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關鍵詞：材料工程基礎；課程；教學內容；建設；改革實踐
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）36-001-01
材料工程基礎作為一門課程主要是材料科學和工程學科的基礎課，其中主要講了有關金屬、陶瓷、有機高分子以及復合型等材料的生產、加工和材料改性的理論、方法。這門課程主要是培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，同時教學生掌握應用工程基礎知識的能力。通過對材料工程基礎的學習，使得學生的知識面更廣，除此，更要注重提高學生的綜合素質、材料的應用能力以及工程的意識。
一、材料工程基礎的教學內容
在對材料工程基礎課程的教學內容進行設置時，首先，一定要注意在材料科學和工程四要素的基礎上，介紹金屬、陶瓷、有機高分子以及復合性等材料的制備、合成和加工的基本原理與方法，滿足學生對學識的要求，也使學生更加了解材料的思維方法、工程意識以及應用技能。其中材料科學和工程的四要素指的是材料組成及結構、材料性能、材料使用效能和材料的合成及加工。其次，引進新技術、新材料的內容在材料工程中的應用，同時對其進行分析、評價，還引進可持續(xù)發(fā)展的內容應用在材料工程中，加強學生對材料工程的認識。
二、材料工程基礎課程的建設
材料工程基礎是材料科學和工程的基礎課程，我們對材料工程基礎課程進行的建設主要有以下幾點：
1、課程目標
做好材料基本知識的傳授，為學生學好材料科學和工程的基礎理論打下一個堅實的基礎，培養(yǎng)學生運用材料科學和工程基礎理論分析、解決問題的能力。
2、課程體系
材料工程基礎課程中講了有關材料生產、材料加工和材料改性的理論及方法。其中的中心是金屬材料的學習，同時引進其他材料（陶瓷、高分子以及復合型等材料）共性和個性的特點內容，統(tǒng)籌材料科學和工程的系統(tǒng)性、實踐性，顯示出材料的應用性能。確定課程的重點，將材料科學中的共性與材料的多樣性結合，確定專業(yè)研究的方向。
3、課程內容
吸取先進的教學經驗，結合經濟發(fā)展的需要，處理好課程建設之間（本課程與專業(yè)系列課程的建設）的關系，在傳授材料知識的基礎上，注重高新技術中新的材料、工藝、技術。
4、實踐教學
通過新的技術方法（如多媒體）將理論教學與實踐教學結合起來，關注內容綜合化以及形式的多元化，提升教學效果。
三、材料工程基礎課程的改革實踐
在材料工程基礎的課堂教學中，我們通過多種教學方法的結合來培養(yǎng)學生的綜合素質和能力。
首先，基礎知識的加強。1、重點關注課程的基礎性；2、在制定教學大綱時，主要側重基礎理論知識的整編；3、學習時注意將相關的學習內容做好連接，規(guī)避重復性。
其次，專業(yè)知識面的拓寬。打破材料之間的界限，站在材料科學和工程的角度思考，拓展知識面。
第三，理論體系的舉一反三。從理論規(guī)范與科學體系上展開舉一反三。比如馬氏體相變理論應用在鋼的熱處理方面等，不同材料中電子的遷移理論解釋不同材料的行為。這些都給材料工程基礎課程的內容整合打下了良好的基礎。同時，為學生今后在材料領域的學習與知識的掌握打下良好的基礎。
第四，教學手段的改革。由于材料工程基礎課程的內容抽象化且具有較強的概念性，使學生學習起來常常感覺到枯燥乏味。所以在教學中，可以多用一些形象化的語言（教學模型、照片、曲線圖以及掛圖等），便于加深學生的記憶、理解，同時又提高了學生對學習的興趣。教師也可以引進先進的多媒體教學手段，將其應用在材料工程基礎的課程教學中，提高學生對知識的重點、難點的掌握。還可以通過三維動畫形式將這一課程展現(xiàn)在學生面前，讓學生在課堂中學到更多的知識，同時亦有助于教學效果的提升。
第五，新材料研究成果的引入。我們必須在掌握材料知識原理、概念及應用的基礎上，建設材料工程基礎課程。這些往往是最吸引學生的，所以在教學中要不斷引入新的材料研究成果的應用，注重課程內容的更新，讓課程同時具有基礎性、先進性。
第六，實驗環(huán)節(jié)的加強。這是鍛煉學生的動手能力，同時對學生學習過的知識進行鞏固、加深記憶，讓學生分析問題、解決問題的能力有所提高。通過實驗課的訓練，對培養(yǎng)學生實踐能力與創(chuàng)新能力有很大幫助。
綜上所述，材料工程基礎課程的建設和實踐是一項非常艱巨、復雜的工程，在課程建設改革的過程中我們要注意，教師是主導，學生是主體，堅持以學生為本，提高學生學習的自主能力，保證教學效果，全面培養(yǎng)高素質 、高專業(yè)、高技術、高能力的復合型人才。
參考文獻：
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關鍵詞：材料科學基礎；研究型；教學
材料與信息、能源并列為現(xiàn)代文明的三大支柱，是現(xiàn)代社會賴以生存和發(fā)展的基本條件之一。2012年工業(yè)和信息化部2月22日的《新材料產業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》明確指出：材料工業(yè)是國民經濟的基礎產業(yè)，新材料是材料工業(yè)發(fā)展的先導，是重要的戰(zhàn)略性新興產業(yè)?！笆濉睍r期，是我國材料工業(yè)由大變強的關鍵時期。加快培育和發(fā)展新材料產業(yè)，對于引領材料工業(yè)升級換代，支撐戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展，保障國家重大工程建設，促進傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級，構建國際競爭新優(yōu)勢具有重要的戰(zhàn)略意義[1]。學科的建設與發(fā)展離不開人才。高品質人才的培養(yǎng)是實現(xiàn)國家“十二五”規(guī)劃的保證。如何培養(yǎng)高素質的材料科學人才成為擺在國內教育界的共同的問題。
從事材料科學研究的人員必須具備一定的材料科學基礎。這就決定了材料科學基礎是材料類本科生的重要的專業(yè)基礎課程。該課程以介紹材料學領域的基礎理論，闡述各種材料的共性基礎知識為目的，從材料的組織結構出發(fā)，研究材料的結構與材料的制備方法、加工工藝以及材料性能之間的關系。該課程既具有較強的理論性，又與生產實際有緊密的聯(lián)系，是學生學習后續(xù)各門專業(yè)課程如材料分析方法、材料制備技術等的必備基礎理論知識。然而，由于課程內容覆蓋面廣，理論性強，內容枯燥，基本概念多，部分章節(jié)之間聯(lián)系較弱等特點，因此學生學習起來非常困難。即便是學生暫時掌握了規(guī)定內容，由于沒有付諸于實踐所學內容易遺忘，這樣造成了教學資源與人力資源巨大的浪費。另一方面，近年來，隨著經濟社會的發(fā)展，部分在校教師爭取到了國家或者地方的研究項目，且在執(zhí)行項目的過程中出現(xiàn)了參與研究人員不足的現(xiàn)象。如果讓大學生參與科研研究既可以使學生更好掌握所學知識，又可以解決項目研究人員短缺問題。在大學階段嘗試通過參與科研研究，對于提高學生的學習興趣，更好應用所學知識，提高學生的素質，有效利用學校信息資源、研究資源以及高水平的人力資源具都具有積極地意義。
1.當前材料科學基礎教育的特點與問題
材料的使用是人類最為古老而基本的活動之一。材料科學與工程教學始于1865年美國、英國高等學校設立的礦冶專業(yè)，側重于煉鋼、鑄鐵、冶煉工藝等方面教學，最初以金屬材料為主。20世紀40年代后教學計劃中加入了“廣泛材料”基礎理論及非金屬材料課程[2]。
材料科學是隨著固體物理、無機化學、有機化學、物理化學等學科的發(fā)展而形成的跨學科產物。材料科學的主要任務是對物質結構和物性的深入研究，推動了對材料本質的研究和了解。材料科學基礎則是總結不同材料共性，從而對材料的制備、結構和性能予以綜合介紹的一門課程。正是由于其綜合性，材料科學中涉及的物理、化學甚至數(shù)學方面的基本概念很多，造成很多學生學不懂。即使當時懂了，但是沒有實踐活動，時間長其內容完全忘卻[3]。針對這一嚴峻的現(xiàn)狀，部分教育者大聲疾呼改革現(xiàn)有材料科學教學方式，提高教學質量[4,5]。另一方面材料學科是一門典型的實驗學科，知識的理解需要一定量的實驗支撐。要進行實驗必須有足夠的實驗條件支持。近年來部分學者對材料學科大學生加強課程內實驗訓練提出部分具體的方案[6,7]。前些年，由于我國經濟基礎較差，研究經費集中地投入到重點學科和高水平地研究機構和人員身上。隨著國家經濟實力的明顯增強，研究經費日益充足，完全有條件為大學本科生進行適當?shù)难芯炕顒犹峁┲С帧ｋS著國家在教學與研究領域的投入，部分高校基本實驗條件與設備水平有了很大提高，適當開展大學生研究基本條件已經具備。大學生恰恰處于知識結構構建時期，也是個人創(chuàng)造能力極為旺盛的時期。通過合理開展研究，一方面有利于激發(fā)學生的學習熱情，另一方面可以提前選拔有潛力的大學生進行專門培養(yǎng)。通過這種方式為我國材料科學研究培養(yǎng)急需的高水平材料研究人員。這種培養(yǎng)人才的方式將打破傳統(tǒng)先學習后應用的培養(yǎng)模式，建立邊學習邊應用的嶄新模式。相信這種模式的建立將對推動我國材料科學教育的發(fā)展，對我國材料基礎與應用研究具有積極意義。
2材料學科大學生進行研究方案的初步探索
2.2.1材料學科大學生進行研究時機的選擇
一般而言大學生在第一年進行基礎學科學習。通過第一年的學習掌握必要的高等數(shù)學知識。其英語水平將得到進一步提高。進入第二年大學生逐步完成物理、化學知識的學習。第三年開始接觸材料科學內容。總體上講這種課程的安排符和大學生知識結構構建的客觀規(guī)律。大學三年級學生的知識結構已經日漸成熟已經具備從事研究的基本條件。因此大學三年級是展開研究型材料科學教育的合適時機。
2.2.2大學生參與研究項目的設置
由于大學生正處于知識結構構建的關鍵時期。特別是大學三年級的學生剛剛結束基礎課程的學習，進入專業(yè)基礎課程的學習階段。研究題目難度的設置應當慎重。課題難度太大會給學生造成一定壓力，有可能會失去研究興趣；而難度太小則不能調動學生的積極性。作者建議可以根據材料科學基礎課本中將要講述的內容結合當前進行的研究截取相對獨立的內容作為大學生研究的課題較為合適。
2.2.3大學生參與研究項目的硬件條件的落實
作為實驗學科，大學生實驗儀器、設備的落實與管理應當予以重視。由于此階段的大學生一方面要進行專業(yè)基礎課以及專業(yè)課程的學習，一方面參與部分研究。因此其實驗儀器等可能處于間歇式使用階段，為了降低成本，提高儀器的使用效率建議：1）盡量使本科生和研究生公用某些設備。本科生上課期間仍可保證儀器的高效利用；2）為了培養(yǎng)大學生獨立的研究能力，部分低值易耗實驗品盡量為本科生配齊配全。3）本科生實驗樣品經過精選予以測試。為了保證研究效果測試階段指導教師應到場對實驗的技術、結果好壞結合材料科學基礎的內容予以講述。
2.2.4大學生參與研究項目與管理監(jiān)督
作為正在進行理論學習的大學生，其參與項目的時間、項目進行的狀況應當及時掌握。建議通過了解學生的課程安排后，合理安排大學生的實驗。一方面為大學生留出足量的休息時間，另一方面根據研究的進度、研究的性質安排大學生實驗。研究進行階段應當有專人指導。經過大學一年級與二年級的基礎課程學習，大部分大學生已掌握了部分必要的理論知識和實驗技能，但是應當注意部分特殊實驗，如有毒、有害物質的使用與保管等方面，應當有專人負責具體指導。部分特殊實驗技能應當有專人負責傳授與監(jiān)督。通過幫帶的形式迅速提高本科生的實驗技能與安全意識。為了檢查大學生參與研究的效果，建議通過以下幾方面進行考核：1）實驗的出勤率 科學研究是典型的實驗科學。沒有足量的時間就不會達到預期的結果，也不能培養(yǎng)大學生良好的研究習慣。2）實驗結果的整理 通過對實驗結果的及時總結是尋找實驗規(guī)律，及時修正研究方案，提升研究水平的重要手段。根據學生研究時間的安排確立合適的周期，讓學生對實驗結果進行總結。指導教師予以點評是拓寬學生研究思路、提高學生研究水平的重要手段。3）實驗報告及論文的整理 由于研究內容不同、難度不同以及其他軟硬件設施的限制、大學生個人領悟能力及動手能力的不同，有可能研究結束后達到的實驗結果水平不一。但是通過對實驗結果的整理分析，均可以形成實驗報告，特別是實驗結果較好時還可以整理成科技論文予以發(fā)表。相信通過成果的發(fā)表一定會對大學生科研興趣的提升起到積極地作用。
結語
本文通過分析大學生知識結構體系、時間安排提出研究式材料科學基礎教育的設想。提出了大學生參與時機的把握以及研究過程中課題設置、硬件配套、管理監(jiān)督等方面的一些具體措施。通過研究式的材料科學基礎教育調動大學生學習的積極性，鞏固與加深大學生對材料科學基礎知識的理解，為大學生參與科學研究奠定基礎。為國家培養(yǎng)研究型人才奠定基礎。
參考文獻
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關鍵字：材料、材料科學基礎、教學方式、改革
中圖分類號：G421 文獻標識碼：A
材料是人類生存和發(fā)展的基礎，對人類歷史的進程起著關鍵性的作用?？v觀歷史，人類使用材料已經有很悠久，可以清楚地看到隨著人類文明和生產的發(fā)展，人類對材料的要求不斷增加和提高，于是由采用天然材料進而為加工制作，再發(fā)展成為研制合成。在近代科學技術的推動下，材料的品種日益增多，不同效能的新材料不斷涌現(xiàn)，原有材料的性能也更為改善與提高、力求滿足各種使用要求。人類支配和改造自然的能力提高到一個新的水平,給社會生產力和人類生活帶來巨大的變化,把人類物質文明和精神文明向前推進一步，因此材料科學又成為科學技術發(fā)展的基礎、工業(yè)生產的支柱。我國高等院校深刻感受到材料對社會影響的方方面面,深刻認識到現(xiàn)代社會對材料學方面人才的需求。
《材料科學基礎》是一門古老又新興的課程,它是一門理論性強,內容豐富,掌握起來有相當難度的課程。同時,它也是一門重視實驗,能夠培養(yǎng)學生動手能力的課程[1、2]。教學實踐證明，《材料科學基礎》課程的教學內容不但具有明顯的基礎性、文理性和實踐性，而且還有知識點多、內容繁雜、抽象難記、教學難點突出的特點。隨著材料科學技術的不斷發(fā)展，各種新型材料、新工藝、新技術和新理論已經充分融入到現(xiàn)階段的教材內容中，從而使教學內容不再是只有枯燥的概念、難以理解的原理、單調的方法和規(guī)則的簡單地相結合，而是由知識傳授與技能訓練相互滲透所形成的完整體系。
一、學科實行教學改革的必要性
隨著現(xiàn)代社會對材料學人才的大量需求,材料學專業(yè)已逐步成為全國各大工科高校研究生教學的一部分。由于研究生學習的時間是有限的,這就造成《材料科學基礎》課程設置時,存在“課時緊、任務重” 的問題。材料科學基礎學時少造成學生對材料科學基礎的知識掌握膚淺,很難真正體會到材料科學基礎的本質,同時也影響了后續(xù)專業(yè)課的學習[3-5]。另外,沒有有關的材料科學基礎實驗,學生的動手能力得不到鍛煉,在進行后續(xù)課程時沒有任何基礎,從而影響了其它實驗的順利進行。故此,材料科學基礎教學改革勢在必行。
二、教學內容改革
材料科學基礎經過上百年的發(fā)展,內容已經相當豐富,而且還在不斷更新。根據《材料科學基礎》的主要內容和課程特點,并且結合我校汽車與交通學院對材料科學基礎的要求,將對《材料科學基礎》這門學科的教學內容進行了改革探索。龐大的教學內容僅僅通過短短的54學時或者72學時來順利完成全部教學內容幾乎是不可能的。因此，精簡教學內容是材料科學基礎教學必須進行的環(huán)節(jié)。將冗長繞口的書本內容經過提煉后總結出言簡意賅的話語，而且在授課過程中始終貫穿著這門學科的重點內容，讓學生牢牢將理論與實際緊密聯(lián)系起來，時時刻刻強調它們之間的相關性。
將《材料科學基礎》的教學內容劃分為三個板塊：
第一板塊是晶體結構和缺陷,包括各種晶體的空間結構、可能出現(xiàn)的各種缺陷及缺陷的表示法。這部分是材料科學基礎基礎知識和基本理論,是材料科學基礎學習的重點。通過對這部分的學習可以使學生初步了解材料科學基礎的本質,同時在第一模塊增加材料科學基礎的X衍射、透射電鏡等基本的表征手段的學習,這部分內容達到總學時的40%。
第二板塊是原子及分子運動、材料的變形和再結晶。這部分的內容非常繁多,讓學生通過學習原子和分子的運動規(guī)律、材料的形變及再結晶規(guī)律,能夠熟練掌握與材料學專業(yè)有關的材料科學基礎知識,為后續(xù)專業(yè)學習打下良好而又堅定的學科基礎。這部分的教學內容占到總學時的40%。
第三板塊是單元及多元相圖,包括晶體的凝固和相圖的關系、相圖的分析等。安排這個板塊的教學內容僅占總學時的5%,同時再增加15%的實驗內容,通過實驗操作從而使學生了解各種分析測試儀器的使用說明，并且掌握基本的實驗操作流程。
三、教學方法改革《材料科學基礎》是一門看似簡單,但掌握起來卻有相當難度的課程。在教學過程中必須盡快讓學生掌握材料科學基礎的學習方式,跟上上課的節(jié)奏,學生才能有效地掌握這門課程。這就要求在教學過程中必須改革傳統(tǒng)的灌輸式教學方法[6]。在教學實踐中通過借鑒前人的經驗和總結自己的教學過程中的教訓,在教學方法上主要做了以下改革:
通過多媒體教學的視覺效果激發(fā)學生對本學科學習的興趣。興趣是引導學生學習的老師，那么從改掉原來一直以板書為主色調的教學方式開始，采用flas、Power point課件等多媒體教學工具進行教學輔助。多媒體教學可以使一些較為抽象的概念變?yōu)樯鷦有蜗蠡膭赢嬤^程，也可以把無法直接觀察的結構變化形象地展示給學生，既加深學生對知識的理解，又提高了學生對本學科的學習興趣。
通過對實際生活中實例的研究與討論，強調理論聯(lián)系實際的重要性。學生只是一味地通過聽老師講解知識也是調動不起學習的主動性，所以課下給學生布置一些搜集信息的教學任務，在課堂上給學生一個開展當前高科技領域所應用到的本學科知識的實例講解舞臺，這樣不僅可以調動學生學習的積極性，還能鍛煉他們收集信息的能力，同時能夠將所學的理論知識融入到現(xiàn)實生活中的實例中，突出了理論聯(lián)系實際的重要性。
通過教師在教學過程中逐步引導學生學習方式,培養(yǎng)學生的自學能力。研究生教學的另一個很重要的任務就是教師需要教會學生怎樣自學，針對一些相對簡單易懂的教學內容，可以通過教師的引導，讓學生自己通過自學來掌握，而那些掌握起來難度較大的教學內容則通過教師的講解使學生消化吸收。這既節(jié)約了學習的時間,又能有效地鍛煉了學生的自學能力。
（4）通過學生親自做相關的實驗，不僅可以對知識有了進一步的消化和吸收，還可以增強學生的動手操作能力。如果只單單進行理論上的研究也是教學上的敗筆，不如通過實驗讓學生親觀察各種材料的晶體和晶粒的物理變化，這樣既可以鍛煉了學生的動手操作能力，又讓學生對所學知識得到了升華，使得教學變得不再是那么死板。例如做凝固和晶體結構分析實驗使學生對書本上學的凝固原理和晶體結構缺陷有更深入的了解,如讓同學門把鐵碳合金熔化后澆注在砂型腔里鑄造成鋼錠,研究是凝固原理對其結構的影響,然后把凝固后的鋼錠用XRD(X射線衍射),研究其晶體結構和晶體缺陷,同時把鋼錠磨平后在顯微鏡下研究其晶相,找出成分中的馬氏體等晶相組織,與書上的相圖對比,加深對書本上知識的理解[7、8]。
四、考試方式改革課程成績的考核是課程的重要內容,考核方式對教學效果有很大的指導作用。針對《材料科學基礎》的特點和主要內容,將《材料科學基礎》這門學科的考試方式分為三部分：一是傳統(tǒng)的閉卷考試,占總成績的60%；二是平時成績,主要是作業(yè)完成情況和每章主要內容總結等,占20%；三是實驗情況,在學生的實際操作中,考察學生的動手能力,以及通過實驗考察學生對課本內容的理解能力占20%。其中在閉卷考試中,重點強調了學生對課本基本知識的掌握情況,同時,有相當數(shù)量的綜合題主要考察學生對所學的內容的綜合應用情況,而概念題則考察學生對材料科學基礎結構和本質的理解情況。五、結論
通過強調理論聯(lián)系實際、多媒體教學設備輔助課堂教學、添加實驗操作課程等教學改革，講、思、做三者的相結合不僅激發(fā)了學生對該課程的濃厚興趣，提高了自身的自學能力，增強了動手操作能力，同時還使學生對所學內容進行了進一步的理解和升華。
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您好！
我是XX大學材料科學與工程學院高分子材料與工程專業(yè)XX屆的一名學生，即將面臨畢業(yè)。
XX大學是我國著名的汽車、機械、材料科學等人才的重點培養(yǎng)基地，具有悠久的歷史和優(yōu)良的傳統(tǒng)，并且素以治學嚴謹、育人有方而著稱；XX大學材料學院則是我國材料科學研究基地之一。在這樣的學習環(huán)境下，無論是在知識能力，還是在個人素質修養(yǎng)方面，我都受益匪淺。
四年來，在師友的嚴格教益及個人的努力下，我具備了扎實的專業(yè)基礎知識，系統(tǒng)地掌握了材料科學基礎、物理化學、有機化學、分析化學、材料實驗學、機械原理及化工原理等有關理論；熟悉涉外工作常用禮儀；具備較好的日語聽、說、讀、寫、譯等能力；能熟練操作計算機辦公軟件。同時，我利用課余時間廣泛地涉獵了大量書籍，不但充實了自己，也培養(yǎng)了自己多方面的技能。更重要的是，嚴謹?shù)膶W風和端正的學習態(tài)度塑造了我樸實、穩(wěn)重、創(chuàng)新的性格特點。
此外，我還積極地參加各種社會活動，抓住每一個機會，鍛煉自己。大學四年，我深深地感受到，與優(yōu)秀學生共事，使我在競爭中獲益；向實際困難挑戰(zhàn)，讓我在挫折中成長。前輩們教我勤奮、盡責、善良、正直；吉林大學培養(yǎng)了我實事求是、開拓進取的作風。 我熱愛貴單位所從事的事業(yè)，殷切地期望能夠在您的領導下，為這一光榮的事業(yè)添磚加瓦；并且在實踐中不斷學習、進步。
關鍵詞：“大材料”；研究應用型人才；培養(yǎng)模式
中圖分類號：G640 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2013）09-0065-02
近年來，國內外材料科學與技術飛速發(fā)展，性能優(yōu)異的新材料以及效率更高的加工工藝不斷涌現(xiàn)，這對從事相關工作的材料類人才提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。如何培養(yǎng)出更具創(chuàng)新素質和實踐能力的材料類畢業(yè)生，也成了當前設有材料專業(yè)高等院校的主要任務。
20世紀80 年代開始，歐美國家逐漸將材料類人才培養(yǎng)模式統(tǒng)一到材料科學與工程一級學科上來[1]。而國內類似中北大學這樣的絕大多數(shù)高校，材料科學與工程專業(yè)人才培養(yǎng)主要遵循小專業(yè)模式，即按材料的特性和用途進行細致的具體分類（如金屬、非金屬、高分子材料等），分別學習材料結構、性能、加工、使用等方面的專業(yè)知識。
由于不同專業(yè)間彼此界限分明，知識體系缺乏相互聯(lián)系，致使學生除了對本專業(yè)領域的知識有相當了解外，對其他材料領域知之甚少，特別是在涉及學科領域交叉或新材料開發(fā)方面倍感吃力。這樣培養(yǎng)出來的學生學科基礎知識薄弱，知識面狹窄，不能順應時展的潮流。顯然，“小材料”人才培養(yǎng)模式已經不能適應當前的社會經濟和當代科技發(fā)展對本科人才的需求，“大材料”背景下材料科學與工程領域人才培養(yǎng)模式研究成為必然的選擇。
一、“大材料”背景下材料類人才培養(yǎng)模式現(xiàn)狀
借鑒歐美諸國的材料科學與工程教育模式和體系，國內的一些高校以“大材料”為背景，開展了一些材料類人才培養(yǎng)模式的改革與實踐工作。
中南大學的李紅英教授等研究了通過探索研究性學習模式進行“大材料”類人才培養(yǎng)的方式[2]，提出“資源―冶金―材料―應用”的材料類大學科人才培養(yǎng)理念。李紅英的研究重點主要放在了多維立體學習模式的建立上，主張通過多層啟迪和學術活動等方式來激勵學生創(chuàng)新與探索欲望。其研究較為宏觀，缺少培養(yǎng)體系內課程設置、實踐環(huán)節(jié)等方面的具體改進措施和方法。
國防科技大學的張為軍博士等研究了材料科學與工程研究生培養(yǎng)方案的改革方法[3]，提出了以“大材料”的思想，按一級學科組織人才培養(yǎng)。張為軍的研究雖然針對研究生培養(yǎng)體系的改革，但其突破學科界限的思想以及研究生課程體系優(yōu)化，實踐教學環(huán)節(jié)強化等方法，可作為“大材料”背景下，材料科學與工程本科生培養(yǎng)模式改革的借鑒和參考。
黑龍江工程學院的畢鳳陽研究了CDIO（Conceive Design Implement Operate）模式[4]，即以構思、設計、實施及運行全過程為載體來培養(yǎng)學生的工程能力。通過分級項目運作機制，將學生的工程能力的培養(yǎng)過程細化為三級項目，并提出了項目內容設計和實施保障的做法。畢鳳陽所研究的材料類人才培養(yǎng)模式，是以工程能力培養(yǎng)為目標，這與中北大學材料類人才的培養(yǎng)目標類似，其方法可以作為“大材料”類人才培養(yǎng)模式研究中實踐環(huán)節(jié)設計的借鑒。
綜上所述，國內關于“大材料”背景下，如何將本科生的培養(yǎng)統(tǒng)一到材料科學與工程一級學科上的研究很少。雖然當前的研究對于材料類本科生培養(yǎng)模式改革具有一定的借鑒意義，但仍缺少實施載體和具體的運作模式設計。而且，“大材料”背景下，對材料類所有專業(yè)進行培養(yǎng)模式改革，在各個教學環(huán)節(jié)上又難以實現(xiàn)，必須選擇一個過渡的載體。所以要進行詳細的研究，真正設計出以一級學科為統(tǒng)籌，包括人才培養(yǎng)目標、課程體系、實踐教育環(huán)節(jié)、第二課堂活動等在內的“大材料”類人才培養(yǎng)模式。
二、“大材料”背景下材料類本科生培養(yǎng)新模式的設計
本研究依托中北大學材料科學與工程學院材料科學與工程一級博士學位授權點以及軟硬件教學條件，進行“大材料”類研究應用型人才培養(yǎng)模式的研究設計。研究的實施對象為材料科學與工程學院實驗班，以點帶面分層次進行材料類人才培養(yǎng)模式的研究與實踐。具體內容包括制定培養(yǎng)目標、優(yōu)化課堂教學課程體系、強化實踐環(huán)節(jié)、豐富第二課堂等。
（一）創(chuàng)新和實踐能力并重，確立培養(yǎng)目標
中北大學材料科學與工程學院五個本科生專業(yè)，主要是以培養(yǎng)具有較強實踐能力的應用型工程師為目標，突出應用型人才的培養(yǎng)。目前，中北大學材料科學與工程學院培養(yǎng)出的本科畢業(yè)生大多在工廠企業(yè)從事技術開發(fā)和管理工作，但是進入到985院校深造的學生很少。所以，項目的研究擬通過分層次培養(yǎng)模式，以“大材料”為背景，以一級學科為統(tǒng)籌，通過實驗班培養(yǎng)創(chuàng)新素質和實踐能力并重的研究應用型人才。然后，以實驗班為輻射，逐漸使所有專業(yè)向應用研究型人才培養(yǎng)目標過渡。
（二）重基礎強專業(yè)，設計課程體系
實驗班組建時擬按照學生的高考成績進行選拔，從而保證學生的學習基礎和能力，為研究應用型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)打好基礎。課程體系的設計框架仍遵循中北大學教務部門的規(guī)定，分為基礎教育課、學科基礎教育課和專業(yè)教育課三個類別。與當前材料類專業(yè)課程體系不同，基礎教育課中課程更加齊全并且選取長學時課程模塊；另外兩類依據材料專業(yè)的特點設置課程群，在保證學時的基礎上由學生自主選擇。通過新的課程體系的實施，建立時間與課程之間的矩陣關系，增加學生選課的范圍，目標是使畢業(yè)生具備扎實的基礎和寬泛的專業(yè)知識。
（三）多層級項目化運作，優(yōu)化實踐教學
目前中北大學的實踐教學環(huán)節(jié)主要由軍訓、金工實習、兩課和社會實踐、實驗、實習、課程設計和畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)構成。其中軍訓和社會實踐培養(yǎng)學生人文素質和溝通、團隊協(xié)作能力，而其他環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生材料性能組織分析、成型工藝設計等專業(yè)動手能力。人才培養(yǎng)的質量和區(qū)別最終在畢業(yè)設計或論文環(huán)節(jié)中體現(xiàn)，所以可以把其他環(huán)節(jié)作為畢業(yè)設計環(huán)節(jié)的準備。在此，將畢業(yè)設計作為實踐教學環(huán)節(jié)中的一級項目，而其他環(huán)節(jié)作為二級項目。確定每級項目內容后，整個實踐教學環(huán)節(jié)可實現(xiàn)項目化運作。
當實驗班學生開始分研究方向時，首先則按照不同方向組成項目組，結合材料科學與工程學院基層學術機構設置確定指導教師，使本科生導師制得以落實。其次，由導師確定不同項目組成員的畢業(yè)設計題目，即完成一級項目內容的確定。再次，以畢業(yè)設計題目為導向，確定實驗、課程設計及實習等環(huán)節(jié)的內容，主要包括研究對象、組織性能測定表征、加工工藝設計等，即完成二級項目內容的確定。最后，由導師和實驗教師共同給出學生的實驗成績，并將完成的工作作為畢業(yè)設計的內容撰寫論文。
（四）組織與參加并進，豐富第二課堂教育活動
組織和參加第二課堂教育活動，對于工科類學生綜合素質的提高具有重要的作用。通過在“大材料”學科群中開展各種培訓、各類競賽、各種展覽活動，提高學生創(chuàng)新訓練的參與面。院士講壇、院長論壇、博導對話等多層次啟發(fā)思維和開闊視野活動，不僅使學生掌握學科前緣和科學研究方法，也使敢為人先和積極探索的精神滲入思維并化為自覺行動。以不同的項目組為單位組織參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目，鞏固理論與實踐教學的效果，鍛煉自主設計和實施實驗的能力。聯(lián)合管理類專業(yè)的學生，共同參加大學生創(chuàng)業(yè)計劃大賽，培養(yǎng)團隊協(xié)作能力，展示專業(yè)教學的成果。通過組織和參加第二課堂活動，激發(fā)學生的熱情，拓展知識面，與專業(yè)教育相互促進。
三、以實驗班為輻射，加強新模式的深入研究
目前中北大學材料科學與工程學院的本科生培養(yǎng)體系包括實驗班、一本本科生、二本C類本科生等不同層次，如何科學設計培養(yǎng)模式和培養(yǎng)體系是必須解決的問題，也是多數(shù)高校所面臨的問題。通過實驗班“大材料”背景下的培養(yǎng)新模式研究和實踐，逐步地向其他培養(yǎng)層次輻射，旨在共同提升材料類本科生培養(yǎng)的水平和適應性。首先，確定“大材料”背景下材料類人才培養(yǎng)目標，建立分層次培養(yǎng)機制。由于招收學生的基礎不同，要相應地制定其培養(yǎng)目標。其次，明確研究載體即不同層次本科班的培養(yǎng)體系，以實現(xiàn)培養(yǎng)目標為出發(fā)點，使課堂教學體系、實踐環(huán)節(jié)體系和第二課堂活動相互貫通。再次，確定課堂教學課程中不同屬性課程群所包含的課程，以及在培養(yǎng)進程中的位置，從而實現(xiàn)厚基礎強專業(yè)的教學目標。最后，建立實踐環(huán)節(jié)項目化運作機制，將本科生導師制落到實處，使本科生的創(chuàng)新素質和研究能力得以共同培養(yǎng)。
中北大學材料科學與工程學院2011級和2012級實驗班實施了新的培養(yǎng)模式，已經取得了較好的效果。經過選拔而成立的實驗班，學生的學習能力較強，而且在現(xiàn)有課程體系下，學生知識基礎更加寬闊，并均取得了優(yōu)異的學習成績。在新培養(yǎng)模式實施過程中，要逐步明確實踐教學環(huán)節(jié)中項目化運作的具體形式，各級項目中包含內容；導師和實驗教師聯(lián)合評分方法，以及如何將畢業(yè)設計內容分解到其他實踐教學環(huán)節(jié)中；第二課堂活動的設計，以及參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗和創(chuàng)業(yè)計劃大賽的組織形式。
參考文獻：
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關鍵詞：實踐教學體系創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標材料科學與工程
一、前言
材料是社會進步的物質基礎與先導，和能源、信息并稱為現(xiàn)代文明社會的三大支柱，該領域也正受到社會越來越多的重視并隨其蓬勃發(fā)展而日新月異。材料科學與工程學院是我國培養(yǎng)無機非金屬材料科學與工程領域專門人才的搖籃，擔負著為材料科學領域輸送專業(yè)技術人才的重任，基于人才質量的培養(yǎng)直接關系到現(xiàn)代文明進步的考慮，對提高經濟全球化背景下我國的國際核心競爭力具有重要作用。
教育部在2007、2008兩年工作重點中明確指出：“切實把教育、教學重點放在提高質量上，進一步提升高等學校中人才培養(yǎng)質量和自主創(chuàng)新的能力；切實提高高等教育質量，進一步提高創(chuàng)新人才培養(yǎng)水平”。教育部文件要求高校需深化人才培養(yǎng)模式改革，探索以能力培養(yǎng)為核心的教學模式；抓好教學內容、課程體系和實踐環(huán)節(jié)的綜合改革，支持和鼓勵大學生開展研究性學習、創(chuàng)新性實驗，積極推進學生到企業(yè)、事業(yè)單位進行科學研究、掛職鍛煉等實踐活動；建設國家級實驗教學示范中心，資助大學生開展創(chuàng)新性實驗，最終全面增強畢業(yè)生就業(yè)的核心競爭力。
二、實踐教學體系與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關系
致力于成為地球科學領域世界一流大學的中國地質大學（北京）以建設高水平、研究型大學為發(fā)展目標，特別是依托礦物學、巖石學、礦床學、晶體學等特色學科而衍生的材料科學與工程學院，定位于以理論創(chuàng)新，科技創(chuàng)新為主；以原創(chuàng)性、基礎性科學研究為主要職責，為社會培養(yǎng)大量高層次拔尖的創(chuàng)新型人才。這勢必要求學校、學院以及細化到專業(yè)的教學工作更多的加強對學生創(chuàng)新性意識的培養(yǎng)，實踐教學便是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識最為有效的途徑之一。
實踐教學一方面可以鍛煉學生的動手操作能力，另一方面也是培養(yǎng)學生的科研能力的重要環(huán)節(jié)。王充的“施用累能”，朱熹的“知行合一”和“踐履”，都充分說明知識轉化為能力離不開大量的實踐，理論聯(lián)系實際，將所學知識與理論能夠以實踐的形式反映出來，通過實踐教學可以培養(yǎng)學生對科學研究的基本認識與興趣，并在學習實踐的過程中養(yǎng)成科學嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和持之以恒勇于探索自然的精神；此外，實踐教學還可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是高校教書育人的重要目標之一。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要通過實踐環(huán)節(jié)來實現(xiàn)，在實踐中質疑、探索、求新求變、追求創(chuàng)新，在實踐中培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。因此，為培養(yǎng)“品德優(yōu)良、基礎厚實、知識廣博、專業(yè)精深”適應性強、具有較強實踐能力和創(chuàng)新能力的高素質應用型人才，就必須不斷深化實踐教學改革，構建完善實踐教學體系，努力提高實踐教學質量和育人質量。
三、實踐教學體系的構建
1.構建思路與原則
專業(yè)培養(yǎng)目標是構建、完善實踐教學體系的主要依據，理工科強調學生的動手實踐能力，均以實踐教學為主，人才培養(yǎng)定位在“培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展、具有創(chuàng)新意識、實踐動手能力的基礎厚實、知識廣博、專業(yè)精深的創(chuàng)新型人才?！币虼?，材料科學與工程專業(yè)構建實踐教學體系的總體思路為：以培養(yǎng)既掌握材料科學與工程領域的基本理論與技術，又具備無機非金屬材料及其復合材料科學與工程領域的扎實基礎，還要具有較強的實踐動手能力為目標，培養(yǎng)適應面廣，能在材料科學與工程及其相關領域從事教學、科研、技術開發(fā)及管理工作的專門人才，構建科學、規(guī)范的實踐教學體系，全方位拓展學生實踐能力、創(chuàng)新能力提高的新方法、新途徑和新模式，使材料學院的實踐教學工作達到一個新的高度。
在具體構建思路的指引下，必須緊緊圍繞人才培養(yǎng)目標和人才培養(yǎng)模式，立足于培養(yǎng)動手實踐能力強的創(chuàng)新型人才的基本目標。以學生的具體需要為出發(fā)點，結合學生今后就業(yè)發(fā)展的需要，在學生專業(yè)知識、能力和綜合素質等全面發(fā)展的同時，突出提升學生的實踐能力，體現(xiàn)出人才培養(yǎng)的目的性。
提升實踐教學質量的同時需本著因材施教、因地制宜的基本思想，綜合全面考慮影響實踐教學質量的諸方面因素，建立健全各項規(guī)章制度。制定和完善實踐教學相關人員崗位責任制度、教學評估制度、實習基地、實驗室建設與管理等規(guī)定，使實踐教學管理科學化、制度化、規(guī)范化。
考慮到良好的實踐教學體系是教學內部各課程等教學環(huán)節(jié)之間密切配合、合理分工并相互銜接的產物，所以，在實踐教學體系的構建中，需實現(xiàn)優(yōu)勢互補，處理好世家教學和理論教學之間的關系，使之有機結合起來發(fā)揮更大的作用，進而培養(yǎng)出“又紅又?！蹦軌驖M足社會需求的復合型人才。為此，在實踐教學中，要重視學生在認知過程中的客觀規(guī)律，體現(xiàn)出育人的階段性和層次性。
2.具體構建舉例
（1）擴大校內外實習基地范圍，提高認識、生產實習質量
認識實習作為從公共基礎課到專業(yè)課的一門重要過渡課程，起著承上啟下的作用。材料科學與工程是材料科學和工程應用的交叉學科，因此，對于剛進入該專業(yè)學習的學生，對本專業(yè)還不夠了解，為此，認識實習過程對理工科學生認識本專業(yè)便顯得尤為重要。生產實習過程作為專業(yè)主干課結束后，將所學知識運用于具體實踐的又一重要環(huán)節(jié)，是對學生所學知識的檢驗，也是考驗學生靈活應用所學解決實際實驗生產問題能力的一個步驟。因而，實習在實踐教學體系的構建中具有舉足輕重的作用。
實習基地建設是高等教育教學工作的重要組成部分，是培養(yǎng)高素質應用型專門人才的基本條件之一。實習基地建設可分為校內實訓基地建設和校外實習基地建設兩個方面。根據創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求，學院應充分利用已有資源，以本專業(yè)、本學院實驗室為依托，建立以校內實訓基地為核心，擴大校外實習基地范圍，校內外共建相結合的思路。此外，可以引進和聘請校外專家、專業(yè)技術人員參加指導部分實習教學環(huán)節(jié)，提高其影響力和加強學生認識印象；與企業(yè)建立合作關系，并為單位推薦優(yōu)秀畢業(yè)生，建立互惠互利，共同合作的關系。
（2）加強課程訓練和實驗教學，充分利用實驗室資源
課堂教學是實行素質教育的主要渠道，素質教育與實踐教學過程的有機融合是實踐教學改革的關鍵。課堂作為實踐性教學的第一場所，應積極鼓勵教師根據課程實際情況，探索各種教與學方式的優(yōu)勢互補和應用，充分發(fā)揮校內外實習基地作用，如開展實踐導向、討論式學習、探索研究式教學等來加強課程訓練，加深學生對專業(yè)知識的理解和認知。實驗教學以提高學生動手能力為主線，以掌握基本技能和方法、融會知識、促進科學思維和創(chuàng)新思維為主要教學目的。需高度重視實驗教學，不斷整合和優(yōu)化實驗教學內容，做到基礎知識的不重不漏，相得益彰。另外，也需減少驗證性實驗、模仿性實驗，結合教師的課題項目和實驗室資源，增加綜合性、設計性和研究創(chuàng)新性實驗，使得實驗室得到最有效的利用，并為實踐教學工作提供充足的硬件設施。
（3）重視學生畢業(yè)論文質量管理
畢業(yè)論文是實現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才目標的重要教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新精神與自主創(chuàng)新能力的重要實踐環(huán)節(jié)，也是檢驗高校教學水平，以及學生畢業(yè)與學位認證的重要依據。從狠抓畢業(yè)論文質量管理開始，由論文的選題、指導、答辯、評分全程監(jiān)控，嚴格把好環(huán)節(jié)關，這樣可以有效培養(yǎng)學生探求真理、訓練基本科研能力、提高綜合實踐能力，進而加強和完善畢業(yè)生綜合素質的蛻變。
四、結語
構建與完善創(chuàng)新型人才培養(yǎng)所需的實踐性教學體系，特別要突出實踐性教學環(huán)節(jié)在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的重要地位，進一步理順教學觀念，在摸清實踐性教學環(huán)節(jié)基本數(shù)據的基礎上，做到從教學計劃制訂、課程安排、教學環(huán)節(jié)組織到實踐經費的落實等各方面都要全面合理地體現(xiàn)實踐性教學環(huán)節(jié)在整個創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標實現(xiàn)中的地位與作用。不斷優(yōu)化實踐教學體系，整合實踐教學資源，逐步有效促進學生實踐能力與創(chuàng)新能力的提高。材料科學與工程專業(yè)在實踐教學的探究中走在了前列，學院畢業(yè)生以“專業(yè)精深、知識廣博、勇于創(chuàng)新、特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗”良好的精神面貌和嚴謹?shù)摹白鋈?、做事、做學問”的干勁受到了用人單位和社會的一致好評。
但是，在取得一定成績的同時，我們應該清醒的認識到，實踐教學體系的設計、實施與運行是一項既重要復雜又艱巨的任務，為此需要長期探索，特別是尋求一套科學合理的實踐教學體系來實現(xiàn)實踐教學目標、教學體系內容的圓滿完成并能夠推進學院軟、硬件條件的有機整合。另外，在完善實踐教學體系的同時，如何完成其與理論教學體系的匹配，共同推動培養(yǎng)創(chuàng)新型人才這一目標的順利實施，等等，都需要我們進一步探索和研究。
參考文獻:
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基金項目：
作為江西省屬航空高等院校，南昌航空大學考慮到學校長遠發(fā)展需要和服務地方經濟、服務航空工業(yè)的原則，申報了材料化學專業(yè)［2］。如何使我校材料化學專業(yè)的本科畢業(yè)生受到社會歡迎，專業(yè)定位顯得非常重要。我校材料化學專業(yè)建設和學科發(fā)展，具有多方面的有利條件［3］。所依托的環(huán)境工程學科是江西省重點學科，所依托的科研平臺有江西環(huán)境污染監(jiān)測控制與生態(tài)修復省級重點實驗室。我校建設材料化學專業(yè)有利于服務地方優(yōu)勢產業(yè)和礦藏資源開發(fā)。我省是國家重要航空產業(yè)研發(fā)和生產基地，如擁有洪都航空工業(yè)集團、昌河飛機工業(yè)集團兩個大型航空工業(yè)骨干企業(yè)和一個中外合資民營航空企業(yè)———九江紅鷹飛機制造有限公司;還擁有650飛機設計所、602直升機設計所及南昌航空大學等科研院所和試驗基地。去年上半年，江西省航空工業(yè)完成工業(yè)總產值37億元，工業(yè)增加值6億元，銷售收入27．3億元。同時，江西稀土資源儲量十分豐富，中重型離子稀土保有儲量230萬噸，遠景儲量940萬噸，占我國離子型稀土資源儲量的35%至40%，儲量居全國第一。但我省稀土產品結構不合理，以稀土化合物、稀土金屬為主，稀土新材料及應用產品則相對較少。在稀土資源應用方面，擁有自主知識產權的技術和產品相對很少。因此，要把我省在單一稀土和功能材料方面生產大省轉變?yōu)橄⊥廉a業(yè)強省，必須加強江西省屬高校材料化學專業(yè)人才培養(yǎng)。
另外，我省光伏產業(yè)有了較大發(fā)展。如江西賽維LDK項目通過引進資金和技術，已形成了年產200兆瓦的多晶硅錠片生產能力，使我省在多晶硅鑄錠和切片這一產業(yè)鏈中走在全國前列。撫州格美多晶硅錠片項目也正在實施和洽談，高純硅料項目已經吸引了金沙江風投、中芯國際等大公司的進入。作為硅材料主要原料，我省粉石英資源非常豐富，已探明保有儲量近2000萬噸，居全國首位?？傊?，我校材料化學專業(yè)定位于環(huán)境材料方向、稀土材料方向、光伏材料方向。注重通才教學，并將航空環(huán)保理念滲透到教學全過程，增強學生的航空環(huán)保意識。畢業(yè)生既能服務地方經濟建設［4］，又能服務航空國防工業(yè)。
我校材料化學本科專業(yè)培養(yǎng)方案體現(xiàn)理論教學與實踐訓練相結合的人才培養(yǎng)模式，實行“2+1+1”培養(yǎng)方案，即約2年的基礎理論與基本技能培養(yǎng)，1年的專業(yè)理論與專業(yè)技能培養(yǎng)，1年的創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)。通過理論教學，使學生掌握材料化學的基本理論、基本知識和創(chuàng)新思維方法;通過實踐教學，使學生受到實驗操作技能、創(chuàng)新實踐能力等方面的訓練［5］。在人才培養(yǎng)過程中，既考慮到材料科學學科本身的體系，又兼顧到我省地方經濟和航空工業(yè)對材料化學專業(yè)人才的需要。目前材料化學專業(yè)構建了以公共必修課、學科基礎必修課、專業(yè)選修課、全校綜合教育任選課有機結合的課程體系結構，使學生具備獲取知識的能力和專業(yè)創(chuàng)新能力。
學科基礎必修課材料化學是從化學的角度研究材料的制備、組成、結構、性質及其應用的一門科學，作為材料化學專業(yè)的學生，必須具有厚實的化學理論基礎，因此學科基礎必修課除高等數(shù)學、大學物理和電工電子技術以外，重點打牢化學理論基礎。開設了四大基礎化學理論和相應的實驗課程，但側重點與化學專業(yè)不同，其中無機化學和分析化學合并為無機及化學分析。在材料方面的基礎課程中，設置了材料科學導論、儀器分析、化工制圖、化工原理、基礎化學實驗這幾門基本課程，注重與航空大材料的聯(lián)系。
關鍵詞：翻轉課堂；材料科學基礎；教學模式
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）09-0176-02
翻轉課堂這一概念，最初來源于2000年J.Wesley Baker在第11屆大學教學國際會議上所發(fā)表的論文[1]。此后經過了多次的演化后所逐步形成一種新型的教學模式，其主旨是指在教學過程中，重新調整課堂內外的時間分配，將學習的決定權從教師手中移交給學生。把以“教”為主的教學模式進化為以“學”為主的教學模式。在這種教學模式下，知識的掌握并不主要是由教師在課堂上所傳授，而是學生通過多種形式自主完成相關知識的學習。
翻轉課堂模式將多種學習方式、教學方法和學習工具結合在一起，目的就是讓學習從單一的“課堂聽講，課下復習”的教學模式變得更加靈活、主動、具有針對性，讓學生的參與度更強，提高學生學習的積極性[2]。與傳統(tǒng)的教學模式相比，翻轉課堂對知識的傳授模式進行了基本的改變，轉變了教師和學生的角色，即：讓學生先進行了學習，然后教師再進行反饋式教學，這種顛覆性的教學模式不僅滿足了學生個體的學習需求，還使其更加符合教學規(guī)律。其教學的本質是幫助學生實現(xiàn)主動的，有目的性的深度學習。眾所周知，在傳統(tǒng)的教學模式中，教師一直占據課堂中的主體，學生只能被動地接受教師所講述的內容，教師了解學生對知識點的掌握情況主要是從作業(yè)和考試的情況來獲取。而在翻轉課堂中，課堂教學中老師只起著引導和輔助的作用，課堂自始至終貫穿著“提出問題，解決問題”，突出了學生在教學過程中的主體地位。學生在課前完成對相關知識的吸收，在課堂上以討論和質疑等多種形式完成對知識的進一步進行消化和深入理解。
一、“材料科學基礎”課程的教學特點及實施翻轉課堂的優(yōu)勢
“材料基礎課程”是我校學生所學的最重要，學時數(shù)最多的學科基礎課程。它主要從一級學科層次闡述材料的組成與結構、制備與加工、性質、使用性能等材料科學與工程主要規(guī)律。同時，該課程在知識體系構造方面也逐步揉和多種材料共同的科學原理及技術基礎，既突出不同材料的共性，又兼顧不同材料的個性。因此，材料科學基礎課程所傳授的關于材料的基本共性的相關知識在基礎課和專業(yè)課程之前起著重要的承上啟下的作用。
在翻轉課堂的教學形式中學生課前的自主學習是通過教師事先提供的教學視頻來完成的。因此，其教學活動中的最重要條件之一就是教師所提供的視頻。目前，該課程即將成為“慕課”課程，其教學視頻是根據教材中的相關知識點所錄制的。以知識點為基的“慕課”視頻為重點，以學時數(shù)為基的愛課程網上的教學視頻為輔，將兩者相結合的課前網絡學習將使學生學習能更快的進入學習狀態(tài)，更快的掌握學習重點難點。
二、“材料科學基礎”翻轉課堂的教學模式討論
（一）課程內容的設計
翻轉課堂雖然是一種新型的能調動學生學習積極性的教學模式，但其實施并不是在一門課程的教學活動中從頭至尾進行。目前我校的“材料科學基礎課程”的教學是采用傳統(tǒng)的教學模式和翻轉課堂相結合的形式。同時，翻轉課堂也不應該是單純地將課堂授課內容轉移到課堂之外由學生自學就稱之為翻轉課堂。實施翻轉課堂應對傳統(tǒng)的教學內容及學時分配做一個全新的設計。翻轉課堂教學內容的選取的原則是：章節(jié)中的前言或綜述，或設計太多公式的推導都不適用于翻轉課堂。目前，我們在“材料科學基礎”課程中采用翻轉課堂的是晶體結構中的層狀硅酸鹽晶體結構，結構缺陷中的固溶體及固溶體對性能的影響，熔融態(tài)和非晶態(tài)中玻璃的結構學說，擴散中的擴散系數(shù)，固相反應中的影響固相反應的因素等章節(jié)。這些內容基本都是該章中的倒數(shù)第一或第二小節(jié)，都為該章中內容最主要的部分。學生經過前期的內容學習，基本掌握了該章中的一些新的基本概念和理念，有了一定的基礎后，再進行翻轉課堂的實施就容易多了。如果在每章課程中開始或中期實施，可能學生的主要精力就放在了新的基本概念的理解，若再要求他們對知識點進行融會貫通可能就有一定的難度。
《材料科學研究方法》涉及知識面廣，綜合性強，且是一門應用性強的課程。很多基礎知識在課本上不可能詳述，因此該課程相對來說比較難入門。筆者嘗試采用展示測試結果的方法來引導入門，能讓學生直觀易懂，從開始就知道一種研究方法能得到什么結果，解決什么問題。比如在講解熱失重分析方法時，開頭列出一張熱失重曲線圖，橫坐標是樣品溫度，縱坐標是樣品質量份數(shù)。讓學生明白，熱失重方法能得到一種材料在不同溫度下的質量變化結果，表征熱穩(wěn)定性能。從而引發(fā)學生興趣，去深入學習這種研究方法的細節(jié)和原理。這種方法在其他章節(jié)如紅外光譜、核磁共振、電子顯微、光電子能譜和X射線衍射等中都可以采用。有些結果學生可能開始看不懂，但這樣更引發(fā)了他們的求知欲望。這樣，從實例分析測試結果出發(fā)，引發(fā)學生好奇，能讓學生主觀能動的聽講和學習。
2強調注意事項，闡述原理
細節(jié)決定成敗?！恫牧峡茖W研究方法》中的儀器測試原理雖然明了，但是實現(xiàn)該原理的前提是要讓測試條件符合理論，因此有很多細節(jié)必需注意。這些細節(jié)不但影響測試的準確性，更能夠深入全面反應儀器的測試原理，從而讓學生更深刻掌握該儀器的原理、操作和應用。比如熱失重分析中，樣品質量份數(shù)能準確測量的理論前提是樣品在一個恒定氣體氛圍中，還要保護好天平。為達到這個條件，需要往爐子中通平衡凈化氣體，往天平裝置中通平衡惰性氣體和冷卻水。這些細節(jié)強調了，學生對熱失重分析的條件就會印象深刻，從而在測試中得到客觀準確的結果。
3結合性能規(guī)律講應用，提升興趣
《材料科學研究方法》的課程目標是要讓學生掌握各種材料分析方法，靈活應用各種材料分析工具。因此必須結合材料研究應用實例來講解分析儀器的應用。但如果只將例子泛泛而談，學生知其然不知其所以然，結果只能是蜻蜓點水，過眼云煙。如果能結合學生以前學到的材料物理和化學知識，闡明某種分析方法在材料結構性能規(guī)律上發(fā)揮作用的原理，則不但讓學生溫故了以前學到的理論知識，而且加深了學生對該分析方法在材料應用中的印象，極大提升了學生的學習興趣。例如筆者在講述DSC在聚合物結晶上的應用時，便結合DSC圖譜，給學生回顧了大量聚合物結晶學知識，包括不同晶型、再結晶作用、結晶度、熱歷史的影響等。這使得學生不但學習了DSC的應用，更學會了對理論知識的科學論證，引發(fā)了強烈的學習興趣。
4制作操作視頻，增強實踐
《材料科學研究方法》不僅要讓學生學會基本原理，更要讓學生會操作和應用。但是不同儀器具有不同的操作步驟和條件設置。這些操作步驟和條件設置即使記憶再好的人第一次學會后，在以后的操作中也會忘記某些細節(jié)。而制作操作視頻則可以將一臺儀器的操作步驟和條件設置完整的記錄下來。這不僅有助于學生的操作實踐，而且能起到保護儀器的作用。因此操作視頻可以讓學生學習該課程后有信心對該儀器和相應研究方法進行進一步的實踐和探索。
5結論