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材料科學與工程論文

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材料科學與工程論文

材料科學工程論文:材料科學與工程課程機制建設初探

1.構建“模塊化”專業課程體系

根據工程師的培養目標,通過到企業調查走訪、問卷調查、畢業生反饋等方式,收集了對課程體系設置的意見和建議,結合“工程師”培養目標,對材料科學與工程工程師課程體系進行了模塊化設置。也就是將課程體系設置為由若干個完整的課程模塊構成的課程體系形式。材料科學與工程工程師課程體系由材料制備基礎、材料加工技術、材料的性能、材料的檢測等四個模塊組成。每一個模塊又由若干門課程組成,分為必修課和選修課兩類。材料制備基礎模塊由材料物理化學、材料科學基礎、金屬塑性成型理論、材料科學導論(雙語)等組成;材料加工技術模塊由熱處理原理及工藝、金屬塑性成型工藝學、現代材料制備技術、金屬焊接工藝等組成;材料的性能模塊由材料力學性能、材料腐蝕與防護、材料物理性能等組成;材料的檢測模塊由材料分析技術、失效分析、計算機在材料科學與工程的應用等組成。這樣的課程設置,能夠突破學科專業領域的界限,靈活地設計和組織具有不同作用的課程模塊,從而構建具有不同價值取向的課程體系,以滿足學生的發展和個性發展需要。

2.科學合理地進行課程的整合和重組

根據教育部“工程師”培養模式,結合材料科學與工程專業人才培養長期的實踐經驗,對課程進行了整合與重組;在制訂材料科學與工程專業“工程師”培養計劃過程中,在原來的培養方案的基礎上,對課程進行重新的整合和重組。在進行課程體系的整合重組過程中,打破了各學科領域的界限,增加金屬凝固、塑性成型、焊接等內容,真正達到了“寬口徑、厚基礎”的目的。同時不受原有課程和體系結構的束縛,對課程進行了實質性的有機融合和重新組織。具體而言,改變了以往按人文科學、社會科學和自然科學分類或按照等級結構設置課程的做法,打破了原有專業、課程之間的壁壘,擺脫了學科知識系統的束縛;強調課程內容的綜合性,以跨學科的方式選擇課程內容、組織和整合課程體系。同學科知識的相互滲透、融合和新知識的吸收利用,保障知識結構的系統性和完整性;改變過于講究學科自身結構而導致的課程設置過細、過多和缺乏整體性的狀況;避免課程內容的脫節和交叉重復,精簡課程門類,減少必修課比例。比如:將以往的《固態相變》和《熱處理工藝學》整合為《熱處理原理及工藝》,將《材料力學性能》和《材料物理性能分析》整合為《材料性能》,將《金屬材料學》和《模具材料》整合為《金屬材料學》,將《現代材料制備技術》和《熱處理新技術》整合為《現代材料加工技術》等。并處理好理論與工程實踐、必修課與選修課之間的關系,大力加強實踐課程的體系改革。

3.結合企業需求,制訂企業培養方案

企業學習階段是材料科學與工程專業的工程教育不可或缺的階段,是整個教學計劃的重要組成部分,也是實施“工程師培養計劃”的重要環節,按照材料科學與工程工程師培養計劃,將嚴格按照“3+1”培養模式,其中1年企業實踐培養,著重完成學生的基本操作技能、分析解決工程實際問題能力的培養。使學生通過企業學習階段的學習和實踐,基本掌握金屬加工車間、熱處理車間、鍛造車間、表面處理車間、金屬材料檢測中心等部門的工作內容和基本生產操作技能,了解工程技術人員在熱處理車間表面車間、檢測中心等部門的作用及技術職責范圍,培養具有較強創新意識和實踐能力的材料科學與工程專業人才。同時具有靈活運用材料科學與工程專業知識與材料工程規范、團隊協作、跨文化環境交流、競爭與合作的能力,以及較強的創新意識和進行熱處理工藝設計、技術改造與創新的能力。所以企業培養方案包括:初步能力培養實訓、專業基本能力培養實訓、工程能力訓練、行業領域實習、畢業設計等環節。整個教學環節將依托企業、工程中心、重點實驗室開展,由校企共同參與培養過程,共同監控培養過程。

4.課程體系與能力培養的關系

材料科學與工程專業工程師的主要任務是培養具備堅實理論基礎與專業知識、具有創新素質和工程能力,能在冶金、材料結構研究、金屬材料及復合材料制備、金屬材料成型等領域從事設計、研發、制備、加工、分析檢測、管理等方面的高級工程技術和管理人才。根據工程師的培養目標,在整個培養過程中的課程設置緊緊圍繞這一主題,如圖1所示。如及時學年和第二學年的課程:大學英語、馬克思主義基本原理概論、思想和中國特色社會主義理論體系概論、高等數學、大學物理、大學化學等,能夠為工程師提供工作所需的工程科學技術基礎知識以及一定的人文和社會科學知識。第二學年第2學期和第三學年的課程:電工學、機械設計基礎、材料物理化學、材料科學基礎、熱處理原理及工藝、金屬塑性成型理論、材料力學性能、材料分析技術等,為工程師奠定專業的基本理論知識;校內的工程實訓:金工實習、專題實驗,讓學生初步接觸生產實際,使學生具備解決工程技術問題的初步技能;1年的企業工程訓練項目包括:認識實習、生產實習、專業實訓、畢業論文等,讓學生全身心地投入到企業的生產實踐中去,接觸生產一線,體味企業文化,使學生逐步掌握解決工程實際問題的能力,并學習與同事相處、團隊合作、交流溝通等方面的知識。在工程師培養計劃中,課程體系的設置是至關重要的。它的合理與否,直接決定了人才培養的質量。我校材料科學與工程專業作為“工程師”培養的試點專業后,與我省金屬材料相關企業進行深入溝通,聽取各方面的意見,對原來的材料科學與工程專業工程師培養計劃的課程體系進行優化。課程體系的優化堅持了“厚基礎、寬口徑、廣適應、強能力”的人才培養理念,體現了“優化基礎、強化能力、提高素質、發展個性、鼓勵創新”的應用研發型人才培養教學改革要求,并體現我專業的人才培養特色,在今后的工程師培養過程中將繼續地完善和優化。

作者:萬明攀 張曉燕 向嵩 馬瑞 雷源源 單位:貴州大學

材料科學與工程論文:“材料科學與工程”學科建設與未來發展對策

摘要:以學科評估為契機,立足我?!安牧峡茖W與工程”學科現狀,圍繞學科建設與未來發展,從師資隊伍、學科平臺建設、科學研究水平、人才培養質量等方面的現狀進行了分析與探討,對材料學科未來的發展提出對策。

關鍵詞:學科建設;平臺建設;科學研究;人才培養

高等學校是知識創新和創新人才培養的基地,其核心是學科建設。大學在國際及國內的排名主要取決于該校學科的發展水平。世界上的院校,首先是擁有的學科。“材料科學與工程”學科既是基礎科學,又是新技術革命的先導。津工業大學“材料科學與工程”學科近年來圍繞學科建設這條主線,以學科評估為契機,在師資隊伍、學科平臺建設、科學研究水平、人才培養等方面開展了卓有成效的工作。但國家對新材料的要求不斷提高、國際材料領域發展迅猛,學校對材料學科的總體發展寄予了更高的希望,學科建設工作仍存在較大的努力空間,如:①學科尚缺乏在國際、國內具有較大影響力的領軍人物;②學科尚無部級的科研平臺;③學科在教學方面尚無部級的教學名師及教學成果。在我校“材料科學與工程”學科現有的基礎下,如何采取積極有效的措施,保持我校材料學科在市屬高?,F有的經驗豐富地位,實現跨越式可持續發展,盡早步入國家重點學科的行列,仍然是材料學科目前面臨的緊迫任務。

一、師資隊伍的現狀與未來發展

1.師資隊伍的現狀。有了高水平的學科領軍人才建設高水平學科,才能出高水平成果,提高學科的整體水平。有了高水平的學科,才能吸引高水平的學科骨干人才。因此師資隊伍建設對學科水平的提升起著至關重要的作用。目前,材料學科有教職員工84人,學歷層次、職稱層次較高,學緣結構、年齡結構合理,已擁有國家百千萬一層次人才2人、中科院百人計劃入選者1人、教育部新世紀人才2人。但部分學科人員分散在學校其他部門,總人數在相同學科中仍屬于中等偏少的狀態。部級人才較少,仍達不到高水平師資隊伍的要求。

2.師資隊伍的建設及未來發展。學科現有5個特色研究方向:高性能與功能纖維材料、膜材料與膜過程、新型功能材料物理與化學、材料設計、結構與性能和無機功能材料。2012年學科以自由組合的方式形成了7支年齡、學歷、職稱結構合理的學術團隊,每個團隊根據自己的優勢科研方向建立了學術梯隊,取得了顯著的科研成果,有效地提升了學科的科研水平。近年來,我校材料學科積極貫徹落實校人才工作會議精神,廣開引進人才渠道,堅持培養本學科學術人才與選拔、引進國內外材料學科中青年科研工作者相結合的方法。2010~2013年已引進加拿大滑鐵盧大學、日本東北大學、中科院山煤化所等國內外著名科研院所的中青年學者來校工作。2014~2015年材料學科將繼續依據各方向的發展需要,適度引進樹脂基復合材料、生物醫用材料和金屬材料方面的科研、教學人才,充實和加強師資隊伍。目前已意向引進美國賓州大學、加拿大卡爾加里大學等國際知名院校博士畢業生?!笆濉蹦W科教職工總數預計達到100人左右,整合分布在院外的本學科骨干教師,總體形成專職教師95人左右的隊伍。材料學科將繼續對教師實行分類考核,加強完善教師的考核機制,根據教師的能力和特點,強化教師自身的特長,確定以教學、應用基礎理論研究、應用研究等為重點的發展方向。重視青年教師的培養,結合青年教師的專業和科研方向,幫助青年教師盡快融入現有科研團隊,促進他們專業專長的發展,做到“人盡其才、才盡其用”,充分發揮每一位人才的作用。近年來,學科通過實施國內外訪問學者、中青年學術骨干教師出國訪學研修等項目,著力培養了一批年輕有為、有較大科研潛力的中青年學術骨干學者,儲備了學科拔尖人才和學術領軍人才后備力量。目前,材料學科已具備沖擊部級人才稱號的實力,將在教育部新世紀人才、國家教學名師、青年千人計劃等方面有所突破,預計到“十二五”末新增部級和省部級稱號人才5人次,為材料學科建設以及整個教師隊伍科研能力的提升發揮重要作用。

二、學科平臺的現狀與未來發展

1.學科平臺的現狀?!安牧峡茖W與工程”學科是天津市重中之重學科、天津市高等學?!笆濉本C合投資I類建設學科,建有一級學科博士點、一級學科博士后流動站。高水平的科研創新平臺和基地不僅是凝聚人才、科研工作者展示智慧的舞臺,更是學科創新和進入當代國際科學研究前沿的重要基礎平臺。多年來,天津工業大學材料學科重視科研平臺的建設和管理,目前已建有“部級實驗教學示范中心”、“中空纖維膜材料與膜過程”省部共建重點實驗室、“改性與功能纖維”天津市重點實驗室、天津市膜技術工程中心、膜分離技術協同創新中心等科研平臺。實驗室面積16000m2,設備總金額達9000萬以上,萬元以上設備400余臺套。實驗室管理體制健全,制定了一系列規章和管理制度,如《天津工業大學實驗室工作規程》、《天津工業大學校級、學院(系)管實驗室管理辦法》等。

2.學科平臺的建設與未來發展。材料學科既重視提高本學科的科研水平,還不斷加強與其他學科的交叉融合,發現和形成新的學科生長點。2013年“材料科學與工程”一級學科與“環境科學與工程”學科交叉設置了“環境材料科學與工程”二級學科碩士點,與“電子信息工程”學科交叉設置了“材料檢測與系統”和“生物醫學工程”二級學科碩士點。通過與其他學科的交叉融合,進一步優化了“材料科學與工程”學科的結構,提高了學科整體水平,促進了相關學科的發展。目前,材料學院的“無機非金屬材料工程”專業教師承擔著多項國家高技術研究發展(863)計劃課題、國家自然基金等部級、省部級課題,無機功能材料與器件相關研究已處在國內該領域的前沿,已形成自己的優勢與特色。2014~2015年,材料學科擬在現有工作的基礎上,繼續組織力量論證、籌建“能量存儲材料”天津市重點實驗室,加速材料學科建設的發展。材料學科及時跟蹤國家重點學科建設情況,對比學科發展找差距,積極組織實施,確保完成天津市“十二五”綜合投資I類學科建設任務,爭取市重點學科建設取得更大成績,早日具備申報國家重點學科的條件。此外,未來幾年材料學科將進一步健全管理體制和激勵政策,爭取盡快建成省部共建國家重點實驗室、部級協同創新中心,實現市屬高校部級科研平臺的突破,通過協同創新,做大、做強學科科研平臺。

三、科學研究水平的現狀與未來發展

1.代表性學術論文質量。代表性學術論文質量的衡量標準包括ESI情況、SCI影響因子、他引次數等幾個方面。材料學科已出臺激勵政策加強引導、鼓勵教師發表高水平科研論文、出版專著和教材。在學科獎勵政策的指導下,2011~2013年教師和研究生發表的科研論文被SCI、EI、ISTP檢索的數量及JCR一、二區論文數出現了較大幅度的增加,科研論文的質量迅速提高,但高影響因子和高他引次數的論文數仍相對較少,國內學術刊物論文的他引次數也有待提高。2013年材料學科制定了“材料科學與工程學院學術資助計劃”,并從學科建設經費中給予支持。一年來學院教師參加國內外學術交流30余人次,提升了學院的學術氛圍,同時,教師的質量也有較大提高,鼓勵教師“多出成果、出高水平成果”,鞏固和提高學科整體科研水平。

2.科研獲獎。近年來,學科在中空纖維膜材料、功能及智能纖維、相變材料微/納膠囊、高性能纖維等領域形成了較大的優勢和特色。過去5年中連續獲得了3項國家科技二等獎,2012年獲得天津市科學技術一等獎和中國紡織工業協會一等獎各1項,2013年獲得中國糧油學會科技獎三等獎1項,2012~2013年獲得天津市濱海新區技術發明獎等省市級其他獎項9項。近幾年科研獲獎是材料學科的優勢,但未來應注意培養新的增長點,繼續引導教師培育國家和省部級科技獎勵成果,保持不斷有新的成果出現。

3.專利轉化與簽訂技術合同情況?!皩@D化”是我校的強項,材料學科2011年獲得授權發明專利12項,2012年獲得授權發明專利22項,2013年獲得授權發明專利38項,取了迅猛發展的好形勢。未來幾年,材料學科將有計劃、有組織的加強科技成果轉化工作,加大對取得顯著成績的教師的獎勵力度,提高成果轉化率。對轉化前景好的專利,積極尋找轉化對象,對于暫時難以轉化的專利,以授權使用的方式轉讓高新技術企業,為提高轉化水平積累經驗。近年來材料學科引進青年教師人數較多,學科通過實施“青年教師下企業”、“青年教師進企業博士后工作站”、“濱海新區科技特派員”等措施,加強培養青年教師的實踐能力,加強其與企業合作的意識,及時引導青年教師進行成果轉化。

4.科研項目。2012年材料學科新獲批國家科技支撐計劃1項、973前期預研項目1項、國家“十二五”軍工配套科研項目1項、參與承擔國家863計劃項目1項、國家自然基金14項。2012年材料學科新增科研項目數、縱向科研立項以及項目總經費均較2011年有較大幅度的增加,總體發展較為平穩,科研經費到位相對充裕,但至今無主持承擔973重大科研項目。未來幾年,材料學科將繼續鞏固和加強在科研立項方面的成績,組織教師培訓交流,穩步提高科研經費額,年增長率保持在25%以上,到“十二五”末達到年新增科研經費2000萬元,五年累計科研經費6800萬元。

四、人才培養的現狀與未來發展

1.教學與教材質量。近年來,籠統的“學科專業建設”已被“學科建設”與“專業建設”所取代,概念的分離反映出提高教學質量在“學科建設”中的作用日益提升。在政策的導向作用下,材料學科教師出版專著和教材的積極性逐年增加,但缺少部級精品教材與部級教學成果,教學與教材建設亟待加強。學科擬盡快組織開展全國調研和學科內研討會,認真探索、總結經驗、迅速研究出臺相應的獎勵政策,以減免工作量和學校實驗教學團隊建設經費,獎勵教師出版部級和省部級規劃教材和實驗教材,積極發展交叉學科的教材建設,使教材建設與學科建設同步發展。

2.學位論文及學生。學位論文作為研究生學習的最終結果,學位論文質量是研究生教育的重要體現,也是評價研究生培養質量的綜合指標。本學科近年來部分碩士畢業生攻讀了本校紡織學科的博士研究生,累計為紡織學科培養了4名博士生獲得國家優博論文提名獎,材料學科目前只獲得兩篇天津市博士學位論文,總體上差距較大。2013年本學科分別出臺了“材料科學與工程學科碩士、博士研究生學位論文培育基金和助學金管理辦法”和“博士研究生國際會議交流資助計劃”。學科對有潛力的研究生重點培育,鼓勵研究生參加高水平國際會議,加快取得發明專利等科研成果的進度,鼓勵研究生安心論文工作,早出成果。材料學科將在現有水平的基礎上,繼續提升天津市博士學位論文和碩士學位論文數量,期待在“十二五”末在國家百篇博士學位論文提名獎方面取得突破。

師資隊伍、科研平臺建設、科學研究水平、人才培養是高校建設高水平學科長期性、基礎性的工作。本論文針對天津工業大學“材料科學與工程”學科的現狀進行了的分析與探討,立足于充分發揮學科的優勢,以政策為導向,對本學科未來的發展和建設提出行之有效的對策,也為其他地方院校材料學科的建設和發展提供了一定的參考與借鑒。

基金項目:天津市教育科學“十二五”規劃課題;天津工業大學2012年度學位與研究生教育改革研究重點項目;天津工業大學2013年研究生課程(培育)、研究生課程教材建設項目。

作者簡介:張興祥(1962-),男,山東萊州人,天津工業大學材料科學與工程學院院長,教授。

材料科學與工程論文:材料科學與工程專業學生專業素質培養方法的探究

摘要:在分析當前形勢、國家發展方向、社會需求及當代大學生的特點的基礎上,結合材料科學與工程專業的特點,探討學生專業素質培養方法,包括專業理論知識學習、實踐能力培養、自學能力和創新意識培養、科技創新能力培養,以培養具有較強專業素質的復合型人才。

關鍵詞:材料科學與工程;專業素質;培養方法

一、當前形勢分析

2012年11月召開的中國共產黨第十八次代表大會提出了兩個百年奮斗目標:在中國共產黨成立一百年時建成小康社會;在新中國成立一百年時建成富強民主文明和諧的社會主義現代化國家[1]。為了實現這兩個奮斗目標,需要有大量的人才作為基礎。十八大指出要“把立德樹人作為教育的根本任務,培養德智體美發展的社會主義建設者和接班人”。十八大為我國的高等教育發展指明了方向,同時對人才培養也提出了要求。

為了拉動內需,提高國民素質,我國的高校從1999年開始進行擴招。高等教育的毛入學率從1998年的9.8%快速增長到2009年的24.2%。到2012年,我國高等教育的毛入學率已達到30%。2013年,我國高校畢業生人數達到了創歷史新高的699萬人。據有關分析數據顯示,今后幾年中,我國高校的畢業生人數將基本穩定在700萬人左右。高校畢業生的就業壓力將越來越大。自2009年以來,受全球金融危機的影響,國內大量的工業企業發展動力不足,企事業單位提供的就業崗位數量下降,使得2013年成為“史上最難就業季”,出現了部分高校畢業生“一畢業就失業”的現象。

材料科學與工程是多學科交叉的新興學科,與工程技術有著密不可分的關系,有很強的應用目的和明確的應用背景。材料、能源和信息被認為是21世紀國民經濟的三大支柱,材料科學技術的發展為能源和信息技術的發展提供了保障。

在當前形勢下,如何貫徹落實好十八大精神,把握好材料科學與工程專業的發展方向,適應社會發展,培養出滿足國家和社會發展需要的高素質復合型人才,成為教育工作者、專家及學者共同關注的熱點。

二、國家發展方向、社會需求及當代大學生的特點

在當前形勢下,要培養出滿足國家和社會發展需要的高素質復合型人才,需要掌握三個方面的內容。首先,掌握國家和經濟社會的發展方向。只有很好地掌握了國家和經濟社會發展的方向,才能夠順應時代的發展,培養出適應國家和社會發展的合格人才。其次,掌握社會對當代大學生的需求特點。大學培養人才是為社會培養的,只有充分了解社會對當代大學生的需求特點才能培養出適應社會發展需求的有用人才。,掌握當代大學生的特點。高等教育要以人為本,只有很好地了解培養對象的特點才能培養出合格的社會主義接班人。

1.掌握國家的發展方向?!吨泄仓醒腙P于制定國民經濟和社會發展第十二個五年規劃的建議》指出,要對經濟結構進行戰略性調整,建設資源節約型、環境友好型社會,改造提升制造業。制造業發展重點是優化結構,改善品種質量,增強產業配套能力,淘汰落后產能。發展先進裝備制造業,調整優化原材料工業,改造提升消費品工業,促進制造業由大變強。完善依托國家重點工程發展重大技術裝備政策,提高基礎工藝、基礎材料、基礎元器件研發和系統集成水平。支持企業技術改造,增強新產品開發能力和品牌創建能力。培育發展戰略性新興產業??茖W判斷未來市場需求變化和技術發展趨勢,加強政策支持和規劃引導,強化核心關鍵技術研發,突破重點領域,積極有序發展新一代信息技術、節能環保、新能源、生物、高端裝備制造、新材料、新能源汽車等產業,加快形成先導性、支柱性產業,切實提高產業核心競爭力和經濟效益。

2.社會對當代大學生的需求。首先從材料科學與工程專業學生的畢業去向方面來看,以河南理工大學為例,近幾年來,畢業生中有三分之一左右的學生考取了高校及科研院所的研究生,進一步進行深造,另外三分之二的學生到社會上的工礦企業及事業單位就業工作。無論是高校及科研院所,還是工礦企業及事業單位,都需要高校畢業生是具有較強的綜合能力的復合型人才,如理論知識的運用能力、創新能力、適應環境能力、社會交際能力、語言表達能力、動手能力、競爭能力、溝通能力等。

3.當代大學生的特點。壓力大,接觸的信息量大,思維活躍,務實,他們思想前衛,追求時尚,具有觀念優勢;接受和理解能力較強,具有認知優勢;性格外向、善于表達,邏輯表述和歸納總結能力更加突出,具有可塑優勢;許多學生在入學前沒有經受過壓力,遭受過挫折,一路較為順利地升入大學,具有明顯的經歷優勢。獨生子女的家庭環境使當代大學生較多地帶有一些以自我為中心的意識。他們表現出較強的好勝心和自尊心,但承受挫折和打擊的能力較差。同時,他們在傳統的以升學為目的的教學模式下受訓多年,習慣于傳統的填鴨式教育,造成的學習依賴性使他們難以自發調整自己,克服學習困難。當代大學生不管在生活上還是學習上,個性鮮明,反映出明顯的時代特征。實踐表明,采用傳統的思路進行教學改進,不僅不能起到很好的效果,反而壓制學生的主動創新心理。

三、材料科學與工程專業學生專業素質培養方法

為了滿足國家和社會發展的需求,培養學生的綜合素質和能力,河南理工大學材料科學與工程專業對原有的培養方案進行了修訂,加大了人文素質和實踐能力培養課程的比重,相應地壓縮了專業教學課程的比重。在相對短的專業課程教學中,如何培養好學生的專業素質?我們認為應該從以下幾個方面著手。

1.專業理論知識學習。大學生雖然具有一定的自學能力,但由于理論基礎薄弱,認識和實踐經驗的不足,專業理論知識的學習還應當以課堂學習為主,輔之以課外學習。在做好專業理論知識學習方面,一方面要充分發揮教師的指導作用;另一方面,也要充分發揮學生的學習積極性。要提高專業理論知識的學習效率,就必須做好教與學兩方面的工作。相對于傳統的填鴨式課堂教育,我們將教學工作的重心逐步從“以教師為中心”轉移到“以學生為中心”,在專業理論學習中較大限度地發揮大學生自主學習的作用。為了做好這些工作,我們主要在教學工作的三個重要部分:課前準備,課堂教學和課外輔導與交流這三個方面做工作。首先,在課前準備方面,由新老教師共同組成課程教學組,由具有豐富教學經驗的老教師從事主干課的教學工作,年輕教師進行助課。老教師主要側重于教學方法的研究,年輕則發揮其精力充沛,接受新信息快的特點,收集、制作和整理大量與教學內容相關的視頻、圖片以及文字資料,與老教師共同研究和豐富教學內容,制作精美的多媒體課件,通過引入大量的實例來說明專業理論知識的應用。一方面豐富了教學內容,擴展了學生認識;另一方面,也引起了學生學習的興趣,調動了學生學習的積極性。其次,在課堂教學方面,由具有豐富教學經驗的老教師進行教學內容的講解,并根據學生上課掌握專業知識的情況進行分類指導和講解說明。同時,引入美式課堂教育中常見的“課程項目”(Term Project),要求學生運用所學知識解決實際問題,并且在課堂上向教師與同學匯報,這樣極大地提高了學生的學習興趣與動手、溝通的能力。另外,在課外輔導方面,我們除了延用傳統的輔導方式,即在指定的時間和地點,由老師對學生專門進行輔導外,我們還充分利用現代化的通訊聯系方式來對學生進行輔導。QQ、微信、微博、飛信、電話、短信、E-mail和網絡平臺等通訊聯系方式是目前最為流行、最為方便快捷的,而且,這些通訊聯系方式也是大學生最喜歡和最常用的。我們采用這些現代化的通訊聯系方式對學生進行輔導,大大地方便了學生與教師的溝通和交流。我們的實踐表明,采用這些通訊聯系方式可以更加靈活方便地對學生學習過程中遇到的問題進行輔導和答疑,極大地方便了學生在專業理論知識方面的學習。

2.實踐能力培養。大學生在高校里所學到的專業理論知識最終都將應用于工程實際中,并在實踐中得到檢驗、提高和發展。因此,大學生的實踐能力培養是專業素質培養中的重要一環。高校的實踐教學主要包括兩大部分內容,即實習和實驗教學。目前,國內高校在實踐教學方面存在的不足主要在于理論與實踐聯系不夠緊密,實踐教學方法簡單,方式單調。為了能讓學生在實踐中得到鍛煉并在實踐中得到提高,我們在實踐教學方面做了一些嘗試。在實習方面,首先,精選實習單位。我們根據大學生在不同學習階段的能力特點以及實踐教學計劃和要求精選實習單位,以便學生在實習過程中能夠很好地將所學專業理論知識與實踐結合起來。其次,做好實習動員。在實習動員過程中,我們將實習單位的特點及實習內容給學生做詳細的說明,同時,將實習中要注意解決的問題發給學生,以便學生在實習開始前提前做好預習和準備。另外,通過實習動員,進一步提高學生對實習的重要性的認識,使學生在思想上對實習工作高度重視。再次,開展實習中的答辯。在實習過程中,我們請實習單位中有經驗的工程技術人員對實習單位的特點進行講解,然后帶領學生進行實習。在實習中,我們針對實習中每一部分的內容及特點,隨機地抽一些同學進行現場答辯,接著,由其他同學對其進行評判和補充,然后由指導教師進行綜合解答。這樣充分地調動起學生實習的積極性和主動性,避免了實習過程中走馬觀花現象的出現,提高了實習的質量。,完成實結。在實習結束后,我們要求學生根據每天的實習日記做好實結,對實習中發現的問題及相關問題的思考寫成實習報告,并由指導老師進行批改,批改后再發給學生進行學習。在實驗教學方面,為了進一步提高實驗教學的質量,我們主要做了幾方面的工作。及時,提前將實驗任務下達給學生,讓學生做好充分的預習,對實驗原理、實驗方法和實驗內容進行充分地了解和學習。第二,在實驗過程中,指導教師對實驗內容進行認真講解,并提出相應的問題和要求。學生在實驗過程中注意實驗儀器和設備的使用,數據的分析與處理,以及在實驗過程中發現的問題和處理方法。第三,實驗結束后,組織學生對實驗內容進行分析和講評,進一步提高學生對實驗內容的認識,并寫出詳細的實驗報告。第四,指導教師將實驗報告批改后發給學生,對指導教師提出的問題進行分析和解答。通過這些工作,學生對實驗教學內容有了的認識,同時,實踐能力在實驗過程中得到了很大的提高。

3.自學能力培養。高校是培養專業人才的地方,但大學生僅靠在大學里學到有限的專業知識是很難解決今后在實際工作中所遇到的各種問題。要解決在實際工作中所遇到的各種各樣的問題,就需要大學生具有很強的自學能力,在充分發揮所學專業理論的基礎上,自學相關理論知識,以解決在實際工作中所遇到的問題。因此,在高校專業人才培養中,自學能力的培養也是非常重要的。

要培養好大學生的自學能力,除了發揮大學生自主學習的作用外,教師的指導和引導作用也是至關重要的。為了更好地提高大學生的自學能力,我們做了以下幾方面的工作。及時,充分發揮教師的指導和引導作用。材料科學工程專業涉及的材料種類繁多,知識面廣,為了避免學生盲目學習,我們對相關材料進行分類介紹,引導學生結合自己的興趣進行自學。同時,引導學生參加各種學術講座和學術報告,通過這些講座和學術報告進一步提高學生對專業的認識和興趣。第二,充分發揮學生自主學習的主導作用。學會利用高校豐富的資源進行自學。除了在圖書館查閱相關專業資料外,大學生還能夠很好地利用學校的數據庫進行專業理論知識的學習。同時,部分學生還能夠主動地進入一些專業的學術論壇進行專業理論知識的學習。第三,加強對學生的輔導。由于大學生的專業理論基礎還較薄弱,實踐經驗少,在自學過程中往往會碰到大量的問題。為了保障學生的自學效果,我們采用多種形式對學生進行輔導答疑,及時解答學生自學過程中遇到的問題,使學生的專業理論知識得到進一步提高。

4.科技創新能力培養。多年來,我國本土的科技工作者沒有獲得過代表著較高研究水平的自然科學方面的諾貝爾獎,國內的教育專家對其原因做出了深入的研究,其中,普遍的共識是現有的教育模式限制了科技工作者的科技創新能力[2-5]。為了更好地培養大學生的科技創新能力,我們為材料科學與工程專業的大學生營造了良好的科技創新氛圍,創造了良好的科技創新條件。首先,為大學生灌輸科技創新理念。從大學生入校開始,我們就對學生科技創新能力的重要性進行講解說明,引導學生注重自身創新能力的發展,鼓勵學生結合自己的興趣積極參與到校內外的各種科技創新活動中去。其次,為大學生的創新能力發展制造機會、創造條件。目前,河南理工大學開展的校內外科技創新活動非常豐富多彩。校外的科技創新活動主要有國家大學生創新實驗計劃、大學生研究訓練計劃(SRTP)、河南省重點實驗室開發基金、數學建模等,校內的主要有“步步高”大學生科技攀登計劃項目,河南理工大學材料科學與工程專業學生創新研究基金,以及教師從事的各種科研項目研究活動等。通過積極參與這些科技創新活動,大學生的科技創新能力得到了很大的提高。再次,為大學生的創新能力發展提供輔導和支持。除了學生自主地與有關教師聯系輔導以后,我們專門指派一批有經驗的教師為學生的科技創新活動提供全程的指導和幫助,及時解決了學生在創新活動中遇到的各種困難。學生通過參與科技創新活動,不僅提高了自己的科技創新能力,發現問題和處理問題的能力,綜合應變能力等方面也都得到了提高。

四、結論

通過多年來對材料科學與工程專業學生專業素質培養方法的探索、創新和實踐,我們培養出來的大學畢業生的專業素質有了很大的提高,畢業生的質量也有了明顯提升。近年來,畢業生的考研錄取率逐年攀升,2013屆畢業生的考研錄取率達到了36.8%。畢業生的一次就業率一直穩定在95%以上。畢業生在工作崗位上能夠很快進入狀態,為工作單位各項事業的發展做出了突出的貢獻,同時,也為國家和經濟社會的發展做出了積極的貢獻。

基金項目:本論文得到河南省特色專業和河南理工大學教改項目“國外先進教育理念在材料科學與工程專業教學改革中的應用研究”的資助。

作者簡介:袁海濱(1971-),博士,副教授,主要從事材料科學與工程專業的教學和科研工作,河南理工大學教改項目“國外先進教育理念在材料科學與工程專業教學改革中的應用研究”的項目負責人。

材料科學與工程論文:材料科學與工程專業協同創新實踐的探索與效果

摘要:本文對材料科學于工程專業工程實踐進行分析,通過促進校企共建科學研究平臺、提升科學研究水平、強化教師工程實踐教學水平、革新創新人才培養模式和提高人才培養質量等方面加強專業工程實踐能力的探索,大大強化了材料科學與工程專業工程實踐能力的教育教學效果。

關鍵詞:協同創新;材料科學與工程;工程實踐

引言

實踐教學是人才培養過程中的重要環節,在培養學生的動手能力、實踐能力和綜合素質方面發揮著重要的作用。實踐教學對于材料科學與工程專業創新型人才的培養尤為重要,而實踐教學體系是提高實踐教學質量的重要保障,改革和完善工程類實踐教學體系是我國高等工程教育面臨的重要問題之一。

一、科學發展觀是協同創新的理論指導

科學發展觀從以人為本、整體、密切合作等方面,體現了協同、和諧、創新的思維特點;科學發展觀從建設創新型國家的戰略高度,要求我們在積極提升原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新能力的同時,提出了積極推動協同創新的重要思想。因此,科學發展觀是協同創新的重要指導理論。

二、協同創新是地方高校發展的重要機遇

協同創新戰略,既要研究和解決科技尖端領域前沿性問題,也要研究國家和地方急需的戰略性問題,涉及國計民生和地方經濟發展的重大公益性問題。服務地方經濟發展是協同創新的必然要求,也是地方高等院校的地域優勢所在。進入本世紀以來,國家和區域科技創新活動進入難得的歷史機遇期,科技創新的競爭態勢出現了新格局,地方高校面臨著新的機遇和挑戰。其挑戰主要表現在科技資源配置方面,高端人才和項目資助越來越趨向重點高等院校集中且集中度不斷升級。另外,在科技創新重大成果方面,競爭更加激烈。由于企業作為創新主體的迅速崛起,高校的傳統優勢出現衰減跡象,越來越多的高校以參與者、合作方出現。地方高校要在日趨激烈的科技競爭中爭得一席之地,就要敢于競爭和創新,同時也要善于協同合作。

另一方面,協同創新有利于重點突破制約創新能力提升的內在機制障礙,打破高校與其他創新主體間的體制壁壘,實現多方共贏,最終提升高等教育質量。地方高校應緊緊抓住教育部實施高等學校創新能力提升計劃的契機,加快融入形式多樣的協同創新聯合體中,以構建“協同創新中心”這個載體作為推動地方高校發展的新機遇。

三、協同創新是材料科學與工程學科發展的必然需要

材料被公認為人類社會進步的里程碑。雖然材料是一個早已存在的概念,但材料科學的提出只是20世紀60年代初的事情。1957年前蘇聯人造衛星首先上天,美國認為自己落后的主要原因是先進材料落后,于是在一些大學(如麻省理工學院、康奈爾大學、賓夕法尼亞州立大學等)相繼成立材料研究中心和材料研究實驗室。采用先進的科學理論和實驗方法對材料進行深入的研究并取得重要成果。從此,材料科學這個名詞開始流行。

材料科學的形成實際上是多學科科學技術協同發展的結果。在材料科學形成之前,固體物理、無機化學、有機化學、物理化學等學科的發展推動了對物質本質的了解。冶金學、陶瓷學、金屬學、高分子科學的發展對材料制備、結構、性能及其相互關系的研究大大加強,各種先進分析測試手段的出現為材料科學的形成打下堅實的基礎。材料科學具有多學科交叉的重要屬性,它是物理學、化學、冶金學、陶瓷、高分子化學及計算科學相互融合與交叉的結果。材料學與實際應用結合非常密切,發展材料科學的目的在于開發新材料,提高材料的性能和質量,合理使用材料,同時降低材料成本和減少污染。材料的不同應用領域又牽涉到不同學科的知識;材料科學是一個正在發展中的科學,不像物理學、化學等已經有一個很成熟的體系,材料科學將隨著各有關科學的發展而得到完善。

四、通過協同創新提高工程實踐能力的路徑和效果

1、促進校企科學研究水平提升

作為一所地方高校,教師的科研活動受到實驗室條件、儀器設備、研究經費和研究人員等多方面的制約,原創性、高層次的項目難以立項。為了完成學校對科研經費任務的考核,教師們主動到企業聯系橫向課題。材料與化工學院也有目的的組織教師到企業進行產學研合作、培育科研團隊。通過產學研合作,以企業為主體,以市場為導向,教師有了科研項目、經費,研究的課題解決了企業的實際問題,雙方受益形成了良性循環,不斷擴大了雙方合作的空間。

協同創新中心把企業同高校、研究機構結合起來,實現了單個主體所無法實現的組織目標和結果,類似于復合材料因為基體材料和增強材料的協同作用,使得復合材料的某些性能既優于其基體材料,又優于增強材料。企業同高校、研究機構協同創新的效率遠遠高于企業獨立創新和模仿創新的效率,尤其是通過協同創新中心建設的實施,協同創新聯盟各方都感受到了實實在在的受益,效果顯著。協同的本質是復雜系統中各子系統相互協同和作用,以實現單個主體所無法實現的組織目標和結果。如2011年由中原工學院提出,把與鄭州華晶、鄭州三磨所三方合作多年的“觸媒法合成高品級金剛石關鍵設備與成套工藝技術開發”項目,聯合申報國家科技進步獎,該成果獲得了國家科技進步二等獎,對提升學校美譽度和企業創新能力及聲譽具有重要影響。

2、促進教師工程實踐教學水平提高

在協同創新中心,學校與研究所、企業各方可以實現有條件的互相兼職和聘任。材料與化工學院根據政策,通過“博士服務團”、“企業博士后科研工作站”、“科技特派員”等多種形式選送教師到企業掛職鍛煉。如材料與化工學院一教授通過與許昌恒源公司的合作,作為帶頭人建設了“基于發制品用途的化學纖維綠色工藝技術研究”河南省創新型科技團隊?,F在材料與化工學院大部分教師都有了在企業工作或兼職科研工作的親身經歷,學生感受到教師的授課不再空洞乏味,而是非常實際和富有興趣,對提高材料科學與工程專業學生的工程實踐教育教學質量具有較大影響。

3、促進創新人才培養模式優化

“協同創新”已經成為學校人才培養活動中的重要理念,并在教育實踐中形成了一系列富有成效的人才培養模式。[4,5]通過協同創新使原本各單位獨立的資源變成了創新聯盟內共享的資源,一些潛在的能量得到了充分釋放。形成的新機制和新體制為協同創新各方激發了無限生機與活力,對人才培養模式的影響尤其深刻。協同創新實施之前,按照傳統的人才培養模式,理論教學和實驗教學都在學校內進行,全部由高校教師授課,教學效果不理想,學生普遍感到枯燥乏味、不感興趣;而需要到企業進行的認識實習、生產實習和畢業實習等實踐教學環節,由于資金投入不足和企業不愿意接待等諸多難題,實習質量大打折扣,學生的實習環節基本上變成了“參觀”,走馬觀花下來,學生受益很少。協同創新實施以后,學生可以根據個人愛好加入不同的科研興趣小組和導師制教學團隊,學生到企業“出入自由”,在科研中遇到的實際問題,可以及時在企業聯絡員的幫助和許可下到現場獲得及時手資料與信息,隨著參與時間的延長,學生很容易親自動手進行操作。在課堂教學環節,聘任了企業技術人員和高層管理人員為學校兼職教授,可以給學生進行生動的具有豐富實踐經驗的教學,學生的興趣明顯提高,也收到了良好的教學效果。

4、促進學生工程實踐能力提高

通過協同創新工作的不斷深入,科研促進教學的效果極其明顯。教師聯合企業進行科學研究,把獲得的成果有針對性的在教學過程中傳授給學生,這種知識的傳授不僅可以在理論課堂上進行,也可在科研興趣小組的科研活動中進行;而同時學生在該科研創新活動中會發現很多問題,提出的問題也可反饋給教師。這種知識傳授和學習的過程是一個雙向激勵的過程,雙方通過互相影響和碰撞,教學效果和質量在潛移默化中快速提高。

學生在協同創新中心聯盟單位內共享資源,教育活動的空間和時間都被擴大,在參與科研和實習創新活動中,不僅可以使用實驗室、儀器和設備等硬件資源,同時還得到了研究所和企業技術人員及一線工人的親身教育,對社會及企業對人才的真實需求有了實在的認識和了解,對學習目的和就業導向有了明確的方向。在研究生教育和本科生畢業論文環節聘任研究所和企業技術人員為指導教師或合作導師已成為常態。

在參與科研活動時,學生能親臨企業參與生產一線的科研課題,通過解決實際問題和獲得一定的薪酬,不僅提高了興趣,感受到了成功的快樂,還能在自己實實在在的科研活動中提高工程實踐能力。通過接觸和工作實踐,學生畢業后能快速適應工作崗位,強化的工程實踐能力將會在新的工作崗位上充分顯現其效果,協同創新中心聯盟企業對此也非常認可。

結束語

科學發展觀是協同創新的理論指導,協同創新是地方高校提高人才培養質量、服務區域經濟社會發展的有效手段,也是科學發展觀的重要體現。在科學發展觀指導下與相關科研院所、企事業單位開展協同創新,是地方高校學科建設和發展的必然要求。

材料科學與工程論文:結合學校特色,提升材料科學與工程專業的培養水平

摘 要 對材料科學與工程專業的培養水平進行提升,主要通過人才培養模式的創新、專業培養方案的修訂、教學團隊建設、課程及教學內容的優化、提高學生實踐能力,拓寬實踐平臺等各項措施,突出學校特色的基礎上,滿足“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的人才培養目標,體現素質、能力和知識結構協調發展的原則,從而培養出社會需要的、認同的材料類人才。

關鍵詞 材料科學與工程專業 提升 策略

0 引言

材料科學與工程是21世紀國家重點發展領域。材料科學與工程專業屬于一級學科,涵蓋了金屬材料工程、冶金工程、無機非金屬材料工程、高分子材料工程、材料物理和材料化學等二級學科專業,目前,我國大部分理工科高校都設有材料類學科,各學校的定位和特色也有所區別。

重慶交通大學材料科學與工程專業始于上世紀50年代的建材教研室,2000年成立了以公路工程材料應用為特色的材料科學與工程專業,同年獲得材料學專業碩士學位授權資格。材料科學與工程專業自2001年招生,立足學校在交通土建方面的行業優勢,結合土木工程專業培養滿足交通建設需要的材料專業技術人才,通過吸收兄弟院校的辦學經驗,遵循“厚基礎、寬專業、強能力、高素質”的原則,強化基礎理論,不斷優化組合土木相關課程;加強基本實驗技能和實踐環節訓練提高學生的實踐能力。為進一步理清專業建設思路、明確專業建設目標、明晰專業建設方向,立足長遠,擬定切實可行的具體措施,扎實推進專業內涵建設,完善專業人才培養體系,規范教學過程,切實增強專業的辦學水平、社會適應度和社會聲譽,從2011年開始進行專業提升計劃的實施,目前正按計劃、有步驟地逐步實現。

1 明確專業定位,凝練專業特色

重慶交通大學材料科學與工程專業依托我校在交通土木行業的優勢,與交通土建材料的研究、開發和應用方面的學科交叉,以無機非金屬材料、有機高分子材料為基礎,向相關功能材料領域拓展,教學與科研并舉,立足重慶,面向西南,走向全國,建設市內經驗豐富,在國內有一定影響的教學研究型材料科學與工程專業,為交通土建行業培養高層次的人才,提供高水平的科技服務。本專業經過幾年的辦學實踐,已經形成了以土木工程材料、復合材料為特色的專業,構建了科學合理、特色鮮明的人才培養方案、課程結構體系及實踐教學體系,并建立了較為完善的本科教學質量監控及質量保障體系,且運行良好,保障了教學質量,目前,已為國家特別是西部地區培養了大批交通建設材料科技人才。

2 材料科學與工程專業培養水平的提升策略

2.1 人才培養模式的創新

繼續發揮學校特色優勢,在材料科學與工程專業現有的人才培養模式基礎上,改革單一化的人才培養模式,突出學生個性發展的同時,探索具有交通特色的材料科學人才培養模式。

(1)加強學科專業調研,深入把握重慶市、西部地區及全國經濟結構調整、人才市場需求和國際競爭能力的需要,結合我校由教學型向教學研究型過渡的特點,進一步明確材料科學與工程專業建設和結構調整的方向,突顯辦學特色。

(2)以材料科學與工程專業班級為依托,調整和完善人才培養方案、課程體系、實踐教學體系等,不斷完善具有交通特色的材料科學創新型人才培養方案。

(3)以性、開放性、主體性、實踐性、差異性為培養方法,實現個體創新能力的挖掘和培養。主要體現在以下幾個方面:①建立以本科生導師制為核心的全過程引導的培養模式。從入學起,就建立專業老師、輔導員聯系、溝通的制度,加強學生的人生目標規劃,加強對學生的指導,根據每個學生的自身特點提出階段性的發展計劃,幫助學生形成優良的計劃能力和實現目標的執行能力。②在兼顧共性和個性的基礎上,制定個性化培養方案。根據每個學生的特點來制定學習方案,充分發揮學生的個人特長,較大程度地挖掘每個學生的潛力。③針對現代研究型人才素質培養特點,鼓勵本科生參與指導教師的科研項目研究,重在研究意識、過程與方法,學習與研究相互促進,實現個體創新能力的挖掘和培養。

2.2 培養方案修訂

按照學校材料科學與工程專業人才培養目標和規格的要求,并針對我國、尤其西部地區公路工程材料人才培養方面的專業幾乎為空白,進一步開展學科多層次、多尺度交叉,構建適合交通行業的高素質人才培養方案和培養模式,實現教學與科研相結合、科學與工程相促進,深化專業內涵,進一步完善以公路工程材料應用為特色的人才培養方案,同時考慮培養方案能夠適應社會需求的動態變化。突出本專業的特色,按照“以科研促教學,以實踐促創新,以特色促發展”的思路,培養大批在工程材料領域內的高層次、高質量、高能力的創新性復合人才。具體措施是:(1)在已重點調研國內高校辦學情況的基礎上,對材料科學與工程專業人才培養方案進行修改和調整,將力求與社會對材料學科人才的需求相統一,并與對應的行業單位、 企業開展對話,進一步分析并把握未來的市場需求;(2)注重專業間的協調與發展,完善課程體系,優化理論教學與實際教學環節體系及比例,擴大選修課程設置,增加實踐環節,既滿足人才發展的共性要求,又顧及學生的個性需要。(3)在材料科學與工程專業人才培養方案中將繼續體現邊緣學科的交叉和前沿學科的發展,并將進一步豐富其內容,及時將本專業科研成果作為專題進行講座,以開拓學生的視野。

2.3 課程及教學內容優化

材料科學與工程專業的課程設置不但要符合專業規范,還必須突出交通行業的特色,并隨著社會和專業不斷發展的需求而進行必要的調整,做到需求為首,與時俱進。材料科學與工程專業的課程建設主要考慮了以下幾個方面:(1)以工程材料應用特色為主線,加強工程實踐能力為核心來構建本專業的核心課程、特色課程;(2)對原有課程設置加以調整,優化核心、特色課程的知識結構體系。例如,近年來本專業先后對建材實驗與檢測技術基礎、膠凝材料學、混凝土學、瀝青與瀝青混合料等主干課程進行優化和教學內容的改革,取得了明顯效果;(3)加強重點課程和精品課程的建設,加強課程整合,更新教學內容、不斷改革教學方法和教學手段;(4)在課程教材的建設上,堅持編、選并重的原則,選用質量上乘、科學適用的教材,同時也進一步加強自編教材的編寫水平和出版工作;(5)利用現有試驗條件,為專業課程服務,促進本科教學質量的提高。

2.4 教學團隊建設

根據材料科學與工程專業特色方向所建設的目標,重點建設寬容、和諧的教學團隊,培養教學團隊的核心競爭力,激發團隊的凝聚力。積極展示團隊學術成果,加強對團隊及團隊帶頭人的宣傳,從而培養一個的教學團隊。目前具體采取的主要措施有:

(1)重視教學隊伍“雙師”結構建設,利用學校的優惠政策引進高層次的人才,有效吸引骨干教師積極參與專業建設和人才培養,采取多種措施鼓勵本校青年老師脫產攻讀博士學位,安排出國或在國內名牌大學訪學、進修,鼓勵教師參加校內外多種形式的學術交流活動,并發揮每個團隊成員的特長,實現每個人都是所學專業領域的專家,教學和科研都很出色,鍛煉和培養一個高水平的教師團隊。

(2)在教育教學研究方面,本專業全體教師積極開展課程建設、教材建設、多媒體課件建設等;編寫先進、適用的高教特色教材;積極開展教學標準、課程體系、教學內容、課件、案例、實訓實習項目、教學指導等教學資源的建設,同時,促進與外校各專業合作、同校各系、教研室的合作交流,進行跨學科、跨院系、跨專業的教學改革嘗試,從而提高人才的培養質量,也為形成教師的教學合作機制和協作氛圍起到積極推動的作用。

(3)擴大和吸引材料專業領域的一線人員到校,通過講學、做報告、開設短期課程等形式,形成專兼結合的高水平教師隊伍,并進一步建立與企業進行更深層次的資源共享與人員交流的機制。

2.5 提高實踐能力,拓寬實踐平臺

實踐教學是通過調查、實驗、實習實訓、課外實踐活動、科研訓練、畢業論文等方式培養學生的實踐動手能力,實踐教學是理論教學的鞏固與升華。目前,實踐教學環節主要是實驗環節和實習環節。實驗環節要增加綜合型和設計型實驗內容,增加實驗設備和學生實驗時間。實習環節要擴大實習單位的數量,到設備先進和與教學內容相關的企業去,并聯系企業的生產和課堂學習內容,制定合適的實習題目,讓學生帶著問題去學習,觀察或解決問題。通過強化理論和實踐兩個課堂互動的方式,來提高學生的動手實踐能力,同時,從解決社會或企業實際問題入手,以提高綜合訓練的實踐效果出發,做好綜合設計(論文)工作的選題和過程管理,使畢業設計環節理論聯系實際,真正做到“真題真做”。

3 結論

目前,材料科學與工程已呈現出與多學科相互滲透、交叉綜合的發展趨勢。單一的行業工程師人才已經滿足不了人才市場對材料類專業人才的要求,材料科學與工程人才的培養,應結合實際辦學條件,在突出學校特色的同時,還必須要滿足“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的人才培養目標,培養出社會需要的、認同的材料人才,這是材料科學與工程專業建設的重任,也是材料科學與工程專業提升的最終目的。

重慶交通大學教育教學改革研究基金資助項目(1203005)

材料科學與工程論文:關于高校本科階段《材料科學與工程專業英語》課程教學探討

摘 要:分析了高等學校材料科學與工程專業英語課程教學現狀,對教學內容和方法進行了探討,在實踐中,取得了較好的教學效果。

關鍵詞:材料科學與工程 專業英語 課程教學

從石器時代、鐵器時代到信息新紀元,人類前行的每一個腳印無不印證著材料科學技術的發展,人類文明史就是材料發展史,材料是人類社會進步的里程碑。目前中國材料科學的發展與世界發達國家相比還存在較大差距,為了解國際上材料發展與應用的近期動態,學習國外材料科學領域的先進技術、縮小差距,閱讀外文專業文獻、與老外溝通交流必不可少,而世界上科技情報資料的交流主要靠英語,沒有對材料科學與工程專業英語的理解和掌握,無法開展上述活動。當前在高等院校本科階段普遍開始的《材料科學與工程專業英語》課程顯得非常及時和重要,它對于培養能夠用英語進行交流的專業人才、對于消化吸收西方發達國家先進科技成果都具有重大意義[1~2]。因此,探討高校本科《材料科學與工程專業英語》課程教學現狀,對該課程的教學進行改革以提高培養質量日顯迫切。

1 當前高?!恫牧峡茖W與工程專業英語》課程教學現狀

1.1 思想上認識的欠缺

相當一部分師生和主管領導認為材料專業英語是一門可有可無的課程,在思想認識上不夠重視。在學時設置上,一般是32學時或更少,使得教學時間不夠、教學深度缺乏;課程性質多設為考查課、選修課等,而考查課、選修課多被認識是次要課程而重視不夠。課程設置日期多在第五、六學期,而材料類專業課的教學則安排在第七、八學期,學生對專業知識不理解,直接影響其對專業英語的掌握[3]。

1.2 教師素質有待提高

專業英語的授課教師不僅要求具有能很好的將英語知識與專業知識有機結合的能力,還應具備一定的英語教學的理論和方法。目前,本專業的專業英語教師一般由英語能力相對較強的專業課教師或是英語教師兼任,雖然他們各自具備深厚的專業背景,但由于專業課教師缺乏系統的專業英語的教學方法與經驗,使得英語表達能力、教學方式和方法上存在諸多問題;英語教師缺乏材料專業知識與背景,專業知識很難講透,很容易將專業英語課上成普通英語,兩者都無法做到將專業知識與英語知識融會貫通,達不到預期教學效果[4]。

1.3 教學方法簡單滯后

受傳統基礎英語學習階段的影響,目前專業教學普遍采用的是教師先朗讀講解詞匯,然后帶領學生閱讀課文,教師逐句講解和翻譯,學生多處于被動地位記筆記,整個過程主要是以教師為中心進行。這種“滿堂灌”的“填鴨式”教學方法不能引起學生的興趣,學生參與課堂教學的主動性差,課堂氣氛沉悶,教學效果不佳。為此,作者結合自身教學實踐經歷,以匡少平主編的、國內普遍使用的《材料科學與工程專業英語》(第二版)教材為藍本,對課程教學活動進行了探索,力爭使學生在短暫的32課時專業英語教學中具有較大的收獲。

2 教學內容和手段的組織

2.1 加強專業英語詞匯的學習

專業英語詞匯構詞方法和基礎英語差不多有合成、轉化和派生,以派生法構詞能力最為強大,派生是通過對詞根、單詞加上各種前綴或后綴來構成新詞,專業英語詞匯大部分都是用派生法構成的,常用的詞綴(前綴、后綴、詞根)卻多達百個,作為一個專業技術人員,至少應掌握50個常用詞綴。筆者花費了一堂課的時間對70多個常見詞綴按照其意思、詞性進行了分類總結、舉例分析,受到了學生的歡迎。在上每一新單元朗讀、講解單詞時,有意識的和這些詞綴相聯系,比如“isotropic和anisotropic”、“disciplinary和interdisciplinary”、“aerodynamic和dynamic”、“paramagnetic和magnetic”等等。另外還可以把一類詞方在一起讓學生來記憶,如表示材料力學性能的幾個詞“brittle,elastic,toughness,ductile,plastic,strain,stress,hardness”等。

2.2 將語言講解和專業知識講解相結合

專業英語中的學習材料基本都是圍繞某一個具體專業內容而展開的論述性文字,具有較強的邏輯性、學術性和專業性。我在翻譯講解每一單元內容前,先用幾張中英文雙語幻燈片介紹本單元內容涉及到的專業背景知識,然后再讓學生用幾分鐘時間自己閱讀教材內容一段或幾段,這些專業知識的介紹和掌握對于幫助學生正確地理解教材內容有很大的幫助。根據講課內容適時補充專業知識,不僅可以加深學生對句子的理解,還可以擴大學生的專業知識面、增加對專業知識的理解、豐富教學內容,同時還可以活躍課堂氣氛,增強學生學習興趣。

2.3 要努力培養學生深厚的閱讀理解能力

筆者認為對專業英語教材內容的學習要以理解為主,閱讀速度是次要的。各種翻譯技巧的運用都是建立在理解基礎之上的。長句子多、句子結構復雜是專業外語最重要的語言特征,同時也是一個難點,三年級學生雖然具備了一定的閱讀能力,但對分析復雜句子還缺乏一定的訓練,因此對復雜句型的語法結構要講透、講清。在教學過程中,當遇到復雜句子時,要先弄清楚句子的性質(簡單句、并列句或復合句),然后再分析其結構。只有把句子的結構理順,才能做到地理解它才能忠實于原文表達。

2.4 豐富活潑課堂教學內容

可將那些與教學有關的、有助于幫助學生理解課文內容的專業詞匯和相關專業背景知識制作成雙語多媒體課件.運用這種直觀的教學手段,以收到較好講課效果。比如筆者在講解第五單元材料的力學性質時,可用一張拉伸曲線圖(tensil curve)將材料的彈性(elasticity)、塑性(palsticity)、模量(modulus)、強度(strength)、硬度(hardness)、剛度(stiffness)、韌性(toughness)、延性(ducitility)等力學指標一網打盡。講解第四單元材料的物理和化學性質時,可結合水單組分相圖(phase diagram)聯系物理化學中的克拉貝龍(Clapeyron)方程講解水凝固成冰時的反常密度變化。講解磁導率(magnetic permeability),可用不同物質在通電線圈磁場(magnetic field)中產生的磁感應強度(magnetic induction)的不同來理解材料順磁(paramagnetic)、反磁(diamagnetic)、鐵磁(ferromagnecic)性,都收到了不錯的教學效果。除了傳統的教學方法以外,還可以采用啟發、提問、討論等多種互動式教學方法。

材料科學與工程論文:基于工程師培養的材料科學與工程專業課程體系建設

摘要:課程體系建設是“工程師”培養過程中最重要的環節之一。本文以貴州大學材料科學與工程專業為例,介紹材料科學與工程“工程師”培養方案中課程體系的設置背景和課程體系設置的措施,以培養創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量的工程技術人才。

關鍵詞:工程師;課程體系;培養;改革

教育部于2010年6月正式啟動“工程師教育培養計劃”(簡稱“計劃”),旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量的各類型工程技術人才,為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。在《國務院關于進一步促進貴州經濟社會又好又快發展的若干意見》和《貴州省工業十大振興產業規劃》中都把材料產業確定為貴州省支柱產業之一,工業總產值占全省工業總產值的37%。貴州省材料產業急需一批高質量的工程技術人才。2011年貴州大學正式啟動了“工程師培養計劃”,材料科學與工程專業成為試點專業。材料科學與工程是貴州大學傳統優勢和特色專業、貴州省示范專業、國家一類特色專業、國家專業綜合改革試點專業,具有材料科學與工程一級學科博士學位和碩士學位授予權。要實現材料科學與工程工程師的培養目標得通過相應的課程體系來完成,科學合理的課程體系是成功實現培養目標的主要載體,它能夠培養學生具有良好的知識、能力和素質結構。本文對材料科學與工程工程師培養計劃中課程體系進行深入分析,總結了啟動工程師培養計劃試點工作以來,材料科學與工程專業根據學校的辦學定位和學科特點,利用與貴州省材料產業企業緊密合作的優勢,積極開展優化專業課程體系工作。

一、材料科學與工程專業課程體系及實施的現狀

貴州大學材料科學與工程專業目前的課程體系可以概括為“通識課程+通識拓展+學科大類+專業教育+個性課程+實踐環節”的結構體系。多年來,我校材料科學與工程專業課程體系形式上發了一些變化,但多數課程都是延續了以前金屬熱處理專業的課程,理論教學內容無太大變化,知識體系相對穩定。教學方法與手段上除了增加了多媒體技術之外,理論教學過程與工程師培養尚存在差距。當前,由于高校普遍存在“重學歷、重科研、輕教學”的現象,真正走上講臺為學生授課的老師趨于高學歷、年輕化;真正有工程經驗的教授卻很少走上講臺,這很不適宜于工程師培養。而作為工科高校人才培養的重要環節方面――實踐教學環節,材料科學與工程專業實踐教學環節由校內工程訓練和校外實習組成。其中校內專題實驗是經過實踐教學改革整合為單獨的實驗課程:《材料專題實驗Ⅰ》、《材料專題實驗Ⅱ》、《材料專題實驗Ⅲ》。但多年來,由于學校的人才政策的原因,導致專業實驗師資隊伍嚴重不足,使其理論教學與實驗教學總是存在脫節的現象,且實驗內容簡單,不系統,而學生對實驗教學也不夠重視。另外,在校外實習方面,材料科學與工程專業實習也存在一些問題,一是實習經費低,不利于實習的安排;二是由于企業存在安全和保密的問題,企業不愿意接收學生到現場實習。以上原因導致學生認識實習和生產實習都形同走馬觀花,以至于學生對實際工程缺少直接接觸,對材料制備和檢測技術認識不夠深入,實習達不到應有效果。

二、工程師課程體系的設置與改革

1.構建“模塊化”專業課程體系。根據工程師的培養目標,通過到企業調查走訪、問卷調查、畢業生反饋等方式,收集了對課程體系設置的意見和建議,結合“工程師”培養目標,對材料科學與工程工程師課程體系進行了模塊化設置。也就是將課程體系設置為由若干個完整的課程模塊構成的課程體系形式。材料科學與工程工程師課程體系由材料制備基礎、材料加工技術、材料的性能、材料的檢測等四個模塊組成。每一個模塊又由若干門課程組成,分為必修課和選修課兩類。材料制備基礎模塊由材料物理化學、材料科學基礎、金屬塑性成型理論、材料科學導論(雙語)等組成;材料加工技術模塊由熱處理原理及工藝、金屬塑性成型工藝學、現代材料制備技術、金屬焊接工藝等組成;材料的性能模塊由材料力學性能、材料腐蝕與防護、材料物理性能等組成;材料的檢測模塊由材料分析技術、失效分析、計算機在材料科學與工程的應用等組成。這樣的課程設置,能夠突破學科專業領域的界限,靈活地設計和組織具有不同作用的課程模塊,從而構建具有不同價值取向的課程體系,以滿足學生的發展和個性發展需要。

2.科學合理地進行課程的整合和重組。根據教育部“工程師”培養模式,結合材料科學與工程專業人才培養長期的實踐經驗,對課程進行了整合與重組;在制訂材料科學與工程專業“工程師”培養計劃過程中,在原來的培養方案的基礎上,對課程進行重新的整合和重組。在進行課程體系的整合重組過程中,打破了各學科領域的界限,增加金屬凝固、塑性成型、焊接等內容,真正達到了“寬口徑、厚基礎”的目的。同時不受原有課程和體系結構的束縛,對課程進行了實質性的有機融合和重新組織。具體而言,改變了以往按人文科學、社會科學和自然科學分類或按照等級結構設置課程的做法,打破了原有專業、課程之間的壁壘,擺脫了學科知識系統的束縛;強調課程內容的綜合性,以跨學科的方式選擇課程內容、組織和整合課程體系。同學科知識的相互滲透、融合和新知識的吸收利用,保障知識結構的系統性和完整性;改變過于講究學科自身結構而導致的課程設置過細、過多和缺乏整體性的狀況;避免課程內容的脫節和交叉重復,精簡課程門類,減少必修課比例。比如:將以往的《固態相變》和《熱處理工藝學》整合為《熱處理原理及工藝》,將《材料力學性能》和《材料物理性能分析》整合為《材料性能》,將《金屬材料學》和《模具材料》整合為《金屬材料學》,將《現代材料制備技術》和《熱處理新技術》整合為《現代材料加工技術》等。并處理好理論與工程實踐、必修課與選修課之間的關系,大力加強實踐課程的體系改革。

材料科學與工程論文:金屬間化合物在材料科學與工程專業教學實踐中的研究和應用

摘要:本文主要講述金屬間化合物材料的概述和應用,并講述金屬間化合物材料在材料科學與工程專業實驗教學中的研究和應用,并建議在材料科學與工程專業的實驗教學中增加金屬間化合物材料的制備和性能方面的實驗課程。

關鍵詞:金屬間化合物 材料科學與工程 實驗教學 研究 應用

在材料科學與工程專業的本科教學工作中,本科生進入大三和大四的學習生活中,就要學習材料科學與工程專業的專業課程和專業基礎課程。其中在材料科學與工程專業的課程教學中,在講述材料的合成與制備方法,材料科學基礎等課程中都將講述過金屬間化合物材料。金屬間化合物材料已經作為金屬材料教學研究中的重要內容。金屬間化合物材料是指金屬與金屬間形成的金屬互化物或者金屬與非金屬元素間形成的化合物。金屬間化合物的種類比較多,而且一些常用的金屬間化合物已經在工程領域得到應用。金屬間化合物材料中所含元素都是普通元素,是金屬合金材料,所以可以將金屬間化合物材料的制備和性能的知識內容引入到材料科學與工程專業的課堂教學和實驗教學中,可以作為本科學生的畢業設計和專業課程設計教學內容。

一、金屬間化合物材料的概述和應用

金屬間化合物是指以金屬元素或類金屬元素為主組成的二元或多元系合金中出現的中間相。金屬間化合物主要指金屬與金屬間,金屬與類金屬之間按一定劑量比所形成的化合物,金屬間化合物有的已是或將是重要的新型功能材料和結構材料。金屬間化合物的歷史由來已久,金屬間化合物的研究已經成為材料科學研究的熱點之一。人們發現許多金屬間化合物的強度并不是隨溫度的升高而單調地下降,相反是先升高后降低。因為這一特性,掀起了新一輪金屬間化合物的研究熱潮,使金屬間化合物具備了成為新型高溫結構材料的基礎?,F在已研究出許多方法和措施,用來改善和提高金屬間化合物的塑性,為將金屬間化合物材料開發成為有實用價值的結構材料打下基礎。金屬間化合物是航空材料和高溫結構材料領域內具有重要應用價值的新材料。金屬間化合物強度高,抗氧化性能好和抗硫化腐蝕性能優良,優于不銹鋼和鈷基,鎳基合金等傳統的高溫合金,而且具有較高的韌性,因此金屬間化合物被公認為是航空材料和高溫結構材料領域內具有重要應用價值的新材料。金屬間化合物材料作為近20年內才發展起來的新材料,相對于傳統金屬材料具有特殊的優點和規律,廣泛用于制備金屬間化合物基復合材料。金屬間化合物相對于金屬材料為脆性材料,相對于其他材料則具有一定的韌性,并且具有相當高的塑性。某些金屬間化合物還具有反常的強度-溫度關系,在一定的溫度范圍內,強度隨著溫度的升高而升高,這對高溫結構材料的開發和應用給予很大的希望。此外許多金屬間化合物材料具有良好的抗氧化性能,耐腐蝕性能和耐磨損性能,如Ni-Al金屬間化合物和Fe-Al金屬間化合物材料。因此采用金屬間化合物和其他材料相復合制備復合材料可以提高金屬間化合物材料的力學性能。

金屬間化合物具有一系列的優異性能是具有吸引力的新一代高溫結構材料和表面涂層材料。金屬間化合物的種類非常多,近年來國內外主要研究集中于Ni-Al金屬間化合物,Ti-Al金屬間化合物,Fe-Al金屬間化合物等含Al金屬間化合物的研究。目前金屬間化合物材料已經研究和開發的較為廣泛。許多金屬間化合物材料已經用于鑄造,鍛壓和高溫熔煉等。金屬間化合物材料具有高溫強度好,高溫抗蠕變性能強,抗腐蝕性能好,抗氧化性能好等優點,且在一定的溫度范圍內金屬間化合物的屈服強度隨著溫度的升高而升高。但是金屬間化合物材料作為使用的結構材料,還存在硬度低,斷裂韌性差以及高溫強度低等缺點。將金屬間化合物與其他材料進行復合制備金屬間化合物基復合材料,以制備出兼具有二者優點的復合材料是當前的重要研究和發展方向。金屬間化合物材料具有較高的加工硬化率和較特殊的高溫性能,因而被認為是下一代高溫結構材料和高溫耐磨損材料之一,特別是在改善金屬間化合物材料的塑性后,更是受到了廣泛的重視和研究。為了進一步提高金屬間化合物材料的綜合性能,很多研究工作者在金屬間化合物材料中加入強化相制備金屬間化合物復合材料,即形成金屬間化合物基復合材料??梢韵蚪饘匍g化合物中加入碳化物硬質相制備耐磨損的金屬間化合物基復合材料。金屬間化合物材料具有許多的性能而被廣泛的應用到工程領域中。

二、金屬間化合物在材料科學與工程專業教學實踐中的研究和應用

金屬間化合物材料由于具有許多優異的性能而被廣泛的應用在工程領域中,所以應該在材料科學與工程專業的課堂教學和實踐教學中增加一些金屬間化合物的知識和內容。金屬間化合物材料主要包括Al系金屬間化合物材料,主要有Fe-Al金屬間化合物,Ni-Al金屬間化合物,Ti-Al金屬間化合物等,還有其他的如Cu-Al合金,Cu-Zn合金以及Ni-Ti合金體系等金屬間化合物材料。由于一般常用的金屬間化合物是由兩種金屬元素形成的化合物并具有典型的二元相圖,所以可以通過認識和了解金屬間化合物學習和掌握二元相圖的知識內容。此外金屬間化合物材料的制備工藝方法也有很多,主要有金屬熔煉法,高溫自蔓延反應合成法,機械合金化法,反應燒結法,粉末冶金工藝等多種方法。其中反應熔煉法是將不同種金屬元素放到熔煉爐中進行熔化形成金屬合金熔體使其均勻混合并冷卻形成金屬間化合物材料。高溫自蔓延反應合成方法是通過反應放出大量的熱量維持反應繼續進行最終形成所需要的金屬合金材料。機械合金化工藝過程是利用高能球磨機把兩種純金屬粉末放入球磨罐中并加入適量的添加劑進行球磨,粉末的制備由機械合金化過程完成,塊體的制備則由燒結過程實現,機械合金化工藝是一種固態反應的過程。機械合金化技術是近年來發展起來的一種材料制備方法,機械合金化工藝通過對粉末反復的破碎,焊合來達到合金化的目的,由于合金化過程中引入大量的應變,缺陷以及納米級的微結構,機械合金化制備的材料具有一些與傳統方法制備材料不同的特性。通過機械合金化工藝就可以制備出金屬間化合物粉末。粉末冶金技術是制備金屬間化合物材料比較常用的一種方法。以單質或合金粉末為原料,一般是先用塑性加工的方法把粉末制備成所需要的復合材料制件,然后在燒結同時實現了制件的成型。反應燒結法是將不同種金屬元素粉末通過熱壓燒結工藝或者常壓燒結工藝形成金屬間化合物塊體材料。金屬間化合物材料的制備通常采用粉末冶金工藝進行制備。

由于金屬間化合物材料原料成本較低,制備工藝不復雜,所以對于金屬間化合物材料的制備和性能的研究工作可以引入到材料科學與工程專業的實驗教學工作中。可以在實驗教學的課程中增加金屬間化合物材料的制備和性能的研究內容,例如通過反應熔煉法,機械合金化方法和粉末冶金法等制備金屬間化合物材料,并對金屬間化合物材料的結構和性能進行研究。通過以上實驗教學過程可以鍛煉學生的實踐能力和分析能力,還可以加深學生對材料科學與工程專業知識內容的認識和了解。在上述實驗方法中,其中機械合金化工藝是比較實用并且能夠在實驗室里進行的。機械合金化工藝是將兩種不同的金屬粉末混合并經過高能球磨過程制成金屬間化合物粉末,并通過燒結過程制備金屬間化合物塊材。機械合金化工藝可以在實驗室里進行,可以安排學生通過機械合金化工藝制備金屬間化合物材料。此外在本科學生的專業課程設計和畢業設計期間也可以安排學生進行金屬間化合物材料的制備和性能的研究工作。通過對金屬間化合物材料的制備和性能的研究工作,使得學生充分的認識和了解金屬間化合物材料的性能特點,并加深學生對所學習的材料科學與工程專業課程知識內容的認識和了解,使得學生對材料科學與工程專業的課程內容有一定的掌握和熟悉,并通過實驗教學過程提高了學生的實踐能力和分析問題解決問題的能力,擴展了學生的知識面。所以本文作者認為應該在材料科學與工程專業的實踐教學過程中增加一些關于金屬間化合物材料的實驗課程,并以金屬間化合物材料的制備和性能的研究內容作為實驗教學課程,這將有助于提高學生的實踐能力并擴展了學生的知識面,這為本科學生以后學習材料科學與工程專業的知識內容打下堅實的實驗基礎。

三、金屬間化合物材料未來的研究方向和發展趨勢

金屬間化合物材料由于具有許多優異的性能而被廣泛的應用在工程領域中。近年來金屬間化合物材料發展迅速,一些常用的金屬間化合物已經被應用到實際的工程領域中,還有些新型的金屬間化合物正在研究和開發中,而且有些金屬間化合物作為結構材料進行使用,還有些金屬間化合物成為先進功能材料和具有特殊性能的新材料。所以金屬間化合物材料的發展和應用前景比較廣闊。所以本文作者認為應該在材料科學與工程專業的實踐教學過程中增加一些關于金屬間化合物材料的實驗課程,并以金屬間化合物材料的制備和性能的研究內容作為實驗教學課程。通過實驗課程教學可以提高本科學生對材料專業課程內容的認識和了解。

本文主要講述金屬間化合物材料的概述和應用,并講述金屬間化合物材料在材料科學與工程專業實驗教學中的研究和應用,并介紹金屬間化合物材料的未來發展趨勢和方向。作者認為在材料科學與工程專業的實驗教學中增加金屬間化合物材料的制備和性能方面的實驗課程,通過實驗課程教學可以提高學生對材料科學與工程專業所學知識的認識和掌握。

材料科學與工程論文:材料科學與工程特色專業的建設與思考

[摘要]2007年廈門大學 “材料科學與工程”專業成為部級“第二類特色專業建設點”。本文就從人才培養、課程體系、實踐教學、師資隊伍和人才培養質量等方面對該特色專業的建設進行了總結和闡述。

[關鍵詞]材料科學與工程特色專業人才培養

高校特色專業建設點的建設是教育部、財政部實施“高等學校本科教學質量與教學改革工程”(簡稱質量工程)的重要內容。2007年12月,我?!安牧峡茖W與工程”專業入選了部級“第二類特色專業建設點”。近幾年,我們堅持“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的建設理念,推行材料科學與工程專業的特色建設,在人才培養、課程體系、實踐教學以及師資隊伍等方面有獨特的經驗,充分體現了專業特色,有力地提高了辦學水平和人才培養質量。

一、探索創新人才培養模式,形成特色培養方案

新材料是21世紀幾大支柱產業之一,材料學科在不斷發展與演化,新知識、新理論、新方法和新技術層出不窮,同時材料涉及的領域很廣泛,多學科交叉是其重要特征。為了適應這種特點及其變化,我們以“寬口徑、厚基礎、多樣化和高質量”為指導思想,明確材料科學與工程專業的人才培養目標:培養掌握堅實的自然科學和人文社會科學基礎理論、計算機基礎和熟練掌握外語,受到較強工程技術和研究技能的訓練,并掌握較寬厚的、系統的材料科學基礎知識,具有較高綜合素質和創新能力的高層次材料科學與工程技術人才,學生畢業后能夠從事材料科學與工程領域中材料的性能改進、質量控制、開發新材料、新工藝和新技術等工程科技工作和技術經濟管理工作。

為此,立足于廈門大學在理科領域的傳統和優勢,我們探索人才培養的新模式,并形成了以下三個特色的人才培養方案:(1)突出行業特色,對接國家和地方經濟需求。對接國家戰略和地方經濟發展需求,特別是“海峽西岸經濟區”建設的急切需求,重點培養航空航天材料、先進金屬材料、能源材料、光電信息材料、綠色和環保材料等領域的創新型和復合型人才。(2)強化實踐創新能力培養:進一步深化實踐教學改革,增加實踐教學環節,支持學生科研創新活動。(3)突出學生個性化培養:引導和鼓勵學生根據自身特長和社會需求選擇課程、選擇科研課題,在一定程度上實現個性化的專業培養模式。實施國際化人才培養推動計劃,開辟拔尖人才培養的新渠道。

二、優化課程體系,推進課程改革與建設

(一)優化課程設置,完善課程體系

人才培養的質量關鍵在于科學合理的課程體系。我們在深入研究和比較德、日、美等若干材料強國研究型大學材料類專業本科教育的教學體系以及結合我校材料專業特點的基礎上,多次修訂了教學體系,對本專業課程設置進行優化,由材料科學與工程學科通修課、方向性必修課和方向性選修課等組成模塊式的課程設置,形成科學的、特色的課程體系。學科通修課程是由最為重要、最為基礎、最為核心的20門課程組成,新生入學后將不分方向,先修學科通修課程。從大二開始,根據個人的興趣和愛好,結合本科生導師的建議,選擇專業方向,系統學習材料二級學科的基礎知識,三學年將開設若干門選修課,鼓勵學生選修主修課程外的跨二級學科課程、個性課程和服務地方經濟的相關課程,到了大四一學年將進行生產實習、綜合實驗和畢業設計等實踐環節,提高學生的實踐能力,為學生走上工作崗位或升學深造打下基礎。

(二)重視課程建設,傾力打造材料特色的精品課程

學科通修課程納入學校平臺課程建設,要求由本專業最的教師上課,并有計劃、分批次地進行規劃并建設成校級以上精品課程,同時建設精品視頻公開課,促進精品課程的開發與共享。目前本專業有國家精品課程材料化學導論、福建省精品課程材料科學基礎以及兩門校級精品課程無機材料物理性能和材料力學,同時還有5門校級平臺課程建設計劃,兩門超星學術視頻公開課。這些精品課程的課件、習題等學習資料將進一步開發出網絡學習資源,實現課程開放與共享。

(三)加強教材建設,推進教學改革研究

教材是知識的載體,通過精品教材建設,體現教學內容改革和教學研究成果,提高教學質量。現已擁有8部自主編寫的教材,其中《高分子科學簡明教程》、《無機材料化學》、《材料物理導論(第二版)》等3部被列為國家“十一五”規劃重點教材,受到廣大師生的好評,并成為國內多所高校的專業基礎教材。鼓勵教師進行課程建設和教學方法的改革與研究,教師已承擔多項教改項目,并發表教學論文20多篇,涵蓋課程教學、實驗教學、教學體系等內容。

三、強化實踐教學環節,提高學生實踐創新能力

(一)構建“全程化、多元化、多層次”的實踐教學體系

我們秉承“以學生為本,以能力培養為核心”的實踐教學理念,,對本專業的實驗教學進行改革,將實驗課與理論課分離,獨立開設實驗課程,增設設計性、綜合性實驗、科研創新性實驗,實驗實踐實訓課程比例達到28%,構建了“全程化、多元化、多層次”的實踐教學體系?!叭袒笔侵笍拇笠婚_始,實踐教學貫穿始終,四個學年不間斷;“多元化”是指實踐教學內容以材料學科為主,且涵蓋化學、物理、機械、電子等多學科,形式為課堂實驗、實訓訓練、科研創新活動和校外實習實踐相結合;“多層次”即為基本型、專業型、綜合型、創新型和應用型五個技能層次的培養。

(二)完善實驗教學平臺,建設部級實驗教學示范中心

我們重視材料科學與工程專業實驗教學示范中心的建設,近兩年先后投入五百多萬,極大地改善了中心的實驗環境和儀器設備條件,使中心成為培養材料科學與工程專業創新型和復合型人才的重要平臺,目前該中心已經擁有包括材料合成、加工、熱處理、形貌觀察、性能測試等14個實驗室,實驗室使用面積1200多平方米,儀器設備總值達到一千多萬元,24小時365天開放,與此同時,還將網絡技術和現代材料實驗教學結合起來,實現了實驗數據的網絡化管理和智能化實驗室管理。

(三)以“天生我材創新基金”為抓手,強化學生創新能力培養

為配合特色專業的實踐教學和創新人才的培養,學院撥出專用經費,啟動了“天生我材創新基金”,結合“廈門大學基礎創新科研基金”、“大學生創新創業訓練計劃”和“挑戰杯”競賽等,促進學生自主創新興趣和能力的培養,提高學生的實踐能力和創新能力。

(四)加強校企合作,在骨干企業建設一批穩定的教學實習基地

校企合作是拓展實踐教學空間、提高學生應用能力的有效途徑。通過校企多方位、多層次的合作,有效地解決了高校工科教育中理論與實踐脫節、實驗設備水平滯后于產業技術發展、封閉培養環境與人才成長過程不適應等問題。目前與中航工業集團、廈門鎢業股份有限公司、廈門虹鷺鎢鉬工業有限公司、南平鋁業、廈門翔鷺化工有限公司等多家企業建立了教學實習基地。同時,合作的企業在學院設立了專門獎學金,主要有:“鑫展旺獎學金”、 “大平―容華乃梅獎學金”、“海堡獎學金”、“OTI―利明獎學金”、“KPP鞋底科技獎學金”、“大洋氣霧劑獎學金”、“三達獎學金”等,促進創新型、應用型人才的培養。

四、加強師資隊伍建設,建立教學團隊

(一)“點面結合”,建設一支年富力強的師資隊伍

“點”上抓學科帶頭人和骨干教師隊伍建設:利用國家“千人計劃”、“閩江學者獎勵計劃”和學校高層次人才工程的有利條件,引進教學和科研等方面都很突出的高層次學科帶頭人;在此基礎上,通過加強團隊建設,造就一批高水平的教學科研骨干,并力爭進入國家高層次人才培養計劃?!懊妗鄙献ジ黝惾藛T素質的普遍提高,尤其是青年教師的培養。建立和健全青年教師的培訓機制和激勵機制,鼓勵、支持青年教師出國研修提升學歷水平和國際視野;開展青年教師教學技能比賽,并實施青年教師導師制,通過傳、幫、帶,提升青年教師的教學科研水平。

(二)建立穩定的、年齡、結構合理、具有先進教育理念和獻身教育事業精神的教學團隊

采用課程組形式建制,由學科負責人擔任基礎課程組組長,精選具有不同學科背景的教師組成教學團隊,教學與科研相結合,吸引年輕博士和博士后充實到教學團隊,實現了師資隊伍的年輕化、高學位化。其中材料科學基礎系列課程教學團隊獲得福建省教學團隊榮譽稱號。

(三)通過“校企合作”,吸引一批骨干企業的技術高管作為兼職教師

利用與企業合作的良好關系,已聘請中航工業集團、廈門鎢業、南平鋁業、三鋼集團、福耀集團、新加坡三達集團、煙臺德邦電子材料有限公司及其他骨干企業的9位技術高管作為兼職教授,并為本科生開設短課程或系列技術前沿講座。

五、積極開辟 “第二校園”,推動國際化人才培養

(一)加強國際間人才培養的合作與交流

推進與境內外高校、科研院所學生的互派、交流,大力支持本科生參加國際間的學術活動,提高學生的國際交流水平和國際視野。目前與美國匹茨堡大學、英國倫敦大學瑪麗女王學院、日本東北大學、新加坡國立大學等境外知名高校建立了聯合培養學生和學生互派的協議。每年通過國際(地區)項目合作、聯合培養、短期交流等境外學習項目,選拔10~20個拔尖學生到境外大學進行短期學習交流,以此提高學生跨文化學術交流能力。

(二)建立海峽兩岸高校材料學科合作機制

利用與臺灣地區高校的地緣關系,積極推進與臺灣高校的人才培養方面的合作,并建立了長期穩定的合作機制。與臺灣大學、臺灣清華大學、臺灣元智大學、臺灣中興大學等多所高校簽署合作協議,開展互派交流生,實行學分互認,課程互選,進行聯合培養;與臺灣地區高校合辦新材料周,雙方教師互相到對方開展材料類系列講學、開設材料前沿的短課程及高層次的學術研討。

結束語

經過多年的改革與建設,廈門大學材料科學與工程專業形成了鮮明的專業特色,在教學、科研、社會服務等方面都取得了良好的成就?!安牧峡茖W與工程”本科專業被列福建省高等教育專業綜合改革試點專業,材料科學與工程專業實驗教學示范中心2012年獲批“十二五”部級實驗教學示范中心。學生的創新能力和實踐能力顯著提高,有4個本科生項目獲部級“大學生創新創業訓練計劃”立項,在歷屆國家和省級“挑戰杯”大學生創業計劃競賽中多次獲得金、銀、銅獎,在臺灣東元科技創意競賽(國際性競賽)中連續兩次獲得較高獎項――杰出獎。在廈門大學“景潤杯”數學競賽、物理知識競賽、機械創新設計大賽等學業競賽中屢創佳績。人才培養效果好,畢業生認可度高。畢業生的一次性就業率達95%以上,位居學校各學院前列。

專業特色的建設是一項長期的工程。在今后的專業建設中,我們將積極以產業需求指導教學,以學科發展帶動教學,以行業實踐促進教學,同時進一步依托部級實驗教學示范中心,搭建創新人才培養的平臺,培養具有優勢競爭力的應用型、復合型和創新型人才。

材料科學與工程論文:以“工程師”為培養目標的材料科學基礎課程改革與實踐

摘要:在“工程師教育培養計劃”背景下進行材料科學基礎的改革對提高材料類學生的工程實踐能力、培養工程人才,有著舉足輕重的作用。本文針對該課程的特點,對課程內容進行重新編排,并把課程的實驗體系獨立出來,突出實驗課程的重要性,同時,加大網站的建設和青年教師的培養。這些改革實踐極大激發了學生的學習熱情及積極性,適應了工程師的要求。

關鍵詞:人才;材料科學基礎;教學改革

“工程師教育培養計劃”(以下簡稱“計劃”)是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》和《國家中長期人才發展規劃綱要》的重大改革項目。武漢理工大學材料科學基礎為材料學院所有專業必修的學科基礎課程。該課程是在一級學科辦學的基礎上闡述了組成與結構、制備與加工、性質、使用性能等材料科學與工程主要要素之間的相互關系及其制約規律。經過這幾年的教學實踐,我們在理解“人才”培養目標,提高學生工程應用能力和創新能力的基礎上,對該課程教學方法探究等方面開展了積極的探索,積累了一定的實踐經驗。

一、材料科學基礎課程的特點和實施“計劃”的意義

1998年以前,國內高等學校普遍按照二級學科模式辦學,材料類專業有無機非金屬材料工程、金屬材料工程等二級學科專業,其學科基礎課為無機材料物理化學、硅酸鹽物理化學、金屬學原理等。1998年以后,根據學科發展規律,國內高等學校相繼進行專業結構調整,逐步按照一級學科模式辦學,武漢理工大學設立材料科學與工程專業,其學科基礎課是材料科學基礎課程。隨著辦學層次不斷提高,材料科學基礎課程在知識體系構造方面也逐步揉和了金屬、無機非金屬、高分子等材料共同的科學原理及技術基礎,配合課程建設,開設了具有特色的實驗教學環節。由于材料科學基礎是土木工程專業學生培養計劃里開設的學科基礎課程,所以材科科學領域的一些基本概念、材料設計的一般研究思想和方法都隨內容編排在該課程中,使得該課程顯得知識點比較龐雜和零碎,由于原課程內容的編排缺乏具體的實踐應用,學生難以在短時間內建立起整個課程的系統框架和掌握章與章之間的聯系,有學生稱該課程的課程體系正如玻璃的結構“近程有序、遠程無序”這一特點給學生的學習帶來不少的困擾。同時,該課程也為2005年的國家精品課程和2012年的湖北省精品資源共享課程。建立理論聯系實際的課程體系,提高學生學習的積極性,進而對其他材料類專業課程進行“計劃”的改革可以起到示范和指導作用,具有重要的現實意義和長遠價值。

二、“計劃”背景下的材料科學基礎課程體系改革與實踐

1.課程內容的改革與編排。在教學的過程中,我們大量的引用Wiley出版社出版的“Materials Science and Technology”中的圖片對教學內容進行補充和詮釋。同時,優化教學內容,強化理科基礎,并在理科基礎課中體現工程設計的思想,拓寬學科基礎,夯實專業基礎。近年來,由于材料學科發展迅速,不斷有新材料及新性能報道出來且獲得了廣泛的應用,極大地推動了社會的發展。在課程體系中加入這些材料的介紹,從而引入相關的基礎知識,使學生在學習的過程中開闊了視野并加深了對授課內容的理解。比如:在講到Kirkendall效應的時候,我們除了解釋該效應所造成的電子器件在接頭焊接過程中出現的“紫災”現象外,針對現在的研究熱點之一――空心納米材料合成,把Kirkendall效應應用在該空心結構的形成機理中,并對空心結構的形成機理進行引申歸納。在燒結這一章節內容的講解中,我們對目前國內外出現的新材料的新燒結工藝進行了總結,對各類燒結工藝的優劣進行了對比分析。并針對具體的材料,讓學生根據材料的結構和性能的要求,模擬設計其燒結工藝。我們的這些對課程體系和內容的調整,都是根據“計劃”實施的目的而進行的。內容的重新編排不但堅持了課程原有內容和體系,并且從社會實際需求出發,以工程實踐能力創新能力和國際化能力的培養為目標來設計的。因為,為適應工程師培養,固有的教學內容必須做適當調整。

2.課程教學方法的設計與改革。如前所述,材料科學基礎課程是材料類學生必修的專業基礎課程,是學生在本科階段所學習的及時門系統的專業基礎課程,該課程設計了材料的熱力學、動力學及結構化學等方面的相關基礎內容。如何在傳授這些材料學科知識的同時培養學生的工程應用能力是保障“計劃”有效實施的關鍵。教學方法的改革和其他教學環節的實現方式不僅要保障學生有效地掌握教學計劃所要求的教學內容,確保學生的工程實踐能力得到培養和提高,而且是保障課程的教學目標得以實現的重要手段。在材料科學基礎的課程教學中,根據教學內容的性質和“計劃”的要求,我們改革了實驗及實踐環節,突出了實驗及實踐的重要性。過去的80個學時的材料科學基礎教學中包含有16個學時的實驗教學。把材料科學基礎實驗作為一個單獨的實驗課程獨立出去,保留72個學時的材料科學基礎理論教學課程是該課程為適應“人才”教育進行的一項改革措施。材料科學基礎實驗課程為一周的實驗課程,內容包括材料的密度、吸水率的測試、差熱分析、淬冷法研究相平衡、固相反應、粘土―水系統的ξ電位的測試、玻璃的熱膨脹系數等七個綜合性實驗,這些實驗的設計及安排基本都是模擬工廠實驗室的分析測試設備,獨立出一周的實驗課程分散在理論課程的傳授過程中進行,這樣的安排加深了學生對所學理論內容的直觀認識,建立起了理論與實踐的聯系,加強了學生實踐能力的培養。同時,我們加大了課程網站的建設,結合本課程的特點,網站上擁有“課程簡介”、“教學大綱”、“教學日歷”、“考評方式與標準”、“學習指南”,這些內容使學生明確了課程學習的目的、內容、方法和學習要求;同時,在網站上上傳內容豐富的電子教案和制作精良的電子課件,可以很好地幫助學生在課下鞏固課堂學習內容。除此之外,網站上還擁有練習題、自測題、試卷、考研輔導,可以讓學生通過學校精品課程網站、網絡學堂在線測試,通過在線交流可以課程通知,可以在線答疑和課程留言。每周課程組老師在規定的時間上網在線回答學生的問題,并批改學生的電子作業,這樣安排激發了學生的學習興趣,相對于課件提問,學生更傾向于網上答疑,這些措施有效地調動了學生學習的積極性。

3.重視師資的培養和交流。作為我校及時排獲批的國家精品課程,材料科學基礎課程組定期舉行教學經驗交流和青年教師教學競賽,不斷提高教師教學水平。每學期舉行4次以上校內教學經驗交流,每學年骨干教師參與校際間、校企間教學及學術交流不少于2次。青年教師積極參加各級教學競賽,將競爭激勵機制引入整個教學環節,激發青年教師不斷學習、提高自身業務能力的主動性。同時,該課程組的老師已有30%已到國外進修一年以上,提高了課程組老師的工程國際化能力。

材料科學與工程論文:材料科學與工程專業人才培養方案的制定研究

摘要:從陜西理工學院實際情況出發,借鑒兄弟院校辦學經驗,根據教育部對材料科學與工程專業的辦學要求,明確了人才培養目標為培養高級應用型人才,確定了人才培養模式,制定出了符合學?,F狀的材料科學與工程專業人才培養計劃,并對其做了簡單介紹。

關鍵詞:材料科學與工程;人才培養;應用型

21世紀世界各國科技、經濟、國力的競爭,歸根結底是人才的競爭。[1]在一定程度上,國家綜合實力的競爭越來越依賴新材料技術的研究成果,這就對我們培養的材料類專業人才的能力和素質提出了很高的要求。在人才培養上面臨兩大方面的問題:“培養什么樣的人”和“怎么樣培養”,即人才培養模式問題。[2]

一、找準定位,明確人才培養目標

陜西理工學院(以下簡稱“我?!保┑靥庩兾髂喜?,是一所省屬地方本科高校,辦學指導思想中的人才培養目標是“培養下得去、留得住、干得好、具有創新精神和實踐能力的高級應用型人才”。再結合教育部專業目錄中對材料科學與工程專業的人才培養要求,確定我校材料科學與工程專業的專業定位和人才培養目標為:采取寬口徑、厚基礎、重應用的模式,立足當地、面向陜西、輻射全國,培養能適應國民經濟發展,具備材料科學與工程專業領域的基礎知識和基本技能,具有扎實的人文社會科學和自然科學基礎知識,具有較強實踐能力、自我獲取知識能力、社會交往能力和組織管理能力,具有創新精神,能在各種材料的制備、加工成型、材料結構與性能測試等領域從事科學研究、技術開發、工藝和設備設計、技術改造及經營管理等工作的高級應用型人才。高級應用型人才側重于培養改造客觀世界的工程師,其主要從事將科學原理及學科體系知識轉化為設計方案或設計圖紙并將設計方案與圖紙轉化為產品的工作。[3]

二、確定人才培養模式

所謂“人才培養模式”,是指在一定的教育思想和教育理論指導下,為實現人才培養目標圍繞目標組織起來的比較穩定的教育活動的結構樣式和運行方式。[4]人才培養模式的要素包括:專業設置模式、課程體系設置、培養途徑及知識發展方式、教學運行機制、教學組織形式以及淘汰模式。應用型材料與科學工程專業人才培養模式的研究在國內已經開始,我們可以借鑒鹽城工學院的成果,他們在2011年建立了“3+1”面向寬口徑應用型材料科學與工程專業人才培養方案。

根據我校實際情況,我們建立了有別于鹽城工學院的“2.5+1.5”寬口徑應用型材料科學與工程專業人才培養方案:前2.5學年以理論教學為主、實踐教學為輔,主要開設通識教育課程、工程技術基礎類課程、學科主干課程、[5]部分專業選修課程、金工實習、電工電子實習及認識實習,后1.5年以實踐教學為主、理論教學為輔,主要開設計算機繪圖實訓、課程設計、生產實習、專業實訓、專業方向課程及畢業設計。使學生通過前2.5年的學習,具備較為厚實的基礎理論知識和必要的人文社會科學知識,提高綜合素養,為未來的可持續發展奠定基礎。后1.5年的學習,一方面通過專業方向課的學習讓學生學有所專,另一方面通過實踐性教學環節,培養學生的工程實踐能力。

三、制定培養計劃

我校材料科學與工程專業在2013年9月迎來及時批學生,因此在培養計劃的制定上,大量借鑒兄弟院校的作法。課題組成員一方面利用網絡資源對國內開設材料科學與工程專業的一些高校進行廣泛的調查研究,另外還有選擇到一些辦學條件、辦學模式和我校相似或稍比我校優越的高等學校進行實地考察和調查研究,對所獲得的各種資料、信息進行分析和研究,再結合本校特色及實際情況制定出了一套既滿足社會發展、學科建設和學生個性發展要求,又符合我校辦學定位的材料科學與工程專業培養計劃。

1.培養目標

本專業培養能適應國民經濟發展,具備材料科學與工程專業領域的基礎知識和基本技能,具有扎實的人文社會科學和自然科學基礎知識,具有較強實踐能力、自我獲取知識能力、社會交往能力和組織管理能力,具有創新精神,能在各種材料的制備、加工成型、材料結構與性能測試等領域從事科學研究、技術開發、工藝和設備設計、技術改造及經營管理等方面工作的高級應用型人才。鑒于本專業是及時次制定專業培養方案,及時屆招生人數也少,因此穩妥考慮,本專業在本次培養方案中只設置一個專業方向:無機非金屬方向,但是在專業基礎訓練方面要實行寬口徑訓練,不針對無機非金屬一個方向,以適應人才培養的發展趨勢。

2.培養要求

本專業學生通過材料科學與工程基礎理論和相關知識的學習,通過材料的制備、結構分析和性能測試技能方面的基本訓練,應掌握材料的成分、制備方法與其組織結構和性能之間關系的基本規律,掌握材料設計、制備與工藝控制的基本方法,從而具有開展材料科學與工程基礎理論研究、材料設計、材料性能優化、新材料開發和材料生產管理的知識和能力??纱蟾鸥爬槿缦铝c:掌握從事材料科學與工程工作所需的數學、物理和化學等自然科學基礎理論知識,掌握本專業所需的制圖、機械、電工電子技術和計算機應用等基本知識和技能,掌握一定程度的人文、社會科學知識和經濟管理知識,比較熟練地掌握一門外語并具有外語綜合應用能力;掌握扎實的材料科學與工程基礎知識,掌握本專業領域常規的材料制備、材料性能檢測與結構分析技術;具有運用適當的材料科學與工程理論和實驗方法來分析并解決材料生產中的實際問題的能力,具有從事科學研究的初步能力;了解新材料、新工藝、新設備和先進的材料制備與加工方法,了解本專業的發展現狀和趨勢;具有有效的溝通和交流能力,熟悉所屬行業的方針、政策和法規;具備良好的職業道德,能自覺承擔對職業、社會和環境的責任。

3.培養環節

創新型人才不僅要系統地掌握材料科學的基本理論與技術,具備材料化學相關的基本知識和基本技能,能在材料科學與工程及與其相關的領域從事工作,還要重視學生思想政治工作和學生素質培養的結合。[6]因此我們的培養環節包括了課堂教學和課堂外實踐性教學環節,課堂教學為公共基礎課+專業基礎課+專業課,課堂外實踐性教學環節為基本環節+專業環節+專業拓展環節。通過課堂教學在讓學生學習人文社科、自然科學基本知識,學科專業基本、核心以及擴展知識的基礎上,在掌握專業所需基本理論與技術、了解專業發展現狀和發展趨勢的同時,能夠樹立正確的世界觀和人生觀,掌握科學的思維方法,具有一定的人文和社科學知識。通過課堂外實踐性教學環節讓學生:一是具有綜合運用所學專業知識和技能發現、分析進而解決生產實際中的常規問題、甚至綜合技術問題的能力;二是具有一定的人際交往能力和團隊合作能力;三是具有一定的創新意識且具備良好的職業道德,能自覺承擔對職業和社會的責任和義務。

四、結束語

在本課題組的通力合作下,我校材料科學與工程專業的人才培養方案已然完成,在今后四年的具體實施下,我們將不斷探討和研究,為下一次能夠制定出很好地服務于學生的、更合理的人才培養方案而努力。

材料科學與工程論文:材料科學與工程專業電子信息材料課程教學改革研究

摘要:針對目前《電子信息材料》課程存在的問題,對其進行教學改革。系統設計教學內容,更新教學手段,改善教學方法并加強實驗教學。通過教學改革,建立適用于本校材料科學與工程專業的課程教學大綱,開發設計出生動活潑的多媒體材料,制定相應的實驗課程,提高學生的實踐能力。

關鍵詞:材料科學與工程專業 電子信息材料 教學改革

我國高等學校材料專業教學體系與教學內容沿襲前蘇聯模式近50年, 目前,需要對這門專業課程進行改革,才能跟上時代的步伐,適應經濟建設的飛速發展。在專業培養目標達成共識后,該校調整了專業課程體系、增設多門專業課。其中《電子信息材料》(48學時)為其中之一。電子信息材料不僅應用于航空航天等國防尖端領域,還廣泛用于民用工業和日常生活。作為材料學科與產業中一只蓬勃的生力軍,電子信息材料在當今信息和知識的年代已成為世界諸多國家重要的經濟增長點[1-2]。因此增設這門專業課旨在拓寬學生的知識面, 讓學生了解一些材料科學的前沿領域和發展趨勢,增加興趣, 熱愛專業, 為以后的學習和就業奠定基礎[3]。

1 目前電子信息材料課程存在的問題

國內院校《電子信息材料》課程歷來多是為材料專業學生而開設,已形成適合其專業特點的、較完備的教學內容體系;在教學研究方面業已取得許多具有鮮明專業特色的研究成果。但由于電子信息材料本身具有:(1)內容多,涉及面廣。(2)內容更新快。(3)實踐性強等特點,許多院校只把其作為選修課,課程內容大多只是具有普及知識的作用,學生學后并無多大印象。而且很多學校在課程教學上存在教材陳舊、教學方法和手段單一、沒有實驗課等這些不利于《電子信息材料》課程發展的弊端。

2 電子信息材料教學改革的內容

結合本校材料專業特點,并考慮天津市電子材料行業的工業特色,研究適用于材料專業的《電子信息材料》課程內容體系,希望在教學內容、教學手段和教學方法上有所突破。

2.1 整體設計教學內容

結合材料學院專業課程設置的具體特點,對國內外參考教材及課程體系進行系統的調查研究, 并廣泛收集材料科學領域的參考文獻及近期信息,選用合適的教材制定出新的《電子信息材料》教學內容,力爭在教學內容上突出以下特色:根據材料科學發展的近期動態和材料專業課程設置的現實需求, 堅持簡化理論、增加應用、拓寬知識面、更新內容的基本原則。充分考慮到本課程在專業培養目標中的地位, 在內容安排、表述手段等方面進行系統設計,同時充分考慮到本課程與其它相關課程之間的合理配置和支持, 對教學內容進行整體優化。兼顧各種電子材料共性與個性的結合, 實現多學科知識的交叉和滲透。在課程內容上,我們將對材料科學的五要素模型進行討論, 試圖在材料的組成、制備、結構、性能與應用之間建立一個整體和全貌的關系;對材料的組成、結構與性能、制造工藝與方法等內容進行深入講解, 力求彰顯材料的共性。然而材料是具體品種組成的, 不同的材料具有其鮮明的個性, 所以在材料的應用、材料的比較與選擇等內容中又比較兼顧個性, 以利于學生在學習具體材料的基礎上, 能做到舉一反三, 更深刻地了解材料的共同之處。

2.2 更新教學手段

材料科學博大精深、變化無窮, 神奇而又充滿魅力。電子信息材料這門課只是其中一個分支。為此在授課過程中切實做到動之以情, 導之以趣, 制作內容豐富、生動活潑的多媒體課件。在講授中把傳統的導電材料、電阻材料,磁性材料,神奇的超導材料、激光材料, 異軍突起的集成電路半導體材料等材料科學發展的前沿領域的知識介紹給學生。另外,可以購置相關的電子音像資料,使學生能更直觀地了解材料的制備及應用的一些情況。

2.3 改善教學方法

(1)互動教學。教學建設要注意提高學生學習的主觀能動性,教學過程中,教師應多向同學提出問題,引導同學們思考和討論。同時注意啟發和鼓勵學生發現問題、提出問題。在一些章節講完之后還要提出后續和推廣問題,為學生留下思考和研究的空間。通過這些方法,能夠培養學生自主學習能力和創新能力,激發學生的創新意識和獨立思考能力,提高課程的教學效果。

(2)實物教學?!峨娮有畔⒉牧稀肥且婚T實踐性很強的課程。實踐性如何體現,也是使學生對這門課感興趣的關鍵之一。我們采用把科研、生產中的典型材料帶到講臺上,如:導電材料中的導電銀漿、半導體材料中的單晶硅片、介電材料中的鈦酸鋇電容器、光電材料中的熒光粉、敏感電子材料中的壓電器件等。讓學生觀看實物,并參觀實驗室觀看某些實驗的制備過程,把一些抽象的理論通過實物展現出來,加深了學生的理解,也增加了學生的學習興趣。

(3)撰寫小論文。材料的發展日新月異,除了在課堂教學中不斷更新材料領域的知識外,在課外還要求學生自己查閱國內國際專業期刊上發表的文獻資料,了解有關材料的發展情況,并寫出學習論文。這樣不僅拓寬知識面,鍛煉學生的自學能力、思考能力以及創新能力,還培養他們從多方面攝取知識營養的習慣,調動他們學習的主動性和積極性

(4)參與科研。介紹本專業教師正在從事的與教學內容相關的科研項目,如,半導體發光方面、鐵電材料方面、鐵磁體方面等。鼓勵有興趣的學生成立科研小組,參與到教師的課題研究中,撰寫科研論文,以激發學生的學習熱情,使課堂上學到的知識得到很快驗證和應用。

2.4 加強實驗教學

電子信息材料課程是和生產實踐緊密聯系的課程,應該合理安排實驗教學和實習教學。這對于學生基本原理的掌握和工程實踐能力的培養具有舉足輕重的作用。

3 結語

《電子信息材料》是一門簡化理論、側重介紹材料特點及應用的專業課,其先修課程是在材料學專業中理論性較強的《材料科學基礎》和《材料性能學》,因此如何將一些復雜的理論應用在課程中并與材料的實際應用緊密結合將是本課程的主要特色之一。根據專業要求開設實驗課并采用實物教學是本項目的又一特色,體現了理論與實踐相聯系的宗旨。這要求教師有較寬的知識面和一定的電子材料的專業背景。采用這種教學方法,可以使教師在教學中實現學習、教學、實踐、科學研究的良性循環,上課時能游刃有余,學生對于這樣的教學方法也會增加

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