化学新材料论文范文

2022-05-13

写论文没有思路的时候,经常查阅一些论文范文,小编为此精心准备了《化学新材料论文范文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。摘要:现代社会已经进入新材料时代,材料化学专业建设如何跟上时代发展步伐,培养满足新材料时代的专业人才,值得思考。材料化学专业的应用性和实践性都很强,实验课程体系设置对于人才培养尤为重要。

第一篇:化学新材料论文范文

化学新材料企业的成本核算与管控对策

[摘 要]化学新材料作为新材料产业的一个重要分支,经过多年发展,虽初步形成较为完整的研发、设计、生产及应用体系,但与国外先进企业相比,基本产品总体差距仍保持在10~20年。究其原因,主要还是工艺落后、成本核算及管控水平低下等导致产品综合竞争力不强。尤其在当前,经济增长乏力,售价持续下滑,劳动力成本逐年上升,利润空间日益缩减的情况下,成本核算及管控的重要性更为突出。文章就当前化学新材料企业成本核算及管理现状,结合所在单位实际,重点思考成本核算和管理中存在的问题,探析并提出行之有效的管控对策。

[关键词]化学新材料;成本核算;成本管控;企业

[DOI] 10.13939/j.cnki.zgsc.2020.10.077

化学新材料企业工艺设计流程复杂、生产过程步骤多,从产品研发、设计,到投入、产出合格产品,整个过程不仅耗时长,且风险相对较高。期间,工艺流程的执行标准、人工操作熟练程度、设备运转正常与否、原料动力耗费水平、员工责任心强烈度等,都是影响定位成本的因素。因而,科学适用的成本核算方法,精细超前的成本管控模式,不仅能够准确核算并降低产品成本,支撑销售定价决策,还能提高产品综合实力,让企业在激烈的市场竞争环境中获取更多立足之地。

1 当前化学新材料企业成本核算及管控中存在的问题

(1)成本核算方法陈旧、核算时间滞后。好多化工企业的成本核算仍采用传统的粗放式成本核算方法,事后核算居多。例如原材料使用计算依据,由仓库和生产车间核对出入库、领退记录后提供,数据传递时间长,在品种多样、流程复杂且收率不同的情况下,很难去准确匹配各产品的辅料用量、单位工时、机器运转工时等。通常情况下,是粗放地将各型号产品的重量作为间接费用的分摊依据,而不去管与重量的关联度如何。由于是事后核算,管理层无法实时掌控动态成本数据,不能有效地进行事中的过程成本控制。

(2)关键成本要素过程管控不到位。生产工艺流程决定了产品单位成本的大方向,直接材料成本、每道工序中人工的作业情况、熟练程度、机台的设定标准等都是管控的关键成本要素。笔者以所在单位2016—2018年的生产经营实际举例说明:三年来,该公司产值每年都在不同程度增幅,但利润并未明显提高。经分析,在于该公司直接材料成本占总生产成本的85%~90%。由于化学原材料价格上涨快,导致生产成本逐年上升。如果在产品生产的前两道工序(中和、聚合)中操作不当,会导致物料损耗高,产品投入产出率不能达到预期,甚至出现不良品浪费、性能不达标等,直接影响产品单位成本。因此,生产过程管控的力度和效果决定了产品单位成本的结果。

(3)全员参与成本管理的意识不强。成本管理是一项综合性作业。实际工作中,从销售部下订单,研发技术部门评审订单,到供应部采购原料、生产车间按单组织生产,整个过程需要各相关部门的积极沟通,资源共享。期间,订单是否详细列示产品性能指标、关注库存情况、执行物料配比单,是否关注生产过程中的浪费现象,财务成本核算是否与物料采购环节和产品生产过程紧密联系,是否将产品成本核算具体到每一道工序,并核算出每一道工序中每一个作业成本,这些细节如果不能做到全员参与,甚至很少有人会去主动关注的话,就不会真正做到指导成本管控活动。

(4)原材料采购议价能力弱。原料直接投入成本是笔者所在公司产品成本中的主要组成部分,原材料采购成本的高低不仅影响制造成本,进而影响售价及市场份额,必须有效控制原料采购成本。对此需要在采购前做好市场调研和信息收集,敏锐把握价格波动。但现实是,主要原材料供应商数量少,且单个供应商供应量较大,可供选择替代的产品或服务较少,议价能力弱,如此企业可通过期货、套期保值、签署长期战略合作协议等方式控制采购成本。

2 成本核算与管控对化学新材料企业的重要性

(1)加强成本核算与管控是优化企业经营管理的必然选择。强有力的成本控制可以为企业的生产提供决策依据,实现企业的成本计划和决策;加强成本管控能实时地对各职能部门的日常活动进行严格的管理和全过程控制,对企业内部经营管理起到优化的作用。

(2)加强成本核算与管控是应对行业形势变化的客观需要。随着我国市场经济环境的发展变化,化工企业面临的竞争压力巨大。尤其是近年来环保监管力度加大,企业环境成本投入增加。必须通过控制降低成本来弥补与日俱增的环境成本,以更好适应新的行業形势变化。

(3)加强成本核算与管控是迎接市场挑战的主观要求。当前,国际形势风云变幻,中美贸易战对原本并不稳固的全球经济复苏来说可谓雪上加霜。我国化工行业同样面临着新考验,虽然人民币贬值能够部分平抑产品出口美国数量减少带来的直接影响,但对国外客户及国际市场的间接影响巨大。因此,必须追求成本领先和差异化发展,以提高产品的综合竞争力,为国际市场获得稳定的发展奠定基础。

3 加强成本核算与管控的对策建议

(1)完善成本管理组织体系,强化全员参与意识。由 于成本核算具有较强的专业性,必须设置专门的成本管理组织机构。成本管控不是始于生产,70%~80%的成本在产品设计阶段就已经被确定。为此,设计人员要具备一定的成本意识,考虑成本优化问题。建立成本管理监督考核机构,配备专职的财务会计、成本核算员等。同时让员工工资与收率挂钩,精打细算,强化全员参与成本控制意识,让制造成本浪费现象得到遏制,让非生产性支出得到有效控制。

(2)科学计算成本,支撑销售定价决策。成本核算不论采用分批法、品种法还是分步法,其主要目的是成本控制,确定收益,充分支持销售定价决策。定价决策是营销战略中十分重要的一环,准确定价是企业盈利的根本。化学新材料企业要遵循成本效益原则,理顺成本核算与销售定价的先后关系,立足前期大量的技术测定、现场实况论证,充分考虑产品生命周期、原材料价格变动,可运用成本加成定价法,把所有为生产产品而发生的耗费计入成本范围,计算单位成品的变动成本,合理分摊相应的固定成本,再按一定的目标利润率来决定价格,形成内部基于盈利性定价的目标成本核算支撑体系。

(3)改进管理模式,创新管理控制手段。控制成本并非简单的仅靠缩减成本投入,而需要一定技巧策略。以化学基础材料生产企业为例,投入产出率的高低很大程度上取决于对工艺流程的管控力度,如何优化工艺流程,强化过程控制,提高产品收率,是企业最为关注的事项。确定“供应部—生产部—生产操作人员—质检部”控制要素,把重点放在建立完善工艺价值链联责考核体系,明确价值链内各部门职责关系,研究制定联责考核系数,与收入挂钩。由于直接材料投入占比大,可以对事前、事中实时跟进监管,事后进行分析改善,同时提倡节约代用,节奖超罚,有效控制直接材料消耗。还要加强库存ABC管理,重点管理和次要管控,提高存货周转率,减少资金占用成本。

(4)提高企业信息化建设水平。化学新材料企业必须考虑自身生产实际,加大信息化建设力度,探索建立一套真正适合自己公司实际的、先进完整的ERP信息化管理平台。不仅财务核算要上ERP系统,对于贯穿生产经营的所有环节,包括库存管理、销售采购、成本传递、人力资源等,要使财务系统、生产管理系统、产销存管理、人力资源系统、设备管理系统等实现数据集成,使财务和业务模块之间的数据能够自动交换、实时共享,实现财务和业务的有机融合,实现深入、细致、全面的成本分析,真正做到为管理层提供及时、准确、全面的成本管控信息。

4 结语

科学适用的成本核算方法,精细超前的成本管控方案,不断创新的管理模式,有效执行的成本管理制度,能够保障企业健康、稳定发展,让企业在市场竞争中占据更多的优势。

参考文献:

[1]顾伟康.大型制造业企业成本核算的信息化管理探析[J].中国总会计师,2016(15).

[2]姜节.浅析制造业企业成本核算存在的问题及对策[J].中国集体经济,2017(11).

作者:孙园

第二篇:新材料时代材料化学专业实验课程体系设置

摘 要:现代社会已经进入新材料时代,材料化学专业建设如何跟上时代发展步伐,培养满足新材料时代的专业人才,值得思考。材料化学专业的应用性和实践性都很强,实验课程体系设置对于人才培养尤为重要。文章论述了天津科技大学材料化学专业实验课程体系的设置思路,重点介绍了材料化学专业的实验课程体系架构、实验教学模式及内容等方面的实践和经验,分析了专业实验课程体系的设置对新材料时代的材料化学专业技术人才培养的重要性。

关键词:新材料时代;材料化学;实验课程体系;人才培养

新材料是指那些新近发展或正在发展的具有比传统材料性能更为优异的一类材料。其技术特点是探索材料的微观结构、制备与宏观性能的关系,通过材料设计、材料加工、性能评价等研究过程,获得能满足各种需要的新型材料。新材料技术已经成为世界各国必争的战略性新兴产业,成为当前最重要的、发展最快的科学技术领域之一。我国材料化学专业是1998年教育部对本科专业目录进行调整产生的专业,经过20年的专业建设,目前我国约有170所大学招生,专业培养目标日益明确、专业基础理论得到拓宽和加强、课程结构不断优化,在学科建设上取得了很大进展[1]。但在新材料时代背景下,如何跟上国家“十三五”材料领域建设步伐,培养满足新材料时代的材料化学专业人才,并在我国材料人才队伍中彰显各个大学的专业特色,就值得各高校的材料化学专业教师进行思考。

材料化学专业涵盖的学科范围较宽,各高校的专业方向、培养方案和课程体系差别较大,但基本都包括化学和材料科学的基础理论、基本知识和实验技能等三方面能力的培养[2]。作为培养学生创新思维和综合能力、促进知识向能力转化重要途径的实验技能培养环节,总是能够体现各高校的专业办学特色,因此材料化学专业实验课程体系设置及改革便仁者见仁、智者见智,成为专业人才培养的焦点[3-4]。

天津科技大学材料化学专业于2003年开始招生,每年招生两个班,授予理学学士学位,学制四年,实行弹性学习年限。本文以搭建材料化学专业实验课程体系架构、建立多层次实验体系为出发点,针对新材料和新物质结构不断涌现的新材料时代特征,将材料发展思维和时代特征引入课堂,激发学生的科研潜能,注重科研与实践能力并重,培养具有一定的科学素养和材料时代感的理科应用型人才,同时更好地体现材料化学学科交叉的特性。

一、紧跟新材料发展时代脉搏,科学搭建材料化学专业的实验课程体系架构

作为综合型学科,材料化学专业应用性和实践性都很强,化学基础实验、综合性和创新性实验教学环节十分重要[5]。材料化学专业实验课程教学体系应以利于培养学生创新能力和应用能力为主旨,一方面加强对专业知识的理解;一方面加强专业实践技能训练,培养学生的创新思维和创新能力。

天津科技大学的材料化学是理科专业,以实验为主且与实践紧密相关的特点更为明顯,实验教学贯穿教学活动意义重大。基于此,2017年修订培养方案时,我们突出专业技能训练环节(该环节注重将材料领域一些最新的研究成果引入实验课程内容),设置“科技论文写作I(第4学期)—科学实验(第5学期)—科技论文写作II(第6学期)—实验技能训练I(第6学期)—综合化学实验(第6学期)—实验技能训练II(第7学期)”的渐进式材料科研能力培养模式,让材料科学知识与实践能力贯穿于大二、大三和大四年级。专业培养方案中四大基础化学实验224学时,7学分(天津科技大学规定实验课程32学时/学分,理论课程16学时/学分);材料化学实验学时80学时,2.5学分;科研能力培养训练环节12学分;毕业论文(16周8学分)等其他专业集中实践环节11学分。专业实践教学环节合计32.5学分,占学科基础课和专业教育课程85.5学分的38%。专业集中实践环节共计40学分,加上个性化课程14学分,占总学分170学分的31.8%。经过十几年的专业建设摸索及经验总结,已经建立起基础实验、专业实验、专业技能训练三个层次的实验架构体系,兼顾全面的基础化学实验知识体系和多方位专业综合实验技能培养。每年专业都有接近1/2的学生考研,迄今为止已有多位学生在清华大学、复旦大学、南开大学、天津大学和中国科学院化学研究所等单位进一步求学深造。

天津科技大学材料化学专业申报的教育部自主设置“新材料与技术”二级硕士点2013年获批招生,目前下设磁学与磁性材料、新型生物材料和新能源材料三个研究方向,这对于天津科技大学材料化学学科延续性都有重要的意义,研究生教育必会反哺本科教学。

二、凝练专业方向特色,建立符合新材料时代特征的多层次实验内容

作为本科实验教学,应考虑知识的连续性、全面性和趣味性,教学内容以提高学生的实验兴趣、发挥学生主观能动性为出发点,注重激发学生的时代感和探索精神[6]。天津科技大学材料化学专业自成立以来,一直注重专业建设和实验课程建设,基于紧跟材料时代发展步伐的建设思路,培养计划历经2006年、2010年、2014年和2017年几次较大的修改,目前已经形成生物材料与纳米材料相结合的专业发展方向。

2017年培养方案修订时,正值国家发布“十三五”材料领域科技创新的新材料时代背景。我们立足京津冀,以服务滨海新区为出发点,建设以“基础实验、专业实验、科学实验、开放实验、毕业论文”构建的 “五段式”实验教学模式,培养理科应用型创新型人才。培养方案侧重从培养学生了解大材料的基本原理出发,建立和培养学生掌握一级学科材料科学与工程的实验课程,开设特色化、微型化、绿色化的研究与开发性材料化学实验。

具体做法是:(1)开发基础实验中综合性、设计性实验环节,减少验证性实验项目;(2)综合化学实验与新材料实验有机结合,完成设计性与综合性的中级化学实验过渡;(3)以综合化学实验和专业化学实验为主体的专

业实验体系设计;(4)科学实验、综合实验及毕业论文融合;(5)通过开放实验和毕业论文环节培养创新能力。

1.基础实验教学重视学生对于基础实验知识的积

累,重点突出实验原理和方法的共性,强化基础实验技能训练;综合实验结合专业特色方向及学院优势特色研究方向,引入综合性强的实验;设计性实验内容随学科的发展而更新,达到培养学生研究能力和创新思维的目标,提高学生的自主性和综合实践能力,培育学生探究能力及创新潜质。

2.专业实验围绕新材料特点,拓展专业实验技能,使学生掌握相关材料的制备方法、结构表征与性能测试等。专业实验内容以综合性、设计性实验为主,以团队合作模式操作,培养学生严谨细致的实验精神和团队意识,使之具备对材料开发或研究中出现的问题进行预测、归纳分析及提出可行的研究方案的能力。

3.精炼设置实验项目,注重实验项目的广泛性,实验项目涵盖无机、有机、高分子、复合材料等各领域。如增开“量子点的合成及其应用”实验,让学生在掌握无机材料合成技术的同时,熟悉荧光光谱和紫外吸收等表征手段,也了解不同类型量子点在光电器件、传感生物医药等众多领域中的应用;增开“环糊精衍生物的合成及分离纯化”实验,让学生掌握多步有机合成技术的同时,熟悉元素分析、质谱等表征手段,同时了解超分子识别及组装的科学前沿领域,引导学生走进2016年诺贝尔化学奖——“分子机器”的奇妙世界。通过材料性能的表征,让学生感受新型材料的神奇,凸显材料专业的应用性特点,让学生真正体会到知识应用的乐趣和应用价值[7]。

总之,实验内容在继承传统材料学基本理论的基础上,注入了新材料的多功能性、智能性等特点,同时注重大材料学科环境下材料之间的关联教育[8]。实验安排充分考虑了材料制备及分析的统一性和连贯性,各实验间具有借鉴性,有利于培养学生科学研究思路,提高分析问题、解决问题的能力。不得不提的是,实验项目的实施一方面得益于2016年天津市高校“十三五”综投建设投资,也更得益于2015年化工与材料学院的整合成立,学院平台的大型仪器设备,如热分析仪、纳米粒度仪、X-射线衍射仪、扫描电镜以及电化学分析仪等先进设备融入实验教学中,既保证了实验项目的顺利进行,也为学生的毕业论文和今后科研工作中对材料的检测技术的应用提前打下良好的基础。

三、 满足新材料发展的市场需求,培养新材料领域的现代技术人才

高等教育的主要目的是培养人才。大学承担着培养有专业理论和实践技能的人才的任务[9],大学更应该培养学生的社会责任感。国家《“十三五”材料领域科技创新专项规划》中提到:重点发展材料人才队伍建设,提升创新创业人才队伍的整体素质和水平,着重提高企业技术创新创业人才的水平和比例,满足材料领域发展的需求。目前我国每年材料类本科毕业生约4万余人,硕士和博士毕业生约1万人,但材料行业仍然面临基础研究人才队伍不稳、工程应用技术队伍流动性不够、新兴产业人才流动性过大等主要问题。

天津市周边有15个大中城市,有广阔的新材料消费和配套市场。近年来,以金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、催化剂与石化产品、复合材料、纳米材料及特种纸等为代表的新材料产业在天津经济发展中的作用与地位稳步提高。新材料产业的发展需要大量的高级人才,形成对行业发展的支撑。为了与上述天津的优势产业接轨,我们计划开设部分开放实验项目。在目前的滨海新区建立的3~4个与专业紧密联系的相对稳定的学生实习、培训基地,设立企业导师指导学生开放实验,保持定期联系,专业首先定位于服务滨海新区建设,一毕业便就业,更快地融入滨海新区建设。2016届本专业毕业生的一次就业率达到97%,其中从事材料相关专业的一次就业率也达到80%。随着天津滨海新区的蓬勃发展,以及对周边地区的产业带动,本专业毕业生也将会有足够的事业发展空间。

2018年6月召开的《新时代全国高等学校本科教育工作会议》上,教育部长陈宝生指出,高教大计、本科为本;要引导学生求真学问、练真本领。材料化学专业的学生必须有宽口径的材料学基础知识和化学理论,同时又必须具有现代化仪器操作技能和创新能力,善于将基础知识转化为科学技术和社会生產力[10]。这种能力必须通过系统理论培养及严格的科学技能训练逐步形成,因此实验教学的独特作用很重要。教学的本质在于通过师生互动,使受教者自我觉悟。这种特点在实验教学设计过程中尤为突出。近年来天津科技大学一直实施推进各类科技竞赛活动,专业学生参加大学生创新创业项目和全国大学生“挑战杯”科技竞赛等各类学科竞赛人数越来越多,多人获得国家、天津市及校级各级奖励。鉴于此,通过鼓励企业导师将企业课题引入大学生创新创业项目和全国大学生“挑战杯”科技竞赛,也会使得开放实验训练环节更加规范,学生学以致用,研究兴趣和科研创新能力得到提升;同时鼓励学生参加学术会议、发表论文等,这对学生将来继续求学深造或者求职均有益处。指导过程中,教师与学生相得益彰[11]。

我们常说人类的文明史就是材料的发展史。当现代社会进入以纳米材料、信息材料和能源材料为主要特征的新材料时代,教育工作者如何在传统材料和新型材料之间找到教学切入点,将材料科学教育进行传承与创新,这确实是个值得思考的问题。本文仅以天津科技大学为例,叙述了天津科技大学材料化学专业实验课程体系的设置情况,浅析了实验课程体系对新材料时代的材料化学专业技术人才培养的意义,以期抛砖引玉,与同行共同探索专业实验课程的改革,结合新材料发展趋势,不断构建完善材料化学专业实验框架,努力培养出适应新时代、新需求的新型材料化学人才。

参考文献:

[1]刘辉,黄剑锋,殷立雄,等.工科背景下材料化学专业学生创新能力培养方式探索[J].大学教育,2016,(1).

[2]任志宇,陈志敏,李明霞.材料化学“自主开放”实验教模式的构建[J].黑龙江教育:高教研究与评估,2015,(1).

[3]丁能文,游维雄,陈军,等.浅淡材料化学专业的高分子化学实验教学改革[J].大学教育,2016,(6).

[4]陈万平.材料化学课程内容与专业课程体系设置的探析[J].大学化学,2016,(12).

[5]王爱萍,朱志斌.材料化学专业实验特色化的教学模式研究[J].实验科学与技术,2014,(6).

[6]吴艳光,杜飞鹏,张云飞,等.应用型材料化学专业实验教学的新探讨[J].山东化工,2017,(7).

[7]晁小练,彭战辉,杨祖培.压电陶瓷传感器的制作及压电效应演示综合性实验设计——介绍一个材料化学综合实验[J].大学化学,2017,(4).

[8]李井葵,陈俐.高校实验室教学科研相融合对创新型人才培养研究探索[J].高校实验室工作研究,2013,(3).

[9]吴伟,张晓云.美国加州大学洛杉矶分校材料化学实验室管理的感想[J].实验技术与管理,2015,(9).

[10]田俐,刘胜利,申少华,等.教学与科研互动 培养创新型应用人才——材料化学专业实验教学新模式探讨[J].当代教育理论与实践,2011,(7).

[11]董国君.材料化学专业实验课程研究性教学探究[J].黑龙江教育:高教研究与评估,2015,(2).

收稿日期:2018-11-19

作者简介:郭敏杰(1972—),女,吉林伊通人,天津科技大学化工与材料学院教授,博士,主要从事高分子组装和生物降解材料研究。

基金项目:天津市教委重点项目“聚焦工程教育认证,建设专业教学质量保证体系的研究与实践”(171005703B);天津科技大学化工与材料学院教育教学改革项目“新材料时代材料化学专业实验课程体系设置”(2017Z007)

作者:郭敏杰 樊志 王培然

第三篇:材料类专业“材料物理化学”课程教学的探索

[摘 要] “材料物理化学”是材料类专业较新的一门学科基础课,针对“材料物理化学”的教学内容和教学体系的构建,结合自身的授课经验,从课程教材、课程内容和教学实践三个方面对材料类专业“材料物理化学”课程教学展开了一系列探索和实践。

[关键词] 材料物理化学;教学内容;教学实践

一、引言

在全国教育大会上,习近平总书记提出“推进产学研协同创新,积极投身实施创新驱动发展战略,着重培养创新型、复合型、应用型人才”。党的十八大以来,习近平总书记有关高校创新人才培养的一系列重要讲话揭示了高校教育和高科技人才的培养对民族偉大复兴的重要性。在新时代环境下,一流创新人才及高科技人才的培养是高校教育的基本要求。材料类专业是培养创新型、复合型、应用型人才的重要方向,而专业基础知识的教授是专业科技人才培养的第一步。大学生在大学期间会接触很多课程,包括学科基础课、专业主干课以及专业方向课等。课程及其教学内容的安排对学生的培养与发展至关重要。“材料物理化学”课程是材料物理专业课程改革后新添入的一门学科基础课程。在这之前,“物理化学”课程是材料类专业学生必学的一门学科基础课。

二、课程教材的选择

课程教材的选择对教学内容的安排起到至关重要的作用。材料学科是一门历史并不悠长的新型学科,而材料物理化学课程更是显得尤为年轻。我们首先选择了化学工业出版社出版的“材料物理化学”教材。这本教材的特点是以材料的结构以及材料结构的形成为主线,从物理化学的角度讲解材料科学与工程的基础理论问题。课程内容包括:材料的结构(晶体结构、晶体结构缺陷、熔体和玻璃体、显微结构);热力学在凝聚态体系的应用;固体表面与界面;相平衡与相变;扩散与固相反应;烧结。针对材料物理专业,在教学内容安排过程中,我们发现了如下问题:第一,“材料的结构”和“相平衡与相变”这两部分内容与“材料科学基础”的课程内容出现了重复,而这两部分内容是这本教材的主体部分;第二,热力学应用这一块的知识的论述是建立在扎实的热力学基础之上的,而学生在大学物理基础课上学习的热力学知识有限,这无疑加大了本专业学生学习这一部分内容的难度;第三,其他章节内容安排较少,局限了本专业相关课程内容的选择。每本教材都有自己的特色,所选教材固然好,但无法适应本专业学生的专业知识需求。

第二个我们选择的教材是国防工业出版社出版的普通高等教育材料科学与工程“十二五”规划教材“材料物理化学”。这本教材调整研究对象,从学习对象和过程两个角度突出“材料”二字。在材料研究领域,大部分研究对象都是凝聚态(固体和液体),而关于气体的研究比较少见,这是“材料物理化学”区别于“物理化学”的一个重要特征。“材料物理化学”的核心基础知识仍然是在经典“物理化学”课程内容的范畴,因此,在课程内容改革过程中,“物理化学”课程的经典核心内容是不能放弃的。

三、课程内容的选择

我们系统地对比研究了所选的“材料物理化学”教材和高等教育出版社出版的“物理化学简明教程”教材内容。主体内容上,它们都包含热力学、化学平衡及化学动力学、相图、表面现象以及电化学等方面的知识点。它们的区别则主要体现在以下几点:第一,“材料物理化学”教材额外引入物质状态的介绍,提出凝聚态以及“2+2”的概念,以便材料类的学生在课程伊始就把握住课程学习的对象;第二,化学平衡及化学动力学等纯化学化工知识适当简化;第三,相图的知识以凝聚态为重点学习对象;第四,在表面现象这一部分内容中,着重强调界面的概念和应用;第五,鉴于材料学科的交叉性,引入了材料学科研究过程中经常涉及的胶体化学内容。通过上述对比,我们发现“材料物理化学”课程的基本性质依旧是基础理论,只是在课程知识体系构建上需要牢牢把握“材料”的特点。

课程改革后,“材料物理化学”课程采用32个课时的课堂教学,这远远低于“物理化学”课程的教学课时。课时的精简也对课程内容的安排提出了更高的要求。首先,在热力学部分,我们以理想气体为切入点,将相关概念过渡到凝聚态,简化公式推导与计算、注重概念的讲解,这样可极大地避免因烦琐计算推导导致的时间浪费问题;其次,我们简化了化学平衡及化学动力学部分的内容,只着重介绍材料研究中会应用到的相关概念。

四、课程教学实践

教学内容和教学方案则需要在教学实践过程中不断完善。

(一)更新教学内容

在第一年讲授“材料物理化学”的过程中,我发现了许多问题。其中,最关键的两个问题是学生的基础薄弱以及教学课时的受限,而如何兼顾“材料”的专业知识和“物理化学”的基础知识也是课程教学过程中面临的一个难点。在第一年的课堂上,热力学部分花费的时间较多,直接导致后续课程讲解不深入,很多需要深入分析讲解的内容只是浮于表面,教学效果也不甚如意。因此,第二年课程开始之前,我对教学内容进行了系统的调整,精简热力学部分的基础知识,强化与材料相关的专业知识。首先,以“物质的状态和表征”为课程的切入点,引入材料结构的基本知识,为后续课程打基础;其次,系统讲授“材料物理化学”的核心知识点,包括不同物质状态下的热力学分析、与材料制备研究过程相关的化学理论基础知识(化学平衡与化学反应动力学);然后,深入从物理化学的角度讲解与材料相关的表面/界面理论知识;最后,系统讲授对材料研究至关重要的电化学相关内容。在授课过程中,也尽量做到知识点的覆盖和各章节内容的衔接。

(二)改进教学方法

如果把课程教学比作构筑建筑,教学内容可以看作是框架,而教学方法和手段就是一门课程的主体。信息化时代,传统的教学方法已经不能激发学生的学习兴趣,如果不进行积极的引导,很可能导致学生因不解和困难而失去学习兴趣。刚入职的时候,我接受了大量与教学有关的培训,培训老师都在强调改变教学观念的重要性。在教师和学生的关系上,我们应当建立“以教师为主导,学生为主体”的新观念。在新的教学观念的指导下,我针对“材料物理化学”课程进行了一些教学方法的改革。

1.为了培养高素质复合型创新人才,在更新教学内容和课程体系之余,更重要的是要重视学生创新思维方法和自主学习能力的培养[1],这也是课时精简的最终目的。因此,针对部分难度较低的课程内容,我们将翻转课堂应用到“材料物理化学”的教学中,要求学生提前完成知识的学习,把课堂教学从讲授变成互动,提高学生的自主学习能力,从而达到提高学生学习积极性和加强学生理论知识体系构建的目的。

2.从教学过程中学生反馈的信息可以发现,课堂的教学氛围对学生的学习效果影响很大,师生互动是组成课堂教学的必要因素。教学过程中要更突出启发式的教学思想,从面面俱到的传授转变为点到为止的引导,充分调动学生的主观能动性和学习积极性[2,3]。每堂课开始,我都会引导学生进行复习,在复习的过程中加强与学生的互动,帮助我更好地了解学生对知识点的掌握情况,也能帮助同学们更快地进入课堂。

3.“材料物理化学”课程内容较多、课时较少,这就对学生的课后学习质量提出了要求。因此,我利用微助教帮助学生在课下进行复习、预习以及知识梳理。微助教相当于我们的第二课堂,我将课程PPT和课程重难点罗列在上面,方便学生随时随地进行学习;构建讨论组,以便他们在学习过程中遇到问题可以及时提出;针对每章节内容,我都会在微助教上面编辑一些练习题来帮助学生巩固已经学到的知识。

五、结语

要想上好一门专业课,教师扎实的知识水平、与时俱进的教学方法,不断完善的教学内容和合理的教学方案设计这三者缺一不可。通过“材料物理化学”这一新课程的建设,我从中受益匪浅,新课程建设依旧任重道远。

参考文献

[1]黄治同.面向“新工科”复合型创新人才培养的教学模式综合改革与实践[J].教育教学论坛,2019(16):224-225.

[2]赵彬.材料力学全英文教学的一体化建设模式探索[J].教育教学论坛,2019(30):131-133.

[3]邱小雷,姚霞,曹强.高等教育国际化背景下全英文课程建设探索[J].高校实验室工作研究,2017(4):128-131.

作者:陶洪 赵洪阳 付萍

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