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第1篇

論文關(guān)鍵詞：材料化學(xué)專業(yè)實驗，實驗教學(xué)，探索

材料化學(xué)是一個理工結(jié)合、學(xué)科交叉的新興學(xué)科，在信息、能源、環(huán)境、航天等前沿科學(xué)領(lǐng)域起到越來越重要的作用。目前, 許多高校設(shè)置了材料化學(xué)專業(yè)實驗, 我們根據(jù)我校辦學(xué)經(jīng)驗和實際條件,并結(jié)合蘇州經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對人才的需求，建立了與之相適應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)及專業(yè)實驗內(nèi)容。為了讓學(xué)生了解先進(jìn)的材料合成與制備方法，掌握高技術(shù)材料性能的最佳測試技術(shù)，具體設(shè)置了材料合成與加工和材料性能測試相結(jié)合的專業(yè)實驗教學(xué)大綱[1-2]。本文結(jié)合我們的教學(xué)實踐過程，談一下材料化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)過程中的一些做法和體會。

重視實驗室建設(shè)，保證教學(xué)質(zhì)量。實驗室建設(shè)主要包括兩個方面，硬件條件和軟件條件。具體的說，硬件條件包括實驗室基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，實驗儀器和大型設(shè)備的購置等等；軟件條件包括實驗教學(xué)大綱制定優(yōu)化，教師隊伍思想道德素質(zhì)，教育教學(xué)能力等方面的建設(shè)。具備優(yōu)良的實驗室硬件條件和優(yōu)秀的教師隊伍是保證教學(xué)質(zhì)量的必要條件。

1．實驗室硬件條件建設(shè)

必要的基礎(chǔ)設(shè)施和優(yōu)良的實驗條件，是順利開展實驗課程，保障實驗室安全的先決條件。我校材料化學(xué)專業(yè)的實驗室面積達(dá)到500 m2，實驗室分為材料合成實驗室和材料性能測試實驗室兩部分，主要承擔(dān)了材料化學(xué)專業(yè)的專業(yè)實驗和本科畢業(yè)論文等教學(xué)任務(wù)。

隨著現(xiàn)代化儀器技術(shù)的高速發(fā)展化學(xué)論文，培養(yǎng)掌握現(xiàn)代化測試技術(shù)的人才是社會發(fā)展的迫切需要。為此，我?；ù罅庖M(jìn)了一大批與材料化學(xué)專業(yè)有關(guān)的先進(jìn)測試儀器，并為材料化學(xué)專業(yè)開設(shè)了現(xiàn)代分析與測試實驗課程，主要目的是引導(dǎo)學(xué)生全面熟悉和系統(tǒng)掌握測試材料的常規(guī)科研方法，包括紅外光譜、紫外分光光度計、熒光分光光度計、熱分析儀、比表面儀、納米粒度儀、電化學(xué)分析儀等儀器多種測試方法的介紹和使用，這些儀器偏向于基礎(chǔ)化學(xué)性質(zhì)研究，它有助于學(xué)生掌握材料的各項微觀性能。

同時，我們還開設(shè)了用于研究材料電學(xué)、硬度、力學(xué)等性質(zhì)測試的實驗。實驗儀器包含了納米Zeta電位測試儀、體積電阻測試儀、簡支梁試驗機(jī)、布氏硬度計、電熱平板硫化機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、桌型老化試驗機(jī)、氧指數(shù)儀等大型儀器。學(xué)生在學(xué)校里熟悉了這些儀器的操作和使用以后，我們還會積極聯(lián)系一些相關(guān)的單位，引導(dǎo)學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行相關(guān)的實習(xí)操作，使學(xué)生能夠?qū)W(xué)到的理論知識和具體實際相結(jié)合。

2．實驗室軟件條件建設(shè)

軟件條件建設(shè)的主要摘要對教學(xué)內(nèi)容深入了解，合理組織編排，采用合適的教育教學(xué)手段，與同學(xué)多做交流，不斷總結(jié)教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的優(yōu)缺點，找到最佳的傳授知識手段。

2.1 緊跟專業(yè)方向特色，制定實驗教學(xué)大綱

材料化學(xué)專業(yè)實驗從大三開始開設(shè)，此時學(xué)生以及通過前兩年的基礎(chǔ)實驗課程的學(xué)習(xí)掌握了實驗的基本操作技術(shù)，更容易接受一些較為專業(yè)，相對復(fù)雜的實驗項目，同時也要緊跟材料化學(xué)專業(yè)的專業(yè)方向特色，這就成了我們在制定實驗教學(xué)大綱時的宗旨。

我校的材料化學(xué)的專業(yè)實驗分為高分子與無機(jī)兩個方向論文格式。我們根據(jù)理論課與實驗課相銜接的原則，通過開設(shè)一些與高分子物理，高分子化學(xué)，無機(jī)功能材料等課程相關(guān)的典型高分子和無機(jī)材料合成實驗、性能表征及加工修飾實驗，加大對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)力度，使他們對高分子材料研究領(lǐng)域有更深一步的體會，對高分子材料制備工藝、組成、結(jié)構(gòu)與性能之間的相互關(guān)系及其規(guī)律有更加明確和深刻的認(rèn)識。

2.2 精心選擇實驗，合理編排順序

我校根據(jù)材料化學(xué)的專業(yè)背景和培養(yǎng)目標(biāo)，對材料化學(xué)高分子方向的實驗總共安排8個實驗，其中6個為必修實驗，2個選修實驗從教學(xué)大綱中的14個實驗中根據(jù)實驗需要選取。8個實驗中有材料的合成實驗，也有材料性能加工測試實驗化學(xué)論文，安排實驗順序時我們依據(jù)連貫性的原則，盡量使兩個甚至三個實驗?zāi)軌虼?lián)起來，形成一條鏈，例如，我們通過“聚乙烯醇縮甲醛(PVF)膠黏劑的制備及性能測定”這個綜合性實驗，學(xué)生可以掌握聚乙烯醇與甲醛在酸性條件下發(fā)生縮合反應(yīng)的基本原理，以及縮合反應(yīng)的具體實驗技術(shù)，最后收集到的產(chǎn)物我們可以作為下一個實驗“GPC法測定聚合物分子量及分子量分布”的一個輔助測試原材料，學(xué)生可以進(jìn)一步了解凝膠滲透色譜的基本原理，掌握GPC法測定聚合物分子量及分子量分布的實驗技術(shù)及數(shù)據(jù)處理。這樣的實驗安排有利于將各自獨立的單個實驗有效的串聯(lián)起來，增加實驗的綜合性，更加有利于學(xué)生以后從事科學(xué)研究思路的培養(yǎng)，提高學(xué)生分析、解決問題的能力。

2.3嚴(yán)格考核制度，提高學(xué)習(xí)效果

只有嚴(yán)格要求學(xué)生，規(guī)范考核制度，才能有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)積極性。我們的教學(xué)與考核方式采取實驗預(yù)習(xí)報告、實驗操作技能和實驗報告綜合評價的辦法，即實驗前，試驗中，試驗后這樣一個辦法。實驗總成績采用百分制記分，預(yù)習(xí)報告占總成績的30 %，實驗操作技能考核占總成績的30 %，實驗報告占總成績的40 %。只有嚴(yán)格要求學(xué)生寫實驗預(yù)習(xí)報告，他們才會去查閱本實驗相關(guān)的文獻(xiàn)資料，對實驗機(jī)理、實驗步驟有相當(dāng)程度的熟悉和了解，尤其對于一些設(shè)計性實驗，會對實驗的設(shè)計方案有更多更好的想法與思路，同時也增加了學(xué)生做實驗的樂趣性。在實驗的進(jìn)行過程中，老師對實驗的過程進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督，對學(xué)生提問，考核學(xué)生對實驗的認(rèn)識與理解程度，并予以打分。最后，實驗報告綜合反映了學(xué)生對實驗的理解，數(shù)據(jù)處理等的完成情況化學(xué)論文，也是評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個重要因素。

2.4 加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)，提高教師素質(zhì)

具備一只優(yōu)秀的教師隊伍是保障本科教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)和前提。我校材料化學(xué)專業(yè)實驗指導(dǎo)教師和實驗專職教師共計5人，其中教授2人，博士3人，碩士2人，已經(jīng)形成了一支年齡、學(xué)歷結(jié)構(gòu)較為合理的實驗教學(xué)隊伍。實驗專職教師實行坐班制，負(fù)責(zé)實驗室相關(guān)儀器的日常管理和養(yǎng)護(hù)工作，根據(jù)實驗教學(xué)大綱安排實驗教學(xué)進(jìn)程表。我們嚴(yán)格要求實驗教師認(rèn)真?zhèn)湔n，每個實驗項目開始前都要做預(yù)實驗，對實驗中可能出現(xiàn)的各種現(xiàn)象和各種注意點都記錄下來，對于一些實際的樣品，測出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，做到心中有數(shù)。實驗教師在實驗指導(dǎo)過程中要充分調(diào)動學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生的潛能。激發(fā)學(xué)生的潛能可以有很多方法,比如說改進(jìn)實驗方法,改變原料配比,改變模具形狀,改變測量方式等等,都是很好的嘗試[3]。教師的業(yè)務(wù)水平直接影響到實際的教學(xué)效果，所以教師在平時的教學(xué)過程中要注重積累，努力提高自身各方面素質(zhì)。

3. 結(jié)語

通過材料化學(xué)專業(yè)實驗的教學(xué)實踐與探索，我們認(rèn)識到只有努力加強(qiáng)實驗室各方面條件的建設(shè)，在教學(xué)過程中不斷培養(yǎng)學(xué)生的興趣和分析、解決問題的能力，挖掘?qū)W生潛能，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到提高，從而發(fā)揮最佳的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]王秀華,劉莉,闕榮輝.材料化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng).科技信息[J], 2010, 20: 443

[2]陳桂華,閆瑞強(qiáng).材料化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)研究.洛陽師范學(xué)院學(xué)報[J], 2009, 28(2): 150-151

[3]付一政,李迎春,劉亞清等.高分子材料與工程綜合實驗教學(xué)探索與實踐[J ]. 太原科技, 2008 , (3) : 90-91

第2篇

在無機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)考核的過程中，僅憑實驗報告成績和期末考試成績，不能準(zhǔn)確地衡量學(xué)生的實際實驗?zāi)芰?。為了科學(xué)地評估學(xué)生的實驗?zāi)芰?，需要?yōu)化傳統(tǒng)的實驗課程考核體系，建立全面的無機(jī)化學(xué)實驗綜合考核辦法。將學(xué)生的課程成績分為實驗過程成績、實驗報告成績、實驗理論考試成績，單項成績不合格，則總成績不合格。這種考核方式促使學(xué)生認(rèn)真地對待每個實驗環(huán)節(jié)，有效地提高了學(xué)生的綜合實驗素養(yǎng)。實驗過程成績是教師在指導(dǎo)學(xué)生實驗過程中，根據(jù)學(xué)生實際操作情況給出的評價;實驗報告成績主要是根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)實驗報告和實驗報告書寫、數(shù)據(jù)處理及分析等來評判;在實驗理論考試中，除了常見考題外，還結(jié)合材料化學(xué)專業(yè)特點，增加了實驗方案設(shè)計等考核內(nèi)容，突出了綜合實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新能力的考核，促進(jìn)學(xué)生實驗?zāi)芰Φ娜姘l(fā)展。

2創(chuàng)建適合材料化學(xué)專業(yè)發(fā)展需求的無機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)模式

進(jìn)入21世紀(jì)以來，材料科學(xué)發(fā)展愈加迅速，新材料、新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷問世，與此相適應(yīng)，對材料化學(xué)人才培養(yǎng)也提出了新的要求。材料化學(xué)專業(yè)無機(jī)化學(xué)實驗授課模式必需緊跟時展步伐，及時調(diào)整課程結(jié)構(gòu)與內(nèi)容，引入學(xué)科發(fā)展的最新成果，介紹學(xué)科內(nèi)容中的多種學(xué)術(shù)觀點及學(xué)術(shù)背景和發(fā)展動態(tài)，開闊學(xué)生學(xué)術(shù)視野，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教無定法，教要得法。要使課程教學(xué)生動活潑，教師必須不斷更新教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法與手段，增強(qiáng)課程教學(xué)的趣味性，促使學(xué)生積極參與，在實驗中勤于動手、動腦，實現(xiàn)教師教學(xué)方式和學(xué)生學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變。

2.1采用多媒體輔助教學(xué)和建設(shè)實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺

多媒體教學(xué)是利用多媒體軟件對文本、聲音、圖像、圖形、動畫等信息進(jìn)行處理，教師配合多媒體放映進(jìn)行講解，將教學(xué)內(nèi)容用特技方法顯現(xiàn)出來，能充分創(chuàng)造一個有聲有色、圖文并茂、生動直觀的教學(xué)環(huán)境，從視覺、聽覺等多方面給學(xué)生留下深刻印象。無機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)可以采用多媒體(視頻)教學(xué)，它不僅教學(xué)信息量大，而且可以非常直觀地演示實驗操作和過程。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有些實驗可以采用多媒體技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué)，如基本操作單元、儀器的使用等。這些實驗項目信息量大，操作細(xì)節(jié)多，僅靠教師在課堂教學(xué)有限的時間內(nèi)進(jìn)行演示和講解往往是不夠的，而且總有學(xué)生沒有注意到一些具體操作細(xì)節(jié)，因此，可以將這些實驗演示制成多媒體課件或視頻資料，放在課程網(wǎng)絡(luò)平臺上，學(xué)生可以不受時間、空間的限制，反復(fù)觀看，自主地開展預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)。這樣不僅增強(qiáng)了課堂教學(xué)的可視性，而且增加了教師演示的可再現(xiàn)性，延長了學(xué)生的學(xué)習(xí)時間，從而有益于提高學(xué)生操作的規(guī)范性，使實驗教學(xué)得到延伸。

2.2將生產(chǎn)生活實例和教師科研項目引入實驗教學(xué)課堂

不同專業(yè)對無機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)的要求是不一樣的。我院材料化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具備材料化學(xué)相關(guān)的基本理論知識和基本技能的應(yīng)用型高級專門人才。因此，學(xué)生必須掌握物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、性能的關(guān)系，這需要在教學(xué)中注意教學(xué)內(nèi)容的層次性。在無機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中，我們盡可能選擇與專業(yè)相關(guān)的真實實驗課題和實驗樣品，將生產(chǎn)生活實例引入實驗課堂，營造實戰(zhàn)氛圍，做到知識性、實用性、趣味性的統(tǒng)一。同時，我們還選取了一些與生活息息相關(guān)的實驗，如鋰離子電池正極材料的制備、膠囊殼中鉻含量測定等，這樣的實驗學(xué)生感興趣，實驗熱情高，有助于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。為了進(jìn)一步提高實驗課堂教學(xué)質(zhì)量，我們還在課堂教學(xué)中引入教師最新科研課題成果，使實驗教學(xué)更加貼近科研實際，既豐富了實驗教學(xué)內(nèi)容，又增加了實驗教學(xué)的先進(jìn)性、新穎性，在加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解和實驗技能的熟悉時，還能培養(yǎng)他們的科研興趣，提高理論聯(lián)系實際的能力，對科研工作產(chǎn)生感性認(rèn)識。

2.3實施開放性實驗教學(xué)

在傳統(tǒng)的無機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中，學(xué)生往往處于被動地位，教師處于主動地位。從實驗項目選擇、實驗方案選擇、實驗儀器與試劑選擇，都由實驗老師預(yù)先完成。在這種照方抓藥的實驗教學(xué)模式中，學(xué)生往往興趣不高，應(yīng)付了事。在優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)的前提下，實行開放式實驗教學(xué)模式，可以提高學(xué)生實驗興趣，強(qiáng)化教學(xué)效果。在學(xué)生自主的基礎(chǔ)上，利用學(xué)生課余自由時間開放實驗室，對于實驗技能較差的同學(xué)，讓他加強(qiáng)基本操作單元和基本技能的練習(xí)。在學(xué)生較好地掌握實驗基本操作技能后，可以讓學(xué)生自主選擇一些設(shè)計型、綜合型、應(yīng)用型實驗。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生獨立設(shè)計實驗方案，獨立完成實驗，并認(rèn)真進(jìn)行總結(jié)，以全面鍛煉學(xué)生的實驗?zāi)芰吞岣呔C合素質(zhì)。

3結(jié)語

第3篇

與圖1不同，鐵有三種固態(tài)，分別是α-Fe、γ-Fe和δ-Fe，其中γ-Fe為密排面心立方結(jié)構(gòu)，α-Fe和δ-Fe為體心立方結(jié)構(gòu)。并且，圖2中有三個三相點，分別為氣-液-δ-Fe；氣-γ-Fe-δ-Fe和氣-γ-Fe-α-Fe。通常情況下，F(xiàn)e是磁性的α-Fe，組織類型有鐵素體、珠光體和貝氏體等；通過成分和工藝控制常溫下可得到γ-Fe，如奧氏體不銹鋼304、310等。Fe的p-T相圖的講解，增強(qiáng)學(xué)生識別單組分相圖的能力。課堂上通過工業(yè)生產(chǎn)實例，加深了同學(xué)們對Fe的認(rèn)識；并建立了物理化學(xué)相圖知識與學(xué)生專業(yè)—金屬材料之間的聯(lián)系。解決學(xué)生“材料專業(yè)為什么學(xué)物理化學(xué)？”的困惑。

2兩組分液態(tài)完全互溶系統(tǒng)的相圖

雖然二組分系統(tǒng)的氣—液平衡相圖依據(jù)組分在液態(tài)的互溶情況各有其特點，但液態(tài)完全互溶系統(tǒng)構(gòu)成了這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)[4]。對于這種相圖，我們除了讓學(xué)生掌握相圖中各相區(qū)的組成、相態(tài)和杠桿規(guī)則外，還注重讓學(xué)生學(xué)習(xí)氣相線和液相線的繪制方法和細(xì)節(jié)信息。其繪制過程如圖3所示，先配制不同比例的二組分混合物，再升高溫度測試混合物的熔點，通過描點—連線得到相圖。從而培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗繪制相圖讀取相圖細(xì)節(jié)信息的全面能力。通過學(xué)習(xí)繪制相圖，可使學(xué)生對相圖的全部信息有較深刻的認(rèn)識、理解及較好的運用。為了便于學(xué)生掌握此類相圖及其應(yīng)用，在教學(xué)中我們通過物相點隨溫度的變化的實例，講解其液相與氣相及組成在該過程的演變情況。重點分析了第一個氣泡點產(chǎn)生的壓力、組成及最后一滴混合液消失的壓力、組成，以及其逆過程這一難點。并將相圖理論與工業(yè)精餾裝置聯(lián)系起來，激發(fā)學(xué)生對該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣。

3具有轉(zhuǎn)變溫度的二組分固態(tài)部分互溶、液態(tài)完全互溶的液固平衡相圖

具有轉(zhuǎn)變溫度的二組分固態(tài)部分互溶、液態(tài)完全互溶的液固平衡相圖，是學(xué)生學(xué)習(xí)中最難掌握的內(nèi)容。我們通過講解物相點的降溫過程的物相變化和步冷曲線的繪制，并借助動畫展示具體過程，使該部分內(nèi)容更加形象和生動，便于理解和掌握。同時，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力。

4相圖在金屬材料中的應(yīng)用

4.1在金屬材料設(shè)計中的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)和科研實踐涉及到的金屬材料通常為多組分的平衡系統(tǒng)，所以其相圖更為復(fù)雜。為了得到材料的擬服役性能，需要對材料進(jìn)行設(shè)計和加工。相圖在材料設(shè)計中起著至關(guān)重要的作用，例如，在設(shè)計奧氏體不銹鋼時，為了得到單一奧氏體組織，需擴(kuò)大相圖中奧氏體區(qū)，使其在冷卻過程中不發(fā)生γ-Feα-Fe的轉(zhuǎn)變。根據(jù)相圖，改變系統(tǒng)的組成，增加穩(wěn)定奧氏體元素，如Ni、C等是最常用的方法。當(dāng)然，為了系統(tǒng)的平衡，其他元素也需做相應(yīng)的改變。應(yīng)用相圖時，為了提高設(shè)計組織的準(zhǔn)確性，需要考慮平衡相圖與實際相圖的差別。

4.2在金屬材料加工中的應(yīng)用在金屬材料的熱加工過程中，隨著加工溫度的不同，其物相也發(fā)生相應(yīng)的變化?？赏ㄟ^控制軋制參數(shù)和冷卻過程，改變材料的相變溫度和組織類型，得到高性能的金屬材料。例如，在鋼鐵生產(chǎn)中，熱軋鋼板控制軋制與控制冷卻(TMCP)工藝，通過加大壓下量增加累積位錯，為相變過程提供更多的高能量相變形核點，以得到細(xì)小晶粒組織，提高鋼的強(qiáng)韌性。通過控制冷卻速率，可改變相變后的組織形態(tài)，在650℃以上發(fā)生相變得到珠光體和鐵素體組織，在450~600℃區(qū)間主要得到貝氏體組織的鋼材，在更低溫度下發(fā)生相變得到馬氏體組織，不同的組織賦予材料的不同的性能[5]。4.3在金屬熱處理中的應(yīng)用相圖不僅在金屬材料的設(shè)計和加工中具有指導(dǎo)下作用，而且在材料的熱處理過程中也具有重要的應(yīng)用價值。例如，在金屬材料的退火、淬火和正火中具有重要作用。淬火過程主要是控制冷卻速率，使相變溫度發(fā)生在較低溫度區(qū)，得到低溫轉(zhuǎn)變組織。正火溫度需在γ-Fe相區(qū)，需要根據(jù)相圖和化學(xué)成分判斷其奧氏體化溫度，從而確定正火的加熱溫度。嚴(yán)格的說，確定熱處理的升溫速率和降溫速率也需要參考相應(yīng)的相圖。通過相圖在金屬材料領(lǐng)域的應(yīng)用的介紹，學(xué)生對本專業(yè)和學(xué)習(xí)物理化學(xué)的重要性均有了清晰的認(rèn)識，他們的學(xué)習(xí)積極性也顯著提高。

5結(jié)語