选择标准,对事物进行分类描述。这样,一方面完成了对事物现象和本质的认识,另一方面,完成了对学生概念形成能力和分类描述能力的强化训练。为提升学生的归纳总结能力,在理论课程教学中,专业教师在进行归纳总结方法讲解和演示的基础上,尝试和坚持在每次课程前后、课程单元前后、课程结束前后,请学生进行课程内容总结,并引导进行完整性、准确性和重点性检查。为增强学生的职业发展能力,在专业教学过程中,专业教师结合具体事例讲解制造质量、成本和效率的关系,引导学生建立和强化质量、成本和效率意识,并进行提高质量和效率、降低成本的方法训练。

5.聘请行业专家讲学

为拓展学生视野,了解行业发展动态,专业聘请浙江凯文磁钢有限公司总工程师赵国法、广东惠州科力磁元公司高级工程师王守良、中国磁学研究院绵阳赛茂磁材公司高级工程师肖综等,举行定期和不定期讲学,认识行业现状、了解行业现存问题、探讨行业发展方向。专业教师引导学生对行业现存问题和发展方向进行思考,并组织学生讨论,形成方案和观点,提交老师评阅。

6.开展暑期实践活动

为加强学生专业认识,提升学生专业技能,专业教师充分利用磁性材料与器件行业协会平台,积极为学生联系暑期实践活动单位,并与单位沟通,共同确定传帮带师傅,跟踪学生学习成长情况。有条件时,给予学生能力范围内的项目和课题,指导和督促学生完成。

7.加强专业协会建设

在实训中心的大力支持下,加强专业实验室建设,鼓励学生加入材料专业协会。专业教师全力支持协会活动,指导学生阅读《磁性材料及器件》、《中国陶瓷工艺》等专业杂志,从事行业调查,了解行业动态,结合行业需求和个人兴趣,开展新材料开发和工艺改进试验活动。

8.加强毕业论文选题和撰写指导

进入专业学习的第二学年,鼓励学生在专业教师的指导下,根据行业动态和发展需求,结合个人的兴趣和特长,进行毕业论文题目选择,三个月后,以小组为单位,组织学生进行毕业论文选题讨论,并确定选题;在深入调查和广泛查阅资料的基础上,完成毕业论文写作;再根据论文类型,将学生分组,由专业教师组织进行小组讨论和质疑;学生修改后交老师评阅和组织答辩。

三、总结

材料化学导论论文篇10

关键词:

材料化学;绪论课;教学设计

材料化学是材料科学与化学的交叉学科,伴随着材料科学的发展而诞生和成长,即是材料科学的重要部分,又是化学学科的一个分支[1]。目前,很多高等学校的化学和材料类专业开设了《材料化学》这门课程。《材料化学》是南阳师范学院材料化学专业的核心基础课程,对于培养学生的材料科学基础知识,分析和解决材料制备和应用中的化学问题的能力起到了关键作用。但是该课程涉及的知识面广泛,内容庞杂、概念甚多、加上课程改革,理论课时数减小,学生在学习《材料化学》课程过程中,普遍存在概念混淆、重点难以掌握等问题。绪论是一门课程的开场白和宣言书,是师生之间学习和交流的起始点,能为学生建立起一门课程的知识轮廓。通过对绪论进行学习,学生可以了解课程在所学专业中所处的地位和作用,以及该课程的教学内容、学习方法和考核方式等问题[2]。如何激发学生学习该课程的兴趣,提高课程的教学质量,绪论课在整个课程教学中有着举足轻重的地位。结合近年来的教学实践,就如何讲好《材料化学》绪论课谈一些心得。

1首先明确课程性质、特点及地位

教学之初,首先明确该课程作为专业核心课程的重要地位,是学习后面材料专业课程的基础课程,同时明确考核方式,加强学生对本课程的重视程度。材料化学是材料科学和化学学科的交叉学科,课程内容既涉及工程材料应用中的实际问题,又包括材料结构及制备中的化学问题。作为一门交叉学科,很多知识点与材料学和化学课程中的相关内容重复,很多学生以为学过相关知识,就会从思想上松懈。然而,相关知识点虽然出现重复,但在不同学科中讲授的重点是不同的。在讲授材料化学课程的过程中,要着重培养学生利用化学的思维解决材料科学中的问题,使学生深刻领会化学与材料科学交叉的重要意义。通过一些实例,讲解本课程与化学和材料相关课程的区别和联系,使学生更加深入了本课程的性质和地位。材料科学是偏实际应用的工科课程,化学是偏理论的理科课程,材料化学则是利用化学的理论解决材料应用中的实际问题。

2材料

以材料的实际应用为引子,如材料在航天航空、交通运输、电子信息、生物医药等领域的应用,带领学生进入学习状态,引导学生回想什么是材料?材料的种类?提出材料是对人类有用的物质,是人类赖以生存和发展,征服自然和改造自然的物质基础;是人类进步的里程碑。然后介绍材料的发展历史,说明人们对材料的使用,是从最早的天然材料,依次经历了陶瓷、青铜、铁、钢、有色金属、高分子材料以及新型功能材料。根据材料的发展史,启发学生思考材料研究和发展过程中的规律和特点。人们对材料的使用经历了从天然材料到合成材料,从传统材料到新兴材料。传统的材料主要以经验,技艺为基础,材料靠配方筛选和性能测试,通过宏观现象建立的唯象理论对材料宏观性能定性解释,不能预示性能和指明新材料开发方向,而新型材料则以基础理论为指导。材料科学的历史表明,当一种全新的材料在原子或分子水平上合成后真正巨大的进展就常常随之而来。化学的发展往往导致材料技术的实质性进步。在新材料的研发和材料工艺的发展中,化学一直担当着关键的角色[3]。任何新材料的获得都离不开化学,以石墨烯为例,物理学家主要关注其电子结构及输运理论,材料学家主要测试材料的电磁、光电、传感和催化等性能,而化学家的任务则是利用化学气相沉积和插层剥离等方法制备该材料。只有通过化学气相沉积法制备出高质量大尺寸的石墨烯,才能推动石墨烯在电子信息领域走向实用化。

3材料与化学

材料化学是材料科学与化学学科的交叉,很多学生容易混淆材料科学和化学的研究范畴。在本课程的第一节课,一项重要的任务是使学生明确材料科学和化学的研究内容和范畴,这对于后续相关概念的讲解至关重要。材料科学的研究对象是材料,材料是对人类有用的物质,指的是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。而化学的研究对象是物质,物质是构成人类物质世界的基础。材料是物质,但不是所有物质都可以称为材料;材料科学是一门研究材料的成分、组织结构、制备工艺与材料性能及应用之间相互关系的科学;而化学则是从原子和分子角度研究物质的组成,结构、性质及相互转变规律的科学。因此,化学研究的尺度范围是原子、分子、分子纳米聚集体。材料科学最早研究的尺度范围在微米以上,如钢和陶瓷的组织结构。随着一些新兴材料的出现和发展,人们对材料的研究甚至小到电子结构。如近些年发现的拓扑绝缘体,其表面导电,体内不导电的性质由其拓扑的能带结构决定,而该拓扑结构则与电子的自旋运动有关,研究拓扑绝缘体必须从电子自旋角度认识其结构。因此,材料科学的研究范畴不断拓展,并于其它学科交叉。

4材料化学

通过学习材料的发展历程、材料科学与化学之间的区别和联系,学生已经对材料化学有了一定的认识,引导学生给材料化学下一个定义。材料化学是关于材料结构、制备、性能和应用的化学。本校材料化学专业选用曾兆华、杨建文编著第二版《材料化学》作为教材,教材的章节也是按照材料结构、制备、性能和应用进行安排的[4]。在这部分内容讲授过程中,可以让学生以教材目录为参照,讲到相关内容可以与教材相关章节进行对应。

4.1材料的结构

从三个层次讲解材料的结构,分别是电子原子结构、晶体学结构和组织结构。电子原子结构在很大程度上影响材料的电、磁、热和光的行为,并可能影响到原子键合的方式,因而决定材料的类型。在这个层次上研究的化学问题主要涉及原子序数、相对原子量、电离势、电子亲核势、电负性、原子及离子半径等。原子序数决定了材料的化学组成,电负性决定材料内部原子之间的键合方式,从而影响材料的导电性、强度和热膨胀系数等。晶体学结构主要指原子或分子在空间排列的方式,根据原子排列的有序性,将材料分为晶体和非晶体。晶体中出现局部无序,或对理想晶体的产生偏离,则出现缺陷。缺陷的存在影响材料的力学性能和电学性能等。如在本征硅内部掺杂磷元素,磷原子替代硅原子的位置,形成杂质原子缺陷,增加本征硅的导电性,形成N型半导体。组织结构主要指材料的物相组成及结构、晶粒的大小和取向等。在大多数金属、某些陶瓷以及个别聚合物材料内部,晶粒之间原子排列的变化,可以改变它们之间的取向,从而影响材料的性能。一般来说,减小金属的晶粒可以降低其熔点。在这一结构层次上,颗粒的大小和形状起着关键作用。大多数材料是多相组成的,控制材料内部物相的类型、大小、分布和数量可以调控材料的性能。

4.2材料制备

材料合成与制备就是将原子、分子聚集在一起,并转变为有用产品的一系列过程。材料制备的方法和工艺影响材料的结构,从而影响材料的性能。根据制备原理的不同,材料制备方法可以分为物理法和化学法。物理法指在材料制备过程中,仅改变材料内部原子或分子的聚集状态,不涉及化学反应的方法。如真空镀膜、溅射镀膜、脉冲激光沉积法等。化学法则在材料制备过程中,涉及化学反应,并且有新物质的生成。如固相反应法、有机合成法、水热法、沉淀法、化学气相沉积法等。以石墨烯材料为例讲解材料的制备方法。石墨烯作为二维单原子层材料,既可以采用物理法制备,也可以采用化学法制备。2004年发现石墨烯的报道,便是采用简单的胶带对撕方法制备,该方法依靠外力使石墨片层克服层间范德华力,使层与层之间分离,从而获得单层石墨,该方法也称为物理机械剥离法。利用甲烷、乙烯等烃类气体作为碳源,镍、铜、金等金属作为基片,采用化学气相沉积法则可以制备高质量大尺寸的石墨烯。另外,以石墨为原料,利用化学插层剥离的方法也可以用来制备石墨烯[5]。但不同方法制备获得石墨烯的尺寸及性能差别较大,在不同的应用领域采用的石墨烯制备方法是不同的。

4.3材料性能

材料的性能由其结构决定,与材料制备的工艺和方法有关。性能是指材料固有的物理、化学特性,材料性能决定了其应用。广义地说,性能是材料在一定的条件下对外部作用的反应的定量表述,例如力学性能是材料对外力的响应、电学性能是对电场的响应、光学性能是对光的响应等。因此,材料的性能可分为力学性能和特殊的物理性能。常见的力学性能包括材料的强度、硬度、塑性、韧性等。力学性能决定着材料工作的好坏,同时也决定着是否易于将材料加工成使用的形状。锻造成型的部件必须能够经受快速加载而不破坏,并且还要有足够的延性才能加工变形成适用的形状。微小的结构变化往往对材料的力学性能产生很大的影响。材料特殊的物理性能包括电、磁、光、热等行为。物理性能由材料的结构和制造工艺决定。对于许多半导体金属和陶瓷材料来说,即使成分稍有变化,也会引起导电性很大变化。过高的加热温度有可能显著地降低耐火砖的绝热特性。少量的杂质会改变玻璃或聚合物的颜色。

4.4材料应用

材料化学已经渗透到现代科学技术的众多领域,如电子信息、环境能源、生物医药和航天航空等领域。例如,在电子信息领域,现代芯片制造离不开化学。光刻过程使用的光刻胶和显影液,镀膜过程中的化学气相沉积和原子层沉积,刻蚀过程中的反应离子刻蚀,这些工艺过程都离不开化学的作用。在环境能源领域,新型光催化材料和太阳能电池材料的研究和开发,离不开化学法制备材料和对材料进行化学掺杂改性。在生物医药领域,对传感材料进行化学改性提高其传感特性,对仿生材料进行表面改性可以提高其生物相容性。在航天航空领域,各种轻质、耐高温、耐摩擦等结构材料和功能化智能材料的研发都离不开化学。

5结语

通过对“材料化学”绪论课的精心设计,使学生明确了该课程的性质和重要地位,大量的实例激发了学生学习的兴趣和求知欲,树立了学生学好该课程的信心,为课程的深入学习起到了奠基石的作用。以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行讲授,使学生对本课程的内容有了更加清晰和深入的认识,取得了良好的教学效果。

参考文献

[1]禹筱元,罗颖,董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践[J].高教论坛,2010,1(1):23-25.

[2]杨卓娟,杨晓东.关于高校课程绪论教学的思考[J].中国大学教学,2011(12):39-41.

[3]唐小真,杨宏秀,丁马太.材料化学导论[M].北京:高等教育出版社,1997.

材料化学导论论文篇11

作者简介:刘景宏(1972-),男,福建闽清人,福建农林大学材料工程学院,副教授。(福建福州350002)

基金项目:本文系福建农林大学高等教育教学改革立项项目(项目编号:011933)的研究成果。

中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)10-0102-01

在当今“知识爆炸”的时代,新旧知识更替速度极快,学生在校期间所学知识往往不能满足社会所需,为保证今后职业生涯具备不断发展的潜力,在大学学习阶段不仅要掌握扎实的专业基础理论,更重要的是培养自学能力和创新思维能力。

因此,福建农林大学材料科学与工程专业教学计划将“环境材料学”设置为自学讨论课,安排在大四上学期。课程教学重心从知识储备式逐步转向能力开发式,注重培养学生的文献信息检索能力,对专业资料的分析理解,并进而扬弃吸纳的能力。

一、“环境材料学”课程的特点

环境材料学是跨材料和环境两大领域的一门新兴的交叉学科,包括物理、化学、生物、医药等学科的综合知识,涉及农业、生物和几乎所有主要工业,如钢铁、非金属、石油化工、矿产和建筑等。课程的性质和任务是将环境意识引入材料科学与工程,赋予传统结构材料、功能材料以特别优异的环境协调性,倡导材料工作者在环境意识指导下,或开发新型材料,或改进、改造传统材料。[1]

因此,在内容安排上突出材料科学的基础理论,更加强调材料与环境的协调性,同时尽量结合我国目前材料生产、环境状况和材料科学的研究状况,帮助学生掌握材料与环境关系、材料的环境性能评价和环境性能数据库、材料的生态设计、降低材料环境负担性的工艺和技术、开发与环境相容的新材料和绿色产品、发展环境降解新材料以及治理环境的高效工程材料等知识。

由于课程涉及知识面广,传统教学方式在短短30学时的教学计划中,各知识点难以深入展开,而采用自学讨论方式,学生可充分利用课余时间,以教材为基础,在教师指导下广泛检索文献资料,组织讨论讲稿,充分调动学生自学的主观能动性。

二、实施自学讨论式教学的意义

以学生为主体、以教师为主导是讨论式教学法的教育思想,营造了教师引导、学生参与、师生平等、学术民主的教学环境,克服了满堂灌填鸭式教学的单调且压抑自主创新思维的弊端。[2]

1.有利于提高学生的综合素质

讨论式教学有利于提高学生的自学能力。讨论准备阶段促使学生主动学习,利用图书馆文献、电子期刊数据库和互联网等检索所需资料,将基础知识与科研前沿成果结合,围绕讨论选题精炼为发言稿。

有利于提高学生的逻辑思维和表达能力。讨论阶段为在限定的发言时间内清晰表达观点,促使学生运用比较、分析、综合、归纳、演绎等方法,锻炼了形成概念、判断、推理的能力。

2.有利于提高教师自身的水平

讨论式教学要求教师善于营造讨论气氛而不冷场,对课堂有很好的主导和把握能力,不仅要求知识面广,备课充分,还要很好地掌握教育心理学,充分调动学生发言积极性。在讨论中教师要能敏锐地发现学生在知识掌握上的疑点、难点、热点,从而能够有针对性地点评、讲解和总结。因此,讨论式教学对教师的知识更新、业务素质提出了更高地要求。

三、自学讨论教学法设计探索

1.讨论题目的选取

自学讨论课能否取得良好的教学效果,与讨论题目的选取有密切关系。选题应紧扣教学大纲各章节的教学重点,内容兼顾成熟的基础理论和近年的学术研究热点两方面。讨论题目与教学进度表在学期初就下发给学生,以使学生能够按时自主安排自学过程,收集资料并归纳整理,将自学过程中的心得、疑难记录下来以备讨论交流。

在编制《环境材料学》教案中,拟定各章节讨论题目如下:

(1)论环境材料与可持续发展。从可持续发展的角度,分析材料科学的发展历程,材料工业与生态环境的关系,研究环境材料的意义,并指出环境材料的未来发展趋势。

(2)环境影响要素因子的数字表征。试对表征材料环境负荷和环境影响要素的方法加以分析,并尝试提出一种可以表征材料环境性能的无量纲化指标。

(3)煤的应用与中国的材料生产。分析中国的能源结构;从能源利用与材料生产的关系论述材料生产过程对环境的影响,并提出改进材料生产技术的关键问题。

(4)论某种材料或产品的循环使用的意义。分析某一种材料或产品的生产、应用,循环再生现状,再生利用对减少环境负荷的意义;再循环利用的政策建议。

(5)企业的资源再利用调查。调查论述一个企业的生产过程,分析其固体废弃物再循环利用的现状和可能的改善措施,再利用对生产成本和环境的影响分析。

(6)为什么木材可划入环境材料范畴。用LCA方法分析木材生产、使用的生命过程;这一过程对环境的影响,并提出如何减少其加工和使用过程中的环境负荷。

(7)材料对环境的影响与环境材料分类。具体分析你认为应属于环境材料范畴的材料,对其来源、加工、使用、废弃处理等环节的环境影响进行分析。

2.教学过程的组织实施

教学过程中将全班分为10个学习小组,强调在自学讨论学习过程中的分工协作精神。

为逐步调动学生参与讨论的积极性,将课堂讲授模式与讨论教学模式相结合,根据“环境材料学”课程内容是由基础理论研究、评价方法研究和应用研究三大部分组成的特点,采用循序渐进原则加大讨论课时的比重。[3]

“基础理论研究”部分偏重于课堂讲授,预留一定时间由教师提出问题或鼓励学生提出听课过程中的疑问,并引导学生参与讨论。

“评价研究”部分课堂讲授与讨论课时相同,将学生比较容易理解的教学内容作为讨论部分,安排各学习小组代表发言,并针对学生提问进行答辩,最后教师总结。

“应用研究”部分完全采用自学讨论教学模式,组织学生对重点、难点问题或有意义的论题进行讨论,引导学生吃透所学知识并进行创新。

例如有一个讨论的主题是“聚乙烯(PE)购物袋与纸购物袋的环境负荷评价”。引导学生通过事先广泛的社会调查和资料检索,采集必要的数据,具体应用生命周期评价法(LCA)进行分析,把学生组织成正反两方进行辩论。

在考虑对环境的负荷时,会得到一些出乎意料的结果。在商店购物时,给顾客的聚乙烯(PE)购物袋比纸购物袋更利于保护环境。这似乎同人们的想象大相径庭。在人们的意识中,聚乙烯购物袋用过扔掉后,不能在自然中风化降解,常常随风飘扬,破坏生活景观,造成环境污染。但对聚乙烯购物袋和纸制购物袋的环境负荷对比评价表明,聚乙烯购物袋的能耗量较低。这两种产品的生命周期是:聚乙烯从原油的开采开始,纸是从伐木开始,经过产品的制造、使用,然后将使用后的一部分进行再生循环处理,直到最后作无公害焚烧的过程。环境负荷评价就是对这两种产品在整个生命周期中的能耗量进行分析和计算。在容量相同的情况下,纸袋的能耗是聚乙烯购物袋的1.5~2倍(随再生率的提高,二者能耗差距减小)。类似地,聚乙烯购物袋在产生的固体垃圾数量和废气排放量方面,也要低于纸制购物袋。纸制购物袋在再生循环处理中会排出更多的污水,这是造成纸环境负荷增加的主要原因。这些结果表明聚乙烯购物袋对环境造成的负荷程度比纸制购物袋要低。

这种讨论经过教师的适当引导和提示,往往很热烈。学生开动脑筋,思维非常活跃,通过这样的讨论,很多学生牢固掌握了相关知识并印象深刻,开拓了知识面。

3.考核方法

为了保证自学效果,主要通过课堂发言、平时作业、期末课程论文等形式考核学习的全过程。[4]为保证学习小组各成员在自学阶段的文献资料收集、讨论讲稿的组织过程中的分工协作,杜绝个别成员的依赖性,每个讨论题目完成后都要求小组成员互评成绩,并将成绩分别通过电子邮件直接发送给教师,避免人情分。总评成绩由教师打分与学生互评成绩构成。客观、公正的考核能起到鼓励先进、督促落后的作用。

四、结论

总之,自学讨论式教学可以充分发挥学生的主体作用,增强师生间的互动,使教学效果发生了质的飞跃。

参考文献:

[1]左铁镛.环境材料基础[M].北京:科学出版社,2003:5-12.

材料化学导论论文篇12

材料物理专业是“研究各种材料特别是各种先进结构材料、新型功能材料物理基础、微观结构以及与性能之间关系的基本规律,为各种高新技术材料发展提供科学依据的应用基础学科,是理工融合的学科”[1,2]。材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科,主要通过各种物理技术和效应,实现材料的合成、制备、加工与应用。主要研究范围包括材料的合成、结构、性质与应用;新型材料的设计以及材料的计算机模拟等[3]。材料物理将理科的知识传授与工科的工程能力培养相结合,使传统材料工艺学与以现代物理学为基础的材料科学相融合,具有“亦工亦理,理工相融”的特点。

二、材料物理化学在材料物理专业中的作用和地位

材料物理化学是贵州大学材料物理专业本科生的学位必修课程,这门课程是从物理化学的角度研究材料科学与工程的基础理论问题,从基础的具有共性的原理及方法来论述各种材料的组成与结构、制备与合成、性能与应用的相互关系。该门课程的教学目的在于提高学生的专业知识水平,培养学生科学的思维方式和独立的创新能力,以及综合运用基础理论来解决实际问题的能力。材料物理化学是材料物理专业非常重要的专业基础课,它以高等数学、大学化学、大学物理等理论基础课程为基础。高等数学是学习物理化学的重要手段和工具,物理化学只有通过数学语言的表达才能成其为真正的科学。认识到大学物理和物理化学中热力学内容的衔接,了解大学物理中原子结构知识的介绍,协调好与大学化学中原子结构部分内容的关系,突出重点,避免重复,讲清难点,是材料物理化学教学中值得注意和认真对待的问题[4]。材料物理化学同时也是材料物理专业的后续专业课程(材料腐蚀与防护等)的基础课程。材料腐蚀与防护课程中的金属与合金的高温氧化的热力学部分,就要运用材料物理化学中诸多热力学基本知识,如G-T平衡图和克拉佩龙方程等。材料物理化学如同一座桥梁,将材料物理专业的前期基础课与后续专业课联接起来,以完善专业知识的系统与连贯性。同时,材料物理化学作为一门重要的专业基础课,是许多高等院校研究生入学考试的必考科目。材料物理化学与材料科学与工程各专业相关的生产生活联系紧密。新材料的设计、合成以及产物性能的提高与可控自由基聚合反应中所用的新型催化剂和引发剂息息相关。在材料表面改性过程中,界面效应是起理论指导作用的。电化学在材料领域应用广泛,例如:熔盐电解法制取金属铝、多种稀土金属及其合金,金属在使用过程中的腐蚀及防护等,新型的化学传感器、燃料电池、锂离子电池的研究和生成都要用到电化学理论。而对于发展迅速的前沿材料纳米材料,如何制备具有规定尺寸和组成的纳米颗粒、测量其性质、了解它们的特殊性质与颗粒尺寸的关系等很大程度上依赖于科学测量手段和化学化工技术,这也离不开材料物理化学基本原理的指导。

三、材料物理化学的教学难点

根据在以往的教学过程中的观察与经验,材料物理化学是一门老师难教、学生难学的课程。这首先是因为材料物理化学课程与数学物理联系密切、抽象概念多、数理推导多、公式繁杂等特点。许多学生见到大段连篇的公式推导就会产生畏难心理,丧失学好该课程的信心,然后就逐渐厌学甚至放弃学习。再加上该门课程对于材料物理专业的学生来说,课时相对较少,要在有限的学时中掌握较多的内容,使得以往的教学出现点到为止,认识学习不够深入的现象[5]。该门课程的授课对象是大学二年级上学期的学生,处于这个时期的学生学习兴趣和学习热情处于整个大学的全盛时期,求知欲强,精力充沛。面对这样的学生,如何有效地利用他们的求知欲,激发起学习该课程的兴趣,并针对他们的缺点,制定行之有效的方法及对策,使其通过该门课程的学习,培养起运用物理化学的方法进行科学研究和解决实际问题的能力,是值得我们教学工作者值得思考并认真对待的问题。

四、材料物理化学的教学改革

针对上述问题,为提高材料物理化学的教学质量,激发学生的学习兴趣,培养学生能力,我们对材料物理化学课程教学进行了多方面的改革。