時間:2022-03-21 00:50:54
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關鍵詞:高職;工程材料及機制基礎;課程論文;教學改革;學習主體
《工程材料及機制基礎》是一門技術基礎課,特點是敘述性、記憶性的內容多,概念多,內容抽象,使學生學起來感到枯燥,有似易而難,似淺而深,似懂非懂的印象。
針對《工程材料及機制基礎》課程的特點,我們在教學方法上提出了增設課程論文的設想。通過增設論文改革教學方法,轉變以教師為中心、以灌輸知識為主的傳統教學,發揮學生的主體作用,促進教學指導思想、教學內容、考核手段的全面改革。可以將單一的課堂講授擴展到指導學生自學、討論、科研和實踐,有利于加強師生的雙向交流及學生能力的培養,使學生由“學會”逐漸過渡到“會學”、“會用”。
增設課程論文的意義
(一)一線牽動了全局,一改可以推動教學各環節的全面改革
促進教學主導思想發生根本性的改變長期以來,一種舊的傳統教學思想指導著我們的教學工作,這種舊的教學思想突出表現在兩個方面:一是單純傳授知識,忽視學生能力的培養,認為有了知識就有了能力,把知識與能力等同起來;二是教書不教人,把教書與教人割裂開來。在課堂教學中增加課程論文體現了教學以培養能力、發展能力為主導的思想,突出了學生的“學”和教師的“導”。
在教學內容上原來是書上有啥講啥,現在轉換為“四不講”,“四增加”四不講是:凡屬高中或文化基礎課講過的不講;陳舊過時的知識不講;單純闡述性的不講;學生自學就能掌握的不講。四增加是:增加新知識,新技術;增加科學論文講座;增加實踐性教學環節;增加課程論文。
與舊的傳統教學思想相比較,這是一套全新的教學方法舊的傳統教學思想主要表現有二:一是“注入式”,二是“抱著走”。在這種教學方法指導下,學生的學習主動性與創造性受到嚴重的壓抑,處于極為被動的地位,改革這些方法勢在必行。增設課程論文則注重四個為主,即學生為主,自學為主,讀書為主,訓練為主。以啟發式、學導式代替注入式,根據課堂性質、學生的特點,采用講授、課堂討論、習題和指導學生自學等各種形式,激發學生的學習興趣,引導學生通過自學與各種課外訓練,開闊思路,掌握知識,鍛煉能力。
促進了實驗的改革原來實驗是聽、看、抄。聽是學生聽實驗教師講授實驗原理、方法、步驟及儀器使用等;看是少數學生照著教師的示范動作做一遍,大多數學生圍著看;抄是實驗之后大家互相抄數據和實驗報告。現在改為自始至終讓學生親自動手,培養了學生動手能力。
改變單一的考試方式原來是課程結束后一次性考試,一錘定音,現在是以課程論文為前提,沒有參加撰寫課程論文或課程論文不合格的學生不能參加考試,考試成績改為兩部分:課程理論占80%,課程論文占20%。
(二)能夠較好地調動學生的學習積極性,有利于開發學生的能力
過去單純的課堂教學法一個突出的問題是:學生不會看書,不會作學習筆記,不會整理數據,也不會把新學到的知識有條理地講出和寫出來,解決實際問題的能力也很差。通過課程論文的鍛煉,學生減少了對教師的依賴性,動腦、動手、動口的能力會大大增強。增設課程論文是寫畢業論文前的一次預演和鍛煉;是培養學生自學的有效手段;可以鍛煉學生歸納、綜合、分析問題的能力;可以增強學生動手和語言表達能力。
(三)充分發揮學生在學習中的主體地位
在寫論文的過程中,學生自行尋找參考資料,自學讀書,自己處理數據,自己進行實驗查證問題,教師輔導。這樣學生和書本、教師和學生、學生和學生可以充分進行教學信息反饋流通。學習好的學生可以向寬、深方面發展,學習中等的學生可以不吃力地完成學習任務,學習差的學生可以在教師充分的個別指導下完成最基本的學習任務。學生各得其所,個個積極主動,因而有利于學生學習成績的普遍提高和兩極分化現象的改善。
(四)為教師和學生都留出了足夠的空間
在論文的審定和批改上,采用教師批閱和學生之間互相交流、互相審定的方式,使教師批改作業的負擔減輕,從而可使教師把省下的時間用于備課,鉆研教材、研究問題、輔導學生;學生通過查閱參考書,也擴大了知識面。這種教學方式不僅可以極大地提高教學效果,也為師生的發展帶來了活動空間;在檢查論文的合理性上,采用自己實驗自己驗證的方式,經驗及時交流,錯誤及時糾正,教訓及時吸取,學生在教師指導下,主要靠自己鉆研獲得知識和技能,因而理解更加深刻,運用更加熟練,遺忘較少。
(五)能促進教師積極鉆研業務,有利于提高教學水平
過去教師講,學生聽,一本教材講到底,一個講稿用幾年。現在教師必須隨時隨地回答學生提出的問題,這就迫使教師必須認真鉆研業務,研究教材的知識結構和學生的心理特征,盡快用新知識充實自己。這樣在當今科學技術日新月異的情況下,教學內容也能做到與時俱進,這無疑對教師的業務水平、教學水平的提高是個極大的促進。
轉貼于
增設課程論文的實施步驟
增設課程論文具體做法分為布置階段、撰寫論文階段、實驗驗證階段、質量考核階段四個步驟。
(一)布置階段
在課程教學中,增設課程論文是一個新想法,在學生沒有思想準備的情況下,應及早布置,明確要求。上課前首先應向學生班級作一個通報,獲得他們的支持,然后在第一節課時可向學生布置,要求課程論文的文章要文理通順、簡練,能較為正確地反映國內外新技術、新成果,資料來源較可靠,分析見解基本正確,有一定的技術情報價值或實際指導意義。完成時間在課程講授到三分之二時為宜。過早,學生知識面太窄;過晚,學生已經臨近期末考試,容易流產。考核方法:采用學生互相交流的方式,由班集體按優、良、中、及格、不及格五級評定,將學生意見與教師批閱相結合,其成績按20%計入該課總成績。論文題目可由教師確定,也可自選題目。
(二)撰寫論文階段
在本階段需要注意以下五點:
選好論文題目無論自選題目或教師確定的題目,都要有利于培養學生的科學想象力;有利培養學生分析問題的能力;有利于培養學生的實踐動手能力。總的來說就是要有利于學生能力的培養。
作好示范將近年來教研室教師正式發表的與課程有密切關系的學術文章在課堂上向學生宣讀,或發給學生傳閱。由作者談選取資料、處理數據、實驗驗證的方法和過程。這樣不僅把教學和科研緊密地聯系在一起,而且也給學生撰寫論文作了示范性的講解。
抓好資料的選取和自學閱讀參考資料時,要求學生作到“四記”。“記心得”:不要抄書,要消化書上的知識,記下自己的理解和心得;“記問題”:記下疑難問題和糊涂概念,以便給教師輔導時提供線索;“記數據”:便于分析比較;記需要實驗的東西。
引導學生調查分析在撰寫論文的過程中有目的地提出些有特點的工藝現象組織學生討論,如可以讓學生對機床主軸進行分析,從其使用的特點引出力學性能要求是多方面的。通過對主軸所需的各個力學性能要求分析,可以逐步論證出機床主軸的工藝要求,從而深化課堂所學的知識。即使學生的設想可能不夠完善,但只要學生自己能主動分析問題,就可以提高學習的積極性,提高學生的能力。
搞好輔導學生寫論文時,教師要隨班輔導,這時學生提出的問題比過去上課后自習時提出的問題要多一些,對學生提出的問題,比較容易的,給學生指出思路,啟發進一步思考,不急于回答現成結論,對有共性又較復雜的問題,可以留到課堂解決,這樣可提高輔導質量。
(三)實驗驗證階段
課程論文有些可能是實驗性很強的課題,有的課題甚至需要依靠實驗得到的結果來完成,這樣就可以讓學生由始至終親自動手去做,并可要求學生在實驗中做到以下幾點:(1)需要做實驗的學生首先向實驗室和任課教師提出做實驗的項目。(2)由學生根據題目的需要和實驗室的條件寫出實驗計劃并和教師一道研究實施方案。(3)由學生自己動手做試驗前的準備工作,包括儀器設備的檢查等。(4)學生自己動手完成試驗的全過程,然后整理實驗數據,寫出實驗報告交教師審閱。
(四)質量考核階段
可采取學生互相交流、班集體評選與教師審閱相結合的方式,最后推出較好的論文在班級范圍內交流。
在課堂教學中增設課程論文需要的教師人數較多,也需要教師有足夠的準備及對每個學生的足夠重視,對每一個環節的細致考慮和對實驗的設備條件要求也較高,因此增設課堂論文的教學方式在以后的實施中還要不斷吸取經驗,不斷改進,使其更趨完善。
參考文獻
[1]陳玉科,鄭玉亮.如何培養大學生的創新思維[J].中國高等教育,2000,(4):40-41.
關鍵詞:材料科學與工程專業;設置;專業方向;學生就業
中圖分類號:G640 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)06-0180-02
貴州省是航天航空產品生產研發基地集中地區。近年來,隨著先進制造業引進涌入,對材料學科專業相關從業人員的需求量大為增加。然而,貴州大學材料科學與工程專業的設置是以傳統金屬材料方向為主,與高新制造業對材料壓力加工、材料質量檢測方面的人才需求有些錯位。單一專業方向培養模式,與社會需求和行業發展分工明確細化顯得不適應、脫節。學生不能根據自己的興趣、個性、就業愿望選擇專業方向,制約了學生的多樣化、個性化發展及創新能力的培養[1-4]。此外,貴州師范大學、貴州理工學院等區域高校也相繼開設材料類學科專業,使得本地區材料學科畢業生數猛增,就業壓力增加,就業渠道必須拓展。
為了解決材料科學與工程專業人才培養模式不能完全滿足市場對人才個性化、多樣化的需求問題。依據貴州省材料產品制造業的發展現狀和趨勢,以及材料科學與工程專業學生就業市場現狀。材料科學與工程專業以專業特征為基準,面向就業市場,以學生為本,靈活設計金屬材料、壓力加工以及材料檢測及表征三個專業特色培養方向。通過構建方向課程體系,教學內容,教學方法、手段改革,加強師資隊伍建設,堅持知識、能力及素質協調發展,有針對性地著重培養學生創新能力和創新精神,強化學生多樣化、個性化發展,拓寬就業渠道。
一、特色專業方向課程設置
廣泛進行調研,重點了解金屬制造行業對人才知識、素質、能力的要求。我們按“通識公共基礎+夯實大材料學科基礎+明確專業專長方向”的方式實施材料科學與工程人才的培養,確定了具備相同口徑的通用基礎知識課程群和材料科學與工程專業核心課程群,為專業方向課程的學習奠定基礎。學生根據社會需求和個性特長,自主選擇專業方向,以滿足學多樣化、個性化發展需求。
通用基礎知識課程群主要包括公共基礎與人文素養等課程,重點培養學生文化素質、身體素質、思想品德素質。專業基礎課是課程體系的中心組成部分,緊密圍繞材料學科專業共性特征和人才培養目標設置,是三個專業方向共同開設的課程。避免課程間內容重疊,整合《固態箱變》、《金屬熱處理》、《熱處理新技術》三門課程課程為一門核心課程――《熱處理原理及工藝》,構建以《材料科學基礎》、《材料力學性能》、《材料分析方法》等課程組成的專業核心課程群[5]。便于學生掌握有關材料制備合成、組織結構、性能和使用效能等四要素構成的材料學科共性基礎知識規律。
專業方向課程群體與社會需求密切聯系,有不同特色的專業方向實用性課程群。金屬材料專業方向有《金屬材料學》、《鋼鐵冶金概論》、《有色金屬合金》、《復合材料》、《高溫合金》、《航天材料》、《模具材料》等課程。壓力加工方向有《材料成型工藝》、《軋制工藝學》、《擠壓與拉拔》、《塑性成形數值模擬技術》、《鍛壓設備與工藝》、《快速成形技術》等課程。材料檢測及表征方向有《材料性能測試技術》、《材料工業分析》、《無損探測》、《超聲檢查》、《渦流檢測》、《常用檢測設備與維修》等課程。
二、專業方向實踐教學設置
材料科學與工程實踐教學踐行“理論教學與實踐教學并重,更加注重實踐教學,偏重專業方向”理念。改革傳統實習教學模式,認識實習圍繞實習基地的制備(壓力加工)-檢測-裝配流程組織展開,學生初步掌握材料制備-組織結構-性能-使用效能為主線的科學研究方法。生產實習則各自偏重金屬材料、壓力加工、檢測與表征專業方向,身臨其境,與社會溝通,培養學生綜合應用專業知識解決相應的專業方向領域中的生產實際問題。近年來,本專業實驗室采購了透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀等大型精密儀器和實用設備,構建冶金制備、壓力加工和測試與表征實驗平臺,為培養不同專業方向學生的創新意識和實踐能力奠定了堅實基礎。按照自編的《材料科學與工程專業實驗教程》指導教材,以“課程綜合性實驗、專業方向綜合性實驗、專業綜合性實驗和創新創業實踐應用開放性實驗”分層次逐步深入展開。畢業論文環節實行導師制,采取自主挑選導師、過程互動的方式,激發學生研究創新的興趣,理論聯系實踐,培養學生的實踐認知和創新能力,保證高質量的畢業論文。近幾年共有10余篇本專業學生畢業論文獲學校優秀論文獎勵。
激勵學生參加著名專家和企業家講授高水平專業講座,讓學生了解專業方向前沿發展動態,新成果、新理論、新技術、新產品和新理念,拓寬學生的專業視野。鼓勵學生自由選題,
自主設計方案,申報大學生創新實驗項目。在導師指導下,獨立完成制備(加工)、檢測、表征、分析實驗過程。推薦優秀學生參加全國金相、節能技能大賽,提高學生主動學習興趣,并充分展示學生創新意識和創新能力。近年來獲國家級、省級、校級大學生創新實驗項目及SRT項目10余項,國家級節能大賽獲獎3項。
三、教學方法、手段改革
課堂教學中重視以學生為主體的教學原則,采用多媒體、科研成果案例、小組討論、精品課程交流平臺網絡等方法,將繁雜的概念、原理,產品制備過程,微觀組織結構以及性能檢測過程、檢測設備操作和維護過程等以形象化、動態化、具體化的形式,逐步深入,側重向各專業方向學生講授,利于提高學生學習的主動性和興趣,以及培養學生創新和批判性思維能力。《材料科學導論》實行雙語教學,學生閱讀翻譯外文文獻的能力明顯提高,有利于了解全球材料學科的前沿科研狀態和知識。在實踐教學改革中,材料科學與工程專業各方向充分發揮學院與企業的科研實踐優勢,拓寬就業渠道。從時間、教學內容以及管理措施上保證“以科研促進教學,更好地培養學生的創新能力和工程實踐能力”[6]。我院于2011年開始與臺灣義守大學合作辦學,材料科學與工程專業各方向選派1~2名優秀學生到該校學習,這將進一步探索出國際國內合作辦學之路,給本專業更多優秀學生優化知識結構、開闊學科視野提供跨校學習平臺。
四、加強師資隊伍建設
貴州大學材料科學與工業專業經過60多年的專業建設,儲備了大批的材料學科專家學者和寬厚的工程學術文化底蘊。近幾年,經過貴州大學品牌專業、省級示范性專業、國家一類特色專業,以及重點學科、碩士點、博士點授予專業建設,采用傳幫帶培養、引進、進修提高等方式,建立了一支教學、科研兼容,結構合理,愛崗敬業,勇于創新的專業方向教師隊伍。目前本專業共有教師15人,其中教授6人,副教授6人;博士5人,碩士5人。35歲以下教師全部在讀博士。本專業青年教師全部到省級材料結構與強度重點實驗室兼職,掌握大型檢測與表征儀器的操作和維護,為師生展開科研教學提供了技術便利。與貴州南方匯通、安大集團公司等校外實習基地建立了長期師資培養機制,以解決不同性質的企業生產問題為契機,與培養學生并舉,為各專業方向師生提供了科學研究和工程實踐的條件,目前有三位教師在這些企業攻讀博士后。加強教師隊伍團隊合作,鼓勵教師教學與科研并重。目前,本專業教師發表相關教研論文30余篇,出版教材《材料科學基礎》、《金屬材料學》、《材料科學》、《材料科學與工程專業實驗教程》等4部教材。《材料科學基礎》獲評省級精品課程,《材料力學性能》獲評校級精品課程,帶動了本專業方向課程的建設。
五、結論
與時俱進,貴州大學材料科學與工程專業緊跟材料制造業發展趨勢和用人市場需求,及時調整專業特色培養方向,不斷深化構建特色培養方向課程體系,改革教學方法、手段,加強師資隊伍建設等措施,逐步實現了專業“寬專業、厚基礎、高素質、重實踐、強能力”與培養方向專長化的有機統一,不僅彌補了現有專業培養模式的不足,而且也滿足了學生多樣化、個性化發展的需求,提升了學生就業市場競爭力。最近幾年,材料科學與工程專業學生就業率一直名列貴州大學前茅,獲得2011―2013年全校就業率一等獎,已呈現出學生就業自信、社會歡迎的良好互動局面。
參考文獻:
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[3]張海燕,黃貴秋,石海信,等.化工專業柔性專業方向建設的探討[J].欽州學院學報,2012,27(7):41-44.
[4]黃貞益,鄧小民,李勝祗,等.材料成型及控制工程專業建設探討[J].安徽工業大學學報:社會科學版,2005,22(1):107-108.
關鍵詞:培養計劃;培養目標;材料科學與工程;麻省理工學院
歐美國家在20世紀60―70年代開始設立材料科學與工程系。名稱變更反映了對材料領域研究認識的變遷,即“材料研究需要依據其行為和特征,而不是依據材料類型來進行”。1998年教育部對材料類本科專業目錄進行了調整,將原來劃分過細的十多個材料類小專業合并成了現在的冶金工程、金屬材料工程、無機非金屬材料工程、高分子材料與工程、材料物理、材料化學等六個專業。同時,在引導性專業目錄中還設置了材料科學與工程一級專業。雖然以材料科學與工程一級大學科來設置專業是必然趨勢,但材料科學與工程人才培養模式仍在探索之中[1]。同濟大學當年就設置了材料科學與工程本科專業,期望以歐美的模式來培養材料學科人才。實際上,早在20世紀80年代,當時的同濟大學建筑材料工程系就為建筑材料專業的本科生開設了材料科學導論、斷裂力學、表面物理化學和傳熱、傳質與動量傳遞(簡稱三傳)4門基礎課程。近幾年因為參與學院材料科學與工程專業培養計劃的修訂工作,查閱了國內外許多大學這個專業的培養計劃,國內高校在材料科學與工程專業培養計劃上的認識一直存在爭議。美國麻省理工(MIT)材料科學與工程專業本科培養計劃的公開信息最多,不僅有課程列表和學分要求,還有課程的詳細簡介。尤其是麻省理工的開放課程服務(OpenCourseWare),使得我們還能夠進一步了解課程大綱和部分內容。此外,MIT材料學科是USNews全美排名第一的,他們的培養
計劃應該具有更好的借鑒意義。本文在反復仔細研究其有關本科培養的各種公開資料的基礎上,對其培養計劃進行了分析,結合自己的教學工作實踐,總結了一些心得體會,希望與國內同行共享。
一、麻省理工材料科學與工程專業的培養計劃
MIT材料科學與工程系設3個專業(Course)。其一為一般意義上的材料科學與工程專業(Course 3),學生所得學位是材料科學與工程理學學士(Bachelor of Science in Materials Science and Engineering),其所授學位是被ABET(Accreditation Board for Engineering and Technology,美國工程與技術鑒定委員會)授權的,絕大部分學生都選讀這個專業。其二為課程選擇度更大的一般專業(Course 3-A),這個專業的畢業生將獲得沒有特別指定專業領域的理學學士(Bachelor of Science without specification)學位,系里并不尋求ABET對這個學位的授權,只有很少學生選擇這個專業,常常是醫學、法學、MBA預科生選擇這個專業。第三是考古與材料專業(Course 3-C),學生所得學位是考古與材料理學學士(Bachelor of Science in Archaeology and Materials),系里也不尋求ABET對這個學位的授權。從系里是否尋求對所授學位授權就可以看到,MIT材料科學與工程系本科生的主要專業是一般意義上的材料科學與工程專業(Course 3)。后面的討論主要針對Course 3的培養計劃進行。
1. 課程和學分要求
該培養計劃的要求包括:(1)MIT的一般要求,共17門課程,其中自然科學6門,人文社科8門,限選科技課程2門,實驗課程1門。(2)交流能力課程(Communication Requirement)4門。(3)系內課程,包括一套核心課程(Core subjects,共10門課),一個論文或2個實習以及4門限選課程,合計184~195學分。其2011―2012版本的課程和學分要求見表1,表中課程名稱前面的數字表示課程號,后面跟表示學分的數字、課程性質、前修或同修課程號。MIT每門課程的學分由三部分組成,表示學習課程所需要的時間分布,中間用短線隔開,第一個數字表示講課時間,第二數字表示實驗、設計或者野外工作時間,第三個數字表示預習的時間,是以中等學生所需要時間估計的。1個學分大約相當于一學期需要14小時的學習時間。從表 1可見,一般專業課程,預習所需時間是講課時間的2~3倍。
備注
*可以代替本先修課程的其他先修課程列在課程描述頁面。
(1)這些課程可以算作必修課程或者限選課程的一部分,但不能同時計算。
(2)可以選9-12學分。
(3)通過申請,可以被類似課程替代。
2. 限選課程的選擇
中列出了21門限選課程,每個學生只需要選擇4門課(48學分)。理論上,學生可以在21門課程中任選48學分,甚至經過批準,還可以選擇其他系的課程或者研究生課程來代替。實際上,由于材料的范圍很廣,這些選修課程是根據主要的研究領域來設置的,它們是: 生物與聚合物材料(Bio-and Polymeric Materials),電子材料(Electronic Materials),結構與環境材料(Structural and Environmental Materials),基礎與計算材料科學(Fundamental and Computational Materials Science)。
因此,在MIT材料學院的網頁上,曾經列出了各領域推薦的限選課程。網頁上還列出了每一個方向的咨詢教授,以方便對上述領域某一方面更感興趣的學生選課。
3. 部分課程大綱和教學情況分析
(1)材料科學與工程基礎課程
這個課程為15學分(5-0-10),總是與“材料實驗”一起選修。課程安排也是交叉進行,實驗周不上課,一共有4個實驗周。這樣,材料科學與工程課程講課時間就縮短為9周(一個學期14周,最后一周為考試)。其課程安排為周一、三、五各2小時的講課(lecture),周二和四各1小時的復習課(recitation)。所以一共27次講課,18次復習課。實際講課為24次,另外3次課為測驗和考試。最后一次考試并不是考全部課程內容,即每次測驗和考試都是分段內容。
這個課程由兩個教授分別講授,每個教授都是24次課,因此可以推論,每次每個教授將講1小時。一個講授結構和化學鍵(Structure and Bonding),一個講授熱力學和統計力學學(Thermodynamics and Statistical Mechanics)。
兩部分課程分別布置6次作業,每部分每次都是2~3個題目,都有交作業的期限,沒有按期交作業的,該次作業成績為0。作業答案在交作業期限過后就會立即公布。課程總成績由作業成績占20%、三次測驗占80%構成。得分標準為:總評80分以上A,70~79分為B,55~69分為C,低于55分為不及格。
(2)實驗課程
MIT材料系內有2門必修的實驗課程,即材料實驗和材料綜合實驗。這兩門課程同時還是加強專業交流能力培養的課程,所以,教學過程特別注意專業交流方面(包括論文寫作、口頭技術報告等)的形式要求。材料實驗與材料科學與工程課程同時選修,在2年級第一學期進行。材料綜合實驗課(Materials Project Laboratory)基本上就是幾個同學合作的科研項目,在3年級下學期進行。下面以二年級的材料實驗為例,介紹其教學和考評辦法。
如前所述,材料實驗共4個實驗周,實驗周沒有其他專業課。實驗內容包括量子力學原理演示、熱力學和結構,同時囊括了幾乎全部現代材料分析研究方法(XRD、SEM/AFM、DSC、光散射等),并通過口頭和書面方式加強交流能力培養。從教學內容看,這門實驗課承擔了教授材料研究方法的任務。
一般將50個左右學生(2011年的2年級學生只有43人)分成6個組。每個實驗周有3個實驗主題,每個主題下面2個實驗,2個組共選一個主題,每組選做其中一個實驗。6個實驗同時進行。一周3次實驗,每次4小時。因此,每個組每周只做3個實驗(每個主題做1個實驗),共12個實驗。由于每個組只做了一半的實驗,對另一半實驗的了解,通過每周2次的1小時交流課程(recitation sections,一般隔天舉行)來實現。交流課上,大家各自在黑板上即興介紹實驗的發現,回答教師和同學的提問。
該實驗課由3個教授上,其中一個總負責。課程成績評分標準
二、分析和討論
1. 關于必修課和選修課
系內必修課程除畢業論文或企業實習外,共有10門。大學一般要求的17門課,理論上可以自由選擇,但從表1系內課程的先修課程可以看出,微積分I和II,物理I和II是需要先修的,大學一般要求的6門自然科學課程就去掉了4門,能夠自由選擇的大學自然科學課程剩下2門。從系里建議的選課表(roadmap)可以看到,另外2門自然科學是化學和生物。所以,自然科學的必修課程實際上相當于14門。
限選課程要求包括GIR類型2門和48學分的系內選修課。有3門系內課程(共39個學分)可以作為GIR課程來選,但不能同時作為系內課程要求的學分。大多數系內選修課程的學分為12分,這樣的話,系內限選課48學分需要選讀4門。所以,每個學生可以有6門專業選修課程。有意思的是,在表1中只有21門限選課程,而該系主要的研究領域(或者說相當于我們的專業方向)有4個,平均每個方向只有5.25門課。如果去掉2011―2012年新增的2門課程,過去幾年只有19門課,平均每個方向只有4.75門課程。看來,MIT材料科學與工程專業的課程設置,并不鼓勵學生選單一專業方向的課程。實際上,在以前分專業方向限制選修課時,每個專業方向僅僅提供2~3門課程,進一步的分析見下文。
反觀我們的培養計劃,我們的專業方向必修課程有5門(14學分),選修課程應選4門(8學分),合計9門課程22學分。因為我們的學分是按照每周上課學時數計算的。如果按照MIT的學分計算方法,學分約為每周上課學時數的3~4倍,考慮到我們的上課周數為17~18周,而MIT才14周,因此,我們的專業方向應選學分至少相當于MIT的88學分,比其4門課程(48學分)的要求多了5門課程(40學分)。可見,我們的培養計劃更加注重學生專業方向知識和技能的培養。
另外,MIT材料科學與工程系的研究領域非常廣泛,關于其主要研究領域的介紹出現在3個網頁上。其一是在該系的學位要求中關于限選課程的介紹網頁,4個主要的研究領域分別是生物與聚合物材料、電子材料、結構與環境材料、基礎與計算材料科學。其二是在MIT的招生網頁,4個主要的研究領域分別是:半導體材料和低維系統(Semiconductor materials and low-dimensional systems)、能源材料(Materials for Energy)、納米結構材料(Nanostructures)、材料的生物工程(Bioengineering of Materials)。在介紹全體教師(Faculty)的網頁,列出了30個研究方向(discipline),共122人次(有重復計算,因為實際教師只有35人),平均每個研究方向4.07人次(或1.17人)。少的方向僅1人如微技術、半導體,最多的是納米技術,23人次。上面列出的生物工程(包括生物物理和生物技術)9人次,能源材料(包括能源與環境、儲能)9人次。人數比較多的研究方向還有結構與環境材料9人次,高分子材料7人次,電、光和磁材料7人次。
可見,盡管MIT研究的材料類型很多,但其本科生培養計劃中,涉及具體材料類別方向的課程特別少。
2. 關于考核與成績
MIT很多課程的成績評定都包括平時作業和出勤與課堂參與情況。有的課程,考試以外的項目在成績評定中所占份額可達到50%,有的實驗課程則更是高達85%這在一定程度上反映了MIT對大學生平時學習的管理是非常嚴格的,與我們頭腦中關于國外大學生“自由”學習的圖像截然不同。
3. 關于選課進度安排
MIT材料系沒有規定統一的選課進度表。但從其推薦的選課安排(roadmap)看,具有如下特點:
(1)8門大學一般要求的社科課程(GIR)分布在8個學期選修,即每學期選修1門社科課程;
(2)一年級把大學要求的6門自然科學課程(GIR)學完,包括數學、物理和化學。
(3)二年級起全面進入專業學習。第一學期學習材料科學與工程基礎、材料實驗2門課程,兩門課交叉進行,實驗周不上課。上課周每天都有材料科學與工程基礎課,實驗周每天都有實驗或交流,學習安排非常集中。
(4)每學期的課程一般為4門,其中1門為社科課程。
MIT二年級第1學期就學習專業基礎課程,這比我們的教學計劃提前很多。國內的教學計劃進度安排曾經強調,前兩年不安排專業課,以至于我們的材料科學與工程課程被安排在第5學期,材料研究方法更是被安排在第6學期,使得高年級學習特別緊張,深入接觸專業知識和方法的時間被推遲。
4. 關于培養計劃的修訂
從網頁上能夠追溯到MIT材料系1998年的培養計劃,其培養計劃在2003年做了很大的調整。兩者的比較
這兩個培養計劃的最大差別在必修課,課程名稱幾乎完全變了。但對比課程名稱和教學內容可以發現,新培養計劃中的“材料科學與工程基礎”包含結構與化學鍵、熱力學與統計力學兩大部分內容,分別由兩位教授講授,似乎代替了原來的“材料熱力學”、“材料物理化學”和“材料化學物理”3門課程,因為其教材之一仍然是物理化學(Engel, T., and P. Reid. Physical Chemistry. San Francisco, CA: Benjamin Cummings, 2005. ISBN: 9780805338423)。“材料實驗”應該與原先的“材料結構實驗”對應,“材料綜合實驗”應該與原來的“材料加工實驗”對應。“材料的微結構演變”與原來的“材料結構”相似。取消了“材料力學”、“材料工程中的輸運現象”2門課程。增加了“材料的電光磁性能”、“材料的力學性質”、“有機和生物材料化學”、“材料加工”4門課程。取消2門,合并2門,增加4門,課程總數不變。
選修課變化較小,只是增加了若干課程,特別是生物材料和納米材料的課程。其實,兩門生物材料課程是2000年增加的,當時選修課由4方向增加為5個方向。選修課的最大變化是理論上不再分專業方向,學生可以任意選課。但實際操作時,仍然向學生推薦各專業方向的課程組合。無論如何,每個專業方向的課程不足4門,學生必然需要選修其他方向的課程。
從2003年至今,必修課沒有變化,選修課則有一些小的調整(表5)。其中2005年減少了高分子化學、化學冶金學(Chemical Metallurgy)2門課程。增加了2門數學,材料熱力學(原來的必修課),先進材料加工,衍射和結構,材料的對稱性、結構和張量性質,材料選擇,共7門課程。可見,增加的這些課程仍然是與具體材料種類無關的。2007年和2011年分別增加了1門生物材料方面的課程。可見,即使是選修課的調整,仍然在繼續加強有關材料行為特征方面的課程,減少有關具體材料種類的課程。
5. 關于培養目標與課程設置
過去,MIT材料科學與工程系培養目標分四類,研究型學位(Course 3)、預科型學位(Course 3A)、實踐型學位(Course 3B,2003年取消)和考古型學位(Course 3C)。其中,研究型學位與實踐型學位培養要求的唯一差別是不變的,即前者在四年級做畢業論文,后者在二年級暑假和三年級暑假做2個20周的企業實習,其他課程要求完全相同。現在把實踐型學位取消了,但仍然保留了學生向這個方向發展的渠道,即學生仍然可以選擇做畢業論文或者企業實習,學位合并在研究型學位(Course 3)中。
從2003年培養計劃大調整來看,MIT材料科學與工程專業(Course 3)的主要培養目標是讓本科畢業生繼續深造。也可能是社會需求的變化促使MIT對培養計劃進行調整。這從MIT選讀實踐型學位人數變遷或許可以看出一些端倪(表6)。從1998年到2002年,實踐型學位人數多于研究型學位的人數,2002年突然降低,與研究型學位相當。查看大學2年級實踐型學位學生注冊數,從2002年起突然減少,由原來每年約20人突然減少為6人。2003年培養計劃調整當年,還有5人注冊為實踐型學位,這應該是此前培養計劃延續所致。
那么,沒有了實踐型(Course 3B)學位,是否還有學生仍然會選擇實習代替論文呢。下面從2002~2008年MIT材料系本科畢業生去向分析。除了一些研究生院,網頁一共列出了38家企業和17家政府部門或咨詢機構。統計2002年以后(至2005年結束,當年僅剩下1人)各年4年級實踐型學位人數(也約等于當年畢業人數)總和恰為38人,與畢業生去向統計的企業單位數剛好相同。這難道是巧合?是否可以推論,2003培養計劃修改之后幾乎就沒有學生選擇去企業實習了?
MIT材料專業取消實踐型學位,以及此后可能幾乎沒有人選擇實習代替畢業論文事實,一方面可能與美國產業向國外轉移,本國企業對工程師的需求減少有關;另一方面,MIT培養計劃中的課程設置調整也起了一定作用。因為選擇實踐型學位人數銳減在前(2002年),培養計劃調整在后(2003年)。培養計劃中去掉的必修課“材料力學”和“材料工程中的輸運現象”,顯然屬于工程類課程。因此,其培養計劃課程中增加材料研究型基礎知識、減少工程知識的傾向十分明顯,也說明其培養計劃隨社會需求進行了及時調整。
另外,盡管2003年培養計劃中的必修課有較大調整,但選修課調整比較有限。而且調整前后,沒有改變其材料類本科生寬專業培養的模式。
但在選修課中,把專業方向的基礎課程去掉,仍然讓人有點匪夷所思。例如,高分子化學在高分子材料領域歷來就被認為是專業基礎課。MIT在2005年卻把這門課從本科生培養計劃中去掉了。查看其高分子方向研究生培養計劃核心課程,可以看到高分子物理化學、高分子合成、高分子合成化學等基礎課程。可見,MIT把專業方向的一些基礎知識培養放在了研究生階段。
以上似乎給人這樣的印象,如果不繼續讀研究生,則專業方向的基礎知識是不太夠的,無形中將人才培養的周期拉長到研究生階段了。但從我自己教學的經驗來看,學習高分子物理就可以了解高分子材料的行為和特征,未必需要清楚地知道高分子材料的合成與制備方法。我的一些研究生以前從未學習高分子方面的課程,為了讓他們在研究中能夠理解和使用高分子材料,我就是先給他們講授高分子物理的基本知識。
另外,注意到MIT材料專業研究生數量是本科生數量的2.2倍,有很多研究生來自校外,特別是來自國外。所以,MIT材料專業培養計劃中對專業方向選修課程的調整,結合研究生階段的課程安排,既考慮到了本科寬專業基礎的培養模式,又打通了本科生培養與研究生培養之間的關聯,在研究生階段加強專業方向基礎知識的培養,也便于接受其他教育背景的學生來讀研究生,還是十分合理的。
MIT材料專業的本科培養計劃,不斷強化了按照材料大類進行培養的模式,必修課和選修課都加強了材料基本行為知識的課程,減弱了材料類別基礎知識的課程,把后者移到研究生教育階段。這說明國外關于“材料研究依據其行為和特征,而不是依據材料類型來進行”的認識形成30多年以來,不僅沒有改變,還在進一步加強。MIT在2003年對培養計劃大調整時,加強了材料研究基礎知識課程,減少了工程類課程,其本科生的主要去向是進一步深造,直接到企業就業的比例急劇減少。本科生階段加強研究基礎知識課程,把專業方向基礎知識培養放在研究生階段,加強了研究生的知識培養,可能是其材料研究能夠長期在美國名列前茅的原因之一。
關鍵詞: 材料科學與工程專業 卓越工程師 應用型本科 實踐教學體系
走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人才強國等一系列國家發展戰略,對我國工程教育提出了新要求,卓越工程師培養計劃正是在這一背景下應運而生的[1]-[6],我校如何順應國家發展戰略要求,制訂切實可行的培養計劃,關系到我校的核心競爭力和未來的發展空間,本人結合材料科學與工程專業特色專業的實踐,探討了卓越工程師實踐教學體系的設計。
一、生產一線卓越工程師的特質分析及能力要求。
材料科學與工程專業是一個“以創新為先導,以應用為目標”,集傳承與創新為一體的實踐性較強的專業。對于應用型本科層次的院校而言,教育的功能主要是培養面向企業的生產、技術改進、產品開發、管理等工程一線的人才。因此,實踐教學具有特殊的價值與意義,培養學生的實踐能力在某種程度上決定了專業的命運和特色。通過調研,我們認為生產一線卓越工程師的特質為:(1)能夠應用所學的基本知識和技能,收集和分析生產過程中數據或事件,控制和提升產品質量,改良生產工藝,提高生產效率,節約生產成本,提高產品成品率和利潤率;(2)對新知識和新技術敏感,能根據所學的基本原理,開發新產品,設計或應用新工藝,以獲得超額利潤;(3)具有一定交流溝通能力、生產管理能力和良好的團隊精神;(4)具有現代工具運用能力;(5)具有終身學習能力。上述能力的培養,是國家中長期發展規劃的重要內容,是社會對學校的期待和要求。
二、對照我校培養目標定位和卓越工程師的能力結構,探討實踐性教學環節的設計思路及方案。
從我校面向工業生產一線的材料科學與工程專業的應用型人才培養目標要求入手,按卓越工程師的能力結構,把能力培養分解到各實踐環節中。材料科學與工程專業卓越工程師教育中學生的具體能力或技能主要有:現代工具運用能力;交流與溝通能力;自然科學基本實驗技能;專業基礎課程實驗技能;專業實驗技能;初步的工程設計和工程創新能力;生產控制和管理的初步能力;新產品開發能力;自學能力。素質要求:創新精神;團隊合作精神。其設計思路為:基本技能培養專業技能培養非專業能力培養和創新精神培育。其實現方式為:課內實踐教學+課外科技活動+社會實踐或非專業技能學習。設計結果見下圖。
基本技能培養主要涉及現代工具的運用、國際化背景下的語言交流能力的初步訓練和自然科學基礎實驗。現代工具運用能力主要體現在:計算機在工程和數據收集和整理方面的應用能力,因此設計了計算機基礎實驗和語言實驗,文獻資料檢索實驗。交流溝通能力則不僅涉及母語的掌握和運用技巧,還涉及非母語的掌握和運用技巧。母語的掌握和運用技巧除在日常生活中養成外,還需要通過某一事件如課內外活動加以訓練,以使其系統化;非母語教育(主要是英語)則需更多的實踐強化教學,才能獲得初步的訓練,因此在英語基礎課程結束后,設計了英語強化訓練。另外三四年級則通過專業課程雙語教育、專業英語教學、專業課作業、畢業設計(論文)文獻查閱和課外科研活動等確保英語四年不斷線。物理、化學實驗是材料科學與工程專業的基礎,由于中學教育的缺失,安排專門的實驗是非常必要的。
專業技能培養主要涉及專業基礎實驗技能、專業技能和工程能力的初步培養。專業基礎實驗平臺是獲得機電應用能力訓練、材料的化學成分、物理化學性質、力學性質定量分析訓練。專業實驗是在此基礎上進行材料制備與性能測試方面的訓練,材料表征技術是材料微觀結構的分析,是現代工具在專業上運用的體現,工程測試技術兼顧工程能力培養與實驗技能培養。工程能力實訓平臺主要涉及機械零件設計、窯爐設計、應用程序設計、建筑與工藝的相關設計,是培養學生工程創新的重要基礎。畢業實習則能夠從具體案例中吸取經驗教訓,了解發現問題、分析問題和解決問題的基本規律,培養工程創新意識。
創新精神(或創新意識)在課內主要在綜合性、設計性實驗和畢業設計(論文)過程中培育,主要進行工程師的基本技能系統訓練和解決問題方法的初步訓練。課外文化科技活動程體系側重學生的個性發展和學生素質養成教育,不僅培養學生的創新意識,而且注重培養學生團隊精神、管理能力、溝通能力和自我學習能力。通過課外社會實踐活動、校園文化活動、科技活動等,強化課外活動在素質教育和能力培養中的作用,并將課外活動納入培養計劃,列入學分管理(規定必須獲得兩個學分),如學生在校期間參加課外活動獲得校級以上獎勵、獲得某一技能證書及公開等,均可獲得0.5—3個學分。并在課外設計了大學生訓練計劃和其他科研活動,也技術改造能力相關設計方面的為分析和解決本專業問題的能力服務的。
在上述模塊中,各種能力的培養是相互滲透的,模塊的設計僅體現了其主要的教學目的。
三、特色專業建設中實踐性教學環節的實施效果與卓越工程師培養的差距。
1.通過特色專業建設,對近六屆的學生的實踐教學實施過程跟蹤,發現特色專業培養方案有如下優點。
(1)由于大多數實驗教學都是單獨設課,教學時間能夠充分保證。單獨設課后課程考查大多為抽查某一實驗項目,改變了部分學生只看不做或想做就做、不想做就抄實驗報告的壞習慣,使所有學生對每一次實驗都能夠參加并認真實施,有利于培養嚴謹、求實的科學態度。
(2)單獨設課的實驗教學,實驗課程的系統性顯著增強,有利于循序漸進地培養學生的動手能力。且相關學科的綜合性、設計性實驗項目更易安排和實施,有利于培養學生的系統思維和創新思維。
(3)通過近幾屆畢業生畢業設計(論文)質量檢查,發現學生的計算機應用能力普遍提高,外文資料查閱、寫作能力有一定提高。畢業設計(論文)中批判思維、求異思維、創新意識、探索精神明顯增強。本專業每年至少有1名學生獲江蘇省優秀畢業設計(論文)獎,有4-6名學生獲校級優秀設計(論文)獎。
(4)將課外科技文化活動或非專業技能納入學分管理后,學生參加課外科技文化的動力顯著增強。改變了過去只有少量學生主動要求參加教師科研項目被動局面,省、校大學生訓練計劃項目每年立項都在增加,多次在大學生學科競賽中獲獎。
(5)通過對用人單位畢業生滿意度調查,90%的學生得到用人單位的認可,部分學生1年后即成為用人單位的技術骨干或部門領導。由于學生受到社會的認可與好評,每年應屆生就業呈現供不應求的局面。
2.與卓越工程師培養要求相比,我校材料科學與工程專業在其培養理念上基本一致,實踐環節的設計基本上與卓越工程師培養的能力及素質要求結構一致。但目前的實踐教學實施過程中尚達不到卓越工程師培養的要求,存在的主要問題和矛盾如下:
(1)由于實踐教學課時多、要求高,學生人數多,教學場所、設施略顯不足,教學安排難度較大。教學經費尤其是實習經費嚴重不足,集中實習難度大,實習質量受到一定影響。
(2)年青教師實踐教學經驗有待進一步提高,雙師型教師缺乏,影響了工程教育的質量。
(3)產學研合作尚待構建。產學研合作對于材料科學與工程專業人才的培養尤為重要,學校不可能建立一個比現實工程實踐更好的實驗室(如傳統材料的設備大型化、信息化、自動化生產線更是如此),產學合作也能夠聘請企業的技術或管理精英指導學生實習,傳授工程中解決實際問題的案例和經驗,解決在實踐教學上高校教師“弱工程化問題”。
(4)跨文化交流是卓越工程師培養的重要指標,是我校材料科學與工程專業特色專業建設尚未解決的問題。中國企業已經成為世界工廠,急需大量跨文化交流教育的人才,因此,必須建設一些高質量的外資或合資企業的實習基地,以最大限度地滿足我校學生跨文化交流的需要。
我通過近幾年材料科學與工程專業的特色專業建設,對我校培養具有現代工程知識和能力的專門人才的實踐環節進行了系統的分析和研究,初步構建了具有我校特色的實踐教學體系,并在實踐過程中檢驗了其優勢,但與卓越工程師教育仍存在一定的差距。因此,必須根據卓越工程師培養的重要指標,進一步優化特色專業的培養方案和具體實施措施。
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[關鍵詞]計算機 材料科學 虛擬課題 教改方案
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2014)18-0159-02一、引言
在當今社會中,計算機在社會發展中顯示了其強有力的推動作用。隨著計算機技術的不斷發展壯大,計算機在材料科學中的應用也越發普遍和顯著,如信息檢索、數據分析和圖像處理、計算模擬、材料組分和結構分析等等。對大學高等教育而言,開設計算機在材料科學中的應用課程是為了讓學生初步掌握計算機在材料科學應用中的方法、步驟和應用領域等,從而促進專業課的學習。
結合我校高分子材料與工程專業的特點以及畢業生需進行的畢業設計環節,在高分子材料科學的學習研究過程中需要涉及多種軟件的應用,最基本的包括文獻檢索、實驗方案的設計、數據分析、圖形處理等等,而這些都離不開計算機技術。在書本式教育和多媒體PPT教育為基礎的理論教學模式下,教學效果并不是十分理想。在往屆的教學質量反饋中,多數學生反映單純的理論教學形式枯燥、效果不良,一旦涉及實際應用往往束手無策,其原因是眾多軟件的學了需要了解基本的理論知識外,更重要的是要反復的上機練習以熟悉各種軟件的操作,形成更為扎實的操作意識,而很多學生做不到這一點。因而如何更好的讓學生理解、吸收、掌握眾多軟件的基本操作并活用到今后的學習、科研或工作中,這是大學教育所要思考的地方。
教育部頒布的新課程標準明確提出了“提高科學素養,在課堂中開展探索性學習的理念,提倡通過探索式教學,培養學生的自主科學探索能力,加強學生對科學本質的認識”。
二、教學方案的設計
(一)教學方法設計
為提高教學效果,在計算機在材料科學中的應用這門課程中,首先將課堂搬到備有多媒體設備的機房。多媒體技術具有良好的直觀性、形象性和趣味性等特點,是教學的一大幫手,能進一步將課堂內容的理論教學與實際操作同步進行,更好的讓學生學習、吸收課程內容。在課程設計中,引入虛擬課題作為教學方案,將多種軟件的使用和課題的研究思路結合起來,以課題研究思路為教學的基本大綱路線,按步驟在各個環節中引入所需的常用軟件,從而將計算機作為理論教學和實際應用的緩沖結合點,通過虛擬課題的方法將學生在課堂所學的理論知識融會貫通,為實際課題研究以及論文寫作奠定基礎。
(二)教學內容設計
課程規劃上主要以虛擬課題的相關文獻為案例,通過探討課題的研究思路和方法,研究過程中所需要處理的問題等,循序漸進,逐漸介紹文獻檢索、實驗設計(chemical office)、數據分析(IR,NMR)、圖形處理(Origin,Adobe Photoshop)等等,為畢業論文的展開做鋪墊。教學內容具體如下:
1.首先確立學生所感興趣的研究方向或課題,并以此對學生進行簡單的分組,以方便后期進行更多的教學互動。在此過程中向學生介紹常見搜索引擎,如Google,Yahoo,百度等,這些常用搜索引擎可以較為方便的提供一定的信息。而常用數據庫,如中國知網(CNKI),萬方數據庫,ScienceDirect,RSC,ACS,Wiley-Blackwell等,借助簡單的檢索字段,包括Any Field(全文)、Title(篇名)、Abstract(文摘)、Author's Name(作者姓名)、Journal Title(期刊名稱)等可以檢索到相關研究論文文獻,讓學生帶著自身目的去學習、掌握、運用諸多數據庫進行文獻檢索。
2.當課題資料的收集結束之后,設想課題如何進行,設計一定的實驗方案。該過程中利用chemical office是較為普遍的一款應用軟件、可以滿足各種分子結構的設計、反應方程式的設計、基本示意圖的設計以及核磁結構的模擬分析。具體教學內容以虛擬課題中的文獻相關圖譜為案例,通過對文獻圖譜的剖析,讓教學更為直觀,同時上機模擬作圖,加深印象和增強操作熟練度,并且鼓勵設計新的設計路線,如反應合成路線、實驗基本示意圖等。
3.隨著課題探討的深入,課堂內容會不斷涉及結構分析表征,如IR,NMR等。在此,IR,NMR軟件的常規使用與分析,包括常見結構的特征峰和化學位移、峰值面積的積分比較等等都將成為基本的教學內容,讓學生盡可能的認識到在材料科學研究中結構分析的重要性。
4.在眾多的數據處理中,Origin由于功能強大,被公認為是最快、最靈活、使用最容易的工程繪圖軟件。因此教學中需要重點介紹Origin在數據處理中的應用。著重介紹各種圖譜,包括數據的調整、排序、計算,統計和曲線擬合,以及直線圖、散點圖、餅圖、柱狀圖、三維圖表的繪制。以虛擬課題中出現的文獻案例為教學案例,循序漸進,讓學生由簡入難,由粗到細。
5.隨著文獻的閱讀和自我作圖的實踐,學生會發現優秀文獻中的圖譜總是讓人賞心悅目。教學中通過與優秀文獻中圖片處理效果的對比,逐漸提高學生對數據處理的要求。Adobe Photoshop簡稱PS,使用其眾多的編修與繪圖工具,可以有效地進行圖片編輯工作。因而學會將PS的圖片處理功能運用到材料科學研究領域中則會使圖片效果大大提升,做到科學嚴謹又不失觀賞性。
6.當有了出色的研究成果之后,需要的便是如何更好的呈現自身的工作。為此,如何運用PPT技術制作一份精美的論文報告是展現成果的關鍵。鑒于計算機課程的普遍性,相信學生對簡單的PPT制作并不陌生,因而課程內容中轉為更高層次的PPT技術講解,包括論文報告型PPT的一般邏輯思路、PPT中的圖形制作、模板的設計、PPT的美化等等,讓學生能體會到PPT制作對論文結果報告的重要性,提高學生在PPT的制作上的布局和美化意識,為畢業設計環節的PPT制作提前做準備。
(三)實驗內容設計
針對常用化學軟件學習的實踐性、應用性較強的特點,我們將理論教學和實際上機操作設計成同步進行。而同步進行的教學模式能讓學生加深課堂印象,也更有利于學生及時發現自身在軟件操作應用上的盲區,因而能更好的將知識講解和動手操作相結合,起到以點帶面、強化應用的作用。如在講解chemical office作圖時,首先可以讓學生學習模仿,而后鼓勵學生自行設計,更深一步的讓學生去體驗挖掘chemical office中的作圖技巧。
三、教學方案特色
通過虛擬課題的引入,使得本文所提出的教學方案的特色在于:1.課程內容的確立有學生的參與,虛擬課題的選定由學生自主分組確定,逐漸讓學生主導課堂,教師則成為擺渡護航的角色;2.教學內容符合學生所需,為畢業設環節做鋪墊,課題內容設計上更有針對性;3.教學過程中時時刻刻充滿師生的互動,學生在自我的求知欲望下能更好的投入課程學習中,從而營造更好的教學氛圍,以便獲得更優的教學成果。
四、小結
本文結合自身專業特色,提出了基于虛擬課題的教學方案,目的在于讓教學更好的觸及學生所需要和學生所感興趣的領域,從而提高學生學習的興趣、專注度,同時將理論多媒體教學與實際上機操作同步進行,進一步提高課程教學的直觀性和趣味性,以期獲得更好的教學成果。總的來說,改善計算機在材料科學的應用課程的教學是一個系統的工程,對于高分子材料專業的學生來說,如何將計算機知識和高分子專業知識,以及自身所需有機地結合起來具有更加重要的意義。只有將三者有機結合,才能使學校教育真正滿足學生的需求,讓老師教得舒心,學生學得開心。再者,除去教學內容的不斷改善之外,教師對教學的投入度,對學生的關愛度也是教學成功的一個重大因素所在,因而不論是教學內容還是教學態度都將是我們應改善的地方。
[ 參 考 文 獻 ]
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金屬材料工程專業英語教學思考實施策略一、材料科學與工程專業英語的特點
材料科學與工程專業英語是材料科學與工程一級學科中重要的專業基礎必修課之一,由金屬材料工程、材料物理等二級學科專業英語組成。它是材料工程技術領域中一種普遍使用與推廣的英語文體,要求語言表述客觀嚴謹、具有較強的邏輯性及系統性,往往揭示材料的制備與合成、組織結構和使用性能等最新動態,以實現該領域前沿科技信息的及時交流與共享,故靈活運用材料科學與工程專業英語在國際合作和學術交流中具有重要意義。
通常,將材料科學與工程專業英語的特點概括為語法特點和詞匯特點。前者體現在材料工程技術領域中相關概念、原理的表達或翻譯和寫作等語言表述時,強調內容的客觀性和真實性,語言敘述準確規范、邏輯性和規范性強、精煉流暢。如第三人稱語氣和被動語態,力求對研究對象和過程客觀準確描述;非謂語動詞短語和名詞化結構,如分詞、動名詞及動詞不定式等可代替從句,簡化結構,避免復雜主從復合長句;省略句和慣用句型等用于句子的精煉表達、準確陳述和嚴密推理。后者體現在專業英語詞匯的組成、構詞法和各種詞匯縮略等,專業詞匯一般包括材料科學與工程學科相關的專業技術詞匯、學科通用的半專業詞匯和書面非專業詞匯。專業技術詞匯意義狹窄單一、專業性強,只在本專業范圍內使用。其中,絕大部分專業詞匯按構詞法由常用詞匯轉化、合成、派生出來,如詞根或詞綴構成的合成詞;半專業詞匯詞義繁多、用法靈活、形式多樣,需在“英譯漢”時注意詞義的正確選擇;非專業詞匯嚴格表現專業內容、避免歧義。
二、金屬材料工程專業英語的教學現狀和存在問題
金屬材料工程專業英語為材料科學與工程專業英語的重要組成部分。以本校為例,該專業英語的課程設置和教學計劃雖經多版次(2003、2006和2011版)修改仍存諸多問題:
1.專業英語課程設置時間不盡合理,與考研復習和求職面試有所沖突。學生在前期大學基礎英語學習時,以CET-4或6為主要目標,少有專業英語相關知識積累,且課程一般設置在第六、七學期,總學時數相對較少(每學期16學時),學生對專業英語的重視程度較低,難以保證其教學的連續性和系統性。
2.教學內容枯燥、陳舊,難以及時捕捉科技前沿信息,對專業英語教師要求較高。教學參考書僅局限在少數國內高校出版的聽說譯寫教材,其選擇范圍窄,教材內容多為單調敘述原理的表現形式且不易理解,難以激發學生學習積極性,缺乏教學信息的適應性和實用性,同時專業教師需查閱大量SCI、EI和CPCI檢索英文期刊來獲取材料領域的前沿信息。
3.教學模式與教學手段單一,多采用翻譯與閱讀結合的教學方法。實際專業英語教學中,借助多媒體教學手段或傳統板書手段,以教師為中心開展教學活動,需突破單一翻譯或閱讀與翻譯結合的教學方法,增加學生聽說讀寫綜合實訓環節,提高專業英語教學的趣味性。
4.課程考核環節不盡合理,缺乏對學習過程的全面監管。本校采用專業基礎課“五級分制”的閉卷考核方式,主要以結課考試成績來確定該課程的最終考核成績,往往忽視學生聽說讀寫譯的綜合語言運用能力的訓練和培養,難達到客觀反映專業英語教學效果的目的。
三、金屬材料工程專業英語教學方法改革的思考
鑒于上述金屬材料工程專業英語教學中存在的諸多問題,故現階段對專業英語教學方法或實踐環節的改革就顯得十分必要。金屬材料工程專業英語教學目的為指導學生閱讀和撰寫材料科學領域的英文文獻和科技論文,并能通過學術交流走向國際舞臺。因此,在專業英語教學改革過程中,應針對材料科學與工程學科專業英語特點、教學大綱要求和學生知識結構等特點,運用多元化的教學手段,并憑借靈活多變的教學方法,擺脫所選教材束縛和界限,充分調動學生的學習興趣。
所謂教學方法改革就是突破單以教師為主體的傳統教學方法,實施以學生為主體的分組討論、自主教學等新型教學模式,并利用模擬國際會議的情境式教學方法來提高學生語言交流與表達能力。
1.分組討論模式。該模式用于口語教學,以3~5人為一個Group,分派不同Topic(如:Progress in Carbon Nanotube),內部成員經英語交流與討論后形成整理材料,進行Oral Presentation報告。
2.自主教學模式。該模式用于以教師為主體的教學活動外的專業英語教學環節,即適當安排以學生為主體的自主教學活動,其實施方法則按照課程教學計劃將可控性強的學習內容指定給某位同學,準備一段時間后進行自主授課教學,課后教師給予評價與建議,有利于提高學生的學習效率。
3.情境式教學模式。該模式是在前兩種模式基礎上的升級版教學模式,對學生素質和能力要求較高,全面展示International Conference的基本流程和應該如何準備會議,且能通過模擬口頭報告形式改善口語活動質量。
四、金屬材料工程專業英語教學水平實施策略的探討
欲全面提高專業英語教學水平,在進行教學方法改革的同時,需采取如下策略:
1.明確金屬材料工程專業英語教學培養目標,教與學雙方重視專業英語課程教學。教學培養目標即以材料專業知識的課堂教學為依托,培養學生使用英語工具學習專業知識,熟練閱讀本專業的英語科技文獻,并鍛煉論文撰寫及學術交流的能力。教師作為教學活動的組織者,在提高自身能力同時,以認真負責的態度大量搜集該領域前沿信息,如綜述文章、專著節選、期刊論文等。學生應正確認識學習專業英語的現實意義,充分利用英語角、模擬國際會議等“第二課堂”活動,調動學習積極性。
2.聽、說、讀、寫、譯等多方面提高教學質量和綜合運用能力。合理安排聽說讀寫各環節的教學進度和授課時間分配,結合單一模式教學方法的改革措施,互動式教學來提高學生聽說能力,自主式教學來提高學生讀寫能力,任務式教學來提高學生對科技文獻的翻譯能力,以上教學方式形成有機整體,在實際教學中穿插結合,達到良好教學效果。
3.積極引導學生參與前沿課題信息捕獲。以科研訓練環節為契機,鼓勵學生搜集并閱讀畢業論文(設計)研究方向相關的英語論文,為課題的順利開展提供有利條件。
4.注重國際會議和日常口語交流訓練。結合情境式教學方法和分組討論,采用視頻教學和模擬實踐聯合方式,加強國際交流口語訓練,從根本上增強學生的語言綜合運用能力。
五、結束語
上述為針對金屬材料工程專業英語教學現狀進行教學方法改革的探討,實施明確教學目標,靈活教學模式,重視科研實踐,強化語言交流等策略,增強學生學習專業英語的積極性,提高專業英語的教學實效,滿足現階段材料工程領域復合型人才的實際需求。
參考文獻:
關鍵詞:材料科學基礎;研究型;教學
材料與信息、能源并列為現代文明的三大支柱,是現代社會賴以生存和發展的基本條件之一。2012年工業和信息化部2月22日的《新材料產業“十二五”發展規劃》明確指出:材料工業是國民經濟的基礎產業,新材料是材料工業發展的先導,是重要的戰略性新興產業。“十二五”時期,是我國材料工業由大變強的關鍵時期。加快培育和發展新材料產業,對于引領材料工業升級換代,支撐戰略性新興產業發展,保障國家重大工程建設,促進傳統產業轉型升級,構建國際競爭新優勢具有重要的戰略意義[1]。學科的建設與發展離不開人才。高品質人才的培養是實現國家“十二五”規劃的保證。如何培養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,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系,是學生學習后續各門專業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,部分章節之間聯系較弱等特點,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,且在執行項目的過程中出現了參與研究人員不足的現象。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,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]。針對這一嚴峻的現狀,部分教育者大聲疾呼改革現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的研究活動提供支持。隨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。通過這種方式為我國材料科學研究培養急需的高水平材料研究人員。這種培養人才的方式將打破傳統先學習后應用的培養模式,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基礎課以及專業課程的學習,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表。相信通過成果的發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。為國家培養研究型人才奠定基礎。
參考文獻
[1] 新材料產業“十二五”發展規劃,工業和信息化部,2012。
[2] 材料科學與工程教學指導委員會,材料科學與工程人才培養規格與模式的演變規律.教育部高等學校教學指導委員會通訊,2006 ( 1)]。
[3] 何奧平,穆梟,胡治流,李逸泰,李安敏,材料科學基礎實驗教學改革初探,大眾科技,2011,136-137。
[4] 李洪波,王靜,劉洪麗,金寶士,于峰,李春潔,材料科學基礎的教學改革與實踐,鑄造設備與工藝,2009,4,48-50。
[5] 王煥新,李超,尹志剛,桂陽海,孫雨安,素質教育背景下《材料科學基礎》教學探討,科教研究,2010,34,45-47。
關鍵詞 材料科學;計算機;應用
中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)93-0216-02
現代高新產業技術的不斷發展,對我們所需材料的性能等方面也提出了較高的要求,同樣的,對于材料科學研究領域本身來說,要求也是越來越高了,那么,材料科學研究的發展又是怎樣與計算機建立起了密不可分的聯系呢?這就需要我們在充分了解計算機與材料科學關系的基礎上來具體地分析計算機在材料科學中的幾個應用。
現在,材料科學領域已經有了一個較好地發展,這就需要我們在充分利用計算機的前提下把對材料科學的研究推向一個全新的高度,同時,這個新發展將大大提高研究領域的使用效能。
1 常用計算方法和數據處理
常用計算方法和數據處理:常用數值分析方法;線性方程組解法;最小二乘法曲線擬合;三次樣條插值函數;數值分析軟件及應用舉例;材料科學研究中的數據處理;材料科學研究的數據類型;材料研究中的數據分析;材料研究的實驗設計;圖象處理在材料領域的應用;數據分析軟件介紹及應用舉例;
2 材料科學研究中數值模擬方法基礎
材料科學研究中數值模擬方法基礎:有限差分法,差分方程的建立;差分方程的求解方法;有限元法的基本概念;有限元法的基本理論;現代有限元分析軟件簡介及在各專業方向應用舉例;
3 材料科學與工程中的物理場計算機分析
材料科學與工程中的物理場計算機分析:溫度場計算機分析;溫度場及傳熱學問題;導熱微分方程;導熱問題的數值解析;非穩態導熱問題的有限差分格式;溫度場計算機分析舉例;濃度擴散場計算機分析;擴散方程;擴散方程初始條件和邊界條件;擴散方程的數值解析及針對物理場和溫度場在各專業方向實際過程介紹;
4材料相關學科和計算機學科的相互交叉
4.1材料學和計算機學科的相互學習和使用
從一定程度上,計算機科學與材料科學之間沒有明確的界限,也就是說,當我們在學習材料科學的時候,需要間歇式地學習一些計算機相關知識。計算機和材料相關學科是結合在一起的,它們的交叉體現在要通過計算機的高技術手段來研究材料的性質、仿制材料的構成。
材料科學的研究少不了要對計算機進行使用,并且計算機對材料科學的作用還是極為重要的。它們兩者在相互交叉中也可以來共同促進對對方的研究發展。
4.2在材料科學研究中使用計算機不可缺少
在材料科學的研究過程中,分析材料的性能、分析材料的組成、新性能材料的設計以及制備方法、加工工藝等等都需要用到計算機;材料科學研究的每一個領域倘若離開計算機就無法正常完成任務,因此說,計算機在材料科學研究領域中起著不可忽視的重要作用,更是材料科學研究中的高科技工具。
通過對計算機的運用,材料科學的研究才能更趨向自動化與集成化。
5 利用計算機更好為材料科學使用
5.1方便研究人員進行知識交流和查閱
運用計算機網絡的強大功能可以為材料科學行業的研究人員提供更加便捷的服務,通過計算機網絡,研究人員可以查閱自己所需要的科研資料、及時關注材料科學研究領域的最新動態、了解材料科學研究的發展方向、并且可以發表自己的論文以供廣大閱讀者學習,同時還可以建立自己的網頁來專門介紹自己的研究成果,以此通過計算機網絡實現了科研人員之間的交流研究,也可以進一步推進材料科學的巨大發展。
5.2用于材料的開發加工和構造的理論等方面的分析
在材料科學的開發設計過程中,計算機的作用尤為重要,新材料研究開發中,需在結合理論的基礎上運用計算機來實現預報材料的組成、結構以及性能,而且,通過理論設計來定做新材料的時候更是離不開對計算機的使用,因此說,計算機在設計新材料領域中發揮著不可替代的作用。它促進材料科學的向前發展,同時也為材料科學的開發設計做出了一定的貢獻。
5.3可以發揮出計算機在數值模型等方面分析的功能
在對材料分析和研究中,很多時候要利用計算機軟件對真實地操作系統進行一定的仿真模擬操作,同時提供模擬的結果來有效地促進材料科學研究的發展;通過計算機模擬可以把真實的操作結果與仿真模擬的結果相比較,從而來檢驗數據模型的準確性和正確性;對于計算機模擬系統的應用遍及材料科學的整個環節中,對材料科學的研究可謂是起著非常重要的作用,通過對材料的合成、研究性能設備等方面來更好地促進材料科學領域的發展。例如可以使用ansys對鋼管進行網格劃分并分析其壓力場等。
5.4強大圖像分析功能在材料學當中的應用
在材料微觀構造的分析中,會出現大量的數據以及需要對圖像進行必要的處理。在這種時候,充分借助計算機的存儲處理功能不僅僅可以保存大量的數據,而且在一定程度上可以減少對人力的使用,節省我們寶貴的時間;同時,計算機在計算存儲方面標準正確,我們就不用再擔心對數據處理出錯的問題了;對于材料研究過程中的圖像處理也會方便得多,利用計算機的圖像處理功能來研究材料的結構組成則會更加方便快捷。例如用matlab分析碳素的ct圖像可以得知其碳素成分或比例。
通過以上分析可以看出,材料科學作為一門新型的學科不僅涉及面廣,而且發展還不是那么的成熟,當前對于它的研究仍需要一個過程去努力進行探索,我們仍需要一個很長的階段去探討。作為高科技之一的計算機,在當今社會各個領域的發展中都起著極為關鍵的作用,同樣,在材料科學研究過程中的作用也是不可忽視的,計算機為材料科學的發展提供了重要的工具,以此來推進材料科學領域的發展,并成為了材料科學研究領域中的重要工具。
參考文獻
[1]吳興惠,項金鐘.現代材料計算設計教程[M].北京:電子工業出版社,2006.
材料化學專業主要課程
在學習高等數學、化學、物理等基礎理論知識及相關實驗技能的基礎上,本專業主要學習材料科學基礎、結晶化學、高分子化學、高分子物理、現代材料分析技術、材料研究與測試方法、材料性能學、材料化學、材料工藝學以及材料基礎實驗、材料化學專業實驗等專業基礎課和專業課,接受計算機課程模擬及應用,實驗技能、信息獲取、工程設計、科學研究等方面的技能培訓。該課程體系設置使學生既掌握了材料化學方面的扎實寬廣的基礎理論知識又具備材料專業特長。主要實踐性教學環節:包括生產實習、畢業論文等,一般安排10--20周。
材料化學專業就業方向
本專業學生畢業后可在無機材料、高分子材料等材料及相關技術領域從事質量檢驗、產品開發、生產、教學及技術管理工作。
從事行業:
畢業后主要在石油、新能源、電子技術等行業工作,大致如下:
1、石油/化工/礦產/地質;
2、新能源;
3、電子技術/半導體/集成電路;
4、制藥/生物工程;
5、原材料和加工;
6、其他行業;
7、建筑/建材/工程;
8、環保。
從事崗位:
畢業后主要從事研發、工藝、材料工程師等工作,大致如下:
1、研發工程師;
2、工藝工程師;
3、化驗員;
4、質檢員;
5、材料工程師;
6、銷售工程師;
7、技術員;
8、實驗員。
1.掌握數學、物理、化學等方面的基本理論和基本知識;
2.掌握材料制備(或合成)、材料加工、材料結構與性能測定及材料應用等方面的基礎知識、基本原理和基本實驗技能;
3.了解相近專業的一般原理和知識;
4.熟悉國家關于材料科學與工程研究、科技開發及相關產業的政策,國內外知識產權等方面的法律法規;
5.了解材料化學的理論前沿、應用前景和最新發展動態,以及材料科學與工程產業的發展狀況;