纳米材料课程教学探索与思考论文

时间:2018-08-14 16:28:17 材料毕业论文 我要投稿

纳米材料课程教学探索与思考论文

  摘要:《纳米材料》是一门新兴的、多学科穿插性课程,触及凝聚态物理、化学、材料、生物等范畴。针对该课程学问点冗杂、概念笼统等特性,分离本身教学经历和课程特性,从该门课程的教学目的、教学内容、教学办法与手腕等方面停止了系统的探究和变革,以到达进步教学质量的目的。

纳米材料课程教学探索与思考论文

  关键词:纳米材料,教学办法,教学质量

  中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)06(b)-0000-00

  纳米科技是20世纪80年代末逐渐开展起来的新兴学科范畴,它触及到凝聚态物理、化学、材料、生物等范畴[1]。目前,纳米科技与生物技术、信息技术成为推进人类将来开展的三大主流科技,在信息技术、生物与农业、环境能源、生命医学以及航空航天等方面有普遍的应用前景。纳米科技的迅猛开展将促使简直一切的工业范畴产生一场反动性的变化。

  纳米材料是纳米科技的根底,对纳米材料的学习,是顺应将来社会对材料专业人才的需求。在教材的方面,不断没有一本面向研讨生教学的、较系统性的纳米材料的教材。本文拟从纳米材料课程教学目的、教学内容、教学办法与手腕等方面对高等院校材料类研讨生专业停止纳米材料课程的教学变革停止讨论。

  1 教学目的制定

  课程的目的是经过课堂教学,使硕士研讨生可以理解、控制纳米科学与技术的概念、分类及其特性,理解和控制纳米材料的根本物理和化学性能;控制纳米材料的主要制备办法和原理;控制纳米材料的构造剖析测试办法;理解纳米材料的生物毒性和平安性;理解纳米材料在不同范畴的应用现状和应用前景以及最新研讨停顿,以便使学生理解和把握当今纳米科学的最新研讨前沿

  2 教学内容的选择

  目前,纳米材料正蓬勃开展,其触及的面也越来越普遍,涵盖原子物理、凝聚态物理、胶体化学、固体化学、配位化学、化学反响动力学和外表、界面等多中学科,内容普遍[2]。随着纳米科技的兴起,也呈现了很多引见纳米效应、纳米技术应用及纳米材料制备技术文献和材料,对推进纳米科技的安康开展起了很好的作用。但是,在教材的方面,不断没有一本面向研讨生教学的、较系统性的纳米材料的教材。依据笔者从事纳米材料课程教学的理论,以为要到达前面提出的纳米材料课程教学目的。课程的教学主要内容应包含以下几方面: 纳米材料的根本概念、开展史;纳米材料的分类及其特性;纳米材料的根本物理和化学性能;纳米材料的主要制备办法和原理;纳米材料的构造剖析测试办法;纳米材料的生物毒性和平安性;纳米材料最新研讨停顿。依据教学内容特性,能够思索将教学内容分会以下6个局部。

  2.1 绪论

  从纳米材料的新奇特性开端,讲述纳米材料的内涵和根本概念以及开展史。依据材料的分类办法讲述纳米材料的分类办法及特性。讲述纳米材料的.根本构造单元及其特性。重点讲述纳米材料的量子尺寸效应、小尺寸效应、外表效应、宏观量子隧道效应等根本性能。并分离我国纳米材料研讨现状和学生研讨方向停止相关讨论,激起学生对纳米材料的猎奇心和求知欲。

  2.2 纳米材料物理化学性能

  主要内容触及纳米材料的构造和形貌特征;纳米材料的热学、磁学、光学等物理特性;纳米材料的吸附、分散、聚会等化学特性。将纳米材料的物理化学特性与构造关联,依照根本构造-根本特性-特殊构造-特殊效应-特殊功用-特殊应用这一思绪,引领学生深化考虑,能够起到触类旁通效果。

  2.3 纳米材料的制备办法和原理

  依照纳米材料维数分类办法,讲述零维纳米材料、一维纳米材料、二维纳米材料、三维纳米材料的特征、制备办法和根本原理。重点讲述蒸发-冷凝法、溅射法、气相化学合成法等气相办法和沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、溶剂热法等液相办法。并分离学生研讨方向对相关材料和办法停止细致讨论,使学生控制相关制备办法,为随后的研讨奠定坚实的根底。

  2.4纳米材料的构造剖析测试办法

  主要包括透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、X射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器。经过学习,使学生控制纳米材料测试的主要办法和仪器,并控制各种仪器的优缺陷和适用范围。同时,也使同窗们认识到纳米材料研讨的高技术特性。

  2.5纳米材料的生物毒性和平安性

  主要包括纳米材料的生物毒性和平安性。依据已有的相关研讨报道,引见一些纳米材料的生物毒性,让学生们理解纳米材料的缺乏之处,控制相关的平安操作规则,以便在随后的纳米材料相关研讨中防止呈现平安事故。

  2.6最新研讨停顿

  依据纳米材料的最新研讨热点,如石墨烯、锂离子电池灯,讲述纳米科技范畴国际最新研讨动态,让学生理解国际最新研讨热点。

  3. 教学办法与手腕

  3.1 多媒体教学

  针对纳米材料课程内容普遍,学问点多的特性,采用多媒体教学方式。应用多媒体教学图、文、声、像融为一体的优点,能够使教与学的活动变得愈加丰厚多彩,又能够将信息量大的课程内容在有限的时间内呈现给同窗们。从而激起学生的学习兴味,促进学生思想开展,丰厚学生的想象力。例如,讲述纳米材料宏观量子隧道效应时,能够动画的方式展示,便当学生们了解。讲述纳米材料的制备办法时,能够经过表示图的方式展示,更容易让学生了解和控制。

  3.2交互式讨论

  应用交互式讨论教学方式。依据学生的兴味,分离课程内容,将学生划分多个课题小组,停止课堂讨论。例如,讲述微乳液法制备纳米材料时,首先让学生经过文献查阅等方式理解该办法;其次,在课堂上就该办法、原理和理论应用停止充沛讨论和剖析;最后教师指出该内容的重点和难点。经过这种交互式讨论,在课堂教学中,确立学生的主体位置,尊重学生的主体认识;创设民主、对等的课堂气氛,让学生充沛发表本人对问题的见地,发挥学生的主管能动性,变被动承受为主动探究;使学生的创新认识、发明性思想才能得到不时的开展[3]。

  3.3理论操作相分离

  纳米材料是一门理论性很强的课程。在课程教学中要充沛与理论相分离,依据学生的研讨方向,分离课程内容,布置学生停止相关实验。经过详细的实验使学生对纳米材料有更多的理性认识。触及透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器内容时,分离详细状况,可布置一定时间上机察看和操作。

  4 结语

  纳米材料是纳米科技的根底,对纳米材料的学习,是顺应将来社会对材料专业人才的需求。本文从纳米材料课程教学目的、教学内容、教学办法与手腕等方面对高等院校材料类研讨生专业停止纳米材料课程的教学变革停止系统的讨论,理论证明,这些举措的施行获得了良好的教学效果,为培育学生的创新思想和科研肉体起到了一定的作用

  参考文献

  [1]白春礼.纳米科技及其开展前景,新材料产业[J].2001,4:8-11.

  [2]张立德,牟季美.纳米材料和纳米构造[M].北京:科学出版社,2001,2:11.

  [3]罗华.开启学生的创新认识―谈交互式讨论教学法[J].天津师范大学学报(根底教育版),2002,3(4):17-19+31

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