时间:2022-11-13 23:20:20
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇材料化学教学范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
基于中国计量学院材料化学专业的教育实践,在分析目前及今后本专业的社会需求和用人单位对材料类专业学生素质、能力等人才规格要求的基础上,对照政府和社会加快教学改革、提高高等教育质量的迫切希望,我们充分认识到实践和创新是专业人才培养的核心,决定共同搭建分院专业培养学习能力的课程教学与培养实践能力的生产实验(校内综合性实验、自主创新型实验、模拟实验及校外实习等)两大平台,作为学生能力培养的有效载体。通过这两个平台的搭建,把材料专业学生培养为适应社会发展的应用型人才,提升学生的学习能力、适应能力、知识应用能力和专业发展能力。
2教学平台建设及管理体制
自主学习是新课程改革大力倡导的重要学习方式。学院以“厚基础、宽口径、重能力”的指导思想,遵循认知规律,遵照由提高动手能力到培养创新思维的宗旨,对原有教学课程体系进行了改革。除课堂正常教学外,搭建专业教学课程平台,实现教学课程资源网络化,促进学生独立自主学习习惯的养成和能力的提高。通过BB平台的课程建设,实现专业教学课程资源网络化。现在中国计量学院材料科学与工程学院推出了多门重点建设课程,例如《应用电化学》《材料表面处理》等,教师在充分掌握学生学习情况的基础上,针对大多数同学,课上按教学大纲讲授基本要求范围内的内容;对于能够进行更深度学习、对课程某方面需要进行知识面扩展的学生,在网络教学平台上呈现更多的学习资料、相关文献、实验视频、应用软件、学习网站等,方便他们自主学习、加深知识理解;最终针对学生个体差异,实现分层次教学,促进学生学习能力提高及知识的巩固。教学网络平台的所有课程,将对本专业所有学生公开,方便他们对教学资源的获取及问题反馈。
3实验平台建设及优化
大学本科教育中,实践科研反哺理论教学是重要研究课题之一。学生只有通过充分的实验及实践,才能更有效率地促进理论知识学习,提高教学改革效果。目前,主要在以下方面进行了实验平台的搭建及完善。
3.1实验内容的改革
首先,改变传统专业实验课程设置依附于理论课体系的横向模式,超越单门课程的范围,建立实验课程之间的系统联系,在原有实验课程的基础上设立相对独立的纵向联系的课程,形成纵横交叉的网状专业实验课课程体系,实现专业实验课程之间的纵向联系和贯通。其次,改变实验教学由单一课程和学生班级为单位的组织形式,形成交叉型的教学指导团队和兴趣型的学生学习团队。最后,根据实验教学内容,重新确定了基础实验、设计性实验、综合性实验、设计研究型实验4个层次结构。重点开发了几个培养学生综合设计能力和创新能力的实验,以及培养学生综合应用现论和方法的实验。在实验教学内容改革中,减少了验证性、分析性实验项目,增加了设计性、综合性、创新性实验项目。
3.2依据功能实验室条件,实现资源共享
高校科研平台往往拥有大量贵重实验设备,根据仪器属性,可巧妙设计实验教学内容,综合利用仪器,充分发挥仪器能效。部分科研设备课充当实验教学过程的资源。学生通过学会仪器操作,能掌握仪器基本原理和简单维护知识,进而提高学生动手能力,为以后从事相关专业工作打下坚实的基础。大部分从事教学科研的老师,课余时都有自己的研究课题。对于学生感兴趣的实验,学生可以积极参与教师的科研,甚至仪器设备熟练操作后,独立自主完成其中的一个实验环节,培养其科研的缜密思维及细致耐心、精确的实验操作能力等。目前,不少大三及大四的学生在指导教师的帮助下,承担了省级、校级、院级等科研项目,在综合利用实验室资源的条件下,获得了有效的实验成果,并在SCI收录的国际杂志及国内核心杂志发表数篇论文。
3.3实验管理网络实时化
实验管理过程中,可通过网络平台管理,实现学生与教师的实验前、后的部分互动。对于学生来说,可在网上自主选择时段并预约感兴趣的实验项目,通过实验网络平成预习、学习、复习、提问等各项学习任务;对于教师而言,可以对实验教学的全过程实时监控,实现诸如学生网上分组、网上考勤、数据整理及分析、网上答疑等功能,从而使学生实验在老师的指导下有效开展。
3.4建设产学研基地,促进学生社会实践综合能力培养
中国计量学院材料科学与工程学院材料化学专业,主要以高性能磁功能材料与器件、先进炭材料、材料表面处理技术、化学电源等为研究对象,解决企业技术难题及生产中存在的各种关键性难题,满足区域经济发展需求,达到科研为地方经济服务的目的。我院与企业共建校内产学研平台3个、校外产学研基地21个,建立了材料类基础实验教学、专业实验教学、工程技术实践教学以及课外创新实验教学等课外实践教学平台。近期我院又与绍兴康健精密不锈钢有限公司全面开展产学研合作,共建“中国计量学院——绍兴康健精密不锈钢有限公司磁性材料研发中心”,在技术攻关、产品研发、平台搭建、奖学金资助等全方位的合作,支持和激励大学生开展科学研究和创新实践。在生产科研基地,要加强专业实践环节的组织和团队指导,让学生参与到协作单位实际的工程项目中,在教师和工程技术人员的指导下承担实际工程项目的设计和管理,让学生接触技术的核心,使学生通过实战锻炼掌握工艺创新技能。
4结语
1.办学特色不明确。自我校材料化学专业招生以来,在办学过程中发现在专业建设上存在一些薄弱环节,如专业学科定位不确定,专业人才培养目标不够明确、课程体系中基础课平台不够规范,课程设置不够科学、合理等。究其原因,主要由于材料化学专业建立时间短,办学经验不足。
2.课程设置理念滞后。合理的课程设置理念是让每一位学生不仅受到严格的专业训练,而且还应受到广泛的通识教育,把学生培养成有专业知识、有爱心、有责任心、有雄心的智者。在材料化学专业课程设置中,由于受传统观念的影响,侠义专业概念的限制,只要求知识的传授,对学生独立思考能力、自学能力、动手能力和生存能力方面的培养没有足够的重视。同时,在课程设置中存在对社会需求、学生就业、市场前景等考虑不周等问题。
3.实践、实验教学条件欠缺。实践、实验课程是培养学生的动手能力、分析问题和解决问题能力必不可少的教学环节。起初,我们以三、四十人组成的实习队伍进入企业、经济实体实习。而今,大型企业自动化程度很高,实习生很难进入车间进行实践操作,另外,经济欠发达地区的大型企业为数不多,小型企业又没有能力接收大量的实习生,加上实习经费的短缺等原因,无法实现“大部队”形式的实习。在实验教学方面,由于条件所限,只能开出部分专业课的实验。
4.专业教师缺乏。师资队伍是优化课程体系的执行者,也是人才培养的主导者。先有优秀的教师,后有优秀的学生,再有品牌专业[2]。我校材料化学专业建立以来,虽然引进了固体材料化学、无机功能材料、催化材料、分子生物学等领域的数名博士研究生充实本专业的教师队伍,但是由于地域和待遇的局限,专业教师数量有限,还是不能完全满足教学的需求,目前正在通过各方努力引进高水平的教师,以加强本专业的师资队伍建设。
二、课程体系的优化策略
课程体系是高校人才培养目标、课程指导思想、课程设置、课程结构及教学管理模式的综合体现,是学校办学特色、学科专业特色和人才培养特色的综合反映。课程体系是否科学合理,对培养高质量人才目标具有决定性的意义。今年,为提高教学质量,适应社会对人才的需求,学校开展了人才培养和教学体系改革研究,重新制定“2012版本科人才培养方案”,借此契机,化学与环境科学学院对材料化学专业课程体系作了重新修订,通过选择、整合与调适等措施进行了材料化学专业课程体系的优化。
(一)调整教学计划,优化专业基础课内容
教学计划是一门课程授课的整体规划,随着社会经济和科学技术的发展,教育结构不断发生变革,教学计划也必须不断改革。在本次修订人才培养方案的同时,材料化学专业也调整了教学计划,对各门课程的教学内容进行了优化。
1.无机化学课程。现行的材料化学专业课程体系中,无机化学是大学一年级学生的必修课程。本课程的教学直接影响大学一年级的学生的学习思维方式和学习习惯。也是他们从中学的学习方式转变为大学学习方式的关键时期。在本阶段,我们有意识地培养学生的独立思考能力和自学能力。无机化学课程内容包括理论部分和元素部分,对于材料化学专业的学生来说,无机化学课程的理论部分是课程的核心,元素部分是辅助内容。在调整教学计划前,我们就无机化学课程的讲授内容对本专业三届(90人)学生进行了问卷调查,结果显示,89%的学生不赞成讲解课程的全部内容,认为无机化学元素部分可在教师指导下进行自学。
在元素部分的教学中,教师以典型元素的性质进行讲解,然后同学生一起讨论,通过实例指导学生去认识一种元素、一族元素以及一类元素,逐步了解元素的结构—性质—功能之间的关系,使学生掌握学习元素化学知识的方法。另外,我们在化合物的性质教学中,教会学生如何查阅相关工具书、参考书和手册等,这样,其余元素部分设置为自学内容。
2.高等数学课程。高等数学是材料化学专业的一门必修课程。目前我院材料化学专业使用的教材为“生化类”《高等数学》。随着材料化学学科的知识量迅速增加,对材料的定性定量分析、材料结构分析、材料物理性能测试等技术的要求,需要高深的高等数学知识。因此,我们把材料化学专业的“生化类”高等数学调整为“理工类”高等数学。同时,在高等数学课程中增加了线性代数的内容,以达到材料结构测试和性能计算知识的要求。
3.材料结构分析方法课程。测试方法在材料化学专业的发展中有着非常重要的作用。随着对材料的性能、组成和微观结构的深入研究,新的研究方法、实验方法和测试手段越来越多样化。因此,我们把材料结构分析方法课程的教学分为理论讲授和仪器操作。首先,教师在课堂上讲解测定材料结构和性能的仪器,然后学生到仪器实验室进行观摩,在教师的指导下学生自己动手测定样品学习操作。另外,还可借助内蒙古功能材料物理与化学重点实验室的部分高档仪器进行学习。
4.专业前沿知识讲座。课程内容应随着社会、科技的发展及时充实新知识。材料化学专业教材的内容往往是数年、甚至数十年的科学知识总结。为及时补充材料科学领域的新知识,我们将现代材料科技成果融入到教学中,用前沿的材料科学研究内容去充实陈旧的教学内容,在人才培养方案中增加了专业前沿知识专题讲座课程,及时传授本学科的前沿知识和最新研究成果、动态。
(二)加强实践教学,优化课程类型
多元化的实践教学是培养学生创新和动手能力的最有效的手段,通过实验来研究物质及其变化规律,使学生获取基本的实验动手能力、综合分析问题的能力、解决问题的能力、一定的科学研究能力和一般的创新能力[3]。根据“高等院校理工科教学指导委员会通讯”所提倡的高等院校材料化学专业规范讨论稿的要求,材料化学专业的实践课程有基础课实验、专业基础课实验、专业课实验、专业实习、毕业论文等等内容[4]。在材料化学专业实验教学中,充分考虑实验内容的科学性和系统性,选择具有一定难度和较大覆盖面的交叉型综合实验作为实验教学的主要内容,以培养学生的创新能力。学院全面开放所有实验室,给学生创造开展专业综合技能训练的场所,提高学生的实验能力。目前,在各级有关部门的支持下,按材料化学人才培养方案的要求,材料化学实验室基本具备完成基础课、专业基础课和专业课的实验教学条件。学院倡导请相关的知名企业家、工程师指导部分实践教学,实现学校与地方大中小型企业的对接。
根据各企业的实际,按照学生意愿分成由五至八人组成的“小组”进入不同的微小企业进行多元化的实习。材料化学专业对学生完成毕业论文(设计)实行分类指导和分流培养的方式,改变以往的毕业论文撰写模式,允许学生在教师的指导下根据自已的兴趣、爱好以及个人的从业需求选择毕业论文课题,可以在本学院教师的指导下,也可以在科研院所、企业、经济实体中科技人员的指导下完成毕业论文(设计)。
(三)增设自学选修课程,优化课程结构
当今,是社会需求多元化的时代,需要的人才不是单一性人才,而是综合能力较强的复合型人才。材料化学专业教育不仅要传授材料科学相关的知识,更重要的是传授获取知识的方法,使学生学习相关领域的新知识,适应社会的需求。因此,在材料化学专业课程体系中增设自学性选修课程是社会和科学发展的必然要求。培养学生自学能力是丰富学生知识面的重要措施,是教师的基本职责,也是素质教育的必然要求。
教学理念和观念的提升是培养学生自学能力的前提条件,激发学生的学习兴趣是培养学生自学能力的关键所在,创建学生自主学习的氛围是培养学生自学能力的重要环节,科学指导学生自学是培养学生学习能力的基本内容,科学的评价标准是促进学生自学的原动力[5]。为了培养学生的自学能力,在材料化学专业课程体系中增设自学性选修课是一重要措施。如“化学与社会”、“化学史”等课程我们设置为自学性选修课程。这样给学生创造自学的机会和环境。
【关键词】材料化学 教学大纲 教材 教学方法
培养既具有材料专业知识又具备化学专业知识的复合型人才,对满足社会发展需要具有重要意义。为此结合我校学科建设的需要和人才培养的需求,我校于2009年成立材料化学专业,下设于稀土学院,并于2010年9月招收了第一批新生。为满足复合型人才的培养需求就依赖于材料化学专业的定位,基于此,我院材料化学专业设置了两个方向:一是工业催化;二是能源材料。而专业定位的落实直接依赖于课程体系的设置。基于学分制实施的要求和学校关于专业课程结构设置的总体思路, 以“重基础、宽口径和强能力”为指导原则, 我院在课程设置上力求反映材料化学专业的培养目标、专业特点和培养要求, 注意改变知识简单任意拼凑、课程之间相互脱节状况, 整个课程以通识必修课程、学科基础课程、专业必修课、专业选修课和实践教学环节构成,理论课程和实验体系课程都进行了模块化设置。另外,为了解决目前教学内容多与课时少之间的矛盾,对于一些在不同课程中的重复内容需要删减,这就需要把教学内容进行严格的限制和有效的对接,因此,对于刚成立不久的材料化学专业,制定服务于专业方向的合适的课程体系和精简的教学内容,就依赖于教学大纲的编定。
一、教学大纲的编写
课程教学大纲是落实人才培养目标和实施教学计划最基本的教学文件。它既是一门课程或某一实践教学环节的教学指导性文件,也是选用教材、制订授课计划、实施教学和教学检查的依据。制定和编写规范、科学的教学大纲,是提高教学质量、实现规范化教学的重要措施。
各门课程的教学大纲都要服从课程体系的设置和教学计划的整体要求,课程内容与体系的安排,既要考虑课程的纵向联系,又要照顾到横向联系。对于通识必修课程和部分学科基础课程的教学大纲由相关学院的基础教学部负责,部分学科基础课程、专业必修课和专业选修课类的专业课程的教学大纲由我们本院或本系负责。在有限学时的控制下,专业理论课内容的选取、深度与广度要以“必需、够用”为度,以“能充分反映本学科的最新成果,避免与已学课程或后续课程的不必要重复”为原则,以“激发学生自主学习、独立思考”为目标。
在此思路的指导下,我们理顺相关课程开课顺序,重新编写所负责课程的教学大纲,并进行了严格把关审核。实践课程体系中专业实验、生产实习、毕业实习及毕业论文的教学大纲由我们负责,其大纲的编写以“理论课程”为基础,以“专业培养目标”为导向,以“专业方向”为特色,以“综合能力提高”为目标,课程的内容进行系统的设置,避免实验的重复开设,将实习与毕业进行有效的连接。
二、教材的优选
教材是体现教学内容和教学方法的知识载体,是教学的基本工具。教材的选用是高校教材建设的一项基础性工作,它对提高教育质量和教学水平、稳定教学秩序、实现高等学校人才培养具有重要意义。优秀、适用的教材是提高教育质量、深化教育教学改革、全面推进素质教育、培养创新人才的重要保证。我们依据审核后的教学大纲进行了教材的选择,尽量选用公认水平较高、已获得国家奖、教育部奖、省级优秀教材奖、十五规划教材、21 世纪教材。但是大多数课程一本书并不能完全满足我们的培养目标、专业特色,往往需要将几本优选书的内容进行筛选整合才能满足教学大纲的要求。所以经过几轮讲解之后,可能需要进行自编教材。
三、教学方法的改进
随着高科技的发展,在教学过程中,教学方法和手段也应该充分利用高科技,帮助学生更好地学习,从而提高教学质量。首先,教学方式不应该仅仅是简单的PPT讲述和黑板板书,而是应该充分利用多媒体技术,丰富教学课件,做到图文并茂、有声有色、生动形象,调动学生的主动性和积极性。其次,教学过程中应该多采用启发式教学,引导学生自己去学习、思考和探索,培养学生自我学习和思考的能力。要做到“授之以渔”,而非“授之以鱼”,才能更好地培养学生的创新能力,真正达到素质教育的目的。最后,应为学生创造自我表现的机会,比如为了巩固课堂的理论知识,要安排相应的习题课,让学生自己做并在课堂上给同学讲解。对于前沿性的成果,可以让学生自己去查找、总结,然后在课堂上为自己同学展示。对于学生感兴趣的课题,可以让学生自己去设计实验方案,我们提供实验条件,学生自己动手做实验。这样就会使学生自我学习和思考的能力落到实处。
本文依据课程体系的设置从教学大纲的编写、教材的优选及教学方法的改进方面进行了探索与思考,并提出了相关的改革思路。相信在此改革思路的指导下,材料化学专业将会培养出“厚基础、宽专业、强能力”的复合型人才。
【参考文献】
[1]宋金玲,蔡颖,董忠平,吴楠楠,胡锋. 材料化学专业课程体系改革的研究与实践[J]. 科教文汇,2013(33).
关键词:材料物理化学;课堂教学;模式
作者简介:冯利邦(1971-),男,甘肃庆阳人,兰州交通大学机电工程学院,副教授;刘艳花(1982-),女,甘肃榆中人,兰州交通大学机电工程学院,讲师。(甘肃 兰州 730070)
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)03-0105-02
材料物理化学是以物理原理和实验技术为基础,研究材料化学体系的性质和行为,发现并建立材料化学体系殊规律的一门课程。它综合了基础化学、高等数学、普通物理和部分材料化学课程的基础知识,是学生学习后续专业课程的基础,是工科材料类专业非常重要的一门专业基础课。然而,由于材料物理化学课程本身理论性强、概念繁多、内容抽象,加之随着科学的不断发展,课程内容在深度和广度上不断增加,而相对于化学化工类专业,材料类专业的学生学习该课程的课时又少,这使得学生在学习过程中普遍出现思想负担重、畏难心理明显、学习兴趣不高等现象。因此,如何激发学生的学习兴趣,加深学生对抽象概念的理解和深奥内容的掌握,改善学生学习材料物理化学课程的学习效果便成为当前该课程授课教师必须要进行思考和探索的重要课题。本文从以下四方面对工科材料物理化学课程的课堂教学进行了一些探索,借此提高材料物理化学课程的课堂教学效果,以推动材料类人才培养质量的提升。
一、激发学生学习兴趣和求知欲
材料物理化学概念繁多、公式繁杂、枯燥难学,因而提高学生的学习兴趣很关键。兴趣是最好的老师,只有对材料物理化学产生浓厚的兴趣和求知欲,学生才会以极大的热情去学习。笔者通过以下方式来提高学生学习该课程的兴趣:第一,时刻跟踪物理化学和材料科学的发展,适当引入一些前沿知识,使经典知识和前沿知识相结合,强化材料物理化学课程的生命力,同时激发学生学习物理化学的激情。例如在讲解热力学能量转换时结合当前比较热门的光伏发电、新型电池等,分析热力学基本知识在解决能源危机方面的作用,以激发学生学习的兴趣。第二,在讲述热力学三大定律及著名方程时,让学生搜集相关的科学发展史和科学家的逸闻趣事,借此提升学生探究材料物理化学现象的兴趣,并通过对科学家探索真理的过程进行分析,培养学生保持积极向上的学习态度,激发学生探究科学知识的欲望。第三,结合生活中的物理化学现象,在课前提出问题:例如讲解卡诺定理时提出“为什么汽车发动机的效率超不过50%”,在讲解化学平衡的影响因素时提出“为什么乙苯脱氢生产苯乙烯时需要加入惰性气体”等问题,然后让学生带着问题听课,这在很大程度上提高了学生的兴趣和学习效果。第四,让学生参与教学、讨论等,例如在推导热力学函数的基本公式时,可让学生推导Maxwell关系式及其他公式;提出切实可行的小科研课题,引导学生凭借所学的材料物理化学知识,解决科学难题。例如设计实验根据稀溶液的依数性测定物质的分子量,这可进一步提高学生的学习兴趣和主动性。
二、理论联系实际,将枯燥的理论与实际生活相联系
材料物理化学课程理论性强、内容抽象,为了加深学生对材料物理化学抽象概念的理解和深奥内容的掌握,注意收集、整理生产生活中用到物理化学知识的相关实例,并在讲授相关基本物理化学知识时穿插讲解,将枯燥的理论与实际生活密切相联系,借此说明物理化学知识并不是虚无缥缈的,可加深学生对物理化学知识的理解。同时,引导学生注意观察生活中的物理化学现象,促使学生运用所学的物理化学知识解释客观现象,解决实际问题,从而提升学生学习的动力。
例如,在讲解热力学第一定律时,以化工生产中的能量守恒及节能措施、冬季北方热力公司供热防寒等为实例;在讲解热与功的转化时以发动机的效率、空调制冷致热为例子;在讲解稀溶液的两个定律时可参考金属冶炼时助溶剂的作用、生物实验中半透膜的应用等;在讲解稀溶液的依数性时,可以冬天下雪后在路面上撒盐融雪等为例;在讲解相平衡时,讲述相平衡在冶金工艺当中的重要应用,包括枝晶偏析、退火、淬火和区域熔炼等技术的原理和具体过程;在讲解润湿问题时列举超疏水材料的自清洁机制、喷洒农药杀虫等;在讲解胶体知识时可以材料合成中溶胶-凝胶法的运用、用乳液法合成空心微球及在药物输送中的应用等为例;在讲解电化学内容时以太阳能电池的开发、利用电化学反应进行镀膜、海洋船舶的电化学防腐等为例;在讲解吸附作用时以超吸水树脂、超吸油树脂的应用等为例;在讲解开尔文公式时,与人工降雨、暴沸等现象相联系。
三、教学与实验互动,用教学指导科研,用科研反哺教学
物理化学的许多原理、定律都是在大量的实验基础上,通过科学分析、归纳总结而得到的。因此,材料物理化学不仅理论性强,同时实践性也较强。加强材料物理化学的教学与实验互动,在课堂上引入一些物理化学小实验或将理论课的课堂教学转移到实验室,留给学生思考的空间,变灌输式教学为研究式教学,这样有助于学生加深对难懂的理论知识的理解。
另外,教学与科研相长,加强以科研带动教学,以教学引导科研,科研可促进教学内容的更新及教学方法和手段的改进。教师把最新科技前沿和科研成果及时转化为材料物理化学课程的教学内容,可以丰富课堂教学和学生的知识面。同时,激励高年级本科生充当科研助手,带领学生研究和探索教师正在开展的课题,可充分利用学生们活跃的思维促进教师的科研,再进一步反哺教学。
四、探索有效的课堂教学方法
1.传统板书与多媒体授课有机结合
传统板书授课灵活性强,可以有效地控制课堂节奏,能与课程的各个教学环节严密吻合。教师边讲边板书可以引导学生的思路沿着教师的讲述而发展,这有助于学生对材料物理化学各知识点逻辑关系的理解。同时,可以引导学生独立思考,培养学生的逻辑思维能力,这对于一些复杂公式与定律的推导和理解尤为重要。然而,材料物理化学理论性强、公式多、内容丰富但课时少,仅用板书授课课时比较紧张,并且教学的一些重点和难点仅凭用语言描述很难解释清楚,学生接受效果有限。
与传统板书相比,多媒体教学直观形象、信息量大,可将抽象难懂、枯涩的教学内容更加便利、直观生动地表现出来,有助于学生掌握概念、规律和加深对材料物理化学深奥内容的理解,同时可节省大量宝贵的教学时间。但是,在进行公式的推导和讲解时,学生一味盯着屏幕接受而不愿进行主动思考,缺乏学习的主动性和积极性,这严重影响了学生对公式的理解和掌握。所以,单纯用多媒体授课也不适合本课程的教学。
因此,在材料物理化学课堂授课时,探索将传统板书与多媒体授课有机结合,根据教学内容选择合适的授课手段,实现各个教学手段的优势互补,从而达到较好的教学效果。例如,对于理论性强的内容、重要概念、重要定律、公式推导和典型例题的讲解及习题的解答,应以板书的形式进行授课;而对于那些理论性较少且偏重于介绍性的知识,应以多媒体的形式进行授课。
2.其他教学方法的运用
突破单向灌输模式,坚持以学生为主体、教师为主导的原则。教师根据授课的具体内容,精心设计,实施启发式、讨论式、交互式等教学方法,引导和激励学生积极参与教学,巧妙运用提问甚至追问方式活跃课堂气氛,鼓励学生发表意见,引导学生参加讨论,在争辩中得出正确的结论,从而提高教学效果。其次,探索通过电话、E-mail、qq等方式进行课程辅导和习题答疑,使学生随时加深和巩固对相关知识的理解。
以上是对材料物理化学课程教学方面的初步探索,在以后的教学工作中,还要继续不断探索、发展和完善,以进一步丰富教学内容和教学方法,使材料物理化学课堂教学更加丰富多彩,以实现教学效果的最优化,最终使材料物理化学的教学质量得到极大提升。
参考文献:
[1]傅献彩,沈文霞,姚天扬,等.物理化学[M].北京:高等教育出版社,2007.
[2]邵光杰,王锐.物理化学[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,
关键词:专业英语 教学方法 改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)02(c)-0187-02
英语是全世界分布最广泛的语言,也是国际交流中应用最多的语言,众多国际机构都以英语作为交流语言,绝大多数具有较高影响因子的期刊也将英语作为自己的刊物语言,或者将刊物所的摘要添加英语翻译。据统计,世界上超过80%的权威学术期刊都以英语作为自己的刊物语言[1],多个领域的研究前沿动态都是以英文报道,学好专业英语对提高学生学术素养的重要性不言而喻[2]。大学阶段一般高校都会开设两门英语课,公共英语和专业英语[3]。前者针对绝大部分专业授课,旨在提高学生的公共英语交流水平,在教学方式上几乎没有任何专业差异,大多数都是由英语专业的老师授课,而后者旨在提高学生的专业技能,熟悉自己主修专业的英语词汇及其表达方法,要求教师在熟悉英语的同时还需熟练地掌握专业知识,往往由英语较好的专业教师授课。普通英语是本科教育中的必修课,学习过程中学生往往迫于考试的压力和大学英语四级或六级等级考试的压力不得不竭尽全力学习以求考试通过,而专业英语常常只是作为一门专业选修课且考试大多以开卷的形式,对本科阶段的学生来说所面临的考试压力相对较小,因此常常得不到学生的重视。与此同时,相比普通英语的学习,学生在学习专业英语时由于专业性和科普性太强[4],公共英语学习中几乎从未出现的词汇众多,且材料化学专业在化学化工领域涉及面广,专业性强[5],部分学生表示在学习过程中经常听不懂、难以理解。又由于很多老师上课时仅仅以专业词汇或学术论文的翻译作为教学和考核的重点,致使学生对专业英语失去学习兴趣。因此,教师的教学方法对学生是否能够学好专业英语尤为重要,只有使学生了解到学习专业英语的乐趣,以及它对毕业设计的文献调研或者后期深造的重要性,才能让学生不再感到专业英语枯燥乏味,逐渐从词汇、段落和表达能力上学好专业英语。
1 词汇方面指导学生从记英文简称开始
词汇是语言的基本母核,学习任何语言都是以W习词汇开始,专业英语也不例外。相比公共英语词汇大多源于普通社会交往和生活交流,材料化学专业英语词汇往往在普通英语读物中难以见到且具有较为复杂的表达方式,常常令学生望而生畏。在作者所带的材料化学专业的学生中,部分普通英语较为优异、词汇量较大的学生也认为材料化学专业英语词汇没有普通英语词汇中的规律,难以形成较为系统的记忆。由于材料化学专业英语的词汇大多数为专业词汇,涵盖高分子材料、无机材料、复合材料等众多材料的专有名词,数量众多,对大三年级的本科生初学者来说很难形成较为系统的记忆,因此在学习过程中很难激发学生的兴趣。而在部分材料化学专业课程中,特别是《仪器分析》课程的教学中时常需要穿插以英文首字母为简称的仪器分析方法,如X射线衍射法(X-ray diffraction)简称为XRD,扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy)简称为SEM等。同样地,该类简称在高分子材料学中也十分常见,如聚乙烯(polyethylene)简称为PE,聚氯乙烯(Polyvinyl chloride)简称为PVC等。相比复杂的专业词汇的英文全称,英文简称显然更容易被学生牢记,并且英文简称在实际生活中也应用较多,学生除了能够从课本中学到专业词汇外,也能比较容易地在生活中了解到某种材料的英文简称,进而了解该材料的英文全称,由此形成联想记忆,方可较为容易地寻找到材料化学专业英语词汇的一般规律,增加专业英语的词汇量。因此在教学过程中,对刚刚进入材料化学专业英语学习的大三学生,可先帮助其回忆专业课上学过的英文简称,进而对其解释该简称的英文全称,一方面可带领学生复习之前所学的专业内容,另一方面可由此增加学生对专业英语的兴趣,使学生在专业英语学习过程中能够有成就感。
【关键词】材料化学;实验教学;科研课题;教学改革
中国分类号:H191
在理工科专业中,材料化学专业属于应用型专业,其实验课教学极为重要。在目前的材料化学实验教学中,存在实验内容单一、实验设备欠缺、实验人员固定,学生的实验兴趣与主动性不足等问题。[1]而在现代科学技术高速发达的今天,不仅要求材料化学专业的学生掌握化学理论知识、材料基础知识,更要求学生具备仪器操作能力、实验能力、创新能力,需要学生具备创作性地将材料基础知识、化学理论知识转化为科学技术的能力。为培养符合社会需求的化学人才,与科研课题相结合的材料化学实验教学模式成为主要途径,这种实验教学模式有助于培养学生的实验激情、激发学生的科研潜能,培养高素质的应用型化学人才。
一、实验教学模式的可行性
在我国的一些高校中,与科研课题相结合的材料化学实验模式已逐步开展,这种实验教学模式在高校中的开展需要高校科研项目、学生实验条件、教师科研水平等的支持。而在目前的高校科研中,一些教育型高校的科研质量、所获的科研经费、教师水科研水平、实验条件等还不能大规模的开展科研实验教学。[2]因此,高校应根据学生的基础、学校的具体实验条件,安排适当的课题、学时,有计划、有步骤的开展与科研课题相结合的实验教学。此外,教育部对教学型高校的科研申报应大力支持,帮助高校开展一些省市级科研项目,提高学校的科研水平,使与科研相结合的材料化学实验教学模式的开展成为可能。
二、实验教学模式的实施
(一)、选择合理的科研实验内容、模式
首先,教师应根据学生的研究性学习的方法、特征,收集符合教学的相关资料,以此选择可供实验教学的科研课题。在此基础上,教师应依据具有明确针对性、体现科学性、具有一定创新性、适当难易度的标准进行课题选择,并对所实验的课题内容进行确定,对实验指导进行撰写修订。其次,在实验教学中,教师应根据学院的要求,对实验模式进行确定,可先进行小规模、短学时的课程。对于课时的安排,应综合考虑实验难易度、经费等因素,合理调整科研项目内容,使实验符合课程需求,符合学生需求,可对一个科研项目进行分解,合理调整,取其中的一个内容进行实验,也可将几个基础性的材料化学实验整合为一节实验课等。这样既可使学生在有限的课时内完成实验,也使学生接触到完整的材料化学知识、科研实验知识等。
(二)、教师的合理的指导
在与科研课题相结合的材料化学实验教学中,教师的指导极为关键,它是实验得以开展的基础,是学生实验学习、进行的依据。教师应有计划、有目的的组织学生进行交流、讨论,收集整理有用的实验材料、结果,为科研课题实验的开展提供依据。在学生实验的过程中,教师应及时、认真观察实验,对学生出现的问题进行及时指导,确保学生实验的可进行性,使学生能在规定的时间内完成实验,提高学生实验兴趣与热情。在实验完成后,教师应及时将实验结果、讨论写入实验报告,并安排学生课后完成实验报考,教师对学生的实验报考进行检查、评价,给予合理意见,更正实验问题等,加强学生对实验的认识,提高学生的实验能力。[3]
(三)、引导学生主动学习,积极合作
在传统的材料化学教学中,"灌输式"的教学模式使学生的学习主动性降低,不利于学生实验能力的培养。在与科研相结合的材料化学实验教学中,教师应改变教学模式,以"探究式"的教学方式进行教学,使课堂生动、活泼,激发学生的学习兴趣,实验热情,引导学生主动思考,提高学生的思考能力、动手能力。同时,教师应围绕科研课题,引导学生自主发现问题,并对学生进行分组,确保每小组独立完成任务,每小组的学生通过收集资料、分析信息,解决问题,不仅提高学生的动手能力、解决问题的能力,也培养了学生的合作意识、提高学生的合作能力,为以后的科研实验打下基础。
(四)、加强校外实习基地的建设
开展与科研课题相结合的材料化学实验教学,实验基地的建设尤为重要。高校充分利用多种渠道,加强与企业单位的合作联系,加强校外实验、实习基地的建设,以此增强学生的实验实习时间,提高学生的实践能力。一些高校可在一些化学材料相关企业实习基地,满足学生的实习需求,此外,学生应选择合适的科研项目,鼓励支持学生在所实习的基地进行科研实验,教师并定期的到实习基地,结合实习基地的实验条件、具体情况,给予学生科学的指导,确保科研课题的顺利完成。同时,教学可采用企业、学校双导师制联合的方式,学校、企业各派一名导师到实习基地指导。[4]由于学校、企业所排的导师的侧重点不同,对学生的指导也不同,可使学生的材料化学理论知识、实际实验能力都得到提高。
三、结束语
在高校的材料化学教学中,与科研课题相结合的材料化学实验教学模式的开展需要根据学校的实验条件、科研经费状况、师资水平等因素,合理科学地选择科研课题、实验内容、实验课时等,以此确保实验进行的可行性。在实验教学中,教师应选择合适的科研实验内容、模式,给予学生适度的实验指导等,使学生准确掌握实验知识,提高实验能力。同时,高校应加强对实验基地的建设,提高学校的科研实力,为社会培养更多更优秀的具有实践、创新能力的高素质化学人才。
参考文献
[1]田俐,刘胜利,申少华,肖秋国,曾云龙,刘俊成.教学与科研互动培养创新型应用人才--材料化学专业实验教学新模式探讨[J].当代教育理论与实践,2011,07:70-72
[2]田俐,申少华,刘清泉,张欣,张馨.材料化学实验与科研课题结合的教学模式[J].实验科学与技术,2011,06:131-133
关键词:物理化学课程 教学方法 职业教育
物理化学是冶金、材料各专业的一门基础课程,物理化学学习的差与好影响到接下来专业理论课程的学习。作为一门必修课,相比其他高职高专中有机化学等化学课程,物理化学具有概念的抽象性、逻辑性强,规律的前后相关性强,学习过程中应用其他学科的知识面广,计算公式繁多等特点。因此,学习者要想掌握好物理化学这门课程,不仅要具有良好的基础化学知识,还必须具有一定的高等数学和普通物理学的基础。物理化学课程作为材料专业与冶金专业学生学习的一门必修课、一门理论课、一门专业基础课,教师怎样教好、学生如何学好这门枯燥难学的课程,都存在困难。本文从物理化学课程教学的自身特点和逐步培养学生学习兴趣方面入手,对这门主要的基础课的教学方法进行一些粗浅的探讨。
一、适当减少理论深度,加强应用
物理化学这门课理论性、系统性很强,内容较多而抽象,公式又多,每个公式有其特定的使用条件和范围,所以学生接受起来感到有一定的困难,特别对于高职高专层次的学生,数学、物理和化学基础比较薄弱,学起物理化学来倍感吃力,听课很辛苦、作业很难做。这就对老师的课堂教学提出了更高的要求,作为教师应该因材施教,充分考虑到授课对象是基础比较差的学生,对物理化学理论的获得不应以大而多为目标,而是以够用、能懂为标准,并且能满足各专业学生学习专业课的需要,就可以了。对于大量的物理化学公式,推导过程复杂并且涉及到大量的高等数学的知识,要让学生都记住和掌握是不可能的,也是没有必要的。其实数学推导过程只是获得结果的一种手段,不是目的,所以对于一般公式及其推导过程,要求理解就可以不要求掌握,对于特别重要的公式要掌握其使用条件和物理意义并且要牢记。物理化学理论性很强并且概念规律偏于抽象,授课过程中要适当加以淡化,并且多联系一些简单易懂的实例。如在热力学第一定律和热力学第二定律的讲解中,遇到具体的计算时,重点关注化学反应过程的能量改变、反应的方向与限度以及反应的速率,而淡化对抽象物理的讲述,方便学生理解和接受。
二、根据不同专业需要,侧重不同教学内容
物理化学这门课程内容的覆盖程度广、综合度高,它包括了热力学、化学动力学、表面化学、溶液等知识内容。在实际的讲授过程中,不同专业对同一课程有不同的要求。对于物理化学这门课程,不同的专业不能用同样的讲课方法讲述同样的内容。根据不同的专业的教学大纲要求,对教学内容进行删减取舍。作为物理化学核心内容的热力学第一定律和热力学第二定律,是每个学习物理化学的学生必须学习的内容,可以不考虑是否与专业理论密切相关。而对于化学动力学应用部分,则可以根据实际教学情况,根据不同专业自身教学大纲和学时安排的要求,有选择、有侧重地讲述。如材料成型与控制技术专业在热力学应用部分要加大学时,重点讲授。化学平衡、表面化学应是材料工程技术专业的重点内容,在该专业的湿法冶金中经常用到化学平衡原理、表面活性物质等概念。而化学反应速率应是冶金专业有色方向的重点内容,多项反应、扩散等内容出现在铝电解的课程中,溶液应是冶金黑色方向专业的重点内容,而胶体化学、电化学和冶金技术专业相关很少,基本不用作为教学内容。应该特别指出的是,物理化学删减教学内容不是删减一些该讲的内容,要综合考虑教学大纲和整门课程体系的完整性,抓关键抓主要。
三、教学中恰当安排随堂加强直观教学
实验教学在物理化学课程的教学中占有十分重要的地位,它与物理化学课程紧密配合,通过实验教学,学生不仅可以巩固和加深对物理化学原理的理解,提高学生对物理化学知识灵活应用的创新能力,还培养了观察和分析问题的能力,加强学生动手能力,培养严肃认真、实事求是的科学态度和作风。例如,在讲解多相平衡反应这一章节时,我们让学生先做碳酸钙热分解的测定实验,这是一个典型的多项平衡反应。在学生有了对多项反应感性认识的基础上讲授这部分内容。像这样的做法还有很多,如实验室用蒸馏水洗涤容器为什么要少量多次和分配定律相联系,分离操作中的陈化原理和开尔文公式相联系等。
总之,恰当地将教学内容与实验操作联系起来,遵循“实验操作中的问题――引入讲授新内容――给出答案”,可以培养学生的科学思维能力与解决问题能力,提高学习物理化学的积极性。
四、列举实际生活实例,提高学生学习兴趣
物理化学知识其实存在于我们生活中的方方面面,只要稍加留意,就会在衣食住行中找到和物理化学有关的现象。因此在组织教学内容时,特别注意恰当地将教学内容和生活中学生遇到的实例结合起来,使学生认识到理论学习可以帮助解决实际问题,以此激发学生对物理化学这门课程浓厚的学习兴趣。将复杂的规律、原理、方法通过用熟悉、生动、简单的生活实例进行讲解,使学生容易接受,并且逐步培养兴趣。如考古工作中怎样根据动力学原理估算尸体的埋葬时间?根据一级反应的动力学方程,由于古尸上裹的碎布片中放射性元素碳14的衰变是一级反应,利用衰变半衰期及其活性可以计算出来。其他如陶瓷制品表面的结晶釉会产生富丽堂皇、光彩夺目的效果;打湿了的化纤衣服比全棉衣服易干,等等,这些奇妙的现象激起学生的兴趣后,就能促使他们去学习,当学生最终恍然大悟时,会深感学以致用的无限乐趣,从而投入到积极主动的思维之中,激发浓厚的学习兴趣,保证课堂教学效果。
五、贯穿人文教育,培养科学文化素养
物理化学中涉及的科学家很多,如盖斯、范托夫、克劳休斯、能斯特、范德华、阿伦尼乌斯、吉布斯等。他们发现建立的物理化学定理的方法不同,个人成长、成功经历也不同,在讲课过程中根据内容让学生去查阅科学家的生平、传记,了解他们成长的经历,写出小论文,有助于科学文化素质的养成。同时,在讲课过程中还可穿插一些科学家的小故事,把科学家观念的创新和科学思维的动人情节引入课堂教学,启发学生的创新激情,充分调动学生学习的积极性。比如发现了溶液中的化学动力学法则的荷兰科学家范托夫是第一位诺贝尔化学奖获得者,其他科学家像阿伦尼乌斯等等也曾获得过诺贝尔奖,通过在课堂中穿插这样的科学小故事,逐步培养学生的科学素养。同时,还可以讲讲我国物理化学的发展及作出贡献的中国物理化学科学家,培养学生们的爱国热情。
因此,物理化学的教学不应仅仅是向学生传授综合了数学化学的理论知识,培养其实验操作能力,更应是一种课程文化、科学文化的熏陶。
物理化学课程是一门基础理论性和实践性都较强的课程,对其他相关学科的专业课基础理论产生一定作用和影响。它在冶金与材料各专业教学中具有重要的基础地位。通过对教材选择、内容取舍、深浅把握、教学应用等方面多做思考研究,以取得更加良好的教学效果。
参考文献:
[1]王桂英.物理化学课程教学方法探讨.湖南冶金职业技术学院学报,2004(12)
[2]何红岩,马晶军,藏晓欢,李卫宁,任希霞,高等农林院校《物理化学》课程教学改革刍议.河北农业大学学报(农林教育版),2006(12)
[3]蔡邦宏.物理化学教学的几点体会.科教平台,2006(1)