时间：2022-06-26 10:23:33
关键词：高分子材料与工程；应用型转变；人才培养
中图分类号：G642
文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）09024202
1 引言
2015年10月21日，教育部、国家发展改革委、财政部联合了《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》（教发[2015] 7号），至此地方高校转型发展成为国家深化高等教育领域综合改革的一项重要部署[1]。鉴于高校转型发展的新形势，辽宁省于2015年确定首批10所高校116个专业开展应用型转型试点工作，辽宁石油化工大学高分子材料与工程专业为其中试点之一，作为以“工科为主、石油化工为特色”的辽宁省属综合性重点大学以及卓越工程师教育培养计划试点高校，辽宁石油化工大学率先迈出了应用型本科转型改革的步伐，积极响应我国高等教育改革方针，明确了该校应用型人才的培养目标。高分子材料与工程专业针对应用型转变下，如何加快应用技术人才培养，以提升高校服务经济社会发展能力，开展了一系列的改革与探索。
2 辽宁石油化工大学应用型人才培养定位
应用型本科教育本着立足地方、面向全国、依托行业、服务区域经济发展的原则，以行业需求为人才培养目标[2]。与研究型大学以及高职高专的定位不同，该校立足于打造高水平应用型大学，高分子材料与工程专业的人才定位为 “创新应用”型人才，即培养的学生不仅能胜任操作生产设备等一线生产工作，而且还具备较高的创新知识能力。为达到此目标，在大学四年的培养教育过程中，学习理论知识、培养实践动手能力以及实践科技创新方面要三管齐下，使学生具备完整的理论知识体系，运用学科专业知识应用于实际的能力以及创新的逻辑思维。其就业领域主要面向国内外大中型科技生产企业的一线生产、检测及产品研发岗位，经过一定时间的锤炼并最终走上各企业的中高层核心岗位，并成为企业骨干力量。
3 “创新应用”型人才培养模式改革
针对以上定位，在课程体系，实践环节以及本科生科技创新方面开展了一系列的探索与改革。
3.1 课程体系和教学方法改革
由于高分子材料种类繁多、来源丰富，而且各高校开设此专业的背景以及所依托的优势学科也不尽相同，所以其培养模式和教学内容侧重点均有所不同[3～6]。专业核心课程是人才培养的核心要素，我校依据自身优势，设置的专业核心课程有《有机化学》、《物理化学》、《材料科学与工程基础》、《高分子化学》、《高分子物理》、《聚合物流变学》、《高分子材料研究方法》、《高分子材料成型加工原理》、《聚合物共混改性》、《高聚物合成工艺学》。通过对这些课程的学习，学生具有拓展自己知识和创业的能力，具有较扎实的自然科学基础、材料科学与工程的基础理论和高分子材料与工程的专业知识。同时，在教学过程中高校教师要避免填鸭式教学，大力推广启发式、案例式和研讨式教学，让学生更多地参与到课堂教学中去，在分析、讨论和解决问题的过程中理解、应用所学到的专业知识，并且能够识别、表达高分子材料成型加工与改性相关的工程问题，最终利用科学基本原理进行合理分析。对于一些专业核心课程，我们还进行了慕课的建设以及推广校际课程学习，全面利用课上和课下时间，结合网络，调动学生全过程学习的积极性。
3.2 实践环节改革
实践教学环节是培养学生动手能力的关键环节，我们主要开展的实践性教学环节包括工程训练、生产实习、计算机在材料科学中的应用、课程设计、高分子材料创新实验、毕业设计（论文）等，共计36学分。①计算机在材料科学中的应用和课程设计模块，运用理论知识进行综合性训练；②通过工程训练与生产实习进入高分子材料相关企业检测、生产岗位，熟练生产设备与职业技能、感受企业文化生活；③在高分子材料创新实验，毕业论文环节进入学术课题组，以中高级职称教师作为指导教师，参与国家级，省级以及企业工艺改进、产品研发等项目，培养学生的应用能力；④积极开展校企联合，邀请相关高分子材料优秀企业的工程师来校分享企业生活，开展技术专题报告。经过多层次、多维度的能力培养及实践教学环节，学生能逐步将专业理论知识与实际应用相结合，最终转变成牢固的职业技能，并可以进一步提升。
3.3 科技创新教育开展
“创新应用”型人才培养的最终目标是使学生具备创新能力，具有开拓精神，因此，我们开放实验平台，以大学生挑战杯、大学生创新创业大赛、大学生工业设计大赛、以及各个教师的国家省级科研项目等为依托，鼓励学生参与，在导师的指引下，完成项目应用专业知识，并获得各种荣誉或专利等，经过此过程的培训，学生的创新能力会得到大幅度的提高。
4 结语
高分子材料与工程专业“创新应用”型人才具有应用和创新能力的双重保障，在职业发展上有更大的空间，既符合用人市场对人才的需求，又符合学生成长的长远规划。以学生为本，是高校的发展之基，也是满足社会经济发展对专业人才培养的需求，应用型转变应以促进学生能力的培养和行业对人才需求之间形成良性循环为主旨，而我国地方普通本科高校向应用型转变仍需在探索中不断前行。
参考文献：
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【关键词】固体物理与化学 教学 改革与实践 应用型
【基金项目】2013年铜仁学院教改项目“《固体物理》课程的教学改革思考与实践”（项目编号：JG201346）。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）08-0126-02
固体物理是研究固体的微观结构、各种微观粒子运动形态和规律以及它们相互关系的学科。它是材料类专业的重要基础课程，涉及力、热、声、电、磁和光学等各方面的内容。固体物理理论在很多研究领域都有广泛应用，它是微电子、光电子、半导体等各项技术和材料科学的基础。固体化学着重研究物质的化学反应、合成方法、晶体生长、化学组成和结构，特别是固体中的缺陷及其对宏观物理化学性质的影响。固体物理和固体化学知识在前沿科学中的应用越来越多，相关材料类专业也都开设了这两门课程。
随着科学技术的不断进步，材料科学的研究正不断开拓新的研究领域。作为材料类学生的专业必修课，固体物理和固体化学两门课程原有的知识体系均存在着不同程度的局限性。具体来讲，传统固体物理是一门理论性很强的课程，它用量子理论研究物质的微观结构，用以解释宏观物理性能，以理论教学为重点，实践教学占的比重不多，与前沿科学的结合也不够，不符合材料专业对应用型和实践性的需求;固体化学课程内容包含材料制备工艺和分析手段等实践内容，但对固体的研究方法、结构与性能关系等方面的探索还需要依靠固体物理理论的指导。针对具体的研究对象，往往需要综合固体物理和固体化学的知识才能解决问题。这种解决实际问题的需求使得在材料专业设置固体物理与化学课程很有必要。
目前，在国内大学的材料类专业，固体物理和固体化学一般作为两门独立的课程设置，两门课的教学内容既有重叠部分，也有互补需要。可以合并固体物理和固体化学两门课程，删去重复知识点，缩短学时;提取、凝练知识点互补部分，利用“固体物理”理论更好地指导“固体化学”实践，达到“1+1>2”的效果。
根据铜仁学院的办学定位和教学实际：适应区域经济社会发展需要，按照“突出应用、培育特色、提高质量”的原则，培养高素质的应用型人才，注重社会服务的教学服务型大学。固体物理和固体化学作为材料专业的核心课程，其教学水平对学生的后续发展至关重要。铜仁学院为新升本科院校，固体物理和固体化学这两门课程的开设时间不久，而且目前我们的教学还是偏重理论，实践性不强。因此，为了改变我校材料物理专业固体物理和固体化学教学过程中的问题，培养和造就高素质的应用型本科人才，创新性地设置固体物理与化学课程。
一、改革教学内容
材料学科是一门应用型学科，材料研究的目的就是为了开发设计新材料及其功能应用。根据材料学科的特点和我校材料物理专业的人才培养目标，优化设置教学内容。
（一）将固体物理和固体化学课程的内容有机融合
固体物理和固体化学两门课的教学内容既有重叠部分，也有互补部分。内容的重叠表现在晶体结构、晶体结合和晶体缺陷为两门课程共有部分，但侧重点不同;互补表现为某一研究问题的解决需要综合两门课程的知识点，并且固体化学中关于晶体衍射、固相反应等内容恰好是固体物理中倒易点阵、扩散等理论知识的实际应用。新开设的固体物理与化学将固体化学的知识有机融入固体物理，两门课程的内容“求同存异”。具体来说，将固体化学关于点缺陷的反应式纳入固体物理晶体缺陷章节;将振动光谱、波谱技术与晶格振动联系起来;将晶体的热学性质与热重分析、差热分析联系起来;将金属键与能带理论相结合;固相反应与扩散理论相结合等等。删掉固体化学中的相图内容，此部分在材料科学基础课程中讲授。合并后的固体物理与化学学时为72学时，少于原先两门课程的总学时。
（二）重视知识体系构建，缩减理论学时
固体物理是以热力学统计物理、理论物理、量子力学等课程为基础的课程。固体物理的学习需要这些基础理论作保证，但材料类专业的学生在这方面基础相对较薄弱。特别是固体物理中有很多新概念，通常需要建立复杂的物理模型和理论计算得到。复杂的数学推导过程和物理假设使很多学生感到困惑，在学习过程中也感到十分困难，造成部分学生失去兴趣。因此不能一味追求推导过程，更多的是突出概念的本质和含义，重点讲述物理假设和物理过程。物理模型的建立应简单易于理解，把复杂问题简单化，让学生学会用最简单的方式去解决复杂的问题。比如倒格子概念抽象，是固体物理的一个知识难点。在讲授倒格子时，尽量简化其推导过程，类比普通物理平面波中波矢的概念，将倒格矢与波矢类比，建立抽象的概念与已有的物理图像之间的联系，讲清楚为什么引入倒格子以及引入倒格子后对于我们解决问题的好处，让学生直观理解其背后的物理意义，帮助学生在倒空间中思考问题。
（三）融入前沿科学，提高学生学习兴趣
很多新技术、新材料的发明离不开固体物理和固体化学知识，在教学过程中要适当加入前沿科学和当今世界的研究热点，使学生认识到课程内容的重要性和实用性，例如，在讲解固体分类的时候，就要介绍准晶体;在讲晶体结构的时候，可以介绍石墨烯、碳纳米管。材料由于晶体结构的不同，其物理化学性质相差很大，在讲金刚石结构的时候，要提到另一种具有相同结构的硅材料。还有超晶格与晶体结构、半导体与能带理论的联系;材料的磁性与原子结构之间的关系;巨磁电阻效应等现象。使学生了解固体物理理论在前沿科学中的应用，扩展学生的知识范围，提高学习兴趣。
（四）注重实践教学，提高学生实践能力
材料学是实践性很强的专业，需要在教学中加入实践内容，在每章最后专门设置一个小节内容作为本章应用举例，可以更好地帮助学生理解课本上的理论，更重要的是把理论知识应用到实践中，理论与实践结合，培养学生独立思考问题的能力。例如，在讲解X射线衍射的时候，可以用某物质的XRD图谱作为例子，简单教学生使用Jade分析XRD图谱如何确定衍射峰的晶面指数，如何根据衍射峰来计算晶面间距，结合材料的晶体结构，从而确定材料的晶格常数，这样就把晶体结构这一章的知识全部串联起来。在讲晶体对称性的时候，可以列举相关材料，例如晶体的铁电性与对称中心的关系。
（五）增加科普知识，引入情感教学
在教学内容中增加科普知识，有助于增强学生的认同感，提高学生的科学素质。在讲授某个学科知识点的时候，增加其发展的历史故事，有助于学生更好地理解这门学科和这个理论。科学家是科学发展的主体，也是某一学科知识的缔造者。介绍相关科学家对某知识点的贡献和科学家的生平故事，可以有效提高学生学习的兴趣。能带理论是固体物理中的一个重要理论，通过对固体电导理论发展史的讲授，使学生更好地理解这个理论和实际应用。
二、改革教学方法
（一）多媒体教学和模型教学，建设网络课程资源
传统的理论教学以板书为主，其优点是有利于学生理解理论推导过程。但不足在于耗费时间、且有些图形动画板书不够形象。而应用多媒体教学具有形象生动、有声有色、节约时间等优点，可以利用Material Studio等计算机软件制作晶体模型，增加一些动态元素，突出趣味性、形象性，把抽象的物理模型用文本、视频、动画等多种方式展示出来，增强课堂教学的直观感染力。在课堂增加一些实物模型，比如讲晶体的结构，可提供一些球棍模型，让学生自己动手组装，使学生能直观感受晶体的结构，对理解晶体的对称性有很大的帮助。还可以制作一些CAI课件。在学院网站建立固体物理与化学课程板块，将课件、模型、视频等资料作为网络课堂，为学生提供课下学习资源。
（二）采用教学互动模式，激发学生学习兴趣
现代教学不是一个老师教、学生学的单一过程，更不是“填鸭式”的灌输过程，而是以学生为主体、老师为主导，相互参与的过程。教师要鼓励学生发现和探索问题。学习每个章节，都要探讨三个问题：这章的知识体系是什么，本质是什么，在课程中的作用和地位是什么。通过这样启发式的问题，引导和鼓励学生思考、讨论，能力的提高在于发现问题和寻找答案的过程，鼓励学生提出自己观点和见解，不怕出错，反复思考，对某一问题深究到底，营造积极活泼的课堂学习气氛。
（三）创新作业形式，提高学生知识应用能力
在现有教学方式中，课后作业以习题形式为主，不利于发挥学生积极主动性，有碍学生发现问题和解决问题能力的培养。因此需要改变传统作业形式，将作业以论文的形式呈现。地方本科院校的学生基础相对薄弱，需要采取循序渐进的方式进行指导，使他们尽快适应新的学习方式。在前期，由教师选择涵盖课程知识点的中文期刊论文，学生自学并整理期刊论文内容，制作做成PPT课件，并在课堂上讲解自己制作的课件;到后期，教师给出一些材料科学中与课程相关的研究热点问题，不再具体指定论文，引导学生围绕主题发现问题，检索信息，解决问题，并且撰写小论文。这样不仅提高了学生的自学和解决问题的能力，还开阔了学生的眼界，使他们对理论在实践中的应用有更深刻的体会。
三、改革考核方式
考核是检验学生课程学习情况的重要途径，学术型学生的培养，主要以闭卷考试为主，但应用型学生的培养，应该以过程考核为主。引入实例讨论环节并将其计入平时成绩，加强学生在此过程中的参与程度，在教学过程中将学生分成不同的课题组，分配不同的课题给他们。因此，我们采取改变平时成绩计算方法和在期末考试中设置开放性试题的办法，平时成绩设置起始分数，有积极表现的加分，比如课堂主动提出问题和回答问题、平时小论文写作、课堂做专题论文PPT报告都可以加分，没按要求完成任务的则扣分。在期末考试中设置开放性试题考察学生对于学科知识体系的理解，开放性试题不设标准答案。通过考核方式的改变，引导学生改变不良的学习习惯，培养积极主动的学习方式。
四、结语
根据培养高素质应用型本科人才的培养目标，需要增加实践性应用性的课程，较少理论性课程和学时，在这样的背景下，通过内容优化整合，将固体物理和固体化学合并成一门课程，即缩减了总学时，又不减少知识点，同时还加大了实践技能的教学，达到了人才培养的目标。
参考文献：
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一、应用型人才的培养目标
在经济全球化的国际经济发展形势下，高新技术的发展使生产从劳动密集型向技术密集型转变，因此急需大批中高级应用型人才。与此同时我国高等教育体制改革不断深入，“应用型本科教育”在这种背景下出现。独立学院的办学特色即进行应用型本科教育，而我院冶金与材料专业培养的是介于工程型人才和技术型人才之间的工程技术型人才［2］。
二、应用型人才的培养方案
高等教育体制的改革伴随着办学层次、形式、特色的多样化，但是新的教育模式必须经过理论和实践的论证，具有其合理性。应用型人才的培养必须强调专业理论和实践的同等重要性，不能顾此失彼。我院对工程技术人才的培养从以下几方面入手。
（一）优化培养工程技术人才的教学大纲，合理设置理论课与实践环节的比重，并将二者有机结合起来、环环相扣，起到相得益彰的作用。我院一方面借鉴北京科技大学冶金与材料两个学科的本科专业培养方案，另一方面结合独立学院的生源情况与培养目标进行探索。在注重专业基础的同时，增加实践环节，培养学生的实际解决问题能力和创新能力。
（二）建设一支与独立学院人才培养目标相适应的、具有很强技术应用能力的师资队伍。我院充分利用校本部的优秀教学资源，聘请了一批具有丰富教学经验的教师前来授课，同时由年轻教师担任助教，推动我院教师队伍的成长与壮大。此外我院还从钢铁企业聘请了一批高级工程师担任特聘教授，定期展开讲座，使学生了解所学专业的发展方向、亟待解决的问题，激发学生的创新思维。
（三）建立长期的产学研基地，强调认识实习、生产实习、毕业设计过程中学生的能动性，使学生通过一系列的实践环节能够更深刻地理解专业知识，将理论向生产力的转化，具备较好的科技创新能力。
（四）建立完备的实验设施，使学生能够利用实验室资源，基本掌握材料组织分析及表征手段。并结合材料研究进展不断开发新的实验内容，培养学生的自主创新和科研能力。
三、教学环节设计
（一）与教学目标相适应的课程体系
根据北京科技大学天津学院材料科学与工程系的培养目标，参考校本部的专业设置，我院对自身的专业和知识结构体系进行了明确的定位，如图1所示。
1.对教学实施及时进行评估、总结，不断调整教学计划、教学内容以适应新的教学目标。学生在第五学期同时进行冶金与材料专业课的学习，其中包括冶金物理化学、钢铁冶金、材料科学基础等方面的课程，教学目标是使学生掌握冶金、材料成型的基本原理；并且后续设置了湿法冶金、材料成型加工、无机非金属材料等课程，使学生掌握材料的成型与制备工艺，将专业理论与生产工艺相结合，从而具备从事冶金行业的产品设计、开发能力。
2.为了推进教学改革、不断提高教学质量，我院投入专项经费开展了重点专业建设、精品课程建设项目。预期通过重点专业建设进一步明确人才培养目标，改善教学实践基础设施，构建以专业能力为核心的教学体系，培养出一支优秀的教师队伍。通过精品课程建设鼓励广大教师积极投身课程改革，不断更新和完善教学资源，增进教师间交流，探索新的教学方法。例如《材料科学基础》精品课程已连续两年以诺贝尔奖石墨烯、准晶材料为主题，组织学生进行文献综述、交流，同学们能够很好地结合课堂所学专业知识来理解前沿的研究成果，又激发了自身的专业学习热情，取得了很好的教学效果。
3.为拓宽学生的专业知识和视野、更多地了解行业动态和国际前沿，特聘请客座教授授课，介绍冶金与材料行业的最新进展和科技动态。学生通过该课程对冶金行业的发展、前沿的科学技术有了更深刻的认识，同时极大地激发了学生探索未知领域的热情与信心。
4.随着国际学术交流的日益增多，使用英语来表达信息、传播信息变得尤为重要，因此我院设置了双语教学的《材料科学导论》课程。采用英文原版教材Structure and Properties of Engineering Materials作为教材，使学生通过原汁原味的英语来学习专业英语的阅读和写作技巧，同时掌握扎实的专业外语，具备获取最新国际研究成果、进行国际学术交流的能力。
（二）注重能力培养的实验教学
实验教学作为理论教学的验证与补充，能使学生更好地理解专业知识，锻炼动手能力与创新能力，培养严谨求实的科学精神。我院为适应材料科学与工程专业的发展进行了专业实验室的建设，其中包括冶金物理化学实验室、金相与热处理实验室、水力学模型试验室、清洁能源实验室。实验室除承担部分实践教学任务之外，也是本科毕业设计顺利完成的保证。
目前我院开设了《金属学与热处理实验》、《材料科学工程与基础实验》、《冶金工程实验技术》、《冶金物理化学实验》四门实验课程，在实验教学过程中从以下几点进行了探索。
1.根据培养计划进行实验课的设置，按照重点授课内容进行最优的实验设计，使学生通过对比实验探求规律，得到正确理论认识，进而结合专业知识对实验结果进行分析与思考。
2.合理分配实验课学时，培养学生的动手能力，使学生通过实验课掌握分析材料的组织和性能的基本方法。
3.充分调动学生自主创新的积极性，引导学生进行探索性试验。使部分学生参与到具体教学研究项目中，具有一定的科学研究能力。
四、结语
北京科技大学天津学院材料系在发展过程中充分利用了校本部优秀教育资源，但是由于独立学院自身设备、资金、经验不足等一些特点，探索、总结出适合于我院大材料专业实际情况的教学模式十分重要。自建系以来，我们通过一系列教学改革已经取得了一定的进展，今后会投入更多的精力完善整个教学环节，培养适应新时期发展的工程技术应用人才。
参考文献：
针对土木工程材料专业的特点，立足于实验教学的基础性、系统性和层次性，强调综合性和创新性，创新性的构建了土木工程材料专业的独立实验教学体系，单独设立材料科学基础、材料制备、性能测试、材料分析技术、专业方向综合实验、毕业论文设计等实验课程，并在教学中逐次推进，实现了实验教学的独立性和系统性。
关键词:
土木工程;材料专业;实验课程;教学体系
创新源于问题，始于实践［1］。实验是理论课程抽象知识的具体化，是理论的延伸，是理论再实践的深化。实验是所有工学和理学科技工作者必须掌握的基本手段。实验不同于理论，往往理论是美好的，实践时却经常因某个细节而造成实验结果与理论预期不相符，而某些细节经过研究探索，可能会促进理论的发展。因此，对以实验为基础的学科，实验和理论显得更相辅相成。土木工程材料属于传统材料，属于典型的应用型科学，更是以实验为基础的学科的典型代表，其大量的科学理论首先来源于实际经验的总结，来源于实验规律的总结和提升。
1实验教学的分析
良好的实验教学是促进并实现“工学并举”的重要手段。实验教学不同于理论教学，更注重于培养学生理论联系实际、综合运用知识、观察与思考的能力，即培养学生动手，用所学知识解决实际问题的能力;通过观察实验现象、分析实验问题和结果，培养学生在实践中的探索和创新意识。我校郑家茂校长指出:相对于理论教学，实验教学更有利于促进学生主动构建科学的知识体系、促进理论与实践结合;更有利于突出研究探索，培养学生创新意识和能力;更有利于提高学生综合科学素质、突出知、情、意、能的高级复合作用，帮助学生取得创新成果并得到全面综合发展［1］。如何通过实验有效地培养学生的动手能力呢？以往的实验教学一般均作为理论教学的一部分，采用非单独设课方式，以平时成绩计入课程总分，一般占10～30%，但多为论证性实验，仅针对某单一目标，对课程整体理论的连贯性理解不足，对知识的综合运用能力不足。事实上，培养一个学生动手能力和实践能力，应在满足若干学时的基础上，通过一个与课程紧密相关但又相对独立的完整实践体系的实施，才能实现［3］。同时，高水平的实验教师队伍也是提高实验教学、提高单独设课效果的基本保障。我校材料专业实验室拥有多位博士和全校仅有的两位教授级高工，在院系的支持下，构建了独立实验教学体系，建立了实验课程间、不同实验间的紧密联系，并从2011级学生开始实践。采用单独设课，实验教师具有较大的自，但同时对实验教师和学生的要求更高［2］，要求实验教师兼具扎实的理论知识、丰富的实践经验、足够的科研经历。
2实验教学体系的设置原则
为培养创新型人才，大学实验教学应在立足基础性、系统性和层次性的基础上，强调综合性和创新性。基础实验是扎实掌握相关专业知识点的重要手段，不能忽视基础实验的作用。虽然综合设计性实验项目对于培养学生创新意识、全面提升学生的知识应用能力和解决问题能力方面发挥着不可替代的作用。但基础不够，过多的强调综合性、设计性实验，很难达到预期的效果。二者应相得益彰，不可偏废［4］。综合性、设计性实验更不能片面强调实验教学的探索功能，甚至过高要求产生创新成果，应强调培养学生掌握如何综合设计的基本思路、基本流程和基本方法，强调方案设计的重要性，强调与理论知识的结合，强调合作与团队意识等［5］。事实上，综合性实验往往也是由一系列简单的基础实验组成，只是更强调各种结果之间的相关性。如某个简单实验的结果，能用来表征该材料的某些关键性能，无疑该简单实验本身就是一个完美实验设计的诠释。一个完整的综合性实验教学，应包含与该实验相关的知识体系，包含文献综述，熟悉和了解与实验内容相关的知识背景、材料性能、整个实验设计原理和方法、实验过程的影响因素、实验可能的结果，实验过程的操作，结果计算，对实验过程出现的现象进行分析总结等。实验前，应了解实验背景知识、基本理论和实验过程，了解实验设计方法，了解实验过程可能出现的偏差和现象，并初步预期实验结果;实验过程中，要认真观察实验现象，思考问题所在，对比实验结果与预期结果等;实验结束后，认真总结实验结论，分析实验过程中的现象和实验结果的偏离等。通过完成从了解实验、设计到结论分析的整个实验过程，通过有趣的实验现象和有效的实验结论，调动学生的求知欲，启发学生的创新性思维，使学生由被动接受转变为主动求知，从而达到提高实践能力的目的。
3全新实验教学体系的构建
从培养“创新研究型人才”和高素质人才的角度出发，我校土木工程材料专业基于实践教学体系全局化、整体构建的思路，制定了相对独立而又完整的实验课程体系。课程体系的设计以材料科学基础、材料制备、性能测试和分析为主线，以材料的组成、结构、性能、工艺的相关性为牵引，突出系统性和学科交叉性，同时设置专业方向大型综合实验、本科毕业论文设计，以强调综合性和创新性。实验课程具体设置了材料科学基础实验、材料制备技术实验、材料性能测试技术实验、材料分析技术实验、专业方向大型综合实验、本科毕业论文设计等独立课程。每门课程中，又同时包含基础性实验和综合型实验，充分体现了基础性和层次性。材料科学基础实验结合硅酸盐材料方向的材料科学基础理论课程，通过丰富多彩的显微世界和材料的鉴别技术，引导学生对材料的兴趣。而材料制备、性能测试与分析技术三门课程均偏重于方法的学习，同时注意学科交叉，制备技术偏重于材料的各种制备工艺与方法，性能测试则在充分考虑材料的物理、力学、声学、热学、电学等方面的基础上，对实验课程所制备的具体材料进行系列性能的测试，分析技术则偏重于所制备样品的微观分析，三者之间借助制备的材料相互联系，相互穿插，但同时又各有侧重;实验内容囊括了土木工程材料的各种典型实验，及相关性较强的部分金属材料性能试验，提升了实验内容的深度，突出“理论够用，实验为主”，基础性实验项目教学中，更强调理解实验原理、步骤的流程，重点讲解其中易引起实验结果产生偏离的步骤、原因及注意事项等;而综合性实验项目或课程注重学生对实验方案的设计，注重科研思维、科研方法等的教学，以实际工程应用问题和指标要求为目标，综合应用各种基础实验，分析材料组成、结构、工艺与性能之间的相关关系，通过对实验的理解、动手操作、对现象和结果的分析、总结和评估，培养学生独立解决问题及创新的能力。
4实验教学体系的构建说明
材料制备实验教学内容的设计，在考虑了专业特点的同时，又充分考虑了材料或产品在生产工艺上的延伸。大多数材料的更新发展和进步，主要通过配方的改进和工艺的更新来实现。配合比设计即材料的配方设计。混凝土的配合比设计为通过计算配方，实验验证性能，得到合理配方;各种泡沫轻质材料的制备原理基本相近，均为在基体中加入各种气体形成气孔，以金属为基体，加入气体即成为泡沫金属，以陶瓷为基体引入气孔，即成为泡沫陶瓷，以混凝土为基体引入气孔，即成为泡沫混凝土。而不同基体，因其特性不同，引入气孔的方式和方法也有所不同。模压法是采用预先制备好的模型，将所需制备的材料加入模具中，采用浇注或者加压的方法制备出与模型相同的产品，除广泛用于混凝土模型、构件或试件的浇筑、墙体材料的压制成型外，同时也是模具设计和工艺制品常用的方法。水热法广泛应用于各种材料领域，如用于生产纳米材料、陶瓷材料、生物材料、使合金变成超细粉末或结晶粉末等，是指温度为100～1000℃、压力为1MPa～1GPa条件下利用水溶液中物质，进行化学反应，从而制备出一种新材料的方法，其关键是根据所需制备的产品选择合适的原材料、合适的反应温度及反应时长等。高温烧结法是把各种原料粉末或粉末压坯，配入适量的燃料和熔剂，在高温炉或窑中加热到低于其中基本成分的熔点的温度，经过一系列的物理化学反应，然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程，采用不同原材料，在不同的烧结工艺制度下，可制得不同的产品。高温烧结是陶瓷材料制备的常用方法，也是合金等材料改性的主要方法，该制备方法的关键主要是选择合适的原材料，然后根据原材料的特性进行工艺的合理优化。性能测试实验课程的设置，注重实验间的对比与分析。如不同材料的力学性能有何异同?如同样是力学性能，木材、钢筋、高分子材料各有何特性，实际使用中如何考虑?另外，同样的检测方法，如超声无损检测，测试不同材料如金属和混凝土时，方法有何异同，是否可相互借鉴?通过课程中的综合实验，分析性能间的相互关系，如力学性能与渗透性的关系;同样是混凝土渗透性的表征，RCM法、电通量法、气渗法等，有何异同，结果之间的关联性如何?总之，就是培养学生分析材料组成、性能、结构与工艺等之间的相关性、对比材料性能之间或方法之间的异同、并分析异同产生之根本缘由等。综合实验中，还包含制备实验所制备材料的部分性能，从而进一步了解制备方法的合理性和有效性，最终形成对材料制备、性能的综合评估与分析。专业方向大型实验则在补充了前述缺乏的少量专业实验的基础上，设置以解决实际工程应用问题为目标的小型课题，其包含技术较成熟、目标相对简单且较易实现，结合学生理论课程试验设计与数据处理进行实验方案的设计，实验内容包含从原材料、性能指标、测试、分析技术的测试应用和综合分析，必须覆盖原材料的关键性能(含物理性能和形貌)、工作性、重要的力学性能和易于实现的耐久性或功能性(如吸声/导热/无损等特性)测试等，适当微观分析。且尽量控制工作量和学生的实验时间，工作量不宜太大，需轻重、难易结合，注重于前述知识的综合运用，注重于整个科研方法和思维的培养，注重于解决实际问题。作为毕业论文设计，结合科研项目，学生必须独立完成一个相对系统的微型课题。需要学习者较为全面地熟悉掌握专业和课程的基本原理，才能综合运用各种方法进行设计。如果学生不具备相应的理论基础和实践基础，难以达到预期的效果，所以，设计性实验的安排应与本专业的基础理论教学进程紧密结合。
5结语
以材料科学基础实验引导学生了解材料，以材料制备－性能测试－分析为主线，分析材料组成、性能、结构与工艺之间的相关性，对比材料性能之间或方法之间的异同，并分析异同产生之根本缘由，结合专业综合性实验和毕业设计，进一步掌握各种实验技能的综合应用，结合理论教学体系，培养学生实验或科研设计的思路和方法，从而培养学生的分析问题和解决问题的能力。
作者：庞超明 张亚梅 梅建平 张萍 韩雪芹 单位：东南大学材料科学与工程学院 江苏省土木工程材料重点实验室
参考文献:
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［3］庞超明，秦鸿根，张亚梅，等．材料专业本科实验教学课程设置的思考［J］．实验技术与管理，2011，28(6):271－275．
摘 要：新能源技术、轻量化和智能化是未来汽车的发展方向，汽车材料的创新和应用是推动我国由世界汽车工业大国走向强国的必由之路。为了培养具有源头创新能力、车辆工程和材料科学与工程学科交叉的高端人才，该文介绍了同济大学“材料-汽车-新能源复合型人才培养模式创新实验区”的培养目标和课程体系设立，为我国学科交叉和创新型汽车工业人才培养探索新路。
关键词：车辆工程 材料科学与工程 学科交叉 源头创新 未来汽车
中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）08（a）-0150-03
Subject Crossing Talent Cultivation for Source Innovation of Future Automotive Industry
Lin Jian
（School of Materials Science and Engineering，Tongji University，Shanghai，201804，China）
Abstract：New energy， lightweight and intelligent technologies are the future direction of the automobile revolution.The innovation and application of automotive materials is the one route to change Chinese automobile industry from industrial giant to the power.In order to cultivate talents with source innovation ability and subject crossing in vehicle engineering and materials science & engineering，the Materials-Automobile-New energy innovation experimentation area for inter-disciplinary talent cultivation in Tongji University was introduced in this paper.A new kind subject crossing and innovative talent cultivation system for automotive industry was also discussed.
Key Words：Vehicle engineering；Materilas science and engineering；Subject crossing；Source innovation；Future automotive
自1886年第一辆汽车诞生以来，人类社会生产与生活发生了深切的变化。汽车工业的迅猛发展，已经成为许多工业大国的支柱产业。20世纪50年代起中国开始自主建设汽车工业，并于20世纪80年代起通过大规模引进和消化吸收、自主开发，我国的汽车工业已发展成为世界汽车大国，产量占全球第一，不过在汽车技术领域与国际先进国家仍有较大差距[1]。
随着人类社会对资源消耗的大幅增加，化石能源短缺、温室效应、环境污染已成为人类所面临的一个重大问题，而建立在大规模资源消耗的汽车工业则走到了一个十字路口。为适应社会发展的需求，新能源技术、轻量化、智能化已成为未来汽车产业发展的必由之路，诸如：锂电池、轻量化材料、传感器材料等一大批汽车新材料不断涌现，成为新一轮汽车工业革命的源头动力[2]。
1 我国汽车相关本科专业人才培养现状及需求
为了培养我国汽车工业研发、技术与管理人才，国内一些高校相继建设了车辆工程、汽车服务工程等一批汽车类专业，成效显著。但目前该类专业的人才培养模式与我国汽车工业发展模式相近，即偏重于汽车生产制造和汽车服务保障，各高校车辆工程专业培养方案同质化现象较为严重[3，4]，在汽车技术源头开发创新人才培养上则有所欠缺。近年来，我国许多高校在车辆工程等本科专业教学实践中已逐渐认识到，单纯偏重于车辆机械工程领域的教学模式已不完全适应汽车产业的高端人才培养所需，因此，相继开展了跨学科培养试点。如同济大学汽车学院近年来除了在车辆工程专业中新增了“新能源汽车”专业方向外，还与工业设计相结合建立了汽车造型专业人才模式创新实验区。江苏理工学院将车辆工程与电子信息工程两个专业相结合开展了跨学科人才培养试点。许多高校相继开设了一些汽车材料类课程，为车辆工程或材料类专业课程体系中增加了一些跨学科元素。[5-7]
自古以来，材料科学始终是人类文明发展的基石、推动现代工程技术创新的源头动力。未来汽车技术的变革离不开在汽车材料领域的源头创新[8-11]。在目前国内高校车辆工程专业的课程设置中，一般偏重于机械、汽车技术方面的知识点教学，而对于汽车生产所用材料科学领域的知识点则多局限在应用范围，汽车工业人才的培养缺乏汽车材料科学与技术研发领域的积淀。
因此，为了适应国家对汽车产业发展的新需求，培养兼具汽车材料源头创新和汽车设计制造创新的高端研发和工程技术人才，同济大学材料科学与工程学院、汽车学院结合各自优势，强势联合，在国内首创“材料-汽车-新能源复合型人才培养模式创新实验区”，将新材料与新能源技术、汽车技术有机结合，重点培养服务于新一代汽车工程技术与汽车材料创新、具有源头创新思维的汽车产业领域高端人才，以满足国家发展之急需。
2 创新实验区建设理念及思路
从现有的本科培养体系来看，车辆工程专业是研究汽车等各类车辆的理论、设计及制造技术、培养从事上述领域高级研发和工程技术人才的本科专业，目前我国数十个高校开设了此类专业。该专业除了要求掌握必需的车辆工程专业知识外，还要求具备扎实的力学、电工、电子、机械、设计等方面的工科基础知识。其主干课程包括车辆工程、机械原理、理论力学、材料力学、机械设计、电工与电子技术、汽车构造、汽车理论、内燃机理论、汽车设计等。
材料类专业则是全国综合性高校大都拥有的本科专业，是一类涉及材料学、工程学和化学等方面知识的宽口径专业，其以材料学、化学、物理学为基础，重点研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用。材料类专业又可细分为材料科学与工程、金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等本科专业或专业方向，随着新材料研究和应用开发的不断深入，功能材料、纳米材料、光电子材料等一些新的本科专业也都有招生。
2014年在上海汽车集团考察时就强调，发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。未来汽车的发展必定围绕着新能源技术、轻量化节能减排和智能化方向发展，而要实现这一目标，就必须在汽车材料上的进行不断创新，才能进而实现汽车技术上的变革。
为了培养服务于未来汽车工业领域源头创新、能够从事新能源、轻量化、智能化汽车相关材料、装备及整车开发的综合性高级科学研究和工程技术人才，同济大学近年来通过不断深入研讨汽车、材料、新能源技术领域学科交叉及复合型人才培养机制，于2016年设立了“材料-汽车-新能源复合型人才培养模式创新实验区”，并正式对外招生，以培养兼具物理、化学、力学、机械、设计等工科基础知识以及材料科学与工程、车辆工程等必备专业知识的学科交叉复合型拔尖人才为目标，定位于依托材料科学与工程专业、同时与车辆工程专业开展学科交叉密切合作，在未来汽车产业紧缺人才培养上协同创新，为未来汽车工业的发展和新一轮变革提供源头推动力。
3 创新实验区的课程体系建设
在同济大学材料科学与工程本科专业课程体系中，分别开设了物理、化学类基础课程、电工、设计等工科基础课程以及大量材料类专业课程，专业总学分为175。而车辆工程为5年制本科专业，除了大量的车辆工程专业课程外，还开设了力学、机械、电子、电工等工程基础课程，5年总学分达211.5，即使在扣除其第二外语课程设置后，总学分也高达179.5学分。由于国家及学校对本科教育的总学分有严格的限制，因此，创新实验区的课程体系设置不能简单合并两个专业的课程体系，需保证学生有适宜的课堂学习强度和足够的课外学习时间。
因此，在设定实验区课程体系建设目标时，根据人才培养定位，遵循以材料科学与工程本科专业课程体系为基础、融合汽车工程核心课程教学、强化新能源技术、轻量化技术、智能化技术等特色交叉课程教学的培养模式，开展复合型人才的教学与培养工作。创新实验区课程体系在保证完整的材料类专业基础课程体系和必要的物理、化学类、电工、设计基础知识的基础上，增加车辆工程类专业基础课程和必要的力学、机械等基础课程教学内容。同时大规模开展材料-汽车-新能源技术学科交叉课程建设，在保证材料科学与工程专业必须的专业课程总学分和毕业要求基础上，同时满足车辆工程专业课程体系结构要求。
因此，在创新实验区的课程设置中，除了开设高等数学、普通物理、三大化学、电工学等理工科基础课程外，还增设了理论力学、机械原理、机械制图、制造技术基础等力学、机械类基础课程。在材料类课程中则保持了材料概论、材料科学基础、材料工程基础、材料研究方法等全部材料专业基础课程以及材料力学性能、材料物理性能、功能材料学、功能材料制备工艺基础等重要专业课程。对于车辆工程专业课程来说，则根据创新实验区培养目标开设了车辆工程导论、汽车理论、汽车构造、车用新能源及动力系统、自动控制原理等核心专业课程。与此同时实验区通过深入研讨开设了诸如汽车工程材料、新能源材料、轻量化汽车技术与材料、车用传感器技术与材料、新能源汽车产业概论等学科交叉课程，同时两院合作设立了材料专业与车辆工程专业综合实验、车用新能源技术及材料综合实验、汽车构造实习等一批学科交叉型实验实践类课程。这些学科交叉课程的设立不仅使创新实验区学分分布可满足材料科学与工程专业毕业要求，也能够满足学生在车辆工程专业继续深造和就业的要求。同时创新实验区的总学分控制在17分，保证了学生能顺利完成在4年本科阶段学习。（如图1）
为了进一步加强材料-汽车-新能源技术学科交叉领域的高端人才培养，创新实验区采用本-硕-博贯通式复合型人才培养模式，即学生通过本科阶段学习训练，完全具备同时在材料科学与工程、车辆工程专业继续学习深造、工作的能力。学生可以通过选拔进入材料科学与工程或车辆工程专业的研究生阶段学习，同时也提供赴美、英、法国等知名高校进行国际联合学位培养的机会，以培养在汽车工业领域国家急需之才。学生也可以经过本科学习直接进入汽车、新材料、新能源等相关行业工作。
4 结语
创新实验区的学生经过创新实验区的跨学科模式人才培养，将兼具材料学科和车辆工程的专业知识，材料研究和汽车工程开发相结合，在车用材料开发时直接掌握汽车应用之需，而在汽车研发和生产、维护时则明晰各类车用材料的特点和可能面临的挑战。材为车用，车以材先，对于现代汽车工业的发展和未来汽车技术源头创新具有重要意义。同济大学将在创新实验区的建设中不断探索，优化并健全实验区课程体系，并由学科交叉型本科教学逐渐向教学、科研并重的研究生跨学科培养延伸，并希望在不久将来建设成一个汽车材料相关学科交叉新专业，为我国汽车工业的创新发展提供强力支持，同时为高等教育跨学科融合式人才培养树立典范。
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一、专题探究型材料题的归类解答
初中历史习题中，最常见的是专题探究型材料题。这一类题型的材料题的主要特点就是将某一历史人物或者某一刊物、历史著作当中所提及的一个历史概念、历史观点或者历史结论等设置为一个主题，再配以适当的图表、文字史料或者漫画、谚语等，重新创建一个比较有趣真实的历史情境，并围绕这一主题进行相关问题的设计，属于探究性的问题。
这一类型材料题的解答过程中，学生一定要学会根据材料所提供的信息，以及自己掌握的历史知识，依次探究与主题相关或者关联的历史的概念、观点或结论，寻找最佳答案来证明答案与主题之间的关联性。但是这类题目在解答时要注意一个问题，即题目设置的上一个问题的答案，很多时候往往就是下个问题的参照或前提，其主要目的是为了考察考生对于问题探究的过程和方法，同时，也是对学生对历史概念、观点以及结论等的理解、分析和归纳的能力。在解答的过程中，学生还需注意，答案必须要简明扼要，条理清晰，并且书写工整。这是历史材料题解答的基本要求。
二、说明论证型材料题的归类解答
初中历史辩证类材料题中的第二种就是说明论证型的材料题。这一类型的材料题主要通过引用某一历史文献记载的相关资料、某一刊物刊发的文章、某热点问题，或者某一历史人物、历史现象以及历史事件和现实热点等的不同评价争论观点，来进行论证历史观点的相关问题情境的创设。通常这一类型的论证题，具有一定的论证性和开放性。要求读者站在不同的史学研究角度去对某一特定的历史人物、历史事件进行评价，或者是就某一特定的历史阶段的历史人物和事件的评价，以此来实现学生对不同历史观点和历史认识进行归纳总结的目的。
针对这一类型的题目，在解答过程中我们首要注重的是材料的挖掘。一般情况下，这一类型的题目本身就隐藏着许多历史观点，因此解题的第一步就是充分挖掘材料中隐藏的史观，这是能否正确解题的前提和保障。解题的第二步，根据题目“结合历史史实”的要求，寻找史实。这一环节可以说是整道题目最为关键的一个核心部分。
三、提炼论证型材料题的归类解答
初中历史辩证类材料题中，还有一种材料题就是提炼论证型材料题。这类题目的见解通常是隐含在相关的材料当中的，而并不是直接提出来的。这就要求考生要能够根据自己所掌握的课本知识，结合材料中所表述的观点进行提炼，然后再用相关的历史史实对这一观点进行有效的论证。在此过程中，考生应该做到以下几点：首先，需依据所学知识与材料将观点提炼出来，且观点要明确；其次，依据所学知识和材料找出史实，能选择现代史观、文明史观、全球史观中的其中一种来作为评价视角，还要将史论相结合，不可以只是空洞的史实论证。
论证中应该重视的问题：一是必须与观点紧密联系，为了证实观点而进行论证，不可以与观点相差太远，也不可以照抄材料；二是要从多角度、全面去论证，若是社会发展的问题，应该从社会生活方面来进行论证，如思想文化、经济、政治等，因为一个国家的兴盛转衰应该从政治、经济以及思想文化等方面体现出来。
关键词：教学改革；高分子材料科学基础；探讨
【中国分类法】：G420
随着我国对科技应用型人才的需求急剧增加，福建工程学院将立足于建设成为优秀的科技应用型大学，向社会和企业培养输送优秀的科技应用型人才。科技应用型本科人才是介于学术型人才和技术型人才之间的工程应用型人才[1], 因此，在课程培养模式上应有一定的适应培养科技应用型人才的方法。原有的培养学术型人才的教学方法不再适应现在对科技应用型人才培养的要求，迫切需要对一系列本科课程教学进行改革。《高分子材料科学基础》课程是福建工程学院材料成型与控制工程专业中极其重要的一门专业基础课，通常在本科三年级上学期开设，此门课程构建了公共基础课与专业课程的一个桥梁，其教学成果的优劣直接关系到学生学习其它专业课程。因此，根据福建工程学院办学定位和特色，本文将对《高分子材料科学基础》课程教学方法的改革进行研究与探讨。
一 、运用实例激发专业激情
对于刚刚接触专业课的大三学生，专业兴趣对他们的培养十分重要，专业学习的兴趣一旦产生，对后续的专业课程学习将会起到事半功倍的效果。那么，我们如何来激发学生的这种专业学习兴趣呢？可以应用身边高分子材料应用的实例来激发学生的专业学习激情。例如，食物中的蛋白质、淀粉、御寒的棉、麻、丝、毛以及皮革，居住建筑的竹木等都是高分子材料；生活中随处可见的塑料饮料瓶、一次性塑料杯、各种各样的塑料玩具、尼龙绳、汽车轮胎等同样也是高分子材料。目前，形形的高分子材料在各个方面改变着人们的生活方式及生活环境，在提高人们生活质量方面起着极其重要的作用。高分子材料在逐渐替代传统的金属、陶瓷等材料，可以说人类正在经历高分子材料时代[2]。那么，如何去合成制备高分子材料呢？如何去表征及测试高分子材料的结构及性能呢？如何去加工制备高分子材料制品呢？如何去理解探究高分子材料的合成制备、结构和性能三者之间的关系呢？带着这些问题的提出，学生求知心切，想知道原因，将会大大激发学生进一步去学习这门专业基础课的兴趣。
二 、改革教学方法与手段
目前，基于电视录像、幻灯片、多媒体课件等多种形式的教学方法的采用，不仅提高了教学过程中的信息传递量和教学内容的科学性、先进性、趣味性,又加强了学生与老师的实时交流，从而提升了教学效果[3]。但对于应用性学科《高分子材料科学基础》来说，扎实的理论知识和良好的实践技能二者缺一不可。因此，仅仅靠多媒体教学还不能够达到理想的教学效果。例如，在对‘聚合物成型加工’这部分内容进行讲解时，完全可以把课堂搬进实验室。学生边参观注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、压延成型以及发泡成型等成型设备，老师边对这些设备的原理，加工方法，适合的高分子材料等进行详细的讲解。这种教学方法使抽象的理论基础知识与形象的实践应用有机的结合起来，不仅提高了学生的学习兴趣与热情，而且把课堂所学的理论知识达到学以致用的效果。
三 、改革实践教学环节
实践教学环节不仅是《高分子材料科学基础》课程建设的重要组成部分，而且是培养学生工程意识、创新能力和动手能力的重要途径。这对科技应用型本科教育尤为重要。因此，在这门课程的教学过程中，应大力改革实践教学的形式和内容。对于传统的实践教学环节，多数采取老师边操作边讲解的教学模式，让实验基地变成了仅仅是学生参观的地方。实践教学环节应该充分发挥实验基地的功能，让其不仅是学生参观的地方，更是学生把课堂所学的理论知识发挥的地方，让学生有更多的时间自己动手操作学习。这样不仅培养了学生的实际动手能力，而且更激发了其认真学好理论知识的积极性。另外，可以把教学实践环节与科研项目结合起来，加大综合性、创新性实践环节的比值，使学生尽早的进入科研实践活动。在解决工程中出现的实际问题的同时，学生得到了系统的科研实践能力的训练，同时避免了知识陈旧，紧跟科技应用前沿，为学生毕业后的社会工作做好充分的知识与实践能力的准备。
四 、考核方式与成绩评价标准多元化
传统的采取开卷或闭卷‘一考定终身’的考核方式已经无法满足科技应用型人才培养模式的需要。考核方式与成绩评价标准应以提高学生的综合素质和实践应用能力为主要目标。因此，《高分子材料科学基础》课程应采取多元化的评价标准，例如，笔试、课程小论文、实践创新课题研究、工程应用实训环节等。通过笔试重点考查学生对基础与理论知识的理解能力和应用能力，检测学生分析解决问题的能力。通过课程小论文侧重培养和锻炼学生综合应用材料知识、自主创新,并快速有效地获取分析材料信息资源、撰写科技论文的能力。通过实践创新课题研究考查学生理论联系实际和创新能力，并锻炼和培养其科学思考问题的思维习惯。通过工程应用实训环节考查学生利用基础知识解决实际应用问题的能力，为以后的工作打下坚实的基础。通过以上多元化的考查方式建立起以素质教育为本的考核体系，从而形成有利于培养具有良好综合能力的科技应用型人才的衡量标准。
小结
为了良好的适应培养科技应用型人才的培养方案，课程教学改革是一项任务艰巨、涉及面广、影响深远的系统工程。本文对《高分子材料科学基础》课程在教学方法与手段、实践教学环节、考核方式与成绩评价标准多元化等方面的改革进行了初步的探讨。强调教师应充分在立足于教材的基础上对教学方法进行改革，结合科技应用型人才的培养方案，注重实践教学环节，建立科学的评判制度评定学生成绩，从而形成培养学生综合能力的人才培养模式。
参考文献
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关键词：艺术类；高职高专；服装材料学；教学改革；工作室
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）12-0090-02
随着社会分工越来越细，专业人才的供求近年来也出现了新的特点，体现在艺术类专业方面就是大量的艺术类考生的产生、越来越多的艺术类专业诞生，其中服装设计专业就是其中之一。与普通院校的大学生相比，艺术类院校的学生个性化、风格化表现尤为突出。大学教师如果在对艺术类院校大学生授课过程中还采用像普通大学那样的授课方式，必然会出现各种各样的问题。为了改善服装材料学的教学质量，解决服装材料学教学过程中存在的问题，以充分挖掘艺术类高职院校学生在服装设计开发方面的潜能，满足当前服装人才市场发展需求，笔者拟就艺术类高职院校服装材料学课程教学改革研究进行初步探讨。
传统服装材料学教学存在的问题
服装材料学是艺术类高职院校服装专业学生必须学习的一门专业基础课。服装材料是服装设计的重要组成部分，服装构成有三要素：服装色彩、服装款式和服装材料。而三要素中又以服装材料为基础，选择对了服装材料，服装设计就成功了一半。由此可见，服装材料学在服装设计专业中具有重要地位。
然而，在本课程的实际教学过程中却出现了许多问题：大多数学生思想上不重视，认识不到这门课的重要性，认为服装材料学不如设计课和制版课有用。思想上不重视可以说是造成本门课程教学困难的一个主要因素。艺术类高职院校学生大多文化课基础较差，而服装材料学涉及服装、纺织、美学、物理、化学等众多学科领域，课程内容理论性强，使得该课程成为典型的理论课，学生学习起来没有太大兴趣。
另外，从教师的教学模式来看，本门课程的教学要么过于注重专业理论知识的传授，忽视了从学生角度来思考问题；要么虽然教学方法较多，但有些方法中听不中用，实践起来效果较差。当今社会服装材料的发展日新月异，但有些教师教学内容不注意更新，多年的教学内容都没变化，所以，无论是教学内容，还是教学方法、手段，甚至考核模式都应调整，更新。
艺术类高职院校服装材料学教学改革
针对艺术类高职院校学生的特点，以及服装材料学教学过程中存在的问题，可以从以下几方面进行改进。
让学生从思想上重视 通过介绍服装材料与服装设计师、服装材料与服装工艺师、服装材料与穿着者等的关系、甚至学好服装材料对将来就业的帮助等方面来阐述服装材料的地位与重要性，最好是将某位服装设计大师在运用材料方面的成功经验制作成视频影片，播放给学生看，激励学生，使学生从思想上重视起来。
提高学生的学习兴趣 “兴趣是最好的老师”。如果能让学生自己有学习兴趣，那是再好不过了。可以通过各种方式提高学生学习兴趣，如以学生身上穿的服装作为切入点，讨论材料的穿着舒适性、外观性能、穿着体验等等，使学生有一种亲切感，增加学习兴趣。还可将服装材料学发展的历史、现状与趋势制作成视频短片，充分激发学生热爱科学、学习科学的热情。另外，还可以介绍国内外服装面料的流行趋势，服装面辅料会的最新情况，把课程教学与时尚流行结合起来，增强其实用性，提高学生的兴趣。
优选教学内容 应优选教学内容，突出应用性、实践性原则，使之更适合于艺术类高职院校学生特点。要突出基础理论知识的应用和实践能力的培养，以应用为目的，加强基础理论知识的针对性和适用性。另外，服装材料的发展日新月异，要不断把新内容补充进来。
改进教学方法与手段 服装材料学课程虽然是典型的专业理论基础课，学生不太喜欢，但如果根据艺术类学生的特点，综合采用各种教学方法，使理论课变成非理论课，这样教学效果会大有提高。创新之处就在于：采用学生几乎全程亲自参与、亲身体验的方式来进行授课。而我们都知道，亲身体验的东西给人的印象最深刻，最不容易忘记。通过这样的方法可使服装材料学的教学效果更好。
1.形象化教学法。给学生展示实物及图片，利用实物感知起到事半功倍的效果，增强学生对抽象概念的感性认识。服装材料学最基本的就是让学生认识各种材料，可以建立一个服装材料工作室，工作室中有纤维、纱线、面辅料。（1）纤维部分：将传统的服装用纤维，如天然纤维、再生纤维、合成纤维，以及市场上出现的一些新型纤维（tencel、莫代尔、聚乳酸纤维、大豆蛋白纤维、彩棉、竹纤维等）尽量收集齐全，按照天然纤维、再生纤维、合成纤维及新型纤维的顺序分类放好。将以上各种纤维的横向和纵向截面用彩色纸打印出来，同时配以文字说明，如各种纤维的服用性能，分别放在对应的纤维边上，有条件的话，可以购买一些显微镜配套使用，这样教师在讲课时直接就可以在服装材料工作室中进行，有具体的纤维实物可以供学生亲身体验。这样在讲到纤维定义时，学生可以直接看到各种各样的纤维，非常直观，容易理解。（2）纱线部分：将各种纤维的纱线分类放好，如将纱线按照天然纤维纱、化学纤维纱、新型纤维纱线的顺序放好；还可将纱线按照短纤维纱、长丝纱和花式纱等分类摆好，同时将各种纱线的密度、捻度和捻向标注在相应的纱线上。这样，在讲到纱线的指标时，学生可以直接感受到实物，便于理解，如捻度大的纱线与捻度小的纱线到底有什么区别，一看便知，教师教起来也轻松，这样学生学起来也有兴趣，一举两得。（3）面料部分：收集各种面料，按照各种分类方式摆好。如按照纤维分类挂好，也可按照机织面料和针织面料顺序挂好，还可按照纯纺面料、混纺面料、交织面料顺序挂好，每种面料都贴一标签，标明该种面料的成分，纱线细度、面料密度、织物重量以及该种面料适合于制作的服装类型等。同时，将每种面料适合制作的服装类型打印成图片，有条件的话，还可以放一些服装人台，将利用这些面料制作的服装穿到人台上。
2.多媒体教学法。服装材料学是一门实践性很强的应用性学科，带学生到纺织服装企业进行现场参观，对很多实验项目让学生亲自进行操作，这样的效果肯定会比较好，但是这样做费时太多，由于课时限制，教师可以事先到纺织服装企业将服装材料的加工处理方法等拍摄成视频，将部分服装材料实验项目做成视频课件，课堂上播放给学生观看，这样在有限的时间内可以显现大量的信息，加深学生对理论知识的理解。这样做，既解决了课时不足的问题，教学效果又较传统的讲授法好得多。
3.演示教学法。对于部分理论性较强、较难理解的内容，可以采用演示教学法，如织物组织知识点的教学，传统的方法是在黑板上进行组织点的绘制，学生看到的只是黑白相间的方格，看不到组织结构所得到的面料的外观效果，得不到感性认识，那么在讲到这部分内容时，可以结合半（全）自动织机来讲解，就非常形象直观，可以在上课之前，预先把经纱按照一定的织物组织穿好，等上课时再将纬纱织入，这样学生不仅非常形象直观地理解了机织物的基本结构，还可以现场看到不同织物组织所织出的面料的效果。又如讲到针织物的结构时，结合针织横机来讲，现场用针织横机织几块不同组织的针织面料，那么，学生就会非常容易理解。甚至还可以让学生自己动手，增强学生的学习兴趣和主动性。
4.研究式教学法。研究式教学法是教师在学生学习基础理论的基础上，结合课程内容进行讨论、探究，其特点是注重方法传授和能力培养，发挥学生学习主动性和主体作用。如讲到新型服装材料时，除了给学生看一些新型纤维的样品，还可以提前给学生一个纲要，要求学生自由选题，搜集资料，让学生带着问题去观察，最后总结归纳，会使课堂气氛更加活跃，不仅提高了学生学习的兴趣，还有利于培养学生收集信息、整理资料、表达陈述等综合能力。
5.实践教学法。如讲到面料鉴别这一部分时，以往就是讲一些理论知识，教给学生一些鉴别的方法，很少实践，改革之后可将全班学生分成几组，每组3～4人，以小组为单位对面料进行鉴别，等全部学生鉴别完之后，教师再逐一与各组进行探讨与总结等。让每位学生自己进行体验，学生得到的印象会非常深刻，效果会更好。
6.互动式教学法充分调动学生在学习过程中的积极性是互动式教学的特点。将互动式教学法引入服装材料学的教学中，是学好该课程的有效途径，如讲到服装材料的选择这部分内容时，可以某一知名服装品牌为例，组织学生讨论该品牌服装在设计时是如何用服装材料表达它的设计理念的。例如，高级秋冬运动便装该如何选择服装材料？由于可选材料范围广泛，不同的学生对材料外观和造型能力、流行信息、适用人群等因素理解不同，所以选材方案各具特点，学生之间可就方案相互比较、讨论，教师只作适当引导。通过互动教学引导启发学生认识理解、巩固所学基本理论知识，将所学理论知识转化为自己的东西，在实践中灵活运用，进一步提高学生对服装材料的应用能力。
改进考核方式 可以借鉴国外院校（如加拿大乔治亚学院）的考核模式，以平时作业及日常表现为主要考核内容，每周或几周布置一份作业，作业尽量多样化，每次作业都有具体的分值体现，课程的总成绩由各次作业的成绩和平时表现分数构成，采用这样的考核方式对学生的学习情况进行考核更客观，从而避免了单纯理论考核带来的学生只会死记硬背、不会灵活应用的问题。
服装材料学是一门实践性很强的应用性学科，涉及面非常广、内容更新快，我们要根据服装材料的发展情况，不断更新教学内容；根据具体情况和内容选择不同的教学方法，不能固定僵化；根据艺术类高职高专学生的特点，因材施教。如此才能充分挖掘艺术类高职学生在服装设计开发方面的潜能，培养出满足当今社会发展的服装专业人才。
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作者简介：
关键词 本科教育 课程改革 实验能力 创新意识
中图分类号：G642 文献标识码：A
高分子材料以其质轻、耐蚀、易加工等性能，正处于迅速发展时期，随着新技术、新工艺、新设备不断涌现，越来越多的企业迫切需要大量创新能力强、综合素质高的高分子材料专业人才。建立面向市场和企业，适应现代高分子材料发展要求，培养具有创新精神和竞争能力强的复合型专业人才，已成为现有高校高分子材料与工程专业所面临的重要问题。①②③④本文结合我校高分子材料与工程近年来的教学实践，提出构建新的实验实践教学体系，实验教学分层次、按模块进行，加强了实验教学的基础性、系统性、综合性和创新性，增加实践教学比重，改变实践教学模式，加强学科平台建设，强化对学生创新性实验能力的培养。
1 创新性实验教学改革的必要性
实验和实践教学不同于理论教学，在很长时间里，实验和实践教学得不到应有的重视，实验和实践教学附属于理论教学，在实际教学过程中多是验证性和认知性实验，启发式、设计性以及综合性实验偏少，不利于学生创新能力和工程化能力的培养。高分子材料与工程专业是一门应用性较强的专业，以塑料、橡胶、胶黏剂、纤维、涂料为代表的高分子材料已在国民经济建设中发挥越来越重要的作用，因此培养更多创新能力的从事高分子材料的合成、改性、共混复合、加工成型等方面的高素质人才是社会发展的必然要求。
以高分子材料与工程专业实验课程建设为核心，深化实验教学改革，通过按模块教学，强化学生实验技能，增加以新产品设计开发为导向的创新性实验，兼顾趣味性和挑战性，通过老师的引导，在实验过程中培养学生如何分析问题和解决问题，提高学生工程创新能力。我校高分子材料与工程专业成立于1994年，2005年被批准为湖北省立项建设本科品牌专业，并于2010年通过合格验收，同年被批准为国家特色专业建设点，2012年被批准为湖北省普通高等学校战略性新兴（支柱）产业人才培养计划项目，是我校首批在一本进行招生的专业。高分子材料与工程专业是与湖北省国民经济和社会发展联系紧密的应用型本科专业，在湖北省内乃至中南地区具有较大影响，为地方经济建设培养了大批高层次应用人才，并提供了大量实用型科技成果。
2 创新性实验教学的具体措施
2.1 构建创新性人才实验培养方案，改革实验课程体系
制定创新性人才实验培养方案。高分子材料与工程专业是培养高分子材料及相关学科的基础理论知识，通过理论学习及实验、实践教学训练，掌握材料的制备、加工、分析测试等基本方法，能从事高分子材料成型加工和改性以及聚合物合成与相关产品的生产设计、研究、开发和技术管理等工作的创新型高级工程技术人才。⑤坚持“夯实理论基础、拓宽专业口径、增强工程和创新能力、提高科学素质”的人才培养思路。⑥注重理论和实践相统一，重视工程创新能力的培养，加强对新材料相关产业和领域发展趋势和人才需求研究，吸纳相关产业、行业和用人部门共同研究课程计划，制定与生产实践、社会发展需要相结合的培养方案。
改革实验课程体系。结合现代高分子材料发展状况，及时完善高分子材料与工程专业实验课程内容，补充高分子材料新技术、新工艺，参考国外知名大学的具体措施，我们在实验课程体系与教学内容等方面进行全面的改革，建立有利于学生实验创新能力培养的教学体系。根据学生认知能力的不同阶段和理论课程进度计划，按模块化设计优化实验教学内容。形成了由“化学基础实验”、“高分子化学与物理基础实验”、 “高分子工程实验” 和“高分子综合设计实验” 四个实验模块组成的高分子材料与工程专业实验教学新体系。其中化学基础实验模块不仅包括无机化学、有机化学、分析化学和物理化学四大基础化学实验，而且还涵盖仪器分析和化工原理实验，在编制新的实验课程体系时，结合高分子材料与工程专业的特点，对传统实验进行有目的的筛选、分类、整合和更新，突出学生基本技能的培养和训练。高分子化学与物理基础实验包含高分子物理和高分子化学实验内容，不仅巩固学生所学的高分子科学实验的基本理论，而且培养学生制备高分子材料、测试材料物理性能及高分子的结构表征和测试等技能。高分子工程实验模块包括橡胶、塑料、胶粘剂、涂料四大实验，从材料加工、成型、性能测试以及应用，独立设计实验内容，旨在培养学生的实际操作能力，分析和解决实际问题的能力。高分子综合设计实验模块是教学的最高层次，结合学生实际情况，有针对性选取实验内容，应体现实验的知识性、综合性和创新性。
2.2 加强实践教学建设与改革，强化学生实践创新能力
一、握“转”机，寻找“出路”改革必须符合社会和时展的需要，也必须符合学生的实际需要，要提高高中政治思想课教学质量，寻找“出路”的关键在于把握好以下几方面的“转”机：
（一） 从素质教育理论看，素质教育普遍性、发展性、全面性要求实现三个转移：
1．知识学习转移到能力的培养。“为人生做准备”。这是教育社会化的根本要求。在此意义上，高中思想政治课不仅应在帮助学生确定正确的政治方向，树立科学的世界观、人生观和价值观，形成良好的道德品质上重要的导向作用，而且还应随经济发展日益加速而帮助学生在学习期间得到评价与分析、批判性思维、解决问题、组织材料与查明关系、综合、在新的领域应用、创造性、利用不完整的信息作决策、利用多种方式进行沟通的能力的培养，使其面对工作技能的不断变化而应付自如。
2．学习重心转移到启迪心智、孕育潜能、增强后劲上来，具体地说，就是致力于培养学生摄取信息与表达信息的基本素养，将学到的知识“活化”，能够“投入运转”，具有很强的生成力。（这种生成力是指通过内在结构体现知识系统之间的必然联系以及有效的运用知识的能力）这是社会信息化的根本要求。因此，高中政治课改革必须着眼于培养学生自我学习、自我教育、自我发展的知识与能力。根据认知心理学的最新研究，储存在记忆中的知识有三类：“陈述性知识”、“程序性知识”、“背景性（上下文）知识”。以往的教学把大部分时间（70%）用于阐述“陈述性知识”和“程序性知识”上，现在应致力于把握“背景性知识”以及区分（选择）和综合（重新建构）知识的能力以及创造性等认知能力。这是实现掌握知识及改善运用和扩展知识的认知能力的双重目标之最佳途径，由此实现从“授受教学”（教师奉送答案）向“问题解决”（教师引发思考）的转变。教师以一名鼓励者、促进者、沟通者、帮助者和咨询者等角色发挥作用。
3．由单一教育转移到全面的基本素质教育，保证学生获得道德、审美、价值规范、情感态度等基本素质。所以，在高中思想政治教学中，也应注意学生身心发展的整体性、全面性，防止学生道德滞纳、人格失调、思想混乱。
把握好以上“转”机，方能保证政治课教学质量的提高。
（二） 从社会学理论看，改革开放和社会主义市场经济体制的建立——社会转型与社会变迁中青年群体所发生的思想观念、生活方式、行为模式类型的转化——青年转型同步发展。当代青年转型具有以下几个基本特征：
1． 生理上由晚熟转向早熟，此为转型的基本前提和基础。
2． 心理上从被动反应转向自觉认知适应型。
3． 劳动类型上从体力型转向智力型，青年择业意识转向重智力劳动。
4． 社会角色类型上由单一型转向多样型。角色选择上摈弃了“君子重义，小人重利”的价值观，树立了按劳分配、平等竞争、等价交换、效益至上等现代社会价值观。
5． 在生活方式上，消费生活、生产劳动、社会交换等从封闭型转向开放型。
了解和研究青年转型的基本理论，有助于从实际出发深入开展教育教学改革，找到“入脚点”，从而促进教学质量提高。
（三） 从教学关系上看，由教师主导，学生主体型转为教与学双主体。据有关调查统计资料显示，30.8%的学生认为政治课要吸引人主要因素在教师，其中教师驾驭教材和驾驭课堂的水平最重要，40.8%的学生则认为主要因素在教学内容，其中教材外辅助资料的学习、运用最重要。由此看来，教师如何驾驭教材运用辅助资料开展教学活动对学生的学习影响极大。教师通过引进和利用辅助资料拓展教育空间，发挥教师的主体作用，有利于贯彻理论联系实际的原则，加强教学的针对性和启发性；学生通过学习和运用辅助资料，发挥学生的主体作用，对全面提高各种基本能力和素质有更大的能动性。
综上所述，将理论与社会实际，学生实际相结合，高中政治课教学改革必须从科学、合理引进和利用教材外辅助资料“入脚”，在原有基础上加以改进和提高以适应各种“转”机的根本要求，从而提高教学质量。
二、“原则”引路，勇于探索
运用辅助资料开展教学是高中政治课备课和上课的基本环节和内容，但在新形势下，必须要从引进及利用的根本原则出发，对辅助材料的内容、类型、运用的方法、途径等方面进行改革，以适应由教育转型、社会转型、青年转型而带来的人才培养模式的转变。
坚持理论联系实际为核心原则，坚持教材内容为主，教材外辅助资料为辅的引进原则，对教学内容作深加工。本着这些原则，我在高中政治课教学引进和利用辅助资料上作了如下尝试：
1. 适应社会信息化特点，青年学生生理心理早熟以及生活方式开放的特点，（1）增加、扩展辅助资料引进的信息量、范围、种类，使教学内容密度大，信息量足，时代感强，形式多样、丰富。从而满足学生胃口。（2）引进途径以课堂为主，课外为辅，用辅导、推荐等方式收集资料，推动课堂学习。 （3）精选辅助资料，配合教材内容，对所选资料进行整理、组合，或扩展，或压缩，使40分钟教学内容主次分明，详略得当，层次清晰。通过以上三方面基本准备工作，使辅助资料更具科学性、教育性、适度性，不喧宾夺主，不哗众取宠，不堆砌材料，使教材更充分地发挥作用。
2. 适应青年学生的自主意识、开放意识、角色多重性以及培养人才多种基本能力和素质的要求，探索辅助资料的多种运用方式：
（1） 联系法。理论学习联系社会实际、学生实际，充分利用事实材料。a理论学习与生动、典型、有现实意义的事例结合，此为最基本的方法。如讲主观能动性结合张健横渡英吉利海峡和太行山区人民艰苦奋斗改变贫困落后的面貌的感人事迹；讲政党制度中多党轮流执政的实质，结合美国总统大选（小布什当选）系列报道，深入浅出，说服力强，易激发学习热情。b将知、情、行统一于辅助资料中，既保证了教学内容和结构的完整性，又将知识学习和能力、素质要求紧密联系。c所选资料充分体现个人、集体和社会的关系。d注意文理渗透，以理辅文。如用化学的物质能量转化实验说明“矛盾主要方面和次要方面的关系”，用物理光的折射体会“感性认识和理性认识的关系”等。
（2） 引路法。以各种辅助资料引入新课，新颖别致。a科学理论引路，如用“矛盾的主要方面和次要方面”来论证理解“贡献和索取的关系”，然后对“贡献是人生价值主导方面”展开讨论。b著名论断引路，如用“阿基里斯追不上乌龟”引出“发展的观点”，“世界上没有两片相同的树叶”引出“共性和个性的关系”。c数据图表引路，如用“中、美、日、印等国一百万吨工业产值（美元）数据”引出“资源配置的重要性”。c典型问题引路，如“团员烧香拜佛是不是自由的表现？”等。用各种辅助资料引路，既有新鲜感，又使材料相对集中，既调动学生思维，又有很大启发性。
（3） 主题法。提出学习主题，教师收集材料，将理论知识学习、材料运用分析、思想素质教育和谐统一展开课堂教学活动，典型的是“讨论法”。
（4） 激活法。通过新颖、信息感强、逻辑性强、趣味性强的辅助资料灵活多变的使用，激起学生的认识兴趣和更高水平的求知欲，使课堂富有生机。a导入新课活，如小故事、事政新闻等，以撬“头”来带动摆“尾”。b总结全课活，利用辅助资料达到画龙点睛、承上启下、举一反三、情感升华、落实行动等作用。c典型材料设问活，如结合荔枝上市、落市价格变化的实例，将商品、价值、使用价值、价格、供求大小、价值规律等众多知识点联成网络，层层设问，环环紧扣，直至水落石出。d反项思维设置障碍，以“死”激活，即使用一些看上去与结论相悖的辅助资料进行教学，能引发学生进行深层思考，自主寻找答案。
（5） 情景法。主要运用现代多媒体技术进行政治课教学。现代多媒体技术集文字、声音、动画于一体，形象生动。如用网上漫画一只红杏出墙来说明新生事物是不可战胜，用课件水变牛奶、牛奶变水的小魔术分析现象和本质及其关系等。学生积极参与融入教学，提高了课堂教学效率。
以上方法可根据教学目标综合使用，使学生融成对问题的整体认识。
三、 排除“障碍”，拓宽新路
通过自己的教学实践，发现在辅助资料的引进和利用上要注意以下几个问题：
1.辅助资料的运用要适度，要保持其辅、补充性，不得“越位”，在用好教材的基础上用好辅助资料，以弥补教材的不足。
2.教师要做好材料的分类、筛选、综合、更新等工作，注意材料的代表性、时效性及教育价值。
3.材料使用要到位：加工选用到位、课堂引进时机到位、综合教材到位、层次发分析到位、使用教学时间到位、教学过程六环节中材料利用整体把握到位。
4.材料使用要注意读、议、析、结四环节，尤其要重视分析，从而有助于学生分析问题能力的提高。
努力排除以上“障碍”，才能有较好的教学效果。
实践证明政治课利用辅助资料开展教学，有助于转变学习态度，培养学习兴趣，增强学生在学习期间分析材料、解决问题、批判性思维等方面的能力，提高学生自我学习、自我教育、自我发展的需求和能力，以及得到道德、审美、价值规范、情感态度等基本素质的提高。
因此，教材外辅助资料的有效利用是对教学内容改革和教学方法改革的有机和谐的结合点，在新形势的需求下对其加以改革和探索，是提高课堂教学质量，培养合格人才不可或缺，不可忽视的一环。
【关键词】量子化学；电致发光材料；合成
0 引言
有机及配合物电致发光（EL）和非线性光学材料在高新技术中的广泛应用，受到人们的关注并得到积极的研究[1-3]。近30年来，随着量子化学计算方法和分子模拟技术、以及计算机技术的飞速发展，对材料科学的发展产生了深刻影响。利用量子化学计算方法方法研究EL材料的电子结构和光谱性质，以全自由度优化几何结构为基础，计算化合物的电子光谱。对研究此类材料的性质及合成有指导性意义计算结果是实验结果基本吻合。本文主要介绍量子化学在EL材料研究中的应用及进展。
1 量子化学研究EL材料的方法及原理
就量子化学的几种计算方法来看，从头算法虽然有严谨的理论支持，能得到较好的计算结果，但是当遇到诸如酶、聚合物、蛋白质等大分子体系时，计算很耗时，其计算代价无法承受[4]。为了在计算时间和计算精度上找到一个平衡点。采用量子化学半经验方法AMI进行了理论计算包括构型优化、振动分析电子光谱计算。科学家们以从头算法为基础，忽略一些计算量极大，但是对结果影响极小的积分，或者引用一些来自实验的参数，从而近似求解薛定谔方程，就诞生了半经验算法。如：AM1，PM3，MNDO，CNDO，ZDO 等[5，6]。目前，对多类EL材料的研究大部分都是基于量子化学的半经验方法。
2 光谱性能的量子化学半经验计算
EL材料的发光颜色与材料的荧光光谱有密切的关系，荧光即是电子由第一激发单重态跃迁回基态所产生的降级辐射。目前对光谱性能的量子化学计算多半基于量子化学半经验方法PM3和AM1，先对化合物的几何构型进行了全参数优化， 得到其稳定构型，再进行振动分析，在此基础上利用单激发态组态相互作用方法（CIS）计算它们的电子光谱。
比如苏宇，廖显威[7]等人采用量子化学半经验方法PM3对三种黄酮类化合物的荧光光谱进行了理论研究。对各化合物优化后的构型作了振动分析，均未出现虚频率。在此基础上，采用单激发组态相互作用方法（CIS） 计算荧光光谱，所有计算结果与实验值基本吻合。廖显威，李来才[8]采用单激发组态相互作用（CIS）方法，分别计算了4 种稠环芳烃的电子光谱，选了801个组态进行计算，所得结果与实验值基本吻合。他们还对几种含氮芳烃化合物有机EL材料，对FL-4、 FL-7、FL-10 和FL-12的光谱进行研究，计算结果与实验值基本相符合。薛照明，张宣军[9]等用PM3/SCI方法计算了三个分子的电子吸收光谱，测定了三个分子的电子吸收光谱和荧光光谱（DMF溶液）。结果表明理论计算值与实验值相当吻合。高洪泽，石绍庆等利用量子化学半经验AM1及INDO/SCI方法研究了B与8-羟基喹啉的螯合（LiBq4）的电子结构和光谱性质，计算得到基态到各激发态的垂直跃迁能和振子强度，获得电子光谱。分析出由于配体中苯酚环、吡啶环对不同前线轨道的贡献不一样，所以在吡啶环和苯酚环上引入取代基会对光谱发生影响，为分子设计提供理论指导。
3 量子化学对EL材料结构的分析
结构与性能的关系一直是量子化学的主要研究领域，它涉及的范围非常广泛，从无机小分子、有机分子到高聚物和生物大分子，从人为设计的理想模型分子到实用的药物分子和材料分子等[10]。通过结构与性能的研究，人们可以逐类地对一些化学现象进行统一的解释，得出一般性的规律，进而预言一新的化学事实，指导设计新的实验。目前国际上关心的课题主要有：重要新型无机分子、有机分子和原子簇化合物的化学键本质的研究；重金属、稀土元素化合物的成键规律；（半）导体材料、磁性材料、光电材料等。
高洪泽，石绍庆[11]等通过量子化学半经验方法研究了蓝色有机薄膜电致发光材料LiBq4 电子结构，国外研究人员在这方面已做了不少努力，合成了很多类型的蓝色发光材料并且制备了相关器件[12-15]，但多数都没有获得突出的结果。由于LiBq4体系相对分子质量较大，迄今未见有对其进行理论研究的报道.他们通过计算结果表明，各个喹啉环基本保持各自的面共轭结构。计算得到的稳定几何结构和的主要键长。为探讨其发光机理及B和Li 元素在其中所起的作用及M ―N键的共价性、离子性对发光的影响，为进一步探索合成与设计具有优良性能的蓝色发光材料提供理论依据和指导。
4 振动分析
判断分子是否处于稳定构型的一个重要方法是看它的振动光谱是否出现虚频率[16]。刘芳玲，张红梅[17]等对萘及其卤代化合物在B3LYP /6-31G水平下优化了4种化合物的几何构型， 在振动分析中，其振动光谱均未出现虚频率， 说明构型优化基本合理性。
5 前景与展望
近些年来虽然量子化学在研究和分析EL材料方面，解释了一些实验现象，揭示了不少前期未被理解的机理，甚至预期了一些结构性能关系。但量子化学的应用远不止这些。随着量子化学理论不断发展和应用领域的逐渐拓宽，研究方法的不断创新，今后将对电致发光材料的合成和选择提供更好的理论依据和指导。将量子化学与EL材料的性质分析结合起来，才能更好的选择EL材料的构成，合成性能更好的EL材料。
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关键词：全英文教学；材料专业课程；教学实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）51-0114-02
随着科技现代化、经济全球化的不断深入，世界经济体之间的合作与往来变得越来越密切，在如此背景下，中国如何抓住机遇跨越式发展社会经济，缩短甚至赶超世界发达经济体，关键取决于培养兼具国际化视野与专业知识的复合型人才。为此，我国出台了《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》，而“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是贯彻落实上述纲要的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，对促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。而“卓越计划”的核心是培养高质量工程技术人才，尤其是在国际化平台下能够为国家经济建设发挥重要作用的专业人才，因此采用全英文讲授专业核心课程是实现工程教育国际化、培养国际化思维与视野复合型人才的必然要求。在全国高等教育范围内，上海市高校都走在了前列。上海市教委早在2009年就对“上海高校示范性全英文教学课程建设”进行了立项，通过资金支持并鼓励高校教师实践全英文教学，立项课程范围也从初期的非核心专业课程逐渐拓展到核心专业课程。上海理工大学材料科学与工程专业为全面贯彻“卓越计划”，全面开展专业课程全英文教学，通过教学改革和实践培养了一批高素质的复合型人才。“材料结构与性能”是材料科学与工程学科的专业基础课程，在本科培养计划中居于核心地位。本课程按照“以人为本”的开放式、多样化、递进式的培养模式，以工程教育为导向，以培养卓越工程师为目标，辅之以提高学生英语应用能力为特色，教学全程采用全英文教学。该课程已经开设了五年，2013年经上海市教委立项，成为市重点建设课程。
本文意在通过总结教学实践中出现的问题与经验，寻找差距与不足，探索一条专业课全英文教学的有效模式。材料专业课程全英教学的改革与探索，是打造高素质复合型人才的需要，是教育与国际接轨的必然。
一、“材料结构与性能”全英文课程的特点
“材料结构与性能”是继“材料科学基础”、“材料工程基础”之后，为该专业三年级本科生开设的专业核心课程。教学内容主要涉及到金属及非金属材料的微观结构与宏观性能之间的内在关联机制，包括材料结构对力学性能、电学性能、热学性能、磁学性能、光学性能等的影响及决定作用等。该课程以概念与机理等理论知识传授为主，难点在于提高学生对材料微观结构与宏观性能之间内在关联机制的理解，进而使学生能够从微观结构上解释材料的性能变化，进而设计一款新的材料或者对现有材料提出性能改善的最优化设计方案以满足实际需求。
具体来说，“材料结构与性能（英）”课程体系具有如下特点：
1.基础科学理论明确：课程以材料科学基础、材料工程基础、材料力学、物理化学、材料物理学等学科课程为相关理论基础。
2.专业理论特色显著：教学中重点阐述材料的结构与组分变化对材料主要性能的内在关联机理，明确相关控制与影响因素，进而学习相应的材料处理方法与手段，实现对材料性能进行调控，满足应用需求。
3.培养目标明确：该课程是适应经济全球化以及国际高等教育发展潮流而设置的专业课程，目标是按照“卓越计划”培养社会需要的专业人才。
4.全英文国际化教学：教材为国际一流工科大学所采用的原版英文教材；全程采用全英文教学，注重传授基础知识，同时提高学生的英语应用能力，培养学生以国际化思维思考、分析和解决问题的能力。
5.多学科交叉：该课程紧密联系国家“十二五”期间的行业关键问题――“新材料”和“功能材料”，其相关知识体系融合了材料学、物理、化学，甚至生物学、电子、机械等学科。
二、教学方法与手段
一直以来，全国各大高等院校专业课程都采用汉语教学。众所周知，即使采用母语讲授专业课程中的理论难点，教师都要花费很大精力，而学生理解起来也很难深入。而鉴于高等教育国际化的需要，最近几年，高等院校开始尝试采用双语或者全英文教学方式讲授专业课程。
目前，采用全英文教学过程中面临的困难与挑战，概括来讲，主要集中在以下几点：授课教师是否对语言具有高超的驾驭能力、对理论知识的准确表达能力、以及对复杂概念与原理的深度演绎能力；听课学生的英文听说水平能否达到全英文授课要求。关于任课教师，一般来讲可以通过提高教师准入门槛，比如要求具有一定年限国外大学或科研机构学习或者进修经历等进行遴选。对于选课学生，我们则无法取舍，只能从改革教学方法、丰富教学手段等方面引导学生逐渐适应全英文教学过程，逐步提高英文听说水平。因此，学生较低的英文听说水平、较差的英文应用能力、对语言的畏惧情绪、以及对枯燥的专业课程缺失的兴趣与积极性等，是影响教学效果的最关键因素。结合过去多年的实践教学经验，授课团队拟努力从以下几个方面着手，以有效提升教学质量与效果。
1.组建高水平的教学团队。胜任全英文教学的教师不仅要对英文具有高超的驾驭能力还要有扎实的专业功底，这样才能做到熟练利用英文讲解、传授一般理论知识，深入浅出、化繁为简地阐释重要机理与概念。本课程教学全程采用全英文教学，由三名均具有三年以上海外学习经历的教师担任主讲。三位主讲教师均具有博士学位，全部具有高级职称，在教学方面严格以“师者，传道、授业、解惑”自勉，并不断锐意进取，边实践边改革，在教学质量、效果等方面不断提高。
2.不断完善和丰富教学内容。教学内容始终以社会需求为基本导向，以国际高等教育人才培养机制为标准，以培养具有工程实践与创新能力的人才为目标，适时调整培养计划、完善教学大纲内容，保持教学内容的先进性与实用性。同时，积极采纳社会用人单位对学生质量的反馈信息，及时补充有利于学生综合实践技能提高的新知识点，做到教材内容与时俱进。首先，教材国际化。本课程选用美国犹他大学Callister教授主编的“材料科学与工程”作为主要参考教材，该教材也是美国多所著名理工科大学材料专业本科生的通用教材。其次，英文版教材与国情相结合。国际通用英文版教材适合美国的工程教育，但不能照搬并移植到中国工程教育，我们必须结合国内高等教育的实际，有选择性的吸收消化。第三，英文版教材与中文辅助教材相结合。考虑到学生英文水平的限制，参照原版教材编写中文辅助教材。对英文教材进行中文辅助教材配套是深化和推广全英文讲授专业基础课程的一项有益尝试和改革，不仅可以让学生在课堂上专注于教师的讲解、努力跟随教师的思维思考专业问题过程中提高英文应用能力，而且通过及时与中文教材比对知识点深入理解专业知识。第四，密切该课程与实验课程的结合。作为一门理论与实践密切结合的核心专业课程，实验设计环节对于学生将理论知识转化为实际能力具有重要作用。基于实验环节的重要性，与本课程相关的实验设计被划分为一门独立的课程。
3.教学方法与手段的探索与创新。在教育国际化大背景下，以往的照本宣科式教育理念已经落后于时代需求，不能满足学生对实践技能的渴求，新的适应全英文授课方式、有利于提高学生学习兴趣、拓展分析与解决工程问题思维、培养学生工程实践能力与创新能力的教学理念与方法亟需探索、改革与创新。首先、启发式教学。针对全英文授课的特点，以及学生英文水平的限制，按照教学大纲与教学计划进度表的要求，力求“内容上突出重点，讲授上深入浅出”，同时引导学生将新知识点与已有的知识有机的联系起来理解、记忆，通过教师的发问式教学激发学生学习兴趣；通过学生之间的讨论及与教师互动，使学生参与到教学过程中，增强学生学习热情与主观能动性。其次、多媒体、互联网助推现代化教学。本课程全程采用多媒体教学、PPT课件定期更新、加入与课程内容相关的最新科研成果。同时，丰富课程网站模块，完善网站互动功能，实现教师在线答疑，将有限的课堂互动扩展到更充裕的课后网络互动中。此外，建立与国外同类课程网站的链接，使学生可以共享网络资源，真正实现课程教学的国际化。
总之，在经济全球化、人才国际化的时代背景下，培养既掌握扎实专业知识、又拥有国际视野的复合人才是社会的必然要求，利用全英文教学培养高素质的人才是大势所趋。全英文教学过程中，完备的理论授课体系、国际化的教学内容赋予本课程旺盛的生命力；雄厚的师资力量保证了高质量的教学；现代化的教学手段为激发学生学习兴趣、提升学习效率提供重要辅助手段。作为一个全新的教学模式，当前中国高等教育的全英文教学仍然处在探索阶段，教学方法的改进与教学质量的提高都需要长期的积累。但我们相信，在高水平师资的基础上，只要从传授专业知识与提高英文应用能力做为出发点培养学生，以培养国际化复合人才为目标，一点一滴地践行教学工作的每一个细节，国内高等教学的全英文教学就会不断迈向更高的台阶，工程专业的全英文教育会不断向前推进。
参考文献：
[1]《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》（中发〔2010〕6号）[Z].
[2]《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》平装[Z].2010年7月1日.
