納米材料課程教學(xué)探索與思考論文
摘要：《納米材料》是一門新興的、多學(xué)科穿插性課程，觸及凝聚態(tài)物理、化學(xué)、材料、生物等范疇。針對(duì)該課程學(xué)問點(diǎn)冗雜、概念籠統(tǒng)等特性，分離本身教學(xué)經(jīng)歷和課程特性，從該門課程的教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)辦法與手腕等方面停止了系統(tǒng)的探究和變革，以到達(dá)進(jìn)步教學(xué)質(zhì)量的目的。
關(guān)鍵詞：納米材料，教學(xué)辦法，教學(xué)質(zhì)量
中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2013）06（b）-0000-00
納米科技是20世紀(jì)80年代末逐漸開展起來的新興學(xué)科范疇，它觸及到凝聚態(tài)物理、化學(xué)、材料、生物等范疇[1]。目前，納米科技與生物技術(shù)、信息技術(shù)成為推進(jìn)人類將來開展的三大主流科技，在信息技術(shù)、生物與農(nóng)業(yè)、環(huán)境能源、生命醫(yī)學(xué)以及航空航天等方面有普遍的應(yīng)用前景。納米科技的迅猛開展將促使簡(jiǎn)直一切的工業(yè)范疇產(chǎn)生一場(chǎng)反動(dòng)性的變化。
納米材料是納米科技的根底，對(duì)納米材料的學(xué)習(xí)，是順應(yīng)將來社會(huì)對(duì)材料專業(yè)人才的需求。在教材的方面，不斷沒有一本面向研討生教學(xué)的、較系統(tǒng)性的納米材料的教材。本文擬從納米材料課程教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)辦法與手腕等方面對(duì)高等院校材料類研討生專業(yè)停止納米材料課程的教學(xué)變革停止討論。
1 教學(xué)目的制定
課程的目的是經(jīng)過課堂教學(xué)，使碩士研討生可以理解、控制納米科學(xué)與技術(shù)的概念、分類及其特性，理解和控制納米材料的根本物理和化學(xué)性能；控制納米材料的主要制備辦法和原理；控制納米材料的構(gòu)造剖析測(cè)試辦法；理解納米材料的生物毒性和平安性；理解納米材料在不同范疇的應(yīng)用現(xiàn)狀和應(yīng)用前景以及最新研討停頓，以便使學(xué)生理解和把握當(dāng)今納米科學(xué)的最新研討前沿
2 教學(xué)內(nèi)容的選擇
目前，納米材料正蓬勃開展，其觸及的面也越來越普遍，涵蓋原子物理、凝聚態(tài)物理、膠體化學(xué)、固體化學(xué)、配位化學(xué)、化學(xué)反響動(dòng)力學(xué)和外表、界面等多中學(xué)科，內(nèi)容普遍[2]。隨著納米科技的興起，也呈現(xiàn)了很多引見納米效應(yīng)、納米技術(shù)應(yīng)用及納米材料制備技術(shù)文獻(xiàn)和材料，對(duì)推進(jìn)納米科技的安康開展起了很好的作用。但是，在教材的方面，不斷沒有一本面向研討生教學(xué)的、較系統(tǒng)性的納米材料的教材。依據(jù)筆者從事納米材料課程教學(xué)的理論，以為要到達(dá)前面提出的納米材料課程教學(xué)目的。課程的教學(xué)主要內(nèi)容應(yīng)包含以下幾方面： 納米材料的根本概念、開展史；納米材料的分類及其特性；納米材料的根本物理和化學(xué)性能；納米材料的主要制備辦法和原理；納米材料的構(gòu)造剖析測(cè)試辦法；納米材料的生物毒性和平安性；納米材料最新研討停頓。依據(jù)教學(xué)內(nèi)容特性，能夠思索將教學(xué)內(nèi)容分會(huì)以下6個(gè)局部。
2.1 緒論
從納米材料的新奇特性開端，講述納米材料的內(nèi)涵和根本概念以及開展史。依據(jù)材料的分類辦法講述納米材料的分類辦法及特性。講述納米材料的根本構(gòu)造單元及其特性。重點(diǎn)講述納米材料的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、外表效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等根本性能。并分離我國(guó)納米材料研討現(xiàn)狀和學(xué)生研討方向停止相關(guān)討論，激起學(xué)生對(duì)納米材料的獵奇心和求知欲。
2.2 納米材料物理化學(xué)性能
主要內(nèi)容觸及納米材料的構(gòu)造和形貌特征；納米材料的熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等物理特性；納米材料的吸附、分散、聚會(huì)等化學(xué)特性。將納米材料的物理化學(xué)特性與構(gòu)造關(guān)聯(lián)，依照根本構(gòu)造-根本特性-特殊構(gòu)造-特殊效應(yīng)-特殊功用-特殊應(yīng)用這一思緒，引領(lǐng)學(xué)生深化考慮，能夠起到觸類旁通效果。
2.3 納米材料的制備辦法和原理
依照納米材料維數(shù)分類辦法，講述零維納米材料、一維納米材料、二維納米材料、三維納米材料的特征、制備辦法和根本原理。重點(diǎn)講述蒸發(fā)-冷凝法、濺射法、氣相化學(xué)合成法等氣相辦法和沉淀法、溶膠凝膠法、微乳液法、溶劑熱法等液相辦法。并分離學(xué)生研討方向?qū)ο嚓P(guān)材料和辦法停止細(xì)致討論，使學(xué)生控制相關(guān)制備辦法，為隨后的研討奠定堅(jiān)實(shí)的根底。
2.4納米材料的構(gòu)造剖析測(cè)試辦法
主要包括透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線光電子能譜儀、X射線粉末衍射儀、激光粒度儀等納米材料表征儀器。經(jīng)過學(xué)習(xí)，使學(xué)生控制納米材料測(cè)試的主要辦法和儀器，并控制各種儀器的優(yōu)缺陷和適用范圍。同時(shí)，也使同窗們認(rèn)識(shí)到納米材料研討的高技術(shù)特性。
2.5納米材料的生物毒性和平安性
主要包括納米材料的生物毒性和平安性。依據(jù)已有的相關(guān)研討報(bào)道，引見一些納米材料的生物毒性，讓學(xué)生們理解納米材料的缺乏之處，控制相關(guān)的平安操作規(guī)則，以便在隨后的納米材料相關(guān)研討中防止呈現(xiàn)平安事故。
2.6最新研討停頓
依據(jù)納米材料的最新研討熱點(diǎn)，如石墨烯、鋰離子電池?zé)�，講述納米科技范疇國(guó)際最新研討動(dòng)態(tài)，讓學(xué)生理解國(guó)際最新研討熱點(diǎn)。
3. 教學(xué)辦法與手腕
3.1 多媒體教學(xué)
針對(duì)納米材料課程內(nèi)容普遍，學(xué)問點(diǎn)多的特性，采用多媒體教學(xué)方式。應(yīng)用多媒體教學(xué)圖、文、聲、像融為一體的優(yōu)點(diǎn)，能夠使教與學(xué)的活動(dòng)變得愈加豐厚多彩，又能夠?qū)⑿畔⒘看蟮恼n程內(nèi)容在有限的時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)給同窗們。從而激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興味，促進(jìn)學(xué)生思想開展，豐厚學(xué)生的`想象力。例如，講述納米材料宏觀量子隧道效應(yīng)時(shí)，能夠動(dòng)畫的方式展示，便當(dāng)學(xué)生們了解。講述納米材料的制備辦法時(shí)，能夠經(jīng)過表示圖的方式展示，更容易讓學(xué)生了解和控制。
3.2交互式討論
應(yīng)用交互式討論教學(xué)方式。依據(jù)學(xué)生的興味，分離課程內(nèi)容，將學(xué)生劃分多個(gè)課題小組，停止課堂討論。例如，講述微乳液法制備納米材料時(shí)，首先讓學(xué)生經(jīng)過文獻(xiàn)查閱等方式理解該辦法；其次，在課堂上就該辦法、原理和理論應(yīng)用停止充沛討論和剖析；最后教師指出該內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)。經(jīng)過這種交互式討論，在課堂教學(xué)中，確立學(xué)生的主體位置，尊重學(xué)生的主體認(rèn)識(shí)；創(chuàng)設(shè)民主、對(duì)等的課堂氣氛，讓學(xué)生充沛發(fā)表本人對(duì)問題的見地，發(fā)揮學(xué)生的主管能動(dòng)性，變被動(dòng)承受為主動(dòng)探究；使學(xué)生的創(chuàng)新認(rèn)識(shí)、發(fā)明性思想才能得到不時(shí)的開展[3]。
3.3理論操作相分離
納米材料是一門理論性很強(qiáng)的課程。在課程教學(xué)中要充沛與理論相分離，依據(jù)學(xué)生的研討方向，分離課程內(nèi)容，布置學(xué)生停止相關(guān)實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)納米材料有更多的理性認(rèn)識(shí)。觸及透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線粉末衍射儀、激光粒度儀等納米材料表征儀器內(nèi)容時(shí)，分離詳細(xì)狀況，可布置一定時(shí)間上機(jī)察看和操作。
4 結(jié)語(yǔ)
納米材料是納米科技的根底，對(duì)納米材料的學(xué)習(xí)，是順應(yīng)將來社會(huì)對(duì)材料專業(yè)人才的需求。本文從納米材料課程教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)辦法與手腕等方面對(duì)高等院校材料類研討生專業(yè)停止納米材料課程的教學(xué)變革停止系統(tǒng)的討論，理論證明，這些舉措的施行獲得了良好的教學(xué)效果，為培育學(xué)生的創(chuàng)新思想和科研肉體起到了一定的作用
參考文獻(xiàn)
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