時間：2022-01-30 01:05:34
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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(xué)工程論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：培養(yǎng)計劃；培養(yǎng)目標(biāo)；材料科學(xué)與工程；麻省理工學(xué)院
歐美國家在20世紀(jì)60―70年代開始設(shè)立材料科學(xué)與工程系。名稱變更反映了對材料領(lǐng)域研究認(rèn)識的變遷，即“材料研究需要依據(jù)其行為和特征，而不是依據(jù)材料類型來進(jìn)行”。1998年教育部對材料類本科專業(yè)目錄進(jìn)行了調(diào)整，將原來劃分過細(xì)的十多個材料類小專業(yè)合并成了現(xiàn)在的冶金工程、金屬材料工程、無機(jī)非金屬材料工程、高分子材料與工程、材料物理、材料化學(xué)等六個專業(yè)。同時，在引導(dǎo)性專業(yè)目錄中還設(shè)置了材料科學(xué)與工程一級專業(yè)。雖然以材料科學(xué)與工程一級大學(xué)科來設(shè)置專業(yè)是必然趨勢，但材料科學(xué)與工程人才培養(yǎng)模式仍在探索之中[1]。同濟(jì)大學(xué)當(dāng)年就設(shè)置了材料科學(xué)與工程本科專業(yè)，期望以歐美的模式來培養(yǎng)材料學(xué)科人才。實際上，早在20世紀(jì)80年代，當(dāng)時的同濟(jì)大學(xué)建筑材料工程系就為建筑材料專業(yè)的本科生開設(shè)了材料科學(xué)導(dǎo)論、斷裂力學(xué)、表面物理化學(xué)和傳熱、傳質(zhì)與動量傳遞（簡稱三傳）4門基礎(chǔ)課程。近幾年因為參與學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃的修訂工作，查閱了國內(nèi)外許多大學(xué)這個專業(yè)的培養(yǎng)計劃，國內(nèi)高校在材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃上的認(rèn)識一直存在爭議。美國麻省理工（MIT）材料科學(xué)與工程專業(yè)本科培養(yǎng)計劃的公開信息最多，不僅有課程列表和學(xué)分要求，還有課程的詳細(xì)簡介。尤其是麻省理工的開放課程服務(wù)（OpenCourseWare），使得我們還能夠進(jìn)一步了解課程大綱和部分內(nèi)容。此外，MIT材料學(xué)科是USNews全美排名第一的，他們的培養(yǎng)
計劃應(yīng)該具有更好的借鑒意義。本文在反復(fù)仔細(xì)研究其有關(guān)本科培養(yǎng)的各種公開資料的基礎(chǔ)上，對其培養(yǎng)計劃進(jìn)行了分析，結(jié)合自己的教學(xué)工作實踐，總結(jié)了一些心得體會，希望與國內(nèi)同行共享。
一、麻省理工材料科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃
MIT材料科學(xué)與工程系設(shè)3個專業(yè)（Course）。其一為一般意義上的材料科學(xué)與工程專業(yè)（Course 3），學(xué)生所得學(xué)位是材料科學(xué)與工程理學(xué)學(xué)士（Bachelor of Science in Materials Science and Engineering），其所授學(xué)位是被ABET（Accreditation Board for Engineering and Technology，美國工程與技術(shù)鑒定委員會）授權(quán)的，絕大部分學(xué)生都選讀這個專業(yè)。其二為課程選擇度更大的一般專業(yè)（Course 3-A），這個專業(yè)的畢業(yè)生將獲得沒有特別指定專業(yè)領(lǐng)域的理學(xué)學(xué)士（Bachelor of Science without specification）學(xué)位，系里并不尋求ABET對這個學(xué)位的授權(quán)，只有很少學(xué)生選擇這個專業(yè)，常常是醫(yī)學(xué)、法學(xué)、MBA預(yù)科生選擇這個專業(yè)。第三是考古與材料專業(yè)（Course 3-C），學(xué)生所得學(xué)位是考古與材料理學(xué)學(xué)士（Bachelor of Science in Archaeology and Materials），系里也不尋求ABET對這個學(xué)位的授權(quán)。從系里是否尋求對所授學(xué)位授權(quán)就可以看到，MIT材料科學(xué)與工程系本科生的主要專業(yè)是一般意義上的材料科學(xué)與工程專業(yè)（Course 3）。后面的討論主要針對Course 3的培養(yǎng)計劃進(jìn)行。
1. 課程和學(xué)分要求
該培養(yǎng)計劃的要求包括：（1）MIT的一般要求，共17門課程，其中自然科學(xué)6門，人文社科8門，限選科技課程2門，實驗課程1門。（2）交流能力課程（Communication Requirement）4門。（3）系內(nèi)課程，包括一套核心課程（Core subjects，共10門課），一個論文或2個實習(xí)以及4門限選課程，合計184～195學(xué)分。其2011―2012版本的課程和學(xué)分要求見表1，表中課程名稱前面的數(shù)字表示課程號，后面跟表示學(xué)分的數(shù)字、課程性質(zhì)、前修或同修課程號。MIT每門課程的學(xué)分由三部分組成，表示學(xué)習(xí)課程所需要的時間分布，中間用短線隔開，第一個數(shù)字表示講課時間，第二數(shù)字表示實驗、設(shè)計或者野外工作時間，第三個數(shù)字表示預(yù)習(xí)的時間，是以中等學(xué)生所需要時間估計的。1個學(xué)分大約相當(dāng)于一學(xué)期需要14小時的學(xué)習(xí)時間。從表 1可見，一般專業(yè)課程，預(yù)習(xí)所需時間是講課時間的2～3倍。
備注
*可以代替本先修課程的其他先修課程列在課程描述頁面。
（1）這些課程可以算作必修課程或者限選課程的一部分，但不能同時計算。
（2）可以選9-12學(xué)分。
（3）通過申請，可以被類似課程替代。
2. 限選課程的選擇
中列出了21門限選課程，每個學(xué)生只需要選擇4門課（48學(xué)分）。理論上，學(xué)生可以在21門課程中任選48學(xué)分，甚至經(jīng)過批準(zhǔn)，還可以選擇其他系的課程或者研究生課程來代替。實際上，由于材料的范圍很廣，這些選修課程是根據(jù)主要的研究領(lǐng)域來設(shè)置的，它們是： 生物與聚合物材料（Bio-and Polymeric Materials），電子材料（Electronic Materials），結(jié)構(gòu)與環(huán)境材料（Structural and Environmental Materials），基礎(chǔ)與計算材料科學(xué)（Fundamental and Computational Materials Science）。
因此，在MIT材料學(xué)院的網(wǎng)頁上，曾經(jīng)列出了各領(lǐng)域推薦的限選課程。網(wǎng)頁上還列出了每一個方向的咨詢教授，以方便對上述領(lǐng)域某一方面更感興趣的學(xué)生選課。
3. 部分課程大綱和教學(xué)情況分析
（1）材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)課程
這個課程為15學(xué)分（5-0-10），總是與“材料實驗”一起選修。課程安排也是交叉進(jìn)行，實驗周不上課，一共有4個實驗周。這樣，材料科學(xué)與工程課程講課時間就縮短為9周（一個學(xué)期14周，最后一周為考試）。其課程安排為周一、三、五各2小時的講課（lecture），周二和四各1小時的復(fù)習(xí)課（recitation）。所以一共27次講課，18次復(fù)習(xí)課。實際講課為24次，另外3次課為測驗和考試。最后一次考試并不是考全部課程內(nèi)容，即每次測驗和考試都是分段內(nèi)容。
這個課程由兩個教授分別講授，每個教授都是24次課，因此可以推論，每次每個教授將講1小時。一個講授結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵（Structure and Bonding），一個講授熱力學(xué)和統(tǒng)計力學(xué)學(xué)（Thermodynamics and Statistical Mechanics）。
兩部分課程分別布置6次作業(yè)，每部分每次都是2～3個題目，都有交作業(yè)的期限，沒有按期交作業(yè)的，該次作業(yè)成績?yōu)?。作業(yè)答案在交作業(yè)期限過后就會立即公布。課程總成績由作業(yè)成績占20%、三次測驗占80%構(gòu)成。得分標(biāo)準(zhǔn)為：總評80分以上A，70～79分為B，55～69分為C，低于55分為不及格。
（2）實驗課程
MIT材料系內(nèi)有2門必修的實驗課程，即材料實驗和材料綜合實驗。這兩門課程同時還是加強專業(yè)交流能力培養(yǎng)的課程，所以，教學(xué)過程特別注意專業(yè)交流方面（包括論文寫作、口頭技術(shù)報告等）的形式要求。材料實驗與材料科學(xué)與工程課程同時選修，在2年級第一學(xué)期進(jìn)行。材料綜合實驗課（Materials Project Laboratory）基本上就是幾個同學(xué)合作的科研項目，在3年級下學(xué)期進(jìn)行。下面以二年級的材料實驗為例，介紹其教學(xué)和考評辦法。
如前所述，材料實驗共4個實驗周，實驗周沒有其他專業(yè)課。實驗內(nèi)容包括量子力學(xué)原理演示、熱力學(xué)和結(jié)構(gòu)，同時囊括了幾乎全部現(xiàn)代材料分析研究方法（XRD、SEM/AFM、DSC、光散射等），并通過口頭和書面方式加強交流能力培養(yǎng)。從教學(xué)內(nèi)容看，這門實驗課承擔(dān)了教授材料研究方法的任務(wù)。
一般將50個左右學(xué)生（2011年的2年級學(xué)生只有43人）分成6個組。每個實驗周有3個實驗主題，每個主題下面2個實驗，2個組共選一個主題，每組選做其中一個實驗。6個實驗同時進(jìn)行。一周3次實驗，每次4小時。因此，每個組每周只做3個實驗（每個主題做1個實驗），共12個實驗。由于每個組只做了一半的實驗，對另一半實驗的了解，通過每周2次的1小時交流課程（recitation sections，一般隔天舉行）來實現(xiàn)。交流課上，大家各自在黑板上即興介紹實驗的發(fā)現(xiàn)，回答教師和同學(xué)的提問。
該實驗課由3個教授上，其中一個總負(fù)責(zé)。課程成績評分標(biāo)準(zhǔn)
二、分析和討論
1. 關(guān)于必修課和選修課
系內(nèi)必修課程除畢業(yè)論文或企業(yè)實習(xí)外，共有10門。大學(xué)一般要求的17門課，理論上可以自由選擇，但從表1系內(nèi)課程的先修課程可以看出，微積分I和II，物理I和II是需要先修的，大學(xué)一般要求的6門自然科學(xué)課程就去掉了4門，能夠自由選擇的大學(xué)自然科學(xué)課程剩下2門。從系里建議的選課表（roadmap）可以看到，另外2門自然科學(xué)是化學(xué)和生物。所以，自然科學(xué)的必修課程實際上相當(dāng)于14門。
限選課程要求包括GIR類型2門和48學(xué)分的系內(nèi)選修課。有3門系內(nèi)課程（共39個學(xué)分）可以作為GIR課程來選，但不能同時作為系內(nèi)課程要求的學(xué)分。大多數(shù)系內(nèi)選修課程的學(xué)分為12分，這樣的話，系內(nèi)限選課48學(xué)分需要選讀4門。所以，每個學(xué)生可以有6門專業(yè)選修課程。有意思的是，在表1中只有21門限選課程，而該系主要的研究領(lǐng)域（或者說相當(dāng)于我們的專業(yè)方向）有4個，平均每個方向只有5.25門課。如果去掉2011―2012年新增的2門課程，過去幾年只有19門課，平均每個方向只有4.75門課程。看來，MIT材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程設(shè)置，并不鼓勵學(xué)生選單一專業(yè)方向的課程。實際上，在以前分專業(yè)方向限制選修課時，每個專業(yè)方向僅僅提供2～3門課程，進(jìn)一步的分析見下文。
反觀我們的培養(yǎng)計劃，我們的專業(yè)方向必修課程有5門（14學(xué)分），選修課程應(yīng)選4門（8學(xué)分），合計9門課程22學(xué)分。因為我們的學(xué)分是按照每周上課學(xué)時數(shù)計算的。如果按照MIT的學(xué)分計算方法，學(xué)分約為每周上課學(xué)時數(shù)的3～4倍，考慮到我們的上課周數(shù)為17～18周，而MIT才14周，因此，我們的專業(yè)方向應(yīng)選學(xué)分至少相當(dāng)于MIT的88學(xué)分，比其4門課程（48學(xué)分）的要求多了5門課程（40學(xué)分）。可見，我們的培養(yǎng)計劃更加注重學(xué)生專業(yè)方向知識和技能的培養(yǎng)。
另外，MIT材料科學(xué)與工程系的研究領(lǐng)域非常廣泛，關(guān)于其主要研究領(lǐng)域的介紹出現(xiàn)在3個網(wǎng)頁上。其一是在該系的學(xué)位要求中關(guān)于限選課程的介紹網(wǎng)頁，4個主要的研究領(lǐng)域分別是生物與聚合物材料、電子材料、結(jié)構(gòu)與環(huán)境材料、基礎(chǔ)與計算材料科學(xué)。其二是在MIT的招生網(wǎng)頁，4個主要的研究領(lǐng)域分別是：半導(dǎo)體材料和低維系統(tǒng)（Semiconductor materials and low-dimensional systems）、能源材料（Materials for Energy）、納米結(jié)構(gòu)材料（Nanostructures）、材料的生物工程（Bioengineering of Materials）。在介紹全體教師（Faculty）的網(wǎng)頁，列出了30個研究方向（discipline），共122人次（有重復(fù)計算，因為實際教師只有35人），平均每個研究方向4.07人次（或1.17人）。少的方向僅1人如微技術(shù)、半導(dǎo)體，最多的是納米技術(shù)，23人次。上面列出的生物工程（包括生物物理和生物技術(shù)）9人次，能源材料（包括能源與環(huán)境、儲能）9人次。人數(shù)比較多的研究方向還有結(jié)構(gòu)與環(huán)境材料9人次，高分子材料7人次，電、光和磁材料7人次。
可見，盡管MIT研究的材料類型很多，但其本科生培養(yǎng)計劃中，涉及具體材料類別方向的課程特別少。
2. 關(guān)于考核與成績
MIT很多課程的成績評定都包括平時作業(yè)和出勤與課堂參與情況。有的課程，考試以外的項目在成績評定中所占份額可達(dá)到50%，有的實驗課程則更是高達(dá)85%這在一定程度上反映了MIT對大學(xué)生平時學(xué)習(xí)的管理是非常嚴(yán)格的，與我們頭腦中關(guān)于國外大學(xué)生“自由”學(xué)習(xí)的圖像截然不同。
3. 關(guān)于選課進(jìn)度安排
MIT材料系沒有規(guī)定統(tǒng)一的選課進(jìn)度表。但從其推薦的選課安排（roadmap）看，具有如下特點：
（1）8門大學(xué)一般要求的社科課程（GIR）分布在8個學(xué)期選修，即每學(xué)期選修1門社科課程；
（2）一年級把大學(xué)要求的6門自然科學(xué)課程（GIR）學(xué)完，包括數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)。
（3）二年級起全面進(jìn)入專業(yè)學(xué)習(xí)。第一學(xué)期學(xué)習(xí)材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)、材料實驗2門課程，兩門課交叉進(jìn)行，實驗周不上課。上課周每天都有材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)課，實驗周每天都有實驗或交流，學(xué)習(xí)安排非常集中。
（4）每學(xué)期的課程一般為4門，其中1門為社科課程。
MIT二年級第1學(xué)期就學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課程，這比我們的教學(xué)計劃提前很多。國內(nèi)的教學(xué)計劃進(jìn)度安排曾經(jīng)強調(diào)，前兩年不安排專業(yè)課，以至于我們的材料科學(xué)與工程課程被安排在第5學(xué)期，材料研究方法更是被安排在第6學(xué)期，使得高年級學(xué)習(xí)特別緊張，深入接觸專業(yè)知識和方法的時間被推遲。
4. 關(guān)于培養(yǎng)計劃的修訂
從網(wǎng)頁上能夠追溯到MIT材料系1998年的培養(yǎng)計劃，其培養(yǎng)計劃在2003年做了很大的調(diào)整。兩者的比較
這兩個培養(yǎng)計劃的最大差別在必修課，課程名稱幾乎完全變了。但對比課程名稱和教學(xué)內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，新培養(yǎng)計劃中的“材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)”包含結(jié)構(gòu)與化學(xué)鍵、熱力學(xué)與統(tǒng)計力學(xué)兩大部分內(nèi)容，分別由兩位教授講授，似乎代替了原來的“材料熱力學(xué)”、“材料物理化學(xué)”和“材料化學(xué)物理”3門課程，因為其教材之一仍然是物理化學(xué)（Engel， T.， and P. Reid. Physical Chemistry. San Francisco， CA： Benjamin Cummings， 2005. ISBN： 9780805338423）。“材料實驗”應(yīng)該與原先的“材料結(jié)構(gòu)實驗”對應(yīng)，“材料綜合實驗”應(yīng)該與原來的“材料加工實驗”對應(yīng)。“材料的微結(jié)構(gòu)演變”與原來的“材料結(jié)構(gòu)”相似。取消了“材料力學(xué)”、“材料工程中的輸運現(xiàn)象”2門課程。增加了“材料的電光磁性能”、“材料的力學(xué)性質(zhì)”、“有機(jī)和生物材料化學(xué)”、“材料加工”4門課程。取消2門，合并2門，增加4門，課程總數(shù)不變。
選修課變化較小，只是增加了若干課程，特別是生物材料和納米材料的課程。其實，兩門生物材料課程是2000年增加的，當(dāng)時選修課由4方向增加為5個方向。選修課的最大變化是理論上不再分專業(yè)方向，學(xué)生可以任意選課。但實際操作時，仍然向?qū)W生推薦各專業(yè)方向的課程組合。無論如何，每個專業(yè)方向的課程不足4門，學(xué)生必然需要選修其他方向的課程。
從2003年至今，必修課沒有變化，選修課則有一些小的調(diào)整（表5）。其中2005年減少了高分子化學(xué)、化學(xué)冶金學(xué)（Chemical Metallurgy）2門課程。增加了2門數(shù)學(xué)，材料熱力學(xué)（原來的必修課），先進(jìn)材料加工，衍射和結(jié)構(gòu)，材料的對稱性、結(jié)構(gòu)和張量性質(zhì)，材料選擇，共7門課程。可見，增加的這些課程仍然是與具體材料種類無關(guān)的。2007年和2011年分別增加了1門生物材料方面的課程。可見，即使是選修課的調(diào)整，仍然在繼續(xù)加強有關(guān)材料行為特征方面的課程，減少有關(guān)具體材料種類的課程。
5. 關(guān)于培養(yǎng)目標(biāo)與課程設(shè)置
過去，MIT材料科學(xué)與工程系培養(yǎng)目標(biāo)分四類，研究型學(xué)位（Course 3）、預(yù)科型學(xué)位（Course 3A）、實踐型學(xué)位（Course 3B，2003年取消）和考古型學(xué)位（Course 3C）。其中，研究型學(xué)位與實踐型學(xué)位培養(yǎng)要求的唯一差別是不變的，即前者在四年級做畢業(yè)論文，后者在二年級暑假和三年級暑假做2個20周的企業(yè)實習(xí)，其他課程要求完全相同。現(xiàn)在把實踐型學(xué)位取消了，但仍然保留了學(xué)生向這個方向發(fā)展的渠道，即學(xué)生仍然可以選擇做畢業(yè)論文或者企業(yè)實習(xí)，學(xué)位合并在研究型學(xué)位（Course 3）中。
從2003年培養(yǎng)計劃大調(diào)整來看，MIT材料科學(xué)與工程專業(yè)（Course 3）的主要培養(yǎng)目標(biāo)是讓本科畢業(yè)生繼續(xù)深造。也可能是社會需求的變化促使MIT對培養(yǎng)計劃進(jìn)行調(diào)整。這從MIT選讀實踐型學(xué)位人數(shù)變遷或許可以看出一些端倪（表6）。從1998年到2002年，實踐型學(xué)位人數(shù)多于研究型學(xué)位的人數(shù)，2002年突然降低，與研究型學(xué)位相當(dāng)。查看大學(xué)2年級實踐型學(xué)位學(xué)生注冊數(shù)，從2002年起突然減少，由原來每年約20人突然減少為6人。2003年培養(yǎng)計劃調(diào)整當(dāng)年，還有5人注冊為實踐型學(xué)位，這應(yīng)該是此前培養(yǎng)計劃延續(xù)所致。
那么，沒有了實踐型（Course 3B）學(xué)位，是否還有學(xué)生仍然會選擇實習(xí)代替論文呢。下面從2002～2008年MIT材料系本科畢業(yè)生去向分析。除了一些研究生院，網(wǎng)頁一共列出了38家企業(yè)和17家政府部門或咨詢機(jī)構(gòu)。統(tǒng)計2002年以后（至2005年結(jié)束，當(dāng)年僅剩下1人）各年4年級實踐型學(xué)位人數(shù)（也約等于當(dāng)年畢業(yè)人數(shù)）總和恰為38人，與畢業(yè)生去向統(tǒng)計的企業(yè)單位數(shù)剛好相同。這難道是巧合？是否可以推論，2003培養(yǎng)計劃修改之后幾乎就沒有學(xué)生選擇去企業(yè)實習(xí)了？
MIT材料專業(yè)取消實踐型學(xué)位，以及此后可能幾乎沒有人選擇實習(xí)代替畢業(yè)論文事實，一方面可能與美國產(chǎn)業(yè)向國外轉(zhuǎn)移，本國企業(yè)對工程師的需求減少有關(guān)；另一方面，MIT培養(yǎng)計劃中的課程設(shè)置調(diào)整也起了一定作用。因為選擇實踐型學(xué)位人數(shù)銳減在前（2002年），培養(yǎng)計劃調(diào)整在后（2003年）。培養(yǎng)計劃中去掉的必修課“材料力學(xué)”和“材料工程中的輸運現(xiàn)象”，顯然屬于工程類課程。因此，其培養(yǎng)計劃課程中增加材料研究型基礎(chǔ)知識、減少工程知識的傾向十分明顯，也說明其培養(yǎng)計劃隨社會需求進(jìn)行了及時調(diào)整。
另外，盡管2003年培養(yǎng)計劃中的必修課有較大調(diào)整，但選修課調(diào)整比較有限。而且調(diào)整前后，沒有改變其材料類本科生寬專業(yè)培養(yǎng)的模式。
但在選修課中，把專業(yè)方向的基礎(chǔ)課程去掉，仍然讓人有點匪夷所思。例如，高分子化學(xué)在高分子材料領(lǐng)域歷來就被認(rèn)為是專業(yè)基礎(chǔ)課。MIT在2005年卻把這門課從本科生培養(yǎng)計劃中去掉了。查看其高分子方向研究生培養(yǎng)計劃核心課程，可以看到高分子物理化學(xué)、高分子合成、高分子合成化學(xué)等基礎(chǔ)課程。可見，MIT把專業(yè)方向的一些基礎(chǔ)知識培養(yǎng)放在了研究生階段。
以上似乎給人這樣的印象，如果不繼續(xù)讀研究生，則專業(yè)方向的基礎(chǔ)知識是不太夠的，無形中將人才培養(yǎng)的周期拉長到研究生階段了。但從我自己教學(xué)的經(jīng)驗來看，學(xué)習(xí)高分子物理就可以了解高分子材料的行為和特征，未必需要清楚地知道高分子材料的合成與制備方法。我的一些研究生以前從未學(xué)習(xí)高分子方面的課程，為了讓他們在研究中能夠理解和使用高分子材料，我就是先給他們講授高分子物理的基本知識。
另外，注意到MIT材料專業(yè)研究生數(shù)量是本科生數(shù)量的2.2倍，有很多研究生來自校外，特別是來自國外。所以，MIT材料專業(yè)培養(yǎng)計劃中對專業(yè)方向選修課程的調(diào)整，結(jié)合研究生階段的課程安排，既考慮到了本科寬專業(yè)基礎(chǔ)的培養(yǎng)模式，又打通了本科生培養(yǎng)與研究生培養(yǎng)之間的關(guān)聯(lián)，在研究生階段加強專業(yè)方向基礎(chǔ)知識的培養(yǎng)，也便于接受其他教育背景的學(xué)生來讀研究生，還是十分合理的。
MIT材料專業(yè)的本科培養(yǎng)計劃，不斷強化了按照材料大類進(jìn)行培養(yǎng)的模式，必修課和選修課都加強了材料基本行為知識的課程，減弱了材料類別基礎(chǔ)知識的課程，把后者移到研究生教育階段。這說明國外關(guān)于“材料研究依據(jù)其行為和特征，而不是依據(jù)材料類型來進(jìn)行”的認(rèn)識形成30多年以來，不僅沒有改變，還在進(jìn)一步加強。MIT在2003年對培養(yǎng)計劃大調(diào)整時，加強了材料研究基礎(chǔ)知識課程，減少了工程類課程，其本科生的主要去向是進(jìn)一步深造，直接到企業(yè)就業(yè)的比例急劇減少。本科生階段加強研究基礎(chǔ)知識課程，把專業(yè)方向基礎(chǔ)知識培養(yǎng)放在研究生階段，加強了研究生的知識培養(yǎng)，可能是其材料研究能夠長期在美國名列前茅的原因之一。
新材料作為高新技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)，其戰(zhàn)略地位極其重要，其中固體材料的合成、加工與設(shè)計是我國重點關(guān)注與優(yōu)先發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。隨著全球家電、電腦、電動工具和玩具等加速向我國轉(zhuǎn)移，新材料正逐漸在我國成為全球最大的潛在市場和拉動需求增長的主要動力。其中，無機(jī)固體功能材料是該領(lǐng)域中非常重要的和亟需發(fā)展的一部分。小到手機(jī)芯片的制備大到航空航天零件的加工，從數(shù)據(jù)存儲、信號計算與處理、光電能量轉(zhuǎn)換、超級電容、到防火耐高溫涂層等等，無機(jī)固體功能材料的日趨發(fā)展為我們的生活帶來了日新月異的變化。我校材料科學(xué)與工程專業(yè)于2011年成立并開始招生，無機(jī)固體功能材料方向是該學(xué)科專業(yè)的辦學(xué)特色之一。在本科生教學(xué)與培養(yǎng)方面，本專業(yè)力求培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，學(xué)習(xí)并掌握系統(tǒng)的材料科學(xué)與工程專業(yè)基礎(chǔ)理論及工程技術(shù)基礎(chǔ)知識、具有較強的綜合素質(zhì)以及熟練的實驗技能，為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)、產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新和社會發(fā)展培養(yǎng)特色人才，使之服務(wù)于國家無機(jī)非金屬材料和金屬材料產(chǎn)業(yè)，在材料設(shè)計、材料開發(fā)、材料研究等方面具有熟練的應(yīng)用能力和勇敢的創(chuàng)新精神，能夠在無機(jī)固體功能材料和金屬表面處理領(lǐng)域從事材料生產(chǎn)、加工、銷售和管理等工作的高級復(fù)合型應(yīng)用型人才［1］。新專業(yè)建設(shè)需要在不斷地摸索中逐漸取得進(jìn)步。為滿足并加強材料科學(xué)與工程專業(yè)實踐教學(xué)建設(shè)，我們針對無機(jī)固體功能材料實驗室的規(guī)劃與建設(shè)進(jìn)行思考并付諸實踐，主要包括以下方面:
一、無機(jī)固體功能材料實驗室硬件基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃與建設(shè)
吉林化工學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)始建于理學(xué)院，2013年統(tǒng)編入新成立的材料科學(xué)與工程學(xué)院。作為一個新專業(yè)，需要從教學(xué)環(huán)境、教學(xué)設(shè)施、實驗場地等多方面籌備和建設(shè)。實驗室的硬件建設(shè)很重要，沒有恰當(dāng)先進(jìn)的實驗設(shè)備，就無法保證高質(zhì)量的實驗教學(xué)課程，無法讓學(xué)生更好地接觸材料科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的前沿課題。無機(jī)固體功能材料，同樣離不開材料的四個基本要素:制備與加工、組成與結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、使用性能。為此，我們規(guī)劃與建設(shè)的無機(jī)固體功能材料實驗室，涵蓋了材料合成實驗室、材料加工實驗室、測試分析實驗室、金相實驗室、XRD測試與結(jié)構(gòu)計算實驗室。為無機(jī)固體功能材料實驗室提供實驗場地，科研儀器和教學(xué)研究素材等。依托我校材料科學(xué)與工程研究中心，建立起包含有球磨機(jī)、水熱反應(yīng)設(shè)備、旋涂機(jī)磁控濺射儀等設(shè)備，可開展高溫固相及水熱等液相合成方法用于材料合成的材料合成實驗室;包含有液壓機(jī)、拋光儀、馬弗爐等設(shè)備的材料加工實驗室;依托材料中心的X射線衍射測試分析儀、掃描電子顯微鏡及原子力顯微鏡、紅外測試光譜儀、介電阻抗分析儀等大型實驗設(shè)備以及依托學(xué)校本專業(yè)購置的固體比表面積分析儀、電化學(xué)工作站等實驗測試設(shè)備，建立起能針對無機(jī)固體功能材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)、組織成分分析以及材料性能測試的材料測試分析實驗室;此外我們依托學(xué)校購置了數(shù)臺計算機(jī)，并配有MSModeling晶體結(jié)構(gòu)計算模擬軟件，聯(lián)合XRD實驗設(shè)備，建立了XRD測試與結(jié)構(gòu)計算實驗室。在此基礎(chǔ)之上，我們按實驗室的建設(shè)，設(shè)計并規(guī)劃購置實驗室通風(fēng)櫥及實驗臺等基礎(chǔ)設(shè)施，目前也已順利投標(biāo)，在年底即將投入使用。另一方面，師資隊伍的建設(shè)也是實驗室建設(shè)的關(guān)鍵。師資隊伍是實驗室建設(shè)的靈魂［2］。我院領(lǐng)導(dǎo)高瞻遠(yuǎn)矚，于2013年成功引入兩位無機(jī)固體功能材料方向青年教師，協(xié)助并組織材料科學(xué)與工程專業(yè)無機(jī)固體功能材料專業(yè)方向的建設(shè)。沒有好的師資，沒有好的實驗項目，創(chuàng)造不出好的實驗條件，帶不好實驗課程。所以必需有一支踏實進(jìn)取、有實力的年輕有力的師資隊伍。以材料學(xué)院院長為學(xué)科帶頭人的師資力量正逐漸擴(kuò)大。因此，為完善實驗室的基礎(chǔ)硬件建設(shè)不僅需要引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)儀器設(shè)備為學(xué)生們開闊視野、培養(yǎng)專業(yè)技能，同時也需要加強師資隊伍建設(shè)，引進(jìn)和發(fā)展高水平人才教學(xué)和科研骨干，更好地開拓本實驗室的學(xué)科特色和功能。
二、完善實驗教學(xué)內(nèi)容
材料科學(xué)與工程專業(yè)以無機(jī)固體功能材料方向為專業(yè)培養(yǎng)特色。在實驗教學(xué)內(nèi)容上，根據(jù)材料科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)要求，針對材料科學(xué)與工程專業(yè)不同年級學(xué)生的理論基礎(chǔ)水平，設(shè)計開展多層次、多角度的實驗課程，包括材料無機(jī)化學(xué)實驗、材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗、材料化學(xué)實驗及材料科學(xué)專業(yè)實驗等實驗教學(xué)內(nèi)容。為實現(xiàn)材料科學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)特色，在基礎(chǔ)實驗材料無機(jī)化學(xué)實驗中為學(xué)生安排基礎(chǔ)玻璃工操作、高精密天平的使用、多種化學(xué)藥品溶液的配制等基本功操作訓(xùn)練的實驗內(nèi)容，同時設(shè)計和帶領(lǐng)學(xué)生練習(xí)五水合硫酸銅晶體的制備、粗食鹽的提純等實驗，不僅使學(xué)生將高中以及大學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的基本內(nèi)容與實踐很好地結(jié)合起來，同時也為后續(xù)實驗課程打下良好實驗操作基礎(chǔ)。在材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗與材料化學(xué)專業(yè)實驗中，注重專業(yè)培養(yǎng)特色，為學(xué)生設(shè)計并開展具有專業(yè)特色的水熱法、共沉淀法等基礎(chǔ)固體材料合成方法，合成包括具有鈣鈦礦型、尖晶石型等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的無機(jī)固體功能材料;在稀土摻雜母體鈦酸鋇介電陶瓷材料的合成與表征綜合實驗中，借助吉林化工學(xué)院材料研究中心實驗室的實驗平臺，實驗進(jìn)展順利，鍛煉了學(xué)生系統(tǒng)的科研工作思想、動手能力及分析解決問題的能力，得到了良好的效果。在材料科學(xué)與工程專業(yè)實驗中，我們設(shè)計安排了“傳統(tǒng)高溫固相合成方法合成無機(jī)固體功能材料及表征”的開放性實驗，在學(xué)生查閱文獻(xiàn)及相關(guān)參考資料的基礎(chǔ)上，自主進(jìn)行實驗設(shè)計及操作，鍛煉學(xué)生的自主動腦及動手能力。實驗內(nèi)容的設(shè)計包括實驗室硬件設(shè)備及學(xué)生培養(yǎng)需要等多方面的考量。目前實驗內(nèi)容已基本成型并順利開展，為適應(yīng)學(xué)科發(fā)展及學(xué)生培養(yǎng)方向，實驗內(nèi)容還將進(jìn)一步完善。
三、完善教學(xué)手段，設(shè)計考核方式
學(xué)校在教育思想定位中能否堅持以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以能力為根本，是提高教學(xué)質(zhì)量的前提，是檢驗教學(xué)成果的標(biāo)準(zhǔn)，是學(xué)校發(fā)展成敗的關(guān)鍵［3］。在實驗教學(xué)中，同樣要本著以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的原則。積極發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，做好課前準(zhǔn)備及課堂講授工作［4］。在實驗課備課中，首先要熟悉實驗講義，做到“我與他相識，我請他跳舞，他在我心中”的三個境界，講實驗講義與所講專業(yè)理論課融會貫通，明確實驗?zāi)康?其次要做好實驗準(zhǔn)備工作，即做好預(yù)實驗。在學(xué)生進(jìn)入實驗室開展實驗前，教師必需做好預(yù)實驗工作，細(xì)化實驗步驟，積極發(fā)現(xiàn)并解決實驗過程中可能出現(xiàn)的問題，做好實驗記錄。在講授實驗課程時，做好課程導(dǎo)入，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)動手興趣。在實驗課進(jìn)行過程中，注意發(fā)現(xiàn)總結(jié)學(xué)生實驗操作過程中存在的問題，及時指導(dǎo)學(xué)生改正。
在教與學(xué)的關(guān)系中，教師的教為外因，學(xué)生的學(xué)為內(nèi)因。實驗前規(guī)定學(xué)生做好實驗預(yù)習(xí)工作，并寫好預(yù)實驗報告。在預(yù)習(xí)的過程中，讓學(xué)生自己提出問題，“學(xué)起于思，思源于凝”，學(xué)生自主提出的問題往往會帶來更好的學(xué)習(xí)效果。在實驗過程中，隨著實驗的進(jìn)行，教師要及時提出適時地發(fā)現(xiàn)問題并提出問題，同時學(xué)生遇到問題時，要讓學(xué)生積極自主解決問題。努力培養(yǎng)學(xué)生從“要我學(xué)”向“我要學(xué)”的過程積極轉(zhuǎn)變［6］。實驗課程的考核分為三個部分。第一部分為學(xué)生實驗預(yù)習(xí)的效果，占總成績的10%，第二部分為學(xué)生實驗操作成績，占總成績的20%，第三部分為對實驗的總體理解學(xué)習(xí)成果，以課堂提問及實驗報告的形式進(jìn)行考核，占總成績的70%。部分實驗課程安排開放型實驗，運用已學(xué)的實驗及理論知識制定具體要求，由學(xué)生自行選題，在規(guī)定時間內(nèi)進(jìn)行實驗方案設(shè)計并實施。最后以論文形式結(jié)課。綜合評定學(xué)生成績。調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主解決問題能力及創(chuàng)新能力。
四、結(jié)語
材料科學(xué)與工程學(xué)院剛剛成立兩年，作為一個新專業(yè)，無機(jī)固體功能材料實驗室的建設(shè)還有很多需要進(jìn)一步發(fā)展和完善的地方。我們將秉承以培養(yǎng)專業(yè)特色人才為原則，加快加強實驗室建設(shè)，在實驗室硬件、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容上不斷摸索進(jìn)步。隨著材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗室的建設(shè)工作逐步完善，材料科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生能夠得到與專業(yè)相關(guān)的動手能力的培養(yǎng)，使學(xué)生將專業(yè)理論知識與實踐內(nèi)容有機(jī)的結(jié)合，形成對自身所學(xué)專業(yè)更為直觀、更為形象、更為深刻的認(rèn)識。既能培養(yǎng)學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力，又能訓(xùn)練學(xué)生在實踐中動腦思考的能力，讓本專業(yè)學(xué)生得到全方位的訓(xùn)練、擁有更為全面的材料科學(xué)與技術(shù)的技能。在他們走出校門進(jìn)入、社會之時，擁有更強的競爭力，成為有用的的高水平高素質(zhì)材料科學(xué)與技術(shù)的開發(fā)和建設(shè)人才。
作者：王珊 路大勇 韓丹丹 單位：吉林化工學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院
關(guān)鍵詞：以研促教；材料科學(xué)與方法；教學(xué)；創(chuàng)新
作者簡介：李保家（1979-），男，湖北黃岡人，江蘇大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，講師。（江蘇?鎮(zhèn)江?212013）
基金項目：本文系江蘇省普通高校博士研究生科研創(chuàng)新計劃資助項目（項目編號：CX08B_053Z）的研究成果。
中圖分類號：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）29-0068-02
為了順應(yīng)現(xiàn)代科技的快速發(fā)展以及現(xiàn)代企業(yè)對人才的要求，高校不僅要使學(xué)生掌握扎實、寬厚的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，更要注重培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力和知識應(yīng)用能力，使他們真正成為復(fù)合型、創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才。而教學(xué)和科研是高校的兩大支柱，它們相輔相成、相互促進(jìn)、不可分離。[1]教學(xué)和科研的雙向效應(yīng)隨著知識經(jīng)濟(jì)的激烈競爭而愈來愈明顯，尤其是在本科教學(xué)中，如何圍繞人才培養(yǎng)這一中心任務(wù)，在主動利用高校教學(xué)資源提高教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引入科學(xué)研究形成的創(chuàng)新知識和創(chuàng)新成果來反哺和提升教學(xué)水平，形成教學(xué)和科研的互動促進(jìn)，是目前高校應(yīng)當(dāng)樹立的科學(xué)理念和亟待解決的重點問題。
一、以研促教對高校教學(xué)的重要性
早在19世紀(jì)初，德國的威廉·馮·洪堡就正式提出了“教學(xué)與科研相結(jié)合”的大學(xué)理念，從此，教學(xué)和科研成為高校的主要活動。[2]從根本上說，科研是源，教學(xué)是流，現(xiàn)在的教學(xué)內(nèi)容都是過去的研究成果。在搞好教學(xué)工作的同時，一定要從事科研；否則，高等教育的水平很難提高，在新技術(shù)革命挑戰(zhàn)的前沿也是不會有所突破、有所創(chuàng)新的。也就是說，高水平的教學(xué)需要高水平的科研來支撐，高水平的科研也需要高水平的教學(xué)實現(xiàn)其價值，人才的培養(yǎng)離不開教學(xué)和科研的相互滲透。2011年總書記在清華大學(xué)建校100周年大會上發(fā)表重要講話時也指出，“全面提高高等教育質(zhì)量，必須大力增強科學(xué)研究能力”，要“以高水平科學(xué)研究支撐高質(zhì)量高等教育，要積極推動系統(tǒng)創(chuàng)新”。[3]可見，以研促教對提高高等教育水平以及促進(jìn)高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)都具有十分重要的意義。
二、“材料科學(xué)與方法”教學(xué)中以研促教的關(guān)鍵
高校的教學(xué)工作不是一種簡單的重復(fù)性的活動，而是具有較強的專業(yè)理論性、獨立性、創(chuàng)造性和實踐性的活動。它不僅要傳授知識，還擔(dān)負(fù)著發(fā)現(xiàn)未知和培養(yǎng)學(xué)生探求新知能力的任務(wù)。作為一名高校教師，在教學(xué)中一方面應(yīng)基于學(xué)生的新見解和新問題進(jìn)行深入思考和研究，努力形成科學(xué)研究新的增長點，另一方面更重要的是要將科學(xué)研究（包括教學(xué)研究）的成果引入到課堂教學(xué)中，豐富教學(xué)內(nèi)容，以實際案例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和思考的興趣，引導(dǎo)他們掌握科學(xué)研究的方法、培養(yǎng)科學(xué)探索的精神，真正實現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目的。
“材料科學(xué)與方法”是作為高校材料類各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)知識平臺之一而設(shè)置的課程。江蘇大學(xué)將戴起勛等編著的《材料科學(xué)研究方法》作為該課程教材，[4]其教學(xué)的總體目標(biāo)是通過對材料的作用和意義、各類材料的共同特點與共同效應(yīng)、現(xiàn)代材料研究的基本方法和思路以及材料研究發(fā)展趨勢等的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生一種材料研究創(chuàng)新思維的主動意識、材料研究創(chuàng)新活動的科學(xué)方法和材料研究創(chuàng)新成果的分析能力。[5]科學(xué)知識和理論總是在不斷發(fā)展的，材料科學(xué)和材料研究的方法也是一樣，其前沿性的特點要求教師在教學(xué)過程中不能拘泥于教材內(nèi)容，要不斷補充材料研究的最新知識、成果和動向，引導(dǎo)學(xué)生從中領(lǐng)悟材料科學(xué)的創(chuàng)新思維和研究思路。這樣的教學(xué)，最終會使得學(xué)生愛思考、善于思考，學(xué)生學(xué)到的不僅僅是一門課的知識內(nèi)容，還有材料研究的思維和新材料研發(fā)的能力，這有利于他們今后本科畢業(yè)論文的順利完成，甚至可為他們投身于材料科學(xué)事業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。
三、以研促教在“材料科學(xué)與方法”教學(xué)中的實踐
“材料科學(xué)與方法”課程所涉及的內(nèi)容非常廣泛，對于剛結(jié)束基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)、對材料專業(yè)相關(guān)知識以前了解不多的學(xué)生來講，單純圍繞書本內(nèi)容的教學(xué)是比較枯燥的，他們接受知識也較為困難。基于此，以提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣和積極性為出發(fā)點，在教學(xué)過程中進(jìn)行了一系列的嘗試和實踐。一方面通過查閱國內(nèi)外最新科技文獻(xiàn)，了解材料研究前沿的發(fā)展動態(tài)，并把相關(guān)內(nèi)容寫進(jìn)教案；另一方面把自己在科研中獲得的新知識和新成果轉(zhuǎn)化到教學(xué)內(nèi)容中，很自然地以例證的形式與學(xué)生進(jìn)行交流，取得了一定的成效。
1.以研促教，豐富教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)中時刻意識到該課程的教學(xué)內(nèi)容不應(yīng)當(dāng)停留于簡單的重復(fù)，而應(yīng)當(dāng)及時更新和補充相關(guān)材料，剔除過時的一些內(nèi)容，保證其新穎、特色鮮明、實用性強。例如在第一章講解“當(dāng)代材料發(fā)展和展望”時，對教材淺而泛的內(nèi)容不作太多的照本宣科式介紹，而是根據(jù)當(dāng)時的熱點話題“2010年上海世博會”，介紹了在上海世博會上展示的新材料，如具有自潔功能的碳素纖維、用于光伏建筑一體化的太陽能電池材料、超輕“膜結(jié)構(gòu)”材料、可循環(huán)利用的建筑布料、以標(biāo)簽紙和塑料的邊角余料做成的外墻材料、比不銹鋼更便宜耐用的“耐候鋼”新材料等，并配以清晰、實用的圖片，講解各種新奇材料的功能特征和技術(shù)要點。另一方面，還計劃將2012年6月“神九”發(fā)射和“蛟龍”號入水深潛的內(nèi)容補充進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，向?qū)W生介紹在國家重大工程中應(yīng)用到的高性能密封材料、特種紡織增強材料、特種玻璃鋼和耐高溫?zé)g材料等高技術(shù)尖端材料。這些最新研發(fā)的材料作為材料發(fā)展中的典型代表，豐富了相關(guān)章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，可使學(xué)生獲得深刻印象，激發(fā)學(xué)生的求知欲。
【關(guān)鍵詞】地方產(chǎn)業(yè)需求 技能型 人才培養(yǎng)體系 能源化工
基金項目：陜西省高等教育改革研究項目（項目編號：11BY60）；榆林學(xué)院教學(xué)改革與課程建設(shè)研究項目（項目編號：HGY2015-10，JG1530，ZD1508）。
榆林學(xué)院在陜西省高等學(xué)校“質(zhì)量工程”和“本科教學(xué)工程”項目的導(dǎo)引下，以“育人為本、夯實基礎(chǔ)、廣泛聯(lián)合、突出實踐、注重應(yīng)用、提高能力”為指導(dǎo)思想，以知識、技能及素質(zhì)的培養(yǎng)為主線，在地方應(yīng)用型高校中首次構(gòu)筑并實踐了“重基礎(chǔ)、寬口徑、廣聯(lián)合、突實踐、強能力”的能源化工技能型人才培養(yǎng)新體系[1-2]，即從傳統(tǒng)化學(xué)工程與工藝?yán)碚撜n程體系向“化工課程群―化學(xué)課程群―材料科學(xué)課程群―裝備與控制課程群”四元三階的交叉學(xué)科理論課程體系演變；從傳統(tǒng)實踐教學(xué)體系向“三層次實驗―三模塊實習(xí)實訓(xùn)―多途徑技能創(chuàng)新訓(xùn)練”三元三階的立體化實踐教學(xué)體系演變。
四元三階理論課程體系
現(xiàn)代化工學(xué)科的發(fā)展已經(jīng)和能源、材料、機(jī)械等多個學(xué)科深度交叉，化學(xué)工程與工藝專業(yè)的傳統(tǒng)課程體系已經(jīng)無法為這一發(fā)展提供充足動力，能源化工生產(chǎn)過程中也急迫需要化工工藝師、化工設(shè)備師、化工儀表師、化工產(chǎn)品分析師等復(fù)合技能型人才，這意味著傳統(tǒng)化學(xué)工程與工藝專業(yè)課程體系面臨重新“洗牌”的形勢，不少課程需要減少學(xué)時，一些新課程又需要開設(shè)。化學(xué)工程與工藝專業(yè)從傳統(tǒng)課程體系向“化工課程群―化學(xué)課程群―材料科學(xué)課程群―裝備與控制課程群”四元三階的現(xiàn)論課程體系演變。全新的現(xiàn)論課程體系可以使學(xué)生在知識結(jié)構(gòu)上達(dá)到“產(chǎn)教融合，卓越培養(yǎng)”，既具備扎實的工科基礎(chǔ)，又具備與時俱進(jìn)的工程思維，有力地提升了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力[3]。榆林國家級能源化工基地的產(chǎn)業(yè)發(fā)展為化學(xué)工程與工藝專業(yè)新課程體系的建設(shè)提供了思路。圖1顯示了已構(gòu)建的四元三階理論課程新體系的框架。
“化工課程群―化學(xué)課程群―材料科學(xué)課程群―裝備與控制課程群”均由學(xué)科平臺課（必修課）、專業(yè)方向課（必選課）和選修課組成，使學(xué)生具有扎實的化工基礎(chǔ)和良好的工程素養(yǎng)，為學(xué)生提供了適應(yīng)地方產(chǎn)業(yè)特色的知識體系，為區(qū)域能源化工基地的建設(shè)提供了大量復(fù)合技能型人才。
三元三階實踐教學(xué)體系
新形勢下，應(yīng)用型本科院校教學(xué)改革的重點是注重應(yīng)用、重視實踐、突出工程思維能力的培養(yǎng)。化工學(xué)科作為一門注重實踐能力培養(yǎng)的應(yīng)用型學(xué)科，人才培養(yǎng)更需要深入了解實際能源化工生產(chǎn)過程，加強基本技能培養(yǎng)，強化應(yīng)用能力訓(xùn)練并提升綜合工程素質(zhì)。[4-5]我校構(gòu)筑的化學(xué)工程與工藝專業(yè)實踐教學(xué)體系已從傳統(tǒng)單一的“基礎(chǔ)實驗―專業(yè)實驗（實習(xí)）”演變?yōu)椤叭龑哟螌嶒灗D三模塊實習(xí)實訓(xùn)―多途徑技能創(chuàng)新訓(xùn)練”三元三階的立體化實踐教學(xué)體系。圖2顯示了三元三階實踐教學(xué)新體系的框架。
三元三階實踐教學(xué)體系中，三層次實驗包括基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、專業(yè)技能實驗；三模塊實習(xí)實訓(xùn)包括課程設(shè)計與專業(yè)見習(xí)、仿真與綜合實訓(xùn)、生產(chǎn)實習(xí)；多途徑技能創(chuàng)新訓(xùn)練包括畢業(yè)論文、科創(chuàng)活動、產(chǎn)教融合。其中，三層次實驗、三模塊實習(xí)實訓(xùn)和畢業(yè)論文為必修內(nèi)容，科創(chuàng)活動、產(chǎn)教融合為選修內(nèi)容。立體化的實踐教學(xué)體系貫穿了本科四年的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握嫻熟的實踐應(yīng)用技能。通過系統(tǒng)的、綜合的技能訓(xùn)練，使學(xué)生了解了產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和地方經(jīng)濟(jì)特點，強化了學(xué)生工程意識和實踐能力的培養(yǎng)，全面提升了技能型能源化工人才培養(yǎng)質(zhì)量。
3、寬口徑大類培養(yǎng)與特色化分類提高
化學(xué)工程與工藝專業(yè)工程特色顯著、專業(yè)口徑寬、覆蓋面廣，作為榆林學(xué)院升本后的第一個本科專業(yè)，在榆林煤、氣、油、鹽四種資源轉(zhuǎn)換驅(qū)動下，專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)不能局限于單一方向，適應(yīng)性要廣，因此只能實行化工大類招生。新形勢下應(yīng)用型本科教學(xué)改革的趨勢一是加強專業(yè)基礎(chǔ)、實行大類培養(yǎng)；二是重視實踐、突出創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，實施“寬口徑大類培養(yǎng)與特色化分類提高”的培養(yǎng)方案，對于國家能源化工基地經(jīng)濟(jì)建設(shè)所需的技能型能源化工人才的培養(yǎng)具有十分重要的意義。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張鵬、高維平、李健秀：《化工專業(yè)人才培養(yǎng)的教育內(nèi)容和知識體系的構(gòu)建》，《化工高等教育》2007年第24卷第5期，第1-4頁。
[2] 劉崢、陶慧林：《地方高校化工專業(yè)人才培養(yǎng)方案構(gòu)建與實施》，《教育教學(xué)論壇》2010年第35期，第214-215頁。
[3] 姚干兵、王雅瓊、張曉紅：《拓展化工專業(yè)實踐 優(yōu)化創(chuàng)新人才培養(yǎng)》，《廣州化工》2012年第40卷第23期，第170-172頁。
[4] 陳田田、趙宜江、徐繼明：《新建化工類本科專業(yè)實踐教學(xué)體系的研究與實踐》，《陜西教育：高教》2012年第12期，第58-59頁。
新材料科學(xué)的研究者
陳學(xué)安出生于1965年11月，是我國材料科學(xué)事業(yè)發(fā)展的中堅力量。早在上世紀(jì)80年代末期，他考入中科院化學(xué)研究所求學(xué)深造，1991年獲得博士學(xué)位后留在化學(xué)所工作四年，從理論到實踐方面都積累了豐富的經(jīng)驗。
從1995年起，陳學(xué)安赴國外工作，先后在美國、德國、日本等國家做了將近8年的科研工作，期間曾獲得美國Rutgers大學(xué)化學(xué)系博士后，并獲得德國的洪堡基金會獎學(xué)金，旅日期間還曾任廣島大學(xué)助理教授職位。
國外優(yōu)越的研究和生活條件沒能留住陳學(xué)安，在異國他鄉(xiāng)求學(xué)和工作的經(jīng)歷對他而言是一種磨練、一筆寶貴的人生財富，而他事業(yè)的根基在祖國。2003年7月，他毅然回國工作，受聘于北京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，投身在祖國的新材料科學(xué)研究事業(yè)當(dāng)中。
陳學(xué)安的主要研究方向是新晶體材料的探索及其晶體結(jié)構(gòu)研究，多年來，因為對科學(xué)真理的執(zhí)著探索精神，他在新晶體材料的探索合成、晶體結(jié)構(gòu)、光譜性質(zhì)以及電子結(jié)構(gòu)計算方面取得了一系列令人矚目的研究成果。迄今為止，他已在國內(nèi)外的權(quán)威學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文達(dá)70余篇，其中被SCI收錄的就有大約60篇，因為在科研工作上做出的突出成績，2006年入選北京市的人才工程“中青年骨干教師培養(yǎng)計劃”。
探索創(chuàng)新科研之路
因為材料科學(xué)在工業(yè)發(fā)展、國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中所具有的特殊地位，對新型晶體材料的探索和研究已在近幾十年內(nèi)成為受到廣泛關(guān)注的熱門學(xué)科項目之一，同時因為激光技術(shù)的飛速發(fā)展，具有非線性光學(xué)效應(yīng)等功能的晶體材料被廣泛應(yīng)用于激光技術(shù)、光學(xué)通訊、光學(xué)信號存儲和光數(shù)據(jù)處理等方面，所以在科學(xué)研究中對晶體材料的要求也拓展了新的方面。除了對現(xiàn)有的晶體材料設(shè)法繼續(xù)提高質(zhì)量或摻質(zhì)改變性能外，關(guān)于晶體組成的研究、晶體結(jié)構(gòu)與性能間的相互關(guān)系、探索尋找新型晶體等均是國家重點課題研究項目。
陳學(xué)安目前的在研項目――新型硼酸鹽氧化物的探索合成和晶體結(jié)構(gòu)研究，是國家自然科學(xué)基金項目。因為形成壓電、熱釋電、鐵電和非線性光學(xué)(NLO)等功能材料的先決條件是化合物具有非對稱中心結(jié)構(gòu)，而在眾多研究體系中，硼酸鹽由于在晶體化學(xué)方面廣泛的可變性令其有可能產(chǎn)生數(shù)目眾多、結(jié)構(gòu)各不相同的硼酸鹽類型，所以在研究試驗中最受青睞。陳學(xué)安的項目即是系統(tǒng)地探索合成結(jié)構(gòu)中包含易形成畸變配位多面體的高價態(tài)過渡金屬離子（或者含有Bi3+,Pb2+等載有孤對電子的離子）的復(fù)合硼酸鹽，力爭得到多個具有非對稱中心的化合物，進(jìn)而探索合成出新型的硼酸鹽功能材料。
科學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模蒲泄ぷ髯⒍瞬豢赡芤货矶汀＝?jīng)過幾年時間的研究探索和上百次反復(fù)試驗，陳學(xué)安的課題組利用高溫溶液緩慢降溫和固相反應(yīng)相結(jié)合的方法，成功制備并得到了一系列新型硼酸鹽化合物，共計有二十多種，并且進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系的研究。因此課題組的研究不僅豐富和發(fā)展了既有的硼酸鹽結(jié)構(gòu)化學(xué)，而且對新型硼酸鹽功能材料的探索合成具有積極的指導(dǎo)意義，也正因為此，陳教授帶領(lǐng)的課題組在硼酸鹽的合成和結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域內(nèi)開始獲得國際上的認(rèn)可，擁有了一定的國際知名度。
Bi2ZnB2O7和CaBiCaB2O7由加拿大學(xué)者Barbier等人首先發(fā)現(xiàn)，陳學(xué)安教授帶領(lǐng)研究課題組生長出硼酸鹽單晶，進(jìn)行了精確的結(jié)構(gòu)測定和系統(tǒng)理論計算，發(fā)現(xiàn)硼酸鹽化合物Bi2ZnB2O7具有較強的粉末倍頻效應(yīng)（其強度大約為KDP（KH2PO4）的4倍），在比較寬的頻率范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)相位匹配，UV漫反射光譜表明其吸收邊約為360nm；而另一種化合物CaBiGaB2O7的粉末倍頻效應(yīng)相當(dāng)于KDP的2倍，其吸收邊大約為427nm，也能實現(xiàn)相位匹配。Bi2ZnB2O7和CaBiGaB2O7是潛在的新型非線性光學(xué)晶體材料，如果能生長成大塊晶體，并將其制作成有用的器件應(yīng)用于激光系統(tǒng)中，能夠促進(jìn)光電技術(shù)等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生社會、經(jīng)濟(jì)效益。
到目前為止，陳學(xué)安和他的團(tuán)隊對硼酸鹽體系進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，不僅制得了多類型的硼酸鹽化合物，而且已在國際學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表了近三十篇論文，在固體化學(xué)領(lǐng)域擁有了一定的國際影響力。同時，從2007年起，課題的項目負(fù)責(zé)人陸續(xù)為“Inorganic Chemistry”和“Journal of Solid State Chemistry”等國際著名學(xué)術(shù)刊物評審論文二十余次,贏得了國際上同行業(yè)科學(xué)家的認(rèn)可。
對綜合利用礦產(chǎn)資源的技術(shù)研究
礦產(chǎn)資源是不可再生資源，但是運用循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式強化廢棄物的綜合回收利用、對礦產(chǎn)資源進(jìn)行最大限度的開發(fā)、提高利用效率，有利于減少浪費、獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。總理在視察甘肅省蘭州金川科技園時提出來要對礦產(chǎn)資源“吃干榨盡”，金川集團(tuán)有限公司為了積極響應(yīng)號召、實現(xiàn)尾礦中資源的綜合利用，提高經(jīng)濟(jì)效益，將“尾礦酸浸液中鐵和鎂分離技術(shù)研究”作為2010年的重大科研課題，由陳學(xué)安負(fù)責(zé)該項目的研究工作。
在此科研項目中，如何經(jīng)濟(jì)除鐵以及鐵的合理資源化成為能否成功回收金屬的關(guān)鍵課題，并且同時還需要對如何從殘液中提取、分離硫酸鎂，如何利用綜合工藝技術(shù)開發(fā)高附加值產(chǎn)品等問題做系統(tǒng)研究。
陳學(xué)安帶領(lǐng)研究團(tuán)隊經(jīng)過將近一年時間的努力，制定出了本項目的技術(shù)方案，首先對酸浸液進(jìn)行絮凝劑法除硅，再進(jìn)行針鐵礦法沉鐵。對沉鐵所得的濾餅進(jìn)行煅燒制備粗鐵紅，用一定濃度的稀酸對粗鐵紅進(jìn)行酸洗除雜，最終得到了符合工業(yè)氧化鐵國家標(biāo)準(zhǔn)的高純度鐵紅，實現(xiàn)了鐵的回收和產(chǎn)品化。經(jīng)過陳教授及團(tuán)隊進(jìn)行的一系列系統(tǒng)的實驗室研究，將尾礦酸浸液除鐵之后所得的粗制硫酸鎂溶液加入氧化劑，令Mn2+氧化成MnO2，使之沉淀除去，然后再通過將溶液蒸發(fā)濃縮至硫酸鈣析出、趁熱過濾去除鈣的方法，獲得精制的硫酸鎂溶液，最后完成蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥等提純步驟獲得符合工業(yè)硫酸鎂國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的I類一等品質(zhì)量指標(biāo)的高純硫酸鎂產(chǎn)品，又實現(xiàn)了鎂的回收和產(chǎn)品化。
英文名稱：Journal of Sichuan University(Engineering Science Edition)
主管單位：國家教育部
主辦單位：四川大學(xué)
出版周期：雙月刊
出版地址：國家教育部
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1009-3087
國內(nèi)刊號：51-1596/T
郵發(fā)代號：62-55
發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間：1957
期刊收錄：
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
Caj-cd規(guī)范獲獎期刊
聯(lián)系方式
學(xué)貫中西 赤心報國促交流
朱教授作為海外留學(xué)杰出的歸國人才，2003年回國以后，為了適應(yīng)納米多學(xué)科交叉研究、聯(lián)合攻關(guān)和相應(yīng)人才培養(yǎng)新需要，他利用自己與澳大利亞和美國材料領(lǐng)域尤其是納米材料領(lǐng)域科學(xué)家有廣泛的學(xué)術(shù)合作關(guān)系和學(xué)術(shù)聯(lián)系，率先簽署了“中國―澳大利亞功能納米材料聯(lián)合實驗室合作協(xié)議”和“昆士蘭大學(xué)學(xué)術(shù)合作協(xié)議”，創(chuàng)建了我國目前在功能納米材料前沿領(lǐng)域唯一的中國-澳大利亞功能納米材料聯(lián)合實驗室，打造了一個由院士、教授、副教授、博士后、博士及碩士生組成的研究團(tuán)隊（包括10余名中國科學(xué)院院士和澳大利亞聯(lián)邦教授院士組成的實驗室學(xué)術(shù)委員會），形成了一個有特色的、多學(xué)科交叉的納米研究國際合作和研究生聯(lián)合培養(yǎng)（尤其是聯(lián)合授予博士學(xué)位）平臺。聯(lián)合實驗室研究方向被集中在當(dāng)前納米材料界的熱點問題：通過非平衡熱力學(xué)過程來可控制備、加工、改性、組裝納米結(jié)構(gòu)和器件。以超快過程新效應(yīng)和納米尺寸新效應(yīng)為理論基礎(chǔ)，以非平衡熱力學(xué)過程為工具，將不同材料整合或改性成一個全新的納米結(jié)構(gòu)或器件，實現(xiàn)其全新功能。
朱教授先后聯(lián)合澳洲和美國科學(xué)家申請合作研究項目10余項，聯(lián)合培養(yǎng)研究生10余名，邀請澳洲、美國等國知名院士、教授、專家來華訪問、講學(xué)、交流、合作20多人次。共計實現(xiàn)了中澳、中美研究人員互訪交流合作近100人次，合作申請專利6項，30余篇，相關(guān)合作成果被重點推選在2010上海世博會澳大利亞-中國科技周上展示。
聯(lián)合實驗室創(chuàng)建與正式成立引起近100家行業(yè)媒體關(guān)注與報道，標(biāo)志著中澳雙方合作進(jìn)入一個新的歷史階段。聯(lián)合實驗室將聯(lián)合中澳雙方實驗室技術(shù)力量，進(jìn)一步發(fā)揮中澳雙方實驗室各自的優(yōu)勢和特長，開展納米科學(xué)與技術(shù)在生物能源、信息技術(shù)、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域中前沿戰(zhàn)略性的研究與應(yīng)用，推動和促進(jìn)物理、化學(xué)、材料、生物醫(yī)學(xué)等學(xué)科的交叉發(fā)展，為發(fā)展我國的納米科學(xué)做出貢獻(xiàn)。同時在促進(jìn)亞太地區(qū)納米研究的國際交流與合作上扮演重要角色。
兢兢業(yè)業(yè)科研方面結(jié)碩果
1986年，朱教授在中國科學(xué)院固體物理所開始納米材料研究，是中國為數(shù)不多最早開展納米研究的科學(xué)家和國際功能納米材料領(lǐng)域青年學(xué)術(shù)帶頭人之一。親歷了納米材料科學(xué)和技術(shù)研究三個發(fā)展階段。在納米材料設(shè)計、制備、改性及納米結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面有二十余年的研究經(jīng)驗。近十五年在澳大利亞國立大學(xué)、美國伊利諾大學(xué)香檳分校、阿貢國家實驗室、杰弗遜國家實驗室、Univ of Georgia的納米科學(xué)與工程中心及廈門大學(xué)等單位，用多種非平衡方法制備出納米粒子、納米膜、納米孔、多孔硅、納米球殼有機(jī)無機(jī)復(fù)合結(jié)構(gòu)、納米線和納米管及其宏觀有序陣列等新型低維納米結(jié)構(gòu)（多種結(jié)構(gòu)屬首次發(fā)現(xiàn)），并對各種納米結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行了大量系統(tǒng)的電鏡原位和非原位觀察。發(fā)展了納米結(jié)構(gòu)亞穩(wěn)性新理論。工作得到Nature編委重視和許多位國際知名同行專家高度評價。
他認(rèn)為，納米結(jié)構(gòu)是一個非平衡的亞穩(wěn)結(jié)構(gòu)，具有很大不確定性，納米實驗是一個長期的、仍需不斷實踐的過程，納米研究不能僅停留在其表面現(xiàn)象或被其表面現(xiàn)象所迷惑，而是要深入系統(tǒng)探究其物理本質(zhì)。他首次指出現(xiàn)有數(shù)學(xué)工具和物理概念原理不再適用于非平衡、非線性、非對稱有序納米現(xiàn)象的描述，納米學(xué)科研究本質(zhì)是對傳統(tǒng)學(xué)科的不斷挑戰(zhàn)和突破過程，納米學(xué)科的建立必須是傳統(tǒng)學(xué)科的一個質(zhì)飛躍，這個突破飛躍不是依靠個人就能夠完成的，需要經(jīng)過長期甚至幾代人學(xué)術(shù)理論、科研實踐的長時間積累。為了能全面系統(tǒng)證明他提出的“納尺寸（nanosize）”和“納時間（nanotime）”新概念和建立相應(yīng)的納米穩(wěn)定性新的理論體系，他目前手頭已積累大量實驗室數(shù)據(jù)和論文稿件，并沒有為了一時的功利和榮譽，而急于發(fā)表。
教書育人 桃李滿園爭天下
回國后，朱教授利用自己雙語和國外經(jīng)歷優(yōu)勢, 每學(xué)年為廈門大學(xué)開設(shè)并承擔(dān)了四門研究生雙語課程和一門本科生雙語課程。他已先后指導(dǎo)博士后2名、博士生5名（畢業(yè)一名）、碩士生10余名（畢業(yè)6名）、本科生畢業(yè)論文20余名。并在教學(xué)方面實現(xiàn)以下改革：1）他提倡培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、主動性，強調(diào)要授予學(xué)生自己得到知識的方法，而不僅是知識的傳教；2）他采用中英文相結(jié)合的方式講解，授課形式不僅局限于講解，而且穿插形式靈活多變的學(xué)生自己講座、提問和討論；3）他特別注意科研對教學(xué)的促進(jìn)與融合，通過教學(xué)研究與自己最新科研成果轉(zhuǎn)換，開發(fā)、凝練了內(nèi)容新穎、方法靈活的開放式創(chuàng)新性本科和研究生實驗教學(xué)和課程教學(xué)方式，自編課件, 把具基礎(chǔ)性、研究性、前沿性及學(xué)科最新發(fā)展成果引入到教學(xué)中來。其中, 朱賢方負(fù)責(zé)的《大學(xué)物理實驗》課程在2007年獲得福建省省級精品課程稱號，目前正在積極爭取申請國家省級精品課程。
朱教授極推動和參與了廈門大學(xué)985工程建設(shè)論證申請、凝聚態(tài)物理省重點學(xué)科建設(shè)申請、校院十一五211工程建設(shè)論證申請、校納米學(xué)科建設(shè)和其他學(xué)科建設(shè)工作。
另外，他以學(xué)術(shù)帶頭人身份申請和組建了廈門大學(xué)凝聚態(tài)物理國家重點學(xué)科、物理系工程碩士、福建省材料重點實驗室、材料科學(xué)與工程系一級博士和碩士授權(quán)點、生物材料系博士和碩士授權(quán)點及電子工程系一級博士和碩士授權(quán)點、智能型生物醫(yī)用材料團(tuán)隊及光電子與信息技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊。
精勤不倦的他，而今仍奮戰(zhàn)在教育第一線上……
想知道材料物理專業(yè)學(xué)點什么，先得搞明白――
什么是材料物理？
一切物品的制造都離不開材料。“材料物理”就是從電、光、熱、聲、磁、力等物理性能角度出發(fā)，研究各種材料的成分、結(jié)構(gòu)、性能特點以及制備合成、加工應(yīng)用。
比如家中安裝的寬帶網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字電視，都依靠光纖傳播信號。光纖的全名是光導(dǎo)纖維，是根據(jù)光的全反射原理制成的。一根光導(dǎo)纖維由高折射率的內(nèi)芯和低折射率的外套兩層組成，光由一端進(jìn)入，在內(nèi)芯和外套的界面上經(jīng)多次全反射，從另一端射出。用特殊的接收儀器，就能接收光纖傳遞的信號。
又比如很多人家中使用的白光LED燈，也是利用光學(xué)原理研發(fā)的。眾所周知，在可見光的光譜中是沒有白光的，因為白光不是單色光，它是由至少兩種單色光混合得到的，白色的太陽光甚至是由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種單色光合成的。白光LED燈的發(fā)光芯片一般發(fā)藍(lán)光，在燈內(nèi)壁涂抹發(fā)黃光的熒光層，藍(lán)光照射出來的時候部分被吸收，另一部分則與黃光混合得到白光。
你看，材料物理就是這樣一門實用的學(xué)科。從光導(dǎo)纖維內(nèi)外芯材料的研發(fā)制造，到白光LED燈芯片和熒光層的設(shè)計，甚至是用于航空航天、國防科技項目的新型合金、高分子復(fù)合材料……可以說社會需要什么，我們就研究什么。
即使在本科學(xué)習(xí)階段，你也要盡可能地去創(chuàng)新。
研究出新材料，或者找到材料的新性質(zhì)和新應(yīng)用，是材料物理研究的終極目標(biāo)。正因如此，學(xué)校非常鼓勵學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目。老師們會一些材料學(xué)研究的前沿問題，有的偏重理論計算，有的側(cè)重實驗，大家可以根據(jù)自己的興趣自由選擇課題和相關(guān)導(dǎo)師。我就在大二學(xué)年末申請參與了“光學(xué)超晶格中的非對易效應(yīng)的理論研究”項目。
上過物理課就會知道，當(dāng)光線入射到某一均勻材料時，會產(chǎn)生折射現(xiàn)象。我們希望有這樣一種材料，可以按照人們的需求控制光線入射后產(chǎn)生的折射光的強度。這有什么用呢？舉個例子，在光纖通信中，在光源和光導(dǎo)纖維的銜接處設(shè)置這種材料，從光導(dǎo)纖維端面反射回來的光通過這種材料時，折射光強度被減弱，就能有效地抑制它對光源的影響，信號也就更清晰。我參與的研究項目就是要設(shè)計這種理想中的材料。
從物理學(xué)角度說，同樣的元素組成，只是內(nèi)部原子排列方式的不同，也可以形成具有不同性質(zhì)的材料。把不同材料一層一層有序地疊加起來，或者把某一種材料的內(nèi)部原子結(jié)構(gòu)重新排列，就可能得到控制光線折射強度的“光學(xué)超晶格”材料。
經(jīng)過大量的研究和計算，對于想要得到多大強度的折射光，相應(yīng)的光學(xué)超晶格材料的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是怎樣的，我們最終給出了具體的數(shù)學(xué)解析表達(dá)式。實驗、生產(chǎn)中需要產(chǎn)生多少光強偏差的材料，參考解析式給出的結(jié)構(gòu)參數(shù)直接制作就可以了。
科研之路非常難走，物理、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要打好。
科研之路本來就是困難重重的，更別提像我們這樣剛起步的本科生了。接手“光學(xué)超晶格中的非對易效應(yīng)的理論研究”項目之初，我們甚至都不知道從哪里著手研究。大學(xué)里雖然有物理學(xué)方面的課程，從牛頓力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)到電動力學(xué)、量子力學(xué)都不缺；我們也會學(xué)習(xí)材料科學(xué)方面的知識，包括材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、性能特點、加工的工藝技術(shù)，但這些都只是入門課，是打基礎(chǔ)用的。對超晶格材料，我們只有一些基礎(chǔ)概念，到底哪些材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)經(jīng)過人工處理可以讓光的折射強度產(chǎn)生偏差、哪些材料不適合這樣做、推算偏差程度能用哪些公式……根本就是一頭霧水啊！
好在前人已經(jīng)有了一些研究成果。在項目進(jìn)行之初，我們先花了一段日子閱讀大量論文，從中找尋適合的材料。在整個研究過程中，遇到任何問題我們都會先到文獻(xiàn)中尋找是否有可以借鑒的解決方案。
做科研還必須具備很強的數(shù)學(xué)能力。入射與折射本身是一個光學(xué)現(xiàn)象，角度和光強計算需要用到數(shù)學(xué)知識；材料內(nèi)部的原子排列順序更要通過數(shù)學(xué)建模與計算得出。雖然大一、大二學(xué)了高等數(shù)學(xué)、微積分、線性代數(shù)等課程，但看到那些動不動就占一兩行的復(fù)雜公式還是讓人傻眼。要解決這個問題，只能不斷請教導(dǎo)師，認(rèn)真看《數(shù)學(xué)手冊》學(xué)習(xí)公式秘籍。
通過計算得出了解析式，還要由計算機(jī)來模擬折射過程，驗證解析式是否正確，這時就需要用上MATLAB語言編寫程序。這就需要我們熟悉程序語言，所以一有空我們就會上網(wǎng)找編程例子，反復(fù)練習(xí)。
功夫不負(fù)有心人，經(jīng)過兩年的努力，大四那年我們終于提出了自己的研究方案和實驗方法，在國際期刊《Optics Communications》上發(fā)表了研究成果，我還是這篇論文的第一作者！
轉(zhuǎn)變眼光看事物，抽象思維研究微觀世界。
在眾多參與創(chuàng)新項目的本科生中，我是幸運的。有些項目因為實驗設(shè)備不齊全導(dǎo)致實驗結(jié)果不理想，有些則因為參與者能力不足等原因夭折了。但不管結(jié)果如何，這都是大學(xué)里難得的科研經(jīng)歷。并且通過科研，我們慢慢地開始具備一個材料物理人的專業(yè)素養(yǎng)。
這首先反映在看事物的眼光改變了，我們能站在材料科學(xué)的角度認(rèn)識生活中隨處可見的事物。比如路上開過一輛跑車，過去我們會更關(guān)注它的外觀：“哇，這車真拉風(fēng)！”現(xiàn)在，我們關(guān)注的是這輛跑車輪胎是什么橡膠材料做的、車身的鋼材中會添加哪些金屬元素、擋風(fēng)玻璃用什么材料制成……因為材料的選擇對汽車的美觀、耐用和安全性能有很大影響。比如，輪胎大多用合成橡膠或天然橡膠制作，在制作中，必須加入各種化學(xué)添加劑，其中一種很重要的添加劑叫炭黑，主要用來提高輪胎的硬度、強度和耐磨性。
另外，我們開始建立強大的抽象思維和空間想象能力，透過物質(zhì)表面，研究微觀結(jié)構(gòu)和性能。
比如，你知道激光是如何形成的嗎？一個原子中的電子有很多能級，當(dāng)電子從高能級向低能級躍遷時，電子的能量就減少了。這些減少的能量轉(zhuǎn)變成光子發(fā)射出去，大量的這種光子就形成激光。那么在躍遷的前后，電子處于什么樣的能量狀態(tài)？重量是多少？運動軌跡是怎么樣的？……這可比看得見的橡膠、塑料難懂得多。研究這些存在于微觀世界里我們看不見摸不著的物質(zhì)，離不開各類數(shù)據(jù)的曲線圖、各種模型圖像。要在腦子里建立起它們的結(jié)構(gòu)圖像，理解它們的性能和變化，不得不佩服自己“腦洞”還挺大呢！
學(xué)成之后……
經(jīng)過四年辛苦的學(xué)習(xí)，也有了一定的科研經(jīng)驗和成果，難免憧憬未來之路怎么走。
客觀地說，材料物理專業(yè)本科畢業(yè)生的就業(yè)機(jī)會還算多，哪里需要制造材料，哪里就有我們的身影。比如我的同學(xué)就有進(jìn)入華為電子、瑞聲科技等電子科技公司，或者海力士半導(dǎo)體公司等材料研發(fā)制造公司，去設(shè)計芯片等通信材料、手機(jī)內(nèi)存等存儲記憶材料、電池等能源材料，或者做產(chǎn)品測試，驗證產(chǎn)品材料是否滿足設(shè)計的需求。還有一些同學(xué)利用課余時間自學(xué)了不少編程知識，畢業(yè)后去互聯(lián)網(wǎng)公司干起了各種APP、游戲軟件的開發(fā)工作。
1存在的問題
1．1內(nèi)容廣，概念多
材料化學(xué)工程是以化學(xué)和化工基礎(chǔ)，研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料的工程領(lǐng)域。研修的主要課程包括物理化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料力學(xué)、材料工藝、高分子材料、金屬材料、無機(jī)非金屬材料等。在基礎(chǔ)課程中概念多、公式多，如在物理化學(xué)中的熱熔、積分溶解熱、積分稀釋熱等，有些概念相似如果不仔細(xì)區(qū)分容易混淆。在諸如高分子材料這類介紹性的課程中名稱特別多，如聚丙烯、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂等，這些材料在我們的生活中經(jīng)常接觸。但通過學(xué)習(xí)很多學(xué)生還是不能識別基本的材料，掌握它們的基本制備工藝和用途。
1．2敘述性的內(nèi)容多
關(guān)于三大材料的學(xué)習(xí)主要是敘述性的內(nèi)容多，比較抽象。例如，金屬加工中熱處理的四把火:退火、正火、淬火、回火，退火又分好幾個種類，每種鋼材根據(jù)用途不同，而選擇不同的工藝條件。但是只通過課本的敘述，對于很多材料依舊沒有直觀的認(rèn)識。雖然很多同學(xué)有參加過金工實習(xí)課，但是時間不長，很難做到全面深入的了解，對一些材料的性質(zhì)、加工方法感到陌生，從而逐漸喪失學(xué)習(xí)興趣。另外，在材料的合成中，每合成一種材料，需要通過一系列檢測看所得物質(zhì)是否為目標(biāo)產(chǎn)物。又或者合成一種新的物質(zhì)，也可以通過檢測分析出其結(jié)構(gòu)性能。材料專業(yè)的學(xué)生都有一門必修課《材料結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用》詳細(xì)介紹了材料表征中各種檢測手段。但是很多同學(xué)拿到檢測結(jié)果卻不會分析。
1．3課程教學(xué)與現(xiàn)實聯(lián)系不夠緊密
研究生與本科生最大的不同就在于，在接受系統(tǒng)知識的同時，必須加強研究意識、創(chuàng)新意識和研究能力的培養(yǎng)［1］。材料化學(xué)工程是一門應(yīng)用型學(xué)科，與實際應(yīng)用密不可分。課程安排之前的金工實習(xí)，目的是鍛煉學(xué)生動手能力，對材料的加工有所了解。此外，還有一些實驗操作課，但是很多時候由于時間安排不合理又或者設(shè)備少學(xué)生多，平均幾人一臺設(shè)備，學(xué)生動手機(jī)會操作不夠，有時候老師只能靠演示的方法讓學(xué)生觀摩，學(xué)生完全處于一種被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)。還有部分同學(xué)在實習(xí)中怕臟、怕累，不愿動手操作。另外，在課程結(jié)束后還有參觀見習(xí)，對材料的加工制作有個直觀的認(rèn)識，但是很多時候由于人員過多，加上工廠環(huán)境復(fù)雜，很多同學(xué)在見習(xí)過程中往往走馬觀花，只停留在看熱鬧的表面功夫上。
2解決辦法
2．1培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣
科學(xué)家愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師。”老師首先要做的就是激發(fā)學(xué)生的最大興趣并使之保持這種熱情。材料化學(xué)工程與我們的生活密切相關(guān)，老師可以在講授過程中結(jié)合我們實際生活中的用途。比如高分子材料中的聚丙烯腈，常與羊毛混紡制成毛織物等，可以制作毛毯、軍用帆布、帳篷等。被稱為“人造羊毛”。又如我們生活中常見的木制家具，其實很多都是由木塑復(fù)合而成:以木材為主要原料，經(jīng)過處理使其與各種塑料通過不同的工藝復(fù)合而成。既保留了木材良好的加工性能，同時具有塑料的耐水、耐腐蝕、使用壽命長等優(yōu)良性能，還符合環(huán)保的大前提。通過這種理論結(jié)合實際，能激起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，鼓勵學(xué)生自己查閱資料了解更多信息。
2．2疏通知識結(jié)構(gòu)，掌握各學(xué)科之間的聯(lián)系
在材料化學(xué)工程形成前，高分子材料、無機(jī)非金屬材料、金屬材料科學(xué)都已自成體系，而且他們之間存在著很多相似之處，可以相互借鑒，促進(jìn)本學(xué)科的發(fā)展。如馬氏體相變本來是金屬學(xué)提出來的，廣泛地用來作為鋼材熱處理的理論基礎(chǔ)。但在氧化鋯陶瓷材料中也發(fā)現(xiàn)了馬氏體相變現(xiàn)象［2］，并用來作為陶瓷增韌的有效手段。另外，各類材料的研究設(shè)備與生產(chǎn)手段也有很多相似之處。雖然不同類型的材料各有專用測試設(shè)備與生產(chǎn)裝置，但更多的是相同或相近的，如顯微鏡、電子顯微鏡、物理性能測試和力學(xué)性能測試設(shè)備等。在材料生產(chǎn)中，很多加工裝置也是通用的。比如生活中很多塑料用品大多是通過注塑成型加工而成，但其實與粉末冶金工藝中的壓坯過程相似。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各學(xué)科間已無明顯界限，甚至不同材料之間能相互代替。不過凡事都有規(guī)律可循，只要掌握規(guī)律很多問題便迎刃而解。作為材料的規(guī)律就是:組織決定性能，性能決定應(yīng)用［3］。再根據(jù)性質(zhì)選擇材料，依據(jù)用途確定工藝路線。抓住這一規(guī)律，學(xué)習(xí)時就不會感到毫無頭緒。
2．3傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)方式相結(jié)合
傳統(tǒng)教學(xué)大都采用“填鴨式”方式，學(xué)生聽課主動性、積極性不高。新的教學(xué)改革中應(yīng)采用啟發(fā)式、互動式和討論式等新的教學(xué)方式。老師在課前布置問題，分小組完成不同的部分，讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)，查找資料，每組選擇代表在課堂進(jìn)行發(fā)言，然后再各組進(jìn)行討論。這樣不但發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，活躍課堂氣氛，減輕了老師的授課負(fù)擔(dān)，還鍛煉了學(xué)生自己分析問題、解決問題的能力，達(dá)到事半功倍的效果。相比傳統(tǒng)教學(xué)，計算機(jī)匯集了圖像、文字、聲音等元素，極大的豐富了教學(xué)色彩，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，具有直觀、生動、形象的元素，可以將抽象的理論知識和工藝方法生動的展現(xiàn)在學(xué)生眼前，增加課堂趣味性，提高學(xué)生的感性認(rèn)識，有利于知識點的理解和掌握。同時可以結(jié)合一些相關(guān)視頻比如:注塑成型、擠出成型、模壓成型以及金屬材料的冷加工熱加工等。這些視頻網(wǎng)絡(luò)上都可以找到，如HOWITISMADE、TEDSHOW等。通過相關(guān)的視頻，既可以活躍課堂氣氛，也能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，甚至激勵學(xué)生自己在課外繼續(xù)學(xué)習(xí)觀看。這種多媒體教學(xué)與視頻教學(xué)相結(jié)合的方法，既減輕了老師的負(fù)擔(dān)，同時激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動積極性，促進(jìn)教學(xué)任務(wù)順利完成。
2．4開設(shè)軟件分析課程
作為材料化學(xué)工程研究生，材料檢測分析應(yīng)該成為一種必備的基礎(chǔ)技能。但是很多時候拿到檢測結(jié)果卻不會分析。軟件分析課程可以很好的解決這個問題。所有的檢測結(jié)果都有軟件可以分析，比如FTIR、XRD、NMR等，借助這些軟件，可以快速地分析所得結(jié)果。比如JADE，作為一款分析XRD數(shù)據(jù)的軟件，它可以對物相進(jìn)行定性定量分析。雖然軟件分析不一定完全正確，更多的時候還是根據(jù)理論基礎(chǔ)來判斷，但軟件分析可以作為一個輔助手段。這樣學(xué)生既掌握了一門技能，而且大大提高了學(xué)習(xí)效率。
2．5課堂教學(xué)與實踐相結(jié)合
俗話說“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。作為一門應(yīng)用型學(xué)科，課堂所學(xué)的最終都是要能應(yīng)用到實際生產(chǎn)中去。在涉及如注塑成型、擠出成型等高分子材料成型工藝時，可以穿插一些參觀實習(xí)課。通過參觀實習(xí)，直觀地了解材料加工制備過程，將自己所學(xué)知識配合生產(chǎn)。理論上可行的事情，在實際應(yīng)用中還需要考慮到原材料、工藝條件的控制、銷售渠道、成本控制等。如果有可能，可以盡量選擇一些大型的工廠基地，接觸現(xiàn)代化的機(jī)器設(shè)備，體會先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展，感受到世界一流水平的實力。為學(xué)生豐富見聞開闊視野提供機(jī)會，這將對培養(yǎng)學(xué)生的自信很有幫助，尤其是對于一些非重點名校的學(xué)生。另外，通過與企業(yè)或者研究單位聯(lián)合培養(yǎng)，即“產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”。“產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”一般指企業(yè)、學(xué)校、研究單位之間的相互合作和優(yōu)勢互補。李元元等認(rèn)為產(chǎn)學(xué)研結(jié)合是培養(yǎng)工科碩士的最佳途徑，學(xué)位論文的選題和相關(guān)實踐應(yīng)當(dāng)與工礦企業(yè)的工程實際相結(jié)合，密切結(jié)合其技術(shù)改造、革新、引進(jìn)等技術(shù)難題或科研攻關(guān)項目。這將有利于從根本上解決學(xué)校教育與社會需求脫節(jié)的問題。縮小學(xué)校人才培養(yǎng)與社會需求脫節(jié)之間的差距，增強學(xué)生就業(yè)競爭力。
3結(jié)語
[關(guān)鍵詞]分形 自相似 分維 高分子
分形理論與耗散結(jié)構(gòu)理論、混沌理論被認(rèn)為是70年代科學(xué)上的三大發(fā)現(xiàn)。1967年曼德布羅特(b.b.mandelbort)在美國權(quán)威的《科學(xué)》雜志上發(fā)表了題為《英國的海岸線有多長?》的著名論文。指出海岸線在形貌上是自相似的，也就是局部形態(tài)和整體形態(tài)的相似。實際上，具有自相似性的形態(tài)廣泛存在于自然界及社會生活中，曼德布羅特把這些部分與整體以某種方式相似的形體稱為分形(fractal)。并在此基礎(chǔ)上，形成了研究分形性質(zhì)及其應(yīng)用的科學(xué)，也就是現(xiàn)在的分形理論(fractaltheory)，自相似原則和迭代生成原則是分形理論的重要原則。
由于分形理論研究的特殊性，以及他在自然界應(yīng)用的廣泛性，目前分形理論已迅速成為描述、處理自然界和工程中非平衡和非線性作用后的不規(guī)則圖形的強有力工具。自分形理論發(fā)展以來，國內(nèi)外對分形理論在各方面的應(yīng)用進(jìn)行了大量的理論和實踐，材料學(xué)中也一樣，分型理論目前已滲透到了材料學(xué)的各個領(lǐng)域，尤其是高分子材料，下面就分形理論在高分子材料學(xué)中的應(yīng)用做一淺議。
一、分形維數(shù)的測定方法
根據(jù)研究對象的不同，大致可以分為以下五類：改變觀測尺度求維數(shù)；根據(jù)觀測度關(guān)系求維數(shù)；根據(jù)相關(guān)函數(shù)求維數(shù)；根據(jù)分布函數(shù)求維數(shù)；根據(jù)頻譜求維數(shù)，分形在材料科學(xué)中應(yīng)用時，一般應(yīng)用的測定分維方法是：盒維數(shù)法、碼尺法和小島法。
二、分形理論在高分子結(jié)構(gòu)中的研究
(一)高分子鏈結(jié)構(gòu)中的分形
由于高分子尺寸隨鏈結(jié)構(gòu)象而不斷變化，對這類問題的處理屬于統(tǒng)計數(shù)學(xué)中的“無規(guī)飛行”。但若從分形的角度來看，則高分子具有明顯的分形特征并可以跟蹤監(jiān)測。對高分子中普遍存在的自回避行走也是如此，只是表現(xiàn)出不同的分形行為。又因為這類問題與臨界現(xiàn)象很相似，故我們亦能采用重整化群等有力工具。并且分?jǐn)?shù)維的另一獨特功能是可靈敏地反映單個高分子的單個構(gòu)象[4]。
(二)高分子溶液中的分形
由于高分子溶液中的大分子鏈?zhǔn)沟闷浜推胀ㄒ后w在很多方面存在差異性，如普通液體所不具備的流變行為、應(yīng)力傳輸?shù)取Ｔ趯嶋H研究中。分形結(jié)構(gòu)主要存在于高分子溶液中的凝膠化反應(yīng)中，高分子溶液的凝膠化反應(yīng)主要是指聚合物的凝膠化過程，是一種臨界現(xiàn)象，是介于晶態(tài)與非晶態(tài)之間的一種半凝聚態(tài)，這個過程中高分子鏈之間會形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是一類形狀無規(guī)、無序且不規(guī)整的錯綜復(fù)雜的體系。但該體系是可以用分形的方法研究的凝膠化反應(yīng)，在亞微觀水平上存在自相似性。例如左榘等研究的苯乙烯一二乙烯的凝膠化反應(yīng)。
(三)固體高分子中的分形
對于高分子材料，當(dāng)固體高分子材料斷裂時，不同力學(xué)性質(zhì)的材料將形成不同的斷面形貌，而斷面形貌一般為不規(guī)則形態(tài)，是一種近似的或統(tǒng)計意義的分形結(jié)構(gòu)，可用分形理論進(jìn)行分析表征，從而根據(jù)斷面的形狀定量評價材料的力學(xué)性能。而微孔材料中由于分布著大量微小的孔洞，這些微孔具有不規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)，使得微孔材料無論在總體還是在局部都呈現(xiàn)出較復(fù)雜的形態(tài)，無法用傳統(tǒng)的幾何學(xué)理論進(jìn)行描述，但可用分形幾何理論對微孔形態(tài)的復(fù)雜程度作量化的表征[5]。
(四)結(jié)晶高聚物中的分形
關(guān)鍵詞：金屬材料工程專業(yè) 培養(yǎng)模式 教學(xué)改革
Education mode reform of metal material engineering specialty
Qiao Junwei， Liang Wei， Zhou Hefeng
Taiyuan university of technology， Taiyuan， 030024， China
Abstract： This study expatiates the evolution of metal material engineering specialty in Taiyuan university of technology. Specially， the detailed projects， including the reformation of the education mode， the study of theory， the improvement of experimental skills， the teaching contents， and the optimum of teachers， are focused on. These projects can enhances advantage intelligence of students， facilitate the practice skills， improve the compressive diathesis.
Key words： metal material engineering specialty； education mode； teaching reformation
我校材料科學(xué)與工程學(xué)院金屬材料工程專業(yè)是1957年全國高校中首批建立的金屬材料及熱處理專業(yè)，后更名為金屬材料工程專業(yè)。50多年來培養(yǎng)本科生2 000余名。我校材料學(xué)科的第一個碩士學(xué)位點―金屬材料及熱處理工學(xué)碩士學(xué)位點（1986年）就是依托金屬材料及熱處理專業(yè)建立起來的。在此基礎(chǔ)上，先后獲得了材料加工工程二級學(xué)科博士學(xué)位點（1998年）、材料學(xué)二級學(xué)科博士學(xué)位點（2003年）、材料科學(xué)與工程一級學(xué)科博士點（2005年），并獲得博士后流動站（2003年）和材料加工國家重點學(xué)科（2001年）等。
我校金屬材料工程專業(yè)建設(shè)的目標(biāo)為以材料加工工程國家重點學(xué)科為依托，強化金屬材料工程專業(yè)內(nèi)涵，將山西省地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)資源優(yōu)勢與學(xué)校教學(xué)資源優(yōu)勢結(jié)合，進(jìn)一步夯實理論基礎(chǔ)，加強實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)適應(yīng)國家和地方經(jīng)濟(jì)、科技、社會發(fā)展的高素質(zhì)人才。山西省是我國能源大省，例如與金屬材料專業(yè)密切相關(guān)的金屬鎂占據(jù)國內(nèi)龍頭地位。在山西經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型跨越的大環(huán)境背景下，如何發(fā)展綠色金屬鎂合金和走鎂合金可持續(xù)發(fā)展的道路不僅僅是政府的高層決策，而且關(guān)系到高等院校特別是作為山西省唯一一所“211”重點院校――太原理工大學(xué)金屬材料專業(yè)的學(xué)生的就業(yè)。目前，金屬材料專業(yè)在傳統(tǒng)的金屬材料及熱處理的基礎(chǔ)上，把本專業(yè)建設(shè)成為具有“新型金屬材料（包括新型不銹鋼、鎂鋁合金等）開發(fā)”“新型不銹鋼及輕合金鋁鎂鈦等的加工與改性”以及“材料表面改性”等特色的人才培養(yǎng)、專業(yè)知識創(chuàng)新和服務(wù)社會經(jīng)濟(jì)的重要基地。
教育部“高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)改革工程”中要求各高校應(yīng)在高等教育人才培養(yǎng)模式、教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方法等方面進(jìn)行綜合改革研究與實踐，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的高素質(zhì)人才，為實施科教興國戰(zhàn)略和人才強國戰(zhàn)略奠定堅實的人才基礎(chǔ)。我校金屬材料工程專業(yè)的前身金屬材料及熱處理專業(yè)從成立時起，一直以發(fā)展鋼鐵材料及其熱處理新工藝為主。進(jìn)入21世紀(jì)以來，各種新型金屬材料層出不窮。例如：航空鈦合金、輕質(zhì)汽車用鋁鎂合金、磁致伸縮鐵鎵合金等。為了滿足當(dāng)前形勢下社會對金屬材料工程專業(yè)畢業(yè)生的要求，結(jié)合山西省作為金屬鎂、不銹鋼等資源大省的優(yōu)勢，利用表面工程研究所和材料界面與表面教育部重點實驗室等科研平臺，我校對金屬材料工程專業(yè)的培養(yǎng)模式進(jìn)行了綜合改革。該項改革獲得了山西省省級特色專業(yè)專項經(jīng)費資助，培養(yǎng)模式的具體改革措施如下：
1 延伸培養(yǎng)計劃，拓展培養(yǎng)模塊
過去，金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生在大學(xué)一、二年級學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程，包括高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、大學(xué)英語等課程，進(jìn)入三年級后開始學(xué)習(xí)課程，專業(yè)課程一直沿用與熱處理高度相關(guān)的專業(yè)課程，如金屬凝固原理、塑性成型原理、鑄造合金學(xué)等課程。而今，本專業(yè)大學(xué)生在學(xué)習(xí)完基礎(chǔ)課程后，進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)時，專業(yè)必修課保留原來課程，如材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料工程基礎(chǔ)、金屬材料學(xué)等，而其他專業(yè)課程則根據(jù)專業(yè)模塊進(jìn)行選修。我們劃分了兩個專業(yè)模塊：第一個模塊保留了原來的設(shè)置，為材料熱加工模塊；第二個模塊為拓展的新模塊，名稱為表面工程與新材料模塊。在表面工程與新材料模塊中開設(shè)了諸如表面冶金原理與技術(shù)、輕合金及其復(fù)合材料、非晶態(tài)合金、功能材料概論等課程。該模塊一方面培養(yǎng)金屬材料領(lǐng)域新型專業(yè)化技術(shù)人才――表面改性技術(shù)專業(yè)人才，另一方面開闊學(xué)生思維，將金屬行業(yè)領(lǐng)域前沿學(xué)科知識傳授給學(xué)生。同時，該模塊中開設(shè)的新材料課程也適合有志于繼續(xù)深造的學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)高深知識。學(xué)分設(shè)置上，兩個并行模塊選修學(xué)分最低均為14.5學(xué)分，足以滿足必要的課時學(xué)習(xí)。設(shè)置專業(yè)培養(yǎng)模塊的目的：一是體現(xiàn)人才培養(yǎng)的特色和辦學(xué)的優(yōu)勢；二是扎實推進(jìn)高等本科教育質(zhì)量工程，更好地符合經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的要求。
2 夯實基礎(chǔ)，提升實踐技能
2012年，本專業(yè)重新修訂了培養(yǎng)計劃，除了拓展專業(yè)模塊，我們還對課程進(jìn)行了調(diào)整和改革，體現(xiàn)在以下幾方面：
（1）增加或新增專業(yè)基礎(chǔ)課課堂課時量。原來的材料科學(xué)基礎(chǔ)課堂課時量為88學(xué)時，而新課時量調(diào)整為96學(xué)時，調(diào)整的目的是加強專業(yè)基礎(chǔ)課基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)。近年來高校普遍發(fā)現(xiàn)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)掌握程度下滑，原因是大大壓縮重要專業(yè)課程的課時量，導(dǎo)致教師為完成講授不得不“照本宣科”，這樣使得本來應(yīng)重點講授的內(nèi)容“輕描淡寫”“一筆帶過”，學(xué)生掌握不了學(xué)科核心內(nèi)容。鑒于此，我們增加了重要課程的課時量。同時，近年來高校考研率節(jié)節(jié)攀升，越來越多高校在考研初試和復(fù)試中加大對專業(yè)基礎(chǔ)課的考查。因此，為進(jìn)一步夯實金屬材料工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)，本專業(yè)開設(shè)了金屬物理學(xué)、固態(tài)相變等課程，該類課程學(xué)習(xí)過程中從不同角度重復(fù)講解材料科學(xué)的基礎(chǔ)知識。
（2）注重學(xué)生實踐技能。傳統(tǒng)的以培養(yǎng)“學(xué)術(shù)型人才”為目標(biāo)的單一高等教育培養(yǎng)模式已難以滿足市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，市場更需要能夠解決實際工程問題的“理論+技術(shù)實踐”型的“應(yīng)用型人才”。《中華人民共和國高等教育法》明確提出：“高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才。”在發(fā)達(dá)國家，如德國，工科學(xué)生約有一半的在校時間用于工程素質(zhì)訓(xùn)練；美國麻省理工學(xué)院學(xué)生累計用于實踐的時間相當(dāng)于全部課程時間的1/3[1]。我校金屬材料工程專業(yè)培養(yǎng)計劃中增加實驗所占比重，并將專業(yè)課程中的實驗單獨列為實驗課程，委派專業(yè)課教師講解實驗，學(xué)生分組動手操作，并完成實驗報告。實驗課期末成績?yōu)槎鄠€專業(yè)課實驗的結(jié)果，綜合反映學(xué)生的實驗?zāi)芰Α４送猓卣箤I(yè)實踐知識一直是本專業(yè)堅持奉行的原則。新培養(yǎng)計劃中在不同模塊中開設(shè)了提高專業(yè)綜合實驗技能的專業(yè)拓展實驗，學(xué)生可以根據(jù)興趣愛好自行組團(tuán)在專業(yè)指導(dǎo)教師幫助下進(jìn)行創(chuàng)新實驗。拓展實驗大部分是創(chuàng)新能力較強、前沿性強的專業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)實驗。這樣在鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力的同時，還可以為以后攻讀研究生學(xué)位的本科大學(xué)生儲備知識技能。
此外，本著激發(fā)學(xué)生對本專業(yè)學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)實踐型人才的理念，我們組織校內(nèi)和省內(nèi)的金屬材料工程專業(yè)大學(xué)生開展金相技能大賽，通過該平臺的鍛煉，使得本專業(yè)大學(xué)生優(yōu)質(zhì)高效地掌握基本技能。在實驗過程中，鼓勵學(xué)生敢于想象，大膽質(zhì)疑，并圍繞實驗內(nèi)容，設(shè)計適當(dāng)?shù)奶釂柤ぐl(fā)學(xué)生的思考質(zhì)疑[2]。例如：不同含量Fe和C元素組成的鐵碳合金為什么組織相差甚遠(yuǎn)？教師通過這些問題把知識點轉(zhuǎn)化為疑點，調(diào)動學(xué)生思維，加深學(xué)生對鐵碳合金相圖和“C”曲線等專業(yè)理論知識的學(xué)習(xí)和理解，從而使學(xué)生提高實驗積極性和興趣。實踐技能的提高是高校金屬材料工程專業(yè)大勢所趨，因此國內(nèi)很多高校非常重視[3，4]。
（3）加強本科畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)。在多年經(jīng)驗基礎(chǔ)上，本專業(yè)制定了本科畢業(yè)設(shè)計大綱。畢業(yè)設(shè)計（論文）以綜合性專業(yè)訓(xùn)練和初步科研訓(xùn)練為目的，堅持與科研、生產(chǎn)實際相結(jié)合。采取師生互選原則，確保學(xué)生真正開展自己感興趣的課題，督促教師開展中期檢查和不定時抽查。結(jié)合學(xué)生的就業(yè)情況，把畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容和企業(yè)的實際問題相結(jié)合，合理安排學(xué)生到與學(xué)院教師有多年合作歷史的企業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計。通過此項措施，可以使學(xué)生盡早進(jìn)入企業(yè)，了解生產(chǎn)現(xiàn)狀，為畢業(yè)后盡快適應(yīng)工作、融入社會打下堅實基礎(chǔ)。例如：太鋼集團(tuán)在業(yè)界久負(fù)盛名，本專業(yè)利用人力資源優(yōu)勢和地理優(yōu)勢，安排本科生在太鋼實驗室開展聯(lián)合實驗，讓學(xué)生接觸現(xiàn)場環(huán)境，解決現(xiàn)場問題，使企事業(yè)單位更加青睞我校金屬材料工程專業(yè)的畢業(yè)生。此外，對于繼續(xù)深造的學(xué)生，指導(dǎo)其選擇前沿基礎(chǔ)性課題，這樣更利于鍛煉創(chuàng)造性思維。例如：對于21世紀(jì)初才出現(xiàn)的多組元高熵合金，目前研究甚少，諸多奇特的物理和力學(xué)性能使得該合金極具研究價值。把該課題列入本科畢業(yè)選題，使得本科生在畢業(yè)前，充分發(fā)揮主動性，提出自己的研究方案并合理實施。
3 改革課程教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法
金屬材料專業(yè)課程涉及熱處理原理、金屬凝固原理、材料性能學(xué)以及熱設(shè)備及儀表等多方面的理論與工程知識，學(xué)科之間相互涵蓋、穿插滲透，內(nèi)容繁雜抽象。教師在課堂教學(xué)時如果處置不當(dāng)，學(xué)生容易感到枯燥乏味，產(chǎn)生厭學(xué)情緒。我校金屬材料工程專業(yè)以教學(xué)改革項目研究帶動教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，不斷更新課程教學(xué)內(nèi)容，使課程的教學(xué)內(nèi)容充分反映金屬材料領(lǐng)域及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的新發(fā)展、新要求。在課堂教學(xué)過程中，將典型案例引入其中，即開展例證教學(xué)。例如：在講授金屬材料疲勞失效的機(jī)理時，以美國空客飛機(jī)由機(jī)表面蒙皮在起飛和降落過程中受到反向作用力循環(huán)作用，使得在一定時間后發(fā)生開裂導(dǎo)致疲勞失效，引發(fā)災(zāi)難為實例，啟發(fā)學(xué)生設(shè)計避免疲勞的飛機(jī)金屬蒙皮，引導(dǎo)學(xué)生探討疲勞失效機(jī)理。在課堂書本知識傳授的同時，開展討論式教學(xué)，使得學(xué)生更加積極主動地參與到專業(yè)知識討論中。例如：布置專業(yè)命題，當(dāng)堂開展小組討論，各抒己見，充分培養(yǎng)他們的獨立觀察、分析和解決問題的能力，教師及時進(jìn)行總結(jié)點評，從而培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)課程學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)他們的工程潛能。同時，本專業(yè)開展以科研帶動教學(xué)的方式提升學(xué)生綜合能力。教研室教師以自己的科研項目吸引本科生加入團(tuán)隊，開展本科生創(chuàng)新實驗，將學(xué)習(xí)到的專業(yè)知識用于揭示基本現(xiàn)象。
本專業(yè)積極開展教學(xué)研究，并將教學(xué)研究成果加以推廣，及時應(yīng)用于教學(xué)實踐中，同時根據(jù)本專業(yè)畢業(yè)生的反饋意見和建議調(diào)整課程。大力推廣多媒體輔助教學(xué)，推行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，不斷提高教學(xué)水平。積極鼓勵教研組教師在金屬教研室討論會上建言獻(xiàn)策，鼓勵青年教師參加學(xué)校開展的教學(xué)名師示范課。
4 優(yōu)化專業(yè)教師隊伍，合理配備師資
我校金屬材料工程教研室共有10名教師，其中教授4名，副教授2名，講師4名，全部具有博士學(xué)位。本專業(yè)教研室敦促青年教師深入生產(chǎn)企業(yè)一線學(xué)習(xí)交流，加強與國內(nèi)外高校及科研院所的交流合作，積極參與各類科研項目與社會服務(wù)，形成了一支科研能力強、教學(xué)經(jīng)驗豐富、熱愛教學(xué)工作的高水平專業(yè)教師隊伍。此外，實行青年教師導(dǎo)師制，讓具有博士學(xué)位的講師擔(dān)任學(xué)生輔導(dǎo)員，幫助青年教師盡快提高業(yè)務(wù)水平；實施教師到企業(yè)生產(chǎn)一線學(xué)習(xí)、鍛煉制度，豐富教師的實踐經(jīng)驗，提高解決工程實際問題的能力。
此外，教研室注重本科生師資力量調(diào)配，重點專業(yè)基礎(chǔ)課全部由教授講授，堅持教授上講臺，傳道授業(yè)。同時，堅持青年教師代課前先助課、試講等原則，以防缺乏授課經(jīng)驗的青年教師發(fā)生錯講、誤講等事件。
本專業(yè)將充分利用學(xué)校現(xiàn)有人才引進(jìn)政策，加大學(xué)科帶頭人和學(xué)術(shù)骨干的引進(jìn)力度，整合學(xué)術(shù)梯隊力量，促進(jìn)科研創(chuàng)新團(tuán)隊的建設(shè)。此外，高度關(guān)注新學(xué)科的形成和發(fā)展，由于大量引進(jìn)師資，使得我們有條件在原有成形的科研團(tuán)隊的基礎(chǔ)上適當(dāng)發(fā)展新研究方向。
5 結(jié)束語
我校金屬材料工程專業(yè)為適應(yīng)21世紀(jì)對應(yīng)用型金屬材料專業(yè)人才的需求，堅持不斷地改變傳統(tǒng)教學(xué)觀念和模式，在培養(yǎng)模塊、專業(yè)課理論教學(xué)、實踐性教學(xué)改革、師資隊伍優(yōu)化等環(huán)節(jié)上與時俱進(jìn)，創(chuàng)造條件，加強對學(xué)生工程實踐素質(zhì)的培養(yǎng)，優(yōu)化學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)出了能滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會需要的金屬材料專業(yè)人才。
參考文獻(xiàn)
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[2] 汪冬梅，鳳儀，劉家琴.金屬材料工程專業(yè)實驗教學(xué)改革探討[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，23（1）：26-29.
關(guān)鍵詞：專業(yè)英語；教學(xué)實踐；教材內(nèi)容
作者簡介：趙君（1980-），男，山東泰安人，三峽大學(xué)機(jī)械與材料學(xué)院，副教授；吳亞盤（1978-），男，陜西西安人，三峽大學(xué)機(jī)械與材料學(xué)院，講師。（湖北 宜昌 443002）
基金項目：本文系三峽大學(xué)教學(xué)研究項目（項目編號：J2012053）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）28-0233-02
隨著經(jīng)濟(jì)全球化、一體化以及信息資源的國際化、網(wǎng)絡(luò)化的深入發(fā)展和我國對外開放的不斷擴(kuò)大，國際間的技術(shù)信息交往日趨頻繁，英語作為一門國際通用語言，其地位和作用愈顯重要。尤其在科技界英語已經(jīng)成為一種通用的國際語言。新材料是21世紀(jì)我國新興支柱產(chǎn)業(yè)之一，作為材料重要分支的金屬材料也在不斷地發(fā)展，全球最新的材料研究進(jìn)展報告以及各類測試結(jié)果多數(shù)是首先用英文形式宣布發(fā)表的。因此，為了在新世紀(jì)、新形勢下讓大學(xué)畢業(yè)生較好地勝任與國際接軌的工作，訓(xùn)練其熟練掌握本專業(yè)的專業(yè)術(shù)語、詞匯以及良好專業(yè)文獻(xiàn)閱讀能力是一個重要的大學(xué)知識培養(yǎng)環(huán)節(jié)。金屬材料工程專業(yè)本科生“專業(yè)英語”課程的開設(shè)一般是在兩年的大學(xué)基礎(chǔ)英語學(xué)習(xí)完成之后，學(xué)生在日常用語以及閱讀理解方面有一定的基礎(chǔ)，但是閱讀金屬材料方面的英語書刊以及在學(xué)術(shù)報告上進(jìn)行交流的能力仍然不足，亟需通過相關(guān)課程進(jìn)行進(jìn)一步加強和提高。[1-2]因此，加強金屬材料工程專業(yè)“專業(yè)英語”的課程建設(shè)，不但可以幫助學(xué)生了解該領(lǐng)域的英文前沿進(jìn)展，而且有助于培養(yǎng)一批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略作出重要的貢獻(xiàn)。另外，對于學(xué)生以后從事金屬材料領(lǐng)域的相關(guān)國際公司的工作也有很好的鋪墊作用。
一、高校工科專業(yè)英語課程教學(xué)現(xiàn)狀
1.專業(yè)英語課課程地位不高
目前，各高校公共英語教學(xué)都由學(xué)校基礎(chǔ)部或者外語學(xué)院承擔(dān)，而專業(yè)英語幾乎都是由各專業(yè)教研室自己安排，沒有學(xué)指導(dǎo)，教學(xué)大綱、教學(xué)要求也都由部分專業(yè)教師自己制定，教學(xué)監(jiān)督很難發(fā)揮良好的效果，所以教學(xué)質(zhì)量也無法保證。此外，由于專業(yè)英語不是必修課，而是專業(yè)限選課，甚至是選修課，專業(yè)知識本身的深奧再加上非母語的學(xué)習(xí)難度，使得學(xué)校和學(xué)生都普遍認(rèn)為專業(yè)英語是可有可無的課程，致使專業(yè)英語的開課率和選課率普遍偏低。[3]這種現(xiàn)象必然導(dǎo)致專業(yè)英語教學(xué)的滯后和學(xué)生后期英語水平和科研能力的下降。
2.教材內(nèi)容未能緊跟時代要求
近年來，為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及世界經(jīng)濟(jì)的一體化對我國復(fù)合型人才的需求，各個高等院校在不斷深化英語教學(xué)改革的同時，相繼開設(shè)了系列專業(yè)英語課程，以期切實提高學(xué)生的專業(yè)英語水平。高質(zhì)量的教材對提高學(xué)生的語言學(xué)習(xí)效率以及教師的教學(xué)效果起著重要的作用。目前，各高校普遍使用的專業(yè)英語教材所采用的模塊基本上為“閱讀”+“翻譯”、“閱讀”+“寫作”、“詞匯”+“閱讀”等形式。加上教師所選教材與本專業(yè)的方向不盡相宜，在實際的教學(xué)過程中部分教師照本宣科式教學(xué)，使得學(xué)生對書本的文字產(chǎn)生了很大的抵觸情緒，激增了學(xué)生對英語特別是深奧的專業(yè)英語的厭惡。
3.專業(yè)英語教學(xué)效果不夠理想
作為一類特殊的材料，金屬材料在日常生活中扮演著不可替代的地位，如何利用現(xiàn)代信息數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)資源獲取金屬材料方面的研究和相關(guān)知識是專業(yè)英語課程的授課目標(biāo)之一。然而，令人可惜的是，從現(xiàn)在學(xué)生利用所學(xué)的專業(yè)知識來進(jìn)行實際應(yīng)用的情況來看，專業(yè)英語的實際教學(xué)效果并不太理想，其中主要體現(xiàn)在以下幾個方面：通過命題作業(yè)讓學(xué)生搜索相關(guān)知識環(huán)節(jié)中學(xué)生對檢索關(guān)鍵詞的選擇、數(shù)據(jù)庫的使用非常模糊，不知從何下手；在課程設(shè)計過程中，學(xué)生翻譯相關(guān)產(chǎn)品的英文說明書出入太大，有的甚至背道而馳；在大四學(xué)生畢業(yè)課題論文環(huán)節(jié)中的外文翻譯的譯文可讀性差，抄襲和借助翻譯工具的現(xiàn)象比比皆是。由于部分學(xué)生英語底子薄、基礎(chǔ)差，加之專業(yè)英語的枯燥性和詞匯的難懂性造就了學(xué)生上課的積極性、主動性偏差，這就要求任課教師要勇于探索教學(xué)方法、合理組織課堂內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、提高實際應(yīng)用性。唯有讓學(xué)生們能夠獲得所學(xué)有所用的滿足感，教學(xué)目標(biāo)才會得以達(dá)到和體現(xiàn)。
二、提高“專業(yè)英語”教學(xué)的幾點探討
針對上述一些問題，為提高課堂教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)，筆者通過近幾年的專業(yè)英語教學(xué)體會，認(rèn)為在以提高教學(xué)效果為核心的目標(biāo)下，任課教師可從以下幾方面改進(jìn)。
1.重視專業(yè)英語的教學(xué)
專業(yè)英語的教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生在未來實際工作中的英語應(yīng)用能力，當(dāng)然也是所有教學(xué)的最終目標(biāo)。所以教學(xué)管理部門要從思想上提高對專業(yè)英語教學(xué)重要性的認(rèn)識，加強對該部分教學(xué)的管理，規(guī)范課程設(shè)置，嚴(yán)格考查，及時研究和解決教學(xué)過程中出現(xiàn)的各種問題。同時也要求專業(yè)老師能夠因材施教，用長遠(yuǎn)的眼光看待專業(yè)英語的地位，特別是那些以后將跨入研究生行列的學(xué)生更要重視專業(yè)英語的學(xué)習(xí)。應(yīng)堅持以教材為主，并補充一些金屬材料以及材料科學(xué)工程領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)和最新前沿新聞，充分利用機(jī)會多給學(xué)生介紹一些時下新材料、新技術(shù)研究成果的英文資料，還可簡略介紹本領(lǐng)域的相關(guān)英文期刊和雜志，讓學(xué)生閱讀通俗易懂的小文章。總之，教師應(yīng)首先要從思想上重視此課程的重要性，在以內(nèi)容吸引學(xué)生的基礎(chǔ)上，積極引導(dǎo)他們主動閱讀專業(yè)文獻(xiàn)，開闊學(xué)生眼界，培養(yǎng)其對本專業(yè)的熱愛和對相關(guān)專業(yè)英語知識的興趣。
2.合理選取專業(yè)英語的教材
教材是教師上課的依據(jù)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的基本載體，專業(yè)英語教學(xué)效果的好壞與教材的選取有著密切的關(guān)系。目前大多數(shù)工科院校的金屬材料專業(yè)英語教材多數(shù)以專業(yè)閱讀理解的形式，多采用“課文”+“詞匯”+“翻譯”，課文內(nèi)容枯燥無味，使大多數(shù)學(xué)生對這樣的課本知識產(chǎn)生很大的厭煩和抵觸情緒，從而在內(nèi)因上極大影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。因此，選擇教材時，應(yīng)在符合本校本專業(yè)的特色方向下，盡量選取集專業(yè)科普知識與實際應(yīng)用并重于一體、內(nèi)容編排圖文并茂的科技新書，在此基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加緊密相關(guān)的專業(yè)英文期刊和雜志內(nèi)容來作為輔助教材。輔助教材的內(nèi)容應(yīng)做到貼近本專業(yè)課程，反映該領(lǐng)域的學(xué)科方向和內(nèi)容，并能夠及時體現(xiàn)全球研究者的最新成果和報告。這些生動有形的教輔內(nèi)容無疑會吸引學(xué)生的注意力和好奇心，從而調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性，同時也開闊他們專業(yè)知識的眼界。
3.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，注重教學(xué)側(cè)重點
金屬材料工程專業(yè)英語絕大多數(shù)為選修課程，教學(xué)課時較少，因此，教師在眾多教學(xué)素材中必須有所側(cè)重，教學(xué)的進(jìn)行應(yīng)能夠反映該專業(yè)的知識體系，比如：從材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的組織成分到材料宏觀性能再到合理選擇材料制備工藝為主線的教學(xué)體系，能夠使學(xué)生較好地加深專業(yè)知識。在實際教學(xué)過程中，應(yīng)分別從簡單的專業(yè)詞匯、閱讀、翻譯及寫作方面逐步提高學(xué)生的專業(yè)英語能力。大學(xué)工科專業(yè)的英語教學(xué)目的，不僅僅是單純地傳授詞匯和語法，而應(yīng)以提高學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力為主。這就要求任課教師在實際講課時要圍繞金屬材料學(xué)科，從基本詞匯入手，通過將日常生活能夠接觸到的材料制備、表征、評價等知識融合于課堂知識當(dāng)中，增強專業(yè)英語知識的樸素性和趣味性，提高學(xué)生的主動性和積極性。材料科學(xué)與工程專業(yè)英語的教學(xué)內(nèi)容不應(yīng)該僅僅局限于教材。充分利用學(xué)校圖書館數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)絡(luò)資源，下載最新的材料類英文科研學(xué)術(shù)論文，既能拓寬學(xué)生的專業(yè)知識面，也能使其了解科研論文的寫作規(guī)范，同時能夠接觸到最新的專業(yè)詞匯，從而增加對專業(yè)英語的學(xué)習(xí)興趣。
4.采用專題討論形式，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性
在課堂授課中，任課教師可采用專題討論的方式進(jìn)行相關(guān)知識的分解和細(xì)化，根據(jù)金屬材料的相關(guān)性質(zhì)，結(jié)合部分學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計或者科技創(chuàng)新所涉及到的知識點，分別成立不同的專題匯報小組，由學(xué)生根據(jù)本小組內(nèi)部的相關(guān)研究領(lǐng)域和進(jìn)展情況進(jìn)行咨詢和選題，通過查閱部分的英文文獻(xiàn)、會議報告，并將小組所獲得的信息匯總，統(tǒng)一制作PPT進(jìn)行課堂交流和討論。在分組討論匯報的整個過程中，教師可適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生正確使用網(wǎng)絡(luò)期刊文獻(xiàn)、各種專業(yè)數(shù)據(jù)庫以及各類工具書，在具體任務(wù)中充分體現(xiàn)專業(yè)英語的實用性，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。在實際課堂中，采用此形式不僅可以充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，而且能使他們在實踐中切實發(fā)揮自己的所學(xué)，提高獲取知識的能力，激發(fā)學(xué)生的科技熱情，提高其實際應(yīng)用能力。
5.改變傳統(tǒng)教學(xué)方法，多采用聲像視頻資料，提高教學(xué)效果
與傳統(tǒng)教學(xué)方法的板書和口述相比，聲像視頻資料在調(diào)動學(xué)生的興趣上面有著絕對性優(yōu)勢。專業(yè)英語的教學(xué)不同于其他課程，它既有英語作為非母語給學(xué)生帶來的困難，又有專業(yè)詞匯、專業(yè)知識給學(xué)生帶來的困惑，因此，教學(xué)方法如果枯燥單一極易引起學(xué)生的抵觸情緒。為了充分提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，教師可適當(dāng)準(zhǔn)備一些英文原版的聲像資料，比如：英文版的熱處理簡介、機(jī)械加工過程等視頻資料。通過這些知識熟悉而語言陌生的資料，不但可使枯燥的教學(xué)帶來新的生機(jī)，而且還能讓學(xué)生提高專業(yè)聽力，極大調(diào)動其學(xué)習(xí)的興趣。另外一些專業(yè)學(xué)術(shù)會議和講座的視頻、影像也是材料專業(yè)英語聽說訓(xùn)練的素材。與材料關(guān)系密切的產(chǎn)品說明書、進(jìn)口大型儀器操作規(guī)范等，也是很好的貼近生活現(xiàn)實的教材。
三、結(jié)語
根據(jù)金屬材料工程專業(yè)英語的特點以及專業(yè)特色和學(xué)生的實際情況，在授課中優(yōu)化知識內(nèi)容，多采用能夠調(diào)動學(xué)生積極性的分組討論的教學(xué)方法，不僅能夠使學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的過程中獲取本專業(yè)領(lǐng)域的最新科研成果和知識，更能使學(xué)生掌握收集、整理相關(guān)信息知識的動手能力，達(dá)到培養(yǎng)復(fù)合型人才的教學(xué)目的。融無限的趣味于有限的教學(xué)內(nèi)容中，將單調(diào)枯燥的專業(yè)詞匯、文獻(xiàn)變得生動形象，這樣不但能夠增加學(xué)生為獲得知識而學(xué)習(xí)的動力和興趣，而且也會提高顯著提高教學(xué)效果，使學(xué)生更能適應(yīng)未來的專業(yè)崗位，使教學(xué)質(zhì)量得到真正的提高。
參考文獻(xiàn)：
[1]吳慶華，胡前庫.材料類專業(yè)英語的教學(xué)思考[J].職業(yè)時空，2010，6（4）：113-114.
