关于材料科学以“卓越工程师”为培养目标材料科学基础课程革新与实践学术

论文导读：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
摘要：在“卓越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，适应了卓越工程师的要求。
关键词：卓越人才；材料科学基础；教学改革
1674-9324（2013）22-0034-02
“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）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“卓越人才”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“卓越计划”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最先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“卓越计划”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、“卓越计划”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“卓越计划”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，为适应卓越工程师培养，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第一门系统的专业基础课程，该课程设计了材料的热力学、动力学及结构化论文导读：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，通过在线交流可以发布课程通知，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
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证“卓越计划”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证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，而且是保证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“卓越计划”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“卓越人才”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，在网摘自：硕士论文答辩www.7ctime.com
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，通过在线交流可以发布课程通知，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。作为我校第一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。
参考文献：
林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案再研究[J].高等工程教育研究，2100，（4）：11-17.
董倩，刘东燕，黄林青.卓越土木工程师实践教学体系构建[J].中国大学教育，2012，（1）：77-80.
基金项目：以卓越工程师培养为目标的材料化学人才培养模式改革研究，湖北省2012年教改项目
作者简介：雷丽文（1976-），女，湖北随州人，博士，副教授，主要从事功能材料的合成及性能表征研究。