材料物理专业普通化学教学改革探索

李艳艳　周艳艳　肖建强　车爱城

【摘 要】笔者结合自身在普通化学教学过程中的经验和体会，分析了普通化学教学过程中存在的问题，并且提出结合材料专业自身的特点，改进传统教学模式和方法，加强实验教学等改革方案。

【关键词】材料专业;教学改革;实验教学

中图分类号： TG14-4;G642.423文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）34-0091-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.34.039

《普通化学》是宝鸡文理学院面向非化学化工专业理工科学生开设的一门专业基础课。普通化学课程涵盖面较广，内容包括物理化学、分析化学和无机化学的一些基本知识，在某些地方也涉及有机化学内容。它是材料物理专业学生接触的第一门化学课。普通化学课程的主要任务是通过对物质结构理论基础、化学动力学、化学反应的基本规律与工程实际密切相关的重要元素和化合物、新技术、新材料等基本知识的学习，使学生了解近代化学的基本理论，具有必要的化学基本知识。然而目前，我校普通化学是一门短课时的课程，并且学时逐渐缩短（由44学时缩减到36学时），而教学内容十分繁杂，并且学校及学生对该门课程重视不足;同时，普通化学的教学过程较少与工科专业相联系，导致学生认为学习这门课程是无用的;其次，普通化学的教学方式单一，教学过程主要偏向于理论而非实践，导致学生缺乏兴趣。鉴于以上普通化学课程教学过程中存在的问题，经过仔细研究和论证，同时汲取其他学校的经验，我们提出了一系列方案，以达到增加课程吸引力，提高化学教学质量，培养学生的学习兴趣的目的[1]。

1 结合材料专业的特点进行教学改革，突出工科专业特色

通过结合材料专业的特点，实现教学过程中化学和材料的对接，突出材料专业特点，重点应放在将理论和材料科学工程实践的有机结合。针对材料物理专业学生，我们应该将重点放在现在化学知识在材料上的应用，比如纳米材料、微电子材料、新型金属材料、先进陶瓷材料、新型玻璃材料、耐火材料的合成、性质和应用[2]。教学过程当中，没有必要将化学公式的推导过程讲得过于详细。如果学生对基础理论和现在代学方法比较熟悉，那么重点应放在培养学生解决材料工程技术实际问题的能力上。教学内容包含两部分，基础部分和应用部分。其中基础部分又包含三部分：基本理论，基础知识和拓展内容，它涵盖了普通化学的基本内容。在教学过程中，我们不仅应该把注意力放在基础化学知识上，同时也应关注材料科技的发展及前沿和热门科技成果上，建立新的课程体系，使学生了解化学在材料科学领域的重要地位，从而训练材料专业学生应用化学知识分析和解决问题的能力。比如新分子的合成、超导材料、纳米和功能聚合物材料的发展和应用等。

2 改革传统教学模式和方法

在授课的过程当中，我们应该尽全力讲好这门课程的开端和每一章的开端，即绪论部分。并且清楚地阐明这门课程以及每一章的内容。在绪论部分讲解普通化学的内容时，我们应该用典型且生动的例子去激发学生对学习的兴趣，解释化学知识在日常生活中和材料领域的应用，这样才能使学生意识到化学是一门非常有用的学科。在讲每一章之前，提出新的问题，新的概念，弄清要解决的问题和教学目标，这样才能使学生占据学习的主动权[3]。在完成教学计划规定的基础部分的讲解之后，应用部分可以被加入到教学计划当中。在教师的引导下，学生自主学习由普通化学所延伸的一个特定方面（主要是材料，能源，环境，生命等等），并且将这些与材料专业结合起来。然后学生根据自学的内容去总结，书写演讲稿和制作PPT。然后教师可以组织学生在讲台上演讲，其他学生参与讨论，教师负责总结和补充剩余的部分。通过这种课堂和课外的自学，学生不仅能够学习到相关的专业知识，而且能够提升自学能力和演讲能力，通过制作多媒体也能够煅炼他们的创新能力。这种教学模式可以活跃课堂氛围，并且能够提升这门课程的吸引力和学生的学习热情。

在现代的教学过程当中，多媒体已经是十分普及的一种教学方式。利用多媒体教学，学生可以节省下来上课记笔记的时间，把注意力全部放在听课上，在课后时间可以自主学习多媒体的内容，进行复习。但是也存在很多的问题。大多数老师的课件只是书本上内容的照搬，在上课的时候也只是照本宣科，并且课件内容多年不换，没有随着科学的发展而更新，导致学生上课的时候热情不高。对于这种情况，我们应该积极改进。在课件上除了总结书本上的重点内容之外，可以做一些动画或视频文件，例如分子结构、化学反应过程等，通过这样的方式，学生更能清楚地理解学习内容，同时还可提高学生对学习的兴趣。而对于公式或原理的推导过程，教师应采用板书的方式一步一步引导学生理解。

3 加强实验教学，培养学生实践和创新能力

对于材料专业的学生来讲，无论他们以后读研究生还是工作，大多都要接触材料类的实验，所以我们应该加强材料类的专业的实验教学，以此来培养学生的实践和创新能力。在开设实验课的过程中，可以结合代课老师的研究方向设计一些实验，让学生动手的同时又可以了解材料方向的科研现状，让学生提早接触科研，了解科研，有助于学生日后考研方向的选择。除此之外，我们也可以通过大学生创新创业或互联网+等形式组织活动，让学生申报一些与指导教师科研方向有关的项目，在学生书写项目书的过程当中，势必要查阅大量的参考文献，才能对项目主题的研究背景有一定的了解。除此之外，让学生独立设计实验方案，确定材料合成方法、测试手段等，在这一过程中不但可以巩固学生对于材料合成于制备这门课程的学习成果，同时也可以让学生熟悉各种材料类常用的测试仪器的原理和测试方法。最后，在保证安全的前提下，通过教师指导，让学生完成实验的可行性论证，按照方案进行实验。比如，利用高温固相法制备出稀土掺杂的YNbO4发光材料，通过X射线粉末衍射数据分析样品的结晶性和结构特征，通过光谱仪表征样品的发光特征。通过对实验及测试结果的分析，发现不足并提出改进措施，撰写实验报告。通过设计和亲自实验的过程，学生可以实践科学研究方法，学习如何把控关键性因素，设计模型和操作过程，并且学会如何通过实验结果解释实际存在的问题。在实验教学过程当中，应该鼓励学生动手操作，并且注意团队合作。除此之外，还应该给学生多提问题，使他们有更宽广的思考空间。最后，学生通过书写实验报告，分析实验中存在的问题和需要注意的事项，总结经验。通过这样的方式可以激发学生自主学习的兴趣，同时可以煅炼学生的学习及组织能力。我们每年都会组织学生申报大学生创新创业项目，立项及结题之后会给学生相应的奖励，除此之外，学生自己作为项目主持人，也可以为日后找工作或考研添分加彩。

总而言之，加快材料物理专业普通化学的改革，必须结合材料专业自身的特点，改进传统教学模式和方法，加强实验教学，充分调动学生学习的积极性，体现学生学习主体的地位，不断探讨，不断改进，以人为本，从而最终达到改革的目的。

【参考文献】

[1]聂明，何璧，郑仓晟.《普通化学》课程的建设与教学改革[J].西南师范大学学报，2013，38（4）：159-161.

[2]寇莹莹，岳冠华，任相浩.工科类院校普通化学教学改革研究[J].中国教育技术装备，2015（11）：111-112.

[3]衡利苹，王祖彬.普通化學教学改革与探索[J].大学化学，2017，32（2）：29-32.