時間：2024-01-04 11:52:52
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇材料科學進展，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【論文摘要本文根據上海工程技術大學材料科學和工程專業教學培養目標的特征,從課程體系和內容,教學理念,教學方法及手段,實踐教學環節改革,考核評價方式,師資隊伍建設等方面討論了“材料科學基礎”課程教改中的一些熱點新問題及教改實踐。根據我校培養優秀工程師的辦學定位,結合材料學科的發展方向,初步建立了居于“基礎適度、口徑寬廣、應用為先”標準的“材料科學基礎”課程的新教學體系,從中取得了一些較好的教改效果和經驗。
上海工程技術大學是一所以培養優秀工程師為主要目標的教學型大學。根據我校的辦學定位和特色,作為材料科學和工程學科重要基礎課程之一,“材料科學基礎”有必要在加強基礎、拓寬專業知識面和加強實踐練習等方面進行課程改革。
1課程的性質
材料科學是一門揭示探究固體材料性質規律、設計及控制材料性能的科學,其目的在于揭示材料的結構和性能之間的基本關系。探究表明,材料結構是決定材料性能的核心要素,而材料的顯微結構和材料的加工過程有密切的關系。因此,材料科學也需要探究材料在各種過程中的行為,這些過程包括加熱過程、冷卻過程、反應過程、界面過程、擴散過程、相變過程等。
“材料科學基礎”是材料科學和工程學科的主干基礎課程和核心課程,是材料科學和工程學科人才的基本知識和基本能力的重要組成部分,是本學科專業人才的整體知識結構、能力結構、素質結構的重要基石。根據我校的教學培養目標,本門課程的教學實踐必須著眼于培養未來的材料工程師,緊貼上海市發展先進制造業的需求,結合本校材料科學重點學科的發展方向,在進行材料科學基礎理論和基本技術教育的基礎上,側重進行材料開發應用、材料改性和材料加工的工程教育。
2課程教學的改革實踐
“材料科學基礎”課程建設和課程教學改革的指導思想是根據專業發展規劃,主動適應上海經濟、科技和社會的發展對材料學科專業人才知識結構和實踐能力的要求,強調理論和實踐結合,在寬專業知識面上對學生進行綜合素質的提高,培養既把握材料科學和工程基本原理,又通曉材料制備和加工、組成和結構、性能和應用等系統知識的寬專業人才。作為材料學科最為基礎和重要的平臺課程,“材料科學基礎”在學科知識構建中起著“基石”的功能,其教學內容的設定、寬度和深度決定著學生培養中有關材料學知識的基礎深度和知識面的廣泛程度,并影響著后續課程的展開、實施及教學效果。本著“基礎適度、口徑寬廣、應用為先”的教學原則,我們對課程教學目標、課程體系和內容、實踐教學環節、教學方法和手段、考核評估等方面進行了教學改革的實踐。
2.1課程教學目標
作為應用型本科材料專業的基礎課程,“材料科學基礎”課程的教學目標具有多重指向性。一方面,應打下材料科學和工程領域的基本理論基礎,為學習材料專業其他知識做預備,同時也為部分學生進一步深造做預備,為此要根據不同學生的情況,有區別地加以培養;其次,要注重培養學生運用基礎理論分析和解決實際新問題的思路和能力,把握材料科學和工程學科的思維方法,為今后自學材料領域的相關知識打下良好的基礎;最后,根據社會經濟的發展需求,強調學生對材料科技進展和人類文明及經濟發展關系的認知,能從價值工程的角度研發、選擇和應用材料,從環境保護和可持續發展角度評價使用材料。
2.2課程體系和內容
在課程體系上,貫徹“基礎適度、口徑寬廣、應用為先”的課程體系改革原則,在保持金屬材料為主的專業特色的基礎上,全面介紹了金屬材料、高分子材料、陶瓷材料及復合材料的共性和個性特征,在材料科學理論模型的介紹上盡量拓展其適用的材料范圍,如晶體結構,位錯模型,界面結構模型等。教學內容的取舍以“精、寬、新、用”為原則,從材料科學和工程的基本原理出發,以固體材料結構為重點,從微觀、宏觀、物質內部、表面和界面、靜態及動態過程等不同層面角度,闡述固體材料結構、結構缺陷及變化規律,以及固態材料的相平衡、相圖、擴散、相變等,在材料應用方面,結合材料科學的理論內容,介紹相關的新材料、新工藝,如納米材料、功能材料的最新進展,使學生對材料組成和物質結構的內在聯系、材料結構和性能間關系有系統的理解和把握,為今后相關專業課程的學習打下扎實的寬專業口徑的理論知識基礎。
2.3實踐教學環節
在加強實踐的教學改革中,采取實驗教學課程建設和學院平臺實驗室建設相結合的方式,推進課程實踐教學的全面提高。材料科學基礎的實踐教學環節分為兩個部分,一是課內實驗,現配置了16學時的實驗課,二是單列了一門“材料科學綜合實驗”課程,時間布置為連續的3周。針對課程教學目標和教學內容改革的要求,重新討論制定了課內實驗內容,加大綜合性實驗的比重,如金屬塑性變形和再結晶綜合實驗、金相分析綜合實驗等,編寫了新的實驗教學指導書。課內實驗以學生材料學基礎技能練習為目標,如金相試樣的制備、金相組織觀察、材料塑性變形過程組織變化的特征,強調對不同材料顯微結構基本特征的把握。材料科學基礎綜合實驗課程的主要目的是通過一個完整的實驗過程,包括明確實驗目的、設計實驗過程、實施實驗和分析實驗結果,培養學生材料科學和工程的基本素養,提高實驗動手能力和分析、解決新問題的能力,進一步鞏固對材料科學基礎核心內容,即“材料結構決定材料性能、材料加工過程和材料結構密切相關”的認知。課內實驗和綜合實驗內容互為補充、相益得彰,取得了新教學培養模式的良好的教學效果。
2.4教學手段和教學方法
在課堂教學和課內實驗教學實踐中,充分利用多媒體教學手段,自編CAI多媒體課件,在有限的學時內最大限度的發揮多媒體教學的應用效果。一些實驗室目前難以實現而對學生的學識教育較為重要的內容也通過多媒體形式使學生有一個較為直觀的熟悉。和此同時,還對教學方法進行了相應的改進,授課力求重點突出、邏輯清楚,強調教學互動,提倡師生間平等討論,倡導探索性和探究性的學習方法,達到理論融會貫通的目的。
2.5考核方式
在課程建設過程中我們對課程的考核方式也進行了深入的討論,大家認為合理的考核評價制度應該以提高學生的綜合素質為主要目標,為此有必要改進傳統的閉卷考試形式,避免“一考定終身”的方法。對此我們正在探索一種更為全面均衡的考核方法。具體考慮為將平時作業、實驗報告、小論文、隨堂考試和期末考試相結合的方式。重視對平時學習過程和階段學習效果的評價,將上課聽講和課堂交流、作業習題解答的獨特性及完成質量列入考評,鼓勵學生自主學習、創新學習,鼓勵學生發表有自洽性合理性的不同見解。在階段學習后,設計一些隨堂考試卷,隨堂考試答應學生參考課堂筆記和教材,但每個學生必須獨立完成試卷,重點考查學生對基礎知識的應用能力,檢驗學生分析解決新問題的能力。將實驗報告作為獨立考查的重要部分,注重培養學生獨立完成實驗并撰寫規范的實驗報告的能力,檢驗和評價學生的動手能力和創新思維能力。適當調低期末考試在學生學業成績中的權重,例如由原來的70％降低到50％或更低,試卷內容要充分體現教學大綱的基本要求,重點考查學生的臨場應變能力,對基本知識的把握、熟練和提煉的程度。
2.6師資隊伍建設
課程建設主要依靠教師推動。近年來,我們以全面提高教師隊伍素質為中心,以培養優秀年輕骨干教師為重點,在職教師再培訓和引進高素質人才并重,著眼于學科可持續發展的需求,建設一支結構優化、素質良好、富有活力、具有創新能力的高水平的教師隊伍,取得了很大成效。教師隊伍的科研和工程實踐能力有了極大的提升,在“材料科學基礎”教學團隊中,有校學科帶頭人、上海市曙光學者、校青年學術骨干等,科研及學科建設的成果反哺教學的結果,促進了學生科研實踐能力的提高和材料工程意識的形成。教師團隊通過公開課觀摩學習,加強教學法探究,極大地提升了教師整體的業務水平和教學效果。
3結語
作為上海市重點課程建設的“材料科學基礎”正在我校材料學院相關專業范圍內進行教學實踐,在課程目標、課程體系和內容、實踐教學環節、教學手段和方法、考核方式改革等方面進行了探索實踐并取得了一定的成績。課程建設下一步的工作重點將放在網絡教學平臺建設上,以進一步提高教學效益和教學質量。教育教學改革是一項永無止境的事業,只有通過對學生培養的各個環節進行更具體的探索和調查探究,不斷地實踐以總結其中的經驗教訓,才能逐漸探索出一條適合于應用型本科材料專業人才培養的成功之路。
參考文獻
[1師昌緒.跨世紀材料科學技術的若干熱點新問題[J.自然科學進展,1999,(1)摘要:1-12.
[2楊雄.材料科學基礎.實驗課程的改革和實踐[J.科教文匯,2006,2摘要:81.
[3郭齊勇.大學的教育理念和目標[J.中國大學教學,2002,10摘要:18-20.
關鍵詞：材料科學與工程專業；培養模式；課程體系；創新人才
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）41-0216-02
面對21世紀的挑戰，如何加強學生創新能力的培養，已成為我國當前高等教育改革的重要課題。隨著社會經濟發展和科學進步的需要，多學科已交叉滲透到與材料制備、結構、性質和應用各個領域。在科學技術高速發展，各種材料不斷創新涌現，產業化的背景下，材料科學與工程專業以“寬專業、厚基礎、高素質、重實踐、強能力”原則，深化改革“材料工程應用復合型專業創新人才”培養方案，突破專業個性培養模式的約束。精心設計課程體系是實施創新教育的關鍵，是培養具有創新能力人才的核心環節，也是培養復合型人才的最有效途徑之一。目前，“大材料”學科相互交叉滲透融合已成共識，專業課程卻內容相對陳舊，邏輯和結構銜接不夠緊密；設計性、綜合性、創新性、開放性實驗相對較少，支持專業培養目標的力度不夠等問題日益凸顯。在此背景下，本專業以材料的材料制備/加工、組織結構/成分、性能、應用四個要素及其相互關系為基礎，構建專業核心課程群、專題選修課群、工程實踐課程群為基本框架的課程體系。
一、整合課程內容，構建專業核心課程群
材料科學與工程專業培養計劃從2007年開始，以全面系統的知識學習和綜合思考能力培養為主，以材料制備/加工、組織結構/成分、性能及應用等四要素及其關系構成的材料學科共同基礎知識作為重要的教學內容，構筑了“理論教學、實踐教學、科學研究三個維度基本框架的新型課程教學體系”。目前，貴州大學材料科學與工程專業設置了“金屬材料”、“材料壓力加工”方向課程。為了滿足“寬專業、厚基礎、高素質、重實踐、強能力”的培養目標，材料科學與工程專業按金屬材料、材料壓力加工二個方向的共同的或相近的學科基礎、科學內涵、研究方法與研究設備，設計專業核心課程群，體現“大材料”學科共同的知識體系。如《固態相變》與《熱處理工藝學》整合成《熱處理原理及工藝》，《材料分析方法》與《材料物理性能》整合成《材料現代研究方法》，融入CAD、Origin、Matlab等軟件組建新《計算機在材料中的應用》課程等；構建6～8門具有基礎性、系統性、發展性特點的“專業核心課程群”（圖1）。專業核心課程群以材料科學基礎作為主線，安排各門課的教學內容，既相互銜接、循序漸進，又各有側重、特點突出。便于學生學習材料共性規律，掌握有關材料及其關系構成的材料學科共同基礎知識。鼓勵教師把科研項目涉及核心課程相關的基礎原理理論引入課堂教學，幫助學生樹立完整、基本的知識觀念，最大限度地拓展學生的知識結構，是培養應用復合型專業人才的重要組成部分。
二、設置專題選修課群，適應學生個性發展
加強理論基礎同時，適當拓寬知識面，注重培養學生適應社會多樣化、復雜化的能力。根據地方經濟發展需求和學生個性發展，結合材料科學進展、專業教師科研特色，本專業在培養方案個性課程模塊中設置“專題選修課程群”，讓學生拓寬渠道獲取更多學科專業知識，各得其所、各展其長，完善學生的知識結構系統，滿足學生個性發展。學生根據其興趣、未來發展、就業需要，自主選擇相關課程。具體措施是：確定3～4個重點學術方向，每一方向下設置由3～4門課程組成的專題選修課程（圖2）。學生可選擇進入其中一個方向學習相關專業課程，使學生在熟悉共性知識基礎上，掌握一種在國內處于領先水平的材料制備及組織控制技術。從而培養學生運用寬口徑專業基礎知識解決具體實際問題的應變能力和素質，提高學生適應知識經濟社會的能力。
三、強化工程實踐課程群，培養學生創新能力
實踐課程是理論教學的延續。實踐課程群主要包括《綜合實驗》、《認識實習》、《生產實習》、《畢業實習》、《畢業論文（設計）》及《綜合素質拓展》等課程。為了進一步增加實驗教學的綜合性、研究性、設計性、先進性，對專題實驗1、2、3內容進行整合，開設《綜合實驗》，強化學生創新能力和實踐能力。專題實驗1中驗證性、演示性實驗設計成綜合性實驗；專題實驗3中引入3個教師科研項目創新性實驗。鼓勵學生積極參加國家數學建模比賽、省級節能減排設計研究、校級SRT計劃等素質拓展活動，培養學生專業素質技能和實踐創新的能力。校外實習基地涵蓋材料制備—過程處理—組織觀察—性能測試—應用的生產流程，可以滿足各種實習教學的要求。引入電化教學等改革手段，學生能在短時間內吸收消化更多學科知識，掌握專業實習重點、難點，提高了實習質量。畢業論文采用“本科導師制”，選定基地技術人員或專業老師為導師，讓學生提前進入導師課題組，熟悉設備操作，以不同的企業生產問題或科研課題內容加以培養創新能力。
從自身實際出發，材料科學與工程專業構建了應用復合型創新人才的課程體系。課程體系實施是一項系統工作，不可能一蹴而就，還需強化試驗平臺建設、教學改革、師資建設，課程評價體系等措施，才能確保其順利實施和有效運行。
參考文獻：
[1]葉運生，姚思源.素質教育在中國[M].成都：四川人民出版社，2001：23-47.
[2]余世浩，歐陽偉，尚雪梅，等.材料成型專業應用型創新人才培養的研究[J].理工高教研究，2010，29（6）：83-85.
[3]鄧小民.以學科平臺建設為基礎培養學生創新能力[J].安徽工業大學學報，2006，23（3）：17-18.
[4]鄒麗霞，花明，黃國林，等.“化學工程與工藝專業”復合式應用型人才培養模式的研究[J].化工高等教育，2008，25（1）：15-18.
[5]林金輝，曾英，龍劍平，等.材料與化學化工類本科專業課程體系和實踐教學體系的改革與構建[J].化工高等教育，2011，28（6）：24-27.
[6]蔣淑英，孫永興，黃萬群，等.“材料科學與工程”學科建設與發展[J].科教文匯，2009，（22）：198，223.
[7]林金輝，汪靈，邱克輝，等.材料科學與工程專業的課程體系和實驗教學體系建設[J].高等教育研究，2007，24（6）：54-56.
[8]張曉燕，梁益龍，李遠會，等.材料科學與工程專業的實踐教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2008，27（11）：98-100.
關鍵詞： 《材料科學基礎》 教學改革 教學方法
《材料科學基礎》是材料類專業的一門重要專業基礎課，內容涉及材料的晶體結構與缺陷、材料的形變和再結晶、金屬和合金的相圖等知識，具有概念多、內容抽象、學科知識面寬等特點，與生產實際緊密聯系。
“老師難教、學生難學”是課程教學中反映出的最突出問題，堪稱“天書”[1]。傳統教學中，教師采取板書為主，結合課外輔導的教學方法，很難達得最佳的教學效果；學生方面，更是感覺課程枯燥、難理解和記憶、應用知識解決工程實際的能力相當薄弱，由此產生抵觸心理，逃課現象時有發生。為此，各高校對該課程的教學改革與課程建設都進行有益的嘗試[2]。本文從教學內容、教學方法與教學手段等方面進行了改革探索和實踐，激發了學生學習熱情，提高了教學效率，極大改善了教與學的尷尬境地，使教學相長。
1.優化、更新教學內容
根據材料類專業的培養目標和課程特點，選擇胡賡祥、蔡珣主編的《材料科學基礎》（上海交通大學出版社）作為課程教材。經典的材料科學基礎理論是教學重點，因此在內容設置上體現課程基礎性特征，讓學生系統掌握各個知識點，重點、難點要講透，既注意與學生以前所學過的基礎知識的銜接，又要避免重復，使學生容易接受新的知識，順利完成新舊知識的過渡，打消抵觸心理。該課程的基礎性強調材料的共性規律，故打破不同材料之間的界限，對不同理論體系加以整合，針對材料多樣性，尋求各種材料的共性。
其次，在講授材料科學基礎內容時，緊跟時代步伐，將材料科學的發展前沿與最新成果融入課堂教學：如引進納米新材料和環境材料等新知識，引導學生關注這些新領域、新發現、新課題，開闊眼界，啟迪思維，激發學習興趣[3]。同時，根據我校的特色，嘗試將教師的科研成果融入課堂教學，有重點、有針對性地引入諸如用于農業機械材料中的合金、用于農藥廢水處理的光催化材料、新型高分子材料農用地膜、海洋功能材料等知識，增強了教學的時效性，使學生感覺學有所用，并加強了理論知識與生產實際的聯系，達到了很好的教學效果。
2.豐富教學方法，構建互動式教學模式
新的教學理念倡導教師是教學活動的組織者和服務者，學生是學習活動的主角，是課堂的核心，一切教學活動都應圍繞學生的學習展開。因此，在教學過程中，改變傳統“注入式”教學模式，采用互動式教學模式。一方面，教師轉變教學理念，由重講授轉變為重指導，在教學方法上注意由慢到快，由詳細講解到主要講重點、難點與思路，采用啟發式、研討式教學方法積極調動學生思維，激發學生學習興趣。如借助生活中“下雪不冷化雪時冷”的現象，引導學生學習金屬凝固時放出結晶潛熱的知識；在學習鐵-碳相圖時，啟發學生采用比較與總結的方法，聯系以前所學的二元金屬相圖知識，使學生溫故知新，并對所學知識進行自我整合，提高自主學習能力，又能使教師了解學生對知識的掌握情況，及時應對[4]，[5]。
另一方面，教師進行換位思考，設身處地地站在學生角度上考慮問題，把握學生心理，關注學習態度，進行人文關懷，營造輕松的課堂氛圍，構建新型的師生關系。課堂上針對難以理解或易混淆之處，師生之間可以采取講、讀、問、辯等方式，通過共同努力尋找到答案；課后通過集中答疑、電子郵件、QQ、飛信、電話等形式，與同學進行平等廣泛交流，解決學習中的疑難問題。教學實踐表明，平等的師生關系、輕松和諧的教學氛圍，能夠引發學生對老師的興趣，進而引發對課程的興趣。
3.糅合多種教學手段，全面優化教學過程
首先，將傳統板書與多媒體技術結合，彌補板書在時空上的不足，使抽象的知識形象化，容易被學生接受，同時能夠增加課堂信息量，開闊學生眼界，開闊思維。對于多媒體授課內容，教師結合課程特點和學生層次，仔細鉆研課程內容、教學方法和課件設計，并借鑒網絡課件，使授課內容更有目的性、針對性，幫助學生理解和掌握抽象的理論知識。如在講解“材料的凝固”時，用板書推導關鍵理論公式，給予學生充分的理解時間；對于金屬的凝固過程、位錯的滑移過程等知識點，則采用圖片、動畫或插播媒體文件展示變化過程和變化結果，直觀形象地幫助學生理解和記憶，同時輔以設問、置疑等手段，鼓勵學生參與討論，體現教學互動。
其次，充分利用學校網絡教學平臺，完善網絡助教、網絡助學，建立教學互動平臺。教師將授課計劃、電子教案、多媒體教學課件、視頻等全部上網，通過“網絡答疑”解答學生的疑問，了解學生的學習進展和對教學工作的建議，及時調整更新教學資料和教學方法；學生則在老師指導下，以網絡為媒介進行自主學習。這樣網絡助教促進了教師自身素質的提升，網絡助學提高了學生的自主學習能力，有效解決了以前教學分離的問題[6]。
4.強化實驗和創新實踐環節
《材料科學基礎》是一門以基礎理論和工程實踐緊密結合為特征的學科，實踐教學不僅能有效鞏固理論知識，優化知識結構，擴大知識面，開闊視野，而且能使學生在實踐中充分發揮自己的想象力和創造力，建立大工程的背景和意向[7]。因此，結合理論教學，設置了基礎性和綜合性實踐兩類實驗環節。前者使學生驗證已學過的理論，加深對知識的理解；后者培養學生綜合應用知識設計實驗、解決實際問題的能力，獲得書本以外的知識和技能。
在實踐創新性環節上，通過豐富網上教學資料、設置課外小組研究等環節，結合課題組開設的《創新實踐》課程，對學生創新與實踐從思維上進行相應培訓，積極進行教學實踐活動激發學生的創新意識，實現部分學生的個性化培養。同時，鼓勵學生積極申報“挑戰杯”大學生創新教育項目，通過參加創新實踐，培養學生的動手能力、科研創新能力和組織協調能力，為將來的工作學習儲備一定的實驗技能。
《材料科學基礎》課程教學改革必須堅持以學生為本，與時俱進，不斷充實和完善教學內容，創建新型的教學互動模式，充分利用先進的教學手段，激發學生自主學習意識并提高學習能力，實現教師、學生的相互促進與共同發展。
參考文獻：
[1]孟利，楊平，陳冷等.新形勢下材料科學基礎實驗教學的實踐與思考[J].中國冶金教育，2010（02）：45-47.
[2]王晴，冉坤，賈竟航等.材料科學基礎課程教學改革的探索與實踐[J].沈陽建筑大學學報（社會科學版），2012，14（02）：214-217.
[3]王卷剛，尚云麗.基于材料化學專業《材料科學基礎》課程研究與實踐[J]，焦作大學學報2011，2：86-88.
[4]寧向梅，李謙.材料科學基礎課程教學改革與實踐[J]，中國現代教育裝備，2009，14：70-72.
[5]王書亮，胡志彪.《材料科學基礎》的教學實踐與方法探討，湖北函授大學學報，2011，24（12）：100-101.
[6]王永東，王振廷，李柏茹等.《材料科學基礎》多媒體課件教學應用研究[J].廣州化工，2012，40（04）：110.
英文名稱：Transactions of Materials and Heat Treatment
主管單位：中國科學技術協會
主辦單位：中國機械工程學會
出版周期：月刊
出版地址：北京市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1009-6264
國內刊號：11-4545/TG
郵發代號：82-591
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1980
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
中科雙效期刊
聯系方式
期刊簡介
《材料熱處理學報》（月刊）創刊于1980年，中國機械工程學會主辦，中國機械工程學會熱處理分會和北京機電研究所承辦的全國性學術期刊。收錄情況：全國中文核心期刊，中國期刊方陣－雙效期刊，中國科技論文統計源期刊，中國學術期刊(光盤版), 中國核心期刊（遴選）數據庫（萬方數據庫）、中國期刊網全文收錄期刊等。
Ei(工程文摘), CA（化學文摘）, MA（金屬文摘）, EMA（工程材料文摘）AIA (鋁工業文摘)，JICST (日本科技文獻速報)，Scopus,Corrosion Abstracts（腐蝕文摘）等收錄期刊。
主要刊登各類材料（包括金屬與非金屬）的化學成分、組織結構、力學性能、物理化學性能的理論、材料加工、質量控制檢測和計算機在材料科學中的應用等方面的學術論文和科研成果，國家基金、省、部級基金資助項目研究論文及行業科技信息等，特別是材料科學與工程領域具有創新性、高水平的原創性學術論文及反映學科最新進展的重要綜述文章。同時刊登國內外科技成果轉讓、材料熱處理工藝裝備推廣等各類信息。
關鍵詞：材料性能；調研；現狀；建議
作者簡介：張騁（1963-），男，山東萊蕪人，上海應用技術學院材料科學與工程學院，教授；丁學強（1989-），男，山東青島人，上海應用技術學院材料科學與工程學院碩士研究生。（上海 201418）
基金項目：本文系上海市教委2011年度重點課程建設項目——材料性能的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）02-0133-02
“材料性能”是材料科學與工程專業的核心專業課程，同時也是一門技術性實用性很強的專業基礎課。[1]課程講授內容涉及材料的各種性能，包括力學性能、熱性能、光性能、磁性能、電性能等。課程旨在讓學生通過學習掌握各種主要性能的基本概念、物理本性、影響因素及主要性能指標；了解生產過程、材料結構與材料性能之間的關系；基本掌握改善或提高材料性能指標、充分發揮材料性能潛力的主要途徑。同時使學生對材料性能的測試原理、方法及相關儀器設備有所了解，以培養學生具有合理的選材用材、開發新材料的必要的基礎知識和基本技能。[2]本文通過對全國部分高校進行調查研究，比較當前我國主要工科院校本科“材料性能”相關課程的開課現狀、分析存在的問題并提出相應的建議，推進上海應用技術學院（以下簡稱“我校”）的“材料性能”課程建設工作。
一、調研對象與方法
1.調研對象
共調研了59所國內高校，包括部分985院校和一些材料類專業開設較好的高校，比如：清華大學、上海交通大學、華中科技大學、吉林大學、四川大學、中南大學、西北工業大學、北京科技大學、武漢理工大學、南京理工大學、上海大學、昆明理工大學、青島科技大學等。
2.調研方法
（1）資料搜集。采用網上信息采集和詢問在校師生并用的方法。網上信息采集主要是訪問各高校網頁，查找本科生培養計劃和課程表，獲取各高校此類課程的開課專業、課程名稱、開課學期、學時、使用教材。
（2）數理統計。將調查數據進行歸納，完成相關的統計分析。
二、結果與分析
1.“材料性能”相關課程的開課情況
從圖1可以看出，在調查的高校中有49所高校開設相關課程，占總數的83.05%，未開設相關課程的高校占16.95%。其中985高校占開設相關課程總數的44.07%；其余高校占開設相關課程總數的38.98%。由此可以看出，國內高校大多都開設“材料性能”相關課程。
2.“材料性能”相關課程開課學期
從表1可以看出，在通過調研獲得開課學期的高校中，有84.85%的高校選擇在大三學年開設此類課程，只有15.15%的高校選擇在第四學期或第七學期開設此類課程。在985高校中有81.82%的高校在大三學年開設此類課程，其余高校中有90.91%的高校選擇在大三學年開設此類課程。由此可以看出，大多數高校對于此類課程建設的設想是相同的，即在充分學習基礎大類專業課的基礎上學習材料性能相關課程。只有很少的高校在第四學期或第七學期開課。在第四學期開課，學生要同時學習幾門專業基礎課，學習任務較重，可能對于大量知識的掌握不牢固，不能很好地運用。在大三學年開課是大多數學校的選擇。此時，剛剛授完“材料科學基礎”和“材料力學”等基礎大類課程，為學生學習材料性能相關課程做好了知識的鋪墊。但是在大三學年學生的上課積極性和學習主動性下降，課上學習效率不高，特別是在第六學期開課時學生面臨考研復習的壓力，上課效果不好。
3.課程面向專業及開設課程種類
在開設材料性能相關課程的高校中，有32所學校將相關課程作為材料科學與工程大類專業的基礎課程，占開課學校的54.24%，其余學校開設的課程具有針對性，是特定方向的相關課程，比如廈門大學無機及金屬方向的“材料物理與力學性能”；上海大學金屬材料工程專業的“金屬物理性能”和“金屬力學性能”等。有8所學校開設“材料性能”，其余開課高校大多將此門課程分成材料物理性能和材料力學性能分別授課，或者只講授其中之一。由此可以看出，雖然材料性能相關課程基本每所學校都上，但是并不是每所學校將兩種性能都看重。比如有的學校的材料專業前身是金屬材料專業，那么在建設材料性能學相關課程時會突出或者只講材料的力學性能。
4.“材料性能”相關課程的開課學時
在開設相關課程的高校中只有4所高校的相關某一課程的學時少于32學時，都是實驗課。其余高校的相關課程都不少于32學時，材料的物理和力學性能全部授課的總學時不少于54學時。“材料性能”是一門理論性和實踐性很強的課程，其內容寬泛，知識抽象，難懂難記。只有在保證充足學時的前提下，老師才能講解清楚，學生才能很好地掌握。
三、結論和建議
1.結論
“材料性能”屬于材料科學與工程一級學科主干專業課。它的任務是讓學生通過學習“材料性能學”，進一步掌握材料的各種性能及其與成分和結構的關系，掌握改善或提高材料性能指標、充分發揮材料性能潛力的方法，掌握材料或機件失效的基本分析方法，從而使學生具備必要的材料類知識和技能。此類課程是材料類學生的必修課程，可以為學生以后的進修打下牢固的基礎，對于各高校建設好材料專業不可或缺。但是從調查的結果看，我國高校此類課程建設還存在一些問題，比如：大多數學校只對定向專業的學生講授此類課程；實驗內容單調，不能及時開設相對應的性能測試實驗項目，影響教學效果。
2.建議
（1）對教學大綱進行修訂。對于一部分高校，材料性能的講授往往注重于某一性能或某一特定專業方向（無機非金屬材料、金屬材料等），不能涵蓋所有的材料性能。為了滿足大類教學的需求，選定的教材應既能包含所有材料性能的基本知識、基本理論，又能起到拋磚引玉、引導提高的作用。[3]同時各高校要結合本校材料專業的傳統優勢和特點，合理分配各性能的授課學時。另外，“材料性能”中涉及到高分子材料相關性能的較少，為了提高這個方向的學生的學習積極性，可以在本課程中相應增加高分子材料相關基礎內容或者預先開設高分子材料的基礎課程。
（2）更新和完善教學課件。近些年，材料科學與工程發展迅速，表現為：傳統材料不斷改進和完善，新材料競相問世。[4]此時如果還一味的按照教材的知識講授相關性能將不能滿足教學要求，這就要求授課老師關注材料發展動向，將出現的最新進展和各種先進性能引入課堂。此外，將材料性能學的授課內容與與歷史上的重大事件和事故相結合，與任課老師的科研生產經歷相結合，激發學生的學習興趣。[5]
（3）合理組織教學隊伍。一支職稱、學位、專業方向及年齡結構合理的教學隊伍是教學成果和課程建設質量的重要保證。[2]“材料性能”課程所涉及的知識廣泛，只靠一位教師教授已不能滿足教學需求，因此需要建設一支由各個專業教師組成的教學團隊，在授課內容上各自發揮所長。
（4）改進實驗教學。實驗教學的目的是使學生能夠更好地理解和鞏固所學知識，對于理工科的專業尤為重要。[6]課程建設中要不斷完善實驗教學內容，使之與學生所學知識相對應。各高校的實驗條件不盡相同，可以根據學校實驗中心所擁有的實驗設備對所開設的實驗項目進行優化，以求盡可能地包括“材料性能”教學內容所涉及的全部“性能”。
參考文獻：
[1]李逸泰.《材料性能學》課程教學方法探討[J].廣西大學學報，
2006，（28）：225-226.
[2]田中青，李暉.“材料性能學”課程建設中存在的問題及應對措施[J].科學文匯，2009，（10）：50.
[3]李新梅.《復合材料學》課程教學內容與教學方法探索[J].科技創新導報，2011，（15）：137-139.
[4]馬向東.《材料物理性能》課程建設與教學改革研究[J].科技創新導報，2011，（19）：193.
關鍵詞：專業綜合實驗；教學改革；自助式；材料類專業
實驗教學是高校教學工作的重要組成部分，與理論教學相輔相成。材料類專業是實踐性很強的專業，實驗教學對該專業大學生創新能力、動手能力的培養具有重要意義。近年，許多高校對材料類專業實驗教學進行了改革，開設了各種模式的綜合型實驗， 取得了一些富有成效的經驗。中原工學院專業綜合實驗課程是材料科學與工程專業、材料成型與控制工程專業教學計劃中一個重要的實踐性教學環節，屬于獨立設置的實驗教學必修課，目的是使學生運用所學專業知識和技能，綜合處理實際工作中遇到的問題，提高解決實際問題的能力，為以后從事金屬材料的生產和科研奠定基礎。
中原工學院材料類專業從2007級學生開始，獨立設置專業綜合實驗課程。實驗項目是給出一系列機械零件名稱及所用的材料，提出技術要求，要求學生自由選擇題目，根據題目要求制訂熱處理工藝方案，并完成相應的組織與性能檢測。專業綜合實驗的開設，雖然在一定程度上增強了學生的創新意識與實踐能力， 學生的自主設計、自主學習能力都有所提高， 取得了一定的教學效果，但學生的積極性、主動性及創造性未能得到充分發揮。為此，課程組對專業綜合實驗教學進行了改革，結合工程實際生產與教師的科研項目，增加了一些新的實驗項目，提出了專業綜合實驗“自助式”實驗教學模式，經過3年實施，取得了良好的效果。
一、“自助式”實驗教學特點
“自助式”實驗教學是指在實驗教學中，以學生為主、教師為輔的教學方法，即以學生為中心，教師圍繞學生的思路進行輔導教學，由學生根據自己的意愿、興趣完成整個實驗過程。學生自由選擇實驗項目、儀器設備，自主設計、實施實驗方案，獨立獲得實驗數據、完成實驗報告。在整個實驗過程中，教師僅提供實驗項目，提出實驗要求，進行必要的指導，充分發揮了學生的自主性和能動性。
“自助式”實驗教學具有以下特點及作用：（1）實驗項目數量充足，學生可以根據自己的專業興趣選擇題目，有利于提高學生學習的積極性和主動性。（2）一個實驗項目一般由3～5名學生共同完成，大家相互討論制訂實驗方案，分工合作，共同完成整個實驗，有利于培養學生的團隊精神、協調能力及組織能力。（3）實驗方案及實驗過程由小組學生自主完成，能夠培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力及創新能力。（4）實驗設備由學生自己選擇，設備的參數由學生自己調試，有利于培養學生嚴謹認真的工作態度和實踐能力。（5）“自助式”實驗不同于以往的簡單驗證性實驗，具有綜合性、設計性和創新性。一個實驗不僅需要以前學過的知識，而且需要一些未曾接觸過的新知識，需要學生去查閱相關資料，有利于培養學生綜合運用所學知識解決問題的能力及查閱文獻資料的能力。（6）學生自選項目多樣，涉及的知識比較寬泛，需要指導教師有寬廣的知識面，這樣指導學生才能得心應手。
二、專業綜合實驗教學內容的設計
專業綜合實驗作為中原工學院材料類專業的一門課程，注重對學生進行綜合技能的訓練，培養學生獨立分析、解決問題的能力。
選題是綜合實驗的第一步。在選題時，應充分考慮實驗內容與理論課程的關聯性，依托理論課程體系的學科基礎課、專業課和專業方向課平臺構建相應的實驗體系。同時，緊密結合各專業當前的發展方向，注重選題的新穎性。綜合實驗的題目可以與實際生產相結合，也可以與教師的科研課題相結合，還可以由學生自己提出，老師審定。每一實驗項目的設計都以某一零件的材料選擇為主線，綜合運用了多門理論課知識和多項實驗技能。經過近幾年的實踐，最后精選出三個方向的實驗項目（每個方向的實驗項目都有具體的實驗內容及要求）：（1）常用機械零件的熱處理及組織與性能分析，要求每個小組在所給的零件中任選其一，然后進行組織和性能分析。（2）等離子表面改性處理及組織與性能分析，要求每個小組在給定的基體材料、熔覆粉末及處理方式中至少選擇一種基體材料、一種處理方式，若進行熔覆處理只選擇一種粉末，先進行表面改性處理，然后分析其組織和性能。（3）合金的設計與熔煉及組織與性能分析，要求每個小組在給定的材料中熔煉一組不同成分的合金，然后分析其組織和性能。每個實驗題目由3～5人為一組完成。學生可以根據自己的意愿和專業知識興趣選擇實驗項目，指導老師只提出最終實驗要求。這樣的實驗項目內容設計要求學生能夠將材料科學基礎、材料性能與檢測、金屬材料及熱處理等相關理論知識結合，達到理論知識的有機融合；將熱處理工藝操作技術、金相試樣制備技術、金相組織攝影及分析技術、相關性能測試技術等相關實驗技能結合，達到實驗技能的有機融合。通過這樣的實驗項目，可以達到對學生進行運用理論知識，提高實驗技能、分析能力、實踐能力、創新能力和工程意識綜合訓練的目的。
三、專業綜合實驗教學的組織與實施
專業綜合實驗教學時間為2周， 主要安排在大四上學期，在學生學完全部專業課并具備了基本實驗技能的基礎上開設。具體做法是：學生自由組合成小組，每個小組選擇一個題目，由小組擬定實驗方案，獨立操作與分析判斷實驗結果，寫出實驗報告，最后進行匯報答辯。如果學生選擇一個具體的零件，就要按照零件的技術要求，進行合理選材，安排加工工藝路線，畫出熱處理工藝曲線，明確如何檢測熱處理后的組織和力學性能。經指導教師審閱合格后，學生才能進入實驗室做實驗，按照制定的工藝路線進行熱處理，制作金相試樣觀察組織并測試、分析材料的性能，比較處理前后材料組織性能的變化及其規律。整個實驗由學生獨立完成，由學生自主查閱相關資料、確定實驗工藝、處理實驗數據、分析實驗結果。
在實驗過程的組織和實施中，每一組學生都由理論課教師和實驗課教師（兩位教師）指導。在整個實驗過程中，教師只解答學生在實驗中遇到的問題，引導他們獨立思考，學會解決具體問題的方法和步驟， 鍛煉學生的思維方法及綜合處理解決問題的能力，從而促使學生由被動接受一個實驗項目轉變為自主運用所學理論知識解決實際問題，有效提高了學生的創造思維能力，鍛煉了其獨立實驗技能，培養了其材料工程意識。
實驗后的總結非常重要，它是學生分析問題、解決問題的重要環節。要求學生首先獨立思考，然后相互討論，將實驗以實驗報告的形式進行總結。報告內容包括實驗內容、實驗方案、實驗方法、實驗結果和結果分析，最后以小組為單位做成PPT，進行匯報答辯。小組之間可以互相提問、討論，最終由教師點評。通過匯報、小組之間的提問及教師點評，有助于學生對各自試驗結果與相似小組進行比較，從而加深學生對實驗結果的理解，拓展學生的知識面，激發學生復習理論知識的積極性；既提高學生分析問題、解決問題的能力，為以后從事材料科學研究打下良好的基礎，又能增強學生的成就感，培養他們的專業興趣及愛崗敬業的職業道德。
每個小組的最終成績由指導教師和其他小組綜合評定，指導教師評價占60%，學生評價占40%。指導教師根據實驗小組的整體實驗方案、實驗進展情況、實驗過程中的表現、實驗結果、分析討論情況、報告的質量及匯報答辯情況進行整體評價，給出每個小組的成績。同樣，每個小組也同時給出其他小組的成績。綜合教師和小組評定，最后給出每個小組的成績。小組內每個學生的成績由指導教師和小組組長根據其綜合表現和實驗報告質量在小組成績基礎上給出。實驗評判鼓勵創新，只要有創意，實驗思路明晰，操作無誤，分析準確到位，結果合理，就可以評定為優秀的實驗報告。這樣評分既公平，又能提高學生的參與意識和積極性。
四、專業綜合實驗教學改革實施效果
1.提高了學生的綜合素質和創新能力
通過近幾年的專業綜合實驗課教學訓練，學生普遍反映動手能力得到了很大的提高。大多數學生能夠獨立操作實驗設備，熟練掌握熔煉設備、表面處理設備、熱處理設備的操控及金相試樣的制備、金相組織觀察與攝影、力學性能測試等材料專業基本實驗技能，同時在實驗過程中一些新思維、新想法不斷涌現，這對學生的個性發展和創新能力的培養起到了積極的推動作用，有利于培養具有開拓意識、創新能力的新型人才。此外，實驗過程中需要小組同學之間相互協作，又培養了學生的團隊協作精神及協調能力。
2.提高了教師的專業水平
“自助式”專業綜合實驗課的開設對指導教師提出了較高的要求，要求指導教師必須提供充足的實驗項目，供學生自由選擇。此外，學生在綜合實驗及小組匯報答辯過程中都會遇到各種各樣的理論和實際問題，有些問題需要指導教師查閱相關資料或者向企業工程技術人員及其他教師請教，經過深入思考才能加以解決，有利于促進教師專業水平的提高。
五、結語
專業綜合實驗教學經過幾年的摸索和實踐，采用“自助式”實驗教學模式，取得了良好的效果。學生通過專業綜合實驗，提高了基本實驗技能，加深了對所學專業理論知識的理解，鍛煉了理論聯系實際、綜合應用專業知識解決實際問題的能力，提高了對專業的認知、興趣及工程意識，為后期的畢業設計及畢業后的工作奠定了良好的基礎。
參考文獻：
[1]晏井利，梅建平，王仕勤.材料科學與工程專業實驗教學改革與實踐[J].實驗技術與管理，2011，（6）.
[2]葉宏，田中青，許惠斌.材料科學與工程專業工程應用型人才的培養[J].中國冶金教育，2010，（3）.
[3]辛穎，雅菁，劉志鋒，材料科學與工程專業綜合實驗的教學改革與實踐[J].實驗室科學，2009，（1）.
[4]巴志新，王章，忠蔡璐.材料科學與工程專業綜合實驗的改革探索[J].中國冶金教育，2009，（3）.
[5]孫小華，胡宗智，黃才華.金屬材料專業綜合實驗教學改革與實踐[J].中國電力教育，2013，（14）.
[6]李峻峰，邱克輝，林金輝等.材料科學與工程專業綜合實驗教學的實踐與思考[J].成都理工大學學報（社會科學版）， 2010，（2）.
[7]余紅粒，歐陽慶華.“自助式”實驗教學方法的研究[J].南昌工程學院學報，2008，（2）.
【關鍵詞】二硼化鈦；復合材料；微波燒結；致密性
0 引言
陶瓷在高溫條件下仍具有很高的硬度，但是陶瓷的脆性限制了它的應用。為了改善其性能，可采用液態金屬銅（Cu）作粘結劑，促使陶瓷的硬質相致密化，從而提高陶瓷的性能。研究發現，隨著Cu含量的變化，TiB2顆粒之間的孔隙逐漸被金屬相填充，使其致密性、韌性、強度都得到很大的提高。
1 原位合成制備TiB2/Cu陶瓷
通過TiB2基體內部利用元素間或元素與復合相間的化學反應合成強化相。于是將Ti粉、B粉和Cu粉按Ti+2B+xCu―>TiB2+xCu反應方程式進行配料。利用球磨機在無氧條件下球磨樣品粉末5h，充分混合后真空干燥。干燥后將粉末放置于壓力機中，梯度增壓到20MPa，保壓5min后取出壓片，以同樣的方法分別壓制3組含銅量為15%、25%和35%的樣品壓片，經適當的燒結制取TiB2/Cu復合材料。
2 XRD射線測試分析與總結
已知在燒結過程中，Ti、B及Cu可能會發生以下化學反應：
2Ti + O2 = 2TiO
Ti + O2 = TiO2
4Ti + 3O2 = 2Ti2O3
Ti + 2B = TiB2
Ti + B = TiB
為了確定合成產物的反應方向和最終相，對上式反應的反應自由能進行了理論計算。計算后發現在TiB2，TiB及TiCu三種可能產物中，TiB2的反應自由能最低。這說明在Ti-B-Cu體系中，TiB2是在理論上最穩定的相。根據自由能計算參考數據可知，TiCu是可以可按下式和B反應而轉變為TiB2。反應式如下：
TiCu + 2B = TiB2 + Cu
通過用XRD射線測試后所得到的衍射峰的強度和衍射峰的數目可以看出，如圖1所得到的XRD射線測試的峰值圖，圖中含有TiB2和Cu，于是可以確定，通過用原位合成的方法能夠得到TiB2/Cu復合材料，根據成分配比，TiB2顆粒的體積分數應達到80%左右。這一結果基本滿足要求。但同時在樣品中也發現有少量TiO、TiO2、CuO、TiB等雜質，可能與燒結過程發生氧化有關。
圖1 樣品復合材料X射線譜
3 金相顯微鏡的測試與分析
通過金相顯微鏡的測試，我們根據3組對照實驗可以發現：隨著Cu含量的增加，TiB2復合材料的顆粒逐漸變小，空洞也在減少。如圖2所示的3組電子掃描的圖片。三組對比試驗可以發現，金屬確實能夠改變TiB2陶瓷的致密性。
圖2 3組Cu含量為15%（a）、25%（b）、35%（c）的電子掃描的圖片
由圖2給出的3組分別含Cu15%、25%和35%的TiB2/Cu復合陶瓷的掃描照片。其中，灰色是TiB2相，白色是Cu相，黑色是孔洞。孔洞的存在主要來源于可能是在燒結過程中雜質或單質硼（B）的揮發造成。從圖中可以看出，該組織較為致密，僅有少量孔洞。同時從圖中可以看出，隨著Cu含量的增加，TiB2顆粒的尺寸逐漸減小。可能是隨著Cu含量的增加，體系中的液相逐漸增多，抑制了TiB2顆粒的長大，另外隨著Cu含量的增加，金屬銅填充了陶瓷的空洞。
4 密度的測定與分析
用阿基米德排水法來測量復合材料的密度。利用浸在液體里的物體受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被該物體排開的液體的重力的原理，實現對陶瓷材料密度的測量。利用式F浮=ρ水gV排，分別計算出15%、25%和35%的陶瓷復合材料的密度是6.32g/cm3，6.54g/cm3和7.03g/cm3。根據密度測定可以發現：隨著銅質量分數的增加，TiB2復合材料的密度也隨之增加。同時，由密度可以得出材料的相對密度，于是根據銅質量分數不同時，材料相對密度的變化。可以看出：隨著Cu含量的不斷增加，致密度呈逐漸增加趨勢，但是增加幅度逐漸變緩。
5 結束語
（1）將Ti粉、B粉和Cu粉按照一定的比例混合，通過原位合成的方法是能夠得到一定量的TiB2/Cu陶瓷材料；
（2）在TiB2陶瓷中添加金屬（Cu）粘結劑是能夠改變陶瓷材料的一些性能包括致密性。
【參考文獻】
[1]郭峰，李歷堅，等.TiB2基陶瓷材料的研發進展與展望[J].粉末冶金材料科學與工程，2009.
[2]董仕節，雷永平，等.原位生成TiB2/Cu復合材料的研究[J].西安交通大學學報，2000.
[3]Fu zhengyi（傅正義）.TiB2系金屬陶瓷的SHS-QP制備[N]. journal of The Chinese Ceramio Society（硅酸鹽學報），1996.
[4]徐強，張林，等.壓力對反應合成TiB2-Cu基復合材料力學性能的影響[J].新技術新工藝，2005.
關鍵詞：科研成果；創新實驗；教學體系；教學成果
中圖分類號：G642.423 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）19-0274-02
一、引言
材料科學與工程專業是一門以實驗為基礎的學科。材料專業的實驗教學多以驗證型實驗為主，學生嚴格按照實驗指導書進行實驗，難以激發學生的興趣及創新性思維。科研過程具有探索創新性，而科研成果又具有前沿性，所以高校人才培養中，應該利用科研來促進教學，尤其是實踐教學。將科研中最新的理論及技術，轉變為適合實踐教學的知識及技能，在教學中可以有針對性地培養學生的科研意識及能力，從而將科研促進實踐教學，成為提高學生創新能力與實踐能力的有效途徑。作者針對哈爾濱工程大學材料學科服務于船舶及海洋研究的特點，結合實驗中心設備及人員條件特征，建立了以科研促進開放型材料創新實驗的教學體系。
二、實驗項目的開發
（一）實驗項目的調查研究
哈爾濱工程大學材料學研究以船舶與海洋應用方向研究為主，其他研究為輔，主要研究領域包括超輕材料與表面技術、海洋先進材料、高性能金屬材料、表界面科學與技術、海洋工程金屬材料、微納新材料及生物醫用材料與工程等，涉及船舶及海洋用材料的開發、性能及應用等方方面面。目前材料實驗教學中心擁有材料科學基礎、材料測試、材料計算、材料物理、材料制備及表面工程技術實驗室，所有實驗室面向全校開放，充分滿足教學及科研的需求。
通過學習國內外大學在學生創新實踐以及綜合能力培養方面的成果經驗，并研究其實驗內容、實驗方法及實驗手段，結合我校材料學科研究內容及發展方向和實驗中心自身情況，將科研中具有前沿性、創新性、實用性及可行性的內容，引入到材料創新實驗中來。由學生根據興趣自主選題，自主完成實驗方案及過程設計，并自主完成實驗過程及實驗總結報告，指導教師只起到輔助、協調和技術監督的作用。實驗成果可以以報告及實物等多種形式給出，為大學生取得科技成果及發表科技論文提供實踐依據，從而將科研引入到教學，實現實驗課程的開放性及創新性。
（二）實驗項目基本情況
實驗中心與各研究所合作把教師最新科研成果引入實驗項目中作為實驗素材。結合實驗人員的專業水平，提煉、選擇相適應的理論和成果，規劃設定出實驗的方向和內容。學生以自由組合的5―7人項目組來完成項目。項目組將采用合適的材料科學與工程模型，通過比較研究材料設計、加工及性能之間的關系提高學生對材料科學的理解，培養學生工程創新及科研業務水平。每個項目組由實驗中心指派指導教師一人，實踐指導將通過口頭交流、研討會以及多媒體交流等方式完成。
考慮到學生已經具備材料科學基礎知識及基本的加工、計算、分析測試知識，并進行過基本的材料實驗技能訓練，實驗項目設定應具備模擬計算、加工以及分析測試等多個材料科學研究手段。但根據實際情況，只要設計有理有據、實驗真實可信、過程完整，允許實驗結果不夠理想。結合學校材料學科研究方向，制定了幾種實驗項目，其中實驗項目應根據最新的科研成果、具體實驗室資源及科研方向，進行及時的調整。下面列出了其中五種實驗項目：（1）“淬火鋼回火轉變的電阻及組織研究”，采用目前研究的發動機用淬火鋼，對其回火^程中的組織轉變及電阻變化過程進行建模并利用熱力學軟件進行模擬，同時對試樣進行淬火及回火處理，并對回火后的組織、物相及電阻進行分析，結合模擬結果，研究淬火鋼回火轉變的電阻及組織轉變；（2）“結構材料失效的預測及分析”，以目前研究的船用結構鋼為研究對象，首先對鋼材失效分析的基本路徑進行規劃，然后通過實驗對宏觀斷口、微觀斷口及夾雜進行分析，同時通過建模，利用有限元軟件對鋼材的失效過程進行模擬，最后結合測試及模擬結果，實現對結構材料的失效進行預測及分析；（3）“材料鹽霧腐蝕及防護研究”，針對船用鋁合金容易受海水腐蝕使材料失效的特點，以船用鋁合金為研究對象，建立材料鹽霧腐蝕過程模型，通過正交試驗對材料進行鹽霧腐蝕試驗，然后對腐蝕后的材料進行表面形貌、失重及腐蝕類型等分析，結合鹽霧腐蝕模型，研究材料的鹽霧腐蝕過程，同時給出防護措施；（4）“鎳基合金涂層的制備及性能分析”，針對鎳基合金涂層具有耐磨及耐沖蝕等特征，利用激光表面熔覆方法在不銹鋼表面制備鎳基合金涂層，并對涂層進行熱處理，研究涂層的顯微組織、表面化學成分及相組成，并分析涂層的摩擦磨損性能及沖蝕性能；（5）“鎂合金固溶及時效組織與性能研究”，以生物醫用鎂合金為研究背景，設計具有生物相容性的鎂合金，并熔煉所設計的鎂合金，同時對合金進行軋制及熱處理，研究合金的顯微組織、物相、力學性能、生物相容性及生物降解性能。
以上項目設計均考慮到時間和資源限制，項目盡量避免采用超出實驗室能力的材料、加工以及測試方法，所有實驗能夠在實驗中心完成。項目涉及文獻調研、計劃、實施、報告等比較全面的研究內容。同時，要求學生在進行實驗前，必須提供包括詳盡的實驗計劃的可行性報告，由指導教師批準后方可開始實驗。項目組在實驗過程中進行不少于兩次階段性報告會，其中一次為英文報告會，報告會主要針對實驗進展、最初實驗設計的合理性與調整思路。要求有多媒體匯報并且小組成員應輪流擔任匯報人，最終須有結題報告及匯報。通過完成實驗項目的形式，使學生對材料學專業基礎知識有了更深入的理解，同時提高科研水平及創新能力。同時，實驗與大學生科技創新體系互動，實驗室完全對學生開放，允許學生把創新中的成果作進一步的深入實驗，或把實驗研究項目列入到大學生創新項目中。
三、科研成果引入到材料創新實驗的成效及思考
材料學專業，將教師在科研中的成果引入到大學生創新實驗教學中。材料創新實驗項目的選題基本來源于教師的科學研究和技術開發項目，結合了學校研究方向上的優勢，創新性和專業性更強，全面培養學生的材料學研究基本技能及手段。學生通過材料創新實驗的訓練，研究能力和獨立思考能力明顯提高。材料創新實驗項目取得了許多科研成果，有些實驗項目參加了校級、省級的科研創新大賽，并取得優異的成績，有的實驗項目（例如“鎳基合金涂層的制備及性能分析”）甚至發表了學術論文，培養了學生的科研能力和科研信念，這些為學生今后從事科研工作打下了堅實的基礎。
材料新實驗將傳統單一、驗證性實驗轉變為綜合的創新性實驗，并且對實驗內容、手段和條件進行了更新，也取得了一定成果，但目前材料創新實驗還存在一定的不足，具體表現在：一方面，實驗教學中心雖然對學生全面開放，但實驗設備和人員資源畢竟有限，使學生一些更好的想法受到限制；另一方面，對于本科生來說，由于受到專業基本知識的限制，不能夠更深入地了解一些正在研究的課題，使實驗項目的選擇受到限制。針對以上問題，實驗中心準備加強與學院各研究所及理論課教師之間的聯系，通過開放研究所實驗設備，以及研究人員進行專題講座或介入指導學生實驗的方式來進行教學，建立實驗中心與研究所合作的方式，如果可能，可以通過建立跨學科的方式，加強學生對實驗項目的理解，同時使材料創新實驗達到真正的全面開放，更好地為學生服務。
四、結束語
以科研為背景，將教師的科研項目引入到材料創新實驗教學中，結合學校資源，制定合理的實驗項目，并指導學生完成實驗內容，通過實驗過程，培養學生綜合運用知識的能力及勇于探索的開拓精神，優化實驗教學內容的同時，也為建設高質量實驗教學等方面起到積極的推動作用。在實踐教學過程中，還需要進一步探索和總結，通過多種形式把最新的科研成果引入到實驗教學中，使材料創新實驗獲得更好的成效，進而提高實驗教學質量及培養更優秀的創新型人才。
參考文獻：
[1]李培根，許曉東，陳國松.我國本科工程教育實踐教學問題與原因探析[J].高等工程教育研究，2012，（3）：1-6.
[2]林健.卓越工程師培養[M].北京：清華大學出版社，2013，6.
[3]何建云，周瑋.大學生創新實驗對實踐教學的影響[J].科教導刊，2014，（12）：188-189.
Use the Scientific Research to Improve Establishment of the Materials Innovation Practice Teaching System
ZHANG Xu-ming，GE Deng-yu，CHANG Yun-peng，DING Ming-hui，HOU Le-gan，NIU Zhong-yi
（College of Material Science and Chemistry Engineering，Harbin Engineering University，Harbin，
Heilongjiang 150001，China）
摘要：雙語教學是地方高校大學教育的一大難題。本文分析了《材料科學與工程概論》課程雙語教學實踐中的問題，對教學過程中的英語使用比例、課前準備、課件制作、作業和考核等問題提出了初步改革方案。
關鍵詞：雙語教學；英語使用比例；材料科學與工程概論
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）49-0095-02
在2010-2020《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》中第一次提出了實施教育國際化的方針政策。教育國際化的重要內容之一是教學內容和課程設置的國際化。雙語教學是實現教學內容和課程設置國際化的必然選擇。教育國際化的另一重要形式是師生國際流動。雙語教學能為學生出國留學做全方位的鋪墊。因此，雙語教學的意義尤為重要。
早在2001年9月，教育部頒布的“關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見”中，就明確提出積極推動使用英語等外語進行教學，按照“教育面向現代化、面向世界、面向未來”的要求，為適應經濟全球化和科技革命的挑戰，本科教育要創造條件使用英語等外語進行公共課和專業課教學。
為了使學生更好地學習國際先進的新知識、新技術，培養與國際接軌的材料類人才，我校對金屬材料工程專業的《材料科學與工程概論》課程采取了雙語教學。在多年的教學實踐過程中，積累了一些經驗，也發現了不少問題。
一、雙語教學定位
從雙語教學的英文表述（content and language integrated learning）中可以看到三個關鍵詞：學科內容、語言技能、整合學習。其中“學科內容”置于“語言技能”之前，是首要目標。“整合學習”是雙語教學的精髓，體現了雙語教學的過程與方法。在教學設計上，要將學科內容和語言技能兩個教學目標整合，處理好語言與學科內容之間的依存關系：語言是學科內容的學習媒介，而學科內容是語言學習的資源。“整合學習”也是雙語教學的主要教學方式，強調以學生的自主學習與合作學習為主。在教學設計上，要創設多種有效活動，形成任務鏈，為學生營造主動參與、積極互動、努力探究、親身體驗的學習情境。
二、教學實踐
1.課程性質與目標。本課程是我校為材料類寬專業本科學生開設的專業課程，屬于專業基礎課。課程凝聚材料學科知識和應用型英語知識的精髓，使用全英文專業教材，通過中英雙語授課使學生在學習材料基礎知識的同時，也提高學生的專業英語閱讀和交流的能力。
2.教學方式與考核。本課程總學時32學時，全部為理論課，采用多媒體授課，課件以英語為主。為了提高教學效果并了解學生對知識的掌握情況，每6學時布置一次課后作業，要求用英語完成。考試方式為閉卷筆試。兼顧雙語教學和學生實際情況，試卷的卷面采取英文題目，學生作答可以用中文。課程成績由平時成績30%（考勤+習題）和期末考試成績70%組成。
3.授課對象。本課程授課對象為金屬材料工程專業本科三年級學生，班級人數在20-40人之間。學生已經學習了兩年的《大學英語》課程，已學的專業課有《材料科學基礎》。由于是地方本科院校，學生的英語基礎較差，約有1/3學生通過英語4級考試。
4.教師與教材。本課程授課教師為本學院材料學R到淌ΑV鶻灘奈青島科技大學陳克正教授編寫的《材料科學與工程導論》雙語教材。該書以國外原版教材做參考并根據國內的教學情況及材料科學研究的最新進展對教材內容進行適度的整合。全書共分固體材料的結構、常用工程材料結構等9章。
三、問題與改進
1.英語使用比例。在雙語課程中，英語的使用比例到底占多少，極大地決定了雙語課程的教學效果。由于環境限制，本課程采用保留性雙語教學，即部分采用雙語教學。一般情況，雙語教學要求英語使用比例不低于50%。在最初的教學中，因為追求英語使用比例，所以除了教材全英文外，電子課件也是全英文的，教師講課采用中英文結合。但是實踐過程中發現，學生較難接受，教學效果較差。分析原因為學生的英語基礎原本就比較差，再加上諸多生僻的專業詞匯和科技英語長難句，使得大部分學生上課無法聽懂。根據雙語教學“學科內容”為首要目標的原則，結合課堂互動的觀察和學生的反饋意見，計劃將教材更換為許并社編寫的全中文教材《材料概論》，從而確保學生對專業知識的學習。同時為了實現雙語教學“語言技能”目標，仍然保留了多媒體課件中較高的英文比例。
2.課前準備。在教學過程中發現，由于地方高校學生，英語基礎薄弱，對于很多專業英語詞匯甚至大學英語詞匯都沒掌握，造成了學生聽課困難。因此提高本課程雙語教學效果的另一個措施是加強學生的課前預習，尤其是對于英語基礎不太好的學生。在每節課下課前，提前告知學生下次課的學習章節，并且提出相關的問題，讓學生課后預習準備。學生帶著問題預習會有更好的預習效果。同時注意設計不同難度的問題，提供不同英語基礎的學生回答，使學生都能參與。
另外，為了使學生理解英文課件內容，編寫專業詞匯集發給學生，使其提前掌握每一課的專業詞匯，便于學生有更多的時間理解專業知識而不是查找單詞。
3.課件制作。根據學生的英語基礎，從方便學生理解出發，在多媒體課件制作時，對英文專業詞匯加以中文注解。為了幫助學生對重點難點知識的掌握，在多媒體課件中制作收集視頻、動畫、圖片等各種教學素材，增加課堂內容的趣味性，提高教學效果。
在教學實踐中發現，具有實際意義的科研課題或學術論文等，特別是教師科研工作中的收獲或遇到的問題，相比刻板的教材理論，更能夠吸引學生的課堂注意力。可見科研與教學是密不可分的，將科研引入課堂，能提高學生的學習興趣，培養強化學生對本專業的科研興趣和信心。在本課程中適時適量地給學生展示寫科研成果或論文不但可以提高課堂教學效果，而且開拓學生在材料領域的眼界，從而提升學生對本專業的興趣，為其今后在本專業中的工作或科研打下良好基礎。
4.作業與考核。由于全英文教材中沒有習題，所以課后作業題為教師自擬題目。主要針對的是課程的重點知識，題型多數為簡答題。為了督促學生的英語學習，要求采用英文答題。但是學生反應太難，多數學生直接照搬教材相關文字，效果非常不好。后來簡化為可以用中文答題，大部分學生能把教材中文字翻譯為中文答題，但是也有少數學生將互聯網搜索的中文解答直接照搬。不過至少對大部分學生來說，中文答題能加深學生對知識的理解。
課程期末考試采取筆試閉卷，但是考試成績很不理想。經過實踐反思后采取開卷考試，允許學生在考試時查閱參考書和英文字典，但是不允許使用手機等電子詞典。考試題型有填空題、名詞解釋、判斷題、簡答題、綜合題等。開卷后，學生的考試結果有所改善，但是學生的成績及格率還是偏低。將試卷的大部分題目改為中文撰寫，降低了試卷中的英文使用比例后，及格率提高許多。但是從學生掌握知識出發，為加強學生對所學知識的記憶理解，又將開卷考試改為了閉卷考試。經過幾次考試改革后，學生考試成績分布良好，及格率達到正常范圍。
5.課時安排。本課程的總課時為32課時。采取雙語教學后，要兼顧專業知識和科技英語的學習，課時量明顯不夠。因為在雙語教學過程中，要求使用一定比例的英語授課，然而很多學生的英語基礎較差，某些重點難點句子，教師必須反復講解，這在很大程度上減慢了授課進度。這就產生了課時不夠的問題。為了使該課程獲得良好的教學質量，必須修改教W計劃，增加總課時數到48課時，才能實現本課程采取雙語教學的最終目的。
6.教學方法。在教學實踐過程中，學生的學習積極性不高的另一個原因是課程教學模式單一，授課方法單調。在教學過程中，采用英語教材時，注重對ppt課件或教材內容的講解，主要采用逐字逐句翻譯的方式講解，沒有形象的描述和過多的專業闡述。這種授課方式枯燥單一，學生漸漸失去了學習和上課的積極性。解決方法之一在繼續使用英文課件的基礎上，更換教材為中文教材。方法之二是改變教學方法，以學生為課堂主體，加強師生互動。采用小組討論等其他方法充分調動學生的積極性和創造性，以達到提升教學效果的目的。
參考文獻：
[1]雷麗文，等.《材料概論》雙語課程教學模式的探索與實踐[J].教育教學論壇，2011，（29）：47-48.
英文名稱：Geological Science and Technology Information
主管單位：中華人民共和國教育部
主辦單位：中國地質大學
出版周期：雙月刊
出版地址：湖北省武漢市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1000-7849
國內刊號：42-1240/P
郵發代號：
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1982
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
【關鍵詞】生物材料學 教學改革 實驗教學
【基金項目】國家自然科學基金2項，項目號50904080和51274268
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）08-0173-01
生物材料學是生命科學與材料科學交叉的邊緣學科，具有廣闊的前景，已成為國內外研究的熱點[1]。生物材料是用于人體組織和器官的診斷、取代、修復或增進其功能的一類天然或人造材料高技術材料，它能執行、增進或替換因疾病、損傷等失去的某種功能，其作用藥物不可替代。此外，天然生物材料的組成單元（蛋白、多糖、生物礦物）、分級結構和組裝原理、細胞的調制生長、復合過程、細胞與材料作用的單細胞過程以及醫用材料的生物相容性等也是該課程的重要內容[2]。當前和未來的生物材料學將面臨更大的挑戰，需要把更復雜的生物學知識融合到改進生物材料的設計中。從這一背景來看，生物材料的多學科性質是不可避免的。作為這個領域的教學工作者，我們面臨著特殊的挑戰，我們必須培養具有較寬知識面的學生，以滿足設計并實現采用新的生物醫療材料中需要處理的復雜問題。為了順應當前發展的需要，筆者結合教學實踐，針對非生物材料學專業本科教學中出現的問題，提出幾點建議，旨在提高教學效果和質量。
一、緊跟學科發展前沿，豐富教學內容
生物材料學的迅猛發展要求我們不斷學習新的理論和實踐知識，更新教學內容以拓寬學生的視野。隨著研究水平的提高，相應的新生物材料、新標準、新要求及網絡資源都在不斷更新，很多教材中的概念、講解實例都已經不再是當前最普遍、最實用的了，因此很多學生在查閱文獻時發現課堂所學的內容與最新研究有出入，從而產生了困惑和迷茫。如：新的生物材料在不斷更新，對生物材料功能提出的新的要求不斷出現，學科不斷發展等[3]，這就要求我們教師要緊跟本學科發展前沿，了解最新研究進展，及時更新并豐富教學內容。
另外，在教學過程中要把握學生理論知識體系，把有限的學時用到新知識、新技術的教學中去，避免內容重復。例如：本課程生物學基礎中涉及分子生物學的內容可以簡單介紹，作為知識回顧，因為這部分內容對于生物醫學類專業學生可能在前面學期剛剛學習過，還有比較深刻的印象。
二、改善教學策略
大學英語是高校的必修課，學生在學習生物材料學時已經具備一定的聽說讀寫能力，但應用能力相對較差，專業英語更是如此。生物材料學的大部分資源及資料均是英文版本，教師在教學過程中采用雙語教學，通過專業英語的滲透，不僅可以使學生更好更快地掌握本課程內容，而且對學生英語水平的提高能起到很好的促進作用，同時也能提高學生專業英語的應用能力。而且生物材料學雙語教學使該課程與國際接軌，課程體系等更趨于規范化，因此，生物材料學開展雙語教學是有必要的。我們必須借鑒其他學科的成功經驗，通過各種途徑，逐步完善本課程的雙語教學改革。
“授之以魚，不如授之以漁”，高校教師更應該以此為教學目標，講課時多采用啟發式、討論式等教學方法，站在學生的角度自問自答，并留下思考題，督促學生查閱領域相關資料文獻，進一步理解和掌握基本概念和基本方法。如：在教學中，將學生分成幾個興趣小組，讓他們根據不同的內容設計“小試驗”，使用生物材料學的不同方法予以解決，并在課堂上留出適當時間，通過多媒體演示，讓學生介紹自己的實驗內容及解決辦法，并進行討論、交流經驗。通過這種方式，使學生發現問題、解決問題的能力得到提高，同時也鍛煉了他們的團隊協作能力。
三、實驗教學改革
實驗教學相對于理論教學具有直觀性、驗證性、綜合性、啟發性和創新性的特點，是實現現代生物材料學課程教學目標的重要手段之一。生物材料學也是一門應用性和實踐性很強的學科，僅靠理論知識的學習是遠遠不夠的，而大綱中安排的實驗學時有限，因此加大實驗教學的比重是很有必要的。生物材料學的實驗教學除了增加學時，為學生提供更多動手操作的機會外，更應多開展設計型和綜合型實驗，培養學生的創新能力及分析問題、解決問題的能力。如：以理論課上的興趣小組為單位，以學生設計的“小實驗”為內容，充分利用實驗室條件予以解決；同時，為學生提供小命題，要求綜合運用生物材料學方法進行研究，以提高學生的思維和動手能力，改善教學效果；另外，鼓勵學生積極申報與生物材料學相關的大學生科研課題，在教師的指導下由學生自己完成，進一步加強和鞏固學生對生物材料學知識的理解和綜合運用的能力。
實驗考核是檢驗教學效果的有效途徑，而且通常是由任課老師主要根據學生的實驗報告給予分數[4]。這種評價方式可能導致學生只注意實驗報告的書寫，而忽視了實驗技能的培養，也就不能客觀反映教學效果。為避免這種情況的發生，實驗考核可采用主要由實驗態度、實驗操作、實驗結果和實驗報告等幾部分組成的多指標綜合考核方式。這種考核方式既突出了實驗考核重點，又可以全方位客觀評價學生的實踐表現和實踐技能，還可以發揮學生的主觀能動性與參與實驗的積極性。
四、加強師資力量
生物材料學是一門新興的交叉學科，需要材料學、生物化學和分子生物學等相關學科的共同發展來支撐。目前生物材料學的專業人才相對匱乏，懂生物的不懂材料，懂材料的不懂生物，教師多由生物學或材料學相關專業教師兼任，既懂生物又懂材料的師資力量比較薄弱。而教師教學水平的高低直接影響著教學效果，因此應進行全方位、多層次地研究、解決。例如：為青年教師提供更多到名校學習和進修的機會，不斷提高自身的理論水平和業務能力；邀請相關專業的名師和專家開展專題講座，通過“送出去請進來”的方式提高師資力量。同時，加強本學科建設及與相關學科的協作，進一步提高教師的教學和科研水平。
五、結語
生物材料學是一門重要的且處于快速發展中的交叉學科，其發展與生命科學和材料學發展是相輔相成的。教學中，教師要緊跟學科發展前沿，不斷更新理論知識，完善知識體系，提高業務水平；同時，注重學生創新能力和實踐能力的培養，不斷豐富教學內容，采用靈活多樣、切實有效地教學策略，進一步提高生物材料學教學質量。
參考文獻：
[1] J. S. Temenoff，A. G. Mikos（美）著；王遠亮等譯. 生物材料：生物學與材料科學的交叉 [M].科學出版社， 2009.6.
[2]崔福齋. 生物材料學 [M]. 北京： 清華大學出版社， 2004. 9.
（上海工程技術大學材料工程學院，中國 上海 201620）
【摘 要】《固體物理》是材料學科專業開設的一門重要基礎課程。根據高等學校《固體物理》課程的特點以及材料類專業的學生對學習這門課程的需求不同，作者結合自身的教學心得和體會，分別從材料學專業《固體物理》課程教學現狀、教學內容和教學方式等方面進行探討。
關鍵詞 固體物理；教學改革；材料學
《固體物理》作為一門基礎性學科，受到了越來越多的重視[1-2]。作為連接基礎理論知識與實際應用技術的橋梁，它已經成為材料類專業學生必修的一門基礎課程。但傳統的《固體物理學》中有很多晦澀難懂的專業術語，復雜的圖形與空間變換以及繁瑣的理論推導，故而學習難度較大。學生學習《固體物理》時需完成《高等數學》、《熱力學與統計物理》和《量子力學》等先修課程的學習。由于材料學科特點和學生培養目標的不同，材料類專業的學生往往只學習一部分或者沒有學習這些先修課程，故而材料類專業學生學習《固體物理》時凡是涉及到一些嚴密的理論推導過程就會感到十分難懂，造成部分學生產生厭學情緒。針對材料類專業《固體物理》教學過程中出現的教師教學難，學生畏學這一現狀，本文從教學內容和教學方式等方面，對如何提高材料類專業《固體物理》的教學質量和促進學生綜合能力的培養方面提出了一些新的探討。
1 教學內容改革
《固體物理》教科書通常由兩大部分組成：第一部分為基礎部分。主要包括晶體結構、晶體結合、晶體的振動與熱力學性質、晶體的缺陷、能帶理論和金屬電子論等內容；第二部分為專業化部分。主要包括半導體、超導體、非晶固體和固體磁性等內容。其中基礎部分是各理工科院校講授的核心內容。對于材料類專業的學生來說，由于缺少《量子力學》與《熱力學與統計物理》方面的知識，系統學習《固體物理》有一定的困難，為了解決上述矛盾，我們在教學過程中對于《固體物理》內容主要實行以下改革措施：
（1）有選擇性的講授。對于《固體物理》各章節的內容講述要有詳有略，作到詳略得當。對于重點內容要精講，對于不太主要或者在其它課程中能學到的內容可以略講或不講。例如：在講述晶體的結合這部分內容時，材料類學生在學習《材料科學基礎》和《化學基礎課》過程中對于晶體的結合方式等內容都進行過系統學習，因此對這部分內容可以略講。在講解晶體的缺陷這部分內容時，學生在《材料科學基礎》課程中也學習過，對這部分內容就可以略講或者不講。
（2）重思想輕推導。對于有些章節的內容，不追求繁瑣的數學推導，更多的突出物理思想的傳達，對于某一個具體理論要重點講述它的建立過程與物理模型。物理模型盡量簡單，深入淺出，讓學生學會用《固體物理學》的方法去思考和處理問題。
（3）增加學科前沿內容。合理的補充與固體物理學緊密相連的凝聚態物理學和材料學最新的學術成就與進展，鼓勵學生積極參與或參觀學院相關老師的科研實驗，多聽相關的學術報告，讓學生了解最新的學術動態，培養他們對科學研究的興趣，為部分學生將來的繼續深造和終身從事科學研究事業奠定基礎。
2 教學方式的創新
長期以來，我國的大部分的教師都是采用傳統的教學模式，即老師一個人在講臺上講，學生在下面聽。這種模式固然有可取之處，但是對于現代大學生來說，這種教學模式未免顯得有些過于單調。現代的大學生喜歡新鮮事物，喜歡主動“出擊”，所以作為一名現代的大學老師，對學生應當“投其所好”，改變一下固有的思維與教學模式，使學生樂于接受所學的新知識，變被動學習為主動學習。我們采取具體做法是：
（1）啟發式教學。在教學過程中，教師的主要作用在于引導和啟發學生積極思考，尤其《固體物理》這類理論性較強的課程。如果學生僅僅限于在課堂上被“填鴨式”式的灌輸知識而不經過嚴密的思考與推理，很難深刻理解和掌握所學的內容。因此，就要求教師在授課過程中，適時的啟發學生去思考問題的來龍去脈，教會學生科學的思維方法，往往能達到事半功倍的效果[4]。
（2）案例教學。選取符合知識點應用要求的、貼近生活與技術發展的、學生感興趣的案例，師生共同分析、討論，從而提高學生分析問題能力與知識應用能力。比如課程體系講授到晶格常數時，引入聚苯乙烯微球人工微結構概念和半導體超晶格概念，并要求學生就相關概念進行文獻分組調研，PPT制作，下次課程時間面向同學進行介紹。相比以前老師直接給學生舉例的教學方式，案例教學法激發了學生的學習熱情，使學生成為學習的主人、課堂的主角，課堂氣氛生動活潑。
（3）實踐教學。《固體物理》是一門與實踐密切聯系的課程，在《固體物理》教學中，強調理論與實際的聯系，這樣可以激發學生學習的主動性、自覺性和創造性，使學生感到所學知識的用處和價值，由此可培養學生靈活應用所學知識解決問題的實踐能力。在《固體物理》的教學中，為了讓學生更深刻地理解所學知識，應該適當安排《固體物理》實驗。如講授晶體結構時，可以安排學生作X射線衍射分析實驗。通過親自實驗，學生不但掌握了晶體的衍射理論知識，也可使學生體會到現代分析方法在材料研究中的重要性和必要性。通過安排《固體物理》實驗，不但使學生加深了對理論知識的理解，同時也大大提高了觀察能力、動手能力和分析問題的能力。
3 結語
總之，在材料類專業《固體物理》教學過程中，要充分認識到材料類專業學生與物理學專業學生的不同，因材施教。此外，還要結合凝聚態物理與材料學發展的前沿和本校的科研工作，充分的利用現代化教學手段進行教學。實踐證明，上述文中所提到的教學改革方法能有效提高學生的學習興趣與綜合素質。但是，《固體物理》教學改革是一個龐大而又復雜的系統工程，課程改革的進行涉及到諸多方面，這就需要我們廣大教育工作者做更多地研究和探索，同時不斷提高自身的能力。要造就創新人才，除改變教育觀念，營造生動活潑的人文環境外，還要加強我們教師隊伍建設，提高他們培養創新人才的能力。
參考文獻
［1］馮端.固體物理學大辭典[M].北京:高等教育出版社,1995.
［2］黃昆,韓汝琦.固體物理學[M].北京:高等教育出版社,1997.
［3］馮端,師昌緒,劉治國.材料科學導論[M].北京:化學工業出版社,2002.
