材料化学范文

2023-09-20

材料化学范文第1篇

关键词:材料科学基础;材料化学;教学改革

1、引言

国内目前已有150多所高等院校开设了材料化学专业,培养了大批具有扎实的理论基础知识和优秀工程实践素质的高层次人才。作为该专业的第一门材料学专业基础课,《材料科学基础》课程的重要性毋庸置疑,其在材料化学专业的培养体系中占据了非常重要的地位。作为一门重点研究材料“结构-性质”关系的基础课,如何利用经典的理论知识来解释实际科学或工程实践中的问题是学好该课程的关键所在。

对于材料化学专业而言,化学理论的基础也是必不可少的。根据所授学位类型的不同,对化学基础理论课程的数目和课时量的安排也有所不同。一般而言,理学学士对于化学理论的要求要高于工学学士。这也就意味着四大化学基础课程(无机化学、有机化学、物理化学、分析化学)在整个培养体系中所占的比重有所区别,直接影响到材料学相关课程的数量和课时量安排。在大多数将材料化学专业作为理科专业进行培养的高校中,本科第一和第二学年基本都安排了课时量在100-120学时/课程的四大化学课程,材料学课程的学时相对较少。而对于授予工科学位的材料化学专业则正好相反。因此,在材料化学专业学生的培养过程中,如何处理好化学基础理论课与材料学专业课之间的关系是做好《材料科学基础》课程教学的关键。

2、《材料科学基础》与四大化学课程的衔接

在材料化学专业的培养体系中,无机化学是第一门开设的专业课程,也是所有化学课程的基础。它既要完成无机化学学科自身丰富的教学内容,又承担着为后续课程作好必要准备的特殊任务[1]。无机化学课程的授课内容广泛,包含普通化学的基本原理和元素及其化合物的性质。其中,化学热力学和晶体结构的相关知识是材料科学基础课程中“相图”和“原子和晶体结构”等内容非常重要的理论基础。因此,无论是对于工学还是理学专业,无机化学作为一门基础专业课,其重要性是毋庸置疑的。

有机化学和物理化学课程一般在本科二年级开设。由于涉及一个全新的知识架构,有机化学所讲授的内容通常不作为材料科学基础课程的主要内容。相反,物理化学一般被认为是四大化学中非常重要,也是学习难度较大的一门课程[2]。与材料科学基础的课程内容相比较而言,物理化学课程体系中的热力学基础、相平衡以及表面与界面等内容也都是目前材料科学体系的经典内容,在目前纳米材料的前沿研究领域都有着非常重要的应用。因此,对于授予工学学位的材料化学专业而言,在有机化学课程的选择上一般根据学院自身的研究方向来确定。而物理化学一般作为材料类专业的必修课程,根据所授学位的不同,在授课学时方面有所区别。

作为一门最贴近实验的理论课,分析化学的主要任务是鉴定物质的化学组成、测定物质有关组分的含量、确定物质的结构和存在形态及其与物质性质之间的关系等[3,4]。其中,光谱、色谱和质谱分析手段在目前功能材料的研究中也发挥着重要的作用。因此,适当开设一定的分析化学课程能够很好的与《材料现代分析测试方法》中的大型儀器结构表征等内容形成互补,为材料表征的相关方法提供一定的理论支撑。

纵观《材料科学基础》的教学内容,授予工学学位的材料化学专业可根据自身的发展方向适当删减有机化学、分析化学和物理化学的教学内容,并增加更多的工科课程如《电工技术》、《材料力学》、《机械制图》等。而作为授予理学学位的材料化学专业,则可以将培养体系设置为偏重化学基础,同时兼顾材料类课程的方式。

3、《材料科学基础》与材料学专业课程的衔接

由于涉及非常多的专业方向(金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料等),使得材料科学基础这门课程具有内容复杂、涉及面广等特点[5,6],在有限的学时内难以将所有的专业方向进行全面学习。因此,凝练出材料科学最为基础的理论和所有材料的共性问题,同时突出自身教学内容的特色是所有《材料科学基础》课程教学的关键。经过1个多世纪的发展,目前公认的《材料科学基础》的课程内容可分为两大基础知识模块:1、材料的微观结构(原子键合、晶体结构、晶体缺陷);2、外场作用下材料结构和性质的变化(扩散、塑性变形与再结晶、凝固、相图)。

本科三年级所开设的材料学专业课程大多与学院的研究方向密切相关,在《材料科学基础》的授课过程中,将目前最新的研究成果融入到相关的知识点中不失为一种具有良好效果的教学方式。例如,Kirkendall效应是固体扩散理论中的关键组成部分,而在目前前沿的研究工作中,其又是合成纳米金属核-壳结构的重要方法。因此,在课堂教学中将基础理论与研究应用紧密结合是激发学生学习兴趣,提高教学效果的重要方法。

4、总结

本文从《材料科学基础》与四大化学课程和材料学专业课程的衔接方面展开进行讨论,提出了课程在内容设置和教学方法等方面的一些见解。本文认为,处理好《材料科学基础》在化学基础课与专业方向课之间的关系,充分发挥《材料科学基础》在二者之间的桥梁作用,对于提升教学效果非常重要。

参考文献:

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[2]傅献彩, 沈文霞, 姚天扬, 侯文华. 物理化学(第五版)[M]. 北京:高等教育出版社, 2006.

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[5]张桥, 鄢国平, 李亮, 郭庆中, 喻湘华, 杜飞鹏, 郭俊芳. 材料化学专业《材料科学基础》课程改革与实践[J]. 广州化工, 2015, 43, 167-168.

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作者简介:孙颉(1985-),男,讲师,主要从事材料科学相关领域的教学科研工作。

材料化学范文第2篇

六届化学竞赛圆满落幕

为深入贯彻落实《关于推进实践教学改革的指导意见》,完善实践教学体系,提高学生实际动手能力,同时为提高大学生的科普知识,让更多的人走近化学,了解化学,感受化学,提高综合运用化学知识解决生活中的实际问题的能力,5月9日早9:00,化学化工学院于格理楼

4310、4312举行第六届化学知识竞赛决赛。我院副院长丁世敏和部分实验教师担任此次竞赛的评委。

据悉,此次竞赛分为专业组与非专业组,专业组分为理论考试与实验操作两个赛程,非专业组则只进行理论考试。通过前期理论考试晋级决赛的选手将随机分组进行实验,旨在考察学生动手及团结协作的能力。

胆大心细探真知

整个赛场,充斥着一种争分夺秒的紧迫感,无形中又产生一股竞争的氛围。同学们在操作上表现的尤为谨慎和专注,高年级的学生表现得更为稳重和熟练,都充分展现胆大心细的实验作风。称量时耐心的敲打,洗涮时水与玻璃的和鸣„„一个又一个精彩的画面定格在我们脑海中。虽然有些同学在操作过程中显得有点紧张,但指导老师面对学生的失误表现得尤为耐心,还鼓励大家完善不足,各小组选手小声商讨,精诚合作,怀着严谨的科学态度,认真细致,都圆满地完成实验。看着自己的实验成果,同学们都体验到了实践的意义在于既不断探求索取又胆大心细。

师生同场共进退

决赛操作期间,我院副院长丁世敏亲临考试现场为参赛选手加油鼓气,并在巡视过程中看见部分参赛选手错误操作时都耐心指导,以防发生意外事故。在看到同学们正确使用各种仪器、专心致志于实验时,脸上不由得露出了满意的微笑。

同时,监考老师严格考核选手的能力,对操作技能的熟练程度、基础知识的掌握等进行公正评分。他们耐心的指导也为竞赛的有序进行创造了有利的条件。

赛后感动亦收获

实验带给选手们的不仅是成长,更是感动,为这次历练的成长而感动,为背后默默工作的老师们而感动。实验之后同学们都说到:老师给他们讲了许多实验应该注意的问题,自己做了那么多实验了,从没有注意的细节,都被老师指出了,错误的操作不去改正的话,一再反复,习惯了就成了终身的错误,做什么都要认真对待!完善自己的缺点!我们收获的不只是比赛结果,而是整个竞赛的点点滴滴。

材料化学范文第3篇

摘 要:改革开放40年极大的促进了我国的经济发展,每个行业在经济发展的浪潮中都获得了很好的发展,材料化学工程也是如此。材料化学工程是当下我国能源建设和国防安全的一个主要内容,既有利于提升我国的能源使用效率,又有利于国防能力的整体提升。所以,在本文中,笔者首先阐述了材料化学工程的应用现状,基于现状提出了未来材料化学工程的发展前景,以供相关的学者研究参考。

关键词:材料化学工程;应用;发展趋势

引言

我国工业化的发展虽然有效促进了经济的发展,但是同时也给能源造成了很大的破坏,这也导致我国不少能源已经处于枯竭的状态。怎样利用先进环保材料来满足社会生产的需求,是当下我国实现可持续发展首先需要解决的问题。材料化学工程的应用可以有效的促进这一目标的早日实现,它能很好的提升能源利用率,尽可能的减少污染排放的体量,并且帮助提高国家的综合边防能力。材料化学工程的应用关系到新型能源的开发,肩负着能源开发的重要任务。因此,笔者通过对材料化学工程的应用现状做深入的分析,并阐述其可能的存在的问题,尽可能的为其未来的发展提供切实可行的建议。

1.材料化学工程的应用现状

1.1纳米材料、新型薄膜材料以及先进陶瓷

1.1.1纳米材料

纳米材料的应用有着起着非常关键的作用。首先,纳米是一种微量的单位,几乎很少有其他种类的材料能够代替其特性来发挥作用。对于纳米材料的分析可以从其粉体的粒径、超导态的长度等物理方面的特性进行细分,包括其化学性质、力学性质、磁学性质、热学性质等方面的特殊性。在实际的使用中,纳米材料可以被当做光电以及光热的转换材料,比如在红外感组件等方面的应用上。纳米技术的广泛性使其可以有效的应用到多个生产领域中,比如利用纳米材料来制作纳米氧化锌聚丙烯纤维的抗菌性,这种效用在相关行业内被广泛的采纳和接受。

1.1.2先进陶瓷

在先进陶瓷的材料中,根据其使用性能上的差异将这种类型的原料细分成结构和功能陶瓷两种种类。

首先,从结构陶瓷进行分析。结构陶瓷的主要优势是这种陶瓷具有较为强劲的机械力并且在热能、化学反应等方面都发挥着积极的作用,它的高强度、高硬度、耐高温、耐高压、抗腐蚀等多种作用让其在材料化学工程领域中的应用得到了发挥,相对于其他的合金或者聚合物产品,这种材料也更具优势。我们都知道,防弹玻璃有极强的硬度和强度,并且也广泛的应用到生产领域中。事实上,防弹玻璃的材料是由氧化铝和氧化镁进行混合而制成的,这种玻璃的强度使其在1800℃下依然能够保持其原型而不会被融化。一般类似这种高强度并且耐磨损的结构陶瓷大多会被应用到轴承制作以及燃烧室等。对于一些高强度和韧性的材料也可以被运用到氧化锆材料。氧化锆材料的使用可以让材料不会生锈,也不会产生导电现象。另外,生物陶瓷也是结构陶瓷种类中的一种,它在使用上表现的效能与纳米材料相仿。而且它与人体组织的亲和性较高,因此在人体的修复治疗方面也得到了广泛的应用。

另外,功能陶瓷的应用也较为广泛。比如在信息技术和计算机技术的领域中大多会采用到这种材料。并且在军事领域中压电陶瓷也占据着重要的位置。压电陶瓷具有较强大的性能,如果深入分析其晶体结构,我们会发现其内部并没有对称的中心,几乎每个方面都会施加压力,然后在一定的方向中产生极化反应,与此同时,还会出现电位差的现象。如果在特定的方向中施加电场,那么这种晶体的形状便会发生改变或者位移。在实际的应用中,我们原子弹发射时所使用的起爆器便是由于压电陶瓷的应用而形成的。除此之外,我们日常较为常用的还有敏感陶瓷,敏感陶瓷主要包括热敏、湿敏等,这种敏感型的陶瓷主要是有金属氧化物中的多晶体而组成,其导电性能强,可以对周遭的环境产生不同程度的影响,并且能够快速敏感的感受到其变化,并做出应激反应。这些陶瓷都有其自身的特性,并且也被應用与多个领域,比如在节能环保以及安全防护等方面都发挥着积极的效用。

1.2新型薄膜材料

根据薄膜材料运用的类型差异,我们可以将这种形式的材料细分成磁性薄膜、纳米负荷薄膜等材料。目前,随着研究的不断深入,超晶格薄膜中,半导体的超晶格材料的种类在被不断的丰富和扩展,从过去的砷化镓再到镓化铝,再到后来的铟砷、铟镓砷等,这些材料都被统一纳入到新一代的硅材料中。随着制作工艺的进步,这种材料可以与硅的加工工艺进行融合,将其应用到实际的社会生产过程中去。对于一些目前常见的高科技器件、激光器等设备中,正是采用了超晶格薄膜而形成与建设的。另外,他也在雷达和空间技术领域的建设过程中发挥着重要的作用。

在国内的材料化学工程领域,应用较为广泛的则是国家重点实验室的成立。面向全国范围内,在南京工业大学的研究基础上,不断探索新的领域适应国内外在学术领域上的需求。这种实验室的建立可以帮助形成高水平研究的材料工程实验,并且通过实验的深入实践,不仅可以锻炼研究者本身的实验水平,可以培养相关的新型人才,一代一代的技术上的传承也是材料化学工程得以进一步优化的重要基础。在材料化学工程相关领域的指导下,了解学术研究的重要手段,为国内的能源资源匮乏探索可能的解决方案,突破在资源环境中遇到的难点,将化学工程与材料相互的融合,形成两项领域交叉引用的平台,达到信息资源整合的目的,这也是未来材料化学工程得以发展的重要前提。

2.材料化学工程的发展前景

材料化学是材料科学中重点关注的内容,随着新材料以及合成材料的深入应用和研究,这些材料的应用也得到了较为广泛的普及,并且在多个领域发挥着其特有的优势。因此,从未来的发展前景来看,材料化学工程的应用还有很大的拓展空间,并且对于社会的稳步发展也有着广阔的前进,特别是那些运用原子和分子的新材料设计方式,给未来的材料化学工程领域的发展提供了一项新的思路。

材料化学工程可以被应用于多个领域,包括能源资源和军事工业等领域。可以说,材料科技的发展为这类领域做出了极大的贡献。要想促进国家的综合国力,必然要在能源发展、环境保护等方面采取有效的措施,解决这些阻碍经济发展的重点因素,才能够帮助国家突破瓶颈。材料化学工程在能源资源等方面发挥着重要的作用,因此国家的发展必然离不开材料化学工程的进步。比如,基于膜材料发展的分离技术,可以利用压力差等动力来实现分离技术的功能。因此,在节能环保方面,材料化学工程占据着关键的地位,在未来的发展中必然有广阔的前进。

3.结语

综上所述,虽然我国幅员辽阔,但是能源资源方面的匮乏一直困扰着我国的经济发展,严重阻碍了国内工业结构的转型。而材料化学工程的应用可以有效的提高资源的利用率,在节能环保观念的指导下,为环境友好型社会的形成奠定了一定的基础。另外,材料化学工程也可以对国家的国防实力产生影响。因此,材料化学有较大的应用范围,国家必须对这项学科引起重视,充分发挥其潜在的价值,进而推动国民经济的发展。

参考文献:

[1]张帅.材料化学工程的应用及发展趋势研究[J].山东工业技术,2017,06:28.

[2]李宛谕,杨恒.关于土木工程材料的应用及发展趋势分析[J].科技展望,2016,32:32.

[3]朱育丹,陆小华,郭晓静,吕玲红.材料化学工程科学内涵及方法初探:从介观尺度界面流体行为出发认知材料[J].化工学报,2013,01:148-154.

[4]张辉.工程土工合成材料的应用现状与发展趋势[J].交通世界(建养.机械),2013,08:80-82.

材料化学范文第4篇

关键词:材料化学;超分子化学;纳米材料;教学改革

鄭州大学材料科学与工程学院成立材料化学专业的初衷是在坚持应用型理科人才培养目标定位的基础上,努力拓展学科专业的生存空间,坚持以高分子材料为特色的办学定位,通过创新的人才培养模式研究、培养机制研究,让学生达到基础扎实、知识面宽、系统掌握化学和材料科学的基本原理和基本实验技能,能在材料科学及相关领域从事研究、科技开发和相关管理工作,最终成为具有创新精神的高端应用型人才。因此,课程除了开设有化学专业和材料专业的一些基础课,高分子材料的一些专业课外,如何进一步拓展该专业学生的化学和材料的相关知识,实现化学和材料课程的紧密结合成为课程设置的一项十分重要的内容。基于此目的,包含了材料化学和纳米材料等内容的《材料化学》课程被定为材料化学专业本科生的一门重要的专业的基础课和主干课。然而,在授课过程中,却发现该部分内容存在着涉及的知识面广、内容新,知识点间的跨越较大[1]、国内没有合适的配套教材以及国内没有成体系的课程值得借鉴等一系列的问题。同时,学生的反馈也是课程章节之间联系不够紧密,概念理解不够透彻、理论枯燥乏味,晦涩难懂以及对所学知识综合运用能力弱等问题。

为了激发学生的学习兴趣,提高该门课程的教学质量和教学效果,提高学生对所学知识的融会贯通能力,我们对《材料化学》课程教学过程中存在的问题进行了分析和总结,从教学内容和教学方法等方面进行了积极的探索和研究。

一、《材料化学》课程的教学现状

(一)缺乏合适的教材

目前,国内很多高校都开设有《材料化学》这门专业课,同时,以《材料化学》命名的教材国内也很常见,但是,不同高校开设的材料化学专业,其《材料化学》课程包含的内容有不同的侧重点[2]。对于郑州大学《材料化学》这门课程来说,由于学生之前已经学习了《无机化学》、《有机化学》、《物理化学》、《分析化学》、《高分子物理》、《高分子化学》和《高分子材料》等课程,在《材料化学》再过多的增加基础化学和材料学的知识不仅在教学内容上会产生重复,同时也会增加学生的厌学情绪,无法达到进一步拓展学生化学和材料相关知识的初衷。而将超分子化学和纳米材料等内容加入到《材料化学》教学内容中,则既可达到最初课程开设的目的,也可拓宽学生的知识面,提高学生的学习兴趣。然而,目前市面上的《材料化学》教材均不含超分子化学的内容,同时,其有关纳米材料的内容也过于简单,无法满足课程开设的需求。

(二)教学内容差异化较大

国内开设《超分子化学》本科生课程的高校并不普遍,另外,在课程内容的选择上各个高校的差异化也较大,这一方面和课程开设的目的息息相关,另一方面也和课程开设的性质有着紧密的关系。有些高校将《超分子化学》作为专业课程,有些将其作为拓展课,因此教学内容上有些偏重于超分子化学的基本概念和基本理论,有些则更多关注超分子化学的最新进展。如吉林大学开设的双语课程《超分子化学》,其在引入超分子化学的基本概念后,更多的内容则倾向于超分子化学在各个领域取得的进展[3],这与其课程开设的目的是开阔学生的视野,培养学生对科学研究的兴趣息息相关。而郑州大学引入超分子化学内容的主要目的是让学生掌握超分子化学的基本概念、基本原理、能够通过超分子化学的手段设计、合成一些简单的材料,能够分析常见的主客体化学中的作用力类型以及作用力的增强或减弱的原因,拓展其在化学和材料领域方面的基础知识。有关纳米材料教学内容方面,郑州大学材料化学专业坚持高分子材料的办学特色必然要求高分子纳米材料要作为其中的重要内容。因此,如何解决教学内容差异大,同时突出自己的办学特色,成为摆在我们面前的一个重要问题。

二、教材和教学内容的选择

(一)教材的选择

超分子化学和纳米材料在本科教学方面基本没有现成的教材,没有成体系的教学模式和内容可以参考,很多院校都是在引入基本概念后,结合国内外研究的最新进展开展拓展性的教学[4]。这种教学模式比较适合在研究生教学中开展,但对于材料化学专业的本科生,源于以下几个方面的考虑,该方法就不太适合。1. 课程所涉及的概念、理论和方法要成熟,进展类的内容尽量少涉及;2. 《材料化学》仅安排了48学时,教学内容要重点要放在了基本概念、基本理论和基本方法上;3. 本科生对知识理解的广度和深度和研究生有一定的差距,过于复杂的理论和实验不利于其理解和吸收。基于以上几点考虑,在参考教材的选择上,我们针对不同内容采取了不同的方案。对于超分子化学,我们主要选择了国外的原版英文教材的译著,如化学工业出版社出版的国外优秀化学著作译丛《超分子化学》和北京大学出版社出版的《超分子化学-概念和展望》等。而对于纳米材料,我们主要选择的是在国内纳米材料领域的一些代表著作,如白春礼主编,四川教育出版社出版的《纳米科技-现在与未来》和施利毅主编的华东理工大学出版社出版的《纳米科技基础等》。同时,为了更加适应我们专业的教学,我们成立了材料化学编写小组,在参考了国内外大量书籍的基础上,自编了《材料化学》教材,更加方便了学生的学习和参考。

(二)教学内容

根据本科生知识结构的特点,结合我们课程自身的实际情况,我们在超分子化学和纳米材料授课内容的选择上重点放在了基本概念、基本理论和基本方法的讲解上。在超分子化学的教学内容上,我们主要讲解了超分子化学的相关概念、生命中的超分子化学与生物模拟、阳离子的络合、阴离子的键合、中性分子的络合以及自组装和模板等内容。在纳米材料部分,我们主要讲解纳米材料概述、纳米材料的化学制备方法、无机纳米材料、高分子纳米材料等。教学内容的选择上除了突出重点,突出基础外,更加注重章节间的联系和逻辑关系,提高了课程的系统性和关联性。具体来说,在超分子化学内容的选择上,我们沿着什么是超分子化学-超分子化学是怎么发展起来的-超分子化学和普通化学有什么异同-超分子化学为什么是一门重要的值得学习的课程这条主线。而在纳米材料内容的选择上,我们则沿着什么是纳米材料-纳米材料和体相材料相比具有哪些优异的性质-纳米材料具有独特性质的原因是什么-纳米材料的常规制备手段有哪些-常见的高分子纳米材料的制备方法-常见的无机纳米材料的制备方法这条主线。沿着这些主线,极大提高了课程章节之间的逻辑性、系统性以及内容的关联性,提高了学生的学习效率,增强了教学效果。同时为了增加学生的实验能力,我们还开设了48学时的《材料化学实验》课程,这在增强学生动手能力的同时,还可进一步提高学生对所学理论知识的理解。

三、教學方法探讨

(一)激发式教学

针对该专业学生读研和出国率较高的特点,在课堂上给他们简单规划科研成长的道路,告诉他们在科研的成长道路上选题的重要性,列举了近些年在超分子化学领域和纳米材料领域的重要研究成果和诺贝奖获得者,让学生深刻认识到学好超分子化学和纳米材料的相关知识,可以在今后他们的学术成长道路上帮助他们易出成果、多出成果,出好成果,从而激励学生发自内心去学习这两个方向的知识的热情。同时,鼓励学生多思考,多用自己而非书上的文字来发表自己的观点,并对他们进行启迪和鼓励,让学生在回答问题的过程中去思考,让其他学生对其观点进行评述和补充,从而调动他们的积极性、能动性和创造性,达到激发式教学的效果。

(二)归纳对比式教学

超分子化学和纳米材料教学内容点多面散,如何让学生能够在短暂的课堂上掌握这些教学内容中的基本概念和基本理论,学会用这些概念和理论分析和解决一些实验中遇到的问题,理解文献中报道的最新内容,是摆在任课教师面前一个十分现实的问题。为此,我们对这部分教学内容进行了归纳,同时将相近的内容进行了对比,这样不仅能够加深加快学生对教学内容的理解和掌握,还有利于学生学会思考,掌握分析问题的方法和技巧。例如,在超分子化学的教学上,我们就如何分析主客体之间键合的稳定性进行了归纳,得出如下分析和解决问题的技巧:1. 主体的空腔和客体在空间尺寸上越匹配,主客体间的键合越强;2. 主体的空腔和客体在形状上越类似,主客体间的键合越强;3. 主体和客体在电荷上要互补,相同条件下电荷密度越大,主客体结合越强;4. 相同条件下,主体的刚性越强,主客体间的结合力越强;5. 相同条件下,主体的预组织性越强,主客体间的结合力越强;6. 溶剂对主客体间的结合力影响很大,因此可利用亲疏水性增强主客体间的结合;7. 利用大环效应、大二环效应可放大键合位点间的弱相互作用,增强主客体间的键合;8. 主客体和溶剂间的溶剂化自由能越大,主客体间的键合能力越弱。另外,为了对比分子化学和超分子化学的不同,我们采用图像和表格两种方式对他们进行了详细的对比。其从结构和功能上形象地对比了超分子化学和分子化学之间的差异和联系,阐明了分子化学是合成新物质,而超分子化学是形成分子组装体。而表1则从结构单元、单元名称、结合力、结构实现方式、结构以及性能等多方面对分子化学和超分子化学进行了多层次的对比,这在加深学生的理解和掌握的同时,也方便学生记忆。

(三)化抽象为形象式教学

超分子化学中的弱相互作用力的种类很多,包括氢键、离子-偶极、偶极-偶极、阳离子-π、π-π堆积、范德华力以及疏水效应等。在主客体的结合过程中通过将这些弱的相互作用力放大,可形成稳定的主客体化合物,并且这些主客体化合物和主体与客体在适当的条件下可实现快速的转换。如果只是讲解这些抽象的理论,学生很容易困惑和迷茫。为了便于学生的理解,我们采取了化抽象为形象的教学方式。例如在讲解冠醚,我们将冠醚比作一顶可伸缩的带有几个魔术贴粘接点的简易柔性帽子,将碱金属阳离子比作不同的人的头。冠醚和阳离子络合时,就好比不同人选择不同帽子,只有帽子的尺寸和人头的大小匹配时,其戴在头上才会比较牢固和舒适,否则就容易脱落。而固定在冠醚环上的氧原子好比帽子上的魔术贴粘接点,只有帽子尺寸和头的大小比较合适时,这些粘接点才能同时和头部比较好的作用上,实现冠醚和阳离子的稳定络合。同时由于冠醚具有一定的柔性,就像有一顶伸缩性的帽子,其在尺寸不太匹配时,仍可通过帽子的伸缩不太舒服的戴在头上,具有一定的结合性,就像冠醚尺寸和碱金属离子不太匹配时,依然呈现出平台选择性相似。

四、结束语

本文针对郑州大学材料科学与工程学院现有的《材料化学》课程中超分子化学和纳米材料两部分的教学内容的特点、现状以及存在的问题,分析了教学改革的必要性,并从教材和教学内容的选择、教学方法的改进等方面进行了该门课程的教学与实践改革,取得了理想的教学效果。但是由于这门课程中涉及的教学内容庞杂,新的概念和理論不断完善和替代旧者,新的研究成果不断涌现,其和其它学科间的交叉也日益密切,因此课程的教学改革和实践必定是一个长期的过程。在随后的教学过程中,我们还需对《材料化学》课程在实践中不断地进行探索和总结,以使该课程的教学效果得到不断的完善和提高。

参考文献:

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[2]王学雷,周晓谦,洪晓东,等.《材料化学》课程设置与教学改革初探[J].广州化工,2018(46):135-136.

[3]杜建周.以培养学生创新实践能力为导向的《纳米材料》课程教学改革与实践[J].教育教学论坛,2018(10):125-126.

[4]陈晓欣,孙俊奇,王力彦.超分子化学课程建设与教学实践[J]. 化学教育,2018(39):7-11.

材料化学范文第5篇

A.测量密度,密度大的是氧气 B.能使细铁丝燃烧的是氧气 C.能跟硫燃烧,发出蓝紫色火焰的是氧气 D.能使带火星的木条复燃的是氧气 8、下列物质在氧气中燃烧时,集气瓶底部要垫少量细砂或水的是( ) A.木炭 B.硫粉 C.铁丝 D.红磷 9、下列叙述中正确的是( ) A.分子是保持物质化学性质的最小粒子 B.化学变化中,分子本身不发生变化 C.一切物质都是由分子构成的 D.分子是保持物质物理性质的一种微粒 10、下列物质属于混合物的是( ) A.二氧化碳 B.氯酸钾和二氧化锰共热制氧气后的剩余物 C.冰水混合物 D.氧 11、比较二氧化碳和二氧化硫各一个分子,下列那个数值相等( ) A.含氧分子数 B.含氧的质量分数 C.含氧原子个数 D.含氧的元素的个数 12、下列物质中,存在氧分子的是( ) A.氯酸钾 B.二氧化硫 C.液氧 D.氧化汞 13、下列物质中,前者属于纯净物,后者属于混合物的是( ) A.净化后的空气;

氧化镁 B.水和冰混合;

澄清石灰水 C.生锈的铁钉;

高锰酸钾充分加热后的剩余固体 D.氯化钾;

液氧 14、某原子的相对原子质量为12,核外电子数为6,则此原子中原子核内的中子数为( ) A.6  B.2 C.12 D.18 15、决定元素种类的是( ) A、质子数  B、电子数  C、中子数  D、相对原子质量 16、某药品说明书中标明:本品每克含碘150mg,镁65mg,铜2mg,锌1.5mg,锰1mg。这里所标的各成分是指( ) A.分子B.原子C.元素D.离子 17、下列各微粒的结构示意图中表示阳离子的是( ) 18、M元素的离子为M2+,其核外电子数为a,核内中子数为b,则M的相对原子质量为 A.a+b+2B.a+b-2 C.a+bD.b+2 19、某氮的氧化物中,氮与氧两元素的质量之比为7:20,该氧化物的化学式是:

A、 B、 C、 D、20、缺碘易使人患甲状腺机能亢进,因此在食盐中一般都加入碘这种物质。在碘酸钾中碘的化合物为+5,则碘酸钾的化学式为( ) A、 B、 C、 D、二、填空题:27% 21、选择下列仪器的序号填在空格内:

①试管 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤漏斗 ⑥胶头滴管 ⑦酒精灯  (1)能在火焰上直接加热的仪器是__________。

(2)配制100g 10%的食盐溶液所要用到的仪器是__________。

22、如下图是某人画的实验室的过滤装置图。

(1)指出图中的两处错误,并说明改正的方法。

①______________________________;

②______________________________。

(2)过滤是常用来分离________和________混合物的一种实验操作。

第22题 第23题 23、配一定质量分数的氢氧化钠溶液,有如下操作步骤:①称5.2g氢氧化钠固体(砝码最小为1g);

②量取一定量水;

③将氢氧化钠和水混合并进行搅拌。

回答下列问题:

(1)称量氢氧化钠时,药品应放在______盘上的_______中称取,应加_____g砝码。

(2)量取的水的体积如上图所示,水的体积为________mL。

(3)搅拌的目的是________。

(4)所配溶液中溶质的质量分数为________(水的密度为 )。

24、检验集气瓶中存放的无色气体是否为氧气时,应将带火星的木条_______,若检验氧气是否充满集气瓶时,应将带火星的木条_______。

25、写出下列物质的化学式:

三氧化二铁________氯气________氯化银________硫________五氧化二氮________ 26、硫原子的相对原子质量(原子量)为32,质子数是16,则中子数是______,电子数是______,核电荷数是______。

27、说明下列符号表示的意义:①N表示____ __;

②表示____ __;

③2N表示___ ___;

④表示___ ___;

⑤中“2”的意义___ ___。

三、实验题:13% 28、右图是实验室加热氯酸钾和高锰酸钾的混合物 制取和收集氧气的装置图 (1)指出图中有标号的仪器名称:

a:_______ b:_______ c:_______ d:_______ (2)实验时应注意:①实验前要检查装置的____ ___性。

②试管口要___ ____,其目的是__ _____。

③给试管加热时___ ____。④停止加热时,先要___ ____, 然后___ ____。

(3)怎样使收集的气体基本上不含氮气?_____________________ (4)按反应的先后顺序写出试管中发生反应的文字表达式。

_________________ ____;

29、实验室里制取氧气大致可分为下列步骤:

a.点燃酒精灯,加热试管 b.检查装置的气密性 c.将药品装入试管,用带有导气管的塞子塞紧,并把它固定在铁架台上 d.用排水法收集氧气 e.熄灭酒精灯 f.将导气管从水槽中取出 正确的操作顺序是_____________。

四、创新题:7% 30、中国的“西部大开发”已启动,为了避免走“先污染后治理”的弯路,环保观念和措施应贯彻于西部开发的始终。请你根据课本知识谈谈,在西部开发过程中,为了避免水被污染,主要应注意哪些方面的问题。

31、用微粒结构示意图表示微粒,通过改变x的值,可表示多少种不同的微粒( ) A.4种B.5种C.6种D.8种 32、某矿泉水标签上印有主要的矿物质成分如下(单位为毫克/升):Ca:

20,K :39,Mg:

3,Zn:

0.06,F:0.02等,这里的Ca,K,Mg,Zn,F是指( ) A.单质B.元素C.金属离子D.分子 五、计算题:10% 33、根据三氧化二铁化学式计算:

(1)三氧化二铁里铁元素和氧元素的质量比;

(2)三氧化二铁里各元素的质量分数;

(3)40克三氧化二铁里含铁多少克;

答案卷 初三( )班 姓名 学号 原子质量:C:12 H:1 O:16 N:14 Al:27 Mg:24 Zn:65 Fe:56 一、选择题(每小题只有一个正确答案)40% 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 二、填空题 27% (每空1分) 21、(1) (2) 22、(1)① ;

② 。

(2) 、 23、(1) 、 、 ;

(2) (3) (4) 24、 、 25、 、 、 、 、 26、 、 、 27、① ② ③ ④ ⑤ 三、实验题16% 28、(1)(2分)a:_______ b:_______ c:_______ d:_______ (2)(6分)① ② 、 ③ ④ 、 (3)(2分) (4)(4分) 、 29、(2分) 四、创新题7% 30、(3分) 31、(2分) 32、(2分) 五、计算题10% (1)3分 (2)4分 (3)3分 答案 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C D A C A D C A B 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 C C B A A C B A D C 二、填空题 21、(1)①;

(2)②③④⑥ 22、(1)玻璃棒放在漏斗上方是错误的,应靠在有三层滤纸的过滤器上;

漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁,应将其靠在烧杯内壁上;

(2)固体;

液体。

23、(1)左,小烧杯,5;

(2)20.8;

(3)加速溶解;

(4)20% 24、伸入集气瓶内 接近集气瓶口部 25、,,,S, 26、16,16,16 27、氮元素和一个氮原子;

l个氮分子;

2个氮原子;

2个氮分子;

一个分子中含有2个H原子 三、实验题 28、(1)大试管;

铁架台;

集气瓶;

水槽 (2)①气密性 ②略向下倾斜,防止湿存水冷凝倒流到试管底部而使试管炸裂 ③先均匀受热,后集中加热 ④取出导管,再移去酒精灯。

(3)先让气泡放出一段时间,等到有均匀连续气泡出现时,再用集气瓶收集 (4)高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 29、:bcadfe 四、创新题 30、答案不固定,只要有利于防止水的污染都可以。

材料化学范文第6篇

一、授牌时间:

2011年2月24日(星期四)上午9时整

二、授牌地点:

温州育英国际实验学校行政楼三楼会议室

三、参加人员:

1.温州大学化学与材料工程学院领导: 叶院长、方处长、陈迪妹教授 2.温州育英国际实验学校

(1)总校领导:执行校长项加方

吴士良副校长

吴士强书记

王浩主任

(2)高中分校、初中分校领导、教师代表:林永德

叶盛富

徐宝峰

孙双武

叶德权 及初中、高中教师代表各二人

四、仪式准备:

1.横幅:温州大学实习基地授牌仪式(校办) 2.匾牌准备,上扎彩绸(朱中华)

五、仪式程序

仪式由总校执行校长项加方主持

1.宣布授牌仪式开始,介绍到会的来宾、学校相关人员 2.项加方校长致欢迎辞 3.温州大学叶院长致辞

4.请叶院长授牌,项校长接牌 5.宣布授牌仪式结束。

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