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“材料物理化学”绪论课的教学设计

材料物理化学绪论课的教学设计

摘要：在材料物理化学绪论课的教学过程中，结合实例，采用启发式教学，围绕什么是材料物理化学、为什么要学习这门课程、本课程学习什么内容、怎样学好该课程等进行教学设计，激发了学生学习的兴趣与信心，取得了满意的教学效果。

关键词：材料物理化学；绪论课；教学设计

作者简介：胡宗智（1966-）,男，湖北咸宁人，三峡大学机械与材料学院，副教授；赵君（1980-），男，山东泰安人，三峡大学机械与材料学院，副教授。（湖北宜昌443002 ）

中图分类号：G642.44文献标识码：A文章编号：1007-0079

（ 2012 ）

01-0058-02

材料物理化学课程在材料类专业工程技术人员的整体知识结构及能力

结构的培养方面具有极其重要的作用，同时也是学好后续专业课程如材料科学基础、材料合成与制备、功能材料、腐蚀与防护等课程的基础。国家自然科学基金

委员会在自然科学学科发展战略调研报告物理化学卷中指出：实践表明，凡是具

有较好物理化学素养的大学本科毕业生，适应能力强，后劲足。由于有较好的理

论基础，他们容易触类旁通、自学深造，能较快适应工作的变动，开新的研究阵地，从而有可能站在国际科技发展的前沿。[1]

绪论是全书的灵魂。通过绪论的学习，使学生了解课程的学习内容、

明确学习方向、掌握学习方法。材料物理化学是三峡大学（以下简称我校）金属材料工程专业和材料成型及控制工程专业的主干学位课程，通过调研国内外材料专业课程的设置情况，并结合我校专业特点及培养方向，将原针对材料专业开设的物理化学课程更名为材料物理化学，并选用由邵光杰主编的适合材料类专业的物理化学作为教材。该课程是材料学科的核心专业基础课程，对培养学生的物理化学基础知识、分析与解决问题、创新能力起到关键作用。但是该课程概念多、抽象、内容庞杂、公式多且应用条件严格，加上课程改革，理论课时数减少，学生在学习材料物理化学课程的过程中，普遍感到难学、难记、不易理解和掌握。

如何激发学生学习该课程的兴趣，提高课程的教学质量，绪论课在整个课程教学中有着举足轻重的地位。笔者结合多年来的教学实践，就如何讲好材料物理化学绪论课谈几点心得。

一、开门见山，明确课程研究对象、特点及地位

教学之初，首先让学生了解什么是材料物理化学？许多初次接触该课

程的学生并不清楚，在绪论课中教师要开门见山介绍材料物理化学的概念，它的英文是materials physical chemistry ,而非materials physics and chemistry , 使学生对材料物理化学的概念有一个正确的认识，它不是物理加化学，而是化学一级学科下的一门二级学科。在教学过程中，列举几个简单的化学现象与物理现象紧密联系的实例，如炭燃烧发生化学反应同时伴随着放出热量等物理现象；光照使照相底片感光等。并利用动画设计吸引学生注意力，突出课程的地位。课程导

入的环节，从简单通俗易懂的例子出发，讲述课程的研究对象，最后总结指出材料物理化学是一门由经验科学发展为理论体系的边缘科学，具有理论性强、抽象等特点。开门见山的讲授方法使学生对为什么要学这门课程有了深刻印象。

二、介绍学科发展史及最新前沿成果，捕捉学生注意力，激发学生求知欲

介绍物理化学发展史及前沿成果，有助于学生了解本学科的发展，使学生感觉到材料物理化学是有血有肉的有机体，而不是只有生僻公式的怪物，这对培养学生的学习兴趣非常有利。在绪论课中向学生讲述诺贝尔奖的获奖情况：自1901年至今的150多位获得诺贝尔化学奖的科学家中，60%以上是物理化学家或者是从事物理化学领域的研究工作。而国内自从唐敖庆院士奠定了中国理论化学的基石以来，学生们熟悉的著名科学家卢嘉锡、唐有祺、田昭武、李远哲等都是物理化学家，理论化学界的院士已有十多位。［2］这些实例和数字都是激发学生学好材料物理化学课程的有力手段。当代科学技术如飞秒激光技术、纳米材料、单分子膜、LB膜、自组装膜、锂离子电池、太阳能电池等的研究都与物理化学息息相关。其中，2010年诺贝尔化学奖得主开展了在杷催化交叉偶联反应方面的研究，广泛应用于电子工业和先进材料等领域。

实践表明，在绪论课教学过程中，适当介绍学科发展史和前沿发展动态，不但可开阔学生的视野，丰富教学内容，同时可在教学过程中形成一种探索、创新的学术气氛，激发学生的求知欲，培养学生的创新精神。

三、强调学好课程的必要性，激发学习动机明确的学习目的及必须学好

课程的压力，会大大增强学习的主动性及自觉性。材料物理化学是重要

的专业基础课，无论从本科学习的现阶段、还是毕

业与就业的需要来看，都有必要用心学好。

首先，它是毕业及就业之需。学校规定作为学位课平均成绩不得低于

70分，如果成绩不理想，直接影响到能否拿到学位及能否顺利毕业，进而影响到就业。

其次，是考研深造之需。国内很多材料类专业招收硕士及博士研究生明确将该课程列为必考或选考课程。

最后，学好该课程，也是将来工作之需。将来有部分学生将从事新材料的研发或热处理工艺等方面的工作，将会用到许多材料物理化学的基础知识，如相图、表面处理等。

通过从以上三个层面的分析，促使学生意识到学习该课程的必要性，树立学好该课程的决心。

四、精心设疑，导入课程的教学内容

在材料物理化学绪论课教学中，教师平时多积累一些本课程在生产生活中的应用及发展的事例，通过精心设疑、诱发学生积极思考，顺利导入课程教学内容。比如：

(1 )在一个封闭房间里打开电冰箱的门，让冰箱工作足够长的时间，

房子会变的凉爽吗？

(2 )石墨和金刚石同为碳的同素异构体，为何不用廉价易得的石墨

大量制备珍贵又昂贵的金刚石？

(3)为什么在下雪的路面上撒下食盐易于清除积雪？