时间:2023-03-24 15:33:31
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篇无机非金属材料论文,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。
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)25-0271-02
本科毕业论文是完成本科教学计划,实现本科培养目标的重要阶段,是人才培养不可缺少的重要环节[1]。与其他专业相比,无机非金属材料专业具有如下特点:①工作量大。该专业的学生通常选题为陶瓷粉体、混凝土、纳米材料等方向,而上述材料的制备需要进行系统的实验方能获得较为理想的结果。在制得产物后,需要借助分析仪器进一步对材料的物相、形貌等进行一系列的表征,方能确认实验产物。有时还需继续研究产物的性能;②结果具有不确定性。虽然依据已有文献,可大致推断出生成产物,但在实验时往往采用新的方法或者对原有的工艺进行改进,因此实验过程是全新的,只有通过分析仪器的检测方能最终确定实验产物的实际组成及形貌,故而经常会出现实验结果与预期不尽相同的情形,需要补做实验或对数据进行深入的理论分析。无机非金属材料专业的毕业论文是完全依赖实验结果而成文的,实验结果的好坏直接决定毕业论文的质量。因此,在选题后如何开展毕业论文的实验、制得产物后如何进一步对其进行检测与表征、获得实验数据后如何进行毕业论文的撰写,是无机非金属材料专业的本科生需要重点学习和掌握的,也是指导教师需要重点把握和指导的内容。本文从高校无机非金属材料专业本科毕业论文指导的三个方面:毕业论文实验、数据分析、论文撰写分别作以介绍,并对无机非金属材料专业毕业论文撰写中常见的问题进行分析。
一、毕业论文实验
由于选题决定了整个毕业论文的方向和内容,在进行选题时,需要指导教师提供一个大致的研究方向与课题,让学生下载相关文献阅读,在短时间内对课题的可行性、可操作性进行评估,并依据自身的水平判断自己能否胜任。有的课题在设计之初就是探索性的实验,需要学生的积极配合与主动参与。如果是一个前沿性的课题,可参考的文献比较少,学生觉得开展实验有困难,则对其完成论文将是一项不小的考验和挑战。因此,需要指导教师与学生共同探讨,确立一个合适选题[2]。在对课题进行充分调研的基础上,使学生了解课题的意义与价值,熟悉国内外研究进展情况,详细掌握本课题材料的常用制备方法或者本制备方法制备过哪些材料。通过前期调研,制定符合学生和实验室情况的实验方案,并严格按照进度计划开展实验。在实验时,要求每个学生必须准备一个实验记录本,详细记录每次实验的日期、试剂及用量、使用仪器条件、实验过程、反应现象、产率等数据,以备实验结果出现问题或需要重复结果时有依据可查。应指导学生规范操作,比如使用易挥发、腐蚀性强、有毒物质必须带防护手套,并在通风橱内进行,中途不许离岗等等。只有在规范的操作下,才能得到正确的实验结果。任何一个步骤的疏漏,都会导致结果的偏差。例如,在纳米材料的制备过程中,通常应该使用去离子水和无水乙醇分别洗涤3次,而有个学生为了节省时间只用去离子水和无水乙醇各洗一次,当制备完样品进行检测的时候,发现反应原料残余的离子没有洗净,影响了产物的纯度,导致该学生耗费了更多的时间来补做实验,重新检测。不仅耽误了实验进度,浪费了实验试剂,同时也增加了检测费用。这一方面是由于学生态度不够认真,操作不规范导致的,另一方面也督促指导教师,需要随时把握学生实验进度,在关键的操作环节予以指导和点拨,这样才能保证前期实验结果准确,实验按照设定的计划完成。
二、数据分析
对于无机非金属材料专业来说,通常需要借助于X-射线衍射、差热―热重分析、红外光谱、扫描电镜、透射电镜等检测手段对材料进行表征。其中,前三种检测手段的数据通常是以“.CSV”格式提供的,需要使用Origin软件绘图;后两种检测手段的数据通常是以照片形式提供的,但有时由于技术原因导致照片不够清晰等,需要掌握photoshop软件的相关应用。在性能检测后,大部分实验数据都是以图表的形式体现在毕业论文中的,需要教会学生使用相应的操作软件。下面分别对各软件涉及数据处理的使用要点作以简单介绍。
1.Origin使用要点。Origin的使用教程有很多,可让学生自行下载学习。在毕业论文撰写的过程中,需要向学生强调图片格式的问题,例如做出的图片如何插入文档等。在Origin绘图后,通常会出现一个只有左侧坐标轴和下部坐标轴的图形,坐标轴刻度向轴外。大多数学生在将图插入文档时往往忽略了这一点,没有注意到图形没有四周的边框和刻度问题,直接将图片粘贴到文档里,导致图形格式不够规范。因此,需要在Origin中将坐标轴设置好。
2.HighScore使用要点。在X-射线衍射检测后,指导教师可让学生使用Origin绘出产物的谱图,并与参考文献中理论产物的数据进行比较。如果无杂峰出现,且衍射峰出峰位置、相对强度与参考文献均一致可直接认定产物;如果是未知产物,只知道物质中所含的元素,通常使用“HighScore”软件进行物相匹配,获得产物的晶相结构。在出现的一系列与产物衍射峰相匹配的卡片中,选择与理论产物最为接近的即可。若为混合物,则应逐个点击出现的卡片进行对比分析,确定衍射峰的归属。
3.Photoshop使用要点。使用扫描电镜、透射电镜检测样品后,当噪点较多或者是对焦不准确使照片不够清晰,对比度较差时,可使用Photoshop对照片进行简单处理。首先,打开图片后,选择工具栏上的“滤镜”―“杂色”―“蒙尘与划痕”(一般选默认值即可)―“好”;其次,选择工具栏上的“图像”―“调整”―“曲线”―按住曲线中间黑点进行调节,至满意为止―“好”。此外,还可用Photoshop将图片加上标尺等。
三、论文撰写
1.绪论。绪论部分需要查阅大量的参考文献,指导教师需向学生强调应查找最新的、与课题紧密相关的中文及外文文献,包括专著、资料等,查阅的资料要有学术性、前沿性、理论性。直接查阅的文献不应少于10篇,在撰写绪论部分时要紧扣论文题目,注意行文逻辑顺序,通常按如下层次撰写:①引言:介绍研究内容及其作用(意义)有何价值及应用;②国内外研究进展:该项工作(或者该项方法等)目前在国内、国外的研究进展情况,存在哪些不足或在哪些地方尚需改进;③本课题阐述:介绍该项工作目前在哪些领域进行了应用,或该方法目前已应用在哪些材料制备中;④本文的研究目的与内容。
2.材料与方法。在本科生的毕业论文中,通常可将材料与方法单列一章,详细介绍本实验使用的试剂、仪器及样品制备及检测方法。若论文研究内容较多,在制备不同条件下样品时,使用的仪器与试剂有较大变化,需要各列成章,则“材料与方法”内容可放入各章中分别介绍即可。
3.结果与讨论。此部分为整个毕业论文的核心部分,不仅是对前期实验结果的一个汇总,更能够体现本科生进行数据分析的能力。因此,需要学生考察不同条件下样品的性能进行比较,从而得出最佳条件,并将绘制好的图片放入,对其中的数据进行分析、比对。
4.结论。结论部分往往是提纲挈领的,是对整个实验结果讨论后的升华与凝练。结论部分反映出学生的论文工作是否有意义,对其他实验是否有借鉴作用。
5.摘要。论文的摘要是整个论文画龙点睛的部分,需要重点介绍:课题的意义、实验方法、实验现象、结论。通常摘要部分应该在完成前面几部分内容后最后撰写。在论文撰写过程中应力争做到“三符”:符合格式规范、符合认知顺序、符合严谨行文。
四、毕业论文撰写过程中的常见问题
1.实验记录不清。在刚开始做实验的时候,很多学生能够把实验数据记录得很好,但是随着实验的开展,由于忙于实验操作,往往就遗漏了数据的记录,导致数据记录不详尽。因此,需要指导教师反复向学生强调做好实验记录的重要性,并定期进行检查。
2.格式不够规范。格式规范的毕业论文,不仅能够准确反映论文的真实数据,同时也是学生自身综合素质的体现,很多学生的毕业论文中存在角标不规范、标题格式不正确、参考文献引用混乱等问题,因此,需要引导学生在撰写论文的过程中养成良好的习惯,认真检查每一处错误。
3.理论深度不足。通过专业课程的学习以及毕业论文实验的操作后,大部分本科生没有将各项知识融会贯通的能力,因此,在数据分析时,需要教师加大力度指导,使学生知其然知其所以然,从而加深对课题意义和价值的进一步理解。
总之,在无机非金属材料专业毕业论文撰写的过程中,需要指导教师全程指导、用心指导。高质量的本科毕业论文不仅仅反映了学生的综合能力,也体现了学校的整体教学水平。广大论文指导教师都应重视这项工作,不断积累经验,集思广益,从而推动学校教学水平的进一步提高。
参考文献:
[1]孙洁.英语专业毕业论文的撰写指导及问题探讨[J].时代文学(双月版),2007,(4):230-231.
我国的高等教育在20世纪末进行了大力改革,取得了令人瞩目的成绩。但是,由于长期形成的教学理念及经费等方面的原因,各类理工科专业在实验教学体系改革中成效不显著。尤其对于无机非金属材料这类实验学科,必须将实验教学体系的改革和整个教学体系的改革通盘考虑,同时将高校培养自主创新人才的目标与实验教学改革相结合,只有这样才能在新的教学计划中实现既定的人才培养目标,培养出基础雄厚、勤于思考、善于动手的新时代大学生。
一、我校无机非金属材料专业现状
1998年,国家教育部新颁布了普通高校本科专业目录,对原有专业设置和专业结构进行了调整,旨在拓宽专业口径,提高学生基本素质,以增强学生对社会主义市场经济和科学技术不断发展的适应性[1]。
我校在新的专业目录中,无机非金属材料专业需要培养具备材料科学与工程方面的专业基础知识,掌握材料科学与工程领域的相关专业知识,能在无机材料、复合材料和纳米材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工艺设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。无机非金属材料专业课程体系、教学内容和实验教学体系的制定都是围绕着这一目标,对于培养综合型人才,实验教学环节显得尤为重要。
二、我校无机非金属材料专业实验教学体系中目前存在的主要问题
1、实验教学的内容设置过于依赖理论课程。在传统教学理念中,实验教学一直被认为是理论课程教学的补充,忽视了实验教学作为课程主体的独立性;在传统教学方法中,往往只考虑实验教学内容与理论课程设置的一致性,而忽视了实验课程本身所具有的规律及特点。
2、实验教学内容上,存在着“四多四少”:依赖于课程理论教学的验证性实验多,能发挥学生能动性、积极性的设计性实验少;经典的理论性实验多,有特色的、能反映学科最新研究动态和工程实践的实验少;孤立的单元性实验多,多学科内容复合的综合性实验少;老师讲解并演示指导操作的实验多,学生自主思考动手设计操作的实验少。
3、教学方法上,缺乏创新,教学手段单一、方法古板。在大多数的实验课程中,教师将实验讲义准备的越来越详细,实验用具也准备的越来越具体。对于学生而言,只需要按照老师的讲义,“照方抓药”即可完成实验。这类实验进行的多了,学生便会对实验缺乏兴趣与主动性,进而导致忽视实验课程在教学过程中的作用。
4、在其他方面,存在着实验设备陈旧;部分实验设备缺乏,不能满足每个实验组的要求,造成实验设备在实验教学时高负荷操作等问题。
三、无机非金属材料专业实验教学体系的改革思路
实验教学体系的构建是否科学、合理,对能否培养出既掌握扎实理论知识,又具有动手实践能力的综合性人才有着重要的影响。结合国家的教育方针与政策、无机非金属专业的培养目标、社会对本专业的实际需求、学生对实验教学内容的建议及上文中提到的所存在的各种问题等,我们提出了我校无机非金属材料专业实验教学体系的改革思路。
A、实验教学体系构建的指导思想及原则:
1、以创新能力、动手能力培养为实验教学的核心。从单纯的讲授知识、传授技能转变为培养学生自主创新能力;培养学生将课堂专业知识与实验技能相结合的能力;培养学生在实验中发现新现象,解释新现象的能力;培养学生动脑思考、独立设计实验并完成的能力。
2、优化课程实验配置,积极压缩验证性实验,多开设综合性和设计性实验,大力发展开放性实验。开设能够反映本学科最新研究动态及工程实践方面的实验内容,增加学生自主设计性实验、多学科综合性实验及单方向深入研究性实验。
3、提倡以学生为主体的意识,因材施教,注重学生个性的发展。改进教学方法,由以前的教师一包到底,转变到学生为主、教师辅导的形式,充分调动并发挥学生的主观能动性、积极性和创造性。
4、以无机非金属材料的制备工艺、性能测试、结果分析为主线,构建与专业理论教学相平行的实验教学体系。两者之间既要做到相互独立、各自发展,又要做到互相补充,共同进步。充分体现实验在材料设计、研究、生产过程中的主导地位。
5、在实验教学过程中,注意使用现代化教学手段,引入多媒体教学等内容;在实验教材的安排上,根据实验课程内容的调整,重新编制内容新颖的实验教材;在实验设备上,加大投资力度,尽可能满足学生对实验条件的要求。
6、合理设置实验室,加强实验室与教研室之间的联系,建立健全的实验教学体制。加强对实验教师的培训,使其能充分调动学生对实验课程的学习积极性。
B、实验教学体系的构建思路和具体方法
遵循上述指导思想和原则,我们拟定了无机非金属材料专业实验教学体系的构建思路和具体方法。我校的无机非金属材料专业实验教学体系应该是一个“四种方式、三个阶段、两种综合、一个目标、以能力培养为核心并贯穿整个培养计划始终的实验课程体系。”
1、“四种方式”是指学生在校期间的实验教学可以分为四种不同的方式。分别为:前期的公共性实验、中期的开放性实验和专业实验、后期的毕业论文实验。
公共性实验是指学生在大一大二学习基础课程时,对本专业相关的基础实验内容的学习。这种方式有利于学生打下良好的实验基础,有利于其熟悉实验操作、实验手段,掌握最基本的操作技能,为进一步的专业学习及实验打下良好的基础。
开放性实验和专业实验也非常重要,这是在学生学习专业知识的过程中进行的。我们一方面强化专业基础实验教学,提高教学时数,且单独设课,重要的是我们根据材料类专业的共同特点,建立了专业基础课的公共实验平台,即将专业基础实验构建为四类公共实验:材料合成与制备实验、材料成形与加工实验、材料结构与表征实验、材料性能测试实验;另一方面,我们针对无机非金属材料量多面广的特点,设立了各种设计性的专业实验,这些实验完整再现了一个具体材料的设计过程,而且多是教师们的科研课题,非常具有时效性、前沿性。
这两种方式非常有利于学生进一步了解自己所学专业的内涵及发展前景,有利于形成和强化学生的专业思想,为日后的进一步学习或工作打下基础。
毕业论文实验是对学生四年大学学习的一个总结,是理论知识和专业知识有效的结合。对于进一步考研深造的学生而言,可以尽早进入研究状态;对于工作的同学而言,也可使其更快的熟悉工作岗位。
2、“三个阶段”是指学生在校期间的实验教学可分为三个阶段,并使其对应到上述的“四种方式”中。
首先是前两年的理论学习及基础实验阶段。在这期间,学生需要掌握基础实验所需要的理论知识,如化学、物理及物理化学等;学会进行基本的实验操作,能够独立完成教师布置的实验任务。
中期是指学生在大三学年接触专业知识之后,安排一定的与专业知识内容相关的学科前沿课题,或者工程实践课题等实验项目。从而使学生在理论上及实践上均对专业内容进行了解。这一阶段应该是学生锻炼实验能力的主要阶段。
后期是指学生在大四阶段对专业知识深入了解之后,同时结合毕业论文环节,进一步查漏补缺,进而弥补自己在理论或实验技能上的不足。
3、“两种综合”是指在实验教学体系中要做到实验课程内容综合化和教学方法综合化。
实验课程内容综合化,是指在实验内容的安排上,尽量取消验证性实验,尽可能安排综合性和设计性实验,并注重体现专业特色。在条件允许的情况下,也可以选择跨专业的综合性实验安排。在实验内容的综合化方面,要根据不同的学生情况进行不同的安排。
教学方法的综合化是指在实验教学的过程中,引入各种教学方式,如多媒体教学,演示教学、计算机模拟等。对于验证性、综合性实验等,采取传统的封闭式教学方法;对于设计性、研究性实验,则可以采取学生分组,自主讨论研究,方案自定、共同协作的开放式教学方法。
4、“一个目标”即实验教学改革的唯一目标为培养具有丰富理论知识、具有自主创新思想和专业思想、拥有较强动手能力的新时代大学生,使学生在毕业后能顺利地进入研究或工作中。
四、结束语
【关键词】毕业设计 实践教学 教学模式 无机非金属材料
本科毕业设计工作是教学计划中重要的实践性教学环节,是高校实现人才培养目标的重一课,也是学生最重要的学习阶段。通过毕业设计,培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基础技能,提高分析、解决实际问题的能力和科学研究工作的初步能力。我校无机非金属材料工程专业建立于1998年,主要课程设置为结构陶瓷、功能材料、复合材料、耐火材料等方面,人才培养目标为培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识,能在无机非金属材料结构研究与材料的制备、成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面的高级工程技术人才和管理人才。
经过近15年的建设与发展,本专业已成功培养了400余名本科毕业生,整体教学水平有了明显提升,但目前依然存在对本科毕业设计意识淡薄、重视程度不足、经费短缺等问题,导致论文完成质量较差,无法满足我校本科毕业生具有诚朴乐群、基础扎实、实践能力强的高素质工程技术人才培养目标。下面结合自身的教学经验与我校现状,重点从提高对本科毕业设计的认识和教学模式改革两个方面对我校无机非金属专业毕业设计环节谈一些自己的看法。
1全面提高对毕业设计的认识
态度决定行动、行动决定成效,近些年经过本科教学评估等系列工作,全校上下对本科教学工作有了较深入的认识,参与教学的热情有了较大提高,但对本科毕业设计环节的认识依然存在不足,重视程度不够,严重影响到本科毕业论文(设计)的质量实现。如何提高对本科毕业设计工作的认识已为保证本科毕业设计质量的前提。而改变大家对毕业设计工作的认识可以从以下三个方面入手。
1.1深化教学体制改革
多年来由于高校不断扩招,而师资建设未能保持同步,导致本专业师生比失衡,加之学校岗位考核和职称晋升的管理制度,教师既要开展大量的科学研究,又要完成繁重的教学任务,致使指导教师对毕业设计工作精力投入不够,使得教师对学生的要求不高,甚至部分老师认为本科生不是研究生,不必有太高的要求,从而放松了对本科毕业设计的要求。
针对该现象,学校应该对岗位考核与职称晋升的要求进行改革,尽量减轻教师的双重压力,可以在现有上岗考核与职称晋升条件的基础上进一步区分教学与科研岗位要求,比如对教学岗位可以尽可能地降低科研条件的要求,对于科研岗位也尽量减少教学方面的要求,每年能保证为本科生开设不低于60学时的课程即可。这样可以使教师有较为充足的时间从事科学研究,有精力指导本科毕业设计工作。此外,学校应将本科生毕业设计的结果作为岗位聘任与职称晋升的参考,从而提高教师对本科毕业设计工作的认识。
1.2促进教学科研的交叉与融合
各高校对“科研促进教学,把科研成果引入课堂”理念已达成共识,但在实际教学过程中,多数高校在具体解决教学环节正常需要的经费不足,基础条件欠缺等问题时,却又不考虑科学研究与本科教学的密切关系。在购置设备方面,教学、科研分离,为了节约成本,减少投入,购置的教学用设备仅能满足教学使用,不能满足科学研究的需要,导致设备利用率降低。
现在高等学校教师的准入条件逐渐提高,工科专业没有博士学位很难进入高校教师队伍,而刚刚毕业的博士,进入高校后由于无前期积累,需要学校提供从事科学研究的基本条件。所以教学管理部门应处理好教学与科研的关系,在实际教学中切实贯彻好科研促进教学的理念,在教学设备的购置方面应充分考虑科学研究的需要,使教师可以利用所购设备进行科学研究,充分提高设备利用率,缓解基础条件欠缺等问题。同时将一些教学实验分配给具有类似专业背景的专业教师,教师在讲授内容的时候会很自然地将研究成果融入,使学生在掌握基础理论的同时能切实感受到科研思想,增强其科研意识并提高其实践水平。
1.3强化学生实践意识
大学四年的最后一学期,是学生面临毕业、就业、升学问题的重要阶段。部分学生为就业而奔波,部分考研究生的同学焦急等待考研分数、准备复试等,已经找到工作的学生在这种氛围下也很难安下心来开展毕业设计工作。从而导致学生不能认识到本科毕业设计的意义所在,认为所做内容与以后工作将与从事内容不一致,无法提高自身水平,从而导致毕业设计工作质量下降。
为改善学生对待毕业设计工作的态度,平时应加强学生对开展实践活动意义的认识。需要专业教师在认识实习、生产实习等各个实践环节将开展本科毕业设计的目的、意义融入进来,提高学生对本科毕业设计的认识。同时在拟定本科毕业设计内容时,应进行一些实际课题,最好能根据本科生实际情况将正开展或拟开展的科研课题拿出一部分作为本科毕业设计内容,从而强化本科生对开展毕业设计工作意义的认识。
2深化改革毕业设计模式
目前毕业设计的形式依然没有摆脱传统教学模式,毕业设计安排在第八学期、毕业设计场所在学校内部,受其内容制约,学生的毕业设计题目多由指导教师给出,学生自己选题,这些题目大多是教师历年来经常带的虚拟课题,学生积极性不高,有些教师将以前学生做的毕业设计留给学生参考,使得多数学生根本不作思考,全盘照搬。虽然有些教师有实际课题,但由于毕业设计时间短而且多数学生的思想状态比较松弛,教师在有限的时间内不敢把任务交给学生去完成,只能安排给学生一些辅的工作,无法达到毕业设计的要求目标。所以改革现有教学模式,灵活开展本科毕业设计工作是改善我校本科生毕业设计质量的保障。
2.1灵活安排毕业设计写作时间。
在不影响学校整体教学计划和正常理论教学秩序的情况下,适当延长毕业设计的时间。通过设计 (论文)完成时间的适当提前,学生可灵活的协调自主安排就业、考研与完成论文时间的分配,有效地降低了就业找工作与备考研究生对论文写作时间的冲突。同时毕业设计 (论文)完成时间的适度延长,使学生开展实践锻炼的机会增多,有利于学生专业意识、科研能力和实践能力的提高。
毕业设计可以提前到第六学期末开始,分为开题报告撰写与试验准备、试验与论文撰写答辩两个阶段。在开题报告撰写与试验准备阶段,指导教师根据生产实际或自己的科研情况,给学生确定一个较笼统的研究方向,指导学生开展文献查阅、资料收集等工作,每三周做一次文献查阅总结报告,培养学生获取文献、整理文献的能力。在第七学期国庆节过后,确定每个学生的具体毕业设计内容,安排学生利用课余时间进入实验室,熟悉设备的使用方法、了解实验内容和过程。学生在学期末写出实验报告,总结和分析实验结果,确定具体的实验方案、路线、方法,制订下一阶段实验计划,撰写出具体的切实可行的开题报告。
有了前期的充分准备,在第八学期学生可直接进入试验与论文撰写答辩阶段。由于这一阶段学生已有足够的理论知识和能力去分析、解决实验中存在的问题,有充足时间、精力和经验进行思考和工作,因而实验会有较大的进展和突破,工作能够在较短的时间内完成。在学期末,学生结合第一阶段开题报告,完成毕业论文的撰写,进行毕业设计答辩。这一阶段指导教师的工作重点应放在指导学生毕业设计论文的撰写和毕业设计答辩等环节,使学生少走弯路。
2.2开展毕业生到实习基地进行毕业设计模式。
应届大学毕业生适应能力和动手能力差,缺乏上岗能力,是企业不愿接收应届毕业生的重要原因之一,因此开展毕业生到实习基地开展毕业设计是非常重要的。毕业论文题目可根据实习基地单位的需要,由实习基地企业、学校和学生共同确定,可由实习基地企业人员担任副导师,指导毕业设计的具体工作,同时我校有一名教师担任正导师,对毕业论文的格式、内容配合审查,实行双导师制。通过这种工程技术人员直接参与指导检查的形式,有利于培养学生的创新能力和综合素质,有利于锻炼学生与企业间的沟通合作,减轻高校扩招所带来的师资紧张的压力,可保障本科毕业设计的质量。
2.3实施毕业生到签约单位开展毕业设计模式。
在毕业设计开始前,有不少学生与有关单位签订了工作协议或有了工作意向,有些单位要求学生去企业进行毕业设计,学生也希望到签约单位或意向单位进行毕业设计。因此,让一部分学生在企业进行毕业设计不仅能在一定程度缓解学校的课程设置和实验设备与学科快速发展不能同步的矛盾,也可减轻由于学校的教育经费不足而导致在毕业设计安排时出现的矛盾。同时也能使接受单位尽早培训自己未来的员工,进一步了解学生各方面的能力,使学生提前了解今后的工作环境和将来要承担的工作任务。但在实施过程中须认真根据毕业生签约单位的意向和我校毕业设计的要求,确定毕业设计内容和论文题目,要求企业指定具有较高的学术水平、科研能力和高职称的人员担任指导教师,同时和企业签订相应的管理协议,规范毕业设计过程,保证论文质量。
2.4实施研究生兼职副导师联合培养模式
随着研究生教育的发展,几乎每位硕士生导师都有3-4名研究生,这些研究生多从事导师的实际课题,开展不同的研究内容。多数有实际课题的老师所带研究生的课题工作量相对较大,如果指导研究生结合自己的研究课题确定一些本科毕业内容和论文题目,充分发挥硕士研究生的作用,组织本科生与硕士生一起学习研究,可在一定程度上减轻研究生的工作任务,提高研究生独立开展科学研究的能力,同时也能提高本科生开展毕业设计的兴趣。通过实施研究生兼职副导师联合培养模式,不仅可加强教师、硕士生和本科生之间交流和沟通,有利于提高本科毕业设计选题质量,而且有利于培养本科生的科学态度和团队合作精神。
3结论
毕业论文是本科教育中最后一个实践教学环节,也是学生最重要的学习阶段,它为学生提供了一个了解学术前沿、接触先进科学仪器、培养科研创新能力的机会。对于我校无机非金属材料工程专业,只有全面提高对本科毕业设计的认识,结合本专业的实际情况选择合适的毕业论文设计的开展模式,对毕业论文的各个阶段进行有效监控与指导,才能切实使学生经过毕业设计工作后综合素质得到明显改善,分析、解决问题的创新能力得到明显提高。
【参考文献】
[1]董克权,陈英俊,钱灿荣.毕业实习与毕业设计教学模式改革研究[J]. 高等理科教育,2007(2):119-112.
[2]徐继红,陶俊,伍广. 本科生提前进入毕业设计阶段教学改革的探讨. 安徽理工大学学报(社会科学版),2005,7(4):67-70.
关键词:材料科学基础 功能材料专业 教学改革
Teaching experience of material science foundation course for functional materials major
Bai Jing, Teng Fei, Huang Mingli, Luo Shaohua, Qi Jianquan
Northeastern university at Qinhuangdao branch, Qinhuangdao, 066004, China
Abstract: The materials science of the metallic materials, the inorganic non-metallic materials and the polymer materials has been combined for the functional materials major in our university, and added the latest research results to the traditional knowledge of fundamentals materials science to gain better teaching effect. In this paper, based on the idea of teaching reform, several important reforming measures have been discussed in detail for the teaching reform of the materials science foundation course, aimed at improving the teaching quality and teaching efficiency; enhance students' analytical ability and innovative ability.
Key words: material science foundation; functional materials major; teaching reform
21世纪,材料科学与工程技术是国家经济建设的重要基础和支撑之一。材料科学基础是材料科学与工程类学科的一门专业基础课程,这门课程既要密切联系理论,又要为其他专业课程打下扎实的基础[1]。通过材料科学基础课程教学,学生能较好地了解材料的成分与组织结构,合成与制备,材料的性能及应用的基本知识,相互关系及其影响规律;对培养学生科学的思维方法、创新能力及运用基础理论知识解决实际问题的能力作用巨大。高等教育专业设置变化和课程体系的改革以及材料科学技术的迅猛发展,对材料科学与工程类人才素质提出了新的要求,已从原来较单一的技术人才转变为高素质、宽口径的复合型人才,材料科学基础课程教学中存在的问题也日益显现。研究和探讨课程体系的优化,兼顾金属材料、无机非金属材料和高分子材料的共性和个性,对提高该课程教学效果,培养复合型人才具有十分重要的意义。
1 材料科学基础教学改革的基本思路
材料科学基础教学改革的基本思路是:以厚基础、宽口径、面向现代工程为前提,根据本校实际情况进行。2011年,我校应教育部要求开设功能材料新学科,而功能材料以所需知识领域宽、学科发展迅速区别于常规的结构材料学科。
(1)我校集合常年工作在金属材料、无机非金属材料和高分子材料教学和科研一线的教师编写了一本《材料科学基础》(功能材料用)新教材,融入金属材料、无机非金属材料和高分子材料的共性和个性知识,并结合经济与科技的发展以及本校学科建设的进展,突出《材料科学基础》理论的共性,书中尤其注意了不同种类材料之间知识的交叉和渗透。
(2)着重培养学生科学的思维方法和创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力,即注重培养学生获取知识、运用知识、创新知识的能力。功能材料领域材料科学发展非常迅速,课本的知识永远落后于最新的科研成果,因而,能力的发展重于知识的传授。
①我校对大学二年级的学生采用导师制培养方式,每位导师都有自己的专攻学术领域,而学生根据自己的兴趣爱好可以自主选择导师。在导师带领下,学生开始进入实验室,学习使用相关的实验仪器设备以及最新的学科动态。学校方面,给予大学二年级和三年级的学生一定的实验经费,通过创新实践培养学生的科研兴趣和自学能力。很多学生在教师的带领下参加各种国家级、省级科技竞赛,如全国大学生节能减排大赛和全国大学生挑战杯科技竞赛等,并多次获得奖项。2013年我院81002班本科生张溪溪等人“利用提钒弃渣制备锂离子电池正极材料LiFePO4及其电化学性能研究”,81002班侯瑞等人的“基于废弃锌锰干电池制备ZnMn2O4及其电化学性能研究”获得2013年“力诺瑞特”杯第六届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛三等奖。
②为切实做到“强专业、重实践”,我校采用3+1教学模式,即3年授课+1年毕业设计。在“3+1”模式的导向下,越来越多的学生在本科阶段有了更为清晰的专业成长目标。充足的毕业设计时间,使大四本科生充分参与到指导教师的科研课题中,对本专业的前沿领域和基础知识的实际应用有了深刻的了解,优秀大四学生能多次发表学术论文以及申请专利项目。例如,罗绍华(本校教师)、翟向乐(学生)、张雅倩(学生)、田勇(学生)、李辉(学生),申请的发明专利“硅酸锰锂/纳米氧化物复合正极材料及其制备方法”(专利号:ZL 2011 1 0109725.0)已获国家知识产权局授权。
在教学过程中,适当安排部分章节让学生自学。学生通过查找相关参考书籍,总结概括自学部分的知识要点,科研领域的名人轶事,材料领域发展中的重大里程碑进展等,然后分小组分析讨论,提高学生的自学能力和对材料专业课的学习兴趣。此外,在教学安排中,每年度安排两次参观。一次是参观本校太阳能电池和锂离子电池实验室,一次是参观磁性材料生产企业,让学生可以理论联系实际,运用理论知识解决实际问题。我们还通过加强实验教学,提高学生的动手能力[2]。
2 将最新科研成果融入材料科学基础课程讲授中
在材料科学基础课程备课过程中,注意融入最新的相关领域的科研成果。学生觉得所学知识非常新鲜和超前,能够及时了解本学科的前沿动态,从而提升学习兴趣,对传统知识的理解亦会更为深刻。这种教学方法抓住了“90后”学生喜欢新鲜事物的特性,获得了良好的教学效果。
图1 强磁场对Fe-C二元合金相图共析点的影响
例如:在讲授Fe-C二元相图时,加入了全国优秀百篇博士论文获得者张宇东博士(东北大学毕业)关于10特斯拉强磁场对Fe-C相图影响的内容[2]。强磁场的使用会使共析点向高温高碳的方向移动(如图1所示)。从而将课本中平衡相图的局限打破,引入了外场对平衡相图的影响。
另外,在讲述固态相变―马氏体转变章节时,讲授应用马氏体相变过程中的体积效应可以实现温控形状记忆效应。在该部分,融入了最新的研究成果,说明由马氏体相变引起的形状记忆效应不仅可以由温度场驱动,还可以由磁场驱动,由此产生一类新的智能材料被称为磁控形状记忆合金,它兼具大的磁场诱导应变(传统的温控形状记忆合金)以及快速的响应频率(压电陶瓷和磁致伸缩材料),现已成为国际范围内智能材料的研究热点,从而补充和扩展了原有的知识体系。
3 合理运用板书与多媒体教学方式
材料科学基础课程内容多且抽象性、理论性强,为了提高该课程的教学效果,应该采用有效的教学手段和教学方法。
传统的板书教学是课堂教学的一种重要手段[3,4]。板书这种教学手段数百年来在教学发展史上起到了重要的作用,即使在科技高度发达的今天,也始终没有退出历史舞台。但是单纯使用板书教学的局限性也是显而易见的,如信息容量小且板书内容不易保存,缺乏生动性和趣味性,学生很难保持持续的注意力,已不能完全满足课堂教学的需求。
随着社会的不断进步和科学技术的迅速发展,多媒体教学已经启动并迅速开展。与板书相比,多媒体教学有很多优点,能创造出一个有声有色、图文并茂的教学环境,把抽象的事物直观化,把复杂的问题简单化,为教师教学的顺利实施提供形象的表达工具,从而可以激发学生的学习兴趣。如将F-R位错源、位错扫过、位错的多滑移和交滑移、热聚合物拉伸变形、马氏体的表面浮凸现象等由书本的平面教学转为多媒体3D教学,使原来单调的课堂教学直观生动、新奇有趣,易于学生理解和接受,激起学生的学习兴趣。多媒体教学省去教师板书的时间,可以增加课堂信息量,提高课堂教学效率。
当然,也有教师指出过多使用多媒体手段的弊端,如教师备课不充分,多媒体教学要求教师制作课件,因而没有充足的时间备课;有的教师自己不制作课件,使用其他教师的课件,不能把课本知识充分消化理解,把讲课变成了“念课”,不利于学生学习能力、思维能力和创新能力的培养。而且一旦停电,讲课教师便束手无策,影响正常上课秩序。因此,授课教师必须充分备课、认真备课,将课本知识深刻理解,并且充分了解学生的知识水平,将学生难于理解的知识点用通俗易懂的语言流利地表达出来。课堂教学时使用恰当的教学方式,利用板书和多媒体课件相结合的方式来授课。将理论知识和一些不易使用板书的教学内容用多媒体课件呈现;对于一些学生应重点掌握的知识点则使用板书的形式着重强调。将每堂课的知识点精心组织,恰当地设置问题进行启发,并预见学生的回答。从而达到板书、多媒体与启发式教学完美地结合,保证教学按照预期效果顺利完成。
4 结束语
综上所述,材料科学基础是一门传统的基础课程,在建设创新型国家以及材料科学快速发展、本科教育向应用型方向转变的背景之下,该课程的教学要求、目标、重点、手段都已发生了根本性的变化。紧跟现代材料科学发展的步伐,及时更新和充实材料科学的最新理论及应用成果,使课堂教学与实践教学相结合,才能卓有成效地提高材料科学基础课程的教学质量。
参考文献
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[3] 范群成,徐彤,席生岐.研究型教学在“材料科学基础”课程的实践与思考[J].中国大学教学,2012(8):61-62.
关键词:校企共建; 人才培养; 无机非金属; 实践教育基地
项目来源:广西教育厅项目(2012JGZ119);广西教育科学“十二五”规划2013年计划项目(2013 C030)
Explortion of School and Enterprises Practical Education Bases building in Inorganic Non-metallic Materials Professional
Abstract: The build of school and enterprise practical education bases not only satisfied the requirement of training applied talents,but also expanded the breadth and depth of school-enterprise cooperation and achieved mutual promotion. The article mainly expounded the construction target,construction ideas and construction methods of school and enterprises practical education bases in inorganic non-metallic materials of Guilin University of Technology, analysed the advantages of school and enterprises practical education bases.
Key words: school-enterprises cooperation; personnel training; inorganic non-metallic materials professional; practical education base
1.引言
实践教育基地是大学生认识行业、了解社会和深入生产一线的窗口,汇集了丰富的教育资源、企业资源。校内外实习实践活动是一种更深层次的学习和实践活动,通过这种活动,大学生能将所学理论及时用于实践并进行检验,拓宽理论学习的平台,培养学生独立思考、解决问题及创新的能力,提升自身专业水平和服务社会的能力。另外,校内外实践基地也是一个保证校企双边活动得以开展和深化的载体,通过“互利双赢,走向融合”模式建立的校内外实践基地,在各自不同利益基础上为寻求发展、谋求共同利益而展开活动,真正实现产学研的紧密结合。
2.建设目标
在现有基础上进一步优化运行机制,完善实践教学的组织与管理,形成一套学生实习管理办法;完善实践教学体系,丰富实践教学方式,拓宽实践教学渠道,加强学生工程能力培养;在桂林理工大学材料科学与工程学院打造一支专业知识扎实、工程背景深厚、具有广阔国际视野的工程实践教育中心师资队伍;依托工程实践教育中心,进一步加强桂林理工大学材料科学与工程学院与广西鱼峰水泥股份有限公司的校企合作,扩大双方合作的广度与深度,实现产学研的相互促进,达到共赢目的;努力将本校该专业的实践教育基地建设成全区具有示范性的工程实践教育中心。
3.建设思路
遵照教育部“卓越工程师培养计划”相关精神,立足广西鱼峰水泥股份有限公司整体实力和我校桂林理工大学材料科学与工程专业特色,整合优质资源,加强校企合作,实现从知识传授向创新能力、工程实践能力、管理能力培养的转变,做到“知行合一”,推动创新型工程人才培养模式改革,在工程教育领域培养引领桂林理工大学无机非金属材料专业发展的卓越工程师。
工程实验教育基地以加强无机非金属材料相关专业的实践教学和与合作企业深度融合联合培养高素质应用型人才为目标,结合我校实际和办学特色,在广西特色专业“无机非金属材料工程专业”的基础上打造与材料学相关的综合实践教学平台,探索具有本校特色的应用型特色人才实践教学模式,建设产学研一体的高校与企业深度融合的工程实验教育基地。
1)深入开展学校人才培养与企业实践的互动,从生产实习、课程设计、毕业设计的选题全程由企业提供部分实践教学场地和工程师指导,创造出理论与生产实践相结合的工程环境,使学生学以致用,提高学生工程实践能力。
2)利用桂林理工大学材材料科学与工程学院的师资力量、科研平台、学科平台和教学优势,为企业提供员工培训、职业技能鉴定、成人教育等方面的服务与支持。
3)集中校企双方的智力优势和科研力量,实施协同创新战略,联合开展科技攻关,联合申报科研课题,引导更多教师向双师型方向发展。
4)双师型教师与外聘企业工程师对学生授课,试点改革部分课程从目前的“教案式”教学转向“项目式”的教学,培养学生成长为卓越工程师的基本素质。
5)联合企业开展订单式人才培养模式探讨,为企业输送高素质的应用型人才。
4.实践教育基地建设
4.1校内实践教育基地建设
更新并补充教学设施及教学相关软件配置,完善教学体系,增加与本专业教学相关的生产、设计及操作实习相关软件条件。建成集教学、实习、科研、技能考核、技术推广与服务为一体,多功能、综合性校内工程实践教育基地,为学生进入企业工程实践教育中心提供岗前培训,使校内实践教学基地成为联系高校与企业的桥梁,成为学生职业素质培养、工程实践能力训练以及技术服务的窗口,实现企业与高校实践教学资源共享。另外,校内实践教育基地还为校企联合开发项目提供交流的平台和科研的场地。
4.2校外实践教育基地建设
1)成立校外工程实践教育中心。工程实践教育中心教师队伍由各企业中级职称以上的技术人员和高级管理人员、学校推荐的有较强工程实践能力的专业教师以及外聘的其他企业(或设计院)工程技术人员和优秀的退休工程师等兼职人员组成。中心主任由企业总工程师以上主要管理人员担任,负责建设中心、指导教师队伍、制定师资培训计划。实践教育中心主要负责学生校外实习工作的总体筹划、校企合作项目的申报和研究开发、校内老师工程实践教育的安排。
2)与各企业签订培养协议,聘用校外实习指导教师,负责指导学生校外实习。在企业设置多种生产过程的操作岗位,让学生了解工艺流程、设备、测量和控制系统,熟悉工厂生产装置、运行管理、环境保护等相关法规;参与企业一定规模的技术改造或新系统建设项目的立项―设计―工程施工―试车全过程,参与生产及运作系统的设计、运行和维护、新产品开发和设计。根据企业生产的技术改造、新建项目及其相关的研究开发需要,由学校和企业(或设计院)共同选定合适的设计题目、指导学生完成相关设计任务。使高校与企业、市场紧密稳定地结合;学校与企业共同管理、共同考核,确保实践环节教学质量,形成企业工程实践教育基地运行管理长效机制,充分满足学生生产性实习和顶岗实习的需要。
3)与企业联合开发项目,充分利用学校的人力资源、教育资源,企业的技术人员、生产平台,既缩短科研成果转化的周期,也保障了科研选题的前沿性,进一步深化校企合作。
4)根据企业存在的一些情况,进一步完善实践教育基地的硬件及软件设施条件,增设专门的实践教育基地办公场所,由实践教育中心派专人负责管理,并制定相应的开放制度,满足学校和企业实习、科研的要求。
5.结语
校内外实践教育基地作为实践教育平台在人才培养过程中发挥着极其重要的作用,对构建实践教学体系,完善应用型人才培养模式及促进校企深度合作等方面起着关键的作用。实践教育基地的建设不仅满足学校应用型人才培养的需求,还扩大校企双方合作的广度与深度,实现产学研的相互促进,达到“双赢”目的。解决了目前大多数院校存在的实习经费紧张、实习基地难寻、科研成果转化困难等难题。校企共建实践教育基地是工科院校大学生培养的一次飞跃,也是企业寻求合作、寻求技术创新的一个突破。
参考文献
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[2] 陈韦宏,蒋慧君.产学研结合工作站推动大学生校外实践教育基地建设刍议[J].教育教学论坛,2013(15):228~229.
[3] 黄诗君,阳林等.工科专业校外实习基地的建设与实习新模式研究[J].广东工业大学学报(社会科学版),2004.4(4):52~55.
2010年6月,教育部在天津召开“卓越工程师教育培养计划”启动会,全国194所高校参与其中。“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》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。
2.辅导员工作与“卓越计划”人才培养
“卓越工程师教育培养计划”能否取得成果,不仅依赖于教学培养方案的制订,更与高校辅导员思想政治教育工作的方法密切相关。在“卓越计划”下,高等教育面向社会需求培养人才,其培养标准:要有利于促进学生的全面发展,促进创新精神和实践能力的培养,促进工程型人才人文素质的提高。育人为本,德育为先。人才培养要把思想政治教育放在首位,只有加强大学生思想政治教育,才能引领“卓越计划”人才培养的社会主义方向。思想政治辅导员在“卓越计划”创新拔尖人才的培养中承担着重要使命,不仅应“有所为”,更应“大有作为”。
3.“卓越计划”开辟了大学生思想政治教育的新阵地
实施“卓越计划”的班级管理模式大多数是“试点班”的形式。学校对同一专业的所有学生进行遴选,将成绩优秀、综合素质较高、实践能力强的学生选成立试点班,试点班的学生在人才培养标准上、培养方式上都不同于同专业的其他班级,这就给班级的管理带来了“特区化”的模式。“卓越计划”开辟了大学生思想政治教育的新阵地,也为高校辅导员思政工作带来了新的问题和挑战。
“卓越计划”从2010年6月开始实施,时至今日已5年有余。已经有两批全面实施“卓越计划”的毕业生走上了工作岗位。作为高等教育的一个重要计划,它的实施效果如何,已经到了可以回顾经验、总结成败的时刻。作为高校辅导员,我结合五年来的实际工作,力图从中摸索出这一新兴思政阵地的工作模式和方法。
4.“卓越计划”试点班学生心理特点分析
第一,智力水平相对较高。虽然成绩并不能全面代表智力水平,但智力和学习成绩确实成正比关系,一般智力水平越高,学习成绩越好,尽管存在少数智力水平一般,但依靠勤能补拙使成绩提升的人。这些人依靠踏实的学习精神获得好的成绩,这样的学生更符合“卓越计划”的选拔标准,具有踏实肯干的吃苦精神。以辽宁科技大学无机非金属材料工程专业2011级为例,共有学生113人,其中87人报名参与了卓越工程师班(简称卓班)的面试。面试前,依据高考总成绩、高考外语成绩和大一上学期的高数、无机化学、无机化学实验三科成绩,对所有报名学生进行综合排名。面试阶段,老师依据学生的表达能力、反应能力、动手能力、组织领导能力几项进行现场打分。最后择优选拔出40名学生组成卓无机2011班。卓班实行单独的教学培养方案和授课计划,各科任课教师也是择优选拔。该校无机专业2011级学生共有三个班(含卓班),四年后统计全体学生各科综合排名,年级前10名学生中有6人是卓班学生。相对于全年级学生,卓班学生整体学习能力强,成绩上无落后掉队现象。
第二,自信心和独立性强。“卓越计划”班级同学个性上独立自主,独立解决问题能力较强。面对问题和复杂事物,依靠自己的思考做出判断和决定,不盲从。自信心强,相信个人的判断力和解决分析问题的能力。遇到挫折,抗击打能力强,敢于迎接新的挑战。
第三,有幽默感和参与性。幽默是衡量人心理健康的一个重要标尺。良好的幽默感不仅可以感染一个团体的整体氛围,活跃个人兴奋细胞,还可以激发人的灵感和创造力。在班级QQ群里同一条通知信息,非卓班群里大多是静默,或简单回复“收到”。卓班QQ群里可能会有询问,也会有调侃。这种不伤人的询问和调侃表现了他们愿意参与学校管理事务,愿意表达个人的见解,具有幽默感。
第四,实践创新能力强。为考查学生理论联系实际的操作动手能力,学校举办耐火浇注料设计大赛。学生自行查阅资料、设计配方。比赛面对无机专业2011级全体学生开展,非卓越班学生此前已经上过《无机非金属材料工艺实验》课程,而卓2011班学生因课程设置不同于其他班,在没有任何实验基础的情况下,直接进入比赛实践,比赛结果是卓越班在没有任何实验基础的前提下,与非卓越班学生平分秋色,证明“卓越计划”的实施对增强学生实践操作能力和创新能力有极大的促进作用,证明卓越班学生面对未知谜题,有独立的创新能力和实践精神。
5.“卓越计划”下辅导员工作模式分析
在“卓越计划”的实施过程中,卓班实行单独的教学培养方案和授课计划,各科任课教师也是择优选拔。为了突出专业特色,不同专业的“卓越计划”教学培养方案有很大的区别,从教学角度出发彼此间可借鉴性不强,但对于辅导员的思想政治教育工作来说却不是这样。尽管受专业和学校的限制,但思政工作的性质、工作内容、工作方法是不变的,是具有规律性的。从规律性着手,可以找到在“卓越计划”实施过程中,辅导员思政工作的共性,形成一定的模式,指导实践工作,提升思政工作的规律性、实效性和系统性。
“卓越计划”已经提出明确的人才培养方向,所以从思政工作的操作实践入手,重在从工作程序运行方面,提出可借鉴的模式,也就是探究“卓越计划”班思政工作的规律性。辅导员工作内容大体可以分为思想政治教育、发展指导和事务管理三个方面,此外“卓越计划”的一个重要特点是校企合作。结合“卓越计划”的实施情况,可以总结为思想政治教育周期性、发展指导平台性、事务管理制度性、就业教育职业性。
5.1思想政治教育周期性。辅导员工作首先具有周期性。从新生入学到学生毕业,四年为一周期,每一个学年都有每一个学年的学习任务。卓班与非卓班相比,因为培养方案的不同,周期性也有不同。以辽宁科技大学无机非金属材料工程专业的“卓越计划”班为例,教学上采取“3+0.5+0.5”的人才培养方案,学生自入学起就有专业教师作为导师,前三年完成课程学习。大四学年进入企业,大四上半年进行认识实习和生产实习,下半年完成毕业实习和毕业论文。在企业实习期间,实行双导师制,企业导师和学校导师联合负责学生实习培养工作。
卓班学生实际在校时间是三年,相对于其他班级,卓班的职业规划教育、企业伦理教育、就业心理工作就要提前,给学生以充分的思想预热和心理调试时间。大一年级重在道德修养和行为引导;大二年级侧重团队精神、人际交往辅导;大三年级主要是就业创业教育。
在思想教育环节中重点是三观教育。“卓越计划”培养的工程实践人才不仅要有知识、能创新,更要有正确的世界观、人生观和价值观,这是奠定人才健康成长的基石。辅导员作为高校思想政治教育的主要实施者,要给青年学生指明方向。
5.2发展指导平台性。用三年的时间完成四年的课程,卓班学生课业学习压力较大。在这种情况下,如何更好地开展第二课堂活动?相对于单一、不成体系的活动,活动应更多地以平台式呈现。活动围绕一个主题,使这个活动平台成为承载思想政治教育的载体,避免使学生陷入繁杂无序的课余活动之中。发展平台的建设应尽量与第一课堂相融合。将工程知识的学习和思政教育尽可能相融合;将专业教师和思政辅导员的工作尽可能协调一致,最终目的是培养全方面发展的高素质人才。
“卓越计划”旨在培养一批有创新意识、动手能力强的学生,科技活动就是典型的发展平台。卓越班普遍实行导师制,学生全面参与老师的科研实验工作中。第十一届“挑战杯”辽宁省大学生课外学术科技作品竞赛中,无机专业卓班学生40人中有10人在竞赛中获奖,可见学生参与科技活动的兴趣浓厚。“行业专家进课堂”、“创业分享会”、“师生讲堂”都是在卓越计划开展过程中,针对“卓越计划”育人方向开展的素质平台建设活动。
5.3事务管理制度性。强化学生在班级各项工作中的主体地位,辅导员由指挥变指导和服务。在班团组织建设、寝室住宿管理、评奖评优工作中,充分发挥班级干部和学生骨干力量,调动他们的参与性,既提升公平意识又培养学生自我管理、自我服务的能力。
关键词:钢桥 腐蚀 防腐措施 热喷涂
中图分类号:K928.78文献标识码:A
1 绪 论
随着公路桥梁的快速发展,公路钢桥在桥梁界中所占的比例越来越大。钢桥具有跨径大、承载能力强、施工工期短、服役年限长等特点,被世界各国广泛采用[1]。但是越来越多的刚桥梁身处湿热、酸雨、盐雾、工业大气、海洋大气等环境遭受着腐蚀,如何对钢结构进行有效的防腐蚀、确保其寿命长久已成为钢桥梁设计和建造过程中的重要环节。
2 桥梁的腐蚀环境
2.1 大气腐蚀
桥梁长期暴露在空气中,由于空气中的水分、氧气和腐蚀介质的化学和电化学作用而引起的金属腐蚀现象称为大气腐蚀。大气腐蚀的影响因素主要取决于大气成分及空气污染物、相对湿度、表面温度、表金属面状态等。
2.2 水介质腐蚀
一般情况下淡水的腐蚀性较低,但随着工业废物的排入,淡水的水质也发生很多微小的变化,他们一定程度上会加速金属的腐蚀。海水腐蚀通常按金属与海水的接触情况不同分为飞溅区、潮差区、全浸区和海泥区。
2.3 土壤腐蚀
金属在土壤中的腐蚀,属于自然状态下的电化学腐蚀。土壤中金属腐蚀主要受宏观电池控制,宏观电池腐蚀主要受阴阳极电极面积比和土壤电阻率的影响。
3 桥梁钢结构的腐蚀形态
桥梁钢结构的腐蚀形态多种多样,可以分为均匀腐蚀和局部腐蚀。在局部腐蚀中,又可以细分多种形态。主要有均匀腐蚀、点蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀[2]。
3. 1 均匀腐蚀
均匀腐蚀是最常见的腐蚀形态,主要特征是腐蚀分布于整个金属表面,并以相同的速度使金属整体厚度减薄。
3. 2 点蚀
钢材在适宜的环境介质中,经过一定时间大部分表面未受腐蚀,但在个别的点或微区内,由于金属的选择性腐蚀而出现蚀孔或麻点,随着时间的增加,蚀孔向纵深方向发展,这种腐蚀形态称为点蚀。点蚀的产生一般是由于氯离子吸附在金属表面膜中某些缺陷处引起的。
3. 3 电偶腐蚀
影响电偶腐蚀的因素有环境、介质导电性、阴阳极的面积比等。在潮湿大气中也会发生电偶腐蚀,湿度越大或大气中含盐分越多,则电偶腐蚀越快。
3. 4 缝隙腐蚀
缝隙腐蚀是因金属与金属、金属与非金属相连接时表面存在缝隙,在有腐蚀介质存在时发生的局部腐蚀形态,主要发生在金属铆接、螺栓连接、螺钉接头、非金属材料的法兰垫圈与金属材料间等部位。
3. 5 应力腐蚀
应力腐蚀是指在一定环境中由于外加或本身残余的应力,加之腐蚀的作用,导致金属的早期破裂现象。金属应力腐蚀破裂只在对应力腐蚀敏感的合金上发生,纯金属极少产生。
4 铁路钢桥不同部位的腐蚀特性
4.1 铁路钢桥的桁梁结构
跨海大桥受到海洋性气体中氯离子的侵蚀,腐蚀环境最为恶劣。处于工业区和城市的桥梁,由于大气环境很差,受到的腐蚀也很严重。铁路钢桥大多采用明桥面,列车垃圾及废水对铁路桥面的腐蚀产生最直接的影响。
4.2 钢箱梁
悬索桥和斜拉索桥的钢箱梁的外表面,主要发生大气腐蚀。箱梁的内部,通风很差,湿气的聚集会引起涂层的起泡锈蚀等。
4.3 吊杆、系杆及缆索系统
桥梁的缆索系统主要指斜拉桥的斜拉索、悬索桥的主缆和吊索以及一些拱桥的吊索等。缆索系统处于高空之中,主要的腐蚀环境是大气腐蚀。悬索桥拉索和主梁、立柱、索夹和索鞍等的结合处,通常也是最易受腐蚀的地方。
4.4 栓焊连接部位
高强螺栓连接部位应力比较集中,较钢梁大面积部位易积水和存留灰尘,易产生缝隙腐蚀等局部腐蚀。焊缝部位易出现缺陷,并且在焊接过程中产生的焊渣是由铁的氧化物和无机盐类等组成的多孔混杂体,极易吸收水汽和有害气体,产生腐蚀,该部位的腐蚀属焊缝腐蚀。
5 钢桥的防腐措施
5.1 涂料保护
采用涂料来保护钢铁,就是要提高其腐蚀电位,由腐蚀阳极成为阴极,隔绝电解质以免形成腐蚀电池。漆膜的耐腐蚀一个重要原因就是涂层作为一种高聚物薄膜,能够不同程度地阻缓腐蚀因子水、氧和离子的透过,从而发挥防锈防腐蚀的作用。此外,涂层漆膜对腐蚀介质的稳定性,与底材的附着力以及相应的机械性能对于涂层的防腐蚀性能都有着重要的影响。涂料对桥梁用钢铁的保护作用主要有三种,屏蔽作用、缓蚀作用和阴极保护作用。
5.2 阴极保护
阳极保护主要是对钢铁进行钝化,保护其在强氧化性质中不受腐蚀。阴极保护是使用钢铁成为阴极并极化,以减小、防止腐蚀可以分成牺牲阳极保护和外加电流保护。
牺牲阳极保护法,是采用一种比所要保护金属的电位要负,即化学性质更为活泼的金属或合金,与被保护的金属连接在一起,依靠该金属或合金不断的腐蚀牺牲掉所产生的电流使其他金属获得阴极极化而受到保护。外加电流阴极保护是由直流电源通过辅助阳极对被保护体施加保护电流,使被保护体成为阴极并极化,从而免受腐蚀的一种保护技术。
6桥梁热喷涂长效防腐蚀技术
热喷涂是依靠专用设备产生的热源(火焰、电弧等),把金属或非金属固体材料加热熔融或软化,并利用热源自身的动力或外加高速气流雾化,使雾化的喷涂材料快速喷射到经过预处理干净的基体表面形成徐层过程[3]。这些喷涂层具有防腐蚀、耐磨、耐热、抗氧化、绝缘、导电、屏蔽等性能,使基体材料本身不具备的性能得到合理的补偿。
热喷涂方法有很多种,最为常用的有火焰线材喷涂、火焰粉末喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、激光喷涂等。
6.2.1 火焰喷涂防腐
火焰喷涂是以氧气、乙炔气燃烧火焰作为热源,将锌丝、铝丝等加热到熔融或高塑性状态,在压缩空气高速气流的泄引下,将熔融化的锌、铝雾化喷射到预先准备的喷砂表面形成涂层。但火焰喷涂生产效率低下,喷涂过程质量控制不稳定,喷涂层结合力低等问题逐渐暴露出来,作为热喷涂长效防腐蚀技术有待用新技术来取代和完善。
6.2.2 电弧喷涂防腐
电弧喷涂是通过具有平直特性的电弧喷涂电源,使两根分别带有正、负电荷的金属丝材连续被送到电弧喷枪端头,在端部相接触产生电弧熔化,熔融的高温金属液滴被压缩空气喷吹、雾化、喷涂至工件表面与基体形成结合良好的电弧喷涂层。
电弧喷涂层复合涂层防腐蚀失效基本顺序是:有机封闭涂层老化失效后,电弧喷涂层以比较低的腐蚀速率进行自腐蚀,喷涂层厚度逐渐减薄至局部钢铁暴露时,开始对钢铁进行电化学阴极保护。因此,在电弧喷涂复合涂层的有机封闭涂层完全失效后,要每隔一定时间及时对封闭涂层进行维修,使得喷涂层一直处于完好状态,从而可获得相当长久耐腐蚀保护寿命,钢铁也根本不会发生腐蚀。
参考文献
[1] 任必年.公路钢桥腐蚀与防护[M ].北 京:人民交通出版社,2002.
关键词:综合能力培养 岩石矿物及宝石学 材料科学基础
Exploration of training method for student’s comprehensive quality: a training of course concepts of fundamentals of materials science using minerals, rocks and gems
Yang Ping, Li Jing, Chen Leng, Meng Li, Qiang Wenjiang
University of science and technology Beijing, Beijing, 100083, China
Abstract: Starting from a proposed model for enhancing student’s comprehensive quality concerning on the course of fundamentals of materials science and at the background of lecturing principles of metallic materials, analyses are given to the student’s skill training using rocks, minerals and gems, to the research and new experiment design, to the experience on the research-oriented teaching and education and on the collecting on educational resources and their systematization. The multi-positive effects of these activities are discussed.
Key words: training of comprehensive quality; minerals, rocks and gems; fundamentals of materials science
材料科学基础课程是材料专业的核心课程,许多学校开展了对此课程的教学改革与建设[1-3],并且在不断优化课堂教学的改革下,逐渐强调第二课堂的利用[3]。我校材料科学基础课程自成为国家精品课程后,在北京市优秀教学团队建设项目、国家级优秀教学团队建设项目及多项校级研究型教学建设项目支持下,确定了有效提高学生综合能力的目标,探索了四个拓展:(1)由第一课堂(即理论课程)向第二课堂(课后兴趣小组)的拓展;(2)由利用软件进行虚拟型学习的实践向趣味型技能训练或研究实践的拓展;(3)由针对金属材料组织分析(金相学)训练到对矿物、岩石、宝石、液晶等材料微观(岩相学)及宏观组织的分析训练的拓展;(4)由介绍基本概念、定律到介绍相关背景、人物、经典文献的拓展。逐渐形成了有特色的基于材料科学基础课程的学生综合能力培养模式,同时将各类相对零散的教学资源系统化整理,并探索研究型教学理论及规律性,这些过程的完成使得教学实践活动具有了理论研究的意义,在提高学生综合能力的同时,也提高了教师的综合素质。本文将介绍教学小组针对研究型教学中为提高以学习金属材料为主的学生的兴趣,探索从岩石、矿物、宝石等非金属材料分析入手,通过与金属材料的对比,加深对课程基本概念的理解和应用能力的培养,探索学生的学习从趣味性入手,有效过渡到专业性和实用性的规律。应当承认,第二课堂的利用,总体上是对少数学习较好或兴趣广泛的学生进行的,也包含一些参加本科生科研训练计划(SRTP)的学生,其广泛性还不足。这些学生中的一部分,经过一年的训练,可以达到以第一作者身份发表教学研究论文的程度,当这些学生进入四年级后,有可能做出不错的科研结果。
1 实施过程、案例分析与资源整理
我们对矿物、岩石及宝石方向的分析研究从2009年开始,因人力、物力的限制,初期规模较小,基本是获取一部分岩石、矿物材料或标本,指导学生对其探索分析,总结相关规律及存在的问题;再以其为基础,开展下一轮及下一届学生的分析研究,接着陆续获取一些新的岩石、矿物、宝石材料及标本,再指导学生分析研究及训练,然后总结其规律及存在的问题。如此往复。
到目前,分别进行了如下教学资源的收集、整理及实践活动。
(1)购置了基本的分析训练用具,如专用10倍的放大镜、专用手电筒(如图1所示);购置了各种岩石、矿物、宝石类及晶体学的相关书籍,如:《简明岩石学》《地质学基础:实习指导书》《实验及理论岩石学》《火成岩岩石学》《矿物与岩石权威图鉴》《宝石学》《宝石》《非金属矿物材料》《无机材料岩相学》《结晶学与岩相学》《材料性能:各向异性、对称性与结构》(如图2所示)。还从网上下载了大量的电子书籍、岩石矿物宝石照片、文章及其网站地址。
图1 放大镜与手电筒
图2 购置的岩石、矿物、宝石书籍
(2)通过与中国地质大学教师及研究生交流,获取的典型岩石有:粗晶火成岩、糜陵变质岩、细砂型沉积岩(如图3所示)。
图3 典型岩石与对应的岩相组织
(3)收集及购置的矿物类标本:水晶(单晶和双晶)、绿柱石(普通石及祖母绿)、红柱石、萤石、红宝石、辉锑矿、天河石、木变石、异极矿、黄铁矿(立方体和五角十二面体两种)、电气石(碧玺)(如图4所示)。
a石英双晶、萤石双晶、石英簇等
b红柱石、萤石、石榴石、硫铁矿、电气石等 c石英
d萤石双晶 e硫铁矿双晶
f五角十二面体硫铁矿 g发晶
图4 各种岩石、矿物、宝石标本
(4)廉价的宝石类(经抛光):如红玉髓、萤石、蔷薇辉石、碧玉、三氧化二铁(肾石)、翡翠、绿松石、紫水晶、黄水晶、玫瑰水晶、透明水晶、烟水晶、发晶等;拉长石(如图5所示)。有了这三大类样品及标样,该部分与相应的金属类实验课相比有较多较系统的训练研究材料,也逐渐掌握了岩石矿物的知识。
a 各种水晶、绿松石、玉石、氧化铁
b拉长石 c翡翠
图5 各种抛光后的宝石
(5)由上述各类标本制成透射观察薄片(偏光下观察)(如图6所示)20种以上。有了这些丰富的教学资源,可组合设计出许多选修实验,并结合课程知识开展不同深度的基础研究。
图6 透射薄片试样
利用各类普通岩石可设计典型岩石鉴定实验,含宏观鉴定和微观组织及成分鉴定;可复习结晶、相图、固态相变、形变、再结晶理论及组织分析方法(岩相学);通过各类矿物标本可设计典型矿物单晶的特征鉴别实验,可以复习晶体学、晶体结构、结晶过程的概念及原理。
通过对各种抛光的宝石分析可设计宝石初步鉴定的实验,还可以复习抛光技术、宝石中色彩产生原理(离子点缺陷,致色效应),光学性能与晶体学的关系。
开展训练活动要考虑两个目的:一是以岩石矿物或宝石为对象,对其提出想要分析研究(探究)的问题,然后进行分析研究,如烟晶与石榴石的共生规律;二是设计出选修实验,为以后的学生做准备,可达到不断优化实践内容、提高实验系统性的目的。
开展的第一类训练及研究有:
①未知岩石相鉴定;②烟晶与石榴石共生规律分析;③立方体与五角十二面体黄铁矿单晶的晶体学特征与形成条件分析;④三类典型岩石的宏、微观鉴定;⑤单晶石英、微晶玉髓、杂晶碧玉及沙金石的对比及成因分析;⑥翡翠微观组织与硬玉质量关系的分析;⑦晕彩拉长石微观结构中的孪晶与脱溶物的分析。
初步设计的实验有:
①岩石类型的宏、微观鉴定;②典型矿物的宏观鉴定及晶体学基础训练;③一些宝石的宏观形貌分析与宝石致色原因分析。
2 归纳总结与经验推广
前期实验使用的材料、分析内容都比较零碎,到现在,有比较系统的矿物类、岩石类、宝石类样品,可以设计系统的实验,开展系统的研究。笔者通过承担研究生40学时的晶体结构课程教学,找出共性的普适的晶体学、晶体结构、晶体缺陷(点、线、面)实验内容,提高学生的综合能力。具有多方面的用途:
(1)开发选修型新实验,为更多有兴趣的学生提供训练的机会。
(2)培养学习科研能力,即通过从课堂了解的基本概念,明确基本目标,查文献及参考书,开展分析或制备样品,如果用偏光镜分析存在困难,可使用扫描电镜中的能谱仪进行成分鉴定。类比法的应用:回忆48学时的材料科学基础实验课的内容,使用的都是金属,光学镜原理与使用―对应偏光显微镜的原理与使用;机械抛光制样―对应透射薄片制样(委托资源学院采矿专业实验室制备);金属及合金的凝固组织分析―对应火成岩的组织分析(两者都利用相图分析)、金属形变及再结晶组织分析―对应变质岩及沉积岩的岩相组织分析;晶体结构及晶体学都是通过图片软件分析训练,而矿物岩石可直接用于这些概念的训练。例如:利用我们收集到的各种石英类样品,可以设计下列训练内容:①对石英单晶体、歪晶、双晶的分析,训练晶体学内容;②对石英与石榴石、石英与黄铁矿、石英与金红石组成的发晶的分析,训练结晶原理;③对不同颜色的石英单晶宝石(如无色水晶、紫水晶、黄水晶、烟水晶)等的分析,进行光学致色效应与离子点缺陷作用的训练;④对火成岩、变质岩、沉积岩中石英的形貌特点及形成规律的差异进行分析,涉及凝固、相图、形变、再结晶、固态相变知识的训练;⑤通过对从石英单晶不同晶体学方向切出的器件具有不同的功能作用(振荡器、压电效应器件)[4]的了解,拓展学生晶体学各向异性概念与物理性能关系及应用方面的知识。
(3)通过讨论锻炼研讨及表达辩论能力,通过写文章向教学研究类期刊投稿锻炼写作能力。对优秀学生,在实践环节动手能力训练的基础上,可训练其撰
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写文章的能力,只有完成撰写文章并发表,才真正完成一个周期的训练。目前,只有少数三年级学生能发表文章。近4年学生共撰写12篇文章,其中发表7篇,都以本科学生为第一作者(这些文章中只有少数涉及矿物岩石),这些文章主要是教学研究文章。教师通过多年研究型教学活动的开展,也获得了许多经验,认识到要不断探索新内容,到一定阶段后又须及时归纳总结,形成规律性的培养模式;再进行实验性探索,不断总结,系统化。教师在训练学生的同时,摸索出研究型教学的规律。
(4)拓宽就业面。学生的就业方向从金属结构材料向无机材料、地质类、宝石类扩展。
(5)将各类教学资源打包。2008年以前,我们将主要精力用在学生自学平台软件系统的建立上,它是虚拟训练法,以光盘形式使用。到2012年,完成《材料科学名人典故与经典文献》书籍的出版,加上收集到的珍贵但不适合出版的名人照片资料,构成了人物历史典故教学资源。与此同时,收集到较多的岩石、矿物、宝石实物资源以及制备的透射薄片样品,设计的多种实验指导书,成为另一个有特色的教学资源包,弥补了前两种非实物形式实际训练不足的缺憾。
3 结束语
教学研究永无止境,专业课教师从事的科研虽与讲授课程有十分密切的联系,但因材料种类的广泛性,在教学时仍显得不足。教师也需要不断充电,在探索岩石、宝石等不太熟悉的领域时,可获得各类材料共性的知识,支持教学,也支持自己的科研。教师的一个重要作用是用简单的语言,通过简单的研究内容,将共性、特色的知识有效地教给学生,使学生在尽量短的时间内学会应用理论知识。在三年级学生由接收基本知识向应用知识转型中,如果直接参与教师承担的课题研究存在较大难度,学生难以较快获得成就感;而通过开展内容或材料较陌生,但感兴趣的研究,完成相对容易的教学研究项目,更容易使学生获得成就感。在教师与学生共同从事的各种小型第二课堂研究及训练中,教师应及时对研究成果进行系统化、规范化整理,最终形成有规律、特色明显的教学资源模块,如学生自学平台软件虚拟实践模块,材料名人典故人物教育模块,矿物、岩石及宝石类实物教学模块。
参考文献
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关键词:校庆 校园文化 价值实现 学院
校庆,即学校成立周年纪念,是一所学校在其发展史上的阶段性标志,伴随着各种纪念性、庆祝性、仪式性和教育性活动,洋溢出一所高校幽雅清新的大学文化气息,彰显了独特的文化价值与导向引领。
高校举办校庆的根本目的在于通过各种历史展现、物质环境建设和校园文化传播等活动,展示办学成果和综合实力,达到师生、校友主体的精神共享,社会各界与友人的文化共鸣,从而内聚人心,外塑形象,广泛吸取各种社会资源,提升学校的核心竞争力。
长期的校庆活动便逐渐形成了校庆文化,成为一种校园师生和历届校友所共同拥有的校园价值观和思维方式,以及这些价值观在物质和精神上具体化的活动形态与文化认同,并最终成为大学校园文化的重要组成部分。
作为高校组织机构中的重要组成单元——学院,因学科领域不同而教学科研组织行为有别,历史环境人文氛围有别,担当着高校校园文化建构的重任。如何在校庆文化建设中准确定位学院的参与形式,如何借校庆文化之力打造学院自身的特色人文并充分发挥其价值,是学院在校园文化建构与传承中思考的首要问题。
华东理工大学材料科学与工程学院在华理60周年校庆之际,结合自身学科特点与发展特色,借助校庆平台,加大了学院的文化建设规模,丰富了学院的文化建设内涵,取得了阶段性实践成果。在华理60周年校庆后时代来临之时,回顾并梳理材料学院在校庆文化建设中的价值实现方案与收获,以期为推动华东理工大学的校园文化建设和持续繁荣提供一丝参考和启发。
一、追溯学院文化,营造学院人文氛围
材料科学与工程学院是在1952年国内第一批成立的“硅酸盐专业”与1957年成立的“塑料工学专业”基础上发展起来的。在六十年的发展历史中,学院先后在李世瑨教授、应圣康教授、程继健教授、赵德仁教授等一批前辈的带领下,经过几代人的共同不懈努力,为我国非金属材料事业的发展培养了包括中国工程院顾真安院士、中国科学院颜德岳院士、南策文院士在内的一大批优秀建设人才。
在校庆筹备过程中,我院深入挖掘和提炼学院的历史与文化,结合学院的发展现状与未来方向,以文化与精神传承为主题,精心建设了材料科学与工程学院网站(http://)、打造了“‘材料科学与工程学院杰出校友、知名学者’光辉长廊”、“‘学院发展总体成就’宣传栏”、李世瑨先生雕塑、并设计制作了学院宣传册(纸质),材料科学与工程学院《动态》半年刊(电子版),运用网络、立体及平面各类宣传媒介实时记载、宣传和弘扬材料学院六十年风雨历程中的开拓史、奋斗史与攀登史。一栋满载华理砥砺岁月的实验一楼,在材料人的悉心装扮下,俨然成为了一座鲜活记录了学院发展历史的博物馆,一个改版后焕然一新的学院网页,在全院教师的细心呵护与灌注下,欣然成长为一个活力四射、信息丰富的学院风采大观园;而流动在《学院宣传册》(纸质)和《动态》期刊(电子书)中的文字、图片,则在有形无形中实时记载了学院发展的脚印与前行的背影。这一切的努力,为学院师生营造了名师荟萃、才俊辉映的人文氛围,在潜移默化中凝聚了成为一名华理材料人的自豪感和向心力,更是用热情、开放、文理交融的态度与气度打开了学院对外交往与合作的窗口、平台,赢得了社会各界及新老校友的关注与认同。
二、挖掘学院特色,搭建学院对外开放平台
材料科学与工程学院依靠自身力量建设了材料博物馆、材料研究测试平台和高分子材料加工中心等一系列服务于院校师生的教学、科研特色窗口。
2007年材料学院成功建设了材料博物馆,馆内分设概览、金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料、纳米材料、生物材料七大展区,展示了当代材料的发展、分类、品种、运用和生产过程等。材料博物馆运行至今,已成为上海市青少年科普教育基地、校专业基础课《材料概论》辅助教学基地,材院学生专业思想教育基地,参与了2009~2010年“与世博同行”上海市高校博物馆对外开放巡展,年接待市民参观人数2000余人次,成为了高校资源积极为社会服务的标杆性实战案例。
材料学院研究测试平台,拥有一批高水平、严要求的测试平台管理团队,购置了场发射扫描电镜、激光光散射仪、凝胶渗透色谱仪等20余台大中型国际先进的材料学科测试仪器,为全校师生科研、教学工作提供了便捷的服务。
独具工程特色的高分子材料加工中心,包含所有高分子成型加工的主要工艺和进口仪器设备,为材料学学生进行专业实验和论文工作提供加工研究手段,充分体现了学院的学科工程特色和综合教学科研实力。
在华理60周年校庆期间,材料学院定期开放材料博物馆、材料研究测试平台、高分子材料加工中心,在学生会中选拔并培训学生讲解员,由学生讲解员全程引导来访嘉宾参观、认识学院的发展概貌及学科特色。2012年2月至10月,学院先后接待社会企事业单位及校友参观3500余人次,为大家提供了零距离了解材料科学、感受学院前进速度的机会。
三、荟中西之鸿儒,集四方之才俊
所谓大学者,非谓有大楼之谓也,有大师之谓也。材料学院致力于为师生创造一个充满活力和良好竞争的工作环境,将“学术盛宴”作为材料学院为华理校庆六十周年献上的贺礼。九个多月来,材料学院邀请诸如美国工程院程正迪院士、法国科学院卢卡斯院士、中国科学院谢思深院士、颜德岳院士、南策文院士、魏炳波院士、中国工程院顾真安院士、张兴栋院士、法兰西大学研究院胡国华院士、中国硅酸盐协会理事长张人为、日本东京工业大学教授赤池敏宏、加拿大多伦多大学终身教授吴晓渔、以及来自意大利、罗马尼亚、美国、澳大利亚、中国科学院化学研究所、海润光伏科技股份有限公司等七十余位海内外知名学者、专家、总裁来院讲学、报告、授课七十余场,使广大师生零距离倾听智者的声音,吸取睿智的营养,在思想与智慧的多元碰撞中,真正得益于校庆,感动于校庆。
四、迎八方校友,聚天涯之心
校友资源是一所大学在漫长办学历史沿革后留下的一笔弥足珍贵的无形财富。校友对母校有着独到的切身感受,校园文化的交接与秉承,校园精神的薪火相传,高校社会价值的提升与延续,校友在其中担当着建设者和受益者的双重角色。因此,积极建立校友资源库、搭建校友与在校师生的联络沟通桥梁,想校友之所想,急校友之所急,热忱欢迎各届校友回家看看,是材料学院在校庆活动中工作的重点和努力的方向。
校庆期间,材料学院接待来自海内外各地的校友一千余位,有毕业50周年、45周年、40周年回母校团聚的白发老人,有毕业30年、20年意气风发的中年,也有毕业10年、5年心系华理的青年学子。他们或曾叱咤风云,或曾风雨兼程,或正行走于人生事业的爬坡、巅峰。材料学院为他们请来了当年的辅导员、授课老教师们,发动教工寻找当年的校友毕业照、班级合影或是老同学、老教师的照片,精心制作校友新老模样比比看幻灯片,学院发展介绍幻灯片,制作校友纪念光盘,号召在校学生带领校友们参观当年上课的教室、黑板、课桌、宿舍,品尝食堂里熟悉的菜肴味道,参观校园外环境的变化及新校区建设,等等,也正是这许许多多感动的瞬间使得材料学院回家的校友们真实而温暖的体验到学院、母校浓浓的家的味道,感动因您而起,感动也留存于永恒。
六十年的办学历史也许并不算很长,但借鉴历史经验,弘扬优良传统,明晰发展使命对华东理工大学的未来及每一位教师、学子个体的发展与进步却弥足珍贵。材料科学与工程学院结合自身学院特色与优势,科学规划、积极筹备,悉心组织,将校庆办成了一个让全院师生及校友共同体会使命感、自豪感和幸福感的欢乐节日,使校园成为师生和校友的真正的精神家园,从而让校庆活动的文化功能和文化价值得以真正实现,校园精神的秉持与传承得以发展和升华。六十周年校庆,是华东理工大学发展征程中一个重要的里程碑,也是华东理工大学材料科学与工程学院一个新的航程起点。
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[4]徐复铭.以校庆为契机大力培植人文精神[J].南京理工大学学报
【关键词】卓越计划 材料工程 专业
研究生培养
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2012)12C-
0048-03
根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》,国家决定实施“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”),促进工程教育改革和创新,全面提高我国工程教育人才培养质量。“卓越计划”实施的专业包括传统的产业和战略性新兴产业的相关专业,遵循“行业指导、校企合作、分类实施、形式多样”的原则,重视国家产业结构调整和发展战略性新型产业的人才需求。实施的层次包括工科的本科生、硕士研究生和博士研究生三个层次,培养现场工程师、设计开发工程师和研究型工程师等多种类型工程师后备人才。同时,作为适应我国经济社会快速发展形势的新举措,教育部决定自2009年起扩大招收全日制专业学位硕士研究生的范围和规模。全日制专业学位硕士研究生与学术型硕士研究生属同一层次的不同类型,它主要培养有特定职业背景的高级专门人才,其中工程硕士专业学位因培养目标、培养模式、教学理念与评价标准等方面均紧密契合教育部推进的“卓越计划”,因此被纳入计划之中。
桂林理工大学近年来对工程硕士专业学位研究生的培养模式进行了积极的探索,2012年被教育部列入“卓越计划”。全校共有3个本科专业和4个工程硕士专业领域(含材料工程)获批开展“卓越计划”,成为了广西唯一获得研究生层次“卓越计划”的高校。本文以桂林理工大学材料工程专业为例,探讨在实施“卓越计划”的情况下,如何结合广西经济社会发展要求,改革材料工程专业硕士研究生的培养模式。
一、广西实施“卓越计划”材料工程专业硕士的环境与条件
全日制工程硕士专业学位教育是研究生教育发展到一定阶段的产物。由于工程硕士教育培养的是高层次应用型人才,因此必须在教育、科技、经济紧密结合的框架内开展,亦即需要大学、企业、职业界、社会以及政府之间的良好合作与互动才能实现。目前高等教育依然沿习着计划经济体制下的教育模式,高等教育仍是一个相对封闭的体系,对外部需求的了解不够,因此人才培养难以适应当前市场经济发展的需要。设立工程硕士专业学位就是为了改变工科研究生培养规格单一的局面,通过明确不同于学术型研究生的培养制度(如双导师制、企业参与、社会评价、与职业资格挂钩等)实现培养制度的变革。但目前这一宏观管理体制改革尚未完成,工程硕士专业学位教育制度环境仍然存在诸如产学研机制不健全、市场调节机制不完善、质量保证机制不科学和缺乏专业认证制度等问题,这些情况在经济尚不发达的广西更为严重。因此,需要广泛借鉴发达国家、国内发达地区的经验,充分发挥主观能动性,创造性地开展工作。
事实上,工程硕士教育在西方发达国家也经历了曲折和探索过程。美国的工程硕士研究生教育产生于第二次世界大战后,其蓬勃发展始于20世纪80年代中后期。美国的工程硕士计划实质是四年本科计划的拓展,其宗旨是为工业界培养高水平的实践型专业人才,它注重工程设计和学生在工程实践中提出问题、发现问题能力的培养。值得注意的是,美国工程硕士的教学计划和教材与学术型硕士研究生完全一致,这表明实践经验与较高的学术水平并重是工程硕士在美国获得认可的重要因素。欧洲大学和企业在培养工程师的工程能力方面有比较成熟的合作运行机制。来自企业的工程师能够实质性地参与教学计划和课程体系的设置,其中一般包括不少于3个月的职业实习以及3个月以上的实战性研究论文或设计项目。此外,发达经济体还普遍将专业认证和职业资格准入制度与高等工程教育挂钩,如在美国未经ABET认证的工程专业学生很难获得注册工程师资格;在欧洲,进入FEANI认可的工程专业学习是获得工程师资格的基本条件;在日本,JABEE认可的工程专业毕业生可以免试通过技术士资格考试的初试;在英国,工程教育更是以取得专业资格作为培养的主要目标。由此可见,工程硕士教育在发达国家已经形成了其突出应用性的定位,并与各类专业资格挂钩。
国内一些首批加入“卓越计划”的高校在工程硕士培养方面也进行了一系列有益的探索。如南京大学实施了分级课程体制,突出讲座、沙龙、实战模拟、案例教学等内容的比重,学位论文则强调以案例研究为主;还通过自我评价体系,对“卓越计划”实施情况进行经常性的研讨与测评。河海大学对其特色专业—水利工程专业的专业学位研究生教育进行全面的探索。他们提出了“重理论,强实践”的理念,在课程内容上强调与学术型有所区别,注重案例和研讨式教学,通过“顶岗实践”获得工程实践能力,其学位论文的可以是规划、勘探、设计、施工、项目管理、产品研发和应用研究等。
虽然广西属于西部欠发达地区,但已经提出了“14+4”千亿元产业发展计划,力争包括食品、汽车、石化、电力、有色金属、冶金、机械、建材等14个产业的产值达千亿元,同时培育包括新材料、新能源、节能与环保、海洋等4个新兴产业。材料学科是实现该计划不可或缺的技术支撑,而具有较强工程实践能力的材料工程专业硕士则是最为急需的高级人才。虽然目前广西有能力持续支持实施“卓越计划”的大型企业不多,但亟待技术升级的企业则比比皆是。
二、桂林理工大学材料学科发展现状与材料工程专业硕士培养存在的问题
桂林理工大学材料工程专业,其前身可追溯到1992年桂林冶金地质学院的地质专业,以后逐步增设了无机非金属材料、高分子材料与工程、金属材料工程、冶金工程和材料科学与工程等专业,基本上涵盖了材料科学与工程专业的主要学科。该学科目前拥有材料科学与工程和冶金工程两个一级学科硕士点,高分子化学与物理二级学科硕士点,同时招收材料工程专业硕士。其中,材料学为省级重点学科,并于2009年成为教育部批准的博士点授权建设学科。
通过多年建设,桂林理工大学材料学科已经形成了基础研究与应用研究并举的格局,其主要研究方向包括无机非金属材料的合成与制备新技术、高性能聚合物基复合材料、新型电、磁功能材料及能源功能材料、绿色建材及生态环境材料等,密切结合广西优势有色金属、矿物和植物资源等设立和发展起来的,具有较为鲜明的地方特色。学科目前拥有省部共建国家重点实验室培育基地、教育部重点实验室、广西壮族自治区重点实验室等科研平台,还与广西10多家大型企业建立了产学研合作关系,科研成果应用获得直接经济效益10亿余元,并获得包括国家技术发明二等奖、广西科技进步一等奖、广西自然科学二等奖等重要研究成果。
但是,材料工程硕士培养仍然存在着许多亟待解决的问题,表现为:第一,现行的材料工程专业硕士的人才培养方案中虽设置了实践环节,却缺少相应的强化训练内容,在课程设置上与学术型研究生差别不大;第二,材料工程硕士自身的认可程度不高,所录取的学生一般是成绩未达到学术型研究生要求的,学生容易产生自卑情况,而且自费上学的比例偏高;第三,研究生导师对培养工程硕士的积极性也不高,因为学生在完成一年的理论课学习后就要到企业去实习,对导师的实验室研究作用甚小;第四,近年来追求学科全面发展成为普遍的趋向,使得桂林理工大学原来的有色金属行业背景明显淡化,在材料学科上表现为涉及领域宽,科研工作大多集中在功能材料、复合材料或纳米材料等新材料领域,而传统的金属材料和冶金工程反而成了弱项;第五,缺乏必要的“行业指导”,为“卓越计划”工程硕士的培养带来了较大的困难。
三、创新材料工程专业硕士培养模式,校企合作,全程互动实施“卓越计划”
“卓越计划”为全面提升材料工程专业学位研究生的培养质量提供了最佳的契机,而创新人才培养模式必须要切合广西社会经济发展要求。为此,我们提出了培养工艺设计与新产品研发两类材料工程专业硕士的新思路。广西工业技术落后,主要依靠资源生产初级产品,生产过程高消耗、高污染。工艺设计类工程硕士的培养则针对这些问题发展,将相关的技术改造与工艺设计作为工程硕士的毕业论文(或设计)内容,依托产学研基地和重点实验室的研究平台,为企业解难题、创效益,进而提高社会对工程硕士的认可程度,强化高校与企业的联系;而新产品研发类工程硕士的研发工作主要是服务于落户在广西的新材料、新能源、节能与环保和海洋等新兴产业的需求,开展新产品研发或进行扩大实验,实现研究成果的转化。根据论文工作的内容和要求的不同,灵活安排实习时间和毕业论文的形式。如以工艺或流程设计为主的工程硕士要在企业实习至少半年,其毕业论文以工艺或流程设计为主;而以新产品研发为主的工程硕士则留在实验室,借助本学科的仪器设备完成相关研发工作。
在培养标准上,我们提出要围绕工程基础教育(技术基础和专业基础)和工程专业教育(工程实践和设计创新)两个中心环节层层递进,培养具有较强技术知识、推理能力、解决实际工程问题能力、项目与工程管理能力和有效沟通与交流能力,同时具备较高职业道德、职业素养与社会责任的高级工程技术人才。充分利用双导师制,把高校研究生教学中的专业基础教育优势与企业导师在工程设计与实践方面的经验相结合,共同指导学生完成工艺设计和新产品开发,培养学生解决工程实际问题的能力和技术开发过程的组织能力,有效促进“卓越计划”在材料工程硕士层面的贯彻与实施。基于材料学科的特点,材料工程专业硕士在材料学基础理论方面同样需要扎实的基础。因此,基础课程的教学内容要与学术型硕士相同,但专业必修课和选修课的教学内容则要突出材料加工与工程设计等方面,这部分教学任务可优先安排给有“双师证”(即教师证和工程师证)或有过企业工作经历的教师。此外,还专门开设了实践环节,用于实验技能实训及现场实习等。
在考核标准与评价体系方面,材料工程专业硕士也与学术型硕士有所不同。材料工程专业硕士毕业不要求在省级以上正式学术期刊,考核主要集中在毕业论文(或设计)所体现的工作量、创新性和实施效果等方面。在研究生评优和奖学金评比中,主要考核工程硕士自主知识产权、专利申报或方案实施所取得的经济效益等情况,并使之与学术型硕士所发表的学术论文有可比性,创建公平竞争的环境。
在校企合作办学方面,桂林理工大学与桂林地质矿产研究院、广西三环企业集团有限公司、广西鱼峰集团有限公司、广西金山铟锗冶金化工有限公司和广西新未来信息产业股份有限公司等一批具有实力的企业建立了稳定(下转第54页)(上接第49页)的产学研基地。学生在企业进行实习实践时,要求企业要以“准员工”的标准对待,严格要求且给予一定的生活补贴,而相关企业也有优先挑选毕业生的权利。桂林理工大学经过资格和能力评审,第一批共聘请了15位企业导师,均为企业高层或具有高级职称人员。企业导师要对在企业进行的工程实践培养内容和培训标准,如企业高级技术人员授课、生产现场学习与安全培训、参与新产品研发和工程设计等提出了较为详细的要求,企业教学完成后相关企业应为学生提供培养质量鉴定。
为了确保材料工程专业硕士的培养能够符合“卓越计划”的要求,桂林理工大学提出了校企合作、全程互动的理念,并成立了“卓越计划”领导小组,下设领导小组办公室、校级专家小组及二级学院教学工作小组等组织机构,并为每个试点专业提供专项经费。学校在鼓励相关试点专业大胆改革、积极探索的同时,特别强调教学质量。为此,材料工程专业也建立了教学质量监控与信息反馈机制,对现行的材料工程教学内容和教学效果进行定期评估,并征求学生的反馈意见。此外,还通过校内导师定期与相关企业保持沟通,了解材料工程硕士研究生在课题执行方面的情况,发现问题及时处理并向对方企业通报,真正做到“全程互动”。
总之,实施“卓越计划”对创新材料工程专业硕士的培养有显著的促进作用。桂林理工大学将依照校企合作、全程互动的理念,扎实做好“卓越计划”材料工程专业硕士试点工作,努力实现高校与企业的双向共赢,更好地服务广西经济的新发展。
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【基金项目】新世纪广西高等教育教改工程项目(2011JGA050,2010JGA031);桂林理工大学教改工程项目(2010B06)
论文摘要:在地方文化背景下开发化学教学资源,不仅能充分利用地方文化资源,满足不同地域的学生学习差异性的要求,促进地方文化的传承和发展,而且能把人文知识与化学知识完美的结合在一起,使学生从一个更完整的角度理解化学、学习化学。本文以苏州地方文化为例,探讨了在苏州地方文化资源中的化学教学资源的开发及利用。
一、地方文化与化学的关系
文化是一个多定义的名词。狭义的文化特指人类的知识创造活动,是用概念、范畴、法则等抽象形式建构的理论观念体系。广义的文化则是与自然相对的人化,它是在历史发展过程中人类形成的物质及精神力量的积累程度和表现方式的确证。化学是一种文化,文化视野下的化学教育是人文和科学的融合。
“地方”这一概念带有地域性、本土性的特点。我国地域辽阔,民族众多,即使在一省内,各地市的社会、自然条件也可能有较大差别,故而“地方”可以指一个省、一个市,也可以指区、县或学区甚至更小的地方。地方文化是在当地特定的历史、宗教和地理环境下人们在生活中积累的物质和精神财富。地方文化具有极强的地方特色,利用地方文化资源开发教学资源,不仅能满足不同地域的学生学习差异性的要求,同时可以使学生在学习文化、感受文化、领悟文化的过程中学会创造文化,这对地方文化的传承和发展将起到重要的作用。
文化资源的存在形式各有不同。要对其进行开发利用,首先要对零散的地方文化资源中的乡土文化和风土人情等进行了解。为了使掌握的地方文化资源信息是最全面的,有时甚至还要通过实地的参观对其进行进一步的考察。地方文化资源的来源十分广泛,大致可分为人文历史资源、自然环境资源、非物质文化遗产资源、文献资源四类。
人文历史资源包括历史文物、人物传说、风俗习惯等。在各类人文历史资源中都蕴含着丰富的化学教学资源。如:博物馆中的陶瓷、金银铜器等文物;古文化遗址、古窑址、古墓葬、历代名人胜迹等;历史掌故和人物传说中的化学人物;各地的风俗习惯中的饮食文化等,其中包涵了多样的化学内容。
自然环境资源通常包括矿物资源、土地资源、水资源、气候资源和生物资源等。在矿物资源、土地资源和水资源的成分鉴定及检测中,化学的检验方法起着至关重要的作用,而在生物资源中也蕴含着丰富的化学教学资源。
“非物质文化遗产”指被各群体、团体、有时为个人所视为其文化遗产的各种实践、表演、表现形式、知识体系和技能及其有关的工具、实物、工艺品和文化场所。包括:口头传统和表述、表演艺术、社会风俗、礼仪、节庆、有关自然界和宇宙的知识和实践、传统的手工艺技能等。非物质文化遗产由人类以口头或动作方式相传,具有民族历史积淀和广泛、突出的代表性。在非物质文化遗产资源中,口头表述的有关自然界和宇宙的知识、造纸术、印刷术、制碱工艺等传统技艺中,都有化学的影子,而在节庆活动中的服饰文化和制造气氛的烟花爆竹文化中更是离不开化学。
所谓的文献资源是迄今为止积累、存储下来的文献之总和,是社会上广泛分布的文献的集合,是物化了的知识财富的存在形式。大量的以史籍文献形式出现的精神文化遗产资源,不仅实录了有关文物、建筑群、遗址产生的来龙去脉,而且记载了不同历史时期人类为生存发展而从事的各项社会实践活动及其成果;而以影视传媒和网络形式出现的文献资源,更是为历史的记录增添了一份色彩和活力。在史籍文献如地方史、地方志和地方文化宣传片、地方网站资源中,不乏有对化学技术、化学发展的记载。
二、地方文化背景中化学教学资源的开发方法
在每类资源中都有与化学相关的资源存在,只是他们以不同的形态存在。在对地方文化资源进行初步分类整理后,我们获得了很多和化学相关的资源。这些资源要运用于化学教学中,就必须与教材内容进行联系,进行取舍,提取出可以利用的部分,拓展教学的内容。
以苏州的地方文化资源为例:苏州是我国重要的一座历史文化名城,一向被认为是人文荟萃之地和文物之都,地方文化资源丰富而多样。我们以苏州的地方文化资源为背景开发化学教学资源,步骤如下:
1.整理苏州的地方文化资源,找出与化学相关的内容。
首先通过对苏州的各种资源进行了解和整理,按照人文历史资源、自然环境资源和非物质文化遗产资源和文献资源对其进行分类。苏州的人文历史资源主要包括博物馆资源、园林资源、遗址资源等;自然环境资源包括湖泊资源、矿物资源(包括金山石资源、阳山高岭土资源)、湿地资源、碧螺春茶叶资源等;苏州的非物质文化遗产资源包括表演艺术昆曲、传统音乐古琴;传统知识技艺包括苏州宋锦、苏州绎丝、苏州香山帮传统建筑营造技艺、陆慕御窑金砖制作技艺;礼仪与节庆活动等。
其次在这些资源中找出与化学相关的内容。如:苏州博物馆里有大量的陶瓷和金属器皿展品,里面蕴含了丰富的陶瓷和金属冶炼的化学知识;水资源蕴含着丰富的水化学和微量元素的化学知识,湿地资源里蕴含着丰富的生物化学内容;在丝绸染色工艺、国画颜料制作、苏州仿古铜器制作技艺、桃花坞木板年画、陆慕御窑金砖制作工艺等非物质文化遗产资源里蕴含着丰富的化学工艺技术。而地方史籍、地方文献、地方网站和传媒中,可以找到与化学相关的人物、历史事件、故事传说。具体分类见下图。
2.分析地方文化资源中与化学相关的内容,确定其时应的教材内容。
在第一步整理的基础上,确定它们与教材内容的相关性。我们例举了苏州地方文化资源中的某些与化学教学相关内容,确定它们在江苏教育出版社出版的高中化学教材中的位置,便于教师在化学教学中进行应用。具体内容见下图。
苏州是中国古代最早的炼丹活动中心之一,弯窿山、西山和观前街的玄妙观都有古代炼丹的传说。结合必修1专题1“化学家眼中的物质世界”的第二单元“研究物质的实验方法”的教学,可介绍炼丹和炼金是化学实验的最原始形式,让学生了解中国炼丹包括苏州炼丹对化学发展的贡献。
苏州历史悠久,苏州历史博物馆的馆藏文物记载了苏州自2万年前旧石器时代至明清时期的社会发展历史概貌,有一些也是中国化学工艺发展的标本。必修1专题3“从矿物到基础材料”第三单元“含硅矿物和信息材料”和选修教材“化学与生活”的专题3“丰富多彩的生活材料”的第二单元“功能各异的无机非金属材料”,是对无机非金属材料硅的性质及硅酸盐矿物和硅酸盐产品的教学。结合这部分内容的教学,可对博物馆中的古代陶瓷胚体的演变、陶瓷釉色的变化、陶瓷制作工艺的改良等介绍,让学生了解中国陶瓷技术发展和化学工艺发展的关系。结合必修1专题3“从矿物到基础材料”的第二单元“铁铜的获取及应用”的教学,可利用博物馆中展出的青铜器、金银饰品、文献资源中干将莫邪铸剑的传说等帮助学生了解青铜器的演变,体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响,体会苏州悠久的冶金历史和引人注目的成就。
苏州的饮食习惯是一种极具地方特色的文化。结合必修2专题3“有机化合物的获得与应用’,的第二单元“食品中的有机化合物”和选修1《化学与生活》专题2“营养均衡与人体健康”中对糖类、油脂、蛋白质等的教学,可介绍苏州特色饮食中的化学知识:如陆稿荐的酱汁肉、万山蹄等的红烧秘诀与氨基酸与糖的反应有关,东吴酒厂的冬酿酒是糖中的淀粉发酵的中间产物,臭豆腐的香味来自蛋白质的分解,等等。也可以结合苏州名茶碧螺春探讨茶叶中蕴含的化学知识如单宁酸、咖啡碱等,结合阳澄湖蟹介绍蛋白质的营养。
水文化是苏州文化的名片,保护苏州的环境必须从保护苏州的水资源开始。结合选修1《化学与生活》专题1“洁净安全的生存环境”的第二单元“水资源的合理利用”中对水质评价与污水处理等一系列问题的教学,可以利用苏州的文化宣传片“水天堂”让学生了解苏州水文化的整体情况;通过世界首部环保法规乾隆二年(1737年)苏州府颁布的“永禁虎丘染坊碑”,了解苏州历史上对水资源的保护,结合太湖等水域或湿地的水体富营养化讨论苏州的水资源的现状,让学生更加重视对身边水资源的保护。
苏州是丝绸的故乡,太湖流域留存有新、旧石器时代的遗址,见证着丝绸历史的悠久。园区唯亭镇草鞋山出土了六千年前的纺织品实物残片;吴兴钱山漾出土了四千七百年前的丝织品实物;吴江梅堰又出土了四千年前的大批纺轮、骨针以及带有丝绞纹和蚕纹的陶,这都说明了苏州古代先辈很早就掌握了养蚕纺丝的技术。结合必修2专题3“有机化合物的获得与应用”的第三单元“人工合成有机化合物”和选修教材《化学与生活》专题3“丰富多彩的生活材料”的第三单元“高分子材料和复合材料”中对生活里广泛应用的合成高分子材料和复合材料的教学,可以利用苏州丝绸博物馆的资源,补充介绍丝的成分、丝的染色等化学知识,了解苏州地方独特的服饰文化。
苏州历史悠久,人文荟萃,历史上有不少名人与化学相关。必修2专题3“有机化合物的获得与应用”第一单元介绍了化石燃料与有机化合物,而中国最早对石油使用的记载和“石油”二字来自“梦溪笔谈”,它的作者北宋著名科学家、文学家沈括与苏州有很深的渊源,青少年时期在苏州外婆家的经历和接受的教育对他一辈子都有影响。在必修1专题2“从海水中获得的化学物质”的第二单元“钠、镁及其化合物”对碳酸钠的性质和应用进行教学时,介绍了我国化学工业的奠基人侯德榜,其实发现侯德榜的伯乐是陈调甫,苏州人,毕业于东吴大学(现苏州大学),是中国第一位自己培养的化学硕士,也是我国纯碱和涂料工业的奠基者之一。而最早帮助陈调甫制碱的吴次伯是在苏州建造中国第一座汽水厂—瑞记荷兰水(汽水)厂的厂主。在化学1专题4“硫氮和可持续发展”中进行磷和硫的教学时,还可介绍在苏州建立第一座火柴厂的“中华火柴大王”刘鸿生斗智斗勇挤掉洋火柴的事迹。这些人物的介绍,可以让学生了解苏州化学工业的发展,树立为家乡建设服务的决心。
三、地方文化背景下化学教学资源开发要注意的问题
1.资源选择以生为本
地方文化资源繁多复杂而零散,化学又广泛地存在于生活之中,几乎所有的文化资源中都有与化学相关的内容。因此,在地方文化背景下开发化学资源时,选择合适的资源是至关重要的,它直接影响到学生对化学的态度及其学习效果。在选择资源时应根据学生已有的知识情况,考虑教材中学生要学习的化学教学内容,优先选择学生“熟悉而又陌生”的资源来开发。所谓“熟悉而又陌生”是指学生对资源的存在或化学知识熟悉,但是对它们其中的一个或相互的关系不了解。这样的内容最容易激发学生的兴趣,也容易引起学生的共鸣。
2.内容组合兼容并蓄
相对于教材的单一存在形式来说,地方文化资源可以说是种类丰富多彩,形式多种多样。只有在大科学的开放性视野下进行化学教学资源的开发,才能有利于地方文化资源的整合和完整利用;只有在大科学的开放性视野下进行化学教学资源的教学,教师才能全面的教学,学生才能更好地理解科学。因此,这类教学资源的利用不仅要注意学科间知识的融合,更要注意科学教育与人文教育的融合;不仅要加强学生对化学知识的学习,更要增强学生学习化学的兴趣;不仅要加深学生对地方文化的了解,更要培养学生对地方文化的热爱之情。
3.教学方式丰富多彩
关键词:专业转型;人才培养模式;材料科学与工程专业
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)34-0128-03
湖南文理学院是湖南省确定的两所专业转型试点高校之一。2014年10月,湖南文理学院确定了首批5个转型试点专业。我院的材料科学与工程专业有幸作为我校首批5个转型试点专业之一,一年多来,根据学校整体方案的要求,按照《试点专业综合改革、深度转型发展建设任务申报书》目标任务,在我院已开展的应用型创新人才培养工作的基础上,积极主动地开展了转型专业试点工作,取得了良好的转型效果。
一、理清专业转型工作思路,全面谋划专业转型发展
转变思想观念,理清转型思路,积极探索适合自身特点和需要的方法模式,开拓创新,主动转型。化学化工学院的材料科学与工程专业究竟转型为什么(转型的实际内容)?怎么转型(转型的方式与方法)?专业转型的路障在哪里(转型工作关键点)?经过反复调研、探讨,确立了“1234”材料专业转型改革与探索新模式,即“一条主线”、“二个主体”、“三个对接”、“四个共建”。
“一条主线”,即应用型创新人才培养主线;“二个主体”指学校和企业承担人才培养的双主体责任,即通过充分挖掘和利用各种资源,为应用型创新人才培养服务;“三个对接”,即践行“专业教学与行业产业对接”、“专业方向教学与企业对接”、“专业课程教学与企业岗位对接”;“四个共建”,即校企紧密结合,形成“共建人才培养方案与课程体系、共建实践教学基地与师资队伍、共建人才培养计划与实践教学模式、共建人才培养质量监控与评价体系”的合作人才培养体系与机制。高校专业转型是一项持续性的工作,只有进行时,没有完成时;专业转型是一项永无止境的工作,没有最好,只有更好。转型工作需要全面谋划、设计目标,不断推进、总结和完善。我院的材料科学与工程专业的转型工作重点突出“二个阶段、三个建设”。“二个阶段”,即为初创阶段与提质阶段。初创阶段时间是2014年到2016年,在此阶段,按目标和要求,使专业转型工作初具成效,保证转型专业人才培养方案的有效实施,为深度转型发展谋篇布局,并为后续工作的推进打下较为坚实的基础。提质阶段时间为从2017年起一段较长的时间,做好补缺增强、精益求精工作,使转型工作趋于成熟、趋于常态。“三个建设”是指在专业转型工作进行过程中,要坚持抓好硬件建设、软件建设以及强化教学与管理制度建设。硬件建设。加强实验实习实训基地建设,包括建设校内外创新实验室(实验室、研究所、科技园)、中试基地(孵化器)、实践教学基地群(实践教学基地链)。引进企业科研、生产基地,建立校企一体、产学研一体的大型实训基地。为我院材料科学与工程专业各个层面的实践教学内容的落实和完成创造良好的校内外环境。软件建设。创新应用技术人才培养模式,构建科学人才培养方案。坚持“基础知识够用、专业知识管用、技能知识会用”的原则,合理安排教育课程和实践教学课程及其比例。制订符合材料转型专业应用型创新人才培养的各类文本材料。强化教学与管理制度建设。在专业转型过程中,需要对完善技术应用型人才培养各环节不断地进行研究与探索,同时,还要不断地总结和提炼经验,必须强化实践教学、合作教育管理等制度建设,从而使专业转型工作更加卓有成效。
二、突出应用型创新人才培养主线,做实专业转型工作
1.创新教学方法,深化教学改革。为突出“应用”与“创新”两要素,确立了“3+1”人才培养模式,加大实践教学力度,创新实践教学体系。我院材料工程专业的人才培养方案按“3+1”模式分配教学时间,即一学年的时间为实践教学时间,且集中实践训练时间为40周,其中,校内训练12周,校外训练28周。校内训练的12周,主要完成生产实践模拟训练(生产实践虚拟模拟、生产实践中试模拟)、基础创新训练;校外训练的28周,主要完成生产实践技能训练、应用性技术研究与开发训练。通过组织、实施这些训练,加大了实践教学力度,强化了实践教学的作用与效果。①制订较为科学的、系统的实践教学大纲。按实践教学模块制订材料工程专业实践教学大纲。包括实践基础训练教学大纲、生产实践模拟训练教学大纲、创新训练教学大纲、生产实践技能训练教学大纲、以及应用性技术研究与开发教学大纲。以生产实践技能训练模块为例,每个专业方向的学生分别在四个实践基地训练,每个实践基地训练7周,共计28周。学生在每个基地的实践教学训练为280学时,其教学大纲与学时分配包括:三级安全教育(4学时,包括安全案例学习);企业基本情况与企业所在行业情况(2学时,另外,行业情况课外查阅、总结4学时);企业文化理念教育(2学时);企业组织与经营管理(2学时);生产工艺学习(6学时);生产设备、生产辅助设备与设施(4学时);原材料、产品的检验方法与仪器设备(4学时);产品生产配方(4学时);原材料与产品标准(4学时);各工序及设备的操作规程(160学时,包括操作训练);产品的研究开发与技术革新(10学时,另外安排60学时创新研究);质量控制体系(4学时);企业发展探讨(10学时)。②拟定规范的、健全的、具体的实践教学内容。按照上述实践教学大纲,结合每个实践教学基地的具体情况,分别拟定各基地的实践教学内容。③构建实践教学评价体系。根据实践教学大纲、实践教学模块属性,结合各实践教学基地具体的实践教学内容,拟定了较为完善的实践教学考评指标体系。从以下三个方面考评学生实践教学效果:考评学生实践教学中的态度、纪律、表现情况;根据各基地实践教学内容,从应知什么、应会什么、应熟悉什么、应理解什么、应掌握什么等方面,考评学生实践教学训练效果;考评学生在实践教学过程中思考与创新的成效。
2.加大课程群的建设力度,改革课程教学模式。根据地方及区域经济发展的需要及人才培养实际条件,设立了无机非金属材料方向和有机高分子材料方向。每个专业都设置了专业基础课群、专业课群、专业方向课群和专业选修课群。在专业方向课群、专业选修课群中,加入了针对地方企业生产方面的课程或章节内容。实际上,我院编印的转型专业实践教学指导书包括基础综合部分、创新训练部分、行业产业实践部分三个部分,前两个部分已基本完成,行业产业实践部分,针对各基地的具体情况,正一一组织编写,每个实践教学基地的编写内容分为基地简介、公司管理与经营、生产工艺与技术、生产设施与设备、产品标准与检验、质量控制与环境保护、产品研究与开发几大部分。强力推进课程教学模式改革。
3.创建创新训练基地及实践教学基地链。材料科学与工程专业转型发展的目的就是为了更好地培养高素质的应用型创新人才。应用型创新人才的培养必需要有相应的环境和条件,需要有实践教学基地,需要创新训练基地。近几年,我院利用学校转型试点资金(160万元)、中央财政支持(490万元)、学科建设及国家项目奖励经费(200万元)、社会投入与社会资产并入(250万元)共计1100万元经费,来加强实践教学的硬件建设,加强实验室、实习实训基地、实践教学基地、创新训练基地(中试基地、创新实验室)和产学研协同创新中心建设。我院材料工程专业分成有机高分子材料、无机非金属材料两个专业方向,每个专业方向的实践教学基地尽可能选择与专业理论课内容相匹配的生产企业,使实践教学训练的内容尽可能地“对接”专业理论课内容,解决理论教学与实践教学相脱节、学与用相脱离的问题,达到理论教学与实践教学的融合,以满足“三对接”的人才培养要求。这样,也就形成了每个专业方向的实践教学基地群,即打造出了“实践教学基地链”。以我院材料工程专业有机高分子材料方向的校外实践教学基地为例,我们按有机高分子材料的应用分类,重点创建了以下四类实践教学基地:“湖南金帛化纤有限公司”、“湖南美华尼龙有限公司”化纤树脂生产与化纤生产即化纤类基地;“临澧安富包装材料有限公司”、“湖南邓权塑业有限公司”塑料制品生产即塑料类基地;“湖南太子化工有限公司”、“常德市博大化工有限公司”涂料树脂生产与涂料生产即涂料类基地;“湖南中锂新能源材料有限公司”电池隔膜材料生产即功能材料类基地。每个基地按“标准化”建设:一是设有实践教学专门的组织与管理机构;二是有明确的管理制度与运行机制;三是建有实践教学专用办公场地、教师与学生专用生活场地;四是有统一的标示、规范的档案。
4.打造“教练式”的实践教学师资队伍。通过产学研合作,加强适应转型发展和应用技术型人才培养需要的特色师资队伍建设。我院专任教师“双师型教师”的比例由五年前的20%上升到目前的60%。通过到行业、企业挂职锻炼和为企业开展技术服务等多种方式,加强在职中青年教师实践教学能力培养,使本院专任教师既熟悉实际生产,又能不断地解决生产实践中各类工程技术问题,同时实现本院实践教学指导教师由“领队式”向“教练式”转变。从公司、生产车间、生产线几个层面聘任基地企业工程技术人员、管理人员、技术工人作实践教学现场指导教师,通过明确其职责、规范其任务与要求,提高其指导水平,以壮大和完善“教练式”实践教学师资队伍。
三、坚持专业转型探索,力求专业转型实效
材料科学与工程专业深度转型的目的就是为社会培养高素质的应用型创新人才。只有通过变换人才培养模式、调整人才培养方案、改革课程体系与课程内容,才能较好地实现人才培养目标。实践教学的改革与创新,是实现高素质应用型创新人才培养目标的关键性内容之一,只有将理论教学体系的改革与实践教学的创新紧密结合起来,才能使所培养的人才知识、能力与素质协调发展。当然,无论是理论教学还是实践教学的改革与创新,都要针对社会现实,对于工科专业来讲,就是要针对行业企业、面向各行业企业。要较好地做到这点,就要加大行业企业参与人才培养的力度,科学、有效地整合社会资源(人力、物力、财力、信息资源),以便更好地为应用型创新人才培养服务。