《无机材料物理化学》课程介绍

《无机材料物理化学》课程介绍 • 材料工程系

一、课程教学对象 • 水泥工艺专业 • 陶瓷工艺专业 • 玻璃工艺专业 • 其它无机非金属材料专业

二、课程体系设置 1、课程的性质、地位 2、课程设计的理念与思路 3、教学内容及组织

1、课程性质和任务 性质： • 《无机材料物理化学》是一门专业基础理论课，是无机材料专业必修的主干课程。本课程的前修课程是《物理学》、《无机化学》、《高等数学》等基础课，后续课程是《无机材料工艺学》《热工设备》等专业课。本课程的学习，必须具有《物理学》、《无机化学》、《高等数学》等基础知识，而学生对专业课的学习和掌握特别是对《无机材料工艺学》的学习和掌握又是以本课程为基础的。学生的专业技能和专业知识主要通过专业课程获得， • 但本课程对于学生深入理解和掌握《无机材料工艺学》进而获得工艺控制能力、物理检验能力、新产品研发能力等专业技术领域职业岗位要求的核心专业技能具有重要支撑作用。目的与任务: 讲述与本专业有关的物理化学基本理论和基本知识，为学习工艺知识等后续课程及从事无机材料工程技术和科学研究工作打下基础。

2、课程设计的理念与思路 • 一、准确定位培养目标，科学架构课程体系 • 在定位培养目标和进行课程体系设置时主要遵循以下途径： • 1、深入企业进行充分调研； • 2、以教育部高职高专材料类教学指导委员会制定的教学规范为参考； • 3、听取和吸纳院教学指导委员会和专业指导委员会特别是来自企业的专家委员的意见； • 4、对毕业生进行跟踪调查，吸收毕业生的反馈意见； • 5、对校企合作举办的培训班、订单班的经验进行直接的总结。 • 二、在明确培养目标的基础上，确定岗位要求的学生的知识结构和能力结构 • 明确培养目标后，要根据岗位工作的性质、职责、内容和要求，确立学生应具备的知识结构和能力结构，并绘制出相应框图。 • 三、按照知识结构框图和能力结构框图，确定支撑知识结构和能力结构的相关理论课程和实践课程 • 通过知识结构框图和能力结构框图，可以清楚地了解各门理论课程和实践课程在课程体系中的地位和支撑作用。 • 四、制定课程标准并加以贯彻执行 • 制定课程标准必须服从和服务于总体培养目标，同时课程标准中的课程目标又是对总体目标的细化和具体化。 • 五、应用PDCA理论，对上述过程周而复始，循环进行。 • 通过对上述过程的周而复始，不断循环往复，可以对教学不断进行改进，提高教学质量，保证人才培养目标的实现和不断提高

3、课程内容及组织 • 3-1 教学内容的针对性与适用性 • 本课程内容主要讲授的是物理化学的基本概念、基本原理、基本定律以及物理化学的基本原理在无机材料生产中的应用。教学对象是无机非金属材料专业的水泥工艺专业、陶瓷工艺专业、玻璃工艺专业的学生。 • 按照培养目标和培养规格的要求，教学内容充分体现了高等职业技术教育培养技术应用性人才的特点，以职业能力培养为主线，贯穿基本知识、基本理论、基本技能，加强对现象的本质认识的能力。在内容的选取上，以“必需、够用”为原则，同时强调该课程中体现的科学的思维方法，培养学生善于思考、勤于动手的行为习惯，培养学生具有初步的解决实际问题和初步的技术应用的能力。既能满足学生当前的岗位需要，又能夯实学生的基础，增强学生的发展后劲，为学生扩大发展空间，从事更复杂、更高级的专业技术工作提供了可能。

3-2教学内容的组织与安排 • 本课程的教学内容采用典型的水平化组织形式，根据高职教育的学制和特点，将过去独立开设的《物理化学》和《硅酸盐物理化学》中的内容，按照教学目标整合而成。具体教学过程中，还针对不同专业方向的教学对象，对其中的教学内容进行删减取舍，如对玻璃专业的学生，可删减有关“烧结”部分的内容。 • 本课程包括理论教学和实践教学两部分。实践教学既可加深对理论知识的理解，又是对理论知识的应用，通过学、做结合，帮助学生理解抽象的理论，提高学生的动手能力、实践能力和解决实际问题的能力。在课程进行的前一学期和后一学期，均安排有下厂实习。学生可以通过实习进一步了解该课程在实际中的应用以及对实际生产的指导作用。

三、教学方法与手段 • （一）教学模式的设计与创新 • 本课程是从基础理论过渡到专业课的桥梁，课程中既有抽象的理论，又有与生产实际结合紧密的内容，因此在教学中不能因循固定的模式，应根据不同的教学内容，采用不同的教学模式。本课程在教学中采用的主要模式有： • 1、讲解-接受模式：对于主要的理论部分一般采用此模式。 • 2、精讲—自学-讨论-操作模式：教师精讲重点和难点，在教师的启发引导下，让学生独立学习有关内容，可培养学生的自学能力，让学生“学会学习”；讨论有“生-生互动”式，亦有“师-生互动”式；操作是学用结合的过程，学生根据老师布置的任务，独立地从事分析问题、解决问题的活动。此种模式与目前职业教育中比较流行的任务驱动、项目引导大体相同，对于教学内容中与生产实际结合紧密的部分、操作性较强的内容采用此种模式。 • 3、合作教学模式：合作教学既有教师和学生合作学习含义，以体现“学生是学习主体”的原则，也有在下厂期间由学校教师和企业技术人员合作对学生进行指导的含义。

三、教学方法与手段 （二）多种教学方法的运用鉴于前述本课程教学内容抽象、难懂以及职业教育学制较短、课时较紧的特点，本课程在教学过程中针对不同的教学内容采用多种教学方法，概括起来主要有： 1、讲授法2、启发引导法3、讨论法4、指导自学法5、演示法6、练习法7、实验法教学方法的主要改革有： 1、典型案例分析法；如结合煤气站煤气制备讲授化学平衡中的平衡转化率，通过水泥生料在窑炉中的固相反应讲授反应速度理论，结合窑炉烘烤讲授多晶转变对生产的影响，结合相图讲授生产工艺参数的确定，结合水泥的水化反应及陶瓷泥浆的制备讲授胶体理论等等。 2、学做结合法：将材料生产中需要用无机材料物理化学的理论解决的实际问题引入到教学中，以任务驱动的方式在教师的指导下让学生分析解决，既巩固了理论知识，又培养了学生分析问题与解决工程实际问题的能力，同时贯彻了理论联系实际的原则。 3、实习法：将工程实际的最新科研成果融入教学中去，使学生了解材料生产的发展方向，努力做到与时俱进。 4、参观法

三、教学方法与手段 （三）现代教学技术手段的应用目前学院已为每位教师配备了笔记本电脑，教室里安装了投影仪等设备。学院定期对教师进行计算机培训，本课程教师全部会用电脑制作教学用幻灯片（课件）进行教学，并且在大多章节内容的教学中均已采用课件教学，效果良好。将无机材料物理化学中抽象的理论及与实际工程紧密结合的内容以动画的形式展现给学生，增强了学生的感性认识；将无机材料物理化学中难懂的知识及在实际工程中的应用以生动活泼的动画形式展现给同学，激发了学生的学习兴趣。通过充分利用网络技术，借助于网络工具还可让学生查阅资料、搜寻信息、互相交流，讨论学习中的问题。

四、实践条件 • 1、校内实训设备与实训环境 • 学校在二十多年前就为当时的《硅酸盐物理化学实验》购置了实验仪器和设备，在上世纪90年代就已经配套完成六个实验内容，已成功完成十五届学生的实验或实训任务。 • 2007年，新购置进更精密、自动化程度更高的新型实验仪器和设备，实验条件大为改观。 • 学院现设有专门的物理化学、无机材料物理化学实验室，可根据需要开设以下实验： • 1、液体饱和蒸气压的测定 • 2、双液系相图的绘制 • 3、反应级数的测定 • 4、溶液表面张力的测定 • 5、电泳、电渗实验 • 6、胶体聚沉值的测定 • 7、粘土可塑性测定 • 8、泥浆触变性的测定 • 9、烧结温度和烧结范围的测定 • 10、高温熔体表面张力的测定 • 11、高温熔体粘度的测定 • 12、失重分析 • 13、淬冷法确定结晶温度 • 14、晶体结构球棍模型实验

四、实践条件 • 2、校外实习基地的建设与利用 • 材料工程专业有着长期的校企合作经历，有固定的实习基地，基本满足学生实习需要。 • 在实习的同时，既锻炼学生又丰富教师的实践教学经验。 • 现有实习基地如下： • 实习基地名称地点利用 • 蒙西高新材料集团乌海生产实习、顶岗实习 • 乌兰水泥集团乌兰察布市生产实习、顶岗实习 • 亿利冀东水泥公司鄂尔多斯市生产实习、顶岗实习 • 武川冀东水泥公司呼和浩特市武川生产实习、顶岗实习 • 天皓水泥集团呼和浩特市清水河生产实习、顶岗实习 • 金山水泥有限公司呼和浩特市金川生产实习、顶岗实习 • 乌海蓝星玻璃集团乌海市生产实习、顶岗实习 • 蒙西阿荣旗公司呼伦贝尔市阿荣旗顶岗实习 • 辽宁恒威水泥集团辽宁辽阳市顶岗实习 • 大连天瑞水泥集团大连市顶岗实习 • 满洲里水泥厂满洲里市顶岗实习

实践环境

五、教学效果与社会认可度 • 材料工程专业的毕业生遍布区内外材料生产企业，培养的学生供不应求。许多学生成为企业的生产和管理骨干，不少学生走上领导岗位。区内几乎每个材料生产企业都有本专业的学生从技能型人才成长为工程型人才，有的甚至成为高级工程师。这与本课程为学生夯实发展基础、增强了学生的发展后劲有关。 • 本课程授课教师多次下厂为企业开办培训班、学历提高班、在职函授班，如在乌兰水泥集团、千钢水泥集团、乌海蓝星玻璃集团、蒙西高新材料集团、西卓子山水泥集团讲授本课程，企业学员和旁听的企业工程技术人员和管理人员均认为本课程理论讲授适当，与实际结合紧密，效果良好，对本课程给予很高评价。

六、特色与创新 本课程的特色与创新点 1、教学体系完善培养目标、课程体系及课程标准的制定严谨科学；教学文件规范、实用，有针对性。 2、教师队伍配备合理既有熟练掌握现代教育技术的年青教师，也有从事多年专业课教学和专业基础理论教学、实践经验丰富的中年教师，可实现优势互补。本课程要求年青教师必须具有专业实践经历，充分了解本课程与后续专业课的联系，将本课程与后续专业课程融会贯通方可讲授本课程。。 3、研究、探索和采用多样化、立体化教学模式，保证教学质量。如课堂教学课件化，课程教材立体化，实验设计综合化。 4、产学结合，理论联系实际紧密，突出职业能力培养能通过多种方式即时将工程实际的内容以及最新成果融入教学中，使学生了解理论在材料生产的应用及发展方向，努力做到与时俱进。 5、教学质量监控体系完整，教学反馈迅速。除进行开学初、期中、期末教学检查外，加强过程监控，依靠教学督导、系内听课、同行听课、学生评价等及时将教学中的问题反馈，不断改进教学。

七、本课程改进的方向与途径 • 1、继续整合相关内容，突出重点 • 如将“溶液”一章删减，其中必要的内容放在“相平衡”一章讲授。 • 2、强调知识在实际中的应用，注重实用性，充分体现职业性、实践性、开放性 • 理论和实际要更加紧密的结合，多增加案例分析，将情景式教学、仿真式教学引入本课程教学中，使学生身临其境地了解本课程的知识在实际中什么地方应用、如何应用。 • 3、加大教学方法的改进力度，充分利用各种手段特别是现代教育技术增强教学效果 • 利用模型、教具、实物、现场参观特别是多媒体课件将课程内容以生动形象、通俗易懂的形式展现出来，以更有利于学生理解和掌握。 • 4、改革实验、实训的内容和方法 • 让学生参与实验、实训的方案设计，多进行综合性、研究性的实验，激发学生的学习热情和积极性，培养学生的问题意识，提高学生的实践能力和分析、研究、解决问题的能力。 • 5、创造各种机会，让师生参与企业的实践活动 • 实践出真知，要努力做到学做结合，知行统一，这是提高教学效果的最有效的方法和途径，也符合职业教育的特点和要求。

理论教学用书及参考书 《硅酸盐物理化学》贺可音主编武汉理工大学出版社《物理化学》王振琪、吴晓明、杨一平主编化学工业出版社《硅酸盐物理化学》胡明德、叶瑞伦主编武汉工业大学出版社参考教材：《硅酸盐物理化学》浙江大学等编著中国建筑工业出版社《无机材料物理化学》周亚栋主编武汉工业大学出版社《无机材料物理化学》陆佩文主编武汉工业大学出版社《材料科学与工程手册》师昌绪、李恒德、周廉主编化学工业出版社实验教学参考书《物理化学和硅酸盐物理化学实验》自编八、教学参考书

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