發布時間：2023-03-08 15:26:50
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的材料物理化學論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
關鍵詞：物理化學；貼近專業；細化教學
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A ？搖文章編號：1674-9324（2013）16-0055-02
一、引言
物理化學是用物理的理論及實驗方法來研究化學的一般理論問題[1]，它為了建立可以適用于各個化學分支的知識，采用了理想氣體、理想液體等在現實中不存在的物質作為研究對象，導致物理化學的內容抽象、不易與現實聯系起來的情況。
自2008年開始，作者承擔了本校建筑工程學院給水排水專業《物理化學》的教學任務。對于這門課的教學，從教師角度來講，課時數太少（其中理論教學32課時，實驗教學16課時），即使采用篇幅精練的《物理化學簡明教程》[2]，平均到每節課應完成的教學內容也不少，從學生角度來看，這門課屬于選修課，在專業課程較多、學習時間較緊張的情況下，利用課后時間來加深對物理化學理解的主動性并不高。因此，只有讓學生明白學好物理化學，可以準確認識給水排水過程所涉及現象的產生原因、能夠提供解決專業問題的實用思路和方法，才會讓學生與物理化學產生共鳴，引起他們的興趣，從而主動地自學，增加這門課的學習時間。
分析學生的專業，可以發現他們的課程體系是圍繞著“水”來安排的，在給水排水專業的課程設置中，名稱帶有“水”的課程共有23門。由于水是與人類生活和生產密切相關的液體，在水中發生的化學反應是最常見的化學變化，這使得“水”是物理化學知識逐漸形成和建立的主要載體之一。所以，“水”完全可以把學生的專業與《物理化學》聯系起來，如果恰當運用“水情景”來進行各知識點的教學，可以讓學生在較短的學習時間內對《物理化學》形成全面認識，進而掌握其中的基本規律和應用方法。
二、教學實例
《物理化學》中有很多與“水”相關的知識點和對應的習題，如熱力學第一定律的應用和相關的計算、熱量計的工作介質涉及溶液的內容、利用H2與O2反應生成H2O進行平衡常數的計算、水的相圖，電化學中各種現象和計算基本上是發生在水環境中的，溶膠的聚沉和絮凝也是較多地與水聯系在一起。
但在教學中，只是指出和強調這些知識點與水有關還不能讓學生掌握在給水排水專業上，應用物理化學知識來解決實際問題這一方法。因此，教師需要進行一些教學內容的細化講解，作者采用圖1所示的思路來實施課堂教學，以說明物理化學可以解釋日常生活，它的知識及內容已經融入到部分專業課程中，掌握物理化學知識能夠對將來從事的科研工作進行指導。
1.物理化學知識對日常生活的揭秘。教學實例一：近年來，我國南方地區經常發生大范圍的降雪，路面結冰導致交通受阻，融雪劑被大量使用，作者在課堂上適時進行習題演算，如：在某種情況下需要配制25kg的甘油水溶液（此溶液在-17.8C時才不致結冰），設此溶液為理想液態混合物，試計算最少需用甘油多少公斤？練習這種類型的習題，能夠直接讓學生感受到理想稀溶液依數性知識的實用性價值。
教學實例二：冰上運動給觀眾留下了靈活印象，人們大多認為這種靈活性來自于冰刀的銳利，而利用克勞修斯-克拉佩龍（Clausius-Clapeyron）方程對固態冰-液態水之間的相變過程進行定量研究后，發現冰刀的主要功用是通過顯著減小運動員對冰的作用面積，從而產生足夠大的壓強，使得冰刀下方的固態冰因凝固點下降而變成了液態水，這才讓運動員能夠靈活地滑動，這項運動的奧妙，原來是處于冰刀下的冰至水的相變所致。這些知識會讓學生體驗到物理化學在日常生活中的效用，有助于消除對《物理化學》是抽象性課程的認識，并對它產生親近感，樂于通過自學獲取更多的物理化學知識。
2.物理化學知識在給水排水專業的應用。教學實例三：給水排水系統要大量使用金屬管件，它們的腐蝕與防護是工程建設上必須要注意的問題。電化學腐蝕是導致金屬管件損壞的一種因素，而電化學保護是一種有效解決手段。發生腐蝕和產生保護現象，都是由所用材料與環境的電極電勢相對高低決定的，這會促進學生更深入地理解電極電勢概念，對安排的電極電勢測定實驗有著更強烈的動手欲望。教學實例四：溶液表面的吸附現象包括正吸附和負吸附，根據這兩種類型中的溶質分布特征，引導學生考慮是否可以根據不同污染物在水中的分布特性來開發相應的水處理方法，這項要求會引導學生深究正吸附和負吸附產生的原因，加深對表面能概念的理解和運用。通過這方面的教學，能夠引導學生主動地將物理化學內容與專業學習融合起來，在將來的職業發展中，他們有可能成為善于運用理論來解決實際問題的專家。
3.物理化學知識對科學研究的指導。教學實例五：在表面張力教學中，引入其他學科的研究實例。介紹具有不同表面張力的溶劑，如水和無水乙醇用于催化劑制備時，它們對催化劑結構和反應性能會產生明顯不同的影響[3]，通過對催化劑樣品的透射電鏡照片展示，學生可以直觀地認識液體表面張力對材料制備的影響，同時起到拓寬學生的知識面的作用。
教學實例六：向學生推薦給水排水的專業學術論文，讓他們對物理化學知識在專業科研工作上的應用有具體認識，如鄒衛華等[4]在脫除污水中的重金屬離子工作中，系統地運用了多項物理化學知識，其使用的確定吸附等溫式類型、反應級數的程序、熱力學函數的求算方法、活化能的計算等，這些內容在《物理化學》課本中都能找到。這種介紹能夠破除學生對科研工作的神秘感，建立起從事專業研究的信心。
展示這些具體的科研實例，有助于學生悟到物理化學并不是運用難度非常高的一門知識，表述簡潔的熱力學定律和方程能夠用于各種類型的研究中。
三、結論
通過采用上述方法來教學，可以讓學生逐漸形成物理化學在專業學習和工作上有著廣泛應用，并且易于運用的認識，消除他們對物理化學內容過于理論化的感覺。作者仍在繼續探索和完善這種細化的教學方法，以更好地激發學生的學習興趣，鼓勵他們將來能在專業上創造性應用物理化學知識，并對物理化學的進一步發展做出貢獻。
參考文獻：
[1]天津大學物理化學教研室.物理化學（第四版）（上冊）[M].北京：高等教育出版社，2001：1.
關鍵詞：高等物理化學；環境專業；教學內容；教學方法
浙江工商大學案例型《高等物理化學》課程改革研究 （xgy12105）項目。
【中圖分類號】G642
物理化學作為環境、化學、生物、化工、材料等專業本科生基礎課，由于概念多、公式多，學生在學習過程中普遍感到抽象、難學和難理解，厭學傾向比較明顯。然而，物理化學中的理論、方法和觀念在培養學生創新能力方面又具備其他課程無法替代的作用。高等物理化學作為物理化學的延伸，是研究生階段的核心基礎課之一。因此，根據具體研究方向，改革教學方法，避免滿堂灌輸式的傳統教學模式，重新點燃學生的學習興趣，對培養研究生科研創新能力至關重要，是未來高等物理化學課程改革的必然出路。
一、我校環境專業研究方向與物理化學的聯系
我校環境科學與工程專業具有一級學科碩士學位授予權，經過多年發展，已形成5個特色的學科方向：（1）廢水處理與優化控制技術；（2）廢物處置與資源化技術；（3）大氣污染控制理論與技術；（4）環境功能材料與友好過程技術；（5）環境生物與生態修復技術。這些特色研究方向與物理化學有著非常緊密的聯系，物理化學的理論和方法一直被運用到環境保護中。例如：（1）水處理過程、污泥消化處理、熱污染控制等許多方面都涉及熱化學模擬計算；（2）作為常用的高級氧化技術之一-電化學方法涉及電化學基本原理、內電解、電凝聚、電解氧化/還原及電滲析等物理化學知識；（3）環境功能催化材料涉及熱力學和動力學等多方面的知識；（4）吸附劑、表面活性劑等污染修復方法與物理化學中膠體與界面部分密不可分。因此，針對研究生高等物理化學課程改革，必須考慮如何體現課程特色、以何種模式實現研究生科研活動中基礎知識再認識以及創新性思維能力的提高等關鍵問題。
二、環境專業高等物理化學教學設計改革
1.教學內容改革
高等物理化學包括化學熱力學、化學動力學、統計熱力學、結構化學四大塊內容。作為環境專業研究生的基礎課程，各部分教學內容應注重突出特色，有所取舍，不能簡單重復本科階段的物理化學教學。針對本校環境專業研究方向和有限的課堂學時，筆者認為，選取化學變化的方向和限度問題、化學反應的速率和機理問題、催化劑結構與性能關系、電化學基本原理和應用作為核心教學內容，有利于吸引學生結合自己的研究課題進行深入的自主學習。
在理論教學的基礎上，適當增加1-2個具體實驗，通過實踐教學深入、形象地理解環境凈化技術應用時的物理化學基礎知識。
2.教學方法改革
大量的實踐表明： 傳統的以教師講授為主的教學模式已經不能適應時代的發展，尤其是抽象性、概括性、邏輯性很強的高等物理化學教學。要培養研究生的科研創新能力，必須激發學生的自主學習熱情。因此，改革教學方式，以學生為主體，教師講授為輔，進行前沿引導式教學為現代高等物理化學教學改革點亮希望。
具體課程安排過程中，可按教師講授（提出問題）學生互動（解決問題）教師總結點評（基本原理強化）順序展開教學。改變傳統的系統講授為重點講授，教師根據學科特色，有側重地突出物理化學專業知識點的應用和前沿，設置課程研討課題；學生根據興趣自主選者課題，課后進行文獻調研和歸納，并在課堂上展示學習心得；最后，教師根據學生自主學習情況進行點評，并提出改進的建議。此外，在課堂教學上，應經常以啟發式的語言、事例來激勵學生，引導他們積極主動進行學習。
三、物理化學教學改革初探
根據教學設計，筆者初步嘗試了教師主講3個專題，提供學生6個課題，輔助1個實驗的教學模式。教師主講內容包括：（1）物理化學在光催化環境凈化技術中的應用；（2）物理化學在環境電化學技術中的應用；（3）物理化學中的膠體界面化學。提供學生選擇自主學習的課題如下：（1）物理化學與環境保護；（2）光催化體系的反應機制及應用時的瓶頸突破；（3）電化學處理有毒難降解有機污染物的電子轉移機理；（4）污水處理中的熱力學過程；（5）吸附法處理環境污染物的動力學過程；（6）膠體表面/界面調控與環境污染治理。要求學生學會利用學校圖書館的Web of Science和google學術搜索工具，查閱自選課題相關的文獻，主要是主流TOP期刊的論文，在大量閱讀文獻的基礎上，寫出能體現課題核心內容和研究亮點的綜述。經過這兩階段的學習，學生已基本具備文獻查新、科學問題提煉的能力。最后筆者選取環境污染治理的新技術-太陽能光催化處理印染廢水為輔助實踐教學，通過改變反應條件，觀察廢水色度變化，既能給學生直觀感受，又能通過后續的數據處理，讓學生體會到物理化學基本理論的美妙。
本實驗中主要涉及物理化學中的阿倫尼烏斯公式：
（1）
其中k為反應的速率常數，可以通過不同時間染料降解動力學進行擬合得到；A為反應的頻率因子，對于確定的化學反應為一常數；Ea為反應活化能；R為理想氣體常量；T為熱力學溫度。通過對公式（1）進行對數轉換，可以得到公式（2）：
（2）
通過測定不同溫度下染料降解的速率常數k ，可以利用公式（2）計算得到反應的活化能Ea；進一步通過有無催化劑的對比實驗，可以計算出染料降解反應中添加催化劑對Ea的影響，預測反應過渡態的相關信息，直觀而深刻地體會到物理化學基礎知識點在實際環保技術中的應用，使理論與實踐完美結合，激發學生在各自研究領域重新學習物理化學的興趣。
四、結束語
總之，物理化學是一門基礎理論性和實踐性都很強的學科，加強物理化學知識的學習，特別是通過課程解析物理化學基本規律在現代環境保護研究前沿熱點的作用，將會有助于我校環境專業研究生從分子本質上加深對本專業和研究方向的認識，促進研究生更快地實現從知識學習到科學研究的角色轉變。
參考文獻：
[1] 薛云波.環境專業物理化學教學方法的探討[J].南京工程學院學報（社會科學版）， 2006， 6（3）： 62-64.
[2] 劉元隆. 高等物理化學課程教學內容與教學方法探討[J]. 廣東化工， 2012， 39（10）： 164-165.
[關鍵詞]小班研討 工科 物理化學 教學改革
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）05-0021-02
物理化學是大化工類各專業本科教學計劃中的一門專業基礎課程，是理論性、系統性、邏輯性都很強的一門課程。由于學科本身公式繁多、概念嚴格、推導復雜，容易導致學生學習困難，知識掌握不牢、理論與實際脫節等問題，對大化工類相關專業的后續課程的學習帶來不利影響。[1]長期以來，物理化學的學習一直是學生的難點。近年來，小班研討這種創新性的教學模式由于在激發學生的學習興趣和熱情、引導學生養成自主學習的習慣、培養學生的創新思維能力和知識交流的能力等方面具有優勢，逐漸被應用于許多學科的課堂教學。[2]
通過近幾年的教學實踐，我們認為，將小班研討應用于工科物理化學課堂教學時，教師要充分發揮在教學過程中的主導地位[3]，合理地選擇研討內容，這樣才能發揮小班研討的上述優勢，達到既定的教學目標。結合本校工科物理化學教學的實際情況，我們對工科物理化學小班研討的研討內容，提出下列的思考并進行了實際的探索。
本校使用的教材是科學出版社出版的普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《物理化學教程》。在該教材的框架體系下，我們認為工科物理化學課程除了培養學生具有扎實的基礎知識、良好的邏輯思維能力，建立科學的思維方法外，還應當突出基礎理論與實際應用并重、注重聯系實際的工科特色；并能夠關注學科發展前沿，理解新興領域的研究思路。因此，在小班研討的研討內容選擇上，就要兼顧上述三個方面。
此外，本校本科學生在二年級上學期和下學期學習物理化學課程，這時學生正處在由基礎課程到專業課程學習的過渡期，學生的理論聯系實際的能力和創新意識都較薄弱；同時，多數學生的口頭表達能力尚需鼓勵和培養。在研討內容的選擇上也需要考慮這個問題。
一、基礎核心內容的研討
對于熱力學、動力學、化學平衡和相平衡這部分基礎核心內容，在教學過程中，為了讓學生形成完整的知識系統，教師要站在整個學科的高度向學生講述物理化學的主要框架和思想方法。
首先，研討內容中學生的陳述內容可選擇對每章的重點進行歸納總結，討論內容可以選擇學生易于混淆的概念、定理和基本原理進行辨析。對基礎核心內容的難點問題，教師可通過擬定思考題的形式由學生進行討論。這樣做一方面可以夯實基礎，強化學生的自主學習能力，為理論應用于實際打下基礎；另一方面，可以逐漸培養學生的口頭表達能力和學術交流能力，使研討能夠循序漸進地越做越好。
其次，在基礎理論建立的過程中，通過分析科學家的研究過程、研究方法，可以學習科學家的邏輯思維方法。因此，從物理化學發展的歷史中，選取某些知識的起源、發展和完善的歷史作為研討內容，通過學科發展和背景的討論能促進學生對理論和公式的深刻理解，讓學生掌握系統的學科思想方法。此外，科學家的生平介紹，研究方向的確立與變化，也可作為研討內容，這樣可以激發學生的學習興趣和熱情。
此外，融合章節間的研討內容可以讓學生對所學知識融會貫通，培養學生綜合分析問題的能力。例如：以某一具體實例，將熱力學和動力學結合起來，研究化工生產的反應條件。首先采用熱力學中化學反應的等溫方程判定反應的自發性，再采用等壓方程優化反應溫度，結合動力學中溫度對反應速率的影響，在綜合考慮平衡轉化率和反應速度的基礎上，確定最佳反應溫度，反應時間等參數。這類的研討內容可以提高學生分析問題的能力。物理化學課程中有許多相似的邏輯關系，這種相似的邏輯關系背后隱藏著更深刻的內在聯系。例如，基于熱力學的狀態函數方法獲得的相變焓與溫度的關系，與化學反應焓變與溫度的關系極其相似；在相變熱力學中純物質氣液或氣固兩相平衡中，飽和蒸氣壓與溫度的關系，在化學反應熱力學中，標準平衡常數與溫度的關系，在化學反應動力學中，速率常數與溫度的關系，三者極其相似。這些沒有現成答案的研討可以活躍學生的思維，培養學生探索未知領域的意識和勇氣。
二、擴展內容的研討
工科物理化學的擴展內容為電化學、膠體化學和表面化學，這部分內容與科學研究和生產實踐聯系緊密，學生既可以用基本原理來解釋自然現象，又可以用基本原理來解決實際問題。這部分的研討內容相當豐富，也是探討的重點。
例如：在電化學領域內，研討腐蝕產生的原因以及應對策略，如陽極保護、陰極保護、鈍化等措施的應用；研討玻璃電極、離子選擇性電極、化學電源、電化學合成的原理、裝置和應用。在表面化學的學習中，研討表面活性劑，從表面活性劑的結構到表面活性劑的性質，再到用途，如作為劑、去污劑、增溶劑和乳化劑等；研討膜分離技術，基于膜具有較大比表面的特殊的表面性質，被應用于化工、食品、醫療、衛生等領域；研討具有巨大比表面的吸附劑和納米材料，它們的結構、性質和在工業生產和人民生活中的用途；可研討毛細現象，解釋“鋤下有水”，“棉布吸水”等自然現象；研討潤濕現象，解釋眼鏡起霧的原理，并采取有效措施預防。學習膠體化學時，研討解釋膠體穩定性的DLVO理論，找到膠體穩定存在的原因，從而制定出破壞膠體的措施或者穩定膠體的對策；研討電泳的原理，在分析化學、生物化學、臨床化學、毒劑學、藥理學、免疫學、微生物學、食品化學等各個領域的應用。
這部分的研討著重從基本原理的應用，到實驗裝置或生產設備的建立，再到工藝條件的選擇，能訓練學生將基本原理用于解決問題的習慣和能力，有助于學生形成系統發現問題、分析問題和解決問題的能力。
三、與專業相結合的學科前沿的研討
本校每年學習物理化學的本科生有1000多名，專業涵蓋大化工的許多專業，如冶金、材料、化工、環境、輕工等專業。大化工的不同專業的后續課程對物理化學知識的延伸和應用存在差異。比如，冶金和材料類的專業對相平衡知識應用較多，制藥和紡織等專業對膠體化學的知識應用較多。針對這一特點，小班研討的內容可視學生的專業特點而定，由學生自主選題，著重于工程應用和學科前沿。
在小班研討的實踐過程中，這部分的研討尤其讓教師深刻地體會到學生自身的巨大潛力和可塑性。例如：學習了相圖中的臨界狀態，引出新興的超臨界流體萃取技術，食品專業的學生主要研討用于萃取啤酒花、香辛料、植物色素和動物油脂等超臨界流體萃取的原理、裝備和工藝條件等；制藥專業的學生主要研討將之應用于中藥有效成分的提取和中藥的現代化；化工專業的學生主要研討天然香精香料和天然色素等的提取；環境專業的學生研討萃取污水中的有毒物質，如有機氯、有機硫等。關于電化學的應用，對環境科學和工程專業的學生，研討將電化學氧化、電化學還原、電凝聚和電滲析等方法用于廢水處理；對化工專業的學生，討論燃料電池、新型海洋電池的設計原理、工作方式等；對生物化工專業的學生，研討生物電催化、微電極傳感器的原理及應用。當學習表面張力的時候，研討內容對冶金專業可選擇表面活性劑用于礦石的浮選原理與應用；對紡織專業，可選擇荷葉效應對材料制作的啟迪；對于生物化工專業，新型的生物表面活性劑又是研究的熱點，由于它與環境具有兼容性，既無毒又可被生物降解，隨著人們環保意識的不斷增強，生物表面活性劑越來越受到人們的關注，需要研討生物表面活性劑的結構、制備、應用以及與傳統表面活性劑的優缺點比較等。在膠體化學中，微乳狀液的制備和應用，雙向凝膠電泳的技術及應用也是目前研究的新方向，可以提供給高分子材料專業的學生作為研討內容。
四、結論
在知識更新迅速和信息爆炸的時代，迫切需要掌握扎實的基礎知識，具備將基礎知識應用于實際的能力，能夠客觀分析各行業的實際需求，創新性地解決問題的人才。在近幾年小班研討的實踐中，我們逐漸發現，只有通過多層次、全方位、針對專業特色地精選研討內容，才能循序漸進地培養人才的綜合素質。在夯實學科基礎知識的基礎上，培養學生理論聯系實際的能力，能進一步提升學生的創新性思維能力，最大限度地發揮小班研討的作用。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 肖琦，黃珊.物理化學教學改革探索[J].大學教育，2012（5）：81-82.
英文名稱：Transactions of Materials and Heat Treatment
主管單位：中國科學技術協會
主辦單位：中國機械工程學會
出版周期：月刊
出版地址：北京市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1009-6264
國內刊號：11-4545/TG
郵發代號：82-591
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1980
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
中科雙效期刊
聯系方式
期刊簡介
《材料熱處理學報》（月刊）創刊于1980年，中國機械工程學會主辦，中國機械工程學會熱處理分會和北京機電研究所承辦的全國性學術期刊。收錄情況：全國中文核心期刊，中國期刊方陣－雙效期刊，中國科技論文統計源期刊，中國學術期刊(光盤版), 中國核心期刊（遴選）數據庫（萬方數據庫）、中國期刊網全文收錄期刊等。
Ei(工程文摘), CA（化學文摘）, MA（金屬文摘）, EMA（工程材料文摘）AIA (鋁工業文摘)，JICST (日本科技文獻速報)，Scopus,Corrosion Abstracts（腐蝕文摘）等收錄期刊。
主要刊登各類材料（包括金屬與非金屬）的化學成分、組織結構、力學性能、物理化學性能的理論、材料加工、質量控制檢測和計算機在材料科學中的應用等方面的學術論文和科研成果，國家基金、省、部級基金資助項目研究論文及行業科技信息等，特別是材料科學與工程領域具有創新性、高水平的原創性學術論文及反映學科最新進展的重要綜述文章。同時刊登國內外科技成果轉讓、材料熱處理工藝裝備推廣等各類信息。
關鍵詞：高分子化學與物理;教學改革;科學研究;創新能力培養
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）43-0083-02
一、《高分子化學與物理》課程特點
經過高分子科學與技術的快速發展，高分子的理論發展與應用已經滲透到物理學、化學、材料學、生物學等各個學科與領域，具有鮮明的學科交叉特色。高分子化學與物理的研究成果已經進入了我們日常生活的每個方面[1-6]。作為一門多學科交叉、實用性很強的學科，高分子對各個工業部門和科技領域的滲透作用已成為不爭的事實，所以在現行中國高等教育的本科專業中，如化學、應用化學、材料化學、材料物理、復合材料、輕化工程、包裝工程、紡織工程、生物工程和環境工程等許多非高分子專業都將高分子相關知識作為必修課和選修課。
非本專業《高分子化學與物理》教學的側重點在于闡述現代高分子科學已成熟的基本概念、基本知識、基本原理和基本測試方法，對涉及高分子科學研究前沿的理論、測試方法以及高分子的新產品介紹等內容點到為止，該課程的學習為輕化工程專業學生開啟了一扇通往高分子科學的窗戶，引導學生了解高分子化學在高分子學科中的地位，通曉課程的主要研究對象和研究內容，為后續專業基礎課的學習和高分子在染整中的應用奠定基礎[1，2]。通過多年的教學實踐證實，對于輕化工程專業（染整方向）的本科生來說，《高分子化學與物理》課程教學呈現以下幾方面的特點。
（一）基礎課程，銜接不夠
對于輕化工程專業（染整方向）的本科生，高分子的學習顯得尤為重要，一方面后續課程（如《纖維化學與物理》、《染整工藝原理》和《染料化學》等）的學習必須以高分子為學科背景，另一方面大學生的生產實習、創新學分實驗、創新訓練計劃和本科畢業論文等實踐性環節的開展也必須要有高分子基礎，因此為了讓染整方向的本科生了解和掌握高分子的基本理論知識和應用，開設了《高分子化學與物理》學科平臺課程。該課程的學習必須以《有機化學》、《物理化學》和《無機化學》的課程學習為基礎，但江南大學輕化工程專業將《高分子化學與物理》課程設置在大二下學期，《物理化學》等課程也在此學期開設，因此課程開設時間過早，缺乏基礎課程的知識，建議在大三上學期開設，以期獲得較好的教學效果。
（二）內容多、學時少，課時緊張
《高分子化學與物理》課程主要包括高分子化學和高分子物理兩個部分，其中高分子化學部分包括高分子科學的發展歷史、發展趨勢，基本概念、分類與命名、基本原理、高分子合成反應與方法等，涉及逐步聚合、自由基聚合、離子聚合、配位聚合和共聚合等;高分子物理部分則側重于高分子的結構（如鏈結構、聚集態結構等）、分子運動、力學狀態與轉變，物理性能等。對于高分子專業的本科階段，通常會開設《高分子化學》和《高分子物理》兩門課程，分別在32至48學時不等;而對于輕化工程專業，只開設了《高分子化學與物理》一門課程，48學時，相對來說內容多、課時少。在這樣的情況下，教學活動的有效開展、課程體系的完善、講授內容的連貫與取舍等都顯得非常重要，對任課老師是一種不小的挑戰。
（三）注重理論，缺乏實踐
《高分子化學與物理》是一門以實驗為基礎的自然科學，但輕化工程專業只開設理論學習課程，沒有相關實驗課程。為了使學生能夠更好地掌握課程學習內容，同時培養學生的動手能力和分析、解決問題能力，提高學生的實驗技能，相應的實驗課程的開設顯得非常迫切，能夠讓所學知識與理論在實驗中得到驗證，注重理論與實踐的結合，讓學生從最初的原料出發，選擇合適的聚合方法與聚合反應，得到在實際生活中真正用得上的高分子產品。
二、教學改革舉措
針對輕化工程專業《高分子化學與物理》的課程特點，結合本校的實際情況，要求學生在理解基本概念和掌握基礎理論的基礎上能夠了解高分子的應用，重點培養他們的實踐與創新能力，作者經過幾年的教學實踐和摸索，總結了幾點教學改革舉措。
（一）規劃本科培養方案，合理調整課程設置
目前我校輕化工程專業的課程設置還存在一定的問題，建議對本科培養方案進行修改，在《高分子化學與物理》授課前完成《有機化學》、《物理化學》和《無機化學》等基礎課程的學習，這樣才能提高學生的學習效率，增強他們的學習興趣，便于更好地掌握相關理論與知識。
（二）多媒體資源課件與傳統板書有效結合
多媒體課件具有豐富表現力、良好交互性和極大共享性等特點，它可以將枯燥乏味的理論知識直觀化和形象化，能夠充分調動和發揮學生學習的積極性和主動性。但在運用多媒體教學的同時也出現了諸如教師幾乎不寫板書，學生不記筆記等問題，嚴重影響了教與學的質量。建議對任課教師的教學大綱、考核方式、教學難點與重點等相關教學文件進行監督，要求授課過程中課件放映與傳統板書相結合，將學生上課情況、學生主動參與積極性、平時作業等與學生的最終成績掛鉤，進行綜合評定。
（三）增設實驗課程，提高學生實踐能力
《高分子化學與物理》是一門理論與實踐相結合的課程，實驗課是對理論課學習的有效補充，通過直觀的現象和結果驗證理論學習的真實性，幫助學生理解所學理論知識，因此實驗課的教學顯得尤為重要，建議在輕化工程專業開設實驗課程，但涉及的實驗眾多，要求任課老師充分考慮實驗的可操作性、重復性和可行性等方面，認真編寫實驗講義。此外，學校和學院應重視實驗室配套設施建設，突破實驗教學完全依附于理論課程教學的傳統框架，增加啟發式實驗和創新性實驗所占比例額，注重驗證性實驗、啟發式實驗和創新性實驗有效結合，開動學生的思維，發揮學生的潛質，提高學生的創新意識。
（四）理論聯系實際，注重啟發式教學
《高分子化學與物理》是一門相對來說比較抽象、枯燥的課程，但它也是一門應用性很強的課程，高分子材料用途廣泛，遍及現代社會生活中衣、食、住、行、用等各個方面，因而在課程講授時注重理論聯系實際，將抽象的概論、理論與實際應用有機結合，將對課堂教學效果起到重要的促進作用。
三、創新能力的培養
（一）培養方案中開設新生研討課和專業導論課
為了提高學生對專業的認同感以及學生的學習興趣和熱情，可以嘗試在本科培養方案中針對大學新生開設新生研討課和專業導論課，以趣味講座和座談的方式進行專業介紹，了解專業背景，告知學生輕化工程這個專業是以化學與高分子為學科背景的，加強學科平臺課程的學習至關重要。
（二）實施學生雙導師制
全面推進學生雙導師制是確保創新型人才培養的重要手段，企業導師和校內導師組成課程小組，共同確定課程教學大綱、教學內容、教材及承擔教學任務，使專業理論課程與行業實際需求緊密結合。
（三）強化實驗課程學習和創新能力培養
實驗課程采用自主設計實驗，在實驗大綱的規范下完成實驗要求，將驗證性實驗、啟發式實驗和創新性實驗有機結合。在國家大學生創新創業計劃項目、江蘇省大學生創新創業計劃項目和江南大學大學生創新訓練計劃項目等資助下，實現學生創新訓練的全參與和全覆蓋，指導教師從選題開始就應該注重基礎理論知識在創新實驗中的應用，達到學以致用的目標。
（四）強化學生的畢業論文（設計）指導
畢業論文（設計）是學生畢業離校前最后一個實踐性環節，也是所學基礎理論知識得到充分應用的關鍵環節，因此可以從課題的選擇、采取的技術路線、擬采用的研究方法和達到的預期目標等方面進行合理規劃與設計，充分發揮學生所學知識與理論的應用，提升學生運用知識的綜合能力，強化學生的專業基礎。同時，輕化工程專業的畢業生中從事與高分子相關行業的人數眾多，學科交叉特色鮮明，為學生的出國深造、攻讀研究生和就業奠定堅實的高分子基礎。
四、結語
根據國內外行業需求和自身特色，通過教學改革與實踐，圍繞復合型、創新型染整專業技術人才的培養目標，通過理論與實踐相結合、教學和科研相結合、校內與校外相結合、科學素養與人文情懷相結合的人才培養模式，注重理論知識的傳授與學生創新能力的培養相結合，全面提高和調動學生的學習積極性和學習興趣，為學生的學習與工作奠定堅實的基礎。
參考文獻：
[1]徐曉冬.非高分子專業《高分子化學與物理》教學中的幾點體會[J].高分子通報，2010，（5）：74-78.
[2]劉兆麗，曹亞峰，譚鳳芝，李沅.非高分子專業高分子化學與物理教學的幾點探索[J].科教導刊，2013，（1）：82-83.
[3]喻湘華，鄢國平，李亮，吳江渝，郭慶中，曾小平.高分子化學與高分子物理課程教學改革與探索[J].化工時刊，2011，25（3）：68-70.
[4]胡建設，周愛娟，王宏光.高分子化學與物理實驗教學探索與實踐[J].高分子通報，2010，（5）：70-73.
一、應用型人才的培養目標
在經濟全球化的國際經濟發展形勢下，高新技術的發展使生產從勞動密集型向技術密集型轉變，因此急需大批中高級應用型人才。與此同時我國高等教育體制改革不斷深入，“應用型本科教育”在這種背景下出現。獨立學院的辦學特色即進行應用型本科教育，而我院冶金與材料專業培養的是介于工程型人才和技術型人才之間的工程技術型人才［2］。
二、應用型人才的培養方案
高等教育體制的改革伴隨著辦學層次、形式、特色的多樣化，但是新的教育模式必須經過理論和實踐的論證，具有其合理性。應用型人才的培養必須強調專業理論和實踐的同等重要性，不能顧此失彼。我院對工程技術人才的培養從以下幾方面入手。
（一）優化培養工程技術人才的教學大綱，合理設置理論課與實踐環節的比重，并將二者有機結合起來、環環相扣，起到相得益彰的作用。我院一方面借鑒北京科技大學冶金與材料兩個學科的本科專業培養方案，另一方面結合獨立學院的生源情況與培養目標進行探索。在注重專業基礎的同時，增加實踐環節，培養學生的實際解決問題能力和創新能力。
（二）建設一支與獨立學院人才培養目標相適應的、具有很強技術應用能力的師資隊伍。我院充分利用校本部的優秀教學資源，聘請了一批具有豐富教學經驗的教師前來授課，同時由年輕教師擔任助教，推動我院教師隊伍的成長與壯大。此外我院還從鋼鐵企業聘請了一批高級工程師擔任特聘教授，定期展開講座，使學生了解所學專業的發展方向、亟待解決的問題，激發學生的創新思維。
（三）建立長期的產學研基地，強調認識實習、生產實習、畢業設計過程中學生的能動性，使學生通過一系列的實踐環節能夠更深刻地理解專業知識，將理論向生產力的轉化，具備較好的科技創新能力。
（四）建立完備的實驗設施，使學生能夠利用實驗室資源，基本掌握材料組織分析及表征手段。并結合材料研究進展不斷開發新的實驗內容，培養學生的自主創新和科研能力。
三、教學環節設計
（一）與教學目標相適應的課程體系
根據北京科技大學天津學院材料科學與工程系的培養目標，參考校本部的專業設置，我院對自身的專業和知識結構體系進行了明確的定位，如圖1所示。
1.對教學實施及時進行評估、總結，不斷調整教學計劃、教學內容以適應新的教學目標。學生在第五學期同時進行冶金與材料專業課的學習，其中包括冶金物理化學、鋼鐵冶金、材料科學基礎等方面的課程，教學目標是使學生掌握冶金、材料成型的基本原理；并且后續設置了濕法冶金、材料成型加工、無機非金屬材料等課程，使學生掌握材料的成型與制備工藝，將專業理論與生產工藝相結合，從而具備從事冶金行業的產品設計、開發能力。
2.為了推進教學改革、不斷提高教學質量，我院投入專項經費開展了重點專業建設、精品課程建設項目。預期通過重點專業建設進一步明確人才培養目標，改善教學實踐基礎設施，構建以專業能力為核心的教學體系，培養出一支優秀的教師隊伍。通過精品課程建設鼓勵廣大教師積極投身課程改革，不斷更新和完善教學資源，增進教師間交流，探索新的教學方法。例如《材料科學基礎》精品課程已連續兩年以諾貝爾獎石墨烯、準晶材料為主題，組織學生進行文獻綜述、交流，同學們能夠很好地結合課堂所學專業知識來理解前沿的研究成果，又激發了自身的專業學習熱情，取得了很好的教學效果。
3.為拓寬學生的專業知識和視野、更多地了解行業動態和國際前沿，特聘請客座教授授課，介紹冶金與材料行業的最新進展和科技動態。學生通過該課程對冶金行業的發展、前沿的科學技術有了更深刻的認識，同時極大地激發了學生探索未知領域的熱情與信心。
4.隨著國際學術交流的日益增多，使用英語來表達信息、傳播信息變得尤為重要，因此我院設置了雙語教學的《材料科學導論》課程。采用英文原版教材Structure and Properties of Engineering Materials作為教材，使學生通過原汁原味的英語來學習專業英語的閱讀和寫作技巧，同時掌握扎實的專業外語，具備獲取最新國際研究成果、進行國際學術交流的能力。
（二）注重能力培養的實驗教學
實驗教學作為理論教學的驗證與補充，能使學生更好地理解專業知識，鍛煉動手能力與創新能力，培養嚴謹求實的科學精神。我院為適應材料科學與工程專業的發展進行了專業實驗室的建設，其中包括冶金物理化學實驗室、金相與熱處理實驗室、水力學模型試驗室、清潔能源實驗室。實驗室除承擔部分實踐教學任務之外，也是本科畢業設計順利完成的保證。
目前我院開設了《金屬學與熱處理實驗》、《材料科學工程與基礎實驗》、《冶金工程實驗技術》、《冶金物理化學實驗》四門實驗課程，在實驗教學過程中從以下幾點進行了探索。
1.根據培養計劃進行實驗課的設置，按照重點授課內容進行最優的實驗設計，使學生通過對比實驗探求規律，得到正確理論認識，進而結合專業知識對實驗結果進行分析與思考。
2.合理分配實驗課學時，培養學生的動手能力，使學生通過實驗課掌握分析材料的組織和性能的基本方法。
3.充分調動學生自主創新的積極性，引導學生進行探索性試驗。使部分學生參與到具體教學研究項目中，具有一定的科學研究能力。
四、結語
北京科技大學天津學院材料系在發展過程中充分利用了校本部優秀教育資源，但是由于獨立學院自身設備、資金、經驗不足等一些特點，探索、總結出適合于我院大材料專業實際情況的教學模式十分重要。自建系以來，我們通過一系列教學改革已經取得了一定的進展，今后會投入更多的精力完善整個教學環節，培養適應新時期發展的工程技術應用人才。
參考文獻：
關鍵詞 材料科學前沿 教學目標 課程論文
中圖分類號：G71 文獻標識碼：A
《材料科學前沿》課程是材料科學與工程專業的一門專業課。課程的目標是要求學生了解材料科學研究前沿新動態，新材料的合成與制備方法和技術以及新材料的研發對現代材料市場可能產生的影響。課程主要向學生介紹近幾年內材料學科的熱門研究方向，介紹新材料的物理化學特征及新材料產業與材料科學前沿之間相互依賴關系與發展規律，學生通過該課程的學習能了解新材料的研究領域及相關的新材料表征技術。通過近幾年來對該課程的實踐教學，筆者主要闡述學習該課程的重要性，通過實例教學來擴展學生的知識面，從而提高教學質量和教學效果，教學過程中注重培養學生創新意識和能力，探索如何讓學生全面了解材料科學前沿領域為目標的課程教學新模式，同時就如何進行課堂討論和課程論文設計等方面進行了改革，并在教學內容、教學方法、教學手段及考核方式等方面進行了有益的探索和實踐。
1以材料研究前沿動態為指引，拓展教學內容
本課程是針對理工科學生開設的，其內容可分為前沿動態和新技術發展兩個部分。課程基于ESI數據庫中多個研究前沿，根據材料學科的特點，甄選出了2014-2015年排名前10的熱點研究前沿和5個新興研究方向，涉及材料科學及材料結構表征領域。
在前沿動態教學方面，主要學習材料學科前沿動態和國內外最新報道的新材料制備技術和實驗研究方法。在新技術發展方面，主要集中在現代高新產業中正在實施產業化的新材料制備技術以及新材料研發過程中采用的先進工藝和方法。這兩部分涉及知識范圍較廣，因此課程教學過程中注重新知識和新理論的系統化，需要不斷更新國內外的發展動態，注重先新實驗技術的介紹，以知名科學家及其科研團隊的最新研究結果來增強教學內容的廣度和深度，為培養學生的創新能力提高保障。課程中對于實驗原理和設備的教學內容應該與最新設備和最新技術相一致，因此在教學過程中向學生提供如Nature和Science等專業期刊網站的鏈接，拓寬學生的專業視野。
2引導學生探索材料研發新領域，培養創新思維
當前課程教學面臨的主要問題在于學生對新技術和新方法缺乏重視和認可，結果造成教學的低效率。因此在教學過程中，要注重培養學生創新學習的意識，逐步提高學生的學習興趣，使學生主動在課后有興趣去網絡搜索課堂介紹的新材料和新技術。科學興趣的培養是學生能夠在該課程有所收獲的基本前提，所以在教學中必須從科研實例引出技術問題，從技術問題引出科學概念，由科學概念引出解決問題的方法，讓學生能夠充分理解、思考所學的內容。課程基于材料科學研究前沿的分析為學生提供了獨特的視角去洞悉科學研究是如何展開的，揭示了不同研究者因探究科學問題產生的關聯性。
課程中關于新技術的介紹一般理解起來比較抽象，在教學中時必須注重從現實生活中的直觀現象入手，解釋抽象的概念。教學計劃總學時主要分為兩部分，第一部分內容涉及有材料科學進展和前沿動態；第二部分內容涉及有先進納米材料、先進能源材料和先進材料制備技術的應用。在實踐教學過程中，要從以下三個方面對教學內容進行選擇和側重：
（1）化學與材料科學研究前沿。由于本課程中化學與材料科學研究前沿所涉及的化學概念較多，因此學生必須對材料化學等前驅課程進行回顧。這部分章節側重于選擇鈉離子電池電極材料、功能性金屬有機骨架化合物、銠催化的碳氫鍵活化反應、基于石墨烯的光催化、石墨烯量子點的合成與應用等前沿內容。
（2）物理與材料科學研究前沿。由于本課程中物理與材料科學研究前沿所涉及的物理概念較多，因此學生必須對材料物理等前驅課程進行回顧。這部分章節側重于選擇硅烯的生長與特性、堿金屬摻雜鐵硒超導體、高能量轉換效率聚合物太陽能電池、鐵基高溫超導等前沿內容。
（3）在材料結構表征新技術方面，為了增強學生對材料表征技術課程內容的理解，將AFM、XPS、FESEM、HAADF、STEM、CEPC和SPPC等材料性能現代檢測方法與課程內容有機地結合起來。
3立足金屬材料專業特色，促進教學改革
該課程主要教學對象是參與金屬材料研究課題的學生，根據金屬材料專業的特點，課程應當使學生系統了解金屬材料研究的概況、最新研究成果和未來發展方向，掌握先進金屬材料的主要用途和未來應用發展趨勢；通過課堂講授和課堂討論，培養學生的材料科學素養、綜合素質和綜合能力。該課程要充分考慮作為鋼鐵材料的組織控制專業人才所需要的基本理論知識和所應具有的基本工作能力，所以教學內容必須體現金屬材料專業的特色。
化學系十分重視科研創新，堅持理論與實踐結合、基礎與應用兼顧的傳統。近年來，以分子催化、化學材料和蛋白質組學為研究重點，積極開展面向國民經濟和社會發展的高新技術和應用開發研究。2000～2008年間，共承擔國家和有關部門科研項目800余項，獲各類經費累計3.31億元，發表科研論文2690余篇。2008年實到科研經費達4584萬元，在研的225個項目中，有國家“973”項目及子項目22個“663”子項目12個，國家自然科學基金重點項目1個，上海市重點項目7個；在Nature matertal.JACS，Angew Cheme等國際知名雜志上發表SCiE論文325篇，其中IF>3者占30％以上。近年來獲得國家自然科學二等獎、國家技術發明二等獎、國家科技進步二等獎各1項，上海市和各部委自然科學一等獎1項、科技進步一等獎8項和二等獎7項，技術發明一等獎和二等獎各1項，何梁何利基金“科學與技術進步獎”2項，以及上海市自然科學牡丹獎2項、上海市科技精英和青年科技英才獎4項、中國化學會青年化學獎3項等，還獲得國家基金委和上海市優秀創新群體各1項。
作為國內最高水平的化學研究基地之一，化學系一貫重視產學研結合，通過與企業合作，解決實際問題，為促進我國化工行業發展發揮了積極的作用。近十年來，化學系在推動產學研結合方面進行了大膽的嘗試與創新，在一系列強有力舉措的推動下，化學系科研技術的產業化發展取得了豐碩的成果。自1999年來化學系已建立校企聯合研發中心16個，項目研究經費超過8000萬元：重大橫向課題68項，累計合同金額16億元；獲得市級以上榮譽20余項，應用相關專利授權282項。
以化工行業發展為導向，構筑科技成果產業化孵化室是化學系產學研研究的目標，在此指導下，化學系開展了以下富有成效的探索與實踐。
充分依托學校產業化資源，促進基礎研究的開展
產業化的成功實現離不開基礎研究的支撐，化學系在基礎理科研究方面具有雄厚的實力，為大量高新技術的產業轉化奠定了堅實的基礎。同樣，復旦大學豐富的產業化資源也為基礎研究的開展提供了充足的動力與支持。在復旦大學產業化與校產管理辦公室的直接幫助下，化學系在基礎研究與產業轉化方面均獲得了良好的發展。2009年舉辦的復旦大學科技成果產業化論壇――化學專場為化學系與企業之間搭建了一個良好的交流平臺，已有多項技術通過此次論壇獲得企業青睞并形成合作，《文匯報》、《上海科技報》等多家媒體均進行了報道。
舉全系之力，扎實推進科研成果的產業轉化
化學系科研成果產業化堅持以優勢項目為突破口，集全系的力量促進重大項目的成果轉化，同時，也強調以大項目帶動小課題的發展，并通過資源整合的形式推動具有獨創性的高新技術的迅速轉移，切實將科學技術轉化為生產力。如化學系陳芬兒教授的d-生物素不對稱合成技術，成功填補我國該技術領域的空白，打破國外壟斷，在成功實現成果轉化后，三年內已創造產值5億余元，奠定了我國在該項技術上的國際領先地位。
基礎與應用并重，堅持對產學研人才培養的投入
產學研人才的科技成果產業轉化的基本要素，化學系始終堅持基礎研究與應用開發并重，在兩類人才隊伍的培養上均給予了大量投入。應用化學所的成立正是對應用型人才培養的一項重要舉措，全日制工程碩士培養工作的啟動也將為產學研課題的開展產生積極的推動作用。目前，化學系已經形成了一批基礎與應用兼修，重點各有不同的綜合型研究隊伍，為保障和促進化學系科研成果開發與產業化轉化創造了良好的人才環境。
加強與地方政府聯系，建立長期穩定的合作關系
加強與地方政府的聯系，可以形成長期穩定的合作關系，將過去由課題組與地方上某個企業、機構之間隨機性強、短期的合作方式提升一個層面，產學研工作可以將化學系學科特點與地方政府的發展規劃相結合，有組織、有計劃地形成一些重大的合作項目，通過有條件、有步驟地實施，以形成若干具有重要影響的科技成果，以及提高成果轉化的成功率。與地方政府的合作，有利于符合政府發展規劃的企業獲得更多的政府支持，也有利于提高校企合作的達成率。
