材料化學教學內容存在的問題及改革趨勢研究

郭洪玲，李岳姝，王雅珍（黑龍江工業學院，黑龍江　雞西　158100）

材料化學教學內容存在的問題及改革趨勢研究

郭洪玲，李岳姝，王雅珍
（黑龍江工業學院，黑龍江雞西158100）

材料是社會現代化的物質基礎與向導，是一切科學和技術發展必不可少的基石，是人類社會進步的里程碑。而材料化學是材料化學專業的基礎課程和主干課程，是由材料科學與化學兩大類學科交叉形成的。本文通過分析材料化學教學中存在的問題，針對材料科學學科特征和研究內容、任務，探討了材料化學教學的改革趨勢，希望能夠提高材料化學教學質量，提高學生綜合素質。

材料化學；教學問題；改革趨勢

材料化學是材料化學專業的一門基礎課程以及主干課程，是在化學學科、材料科學的相互交叉、滲透的過程中，形成、發展起來的，屬于新興的交叉、邊緣學科。我們所采用的材料化學課程包括了晶體學基礎、金屬材料、有機高分子材料等等內容。材料化學的課程目的是為了使學生具有初步分析、解決材料中的化學問題的能力，通過該課程的學習，使學生熟悉材料的合成方法、表征手段，使學生掌握材料結構的基礎理論，熟悉材料應用領域中的一系列知識，掌握材料性質與結構的關系等。并且為了培養學生的創新能力，通過對材料化學課程的系統學習，能夠提高學生的綜合素質。

1　材料化學教學中存在的問題

隨著新材料、新技術、新理論等的出現，材料化學的快速發展要求教材不斷更新，材料科學具有了新的生命力和發展前景。材料科學與工程技術日益融合，材料科學研究已經深入到源自尺度，發生了深刻的變化，并開拓了新的研究領域，如：微納結構材料等等。并且材料化學是一門實踐性很強的學科，作為教材，在日新月異發展的同時，需要具備基礎性、前沿性和應用性特征。但是目前，教材對學科的原理、規律等難以闡明，缺乏較強的理化基礎，根本無法適應學科的發展變化。一些大學畢業生就算具備很好的理論基礎，也缺乏適應能力，后勁不足的缺點。對于材料化學研究的目的來說，教材具備應用型能夠學以致用，目的明確；而教材具備前沿性，能夠有利于學生較快地適應日后的科研工作，能夠恰當地反映材料科學發展。隨著科技的不斷發展，新型材料的研發已經成了高科技中作為活躍的部分，從實驗開發到工業應用，材料研究的周期大大縮短，因此，在材料化學的教材中，需要有意識的突出這一特征。另外，材料化學學科發展實踐短，研究范圍廣，是一門新興學科，課程參考教學資料少，存在本學科中的新理論、新技術不能及時充實到教材中的現象，對教材編著人員素質要求高，因此，材料化學課程教學內容要體現出與時俱進的理念，要進行很好的選取、改革和優化。

2　材料化學教學內容的改革趨勢

2.1材料化學課程教學內容的選取

在內容選取上，材料化學課程教學內容要根據兩條原則。首先，材料化學課程教學的目標是“加強基礎、突出應用、提高素質”，因此，要根據材料化學課程的研究內容和課程特征，處理好與其他學科的關系，材料化學專業的材料化學課程強調基礎理論，適當地介紹一些傳統材料，適當地加入一些內容，如：晶體理論、能帶理論、熱力學基礎、金屬結構近似模型等等。其中晶體理論包括晶體缺陷、X射線衍射基本原理、晶體結構對稱性等等，不能有物沒有理論，也不能有理論沒有物理，并且還要適當的介紹一些新型功能材料結構、使用性能等。同時，還要突出其基礎理論性，要與金屬材料、高分子材料、無機非金屬材料等聯系起來又區別開來，突出材料合成條件、結構性能的關系。其次，要根據學校學科特點，遵循教學內容的選取原則，如：整體優化、精選內容、跟蹤前沿等，根據教師的特長及科研成果，體現出課程內容的前沿性，實現課程內容的廣度和深度，力求能夠反映出當代材料化學新成就、新工藝等，讓學生充分了解到材料化學發展趨勢，如：納米材料、能源材料等新材料，擴大學生的視野，培養學生的學習興趣。

2.2選取與優化材料化學課程內容的要求

首先，要了解化學在材料科學總的地位，熟悉材料化學的定義、材料類型、材料應用，了解與材料科學有關的期刊，了解新型材料的制備方法、功能、用途。材料化學結構理論要求掌握晶體結構的周期性、對稱性概念與性質，主要包括點陣理論和晶體結構、原子結構等。要求要了解常見的對稱元素系、瘋子的幾何構型等等，熟悉金屬、離子化合物晶體，了解群的定義，常見分子點群，了解描述晶體結構的表達方法，掌握金屬鍵能帶理論、金屬單質結構的近似模型，了解晶體學語言轉變為化學語言等的方法，熟悉分子之間作用力等，了解不同化學元素等對材料性能的影響，了解不同材料的本質區別。材料化學合成原理與技術，要掌握材料制備技術，如：無定型材料的制備和晶體材料的制備等，熟悉無機材料制備基礎理論，如：化學熱力學、動力學等，熟悉高分析材料合成原理與方法。如：自由基聚合、高分子化學反應等。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材料結構決定性能的觀點，熟悉幾類重要材料，如：玻璃與陶瓷、聚合物等。另外，要熟悉納米材料概念、技術等應用前景，了解光學功能材料、電性能材料等。

2.3材料化學課程教學內容選取措施

一為了幫助學生順利抵學習材料化學的基本原理，要重視由表入里、由淺入深的認知過程，處理好材料結構與性能、宏觀與微觀的關系。

二為了貫徹少而精、精而新、新而優的原則，在講解課程基礎知識的同時，要注重理論的連貫性，注意適當穿插新的研究成果，處理好課程內容更新與精選、更新與基礎的關系，拓寬學生的知識面，注重其他課程和學科的滲透、促進作用。

三為了鞏固學生學到的知識，要充分發揮例題習題的作用，使學生運用所學的知識去分析、解決問題。加強學生的練習，拓展并深化對基本概念、原理的理解，檢查學生對課程內容的理解和掌握程度，提高其分析問題和解決問題的能力。

四為了訓練學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習、運用，為化學理論提供一種思維體制，總結更新知識，培養學生觀察、分析、推理等能力。

五為了提高學生的創新意識和綜合素質，要注重理論聯系實際，注重實驗技能的訓練，處理好理論教學與實驗內容的關系，通過實驗教學加深對原理的理解。

［1］李奇.材料化學精品課程建設的實踐與思考［J］.化學教育，2012（09）.

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

［3］葛金龍.材料化學專業實驗教學實踐［J］.長江大學學報，2011（10）：134-135.

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

郭洪玲（1988-），女，內蒙古赤峰人，碩士，助教，研究方向：石墨材料。