《無機材料物理化學(xué)》課程介紹

1、《無機材料物理化學(xué)》 課程介紹,材料工程系,一、課程教學(xué)對象,水泥工藝專業(yè)陶瓷工藝專業(yè)玻璃工藝專業(yè) 其它無機非金屬材料專業(yè),二、課程體系設(shè)置,1、課程的性質(zhì)、地位2、課程設(shè)計的理念與思路3、教學(xué)內(nèi)容及組織,1、課程性質(zhì)和任務(wù),性質(zhì)：《無機材料物理化學(xué)》是一門專業(yè)基礎(chǔ)理論課，是無機材料專業(yè)必修的主干課程。本課程的前修課程是《物理學(xué)》、《無機化學(xué)》、《高等數(shù)學(xué)》等基礎(chǔ)課，后續(xù)課程是《無

2、機材料工藝學(xué)》《熱工設(shè)備》等專業(yè)課。本課程的學(xué)習(xí)，必須具有《物理學(xué)》、《無機化學(xué)》、《高等數(shù)學(xué)》等基礎(chǔ)知識，而學(xué)生對專業(yè)課的學(xué)習(xí)和掌握特別是對《無機材料工藝學(xué)》的學(xué)習(xí)和掌握又是以本課程為基礎(chǔ)的。學(xué)生的專業(yè)技能和專業(yè)知識主要通過專業(yè)課程獲得，但本課程對于學(xué)生深入理解和掌握《無機材料工藝學(xué)》進(jìn)而獲得工藝控制能力、物理檢驗?zāi)芰?、新產(chǎn)品研發(fā)能力等專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域職業(yè)崗位要求的核心專業(yè)技能具有重要支撐作用。目的與任務(wù): 講述與本專業(yè)有關(guān)的

3、物理化學(xué)基本理論和基本知識，為學(xué)習(xí)工藝知識等后續(xù)課程及從事無機材料工程技術(shù)和科學(xué)研究工作打下基礎(chǔ)。,2、課程設(shè)計的理念與思路,一、準(zhǔn)確定位培養(yǎng)目標(biāo)，科學(xué)架構(gòu)課程體系在定位培養(yǎng)目標(biāo)和進(jìn)行課程體系設(shè)置時主要遵循以下途徑：1、深入企業(yè)進(jìn)行充分調(diào)研；2、以教育部高職高專材料類教學(xué)指導(dǎo)委員會制定的教學(xué)規(guī)范為參考；3、聽取和吸納院教學(xué)指導(dǎo)委員會和專業(yè)指導(dǎo)委員會特別是來自企業(yè)的專家委員的意見；4、對畢業(yè)生進(jìn)行跟蹤調(diào)查，吸收畢業(yè)生的反饋意見；

4、5、對校企合作舉辦的培訓(xùn)班、訂單班的經(jīng)驗進(jìn)行直接的總結(jié)。二、在明確培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，確定崗位要求的學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)明確培養(yǎng)目標(biāo)后，要根據(jù)崗位工作的性質(zhì)、職責(zé)、內(nèi)容和要求，確立學(xué)生應(yīng)具備的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)，并繪制出相應(yīng)框圖。三、按照知識結(jié)構(gòu)框圖和能力結(jié)構(gòu)框圖，確定支撐知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)的相關(guān)理論課程和實踐課程通過知識結(jié)構(gòu)框圖和能力結(jié)構(gòu)框圖，可以清楚地了解各門理論課程和實踐課程在課程體系中的地位和支撐作用。四、制定課程

5、標(biāo)準(zhǔn)并加以貫徹執(zhí)行制定課程標(biāo)準(zhǔn)必須服從和服務(wù)于總體培養(yǎng)目標(biāo)，同時課程標(biāo)準(zhǔn)中的課程目標(biāo)又是對總體目標(biāo)的細(xì)化和具體化。五、應(yīng)用PDCA理論，對上述過程周而復(fù)始，循環(huán)進(jìn)行。通過對上述過程的周而復(fù)始，不斷循環(huán)往復(fù)，可以對教學(xué)不斷進(jìn)行改進(jìn)，提高教學(xué)質(zhì)量，保證人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)和不斷提高,3、課程內(nèi)容及組織,3-1 教學(xué)內(nèi)容的針對性與適用性本課程內(nèi)容主要講授的是物理化學(xué)的基本概念、基本原理、基本定律以及物理化學(xué)的基本原理在無機材料生產(chǎn)中的應(yīng)

6、用。教學(xué)對象是無機非金屬材料專業(yè)的水泥工藝專業(yè)、陶瓷工藝專業(yè)、玻璃工藝專業(yè)的學(xué)生。按照培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格的要求，教學(xué)內(nèi)容充分體現(xiàn)了高等職業(yè)技術(shù)教育培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用性人才的特點，以職業(yè)能力培養(yǎng)為主線，貫穿基本知識、基本理論、基本技能，加強對現(xiàn)象的本質(zhì)認(rèn)識的能力。在內(nèi)容的選取上，以“必需、夠用”為原則，同時強調(diào)該課程中體現(xiàn)的科學(xué)的思維方法，培養(yǎng)學(xué)生善于思考、勤于動手的行為習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生具有初步的解決實際問題和初步的技術(shù)應(yīng)用的能力。既能滿足學(xué)生

7、當(dāng)前的崗位需要，又能夯實學(xué)生的基礎(chǔ)，增強學(xué)生的發(fā)展后勁，為學(xué)生擴大發(fā)展空間，從事更復(fù)雜、更高級的專業(yè)技術(shù)工作提供了可能。,3-2教學(xué)內(nèi)容的組織與安排,本課程的教學(xué)內(nèi)容采用典型的水平化組織形式，根據(jù)高職教育的學(xué)制和特點，將過去獨立開設(shè)的《物理化學(xué)》和《硅酸鹽物理化學(xué)》中的內(nèi)容，按照教學(xué)目標(biāo)整合而成。具體教學(xué)過程中，還針對不同專業(yè)方向的教學(xué)對象，對其中的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行刪減取舍，如對玻璃專業(yè)的學(xué)生，可刪減有關(guān)“燒結(jié)”部分的內(nèi)容。本課程包括理論

8、教學(xué)和實踐教學(xué)兩部分。實踐教學(xué)既可加深對理論知識的理解，又是對理論知識的應(yīng)用，通過學(xué)、做結(jié)合，幫助學(xué)生理解抽象的理論，提高學(xué)生的動手能力、實踐能力和解決實際問題的能力。在課程進(jìn)行的前一學(xué)期和后一學(xué)期，均安排有下廠實習(xí)。學(xué)生可以通過實習(xí)進(jìn)一步了解該課程在實際中的應(yīng)用以及對實際生產(chǎn)的指導(dǎo)作用。,三、教學(xué)方法與手段,（一）教學(xué)模式的設(shè)計與創(chuàng)新本課程是從基礎(chǔ)理論過渡到專業(yè)課的橋梁，課程中既有抽象的理論，又有與生產(chǎn)實際結(jié)合緊密的內(nèi)容，因此在教學(xué)

9、中不能因循固定的模式，應(yīng)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)模式。本課程在教學(xué)中采用的主要模式有：1、講解-接受模式：對于主要的理論部分一般采用此模式。2、精講—自學(xué)-討論-操作模式：教師精講重點和難點，在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，讓學(xué)生獨立學(xué)習(xí)有關(guān)內(nèi)容，可培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，讓學(xué)生“學(xué)會學(xué)習(xí)”；討論有“生-生互動”式，亦有“師-生互動”式；操作是學(xué)用結(jié)合的過程，學(xué)生根據(jù)老師布置的任務(wù)，獨立地從事分析問題、解決問題的活動。此種模式與目前職業(yè)教

10、育中比較流行的任務(wù)驅(qū)動、項目引導(dǎo)大體相同，對于教學(xué)內(nèi)容中與生產(chǎn)實際結(jié)合緊密的部分、操作性較強的內(nèi)容采用此種模式。3、合作教學(xué)模式：合作教學(xué)既有教師和學(xué)生合作學(xué)習(xí)含義，以體現(xiàn)“學(xué)生是學(xué)習(xí)主體”的原則，也有在下廠期間由學(xué)校教師和企業(yè)技術(shù)人員合作對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)的含義。,三、教學(xué)方法與手段,（二）多種教學(xué)方法的運用 鑒于前述本課程教學(xué)內(nèi)容抽象、難懂以及職業(yè)教育學(xué)制較短、課時較緊的特點，本課程在教學(xué)過程中針對不同的教學(xué)內(nèi)容采用多種教學(xué)

11、方法，概括起來主要有： 1、講授法2、啟發(fā)引導(dǎo)法3、討論法4、指導(dǎo)自學(xué)法5、演示法6、練習(xí)法7、實驗法教學(xué)方法的主要改革有：1、典型案例分析法；如結(jié)合煤氣站煤氣制備講授化學(xué)平衡中的平衡轉(zhuǎn)化率，通過水泥生料在窯爐中的固相反應(yīng)講授反應(yīng)速度理論，結(jié)合窯爐烘烤講授多晶轉(zhuǎn)變對生產(chǎn)的影響，結(jié)合相圖講授生產(chǎn)工藝參數(shù)的確定，結(jié)合水泥的水化反應(yīng)及陶瓷泥漿的制備講授膠體理論等等。2、學(xué)做結(jié)合法：將材料生產(chǎn)中需要用無機材料物理化學(xué)的理論解決的

12、實際問題引入到教學(xué)中，以任務(wù)驅(qū)動的方式在教師的指導(dǎo)下讓學(xué)生分析解決，既鞏固了理論知識，又培養(yǎng)了學(xué)生分析問題與解決工程實際問題的能力，同時貫徹了理論聯(lián)系實際的原則。3、實習(xí)法：將工程實際的最新科研成果融入教學(xué)中去，使學(xué)生了解材料生產(chǎn)的發(fā)展方向，努力做到與時俱進(jìn)。4、參觀法,三、教學(xué)方法與手段,（三）現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段的應(yīng)用 目前學(xué)院已為每位教師配備了筆記本電腦，教室里安裝了投影儀等設(shè)備。學(xué)院定期對教師進(jìn)行計算機培訓(xùn)，本課程教師全部

13、會用電腦制作教學(xué)用幻燈片（課件）進(jìn)行教學(xué)，并且在大多章節(jié)內(nèi)容的教學(xué)中均已采用課件教學(xué)，效果良好。將無機材料物理化學(xué)中抽象的理論及與實際工程緊密結(jié)合的內(nèi)容以動畫的形式展現(xiàn)給學(xué)生，增強了學(xué)生的感性認(rèn)識；將無機材料物理化學(xué)中難懂的知識及在實際工程中的應(yīng)用以生動活潑的動畫形式展現(xiàn)給同學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，借助于網(wǎng)絡(luò)工具還可讓學(xué)生查閱資料、搜尋信息、互相交流，討論學(xué)習(xí)中的問題。,四、實踐條件,1、校內(nèi)實訓(xùn)設(shè)備與實訓(xùn)環(huán)境

14、學(xué)校在二十多年前就為當(dāng)時的《硅酸鹽物理化學(xué)實驗》購置了實驗儀器和設(shè)備，在上世紀(jì)90年代就已經(jīng)配套完成六個實驗內(nèi)容，已成功完成十五屆學(xué)生的實驗或?qū)嵱?xùn)任務(wù)。2007年，新購置進(jìn)更精密、自動化程度更高的新型實驗儀器和設(shè)備，實驗條件大為改觀。學(xué)院現(xiàn)設(shè)有專門的物理化學(xué)、無機材料物理化學(xué)實驗室，可根據(jù)需要開設(shè)以下實驗：1、液體飽和蒸氣壓的測定2、雙液系相圖的繪制3、反應(yīng)級數(shù)的測定4、溶液表面張力的測定5、電泳、電滲實驗6、膠體聚沉值

15、的測定7、粘土可塑性測定8、泥漿觸變性的測定9、燒結(jié)溫度和燒結(jié)范圍的測定10、高溫熔體表面張力的測定11、高溫熔體粘度的測定12、失重分析13、淬冷法確定結(jié)晶溫度14、晶體結(jié)構(gòu)球棍模型實驗,四、實踐條件,2、校外實習(xí)基地的建設(shè)與利用材料工程專業(yè)有著長期的校企合作經(jīng)歷，有固定的實習(xí)基地，基本滿足學(xué)生實習(xí)需要。在實習(xí)的同時，既鍛煉學(xué)生又豐富教師的實踐教學(xué)經(jīng)驗。 現(xiàn)有實習(xí)基地如下：實習(xí)基地名稱

16、 地 點 利 用蒙西高新材料集團(tuán) 烏海 生產(chǎn)實習(xí)、頂崗實習(xí)烏蘭水泥集團(tuán) 烏蘭察布市 生產(chǎn)實習(xí)、頂崗實習(xí)億利冀東水泥公司 鄂爾多斯市 生產(chǎn)實習(xí)、頂崗實習(xí)武川冀東水泥公司 呼和浩特市武川

17、 生產(chǎn)實習(xí)、頂崗實習(xí)天皓水泥集團(tuán) 呼和浩特市清水河 生產(chǎn)實習(xí)、頂崗實習(xí)金山水泥有限公司 呼和浩特市金川 生產(chǎn)實習(xí)、頂崗實習(xí)烏海藍(lán)星玻璃集團(tuán) 烏海市 生產(chǎn)實習(xí)、頂崗實習(xí)蒙西阿榮旗公司 呼倫貝爾市阿榮旗 頂崗實習(xí)遼寧恒威水泥集團(tuán) 遼寧遼陽市

18、 頂崗實習(xí)大連天瑞水泥集團(tuán) 大連市 頂崗實習(xí)滿洲里水泥廠 滿洲里市 頂崗實習(xí),實踐環(huán)境,五、教學(xué)效果與社會認(rèn)可度,材料工程專業(yè)的畢業(yè)生遍布區(qū)內(nèi)外材料生產(chǎn)企業(yè)，培養(yǎng)的學(xué)生供不應(yīng)求。許多學(xué)生成為企業(yè)的生產(chǎn)和管理骨干，不少學(xué)生走上領(lǐng)導(dǎo)崗位。區(qū)內(nèi)幾乎每個材料生產(chǎn)企業(yè)都有本專業(yè)的學(xué)生從技能型人才成長為工程型人才，有的甚至

19、成為高級工程師。這與本課程為學(xué)生夯實發(fā)展基礎(chǔ)、增強了學(xué)生的發(fā)展后勁有關(guān)。 本課程授課教師多次下廠為企業(yè)開辦培訓(xùn)班、學(xué)歷提高班、在職函授班，如在烏蘭水泥集團(tuán)、千鋼水泥集團(tuán)、烏海藍(lán)星玻璃集團(tuán)、蒙西高新材料集團(tuán)、西卓子山水泥集團(tuán)講授本課程，企業(yè)學(xué)員和旁聽的企業(yè)工程技術(shù)人員和管理人員均認(rèn)為本課程理論講授適當(dāng)，與實際結(jié)合緊密，效果良好，對本課程給予很高評價。,六、特色與創(chuàng)新,本課程的特色與創(chuàng)新點1、教學(xué)體系完善 培養(yǎng)目

20、標(biāo)、課程體系及課程標(biāo)準(zhǔn)的制定嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)；教學(xué)文件規(guī)范、實用，有針對性。2、教師隊伍配備合理 既有熟練掌握現(xiàn)代教育技術(shù)的年青教師，也有從事多年專業(yè)課教學(xué)和專業(yè)基礎(chǔ)理論教學(xué)、實踐經(jīng)驗豐富的中年教師，可實現(xiàn)優(yōu)勢互補。本課程要求年青教師必須具有專業(yè)實踐經(jīng)歷，充分了解本課程與后續(xù)專業(yè)課的聯(lián)系，將本課程與后續(xù)專業(yè)課程融會貫通方可講授本課程。。3、研究、探索和采用多樣化、立體化教學(xué)模式，保證教學(xué)質(zhì)量。 如課堂教學(xué)課件化

21、，課程教材立體化，實驗設(shè)計綜合化。4、產(chǎn)學(xué)結(jié)合，理論聯(lián)系實際緊密，突出職業(yè)能力培養(yǎng) 能通過多種方式即時將工程實際的內(nèi)容以及最新成果融入教學(xué)中，使學(xué)生了解理論在材料生產(chǎn)的應(yīng)用及發(fā)展方向，努力做到與時俱進(jìn)。5、教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系完整，教學(xué)反饋迅速。 除進(jìn)行開學(xué)初、期中、期末教學(xué)檢查外，加強過程監(jiān)控，依靠教學(xué)督導(dǎo)、系內(nèi)聽課、同行聽課、學(xué)生評價等及時將教學(xué)中的問題反饋，不斷改進(jìn)教學(xué)。,七、本課程改進(jìn)的方向與途徑

22、,1、繼續(xù)整合相關(guān)內(nèi)容，突出重點 如將“溶液”一章刪減，其中必要的內(nèi)容放在“相平衡”一章講授。2、強調(diào)知識在實際中的應(yīng)用，注重實用性，充分體現(xiàn)職業(yè)性、實踐性、開放性理論和實際要更加緊密的結(jié)合，多增加案例分析，將情景式教學(xué)、仿真式教學(xué)引入本課程教學(xué)中，使學(xué)生身臨其境地了解本課程的知識在實際中什么地方應(yīng)用、如何應(yīng)用。3、加大教學(xué)方法的改進(jìn)力度，充分利用各種手段特別是現(xiàn)代教育技術(shù)增強教學(xué)效果利用模型、教具、實物、現(xiàn)場參觀特別是多媒體

23、課件將課程內(nèi)容以生動形象、通俗易懂的形式展現(xiàn)出來，以更有利于學(xué)生理解和掌握。4、改革實驗、實訓(xùn)的內(nèi)容和方法讓學(xué)生參與實驗、實訓(xùn)的方案設(shè)計，多進(jìn)行綜合性、研究性的實驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，提高學(xué)生的實踐能力和分析、研究、解決問題的能力。5、創(chuàng)造各種機會，讓師生參與企業(yè)的實踐活動實踐出真知，要努力做到學(xué)做結(jié)合，知行統(tǒng)一，這是提高教學(xué)效果的最有效的方法和途徑，也符合職業(yè)教育的特點和要求。,八、教學(xué)參考書,理

24、論教學(xué)用書及參考書 《硅酸鹽物理化學(xué)》 賀可音主編 武漢理工大學(xué)出版社《物理化學(xué)》 王振琪、吳曉明、楊一平主編 化學(xué)工業(yè)出版社 《硅酸鹽物理化學(xué)》 胡明德、葉瑞倫主編 武漢工業(yè)大學(xué)出版社參考教材：《硅酸鹽物理化學(xué)》 浙江大學(xué)等編著 中國建筑工業(yè)出版社 《無機材料物理化學(xué)》 周亞棟主編