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材料科学与工程论文:材料科学与工程课程机制建设初探
1.构建“模块化”专业课程体系
根据工程师的培养目标,通过到企业调查走访、问卷调查、毕业生反馈等方式,收集了对课程体系设置的意见和建议,结合“工程师”培养目标,对材料科学与工程工程师课程体系进行了模块化设置。也就是将课程体系设置为由若干个完整的课程模块构成的课程体系形式。材料科学与工程工程师课程体系由材料制备基础、材料加工技术、材料的性能、材料的检测等四个模块组成。每一个模块又由若干门课程组成,分为必修课和选修课两类。材料制备基础模块由材料物理化学、材料科学基础、金属塑性成型理论、材料科学导论(双语)等组成;材料加工技术模块由热处理原理及工艺、金属塑性成型工艺学、现代材料制备技术、金属焊接工艺等组成;材料的性能模块由材料力学性能、材料腐蚀与防护、材料物理性能等组成;材料的检测模块由材料分析技术、失效分析、计算机在材料科学与工程的应用等组成。这样的课程设置,能够突破学科专业领域的界限,灵活地设计和组织具有不同作用的课程模块,从而构建具有不同价值取向的课程体系,以满足学生的发展和个性发展需要。
2.科学合理地进行课程的整合和重组
根据教育部“工程师”培养模式,结合材料科学与工程专业人才培养长期的实践经验,对课程进行了整合与重组;在制订材料科学与工程专业“工程师”培养计划过程中,在原来的培养方案的基础上,对课程进行重新的整合和重组。在进行课程体系的整合重组过程中,打破了各学科领域的界限,增加金属凝固、塑性成型、焊接等内容,真正达到了“宽口径、厚基础”的目的。同时不受原有课程和体系结构的束缚,对课程进行了实质性的有机融合和重新组织。具体而言,改变了以往按人文科学、社会科学和自然科学分类或按照等级结构设置课程的做法,打破了原有专业、课程之间的壁垒,摆脱了学科知识系统的束缚;强调课程内容的综合性,以跨学科的方式选择课程内容、组织和整合课程体系。同学科知识的相互渗透、融合和新知识的吸收利用,保障知识结构的系统性和完整性;改变过于讲究学科自身结构而导致的课程设置过细、过多和缺乏整体性的状况;避免课程内容的脱节和交叉重复,精简课程门类,减少必修课比例。比如:将以往的《固态相变》和《热处理工艺学》整合为《热处理原理及工艺》,将《材料力学性能》和《材料物理性能分析》整合为《材料性能》,将《金属材料学》和《模具材料》整合为《金属材料学》,将《现代材料制备技术》和《热处理新技术》整合为《现代材料加工技术》等。并处理好理论与工程实践、必修课与选修课之间的关系,大力加强实践课程的体系改革。
3.结合企业需求,制订企业培养方案
企业学习阶段是材料科学与工程专业的工程教育不可或缺的阶段,是整个教学计划的重要组成部分,也是实施“工程师培养计划”的重要环节,按照材料科学与工程工程师培养计划,将严格按照“3+1”培养模式,其中1年企业实践培养,着重完成学生的基本操作技能、分析解决工程实际问题能力的培养。使学生通过企业学习阶段的学习和实践,基本掌握金属加工车间、热处理车间、锻造车间、表面处理车间、金属材料检测中心等部门的工作内容和基本生产操作技能,了解工程技术人员在热处理车间表面车间、检测中心等部门的作用及技术职责范围,培养具有较强创新意识和实践能力的材料科学与工程专业人才。同时具有灵活运用材料科学与工程专业知识与材料工程规范、团队协作、跨文化环境交流、竞争与合作的能力,以及较强的创新意识和进行热处理工艺设计、技术改造与创新的能力。所以企业培养方案包括:初步能力培养实训、专业基本能力培养实训、工程能力训练、行业领域实习、毕业设计等环节。整个教学环节将依托企业、工程中心、重点实验室开展,由校企共同参与培养过程,共同监控培养过程。
4.课程体系与能力培养的关系
材料科学与工程专业工程师的主要任务是培养具备坚实理论基础与专业知识、具有创新素质和工程能力,能在冶金、材料结构研究、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事设计、研发、制备、加工、分析检测、管理等方面的高级工程技术和管理人才。根据工程师的培养目标,在整个培养过程中的课程设置紧紧围绕这一主题,如图1所示。如及时学年和第二学年的课程:大学英语、马克思主义基本原理概论、思想和中国特色社会主义理论体系概论、高等数学、大学物理、大学化学等,能够为工程师提供工作所需的工程科学技术基础知识以及一定的人文和社会科学知识。第二学年第2学期和第三学年的课程:电工学、机械设计基础、材料物理化学、材料科学基础、热处理原理及工艺、金属塑性成型理论、材料力学性能、材料分析技术等,为工程师奠定专业的基本理论知识;校内的工程实训:金工实习、专题实验,让学生初步接触生产实际,使学生具备解决工程技术问题的初步技能;1年的企业工程训练项目包括:认识实习、生产实习、专业实训、毕业论文等,让学生全身心地投入到企业的生产实践中去,接触生产一线,体味企业文化,使学生逐步掌握解决工程实际问题的能力,并学习与同事相处、团队合作、交流沟通等方面的知识。在工程师培养计划中,课程体系的设置是至关重要的。它的合理与否,直接决定了人才培养的质量。我校材料科学与工程专业作为“工程师”培养的试点专业后,与我省金属材料相关企业进行深入沟通,听取各方面的意见,对原来的材料科学与工程专业工程师培养计划的课程体系进行优化。课程体系的优化坚持了“厚基础、宽口径、广适应、强能力”的人才培养理念,体现了“优化基础、强化能力、提高素质、发展个性、鼓励创新”的应用研发型人才培养教学改革要求,并体现我专业的人才培养特色,在今后的工程师培养过程中将继续地完善和优化。
作者:万明攀 张晓燕 向嵩 马瑞 雷源源 单位:贵州大学
材料科学与工程论文:“材料科学与工程”学科建设与未来发展对策
摘要:以学科评估为契机,立足我校“材料科学与工程”学科现状,围绕学科建设与未来发展,从师资队伍、学科平台建设、科学研究水平、人才培养质量等方面的现状进行了分析与探讨,对材料学科未来的发展提出对策。
关键词:学科建设;平台建设;科学研究;人才培养
高等学校是知识创新和创新人才培养的基地,其核心是学科建设。大学在国际及国内的排名主要取决于该校学科的发展水平。世界上的院校,首先是拥有的学科。“材料科学与工程”学科既是基础科学,又是新技术革命的先导。津工业大学“材料科学与工程”学科近年来围绕学科建设这条主线,以学科评估为契机,在师资队伍、学科平台建设、科学研究水平、人才培养等方面开展了卓有成效的工作。但国家对新材料的要求不断提高、国际材料领域发展迅猛,学校对材料学科的总体发展寄予了更高的希望,学科建设工作仍存在较大的努力空间,如:①学科尚缺乏在国际、国内具有较大影响力的领军人物;②学科尚无部级的科研平台;③学科在教学方面尚无部级的教学名师及教学成果。在我校“材料科学与工程”学科现有的基础下,如何采取积极有效的措施,保持我校材料学科在市属高校现有的经验丰富地位,实现跨越式可持续发展,尽早步入国家重点学科的行列,仍然是材料学科目前面临的紧迫任务。
一、师资队伍的现状与未来发展
1.师资队伍的现状。有了高水平的学科领军人才建设高水平学科,才能出高水平成果,提高学科的整体水平。有了高水平的学科,才能吸引高水平的学科骨干人才。因此师资队伍建设对学科水平的提升起着至关重要的作用。目前,材料学科有教职员工84人,学历层次、职称层次较高,学缘结构、年龄结构合理,已拥有国家百千万一层次人才2人、中科院百人计划入选者1人、教育部新世纪人才2人。但部分学科人员分散在学校其他部门,总人数在相同学科中仍属于中等偏少的状态。部级人才较少,仍达不到高水平师资队伍的要求。
2.师资队伍的建设及未来发展。学科现有5个特色研究方向:高性能与功能纤维材料、膜材料与膜过程、新型功能材料物理与化学、材料设计、结构与性能和无机功能材料。2012年学科以自由组合的方式形成了7支年龄、学历、职称结构合理的学术团队,每个团队根据自己的优势科研方向建立了学术梯队,取得了显著的科研成果,有效地提升了学科的科研水平。近年来,我校材料学科积极贯彻落实校人才工作会议精神,广开引进人才渠道,坚持培养本学科学术人才与选拔、引进国内外材料学科中青年科研工作者相结合的方法。2010~2013年已引进加拿大滑铁卢大学、日本东北大学、中科院山煤化所等国内外著名科研院所的中青年学者来校工作。2014~2015年材料学科将继续依据各方向的发展需要,适度引进树脂基复合材料、生物医用材料和金属材料方面的科研、教学人才,充实和加强师资队伍。目前已意向引进美国宾州大学、加拿大卡尔加里大学等国际知名院校博士毕业生。“十二五”末学科教职工总数预计达到100人左右,整合分布在院外的本学科骨干教师,总体形成专职教师95人左右的队伍。材料学科将继续对教师实行分类考核,加强完善教师的考核机制,根据教师的能力和特点,强化教师自身的特长,确定以教学、应用基础理论研究、应用研究等为重点的发展方向。重视青年教师的培养,结合青年教师的专业和科研方向,帮助青年教师尽快融入现有科研团队,促进他们专业专长的发展,做到“人尽其才、才尽其用”,充分发挥每一位人才的作用。近年来,学科通过实施国内外访问学者、中青年学术骨干教师出国访学研修等项目,着力培养了一批年轻有为、有较大科研潜力的中青年学术骨干学者,储备了学科拔尖人才和学术领军人才后备力量。目前,材料学科已具备冲击部级人才称号的实力,将在教育部新世纪人才、国家教学名师、青年千人计划等方面有所突破,预计到“十二五”末新增部级和省部级称号人才5人次,为材料学科建设以及整个教师队伍科研能力的提升发挥重要作用。
二、学科平台的现状与未来发展
1.学科平台的现状。“材料科学与工程”学科是天津市重中之重学科、天津市高等学校“十二五”综合投资I类建设学科,建有一级学科博士点、一级学科博士后流动站。高水平的科研创新平台和基地不仅是凝聚人才、科研工作者展示智慧的舞台,更是学科创新和进入当代国际科学研究前沿的重要基础平台。多年来,天津工业大学材料学科重视科研平台的建设和管理,目前已建有“部级实验教学示范中心”、“中空纤维膜材料与膜过程”省部共建重点实验室、“改性与功能纤维”天津市重点实验室、天津市膜技术工程中心、膜分离技术协同创新中心等科研平台。实验室面积16000m2,设备总金额达9000万以上,万元以上设备400余台套。实验室管理体制健全,制定了一系列规章和管理制度,如《天津工业大学实验室工作规程》、《天津工业大学校级、学院(系)管实验室管理办法》等。
2.学科平台的建设与未来发展。材料学科既重视提高本学科的科研水平,还不断加强与其他学科的交叉融合,发现和形成新的学科生长点。2013年“材料科学与工程”一级学科与“环境科学与工程”学科交叉设置了“环境材料科学与工程”二级学科硕士点,与“电子信息工程”学科交叉设置了“材料检测与系统”和“生物医学工程”二级学科硕士点。通过与其他学科的交叉融合,进一步优化了“材料科学与工程”学科的结构,提高了学科整体水平,促进了相关学科的发展。目前,材料学院的“无机非金属材料工程”专业教师承担着多项国家高技术研究发展(863)计划课题、国家自然基金等部级、省部级课题,无机功能材料与器件相关研究已处在国内该领域的前沿,已形成自己的优势与特色。2014~2015年,材料学科拟在现有工作的基础上,继续组织力量论证、筹建“能量存储材料”天津市重点实验室,加速材料学科建设的发展。材料学科及时跟踪国家重点学科建设情况,对比学科发展找差距,积极组织实施,确保完成天津市“十二五”综合投资I类学科建设任务,争取市重点学科建设取得更大成绩,早日具备申报国家重点学科的条件。此外,未来几年材料学科将进一步健全管理体制和激励政策,争取尽快建成省部共建国家重点实验室、部级协同创新中心,实现市属高校部级科研平台的突破,通过协同创新,做大、做强学科科研平台。
三、科学研究水平的现状与未来发展
1.代表性学术论文质量。代表性学术论文质量的衡量标准包括ESI情况、SCI影响因子、他引次数等几个方面。材料学科已出台激励政策加强引导、鼓励教师发表高水平科研论文、出版专著和教材。在学科奖励政策的指导下,2011~2013年教师和研究生发表的科研论文被SCI、EI、ISTP检索的数量及JCR一、二区论文数出现了较大幅度的增加,科研论文的质量迅速提高,但高影响因子和高他引次数的论文数仍相对较少,国内学术刊物论文的他引次数也有待提高。2013年材料学科制定了“材料科学与工程学院学术资助计划”,并从学科建设经费中给予支持。一年来学院教师参加国内外学术交流30余人次,提升了学院的学术氛围,同时,教师的质量也有较大提高,鼓励教师“多出成果、出高水平成果”,巩固和提高学科整体科研水平。
2.科研获奖。近年来,学科在中空纤维膜材料、功能及智能纤维、相变材料微/纳胶囊、高性能纤维等领域形成了较大的优势和特色。过去5年中连续获得了3项国家科技二等奖,2012年获得天津市科学技术一等奖和中国纺织工业协会一等奖各1项,2013年获得中国粮油学会科技奖三等奖1项,2012~2013年获得天津市滨海新区技术发明奖等省市级其他奖项9项。近几年科研获奖是材料学科的优势,但未来应注意培养新的增长点,继续引导教师培育国家和省部级科技奖励成果,保持不断有新的成果出现。
3.专利转化与签订技术合同情况。“专利转化”是我校的强项,材料学科2011年获得授权发明专利12项,2012年获得授权发明专利22项,2013年获得授权发明专利38项,取了迅猛发展的好形势。未来几年,材料学科将有计划、有组织的加强科技成果转化工作,加大对取得显著成绩的教师的奖励力度,提高成果转化率。对转化前景好的专利,积极寻找转化对象,对于暂时难以转化的专利,以授权使用的方式转让高新技术企业,为提高转化水平积累经验。近年来材料学科引进青年教师人数较多,学科通过实施“青年教师下企业”、“青年教师进企业博士后工作站”、“滨海新区科技特派员”等措施,加强培养青年教师的实践能力,加强其与企业合作的意识,及时引导青年教师进行成果转化。
4.科研项目。2012年材料学科新获批国家科技支撑计划1项、973前期预研项目1项、国家“十二五”军工配套科研项目1项、参与承担国家863计划项目1项、国家自然基金14项。2012年材料学科新增科研项目数、纵向科研立项以及项目总经费均较2011年有较大幅度的增加,总体发展较为平稳,科研经费到位相对充裕,但至今无主持承担973重大科研项目。未来几年,材料学科将继续巩固和加强在科研立项方面的成绩,组织教师培训交流,稳步提高科研经费额,年增长率保持在25%以上,到“十二五”末达到年新增科研经费2000万元,五年累计科研经费6800万元。
四、人才培养的现状与未来发展
1.教学与教材质量。近年来,笼统的“学科专业建设”已被“学科建设”与“专业建设”所取代,概念的分离反映出提高教学质量在“学科建设”中的作用日益提升。在政策的导向作用下,材料学科教师出版专著和教材的积极性逐年增加,但缺少部级精品教材与部级教学成果,教学与教材建设亟待加强。学科拟尽快组织开展全国调研和学科内研讨会,认真探索、总结经验、迅速研究出台相应的奖励政策,以减免工作量和学校实验教学团队建设经费,奖励教师出版部级和省部级规划教材和实验教材,积极发展交叉学科的教材建设,使教材建设与学科建设同步发展。
2.学位论文及学生。学位论文作为研究生学习的最终结果,学位论文质量是研究生教育的重要体现,也是评价研究生培养质量的综合指标。本学科近年来部分硕士毕业生攻读了本校纺织学科的博士研究生,累计为纺织学科培养了4名博士生获得国家优博论文提名奖,材料学科目前只获得两篇天津市博士学位论文,总体上差距较大。2013年本学科分别出台了“材料科学与工程学科硕士、博士研究生学位论文培育基金和助学金管理办法”和“博士研究生国际会议交流资助计划”。学科对有潜力的研究生重点培育,鼓励研究生参加高水平国际会议,加快取得发明专利等科研成果的进度,鼓励研究生安心论文工作,早出成果。材料学科将在现有水平的基础上,继续提升天津市博士学位论文和硕士学位论文数量,期待在“十二五”末在国家百篇博士学位论文提名奖方面取得突破。
师资队伍、科研平台建设、科学研究水平、人才培养是高校建设高水平学科长期性、基础性的工作。本论文针对天津工业大学“材料科学与工程”学科的现状进行了的分析与探讨,立足于充分发挥学科的优势,以政策为导向,对本学科未来的发展和建设提出行之有效的对策,也为其他地方院校材料学科的建设和发展提供了一定的参考与借鉴。
基金项目:天津市教育科学“十二五”规划课题;天津工业大学2012年度学位与研究生教育改革研究重点项目;天津工业大学2013年研究生课程(培育)、研究生课程教材建设项目。
作者简介:张兴祥(1962-),男,山东莱州人,天津工业大学材料科学与工程学院院长,教授。
材料科学与工程论文:材料科学与工程专业学生专业素质培养方法的探究
摘要:在分析当前形势、国家发展方向、社会需求及当代大学生的特点的基础上,结合材料科学与工程专业的特点,探讨学生专业素质培养方法,包括专业理论知识学习、实践能力培养、自学能力和创新意识培养、科技创新能力培养,以培养具有较强专业素质的复合型人才。
关键词:材料科学与工程;专业素质;培养方法
一、当前形势分析
2012年11月召开的中国共产党第十八次代表大会提出了两个百年奋斗目标:在中国共产党成立一百年时建成小康社会;在新中国成立一百年时建成富强民主文明和谐的社会主义现代化国家[1]。为了实现这两个奋斗目标,需要有大量的人才作为基础。十八大指出要“把立德树人作为教育的根本任务,培养德智体美发展的社会主义建设者和接班人”。十八大为我国的高等教育发展指明了方向,同时对人才培养也提出了要求。
为了拉动内需,提高国民素质,我国的高校从1999年开始进行扩招。高等教育的毛入学率从1998年的9.8%快速增长到2009年的24.2%。到2012年,我国高等教育的毛入学率已达到30%。2013年,我国高校毕业生人数达到了创历史新高的699万人。据有关分析数据显示,今后几年中,我国高校的毕业生人数将基本稳定在700万人左右。高校毕业生的就业压力将越来越大。自2009年以来,受全球金融危机的影响,国内大量的工业企业发展动力不足,企事业单位提供的就业岗位数量下降,使得2013年成为“史上最难就业季”,出现了部分高校毕业生“一毕业就失业”的现象。
材料科学与工程是多学科交叉的新兴学科,与工程技术有着密不可分的关系,有很强的应用目的和明确的应用背景。材料、能源和信息被认为是21世纪国民经济的三大支柱,材料科学技术的发展为能源和信息技术的发展提供了保障。
在当前形势下,如何贯彻落实好十八大精神,把握好材料科学与工程专业的发展方向,适应社会发展,培养出满足国家和社会发展需要的高素质复合型人才,成为教育工作者、专家及学者共同关注的热点。
二、国家发展方向、社会需求及当代大学生的特点
在当前形势下,要培养出满足国家和社会发展需要的高素质复合型人才,需要掌握三个方面的内容。首先,掌握国家和经济社会的发展方向。只有很好地掌握了国家和经济社会发展的方向,才能够顺应时代的发展,培养出适应国家和社会发展的合格人才。其次,掌握社会对当代大学生的需求特点。大学培养人才是为社会培养的,只有充分了解社会对当代大学生的需求特点才能培养出适应社会发展需求的有用人才。,掌握当代大学生的特点。高等教育要以人为本,只有很好地了解培养对象的特点才能培养出合格的社会主义接班人。
1.掌握国家的发展方向。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》指出,要对经济结构进行战略性调整,建设资源节约型、环境友好型社会,改造提升制造业。制造业发展重点是优化结构,改善品种质量,增强产业配套能力,淘汰落后产能。发展先进装备制造业,调整优化原材料工业,改造提升消费品工业,促进制造业由大变强。完善依托国家重点工程发展重大技术装备政策,提高基础工艺、基础材料、基础元器件研发和系统集成水平。支持企业技术改造,增强新产品开发能力和品牌创建能力。培育发展战略性新兴产业。科学判断未来市场需求变化和技术发展趋势,加强政策支持和规划引导,强化核心关键技术研发,突破重点领域,积极有序发展新一代信息技术、节能环保、新能源、生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等产业,加快形成先导性、支柱性产业,切实提高产业核心竞争力和经济效益。
2.社会对当代大学生的需求。首先从材料科学与工程专业学生的毕业去向方面来看,以河南理工大学为例,近几年来,毕业生中有三分之一左右的学生考取了高校及科研院所的研究生,进一步进行深造,另外三分之二的学生到社会上的工矿企业及事业单位就业工作。无论是高校及科研院所,还是工矿企业及事业单位,都需要高校毕业生是具有较强的综合能力的复合型人才,如理论知识的运用能力、创新能力、适应环境能力、社会交际能力、语言表达能力、动手能力、竞争能力、沟通能力等。
3.当代大学生的特点。压力大,接触的信息量大,思维活跃,务实,他们思想前卫,追求时尚,具有观念优势;接受和理解能力较强,具有认知优势;性格外向、善于表达,逻辑表述和归纳总结能力更加突出,具有可塑优势;许多学生在入学前没有经受过压力,遭受过挫折,一路较为顺利地升入大学,具有明显的经历优势。独生子女的家庭环境使当代大学生较多地带有一些以自我为中心的意识。他们表现出较强的好胜心和自尊心,但承受挫折和打击的能力较差。同时,他们在传统的以升学为目的的教学模式下受训多年,习惯于传统的填鸭式教育,造成的学习依赖性使他们难以自发调整自己,克服学习困难。当代大学生不管在生活上还是学习上,个性鲜明,反映出明显的时代特征。实践表明,采用传统的思路进行教学改进,不仅不能起到很好的效果,反而压制学生的主动创新心理。
三、材料科学与工程专业学生专业素质培养方法
为了满足国家和社会发展的需求,培养学生的综合素质和能力,河南理工大学材料科学与工程专业对原有的培养方案进行了修订,加大了人文素质和实践能力培养课程的比重,相应地压缩了专业教学课程的比重。在相对短的专业课程教学中,如何培养好学生的专业素质?我们认为应该从以下几个方面着手。
1.专业理论知识学习。大学生虽然具有一定的自学能力,但由于理论基础薄弱,认识和实践经验的不足,专业理论知识的学习还应当以课堂学习为主,辅之以课外学习。在做好专业理论知识学习方面,一方面要充分发挥教师的指导作用;另一方面,也要充分发挥学生的学习积极性。要提高专业理论知识的学习效率,就必须做好教与学两方面的工作。相对于传统的填鸭式课堂教育,我们将教学工作的重心逐步从“以教师为中心”转移到“以学生为中心”,在专业理论学习中较大限度地发挥大学生自主学习的作用。为了做好这些工作,我们主要在教学工作的三个重要部分:课前准备,课堂教学和课外辅导与交流这三个方面做工作。首先,在课前准备方面,由新老教师共同组成课程教学组,由具有丰富教学经验的老教师从事主干课的教学工作,年轻教师进行助课。老教师主要侧重于教学方法的研究,年轻则发挥其精力充沛,接受新信息快的特点,收集、制作和整理大量与教学内容相关的视频、图片以及文字资料,与老教师共同研究和丰富教学内容,制作精美的多媒体课件,通过引入大量的实例来说明专业理论知识的应用。一方面丰富了教学内容,扩展了学生认识;另一方面,也引起了学生学习的兴趣,调动了学生学习的积极性。其次,在课堂教学方面,由具有丰富教学经验的老教师进行教学内容的讲解,并根据学生上课掌握专业知识的情况进行分类指导和讲解说明。同时,引入美式课堂教育中常见的“课程项目”(Term Project),要求学生运用所学知识解决实际问题,并且在课堂上向教师与同学汇报,这样极大地提高了学生的学习兴趣与动手、沟通的能力。另外,在课外辅导方面,我们除了延用传统的辅导方式,即在指定的时间和地点,由老师对学生专门进行辅导外,我们还充分利用现代化的通讯联系方式来对学生进行辅导。QQ、微信、微博、飞信、电话、短信、E-mail和网络平台等通讯联系方式是目前最为流行、最为方便快捷的,而且,这些通讯联系方式也是大学生最喜欢和最常用的。我们采用这些现代化的通讯联系方式对学生进行辅导,大大地方便了学生与教师的沟通和交流。我们的实践表明,采用这些通讯联系方式可以更加灵活方便地对学生学习过程中遇到的问题进行辅导和答疑,极大地方便了学生在专业理论知识方面的学习。
2.实践能力培养。大学生在高校里所学到的专业理论知识最终都将应用于工程实际中,并在实践中得到检验、提高和发展。因此,大学生的实践能力培养是专业素质培养中的重要一环。高校的实践教学主要包括两大部分内容,即实习和实验教学。目前,国内高校在实践教学方面存在的不足主要在于理论与实践联系不够紧密,实践教学方法简单,方式单调。为了能让学生在实践中得到锻炼并在实践中得到提高,我们在实践教学方面做了一些尝试。在实习方面,首先,精选实习单位。我们根据大学生在不同学习阶段的能力特点以及实践教学计划和要求精选实习单位,以便学生在实习过程中能够很好地将所学专业理论知识与实践结合起来。其次,做好实习动员。在实习动员过程中,我们将实习单位的特点及实习内容给学生做详细的说明,同时,将实习中要注意解决的问题发给学生,以便学生在实习开始前提前做好预习和准备。另外,通过实习动员,进一步提高学生对实习的重要性的认识,使学生在思想上对实习工作高度重视。再次,开展实习中的答辩。在实习过程中,我们请实习单位中有经验的工程技术人员对实习单位的特点进行讲解,然后带领学生进行实习。在实习中,我们针对实习中每一部分的内容及特点,随机地抽一些同学进行现场答辩,接着,由其他同学对其进行评判和补充,然后由指导教师进行综合解答。这样充分地调动起学生实习的积极性和主动性,避免了实习过程中走马观花现象的出现,提高了实习的质量。,完成实结。在实习结束后,我们要求学生根据每天的实习日记做好实结,对实习中发现的问题及相关问题的思考写成实习报告,并由指导老师进行批改,批改后再发给学生进行学习。在实验教学方面,为了进一步提高实验教学的质量,我们主要做了几方面的工作。及时,提前将实验任务下达给学生,让学生做好充分的预习,对实验原理、实验方法和实验内容进行充分地了解和学习。第二,在实验过程中,指导教师对实验内容进行认真讲解,并提出相应的问题和要求。学生在实验过程中注意实验仪器和设备的使用,数据的分析与处理,以及在实验过程中发现的问题和处理方法。第三,实验结束后,组织学生对实验内容进行分析和讲评,进一步提高学生对实验内容的认识,并写出详细的实验报告。第四,指导教师将实验报告批改后发给学生,对指导教师提出的问题进行分析和解答。通过这些工作,学生对实验教学内容有了的认识,同时,实践能力在实验过程中得到了很大的提高。
3.自学能力培养。高校是培养专业人才的地方,但大学生仅靠在大学里学到有限的专业知识是很难解决今后在实际工作中所遇到的各种问题。要解决在实际工作中所遇到的各种各样的问题,就需要大学生具有很强的自学能力,在充分发挥所学专业理论的基础上,自学相关理论知识,以解决在实际工作中所遇到的问题。因此,在高校专业人才培养中,自学能力的培养也是非常重要的。
要培养好大学生的自学能力,除了发挥大学生自主学习的作用外,教师的指导和引导作用也是至关重要的。为了更好地提高大学生的自学能力,我们做了以下几方面的工作。及时,充分发挥教师的指导和引导作用。材料科学工程专业涉及的材料种类繁多,知识面广,为了避免学生盲目学习,我们对相关材料进行分类介绍,引导学生结合自己的兴趣进行自学。同时,引导学生参加各种学术讲座和学术报告,通过这些讲座和学术报告进一步提高学生对专业的认识和兴趣。第二,充分发挥学生自主学习的主导作用。学会利用高校丰富的资源进行自学。除了在图书馆查阅相关专业资料外,大学生还能够很好地利用学校的数据库进行专业理论知识的学习。同时,部分学生还能够主动地进入一些专业的学术论坛进行专业理论知识的学习。第三,加强对学生的辅导。由于大学生的专业理论基础还较薄弱,实践经验少,在自学过程中往往会碰到大量的问题。为了保障学生的自学效果,我们采用多种形式对学生进行辅导答疑,及时解答学生自学过程中遇到的问题,使学生的专业理论知识得到进一步提高。
4.科技创新能力培养。多年来,我国本土的科技工作者没有获得过代表着较高研究水平的自然科学方面的诺贝尔奖,国内的教育专家对其原因做出了深入的研究,其中,普遍的共识是现有的教育模式限制了科技工作者的科技创新能力[2-5]。为了更好地培养大学生的科技创新能力,我们为材料科学与工程专业的大学生营造了良好的科技创新氛围,创造了良好的科技创新条件。首先,为大学生灌输科技创新理念。从大学生入校开始,我们就对学生科技创新能力的重要性进行讲解说明,引导学生注重自身创新能力的发展,鼓励学生结合自己的兴趣积极参与到校内外的各种科技创新活动中去。其次,为大学生的创新能力发展制造机会、创造条件。目前,河南理工大学开展的校内外科技创新活动非常丰富多彩。校外的科技创新活动主要有国家大学生创新实验计划、大学生研究训练计划(SRTP)、河南省重点实验室开发基金、数学建模等,校内的主要有“步步高”大学生科技攀登计划项目,河南理工大学材料科学与工程专业学生创新研究基金,以及教师从事的各种科研项目研究活动等。通过积极参与这些科技创新活动,大学生的科技创新能力得到了很大的提高。再次,为大学生的创新能力发展提供辅导和支持。除了学生自主地与有关教师联系辅导以后,我们专门指派一批有经验的教师为学生的科技创新活动提供全程的指导和帮助,及时解决了学生在创新活动中遇到的各种困难。学生通过参与科技创新活动,不仅提高了自己的科技创新能力,发现问题和处理问题的能力,综合应变能力等方面也都得到了提高。
四、结论
通过多年来对材料科学与工程专业学生专业素质培养方法的探索、创新和实践,我们培养出来的大学毕业生的专业素质有了很大的提高,毕业生的质量也有了明显提升。近年来,毕业生的考研录取率逐年攀升,2013届毕业生的考研录取率达到了36.8%。毕业生的一次就业率一直稳定在95%以上。毕业生在工作岗位上能够很快进入状态,为工作单位各项事业的发展做出了突出的贡献,同时,也为国家和经济社会的发展做出了积极的贡献。
基金项目:本论文得到河南省特色专业和河南理工大学教改项目“国外先进教育理念在材料科学与工程专业教学改革中的应用研究”的资助。
作者简介:袁海滨(1971-),博士,副教授,主要从事材料科学与工程专业的教学和科研工作,河南理工大学教改项目“国外先进教育理念在材料科学与工程专业教学改革中的应用研究”的项目负责人。
材料科学与工程论文:材料科学与工程专业协同创新实践的探索与效果
摘要:本文对材料科学于工程专业工程实践进行分析,通过促进校企共建科学研究平台、提升科学研究水平、强化教师工程实践教学水平、革新创新人才培养模式和提高人才培养质量等方面加强专业工程实践能力的探索,大大强化了材料科学与工程专业工程实践能力的教育教学效果。
关键词:协同创新;材料科学与工程;工程实践
引言
实践教学是人才培养过程中的重要环节,在培养学生的动手能力、实践能力和综合素质方面发挥着重要的作用。实践教学对于材料科学与工程专业创新型人才的培养尤为重要,而实践教学体系是提高实践教学质量的重要保障,改革和完善工程类实践教学体系是我国高等工程教育面临的重要问题之一。
一、科学发展观是协同创新的理论指导
科学发展观从以人为本、整体、密切合作等方面,体现了协同、和谐、创新的思维特点;科学发展观从建设创新型国家的战略高度,要求我们在积极提升原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力的同时,提出了积极推动协同创新的重要思想。因此,科学发展观是协同创新的重要指导理论。
二、协同创新是地方高校发展的重要机遇
协同创新战略,既要研究和解决科技尖端领域前沿性问题,也要研究国家和地方急需的战略性问题,涉及国计民生和地方经济发展的重大公益性问题。服务地方经济发展是协同创新的必然要求,也是地方高等院校的地域优势所在。进入本世纪以来,国家和区域科技创新活动进入难得的历史机遇期,科技创新的竞争态势出现了新格局,地方高校面临着新的机遇和挑战。其挑战主要表现在科技资源配置方面,高端人才和项目资助越来越趋向重点高等院校集中且集中度不断升级。另外,在科技创新重大成果方面,竞争更加激烈。由于企业作为创新主体的迅速崛起,高校的传统优势出现衰减迹象,越来越多的高校以参与者、合作方出现。地方高校要在日趋激烈的科技竞争中争得一席之地,就要敢于竞争和创新,同时也要善于协同合作。
另一方面,协同创新有利于重点突破制约创新能力提升的内在机制障碍,打破高校与其他创新主体间的体制壁垒,实现多方共赢,最终提升高等教育质量。地方高校应紧紧抓住教育部实施高等学校创新能力提升计划的契机,加快融入形式多样的协同创新联合体中,以构建“协同创新中心”这个载体作为推动地方高校发展的新机遇。
三、协同创新是材料科学与工程学科发展的必然需要
材料被公认为人类社会进步的里程碑。虽然材料是一个早已存在的概念,但材料科学的提出只是20世纪60年代初的事情。1957年前苏联人造卫星首先上天,美国认为自己落后的主要原因是先进材料落后,于是在一些大学(如麻省理工学院、康奈尔大学、宾夕法尼亚州立大学等)相继成立材料研究中心和材料研究实验室。采用先进的科学理论和实验方法对材料进行深入的研究并取得重要成果。从此,材料科学这个名词开始流行。
材料科学的形成实际上是多学科科学技术协同发展的结果。在材料科学形成之前,固体物理、无机化学、有机化学、物理化学等学科的发展推动了对物质本质的了解。冶金学、陶瓷学、金属学、高分子科学的发展对材料制备、结构、性能及其相互关系的研究大大加强,各种先进分析测试手段的出现为材料科学的形成打下坚实的基础。材料科学具有多学科交叉的重要属性,它是物理学、化学、冶金学、陶瓷、高分子化学及计算科学相互融合与交叉的结果。材料学与实际应用结合非常密切,发展材料科学的目的在于开发新材料,提高材料的性能和质量,合理使用材料,同时降低材料成本和减少污染。材料的不同应用领域又牵涉到不同学科的知识;材料科学是一个正在发展中的科学,不像物理学、化学等已经有一个很成熟的体系,材料科学将随着各有关科学的发展而得到完善。
四、通过协同创新提高工程实践能力的路径和效果
1、促进校企科学研究水平提升
作为一所地方高校,教师的科研活动受到实验室条件、仪器设备、研究经费和研究人员等多方面的制约,原创性、高层次的项目难以立项。为了完成学校对科研经费任务的考核,教师们主动到企业联系横向课题。材料与化工学院也有目的的组织教师到企业进行产学研合作、培育科研团队。通过产学研合作,以企业为主体,以市场为导向,教师有了科研项目、经费,研究的课题解决了企业的实际问题,双方受益形成了良性循环,不断扩大了双方合作的空间。
协同创新中心把企业同高校、研究机构结合起来,实现了单个主体所无法实现的组织目标和结果,类似于复合材料因为基体材料和增强材料的协同作用,使得复合材料的某些性能既优于其基体材料,又优于增强材料。企业同高校、研究机构协同创新的效率远远高于企业独立创新和模仿创新的效率,尤其是通过协同创新中心建设的实施,协同创新联盟各方都感受到了实实在在的受益,效果显著。协同的本质是复杂系统中各子系统相互协同和作用,以实现单个主体所无法实现的组织目标和结果。如2011年由中原工学院提出,把与郑州华晶、郑州三磨所三方合作多年的“触媒法合成高品级金刚石关键设备与成套工艺技术开发”项目,联合申报国家科技进步奖,该成果获得了国家科技进步二等奖,对提升学校美誉度和企业创新能力及声誉具有重要影响。
2、促进教师工程实践教学水平提高
在协同创新中心,学校与研究所、企业各方可以实现有条件的互相兼职和聘任。材料与化工学院根据政策,通过“博士服务团”、“企业博士后科研工作站”、“科技特派员”等多种形式选送教师到企业挂职锻炼。如材料与化工学院一教授通过与许昌恒源公司的合作,作为带头人建设了“基于发制品用途的化学纤维绿色工艺技术研究”河南省创新型科技团队。现在材料与化工学院大部分教师都有了在企业工作或兼职科研工作的亲身经历,学生感受到教师的授课不再空洞乏味,而是非常实际和富有兴趣,对提高材料科学与工程专业学生的工程实践教育教学质量具有较大影响。
3、促进创新人才培养模式优化
“协同创新”已经成为学校人才培养活动中的重要理念,并在教育实践中形成了一系列富有成效的人才培养模式。[4,5]通过协同创新使原本各单位独立的资源变成了创新联盟内共享的资源,一些潜在的能量得到了充分释放。形成的新机制和新体制为协同创新各方激发了无限生机与活力,对人才培养模式的影响尤其深刻。协同创新实施之前,按照传统的人才培养模式,理论教学和实验教学都在学校内进行,全部由高校教师授课,教学效果不理想,学生普遍感到枯燥乏味、不感兴趣;而需要到企业进行的认识实习、生产实习和毕业实习等实践教学环节,由于资金投入不足和企业不愿意接待等诸多难题,实习质量大打折扣,学生的实习环节基本上变成了“参观”,走马观花下来,学生受益很少。协同创新实施以后,学生可以根据个人爱好加入不同的科研兴趣小组和导师制教学团队,学生到企业“出入自由”,在科研中遇到的实际问题,可以及时在企业联络员的帮助和许可下到现场获得及时手资料与信息,随着参与时间的延长,学生很容易亲自动手进行操作。在课堂教学环节,聘任了企业技术人员和高层管理人员为学校兼职教授,可以给学生进行生动的具有丰富实践经验的教学,学生的兴趣明显提高,也收到了良好的教学效果。
4、促进学生工程实践能力提高
通过协同创新工作的不断深入,科研促进教学的效果极其明显。教师联合企业进行科学研究,把获得的成果有针对性的在教学过程中传授给学生,这种知识的传授不仅可以在理论课堂上进行,也可在科研兴趣小组的科研活动中进行;而同时学生在该科研创新活动中会发现很多问题,提出的问题也可反馈给教师。这种知识传授和学习的过程是一个双向激励的过程,双方通过互相影响和碰撞,教学效果和质量在潜移默化中快速提高。
学生在协同创新中心联盟单位内共享资源,教育活动的空间和时间都被扩大,在参与科研和实习创新活动中,不仅可以使用实验室、仪器和设备等硬件资源,同时还得到了研究所和企业技术人员及一线工人的亲身教育,对社会及企业对人才的真实需求有了实在的认识和了解,对学习目的和就业导向有了明确的方向。在研究生教育和本科生毕业论文环节聘任研究所和企业技术人员为指导教师或合作导师已成为常态。
在参与科研活动时,学生能亲临企业参与生产一线的科研课题,通过解决实际问题和获得一定的薪酬,不仅提高了兴趣,感受到了成功的快乐,还能在自己实实在在的科研活动中提高工程实践能力。通过接触和工作实践,学生毕业后能快速适应工作岗位,强化的工程实践能力将会在新的工作岗位上充分显现其效果,协同创新中心联盟企业对此也非常认可。
结束语
科学发展观是协同创新的理论指导,协同创新是地方高校提高人才培养质量、服务区域经济社会发展的有效手段,也是科学发展观的重要体现。在科学发展观指导下与相关科研院所、企事业单位开展协同创新,是地方高校学科建设和发展的必然要求。
材料科学与工程论文:结合学校特色,提升材料科学与工程专业的培养水平
摘 要 对材料科学与工程专业的培养水平进行提升,主要通过人才培养模式的创新、专业培养方案的修订、教学团队建设、课程及教学内容的优化、提高学生实践能力,拓宽实践平台等各项措施,突出学校特色的基础上,满足“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养目标,体现素质、能力和知识结构协调发展的原则,从而培养出社会需要的、认同的材料类人才。
关键词 材料科学与工程专业 提升 策略
0 引言
材料科学与工程是21世纪国家重点发展领域。材料科学与工程专业属于一级学科,涵盖了金属材料工程、冶金工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程、材料物理和材料化学等二级学科专业,目前,我国大部分理工科高校都设有材料类学科,各学校的定位和特色也有所区别。
重庆交通大学材料科学与工程专业始于上世纪50年代的建材教研室,2000年成立了以公路工程材料应用为特色的材料科学与工程专业,同年获得材料学专业硕士学位授权资格。材料科学与工程专业自2001年招生,立足学校在交通土建方面的行业优势,结合土木工程专业培养满足交通建设需要的材料专业技术人才,通过吸收兄弟院校的办学经验,遵循“厚基础、宽专业、强能力、高素质”的原则,强化基础理论,不断优化组合土木相关课程;加强基本实验技能和实践环节训练提高学生的实践能力。为进一步理清专业建设思路、明确专业建设目标、明晰专业建设方向,立足长远,拟定切实可行的具体措施,扎实推进专业内涵建设,完善专业人才培养体系,规范教学过程,切实增强专业的办学水平、社会适应度和社会声誉,从2011年开始进行专业提升计划的实施,目前正按计划、有步骤地逐步实现。
1 明确专业定位,凝练专业特色
重庆交通大学材料科学与工程专业依托我校在交通土木行业的优势,与交通土建材料的研究、开发和应用方面的学科交叉,以无机非金属材料、有机高分子材料为基础,向相关功能材料领域拓展,教学与科研并举,立足重庆,面向西南,走向全国,建设市内经验丰富,在国内有一定影响的教学研究型材料科学与工程专业,为交通土建行业培养高层次的人才,提供高水平的科技服务。本专业经过几年的办学实践,已经形成了以土木工程材料、复合材料为特色的专业,构建了科学合理、特色鲜明的人才培养方案、课程结构体系及实践教学体系,并建立了较为完善的本科教学质量监控及质量保障体系,且运行良好,保障了教学质量,目前,已为国家特别是西部地区培养了大批交通建设材料科技人才。
2 材料科学与工程专业培养水平的提升策略
2.1 人才培养模式的创新
继续发挥学校特色优势,在材料科学与工程专业现有的人才培养模式基础上,改革单一化的人才培养模式,突出学生个性发展的同时,探索具有交通特色的材料科学人才培养模式。
(1)加强学科专业调研,深入把握重庆市、西部地区及全国经济结构调整、人才市场需求和国际竞争能力的需要,结合我校由教学型向教学研究型过渡的特点,进一步明确材料科学与工程专业建设和结构调整的方向,突显办学特色。
(2)以材料科学与工程专业班级为依托,调整和完善人才培养方案、课程体系、实践教学体系等,不断完善具有交通特色的材料科学创新型人才培养方案。
(3)以性、开放性、主体性、实践性、差异性为培养方法,实现个体创新能力的挖掘和培养。主要体现在以下几个方面:①建立以本科生导师制为核心的全过程引导的培养模式。从入学起,就建立专业老师、辅导员联系、沟通的制度,加强学生的人生目标规划,加强对学生的指导,根据每个学生的自身特点提出阶段性的发展计划,帮助学生形成优良的计划能力和实现目标的执行能力。②在兼顾共性和个性的基础上,制定个性化培养方案。根据每个学生的特点来制定学习方案,充分发挥学生的个人特长,较大程度地挖掘每个学生的潜力。③针对现代研究型人才素质培养特点,鼓励本科生参与指导教师的科研项目研究,重在研究意识、过程与方法,学习与研究相互促进,实现个体创新能力的挖掘和培养。
2.2 培养方案修订
按照学校材料科学与工程专业人才培养目标和规格的要求,并针对我国、尤其西部地区公路工程材料人才培养方面的专业几乎为空白,进一步开展学科多层次、多尺度交叉,构建适合交通行业的高素质人才培养方案和培养模式,实现教学与科研相结合、科学与工程相促进,深化专业内涵,进一步完善以公路工程材料应用为特色的人才培养方案,同时考虑培养方案能够适应社会需求的动态变化。突出本专业的特色,按照“以科研促教学,以实践促创新,以特色促发展”的思路,培养大批在工程材料领域内的高层次、高质量、高能力的创新性复合人才。具体措施是:(1)在已重点调研国内高校办学情况的基础上,对材料科学与工程专业人才培养方案进行修改和调整,将力求与社会对材料学科人才的需求相统一,并与对应的行业单位、 企业开展对话,进一步分析并把握未来的市场需求;(2)注重专业间的协调与发展,完善课程体系,优化理论教学与实际教学环节体系及比例,扩大选修课程设置,增加实践环节,既满足人才发展的共性要求,又顾及学生的个性需要。(3)在材料科学与工程专业人才培养方案中将继续体现边缘学科的交叉和前沿学科的发展,并将进一步丰富其内容,及时将本专业科研成果作为专题进行讲座,以开拓学生的视野。
2.3 课程及教学内容优化
材料科学与工程专业的课程设置不但要符合专业规范,还必须突出交通行业的特色,并随着社会和专业不断发展的需求而进行必要的调整,做到需求为首,与时俱进。材料科学与工程专业的课程建设主要考虑了以下几个方面:(1)以工程材料应用特色为主线,加强工程实践能力为核心来构建本专业的核心课程、特色课程;(2)对原有课程设置加以调整,优化核心、特色课程的知识结构体系。例如,近年来本专业先后对建材实验与检测技术基础、胶凝材料学、混凝土学、沥青与沥青混合料等主干课程进行优化和教学内容的改革,取得了明显效果;(3)加强重点课程和精品课程的建设,加强课程整合,更新教学内容、不断改革教学方法和教学手段;(4)在课程教材的建设上,坚持编、选并重的原则,选用质量上乘、科学适用的教材,同时也进一步加强自编教材的编写水平和出版工作;(5)利用现有试验条件,为专业课程服务,促进本科教学质量的提高。
2.4 教学团队建设
根据材料科学与工程专业特色方向所建设的目标,重点建设宽容、和谐的教学团队,培养教学团队的核心竞争力,激发团队的凝聚力。积极展示团队学术成果,加强对团队及团队带头人的宣传,从而培养一个的教学团队。目前具体采取的主要措施有:
(1)重视教学队伍“双师”结构建设,利用学校的优惠政策引进高层次的人才,有效吸引骨干教师积极参与专业建设和人才培养,采取多种措施鼓励本校青年老师脱产攻读博士学位,安排出国或在国内名牌大学访学、进修,鼓励教师参加校内外多种形式的学术交流活动,并发挥每个团队成员的特长,实现每个人都是所学专业领域的专家,教学和科研都很出色,锻炼和培养一个高水平的教师团队。
(2)在教育教学研究方面,本专业全体教师积极开展课程建设、教材建设、多媒体课件建设等;编写先进、适用的高教特色教材;积极开展教学标准、课程体系、教学内容、课件、案例、实训实习项目、教学指导等教学资源的建设,同时,促进与外校各专业合作、同校各系、教研室的合作交流,进行跨学科、跨院系、跨专业的教学改革尝试,从而提高人才的培养质量,也为形成教师的教学合作机制和协作氛围起到积极推动的作用。
(3)扩大和吸引材料专业领域的一线人员到校,通过讲学、做报告、开设短期课程等形式,形成专兼结合的高水平教师队伍,并进一步建立与企业进行更深层次的资源共享与人员交流的机制。
2.5 提高实践能力,拓宽实践平台
实践教学是通过调查、实验、实习实训、课外实践活动、科研训练、毕业论文等方式培养学生的实践动手能力,实践教学是理论教学的巩固与升华。目前,实践教学环节主要是实验环节和实习环节。实验环节要增加综合型和设计型实验内容,增加实验设备和学生实验时间。实习环节要扩大实习单位的数量,到设备先进和与教学内容相关的企业去,并联系企业的生产和课堂学习内容,制定合适的实习题目,让学生带着问题去学习,观察或解决问题。通过强化理论和实践两个课堂互动的方式,来提高学生的动手实践能力,同时,从解决社会或企业实际问题入手,以提高综合训练的实践效果出发,做好综合设计(论文)工作的选题和过程管理,使毕业设计环节理论联系实际,真正做到“真题真做”。
3 结论
目前,材料科学与工程已呈现出与多学科相互渗透、交叉综合的发展趋势。单一的行业工程师人才已经满足不了人才市场对材料类专业人才的要求,材料科学与工程人才的培养,应结合实际办学条件,在突出学校特色的同时,还必须要满足“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养目标,培养出社会需要的、认同的材料人才,这是材料科学与工程专业建设的重任,也是材料科学与工程专业提升的最终目的。
重庆交通大学教育教学改革研究基金资助项目(1203005)
材料科学与工程论文:关于高校本科阶段《材料科学与工程专业英语》课程教学探讨
摘 要:分析了高等学校材料科学与工程专业英语课程教学现状,对教学内容和方法进行了探讨,在实践中,取得了较好的教学效果。
关键词:材料科学与工程 专业英语 课程教学
从石器时代、铁器时代到信息新纪元,人类前行的每一个脚印无不印证着材料科学技术的发展,人类文明史就是材料发展史,材料是人类社会进步的里程碑。目前中国材料科学的发展与世界发达国家相比还存在较大差距,为了解国际上材料发展与应用的近期动态,学习国外材料科学领域的先进技术、缩小差距,阅读外文专业文献、与老外沟通交流必不可少,而世界上科技情报资料的交流主要靠英语,没有对材料科学与工程专业英语的理解和掌握,无法开展上述活动。当前在高等院校本科阶段普遍开始的《材料科学与工程专业英语》课程显得非常及时和重要,它对于培养能够用英语进行交流的专业人才、对于消化吸收西方发达国家先进科技成果都具有重大意义[1~2]。因此,探讨高校本科《材料科学与工程专业英语》课程教学现状,对该课程的教学进行改革以提高培养质量日显迫切。
1 当前高校《材料科学与工程专业英语》课程教学现状
1.1 思想上认识的欠缺
相当一部分师生和主管领导认为材料专业英语是一门可有可无的课程,在思想认识上不够重视。在学时设置上,一般是32学时或更少,使得教学时间不够、教学深度缺乏;课程性质多设为考查课、选修课等,而考查课、选修课多被认识是次要课程而重视不够。课程设置日期多在第五、六学期,而材料类专业课的教学则安排在第七、八学期,学生对专业知识不理解,直接影响其对专业英语的掌握[3]。
1.2 教师素质有待提高
专业英语的授课教师不仅要求具有能很好的将英语知识与专业知识有机结合的能力,还应具备一定的英语教学的理论和方法。目前,本专业的专业英语教师一般由英语能力相对较强的专业课教师或是英语教师兼任,虽然他们各自具备深厚的专业背景,但由于专业课教师缺乏系统的专业英语的教学方法与经验,使得英语表达能力、教学方式和方法上存在诸多问题;英语教师缺乏材料专业知识与背景,专业知识很难讲透,很容易将专业英语课上成普通英语,两者都无法做到将专业知识与英语知识融会贯通,达不到预期教学效果[4]。
1.3 教学方法简单滞后
受传统基础英语学习阶段的影响,目前专业教学普遍采用的是教师先朗读讲解词汇,然后带领学生阅读课文,教师逐句讲解和翻译,学生多处于被动地位记笔记,整个过程主要是以教师为中心进行。这种“满堂灌”的“填鸭式”教学方法不能引起学生的兴趣,学生参与课堂教学的主动性差,课堂气氛沉闷,教学效果不佳。为此,作者结合自身教学实践经历,以匡少平主编的、国内普遍使用的《材料科学与工程专业英语》(第二版)教材为蓝本,对课程教学活动进行了探索,力争使学生在短暂的32课时专业英语教学中具有较大的收获。
2 教学内容和手段的组织
2.1 加强专业英语词汇的学习
专业英语词汇构词方法和基础英语差不多有合成、转化和派生,以派生法构词能力最为强大,派生是通过对词根、单词加上各种前缀或后缀来构成新词,专业英语词汇大部分都是用派生法构成的,常用的词缀(前缀、后缀、词根)却多达百个,作为一个专业技术人员,至少应掌握50个常用词缀。笔者花费了一堂课的时间对70多个常见词缀按照其意思、词性进行了分类总结、举例分析,受到了学生的欢迎。在上每一新单元朗读、讲解单词时,有意识的和这些词缀相联系,比如“isotropic和anisotropic”、“disciplinary和interdisciplinary”、“aerodynamic和dynamic”、“paramagnetic和magnetic”等等。另外还可以把一类词方在一起让学生来记忆,如表示材料力学性能的几个词“brittle,elastic,toughness,ductile,plastic,strain,stress,hardness”等。
2.2 将语言讲解和专业知识讲解相结合
专业英语中的学习材料基本都是围绕某一个具体专业内容而展开的论述性文字,具有较强的逻辑性、学术性和专业性。我在翻译讲解每一单元内容前,先用几张中英文双语幻灯片介绍本单元内容涉及到的专业背景知识,然后再让学生用几分钟时间自己阅读教材内容一段或几段,这些专业知识的介绍和掌握对于帮助学生正确地理解教材内容有很大的帮助。根据讲课内容适时补充专业知识,不仅可以加深学生对句子的理解,还可以扩大学生的专业知识面、增加对专业知识的理解、丰富教学内容,同时还可以活跃课堂气氛,增强学生学习兴趣。
2.3 要努力培养学生深厚的阅读理解能力
笔者认为对专业英语教材内容的学习要以理解为主,阅读速度是次要的。各种翻译技巧的运用都是建立在理解基础之上的。长句子多、句子结构复杂是专业外语最重要的语言特征,同时也是一个难点,三年级学生虽然具备了一定的阅读能力,但对分析复杂句子还缺乏一定的训练,因此对复杂句型的语法结构要讲透、讲清。在教学过程中,当遇到复杂句子时,要先弄清楚句子的性质(简单句、并列句或复合句),然后再分析其结构。只有把句子的结构理顺,才能做到地理解它才能忠实于原文表达。
2.4 丰富活泼课堂教学内容
可将那些与教学有关的、有助于帮助学生理解课文内容的专业词汇和相关专业背景知识制作成双语多媒体课件.运用这种直观的教学手段,以收到较好讲课效果。比如笔者在讲解第五单元材料的力学性质时,可用一张拉伸曲线图(tensil curve)将材料的弹性(elasticity)、塑性(palsticity)、模量(modulus)、强度(strength)、硬度(hardness)、刚度(stiffness)、韧性(toughness)、延性(ducitility)等力学指标一网打尽。讲解第四单元材料的物理和化学性质时,可结合水单组分相图(phase diagram)联系物理化学中的克拉贝龙(Clapeyron)方程讲解水凝固成冰时的反常密度变化。讲解磁导率(magnetic permeability),可用不同物质在通电线圈磁场(magnetic field)中产生的磁感应强度(magnetic induction)的不同来理解材料顺磁(paramagnetic)、反磁(diamagnetic)、铁磁(ferromagnecic)性,都收到了不错的教学效果。除了传统的教学方法以外,还可以采用启发、提问、讨论等多种互动式教学方法。
材料科学与工程论文:基于工程师培养的材料科学与工程专业课程体系建设
摘要:课程体系建设是“工程师”培养过程中最重要的环节之一。本文以贵州大学材料科学与工程专业为例,介绍材料科学与工程“工程师”培养方案中课程体系的设置背景和课程体系设置的措施,以培养创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量的工程技术人才。
关键词:工程师;课程体系;培养;改革
教育部于2010年6月正式启动“工程师教育培养计划”(简称“计划”),旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量的各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。在《国务院关于进一步促进贵州经济社会又好又快发展的若干意见》和《贵州省工业十大振兴产业规划》中都把材料产业确定为贵州省支柱产业之一,工业总产值占全省工业总产值的37%。贵州省材料产业急需一批高质量的工程技术人才。2011年贵州大学正式启动了“工程师培养计划”,材料科学与工程专业成为试点专业。材料科学与工程是贵州大学传统优势和特色专业、贵州省示范专业、国家一类特色专业、国家专业综合改革试点专业,具有材料科学与工程一级学科博士学位和硕士学位授予权。要实现材料科学与工程工程师的培养目标得通过相应的课程体系来完成,科学合理的课程体系是成功实现培养目标的主要载体,它能够培养学生具有良好的知识、能力和素质结构。本文对材料科学与工程工程师培养计划中课程体系进行深入分析,总结了启动工程师培养计划试点工作以来,材料科学与工程专业根据学校的办学定位和学科特点,利用与贵州省材料产业企业紧密合作的优势,积极开展优化专业课程体系工作。
一、材料科学与工程专业课程体系及实施的现状
贵州大学材料科学与工程专业目前的课程体系可以概括为“通识课程+通识拓展+学科大类+专业教育+个性课程+实践环节”的结构体系。多年来,我校材料科学与工程专业课程体系形式上发了一些变化,但多数课程都是延续了以前金属热处理专业的课程,理论教学内容无太大变化,知识体系相对稳定。教学方法与手段上除了增加了多媒体技术之外,理论教学过程与工程师培养尚存在差距。当前,由于高校普遍存在“重学历、重科研、轻教学”的现象,真正走上讲台为学生授课的老师趋于高学历、年轻化;真正有工程经验的教授却很少走上讲台,这很不适宜于工程师培养。而作为工科高校人才培养的重要环节方面――实践教学环节,材料科学与工程专业实践教学环节由校内工程训练和校外实习组成。其中校内专题实验是经过实践教学改革整合为单独的实验课程:《材料专题实验Ⅰ》、《材料专题实验Ⅱ》、《材料专题实验Ⅲ》。但多年来,由于学校的人才政策的原因,导致专业实验师资队伍严重不足,使其理论教学与实验教学总是存在脱节的现象,且实验内容简单,不系统,而学生对实验教学也不够重视。另外,在校外实习方面,材料科学与工程专业实习也存在一些问题,一是实习经费低,不利于实习的安排;二是由于企业存在安全和保密的问题,企业不愿意接收学生到现场实习。以上原因导致学生认识实习和生产实习都形同走马观花,以至于学生对实际工程缺少直接接触,对材料制备和检测技术认识不够深入,实习达不到应有效果。
二、工程师课程体系的设置与改革
1.构建“模块化”专业课程体系。根据工程师的培养目标,通过到企业调查走访、问卷调查、毕业生反馈等方式,收集了对课程体系设置的意见和建议,结合“工程师”培养目标,对材料科学与工程工程师课程体系进行了模块化设置。也就是将课程体系设置为由若干个完整的课程模块构成的课程体系形式。材料科学与工程工程师课程体系由材料制备基础、材料加工技术、材料的性能、材料的检测等四个模块组成。每一个模块又由若干门课程组成,分为必修课和选修课两类。材料制备基础模块由材料物理化学、材料科学基础、金属塑性成型理论、材料科学导论(双语)等组成;材料加工技术模块由热处理原理及工艺、金属塑性成型工艺学、现代材料制备技术、金属焊接工艺等组成;材料的性能模块由材料力学性能、材料腐蚀与防护、材料物理性能等组成;材料的检测模块由材料分析技术、失效分析、计算机在材料科学与工程的应用等组成。这样的课程设置,能够突破学科专业领域的界限,灵活地设计和组织具有不同作用的课程模块,从而构建具有不同价值取向的课程体系,以满足学生的发展和个性发展需要。
2.科学合理地进行课程的整合和重组。根据教育部“工程师”培养模式,结合材料科学与工程专业人才培养长期的实践经验,对课程进行了整合与重组;在制订材料科学与工程专业“工程师”培养计划过程中,在原来的培养方案的基础上,对课程进行重新的整合和重组。在进行课程体系的整合重组过程中,打破了各学科领域的界限,增加金属凝固、塑性成型、焊接等内容,真正达到了“宽口径、厚基础”的目的。同时不受原有课程和体系结构的束缚,对课程进行了实质性的有机融合和重新组织。具体而言,改变了以往按人文科学、社会科学和自然科学分类或按照等级结构设置课程的做法,打破了原有专业、课程之间的壁垒,摆脱了学科知识系统的束缚;强调课程内容的综合性,以跨学科的方式选择课程内容、组织和整合课程体系。同学科知识的相互渗透、融合和新知识的吸收利用,保障知识结构的系统性和完整性;改变过于讲究学科自身结构而导致的课程设置过细、过多和缺乏整体性的状况;避免课程内容的脱节和交叉重复,精简课程门类,减少必修课比例。比如:将以往的《固态相变》和《热处理工艺学》整合为《热处理原理及工艺》,将《材料力学性能》和《材料物理性能分析》整合为《材料性能》,将《金属材料学》和《模具材料》整合为《金属材料学》,将《现代材料制备技术》和《热处理新技术》整合为《现代材料加工技术》等。并处理好理论与工程实践、必修课与选修课之间的关系,大力加强实践课程的体系改革。
材料科学与工程论文:金属间化合物在材料科学与工程专业教学实践中的研究和应用
摘要:本文主要讲述金属间化合物材料的概述和应用,并讲述金属间化合物材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用,并建议在材料科学与工程专业的实验教学中增加金属间化合物材料的制备和性能方面的实验课程。
关键词:金属间化合物 材料科学与工程 实验教学 研究 应用
在材料科学与工程专业的本科教学工作中,本科生进入大三和大四的学习生活中,就要学习材料科学与工程专业的专业课程和专业基础课程。其中在材料科学与工程专业的课程教学中,在讲述材料的合成与制备方法,材料科学基础等课程中都将讲述过金属间化合物材料。金属间化合物材料已经作为金属材料教学研究中的重要内容。金属间化合物材料是指金属与金属间形成的金属互化物或者金属与非金属元素间形成的化合物。金属间化合物的种类比较多,而且一些常用的金属间化合物已经在工程领域得到应用。金属间化合物材料中所含元素都是普通元素,是金属合金材料,所以可以将金属间化合物材料的制备和性能的知识内容引入到材料科学与工程专业的课堂教学和实验教学中,可以作为本科学生的毕业设计和专业课程设计教学内容。
一、金属间化合物材料的概述和应用
金属间化合物是指以金属元素或类金属元素为主组成的二元或多元系合金中出现的中间相。金属间化合物主要指金属与金属间,金属与类金属之间按一定剂量比所形成的化合物,金属间化合物有的已是或将是重要的新型功能材料和结构材料。金属间化合物的历史由来已久,金属间化合物的研究已经成为材料科学研究的热点之一。人们发现许多金属间化合物的强度并不是随温度的升高而单调地下降,相反是先升高后降低。因为这一特性,掀起了新一轮金属间化合物的研究热潮,使金属间化合物具备了成为新型高温结构材料的基础。现在已研究出许多方法和措施,用来改善和提高金属间化合物的塑性,为将金属间化合物材料开发成为有实用价值的结构材料打下基础。金属间化合物是航空材料和高温结构材料领域内具有重要应用价值的新材料。金属间化合物强度高,抗氧化性能好和抗硫化腐蚀性能优良,优于不锈钢和钴基,镍基合金等传统的高温合金,而且具有较高的韧性,因此金属间化合物被公认为是航空材料和高温结构材料领域内具有重要应用价值的新材料。金属间化合物材料作为近20年内才发展起来的新材料,相对于传统金属材料具有特殊的优点和规律,广泛用于制备金属间化合物基复合材料。金属间化合物相对于金属材料为脆性材料,相对于其他材料则具有一定的韧性,并且具有相当高的塑性。某些金属间化合物还具有反常的强度-温度关系,在一定的温度范围内,强度随着温度的升高而升高,这对高温结构材料的开发和应用给予很大的希望。此外许多金属间化合物材料具有良好的抗氧化性能,耐腐蚀性能和耐磨损性能,如Ni-Al金属间化合物和Fe-Al金属间化合物材料。因此采用金属间化合物和其他材料相复合制备复合材料可以提高金属间化合物材料的力学性能。
金属间化合物具有一系列的优异性能是具有吸引力的新一代高温结构材料和表面涂层材料。金属间化合物的种类非常多,近年来国内外主要研究集中于Ni-Al金属间化合物,Ti-Al金属间化合物,Fe-Al金属间化合物等含Al金属间化合物的研究。目前金属间化合物材料已经研究和开发的较为广泛。许多金属间化合物材料已经用于铸造,锻压和高温熔炼等。金属间化合物材料具有高温强度好,高温抗蠕变性能强,抗腐蚀性能好,抗氧化性能好等优点,且在一定的温度范围内金属间化合物的屈服强度随着温度的升高而升高。但是金属间化合物材料作为使用的结构材料,还存在硬度低,断裂韧性差以及高温强度低等缺点。将金属间化合物与其他材料进行复合制备金属间化合物基复合材料,以制备出兼具有二者优点的复合材料是当前的重要研究和发展方向。金属间化合物材料具有较高的加工硬化率和较特殊的高温性能,因而被认为是下一代高温结构材料和高温耐磨损材料之一,特别是在改善金属间化合物材料的塑性后,更是受到了广泛的重视和研究。为了进一步提高金属间化合物材料的综合性能,很多研究工作者在金属间化合物材料中加入强化相制备金属间化合物复合材料,即形成金属间化合物基复合材料。可以向金属间化合物中加入碳化物硬质相制备耐磨损的金属间化合物基复合材料。金属间化合物材料具有许多的性能而被广泛的应用到工程领域中。
二、金属间化合物在材料科学与工程专业教学实践中的研究和应用
金属间化合物材料由于具有许多优异的性能而被广泛的应用在工程领域中,所以应该在材料科学与工程专业的课堂教学和实践教学中增加一些金属间化合物的知识和内容。金属间化合物材料主要包括Al系金属间化合物材料,主要有Fe-Al金属间化合物,Ni-Al金属间化合物,Ti-Al金属间化合物等,还有其他的如Cu-Al合金,Cu-Zn合金以及Ni-Ti合金体系等金属间化合物材料。由于一般常用的金属间化合物是由两种金属元素形成的化合物并具有典型的二元相图,所以可以通过认识和了解金属间化合物学习和掌握二元相图的知识内容。此外金属间化合物材料的制备工艺方法也有很多,主要有金属熔炼法,高温自蔓延反应合成法,机械合金化法,反应烧结法,粉末冶金工艺等多种方法。其中反应熔炼法是将不同种金属元素放到熔炼炉中进行熔化形成金属合金熔体使其均匀混合并冷却形成金属间化合物材料。高温自蔓延反应合成方法是通过反应放出大量的热量维持反应继续进行最终形成所需要的金属合金材料。机械合金化工艺过程是利用高能球磨机把两种纯金属粉末放入球磨罐中并加入适量的添加剂进行球磨,粉末的制备由机械合金化过程完成,块体的制备则由烧结过程实现,机械合金化工艺是一种固态反应的过程。机械合金化技术是近年来发展起来的一种材料制备方法,机械合金化工艺通过对粉末反复的破碎,焊合来达到合金化的目的,由于合金化过程中引入大量的应变,缺陷以及纳米级的微结构,机械合金化制备的材料具有一些与传统方法制备材料不同的特性。通过机械合金化工艺就可以制备出金属间化合物粉末。粉末冶金技术是制备金属间化合物材料比较常用的一种方法。以单质或合金粉末为原料,一般是先用塑性加工的方法把粉末制备成所需要的复合材料制件,然后在烧结同时实现了制件的成型。反应烧结法是将不同种金属元素粉末通过热压烧结工艺或者常压烧结工艺形成金属间化合物块体材料。金属间化合物材料的制备通常采用粉末冶金工艺进行制备。
由于金属间化合物材料原料成本较低,制备工艺不复杂,所以对于金属间化合物材料的制备和性能的研究工作可以引入到材料科学与工程专业的实验教学工作中。可以在实验教学的课程中增加金属间化合物材料的制备和性能的研究内容,例如通过反应熔炼法,机械合金化方法和粉末冶金法等制备金属间化合物材料,并对金属间化合物材料的结构和性能进行研究。通过以上实验教学过程可以锻炼学生的实践能力和分析能力,还可以加深学生对材料科学与工程专业知识内容的认识和了解。在上述实验方法中,其中机械合金化工艺是比较实用并且能够在实验室里进行的。机械合金化工艺是将两种不同的金属粉末混合并经过高能球磨过程制成金属间化合物粉末,并通过烧结过程制备金属间化合物块材。机械合金化工艺可以在实验室里进行,可以安排学生通过机械合金化工艺制备金属间化合物材料。此外在本科学生的专业课程设计和毕业设计期间也可以安排学生进行金属间化合物材料的制备和性能的研究工作。通过对金属间化合物材料的制备和性能的研究工作,使得学生充分的认识和了解金属间化合物材料的性能特点,并加深学生对所学习的材料科学与工程专业课程知识内容的认识和了解,使得学生对材料科学与工程专业的课程内容有一定的掌握和熟悉,并通过实验教学过程提高了学生的实践能力和分析问题解决问题的能力,扩展了学生的知识面。所以本文作者认为应该在材料科学与工程专业的实践教学过程中增加一些关于金属间化合物材料的实验课程,并以金属间化合物材料的制备和性能的研究内容作为实验教学课程,这将有助于提高学生的实践能力并扩展了学生的知识面,这为本科学生以后学习材料科学与工程专业的知识内容打下坚实的实验基础。
三、金属间化合物材料未来的研究方向和发展趋势
金属间化合物材料由于具有许多优异的性能而被广泛的应用在工程领域中。近年来金属间化合物材料发展迅速,一些常用的金属间化合物已经被应用到实际的工程领域中,还有些新型的金属间化合物正在研究和开发中,而且有些金属间化合物作为结构材料进行使用,还有些金属间化合物成为先进功能材料和具有特殊性能的新材料。所以金属间化合物材料的发展和应用前景比较广阔。所以本文作者认为应该在材料科学与工程专业的实践教学过程中增加一些关于金属间化合物材料的实验课程,并以金属间化合物材料的制备和性能的研究内容作为实验教学课程。通过实验课程教学可以提高本科学生对材料专业课程内容的认识和了解。
本文主要讲述金属间化合物材料的概述和应用,并讲述金属间化合物材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用,并介绍金属间化合物材料的未来发展趋势和方向。作者认为在材料科学与工程专业的实验教学中增加金属间化合物材料的制备和性能方面的实验课程,通过实验课程教学可以提高学生对材料科学与工程专业所学知识的认识和掌握。
材料科学与工程论文:材料科学与工程特色专业的建设与思考
[摘要]2007年厦门大学 “材料科学与工程”专业成为部级“第二类特色专业建设点”。本文就从人才培养、课程体系、实践教学、师资队伍和人才培养质量等方面对该特色专业的建设进行了总结和阐述。
[关键词]材料科学与工程特色专业人才培养
高校特色专业建设点的建设是教育部、财政部实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”(简称质量工程)的重要内容。2007年12月,我校“材料科学与工程”专业入选了部级“第二类特色专业建设点”。近几年,我们坚持“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的建设理念,推行材料科学与工程专业的特色建设,在人才培养、课程体系、实践教学以及师资队伍等方面有独特的经验,充分体现了专业特色,有力地提高了办学水平和人才培养质量。
一、探索创新人才培养模式,形成特色培养方案
新材料是21世纪几大支柱产业之一,材料学科在不断发展与演化,新知识、新理论、新方法和新技术层出不穷,同时材料涉及的领域很广泛,多学科交叉是其重要特征。为了适应这种特点及其变化,我们以“宽口径、厚基础、多样化和高质量”为指导思想,明确材料科学与工程专业的人才培养目标:培养掌握坚实的自然科学和人文社会科学基础理论、计算机基础和熟练掌握外语,受到较强工程技术和研究技能的训练,并掌握较宽厚的、系统的材料科学基础知识,具有较高综合素质和创新能力的高层次材料科学与工程技术人才,学生毕业后能够从事材料科学与工程领域中材料的性能改进、质量控制、开发新材料、新工艺和新技术等工程科技工作和技术经济管理工作。
为此,立足于厦门大学在理科领域的传统和优势,我们探索人才培养的新模式,并形成了以下三个特色的人才培养方案:(1)突出行业特色,对接国家和地方经济需求。对接国家战略和地方经济发展需求,特别是“海峡西岸经济区”建设的急切需求,重点培养航空航天材料、先进金属材料、能源材料、光电信息材料、绿色和环保材料等领域的创新型和复合型人才。(2)强化实践创新能力培养:进一步深化实践教学改革,增加实践教学环节,支持学生科研创新活动。(3)突出学生个性化培养:引导和鼓励学生根据自身特长和社会需求选择课程、选择科研课题,在一定程度上实现个性化的专业培养模式。实施国际化人才培养推动计划,开辟拔尖人才培养的新渠道。
二、优化课程体系,推进课程改革与建设
(一)优化课程设置,完善课程体系
人才培养的质量关键在于科学合理的课程体系。我们在深入研究和比较德、日、美等若干材料强国研究型大学材料类专业本科教育的教学体系以及结合我校材料专业特点的基础上,多次修订了教学体系,对本专业课程设置进行优化,由材料科学与工程学科通修课、方向性必修课和方向性选修课等组成模块式的课程设置,形成科学的、特色的课程体系。学科通修课程是由最为重要、最为基础、最为核心的20门课程组成,新生入学后将不分方向,先修学科通修课程。从大二开始,根据个人的兴趣和爱好,结合本科生导师的建议,选择专业方向,系统学习材料二级学科的基础知识,三学年将开设若干门选修课,鼓励学生选修主修课程外的跨二级学科课程、个性课程和服务地方经济的相关课程,到了大四一学年将进行生产实习、综合实验和毕业设计等实践环节,提高学生的实践能力,为学生走上工作岗位或升学深造打下基础。
(二)重视课程建设,倾力打造材料特色的精品课程
学科通修课程纳入学校平台课程建设,要求由本专业最的教师上课,并有计划、分批次地进行规划并建设成校级以上精品课程,同时建设精品视频公开课,促进精品课程的开发与共享。目前本专业有国家精品课程材料化学导论、福建省精品课程材料科学基础以及两门校级精品课程无机材料物理性能和材料力学,同时还有5门校级平台课程建设计划,两门超星学术视频公开课。这些精品课程的课件、习题等学习资料将进一步开发出网络学习资源,实现课程开放与共享。
(三)加强教材建设,推进教学改革研究
教材是知识的载体,通过精品教材建设,体现教学内容改革和教学研究成果,提高教学质量。现已拥有8部自主编写的教材,其中《高分子科学简明教程》、《无机材料化学》、《材料物理导论(第二版)》等3部被列为国家“十一五”规划重点教材,受到广大师生的好评,并成为国内多所高校的专业基础教材。鼓励教师进行课程建设和教学方法的改革与研究,教师已承担多项教改项目,并发表教学论文20多篇,涵盖课程教学、实验教学、教学体系等内容。
三、强化实践教学环节,提高学生实践创新能力
(一)构建“全程化、多元化、多层次”的实践教学体系
我们秉承“以学生为本,以能力培养为核心”的实践教学理念,,对本专业的实验教学进行改革,将实验课与理论课分离,独立开设实验课程,增设设计性、综合性实验、科研创新性实验,实验实践实训课程比例达到28%,构建了“全程化、多元化、多层次”的实践教学体系。“全程化”是指从大一开始,实践教学贯穿始终,四个学年不间断;“多元化”是指实践教学内容以材料学科为主,且涵盖化学、物理、机械、电子等多学科,形式为课堂实验、实训训练、科研创新活动和校外实习实践相结合;“多层次”即为基本型、专业型、综合型、创新型和应用型五个技能层次的培养。
(二)完善实验教学平台,建设部级实验教学示范中心
我们重视材料科学与工程专业实验教学示范中心的建设,近两年先后投入五百多万,极大地改善了中心的实验环境和仪器设备条件,使中心成为培养材料科学与工程专业创新型和复合型人才的重要平台,目前该中心已经拥有包括材料合成、加工、热处理、形貌观察、性能测试等14个实验室,实验室使用面积1200多平方米,仪器设备总值达到一千多万元,24小时365天开放,与此同时,还将网络技术和现代材料实验教学结合起来,实现了实验数据的网络化管理和智能化实验室管理。
(三)以“天生我材创新基金”为抓手,强化学生创新能力培养
为配合特色专业的实践教学和创新人才的培养,学院拨出专用经费,启动了“天生我材创新基金”,结合“厦门大学基础创新科研基金”、“大学生创新创业训练计划”和“挑战杯”竞赛等,促进学生自主创新兴趣和能力的培养,提高学生的实践能力和创新能力。
(四)加强校企合作,在骨干企业建设一批稳定的教学实习基地
校企合作是拓展实践教学空间、提高学生应用能力的有效途径。通过校企多方位、多层次的合作,有效地解决了高校工科教育中理论与实践脱节、实验设备水平滞后于产业技术发展、封闭培养环境与人才成长过程不适应等问题。目前与中航工业集团、厦门钨业股份有限公司、厦门虹鹭钨钼工业有限公司、南平铝业、厦门翔鹭化工有限公司等多家企业建立了教学实习基地。同时,合作的企业在学院设立了专门奖学金,主要有:“鑫展旺奖学金”、 “大平―容华乃梅奖学金”、“海堡奖学金”、“OTI―利明奖学金”、“KPP鞋底科技奖学金”、“大洋气雾剂奖学金”、“三达奖学金”等,促进创新型、应用型人才的培养。
四、加强师资队伍建设,建立教学团队
(一)“点面结合”,建设一支年富力强的师资队伍
“点”上抓学科带头人和骨干教师队伍建设:利用国家“千人计划”、“闽江学者奖励计划”和学校高层次人才工程的有利条件,引进教学和科研等方面都很突出的高层次学科带头人;在此基础上,通过加强团队建设,造就一批高水平的教学科研骨干,并力争进入国家高层次人才培养计划。“面”上抓各类人员素质的普遍提高,尤其是青年教师的培养。建立和健全青年教师的培训机制和激励机制,鼓励、支持青年教师出国研修提升学历水平和国际视野;开展青年教师教学技能比赛,并实施青年教师导师制,通过传、帮、带,提升青年教师的教学科研水平。
(二)建立稳定的、年龄、结构合理、具有先进教育理念和献身教育事业精神的教学团队
采用课程组形式建制,由学科负责人担任基础课程组组长,精选具有不同学科背景的教师组成教学团队,教学与科研相结合,吸引年轻博士和博士后充实到教学团队,实现了师资队伍的年轻化、高学位化。其中材料科学基础系列课程教学团队获得福建省教学团队荣誉称号。
(三)通过“校企合作”,吸引一批骨干企业的技术高管作为兼职教师
利用与企业合作的良好关系,已聘请中航工业集团、厦门钨业、南平铝业、三钢集团、福耀集团、新加坡三达集团、烟台德邦电子材料有限公司及其他骨干企业的9位技术高管作为兼职教授,并为本科生开设短课程或系列技术前沿讲座。
五、积极开辟 “第二校园”,推动国际化人才培养
(一)加强国际间人才培养的合作与交流
推进与境内外高校、科研院所学生的互派、交流,大力支持本科生参加国际间的学术活动,提高学生的国际交流水平和国际视野。目前与美国匹茨堡大学、英国伦敦大学玛丽女王学院、日本东北大学、新加坡国立大学等境外知名高校建立了联合培养学生和学生互派的协议。每年通过国际(地区)项目合作、联合培养、短期交流等境外学习项目,选拔10~20个拔尖学生到境外大学进行短期学习交流,以此提高学生跨文化学术交流能力。
(二)建立海峡两岸高校材料学科合作机制
利用与台湾地区高校的地缘关系,积极推进与台湾高校的人才培养方面的合作,并建立了长期稳定的合作机制。与台湾大学、台湾清华大学、台湾元智大学、台湾中兴大学等多所高校签署合作协议,开展互派交流生,实行学分互认,课程互选,进行联合培养;与台湾地区高校合办新材料周,双方教师互相到对方开展材料类系列讲学、开设材料前沿的短课程及高层次的学术研讨。
结束语
经过多年的改革与建设,厦门大学材料科学与工程专业形成了鲜明的专业特色,在教学、科研、社会服务等方面都取得了良好的成就。“材料科学与工程”本科专业被列福建省高等教育专业综合改革试点专业,材料科学与工程专业实验教学示范中心2012年获批“十二五”部级实验教学示范中心。学生的创新能力和实践能力显著提高,有4个本科生项目获部级“大学生创新创业训练计划”立项,在历届国家和省级“挑战杯”大学生创业计划竞赛中多次获得金、银、铜奖,在台湾东元科技创意竞赛(国际性竞赛)中连续两次获得较高奖项――杰出奖。在厦门大学“景润杯”数学竞赛、物理知识竞赛、机械创新设计大赛等学业竞赛中屡创佳绩。人才培养效果好,毕业生认可度高。毕业生的一次性就业率达95%以上,位居学校各学院前列。
专业特色的建设是一项长期的工程。在今后的专业建设中,我们将积极以产业需求指导教学,以学科发展带动教学,以行业实践促进教学,同时进一步依托部级实验教学示范中心,搭建创新人才培养的平台,培养具有优势竞争力的应用型、复合型和创新型人才。
材料科学与工程论文:以“工程师”为培养目标的材料科学基础课程改革与实践
摘要:在“工程师教育培养计划”背景下进行材料科学基础的改革对提高材料类学生的工程实践能力、培养工程人才,有着举足轻重的作用。本文针对该课程的特点,对课程内容进行重新编排,并把课程的实验体系独立出来,突出实验课程的重要性,同时,加大网站的建设和青年教师的培养。这些改革实践极大激发了学生的学习热情及积极性,适应了工程师的要求。
关键词:人才;材料科学基础;教学改革
“工程师教育培养计划”(以下简称“计划”)是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要》和《国家中长期人才发展规划纲要》的重大改革项目。武汉理工大学材料科学基础为材料学院所有专业必修的学科基础课程。该课程是在一级学科办学的基础上阐述了组成与结构、制备与加工、性质、使用性能等材料科学与工程主要要素之间的相互关系及其制约规律。经过这几年的教学实践,我们在理解“人才”培养目标,提高学生工程应用能力和创新能力的基础上,对该课程教学方法探究等方面开展了积极的探索,积累了一定的实践经验。
一、材料科学基础课程的特点和实施“计划”的意义
1998年以前,国内高等学校普遍按照二级学科模式办学,材料类专业有无机非金属材料工程、金属材料工程等二级学科专业,其学科基础课为无机材料物理化学、硅酸盐物理化学、金属学原理等。1998年以后,根据学科发展规律,国内高等学校相继进行专业结构调整,逐步按照一级学科模式办学,武汉理工大学设立材料科学与工程专业,其学科基础课是材料科学基础课程。随着办学层次不断提高,材料科学基础课程在知识体系构造方面也逐步揉和了金属、无机非金属、高分子等材料共同的科学原理及技术基础,配合课程建设,开设了具有特色的实验教学环节。由于材料科学基础是土木工程专业学生培养计划里开设的学科基础课程,所以材科科学领域的一些基本概念、材料设计的一般研究思想和方法都随内容编排在该课程中,使得该课程显得知识点比较庞杂和零碎,由于原课程内容的编排缺乏具体的实践应用,学生难以在短时间内建立起整个课程的系统框架和掌握章与章之间的联系,有学生称该课程的课程体系正如玻璃的结构“近程有序、远程无序”这一特点给学生的学习带来不少的困扰。同时,该课程也为2005年的国家精品课程和2012年的湖北省精品资源共享课程。建立理论联系实际的课程体系,提高学生学习的积极性,进而对其他材料类专业课程进行“计划”的改革可以起到示范和指导作用,具有重要的现实意义和长远价值。
二、“计划”背景下的材料科学基础课程体系改革与实践
1.课程内容的改革与编排。在教学的过程中,我们大量的引用Wiley出版社出版的“Materials Science and Technology”中的图片对教学内容进行补充和诠释。同时,优化教学内容,强化理科基础,并在理科基础课中体现工程设计的思想,拓宽学科基础,夯实专业基础。近年来,由于材料学科发展迅速,不断有新材料及新性能报道出来且获得了广泛的应用,极大地推动了社会的发展。在课程体系中加入这些材料的介绍,从而引入相关的基础知识,使学生在学习的过程中开阔了视野并加深了对授课内容的理解。比如:在讲到Kirkendall效应的时候,我们除了解释该效应所造成的电子器件在接头焊接过程中出现的“紫灾”现象外,针对现在的研究热点之一――空心纳米材料合成,把Kirkendall效应应用在该空心结构的形成机理中,并对空心结构的形成机理进行引申归纳。在烧结这一章节内容的讲解中,我们对目前国内外出现的新材料的新烧结工艺进行了总结,对各类烧结工艺的优劣进行了对比分析。并针对具体的材料,让学生根据材料的结构和性能的要求,模拟设计其烧结工艺。我们的这些对课程体系和内容的调整,都是根据“计划”实施的目的而进行的。内容的重新编排不但坚持了课程原有内容和体系,并且从社会实际需求出发,以工程实践能力创新能力和国际化能力的培养为目标来设计的。因为,为适应工程师培养,固有的教学内容必须做适当调整。
2.课程教学方法的设计与改革。如前所述,材料科学基础课程是材料类学生必修的专业基础课程,是学生在本科阶段所学习的及时门系统的专业基础课程,该课程设计了材料的热力学、动力学及结构化学等方面的相关基础内容。如何在传授这些材料学科知识的同时培养学生的工程应用能力是保障“计划”有效实施的关键。教学方法的改革和其他教学环节的实现方式不仅要保障学生有效地掌握教学计划所要求的教学内容,确保学生的工程实践能力得到培养和提高,而且是保障课程的教学目标得以实现的重要手段。在材料科学基础的课程教学中,根据教学内容的性质和“计划”的要求,我们改革了实验及实践环节,突出了实验及实践的重要性。过去的80个学时的材料科学基础教学中包含有16个学时的实验教学。把材料科学基础实验作为一个单独的实验课程独立出去,保留72个学时的材料科学基础理论教学课程是该课程为适应“人才”教育进行的一项改革措施。材料科学基础实验课程为一周的实验课程,内容包括材料的密度、吸水率的测试、差热分析、淬冷法研究相平衡、固相反应、粘土―水系统的ξ电位的测试、玻璃的热膨胀系数等七个综合性实验,这些实验的设计及安排基本都是模拟工厂实验室的分析测试设备,独立出一周的实验课程分散在理论课程的传授过程中进行,这样的安排加深了学生对所学理论内容的直观认识,建立起了理论与实践的联系,加强了学生实践能力的培养。同时,我们加大了课程网站的建设,结合本课程的特点,网站上拥有“课程简介”、“教学大纲”、“教学日历”、“考评方式与标准”、“学习指南”,这些内容使学生明确了课程学习的目的、内容、方法和学习要求;同时,在网站上上传内容丰富的电子教案和制作精良的电子课件,可以很好地帮助学生在课下巩固课堂学习内容。除此之外,网站上还拥有练习题、自测题、试卷、考研辅导,可以让学生通过学校精品课程网站、网络学堂在线测试,通过在线交流可以课程通知,可以在线答疑和课程留言。每周课程组老师在规定的时间上网在线回答学生的问题,并批改学生的电子作业,这样安排激发了学生的学习兴趣,相对于课件提问,学生更倾向于网上答疑,这些措施有效地调动了学生学习的积极性。
3.重视师资的培养和交流。作为我校及时排获批的国家精品课程,材料科学基础课程组定期举行教学经验交流和青年教师教学竞赛,不断提高教师教学水平。每学期举行4次以上校内教学经验交流,每学年骨干教师参与校际间、校企间教学及学术交流不少于2次。青年教师积极参加各级教学竞赛,将竞争激励机制引入整个教学环节,激发青年教师不断学习、提高自身业务能力的主动性。同时,该课程组的老师已有30%已到国外进修一年以上,提高了课程组老师的工程国际化能力。
材料科学与工程论文:材料科学与工程专业人才培养方案的制定研究
摘要:从陕西理工学院实际情况出发,借鉴兄弟院校办学经验,根据教育部对材料科学与工程专业的办学要求,明确了人才培养目标为培养高级应用型人才,确定了人才培养模式,制定出了符合学校现状的材料科学与工程专业人才培养计划,并对其做了简单介绍。
关键词:材料科学与工程;人才培养;应用型
21世纪世界各国科技、经济、国力的竞争,归根结底是人才的竞争。[1]在一定程度上,国家综合实力的竞争越来越依赖新材料技术的研究成果,这就对我们培养的材料类专业人才的能力和素质提出了很高的要求。在人才培养上面临两大方面的问题:“培养什么样的人”和“怎么样培养”,即人才培养模式问题。[2]
一、找准定位,明确人才培养目标
陕西理工学院(以下简称“我校”)地处陕西南部,是一所省属地方本科高校,办学指导思想中的人才培养目标是“培养下得去、留得住、干得好、具有创新精神和实践能力的高级应用型人才”。再结合教育部专业目录中对材料科学与工程专业的人才培养要求,确定我校材料科学与工程专业的专业定位和人才培养目标为:采取宽口径、厚基础、重应用的模式,立足当地、面向陕西、辐射全国,培养能适应国民经济发展,具备材料科学与工程专业领域的基础知识和基本技能,具有扎实的人文社会科学和自然科学基础知识,具有较强实践能力、自我获取知识能力、社会交往能力和组织管理能力,具有创新精神,能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能测试等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等工作的高级应用型人才。高级应用型人才侧重于培养改造客观世界的工程师,其主要从事将科学原理及学科体系知识转化为设计方案或设计图纸并将设计方案与图纸转化为产品的工作。[3]
二、确定人才培养模式
所谓“人才培养模式”,是指在一定的教育思想和教育理论指导下,为实现人才培养目标围绕目标组织起来的比较稳定的教育活动的结构样式和运行方式。[4]人才培养模式的要素包括:专业设置模式、课程体系设置、培养途径及知识发展方式、教学运行机制、教学组织形式以及淘汰模式。应用型材料与科学工程专业人才培养模式的研究在国内已经开始,我们可以借鉴盐城工学院的成果,他们在2011年建立了“3+1”面向宽口径应用型材料科学与工程专业人才培养方案。
根据我校实际情况,我们建立了有别于盐城工学院的“2.5+1.5”宽口径应用型材料科学与工程专业人才培养方案:前2.5学年以理论教学为主、实践教学为辅,主要开设通识教育课程、工程技术基础类课程、学科主干课程、[5]部分专业选修课程、金工实习、电工电子实习及认识实习,后1.5年以实践教学为主、理论教学为辅,主要开设计算机绘图实训、课程设计、生产实习、专业实训、专业方向课程及毕业设计。使学生通过前2.5年的学习,具备较为厚实的基础理论知识和必要的人文社会科学知识,提高综合素养,为未来的可持续发展奠定基础。后1.5年的学习,一方面通过专业方向课的学习让学生学有所专,另一方面通过实践性教学环节,培养学生的工程实践能力。
三、制定培养计划
我校材料科学与工程专业在2013年9月迎来及时批学生,因此在培养计划的制定上,大量借鉴兄弟院校的作法。课题组成员一方面利用网络资源对国内开设材料科学与工程专业的一些高校进行广泛的调查研究,另外还有选择到一些办学条件、办学模式和我校相似或稍比我校优越的高等学校进行实地考察和调查研究,对所获得的各种资料、信息进行分析和研究,再结合本校特色及实际情况制定出了一套既满足社会发展、学科建设和学生个性发展要求,又符合我校办学定位的材料科学与工程专业培养计划。
1.培养目标
本专业培养能适应国民经济发展,具备材料科学与工程专业领域的基础知识和基本技能,具有扎实的人文社会科学和自然科学基础知识,具有较强实践能力、自我获取知识能力、社会交往能力和组织管理能力,具有创新精神,能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能测试等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的高级应用型人才。鉴于本专业是及时次制定专业培养方案,及时届招生人数也少,因此稳妥考虑,本专业在本次培养方案中只设置一个专业方向:无机非金属方向,但是在专业基础训练方面要实行宽口径训练,不针对无机非金属一个方向,以适应人才培养的发展趋势。
2.培养要求
本专业学生通过材料科学与工程基础理论和相关知识的学习,通过材料的制备、结构分析和性能测试技能方面的基本训练,应掌握材料的成分、制备方法与其组织结构和性能之间关系的基本规律,掌握材料设计、制备与工艺控制的基本方法,从而具有开展材料科学与工程基础理论研究、材料设计、材料性能优化、新材料开发和材料生产管理的知识和能力。可大概概括为如下六点:掌握从事材料科学与工程工作所需的数学、物理和化学等自然科学基础理论知识,掌握本专业所需的制图、机械、电工电子技术和计算机应用等基本知识和技能,掌握一定程度的人文、社会科学知识和经济管理知识,比较熟练地掌握一门外语并具有外语综合应用能力;掌握扎实的材料科学与工程基础知识,掌握本专业领域常规的材料制备、材料性能检测与结构分析技术;具有运用适当的材料科学与工程理论和实验方法来分析并解决材料生产中的实际问题的能力,具有从事科学研究的初步能力;了解新材料、新工艺、新设备和先进的材料制备与加工方法,了解本专业的发展现状和趋势;具有有效的沟通和交流能力,熟悉所属行业的方针、政策和法规;具备良好的职业道德,能自觉承担对职业、社会和环境的责任。
3.培养环节
创新型人才不仅要系统地掌握材料科学的基本理论与技术,具备材料化学相关的基本知识和基本技能,能在材料科学与工程及与其相关的领域从事工作,还要重视学生思想政治工作和学生素质培养的结合。[6]因此我们的培养环节包括了课堂教学和课堂外实践性教学环节,课堂教学为公共基础课+专业基础课+专业课,课堂外实践性教学环节为基本环节+专业环节+专业拓展环节。通过课堂教学在让学生学习人文社科、自然科学基本知识,学科专业基本、核心以及扩展知识的基础上,在掌握专业所需基本理论与技术、了解专业发展现状和发展趋势的同时,能够树立正确的世界观和人生观,掌握科学的思维方法,具有一定的人文和社科学知识。通过课堂外实践性教学环节让学生:一是具有综合运用所学专业知识和技能发现、分析进而解决生产实际中的常规问题、甚至综合技术问题的能力;二是具有一定的人际交往能力和团队合作能力;三是具有一定的创新意识且具备良好的职业道德,能自觉承担对职业和社会的责任和义务。
四、结束语
在本课题组的通力合作下,我校材料科学与工程专业的人才培养方案已然完成,在今后四年的具体实施下,我们将不断探讨和研究,为下一次能够制定出很好地服务于学生的、更合理的人才培养方案而努力。
材料科学与工程论文:材料科学与工程专业电子信息材料课程教学改革研究
摘要:针对目前《电子信息材料》课程存在的问题,对其进行教学改革。系统设计教学内容,更新教学手段,改善教学方法并加强实验教学。通过教学改革,建立适用于本校材料科学与工程专业的课程教学大纲,开发设计出生动活泼的多媒体材料,制定相应的实验课程,提高学生的实践能力。
关键词:材料科学与工程专业 电子信息材料 教学改革
我国高等学校材料专业教学体系与教学内容沿袭前苏联模式近50年, 目前,需要对这门专业课程进行改革,才能跟上时代的步伐,适应经济建设的飞速发展。在专业培养目标达成共识后,该校调整了专业课程体系、增设多门专业课。其中《电子信息材料》(48学时)为其中之一。电子信息材料不仅应用于航空航天等国防尖端领域,还广泛用于民用工业和日常生活。作为材料学科与产业中一只蓬勃的生力军,电子信息材料在当今信息和知识的年代已成为世界诸多国家重要的经济增长点[1-2]。因此增设这门专业课旨在拓宽学生的知识面, 让学生了解一些材料科学的前沿领域和发展趋势,增加兴趣, 热爱专业, 为以后的学习和就业奠定基础[3]。
1 目前电子信息材料课程存在的问题
国内院校《电子信息材料》课程历来多是为材料专业学生而开设,已形成适合其专业特点的、较完备的教学内容体系;在教学研究方面业已取得许多具有鲜明专业特色的研究成果。但由于电子信息材料本身具有:(1)内容多,涉及面广。(2)内容更新快。(3)实践性强等特点,许多院校只把其作为选修课,课程内容大多只是具有普及知识的作用,学生学后并无多大印象。而且很多学校在课程教学上存在教材陈旧、教学方法和手段单一、没有实验课等这些不利于《电子信息材料》课程发展的弊端。
2 电子信息材料教学改革的内容
结合本校材料专业特点,并考虑天津市电子材料行业的工业特色,研究适用于材料专业的《电子信息材料》课程内容体系,希望在教学内容、教学手段和教学方法上有所突破。
2.1 整体设计教学内容
结合材料学院专业课程设置的具体特点,对国内外参考教材及课程体系进行系统的调查研究, 并广泛收集材料科学领域的参考文献及近期信息,选用合适的教材制定出新的《电子信息材料》教学内容,力争在教学内容上突出以下特色:根据材料科学发展的近期动态和材料专业课程设置的现实需求, 坚持简化理论、增加应用、拓宽知识面、更新内容的基本原则。充分考虑到本课程在专业培养目标中的地位, 在内容安排、表述手段等方面进行系统设计,同时充分考虑到本课程与其它相关课程之间的合理配置和支持, 对教学内容进行整体优化。兼顾各种电子材料共性与个性的结合, 实现多学科知识的交叉和渗透。在课程内容上,我们将对材料科学的五要素模型进行讨论, 试图在材料的组成、制备、结构、性能与应用之间建立一个整体和全貌的关系;对材料的组成、结构与性能、制造工艺与方法等内容进行深入讲解, 力求彰显材料的共性。然而材料是具体品种组成的, 不同的材料具有其鲜明的个性, 所以在材料的应用、材料的比较与选择等内容中又比较兼顾个性, 以利于学生在学习具体材料的基础上, 能做到举一反三, 更深刻地了解材料的共同之处。
2.2 更新教学手段
材料科学博大精深、变化无穷, 神奇而又充满魅力。电子信息材料这门课只是其中一个分支。为此在授课过程中切实做到动之以情, 导之以趣, 制作内容丰富、生动活泼的多媒体课件。在讲授中把传统的导电材料、电阻材料,磁性材料,神奇的超导材料、激光材料, 异军突起的集成电路半导体材料等材料科学发展的前沿领域的知识介绍给学生。另外,可以购置相关的电子音像资料,使学生能更直观地了解材料的制备及应用的一些情况。
2.3 改善教学方法
(1)互动教学。教学建设要注意提高学生学习的主观能动性,教学过程中,教师应多向同学提出问题,引导同学们思考和讨论。同时注意启发和鼓励学生发现问题、提出问题。在一些章节讲完之后还要提出后续和推广问题,为学生留下思考和研究的空间。通过这些方法,能够培养学生自主学习能力和创新能力,激发学生的创新意识和独立思考能力,提高课程的教学效果。
(2)实物教学。《电子信息材料》是一门实践性很强的课程。实践性如何体现,也是使学生对这门课感兴趣的关键之一。我们采用把科研、生产中的典型材料带到讲台上,如:导电材料中的导电银浆、半导体材料中的单晶硅片、介电材料中的钛酸钡电容器、光电材料中的荧光粉、敏感电子材料中的压电器件等。让学生观看实物,并参观实验室观看某些实验的制备过程,把一些抽象的理论通过实物展现出来,加深了学生的理解,也增加了学生的学习兴趣。
(3)撰写小论文。材料的发展日新月异,除了在课堂教学中不断更新材料领域的知识外,在课外还要求学生自己查阅国内国际专业期刊上发表的文献资料,了解有关材料的发展情况,并写出学习论文。这样不仅拓宽知识面,锻炼学生的自学能力、思考能力以及创新能力,还培养他们从多方面摄取知识营养的习惯,调动他们学习的主动性和积极性
(4)参与科研。介绍本专业教师正在从事的与教学内容相关的科研项目,如,半导体发光方面、铁电材料方面、铁磁体方面等。鼓励有兴趣的学生成立科研小组,参与到教师的课题研究中,撰写科研论文,以激发学生的学习热情,使课堂上学到的知识得到很快验证和应用。
2.4 加强实验教学
电子信息材料课程是和生产实践紧密联系的课程,应该合理安排实验教学和实习教学。这对于学生基本原理的掌握和工程实践能力的培养具有举足轻重的作用。
3 结语
《电子信息材料》是一门简化理论、侧重介绍材料特点及应用的专业课,其先修课程是在材料学专业中理论性较强的《材料科学基础》和《材料性能学》,因此如何将一些复杂的理论应用在课程中并与材料的实际应用紧密结合将是本课程的主要特色之一。根据专业要求开设实验课并采用实物教学是本项目的又一特色,体现了理论与实践相联系的宗旨。这要求教师有较宽的知识面和一定的电子材料的专业背景。采用这种教学方法,可以使教师在教学中实现学习、教学、实践、科学研究的良性循环,上课时能游刃有余,学生对于这样的教学方法也会增加