摘要：在“材料物理化學(xué)”緒論課的教學(xué)過程中，結(jié)合實(shí)例，采用啟發(fā)式教學(xué)，圍繞“什么是材料物理化學(xué)、為什么要學(xué)習(xí)這門課程、本課程學(xué)習(xí)什么內(nèi)容、怎樣學(xué)好該課程”等進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與信心，取得了滿意的教學(xué)效果。
　　關(guān)鍵詞：材料物理化學(xué)；緒論課；教學(xué)設(shè)計(jì)
　　作者簡介：胡宗智（1966-），男，湖北咸寧人，三峽大學(xué)機(jī)械與材料學(xué)院，副教授；趙君（1980-），男，山東泰安人，三峽大學(xué)機(jī)械與材料學(xué)院，副教授。（湖北 宜昌 443002）
　　中圖分類號：G642.44     文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）01-0058-02
　　
　　
　　“材料物理化學(xué)”課程在材料類專業(yè)工程技術(shù)人員的整體知識結(jié)構(gòu)及能力結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)方面具有極其重要的作用，同時(shí)也是學(xué)好后續(xù)專業(yè)課程如“材料科學(xué)基礎(chǔ)”、“材料合成與制備”、“功能材料”、“腐蝕與防護(hù)”等課程的基礎(chǔ)。國家自然科學(xué)基金委員會(huì)在自然科學(xué)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)研報(bào)告物理化學(xué)卷中指出：“實(shí)踐表明，凡是具有較好物理化學(xué)素養(yǎng)的大學(xué)本科畢業(yè)生，適應(yīng)能力強(qiáng)，‘后勁’足。由于有較好的理論基礎(chǔ)，他們?nèi)菀子|類旁通、自學(xué)深造，能較快適應(yīng)工作的變動(dòng)，開辟新的研究陣地，筆耕文化傳播，從而有可能站在國際科技發(fā)展的前沿。”[1]
　　緒論是全書的靈魂。通過緒論的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容、明確學(xué)習(xí)方向、掌握學(xué)習(xí)方法。“材料物理化學(xué)”是三峽大學(xué)（以下簡稱“我校”）金屬材料工程專業(yè)和材料成型及控制工程專業(yè)的主干學(xué)位課程，通過調(diào)研國內(nèi)外材料專業(yè)課程的設(shè)置情況，并結(jié)合我校專業(yè)特點(diǎn)及培養(yǎng)方向，將原針對材料專業(yè)開設(shè)的“物理化學(xué)”課程更名為“材料物理化學(xué)”，并選用由邵光杰主編的適合材料類專業(yè)的物理化學(xué)作為教材。該課程是材料學(xué)科的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，對培養(yǎng)學(xué)生的物理化學(xué)基礎(chǔ)知識、分析與解決問題、創(chuàng)新能力起到關(guān)鍵作用。但是該課程概念多、抽象、內(nèi)容龐雜、公式多且應(yīng)用條件嚴(yán)格，加上課程改革，理論課時(shí)數(shù)減少，學(xué)生在學(xué)習(xí)“材料物理化學(xué)”課程的過程中，普遍感到難學(xué)、難記、不易理解和掌握。如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣，提高課程的教學(xué)質(zhì)量，緒論課在整個(gè)課程教學(xué)中有著舉足輕重的地位。筆者結(jié)合多年來的教學(xué)實(shí)踐，就如何講好“材料物理化學(xué)”緒論課談幾點(diǎn)心得。
　　一、開門見山，明確課程研究對象、特點(diǎn)及地位
　　教學(xué)之初，首先讓學(xué)生了解什么是材料物理化學(xué)？許多初次接觸該課程的學(xué)生并不清楚，在緒論課中教師要開門見山介紹材料物理化學(xué)的概念，它的英文是“materials physical chemistry”，而非“materials physics and chemistry”，使學(xué)生對材料物理化學(xué)的概念有一個(gè)正確的認(rèn)識，它不是物理加化學(xué)，而是化學(xué)一級學(xué)科下的一門二級學(xué)科。在教學(xué)過程中，列舉幾個(gè)簡單的化學(xué)現(xiàn)象與物理現(xiàn)象緊密聯(lián)系的實(shí)例，如炭燃燒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)同時(shí)伴隨著放出熱量等物理現(xiàn)象；光照使照相底片感光等。并利用動(dòng)畫設(shè)計(jì)吸引學(xué)生注意力，突出課程的地位。課程導(dǎo)入的環(huán)節(jié)，從簡單通俗易懂的例子出發(fā)，講述課程的研究對象，最后總結(jié)指出“材料物理化學(xué)”是一門由經(jīng)驗(yàn)科學(xué)發(fā)展為理論體系的邊緣科學(xué)，具有理論性強(qiáng)、抽象等特點(diǎn)。開門見山的講授方法使學(xué)生對“為什么要學(xué)這門課程”有了深刻印象。
　　二、介紹學(xué)科發(fā)展史及最新前沿成果，捕捉學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生求知欲
　　介紹物理化學(xué)發(fā)展史及前沿成果，有助于學(xué)生了解本學(xué)科的發(fā)展，使學(xué)生感覺到材料物理化學(xué)是有血有肉的有機(jī)體，而不是只有生僻公式的怪物，這對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣非常有利。在緒論課中向?qū)W生講述諾貝爾獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)情況：自1901年至今的150多位獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的科學(xué)家中，60%以上是物理化學(xué)家或者是從事物理化學(xué)領(lǐng)域的研究工作。而國內(nèi)自從唐敖慶院士奠定了中國理論化學(xué)的基石以來，學(xué)生們熟悉的著名科學(xué)家盧嘉錫、唐有祺、田昭武、李遠(yuǎn)哲等都是物理化學(xué)家，理論化學(xué)界的院士已有十多位。[2]這些實(shí)例和數(shù)字都是激發(fā)學(xué)生學(xué)好“材料物理化學(xué)”課程的有力手段。當(dāng)代科學(xué)技術(shù)如飛秒激光技術(shù)、納米材料、單分子膜、LB膜、自組裝膜、鋰離子電池、太陽能電池等的研究都與物理化學(xué)息息相關(guān)。其中，2010年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主開展了在鈀催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)方面的研究，廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)和先進(jìn)材料等領(lǐng)域。
　　實(shí)踐表明，在緒論課教學(xué)過程中，適當(dāng)介紹學(xué)科發(fā)展史和前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)，不但可開闊學(xué)生的視野，豐富教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)可在教學(xué)過程中形成一種探索、創(chuàng)新的學(xué)術(shù)氣氛，激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
　　三、強(qiáng)調(diào)學(xué)好課程的必要性，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)
　　明確的學(xué)習(xí)目的及必須學(xué)好課程的壓力，會(huì)大大增強(qiáng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性及自覺性。“材料物理化學(xué)”是重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，無論從本科學(xué)習(xí)的現(xiàn)階段、還是畢業(yè)與就業(yè)的需要來看，都有必要用心學(xué)好。
　　首先，它是畢業(yè)及就業(yè)之需。學(xué)校規(guī)定作為學(xué)位課平均成績不得低于70分，如果成績不理想，直接影響到能否拿到學(xué)位及能否順利畢業(yè)，進(jìn)而影響到就業(yè)。
　　其次，是考研深造之需。國內(nèi)很多材料類專業(yè)招收碩士及博士研究生明確將該課程列為必考或選考課程。
　　最后，學(xué)好該課程，也是將來工作之需。將來有部分學(xué)生將從事新材料的研發(fā)或熱處理工藝等方面的工作，將會(huì)用到許多材料物理化學(xué)的基礎(chǔ)知識，如相圖、表面處理等。
　　通過從以上三個(gè)層面的分析，促使學(xué)生意識到學(xué)習(xí)該課程的必要性，樹立“學(xué)好”該課程的決心。
　　四、精心設(shè)疑，導(dǎo)入課程的教學(xué)內(nèi)容
　　在“材料物理化學(xué)”緒論課教學(xué)中，教師平時(shí)多積累一些本課程在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用及發(fā)展的事例，通過精心設(shè)疑、誘發(fā)學(xué)生積極思考，順利導(dǎo)入課程教學(xué)內(nèi)容。比如：
　�。�1）在一個(gè)封閉房間里打開電冰箱的門，讓冰箱工作足夠長的時(shí)間，房子會(huì)變的涼爽嗎？
　�。�2）石墨和金剛石同為碳的同素異構(gòu)體，為何不用廉價(jià)易得的石墨大量制備珍貴又昂貴的金剛石?
　�。�3）為什么在下雪的路面上撒下食鹽易于清除積雪？
　�。�4）防雨衣、防水材料的制作原理是什么？它們?yōu)楹斡蟹浪�的性能�?
　�。�5）化學(xué)鍍層以其優(yōu)異的性能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的許多領(lǐng)域，化學(xué)鍍液的穩(wěn)定性對鍍層的性能有著直接的影響，化學(xué)鍍工業(yè)中如何利用活化能的大小判斷鍍液穩(wěn)定性? [3]
　�。�6）冶金過程中，煉鐵渣及煉鋼渣選擇什么樣的組成可以有較低的熔點(diǎn)，以節(jié)約能源、有效地降低生產(chǎn)成本？[4]
　�。�7）插在深水中的鐵管，上部和下部哪個(gè)部位生銹最嚴(yán)重？
　　合理設(shè)疑，并提示學(xué)生這些問題分別對應(yīng)教材中的第一章熱力學(xué)第一定律、第二章熱力學(xué)第二定律、第三章溶液、第四章表面現(xiàn)象、第五章化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、第六章相平衡、第七章電化學(xué)基礎(chǔ)等章節(jié)，這七章就是這門課程將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，這些問題將在后續(xù)本課程相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中得到解答，給學(xué)生留下懸念。運(yùn)用實(shí)際事例設(shè)疑，不但使學(xué)生感到“材料物理化學(xué)”的問題無處不在，不會(huì)感到它太抽象，而且會(huì)引起他們濃厚的興趣，同時(shí)通過這種引導(dǎo)，使學(xué)生對教材內(nèi)容先有一個(gè)整體的了解，便于抓住重點(diǎn)，解決“本課程學(xué)什么內(nèi)容的問題”。
　　五、引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法學(xué)習(xí)，消除學(xué)生畏難思想，樹立學(xué)好課程的信心
　　“材料物理化學(xué)”公式多、抽象，是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中普遍感到困難較大的一門課程。學(xué)生對其畏懼感如不能及時(shí)消除，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生厭學(xué)情緒，導(dǎo)致學(xué)無所獲，嚴(yán)重地影響到后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。為了消除學(xué)生的畏難思想，樹立學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，教給學(xué)生科學(xué)正確的學(xué)習(xí)方法很有必要。
1.講述往屆學(xué)生的成功事例，樹立信心
　　針對我校金屬材料工程、材料成型及控制工程專業(yè)考研率較高的情況，列舉往屆本專業(yè)的學(xué)生本課程以高分考入國內(nèi)知名高校及研究院所的成功例子，說明“材料物理化學(xué)”課程并不難學(xué)，關(guān)鍵是學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法。
　　2.介紹具體學(xué)習(xí)方法與要求，提高學(xué)習(xí)效率
　　授人以魚，不如授人以漁。傳授正確的學(xué)習(xí)方法，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，起到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。
　　（1）抓住理論學(xué)習(xí)四個(gè)環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)、聽講、復(fù)習(xí)、總結(jié)。
　　要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，對不懂的問題在上課時(shí)給予特別的關(guān)注，課后要及時(shí)有效地對相關(guān)知識進(jìn)行回顧和復(fù)習(xí)，并按照自己的方法對所學(xué)知識進(jìn)行總結(jié)，找出規(guī)律。為避免學(xué)生走彎路，提醒學(xué)生在課程的理論學(xué)習(xí)過程中要牢牢把握以下幾點(diǎn)學(xué)習(xí)方法：
　　1）注意邏輯推理的思維方法，反復(fù)體會(huì)感性認(rèn)識和理性認(rèn)識的相互關(guān)系。
　　2）抓住重點(diǎn)，掌握公式的應(yīng)用條件，在理解的基礎(chǔ)上加以記憶。
　　3）做好課后練習(xí)，學(xué)會(huì)解題方法。很多東西只有通過解題才能學(xué)到，不會(huì)解題，就不可能掌握課程知識點(diǎn)。
　　4）合理利用參考書。目前與課程相關(guān)的參考書比比皆是，參差不齊。好的參考資料，能啟迪人的智慧，加深對基本概念的理解。在緒論課中務(wù)必向?qū)W生推薦課程的教材及主要參考書。
　�。�2）重視實(shí)驗(yàn)課。
　　“材料物理化學(xué)”是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是對理論知識的驗(yàn)證和應(yīng)用。學(xué)生認(rèn)真對待實(shí)驗(yàn)課，作好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，可以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力及動(dòng)手能力，并加深對課程知識點(diǎn)的理解。如二元金屬相圖的繪制及分析實(shí)驗(yàn)，可加深對步冷曲線、相圖等知識點(diǎn)的理解與掌握。
　�。�3）積極參與教師的科研活動(dòng)，提升對課程知識點(diǎn)的升華掌握。
　　用圖片介紹本學(xué)院幾個(gè)與材料物理化學(xué)有關(guān)的課題組及其研究成果，如鋰電池課題組、納米材料及光催化課題組、表面技術(shù)課題組、太陽能電池課題組等。生動(dòng)的畫面吸引了學(xué)生的興趣，通過參加科研活動(dòng)，不僅能開闊學(xué)生的視野，而且能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)及創(chuàng)新能力。
　　總之，我們通過介紹以上方法，堅(jiān)定學(xué)生的信心，激發(fā)學(xué)好“材料物理化學(xué)”課程的激情，使學(xué)生愿意學(xué)，主動(dòng)學(xué)，明白該怎樣學(xué)。
　　六、結(jié)語
　　良好的開端是成功的一半。通過對“材料物理化學(xué)”緒論課的精心設(shè)計(jì)，拉近了師生間的距離，使學(xué)生明確了學(xué)好該課程的重大意義，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與求知欲，樹立了學(xué)生學(xué)好該課程的信心，為課程的深入學(xué)習(xí)起到了奠基石的作用，取得了良好的教學(xué)效果。

本文編號：2215