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從*年以來,在市委、市政府的大力支持和幫助下,她創(chuàng)建了**市青青園農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限責(zé)任公司;組織農(nóng)戶成立金田特菜合作社、**市特種蔬菜專業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì);注冊(cè)了“青青園“商標(biāo);配送中心把新鮮特菜長(zhǎng)年遠(yuǎn)銷到**、**、**等全國大中型城市;番杏、香芹、水果玉米、草莓等基地已成熟穩(wěn)定地帶動(dòng)周邊近200多個(gè)農(nóng)戶種植大棚特色菜300余畝,使他們?nèi)司昙兪杖脒_(dá)到4500元,戶均收入1.8萬元;每年引進(jìn)、推廣新品種,定期進(jìn)行新品種技術(shù)培訓(xùn),按采收季節(jié)評(píng)比種植狀元與采收技能標(biāo)兵,實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶種植效益與個(gè)人價(jià)值最大化。其注冊(cè)商標(biāo)被評(píng)為“**省十佳農(nóng)產(chǎn)品品牌”、“**省著名商標(biāo)”、公司、協(xié)會(huì)被評(píng)為“**省民營科技企業(yè)”、“**省農(nóng)村科技服務(wù)體系建設(shè)先進(jìn)服務(wù)機(jī)構(gòu)”、“**省百強(qiáng)農(nóng)村專業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)”、“**農(nóng)科110服務(wù)站”、“**市綠色農(nóng)業(yè)科技開發(fā)示范基地”、“**市十佳科普示范基地”。
理想在大地上實(shí)踐
**是一個(gè)一直想做城里人的農(nóng)村姑娘,從金融中專學(xué)校畢業(yè)后,進(jìn)入農(nóng)行**市郊區(qū)支行工作。短短的兩年時(shí)間從一個(gè)對(duì)業(yè)務(wù)知識(shí)一竅不通的打字員而一躍成為單位的業(yè)務(wù)骨干——會(huì)計(jì)員。然而,好景不長(zhǎng),國有銀行商業(yè)化的改革浪潮將臨時(shí)工的她第一個(gè)被壓縮回家。情緒低落的她隨丈夫回到了丈夫的家鄉(xiāng)——**市史坊村。
她是從農(nóng)村出來的,現(xiàn)在又回到農(nóng)村,沒有覺得命運(yùn)對(duì)自己不公。她說:“三百六十行,行行出狀元,就是當(dāng)農(nóng)民也要當(dāng)出個(gè)樣子來。”
從此,她踏上自主創(chuàng)業(yè)艱辛之路。通過對(duì)市場(chǎng)調(diào)查了解到特色菜具有價(jià)格良好,營養(yǎng)價(jià)值高的特點(diǎn),受人們歡迎,市場(chǎng)需求大并具備觀光價(jià)值,于是她選擇具有廣闊前景的特色蔬菜種植業(yè)開始自己的創(chuàng)業(yè)之路,承包了村里30多畝土地,找親戚朋友籌了20萬元錢,又在銀行貸了50萬元,建起了蔬菜大棚。水靈靈的櫻桃蘿卜長(zhǎng)起來了,嬌滴滴的法國香芹長(zhǎng)出來了,年輕的她覺得很欣慰。然而由于選錯(cuò)了消費(fèi)群體的時(shí)候,一車車櫻桃蘿卜、香芹無緣進(jìn)入消費(fèi)者口中就爛掉、倒掉,她再也忍不住自己的淚水,爬在愛人的肩膀上嚎啕大哭。哭完了,鬧完了,她開始重新選擇消費(fèi)者群體,她種的特菜開始被一些中高收入者、大酒店、大賓館接受,銷路打開了,春節(jié)期間一茬菜收入就達(dá)18萬元。
意志在大地上勵(lì)煉
自古創(chuàng)業(yè)多艱險(xiǎn)。2003年躊躇滿志的**又將規(guī)模擴(kuò)大到了100畝,大棚增加到了13架,總投資達(dá)到80萬元,她暗暗把2003年定為自己的跨越年。然而,天有不測(cè)風(fēng)云,7月6日,一場(chǎng)歷史上罕見的大冰雹把她的喜悅一下子打到了九霄云外。傾刻間,大棚內(nèi)一片狼籍,一堵堵墻轟然坍塌。
她挺直腰桿站起來,走出去一次又一次赴清徐、長(zhǎng)子考察學(xué)習(xí),仔細(xì)觀察各處雨水沖刷下仍然屹立的大棚,研究它們的結(jié)構(gòu),學(xué)習(xí)它們的經(jīng)驗(yàn),總結(jié)自己的教訓(xùn)。回來后在廢墟上又再次開始了自己的創(chuàng)業(yè)實(shí)踐。她下定決心,排除萬難,決心不耽誤第一茬菜上市,她跑到**、**找工程隊(duì)在正月里趕到她的蔬菜基地開工了。一架架經(jīng)過改進(jìn)的大棚再次在青青園里崛起。第一茬鮮菜適時(shí)進(jìn)入市場(chǎng)。不但挽回了自然災(zāi)害帶來的損失,而且獲得純利32萬元。
科技在大地上推廣
**是一個(gè)知恩感恩、愛國守法、誠實(shí)守信、助人為樂的有志青年。她成功了,青青園不僅能為她帶來30多萬元的收益,而且通過自己的先進(jìn)技術(shù)和銷售網(wǎng)絡(luò)為本村和周邊的283戶5000畝商品菜生產(chǎn)基地,提供強(qiáng)有力的種苗源頭保障、種植管理、防病治蟲及科學(xué)技術(shù)培訓(xùn)、采收、保鮮、包裝、配送等一條龍服務(wù)。每年為農(nóng)民增加100多萬元的收入。
她在扎根農(nóng)村,依靠科技興農(nóng)富民的自主創(chuàng)業(yè)中,帶動(dòng)一方農(nóng)民推廣先進(jìn)科學(xué)技術(shù),堅(jiān)持服務(wù)“三農(nóng)”和新農(nóng)村建設(shè),把科技推廣在大地上。2008年仲夏,**在送科技下鄉(xiāng)服務(wù)中得知辛安泉鎮(zhèn)澗口村20多戶種菜專業(yè)戶連年減收,她立即觀察土質(zhì)查看苗情。找準(zhǔn)原因后,她當(dāng)場(chǎng)給大家講解了更換品種、技術(shù)革新、種名優(yōu)特菜,保增產(chǎn)增收的整改方案。并幫助他們引進(jìn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、無公害的品牌特菜——苦苣,供種苗種植、管理技術(shù)培訓(xùn)和產(chǎn)品銷售一條龍服務(wù)。經(jīng)過試種,當(dāng)年見效。
摘要:本文首先介紹了機(jī)械合金化技術(shù)的概念和技術(shù)原理,并講述了機(jī)械合金化技術(shù)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用。并結(jié)合材料科學(xué)與工程專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容,探討了機(jī)械合金化技術(shù)在材料科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐中的研究和應(yīng)用,并為合理利用機(jī)械合金化技術(shù)在材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)實(shí)踐中發(fā)揮更大的作用提出了建議和意見。
關(guān)鍵詞:機(jī)械合金化技術(shù) 材料科學(xué)與工程 教學(xué)實(shí)踐
對(duì)于材料科學(xué)與工程專業(yè)的本科生來說,到了大三和大四就要學(xué)習(xí)許多專業(yè)課程和專業(yè)選修課程。其中有些課程屬于材料合成與制備方法方面的內(nèi)容。在材料合成與制備方法的課程教學(xué)中就需要涉及到材料的某些制備工藝,例如某些金屬合金的制備工藝方法。對(duì)于金屬合金的制備方法,很多教科書都詳細(xì)地講述鑄造技術(shù)、焊接技術(shù)、粉末冶金技術(shù)、金屬熔煉技術(shù)等,但也會(huì)涉及到機(jī)械合金化技術(shù)。機(jī)械合金化技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種制備高性能合金的新技術(shù)。這種技術(shù)主要是利用機(jī)械球磨工藝把不同種金屬粉末通過機(jī)械球磨方式通過一定時(shí)間的球磨,最終使這些金屬元素粉末通過機(jī)械球磨工藝形成金屬合金,所以最終能夠得到需要的新型金屬合金材料。由于機(jī)械合金化工藝可以在常溫下進(jìn)行,不像金屬熔煉技術(shù)那樣需要較高的溫度才能熔化金屬,因此機(jī)械合金化技術(shù)更為實(shí)用,成本較低,而且材料的制備工藝簡(jiǎn)單。所以機(jī)械合金化技術(shù)近些年來發(fā)展較快,機(jī)械合金化技術(shù)所能夠制備的金屬合金材料的范圍和種類也在不斷地?cái)U(kuò)大,所制備的材料的性能也逐漸得到提高。由于機(jī)械合金化技術(shù)制備金屬合金粉末的制備工藝簡(jiǎn)單,成本較低,使用的金屬元素種類較多,而且可以用于實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn),所以機(jī)械合金化技術(shù)也逐漸應(yīng)用到了材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)中。采用機(jī)械合金化技術(shù)制備金屬合金粉末可以作為本科生實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn),也可以作為本科生的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容。所以機(jī)械合金化技術(shù)將在材料科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中具有非常廣泛的用途。
一、機(jī)械合金化技術(shù)的原理和應(yīng)用
在機(jī)械合金化過程中,粉末受到磨球強(qiáng)烈的碰撞和擠壓。極平的、純凈的金屬表面在常溫下加壓可焊接在一起,這就是冷焊,也稱為壓力焊。塑性較好的金屬粉末,在磨球的碾壓、沖擊下發(fā)生形變并以十分純凈的表面彼此接近到原子作用力的距離,同樣可以冷焊在一起,形成相互交疊的層片組織,而脆性粉末或塑性粉末加工硬化變脆后,在沖擊下直接破碎,所以球磨過程因體系不同而不同。在延性的金屬-金屬混合粉末中,粉末的變化分為三個(gè)階段:顆粒粗化-破碎-粉末粒度的穩(wěn)態(tài)分布,相應(yīng)的稱為初期、中期和后期。在機(jī)械合金化過程的初期,主要是冷焊過程,塑性粉末含量越多,粗化越明顯,顆粒直徑可到數(shù)毫米,同時(shí)顆粒表面也相當(dāng)平滑;在機(jī)械合金化中期,冷焊和破碎交替進(jìn)行,層片狀較大顆粒與細(xì)小顆粒共存,細(xì)小顆粒是從大顆粒上脫落下來的,這一階段各層內(nèi)積蓄了能使原子充分?jǐn)U散所需的空位、位錯(cuò)等缺陷,不同組元的擴(kuò)散距離也接近原子級(jí)水平,合金化過程開始。在機(jī)械合金化過程的后期,基本上只有粉末顆粒破碎的過程,顆粒粒度趨向于最小值,因此也比較均勻。延性的金屬與脆性的非金屬或化合物組成的體系,脆性組元首先發(fā)生破碎,延性組元?jiǎng)t首先發(fā)生變形,細(xì)小的脆性粒子處于延性顆粒之間。隨后延性組元逐漸加工硬化,發(fā)生斷裂和脆性組元一樣尺寸不斷減小。
機(jī)械合金化(MA)方法(塑性-塑性混合粉末)原理是:將金屬粉末在磨球的碾壓和沖擊下發(fā)生形變,并以十分純凈的表面彼此之間接近到原子作用力的距離,實(shí)現(xiàn)冷焊,最終形成相互交疊的層片狀組織。這個(gè)過程一般要經(jīng)歷顆粒粗化、破碎、粉末粒度的穩(wěn)態(tài)分布三個(gè)階段,其中初期以冷焊過程為主,粉末明顯粗化,中間過程冷焊與破碎交替進(jìn)行,層片大顆粒與細(xì)小顆粒共存,各層內(nèi)積蓄了能使原子充分?jǐn)U散所需要的空位和位錯(cuò)等的缺陷,使不同組元的擴(kuò)散距離接近于原子級(jí)水平,合金化過程開始;在后期只有破碎過程,顆粒趨向于最小。機(jī)械合金化工藝可獲得納米顆粒,能使固溶、沉淀、彌散三種強(qiáng)化結(jié)合于一體,從而制備出性能優(yōu)異的高溫合金。
二、機(jī)械合金化技術(shù)在材料科學(xué)專業(yè)的課程教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用
在材料科學(xué)與工程專業(yè)的一些專業(yè)課程,例如材料合成與制備方法、納米材料、功能材料等課程都講述了機(jī)械合金化技術(shù)。例如在材料合成與制備方法這門課程中,有講述金屬合金材料的制備方法,除了傳統(tǒng)的鑄造工藝、焊接工藝、粉末冶金工藝以及金屬熔煉技術(shù)之外,重點(diǎn)講述機(jī)械合金化技術(shù),因?yàn)闄C(jī)械合金化技術(shù)可以制備很多種金屬合金材料,而且制備工藝簡(jiǎn)單,可以在常溫下進(jìn)行。由于機(jī)械合金化技術(shù)可以在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,所以可以很方便開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程。在納米材料這門課程中講述了納米粉末的制備工藝,其中主要講述了機(jī)械合金化工藝。因?yàn)闄C(jī)械合金化工藝制備納米粉末的種類最多,涉及到很多種金屬材料以及金屬基復(fù)合材料的制備與合成等。還可以利用機(jī)械合金化技術(shù)制備復(fù)合材料,例如用機(jī)械合金化工藝球磨不同種元素粉末,使不同種金屬元素通過機(jī)械球磨工藝形成金屬合金粉末,所以通過機(jī)械球磨工藝原位合成金屬基復(fù)合材料。在功能材料這門課程中,講述利用機(jī)械合金化工藝制備納米粉末顆粒和功能材料,例如制備貯氫合金Mg-Ni合金等。或者利用機(jī)械合金化技術(shù)制備鐵磁合金材料、非晶態(tài)材料、納米功能材料等各種先進(jìn)功能材料。
利用機(jī)械合金化技術(shù)可以制備具有納米尺寸量級(jí)的金屬合金粉末。采用機(jī)械合金化技術(shù)制備的金屬合金有很多種,例如采用機(jī)械合金化技術(shù)可以制備Fe-Al金屬間化合物粉末、Ni-Al金屬間化合物粉末,Ti-Al金屬間化合物粉末,以及Ni-Fe合金、Fe-Si合金、Cu-Al合金等多種金屬合金材料。以上講述的都是利用機(jī)械合金化工藝制備二元合金材料。也可以利用機(jī)械合金化技術(shù)制備三元合金、四元合金以及多種成分的金屬合金材料。例如利用機(jī)械合金化工藝制備Fe-Ni-Cr合金、Fe-Al-Ni合金,以及利用機(jī)械合金化技術(shù)制備具有多種成分的非晶態(tài)合金等。還可以利用機(jī)械合金技術(shù)制備貯氫材料,例如采用機(jī)械合金化工藝制備Mg-Ni合金等。采用機(jī)械合金化工藝制備的金屬合金材料有很多種,有些金屬合金材料的機(jī)械合金化制備工藝可以作為材料專業(yè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn),可以為學(xué)生演示如何利用機(jī)械合金化工藝制備高性能金屬合金材料。例如采用機(jī)械合金化工藝制備Fe-Al金屬間化合物粉末材料。采用機(jī)械合金化工藝可將固溶、沉淀和彌散三種強(qiáng)化方式結(jié)合與一體,制備一系列具有優(yōu)異性能的高溫合金。對(duì)Fc-Al合金的機(jī)械球磨或Fe-Al元素混合粉末的機(jī)械合金化已開展了一定的研究。Fe,Al純?cè)鼗旌戏勰┰谇蚰ミ^程中,粉末受到強(qiáng)烈的碰撞、擠壓,冷焊和破碎的相互作用使粉末細(xì)化,并在一定階段形成金屬合金。經(jīng)過機(jī)械合金化工藝后就得到了粉末粒度極細(xì)的Fe-Al金屬間化合物粉末。同時(shí)還可以采用機(jī)械合金化技術(shù)制備Ni-Al合金粉末、Ti-Al合金粉末等。
通過機(jī)械合金化工藝可以制備多種新型的金屬合金粉末,而且成本較低,實(shí)驗(yàn)過程簡(jiǎn)單,可以作為本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程內(nèi)容。例如可以開設(shè)納米材料的制備工藝的實(shí)驗(yàn)課程,使本科學(xué)生通過機(jī)械合金化工藝制備多種具有納米結(jié)構(gòu)的金屬合金粉末,并對(duì)所制備的金屬合金粉末進(jìn)行性能表征,使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)課程認(rèn)識(shí)和了解納米材料的整個(gè)制備工藝以及表征方法。還有使學(xué)生通過機(jī)械合金化工藝制備先進(jìn)的金屬功能材料,如貯氫材料、納米材料、鐵磁性材料等,通過制備工藝結(jié)合性能表征使得學(xué)生對(duì)新型功能材料有了一定的認(rèn)識(shí)和了解。
通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生認(rèn)識(shí)和了解到機(jī)械合金化技術(shù)在材料科學(xué)與工程中的研究發(fā)展與應(yīng)用,使學(xué)生加深課程教學(xué)知識(shí)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和掌握,使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的過程中既增加課本知識(shí)又鍛煉了實(shí)踐能力。所以在材料專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)該增加一些材料制備技術(shù)的教學(xué)實(shí)驗(yàn),例如使學(xué)生利用機(jī)械合金化工藝球磨得到新型金屬合金粉末材料,并研究機(jī)械合金化工藝球磨過程對(duì)金屬合金粉末的物相組成和顯微結(jié)構(gòu)的變化,使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)課程對(duì)材料的制備和檢測(cè)方法有了較深的認(rèn)識(shí),從而為材料科學(xué)與工程專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
三、機(jī)械合金化技術(shù)在材料科學(xué)中的發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用
機(jī)械合金化技術(shù)由于制備工藝簡(jiǎn)單,成本較低,材料合成溫度較低,所以被廣泛地應(yīng)用到材料的合成與制備中。利用機(jī)械合金化技術(shù)可以開發(fā)新型的金屬合金材料以及復(fù)合材料等。采用機(jī)械合金化技術(shù)可以開發(fā)出很多種類型的金屬合金粉末,也可以開發(fā)金屬基復(fù)合材料等,而且現(xiàn)在有越來越多的研究者從事機(jī)械合金化工藝制備金屬合金材料和金屬基復(fù)合材料以及功能材料的研究和開發(fā),所研究和開發(fā)的材料種類也逐漸增多,應(yīng)用范圍也越來越廣泛。機(jī)械合金化技術(shù)在材料科學(xué)與工程教學(xué)與實(shí)踐中也得到廣泛的推廣和應(yīng)用,已經(jīng)成為材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)課程必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。所以本文作者認(rèn)為應(yīng)該在材料科學(xué)專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐中增加機(jī)械合金化技術(shù)的實(shí)驗(yàn)課程,使得學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)和實(shí)踐學(xué)習(xí)來加深材料科學(xué)與工程專業(yè)課程知識(shí)和內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和掌握。
綜上所述,本文首先介紹機(jī)械合金化技術(shù)的概念和技術(shù)原理,講述機(jī)械合金化技術(shù)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用,并結(jié)合材料科學(xué)與工程專業(yè)課程教學(xué)研究和探討了機(jī)械合金化技術(shù)在材料科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐中的研究和應(yīng)用。采用機(jī)械合金化技術(shù)可以制備多種材料,這為材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)實(shí)踐提供了豐富的教學(xué)內(nèi)容,可以在材料科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程中開設(shè)一些關(guān)于機(jī)械合金化工藝制備新型金屬合金材料的實(shí)驗(yàn)課程。
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關(guān)鍵詞:電化學(xué)基礎(chǔ);新能源;教學(xué)改革
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)37-0160-02
電化學(xué)基礎(chǔ)是一門利用電化學(xué)基本原理,解決科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)際中涉及電化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)有關(guān)化學(xué)電源、金屬電沉積及金屬腐蝕等方面的實(shí)際問題的課程。該課程與科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐有著密切聯(lián)系,不僅在化工、化學(xué)電源、電化學(xué)加工、電化學(xué)分析及金屬腐蝕與保護(hù)等領(lǐng)域占有重要地位,而且在高新技術(shù)領(lǐng)域,如新能源、新材料微電子技術(shù)、生命科學(xué)等方面也有廣泛應(yīng)用。鑒于電化學(xué)廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域及迅猛的發(fā)展態(tài)勢(shì),在常州大學(xué)新能源材料專業(yè)中開設(shè)該課程,并將其作為該專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程之一,希望使學(xué)生掌握電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及基本原理,初步學(xué)會(huì)分析和解決電化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域中各種實(shí)際問題的能力,并為學(xué)生進(jìn)一步深造補(bǔ)充必要的知識(shí),打下良好基礎(chǔ)。
一、新能源材料專業(yè)電化學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)現(xiàn)狀分析
面對(duì)國家開發(fā)新能源的迫切需求,常州大學(xué)為培養(yǎng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的專業(yè)人才而設(shè)立了新能源材料專業(yè)。該專業(yè)尚處于起步階段,人才培養(yǎng)模式和課程體系的構(gòu)建亟需完善,而且材料類專業(yè)課程往往重工輕理,造成學(xué)生的理科背景不強(qiáng)。而電化學(xué)基礎(chǔ)課程包含了很多晦澀難懂的專業(yè)定義和煩瑣的理論推導(dǎo),需要以物理化學(xué)和高等數(shù)學(xué)等理論性很強(qiáng)的課程為基礎(chǔ),因此客觀上造成本專業(yè)的學(xué)生并未做好學(xué)習(xí)電化學(xué)基礎(chǔ)課程的準(zhǔn)備。舉例來說,這些學(xué)生的先修課程并不包含物理化學(xué)。此外,像高等數(shù)學(xué)這類課程,學(xué)生雖已學(xué)習(xí)過,但這類課程的學(xué)習(xí)程度沒有達(dá)到學(xué)習(xí)電化學(xué)基礎(chǔ)課程的要求。由于上述原因,本專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的過程中感到相當(dāng)吃力,特別是涉及到一些抽象的定義和復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程時(shí),部分學(xué)生容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。因此,為培養(yǎng)合格的專業(yè)人才,課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。
二、教學(xué)內(nèi)容的改革
教學(xué)內(nèi)容具有科學(xué)性和先進(jìn)性是教學(xué)改革的關(guān)鍵。電化學(xué)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容博大精深,可人為地劃分為電化學(xué)基礎(chǔ)部分和電化學(xué)專業(yè)部分。本課程的教材選用李荻著《電化學(xué)應(yīng)用》,全書包括電化學(xué)熱力學(xué)、電極與溶液界面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、電極過程動(dòng)力學(xué)和重要的是用電化學(xué)過程等四部本分內(nèi)容。由于本專業(yè)的培養(yǎng)方案將本課程定性為新能源材料專業(yè)基礎(chǔ)課程,并為其安排了64個(gè)學(xué)時(shí),充分考慮不與新能源材料專業(yè)已開設(shè)的其他課程的內(nèi)容重復(fù),因此除了講授基本原理部分外,對(duì)實(shí)用部分有所取舍。鑒于以上考慮,講授該教材的前九章,并減少煩瑣的理論推導(dǎo)。例如在第六章電子轉(zhuǎn)移步驟動(dòng)力學(xué)中,舍棄關(guān)于多電子轉(zhuǎn)移步驟動(dòng)力學(xué)規(guī)律的講解,回避復(fù)雜的公式,重點(diǎn)介紹最終公式各個(gè)符號(hào)的意義和公式的運(yùn)用,既可以減少學(xué)生的畏難情緒,又可將更多的精力放在其他章節(jié)的學(xué)習(xí)。此外,學(xué)生由于種種原因并未打下學(xué)習(xí)該課程的基礎(chǔ)。為了解決這一矛盾,將要用到的《物理化學(xué)》和《高等數(shù)學(xué)》中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)在課堂上穿插講解,為學(xué)生補(bǔ)缺補(bǔ)漏,解決先修課程不足的問題。比如,在理論推導(dǎo)時(shí),經(jīng)常會(huì)用泰勒公式展開。在教學(xué)時(shí),首先給學(xué)生補(bǔ)充泰勒公式相關(guān)的知識(shí),然后再講解電化學(xué)知識(shí)中的理論推導(dǎo)。通過這種做法不僅豐富了課堂教授的內(nèi)容,使知識(shí)體系更趨完善,更在潛移默化中將對(duì)待工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的做人道理傳遞給學(xué)生,起到了教書育人的目的。同時(shí),在課程安排上注意增加與課程內(nèi)容相關(guān)的前沿知識(shí)和學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài),使教學(xué)內(nèi)容始終能反映本學(xué)科的專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)術(shù)水平。比如,在緒論中增加染料敏化太陽能電池、鋰硫電池等與電化學(xué)相關(guān)的新能源領(lǐng)域的最新進(jìn)展,進(jìn)而拓展學(xué)生對(duì)太陽能電池和鋰離子動(dòng)力電池的了解。
三、教學(xué)方法的改革
正如前面所述,電化學(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)容理論性強(qiáng),比較抽象難懂。為了解決這一問題,作者首先充分利用多媒體這一教學(xué)手段,并板書結(jié)合起來。充分備課,認(rèn)真制作多媒體課件,生動(dòng)形象地展示教學(xué)內(nèi)容,以方便學(xué)生理解。其次,注重對(duì)學(xué)生思維能力和總結(jié)歸納信息的能力訓(xùn)練。比如,原電池電動(dòng)勢(shì)的熱力學(xué)方程和能斯特電極電位公式在形式上很相近,主要區(qū)別在于自然對(duì)數(shù)中的分子和分母項(xiàng)不同,在講解時(shí)讓同學(xué)們對(duì)比著記憶。在學(xué)習(xí)氣體電極過程、金屬的陽極過程和金屬的電沉積過程時(shí),及時(shí)與前邊章節(jié)學(xué)習(xí)的熱力學(xué)知識(shí)和動(dòng)力學(xué)知識(shí)結(jié)合起來,這樣既加深了學(xué)生的理解,又鞏固了知識(shí)。再次,注重理論講解和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。在學(xué)習(xí)氣體電極過程、金屬的陽極過程和金屬的電沉積過程時(shí),穿插講解電鍍實(shí)驗(yàn)。比如,析氫反應(yīng)在電鍍中是要避免的,在了解了影響析氫過電位的因素后,我們就可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)避免或減小它所造成的危害。這樣就很容易加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,而且提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)校開展觀摩教學(xué)和督導(dǎo)聽課等活動(dòng),這樣能及時(shí)了解自己授課的不足之處,從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。
四、課程考核方式的改革
課程考核是教學(xué)階段的最后一個(gè)環(huán)節(jié),課程考核方式的改革已成為教學(xué)改革過程中的一個(gè)重要部分。該課程目前常用的考核方式為:平時(shí)成績(jī)30%、考試成績(jī)70%,考試成績(jī)占據(jù)比重比較大。紙質(zhì)考試存在著種種弊端,比如考試題型固定,考試內(nèi)容覆蓋面窄(主要是書本上的知識(shí)),重知識(shí)、輕能力,極大地限制了學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。而且容易造成學(xué)生考前突擊、知識(shí)掌握不扎實(shí)的結(jié)果。結(jié)合電化學(xué)基礎(chǔ)理論性強(qiáng)但又與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系緊密的特點(diǎn),作者采取以主觀題為主(60%~70%)的考核方式。比如自主設(shè)計(jì)一個(gè)電解池,要求在陰極獲得平整的鍍層,解題時(shí)要考慮到幾個(gè)問題:不能發(fā)生析氫反應(yīng)、陽極正常溶解、陰極鍍層致密、晶粒細(xì)小,這道題綜合幾個(gè)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)。這樣出題有利于引導(dǎo)學(xué)生開動(dòng)腦筋,積極思考,讓學(xué)生能運(yùn)用平時(shí)學(xué)習(xí)的基本理論指導(dǎo)解決現(xiàn)實(shí)生活中的具體問題,考查了學(xué)生的綜合素質(zhì),而且對(duì)于考試中需要用到的公式,作者直接提供到卷面上。采用這種方法,保證了試題的開放性和靈活性,有助于督促學(xué)生對(duì)所學(xué)課程內(nèi)容進(jìn)行思考,可以避免學(xué)生在考前機(jī)械記憶,從而提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。
總之,在新能源材料專業(yè)電化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中,要以育人為本,不斷改革,勇于實(shí)踐,提高電化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量,為新能源專業(yè)其他的后續(xù)專業(yè)課程打下良好的基礎(chǔ),為社會(huì)培育和造就高級(jí)新材料、新能源科技人才和教學(xué)工作者。
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