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納米材料課程教學探索與思考論文
摘要：《納米材料》是一門新興的、多學科穿插性課程，觸及凝聚態物理、化學、材料、生物等范疇。針對該課程學問點冗雜、概念籠統等特性，分離本身教學經歷和課程特性，從該門課程的教學目的、教學內容、教學辦法與手腕等方面停止了系統的探究和變革，以到達進步教學質量的目的。
關鍵詞：納米材料，教學辦法，教學質量
中圖分類號：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年代末逐漸開展起來的新興學科范疇，它觸及到凝聚態物理、化學、材料、生物等范疇[1]。目前，納米科技與生物技術、信息技術成為推進人類將來開展的三大主流科技，在信息技術、生物與農業、環境能源、生命醫學以及航空航天等方面有普遍的應用前景。納米科技的迅猛開展將促使簡直一切的工業范疇產生一場反動性的變化。
納米材料是納米科技的根底，對納米材料的學習，是順應將來社會對材料專業人才的需求。在教材的方面，不斷沒有一本面向研討生教學的、較系統性的納米材料的教材。本文擬從納米材料課程教學目的、教學內容、教學辦法與手腕等方面對高等院校材料類研討生專業停止納米材料課程的教學變革停止討論。
1 教學目的制定
課程的目的是經過課堂教學，使碩士研討生可以理解、控制納米科學與技術的概念、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，以便使學生理解和把握當今納米科學的最新研討前沿
2 教學內容的選擇
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、凝聚態物理、膠體化學、固體化學、配位化學、化學反響動力學和外表、界面等多中學科，內容普遍[2]。隨著納米科技的興起，也呈現了很多引見納米效應、納米技術應用及納米材料制備技術文獻和材料，對推進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的理論，以為要到達前面提出的納米材料課程教學目的。課程的教學主要內容應包含以下幾方面： 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。依據教學內容特性，能夠思索將教學內容分會以下6個局部。
2.1 緒論
從納米材料的新奇特性開端，講述納米材料的內涵和根本概念以及開展史。依據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造單元及其特性。重點講述納米材料的量子尺寸效應、小尺寸效應、外表效應、宏觀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生研討方向停止相關討論，激起學生對納米材料的獵奇心和求知欲。
2.2 納米材料物理化學性能
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、磁學、光學等物理特性；納米材料的吸附、分散、聚會等化學特性。將納米材料的物理化學特性與構造關聯，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，引領學生深化考慮，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。重點講述蒸發-冷凝法、濺射法、氣相化學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。并分離學生研討方向對相關材料和辦法停止細致討論，使學生控制相關制備辦法，為隨后的研討奠定堅實的根底。
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。經過學習，使學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缺陷和適用范圍。同時，也使同窗們認識到納米材料研討的高技術特性。
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。依據已有的相關研討報道，引見一些納米材料的生物毒性，讓學生們理解納米材料的缺乏之處，控制相關的平安操作規則，以便在隨后的納米材料相關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，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態，讓學生理解國際最新研討熱點。
3. 教學辦法與手腕
3.1 多媒體教學
針對納米材料課程內容普遍，學問點多的特性，采用多媒體教學方式。應用多媒體教學圖、文、聲、像融為一體的優點，能夠使教與學的活動變得愈加豐厚多彩，又能夠將信息量大的課程內容在有限的時間內呈現給同窗們。從而激起學生的學習興味，促進學生思想開展，豐厚學生的想象力。例如，講述納米材料宏觀量子隧道效應時，能夠動畫的方式展示，便當學生們了解。講述納米材料的制備辦法時，能夠經過表示圖的方式展示，更容易讓學生了解和控制。
3.2交互式討論
應用交互式討論教學方式。依據學生的興味，分離課程內容，將學生劃分多個課題小組，停止課堂討論。例如，講述微乳液法制備納米材料時，首先讓學生經過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和難點。經過這種交互式討論，在課堂教學中，確立學生的主體位置，尊重學生的主體認識；創設民主、對等的課堂氣氛，讓學生充沛發表本人對問題的見地，發揮學生的主管能動性，變被動承受為主動探究；使學生的創新認識、發明性思想才能得到不時的開展[3]。
3.3理論操作相分離
納米材料是一門理論性很強的課程。在課程教學中要充沛與理論相分離，依據學生的研討方向，分離課程內容，布置學生停止相關實驗。經過詳細的實驗使學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射線粉末衍射儀、激光粒度儀等納米材料表征儀器內容時，分離詳細狀況，可布置一定時間上機察看和操作。
4 結語
納米材料是納米科技的根底，對納米材料的學習，是順應將來社會對材料專業人才的需求。本文從納米材料課程教學目的、教學內容、教學辦法與手腕等方面對高等院校材料類研討生專業停止納米材料課程的教學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效果，為培育學生的創新思想和科研肉體起到了一定的作用
參考文獻
[1]白春禮.納米科技及其開展前景，新材料產業[J].2001，4：8-11.
[2]張立德，牟季美.納米材料和納米構造[M].北京：科學出版社，2001，2：11.
[3]羅華.開啟學生的創新認識―談交互式討論教學法[J].天津師范大學學報（根底教育版），2002，3（4）：17-19+31
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