引論:我們?yōu)槟砹?篇材料科學(xué)與工程論文范文,供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感,讓您的文章更具深度。
材料科學(xué)與工程論文:材料科學(xué)與工程課程機制建設(shè)初探
1.構(gòu)建“模塊化”專業(yè)課程體系
根據(jù)工程師的培養(yǎng)目標,通過到企業(yè)調(diào)查走訪、問卷調(diào)查、畢業(yè)生反饋等方式,收集了對課程體系設(shè)置的意見和建議,結(jié)合“工程師”培養(yǎng)目標,對材料科學(xué)與工程工程師課程體系進行了模塊化設(shè)置。也就是將課程體系設(shè)置為由若干個完整的課程模塊構(gòu)成的課程體系形式。材料科學(xué)與工程工程師課程體系由材料制備基礎(chǔ)、材料加工技術(shù)、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(chǔ)模塊由材料物理化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、金屬塑性成型理論、材料科學(xué)導(dǎo)論(雙語)等組成;材料加工技術(shù)模塊由熱處理原理及工藝、金屬塑性成型工藝學(xué)、現(xiàn)代材料制備技術(shù)、金屬焊接工藝等組成;材料的性能模塊由材料力學(xué)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(shù)、失效分析、計算機在材料科學(xué)與工程的應(yīng)用等組成。這樣的課程設(shè)置,能夠突破學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域的界限,靈活地設(shè)計和組織具有不同作用的課程模塊,從而構(gòu)建具有不同價值取向的課程體系,以滿足學(xué)生的發(fā)展和個性發(fā)展需要。
2.科學(xué)合理地進行課程的整合和重組
根據(jù)教育部“工程師”培養(yǎng)模式,結(jié)合材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)長期的實踐經(jīng)驗,對課程進行了整合與重組;在制訂材料科學(xué)與工程專業(yè)“工程師”培養(yǎng)計劃過程中,在原來的培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)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(xué)科領(lǐng)域的界限,增加金屬凝固、塑性成型、焊接等內(nèi)容,真正達到了“寬口徑、厚基礎(chǔ)”的目的。同時不受原有課程和體系結(jié)構(gòu)的束縛,對課程進行了實質(zhì)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(xué)、社會科學(xué)和自然科學(xué)分類或按照等級結(jié)構(gòu)設(shè)置課程的做法,打破了原有專業(yè)、課程之間的壁壘,擺脫了學(xué)科知識系統(tǒng)的束縛;強調(diào)課程內(nèi)容的綜合性,以跨學(xué)科的方式選擇課程內(nèi)容、組織和整合課程體系。同學(xué)科知識的相互滲透、融合和新知識的吸收利用,保障知識結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性和完整性;改變過于講究學(xué)科自身結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的課程設(shè)置過細、過多和缺乏整體性的狀況;避免課程內(nèi)容的脫節(jié)和交叉重復(fù),精簡課程門類,減少必修課比例。比如:將以往的《固態(tài)相變》和《熱處理工藝學(xué)》整合為《熱處理原理及工藝》,將《材料力學(xué)性能》和《材料物理性能分析》整合為《材料性能》,將《金屬材料學(xué)》和《模具材料》整合為《金屬材料學(xué)》,將《現(xiàn)代材料制備技術(shù)》和《熱處理新技術(shù)》整合為《現(xiàn)代材料加工技術(shù)》等。并處理好理論與工程實踐、必修課與選修課之間的關(guān)系,大力加強實踐課程的體系改革。
3.結(jié)合企業(yè)需求,制訂企業(yè)培養(yǎng)方案
企業(yè)學(xué)習(xí)階段是材料科學(xué)與工程專業(yè)的工程教育不可或缺的階段,是整個教學(xué)計劃的重要組成部分,也是實施“工程師培養(yǎng)計劃”的重要環(huán)節(jié),按照材料科學(xué)與工程工程師培養(yǎng)計劃,將嚴格按照“3+1”培養(yǎng)模式,其中1年企業(yè)實踐培養(yǎng),著重完成學(xué)生的基本操作技能、分析解決工程實際問題能力的培養(yǎng)。使學(xué)生通過企業(yè)學(xué)習(xí)階段的學(xué)習(xí)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(nèi)容和基本生產(chǎn)操作技能,了解工程技術(shù)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(shù)職責(zé)范圍,培養(yǎng)具有較強創(chuàng)新意識和實踐能力的材料科學(xué)與工程專業(yè)人才。同時具有靈活運用材料科學(xué)與工程專業(yè)知識與材料工程規(guī)范、團隊協(xié)作、跨文化環(huán)境交流、競爭與合作的能力,以及較強的創(chuàng)新意識和進行熱處理工藝設(shè)計、技術(shù)改造與創(chuàng)新的能力。所以企業(yè)培養(yǎng)方案包括:初步能力培養(yǎng)實訓(xùn)、專業(yè)基本能力培養(yǎng)實訓(xùn)、工程能力訓(xùn)練、行業(yè)領(lǐng)域?qū)嵙?xí)、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)。整個教學(xué)環(huán)節(jié)將依托企業(yè)、工程中心、重點實驗室開展,由校企共同參與培養(yǎng)過程,共同監(jiān)控培養(yǎng)過程。
4.課程體系與能力培養(yǎng)的關(guān)系
材料科學(xué)與工程專業(yè)工程師的主要任務(wù)是培養(yǎng)具備堅實理論基礎(chǔ)與專業(yè)知識、具有創(chuàng)新素質(zhì)和工程能力,能在冶金、材料結(jié)構(gòu)研究、金屬材料及復(fù)合材料制備、金屬材料成型等領(lǐng)域從事設(shè)計、研發(fā)、制備、加工、分析檢測、管理等方面的高級工程技術(shù)和管理人才。根據(jù)工程師的培養(yǎng)目標,在整個培養(yǎng)過程中的課程設(shè)置緊緊圍繞這一主題,如圖1所示。如及時學(xué)年和第二學(xué)年的課程:大學(xué)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(shù)學(xué)、大學(xué)物理、大學(xué)化學(xué)等,能夠為工程師提供工作所需的工程科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)知識以及一定的人文和社會科學(xué)知識。第二學(xué)年第2學(xué)期和第三學(xué)年的課程:電工學(xué)、機械設(shè)計基礎(chǔ)、材料物理化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、熱處理原理及工藝、金屬塑性成型理論、材料力學(xué)性能、材料分析技術(shù)等,為工程師奠定專業(yè)的基本理論知識;校內(nèi)的工程實訓(xùn):金工實習(xí)、專題實驗,讓學(xué)生初步接觸生產(chǎn)實際,使學(xué)生具備解決工程技術(shù)問題的初步技能;1年的企業(yè)工程訓(xùn)練項目包括:認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、專業(yè)實訓(xùn)、畢業(yè)論文等,讓學(xué)生全身心地投入到企業(yè)的生產(chǎn)實踐中去,接觸生產(chǎn)一線,體味企業(yè)文化,使學(xué)生逐步掌握解決工程實際問題的能力,并學(xué)習(xí)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(yǎng)計劃中,課程體系的設(shè)置是至關(guān)重要的。它的合理與否,直接決定了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。我校材料科學(xué)與工程專業(yè)作為“工程師”培養(yǎng)的試點專業(yè)后,與我省金屬材料相關(guān)企業(yè)進行深入溝通,聽取各方面的意見,對原來的材料科學(xué)與工程專業(yè)工程師培養(yǎng)計劃的課程體系進行優(yōu)化。課程體系的優(yōu)化堅持了“厚基礎(chǔ)、寬口徑、廣適應(yīng)、強能力”的人才培養(yǎng)理念,體現(xiàn)了“優(yōu)化基礎(chǔ)、強化能力、提高素質(zhì)、發(fā)展個性、鼓勵創(chuàng)新”的應(yīng)用研發(fā)型人才培養(yǎng)教學(xué)改革要求,并體現(xiàn)我專業(yè)的人才培養(yǎng)特色,在今后的工程師培養(yǎng)過程中將繼續(xù)地完善和優(yōu)化。
作者:萬明攀 張曉燕 向嵩 馬瑞 雷源源 單位:貴州大學(xué)
材料科學(xué)與工程論文:“材料科學(xué)與工程”學(xué)科建設(shè)與未來發(fā)展對策
摘要:以學(xué)科評估為契機,立足我校“材料科學(xué)與工程”學(xué)科現(xiàn)狀,圍繞學(xué)科建設(shè)與未來發(fā)展,從師資隊伍、學(xué)科平臺建設(shè)、科學(xué)研究水平、人才培養(yǎng)質(zhì)量等方面的現(xiàn)狀進行了分析與探討,對材料學(xué)科未來的發(fā)展提出對策。
關(guān)鍵詞:學(xué)科建設(shè);平臺建設(shè);科學(xué)研究;人才培養(yǎng)
高等學(xué)校是知識創(chuàng)新和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的基地,其核心是學(xué)科建設(shè)。大學(xué)在國際及國內(nèi)的排名主要取決于該校學(xué)科的發(fā)展水平。世界上的院校,首先是擁有的學(xué)科。“材料科學(xué)與工程”學(xué)科既是基礎(chǔ)科學(xué),又是新技術(shù)革命的先導(dǎo)。津工業(yè)大學(xué)“材料科學(xué)與工程”學(xué)科近年來圍繞學(xué)科建設(shè)這條主線,以學(xué)科評估為契機,在師資隊伍、學(xué)科平臺建設(shè)、科學(xué)研究水平、人才培養(yǎng)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(lǐng)域發(fā)展迅猛,學(xué)校對材料學(xué)科的總體發(fā)展寄予了更高的希望,學(xué)科建設(shè)工作仍存在較大的努力空間,如:①學(xué)科尚缺乏在國際、國內(nèi)具有較大影響力的領(lǐng)軍人物;②學(xué)科尚無部級的科研平臺;③學(xué)科在教學(xué)方面尚無部級的教學(xué)名師及教學(xué)成果。在我校“材料科學(xué)與工程”學(xué)科現(xiàn)有的基礎(chǔ)下,如何采取積極有效的措施,保持我校材料學(xué)科在市屬高校現(xiàn)有的經(jīng)驗豐富地位,實現(xiàn)跨越式可持續(xù)發(fā)展,盡早步入國家重點學(xué)科的行列,仍然是材料學(xué)科目前面臨的緊迫任務(wù)。
一、師資隊伍的現(xiàn)狀與未來發(fā)展
1.師資隊伍的現(xiàn)狀。有了高水平的學(xué)科領(lǐng)軍人才建設(shè)高水平學(xué)科,才能出高水平成果,提高學(xué)科的整體水平。有了高水平的學(xué)科,才能吸引高水平的學(xué)科骨干人才。因此師資隊伍建設(shè)對學(xué)科水平的提升起著至關(guān)重要的作用。目前,材料學(xué)科有教職員工84人,學(xué)歷層次、職稱層次較高,學(xué)緣結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)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(xué)科人員分散在學(xué)校其他部門,總?cè)藬?shù)在相同學(xué)科中仍屬于中等偏少的狀態(tài)。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(shè)及未來發(fā)展。學(xué)科現(xiàn)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(xué)、材料設(shè)計、結(jié)構(gòu)與性能和無機功能材料。2012年學(xué)科以自由組合的方式形成了7支年齡、學(xué)歷、職稱結(jié)構(gòu)合理的學(xué)術(shù)團隊,每個團隊根據(jù)自己的優(yōu)勢科研方向建立了學(xué)術(shù)梯隊,取得了顯著的科研成果,有效地提升了學(xué)科的科研水平。近年來,我校材料學(xué)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(yǎng)本學(xué)科學(xué)術(shù)人才與選拔、引進國內(nèi)外材料學(xué)科中青年科研工作者相結(jié)合的方法。2010~2013年已引進加拿大滑鐵盧大學(xué)、日本東北大學(xué)、中科院山煤化所等國內(nèi)外著名科研院所的中青年學(xué)者來校工作。2014~2015年材料學(xué)科將繼續(xù)依據(jù)各方向的發(fā)展需要,適度引進樹脂基復(fù)合材料、生物醫(yī)用材料和金屬材料方面的科研、教學(xué)人才,充實和加強師資隊伍。目前已意向引進美國賓州大學(xué)、加拿大卡爾加里大學(xué)等國際知名院校博士畢業(yè)生。“十二五”末學(xué)科教職工總數(shù)預(yù)計達到100人左右,整合分布在院外的本學(xué)科骨干教師,總體形成專職教師95人左右的隊伍。材料學(xué)科將繼續(xù)對教師實行分類考核,加強完善教師的考核機制,根據(jù)教師的能力和特點,強化教師自身的特長,確定以教學(xué)、應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究、應(yīng)用研究等為重點的發(fā)展方向。重視青年教師的培養(yǎng),結(jié)合青年教師的專業(yè)和科研方向,幫助青年教師盡快融入現(xiàn)有科研團隊,促進他們專業(yè)專長的發(fā)展,做到“人盡其才、才盡其用”,充分發(fā)揮每一位人才的作用。近年來,學(xué)科通過實施國內(nèi)外訪問學(xué)者、中青年學(xué)術(shù)骨干教師出國訪學(xué)研修等項目,著力培養(yǎng)了一批年輕有為、有較大科研潛力的中青年學(xué)術(shù)骨干學(xué)者,儲備了學(xué)科拔尖人才和學(xué)術(shù)領(lǐng)軍人才后備力量。目前,材料學(xué)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(xué)名師、青年千人計劃等方面有所突破,預(yù)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(xué)科建設(shè)以及整個教師隊伍科研能力的提升發(fā)揮重要作用。
二、學(xué)科平臺的現(xiàn)狀與未來發(fā)展
1.學(xué)科平臺的現(xiàn)狀。“材料科學(xué)與工程”學(xué)科是天津市重中之重學(xué)科、天津市高等學(xué)校“十二五”綜合投資I類建設(shè)學(xué)科,建有一級學(xué)科博士點、一級學(xué)科博士后流動站。高水平的科研創(chuàng)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(xué)科創(chuàng)新和進入當(dāng)代國際科學(xué)研究前沿的重要基礎(chǔ)平臺。多年來,天津工業(yè)大學(xué)材料學(xué)科重視科研平臺的建設(shè)和管理,目前已建有“部級實驗教學(xué)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(shù)工程中心、膜分離技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心等科研平臺。實驗室面積16000m2,設(shè)備總金額達9000萬以上,萬元以上設(shè)備400余臺套。實驗室管理體制健全,制定了一系列規(guī)章和管理制度,如《天津工業(yè)大學(xué)實驗室工作規(guī)程》、《天津工業(yè)大學(xué)校級、學(xué)院(系)管實驗室管理辦法》等。
2.學(xué)科平臺的建設(shè)與未來發(fā)展。材料學(xué)科既重視提高本學(xué)科的科研水平,還不斷加強與其他學(xué)科的交叉融合,發(fā)現(xiàn)和形成新的學(xué)科生長點。2013年“材料科學(xué)與工程”一級學(xué)科與“環(huán)境科學(xué)與工程”學(xué)科交叉設(shè)置了“環(huán)境材料科學(xué)與工程”二級學(xué)科碩士點,與“電子信息工程”學(xué)科交叉設(shè)置了“材料檢測與系統(tǒng)”和“生物醫(yī)學(xué)工程”二級學(xué)科碩士點。通過與其他學(xué)科的交叉融合,進一步優(yōu)化了“材料科學(xué)與工程”學(xué)科的結(jié)構(gòu),提高了學(xué)科整體水平,促進了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。目前,材料學(xué)院的“無機非金屬材料工程”專業(yè)教師承擔(dān)著多項國家高技術(shù)研究發(fā)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(guān)研究已處在國內(nèi)該領(lǐng)域的前沿,已形成自己的優(yōu)勢與特色。2014~2015年,材料學(xué)科擬在現(xiàn)有工作的基礎(chǔ)上,繼續(xù)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(xué)科建設(shè)的發(fā)展。材料學(xué)科及時跟蹤國家重點學(xué)科建設(shè)情況,對比學(xué)科發(fā)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(xué)科建設(shè)任務(wù),爭取市重點學(xué)科建設(shè)取得更大成績,早日具備申報國家重點學(xué)科的條件。此外,未來幾年材料學(xué)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(xié)同創(chuàng)新中心,實現(xiàn)市屬高校部級科研平臺的突破,通過協(xié)同創(chuàng)新,做大、做強學(xué)科科研平臺。
三、科學(xué)研究水平的現(xiàn)狀與未來發(fā)展
1.代表性學(xué)術(shù)論文質(zhì)量。代表性學(xué)術(shù)論文質(zhì)量的衡量標準包括ESI情況、SCI影響因子、他引次數(shù)等幾個方面。材料學(xué)科已出臺激勵政策加強引導(dǎo)、鼓勵教師發(fā)表高水平科研論文、出版專著和教材。在學(xué)科獎勵政策的指導(dǎo)下,2011~2013年教師和研究生發(fā)表的科研論文被SCI、EI、ISTP檢索的數(shù)量及JCR一、二區(qū)論文數(shù)出現(xiàn)了較大幅度的增加,科研論文的質(zhì)量迅速提高,但高影響因子和高他引次數(shù)的論文數(shù)仍相對較少,國內(nèi)學(xué)術(shù)刊物論文的他引次數(shù)也有待提高。2013年材料學(xué)科制定了“材料科學(xué)與工程學(xué)院學(xué)術(shù)資助計劃”,并從學(xué)科建設(shè)經(jīng)費中給予支持。一年來學(xué)院教師參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流30余人次,提升了學(xué)院的學(xué)術(shù)氛圍,同時,教師的質(zhì)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(xué)科整體科研水平。
2.科研獲獎。近年來,學(xué)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(lǐng)域形成了較大的優(yōu)勢和特色。過去5年中連續(xù)獲得了3項國家科技二等獎,2012年獲得天津市科學(xué)技術(shù)一等獎和中國紡織工業(yè)協(xié)會一等獎各1項,2013年獲得中國糧油學(xué)會科技獎三等獎1項,2012~2013年獲得天津市濱海新區(qū)技術(shù)發(fā)明獎等省市級其他獎項9項。近幾年科研獲獎是材料學(xué)科的優(yōu)勢,但未來應(yīng)注意培養(yǎng)新的增長點,繼續(xù)引導(dǎo)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(xiàn)。
3.專利轉(zhuǎn)化與簽訂技術(shù)合同情況。“專利轉(zhuǎn)化”是我校的強項,材料學(xué)科2011年獲得授權(quán)發(fā)明專利12項,2012年獲得授權(quán)發(fā)明專利22項,2013年獲得授權(quán)發(fā)明專利38項,取了迅猛發(fā)展的好形勢。未來幾年,材料學(xué)科將有計劃、有組織的加強科技成果轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化率。對轉(zhuǎn)化前景好的專利,積極尋找轉(zhuǎn)化對象,對于暫時難以轉(zhuǎn)化的專利,以授權(quán)使用的方式轉(zhuǎn)讓高新技術(shù)企業(yè),為提高轉(zhuǎn)化水平積累經(jīng)驗。近年來材料學(xué)科引進青年教師人數(shù)較多,學(xué)科通過實施“青年教師下企業(yè)”、“青年教師進企業(yè)博士后工作站”、“濱海新區(qū)科技特派員”等措施,加強培養(yǎng)青年教師的實踐能力,加強其與企業(yè)合作的意識,及時引導(dǎo)青年教師進行成果轉(zhuǎn)化。
4.科研項目。2012年材料學(xué)科新獲批國家科技支撐計劃1項、973前期預(yù)研項目1項、國家“十二五”軍工配套科研項目1項、參與承擔(dān)國家863計劃項目1項、國家自然基金14項。2012年材料學(xué)科新增科研項目數(shù)、縱向科研立項以及項目總經(jīng)費均較2011年有較大幅度的增加,總體發(fā)展較為平穩(wěn),科研經(jīng)費到位相對充裕,但至今無主持承擔(dān)973重大科研項目。未來幾年,材料學(xué)科將繼續(xù)鞏固和加強在科研立項方面的成績,組織教師培訓(xùn)交流,穩(wěn)步提高科研經(jīng)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(jīng)費2000萬元,五年累計科研經(jīng)費6800萬元。
四、人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展
1.教學(xué)與教材質(zhì)量。近年來,籠統(tǒng)的“學(xué)科專業(yè)建設(shè)”已被“學(xué)科建設(shè)”與“專業(yè)建設(shè)”所取代,概念的分離反映出提高教學(xué)質(zhì)量在“學(xué)科建設(shè)”中的作用日益提升。在政策的導(dǎo)向作用下,材料學(xué)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(xué)成果,教學(xué)與教材建設(shè)亟待加強。學(xué)科擬盡快組織開展全國調(diào)研和學(xué)科內(nèi)研討會,認真探索、總結(jié)經(jīng)驗、迅速研究出臺相應(yīng)的獎勵政策,以減免工作量和學(xué)校實驗教學(xué)團隊建設(shè)經(jīng)費,獎勵教師出版部級和省部級規(guī)劃教材和實驗教材,積極發(fā)展交叉學(xué)科的教材建設(shè),使教材建設(shè)與學(xué)科建設(shè)同步發(fā)展。
2.學(xué)位論文及學(xué)生。學(xué)位論文作為研究生學(xué)習(xí)的最終結(jié)果,學(xué)位論文質(zhì)量是研究生教育的重要體現(xiàn),也是評價研究生培養(yǎng)質(zhì)量的綜合指標。本學(xué)科近年來部分碩士畢業(yè)生攻讀了本校紡織學(xué)科的博士研究生,累計為紡織學(xué)科培養(yǎng)了4名博士生獲得國家優(yōu)博論文提名獎,材料學(xué)科目前只獲得兩篇天津市博士學(xué)位論文,總體上差距較大。2013年本學(xué)科分別出臺了“材料科學(xué)與工程學(xué)科碩士、博士研究生學(xué)位論文培育基金和助學(xué)金管理辦法”和“博士研究生國際會議交流資助計劃”。學(xué)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(fā)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(xué)科將在現(xiàn)有水平的基礎(chǔ)上,繼續(xù)提升天津市博士學(xué)位論文和碩士學(xué)位論文數(shù)量,期待在“十二五”末在國家百篇博士學(xué)位論文提名獎方面取得突破。
師資隊伍、科研平臺建設(shè)、科學(xué)研究水平、人才培養(yǎng)是高校建設(shè)高水平學(xué)科長期性、基礎(chǔ)性的工作。本論文針對天津工業(yè)大學(xué)“材料科學(xué)與工程”學(xué)科的現(xiàn)狀進行了的分析與探討,立足于充分發(fā)揮學(xué)科的優(yōu)勢,以政策為導(dǎo)向,對本學(xué)科未來的發(fā)展和建設(shè)提出行之有效的對策,也為其他地方院校材料學(xué)科的建設(shè)和發(fā)展提供了一定的參考與借鑒。
基金項目:天津市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題;天津工業(yè)大學(xué)2012年度學(xué)位與研究生教育改革研究重點項目;天津工業(yè)大學(xué)2013年研究生課程(培育)、研究生課程教材建設(shè)項目。
作者簡介:張興祥(1962-),男,山東萊州人,天津工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長,教授。
材料科學(xué)與工程論文:材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)方法的探究
摘要:在分析當(dāng)前形勢、國家發(fā)展方向、社會需求及當(dāng)代大學(xué)生的特點的基礎(chǔ)上,結(jié)合材料科學(xué)與工程專業(yè)的特點,探討學(xué)生專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)方法,包括專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)、實踐能力培養(yǎng)、自學(xué)能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)、科技創(chuàng)新能力培養(yǎng),以培養(yǎng)具有較強專業(yè)素質(zhì)的復(fù)合型人才。
關(guān)鍵詞:材料科學(xué)與工程;專業(yè)素質(zhì);培養(yǎng)方法
一、當(dāng)前形勢分析
2012年11月召開的中國共產(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)代化國家[1]。為了實現(xiàn)這兩個奮斗目標,需要有大量的人才作為基礎(chǔ)。十八大指出要“把立德樹人作為教育的根本任務(wù),培養(yǎng)德智體美發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人”。十八大為我國的高等教育發(fā)展指明了方向,同時對人才培養(yǎng)也提出了要求。
為了拉動內(nèi)需,提高國民素質(zhì),我國的高校從1999年開始進行擴招。高等教育的毛入學(xué)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(xué)率已達到30%。2013年,我國高校畢業(yè)生人數(shù)達到了創(chuàng)歷史新高的699萬人。據(jù)有關(guān)分析數(shù)據(jù)顯示,今后幾年中,我國高校的畢業(yè)生人數(shù)將基本穩(wěn)定在700萬人左右。高校畢業(yè)生的就業(yè)壓力將越來越大。自2009年以來,受全球金融危機的影響,國內(nèi)大量的工業(yè)企業(yè)發(fā)展動力不足,企事業(yè)單位提供的就業(yè)崗位數(shù)量下降,使得2013年成為“史上最難就業(yè)季”,出現(xiàn)了部分高校畢業(yè)生“一畢業(yè)就失業(yè)”的現(xiàn)象。
材料科學(xué)與工程是多學(xué)科交叉的新興學(xué)科,與工程技術(shù)有著密不可分的關(guān)系,有很強的應(yīng)用目的和明確的應(yīng)用背景。材料、能源和信息被認為是21世紀國民經(jīng)濟的三大支柱,材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為能源和信息技術(shù)的發(fā)展提供了保障。
在當(dāng)前形勢下,如何貫徹落實好十八大精神,把握好材料科學(xué)與工程專業(yè)的發(fā)展方向,適應(yīng)社會發(fā)展,培養(yǎng)出滿足國家和社會發(fā)展需要的高素質(zhì)復(fù)合型人才,成為教育工作者、專家及學(xué)者共同關(guān)注的熱點。
二、國家發(fā)展方向、社會需求及當(dāng)代大學(xué)生的特點
在當(dāng)前形勢下,要培養(yǎng)出滿足國家和社會發(fā)展需要的高素質(zhì)復(fù)合型人才,需要掌握三個方面的內(nèi)容。首先,掌握國家和經(jīng)濟社會的發(fā)展方向。只有很好地掌握了國家和經(jīng)濟社會發(fā)展的方向,才能夠順應(yīng)時代的發(fā)展,培養(yǎng)出適應(yīng)國家和社會發(fā)展的合格人才。其次,掌握社會對當(dāng)代大學(xué)生的需求特點。大學(xué)培養(yǎng)人才是為社會培養(yǎng)的,只有充分了解社會對當(dāng)代大學(xué)生的需求特點才能培養(yǎng)出適應(yīng)社會發(fā)展需求的有用人才。,掌握當(dāng)代大學(xué)生的特點。高等教育要以人為本,只有很好地了解培養(yǎng)對象的特點才能培養(yǎng)出合格的社會主義接班人。
1.掌握國家的發(fā)展方向。《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃的建議》指出,要對經(jīng)濟結(jié)構(gòu)進行戰(zhàn)略性調(diào)整,建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會,改造提升制造業(yè)。制造業(yè)發(fā)展重點是優(yōu)化結(jié)構(gòu),改善品種質(zhì)量,增強產(chǎn)業(yè)配套能力,淘汰落后產(chǎn)能。發(fā)展先進裝備制造業(yè),調(diào)整優(yōu)化原材料工業(yè),改造提升消費品工業(yè),促進制造業(yè)由大變強。完善依托國家重點工程發(fā)展重大技術(shù)裝備政策,提高基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)元器件研發(fā)和系統(tǒng)集成水平。支持企業(yè)技術(shù)改造,增強新產(chǎn)品開發(fā)能力和品牌創(chuàng)建能力。培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。科學(xué)判斷未來市場需求變化和技術(shù)發(fā)展趨勢,加強政策支持和規(guī)劃引導(dǎo),強化核心關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),突破重點領(lǐng)域,積極有序發(fā)展新一代信息技術(shù)、節(jié)能環(huán)保、新能源、生物、高端裝備制造、新材料、新能源汽車等產(chǎn)業(yè),加快形成先導(dǎo)性、支柱性產(chǎn)業(yè),切實提高產(chǎn)業(yè)核心競爭力和經(jīng)濟效益。
2.社會對當(dāng)代大學(xué)生的需求。首先從材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)去向方面來看,以河南理工大學(xué)為例,近幾年來,畢業(yè)生中有三分之一左右的學(xué)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(xué)生到社會上的工礦企業(yè)及事業(yè)單位就業(yè)工作。無論是高校及科研院所,還是工礦企業(yè)及事業(yè)單位,都需要高校畢業(yè)生是具有較強的綜合能力的復(fù)合型人才,如理論知識的運用能力、創(chuàng)新能力、適應(yīng)環(huán)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(dāng)代大學(xué)生的特點。壓力大,接觸的信息量大,思維活躍,務(wù)實,他們思想前衛(wèi),追求時尚,具有觀念優(yōu)勢;接受和理解能力較強,具有認知優(yōu)勢;性格外向、善于表達,邏輯表述和歸納總結(jié)能力更加突出,具有可塑優(yōu)勢;許多學(xué)生在入學(xué)前沒有經(jīng)受過壓力,遭受過挫折,一路較為順利地升入大學(xué),具有明顯的經(jīng)歷優(yōu)勢。獨生子女的家庭環(huán)境使當(dāng)代大學(xué)生較多地帶有一些以自我為中心的意識。他們表現(xiàn)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(tǒng)的以升學(xué)為目的的教學(xué)模式下受訓(xùn)多年,習(xí)慣于傳統(tǒng)的填鴨式教育,造成的學(xué)習(xí)依賴性使他們難以自發(fā)調(diào)整自己,克服學(xué)習(xí)困難。當(dāng)代大學(xué)生不管在生活上還是學(xué)習(xí)上,個性鮮明,反映出明顯的時代特征。實踐表明,采用傳統(tǒng)的思路進行教學(xué)改進,不僅不能起到很好的效果,反而壓制學(xué)生的主動創(chuàng)新心理。
三、材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)方法
為了滿足國家和社會發(fā)展的需求,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力,河南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)對原有的培養(yǎng)方案進行了修訂,加大了人文素質(zhì)和實踐能力培養(yǎng)課程的比重,相應(yīng)地壓縮了專業(yè)教學(xué)課程的比重。在相對短的專業(yè)課程教學(xué)中,如何培養(yǎng)好學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)?我們認為應(yīng)該從以下幾個方面著手。
1.專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)。大學(xué)生雖然具有一定的自學(xué)能力,但由于理論基礎(chǔ)薄弱,認識和實踐經(jīng)驗的不足,專業(yè)理論知識的學(xué)習(xí)還應(yīng)當(dāng)以課堂學(xué)習(xí)為主,輔之以課外學(xué)習(xí)。在做好專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)方面,一方面要充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用;另一方面,也要充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。要提高專業(yè)理論知識的學(xué)習(xí)效率,就必須做好教與學(xué)兩方面的工作。相對于傳統(tǒng)的填鴨式課堂教育,我們將教學(xué)工作的重心逐步從“以教師為中心”轉(zhuǎn)移到“以學(xué)生為中心”,在專業(yè)理論學(xué)習(xí)中較大限度地發(fā)揮大學(xué)生自主學(xué)習(xí)的作用。為了做好這些工作,我們主要在教學(xué)工作的三個重要部分:課前準備,課堂教學(xué)和課外輔導(dǎo)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(xué)組,由具有豐富教學(xué)經(jīng)驗的老教師從事主干課的教學(xué)工作,年輕教師進行助課。老教師主要側(cè)重于教學(xué)方法的研究,年輕則發(fā)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(xué)內(nèi)容相關(guān)的視頻、圖片以及文字資料,與老教師共同研究和豐富教學(xué)內(nèi)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(yè)理論知識的應(yīng)用。一方面豐富了教學(xué)內(nèi)容,擴展了學(xué)生認識;另一方面,也引起了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。其次,在課堂教學(xué)方面,由具有豐富教學(xué)經(jīng)驗的老教師進行教學(xué)內(nèi)容的講解,并根據(jù)學(xué)生上課掌握專業(yè)知識的情況進行分類指導(dǎo)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(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題,并且在課堂上向教師與同學(xué)匯報,這樣極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與動手、溝通的能力。另外,在課外輔導(dǎo)方面,我們除了延用傳統(tǒng)的輔導(dǎo)方式,即在指定的時間和地點,由老師對學(xué)生專門進行輔導(dǎo)外,我們還充分利用現(xiàn)代化的通訊聯(lián)系方式來對學(xué)生進行輔導(dǎo)。QQ、微信、微博、飛信、電話、短信、E-mail和網(wǎng)絡(luò)平臺等通訊聯(lián)系方式是目前最為流行、最為方便快捷的,而且,這些通訊聯(lián)系方式也是大學(xué)生最喜歡和最常用的。我們采用這些現(xiàn)代化的通訊聯(lián)系方式對學(xué)生進行輔導(dǎo),大大地方便了學(xué)生與教師的溝通和交流。我們的實踐表明,采用這些通訊聯(lián)系方式可以更加靈活方便地對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題進行輔導(dǎo)和答疑,極大地方便了學(xué)生在專業(yè)理論知識方面的學(xué)習(xí)。
2.實踐能力培養(yǎng)。大學(xué)生在高校里所學(xué)到的專業(yè)理論知識最終都將應(yīng)用于工程實際中,并在實踐中得到檢驗、提高和發(fā)展。因此,大學(xué)生的實踐能力培養(yǎng)是專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)中的重要一環(huán)。高校的實踐教學(xué)主要包括兩大部分內(nèi)容,即實習(xí)和實驗教學(xué)。目前,國內(nèi)高校在實踐教學(xué)方面存在的不足主要在于理論與實踐聯(lián)系不夠緊密,實踐教學(xué)方法簡單,方式單調(diào)。為了能讓學(xué)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(xué)方面做了一些嘗試。在實習(xí)方面,首先,精選實習(xí)單位。我們根據(jù)大學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段的能力特點以及實踐教學(xué)計劃和要求精選實習(xí)單位,以便學(xué)生在實習(xí)過程中能夠很好地將所學(xué)專業(yè)理論知識與實踐結(jié)合起來。其次,做好實習(xí)動員。在實習(xí)動員過程中,我們將實習(xí)單位的特點及實習(xí)內(nèi)容給學(xué)生做詳細的說明,同時,將實習(xí)中要注意解決的問題發(fā)給學(xué)生,以便學(xué)生在實習(xí)開始前提前做好預(yù)習(xí)和準備。另外,通過實習(xí)動員,進一步提高學(xué)生對實習(xí)的重要性的認識,使學(xué)生在思想上對實習(xí)工作高度重視。再次,開展實習(xí)中的答辯。在實習(xí)過程中,我們請實習(xí)單位中有經(jīng)驗的工程技術(shù)人員對實習(xí)單位的特點進行講解,然后帶領(lǐng)學(xué)生進行實習(xí)。在實習(xí)中,我們針對實習(xí)中每一部分的內(nèi)容及特點,隨機地抽一些同學(xué)進行現(xiàn)場答辯,接著,由其他同學(xué)對其進行評判和補充,然后由指導(dǎo)教師進行綜合解答。這樣充分地調(diào)動起學(xué)生實習(xí)的積極性和主動性,避免了實習(xí)過程中走馬觀花現(xiàn)象的出現(xiàn),提高了實習(xí)的質(zhì)量。,完成實結(jié)。在實習(xí)結(jié)束后,我們要求學(xué)生根據(jù)每天的實習(xí)日記做好實結(jié),對實習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問題及相關(guān)問題的思考寫成實習(xí)報告,并由指導(dǎo)老師進行批改,批改后再發(fā)給學(xué)生進行學(xué)習(xí)。在實驗教學(xué)方面,為了進一步提高實驗教學(xué)的質(zhì)量,我們主要做了幾方面的工作。及時,提前將實驗任務(wù)下達給學(xué)生,讓學(xué)生做好充分的預(yù)習(xí),對實驗原理、實驗方法和實驗內(nèi)容進行充分地了解和學(xué)習(xí)。第二,在實驗過程中,指導(dǎo)教師對實驗內(nèi)容進行認真講解,并提出相應(yīng)的問題和要求。學(xué)生在實驗過程中注意實驗儀器和設(shè)備的使用,數(shù)據(jù)的分析與處理,以及在實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題和處理方法。第三,實驗結(jié)束后,組織學(xué)生對實驗內(nèi)容進行分析和講評,進一步提高學(xué)生對實驗內(nèi)容的認識,并寫出詳細的實驗報告。第四,指導(dǎo)教師將實驗報告批改后發(fā)給學(xué)生,對指導(dǎo)教師提出的問題進行分析和解答。通過這些工作,學(xué)生對實驗教學(xué)內(nèi)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(xué)能力培養(yǎng)。高校是培養(yǎng)專業(yè)人才的地方,但大學(xué)生僅靠在大學(xué)里學(xué)到有限的專業(yè)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(xué)生具有很強的自學(xué)能力,在充分發(fā)揮所學(xué)專業(yè)理論的基礎(chǔ)上,自學(xué)相關(guān)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(yè)人才培養(yǎng)中,自學(xué)能力的培養(yǎng)也是非常重要的。
要培養(yǎng)好大學(xué)生的自學(xué)能力,除了發(fā)揮大學(xué)生自主學(xué)習(xí)的作用外,教師的指導(dǎo)和引導(dǎo)作用也是至關(guān)重要的。為了更好地提高大學(xué)生的自學(xué)能力,我們做了以下幾方面的工作。及時,充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)和引導(dǎo)作用。材料科學(xué)工程專業(yè)涉及的材料種類繁多,知識面廣,為了避免學(xué)生盲目學(xué)習(xí),我們對相關(guān)材料進行分類介紹,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己的興趣進行自學(xué)。同時,引導(dǎo)學(xué)生參加各種學(xué)術(shù)講座和學(xué)術(shù)報告,通過這些講座和學(xué)術(shù)報告進一步提高學(xué)生對專業(yè)的認識和興趣。第二,充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主導(dǎo)作用。學(xué)會利用高校豐富的資源進行自學(xué)。除了在圖書館查閱相關(guān)專業(yè)資料外,大學(xué)生還能夠很好地利用學(xué)校的數(shù)據(jù)庫進行專業(yè)理論知識的學(xué)習(xí)。同時,部分學(xué)生還能夠主動地進入一些專業(yè)的學(xué)術(shù)論壇進行專業(yè)理論知識的學(xué)習(xí)。第三,加強對學(xué)生的輔導(dǎo)。由于大學(xué)生的專業(yè)理論基礎(chǔ)還較薄弱,實踐經(jīng)驗少,在自學(xué)過程中往往會碰到大量的問題。為了保障學(xué)生的自學(xué)效果,我們采用多種形式對學(xué)生進行輔導(dǎo)答疑,及時解答學(xué)生自學(xué)過程中遇到的問題,使學(xué)生的專業(yè)理論知識得到進一步提高。
4.科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)。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(xué)方面的諾貝爾獎,國內(nèi)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(xiàn)有的教育模式限制了科技工作者的科技創(chuàng)新能力[2-5]。為了更好地培養(yǎng)大學(xué)生的科技創(chuàng)新能力,我們?yōu)椴牧峡茖W(xué)與工程專業(yè)的大學(xué)生營造了良好的科技創(chuàng)新氛圍,創(chuàng)造了良好的科技創(chuàng)新條件。首先,為大學(xué)生灌輸科技創(chuàng)新理念。從大學(xué)生入校開始,我們就對學(xué)生科技創(chuàng)新能力的重要性進行講解說明,引導(dǎo)學(xué)生注重自身創(chuàng)新能力的發(fā)展,鼓勵學(xué)生結(jié)合自己的興趣積極參與到校內(nèi)外的各種科技創(chuàng)新活動中去。其次,為大學(xué)生的創(chuàng)新能力發(fā)展制造機會、創(chuàng)造條件。目前,河南理工大學(xué)開展的校內(nèi)外科技創(chuàng)新活動非常豐富多彩。校外的科技創(chuàng)新活動主要有國家大學(xué)生創(chuàng)新實驗計劃、大學(xué)生研究訓(xùn)練計劃(SRTP)、河南省重點實驗室開發(fā)基金、數(shù)學(xué)建模等,校內(nèi)的主要有“步步高”大學(xué)生科技攀登計劃項目,河南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生創(chuàng)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(chuàng)新活動,大學(xué)生的科技創(chuàng)新能力得到了很大的提高。再次,為大學(xué)生的創(chuàng)新能力發(fā)展提供輔導(dǎo)和支持。除了學(xué)生自主地與有關(guān)教師聯(lián)系輔導(dǎo)以后,我們專門指派一批有經(jīng)驗的教師為學(xué)生的科技創(chuàng)新活動提供全程的指導(dǎo)和幫助,及時解決了學(xué)生在創(chuàng)新活動中遇到的各種困難。學(xué)生通過參與科技創(chuàng)新活動,不僅提高了自己的科技創(chuàng)新能力,發(fā)現(xiàn)問題和處理問題的能力,綜合應(yīng)變能力等方面也都得到了提高。
四、結(jié)論
通過多年來對材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)方法的探索、創(chuàng)新和實踐,我們培養(yǎng)出來的大學(xué)畢業(yè)生的專業(yè)素質(zhì)有了很大的提高,畢業(yè)生的質(zhì)量也有了明顯提升。近年來,畢業(yè)生的考研錄取率逐年攀升,2013屆畢業(yè)生的考研錄取率達到了36.8%。畢業(yè)生的一次就業(yè)率一直穩(wěn)定在95%以上。畢業(yè)生在工作崗位上能夠很快進入狀態(tài),為工作單位各項事業(yè)的發(fā)展做出了突出的貢獻,同時,也為國家和經(jīng)濟社會的發(fā)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(yè)和河南理工大學(xué)教改項目“國外先進教育理念在材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)改革中的應(yīng)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(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)和科研工作,河南理工大學(xué)教改項目“國外先進教育理念在材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)改革中的應(yīng)用研究”的項目負責(zé)人。
材料科學(xué)與工程論文:材料科學(xué)與工程專業(yè)協(xié)同創(chuàng)新實踐的探索與效果
摘要:本文對材料科學(xué)于工程專業(yè)工程實踐進行分析,通過促進校企共建科學(xué)研究平臺、提升科學(xué)研究水平、強化教師工程實踐教學(xué)水平、革新創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量等方面加強專業(yè)工程實踐能力的探索,大大強化了材料科學(xué)與工程專業(yè)工程實踐能力的教育教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:協(xié)同創(chuàng)新;材料科學(xué)與工程;工程實踐
引言
實踐教學(xué)是人才培養(yǎng)過程中的重要環(huán)節(jié),在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、實踐能力和綜合素質(zhì)方面發(fā)揮著重要的作用。實踐教學(xué)對于材料科學(xué)與工程專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)尤為重要,而實踐教學(xué)體系是提高實踐教學(xué)質(zhì)量的重要保障,改革和完善工程類實踐教學(xué)體系是我國高等工程教育面臨的重要問題之一。
一、科學(xué)發(fā)展觀是協(xié)同創(chuàng)新的理論指導(dǎo)
科學(xué)發(fā)展觀從以人為本、整體、密切合作等方面,體現(xiàn)了協(xié)同、和諧、創(chuàng)新的思維特點;科學(xué)發(fā)展觀從建設(shè)創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略高度,要求我們在積極提升原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新能力的同時,提出了積極推動協(xié)同創(chuàng)新的重要思想。因此,科學(xué)發(fā)展觀是協(xié)同創(chuàng)新的重要指導(dǎo)理論。
二、協(xié)同創(chuàng)新是地方高校發(fā)展的重要機遇
協(xié)同創(chuàng)新戰(zhàn)略,既要研究和解決科技尖端領(lǐng)域前沿性問題,也要研究國家和地方急需的戰(zhàn)略性問題,涉及國計民生和地方經(jīng)濟發(fā)展的重大公益性問題。服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展是協(xié)同創(chuàng)新的必然要求,也是地方高等院校的地域優(yōu)勢所在。進入本世紀以來,國家和區(qū)域科技創(chuàng)新活動進入難得的歷史機遇期,科技創(chuàng)新的競爭態(tài)勢出現(xiàn)了新格局,地方高校面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。其挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)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(chuàng)新重大成果方面,競爭更加激烈。由于企業(yè)作為創(chuàng)新主體的迅速崛起,高校的傳統(tǒng)優(yōu)勢出現(xiàn)衰減跡象,越來越多的高校以參與者、合作方出現(xiàn)。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(chuàng)新,同時也要善于協(xié)同合作。
另一方面,協(xié)同創(chuàng)新有利于重點突破制約創(chuàng)新能力提升的內(nèi)在機制障礙,打破高校與其他創(chuàng)新主體間的體制壁壘,實現(xiàn)多方共贏,最終提升高等教育質(zhì)量。地方高校應(yīng)緊緊抓住教育部實施高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計劃的契機,加快融入形式多樣的協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)合體中,以構(gòu)建“協(xié)同創(chuàng)新中心”這個載體作為推動地方高校發(fā)展的新機遇。
三、協(xié)同創(chuàng)新是材料科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)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(xué)的提出只是20世紀60年代初的事情。1957年前蘇聯(lián)人造衛(wèi)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(xué)(如麻省理工學(xué)院、康奈爾大學(xué)、賓夕法尼亞州立大學(xué)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(xué)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(xué)這個名詞開始流行。
材料科學(xué)的形成實際上是多學(xué)科科學(xué)技術(shù)協(xié)同發(fā)展的結(jié)果。在材料科學(xué)形成之前,固體物理、無機化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)等學(xué)科的發(fā)展推動了對物質(zhì)本質(zhì)的了解。冶金學(xué)、陶瓷學(xué)、金屬學(xué)、高分子科學(xué)的發(fā)展對材料制備、結(jié)構(gòu)、性能及其相互關(guān)系的研究大大加強,各種先進分析測試手段的出現(xiàn)為材料科學(xué)的形成打下堅實的基礎(chǔ)。材料科學(xué)具有多學(xué)科交叉的重要屬性,它是物理學(xué)、化學(xué)、冶金學(xué)、陶瓷、高分子化學(xué)及計算科學(xué)相互融合與交叉的結(jié)果。材料學(xué)與實際應(yīng)用結(jié)合非常密切,發(fā)展材料科學(xué)的目的在于開發(fā)新材料,提高材料的性能和質(zhì)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(yīng)用領(lǐng)域又牽涉到不同學(xué)科的知識;材料科學(xué)是一個正在發(fā)展中的科學(xué),不像物理學(xué)、化學(xué)等已經(jīng)有一個很成熟的體系,材料科學(xué)將隨著各有關(guān)科學(xué)的發(fā)展而得到完善。
四、通過協(xié)同創(chuàng)新提高工程實踐能力的路徑和效果
1、促進校企科學(xué)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(shè)備、研究經(jīng)費和研究人員等多方面的制約,原創(chuàng)性、高層次的項目難以立項。為了完成學(xué)校對科研經(jīng)費任務(wù)的考核,教師們主動到企業(yè)聯(lián)系橫向課題。材料與化工學(xué)院也有目的的組織教師到企業(yè)進行產(chǎn)學(xué)研合作、培育科研團隊。通過產(chǎn)學(xué)研合作,以企業(yè)為主體,以市場為導(dǎo)向,教師有了科研項目、經(jīng)費,研究的課題解決了企業(yè)的實際問題,雙方受益形成了良性循環(huán),不斷擴大了雙方合作的空間。
協(xié)同創(chuàng)新中心把企業(yè)同高校、研究機構(gòu)結(jié)合起來,實現(xiàn)了單個主體所無法實現(xiàn)的組織目標和結(jié)果,類似于復(fù)合材料因為基體材料和增強材料的協(xié)同作用,使得復(fù)合材料的某些性能既優(yōu)于其基體材料,又優(yōu)于增強材料。企業(yè)同高校、研究機構(gòu)協(xié)同創(chuàng)新的效率遠遠高于企業(yè)獨立創(chuàng)新和模仿創(chuàng)新的效率,尤其是通過協(xié)同創(chuàng)新中心建設(shè)的實施,協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟各方都感受到了實實在在的受益,效果顯著。協(xié)同的本質(zhì)是復(fù)雜系統(tǒng)中各子系統(tǒng)相互協(xié)同和作用,以實現(xiàn)單個主體所無法實現(xiàn)的組織目標和結(jié)果。如2011年由中原工學(xué)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(guān)鍵設(shè)備與成套工藝技術(shù)開發(fā)”項目,聯(lián)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(xué)校美譽度和企業(yè)創(chuàng)新能力及聲譽具有重要影響。
2、促進教師工程實踐教學(xué)水平提高
在協(xié)同創(chuàng)新中心,學(xué)校與研究所、企業(yè)各方可以實現(xiàn)有條件的互相兼職和聘任。材料與化工學(xué)院根據(jù)政策,通過“博士服務(wù)團”、“企業(yè)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(yè)掛職鍛煉。如材料與化工學(xué)院一教授通過與許昌恒源公司的合作,作為帶頭人建設(shè)了“基于發(fā)制品用途的化學(xué)纖維綠色工藝技術(shù)研究”河南省創(chuàng)新型科技團隊。現(xiàn)在材料與化工學(xué)院大部分教師都有了在企業(yè)工作或兼職科研工作的親身經(jīng)歷,學(xué)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(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的工程實踐教育教學(xué)質(zhì)量具有較大影響。
3、促進創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式優(yōu)化
“協(xié)同創(chuàng)新”已經(jīng)成為學(xué)校人才培養(yǎng)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(yǎng)模式。[4,5]通過協(xié)同創(chuàng)新使原本各單位獨立的資源變成了創(chuàng)新聯(lián)盟內(nèi)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(xié)同創(chuàng)新各方激發(fā)了無限生機與活力,對人才培養(yǎng)模式的影響尤其深刻。協(xié)同創(chuàng)新實施之前,按照傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式,理論教學(xué)和實驗教學(xué)都在學(xué)校內(nèi)進行,全部由高校教師授課,教學(xué)效果不理想,學(xué)生普遍感到枯燥乏味、不感興趣;而需要到企業(yè)進行的認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié),由于資金投入不足和企業(yè)不愿意接待等諸多難題,實習(xí)質(zhì)量大打折扣,學(xué)生的實習(xí)環(huán)節(jié)基本上變成了“參觀”,走馬觀花下來,學(xué)生受益很少。協(xié)同創(chuàng)新實施以后,學(xué)生可以根據(jù)個人愛好加入不同的科研興趣小組和導(dǎo)師制教學(xué)團隊,學(xué)生到企業(yè)“出入自由”,在科研中遇到的實際問題,可以及時在企業(yè)聯(lián)絡(luò)員的幫助和許可下到現(xiàn)場獲得及時手資料與信息,隨著參與時間的延長,學(xué)生很容易親自動手進行操作。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié),聘任了企業(yè)技術(shù)人員和高層管理人員為學(xué)校兼職教授,可以給學(xué)生進行生動的具有豐富實踐經(jīng)驗的教學(xué),學(xué)生的興趣明顯提高,也收到了良好的教學(xué)效果。
4、促進學(xué)生工程實踐能力提高
通過協(xié)同創(chuàng)新工作的不斷深入,科研促進教學(xué)的效果極其明顯。教師聯(lián)合企業(yè)進行科學(xué)研究,把獲得的成果有針對性的在教學(xué)過程中傳授給學(xué)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(xué)生在該科研創(chuàng)新活動中會發(fā)現(xiàn)很多問題,提出的問題也可反饋給教師。這種知識傳授和學(xué)習(xí)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(xué)效果和質(zhì)量在潛移默化中快速提高。
學(xué)生在協(xié)同創(chuàng)新中心聯(lián)盟單位內(nèi)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(xí)創(chuàng)新活動中,不僅可以使用實驗室、儀器和設(shè)備等硬件資源,同時還得到了研究所和企業(yè)技術(shù)人員及一線工人的親身教育,對社會及企業(yè)對人才的真實需求有了實在的認識和了解,對學(xué)習(xí)目的和就業(yè)導(dǎo)向有了明確的方向。在研究生教育和本科生畢業(yè)論文環(huán)節(jié)聘任研究所和企業(yè)技術(shù)人員為指導(dǎo)教師或合作導(dǎo)師已成為常態(tài)。
在參與科研活動時,學(xué)生能親臨企業(yè)參與生產(chǎn)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(xué)生畢業(yè)后能快速適應(yīng)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(xiàn)其效果,協(xié)同創(chuàng)新中心聯(lián)盟企業(yè)對此也非常認可。
結(jié)束語
科學(xué)發(fā)展觀是協(xié)同創(chuàng)新的理論指導(dǎo),協(xié)同創(chuàng)新是地方高校提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的有效手段,也是科學(xué)發(fā)展觀的重要體現(xiàn)。在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下與相關(guān)科研院所、企事業(yè)單位開展協(xié)同創(chuàng)新,是地方高校學(xué)科建設(shè)和發(fā)展的必然要求。
材料科學(xué)與工程論文:結(jié)合學(xué)校特色,提升材料科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)水平
摘 要 對材料科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)水平進行提升,主要通過人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新、專業(yè)培養(yǎng)方案的修訂、教學(xué)團隊建設(shè)、課程及教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、提高學(xué)生實踐能力,拓寬實踐平臺等各項措施,突出學(xué)校特色的基礎(chǔ)上,滿足“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強能力、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)目標,體現(xiàn)素質(zhì)、能力和知識結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)發(fā)展的原則,從而培養(yǎng)出社會需要的、認同的材料類人才。
關(guān)鍵詞 材料科學(xué)與工程專業(yè) 提升 策略
0 引言
材料科學(xué)與工程是21世紀國家重點發(fā)展領(lǐng)域。材料科學(xué)與工程專業(yè)屬于一級學(xué)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(xué)等二級學(xué)科專業(yè),目前,我國大部分理工科高校都設(shè)有材料類學(xué)科,各學(xué)校的定位和特色也有所區(qū)別。
重慶交通大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)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(yīng)用為特色的材料科學(xué)與工程專業(yè),同年獲得材料學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位授權(quán)資格。材料科學(xué)與工程專業(yè)自2001年招生,立足學(xué)校在交通土建方面的行業(yè)優(yōu)勢,結(jié)合土木工程專業(yè)培養(yǎng)滿足交通建設(shè)需要的材料專業(yè)技術(shù)人才,通過吸收兄弟院校的辦學(xué)經(jīng)驗,遵循“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、強能力、高素質(zhì)”的原則,強化基礎(chǔ)理論,不斷優(yōu)化組合土木相關(guān)課程;加強基本實驗技能和實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練提高學(xué)生的實踐能力。為進一步理清專業(yè)建設(shè)思路、明確專業(yè)建設(shè)目標、明晰專業(yè)建設(shè)方向,立足長遠,擬定切實可行的具體措施,扎實推進專業(yè)內(nèi)涵建設(shè),完善專業(yè)人才培養(yǎng)體系,規(guī)范教學(xué)過程,切實增強專業(yè)的辦學(xué)水平、社會適應(yīng)度和社會聲譽,從2011年開始進行專業(yè)提升計劃的實施,目前正按計劃、有步驟地逐步實現(xiàn)。
1 明確專業(yè)定位,凝練專業(yè)特色
重慶交通大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)依托我校在交通土木行業(yè)的優(yōu)勢,與交通土建材料的研究、開發(fā)和應(yīng)用方面的學(xué)科交叉,以無機非金屬材料、有機高分子材料為基礎(chǔ),向相關(guān)功能材料領(lǐng)域拓展,教學(xué)與科研并舉,立足重慶,面向西南,走向全國,建設(shè)市內(nèi)經(jīng)驗豐富,在國內(nèi)有一定影響的教學(xué)研究型材料科學(xué)與工程專業(yè),為交通土建行業(yè)培養(yǎng)高層次的人才,提供高水平的科技服務(wù)。本專業(yè)經(jīng)過幾年的辦學(xué)實踐,已經(jīng)形成了以土木工程材料、復(fù)合材料為特色的專業(yè),構(gòu)建了科學(xué)合理、特色鮮明的人才培養(yǎng)方案、課程結(jié)構(gòu)體系及實踐教學(xué)體系,并建立了較為完善的本科教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控及質(zhì)量保障體系,且運行良好,保障了教學(xué)質(zhì)量,目前,已為國家特別是西部地區(qū)培養(yǎng)了大批交通建設(shè)材料科技人才。
2 材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)水平的提升策略
2.1 人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新
繼續(xù)發(fā)揮學(xué)校特色優(yōu)勢,在材料科學(xué)與工程專業(yè)現(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式基礎(chǔ)上,改革單一化的人才培養(yǎng)模式,突出學(xué)生個性發(fā)展的同時,探索具有交通特色的材料科學(xué)人才培養(yǎng)模式。
(1)加強學(xué)科專業(yè)調(diào)研,深入把握重慶市、西部地區(qū)及全國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整、人才市場需求和國際競爭能力的需要,結(jié)合我校由教學(xué)型向教學(xué)研究型過渡的特點,進一步明確材料科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)和結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向,突顯辦學(xué)特色。
(2)以材料科學(xué)與工程專業(yè)班級為依托,調(diào)整和完善人才培養(yǎng)方案、課程體系、實踐教學(xué)體系等,不斷完善具有交通特色的材料科學(xué)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案。
(3)以性、開放性、主體性、實踐性、差異性為培養(yǎng)方法,實現(xiàn)個體創(chuàng)新能力的挖掘和培養(yǎng)。主要體現(xiàn)在以下幾個方面:①建立以本科生導(dǎo)師制為核心的全過程引導(dǎo)的培養(yǎng)模式。從入學(xué)起,就建立專業(yè)老師、輔導(dǎo)員聯(lián)系、溝通的制度,加強學(xué)生的人生目標規(guī)劃,加強對學(xué)生的指導(dǎo),根據(jù)每個學(xué)生的自身特點提出階段性的發(fā)展計劃,幫助學(xué)生形成優(yōu)良的計劃能力和實現(xiàn)目標的執(zhí)行能力。②在兼顧共性和個性的基礎(chǔ)上,制定個性化培養(yǎng)方案。根據(jù)每個學(xué)生的特點來制定學(xué)習(xí)方案,充分發(fā)揮學(xué)生的個人特長,較大程度地挖掘每個學(xué)生的潛力。③針對現(xiàn)代研究型人才素質(zhì)培養(yǎng)特點,鼓勵本科生參與指導(dǎo)教師的科研項目研究,重在研究意識、過程與方法,學(xué)習(xí)與研究相互促進,實現(xiàn)個體創(chuàng)新能力的挖掘和培養(yǎng)。
2.2 培養(yǎng)方案修訂
按照學(xué)校材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標和規(guī)格的要求,并針對我國、尤其西部地區(qū)公路工程材料人才培養(yǎng)方面的專業(yè)幾乎為空白,進一步開展學(xué)科多層次、多尺度交叉,構(gòu)建適合交通行業(yè)的高素質(zhì)人才培養(yǎng)方案和培養(yǎng)模式,實現(xiàn)教學(xué)與科研相結(jié)合、科學(xué)與工程相促進,深化專業(yè)內(nèi)涵,進一步完善以公路工程材料應(yīng)用為特色的人才培養(yǎng)方案,同時考慮培養(yǎng)方案能夠適應(yīng)社會需求的動態(tài)變化。突出本專業(yè)的特色,按照“以科研促教學(xué),以實踐促創(chuàng)新,以特色促發(fā)展”的思路,培養(yǎng)大批在工程材料領(lǐng)域內(nèi)的高層次、高質(zhì)量、高能力的創(chuàng)新性復(fù)合人才。具體措施是:(1)在已重點調(diào)研國內(nèi)高校辦學(xué)情況的基礎(chǔ)上,對材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案進行修改和調(diào)整,將力求與社會對材料學(xué)科人才的需求相統(tǒng)一,并與對應(yīng)的行業(yè)單位、 企業(yè)開展對話,進一步分析并把握未來的市場需求;(2)注重專業(yè)間的協(xié)調(diào)與發(fā)展,完善課程體系,優(yōu)化理論教學(xué)與實際教學(xué)環(huán)節(jié)體系及比例,擴大選修課程設(shè)置,增加實踐環(huán)節(jié),既滿足人才發(fā)展的共性要求,又顧及學(xué)生的個性需要。(3)在材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中將繼續(xù)體現(xiàn)邊緣學(xué)科的交叉和前沿學(xué)科的發(fā)展,并將進一步豐富其內(nèi)容,及時將本專業(yè)科研成果作為專題進行講座,以開拓學(xué)生的視野。
2.3 課程及教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化
材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程設(shè)置不但要符合專業(yè)規(guī)范,還必須突出交通行業(yè)的特色,并隨著社會和專業(yè)不斷發(fā)展的需求而進行必要的調(diào)整,做到需求為首,與時俱進。材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程建設(shè)主要考慮了以下幾個方面:(1)以工程材料應(yīng)用特色為主線,加強工程實踐能力為核心來構(gòu)建本專業(yè)的核心課程、特色課程;(2)對原有課程設(shè)置加以調(diào)整,優(yōu)化核心、特色課程的知識結(jié)構(gòu)體系。例如,近年來本專業(yè)先后對建材實驗與檢測技術(shù)基礎(chǔ)、膠凝材料學(xué)、混凝土學(xué)、瀝青與瀝青混合料等主干課程進行優(yōu)化和教學(xué)內(nèi)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(shè),加強課程整合,更新教學(xué)內(nèi)容、不斷改革教學(xué)方法和教學(xué)手段;(4)在課程教材的建設(shè)上,堅持編、選并重的原則,選用質(zhì)量上乘、科學(xué)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(xiàn)有試驗條件,為專業(yè)課程服務(wù),促進本科教學(xué)質(zhì)量的提高。
2.4 教學(xué)團隊建設(shè)
根據(jù)材料科學(xué)與工程專業(yè)特色方向所建設(shè)的目標,重點建設(shè)寬容、和諧的教學(xué)團隊,培養(yǎng)教學(xué)團隊的核心競爭力,激發(fā)團隊的凝聚力。積極展示團隊學(xué)術(shù)成果,加強對團隊及團隊帶頭人的宣傳,從而培養(yǎng)一個的教學(xué)團隊。目前具體采取的主要措施有:
(1)重視教學(xué)隊伍“雙師”結(jié)構(gòu)建設(shè),利用學(xué)校的優(yōu)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(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng),采取多種措施鼓勵本校青年老師脫產(chǎn)攻讀博士學(xué)位,安排出國或在國內(nèi)名牌大學(xué)訪學(xué)、進修,鼓勵教師參加校內(nèi)外多種形式的學(xué)術(shù)交流活動,并發(fā)揮每個團隊成員的特長,實現(xiàn)每個人都是所學(xué)專業(yè)領(lǐng)域的專家,教學(xué)和科研都很出色,鍛煉和培養(yǎng)一個高水平的教師團隊。
(2)在教育教學(xué)研究方面,本專業(yè)全體教師積極開展課程建設(shè)、教材建設(shè)、多媒體課件建設(shè)等;編寫先進、適用的高教特色教材;積極開展教學(xué)標準、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、課件、案例、實訓(xùn)實習(xí)項目、教學(xué)指導(dǎo)等教學(xué)資源的建設(shè),同時,促進與外校各專業(yè)合作、同校各系、教研室的合作交流,進行跨學(xué)科、跨院系、跨專業(yè)的教學(xué)改革嘗試,從而提高人才的培養(yǎng)質(zhì)量,也為形成教師的教學(xué)合作機制和協(xié)作氛圍起到積極推動的作用。
(3)擴大和吸引材料專業(yè)領(lǐng)域的一線人員到校,通過講學(xué)、做報告、開設(shè)短期課程等形式,形成專兼結(jié)合的高水平教師隊伍,并進一步建立與企業(yè)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(xué)是通過調(diào)查、實驗、實習(xí)實訓(xùn)、課外實踐活動、科研訓(xùn)練、畢業(yè)論文等方式培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力,實踐教學(xué)是理論教學(xué)的鞏固與升華。目前,實踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要是實驗環(huán)節(jié)和實習(xí)環(huán)節(jié)。實驗環(huán)節(jié)要增加綜合型和設(shè)計型實驗內(nèi)容,增加實驗設(shè)備和學(xué)生實驗時間。實習(xí)環(huán)節(jié)要擴大實習(xí)單位的數(shù)量,到設(shè)備先進和與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的企業(yè)去,并聯(lián)系企業(yè)的生產(chǎn)和課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容,制定合適的實習(xí)題目,讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí),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(xué)生的動手實踐能力,同時,從解決社會或企業(yè)實際問題入手,以提高綜合訓(xùn)練的實踐效果出發(fā),做好綜合設(shè)計(論文)工作的選題和過程管理,使畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)理論聯(lián)系實際,真正做到“真題真做”。
3 結(jié)論
目前,材料科學(xué)與工程已呈現(xiàn)出與多學(xué)科相互滲透、交叉綜合的發(fā)展趨勢。單一的行業(yè)工程師人才已經(jīng)滿足不了人才市場對材料類專業(yè)人才的要求,材料科學(xué)與工程人才的培養(yǎng),應(yīng)結(jié)合實際辦學(xué)條件,在突出學(xué)校特色的同時,還必須要滿足“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強能力、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)目標,培養(yǎng)出社會需要的、認同的材料人才,這是材料科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)的重任,也是材料科學(xué)與工程專業(yè)提升的最終目的。
重慶交通大學(xué)教育教學(xué)改革研究基金資助項目(1203005)
材料科學(xué)與工程論文:關(guān)于高校本科階段《材料科學(xué)與工程專業(yè)英語》課程教學(xué)探討
摘 要:分析了高等學(xué)校材料科學(xué)與工程專業(yè)英語課程教學(xué)現(xiàn)狀,對教學(xué)內(nèi)容和方法進行了探討,在實踐中,取得了較好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:材料科學(xué)與工程 專業(yè)英語 課程教學(xué)
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(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類文明史就是材料發(fā)展史,材料是人類社會進步的里程碑。目前中國材料科學(xué)的發(fā)展與世界發(fā)達國家相比還存在較大差距,為了解國際上材料發(fā)展與應(yīng)用的近期動態(tài),學(xué)習(xí)國外材料科學(xué)領(lǐng)域的先進技術(shù)、縮小差距,閱讀外文專業(yè)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(xué)與工程專業(yè)英語的理解和掌握,無法開展上述活動。當(dāng)前在高等院校本科階段普遍開始的《材料科學(xué)與工程專業(yè)英語》課程顯得非常及時和重要,它對于培養(yǎng)能夠用英語進行交流的專業(yè)人才、對于消化吸收西方發(fā)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(xué)與工程專業(yè)英語》課程教學(xué)現(xiàn)狀,對該課程的教學(xué)進行改革以提高培養(yǎng)質(zhì)量日顯迫切。
1 當(dāng)前高校《材料科學(xué)與工程專業(yè)英語》課程教學(xué)現(xiàn)狀
1.1 思想上認識的欠缺
相當(dāng)一部分師生和主管領(lǐng)導(dǎo)認為材料專業(yè)英語是一門可有可無的課程,在思想認識上不夠重視。在學(xué)時設(shè)置上,一般是32學(xué)時或更少,使得教學(xué)時間不夠、教學(xué)深度缺乏;課程性質(zhì)多設(shè)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(shè)置日期多在第五、六學(xué)期,而材料類專業(yè)課的教學(xué)則安排在第七、八學(xué)期,學(xué)生對專業(yè)知識不理解,直接影響其對專業(yè)英語的掌握[3]。
1.2 教師素質(zhì)有待提高
專業(yè)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(yè)知識有機結(jié)合的能力,還應(yīng)具備一定的英語教學(xué)的理論和方法。目前,本專業(yè)的專業(yè)英語教師一般由英語能力相對較強的專業(yè)課教師或是英語教師兼任,雖然他們各自具備深厚的專業(yè)背景,但由于專業(yè)課教師缺乏系統(tǒng)的專業(yè)英語的教學(xué)方法與經(jīng)驗,使得英語表達能力、教學(xué)方式和方法上存在諸多問題;英語教師缺乏材料專業(yè)知識與背景,專業(yè)知識很難講透,很容易將專業(yè)英語課上成普通英語,兩者都無法做到將專業(yè)知識與英語知識融會貫通,達不到預(yù)期教學(xué)效果[4]。
1.3 教學(xué)方法簡單滯后
受傳統(tǒng)基礎(chǔ)英語學(xué)習(xí)階段的影響,目前專業(yè)教學(xué)普遍采用的是教師先朗讀講解詞匯,然后帶領(lǐng)學(xué)生閱讀課文,教師逐句講解和翻譯,學(xué)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(xué)方法不能引起學(xué)生的興趣,學(xué)生參與課堂教學(xué)的主動性差,課堂氣氛沉悶,教學(xué)效果不佳。為此,作者結(jié)合自身教學(xué)實踐經(jīng)歷,以匡少平主編的、國內(nèi)普遍使用的《材料科學(xué)與工程專業(yè)英語》(第二版)教材為藍本,對課程教學(xué)活動進行了探索,力爭使學(xué)生在短暫的32課時專業(yè)英語教學(xué)中具有較大的收獲。
2 教學(xué)內(nèi)容和手段的組織
2.1 加強專業(yè)英語詞匯的學(xué)習(xí)
專業(yè)英語詞匯構(gòu)詞方法和基礎(chǔ)英語差不多有合成、轉(zhuǎn)化和派生,以派生法構(gòu)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(gòu)成新詞,專業(yè)英語詞匯大部分都是用派生法構(gòu)成的,常用的詞綴(前綴、后綴、詞根)卻多達百個,作為一個專業(yè)技術(shù)人員,至少應(yīng)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(jié)、舉例分析,受到了學(xué)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(lián)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(xué)生來記憶,如表示材料力學(xué)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(yè)知識講解相結(jié)合
專業(yè)英語中的學(xué)習(xí)材料基本都是圍繞某一個具體專業(yè)內(nèi)容而展開的論述性文字,具有較強的邏輯性、學(xué)術(shù)性和專業(yè)性。我在翻譯講解每一單元內(nèi)容前,先用幾張中英文雙語幻燈片介紹本單元內(nèi)容涉及到的專業(yè)背景知識,然后再讓學(xué)生用幾分鐘時間自己閱讀教材內(nèi)容一段或幾段,這些專業(yè)知識的介紹和掌握對于幫助學(xué)生正確地理解教材內(nèi)容有很大的幫助。根據(jù)講課內(nèi)容適時補充專業(yè)知識,不僅可以加深學(xué)生對句子的理解,還可以擴大學(xué)生的專業(yè)知識面、增加對專業(yè)知識的理解、豐富教學(xué)內(nèi)容,同時還可以活躍課堂氣氛,增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
2.3 要努力培養(yǎng)學(xué)生深厚的閱讀理解能力
筆者認為對專業(yè)英語教材內(nèi)容的學(xué)習(xí)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(chǔ)之上的。長句子多、句子結(jié)構(gòu)復(fù)雜是專業(yè)外語最重要的語言特征,同時也是一個難點,三年級學(xué)生雖然具備了一定的閱讀能力,但對分析復(fù)雜句子還缺乏一定的訓(xùn)練,因此對復(fù)雜句型的語法結(jié)構(gòu)要講透、講清。在教學(xué)過程中,當(dāng)遇到復(fù)雜句子時,要先弄清楚句子的性質(zhì)(簡單句、并列句或復(fù)合句),然后再分析其結(jié)構(gòu)。只有把句子的結(jié)構(gòu)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(xué)內(nèi)容
可將那些與教學(xué)有關(guān)的、有助于幫助學(xué)生理解課文內(nèi)容的專業(yè)詞匯和相關(guān)專業(yè)背景知識制作成雙語多媒體課件.運用這種直觀的教學(xué)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(xué)性質(zhì)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(xué)指標一網(wǎng)打盡。講解第四單元材料的物理和化學(xué)性質(zhì)時,可結(jié)合水單組分相圖(phase diagram)聯(lián)系物理化學(xué)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(dǎo)率(magnetic permeability),可用不同物質(zhì)在通電線圈磁場(magnetic field)中產(chǎn)生的磁感應(yīng)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(xué)效果。除了傳統(tǒng)的教學(xué)方法以外,還可以采用啟發(fā)、提問、討論等多種互動式教學(xué)方法。
材料科學(xué)與工程論文:基于工程師培養(yǎng)的材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系建設(shè)
摘要:課程體系建設(shè)是“工程師”培養(yǎng)過程中最重要的環(huán)節(jié)之一。本文以貴州大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)為例,介紹材料科學(xué)與工程“工程師”培養(yǎng)方案中課程體系的設(shè)置背景和課程體系設(shè)置的措施,以培養(yǎng)創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量的工程技術(shù)人才。
關(guān)鍵詞:工程師;課程體系;培養(yǎng);改革
教育部于2010年6月正式啟動“工程師教育培養(yǎng)計劃”(簡稱“計劃”),旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量的各類型工程技術(shù)人才,為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)。在《國務(wù)院關(guān)于進一步促進貴州經(jīng)濟社會又好又快發(fā)展的若干意見》和《貴州省工業(yè)十大振興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》中都把材料產(chǎn)業(yè)確定為貴州省支柱產(chǎn)業(yè)之一,工業(yè)總產(chǎn)值占全省工業(yè)總產(chǎn)值的37%。貴州省材料產(chǎn)業(yè)急需一批高質(zhì)量的工程技術(shù)人才。2011年貴州大學(xué)正式啟動了“工程師培養(yǎng)計劃”,材料科學(xué)與工程專業(yè)成為試點專業(yè)。材料科學(xué)與工程是貴州大學(xué)傳統(tǒng)優(yōu)勢和特色專業(yè)、貴州省示范專業(yè)、國家一類特色專業(yè)、國家專業(yè)綜合改革試點專業(yè),具有材料科學(xué)與工程一級學(xué)科博士學(xué)位和碩士學(xué)位授予權(quán)。要實現(xiàn)材料科學(xué)與工程工程師的培養(yǎng)目標得通過相應(yīng)的課程體系來完成,科學(xué)合理的課程體系是成功實現(xiàn)培養(yǎng)目標的主要載體,它能夠培養(yǎng)學(xué)生具有良好的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)。本文對材料科學(xué)與工程工程師培養(yǎng)計劃中課程體系進行深入分析,總結(jié)了啟動工程師培養(yǎng)計劃試點工作以來,材料科學(xué)與工程專業(yè)根據(jù)學(xué)校的辦學(xué)定位和學(xué)科特點,利用與貴州省材料產(chǎn)業(yè)企業(yè)緊密合作的優(yōu)勢,積極開展優(yōu)化專業(yè)課程體系工作。
一、材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系及實施的現(xiàn)狀
貴州大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)目前的課程體系可以概括為“通識課程+通識拓展+學(xué)科大類+專業(yè)教育+個性課程+實踐環(huán)節(jié)”的結(jié)構(gòu)體系。多年來,我校材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系形式上發(fā)了一些變化,但多數(shù)課程都是延續(xù)了以前金屬熱處理專業(yè)的課程,理論教學(xué)內(nèi)容無太大變化,知識體系相對穩(wěn)定。教學(xué)方法與手段上除了增加了多媒體技術(shù)之外,理論教學(xué)過程與工程師培養(yǎng)尚存在差距。當(dāng)前,由于高校普遍存在“重學(xué)歷、重科研、輕教學(xué)”的現(xiàn)象,真正走上講臺為學(xué)生授課的老師趨于高學(xué)歷、年輕化;真正有工程經(jīng)驗的教授卻很少走上講臺,這很不適宜于工程師培養(yǎng)。而作為工科高校人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)方面――實踐教學(xué)環(huán)節(jié),材料科學(xué)與工程專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)由校內(nèi)工程訓(xùn)練和校外實習(xí)組成。其中校內(nèi)專題實驗是經(jīng)過實踐教學(xué)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(xué)校的人才政策的原因,導(dǎo)致專業(yè)實驗師資隊伍嚴重不足,使其理論教學(xué)與實驗教學(xué)總是存在脫節(jié)的現(xiàn)象,且實驗內(nèi)容簡單,不系統(tǒng),而學(xué)生對實驗教學(xué)也不夠重視。另外,在校外實習(xí)方面,材料科學(xué)與工程專業(yè)實習(xí)也存在一些問題,一是實習(xí)經(jīng)費低,不利于實習(xí)的安排;二是由于企業(yè)存在安全和保密的問題,企業(yè)不愿意接收學(xué)生到現(xiàn)場實習(xí)。以上原因?qū)е聦W(xué)生認識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)都形同走馬觀花,以至于學(xué)生對實際工程缺少直接接觸,對材料制備和檢測技術(shù)認識不夠深入,實習(xí)達不到應(yīng)有效果。
二、工程師課程體系的設(shè)置與改革
1.構(gòu)建“模塊化”專業(yè)課程體系。根據(jù)工程師的培養(yǎng)目標,通過到企業(yè)調(diào)查走訪、問卷調(diào)查、畢業(yè)生反饋等方式,收集了對課程體系設(shè)置的意見和建議,結(jié)合“工程師”培養(yǎng)目標,對材料科學(xué)與工程工程師課程體系進行了模塊化設(shè)置。也就是將課程體系設(shè)置為由若干個完整的課程模塊構(gòu)成的課程體系形式。材料科學(xué)與工程工程師課程體系由材料制備基礎(chǔ)、材料加工技術(shù)、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(chǔ)模塊由材料物理化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、金屬塑性成型理論、材料科學(xué)導(dǎo)論(雙語)等組成;材料加工技術(shù)模塊由熱處理原理及工藝、金屬塑性成型工藝學(xué)、現(xiàn)代材料制備技術(shù)、金屬焊接工藝等組成;材料的性能模塊由材料力學(xué)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(shù)、失效分析、計算機在材料科學(xué)與工程的應(yīng)用等組成。這樣的課程設(shè)置,能夠突破學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域的界限,靈活地設(shè)計和組織具有不同作用的課程模塊,從而構(gòu)建具有不同價值取向的課程體系,以滿足學(xué)生的發(fā)展和個性發(fā)展需要。
2.科學(xué)合理地進行課程的整合和重組。根據(jù)教育部“工程師”培養(yǎng)模式,結(jié)合材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)長期的實踐經(jīng)驗,對課程進行了整合與重組;在制訂材料科學(xué)與工程專業(yè)“工程師”培養(yǎng)計劃過程中,在原來的培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)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(xué)科領(lǐng)域的界限,增加金屬凝固、塑性成型、焊接等內(nèi)容,真正達到了“寬口徑、厚基礎(chǔ)”的目的。同時不受原有課程和體系結(jié)構(gòu)的束縛,對課程進行了實質(zhì)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(xué)、社會科學(xué)和自然科學(xué)分類或按照等級結(jié)構(gòu)設(shè)置課程的做法,打破了原有專業(yè)、課程之間的壁壘,擺脫了學(xué)科知識系統(tǒng)的束縛;強調(diào)課程內(nèi)容的綜合性,以跨學(xué)科的方式選擇課程內(nèi)容、組織和整合課程體系。同學(xué)科知識的相互滲透、融合和新知識的吸收利用,保障知識結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性和完整性;改變過于講究學(xué)科自身結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的課程設(shè)置過細、過多和缺乏整體性的狀況;避免課程內(nèi)容的脫節(jié)和交叉重復(fù),精簡課程門類,減少必修課比例。比如:將以往的《固態(tài)相變》和《熱處理工藝學(xué)》整合為《熱處理原理及工藝》,將《材料力學(xué)性能》和《材料物理性能分析》整合為《材料性能》,將《金屬材料學(xué)》和《模具材料》整合為《金屬材料學(xué)》,將《現(xiàn)代材料制備技術(shù)》和《熱處理新技術(shù)》整合為《現(xiàn)代材料加工技術(shù)》等。并處理好理論與工程實踐、必修課與選修課之間的關(guān)系,大力加強實踐課程的體系改革。
材料科學(xué)與工程論文:金屬間化合物在材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)實踐中的研究和應(yīng)用
摘要:本文主要講述金屬間化合物材料的概述和應(yīng)用,并講述金屬間化合物材料在材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)中的研究和應(yīng)用,并建議在材料科學(xué)與工程專業(yè)的實驗教學(xué)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(guān)鍵詞:金屬間化合物 材料科學(xué)與工程 實驗教學(xué) 研究 應(yīng)用
在材料科學(xué)與工程專業(yè)的本科教學(xué)工作中,本科生進入大三和大四的學(xué)習(xí)生活中,就要學(xué)習(xí)材料科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程。其中在材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程教學(xué)中,在講述材料的合成與制備方法,材料科學(xué)基礎(chǔ)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(jīng)作為金屬材料教學(xué)研究中的重要內(nèi)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(jīng)在工程領(lǐng)域得到應(yīng)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(nèi)容引入到材料科學(xué)與工程專業(yè)的課堂教學(xué)和實驗教學(xué)中,可以作為本科學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計和專業(yè)課程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。
一、金屬間化合物材料的概述和應(yīng)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(xiàn)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?qū)⑹侵匾男滦凸δ懿牧虾徒Y(jié)構(gòu)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(jīng)成為材料科學(xué)研究的熱點之一。人們發(fā)現(xiàn)許多金屬間化合物的強度并不是隨溫度的升高而單調(diào)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(jié)構(gòu)材料的基礎(chǔ)。現(xiàn)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(fā)成為有實用價值的結(jié)構(gòu)材料打下基礎(chǔ)。金屬間化合物是航空材料和高溫結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域內(nèi)具有重要應(yīng)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(yōu)良,優(yōu)于不銹鋼和鈷基,鎳基合金等傳統(tǒng)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(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域內(nèi)具有重要應(yīng)用價值的新材料。金屬間化合物材料作為近20年內(nèi)才發(fā)展起來的新材料,相對于傳統(tǒng)金屬材料具有特殊的優(yōu)點和規(guī)律,廣泛用于制備金屬間化合物基復(fù)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(dāng)高的塑性。某些金屬間化合物還具有反常的強度-溫度關(guān)系,在一定的溫度范圍內(nèi),強度隨著溫度的升高而升高,這對高溫結(jié)構(gòu)材料的開發(fā)和應(yīng)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(fù)合制備復(fù)合材料可以提高金屬間化合物材料的力學(xué)性能。
金屬間化合物具有一系列的優(yōu)異性能是具有吸引力的新一代高溫結(jié)構(gòu)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(nèi)外主要研究集中于Ni-Al金屬間化合物,Ti-Al金屬間化合物,F(xiàn)e-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(jīng)研究和開發(fā)的較為廣泛。許多金屬間化合物材料已經(jīng)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(yōu)點,且在一定的溫度范圍內(nèi)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(jié)構(gòu)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(fù)合制備金屬間化合物基復(fù)合材料,以制備出兼具有二者優(yōu)點的復(fù)合材料是當(dāng)前的重要研究和發(fā)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(jié)構(gòu)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(fù)合材料,即形成金屬間化合物基復(fù)合材料。可以向金屬間化合物中加入碳化物硬質(zhì)相制備耐磨損的金屬間化合物基復(fù)合材料。金屬間化合物材料具有許多的性能而被廣泛的應(yīng)用到工程領(lǐng)域中。
二、金屬間化合物在材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)實踐中的研究和應(yīng)用
金屬間化合物材料由于具有許多優(yōu)異的性能而被廣泛的應(yīng)用在工程領(lǐng)域中,所以應(yīng)該在材料科學(xué)與工程專業(yè)的課堂教學(xué)和實踐教學(xué)中增加一些金屬間化合物的知識和內(nèi)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(xué)習(xí)和掌握二元相圖的知識內(nèi)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(yīng)合成法,機械合金化法,反應(yīng)燒結(jié)法,粉末冶金工藝等多種方法。其中反應(yīng)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(yīng)合成方法是通過反應(yīng)放出大量的熱量維持反應(yīng)繼續(xù)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(jié)過程實現(xiàn),機械合金化工藝是一種固態(tài)反應(yīng)的過程。機械合金化技術(shù)是近年來發(fā)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(fù)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(yīng)變,缺陷以及納米級的微結(jié)構(gòu),機械合金化制備的材料具有一些與傳統(tǒng)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(shù)是制備金屬間化合物材料比較常用的一種方法。以單質(zhì)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(fù)合材料制件,然后在燒結(jié)同時實現(xiàn)了制件的成型。反應(yīng)燒結(jié)法是將不同種金屬元素粉末通過熱壓燒結(jié)工藝或者常壓燒結(jié)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(fù)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(xué)與工程專業(yè)的實驗教學(xué)工作中。可以在實驗教學(xué)的課程中增加金屬間化合物材料的制備和性能的研究內(nèi)容,例如通過反應(yīng)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(jié)構(gòu)和性能進行研究。通過以上實驗教學(xué)過程可以鍛煉學(xué)生的實踐能力和分析能力,還可以加深學(xué)生對材料科學(xué)與工程專業(yè)知識內(nèi)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(jīng)過高能球磨過程制成金屬間化合物粉末,并通過燒結(jié)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(xué)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(xué)生的專業(yè)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計期間也可以安排學(xué)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(xué)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(xué)生對所學(xué)習(xí)的材料科學(xué)與工程專業(yè)課程知識內(nèi)容的認識和了解,使得學(xué)生對材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程內(nèi)容有一定的掌握和熟悉,并通過實驗教學(xué)過程提高了學(xué)生的實踐能力和分析問題解決問題的能力,擴展了學(xué)生的知識面。所以本文作者認為應(yīng)該在材料科學(xué)與工程專業(yè)的實踐教學(xué)過程中增加一些關(guān)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(nèi)容作為實驗教學(xué)課程,這將有助于提高學(xué)生的實踐能力并擴展了學(xué)生的知識面,這為本科學(xué)生以后學(xué)習(xí)材料科學(xué)與工程專業(yè)的知識內(nèi)容打下堅實的實驗基礎(chǔ)。
三、金屬間化合物材料未來的研究方向和發(fā)展趨勢
金屬間化合物材料由于具有許多優(yōu)異的性能而被廣泛的應(yīng)用在工程領(lǐng)域中。近年來金屬間化合物材料發(fā)展迅速,一些常用的金屬間化合物已經(jīng)被應(yīng)用到實際的工程領(lǐng)域中,還有些新型的金屬間化合物正在研究和開發(fā)中,而且有些金屬間化合物作為結(jié)構(gòu)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(fā)展和應(yīng)用前景比較廣闊。所以本文作者認為應(yīng)該在材料科學(xué)與工程專業(yè)的實踐教學(xué)過程中增加一些關(guān)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(nèi)容作為實驗教學(xué)課程。通過實驗課程教學(xué)可以提高本科學(xué)生對材料專業(yè)課程內(nèi)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(yīng)用,并講述金屬間化合物材料在材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)中的研究和應(yīng)用,并介紹金屬間化合物材料的未來發(fā)展趨勢和方向。作者認為在材料科學(xué)與工程專業(yè)的實驗教學(xué)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(xué)可以提高學(xué)生對材料科學(xué)與工程專業(yè)所學(xué)知識的認識和掌握。
材料科學(xué)與工程論文:材料科學(xué)與工程特色專業(yè)的建設(shè)與思考
[摘要]2007年廈門大學(xué) “材料科學(xué)與工程”專業(yè)成為部級“第二類特色專業(yè)建設(shè)點”。本文就從人才培養(yǎng)、課程體系、實踐教學(xué)、師資隊伍和人才培養(yǎng)質(zhì)量等方面對該特色專業(yè)的建設(shè)進行了總結(jié)和闡述。
[關(guān)鍵詞]材料科學(xué)與工程特色專業(yè)人才培養(yǎng)
高校特色專業(yè)建設(shè)點的建設(shè)是教育部、財政部實施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”(簡稱質(zhì)量工程)的重要內(nèi)容。2007年12月,我校“材料科學(xué)與工程”專業(yè)入選了部級“第二類特色專業(yè)建設(shè)點”。近幾年,我們堅持“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)”的建設(shè)理念,推行材料科學(xué)與工程專業(yè)的特色建設(shè),在人才培養(yǎng)、課程體系、實踐教學(xué)以及師資隊伍等方面有獨特的經(jīng)驗,充分體現(xiàn)了專業(yè)特色,有力地提高了辦學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量。
一、探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,形成特色培養(yǎng)方案
新材料是21世紀幾大支柱產(chǎn)業(yè)之一,材料學(xué)科在不斷發(fā)展與演化,新知識、新理論、新方法和新技術(shù)層出不窮,同時材料涉及的領(lǐng)域很廣泛,多學(xué)科交叉是其重要特征。為了適應(yīng)這種特點及其變化,我們以“寬口徑、厚基礎(chǔ)、多樣化和高質(zhì)量”為指導(dǎo)思想,明確材料科學(xué)與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標:培養(yǎng)掌握堅實的自然科學(xué)和人文社會科學(xué)基礎(chǔ)理論、計算機基礎(chǔ)和熟練掌握外語,受到較強工程技術(shù)和研究技能的訓(xùn)練,并掌握較寬厚的、系統(tǒng)的材料科學(xué)基礎(chǔ)知識,具有較高綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的高層次材料科學(xué)與工程技術(shù)人才,學(xué)生畢業(yè)后能夠從事材料科學(xué)與工程領(lǐng)域中材料的性能改進、質(zhì)量控制、開發(fā)新材料、新工藝和新技術(shù)等工程科技工作和技術(shù)經(jīng)濟管理工作。
為此,立足于廈門大學(xué)在理科領(lǐng)域的傳統(tǒng)和優(yōu)勢,我們探索人才培養(yǎng)的新模式,并形成了以下三個特色的人才培養(yǎng)方案:(1)突出行業(yè)特色,對接國家和地方經(jīng)濟需求。對接國家戰(zhàn)略和地方經(jīng)濟發(fā)展需求,特別是“海峽西岸經(jīng)濟區(qū)”建設(shè)的急切需求,重點培養(yǎng)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(huán)保材料等領(lǐng)域的創(chuàng)新型和復(fù)合型人才。(2)強化實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng):進一步深化實踐教學(xué)改革,增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié),支持學(xué)生科研創(chuàng)新活動。(3)突出學(xué)生個性化培養(yǎng):引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生根據(jù)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(xiàn)個性化的專業(yè)培養(yǎng)模式。實施國際化人才培養(yǎng)推動計劃,開辟拔尖人才培養(yǎng)的新渠道。
二、優(yōu)化課程體系,推進課程改革與建設(shè)
(一)優(yōu)化課程設(shè)置,完善課程體系
人才培養(yǎng)的質(zhì)量關(guān)鍵在于科學(xué)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(xué)材料類專業(yè)本科教育的教學(xué)體系以及結(jié)合我校材料專業(yè)特點的基礎(chǔ)上,多次修訂了教學(xué)體系,對本專業(yè)課程設(shè)置進行優(yōu)化,由材料科學(xué)與工程學(xué)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(shè)置,形成科學(xué)的、特色的課程體系。學(xué)科通修課程是由最為重要、最為基礎(chǔ)、最為核心的20門課程組成,新生入學(xué)后將不分方向,先修學(xué)科通修課程。從大二開始,根據(jù)個人的興趣和愛好,結(jié)合本科生導(dǎo)師的建議,選擇專業(yè)方向,系統(tǒng)學(xué)習(xí)材料二級學(xué)科的基礎(chǔ)知識,三學(xué)年將開設(shè)若干門選修課,鼓勵學(xué)生選修主修課程外的跨二級學(xué)科課程、個性課程和服務(wù)地方經(jīng)濟的相關(guān)課程,到了大四一學(xué)年將進行生產(chǎn)實習(xí)、綜合實驗和畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié),提高學(xué)生的實踐能力,為學(xué)生走上工作崗位或升學(xué)深造打下基礎(chǔ)。
(二)重視課程建設(shè),傾力打造材料特色的精品課程
學(xué)科通修課程納入學(xué)校平臺課程建設(shè),要求由本專業(yè)最的教師上課,并有計劃、分批次地進行規(guī)劃并建設(shè)成校級以上精品課程,同時建設(shè)精品視頻公開課,促進精品課程的開發(fā)與共享。目前本專業(yè)有國家精品課程材料化學(xué)導(dǎo)論、福建省精品課程材料科學(xué)基礎(chǔ)以及兩門校級精品課程無機材料物理性能和材料力學(xué),同時還有5門校級平臺課程建設(shè)計劃,兩門超星學(xué)術(shù)視頻公開課。這些精品課程的課件、習(xí)題等學(xué)習(xí)資料將進一步開發(fā)出網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源,實現(xiàn)課程開放與共享。
(三)加強教材建設(shè),推進教學(xué)改革研究
教材是知識的載體,通過精品教材建設(shè),體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容改革和教學(xué)研究成果,提高教學(xué)質(zhì)量。現(xiàn)已擁有8部自主編寫的教材,其中《高分子科學(xué)簡明教程》、《無機材料化學(xué)》、《材料物理導(dǎo)論(第二版)》等3部被列為國家“十一五”規(guī)劃重點教材,受到廣大師生的好評,并成為國內(nèi)多所高校的專業(yè)基礎(chǔ)教材。鼓勵教師進行課程建設(shè)和教學(xué)方法的改革與研究,教師已承擔(dān)多項教改項目,并發(fā)表教學(xué)論文20多篇,涵蓋課程教學(xué)、實驗教學(xué)、教學(xué)體系等內(nèi)容。
三、強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié),提高學(xué)生實踐創(chuàng)新能力
(一)構(gòu)建“全程化、多元化、多層次”的實踐教學(xué)體系
我們秉承“以學(xué)生為本,以能力培養(yǎng)為核心”的實踐教學(xué)理念,,對本專業(yè)的實驗教學(xué)進行改革,將實驗課與理論課分離,獨立開設(shè)實驗課程,增設(shè)設(shè)計性、綜合性實驗、科研創(chuàng)新性實驗,實驗實踐實訓(xùn)課程比例達到28%,構(gòu)建了“全程化、多元化、多層次”的實踐教學(xué)體系。“全程化”是指從大一開始,實踐教學(xué)貫穿始終,四個學(xué)年不間斷;“多元化”是指實踐教學(xué)內(nèi)容以材料學(xué)科為主,且涵蓋化學(xué)、物理、機械、電子等多學(xué)科,形式為課堂實驗、實訓(xùn)訓(xùn)練、科研創(chuàng)新活動和校外實習(xí)實踐相結(jié)合;“多層次”即為基本型、專業(yè)型、綜合型、創(chuàng)新型和應(yīng)用型五個技能層次的培養(yǎng)。
(二)完善實驗教學(xué)平臺,建設(shè)部級實驗教學(xué)示范中心
我們重視材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)示范中心的建設(shè),近兩年先后投入五百多萬,極大地改善了中心的實驗環(huán)境和儀器設(shè)備條件,使中心成為培養(yǎng)材料科學(xué)與工程專業(yè)創(chuàng)新型和復(fù)合型人才的重要平臺,目前該中心已經(jīng)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(shè)備總值達到一千多萬元,24小時365天開放,與此同時,還將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代材料實驗教學(xué)結(jié)合起來,實現(xiàn)了實驗數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化管理和智能化實驗室管理。
(三)以“天生我材創(chuàng)新基金”為抓手,強化學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)
為配合特色專業(yè)的實踐教學(xué)和創(chuàng)新人才的培養(yǎng),學(xué)院撥出專用經(jīng)費,啟動了“天生我材創(chuàng)新基金”,結(jié)合“廈門大學(xué)基礎(chǔ)創(chuàng)新科研基金”、“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”和“挑戰(zhàn)杯”競賽等,促進學(xué)生自主創(chuàng)新興趣和能力的培養(yǎng),提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。
(四)加強校企合作,在骨干企業(yè)建設(shè)一批穩(wěn)定的教學(xué)實習(xí)基地
校企合作是拓展實踐教學(xué)空間、提高學(xué)生應(yīng)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(jié)、實驗設(shè)備水平滯后于產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展、封閉培養(yǎng)環(huán)境與人才成長過程不適應(yīng)等問題。目前與中航工業(yè)集團、廈門鎢業(yè)股份有限公司、廈門虹鷺鎢鉬工業(yè)有限公司、南平鋁業(yè)、廈門翔鷺化工有限公司等多家企業(yè)建立了教學(xué)實習(xí)基地。同時,合作的企業(yè)在學(xué)院設(shè)立了專門獎學(xué)金,主要有:“鑫展旺獎學(xué)金”、 “大平―容華乃梅獎學(xué)金”、“海堡獎學(xué)金”、“OTI―利明獎學(xué)金”、“KPP鞋底科技獎學(xué)金”、“大洋氣霧劑獎學(xué)金”、“三達獎學(xué)金”等,促進創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。
四、加強師資隊伍建設(shè),建立教學(xué)團隊
(一)“點面結(jié)合”,建設(shè)一支年富力強的師資隊伍
“點”上抓學(xué)科帶頭人和骨干教師隊伍建設(shè):利用國家“千人計劃”、“閩江學(xué)者獎勵計劃”和學(xué)校高層次人才工程的有利條件,引進教學(xué)和科研等方面都很突出的高層次學(xué)科帶頭人;在此基礎(chǔ)上,通過加強團隊建設(shè),造就一批高水平的教學(xué)科研骨干,并力爭進入國家高層次人才培養(yǎng)計劃。“面”上抓各類人員素質(zhì)的普遍提高,尤其是青年教師的培養(yǎng)。建立和健全青年教師的培訓(xùn)機制和激勵機制,鼓勵、支持青年教師出國研修提升學(xué)歷水平和國際視野;開展青年教師教學(xué)技能比賽,并實施青年教師導(dǎo)師制,通過傳、幫、帶,提升青年教師的教學(xué)科研水平。
(二)建立穩(wěn)定的、年齡、結(jié)構(gòu)合理、具有先進教育理念和獻身教育事業(yè)精神的教學(xué)團隊
采用課程組形式建制,由學(xué)科負責(zé)人擔(dān)任基礎(chǔ)課程組組長,精選具有不同學(xué)科背景的教師組成教學(xué)團隊,教學(xué)與科研相結(jié)合,吸引年輕博士和博士后充實到教學(xué)團隊,實現(xiàn)了師資隊伍的年輕化、高學(xué)位化。其中材料科學(xué)基礎(chǔ)系列課程教學(xué)團隊獲得福建省教學(xué)團隊榮譽稱號。
(三)通過“校企合作”,吸引一批骨干企業(yè)的技術(shù)高管作為兼職教師
利用與企業(yè)合作的良好關(guān)系,已聘請中航工業(yè)集團、廈門鎢業(yè)、南平鋁業(yè)、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(yè)的9位技術(shù)高管作為兼職教授,并為本科生開設(shè)短課程或系列技術(shù)前沿講座。
五、積極開辟 “第二校園”,推動國際化人才培養(yǎng)
(一)加強國際間人才培養(yǎng)的合作與交流
推進與境內(nèi)外高校、科研院所學(xué)生的互派、交流,大力支持本科生參加國際間的學(xué)術(shù)活動,提高學(xué)生的國際交流水平和國際視野。目前與美國匹茨堡大學(xué)、英國倫敦大學(xué)瑪麗女王學(xué)院、日本東北大學(xué)、新加坡國立大學(xué)等境外知名高校建立了聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生和學(xué)生互派的協(xié)議。每年通過國際(地區(qū))項目合作、聯(lián)合培養(yǎng)、短期交流等境外學(xué)習(xí)項目,選拔10~20個拔尖學(xué)生到境外大學(xué)進行短期學(xué)習(xí)交流,以此提高學(xué)生跨文化學(xué)術(shù)交流能力。
(二)建立海峽兩岸高校材料學(xué)科合作機制
利用與臺灣地區(qū)高校的地緣關(guān)系,積極推進與臺灣高校的人才培養(yǎng)方面的合作,并建立了長期穩(wěn)定的合作機制。與臺灣大學(xué)、臺灣清華大學(xué)、臺灣元智大學(xué)、臺灣中興大學(xué)等多所高校簽署合作協(xié)議,開展互派交流生,實行學(xué)分互認,課程互選,進行聯(lián)合培養(yǎng);與臺灣地區(qū)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(xué)、開設(shè)材料前沿的短課程及高層次的學(xué)術(shù)研討。
結(jié)束語
經(jīng)過多年的改革與建設(shè),廈門大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)形成了鮮明的專業(yè)特色,在教學(xué)、科研、社會服務(wù)等方面都取得了良好的成就。“材料科學(xué)與工程”本科專業(yè)被列福建省高等教育專業(yè)綜合改革試點專業(yè),材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)示范中心2012年獲批“十二五”部級實驗教學(xué)示范中心。學(xué)生的創(chuàng)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(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”立項,在歷屆國家和省級“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃競賽中多次獲得金、銀、銅獎,在臺灣東元科技創(chuàng)意競賽(國際性競賽)中連續(xù)兩次獲得較高獎項――杰出獎。在廈門大學(xué)“景潤杯”數(shù)學(xué)競賽、物理知識競賽、機械創(chuàng)新設(shè)計大賽等學(xué)業(yè)競賽中屢創(chuàng)佳績。人才培養(yǎng)效果好,畢業(yè)生認可度高。畢業(yè)生的一次性就業(yè)率達95%以上,位居學(xué)校各學(xué)院前列。
專業(yè)特色的建設(shè)是一項長期的工程。在今后的專業(yè)建設(shè)中,我們將積極以產(chǎn)業(yè)需求指導(dǎo)教學(xué),以學(xué)科發(fā)展帶動教學(xué),以行業(yè)實踐促進教學(xué),同時進一步依托部級實驗教學(xué)示范中心,搭建創(chuàng)新人才培養(yǎng)的平臺,培養(yǎng)具有優(yōu)勢競爭力的應(yīng)用型、復(fù)合型和創(chuàng)新型人才。
材料科學(xué)與工程論文:以“工程師”為培養(yǎng)目標的材料科學(xué)基礎(chǔ)課程改革與實踐
摘要:在“工程師教育培養(yǎng)計劃”背景下進行材料科學(xué)基礎(chǔ)的改革對提高材料類學(xué)生的工程實踐能力、培養(yǎng)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(nèi)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(wǎng)站的建設(shè)和青年教師的培養(yǎng)。這些改革實踐極大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情及積極性,適應(yīng)了工程師的要求。
關(guān)鍵詞:人才;材料科學(xué)基礎(chǔ);教學(xué)改革
“工程師教育培養(yǎng)計劃”(以下簡稱“計劃”)是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要》的重大改革項目。武漢理工大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)為材料學(xué)院所有專業(yè)必修的學(xué)科基礎(chǔ)課程。該課程是在一級學(xué)科辦學(xué)的基礎(chǔ)上闡述了組成與結(jié)構(gòu)、制備與加工、性質(zhì)、使用性能等材料科學(xué)與工程主要要素之間的相互關(guān)系及其制約規(guī)律。經(jīng)過這幾年的教學(xué)實踐,我們在理解“人才”培養(yǎng)目標,提高學(xué)生工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)上,對該課程教學(xué)方法探究等方面開展了積極的探索,積累了一定的實踐經(jīng)驗。
一、材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的特點和實施“計劃”的意義
1998年以前,國內(nèi)高等學(xué)校普遍按照二級學(xué)科模式辦學(xué),材料類專業(yè)有無機非金屬材料工程、金屬材料工程等二級學(xué)科專業(yè),其學(xué)科基礎(chǔ)課為無機材料物理化學(xué)、硅酸鹽物理化學(xué)、金屬學(xué)原理等。1998年以后,根據(jù)學(xué)科發(fā)展規(guī)律,國內(nèi)高等學(xué)校相繼進行專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,逐步按照一級學(xué)科模式辦學(xué),武漢理工大學(xué)設(shè)立材料科學(xué)與工程專業(yè),其學(xué)科基礎(chǔ)課是材料科學(xué)基礎(chǔ)課程。隨著辦學(xué)層次不斷提高,材料科學(xué)基礎(chǔ)課程在知識體系構(gòu)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(xué)原理及技術(shù)基礎(chǔ),配合課程建設(shè),開設(shè)了具有特色的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。由于材料科學(xué)基礎(chǔ)是土木工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)計劃里開設(shè)的學(xué)科基礎(chǔ)課程,所以材科科學(xué)領(lǐng)域的一些基本概念、材料設(shè)計的一般研究思想和方法都隨內(nèi)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(nèi)容的編排缺乏具體的實踐應(yīng)用,學(xué)生難以在短時間內(nèi)建立起整個課程的系統(tǒng)框架和掌握章與章之間的聯(lián)系,有學(xué)生稱該課程的課程體系正如玻璃的結(jié)構(gòu)“近程有序、遠程無序”這一特點給學(xué)生的學(xué)習(xí)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(lián)系實際的課程體系,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,進而對其他材料類專業(yè)課程進行“計劃”的改革可以起到示范和指導(dǎo)作用,具有重要的現(xiàn)實意義和長遠價值。
二、“計劃”背景下的材料科學(xué)基礎(chǔ)課程體系改革與實踐
1.課程內(nèi)容的改革與編排。在教學(xué)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(xué)內(nèi)容進行補充和詮釋。同時,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,強化理科基礎(chǔ),并在理科基礎(chǔ)課中體現(xiàn)工程設(shè)計的思想,拓寬學(xué)科基礎(chǔ),夯實專業(yè)基礎(chǔ)。近年來,由于材料學(xué)科發(fā)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(yīng)用,極大地推動了社會的發(fā)展。在課程體系中加入這些材料的介紹,從而引入相關(guān)的基礎(chǔ)知識,使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中開闊了視野并加深了對授課內(nèi)容的理解。比如:在講到Kirkendall效應(yīng)的時候,我們除了解釋該效應(yīng)所造成的電子器件在接頭焊接過程中出現(xiàn)的“紫災(zāi)”現(xiàn)象外,針對現(xiàn)在的研究熱點之一――空心納米材料合成,把Kirkendall效應(yīng)應(yīng)用在該空心結(jié)構(gòu)的形成機理中,并對空心結(jié)構(gòu)的形成機理進行引申歸納。在燒結(jié)這一章節(jié)內(nèi)容的講解中,我們對目前國內(nèi)外出現(xiàn)的新材料的新燒結(jié)工藝進行了總結(jié),對各類燒結(jié)工藝的優(yōu)劣進行了對比分析。并針對具體的材料,讓學(xué)生根據(jù)材料的結(jié)構(gòu)和性能的要求,模擬設(shè)計其燒結(jié)工藝。我們的這些對課程體系和內(nèi)容的調(diào)整,都是根據(jù)“計劃”實施的目的而進行的。內(nèi)容的重新編排不但堅持了課程原有內(nèi)容和體系,并且從社會實際需求出發(fā),以工程實踐能力創(chuàng)新能力和國際化能力的培養(yǎng)為目標來設(shè)計的。因為,為適應(yīng)工程師培養(yǎng),固有的教學(xué)內(nèi)容必須做適當(dāng)調(diào)整。
2.課程教學(xué)方法的設(shè)計與改革。如前所述,材料科學(xué)基礎(chǔ)課程是材料類學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程,是學(xué)生在本科階段所學(xué)習(xí)的及時門系統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,該課程設(shè)計了材料的熱力學(xué)、動力學(xué)及結(jié)構(gòu)化學(xué)等方面的相關(guān)基礎(chǔ)內(nèi)容。如何在傳授這些材料學(xué)科知識的同時培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力是保障“計劃”有效實施的關(guān)鍵。教學(xué)方法的改革和其他教學(xué)環(huán)節(jié)的實現(xiàn)方式不僅要保障學(xué)生有效地掌握教學(xué)計劃所要求的教學(xué)內(nèi)容,確保學(xué)生的工程實踐能力得到培養(yǎng)和提高,而且是保障課程的教學(xué)目標得以實現(xiàn)的重要手段。在材料科學(xué)基礎(chǔ)的課程教學(xué)中,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的性質(zhì)和“計劃”的要求,我們改革了實驗及實踐環(huán)節(jié),突出了實驗及實踐的重要性。過去的80個學(xué)時的材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)中包含有16個學(xué)時的實驗教學(xué)。把材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗作為一個單獨的實驗課程獨立出去,保留72個學(xué)時的材料科學(xué)基礎(chǔ)理論教學(xué)課程是該課程為適應(yīng)“人才”教育進行的一項改革措施。材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗課程為一周的實驗課程,內(nèi)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(yīng)、粘土―水系統(tǒng)的ξ電位的測試、玻璃的熱膨脹系數(shù)等七個綜合性實驗,這些實驗的設(shè)計及安排基本都是模擬工廠實驗室的分析測試設(shè)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(xué)生對所學(xué)理論內(nèi)容的直觀認識,建立起了理論與實踐的聯(lián)系,加強了學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。同時,我們加大了課程網(wǎng)站的建設(shè),結(jié)合本課程的特點,網(wǎng)站上擁有“課程簡介”、“教學(xué)大綱”、“教學(xué)日歷”、“考評方式與標準”、“學(xué)習(xí)指南”,這些內(nèi)容使學(xué)生明確了課程學(xué)習(xí)的目的、內(nèi)容、方法和學(xué)習(xí)要求;同時,在網(wǎng)站上上傳內(nèi)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(xué)生在課下鞏固課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容。除此之外,網(wǎng)站上還擁有練習(xí)題、自測題、試卷、考研輔導(dǎo),可以讓學(xué)生通過學(xué)校精品課程網(wǎng)站、網(wǎng)絡(luò)學(xué)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(guī)定的時間上網(wǎng)在線回答學(xué)生的問題,并批改學(xué)生的電子作業(yè),這樣安排激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,相對于課件提問,學(xué)生更傾向于網(wǎng)上答疑,這些措施有效地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
3.重視師資的培養(yǎng)和交流。作為我校及時排獲批的國家精品課程,材料科學(xué)基礎(chǔ)課程組定期舉行教學(xué)經(jīng)驗交流和青年教師教學(xué)競賽,不斷提高教師教學(xué)水平。每學(xué)期舉行4次以上校內(nèi)教學(xué)經(jīng)驗交流,每學(xué)年骨干教師參與校際間、校企間教學(xué)及學(xué)術(shù)交流不少于2次。青年教師積極參加各級教學(xué)競賽,將競爭激勵機制引入整個教學(xué)環(huán)節(jié),激發(fā)青年教師不斷學(xué)習(xí)、提高自身業(yè)務(wù)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(xué)與工程論文:材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的制定研究
摘要:從陜西理工學(xué)院實際情況出發(fā),借鑒兄弟院校辦學(xué)經(jīng)驗,根據(jù)教育部對材料科學(xué)與工程專業(yè)的辦學(xué)要求,明確了人才培養(yǎng)目標為培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才,確定了人才培養(yǎng)模式,制定出了符合學(xué)校現(xiàn)狀的材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)計劃,并對其做了簡單介紹。
關(guān)鍵詞:材料科學(xué)與工程;人才培養(yǎng);應(yīng)用型
21世紀世界各國科技、經(jīng)濟、國力的競爭,歸根結(jié)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(shù)的研究成果,這就對我們培養(yǎng)的材料類專業(yè)人才的能力和素質(zhì)提出了很高的要求。在人才培養(yǎng)上面臨兩大方面的問題:“培養(yǎng)什么樣的人”和“怎么樣培養(yǎng)”,即人才培養(yǎng)模式問題。[2]
一、找準定位,明確人才培養(yǎng)目標
陜西理工學(xué)院(以下簡稱“我校”)地處陜西南部,是一所省屬地方本科高校,辦學(xué)指導(dǎo)思想中的人才培養(yǎng)目標是“培養(yǎng)下得去、留得住、干得好、具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級應(yīng)用型人才”。再結(jié)合教育部專業(yè)目錄中對材料科學(xué)與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)要求,確定我校材料科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)定位和人才培養(yǎng)目標為:采取寬口徑、厚基礎(chǔ)、重應(yīng)用的模式,立足當(dāng)?shù)亍⒚嫦蜿兾鳌⑤椛淙珖囵B(yǎng)能適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展,具備材料科學(xué)與工程專業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識和基本技能,具有扎實的人文社會科學(xué)和自然科學(xué)基礎(chǔ)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(chuàng)新精神,能在各種材料的制備、加工成型、材料結(jié)構(gòu)與性能測試等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計、技術(shù)改造及經(jīng)營管理等工作的高級應(yīng)用型人才。高級應(yīng)用型人才側(cè)重于培養(yǎng)改造客觀世界的工程師,其主要從事將科學(xué)原理及學(xué)科體系知識轉(zhuǎn)化為設(shè)計方案或設(shè)計圖紙并將設(shè)計方案與圖紙轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的工作。[3]
二、確定人才培養(yǎng)模式
所謂“人才培養(yǎng)模式”,是指在一定的教育思想和教育理論指導(dǎo)下,為實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標圍繞目標組織起來的比較穩(wěn)定的教育活動的結(jié)構(gòu)樣式和運行方式。[4]人才培養(yǎng)模式的要素包括:專業(yè)設(shè)置模式、課程體系設(shè)置、培養(yǎng)途徑及知識發(fā)展方式、教學(xué)運行機制、教學(xué)組織形式以及淘汰模式。應(yīng)用型材料與科學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究在國內(nèi)已經(jīng)開始,我們可以借鑒鹽城工學(xué)院的成果,他們在2011年建立了“3+1”面向?qū)捒趶綉?yīng)用型材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案。
根據(jù)我校實際情況,我們建立了有別于鹽城工學(xué)院的“2.5+1.5”寬口徑應(yīng)用型材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案:前2.5學(xué)年以理論教學(xué)為主、實踐教學(xué)為輔,主要開設(shè)通識教育課程、工程技術(shù)基礎(chǔ)類課程、學(xué)科主干課程、[5]部分專業(yè)選修課程、金工實習(xí)、電工電子實習(xí)及認識實習(xí),后1.5年以實踐教學(xué)為主、理論教學(xué)為輔,主要開設(shè)計算機繪圖實訓(xùn)、課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、專業(yè)實訓(xùn)、專業(yè)方向課程及畢業(yè)設(shè)計。使學(xué)生通過前2.5年的學(xué)習(xí),具備較為厚實的基礎(chǔ)理論知識和必要的人文社會科學(xué)知識,提高綜合素養(yǎng),為未來的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。后1.5年的學(xué)習(xí),一方面通過專業(yè)方向課的學(xué)習(xí)讓學(xué)生學(xué)有所專,另一方面通過實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。
三、制定培養(yǎng)計劃
我校材料科學(xué)與工程專業(yè)在2013年9月迎來及時批學(xué)生,因此在培養(yǎng)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(wǎng)絡(luò)資源對國內(nèi)開設(shè)材料科學(xué)與工程專業(yè)的一些高校進行廣泛的調(diào)查研究,另外還有選擇到一些辦學(xué)條件、辦學(xué)模式和我校相似或稍比我校優(yōu)越的高等學(xué)校進行實地考察和調(diào)查研究,對所獲得的各種資料、信息進行分析和研究,再結(jié)合本校特色及實際情況制定出了一套既滿足社會發(fā)展、學(xué)科建設(shè)和學(xué)生個性發(fā)展要求,又符合我校辦學(xué)定位的材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃。
1.培養(yǎng)目標
本專業(yè)培養(yǎng)能適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展,具備材料科學(xué)與工程專業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識和基本技能,具有扎實的人文社會科學(xué)和自然科學(xué)基礎(chǔ)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(chuàng)新精神,能在各種材料的制備、加工成型、材料結(jié)構(gòu)與性能測試等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計、技術(shù)改造及經(jīng)營管理等方面工作的高級應(yīng)用型人才。鑒于本專業(yè)是及時次制定專業(yè)培養(yǎng)方案,及時屆招生人數(shù)也少,因此穩(wěn)妥考慮,本專業(yè)在本次培養(yǎng)方案中只設(shè)置一個專業(yè)方向:無機非金屬方向,但是在專業(yè)基礎(chǔ)訓(xùn)練方面要實行寬口徑訓(xùn)練,不針對無機非金屬一個方向,以適應(yīng)人才培養(yǎng)的發(fā)展趨勢。
2.培養(yǎng)要求
本專業(yè)學(xué)生通過材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)理論和相關(guān)知識的學(xué)習(xí),通過材料的制備、結(jié)構(gòu)分析和性能測試技能方面的基本訓(xùn)練,應(yīng)掌握材料的成分、制備方法與其組織結(jié)構(gòu)和性能之間關(guān)系的基本規(guī)律,掌握材料設(shè)計、制備與工藝控制的基本方法,從而具有開展材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)理論研究、材料設(shè)計、材料性能優(yōu)化、新材料開發(fā)和材料生產(chǎn)管理的知識和能力。可大概概括為如下六點:掌握從事材料科學(xué)與工程工作所需的數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)等自然科學(xué)基礎(chǔ)理論知識,掌握本專業(yè)所需的制圖、機械、電工電子技術(shù)和計算機應(yīng)用等基本知識和技能,掌握一定程度的人文、社會科學(xué)知識和經(jīng)濟管理知識,比較熟練地掌握一門外語并具有外語綜合應(yīng)用能力;掌握扎實的材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)知識,掌握本專業(yè)領(lǐng)域常規(guī)的材料制備、材料性能檢測與結(jié)構(gòu)分析技術(shù);具有運用適當(dāng)?shù)牟牧峡茖W(xué)與工程理論和實驗方法來分析并解決材料生產(chǎn)中的實際問題的能力,具有從事科學(xué)研究的初步能力;了解新材料、新工藝、新設(shè)備和先進的材料制備與加工方法,了解本專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢;具有有效的溝通和交流能力,熟悉所屬行業(yè)的方針、政策和法規(guī);具備良好的職業(yè)道德,能自覺承擔(dān)對職業(yè)、社會和環(huán)境的責(zé)任。
3.培養(yǎng)環(huán)節(jié)
創(chuàng)新型人才不僅要系統(tǒng)地掌握材料科學(xué)的基本理論與技術(shù),具備材料化學(xué)相關(guān)的基本知識和基本技能,能在材料科學(xué)與工程及與其相關(guān)的領(lǐng)域從事工作,還要重視學(xué)生思想政治工作和學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)的結(jié)合。[6]因此我們的培養(yǎng)環(huán)節(jié)包括了課堂教學(xué)和課堂外實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),課堂教學(xué)為公共基礎(chǔ)課+專業(yè)基礎(chǔ)課+專業(yè)課,課堂外實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)為基本環(huán)節(jié)+專業(yè)環(huán)節(jié)+專業(yè)拓展環(huán)節(jié)。通過課堂教學(xué)在讓學(xué)生學(xué)習(xí)人文社科、自然科學(xué)基本知識,學(xué)科專業(yè)基本、核心以及擴展知識的基礎(chǔ)上,在掌握專業(yè)所需基本理論與技術(shù)、了解專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的同時,能夠樹立正確的世界觀和人生觀,掌握科學(xué)的思維方法,具有一定的人文和社科學(xué)知識。通過課堂外實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)讓學(xué)生:一是具有綜合運用所學(xué)專業(yè)知識和技能發(fā)現(xiàn)、分析進而解決生產(chǎn)實際中的常規(guī)問題、甚至綜合技術(shù)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(chuàng)新意識且具備良好的職業(yè)道德,能自覺承擔(dān)對職業(yè)和社會的責(zé)任和義務(wù)。
四、結(jié)束語
在本課題組的通力合作下,我校材料科學(xué)與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)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(wù)于學(xué)生的、更合理的人才培養(yǎng)方案而努力。
材料科學(xué)與工程論文:材料科學(xué)與工程專業(yè)電子信息材料課程教學(xué)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(xué)改革。系統(tǒng)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容,更新教學(xué)手段,改善教學(xué)方法并加強實驗教學(xué)。通過教學(xué)改革,建立適用于本校材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程教學(xué)大綱,開發(fā)設(shè)計出生動活潑的多媒體材料,制定相應(yīng)的實驗課程,提高學(xué)生的實踐能力。
關(guān)鍵詞:材料科學(xué)與工程專業(yè) 電子信息材料 教學(xué)改革
我國高等學(xué)校材料專業(yè)教學(xué)體系與教學(xué)內(nèi)容沿襲前蘇聯(lián)模式近50年, 目前,需要對這門專業(yè)課程進行改革,才能跟上時代的步伐,適應(yīng)經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展。在專業(yè)培養(yǎng)目標達成共識后,該校調(diào)整了專業(yè)課程體系、增設(shè)多門專業(yè)課。其中《電子信息材料》(48學(xué)時)為其中之一。電子信息材料不僅應(yīng)用于航空航天等國防尖端領(lǐng)域,還廣泛用于民用工業(yè)和日常生活。作為材料學(xué)科與產(chǎn)業(yè)中一只蓬勃的生力軍,電子信息材料在當(dāng)今信息和知識的年代已成為世界諸多國家重要的經(jīng)濟增長點[1-2]。因此增設(shè)這門專業(yè)課旨在拓寬學(xué)生的知識面, 讓學(xué)生了解一些材料科學(xué)的前沿領(lǐng)域和發(fā)展趨勢,增加興趣, 熱愛專業(yè), 為以后的學(xué)習(xí)和就業(yè)奠定基礎(chǔ)[3]。
1 目前電子信息材料課程存在的問題
國內(nèi)院校《電子信息材料》課程歷來多是為材料專業(yè)學(xué)生而開設(shè),已形成適合其專業(yè)特點的、較完備的教學(xué)內(nèi)容體系;在教學(xué)研究方面業(yè)已取得許多具有鮮明專業(yè)特色的研究成果。但由于電子信息材料本身具有:(1)內(nèi)容多,涉及面廣。(2)內(nèi)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(nèi)容大多只是具有普及知識的作用,學(xué)生學(xué)后并無多大印象。而且很多學(xué)校在課程教學(xué)上存在教材陳舊、教學(xué)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(fā)展的弊端。
2 電子信息材料教學(xué)改革的內(nèi)容
結(jié)合本校材料專業(yè)特點,并考慮天津市電子材料行業(yè)的工業(yè)特色,研究適用于材料專業(yè)的《電子信息材料》課程內(nèi)容體系,希望在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法上有所突破。
2.1 整體設(shè)計教學(xué)內(nèi)容
結(jié)合材料學(xué)院專業(yè)課程設(shè)置的具體特點,對國內(nèi)外參考教材及課程體系進行系統(tǒng)的調(diào)查研究, 并廣泛收集材料科學(xué)領(lǐng)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(xué)內(nèi)容,力爭在教學(xué)內(nèi)容上突出以下特色:根據(jù)材料科學(xué)發(fā)展的近期動態(tài)和材料專業(yè)課程設(shè)置的現(xiàn)實需求, 堅持簡化理論、增加應(yīng)用、拓寬知識面、更新內(nèi)容的基本原則。充分考慮到本課程在專業(yè)培養(yǎng)目標中的地位, 在內(nèi)容安排、表述手段等方面進行系統(tǒng)設(shè)計,同時充分考慮到本課程與其它相關(guān)課程之間的合理配置和支持, 對教學(xué)內(nèi)容進行整體優(yōu)化。兼顧各種電子材料共性與個性的結(jié)合, 實現(xiàn)多學(xué)科知識的交叉和滲透。在課程內(nèi)容上,我們將對材料科學(xué)的五要素模型進行討論, 試圖在材料的組成、制備、結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用之間建立一個整體和全貌的關(guān)系;對材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能、制造工藝與方法等內(nèi)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(yīng)用、材料的比較與選擇等內(nèi)容中又比較兼顧個性, 以利于學(xué)生在學(xué)習(xí)具體材料的基礎(chǔ)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(xué)手段
材料科學(xué)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(dǎo)之以趣, 制作內(nèi)容豐富、生動活潑的多媒體課件。在講授中把傳統(tǒng)的導(dǎo)電材料、電阻材料,磁性材料,神奇的超導(dǎo)材料、激光材料, 異軍突起的集成電路半導(dǎo)體材料等材料科學(xué)發(fā)展的前沿領(lǐng)域的知識介紹給學(xué)生。另外,可以購置相關(guān)的電子音像資料,使學(xué)生能更直觀地了解材料的制備及應(yīng)用的一些情況。
2.3 改善教學(xué)方法
(1)互動教學(xué)。教學(xué)建設(shè)要注意提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性,教學(xué)過程中,教師應(yīng)多向同學(xué)提出問題,引導(dǎo)同學(xué)們思考和討論。同時注意啟發(fā)和鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。在一些章節(jié)講完之后還要提出后續(xù)和推廣問題,為學(xué)生留下思考和研究的空間。通過這些方法,能夠培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和獨立思考能力,提高課程的教學(xué)效果。
(2)實物教學(xué)。《電子信息材料》是一門實踐性很強的課程。實踐性如何體現(xiàn),也是使學(xué)生對這門課感興趣的關(guān)鍵之一。我們采用把科研、生產(chǎn)中的典型材料帶到講臺上,如:導(dǎo)電材料中的導(dǎo)電銀漿、半導(dǎo)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(xué)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(xiàn)出來,加深了學(xué)生的理解,也增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
(3)撰寫小論文。材料的發(fā)展日新月異,除了在課堂教學(xué)中不斷更新材料領(lǐng)域的知識外,在課外還要求學(xué)生自己查閱國內(nèi)國際專業(yè)期刊上發(fā)表的文獻資料,了解有關(guān)材料的發(fā)展情況,并寫出學(xué)習(xí)論文。這樣不僅拓寬知識面,鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、思考能力以及創(chuàng)新能力,還培養(yǎng)他們從多方面攝取知識營養(yǎng)的習(xí)慣,調(diào)動他們學(xué)習(xí)的主動性和積極性
(4)參與科研。介紹本專業(yè)教師正在從事的與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的科研項目,如,半導(dǎo)體發(fā)光方面、鐵電材料方面、鐵磁體方面等。鼓勵有興趣的學(xué)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(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,使課堂上學(xué)到的知識得到很快驗證和應(yīng)用。
2.4 加強實驗教學(xué)
電子信息材料課程是和生產(chǎn)實踐緊密聯(lián)系的課程,應(yīng)該合理安排實驗教學(xué)和實習(xí)教學(xué)。這對于學(xué)生基本原理的掌握和工程實踐能力的培養(yǎng)具有舉足輕重的作用。
3 結(jié)語
《電子信息材料》是一門簡化理論、側(cè)重介紹材料特點及應(yīng)用的專業(yè)課,其先修課程是在材料學(xué)專業(yè)中理論性較強的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》和《材料性能學(xué)》,因此如何將一些復(fù)雜的理論應(yīng)用在課程中并與材料的實際應(yīng)用緊密結(jié)合將是本課程的主要特色之一。根據(jù)專業(yè)要求開設(shè)實驗課并采用實物教學(xué)是本項目的又一特色,體現(xiàn)了理論與實踐相聯(lián)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(yè)背景。采用這種教學(xué)方法,可以使教師在教學(xué)中實現(xiàn)學(xué)習(xí)、教學(xué)、實踐、科學(xué)研究的良性循環(huán),上課時能游刃有余,學(xué)生對于這樣的教學(xué)方法也會增加