探討材料科學與工程專業(yè)的課程體系和實驗教學體系建設

李穎+王霞+李曉燕+鄒華

摘要：在如今“大學科”的背景下，材料科學與工程專業(yè)應加強對課程體系和實驗教學體系的建設，主要包括材料的組成與結構、材料的性質、使用性能、制備與加工等四個方面。構建了以公共基礎課、專業(yè)基礎課、專業(yè)核心課、公共選修課、專業(yè)選修課等為基礎的課程體系，并且構建了以加強學生的實驗能力、培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力為目標的，基礎知識、專業(yè)實踐能力和創(chuàng)新意識相結合的實驗教學體系。材料科學與工程專業(yè)的課程體系和實驗教學體系建設，為社會培養(yǎng)了更加符合時代需求和具有創(chuàng)新意識的專業(yè)人才。

關鍵詞：材料科學與工程專業(yè)；課程體系；實驗教學體系建設

TB30-4

材料科學與工程是一門研究材料的組成與結構、材料的性質、使用性能、制備與加工以及它們之間相互關系的規(guī)律，以及對材料的生產技術和生產過程進行研究的學科。材料科學近年來迅速發(fā)展成一門獨立的學科，并呈現出與工程相互交叉滲透的發(fā)展趨勢。作為基礎學科，單純的注重培養(yǎng)專業(yè)素質明顯已經不能適應社會發(fā)展的需求。隨著我國材料科學與工程教育改革的逐步實行和迅速發(fā)展，高等院校的相關材料專業(yè)也從課程教育體系、實驗教學體系、教學方法等方面進行了改革。該體系應樹立新型的教學模式，優(yōu)化教學方案，建設完善的課程體系和實驗教學體系，從而能不斷提高教學質量，充分培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，全面推動材料科學與工程教育的改革。

本文根據我校的實際情況，借鑒其他院校改革的相關經驗，對材料科學與工程專業(yè)的課程體系和實驗教學體系建設進行了探討和分析。

一、課程體系建設

材料科學與工程專業(yè)的課程體系建設，應符合21世紀高等教育的發(fā)展趨勢。樹立以素質為前提，知識為載體，能力是關鍵的新型人才觀。還要把各類材料和相關的合成技術以及分析測試技術當做一個整體，進行分析，真正形成“大學科”，才能滿足社會和時代發(fā)展的要求。課程體系建設主要包括以下幾個方面。

1.公共基礎課。公共基礎課主要包括兩個方面，分別是：社會科學基礎課程體系和自然科學基礎課程體系，占總學分的45%。公共基礎課主要包括了人文社會科學知識、自然科學知識以及工具性知識，主要是為了培養(yǎng)學生的思想道德品質、文化素質和身心素質、獲取知識的能力。

2.專業(yè)基礎課和專業(yè)核心課。專業(yè)基礎課包括數字電子技術基礎，畫法幾何與工程制圖、工程力學等課程，占總學分的6%。專業(yè)基礎課以培養(yǎng)學生的工程素質、工程應用能力和工程技術知識。

專業(yè)核心課是材料科學與工程專業(yè)的重點組成部分，密切圍繞學科專業(yè)的基本要求和培養(yǎng)目標設置，即可以突出學科專業(yè)的共同特點又可以體現不同院校的辦學特色。專業(yè)核心課主要包括：材料科學基礎、材料工程基礎、材料物理化學、材料物理性能、材料科學研究方法、材料設計與制備、計算機在材料科學與工程中的應用七大課程，占總學分的14%。充分體現了“大材料”學科的共同知識體系。有利于學生更有效的掌握專業(yè)知識，更好地培養(yǎng)學生形成良好的的科學素質、知識應用能力、創(chuàng)新能力。

3.專業(yè)選修課。按照二級學科設置專業(yè)選修課，占總學分的13%。主要包括無機非金屬材料的主干課程，和金屬材料的主干課程。學生通過選修這類課程，可以在掌握“大材料”學科共同知識的基礎上，對于無機非金屬材料和金屬材料的基本知識結構體系也能有一定的了解。此外，還開設了高分子材料、復合材料、材料成型加工工藝與設備和一些特色選修課，使核心課程得到深化，也激發(fā)了學生的學習興趣。

4.公共選修課。公共選修課包括各種素質類課程和任選課程，占總學分的8%。這類課程開設的主要目標是加強學生的人文主義和經濟管理等教育，促進學生的個性發(fā)展，提高學生的綜合素質。

5.實驗設計。實驗設計包括實驗課程、設計及實習等。實驗設計是理論教學知識的延伸，有利于培養(yǎng)學生的實際操作能力，激發(fā)學生對科學研究的興趣。主要的內容包括：課程設計、材料性能實驗室、材料設計與制備綜合實驗室、畢業(yè)實習等。占總學分的14%。

二、實驗教學體系建設

隨著社會經濟的發(fā)展和科學技術的進步，對于材料和工程專業(yè)的人才的要求也不斷提高，他們應掌握材料現代測試技術與研究方法，并且要具備從事各種材料合成制備、性能與結構分析研究、新材料開發(fā)及應用的能力。以深化課程基礎實驗教學、加強綜合實驗能力訓練、注重創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為宗旨，根據材料科學與工程專業(yè)培養(yǎng)目標要求，構建課程基本知識-專業(yè)綜合-設計創(chuàng)新三層次實驗教學體系。課程基本知識實驗教學體系服務于專業(yè)理論課程的實驗教學；專業(yè)綜合實驗教學體系是獨立于專業(yè)理論課程平臺的實驗教學，包括課程設計、材料設計與制備綜合實驗、畢業(yè)設計；設計創(chuàng)新實驗教學體系是為學生自主設計創(chuàng)新服務的平臺實驗教學。[1]

材料科學與工程專業(yè)平臺實驗室下設材料制備實驗室、材料成分測試實驗室、材料組織結構分析實驗室、材料物理性能表征實驗室、材料計算機模擬實驗室，形成了即獨立又相互聯(lián)系的實驗教學體系。這種實驗教學體系不但能夠滿足材料科學與工程專業(yè)核心課程的需要，也為材料綜合實驗教學水平的提高和學生自主創(chuàng)新設計創(chuàng)造了條件。

材料科學與工程專業(yè)安排了專門的時間來進行材料設計與制備實驗，學生通過親自動手做實驗，能夠熟練掌握材料科學研究的一般程序，對材料設計與制備、成分與結構分析、性能表征等也有了全面的了解，有助于理解材料的設計思路與研究方法。學生還可以根據教師布置的實驗題目，為了獲得性能達標的各種材料，設計出較合理的制備工藝制度，利用平臺實驗室進行材料制備，從而了解材料制備方法、工藝、設備性能與操作方法。利用材料成分測試實驗室、材料組織結構分析實驗室、材料物理性能表征實驗室對所制備的材料成品各種無力性能進行分析，并對實驗結果進行綜合分析。綜合實驗的訓練，培養(yǎng)了學生分析及解決問題的能力。

三、討論

綜上所述，我校在“大學科”的背景下，構建以材料的組成與結構、材料的性質、使用性能、制備與加工等四個方面以及其相互關系為基礎的材料科學與工程專業(yè)體課程體系，體現了素質結構、能力結構、知識結構協(xié)調發(fā)展的原則。構建了以深化課程基礎實驗教學、加強綜合實驗能力訓練、注重創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為宗旨的材料科學與工程專業(yè)實驗教學體系。但是教學改革不可能一蹴而就，是一個不斷發(fā)展的過程，只有通過不斷探索和實踐，總結經驗，才能不斷完善材料科學與工程專業(yè)的課程體系和實驗教學體系，以滿足社會對相關材料科學與工程專業(yè)人才的需求。

參考文獻：

[1]伊影秋.試論德育在培養(yǎng)創(chuàng)新型研究生中的重要作用.上海理工大學學報（社會科學版） 2012，34：249.