化学与材料工程专业例1

一、合理安排教学内容及课时

物理化学是一门概念性、理论性、系统性和逻辑性很强的学科，涉及的公式多，应用条件严格，比较抽象，是学生学习过程中普遍感到难度较大的一门课。在本专业的培养计划中只安排了一学期的课程学习，因此选用高等教育出版社的《物理化学简明教程》作为学习教材。这本教材简明扼要地阐述了物理化学学科的主要内容及材料类学生所需的基础知识，是一本符合本专业实际教学目标的好教材。但由于本专业物理化学的课时较少，最终只能摘取部分章节学习。例如在2010级的教学方案中，只教学了化学反应热力学部分内容（热力学第一定律、热力学第二定律、化学势、多相平衡等章节）及表面现象与分散系统章节，电化学及化学反应动力学两个重要章节都未学习，这无疑会对物理化学课程学习的系统性产生不小的损害。面对这一实际情况，我们完全可以从整个专业的培养计划出发，筛选出多门课程的重叠内容，选排重叠知识在哪门课需要重点学习，在哪门课可以了解。如在物理化学这门课程中多相平衡章节就和材料科学基础课程里相关相图的章节有所重复，对于复合材料与工程专业而言，材料科学基础里的相图知识更重要，因此在物理化学教学中完全可以减少多相平衡的教学任务，简要介绍一些基本概念和原理即可，主要学习可在材料科学基础课程中完成。同时，物理化学中的表面化学章节也与学习材料表界面课程知识重复，在材料表界面课程中更系统丰富地阐述了表面化学，因此在物理化学课程也可以酌情减少教学任务。此外，像胶体化学此类比较简单的内容也可以安排学生自学，如果担心学生的自觉性，就可以一些代表性问题作为作业，让学生完成。

此外，如果有可能就应尽量合理制订培养计划，空出一些课时，把物理化学这门分为两学期学习，因为只有系统、透彻地学习才能让学生真正走进物理化学的世界。

二、改进教学方法

物理化学这门比较让学生学起来吃力的课程，应该积极采取有效的教学方法，改变这一现状。

首先要提高学生的学习兴趣，比如在学习热力学的过程中可以从历史背景及名人轶事出发引出热力学定律，又如在电化学中可以介绍锂电的研究前景、新能源汽车的发展现状等。兴趣始终是学习的最好动力，培养学生的学习兴趣是最大挑战也是最有效的教学方法。

其次采取案例法[3]、类比法[4]等总结所学知识与生活的联系及知识之间的关联对比，加深学生印象，帮助学生更好地理解所学知识。对于案例法，我们可以从工业生产的角度选取一种产品总结其中涉及的化学反应热力学、化学反应动力学等知识，这样可以使学生产生直观的学习感受，应用更好的学习方式。物理化学中有很多知识是可以用类比法学习的，如可逆电池与不可逆电池、理想气体与非理想气体等。这些类比不应由老师直接给出，而应让学生先独自完成这些类比，最后再对学生的类比结果进行查缺补漏，这样不但可以加深学生的学习印象，更可以锻炼学生的自主学习能力。

化学与材料工程专业例2

中图分类号：G642.44 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）52-0040-02

贵州大学材料科学与工程专业生产实习教学是安排在学生学习《材料科学基础》、《热处理原理及工艺》等专业基础课程后进行。然而实习内容多，概念抽象，理论性强，理解困难，常常缺乏成分-结构-性能-用途相互之间的连贯性，综合分析能力欠缺。还有实习安全责任、设备老化、生产环境、经费不足、技术更新等诸多因素，往往使得实习难以深入开展，流于形式，很容易引发学生失落心理，缺乏专业兴趣。生产实习是培养学生工程意识、创新意识和工程实践能力的不可替代实践教学环节。电化教学具有知识表达的多样性、交互科学性、反馈性、以及教学管理的开放性、灵活性等突出的特点。在这种背景下，电化教学在生产实习教学迎来了创新式发展，必将对实践教学改革有着积极的作用。

一、运用电化学教学，激发学生的实习兴趣

兴趣是对客观事物选择的态度，是积极认识某种事物或参加某种活动的心理倾向，表现出高度集中的注意力和较强的求知欲。电化教学能创设生动、形象、直观、视听结合的教学环境，以其新颖性、多样性、生动性、趣味性易吸引住学生的注意力，激发学生的学习兴趣。精心筛选学院专业教师、企业校友研究成果简介和科研项目。以形象、直观、生动的“看图识知”方式向学生介绍材料在生产、生活、社会发展中的重要性。学生通过大信息、多角度的授课模式，感受到“材料与社会生活息息相关”，树立学好材料学科的决心和信心。学生观看本专业教师研制的新型GDL-1汽车齿轮、新型GDL-2钎杆、EA4T高速重载列车车轴、大型燃油退火炉等产品制备过程图像，了解材料制备、检测、使用过程须用的知识，深刻体会新材料可以推动社会经济文明发展，科技创新生活，明确自己将从事材料领域工作必有良好的专业基础，从而激发学生对材料学科的学习兴趣和求知欲，自觉地提高了学生对实习教学内容的重视。

二、利用电化学教学，增设实习教学内容，突出重点难点

电化学教学能克服实习环节时空的局限性，将图像、文字、声音、动画等信息有机融合，形象生动、直观突出重点、难点、疑点，注重物理、化学内容有机糅合，不断优化充实实习内容。实习电化教学按照成分-结构-性能-用途主线的科学性和逻辑性，将多学科零散的知识点连贯熔融起来，化静为动，化虚为实，化远为近，化抽象为直观，由表及内，深入浅出，解释疑惑。比如在贵阳某钢厂实习钢材的制备过程以及中航集团某公司表面处理车间的化学表面处理过程时，用电化教学讲解GDL-1汽车齿轮、GDL-2钎杆、EA4T高速重载列车车轴等材料冶炼、铸造、锻打、塑性变形、热处理/表面处理、检测、使用等程序。在对应的程序里巧妙地串联产品生产、检测设备以及使用过程中的操作步骤和方法，把虚构球形化原子间的物理化学作用机理融解于组织结构、性能演变、理论分析等重点、难点内容，让人一目了然。在较短实习时间内，电化教学提供大量无法从实习过程中直接获取的知识，多学科知识贴近材料实物的生产实践，解决传统实习教学无法讲清、难以理解的重点、难点内容，更加充分地、清晰地揭示材料生产过程的本质。学生在实习中发现材料生产问题，用抽象-具体-形象的思维加以分解，逐层展示，由易到难、突出重点、剖析难点，步步深入理解多学科的有机交融统一，拓宽渠道获取更多知识。

三、利用电化教学，提高实习教学质量

电化教学使微观世界宏观化，抽象内容具体形象化，活跃了实习教学气氛，增加了实习改革教学的感染力，提高了实习效果和质量。如模拟仿真软件，演示新型GDL钢材料制备-过程处理-组织观察-性能测试的生产过程，以虚构的球形化原子来展示微观运动的特点，演绎不同成分GDL钢材料冶炼-凝固相变、塑性形变、表面化学处理等过程中相应的组织、性能演变，来理解GDL钢不同的用途要求。抽象化生动，让学生清晰地认识、分析材料设计、制备、检测、使用全过程。以材料用途为目标，微观世界宏观化、具体形象化，学生能独立地步步深入，多角度综合分析选取材料以及生产过程，有利于巩固、吸纳相关学科知识，理解材料成分-组织-性能-用途内在联系，清晰地认识材料学科的整体性、复杂性以及关联性，树立了正确的材料学科观念，培养学生用辩证唯物主义的物质运动、变化、发展的观点，合理地、系统地、创新地解决问题的能力，有效地保证实习教学改革质量和效果，也为学生将来就业、工作增添了自信心和竞争力。

四、利用电化教学，全面提高学生的素质

电化教学可以有效地培养学生的综合素质。在实习电化教学过程中，齿轮、钎杆、高速重载列车车轴等典型材料成功生产案例，潜移默化塑造学生正确的人生观、价值观、世界观。典型材料成分-组织结构-性能-用途交替对应演示，强化学生唯物辩证的工程意识，激发学生的专业兴趣，主动积极地去获取交叉学科知识和发展智力，有力地培养了学生的观察能力、思维辩证能力、分析问题能力、解决问题能力和创新能力。在中航集团公司某热处理车间实习期间，以军工企业文化熏陶塑造人，6～8位学生一组的形式参与某液压泵零件热处理工艺培训教材的动漫插图比赛，全面训练了学生用脑、眼、手的基本技能。学生触发多种感官功能后，能持久保持学习兴趣，最大限度地调动实习教学的积极性。学生十分愿意接触学习现代先进技术和知识，调动了学习材料与计算机学科知识的主动性，求知欲热情高涨，激发了他们的想象力和创造力。学生间通力合作，充分发挥聪明才智，培养了学生的团队合作与竞争创新能力。

实习电化教学改革，有效地激发了学生的实践积极性，充分发挥其主动获知的精神。学生能在短时间内掌握专业实习重点、难点，加深理解材料学科的辩证统一内在联系本质，吸收消化更多学科知识，开阔视野，发展智力，提高了实习质量。反之，有力促进电化教学在实习教学改革中创新地发展。

参考文献：

[1]付建民，陈国明.安全工程专业生产实习模式探讨与实践[J].安全与环境学报，2006，6（7）：37-39.

[2]李芳英.电化教学在外语教学中的应用[J].山东师范大学外国语学院学报，2003，（3）：76-77.

[3]孙妍.试论如何培养大学生对英语学习的兴趣[J].齐齐哈尔医学院学报，2009，30（17）：2192-2193.

化学与材料工程专业例3

在材料科学与工程专业的本科教学工作中，本科生进入大三和大四的学习生活中，就要学习材料科学与工程专业的专业课程和专业基础课程。其中在材料科学与工程专业的课程教学中，在讲述材料的合成与制备方法，材料科学基础等课程中都将讲述过金属间化合物材料。金属间化合物材料已经作为金属材料教学研究中的重要内容。金属间化合物材料是指金属与金属间形成的金属互化物或者金属与非金属元素间形成的化合物。金属间化合物的种类比较多，而且一些常用的金属间化合物已经在工程领域得到应用。金属间化合物材料中所含元素都是普通元素，是金属合金材料，所以可以将金属间化合物材料的制备和性能的知识内容引入到材料科学与工程专业的课堂教学和实验教学中，可以作为本科学生的毕业设计和专业课程设计教学内容。

一、金属间化合物材料的概述和应用

金属间化合物是指以金属元素或类金属元素为主组成的二元或多元系合金中出现的中间相。金属间化合物主要指金属与金属间，金属与类金属之间按一定剂量比所形成的化合物，金属间化合物有的已是或将是重要的新型功能材料和结构材料。金属间化合物的历史由来已久，金属间化合物的研究已经成为材料科学研究的热点之一。人们发现许多金属间化合物的强度并不是随温度的升高而单调地下降，相反是先升高后降低。因为这一特性，掀起了新一轮金属间化合物的研究热潮，使金属间化合物具备了成为新型高温结构材料的基础。现在已研究出许多方法和措施，用来改善和提高金属间化合物的塑性，为将金属间化合物材料开发成为有实用价值的结构材料打下基础。金属间化合物是航空材料和高温结构材料领域内具有重要应用价值的新材料。金属间化合物强度高，抗氧化性能好和抗硫化腐蚀性能优良，优于不锈钢和钴基，镍基合金等传统的高温合金，而且具有较高的韧性，因此金属间化合物被公认为是航空材料和高温结构材料领域内具有重要应用价值的新材料。金属间化合物材料作为近20年内才发展起来的新材料，相对于传统金属材料具有特殊的优点和规律，广泛用于制备金属间化合物基复合材料。金属间化合物相对于金属材料为脆性材料，相对于其他材料则具有一定的韧性，并且具有相当高的塑性。某些金属间化合物还具有反常的强度-温度关系，在一定的温度范围内，强度随着温度的升高而升高，这对高温结构材料的开发和应用给予很大的希望。此外许多金属间化合物材料具有良好的抗氧化性能，耐腐蚀性能和耐磨损性能，如Ni-Al金属间化合物和Fe-Al金属间化合物材料。因此采用金属间化合物和其他材料相复合制备复合材料可以提高金属间化合物材料的力学性能。

金属间化合物具有一系列的优异性能是最具有吸引力的新一代高温结构材料和表面涂层材料。金属间化合物的种类非常多，近年来国内外主要研究集中于Ni-Al金属间化合物，Ti-Al金属间化合物，Fe-Al金属间化合物等含Al金属间化合物的研究。目前金属间化合物材料已经研究和开发的较为广泛。许多金属间化合物材料已经用于铸造，锻压和高温熔炼等。金属间化合物材料具有高温强度好，高温抗蠕变性能强，抗腐蚀性能好，抗氧化性能好等优点，且在一定的温度范围内金属间化合物的屈服强度随着温度的升高而升高。但是金属间化合物材料作为使用的结构材料，还存在硬度低，断裂韧性差以及高温强度低等缺点。将金属间化合物与其他材料进行复合制备金属间化合物基复合材料，以制备出兼具有二者优点的复合材料是当前的重要研究和发展方向。金属间化合物材料具有较高的加工硬化率和较特殊的高温性能，因而被认为是下一代高温结构材料和高温耐磨损材料之一，特别是在改善金属间化合物材料的塑性后，更是受到了广泛的重视和研究。为了进一步提高金属间化合物材料的综合性能，很多研究工作者在金属间化合物材料中加入强化相制备金属间化合物复合材料，即形成金属间化合物基复合材料。可以向金属间化合物中加入碳化物硬质相制备耐磨损的金属间化合物基复合材料。金属间化合物材料具有许多优秀的性能而被广泛的应用到工程领域中。

二、金属间化合物在材料科学与工程专业教学实践中的研究和应用

金属间化合物材料由于具有许多优异的性能而被广泛的应用在工程领域中，所以应该在材料科学与工程专业的课堂教学和实践教学中增加一些金属间化合物的知识和内容。金属间化合物材料主要包括Al系金属间化合物材料，主要有Fe-Al金属间化合物，Ni-Al金属间化合物，Ti-Al金属间化合物等，还有其他的如Cu-Al合金，Cu-Zn合金以及Ni-Ti合金体系等金属间化合物材料。由于一般常用的金属间化合物是由两种金属元素形成的化合物并具有典型的二元相图，所以可以通过认识和了解金属间化合物学习和掌握二元相图的知识内容。此外金属间化合物材料的制备工艺方法也有很多，主要有金属熔炼法，高温自蔓延反应合成法，机械合金化法，反应烧结法，粉末冶金工艺等多种方法。其中反应熔炼法是将不同种金属元素放到熔炼炉中进行熔化形成金属合金熔体使其均匀混合并冷却形成金属间化合物材料。高温自蔓延反应合成方法是通过反应放出大量的热量维持反应继续进行最终形成所需要的金属合金材料。机械合金化工艺过程是利用高能球磨机把两种纯金属粉末放入球磨罐中并加入适量的添加剂进行球磨，粉末的制备由机械合金化过程完成，块体的制备则由烧结过程实现，机械合金化工艺是一种固态反应的过程。机械合金化技术是近年来发展起来的一种材料制备方法，机械合金化工艺通过对粉末反复的破碎，焊合来达到合金化的目的，由于合金化过程中引入大量的应变，缺陷以及纳米级的微结构，机械合金化制备的材料具有一些与传统方法制备材料不同的特性。通过机械合金化工艺就可以制备出金属间化合物粉末。粉末冶金技术是制备金属间化合物材料比较常用的一种方法。以单质或合金粉末为原料，一般是先用塑性加工的方法把粉末制备成所需要的复合材料制件，然后在烧结同时实现了制件的成型。反应烧结法是将不同种金属元素粉末通过热压烧结工艺或者常压烧结工艺形成金属间化合物块体材料。金属间化合物材料的制备通常采用粉末冶金工艺进行制备。

由于金属间化合物材料原料成本较低，制备工艺不复杂，所以对于金属间化合物材料的制备和性能的研究工作可以引入到材料科学与工程专业的实验教学工作中。可以在实验教学的课程中增加金属间化合物材料的制备和性能的研究内容，例如通过反应熔炼法，机械合金化方法和粉末冶金法等制备金属间化合物材料，并对金属间化合物材料的结构和性能进行研究。通过以上实验教学过程可以锻炼学生的实践能力和分析能力，还可以加深学生对材料科学与工程专业知识内容的认识和了解。在上述实验方法中，其中机械合金化工艺是比较实用并且能够在实验室里进行的。机械合金化工艺是将两种不同的金属粉末混合并经过高能球磨过程制成金属间化合物粉末，并通过烧结过程制备金属间化合物块材。机械合金化工艺可以在实验室里进行，可以安排学生通过机械合金化工艺制备金属间化合物材料。此外在本科学生的专业课程设计和毕业设计期间也可以安排学生进行金属间化合物材料的制备和性能的研究工作。通过对金属间化合物材料的制备和性能的研究工作，使得学生充分的认识和了解金属间化合物材料的性能特点，并加深学生对所学习的材料科学与工程专业课程知识内容的认识和了解，使得学生对材料科学与工程专业的课程内容有一定的掌握和熟悉，并通过实验教学过程提高了学生的实践能力和分析问题解决问题的能力，扩展了学生的知识面。所以本文作者认为应该在材料科学与工程专业的实践教学过程中增加一些关于金属间化合物材料的实验课程，并以金属间化合物材料的制备和性能的研究内容作为实验教学课程，这将有助于提高学生的实践能力并扩展了学生的知识面，这为本科学生以后学习材料科学与工程专业的知识内容打下坚实的实验基础。

三、金属间化合物材料未来的研究方向和发展趋势

金属间化合物材料由于具有许多优异的性能而被广泛的应用在工程领域中。近年来金属间化合物材料发展迅速，一些常用的金属间化合物已经被应用到实际的工程领域中，还有些新型的金属间化合物正在研究和开发中，而且有些金属间化合物作为结构材料进行使用，还有些金属间化合物成为先进功能材料和具有特殊性能的新材料。所以金属间化合物材料的发展和应用前景比较广阔。所以本文作者认为应该在材料科学与工程专业的实践教学过程中增加一些关于金属间化合物材料的实验课程，并以金属间化合物材料的制备和性能的研究内容作为实验教学课程。通过实验课程教学可以提高本科学生对材料专业课程内容的认识和了解。

本文主要讲述金属间化合物材料的概述和应用，并讲述金属间化合物材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用，并介绍金属间化合物材料的未来发展趋势和方向。作者认为在材料科学与工程专业的实验教学中增加金属间化合物材料的制备和性能方面的实验课程，通过实验课程教学可以提高学生对材料科学与工程专业所学知识的认识和掌握。

参考文献

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[2]何慧，张晓花，杨渭.金属间化合物的机械合金化制备[J].山东冶金，2004，26（5）：45-50

[3]杨晓光.粉末冶金技术的应用与发展[J].航空工艺技术，1999（4）：36-38

[4]徐润泽.当今世界粉末冶金技术和颗粒材料的新发展[J].机械工程材料，1994，18（2）：1-6

[5]郭志猛，杨薇薇，曹慧钦.粉末冶金技术在新能源材料中的应用[J].粉末冶金工业，2013，23（3）：10-20

[6]马臣，孟延红，曹智贤.机械实验课程教学体系构建的探索[J].实验室科学，2010（1）：44-46

[7]许家瑞.构建创新实验教学体系的探索与实践[J].实验技术与管理，2009（5）：1-4

化学与材料工程专业例4

2 构造专业实验与技能一体化的教学模式，建立“四级实验平台”

为满足金属材料工程特色专业的建设和创新型人才培养模式的需求，突出并强化实践教育环节和学生能力的培养和训练，迫切需要加强实验教学的改革与创新。我校将专业实验与专业技能培训融为一体，针对金属材料工程专业多门专业课程，实行“四级实验平台”教学改革。

2.1 优化整合，编写四级实验指导书

将以往所属材料科学基础、钢的热处理、材料性能学、工程材料学、表面工程、腐蚀与防护等专业基础课与专业课程中的实验进行统一整合，按“专业基础性”“拓展技能训练”“材料工艺设计实验”和“材料性能测试与分析”四级平台进行实验设计与技能培训。其中专业基础性实验包括金相显微试样的取材与制备，金相显微镜的构造、使用与图像的采集和处理，铁碳合金平衡状态下的显微组织观察，金属的塑性变形与再结晶，热电偶与炉温仪表的成套性检定，目的是让学生掌握材料学科最基本的金相试样制备、显微镜使用及铁碳合金基本组织等。拓展技能训练实验包括化学器皿的使用及镀液的配置，电镀、化学镀设备及镀层常用检测设备的使用，电化学试样的制备，恒电位仪的使用与极化曲线的测试，综合实验—合金镀层的制备及镀层性能的检测和耐蚀/耐磨性的评价，目的在于训练学生熟悉金属材料表面处理的常用方法、操作以及表面处理设备和检测设备的使用方法，并在此基础上进行镀层工艺设计和性能评价。材料工艺设计实验包括奥氏体晶粒显示及晶粒度测定，钢的淬透性的测定，常用工业用钢典型热处理组织的观察，铸铁及有色金属显微组织观察，综合实验—热处理工艺设计及操作，目的在于让学生熟悉常用钢典型热处理后的组织形貌特征及热处理基本操作和实际密切相关的晶粒度、淬透性测试方法，同时针对所学专业知识进行热处理工艺设计、操作及组织分析等一系列综合训练。材料性能测试与分析实验包括电子拉伸试验机的使用及拉伸实验，材料的硬度实验，单摆冲击试验机的使用及系列冲击实验，断口形貌分析，综合实验—金属材料热处理工艺及力学性能测试分析，目的在于让学生了解并熟悉工程材料常用力学性能的实验方法及所用设备、失效的断口形貌特征，并在此基础上通过综合设计实验训练学生合理选材、工艺设计、性能测试与评价等综合技能。

通过建立专业基础性、拓展技能训练、材料工艺设计实验和材料性能测试与分析四级实验平台，编写实验指导书，使独立开设的实验实现操作技能与能力训练一体化，突出学生的主观能动性，培养其实验技能与独立分析和设计能力以及科研意识等综合能力，使学生具备材料科学研究的基本操作技能和研究方法，提升学生的综合素质。

2.2 集中训练，加强课程有机联系

我们将原来分属于多门课程的分散孤立的实验进行优化组合，建立四级实验平台，其中每级平台分别有5个实验，20学时，进行集中训练，安排在大三全年和大四上半年完成。集中培训，可以帮助学生将不同课程中学到的理论知识联系起来，建立起专业课程之间的有机关联。学生在训练过程中亲自动手，尤其是实验平台中综合性、设计性实验要求学生根据任务要求，自行设计工艺路线和制备方法，不但强化与巩固了课堂理论知识，而且促进了多门课程间知识的交叉与融合，培养了学生的创新精神和独立分析问题、解决问题的能力，激发了学生的科研兴趣，受到学生的广泛好评，为他们以后走上工作岗位以及继续进行科学研究打下了良好的基础。

2.3 优势互补，联合进行平台建设

在专业实验与技能一体化教学模式实施之前，分别由教研组教师与实验教师承担教学和实验任务，使教学和实验完全脱节[6]。学生在实验时是怎么操作的，理论课教师一无所知；学生在课堂上学习了哪些知识，实验教师也不太清楚。而且，随着科学技术的发展和知识的更新，一些陈旧的方法和技术已经被淘汰，而实验教师仍在使用，造成教学和实验的脱节，对学生的素质培养和就业极为不利。

通过整合实验，使授课教师和实验教师共同参与到实验平台建设中来。专业授课教师大多数是从国内外重点高校毕业的博士生，具有扎实的专业理论基础和较强的研究能力，对目前本领域研究方向的发展较为熟悉，能够把本专业的新思想、新动向传递给学生。实验教师学历虽然不高，但具有丰富的操作经验，熟悉各种仪器设备的使用方法及实验的操作步骤。授课教师和实验教师联合，优势互补，相得益彰，有助于教学工作的完成和学生技能水平的提高。

2.4 科学评价，建立统一的考核机制

原来分属于不同课程的实验都是单独操作的，学生的实验报告上交后由实验教师评定，但实验成绩不作为评价指标计入学生的总成绩。因此，学生做不做实验，实验质量优劣都不会影响其最终成绩，这对于学生实践动手能力的锻炼是非常不利的。

将分属于不同课程的实验打乱，重新组合，建立四级实验平台，每个平台中的实验都由学生自己动手完成，根据学生实验中的动手能力、团队合作能力、创新能力等表现以及最后提交的实验报告分别给 出评定，学生获得各个平台的实践成绩。这样的评价方式，能科学地反映出学生对理论知识的掌握水平，同时在实验中锻炼了他们独立思考、提出问题和解决问题的能力，有助于学生综合素质的提高。

3结束语

对金属材料工程专业各课程实验进行整合，独立开设专业实验，打破了课程之间的界限，建立了专业基础性、拓展技能训练、材料工艺设计和材料性能测试与分析四级实验平台。通过编写四级实验指导书，集中训练；授课教师与实验教师联合授课、科学评价等措施，突出了实践技能和综合能力的培养与训练，培养了学生独立思考、分析解决问题的能力；综合性、创新性实验的开设突出了学生的主体地位，体现了个性化教育的培养理念，有助于学生综合素质的提高。

参考文献

[1] 叶宁廖,林楠,彭波.理论实验一体化教学模式在药理学教学中的实践与探讨[J].职业技术,2011(11):22-23.

[2] 马松涛,臧志和,刘冬恋.教师理论实验分离教学利弊分析[J].四川生理科学杂志,2012,34(3):130-132.

化学与材料工程专业例5

作者简介：李峻峰（1976-），男，四川会理人，成都理工大学材料与化学化工学院，副教授；邱克辉（1955-），男，四川资中人，成都理工大学材料与化学化工学院，教授。（四川 成都 610059）

基金项目：本文系四川省“高等教育质量工程”新能源材料与器件专业综合改革项目（项目编号：SZH1109JC02）、四川省“高等教育质量工程”新能源材料与器件专业综合改革项目（项目编号：SZH1109ZY01）的研究成果。

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）03-0083-01

当前世界经济的现代化得益于传统化石能源如石油、天然气、煤炭的广泛应用，因此可以说世界经济是建立在化石能源基础之上的经济。然而这一资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭，大力发展新能源取代传统化石能源，进行一场新的工业革命，不仅是出于人类生存的基本需求，更是世界经济获得可持续发展的必然需要。[1，2]因此新能源技术必将是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一，而新能源材料与器件是实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键。新能源材料与器件本科专业是为适应我国新能源、新材料、新能源汽车、节能环保、高端装备制造等国家战略性新兴产业发展需要而设置。教育部于2010年公布的战略性新兴产业相关专业是由材料、物理、化学、电子、机械等多学科交叉，以能量转换与存储材料及其器件设计、制备工程技术为培养特色的战略性新兴产业紧缺专业。[3，4]

尽管我国多所高校以前有与新能源材料与器件相关方向的专业进行人才培养，但是作为一个进行系统人才培养的新专业，其相关专业课程的建设是相对滞后的，因此设立该专业的各高校均或多或少面临该专业的课程建设问题。尤其较多学校均把新能源材料概论作为该专业的重要专业基础课程，因此建设好新能源材料概论课程对于该专业的专业建设和人才培养具有重要意义。

一、新能源材料概论课程在专业培养体系中的地位

成都理工大学新能源材料与器件专业的培养目标是：培养适应国家战略性新兴产业需要，具备坚实的材料、物理、化学、电子、机械等学科基础，系统掌握新能源材料、新能源器件设计与制造工艺、测试技术与质量评价、新能源系统与工程等方面的专业基本理论与基本技能的应用研究型人才。为达到这一专业培养目标，所构建的课程体系中，新能源材料概论课程处于联系该专业的学科基础课程（如高等数学、大学物理、大学化学等）与专业核心课程（如材料科学基础、半导体物理与器件、新能源转换与控制技术等）的重要位置，也是该专业同学接触专业方向内容的第一门专业课程。因此新能源材料概论课程具有联系学科基础与专业基础、建立初步专业知识框架奠定专业基础、培养初步专业基础知识和专业兴趣的重要作用。

二、课程教学内容体系建设

根据新能源材料概论课程在专业培养体系中的重要作用，该课程教学应该达到如下目的：培养学生建立起新能源材料与器件的学科知识框架，掌握新能源材料相关的重要基本概念和基础知识，了解主要代表性新能源材料的成分、结构、工艺、性能及其关系，了解新能源材料的国内外发展动态，为进一步学习专业知识打下坚实的基础。为了实现这一教学目标，笔者设计的新能源材料概论课程内容结构如图1所示。

对于新能源材料概论的课程内容，在教学实践中首先从介绍能源着手，包括能源的定义与分类、世界能源结构、中国能源现状、能源危机问题等；其次引入新能源问题，包括新能源的概念、分类、特点、各种新能源简介等；再次介绍材料相关基础知识，包括材料的概念与分类、材料科学与工程的四要素即材料的组成、结构、合成与加工、性能与应用性能及其相互关系等；然后在以上知识基础上介绍新能源材料，包括新能源材料概念、分类、任务与面临的课题等；最后分章介绍目前主要的一些新能源材料如发光材料与半导体照明发光材料、金属氢化物镍电池材料、锂离子电池材料、燃料电池材料、核能材料、相变储能材料等。在这些新能源材料的介绍中通常以相关新能源器件工作原理入手，通过原理介绍引出相关器件的核心材料，再对所涉及材料的成分、结构、合成与加工技术、性能与应用性能特点等分别介绍。

在上述课程课程内容具体实施中，必须坚持强化“三基”（即基本概念、基本理论、基本知识），同时保证知识的系统性、新颖新和前沿性，以达到奠定专业基础、培养专业兴趣的教学目标。根据目前已实施的两届学生教学效果来看，达到了预计的教学目标，教学效果良好。

三、关于课程建设的思考

教材是课程的物化构成部分，是课程内容的具体化，课程教学内容的实施离不开与之相匹配的教材，而教材内容又必然反映前期课程内容的组织。通常一门课程的教材都是经过慎重编选，其知识体系合理，内容科学，可以基本保证学生学习的正确性。并且教材的知识结构及顺序在一定程度上体现着该课程的教学方法，一本好的教材有助于教师完善教学方法。[5]从目前现有的几本新能源材料概论相关图书来看，或者内容偏重于专著的形式而不太适合作为专业基础课程教材使用，或者偏重于上述教学内容中的一部分且难度较深而不适合刚入门学生的使用，或者编写较早而难以跟上目前该领域发展前沿动态，并且基本上都缺少作为基础课程教材使用相匹配的系统思考题与习题，因此根据目前现有教材难以很好地完成上述教学内容与教学目标。笔者已经根据新能源材料概论的课程目标和内容，按照上述内容结构在着手编写尽可能适合大部分学校新能源材料与器件专业使用的新能源材料概论教材。

对于一个新专业的重要专业基础课程，新能源材料概论具有联系学科基础、奠定专业基础、培养专业兴趣的重要地位，是新能源材料与器件专业教学改革中一个值得深入研究的课题。教学改革是一项系统工程，尤其是除了课程教学内容外，教学方法、本课程在整个课程体系中的支撑性、本课程与各学校该专业的特色相结合等问题均应该进行深入探讨。此外还必须更新教育观念，强调教学效果。成都理工大学新能源材料与器件专业建设必然将不断地关注全国其他院校本专业及其相关专业的课程改革发展动向，为提高学生的培养质量而不断努力。

参考文献：

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化学与材料工程专业例6

中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2013）33-0083-03

1 引言

作为人类文明和社会进步的重要标志，材料科学技术在经济和社会发展中扮演着越来越重要的角色，并与能源、信息技术构成现代科技的三大支柱。高等学校材料科学与工程专业教育在肩负着为国家和社会培养材料类高级专业科技人才的历史使命的同时，也面临着材料科学技术迅猛发展带来的一系列问题和挑战[1]。在材料科学与工程专业高等教育快速发展的今天，探索出符合材料科学与工程专业特色的课程设置体系和方案，是材料科学与工程高等教育的重要任务和目标。本文在分析和总结材料科学与工程专业发展历程及特点的基础之上，提出了符合材料科学与工程专业特色的课程设置方案，为材料科学与工程专业高等教育和改革提供有益的尝试。

众所周知，虽然材料的使用和研究已有非常悠久的历史，但真正将“材料科学与工程”作为一个独立的专业和学科进行人才培养和教育还仅始于20世纪60年代[2]。我国材料科学与工程专业教育经历了由借鉴苏联模式进行严格的专业教育到逐渐学习欧美系统的学科教育的发展历程[3]。从新中国成立到20世纪90年代后期，我国已有144所高校设有材料类专业，涵盖的专业有硅酸盐工程、无机非金属材料、建筑材料、电子材料及元器件、钢铁冶金、有色冶金、粉末冶金、金属材料及热处理、腐蚀与防护、水泥、玻璃、陶瓷、高分子材料、高分子化工、塑料工程、橡胶工程、化学纤维、复合材料、材料物理、材料化学等20余个[4]。严格按照材料的专业方向进行人才培养的缺点是：专业划分过细，基础知识相对薄弱，毕业生就业面窄，工作适应能力差[5]。

为了克服上述缺点，教育部于1998年在“重基础、宽口径”的指导思想下，对材料类本科专业目录进行了调整，将上述20余个专业合并为冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料物理、材料化学等6个专业，并同时在一级学科专业目录材料科学与工程下进行招生[6]。目前我国设有材料类专业的各高等学校均在此次专业目录调整基础之上更新培养方案和教学内容，并结合自身学科的优势和特色、国家及地区经济发展需求等，确立自身的优势学科方向。截止2009年7月，我国具有材料类二级学科的普通高校已有415所，绝大多数“211工程”大学都设置了材料类专业，可以说我国材料科学与工程专业高等教育正处于蓬勃发展的关键时期[7]。

2 国内外高校材料科学与工程专业课程设置情况对比

目前，我国各高校材料科学与工程专业大多按照教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》以及《普通高等学校本科专业设置规定》等文件的要求，构建了以公共基础课、专业基础课、专业课和选修课为主的模块化的课程设置体系[7]。其中，公共基础课（包括外语、数学、人文及社会科学、物理、化学等专业平台课程等）按材料科学与工程一级学科所必需的公共基础知识进行设置，约占全部课程的50%；专业基础课按材料科学与工程二级学科进行设置，占全部课程的20%～35%；专业课及选修课则按二级学科以及各高校设置的专业方向和办学特色进行设置，约占全部课程的15%～20%。

和上述我国材料科学与工程专业的课程设置方式相比，国外发达国家对材料专业的课程体系没有设置统一的规定，各高校可以根据自己的学科发展方向和特色等灵活地进行课程体系设置，并体现出特色鲜明、注重交叉学科人才的培养、课程设置涉及面广和突出实践能力培养等特点。

1）突出特色。国外各高校可以根据学科发展方向和特色有侧重地进行课程设置，如美国宾夕法尼亚大学材料科学与工程系在纳米材料和生物材料领域的研究工作相当出色，因此该校在本科生教学计划及课程设置中突出了纳米材料和生物材料等相关课程及最新研究进展。

2）注重交叉学科人才的培养。国外各知名高校大多设置了多层次的课程体系以满足不同学生对知识结构要求的差异，在培养计划中除设置材料学科的主要课程，还可以引导学生学习相关交叉学科的核心课程，如生物学、化学、经济学、管理学等，从而为将来打算从事生物、医药、经济、法律、工商管理等领域工作的学生打下基础。

3）课程设置涉及面广。国外各高校均对理工科学生要求有相当的人文知识背景以及交叉学科的相关知识，很多学校都安排了大量的选修课供学生选修，特别是材料科学与相关学科以及社会科学的交叉课程，如与生物、医药、环境、电子工程、化学工程、土木工程等理工技术学科的交叉课程，以及与经济、法律、艺术、财务、管理等人文社会学科的交叉课程。

4）注重实践教学环节的设计和安排。如英国牛津大学材料系的课程设置，从一年级开始到四年级，每个学年均安排了工矿企业的参观或实习，二年级时就要求有6～8周的工业实习。同时，实验教学时间也非常充足，一年级每周有5～6小时的实验教学安排，二年级则安排了15～18小时的实验教学。另外，国外很多大学均安排了四年级两个学期的时间进行毕业设计或毕业论文撰写[8-10]。

3 材料科学与工程专业的特点及对应的课程设置思路

作为一个蓬勃发展的专业，材料科学与工程专业已表现出如下特点，并对课程体系设置改革带来了重要启示。

专业涵盖面广与模块化的课程设置 如上所述，材料科学与工程专业涵盖了冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程、材料物理和材料化学等6个二级学科，其中每一个二级学科又包含若干专业方向。学科涵盖范围广与专业教育的系统性要求材料科学与工程专业高等教育在贯彻教育部“重基础、宽口径”指导思想、强化基础理论知识学习的同时，也应考虑到各二级学科及专业方向的特色，使学生在拓宽知识面和就业口径的同时，也能完整、系统地掌握自身专业方向的理论体系和精髓，从而在苏联严格的专业教育模式和欧美系统的学科教育模式之间找到平衡点，解决目前材料科学与工程专业教育中存在的广度与深度之间的矛盾。

考虑到材料科学与工程专业教育中存在的上述矛盾，昆明理工大学从2004年开始对材料科学与工程专业培养方案进行改革和调整，不仅强化了公共基础课和学科基础课的基础地位，而且有针对性地提出了专业模块课的概念，即在夯实学科基础的同时，为满足各二级学科方向的特色、知识结构的系统性、完整性以及专业教育深度的要求，设置了金属材料工程、无机非金属材料工程等方向的模块课。通过模块课的设置，使学生能够系统掌握所学专业方向的知识结构和框架，深入地理解本专业方向的特点和精髓，从而在满足教育部提出的“重基础、宽口径”的指导思想的同时，也能够系统深入地掌握本专业的知识和技能，解决目前材料科学与工程专业教育中存在的学科涵盖范围广与专业特色教育系统性和深度之间的矛盾。

学科交叉性强与有针对性的选修课设置 材料科学与工程学科是一门涉及材料科学、物理学、化学、工程科学以及计算科学的综合叉学科，随着科学技术的进步和发展，各个学科之间相互渗透、交叉、复合的程度越来越深，分界线则越来越模糊，新的材料领域层出不穷并不断发展。材料科学与工程学科交叉性强的特点要求在进行课程设置时，应有针对性地在材料物理、材料化学、材料工程技术以及计算材料科学等领域开设相应课程，弥补由于学科交叉性强而带来的某些学科领域的空白，进而引导学生的兴趣，开阔学生的视野。

基于此，昆明理工大学材料科学与工程专业自2004年起就选择在相关教学和科研领域具有丰富实践经验的教师，有针对性地在材料科学与物理学、化学、计算科学、生物科学、能源科学技术等学科领域之间开设生物材料、能源材料、纳米材料、复合材料、计算材料学、材料物理、材料化学等选修课程，利用这些课程的开设填补材料科学与其他相关学科领域之间的空白，使学生掌握材料与其他学科交叉领域的知识，有目的地引导学生的学习兴趣，从而适应材料科学与工程学科交叉性强的特点。

实践性、应用性强及对应的培养方案改革 材料科学与工程专业同样是一门实践性、应用性很强的专业，只有材料科学的基础知识、基本理论在实践中得到灵活应用，才能体现出学科的真正价值，而且无论传统材料、新兴材料的生产、制备和整个使用过程，均和实际密切联系。因此，在本专业学生的整个培养过程中均应强调知识的灵活运用能力、动手能力、工程实践能力和创新能力的培养。

针对材料科学与工程学科实践性和应用性强并强调知识灵活运用的特点，昆明理工大学自2004年起即有针对性地对实践性教学环节进行了改革，降低了重复性、演示性实验教学环节的比例，提高了探索性、研究性实验教学环节的比例，充分调动学生的积极性、主动性，增强学生对专业的兴趣与学习热情，培养学生的科研方法及分析问题与解决问题的能力。在毕业设计论文改革环节中，积极引导学有余力的学生提前进入导师课题组，鼓励学生参与各类创新、创业大赛，并将其作为毕业设计成绩的一部分，从时间上、制度上保证了毕业设计的质量，使其成为学生灵活运用所学知识进行创新活动的重要环节。在学生实习环节，学院充分利用和挖掘一切资源，与一些科研院所、厂矿企业等合作，共同建立产学研实习基地，使其成为学生了解实际生产情况、综合运用所学知识的场所和日后顺利走向社会的桥梁与纽带。

4 课程设置方案实例

通过学习和借鉴国外大学在材料科学与工程专业课程设置方面的成功经验。与此同时，针对材料学科专业涵盖面广，交叉性、应用性和实践性强的特点，昆明理工大学自2004年起就结合上述学科特点，对材料科学与工程专业本科生培养方案进行了调整和改革，调整后的课程设置体系如表1所示。调整后的课程设置体系不仅符合教育部提出的“重基础、宽口径”的指导思想，而且通过专业模块课的设置较，好地体现了材料科学与工程学科各专业方向对专业教育系统性的要求，而有针对性的任选课的开设则很好地填补了材料学科与其他学科交叉领域的空白。除此之外，还对实践教学环节的形式进行了改革，在认识实习、生产实习和毕业设计环节中突出学生灵活运用知识解决实际问题的能力和创新能力的培养和提高。

5 课程设置方案改革效果

通过上述课程体系改革和实践，昆明理工大学材料科学与工程各专业方向本科毕业生综合素质显著改善，考取研究生比例和就业率均显著提高。根据近年来毕业生就业后的跟踪调查，用人单位普遍认为昆明理工大学材料科学与工程专业毕业生基础知识、专业技能扎实，适应能力、创新能力、分析解决问题的能力强。一批优秀毕业生已经成为国内高校、科研院所及企事业单位的业务骨干和中坚力量，受到了社会的高度评价。学生在参与各类科技创新竞赛中屡获佳绩，已获得获第六届中国青少年科技创新奖一项，第十一届全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖一项，云南省首届大学生“创业计划”大赛金奖一项。

在今后的教学改革和实践活动中，将继续密切结合材料科学与工程专业的特色，不断更新培养方案，为蓬勃发展的材料科学与工程专业高等教育做出新的贡献。

参考文献

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[7]张华，刘亚云.材料科学与工程专业课程体系的比较[J].理工高教研究，2006，25（4）：52-54.

化学与材料工程专业例7

材料化学是近年来随着材料科学的快速发展与社会需求的日益增加新开设的一个专业，它是一门新兴的交叉学科，是工程、信息、新能源等高科技产业和技术发展的重要基础。随着环境问题的突出和人口的增长，各种功能材料在农业上的应用日益广泛，新材料的不断开发应用，对加速农业发展，推动农业产业化结构起到了重要作用。但目前我国农业领域从事新材料技术开发和应用的专门人才还相当匮乏，远不能满足农业高速发展的需要，与现代新农村建设的需求存在很大的差距。因此，在我国高等农业院校设置材料化学专业对我国农业的产业化发展具有重要的意义。

一、确定合理的材料化学专业培养目标

坚持“结合材料科学发展的大方向和工科院校在材料领域的人才需要对材料化学专业人才培养进行定位”的原则，材料化学专业人才培养的基本目标是：培养适应社会主义现代化建设需要的、德智美体等全面发展的，掌握化学及材料学科的基本知识和基本理论，具备材料设计、开发、检验等基本技能，能在材料、化工及相关的领域从事新型材料研制、质量检验、产品开发、教学及技术管理等工作的基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、具有创新意识的应用型、研究型人才。

在材料化学专业培养计划中，借鉴其他重点大学材料化学相关专业的成功经验，以材料化学技术为主线，以材料工程为背景，通过教育和行业、高校和企业的密切合作，探索适合材料化学专业产业创新人才计划的新的培养方案和课程体系。根据材料化学专业的需要，优化重组本专业的课程体系，使学生具备材料化学相关的基本知识和基本技能，具有对材料改性及加工过程进行技术、经济分析和初步的管理能力；能在材料化学及其相关领域从事材料研究、材料的成型和加工、新材料的设计和开发及相关管理工作。在教学实践中不断积累并形成具有自身特色和优势的专业特色。学校作为价值核心实现的支撑，从宏观上进行调控。

二、完善课程体系，优化课程设置

2.1 完善课程体系

材料化学专业的主干学科是化学和材料科学，在构建材料化学专业课程体系时，根据教学环节的科学性、系统性、综合性和连续性的要求，将所有教育环节分为通识教育、基础教育、专业教育、实践教学和创新创业教育五个部分设置，为了淡化专业界限，全校统一设置通识课平台。在2009年修订的材料化学专业教学计划中，课内总学时为2384学时，学生毕业应取得总学分为173学分，其中通识教育课程5l学分，基础教育课程40.5学分，专业教育课程32.5学分，实验实践43学分，就业与创业教育6学分。其中，通识课和基础课与本系应用化学类其他专业一致；后三类课程体系与应用化学专业有区别的开设，突显出了材料的特色。

2.2 优化课程设置

首先课程体系设置充分考虑到知识结构的系统性、授课时间和内容的衔接性，在充分调研的基础上，慎重优化课程设置，根据提出的指导意见和建议，进行相应补充和完善。一方面，通过科研同行、同学、校友等多渠道了解农业、化工、材料、能源等相关行业对材料化学专业人才的具体需求，根据学校的总体发展目标和学科优势，结合系里的研究背景以及最新成果，有针对地设置适合时代

发展需求并具有华南农业特色特色的特色课程。例如：我们开设《材料化学》、《材料物理》、《无机功能材料》、《高分子化学与物理》等专业核心课程；在广泛征集老师授课意向的基础上设置了一些特色选修课：《生物质能源与材料》、《新能源材料》、《功能高分子材料》；还开设了《材料近代测试技术》、《化工制图》、《聚合物加工及应用》等实用性课程；为了激发学生对材料化学的学习兴趣，以讲座形式在大一、大二开设了《材料化学前沿》。

三、加强师资队伍建设

师资是专业建设和人才培养的基本保证，由于我院的材料化学专业刚刚成立，本专业的师资队伍正处在一个起步的阶段，目前仅十余人，随着学生招生人数的增加，将不断加强师资队伍的建设，建立合理的教学梯队。由于材料化学专业是一个新型的交叉专业，对于高学历的本专业的人才相对单独的材料和化学专业比较少，因此对于高学历的人才我们将遵循本科是化学类专业、研究生是材料类专业或者本科是材料类专业、研究生是化学类专业的人才进行引进的原则，并尽量挑选一些研究方向与我院的专业特色相吻合的人才，以保证专业课和实验环节的顺利开展。另外，为了提高教学质量实现人才培养目标，发挥教师的主导作用，我们要求每位教师都必须明确培养目标，参与教研教改工作，参与课程体系建设，参与教学大纲的制定和修订。在加强学习的同时，通过教研教改活动，把握专业的发展，提高自身的素质，有的放矢地指导教学，统一协调地工作，确保教学质量的提高。

四、结语

总之，材料化学专业作为一个新型的专业，它的发展需要经过一个不断探索、不断发展和完善的过程。但可以预见的是，在科学、可持续发展的高等教育管理制度下以及学院注重软、硬件建设的情况下，而且随着西部的开发和经济的发展，材料化学专业将会培养出“厚基础、宽专业、强技能、重应用、能创新、高素质”的人才，并为西部的高等教育质量和经济发展做出应有的贡献。总而言之，每位教师都必须明确培养目标，参与教研教改工作，参与课程体系建设，参与教学大纲的制定和修订。在加强学习的同时，以专业建设为依托，以课程建设为切入点，以教学质量为生命线，以材料化学与农学和生物学相结合为特色，以品牌专业建设为目标，使材料化学专业达到全省同类专业的先进水平。

化学与材料工程专业例8

材料是人类文明与社会进步的物质基础与先导，是实施可持续发展战略的关键；材料技术是现代高科技与新经济的三大重要组成部分，在以高科技为主要特征的知识经济时代，世界各国在产业政策、科学研究、教育与人才培养等方面都给予了材料科学重点支持、优先发展的政策。随着我国社会经济和科学技术的发展，对材料科学与工程专业人才的知识结构与实践能力提出新的要求，因此，高校材料科学与工程专业人才培养方案需要做出相应的调整，以满足社会经济发展对材料科学与工程专业人才的需求。

我国材料科学与工程教育改革迅速发展，几乎全国所有设有材料专业的院校均已不同程度地参与了材料科学与工程教育改革，借鉴欧美诸国材料科学与工程教育模式与体系，培养模式由“专业培养”向“学科培养”发展，从狭窄的专业教育向全面的素质教育转变，从钻研狭窄的单科教育向建立工程意识教育转变；同时，吸收欧美国家的“材料学科共同基础知识”作为重要的教学内容，课程设置从学科式课程向整合式课程转变，专业课程从中心地位向载体地位转变，课程内容从以学科发展为中心向以培养学生为中心转

变[1]。总体来说，我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束，向其它专业甚至其它一级学科渗透。在这样的背景下，深化我校材料科学与工程领域人才培养方案的改革成为必然的选择。

一、国内材料与化学学科研究生培养现状分析

调研对象为国内“985”高校的材料与化学学科研究生最新培养方案，学科涵盖材料科学与工程、化学两个一级学科，材料学、材料物理与化学、材料加工工程，高分子化学与物理、应用化学五个二级学科[2]。调研结果分析表明，国内高校材料与化学学科研究生培养方案中，课程设置具有如下特点：

（1）除了政治、英语、数学等公共必修课外，课程设置的基本模式为：专业基础课+专业选修课（包括必修的学术活动、专业外语等）。

（2）专业基础课的数量少，且必修，或者提供少量课程供选择；所设课程都为各方向的基础和共性的理论、测试方法、制备技术和实验技能等。

（3）专业选修课根据各自的研究方向提供很多课程供选择。大部分学校开设的专业选修课都在10门以上，如天津大学为材料学硕士生开设了24门专业选修课；哈尔滨工业大学分别为材料科学与工程硕士生和博士生开设了35门和14门专业选修课；上海交通大学为材料学、高分子化学与物理和应用化学博士生都开设了20门专业选修课；南京大学为应用化学硕士生开设了26门专业选修课。

（4）对学术活动（读书报告、参加学术会议、听学术讲座）、前沿进展或专题研讨、外语文献阅读提出了越来越高的要求和标

准[3]。几乎所有高校都将上述课程列为必修，并对其考核标准提出了更高要求。如哈尔滨工业大学规定研究生参加跨学科学术讲座5次，并在全系范围内做学术报告2次（其中至少1次使用外文），并鼓励参加国际学术会议。

（5）各高校均倾向于按一级学科设置课程[3，4]。如中南大学、浙江大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、清华大学等均按材料科学与工程一级学科设置了硕士生和博士生的课程体系；四川大学、华东理工大学、北京理工大学、南开大学等按化学一级学科设置了高分子化学与物理、应用化学的硕士生课程体系。

（6）规定或鼓励跨学科修课，以提高综合素质，拓宽知识面和优化知识结构。

二、我校材料学科研究生培养现状分析

我校材料类人才培养源于1953年成立的哈尔滨军事工程学院“金工金相”专业，至今已有55年的办学历史。随着“哈军工”主体南迁长沙，学校原专业体系进行了相应的调整，材料类与化学类合并组建材料工程与应用化学系，先后开设了“金属材料”、“复合材料”、“军用材料工程”、“应用化学”等专业，为国家和军队培养了大批优秀的高级技术人才。

随着高新技术发展对材料科学与工程人才培养需求的变化以及国内外材料科学与工程教育改革的不断深入，我校材料学科研究生的培养现状越来越不能适应新的历史条件下国民经济发展和军队现代化建设对材料科学与工程专业高级人才的需要，突出表现在如下几个方面：

（1）按二级学科设置培养方案，与学科交叉融合的大趋势不相适应。我校材料类研究生培养按“材料学”、“材料物理与化学”、“材料加工工程”3个二级学科设置培养方案，此外，还有“高分子化学与物理”、“应用化学”、“军事化学与烟火技术”3个化学类二级学科硕士点，涉及6个二级学科，分布在“材料科学与工程”、“化学”、“化学工程与技术”、“兵器科学与技术”4个一级学科中。而近年来，随着我校材料学科与化学学科相互交叉融合，逐渐形成了以化学基本原理为学科基础，材料工程为专业方向的特色学科体系，涵盖结构材料（耐高温与轻质复合材料）、功能材料（光电功能材料）、材料化学（电池能源材料）、军事化学（含能推进材料）4个特色学科方向。上述6个二级学科交叉融合于这4个特色学科方向中，且各二级学科间的界限逐渐模糊，如结构材料方向不仅具有“材料学”的学科属性，还具有“材料加工工程”与“高分子化学与物理”的部分学科属性。因此，这种按二级学科设置的研究生培养模式不再代表我校材料学科特色学科方向发展。

（2）专业方向划分过细，不利于教学资源的合理配置。我校材料与化学类6个二级学科硕士点涉及的研究生培养专业方向达19个，而每年的招生规模小于40人（2008级博士研究生13人，硕士研究生25），并且培养规模有逐年减少的趋势，这样每个专业方向年招生规模在2人左右。这必然带来两个方面的弊端：一是要开设数量众多的专业课程（如每个专业方向开设1～2门专业课程，则专业课程的数量达38门之多），而听课的学员可能只有1～2人，这既加重了教员的负担，又浪费了日益紧缺的教学资源；二是过多的专业方向不利于教学条件的建设。

（3）课程体系不够优化，不能满足跨学科培养的需求。我校自2004年开始暂停“军用材料工程”专业的本科招生计划，而材料学科又是我校的优势学科，所以本校“应用化学”专业的本科生绝大多数选择报考材料类研究生，呈现较普遍的跨学科培养现象。应用化学专业的本科生由于材料科学基础理论知识缺乏，必然会影响其研究生阶段的课程学习与后续的论文研究，而在培养方案的课程设置中并没有将材料学科共同基础知识作为主要的教学内容，反而是各类专业课程处于中心地位，这必然会制约人才培养的质量。此外，在课程设置中过于重视理论教学，而忽视了实践性课程教学，不利于学员创新思维与动手能力的培养。

三、我校材料科学与工程研究生培养方案的改革

在全国材料科学与工程教育改革的大趋势下，为了适应新的历史条件下国防和军队现代化建设对材料类专业高级人才的需要，结合我校材料学科与化学学科交叉融合的学科特点，开展材料科学与工程研究生培养的改革，包括人才培养模式、课程体系、实践性教学环节等内容。主要工作体现在如下几个方面：

（1）突破学科界限，按一级学科组织人才培养。顺应国内外材料科学人才培养改革的主流，突破材料与化学学科界限，按一级学科的模式组织人才培养，不再按二级学科进行区分，而是按“大材料”的思想，下设“结构材料”、“功能材料”、“材料化学”、“军事化学”4个特色学科方向。在课程设置上，摒弃材料与化学相互独立的模式，跨材料科学与工程和化学两个一级学科设置课程体系，将材料与化学共性的基础理论作为基础课程的主体，突显材料与化学的交叉融合。具体课程体系结构如表1所示。

上述课程体系的构建是基于材料与化学学科的内在关联性，将化学定位于材料的基础学科，而材料学科定位于化学学科的工程化方向之一。因此，材料与化学类研究生完全可以采取大学科群培养模式，跨材料和化学两个一级学科设置课程体系，完全打通材料与化学课程，不再区分学科门类。这种培养模式虽然在国内同类高校中还不曾采用，是一种培养模式的创新；但和国内众多重点高校鼓励研究生跨一级学科选修课程的精神是相符的。因此，材料与化学大学科研究生培养模式应该是一种有益学科融合，增强研究生学科基础知识的不错选择。

（2）优化课程体系，强化实践性教学环节。按照学科知识体系优化设计研究生课程，课程体系和内容的设计力争做到体现学科内涵、学科基础和学科前沿。在专业课程设置上，大幅压缩专业课程数量，有针对性地开设高水平专业课程，实现专业课程从中心地位向载体地位转变。〖JP2〗如表1所示，每个学科方向限设专业课程3～4门，且可以跨学科方向选修。在教学内容的编排上，充分考虑“复杂电磁环境”等信息化条件下联合作战的重大需求，用科学技术进步、军事训练和武器装备发展的最新成果充实更新教学内容，如将《功能材料》课程改造成《信息功能材料学》，增设《伪装隐身技术》、《生物材料学》、《含能材料性能计算原理》等课程。〖JP〗

在实践性教学环节方面，注重研究生动手能力的培养，除开设大量的课程实验外，还增加了《高等合成化学实验》和《材料制备实验》2门实验课程。在实验内容的选取上紧密结合我校科研特色，如聚碳硅烷制备与有机硅树脂合成实验、C/SiC复合材料制备与聚合物复合材料构件制备实验、功能陶瓷材料制备与性能表征实验等。这不仅培养了研究生综合应用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，而且使研究生提前熟悉科研设备，对后续科研工作的开展也是大有裨益的。

（3）强调自学和研讨，强化研究生学术活动。突出强调研究生的自学能力，要求研究生参加各种学术研讨活动，且明确参加学术会议、学术讲座、专题研讨等学术交流活动的等级和次数要求，如博士研究生必须参加不少于20次（硕士研究生为10次）的学术交流活动（其中至少有4次为跨学科交流活动），本人至少主讲3次。至少应参加一次国际学术会议或全国性高水平学术会议并。并要在参加每次学术交流活动后，撰写不少于500字的总结报告。同时强化研究生文献查阅能力，明确要求博士研究生在开题报告前应至少全文阅读相关技术文献资料80篇（硕士研究生为50篇），其中外文文献资料不少于阅读总量的1/2，达到熟练的文献检索和综述能力，能够对文献进行分析总结，提出该研究方向的发展动态和发展潜力以及需要进一步研究的关键问题，并写出不少于7000字的文献综述报告。

四、结束语

我校材料科学与工程学科通过本轮人才培养方案的改革，基本理顺了人才培养与学科建设的关系，达到了更新人才培养观念、优化课程体系、改善创新环境与增强自主学习之目的。但人才培养的改革是一项长期的工作，需要持续不断地创新与实践，才能永保人才培养方案的科学性与时代性。

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化学与材料工程专业例9

生活在钢筋水泥森林里的我们，对金属材料一定不陌生。从汽车外壳到小小螺丝钉，从建筑用材到锅碗瓢盆，处处充斥着金属感。可以说，金属材料的发现和应用，日益深入和改变着我们的生活。

金属材料工程是一门实用性很强的专业，通过对金属材料制备工艺及其原理的探索，研究成果可以直接应用于现实生产。该专业开设的主要课程有材料热力学、金属学、材料力学性能、材料分析技术、金属材料学、材料成型加工工艺与设备、计算机在材料工程中的应用等。通过学习这些课程，同学们将被培养成为具备金属材料科学与工程等方面的知识，能在冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、金属材料成型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工作的高级工程技术人才。

金属材料工程发展历史很长，基础非常雄厚，可以说从事这方面研究的人员一开始就站在了巨人的肩膀上，但需要注意的是，借助学科雄厚的基础，初学者虽然很容易入门，但入门后看见的是一片片整整齐齐的田野，仿佛没有值得开垦的地方，要想取得突破性进展必须下一番力气。因此学生在学习时需要注重培养自己的观察和判断能力，不盲目迷信书本和权威，要敢于放开自己的思维不断探索新知。

经过本科阶段的学习，金属材料工程专业的毕业生将被授予工学学士学位，毕业后如果希望从事专业相关工作，可以去相应的研究所（比如北京有色金属研究院）参加工作，或是在宝钢、首钢等国有大中型钢铁集团以及其他相关企业担任中高级工程技术人员，当然也可以选择留校或者出国。当你看见自己辛勤劳动的成果在钢花飞溅中诞生，为国家和人民创造了巨大经济利益的时候，你一定会由衷地感到高兴。也许到时候你会发现自己对别的领域更感兴趣，不要担心，你所学的知识和方法完全可以帮助你适应其他的工作，因为在这里养成的分析问题、解决问题的能力，会令你左右逢源、游刃有余。

报考点津：由于本专业涉及到金属材料的设计、计算机的应用等专业领域，因此，有创新意识，吃苦精神，且在绘图、计算机等方面有专长的同学更适合报考该专业。

高校快照：北京工业大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学、盐城工学院、西北工业大学等。

专业大观

高分子材料与工程属于理工科类，是研究有机及生物高分子材料的制备、结构、性能和加工应用的高新技术专业。目前高分子材料已被广泛应用于生活、生产、科研和国防等各个领域，成为我国科学研究的一个重点领域。

高分子材料与工程培养的是高新技术方面的人才，该专业的学生主要学习高聚物化学与物理的基本理论和高分子材料的组成、结构与性能知识及高分子成型加工技术知识，具体的课程有有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物流变学、聚合物成型工艺、聚合物加工原理、高分子材料研究方法。看课程的名称，我们会发现，高分子材料与工程主要涉及化学、物理、材料知识。但是，不要以为你高中的物理、化学学得好就能把高分子材料与工程专业学好，我们高中时学的物理、化学其实都只是基础知识，并没有朝深方向延伸。因此说，高中所学的物理、化学知识只能算是在为学高分子化学、物理打基础。

学习了高分子材料与工程的主要课程后，充其量只能说你学到了知识，还不具备有开发研究高分子材料的能力。为了帮助该专业学生将知识转化为技能，学生在校期间的大部分时间都被用来做实验，同时学校也会适当的安排一些社会实践，同学们可以进行金工实习、生产实习、专业实验、计算机应用与上机实践、课程设计等。此外，同学们自己还可以利用寒暑假的时间到工厂、企事业单位实习。

总而言之，只有经过社会实践并且反复摸索验证课本上的理论知识，同学们才能掌握高分子材料的合成、改性的方法，获得聚合物加工流变学、成型加工工艺和成型模具设计的基本技能，具有对高分子材料改性及加工过程进行技术经济分析和管理的初步能力。当同学们在学校就具有以上这些能力，那可以说已经很优秀了，毕业时那会是企业争抢的香饽饽。

关于就业，高分子材料与工程专业的学生毕业后，可以到高分子材料及高分子复合材料成型加工、高分子合成、化学纤维、新型建筑装饰材料、现代喷涂与包装材料、汽车、家用电器、电子电气、航天航空等企业从事设计、新产品开发、生产管理、市场经营及贸易部门工作，也可以到高等学校、科研单位从事科学研究与教学工作，还可以到政府部门从事行政管理、质量监督等工作。

报考点津：对物理、化学感兴趣的学生较适合本专业。另外，由于该专业要与计算机、英语打交道，因此你要有计算机、英语方面的学习热情。还有，按照相关招考规定，色弱、色盲者不能报考该专业。

高校快照：四川大学、浙江大学、华南理工大学、大连理工大学、华侨大学等。

专业大观

复合材料与工程是实用性很强的专业，它分为复合材料设计与加工和复合材料工程两个专业方向，这样可以术业有专攻，使同学们在成为本专业通才的同时又是某个方向的专才。

既然复合材料与工程专业的学生学的是如何研发复合材料，那么复合材料究竟有何魔力驱使同学们去研究它呢？人们获取知识时常用的方法是去粗取精，从而使知识更上一层楼。复合材料其实和同学们汲取知识的方法是一样的，它是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学复合，组成具有两个或两个以上相态结构的材料。简单的说，就是它具有合成材料共有的优点，性能要高出任何一个合成的部分。其实，在现实生活中，我们会看到很多的复合材料产品，如休闲座椅、工艺花盆、灯饰、广告灯箱、汽车配件、电话亭等。当我们惊讶于复合材料与工程何以如此强悍时，羡慕和期待的眼光便落在了复合材料与工程专业上。

看着五花八门的工艺花盆、灯饰，同学们可能会难掩内心的激动，也想自己动手制作出漂亮的灯饰。有这样的心情，表示同学们已经爱上了复合材料与工程专业了。由于该专业所要解决的是了解复合材料的组成特点、主要应用领域、复合原理和主要制备工艺等问题，因此该专业的同学们需要学习的专业课程有复合原理、复合材料学、复合材料工艺设备、材料学概论、复合材料的实验技术、高分子化学及物理、复合材料工艺学、复合材料聚合物基础等。

罗列出这么多专业课程，你可能会发出感慨，怪不得该专业毕业的学生能够研制出许多性能各异的产品，因为他们所学的知识不仅专，而且全。该专业同学毕业后可以到航空航天、汽车、船舶、建材、化工防腐、电机、电子、石油、通信、国防等行业的科研院所、高校、公司、企业工作。即使是新入职的该专业的毕业生，薪酬也不会很低，一般薪水在3000左右，不过也分地域、单位和各人能力。

报考点津：能吃苦，有创新精神，且对化学、物理感兴趣的最适合报考本专业。尽管没有性别限制，但从往年的男女就业情况来看，男生比女生更受企业的欢迎。

高校快照：武汉理工大学、兰州交通大学、江苏大学、华东理工大学、济南大学等。

专业大观

生物功能材料专业是生命科学和材料科学的前沿叉学科，是生物医学工程、组织工程和药物释放等交叉学科技术的迅速发展对专业人才的迫切需求而设立的。

生物功能材料专业的魅力，就在于敢于实践李宁的那句名言——“一切皆有可能”。就在前不久，青岛即发集团成功研制出了“高性能壳聚糖纤维材料”，而它的原料就是不起眼的虾皮、蟹壳。虾皮、蟹壳与用来做纺织面料材料的棉花相比，在纤维等特性上相差十万八千里，但就是这样不可能的事实，科研人员利用甲壳素经化学处理和拉纤工艺制备，制出了可纺性高、抗菌性强、隔热性能好等特点的“高性能壳聚糖纤维材料”。科研人员之所以可以变不能为可能，完全归功于生物功能材料专业。

科研人员有如此“特异功能”，与天生无关，而在于他们都接受过生物功能材料方面的专业学习。他们必学的主要课程有：生物化学、分子生物学、生物医学工程、高分子化学、高分子物理、生物医学材料学、生物材料制备与加工、生物材料综合实验等专业基础及专业课程。要学好这些专业知识，没有勤奋刻苦的精神，以及科学的学习方法是学不好的，因为这些课程比较深奥难懂，同学们除了在课堂上认真听讲，认真做好笔记，在课后消化以外，还必须给自己“加餐”，以接触更多的相关知识。

因为生物功能材料是涉及面很广的专业，因此一般的学校都会加大选修课的比例，主要开设的课程有：生物医用高分子改性、组织工程学、控制释放理论与应用、生物可降解高分子、环境材料基础等。

化学与材料工程专业例10

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）04-0124-03

“工程材料学”是航空主机类专业（包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等专业）的学科基础课程。该课程虽然仅有48学时，但承担着为未来的航空工程师构建材料知识体系的重任，对学生今后的发展起着重要作用。本文结合近年的工作实践，对该课程在教学要求、教学内容和教学方法等方面的改革进行研讨。

一、高度重视航空和材料领域发展对“工程材料学”课程教学的影响

材料学既是基础科学，也是应用科学。材料科学与技术的发展，解决了很多工程领域的关键问题，有力地推进了相关科学和技术的进步，使得材料科学成为最活跃的科学领域，材料产业也成为国民经济发展的重要支柱产业。“工程材料学”以物理学、化学等理论为知识基础，系统介绍材料科学的基础理论和实验技能，着重培养学生把这些知识应用于解决工程实际中提出的对材料结构、性能等方面问题的能力。作为一门重要的学科基础课程，“工程材料学”具有较长的开设历史，在人才培养中发挥了重要的作用。航空航天领域的发展对工程技术人员的能力素质提出了更高的要求，特别是“卓越工程师”教育培养计划的实施，对工程类课程建设的需求更加迫切，有必要以新的形势为背景反思该课程的教学改革。航空以众多学科知识、先进研究成果为基础，已发展成为一个由多个分系统组成的大系统，需要工程技术人员采用系统工程的方法进行综合设计。现代航空技术一百多年的发展，使得人们可以在更大的范围内探索天空，也使得飞行器的工作条件更加恶劣，工作环境更加严苛。现代飞行器不仅要具有速度快、航程大、载重多等特点，还要满足节能低碳等要求。材料科学技术的发展，为解决航空航天领域的诸多难题提供了可能，“一代材料，一代飞机”已成为飞行器发展公认的规律。这对航空航天工程技术人员的材料知识提出了更高的要求。在飞行器及其主要部件的设计、制造和维护工作中，要全面认识材料的性质和特点，才能挖掘材料的潜能，充分利用材料的特性，满足工作需要。面对航空航天迅猛的发展形势，仅了解和掌握已有材料的知识是不够的。具有创新素质的工程技术人员，要了解材料科学与工程的发展方向和趋势，分析材料领域的发展对航空航天领域的影响，同时要认真研究具体工作对新材料、新工艺的要求，明确材料发展的需求。在新型飞行器的研发过程中，要综合考虑用户对飞行器总体性能的多种要求，对各项技术参数进行统一的优化。在落实对飞行器性能的要求时可以发现，很多要求是相互矛盾的，比如飞机的航程和机动性就存在着较大的矛盾。为了获得较好的综合性能，需要对飞机进行一体化设计，要及时掌握各种设计方案对飞机主要材料和工艺的要求，对飞机整体结构进行综合优化。在此过程中，各部门工程师都需要和材料系统密切配合，才能实现信息和资源共享，降低全系统的风险，提高系统的可靠性和综合性能。材料科学技术的迅速发展也对课程教学提出了新的要求。材料科学与技术是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。在现代科学技术中，材料科学是发展最快速的学科之一，在金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等主要方向上的发展日新月异，促使“工程材料学”课程内容的不断充实。

“工程材料学”课程要系统讲授材料科学与技术的基础理论和实验技能，使得学生掌握工程材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面的知识。早期的航空工程结构以自然材料为主，如在美国莱特兄弟制造出第一架飞机上，木材占47%，普通钢占35%，布占18%。随后，以德国科学家发明具有时效强化功能的硬铝为代表，很多优质金属材料被开发出来，使得大量采用金属材料制造飞机结构成为可能，也使得研究者们投入了更多的精力于金属材料的探索。相应地，这一时期“工程材料学”课程内容也以金属材料为主。上世纪70年代以后，复合材料开始在航空领域应用。复合材料具有较高比强度和比刚度的优点使得工程技术人员对其抱有很大的希望。航空工程师首先采用复合材料制造舱门、整流罩、安定面等次承力结构，而现在复合材料已广泛应用于机翼、机身等部位，向主承力结构过渡。复合材料因其良好的制造性能被大量应用在复杂曲面构件上。复合材料构件共固化、整体成型工艺能够成型大型整体部件，减少零件、紧固件和模具的数量，降低成本，减少装配，减轻重量。复合材料的用量已成为先进飞行器的重要标志。相应地，复合材料必然要在“工程材料学”课程中占重要地位。钛合金的开发和应用使得飞行器具有更好的耐热能力，提高了发动机、蒙皮等结构的性能，有效解决了防热问题。“工程材料学”课程的教学内容应该及时反映材料科学在提高飞行器性能方面的新应用与新进展。与此同时，其他相关学科也取得了长足的发展，使得主机专业教学内容大幅度增加，“工程材料学”课程的教学内容和学时之间的矛盾愈加突出。

二、认真分析专业教学对“工程材料学”课程的不同要求

“工程材料学”课程是一门重要的学科基础课，是基础课与专业课间的桥梁和纽带，在航空航天主机类专业培养学生实践动手和创新创造能力，提高学生综合素质等方面具有重要作用。在多年的教学实践中，该课程对主机类各专业采用同一标准教学。虽然主机类各专业人才培养有其共性要求，但随着航空航天事业的发展，专业分工越来越细，差异化特征也越来越明显，因此“工程材料学”课程应该充分考虑不同专业的具体需求，结合各专业的课程体系安排教学。飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等主机类专业根据航空领域中的分工培养学生，毕业学生的工作要求有所不同，对知识结构的要求也不一样。就材料方面知识而言，不同专业学生也会有所区别，应按照专业特点纵向划分对“工程材料学”课程的要求。不同专业主要服务对象的材料特点是确定课程要求的主要依据。

飞行器设计与工程专业要全面统筹飞行器产品及各部件的设计和制造，主要从事飞行器总体设计、结构设计、飞机外形设计、飞机性能计算与分析、结构受力与分析、飞机故障诊断及维修等工作，要求了解材料科学与工程的发展对现代飞行器设计技术的影响，因此要较全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知识，了解轻质高强材料的发展动态和发展趋势。飞行器动力工程专业要求学生学习飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识，主要培养能从事飞行器动力装置及其他热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。飞行器动力的重要部件对抗氧化性能和抗热腐蚀性能要求较高，要求材料和结构具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。因此，材料在高温下的行为、性能和分析、选择方法应该是该专业“工程材料学”课程的重点。飞行器制造工程和机械工程等专业要针对现代飞行器工作条件严酷、构造复杂的特点，采用先进制造技术，实现设计要求，并为飞行器维护提供便利。该专业要求学生理解飞行器各部件的选材要求，掌握材料的制造工艺。飞行器零部件形状复杂，所用材料品种繁多，加工方法多样，工艺要求精细。很多新材料首先在航空航天领域得到应用，其制造技术具有新颖性的特征，设计、材料与制造工艺互相融合、相互促进的特点非常明显，这就要求学生在“工程材料学”课程中把材料基础打好，适应工艺和材料不断发展的要求。虽然各专业对“工程材料学”课程的要求有所不同，但课程基础一致。

该课程名称为“工程材料学”，即明确其重点在于将材料科学与技术的成果运用于航空航天工程，把材料基本知识转化为生产力。“工程材料学”是相关专业材料学科的基本课程，学生要通过该课程了解金属材料、无机非金属材料、高分子材料等微观和宏观基础知识，学习材料研究、分析的基本方法，掌握材料结构与性能等基础理论，研究主要材料的制备、加工成型等技术，为更好地学习专业课程创造条件，为将来从事技术开发、工艺和设备设计等打下基础。由此可见，在明确了各专业对该课程的个性化要求的基础上，更要明确共性要求。“工程材料学”课程要培养学生材料方面的科学概念，提升材料方面的科学素质，扎实的材料科学与技术知识基础是学生学习专业课程、提高综合素质、培养创新能力的必备条件，是进一步发展的基础。因此，“工程材料学”课程采用“公共知识+方向知识”的模式比较合适，即把教学内容划分为每个专业均要求了解的材料领域知识和根据各个专业特色需要重点介绍的知识两部分，既满足了宽口径、厚基础的教学需要，又注重了后续专业课程学习和能力培养的要求，促进了基础理论和专业应用的融合渗透，较好地满足了材料、设计、制造、维护一体化发展的需要，增强了跨学科、跨专业认识问题、思考问题和研讨问题的能力。

三、多管齐下建设丰富的教学环境

作为一门学科基础课程，“工程材料学”课程要根据学校人才培养创新目标和相关专业的人才培养标准、方案，结合卓越工程师教育培养的要求，注重与专业课程体系的融合，注重与工程实践教育的结合，注重对学生创新意识、创业能力及综合运用知识能力的培养。在充分调研与分析专业人才培养对课程教学要求的基础上，要对课程的教学大纲和内容进行修订，与相关教学环节有效整合，拓展教学活动的空间，营造良好的学习环境和氛围，加强与后续课程及实践活动的联系，解决学科基础课的教学与专业人才培养需求的脱节或不衔接等问题。

“工程材料学”在第四学期开设，是一门承前启后的课程。在前期开设的课程中，“大学物理”和“航空航天概论”是两门直接相关的课程。“大学物理”提供了学习“工程材料学”的科学基础，认真分析“大学物理”知识点在“工程材料学”中的应用，有助于学生更好地理解相关概念。“航空航天概论”以航空航天领域的发展为主线，介绍飞行器的组成及工作原理。如果在“工程材料学”课程讲授之初让学生重新回到机库，从材料发展的角度再次审视航空航天的进步，结合材料学的概念研究飞行器的组成及工作原理，会使得学生对该课程有比较全面的认识。在相关专业的后续课程中，有好多课程与“工程材料学”密切相关，如“飞行器总体设计”、“发动机原理”、“先进制造技术”等，如果在“工程材料学”中对有关知识点作简单介绍，可以使学生更好地综合分析相关概念，加深理解。在主机类专业培养方案中，“工程训练”是集中式的工程能力培养环节，其教学内容与“工程材料学”密切相关。“工程训练”教学内容以机械制造工艺和方法为主，包括热处理、铸造、锻造、焊接、车削加工、铣削加工、刨削加工、磨削加工、钳工、数控加工、特种加工、塑性成型等，每一种制造工艺和方法都与工程材料密切相关。在以前的教学工作中，材料是加工对象，对材料的性能等的介绍很简单，学生的认识较浅。如果在“工程训练”教学过程中，针对不同的加工工艺和方法对材料作较深入的介绍，从应用的角度分析不同材料加工工艺和方法的适应性，可以促进学生把材料理论知识的学习和工程实际联系起来。通过让学生分析研究实际材料在加工过程中的表现来认识材料的性能，通过感性认识来体会材料变化的规律，把深奥的材料科学理论知识和生动形象的加工过程结合起来。这样不仅强化了工程训练效果，还能让学生把材料的知识学活，留下更深刻的影响，更好地发挥学生的潜力。

航空航天主机类专业的课程设计是重要的综合学习环节。课程设计任务一般是完成一项涉及本专业一门或多门主要课程内容的综合性、应用性的设计工作，通过一系列设计图纸、技术方案等文件体现工作成果。很多主机类专业的课程设计涉及材料的选用、处理等方面的问题。按照教学计划，“工程材料学”先行开设。因此，在相关课程设计中，有目的地提出材料问题，引导学生在更广的范围里选材，在更加深入的层面上分析材料性能，可以更好地调动学生自主探究材料科学的积极性，帮助学生把材料知识转化为初步的工作能力，克服课程知识的碎片化倾向。

四、结语

航空航天是现代科学技术的集大成者，该领域发展很大程度上取决于材料科学技术的进步。材料学是航空航天工程技术人员知识结构的重要组成部分。“工程材料学”要按照现代大工程观的要求组织教学，才能实现教学目标，提高培养质量。航空航天领域和材料科学技术发展，极大地丰富了“工程材料学”的教学内容。要根据学科领域的发展需要选择教学内容，按照理论实践结合、突出工程应用的要求构建知识体系。在教学工作中，应根据不同专业的培养要求，深入研究材料学的基本要求和各专业的发展方向，形成“公共知识+方向知识”的“工程材料学”课程结构，提高教学效率。统筹考虑专业教学与其他课程的联系，以及课程设计、工程训练、毕业设计等教学环节，以“工程材料学”课程为中心，注重课程的纵向推进和知识的横向联系，不断加深对材料学的理解和掌握，培养多角度研究分析、跨专业交流合作、多学科解决问题的能力。

参考文献：

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Discussion on Reform of "Engineering Materials" Course Teaching for Aeronautic Majors

WANG Tao，ZHOU Ke-yin