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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(mén)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。針對該課程學(xué)問(wèn)點(diǎn)冗雜、概念籠統等特性，分離本身教學(xué)經(jīng)歷和課程特性，從該門(mén)課程的教學(xué)目的、教學(xué)內容、教學(xué)辦法與手腕等方面停止了系統的探究和變革，以到達進(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(lèi)號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）06（b）-0000-00
納米科技是20世紀80年代末逐漸開(kāi)展起來(lái)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(lèi)將來(lái)開(kāi)展的三大主流科技，在信息技術(shù)、生物與農業(yè)、環(huán)境能源、生命醫學(xué)以及航空航天等方面有普遍的應用前景。納米科技的迅猛開(kāi)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，對納米材料的學(xué)習，是順應將來(lái)社會(huì )對材料專(zhuān)業(yè)人才的需求。在教材的方面，不斷沒(méi)有一本面向研討生教學(xué)的、較系統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)內容、教學(xué)辦法與手腕等方面對高等院校材料類(lèi)研討生專(zhuān)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(guò)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(lèi)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；控制納米材料的構造剖析測試辦法；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用現狀和應用前景以及最新研討停頓，以便使學(xué)生理解和把握當今納米科學(xué)的最新研討前沿
2 教學(xué)內容的選擇
目前，納米材料正蓬勃開(kāi)展，其觸及的面也越來(lái)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，內容普遍[2]。隨著(zhù)納米科技的興起，也呈現了很多引見(jiàn)納米效應、納米技術(shù)應用及納米材料制備技術(shù)文獻和材料，對推進(jìn)納米科技的安康開(kāi)展起了很好的作用。但是，在教材的方面，不斷沒(méi)有一本面向研討生教學(xué)的、較系統性的納米材料的教材。依據筆者從事納米材料課程教學(xué)的理論，以為要到達前面提出的納米材料課程教學(xué)目的。課程的教學(xué)主要內容應包含以下幾方面： 納米材料的根本概念、開(kāi)展史；納米材料的分類(lèi)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；納米材料的構造剖析測試辦法；納米材料的生物毒性和平安性；納米材料最新研討停頓。依據教學(xué)內容特性，能夠思索將教學(xué)內容分會(huì )以下6個(gè)局部。
2.1 緒論
從納米材料的新奇特性開(kāi)端，講述納米材料的內涵和根本概念以及開(kāi)展史。依據材料的分類(lèi)辦法講述納米材料的分類(lèi)辦法及特性。講述納米材料的根本構造單元及其特性。重點(diǎn)講述納米材料的量子尺寸效應、小尺寸效應、外表效應、宏觀(guān)量子隧道效應等根本性能。并分離我國納米材料研討現狀和學(xué)生研討方向停止相關(guān)討論，激起學(xué)生對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
主要內容觸及納米材料的構造和形貌特征；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)特性與構造關(guān)聯(lián)，依照根本構造-根本特性-特殊構造-特殊效應-特殊功用-特殊應用這一思緒，引領(lǐng)學(xué)生深化考慮，能夠起到觸類(lèi)旁通效果。
2.3 納米材料的制備辦法和原理
依照納米材料維數分類(lèi)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)生研討方向對相關(guān)材料和辦法停止細致討論，使學(xué)生控制相關(guān)制備辦法，為隨后的研討奠定堅實(shí)的根底。
2.4納米材料的構造剖析測試辦法
主要包括透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線(xiàn)光電子能譜儀、X射線(xiàn)粉末衍射儀、激光粒度儀等納米材料表征儀器。經(jīng)過(guò)學(xué)習，使學(xué)生控制納米材料測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)，也使同窗們認識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。依據已有的相關(guān)研討報道，引見(jiàn)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)的平安操作規則，以便在隨后的納米材料相關(guān)研討中防止呈現平安事故。
2.6最新研討停頓
依據納米材料的最新研討熱點(diǎn)，如石墨烯、鋰離子電池燈，講述納米科技范疇國際最新研討動(dòng)態(tài)，讓學(xué)生理解國際最新研討熱點(diǎn)。
3. 教學(xué)辦法與手腕
3.1 多媒體教學(xué)
針對納米材料課程內容普遍，學(xué)問(wèn)點(diǎn)多的特性，采用多媒體教學(xué)方式。應用多媒體教學(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，又能夠將信息量大的課程內容在有限的時(shí)間內呈現給同窗們。從而激起學(xué)生的學(xué)習興味，促進(jìn)學(xué)生思想開(kāi)展，豐厚學(xué)生的想象力。例如，講述納米材料宏觀(guān)量子隧道效應時(shí)，能夠動(dòng)畫(huà)的方式展示，便當學(xué)生們了解。講述納米材料的制備辦法時(shí)，能夠經(jīng)過(guò)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
應用交互式討論教學(xué)方式。依據學(xué)生的興味，分離課程內容，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(guò)文獻查閱等方式理解該辦法；其次，在課堂上就該辦法、原理和理論應用停止充沛討論和剖析；最后教師指出該內容的重點(diǎn)和難點(diǎn)。經(jīng)過(guò)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)生的主體認識；創(chuàng )設民主、對等的課堂氣氛，讓學(xué)生充沛發(fā)表本人對問(wèn)題的見(jiàn)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 )新認識、發(fā)明性思想才能得到不時(shí)的開(kāi)展[3]。
3.3理論操作相分離
納米材料是一門(mén)理論性很強的課程。在課程教學(xué)中要充沛與理論相分離，依據學(xué)生的研討方向，分離課程內容，布置學(xué)生停止相關(guān)實(shí)驗。經(jīng)過(guò)詳細的實(shí)驗使學(xué)生對納米材料有更多的理性認識。觸及透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線(xiàn)粉末衍射儀、激光粒度儀等納米材料表征儀器內容時(shí)，分離詳細狀況，可布置一定時(shí)間上機察看和操作。
4 結語(yǔ)
納米材料是納米科技的根底，對納米材料的學(xué)習，是順應將來(lái)社會(huì )對材料專(zhuān)業(yè)人才的需求。本文從納米材料課程教學(xué)目的、教學(xué)內容、教學(xué)辦法與手腕等方面對高等院校材料類(lèi)研討生專(zhuān)業(yè)停止納米材料課程的教學(xué)變革停止系統的討論，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
[1]白春禮.納米科技及其開(kāi)展前景，新材料產(chǎn)業(yè)[J].2001，4：8-11.
[2]張立德，牟季美.納米材料和納米構造[M].北京：科學(xué)出版社，2001，2：11.
[3]羅華.開(kāi)啟學(xué)生的創(chuàng )新認識―談交互式討論教學(xué)法[J].天津師范大學(xué)學(xué)報（根底教育版），2002，3（4）：17-19+31
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