科研成果進(jìn)課堂，促進(jìn)“結(jié)晶學(xué)與巖相學(xué)”精品課程建設(shè)

摘 要：本文通過在“結(jié)晶學(xué)與巖相學(xué)”的課程建設(shè)與課堂教學(xué)中引入自身的科研成果，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)的主觀能動性，將抽象生硬的知識點(diǎn)轉(zhuǎn)化為生動具體的科研案例進(jìn)行解釋和說明，保證了教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)了精品課程的建設(shè)。

關(guān)鍵詞：結(jié)晶學(xué)與巖相學(xué) 科研成果 教學(xué) 課程建設(shè)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）04（b）-0003-01

課程建設(shè)工作是保證課程教學(xué)質(zhì)量進(jìn)而提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重中之重。筆者在長沙理工大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院承擔(dān)的 “結(jié)晶學(xué)與巖相學(xué)”課程于2010年獲長沙理工大學(xué)精品課程立項(xiàng)。在該課程的建設(shè)過程中，課題組成員進(jìn)行了系列探索與研究， 結(jié)合自身科研經(jīng)歷并將科研成果引入課程建設(shè)與課堂教學(xué)中，取得了良好的效果。

1 科研成果引入“結(jié)晶學(xué)與巖相學(xué)”課程教學(xué)的必要性

“結(jié)晶學(xué)與巖相學(xué)”作為無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的必修課程，主要研究晶體的基本性質(zhì)、結(jié)構(gòu)規(guī)律、形態(tài)特征與光學(xué)性質(zhì)，以及無機(jī)材料工業(yè)原料及其產(chǎn)品中的晶體特性等。由于“結(jié)晶學(xué)與巖相學(xué)”課程涉及到晶體的形成與長大、單晶以及多晶等有關(guān)晶體生長與晶體特性知識的介紹與探討，因此，需要承擔(dān)該課程教學(xué)的教師從事過晶體學(xué)方面的研究工作且具有較深的造詣。此外，該課程涉及到的晶體形態(tài)與生長等方面的知識點(diǎn)抽象與生硬，學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的掌握有很大的難度，需要通過科研案例引入課堂教學(xué)中，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣進(jìn)而加深學(xué)生對知識點(diǎn)的消化與理解。

2 科研成果促進(jìn)課程教學(xué)的幾個實(shí)例

2.1 單晶與多晶特性的比較說明，加深對擇優(yōu)取向的理解

單晶的特點(diǎn)是整個結(jié)晶體在三維方向上由同一空間格子構(gòu)成且整個晶體中的質(zhì)點(diǎn)在空間的排列為長程有序，而多晶相對于單晶來說最大的區(qū)別在于整個晶體是由許許多多的取向不一致、位相排列雜亂無章的單晶顆粒組成。為了讓學(xué)生了解單晶與多晶的區(qū)別，筆者將自身研究的單晶與多晶NiS晶體的X射線衍射圖譜（圖1）引入課程教學(xué)中。如圖1所示，同樣都是棒狀NiS粉體，可以看出單晶的（101）、（021）、（221）等晶面的相對衍射強(qiáng)度與多晶的相比被大大抑制。原因是棒狀粉體在制作X射線衍射樣品時傾向于平行樣品槽的大平面，同時由于單晶粉體沿c軸方向擇優(yōu)取向生長，從而導(dǎo)致與c軸呈較大角度的（101）、（021）、（221）等晶面的衍射被極大地抑制。而多晶粉體則由于內(nèi)部的單晶顆粒雜亂無章，從而導(dǎo)致各個晶面的衍射幾率均等，從而未出現(xiàn)類似于單晶晶體某些晶面衍射強(qiáng)度被消弱的現(xiàn)象發(fā)生。上述這個科研案例引入課堂后，大大地加深了學(xué)生對單晶與多晶晶體結(jié)構(gòu)差別的認(rèn)識，并且對擇優(yōu)取向的概念有了更深層次的認(rèn)識與理解。

2.2 利用特定晶體形貌素材，加深對晶體對稱性的理解

晶體由于自身晶胞結(jié)構(gòu)與對稱特性，同時，歸因于晶體生長受到生長環(huán)境、晶面生長速率以及雜質(zhì)相的影響，最終顆粒多為部分晶面顯露的多面體。由于對晶體形貌與對稱性的理解需要學(xué)生具有較強(qiáng)的空間思維與空間幾何的構(gòu)建能力，所以針對各種比較復(fù)雜的形貌如果能夠引入實(shí)際的案例進(jìn)行講解，會大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時會對該知識點(diǎn)的理解起到事半功倍的效果。圖2示出了NiSe2菱形十二面體以及NiSe六方雙塔的晶體模型與掃描電鏡照片，從圖中就可以清楚地看出難以理解的菱形十二面體以及六方雙塔的各種觀察角度的形貌特征。正因?yàn)樯鲜鎏囟ňw形貌素材的引入，讓學(xué)生認(rèn)識到自然界晶體生長的神奇之處，同時，能夠輕松愉悅地理解相關(guān)的知識點(diǎn)，在學(xué)生中引起了很大的興趣與反響。

3 結(jié)語

在“結(jié)晶學(xué)與巖相學(xué)”精品課程的建設(shè)過程中，通過引入自身的相關(guān)科研成果進(jìn)入課堂教學(xué)，將一些抽象晦澀的專業(yè)知識進(jìn)行實(shí)例化、具象化的變通與解釋，很好地促進(jìn)了學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的掌握，保證了課程的教學(xué)質(zhì)量，起到了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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