論無機(jī)材料物理化學(xué)的教學(xué)革新
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目前，無機(jī)材料物理化學(xué)課程沿用陸佩文[5]編寫的硅酸鹽物理化學(xué)課程體系，在多年教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)該課程體系存在如下的問題：
1知識點(diǎn)分散
無機(jī)材料物理化學(xué)課程的內(nèi)容包含了材料科學(xué)基礎(chǔ)的晶體學(xué)及晶體缺陷的內(nèi)容，包含了材料加工的基礎(chǔ)知識相平衡和相圖，同時又涵蓋了無機(jī)非金屬加工過程特有的熔體和玻璃體，陶瓷加工過程的基礎(chǔ)粘土水系化學(xué)，燒結(jié)加工過程的擴(kuò)散、固相反應(yīng)、固態(tài)相變和燒結(jié)等基礎(chǔ)知識．課程體系分散復(fù)雜，課程的內(nèi)容繁多，每一章單獨(dú)成為體系，前后的聯(lián)系不夠明顯．
2與實(shí)際接觸的宏觀事物距離較大
無機(jī)材料物理化學(xué)的教學(xué)體系以理論推導(dǎo)為主，涵蓋了大量的前期科研工作者進(jìn)行的理論推導(dǎo)，并且結(jié)合實(shí)踐給出了很多應(yīng)用．由于工科學(xué)生課程體系設(shè)置的特點(diǎn)，注重工程實(shí)際，注重在實(shí)踐中解決問題．因此，在學(xué)生現(xiàn)有認(rèn)識事物的體系中，對于宏觀上能看到、能摸到的理解和掌握起來比較快，而對于微觀的、抽象的體系認(rèn)識起來難度比較大．
3與實(shí)際的生產(chǎn)不能有效結(jié)合
現(xiàn)有無機(jī)材料物理化學(xué)課程作為工科課程來講，離實(shí)際工程應(yīng)用距離比較遠(yuǎn)，對學(xué)生的吸引力不夠，很多學(xué)生在課堂上經(jīng)常問學(xué)了這么多公式、這么多圖有什么用，而這個問題按照現(xiàn)有的課程體系無法回答．
無機(jī)材料物理化學(xué)課程體系改革
無機(jī)材料物理化學(xué)的知識點(diǎn)總體上概括起來可以分成兩個主要方面，一是與陶瓷（水泥）生產(chǎn)密切相關(guān)的知識，二是與玻璃生產(chǎn)密切相關(guān)的知識體系．在此為分類基礎(chǔ)上，對課程的知識點(diǎn)和講授順序重新進(jìn)行了調(diào)整嘗試．
1以陶瓷生產(chǎn)為主線的課程體系設(shè)置
在介紹與晶體相關(guān)的知識過程中，主要以實(shí)際中的陶瓷為例，首先進(jìn)入晶體的微觀世界，引出陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)，由晶體結(jié)構(gòu)引出晶體概念、晶體化學(xué)知識，在晶體中漫游會發(fā)現(xiàn)很多缺陷，進(jìn)而介紹缺陷的知識．簡要介紹陶瓷的生產(chǎn)工藝，從原料加工到成品過程用動畫演示，介紹原料過程中講解粘土-水系的膠體化學(xué)，其中包含的膠體性質(zhì)及一般的熔體性質(zhì)通過固體的表面和界面部分來了解；利用陶瓷燒結(jié)過程中的燒結(jié)溫度選擇，引出相平衡和相圖，重點(diǎn)介紹這部分內(nèi)容，在燒結(jié)過程中的微觀動畫展示后引出擴(kuò)散-固相反應(yīng)-燒結(jié)．此部分中，重點(diǎn)是晶體的結(jié)構(gòu)及相平衡的知識．
2以玻璃生產(chǎn)為主線的課程體系設(shè)置
與玻璃相關(guān)的課程知識介紹的過程中，首先展示玻璃，隨后簡要介紹玻璃的生產(chǎn)過程，該過程由于有無機(jī)非金屬材料工學(xué)進(jìn)行具體介紹．因此，只需描述即可，其后引出玻璃原料，簡要復(fù)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)知識，按照生產(chǎn)流程加熱熔融后的現(xiàn)象要有熔體和玻璃體部分來了解，結(jié)合玻璃的生產(chǎn)講解相變過程中涉及到非晶體部分相平衡中的知識．在此部分的講解中重點(diǎn)介紹非晶態(tài)物質(zhì)的形成機(jī)理及過程．通過如上的體系改革使學(xué)生能夠充分認(rèn)識課程知識，并且知道整個體系的來龍去脈，使學(xué)生由過去的被動接受變?yōu)橹鲃佑幸庾R的學(xué)習(xí)，形成良好的學(xué)習(xí)動力．
課堂教學(xué)過程中“四要素”的融會貫通
材料科學(xué)與工程的“四要素”始終作為課程講授的主線，作為基礎(chǔ)課程，主要授課的目標(biāo)還是材料科學(xué)這四個要素之間是如何建立起聯(lián)系的，為什么有這樣的聯(lián)系，影響因素等知識．在結(jié)晶學(xué)部分每介紹一個新概念，都有意識介紹該概念對無機(jī)材料工藝及性能的影響及其應(yīng)用，如介紹空間群概念后簡要介紹空間群分類后對壓電性能的影響，豐富學(xué)生的知識體系，而且可以更好的融會貫通，理解概念．在熔體部分的性質(zhì)概念介紹之后，要簡要了解熔體的性質(zhì)對玻璃加工工藝的影響．在講粘度時，主要介紹粘度與溫度和組成等因素的關(guān)系，但是到底會有什么樣的影響并沒有介紹．因此很多學(xué)生就是為了學(xué)習(xí)粘度知識而死記硬背，不知道粘度的具體應(yīng)用，而在課堂上簡要介紹過粘度會影響玻璃的加工溫度及玻璃的成型性能時，同時簡要介紹怎樣影響的，就會使學(xué)生知道知識是有用的，學(xué)習(xí)起來目的性更強(qiáng)，而且方便對一些概念的理解記憶，而不是簡單的死記硬背．在相平衡一章中，相圖是一個重要的知識點(diǎn)，也是材料科學(xué)體系中一個非常重要的工具，學(xué)好相圖對材料科學(xué)下一步學(xué)習(xí)至關(guān)重要．但是在以前的教學(xué)過程中按照書本的知識體系從頭到尾介紹之后，很多學(xué)生都是一片茫然，似乎感覺是學(xué)習(xí)了幾何學(xué)又或是物理學(xué)，不知道無機(jī)材料物理化學(xué)中為什么要單獨(dú)拿出這一章來講解這個圖．經(jīng)反思教學(xué)過程發(fā)現(xiàn)，在教學(xué)過程中過分重視教學(xué)內(nèi)容的傳授而忽略了這個工具實(shí)用性的介紹，按照“四要素”理論，相圖這個工具應(yīng)該是工藝制定的重要根據(jù)，因此在改革后的講授過程中，在介紹過相率和簡單的三元相圖等基本知識后，就具體地舉了一個Al2O3-SiO2-CaO三元體系陶瓷燒制的過程，簡要介紹了如何利用三元相圖進(jìn)行原料配料計(jì)算，如何確定燒成溫度，及得到的燒成體的主要成分和構(gòu)成等知識．使學(xué)生先知道三元相圖的作用，在材料學(xué)“四要素”體系中的位置，然后在具體地講解三元相圖的分析過程，并且在講解過簡單的三元相圖后還要舉1~2個實(shí)際的復(fù)雜例子進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用．
教學(xué)改革的效果
經(jīng)過2年多的教學(xué)改革試點(diǎn)，學(xué)生的課堂聽課效果有了很大改觀，原來每個自然班約有50%的學(xué)生堅(jiān)持在課堂上聽課，很多學(xué)生由于跟不上進(jìn)度而睡覺或者干脆逃課．改革后，無機(jī)2009級學(xué)生堅(jiān)持聽課的達(dá)到了80%以上，學(xué)生聽課狀態(tài)明顯好轉(zhuǎn)，聽課熱情很高，而且課間休息時問問題的學(xué)生數(shù)目明顯增加．對齊齊哈爾大學(xué)無機(jī)材料2008級和2009級學(xué)生進(jìn)行了授課效果評價(jià)，90%的學(xué)生認(rèn)為能夠掌握課程基本內(nèi)容，學(xué)生的考試及格率由90%提高到96%，平均分由77.6分提高到81.2分，有了較大幅度提高．在總結(jié)了無機(jī)材料物理化學(xué)課程教學(xué)過程中存在問題的基礎(chǔ)上，通過以材料科學(xué)的“四要素”為基本思路，對無機(jī)材料物理化學(xué)課程中大量的知識點(diǎn)進(jìn)行了重組，豐富了與實(shí)踐結(jié)合更加緊密的知識內(nèi)容，探索了一條實(shí)用性很強(qiáng)的無機(jī)材料物理化學(xué)教學(xué)改革新途徑．（本文作者：王超會、顧曉華、李曉生、楊長龍 單位：齊齊哈爾大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院）
