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材料科學(xué)與工程導(dǎo)論范文第1篇

關(guān)鍵詞：卓越工程師；課程體系；培養(yǎng)；改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）06-0191-03

教育部于2010年6月正式啟動“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”），旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量的各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)。在《國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)貴州經(jīng)濟(jì)社會又好又快發(fā)展的若干意見》和《貴州省工業(yè)十大振興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》中都把材料產(chǎn)業(yè)確定為貴州省支柱產(chǎn)業(yè)之一，工業(yè)總產(chǎn)值占全省工業(yè)總產(chǎn)值的37%。貴州省材料產(chǎn)業(yè)急需一批高質(zhì)量的工程技術(shù)人才。2011年貴州大學(xué)正式啟動了“卓越工程師培養(yǎng)計劃”，材料科學(xué)與工程專業(yè)成為試點專業(yè)。材料科學(xué)與工程是貴州大學(xué)傳統(tǒng)優(yōu)勢和特色專業(yè)、貴州省示范專業(yè)、國家一類特色專業(yè)、國家專業(yè)綜合改革試點專業(yè)，具有材料科學(xué)與工程一級學(xué)科博士學(xué)位和碩士學(xué)位授予權(quán)。要實現(xiàn)材料科學(xué)與工程卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)得通過相應(yīng)的課程體系來完成，科學(xué)合理的課程體系是成功實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的主要載體，它能夠培養(yǎng)學(xué)生具有良好的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)。本文對材料科學(xué)與工程卓越工程師培養(yǎng)計劃中課程體系進(jìn)行深入分析，總結(jié)了啟動卓越工程師培養(yǎng)計劃試點工作以來，材料科學(xué)與工程專業(yè)根據(jù)學(xué)校的辦學(xué)定位和學(xué)科特點，利用與貴州省材料產(chǎn)業(yè)企業(yè)緊密合作的優(yōu)勢，積極開展優(yōu)化專業(yè)課程體系工作。

一、材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系及實施的現(xiàn)狀

貴州大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)目前的課程體系可以概括為“通識課程+通識拓展+學(xué)科大類+專業(yè)教育+個性課程+實踐環(huán)節(jié)”的結(jié)構(gòu)體系。多年來，我校材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系形式上發(fā)了一些變化，但多數(shù)課程都是延續(xù)了以前金屬熱處理專業(yè)的課程，理論教學(xué)內(nèi)容無太大變化，知識體系相對穩(wěn)定。教學(xué)方法與手段上除了增加了多媒體技術(shù)之外，理論教學(xué)過程與工程師培養(yǎng)尚存在差距。當(dāng)前，由于高校普遍存在“重學(xué)歷、重科研、輕教學(xué)”的現(xiàn)象，真正走上講臺為學(xué)生授課的老師趨于高學(xué)歷、年輕化；真正有工程經(jīng)驗的教授卻很少走上講臺，這很不適宜于工程師培養(yǎng)。而作為工科高校人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)方面――實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，材料科學(xué)與工程專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)由校內(nèi)工程訓(xùn)練和校外實習(xí)組成。其中校內(nèi)專題實驗是經(jīng)過實踐教學(xué)改革整合為單獨的實驗課程：《材料專題實驗Ⅰ》、《材料專題實驗Ⅱ》、《材料專題實驗Ⅲ》。但多年來，由于學(xué)校的人才政策的原因，導(dǎo)致專業(yè)實驗師資隊伍嚴(yán)重不足，使其理論教學(xué)與實驗教學(xué)總是存在脫節(jié)的現(xiàn)象，且實驗內(nèi)容簡單，不系統(tǒng)，而學(xué)生對實驗教學(xué)也不夠重視。另外，在校外實習(xí)方面，材料科學(xué)與工程專業(yè)實習(xí)也存在一些問題，一是實習(xí)經(jīng)費低，不利于實習(xí)的安排；二是由于企業(yè)存在安全和保密的問題，企業(yè)不愿意接收學(xué)生到現(xiàn)場實習(xí)。以上原因?qū)е聦W(xué)生認(rèn)識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)都形同走馬觀花，以至于學(xué)生對實際工程缺少直接接觸，對材料制備和檢測技術(shù)認(rèn)識不夠深入，實習(xí)達(dá)不到應(yīng)有效果。

二、卓越工程師課程體系的設(shè)置與改革

材料科學(xué)與工程導(dǎo)論范文第2篇

關(guān)鍵詞：材料專業(yè);創(chuàng)新型本科人才培養(yǎng);教學(xué)改革實踐

目前，材料科學(xué)迎來新一輪高速發(fā)展，半導(dǎo)體材料、結(jié)構(gòu)材料、高分子材料、敏感與傳感轉(zhuǎn)換材料、納米材料、生物材料及復(fù)合材料等成為材料科學(xué)與工程科學(xué)領(lǐng)域研究與發(fā)展的主導(dǎo)方向。我國材料科學(xué)領(lǐng)域中長期發(fā)展規(guī)劃立足于國家重大需求，將自主創(chuàng)新、提高核心競爭力和增強(qiáng)材料科學(xué)領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新能力作為戰(zhàn)略重點，對材料類人才培養(yǎng)提出了新的要求，其中創(chuàng)造力是最核心的要求。然而，我國高校傳統(tǒng)的教育模式過于重視教師的主導(dǎo)作用，忽視了學(xué)生批判性思維的訓(xùn)練、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)及創(chuàng)新能力的提高，限制了高水平創(chuàng)新型人才的挖掘和發(fā)展。

近年來，我校充分依托學(xué)科優(yōu)勢，在材料類本科教學(xué)上不斷進(jìn)行新的探索，逐步確立了“啟發(fā)創(chuàng)新思想、強(qiáng)化創(chuàng)新基礎(chǔ)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力”的人才培養(yǎng)理念，建立了“四階遞進(jìn)，三體并舉”的材料學(xué)科高水平創(chuàng)新型本科人才培養(yǎng)體系，實現(xiàn)了創(chuàng)新人才培養(yǎng)的系統(tǒng)性和長效性。

一、“四階遞進(jìn)，三體并舉”創(chuàng)新型本科人才培養(yǎng)體系的內(nèi)容與實踐“四階遞進(jìn)，三體并舉”創(chuàng)新型本科人才培養(yǎng)體系是指針對不同階段學(xué)生的特點，通過創(chuàng)新文化氛圍建設(shè)依次遞進(jìn)地幫助學(xué)生激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、啟發(fā)創(chuàng)新思想、訓(xùn)練實踐技能、提升創(chuàng)新能力，進(jìn)而培養(yǎng)創(chuàng)新人才;按照培養(yǎng)創(chuàng)新型人才要求的知識結(jié)構(gòu)，依托學(xué)校雄厚的師資、先進(jìn)的研究平臺及高水平的科研成果，開展師資體系、課程體系、實踐體系“三體”建設(shè)，對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)形成強(qiáng)有力的保障。該體系旨在推進(jìn)和加強(qiáng)創(chuàng)新文化的熏陶和影響，切實落實創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)，真正實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。

1.改革教學(xué)計劃，“四階遞進(jìn)”，培養(yǎng)創(chuàng)新人才

我校針對新材料技術(shù)發(fā)展特點和趨勢，探索設(shè)立了強(qiáng)化數(shù)理基礎(chǔ)的“理科班”、與國際接軌的“國際班”和瞄準(zhǔn)前沿方向的“納米班”，在通識教育基礎(chǔ)上根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生需求分類培養(yǎng)，制定專門的培養(yǎng)方案，完善課程間的銜接，去除陳舊重復(fù)內(nèi)容，并將工藝教學(xué)內(nèi)容納入自主學(xué)習(xí)平臺和創(chuàng)新實踐過程中。強(qiáng)化“理論物理”、“量子力學(xué)”等基礎(chǔ)課程，增加計算材料學(xué)、集成計算材料工程、材料基因組技術(shù)等材料研究新方法的內(nèi)容。在保障材料學(xué)科創(chuàng)新型人才必需的基礎(chǔ)上，在教學(xué)體系中引入“四階遞進(jìn)”的創(chuàng)新思想培養(yǎng)方案，解決了教學(xué)體系中涉及的知識面較窄、教學(xué)內(nèi)容相對陳舊及“灌輸式”課堂教學(xué)等問題。

一是依托優(yōu)質(zhì)師資力量，名師導(dǎo)學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)動力。我校材料學(xué)科目前擁有教授189人，其中包括院士5人，首屆國家級教學(xué)名師1人，國家級教學(xué)團(tuán)隊1個，長江、杰青等領(lǐng)軍人才10人。新生入學(xué)伊始，依托材料學(xué)科教學(xué)名師、科研領(lǐng)軍人物的人格魅力和最新科研成果，按“一班一師”由知名學(xué)者小班授課，講授“材料科學(xué)工程導(dǎo)論”課程（1學(xué)分），使學(xué)生初入大學(xué)就有機(jī)會接受名師指導(dǎo)。通過與名師進(jìn)行課堂交流，使新生感受到教師對科學(xué)的執(zhí)著熱愛和鉆研精神;通過名師講授，開通“本科生課堂”與“世界一流科研工作”之間的“直通車”。同時，授課名師擔(dān)任該班大學(xué)四年的學(xué)術(shù)導(dǎo)師，引導(dǎo)學(xué)生了解專業(yè)，開闊視野，激發(fā)學(xué)習(xí)動力。通過該課程的設(shè)置，在大一階段激發(fā)學(xué)生專業(yè)興趣、引導(dǎo)學(xué)生確立正確學(xué)習(xí)目標(biāo)。

二是依托學(xué)科國際影響力，創(chuàng)辦中國材料名師講壇，啟發(fā)創(chuàng)新思想。我校材料學(xué)科在美國的ESI檢索中始終排在全球前1%，特別是已位列第9位，在國際上有重要影響。依托學(xué)科國際影響力，2003年在教育部、科技部和國家自然科學(xué)基金委員會的支持下，我校創(chuàng)辦了“中國材料名師講壇”，至今已邀請65位（國外33位、國內(nèi)32位院士）世界頂級材料大師來校授課（可獲1學(xué)分），為廣大學(xué)生創(chuàng)造聆聽大師教誨、與大師面對面交流的平臺。在此基礎(chǔ)上，《中國材料名師講壇（第一輯）》于2012年出版公開發(fā)行。

三是依托高水平科研平臺，開展創(chuàng)新活動訓(xùn)練實踐技能。我校材料學(xué)科擁有強(qiáng)大的科研團(tuán)隊、一流的科研平臺（1個國際研究機(jī)構(gòu)、7個國家級研究平臺、1個國家級教學(xué)示范實驗中心）。從大二下學(xué)期到大四上學(xué)期，鼓勵學(xué)生自主聯(lián)系教授，開展課外創(chuàng)新活動，每年組建80個左右的創(chuàng)新訓(xùn)練團(tuán)隊，完成項目的學(xué)生可獲1學(xué)分。大學(xué)生的科研訓(xùn)練項目（SRTP）全部來自學(xué)院教授的國家級、省部級科研項目。通過實踐鍛煉和檢驗，使學(xué)生接受基本的科研創(chuàng)造訓(xùn)練，增強(qiáng)實踐技能，其中表現(xiàn)突出的學(xué)生在本科階段發(fā)表文章或申請專利。

四是依托學(xué)科最新研究成果，改革畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，提升創(chuàng)新能力。學(xué)生第七學(xué)期在教授指導(dǎo)下開展調(diào)研，自主發(fā)現(xiàn)問題并提出研究方案，第八學(xué)期直接進(jìn)入實驗環(huán)節(jié)。通過這一舉措，有效地延長了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計時間，加深了學(xué)生對課題的認(rèn)識，使學(xué)生畢業(yè)設(shè)計工作真正與教授的最新研究進(jìn)展相結(jié)合。教授積極將自己的最新研究內(nèi)容應(yīng)用于本科生畢業(yè)設(shè)計，大大提高了畢業(yè)設(shè)計的水平和取得創(chuàng)新成果的幾率。

2.完善培養(yǎng)體系，“三體并舉”，提供強(qiáng)力保障

在教學(xué)團(tuán)隊、課程體系、實踐平臺方面開展創(chuàng)新，通過構(gòu)筑師資體系、課程體系、實踐體系“三體”建設(shè)，建立了將教師科研成果及時融入本科教學(xué)內(nèi)容的有效機(jī)制，探索出將科研平臺服務(wù)于學(xué)生自主創(chuàng)新平臺的有效途徑，以滿足學(xué)生自主創(chuàng)新的需要。

一是通過團(tuán)隊建設(shè)構(gòu)筑優(yōu)質(zhì)師資體系。完善考核制度，將承擔(dān)本科生課堂教學(xué)32學(xué)時作為教授年度考核合格的必要條件，實現(xiàn)了教授給本科生上課率達(dá)到100%;設(shè)計了以課程或課程體系為單位，高水平科研團(tuán)隊向高水平教學(xué)團(tuán)隊“轉(zhuǎn)變”的戰(zhàn)略。以課程體系為單位組織教學(xué)團(tuán)隊，開展教改研究，在崗位評聘和職稱晉升方面向優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊傾斜。例如，材料學(xué)教學(xué)團(tuán)隊（首屆北京市優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊，2010年國家級教學(xué)團(tuán)隊）充分發(fā)揮團(tuán)隊中3位教學(xué)名師的帶頭作用，借鑒國家精品課程“材料科學(xué)基礎(chǔ)”的建設(shè)經(jīng)驗，定期開展集體教學(xué)研討活動，全面提高團(tuán)隊教師隊伍的教學(xué)工作水平。

二是通過課程改革豐富專業(yè)課程體系。鼓勵教師將最新科研成果納入本科生教材，與專業(yè)課教學(xué)相結(jié)合，使學(xué)生盡早接觸學(xué)科前沿，實現(xiàn)“以研促教”，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。曲選輝教授將課題組在粉末冶金方面的最新研究成果作為“材料科學(xué)與工程導(dǎo)論”的重要內(nèi)容，極大地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新興趣。每年申請到該課題組開展創(chuàng)新實踐的學(xué)生絡(luò)繹不絕?？涤懒纸淌谠诒究粕n程“軋制工程學(xué)”中引入“新一代鋼的薄板坯連鑄連軋工藝”（國家“973”課題）的研究成果，并編寫出版了教材《軋制工程學(xué)》（北京市精品教材）。

三是通過平臺建設(shè)拓寬學(xué)生實踐體系。建設(shè)“材料科學(xué)基礎(chǔ)”等自主學(xué)習(xí)平臺（該成果獲北京市高等教育教學(xué)成果二等獎）和材料虛擬實驗室，使學(xué)生不受時間空間限制，自主學(xué)習(xí)和開展創(chuàng)新研究;依托國家重點實驗室等18個國家和省部級研究平臺以及46個團(tuán)隊實驗室，建設(shè)了51個本科生創(chuàng)新實踐平臺;在實踐環(huán)節(jié)中，組織本學(xué)科特色比賽，主辦全球顯微結(jié)構(gòu)攝影大賽、全國大學(xué)生金相技能大賽，提供成果展示平臺;與美國“量子設(shè)計”公司、德國“卡爾蔡司”建立聯(lián)合實驗室，在材料測試、科學(xué)研究和實驗教學(xué)方面進(jìn)行合作。

3. 面向未來，“未雨綢繆”，多模式培養(yǎng)

創(chuàng)新型人才成長受到多種因素影響，科研、工程建設(shè)中不同的崗位需要不同類型的創(chuàng)新型人才。未來創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，需要不斷更新教育理念，更需要不間斷的教育實踐。為此，我校進(jìn)行了多模式培養(yǎng)的探索。2007年，“理科實驗班”探索數(shù)理基礎(chǔ)對高水平創(chuàng)新人才成長的作用。2008年，“國際班”探索國際化視野如何促進(jìn)人才成長。2010年，申請“納米材料與技術(shù)專業(yè)”并進(jìn)行專業(yè)綜合改革，探索“厚基礎(chǔ)、大科學(xué)、融合創(chuàng)新”的培養(yǎng)模式。

各模式下的成功經(jīng)驗相互借鑒，不斷凝練，共同促進(jìn)，有力地推進(jìn)了我校材料學(xué)科的本科教育教學(xué)改革。相關(guān)經(jīng)驗對提高我國高校本科教育教學(xué)質(zhì)量具有參考意義和推廣價值。

二、人才培養(yǎng)體系的實施效果

培養(yǎng)高水平創(chuàng)新型人才是當(dāng)今時代的呼喚，“四階遞進(jìn)，三體并舉”人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建，為進(jìn)一步完善和探索高校本科生創(chuàng)新教育模式奠定了基礎(chǔ)。該體系著重解決了在材料專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中存在的四個方面的教育教學(xué)問題：傳統(tǒng)課程以知識講授為主，教學(xué)體系涉及的知識面較窄，內(nèi)容相對陳舊，難以調(diào)動學(xué)生主動性，缺乏對于學(xué)生創(chuàng)新興趣、創(chuàng)新思想的啟發(fā)以及對創(chuàng)新能力的培養(yǎng);缺少將教師科研成果及時融入本科教學(xué)內(nèi)容的有效機(jī)制;受實驗教學(xué)資源制約，專業(yè)課實驗教學(xué)缺乏將科研平臺服務(wù)于學(xué)生自主創(chuàng)新的有效途徑，不能滿足學(xué)生自主創(chuàng)新的需要;教學(xué)設(shè)計不能充分滿足社會對材料類人才的需求，不能滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)發(fā)展需求。

經(jīng)過近十年的探索，我校實現(xiàn)了材料類高水平創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的突破，對新時期材料專業(yè)高水平創(chuàng)新型人才培養(yǎng)具有重要的示范作用和推廣價值，受到其他高校和社會的好評。該成果也獲得了2014年度國家級教學(xué)成果一等獎。

1. 形成了崇尚創(chuàng)新的文化氛圍，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神

“中國材料名師講壇”已成為我國材料領(lǐng)域最重要的講壇之一，吸引了一些著名學(xué)者主動要求前來講學(xué)。學(xué)院累計萬余名學(xué)生聆聽了世界大師的教誨，同時還吸引了清華大學(xué)、鋼鐵研究總院等近20所高校、科研院所學(xué)生參加，達(dá)到了以世界大師為我校之大師、以科學(xué)之思想為創(chuàng)新之思想的目的。同時，高水平多層次的科學(xué)論壇、學(xué)術(shù)交流和科技競賽培育了崇尚創(chuàng)新的文化氛圍。

2.搭建了長效實踐平臺，學(xué)生創(chuàng)新能力得到顯著提高

5年來，本科畢業(yè)生深造率從46%提高到65%，特別是到清華大學(xué)、北京大學(xué)以及美國斯坦福大學(xué)、英國劍橋大學(xué)、德國亞琛工大等國內(nèi)外著名單位深造的人數(shù)從每年80余名增加到了220余名;學(xué)生課外創(chuàng)新活動參與率從不到40%增加到80%以上;獲得了30個國家級和北京市級創(chuàng)新項目獎，其中5項獲全國“挑戰(zhàn)杯”獎項;本科生發(fā)表SCI論文179篇，申請專利79項?？姵闪镣瑢W(xué)獲2011年度“Charles Hatchett”獎（Nb微合金化領(lǐng)域國際最高獎），這是該獎項設(shè)立33年來首次由中國研究團(tuán)隊獲得;王樂在Nature Materials、 Applied Physics Express等雜志上發(fā)表13篇論文，總影響因子達(dá)50.5。

3.體系應(yīng)用情況良好，示范作用突出

材料科學(xué)與工程導(dǎo)論范文第3篇

“化學(xué)工程與工藝專業(yè)”是工科專業(yè)，是與實際生產(chǎn)聯(lián)系緊密的一個專業(yè)。所以我們在本科的四年的學(xué)習(xí)中，不僅要掌握化工相關(guān)的理論知識，跟要理論聯(lián)系實踐，逐漸接觸實際的工業(yè)生產(chǎn)過程，為將來畢業(yè)參加工作打下堅實的基礎(chǔ)。這次的認(rèn)識實習(xí)課正是我們面向?qū)嵺`的一地步，讓我們實地參觀常見機(jī)械，了解電工知識和技能，了解工件生產(chǎn)的基本流程。

大二的時候我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了《化工導(dǎo)論》和《畫法幾何與工程制圖》這兩門課，對常見的機(jī)械零件（如內(nèi)外螺紋緊固件、軸、齒輪等）有了一定的了解，但僅僅是停留在書本圖片上的認(rèn)知。此次去材料所的認(rèn)識實習(xí)，讓我們對機(jī)械設(shè)備、機(jī)械零件有了立體的、感性的認(rèn)識。

認(rèn)識實習(xí)的目的是理論聯(lián)系實際，使課堂的理論教學(xué)與生產(chǎn)實踐中的機(jī)械設(shè)備密切結(jié)合，使學(xué)生加深理解已學(xué)過的機(jī)械設(shè)計方面的基本理論知識；在實習(xí)中初步培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)件和機(jī)械的感性認(rèn)識；增強(qiáng)學(xué)生讀懂復(fù)雜圖紙的能力；為提高學(xué)生的工程設(shè)計能力，為下一步專業(yè)課程的全面學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

二、實習(xí)內(nèi)容簡述

12月14日，我們來到化院材料科學(xué)研究所，展開了約兩個小時的“認(rèn)識實習(xí)”課程，王老師是我們此次課程的主講人。中山大學(xué)材料科學(xué)研究所成立于1985年，前身是國內(nèi)第一所abs中試車間。主要研究方向是高分子復(fù)合材料及功能材料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和新材料的開發(fā)研究；固態(tài)變相理論和實驗研究；金屬和陶瓷功能材料研究；高tc超導(dǎo)材料及超微粉末、非晶等新材料制備技術(shù)等。

王老師向我們介紹了金工的三大工種：機(jī)床工、鉗工和電焊工。其中對機(jī)床工、常用機(jī)床及鉗工做了詳細(xì)的解析，并親自向我們演示了車床的車削過程和鉗工用鋸的方法。我將實習(xí)筆記結(jié)合網(wǎng)上查找的相關(guān)資料，整理如下：

1.機(jī)床工

材料科學(xué)與工程導(dǎo)論范文第4篇

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)概論;教學(xué)模式;高職

中圖分類號：G642.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）36-0258-02

材料與人類密切相關(guān)，是人類物質(zhì)文明的重要基礎(chǔ)。材料、信息和能源是現(xiàn)代文明的三大支柱，而材料又是一切發(fā)展和進(jìn)步的前提。作為當(dāng)代大學(xué)生，尤其是材料專業(yè)的大學(xué)生，有必要對生活中出現(xiàn)的各種材料有所了解、熟悉，拓寬專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的知識面，《材料科學(xué)概論》就是在此背景下開設(shè)的一門課程。該課程是我院材料工程系冶金、熱處理和質(zhì)檢三個專業(yè)開設(shè)的一門材料類理論限選課，授課時間集中在第三學(xué)期，內(nèi)容包含廣泛，有金屬材料、陶瓷材料、有機(jī)高分子材料、復(fù)合材料和新型材料（納米材料、智能材料、超導(dǎo)材料、生物材料、非晶態(tài)合金、形狀記憶材料）等，大綱要求盡量讓學(xué)生對各種材料有一個廣泛的系統(tǒng)認(rèn)識，為后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下一定的相關(guān)理論知識基礎(chǔ)。結(jié)合我系教師和學(xué)生的實際情況，對《材料科學(xué)概論》的課程教學(xué)模式進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和考評機(jī)制等多方面的積極探索，取得了一定的成績，并提出了一些建議。

一、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

目前國內(nèi)關(guān)于各種材料概論的教材有數(shù)十種，針對高職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)特點和教材的難易程度，對教材進(jìn)行了篩選，選定了王主編的《材料科學(xué)與工程導(dǎo)論》（機(jī)械工業(yè)出版社出版的普通高等教育規(guī)劃教材）作為教學(xué)用書。全書共有十章，主要講授了人類四大基礎(chǔ)材料（金屬材料、陶瓷材料、有機(jī)高分子材料、復(fù)合材料）的基本理論知識，并對一些傳統(tǒng)的以及近年來新型的熱點材料（納米材料、智能材料、超導(dǎo)材料、生物材料、非晶態(tài)合金、形狀記憶材料）進(jìn)行了重點介紹，通過對材料的特點、用途和發(fā)展前景的闡述，激發(fā)了學(xué)生對材料專業(yè)的興趣。

根據(jù)大綱要求，本課程學(xué)時安排為32學(xué)時。對于教材中的任何一種材料，都可以是一門專業(yè)，在32學(xué)時內(nèi)不可能讓學(xué)生全部詳細(xì)地掌握各種材料，如果教師一味地追求教學(xué)進(jìn)度，肯定會導(dǎo)致教學(xué)效果受到嚴(yán)重影響[1]。教師應(yīng)當(dāng)仔細(xì)分析教材，根據(jù)教學(xué)計劃的安排，及時調(diào)整授課內(nèi)容，對章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行篩選優(yōu)化。材料系所有專業(yè)學(xué)生在第二學(xué)期均開設(shè)了一門《工程材料》課程，學(xué)生對金屬材料的知識已經(jīng)基本掌握，對《材料科學(xué)概論》課程內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，剔除金屬材料章節(jié)，重點講授陶瓷材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料三部分，新型材料主要以生活中的實物實例輔助講授，非重點章節(jié)要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

二、豐富教學(xué)方法

《材料科學(xué)概論》由于內(nèi)容的多樣性和復(fù)雜性，要求學(xué)生記憶的知識點非常多，尤其是遇到一些抽象的內(nèi)容，學(xué)生更提不起學(xué)習(xí)興趣，如何引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識產(chǎn)生興趣是非常重要的。

首先，改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)，使學(xué)生覺得上課是一件有趣的事。在教學(xué)中，教師可以適當(dāng)增加教學(xué)互動環(huán)節(jié)，讓學(xué)生的思維活動起來，腦子運轉(zhuǎn)起來，加強(qiáng)師生間的直接溝通。比如非重點章節(jié)可以要求學(xué)生課后去搜集資料，做一個相關(guān)內(nèi)容的PPT，在課堂上由學(xué)生進(jìn)行講解，其他學(xué)生對不懂的地方或有不同見解的地方進(jìn)行提問、討論，師生共同去解決問題。

其次，教師也可以將近年在材料方面與課本內(nèi)容相關(guān)的科研、專利或課題成果引入課堂中，讓學(xué)生對“神秘的”研究有一個感性結(jié)合理性的認(rèn)識，比如在講授無機(jī)非金屬材料時，結(jié)合當(dāng)前的熱點，把“一種對燒結(jié)溫度敏感的鈦酸鉍基無鉛介電陶瓷材料”的新專利引入到教學(xué)中，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)功能陶瓷材料基本理論的同時，對相關(guān)的最前沿的技術(shù)有所了解，拓展學(xué)生的知識面[2]。

再者，課堂上教師可以運用幽默的語言和動作來描述講解的內(nèi)容，讓學(xué)生在輕松歡樂的氛圍下學(xué)習(xí)，減輕學(xué)習(xí)壓力，增加學(xué)習(xí)興趣。

三、優(yōu)化教學(xué)手段

傳統(tǒng)的黑板教學(xué)已經(jīng)不再適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)（尤其對于工科生），教師應(yīng)當(dāng)積極地去探索新的科學(xué)的教學(xué)手段。教學(xué)手段應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮為教學(xué)服務(wù)的特點，不應(yīng)拘泥于一種手段，只要能提高教學(xué)效果都應(yīng)當(dāng)主動嘗試。多媒體是現(xiàn)代教學(xué)中非常重要的一種輔助工具，教師應(yīng)充分發(fā)揮其優(yōu)勢，將文字內(nèi)容結(jié)合圖片、動畫、視頻等資源，充分調(diào)動學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生變被動、厭學(xué)為主動、想學(xué)。在使用多媒體輔助教學(xué)時要注意，教師不能一味地依賴PPT來完成教學(xué)任務(wù)，PPT的教學(xué)相較板書而言，其速度快得多，適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合板書，使學(xué)生在PPT學(xué)習(xí)過程中更容易做好筆記并記住知識點。其次，教師對于每堂課PPT的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)把握適當(dāng)，內(nèi)容如果太多，教師不但講得吃力，而且學(xué)生吸收也困難;內(nèi)容如果太少，對于32學(xué)時的內(nèi)容而言，授課進(jìn)度會受到極大的拖延[3]。結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，上課內(nèi)容的深淺程度，把握好每堂課的量，根據(jù)經(jīng)驗，最好控制在25～30頁。

每節(jié)大課的最后十分鐘留給學(xué)生進(jìn)行討論，對本次課的內(nèi)容進(jìn)行交流，查漏補缺;也可以給學(xué)生布置預(yù)習(xí)任務(wù)，為下節(jié)課的學(xué)習(xí)作好準(zhǔn)備。

四、完善考評機(jī)制

傳統(tǒng)的期末閉卷考試“一卷定高低”的考核形式已經(jīng)不再合適，教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合學(xué)生平時的各方面表現(xiàn)來評價一個學(xué)生的成績。我院結(jié)合學(xué)生的實際情況，實行了“6+4”評分機(jī)制，期末卷面成績占總評分的60%，平時成績占總評分的40%，其中平時成績可以根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容的差異和教師的靈活掌控調(diào)整比例。比如在本門課中，授課教師采取了多種不同的考核方式進(jìn)行評分：平時作業(yè)、考勤情況、堂內(nèi)測驗、回答問題、分組討論、課堂紀(jì)律表現(xiàn)、筆記記錄情況等，通過這些評分，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)能力和知識掌握情況，根據(jù)學(xué)生的真實表現(xiàn)，加分、扣分，不偏不倚，讓學(xué)生獲得一個真實的平時成績。學(xué)生在期末考試前獲得自己的平時成績，針對期末目標(biāo)，及格抑或高分，做出相符的復(fù)習(xí)方案。

五、結(jié)語

通過近幾年對《材料科學(xué)概論》的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和考評機(jī)制等方面教學(xué)模式的探索，教師積累了一定的經(jīng)驗，學(xué)生在新知識獲取上也更加輕松。在取得一定成績的同時，我們也應(yīng)當(dāng)注意，在實踐中發(fā)現(xiàn)仍有一小部分學(xué)生在本門課的學(xué)習(xí)中非常吃力，究其原因，很大程度上因為他們是文科生，這類學(xué)生物理、化學(xué)基礎(chǔ)差，有些甚至沒學(xué)過，在碰到無機(jī)非金屬材料和有機(jī)高分子材料時完全摸不到方向，最基本的概念諸如“化學(xué)鍵”、“官能團(tuán)”等都沒聽說過。作為理論限選課，主要目的是讓本專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)與專業(yè)相關(guān)的前沿科學(xué)技術(shù)知識，但32學(xué)時的課時安排不允許教師花太多時間在講解基本概念上，建議學(xué)院在招收材料專業(yè)學(xué)生時盡可能以理科生為主。伴隨著新材料的不斷涌現(xiàn)，知識的更新?lián)Q代也異常迅速，新的教學(xué)問題也會不斷呈現(xiàn)，只有教師緊跟時展、及時更新知識、調(diào)整教學(xué)模式，才能在傳授知識的道路上立于“不敗之地”。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉豐收，王嬰，申東升.高分子材料課程教學(xué)改革與實踐[J].廣東化工，2011，38（1）：222-223.

材料科學(xué)與工程導(dǎo)論范文第5篇

[關(guān)鍵詞]表面工程技術(shù)；研究生課程；教學(xué)方法

[中圖分類號]G643[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]10054634（2016）05004403

0引言

表面工程是指對機(jī)械零件表面進(jìn)行涂覆、改性或復(fù)合處理，以改變零件表面的形態(tài)、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)，并獲得所需特殊表面性能的系統(tǒng)工程。表面工程技術(shù)的最大優(yōu)勢是能夠制備出優(yōu)于零件本體材料性能的表面滲層/鍍層/涂層等改性層，賦予零件更好的耐磨、耐蝕、抗疲勞、耐高溫等性能[1]，已成為現(xiàn)代科學(xué)研究高新技術(shù)發(fā)展和機(jī)械工程應(yīng)用中新材料制備的關(guān)鍵技術(shù)之一。

目前，表面工程技術(shù)已經(jīng)成為一門獨立的技術(shù)和研究領(lǐng)域，世界上各高校均開設(shè)相關(guān)表面工程類的學(xué)科或方向，如英國伯明翰大學(xué)冶金與材料學(xué)院設(shè)有表面工程方向、美國凱斯西儲大學(xué)工程學(xué)院等設(shè)有表面工程方向、加拿大阿爾伯塔大學(xué)化學(xué)與材料工程系設(shè)有表面科學(xué)與工程方向等等。國內(nèi)已有大連理工大學(xué)開設(shè)材料表面工程專業(yè)，南昌航空大學(xué)開設(shè)的材料表面與界面工程專業(yè)，這些專業(yè)為學(xué)校自主開設(shè)的專業(yè)，為材料科學(xué)與工程專業(yè)下的二級學(xué)科。其它工科類院校雖然沒有設(shè)立專門的學(xué)科專業(yè)，但一般均開設(shè)有相應(yīng)的研究方向，如材料表面工程、材料表面改性等。

隨著我國科教興國、人才儲備等戰(zhàn)略的提出，以及家庭對教育重要性的認(rèn)識提高逐步，我國各大高校的規(guī)模不斷擴(kuò)大，研究生招生的數(shù)量也不斷增加，如何保證研究生培養(yǎng)質(zhì)量，對各大高校提出了更高的要求[2]。

1中美大學(xué)新生教育內(nèi)容的比較分析對材料表面工程專業(yè)或表面工程方向的學(xué)生來說，目前市面上見到的相關(guān)書籍或教材主要有徐濱士等編著的《材料表面工程》、趙文軫等編著的《材料表面工程導(dǎo)論》以及王振廷等編著的《材料表面工程技術(shù)》等。以趙文軫等編著的《材料表面工程導(dǎo)論》為例，該教材首先從理論上論述了固體表面的晶體構(gòu)造、理化特點以及表面強(qiáng)度等問題，然后就表面工程中10個大類表面技術(shù)的原理、工藝特點、應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了論證和說明，最后介紹了表面工程中常用的一些分析和測試方法。盡管教材突出了先進(jìn)性，但其中理論性的內(nèi)容相對較多，應(yīng)用方面的內(nèi)容較少，一些新興的復(fù)合技術(shù)等未能涉及[3]。目前大多數(shù)高校的教師對材料表面工程類課程的講解均是以這些教材為藍(lán)本，這對注重基礎(chǔ)、課時充足的本科生教學(xué)是比較合適的。研究生與本科生相比，是一個特殊的學(xué)生群體，學(xué)生自身的理解能力進(jìn)一步增強(qiáng)，且研究生教學(xué)學(xué)時比本科課時少，往往少于32學(xué)時，一般為24學(xué)時甚至16學(xué)時，因此，如果采取和本科生同樣的教學(xué)方式，一方面講解的內(nèi)容難以取舍和完成。另一方面難以調(diào)動學(xué)生的積極性，往往教學(xué)效果一般[4]。

2適合研究生的新型講授思路和方法探討

研究生課程培養(yǎng)目標(biāo)：通過課堂教學(xué)，使學(xué)生了解表面工程的相關(guān)理論，掌握表面工程技術(shù)的工藝方法，為將來從事材料科學(xué)與工程方面的生產(chǎn)、管理及研究奠定基礎(chǔ)。培養(yǎng)要求：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠了解目前主流表面工程技術(shù)的基本原理，掌握典型表面工程技術(shù)的制備方法和工藝過程，掌握材料成分、組織結(jié)構(gòu)及性能的測試分析和評價方法，具有獲取表面工程技術(shù)新知識和運用新知識的能力，將來能夠解決材料領(lǐng)域生產(chǎn)及研發(fā)過程中遇到的實際問題[5，6]。

基于筆者多年對材料表面工程類課程的學(xué)習(xí)和筆者對《材料表面工程導(dǎo)論》《功能薄膜等離子體輔助加工技術(shù)》和《材料合成與制備方法》等研究生課程的教學(xué)實踐，根據(jù)表面工程學(xué)科“綜合、復(fù)合、交叉、系統(tǒng)”的特色，經(jīng)認(rèn)真歸納總結(jié)和分析，提出了《材料表面工程技術(shù)》研究生課程講授的結(jié)構(gòu)體系：由傳統(tǒng)制備技術(shù)到現(xiàn)代制備技術(shù)，由固態(tài)制備技術(shù)到氣態(tài)（真空）制備技術(shù)，由污染環(huán)境型技術(shù)到環(huán)境友好型技術(shù)，由單一制備技術(shù)到復(fù)合制備技術(shù)，采用逐步過渡、逐層推進(jìn)的方式進(jìn)行講授。以1門24學(xué)時的《材料表面工程技術(shù)》研究生課程為例，應(yīng)該采用的典型教學(xué)框架為：基礎(chǔ)知識部分4學(xué)時，典型專項技術(shù)部分16學(xué)時，新型復(fù)合技術(shù)部分4學(xué)時，如圖1所示。具體講授方法如下。

課程的第一部分應(yīng)利用4個學(xué)時進(jìn)行基礎(chǔ)知識方面的介紹，包括表面工程技術(shù)的意義及發(fā)展歷程，在這一部分，要首先介紹表面工程技術(shù)出現(xiàn)的背景和現(xiàn)實意義，回顧整個技術(shù)的發(fā)展歷程，以及標(biāo)志性的歷史事件，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)各種專項技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)。

課程的第二部分利用16學(xué)時重點對典型的專項技術(shù)進(jìn)行介紹，主要是基于表面工程技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步和各類專項技術(shù)之間的關(guān)系，由傳統(tǒng)制備技術(shù)到現(xiàn)代制備技術(shù)，即先講授熱擴(kuò)滲技術(shù)（包括滲氮、滲碳、滲金屬、熱浸鍍等），再講授高能束技術(shù)（包括離子束技術(shù)、電子束技術(shù)、激光束技術(shù)等），最后介紹沉積技術(shù)（包括噴涂、蒸發(fā)鍍、濺射鍍等），各類專項技術(shù)之間內(nèi)在的邏輯聯(lián)系是改性層與基體之間的結(jié)合狀態(tài)由冶金結(jié)合到機(jī)械結(jié)合逐漸過渡，如圖2所示。

各類專項技術(shù)的講授方法是由固態(tài)制備技術(shù)到氣態(tài)（真空）制備技術(shù)，由污染環(huán)境型技術(shù)到環(huán)境友好型技術(shù)。以熱擴(kuò)滲技術(shù)的講授為例，該部分內(nèi)容可分兩個層次進(jìn)行講解，第一部分講授熱擴(kuò)滲非金屬元素（包括氮、碳、硼、硅等），由固體熱擴(kuò)滲（固體滲碳），接著講授液體熱擴(kuò)滲（鹽浴滲氮），再講授氣體熱擴(kuò)滲（氣體滲氮、滲碳）、真空熱擴(kuò)滲（真空滲氮、真空滲碳、等離子滲氮等），最后講授該類技術(shù)的最新發(fā)展（活化屏等離子體滲氮、滲碳）；第二部分講授熱擴(kuò)滲金屬元素（包括鋅、鋁、鉻、鈦等），這部分亦是先講授液體熱擴(kuò)滲技術(shù)，再講授氣體（真空）熱擴(kuò)滲技術(shù)。

以上這些工藝技術(shù)主要通過“滲進(jìn)去”和“長出來”兩種工藝過程實現(xiàn)，使材料表面組織發(fā)生相變（化學(xué)反應(yīng)），進(jìn)而使材料表面具備新的力學(xué)性能（硬度、抗疲勞等）或功能性（熱、電、磁等性能），達(dá)到材料表面改性的目的。因此，在具體講授某一種技術(shù)時，可以采用案例式教學(xué)結(jié)合生產(chǎn)實踐[5，6]，首先向?qū)W生介紹該技術(shù)的工藝過程，明確該工藝過程實現(xiàn)的是材料的“滲進(jìn)去”還是“長出來”，接著讓學(xué)生認(rèn)識到該工藝過程是否是材料表面組織發(fā)生相變，發(fā)生什么相變，然后讓學(xué)生理解發(fā)生相變的原因，最后向?qū)W生介紹這種技術(shù)特點及其應(yīng)用。

以熱擴(kuò)滲技術(shù)為例，在講授氣體滲碳時，可以汽車齒輪滲碳為案例，借助多媒體軟件（PowerPoint和視頻）進(jìn)行講解。首先向?qū)W生介紹該技術(shù)的工藝過程：即滲碳工藝制定―齒輪預(yù)處理―裝爐―升溫―通入含碳介質(zhì)―保溫―降溫―出爐。在講授過程中要重點強(qiáng)調(diào)工藝制度的制定，包括齒輪熱處理工藝的制定和滲碳工藝的制定。而預(yù)處理的過程包括齒輪的淬火和回火以及裝爐前的除油、除垢。通過講解，使學(xué)生認(rèn)識到：（1）該工藝過程實現(xiàn)的是碳元素的滲入；（2）由于碳元素的擴(kuò)散滲入，在齒輪的表面與鐵元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成鐵的碳化物，由于表面碳化物的生成，在齒輪表面由表及里形成了典型的ε-Fe3Cε-Fe3C+α-Feα-Fe梯度組織；（3）表面組織的改變，使齒輪表面的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度顯著提高，實現(xiàn)汽車齒輪的改性。其中在（2）的介紹中，向?qū)W生重點強(qiáng)調(diào)在碳元素在擴(kuò)散過程中，碳濃度的變化規(guī)律，然后結(jié)合Fe-C相圖，分析擴(kuò)散過程中可能生成的新化合物相。這樣，在整個技術(shù)講授過程中既有理論又有實踐，兩者協(xié)同統(tǒng)一，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

鑒于表面工程新的發(fā)展趨勢以及復(fù)合表面工程技術(shù)的優(yōu)越性，在各類專項技術(shù)講授完畢后，在課程的第三部分利用4學(xué)時講授一些新型復(fù)合表面工程技術(shù)，如熱擴(kuò)滲和氣相沉積薄膜復(fù)合、離子注入和磁控濺射鍍膜復(fù)合、微弧氧化和強(qiáng)流脈沖電子束復(fù)合、等離子噴涂和激光氮化結(jié)合等。

以上是以24學(xué)時為例進(jìn)行說明的，如果講授學(xué)時少于或多于24學(xué)時，教師只需要對上述各個部分、各個層次內(nèi)容的學(xué)時作相應(yīng)的調(diào)整即可。

3結(jié)束語

針對研究生教學(xué)對象和教學(xué)課時的特殊性，根據(jù)筆者多年學(xué)習(xí)和講授經(jīng)驗，設(shè)計出更適合表面工程類研究生接受和學(xué)習(xí)的新型講授體系、思路和和方法，經(jīng)筆者及相關(guān)教師的教學(xué)實踐證明，教學(xué)效果良好，受到學(xué)生的普遍歡迎，值得推廣應(yīng)用。

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Discussion on a new teaching method for graduate course of material

surface engineering technology

Liu Ruiliang1，Yan Mufu2，Qiao Yingjie1

（1. Key Laboratory of Superlight Material and Surface Technology of Ministry of Education，College of Material Science

and Chemical Engineering，Harbin Engineering University， Harbin，Heilongjiang 150001，China；

2. National Key Laboratory for Precision Hot Processing of Metals，School of Materials

Science and Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin，Heilongjiang 150001，China）