科研成果進課堂，促進“結晶學與巖相學”精品課程建設

摘 要：本文通過在“結晶學與巖相學”的課程建設與課堂教學中引入自身的科研成果，培養了學生的學習興趣與學習的主觀能動性，將抽象生硬的知識點轉化為生動具體的科研案例進行解釋和說明，保證了教學質量，促進了精品課程的建設。

關鍵詞：結晶學與巖相學 科研成果 教學 課程建設

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）04（b）-0003-01

課程建設工作是保證課程教學質量進而提高人才培養質量的重中之重。筆者在長沙理工大學物理與電子科學學院承擔的 “結晶學與巖相學”課程于2010年獲長沙理工大學精品課程立項。在該課程的建設過程中，課題組成員進行了系列探索與研究， 結合自身科研經歷并將科研成果引入課程建設與課堂教學中，取得了良好的效果。

1 科研成果引入“結晶學與巖相學”課程教學的必要性

“結晶學與巖相學”作為無機非金屬材料工程專業的必修課程，主要研究晶體的基本性質、結構規律、形態特征與光學性質，以及無機材料工業原料及其產品中的晶體特性等。由于“結晶學與巖相學”課程涉及到晶體的形成與長大、單晶以及多晶等有關晶體生長與晶體特性知識的介紹與探討，因此，需要承擔該課程教學的教師從事過晶體學方面的研究工作且具有較深的造詣。此外，該課程涉及到的晶體形態與生長等方面的知識點抽象與生硬，學生對相關知識點的掌握有很大的難度，需要通過科研案例引入課堂教學中，提高學生學習的興趣進而加深學生對知識點的消化與理解。

2 科研成果促進課程教學的幾個實例

2.1 單晶與多晶特性的比較說明，加深對擇優取向的理解

單晶的特點是整個結晶體在三維方向上由同一空間格子構成且整個晶體中的質點在空間的排列為長程有序，而多晶相對于單晶來說最大的區別在于整個晶體是由許許多多的取向不一致、位相排列雜亂無章的單晶顆粒組成。為了讓學生了解單晶與多晶的區別，筆者將自身研究的單晶與多晶NiS晶體的X射線衍射圖譜（圖1）引入課程教學中。如圖1所示，同樣都是棒狀NiS粉體，可以看出單晶的（101）、（021）、（221）等晶面的相對衍射強度與多晶的相比被大大抑制。原因是棒狀粉體在制作X射線衍射樣品時傾向于平行樣品槽的大平面，同時由于單晶粉體沿c軸方向擇優取向生長，從而導致與c軸呈較大角度的（101）、（021）、（221）等晶面的衍射被極大地抑制。而多晶粉體則由于內部的單晶顆粒雜亂無章，從而導致各個晶面的衍射幾率均等，從而未出現類似于單晶晶體某些晶面衍射強度被消弱的現象發生。上述這個科研案例引入課堂后，大大地加深了學生對單晶與多晶晶體結構差別的認識，并且對擇優取向的概念有了更深層次的認識與理解。

2.2 利用特定晶體形貌素材，加深對晶體對稱性的理解

晶體由于自身晶胞結構與對稱特性，同時，歸因于晶體生長受到生長環境、晶面生長速率以及雜質相的影響，最終顆粒多為部分晶面顯露的多面體。由于對晶體形貌與對稱性的理解需要學生具有較強的空間思維與空間幾何的構建能力，所以針對各種比較復雜的形貌如果能夠引入實際的案例進行講解，會大大激發學生的學習興趣，同時會對該知識點的理解起到事半功倍的效果。圖2示出了NiSe2菱形十二面體以及NiSe六方雙塔的晶體模型與掃描電鏡照片，從圖中就可以清楚地看出難以理解的菱形十二面體以及六方雙塔的各種觀察角度的形貌特征。正因為上述特定晶體形貌素材的引入，讓學生認識到自然界晶體生長的神奇之處，同時，能夠輕松愉悅地理解相關的知識點，在學生中引起了很大的興趣與反響。

3 結語

在“結晶學與巖相學”精品課程的建設過程中，通過引入自身的相關科研成果進入課堂教學，將一些抽象晦澀的專業知識進行實例化、具象化的變通與解釋，很好地促進了學生對相關知識點的掌握，保證了課程的教學質量，起到了良好的教學效果。

參考文獻

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