材料化學(xué)論文15篇

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1、材料化學(xué)論文15篇 材料化學(xué)論文 摘要：通過對“材料化學(xué)”緒論課的精心設(shè)計，使學(xué)生明確了該課程的性質(zhì)和重要地位，大量的實例激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和求知欲，樹立了學(xué)生學(xué)好該課程的信心，為課程的深入學(xué)習(xí)起到了奠基石的作用。以“材料、材料與化學(xué)、材料化學(xué)”為主線進行講授，使學(xué)生對本課程的內(nèi)容有了更加清晰和深入的認識，取得了良好的教學(xué)效果。 關(guān)鍵詞 材料化學(xué) 化學(xué)論文 化學(xué) 材料化學(xué)論文:高分子材料與工程專業(yè)高分子化學(xué)實驗教學(xué)體系的構(gòu)建與成效

2、 摘要:概述了目前國內(nèi)高校高分子材料與工程專業(yè)高分子化學(xué)實驗教學(xué)存在的共性問題和關(guān)鍵問題。提出了高分子材料與工程專業(yè)高分子化學(xué)實驗課程由基礎(chǔ)技能實驗,綜合設(shè)計實驗,研究創(chuàng)新實驗三個模塊組成的新教學(xué)體系,并在每個模塊中引入一些綜合性和應(yīng)用性的實驗教學(xué)內(nèi)容。實踐證明所構(gòu)建的實驗教學(xué)體系在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、應(yīng)用與實踐能力方面起到了較好的效果。 關(guān)鍵詞:高分子材料;高分子化學(xué);實驗教學(xué) 高分子化學(xué)實驗是高分子化學(xué)課程教學(xué)的一種最有效的實踐教學(xué)形式,它可以幫助和促進學(xué)生課堂理論知識的學(xué)習(xí)與消化,建立和鞏固高分子化學(xué)基本概念和理論,獲取高分子化學(xué)知識,培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)

3、和操作技能。我國著名化學(xué)家戴安邦指出:“只傳授化學(xué)知識和技術(shù)的化學(xué)教育是片面的,全面的化學(xué)教育要求既傳授化學(xué)知識和技巧,又訓(xùn)練科學(xué)方法與思維,還培養(yǎng)科學(xué)精神和品德,學(xué)生在化學(xué)實驗中是學(xué)習(xí)的主體,在教師指導(dǎo)下進行實驗,訓(xùn)練用實驗解決化學(xué)問題,使各項智力皆得到發(fā)展”。這番話指出了開設(shè)化學(xué)實驗課的深刻內(nèi)涵和重要價值。2004年國家教育部頒布的《普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評估方案》在評估指標(biāo)的二級指標(biāo)“實踐教學(xué)”中,從“實踐教學(xué)內(nèi)容與體系,綜合性、設(shè)計性實驗課的比例及效果,實驗室開放”三個方面明確了實踐教學(xué)改革和發(fā)展的方向。近幾年高校的化學(xué)類實驗教學(xué)改革取得了令人矚目的成果。高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)

4、是很多高校在近年來新開設(shè)的專業(yè),在實驗教學(xué)與改革方面的成果積累較少,尤其高分子化學(xué)實驗教學(xué)采用陳舊的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法依然居多。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn),目前國內(nèi)高校高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)的高分子化學(xué)實驗教學(xué)依然不同程度地存在一些問題。 一、高分子化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀剖析 1.實驗教學(xué)體系和內(nèi)容欠爭理 多數(shù)的實驗教學(xué)附屬于理論教學(xué),沒有單獨設(shè)課和單獨考核,實驗課時相對較少雖然有些高校高分子化學(xué)實驗已經(jīng)獨立設(shè)課,但僅作為考查課。實驗教學(xué)內(nèi)容中傳統(tǒng)的、陳舊的實驗較多,而體現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展成果的實驗很少認知性、驗證性實驗所占的比理偏高,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的綜合性、設(shè)

5、計性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性的實驗偏少,而且實驗環(huán)節(jié)偏重于理論,突出高分子材料應(yīng)用性特點的實驗太少,不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念。 2.實驗教學(xué)方法單一 學(xué)生按照實驗講義預(yù)習(xí),然后進實驗室。實驗前教師把實驗?zāi)康?、實驗原理、儀器使用方法、測試方法、實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄表格及數(shù)據(jù)處理方法等進行詳細的集中講解。學(xué)生只需按教師指導(dǎo)的過程按部就班或者依照講義“照方抓藥”,就可以完成一個實驗。一部分學(xué)生糊里糊涂地來到實驗室,只動手不動腦地完成實驗,然后又迷迷糊糊地離開實驗室。實驗的現(xiàn)象和結(jié)果沒有給他們留下太深的印象,對學(xué)生觀察能力、分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)新意識的培養(yǎng)都很不夠。這種

6、統(tǒng)一模式、統(tǒng)一要求、齊步走的教學(xué)方法,一方面造成了學(xué)生對教師的過分依賴,另一方面抑制了學(xué)生個性思維的發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。 3.實驗?zāi)蹖W(xué)手段落后 在現(xiàn)代信息技術(shù)迅速發(fā)展的今天,雖然網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)在理論教學(xué)中得到了普遍應(yīng)用,但虛擬、仿真等實驗技術(shù)手段未能在實驗教學(xué)中推廣應(yīng)用。這樣對于一些耗費過高、時間過長、毒性過大、危險性過高的實驗,只能最低限度地開設(shè),且開設(shè)過程中費用大和危險性高,導(dǎo)致學(xué)生對此類重要實驗缺乏足夠的認知和感受的機會。 二、新教學(xué)模塊的實踐性探索與成效 針對目前國內(nèi)高校高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)高分子

7、化學(xué)實驗教學(xué)中存在的一些問題,借鑒其他化學(xué)實驗教學(xué)改革的優(yōu)秀成果,提出了基礎(chǔ)技能實驗、綜合設(shè)計實驗、研究創(chuàng)新型實驗的三個高分子化學(xué)實驗教學(xué)模塊體系,并在每個模塊中結(jié)合常熟理工學(xué)院教師的科研成果引入_些新的實驗教學(xué)內(nèi)容,采用開放式實驗教學(xué)方法。通過實驗教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)新的體系和教學(xué)方法在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和工程實踐能力方面起到了較好的效果。 1.基礎(chǔ)技能實驗教學(xué)模塊 基礎(chǔ)技能實驗?zāi)K構(gòu)建的目的著重建立高分子化學(xué)實驗與相關(guān)基礎(chǔ)理論知識之間的有機聯(lián)系。培養(yǎng)學(xué)生的實驗安全意識、清潔衛(wèi)生習(xí)慣和嚴(yán)謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度。訓(xùn)練學(xué)生掌握熟練規(guī)范的實驗操作技能和技巧,為后續(xù)的實驗教學(xué)模塊的實施

8、打下良好的基礎(chǔ)。 基礎(chǔ)技能實驗?zāi)K的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計在課時總量的40%～50%為宜,課時數(shù)約30學(xué)時,開設(shè)8～10個實驗。教學(xué)內(nèi)容設(shè)計涉及到高分子化學(xué)反應(yīng)機理,如自由基、陰離子,陽離子等連鎖反應(yīng)機理,縮聚、基團轉(zhuǎn)移聚合等逐步反應(yīng)機理,開環(huán)聚合反應(yīng)機理等。在實驗實施方法方面涉及到本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合、熔融縮聚、界面縮聚等。如設(shè)計膨脹計發(fā)測定苯乙烯本體聚合動力學(xué)實驗,讓學(xué)生直觀感受到了誘導(dǎo)期概念、聚合過程體積減小的現(xiàn)象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化學(xué)理論知識。設(shè)計過硫酸鉀引發(fā)甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合實驗,除讓學(xué)生明確了乳液聚合的基本原理外,還了解到了聚合

9、物大分子鏈端基的重要作用。設(shè)計己二酰氯和己二胺界面縮聚實驗,讓學(xué)生深入理解了界面縮聚的概念和聚合物的可紡成纖性能等主要高分子知識。通過設(shè)計一些自由基、陰離子、陽離子等連鎖反應(yīng)機理的實驗,使學(xué)生進一步掌握了活性中心的概念,同時在實驗過程中認知了這些引發(fā)劑的活性、安全使用和貯存事項。 2.綜合設(shè)計實驗教學(xué)模塊 綜合設(shè)計實驗教學(xué)模塊旨在培養(yǎng)學(xué)生較強的實際動手能力,自主設(shè)計和分析解決問題的能力。本實驗?zāi)K是實驗教學(xué)的較高層次,注重學(xué)生實驗的自主設(shè)計性和綜合性。 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計在課時總量的20%～25%為宜,課時數(shù)約15學(xué)時,開設(shè)2～3個實驗。本教學(xué)模塊的特

10、點之一是實驗內(nèi)容的綜合性,可以將同一門課的幾個實驗,或者是幾門課的實驗組合在一起,形成一個大實驗。本教學(xué)模塊的特點之二是實驗方案的靈活性和設(shè)計性,側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的自主實驗和學(xué)習(xí)的意識和良好習(xí)慣。例如關(guān)于高分子合成實驗先確定好采用的聚合機理和聚合方法,在原材料配方組成、引發(fā)劑種類及用量、合成溫度等工藝條件方面給出一個大致的框架,然后讓學(xué)生在所給的框架內(nèi)進行自行設(shè)計和實施實驗。譬如懸浮法制備聚苯乙烯珠粒實驗,水的用量范圍為苯乙烯質(zhì)量的100%～200%、分散劑為磷酸鈣或聚乙烯醇兩種、引發(fā)劑過氧化二苯甲酰用量為苯乙烯質(zhì)量的0.2%～1.0%、反應(yīng)溫度設(shè)定在75℃～85℃范圍等。學(xué)生通過自行設(shè)計的方案實

11、施實驗獲得了不同的實驗結(jié)果,通過對不同組之間實驗結(jié)果的綜合分析,找到了影響懸浮法制備聚苯乙烯珠粒的一些因素,激發(fā)了學(xué)生動手實驗的興趣,發(fā)揮了學(xué)生自主實驗和學(xué)習(xí)的主觀能動性。 3.研究創(chuàng)新實驗教學(xué)模塊 設(shè)置研究創(chuàng)新實驗教學(xué)模塊培養(yǎng)學(xué)生的科研和創(chuàng)新意識、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和應(yīng)用開發(fā)能力,為實現(xiàn)培養(yǎng)高質(zhì)量的應(yīng)用型人才的教育目標(biāo)提供重要的教學(xué)內(nèi)容實體支撐。 本實驗?zāi)K是實驗教學(xué)的最高層次,注重學(xué)生實驗的獨立自主陛、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性,教學(xué)內(nèi)容設(shè)計在課時總量的20%～25%為宜,課時數(shù)約15學(xué)時,開設(shè)2～3個實驗。本實驗教學(xué)模塊的特點之一是實驗項目的獨

12、立自主性和綜合性。也就是說確定好實驗項目之后,讓學(xué)生在實驗教師指導(dǎo)下獨立自主地進行實驗項目方案的調(diào)研、設(shè)計、實施和結(jié)果分析。本實驗教學(xué)模塊的特點之二是實驗項目的應(yīng)用性和創(chuàng)新性,所擬定實驗項目必須關(guān)聯(lián)生產(chǎn)實踐中的聚合物產(chǎn)品,充分體現(xiàn)實驗項目的應(yīng)用性。實驗項目設(shè)計主要針對這些高分子產(chǎn)品生產(chǎn)實踐中存在的共性問題和關(guān)鍵問題的解決來進行設(shè)計。通過研究創(chuàng)新實驗的實施,發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性很高,樂此不疲,為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和展示高分子化學(xué)實驗的應(yīng)用性特征提供了最佳學(xué)習(xí)平臺,尤其是開發(fā)一些聯(lián)系生活實際的應(yīng)用型實驗,可使學(xué)生親身感受到高分子化學(xué)實驗的實用價值,能強烈激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造動機。此外,研究創(chuàng)新實驗往往需要多

13、名學(xué)生共同完成,有利于培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神。例如,聚氨酯絕緣漆的制備及性能測定實驗,每個學(xué)生做一個實驗配方,每5名學(xué)生一組,5名學(xué)生的實驗結(jié)果綜合在一起可以得出高分子樹脂配方組成與漆膜性能之間的關(guān)系曲線,以及固化條件與漆膜性能之間的關(guān)系曲線。在實驗過程中,5名學(xué)生要共同安排實驗方案,盡量保持操作的一致性,最后得出的結(jié)果要呈規(guī)律性變化。如果有一名學(xué)生操作有誤,這個實驗點就會落在規(guī)律性以外,影響其他學(xué)生對實驗現(xiàn)象的觀察。因此,實施研究創(chuàng)新實驗項目對教師也提出了更高要求。在每次實驗前,教師要指導(dǎo)學(xué)生擬定方案,并對可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象和各種影響因素進行分析,實驗過程中,又有多種意外的實驗現(xiàn)象出現(xiàn),這勢

14、必要求師生共同分析和討論造成這些現(xiàn)象的原因,幫助學(xué)生透過現(xiàn)象深刻理解事物的本質(zhì)。這樣做需要教師有相當(dāng)?shù)闹R儲備量,并且要求教師也不斷進取,充分體現(xiàn)了教學(xué)相長的教育理念。 三、結(jié)論 基礎(chǔ)技能實驗、綜合設(shè)計實驗、研究創(chuàng)新實驗+教學(xué)模塊教學(xué)的實踐證明教學(xué)效果顯著,特別對提高學(xué)生綜合實踐能力、激發(fā)學(xué)生理論課學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和應(yīng)用開發(fā)技能取得了預(yù)期效果。基礎(chǔ)技能實驗?zāi)K的教學(xué)效果主要體現(xiàn)在實驗現(xiàn)象與相關(guān)基礎(chǔ)理論知識之間的有機聯(lián)系,高分子化學(xué)實驗操作技能和技巧的掌握和規(guī)范。綜合設(shè)計實驗的教學(xué)效果主要體現(xiàn)在學(xué)生自主設(shè)計和分析解決問題的能力培養(yǎng)。研究創(chuàng)新實驗的教學(xué)效果

15、主要體現(xiàn)在學(xué)生科研和創(chuàng)新意識的建立,以及學(xué)生團隊意識和應(yīng)用開發(fā)能力的培養(yǎng)。 材料化學(xué)論文:淺析材料化學(xué)專業(yè)在高等林業(yè)院校的定位與建設(shè)實踐 論文關(guān)鍵詞：材料化學(xué);專業(yè)定位;課程體系;實踐教學(xué);師資培養(yǎng) 論文摘要：文章從我國林業(yè)科技發(fā)展對材料化學(xué)專業(yè)人才的需要出發(fā)，探討了在高等林業(yè)院校設(shè)置材料化學(xué)的專業(yè)定位，在對材料化學(xué)課程的教學(xué)體系進行思考的基礎(chǔ)上，提出了培養(yǎng)適應(yīng)林業(yè)科技發(fā)展需要的材料化學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)模式和教學(xué)內(nèi)容。 材料化學(xué)是一門材料科學(xué)與現(xiàn)代化學(xué)相結(jié)合的新興學(xué)科，對于自然科學(xué)和國民經(jīng)濟的發(fā)展至關(guān)重要，是21世紀(jì)化學(xué)發(fā)展中的重要新興

16、學(xué)科之一。本專業(yè)密切聯(lián)系國民經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的實際，研究材料制備、加工、性能和應(yīng)用等的化學(xué)問題。上個世紀(jì)90年代初，復(fù)旦大學(xué)率先開設(shè)材料化學(xué)本科專業(yè)。隨后，眾多高校相繼開設(shè)了該專業(yè)。由于材料種類很多，而且各個高校開設(shè)材料化學(xué)專業(yè)的背景和學(xué)校的優(yōu)勢學(xué)科不相同，雖然專業(yè)名稱相同，但是各學(xué)校所制定的培養(yǎng)方案和體現(xiàn)的專業(yè)特色各不一樣。中南林業(yè)科技大學(xué)是一所服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟和現(xiàn)代林業(yè)，地處中南地區(qū)的高等林業(yè)院校。在高等林業(yè)院校開設(shè)材料化學(xué)專業(yè)，相對于其它綜合性高校的材料化學(xué)專業(yè)和本校的主流學(xué)科一一林學(xué)來說，該專業(yè)無論是在師資隊伍，還是在科研水平與學(xué)科建設(shè)等方面都存在不小的差距。所以，我校開設(shè)的材料化

17、學(xué)專業(yè)，只有辦出自己的特色和優(yōu)勢，才能在材料化學(xué)專業(yè)領(lǐng)域占有一席之地。 1、專業(yè)定位明確，體現(xiàn)辦學(xué)特色 人才的培養(yǎng)需要找準(zhǔn)位置，明確方向。這是適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的需要，也是辦好專業(yè)的關(guān)鍵。我校2004年初申報材料化學(xué)專業(yè)并獲得省教育廳批準(zhǔn)，2005年正式招生。經(jīng)過5年的發(fā)展，積累了較為豐富的教學(xué)實踐經(jīng)驗，基本建立了較為完備的材料化學(xué)專業(yè)辦學(xué)條件。材料化學(xué)是一門多學(xué)科相互交叉的新型綜合學(xué)科，就材料而言，包括金屬材料、無機金屬材料、高分子材料、功能材料、復(fù)合材料等多個領(lǐng)域。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的全面發(fā)展，為了應(yīng)對經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的迫切要求，加強林業(yè)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)至關(guān)重要。各

18、種新材料在農(nóng)業(yè)、林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，如生物質(zhì)材料、木材阻燃材料、仿生材料和可生物降解材料等的開發(fā)都是材料優(yōu)先發(fā)展的方向。但是，目前我國林業(yè)領(lǐng)域從事新材料技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用的專門人才比較匾乏，遠遠不能滿足現(xiàn)代林業(yè)高速發(fā)展的需要。因此，高等林業(yè)院校設(shè)置材料化學(xué)專業(yè)對我國林業(yè)現(xiàn)代化具有重要意義。在高等林業(yè)院校設(shè)置材料化學(xué)專業(yè)既要考慮材料科學(xué)學(xué)科本身的體系，又要體現(xiàn)高等林業(yè)院校的特色與優(yōu)勢。為此，我們把專業(yè)定位在復(fù)合材料、生物質(zhì)材料和高分子材料三大方向，使學(xué)生既具有扎實的材料科學(xué)基礎(chǔ)知識和良好的專業(yè)素質(zhì)，又能適應(yīng)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的要求;培養(yǎng)能在材料開發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是利用林產(chǎn)品資源進行新材料研

19、制和開發(fā)以及新材料在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用方面具有創(chuàng)新精神和實踐能力的復(fù)合型人才，為我國林業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化及林業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展提供堅實可靠的人才保障。 2、完善課程體系，優(yōu)化課程設(shè)置 本專業(yè)秉承夯實基礎(chǔ)，提高能力、拓寬范圍、接觸前沿的理念，根據(jù)國家經(jīng)濟建設(shè)對專業(yè)型、應(yīng)用型、復(fù)合型和學(xué)習(xí)型人才的需要，在遵循“重基礎(chǔ)、寬口徑和強能力”教學(xué)改革原則的基礎(chǔ)上，在構(gòu)建材料化學(xué)專業(yè)課程體系時，主要采取下列原則:加強基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)口徑，重視實驗教學(xué)，適當(dāng)增加選修課比例。因此，該專業(yè)的課程體系由公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)必選課和專業(yè)選修課四個方面組成。其中:公共基礎(chǔ)課程與化學(xué)工程類其它

20、專業(yè)一致;專業(yè)基礎(chǔ)課開設(shè)了材料化學(xué)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)、材料物理性能等課程;在專業(yè)課程的設(shè)置上注意寬口徑與突出特色相兼顧，如復(fù)合材料方向開設(shè)的復(fù)合材料學(xué)和復(fù)合材料工藝與設(shè)備課程;高分子材料方向開設(shè)的高分子化學(xué)、高分子物理和材料結(jié)構(gòu)表征課程;生物質(zhì)材料方向開設(shè)的木質(zhì)復(fù)合材料、竹材及非木質(zhì)材料等課程。同時，還加強了工藝設(shè)計和制造方面的課程，如開設(shè)材料加工與成型、材料加工與成型實驗、材料合成與制備等課程;增加了阻燃材料及其應(yīng)用技術(shù)、仿生材料、生態(tài)環(huán)境材料、活性炭制備改性與應(yīng)用專題等特色課程?？傊?，在課程體系的總體構(gòu)建原則下，經(jīng)過兩次培養(yǎng)計劃的修訂，對課程進行了認真仔細的整合，系統(tǒng)地確定

21、課程門類，進一步明確各門課程的內(nèi)容及課程間的分工與聯(lián)系，刪除一些內(nèi)容陳舊或與其它課程內(nèi)容重復(fù)的課程，增加反映最新研究成果方面的課程，如納米材料，納米復(fù)合材料等，創(chuàng)建一些理論聯(lián)系實際、有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力的課程，并加大前沿科技知識的教學(xué)比例。 3、改革實踐教學(xué)體系，強化能力培養(yǎng) 材料化學(xué)專業(yè)是一門實踐性很強的學(xué)科，在教學(xué)活動中，必須加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。首先，在加強基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)的前提下，組建了材料合成與制備、材料結(jié)構(gòu)表征和檢測兩個專業(yè)實驗室。同時，利用多種渠道與企業(yè)建立聯(lián)系，在株洲冶煉集團、湘潭鋼鐵公司和株洲化工集團等單位建立了實習(xí)基地。第二，實驗教學(xué)

22、是培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、探究與創(chuàng)新能力的重要途徑。建立新型的材料化學(xué)實驗教學(xué)體系，將傳統(tǒng)的實驗教學(xué)向開放性的教學(xué)模式進行轉(zhuǎn)變，是培養(yǎng)創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的人才的有效途徑之一。為此，在實驗教學(xué)方法上，部分實驗課試行開放式教學(xué)，實驗課教師僅僅講授實驗的基本原理和基本要求，從查閱文獻資料開始，到實驗方案設(shè)計、實驗操作規(guī)程、實驗結(jié)果分析等均由學(xué)生獨立完成，使學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。第三，按基礎(chǔ)型、設(shè)計綜合型、研究創(chuàng)新型三個層次規(guī)劃實驗，進一步改革實驗教學(xué)內(nèi)容。積極推行從驗證模仿性實驗向設(shè)計創(chuàng)新性實驗轉(zhuǎn)變，同時減少驗證性實驗，增設(shè)設(shè)計性、創(chuàng)新性和綜合性實驗。第四，鼓勵學(xué)生參加科研活動，根據(jù)

23、個人興趣和愛好參加教師的科研項目，鼓勵學(xué)生積極申報大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃項目。通過具體的研究課題，獨立設(shè)計、自查資料、自擬實驗方法進行探索性、創(chuàng)造性實驗。第五，結(jié)合專業(yè)實驗室和實習(xí)基地搞好畢業(yè)實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)，鼓勵已經(jīng)簽訂就業(yè)協(xié)議的學(xué)生到單位聯(lián)系生產(chǎn)實際選擇課題，鼓勵教師到實習(xí)基地結(jié)合實際指導(dǎo)學(xué)生的畢業(yè)論文。由此在整個實踐教學(xué)活動中構(gòu)建了“計劃教學(xué)一開放實驗一科研相結(jié)合”的新的實驗教學(xué)體系。同時，在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，重視學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，把素質(zhì)教育貫穿于實踐教學(xué)的全過程，為全體學(xué)生提供了一個全面發(fā)展的實踐空間，培養(yǎng)與他人合作的團隊精神。為學(xué)生將來適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的管理體制，確立優(yōu)秀的職業(yè)道

24、德素養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)。 4、加強師資隊伍建設(shè)，優(yōu)化師資隊伍結(jié)構(gòu) 建設(shè)一支高素質(zhì)的師資隊伍，是專業(yè)建設(shè)的基本保證，是提高教育質(zhì)量水平的關(guān)鍵措施。材料化學(xué)專業(yè)剛成立之初，師資主要來自基礎(chǔ)化學(xué)教研室。為此，學(xué)校加強了材料化學(xué)專業(yè)的師資隊伍建設(shè)，有計劃地選派老師到中南大學(xué)和湖南大學(xué)等高校進行培訓(xùn)，同時加大高層次人才的引進力度。經(jīng)過幾年的努力，初步建立了一支適合學(xué)科建設(shè)和專業(yè)發(fā)展需要的師資隊伍，專業(yè)教師中具有博士學(xué)位的達到了50%，具有副教授職稱以上的占50。專業(yè)教師所學(xué)專業(yè)包含了材料化學(xué)、高分子材料、材料科學(xué)與工程、材料表征、材料合成與制備等學(xué)科，為專業(yè)課的開設(shè)奠定了良

25、好的基礎(chǔ)，師資隊伍的結(jié)構(gòu)基本上達到了優(yōu)化和合理的要求。同時，我們還鼓勵年輕教師在職攻讀博士學(xué)位和出國進修。 總之，高等林業(yè)院校建設(shè)材料化學(xué)專業(yè)只要定位準(zhǔn)確，培養(yǎng)方案富有特色，一定能夠培養(yǎng)出適應(yīng)我國經(jīng)濟社會發(fā)展的高層次人才。 材料化學(xué)論文:材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式及課程體系設(shè)置的初步探析 論文關(guān)鍵詞：材料化學(xué)　人才培養(yǎng)　課程體系 論文摘　要：根據(jù)材料化學(xué)本科專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和材料化學(xué)學(xué)科專業(yè)特點，通過改革原有的課程體系，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，修訂完善了材料化學(xué)本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案。新的培養(yǎng)方案更好地體現(xiàn)了材料化學(xué)專業(yè)的特色，體現(xiàn)了“厚基礎(chǔ)、強能

26、力、重實踐”的人才培養(yǎng)要求。 材料化學(xué)作為化學(xué)和材料科學(xué)的一個交叉學(xué)科，受到了各國政府的重視，許多高校紛紛設(shè)立材料化學(xué)專業(yè)。為適應(yīng)21世紀(jì)社會對材料化學(xué)專業(yè)人才的需求，經(jīng)安徽省教育廳批準(zhǔn)，我校于2003年增設(shè)了材料化學(xué)本科專業(yè)，并在當(dāng)年正式招生，目前已經(jīng)有5屆畢業(yè)生，學(xué)生就業(yè)情況良好。材料化學(xué)作為材料科學(xué)與工程學(xué)科的二級學(xué)科專業(yè)，培養(yǎng)的是應(yīng)用型理科人才，所以材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生不但要加強數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)及材料學(xué)科等基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)，還必須接受更多的應(yīng)用性、實踐性的知識教育。如何完成這一培養(yǎng)目標(biāo)，使材料化學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)能夠滿足現(xiàn)代化社會發(fā)展對本專業(yè)人才的需求，是高校材料化學(xué)專業(yè)教

27、育工作者必須面對的現(xiàn)實問題。只有進一步轉(zhuǎn)變教育思想和觀念，深化教育改革，革新教學(xué)體系，優(yōu)化課程體系中實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，才能培養(yǎng)出掌握基本理論知識，動手能力強，富有創(chuàng)造精神的材料化學(xué)專業(yè)人才，才能辦出高水平的材料化學(xué)專業(yè)，以滿足經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的需求。 1　材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案基本框架 從“厚基礎(chǔ)、強能力、重實踐”的人才培養(yǎng)總體要求出發(fā)，設(shè)計培養(yǎng)方案、課程體系，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。我校材料化學(xué)專業(yè)教育內(nèi)容和知識體系由公共基礎(chǔ)課程、通識教育課程、專業(yè)課程、專業(yè)選修課程和實踐性課程五大部分內(nèi)容構(gòu)成。 公共基礎(chǔ)課程包括：思想教育，體育活動，大學(xué)英語和計算機

28、基礎(chǔ)等。 通識教育課程包括：人文社會類，自然科學(xué)和藝術(shù)類等知識體系。 專業(yè)課程包括：大類平臺專業(yè)基礎(chǔ)課程和材料化學(xué)專業(yè)課程。 專業(yè)選修課程包括：材料化學(xué)專業(yè)方向性選修課程。 實踐性課程包括：課程設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)論文、社會實踐、科技活動等材料化學(xué)專業(yè)實踐訓(xùn)練知識體系。 2　材料化學(xué)專業(yè)課程體系設(shè)計 材料化學(xué)作為化學(xué)和材料科學(xué)的交叉學(xué)科，其課程要求學(xué)生掌握材料化學(xué)的基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)理論，培養(yǎng)學(xué)生具有材料的制備、表征、技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)的基本能力。在構(gòu)建材料化學(xué)專業(yè)課程體系時，我們一直強化教學(xué)環(huán)節(jié)的科學(xué)性、

29、系統(tǒng)性和綜合性，將所有教育環(huán)節(jié)分為公共基礎(chǔ)課程、通識教育課程、專業(yè)課程、專業(yè)選修課程和實踐性課程五個知識體系。其專業(yè)課程體系以無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)和物理化學(xué)的理論課程和實驗課程基礎(chǔ)，把材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料化學(xué)、材料物理等作為本專業(yè)的入門專業(yè)課程。在經(jīng)過這些課程的學(xué)習(xí)之后，陸續(xù)學(xué)習(xí)高分子化學(xué)、高分子物理、材料性能學(xué)、材料現(xiàn)代分析技術(shù)、機械制圖等專業(yè)課程，在此基礎(chǔ)上通過專業(yè)選修課程的學(xué)習(xí)形成專業(yè)特色方向。并通過開設(shè)材料科學(xué)導(dǎo)論、納米材料導(dǎo)論等任選課程拓寬學(xué)生的知識面。為了淡化專業(yè)界限，我校材料化學(xué)專業(yè)和化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實施按大類培養(yǎng)，統(tǒng)一設(shè)置通識教育和基礎(chǔ)教育平臺。在2011年修訂的材料化

30、學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，課程教學(xué)計劃課內(nèi)總學(xué)時為2633學(xué)時，學(xué)生畢業(yè)應(yīng)取得總學(xué)分為154學(xué)分，其中，通識教育和基礎(chǔ)教育與我?；瘜W(xué)專業(yè)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)一致；專業(yè)教育、實踐教學(xué)和綜合教育的課程體系與化學(xué)專業(yè)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)有區(qū)別的開設(shè)，更加突顯材料化學(xué)的特色。 3　構(gòu)建相對完善的實踐教學(xué)體系 3.1　構(gòu)建新的實踐教學(xué)體系 材料化學(xué)作為一門實踐性很強的交叉學(xué)科，在教學(xué)計劃中強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，確保實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實施。按照本專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位，我們優(yōu)化完善了實踐教學(xué)體系。將實踐教學(xué)體系分為三個層次：一是基礎(chǔ)實驗層次，注重基礎(chǔ)技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)現(xiàn)象的觀

31、察和分析能力；二是測量實驗層次，注重專業(yè)技能訓(xùn)練，設(shè)置了課程設(shè)計、綜合性和設(shè)計性實驗等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實踐能力；三是綜合實踐層次，注重綜合素質(zhì)訓(xùn)練，設(shè)置了畢業(yè)設(shè)計（論文）、社會實踐、科技競賽和創(chuàng)新性實踐活動等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)知識的綜合運用能力。 3.2　更新重組實踐教學(xué)內(nèi)容 在2011年修訂的人才培養(yǎng)方案中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)為35學(xué)分，占總學(xué)分的22.7%。實踐教學(xué)內(nèi)容重點強調(diào)以能力培養(yǎng)為核心，優(yōu)化和重組了原四大化學(xué)（無機、有機、分析和物理化學(xué)）實驗教學(xué)的內(nèi)容與結(jié)構(gòu)，將實踐教學(xué)內(nèi)容分層次進行教學(xué)，確立了基礎(chǔ)實驗、測量實驗和專業(yè)實驗三層次的實驗教學(xué)體系，涵蓋了驗

32、證性實驗、綜合設(shè)計性實驗和研究性實驗等教學(xué)內(nèi)容。同時，積極推進實踐教學(xué)內(nèi)容的更新和方法手段的改革，減少驗證性實驗，積極創(chuàng)造條件增開綜合性、設(shè)計性實驗、研究性實驗，強化畢業(yè)論文實踐環(huán)節(jié)的檢查和指導(dǎo)；加強校企合作，積極安排生產(chǎn)實習(xí)和社會實踐活動，進一步加強對學(xué)生實驗技能、實踐能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。 4　結(jié)語 材料化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方案、課程體系的探索和完善將是在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下我們今后多年的一大工作任務(wù)。要堅持以就業(yè)為導(dǎo)向定位人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合社會需求和學(xué)科發(fā)展實際，研究建立專業(yè)人才培養(yǎng)模式，提高材料化學(xué)專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)能力；以能力培養(yǎng)為本位構(gòu)建專

33、業(yè)課程體系，提高學(xué)生的理論知識水平，課程體系遵循“厚基礎(chǔ)、強能力、重實踐”的人才培養(yǎng)模式制定教學(xué)計劃，在四年教學(xué)計劃的基礎(chǔ)上，分析理論教學(xué)相關(guān)課程，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，合理分配理論課程學(xué)時數(shù)，使課程體系逐漸趨于科學(xué)、規(guī)范，達到構(gòu)建合理的專業(yè)課程體系、優(yōu)化學(xué)生知識結(jié)構(gòu)和促進專業(yè)人才培養(yǎng)的目的。 材料化學(xué)論文:淺談納米材料的化學(xué)鋰化與電活性 近年以來，人們對于物質(zhì)世界研究已經(jīng)深入到原子、分子等微觀領(lǐng)域，納米技術(shù)被研發(fā)于上個世紀(jì)八十年代末，它指的是人類在納米單位即0.1至100毫米間對物質(zhì)特及互相作用進行研究，同時利用它的特性的多學(xué)科的技術(shù)，目前已經(jīng)成為主流研究領(lǐng)域。

34、 一、納米材料概述 （一）納米材料主要分為：零維納米材料。即在空間的三維尺度都受到約束，如納米顆粒、團簇等。一維納米材料。即在空間中有二維處在納米的尺度內(nèi)，包括納米管、金屬、棒和半導(dǎo)體線、納米帶等。二維納米材料。即在三維空間里有一維處在納米的尺度內(nèi)，如超薄膜、超品格等。三維納米材料。它主要由納米晶體構(gòu)成的材料。 在這之中，一維納米材料具有特殊物理化學(xué)性能與可作量子器件的優(yōu)勢而被人們所重視，一維納米材料之中，電子于兩個維度或者兩個方向的運動受到約束，只可以在一個方向自動運動，進而為研究在量子的限域之下電子運輸、力學(xué)、光學(xué)等特性均提供了效果極佳的模型系統(tǒng)。

35、 二、納米帶鋰化改性 實驗的原料：溶膠，純氧化鋰為鋰源，分子量42.39。 間接水熱法。量取0.2克使用離子交換方法經(jīng)水熱合成的納米帶，放入裝30毫升去離子水燒杯中，經(jīng)超聲分散半小時，然后把0.29克純氧化鋰放入已分散好的納米帶中，同時攪拌48小時后，把淡藍色流變相液體轉(zhuǎn)移到容量50毫升的聚四氟乙烯的內(nèi)襯不銹鋼的反應(yīng)釜里，反應(yīng)釜經(jīng)180攝氏度、24小時的水熱后，自然冷卻至與室溫相當(dāng)，將所得到的沉淀物分別使用乙醇與去離子水進行數(shù)次洗滌，最終在80攝氏度條件下經(jīng)12小時干燥后得到最終產(chǎn)品。 由相關(guān)xrd圖譜顯示可以得出，鋰化并沒有對納米帶

36、的晶體結(jié)構(gòu)進行破壞，但是鋰離子嵌入已使晶面距稍微擴大，其表現(xiàn)為衍射峰朝角度低處偏移。在鋰化前后，納米帶依舊保持著一維納米的結(jié)構(gòu)，相比之鋰化之前，鋰化以后納米帶在二次水熱的過程中部分斷裂，其長度縮短至2至6μm，產(chǎn)生了較多的200至400nm小尺寸納米片，其表面更為粗糙。 鋰化前后的納米帶晶面距均為0.2nm，對納米帶實施選區(qū)電子衍射就能清楚看到衍射的斑點，而且鋰化前后的納米帶花樣一致，也從另一方面說明納米帶結(jié)構(gòu)仍然是單品正交相。 直接水熱法。為將實驗流程簡化，以利用更為簡便與直接的方法對納米帶鋰化，對間接鋰化加以改進。 首先使用雙氧水的氧化法制備

37、過氧鉬酸溶膠，然后把純氧化鋰直接加入溶膠里，并對其攪拌48小時以后，把溶膠轉(zhuǎn)移容量為50毫升，內(nèi)襯為聚四氟乙烯制不銹鋼反應(yīng)釜里，后續(xù)的工藝和間接鋰化方法相同，同樣能獲得淡藍色產(chǎn)物。 該產(chǎn)物的xrd圖譜峰位一致，表明鋰鹽的存在對于溶膠產(chǎn)生正交相并沒有影響，且與二次水熱后得到的鋰化納米帶比較，其衍射峰并無明顯偏移，說明可能因為層間的鋰離子嵌入相較間接鋰化的納米帶更少，因此其層間距并沒有產(chǎn)生明顯變化。 納米材料與電活性 間接鋰化改性。就本文二中所提到鋰化改性的納米帶的電化學(xué)性能如下：通過得到鋰化前后的納米帶初次放電曲線圖可知，鋰后的納米帶正極材料放電電

38、壓的平臺仍然是2.75v。引較于純納米帶的初次放電量301mah/g來說，鋰化后納米帶降低至240mah/g，主要是因為在鋰化的過程中，鋰離子嵌入故占據(jù)了一定數(shù)量的嵌理位置，使初次放電的電量明顯減小，隨著循環(huán)的持續(xù)進行，鋰化納米帶便體現(xiàn)出其相當(dāng)穩(wěn)定的優(yōu)勢，經(jīng)15次的循環(huán)以后，比容量仍然保持220mah/g，同時容量的保持率達92%。 對純納米帶循環(huán)15次以后180mah/g的比容量進行相對比，容量保持率達60%與3.48的δ數(shù)值，可直觀發(fā)現(xiàn)經(jīng)鋰化后納米帶具備更好的循環(huán)穩(wěn)定性，得益于鋰離子嵌入對其層結(jié)構(gòu)起到支撐作用，使得充放電的比容量始終維持于平穩(wěn)的數(shù)值范圍之內(nèi)。

39、 （二）納米器材。采用靜電紡絲的技術(shù)制備具備“線中棒”的分級結(jié)構(gòu)釩氧化物超長型納米線，發(fā)現(xiàn)該線作為鋰離子的電池正極材料具備較高比容量與優(yōu)良循環(huán)性能。相比于常規(guī)的納米材料，這類新穎的分級結(jié)構(gòu)可有效防止納米材料因高比表面能而發(fā)生自團聚的現(xiàn)象，從而提升電池性能，為排除納米材料的團聚從而對性能造成影響，設(shè)計單根納米線電化學(xué)器材，通過原位的表征，建立該納米線電輸運、結(jié)構(gòu)、電極充放電等狀態(tài)間的直接聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)容量的衰減和電導(dǎo)率降低有著關(guān)聯(lián)。為進一步研究出化學(xué)鋰化后對納米材料的本征電活性的影響，把鋰化前后的單根納米帶裝成納米器件，并對其電輸運性能進行測試。 測試結(jié)果表明，鋰化之前i-v特性顯示

40、納米帶的兩端不對稱的肖特基勢壘，這是半導(dǎo)體氧化鉬與金/鉑電極間產(chǎn)生的，在大約2v的時候，傳輸?shù)碾娏骷s300pa。鋰化之后，i-v的曲線顯示歐姆特性，在大約2v的時候，傳輸?shù)碾娏骷s10na，根據(jù)測定電阻、有效長與橫截面積的計算，納米帶在鋰化前后電導(dǎo)率大致分別是10-4與10-2scm-1。通過鋰化后，電導(dǎo)率相應(yīng)增加了數(shù)量級兩個。因為納米的帶沿面生長，所以納米帶的導(dǎo)電性也增加，這意味著八面體層里載流子的濃度增加，表明鋰離子被作為填隙的離子而被引入的。 在電化學(xué)的循環(huán)過程之中，納米帶層間距隨鋰離子嵌入或脫離而持續(xù)擴大或縮小，相比于未鋰化的樣品，具較寬層距的鋰化后納米帶，在其充放電的過

41、程中顯示出更小的體積變化。因此鋰化能夠提高電極在鋰離子的嵌入與脫離的過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，第一次鋰化所導(dǎo)入的鋰離子始終保留于晶格之中，進而提升導(dǎo)電性，有利于在未來充放電的過程中鋰離子嵌入與脫離。 深入研究納米材料的化學(xué)特性，對合理及應(yīng)用納米材料有著相關(guān)重要的影響，也為我國在各行業(yè)、領(lǐng)域推廣使用納米材料打下良好理論基礎(chǔ)。 材料化學(xué)論文:材料化學(xué)緒論課教學(xué)設(shè)計 摘要: 在《材料化學(xué)》緒論課的教學(xué)過程中，采用啟發(fā)引導(dǎo)教學(xué)方式，以“材料、材料與化學(xué)、材料化學(xué)”為主線進行教學(xué)設(shè)計，通過講解材料發(fā)展中的化學(xué)，引入材料科學(xué)與化學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系，重點從材料

42、結(jié)構(gòu)、制備、性能和應(yīng)用四個方面講授了材料研究中的化學(xué)問題，使學(xué)生對本課程的內(nèi)容有了清晰的認識，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的信心和興趣，并取得了滿意的教學(xué)效果。 關(guān)鍵詞: 材料化學(xué);緒論課;教學(xué)設(shè)計 材料化學(xué)是材料科學(xué)與化學(xué)的交叉學(xué)科，伴隨著材料科學(xué)的發(fā)展而誕生和成長，即是材料科學(xué)的重要部分，又是化學(xué)學(xué)科的一個分支［1］。目前，很多高等學(xué)校的化學(xué)和材料類專業(yè)開設(shè)了《材料化學(xué)》這門課程?！恫牧匣瘜W(xué)》是南陽師范學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，對于培養(yǎng)學(xué)生的材料科學(xué)基礎(chǔ)知識，分析和解決材料制備和應(yīng)用中的化學(xué)問題的能力起到了關(guān)鍵作用。但是該課程涉及的知識面廣泛，

43、內(nèi)容龐雜、概念甚多、加上課程改革，理論課時數(shù)減小，學(xué)生在學(xué)習(xí)《材料化學(xué)》課程過程中，普遍存在概念混淆、重點難以掌握等問題。緒論是一門課程的開場白和宣言書，是師生之間學(xué)習(xí)和交流的起始點，能為學(xué)生建立起一門課程的知識輪廓。通過對緒論進行學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解課程在所學(xué)專業(yè)中所處的地位和作用，以及該課程的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法和考核方式等問題［2］。如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣，提高課程的教學(xué)質(zhì)量，緒論課在整個課程教學(xué)中有著舉足輕重的地位。結(jié)合近年來的教學(xué)實踐，就如何講好《材料化學(xué)》緒論課談一些心得。 1首先明確課程性質(zhì)、特點及地位 教學(xué)之初，首先明確該課程作為專業(yè)核心課程的

44、重要地位，是學(xué)習(xí)后面材料專業(yè)課程的基礎(chǔ)課程，同時明確考核方式，加強學(xué)生對本課程的重視程度。材料化學(xué)是材料科學(xué)和化學(xué)學(xué)科的交叉學(xué)科，課程內(nèi)容既涉及工程材料應(yīng)用中的實際問題，又包括材料結(jié)構(gòu)及制備中的化學(xué)問題。作為一門交叉學(xué)科，很多知識點與材料學(xué)和化學(xué)課程中的相關(guān)內(nèi)容重復(fù)，很多學(xué)生以為學(xué)過相關(guān)知識，就會從思想上松懈。然而，相關(guān)知識點雖然出現(xiàn)重復(fù)，但在不同學(xué)科中講授的重點是不同的。在講授材料化學(xué)課程的過程中，要著重培養(yǎng)學(xué)生利用化學(xué)的思維解決材料科學(xué)中的問題，使學(xué)生深刻領(lǐng)會化學(xué)與材料科學(xué)交叉的重要意義。通過一些實例，講解本課程與化學(xué)和材料相關(guān)課程的區(qū)別和聯(lián)系，使學(xué)生更加深入了本課程的性質(zhì)和地位。材料科學(xué)

45、是偏實際應(yīng)用的工科課程，化學(xué)是偏理論的理科課程，材料化學(xué)則是利用化學(xué)的理論解決材料應(yīng)用中的實際問題。 2材料 以材料的實際應(yīng)用為引子，如材料在航天航空、交通運輸、電子信息、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用，帶領(lǐng)學(xué)生進入學(xué)習(xí)狀態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生回想什么是材料?材料的種類?提出材料是對人類有用的物質(zhì)，是人類賴以生存和發(fā)展，征服自然和改造自然的物質(zhì)基礎(chǔ);是人類進步的里程碑。然后介紹材料的發(fā)展歷史，說明人們對材料的使用，是從最早的天然材料，依次經(jīng)歷了陶瓷、青銅、鐵、鋼、有色金屬、高分子材料以及新型功能材料。根據(jù)材料的發(fā)展史，啟發(fā)學(xué)生思考材料研究和發(fā)展過程中的規(guī)律和特點。人們對材料的使用經(jīng)

46、歷了從天然材料到合成材料，從傳統(tǒng)材料到新興材料。傳統(tǒng)的材料主要以經(jīng)驗，技藝為基礎(chǔ)，材料靠配方篩選和性能測試，通過宏觀現(xiàn)象建立的唯象理論對材料宏觀性能定性解釋，不能預(yù)示性能和指明新材料開發(fā)方向，而新型材料則以基礎(chǔ)理論為指導(dǎo)。材料科學(xué)的歷史表明，當(dāng)一種全新的材料在原子或分子水平上合成后真正巨大的進展就常常隨之而來?；瘜W(xué)的發(fā)展往往導(dǎo)致材料技術(shù)的實質(zhì)性進步。在新材料的研發(fā)和材料工藝的發(fā)展中，化學(xué)一直擔(dān)當(dāng)著關(guān)鍵的角色［3］。任何新材料的獲得都離不開化學(xué)，以石墨烯為例，物理學(xué)家主要關(guān)注其電子結(jié)構(gòu)及輸運理論，材料學(xué)家主要測試材料的電磁、光電、傳感和催化等性能，而化學(xué)家的任務(wù)則是利用化學(xué)氣相沉積和插層剝離等方

47、法制備該材料。只有通過化學(xué)氣相沉積法制備出高質(zhì)量大尺寸的石墨烯，才能推動石墨烯在電子信息領(lǐng)域走向?qū)嵱没? 3材料與化學(xué) 材料化學(xué)是材料科學(xué)與化學(xué)學(xué)科的交叉，很多學(xué)生容易混淆材料科學(xué)和化學(xué)的研究范疇。在本課程的第一節(jié)課，一項重要的任務(wù)是使學(xué)生明確材料科學(xué)和化學(xué)的研究內(nèi)容和范疇，這對于后續(xù)相關(guān)概念的講解至關(guān)重要。材料科學(xué)的研究對象是材料，材料是對人類有用的物質(zhì)，指的是人類用于制造物品、器件、構(gòu)件、機器或其他產(chǎn)品的那些物質(zhì)。而化學(xué)的研究對象是物質(zhì)，物質(zhì)是構(gòu)成人類物質(zhì)世界的基礎(chǔ)。材料是物質(zhì)，但不是所有物質(zhì)都可以稱為材料;材料科學(xué)是一門研究材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝與

48、材料性能及應(yīng)用之間相互關(guān)系的科學(xué);而化學(xué)則是從原子和分子角度研究物質(zhì)的組成，結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)變規(guī)律的科學(xué)。因此，化學(xué)研究的尺度范圍是原子、分子、分子納米聚集體。材料科學(xué)最早研究的尺度范圍在微米以上，如鋼和陶瓷的組織結(jié)構(gòu)。隨著一些新興材料的出現(xiàn)和發(fā)展，人們對材料的研究甚至小到電子結(jié)構(gòu)。如近些年發(fā)現(xiàn)的拓撲絕緣體，其表面導(dǎo)電，體內(nèi)不導(dǎo)電的性質(zhì)由其拓撲的能帶結(jié)構(gòu)決定，而該拓撲結(jié)構(gòu)則與電子的自旋運動有關(guān)，研究拓撲絕緣體必須從電子自旋角度認識其結(jié)構(gòu)。因此，材料科學(xué)的研究范疇不斷拓展，并于其它學(xué)科交叉。 4材料化學(xué) 通過學(xué)習(xí)材料的發(fā)展歷程、材料科學(xué)與化學(xué)之間的區(qū)別和聯(lián)系，學(xué)

49、生已經(jīng)對材料化學(xué)有了一定的認識，引導(dǎo)學(xué)生給材料化學(xué)下一個定義。材料化學(xué)是關(guān)于材料結(jié)構(gòu)、制備、性能和應(yīng)用的化學(xué)。本校材料化學(xué)專業(yè)選用曾兆華、楊建文編著第二版《材料化學(xué)》作為教材，教材的章節(jié)也是按照材料結(jié)構(gòu)、制備、性能和應(yīng)用進行安排的［4］。在這部分內(nèi)容講授過程中，可以讓學(xué)生以教材目錄為參照，講到相關(guān)內(nèi)容可以與教材相關(guān)章節(jié)進行對應(yīng)。 4.1材料的結(jié)構(gòu) 從三個層次講解材料的結(jié)構(gòu)，分別是電子原子結(jié)構(gòu)、晶體學(xué)結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)。電子原子結(jié)構(gòu)在很大程度上影響材料的電、磁、熱和光的行為，并可能影響到原子鍵合的方式，因而決定材料的類型。在這個層次上研究的化學(xué)問題主要涉及原子序數(shù)、相

50、對原子量、電離勢、電子親核勢、電負性、原子及離子半徑等。原子序數(shù)決定了材料的化學(xué)組成，電負性決定材料內(nèi)部原子之間的鍵合方式，從而影響材料的導(dǎo)電性、強度和熱膨脹系數(shù)等。晶體學(xué)結(jié)構(gòu)主要指原子或分子在空間排列的方式，根據(jù)原子排列的有序性，將材料分為晶體和非晶體。晶體中出現(xiàn)局部無序，或?qū)硐刖w的產(chǎn)生偏離，則出現(xiàn)缺陷。缺陷的存在影響材料的力學(xué)性能和電學(xué)性能等。如在本征硅內(nèi)部摻雜磷元素，磷原子替代硅原子的位置，形成雜質(zhì)原子缺陷，增加本征硅的導(dǎo)電性，形成N型半導(dǎo)體。組織結(jié)構(gòu)主要指材料的物相組成及結(jié)構(gòu)、晶粒的大小和取向等。在大多數(shù)金屬、某些陶瓷以及個別聚合物材料內(nèi)部，晶粒之間原子排列的變化，可以改變它們之間

51、的取向，從而影響材料的性能。一般來說，減小金屬的晶?？梢越档推淙埸c。在這一結(jié)構(gòu)層次上，顆粒的大小和形狀起著關(guān)鍵作用。大多數(shù)材料是多相組成的，控制材料內(nèi)部物相的類型、大小、分布和數(shù)量可以調(diào)控材料的性能。 4.2材料制備 材料合成與制備就是將原子、分子聚集在一起，并轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏卯a(chǎn)品的一系列過程。材料制備的方法和工藝影響材料的結(jié)構(gòu)，從而影響材料的性能。根據(jù)制備原理的不同，材料制備方法可以分為物理法和化學(xué)法。物理法指在材料制備過程中，僅改變材料內(nèi)部原子或分子的聚集狀態(tài)，不涉及化學(xué)反應(yīng)的方法。如真空鍍膜、濺射鍍膜、脈沖激光沉積法等?；瘜W(xué)法則在材料制備過程中，涉及化學(xué)反應(yīng)，并

52、且有新物質(zhì)的生成。如固相反應(yīng)法、有機合成法、水熱法、沉淀法、化學(xué)氣相沉積法等。以石墨烯材料為例講解材料的制備方法。石墨烯作為二維單原子層材料，既可以采用物理法制備，也可以采用化學(xué)法制備。2004年發(fā)現(xiàn)石墨烯的報道，便是采用簡單的膠帶對撕方法制備，該方法依靠外力使石墨片層克服層間范德華力，使層與層之間分離，從而獲得單層石墨，該方法也稱為物理機械剝離法。利用甲烷、乙烯等烴類氣體作為碳源，鎳、銅、金等金屬作為基片，采用化學(xué)氣相沉積法則可以制備高質(zhì)量大尺寸的石墨烯。另外，以石墨為原料，利用化學(xué)插層剝離的方法也可以用來制備石墨烯［5］。但不同方法制備獲得石墨烯的尺寸及性能差別較大，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域采用的

53、石墨烯制備方法是不同的。 4.3材料性能 材料的性能由其結(jié)構(gòu)決定，與材料制備的工藝和方法有關(guān)。性能是指材料固有的物理、化學(xué)特性，材料性能決定了其應(yīng)用。廣義地說，性能是材料在一定的條件下對外部作用的反應(yīng)的定量表述，例如力學(xué)性能是材料對外力的響應(yīng)、電學(xué)性能是對電場的響應(yīng)、光學(xué)性能是對光的響應(yīng)等。因此，材料的性能可分為力學(xué)性能和特殊的物理性能。常見的力學(xué)性能包括材料的強度、硬度、塑性、韌性等。力學(xué)性能決定著材料工作的好壞，同時也決定著是否易于將材料加工成使用的形狀。鍛造成型的部件必須能夠經(jīng)受快速加載而不破壞，并且還要有足夠的延性才能加工變形成適用的形狀。微小的結(jié)構(gòu)變化

54、往往對材料的力學(xué)性能產(chǎn)生很大的影響。材料特殊的物理性能包括電、磁、光、熱等行為。物理性能由材料的結(jié)構(gòu)和制造工藝決定。對于許多半導(dǎo)體金屬和陶瓷材料來說，即使成分稍有變化，也會引起導(dǎo)電性很大變化。過高的加熱溫度有可能顯著地降低耐火磚的絕熱特性。少量的雜質(zhì)會改變玻璃或聚合物的顏色。 4.4材料應(yīng)用 材料化學(xué)已經(jīng)滲透到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的眾多領(lǐng)域，如電子信息、環(huán)境能源、生物醫(yī)藥和航天航空等領(lǐng)域。例如，在電子信息領(lǐng)域，現(xiàn)代芯片制造離不開化學(xué)。光刻過程使用的光刻膠和顯影液，鍍膜過程中的化學(xué)氣相沉積和原子層沉積，刻蝕過程中的反應(yīng)離子刻蝕，這些工藝過程都離不開化學(xué)的作用。在環(huán)境能源領(lǐng)

55、域，新型光催化材料和太陽能電池材料的研究和開發(fā)，離不開化學(xué)法制備材料和對材料進行化學(xué)摻雜改性。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，對傳感材料進行化學(xué)改性提高其傳感特性，對仿生材料進行表面改性可以提高其生物相容性。在航天航空領(lǐng)域，各種輕質(zhì)、耐高溫、耐摩擦等結(jié)構(gòu)材料和功能化智能材料的研發(fā)都離不開化學(xué)。 5結(jié)語 通過對“材料化學(xué)”緒論課的精心設(shè)計，使學(xué)生明確了該課程的性質(zhì)和重要地位，大量的實例激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和求知欲，樹立了學(xué)生學(xué)好該課程的信心，為課程的深入學(xué)習(xí)起到了奠基石的作用。以“材料、材料與化學(xué)、材料化學(xué)”為主線進行講授，使學(xué)生對本課程的內(nèi)容有了更加清晰和深入的認識，取得了良好的教學(xué)效果。