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[摘要]应用型本科高校复合材料与工程新专业的人才培养目标是培养既具有一定的专业理论知识,又具有较强的实践性专业技能的应用型人才。本文根据现代制造业的需求和我校的生源特点,构建复合材料与工程专业人才培养计划的对策,以期提高应用型人才的培养质量。
[关键词]复合材料与工程应用型高校人才培养方案新专业建设
[中图分类号]TB33;G642[文献标识码]A[文章编号]2095-3437(2014)03-0089-02
复合材料是一种科技含量较高的新材料,广泛应用在航空航天工业、汽车工业、高速铁路、军工领域以及风电叶片新能源等领域。随着我国制造业水平的不断提升,在新产品上应用新材料也越来越多,如大飞机项目的启动,复合材料是其制造的关键技术。复合材料和钢铁等材料不同,钢铁材料是在钢铁厂由自动生产线生产出来的,而复合材料即使在欧美等发达国家的飞机制造厂,也是由一线工程师在现场进行人工裁剪制造出来的,因而产品的质量在很大程度上取决于一线工程师的水平。而这样的企业也需要大量卓越的一线工程师,这也正好与上海应用技术学院对毕业生的培养目标定位相吻合。
复合材料与工程专业是一个新专业,在我国的许多大学都开始设置复合材料与工程专业。而国外的大学未见开设复合材料与工程专业,而是仍将其作为材料科学专业的一个方向。在我国的一些研究型大学,其专业培养方案的导向主要放在培养研究型人才上,原理性、理论性的课程较多,主要以培养研究生为主,学生毕业后也主要在高校研究所从事科研工作。伴随高等教育的大众化,产生了许多应用型本科高校。自改革开放以来,我国新建的地方高校和近年来由高等专科学校升格的本科高校,比如上海应用技术学院,都属于应用型本科高校。在这类高校中设置的复合材料与工程新专业,主要是以经济及社会发展需求为导向,结合国家和地方的战略性新兴产业,培养既具有一定的专业理论知识,又具有较强的实践性专业技能的应用型人才,学生毕业后主要到相关复合材料企业和行业从事技术和管理工作。[1] [2] [3] [4] [5] [6]
复合材料与工程专业是上海应用技术学院2010年经教育部批准开设的几个本科新专业之一,2010年已开始招生。本文以经济社会对该专业高级应用型人才需求为导向,结合我校实际情况,并借鉴、比较国内其他大学本专业的培养方案与课程体系,找出构建并优化我校复合材料与工程专业理论教学体系和实践教学体系的对策。这对于提高应用型工程技术人才的培养水平,实现培养卓越一线工程师的目标定位,具有较大的理论和实践借鉴意义。
一、复合材料与工程专业人才培养目标的定位
作为应用型本科高校,在人才培养目标上应找准自己的定位,形成自己的特色。我们本着依托行业、按市场需求培养、实施产学研一条龙建设的理念,以上海及长三角地区对复合材料制备、加工、应用等领域的工程技术人才需求为依据,建立“宽基础、重技能”的人才培养模式。另外还引进具有丰富实践经验的企业与行业专家进入我校教学工作委员会,参与人才培养方案的制订。
【摘 要】土木工程材料课程内容繁多,各章节之间的内容相对独立,叙述性知识多但逻辑性不强。传统的灌输式理论课教学容易使学生上课时感到枯燥无趣,难以分清主次。若将科研成果与理论课教学相结合,不仅可以丰富教学内容,使学生学习最前沿的知识,还可以调动学生的学习兴趣,培养学生的科研能力。
【关键词】土木工程材料理论课教学;科研项目
“土木工程材料”是土木工程专业必修的一门重要基础课程,在土木工程专业人才培养方案中占有重要地位,在后续的各门专业课的学习中都将会涉及“土木工程材料”的内容。笔者在教学过程中发现,土木工程材料课程的特点主要体现在材料品种多样、内容繁多、各类材料自成体系。而工科学生往往习惯于逻辑运算和理论推导,空间想象力和数学思维能力较强,但不太善于叙述、分析、论证、归纳和总结,因而学生在学习土木工程材料课程时常常感到枯燥乏味。而理论课,是一种在实际操作前学习的课程,文字叙述多,容易使学生觉得这门科目说教味浓,学生往往觉得课程无趣从而失去学习的兴趣。同时,由于材料科学飞速发展,新技术、新材料层出不穷,大多数土木工程材料课本都以传统的旧材料为主,即使是有改版的教材也只是略微修改内容,并没有及时添加新兴材料以及先进工艺技术,使课程内容落后,不能给予学生最前沿的土木工程材料知识,阻碍学生进一步思考。
一直以来,运用科研来提升教学质量是当今教学的一个重要举措。把科研项目引入理论课教学,对现有土木工程材料传统教学模式进行改革与创新,探索科研实践、课堂教学与工程能力培养的有机结合,从而丰富教学内容、调动学生学习兴趣以及培养学生的科研能力,为学生进一步学习土木工程专业基础课及创新能力培养奠定良好基础。
一、将科研项目引入理论课教学,丰富教学内容
土木工程材料理论课教学内容基本上是书本上的内容,学生认真看书就能明白的东西,传统老师上课一般是照着书本念,而书本常是很多年前就已经编辑好的内容,就算改版也只是略微更改一些内容,很少加入新的科研成果,缺乏科研含量。因此,导致学生常常对土木工程材料理论课提不起兴趣,也很容易学完就忘记,印象不深刻。同时,缺乏最新科研信息也不能给学生在学术上以更多的启迪,激发不起学生学习的积极性和主动性、直接影响了教育教学的效果。
“土木工程材料”课程主要讲述工程材料的性质、用途、生产和使用方法等,教学内容只局限于教材,学生积极性也受到了限制,如果在教学中,将土木工程材料的最新科研成果融入到平时的课堂教学中,及时对教学内容扩充,丰富教学内容,不仅可以拓宽学生知识广度,也可以加深学生对各种材料性质性能的印象。例如在讲建筑材料时,可以向同学们介绍当今国内与国外建筑节能材料的运用,可以运用于哪些方面,结合实例,给学生介绍先进的建筑节能材料研究成果,让同学们对本课程的学习目的和意义有更进一步的理解,给予学生最前沿的指导,丰富课堂内容,加深同学们对课堂内容的记忆。
二、将科研项目引入理论课教学,调动学生学习兴趣
摘 要:通过将基础理论与前沿研究相结合,在向学生讲授基础理论的同时,结合实际科研经验,让学生了解相关领域最新的研究成果,提升学生对课程内容的认知程度。学生通过完成工程材料领域相关的调研课题,能够将理论与实际联系起来,促进其独立思考。
关键词:工程材料学 教学体会 教学方法
Fundamental teaching combined with frontier research: teaching experiences in engineering materials
Yuan Guangyin
Shanghai jiao tong university, Shanghai, 200240, China
Abstract: The article introduces a teaching method and experiences in engineering materials education. The course will be better understood if students learn basic theories along with the introduction of latest research progress in relevant area. Also, students will learn to think independently when applying theories to practice by finishing certain surveys and reviews in engineering materials.
Key words: engineering materials; teaching experiences; teaching method
凡与工程有关的材料都称为工程材料。工程材料按其性能特点分为结构材料和功能材料两大类。结构材料以力学性能为主,兼有一定的物理、化学性能;功能材料以特殊的物理化学性能为主。工程材料主要应用于机械制造、航空、航天、化工、建筑及交通运输等部门,对社会经济的发展起到不可替代的作用。
摘要:针对专业现有培养模式与学生就业之间存在部分错位缺陷,材料科学与工程专业以专业特征为基准,面向就业市场,以学生为本,灵活设计专业培养方向,拓宽了就业渠道。通过构建特色培养方向课程体系,改革教学方法、手段,加强师资队伍建设等措施,实现专业共同性与特色方向专长化的有机统一,探索出了紧跟行业发展的专业人才培养模式。
关键词:材料科学与工程专业;设置;专业方向;学生就业
中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)06-0180-02
贵州省是航天航空产品生产研发基地集中地区。近年来,随着先进制造业引进涌入,对材料学科专业相关从业人员的需求量大为增加。然而,贵州大学材料科学与工程专业的设置是以传统金属材料方向为主,与高新制造业对材料压力加工、材料质量检测方面的人才需求有些错位。单一专业方向培养模式,与社会需求和行业发展分工明确细化显得不适应、脱节。学生不能根据自己的兴趣、个性、就业愿望选择专业方向,制约了学生的多样化、个性化发展及创新能力的培养[1-4]。此外,贵州师范大学、贵州理工学院等区域高校也相继开设材料类学科专业,使得本地区材料学科毕业生数猛增,就业压力增加,就业渠道必须拓展。
为了解决材料科学与工程专业人才培养模式不能完全满足市场对人才个性化、多样化的需求问题。依据贵州省材料产品制造业的发展现状和趋势,以及材料科学与工程专业学生就业市场现状。材料科学与工程专业以专业特征为基准,面向就业市场,以学生为本,灵活设计金属材料、压力加工以及材料检测及表征三个专业特色培养方向。通过构建方向课程体系,教学内容,教学方法、手段改革,加强师资队伍建设,坚持知识、能力及素质协调发展,有针对性地着重培养学生创新能力和创新精神,强化学生多样化、个性化发展,拓宽就业渠道。
一、特色专业方向课程设置
广泛进行调研,重点了解金属制造行业对人才知识、素质、能力的要求。我们按“通识公共基础+夯实大材料学科基础+明确专业专长方向”的方式实施材料科学与工程人才的培养,确定了具备相同口径的通用基础知识课程群和材料科学与工程专业核心课程群,为专业方向课程的学习奠定基础。学生根据社会需求和个性特长,自主选择专业方向,以满足学多样化、个性化发展需求。
通用基础知识课程群主要包括公共基础与人文素养等课程,重点培养学生文化素质、身体素质、思想品德素质。专业基础课是课程体系的中心组成部分,紧密围绕材料学科专业共性特征和人才培养目标设置,是三个专业方向共同开设的课程。避免课程间内容重叠,整合《固态箱变》、《金属热处理》、《热处理新技术》三门课程课程为一门核心课程――《热处理原理及工艺》,构建以《材料科学基础》、《材料力学性能》、《材料分析方法》等课程组成的专业核心课程群[5]。便于学生掌握有关材料制备合成、组织结构、性能和使用效能等四要素构成的材料学科共性基础知识规律。
摘要:针对传统的土木工程材料实验教学存在的诸多问题,本文总结了实验教学改革的若干经验,即:改革实验教学内容,注重培养学生的研究、创新能力;注重培养每个学生的动手能力、严谨认真的科学工作态度与作风;加强工程师的基本训练,规范学生的实验报告;改革课程的考核与评价方法,全方位考核学生的能力;课内与课外相结合,努力提高学生的研究创新能力等。
关键词:土木工程材料实验;教学改革;研究与创新
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)48-0043-02
《土木工程材料》是土建类专业必修的一门十分重要的专业基础课,通过本课程的学习,获得土木工程材料科学的基础理论、基础知识和材料试验检测的基本技能,进行科学研究的基本训练,培养学生严谨认真、实事求是的科学态度,提高分析问题和解决问题的能力。以便今后在专业设计和施工工作中能正确选择与合理使用建筑材料,也为今后在工程第一线从事建筑材料的科研奠定必要的基础。因此,《土木工程材料》是实践性很强的课程,材料试验是其重要组成部分,同时也是学习和研究土木工程材料的重要方法[1]。21世纪是充满活力、不断创新的知识经济时代。面对全球科学技术的飞速发展,加强素质教育,培养创新能力成为高等教育改革的一项迫切任务。土木工程材料实验对于培养学生的实验研究及创新能力具有重要意义,因此近几年国内许多院校对其进行了教学改革。笔者在实验教学方面进行了探索改革,其重点是注重提高学生的动手能力,培养工程素养与研究性学习能力。具体方法如下。
一、改革实验教学内容,注重培养学生的研究、创新能力
为了提高学生的实验动手能力以及培养学生进行科学研究的初步能力,采取的主要措施是:(1)常规实验主要加强对水泥、混凝土及建筑钢材等核心土木工程材料的基本检测方法的训练,满足工程第一线对实验技术人员的要求。(2)对实验内容进行改革与创新,减少验证性实验,增加综合性、设计性、研究性实验,突出研究、创新能力的培养。自编实验讲义,在已开出的综合性、设计性实验项目的基础上,增加研究性内容,开出研究性实验。编写了《土木工程材料综合性、设计性、创新性实验指导书》,目前已开出两个综合性、设计性与研究性实验项目:普通混凝土绿色高性能化配合比设计实验、新型绿色建筑砂浆配合比设计实验。其实验学时占总学时的比例达到40%。在指导研究性实验项目《普通混凝土绿色高性能化配合比设计实验》、《新型绿色建筑砂浆配合比设计实验》时,采用的方法是:将学生分为2人一组,分别研究探讨所设计的不同强度等级、不同水胶比的混凝土或砂浆中掺入不同比例的矿渣粉、粉煤灰取代不同量的水泥时对其强度的影响规律。每个小组的实验参数都不一样,最后把实验结果进行汇总,实验数据共享,进行分析研究,据此写出研究性实验报告,有能力的学生还可写出试验研究小论文,如2008级土木工程专业的学生段邦政据此写出了一篇实验研究小论文。学生对某一问题进行了较为全面的试验研究,得到了进行科学研究的初步训练,还培养了团队合作精神,获益匪浅[2]。
二、注重培养每个学生的动手能力、严谨认真的科学工作态度与作风
每学期根据实验教学大纲和实验教学内容改革的要求,精心设计实验教学方案,包括实验教学计划及进度表、实验课表等,减少实验小组每组人数,每个实验组由过去的4~5人缩小为2~3人,尽量保证每个学生都能动手操作,并加强实验的考勤与考核,尽量让每个学生都得到实验技能的训练。教师在实验过程中满腔热情地精心指导,要求每个学生都动手操作,对学生的实验以及实验报告严格要求。若实验结果达不到有关标准,要求学生认真分析原因,不得对试验数据进行修改,培养实事求是、严谨认真的科学工作态度与作风。实验教学的教学质量与效果达到优良,受到学校教学督导组的好评以及教务处的通报表彰。
【摘要】近年来,随着国家在新能源、新材料以及光电子信息三大支柱产业投入的逐渐加大,社会对材料物理专业毕业生的工程能力以及业务水平要求不断提高,对现有材料物理专业教学体制的改革势在必行。本文分别从教学理念、课程建设、教学实践以及师资队伍建设四个方面对材料物理专业教学改革进行了探讨,并对如何向社会输送专业技术更加扎实的材料物理专业毕业生提出了建议。
【关键词】材料物理 教学改革 人才培养
【基金项目】湖北省教育厅教学研究项目(编号:2011276,2012288)。
Abstract: In recent years, with the gradual increase of the national investment in new energy, new materials, and optoelectronic information industry, the demands of social engineering capabilities, as well as business level of materials physics graduates increase accordingly. It?蒺s imperative to reform the existing teaching system of materials physics. In this work, the reform of teaching system of materials physics was discussed from four aspects of teaching philosophy, curriculum development, teaching practice, and faculty development. In addition, some suggestions on how to train more professional materials physics graduates were given.
Key words: materials physics; teaching reform; personnel training
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)06-0170-02
材料物理专业属于材料科学类,其培养目标是培养较系统的掌握材料科学的基本理论与技术,具备材料物理相关基本知识和基本技能,能在与材料科学与工程相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的材料物理高级专门人才[1]。随着科学技术的不断发展,社会对材料物理专业人才的需求情况也在逐渐发生变化。近几年国家在新能源、新材料以及光电信息领域投入的不断加大,使得企业对于材料物理专业毕业生的需求数量也在逐年增加,特别是对于具有较强专业基础和实践能力的人才的需求,是很多高新技术企业每年人才发展计划的重点。
材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科,主要通过各种物理技术和物理效应,实现材料的合成、制备、加工、修饰与应用。主要研究范围包括材料的合成、结构、性质与应用;新型材料的设计以及材料的计算机模拟等。随着国家对本专业人才需求的变化,对本专业的教学体系进行一定的改革迫在眉睫。本文以武汉工程大学材料物理专业的发展为出发点,分别从教学理念、课程建设、教学实践以及师资队伍建设四个方面入手,详细探讨了本专业在新形势下进行教学改革的一些措施。
针对目前金属材料工程专业英语的教学现状和诸多问题,围绕材料科学与工程专业英语的特点,探讨了专业英语教学方法改革的思考,揭示了专业英语教学实践改革的必要性,并提出了改善金属材料工程专业英语教学水平的实施策略。
金属材料工程专业英语教学思考实施策略一、材料科学与工程专业英语的特点
材料科学与工程专业英语是材料科学与工程一级学科中重要的专业基础必修课之一,由金属材料工程、材料物理等二级学科专业英语组成。它是材料工程技术领域中一种普遍使用与推广的英语文体,要求语言表述客观严谨、具有较强的逻辑性及系统性,往往揭示材料的制备与合成、组织结构和使用性能等最新动态,以实现该领域前沿科技信息的及时交流与共享,故灵活运用材料科学与工程专业英语在国际合作和学术交流中具有重要意义。
通常,将材料科学与工程专业英语的特点概括为语法特点和词汇特点。前者体现在材料工程技术领域中相关概念、原理的表达或翻译和写作等语言表述时,强调内容的客观性和真实性,语言叙述准确规范、逻辑性和规范性强、精炼流畅。如第三人称语气和被动语态,力求对研究对象和过程客观准确描述;非谓语动词短语和名词化结构,如分词、动名词及动词不定式等可代替从句,简化结构,避免复杂主从复合长句;省略句和惯用句型等用于句子的精炼表达、准确陈述和严密推理。后者体现在专业英语词汇的组成、构词法和各种词汇缩略等,专业词汇一般包括材料科学与工程学科相关的专业技术词汇、学科通用的半专业词汇和书面非专业词汇。专业技术词汇意义狭窄单一、专业性强,只在本专业范围内使用。其中,绝大部分专业词汇按构词法由常用词汇转化、合成、派生出来,如词根或词缀构成的合成词;半专业词汇词义繁多、用法灵活、形式多样,需在“英译汉”时注意词义的正确选择;非专业词汇严格表现专业内容、避免歧义。
二、金属材料工程专业英语的教学现状和存在问题
金属材料工程专业英语为材料科学与工程专业英语的重要组成部分。以本校为例,该专业英语的课程设置和教学计划虽经多版次(2003、2006和2011版)修改仍存诸多问题:
1.专业英语课程设置时间不尽合理,与考研复习和求职面试有所冲突。学生在前期大学基础英语学习时,以CET-4或6为主要目标,少有专业英语相关知识积累,且课程一般设置在第六、七学期,总学时数相对较少(每学期16学时),学生对专业英语的重视程度较低,难以保证其教学的连续性和系统性。
2.教学内容枯燥、陈旧,难以及时捕捉科技前沿信息,对专业英语教师要求较高。教学参考书仅局限在少数国内高校出版的听说译写教材,其选择范围窄,教材内容多为单调叙述原理的表现形式且不易理解,难以激发学生学习积极性,缺乏教学信息的适应性和实用性,同时专业教师需查阅大量SCI、EI和CPCI检索英文期刊来获取材料领域的前沿信息。
矿物材料是以天然矿物或岩石为主要原料,以利用其理化特性为目的,通过物理、化学等加工工艺方法制备的具有一定应用功能的现代新材料。矿物材料工程是以矿物学、结晶学、矿物加工学、材料学及化学科学等多种学科知识相互交叉融合而成的一门综合性工科学科,其课程的主要内容包括矿物选矿提纯、功能化加工、矿物材料学等基础理论与应用技术。我校矿物材料工程专业是依托于矿物加工工程国家重点学科拓展而成的一个特色学科方向,是我校最早设立的博士和硕士学科点之一,主要进行煤系伴生矿物材料的开发与工业应用技术以及以非金属矿物为基本原料的矿物材料的性能、加工与应用研究。经过多年的学科建设,我校矿物材料工程学科在创新人才培养、教材建设、师资队伍优化等方面取得了显著成效。本文主要介绍了我校矿物材料工程学科在多年建设过程中针对本科生、研究生课程建设方面所开展的教学体系优化及教学改革方面的研究与实践。
一、“矿物材料工程”课程教学改革与实践
1.课程教材建设
矿物材料工程学科主要教学体系包括矿物基本特性、材料研究基础、材料制备与分析测试、材料功能化设计等内容,据此编写了《非金属矿物材料》《非金属矿加工与应用》《超微粉体加工技术与应用》《超细粉碎工程》《粉体表面改性》等系列教材丛书。系列教材的编写主要是结合学科特点,一方面注重矿物材料结构与组成、加工工艺、材料性能与应用性能等材料科学要素内部关系,另一方面融合了矿物学、结晶学、矿物加工学、化学、材料学等多学科理论知识体系,突出矿物材料的功能性与应用特性。教材深入浅出,内容翔实,注重新的技术发展以及基础理论与实际应用融合。由于矿物材料相关产品的加工技术与应用技术不断创新,应用领域的不断拓展,新的国家、行业标准不断更新,相关教材也在不断修订,例如《非金属矿加工与应用》已于2013年完成第三次修订,及时补充了相关内容的新变化与新发展,删除了已不再先进或已淘汰的技术和已废弃的产品标准,这些教材建设工作保证了本学科发展方向的前沿性,从而能够满足日新月异的新时代背景下矿物材料领域专业高级人才培养的需要。
2.课程内容优化改革
在矿物学、矿物加工学等相关理论课程基础上,对本学科的教学内容进行了新的优化改革,删除了重复和陈旧过时的教学内容,建立了以《非金属矿加工与应用》课程为核心,配合《粉体表面改性》《非金属矿物材料》等特色鲜明的专业方向选修课的课程体系,着重培养学生的创新意识与创新能力。《非金属矿加工与应用》课程考虑到矿物材料的加工与应用开发重在其功能性的开发,着重通过课堂教学介绍我国非金属矿加工与应用技术的一些共性规律,并通过联系当前我国非金属矿加工技术的实际生产与技术发展水平,突出介绍非金属矿物材料新工艺、新方法及新产品方面的研究进展,内容上有意将矿物的应用特性、结构与组成特性及功能性相结合,注重新的技术发展。课程内容的设置上,强调不同相关学科之间的融合,脱离枯燥乏味的原理与理论知识,通过更多的实例,尤其是生活中所熟悉的能够激发学生兴趣的例子,达到举一反三,灵活运用课本知识的教学目的。建立以“矿物材料结构与组成-制备与加工-材料性能-工艺原理”为主体的教学体系,不仅提高了课堂教学质量与效率,而且也培养了该学科学生的就业能力。
3.教学方法与手段
课堂教学主要采用启发-讨论式的教学手段,通过单独设课、综合设课或者前沿研究讲座等多种形式,充分使学生融入到课堂教学活动中,并了解学科当前的前沿理论与新技术。充分利用现代化教学手段,开发新的多媒体教学课件,不断提高教学效果与质量。在课堂教学中,通过引入趣味性、互动性强的阅读教材与自学内容,避免传统的灌输式教学,激发学生的求知欲与学习兴趣。对较难理解的教学内容,通过多媒体教学软件和信息资源来辅助教学,增强教学的说服力,加深学生对难点知识的消化与理解。对一些与科研和生产密切相关的教学内容,教师结合自己的科研活动与经验,结合现场记录的录像及收集的图片资料向学生形象地展现,让学生能够充分了解该领域新的研究动态,提高学生的学习兴趣。针对一些矿物新材料的热点研究内容,鼓励学生撰写综述性论文,通过阅读相关文献资料,提出自己的想法,从而培养学生科学研究和探索的主动意识。
摘 要:《计算机在材料科学中的应用》是我校材料成型及控制工程本科专业的一门专业课。该文结合本专业培养目标及该课程的教学大纲要求,对其理论、实践教学内容及教学方法进行了初步探索与设计,力争提高该课程的教学质量与效果。
关键词:计算机在材料科学中的应用 课程教学 教学质量 教学效果
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)03(b)-0102-01
作为一种现代工具,计算机技术在材料科学中的应用日益广泛,并在很大程度上促进了材料科学研究的深入发展。《计算机在材料科学中的应用》作为我校材料成型及控制工程本科专业的一门专业课,在整个课程体系中占有重要地位。为培养学生利用计算机分析和解决材料科学领域相关实际问题的能力,笔者对该课程的教学内容与教学方法进行了初步探索与设计,力争提高该课程的教学质量与效果。
1 课程教学大纲要求
《计算机在材料科学中的应用》课程共32学时,其中,理论教学16学时,上机实践16学时。本课程教学大纲要求:通过理论与实践教学环节,使学生了解计算机技术在材料科学领域的应用现状,初步掌握利用计算机进行数据处理、材料设计、材料成型过程模拟以及利用计算机网络技术对材料科学领域相关资料进行检索等,以培养学生利用计算机分析和解决材料科学与工程领域相关实际问题的能力,以期到达本专业对学生的培养目标。
2 理论与实践教学内容设计
结合材料成型及控制工程本科专业的培养目标以及课程教学大纲要求,本课程的理论教学内容主要包括四大模块,即:计算机用于数据处理、计算机用于材料设计、计算机用于材料成型过程模拟、计算机用于文献检索。
【摘要】本文提出并在教学中初步实施了以培养“研究性思维”为目标的“材料研究方法”课程教学改革。首先总结分析了材料研究方法课程教学现状、存在问题及导致学生“思维标准化”和“知识无活力化”的结果,提出了一系列改革措施。在课堂教学中,加深理论基础教学、及时查阅资料拓宽每种仪器的检测方法、引入材料研究项目实例贯穿整个理论教学过程;在实践教学中,由专门的实验老师独立讲授实验课程;同时,在整个理论和实践过程中,引导学生自主完成一个材料合成和研究的课题,通过实际应用更好的帮助学生学习、理解和应用材料研究方法,激发其学习积极性。在这些理论指导的基础上,通过实际教学进行了初步尝试,取得了一定成效,有待于进一步推广和加强。
【关键词】材料研究方法 ; 教学改革 ; 研究性思维
【中图分类号】G64 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2014)27-0039-01
“材料研究方法”课程是一门具有多学科交叉性、发展性和前沿性的课程,同时又具有很强的实践性,课程包含许多学科的基础理论知识。目前,材料研究方法课程已经成为高校材料科学与工程专业、应用化学专业、高分子专业等的专业必修课和主干课,可见,材料研究方法课程日益受到重视。
关于材料研究方法的教学改革措施各个学校都在认真考虑和研究,根据自己的具体情况及学科专业发展的需要进行相应的调整。如何使学生在较短的时间内掌握这门课程,并能够在将来的工作和研究中应用自如,是本课程教学改革的首要问题。先后有不少人提出了关于材料研究方法课程的教学改革思路,如采用项目实例进行仪器讲解的创新课堂教学与设计型实验和虚拟型实验相结合的实践教学[1];在教学内容中穿插科研工作(即项目实例)的思路[2];综合实验课程的设置[3],等等。总之,“材料研究方法”课程改革的趋势是培养具有“创新能力”的人才,而“创新能力”即具有“创新思维”或“研究性思维”。
1.材料研究方法课程教学现状及存在的问题
近年来,关于“材料研究方法”课程的教材出版了很多[4-5],每本都有自己的特色。但纵观各校的材料研究方法课程及出版的教材,在内容、形式和目的上基本一致,均以仪器为主,以讲解各种仪器的原理、用途及仪器实验课程为主要形式,让学生更好的掌握和利用材料现代测试技术。
本人从事材料研究方法课程教学7年,带领材料化学专业和材料专业大学本科毕业设计近10年,以及担任公司研发部负责人工作2年、项目合作公司研发部研究人员辅助培训2年,在这些专门的课程教学和工作经历中,遇到了很多关于材料研究方法的问题。具体体现在:①单纯的理论授课和单纯的实验课,对学生的自主能力激发有限,学生没有发挥的空间;②课程考试或考核完全合格,但在本科毕业论文设计中依然不知道如何开展一个课题,如果进行材料的设计、研究和分析;③公司的研发部门所招人员均为国内不同高等院校材料专业研究生或本科生,本科阶段或研究生阶段已修过材料研究方法课程,但真正从事材料研究工作的时候缺乏研究性思维,不利于工作的开展。