化学类专业《材料化学》课程教学的改革探索

肖元化 ， 周 军 ， 韩莉锋 ， 张爱勤

(郑州轻工业学院 材料与化学工程学院 ， 河南省表界面科学重点实验室 ， 河南 郑州 450002)



化学类专业《材料化学》课程教学的改革探索

肖元化 ， 周 军 ， 韩莉锋 ， 张爱勤

(郑州轻工业学院 材料与化学工程学院 ， 河南省表界面科学重点实验室 ， 河南 郑州 450002)

《材料化学》课程是我校为应用化学专业三年级学生开设的一门专业课，在应用化学本科专业中开设这门课程不仅有助于学生了解现代化学对于新材料发展的重要影响，而且有助于实现创新型人才的培养目标。分析探讨了《材料化学》课程改革的原因，提出相应的改革措施：通过优化课程结构与教学内容、改进教学方法、理论与实践结合，培养创新型人才。

材料化学 ； 课程改革 ； 创新型人才

0 前言

《材料化学》是应现代材料发展而生的一门新兴课程，它既是材料学的主要组成部分，又是化学学科的重要分支，具有明显的学科交叉特点；它覆盖金属材料、无机非金属材料、高分子材料、纳米材料、新型复合材料及智能材料等领域，综合了无机化学、有机化学、晶体化学、生物学等学科，具有明显的学科综合、学科跨越的特点[1]。应用化学专业是一门研究范围广、多学科相融的科学，它利用化学的基本原理和方法对工业生产中遇到的化学问题进行系统研究以达到材料应用的目的。在应用化学本科专业中开设《材料化学》课程是新材料研究与开发工作的基础，也是化学、材料科学与技术交叉发展的必然要求[2]。目前，新材料企业不断涌现、传统产业结构调整都需要大量的创新型人才，《材料化学》课程改革迫在眉睫。

《材料化学》课程从分子尺度到宏观尺度分析材料的组成、结构与性能之间的关系，涉及材料的发现、合成、应用过程中涉及的化学问题，指导合成具有优异性能的新材料，并在新材料的应用中发挥着重要指导作用。在应用化学本科专业中开设《材料化学》课程不仅有助于学生了解现代化学对于新材料发展的重要影响，而且有助于实现培养创新型人才的教育目标[3]。为顺应新时代对创新人才的需求，《材料化学》课程的设置和教学效果的改革迫在眉睫。

总结了作者在《材料化学》课程教学过程的经验，分析探讨了《材料化学》课程改革原因，提出了优化课程结构与教学内容、改进教学方法、理论与实践结合的三种改革措施，以达到培养符合时代需求的创新型人才的目标。

1 课程结构与教学内容的优化

由于《材料化学》课程“内容广、知识新、更新快”的特点，因此，如何在有效的学时范围内让学生尽可能多地了解、掌握相关领域的内容，成为教学过程中遇到的主要问题[4]。为有效地解决这一问题，我们采用课程结构与教学内容优化这一措施，从教材的选用入手，通过去粗取精的方式、与时俱进的理念进行《材料化学》课程改革。

1.1 选用优秀教材

与传统的四大基础化学不同，材料化学是一门起步晚、发展快、综合性强的新兴学科，内容更新快、缺乏经典教材和参考书。尽管目前已出版与材料化学相关的教科书，但因编者的学科背景不同导致各教材内容的侧重点也不相同。因此，在教学内容的设置中我们强调知识的更新。基于这一点，依据学校教材建设与管理规定，我们选用近三年出版的能反映学科前沿且被公认水平较高的教材，如十五规划教材、21世纪教材或者其他已获国家、教育部、省级等奖励的教材。

1.2 去粗取精的调节课程结构

现有的教学体系中化学类与材料类基础课课时分配比例悬殊，各专业部分衔接性不好：化学类基础课课时分配多，而材料类课程所占课时比例少，各章节之间知识的连贯性差。这就要求我们在构建新的课程体系过程中，针对我校人才培养方针，强调以应用为目的基础理论教学，着重突出理论应用与实践能力的培养。因此，在课程结构优化过程中我们有针对性地安排实践环节，主动与企业对接，到相关企业参加生产实习，了解各种材料的工艺流程，让学生学会如何将掌握的理论知识与实际生产相结合，达到拓展学生知识面、培养学生创新意识、增强学生就业创业竞争力的目的。

1.3 与时俱进地丰富课程内容

材料化学的教学内容主要有：材料的理论基础、制备、结构表征、性能应用及具体材料中的化学问题等几个知识模块[5]。我们在保证完成基础理论知识教学任务的同时，会结合国内外相关领域的最新研究动态及时更新部分教学内容，把最新的研究成果、技术发展介绍给学生，拓展学生的思维，为提高学生在就业与继续深造过程中的创新能力奠定良好的基础。

2 教学方法和手段的优化

在传统的教学模式中教师一味地灌输知识而学生被动地接受知识，这样的教学模式不利于创新型人才的培养。因此，《材料化学》课程教学改革不仅从教学内容上改革，更要从教学方法、教学手段方面进行改革，以达到培养新时代创新型人才的目标。对教学手段进行改革：我们在教学中积极发挥教师的引导作用，以学生为主体，通过启发研究、互动讨论等教学方式，鼓励学生自主主动培养学生独立思考能力和创新意识[6]。

2.1 以教师为主导，学生为主体

组织、指导学生查阅文献使学生积极主动的参与教学；分组讨论所了解的相关知识，使学生感知材料化学领域的前沿科学知识；制作并讲解课件，启发学生对材料科学的兴趣，扩充学生的知识面。例如：新型结构材料中对新型高温材料、聚合物材料、复合材料等进行讲解，讲解结束利用课余时间带学生到相关的材料工厂进行参观实习，丰富学生的知识面的同时将理论与实践相结合；而智能材料部分，如形状记忆材料、储氢材料、隐身材料等，以小组为单位查阅资料并讨论后制作幻灯片，各组选派一名代表在课堂上讲解，通过这样的方式提高学生发现问题、解决问题的能力，达到培养创新型人才的目标。

2.2 教学手段的改进

我们把传统的板书与多媒体技术相结合，传统板书的回归使学生对材料化学领域理论知识的理解与印象更加深刻，而多媒体辅助教学则体现了学生在学习中的主体地位，引导学生主动接受知识[7]。利用多媒体技术向学生介绍更多的新成果，如石墨烯材料在电学、光学、催化及生物等方面的应用，这些知识的介绍，增加学生学习的兴趣，开阔了学生的视野，使学生积极主动地参与到教学中，提高了教学效果；在材料化学的基础理论教学部分、晶体学基础理论、合金结构、离子晶体与共价晶体等内容时，借助多媒体技术，综合运用图片、动画、文字等形式向学生提供丰富、形象的素材帮助学生了解知识点；传统板书加深学生对各种理论公式的印象，二者合能够有效地突破教学难点，提高课堂教学质量。

3 理论与实践结合、培养创新型人才

理论与实践在教学中相辅相成、密不可分。其中，实践教学是课堂教学的继续和发展，是检验教学效果的重要途径，是培养学生理论联系实际能力，培养创新与创业人才不可缺少的重要环节。材料化学是材料科学的核心部分，具有学科交叉性明显、应用性强的特点，其基本理论多且枯燥，为了强化课堂教学时学生对知识点的领悟能力，坚持理论教学和实践环节相并重的原则[8]。我们在《材料化学》课程的教学过程中尽量多地加入相关材料的应用背景，通过到企业中参观实习来实践教学内容，引导学生用学过的理论知识分析、解决实际问题；同时，我们设置创新实验，根据学生的个人能力和时间安排，有选择性的设置一些与教师科研相结合的课题供学生选作，使学生尽早地进入实验室接触前沿的学科技术，拓展知识面，为培养创新型人才做好充分的准备。老师指导，学生设计、操作、分析实验数据，通过主动参与、开放式的学习模式，培养学生运用理论知识解决实际问题的能力和创新意识。

4 结论

随着科学技术的发展，传统材料不断更新换代，新材料不断涌现，材料科学领域对人才的需求越来越高，这就为《材料化学》课程的设置和教学效果提出了更高要求。如何顺应时代需求培养高素质创新型人才是高等教育不断探索和改革的方向。其中，课程结构与教学内容的优化、教学方法和手段的优化、理论教学与实践结合是《材料化学》课程改革的有效措施，是提高教学质量培养创新型人才的有效途径。

[1] 李 奇,陈光巨,黄元河,等.理科化学专业“材料化学”课程的建设与改革[J].理工高教研究,2006,25(5):109-110.

[2] 杨 琴,江元汝.应用化学专业材料化学课程的教学改革初探[J].杨凌职业技术学院学报,2010,9(4):78-80.

[3] 杜庆洋,徐会君,白佳海,等.《材料化学分析》课程实验教学改革与实践[J].广东化工,2015,42(16):223-224.

[4] 邹勇进.《材料化学》课程教学的改革与实践[J].科技信息,2012(9):173.

[5] 曾兆华,杨建文.材料化学[M].北京:化学工业出版社,2008:1-294.

[6] 侯新梅,胡晓军,郭 敏,等.启发式教学在材料化学课中的运用初步探讨[J].中国科教创新导刊,2011(23):60.

[7] 王 强.多媒体教学在环境化学课程中的改革与实践[J].西南师范大学学报:自然科学版,2011,33(6):178-181.

[8] 廖桂英,夏 华.大学化学课程的创新教学实践[J].科技创新导报,2011(7):179.

多氟多通过国家工业强基工程项目验收

近日，在工业和信息化部组织的工业强基工程验收中，河南省多氟多化工股份有限公司承担的高纯晶体六氟磷酸锂项目顺利通过专家组验收，成为该省首个通过国家工业强基工程项目验收的企业。

六氟磷酸锂是锂离子电池核心材料之一，其产品质量决定了锂离子电池充放电性能、使用寿命和安全性。由于我国高纯晶体六氟磷酸锂研发一直未取得重大突破和实质性进展，制造技术长期被国外企业封锁，产品市场长期被国外企业垄断，严重制约了我国锂离子电池产业发展。

经过多年努力，多氟多化工股份有限公司突破了六氟磷酸锂的关键制造技术，实现了高品质、大规模、低成本产业化，打破了国外长期垄断，完全替代了进口。2013—2016年多氟多化工股份有限公司共投资5 730万元，新增1条年产1 000 t高纯晶体六氟磷酸锂生产线。通过升级设备、优化工艺、提升质量，制造工艺、技术指标和产品质量均达到国际先进水平，产品国内市场占有率达到35%、全球市场占有率达到20%，并返销日本、出口韩国，成为全球和国内市场占有份额最大的企业，是全球主流电解液厂商秀博瑞殷(soulbrain)和锂电池厂商LG、比亚迪的主要供应商。

工业强基工程高纯晶体六氟磷酸锂项目的成功实施表明：一方面要进一步加大对传统产业改造升级力度。该项目的实施，对我国传统化工产业走精细化高端化、由原材料向新材料发展之路有着积极的示范作用;另一方面要进一步加大重点领域工业强基推进力度。该项目的实施，突破了关键制造技术，打破了国外长期垄断，使六氟磷酸锂价格从之前的每吨80万～100万元降到了20万～40万元，推动了我国锂离子电池产业快速健康发展，对大力推广新能源汽车产业发展具有十分重要意义。

2017-03-06

肖元化(1984-)，男，讲师，研究方向为材料科学，电话：15136274232，E-mail:yuanhua.xiao@163.com。

G642.0

B

1003-3467(2017)05-0061-03