今天小编为大家推荐《材料化学专业导论论文(精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。摘要：材料化学专业所开设的《材料物理化学》课程是一门专业基础课，在整个专业学习过程中起着举足轻重的作用。为进一步提高教学效果，培养学生的学习自主性及提高学习效果，本文针对教学过程及考核方式等方面存在的问题提出了几项改革措施。
第一篇：材料化学专业导论论文
材料化学专业材料科学基础课程教学的探讨
摘要：作为一门新兴的交叉学科，材料化学学科是材料科学、化学和化工领域的重要分支，是发展高新技术领域的重要支柱。材料科学基础是材料科学相关学科的专业基础课，承担着在基础课和专业课之间承上启下的作用。如何平衡好“化学”与“材料”之间的关系是材料化学专业教学所需要思考的问题。本文将从材料科学基础课程与化学基础课和材料学专业课之间的关系展开讨论，探索材料科学基础课程在材料化学专业中的教学内容设置和教学方式，对培养和增强相关专业学生的科学研究能力和创新意识提供一定的理论和实践指导。
关键词：材料科学基础;材料化学;教学改革
1、引言
国内目前已有150多所高等院校开设了材料化学专业，培养了大批具有扎实的理论基础知识和优秀工程实践素质的高层次人才。作为该专业的第一门材料学专业基础课，《材料科学基础》课程的重要性毋庸置疑，其在材料化学专业的培养体系中占据了非常重要的地位。作为一门重点研究材料“结构-性质”关系的基础课，如何利用经典的理论知识来解释实际科学或工程实践中的问题是学好该课程的关键所在。
对于材料化学专业而言，化学理论的基础也是必不可少的。根据所授学位类型的不同，对化学基础理论课程的数目和课时量的安排也有所不同。一般而言，理学学士对于化学理论的要求要高于工学学士。这也就意味着四大化学基础课程(无机化学、有机化学、物理化学、分析化学)在整个培养体系中所占的比重有所区别，直接影响到材料学相关课程的数量和课时量安排。在大多数将材料化学专业作为理科专业进行培养的高校中，本科第一和第二学年基本都安排了课时量在100-120学时/课程的四大化学课程，材料学课程的学时相对较少。而对于授予工科学位的材料化学专业则正好相反。因此，在材料化学专业学生的培养过程中，如何处理好化学基础理论课与材料学专业课之间的关系是做好《材料科学基础》课程教学的关键。
2、《材料科学基础》与四大化学课程的衔接
在材料化学专业的培养体系中，无机化学是第一门开设的专业课程，也是所有化学课程的基础。它既要完成无机化学学科自身丰富的教学内容，又承担着为后续课程作好必要准备的特殊任务[1]。无机化学课程的授课内容广泛，包含普通化学的基本原理和元素及其化合物的性质。其中，化学热力学和晶体结构的相关知识是材料科学基础课程中“相图”和“原子和晶体结构”等内容非常重要的理论基础。因此，无论是对于工学还是理学专业，无机化学作为一门基础专业课，其重要性是毋庸置疑的。
有机化学和物理化学课程一般在本科二年级开设。由于涉及一个全新的知识架构，有机化学所讲授的内容通常不作为材料科学基础课程的主要内容。相反，物理化学一般被认为是四大化学中非常重要，也是学习难度较大的一门课程[2]。与材料科学基础的课程内容相比较而言，物理化学课程体系中的热力学基础、相平衡以及表面与界面等内容也都是目前材料科学体系的经典内容，在目前纳米材料的前沿研究领域都有着非常重要的应用。因此，对于授予工学学位的材料化学专业而言，在有机化学课程的选择上一般根据学院自身的研究方向来确定。而物理化学一般作为材料类专业的必修课程，根据所授学位的不同，在授课学时方面有所区别。
作为一门最贴近实验的理论课，分析化学的主要任务是鉴定物质的化学组成、测定物质有关组分的含量、确定物质的结构和存在形态及其与物质性质之间的关系等[3，4]。其中，光谱、色谱和质谱分析手段在目前功能材料的研究中也发挥着重要的作用。因此，适当开设一定的分析化学课程能够很好的与《材料现代分析测试方法》中的大型儀器结构表征等内容形成互补，为材料表征的相关方法提供一定的理论支撑。
纵观《材料科学基础》的教学内容，授予工学学位的材料化学专业可根据自身的发展方向适当删减有机化学、分析化学和物理化学的教学内容，并增加更多的工科课程如《电工技术》、《材料力学》、《机械制图》等。而作为授予理学学位的材料化学专业，则可以将培养体系设置为偏重化学基础，同时兼顾材料类课程的方式。
3、《材料科学基础》与材料学专业课程的衔接
由于涉及非常多的专业方向(金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料等)，使得材料科学基础这门课程具有内容复杂、涉及面广等特点[5，6]，在有限的学时内难以将所有的专业方向进行全面学习。因此，凝练出材料科学最为基础的理论和所有材料的共性问题，同时突出自身教学内容的特色是所有《材料科学基础》课程教学的关键。经过1个多世纪的发展，目前公认的《材料科学基础》的课程内容可分为两大基础知识模块：1、材料的微观结构(原子键合、晶体结构、晶体缺陷);2、外场作用下材料结构和性质的变化(扩散、塑性变形与再结晶、凝固、相图)。
本科三年级所开设的材料学专业课程大多与学院的研究方向密切相关，在《材料科学基础》的授课过程中，将目前最新的研究成果融入到相关的知识点中不失为一种具有良好效果的教学方式。例如，Kirkendall效应是固体扩散理论中的关键组成部分，而在目前前沿的研究工作中，其又是合成纳米金属核-壳结构的重要方法。因此，在课堂教学中将基础理论与研究应用紧密结合是激发学生学习兴趣，提高教学效果的重要方法。
4、总结
本文从《材料科学基础》与四大化学课程和材料学专业课程的衔接方面展开进行讨论，提出了课程在内容设置和教学方法等方面的一些见解。本文认为，处理好《材料科学基础》在化学基础课与专业方向课之间的关系，充分发挥《材料科学基础》在二者之间的桥梁作用，对于提升教学效果非常重要。
参考文献：
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作者简介：孙颉(1985-)，男，讲师，主要从事材料科学相关领域的教学科研工作。
作者：孙颉
第二篇：材料化学专业《材料物理化学》课程的教学改革研究
摘 要：材料化学专业所开设的《材料物理化学》课程是一门专业基础课，在整个专业学习过程中起着举足轻重的作用。为进一步提高教学效果，培养学生的学习自主性及提高学习效果，本文针对教学过程及考核方式等方面存在的问题提出了几项改革措施。包括在教学过程中，对部分教学内容采用混合教学，翻转课堂及与实践教学相结合的方式，同时在考核中提高过程考察所占比重，从而全面增强学生的学习效果，提高学习兴趣，达到培养全面型人才的目的。
关键词：材料物理化学 材料化学 教学改革
随着社会的进步和科技的发展，材料、能源及信息成为了当代科技的三大支柱。其中，材料主要包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料及由这三种材料形成的复合材料等。材料科学是当今世界的带头学科之一，而材料的开发是一切技术发展的物质基础。材料化学专业作为一门新兴学科，主要研究材料化学合成方法，化学结构组成及其性质等方面的相关知识，承担着培养未来能够在材料科学与化学及其相关领域从事研究相关工作的复合型高级人才的重要责任[1]。
1 课程的重要性及存在的问题
《材料物理化学》作为材料化学专业重要的专业基础课，该课程的教学目标是理解及应用物理和数学的有关理论及方法研究化学运动的普遍规律。通过本課程的学习，能够使学生理解及掌握材料化学学科的基本原理，培养学生的理论思维能力，为将来的工作及学习打下扎实的理论基础。本课程共80学时，分上下两学期学习，是我校材料化学专业学生所接触的第一门专业课程，可以说，本课程学生学习效果的优劣直接关系到后续专业课的掌握情况。同时，《材料物理化学》这门课也是许多高校研究生入学考试的必考科目。因此，学好这门课是十分必要的。
目前本课程的教学模式主要是以教师讲解为主，考核内容主要包括期末笔试及出勤情况两部分。然而，调研发现，由于本课程与数学物理的联系密切，抽象概念多，公式推导繁琐，学生普遍觉得课程的内容多，难度高，学起来较为吃力，导致学生容易失去学习兴趣，影响学习效果。同时，由于该课程的授课时间是第二和第三学期，处于这一时期的学生具有较的求知欲和学习热情，如何有效的激发学生的学习兴趣，让学生掌握学习方法，进而激发出对自己的专业热爱是专业课老师深入思考的。因此，对现有的教学模式与考核方式进行改革是一个值得我们教育工作者深入探索的重要方向。
2 教学改革措施
2.1 混合式教学探索
基于学生普遍觉得本课程内容过于抽象，理论深奥的问题，可尝试近年来新兴的混合式教学模式，即将在线教学和传统教学的优势结合起来，实行“线上”与“线下”相结合的教学。通过将两种教学组织形式的有机结合，可以把学生的学习由浅到深地引向深度学习。教师应首先将课程中相关较为抽象的理论知识整理出来，按照一定的顺序发布到网络上，指导学生通过网络进行线上理论部分的学习;同时教师还应设置出相应的问题，让学生自主寻求答案。通过网络自主学习并寻求答案，能够给予学生较强的自由，同时督促学生通过网络得到更加具体或多样化的学习内容，进而将抽象的理论进行具体化。因此，相信通过这种方式，能够充分调动起学生的学习主动性，从而提高学生的学习兴趣。
2.2 翻转课堂的尝试
随着网络的发展及普及，通过网络获取知识已经成为当下最流行的学习方式。翻转课堂是对理解性教学理念的有益探索，其实践本质是帮助学生实现深度学习、培养学生创新实践能力。因此，教师可选取《材料物理化学》课程中较为简单的知识采用翻转课堂的方式进行教学。在具体实施过程中，教师将学习的决定权交给学生自己，即学生在上课前通过查阅相关资料，或者在网络上与其他同学讨论，自主学习新的专业知。教师在课堂上采用讲授法和协作法相结合的方法与学生进行交流，答疑解惑，实现共同研究及解决问题的目标。在这种教学方式下，学生能够通过实践主动获得相关知识，让学生的参与度更强，而不是被动的被灌输知识。因此，可以增强学生的学习主动性，提高自学能力。
2.3 实践教学与理论教学的有机结合
提高学生的实践及动手能力，增强学生的分析问题和解决问题的主动性，培养出适应社会需要的应用型人才是本科教学的目标。因此，在注重专业知识理论教学的同时，与《材料物理化学》课程配套的实践教学也应当进行必要的改革。以往的一些实验，往往是要求学生照搬实验指导书内容完成相关实验即可，对学生深刻理解相关理论，以及提高学生的分析问题及解决问题的能力效果不大[2]。因此，理论课教师应与实验老师共同探讨实验内容，适当增加一些能够充分激发学生兴趣的综合性及设计性实验。让学生自己动手，通过实验探索获得相应的知识或理论，从而提高学生的综合实践能力，加深对理论知识的理解。
2.4 过程考核方式探索
传统的考核方式主要为闭卷考试，这种方式所得成绩尽管简便客观，但易使学生仅凭机械记忆来通过考试，对于考查学生的整个课堂学习状态及效果不够全面，学生对理论应用能力及创新能力无法在考核成绩中充分体现。在教学改革过程中，应当充分关注学生的基础理论知识的掌握程度、实践操作的动手能力、分析问题及解决问题的能力，以及学习的积极主动性等。因此，教师应当通过加大过程考核的比重，即对学生的整体表现进行全方位立体式的考核，让学生在整个学习的过程中随时保持积极的心态，从而达到更加客观的评价的效果[3]。
3 总结与讨论
《材料物理化学》作为被大多学生认为“难学”的课程之一，如何提高学生的学习兴趣，提高学习效果，一直是我们教师深入探索钻研的问题。在该课程的教学过程中，教师应当积极关注学生的学习状态，避免灌输式教学，让学生随时保持学习的激情。通过将传统教学与混合式教学及翻转课堂等新式教学手段相结合，能够让学生在学习的过程中发挥主观性，提高学生的参与度。但是，教师作为课堂的主导者，应当随时做好“掌舵人”的角色。做到既让学生积极主动的学习，又不会因学生太过 “自由”而失去课堂的本质。总之，教师应在教学过程中积极采用引导启发的方式，激发学生的求知欲，感受到课程自身的魅力，让学生主动的去学习，爱学习，从而实现本课程的教学目标，提高学生的学习效果及学习能力。
参考文献
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作者：张国芳 蔡颖 许剑轶 胡锋 宋金玲
第三篇：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。
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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