对高分子材料的认识(6篇)

对高分子材料的认识篇1

一、运用材料，拉近历史与现实的距离，增进对历史知识的认识和理解

现实是历史的延续，历史是现实的记忆。现实生活中历史的影子无处不在。历史问题现实思考，现实问题历史分析应是我们在对待历史与现实关系时坚持的原则。宗法制是中国古代早期政治制度中一项非常重要的政治制度，也是教学中的一个重点和难点。宗法制虽然已经消亡，但宗法思想和观念依然影响着我们的社会生活。在指导学生学习宗法制时，我运用了以下现实情境材料来导入“2014年（甲午年）4月5日上午，清明公祭轩辕黄帝典礼在黄陵县桥山黄帝陵祭祀广场隆重举行，来自全国各地、港澳台地区及海外华人华侨近万人参加典礼。祭祀黄帝有着悠久的历史，改革开放以来，每年清明，政府都会在黄帝陵举行隆重的公祭仪式。”并提问“清明公祭轩辕黄帝的现象与中国古代哪项政治制度密切相关？”既激发学生的探究欲望，又使学生感受历史与现实间的联系。在具体学习宗法制的特点和意义时，我展示了下列材料“自中丁（商王名）以来，废嫡而更立诸弟子，弟子或争相代立。”（《史记殷本纪》）学生通过分析不难得出认识――宗法制的特点和作用。

二、运用材料，在教学中逐渐培养和锻炼学生获取和解读信息的能力

高考对能力的考查远胜于知识，获取和解读信息的能力是学生必须具备的能力之一，需要在日常的教学活动中逐步培养，锻炼提高。三省六部制是隋唐时期政治制度建设方面的创新所在，“三省分别有何职权？它们之间如何运作？”这些都是要求学生掌握的知识点。“唐初每事先经由中书省，中书做定将上，得者再下中书，中书付门下。或有未当，则门下缴驳，又上中书，中书又将上，得者再下中书，中书又下门下。若事可行，门下即下尚书省。尚书省但主书填“奉行”而已。（《朱子语类》）”“上述材料反映出的信息有哪些？”通过运用这则材料及问题使学生既获得表面信息，又分析深层次信息，从而加深对三省六部制的认识。

三、运用材料，弥补教材对知识叙述的不足，建立对历史的全面认识

高考的考查已远超出课本知识，历史材料的大量运用，大大拓展了考查的方式。高考试题中，我们常常会看到以材料形式呈现的教材未提及的一些认识和观点，而这些材料可以在教学中为我所用，从而帮助我们弥补教材的不足，建立对历史的全面认识。行省制度是我国古代地方管理方面的又一创新，它与中央中书省间有何关系，行省划分有何特点及这一制度在地方管理上有何局限，教材中语焉不详。在教学中我运用了以下材料。材料一“元代的行中书省，就是一个行动的中央政府，宰相府的派出所，分驻在这个地方来管事。如是则地方绝无权……换言之，是中央侵入了地方”。材料二“元代行省的设置，无视历来与划界密切相关的几条最重要的山川边界――秦岭、淮河、南岭、太行山等的存在，陕西行省越过秦岭而有汉中盆地，江西行省跨过南岭而有广东，江浙行省从江南平原逶迤直到福建山地”。材料三“据《南台备要》记载‘江浙行省……调兵剿捕之际，行省官凡轻重事务，若是一一咨禀，诚恐缓不及事。……（如今）凡有调遣军情重事及创动官钱，不须咨禀，……交他每（们）从便区处。’”通过三则材料能较好解决教材中语焉不详之处，从而拓展学生对行省制的认识。关于三省六部制，教材只是强调其通过增加宰相人数分化事权，从而加强皇权的作用。但材料的运用，又会使我们有新的认识。“唐代规定：一切政府法律，需用皇帝诏书名义颁布者，事先由政事堂（设在门下省，是三省宰相共同议定军国大政的场所）开会议决，送进皇宫写一敕字，然后由政事堂盖印中书门下之章发下。没有政事堂盖印，即算不得诏书，在法律上没有法律地位。”从此材料我们不难看出相权对皇权的制约。

对高分子材料的认识篇2

一、高考历史试题与历史科能力要求

伴随自主命题省份的增加，每年的高考试题有很多。自主命题省份和高考试题的全国卷各具特色，广东省的高考历史试题在对学生能力考查及试题所体现的学科特征得到大家的一致好评。其灵活生动、对学科思维方法考查突出的特点，是非常显著的。下面我结合两道题目，作简单分析。

例1（2009年，广东32题）

材料一孔子想回到西周，维护奴隶制，政治上是保守主义者，有他的落后一面，但他是伟大的史学家、教育家和人道主义的倡导者，他在历史文公遗产的继承、整理和传播上有卓越的贡献。

材料二孔子在历史文化领域有杰出成就，他的“爱人”、“仁民”观念以及他的教育思想，表现出新兴地主阶级的进步性，他想回到西周，只是因为不敢公开反对当时还比较强大的奴隶制，表现出他怯懦的方面。──据《略讼孔子思想的阶级性》

（1）两则材料都涉及孔子在教育方面的贡献。孔子在教育方面有何贡献？（3分）

（2）材料一、二评价孔子时，采用的相同方法是什么？结论有何不同？（4分）

（3）综合上述材料，说明应当如何评价历史人物。（2分）

（1）私人办学；教育及于平民；推出了合理的教学方法。（3分）

（2）方法：阶级分析、一分为二。（2分）

结论：材料一中的孔子代表奴隶主贵族，政治上是落后的；材料二的孔子代表地主阶级，政治上是进步的。（2分）

（3）避免简单贴标签，应历史地看问题（2分）考生答案如超出要点但言之成理，可在每问总分范围内酌情给分。

该题中第（1）问的设置相对简单，直接考查主干知识，难度不大。第（2）问则对史学方法进行了考查，同时考查了学生“运用判断、比较、归纳的方法论证历史问题”的能力。第（3）问对学生“使用批判、借鉴、引用的方式评论历史观点”的能力进行了考查。三问呈递进式，从知识到能力进行了全面考查。高中历史课程标准中提出“通过普通高中历史课程学习，扩大掌握历史知识的范围，深入地了解历史发展的基本线索；对历史唯物主义的基本理论和方法有所了解，初步认识人类社会发展的基本规律，学会运用科学的理论和方法认识历史和现实问题，逐步形成科学的世界观和历史观”的要求。第二、三问要求学生将两则材料进行分析对比，并且对历史学的研究方法、史学观点及结论进行了考查，由此可见历史试题背后要求更多的是学生能力。

例2（2008年，4题）齐国管仲说：“凡为国之急者，必先禁宋作文巧。未作文巧禁，则民无所游食，无民所游食则必事农，民事农则田垦，田垦则粟多，粟多则国富，国富者兵强，兵强者战胜，战胜者地广。”某研究者据此得出“中国精耕农业的产生与专制国家农业政策密切相关”的结论。该推断

A．材料充分、理解准确、结论合理

B．材料充分、理解不准确，结论不合理

C．材料不充分、理解准确，结论合理D．材料不充分、理解不准确、结论不合理

该题主要考查了学科素养和学习能力及科学历史观指导下运用学科思维和学科方法分析问题、解决问题的能力。对“有效信息进行完整、准确、合理的解读”和“使用批判、借鉴、引用的方式评论历史观点”进行了考查。

广东省在高考的高考大纲里对史学素养作了明确的要求，与课程标准的要求是一致的。课程标准围绕历史学科作为基础学科的特点作了分析。考纲与课标的一致，体现了考试具有人才选拔的特点，绝非以僵化的知识、机械地对学生进行评价。这启示我们——在日常教学中必须渗透学科思维方法，提高史学素养，应试是一种策略与手段，背后的支撑更多的是学科特点与要求，而非简单要求学生适应高考。所以我们应认识，“应试”与能力提高可以是统一的，不是互相矛盾的。

二、加强史学素养的培养，真正成为高校所需要的人才

高考的主要目的是选拔人才，教学的主要目的是培养人才。我们在日常教学中为了将学生培养成人才，使学生成为真正的人才，而不是“应试”的牺牲品，最应关注的是什么呢。

加强对学生史料分析能力的培养。近些年，高考历史试题更多地以材料形式进行切入。这种情况下，首先要引导学生准确把握题意，并针对性地对史料所隐含的信息及涉及的年代、作者、注释等进行正确分析；其次要认真审题——问题的设置与分布，问题之间的联系；要抓住关键词——时期、背景，措施、影响等甚至辨证、启示等字眼；要准确地运用已有的知识组织答案；要结合材料所渗透的信息针对性作答，语言之间的逻辑顺序要合理，层次要鲜明，要点突出。教师在教学中必须从方法上给学生指导，并有意识地培养，才能够使学生的能力不断提高。

培养学生论从史出的能力。教师要引导学生认真研读史料。这里的史料不仅包括教师课上补充的史料，还包括教材中所涉及到的史料，以及学生在学习过程中自己搜集到的史料。学生要能够正确理解史料所渗透的内容，并对史料进行真伪辨析。这需要学生结合自己所具有的扎实的知识加强对史料的分析。通过分析、比较、考证、归纳等，将史料中的有效信息进行提炼，运用恰当的语言，使结论以合理的逻辑顺序呈现。还要以历史唯物主义史观为指导，透视史料所蕴涵的历史信息，使结论具有科学性。

培养学生上述能力的过程也是也是批培养学生探究能力的过程，同时提高学生分析解决问题的能力。学生在学习的过程中真正能力提高了，自然会在高考中发挥出色的水平。培养学生能力的方法是多样的，需要教师在日常教学中结合实例进行渗透，在教师的引导之下，学生才能真正掌握该怎样学。只有学生在学习的过程中自己认识到，学习历史不仅要有扎实的、准确的学科知识，这些知识还应当是灵活的，学生的能力使知识能够互相迁移，学习能力的生成性才能得到较好的体现。学生解决问题的方法，史学素养都能够得到提高，才是高校所需要的真正的人才。

参考文献：

（1）《2008年广东省高考历史试题》

（2）《2009年广东省高考历史试题》

对高分子材料的认识篇3

关键词：巧变材料创新意识

《幼儿园教育指导纲要》明确要求：“幼儿园的教育应以游戏为基本活动，寓教育于各项活动之中。”开展好游戏首先离不开物质环境的提供和游戏材料的准备。要使幼儿在游戏中有所创新，并让能力得到发展，就必须提高游戏质量。而影响游戏质量的一个重要因素就是游戏材料。因此在区域活动中材料的投放很重要。如何在游戏中提供适宜的、孩子所需要的材料呢？笔者认为巧变游戏材料，有利于培养幼儿的创新意识。

一、添加游戏材料，激发幼儿的创新意识

“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。兴趣是最好的老师。如果区域里的材料长时间一成不变，那么孩子对这个区域就会渐渐失去兴趣，即使选择了这个区域也是对操作的重复，并没有任何收获。要想使这个区域不会“黯然失色”，教师需在原有材料基础上增加一部分新的材料，让幼儿游戏出现新的内容或情境，引发幼儿新的探索与尝试。在增添材料的情况下，幼儿带着原有的经验和成功的自信逐级而上，生发出游戏的“增长点”，运用既有的认知经验在游戏中获得新的经验。

起初我们对娃娃家、理发店、小医院和小菜场这些区域进行平行分隔是比较适宜的。但到了小班下学期，幼儿开始有了一定的游戏目的，游戏有了具体的情景。为了增长幼儿游戏的兴趣，我们在原有的区域中进行调整。把小医院分隔成“门诊”和“病房”两个区域，在小医院里挂上了窗帘。果然，这一变化吸引了很多幼儿来到小医院。有的在“门诊”忙着给病人打针，有的则躲进了“病房”当起了小病号，小医院里人丁兴旺。我缩小了理发店的空间，但放置了一面比较大的镜子，提供了许多漂亮的头饰。理发店虽然变小了，但材料却丰富了很多，理发店里又充满了幼儿的欢笑声。我还把小菜场的整置和空间进行重新划分和排列：把小菜场的货架围成一个圈，使卖莱人能坐在中间，方便操作，而买菜人也拿取自如，这样就大大改善了小菜场杂乱无章的环境。通过这样的调整，孩子们的游戏“增长点”一下子被激发出来，不同活动区域的特性和功能更加凸显，原本没有发展空间的游戏又有了新的展示内容。

二、删减游戏材料，增强幼儿的创新意识

《幼儿园工作规程》中指出：“游戏是幼儿园的基本活动。”在游戏中，儿童是自我主宰的世界。笔者深切地感受到教师只有尊重幼儿，以引导者、鼓励者身份参与幼儿的区域游戏，灵活运用游戏材料，有利于增强幼儿的创新意识。其中删减游戏材料能促进幼儿对游戏材料的想象与使用，在幼儿面对游戏出现新问题时，引导他们正视困难、迎接挑战、努力寻找“创新点”，为幼儿在剩余材料实践中获得经验的延展。

如大班“菜市场”角色游戏中，孩子们玩过一段时间后，可能情节会单一地停留在“购买、取钱、付钱、整理货架”等游戏情境中，争抢货物、钱币等行为时有发生，叫卖的孩子也可能是无所事事。此时，教师通过删减游戏材料来激发起游戏的“创新点”，如“去掉部分类别的蔬菜”，询问孩子“菜场里的食品不够了，怎么办呢？”，孩子们立刻会想到“进货”。再去掉一些辅助游戏的材料如电话、自助银行等，教师进一步启发谁去购买食品，怎么买，让孩子自己去想办法，从而迁移和提升其原有的经验，提高幼儿的创新意识。

三、多变游戏材料，拓展幼儿的创新意识

只有创新的教育，才是真教育。孩子自身不仅有创新的潜能，而且有创新的需要。开展“一物多玩”的区域游戏，有利于增强幼儿的创新精神和同伴合作交往创新意识。开展“多变”游戏材料，应引导幼儿先通过观察材料，从材料性能着手，从不同角度观察，再通过试一试，玩一玩，使新花样层出不穷。如在操作区中，提供简单的各色珠子与线，让幼儿进行串珠，开始幼儿只会单纯地一色串，在孩子们有了一定的串珠能力后，我们及时在墙壁上张贴有关标志，如：间隔串、规律串等，由易到难，让幼儿学习根据标志操作：接着再让幼儿按幼儿意愿创造性地进行串项链、腰带、手镯等饰品及风铃吊饰、串珠画等，鼓励幼儿不断玩出新花样。

当然，不是每一位幼儿都能想出好的玩法，所以就需要教师给予恰当的帮助，让孩子们主动、大胆地将自己发现的新玩法展示给同伴，使切实可行的新玩法得到推广，让幼儿体验到成功的喜悦，让更多的幼儿学会这种玩法，从而更有利于幼儿探索求新。如：玩彩带游戏，老师和幼儿手拿彩带，老师边念儿歌“我的彩带当马鞭，甩起马鞭驾、驾、驾”边领着一群“小马”，边跑边玩彩带，并提问：“你的彩带还想怎样玩？”引导幼儿边想象边玩，幼儿的情绪高涨，他们在游戏中创造了多种玩法，并能说出完整的句子。“我的彩带像风筝，在空中飞啊飞。”“我的彩带像条鱼，在水中游啊游。”幼儿每说出一种玩法，其他幼儿便跟着一起学，幼儿玩的兴趣很高，促进了幼儿之间的交流与沟通，并共同分享成功的快乐。

四、制作游戏材料，提升幼儿的创新意识

对高分子材料的认识篇4

1.1授课内容强调基础性高分子材料与机械类学生通常接触到的金属材料在结构、性能、制备工艺等方面有很大的区别。向机械类学生讲授高分子材料，主要目的是让他们对高分子材料有最基本的了解。在短短4学时内，不可能也没必要将高分子材料相关的全部内容压缩讲授。这就决定了机械工程材料课程中高分子材料部分必须侧重于基础性知识，对于理论性、专业性太强的知识点必须舍弃。基础性内容应当包括高分子材料的基本概念、分类、结构特点及常用工程高分子材料(工程塑料、工程橡胶及工程纤维)的基本力学性能。

1.2授课目标偏向工程性高分子材料不仅可作为结构材料使用，也可以作为功能材料使用。对于非材料类专业的学生，特别是机械类专业的学生，更关心材料的力学性能和应用范围。因此，在课程内容的安排上，应以与机械工程有关的机械性能为主，给出常用工程高分子材料的基本力学性能指标及适用领域。

1.3授课过程重视学生的先修知识大多数高校的机械工程材料课程以金属材料为主线，在学习高分子材料之前，学生对金属材料已经有基本了解。高分子材料与金属材料之间存在较大差异，例如：高分子材料的聚集态结构以非晶结构为主，而金属材料则以晶体结构为主；许多高分子材料，特别是橡胶类的高分子材料具有金属材料所不具备的优良弹性等。学生先修知识的习惯思维在他们学习高分子材料时可能会引起冲突，因此在授课时必须对金属材料与高分子材料的差异予以考虑。采用与金属材料对比的方法学习高分子材料，有利于帮助学生澄清概念，更好地掌握高分子材料的知识。

1.4教学方式应具有高效性高分子材料课程涉及的概念繁多，容易混淆，对于机械类学生而言比较抽象，难以理解。在短短的4学时内，要想让学生尽可能多的掌握高分子材料的相关基本概念，必须摒弃照本宣科或一味讲授的教学方式。通过高效的教学方式，充分调动学生的积极性、主动性，引导学生思考，方能达到理想的教学效果。

1.5提供扩展知识的参考书由于高分子材料的性能、结构、制备工艺以及表征与金属材料和陶瓷材料完全不同，而且目前在机械工程材料中高分子材料部分比例很少。为解决这一矛盾，在章节后面列出了比较系统的高分子材料性能、内容、结构、制备工艺以及表征方面的书籍，以供学生参考。

2高分子材料教学改革

根据以上原则，我们在2013年度的授课过程中对高分子材料的讲授进行了调整，具体如下：(1)授课内容及学时安排：高分子材料的基本概念(高分子、单体、链节，0.5学时)，高分子材料的分类方法(按用途分类，按热行为分类，按反应类型分类，按主链结构分类，0.5学时)，高分子材料基本结构(简单介绍近程结构、远程结构、聚集态结构的概念，0.5学时)及物理状态(玻璃态、高弹态和粘流态，0.5学时)，典型工程塑料的力学性能和应用(1学时)，典型合成橡胶的力学性能和应用(1学时)。(2)重点讲授常用工程高分子材料(工程塑料、工程橡胶及工程纤维)的基本力学性能及典型工程高分子材料的适用领域。(3)授课过程中通过列表等方式将高分子材料的相关内容与金属材料进行对比，一方面避免概念混淆，另一方面突出高分子材料与金属材料的不同之处。(4)采用启发式教学模式，通过设问、模拟实验、举例、探究等方法引导学生思考；在多媒体课件中，采用丰富的图片、动画激发学生学习的积极性和主动性。

3结束语

对高分子材料的认识篇5

关键词：材料专业；普通化学；绪论课；教学

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2014）51-0134-02

普通化学是高等学校材料专业的一门重要的理论基础课。但由于授课对象是大一新生，学生们对于这门课程在材料专业中的基础地位与重要性，以及与所学专业的内在联系缺乏了解或认识不足。如何能让学生迅速了解化学与材料科学之间的密切联系，从而激发他们学习化学的兴趣，调动他们学习的积极性，是普通化学教学过程中面临的首要课题。

绪论课是普通化学课堂教学的第一课，在引导学生认识化学的重要性、激发学生学习化学的兴趣方面起着非常重要的作用[1，2]。对于材料专业的学生来说，最感兴趣的莫过于各类材料对人类文明、社会发展所起的重要作用。通过讲解化学发展简史、材料在社会发展中所起的作用，增加学生学习化学的兴趣，激发学生的学习热情。近几年，笔者通过对绪论课内容的不断更新完善，以及对多媒体课件的精心设计，使学生及时认识到学习化学的必要性和重要性，取得了良好的教学效果。现就绪论课的教学实践做几点总结。

一、从材料发展对社会进步的巨大作用讲述材料发展史，增强学生的专业自豪感和自信心

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一种新材料的应用往往成为人类进步的重要里程碑。例如，历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代特征标志的。一种新型材料的研制成功，可以引起社会生活的新变化。如石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、单晶材料、有机高分子材料等的发明与创造，都曾为社会进步提供了重要的物质基础。因此，可以说，没有半导体材料，就不可能有计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊结构材料，便没有宇航工业；没有低损耗的光导纤维，也就没有现代光通讯；没有有机高分子材料，人们的生活也不可能这样丰富多彩。特别是到了现代，国际竞争日趋激烈，各国都想在生物、信息、空间、能源、海洋等技术领域占有一席之地。而开发这些高新技术的关键往往与材料的发展有关。

通过一个个生动鲜明的事例，让学生了解不同材料在人类文明进程中所起的巨大推动作用，增加他们对自己所学专业的自豪感；通过介绍材料在高新技术领域的价值及应用前景，激发学生学习材料科学的兴趣。同时，结合笔者的科研经历、科研体会，讲述一些新型材料设计合成的案例，激发学生的求知欲，增强学生的自信心。

二、介绍化学发展史，激发学生的学习兴趣，培养学生正确的价值观

人类化学知识的获得，是从认识自然现象开始的：动植物的腐烂、火山爆发、空气和水对物质的侵蚀等。远古时代人类通过摩擦生火和钻木取火等方法学会了利用火，不仅增进了健康，发展了智力，而且利用火能产生各种化学反应这个特点，开始了制陶工艺。制陶过程实际上就是在高温下，使粘土中的二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、氧化镁等成分发生一系列的化学变化。制陶工艺不仅提供生活必需品，改进农耕工具，而且改善了人类的居住条件。人们逐渐走出岩洞，住进了砖瓦房，并用陶制农具开展农业生产。同时，人们从烧陶工艺中掌握了高温技术，并该项技术应用于冶炼铜矿和铁矿。如将铜矿石和木炭混合加热得到了金属铜；但纯铜质地较软，不利于制造工具和兵器。在冶炼铜时掺入锡、铅，可制得硬度很高的青铜。青铜器如铜币、编钟、青铜鼎的出现，推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展，把社会文明向前推进了一大步。除了冶炼铜以外，人们用木炭不完全燃烧产生的一氧化碳，还原铁矿石中的氧化铁为金属铁。战国时期铁制工具如犁铧、铁D、铁锛等农具得到广泛应用，带动了农业和手工业的发展。这样，随着冶金技术的不断进步，生产工具的不断革新，在人类历史上相继出现了青铜器时代和铁器时代[4]。

此后到了炼丹术和炼金术时期。虽然炼丹家和术士的目的没能达到，但他们为化学学科的建立积累了丰富的经验。通过做原始的化学实验，发明了大批实验器具，制造出很多化学药剂，记录了大量的实验方法，写下了许多炼金著作。正是这些理论、实验方法、化学仪器以及丹术著作，开创了化学学科的先河。与此同时，人们对物质结构本质的探索与论证也从未停息过。但直到1661年英国化学家波义耳给元素下了明确的定义、1803年英国化学家道尔顿创立原子学说、1811年意大利化学家阿伏加德罗提出分子学说，人们才逐步认识到物质的组成、结构以及发生的化学变化，逐渐形成了完整的化学体系，化学才真正成为一门科学。

到了19世纪末，随着X射线和电子的发现，人们对物质结构的认识逐渐深入，打破了道尔顿原子不可分割的观念。此后，随着建立在卢瑟福有核原子模型、普朗克量子理论和爱因斯坦光子学说基础之上的波尔原子结构理论的提出，标志着现代化学的兴起；薛定谔方程的建立，更直接揭示了微观世界微粒运动的深层奥秘；而在量子力学基础上发展起来的化学键理论，使人类进一步了解到分子结构与性能之间的关系，大大地促进了化学与材料科学的联系，为发展材料科学提供了理论依据。通过化学发展史的介绍，使学生丰富化学历史知识，了解各个时期化学发展的标志性成果及对社会发展所起的巨大作用，由此激发学生学习普通化学的兴趣，为以后的专业课学习打下坚实的基础。

除了激发学习兴趣，化学史的讲授还可以给人以智慧，即尊重事实、追求真理的科学情感和态度，百折不回、锲而不舍的科学品德和情操，勇于探索、勤奋创新的科学精神和方法。如讲述诺贝尔这样的伟大科学家的奋斗历程、学术成就、品德修养，描绘科学家实事求是、一丝不苟的科学态度，锲而不舍、持之以恒的拼搏精神，对提高学生的科学素养会起到潜移默化的作用，更为重要的是，在这个过程中还可以培养学生优良的道德品质，以及正确的人生观和价值观[5]。

三、阐明材料专业只有以化学为基础，方能引领科技的发展，进一步激发学生的学习热情

材料是人类生存、社会发展、科技进步的坚实基础，是现代化革命的先导，人们把信息、材料、能源作为社会文明的支柱。如今，材料已成为与国民经济、国防建设和人民生活息息相关的重要组成部分。通过功能材料的设计合成，如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料等，制造各种高科技功能元器件。发展功能材料正在成为国家提高国际竞争力，增强经济实力，甚至是强化军事优势的重要手段。

当前，化学在推动人类进步和科技发展中起到了核心作用。化学首先是基础的核心科学，它不仅可以制造或创造出自然界已有的或不存在的物质，提供分析手段，还可以预测、裁剪、设计分子，揭示物质结构、性质和功能之间的关系；其次化学还在相关学科的发展中起了牵头作用，化学研究不仅带动了其他学科的过程研究（工业、农业、环保、能源），而且极大地带动了材料科学的发展。材料学科的发展、功能材料的设计，只有以化学为基础，才能合成出具有特殊物理性能、化学性能、力学性能等的功能材料。通过讲解材料领域的前沿知识，使学生了解材料与化学之间的密切联系，提高学生对学习化学重要性的认识，激发学生学习化学的热情，为材料专业课的学习奠定扎实的理论基础。

四、多种教学手段的综合运用，进一步改善教学效果

兴趣是学好知识的基础和保障，也是学生学习的源动力。为吸引注意力，提高兴趣，在课堂教学中，笔者运用多种教学技巧提高教学质量，改善教学效果。首先是充分发挥多媒体教学的优势。多媒体课件可以综合多种教学艺术效果，根据绪论课的特点，结合学生的专业特色，通过精心设计，恰当使用图片、文字、声音、动画等形式，充分发挥多媒体形象、直观、交互性强的优势，创造生动的教学氛围，增强趣味性，激发学习兴趣，达到最佳教学效果。其次，通过查阅相关历史及文献资料，以材料知识为主线，以化学知识为背景，通过讲授化学史上的中国人及中国化学史上的世界第一，激发学生的学习热情。最后，结合自己的科研方向和研究成果，讲授材料领域的前沿学科进展，让学生产生共鸣，拉近师生间的距离，提高他们学习的主动性。总之，通过多种教学技巧的运用，增加课堂表现力和感染力，从而有效地激发学生的兴趣。

普通化学基础理论教学是材料专业学生学习的一项必修课程，是培养专业人才的一个关键环节。培养高素质的合格人才，激发学生的求知欲，增强学生的自信心，培养学生正确的人生观和价值观，做好绪论课教学，至关重要。俗话说，“良好的开端是成功的一半”，“学贵刻苦、教贵善诱”。教师通过不断充实教学内容、渗透科研前沿、总结教学经验，讲授一堂重点突出、条理清晰、内容翔实，集科学性、历史性、趣味性、艺术性于一体的生动的绪论课，不仅可以培养学生对普通化学的学习兴趣，还将对学生专业课的学习以及综合素质的提高打下良好的基础。

参考文献：

[1]周春生，王书民.论无机化学绪论课教学的加强与改进[J].商洛学院学报，2013，27（6）：25-27.

[2]王淑涛.上好绪论课，培养大学化学的学习兴趣[J].广州化工，2010，38（4）：247-249.

[3]张艺，雷艳虹.绪论课对大学化学课堂教学的重要性[J].保山师专学报，2006，25（2）：29-30.

对高分子材料的认识篇6

[关键词]材料；有机化学；分子模拟；创新；教学改革

1前言

材料有机化学作为化学学科的基础课程，其主要研究化学材料的结构与性能。相较于其它课程，材料有机化学的理论性强、知识点多、化合物结构抽象、化学反应机理复杂。在传统的教学中教师往往采用实物模型展示的方式，然而现今材料化学中的化合物种类繁多，现有的简单模型已经不能满足日常教学的需要，因此在教学过程中学生很难理解部分复杂结构的化合物及其反应机理。如何将材料化学中的结构形象化、具体化是提高该课程效率的关键。随着计算机的飞速发展，计算化学作为一门新兴学科在生物、医药、化工等领域发挥越来越重要的作用[1-2]。传统的物理、化学研究方法面临着周期长、设备复杂、资金不足等问题，而模拟计算从量子力学角度进行材料结构与性能研究，被认为是揭示微观机理与加速宏观研究的有效手段。当前，模拟计算已经大规模的应用在科学研究中。在众多模拟软件中，Materialstudio(MS)具有友好化的Wiondows操作界面，可以将微观结构立体化，使得原本抽象的结构具有可操作性，同时它能够解决很多宏观上难以触及的问题，诸如：分子轨道、偶极矩、分子间作用力、热力学性质、结构稳定性和化学反应过程机理等。将MS应用在材料有机化学的教学中，可以将课本理论与实体化的反应历程结合，提高学生的理解力，形成长效记忆。下面笔者将从材料有机化学的教学现状、模拟软件介绍以及模拟计算用于材料有机化学教学中的实例展开详述。

2材料有机化学的教学现状及存在的问题

材料有机化学课程的服务面大，基本是生物、化学、化工、医药等专业的必修课程之一，对本科生后续课程学习乃至科研工作都起着关键作用。然而对于多数学生而言，该课程通常被认为是一门可怕的、挂科率高的课程，部分原因是知识点分散且抽象化。现阶段，板书和幻灯片教学是众多高校及科研院所的主要教学模式，缺少革新。正如国际化学联盟化学教育委员会前主席所感慨的那样[3]：“我们的许多教科书和教学方法都停留在过去的30~50年里，没有太大的改变。”然而抽象的书本教学使得学生在学习、理解该课程上出现了困难。学生难从本质上理解材料化学涉及的微观结构、分子间作用力、反应机理，从而觉得有机化学是一门枯燥乏味的理论课程。在研究材料有机化学教学现状中，渥太华大学化学教授艾莉森·弗林发现学生很不擅长对长链有机物进行命名，同时多数学生在思考反应机理时，很随意的将电子从一个分子分配给另一个分子，而不考虑这些分子之间化学键的限制。弗林教授归其原因是学生不能将材料分子的空间结构绘制出来，从而无法理解成键规则。总结而言，现阶段的有机学习教学中主要存在以下问题：(1)单靠阅读书本，学生很难构思出三维立体的分子结构；(2)抽线的理论知识使得学生无法从本质上理解反应机理，从而加剧对有机化学课程的厌学情绪。值得一提的是，特别是进入冠状病毒病大流行的特殊时期，晦涩抽象的材料化学在远程教学中面对着更大的挑战。

3分子模拟及模拟软件简介

尽管如此，新挑战也预示了新契机。现今随着计算化学的飞速发展，分子模拟被认为是一种提高学生学习化学知识兴趣的有效手段。诸如：Gaussian、Vasp、CP2K、Materialstudio等，这类模拟软件均基于一系列的半经验公式，包含密度泛函以及从头算方法等，被广泛的应用于材料有机化学中的微观结构解析以及反应机理探究，其在数字教学中或将发挥巨大作用。渥太华大学弗林教授他们借助可视化的OrgChem101模拟计算程序帮助学生了解化学语言和符号，并掌握长链有机物的命名及成键规则。此外，新加坡国立大学的化学教育者最近开发了一种方法，将化学模拟软件融入实验教学，改进了当地的教学策略。在国内，安徽医科大学提出将Gaussian模拟软件用于波谱分析的教学，利用模拟光谱有效区分出手性对映异构体[4]。此外，重庆文理学院采用化学模拟软件辅助反应机理的教学也取得很好成果[5]。然而如何融合模拟计算更形象的呈现材料有机化学中的抽象模型，相关报道较少，亟需我们进行深入的研究探讨。笔者自高校工作以来一直从事材料有机化学的教学科研工作，对材料化学课程的现状以及突破点有一定的理解，因此提出以模拟软件辅助材料有机化学的教学模式。BIOVIAMS拥有一套完整的建模和模拟环境[6]，包括：量子力学、分子力学、分子动力学、介观动力学等，旨在让材料科学和化学领域的研究人员预测和理解材料的原子和分子结构性质及其表现出的宏观性能。众多科研人员正在利用MS软件设计开发各种类型材料，包括催化剂、聚合物、复合材料、金属、合金、制药、电池等。本文笔者将阐述自己在材料有机化学教学中，采用理论模拟辅助教学的一些实例，包括发展三维立体教学，通过MS这一可视化模拟软件，在线搭建三维长链分子及其空间构型，更直观的获取材料分子的结构信息；为化学反应提供可视化的动态过程，让学生对反应历程、过程机理有本质性的理解。实践证明，将模拟软件融入材料化学的教学中，充分调动了学生的学习激情，提高了学生对基础知识的深入理解。

4软件模拟在材料有机教学中的应用实例

4.1分子三维结构的在线搭建及其空间结构分析

在材料有机化学课程中，分子结构、同分异构体以及立体异构体等是一个重要概论。初次接触的学生往往会由于缺乏空间想象力，而无法在脑海中操纵、旋转复杂这些结构。利用MS中Visualize模块可以绘制分子的微观结构以提升学生对空间想象力的培养。图1可视化的有机分子及其空间结构Fig.1Visualizedorganicmoleculesandtheirspatialstructure如图1a中，我们可以看到不同杂化方式的碳原子，并且能够从三维角度观测它们的空间构型。再如，判断同分异构体的构象是教学中的一个重难点。我们知道同分异构体是由于分子中单键的旋转而产生了相同原子而不同排列形式的构象，同分异构体间的化学性质截然不同。如图在1b-c中，如何判断1,2-二氯代丁烷两种同分异构体的内内消旋性？MS模拟软件可以轻松解决该教学问题。首先通过在MS绘制出1,2-二氯代丁烷的两种空间构象，可以清楚看到图1c中的对称性是由不对称性的碳原子引起，因此具有内消旋性，即为(2R，3S)1,2-二氯代丁烷。以上仅仅是简单分子的绘制，MS的功能强大在于它特别适用于复杂分子的绘制，如碳纳米管、C60、石墨烯等，如图1d。MS可以自定义的绘制任何有机物质，该软件的工具栏提供了多种杂化方式的碳键，方便在教学中随意的切换。利用该套绘制分子空间结构的功能，学生能够从不同角度观察分子的空间结构及成键方式，从而轻松解决材料化学中涉及键长、键角、轨道、电荷分布以及原子共平面等问题。通过在线搭建不同空间构型的有机化学分子，学生甚至可以远程亲手操控、旋转、增减该结构，加深对杂化理论以及同分异构的理解，极大增强对材料有机化学学习的兴趣。

4.2模拟计算分子间作用力

分子间作用力是指作用于原子和它相邻粒子之间的引力或斥力。分子间力相对于分子内力来说是很微弱的，主要包括氢键、配位键、范德华力、共价键、色散力等。深入理解分子间作用力对于材料有机化学学习非常重要。这里笔者将以氢键为例，阐述模拟计算在识别氢键中的有效作用。氢键指的是一个氢原子与一个电负性高的元素(通常是氮、氧或氟)以共价键的形式结合，键能介于成键作用和非键作用之间，常被描述为偶极-偶极键的一种极端形式。实际中，氢键的形成需要满足一定距离和角度要求。如何判断是否有氢键形成以及氢键形成的数量是判断材料稳定性的一个关键。在模拟计算中，通常根据以下两个标准进行氢键形成的判断(图2a)：(1)施体(指与氢原子成健的原子)与受体(指与氢原子形成氢键的原子)之间的距离小于等于0.35nm；(2)氢原子-施体-受体之间的夹角小于等于30度。为进一步在课堂上使氢键可视化，我们创建了水分子(图2b)，可以看到几何优化后的水分子氢氧键长为0.96Å，键角约为104.5度。而后构建1.0kg/m3的水盒子，能量最小化后计算出氢键分布。图2b中氢键用蓝色虚线表示，可以清楚看到中间水分子形成了3个氢键，进一步计算显示，水相中每个水分子约可形成3.5个氢键，跟文献报道一致。同时该模拟计算也给出了体系内的范德华及静电作用能分别为27.5kcal/mol，-150.9kcal/mol。MS为体系分子间作用提供了可视化的分析方法，在教学过程中，通过该套算法搭建分子间微观作用力与材料宏观性能之间的匹配性关系，将材料有机化学教学提升至一个新的高度。

4.3催化反应过渡态计算

过渡态理论认为化学反应中原子排列位置的变化是连续的，从反应物到生成物中间存在一个中间体，即过渡态，该中间体与反应物的能量差为反应活化能(图3a)。催化剂的加入能有效降低该活化能，使得化学反应更易进行。为了更直观的描述催化反应过程，笔者常用MS中的量化计算辅助课程讲解，使得原本抽象的催化反应历程具有可视化效果。甘油催化裂解是笔者在教学课堂中常举得一个例子。众所周知，甘油蒸汽在没有催化剂的情况下十分稳定，解离能很大，但是在Co催化作用下，其裂解活化能得以有效降低。为了探讨甘油蒸汽在Co0和Co2+界面处的转化过程，采用量子力学模拟计算甘油催化裂解。如图3b，计算过程中，由于能量最小化的驱使下，甘油分子最终停留在Co0和Co2+界面处，此时体系最稳定。随后根据公式计算出甘油四步裂解过程中的能垒数值，并绘制过程阶梯图，如图3c。根据该阶梯图，我们能清晰的看到甘油分子在界面处的裂解催化所需的能垒最低，即表明此反应最容易发生。材料化学教学中通过该实列的操作展示，学生可以更直观的看到化学反应是如何一步一步进行的，并且了解每一步都需要克服反应能垒，加深对催化反应及过渡态理论的理解。反应步骤一：CH2OHCHOHCH2OH→CH2OHCHOHCHO*+H2反应步骤二：CH2OHCHOHCHO*→CH2OHCH2OH+CO*反应步骤三：CH2OHCH2OH→CH3CHO*+H2O反应步骤四：CH3CHO*→CH4+CO*

5结束语