时间：2022-04-01 14:31:17
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇材料科学与工程专业，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
2016年硕士研究生统一入学考试初试分数现已公布，现公布我院2016年硕士研究生招生调剂政策，欢迎广大考生调剂到我院就读。
目前材料学院各专业接收调剂，欢迎符合国家复试要求的考生调剂到我校攻读硕士研究生。专业包括：
(1)材料科学与工程(080500)：研究方向包括：复合功能与智能纤维材料;高性能聚合物及其纤维;纳米纤维材料科学与工程;生物基及环境友好高分子材料;纺织材料循环再利用技术。
(2)化学工程与技术(081700)：研究方向包括：反应工程;传递工程;精细化学品合成与应用;绿色纺织品助剂与功能精细化学品;现代仪器分析。
(3)纺织化学与染整工程(082103)：研究方向包括：生态纺织品检测与评价;新型纺织化学品研发与应用;功能纺织品研发与评价;清洁染整加工新技术。
纺织化学与染整工程学科是北京市重点建设学科，拥有中国合格评定国家认可委员会(CNAS)授权资质的“服装安全研究检测中心”、“服装材料研发与评价北京市重点实验室”、教育部“中小学学生装(校服)研究中心”和“服装材料与工程北京市实验教学示范中心”，建设了高水平的以现代分析测试技术为核心的服装材料研究与检测中心和以现代加工技术为核心的数码印花工作室，拥有一系列具有国际先进水平的分析测试仪器和染整加工处理设备，价值超过2千万元，为高水平的科研与教学提供了良好的条件保障。有硕士生导师13人，其中教授5人，副教授8人，博士生导师1人，具有博士学位9人。
联系人：张老师
电话：18614071602
QQ：472142635
关键词：材料科学与工程 专业英语 课程教学
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）02（a）-0044-02
从石器时代、铁器时代到信息新纪元，人类前行的每一个脚印无不印证着材料科学技术的发展，人类文明史就是材料发展史，材料是人类社会进步的里程碑。目前中国材料科学的发展与世界发达国家相比还存在较大差距，为了解国际上材料发展与应用的最新动态，学习国外材料科学领域的先进技术、缩小差距，阅读外文专业文献、与老外沟通交流必不可少，而世界上科技情报资料的交流主要靠英语，没有对材料科学与工程专业英语的理解和掌握，无法开展上述活动。当前在高等院校本科阶段普遍开始的《材料科学与工程专业英语》课程显得非常及时和重要，它对于培养能够用英语进行交流的专业人才、对于消化吸收西方发达国家先进科技成果都具有重大意义[1～2]。因此，探讨高校本科《材料科学与工程专业英语》课程教学现状，对该课程的教学进行改革以提高培养质量日显迫切。
1 当前高校《材料科学与工程专业英语》课程教学现状
1.1 思想上认识的欠缺
相当一部分师生和主管领导认为材料专业英语是一门可有可无的课程，在思想认识上不够重视。在学时设置上，一般是32学时或更少，使得教学时间不够、教学深度缺乏；课程性质多设为考查课、选修课等，而考查课、选修课多被认识是次要课程而重视不够。课程设置日期多在第五、六学期，而材料类专业课的教学则安排在第七、八学期，学生对专业知识不理解，直接影响其对专业英语的掌握[3]。
1.2 教师素质有待提高
专业英语的授课教师不仅要求具有能很好的将英语知识与专业知识有机结合的能力，还应具备一定的英语教学的理论和方法。目前，本专业的专业英语教师一般由英语能力相对较强的专业课教师或是英语教师兼任，虽然他们各自具备深厚的专业背景，但由于专业课教师缺乏系统的专业英语的教学方法与经验，使得英语表达能力、教学方式和方法上存在诸多问题；英语教师缺乏材料专业知识与背景，专业知识很难讲透，很容易将专业英语课上成普通英语，两者都无法做到将专业知识与英语知识融会贯通，达不到预期教学效果[4]。
1.3 教学方法简单滞后
受传统基础英语学习阶段的影响，目前专业教学普遍采用的是教师先朗读讲解词汇，然后带领学生阅读课文，教师逐句讲解和翻译，学生多处于被动地位记笔记，整个过程主要是以教师为中心进行。这种“满堂灌”的“填鸭式”教学方法不能引起学生的兴趣，学生参与课堂教学的主动性差，课堂气氛沉闷，教学效果不佳。为此，作者结合自身教学实践经历，以匡少平主编的、国内普遍使用的《材料科学与工程专业英语》（第二版）教材为蓝本，对课程教学活动进行了探索，力争使学生在短暂的32课时专业英语教学中具有较大的收获。
2 教学内容和手段的组织
2.1 加强专业英语词汇的学习
专业英语词汇构词方法和基础英语差不多有合成、转化和派生，以派生法构词能力最为强大，派生是通过对词根、单词加上各种前缀或后缀来构成新词，专业英语词汇大部分都是用派生法构成的，常用的词缀（前缀、后缀、词根）却多达百个，作为一个专业技术人员，至少应掌握50个常用词缀。笔者花费了一堂课的时间对70多个常见词缀按照其意思、词性进行了分类总结、举例分析，受到了学生的欢迎。在上每一新单元朗读、讲解单词时，有意识的和这些词缀相联系，比如“isotropic和anisotropic”、“disciplinary和interdisciplinary”、“aerodynamic和dynamic”、“paramagnetic和magnetic”等等。另外还可以把一类词方在一起让学生来记忆，如表示材料力学性能的几个词“brittle，elastic，toughness，ductile，plastic，strain，stress，hardness”等。
2.2 将语言讲解和专业知识讲解相结合
专业英语中的学习材料基本都是围绕某一个具体专业内容而展开的论述性文字，具有较强的逻辑性、学术性和专业性。我在翻译讲解每一单元内容前，先用几张中英文双语幻灯片介绍本单元内容涉及到的专业背景知识，然后再让学生用几分钟时间自己阅读教材内容一段或几段，这些专业知识的介绍和掌握对于帮助学生正确地理解教材内容有很大的帮助。根据讲课内容适时补充专业知识，不仅可以加深学生对句子的理解，还可以扩大学生的专业知识面、增加对专业知识的理解、丰富教学内容，同时还可以活跃课堂气氛，增强学生学习兴趣。
2.3 要努力培养学生深厚精确的阅读理解能力
笔者认为对专业英语教材内容的学习要以准确理解为主，阅读速度是次要的。各种翻译技巧的运用都是建立在准确理解基础之上的。长句子多、句子结构复杂是专业外语最重要的语言特征，同时也是一个难点，三年级学生虽然具备了一定的阅读能力，但对分析复杂句子还缺乏一定的训练，因此对复杂句型的语法结构要讲透、讲清。在教学过程中，当遇到复杂句子时，要先弄清楚句子的性质（简单句、并列句或复合句），然后再分析其结构。只有把句子的结构理顺，才能做到准确地理解它才能忠实于原文表达。
2.4 丰富活泼课堂教学内容
可将那些与教学有关的、有助于帮助学生理解课文内容的专业词汇和相关专业背景知识制作成双语多媒体课件.运用这种直观的教学手段，以收到较好讲课效果。比如笔者在讲解第五单元材料的力学性质时，可用一张拉伸曲线图（tensil curve）将材料的弹性（elasticity）、塑性（palsticity）、模量（modulus）、强度（strength）、硬度（hardness）、刚度（stiffness）、韧性（toughness）、延性（ducitility）等力学指标一网打尽。讲解第四单元材料的物理和化学性质时，可结合水单组分相图（phase diagram）联系物理化学中的克拉贝龙（Clapeyron）方程讲解水凝固成冰时的反常密度变化。讲解磁导率（magnetic permeability），可用不同物质在通电线圈磁场（magnetic field）中产生的磁感应强度（magnetic induction）的不同来理解材料顺磁（paramagnetic）、反磁（diamagnetic）、铁磁（ferromagnecic）性，都收到了不错的教学效果。除了传统的教学方法以外，还可以采用启发、提问、讨论等多种互动式教学方法。
参考文献
[1] 孙丽丽，毕凤芹，张旭昀.金属材料工程专业英语教学改革实践的认识和思考[J].时代教育，2010（5）：62-63.
[2] 王选伦，盛旭敏，黄琳琳.高分子材料与工程专业英语多谋体教学方法探讨[J].中国科教创新导刊，2013（19）：158-159.
【关键词】材料科学与工程专业 新创新型人才 培养模式
【中图分类号】G647【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)06-0031-02
一、引 言
现阶段我国高等教育从“知识传授”向“能力培养”转变,从“精英教育”向“大众教育”转型,单一的学科发展很难培养出社会适应性好、厚基础、宽口径、高素质复合型创新人才。[1]材料科学与工程专业作为我校的优势学科,担负着服务西部地方经济建设的重任。探索如何培养适应服务西部、面向全国的厚基础、宽口径材料类人才是学校人才培养方面的重点研究课题。
过去在材料类专业人才培养中,按工种(行业)分割专业的单一培养模式已很难适应当前市场经济发展及毕业学生就业模式发生的变化。[2]国家通过四次专业大调整、四次材料学科专业目录调整和修订,在学科领域发展上已从单一的材料物理;材料化学;金属、非金属材料;高分子材料领域向交叉融合的方向发展,较大程度的拓宽了专业知识面。[3]随着材料科学与工程专业规范、专业目录的制定,学科知识体系趋向多学科、交叉融合发展,新材料的研发和工业化生产与材料的应用管理之间的有机联系正成为发展的主要趋势,这些变化将导致材料类专业教学体系、教育手段、教学方法与内容等诸多因素发生变革,势必导致专业教育模式的重大转变。
近年来,依托材料工程领域国家级人才培养模式创新实验区建设,我校材料科学与工程专业在人才培养模式的探索上取得了很大的发展。建立了以材料的结构与成分、合成与加工、服役行为和性能四个基本要素为核心的知识体系,以材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养的创新型人才培养模式。从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。
二、我校材料科学与工程专业发展历程
我院材料科学与工程专业最早可追溯到1956年开办的“混凝土及建筑制品”专业,即为后来的“水泥”专业前身,1979年撤销。1970年增设了西北地区唯一一家“耐火材料”专业,1993年,经原国家教委批准,又增设了“无机非金属材料”专业。1999年国家专业大调整,将“硅酸盐工程”专业和“无机非金属材料”专业合并为“无机非金属材料工程”专业。学院为了较大程度地扩大学生知识面,结合我院本专业发展历程,当时的“无机非金属材料工程专业”按一二年级统一培养,三年级分为“水泥、无机即耐火材料、建材”三个模块培养,这就成为当前新创新型人才培养模式的前身。2002年“无机非金属材料工程”专业调整,将其提升为“材料科学与工程”专业一级学科招生。三、新创新型人才培养模式的构建
1.培养模式的确定
全国200多所普通高校都设有材料科学与工程专业,其主要教育模式有三类:①基地班/试点班模式;②一、二年级统一开课,不分专业,三、四年级按二级学科分专业进行教学;③按照一级学科招生,按二级或三级学科进行培养。
结合我校办学实际,以及我校材料科学与工程专业的专业改革,从2002年开始我校材料科学与工程专业按材料科学与工程一级学科招生,以原有无机非金属材料工程专业为背景,下设的材料科学、材料工程、材料应用自主设立办学方向,这是独立于前三种教育模式之外的,具有我校特色的办学模式。这一培养模式的建立对其它开设有材料类专业的本科院校具有一定的参考和示范作用。
2.培养目标的定位
依据材料“四要素”,坚持“以无机非金属材料为主,向金属材料渗透,与土木建筑学科交叉融合”为特色的办学思想,在本科培养方案及课程设置制定中,将一级学科分为三个专业方向培养:即材料科学、材料工程与材料应用。
材料科学方向重点培养具有从事材料性质研究和新材料研发方面知识的高级专门人才;材料工程方向重点培养掌握各种材料工业化的生产技术、工艺过程和系统控制等方面知识的高级专门人才;材料应用方向重点培养具有材料的应用推广、流通中的材料管理、性能检测、商务活动等能力的高级专业人才。
3.培养方案的修订
学校在2004版、2008版培养方案的基础上,围绕教学改革的主导思想,结合社会人才市场的需要,按照材料科学与工程专业3个方向具体培养目标,对教学计划进行认真细致的研讨与修订,我校材料科学与工程专业2009版培养计划更加突出三个办学方向各自的办学特色。
(1)材料科学方向以高温陶瓷材料为背景,注重材料性能及结构表征研究、新材料研发,兼顾材料工艺设计与开发,以高温陶瓷材料和冶金工程专业的交叉融合为特色。
(2)材料工程方向以无机非金属材料为背景,注重与材料的规模化工业生产相关的理论及技术,以生态建筑材料新工艺、新设备开发为特色。
(3)材料应用方向以建筑材料为背景,注重建筑材料在土木工程中的应用,相关理论和技术以及土建施工过程中建筑材料的物流和管理,以建筑材料与土木工程及工程管理专业交叉融合为特色。
4.课程设置体系的构建
结合学校学分制改革,材料科学与工程专业2009版培养方案对原有培养方案总学分进行了压缩,课程设置由必修课、选修课(公选课、限选课、任选课)、实践性教学环节3部分组成,其中适当压缩必修课(尤其是专业必修课),增加了专业类选修课,提高了实践环节的比重,更加注重扩大学生知识面,培养学生的实践、创新能力。2009版培养计划中必修课、选修课、实践性教学环节三者比例为53∶22∶25。
课程体系设置在充分满足三个培养方向所需的共同理论与实践基础的同时,还按照三个方向各自的特点处理好各个方向之间的交叉、渗透和融合。三个方向具有相同的基础课和专业基础课,如:数理化、制图、英语以及材料科学基础、材料工程基础、材料研究方法等公共基础及专业基础课;在专业课模块中,开设具有各自特色的专业方向课和专业方向选修课,在满足学生兴趣的同时,扩大学生的知识面。
为了规范课程内容及知识体系,学校以材料科学与工程专业规范为依据,结合材料四要素,确定了知识领域、知识单元和知识点三个层次的知识体系。由知识点的任意组合来确定教学大纲,使课程体系更具体,实现课程设置、教学大纲的规范化,克服了任意设课、课程名称与教学内容不符等弊端。
5.教学手段、方法的改进
随着现代化教学手段不断成熟,多媒体课件、各类专业课程网站逐渐走进课堂,多媒体动画将繁杂的公式、实验等以动态化的形式向学生讲授。通过近几年的努力,我院《材料工程基础》、《土木工程材料》已获评省级精品课程,《材料科学基础》、《材料物理性能》获评校级精品课程。并在原有“材料与标本陈列馆”的基础上,结合先进网络技术和数字技术,建设“材料与矿物数字博物馆”网站,提高材料类相关学科及课程的教学质量。在双语教学方面,2007年开始在专业选修课部分增加双语内容,为了让学生更快的了解材料学科的前沿发展,学校在2009版培养方案中将双语课程提升为专业必修课,极大地促进了双语教学的开展。
6.创新平台的搭建
近年来,学校利用多年来在材料科学与工程领域所积累的雄厚的科研实力和完备的科研设施条件,不断为本科教学搭建平台。以“产学研”结合的培养模式,科研带动教学,加强本科生实践创新能力培养。学院依托“省部共建西部建筑科技重点实验室”;“国家级材料工程领域人才培养模式创新试验区”;8个国家级、省部级以上工程中心;10个校企工程中心和12个校外实习基地的建设,听取来自科研、生产一线的校外专家意见,着力实现理论教学和实践教学内容与社会的发展需求紧密结合,解决好青年教师和学生实践能力不强的问题,提高师资总体水平,改进实习基地及实验室条件。确保既有“科工贸并举,理工管渗透”的培养方向,又具有培养知识面宽、基础雄厚、综合实力、实践能力较强的复合型、创新型材料类本科专业人才的培养目标。
四、结束语
1.我校材料科学与工程专业本科按照材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养,从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。
2.我校材料科学与工程专业按照材料的四要素确定了合理的专业培养目标及课程教学体系,并按照学科发展不断完善培养方案、规范课程教学,促进教学质量的提高。
3.学校通过创新平台的搭建,使教学内容及实践环节更贴近社会发展的需要,按照“产学研”结合的培养模式,以科研带动教学,同时促进学生实践能力及创新能力的提高,有助于培养知识面宽、基础扎实、实践能力较强的创新型材料类专业本科人才。
参考文献
1 张胜利、张小绒.厚基础宽口径培养高素质人才――关于高校本科教育培养模式的思考.中国林业教育,2007(4):11～14
关键词：材料科学与工程专业；课程体系；实验教学体系建设
TB30-4
材料科学与工程是一门研究材料的组成与结构、材料的性质、使用性能、制备与加工以及它们之间相互关系的规律，以及对材料的生产技术和生产过程进行研究的学科。材料科学近年来迅速发展成一门独立的学科，并呈现出与工程相互交叉渗透的发展趋势。作为基础学科，单纯的注重培养专业素质明显已经不能适应社会发展的需求。随着我国材料科学与工程教育改革的逐步实行和迅速发展，高等院校的相关材料专业也从课程教育体系、实验教学体系、教学方法等方面进行了改革。该体系应树立新型的教学模式，优化教学方案，建设完善的课程体系和实验教学体系，从而能不断提高教学质量，充分培养学生的创新意识和创新能力，全面推动材料科学与工程教育的改革。
本文根据我校的实际情况，借鉴其他院校改革的相关经验，对材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设进行了探讨和分析。
一、课程体系建设
材料科学与工程专业的课程体系建设，应符合21世纪高等教育的发展趋势。树立以素质为前提，知识为载体，能力是关键的新型人才观。还要把各类材料和相关的合成技术以及分析测试技术当做一个整体，进行分析，真正形成“大学科”，才能满足社会和时展的要求。课程体系建设主要包括以下几个方面。
1.公共基础课。公共基础课主要包括两个方面，分别是：社会科学基础课程体系和自然科学基础课程体系，占总学分的45%。公共基础课主要包括了人文社会科学知识、自然科学知识以及工具性知识，主要是为了培养学生的思想道德品质、文化素质和身心素质、获取知识的能力。
2.专业基础课和专业核心课。专业基础课包括数字电子技术基础，画法几何与工程制图、工程力学等课程，占总学分的6%。专业基础课以培养学生的工程素质、工程应用能力和工程技术知识。
专业核心课是材料科学与工程专业的重点组成部分，密切围绕学科专业的基本要求和培养目松柚茫即可以突出学科专业的共同特点又可以体现不同院校的办学特色。专业核心课主要包括：材料科学基础、材料工程基础、材料物理化学、材料物理性能、材料科学研究方法、材料设计与制备、计算机在材料科学与工程中的应用七大课程，占总学分的14%。充分体现了“大材料”学科的共同知识体系。有利于学生更有效的掌握专业知识，更好地培养学生形成良好的的科学素质、知识应用能力、创新能力。
3.专业选修课。按照二级学科设置专业选修课，占总学分的13%。主要包括无机非金属材料的主干课程，和金属材料的主干课程。学生通过选修这类课程，可以在掌握“大材料”学科共同知识的基础上，对于无机非金属材料和金属材料的基本知识结构体系也能有一定的了解。此外，还开设了高分子材料、复合材料、材料成型加工工艺与设备和一些特色选修课，使核心课程得到深化，也激发了学生的学习兴趣。
4.公共选修课。公共选修课包括各种素质类课程和任选课程，占总学分的8%。这类课程开设的主要目标是加强学生的人文主义和经济管理等教育，促进学生的个性发展，提高学生的综合素质。
5.实验设计。实验设计包括实验课程、设计及实习等。实验设计是理论教学知识的延伸，有利于培养学生的实际操作能力，激发学生对科学研究的兴趣。主要的内容包括：课程设计、材料性能实验室、材料设计与制备综合实验室、毕业实习等。占总学分的14%。
二、实验教学体系建设
随着社会经济的发展和科学技术的进步，对于材料和工程专业的人才的要求也不断提高，他们应掌握材料现代测试技术与研究方法，并且要具备从事各种材料合成制备、性能与结构分析研究、新材料开发及应用的能力。以深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养为宗旨，根据材料科学与工程专业培养目标要求，构建课程基本知识-专业综合-设计创新三层次实验教学体系。课程基本知识实验教学体系服务于专业理论课程的实验教学；专业综合实验教学体系是独立于专业理论课程平台的实验教学，包括课程设计、材料设计与制备综合实验、毕业设计；设计创新实验教学体系是为学生自主设计创新服务的平台实验教学。[1]
材料科学与工程专业平台实验室下设材料制备实验室、材料成分测试实验室、材料组织结构分析实验室、材料物理性能表征实验室、材料计算机模拟实验室，形成了即独立又相互联系的实验教学体系。这种实验教学体系不但能够满足材料科学与工程专业核心课程的需要，也为材料综合实验教学水平的提高和学生自主创新设计创造了条件。
材料科学与工程专业安排了专门的时间来进行材料设计与制备实验，学生通过亲自动手做实验，能够熟练掌握材料科学研究的一般程序，对材料设计与制备、成分与结构分析、性能表征等也有了全面的了解，有助于理解材料的设计思路与研究方法。学生还可以根据教师布置的实验题目，为了获得性能达标的各种材料，设计出较合理的制备工艺制度，利用平台实验室进行材料制备，从而了解材料制备方法、工艺、设备性能与操作方法。利用材料成分测试实验室、材料组织结构分析实验室、材料物理性能表征实验室对所制备的材料成品各种无力性能进行分析，并对实验结果进行综合分析。综合实验的训练，培养了学生分析及解决问题的能力。
三、讨论
综上所述，我校在“大学科”的背景下，构建以材料的组成与结构、材料的性质、使用性能、制备与加工等四个方面以及其相互关系为基础的材料科学与工程专业体课程体系，体现了素质结构、能力结构、知识结构协调发展的原则。构建了以深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养为宗旨的材料科学与工程专业实验教学体系。但是教学改革不可能一蹴而就，是一个不断发展的过程，只有通过不断探索和实践，总结经验，才能不断完善材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系，以满足社会对相关材料科学与工程专业人才的需求。
摘要：“材料科学基础”是本科院校材料类专业较为重要的专业基础课程，是专业课和公共基础课之间的桥梁。为适应高等教育改革的要求，本文根据安徽建筑工业学院材料类专业的培养目标和方案，对“材料科学基础”大平台教学进行了探讨，坚持加强基础、拓宽专业、注意理论体系的贯通融合、与专业课的衔接等原则，对材料类专业“材料科学基础”的教学内容进行了优化重组。
关键词：材料科学基础；课程体系；优化
中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0119-03
随着现代科学技术的高速发展，自然科学之间更加相互渗透、融合和交叉。陈旧的基础课教学内容和体系与新的科学前沿理论的矛盾日益突出，因此，有必要对现有的知识体系和专业格局进行调整和重组，建立综合性材料科学与工程专业，以适应未来知识经济的发展对材料类专业人才的需求。“材料科学与工程”专业在教育部1998年正式颁布的本科专业目录中作为引导性专业提出，体现了材料科学与材料工程相互交叉与相互渗透综合的发展趋势，也符合社会所需复合型人才成长的要求。“材料科学基础”是该专业的一门重要的专业基础课程，担负着公共基础课和专业课程之间的衔接作用，也是研究生入学的必考课程。该课程对材料科学与工程专业人才运用理论知识解决实际问题的能力的培养、创新能力的培养、科学的思维方法的培养和整体知识结构的构建具有奠基作用。因此，我们在教学内容方面进行了改革与优化整合。
一、教学内容优化的动因
根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路及1997年国务院学位办颁发的新专业目录中提出的引导性专业——材料科学与工程专业，部分高校材料类的专业设置不再分为无机非金属材料工程、高分子材料与工程和金属材料，而是按照材料科学与工程一级学科进行重新设置，“材料科学基础”作为材料科学与工程专业的专业基础课，其教学内容和教学体系也进行了相应的改革。安徽建筑工业学院作为建筑类一般本科院校，其材料类专业是按二级学科进行课程设置，设高分子材料与工程、无机非金属材料工程以及电子科学与技术（电子材料方向）三个材料类专业，各成体系。其中关于材料科学基础的教学从各专业课程的安排上看，无机非金属材料工程专业和电子科学与技术（电子材料方向）专业开设“无机材料科学基础”，其重点是无机材料的结构、组成和性能之间的关系及其变化规律，内容相近；而高分子材料与工程专业未单独开设材料科学基础课程，材料科学基础中大部分相关的理论分散在专业基础课程“高分子化学”和“高分子物理”中，其中涉及较多的是制备科学而关于高温烧结、扩散、固相反应和相变过程及晶体结构和缺陷理论则涉及的较少。然而，社会需要的人才正向着复合型人才发展，材料也正在向着功能型和复合型发展，因此为了满足社会对材料类人才的要求，培养人才应具有大材料专业的理论基础，故必须对无机材料科学基础的教学内容进行合理的优化和整合，同时考虑安徽建筑工业学院的特色，构建具有自己特色的“材料科学基础”一级学科平台课程体系。
二、教学内容的优化原则
围绕材料科学与工程专业培养目标和人才培养规格构建具有建筑类一般本科院校办学特色的材料科学基础学科基础平台课程，其重点是“厚基础、宽口径”，夯实学生的学科基础知识，强化实验技能的培养，增强学生对社会的适用能力；加强相关课程的综合，一起考虑高分子材料与工程、无机非金属材料工程以及电子科学与技术（电子材料方向）三个专业的相近课程，根据无机材料科学基础、高分子物理和高分子化学课程在人才培养中的作用，对其重新定位，整体优化课程体系；同时坚持先进性原则，突出高、新、精、实的特点，紧跟学科发展前沿。
三、课程教学内容的优化
1.理论教学内容的优化。材料科学的核心内容是对结构的认识以及结构对性能的影响。性能是由结构决定的，而外界条件则控制着结构的形成，因此，研究过程是理解结构的重要环节。搭建一个合理的材料科学与工程的知识平台，达到突出共性教学的目的，根据制定的本专业培养目标、要求及培养方案，对教学内容进行了优化整合，将课程教学内容分为三部分：①相图及其应用部分。包括一元、二元、三元相图及其应用等内容。主要从热力学方面介绍物相的形成及转变的条件和规律，为材料设计和制备过程中工艺条件的确定奠定科学基础。②材料动力学部分。包括扩散、固态反应、相变及烧结等内容。该部分涉及的是高温下材料的动力学过程，是材料在生产、加工及使用过程中所必须掌握的物理化学理论基础，该部分四个过程的控制对材料的结构形成及材料性能的控制起着决定性作用。③材料的结构与性质部分。包括结晶学基础、晶体结构和晶体结构缺陷、非晶态结构与性质及固体的表面与界面，全面介绍材料的内部结构及与性能的关系。我们在课程体系的构建方面注意了如下几点：加强基础、拓宽专业、注意理论体系的贯通融合、与专业课的衔接、课程内容的先进性。充分体现宽基础，打破三大材料的原有界限，从材料科学与工程专业的角度优化整合教学内容。从各种材料的共性规律和材料科学与工程一级学科的基本原理出发，同时兼顾不同材料的个性特征，从理论范畴和科学体系层面上进行整合贯通。从固体物质的内部与表面，微观与宏观，静态与动态过程等不同角度不同层面，阐述固体材料质点的空间排列规律，晶态、结构缺陷和非晶态结构，固体的表面与界面，以及相平衡、扩散、相变、固相反应及烧结等理论基础知识，使学生掌握材料的结构，了解材料结构、组成与性能间关系的基本规律，为今后专业知识的学习和研究打下扎实的宽专业口径的理论知识基础。另外教学内容突出高、新、精、实的特点，紧跟学科发展前沿开阔学生视野。如在讲金刚石和石墨的晶体结构后补充讲解碳纳米管和石墨烯的结构；在“烧结内容学习中，简单讲述微波烧结、热等静压烧结等新型烧结工艺等。通过介绍这些科学前沿研究成果，增大学生的学习兴趣，更深的了解和认识材料专业的地位。在教学中，教师可以讲授自己的科研成果和相关领域当前的科研发展动态，将教学和科研结合起来能很大程度地激发学生的学习兴趣，拓宽学生的知识视野，提高学生的创新动力。
关键词： 研究生培养；材料科学与工程；化学
材料是人类文明与社会进步的物质基础与先导，是实施可持续发展战略的关键；材料技术是现代高科技与新经济的三大重要组成部分，在以高科技为主要特征的知识经济时代，世界各国在产业政策、科学研究、教育与人才培养等方面都给予了材料科学重点支持、优先发展的政策。随着我国社会经济和科学技术的发展，对材料科学与工程专业人才的知识结构与实践能力提出新的要求，因此，高校材料科学与工程专业人才培养方案需要做出相应的调整，以满足社会经济发展对材料科学与工程专业人才的需求。
我国材料科学与工程教育改革迅速发展，几乎全国所有设有材料专业的院校均已不同程度地参与了材料科学与工程教育改革，借鉴欧美诸国材料科学与工程教育模式与体系，培养模式由“专业培养”向“学科培养”发展，从狭窄的专业教育向全面的素质教育转变，从钻研狭窄的单科教育向建立工程意识教育转变；同时，吸收欧美国家的“材料学科共同基础知识”作为重要的教学内容，课程设置从学科式课程向整合式课程转变，专业课程从中心地位向载体地位转变，课程内容从以学科发展为中心向以培养学生为中心转
变[1]。总体来说，我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束，向其它专业甚至其它一级学科渗透。在这样的背景下，深化我校材料科学与工程领域人才培养方案的改革成为必然的选择。
一、国内材料与化学学科研究生培养现状分析
调研对象为国内“985”高校的材料与化学学科研究生最新培养方案，学科涵盖材料科学与工程、化学两个一级学科，材料学、材料物理与化学、材料加工工程，高分子化学与物理、应用化学五个二级学科[2]。调研结果分析表明，国内高校材料与化学学科研究生培养方案中，课程设置具有如下特点：
（1）除了政治、英语、数学等公共必修课外，课程设置的基本模式为：专业基础课+专业选修课（包括必修的学术活动、专业外语等）。
（2）专业基础课的数量少，且必修，或者提供少量课程供选择；所设课程都为各方向的基础和共性的理论、测试方法、制备技术和实验技能等。
（3）专业选修课根据各自的研究方向提供很多课程供选择。大部分学校开设的专业选修课都在10门以上，如天津大学为材料学硕士生开设了24门专业选修课；哈尔滨工业大学分别为材料科学与工程硕士生和博士生开设了35门和14门专业选修课；上海交通大学为材料学、高分子化学与物理和应用化学博士生都开设了20门专业选修课；南京大学为应用化学硕士生开设了26门专业选修课。
（4）对学术活动（读书报告、参加学术会议、听学术讲座）、前沿进展或专题研讨、外语文献阅读提出了越来越高的要求和标
准[3]。几乎所有高校都将上述课程列为必修，并对其考核标准提出了更高要求。如哈尔滨工业大学规定研究生参加跨学科学术讲座5次，并在全系范围内做学术报告2次（其中至少1次使用外文），并鼓励参加国际学术会议。
（5）各高校均倾向于按一级学科设置课程[3，4]。如中南大学、浙江大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、清华大学等均按材料科学与工程一级学科设置了硕士生和博士生的课程体系；四川大学、华东理工大学、北京理工大学、南开大学等按化学一级学科设置了高分子化学与物理、应用化学的硕士生课程体系。
（6）规定或鼓励跨学科修课，以提高综合素质，拓宽知识面和优化知识结构。
二、我校材料学科研究生培养现状分析
我校材料类人才培养源于1953年成立的哈尔滨军事工程学院“金工金相”专业，至今已有55年的办学历史。随着“哈军工”主体南迁长沙，学校原专业体系进行了相应的调整，材料类与化学类合并组建材料工程与应用化学系，先后开设了“金属材料”、“复合材料”、“军用材料工程”、“应用化学”等专业，为国家和军队培养了大批优秀的高级技术人才。
随着高新技术发展对材料科学与工程人才培养需求的变化以及国内外材料科学与工程教育改革的不断深入，我校材料学科研究生的培养现状越来越不能适应新的历史条件下国民经济发展和军队现代化建设对材料科学与工程专业高级人才的需要，突出表现在如下几个方面：
（1）按二级学科设置培养方案，与学科交叉融合的大趋势不相适应。我校材料类研究生培养按“材料学”、“材料物理与化学”、“材料加工工程”3个二级学科设置培养方案，此外，还有“高分子化学与物理”、“应用化学”、“军事化学与烟火技术”3个化学类二级学科硕士点，涉及6个二级学科，分布在“材料科学与工程”、“化学”、“化学工程与技术”、“兵器科学与技术”4个一级学科中。而近年来，随着我校材料学科与化学学科相互交叉融合，逐渐形成了以化学基本原理为学科基础，材料工程为专业方向的特色学科体系，涵盖结构材料（耐高温与轻质复合材料）、功能材料（光电功能材料）、材料化学（电池能源材料）、军事化学（含能推进材料）4个特色学科方向。上述6个二级学科交叉融合于这4个特色学科方向中，且各二级学科间的界限逐渐模糊，如结构材料方向不仅具有“材料学”的学科属性，还具有“材料加工工程”与“高分子化学与物理”的部分学科属性。因此，这种按二级学科设置的研究生培养模式不再代表我校材料学科特色学科方向发展。
（2）专业方向划分过细，不利于教学资源的合理配置。我校材料与化学类6个二级学科硕士点涉及的研究生培养专业方向达19个，而每年的招生规模小于40人（2008级博士研究生13人，硕士研究生25），并且培养规模有逐年减少的趋势，这样每个专业方向年招生规模在2人左右。这必然带来两个方面的弊端：一是要开设数量众多的专业课程（如每个专业方向开设1～2门专业课程，则专业课程的数量达38门之多），而听课的学员可能只有1～2人，这既加重了教员的负担，又浪费了日益紧缺的教学资源；二是过多的专业方向不利于教学条件的建设。
（3）课程体系不够优化，不能满足跨学科培养的需求。我校自2004年开始暂停“军用材料工程”专业的本科招生计划，而材料学科又是我校的优势学科，所以本校“应用化学”专业的本科生绝大多数选择报考材料类研究生，呈现较普遍的跨学科培养现象。应用化学专业的本科生由于材料科学基础理论知识缺乏，必然会影响其研究生阶段的课程学习与后续的论文研究，而在培养方案的课程设置中并没有将材料学科共同基础知识作为主要的教学内容，反而是各类专业课程处于中心地位，这必然会制约人才培养的质量。此外，在课程设置中过于重视理论教学，而忽视了实践性课程教学，不利于学员创新思维与动手能力的培养。
三、我校材料科学与工程研究生培养方案的改革
在全国材料科学与工程教育改革的大趋势下，为了适应新的历史条件下国防和军队现代化建设对材料类专业高级人才的需要，结合我校材料学科与化学学科交叉融合的学科特点，开展材料科学与工程研究生培养的改革，包括人才培养模式、课程体系、实践性教学环节等内容。主要工作体现在如下几个方面：
（1）突破学科界限，按一级学科组织人才培养。顺应国内外材料科学人才培养改革的主流，突破材料与化学学科界限，按一级学科的模式组织人才培养，不再按二级学科进行区分，而是按“大材料”的思想，下设“结构材料”、“功能材料”、“材料化学”、“军事化学”4个特色学科方向。在课程设置上，摒弃材料与化学相互独立的模式，跨材料科学与工程和化学两个一级学科设置课程体系，将材料与化学共性的基础理论作为基础课程的主体，突显材料与化学的交叉融合。具体课程体系结构如表1所示。
上述课程体系的构建是基于材料与化学学科的内在关联性，将化学定位于材料的基础学科，而材料学科定位于化学学科的工程化方向之一。因此，材料与化学类研究生完全可以采取大学科群培养模式，跨材料和化学两个一级学科设置课程体系，完全打通材料与化学课程，不再区分学科门类。这种培养模式虽然在国内同类高校中还不曾采用，是一种培养模式的创新；但和国内众多重点高校鼓励研究生跨一级学科选修课程的精神是相符的。因此，材料与化学大学科研究生培养模式应该是一种有益学科融合，增强研究生学科基础知识的不错选择。
（2）优化课程体系，强化实践性教学环节。按照学科知识体系优化设计研究生课程，课程体系和内容的设计力争做到体现学科内涵、学科基础和学科前沿。在专业课程设置上，大幅压缩专业课程数量，有针对性地开设高水平专业课程，实现专业课程从中心地位向载体地位转变。〖JP2〗如表1所示，每个学科方向限设专业课程3～4门，且可以跨学科方向选修。在教学内容的编排上，充分考虑“复杂电磁环境”等信息化条件下联合作战的重大需求，用科学技术进步、军事训练和武器装备发展的最新成果充实更新教学内容，如将《功能材料》课程改造成《信息功能材料学》，增设《伪装隐身技术》、《生物材料学》、《含能材料性能计算原理》等课程。〖JP〗
在实践性教学环节方面，注重研究生动手能力的培养，除开设大量的课程实验外，还增加了《高等合成化学实验》和《材料制备实验》2门实验课程。在实验内容的选取上紧密结合我校科研特色，如聚碳硅烷制备与有机硅树脂合成实验、C/SiC复合材料制备与聚合物复合材料构件制备实验、功能陶瓷材料制备与性能表征实验等。这不仅培养了研究生综合应用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，而且使研究生提前熟悉科研设备，对后续科研工作的开展也是大有裨益的。
（3）强调自学和研讨，强化研究生学术活动。突出强调研究生的自学能力，要求研究生参加各种学术研讨活动，且明确参加学术会议、学术讲座、专题研讨等学术交流活动的等级和次数要求，如博士研究生必须参加不少于20次（硕士研究生为10次）的学术交流活动（其中至少有4次为跨学科交流活动），本人至少主讲3次。至少应参加一次国际学术会议或全国性高水平学术会议并。并要在参加每次学术交流活动后，撰写不少于500字的总结报告。同时强化研究生文献查阅能力，明确要求博士研究生在开题报告前应至少全文阅读相关技术文献资料80篇（硕士研究生为50篇），其中外文文献资料不少于阅读总量的1/2，达到熟练的文献检索和综述能力，能够对文献进行分析总结，提出该研究方向的发展动态和发展潜力以及需要进一步研究的关键问题，并写出不少于7000字的文献综述报告。
四、结束语
我校材料科学与工程学科通过本轮人才培养方案的改革，基本理顺了人才培养与学科建设的关系，达到了更新人才培养观念、优化课程体系、改善创新环境与增强自主学习之目的。但人才培养的改革是一项长期的工作，需要持续不断地创新与实践，才能永保人才培养方案的科学性与时代性。
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[4] 董兵海，王世敏.材料类专业人才培养方案及课程体系改革的探索与实践[J]. 湖北大学成人教育学院学报，2008，（2）.
关键词：实验中心；材料学科；平台建设；实验教学
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）39-0276-03
对开设材料学科的高等院校来说，培养大批适应材料产业和技术飞速发展的宽口径材料科学与工程专业人才已成为人们的共识[1]。但对于材料科学与工程这种实践性强、投入大的学科，大部分地方高等院校的材料学科都面临着投入不足、实验平台建设相对滞后、实验教学队伍编制少等问题，严重制约了材料学科人才的培养质量。特别是材料学科研究所需的一些大型仪器和设备在培养学生科学素养和创新能力、提高其综合素质方面扮演着十分重要的角色[2]。我院根据实际情况和专业特点，通过整合院内资源，成立了材料科学与工程实验教学中心，同时，与企业共建省级工程中心，实现资源共享，并进行了实践，为划转地方院校材料类实验中心的建设积累了一些经验供借鉴。
一、设立材料科学与工程实验中心背景
我校的材料科学与工程是从1986年设立的焊接专业逐渐发展起来的一个学科。2003年成立材料科学与工程系，2006年成立材料科学与工程学院，目前有焊接技术与工程、材料成型及控制工程、材料物理和金属材料工程四个本科专业。在实验室建设初期，借鉴同类型高校实验室建设的成果和经验，分别设立了材料基础实验室和材料加工工程、材料物理和金属材料工程三个专业实验室。它们共同承担材料类的实验教学、学生毕业设计、学生课外科技活动、教师科研工作等任务。但由于各专业成立的时间、实验室规模及招生的数量不同，不同专业实验室之间在设备数量、总值、人均工作量等方面的矛盾突出，严重影响到实验教师工作的积极性。同时，随着各专业的快速发展，各类实验设备和仪器随之增加，使设备使用、管理与实验人员数量不足的矛盾也开始变得突出[3]。资金上，一方面由于实验室建设经费不足，材料研究的高端的仪器设备缺乏，影响到人才的培养质量和学科的发展。另一方面，不同专业实验室建设往往力求“小而全”，常有仪器设备、工具等重复购置，造成有限资金的浪费。为了解决上述问题，2007年我院成立了材料科学与工程实验教学中心，并提出了院级统一管理、教师参与、校企共建、资源共享的实验室建设与管理模式。
二、实验中心的建设思路和措施
材料科学与工程实验中心所需实验设备不但涉及面广，而且大多设备价格昂贵，可以说是一个“贵族”学科。对于大部分实验经费不足的划转地方院校，找准办学定位，设立合理的实验教学体系，优化实验室结构，多方筹措经费，完善、提高实验平台建设和管理水平应是现阶段实验中心建设的重点之一。
1.设立“大材料”的实验教学体系。我校材料科学与工程实验教学中心依托现有的材料科学与工程一级学科硕士点、材料加工工程省级重点学科和陕西省焊接钢管工程技术研究中心（与宝鸡石油钢管有限责任公司共建），由学院统一管理组建材料科学与工程实验教学中心。实验教学体系的建立基于“材料制备及热处理”、“材料成型加工”、“材料性能测试”、“材料组织结构表征”四个实验平台，分成五个层次进行建设。实验教学体系框架见图1。
材料基础实验主要包括材料科学与工程学院公共基础课的知识以及各专业方向课中的共性知识，目的是加强共性和基础性知识的教育。专业方向特色实验的设置是针对每个专业学生所需的专门知识，如管线全位置焊接实验、管线钢组织性能测定实验等。在此基础上将逐渐开设《石油工程材料热处理工艺-组织-性能分析》、《石油工程材料焊接工艺-组织-性能评定》等专业方向综合实验。综合型实验是知识体系的综合、实验技能的综合和实验设计的综合。增加综合性实验所占的比例，进一步减小验证性实验，可以使学生充分发挥主观能动性，避免以往为实验而实验、为检测而检测的呆板性和单一性，使材料各个学科专业之间能够相互交叉与融合。本科毕业设计是一个实践性非常强的教学环节，它不同于课堂讲授，又有别于科研工作。在组织学生毕业设计时指导教师在重视每名学生共性发展时，还特别注重每个学生的个性发展与提高，通过开放实验室，鼓励学生参与教师的科研项目或自己设计、自己动手做实验，使特别优秀的学生脱颖而出[4，5]。同时，也充分调动基础较差学生的积极性，使其获得自信心。科研与研究生创新实验是提高学生创新意识和分析问题、解决问题的能力，为培养具有宽材料基础的复合型人才奠定基础。
2.整合资源，优化实验室结构。划转地方院校的材料科学与工程大体是通过冶金与机械或金属、非金属、高分子三大类材料所依存的专业而建立的学科，侧重于从具体应用的角度来探求新材料的性能评价与使用。这种类型的学科大都有原先专业发展残留的痕迹，学科方向发展不均衡，如果一味追踪材料科技前沿的基础，往往会失去原有的特色。我院材料科学与工程实验教学中心充分利用原先专业发展的基础，通过资源整合，优化实验室结构，建立“材料制备及热处理”、“材料成型加工”、“材料性能测试”、“材料组织结构表征”四个实验平台。在整合实验室的基础上，对实验教学的内容也进行了调整。从各专业能力培养的目标出发，调整相关学科的知识配套，使实验教学内容能随学科发展、国家和地方经济建设的需要不断更新，使一些先进的科技成果及时转化到实验教学中。通过对全院的实验资源进行整合，建立开放、共享的实验平台，并能通过网络进行仪器设备使用的预约，从而实现学院内实验资源的优化配置，避免实验室不必要的重复建设，减少资金及人力资源的浪费。
3.充分利用中省共建资金，完善实验教学平台。中省共建资金是财政部于2000年针对划转地方院校设立的“中央和地方共建高等学校专项资金”。我院根据学科及实验教学平台建设需要，通过认真组织、积极申报，截至2010年共获得800万元中省共建资金的资助。这些资金在相当程度上缓解了学生规模不断扩大与基础设施严重不足的矛盾。2008年，利用中省共建资金，通过购买万能试验机、示波冲击试验机、疲劳试验机完善材料性能测试实验平台；通过购买扫描电镜、XRD衍射分析仪等提高材料组织性能表征实验平台，使我院材料科学与工程实验中心的平台建设上升到一个新的台阶。2010年通过中央与地方共建实验室资金建成的“国际焊接工程师实训基地”，将理论教育与实践相结合、专业教育与工程教育相结合，将国际焊接工程师培训课程纳入专业课程教学模块，对在校生开展“学历学位教育+职业资格认证”教学模式的探索与实践，使在校生可以提前获得从业资质，不仅提高自身专业能力和素质，而且拓宽就业渠道，增加就业机会，培养国际化焊接技术专门人才，满足石油石化行业和陕西地方经济建设对国际资质焊接技术人才的需求。2010年和2011年共有80余名本科生参加了国际焊接工程师培训班，64名学生一次通过考核，并获得由IIW颁发的国际焊接工程师资格证书，受到了哈尔滨培训中心的好评。我院材料科学与工程实验中心通过近几年中省共建资金的扶持，较好地完善了实验教学平台。目前，实验中心可为企业、其他高校或研究机构提供力学性能测试、金相组织分析、X射线衍射分析等技术服务。
4.开展校企合作，提高实验平台建设水平。校企合作的目的是要实现高校资源、企业在市场经济条件下的合理配置和有效运行[6]。共建实践教学平台是校企合作办学的重要方面。我院与宝鸡石油钢管有限责任公司焊接钢管研究院签订了校企合作协议。双方本着资产明晰、资源共享、联合研究、成果共有的原则，共同建设“焊接钢管工程技术研究中心”，建立校企合作技术创新体系，构建技术研究、开发平台，为学校教育质量的提高和企业技术发展提供服务。焊接钢管工程技术研究中心组建后，学院既可以利用宝鸡石油钢管有限责任公司钢管研究院的产品中试生产线，又可以利用其在材料组织性能检测分析方面的高端实验设备和仪器，为教师和学生提供科技创新的实践平台；宝鸡石油钢管有限责任公司钢管研究院可以借鉴西安石油大学在焊接钢管领域的理论研究成果，充分发挥高校教师科研攻关的优势，合作承担国家和中国石油天然气集团公司在焊接钢管研究方面的科研项目和企业的产品开发任务，为企业的生产及产品研发提供服务。通过建立研究中心这一科技平台，校企双方通过优势互补和资源共享，不但增强企业的竞争力，创造经济效益；同时又提高了实验平台建设水平，增强了高校的科研实力，扩展了双方在彼此领域的影响。2007年“焊接钢管工程技术研究中心”被评为陕西省钢管工程技术研究中心，校企合作实现了“双赢”。
5.加强队伍建设，完善实验室管理体系。针对实验教学中心专职实验队伍编制少的问题，为了保证实验教学质量和科研服务水平，中心采取以专职实验队伍为主体，与兼职实验教师相结合的互补互助建设方针。专职实验教师队伍将建设成为一支具有现代教育理念，掌握先进实验教学方法和管理方法，动手能力强，结构合理的队伍。兼职实验队伍采取聘用高水平的学术带头人、青年博士为兼职实验教师，充实实验教师队伍。同时，派遣实验技术人员到同行科研院所和高等院校学习、交流，鼓励实验教师到知名大学进修等一系列行之有效的措施，来加强实验教师队伍建设。与此同时，进一步完善实验中心管理体系，规范仪器设备操作规程，尤其是大型设备的管理和使用，并重点加强了危害性大、涉及面广的危险化学品类管理制度建设，保证了实验室高效、安全地运行。
通过对实验室进行整合、重组、优化，成立了材料科学与工程实验教学中心，采用院一级管理体制，搭建了满足实验教学和科研工作的共享平台，并与企业共建，资源共享，实现了人力、物力、社会资源的优化利用。随着实验中心的进一步建设和在实践中的不断完善，实验中心在学生培养和服务社会方面必将发挥更大作用。
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关键词:材料科学基础;实验教学;新构思
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2012)-08-0144-01
一、实验教学的主要意义
如果说材料科学是一门艺术,那么材料科学的实验教学是带领学生通向这座艺术宫殿的桥梁。《材料科学基础》作为一门以基础理论和工程实践紧密结合为特征的学科应该以实验为基础。实验不仅能帮助学生正确认识物质及其变化规律;更能激发学生兴趣,发展和培养学生的创新思维。因此,充分利用实验教学手段,对培养和提高学生的创新意识和技能至关重要,也是学好《材料科学基础》这门课程的基础。
二、实验教学的关键
在《材料科学基础》实验教学这门新课程中,加强学生的自主学习意识,使学生的“要我学”变为“我要学”是一个关键的问题。在实验这样的探究性活动中,需要学生自己去猜想、去探究,通过实验去验证自己的猜想和设计是否正确。在实验的过程中,让学生自己动手具体实施实验操作,亲自去探索实验的过程,使他们的材料科学实践概念得以更为有效地与基础理论知识体系中的材料科学理论概念建立起实质性的联系。以往的实验教学都是老师单纯的演练一下实验步骤给学生看,但教师更应该做的是对实验现象进行分析和解释如此操作实验的目的。而课堂上让学生们自己提出问题,自己猜想假设,自己设计方案。相信在这样自主学习的教学活动中,学生的学习积极性和主动性也会得到增强。通过实验教学方法,来使学生加深了对书本概念的理解,优化了学生的知识结构,而不是平时的机械背诵概念定义。相信实验课上的理解加上老师课上的引导讲解,会让学生们对《材料科学基础》的学习有很大程度的理解和领悟。
三、实验教学的建议
在《材料科学基础》教学实验中,包含了材料科学中最基本的实验,这些实验是学习材料科学工程专业学生所必需掌握的。
在动手实验之前,可以通过让学生们浏览一些相关的实验过程动画模拟或相关录像教学课件[1],使他们对所做实验有了初步的认识和理解,能够了解基本实验的原理,了解相关仪器和设备的主要结构和操作方法。这样为学生提供了扩展视野的机会,而且最大限度仿真或者演示了真实实验,使学生对实验有了更加具体形象的了解。在这个相关的模拟课件中,教师所选用的素材应该采用实物照片,且课件内容应包括了实验所需的器材的认识,如何操作这些器材,以及实验的流程等等。
此外,在实验教学的过程中,教师更应充分发挥教学语言的艺术性,提高学生的课堂注意力。这就要求教师熟练掌握专业术语,并在实验教学授课时准确运用,同时在学生回答问题和解题时要求学生应用专业术语,逐渐引导学生习惯运用术语解释和交流本学科的问题。而且,在上课时教师要把握好时间和节奏,留出充足的时间进行本节课结课的总结,尽量避免由于时间原因而匆忙结课。总结的时间不宜过长,语言必须简洁明快,把这节课所讲的内容进行总结,概况重点内容,这样可以使学生能对本堂课的内容一目了然,便于复习和记忆。
在做完实验后,教师可以通过在下一节课堂上提问问题,让学生课后积极主动地复习上次的实验知识和预习下次的实验内容,加深对实验内容的记忆和巩固。
另外一个方面,可以通过加大实验成绩在综合成绩评定中的比例,刺激和鼓励学生重视实验,促进学生实验动手能力和科研素养的提高。并且在实验时,注重培养学生使用和维护仪器设备的能力,这样不仅增加了学生学习理论知识的兴趣,而且提高了学生的实际工作能力,为日后的工作和继续深造奠定基础。
四、实验教学课程新构思
《材料科学基础》实验课的设置有明显的功能性,主要是为了引导学生对《材料科学基础》的更深入理解,这些实验主要是验证性实验。验证性实验是对理论知识的验证和重现,它有助于学生对理论知识的感性认识和对理论知识的深刻理解,能够巩固所学过的知识。但是,这些设计的实验缺少了实际应用性和设计研究性。《材料科学基础》的实验应该结合实际应用性和设计研究性型实验,创建一个实际背景,提出一个具体问题让学生解决,学生通过自己设计实验,自己动手做出实验,并运用所学有关专业基础知识对实验结果进行分析讨论,正确地解决实际问题。这样既提高了学生的自我思考能力和动手能力,更让学生系统地掌握有关专业基础知识,并培养学生了科学研究的思路和能力。所以,《材料科学基础》的实验教学内容应该结合验证性实验、实际应用型实验以及设计型实验这三大模块来进行构建。此外,教师应该结合材料科学领域的科研和生产发展,及时更新改进实验教学内容,不能与时俱进。
五、结束语
实践胜于理论。除了理论教学以外,更应该注重《材料科学基础》的实验教学部分。在实验教学中亲身发现和认识科学理论,并在科学实验中去检验所获得理论的真伪。让学生不仅从课堂上接受理论知识,更通过实验去学习知识,在实践中运用所学到的知识,这才是真正地掌握知识。
美国俄亥俄州立大学(OSU)是一所历史悠久的研究型高等学府，为十大联盟Big Ten Conference成员，被誉为“公立常春藤”大学之一。OSU开设的专业几乎涵盖了所有的学术领域，很多专业在全美名列前茅。
OSU工程学院材料科学与工程系由地质、采矿及冶金系和粘土、陶瓷系合并而成，许多教师在国际相关研究领域享有很高的声誉。系里拥有一栋办公楼和两栋试验楼，拥有很多具有国际先进水平的仪器和设备，其研究方向覆盖了金属、陶瓷等电子、生物、超导、传感器、金属间化合物、先进复合材料、涂层、薄膜材料等的加工、组织及其化学、物理、力学性能的研究。
国内某高校(以下称A高校)是一所以土木建筑、环境市政、材料冶金及其相关学科为特色，以工程技术学科为主体，工、理、文、管、法、经、艺等学科协调发展的多科性大学。该高校冶金工程学院由冶金工程、材料成型与控制工程、金属材料工程、化学工艺与工程4个专业组成。其研究方向覆盖表面纳米化处理、超细晶材料制备、涂层材料、电池材料、钢铁材料、金属间化合物等领域。
OSU的材料科学与工程系和A高校的冶金工程学院都设置有材料科学基础课程，且都立足培养材料加工类专业理论应用型人才。因此，对这两所大学材料科学基础类课程的教学方法进行比较研究是可行的。通过比较研究，对国内高校材料专业乃至其他理工类专业的教育教学改革和课程体系建设具有一定的启示和借鉴作用。
一、课程体系
OSU的本科教育旨在培养学生对专业的学习兴趣，帮助学生获得应对现代社会挑战所需要的知识和能力。OSU将每学年分为Winter、Spring、Summer、Autumn四个学期。除了Summer Quarter，其他学期都安排了材料科学基础的相关课程，其专业课设置均为专业基础课，即精心为学生设计的入门课程，主要目的是给学生展示该学科涉及哪些方面的内容，哪些内容可以在今后的学习中进行深入学习，帮助学生完成从高中向大学阶段的过渡[1]。
OSU材料科学基础相关主要课程有：MSE564——材料微观组织和力学性能、MSE342——材料的微观组织和特性、MSE741——透射电镜、MSE205——材料科学与工程简介、MSE361——材料的力学性能简介、MSE605——材料科学原理、MSE765——材料的力学性能。这些课程共分为三个体系，205、605讲授的是材料科学基础和原理，注重介绍各类材料的组织、结构、性能、加工工艺与其应用之间的关系，讲授金属材料、陶瓷、聚合物、化合物等材料的组织结构对其力学等性能的影响以及分别采取哪种工艺改变材料的结构获得预期性能。361、564、765主要讲授了材料的宏观力学性能，例如陶瓷、金属材料、聚合物、化合物等材料的拉伸、疲劳、断裂、蠕变等宏观力学性能，并阐述了材料组织结构对其变形行为的影响。
342和741讲授了材料微观组织结构分析与表征，主要通过XRD、SEM、EBSD、TEM等分析方法对材料的位错、织构等微观组织结构的分析与表征。课程体系安排由浅及深，比如605是205的深化版，对相关理论进行了深入讲解，重点对位错、扩散、钢的热处理部分进行了扩充。765是361、564这两门课程的深化版。学生可以自主的根据自己的掌握程度以及兴趣选择基础课程或者深化课程，完善自己的理论知识体系。
A高校实施以通识教育为基础的专业教育，培养德、智、体、美、劳全面发展的高水平高素质人才。该高校材料科学基础相关课程主要包括金属学、材料化学、材料组织结构的表征、材料性能学、材料加工原理和材料综合实验，体现“组织决定性能，性能决定用途”的知识核心。此外，该高校设有材料塑性力学、凝固理论、轧制技术、冲压成型等课程，旨在帮助学生形成一个从材料合成到后续加工的完整知识体系，但是理论基础课程设置较少，学生对基础理论的掌握程度有待深入。
二、实践教学
实验是课程的重要组成部分，也是学生学习掌握材料组织性能、材料检测方法的重要手段[2]。OSU采用分时段的实验室管理方法，即将每次参与实验的学生分成四组，四组学生在50分钟内交换使用实验仪器，大大提高了实验效率，也能够让每个学生亲自参与到实验环节中，并从中得到锻炼与知识的理解与巩固。学院也会设计一些趣味实验，MSE361课程就设置了一个“Egg Drop”项目，就是让学生开动脑筋，采用奇思妙想确保鸡蛋从5层楼上扔下来而不破裂，要想成功完成这个项目，学生需要发挥团队协作精神，综合运用材料力学知识，选取有效材料对鸡蛋进行保护，并采用有限元进行模拟分析。
A高校的材料科学基础课程实验属于验证性技术基础实验，一共包含三个内容，分别为金相样品的制备及显微镜使用，Fe3C-Fe平衡组织分析以及金属塑性变形与再结晶实验。实验采用集中安排的形式，安排在具体的某周某节课，由教师动手操作，学生围在周围学习，然后分组完成实验操，每个学生的亲身经历比较少，通过实验获得的专业知识也会减弱。
三、课堂教学方法
课堂教学方法是在一定的理论指导下，为实现既定教学目标而采用的课堂教学形式。教师应该了解和掌握多种教学方法，根据具体的教学情境和教学目标运用不同的教学方法。
OSU所有的教室基本都配备有投影设施，在讲课过程中，教师可以用电子笔在PPT上勾画、讲解。另外教师在授课过程中，可根据需要设置一些问题，学生通过手中的clicker，按键给出自己的判断，答题结束后，屏幕上很快显示出统计结果，教师会据此了解学生对知识点的掌握情况。
OSU课堂多采用以激发学生潜能为目标的“案例教学”、“交互教学”和“小组讨论”。案例教学通过教师讲解实例向学生介绍材料组织及性能的相关理论知识，然后学生再利用网络、书籍等资料，运用所学的知识对自选材料进行分析;交互式教学方法，构建了一个平等和互相尊重的学习氛围，实现了师生之间的相互沟通和加深对新概念的理解;在小组讨论与汇报过程中，教师对每个学生都十分重视，尽量让每个学生都有表现的机会，强调让每个人都分担一部分工作。在展示成果时，每人都要汇报自己做了什么，并谈谈自己独到的见解。有些课程在课程讲授完之后，会要求学生分小组完成一个项目设计，这样可以培养学生的团队合作意识、创新精神和社会责任感，使其学会如何收集资料，也使概念的记忆和问题的解决迅速化。
A高校目前的课堂以讲述为主导，案例教学和交互教学方法逐渐加以应用，这样的做法对学生自己构建知识体系有重要意义。但是在构建知识体系的过程中，教师相对传统的讲述方式、作业布置等情况，导致对学生知识结构方向的纠偏作用比较小。学生在不知道问题的已知条件的由来的时候，往往难于形成自己的知识体系。课堂互动的效果与美国的课堂气氛差异很大，在美国课堂上，只要教师提出了问题，学生会马上有激烈的反应，若是有讨论的话，教室里马上就会活力四射;但是在中国课堂上，教师提出问题，大多数学生会选择沉默，教师需要用“点将”的方式实现互动。
OSU将更多的时间留给了学生，让学生有更多的作业时间和创新时间。A高校则在课堂教学上花了更多的时间，教师和学生的创新思路和时间将受到限制。
四、考核体系
OSU将考试成绩分散在日常学习中，根据学生的到课率、课堂答题情况、作业完成情况、小测验、期中考试、期末考试、实验(实验表现和出勤)、实验评估和项目等综合决定。所以从头至尾，学生需要认真学习才能取得理想的成绩。
A高校的成绩由期末考试和平时成绩来决定，期中、期末考试占70%，平时成绩占30%。平时成绩包括实验、出勤和作业全部。因此，学生就会只注重最终的学习结果，而不注重期间学习的过程。这对学生人生观，价值观的形成有重要的影响。
五、启示与借鉴
通过对俄亥俄州立大学和国内A高校材料科学基础相关专业的课程设置、实践教学、教学方法和考核体系进行对比，分析了A高校在教育教学过程中存在的问题。为提高材料科学基础课程的教学水平和人才培养质量，一方面要在实施通识教育的基础上加强自然科学、人文社科教育，拓宽学科范围，适当增加选修课程的数量，提高课程的综合性，增加学生学习知识面和课程选择的自主性;另一方面，材料科学基础课程教学内容要紧跟学科前沿，使学生了解到材料领域的高新技术，并应涉及各种材料工艺的计算机模拟[3];同时，实践教学要从教学计划和实验室管理两方面进行改进，更新实验室管理办法，维护设备的正常运转，使每个学生都可以参与其中。
材料科学技术是国民经济发展的重要支撑，是航天、航空、信息、国防等高新技术进步的基础。北京理工大学材料学院培养从事金属、无机非金属、高分子材料的制备与加工和电子封装技术领域的高级研究和工程技术人才。
该学院设有材料科学与工程、高分子材料与工程、材料化学、材料成型及控制工程、电子封装技术五个本科专业，设有材料科学与工程博士后流动站，具有材料学、材料加工工程、材料物理与化学学科博士及硕士学位授予权，具有高分子化学与物理、有色冶金硕士学位授予权。
（来源：文章屋网 ）
关键词：“工程材料学”；航空航天专业；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）04-0124-03
“工程材料学”是航空主机类专业（包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等专业）的学科基础课程。该课程虽然仅有48学时，但承担着为未来的航空工程师构建材料知识体系的重任，对学生今后的发展起着重要作用。本文结合近年的工作实践，对该课程在教学要求、教学内容和教学方法等方面的改革进行研讨。
一、高度重视航空和材料领域发展对“工程材料学”课程教学的影响
材料学既是基础科学，也是应用科学。材料科学与技术的发展，解决了很多工程领域的关键问题，有力地推进了相关科学和技术的进步，使得材料科学成为最活跃的科学领域，材料产业也成为国民经济发展的重要支柱产业。“工程材料学”以物理学、化学等理论为知识基础，系统介绍材料科学的基础理论和实验技能，着重培养学生把这些知识应用于解决工程实际中提出的对材料结构、性能等方面问题的能力。作为一门重要的学科基础课程，“工程材料学”具有较长的开设历史，在人才培养中发挥了重要的作用。航空航天领域的发展对工程技术人员的能力素质提出了更高的要求，特别是“卓越工程师”教育培养计划的实施，对工程类课程建设的需求更加迫切，有必要以新的形势为背景反思该课程的教学改革。航空以众多学科知识、先进研究成果为基础，已发展成为一个由多个分系统组成的大系统，需要工程技术人员采用系统工程的方法进行综合设计。现代航空技术一百多年的发展，使得人们可以在更大的范围内探索天空，也使得飞行器的工作条件更加恶劣，工作环境更加严苛。现代飞行器不仅要具有速度快、航程大、载重多等特点，还要满足节能低碳等要求。材料科学技术的发展，为解决航空航天领域的诸多难题提供了可能，“一代材料，一代飞机”已成为飞行器发展公认的规律。这对航空航天工程技术人员的材料知识提出了更高的要求。在飞行器及其主要部件的设计、制造和维护工作中，要全面认识材料的性质和特点，才能挖掘材料的潜能，充分利用材料的特性，满足工作需要。面对航空航天迅猛的发展形势，仅了解和掌握已有材料的知识是不够的。具有创新素质的工程技术人员，要了解材料科学与工程的发展方向和趋势，分析材料领域的发展对航空航天领域的影响，同时要认真研究具体工作对新材料、新工艺的要求，明确材料发展的需求。在新型飞行器的研发过程中，要综合考虑用户对飞行器总体性能的多种要求，对各项技术参数进行统一的优化。在落实对飞行器性能的要求时可以发现，很多要求是相互矛盾的，比如飞机的航程和机动性就存在着较大的矛盾。为了获得较好的综合性能，需要对飞机进行一体化设计，要及时掌握各种设计方案对飞机主要材料和工艺的要求，对飞机整体结构进行综合优化。在此过程中，各部门工程师都需要和材料系统密切配合，才能实现信息和资源共享，降低全系统的风险，提高系统的可靠性和综合性能。材料科学技术的迅速发展也对课程教学提出了新的要求。材料科学与技术是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。在现代科学技术中，材料科学是发展最快速的学科之一，在金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等主要方向上的发展日新月异，促使“工程材料学”课程内容的不断充实。
“工程材料学”课程要系统讲授材料科学与技术的基础理论和实验技能，使得学生掌握工程材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面的知识。早期的航空工程结构以自然材料为主，如在美国莱特兄弟制造出第一架飞机上，木材占47%，普通钢占35%，布占18%。随后，以德国科学家发明具有时效强化功能的硬铝为代表，很多优质金属材料被开发出来，使得大量采用金属材料制造飞机结构成为可能，也使得研究者们投入了更多的精力于金属材料的探索。相应地，这一时期“工程材料学”课程内容也以金属材料为主。上世纪70年代以后，复合材料开始在航空领域应用。复合材料具有较高比强度和比刚度的优点使得工程技术人员对其抱有很大的希望。航空工程师首先采用复合材料制造舱门、整流罩、安定面等次承力结构，而现在复合材料已广泛应用于机翼、机身等部位，向主承力结构过渡。复合材料因其良好的制造性能被大量应用在复杂曲面构件上。复合材料构件共固化、整体成型工艺能够成型大型整体部件，减少零件、紧固件和模具的数量，降低成本，减少装配，减轻重量。复合材料的用量已成为先进飞行器的重要标志。相应地，复合材料必然要在“工程材料学”课程中占重要地位。钛合金的开发和应用使得飞行器具有更好的耐热能力，提高了发动机、蒙皮等结构的性能，有效解决了防热问题。“工程材料学”课程的教学内容应该及时反映材料科学在提高飞行器性能方面的新应用与新进展。与此同时，其他相关学科也取得了长足的发展，使得主机专业教学内容大幅度增加，“工程材料学”课程的教学内容和学时之间的矛盾愈加突出。
二、认真分析专业教学对“工程材料学”课程的不同要求
“工程材料学”课程是一门重要的学科基础课，是基础课与专业课间的桥梁和纽带，在航空航天主机类专业培养学生实践动手和创新创造能力，提高学生综合素质等方面具有重要作用。在多年的教学实践中，该课程对主机类各专业采用同一标准教学。虽然主机类各专业人才培养有其共性要求，但随着航空航天事业的发展，专业分工越来越细，差异化特征也越来越明显，因此“工程材料学”课程应该充分考虑不同专业的具体需求，结合各专业的课程体系安排教学。飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等主机类专业根据航空领域中的分工培养学生，毕业学生的工作要求有所不同，对知识结构的要求也不一样。就材料方面知识而言，不同专业学生也会有所区别，应按照专业特点纵向划分对“工程材料学”课程的要求。不同专业主要服务对象的材料特点是确定课程要求的主要依据。
飞行器设计与工程专业要全面统筹飞行器产品及各部件的设计和制造，主要从事飞行器总体设计、结构设计、飞机外形设计、飞机性能计算与分析、结构受力与分析、飞机故障诊断及维修等工作，要求了解材料科学与工程的发展对现代飞行器设计技术的影响，因此要较全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知识，了解轻质高强材料的发展动态和发展趋势。飞行器动力工程专业要求学生学习飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识，主要培养能从事飞行器动力装置及其他热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。飞行器动力的重要部件对抗氧化性能和抗热腐蚀性能要求较高，要求材料和结构具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。因此，材料在高温下的行为、性能和分析、选择方法应该是该专业“工程材料学”课程的重点。飞行器制造工程和机械工程等专业要针对现代飞行器工作条件严酷、构造复杂的特点，采用先进制造技术，实现设计要求，并为飞行器维护提供便利。该专业要求学生理解飞行器各部件的选材要求，掌握材料的制造工艺。飞行器零部件形状复杂，所用材料品种繁多，加工方法多样，工艺要求精细。很多新材料首先在航空航天领域得到应用，其制造技术具有新颖性的特征，设计、材料与制造工艺互相融合、相互促进的特点非常明显，这就要求学生在“工程材料学”课程中把材料基础打好，适应工艺和材料不断发展的要求。虽然各专业对“工程材料学”课程的要求有所不同，但课程基础一致。
该课程名称为“工程材料学”，即明确其重点在于将材料科学与技术的成果运用于航空航天工程，把材料基本知识转化为生产力。“工程材料学”是相关专业材料学科的基本课程，学生要通过该课程了解金属材料、无机非金属材料、高分子材料等微观和宏观基础知识，学习材料研究、分析的基本方法，掌握材料结构与性能等基础理论，研究主要材料的制备、加工成型等技术，为更好地学习专业课程创造条件，为将来从事技术开发、工艺和设备设计等打下基础。由此可见，在明确了各专业对该课程的个性化要求的基础上，更要明确共性要求。“工程材料学”课程要培养学生材料方面的科学概念，提升材料方面的科学素质，扎实的材料科学与技术知识基础是学生学习专业课程、提高综合素质、培养创新能力的必备条件，是进一步发展的基础。因此，“工程材料学”课程采用“公共知识+方向知识”的模式比较合适，即把教学内容划分为每个专业均要求了解的材料领域知识和根据各个专业特色需要重点介绍的知识两部分，既满足了宽口径、厚基础的教学需要，又注重了后续专业课程学习和能力培养的要求，促进了基础理论和专业应用的融合渗透，较好地满足了材料、设计、制造、维护一体化发展的需要，增强了跨学科、跨专业认识问题、思考问题和研讨问题的能力。
三、多管齐下建设丰富的教学环境
作为一门学科基础课程，“工程材料学”课程要根据学校人才培养创新目标和相关专业的人才培养标准、方案，结合卓越工程师教育培养的要求，注重与专业课程体系的融合，注重与工程实践教育的结合，注重对学生创新意识、创业能力及综合运用知识能力的培养。在充分调研与分析专业人才培养对课程教学要求的基础上，要对课程的教学大纲和内容进行修订，与相关教学环节有效整合，拓展教学活动的空间，营造良好的学习环境和氛围，加强与后续课程及实践活动的联系，解决学科基础课的教学与专业人才培养需求的脱节或不衔接等问题。
“工程材料学”在第四学期开设，是一门承前启后的课程。在前期开设的课程中，“大学物理”和“航空航天概论”是两门直接相关的课程。“大学物理”提供了学习“工程材料学”的科学基础，认真分析“大学物理”知识点在“工程材料学”中的应用，有助于学生更好地理解相关概念。“航空航天概论”以航空航天领域的发展为主线，介绍飞行器的组成及工作原理。如果在“工程材料学”课程讲授之初让学生重新回到机库，从材料发展的角度再次审视航空航天的进步，结合材料学的概念研究飞行器的组成及工作原理，会使得学生对该课程有比较全面的认识。在相关专业的后续课程中，有好多课程与“工程材料学”密切相关，如“飞行器总体设计”、“发动机原理”、“先进制造技术”等，如果在“工程材料学”中对有关知识点作简单介绍，可以使学生更好地综合分析相关概念，加深理解。在主机类专业培养方案中，“工程训练”是集中式的工程能力培养环节，其教学内容与“工程材料学”密切相关。“工程训练”教学内容以机械制造工艺和方法为主，包括热处理、铸造、锻造、焊接、车削加工、铣削加工、刨削加工、磨削加工、钳工、数控加工、特种加工、塑性成型等，每一种制造工艺和方法都与工程材料密切相关。在以前的教学工作中，材料是加工对象，对材料的性能等的介绍很简单，学生的认识较浅。如果在“工程训练”教学过程中，针对不同的加工工艺和方法对材料作较深入的介绍，从应用的角度分析不同材料加工工艺和方法的适应性，可以促进学生把材料理论知识的学习和工程实际联系起来。通过让学生分析研究实际材料在加工过程中的表现来认识材料的性能，通过感性认识来体会材料变化的规律，把深奥的材料科学理论知识和生动形象的加工过程结合起来。这样不仅强化了工程训练效果，还能让学生把材料的知识学活，留下更深刻的影响，更好地发挥学生的潜力。
航空航天主机类专业的课程设计是重要的综合学习环节。课程设计任务一般是完成一项涉及本专业一门或多门主要课程内容的综合性、应用性的设计工作，通过一系列设计图纸、技术方案等文件体现工作成果。很多主机类专业的课程设计涉及材料的选用、处理等方面的问题。按照教学计划，“工程材料学”先行开设。因此，在相关课程设计中，有目的地提出材料问题，引导学生在更广的范围里选材，在更加深入的层面上分析材料性能，可以更好地调动学生自主探究材料科学的积极性，帮助学生把材料知识转化为初步的工作能力，克服课程知识的碎片化倾向。
四、结语
航空航天是现代科学技术的集大成者，该领域发展很大程度上取决于材料科学技术的进步。材料学是航空航天工程技术人员知识结构的重要组成部分。“工程材料学”要按照现代大工程观的要求组织教学，才能实现教学目标，提高培养质量。航空航天领域和材料科学技术发展，极大地丰富了“工程材料学”的教学内容。要根据学科领域的发展需要选择教学内容，按照理论实践结合、突出工程应用的要求构建知识体系。在教学工作中，应根据不同专业的培养要求，深入研究材料学的基本要求和各专业的发展方向，形成“公共知识+方向知识”的“工程材料学”课程结构，提高教学效率。统筹考虑专业教学与其他课程的联系，以及课程设计、工程训练、毕业设计等教学环节，以“工程材料学”课程为中心，注重课程的纵向推进和知识的横向联系，不断加深对材料学的理解和掌握，培养多角度研究分析、跨专业交流合作、多学科解决问题的能力。
参考文献：
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[5]于永泗，齐民.机械工程材料[M].大连理工大学出版社，2010.
Discussion on Reform of "Engineering Materials" Course Teaching for Aeronautic Majors
WANG Tao，ZHOU Ke-yin
（College of Material Science and Technology，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing，Jiangsu 210016，China）
材料科学与工程类专业与工程应用联系十分密切，国内几百所高校设有此类专业。因此，材料科学与工程类专业人才培养模式与质量对材料与材料成形产业的发展有着直接的影响。目前对于大学生工程实践能力的培养质量，中外用人企业的共同反映是：上岗适应慢，缺乏创新精神和创新能力，项目研究能力、团结协作能力、实践动手能力较差、敬业精神等人文素质薄弱等。反思目前的高等院校在大学生能力培养方面尤其是工程实践能力培养方面还存在明显的不足，已经不能满足当前科技进步及社会发展对工科大学毕业生素质与能力的要求。
1.培养模式落后
目前材料科学与工程类专业大学生在培养过程中上基本是以教师为中心、以课堂讲授为主，注重理论与知识的传授，过于强调教材和教师课堂讲授在培养过程中的重要性；学生基本上是在被动的学习，自我培养的意识和能力差；缺乏对学生实践能力、解决问题能力的培养；注重学生的理论学习和书面考试成绩，缺乏对学生在培养过程中能力表现的评价。
2.大学生专业项目研究能力培养不够
国内的工科院校比较注重大学生科技创新项目研究以及毕业设计训练，一些科研条件比较好的工科院校还设立了大学生创新研究基金，支持学生开展科技创新研究。让大学生结合实际科研项目开展毕业设计，这些做法在培养大学生动手实验能力及科研能力方面起到了很好的作用，但是由于大多数的创新研究项目以及毕业设计题目仅是指导教师科研课题的很小部分内容，学生仅是按照教师的要求完成某一科研项目中的部分内容的实验或验证，缺乏对学生进行项目研究全过程的培养，尤其是对大学生从事专业项目研究能力的培养作用很小。
由于上述原因，毕业生就业后不能很好地运用所学的理论知识解决具体的生产问题，上岗适应慢；进行创新、改革及项目研究的能力差，发展后劲不足。
基于项目的学习是一种创造性地解决实际问题的学习方式，是一种通过引导学生深入探究某一真实、复杂的问题，仔细设计某项任务等形式，培养学生学习知识和技能的教学模式。基于项目学习的教学模式在国外已经得到较多研究和应用。例如在美国，基于项目的学习是其开展研究性学习的主要学习模式之一。英国、新加坡等国的一些高校也已经采用了基于项目的学习模式。
采用基于项目学习的培养模式，具有一些传统培养模式不具有的特点。
首先，采用基于项目学习的培养模式，将传统的以教师为中心的教学型培养模式改革为以学生为中心进行自主学习的学习型培养模式，学生可充分发挥其主动性和创造性，按照自己的兴趣、特长及时间合理安排相关环节的学习和研究，非常有利于培养自主学习和进行探索研究的意识和能力。而这正是高等工科教育的主要目的之一。
其次，可以采用小组的形式开展项目研究，同学之间通过分工合作、相互研讨、相互学习，在提高学习效果的同时，有效地培养了学生的团队意识、协作精神以及合作能力。
再次，通过典型项目的设计和研究，让学生完整经历问题提出、资料查阅、方案设计和论证、设计或实验研究、中期报告、研究报告撰写、结题验收答辩等项目的全过程锻炼，让学生把所学的理论知识与实践结合起来，并综合运用知识解决具体实际问题，从而显著提高学生发现问题并解决问题的能力、创新意识与能力、书面报告及口头表达能力等综合能力。
基于项目学习模式强调充分培养学生的自主性、创新精神、协作精神以及解决实际问题的能力，符合国内高等工科教育改革的发展趋势，是国内高等工科院校在进行教育改革时值得学习和借鉴的人才培养模式。但是基于项目的学习模式是一种新型的学习模式，没有现成的项目供教师使用，可借鉴的案例也比较少。尤其是国内在大学教育中的应用很少。因此，在借鉴国外的先进培养模式进行教育改革时，结合学校特点和条件开展基于项目学习的应用研究，对于推广应用该模式，提高材料科学与工程类专业大学生培养质量具有重要的实际意义。
二、哈工大材料科学与工程学院基于项目学习培养模式
如何发挥各学校、各专业的优势与特点，形成特色的培养模式是成功应用基于项目学习培养模式的关键。
多年来，哈工大材料科学与工程学院非常重视大学生工程实践能力和素质的培养，开展了多种形式的教育改革，并取得了良好的效果。自2011年起，材料科学与工程学院作为哈工大试点学院之一，开展基于项目学习的培养模式改革，并制定了基于项目学习的培养方案，在学院已有的工作基础上，通过进一步完善课内外培养计划，以突出培养学生主动参与学习、自主学习和自我提高意识为中心，以突出培养学生的专业项目能力与素质为特色，初步形成了基于项目学习的材料科学与工程类专业大学生培养模式。
1.教学计划外开设能力培养讲座
第一学年在教学计划外开设4次《综合能力培养讲座》，内容包括：专业介绍及发展、专业资料查询、绘图软件使用、学术报告PPT制作等；第3学期开设2～3次《科技创新能力培养讲座》；第5学期请企业工程技术人员开设2～3次《项目工程能力培养讲座》。
2.大学生创新项目训练
第一学年在教学计划外开展创新项目训练，鼓励学生自拟训练题目，为学生配备指导教师。时间为2个学期，学生可以按照小组的形式进行，不要求进行实验，但要经历项目研究的全过程训练，包括查阅资料、撰写开题报告、开题答辩、方案制定及研究、中期检查、结题答辩。
该环节的目的主要是让学生建立项目研究的基本概念，培养学生的项目意识与能力。
3.大学生科技创新项目研究
第二三学年在课题组、研究室、重点实验室以及国家级实验教学示范中心等平台支撑下，鼓励和支持学有余力和兴趣的学生参加国家、学校及材料学院大学生创新实验项目研究，为学生配备指导教师，提供实验经费支持。
该环节的目的主要是培养学生的创新意识与动手实验能力。
