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论文摘要:本文通过我校“高分子科学技术导论”双语课程的教学过程,介绍了该课程双语教学的课程设置目的和相关的学科体系建设,以及教材的选择与多媒体教学手段。提出了不同层次本科院校进行双语教学应从实际出发进行专业课程设置,依据不同教学目的进行双语课程体系建设,互动性强的多媒体教学课件与教学手段可以有效提高教学效果。
我国教育部早于2001年就在《关于加强高等学校本科教学工作,提高教学质量的若于意见》中明文要求国内高校积极推动以英语等外语进行的教学模式。而后在2005年1月、2007年1月和2007年2月教育部又多次发文鼓励和推动双语教学的开展。2007年8月,教育部为落实上述文件精神,引发了((关于启动2007年双语教学示范课程建设项目的通知》(教高司函[2007] 137号),更提出从2007年至2010年,共支持建设500门双语教学示范课程。
在高校本科教育中“要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”的目的是加强培养学生利用外语学习专业知识、进行技术交流的能力,这对于我国高等教育与世界接轨具有重要的意义。它有利于培养国际化的人才,而且有利于学生素质的提高和学生今后自身的发展。对于高校工科类本科生来说,无论他们毕业后是攻读更高学位,还是从事各种技术性工作,具备用外语学习专业知识和进行技术交流的能力都是必要的。
1、我国的“双语教学”主要是指用汉语与英语两种语言进行非语言学科的教学,为学生营造一种双语双元文化氛围,使学生能够潜移默化地接收两种语言与多元文化环境的熏染
1.1课程设置目的材料学科国际性强,学术理论发展更新快,因此在许多高校都很早开展了双语教学工作。北京化工大学对“高分子物理”课程也进行了双语教学试验。他们的做法是进行分层教学,即对部分英语水平好的学生实行了双语教学。华东理工大学对“陶瓷基复合材料’,课程进行了双语教学。合肥工业大学也于2005年开始进行“高分子物理”课程的双语教学,武汉理工大学“材料概论”实行了双语教学,天津大学对材料科学与工程专业“材料概论”课程实行了双语教学,重庆工学院开设了“材料科学与工程导论”课程,唐山学院在三上开设了“材料概论”双语课程等。
我院开展双语教学势在必行。原拟定开设的双语课程是“高分子物理”,这门课程是高分子材料专业学生的专业基础课,学时多,内容杂,理论性强,在以中文讲解过程中尚有部分同学感到学习吃力,且是学生研究生人学考试常考的专业课程。鉴于我校是省属二本院校,学生人学英语水平与重点院校之间就有一定的差距,英语水平又参差不齐,因此从2007级教学计划开始加人了几高分子科学技术导论”这门双语课程,旨在使学生进人专业课学习的同时,全面了解专业知识体系,尤其是帮助一部分学生及早具备一定的专业文献查阅能力。
1.2课程体系建设鉴于前述的教学目的,因此“高分子材料技术导论”课程设置在三年级上期,任选课,18学时,1学分。
该课程教学大纲大体包括高分子学科的基础知识如学科发展建设、高分子材料基本分类与命名等,高分子基本结构知识,高分子材料的合成原理,主要的高分子材料及其基本性质和简单的高分子材料加工内容。原定为任选的意义在于实质上实行分级教学,即英语水平好的同学选修,为自己更早更快地进行外文文献的查阅及外文教材的学习打下更好的基础;而“高分子材料技术导论”的内容实际包括了整个专业课程设置中的“高分子化学”、“高分子物理”和“高分子材料成型工艺学”,即使英语水平相对较差不选修的学生,也不会因此而使整个学习平台短缺。
1.3教学方法与体会在实际教学中.确立了教学目标与体系设置后,首先遇到的就是教材选择的问题。它是影响学生对课程消化吸收的一个重要环节。
对于双语教学,我校制定了几种方案,其中包括对教材选用、课堂英文使用比例和板书中英文比例等的规定。既是双语教学,其目的旨在加强培养学生利用外语学习专业知识、进行技术交流的能力。因此,教材选用外文原版教材应该是最佳选择。诚然,不少优秀的英文原版教材确实比国内的教材更能反映世界上最新最前沿的知识,且语言原汁原味,但在实际使用中,大多数老师都有这样的认识,即其存在与我国教学大纲不完全相符、内容过于全面且难度无法调节等问题,在实际讲课过程中,教师为了照顾到各个层次的学生和教学大纲的要求往往对教材内容进行选择性讲解,实际教学内容覆盖率低,且学生学习起来知识点散,不易系统组织,同时也造成了教材的浪费(原版英文教材或引进影印版的定价相对都不菲)。 外文原版教材直接拿来就用,效果打折;而国内出版的双语教材相对较少,适合的也不多见。针对教材问题,我选择的是化学工业出版社引进的“国外名校名著”系列,Joel R.Fried著的“polymer science and technology",同时参考了David LBowe:的“an introduction to polymer physics" ,L.H.Sperling的“introduction to polymer physical science”和天津大学出版的“introduction to materials"。
在此基础上,我制作了与本学院教学大纲配套的多媒体课件。课件使用全英文板书,内容精练,R辅以大量图片,形象清晰,既弥补了教材的不足,也使学生易于掌握重要知识。在使用多媒体课件时,提前把课件主要内容打印出来给学生进行预习,而把其中重点的词汇(知识点概念)预留下来。这样,一方面学生可以在课前预习中根据课件内容看相关部分知识,对要学习的内容做大致了解,另一方面,课堂上减少了做笔记的时间,同时根据老师的讲解,只记录那些余下的重要的概念名词。既能够留出更多时间用于听老师讲课,理解专业知识内容而不过多的停留在单词本意的认知上,又让学生自己动手抄写重要的名词,强化了记忆。
通过双语教学发现,学生中那些英语程度较好的,一般比较欢迎双语教学课,甚至希望在课程体系设置内加大双语教学课程比例及课堂英语讲授的比例;但英语基础较差的,甚至根本听不懂也看不懂的学生,则对双语课程有抵触情绪,不太愿意配合老师的课堂教学,更无论课前预习和课后复习、作业的要求了。这一方面与学生的英语基础能力有关,另一方面也与由此而形成的学生对于英语教学课程的兴趣有关。但通过这一学期的授课我认为在没有专业英语课程学习之前,开设专业性强的双语课程,对于仅仅有大学英语基础的学生来讲,难度还是有些过大了。学生阅读外文教材或参考书所需要花费的时间很多,对于三年级专业基础课程任务相对还比较重的学生学习来说,占用的精力让一些学生也不能胜任。
2、结合本学期的授课情况和学生最后的学习情况.我对做好双语教学工作有以下几点建议
2.1为了优化教学效果,宜采用选修课的课程设置形式,尤其是分班式教学。课程设置主要取决于双语课程设置的目的。如果是普遍提高学生对于英语专业知识的认知,必须学习的课程,可以进行分层教学。不同的班级采用双(英)语教学的比例不同;如果是使学生提前进行英语专业知识的讲授,目的在于使一部分有能力的学生先可以进行外文文献的查阅,可以做一些选修课。此外,对于理论知识相对较浅的一些专业课程,如“豁结剂”或“高分子材料学”等,在三下“专业英语”课程学过之后开设成双语课程也应该较适宜。如天津科技大学开设了“高分子粘合剂”双语课程,取得了一定成绩。
但是,有的学校为了使学生适应大量专业单词而把双语教学与专业英语课程融合成一门课程的做法,我觉得还有待进一步商榷。因为专业英语是一门语言性学科,着重于专业词汇的记忆与文章理解翻译等内容;而无论哪种性质的双语课程都应该是专业知识性的教学。个人以为,也可以在二年级开设“科技英语”课程,代替通常的专业英语,比如材料学科可以选择融合金属、陶瓷与高分子材料在内的专业英文文献,这样,在三年级开设各门双语课程只需辅以少量专业词汇为基础,而不影响正常的知识性教学进程。
关键词 合成材料助剂 教学方法 考核方式 课程教学
中图分类号:G424 文献标识码:A
Exploration and Practice of Synthetic Material Aids Teaching
LI Cuiqin, WANG Jun, LI Jie, ZHANG Zhiqiu
Abstract A synthetic material aid is a professional application of chemical important courses, its mechanism and performance directly affects the application of polymer materials. I combine years of teaching practice and experience, the teaching curriculum content, teaching methods and assessment methods are explored and analyzed, train students' ability to integrate theory with practice, improve teaching quality.
Key words synthetic materials aids; teaching methods; assessment methods; course teaching
合成材料助剂课程是应用化学本科专业的一门专业限选课,它是建立在高分子材料和精细化学品的基础上,并与其他多门高分子专业课程和应用化学专业课程交叉的一门课程。本课程主要讲述高分子材料在合成、加工和使用等过程中,为了提高材料的性能而添加的化学助剂。本课程的应用性比较强,不仅包含合成材料用助剂的合成方法、还包括合成材料用助剂的使用方法和选择原则。它直接与应用化学专业的学生毕业后从事的工作密切相关。因此,本课程不仅要求学生了解合成材料用助剂的种类、合成方法,而且还要求学生深入了解合成材料用助剂的使用方法和助剂在材料中的作用机理。然而由于合成材料的种类繁多、应用广泛,导致所需的化学助剂种类更为复杂,知识量很大,但由于该课程是应用化学专业的一门专业限选课,学时较少,导致授课的难度较大。针对这些问题,结合我校应用化学专业的实际情况和笔者多年的教学经验,对该课程的教学进行了一些探索。
1 教学内容的整合与优化
我校自2000年将精细化工专业改为应用化学专业以来,对专业课程的组建以及课程内容也进行了合理的调整。如将油田化学课程分拆为钻进化学、采油化学和集输化学,将高分子化学和高分子物理合并为高分子化学与物理。其中对合成材料助剂课程内容也进行了相应的整合,对原有的教学体系和教材进行了优化。原有的教学体系如下:合成材料助剂概论、塑料用助剂、橡胶用助剂、纤维用助剂,该教学体系内容繁杂、重复性较多,如塑料用的很多助剂在纤维和橡胶中也用,导致学生学习起来难度较大,容易混淆,且没有统一的教材,学生只能依赖课堂,课后也无从下手复习。
为了适应本科教学需要,给学生一个清晰的学习提纲,且在规定的学时内完成讲授任务,我校合成材料助剂课程内容通过应用化学教研室教师的多次讨论,按照肖卫东主编的教材《聚合物材料用化学助剂》的内容对课程体系进行了修改,修改的教学体系为:合成材料助剂概论、合成用助剂、加工用助剂、热力学性能助剂、交联用助剂、防护用助剂、助剂的分离与检测。其中合成用助剂主要讲述合成材料所用的合成树脂在聚合反应过程中所添加的化学助剂,如引发剂、溶剂、乳化剂等助剂的种类、性能以及使用原则;加工用助剂主要讲述合成材料在加工过程中为改善合成材料的加工
性能而添加的化学助剂,如剂、脱模剂、增塑剂等助剂作用机理、合成及应用等;热力学性能助剂主要是讲述为改善合成材料的热力学性能而添加的化学助剂,如增强剂、增韧剂、成核剂等;防护用助剂主要讲述为改善合成材料的使用性能、延长材料的使用寿命而添加的化学助剂,如光稳定剂、热稳定剂、抗氧剂、抗静电剂等;通过对教学内容的整合与优化,对高分子材料和精细化学品化学中所涉及的基础知识通过绪论的形式简单讲授,目的是引出本课程的所讲述的重点内容。在对课程内容和教材整合的同时,为了使学生能很好地了解合成材料助剂发展的前沿知识,我校应用化专业的所有教师,针对这一问题进行了详细的讨论,通过将国内外前沿理论、最新研究成果、应用前景以及最新发展动态穿插入课堂内容中,让学生在掌握基础理论知识的同时,了解该学科的发展前沿,为今后的工作奠定基础。
2 教学方法的改革与实践
合成材料助剂是一门理论联系实际较强的课程,尤其是随着合成材料在我们日常生产和生活中的应用,很多的合成材料没有助剂的存在,很难广泛应用。如我们日常生活中常用的塑料薄膜,主要成分为PE,但由于其耐热氧性能差,很难适用室外使用,尤其是用做种植大棚用的薄膜,适用寿命很短,直到光热稳定剂和抗氧化剂的出现,PE才得以广泛应用。然而,由于合成材料助剂的种类繁多,如交联用的硫化剂有:硫磺、秋兰姆、金属氧化物、醌类化合物、胺类化合物、有机过氧化物等,每一种硫化剂的作用过程和应用对象又不同。在讲授过程中,为了避免过多的理论讲解导致讲述内容枯燥无趣。这门课程的教学方法也进行了多次讨论,如何让学生在较短的学时内,能主动积极地学好这门课,并能很好地掌握这门课程的重点知识呢?
经过多次讨论,教师们一致认为,最好的教学方法就是将每一种合成材料用的化学助剂通过学生熟悉的生活实例引出,通过学生提问、老师回答的方式进行讲述,让学生先了解这种化学助剂的重要性,然后老师再从基本的作用原理、作用方式以及应用对象进行解释。如我们在讲硫化剂时,先问学生自行车的车胎和汽车车胎有什么区别?为什么会有这么大的区别?学生也可以问老师两种车胎的组成是什么?除了主成分橡胶外,还有什么成分?具体是什么?等等这些问题,然后引出常见的硫化剂――硫磺,硫磺是什么结构的物质?它为什么可以作为硫化剂?除此之外,还有哪些硫化剂呢?先通过讨论的方式,使学生先了解这种合成材料助剂的基本性能,然后再进行理论讲授。
另外,单一的教学方式会使学生缺乏对知识的感性认识,如单凭书本、板书很难将所用的知识讲述清楚,很难使学生掌握重点知识。近年来,通过多次教学会议讨论,一致认为可利用计算机及信息技术,将大量的图片、图像和动画穿插到课程教学内容中,让学生在对知识理论认知的基础上,通过感性认知,把抽象的知识通过直观的画面展示,调动学生的学习积极性和主动性。
教学方法的改革后,学生学习的热情提高了,理论知识掌握得也扎实了。从课后学生反映的情况也可以看出,学生会主动提出一些问题,相互之间进行讨论、交流,并且会将所学过的理论知识与生活中实际例子相结合,并能设想新型化学助剂的性能。
3 考核方式的调整和试行
合成材料助剂这门应用化学专业限选课,课程内容的信息量很大,且很多助剂之间的作用和性能比较接近,如光稳定剂和抗氧化剂,均可以通过捕获材料因老化而产生的自由基,且部分的光稳定剂也可以作为抗氧化剂使用。学生仅靠单纯的死记硬背,很难将所用的重点知识理解掌握。因此,结合这门课程的特点,笔者所在的教研室对这门课程的考核方式进行了多次讨论,大部分教师认为,学生对这门课程的掌握程度不能单靠期末考试的成绩来衡量,平时学生的课堂讨论和课堂提问成绩也应纳入考核之中;另外,期末考试的试卷尽量少出大段记忆性的知识,对于重点的理论知识,应以开放性的问答题或讨论题的形式展现,强调学生对知识的理解程度。同时对试卷的评分标准进行调整,对于理解性的试题,评分标准灵活,不应严格按照书本或课堂讲述的语言进行批卷,应根据学生对问题的理解程度进行灵活给分。通过试行这种新的考核方式以来,学生学习这门课程不在是为了考试而学习,考试之前,学生也不再天天吵着让老师划重点,而是收集大量的复习资料,包括参考书、文献等,结合生活中的实际例子,进行讨论、交流。试卷很少出现类似或类同,成绩也能很好地反映学生对这门课程的理解和掌握程度。
总之,通过对合成材料助剂这门应用化学专业课程的教学体系、教学方法等方面的探索与实践,我们摸索出了一条适合应用化学专业学生的教学方法,理论结合实际的教学方式和考核方式,使学生更好地将所学知识灵活运用于日常生活和生产中,提高了学生分析实际问题和解决实际问题的能力,满足社会对综合性人才的需求。
基金项目:黑龙江省“十二五”规划重点课题,项目编号为GBB1211013;黑龙江省“十二五”规划课题,项目编号为HGJXHB2110153;东北石油大学重点课程
参考文献
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[2] 李奇.材料化学精品课程建设的实践与思考[J].化学教育,2012.9:74-77.
[3] 陈宝书,栾道成,刘云强,等.高分子材料课程改革探索与实践[J].高等教育研究,2013.30(4):40-41.
关键词:材料合成与制备方法;课程教学;改革;探讨
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)11-0173-02
一、前言
材料科学是研究材料的组成、结构、性能以及变化规律的一门基础学科,[1-3]是多学科交叉与结合的结晶,与工程技术密不可分,目前材料制备与合成技术正在发生着深刻的变化,对材料的新设计思想、新技术、新工艺等都有很高的要求。本课程主要讲授单晶材料、非晶态材料、薄膜、功能陶瓷的合成、结构陶瓷和功能高分子材料的制备原理、方法和工艺过程。知识内容非常广泛,工艺性繁多、概念性及理论性都很强,涉及到物理、化学以及材料科学等多门学科的知识。就以往的静态教学模式而言,以教师主讲为主,学生被动学习为辅的方法,很容易使学生对本课程产生厌烦的心态。又加上本课程内容琐碎、抽象、枯燥、难于理解掌握,则更加难使教学效果达到最优。所以要想激起学生的学习兴趣和思考的能力,使教学效果达到最优,教师应该从本质上对课程教学中存在的问题进行改革。
二、教材优化选择
教材的选择是每个高校教学工作的重要环节。因为教材既是课程教学内容的知识载体,又是组织教学的基本工具,也是各高校对本专业的教学改革和每个教师对教学经验的总结,所以在对每科教材进行选择时,所有相关的教师都应该考察市面上存在的相关教材,通过比较发现不同教材之间的内容差异,以及本校学生和地方的特点,选择一些实用性强而内容又不繁琐的教材,选择一些适合本校本专业教学改革需要的教材,比如我们在同时开设的另一门《材料成型工艺基础》[4]课程中就有很多重复的内容,若选择一些与《材料合成与制备方法》课程相辅助的课程,比如像《材料物理性能》和《高分子材料概论》等课程,这样通过教材的优化来引导教师教学的优化,才能更容易调动学生的积极性和主动性,使课堂效果达到最优,培养学生独立思考的能力以及使学生成为学习知识的主体,真正的符合应用型人才标准,不断提高学生的综合素质。
三、注重教学内容整体优化与教学环节的开放性,增强学生学习的自主性
《材料合成与制备方法》课程覆盖了材料科学的各个领域。开设本课程的目的是为了使学生了解和熟悉材料的制备与合成的主要技术,材料的新设计思想,新工艺合成方法及应用。学习和掌握材料制备的专业知识,使学生在后续的专业课学习中打下基础知识,更是为了学生在以后的工作中为新材料开拓更多的高新技术,使新材料更好地应用于我们的生活。由于本课程内容繁多,知识点分散,应用性也比较强,所以教师要在有限的教学学时里高效地完成此课程内容是一个非常艰难的任务。因此,教学的内容整体优化就显得尤为重要,教师不仅要对教学内容进行全新的整合归纳,突出每章的重点,调动学生的学习兴趣,提高学生在学习中的发散思维以及提升学生的创新意识,而且要充分利用课堂有限的时间来提高教学质量,培养出满足该领域的高应用型人才。
在讲述材料制备方法的时候,应该注重讲解材料的性能、结构、制备等基础理论。充分利用其他课程与本课程相结合,重点讲解材料的性能与结构之间的关系,同时也要注重理论联系实际,结合本地区,本校的一些资源为学生做详细的讲解。比如在讲解陶瓷材料的制备与应用,高分子材料的制备方法的时候,可以利用本校老师发表的一些重点核心论文作为引例,讲解近几年相关新材料制备方法与应用。这样既全方位地引导了学生的学习兴趣又拓宽了学生的专业视野,使学生更加快捷地了解本专业的前沿知识及新材料的发展方向,同时也培养了学生一定程度上的创新能力和自主学习能力。
四、教学方法和教学手段改革
1.采用多媒体教学与传统板书相结合、开启互动教学。随着材料合成制备方法的高速发展,材料的工艺性以及合成方法的更新周期都比较快,再加上《材料合成与制备方法》教学内容广,知识信息量比较大,工艺性繁多、概念性及理论性都很强,教学内容也更新得快。而多媒体教学恰恰具有存储信息量大,传播速度比^快的特点,效果直观,动画形象生动,可以缩短学生掌握知识量的时间,节约更多的教学时间,增加课堂探讨和课堂交流,使教学更加活跃和生动,更容易激发学生的思维思考能力,便于学生更加透彻地理解概念和实践的应用。比如一些非晶态材料、陶瓷材料、晶体材料等,老师可以利用CAD制图更加形象生动地表示出来,让学生更加容易理解和掌握。也可以方便快捷地下载各种材料制备的流程图,实验设备,操作方法。再次就是学生可以方便地制作一些材料制备合成方法的PPT以及一些新材料的小论文,可以在课堂上实时的开展,增加学生的学习兴趣。
多媒体也会带来一些弊端。比如学生可能在课堂上所有的知识点都理解掌握了,但是下课之后就会很快遗忘,因为在播放PPT的时候速度较快,也许学生没有注意看PPT中的相关内容,过后则容易遗忘,所以要结合传统板书的教学模式,让学生有足够时间消化知识,思考问题,还可以调动学生做笔记,提高学生的注意力。这样在一定程度上消除了学生学习中厌烦的心态,极大地提高了学生的学习兴趣,优化了教学效果。
2.理论与实践相结合。对于工科类的学生来说,《材料合成与制备方法》是一门理论性和实践性很强的专业基础学科,所以在教学中除了对教学理论的讲解之外,还应该注重教学实验,这样既培养了学生的动手能力,独立思考的能力,又巩固了理论知识,通过教学与实践相结合,使学生的学习热情进一步提高,也更加容易使学生对本专业的知识点有更加深刻的理解与运用。因为对于大三的学生来说,或多或少的在跟着老师做一些新材料制备的研究,比如陶瓷材料的制备,晶体材料的性能测试等,这样就可以使学生把本专业知识与实践相结合更加深刻的理解和灵活的运用。也为后续的毕业设计奠定基础,更为以后的工作带来帮助。
3.多样化的考核方式。为充分发挥考核在教学中的重要作用,考核更是教学过程的重要环节,正确引导学生,为评价和反馈带来有用信息。因此应调动学生在整个课程学习中的自主性,提高学生自主学习的能力,更加全面地了解本专业知识,更加客观地反映学生的学习水平。以往的传统考核方式多为闭卷考试,比较死板,学生负担过重,严重影响学生学习的兴趣和热情,虽然这种考核能加强学生对知识的记忆,但是考完之后知识容易遗忘,因为学生纯粹是通过死记硬背来完成考试的。所以本课程应该设置多种考核的方式:(1)平时成绩。主要包括提问、发言、小组讨论、课程研究以及作业等。(2)对新材料制备的一些小论文讲解。平时每章做一次考试小测试等。(3)闭卷考试。出一些基本理论性的题目,与实践相结合的一些开放性题目以及学科交叉的综合性题目。这样不仅使学生对专业知识有更加深刻的理解,而且更容易提升学生的创新能力和思考能力。因而更能满足该领域人才培养的目标,从而提高教W质量。
五、结语
《材料合成与制备方法》是一门实践性非常强的学科,为了培养符合高校转型应用型人才培养目标的人才,满足材料物理专业对人才培养的要求,通过对课程深刻的剖析,深刻地探讨教学改革,做出以上有效的改进,希望为后续教学带来高效的成果。但是教学是不断的实践与摸索的过程,还需要更多地完善教学内容,丰富教学方法,做到积极创新,提高学生实践和创新能力,才能培养出具有工程实践能力的高素质、复合型、创新型专业人才。
参考文献:
[1]吴建生,张春柏.材料制备新技术[M].上海:上海交通大学出版社,1996.
[2]赵文元,王亦军.功能高分子材料化学[M].北京:化学工业出版社,1982.
[3]李家茂.材料制备与合成课程教学改革与实践[J].安徽工业大学学报,2011,(5):123-124.
[4]沈其文.材料成型工艺基础[M].武汉:华中科技大学出版社,2003.
Discussion on Teaching Reform of Material Synthesis and Preparation
ZHANG Ren-hui,ZHANG Heng,SHI Wei,WU Yun-dong,LENG Sen-lin
(College Material and Chemical Engineering,TongRen University,Tongren,Guizhou 554300,China)
【关键词】新型建筑材料;应用;发展趋势
现代人对于住的方面提出了更高的要求,不仅要求能遮风避雨,还要求美观、实用、有档次。传统建筑物的建筑与结构形式,甚至是建筑物的安全性,主要受到了建筑材料的质量和品种的影响。由于众多建筑事故的发生,国家对于土木和建筑工程的安全、适用性和耐久性等各方面进行了严格的监控,促进国家政策调整和企业生产水平的提高。新型建筑材料不仅重量轻、强度高、节能、保温,而且有非常好的装饰效果。因此,有些新型建筑材料
不仅在品质方面有极大的提升,而且施工的方法非常的简便,可以减少大量的工期,还能做成各种各样的色彩,从而满足人们的各种审美的要求,不仅促进了社会的不断进步,而且提高了人们的生活质量。由此可见,新型建筑材料的开发与应用应该是我国建筑行业的主流发展趋势。
1. 新型建筑材料的主要类型
1.1建筑板材
我国的新型建筑板材有几十种,其中产量最大、应用最为普遍的三种是玻璃纤维增强水泥板、纸面石膏板、无石棉硅钙板。这三种板材采用的是不同的原料,不同的制作工艺,致使其性能和功用也存在着很大的不同。玻璃纤维增强水泥板比较适用于作内外墙板,其原料是低碱水泥和耐碱玻璃纤维等;纸面石膏板适用于作内墙板和吊顶板,其主要原料是护面纸和石膏;无石棉硅钙板的原料是硅钙材料,它除了可以作内外墙板以外,还可以用在和房屋结合在一起的家具上。这三种板都利用的是非金属材料制作,同时他们也可以作为原始板材,加上一定比例的保温、防渗、防火等功能的材料,再利用已有的复合技术,生产出一些更轻、更优越的新型墙体材料。。
1.2新型墙体
墙体材料在房屋建材中约占70%,是建筑材料的重要组成部分。新型墙体材料既要做到符合国家产业政策要求,又要改善建筑物的使用功能,所以要充分利用本地资源,综合利用粉煤灰及其他产业废渣生产墙体材料,加快轻质、高强、利废的新型墙体材料的发展步伐,如利用资源丰富的粉煤灰、煤矸石、矿渣等,取代黏土生产粉煤灰烧结砖、煤矸石烧结砖、矿渣砖。其中加气混凝土是集承重和绝热为一体的多功能材料。根据国家的节能标准,唯有加气混凝土才能做到单一材料达标(节能50%)的要求,而用板材做墙体材料是今后墙体发展的趋势,因此,加气混凝土制品作为今后墙体材料的首选,有着巨大的发展前景。
1.3防水密封材料
我国的建筑防水材料目前主要拥有五大类产品,分别是建筑防水涂料、密封材料、沥青油毡含改性沥青油毡、合成高分子防水卷材以及堵漏和刚性防水材料。这些产品的出现,使得我国完全摆脱了纸胎油毡一统天下的落后局面。本文以合成高分子材料为代表来表现新型建筑材料的防水性,如聚四氟乙烯。聚四氟乙烯是一种表面呈现出塑料薄膜样的材料,具有一些传统的延展性、防水性能,与此同时,它的防火、防风性能也很好,当遇到火灾蔓延时,它只会熔化而不会燃烧,很好的增加了建筑的安全性。聚四氟乙烯的透光性能也很优良,太阳光可以充分的穿透薄膜体,它还可以利用这些太阳光能所产生的热量,来调节室内环境的温度和亮度,效果相当于一个太阳能板。当前我国的防水材料市场,已经基本形成一种种类繁多、产品规格齐全、档次配套充分、工艺装备良好的工业体系。
1.4新型装饰装修材料
我国装饰装修材料的发展,虽然起步较晚,但起点较高,主要生产能力量是20 世纪80 年代以后引进国外先进技术装备基础上发展起来的,目前,花色品种已达4 000 多种,已基本形成初具规模、产品门类比较齐全的工业体系。目前,三星级的宾馆装饰装修基本做到自己生产,四至五星级宾馆的装饰装修有30%-40%可以做到自给。存在的主要问题是:
生产企业规模偏小,产品质量不稳定,款色旧,档次低,配套性差,市场竞争能力差;科技研发力量不足,产品更新换代服务弱,不能适应市场需求;产品结构不合理,中、低档产品比例大,高档材料比重低,不能满足高档建筑装修的需求。大多中、低档装修材料含甲醛等有毒气体超标严重,对人体危害十分严重,寻找并研发环保、可循环、节能的新型装饰装修材料就迫在眉睫。
1.5保温材料
我国幅员辽阔,保温的原材料分布不均,生产力的发展也不均衡,在考虑选用保温材料时,各地区的要求不一样。但新型建筑保温材料的重点在于节能功能,如矿物棉、泡沫塑料、硅酸钙绝热制品、膨胀珍珠岩等为主的品种。使用新型保温材料更新替换掉传统的保温层,可以在一定程度上降低热损耗,大大的减少不可再生资源的使用量。就我国而言,每年要消耗50 亿资源、23 亿吨标准煤来生产各种建筑材料,如果墙体材料保存不当,还会损失12 亿吨标准煤的热量,与此同时,大量的粉尘和二氧化碳、二氧化硫等有害气体排入大气中,造成严重的环境污染。因此,保温材料技术的应用,能很好的缓解这一现状。但我国这一技术起步较晚,设备配置等还不完善,各单位在这一领域的开发投入也不多,在一定程度上影响了其的推广、应用。
2.新型建筑材料的未来发展展望
我国的新型建筑材料业是一个新兴行业,并且成为建材业中的新经济增长点,目前我国已完整形成了新型建材的流通网络,行业已快速成熟起来了。国内的生产厂家已经可以生产大部分国外的建筑材料,并符合国际标准,特别是一些宾馆的建筑材料。不同档次、不同价位的装饰材料保障了我国城乡人们的居住环境,同时影响了我国的国民经济和社会与资源、生态环境协调发展,使其向低物耗、低能耗、无污染的方向发展。
3.结语
新型建筑材料在我国未来建筑行业会有很大的发展前景,随着社会的不断进步,人们的需求只会越来越多,这就要求新型材料必须具备适应环境变化的特点,能够适时的进行变化,从而满足人们的需求。
参考文献
关键词:材料科学;概论;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)07-0091-02
“材料科学概论”是杭州电子科技大学工业管理专业的一门学科基础课,主要讲授材料的基本知识[1,2]。工业管理专业学生一般只上过大学物理课,对材料学的认识十分有限,如何充分调动学生的学习兴趣和积极性就显得尤为重要,这需要对课程的讲述内容、讲授方法及考核体系等进行改革与优化。经过两年来的教学实践发现,存在的主要问题如下。
1.由于专业之间的不同,学生在学习该门课程时有一些难度,这也影响了学生的学习兴趣。因此,需要进一步精简课程的教学内容,对于部分是教学难点而非教学重点的知识点进行简单介绍,不再进行着重讲解,减轻学生的思想负担。同时,进一步完善理论联系实际的教学方法,提高教学效果。在今后的教学过程中,对重要的知识点还需要多次讲解。此外,进一步提高课程的通识性,能够对问题进行深入浅出的阐述。
2.学生学习的主动性和积极性有待于进一步调动,学生自主学习的能力有待进一步提高。总体来说,本门课程整个教学过程比较顺利,按规定计划执行,但是也存在个别同学不能按时出勤、作业完成情况不够理想等问题。这就需要进一步提炼教学内容、改变完善教学方法及课程的评估方法,增强学生的学习兴趣,变被动学习为主动学习,这样效果会好很多。
3.单纯的理论教学很难满足学生的实际需求,也难以调动学生学习的积极性,要结合实验教学和实践实习活动才能达到好的教学效果。
“材料科学概论”对于学习后续课程有非常重要的影响,国内外也非常重视同类课程的教改工作。青岛科技大学将“材料科学导论”作为校级精品课程进行建设,教学方法是学生参与的互动式教学方法,以多媒体教学、课堂讨论等形式,鼓励学生进行研究型学习,启发学生在学习知识的同时,深入思考,培养创新意识。中国矿业大学2011年将面向非工科类学生的“材料科学概论”进行了教学改革,并取得了较好的教学效果。南昌大学材料科学与工程学院积极开展“材料科学概论”的教改工作,课程的CAI课件获2004年江西省高等学校优秀多媒体教学课件二等奖(第一)。“材料科学概论”的教学改革研究与实践,对于以培养能力、提高素质为中心的新型教学模式的探索与研究和全方位学生能力与素质的提高具有重要的意义[3]。
一、课程改革的理念及思路
本课程以多媒体授课为主,以实验实践及研讨型教学为辅,授课内容丰富、涉及面广,注重学科交叉。本课程旨在于培养学生对物理、数学等基础理论知识的掌握,同时,通过相关的实验实践过程,加强学生对实用性技术能力的培养,提高他们的动手能力。通过增加课外学习训练任务,提供学生更多自主思考和探索的空间。本课程拟以“有色金属材料”和“非金属材料”为主要研讨对象,在授课过程中为学生设定专题研讨,即通过选择具体类型的材料并以其为载体,丰富课程内容,通过教师与学生之间的交流与探讨,让他们体验科学研究的过程,启发学生研究与探索的兴趣,学习科学的思维方式与研究方法,培养创新意识与创新能力。这种专题研讨课的设置,调动了学生学习的主动性,有利于学生创新能力的培养。同时,可以引导学生跟踪材料学科前沿技术的发展状况和对知识的更新了解,提高学生的综合素质。在上述基础上,改变一卷定成绩的考核方式,采用记录、报告、自评、互评等多种方式进行评估,通过考核方式的改革,降低学生的考试压力,提高教学成果评价的有效性和完善性[4,5]。
二、课程改革具体内容
1.教学内容调整与优化:优化教学内容安排,注重学生创造性和发散性思维方式的培养。
2.教学方法改革:改革传统的以传授知识为中心的教学模式,以培养能力为中心。开展案例教学、重点讲授、课堂讨论等多种形式的教学,提高学生学习的主动性和积极性,推动学生自主学习,提高学生学习新知识、新经验的能力。
3.增加实验教学环节和课外学习训练任务,提供学生更多自主思考和探索的空间。
4.专题研讨活动:布置2~3个专题,推动学生主动实践,发现问题,并进行研究,提出解决问题的方法,组织PPT,进行讨论与交流,并撰写小论文。通过专题研究活动,培养学生发现问题、解决问题、分析归纳、沟通与交流等多方面的能力,提升学生的综合素质。
三、课程改革实施方法
本项目采用理论研究和教学实践相结合的形式,探索了一套以培养能力和提高素质为中心的课程教学模式。项目主要分为教学内容调整与优化、教学方法改革、专题研讨活动及考核方式等几部分内容。
1.教学内容调整与优化。为了适应科学技术快速发展的需要,增加材料科学及实验等方面的前沿知识的介绍,增加一些工程案例,并适当精简传统教材中的一些难点而非重点的教学内容。
2.教学方法改革。教学方法上,改革过去以传授知识为中心的教学模式,建立以培养学生学习新知识、新经验的能力为中心的教学模式。课程教学设计了案例教学、自主学习、课堂讨论、重点讲授等环节。对一些基本概念、基本方法等一看就能理解的内容让学生自主学习,不理解的问题记录下来,带到讨论课上来讨论。每次课安排适当时间,针对学生在学习中发现的问题进行课堂讨论,相互启发。针对课程中的重点和学生提出的一些疑难问题进行讲授,并对教学内容进行归纳和总结。
3.增设实践实习环节。结合材料专业的本科生教学科研平台及各个实验室的实验设备,重点开展一些材料力学性能方面的实践教学活动。同时,结合我们的校外实习基地,给学生增加高分子材料方面的课外学习训练任务,提供给学生更多自主思考和探索的空间,通过理论教学与实验实践操作相结合的教学模式,提高学生的综合能力,培养学生运用课程知识分析和解决实际问题的能力。
4.专题研讨活动。专题研讨活动主要以培养学生发现问题、调研问题、分析及解决问题的能力为中心。专题研究活动设计了主动实践(含提出问题、分析问题、解决问题)、组织PPT、讨论交流等环节。学生分组针对专题进行调研、分析研究,提出自己对相关专题的看法,并要求学生做10分钟PPT,进行交流和讨论。在此过程中提高学生学习的主动性和积极性,培养学生调研、组织及解决问题的能力。通过学生主动实践,发现问题,提出解决问题的方法,进行讨论与交流,培养学生分析归纳、沟通与交流等方面的能力。比如:如何快捷准确地找到相关文献资料,如何准确地表达学术见解,如何流畅地进行学术交流等。在这里,教师不再是传统教学的“传道授业解惑”角色,而是在引导、帮助学生了解解决问题的基本思路,鼓励学生自己探究解决问题。
5.考核方式改革。改革以往一卷定成绩的方式,在考核方式上采用记录、报告、自评、互评等方式评估,并建立完整可靠的评价系统,从评估的角度提高学生学习的导向作用。通过考核方式的改革,降低学生的考试压力,提高教学成果评价的有效性和完善性。
四、结论
通过分析课程目前的教学状况、存在的主要问题及国内外同类课程的情况,我们提出了适合于该课程改革的理念、思路及目标。以提高学生学习新知识、新经验的能力为中心,开展案例教学、课堂讨论等多种形式的教学,提高学生学习的主动性和积极性,推动学生自主学习。以培养学生发现问题、分析问题及解决问题的能力为中心,通过实验实践过程及一系列专题研讨活动,培养学生发现问题、解决问题、分析归纳、沟通与交流等多方面的能力。本课程教学改革的特色在于以下几个方面。
1.以提高学生学习新知识、新经验的能力为中心,开展案例教学、课堂讨论等多种形式的教学,提高学生学习的主动性和积极性,推动学生自主学习,提高学生学习能力。
2.以培养学生的综合能力为中心,通过实验实践和课外实习过程,培养学生主动实践、发现问题、研究并解决问题;通过制作PPT、讨论与交流及撰写小论文等一系列专题研讨活动,培养学生分析归纳、沟通与交流等多方面的能力。
综上所述,本课程改革通过提炼教学内容、改革课程教学方法、开展课程专题研究、开展实验教学和实践实习等活动,充分调动学生学习的积极性和主动性,在传授知识的同时,全方位地提高学生的能力和素质,并总结、探索出一套以培养能力、提高素质为中心的新型教学模式。
参考文献:
[1]师昌绪.材料科学导论[M].北京:机械工业出版社,2001.
[2]李强.美国和欧洲的材料科学与工程教育[J].高等理科教育,2002(6):33-40.
[3]李云,吴玉程.《材料科学导论》课程内容及教学的改革与实践[J].合肥工业大学学报:社会科学版,2006,(20):12-14.