材料科学基础试卷浅谈如何讲授无机材料科学基础课程

时间：2019-05-30 03:17:50　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　【摘要】针对无机材料科学基础的课程特点，从提高学生学习兴趣、培养学生能力的角度出发，笔者结合自己数年的教学经验，对本门课程的教学方法进行了初步的探讨。　　【关键词】无机材料科学基础教学内容教学方法
　　【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1674－4810（2012）11－0084－02
　　
　　无机材料科学基础是无机非金属材料专业最重要的专业技术基础课，也是研究生入学的必考课，该课程内容对构建无机材料类工程技术人员的专业知识体系，培养学生科学的思维方法和创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力具有基础作用。
　　这门课内容多、概念性强、理论性强，比较抽象。因此学生普遍反映该课程难学，教师讲授起来也感觉困难。笔者通过数年的教学实践，结合我校学生的特点，摸索出了一些教学方法，和大家探讨一下。
　　一强调课程重要性，培养学生学习兴趣
　　自古以来，材料的发展一直是人类文明进步的里程碑。材料、能源、信息被公认为是现代文明的三大支柱。新材料已成为各个高技术领域的突破口。材料学主要是研究材料组成与结构、合成与制备、性能以及使用效能四者之间相互关系和变化规律的一门应用基础学科。无机非金属材料是材料学的重要组成部分。传统的无机非金属材料主要以硅酸盐材料为主，包括水泥、玻璃、陶瓷和耐火材料四大类。随着现代高科技的发展，现已在传统硅酸盐材料基础上开发出许多具有特殊性能的高温高强、电子、光学以及激光、铁电、压电等新型无机材料，所涉及的化合物远远超出硅酸盐范畴，而是整个无机非金属，包括含氧酸盐、氧化物、氮化物、碳与碳化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、锗、Ⅲ－V族及Ⅱ－VI族化合物等。其基础科学理论，除了物理、化学外，结构化学、晶体化学、晶体缺陷化学、高温熔体化学、固体物理中的基本理论也日益渗透交叉。因此本门课程名为无机材料科学基础，这既是适应新型无机材料飞速发展对本专业人才基础理论与知识结构的要求，又能使本专业基础理论知识与材料学这门学科相对应。
　　二提纲挈领，脉络清晰
　　在第一次课的绪论中，我会给学生详细介绍本课程的主要内容、特点和学习方法，让学生在头脑中建立大的轮廓，并采取相应的学习方法。无机材料科学基础课程内容定位于以基础理论为主，结合实际无机材料阐述其制备、组成、结构、性质及应用。具体来说是综合晶体学基础、晶体结构和晶体缺陷理论、高温熔体化学、固体表面和界面化学、固体材料热力学和相平衡理论、固体动力学，包括扩散、相变、固相反应和烧结理论等基础知识来分析实际无机材料问题。将基础理论具体应用到无机材料的制备工艺和性能研究中，用基础理论来阐明无机材料形成过程，揭示无机材料结构与性能的内在联系与规律；并从基本理论出发，指导无机材料的实际生产及科研，解决无机材料使用过程中的问题，为认识和改进无机材料的性能以及生产、研究、开发新型无机材料提供必备的基础理论知识。据此，学生学习时应以理解为主，死记为辅，在深刻理解的基础上才能记忆准确、牢固。
　　在每一章的概论中，给学生介绍本章的主要内容、讲授次序、重点和难点在哪里，让学生学习起来脉络分明，主次清楚，将主要精力放在掌握重点内容上面，能起到事半功倍的作用。
　　三讲清重点，突破难点
　　本门课程学生反映难学，教师感觉难教，一个很重要的因素就是重点和难点重合，不好突破。例如：在黏土－水系统章节中，ζ电位是一个至关重要的概念，是学生学习本章节其他性能的基础，自始至终贯穿着整章，是重中之重，但也是本章的难点，因此必须花费时间详细讲解清楚。我从ζ电位的本质开始，让学生明白：在黏土－水系统中，黏土颗粒带上负电后为平衡电荷，就会吸附水化的阳离子，水化阳离子分为两层：吸附层和扩散层。ζ电位的实质就是黏土胶核表面的负电荷被吸附层中的水化阳离子中和后净余电荷的度量。只有让学生从根本上理解了ζ电位的实质，才能正确掌握其影响因素的变化规律和本章其他变化规律。
　　四根据教学内容和学生情况，因材施教
　　本门课程内容多，学时紧，因此多采取单向灌输式的讲授形式，但有时效果并不是很理想。针对这种情况，我尝试了新的教学模式：重点讲解和提问式、启发式、讨论式等形式相结合的方式，取得了很好的效果。例如：在黏土－水系统章节中，讲授清楚阳离子的交换顺序——霍夫曼斯特顺序后，提出一个问题：如果序列后面的阳离子要交换前面的阳离子怎么办？增大序列后面阳离子的浓度！当然可以，但不增加浓度能不能交换？一阵思考之后，又出现新的答案……通过提问、启发，最后学生想到了解决办法，从中加深了对知识点的理解。
　　五温故而知新，强化知识点
　　本课程概念多、知识点杂，学生不好掌握，易遗忘。针对这种情况，除了采取及时布置作业，要求学生课前预习、课后复习外，每次上课前我都将上次课的主要内容简单做一下概括和复习，为本次课的内容做铺垫，也能引导学生跟上上课思路。在讲授新课的过程中碰到相关的知识点，需适当复习停顿，做到温故而知新。如在相图学习时，讲授顺序是相律、单元相图、二元相图、三元相图和四元相图。讲授每种相图时，强调相律是基础，必须服从相律；讲授三元相图时，适时复习二元相图，让学生充分理解它们之间的关系，尽快实现知识点的相互转化，力图达到融会贯通。
　　六理论联系实际，学以致用
　　引导学生用无机材料科学基础中的一些知识解决实际生产科研中的一些问题。如在学习了热力学的基本原理后，在合成材料时原材料的选择、温度的选择计算。又如在学习了三元相图后，针对MgO－Al2O3－SiO2实际相图，为学生讲授制备铝镁浇注料时配方制定的原则和相图依据，让学生明白相图对实际生产的指导意义和作用。
　　总之，针对无机材料科学基础课程的特点，因材施教，采用灵活的教学方法，提高学生的学习积极性，就能取得较好的学习效果。
　　参考文献
　　［1］王艳荣.《无机材料科学基础》教学实践与改革探讨［J］.高教论坛，2007（2）：128～129
　　［2］宋晓岚.《无机材料科学基础》课程建设与教学改革探讨［J］.理工高教研究，2004（2）：109～111
　　［3］陆佩文.无机材料科学基础［M］.武汉：武汉工业大学出版社，1996
　　［4］张联盟.材料科学基础［M］. 武汉：武汉理工大学出版社，2004
　　〔责任编辑：庞远燕〕
　　

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