發布時間：2022-05-07 09:28:02
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1篇材料科學論文，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。
【摘 要】《材料科學基礎》是材料科學與工程類專業學科中一門重要的基礎課程。在多年的教學工作中，通過不斷的學習與實踐，在優化教學方法，融會貫通理論知識等教學改革措施中，大大提高了教學效果，并很好地培養了學生的學習能動性。
【關鍵詞】材料科學基礎；教學方法；知識體系
材料是人類文明進步的里程碑，時代的發展需要材料，而材料又推動時代的發展，所以人們把材料視為現代文明的支柱之一[1]。《材料科學基礎》是材料科學與工程類專業學科中一門重要的基礎課程，是相關材料學學科的基礎和媒介，它起著公共基礎課與專業課程之間的紐帶作用，特別是在各學科相互交叉融合不斷加強的今天，《材料科學基礎》在高校教學中的地位更加的突出和明顯。通過《材料科學基礎》課程的教學，使學生很好的掌握材料科學的基本理論，是學生學習其它專業課程的基礎，也是今后從事材料科學研究工作的重要基礎。
伴隨著材料科學技術的迅猛發展，《材料科學基礎》課程內容不斷擴充更新，《材料科學基礎》課程的教學改革問題也日益顯現。學生在學習過程中，普遍反映課程內容枯燥、抽象，知識點太多，難于理解等，學習具有一定難度。結合近幾年的教學實踐和體會，本文探討了《材料科學基礎》課程教學改革的幾點認識與實踐。
1 優化教學方法，提高教學效果
1.1 多媒體輔助教學
《材料科學基礎》課程涉及到物理、化學、高分子等多個相關學科，課程具有內容多，概念多，理論抽象等特點。針對這些特點，《材料科學基礎》課程教學方法改革的主要措施是：改變過去單一的粉筆加黑板的傳統教學方法，制作多媒體課件輔助教學，將看不見摸不著、又極為抽象復雜的材料內部結構形態，生動、直觀的表達出來，使學生易于理解和接受。如三元相圖的空間模型，晶體結構的大量空間堆疊，空間粒子間的錯綜復雜的相互聯系，位錯的各種交互作用等，需要很豐富的空間想象力去理解。這些教學內容單靠課本上簡單的平面圖形和教師的靜態模型，難以讓學生理解和掌握。結合《材料科學基礎》課程內容及課程特點，采用多媒體教學為主的教學方式，大大提高了教學效果。在講述三元相圖時，將相圖進行拆分、重組，可以很清晰的把點、線、面的具體位置及相互關系展示給學生。多媒體教學通過形象、逼真的動畫形式，從靜態到動態、從平面到立體、從單色到彩色、具有局部結構解析功能、全方位演示課程的重點和難點教學內容，極大的豐富了《材料科學基礎》課程的教學信息量，擴充了教學內容，既有利于學生空間概念的建立，正確理解材料微觀結構的特點和宏觀性質及其應用之間的相互關系， 又提高了教學效率和學生的學習積極性，使教學效果得到了明顯的提高。
1.2 “參與式”和“互動式”教學
在《材料科學基礎》課程的講授過程中，讓學生作為學習的主體參與教學，針對不同的教學內容，采用學生分組討論、學生代表上臺講授、同學間辯論、老師點評等教學方法，使學生感受到自己是教學的主體，引導他們在民主、寬松、和諧的課堂氣氛中自主學習、合作學習與探究學習。讓學生變“被動學習”為“自主學習”，變“要我學”為“我要學”。充分發揮學生的積極性、主動性、創造性為前提，培養學生的學習熱情，使學生“愛學習”。促進學生掌握學習的正確方法，使學生“會學習”。另外，通過布置部分教學內容自學、閱讀一些必要的參考書、撰寫小論文等形式，引導學生提出問題，獨立思考，大大提高了學習的能動性。
2 知識體系的融會貫通
高效的課堂要以扎實的教學內容為載體。扎實的教學內容是課堂教學促進學生發展的載體。課堂教學并不是教學內容越“多”越好，也不是越“難”越好[2]，而是要在了解學生的實際發展水平和特點的基礎上，合理地確定教學內容的重點。因此，課堂上教師要以“精講多練”方式落實教學重點，要讓學生扎實掌握基礎知識，發展熟練的基本技能。在分析和講解各種材料理論體系時，我們都從理論范疇和科學體系層面進行融會貫通。例如在講授材料中的質點擴散、結構缺陷類型、界面偏析、相變類型、表面帶電等時均進行了整合貫通，使學生既能夠把握材料的共性，又能熟悉材料的個性。
材料科學在理論上的交叉融合已日益明顯，材料制備和使用過程中許多概念、現象和轉變都存在著許多相似之處[3]。例如馬氏體相變理論最初由金屬學家建立，廣泛應用于鋼的熱處理理論解釋。而氧化鋯增韌陶瓷中同樣也發現了馬氏體相變現象，并作為陶瓷增韌的一種有效方法。又如缺陷行為、平衡熱力學、擴散、塑性變形和斷裂機理、界面的精細結構與行為、晶態和非晶態結構、不同類型材料中的電子遷移理論等可以用來解釋不同類型材料的行為。這些都為材料科學基礎課程的內容整合提供了十分良好的基礎和可能性。
3 注重實踐環節，學以致用
《材料科學基礎》課程所面臨的學時數不足與當代知識信息量迅速增加、課程內容的不斷拓展和更新的矛盾日益加劇，深化教學改革迫在眉睫。如何提高《材料科學基礎》課程的教學效果，形成知識傳授、思維方法與能力培養、創新精神相互滲透形成的完整系統，課題組成員進行了深入的嘗試和探索，從教學內容的整合、教學方法與教學手段的改進，到融匯情感教育，千方百計調動學生學習積極性，注重實踐環節，要求學生學以致用，達到了較理想的教學效果。實驗環節可幫助學生鞏固和加深對理論知識的理解，掌握基本實驗技能，培養理論聯系實際，自己動手分析、解決問題的能力。目前，我們材料科學基礎實驗室，通過實驗課程的基本訓練，學生擁有了較多的實踐和動手機會，實踐技能和創新能力得到較大程度的培養。實驗教學在材料科學與工程專業人才的培養中占有重要地位，加強《材料科學基礎》課程的實驗教學，可以幫助學生鞏固理論知識，掌握實驗技能。
《材料科學基礎》課程是一門與實驗和工程實踐緊密相聯的學科。強化課程實驗和實踐環節的教學，無論對于學生基礎理論的掌握還是工程實踐能力的培養都具有舉足輕重的作用。以提高學生分析和解決實際問題的能力是我們高校教育的重中之重，但長期以來《材料科學基礎》實驗的開設都是沿用實驗教材上所設置的內容，大多是一些驗證性實驗。為了培養學生的動手能力，我們的實驗部分逐步調整為兩個部分：一部分為驗證性實驗，訓練學生材料配置的基本技能和掌握相關基礎知識；另一部分則為綜合性實驗，如樣品的制備、材料的分析等，提前將實驗內容布置給學生，讓學生查閱資料，自擬實驗方案，準備實驗材料，一直到自主完成實驗操作，處理好數據，上交數據報告等全過程。這對學生的獨立性培養很有益處，對他們將來做科研也很有幫助，對我們老師也有了更高的要求。在教學實踐中，將“粘土性能測定及差熱分析”設計為綜合實驗，涉及到粘土白度、表面電位、陽離子交換容量、膨脹容、膠質價等物理性能測定，粘土的鈉化、有機改性，差熱分析等。學生在教師指導下分析粘土的物理性能，對改性前后粘土進行查熱分析并對比，對實驗結果進行數據處理，鍛煉了實際動手能力，培養了分析問題能力。在實驗教學中打破傳統教學中學生被動接受的缺點，使學生逐步形成以自助式學習方式，將實驗教學由封閉變為開放，有效地提高了學生的學習積極性和學習質量。針對材料科學基礎課程已經學習過的內容安排驗證性實驗，鞏固已學過的知識，培養學生動手和親自設計實驗的能力，通過加強實驗和實踐的教學環節，使學生加深了材料的成分結構的了解。
在加強實踐的教學改革中，采取實驗教學課程建設與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。通過加強實驗和實踐的教學環節，使學生加深了材料的成分、組織結構、材料制備工藝材料、使用性能之間有著相互依存、彼此影響的復雜關系的理念，有效地調動學生的主觀能動性，激發學生的創新意識，使學生既提高了實驗動手能力，又進一步鞏固了課堂教學的內容，取得了新教學培養模式的良好的教學效果。
在不斷的教學改革實踐中，良好的教學效果已初見端倪。但教育教學改革是一個新的事物，總會出現這樣那樣的新問題，這就需要我們認真地區對待去解決，從中改進我們的教學效果，提高我們的教學質量。此外，從與科學技術和人類文明社會發展相適應的角度上說，教育教學改革也是永無止境的。教學質量是高等教育的主題，只有不斷總結教學經驗，深化《材料科學基礎》課程教學改革，才能提高材料科學基礎工程專業人才的培養質量。必須正確認識到《材料科學基礎》教學改革是一項涉及面廣、科學性強的系統工作。在教學改革中，必須始終抓住基礎理論和工程實踐相結合的特征。只有勇于實踐和探索，并不斷充實和完善，才能達到培養具有創新能力、高素質和復合型人才的目標。今后我們要對《材料科學基礎》課程改革做更多的具體的探索和調查研究，以總結其中的教改效果和經驗教訓，通過不斷地實踐、不斷地認識、不斷地完善，相信我們定會走出一條適合于材料科學專業人才培養的成功之路。
摘要：本文主要講述原位反應自生法制備復合材料的原理和制備工藝過程，并詳細講述原位反應自生法制備復合材料在材料科學與工程專業實驗教學中的研究和應用，以及原位反應自生法的研究發展趨勢。原位反應自生法廣泛應用在制備金屬基復合材料、金屬陶瓷復合材料等方面。本文作者認為原位反應自生法制備復合材料可以應用在材料科學與工程專業的教學實踐中，應該增加一些原位反應自生法制備復合材料的實驗課程，從而提高實踐教學質量。
關鍵詞：原位反應自生法 復合材料 材料科學與工程專業 實驗教學 研究 應用
一、前言
在材料科學與工程專業的本科教學工作中，本科學生在高年級就開始學習材料科學與工程專業的基礎課程和專業課程。其中在材料科學與工程專業課程教學中，在講述材料的制備工藝方法中講述過原位反應自生法制備復合材料。原位反應自生法是制備金屬基復合材料，金屬陶瓷復合材料，以及金屬間化合物/陶瓷基復合材料的主要方法。原位反應自生法是在一定條件下通過化學反應在基體內原位生成一種或幾種增強相從而達到強化的目的。這種方法可得到增強體顆粒尺寸細小，熱力學性能穩定，界面結合強度高的復合材料，是一種很有前途的顆粒增強復合材料制造工藝。原位反應自生法制備復合材料由于具有可以達到凈近尺寸成形的優勢，所以能夠廣泛應用于工程領域中。在材料科學與工程專業的本科課程教學中，在材料加工工程和材料制備方法中都講述過原位反應合成技術。此外還可以將原位反應自生法制備復合材料作為一項實驗教學內容安排學生進行實驗，使學生認識和了解原位反應自生法制備復合材料的工藝過程。所以原位反應自生法制備復合材料在材料科學與工程專業教學實踐中得到廣泛的應用。本文首先講述原位反應自生法制備復合材料的原理和制備工藝過程，并講述原位反應自生法制備復合材料在材料科學與工程專業教學實踐中的研究和討論。并對原位反應自生法制備復合材料的未來發展趨勢進行分析和預測。
二、原位反應自生法制備復合材料的原理和制備工藝過程
為了克服傳統方法制備的復合材料存在增強體顆粒尺寸粗大，熱力學不穩定以及界面結合強度低等缺點，出現了原位合成技術，即在一定條件下通過化學反應在基體內原位生成一種或幾種增強相從而達到強化的目的。原位自生法是通過原料粉末中的某些化學反應生成所需要的反應產物并通過熱壓燒結工藝制備出復合材料試樣。原位反應自生法可得到增強體顆粒尺寸細小，熱力學性能穩定，界面結合強度高的復合材料，是一種很有前途的顆粒增強復合材料制造工藝。目前報道的原位合成技術主要有原位反應熱壓燒結技術，原位復合技術，定向氧化技術，熔體浸漬技術，反應結合技術及自蔓延高溫合成技術等。定向氧化合成技術是利用放熱反應在金屬或金屬間化合物基體中原位分散金屬間化合物或陶瓷顆粒或晶須的原位復合技術。原位自生法是通過反應物之間的反應生成所需要的反應產物并通過熱壓燒結工藝實現致密化。原位合成法是利用化學反應在原位生成補強組元-晶須或長徑比較大的晶粒來補強基體材料的制備工藝。原位合成法主要具有如下優點：簡化工藝，降低材料成本，實現特殊顯微結構設計和獲得特殊材料性能，具有很好的熱力學穩定性。金屬間化合物/陶瓷基復合材料的制備方法主要有原位復合技術和定向氧化技術以及原位反應熱壓燒結工藝。可以采用原位反應熱壓燒結工藝制備金屬間化合物/陶瓷基復合材料。原位復合技術是由于金屬間化合物反應的形成熱相對較低，因而采用自蔓延燃燒時系統不易達到較高的絕熱溫度，故一般采用原位復合技術制備和合成復合材料。原位復合技術是利用放熱反應在金屬或金屬間化合物基體中原位分散金屬間化合物或陶瓷顆粒或晶須的原位復合技術。傳統的方法是將粉末壓坯在恒定速率下加熱到可使反應自發的產生并在整個混合物中處處發生反應。定向氧化技術是定向金屬氧化工藝可用于制備金屬基復合材料。原位反應熱壓燒結工藝是將原位反應和熱壓燒結工藝相結合制備致密的復合材料。
三、原位反應自生法制備復合材料在材料科學與工程專業實驗教學中的研究和應用
原位反應自生法主要用于制備金屬陶瓷，金屬間化合物，金屬間化合物/陶瓷復合材料等。在材料科學與工程專業的教學課程中，其中材料加工工程和材料制備與合成方法講述過原位反應自生法。原位反應自生法同粉末冶金技術和液相燒結技術一樣都是材料制備技術。原位反應自生法同樣是熱加工工藝，原位反應自生法涉及到反應物高溫化學反應制備產物的過程。在材料科學與工程專業課程的課堂教學中，在有些專業課程中原位反應自生法只是作為了解，對于原位反應自生法制備復合材料的具體內容和制備工藝步驟的研究和應用了解很少。所以就需要在材料科學與工程專業的實踐教學課程中增加一些關于原位反應自生法制備復合材料的實驗課程。通過原位反應自生法制備復合材料的實踐教學活動可以使學生認識和了解原位反應自生法制備復合材料的原理，制備工藝過程以及對經過原位反應自生工藝后得到的金屬基復合材料燒結制品的物相組成，顯微結構和性能進行研究，使學生通過對復合材料的制備與研究過程可以加深學生對材料科學與工程專業課程學習的認識和了解。對于本科學生的教學實踐課程，可以在本科學生的本科專業課程設計和本科畢業設計過程中安排采用原位反應自生工藝制備金屬基復合材料和金屬陶瓷復合材料的教學內容。例如采用原位反應自生工藝可以制備金屬陶瓷復合材料，先將金屬陶瓷粉末通過壓力成型工藝制成坯體，并通過原位反應自生工藝和高溫燒結工藝制備金屬陶瓷復合材料。高溫燒結工藝可采用常壓燒結工藝，熱壓燒結工藝和放電等離子燒結工藝以及熱等靜壓燒結工藝。采用原位反應合成工藝可以制備金屬間化合物/陶瓷基復合材料，通常先將金屬間化合物粉末和陶瓷粉末通過壓力成型過程在一定壓力下壓制成具有一定形狀和致密度的預制件，通過原位反應自生法和高溫燒結工藝形成金屬間化合物/陶瓷基復合材料。高溫燒結工藝可采用常壓燒結工藝，熱壓燒結工藝和放電等離子燒結工藝以及熱等靜壓燒結工藝。有時將原位反應自生法和熱壓燒結工藝相結合制備致密的復合材料燒結塊材。通過實驗教學過程使學生認識和了解到原位反應自生法制備金屬陶瓷復合材料的制備工藝過程，提高學生對專業課程學習的認識和了解。使學生通過實驗教學認識和了解了原位反應自生工藝制備復合材料的制備工藝原理，使用方法和制備過程，以及對得到產物的物相組成和顯微結構進行分析和測試。原位自生法可以制備金屬基復合材料，金屬陶瓷復合材料等。采用原位反應自生法可以制備顆粒增強的金屬基或陶瓷基復合材料。
原位反應自生工藝制備復合材料涉及到反應物在高溫下發生化學反應生成反應產物的過程，原位反應合成技術操作過程比較簡單，對設備要求較低，只需要高溫燒結爐，可以進行現場操作，因此可以作為本科學生的實驗課程教學內容，可作為材料科學與工程專業課程的輔助教學實驗，也可以作為本科專業課程設計和本科畢業設計教學內容。使學生通過實踐教學來加深對材料科學與工程專業課程的認識和掌握。使學生認識到金屬基復合材料的制備過程以及金屬陶瓷復合材料的制備過程等，并使得學生對原位反應自生法得到的燒結制品進行分析和測試，使學生對材料的分析和檢測水平有較大的提高。對于拓展學生的知識面有很大的幫助。為本科學生以后的本科專業課程設計和本科畢業設計打下堅實的實驗基礎。
四、原位反應自生法制備復合材料的未來發展趨勢和應用
原位反應自生法制備復合材料在材料科學與工程領域有著廣泛的研究和應用。原位反應自生技術由于制備工藝簡單，成本較低，對設備要求較低，只需要高溫燒結爐，所以被廣泛的應用到金屬基復合材料，金屬陶瓷復合材料，金屬間化合物/陶瓷基復合材料等的合成與制備中。利用原位反應自生法可以開發新型的金屬基復合材料和金屬陶瓷復合材料以及金屬間化合物/陶瓷基復合材料。采用原位反應自生技術可以開發出很多種類型的金屬基復合材料和金屬陶瓷復合材料。所研究和開發的材料種類也逐漸增多，應用范圍也越來越廣泛。原位反應自生技術在材料科學與工程專業教學與實踐中也得到廣泛的推廣和應用，原位合成技術已經成為材料科學與工程專業實踐教學課程進行的實驗內容。所以本文作者認為應該在材料科學與工程專業的教學實踐中增加一些采用原位反應自生技術制備復合材料的實驗課程。
五、結論
本文主要講述原位反應自生法制備復合材料的原理和制備工藝過程，并詳細講述原位反應自生法制備復合材料在材料科學與工程專業實驗教學中的研究和應用。原位反應自生法廣泛應用在制備金屬基復合材料，金屬陶瓷復合材料等領域中。本文作者認為原位反應自生法制備復合材料可以應用在材料科學與工程專業的教學實踐中，應該增加一些原位反應自生法制備復合材料的實驗課程，擴大學生學習的知識面，提高學生的認識了解能力，從而提高實踐教學質量。通過原位自生法制備復合材料的實驗教學過程提高學生的知識水平和認識能力。
【摘 要】結合我國國情和廣西地區特色分析雙語教學的重要性，簡單介紹雙語教學的含義、教學模式及其存在的問題。研究我校材料學科的雙語教學，對教學實踐進行詳細闡述，對教學初步成效進行總結。探討雙語教學對培養具有國際競爭力人才的促進作用。
【關鍵詞】雙語教學；材料學科；國際競爭力；人才培養
隨著改革開放的深入以及WTO的加入，中國逐漸與世界接軌，因此急需既精通專業知識又有很強的外語語溝通能力的高素質人才來應對日益劇增的經濟、科技方面的交流與合作。為縮短與他國的信息交流距離，減少溝通障礙，培養優秀的、具有國際競爭力人才，教育部明確提出在高等院校要大力發展雙語教學，要求高等學校用英語講授基礎課和專業課的比例達到10%[1-3]。而當前，中國-東盟自貿區的建立以及廣西“14+4”千億元產業計劃和北部灣經濟建設，促使廣西的經濟面臨著新的發展機遇，為促進廣西材料工業與國際接軌，必須培養大批的材料專業復合型雙語人才。
1 雙語教學的含義及教學模式
雙語教學是指在學校里使用第二種語言或外語進行各門學科的教學。要求教師在學科教育中交互使用本族與與外語甚至完全使用外語進行教學活動，以滿足學習者的工具型學習動機和融合型學習動機[4]。
雙語教學的實施有很多種類型，最為常見有三種模式：（1）沉浸式，在學校使用一種與學生母語不同的語言進行教學；（2）保持式，學生進入學校時以其母語進行教學，然后逐漸地使用第二種語言進行部分學科的教學；（3）過渡式，學生進入學校以后部分或者全部使用其母語進行教學，然后逐步轉變為只使用第二種語言進行教學[5]。
2 雙語教學存在的問題
2.1 學生外語水平較低，難以真正掌握專業知識，限制雙語教學的實施和推廣。長期以來，傳統的教學方法和考試、考核制度使大多數學生學習英語的目的只為應付考試、升學、過四六級，很少為培養閱讀和交流能力而學，導致大多數學生學習英語的興趣逐漸下降。同時，由于生活環境、文化等差異，學生缺乏相應的英語思維能力，在客觀上阻礙了雙語教學的發展[6]。
2.2 師資水平制約了雙語教學的開展。在目前雙語教學實施過程中，同時具備專業素質與外語能力的教師十分缺乏。一些有經驗的教師雖然具有廣博的專業知識，但外語水平可能較差；而一些年輕教師雖然有一定的外語功底，卻又缺乏教學經驗和深厚的理論基礎，因此，真正符合雙語教學要求的師資十分有限。
2.3 教材的選擇問題。對于專業課的雙語教學，必須考慮教師的教學負擔和學生的接受能力，閱讀英文原版對于剛接觸專業英語的學生來說，會面臨既不懂英文又也不懂專業的困境，且由于教學理念不同，也將增加教師的教學負擔，因而在教材的選擇上，應該酌情考慮。
2.4 沒有建立相應的評價措施。從各高校的情況來看，一般從事雙語教學的教師基本都是本學科骨干教師，他們的業務水平和英語水平為同行中的佼佼者。然而他們的教學水平如何評估，卻成為一個問題。缺乏專業的教學評估，就無法有針對性的對教學進行改革，因此，需要建立符合雙語教學規律和特點的評價機制[7]。
3 材料科學雙語教學實踐
針對雙語教學存在的問題，以及我校材料學科雙語教學改革的需要，我院教師采取以下措施來進行雙語教學改革，促進雙語教學的順利進行。
3.1 合理選擇教材
由于本科生正在進行專業知識的全面學習，對專業知識的深度了解不夠，且接觸英文資料的機會較少。因此，在對教材進行篩選時，選擇便于學生學習的雙語教材，而非全英文教材，同時首選行業資深學者所著作的書籍，因而對專業知識的覆蓋度較全面。我校材料學科選擇的教材是華中科技大學張軍教授主編的《材料專業英語譯寫教程》。該教材涵蓋專業術語、常見詞匯短語、短句翻譯、長句分析、段落解析、科技論文賞析以及科技論文寫作練習。由淺到深，由易到難，逐級深入式教學模式讓學生先適應后接受雙語教學。
3.2 以英語水平高的教授開設材料學雙語教學課程
在我校的材料專業，開設雙語教學課程的教師都具有國外留學經歷，并且都是本校教授。他們在國外經歷過系統的專業能力培訓，也親自感受過國外的教學理念和人文環境。在專業水平上，是本學科教師行列中的權威，而其英語水平，亦是同行中的佼佼者。因此，由他們開設專業課程的雙語教學，專業知識的傳授和精準的英文表達都能較好的進行。
3.3 建立互動式的課堂
3.3.1 授課方式
采用多媒體教學，信息量大，重點和難點更容易突出。教師根據教學大綱，將授課內容編入Power Point（PPT）內，在課堂上進行有序的、逐漸深入式的教學。
3.3.2 課堂互動
督促學生開口和動手，讓學生對專業英語有直觀理解能力。將專業詞匯編入短句中，以課堂小測驗的形式，要求學生隨堂口頭翻譯；或讓學生走上講臺，以板書的形式進行翻譯，教師從旁指導。
3.3.3 課后習作
對于剛開始接觸專業英語的學生，熟知專業術語是基石，而看懂科技論文和學會寫作是最終目的。因此，在每次課后都必須布置一定內容的課后練習，由簡入繁，從記憶單詞到習作，使學生逐步掌握看科技論文的要領和寫作技巧。
3.4 建立教學效果評估體系
3.4.1 開放式教學效果評估
我校開設網絡教學平臺，教師可以將課堂錄像、課程PPT、學生作業等上傳到網絡平臺，該平臺對學生和教師開放。本院的材料學雙語教學改革中，教師對課堂實況進行錄像，以便課后對教師和學生的表現進行研究，并針對存在的問題，及時進行更正。教學錄像可供全校教師觀摩，在必要時，可以向專家提供教學資源，由專家鑒定，并提出修改意見。
3.4.2 考試
考試是一種帶有強制性的學習環節，教師通過考試來檢測學生對專業英語的掌握和運用情況。考試采用閉卷形式，其內容來自于書本和科技論文，但并非課堂講授內容，考察學生對專業的了解和專業英語的靈活運用能力。專業詞匯是必須要求掌握的知識，因此全部為漢譯英，要求學生能夠書寫出專業詞匯。長短句是寫作的另一個關鍵，學生必須掌握分析句子的技巧和習作能力；命題作文靈活多樣，其內容一般包括日常內容和專業內容，考察學生對日常用語和專業英語的掌握程度。
4 結語
通過對材料科學的雙語教學實踐，發現對教師的英語教學能力是一個考驗，而對學生的英語水平則有很大的提高。通過專業英語的學習，學生對專業詞匯認識度提高，對長句難句的分析能力逐步提升，從剛開始的對英文資料茫然到逐步可以慢慢看懂，并且可以運用專業英語進行簡單的寫作。而我們的教學初步目的在于教會學生如何掌握專業英語，從學生的課堂表現和考試答題來看，已經初步達到我們的教學目的。但還需要進一步努力，最終把學生培養成復合型雙語人才。
摘 要：結合本校材料化學專業學科方向，嘗試對“材料科學基礎”這門課程的教學內容及注重點、課程實驗等方面進行教學變革，以期能更好地滿足社會對材料科學人才素質的要求。
關鍵詞：“材料科學基礎”；課程教學；改革
材料物理與化學是材料科學與工程的二級學科，“材料科學基礎”這門課程是連接基礎課與專業課的橋梁。學生在學習過程中普遍反映概念多、抽象、學習起來困難。對相關專業的學生來說，學好這門課程意義重大，筆者對這門課程的改革作以下探討：
一、精簡課程內容，保留課程精華
“材料科學基礎”內容繁多，在保證達到教學目標，保證教學質量的前提下，結合教學中的實際情況對該課程內容進行有目的的刪除和保留，使學生明確學習重點。
1.突出課程重點，讓學生學有所得
“材料科學基礎”涉及材料的組成、性質及結構等方面的問題，對材料及材料的使用性能進行了探討。“材料科學基礎”中公認的重要知識點有：晶體的結構、位錯、晶界、相及相的組成、組織特點、合金元素的作用及熱處理等，這些知識點環環相扣，內容繁多且對學生的理解能力要求較高。教師在課堂教學中應當注意與實際生活相聯系，運用生活中的物品、材料進行講解，加深學生對知識點的理解。
2.聯系學科進展，增添學生的學習興趣
當前我國載人航天及新功能復合材料領域與“材料科學基礎”的內容息息相關，學生對新事物往往有著好奇的心理，在授課時穿插一些建立在本課程知識基礎之上的科技前沿動態，通過新材料具體性能的介紹調動學生學習的積極性。例如：在講授晶粒的概念時，可以將納米技術的應用及進展介紹給學生聽，展現納米材料獨特物理化學性質，來吸引學生。
3.溫故而知新，讓學生所學的知識成為一個體系
科學編排“材料科學基礎”課程內容，教授新內容時，帶領學生復習上節課的學習內容，通過合理的教學安排使每節課的授課內容具有承前啟后的作用。學生學習新內容就不再感到突兀和陌生，有助于學生對整個課本知識的融會貫通，提高他們利用所學知識分析和解決問題的能力。
二、教學手段的改革
1.角色互換教學
傳統教學手法一般以教師為中心，教師的說教，學生只能被動聽課，容易造成學生聽課不在狀態，甚至酣然入睡的情況發生。為了避免這種情況發生，有必要將重心從老師轉移到學生身上，開展學生之間，學生和老師之間的互動。比如嘗試讓學生去講課，老師點評的辦法來提高學生的參與度。
2.多媒體教學
多媒體作為輔助教學的手段，能否利用好多媒體達到教學事半功倍的效果，關鍵在于老師的運用。多媒體教學應用較廣泛，但真正達到教學預期的目標比較困難。結合筆者經驗，在使用多媒體教學前，要做好所講內容的圖片，比如講授晶體時，就需要老師收集各方面資料，制作好晶體模型，以便學生可以對晶體結構有直觀認識。
三、對課程實驗的改革
要學好“材料科學基礎”，就需要理論與實驗結合，用理論來指導實驗，用實驗結果來驗證理論。一般來說，本課程傳統實驗主要安排有：鐵碳合金的平衡組織觀察、鋼的熱處理和硬度實驗、鋼熱處理后的顯微組織觀察和其他材料的顯微組織觀察等實驗項目。這些實驗多為驗證性的，不利于學生實驗創新能力的提高。我們可以對傳統的實驗項目進行變革，合理整合相關實驗，引進對學生創新能力要求較高的實驗來達到提高教學質量的目的。例如：我們可以將原本是幾個獨立實驗的鋼的熱處理和硬度實驗、鋼熱處理后的顯微組織等實驗合并起來，既避免了實驗耗時太長的缺點，又加強了學生對材料科學基礎重要知識點的理解。
支持學生對教學重點內容開發新的實驗，嘗試設計實驗方案，鼓勵學生運用實驗室的器材進行驗證，并對實驗結果進行分析。教師只要對學生的實驗步驟或目的提出合理化建議，有利于學生動手能力的培養，有利于學生自主創新能力的提高。實驗項目的確定，可以通過交流探討，發揚民主，結合課程、當地實際與學生興趣來進行選擇。
對“材料科學基礎”進行教學改革，要綜合考慮各方面因素，抓住學生的興趣，通過對教學課程的合理設置，教學方法的提高及實驗內容的創新來達到預期改革目標。筆者結合教學經驗對“材料科學基礎”課程的教學改革及探索作了簡單分析，還望廣大同仁進行批評指正。
【摘要】《無機材料科學基礎》是無機非金屬材料工程及相關專業的專業基礎課。本文從課程的性質和內容出發，圍繞課程建設和提高教學質量這一優秀任務，在教學實踐中進行了一系列改革和探索。通過改進教學方法、優化教學手段、加強實驗教學、改革考核方式等措施，激發了學生的學習興趣，拓寬了學生視野，收到了較好的教學效果。
【關鍵詞】無機材料科學基礎 教學改革 教學實踐 教學方法
《無機材料科學基礎》是無機非金屬材料工程及相關專業的一門重要專業基礎課，同時也是研究生入學考試的必考課。該課程科學系統，內容廣泛，邏輯嚴謹，注重新概念、新理論、新材料、新工藝及不同學科知識的運用和融合;同時還涵蓋了結構化學、物理化學與結晶化學的基本原理，探究了無機非金屬材料宏觀性能與微觀結構之間的內在聯系，是專業課程學習和材料研發的重要理論基礎。
隨著高等教育課程體系改革的深入，課程存在的學時數減少與知識信息量的拓展與更新之間的矛盾日益加劇。《無機材料科學基礎》內容豐富，知識體系零亂、抽象且難于理解，學生普遍反映難學，甚至表現出厭學情緒。因此，深化教學改革、提高教學質量已勢在必行。結合近幾年的教學實踐和體會，本文對《無機材料科學基礎》課程教學改革的方法進行了探討。
1.改進教學方法，提高教學效果
在傳統的粉筆加黑板的教學方法中，由于板書時間花費較長，講授時間相應減少，從而引起教學質量下降甚至教學任務難以完成。有些抽象性內容僅憑口授很難表述清楚，學生也很難完全理解，傳統教學方法的劣勢日益顯現。多媒體和網絡技術的運用與發展，不但可以實現更多的信息量的傳遞，而且可以更加生動形象地模擬物質結構和動態過程，能更好地幫助學生理解相關知識點，提升教學效果。然而，學生長時間觀看屏幕會導致視覺疲勞、走神甚至跟不上教學進度等問題。因此，采用何種教學方法使學生易于接受，從而達到最佳教學效果是教學改革永恒的主題。
1.1啟發式教學法
啟發式教學法是在教學過程中通過教師的啟發引導幫助學生主動、自覺地去涉獵知識。在課堂教學中，教師精心設計各種啟發式問題，進行互動式提問，鼓勵學生大膽發表見解，引導學生自主學習、獨立思考，教師只扮演“授人以漁” 的角色。比如在講授非自發形核知識點時，就以人工降雨引入。人工降雨是通過向高空發射AgI炮彈來增加降雨量，引入時就向學生提問“為什么人工降雨能增大降雨量？”，帶著這個“啟”有效地引導學生主動的“發”，在講解的過程中不時穿插有關問題，迫使學生主動思考，自尋答案，最終就會獲得“非自發形核小于自發形核功，從而提高形核率”的結論。
1.2直觀式教學法
直觀式教學法就是使用實物、掛圖、模型等教學媒體創建具體生動的形象或場景的教學方法。對于培養觀察力、判斷力和想象力，激發學習的積極性、主動性和創造性，提高教學效果具有非常重要的意義。例如，在介紹材料缺陷時，點缺陷和刃位錯可以用“玉米棒上玉米粒子的分布”形象地表示出來;在學習材料的疲勞內容時，課堂中以一鐵絲為教具進行現場演示，用手在鐵絲兩端使勁拉不能將其拉斷，而反復彎折卻能將其折斷。然后以此現象為切入點，通過系列提問以啟發引導學生思維，最終讓學生理解：鐵絲在彎折過程中受到的力屬于交變載荷，交變載荷的反復作用使鐵絲在外加應力小于抗拉強度時，在鐵絲內部或表面的某些缺陷處或薄弱處萌生裂紋，裂紋的擴展最終導致疲勞斷裂。
1.3提問式教學法
在教學過程中，適時地提出問題并引導學生有意識地去思考，對提高教學效果很有好處。上課開始時，在復習上次課內容的基礎上，花兩分鐘時間以提問方式引出新課內容，達到引人入勝的效果;在講授到易出現錯誤理解的知識點時，及時提出相關問題，幫助學生正確吸收相關內容;每堂課結束前提出幾個具有啟發性問題，引導學生課后進一步閱讀相關文獻資料，加深對所學內容的理解和知識體系的拓寬。通過提問式教學，激發了學生的學習欲望，增強了學生學習的興趣。
1.4討論式教學法
課堂討論不但能引導學生對要討論的問題進行積極思考，而且可以提高學生的思維能力和語言表達能力。在學習硅酸鹽晶體結構時，提前2周將討論主題告知學生，讓學生分為若干小組，每個小組在課下準備討論內容。課堂討論時由各組選派代表上臺發言，要求學生將幾種典型結構的橋氧數、組成單元的絡陰離子及硅氧比、晶胞分子數、四面體和八面體空隙的填充情況及連接情況、結構與性質的關系等內容進行對比介紹，通過討論以達到取長補短，完善各自認識的效果。期間教師及時對討論內容進行啟發指導和總結，并對學生表現進行打分。
2.優化教學手段，提高教學效率
傳統的教學手段主要采用板書，這種教學方法使師生交流更易實現，對于啟發學生思維、發展智力起到很重要的作用;然而板書存在授課量偏少、上課效率較低、特別對很多抽象的知識點難以講解清楚等不足，教學效果不是很好。結合《無機材料科學基礎》內容和特點，采用多媒體教學為主、板書為輔的教學方式，極大地豐富了教學信息量，提高了教學效果和學生的學習興趣。
在多媒體課件制作中，將比較重要的、提醒學生注意的地方用記號標示出來;盡量減少文字的出現，以避免視覺疲勞;需要詳細講解和強調的地方，則采用板書講授;在抽象難懂的地方適量運用動畫視頻形式。比如，在講述最緊密堆積時，可以通過視頻動畫展示面心立方、密排六方堆積及其四面體和八面體空隙，同時配合實物模型、掛圖等輔助手段提高學生的空間想象能力;在講述晶體結構時，通過flash動畫將抽象的三維晶體結構以立體的、動態的形式展現出來，便于學生理解吸收;在學習缺陷內容時，通過多媒體多角度直觀展現點缺陷、刃位錯和螺位錯形成的過程，使學生從直觀上掌握了這些缺陷的基本特征。
3.加強實驗教學，注重能力培養
《無機材料科學基礎》是一門理論聯系實際比較緊密的學科，實驗教學無論對于學生基礎理論的學習和掌握還是工程實踐能力的培養和提高都具有至關重要的作用，是培養學生工程意識、創新能力和動手實踐能力的重要途徑。結合課程的內容，將實驗整合為基礎型、設計型及綜合型三大類。對于基礎型實驗，實驗原理、實驗步驟及注意事項都要講解清楚;對于設計型實驗，只給出實驗題目和方案，由學生獨立實驗和處理數據;對于綜合型實驗，只給出題目和方向，給定實驗條件，由學生自己制定方案、獨立完成實驗。在實踐過程中，通過開設部分教學動畫演示實驗替代部分驗證性實驗，將有限經費盡可能投入到研究型和綜合型實驗中。
4.改革考核方式，促進學生發展
目前，國內高校對學習的評價方式主要是依據學生的考試成績，考試形式比較單一，大多為一次性閉卷考試，強調答案的唯一性，導致學生學習被動，自主學習能力差，不善于靈活運用所學知識分析解決實際問題，普遍缺乏創新精神。因此，《無機材料科學基礎》應采取較為靈活的考核手段。我們嘗試了一系列改革，取得了良好的效果。比如，注重平時課堂上的表現，鼓勵學生在課堂上積極提出問題、回答問題并進行討論;學習晶體結構時，課后要求學生用相關軟件繪制幾種典型結構的三維模擬圖;學完一章內容后，根據學生自身的喜好，就某一知識點提交一篇小論文。平時作業、考勤、課堂討論、小論文全部納入平時成績，總成績則由平時成績、期中考試成績和期末考試成績構成。多樣化的考核，使學生開闊了專業視野，提高了學習興趣。
5.結束語
《無機材料科學基礎》課程的教學改革是一項科學性強、涉及面廣、任務繁重、意義深遠的系統工程。在改革過程中必然遇到新的情況和問題，過程永無止境。在平時的教學中，必須依據教學大綱和時展的要求，與時俱進，以人為本，充分調動學生自主學習的積極性，不斷改革，勇于實踐，才能進一步提高教學質量，實現“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的創新人才培養目標。
作者簡介：
楊海平（1976-），男，湖南新寧人，工學博士，湖北工程學院化學與材料科學學院講師，主要從事無機功能材料的研究工作。
【摘 要】針對《材料科學實驗》的課程設置和教學模式，提出以拓寬基礎、突出應用為目標導向，圍繞材料的力學、電學、磁學、光學、以及材料加工、材料成型等領域創新教學內容和教學模式，使學生全面了解和掌握材料的合成、制備、測試、分析等基本實踐操作和數據分析能力，搭建課堂教學與實驗實踐的橋梁。
【關鍵詞】材料科學實驗；實驗教學；創新
0 引言
《材料科學實驗》是材料專業的主要實驗基礎課之一，主要面向高年級本科生和低年級碩士研究生開設。《材料科學實驗》以物理學、化學、物理化學、材料科學基礎、材料性能學等課程為基礎，教學內容涵蓋材料的力學、電學、磁學、光學、以及材料加工、材料成型等諸多領域，是材料專業基礎理論的重要實踐環節，也是搭建課堂教學與實驗實踐之間的橋梁。《材料科學實驗》力求通過了解和掌握材料的合成、制備、性能測試、分析等基本實驗實踐操作和數據分析能力，解決科研生產和實踐工作中的實際問題。本文針對當前形勢下社會對創新性綜合型人才的需求，提出以拓寬基礎、突出應用為目標導向，對《材料科學實驗》課程的教學模式進行創新與實踐探索。
1 當前課程教學分析
在國家對材料專業人才培養的高度重視與大力支持下，大部分高校具備了材料專業本科生和碩士研究生人才培養的資格。但材料專業的主要實踐課程之一《材料科學實驗》的現有教學內容、教學模式與教學效果之間還存在一些問題，主要體現在以下三個方面：一是學科分工精細化使知識缺乏系統性。在高年級本科生和研究生階段，學生的知識領域逐漸向二級學科和三級學科（即研究方向）靠攏，忽視了一級學科的總體目標要求。例如高分子材料方向的學生對金屬材料方面的知識重視不夠。二是對知識的理解與運用缺乏連貫性。如前所述，學生的知識范疇通常是局限在二級學科或三級學科領域，忽略了大學（在某種程度上）作為一種通式教育以及綜合型人才培養的重要載體這一特征。更有甚者，目前很多以考研為目的的學生只掌握了所需考試的那幾門課程的知識，其它課程便是無人問津，更加談不上實驗實踐了。即，過于強調知識的“點”，而缺乏“線”和“面”層次的理解。三是重理論輕操作。理論固然重要，但是少了實踐環節，很多創新性思維就難以得到發揮，也容易導致教學與實踐的脫節。因此，從新形勢下社會對材料專業人才的需求與高校人才培養目標的一致性出發，本著培養創新性綜合型材料專業人才的宗旨，我們提出在《材料科學實驗》的課程設置和教學模式上進行創新，以拓寬基礎、突出應用為目標導向，努力培養出滿足當今國家和社會需求的高素質人才。
2 創新教學模式與實踐探索
以拓寬基礎、突出應用為目標導向，從課程開設的目的、方法、內容和效果等方面對《材料科學實驗》課程的教學模式進行創新。
2.1 課程設置上體現創新性和綜合性
近年來，通過不斷摸索，全面規劃，以掌握材料的合成、制備、測試、分析等方面的知識和實踐能力作為出發點，圍繞材料的力學、電學、磁學、光學、以及材料加工、材料成型、材料表面處理等諸多領域開設實驗項目，以拓寬基礎、突出應用為目標導向，為開展與材料專業有關的實驗實踐活動打下寬廣而堅實的基礎，并搭建材料專業的基礎理論和實踐應用之間的橋梁。把各知識點連接起來，融會貫通，使知識由“點”的層次躍遷到“線”和“面”的層次，舉例如表1所示。
2.2 創新教學模式、提高教學效果
通過不斷探索，建立了一套比較完善的教學體系、考評體系以及質量保障體系，重點解決了以下幾個關鍵問題。
1）多學科交叉授課的協同性。《材料科學實驗》涉及到材料的力學、電學、磁學、光學、以及材料加工、材料成型、材料表面處理等諸多領域，每個實驗項目均由教學經驗較豐富的副教授及以上人員擔任，每名教師只負責一個實驗項目，解決了多學科知識背景與多名教師授課之間的協同性。
2）創新教學方式。首先通過實驗原理、實驗目的、設備結構和工作原理等方面知識的系統講解與分析，闡述本實驗項目與基礎理論知識之間的關聯性；然后老師做出演示實驗，進一步展示實驗原理和有關的操作方法；最后每個學生自己動手開展實驗，結合老師的講解和自己在實驗操作過程中的體會，對有關實驗現象進行總結、對實驗結果進行分析、對所遇到的問題進行剖析并提出解決途徑，將所學的理論知識與實驗實踐緊密結合起來。
3）完善知識體系。通過《材料科學實驗》課程的系統學習和實踐操作，補充以前所學知識的漏洞。同時也為不同專業方向的學生拓寬視野、擴充知識范疇，并且利用各專業方向各自的優點和不同學科之間的互補性提高學生綜合運用知識的能力。
4）搭建公共實驗平臺。在《材料科學實驗》平臺建設方面，通過購置新設備、綜合利用部分科研設備、改造或擴展現有儀器設備功能等三個方面為《材料科學實驗》課程的教學搭建先進和較為齊全的實驗教學平臺，平臺建設注重基礎知識和跟蹤科技前沿的雙重目標。在材料科學實驗這個平臺上，使學生的創新能力和知識運用能力得到了充分的鍛煉和培養。同時該平臺也為學生的課外實踐、第二課堂、國家大學生創新訓練計劃、廣西大學生創新訓練計劃等提供了重要場所，深受廣大學生的歡迎。
5）構建公平合理的考評體系。按照實驗現場操作、數據分析與解決實際問題能力、期末考核三方面對學生的基礎知識運用和實驗實踐操作進行綜合測評。
6）建立健全的質量保證體系。實驗項目的現場指導均由從事一線教學的骨干教師負責，教學管理員負責協調各實驗項目的開展，分管領導進行督查，這樣一整套的實驗實踐教學和管理系統確保了教學的順利進行并取得了預定的效果。
3 結語
以先進教育思想為指導，系統規劃課程的各實驗項目，以拓寬基礎、突出應用為目標導向，構建了具有鮮明特色的《材料科學實驗》課程教學軟硬件平臺，形成了有利于培養學生實踐能力和創新能力的教學模式，全面提高了實驗教學水平和教學效果。
摘要：專業英語教學是繼傳統英語教學之后，提高材料科學與工程專業大學生對本專業英語應用能力的重要手段。本文通過對現行專業英語教學現狀進行分析，針對目前教學中存在的問題，探討今后教學內容及教學方法，著重培養學生專業外語的自學能力及應用能力。
關鍵詞：專業英語；材料科學與工程；教學改革
1. 專業英語教學現狀
專業英語是一門綜合性較強的課程，即包括基礎英語的基本知識又包含了特定專業的專業知識，因此其既具有語言教學的規律性又具有專業教學的規律性[1]。但目前，專業英語教學任務分散在各個學院，專業外語教師師資力量較薄弱，而且專業外語課時少，很難實現科技英語系統教學[2]。而學生從基礎英語教學模式一下子轉變為專業英語教學模式，面對大量復雜的專業詞匯及長句、難句，同學們初學時不易掌握，不會進行長句結構分析，不會詞性的轉換及詞序的靈活處理，因此翻譯課文經常不能表達原意。而且，一般專業英語課程開設在第六學期，此時同學們剛剛接觸本專業基礎課程，對專業知識和技能的理解和掌握有限，因此對于教材中一些專業性很強的知識很難理解，學生掌握起來較吃力而使其失去學習興趣，課堂中形成了老師為主的翻譯模式[3，4]。由于缺少了對科技英語體系的系統學習部分，同學們對科技論文的結構及撰寫格式不甚了解，在畢業設計環節，本科生撰寫英文摘要等方面的表現很差。
為了提高材料科學與工程專業學生的專業英語水平，本文從教學內容及教學方法上進行了一系列探索，力求提高學生專業外語的自學能力及應用能力。
2. 教學內容改革
目前，材料科學與工程專業選擇的專業英語教材主要內容包括水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料等傳統工程材料的制備原理及工藝，專業性很強，部分內容因為學生未接觸本專業課程，缺乏專業背景而很難理解。因此。針對本專業學生的實際情況，在充分調研國外相關教材的基礎上，將國外原版教材中過于水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料的精華部分作為課堂教學的一部分，讓同學們掌握科學、客觀、較標準的英文表述習慣，而內容和難易程度則與專業知識結合緊密，以各種材料概述、制備工藝、性能及應用為主，不再涉及一些專業性太強的理論知識。課程中除了講解專業知識外，在課程緒論部分給學生一個過渡，讓學生了解專業英語與基礎英語之間的區別以及專業英語句式結構的特點，使學生能夠對專業英語的語法結構有一個大致的了解。同時，為了提高學生科技論文查閱及寫作能力以及國際交流能力，教材中將設置有關專業論文結構與撰寫的章節。
3. 教學方法改革
專業外語課時設置都較短，一般為32～48學時，在短短的32學時內，要求學生“聽、說、讀、寫”全面發展幾乎是不可能的。因此，課內教學主要仍以“能讀會寫”為主要教學目標。但教學方法將不再以教師為主角，改變原來“老師講、學生聽”這種填鴨式的教學方式，通過翻轉課堂，讓同學們走上講臺，完成課文的翻譯及講解過程。老師主要負責專業詞匯的講解及引伸，擴展同學們的專業詞匯，通過討論對同學們在翻譯過程中產生的問題進行糾正及講解，剖析復雜長句及難句的句式結構。結合目前同學們專業外語學習現狀，將在課堂上引入大量的科技外文文獻，使同學們掌握其主要結構及撰寫要求，重點培養同學們掌握本專業論文英文摘要的撰寫。
專業外語聽說能力的培養同樣至關重要，而且培養過程需要一個長期的過程，并非通過 一兩次課堂教學就能一蹴而就，因此，這部分能力的培養主要是通過鼓勵學生自主學習來完成，鼓勵學生觀看相關材料介紹的視聽文件，在課堂翻譯過程中要求同學首先對原文進行朗誦然后進行講解，這就要求同學們在課前要做好充分的預習，提高他們的自學能力。此外，根據同學們撰寫的專業論文英文摘要，要求學生在課堂上做一個presentation，逐步提高同學們專業英語表達的自信，最終目的是培養同學們國際交流及應用的能力。
4. 結語
隨著時代的發展，在英語日益成為國際主要交流工具的今天，加強材料科學與工程專業外語教學水平，根據教學目標的正確定位來及時調整教學內容以及采用豐富有效的教學方法是培養學生學習興趣以及提升英文閱讀、寫作及交流能力的重要方面。因此，積極進行專業英語有效教學方法改革的研究，對于提高學生專業外語的自學能力及應用能力有著重要的意義。
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材料的斷裂和裂紋緩慢增長是材料（微觀結構）對力學效應、化學驅動力和溫度影響行為的聯合反應。因此，有必要考慮化學和熱環境影響下的建模，其中需要考慮微觀結構的隨機影響。作者用本書作為斷裂力學本科生和研究生的課程教材，也是基于作者在里海大學的工作團隊進行的斷裂力學、表面和電化學、材料科學的研究。
本書分為10章：1.引言； 2.斷裂力學的物理基礎；3.裂縫的應力分析； 4.斷裂韌性的實驗測定；5.設計（安全）的斷裂考慮；6.亞臨界裂紋增長；蠕變控制的裂紋擴展；7.亞臨界裂紋擴展：應力，腐蝕開裂和疲勞裂紋增長（現象學）；8.亞臨界裂紋增長： 在區域負載環境下提高裂紋擴展（或應力腐蝕開裂）； 9.亞臨界裂紋增長： 在區域負載環境下提高裂紋擴展（或腐蝕疲勞） ；10.以科學為基礎的概率建模和壽命周期工程及管理。
本書適合力學、材料科學、化學和多學科的研究人員、工程師、教師和研究生閱讀和參考。
摘要：以學科評估為契機，立足我校“材料科學與工程”學科現狀，圍繞學科建設與未來發展，從師資隊伍、學科平臺建設、科學研究水平、人才培養質量等方面的現狀進行了分析與探討，對材料學科未來的發展提出對策。
關鍵詞：學科建設；平臺建設；科學研究；人才培養
高等學校是知識創新和創新人才培養的基地，其優秀是學科建設。大學在國際及國內的排名主要取決于該校學科的發展水平。世界上一流的院校，首先是擁有一流的學科。“材料科學與工程”學科既是基礎科學，又是新技術革命的先導。津工業大學“材料科學與工程”學科近年來圍繞學科建設這條主線，以學科評估為契機，在師資隊伍、學科平臺建設、科學研究水平、人才培養等方面開展了卓有成效的工作。但國家對新材料的要求不斷提高、國際材料領域發展迅猛，學校對材料學科的總體發展寄予了更高的希望，學科建設工作仍存在較大的努力空間，如：①學科尚缺乏在國際、國內具有較大影響力的領軍人物；②學科尚無部級的科研平臺；③學科在教學方面尚無部級的教學名師及教學成果。在我校“材料科學與工程”學科現有的基礎下，如何采取積極有效的措施，保持我校材料學科在市屬高校現有的領先地位，實現跨越式可持續發展，盡早步入國家重點學科的行列，仍然是材料學科目前面臨的緊迫任務。
一、師資隊伍的現狀與未來發展
1.師資隊伍的現狀。有了高水平的學科領軍人才建設高水平學科，才能出高水平成果，提高學科的整體水平。有了高水平的學科，才能吸引高水平的學科骨干人才。因此師資隊伍建設對學科水平的提升起著至關重要的作用。目前，材料學科有教職員工84人，學歷層次、職稱層次較高，學緣結構、年齡結構合理，已擁有國家百千萬一層次人才2人、中科院百人計劃入選者1人、教育部新世紀人才2人。但部分學科人員分散在學校其他部門，總人數在相同學科中仍屬于中等偏少的狀態。部級人才較少，仍達不到高水平師資隊伍的要求。
2.師資隊伍的建設及未來發展。學科現有5個特色研究方向：高性能與功能纖維材料、膜材料與膜過程、新型功能材料物理與化學、材料設計、結構與性能和無機功能材料。2012年學科以自由組合的方式形成了7支年齡、學歷、職稱結構合理的學術團隊，每個團隊根據自己的優勢科研方向建立了學術梯隊，取得了顯著的科研成果，有效地提升了學科的科研水平。近年來，我校材料學科積極貫徹落實校人才工作會議精神，廣開引進人才渠道，堅持培養本學科優秀學術人才與選拔、引進國內外材料學科優秀中青年科研工作者相結合的方法。2010～2013年已引進加拿大滑鐵盧大學、日本東北大學、中科院山煤化所等國內外著名科研院所的優秀中青年學者來校工作。2014～2015年材料學科將繼續依據各方向的發展需要，適度引進樹脂基復合材料、生物醫用材料和金屬材料方面的優秀科研、教學人才，充實和加強師資隊伍。目前已意向引進美國賓州大學、加拿大卡爾加里大學等國際知名院校優秀博士畢業生。“十二五”末學科教職工總數預計達到100人左右，整合分布在院外的本學科骨干教師，總體形成專職教師95人左右的隊伍。材料學科將繼續對教師實行分類考核，加強完善教師的考核機制，根據教師的能力和特點，強化教師自身的特長，確定以教學、應用基礎理論研究、應用研究等為重點的發展方向。重視青年教師的培養，結合青年教師的專業和科研方向，幫助青年教師盡快融入現有科研團隊，促進他們專業專長的發展，做到“人盡其才、才盡其用”，充分發揮每一位人才的作用。近年來，學科通過實施國內外訪問學者、中青年學術骨干教師出國訪學研修等項目，著力培養了一批年輕有為、有較大科研潛力的中青年學術骨干學者，儲備了學科拔尖人才和學術領軍人才后備力量。目前，材料學科已具備沖擊部級人才稱號的實力，將在教育部新世紀人才、國家教學名師、青年千人計劃等方面有所突破，預計到“十二五”末新增部級和省部級稱號人才5人次，為材料學科建設以及整個教師隊伍科研能力的提升發揮重要作用。
二、學科平臺的現狀與未來發展
1.學科平臺的現狀。“材料科學與工程”學科是天津市重中之重學科、天津市高等學校“十二五”綜合投資I類建設學科，建有一級學科博士點、一級學科博士后流動站。高水平的科研創新平臺和基地不僅是凝聚人才、科研工作者展示智慧的舞臺，更是學科創新和進入當代國際科學研究前沿的重要基礎平臺。多年來，天津工業大學材料學科重視科研平臺的建設和管理，目前已建有“部級實驗教學示范中心”、“中空纖維膜材料與膜過程”省部共建重點實驗室、“改性與功能纖維”天津市重點實驗室、天津市膜技術工程中心、膜分離技術協同創新中心等科研平臺。實驗室面積16000m2，設備總金額達9000萬以上，萬元以上設備400余臺套。實驗室管理體制健全，制定了一系列規章和管理制度，如《天津工業大學實驗室工作規程》、《天津工業大學校級、學院（系）管實驗室管理辦法》等。
2.學科平臺的建設與未來發展。材料學科既重視提高本學科的科研水平，還不斷加強與其他學科的交叉融合，發現和形成新的學科生長點。2013年“材料科學與工程”一級學科與“環境科學與工程”學科交叉設置了“環境材料科學與工程”二級學科碩士點，與“電子信息工程”學科交叉設置了“材料檢測與系統”和“生物醫學工程”二級學科碩士點。通過與其他學科的交叉融合，進一步優化了“材料科學與工程”學科的結構，提高了學科整體水平，促進了相關學科的發展。目前，材料學院的“無機非金屬材料工程”專業教師承擔著多項國家高技術研究發展（863）計劃課題、國家自然基金等部級、省部級課題，無機功能材料與器件相關研究已處在國內該領域的前沿，已形成自己的優勢與特色。2014～2015年，材料學科擬在現有工作的基礎上，繼續組織力量論證、籌建“能量存儲材料”天津市重點實驗室，加速材料學科建設的發展。材料學科及時跟蹤國家重點學科建設情況，對比學科發展找差距，積極組織實施，確保全面完成天津市“十二五”綜合投資I類學科建設任務，爭取市重點學科建設取得更大成績，早日具備申報國家重點學科的條件。此外，未來幾年材料學科將進一步健全管理體制和激勵政策，爭取盡快建成省部共建國家重點實驗室、部級協同創新中心，實現市屬高校部級科研平臺的突破，通過協同創新，做大、做強學科科研平臺。
三、科學研究水平的現狀與未來發展
1.代表性學術論文質量。代表性學術論文質量的衡量標準包括ESI情況、SCI影響因子、他引次數等幾個方面。材料學科已出臺激勵政策加強引導、鼓勵教師發表高水平科研論文、出版專著和教材。在學科獎勵政策的指導下，2011～2013年教師和研究生發表的科研論文被SCI、EI、ISTP檢索的數量及JCR一、二區論文數出現了較大幅度的增加，科研論文的質量迅速提高，但高影響因子和高他引次數的論文數仍相對較少，國內學術刊物論文的他引次數也有待提高。2013年材料學科制定了“材料科學與工程學院學術資助計劃”，并從學科建設經費中給予支持。一年來學院教師參加國內外學術交流30余人次，提升了學院的學術氛圍，同時，教師的質量也有較大提高，鼓勵教師“多出成果、出高水平成果”，鞏固和提高學科整體科研水平。
2.科研獲獎。近年來，學科在中空纖維膜材料、功能及智能纖維、相變材料微/納膠囊、高性能纖維等領域形成了較大的優勢和特色。過去5年中連續獲得了3項國家科技二等獎，2012年獲得天津市科學技術一等獎和中國紡織工業協會一等獎各1項，2013年獲得中國糧油學會科技獎三等獎1項，2012～2013年獲得天津市濱海新區技術發明獎等省市級其他獎項9項。近幾年科研獲獎是材料學科的優勢，但未來應注意培養新的增長點，繼續引導教師培育國家和省部級科技獎勵成果，保持不斷有新的成果出現。
3.專利轉化與簽訂技術合同情況。“專利轉化”是我校的強項，材料學科2011年獲得授權發明專利12項，2012年獲得授權發明專利22項，2013年獲得授權發明專利38項，取了迅猛發展的好形勢。未來幾年，材料學科將有計劃、有組織的加強科技成果轉化工作，加大對取得顯著成績的教師的獎勵力度，提高成果轉化率。對轉化前景好的專利，積極尋找轉化對象，對于暫時難以轉化的專利，以授權使用的方式轉讓高新技術企業，為提高轉化水平積累經驗。近年來材料學科引進青年教師人數較多，學科通過實施“青年教師下企業”、“青年教師進企業博士后工作站”、“濱海新區科技特派員”等措施，加強培養青年教師的實踐能力，加強其與企業合作的意識，及時引導青年教師進行成果轉化。
4.科研項目。2012年材料學科新獲批國家科技支撐計劃1項、973前期預研項目1項、國家“十二五”軍工配套科研項目1項、參與承擔國家863計劃項目1項、國家自然基金14項。2012年材料學科新增科研項目數、縱向科研立項以及項目總經費均較2011年有較大幅度的增加，總體發展較為平穩，科研經費到位相對充裕，但至今無主持承擔973重大科研項目。未來幾年，材料學科將繼續鞏固和加強在科研立項方面的成績，組織教師培訓交流，穩步提高科研經費額，年增長率保持在25%以上，到“十二五”末達到年新增科研經費2000萬元，五年累計科研經費6800萬元。
四、人才培養的現狀與未來發展
1.教學與教材質量。近年來，籠統的“學科專業建設”已被“學科建設”與“專業建設”所取代，概念的分離反映出提高教學質量在“學科建設”中的作用日益提升。在政策的導向作用下，材料學科教師出版專著和教材的積極性逐年增加，但缺少部級精品教材與部級教學成果，教學與教材建設亟待加強。學科擬盡快組織開展全國調研和學科內研討會，認真探索、總結經驗、迅速研究出臺相應的獎勵政策，以減免工作量和學校實驗教學團隊建設經費，獎勵教師出版部級和省部級規劃教材和實驗教材，積極發展交叉學科的教材建設，使教材建設與學科建設同步發展。
2.優秀學位論文及優秀學生。學位論文作為研究生學習的最終結果，學位論文質量是研究生教育的重要體現，也是評價研究生培養質量的綜合指標。本學科近年來部分優秀碩士畢業生攻讀了本校紡織學科的博士研究生，累計為紡織學科培養了4名博士生獲得國家優博論文提名獎，材料學科目前只獲得兩篇天津市優秀博士學位論文，總體上差距較大。2013年本學科分別出臺了“材料科學與工程學科碩士、博士研究生優秀學位論文培育基金和助學金管理辦法”和“博士研究生國際會議交流資助計劃”。學科對有潛力的研究生重點培育，鼓勵研究生參加高水平國際會議，加快取得發明專利等科研成果的進度，鼓勵研究生安心論文工作，早出成果。材料學科將在現有水平的基礎上，繼續提升天津市優秀博士學位論文和碩士學位論文數量，期待在“十二五”末在國家優秀百篇博士學位論文提名獎方面取得突破。
師資隊伍、科研平臺建設、科學研究水平、人才培養是高校建設高水平學科長期性、基礎性的工作。本論文針對天津工業大學“材料科學與工程”學科的現狀進行了全面的分析與探討，立足于充分發揮學科的優勢，以政策為導向，對本學科未來的發展和建設提出行之有效的對策，也為其他地方院校材料學科的建設和發展提供了一定的參考與借鑒。
作者簡介：張興祥（1962-），男，山東萊州人，天津工業大學材料科學與工程學院院長，教授。
摘要：在分析當前形勢、國家發展方向、社會需求及當代大學生的特點的基礎上，結合材料科學與工程專業的特點，探討學生專業素質培養方法，包括專業理論知識學習、實踐能力培養、自學能力和創新意識培養、科技創新能力培養，以培養具有較強專業素質的復合型人才。
關鍵詞：材料科學與工程；專業素質；培養方法
一、當前形勢分析
2012年11月召開的中國共產黨第十八次代表大會提出了兩個百年奮斗目標：在中國共產黨成立一百年時全面建成小康社會；在新中國成立一百年時建成富強民主文明和諧的社會主義現代化國家[1]。為了實現這兩個奮斗目標，需要有大量的人才作為基礎。十八大指出要“把立德樹人作為教育的根本任務，培養德智體美全面發展的社會主義建設者和接班人”。十八大為我國的高等教育發展指明了方向，同時對人才培養也提出了要求。
為了拉動內需，提高國民素質，我國的高校從1999年開始進行擴招。高等教育的毛入學率從1998年的9.8%快速增長到2009年的24.2%。到2012年，我國高等教育的毛入學率已達到30%。2013年，我國高校畢業生人數達到了創歷史新高的699萬人。據有關分析數據顯示，今后幾年中，我國高校的畢業生人數將基本穩定在700萬人左右。高校畢業生的就業壓力將越來越大。自2009年以來，受全球金融危機的影響，國內大量的工業企業發展動力不足，企事業單位提供的就業崗位數量下降，使得2013年成為“史上最難就業季”，出現了部分高校畢業生“一畢業就失業”的現象。
材料科學與工程是多學科交叉的新興學科，與工程技術有著密不可分的關系，有很強的應用目的和明確的應用背景。材料、能源和信息被認為是21世紀國民經濟的三大支柱，材料科學技術的發展為能源和信息技術的發展提供了保障。
在當前形勢下，如何貫徹落實好十八大精神，把握好材料科學與工程專業的發展方向，適應社會發展，培養出滿足國家和社會發展需要的高素質復合型人才，成為教育工作者、專家及學者共同關注的熱點。
二、國家發展方向、社會需求及當代大學生的特點
在當前形勢下，要培養出滿足國家和社會發展需要的高素質復合型人才，需要掌握三個方面的內容。首先，掌握國家和經濟社會的發展方向。只有很好地掌握了國家和經濟社會發展的方向，才能夠順應時代的發展，培養出適應國家和社會發展的合格人才。其次，掌握社會對當代大學生的需求特點。大學培養人才是為社會培養的，只有充分了解社會對當代大學生的需求特點才能培養出適應社會發展需求的有用人才。最后，掌握當代大學生的特點。高等教育要以人為本，只有很好地了解培養對象的特點才能培養出合格的社會主義接班人。
1.掌握國家的發展方向。《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十二個五年規劃的建議》指出，要對經濟結構進行戰略性調整，建設資源節約型、環境友好型社會，改造提升制造業。制造業發展重點是優化結構，改善品種質量，增強產業配套能力，淘汰落后產能。發展先進裝備制造業，調整優化原材料工業，改造提升消費品工業，促進制造業由大變強。完善依托國家重點工程發展重大技術裝備政策，提高基礎工藝、基礎材料、基礎元器件研發和系統集成水平。支持企業技術改造，增強新產品開發能力和品牌創建能力。培育發展戰略性新興產業。科學判斷未來市場需求變化和技術發展趨勢，加強政策支持和規劃引導，強化優秀關鍵技術研發，突破重點領域，積極有序發展新一代信息技術、節能環保、新能源、生物、高端裝備制造、新材料、新能源汽車等產業，加快形成先導性、支柱性產業，切實提高產業優秀競爭力和經濟效益。
2.社會對當代大學生的需求。首先從材料科學與工程專業學生的畢業去向方面來看，以河南理工大學為例，近幾年來，畢業生中有三分之一左右的學生考取了高校及科研院所的研究生，進一步進行深造，另外三分之二的學生到社會上的工礦企業及事業單位就業工作。無論是高校及科研院所，還是工礦企業及事業單位，都需要高校畢業生是具有較強的綜合能力的復合型人才，如理論知識的運用能力、創新能力、適應環境能力、社會交際能力、語言表達能力、動手能力、競爭能力、溝通能力等。
3.當代大學生的特點。壓力大，接觸的信息量大，思維活躍，務實，他們思想前衛，追求時尚，具有觀念優勢；接受和理解能力較強，具有認知優勢；性格外向、善于表達，邏輯表述和歸納總結能力更加突出，具有可塑優勢；許多學生在入學前沒有經受過壓力，遭受過挫折，一路較為順利地升入大學，具有明顯的經歷優勢。獨生子女的家庭環境使當代大學生較多地帶有一些以自我為中心的意識。他們表現出較強的好勝心和自尊心，但承受挫折和打擊的能力較差。同時，他們在傳統的以升學為唯一目的的教學模式下受訓多年，習慣于傳統的填鴨式教育，造成的學習依賴性使他們難以自發調整自己，克服學習困難。當代大學生不管在生活上還是學習上，個性鮮明，反映出明顯的時代特征。實踐表明，采用傳統的思路進行教學改進，不僅不能起到很好的效果，反而壓制學生的主動創新心理。
三、材料科學與工程專業學生專業素質培養方法
為了滿足國家和社會發展的需求，全面培養學生的綜合素質和能力，河南理工大學材料科學與工程專業對原有的培養方案進行了修訂，加大了人文素質和實踐能力培養課程的比重，相應地壓縮了專業教學課程的比重。在相對短的專業課程教學中，如何培養好學生的專業素質？我們認為應該從以下幾個方面著手。
1.專業理論知識學習。大學生雖然具有一定的自學能力，但由于理論基礎薄弱，認識和實踐經驗的不足，專業理論知識的學習還應當以課堂學習為主，輔之以課外學習。在做好專業理論知識學習方面，一方面要充分發揮教師的指導作用；另一方面，也要充分發揮學生的學習積極性。要提高專業理論知識的學習效率，就必須做好教與學兩方面的工作。相對于傳統的填鴨式課堂教育，我們將教學工作的重心逐步從“以教師為中心”轉移到“以學生為中心”，在專業理論學習中最大限度地發揮大學生自主學習的作用。為了做好這些工作，我們主要在教學工作的三個重要部分：課前準備，課堂教學和課外輔導與交流這三個方面做工作。首先，在課前準備方面，由新老教師共同組成課程教學組，由具有豐富教學經驗的老教師從事主干課的教學工作，年輕教師進行助課。老教師主要側重于教學方法的研究，年輕則發揮其精力充沛，接受新信息快的特點，收集、制作和整理大量與教學內容相關的視頻、圖片以及文字資料，與老教師共同研究和豐富教學內容，制作精美的多媒體課件，通過引入大量的實例來說明專業理論知識的應用。一方面豐富了教學內容，擴展了學生認識；另一方面，也引起了學生學習的興趣，調動了學生學習的積極性。其次，在課堂教學方面，由具有豐富教學經驗的老教師進行教學內容的講解，并根據學生上課掌握專業知識的情況進行分類指導和講解說明。同時，引入美式課堂教育中常見的“課程項目”（Term Project），要求學生運用所學知識解決實際問題，并且在課堂上向教師與同學匯報，這樣極大地提高了學生的學習興趣與動手、溝通的能力。另外，在課外輔導方面，我們除了延用傳統的輔導方式，即在指定的時間和地點，由老師對學生專門進行輔導外，我們還充分利用現代化的通訊聯系方式來對學生進行輔導。QQ、微信、微博、飛信、電話、短信、E-mail和網絡平臺等通訊聯系方式是目前最為流行、最為方便快捷的，而且，這些通訊聯系方式也是大學生最喜歡和最常用的。我們采用這些現代化的通訊聯系方式對學生進行輔導，大大地方便了學生與教師的溝通和交流。我們的實踐表明，采用這些通訊聯系方式可以更加靈活方便地對學生學習過程中遇到的問題進行輔導和答疑，極大地方便了學生在專業理論知識方面的學習。
2.實踐能力培養。大學生在高校里所學到的專業理論知識最終都將應用于工程實際中，并在實踐中得到檢驗、提高和發展。因此，大學生的實踐能力培養是專業素質培養中的重要一環。高校的實踐教學主要包括兩大部分內容，即實習和實驗教學。目前，國內高校在實踐教學方面存在的不足主要在于理論與實踐聯系不夠緊密，實踐教學方法簡單，方式單調。為了能讓學生在實踐中得到鍛煉并在實踐中得到提高，我們在實踐教學方面做了一些嘗試。在實習方面，首先，精選實習單位。我們根據大學生在不同學習階段的能力特點以及實踐教學計劃和要求精選實習單位，以便學生在實習過程中能夠很好地將所學專業理論知識與實踐結合起來。其次，做好實習動員。在實習動員過程中，我們將實習單位的特點及實習內容給學生做詳細的說明，同時，將實習中要注意解決的問題發給學生，以便學生在實習開始前提前做好預習和準備。另外，通過實習動員，進一步提高學生對實習的重要性的認識，使學生在思想上對實習工作高度重視。再次，開展實習中的答辯。在實習過程中，我們請實習單位中有經驗的工程技術人員對實習單位的特點進行講解，然后帶領學生進行實習。在實習中，我們針對實習中每一部分的內容及特點，隨機地抽一些同學進行現場答辯，接著，由其他同學對其進行評判和補充，然后由指導教師進行綜合解答。這樣充分地調動起學生實習的積極性和主動性，避免了實習過程中走馬觀花現象的出現，提高了實習的質量。最后，完成實結。在實習結束后，我們要求學生根據每天的實習日記做好實結，對實習中發現的問題及相關問題的思考寫成實習報告，并由指導老師進行批改，批改后再發給學生進行學習。在實驗教學方面，為了進一步提高實驗教學的質量，我們主要做了幾方面的工作。第一，提前將實驗任務下達給學生，讓學生做好充分的預習，對實驗原理、實驗方法和實驗內容進行充分地了解和學習。第二，在實驗過程中，指導教師對實驗內容進行認真講解，并提出相應的問題和要求。學生在實驗過程中注意實驗儀器和設備的使用，數據的分析與處理，以及在實驗過程中發現的問題和處理方法。第三，實驗結束后，組織學生對實驗內容進行分析和講評，進一步提高學生對實驗內容的認識，并寫出詳細的實驗報告。第四，指導教師將實驗報告批改后發給學生，對指導教師提出的問題進行分析和解答。通過這些工作，學生對實驗教學內容有了全面的認識，同時，實踐能力在實驗過程中得到了很大的提高。
3.自學能力培養。高校是培養專業人才的地方，但大學生僅靠在大學里學到有限的專業知識是很難解決今后在實際工作中所遇到的各種問題。要解決在實際工作中所遇到的各種各樣的問題，就需要大學生具有很強的自學能力，在充分發揮所學專業理論的基礎上，自學相關理論知識，以解決在實際工作中所遇到的問題。因此，在高校專業人才培養中，自學能力的培養也是非常重要的。
要培養好大學生的自學能力，除了發揮大學生自主學習的作用外，教師的指導和引導作用也是至關重要的。為了更好地提高大學生的自學能力，我們做了以下幾方面的工作。第一，充分發揮教師的指導和引導作用。材料科學工程專業涉及的材料種類繁多，知識面廣，為了避免學生盲目學習，我們對相關材料進行分類介紹，引導學生結合自己的興趣進行自學。同時，引導學生參加各種學術講座和學術報告，通過這些講座和學術報告進一步提高學生對專業的認識和興趣。第二，充分發揮學生自主學習的主導作用。學會利用高校豐富的資源進行自學。除了在圖書館查閱相關專業資料外，大學生還能夠很好地利用學校的數據庫進行專業理論知識的學習。同時，部分學生還能夠主動地進入一些專業的學術論壇進行專業理論知識的學習。第三，加強對學生的輔導。由于大學生的專業理論基礎還較薄弱，實踐經驗少，在自學過程中往往會碰到大量的問題。為了保障學生的自學效果，我們采用多種形式對學生進行輔導答疑，及時解答學生自學過程中遇到的問題，使學生的專業理論知識得到進一步提高。
4.科技創新能力培養。多年來，我國本土的科技工作者沒有獲得過代表著最高研究水平的自然科學方面的諾貝爾獎，國內的教育專家對其原因做出了深入的研究，其中，普遍的共識是現有的教育模式限制了科技工作者的科技創新能力[2-5]。為了更好地培養大學生的科技創新能力，我們為材料科學與工程專業的大學生營造了良好的科技創新氛圍，創造了良好的科技創新條件。首先，為大學生灌輸科技創新理念。從大學生入校開始，我們就對學生科技創新能力的重要性進行講解說明，引導學生注重自身創新能力的發展，鼓勵學生結合自己的興趣積極參與到校內外的各種科技創新活動中去。其次，為大學生的創新能力發展制造機會、創造條件。目前，河南理工大學開展的校內外科技創新活動非常豐富多彩。校外的科技創新活動主要有國家大學生創新實驗計劃、大學生研究訓練計劃（SRTP）、河南省重點實驗室開發基金、數學建模等，校內的主要有“步步高”大學生科技攀登計劃項目，河南理工大學材料科學與工程專業學生創新研究基金，以及教師從事的各種科研項目研究活動等。通過積極參與這些科技創新活動，大學生的科技創新能力得到了很大的提高。再次，為大學生的創新能力發展提供輔導和支持。除了學生自主地與有關教師聯系輔導以后，我們專門指派一批有經驗的教師為學生的科技創新活動提供全程的指導和幫助，及時解決了學生在創新活動中遇到的各種困難。學生通過參與科技創新活動，不僅提高了自己的科技創新能力，發現問題和處理問題的能力，綜合應變能力等方面也都得到了提高。
四、結論
通過多年來對材料科學與工程專業學生專業素質培養方法的探索、創新和實踐，我們培養出來的大學畢業生的專業素質有了很大的提高，畢業生的質量也有了明顯提升。近年來，畢業生的考研錄取率逐年攀升，2013屆畢業生的考研錄取率達到了36.8%。畢業生的一次就業率一直穩定在95%以上。畢業生在工作崗位上能夠很快進入狀態，為工作單位各項事業的發展做出了突出的貢獻，同時，也為國家和經濟社會的發展做出了積極的貢獻。
作者簡介：袁海濱（1971-），博士，副教授，主要從事材料科學與工程專業的教學和科研工作，河南理工大學教改項目“國外先進教育理念在材料科學與工程專業教學改革中的應用研究”的項目負責人。
[摘 要]隨著計算機技術的不斷發展壯大，計算機在材料科學中的應用越發普遍和顯著。開設計算機在材料科學中的應用課程能讓材料科學專業學生適應現代新材料研究，融入社會新潮。不同高校由于材料科學的具體研究方向不一，因而課程內容都依據專業特色而設置，結合自身專業特點，從教學方法、教學內容以及實驗教學三方面對計算機在材料科學中的應用課程進行教改方案的探討。
[關鍵詞]計算機 材料科學 虛擬課題 教改方案
一、引言
在當今社會中，計算機在社會發展中顯示了其強有力的推動作用。隨著計算機技術的不斷發展壯大，計算機在材料科學中的應用也越發普遍和顯著，如信息檢索、數據分析和圖像處理、計算模擬、材料組分和結構分析等等。對大學高等教育而言，開設計算機在材料科學中的應用課程是為了讓學生初步掌握計算機在材料科學應用中的方法、步驟和應用領域等，從而促進專業課的學習。
結合我校高分子材料與工程專業的特點以及畢業生需進行的畢業設計環節，在高分子材料科學的學習研究過程中需要涉及多種軟件的應用，最基本的包括文獻檢索、實驗方案的設計、數據分析、圖形處理等等，而這些都離不開計算機技術。在書本式教育和多媒體PPT教育為基礎的理論教學模式下，教學效果并不是十分理想。在往屆的教學質量反饋中，多數學生反映單純的理論教學形式枯燥、效果不良，一旦涉及實際應用往往束手無策，其原因是眾多軟件的學了需要了解基本的理論知識外，更重要的是要反復的上機練習以熟悉各種軟件的操作，形成更為扎實的操作意識，而很多學生做不到這一點。因而如何更好的讓學生理解、吸收、掌握眾多軟件的基本操作并活用到今后的學習、科研或工作中，這是大學教育所要思考的地方。
教育部頒布的新課程標準明確提出了“提高科學素養，在課堂中開展探索性學習的理念，提倡通過探索式教學，培養學生的自主科學探索能力，加強學生對科學本質的認識”。
二、教學方案的設計
（一）教學方法設計
為提高教學效果，在計算機在材料科學中的應用這門課程中，首先將課堂搬到備有多媒體設備的機房。多媒體技術具有良好的直觀性、形象性和趣味性等特點，是教學的一大幫手，能進一步將課堂內容的理論教學與實際操作同步進行，更好的讓學生學習、吸收課程內容。在課程設計中，引入虛擬課題作為教學方案，將多種軟件的使用和課題的研究思路結合起來，以課題研究思路為教學的基本大綱路線，按步驟在各個環節中引入所需的常用軟件，從而將計算機作為理論教學和實際應用的緩沖結合點，通過虛擬課題的方法將學生在課堂所學的理論知識融會貫通，為實際課題研究以及論文寫作奠定基礎。
（二）教學內容設計
課程規劃上主要以虛擬課題的相關文獻為案例，通過探討課題的研究思路和方法，研究過程中所需要處理的問題等，循序漸進，逐漸介紹文獻檢索、實驗設計（chemical office）、數據分析（IR，NMR）、圖形處理（Origin，Adobe Photoshop）等等，為畢業論文的展開做鋪墊。教學內容具體如下：
1.首先確立學生所感興趣的研究方向或課題，并以此對學生進行簡單的分組，以方便后期進行更多的教學互動。在此過程中向學生介紹常見搜索引擎，如Google，Yahoo，百度等，這些常用搜索引擎可以較為方便的提供一定的信息。而常用數據庫，如中國知網（CNKI），萬方數據庫，ScienceDirect，RSC，ACS，Wiley-Blackwell等，借助簡單的檢索字段，包括Any Field（全文）、Title（篇名）、Abstract（文摘）、Author's Name（作者姓名）、Journal Title（期刊名稱）等可以檢索到相關研究論文文獻，讓學生帶著自身目的去學習、掌握、運用諸多數據庫進行文獻檢索。
2.當課題資料的收集結束之后，設想課題如何進行，設計一定的實驗方案。該過程中利用chemical office是較為普遍的一款應用軟件、可以滿足各種分子結構的設計、反應方程式的設計、基本示意圖的設計以及核磁結構的模擬分析。具體教學內容以虛擬課題中的文獻相關圖譜為案例，通過對文獻圖譜的剖析，讓教學更為直觀，同時上機模擬作圖，加深印象和增強操作熟練度，并且鼓勵設計新的設計路線，如反應合成路線、實驗基本示意圖等。
3.隨著課題探討的深入，課堂內容會不斷涉及結構分析表征，如IR，NMR等。在此，IR，NMR軟件的常規使用與分析，包括常見結構的特征峰和化學位移、峰值面積的積分比較等等都將成為基本的教學內容，讓學生盡可能的認識到在材料科學研究中結構分析的重要性。
4.在眾多的數據處理中，Origin由于功能強大，被公認為是最快、最靈活、使用最容易的工程繪圖軟件。因此教學中需要重點介紹Origin在數據處理中的應用。著重介紹各種圖譜，包括數據的調整、排序、計算，統計和曲線擬合，以及直線圖、散點圖、餅圖、柱狀圖、三維圖表的繪制。以虛擬課題中出現的文獻案例為教學案例，循序漸進，讓學生由簡入難，由粗到細。
5.隨著文獻的閱讀和自我作圖的實踐，學生會發現優秀文獻中的圖譜總是讓人賞心悅目。教學中通過與優秀文獻中圖片處理效果的對比，逐漸提高學生對數據處理的要求。Adobe Photoshop簡稱PS，使用其眾多的編修與繪圖工具，可以有效地進行圖片編輯工作。因而學會將PS的圖片處理功能運用到材料科學研究領域中則會使圖片效果大大提升，做到科學嚴謹又不失觀賞性。
6.當有了出色的研究成果之后，需要的便是如何更好的呈現自身的工作。為此，如何運用PPT技術制作一份精美的論文報告是展現成果的關鍵。鑒于計算機課程的普遍性，相信學生對簡單的PPT制作并不陌生，因而課程內容中轉為更高層次的PPT技術講解，包括論文報告型PPT的一般邏輯思路、PPT中的圖形制作、模板的設計、PPT的美化等等，讓學生能體會到PPT制作對論文結果報告的重要性，提高學生在PPT的制作上的布局和美化意識，為畢業設計環節的PPT制作提前做準備。
（三）實驗內容設計
針對常用化學軟件學習的實踐性、應用性較強的特點，我們將理論教學和實際上機操作設計成同步進行。而同步進行的教學模式能讓學生加深課堂印象，也更有利于學生及時發現自身在軟件操作應用上的盲區，因而能更好的將知識講解和動手操作相結合，起到以點帶面、強化應用的作用。如在講解chemical office作圖時，首先可以讓學生學習模仿，而后鼓勵學生自行設計，更深一步的讓學生去體驗挖掘chemical office中的作圖技巧。
三、教學方案特色
通過虛擬課題的引入，使得本文所提出的教學方案的特色在于：1.課程內容的確立有學生的參與，虛擬課題的選定由學生自主分組確定，逐漸讓學生主導課堂，教師則成為擺渡護航的角色；2.教學內容符合學生所需，為畢業設環節做鋪墊，課題內容設計上更有針對性；3.教學過程中時時刻刻充滿師生的互動，學生在自我的求知欲望下能更好的投入課程學習中，從而營造更好的教學氛圍，以便獲得更優的教學成果。
四、小結
本文結合自身專業特色，提出了基于虛擬課題的教學方案，目的在于讓教學更好的觸及學生所需要和學生所感興趣的領域，從而提高學生學習的興趣、專注度，同時將理論多媒體教學與實際上機操作同步進行，進一步提高課程教學的直觀性和趣味性，以期獲得更好的教學成果。總的來說，改善計算機在材料科學的應用課程的教學是一個系統的工程，對于高分子材料專業的學生來說，如何將計算機知識和高分子專業知識，以及自身所需有機地結合起來具有更加重要的意義。只有將三者有機結合，才能使學校教育真正滿足學生的需求，讓老師教得舒心，學生學得開心。再者，除去教學內容的不斷改善之外，教師對教學的投入度，對學生的關愛度也是教學成功的一個重大因素所在，因而不論是教學內容還是教學態度都將是我們應改善的地方。
摘要：介紹了材料科學基礎課程的主要內容及其實驗教學現狀，提出了對實驗教學改革的具體方法和措施，總結了實驗教學改革的預期效果。
關鍵詞：材料科學基礎；實驗教學改革；預期效果
材料科學基礎是材料科學方法與工程專業一級學科公共主干課，是介于一般基礎課與專業課之間的專業基礎課，在教學中占有極其重要的地位，是學習其他相關專業課程的基礎。材料科學基礎實驗是與材料科學基礎課程教學配套的實踐性課程，該課程的主要目的是培養學生的基本實驗、實踐能力，能應用所學的基本知識分析實驗現象，解決實驗中出現的問題。能根據要求查閱資料，設計實驗方案，正確分析實驗結果。通過實驗培養學生分析和解決問題的能力以及創新精神。
隨著國家高教改革的實施，實驗課在教學中越來越受重視，很多高校以把實驗課作為一門獨立的課程來計算學分，為提高學生的動手能力，使實驗與教學有機的結合起來，讓學生在以后的工作中能學以致用，我們進行了一些探索和討論，希望目前實驗教學中一些不合理、不適合的方面能得以改進，充分發揮發揮實驗教學在專業教學中的作用。
一、課程的主要內容及實驗教學的現狀
本課程將系統全面介紹材料科學的基礎理論知識，諸如固體材料的結合鍵，材料的結構與性能，材料中的擴散，材料的相變，材料的塑性變形與強化，以及材料科學研究方法等，將金屬材料、無機非金屬材料、聚合物材料緊密地結合在一起。通過學習，要求學生掌握材料組織結構―成分―工藝―性能相互關系的基本規律和基本理論，深入理解他們之間的相互關系，培養學生應用所學的知識，分析、解決材料研究、開發和使用中實際問題的能力。初步掌握材料科學研究的思路和方法，為后續課程的學習和進一步深造奠定理論基礎。
目前，我院材料科學基礎實驗課程存在著一個全國高校實驗教學普遍存在的問題――實驗與專業課之間為隸屬關系。實驗內容往往各自獨立，實驗之間缺乏連貫性，由于實驗主要以分析材料的組織為主，因此常常出現重復實驗操作的現象，往往造成實驗室效益低下，教師、設備、房屋等的極大浪費。實驗的模式，往往是以驗證性實驗為主，大多是按照實驗指導書，在實驗室人員的指導下按部就班地進行實驗，學生做完實驗后常常不知道做此實驗的目的、意義是什么，使學生缺乏對實驗過程的理解及相關理論知識的融會貫通，不能充分掌握和利用所學知識進行創新。同時，目前實驗主要以驗證實驗為主，大大阻礙了學生創新能力的培養。有的實驗操作具有重復性，學生常常由于重復相似的實驗，而失去對實驗的興趣，進而對實驗抱著敷衍的態度。如，鋼鐵平衡組織及鑄鐵組織的觀察、馬氏體形態觀察、金屬的低倍組織缺陷觀察等，目前主要是學生用金相顯微鏡對各種組織的標樣進行觀察，實驗具有相似性，學生做實驗時實驗興趣逐漸減退，往往做完實驗很快就忘了。
二、實驗教學改革的內容
1.驗證型實驗加深學生對基本理論的理解。由于材料科學基礎實驗是學生首次進入專業實驗室，因此他們對實驗室的基本情況都不了解。基礎實驗，主要使學生了解實驗室的規章制度、注意事項及實驗設備的相關知識，掌握實驗設備的結構、功能，及其操作方法。本部分的實驗包括金相顯微鏡結構與使用、金相試樣的制備、金相顯微攝影技術，要求學生能按實驗指導書的要求，正確進行實驗，聯系課堂所學知識，加深對所學知識的理解，使學生掌握金相試樣的制備方法，金相顯微鏡的使用方法和金相顯微鏡的數碼照相法。
2.綜合型實驗培養學生綜合實踐能力。在這一實驗環節中，要求學生能根據實驗目的，合理設計實驗方案，正確進行實際操作，應用所學的理論知識分析問題實驗結果，解決實驗中出現的問題。如鐵碳合金平衡組織的觀察與分析等。這些實驗可與材料熱處理、材料工藝學課程的學習一起進行。將一個班的學生分成若干個組，每組4～6名學生，由學生根據材料熱處理、材料工藝學課程所學知識，在老師的指導下，學生從原料的選擇、加工開始，進行配料、成型、熱處理、制備金相試樣，進而進行金相實驗，分析各組間觀察到的金相圖像不同的原因。
3.設計型實驗提高學生創新能力。在有關教師的指導下，學生應用所學本課程的理論知識，在本學科的前沿進行一些探索性的實踐，可以在本課程時間內提出有創新性的設想和研究方案，而后在開放實驗室中進行，也可以是教師科研工作中與本課程內容有關的小課題，鼓勵學生應用所學的知識提出創新性的設想。如：“高強鋁合金組織與性能研究”的實驗。首先，學生在研究生的指導下完成相關文獻的查閱，通過查閱文獻，擬定出實驗目的。提高鋁合金強度的方法很多，如添加合金元素、制定合理的熱處理工藝、采用最佳的制備工藝等，本實驗的實驗目的即選取適當的方法以提高鋁合金的強度。其次，學生在結合文獻的基礎上，根據實驗室條件，選擇適當的實驗設備。如，我院實驗室可選相應實驗設備有：電阻熔煉爐、金相顯微鏡、硬度計、力學性能實驗機、掃描電子顯微鏡等。學生可通過所選實驗設備進行合金熔鑄、合金熱處理、力學性能分析、顯微結構分析等實驗。然后，學生結合文獻在老師的指導下擬定切實可行的實驗步驟。在研究生的參與下完成實驗。在實驗實施過程中，可以幾個同學一起完成，這樣又可培養學生的協作能力。
4.實驗報告的撰寫。目前，大多數學生在撰寫專業實驗報告時，仍按照大學物理實驗報告的模式來撰寫，包括實驗題目、實驗目的、實驗器材、實驗原理、實驗步驟、實驗數據處理以及問題的分析討論幾個主要部分。但綜合型實驗與設計型實驗的實驗報告要求按正規期刊上發表的小論文的格式進行撰寫。這樣有利于培養學生的邏輯思維、文字表達能力。較好的小論文還可以進行發表，以此來提高學生學習的興趣、學習自信，及學院的教學影響力。
三、教學實驗改革的預期效果
材料科學基礎通常開設在第五學期，是我院材料類本科生接觸的第一門專業基礎課程，課時多，課程難度也比較大，其實驗課主要圍繞組織的金相分析為主，有一定的操作重復性，學生實驗后往往記不住實驗的內容，缺乏實驗興趣。經過實驗教學改革，開設綜合型實驗及設計型實驗后，在實驗過程中，學生都是實驗的主體，整個實驗都是在實驗室老師的指導下由學生獨立完成，綜合實驗對培養學生主動學習、靈活運用所學理論知識及創新的能力，激發學生的學習熱情，提高學生解決分析問題的能力，都具有一定的效果。
四、結束語
以上是本人在材料科學基礎實驗教學過程中，對實驗教學改革的一些思索。實驗環節是工科學生學習期間的重要環節，實驗教學工作的好壞，直接影響到學生專業知識學習能力、實踐動手能力及創新能力的培養，因此，實驗教學的改革是一項勢在必行的艱巨任務，如何開展材料科學基礎實驗的教學改革是值得進一步深思和探討的。
【摘要】針對《微機在材料科學中的應用》課程自身大量運用信息手段的特點，在布魯姆教育目標分類理論指導下開展混合式教學模式的研究，以網絡教學平臺為主要技術手段的多種信息技術融入日常教學活動中，對課程內容進行梳理和整合，分配網絡教學時間，為學生提供完善的課上授課和課下自主學習的要求和內容，從而規范教學行為，提高教學有效性。
【關鍵詞】混合式教學模式 微機 材料科學
在高等教育信息化逐步深入的大背景下，混合式教學已經成為大家共同關注的問題。混合式教學是指綜合運用不同的學習理論、不同的技術和手段以及不同的應用方式來實施教學的一種策略。當前主要是指面對面的課堂學習和在線學習這兩種典型教學形式的有機融合。
在布魯姆教育目標分類理論指導下開展混合式教學模式的研究，旨在推動教師熟悉面向知識分類和目標導向的教學方法，提高教學設計能力，將以網絡教學平臺為主要技術手段的多種信息技術融入日常教學活動中，從而規范教學行為，提高教學有效性。
《微機在材料科學中的應用》課程是針對目前國內高校材料科學與工程學院所涵蓋各專業大學生開設的一門專業基礎課程，是將先進的繪圖工具、分析軟件、辦公軟件應用在材料生產中對產品、原材料及中間產品進行分析、測定、繪制、表述的具體應用。該課程的知識與實踐能力對材料制備中的配料、原料成分數據有重要的指導作用，對產品質量檢測結果、材料性能分析等方面起著重要的支撐作用。學生畢業進入企業之后，正確、高效使用先進計算機軟件來提高科研、生產能力，正確處理、分析數據的能力欠缺。
目前材料科學與工程學院以培養從事材料領域科學研究與教學、技術開發、工藝設計及經營管理等方面工作，基礎厚、能力強、素質高、具有創新精神的應用型高級人才為目標。為了滿足該專業培養目標，《微機在材料科學中的應用》課程在教學內容、實驗項目應該進行改革與創新，為做好材料科學與工程學院各專業學生從學校到社會的良好銜接，培養學生實踐動手能力，與企業實際需要對接，培養實踐能力強的應用型技術人才奠定基礎。
主要工作流程：
1.梳理知識點：打破章節界限，將邏輯相關的知識點進行整合，然后根據前序和后續課程的關系，明確學生要掌握的知識點。
2.確定網絡學時：分清以教師講授為主的知識點和以學生自主學習為主的知識點，并根據以學生自主學習為主的知識點的難易程度和數量設置網絡學時。
3.編寫教學目標：按照布魯姆的教育目標分類學的要求，編寫知識點的教學目標，明確知識的類別和認知過程要求。
4.編寫測評方式：根據知識類別和認知過程要求，編寫能夠檢驗學生是否達到教學目標的測評方式。
5.擬定教學策略，編排教學活動：根據教學目標和測評方式，選擇恰當的教學媒體，采用恰當的教學方法，擬定恰當的教學策略，其中重點突出基于網絡的線上教學和課堂教學兩種方式的融合，并編排課堂教學活動的流程。
6.形成完整的教學方案：以教學設計為基礎，參照學校提供的教學方案模板，最后形成以知識點為基本單元的詳細的教學方案。
結合本課程特點，本課題主要研究內容涉及課程教學內容設計、上機項目優化、授課模式的改革以及考核體系的改革。現有的教學模式不能充分適應該課程的特點，理論知識的儲備比例偏高，在學生具備基本的計算機操作能力的前提下，應加大理論知識和動手能力的結合，增加上機操作環節的比例，提高學生本身實踐能力。針對考核體系改革，試卷考核的方式及其不適用于該門課程的考核。造成學生死記硬背，知識運用能力差，與素質教育的宗旨相違背，并且不能合適的評價學生的真是水平和能力。因此應改革考核方式，主要體現在：考試形式多樣化，考題設置應用化，成績評定多元化。
其中，課程內容的優化，授課模式的改革作為建設的重點內容。根據學生就業企業的需要以及進一步研究所需要的專業技能需求，調整和更新本課程的課程內容和授課模式是本研究要解決的關鍵問題，主要涉及兩方面的內容：一是企業實際需要就業學生具備什么計算機在材料加工、分析、測試方面的素質和技能，二是如何處理好基礎理論講授與實際應用的關系，要求在保障學生掌握基本原理和實驗操作技能的基礎上，增加對實際問題分析、處理、總結、反饋、改進的技能培養。
針對《微機在材料科學中的應用》課程自身大量運用信息手段的特點，通過混合式教學模式的建設，對課程內容進行梳理和整合，分配網絡教學時間，為學生提供完善的課上授課和課下自主學習的要求和內容，提高教學效率和教學成果，著重培養學生綜合運用各種分析繪圖軟件解決在研究、生產過程中遇到的實際問題的能力。在建立和完善能夠提高材料科學與工程學院各專業本科生《微機在材料科學中的應用》教學內容和實驗體系的同時，可以使該課程內容和實驗項目更貼近于工科學生工作后的實際需要，為探索如何提高材料專業本科生應用先進計算機軟件解決實用問題的能力提供有益的思路。為培養能夠適應現代社會經濟需要的高級工程技術人才、現代化的工程師進行有益的探索。為促進我國高等工程教育改革，培養高層次工程技術人才做出貢獻。
摘要：本文對材料科學于工程專業工程實踐進行分析，通過促進校企共建科學研究平臺、提升科學研究水平、強化教師工程實踐教學水平、革新創新人才培養模式和提高人才培養質量等方面加強專業工程實踐能力的探索，大大強化了材料科學與工程專業工程實踐能力的教育教學效果。
關鍵詞：協同創新；材料科學與工程；工程實踐在
引言
實踐教學是人才培養過程中的重要環節，在培養學生的動手能力、實踐能力和綜合素質方面發揮著重要的作用。實踐教學對于材料科學與工程專業創新型人才的培養尤為重要，而實踐教學體系是提高實踐教學質量的重要保障，改革和完善工程類實踐教學體系是我國高等工程教育面臨的重要問題之一。
一、科學發展觀是協同創新的理論指導
科學發展觀從以人為本、全面整體、密切合作等方面，體現了協同、和諧、創新的思維特點；科學發展觀從建設創新型國家的戰略高度，要求我們在積極提升原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新能力的同時，提出了積極推動協同創新的重要思想。因此，科學發展觀是協同創新的重要指導理論。
二、協同創新是地方高校發展的重要機遇
協同創新戰略，既要研究和解決科技尖端領域前沿性問題，也要研究國家和地方急需的戰略性問題，涉及國計民生和地方經濟發展的重大公益性問題。服務地方經濟發展是協同創新的必然要求，也是地方高等院校的地域優勢所在。進入本世紀以來，國家和區域科技創新活動進入難得的歷史機遇期，科技創新的競爭態勢出現了新格局，地方高校面臨著新的機遇和挑戰。其挑戰主要表現在科技資源配置方面，高端人才和項目資助越來越趨向重點高等院校集中且集中度不斷升級。另外，在科技創新重大成果方面，競爭更加激烈。由于企業作為創新主體的迅速崛起，高校的傳統優勢出現衰減跡象，越來越多的高校以參與者、合作方出現。地方高校要在日趨激烈的科技競爭中爭得一席之地，就要敢于競爭和創新，同時也要善于協同合作。
另一方面，協同創新有利于重點突破制約創新能力提升的內在機制障礙，打破高校與其他創新主體間的體制壁壘，實現多方共贏，最終提升高等教育質量。地方高校應緊緊抓住教育部實施高等學校創新能力提升計劃的契機，加快融入形式多樣的協同創新聯合體中，以構建“協同創新中心”這個載體作為推動地方高校發展的新機遇。
三、協同創新是材料科學與工程學科發展的必然需要
材料被公認為人類社會進步的里程碑。雖然材料是一個早已存在的概念，但材料科學的提出只是20世紀60年代初的事情。1957年前蘇聯人造衛星首先上天，美國認為自己落后的主要原因是先進材料落后，于是在一些大學（如麻省理工學院、康奈爾大學、賓夕法尼亞州立大學等）相繼成立材料研究中心和材料研究實驗室。采用先進的科學理論和實驗方法對材料進行深入的研究并取得重要成果。從此，材料科學這個名詞開始流行。
材料科學的形成實際上是多學科科學技術協同發展的結果。在材料科學形成之前，固體物理、無機化學、有機化學、物理化學等學科的發展推動了對物質本質的了解。冶金學、陶瓷學、金屬學、高分子科學的發展對材料制備、結構、性能及其相互關系的研究大大加強，各種先進分析測試手段的出現為材料科學的形成打下堅實的基礎。材料科學具有多學科交叉的重要屬性，它是物理學、化學、冶金學、陶瓷、高分子化學及計算科學相互融合與交叉的結果。材料學與實際應用結合非常密切，發展材料科學的目的在于開發新材料，提高材料的性能和質量，合理使用材料，同時降低材料成本和減少污染。材料的不同應用領域又牽涉到不同學科的知識；材料科學是一個正在發展中的科學，不像物理學、化學等已經有一個很成熟的體系，材料科學將隨著各有關科學的發展而得到完善。
四、通過協同創新提高工程實踐能力的路徑和效果
1、促進校企科學研究水平提升
作為一所地方高校，教師的科研活動受到實驗室條件、儀器設備、研究經費和研究人員等多方面的制約，原創性、高層次的項目難以立項。為了完成學校對科研經費任務的考核，教師們主動到企業聯系橫向課題。材料與化工學院也有目的的組織教師到企業進行產學研合作、培育科研團隊。通過產學研合作，以企業為主體，以市場為導向，教師有了科研項目、經費，研究的課題解決了企業的實際問題，雙方受益形成了良性循環，不斷擴大了雙方合作的空間。
協同創新中心把企業同高校、研究機構結合起來，實現了單個主體所無法實現的組織目標和結果，類似于復合材料因為基體材料和增強材料的協同作用，使得復合材料的某些性能既優于其基體材料，又優于增強材料。企業同高校、研究機構協同創新的效率遠遠高于企業獨立創新和模仿創新的效率，尤其是通過協同創新中心建設的實施，協同創新聯盟各方都感受到了實實在在的受益，效果顯著。協同的本質是復雜系統中各子系統相互協同和作用，以實現單個主體所無法實現的組織目標和結果。如2011年由中原工學院提出，把與鄭州華晶、鄭州三磨所三方合作多年的“觸媒法合成高品級金剛石關鍵設備與成套工藝技術開發”項目，聯合申報國家科技進步獎，最后該成果獲得了國家科技進步二等獎，對提升學校美譽度和企業創新能力及聲譽具有重要影響。
2、促進教師工程實踐教學水平提高
在協同創新中心，學校與研究所、企業各方可以實現有條件的互相兼職和聘任。材料與化工學院根據政策，通過“博士服務團”、“企業博士后科研工作站”、“科技特派員”等多種形式選送教師到企業掛職鍛煉。如材料與化工學院一教授通過與許昌恒源公司的合作，作為帶頭人建設了“基于發制品用途的化學纖維綠色工藝技術研究”河南省創新型科技團隊。現在材料與化工學院大部分教師都有了在企業工作或兼職科研工作的親身經歷，學生感受到教師的授課不再空洞乏味，而是非常實際和富有興趣，對提高材料科學與工程專業學生的工程實踐教育教學質量具有較大影響。
3、促進創新人才培養模式優化
“協同創新”已經成為學校人才培養活動中的重要理念，并在教育實踐中形成了一系列富有成效的人才培養模式。[4，5]通過協同創新使原本各單位獨立的資源變成了創新聯盟內共享的資源，一些潛在的能量得到了充分釋放。形成的新機制和新體制為協同創新各方激發了無限生機與活力，對人才培養模式的影響尤其深刻。協同創新實施之前，按照傳統的人才培養模式，理論教學和實驗教學都在學校內進行，全部由高校教師授課，教學效果不理想，學生普遍感到枯燥乏味、不感興趣；而需要到企業進行的認識實習、生產實習和畢業實習等實踐教學環節，由于資金投入不足和企業不愿意接待等諸多難題，實習質量大打折扣，學生的實習環節基本上變成了“參觀”，走馬觀花下來，學生受益很少。協同創新實施以后，學生可以根據個人愛好加入不同的科研興趣小組和導師制教學團隊，學生到企業“出入自由”，在科研中遇到的實際問題，可以及時在企業聯絡員的幫助和許可下到現場獲得第一手資料與信息，隨著參與時間的延長，學生很容易親自動手進行操作。在課堂教學環節，聘任了企業技術人員和高層管理人員為學校兼職教授，可以給學生進行生動的具有豐富實踐經驗的教學，學生的興趣明顯提高，也收到了良好的教學效果。
4、促進學生工程實踐能力提高
通過協同創新工作的不斷深入，科研促進教學的效果極其明顯。教師聯合企業進行科學研究，把獲得的成果有針對性的在教學過程中傳授給學生，這種知識的傳授不僅可以在理論課堂上進行，也可在科研興趣小組的科研活動中進行；而同時學生在該科研創新活動中會發現很多問題，提出的問題也可反饋給教師。這種知識傳授和學習的過程是一個雙向激勵的過程，雙方通過互相影響和碰撞，教學效果和質量在潛移默化中快速提高。
學生在協同創新中心聯盟單位內共享資源，教育活動的空間和時間都被擴大，在參與科研和實習創新活動中，不僅可以使用實驗室、儀器和設備等硬件資源，同時還得到了研究所和企業技術人員及一線工人的親身教育，對社會及企業對人才的真實需求有了實在的認識和了解，對學習目的和就業導向有了明確的方向。在研究生教育和本科生畢業論文環節聘任研究所和企業技術人員為指導教師或合作導師已成為常態。
在參與科研活動時，學生能親臨企業參與生產一線的科研課題，通過解決實際問題和獲得一定的薪酬，不僅提高了興趣，感受到了成功的快樂，還能在自己實實在在的科研活動中提高工程實踐能力。通過接觸和工作實踐，學生畢業后能快速適應工作崗位，強化的工程實踐能力將會在新的工作崗位上充分顯現其效果，協同創新中心聯盟企業對此也非常認可。
結束語
科學發展觀是協同創新的理論指導，協同創新是地方高校提高人才培養質量、服務區域經濟社會發展的有效手段，也是科學發展觀的重要體現。在科學發展觀指導下與相關科研院所、企事業單位開展協同創新，是地方高校學科建設和發展的必然要求。
摘 要 對材料科學與工程專業的培養水平進行提升，主要通過人才培養模式的創新、專業培養方案的修訂、教學團隊建設、課程及教學內容的優化、提高學生實踐能力，拓寬實踐平臺等各項措施，突出學校特色的基礎上，滿足“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的人才培養目標，體現素質、能力和知識結構協調發展的原則，從而培養出社會需要的、認同的材料類人才。
關鍵詞 材料科學與工程專業 提升 策略
0 引言
材料科學與工程是21世紀國家重點發展領域。材料科學與工程專業屬于一級學科，涵蓋了金屬材料工程、冶金工程、無機非金屬材料工程、高分子材料工程、材料物理和材料化學等二級學科專業，目前，我國大部分理工科高校都設有材料類學科，各學校的定位和特色也有所區別。
重慶交通大學材料科學與工程專業始于上世紀50年代的建材教研室，2000年成立了以公路工程材料應用為特色的材料科學與工程專業，同年獲得材料學專業碩士學位授權資格。材料科學與工程專業自2001年招生，立足學校在交通土建方面的行業優勢，結合土木工程專業培養滿足交通建設需要的材料專業技術人才，通過吸收兄弟院校的辦學經驗，遵循“厚基礎、寬專業、強能力、高素質”的原則，強化基礎理論，不斷優化組合土木相關課程;加強基本實驗技能和實踐環節訓練提高學生的實踐能力。為進一步理清專業建設思路、明確專業建設目標、明晰專業建設方向，立足長遠，擬定切實可行的具體措施，扎實推進專業內涵建設，完善專業人才培養體系，規范教學過程，切實增強專業的辦學水平、社會適應度和社會聲譽，從2011年開始進行專業提升計劃的實施，目前正按計劃、有步驟地逐步實現。
1 明確專業定位，凝練專業特色
重慶交通大學材料科學與工程專業依托我校在交通土木行業的優勢，與交通土建材料的研究、開發和應用方面的學科交叉，以無機非金屬材料、有機高分子材料為基礎，向相關功能材料領域拓展，教學與科研并舉，立足重慶，面向西南，走向全國，建設市內絕對領先，在國內有一定影響的教學研究型材料科學與工程專業，為交通土建行業培養高層次的人才，提供高水平的科技服務。本專業經過幾年的辦學實踐，已經形成了以土木工程材料、復合材料為特色的專業，構建了科學合理、特色鮮明的人才培養方案、課程結構體系及實踐教學體系，并建立了較為完善的本科教學質量監控及質量保障體系，且運行良好，保證了教學質量，目前，已為國家特別是西部地區培養了大批優秀交通建設材料科技人才。
2 材料科學與工程專業培養水平的提升策略
2.1 人才培養模式的創新
繼續發揮學校特色優勢，在材料科學與工程專業現有的人才培養模式基礎上，改革單一化的人才培養模式，突出學生個性發展的同時，探索具有交通特色的材料科學人才培養模式。
（1）加強學科專業調研，深入把握重慶市、西部地區及全國經濟結構調整、人才市場需求和國際競爭能力的需要，結合我校由教學型向教學研究型過渡的特點，進一步明確材料科學與工程專業建設和結構調整的方向，突顯辦學特色。
（2）以材料科學與工程專業班級為依托，調整和完善人才培養方案、課程體系、實踐教學體系等，不斷完善具有交通特色的材料科學創新型人才培養方案。
（3）以全面性、開放性、主體性、實踐性、差異性為培養方法，實現個體創新能力的挖掘和培養。主要體現在以下幾個方面：①建立以本科生導師制為優秀的全過程引導的培養模式。從入學起，就建立專業老師、輔導員聯系、溝通的制度，加強學生的人生目標規劃，加強對學生的指導，根據每個學生的自身特點提出階段性的發展計劃，幫助學生形成優良的計劃能力和實現目標的執行能力。②在兼顧共性和個性的基礎上，制定個性化培養方案。根據每個學生的特點來制定學習方案，充分發揮學生的個人特長，最大程度地挖掘每個學生的潛力。③針對現代研究型人才素質培養特點，鼓勵本科生參與指導教師的科研項目研究，重在研究意識、過程與方法，學習與研究相互促進，實現個體創新能力的挖掘和培養。
2.2 培養方案修訂
按照學校材料科學與工程專業人才培養目標和規格的要求，并針對我國、尤其西部地區公路工程材料人才培養方面的專業幾乎為空白，進一步開展學科多層次、多尺度交叉，構建適合交通行業的高素質人才培養方案和培養模式，實現教學與科研相結合、科學與工程相促進，深化專業內涵，進一步完善以公路工程材料應用為特色的人才培養方案，同時考慮培養方案能夠適應社會需求的動態變化。突出本專業的特色，按照“以科研促教學，以實踐促創新，以特色促發展”的思路，培養大批在工程材料領域內的高層次、高質量、高能力的創新性復合人才。具體措施是：（1）在已重點調研國內高校辦學情況的基礎上，對材料科學與工程專業人才培養方案進行修改和調整，將力求與社會對材料學科人才的需求相統一，并與對應的行業單位、 企業開展對話，進一步分析并把握未來的市場需求;（2）注重專業間的協調與發展，完善課程體系，優化理論教學與實際教學環節體系及比例，擴大選修課程設置，增加實踐環節，既滿足人才全面發展的共性要求，又顧及學生的個性需要。（3）在材料科學與工程專業人才培養方案中將繼續體現邊緣學科的交叉和前沿學科的發展，并將進一步豐富其內容，及時將本專業科研成果作為專題進行講座，以開拓學生的視野。
2.3 課程及教學內容優化
材料科學與工程專業的課程設置不但要符合專業規范，還必須突出交通行業的特色，并隨著社會和專業不斷發展的需求而進行必要的調整，做到需求為首，與時俱進。材料科學與工程專業的課程建設主要考慮了以下幾個方面：（1）以工程材料應用特色為主線，加強工程實踐能力為優秀來構建本專業的優秀課程、特色課程;（2）對原有課程設置加以調整，優化優秀、特色課程的知識結構體系。例如，近年來本專業先后對建材實驗與檢測技術基礎、膠凝材料學、混凝土學、瀝青與瀝青混合料等主干課程進行優化和教學內容的改革，取得了明顯效果;（3）加強重點課程和精品課程的建設，加強課程整合，更新教學內容、不斷改革教學方法和教學手段;（4）在課程教材的建設上，堅持編、選并重的原則，選用質量上乘、科學適用的優秀教材，同時也進一步加強自編教材的編寫水平和出版工作;（5）利用現有試驗條件，為專業課程服務，促進本科教學質量的提高。
2.4 教學團隊建設
根據材料科學與工程專業特色方向所建設的目標，重點建設寬容、和諧的教學團隊，培養教學團隊的優秀競爭力，激發團隊的凝聚力。積極展示團隊學術成果，加強對團隊及團隊帶頭人的宣傳，從而培養一個優秀的教學團隊。目前具體采取的主要措施有：
（1）重視教學隊伍“雙師”結構建設，利用學校的優惠政策引進高層次的人才，有效吸引骨干教師積極參與專業建設和人才培養，采取多種措施鼓勵本校青年老師脫產攻讀博士學位，安排出國或在國內名牌大學訪學、進修，鼓勵教師參加校內外多種形式的學術交流活動，并發揮每個團隊成員的特長，實現每個人都是所學專業領域的專家，教學和科研都很出色，鍛煉和培養一個高水平的教師團隊。
（2）在教育教學研究方面，本專業全體教師積極開展課程建設、教材建設、多媒體課件建設等;編寫先進、適用的高教特色教材;積極開展教學標準、課程體系、教學內容、課件、案例、實訓實習項目、教學指導等教學資源的建設，同時，促進與外校各專業合作、同校各系、教研室的合作交流，進行跨學科、跨院系、跨專業的教學改革嘗試，從而提高人才的培養質量，也為形成教師的教學合作機制和協作氛圍起到積極推動的作用。
（3）擴大和吸引材料專業領域的一線人員到校，通過講學、做報告、開設短期課程等形式，形成專兼結合的高水平教師隊伍，并進一步建立與企業進行更深層次的資源共享與人員交流的機制。
2.5 提高實踐能力，拓寬實踐平臺
實踐教學是通過調查、實驗、實習實訓、課外實踐活動、科研訓練、畢業論文等方式培養學生的實踐動手能力，實踐教學是理論教學的鞏固與升華。目前，實踐教學環節主要是實驗環節和實習環節。實驗環節要增加綜合型和設計型實驗內容，增加實驗設備和學生實驗時間。實習環節要擴大實習單位的數量，到設備先進和與教學內容相關的企業去，并聯系企業的生產和課堂學習內容，制定合適的實習題目，讓學生帶著問題去學習，觀察或解決問題。通過強化理論和實踐兩個課堂互動的方式，來提高學生的動手實踐能力，同時，從解決社會或企業實際問題入手，以提高綜合訓練的實踐效果出發，做好綜合設計（論文）工作的選題和過程管理，使畢業設計環節理論聯系實際，真正做到“真題真做”。
3 結論
目前，材料科學與工程已呈現出與多學科相互滲透、交叉綜合的發展趨勢。單一的行業工程師人才已經滿足不了人才市場對材料類專業人才的要求，材料科學與工程人才的培養，應結合實際辦學條件，在突出學校特色的同時，還必須要滿足“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的人才培養目標，培養出社會需要的、認同的材料人才，這是材料科學與工程專業建設的重任，也是材料科學與工程專業提升的最終目的。
重慶交通大學教育教學改革研究基金資助項目（1203005）
