聆聽學科前沿 啟迪創新思維

李潔 張盼

摘 要：記一次國家級精品視頻公開課“材料科學與工程導論”，啟迪創新思維。

關鍵詞：學科前沿；創新思維

有這樣一群學生，他們熱愛科學、致力于學習材料學科，對未來充滿憧憬，對專業充滿探求與渴望。

有這樣一群老師，他們熟知學科前沿，對教育教學飽含熱情，看重學科發展前景，著力培育學科繼承人。

于是，“材料科學與工程導論”這樣一門課程應運而生，將這兩個群體零距離無縫銜接起來，讓他們于大學課堂上融洽和諧相處，在科學之路上一同攜手前行。

1 教學內容：前沿科普

“衣食住行樂，材料把橋搭”，材料與人類的生存息息相關，是人類文明、社會進步和科學技術發展的物質基礎和技術先導。進入21世紀后人們開始認真思考材料、能源和環境的密切關系，越來越重視材料的可持續發展。作為現代科學技術和國民經濟發展的三大支柱之一的材料學科是研究材料成分、結構、制備和加工工藝、性能和應用的學科。材料科學與工程是一門研究材料的制備或加工工藝、材料的微觀結構與材料宏觀性能三者之間的相互關系的科學，它涉及物質的性質及其在各個科學和工程領域的應用，是研究“為什么”和解決“怎么做”的學問。

大一新生甫一入校，絕大多數都未能明白“材料是什么，材料學科是什么，材料科學與工程專業會學習什么？”為提高材料專業本科生質量，培養高素質、創造性人才，幫助本科新生順利完成從高中生到大學生的跨越和角色轉變，使新生盡快了解、認識、熱愛自己所學的專業，北京科技大學材料科學與工程學院從2005年開始，開設“材料科學與工程導論”這一名師課堂。一批知名教授開始了“一班一師”的小班授課，教學內容也從科普講解的角度延伸到領悟學科前沿魅力。名師課堂上不僅有傳統的課堂教學，包括專業內涵特點、主要學科知識和課程體系、人才培養目標要求和實現途徑、專業發展歷程和發展方向、專業與行業職業的關系和聯系、學校的人才培養特色和學科特色等，還拓展了許多新的教學內同，如開展學術講座、學術交流、經驗座談，參觀科研教學實驗室和行業知名企事業單位，參與科研和教學實驗設備的研制、維修、改造及眾多專業實踐活動，幫助學生了解學科專業的特性及學術前沿，為其學習提供指引、支持和幫助。授課教師之一、現任學校本科教學副校長張躍教授形象的指出，我們要當牧羊人，不可當放羊人，雖一字之差，但效果大不同；要有組織、有計劃、有步驟的帶領學生走入科學前沿，邁入材料學科高水平的高地。

2 師資團隊：名師云集

“材料科學與工程導論”這門課程的講授教師無一例外都是材料學科中赫赫有名的翹楚。教學團隊名師云集、星光熠熠，有國家“海洋腐蝕973項目”首席科學家、北京市百名科技領軍人物、腐蝕控制系統工程研究室首席教授李曉剛，長江學者獎勵計劃特聘教授、國家杰出青年科學基金獲得者、先進粉末冶金成形技術研究室首席教授曲選輝，長江學者獎勵計劃特聘教授、國家杰出青年科學基金獲得者、材料失效與延壽研究室首席教授喬利杰，全國優秀教師、全國優秀科技工作者、教育部跨世紀優秀人才、材料優化設計與生物醫用材料研究室首席教授劉國權，長江學者獎勵計劃特聘教授、國家杰出青年科學基金獲得者，國家973計劃項目首席科學家、新材料制備與加工研究室首席教授謝建新，國家杰出青年科學基金獲得者、國家重大科學研究計劃項目首席科學家、納米材料與器件研究室首席教授張躍，國家百千萬人才工程第一二層次入選者、教育部跨世紀優秀人才培養計劃，國家有突出貢獻專家孫冬柏，長江學者獎勵計劃特聘教授、國家杰出青年科學基金獲得者、磁電子材料與器件研究室首席教授姜勇，還有吳春京、康永林、孫加林、尚成嘉、毛衛民、劉雪峰等國內外材料學科領域知名的專家學者教授。

正如就讀博士三年級的小付同學所言，材料學科學習了近十年，回顧自己和同學的學習生涯，感觸最深的就是名師課堂，它引導大家迅速走入學科前沿殿堂，每一位教授都是那樣的善誘善導，每一個學科方向都清晰的展現給大家，教授們傳遞給我們的“對科學的渴求、對學科的探究”的學術思想成就了一批材料新生代的成長成才。

授課教師之一、現任材料科學與工程學院院長姜勇教授強調，開設導論這門課的意義在于通過名師與新生的課堂交流，借助教學名師和科研領軍人物的人格魅力和高尚風范，幫助新生感受到教師對科學的執著熱愛和刻苦鉆研精神；通過名師講授國家需求和國際前沿等內容，借助最新科研技術成果的吸引力，開啟“本科生課堂”與“世界一流科研工作”之間的“直通車”。

3 課堂體驗：創新吸引

啟迪學生創新思維是課程建設的重點，教師們使盡全身解數打造不拘一格的課堂教學，務求學生們感受到極具吸引力的課堂體驗。“我們被老師描繪的材料科學世界所吸引，從一個不知道材料為何物的高中生，轉變成了興趣濃厚的大學生，更加堅定了認真學習材料專業的信念，這是大學生活中最重要、印象最深刻的一堂課。”眾多學生如是說。

體驗1：“何為納米？納米是什么？納米能干什么？”張躍教授介紹了從“費曼提出納米的概念”之后納米這一學科的發展、納米材料的分類、制備方法、應用領域等納米領域的基本知識。不時穿插自己學生時代的經歷，課堂氣氛活躍。帶領學生參觀國家納米中心、納米領域研究實驗室，近距離觀察電子顯微鏡等設備，引導學生清晰了解了納米材料的研究過程。考試方式是把同學分成若干小組，對行業中自己最感興趣的一個小分支進行研究，通過答辯的形式介紹自己對這一分支的了解。相比于試卷，這種期末考試顯得十分靈活，更有益于學生提高能力。

體驗2：姜勇教授課上介紹了千奇百怪的多功能材料、絢麗奪目的發光材料、耐火耐壓的建筑材料等，各式各樣的材料種類吸引著同學們的眼球。帶領學生領悟了材料研究中各種儀器設備的使用方法，如隧道掃描儀是用探針“訪問材料表面”，X射線衍射則用來探索材料神奇的內部世界等，耐心生動的講解著儀器的結構、原理及用途。組織研究生、留學生與大一新生座談，通過面對面和學長們交流，同學們對未來的學科、專業發展有了更深的了解。座談會這一有趣而實用的教學方式得到了學生一致好評。

體驗3：李曉剛教授從講授大學的概況入手，談到“大學之道，在明明德，在親民，在止于至善。”，為剛進入大學尚有迷茫的新生指點了方向。借助具體的事例和數字向同學們展示了學校在金屬腐蝕方面取得的成就、重要意義和未來發展前景。曾去英國牛津大學交流的他用風趣幽默的語言和一張張圖片展現了牛津大學、劍橋大學等學校的風貌，開闊了同學們的眼界，激起了部分同學出國深造的愿望。還請來了曾在美國留學的同學，現場解答有關出國留學的疑惑。

……

每一位教授的課堂教學都是別具一格、豐富多彩的，學生們得到的是新奇、深刻、鮮活的課堂體驗。這門課程猶如一把鑰匙為學生打開了材料科學研究的大門，引導他們充滿激情的在材料研究之路上持續前行。

經過多年發展與探索， “材料科學與工程導論”成功入選2013年“國家級精品視頻公開課”試點建設課程，作為重要部分參與的“發揮材料學科優勢，培養高水平創新型本科人才的探索與實踐”獲得2014年高等教育國家級教學成果一等獎。據悉，“材料科學與工程導論”在今后的發展中會吸收更多的專業大牌教授講授該課程，進一步拓展研究領域的前沿介紹，啟迪學生創新思維，開闊專業視野，激發學習動力，為材料學科培育更多的創新型高素質拔尖人才。

參考文獻：

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