一、无机材料化学的学科特色
材料是人类文明的物质基础和先导,是直接推动社会发展的动力。基于材料对社会发展的作用,人们将信息、能源和材料并列为现代文明和生活的三大支柱。在三大支柱中,材料又是能源和信息的基础。新材料既是当代高新技术的重要组成部分,又是发展高新技术的重要支柱和突破口。伴随着信息时代的来临和材料设计、制备及加工的信息化处理,世界各国都将目光转向具有“高、精、细”特征的新材料万面,我国也将新材料作为重点发展的行业之一。鉴于此,国家中长期科学和技术发展纲要(2006年-2020年)将新材料技术列为前沿技术,提出新材料技术将向材料的结构功能复合化、功能材料智能化、材料与器件集成化、制备和使用过程绿色化发展;要突破现代材料设计、评价、表征与先进制备加工技术,在纳米科学研究的基础上发展纳米材料与器件,开发超导材料、智能材料、能源材料等特种功能材料,开发超级结构材料、新一代光电信息材料等新材料。这一切都预示着材料科学正经历着一次重大的变革。因此,加强材料科学领域创新人才的培养是时代的要求。
无机材料化学是材料化学家从材料科学、材料工艺和技术的角度出发,把固体物理、固体化学相关理论和工程方面有关无机材料研究的化学内容集中起来,加以分析、综合和提高而形成的一门独立学科。[2]无机材料化学研究的范围非常广泛,包括材料相关的基本概念和理论、制备原理、结构表征、重要的材料类型及其相关性能等多方面的内容,涉及了固体物理、固体化学、材料科学等学科的相关理论,是一门典型的交叉性学科。进入20世纪90年代以来,材料科学技术的发展异常迅猛,材料科学与生命科学、信息科学、环境科学等共同构成了当代科学技术的前沿。展望21世纪,材料科学技术研究开发的前沿有微电子材料、新型光电子材料、稀土功能材料、先进陶瓷材料、高温超导材料、纳米材料等,[3]这些都属于无机材料化学的研究范畴。因此,无机材料化学又是一门具有前沿性的学科。基于学科背景和课程特点,我们在大连理工大学教改项目的支持下,以提高教学质量、培养学生的创新能力为主线,以建设精品课程为目标,进行了一系列教学改革和研究。
二、教学内容的选取
高等学校教学中教材内容的陈旧是影响创新型人才培养的突出问题,也是高校课程改革的重点。目前,高校教材内容不能适应现代化人才培养的需要,内容的先进性方面不能适应科学技术飞速发展的要求,不能适应知识经济时代创造型人才培养的要求。[4]特别是面对具有前沿性特点的材料化学,教材的内容相比速增长和更新的新材料来说,严重滞后。而要培养创新型人才,掌握最新的科研成果对于激发学生的创新思维非常重要。[5]向学生讲授科学前沿知识可以激发学生们的求知欲,为他们提供一个创新的空间,使学生能够近距离地感受创新的价值和创新带来的激情。因此,挑选合适的教材是非常重要的。我们挑选了北京大学林建华、荆西平编写的《无机材料化学》。该书将无机材料化学中重要的基础问题做了全面的讨论,这本教材最大的特点在于它介绍了无机材料化学领域的最新进展,并附有近期发表在国际主流期刊上的相关文献,整本教材体现着材料科学、化学和物理等学科交叉与渗透的特点。如果学生对教材中的某些前沿内容感兴趣,可以在教材中找到相应的参考文献,在图书馆下载后仔细阅读。
课堂上仅传授知识是远远不够的,教学内容还要有一定的探索性,能让学生有一定的思考空间。教学中,我们发现学生对来自科研一线的事例非常感兴趣。因此在课堂上,我们以自身科研成果丰富教学内容,结合自身科研经历令课堂生动有趣,深化了教学效果。我们经常把自己在科研工作中的体会、最新科研成果转化为教学内容,设计一些开放式的问题与学生探讨,自觉地把创新意识、创新能力的培养融入课堂教学之中。我们还结合相关的教学内容,穿插讲解一些科学方法论的知识,培养学生的科学精神。例如,在讲到固溶体合金的形成规律时,我们向学生讲述了现代物理冶金学重要创始人William Hume Rothery在听力完全丧失、健康状况非常不佳的情况下,凭借坚强的毅力和非凡的生活热情,在异常简陋的工作条件下,开创性地提出了著名的Hume Rothery准则。这位杰出的科学家一生始终以乐观向上的生活态度,坚持不懈地勤奋工作着。学生们纷纷为Hume Rothery的人格魅力而倾倒,希望自己也能投身科学,在某一领域取得杰出成就。我们经常把本学科碰到的难题以及学科前沿的问题向学生进行适当的介绍,激发学生的民族自豪感,培养学生的创新思维和探究精神。例如,在讲到第八章电介质材料时,我们将著名纳米科学家王中林发表在《科学》上的氧化锌“纳米发电机”一文介绍给学生。在讲到第九章超导材料时,我们向学生们介绍了我国在超导材料的研制上一直处于国际领先水平,特别是2008年我国在高温超导研究上取得重大突破,发现了一类新的高温超导材料———铁基超导材料,在全球范围内掀起了超导材料研究的新热潮,并介绍了铁基超导材料的结构和性能。在讲到第十二章发光材料时,我们向学生介绍了大连路明集团开发的“水立方幔态LED”在研发、制造、安装中创造的7项“世界第一”。这些事例大大激发了学生学习相关章节内容的兴趣,同时也培养了学生的民族自豪感和投身科学的信心与决心。实践表明,将科研引入教学过程,有力地促进了学生对知识的掌握和能力的提高,促使学生形成了正确的科学精神和科学态度,大大提高了教学的实际效果。
三、教学方法的改革
教学手段和方法是提高教育质量非常重要的一个方面。传统的教学方法以教师为主导,以传授知识为目的,往往采取灌输式教学方法,在很大程度上忽略了学生的主体地位和创造性,学生被动地接受知识,学习积极性不高,教学效果不理想。要改变过去那种单纯传授专业知识的教学方法,把培养学生的创新能力和创新意识作为教学工作的重点,我们必须对原有教学方法进行改革,采取多样化的教学手段激发学生的学习兴趣。
本课程的特点是知识点多而且分散,学生容易只见树木、不见森林。为此,我们理出了一条课程主线,向学生清晰地展示各章节的作用以及章节之间的联系(如图1)。我们力争做到讲课内容少而精,重点突出,主次分明,出现在不同章节但内容相关的部分放在一起讲解。例如,与Fermi面附近的能态密度相关的性质有金属材料的电子热容和Pauli顺磁性(第四章)、金属材料的电导率(第九章)、超导材料的临界温度(第九章)等,将这些知识点放在一起进行对比和总结,学生对Fermi能级的概念就会有非常清晰和深刻的认识。课程教学的重点在于使学生掌握该学科的思维方式和研究方法,给学生留有思考的足够空间,能从多角度理解基本原理。古人云“授人以鱼不如授人以渔”,这里强调的就是教授学生学习方法的重要性。[6]材料的组成和结构决定了其物理性质,这是材料化学的核心和基础。将钙钛矿材料的结构(第三章)和其铁电性质(第八章)结合起来讲解,学生不仅对该类材料的结构和特殊的物理性质有了深刻的认识,更深化了对结构-性能关系的理解,掌握了该课程的学习方法。
在实践中,我们采取了传统教学与多媒体教学结合、自主学习与协作学习结合,基于问题学习、基于案例学习、研究型学习等多种形式的教学策略,提高了学生学习和思考问题的效率。实践表明,适度使用多媒体教学,将材料实际应用的照片、材料加工制作过程的视频等图片影视资料生动地展示给学生,能为教学过程提供丰富的感性材料,丰富课堂教学内容。鉴于新材料的发展日新月异,每天新概念、新构想、新方法都在不断涌现,我们在课堂上及时地将与课程内容相关的最新文献介绍给学生,课堂教学结束前提出下次课程内容的前沿课题,让学生在课前完成对这一前沿课题的研究报告。这样一方面可以使这些学有余力的学生接触到材料化学领域的最新研究进展,培养他们对教材内容的兴趣并找到自己的科研兴趣,另一方面可以让学生看到自己知识结构的不足,在学习中自觉地去完善自己。与此同时,这也锻炼了他们查阅文献和英文阅读的能力,为将来进行专业科学研究奠定了一定的基础。通过一个学期的尝试,我们感到教学效果非常好,学生经常在下课后围着教师交流,提出各种材料学领域的前沿问题与教师探讨。有几个表现突出的学生已经进入到某些课题组,开展创新实验了。另外,在课堂上,我们结合自己的科研实践,提出开放式的与课程内容相关的问题,让学生思考和回答。我们鼓励学生提出不同的见解,这样就增加了师生互动,活跃了课堂气氛,提高了学生的学习兴趣。我们将本课程教学方法作一总结列于表1中。
四、实验教学方案设计
【关键词】化学专业；材料化学；教学改革
《材料化学》是从化学视角讲授材料的设计、制备、组成、结构、表征、性质和应用的课程[1]。《材料化学》是我校黄山学院化学专业培养方案中设置的一门选修课，在高年级开设，其主要目的是扩大学生的知识面，培养学生企业生产实践等方面的能力，拓展学生的就业渠道，同时也使化学这一传统专业的办学模式与学校的应用型本科定位相吻合。
近年来，一些专家学者对《材料化学》课程的教学提出了改革意见。如郝凌云等提出把基于构思、设计、实现和运作的工程教育模式引入到材料化学课程的教学体系中，以提高课程教学质量和效果，培养学生的综合能力、创新能力和团队合作能力[1]。陈鸿雁从材料化学的教学目的、教学内容、教学方法和手段、考核方式等几个方面进行了材料化学教学的改革，使材料化学的教学既能拓宽学生的知识面，又能促进学生的就业[2]。胡长员等认为江西科技师范学院材料化学的教学改革应从自身实际出发，通过优化课程结构、增强实践环节、修订教学大纲、选用高级别教材、采用多样化教学方式等途径来实现教学内容和课程体系的改革[3]。李庆等认为材料化学基础理论与方法对新材料的合成开发与应用具有深远意义，其教学改革应从教学实际出发，通过优化教学内容、灵活选用多种教学方法和手段、精心组织实验教学增强实践环节等途径来实现[4]。
我们从黄山学院化学专业目前所面临的实际问题出发，对《材料化学》选修课教学进行了初步的改革探索，以期获得较好的教学效果，并为学生就业和地方经济发展做好服务工作。
1 黄山学院化学专业现状及存在的问题
黄山学院化学（师范）专业始建于1978年，2002年招收本科生，是我校最早设立的六个本科专业之一，也是传统优势专业。该专业自设立以来，经过长期不懈地努力建设，积淀深厚，基础坚实。升本以来，培养了近700名（含专升本）毕业生，为安徽省基础教育、化学化工以及社会发展输送了合格人才，受到了用人单位的好评，赢得了良好的社会声誉。近年来，化学专业大力引进人才，师资力量比较雄厚，设备、条件等教学资源不断改善，成为一个具有良好发展潜质的专业，2009年获批为省级特色专业建设点。
但是，由于近年来中学师资趋于饱和，化学专业面临一些问题，主要有以下几个方面：一是生源不足，2011年只招收到59人；二是第一志愿录取率逐年下降，2011年已降到5%；三是对口就业困难，对口就业率2013年仅达到48%；四是学生流失（转专业）比例偏高，如2007年招收90人，到2011年毕业时仅剩71人。
2012年我校化学专业停止招生，材料科学与工程新专业建立并于当年开始招生。目前，我们已经申报了安徽省振兴计划专业改造项目，目的是将原化学专业的师资、实验室等进行逐步改造，以适应新专业材料科学与工程发展的要求。
2 以往化学专业《材料化学》选修课教学存在的问题
以前《材料化学》选修课教学主要存在三个方面的问题：一是，由于《材料化学》是我校化学专业到高年级才开设的选修课，教师和学生普遍不够重视，导致这门课的教与学都成了“走过场”，难以达到培养目标和要求。出现这一问题的主要原因是高年级学生为找工作和毕业等诸多事情而焦虑，他们中大多数无法沉下心来学习。同时教师对上毕业班的选修课也普遍不够重视，导致上课内容死板、僵化，影响了学生的学习兴趣。另外，高年级选修课大都为考查课程，学生无需面对考试的压力，自然也就不愿意深入学习。二是，教师在教学过程中，只注重基础知识理论如晶体学、各种材料的概念性能等内容的教授，很少涉及各种材料工业生产过程等工程方面的内容，这样不利于学生毕业后到企业就业。三是，考核方式比较单一，一般只有“考勤+作业”或“考勤+作业+测验”两种方式。
3 化学专业《材料化学》选修课教学改革探索
3.1 开课时为学生详细阐述学习本门课程的意义
在上第一节课时，我们不是急于直接讲授课程的内容，而是首先向学生介绍目前化学（师范）专业总体就业形势，解读化学专业的培养方案（计划），并指出《材料化学》这门选修课在培养方案（计划）中的地位和作用，这样就使得他们能够弄清楚学习这门课的重要意义：一方面可以拓展自己的知识面和潜在的就业领域；另一方面对于立志考研深造的同学，也可以多接触一个研究方向。这样做的结果可以使学生自开课之初就从心里上重视起这门课，进而自然地会投放一定的精力在该课程的学习上。
3.2 利用多媒体图片和视频展示各种材料
在讲授教学内容时，我们利用多媒体图片和视频展示各种材料，给学生以生动直观的印象，以克服死板、单调和枯燥的纯粹讲解，从而达到激发学生学习本门课兴趣的效果。比如，我们在介绍传统材料的时候，要涉及到金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等的基本知识、应用性能和研究概况等；而说到新型材料，就要提及新型能源材料（太阳能电池材料、储氢材料、锂离子电池材料、燃料电池材料）、磁性材料、压电材料（压电陶瓷、压电高分子材料）、信息材料（信息处理、存储、传递、显示材料等）、智能材料、生态环境材料、生物材料等。我们在课前通过查阅资料搜索各种材料的制备、应用、甚至是研发过程等方面的图片和视频，将其制成课件，在课堂上通过多媒体展示给学生看，这样可以加深学生对各种材料的了解，从而达到很好的教学效果。
3.3 将课堂教学内容与企业生产实践结合起来
课堂上，我们除了讲授必要的理论和书本知识内容以外，还应尽量结合实际和生产实践介绍一些课外内容。比如，在讲到高分子材料部分的内容时，我们向学生介绍了黄山市及周边黄山永佳集团有限公司、安徽恒远化工有限公司、黄山美森新材料科技有限公司等企业的情况，告诉学生这些企业生产或者加工哪些高分子材料，还建议他们可以亲自到企业进行调研等。在讲到无机非金属材料时，我们介绍了黄山石英砂厂、安徽海螺水泥有限公司及其产品等。同时，我们还将一些企业及其产品甚至是生产或加工过程的图片通过多媒体展示给学生观看，这样可以加深学生对本地材料相关企业的了解，对促使部分学生毕业后选择进入本地企业工作起到了一定效果，客观上为服务地方经济发挥了作用。
3.4 采取灵活多样的考核方式
在本门课程的结业考核方面，我们规定，学生除了按时出勤、完成规定次数的作业和参加测验外，还要对周边相关企业进行调查并撰写调查报告，或者查阅资料撰写某一种材料的制备或应用综述等。总评成绩应包含以上各个方面的综合考核。这样可以使同学们将书本的知识与实际生产实践及应用结合起来，从而对这门课有较为全面整体的了解。
【参考文献】
[1]郝凌云，陈晓玉，杨晓莉，陈晓宇，张小娟，韦鹏飞.基于CDIO工程教育的材料化学课程教学改革思考[J].当代教育理论与实践，2012，4（7）：43-45.
[2]陈鸿雁，叶晓萍.材料化学教学改革的几点探索[J].广东化工，2012，39（6）：245.
一、化学教学价值
新课程改革使所有的教育活动要围绕体现学生主动认知、健康发展的核心价值而进行。化学教育价值在于其能够奠定学生的科学素养基础，形成基本的化学观念，提供化学学科独特的认识物质世界的视角与完善“结构决定性质、性质反映结构”等化学思维结构。但是，在传统的化学教学领域中，大部分教师对化学教学价值的认识还停留在“传递化学知识”上，部分教师虽然已经关注到学生技能与技巧的发展，但大多为点缀。在教学实践中，教师奉行的价值观与理想中的教学价值观并不一致，相去甚远。因此，我们要想转变教学价值观，就要在化学教学实践中不断摸索、发展与完善。
二、“功能高分子材料”的化学教学价值
“功能高分子材料”是人教版高中化学选修5第五章第三节的内容，是高中“有机化学”的最后一节内容。在传统教学中，我们会把这节课当作科普内容介绍给学生或安排学生自学。然而，经过深入分析教材，我们就会发现，这节容易被忽视的课，从各个方面都蕴含着可实现的化学教学价值。功能高分子材料与学生的生产生活实际、高科技材料发展有着紧密的关系，能够深层次地体现“结构决定性质”的化学思维结构，运用宏观与微观视角解决本节教学相关问题，能让学生体验有机化学原理在解决实际问题中的重要作用。如何才能在教学实践中实现化学的教学价值，我结合“功能高分子材料”的教学实例，将具体分析如何在新课程改革的教学实践中实现化学教学价值。
1.奠定科学素养基础，形成基本的化学观念
形成超越课堂的持久价值和迁移价值是化学学科具有强大生命力的体现。《高中化学新课程标准》强调从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个维度着手培养学生的科学素养，在此基础上形成基本的化学观念，使之成为认识物质世界、做出相关判断的出发点与基本依据。这意味着化学教学不仅要提供给学生基本的化学知识、技能和方法，更重要的是要让学生从化学视角去认识科学、技术、社会和生活，了解化学制品对人类的影响，形成如微粒观、元素观、分类观、结构决定性质等基本的化学观念，懂得运用化学知识去治理环境污染，合理地开发和利用化学资源，在面临与化学有关的社会问题的挑战时，做出更理智、更科学的决策。
围绕“奠定科学素养基础、形成基本的化学观念”这一教学价值，我在“功能高分子材料”的教学过程中突出教学素材的选取和化学观念的合理运用。
在引入环节，我展示了功能高分子材料在各个领域的广泛应用，从新材料的实际应用出发，让学生了解功能高分子材料，引导学生关注高科技产品与生产生活的紧密联系。随后，我会问同学们这样一个问题：在沙漠治理和抗旱保水的过程中，我们需要一种高吸水性材料，如何获得？这就将学生置身于解决实际问题的环境中，面对与化学有关的社会问题的挑战，引导学生去探求化学知识的实际应用价值，引发他们进行创新性思考。
为了解决这个问题，我让同学们说说生活中常见的吸水性物质有哪些？之后，我会从他们都熟知的物质――棉花入手，分析其性质和结构特点，引发学生有针对性的思考和研究，从而在明确其结构特点与性质关系的基础上，对棉花的结构按需进行改造，合成能够解决沙漠问题的高吸水性材料――聚丙烯酸钠。所有的教学环节都在培养当学生面临与化学有关问题的挑战时有运用化学研究的一般思路做出科学决策的能力。
在我们完成探究高吸水性材料的性质之后，我又以尿不湿为例拓展高吸水性材料的重要应用，从应用和结构的角度比较聚丙烯酸钠与聚丙烯酰胺性质的异同，培养学生从化学视角分析生活中常见物质结构和性质的异同，巩固学生已有的基本认识和观念，培养学生观察、对比和分析等科研能力。
这部分教学材料的选取始终突出化学的教学价值，围绕奠定学生化学科学素养基础的要求，将化学课堂教学与学生生活体验、高新科技发展紧密联系在一起，将各种素材在有机合成思想的指导下合理安排，落实官能团性质、有机合成思路等化学知识，帮助学生主动建立并巩固化学观念，引发学生对化学与社会、科技的主动关注与思考，尝试运用化学知识解决现实世界的问题。
2.提供化学学科独特的认识物质世界的视角
微观结构与宏观性质的关系是认识客观世界的一个思想方法，是化学不同于其他学科的最具特征的思维方式。化学的基本特点是在分子水平上研究物质的结构、组成、性质和变化，在微观层面揭示事物一般的、本质的与深层次的特征与联系，因此，化学能帮助学生从宏观与微观视角认识物质及其运动，使他们的认识得以升华。
“功能高分子材料”一课的教学实践源于学生的生活经验，我们可以从宏观层面研究天然吸水性材料――棉花的宏观性质和外部特征，探究棉花具有一定吸水性和保水能力的原因。在这个过程中，学生能够在问题的驱动下主动地分析棉花纤维素分子的功能基团和分子骨架，自觉从微观层面研究分子物质的组成。结合素材分析微观结构，我们会进一步思考并讨论如何通过改变结构，增强棉花的吸水能力和保水能力，进而获得强吸水性和强保水能力的高吸水性材料，从微观分析进入到宏观观察，进而探究聚丙烯酸钠的性质和特征。
3.完善“结构决定性质、性质反映结构”的化学思维结构
化学研究既重视观察与操作，又突出化学思维，从实现化学教学价值的角度看，建立并完善“结构决定性质、性质反映结构”的化学思维结构是化学教学的一个核心任务。化学教学需要唤起学生主动进行科学探索的意识，更要优化学生的科学思维结构。
“功能高分子材料”一课通过改造和修饰功能基或分子骨架，合成所需要的功能高分子，将“结构决定性质”的体现从静态结论转变为动态过程，让学生从被动地接受转变为主动运用化学观念。从完善“结构决定性质、性质反映结构”的化学思维结构视角出发，我们通过对高吸水性树脂的合成分析，遵循材料科技发展的路径，从天然材料中得到启发，通过引入功能基团和改造分子骨架，得到高性能材料，从结构角度认识性质，进行结构优化，实现性能优化，最终形成合成功能高分子材料的一般思路。例如，我会从学生熟知的天然吸水性材料――棉花开始，探究它的吸水性和保水性，分析哪些分子结构特点会影响棉花的性质，认识纤维素分子的分子骨架和功能基团与棉花吸水性、保水性的关系。因为棉花的性质特点不能满足沙漠治理的需要，如何在了解棉花的结构后合成高吸水性材料？我会让学生从纤维素分子的结构入手，改造分子结构，通过对分子骨架的改造和功能基团的修饰，设计出合成高吸水性材料的路线，合成聚丙烯酸钠，通过实验验证其性质，反映物质结构与性质的关系。
化学课程把形成学生主动、健康发展的意识与能力作为其实施的核心价值，因此，我们要在化学教学活动中，选取教学素材、设计探究活动、安排教学程序，完成化学教学的真正任务，实现化学教学的价值。
参考文献：
[1]胡久华，王磊.促进学生认识素养发展的化学教学[J].教育科学研究，2010（3）.
[2]教学部基础教学教材审定工作办公室.新课程实验教材精粹选评（化学卷）[M].北京：人民教育出版社， 2012.
[3]林承志.化学课程与教学论[M].北京：北京师范大学出版社，2012.
[4]沈理明.化学教学研究[M].镇江：江苏大学出版社，2010.
[5]杨梓生.试析《化学1（必修）》教材如何引导学生形成化学观念[J].化学教育，2008（4）.
目前，无机材料物理化学课程沿用陆佩文[5]编写的硅酸盐物理化学课程体系，在多年教学过程中发现该课程体系存在如下的问题：
1知识点分散
无机材料物理化学课程的内容包含了材料科学基础的晶体学及晶体缺陷的内容，包含了材料加工的基础知识相平衡和相图，同时又涵盖了无机非金属加工过程特有的熔体和玻璃体，陶瓷加工过程的基础粘土水系化学，烧结加工过程的扩散、固相反应、固态相变和烧结等基础知识．课程体系分散复杂，课程的内容繁多，每一章单独成为体系，前后的联系不够明显．
2与实际接触的宏观事物距离较大
无机材料物理化学的教学体系以理论推导为主，涵盖了大量的前期科研工作者进行的理论推导，并且结合实践给出了很多应用．由于工科学生课程体系设置的特点，注重工程实际，注重在实践中解决问题．因此，在学生现有认识事物的体系中，对于宏观上能看到、能摸到的理解和掌握起来比较快，而对于微观的、抽象的体系认识起来难度比较大．
3与实际的生产不能有效结合
现有无机材料物理化学课程作为工科课程来讲，离实际工程应用距离比较远，对学生的吸引力不够，很多学生在课堂上经常问学了这么多公式、这么多图有什么用，而这个问题按照现有的课程体系无法回答．
无机材料物理化学课程体系改革
无机材料物理化学的知识点总体上概括起来可以分成两个主要方面，一是与陶瓷（水泥）生产密切相关的知识，二是与玻璃生产密切相关的知识体系．在此为分类基础上，对课程的知识点和讲授顺序重新进行了调整尝试．
1以陶瓷生产为主线的课程体系设置
在介绍与晶体相关的知识过程中，主要以实际中的陶瓷为例，首先进入晶体的微观世界，引出陶瓷的晶体结构，由晶体结构引出晶体概念、晶体化学知识，在晶体中漫游会发现很多缺陷，进而介绍缺陷的知识．简要介绍陶瓷的生产工艺，从原料加工到成品过程用动画演示，介绍原料过程中讲解粘土-水系的胶体化学，其中包含的胶体性质及一般的熔体性质通过固体的表面和界面部分来了解；利用陶瓷烧结过程中的烧结温度选择，引出相平衡和相图，重点介绍这部分内容，在烧结过程中的微观动画展示后引出扩散-固相反应-烧结．此部分中，重点是晶体的结构及相平衡的知识．
2以玻璃生产为主线的课程体系设置
与玻璃相关的课程知识介绍的过程中，首先展示玻璃，随后简要介绍玻璃的生产过程，该过程由于有无机非金属材料工学进行具体介绍．因此，只需描述即可，其后引出玻璃原料，简要复习晶体结构知识，按照生产流程加热熔融后的现象要有熔体和玻璃体部分来了解，结合玻璃的生产讲解相变过程中涉及到非晶体部分相平衡中的知识．在此部分的讲解中重点介绍非晶态物质的形成机理及过程．通过如上的体系改革使学生能够充分认识课程知识，并且知道整个体系的来龙去脉，使学生由过去的被动接受变为主动有意识的学习，形成良好的学习动力．
课堂教学过程中“四要素”的融会贯通
材料科学与工程的“四要素”始终作为课程讲授的主线，作为基础课程，主要授课的目标还是材料科学这四个要素之间是如何建立起联系的，为什么有这样的联系，影响因素等知识．在结晶学部分每介绍一个新概念，都有意识介绍该概念对无机材料工艺及性能的影响及其应用，如介绍空间群概念后简要介绍空间群分类后对压电性能的影响，丰富学生的知识体系，而且可以更好的融会贯通，理解概念．在熔体部分的性质概念介绍之后，要简要了解熔体的性质对玻璃加工工艺的影响．在讲粘度时，主要介绍粘度与温度和组成等因素的关系，但是到底会有什么样的影响并没有介绍．因此很多学生就是为了学习粘度知识而死记硬背，不知道粘度的具体应用，而在课堂上简要介绍过粘度会影响玻璃的加工温度及玻璃的成型性能时，同时简要介绍怎样影响的，就会使学生知道知识是有用的，学习起来目的性更强，而且方便对一些概念的理解记忆，而不是简单的死记硬背．在相平衡一章中，相图是一个重要的知识点，也是材料科学体系中一个非常重要的工具，学好相图对材料科学下一步学习至关重要．但是在以前的教学过程中按照书本的知识体系从头到尾介绍之后，很多学生都是一片茫然，似乎感觉是学习了几何学又或是物理学，不知道无机材料物理化学中为什么要单独拿出这一章来讲解这个图．经反思教学过程发现，在教学过程中过分重视教学内容的传授而忽略了这个工具实用性的介绍，按照“四要素”理论，相图这个工具应该是工艺制定的重要根据，因此在改革后的讲授过程中，在介绍过相率和简单的三元相图等基本知识后，就具体地举了一个Al2O3-SiO2-CaO三元体系陶瓷烧制的过程，简要介绍了如何利用三元相图进行原料配料计算，如何确定烧成温度，及得到的烧成体的主要成分和构成等知识．使学生先知道三元相图的作用，在材料学“四要素”体系中的位置，然后在具体地讲解三元相图的分析过程，并且在讲解过简单的三元相图后还要举1~2个实际的复杂例子进行实际应用．
关键词：金属材料；高分子化学；课程；教学
引言
金属高分子材料在我们生活中的很多领域都有非常广泛的应用。发展前景非常好，为了我国高分子化学领域走在世界的前列，作为培养未来研发人才的高校在相关教学过程中需要开拓思路，积极调整课程方案，通过最有效果的教学让学生成为我国高分子化学领域将来最得力的研发生产人员。
一、理论联系实际，让教学贴近科研，靠近生产
学习不是为了学习本身，学以致用才是学习的最终目标。在目前的很多课程设置和教学方案或者授课方法方式上，我们看到的不是学以致用，而是学以致学，为了学习而学习，为了学分而学，为了简单的成绩和通过毕业而学。为了能够最大程度的让学生体会到学以致用，每节课都要提前备课，充分准备，把该节课所讲内容在目前高分子化学科研、生产领域的应用情况对学生进行详细的介绍，提高他们对本节课的重视程度。在上课的时候，为了加深他们的印象，会在课文理论知识之外为他们充分准备课堂理论内容相关的科研成果和高分子化学实际生产领域的应用现状及前景。在可能的情况下，带领他们参观科研单位，参观生产基地，切身感受体会自己所学课程的巨大应用潜力和前景。让他们不只是理解理论知识，还要紧密的联系实际的科研和生产，为将来的职业规划做铺垫。
二、参与式教学强调学生的参与性与主体性
在课堂教学过程中,提倡参与式的互动式教学。从形式上对以往的授课进行改变，这就需要老师和同学都必须对课本有非常深入的了解，仅仅预习是不够的。所谓参与式教学就是要让学生参与到课堂中来，并不是以前老师在讲台上说同学在讲台下听这种完全没有交流没有互动的授课模式。同学要经过对授课内容的了解，经过思考提出自己的问题，老师则通过解答这些问题来有针对性的解决每个同学遇到的问题，让课堂变得有活力。除此之外课堂还要体现学生的主体性，以学生的视角为主，从学生的问题出发，让学生主导课堂，让学生有充分的思考空间，这就需要老师发掘和培养学生独立思考的能力，才能发挥出参与式教学的特色，否则课堂会陷入一种混乱的状态，老师既不能主导课堂，学生也没有学习和思考的动力，那样不是参与式教学的目标。
三、通过实验让理论联系科研，联系生产
实验在高分子化学教学中有非常重要的作用，首先可以通过实验让学生对生涩难懂的理论知识有直观的了解，对于已经学到的理论知识有验证的过程，也可应通过实验的动手操作过程增加同学对高分子化学的兴趣。除此之外，也能通过复杂的高分子化学实验来让学生观察高分子材料的外观特征，以及各种物理和化学变化在高分子材料上的感官表现，增加同学对高分子材料的熟悉程度。也可以安排同学进行独立的实验设计、实验实施和实验总结，提高他们的独立操作能力，也能最大限度的激发他们的创造力。 教学实验不应当停留在实验室，当有些非常复杂的实验或者对操作技术和实验设施设备要求比较高，在教学过程中无法进行实际操作的时候，可以通过多媒体技术进行实验教学。不管是图片、动画还是视频资料，都可以作为多媒体实验教学的教学工具，这样不仅可以立体的展现教学内容，还能通过多媒体的表现形式吸引同学的注意力，抓住同学的注意力，为实际的教学工作提供服务。这就需要老师有丰富的教学资源和实际操作技术，最好的情况是老师们可以按照自己的教学需求编制自己的多媒体实验教学内容，开展多种形式的教学工作。 作为实验教学，可以适当安排一些开放式实验教学。让学生根据自己所学的知识，查阅相关资料自行设计实验主题，在老师的协助下完善实验方案,同学之间按照兴趣和能力自由分组、自主选择实验设备和实验仪器,在老师的指导下,按照实验方案独立完成实验,并书写实验报告，这样可以通过独立操作实验锻炼学生的独立思考能力，动手操作能力，实验组织能力和团队合作能力。
四结束语
在金属材料工程专业高分子化学教学改革中，通过理论联系实际注重学以致用，提高学生对高分子化学课程的兴趣和学习积极性，通过参与式教学提高学生在课堂的参与程度并丰富参与方式，还能培养学生发现问题、独立思考问题和语言表达能力，通过实验教学培养同学对待科学严谨的态度和操作实验的能力，为我国将来的高分子化学的科研和实际生产培养扎实有用的人才。
参考文献
［1］陈传祥.金属材料工程专业高分子化学教学改革探索［J］.《化工高等教育》，2007.（2）.
［2］庄启昕,郑安呐,李欣欣,钱 军,李 慧,韩哲文.体现工科特色的高分子化学教学探索与实践.高分子通报,2008(11).
［3］高喜平，陆昶，姚大虎等．浅谈高分子化学实验的教学 改革[J]．《化工时刊》，2011，25(3)．
关键词：材料表界面；多元化教学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0073-03
一、引言
材料产业是国民经济中的支柱产业之一，而任何材料都有与外界接触的表面或者与其他材料区分的界面，材料表界面的结构和性能直接影响材料的整体性能，材料的腐蚀、老化、硬化、破坏、印刷、涂膜、粘结、复合等无不与材料的表界面密切有关。因此了解材料表面及界面的有关基础知识，并在此基础上掌握材料表面与界面问题的控制规律和改善措施，对材料行业的从业者以及技术研究人员具有重要意义。鉴于此，我院材料化学本科专业将“材料表界面”设置为专业必修课程，第5个学期开课。本课程主要包括表面化学、表面活性剂、以及四大类材料（高分子材料、金属材料、无机非金属材料和复合材料）表界面和表面测试技术等四大部分内容[1]。当前，深化高等教育教学改革，提高教学质量始终是高等院校的核心任务之一。在本课程授课过程中，笔者发现由于本课程与表界面工程实际问题紧密联系，单一的课堂理论授课方式收效不明显，难以激发学生学习兴趣，因此尝试将将录像教学、多媒体教学、自学、科研文献辅助教学等方法引入常规课堂教学，并与开放式讨论、以及实践性教学等方法相结合，将多元化教学应用到本课程的教学中，对该课程进行了一系列教学改革。
二、常规课堂教学中的新尝试
（一）从日常生活中的表界面现象入手，激发学生的学习兴趣
兴趣是点燃智慧的火花，是探索知识的动力。在教学中只有激发学生学习的兴趣，才能充分调动其学习的主观能动性。因此，教师应注意教学的趣味性，以及教学内容和日常生活的联系，能使学生在愉悦的气氛中学习，唤起学生强烈的求知欲望。如笔者在讲到材料表面浸润性的内容时，对学生提出一连串的问题：“荷叶为什么能出淤泥与不染”，“耐油污材料的设计关键在哪里”，“决定液体在固体表面浸润性的最本质因素是什么”等？学生们听了这一连串的问题后感到学习相关知识可以解决很多实际问题，大大激发了他们的学习积极性。在介绍表面活性剂的相关知识时，先举一系列与日常生活贴近的例子，如活性剂在日常清洁用品、在油田采油、在农业生产如农药中的应用实例，引导学生从身边司空见惯的事物中进行思考，启发学生将材料表界面知识应用于生活实践，从而激发学生的学习兴趣。
（二）引用科研论文资料，丰富教学内容，帮助学生理解
现有教材的编写一般偏重于强调知识系统的逻辑性，偏重理论教学和反映学科体系的基本原理，由于篇幅原因在培养学生应用能力、创新意识和探索精神方面的内容较少。而高等教育教学改革强调培养创新人才。因此在课堂教学中，根据所授课内容，适当引入一些科学研究文献进行介绍和剖析，帮助学生培养研究型和探索型思维是创新教育理念的体现。科学研究文献辅助教学在拓宽学生思维的同时也加深了学生对相关基础理论知识的理解，达到了更深层次的教学效果。比如在无机非金属材料表界面教学内容中，在介绍陶瓷三相结构，即玻璃相、晶相以及气相三相结构时，以“高温过滤支撑体用SiC基多孔陶瓷的制备与表征”[2]一文为例，以实际的扫描电镜微观结构图片对烧结过程中粘结剂用量多少对陶瓷晶粒大小、气孔大小以及玻璃相存在比例的影响进行了直接展示，并通过实际数据的介绍使学生充分理解陶瓷材料界面微观结构特征对多孔陶瓷气孔率、抗弯强度等主要性能具有直接的影响作用。这样学生不仅了解到陶瓷材料存在三相结构，还充分认识到三相比例及微观结构的复杂影响因素以及陶瓷材料相结构所决定的陶瓷复杂界面特征。而在介绍固—固—固三相晶界构型中讲到“从能量角度考虑，弯曲晶界不稳定，如果温度足够高，弯曲的晶界会沿着曲率运动，使界面减小，通过消耗周围的小晶粒使多边形晶粒长大。”时，为了让学生充分理解，除了在原理上从表面张力的角度进行解释，还以“烧结温度对碳化硅陶瓷力学性能的影响”[3]一文为例，以扫描电镜微观图片展示了不同烧结温度下SiC陶瓷的断面形貌，学生可以直观观察到烧结温度为2130℃时，晶粒细小，但孔隙较多，致密度不高；2190℃时，结构细密，晶粒尚未明显增大；而2220℃时，晶粒开始长大，大小晶粒并存，致密度最好；继续升高到2250℃，晶粒异常长，晶间疏松反而引起致密度下降。通过这一实例的展示，同学们不仅能够更深的体会在高温下，晶粒长大，即弯曲的晶界沿曲率运动使界面减小的过程，还了解到对于陶瓷来讲，晶粒的大小要控制到比较合适的尺度，并非越大越好。从以上实例可以看到，对于教材中的一些结论，加以实际科研素材中的实例进行实物阐述，一方面激发了学生科学研究的兴趣，另一方面可以加深学生对相关知识的理解和把握，达到学以致用的目的。
（三）适当的自学环节
人类知识的总量随着社会的发展不断增加。在知识激增、科学技术日新月异的今天，自学是人们适应不断发展变化新生活的重要途径。因此，培养学生的自学能力是大学教育的重要环节。对于教材中的少数章节，属于常识性知识的介绍，涉及的内容以及相关原理相对简单，若在课堂上花大量时间讲解，因学生觉得太通俗易懂，可能会缺乏兴趣和热情。对于这样的内容安排学生自学，一方面可以提高学生的学习主动性，同时也可以锻炼他们的自学能力。比如在第10章“复合材料的界面”第三节中关于“高性能纤维表面处理”一节中，主要介绍了碳纤维和有机纤维的表面处理方法，包括表面清洁处理、表面氧化处理、表面涂层、表面沉积无机物、电聚合处理、低温等离子处理以及表面接枝等七大类方法，每一类方法里面还有具体的分类。
（四）录像教学
视频资料以其直观、信息量大，使学生获得视角、听觉、感觉、文字等全方位的刺激并提高学生的学习兴趣为特点，能够大幅提高教学效果与教学效率[4]。在本课程54学时的教学过程中，为了调剂学生的学习状态，在部分内容中穿插使用了视频资料。比如在讲完聚合物的表面张力相关内容后，播放了一段对低表面能含氟聚合物的分子结构、特殊性能进行介绍的录像，通过生动的录像资料，使学生领会聚合物表面张力与其实际应用的紧密联系。通过观看录像，寓学于乐，给学生营造了一种宽松、自由、的学习氛围，调动了学生的学习气氛。但是在录像教学中，要遵循适度性原则，过于频繁或者录像时间太长，可能导致教学缺乏严肃性，使学生思想跑题。在本课程的学习中，总共使用了3次录像教学，每次时间在10～15分钟左右。
三、学生老师角色互换法
学生与老师之间进行角色互换是一种新颖的教学方法，它把老师对学生的教育建立在师生平等的基础上，把课堂还给学生，让每个学生都融入课堂，主动参与到教学当中，每一个学生都有表现自己的机会，他们对知识的被动接受也就变为了主动吸收，不仅大大提高了教学效果，也实现了素质教育中以点带面、全面合作型的学习方式[5]。比如本课程第8章“金属材料的表面”中第5节为“金属的表面改性”，而由于篇幅有限，在教材中主要针对“干式被覆方法”进行了介绍，虽然“湿式被覆方法”也是金属表面改性处理方法中应用得比较多的一大类方法，但在教材中只是提及，没有进行阐述。而恰好本院“材料化学”专业第6学期的“材料化学专业实验课”中有三个实验主要则针对金属表面的湿式被覆改性方法进行体验。因此考虑到对本课程内容的扩充以及对实验课内容进行先修理论学习两方面的需求，将这部分内容添加到教学设计中。
主要教学方法为老师先给出三个相关主题，分别为“铝的阳极氧化”，“钢铁的磷化处理”以及“钢铁表面电镀锌”。然后将学生分成小组，5～6人为一组，为营造竞争的气氛，每两组分派同一个主题，相同主题的小组可以选择不同侧重点，要求同学们自己搞好分工协作，通过查阅图书馆资料，电子文献资料等制作ppt。主要内容要求包括该方法的目的、原理、主要体系的特点分析，影响因素（前处理/电流密度/添加剂/后处理等）和影响规律以及整个技术的优缺点及发展前景。准备工作完成后各小组在指定的课堂时间进行讲解，讲解过程中要求每个成员都参与，每人讲解一个小部分。在该方法实施的过程中老师的主要责任在于首先从讲稿的写作和PPT制作开始把关，在学生讲解过程中进行纠错和补充；讲解完毕后教师针对学生的讲解进行总结。这种教学方式中学生参与性的提高极大地提升了学生的积极性，同时也锻炼和提高了学生的自学能力和表达能力，对学生利用各种资源获取信息和知识的能力进行了初步培训。
四、实践性教学
实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径，是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。然而在现有教学体系中，往往是实践教学和理论教学体系完全分开。比如在本课程第11章“材料表面表征技术”的教学中，给学生介绍了显微镜和能谱技术等理论知识体系后，利用学校现有资源，组织学生参观了大型表面测试仪器，扫描探针显微镜、透射电子显微镜、XRD衍射仪等，通过相关仪器负责老师对现场仪器的组成介绍以及实际样品的测试演示，促使学生把理论知识与实际操作相结合，可以更深刻体会材料表面微观分析手段在材料研究中的重要意义，并了解主要测试方法的原理和适用性，为自己在以后的技术研究工作或者科学研究工作中正确使用这些仪器打下基础。
五、结束语
多元化教学方法在材料表界面课程中的应用，是笔者在教学实践的基础上，针对材料化学专业学生知识结构的需求进行的新尝试，通过教学实践证明，多元化教学的教学效果明显，大大提高学生学习的主观能动性，学生学习兴趣明显增加。这种多元化教学方式已取得了一定的成效，但仍需完善，尤其在对学生的实践能力和创新能力的培养方面，需要在今后的实践教学中不断探索和改进，以取得更好的效果。
参考文献：
[1]胡福增，陈国荣，杜永娟.材料表面与界面[M].上海：华东理工大学出版社，2007.
[2]李俊峰，林红，李建保，等.高温过滤支撑体用SiC基多孔陶瓷的制备与表征[J].稀有金属材料与工程，2009，（S2）：122-125.
[3]吴澜尔，江涌，乔发鹏.烧结温度对碳化硅陶瓷力学性能的影响[J].粉末冶金技术，2010，28（1）：58-60.
[4]石冬莲，石高宏.浅谈视频资料在教学中的应用——以国际金融精品课程建设为例[J].时代经贸（中下旬），2009，（3）：200-201.
一、重视材料的选取，挖掘材料的探究价值
1. 结合学生的生活环境，选取具有探究价值的材料
科学课程作为一门启蒙课程，力求教学内容源于学生的生活实际，又高于学生的生活实际，引导学生从身边的物体、从自身进行观察。因此，教学中应引导学生从观察一草一木、一花一叶开始，不断地从看得见、摸得着的物体，逐步地引导学生感受看不见、摸不着的物体，在此过程中不断地促使学生逐渐完善、扩大和改变认知图式，促使学生把前概念逐步更正、、生成科学概念，丰富科学知识视野，促进学生观察表达和归纳推理等各项思维能力的发展。因此，教师可以把校园、生物园变成引领学生走入大自然、发现大自然奥秘的探究乐园，寻找大树下有多少种生物？每一种树叶的形状是否相同？为什么有的花草要经常浇水、有的却不能经常浇水……这都是学生容易找到，但平时却没怎么注意，或者注意到了，却没有系统地去观察的材料资源。通过在学生熟悉的生活环境中选取和利用材料资源，一步步引领学生走入探究之门，这更能使学生产生成就感，激发他们学习科学的兴趣。
2. 选择结构性材料，兼具发现和探索的可能性
教师要给学生提供“有结构”的材料，以保证活动过程的可探索性。所谓“有结构”的材料，指的是活动材料应该能蕴含着探索和发现的可能性。或者说，要将科学原理充分蕴藏在材料和对材料的探索中。例如，《导体和绝缘体》一课教学中，我们可以给学生提供的结构性材料既要有学生在生活过程中已经确定知道是导体和绝缘体的材料，包括铁线、铝、铜、木块、直尺、石头、玻璃、纸巾和橡皮擦等，也要有学生不易分辨的，如：剪刀一类的由导体、绝缘体共同组成的材料，由此来激发他们的探究兴趣。同时，要提供种类丰富的导体，包括金属类的和非金属类的导体，如：铅笔芯之类的材料，来丰富导体的种类，以此来丰富学生对导体种类的认识，更好地创设一定的条件让学生进行深入的探索，使得学生对于导体的概念有全面的认识和了解。因此，在提供丰富材料的情况下，利用结构性材料兼具发现和探索的可能性，给学生提供相应的探究环境，让学生能够更好地进行探究。
3. 发挥学生的主体作用，让学生参与材料准备的环节
科学课的教学中，很多时候探究所需的材料都是老师精心准备和收集的。然而，有时候教师预设的材料会脱离了学生的生活环境，让学生无从下手，或者提供的材料不足以引起他们探究的兴趣，又或者因为是外界加入并不是学生自己想探究的，不能充分调动他们的探究兴趣，这些情况都会使材料失去应有的作用。针对这种情况，在确定探究主题的前提下，让同学们自行收集与探究主题相关的材料，加入到教学的准备中来，使得学生参与的兴趣更高，也能更好地完成教学的目的。例如，《食物包装上的信息》一课，需要用到很多的牛奶盒、饼干盒和其他的包装盒，课前可以让同学们收集自己喝过的、吃过的饼干盒和身边能找到的包装盒，为课堂教学做好准备。在教学的时候，拿他们的物品当作探究的材料，激发他们思考我们在买物品时为什么会选择这种物品？是因为价格还是其他原因选择这种品牌的物品？由于教学的材料是学生自己准备的，能更好地激发他们探究的兴趣，取得意想不到的教学效果。
二、有效使用材料，发挥材料的思维促进作用
1. 明确材料的使用目的，发挥材料的思维载体作用
在探究活动前，教师把活动材料交给学生进行探究，不但要明确目的，还必须让学生明确使用这些结构性材料的使用目的和要求，以充分调动学生的内在动机，发挥他们的主动性和创造性，真正参与到教学活动中来，实现材料的思维训练作用。如果没有明确目的和要求，使用材料不仅漫无目的，连材料存在的意义都无从说起。例如，在执教《了解空气》一课中，老师准备了大量的塑料袋，在简短的引入后，老师发给学生塑料袋感受空气的存在。然而，因为老师没有提出明确的问题、为什么要使用塑料袋，导致学生拿着塑料袋不停地装空气，玩得不亦说乎，却不知道要干什么，一头雾水，失去了材料在教学中应有的作用。再如，《磁铁》一课中，同学们一看到实验桌上摆放的磁铁，就兴奋、迫不及待地摆弄起来，却不知道拿这种材料的目的是什么。如果在探究磁铁之前，老师明确地提出本次使用磁铁来进行探究的要求和问题，确定探究的目的，除了发现磁铁能够吸住铁一类的物体的性质之外，还能发现磁铁的哪些性质，看哪个小组能发现最多磁铁的性质，然后组织交流玩法和发现的问题，再进行观察和讨论。这样就既完成了本节课的教学目的，同时又给学生足够的空间做拓展性的探究，材料的思维训练价值也得到了充分的体现。
2. 将材料操作与思维发展相结合，完善学生的认知图式
在科学教学中，经常会遇到一些很难用语言的描述来让学生明白的内容，像种子的结构，眼睛如何看到物体等等，这样的情况就需要我们善于通过材料将学生的隐性思维可视化，逐步转变学生的前概念或迷思概念，完善他们的认知图式。例如，对于一个小小的种子如何变成一棵参天大树，不少学生总觉得这是一个非常神奇的事情，有的学生认为可能有魔力在里边，有的学生理所当然地说种子当然是长成树，不会长成其他的生物。为了让学生充分地了解种子的内部结构，可以首先让他们猜想和用图画表达自己的看法，猜测根、茎、叶是由哪些部分生成的，然后给他们准备好浸泡相同时间的绿豆或者红豆，进行解剖和实物观察。接着，进行种植活动，学生他们注意记录各个阶段各个部分的变化是怎么样的，根、叶、茎分别是由哪一个部分生成的，并与刚开始的猜想比较一下，反思自己的原有观点哪些是错的，哪些是需要完善的。由此，学生明确地理解了种子是怎样变成树的，通过实物观察和探究记录，把抽象的内容具体化，发挥了材料的价值。
3. 优化材料层次性的组合，激发学生的认知冲突
材料的选取在一定程度上决定了探究的方向，决定了探究过程中学生的思维能走多远。科学教学除了考虑学生的兴趣、已有的知识水平和生活经验之外，更希望通过探究促进学生思维能力的发展。因此，在材料的选取和呈现中，要有效组合同种材料、不同材料的组合使用，使得所选材料为探究服务，为学生的思维发展服务。例如，在《物体在水中是沉还是浮》一课中，为了更好地让当前探究目标与学生原有的知识经验、认知发生联系，在材料准备时，我们可以通过选择不同组合的材料来实现：首先通过呈现大小、轻重、种类都不同的材料，像泡沫、铅笔屑、回形针、橡皮、小石块、卡纸、塑料球、空牛奶盒、牙签等，引发学生的认知冲突，与他们的原有认识：大的物体会沉的观点相矛盾；其次呈现大小相同但重量不一样的四个塑料球，从观察球的沉浮中得出认知判断；再次呈现重量相同但大小不同的四个塑料球，由此逐步激发学生探究的兴趣，使他们在探究中产生认知冲突，在解决这些冲突的过程中实现思维水平的发展。
一、思想政治方面
作为一名青年教师和共产党员，参加工作以来，我处处严格要求自己，注意政治理论学习，积极参加党支部生活，坚持学习邓小平同志关于建设有中国特色的社会主义理论，注重理论联系实际，加强自身的思想理论修养；坚持以主席提出的“三个代表”作为自己的行为准则；坚持党的教育方针，忠诚党的教育事业，在工作上乐业敬业，有强烈的事业心和责任感，满腔热情地投身到工作中，并处处体现共产党员的先锋模范作用。与学校领导、同事间保持融洽协作的关系，使自己的教学工作在大家的支持和帮助下得以顺利进行。在工作中我坚持做到为人师表，关心学生，帮助学生养成精益求精、严肃认真、一丝不苟的良好习惯，做到管教管导，言传身教，教书育人，得到学校领导、同事和学生的肯定和好评。
二、教学、教研方面
教师总是通过所任教的学科进行教学和教育活动，引导学生认识世界，发展智力，培养高尚品德和情操的。所以我认为，衡量一个教师优秀与否的最重要因素教学水平的高低，而要有较高的教学水平，就必须有扎实的专业知识、教学基本功和教学的艺术。为此我把初中到高中的化学课本进行深入细致的阅读、研究，并把大学知识与中学知识相联系，力求追根溯源，融会贯通；在教学基本功方面，我特别注意在语言表达能力、组织管理能力、书写能力，总结能力方面下功夫；在教学方法及艺术方面，我虚心向有经验的老师请教，积极听课，认真阅读有关教育教学的书籍杂志，努力提高教学艺术。作为一名工作经验不够丰富的青年教师，我一直都坚持学习教育教学理论，并于一九九七年五月报考化学教学的本科函授学习，三年来都坚持利用课余时间自学，以使自己有更高的理论水平来指导更好地开展教学工作。并于2000年七月以优秀成绩顺利毕业。
九六年是本人参加工作的第一年，担任高一级化学教学。俗话说“好的开始是成功的一半”，我决心要为自己的教学工作开创一个良好的开端。于是我积极从几方面做好：
（1）认真备好每节课。“磨刀不误砍柴功”。课上得好与坏，备课是关键。每备一节课，本人都花费较多的时间去分析教材、钻研大纲、学习教参、钻研教法。并多从学生“学”的角度去考虑怎样上好一节课，做到既备教材、又备学生；既备教法又备学法，为上课作好充分准备；
（2）多听同科组或其他科组老师的优质课，学习别人丰富的教学经验。每学期都先后在本校或其他兄弟学校听课三十多节，学到了很多学生时代学不到的宝贵的实际操作经验，使自己的教学快速走向成熟；
（3）积极试行各种教学方法，以提高学生学习化学的兴趣，进而提高教学质量。高一是个转折点，化学科的内容一下子比初中加大加深了许多，很多即使在初中成绩较好的同学，都因为在高一学不好，而导致整个高中阶段的化学都学不好，从而使成绩急转直下。针对这种情况，在教学上，我特别注意对学生的学习方法及学习习惯的形成方面进行指导。同时在教学过程中，注意挖掘素材，使用多种方法提高学生学习的兴趣，诱发他们爱学、乐学的愿望，并使之转化为学会、学好的具体行为。
经过不懈的努力，在实践中学习，在学习中提高，终于取得预期的效果。由本人承担的公开课受到了同科组老师及主管领导的肯定，在镇的新教师上岗评优课中获二等奖。学生在统考中的成绩也较好，平均分及优秀率都超过校定目标。
在九八年，我担任高二化学，高二化学是高二要进行的五科会考科目之一，会考能否通过是学生能否领取普通高中毕业证的依据。对我任教的镇属高中的学生来说，会考是他们最重要的一场攻坚战。从学年初开始，本人就向学生贯输重视会考的思想，而我本人，也在作好教学计划的同时，充分了解、估摸学生的基本情况，作好掊优扶差的计划，并将这些计划有步骤地贯穿、落实到每节课和课后的辅导工作中去，留心学生的点滴变化，对落伍学生及时帮扶。经过师生一年的共同努力，大多数学生顺利闯过会考关，合格率达97%，优秀率达31%，超过校定目标，较完满地完成了学校交给的任务。
在其后的几年，本人也分别担任了高一、高二的化学教学。本人除坚持备好课、上好课外，还按学校要求制定教学研究课题，针对该课题，搜集理论指导材料，用理论指导实践，在实践中丰富、调整、优化理论。例如，对如何上好复习课，如何提高教学效益，通过化学实验培养学生哪些方面的能力，通过哪些途径培养学生创造性思维等，都作了探讨和尝试，并将经验写成论文，与同科组老师或同事交流。
三、班主任工作方面
班主任是班级的组织者、教育者和指导者，是学校对学生进行教育和管理的骨干力量，是联系科任老师的纽带，也是沟通学校教育、家庭教育和社会教育的桥梁。教师肩负着的不单是教书，更有育人工作。本人曾于96~97、97~98、99~2000、2002~2003四学年担任班主任，通过几年的实际工作，我对这项工作有了更深的认识，并在班级管理中形成了一系列自己的做法。
Abstract： Practice teaching in talents training models of materials and chemistry is researched. In order to improve innovative consciousness， operational capacity， team cooperation ability and society adaptability， the practice teaching objective is refined with reference to "excellent engineer training program".
关键词： 材料化学；人才培养；实践教学
Key words： materials and chemistry；talents training；practice teaching
中图分类号：C969 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）03-0237-02
0 引言
教育部“卓越工程师教育培养计划”，是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。黑龙江工程学院是教育部第一批“卓越工程师教育培养计划”院校，材料化学专业按照“卓越工程师教育培养计划”的总体设计要求，以建设具有中国特色的工程教育模式，大力培养多种类型的卓越工程师，为我国尤其是我省工业化和现代化建设提供坚实的人才支撑为目标，以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，深入贯彻落实科学发展观，全面贯彻党的教育方针，确定材料化学专业实践教学培养方案。
1 实践教学标准及模式
1.1 实践教学标准 实践教学是应用型后备工程师培养中的重要环节，材料化学专业实践教学体系侧重于以实验与工艺基本操作技能训练为基础，以能力培养为主线，注重加强学生的学习能力、工程实践能力、系统思考和应用研究能力、团队合作能力、交流沟通能力的培养。使学生养成良好的工程职业道德，具有良好的质量、环境、安全和服务意识，培养学生的社会责任感和社会主义核心价值观；掌握扎实的材料化学基础知识，逐步培养创新意识、产品开发、技术改造等能力；初步掌握材料化学专业基础知识在产品生产、设备使用与维护等环节中的应用能力；能够将所学到的核心课程知识应用到实际设计中去，具有进行产品开发、设计、技术改造与创新的初步能力；具有团队合作能力、交流能力以及具有项目策划、设计、创新的能力；具有应对危机、竞争与突发事件的初步能力。
1.2 实践教学模式 应用型材料化学工程师培养模式参照“3+1”模式，即累计三年的校内教育加上一年企业学习。在实践教学环节上，将校内实践教学资源与校外实践教学基地相结合，教学与科研生产相结合，每年组织学生进行有关的实践，进一步强化校企合作，进一步加强实践教学质量监控，提高实践教学的质量和效果。
2 实践教学基地建设
材料化学专业围绕学校工程科技人才的培养目标，以现代工程观为指导，以创新能力培养为核心，强化工程实践教学，按照国际专业认证标准的要求，深化工程人才培养模式改革与创新。贯彻现代工程教育CDOIO-A理念，重新设计工程教育培养方案。把产品、过程或系统的构思、设计、实施和运行作为工程教育的环境，将课堂教学与企业实践相结合，建设充足的现场学习和实习基地。
在进行实践教学基地建设时，充分考虑的材料学科的特点，从材料科学“四要素”出发选择合作企业。其中既有原材料生产企业，又有材料成型加工企业，还有质量监督检测企业，同时兼顾国企（央企）、上市公司、私企、改制企业，使学生能够全方位的接触不同企业的生产、管理和运营方式，为以后就业、更好地贡献国家奠定扎实的基础。目前，材料化学专业依据“卓越工程师”培养计划的基本要求，本着服务于地方经济、为本地企业输送人才的目的，经校企双方协商，确定中了以中国蓝星哈尔滨石化有限责任公司、哈尔滨鑫达高分子材料有限责任公司、哈尔滨中大化学建材有限公司、哈工大固泰电子有限公司、黑龙江省质量监督检测研究院等为代表的材料化学专业应用型人才联合培养单位，共同培养应用型材料化学工程师。
3 实践教学体系构建
3.1 校内实践教学体系 校内实践教学内容安排有：无机及分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验、高分子化学实验、高分子物理实验，实验内容大多为配合理论课程教学大纲所进行的基础性、验证性实验；工程训练，一门实践性的技术基础课，通过该课程的学习使学生初步掌握工程材料基本知识、初步掌握材料成型的基本方法和简单零件的加工工艺过程，以及一些基本的机械制造方法和操作技能，培养一定的基本的操作技能和工程技术人员的基本素质、培养劳动观点、培养复合型人才，奠定必要的基础。
3.2 校外实践教学体系 校外实践教学体系构成如下：①企业文化认识与体验，了解企业背景及发展战略，包括企业文化、管理、工作流程等及EHS方面的培训，目的是使学生了解企业环境，了解专业、行业及企业文化、管理体系，了解企业生产与社会需求的关系，了解生产相关法律法规、专业规范、标准等；通过实践，增加对生产一线的认知。②化工产品设计，依托合作企业的生产线及成型设备，学生以小组为单位对化工产品及成型设备进行工艺设计及相关计算，对化工产品及成型设备的设计、改造提出技术性建议，掌握化工产品设计的基本知识与技能，掌握产品设计流程与产品的规范及标准，掌握产品设计方案、可行性报告等的编撰原则及规范，培养自主学习能力，应用所学知识解决实际问题能力，培养产品开发、生产等过程中人员协调、分工、协作意识与组织管理能力、交流沟通能力。③材料化学产品成型加工，以化工产品为对象进行成型加工，对生产中的不合理规程提出具体改进要求，学生以小组形式进行设计、改造，解决现场工艺问题，熟悉化工产品成型加工工艺，掌握化工产品加工工艺技术流程、相应的工艺规范及标准。④化工产品检测，以选定的已知化学产品为对象，通过适当的检测手段，学生以小组为单位对化学产品的使用性能及结构进行检测并给出合理的理论分析，了解现代测试技术及现代测试仪器的工作原理，具有在分析问题中遇到困难的解决能力，并能够及时给出解决方案。⑤产品制备，以企业某一产品配方为基础，在企业工程技术人员和教师指导下进行产品设计、工艺制定、学生以小组形式进行设计、试验，参照企业生产流程及配方设计，对产品进行合成加工，具有对合成的产品进行工艺分析及性能检测的能力。⑥毕业实习及毕业设计（论文），以企业某一工程项目或生产系统为对象，在企业工程技术人员和骨干教师指导小组成员指导下进行产品设计、工艺制定、生产组织、现场管理等工作，根据“卓越工程师”学校培养标准，参照国家和行业标准，紧密结合行业发展需求和学生发展定位，由企业、学校、学生三者共同确定毕业设计（论文）题目。
4 结束语
作为教育部第一批“卓越工程师教育培养计划”院校，我校材料化学专业培养的是具有一定的社会意识和敏锐性，培养能从事产品的生产、管理、营销和技术服务的应用型后备工程师。材料化学专业人才培养中实践教学模式现已运行近两年，取得了一定的效果，学生的技术知识和推理能力、职业技能和职业道德技能、团队协作和交流能力得到提高，相信经过不断的摸索改进，材料化学专业的实践教学效果会更好。
参考文献：
[1]孙建之.材料化学专业实践教学体系的改革[J].中国教育技术装备，2011，（18）：66.
[2]胡扬剑.应用型材料化学专业实践教学体系构建的探索与实践[J].科技视界，2012，（20）：9-10.
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