董忠平 肖淑艷 宋金玲 胡鋒 蔡穎

【摘要】基于新工科教育大背景下，以材料化學(xué)制備科學(xué)與技術(shù)課程為研究對(duì)象進(jìn)行教學(xué)改革，通過(guò)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和合理安排教學(xué)環(huán)節(jié)有效提高教學(xué)效果，為材料化學(xué)其它課程的深化改革提供借鑒與參考。

【關(guān)鍵詞】材料化學(xué)制備科學(xué)與技術(shù) 教學(xué)探索 教學(xué)效果

【課題】本文為內(nèi)蒙古科技大學(xué)教改項(xiàng)目《基于“工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)”的材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建設(shè)與研究》（編號(hào)：JY2016021）。

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）33-0241-01

材料化學(xué)是從材料學(xué)角度出發(fā)，把材料學(xué)，材料物理和化學(xué)各學(xué)科相關(guān)理論化學(xué)內(nèi)容集中起來(lái)，加以分析，綜合和提高，形成的一門(mén)關(guān)于材料設(shè)計(jì)、組成、結(jié)構(gòu)、制備、表征和應(yīng)用的獨(dú)立學(xué)科。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠應(yīng)用化學(xué)等自然科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)解決材料在化學(xué)制備過(guò)程中涉及的化學(xué)問(wèn)題，并根據(jù)產(chǎn)品需求，設(shè)計(jì)或優(yōu)化材料化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)與制備加工工藝，確定合理可行的解決方案。材料化學(xué)屬于材料學(xué)，材料學(xué)是研究材料成分，組織結(jié)構(gòu)，制備工藝與材料性能和應(yīng)用之間相互關(guān)系的科學(xué)，材料化學(xué)的化學(xué)特性和作用主要體現(xiàn)在材料的化學(xué)制備技術(shù)和原理的應(yīng)用。

一、材料化學(xué)制備科學(xué)與技術(shù)教學(xué)內(nèi)容

材料化學(xué)制備科學(xué)與技術(shù)課程重點(diǎn)講授常用化學(xué)制備方法。材料化學(xué)制備科學(xué)與技術(shù)涉及兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是科學(xué)主要講授材料制備涉及的基礎(chǔ)知識(shí)，基本原理；二是技術(shù)主要講授具體材料制備方法。課程內(nèi)容包括材料化學(xué)制備基礎(chǔ)和原理；材料化學(xué)制備技術(shù)。

第一部分為材料制備涉及的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理，具體講授內(nèi)容包括晶體材料、非晶體材料的生長(zhǎng)機(jī)理和形成規(guī)律，艾林罕姆圖的意義和應(yīng)用等。學(xué)生掌握這部分知識(shí)可為后續(xù)所學(xué)具體材料制備技術(shù)提供最基本的理論基礎(chǔ)，具體到某種合成方法需要的相關(guān)理論知識(shí)可在相應(yīng)內(nèi)容部分補(bǔ)充講解。

第二部分為材料制備采用的具體制備技術(shù)，重點(diǎn)講授化學(xué)制備方法。材料制備技術(shù)具體包括四類，即固相合成技術(shù)，液相合成技術(shù)，氣相合成技術(shù)，特殊合成技術(shù)。

固相合成技術(shù)中高溫固相合成是最為常用的合成方法。高溫固相合成重點(diǎn)講授高溫固相合成基本原理，高溫的獲得和測(cè)量、高溫固相合成和高溫?zé)Y(jié)技術(shù)。除了高溫固相合成之外，高壓合成也是常用的材料合成方法，高壓合成重點(diǎn)講授高壓合成機(jī)制，高壓的獲得，以及高壓合成的應(yīng)用。

液相合成技術(shù)包括熔融法生長(zhǎng)晶體，講授提拉法的原理，特點(diǎn)和操作要點(diǎn)；溶液法生長(zhǎng)晶體，講授溶液法的特點(diǎn)和溶液過(guò)飽和度的控制，講授水熱合成反應(yīng)的原理，實(shí)驗(yàn)過(guò)程和解水熱合成技術(shù)的具體應(yīng)用；溶液法制備納米粉體材料，講授溶膠凝膠法、沉淀法、水解法和微乳法的原理和實(shí)驗(yàn)過(guò)程；液體急冷法，講授液體急冷法的原理，實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)和應(yīng)用。

氣相合成技術(shù)包括物理氣相沉積，講授物理氣相沉積原理和實(shí)驗(yàn)過(guò)程，物理氣相沉積在合成薄膜材料中的應(yīng)用；化學(xué)氣相沉積，講授化學(xué)氣相沉積實(shí)驗(yàn)過(guò)程和原理，化學(xué)氣相沉積在合成無(wú)機(jī)材料中的應(yīng)用。

特殊合成技術(shù)包括電解合成，講授電化學(xué)基本概念、特殊價(jià)態(tài)元素化合物電解合成和熔鹽電解；低溫合成和分離，講授低溫的獲得、測(cè)量和控制、低溫分離；無(wú)機(jī)光化學(xué)合成和微波合成，講授無(wú)機(jī)光化學(xué)合成基本概念、實(shí)驗(yàn)方法，光化學(xué)合成法的應(yīng)用，講授微波燃燒合成和微波水熱合成的應(yīng)用。

二、材料化學(xué)制備科學(xué)與技術(shù)課程教學(xué)安排

材料化學(xué)制備科學(xué)與技術(shù)是材料化學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，作為主講教師在講授材料制備所涉及的化學(xué)和材料學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理要結(jié)合實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)；在講授各類材料制備方法實(shí)驗(yàn)過(guò)程、特點(diǎn)、應(yīng)用范圍和局限性要聯(lián)系基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理，做到理論課指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論，體現(xiàn)材料化學(xué)制備科學(xué)與技術(shù)這門(mén)課程科學(xué)性和技術(shù)性特點(diǎn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)材料化學(xué)制備科學(xué)與技術(shù)這門(mén)課程之后，初步具備典型材料制備方法的選擇，能夠用課堂所學(xué)知識(shí)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，解釋和解決制備實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。

材料化學(xué)制備科學(xué)與技術(shù)課程要在學(xué)生學(xué)完基礎(chǔ)化學(xué)和材料學(xué)課程之后開(kāi)課，材料化學(xué)制備科學(xué)與技術(shù)課程的學(xué)習(xí)需要化學(xué)和材料學(xué)課程提供理論基礎(chǔ)。材料化學(xué)制備科學(xué)與技術(shù)課程開(kāi)課的同時(shí)需要同時(shí)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，理論課程與實(shí)驗(yàn)課程同時(shí)開(kāi)設(shè)，既可以使學(xué)生課堂理論學(xué)習(xí)不枯燥乏味，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，又能使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中結(jié)合理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。另外，可通過(guò)學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研和做文獻(xiàn)報(bào)告，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，既讓學(xué)生掌握了知識(shí)，又可提高其能力，培養(yǎng)出真正對(duì)國(guó)家和社會(huì)有用的人才。

參考文獻(xiàn)：

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[3]朱繼平，閆勇.無(wú)機(jī)材料的合成與制備[M].合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2009.

作者簡(jiǎn)介：

董忠平（1979-），男，內(nèi)蒙古科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院副教授。