高分子材料知识点篇1
1贯彻结构-性能关系的教学主线
目前合成纤维、合成橡胶、塑料、涂料、高分子粘合剂等高分子材料的应用十分广泛，然而该类材料分子内缺乏反应基团，化学与物理性质较为单一，属于常规高分子材料。相对而言，功能高分子材料则具有光、电、力、热、磁、化学、生物等性能，在化工、环保、能源、信息、医药、农业等领域具有独特的应用价值。功能高分子材料之所以具有不同于常规高分子材料的独特性能，主要与其结构具有直接关系。功能高分子材料学科的主要任务是研究影响材料性能的因素，尤其是结构与性能之间的关系，从而设计出满足工业生产与人们生活所需的各种新型功能材料。因而结构-性能关系在功能高分子材料课程中具有重要地位，它不仅是学生理解材料性能的理论基础，同时也是设计新型功能材料的所遵循的规律。因而，在课堂教学过程中需要贯彻结构-性能关系的教学主线，使学生能够利用结构-性能关系来理解每一类功能高分子的性质特点，进而以此为基础有能力学习并设计新型功能高分子材料。
尽管材料学科中结构-性能关系的研究已经很多，但是功能高分子材料有其自身特点，即存在分子、超分子、微观、宏观等不同层次的结构。层次不同的结构对于材料性能具有不同的影响，因而功能高分子材料的结构-性能关系是学生最难掌握的内容，既是教学的重点也是难点。对此，在课堂教学过程中不仅需要在课程的概述部分重点讲述不同层次结构对于材料性能的影响规律，而且需要在每一章结合实例具体讲解不同类型高分子材料的结构-性能关系，从而使学生能够深入理解并掌握该重要规律。
功能高分子材料的结构具有元素组成、官能团结构、高分子链段结构、高分子微观构象结构、材料的超分子结构和聚集态、材料的宏观结构等不同的层次，依次包括原子、原子团、链段、分子、超分子的微观尺度结构以及宏观结构，其中官能团结构和分子链结构是两个重点内容，前者决定了分子的大部分化学性质，而后者主要影响材料的物理化学性质。例如，高分子还原剂的还原能力来源于分子中包含的有机锡、硫醇等还原性基团，而高分子骨架主要使还原剂的分子量增大、溶解度降低，从而在保持小分子还原剂的还原能力的同时具有不溶性，从而使产物的分离纯化工艺大大简化。
2通过前沿进展专题补充知识结构
功能高分子材料是一门交叉学科，涉及化工、电子、信息、生命、医学、能源等多个领域，并与相关学科存在深入而广泛的交叉融合，因而功能高分子材料的知识结构也在随着其它学科的发展而迅速变化。为了适应功能高分子材料知识更新快的特点，不仅需要在课堂教学中介绍完整的知识体系，而且要补充相关领域不断产生的最新进展。然而由于教材的版本更新相对较慢，所以需要在课堂教学过程中针对每一章节加入前沿进展专题，以补充相关的最新知识。
例如，近年来纳米科技发展迅猛，新型的高分子-纳米复合功能材料成为当前的研究热点，各种新颖的研究成果不断涌现，极大丰富了功能高分子材料的构成与应用。根据这些变化，教学中增加了高分子光电功能纳米材料的专题，重点介绍共轭高分子与富勒烯、量子点等复合材料在太阳能电池中的应用进展；在医用高分子材料一章，针对当前高分子在药物输运与控制释放方面的研究进展，归纳了响应性高分子载药专题，列举对于化学、光、热、磁等外界刺激信号具有响应能力的高分子载药体系。由于相关领域在肿瘤治疗中具有重要应用价值，同时载药体系往往具有有趣的控制释放机理，提高了学生的学习兴趣，也补充了教材在相关内容上的不足。
3利用多媒体增强教学内容的表现力
功能高分子材料课程的知识点较多，信息量很大，而教材中的图形较少，大多为文字内容。心理学的研究表明，人们在学习过程中依靠单一的文字阅读获得知识时容易疲劳，记忆与理解的效率也会降低；相对而言，人们对于形象信息的感知速度更快，记忆能力更强。为此，授课过程中需要借助powerpoint（ppt）的多媒体功能对教学内容进行图形化。首先，需要对教材的内容进行提炼，总结出主要知识点，利用关系图构建知识框架，将文字内容形象化、条理化；细节内容进行列表，有利于归纳和比较；重点内容进行色彩处理，从而提高了可读性。其次，功能高分子材料的应用性较强，与工业生产与生活关系紧密，受限于篇幅和印刷用纸的材质，教材中多无相关的图形，尤其是彩图。在准备ppt课件时，通过网络搜集相关资料并利用ppt的图形制作能力，补充相关的示意图、示例图，使得相关的功能高分子材料从应用背景、化学结构、性能原理、器件结构等均做到“有图有真相”，显著提升了学生的注意力和学习兴趣，使得抽象的结构-性能关系更容易理解，同时也使得学生能够联系到实际生活，感受到功能高分子材料的应用价值。
例如，在电活性高分子材料一章中，高分子电致发光材料与器件是其中的重要内容，相关领域产品已经开始商业化并展示出良好的发展前景，但是相关的器件工作原理较为复杂，对于高分子专业的学生具有一定的难度。为此，在实际授课过程中，首先将当前某著名品牌的手机显示屏作为实例，介绍相关材料的成分与结构，并借助立体的器件结构示意图解释器件的工作机理与高分子材料在其中的作用，使得学生可以通过直观的方式学习抽象的知识。在高分子功能膜材料一章中，膜分离机制是重点内容，而其中过筛分离是最常见的一种机制。为增强学生对于该原理的认识，ppt课件中使用了动画示意图，将不同尺寸的粒子依次通过不同孔径的筛网而被截留的过程直观表现出来，使抽象的分离机理一目了然。
4借助课外科研实践提升学生创新能力
当前社会经济对高分子学科人才的要求不断提高，高素质的人才不仅需要具有良好的知识基础，而且需要具有创新能力。受到课堂教学课时与形式的限制，高分子材料专业学生仅能够接触到基本的合成与表征实验，而功能高分子材料的相关实验较少，缺乏相关的实践训练和能力培养过程。为增强学生独立的研究与开发能力，我们向学生开放实验室，设置与功能高分子材料课程内容相关的科研课题，吸引有兴趣的学生，尤其是打算毕业后读研究生或从事研发工作的同学，在课余时间进入实验室参与功能高分子合成、结构与成分表征。近两年来已有超过十名同学参与了课外科研实践，申请并获得多项学校本科生创新实践项目的支持，掌握了原子自由基转移聚合等高分子可控合成技术，制备了多种嵌段高分子材料并用于调控纳米粒子的组装，制备了一系列具有优异光电性能的新型高分子纳米复合材料。课外科研实践活动培养了学生探索未知的兴趣，提高了学习的主动性与积极性，拓展了他们的知识面，培养了新型功能高分子材料的设计能力，有助于实现学生创新能力的个性化培养。
5课程的考核方式
功能高分子材料课程的教学目标是让学生掌握功能高分子材料的结构-性能关系、制备方法、表征手段及应用的知识，初步具备新型功能高分子材料的设计能力。传统的评价模式注重学生对于知识掌握的系统性和准确性，主要采用闭卷考试的方式，然而本课程具有知识系统复杂、知识量大、知识更新快等特点，所以闭卷考试的考核方式容易导致学生采用死记硬背的方式学习；另一方面，当前大力提倡素质教育，更为注重学生创新能力，因而在课程的考核评价模式需要相应调整。课程的总评成绩由期末成绩和平时成绩组成，期末成绩占总评的70%，采用开卷考试方式，平时成绩占总评的30%。首先，采用开卷考试可以弱化知识记忆在评估中的比例，通过设计较多的综合题以突出学生对知识的理解和运用能力的考核，减少学生突击复习应付考试的现象，也有助于减少学生的课业负担；另一方面，平时成绩主要用于考察学生上课时回答提问与课程讨论的情况，对于评价学生的知识掌握与运用能力具有重要参考价值，不仅是考试的重要补充部分，还可以提高学生参与课堂教学的积极性。
6结语
针对功能高分材料课程的特点及其在高分子专业学生培养中的重要地位，在课堂教学中坚持贯彻结构-性能关系的教学主线，补充相关领域的进展专题以丰富课程的知识结构，充分利用多媒体教学的优势增强教学内容的形象性和生动性，提供课外科研见习课题供学生进行科研实践，从而提高了学生的学习积极性、实践能力和创新能力，发展出有效的教学模式和评价方法。
【参考文献】
[1]赵文元，王亦军.功能高分子材料[m].2版.北京：化学工业出版社，2013.
[2]刘永红，纪仁杰.教、辅、研三位一体培养创新人才的方法研究[J].高等理科教学，2013，108（2）：80-83.
[3]石爽，封禄田.多媒体在高分子科学教学中的应用[J].科技教育，2011，03，195.
[4]李旦，赵希文，齐晶瑶，吴春燕，孟宪奎.“创新研修课”的建设与探索[J].中国大学教学，2009，11：28-30.
[责任编辑：汤静]
高分子材料知识点篇2
[摘要]为适应高等教育改革的要求，本文根据暨南大学材料科学与工程专业的培养目标和方案，对“材料科学基础”大平台教学进行探讨。从课程发展的历史、性质及定位出发，优选教材，并依据“奠定学科基础”的角度，对教材中的教学内容进行了科学地扬弃，从而合理组织教学，科学运用教学手段，从中取得了一些较好的教改效果和经验。
[关键词]材料科学与工程专业 材料科学基础 教学
“材料科学基础”是研究材料的成分、结构、性能之间的关系及其变化规律的一门基础学科，是材料科学与工程专业一级学科公共主干专业基础课。根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路和1997年国务院学位办颁发的新专业目录，材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料。为此，各相关高校在材料科学与工程专业主干课程“材料科学基础”的教学上都进行了教学改革。暨南大学材料科学与工程专业自2002年设立以来，就依据教育部的要求，将专业培养目标设定为培养“大材料”科学研究与工程技术所需的人才。故“材料科学基础”课程内容设置为介绍三大材料的基础知识，在教学模式、手段及课程配套方面也具有鲜明的特色。本文阐述了暨南大学材料科学与工程系以“奠定学科专业基础，培养学生科学的思维能力”为宗旨，开展“材料科学基础”教学工作的经验和体会。并以此为契机，进一步优化教学内容，探索新的教学模式和教学手段，进一步提高教学质量。
一、课程发展历史、性质与定位
材料是人类文明发展的基石。人类发展的文明史就是按石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代来划分的，可见材料对人类文明进程的重要贡献。与人类使用材料的漫长历史相比，对材料的研究即材料科学的历史比较短暂。19世纪中叶，开始采用金相显微镜研究钢铁，相平衡热力学和统计热力学则为建立材料的相平衡与相变提供了理论基础。20世纪20年代，原子结构和量子力学提供了研究材料微观结构的理论，X射线衍射技术和电子显微技术为探索材料的微观结构提供了手段。20世纪50年代，金属学已初具规模。高校金属材料专业都开设了《金属学》课程。到20世纪60年代，世界经济的腾飞促使陶瓷学和高分子材料学建立，其代表作分别为wG金格瑞的《陶瓷导论》(introductiontoCeramics)和pJFlory的《高分子化学与物理》(polymerchemistryandphysics)。前者，wG金格瑞教授将金属学的原理应用于无机材料的结构、热力学、动力学、相变及性能分析当中，成功地指导了水泥、玻璃和陶瓷材料的生产和科研。而pJFlory教授则主要围绕聚合物的合成过程、聚集态结构以及物理、化学等行为特征，阐述了高分子材料的结构及性能。到今天，三大材料的研究相互渗透，研究方法相互借鉴，产生了21世纪的材料科学。
“材料科学基础”着眼于材料基本问题诸如材料的结合键、材料的晶体结构及缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散，材料的塑性变形、材料的亚稳态。从金属材料的基本理论出发，将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起，使学生能把握材料的共性，熟悉材料的个性。本课程横向融合金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基础理论于一炉，纵向则充分利用学生已经学过的基础知识(包括高等数学、普通物理、物理化学、材料力学等)，并能连接后续的材料的分析与表征、材料物理、材料加工工艺学等必修课程及高分子材料、无机非金属材料、金属材料等模块的选修课程。
二、教学内容的优化和选择
现代材料工业和技术的发展推动材料从组成、结构和功能的单一化向复合化、一体化发展，使培养大材料、宽专业人才的教学改革迫在眉睫。在此形势下，2002年暨南大学材料科学与工程专业设立并开始招收首届本科学生，确定了《材料科学基础》为专业基础课(必修，72学时，4学分)。本课程内容旨在以物质结构和结构形成为主线将三大固体材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)的基础知识有机结合，构建大材料专业公共性专业基础课教学体系。该课程体系旨在强化对学生重基础的通才教育模式，在教学内容上力求共性教学，突出个性特点。为此。从选择教材着手，优化教学内容，强化基础教学，着重培养学生科学的思维方法、创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力。
目前，“材料科学基础”教材体系可分为两大类。第一类沿袭“金属学”课程的教学内容，增加了少量无机非金属材料、高分子材料和复合材料等内容，往往侧重金属材料。这类教材基本上适合以金属材料为主导的材料科学与工程专业的教学。第二类教材则是在增加非金属材料、高分子材料、复合材料等新材料内容的同时，对该课程的所有内容进行了全新的组合，将它们有机地融入整个教材体系中，形成新的包含各种类型材料的教学体系。由于低年级本科学生的专业知识有限，这类教材在教学中要突出构建整个教学内容的逻辑性和条理性，避免学生掌握了各材料的个性，却忽视了各材料的共性，从而使整个课程陷入一个“材料学概论”的泥潭。为达到突出共性教学的目的，搭建一个合理材料科学与工程的知识平台，根据整个学科的培养方案和教学计划，我们选择上海交通大学出版社出版的面向21世纪新教材《材料科学基础》作为教材，从教学目标出发，该教材最显著的特点是着重于基本概念和基础理论，便于在教学中掌握深度和广度。根据本专业培养目标的要求和培养方案的特点，在确立教材内容、体系与后续课程的相互关联的基础上，在保持课程自身体系的完整性的条件下，兼顾到不同材料的特点及知识体系与要素课程内各个环节之间的逻辑关系，对该教材的内容进行了“扬弃”，将课程教学内容分为三大模块：
1 材料的结构。①微观结构：原子的排列方式、高分子链结构；②结构的完整性：晶体学基础、金属的晶体结构、合金、离子晶体结构规则、共价晶体结构、聚合物的晶态结构；③结构的不完整性：晶体缺陷、表面和界面、非晶态、亚稳态、准晶态。
2 固体中原子及分子的运动。①扩散：菲克第一、第二定律、扩散的热力学分析、扩散原子理论、影响因素；②高分子的分子运动：分子链的运动及其柔顺性、分子的运动方式及影响因素。
3 材料的组织结构变化。①材料的形变和再结晶：单晶和多晶体的塑性变形、回复和再结晶；②相图。单元系相图：凝固、形核和晶体长大；二元系相图：匀晶、共晶和包晶相图、混溶间隙、相图分析；三元系相图：相图基础、三元匀晶和共晶相图。
为了在上述教学内容中力求共性教学，以最大限度地淡化三大材料各自的专业色彩，力求突出共性的内容。例如，相平衡与相图的内容，选择了相律、相平衡热力学理论、一元、两元和三元基本相图类型的阅读等为重点内容，而淡化与此相关的教材中有关金属材料的冶金和铸造转贴于方面的内容。
通过多年的教学实践，上述教学内容的优化既得到了后续课程教师的肯定，又使学生学以致用，达到了奠定学科专业基础、培养科学思维的目的。
三、教学内容组织方式与目的
本课程教学内容的特点是“三多一少”，即叙述性的原理、规律多，需要记忆的概念、定义多，课程内容知识点多。理论计算少。因该课程内容枯燥、抽象，学生感到难学。具体表现在：不能很好地将数学理论应用到材料科学的基础课程、无法判定从而掌握教学内容中的重点、不能将所学的知识点和实际的材料联系起来。所以，我们在教学内容的组织上做了一些探索：
1 突破传统的“一本教科书”的局限性。本课程的教学内容在严格按照教学大纲和教学计划授课的同时，综合多种中文教材、英文教材等，力图做到知识面完整、讲授描述通俗易懂。如针对本专业每年都有数目不等的海外学生的特点，在教学提倡采用台湾晓园出版社出版的《材料科学与工程》作为补充性教材，提升外招学生对学科知识的认同感和认知度。
2 探索课堂教学，有所为，有所不为。课堂讲重点、难点，讲思路，留给学生充分的思考时间和空间，以调动他们的主动性和积极性。对难点和重点内容，尽量举出其应用实例，结合学科前沿知识，使学生知道该原理的用处，听课时不感到抽象、空洞，达到了理论联系实际的目的。而且，对重点和难点内容务必做到举一反三，确保学生能够掌握，以达到以点带面，进而掌握所学知识的目的。
3 注重教学内容的连贯性，连通性，提高学生对所学知识点的融会贯通能力。本课程在教学过程中，提倡预习，并将即将讲授的知识点与所学基础知识点的关联告知学生，使其掌握学习的主动性。对部分关联度高的章节，采用课堂讨论、换位讲授等方法，调动课堂气氛，使学生自觉地运用基础知识解决教学过程中的难点，从而提高他们通晓所学知识点的能力，达到全面提升专业素质和人文素质的目的。例如，在相图的学习中，尝试让学生利用所学的物理、化学知识换位讲授一元相图和二元相图的基础，一方面使他们学会对所学知识点进行归纳和演绎，另一方面提升他们的口头表达、演讲技巧。
4 充分、恰当地采用现代化多媒体教学方法，并辅之以动画，实现图、文、声、像的视听一体化教学。特别是对那些教学难点和需要丰富空间想象力的内容，形象、生动地展示在学生面前，既直观又富动感，可明显提高教学效果。
四、教学方法与教学手段
“材料科学基础”课程内容抽象、概念性强，学生在学习时容易感到枯燥难学。因此，在课堂上应常采用启发式教育，常用提问、问答或引而不发方法，调动学生的积极思维能力。在讲授时使用ppt演示文稿，尽量多用教学模型、挂图、照片和曲线图表等形象化语言。涉及部分教学内容如位错运动等，应结合动画生动地用图像演示给学生，以加深他们对课程内容的理解，提高学习兴趣。对于部分与前期知识关联度高的基本理论如单元相图，组织学生进行课堂讨论(seminar)，并以学生发言为主，让他们直接参与教学。对需要运用较多数学知识且理论性较强的内容，如扩散第一、第二定律，应多采用板书推导，加强逻辑性学习。另外，为了提高学生对那些需要有丰富空间想象力的晶体结构、金相组织的转变和识别、位错、位错增殖和缠结过程等知识难点的理解和掌握，将先进的多媒体现代化教学手段引入材料科学基础教学中，并让它们以二维或三维动画形式生动形象地展示在学生面前，弥补传统教学在时间和空间等方面的不足，以提高教学效果。在课外，还可建立QQ空间，在群聊中解决课堂中来不及解决的问题，通过师生交流，提高学生探索性自学能力和学习的积极性。
在“宽口径，大平台”培养模式下开展材料科学与工程教学，“材料科学基础”作为专业必修的主干课程，突出共性教学是打好学科专业知识的必备条件。从时代的需要出发，合理选择及组织教学内容、创新教学手段和方法，使其与教学内容相互协调，是构建新时代“材料科学基础”教学体系的关键。今后，“材料科学基础课程”将继续围绕以符合时展、符合教育规律为中心开展课程建设，不断探索和实践，为成功培养宽专业人才奠定基础。
参考文献：
[1]石德珂，材料科学基础[m]，北京：机械工业出版社，2003。
[21张联盟等，材料科学基础[m]，武汉：武汉理工大学出版社，2004。
[3]刘智恩，材料科学基础[m]，西安：西北工业大学出版社，2003。
[4]DonaldR，askeland，材料科学与工程[上下册)[m]台北：晓园出版社，1989。
[5]williamDCallister，Fundamentalsofmaterialsscienceandengineering[m]，北京：化学工业出版社，2004。
[6]胡赓祥等，材料科学基础[m]，上海：上海交通大学出版社，2006。
[7]杨雄，材料科学基础－教学大纲和教材的改革与建设[J]，科教文汇，2008，(7)。
[8]董兵海等，材料科学基础课程教学模式探讨[J]，新课程研究(职业教育)，2008，(135)：18—20。
[9]齐义辉，韩萍，材料科学基础课程的教学改革与实践[J]，辽宁工学院学报，2007，9(2)：138—139。
[10]崔占全等，材料科学基础的教学改革与实践[J]，教学研究，2007，30(1)：53-57。
高分子材料知识点篇3
关键词：课程建设；通识选修课；教与学；教学实践
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2017）07-0126-03
“通识教育”（generaleducation）是高等教育的组成部分，是一种尽可能综合的（comprehensive）教育，是所有大学生都应接受的非专业性教育，在学生接受特殊的、专业知识之前对知识的总体状况有个综合性的了解。[1，2]1999年李曼丽等人在《清华大学教育研究》中提到：“通识教育目的是培养积极参与社会生活的、有社会责任感的、全面发展的社会的人和国家的公民。”[2]为了推进以“课程建设与改革”为核心的本科人才培养模式改革，苏州大学从2014年起正式启动通识教育课程改革计划，课程建设基本要求为：适合所有学生学习的非专业课程；注重学科交叉和学科前沿；提倡教学形式和教学方法多样化；注重经典原著阅读；建设有地域特色和本校特色的通识教育课程。通识选修课程包括五大模块：文学与艺术、历史与哲学、社会科学、数学与自然科学、科技与发展。通过跨学科的体系设计，让学生广泛涉猎不同的学科领域，拓宽知识视野，培养学生跨领域、多角度思考问题能力、批判性思维能力和包容性理解能力。2014年学校通识教育课程的申报数量达93门，经过专家组两轮评审，隶属于科技与发展模块的《生活中的高分子材料》课程成为立项建设中的一门通识选修课程，并于2015―2016学年开始对全校学生开放选修。
在认真开展本课程的项目建设工作过程中，笔者在课程教学内容设计和教学方法选择方面做了一些探索与尝试，在几轮教学实践中对教与学之间存在的问题进行了思考和改进，希望能够与相关老师一起交流教学经验，共同探讨如何寻找合适的教学模式来开设全校性工程技术类通识选修课。
一、《生活中的高分子材料》课程的体系建设
1.课程的建设目标。《生活中的高分子材料》课程是面向于全校所有学生学习的非专业课程，建设目标是普及生活高分子材料常识、推广不同专业的学生去了解我们生活中不可缺少的高分子材料；科学认知高分子材料性能特点、合理健康使用各种高分子材料；从而提出新问题和新思想，推动我们国家高分子材料产业链的进一步发展。
2.教学内容及课时安排。从与我们生活密切相关的“衣”“食”“住”“行”四个方面出发，给学生介绍典型的高分子材料组成、特性及使用注意事项。主要安排如下：
第一章绪论（2课时）。介绍高分子材料的基本概念、新型高分子材料及其研究进展。
第二章“衣用”高分子材料（8课时）。介绍纺织行业纤维材料（天然纤维和合成纤维高分子材料），了解一些服饰用涂层高分子材料和皮革高分子材料。
第三章“食品”相关高分子材料（8课时）。介绍食品行业用塑料（塑料薄膜、塑料瓶、塑料餐具）高分子材料，了解天然高分子（淀粉、膳食纤维、蛋白质）和合成高分子（食品添加剂）等食用高分子材料。
第四章“家装”高分子材料（10课时）。介绍塑料家具（热塑性塑料、热固性塑料），了解涂料（墙饰涂料、木器漆、家电粉末涂料）和粘合剂。
第五章“户外运动”相关高分子材料（8课时）。介绍橡胶（天然橡胶、合成橡胶）和橡胶制品（轮胎、篮球、运动鞋），了解高分子基复合材料（运动自行车、复合材料赛车）。
3.多元成绩评价体系的建立。开设《生活中的高分子材料》这门课程是希望通过学习来加深学生对周围高分子材料的了解，知道其利弊及正确使用方法，让高分子材料更好、更安全地为己所用；激发学生对高分子材料世界进一步探索的激情，创造高分子材料与人的和谐环境。对学生一学期学习的考核不是一张试卷来决定，而是建立多元成绩评价体系。在充分考虑不同专业学生的个性的基础上，鼓励学生从不同角度去认识高分子材料，教学成绩的最终评价体现出全面性和激励性。指标包括课堂表现（20%）、平时作业（40%）和期末小论文（40%）三大方面。（1）学生对这门课程的学习态度会明显地体现在课堂表现中。（2）针对“衣食住行”中可能碰到的高分子材料设定一些开放性作业，让学生自主选择有兴趣的高分子材料去学习，找其优缺点、使用注意事项及这类高分子材料的发展史，然后分组讨论汇报，其余同学和老师一起给予评分作为平时作业的成绩。（3）在课堂知识的基础上，期末让每一个同学对某一大类高分子材料进行综述，引用实例，从不同的专业角度去分析其利弊和发展潜力，写出自己对材料改进的需求和建议方案，按照科技小文的格式编排、撰写和打印。
二、调动学生的参与积极性
高分子材料知识点篇4
【关键词】纳米材料（双语）教学知识体系知识点
【基金项目】西安建筑科技大学教改项目资助（编号：JG080225）。
【中图分类号】G64【文献标识码】a【文章编号】2095-3089（2014）10-0220-02
一、引言
为应对当前世界经济一体化以及科技革命带来的严峻挑战，加强主宰世界经济及科技走向的新知识、新科技及新成果的学习势在必行，而开展承载着“爆炸信息量”的纳米材料的双语课程学习就显得尤为重要。纳米材料是填补了长期以来人们对于宏观和微观领域研究的缺失领域―介观领域的空白，由于纳米材料的结构特性，具有常规材料不具备的纳米效应，因而，纳米材料的研究已成为当前先进材料研究最活跃的领域之一[1]；同时，纳制造技术也将对当前的微制造技术带来一次革命性的变革，这是因为纳制造技术采用“自下而上”的制造原理，能够制造出体积更小、便于携带、功能更强大的电子元器件及仪器设备，其研究成果日新月异，如：纳米机器人、纳米小轿车、纳米间谍机、纳米芯片、纳米电池、纳米医药，这些纳米产品将对我们的生活、工业、农业、军事、医疗、制造业等各行各业带来前所未有的巨变与冲击。
为了加强本科生对纳米材料最新成果的了解，拓宽知识视野，启迪学生的纳米概念和纳米理论的新思想，培养学生的创新意识，构建一种纳米材料双语教学课程知识体系，对于科学系统的传授纳米材料基本概念和基础知识是十分必要的。作者在长期的纳米材料双语教学过程中，力图将纳米材料基本概念系统的介绍给学生；采用现代化的教学方法，并将板书、图表、视频等教学手段相结合，不断的充实授课内容，期望形成一种较完整的双语课程知识体系。
二、纳米材料双语课程教学知识体系的构建
构建科学合理的纳米材料双语课程教学知识体系是以知识、能力和素质培养为宗旨，以能力培养为核心，以双语教学为媒介，以传授新概念、新理论、新工艺、新成果为纽带，以提升创新能力为培养目的，着力开启纳米材料课程教学人才培养的新模式和新途径。纳米材料双语课程在我校属于专业选修课，只有32学时，针对课程内容多，学时少的现状，课程教学中知识体系的选取原则是以基本的纳米概念、基础理论、纳米效应、纳米制造方法、检测手段、标志性的成果（如碳纳米材料中的富勒烯）以及纳米材料在新能源领域中的应用为主线。
纳米材料双语课程知识体系可分为八个知识单元：第一个知识单元introductiontonanoscalematerials（纳米材料简介）；第二个知识单元nanometereffects（纳米效应）；第三个知识单元propertiesofnanoscalematerials（纳米材料的性质）；第四个知识单元Synthesisofnanoscalematerials（纳米材料的合成）；第五个知识单元Scanningtunnelingmicroscopeandatomicforcemicroscope（扫描隧道显微镜和原子力显微镜）；第六个知识单元Synthesisofcarbonnanomaterials（碳纳米材料合成）；第七个知识单元Lithographyfornanofabrication（光刻纳米制造技术）；第八个知识单元nanotechnologyforproductionofhydrogenbysolarenergy（纳米技术用于太阳能产氢）。
作为纳米科技基础的纳米材料，近年来已成为最热门的研究课题之一，纳米科技的浓厚兴趣集中在能对经济、加工及科学产生巨大影响的若干领域。第一个知识单元中的知识点可划分为纳米材料定义及其分类。按照空间维度纳米材料可分为零维、一维、二维及块体材料，依据材料的量子性质可分为量子点、量子线、量子阱，同样，按照材料的性质、组成以及形貌对纳米材料进行分类。更多的知识点涉及到纳米科技的定义。工业革命推动了纳米科技的发展，当作为芯片的氧化硅的绝缘层厚度被减薄至大约3个硅原子的厚度时，漏电就成为一个大问题。加之，当硅材料被限制在很小的尺寸时，将会失去它固有的能带结构，故此，目前微制造技术的局限性的知识点就显得十分重要。如何才能克服当前固态电子学技术中的局限性？分子电子学的诞生是一个崭新的和诱人的研究领域，该研究领域正在唤起科学家的想象力；未来技术的挑战在于原子操纵的分子和超分子系统设计；纳米材料在水处理、纳催化、纳米传感器、能源以及医疗方面等领域的应用。
第二个知识单元是纳米材料的纳米效应，当一种材料的尺寸缩减到纳米量级时，即使其组成与可以看得见和触摸到的块体材料完全相同，但材料的性能却有着本质的区别，纳米材料表现出与常规块体材料迥然不同的性质称为纳米效应。当纳米粒子的尺寸与光波长，德布罗意波长，电子的自由程长度，或者超导态的相干波长相当或更小时，将会产生小尺寸效应。当粒子尺寸减小到或接近于激子波尔半径时，将会产生量子尺寸效应，在量子尺寸效应中主要阐明能隙与粒子尺寸的关系；当纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随纳米颗粒的粒径减小而显著增大时，将会引起表面效应；宏观量子隧道效应的知识点包括了弹道传输、隧穿、共振隧穿、隧穿效应等内容[2]。
第三个知识单元涉及纳米材料的性能；力学性能表现为纳米材料的硬度随粒径尺寸的减小而增大表现出正的Hallpetch斜率关系（K>0），纳米材料的硬度随粒径尺寸的减小而减小呈现出负的Hallpetch斜率关系（K
在过去数十年间，科学家已经揭示了至少有一维处于纳米量级的许多新材料的合成与表征方法。如：纳米粒子，纳米膜和纳米管。然而，设计和制备具有可控性能的纳米材料仍然是纳米科技的一项重大的和长期的挑战。纳米材料的制备有多种途径。了解纳米材料制备过程中的一些工艺特性是非常重要的，这是因为制备的工艺路线通常决定了所制备材料的性能。第四个知识单元纳米材料的制备首先介绍采用传统的“自上而下”的方法以及先进的“自下而上”的两种方法制备纳米材料。利用固相方法制备纳米材料包括了机械研磨和固相反应。物理气相沉积（pVD）法分为热蒸发pVD法、等离子体辅助pVD法以及激光消融法。化学气相沉积法（CVD），液相合成方法包括了沉淀法、溶剂热法、冷冻-干燥法（低温化学合成法）、溶胶-凝胶法、微乳液法、微波辅助合成法、超声波辅助合成法。采用冷压和热压法固化纳米粉体合成块体纳米材料。通过模板辅助自组装纳米结构材料的合成；从节能减排、原子经济、溶剂安全性以及提高能量效率的角度设计纳米材料的绿色合成路线。
第五个知识单元主要介绍扫描隧道显微镜（Stm）和原子力显微镜（aFm）的基本原理，操作模式及其应用。Stm和aFm表明是获取材料表面原子形貌信息的新仪器。此外，通过纳米操纵，人们可以采用扫描隧道显微镜和原子力显微镜制造纳米尺寸的材料和器件。
第六个知识单元涉及碳纳米材料的合成。碳族的知识点涉及石墨、金刚石、碳的同素异形体。富勒烯的知识点包括C60的合成、富勒烯的纯化、C60的结构、13C核磁共振谱、富勒烯包合物、亲核加成反应、C60的聚合反应、纳米小轿车的制造。碳纳米管的知识点包括了碳纳米管的合成、碳纳米管的生长机理以及碳纳米管的几何构型。
第七个知识单元是纳米制造中的光刻技术，其知识点包括紫外线光刻技术；扫描束刻蚀纳米制造的知识点有电子束刻蚀以及聚焦离子束刻蚀技术。纳米压印刻蚀技术包括了纳米压印刻蚀技术、步进式闪烁压印刻蚀技术及微接触印制技术。扫描探针刻蚀技术。
第八个知识单元是纳米技术用于太阳能光催化分解水制氢的新能源应用。知识点涉及太阳能转换、光催化分解水制氢、负载型tio2、可见光驱动的光催化剂的发展、铬离子掺杂的钛酸盐纳米管以及半导体复合材料[3]。
在上述八个知识单元的教学过程中，结合不同章节的具体情况，教学方法和教学手段要灵活多样，将板书、多媒体、动画技术及网络资源相结合，做到图文并茂，寓教于乐，激发学生的学习热情。另外，采用启发式教学，课堂中加强与学生的活动，提高学生的思考问题及解决问题的创新能力，实现学生的知识、能力和素质的全面培养。
三、结语
构建纳米材料双语课程知识体系是一项长期而细致的教改工作，虽然我们对少学时的纳米材料双语课程教学勾勒出了知识体系，但不同的专业，教学目的有所不同，其侧重点有所不同，则知识体系中的知识单元及知识点迥然不同。但通过我们坚持不懈地努力，纳米材料双语课程知识体系会变得更加科学合理，更加新颖前瞻，更能激发学生的创新热情。
参考文献：
[1]e.Serrano，G.Rus，J.Garcia-martinez，Renew.Sust.energyRev.13（2009）2373-2384.
高分子材料知识点篇5
关键词：高分子材料；教学；探索和实践
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2014）24-0219-02
《高分子材料》是材料科学与工程学科的重要组成部分，是材料专业类学生的一门重要课程。但对于非高分子专业的学生，一般只有这一门高分子专业课，且学时有限。为使学生掌握广泛的基础知识、扎实的专业知识，该课程要将《高分子物理》、《高分子化学》、《高分子材料加工》等课程内容融为一体，并加强与其他材料科学的相互贯通。笔者在几年的教学实践中不断探索，对这门课的教学内容、教学方法和教学效果评价体系等方面进行了总结。
一、明晰教学目标、突出教学重点、合理安排教学内容
通过《高分子材料》的教学，需要学生掌握“高分子材料科学基础”、“高分子化学”、“高分子物理”、“高分子成型加工”、“通用高分子材料”等理论知识。在有限的学时条件下，要使对于高分子完全陌生的学生理解并掌握这些基本概念与原理，授课内容的选择是非常重要的。在内容选取上，我们的原则是既要让学生掌握相关的理论知识，又要有所侧重，并注重课程与先修课程的联系和课程前后内容的衔接等。高分子材料的制备、结构、加工及性能之间存在着一系列的有机联系，我们讲述的内容既要有独立性又应注意前后的关联性。首先，结合以前所学知识，让学生掌握高分子材料科学的基础知识。其次，高分子化学部分，我们着重讲解聚合反应机理。高分子的合成按机理主要分为逐步聚合与连锁聚合。连锁聚合中，以自由基聚合研究得最为透彻，我们分别结合反应过程的热力学和动力学，分析自由基聚合各个阶段的特点。至于离子聚合和定向聚合等内容，给定思考题安排学生课后学习。对于学生自学有疑问的地方，教师可以在答疑时给予指导。逐步聚合中，又可分为线形缩聚和体型缩聚，我们一般只讲述线形缩聚部分，体型缩聚安排为课后学习内容。高分子物理部分，我们集中讲述高聚物的结构与性能间的关系。通过掌握高分子材料的合成原理和方法，了解高分子材料结构与性能之间的关系，从而逐步形成较为完整的高分子材料科学知识体系。为了培养实用性、创新型人才，我们在教学中还及时更新教学内容，将新知识、新理论和新技术充实到教学内容中，为学生提供符合时代需要的教学内容。
二、积极探索教学方法，提高课堂教学效果
在《高分子材料》的几年教授过程中，为提高课堂教学效果，笔者一直不断探索，总结了一系列教学方法。
1.表格教学法。《高分子材料》的课程中，有很多教学内容可以通过对比进行讲解，比如聚合物的聚合机理中的连锁聚合和逐步聚合、自由基聚合的各种实施方法等。笔者在实践中，发现表格教学法是个很有效的教学方法。该方法运用比较，比传统直述法更清晰，利于学生掌握相关知识的区别和联系，从而更好地接受知识，并对各知识点有更深刻的理解。比如在讲述高分子材料的合成方法时，可以先用表格列出本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合和溶液聚合四种实施方法，再在第一列列出配方、聚合场所、聚合机理、生产特征、产品特性、生产实例等与各实施方法对应的属性，然后一边讲解，一边将各属性填充，让学生接受知识点的同时也学习各属性的异同，从而加强对相关内容的理解和接受，也更利于学生记住相关内容。
2.示例教学法。示例教学法可以引发学生的学习动机，帮助学生理解抽象的事物和概念，发展学生的求知欲望。学生刚开始学习高分子材料，对有关知识和内容了解不多，专业术语比较陌生，但是日常生活中都接触过多种性能各异的高分子材料制品，对高分子材料性能的差异性有一定的感性认识。在讲课时可以引入这些实际的材料，既能提高学生的学习兴趣，也有利于更好地理解所学知识。比如在讲述高聚物粘弹性这部分内容时，高聚物区别于其他材料的最大特点是其粘弹性，由于高聚物分子运动的松弛时间正好我们能用肉眼观察到，所以才表现出这些现象。
3.启发教学法。《高分子材料》的教学中有不少抽象的概念、逻辑推理的演绎过程。老师在课堂上一味讲授专业知识和术语，学生学习热情不高。通过一边讲解，一边结合学科知识适当提出问题的启发式教学方式，能提高学生的学习兴趣和积极性，并能把一部分走神的学生拉回来。如讲到高分子结构时，先提出一个问题：“为什么橡胶和塑料的力学性能有这么大的差异？”给予学生适当时间思考后，再具体讲解高分子材料的结构，让学生带着问题听课，不但启迪了学生的思维，也使他们对所学内容有了更深刻的理解。
4.互动教学法。为了培养能解决实际问题的高素质人才，《高分子材料》的教学中，不应让学生死记硬背和生搬硬套，而应结合实际问题让学生思考，激发学生的发散思维。如讲到橡胶性能时，请同学们思考“如何提高橡胶的耐热温度”，再提示学生利用所学的高分子物理部分知识，从优化橡胶的结构入手，发动学生积极讨论，启迪思维，培养运用基础理论知识分析实际问题的能力。这种讨论式的教学方法，既活跃了学习气氛，启发学生思考问题，又可使学生对知识更好理解和掌握。在讲述高分子材料的合成时，经常通过合成反应式来表示合成过程和机理。我们一方面在课件编写中注意到让所有的反应方程式都不是一下显示出来，而是模仿板书一步一步显示，让学生有充分思考、接受的时间；另一方面，部分反应方程式让学生自己来写，旁边同学互相检查。通过这种方式，使学生更加熟悉并能深刻理解反应过程，其他同学的检查也能让同学发现自己意识不到的细节上容易出错的地方，了解出错的原因，补充没有掌握的知识点。
三、改革考核方式，提高学生综合素质
《高分子材料》的教学评价不但要考查学生基本理论知识的掌握情况，也要考查学生的再学习和独立思考解决问题的能力。为此，我们改变单一的一份试卷定成绩这种缺乏准确性和全面性的考试制度，将成绩的考核纳入每个教学环节中，为每个学生制订具体考核表，跟踪学生学习进展，使学生在学习中能随时了解自己的学习情况，督促自己不断学习、不断提高。其中考试方面根据课程的要求建立了《高分子材料试题库》，逐年对试题库的内容进行改进和更新，每年从试题库中抽取试题组成a、B两份试卷，严格考试要求和评分标准；另一方面，让学生选择一种新型高分子材料，查阅相关文献资料，描述它的合成、制备、结构、性能及应用前景，并撰写小论文；同时，增加学生课堂讨论、实验、作业等平时成绩的评分标准和比例。通过改革考核和评价体系，激励了学生的学习热情，锻炼了学生的实际能力，有利于培养高素质人才。
通过《高分子材料学》教学的探索和实践，初步探索了课程的教学思路和方法。在今后的教学中，我们还将不断总结经验，进一步完善教学过程中的各个环节，培养出既掌握专业知识，又具备分析问题、解决问题能力的能适应以后工作和科研需要的高素质人才。
参考文献：
[1]刘晶如，俞强，张洪文，等.高分子物理课程教学改革与实践[J].高分子通报，2010，（11）：111-113.
[2]张镭.高分子化学教学的改革与探索[J].高分子材料科学与工程，2002，18（3）：202-203.
[3]毛瑞.《陶瓷工艺学》教学的探索与实践[J].陶瓷研究与职业教育，2007，5（4）：44-46.
高分子材料知识点篇6
一、结合现代科技发展，重视吸收新的知识
化学的发展除了对物质世界的认识具有重要的理论意义外，还与国民经济、人类生活及社会的进展有着非常密切的关系。在面向21世纪的今天，现代化学正在帮助人类更好地解决能源、农业、衣着、环保、医疗、交通等生产和生活的重大问题。这种发展趋势决定了化学在新的科学技术革命中具有十分重要的地位，其中突出的是化学与材料科学、能源、环保科学、生命科学、农业生产等的联系。所以化学教育要跟上现代化的步伐，就应该结合化学学科的特点，把这些新的知识引进教材，纳入教学体系。
材料是人类、社会进步的重要标志，新材料的发明和利用与技术进步的关系非常重大。如果没有半导体材料的工业化生产就不可能有目前的计算机技术，没有现代化的高温、高强度结构材料就没有今天的宇航工业，没有低损耗的光导纤维就没有当前正在快速发展的光通讯……凡此种种说明新材料是新兴技术的基础，是高新技术的突破口。新教材用一定的篇幅以必学、选学、阅读或资料的形式编入了这方面的有关知识。如在“硅”（第二册第七章）中增加了“新型无机非金属材料”，向我们展示了高温结构陶瓷、半导体陶瓷、光导纤维等材料的性能和它们在现代原子能工业、半导体工业、激光、电子、航天等科技领域里所发挥的独特作用以及今后的研制方向。随着材料科学的不断发展，金属材料已从传统的钢铁材料、有色金属材料及合金材料发展为包括稀土金属、贮氢金属、金属结构材料等在内的金属材料体系。为使中师生了解这一发展，教材在“几种重要的金属”（第二册第九章）中编入了“新型的金属材料”作为选学内容。原有教材对有机高分子材料的介绍只限于传统的塑料、合成橡胶、合成纤维三大类，而事实上高分子材料种类的增多和产量的增长远远超过无机材料。所以对新型的有机高分子材料进行适当介绍，对于开阔学生视野、扩大知识面是很有必要的。教材在第二册第十二章中选编了光敏性、导电性、生物活性等高分子材料。为体现化学学科特点，对这些功能高分子材料的性能和用途的叙述主要突出了与化学的关系，如用感光树脂印刷制版来实现印刷工业的完全自动化，利用高分子膜淡化海水等。
能源是维持人类生存和发展的物质条件，发展工业、农业、国防、科学技术以及提高人民生活水平都需要有充足的能源。面对新技术革命的挑战，常规能源已无法满足需要，人类面临的迫切问题是一方面要想方设法提高常规能源的使用效率，另外要积极探索和开发新型能源。在开发新能源的过程中，化学学科发挥了巨大的优势。教材在“烃”（第二册第十章）中编入了“新能源的开发和展望”简要介绍了太阳能、核能、生物能、海洋能、氢能等几种新型能源的基本知识及其发展情况。配合“原电池及其应用”教材在阅读中介绍了几种新型化学电池的构造、工作原理及主要用途。
在世界人口日益增长，生产不断发展、人类生活水平持续提高的过程中，环境保护已成为当前和未来一项全球性的重大课题，保护和改善生产与生态环境，防治环境污染和其它公害是我国的一项重要国策。化学与环境有着密切联系，在大多数情况下，环境污染主要是由化学污染造成的。教材在元素化合物知识的介绍中有机地渗透了有关环境知识。如在氧族元素中增加了臭氧层的作用、臭氧层减少和恶化对人类、对环境的危害等内容；结合硫的氧化物的性质，教材叙述了酸雨的形成及危害；在氮族元素中，分析了氮氧化物作为大气的主要污染物的来源、危害及其防治；在石油和煤一节中教材指出了燃煤造成的污染、“三废”对大气、土壤、水域的污染方式，对生态的破坏和对人类健康造成的危害。在“环境保护”（第一册第四章）一节中，教材比较全面地介绍了环境污染的主要方面：大气污染、土壤污染、水碱污染、食品污染、固体废物、放射性、噪声等污染及其防治的重要措施。以使学生了解环境和社会发展的关系，使学生认识到环境污染的严重性，环境保护和环境改造的迫切性和可能性，进一步增强了学生的环保意识。
此外，教材还充分挖掘当今科学前沿新研究项目所包含着的基本知识和基本理论，使中师生逐步学会用已经掌握的知识和概念去接近和理解前沿科学的新发现。如教材在叙述碳的同素异形体时引进了C[,60]，教材还在选学中编入了化学元素与人体的关系、8千万年以前的琥珀化石中的空气成份与现代空气成分的区别等知识，以期使中师化学教材更具时代感。
二、适应培养现代人才注意学科间的联系渗透
自然界本身是一个相互联系着的整体，我们所遇到的一些问题如能源、材料、生态环境等很难把它们绝对归属于某一学科领域，因为它们都是综合性问题。各传统的分科课程，长期以来已形成了体系的完整性和逻辑的严密性，有它们不少的优点。但由于课程之间缺乏必要的横向联系故不易使学生从知识整体与联系中来理解和掌握知识，而易与现实脱节，不利于学生把学习与认识世界和改造世界的实际需要结合起来。
为适应培养现代化人才的需要，教材在叙述新增加的材料、能源。环境等知识时，注意了与其它学科的交叉。在介绍半导体陶瓷、光导纤维、超导材料的性能和应用时结合了一些
物理学知识，在彩色摄影中用到了加色法成色原理和减色法成色原理；在石英晶体的重要用途中提到了压电效应等；在叙述呼吸作用、固氮、酶以及三大营养物质时联系了有关生物学知识。
中师化学教材在保持自身的知识结构的相对完整性和系统性的基础上，还注意了与初中化学和小学自然的纵向联系。如初中化学是中师化学教学的基础，小学自然中的很多知识如空气、氧气、二氧化碳、溶液等都是初中化学的内容。但仅靠初中化学的学习，学生将来难以胜任小学自然的教学，特别困难的是不能独立完成有关实验的教学任务。所以教材通过有关实验习题和选做实验与初中化学合理衔接。在系统元素化合物知识的某些章节中，通过选学、阅读、资料以及讨论题对小学自然的有关教学进行深入学习和研究，使中师化学教学内容和教学方法能适应小学自然教学改革的需要。
高分子材料知识点篇7
关键词 高分子科学导论 案例教学 考核机制
包装材料对包装的发展起到巨大的推动作用，有时甚至引起发展上质的飞跃。①高分子材料作为现代包装材料的一个极为重要的组成部分，是包装工程专业学生必须掌握的知识。高分子科学导论主要包括高分子的合成与化学反应、高分子结构与性能的关系、高分子的分析与表征、典型高分子材料的性质与应用，以及高分子科学的发展历程和研究前沿。②知识点多，内容繁杂，而教学时数只有48学时。如何安排好教学的内容、教学重点，按照包装工程专业是需求进行课程建设，成为一个非常有意义的课题。课程内容丰富、实用性强，是包装工程专业学生的必修课程。如何强化学生的参与意识，提高教学效果，本文从以下三个方面进行了探索和总结。
1 教学内容上，突出以专业特点为导向
教学大纲的完善和更新是教学内容建设的基本骨架。现代教学理念认为，教学大纲不是教学内容的堆砌，而是教学的指导性文件。③④课程大纲的完善是以创新教育理念为指导，传授知识和培养能力为主线，并要充分地展示课程教学设计思想。根据我校高分子科学导论教学时数少，同时专业方向又是以包装材料和包装工艺为主要方向，以食品、药品及化妆品包装为主要应用领域，如何选择甚至编写合适的教材，如何确定本课程包含的各部分内容，合理分配学时，成为提升高分子科学导论教学效果的一个非常重要的因素。在本课程的教学中，在对第一部分高分子合成化学部分的学习中，主要精力集中在对于反应基本原理的认识和各种高分子化合物的命名及分子量的影响因素。而不对聚合理论做深入探讨。在第二部分，高分子材料结构与性能的相关知识中，对材料的力学性能进行了着重介绍。作为包装容器的设计、加工和使用，这是考察材料的关键点，同时还需要介绍相关的耐热、耐化学性及其他一些基本性能。使得学生在课程学习后，对材料的基本理化性能有一个初步认识。第三部分是将材料的加工，对于包装材料而言，如何将粒料通过注射、吹塑、模压等方式制备成包装容器，这是一个能激发学生学习兴趣的部分，也是与学生将来从事包装职业联系最紧密的部分。因此，从内容上、从学时上予以加强。尤其是针对我校包装专业比较偏重的食品包装，各种液状货品的包装容器（如各种瓶、壶、桶）以及各种薄膜的主要原材料（ pe、pp、pet、pa 等）和主要加工工艺（挤出吹塑成型、注塑吹塑成型、注塑成型、单/双向拉伸等）进行了较为详细的展开。
2 在教学方法上，辅助以案例教学
掌握和运用好的教学方法是提高教学质量的重要手段，也是课程建设的重要内容。⑤案例教学是一种非常行之有效的教学方式，能更加直观地让学生理解书本知识，联系实际。例如在讲高分子材料的应用的内容时，对身边的包装产品进行举例，例如牙膏是我们生活中不可或缺的日用品，因此市场竞争十分激烈。国际牙膏巨头美国高露洁公司在进入我国牙膏市场以前，曾做过大量的市场调查发现，牙膏包装的同质化竞争严重。针对这些特点，高露洁采用了创新的复合管塑料内包装。结果大获成功，在短短的几年时间内，迅速占领了我国1/3的牙膏市场份额。这个例子，充分让学生认识到，高分子材料对于传统材料的替代作用及其适用范围十分广阔，从而激发了学生的学习兴趣。在讲述高分子注射成型工艺时候，拿出在工厂收集的残次样品，对气眼、流痕、欠注、银纹/水花、缩痕、熔接痕等常见问题进行分析。以气眼为例，是由于困在型腔内气体不能被及时排出，易导致出现表面起泡，制件内部夹气，注塑不满等现象。其改进方法，从产品结构设计上，减少厚度的不一致，尽量保证壁厚均匀。这些处理手段，又都可以通过前期所学的高分子化学和高分子物理相关的链段运动、熔体流动、聚集态变化等相关知识进行解释。从而使所学知识得到综合体现，提高了学生的联想、归纳能力，深化了对理论知识的理解，同时有助于其将来在工作中分析并解决一些实际问题。
3 优化考核模式，多重手段调动学生学习积极性
构建课堂教学模式时，主要采用教师引导，充分地调动学生的主动性教学方法，而考核方式的优化，则是对学生一种非常有效的激励方式。为了提高学生的学习兴趣，将考核方式改为论文+ppt讲述+期末考试的模式，其中平时考勤、作业占二十分，论文占二十分，ppt讲述占二十分，期末考试占四十分。考虑到学生还处于大二阶段，尚未接触到文献调研等课程，经过简单教授学生如何使用百度等网络搜索引擎以及初步学习使用中国知网，重庆维普等中文数据库，武装了学生的文献调研手段，同时也充分调动学生的积极性，促使学生发挥主观能动性去查阅文献资料和标准，并按照正规的综述论文格式规范进行撰写。学生虽然还比较稚嫩，在专业领域几乎尚无法真正领会，但初步的锻炼，拓展了专业视野，深化了对本专业的认识，提高了用所学知识去发现问题、分析问题并进行归纳的能力。虽然还不能提出和解决较为复杂的问题，但这种锻炼已经起到了非常显著的效果。大二第二学期，包装专业学生就可以以高分子材料为出发点，申请大学生创新的科技项目，其申请数每年都占到本专业的很大部分。另一个考核内容是将学生按四人一组进行分组，每组做个ppt并请一位同学进行讲述，考核成绩作为该组四位同学的成绩。通过做ppt讲述，学生需要自行组织图片和说明，并进行ppt的设计，直至最后讲述。十分钟的讲述和五分钟的提问，有助于并在一定程度上能集思广益，学生之间相互交流和讨论。再经过最后的考试，学生需要对所学课程进行一个全面的复习和总结，三者结合，使得学生对整个学习内容都有较为直观、详尽的认识。
高分子材料知识点篇8
关键词：教学探索；生物功能材料；生物医用高分子
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2014）38-0198-02
青岛农业大学化学与药学院生物功能材料专业成立于2011年，专业成立时间短，国内开设此专业的院校也非常少。开设的专业课程主要有：《高分子化学与物理》、《生物医用高分子材料》、《可降解与吸收材料》、《生物材料学》、《无机生物材料》等。其中，《生物医用高分子材料》是生物功能材料专业的重要专业课程，界定该课程的讲授内容、探讨其讲授方法、发展其教学规划、增强该课程的培养效果，是非常有意义的一项课题。《生物医用高分子材料》课程是一门交叉课程，医学、生命科学、化学及材料等学科专业均有开设，相互之间密切相连，其研究与开发兼有重大的社会与经济需求。此课程在生物功能材料专业中开设，有利于学生对生物医用高分子的概念、分类、结构、应用等的学习，培养学生对生物功能材料的研究兴趣，提高其自主思考、创新能力。相对于《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》等基础课程，生物医用高分子的相关研究尚短，理论不成熟、系统，且内容众多、繁琐，而该课程开课学时仅32学时。这样的课时设置给我们的授课带来了极大难度。如何上好《生物医用高分子材料》、如何在有限的时间内对该课程进行系统的讲解，让学生对《生物医用高分子材料》课程有一个清晰、系统的认识，将是该课程授课教师需要重点探索的问题。作者从事高分子、生物材料的相关教学工作，具有一定的教学经验，就如何更好地开展《生物医用高分子材料》课程教学，凸显其在生物功能材料专业中的作用，介绍相关见解和体会如下。
一、课程内容与学生（生物功能材料专业）素质、能力之间构效关系的建立
课程内容是学生接触到的直观材料，是指导学生思考、分析、学习的基本要素。课程内容选择的适当与否，直接关系到所培养学生素质、能力的高低。选择合适的讲授内容，应遵循原则如下：
1.课程内容是否可引起学生的兴趣？兴趣是学生学习的动力。课程内容的设计是引导学生学习的第一步，一个优秀的课程内容预示着成功了一半。本教学中部分章节重点讲述人工器官、医疗诊断用高分子材料，如牙科材料、眼科材料、医用缝合线等，贴近生活中的应用，一下子拉近了生物医用高分子材料与大家的距离，在让学生感觉有趣的情况下引发他们的思考，做到事半功倍的效果。同时，让学生真正了解到课堂上学习的知识是有用的、与生活密切相关的，击溃社会、校园传播的“读书无用论”，激发学生学习的兴趣、动力。
2.课程内容是否与专业人才培养目标息息相关？本专业为生物功能材料，致力于生物功能材料高素质、强能力人才的培养，选择课程内容时应密切联系“生物”、“功能”、“材料”三概念。选择一本《生物医用高分子材料》教材，并不意味着本教材所有内容均需详细讲解，与专业人才培养相关的重点讲解，不相关的则可只言片语带过。如绪论中对生物医用高分子材料的发展、由来的讲解，可用0.5学时或更少的时间讲述；而对该材料的生物相容性、安全性评价及其应用，则需重点讲述。有目的、有选择性地讲授课程内容，突出重点，结合实际应用讲解。
3.课程内容是否紧跟学术前沿？《生物医用高分子材料》课程中，部分章节对典型的生物医用高分子材料进行了讲解，如聚乳酸、聚磷酸酯等。本科学生主要专注于理论知识的学习，及一定程度创新、动手能力的培养，对于化学、材料合成方法、技术的发展知之甚少。讲授《生物医用高分子材料》课程时，适当介绍相关材料研究的最新热点，如聚乳酸的合成方法、特殊的性能等，有利于学生综合素质能力的培养。
4.课程内容与开设课时是否匹配？针对课时较少的现状，需对教学内容进行合理的安排。首先讲述高分子材料的生物相容性、安全性，及其和生物体的相互作用；再次讲述生物医用高分子材料在人工器官、医疗诊断、药物缓控释、组织工程等领域中的应用；接着讲述生物医用高分子材料的性能及其改性；最后依据前面信息，总结关系规律，讲述生物医用高分子材料的设计方法。这样既保证了对该课程的系统讲解，使学生对生物医用高分子材料的基本概念、分类及应用有了初步了解，又没有因为课程过难或过多给学生造成负担。
二、教学方法的优化探讨
众所周知，大学的课堂基本上都是教师高谈阔论，学生按部就班，到了考试周就划重点，疯狂背，及格就万事大吉，但这并不是我们设计的目标结果，我们的目标是希望每一位学生都真真正正地学到知识。因此，有必要建立良好的教学方法、教学模式、教学手段。教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标，完成共同的教学任务，在教学过程中运用的方式与手段的总称。包括教师教的方法（教授法）和学生学的方法（学习方法）两大方面，是教授方法与学习方法的统一。教授法必须依据学习法，否则便会因缺乏针对性和可行性而不能有效地达到预期的目的。但由于教师在教学过程中处于主导地位，所以在教法与学法中，教法处于主导地位。在课堂上应使用多媒体与板书相结合的教学方法。多媒体教学可具体、直观、生动地表达抽象的现象，促进学生对知识的理解、吸收。比如，制作材料合成、加工、性能表征及应用的视频，打破传统的“说―听”教学模式。新的方法是积极鼓励引导学生参与到课堂中来，激发学生学习的积极性，努力让学生主动学，让学习效率更高。材料包括材料的组成、材料的性能、材料的使用，三者之间环环相扣，抓住了这一点就能很好的让同学们更好地理解一种材料的产生，更能锻炼同学们的整体思维。鼓励同学们自主学习，学生在课堂的时间是非常短暂的，更多的是课余时间，老师在课堂上提出几个探讨性的问题，鼓励同学们成立小组相互讨论，引导同学们上网查询资料，到图书馆资料室查资料，增加自己的眼见，丰富知识。使同学们在课堂学的知识能理论联系实际，学以致用。在课堂上讲到一种材料，如硅胶，可以作为隆胸的材料等。通过具体实际的例证说明此种材料的用途，加深同学们的理解。在课堂上让同学们认真地做笔记，在做笔记的同时也加深了理解，同时也能让同学们更加深入的思考。同时在教学过程中，应开展互动式教学，促进教师、学生之间的紧密沟通交流。作者在课堂上采取提问、讨论与学生上讲台相结合的教学方法，增加了教与学双方的主动性，取得了较好的效果。比如在讲述生物医用高分子材料相容性与安全性知识点时，在课前教师可先提出问题：补牙时使用劣质材料，则会导致牙齿发炎、疼痛，分析其原因、阐述理由。让学生通过预习和查阅资料独立思考，得出自己的结论。下次上课时，可让学生先就自己的结论相互讨论，教师进行纠正或补充。这样既促使学生进行了课前预习，也提高了学生的自学能力。
三、结语
以上就是我们对生物医用高分子材料课程教学内容、教学方法的探索和改革，改革的目的是让同学们更好地理解学习知识，让学习的效率更高。更好地培养专业基础知识稳扎、具有创新性思维的优秀专业人才，而达到这一目的，无疑改革和创新才是动力源泉与保证。
参考文献：
[1]喻湘华，鄢国平，李亮，郭庆忠，杜飞鹏，郭俊芳，张桥.材料化学专业生物医用高分子课程教学探索[J].教改论坛，2012，26（1）：58-59.
[2]赵长生.《生物医用高分子材料》[m].北京：化学工业出版社，2009.
高分子材料知识点篇9
【关键词】材料物理教学改革人才培养
【基金项目】湖北省教育厅教学研究项目（编号：2011276，2012288）。
abstract：inrecentyears，withthegradualincreaseofthenationalinvestmentinnewenergy，newmaterials，andoptoelectronicinformationindustry，thedemandsofsocialengineeringcapabilities，aswellasbusinesslevelofmaterialsphysicsgraduatesincreaseaccordingly.it？蒺simperativetoreformtheexistingteachingsystemofmaterialsphysics.inthiswork，thereformofteachingsystemofmaterialsphysicswasdiscussedfromfouraspectsofteachingphilosophy，curriculumdevelopment，teachingpractice，andfacultydevelopment.inaddition，somesuggestionsonhowtotrainmoreprofessionalmaterialsphysicsgraduatesweregiven.
Keywords：materialsphysics；teachingreform；personneltraining
【中图分类号】G642.0【文献标识码】a【文章编号】2095-3089（2013）06-0170-02
材料物理专业属于材料科学类，其培养目标是培养较系统的掌握材料科学的基本理论与技术，具备材料物理相关基本知识和基本技能，能在与材料科学与工程相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的材料物理高级专门人才[1]。随着科学技术的不断发展，社会对材料物理专业人才的需求情况也在逐渐发生变化。近几年国家在新能源、新材料以及光电信息领域投入的不断加大，使得企业对于材料物理专业毕业生的需求数量也在逐年增加，特别是对于具有较强专业基础和实践能力的人才的需求，是很多高新技术企业每年人才发展计划的重点。
材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科，主要通过各种物理技术和物理效应，实现材料的合成、制备、加工、修饰与应用。主要研究范围包括材料的合成、结构、性质与应用；新型材料的设计以及材料的计算机模拟等。随着国家对本专业人才需求的变化，对本专业的教学体系进行一定的改革迫在眉睫。本文以武汉工程大学材料物理专业的发展为出发点，分别从教学理念、课程建设、教学实践以及师资队伍建设四个方面入手，详细探讨了本专业在新形势下进行教学改革的一些措施。
一、教学理念的更新
面向未来的教学改革需要现代化的教学思想，需要前瞻性的教学理念[2]。这些教学理念包括从专业教育向综合素质教育，从重知识传授向能力培养转变；从封闭式的学校教育模式向开放型的产、学、研三结合的教育模式转变；从标准化培养模式向个性化、选择性培养模式转变；从维持性学习向创新性学习转变[3]。
武汉工程大学材料物理专业所属学科为省级重点学科及湖北省首批优势特色学科，本专业依托自身的学科优势和人才优势，将专业人才培养特色定位于低温等离子体技术及应用和功能薄膜材料的开发，重点培养在光电信息材料、新能源材料、环境材料等方面具有扎实的基础理论知识和实践能力的应用型创新人才。
为适应新时期国家建设对材料物理专业人才需求的变化，在对本专业人才的需求情况以及人才市场走向等问题进行充分调查论证的基础上，明确了我校材料物理专业的培养目标，即在专业设置和课程体系设计上尽量体现“拓宽专业面、夯实基础、重视能力培养”的指导思想，着力培养学生的创新能力，真正提高本科生的素质教育。同时，我们也注意到现实的就业压力对学生的影响，在打好基础，增强适应性的同时，设置功能薄膜材料和等离子体技术2个专业方向，提供了更多的课程、丰富了教学内容，扩大了学生的选择空间，满足学生多样化的需求，进一步体现了因材施教的思想；同时也体现我校等离子体学科及薄膜材料研究方面的特色。
新的教学方案力求将全面素质教育的精神渗透到专业教育之中，使基础知识教育、能力训练和素质培养结合起来，对学生进行较为系统的基本知识和基本理论的教学，加强对学生基本方法和技能的训练，重视对学生创造能力和创新意识的培养。
二、课程建设的优化
在不同的社会需求下，根据社会对毕业生需求的调研及预测对材料物理专业的课程体系进行适当的修订，突出本专业在不同时期的重点，对于培养满足社会需求的高水平人才十分重要[4-7]。我校材料物理专业在课程建设方面主要集中在提升现有课程和推出新课程/新内容两个方面。
在提升现有课程方面，对于本专业的一些老牌重点课程，采取主讲教师负责制，其余教师积极参与，分工合作，加强重点课程建设，并积极申报新的重点课程。经过几年建设，已在多门课程的建设方面取得了较好成果，如《材料科学基础》、《工业等离子体原理》、《薄膜材料与制备技术》等课程已建设成为校级精品课程，《纳米材料与技术》、《固体物理学》课程成为校级重点建设课程。这些重点课程的建设一方面锻炼了队伍，提高了整体素质，另一方面对其他课程的建设起到很好的示范带动作用。在重点课程建设过程中，本专业一直在积极探索课程教学改革方法，采用多媒体教学的课程由2002年的1门发展到现在所有课程都使用多媒体教学；双语教学也从无到有，《工业等离子体原理》、《薄膜材料与技术》已采用双语教学。
在推出新课程/新内容方面，本专业根据毕业生就业新形势对培养方案进行了大量修改。新的培养方案进一步体现了因材施教的思想，提供了更多的课程、丰富了教学内容，扩大了学生的选择空间；同时也体现了我校等离子体学科优势的特色。如新培养计划针对社会需求开设了《电子材料》和《工业等离子体工程》等课程，课程内容紧紧围绕目前工业生产中涉及到的新产品和新技术，有利于学生更好地完成从学校到社会的衔接。此外，现有课程的授课内容也逐步以市场为导向，在保持现有特色的同时，增加与市场需求相关联的专业知识体系，学生毕业后反响良好。
三、教学实践改革
材料物理专业的实践教学主要分为校内实践和校外实践两部分。校内实践主要是指在学校现有的实验条件下进行的一系列基础实验和专业实验，因此实验室建设也是提高实践教学质量的必要前提[8-10]。我校材料物理专业以湖北省等离子体化学与新材料重点实验室、湖北省微波等离子体技术研究工程中心和专业实验室为校内实践教学平台，在材料制备、加工，材料性能（力学、电学、磁学、热学等性质）测试、材料组织结构测定及材料应用等方面开展实验室建设，并结合本学科科研发展方向进行建设，设备采购主要围绕着材料科学基础、材料合成与加工、薄膜材料、材料表面改性、等离子体加工、纳米材料等课程进行。
在此基础上，我校材料物理专业根据学科建设发展情况，在2005年对实践教学环节进行了重大改革，将原来分散在各个课程中的实验课程进行整合，对原有实验体系进行重新规划，开设单独的实验课程，制定统一大纲，整合实验内容，并对实验内容适当更新，使实验体系更加完备，并与实用化紧密结合，侧重于培养学生动手能力。整合后的校内实验课为《材料科学基础实验》、《材料物理专业实验》以及《等离子体技术与应用实验》三门课程，总学时由原来的80个增加到108个。
同时，在实验内容上进行创新，将科研成果转化为教学内容，以科研促进教学。目前，在材料物理专业开设的3门实验课中，《材料物理专业实验》以及《等离子体技术与应用实验》全部实验均为教师科研转化而来。所有专业实验将科研与教学紧密结合，一方面弥补教学经费的不足，另一方面让学生接触科学前沿，激发从事科研工作兴趣，培养学生在从事科学研究的同时加深对课程内容的理解，提高教学效果。
此外，在校内实践教学中增设《学年论文》这一实践教学内容，让学生模拟实际科学研究，通过教师拟定方向，学生收集资料、归纳总结收集到的信息写出文献综述、然后针对发现的问题确定具体的研究题目，再制定详细的实验方案，并预测可能的结果。最后通过答辩，完成这一实践教学环节。
在校外实践教学方面，本专业设置有《毕业实习》环节，毕业实习地点的选择主要以人才市场需求为导向，目前学校已与多家从事光电信息材料、新能源材料、环境材料的企业签订实习协议，并在几家硅材料制造企业、LeD制造企业及薄膜制备企业建立了实习基地，为学生的毕业实习提供了保障。此外，在指导毕业论文过程中，鼓励学生采取“宜化模式”完成毕业论文。由于“宜化模式”课题来源于企业，结合工厂实际，其研究结果更具有实用性。学生在做毕业论文过程中能够更好地将书本上的理论知识与现实的生产实际相结合，有效训练学生综合应用知识的能力。本专业近年来在学生毕业实习和毕业论文环节中有超过25%的学生采取“宜化模式”进行毕业论文。
四、加强师资队伍建设
师资队伍建设是专业建设的重要环节。为了培养出满足社会需要的高素质人才，教师的知识更新和自身素质提升十分关键[9，11]。本专业在职教师具有学历层次高、职称结构合理、平均年龄低的特点，基于这样一个教师队伍现状，材料物理专业的师资队伍建设一直坚持高标准、高水平的指导思想，在引进高水平的学术带头人、责任教授的同时，加大力度对现有的青年教师进行培养，提高他们的教学、科研水平。具体措施主要包括对青年教师进行帮扶指导，努力提高青年教师的教学技能；合理安排好现有教师的教学和科研工作，在保证教学质量的前提下，积极开展科学研究工作，通过科学研究，不断提高教师的学术素养；积极引进优秀教师，逐步建立一支高水平、稳定的教师队伍。
此外，本专业在教学过程中积极聘请相关行业的优秀工程师为学生讲授专业基础课程或进行专题报告，在此过程中让老师和学生充分了解国内外相关行业的发展动态，探讨材料物理专业今后的发展方向和毕业生应该具备的基础知识和基本技能，以此加强学生对本专业的了解，更进一步提高教学效果。
五、结语
如何培养满足新形势要求的材料物理专业高素质应用型人才，是所有高校材料物理专业教学人员需要探讨的核心问题。教学改革是一个随社会形势发展而不断进行的过程，因此，我们时刻紧跟社会发展步伐，在充分了解国家和社会对本专业人才需求的前提下不断探求新形势下的教学改革，这样才能不断为社会输出高水平的专业人才。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部高等教育司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍（1998年颁布）[G].北京：高等教育出版社，1998，138.
[2]王雅珍，祖立武，张小舟，等.高分子材料与工程专业教学改革探索与实践[J].高师理科学刊，2007，27（1）：61―63.
[3]天津大学材料科学与工程学院教学改革小组.面向未来的材料科学与工程专业教学改革与实践[J].高等工程教育研究，2005（增刊）：24―3o.
[4]闫时建，田玉明，张敏刚，等.材料物理专业计算机操作实践课的教学改革[J].山西财经大学学报（高等教育版），2008，11（2）：71―72.
[5]肖纪美.材料物理教学体会[J].北京科技大学学报，2000，22（5）：389―395.
[6]石敏，陈翌庆，许育东，等.论“材料物理基础”精品课程的建设[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2010，24（1）：86―90.
[7]李艳红，，郭思辰.材料物理课程教学改革与创新能力培养研究[J].科教文汇，2008，12：182.
[8]姚婷珍，许天旱.材料物理实验教学改革初探[J].广西教育，2009，3：109―110.
[9]刘仿军，鄢国平，喻湘华，等.高分子材料与工程专业人才培养模式研究与实践[J].武汉工程大学学报，2009，31（6）：88―91.
高分子材料知识点篇10
在《材料化学》绪论课的教学过程中，采用启发引导教学方式，以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行教学设计，通过讲解材料发展中的化学，引入材料科学与化学的区别与联系，重点从材料结构、制备、性能和应用四个方面讲授了材料研究中的化学问题，使学生对本课程的内容有了清晰的认识，激发了学生学习本课程的信心和兴趣，并取得了满意的教学效果。
关键词:
材料化学;绪论课;教学设计
材料化学是材料科学与化学的交叉学科，伴随着材料科学的发展而诞生和成长，即是材料科学的重要部分，又是化学学科的一个分支［1］。目前，很多高等学校的化学和材料类专业开设了《材料化学》这门课程。《材料化学》是南阳师范学院材料化学专业的核心基础课程，对于培养学生的材料科学基础知识，分析和解决材料制备和应用中的化学问题的能力起到了关键作用。但是该课程涉及的知识面广泛，内容庞杂、概念甚多、加上课程改革，理论课时数减小，学生在学习《材料化学》课程过程中，普遍存在概念混淆、重点难以掌握等问题。绪论是一门课程的开场白和宣言书，是师生之间学习和交流的起始点，能为学生建立起一门课程的知识轮廓。通过对绪论进行学习，学生可以了解课程在所学专业中所处的地位和作用，以及该课程的教学内容、学习方法和考核方式等问题［2］。如何激发学生学习该课程的兴趣，提高课程的教学质量，绪论课在整个课程教学中有着举足轻重的地位。结合近年来的教学实践，就如何讲好《材料化学》绪论课谈一些心得。
1首先明确课程性质、特点及地位
教学之初，首先明确该课程作为专业核心课程的重要地位，是学习后面材料专业课程的基础课程，同时明确考核方式，加强学生对本课程的重视程度。材料化学是材料科学和化学学科的交叉学科，课程内容既涉及工程材料应用中的实际问题，又包括材料结构及制备中的化学问题。作为一门交叉学科，很多知识点与材料学和化学课程中的相关内容重复，很多学生以为学过相关知识，就会从思想上松懈。然而，相关知识点虽然出现重复，但在不同学科中讲授的重点是不同的。在讲授材料化学课程的过程中，要着重培养学生利用化学的思维解决材料科学中的问题，使学生深刻领会化学与材料科学交叉的重要意义。通过一些实例，讲解本课程与化学和材料相关课程的区别和联系，使学生更加深入了本课程的性质和地位。材料科学是偏实际应用的工科课程，化学是偏理论的理科课程，材料化学则是利用化学的理论解决材料应用中的实际问题。
2材料
以材料的实际应用为引子，如材料在航天航空、交通运输、电子信息、生物医药等领域的应用，带领学生进入学习状态，引导学生回想什么是材料?材料的种类?提出材料是对人类有用的物质，是人类赖以生存和发展，征服自然和改造自然的物质基础;是人类进步的里程碑。然后介绍材料的发展历史，说明人们对材料的使用，是从最早的天然材料，依次经历了陶瓷、青铜、铁、钢、有色金属、高分子材料以及新型功能材料。根据材料的发展史，启发学生思考材料研究和发展过程中的规律和特点。人们对材料的使用经历了从天然材料到合成材料，从传统材料到新兴材料。传统的材料主要以经验，技艺为基础，材料靠配方筛选和性能测试，通过宏观现象建立的唯象理论对材料宏观性能定性解释，不能预示性能和指明新材料开发方向，而新型材料则以基础理论为指导。材料科学的历史表明，当一种全新的材料在原子或分子水平上合成后真正巨大的进展就常常随之而来。化学的发展往往导致材料技术的实质性进步。在新材料的研发和材料工艺的发展中，化学一直担当着关键的角色［3］。任何新材料的获得都离不开化学，以石墨烯为例，物理学家主要关注其电子结构及输运理论，材料学家主要测试材料的电磁、光电、传感和催化等性能，而化学家的任务则是利用化学气相沉积和插层剥离等方法制备该材料。只有通过化学气相沉积法制备出高质量大尺寸的石墨烯，才能推动石墨烯在电子信息领域走向实用化。
3材料与化学
材料化学是材料科学与化学学科的交叉，很多学生容易混淆材料科学和化学的研究范畴。在本课程的第一节课，一项重要的任务是使学生明确材料科学和化学的研究内容和范畴，这对于后续相关概念的讲解至关重要。材料科学的研究对象是材料，材料是对人类有用的物质，指的是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。而化学的研究对象是物质，物质是构成人类物质世界的基础。材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料;材料科学是一门研究材料的成分、组织结构、制备工艺与材料性能及应用之间相互关系的科学;而化学则是从原子和分子角度研究物质的组成，结构、性质及相互转变规律的科学。因此，化学研究的尺度范围是原子、分子、分子纳米聚集体。材料科学最早研究的尺度范围在微米以上，如钢和陶瓷的组织结构。随着一些新兴材料的出现和发展，人们对材料的研究甚至小到电子结构。如近些年发现的拓扑绝缘体，其表面导电，体内不导电的性质由其拓扑的能带结构决定，而该拓扑结构则与电子的自旋运动有关，研究拓扑绝缘体必须从电子自旋角度认识其结构。因此，材料科学的研究范畴不断拓展，并于其它学科交叉。
4材料化学
通过学习材料的发展历程、材料科学与化学之间的区别和联系，学生已经对材料化学有了一定的认识，引导学生给材料化学下一个定义。材料化学是关于材料结构、制备、性能和应用的化学。本校材料化学专业选用曾兆华、杨建文编著第二版《材料化学》作为教材，教材的章节也是按照材料结构、制备、性能和应用进行安排的［4］。在这部分内容讲授过程中，可以让学生以教材目录为参照，讲到相关内容可以与教材相关章节进行对应。
4.1材料的结构
从三个层次讲解材料的结构，分别是电子原子结构、晶体学结构和组织结构。电子原子结构在很大程度上影响材料的电、磁、热和光的行为，并可能影响到原子键合的方式，因而决定材料的类型。在这个层次上研究的化学问题主要涉及原子序数、相对原子量、电离势、电子亲核势、电负性、原子及离子半径等。原子序数决定了材料的化学组成，电负性决定材料内部原子之间的键合方式，从而影响材料的导电性、强度和热膨胀系数等。晶体学结构主要指原子或分子在空间排列的方式，根据原子排列的有序性，将材料分为晶体和非晶体。晶体中出现局部无序，或对理想晶体的产生偏离，则出现缺陷。缺陷的存在影响材料的力学性能和电学性能等。如在本征硅内部掺杂磷元素，磷原子替代硅原子的位置，形成杂质原子缺陷，增加本征硅的导电性，形成n型半导体。组织结构主要指材料的物相组成及结构、晶粒的大小和取向等。在大多数金属、某些陶瓷以及个别聚合物材料内部，晶粒之间原子排列的变化，可以改变它们之间的取向，从而影响材料的性能。一般来说，减小金属的晶粒可以降低其熔点。在这一结构层次上，颗粒的大小和形状起着关键作用。大多数材料是多相组成的，控制材料内部物相的类型、大小、分布和数量可以调控材料的性能。
4.2材料制备
材料合成与制备就是将原子、分子聚集在一起，并转变为有用产品的一系列过程。材料制备的方法和工艺影响材料的结构，从而影响材料的性能。根据制备原理的不同，材料制备方法可以分为物理法和化学法。物理法指在材料制备过程中，仅改变材料内部原子或分子的聚集状态，不涉及化学反应的方法。如真空镀膜、溅射镀膜、脉冲激光沉积法等。化学法则在材料制备过程中，涉及化学反应，并且有新物质的生成。如固相反应法、有机合成法、水热法、沉淀法、化学气相沉积法等。以石墨烯材料为例讲解材料的制备方法。石墨烯作为二维单原子层材料，既可以采用物理法制备，也可以采用化学法制备。2004年发现石墨烯的报道，便是采用简单的胶带对撕方法制备，该方法依靠外力使石墨片层克服层间范德华力，使层与层之间分离，从而获得单层石墨，该方法也称为物理机械剥离法。利用甲烷、乙烯等烃类气体作为碳源，镍、铜、金等金属作为基片，采用化学气相沉积法则可以制备高质量大尺寸的石墨烯。另外，以石墨为原料，利用化学插层剥离的方法也可以用来制备石墨烯［5］。但不同方法制备获得石墨烯的尺寸及性能差别较大，在不同的应用领域采用的石墨烯制备方法是不同的。
4.3材料性能
材料的性能由其结构决定，与材料制备的工艺和方法有关。性能是指材料固有的物理、化学特性，材料性能决定了其应用。广义地说，性能是材料在一定的条件下对外部作用的反应的定量表述，例如力学性能是材料对外力的响应、电学性能是对电场的响应、光学性能是对光的响应等。因此，材料的性能可分为力学性能和特殊的物理性能。常见的力学性能包括材料的强度、硬度、塑性、韧性等。力学性能决定着材料工作的好坏，同时也决定着是否易于将材料加工成使用的形状。锻造成型的部件必须能够经受快速加载而不破坏，并且还要有足够的延性才能加工变形成适用的形状。微小的结构变化往往对材料的力学性能产生很大的影响。材料特殊的物理性能包括电、磁、光、热等行为。物理性能由材料的结构和制造工艺决定。对于许多半导体金属和陶瓷材料来说，即使成分稍有变化，也会引起导电性很大变化。过高的加热温度有可能显著地降低耐火砖的绝热特性。少量的杂质会改变玻璃或聚合物的颜色。
4.4材料应用
材料化学已经渗透到现代科学技术的众多领域，如电子信息、环境能源、生物医药和航天航空等领域。例如，在电子信息领域，现代芯片制造离不开化学。光刻过程使用的光刻胶和显影液，镀膜过程中的化学气相沉积和原子层沉积，刻蚀过程中的反应离子刻蚀，这些工艺过程都离不开化学的作用。在环境能源领域，新型光催化材料和太阳能电池材料的研究和开发，离不开化学法制备材料和对材料进行化学掺杂改性。在生物医药领域，对传感材料进行化学改性提高其传感特性，对仿生材料进行表面改性可以提高其生物相容性。在航天航空领域，各种轻质、耐高温、耐摩擦等结构材料和功能化智能材料的研发都离不开化学。
5结语
通过对“材料化学”绪论课的精心设计，使学生明确了该课程的性质和重要地位，大量的实例激发了学生学习的兴趣和求知欲，树立了学生学好该课程的信心，为课程的深入学习起到了奠基石的作用。以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行讲授，使学生对本课程的内容有了更加清晰和深入的认识，取得了良好的教学效果。
参考文献
［1］禹筱元，罗颖，董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践［J］．高教论坛，2010，1(1):23－25.
［2］杨卓娟，杨晓东.关于高校课程绪论教学的思考［J］．中国大学教学，2011(12):39－41.
［3］唐小真，杨宏秀，丁马太.材料化学导论［m］．北京:高等教育出版社，1997.
［4］曾兆华，杨建文.材料化学.2版［m］．北京:化学工业出版社，2013.