時間：2022-04-01 14:31:17
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篇材料科學與工程專業，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。
2016年碩士研究生統一入學考試初試分數現已公布，現公布我院2016年碩士研究生招生調劑政策，歡迎廣大考生調劑到我院就讀。
目前材料學院各專業接收調劑，歡迎符合國家復試要求的考生調劑到我校攻讀碩士研究生。專業包括：
(1)材料科學與工程(080500)：研究方向包括：復合功能與智能纖維材料;高性能聚合物及其纖維;納米纖維材料科學與工程;生物基及環境友好高分子材料;紡織材料循環再利用技術。
(2)化學工程與技術(081700)：研究方向包括：反應工程;傳遞工程;精細化學品合成與應用;綠色紡織品助劑與功能精細化學品;現代儀器分析。
(3)紡織化學與染整工程(082103)：研究方向包括：生態紡織品檢測與評價;新型紡織化學品研發與應用;功能紡織品研發與評價;清潔染整加工新技術。
紡織化學與染整工程學科是北京市重點建設學科，擁有中國合格評定國家認可委員會(CNAS)授權資質的“服裝安全研究檢測中心”、“服裝材料研發與評價北京市重點實驗室”、教育部“中小學學生裝(校服)研究中心”和“服裝材料與工程北京市實驗教學示范中心”，建設了高水平的以現代分析測試技術為核心的服裝材料研究與檢測中心和以現代加工技術為核心的數碼印花工作室，擁有一系列具有國際先進水平的分析測試儀器和染整加工處理設備，價值超過2千萬元，為高水平的科研與教學提供了良好的條件保障。有碩士生導師13人，其中教授5人，副教授8人，博士生導師1人，具有博士學位9人。
聯系人：張老師
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關鍵詞：材料科學與工程 專業英語 課程教學
中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）02（a）-0044-02
從石器時代、鐵器時代到信息新紀元，人類前行的每一個腳印無不印證著材料科學技術的發展，人類文明史就是材料發展史，材料是人類社會進步的里程碑。目前中國材料科學的發展與世界發達國家相比還存在較大差距，為了解國際上材料發展與應用的最新動態，學習國外材料科學領域的先進技術、縮小差距，閱讀外文專業文獻、與老外溝通交流必不可少，而世界上科技情報資料的交流主要靠英語，沒有對材料科學與工程專業英語的理解和掌握，無法開展上述活動。當前在高等院校本科階段普遍開始的《材料科學與工程專業英語》課程顯得非常及時和重要，它對于培養能夠用英語進行交流的專業人才、對于消化吸收西方發達國家先進科技成果都具有重大意義[1～2]。因此，探討高校本科《材料科學與工程專業英語》課程教學現狀，對該課程的教學進行改革以提高培養質量日顯迫切。
1 當前高校《材料科學與工程專業英語》課程教學現狀
1.1 思想上認識的欠缺
相當一部分師生和主管領導認為材料專業英語是一門可有可無的課程，在思想認識上不夠重視。在學時設置上，一般是32學時或更少，使得教學時間不夠、教學深度缺乏；課程性質多設為考查課、選修課等，而考查課、選修課多被認識是次要課程而重視不夠。課程設置日期多在第五、六學期，而材料類專業課的教學則安排在第七、八學期，學生對專業知識不理解，直接影響其對專業英語的掌握[3]。
1.2 教師素質有待提高
專業英語的授課教師不僅要求具有能很好的將英語知識與專業知識有機結合的能力，還應具備一定的英語教學的理論和方法。目前，本專業的專業英語教師一般由英語能力相對較強的專業課教師或是英語教師兼任，雖然他們各自具備深厚的專業背景，但由于專業課教師缺乏系統的專業英語的教學方法與經驗，使得英語表達能力、教學方式和方法上存在諸多問題；英語教師缺乏材料專業知識與背景，專業知識很難講透，很容易將專業英語課上成普通英語，兩者都無法做到將專業知識與英語知識融會貫通，達不到預期教學效果[4]。
1.3 教學方法簡單滯后
受傳統基礎英語學習階段的影響，目前專業教學普遍采用的是教師先朗讀講解詞匯，然后帶領學生閱讀課文，教師逐句講解和翻譯，學生多處于被動地位記筆記，整個過程主要是以教師為中心進行。這種“滿堂灌”的“填鴨式”教學方法不能引起學生的興趣，學生參與課堂教學的主動性差，課堂氣氛沉悶，教學效果不佳。為此，作者結合自身教學實踐經歷，以匡少平主編的、國內普遍使用的《材料科學與工程專業英語》（第二版）教材為藍本，對課程教學活動進行了探索，力爭使學生在短暫的32課時專業英語教學中具有較大的收獲。
2 教學內容和手段的組織
2.1 加強專業英語詞匯的學習
專業英語詞匯構詞方法和基礎英語差不多有合成、轉化和派生，以派生法構詞能力最為強大，派生是通過對詞根、單詞加上各種前綴或后綴來構成新詞，專業英語詞匯大部分都是用派生法構成的，常用的詞綴（前綴、后綴、詞根）卻多達百個，作為一個專業技術人員，至少應掌握50個常用詞綴。筆者花費了一堂課的時間對70多個常見詞綴按照其意思、詞性進行了分類總結、舉例分析，受到了學生的歡迎。在上每一新單元朗讀、講解單詞時，有意識的和這些詞綴相聯系，比如“isotropic和anisotropic”、“disciplinary和interdisciplinary”、“aerodynamic和dynamic”、“paramagnetic和magnetic”等等。另外還可以把一類詞方在一起讓學生來記憶，如表示材料力學性能的幾個詞“brittle，elastic，toughness，ductile，plastic，strain，stress，hardness”等。
2.2 將語言講解和專業知識講解相結合
專業英語中的學習材料基本都是圍繞某一個具體專業內容而展開的論述性文字，具有較強的邏輯性、學術性和專業性。我在翻譯講解每一單元內容前，先用幾張中英文雙語幻燈片介紹本單元內容涉及到的專業背景知識，然后再讓學生用幾分鐘時間自己閱讀教材內容一段或幾段，這些專業知識的介紹和掌握對于幫助學生正確地理解教材內容有很大的幫助。根據講課內容適時補充專業知識，不僅可以加深學生對句子的理解，還可以擴大學生的專業知識面、增加對專業知識的理解、豐富教學內容，同時還可以活躍課堂氣氛，增強學生學習興趣。
2.3 要努力培養學生深厚精確的閱讀理解能力
筆者認為對專業英語教材內容的學習要以準確理解為主，閱讀速度是次要的。各種翻譯技巧的運用都是建立在準確理解基礎之上的。長句子多、句子結構復雜是專業外語最重要的語言特征，同時也是一個難點，三年級學生雖然具備了一定的閱讀能力，但對分析復雜句子還缺乏一定的訓練，因此對復雜句型的語法結構要講透、講清。在教學過程中，當遇到復雜句子時，要先弄清楚句子的性質（簡單句、并列句或復合句），然后再分析其結構。只有把句子的結構理順，才能做到準確地理解它才能忠實于原文表達。
2.4 豐富活潑課堂教學內容
可將那些與教學有關的、有助于幫助學生理解課文內容的專業詞匯和相關專業背景知識制作成雙語多媒體課件.運用這種直觀的教學手段，以收到較好講課效果。比如筆者在講解第五單元材料的力學性質時，可用一張拉伸曲線圖（tensil curve）將材料的彈性（elasticity）、塑性（palsticity）、模量（modulus）、強度（strength）、硬度（hardness）、剛度（stiffness）、韌性（toughness）、延性（ducitility）等力學指標一網打盡。講解第四單元材料的物理和化學性質時，可結合水單組分相圖（phase diagram）聯系物理化學中的克拉貝龍（Clapeyron）方程講解水凝固成冰時的反常密度變化。講解磁導率（magnetic permeability），可用不同物質在通電線圈磁場（magnetic field）中產生的磁感應強度（magnetic induction）的不同來理解材料順磁（paramagnetic）、反磁（diamagnetic）、鐵磁（ferromagnecic）性，都收到了不錯的教學效果。除了傳統的教學方法以外，還可以采用啟發、提問、討論等多種互動式教學方法。
參考文獻
[1] 孫麗麗，畢鳳芹，張旭昀.金屬材料工程專業英語教學改革實踐的認識和思考[J].時代教育，2010（5）：62-63.
[2] 王選倫，盛旭敏，黃琳琳.高分子材料與工程專業英語多謀體教學方法探討[J].中國科教創新導刊，2013（19）：158-159.
【關鍵詞】材料科學與工程專業 新創新型人才 培養模式
【中圖分類號】G647【文獻標識碼】A【文章編號】1006-9682(2010)06-0031-02
一、引 言
現階段我國高等教育從“知識傳授”向“能力培養”轉變,從“精英教育”向“大眾教育”轉型,單一的學科發展很難培養出社會適應性好、厚基礎、寬口徑、高素質復合型創新人才。[1]材料科學與工程專業作為我校的優勢學科,擔負著服務西部地方經濟建設的重任。探索如何培養適應服務西部、面向全國的厚基礎、寬口徑材料類人才是學校人才培養方面的重點研究課題。
過去在材料類專業人才培養中,按工種(行業)分割專業的單一培養模式已很難適應當前市場經濟發展及畢業學生就業模式發生的變化。[2]國家通過四次專業大調整、四次材料學科專業目錄調整和修訂,在學科領域發展上已從單一的材料物理;材料化學;金屬、非金屬材料;高分子材料領域向交叉融合的方向發展,較大程度的拓寬了專業知識面。[3]隨著材料科學與工程專業規范、專業目錄的制定,學科知識體系趨向多學科、交叉融合發展,新材料的研發和工業化生產與材料的應用管理之間的有機聯系正成為發展的主要趨勢,這些變化將導致材料類專業教學體系、教育手段、教學方法與內容等諸多因素發生變革,勢必導致專業教育模式的重大轉變。
近年來,依托材料工程領域國家級人才培養模式創新實驗區建設,我校材料科學與工程專業在人才培養模式的探索上取得了很大的發展。建立了以材料的結構與成分、合成與加工、服役行為和性能四個基本要素為核心的知識體系,以材料科學與工程一級學科招生,按材料科學、材料工程、材料應用三個專業方向培養的創新型人才培養模式。從培養目標、課程體系設置等方面突出“科工貿并舉,理工管滲透”的辦學特色,體現了各學科間的相互融合和支撐,有利于培養厚基礎、寬口徑、高素質的創新復合型人才。
二、我校材料科學與工程專業發展歷程
我院材料科學與工程專業最早可追溯到1956年開辦的“混凝土及建筑制品”專業,即為后來的“水泥”專業前身,1979年撤銷。1970年增設了西北地區唯一一家“耐火材料”專業,1993年,經原國家教委批準,又增設了“無機非金屬材料”專業。1999年國家專業大調整,將“硅酸鹽工程”專業和“無機非金屬材料”專業合并為“無機非金屬材料工程”專業。學院為了較大程度地擴大學生知識面,結合我院本專業發展歷程,當時的“無機非金屬材料工程專業”按一二年級統一培養,三年級分為“水泥、無機即耐火材料、建材”三個模塊培養,這就成為當前新創新型人才培養模式的前身。2002年“無機非金屬材料工程”專業調整,將其提升為“材料科學與工程”專業一級學科招生。三、新創新型人才培養模式的構建
1.培養模式的確定
全國200多所普通高校都設有材料科學與工程專業,其主要教育模式有三類:①基地班/試點班模式;②一、二年級統一開課,不分專業,三、四年級按二級學科分專業進行教學;③按照一級學科招生,按二級或三級學科進行培養。
結合我校辦學實際,以及我校材料科學與工程專業的專業改革,從2002年開始我校材料科學與工程專業按材料科學與工程一級學科招生,以原有無機非金屬材料工程專業為背景,下設的材料科學、材料工程、材料應用自主設立辦學方向,這是獨立于前三種教育模式之外的,具有我校特色的辦學模式。這一培養模式的建立對其它開設有材料類專業的本科院校具有一定的參考和示范作用。
2.培養目標的定位
依據材料“四要素”,堅持“以無機非金屬材料為主,向金屬材料滲透,與土木建筑學科交叉融合”為特色的辦學思想,在本科培養方案及課程設置制定中,將一級學科分為三個專業方向培養:即材料科學、材料工程與材料應用。
材料科學方向重點培養具有從事材料性質研究和新材料研發方面知識的高級專門人才;材料工程方向重點培養掌握各種材料工業化的生產技術、工藝過程和系統控制等方面知識的高級專門人才;材料應用方向重點培養具有材料的應用推廣、流通中的材料管理、性能檢測、商務活動等能力的高級專業人才。
3.培養方案的修訂
學校在2004版、2008版培養方案的基礎上,圍繞教學改革的主導思想,結合社會人才市場的需要,按照材料科學與工程專業3個方向具體培養目標,對教學計劃進行認真細致的研討與修訂,我校材料科學與工程專業2009版培養計劃更加突出三個辦學方向各自的辦學特色。
(1)材料科學方向以高溫陶瓷材料為背景,注重材料性能及結構表征研究、新材料研發,兼顧材料工藝設計與開發,以高溫陶瓷材料和冶金工程專業的交叉融合為特色。
(2)材料工程方向以無機非金屬材料為背景,注重與材料的規模化工業生產相關的理論及技術,以生態建筑材料新工藝、新設備開發為特色。
(3)材料應用方向以建筑材料為背景,注重建筑材料在土木工程中的應用,相關理論和技術以及土建施工過程中建筑材料的物流和管理,以建筑材料與土木工程及工程管理專業交叉融合為特色。
4.課程設置體系的構建
結合學校學分制改革,材料科學與工程專業2009版培養方案對原有培養方案總學分進行了壓縮,課程設置由必修課、選修課(公選課、限選課、任選課)、實踐性教學環節3部分組成,其中適當壓縮必修課(尤其是專業必修課),增加了專業類選修課,提高了實踐環節的比重,更加注重擴大學生知識面,培養學生的實踐、創新能力。2009版培養計劃中必修課、選修課、實踐性教學環節三者比例為53∶22∶25。
課程體系設置在充分滿足三個培養方向所需的共同理論與實踐基礎的同時,還按照三個方向各自的特點處理好各個方向之間的交叉、滲透和融合。三個方向具有相同的基礎課和專業基礎課,如:數理化、制圖、英語以及材料科學基礎、材料工程基礎、材料研究方法等公共基礎及專業基礎課;在專業課模塊中,開設具有各自特色的專業方向課和專業方向選修課,在滿足學生興趣的同時,擴大學生的知識面。
為了規范課程內容及知識體系,學校以材料科學與工程專業規范為依據,結合材料四要素,確定了知識領域、知識單元和知識點三個層次的知識體系。由知識點的任意組合來確定教學大綱,使課程體系更具體,實現課程設置、教學大綱的規范化,克服了任意設課、課程名稱與教學內容不符等弊端。
5.教學手段、方法的改進
隨著現代化教學手段不斷成熟,多媒體課件、各類專業課程網站逐漸走進課堂,多媒體動畫將繁雜的公式、實驗等以動態化的形式向學生講授。通過近幾年的努力,我院《材料工程基礎》、《土木工程材料》已獲評省級精品課程,《材料科學基礎》、《材料物理性能》獲評校級精品課程。并在原有“材料與標本陳列館”的基礎上,結合先進網絡技術和數字技術,建設“材料與礦物數字博物館”網站,提高材料類相關學科及課程的教學質量。在雙語教學方面,2007年開始在專業選修課部分增加雙語內容,為了讓學生更快的了解材料學科的前沿發展,學校在2009版培養方案中將雙語課程提升為專業必修課,極大地促進了雙語教學的開展。
6.創新平臺的搭建
近年來,學校利用多年來在材料科學與工程領域所積累的雄厚的科研實力和完備的科研設施條件,不斷為本科教學搭建平臺。以“產學研”結合的培養模式,科研帶動教學,加強本科生實踐創新能力培養。學院依托“省部共建西部建筑科技重點實驗室”;“國家級材料工程領域人才培養模式創新試驗區”;8個國家級、省部級以上工程中心;10個校企工程中心和12個校外實習基地的建設,聽取來自科研、生產一線的校外專家意見,著力實現理論教學和實踐教學內容與社會的發展需求緊密結合,解決好青年教師和學生實踐能力不強的問題,提高師資總體水平,改進實習基地及實驗室條件。確保既有“科工貿并舉,理工管滲透”的培養方向,又具有培養知識面寬、基礎雄厚、綜合實力、實踐能力較強的復合型、創新型材料類本科專業人才的培養目標。
四、結束語
1.我校材料科學與工程專業本科按照材料科學與工程一級學科招生,按材料科學、材料工程、材料應用三個專業方向培養,從培養目標、課程體系設置等方面突出“科工貿并舉,理工管滲透”的辦學特色,體現了各學科間的相互融合和支撐,有利于培養厚基礎、寬口徑、高素質的創新復合型人才。
2.我校材料科學與工程專業按照材料的四要素確定了合理的專業培養目標及課程教學體系,并按照學科發展不斷完善培養方案、規范課程教學,促進教學質量的提高。
3.學校通過創新平臺的搭建,使教學內容及實踐環節更貼近社會發展的需要,按照“產學研”結合的培養模式,以科研帶動教學,同時促進學生實踐能力及創新能力的提高,有助于培養知識面寬、基礎扎實、實踐能力較強的創新型材料類專業本科人才。
參考文獻
1 張勝利、張小絨.厚基礎寬口徑培養高素質人才――關于高校本科教育培養模式的思考.中國林業教育,2007(4):11～14
關鍵詞：材料科學與工程專業；課程體系；實驗教學體系建設
TB30-4
材料科學與工程是一門研究材料的組成與結構、材料的性質、使用性能、制備與加工以及它們之間相互關系的規律，以及對材料的生產技術和生產過程進行研究的學科。材料科學近年來迅速發展成一門獨立的學科，并呈現出與工程相互交叉滲透的發展趨勢。作為基礎學科，單純的注重培養專業素質明顯已經不能適應社會發展的需求。隨著我國材料科學與工程教育改革的逐步實行和迅速發展，高等院校的相關材料專業也從課程教育體系、實驗教學體系、教學方法等方面進行了改革。該體系應樹立新型的教學模式，優化教學方案，建設完善的課程體系和實驗教學體系，從而能不斷提高教學質量，充分培養學生的創新意識和創新能力，全面推動材料科學與工程教育的改革。
本文根據我校的實際情況，借鑒其他院校改革的相關經驗，對材料科學與工程專業的課程體系和實驗教學體系建設進行了探討和分析。
一、課程體系建設
材料科學與工程專業的課程體系建設，應符合21世紀高等教育的發展趨勢。樹立以素質為前提，知識為載體，能力是關鍵的新型人才觀。還要把各類材料和相關的合成技術以及分析測試技術當做一個整體，進行分析，真正形成“大學科”，才能滿足社會和時展的要求。課程體系建設主要包括以下幾個方面。
1.公共基礎課。公共基礎課主要包括兩個方面，分別是：社會科學基礎課程體系和自然科學基礎課程體系，占總學分的45%。公共基礎課主要包括了人文社會科學知識、自然科學知識以及工具性知識，主要是為了培養學生的思想道德品質、文化素質和身心素質、獲取知識的能力。
2.專業基礎課和專業核心課。專業基礎課包括數字電子技術基礎，畫法幾何與工程制圖、工程力學等課程，占總學分的6%。專業基礎課以培養學生的工程素質、工程應用能力和工程技術知識。
專業核心課是材料科學與工程專業的重點組成部分，密切圍繞學科專業的基本要求和培養目松柚茫即可以突出學科專業的共同特點又可以體現不同院校的辦學特色。專業核心課主要包括：材料科學基礎、材料工程基礎、材料物理化學、材料物理性能、材料科學研究方法、材料設計與制備、計算機在材料科學與工程中的應用七大課程，占總學分的14%。充分體現了“大材料”學科的共同知識體系。有利于學生更有效的掌握專業知識，更好地培養學生形成良好的的科學素質、知識應用能力、創新能力。
3.專業選修課。按照二級學科設置專業選修課，占總學分的13%。主要包括無機非金屬材料的主干課程，和金屬材料的主干課程。學生通過選修這類課程，可以在掌握“大材料”學科共同知識的基礎上，對于無機非金屬材料和金屬材料的基本知識結構體系也能有一定的了解。此外，還開設了高分子材料、復合材料、材料成型加工工藝與設備和一些特色選修課，使核心課程得到深化，也激發了學生的學習興趣。
4.公共選修課。公共選修課包括各種素質類課程和任選課程，占總學分的8%。這類課程開設的主要目標是加強學生的人文主義和經濟管理等教育，促進學生的個性發展，提高學生的綜合素質。
5.實驗設計。實驗設計包括實驗課程、設計及實習等。實驗設計是理論教學知識的延伸，有利于培養學生的實際操作能力，激發學生對科學研究的興趣。主要的內容包括：課程設計、材料性能實驗室、材料設計與制備綜合實驗室、畢業實習等。占總學分的14%。
二、實驗教學體系建設
隨著社會經濟的發展和科學技術的進步，對于材料和工程專業的人才的要求也不斷提高，他們應掌握材料現代測試技術與研究方法，并且要具備從事各種材料合成制備、性能與結構分析研究、新材料開發及應用的能力。以深化課程基礎實驗教學、加強綜合實驗能力訓練、注重創新意識和創新能力培養為宗旨，根據材料科學與工程專業培養目標要求，構建課程基本知識-專業綜合-設計創新三層次實驗教學體系。課程基本知識實驗教學體系服務于專業理論課程的實驗教學；專業綜合實驗教學體系是獨立于專業理論課程平臺的實驗教學，包括課程設計、材料設計與制備綜合實驗、畢業設計；設計創新實驗教學體系是為學生自主設計創新服務的平臺實驗教學。[1]
材料科學與工程專業平臺實驗室下設材料制備實驗室、材料成分測試實驗室、材料組織結構分析實驗室、材料物理性能表征實驗室、材料計算機模擬實驗室，形成了即獨立又相互聯系的實驗教學體系。這種實驗教學體系不但能夠滿足材料科學與工程專業核心課程的需要，也為材料綜合實驗教學水平的提高和學生自主創新設計創造了條件。
材料科學與工程專業安排了專門的時間來進行材料設計與制備實驗，學生通過親自動手做實驗，能夠熟練掌握材料科學研究的一般程序，對材料設計與制備、成分與結構分析、性能表征等也有了全面的了解，有助于理解材料的設計思路與研究方法。學生還可以根據教師布置的實驗題目，為了獲得性能達標的各種材料，設計出較合理的制備工藝制度，利用平臺實驗室進行材料制備，從而了解材料制備方法、工藝、設備性能與操作方法。利用材料成分測試實驗室、材料組織結構分析實驗室、材料物理性能表征實驗室對所制備的材料成品各種無力性能進行分析，并對實驗結果進行綜合分析。綜合實驗的訓練，培養了學生分析及解決問題的能力。
三、討論
綜上所述，我校在“大學科”的背景下，構建以材料的組成與結構、材料的性質、使用性能、制備與加工等四個方面以及其相互關系為基礎的材料科學與工程專業體課程體系，體現了素質結構、能力結構、知識結構協調發展的原則。構建了以深化課程基礎實驗教學、加強綜合實驗能力訓練、注重創新意識和創新能力培養為宗旨的材料科學與工程專業實驗教學體系。但是教學改革不可能一蹴而就，是一個不斷發展的過程，只有通過不斷探索和實踐，總結經驗，才能不斷完善材料科學與工程專業的課程體系和實驗教學體系，以滿足社會對相關材料科學與工程專業人才的需求。
摘要：“材料科學基礎”是本科院校材料類專業較為重要的專業基礎課程，是專業課和公共基礎課之間的橋梁。為適應高等教育改革的要求，本文根據安徽建筑工業學院材料類專業的培養目標和方案，對“材料科學基礎”大平臺教學進行了探討，堅持加強基礎、拓寬專業、注意理論體系的貫通融合、與專業課的銜接等原則，對材料類專業“材料科學基礎”的教學內容進行了優化重組。
關鍵詞：材料科學基礎；課程體系；優化
中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）09-0119-03
隨著現代科學技術的高速發展，自然科學之間更加相互滲透、融合和交叉。陳舊的基礎課教學內容和體系與新的科學前沿理論的矛盾日益突出，因此，有必要對現有的知識體系和專業格局進行調整和重組，建立綜合性材料科學與工程專業，以適應未來知識經濟的發展對材料類專業人才的需求。“材料科學與工程”專業在教育部1998年正式頒布的本科專業目錄中作為引導性專業提出，體現了材料科學與材料工程相互交叉與相互滲透綜合的發展趨勢，也符合社會所需復合型人才成長的要求。“材料科學基礎”是該專業的一門重要的專業基礎課程，擔負著公共基礎課和專業課程之間的銜接作用，也是研究生入學的必考課程。該課程對材料科學與工程專業人才運用理論知識解決實際問題的能力的培養、創新能力的培養、科學的思維方法的培養和整體知識結構的構建具有奠基作用。因此，我們在教學內容方面進行了改革與優化整合。
一、教學內容優化的動因
根據教育部提出的拓寬專業口徑、按專業大類進行人才培養的基本思路及1997年國務院學位辦頒發的新專業目錄中提出的引導性專業——材料科學與工程專業，部分高校材料類的專業設置不再分為無機非金屬材料工程、高分子材料與工程和金屬材料，而是按照材料科學與工程一級學科進行重新設置，“材料科學基礎”作為材料科學與工程專業的專業基礎課，其教學內容和教學體系也進行了相應的改革。安徽建筑工業學院作為建筑類一般本科院校，其材料類專業是按二級學科進行課程設置，設高分子材料與工程、無機非金屬材料工程以及電子科學與技術（電子材料方向）三個材料類專業，各成體系。其中關于材料科學基礎的教學從各專業課程的安排上看，無機非金屬材料工程專業和電子科學與技術（電子材料方向）專業開設“無機材料科學基礎”，其重點是無機材料的結構、組成和性能之間的關系及其變化規律，內容相近；而高分子材料與工程專業未單獨開設材料科學基礎課程，材料科學基礎中大部分相關的理論分散在專業基礎課程“高分子化學”和“高分子物理”中，其中涉及較多的是制備科學而關于高溫燒結、擴散、固相反應和相變過程及晶體結構和缺陷理論則涉及的較少。然而，社會需要的人才正向著復合型人才發展，材料也正在向著功能型和復合型發展，因此為了滿足社會對材料類人才的要求，培養人才應具有大材料專業的理論基礎，故必須對無機材料科學基礎的教學內容進行合理的優化和整合，同時考慮安徽建筑工業學院的特色，構建具有自己特色的“材料科學基礎”一級學科平臺課程體系。
二、教學內容的優化原則
圍繞材料科學與工程專業培養目標和人才培養規格構建具有建筑類一般本科院校辦學特色的材料科學基礎學科基礎平臺課程，其重點是“厚基礎、寬口徑”，夯實學生的學科基礎知識，強化實驗技能的培養，增強學生對社會的適用能力；加強相關課程的綜合，一起考慮高分子材料與工程、無機非金屬材料工程以及電子科學與技術（電子材料方向）三個專業的相近課程，根據無機材料科學基礎、高分子物理和高分子化學課程在人才培養中的作用，對其重新定位，整體優化課程體系；同時堅持先進性原則，突出高、新、精、實的特點，緊跟學科發展前沿。
三、課程教學內容的優化
1.理論教學內容的優化。材料科學的核心內容是對結構的認識以及結構對性能的影響。性能是由結構決定的，而外界條件則控制著結構的形成，因此，研究過程是理解結構的重要環節。搭建一個合理的材料科學與工程的知識平臺，達到突出共性教學的目的，根據制定的本專業培養目標、要求及培養方案，對教學內容進行了優化整合，將課程教學內容分為三部分：①相圖及其應用部分。包括一元、二元、三元相圖及其應用等內容。主要從熱力學方面介紹物相的形成及轉變的條件和規律，為材料設計和制備過程中工藝條件的確定奠定科學基礎。②材料動力學部分。包括擴散、固態反應、相變及燒結等內容。該部分涉及的是高溫下材料的動力學過程，是材料在生產、加工及使用過程中所必須掌握的物理化學理論基礎，該部分四個過程的控制對材料的結構形成及材料性能的控制起著決定性作用。③材料的結構與性質部分。包括結晶學基礎、晶體結構和晶體結構缺陷、非晶態結構與性質及固體的表面與界面，全面介紹材料的內部結構及與性能的關系。我們在課程體系的構建方面注意了如下幾點：加強基礎、拓寬專業、注意理論體系的貫通融合、與專業課的銜接、課程內容的先進性。充分體現寬基礎，打破三大材料的原有界限，從材料科學與工程專業的角度優化整合教學內容。從各種材料的共性規律和材料科學與工程一級學科的基本原理出發，同時兼顧不同材料的個性特征，從理論范疇和科學體系層面上進行整合貫通。從固體物質的內部與表面，微觀與宏觀，靜態與動態過程等不同角度不同層面，闡述固體材料質點的空間排列規律，晶態、結構缺陷和非晶態結構，固體的表面與界面，以及相平衡、擴散、相變、固相反應及燒結等理論基礎知識，使學生掌握材料的結構，了解材料結構、組成與性能間關系的基本規律，為今后專業知識的學習和研究打下扎實的寬專業口徑的理論知識基礎。另外教學內容突出高、新、精、實的特點，緊跟學科發展前沿開闊學生視野。如在講金剛石和石墨的晶體結構后補充講解碳納米管和石墨烯的結構；在“燒結內容學習中，簡單講述微波燒結、熱等靜壓燒結等新型燒結工藝等。通過介紹這些科學前沿研究成果，增大學生的學習興趣，更深的了解和認識材料專業的地位。在教學中，教師可以講授自己的科研成果和相關領域當前的科研發展動態，將教學和科研結合起來能很大程度地激發學生的學習興趣，拓寬學生的知識視野，提高學生的創新動力。
關鍵詞： 研究生培養；材料科學與工程；化學
材料是人類文明與社會進步的物質基礎與先導，是實施可持續發展戰略的關鍵；材料技術是現代高科技與新經濟的三大重要組成部分，在以高科技為主要特征的知識經濟時代，世界各國在產業政策、科學研究、教育與人才培養等方面都給予了材料科學重點支持、優先發展的政策。隨著我國社會經濟和科學技術的發展，對材料科學與工程專業人才的知識結構與實踐能力提出新的要求，因此，高校材料科學與工程專業人才培養方案需要做出相應的調整，以滿足社會經濟發展對材料科學與工程專業人才的需求。
我國材料科學與工程教育改革迅速發展，幾乎全國所有設有材料專業的院校均已不同程度地參與了材料科學與工程教育改革，借鑒歐美諸國材料科學與工程教育模式與體系，培養模式由“專業培養”向“學科培養”發展，從狹窄的專業教育向全面的素質教育轉變，從鉆研狹窄的單科教育向建立工程意識教育轉變；同時，吸收歐美國家的“材料學科共同基礎知識”作為重要的教學內容，課程設置從學科式課程向整合式課程轉變，專業課程從中心地位向載體地位轉變，課程內容從以學科發展為中心向以培養學生為中心轉
變[1]。總體來說，我國高校材料教育正在不斷打破舊的專業范圍的約束，向其它專業甚至其它一級學科滲透。在這樣的背景下，深化我校材料科學與工程領域人才培養方案的改革成為必然的選擇。
一、國內材料與化學學科研究生培養現狀分析
調研對象為國內“985”高校的材料與化學學科研究生最新培養方案，學科涵蓋材料科學與工程、化學兩個一級學科，材料學、材料物理與化學、材料加工工程，高分子化學與物理、應用化學五個二級學科[2]。調研結果分析表明，國內高校材料與化學學科研究生培養方案中，課程設置具有如下特點：
（1）除了政治、英語、數學等公共必修課外，課程設置的基本模式為：專業基礎課+專業選修課（包括必修的學術活動、專業外語等）。
（2）專業基礎課的數量少，且必修，或者提供少量課程供選擇；所設課程都為各方向的基礎和共性的理論、測試方法、制備技術和實驗技能等。
（3）專業選修課根據各自的研究方向提供很多課程供選擇。大部分學校開設的專業選修課都在10門以上，如天津大學為材料學碩士生開設了24門專業選修課；哈爾濱工業大學分別為材料科學與工程碩士生和博士生開設了35門和14門專業選修課；上海交通大學為材料學、高分子化學與物理和應用化學博士生都開設了20門專業選修課；南京大學為應用化學碩士生開設了26門專業選修課。
（4）對學術活動（讀書報告、參加學術會議、聽學術講座）、前沿進展或專題研討、外語文獻閱讀提出了越來越高的要求和標
準[3]。幾乎所有高校都將上述課程列為必修，并對其考核標準提出了更高要求。如哈爾濱工業大學規定研究生參加跨學科學術講座5次，并在全系范圍內做學術報告2次（其中至少1次使用外文），并鼓勵參加國際學術會議。
（5）各高校均傾向于按一級學科設置課程[3，4]。如中南大學、浙江大學、上海交通大學、哈爾濱工業大學、清華大學等均按材料科學與工程一級學科設置了碩士生和博士生的課程體系；四川大學、華東理工大學、北京理工大學、南開大學等按化學一級學科設置了高分子化學與物理、應用化學的碩士生課程體系。
（6）規定或鼓勵跨學科修課，以提高綜合素質，拓寬知識面和優化知識結構。
二、我校材料學科研究生培養現狀分析
我校材料類人才培養源于1953年成立的哈爾濱軍事工程學院“金工金相”專業，至今已有55年的辦學歷史。隨著“哈軍工”主體南遷長沙，學校原專業體系進行了相應的調整，材料類與化學類合并組建材料工程與應用化學系，先后開設了“金屬材料”、“復合材料”、“軍用材料工程”、“應用化學”等專業，為國家和軍隊培養了大批優秀的高級技術人才。
隨著高新技術發展對材料科學與工程人才培養需求的變化以及國內外材料科學與工程教育改革的不斷深入，我校材料學科研究生的培養現狀越來越不能適應新的歷史條件下國民經濟發展和軍隊現代化建設對材料科學與工程專業高級人才的需要，突出表現在如下幾個方面：
（1）按二級學科設置培養方案，與學科交叉融合的大趨勢不相適應。我校材料類研究生培養按“材料學”、“材料物理與化學”、“材料加工工程”3個二級學科設置培養方案，此外，還有“高分子化學與物理”、“應用化學”、“軍事化學與煙火技術”3個化學類二級學科碩士點，涉及6個二級學科，分布在“材料科學與工程”、“化學”、“化學工程與技術”、“兵器科學與技術”4個一級學科中。而近年來，隨著我校材料學科與化學學科相互交叉融合，逐漸形成了以化學基本原理為學科基礎，材料工程為專業方向的特色學科體系，涵蓋結構材料（耐高溫與輕質復合材料）、功能材料（光電功能材料）、材料化學（電池能源材料）、軍事化學（含能推進材料）4個特色學科方向。上述6個二級學科交叉融合于這4個特色學科方向中，且各二級學科間的界限逐漸模糊，如結構材料方向不僅具有“材料學”的學科屬性，還具有“材料加工工程”與“高分子化學與物理”的部分學科屬性。因此，這種按二級學科設置的研究生培養模式不再代表我校材料學科特色學科方向發展。
（2）專業方向劃分過細，不利于教學資源的合理配置。我校材料與化學類6個二級學科碩士點涉及的研究生培養專業方向達19個，而每年的招生規模小于40人（2008級博士研究生13人，碩士研究生25），并且培養規模有逐年減少的趨勢，這樣每個專業方向年招生規模在2人左右。這必然帶來兩個方面的弊端：一是要開設數量眾多的專業課程（如每個專業方向開設1～2門專業課程，則專業課程的數量達38門之多），而聽課的學員可能只有1～2人，這既加重了教員的負擔，又浪費了日益緊缺的教學資源；二是過多的專業方向不利于教學條件的建設。
（3）課程體系不夠優化，不能滿足跨學科培養的需求。我校自2004年開始暫停“軍用材料工程”專業的本科招生計劃，而材料學科又是我校的優勢學科，所以本校“應用化學”專業的本科生絕大多數選擇報考材料類研究生，呈現較普遍的跨學科培養現象。應用化學專業的本科生由于材料科學基礎理論知識缺乏，必然會影響其研究生階段的課程學習與后續的論文研究，而在培養方案的課程設置中并沒有將材料學科共同基礎知識作為主要的教學內容，反而是各類專業課程處于中心地位，這必然會制約人才培養的質量。此外，在課程設置中過于重視理論教學，而忽視了實踐性課程教學，不利于學員創新思維與動手能力的培養。
三、我校材料科學與工程研究生培養方案的改革
在全國材料科學與工程教育改革的大趨勢下，為了適應新的歷史條件下國防和軍隊現代化建設對材料類專業高級人才的需要，結合我校材料學科與化學學科交叉融合的學科特點，開展材料科學與工程研究生培養的改革，包括人才培養模式、課程體系、實踐性教學環節等內容。主要工作體現在如下幾個方面：
（1）突破學科界限，按一級學科組織人才培養。順應國內外材料科學人才培養改革的主流，突破材料與化學學科界限，按一級學科的模式組織人才培養，不再按二級學科進行區分，而是按“大材料”的思想，下設“結構材料”、“功能材料”、“材料化學”、“軍事化學”4個特色學科方向。在課程設置上，摒棄材料與化學相互獨立的模式，跨材料科學與工程和化學兩個一級學科設置課程體系，將材料與化學共性的基礎理論作為基礎課程的主體，突顯材料與化學的交叉融合。具體課程體系結構如表1所示。
上述課程體系的構建是基于材料與化學學科的內在關聯性，將化學定位于材料的基礎學科，而材料學科定位于化學學科的工程化方向之一。因此，材料與化學類研究生完全可以采取大學科群培養模式，跨材料和化學兩個一級學科設置課程體系，完全打通材料與化學課程，不再區分學科門類。這種培養模式雖然在國內同類高校中還不曾采用，是一種培養模式的創新；但和國內眾多重點高校鼓勵研究生跨一級學科選修課程的精神是相符的。因此，材料與化學大學科研究生培養模式應該是一種有益學科融合，增強研究生學科基礎知識的不錯選擇。
（2）優化課程體系，強化實踐性教學環節。按照學科知識體系優化設計研究生課程，課程體系和內容的設計力爭做到體現學科內涵、學科基礎和學科前沿。在專業課程設置上，大幅壓縮專業課程數量，有針對性地開設高水平專業課程，實現專業課程從中心地位向載體地位轉變。〖JP2〗如表1所示，每個學科方向限設專業課程3～4門，且可以跨學科方向選修。在教學內容的編排上，充分考慮“復雜電磁環境”等信息化條件下聯合作戰的重大需求，用科學技術進步、軍事訓練和武器裝備發展的最新成果充實更新教學內容，如將《功能材料》課程改造成《信息功能材料學》，增設《偽裝隱身技術》、《生物材料學》、《含能材料性能計算原理》等課程。〖JP〗
在實踐性教學環節方面，注重研究生動手能力的培養，除開設大量的課程實驗外，還增加了《高等合成化學實驗》和《材料制備實驗》2門實驗課程。在實驗內容的選取上緊密結合我校科研特色，如聚碳硅烷制備與有機硅樹脂合成實驗、C/SiC復合材料制備與聚合物復合材料構件制備實驗、功能陶瓷材料制備與性能表征實驗等。這不僅培養了研究生綜合應用所學知識解決實際問題的能力和創新精神，而且使研究生提前熟悉科研設備，對后續科研工作的開展也是大有裨益的。
（3）強調自學和研討，強化研究生學術活動。突出強調研究生的自學能力，要求研究生參加各種學術研討活動，且明確參加學術會議、學術講座、專題研討等學術交流活動的等級和次數要求，如博士研究生必須參加不少于20次（碩士研究生為10次）的學術交流活動（其中至少有4次為跨學科交流活動），本人至少主講3次。至少應參加一次國際學術會議或全國性高水平學術會議并。并要在參加每次學術交流活動后，撰寫不少于500字的總結報告。同時強化研究生文獻查閱能力，明確要求博士研究生在開題報告前應至少全文閱讀相關技術文獻資料80篇（碩士研究生為50篇），其中外文文獻資料不少于閱讀總量的1/2，達到熟練的文獻檢索和綜述能力，能夠對文獻進行分析總結，提出該研究方向的發展動態和發展潛力以及需要進一步研究的關鍵問題，并寫出不少于7000字的文獻綜述報告。
四、結束語
我校材料科學與工程學科通過本輪人才培養方案的改革，基本理順了人才培養與學科建設的關系，達到了更新人才培養觀念、優化課程體系、改善創新環境與增強自主學習之目的。但人才培養的改革是一項長期的工作，需要持續不斷地創新與實踐，才能永保人才培養方案的科學性與時代性。
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關鍵詞：實驗中心；材料學科；平臺建設；實驗教學
中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）39-0276-03
對開設材料學科的高等院校來說，培養大批適應材料產業和技術飛速發展的寬口徑材料科學與工程專業人才已成為人們的共識[1]。但對于材料科學與工程這種實踐性強、投入大的學科，大部分地方高等院校的材料學科都面臨著投入不足、實驗平臺建設相對滯后、實驗教學隊伍編制少等問題，嚴重制約了材料學科人才的培養質量。特別是材料學科研究所需的一些大型儀器和設備在培養學生科學素養和創新能力、提高其綜合素質方面扮演著十分重要的角色[2]。我院根據實際情況和專業特點，通過整合院內資源，成立了材料科學與工程實驗教學中心，同時，與企業共建省級工程中心，實現資源共享，并進行了實踐，為劃轉地方院校材料類實驗中心的建設積累了一些經驗供借鑒。
一、設立材料科學與工程實驗中心背景
我校的材料科學與工程是從1986年設立的焊接專業逐漸發展起來的一個學科。2003年成立材料科學與工程系，2006年成立材料科學與工程學院，目前有焊接技術與工程、材料成型及控制工程、材料物理和金屬材料工程四個本科專業。在實驗室建設初期，借鑒同類型高校實驗室建設的成果和經驗，分別設立了材料基礎實驗室和材料加工工程、材料物理和金屬材料工程三個專業實驗室。它們共同承擔材料類的實驗教學、學生畢業設計、學生課外科技活動、教師科研工作等任務。但由于各專業成立的時間、實驗室規模及招生的數量不同，不同專業實驗室之間在設備數量、總值、人均工作量等方面的矛盾突出，嚴重影響到實驗教師工作的積極性。同時，隨著各專業的快速發展，各類實驗設備和儀器隨之增加，使設備使用、管理與實驗人員數量不足的矛盾也開始變得突出[3]。資金上，一方面由于實驗室建設經費不足，材料研究的高端的儀器設備缺乏，影響到人才的培養質量和學科的發展。另一方面，不同專業實驗室建設往往力求“小而全”，常有儀器設備、工具等重復購置，造成有限資金的浪費。為了解決上述問題，2007年我院成立了材料科學與工程實驗教學中心，并提出了院級統一管理、教師參與、校企共建、資源共享的實驗室建設與管理模式。
二、實驗中心的建設思路和措施
材料科學與工程實驗中心所需實驗設備不但涉及面廣，而且大多設備價格昂貴，可以說是一個“貴族”學科。對于大部分實驗經費不足的劃轉地方院校，找準辦學定位，設立合理的實驗教學體系，優化實驗室結構，多方籌措經費，完善、提高實驗平臺建設和管理水平應是現階段實驗中心建設的重點之一。
1.設立“大材料”的實驗教學體系。我校材料科學與工程實驗教學中心依托現有的材料科學與工程一級學科碩士點、材料加工工程省級重點學科和陜西省焊接鋼管工程技術研究中心（與寶雞石油鋼管有限責任公司共建），由學院統一管理組建材料科學與工程實驗教學中心。實驗教學體系的建立基于“材料制備及熱處理”、“材料成型加工”、“材料性能測試”、“材料組織結構表征”四個實驗平臺，分成五個層次進行建設。實驗教學體系框架見圖1。
材料基礎實驗主要包括材料科學與工程學院公共基礎課的知識以及各專業方向課中的共性知識，目的是加強共性和基礎性知識的教育。專業方向特色實驗的設置是針對每個專業學生所需的專門知識，如管線全位置焊接實驗、管線鋼組織性能測定實驗等。在此基礎上將逐漸開設《石油工程材料熱處理工藝-組織-性能分析》、《石油工程材料焊接工藝-組織-性能評定》等專業方向綜合實驗。綜合型實驗是知識體系的綜合、實驗技能的綜合和實驗設計的綜合。增加綜合性實驗所占的比例，進一步減小驗證性實驗，可以使學生充分發揮主觀能動性，避免以往為實驗而實驗、為檢測而檢測的呆板性和單一性，使材料各個學科專業之間能夠相互交叉與融合。本科畢業設計是一個實踐性非常強的教學環節，它不同于課堂講授，又有別于科研工作。在組織學生畢業設計時指導教師在重視每名學生共性發展時，還特別注重每個學生的個性發展與提高，通過開放實驗室，鼓勵學生參與教師的科研項目或自己設計、自己動手做實驗，使特別優秀的學生脫穎而出[4，5]。同時，也充分調動基礎較差學生的積極性，使其獲得自信心。科研與研究生創新實驗是提高學生創新意識和分析問題、解決問題的能力，為培養具有寬材料基礎的復合型人才奠定基礎。
2.整合資源，優化實驗室結構。劃轉地方院校的材料科學與工程大體是通過冶金與機械或金屬、非金屬、高分子三大類材料所依存的專業而建立的學科，側重于從具體應用的角度來探求新材料的性能評價與使用。這種類型的學科大都有原先專業發展殘留的痕跡，學科方向發展不均衡，如果一味追蹤材料科技前沿的基礎，往往會失去原有的特色。我院材料科學與工程實驗教學中心充分利用原先專業發展的基礎，通過資源整合，優化實驗室結構，建立“材料制備及熱處理”、“材料成型加工”、“材料性能測試”、“材料組織結構表征”四個實驗平臺。在整合實驗室的基礎上，對實驗教學的內容也進行了調整。從各專業能力培養的目標出發，調整相關學科的知識配套，使實驗教學內容能隨學科發展、國家和地方經濟建設的需要不斷更新，使一些先進的科技成果及時轉化到實驗教學中。通過對全院的實驗資源進行整合，建立開放、共享的實驗平臺，并能通過網絡進行儀器設備使用的預約，從而實現學院內實驗資源的優化配置，避免實驗室不必要的重復建設，減少資金及人力資源的浪費。
3.充分利用中省共建資金，完善實驗教學平臺。中省共建資金是財政部于2000年針對劃轉地方院校設立的“中央和地方共建高等學校專項資金”。我院根據學科及實驗教學平臺建設需要，通過認真組織、積極申報，截至2010年共獲得800萬元中省共建資金的資助。這些資金在相當程度上緩解了學生規模不斷擴大與基礎設施嚴重不足的矛盾。2008年，利用中省共建資金，通過購買萬能試驗機、示波沖擊試驗機、疲勞試驗機完善材料性能測試實驗平臺；通過購買掃描電鏡、XRD衍射分析儀等提高材料組織性能表征實驗平臺，使我院材料科學與工程實驗中心的平臺建設上升到一個新的臺階。2010年通過中央與地方共建實驗室資金建成的“國際焊接工程師實訓基地”，將理論教育與實踐相結合、專業教育與工程教育相結合，將國際焊接工程師培訓課程納入專業課程教學模塊，對在校生開展“學歷學位教育+職業資格認證”教學模式的探索與實踐，使在校生可以提前獲得從業資質，不僅提高自身專業能力和素質，而且拓寬就業渠道，增加就業機會，培養國際化焊接技術專門人才，滿足石油石化行業和陜西地方經濟建設對國際資質焊接技術人才的需求。2010年和2011年共有80余名本科生參加了國際焊接工程師培訓班，64名學生一次通過考核，并獲得由IIW頒發的國際焊接工程師資格證書，受到了哈爾濱培訓中心的好評。我院材料科學與工程實驗中心通過近幾年中省共建資金的扶持，較好地完善了實驗教學平臺。目前，實驗中心可為企業、其他高校或研究機構提供力學性能測試、金相組織分析、X射線衍射分析等技術服務。
4.開展校企合作，提高實驗平臺建設水平。校企合作的目的是要實現高校資源、企業在市場經濟條件下的合理配置和有效運行[6]。共建實踐教學平臺是校企合作辦學的重要方面。我院與寶雞石油鋼管有限責任公司焊接鋼管研究院簽訂了校企合作協議。雙方本著資產明晰、資源共享、聯合研究、成果共有的原則，共同建設“焊接鋼管工程技術研究中心”，建立校企合作技術創新體系，構建技術研究、開發平臺，為學校教育質量的提高和企業技術發展提供服務。焊接鋼管工程技術研究中心組建后，學院既可以利用寶雞石油鋼管有限責任公司鋼管研究院的產品中試生產線，又可以利用其在材料組織性能檢測分析方面的高端實驗設備和儀器，為教師和學生提供科技創新的實踐平臺；寶雞石油鋼管有限責任公司鋼管研究院可以借鑒西安石油大學在焊接鋼管領域的理論研究成果，充分發揮高校教師科研攻關的優勢，合作承擔國家和中國石油天然氣集團公司在焊接鋼管研究方面的科研項目和企業的產品開發任務，為企業的生產及產品研發提供服務。通過建立研究中心這一科技平臺，校企雙方通過優勢互補和資源共享，不但增強企業的競爭力，創造經濟效益；同時又提高了實驗平臺建設水平，增強了高校的科研實力，擴展了雙方在彼此領域的影響。2007年“焊接鋼管工程技術研究中心”被評為陜西省鋼管工程技術研究中心，校企合作實現了“雙贏”。
5.加強隊伍建設，完善實驗室管理體系。針對實驗教學中心專職實驗隊伍編制少的問題，為了保證實驗教學質量和科研服務水平，中心采取以專職實驗隊伍為主體，與兼職實驗教師相結合的互補互助建設方針。專職實驗教師隊伍將建設成為一支具有現代教育理念，掌握先進實驗教學方法和管理方法，動手能力強，結構合理的隊伍。兼職實驗隊伍采取聘用高水平的學術帶頭人、青年博士為兼職實驗教師，充實實驗教師隊伍。同時，派遣實驗技術人員到同行科研院所和高等院校學習、交流，鼓勵實驗教師到知名大學進修等一系列行之有效的措施，來加強實驗教師隊伍建設。與此同時，進一步完善實驗中心管理體系，規范儀器設備操作規程，尤其是大型設備的管理和使用，并重點加強了危害性大、涉及面廣的危險化學品類管理制度建設，保證了實驗室高效、安全地運行。
通過對實驗室進行整合、重組、優化，成立了材料科學與工程實驗教學中心，采用院一級管理體制，搭建了滿足實驗教學和科研工作的共享平臺，并與企業共建，資源共享，實現了人力、物力、社會資源的優化利用。隨著實驗中心的進一步建設和在實踐中的不斷完善，實驗中心在學生培養和服務社會方面必將發揮更大作用。
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關鍵詞:材料科學基礎;實驗教學;新構思
中圖分類號:G640 文獻標識碼:A 文章編號:1003-2851(2012)-08-0144-01
一、實驗教學的主要意義
如果說材料科學是一門藝術,那么材料科學的實驗教學是帶領學生通向這座藝術宮殿的橋梁。《材料科學基礎》作為一門以基礎理論和工程實踐緊密結合為特征的學科應該以實驗為基礎。實驗不僅能幫助學生正確認識物質及其變化規律;更能激發學生興趣,發展和培養學生的創新思維。因此,充分利用實驗教學手段,對培養和提高學生的創新意識和技能至關重要,也是學好《材料科學基礎》這門課程的基礎。
二、實驗教學的關鍵
在《材料科學基礎》實驗教學這門新課程中,加強學生的自主學習意識,使學生的“要我學”變為“我要學”是一個關鍵的問題。在實驗這樣的探究性活動中,需要學生自己去猜想、去探究,通過實驗去驗證自己的猜想和設計是否正確。在實驗的過程中,讓學生自己動手具體實施實驗操作,親自去探索實驗的過程,使他們的材料科學實踐概念得以更為有效地與基礎理論知識體系中的材料科學理論概念建立起實質性的聯系。以往的實驗教學都是老師單純的演練一下實驗步驟給學生看,但教師更應該做的是對實驗現象進行分析和解釋如此操作實驗的目的。而課堂上讓學生們自己提出問題,自己猜想假設,自己設計方案。相信在這樣自主學習的教學活動中,學生的學習積極性和主動性也會得到增強。通過實驗教學方法,來使學生加深了對書本概念的理解,優化了學生的知識結構,而不是平時的機械背誦概念定義。相信實驗課上的理解加上老師課上的引導講解,會讓學生們對《材料科學基礎》的學習有很大程度的理解和領悟。
三、實驗教學的建議
在《材料科學基礎》教學實驗中,包含了材料科學中最基本的實驗,這些實驗是學習材料科學工程專業學生所必需掌握的。
在動手實驗之前,可以通過讓學生們瀏覽一些相關的實驗過程動畫模擬或相關錄像教學課件[1],使他們對所做實驗有了初步的認識和理解,能夠了解基本實驗的原理,了解相關儀器和設備的主要結構和操作方法。這樣為學生提供了擴展視野的機會,而且最大限度仿真或者演示了真實實驗,使學生對實驗有了更加具體形象的了解。在這個相關的模擬課件中,教師所選用的素材應該采用實物照片,且課件內容應包括了實驗所需的器材的認識,如何操作這些器材,以及實驗的流程等等。
此外,在實驗教學的過程中,教師更應充分發揮教學語言的藝術性,提高學生的課堂注意力。這就要求教師熟練掌握專業術語,并在實驗教學授課時準確運用,同時在學生回答問題和解題時要求學生應用專業術語,逐漸引導學生習慣運用術語解釋和交流本學科的問題。而且,在上課時教師要把握好時間和節奏,留出充足的時間進行本節課結課的總結,盡量避免由于時間原因而匆忙結課。總結的時間不宜過長,語言必須簡潔明快,把這節課所講的內容進行總結,概況重點內容,這樣可以使學生能對本堂課的內容一目了然,便于復習和記憶。
在做完實驗后,教師可以通過在下一節課堂上提問問題,讓學生課后積極主動地復習上次的實驗知識和預習下次的實驗內容,加深對實驗內容的記憶和鞏固。
另外一個方面,可以通過加大實驗成績在綜合成績評定中的比例,刺激和鼓勵學生重視實驗,促進學生實驗動手能力和科研素養的提高。并且在實驗時,注重培養學生使用和維護儀器設備的能力,這樣不僅增加了學生學習理論知識的興趣,而且提高了學生的實際工作能力,為日后的工作和繼續深造奠定基礎。
四、實驗教學課程新構思
《材料科學基礎》實驗課的設置有明顯的功能性,主要是為了引導學生對《材料科學基礎》的更深入理解,這些實驗主要是驗證性實驗。驗證性實驗是對理論知識的驗證和重現,它有助于學生對理論知識的感性認識和對理論知識的深刻理解,能夠鞏固所學過的知識。但是,這些設計的實驗缺少了實際應用性和設計研究性。《材料科學基礎》的實驗應該結合實際應用性和設計研究性型實驗,創建一個實際背景,提出一個具體問題讓學生解決,學生通過自己設計實驗,自己動手做出實驗,并運用所學有關專業基礎知識對實驗結果進行分析討論,正確地解決實際問題。這樣既提高了學生的自我思考能力和動手能力,更讓學生系統地掌握有關專業基礎知識,并培養學生了科學研究的思路和能力。所以,《材料科學基礎》的實驗教學內容應該結合驗證性實驗、實際應用型實驗以及設計型實驗這三大模塊來進行構建。此外,教師應該結合材料科學領域的科研和生產發展,及時更新改進實驗教學內容,不能與時俱進。
五、結束語
實踐勝于理論。除了理論教學以外,更應該注重《材料科學基礎》的實驗教學部分。在實驗教學中親身發現和認識科學理論,并在科學實驗中去檢驗所獲得理論的真偽。讓學生不僅從課堂上接受理論知識,更通過實驗去學習知識,在實踐中運用所學到的知識,這才是真正地掌握知識。
美國俄亥俄州立大學(OSU)是一所歷史悠久的研究型高等學府，為十大聯盟Big Ten Conference成員，被譽為“公立常春藤”大學之一。OSU開設的專業幾乎涵蓋了所有的學術領域，很多專業在全美名列前茅。
OSU工程學院材料科學與工程系由地質、采礦及冶金系和粘土、陶瓷系合并而成，許多教師在國際相關研究領域享有很高的聲譽。系里擁有一棟辦公樓和兩棟試驗樓，擁有很多具有國際先進水平的儀器和設備，其研究方向覆蓋了金屬、陶瓷等電子、生物、超導、傳感器、金屬間化合物、先進復合材料、涂層、薄膜材料等的加工、組織及其化學、物理、力學性能的研究。
國內某高校(以下稱A高校)是一所以土木建筑、環境市政、材料冶金及其相關學科為特色，以工程技術學科為主體，工、理、文、管、法、經、藝等學科協調發展的多科性大學。該高校冶金工程學院由冶金工程、材料成型與控制工程、金屬材料工程、化學工藝與工程4個專業組成。其研究方向覆蓋表面納米化處理、超細晶材料制備、涂層材料、電池材料、鋼鐵材料、金屬間化合物等領域。
OSU的材料科學與工程系和A高校的冶金工程學院都設置有材料科學基礎課程，且都立足培養材料加工類專業理論應用型人才。因此，對這兩所大學材料科學基礎類課程的教學方法進行比較研究是可行的。通過比較研究，對國內高校材料專業乃至其他理工類專業的教育教學改革和課程體系建設具有一定的啟示和借鑒作用。
一、課程體系
OSU的本科教育旨在培養學生對專業的學習興趣，幫助學生獲得應對現代社會挑戰所需要的知識和能力。OSU將每學年分為Winter、Spring、Summer、Autumn四個學期。除了Summer Quarter，其他學期都安排了材料科學基礎的相關課程，其專業課設置均為專業基礎課，即精心為學生設計的入門課程，主要目的是給學生展示該學科涉及哪些方面的內容，哪些內容可以在今后的學習中進行深入學習，幫助學生完成從高中向大學階段的過渡[1]。
OSU材料科學基礎相關主要課程有：MSE564——材料微觀組織和力學性能、MSE342——材料的微觀組織和特性、MSE741——透射電鏡、MSE205——材料科學與工程簡介、MSE361——材料的力學性能簡介、MSE605——材料科學原理、MSE765——材料的力學性能。這些課程共分為三個體系，205、605講授的是材料科學基礎和原理，注重介紹各類材料的組織、結構、性能、加工工藝與其應用之間的關系，講授金屬材料、陶瓷、聚合物、化合物等材料的組織結構對其力學等性能的影響以及分別采取哪種工藝改變材料的結構獲得預期性能。361、564、765主要講授了材料的宏觀力學性能，例如陶瓷、金屬材料、聚合物、化合物等材料的拉伸、疲勞、斷裂、蠕變等宏觀力學性能，并闡述了材料組織結構對其變形行為的影響。
342和741講授了材料微觀組織結構分析與表征，主要通過XRD、SEM、EBSD、TEM等分析方法對材料的位錯、織構等微觀組織結構的分析與表征。課程體系安排由淺及深，比如605是205的深化版，對相關理論進行了深入講解，重點對位錯、擴散、鋼的熱處理部分進行了擴充。765是361、564這兩門課程的深化版。學生可以自主的根據自己的掌握程度以及興趣選擇基礎課程或者深化課程，完善自己的理論知識體系。
A高校實施以通識教育為基礎的專業教育，培養德、智、體、美、勞全面發展的高水平高素質人才。該高校材料科學基礎相關課程主要包括金屬學、材料化學、材料組織結構的表征、材料性能學、材料加工原理和材料綜合實驗，體現“組織決定性能，性能決定用途”的知識核心。此外，該高校設有材料塑性力學、凝固理論、軋制技術、沖壓成型等課程，旨在幫助學生形成一個從材料合成到后續加工的完整知識體系，但是理論基礎課程設置較少，學生對基礎理論的掌握程度有待深入。
二、實踐教學
實驗是課程的重要組成部分，也是學生學習掌握材料組織性能、材料檢測方法的重要手段[2]。OSU采用分時段的實驗室管理方法，即將每次參與實驗的學生分成四組，四組學生在50分鐘內交換使用實驗儀器，大大提高了實驗效率，也能夠讓每個學生親自參與到實驗環節中，并從中得到鍛煉與知識的理解與鞏固。學院也會設計一些趣味實驗，MSE361課程就設置了一個“Egg Drop”項目，就是讓學生開動腦筋，采用奇思妙想確保雞蛋從5層樓上扔下來而不破裂，要想成功完成這個項目，學生需要發揮團隊協作精神，綜合運用材料力學知識，選取有效材料對雞蛋進行保護，并采用有限元進行模擬分析。
A高校的材料科學基礎課程實驗屬于驗證性技術基礎實驗，一共包含三個內容，分別為金相樣品的制備及顯微鏡使用，Fe3C-Fe平衡組織分析以及金屬塑性變形與再結晶實驗。實驗采用集中安排的形式，安排在具體的某周某節課，由教師動手操作，學生圍在周圍學習，然后分組完成實驗操，每個學生的親身經歷比較少，通過實驗獲得的專業知識也會減弱。
三、課堂教學方法
課堂教學方法是在一定的理論指導下，為實現既定教學目標而采用的課堂教學形式。教師應該了解和掌握多種教學方法，根據具體的教學情境和教學目標運用不同的教學方法。
OSU所有的教室基本都配備有投影設施，在講課過程中，教師可以用電子筆在PPT上勾畫、講解。另外教師在授課過程中，可根據需要設置一些問題，學生通過手中的clicker，按鍵給出自己的判斷，答題結束后，屏幕上很快顯示出統計結果，教師會據此了解學生對知識點的掌握情況。
OSU課堂多采用以激發學生潛能為目標的“案例教學”、“交互教學”和“小組討論”。案例教學通過教師講解實例向學生介紹材料組織及性能的相關理論知識，然后學生再利用網絡、書籍等資料，運用所學的知識對自選材料進行分析;交互式教學方法，構建了一個平等和互相尊重的學習氛圍，實現了師生之間的相互溝通和加深對新概念的理解;在小組討論與匯報過程中，教師對每個學生都十分重視，盡量讓每個學生都有表現的機會，強調讓每個人都分擔一部分工作。在展示成果時，每人都要匯報自己做了什么，并談談自己獨到的見解。有些課程在課程講授完之后，會要求學生分小組完成一個項目設計，這樣可以培養學生的團隊合作意識、創新精神和社會責任感，使其學會如何收集資料，也使概念的記憶和問題的解決迅速化。
A高校目前的課堂以講述為主導，案例教學和交互教學方法逐漸加以應用，這樣的做法對學生自己構建知識體系有重要意義。但是在構建知識體系的過程中，教師相對傳統的講述方式、作業布置等情況，導致對學生知識結構方向的糾偏作用比較小。學生在不知道問題的已知條件的由來的時候，往往難于形成自己的知識體系。課堂互動的效果與美國的課堂氣氛差異很大，在美國課堂上，只要教師提出了問題，學生會馬上有激烈的反應，若是有討論的話，教室里馬上就會活力四射;但是在中國課堂上，教師提出問題，大多數學生會選擇沉默，教師需要用“點將”的方式實現互動。
OSU將更多的時間留給了學生，讓學生有更多的作業時間和創新時間。A高校則在課堂教學上花了更多的時間，教師和學生的創新思路和時間將受到限制。
四、考核體系
OSU將考試成績分散在日常學習中，根據學生的到課率、課堂答題情況、作業完成情況、小測驗、期中考試、期末考試、實驗(實驗表現和出勤)、實驗評估和項目等綜合決定。所以從頭至尾，學生需要認真學習才能取得理想的成績。
A高校的成績由期末考試和平時成績來決定，期中、期末考試占70%，平時成績占30%。平時成績包括實驗、出勤和作業全部。因此，學生就會只注重最終的學習結果，而不注重期間學習的過程。這對學生人生觀，價值觀的形成有重要的影響。
五、啟示與借鑒
通過對俄亥俄州立大學和國內A高校材料科學基礎相關專業的課程設置、實踐教學、教學方法和考核體系進行對比，分析了A高校在教育教學過程中存在的問題。為提高材料科學基礎課程的教學水平和人才培養質量，一方面要在實施通識教育的基礎上加強自然科學、人文社科教育，拓寬學科范圍，適當增加選修課程的數量，提高課程的綜合性，增加學生學習知識面和課程選擇的自主性;另一方面，材料科學基礎課程教學內容要緊跟學科前沿，使學生了解到材料領域的高新技術，并應涉及各種材料工藝的計算機模擬[3];同時，實踐教學要從教學計劃和實驗室管理兩方面進行改進，更新實驗室管理辦法，維護設備的正常運轉，使每個學生都可以參與其中。
材料科學技術是國民經濟發展的重要支撐，是航天、航空、信息、國防等高新技術進步的基礎。北京理工大學材料學院培養從事金屬、無機非金屬、高分子材料的制備與加工和電子封裝技術領域的高級研究和工程技術人才。
該學院設有材料科學與工程、高分子材料與工程、材料化學、材料成型及控制工程、電子封裝技術五個本科專業，設有材料科學與工程博士后流動站，具有材料學、材料加工工程、材料物理與化學學科博士及碩士學位授予權，具有高分子化學與物理、有色冶金碩士學位授予權。
（來源：文章屋網 ）
關鍵詞：“工程材料學”；航空航天專業；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）04-0124-03
“工程材料學”是航空主機類專業（包括飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等專業）的學科基礎課程。該課程雖然僅有48學時，但承擔著為未來的航空工程師構建材料知識體系的重任，對學生今后的發展起著重要作用。本文結合近年的工作實踐，對該課程在教學要求、教學內容和教學方法等方面的改革進行研討。
一、高度重視航空和材料領域發展對“工程材料學”課程教學的影響
材料學既是基礎科學，也是應用科學。材料科學與技術的發展，解決了很多工程領域的關鍵問題，有力地推進了相關科學和技術的進步，使得材料科學成為最活躍的科學領域，材料產業也成為國民經濟發展的重要支柱產業。“工程材料學”以物理學、化學等理論為知識基礎，系統介紹材料科學的基礎理論和實驗技能，著重培養學生把這些知識應用于解決工程實際中提出的對材料結構、性能等方面問題的能力。作為一門重要的學科基礎課程，“工程材料學”具有較長的開設歷史，在人才培養中發揮了重要的作用。航空航天領域的發展對工程技術人員的能力素質提出了更高的要求，特別是“卓越工程師”教育培養計劃的實施，對工程類課程建設的需求更加迫切，有必要以新的形勢為背景反思該課程的教學改革。航空以眾多學科知識、先進研究成果為基礎，已發展成為一個由多個分系統組成的大系統，需要工程技術人員采用系統工程的方法進行綜合設計。現代航空技術一百多年的發展，使得人們可以在更大的范圍內探索天空，也使得飛行器的工作條件更加惡劣，工作環境更加嚴苛。現代飛行器不僅要具有速度快、航程大、載重多等特點，還要滿足節能低碳等要求。材料科學技術的發展，為解決航空航天領域的諸多難題提供了可能，“一代材料，一代飛機”已成為飛行器發展公認的規律。這對航空航天工程技術人員的材料知識提出了更高的要求。在飛行器及其主要部件的設計、制造和維護工作中，要全面認識材料的性質和特點，才能挖掘材料的潛能，充分利用材料的特性，滿足工作需要。面對航空航天迅猛的發展形勢，僅了解和掌握已有材料的知識是不夠的。具有創新素質的工程技術人員，要了解材料科學與工程的發展方向和趨勢，分析材料領域的發展對航空航天領域的影響，同時要認真研究具體工作對新材料、新工藝的要求，明確材料發展的需求。在新型飛行器的研發過程中，要綜合考慮用戶對飛行器總體性能的多種要求，對各項技術參數進行統一的優化。在落實對飛行器性能的要求時可以發現，很多要求是相互矛盾的，比如飛機的航程和機動性就存在著較大的矛盾。為了獲得較好的綜合性能，需要對飛機進行一體化設計，要及時掌握各種設計方案對飛機主要材料和工藝的要求，對飛機整體結構進行綜合優化。在此過程中，各部門工程師都需要和材料系統密切配合，才能實現信息和資源共享，降低全系統的風險，提高系統的可靠性和綜合性能。材料科學技術的迅速發展也對課程教學提出了新的要求。材料科學與技術是研究材料成分、結構、加工工藝與其性能和應用的學科。在現代科學技術中，材料科學是發展最快速的學科之一，在金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、耐磨材料、表面強化、材料加工工程等主要方向上的發展日新月異，促使“工程材料學”課程內容的不斷充實。
“工程材料學”課程要系統講授材料科學與技術的基礎理論和實驗技能，使得學生掌握工程材料的合成、制備、結構、性能、應用等方面的知識。早期的航空工程結構以自然材料為主，如在美國萊特兄弟制造出第一架飛機上，木材占47%，普通鋼占35%，布占18%。隨后，以德國科學家發明具有時效強化功能的硬鋁為代表，很多優質金屬材料被開發出來，使得大量采用金屬材料制造飛機結構成為可能，也使得研究者們投入了更多的精力于金屬材料的探索。相應地，這一時期“工程材料學”課程內容也以金屬材料為主。上世紀70年代以后，復合材料開始在航空領域應用。復合材料具有較高比強度和比剛度的優點使得工程技術人員對其抱有很大的希望。航空工程師首先采用復合材料制造艙門、整流罩、安定面等次承力結構，而現在復合材料已廣泛應用于機翼、機身等部位，向主承力結構過渡。復合材料因其良好的制造性能被大量應用在復雜曲面構件上。復合材料構件共固化、整體成型工藝能夠成型大型整體部件，減少零件、緊固件和模具的數量，降低成本，減少裝配，減輕重量。復合材料的用量已成為先進飛行器的重要標志。相應地，復合材料必然要在“工程材料學”課程中占重要地位。鈦合金的開發和應用使得飛行器具有更好的耐熱能力，提高了發動機、蒙皮等結構的性能，有效解決了防熱問題。“工程材料學”課程的教學內容應該及時反映材料科學在提高飛行器性能方面的新應用與新進展。與此同時，其他相關學科也取得了長足的發展，使得主機專業教學內容大幅度增加，“工程材料學”課程的教學內容和學時之間的矛盾愈加突出。
二、認真分析專業教學對“工程材料學”課程的不同要求
“工程材料學”課程是一門重要的學科基礎課，是基礎課與專業課間的橋梁和紐帶，在航空航天主機類專業培養學生實踐動手和創新創造能力，提高學生綜合素質等方面具有重要作用。在多年的教學實踐中，該課程對主機類各專業采用同一標準教學。雖然主機類各專業人才培養有其共性要求，但隨著航空航天事業的發展，專業分工越來越細，差異化特征也越來越明顯，因此“工程材料學”課程應該充分考慮不同專業的具體需求，結合各專業的課程體系安排教學。飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等主機類專業根據航空領域中的分工培養學生，畢業學生的工作要求有所不同，對知識結構的要求也不一樣。就材料方面知識而言，不同專業學生也會有所區別，應按照專業特點縱向劃分對“工程材料學”課程的要求。不同專業主要服務對象的材料特點是確定課程要求的主要依據。
飛行器設計與工程專業要全面統籌飛行器產品及各部件的設計和制造，主要從事飛行器總體設計、結構設計、飛機外形設計、飛機性能計算與分析、結構受力與分析、飛機故障診斷及維修等工作，要求了解材料科學與工程的發展對現代飛行器設計技術的影響，因此要較全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知識，了解輕質高強材料的發展動態和發展趨勢。飛行器動力工程專業要求學生學習飛行器動力裝置或飛行器動力裝置控制系統等方面的知識，主要培養能從事飛行器動力裝置及其他熱動力機械的設計、研究、生產、實驗、運行維護和技術管理等方面工作的高級工程技術人才。飛行器動力的重要部件對抗氧化性能和抗熱腐蝕性能要求較高，要求材料和結構具有在高溫下長期工作的組織結構穩定性。因此，材料在高溫下的行為、性能和分析、選擇方法應該是該專業“工程材料學”課程的重點。飛行器制造工程和機械工程等專業要針對現代飛行器工作條件嚴酷、構造復雜的特點，采用先進制造技術，實現設計要求，并為飛行器維護提供便利。該專業要求學生理解飛行器各部件的選材要求，掌握材料的制造工藝。飛行器零部件形狀復雜，所用材料品種繁多，加工方法多樣，工藝要求精細。很多新材料首先在航空航天領域得到應用，其制造技術具有新穎性的特征，設計、材料與制造工藝互相融合、相互促進的特點非常明顯，這就要求學生在“工程材料學”課程中把材料基礎打好，適應工藝和材料不斷發展的要求。雖然各專業對“工程材料學”課程的要求有所不同，但課程基礎一致。
該課程名稱為“工程材料學”，即明確其重點在于將材料科學與技術的成果運用于航空航天工程，把材料基本知識轉化為生產力。“工程材料學”是相關專業材料學科的基本課程，學生要通過該課程了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等微觀和宏觀基礎知識，學習材料研究、分析的基本方法，掌握材料結構與性能等基礎理論，研究主要材料的制備、加工成型等技術，為更好地學習專業課程創造條件，為將來從事技術開發、工藝和設備設計等打下基礎。由此可見，在明確了各專業對該課程的個性化要求的基礎上，更要明確共性要求。“工程材料學”課程要培養學生材料方面的科學概念，提升材料方面的科學素質，扎實的材料科學與技術知識基礎是學生學習專業課程、提高綜合素質、培養創新能力的必備條件，是進一步發展的基礎。因此，“工程材料學”課程采用“公共知識+方向知識”的模式比較合適，即把教學內容劃分為每個專業均要求了解的材料領域知識和根據各個專業特色需要重點介紹的知識兩部分，既滿足了寬口徑、厚基礎的教學需要，又注重了后續專業課程學習和能力培養的要求，促進了基礎理論和專業應用的融合滲透，較好地滿足了材料、設計、制造、維護一體化發展的需要，增強了跨學科、跨專業認識問題、思考問題和研討問題的能力。
三、多管齊下建設豐富的教學環境
作為一門學科基礎課程，“工程材料學”課程要根據學校人才培養創新目標和相關專業的人才培養標準、方案，結合卓越工程師教育培養的要求，注重與專業課程體系的融合，注重與工程實踐教育的結合，注重對學生創新意識、創業能力及綜合運用知識能力的培養。在充分調研與分析專業人才培養對課程教學要求的基礎上，要對課程的教學大綱和內容進行修訂，與相關教學環節有效整合，拓展教學活動的空間，營造良好的學習環境和氛圍，加強與后續課程及實踐活動的聯系，解決學科基礎課的教學與專業人才培養需求的脫節或不銜接等問題。
“工程材料學”在第四學期開設，是一門承前啟后的課程。在前期開設的課程中，“大學物理”和“航空航天概論”是兩門直接相關的課程。“大學物理”提供了學習“工程材料學”的科學基礎，認真分析“大學物理”知識點在“工程材料學”中的應用，有助于學生更好地理解相關概念。“航空航天概論”以航空航天領域的發展為主線，介紹飛行器的組成及工作原理。如果在“工程材料學”課程講授之初讓學生重新回到機庫，從材料發展的角度再次審視航空航天的進步，結合材料學的概念研究飛行器的組成及工作原理，會使得學生對該課程有比較全面的認識。在相關專業的后續課程中，有好多課程與“工程材料學”密切相關，如“飛行器總體設計”、“發動機原理”、“先進制造技術”等，如果在“工程材料學”中對有關知識點作簡單介紹，可以使學生更好地綜合分析相關概念，加深理解。在主機類專業培養方案中，“工程訓練”是集中式的工程能力培養環節，其教學內容與“工程材料學”密切相關。“工程訓練”教學內容以機械制造工藝和方法為主，包括熱處理、鑄造、鍛造、焊接、車削加工、銑削加工、刨削加工、磨削加工、鉗工、數控加工、特種加工、塑性成型等，每一種制造工藝和方法都與工程材料密切相關。在以前的教學工作中，材料是加工對象，對材料的性能等的介紹很簡單，學生的認識較淺。如果在“工程訓練”教學過程中，針對不同的加工工藝和方法對材料作較深入的介紹，從應用的角度分析不同材料加工工藝和方法的適應性，可以促進學生把材料理論知識的學習和工程實際聯系起來。通過讓學生分析研究實際材料在加工過程中的表現來認識材料的性能，通過感性認識來體會材料變化的規律，把深奧的材料科學理論知識和生動形象的加工過程結合起來。這樣不僅強化了工程訓練效果，還能讓學生把材料的知識學活，留下更深刻的影響，更好地發揮學生的潛力。
航空航天主機類專業的課程設計是重要的綜合學習環節。課程設計任務一般是完成一項涉及本專業一門或多門主要課程內容的綜合性、應用性的設計工作，通過一系列設計圖紙、技術方案等文件體現工作成果。很多主機類專業的課程設計涉及材料的選用、處理等方面的問題。按照教學計劃，“工程材料學”先行開設。因此，在相關課程設計中，有目的地提出材料問題，引導學生在更廣的范圍里選材，在更加深入的層面上分析材料性能，可以更好地調動學生自主探究材料科學的積極性，幫助學生把材料知識轉化為初步的工作能力，克服課程知識的碎片化傾向。
四、結語
航空航天是現代科學技術的集大成者，該領域發展很大程度上取決于材料科學技術的進步。材料學是航空航天工程技術人員知識結構的重要組成部分。“工程材料學”要按照現代大工程觀的要求組織教學，才能實現教學目標，提高培養質量。航空航天領域和材料科學技術發展，極大地豐富了“工程材料學”的教學內容。要根據學科領域的發展需要選擇教學內容，按照理論實踐結合、突出工程應用的要求構建知識體系。在教學工作中，應根據不同專業的培養要求，深入研究材料學的基本要求和各專業的發展方向，形成“公共知識+方向知識”的“工程材料學”課程結構，提高教學效率。統籌考慮專業教學與其他課程的聯系，以及課程設計、工程訓練、畢業設計等教學環節，以“工程材料學”課程為中心，注重課程的縱向推進和知識的橫向聯系，不斷加深對材料學的理解和掌握，培養多角度研究分析、跨專業交流合作、多學科解決問題的能力。
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Discussion on Reform of "Engineering Materials" Course Teaching for Aeronautic Majors
WANG Tao，ZHOU Ke-yin
（College of Material Science and Technology，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing，Jiangsu 210016，China）
材料科學與工程類專業與工程應用聯系十分密切，國內幾百所高校設有此類專業。因此，材料科學與工程類專業人才培養模式與質量對材料與材料成形產業的發展有著直接的影響。目前對于大學生工程實踐能力的培養質量，中外用人企業的共同反映是：上崗適應慢，缺乏創新精神和創新能力，項目研究能力、團結協作能力、實踐動手能力較差、敬業精神等人文素質薄弱等。反思目前的高等院校在大學生能力培養方面尤其是工程實踐能力培養方面還存在明顯的不足，已經不能滿足當前科技進步及社會發展對工科大學畢業生素質與能力的要求。
1.培養模式落后
目前材料科學與工程類專業大學生在培養過程中上基本是以教師為中心、以課堂講授為主，注重理論與知識的傳授，過于強調教材和教師課堂講授在培養過程中的重要性；學生基本上是在被動的學習，自我培養的意識和能力差；缺乏對學生實踐能力、解決問題能力的培養；注重學生的理論學習和書面考試成績，缺乏對學生在培養過程中能力表現的評價。
2.大學生專業項目研究能力培養不夠
國內的工科院校比較注重大學生科技創新項目研究以及畢業設計訓練，一些科研條件比較好的工科院校還設立了大學生創新研究基金，支持學生開展科技創新研究。讓大學生結合實際科研項目開展畢業設計，這些做法在培養大學生動手實驗能力及科研能力方面起到了很好的作用，但是由于大多數的創新研究項目以及畢業設計題目僅是指導教師科研課題的很小部分內容，學生僅是按照教師的要求完成某一科研項目中的部分內容的實驗或驗證，缺乏對學生進行項目研究全過程的培養，尤其是對大學生從事專業項目研究能力的培養作用很小。
由于上述原因，畢業生就業后不能很好地運用所學的理論知識解決具體的生產問題，上崗適應慢；進行創新、改革及項目研究的能力差，發展后勁不足。
基于項目的學習是一種創造性地解決實際問題的學習方式，是一種通過引導學生深入探究某一真實、復雜的問題，仔細設計某項任務等形式，培養學生學習知識和技能的教學模式。基于項目學習的教學模式在國外已經得到較多研究和應用。例如在美國，基于項目的學習是其開展研究性學習的主要學習模式之一。英國、新加坡等國的一些高校也已經采用了基于項目的學習模式。
采用基于項目學習的培養模式，具有一些傳統培養模式不具有的特點。
首先，采用基于項目學習的培養模式，將傳統的以教師為中心的教學型培養模式改革為以學生為中心進行自主學習的學習型培養模式，學生可充分發揮其主動性和創造性，按照自己的興趣、特長及時間合理安排相關環節的學習和研究，非常有利于培養自主學習和進行探索研究的意識和能力。而這正是高等工科教育的主要目的之一。
其次，可以采用小組的形式開展項目研究，同學之間通過分工合作、相互研討、相互學習，在提高學習效果的同時，有效地培養了學生的團隊意識、協作精神以及合作能力。
再次，通過典型項目的設計和研究，讓學生完整經歷問題提出、資料查閱、方案設計和論證、設計或實驗研究、中期報告、研究報告撰寫、結題驗收答辯等項目的全過程鍛煉，讓學生把所學的理論知識與實踐結合起來，并綜合運用知識解決具體實際問題，從而顯著提高學生發現問題并解決問題的能力、創新意識與能力、書面報告及口頭表達能力等綜合能力。
基于項目學習模式強調充分培養學生的自主性、創新精神、協作精神以及解決實際問題的能力，符合國內高等工科教育改革的發展趨勢，是國內高等工科院校在進行教育改革時值得學習和借鑒的人才培養模式。但是基于項目的學習模式是一種新型的學習模式，沒有現成的項目供教師使用，可借鑒的案例也比較少。尤其是國內在大學教育中的應用很少。因此，在借鑒國外的先進培養模式進行教育改革時，結合學校特點和條件開展基于項目學習的應用研究，對于推廣應用該模式，提高材料科學與工程類專業大學生培養質量具有重要的實際意義。
二、哈工大材料科學與工程學院基于項目學習培養模式
如何發揮各學校、各專業的優勢與特點，形成特色的培養模式是成功應用基于項目學習培養模式的關鍵。
多年來，哈工大材料科學與工程學院非常重視大學生工程實踐能力和素質的培養，開展了多種形式的教育改革，并取得了良好的效果。自2011年起，材料科學與工程學院作為哈工大試點學院之一，開展基于項目學習的培養模式改革，并制定了基于項目學習的培養方案，在學院已有的工作基礎上，通過進一步完善課內外培養計劃，以突出培養學生主動參與學習、自主學習和自我提高意識為中心，以突出培養學生的專業項目能力與素質為特色，初步形成了基于項目學習的材料科學與工程類專業大學生培養模式。
1.教學計劃外開設能力培養講座
第一學年在教學計劃外開設4次《綜合能力培養講座》，內容包括：專業介紹及發展、專業資料查詢、繪圖軟件使用、學術報告PPT制作等；第3學期開設2～3次《科技創新能力培養講座》；第5學期請企業工程技術人員開設2～3次《項目工程能力培養講座》。
2.大學生創新項目訓練
第一學年在教學計劃外開展創新項目訓練，鼓勵學生自擬訓練題目，為學生配備指導教師。時間為2個學期，學生可以按照小組的形式進行，不要求進行實驗，但要經歷項目研究的全過程訓練，包括查閱資料、撰寫開題報告、開題答辯、方案制定及研究、中期檢查、結題答辯。
該環節的目的主要是讓學生建立項目研究的基本概念，培養學生的項目意識與能力。
3.大學生科技創新項目研究
第二三學年在課題組、研究室、重點實驗室以及國家級實驗教學示范中心等平臺支撐下，鼓勵和支持學有余力和興趣的學生參加國家、學校及材料學院大學生創新實驗項目研究，為學生配備指導教師，提供實驗經費支持。
該環節的目的主要是培養學生的創新意識與動手實驗能力。
