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材料化学专业导论论文样例十一篇

时间:2022-03-10 23:56:40

材料化学专业导论论文

材料化学专业导论论文例1

材料化学作为化学和材料科学的一个交叉学科,受到了各国政府的重视,许多高校纷纷设立材料化学专业。为适应21世纪社会对材料化学专业人才的需求,经安徽省教育厅批准,我校于2003年增设了材料化学本科专业,并在当年正式招生,目前已经有5届毕业生,学生就业情况良好。材料化学作为材料科学与工程学科的二级学科专业,培养的是应用型理科人才,所以材料化学专业学生不但要加强数学、物理、化学及材料学科等基础理论知识的学习,还必须接受更多的应用性、实践性的知识教育。如何完成这一培养目标,使材料化学专业人才的培养能够满足现代化社会发展对本专业人才的需求,是高校材料化学专业教育工作者必须面对的现实问题。只有进一步转变教育思想和观念,深化教育改革,革新教学体系,优化课程体系中实践性教学环节,才能培养出掌握基本理论知识,动手能力强,富有创造精神的材料化学专业人才,才能办出高水平的材料化学专业,以满足经济建设和社会发展的需求。

1 材料化学专业人才培养方案基本框架

从“厚基础、强能力、重实践”的人才培养总体要求出发,设计培养方案、课程体系,优化教学内容。我校材料化学专业教育内容和知识体系由公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五大部分内容构成。

公共基础课程包括:思想教育,体育活动,大学英语和计算机基础等。

通识教育课程包括:人文社会类,自然科学和艺术类等知识体系。

专业课程包括:大类平台专业基础课程和材料化学专业课程。

专业选修课程包括:材料化学专业方向性选修课程。

实践性课程包括:课程设计、毕业实习、毕业论文、社会实践、科技活动等材料化学专业实践训练知识体系。

2 材料化学专业课程体系设计

材料化学作为化学和材料科学的交叉学科,其课程要求学生掌握材料化学的基础知识和基础理论,培养学生具有材料的制备、表征、技术开发和生产的基本能力。在构建材料化学专业课程体系时,我们一直强化教学环节的科学性、系统性和综合性,将所有教育环节分为公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五个知识体系。其专业课程体系以无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的理论课程和实验课程基础,把材料科学基础、材料化学、材料物理等作为本专业的入门专业课程。在经过这些课程的学习之后,陆续学习高分子化学、高分子物理、材料性能学、材料现代分析技术、机械制图等专业课程,在此基础上通过专业选修课程的学习形成专业特色方向。并通过开设材料科学导论、纳米材料导论等任选课程拓宽学生的知识面。为了淡化专业界限,我校材料化学专业和化学、应用化学专业实施按大类培养,统一设置通识教育和基础教育平台。在2011年修订的材料化学专业人才培养方案中,课程教学计划课内总学时为2633学时,学生毕业应取得总学分为154学分,其中,通识教育和基础教育与我校化学专业和应用化学专业一致;专业教育、实践教学和综合教育的课程体系与化学专业和应用化学专业有区别的开设,更加突显材料化学的特色。

3 构建相对完善的实践教学体系

3.1 构建新的实践教学体系

材料化学作为一门实践性很强的交叉学科,在教学计划中强化实践教学环节,确保实践教学环节的实施。按照本专业人才培养目标的定位,我们优化完善了实践教学体系。将实践教学体系分为三个层次:一是基础实验层次,注重基础技能训练,培养学生对科学现象的观察和分析能力;二是测量实验层次,注重专业技能训练,设置了课程设计、综合性和设计性实验等内容,培养学生的专业实践能力;三是综合实践层次,注重综合素质训练,设置了毕业设计(论文)、社会实践、科技竞赛和创新性实践活动等内容,培养学生对所学知识的综合运用能力。

3.2 更新重组实践教学内容

在2011年修订的人才培养方案中实践教学环节为35学分,占总学分的22.7%。实践教学内容重点强调以能力培养为核心,优化和重组了原四大化学(无机、有机、分析和物理化学)实验教学的内容与结构,将实践教学内容分层次进行教学,确立了基础实验、测量实验和专业实验三层次的实验教学体系,涵盖了验证性实验、综合设计性实验和研究性实验等教学内容。同时,积极推进实践教学内容的更新和方法手段的改革,减少验证性实验,积极创造条件增开综合性、设计性实验、研究性实验,强化毕业论文实践环节的检查和指导;加强校企合作,积极安排生产实习和社会实践活动,进一步加强对学生实验技能、实践能力的培养,培养学生的动手能力和创新能力。

4 结语

材料化学专业的培养方案、课程体系的探索和完善将是在科学发展观的指导下我们今后多年的一大工作任务。要坚持以就业为导向定位人才培养目标,结合社会需求和学科发展实际,研究建立专业人才培养模式,提高材料化学专业毕业生的就业能力;以能力培养为本位构建专业课程体系,提高学生的理论知识水平,课程体系遵循“厚基础、强能力、重实践”的人才培养模式制定教学计划,在四年教学计划的基础上,分析理论教学相关课程,优化教学内容,合理分配理论课程学时数,使课程体系逐渐趋于科学、规范,达到构建合理的专业课程体系、优化学生知识结构和促进专业人才培养的目的。

参考文献

[1] 禹筱元,罗颖,董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践[j].高教论坛,2010(1):24-25,39.

[2] 宋金玲,蔡颖,王瑞芬,等.材料化学专业人才培养模式的研究与实践[j].价值工程,2011:273-274.

[3] 易清风,申少华,肖秋国,等.教学研究型高校材料化学专业创新人才培养模式的探索与研究[j].广东化工,2011,38(10):174-175.

[4] 郭琳琳.材料化学课程设置与教学初探[j].沧州师范专科学校学报,2010,26(1):115-116.

材料化学专业导论论文例2

材料化学作为化学和材料科学的一个交叉学科,受到了各国政府的重视,许多高校纷纷设立材料化学专业。为适应21世纪社会对材料化学专业人才的需求,经安徽省教育厅批准,我校于2003年增设了材料化学本科专业,并在当年正式招生,目前已经有5届毕业生,学生就业情况良好。材料化学作为材料科学与工程学科的二级学科专业,培养的是应用型理科人才,所以材料化学专业学生不但要加强数学、物理、化学及材料学科等基础理论知识的学习,还必须接受更多的应用性、实践性的知识教育。如何完成这一培养目标,使材料化学专业人才的培养能够满足现代化社会发展对本专业人才的需求,是高校材料化学专业教育工作者必须面对的现实问题。只有进一步转变教育思想和观念,深化教育改革,革新教学体系,优化课程体系中实践性教学环节,才能培养出掌握基本理论知识,动手能力强,富有创造精神的材料化学专业人才,才能办出高水平的材料化学专业,以满足经济建设和社会发展的需求。

1 材料化学专业人才培养方案基本框架

从“厚基础、强能力、重实践”的人才培养总体要求出发,设计培养方案、课程体系,优化教学内容。我校材料化学专业教育内容和知识体系由公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五大部分内容构成。

公共基础课程包括:思想教育,体育活动,大学英语和计算机基础等。

通识教育课程包括:人文社会类,自然科学和艺术类等知识体系。

专业课程包括:大类平台专业基础课程和材料化学专业课程。

专业选修课程包括:材料化学专业方向性选修课程。

实践性课程包括:课程设计、毕业实习、毕业论文、社会实践、科技活动等材料化学专业实践训练知识体系。

2 材料化学专业课程体系设计

材料化学作为化学和材料科学的交叉学科,其课程要求学生掌握材料化学的基础知识和基础理论,培养学生具有材料的制备、表征、技术开发和生产的基本能力。在构建材料化学专业课程体系时,我们一直强化教学环节的科学性、系统性和综合性,将所有教育环节分为公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五个知识体系。其专业课程体系以无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的理论课程和实验课程基础,把材料科学基础、材料化学、材料物理等作为本专业的入门专业课程。在经过这些课程的学习之后,陆续学习高分子化学、高分子物理、材料性能学、材料现代分析技术、机械制图等专业课程,在此基础上通过专业选修课程的学习形成专业特色方向。并通过开设材料科学导论、纳米材料导论等任选课程拓宽学生的知识面。为了淡化专业界限,我校材料化学专业和化学、应用化学专业实施按大类培养,统一设置通识教育和基础教育平台。在2011年修订的材料化学专业人才培养方案中,课程教学计划课内总学时为2633学时,学生毕业应取得总学分为154学分,其中,通识教育和基础教育与我校化学专业和应用化学专业一致;专业教育、实践教学和综合教育的课程体系与化学专业和应用化学专业有区别的开设,更加突显材料化学的特色。

3 构建相对完善的实践教学体系

3.1 构建新的实践教学体系

材料化学作为一门实践性很强的交叉学科,在教学计划中强化实践教学环节,确保实践教学环节的实施。按照本专业人才培养目标的定位,我们优化完善了实践教学体系。将实践教学体系分为三个层次:一是基础实验层次,注重基础技能训练,培养学生对科学现象的观察和分析能力;二是测量实验层次,注重专业技能训练,设置了课程设计、综合性和设计性实验等内容,培养学生的专业实践能力;三是综合实践层次,注重综合素质训练,设置了毕业设计(论文)、社会实践、科技竞赛和创新性实践活动等内容,培养学生对所学知识的综合运用能力。

3.2 更新重组实践教学内容

在2011年修订的人才培养方案中实践教学环节为35学分,占总学分的22.7%。实践教学内容重点强调以能力培养为核心,优化和重组了原四大化学(无机、有机、分析和物理化学)实验教学的内容与结构,将实践教学内容分层次进行教学,确立了基础实验、测量实验和专业实验三层次的实验教学体系,涵盖了验证性实验、综合设计性实验和研究性实验等教学内容。同时,积极推进实践教学内容的更新和方法手段的改革,减少验证性实验,积极创造条件增开综合性、设计性实验、研究性实验,强化毕业论文实践环节的检查和指导;加强校企合作,积极安排生产实习和社会实践活动,进一步加强对学生实验技能、实践能力的培养,培养学生的动手能力和创新能力。

4 结语

材料化学专业的培养方案、课程体系的探索和完善将是在科学发展观的指导下我们今后多年的一大工作任务。要坚持以就业为导向定位人才培养目标,结合社会需求和学科发展实际,研究建立专业人才培养模式,提高材料化学专业毕业生的就业能力;以能力培养为本位构建专业课程体系,提高学生的理论知识水平,课程体系遵循“厚基础、强能力、重实践”的人才培养模式制定教学计划,在四年教学计划的基础上,分析理论教学相关课程,优化教学内容,合理分配理论课程学时数,使课程体系逐渐趋于科学、规范,达到构建合理的专业课程体系、优化学生知识结构和促进专业人才培养的目的。

参考文献

[1] 禹筱元,罗颖,董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践[J].高教论坛,2010(1):24-25,39.

[2] 宋金玲,蔡颖,王瑞芬,等.材料化学专业人才培养模式的研究与实践[J].价值工程,2011:273-274.

[3] 易清风,申少华,肖秋国,等.教学研究型高校材料化学专业创新人才培养模式的探索与研究[J].广东化工,2011,38(10):174-175.

[4] 郭琳琳.材料化学课程设置与教学初探[J].沧州师范专科学校学报,2010,26(1):115-116.

材料化学专业导论论文例3

中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)01-0274-02

一、现有专业学位工程硕士研究生培养存在的问题

全日制专业学位硕士研究生培养的目标是以企业需求和职业岗位为导向,培养具有掌握扎实的理论基础和系统的本学科专业知识,具有综合运用能力的研究生[1,2]。应突出研究生毕业后能够从事某一类专业或某种具体职业岗位所需要的职业知识和职业技能的职业特点。事实上,西部院校受传统教育观念、师资结构和学术研究生培养模式的影响,专业学位研究生教育基本沿袭了学术性学位研究生教育的培养模式,和东部等先进院校相比,更没有很好地体现出自身的培养目标和特点。例如,在人才培养方案、课程体系和课程设置、教学学时、教学大纲等方面基本和学术研究生的相同或类似,使得学生从事工程实践的时间较短,学生的工程技术能力没有得到充分有效的培育和锤炼,导致专业学位工程硕士研究生教育成为带着“学术化”影子的培养模式,使得专业学位研究生培养模式重点不明晰[3,4],在很大程度上制约了研究生培养的质量。因此,为了培养掌握扎实的基础理论和宽广的专业知识,具有较强的解决实际问题的能力,能够承担专业技术或管理工作,具有良好的职业素养的高层次应用型专门人才,迫切需要培养单位对专业学位硕士研究生的培养模式进行探索与实践。

二、提高材料工程专业学位研究生培养质量的措施

(一)优化人才培养方案,加强课程体系建设

专业学位硕士研究生的人才培养方案应更加突出行业、企事业单位的职业性质和特点的要求[5]。按照行业特点或职业需要优化人才培养方案,构建课程体系。在课程设置中尽可能体现出与学术型硕士研究生的区别,在课程设置上突出实用化、工程化、技术化和职业化特点,改变课程设置僵化、强调统一、灵活性差等缺点。

1.课程体系的构建要打破原有全日制学术型研究生课程体系的框框,在重视基础理论能力培养的同时,要适度增加通用型理论课程模块,即“大学科、大平台”课程。材料工程专业学位研究生应掌握各种材料的制备技术、材料的各种分析手段和表征方法,以及工程技术与实践能力。因此,作为专业学位课,我们设置了《材料工程案例分析》、《材料制备技术》和《材料现代分析方法》三门课程。其中,《材料工程案例分析》是一门综合性工程技术性很强的课程,内容涉及金属材料、无机材料、高分子材料以及复合材料在实际工程应用中的特点及技术指标要求,例如金属材料的失效原因分析及采取的措施;电子陶瓷材料在高温烧结时颜色变黑的原因;钛酸钡本应为绝缘材料,但添加稀土元素变为半导体材料;等等。与其他基础课程相比,与企业生产实践的联系更为密切,重点在于培养学生分析和解决实际工程技术问题的能力。《材料制备技术》涉及各种材料的制备原理、制备方法与应用特点,是材料工程研究生必须掌握和了解的基础理论知识。《材料现代分析方法》是一门重要的工具课,既涉及到基础理论知识,又侧重于方法的具体实践应用,是必须掌握的专业学位课程。其内容包括X-射线衍射、扫描电镜、透射电镜、能谱分析、光电子能谱、原子力显微镜、差热分析、红外光谱、核磁共振、激光粒度分析、比表面测试等各种表征和分析测试方法。这些核心课程的设立将奠定专业学位研究生解决实际工程和技术问题的理论基础。

2.根据培养方向不同,灵活设置研究生课程模块,即“小方向”课程。例如,根据材料工程方向发展的特点和结合材料学院的科研基础,材料工程专业硕士研究生的培养方向主要有材料加工成型与模具设计、电子功能材料与器件、新能源材料与电源技术、高分子材料合成与改性等四个方向。在这四个方向上可灵活设置专业方向模块课程,即每个方向设置两门任选课程。材料加工成型与模具设计方向主要课程有《材料成型技术与模具》和《材料表面工程技术》,电子功能材料与器件方向主要有《先进无机材料与物理性能》和《光电转换材料与器件》,新能源材料与电源技术方向主要有《电化学原理及测试技术》和《新型能源材料》,高分子材料合成与改性方向主要有《高分子材料选论》和《有机波谱分析》。按不同的培养方向灵活设置研究生课程,可为专业学位研究生提供更大的自主选择性,有利于培养其职业素养,提高学习效率。

3.除了专业学位课和选修课外,为了提高研究生的解决实际工程和技术问题的能力,强化专业实践能力,作为必修课程,设置了《材料科学与工程实验》和《专业实践》这两门课程,以更好地凸显专业学位研究生职业取向和过硬的专业实践的特色。同时,还设置了学术讲座、知识产权、信息检索、技术经济分析等课程,以期全面培养专业学位研究生的信息获取能力和企业技术管理等能力。

总之,课程设置要联系企业实际需求,考虑专业学位硕士研究生学习工作和研究背景等实际因素,根据企业技术创新的需求,整合教学资源,开发出一套以因材施教、体现学科前沿和实践性的专业学位研究生课程体系,不断提高研究生解决实际技术问题的科研攻关能力。比如,在材料工程专业学位硕士研究生的培养过程中,我们让研究生学习典型的数据处理软件Origin和CAD、ProE等工程制图软件,而该类实用工程软件的学习无疑将提高专业学位研究生的实践技能。

(二)加强师资队伍建设

专业学位研究生的硕士论文选题应来自于企业和科研课题,工程背景明确,应用性强。因此,专业硕士研究生导师要求双导师制。一位是校内的导师,另一位是企业导师。学校导师主要负责研究生的课程学习、开题报告、学位论文理论部分的指导等;企业导师负责专业学位研究生的选题、工作安排、专业实践能力的培养、学位论文实践部分的指导等。学校、企业导师要共同制定研究生培养方案,从而保证专业学位研究生培养的质量。在实际操作中,要注意以下问题:

1.在导师遴选上,既要对导师的学历、职称、科研成果等进行量化评定,又要从工程实践经验、基础理论和指导能力及精力等方面对导师进行全方位综合测评。只有达到要求的校内外导师才有资格被聘为专业学位研究生导师。此外,要弱化对导师学历的要求,强化对导师工程实践能力和专业技术能力的要求。

2.加强专业学位研究生导师素质建设。随着专业学位硕士生规模的不断扩大,现有校内导师有相当数量是从学校到学校的年轻导师,他们虽然学历高,但大多缺乏实际工程经验。为此我们有计划地选派年轻教师到设计院、高新技术企业去挂职锻炼。同时,通过承担企业的横向研究,使年轻教师了解工程实际,参加企业的产品开发、设计、技术改造以及企业的运行、营销和管理,从而了解企业的需求。同时,在稳定现有导师资源的同时,我们从企业聘请或引进有工程技术背景的技术人员和专家作为专任的专业学位研究生指导教师,根据学科方向相近或相似的原则,成立3~5人由校内和校外导师组成的导师指导团队,这样可有效发挥各自导师的作用。

3.聘请企业专家担任相关课程任课教师。例如,《材料工程案例分析》这门学位课,可以聘请行业技术专家以专题讲座形式讲授新技术、新工艺和新设备,分析企业面临的技术难题或企业实际发生的技术难题如何攻关解决等,强化研究生解决实际工程技术问题的意识和能力;加大实践领域专家承担专业课程教学的比例,明确实习实践导师和论文导师的职责。

(三)深化校企合作,建立研究生联合培养基地

结合专业和行业的特点,选择条件好的企事业单位、科研院所等共建研究生联合培养实习实践基地,强化产学研用人才培养链条。材料学院已与行业部门共建实习实践基地十多个。2012年,桂林电子科技大学材料学院和桂林电器科学研究院有限公司共建了研究生联合培养基地,该基地被批准为省级研究生联合培养基地。上级有关部门拨专款用于该基地的建设。材料学院的专业学位研究生可方便地到该基地实习实践,企业的导师和校内导师组成导师指导团队共同指导专业学位研究生。同时,联合培养基地拿出专项资金用于改善研究生的实习实践条件以及资助专业学位研究生的科研课题。经过实践发现专业学位研究生的工程实践能力和职业技能明显提高。目前已基本形成了培养单位和行业部门良性互动的包括课堂实践、科研实践和企业实践的实践教学体系。

三、结语

材料工程专业学位硕士研究生具有职业教育的背景,职业知识和职业技能的培养是非常重要的。因此,应不断地在研究生培养方案、课程体系建设、双导师队伍建设、研究生专业实践基地建设等方面进行探索与实践,以保障专业学位研究生培养质量的稳步提高。

参考文献:

[1]吴启迪.抓住机遇 深化改革 提高质量 积极促进专业学位教育较快发展[J].学位与研究生教育,2006,(5).

[2]周远清.积极发展专业学位研究生教育培养更多高层次应用型专门人才[J].学位与研究生教育,2001,(5).

材料化学专业导论论文例4

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)43-0115-03

一、材料物理专业的特色

材料物理专业是“研究各种材料特别是各种先进结构材料、新型功能材料物理基础、微观结构以及与性能之间关系的基本规律,为各种高新技术材料发展提供科学依据的应用基础学科,是理工融合的学科”[1,2]。材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科,主要通过各种物理技术和效应,实现材料的合成、制备、加工与应用。主要研究范围包括材料的合成、结构、性质与应用;新型材料的设计以及材料的计算机模拟等[3]。材料物理将理科的知识传授与工科的工程能力培养相结合,使传统材料工艺学与以现代物理学为基础的材料科学相融合,具有“亦工亦理,理工相融”的特点。

二、材料物理化学在材料物理专业中的作用和地位

材料物理化学是贵州大学材料物理专业本科生的学位必修课程,这门课程是从物理化学的角度研究材料科学与工程的基础理论问题,从基础的具有共性的原理及方法来论述各种材料的组成与结构、制备与合成、性能与应用的相互关系。该门课程的教学目的在于提高学生的专业知识水平,培养学生科学的思维方式和独立的创新能力,以及综合运用基础理论来解决实际问题的能力。材料物理化学是材料物理专业非常重要的专业基础课,它以高等数学、大学化学、大学物理等理论基础课程为基础。高等数学是学习物理化学的重要手段和工具,物理化学只有通过数学语言的表达才能成其为真正的科学。认识到大学物理和物理化学中热力学内容的衔接,了解大学物理中原子结构知识的介绍,协调好与大学化学中原子结构部分内容的关系,突出重点,避免重复,讲清难点,是材料物理化学教学中值得注意和认真对待的问题[4]。材料物理化学同时也是材料物理专业的后续专业课程(材料腐蚀与防护等)的基础课程。材料腐蚀与防护课程中的金属与合金的高温氧化的热力学部分,就要运用材料物理化学中诸多热力学基本知识,如G-T平衡图和克拉佩龙方程等。材料物理化学如同一座桥梁,将材料物理专业的前期基础课与后续专业课联接起来,以完善专业知识的系统与连贯性。同时,材料物理化学作为一门重要的专业基础课,是许多高等院校研究生入学考试的必考科目。材料物理化学与材料科学与工程各专业相关的生产生活联系紧密。新材料的设计、合成以及产物性能的提高与可控自由基聚合反应中所用的新型催化剂和引发剂息息相关。在材料表面改性过程中,界面效应是起理论指导作用的。电化学在材料领域应用广泛,例如:熔盐电解法制取金属铝、多种稀土金属及其合金,金属在使用过程中的腐蚀及防护等,新型的化学传感器、燃料电池、锂离子电池的研究和生成都要用到电化学理论。而对于发展迅速的前沿材料纳米材料,如何制备具有规定尺寸和组成的纳米颗粒、测量其性质、了解它们的特殊性质与颗粒尺寸的关系等很大程度上依赖于科学测量手段和化学化工技术,这也离不开材料物理化学基本原理的指导。

三、材料物理化学的教学难点

根据在以往的教学过程中的观察与经验,材料物理化学是一门老师难教、学生难学的课程。这首先是因为材料物理化学课程与数学物理联系密切、抽象概念多、数理推导多、公式繁杂等特点。许多学生见到大段连篇的公式推导就会产生畏难心理,丧失学好该课程的信心,然后就逐渐厌学甚至放弃学习。再加上该门课程对于材料物理专业的学生来说,课时相对较少,要在有限的学时中掌握较多的内容,使得以往的教学出现点到为止,认识学习不够深入的现象[5]。该门课程的授课对象是大学二年级上学期的学生,处于这个时期的学生学习兴趣和学习热情处于整个大学的全盛时期,求知欲强,精力充沛。面对这样的学生,如何有效地利用他们的求知欲,激发起学习该课程的兴趣,并针对他们的缺点,制定行之有效的方法及对策,使其通过该门课程的学习,培养起运用物理化学的方法进行科学研究和解决实际问题的能力,是值得我们教学工作者值得思考并认真对待的问题。

四、材料物理化学的教学改革

针对上述问题,为提高材料物理化学的教学质量,激发学生的学习兴趣,培养学生能力,我们对材料物理化学课程教学进行了多方面的改革。

1.教学内容上的改革。(1)教学内容与材料物理专业特色相结合。针对材料物理专业“亦工亦理,理工相融”的特点,材料物理化学的教学思想与内容安排也要做到理工相融。既要把重点放在物理化学的基础理论、基础知识、基础技能的教育上,比如要对基本概念有比较深的理解,对重要公式能够熟练掌握,对课程作业有严格的要求等,以加强学生对理论知识的认识和理解[6]。同时,教师也要认识到工程教育是材料物理专业学生培养中不可缺少的重要组成部分,要彻底改变传统物理化学教学模式下工程教育处于从属地位的状况。我们既要强调物理化学学科的理论性和科学性,又要从工程需求的实际出发进行考虑,不能重科学轻技术、重理论轻实践,不能从理论到理论,而应注重相关结论的物理意义、适用范围,注重科学理论与工程问题的结合。(2)教学内容与科研实践相结合。材料物理化学课程应积极倡导科研与教学资源共享,以科研促进教学,适时地将最前沿的科研成果渗透到教材、教学和实验中。将科研课题和教学相结合,实现科研对教学的带动作用。如能实现教学和科研的互动,这将为本科生完成毕业论文,继续读研深造奠定坚实的基础,并能大大提高学生分析问题解决问题的能力、实验操作能力以及计算机软件的使用能力。同时将教学与教师的科研实践相结合,还有利于调动学生学习和进行实验操作的积极性及兴趣,启发学生的思维,激发其探索精神。例如,可将材料物理系教师的科研课题“稀土氧化物纳米颗粒的制备”与相关化学热力学和界面现象的知识相结合来进行教学,将教师课题“激光熔覆制备生物陶瓷材料”与相关的热力学知识相结合,如反应吉布斯自由能的计算及其作为反应判据的应用,等等。还可以鼓励感兴趣的学生参与到教师的科研实验中来,学以致用,加强知识点理解的同时,拓宽视野,锻炼科研及动手能力。

2.教学方法上的改革。(1)传统与先进教学手段相结合。传统的教学手段板书由于其单调、枯燥的特点已不能完全适应目前的教学要求,而多媒体辅助教学手段是图、文、像、色集于一体的现代化教学手段,它的应用使原本量大、抽象、复杂、枯燥无味的理论知识,通过形象、生动、直观的形式表现出来,调动了学生的积极性和学习兴趣,便于学生对知识的理解和掌握。同时,也为教师节省了大量板书绘图的时间,加快了授课进度也增大了教学信息量[7]。比如相平衡与界面现象这两章,利用多媒体手段能将各种相图、亚稳状态及润湿现象能内容形象直观地表现出来,配上动画效果,更便于学生的认识与理解。但是在整个教学过程当中,多媒体也不是放之四海而皆准的教学手段,在一些公式的推导演示以及课后习题的讲解过程中,配以一定的板书,将会起到解释充分、循循善诱的教学效果,使学生有充足的时间理解消化相关重点及难点。总之,不同形式的教学方法、教学手段须依据教学内容、学生能力、教学需求等灵活应用,才可较好处理有限的理论学时与教学内容多、传授知识与培养能力、主体与主导之间的关系,有效地提高学生学习兴趣、自学能力、综合素质,取得良好的教学效果。(2)教师指导与学生自主学习相结合。传统的材料物理化学的教学模式是填鸭式教学,老师讲,学生听,老师主动教,学生被动学,这样的教学模式使学生的主观能动性得不到体现和发挥,因而造成事倍功半的教学效果。师者,传道、授业、解惑也。教师除了完成传道授业的任务外,也要试图将学生的学习潜能激发出来,对此,我们采用了以下方法:①在教学中采用重点难点教师讲授、简单章节学生自主学习的方法。学生自主学习之后,采用课堂提问的方式以检验学生自主学习的学习成果。前面我们讲到学习材料物理化学的大二学生,具有较强的学习兴趣和能力,我们采用自主学习的方法将其能力激发出来,使学生的学习变被动为主动,从而收到事半功倍的教学效果。②采用模拟教学方式,进行角色互换,促使学生主动学习的同时,培养体恤他人、尊重他人的人文品质。对于某些难度较低易于理解的章节,比如新相生成与亚稳状态,可以让学生提前准备,然后走上讲台,与教师互换角色,完成自主学习的同时,更亲身体会教师备课、授课的整个过程,从中体会不易,进而达到互换立场、尊重他人劳动成果的品质培养效果。③课堂练习和作业讲解时,可采用分组讨论的形式,以培养合作交流、互助学习的精神。在教学过程中除了教书,我们更注重育人。学生完成学业进入社会以后必将经历团队合作的过程,我们通过分组讨论和学习的形式,将教学与育人相结合,以培养学生适应社会所必需的互助与合作交流能力。(3)短期教学与长期辅导相结合。贵州大学材料物理专业的材料物理化学的教学只有80个学时,大二上的一个学期就能完成相关内容的教学。但该门课程是一些学校材料类专业考研的必考科目,为了帮助学生在完成必修的学分之后还能更深入地学习该门课程,我们还为已经完成该门课程学习的学生提供长期的辅导,给学生提供答疑解惑的帮助,以助其完成进一步的深造和学习。

随着高等教育改革的不断改革和深化,社会对新时代大学生的需求,以及材料科学与技术的发展带来的知识信息量的快速膨胀,要求学生具备更加牢固的知识基础,更加灵活地运用知识的能力。在材料物理化学课程的教学改革过程中,我们体会到,只有不断地思考与改革,总结出一套顺应社会和学科发展的教学方法,才能提高教学质量,培养学生的综合能力,提高学生的逻辑推理能力以及分析问题和解决问题的能力,增强学生的创新精神和实践精神,从而适应新世纪科技进步与科学发展的需要。

参考文献:

[1]朱晓勇,等.构建工科院校特色的材料物理专业课程体系[J].合肥工业大学学报:社会科学版,2011,(2).

[2]刘宏玉,王媛媛.材料物理专业的特色方向研究[J].新课程研究,2011,(10):12-14.

[3]熊礼威,汪建华,王传新,等.新形势下材料物理专业教学改革探讨[J].课程教育研究,2013,(6):170-171.

[4]傅敏,等.物理化学在基础化学课程体系中的龙头作用[J].重庆工商大学学报:自然科学版,2004,6(21):633-635.

材料化学专业导论论文例5

1.高等教育改革的需要。目前,优化课程体系,改革教学内容,构建合理的知识结构,注重理论联系实际,更新教学手段是高等教育改革的需求。优化课程体系不仅要使它所包含的专业基础课、专业课、实践课等形成相互联系的统一整体,而且要充分体现培养目标和培养规格。

2.现代科学技术发展的需要。近年来,随着材料化学专业教育课程论及教育理念的发展,我们根据材料科学发展规律,对材料化学专业课程体系进行了两次优化调整(分别为2008年下半年和2012年上半年)。我们优化的材料化学专业课程体系能够体现材料化学专业教育特色,完善材料化学专业课程体系,加强材料化学专业的学科方法论教育。

3.市场经济发展的需要。优化材料化学专业课程体系能够反映社会和市场经济对综合性专业人才的要求。优化的材料化学专业课程体系应该充分体现以就业为导向的思想。我们倡导与专业相关的知名企业家走进课堂开展必修课教学,实现在校内与企业的对接,强化学生的就业意识,提高学生的专业技能。

二、现行课程体系存在的问题及其成因

1.办学特色不明确。专业建设存在一些薄弱环节,如材料化学课程体系的基础课平台不够规范,课程设置不够科学,教学进程安排不够合理,等等。此外,由于材料化学专业办学时间短,存在专业学科定位不准,专业人才培养目标不够明确,课程体系不够科学等问题。近年来,为提高教学质量,适应社会对人才的需求,很多高校开展了人才培养和教学体系研究。因此,有必要对材料化学专业课程体系的建设进行思考。

2.课程设置理念滞后。在材料化学专业课程设置中,我们受传统的重视知识传授的狭义专业概念的限制,不够重视独立思考习惯、自学能力、动手能力和生存能力的培养。同时,在课程设置中存在社会需求、学生的就业取向、市场前景等的考虑程度不够周到等问题。合理的课程设置理念是让每一位学生不仅受到本专业的学术训练,而且受到广泛的通识教育,把学生培养成有专业知识、有爱心、有责任心和有雄心的智者。

3.实验教学条件欠缺。优化实践教学应该体现以下三个方面内容:一是毕业实习、毕业论文(设计)实行“分类指导,分流培养”。学生可根据个人从业需要,撰写高水平的实习报告,获取名副其实的学分。二是优化实践教学进程。各专业可根据专业特点和人才培养需要,科学、合理地确定毕业实习的时间和进程。三是增设创业实践环节。学生可通过创业训练、第二课堂与创新活动,获得创新、创业学分。而我们现行的材料化学专业的实践教学环节,因人力资源和物质资源等原因,欠缺根据学生需要安排实习和创新性实践内容。

4.师资队伍建设力度不够。师资队伍是优化课程体系的执行者,也是培养材料化学专业人才的主导者。先有优秀的教师,后有优秀的学生,再有品牌专业[2]。材料化学专业成立以来,我们加大力度引进了固体材料化学、无机功能材料、催化材料、分子生物学等领域的博士研究生数名,充实了本专业的教师队伍。目前我们正在通过各方努力引进高水平教师,加强材料化学专业的师资队伍建设。

三、课程体系的优化策略

课程体系是高校人才培养目标、课程指导思想、课程设置、课程结构及教学管理模式的综合体现,是学校办学特色、学科专业特色和人才培养特色的综合反映。课程体系是构建人才培养方案的核心内容,其是否科学合理,对培养高质量人才目标具有决定性的意义。我们通过选择、整合与调适课程体系等措施优化了材料化学专业课程体系。

1.调整教学计划,优化专业基础课内容。

(1)优化材料化学专业的无机化学课程内容材料化学专业课程体系是材料化学专业人才培养方案的核心,课程体系的科学性直接影响材料化学专业的人才培养质量。因此,随着材料化学专业办学条件的改善和教学理念的科学化,有必要优化材料化学专业课程体系。我们现行的材料化学专业课程体系中无机化学课程是大学一年级学生的必修课程。此门课程的指导思想直接影响学生在大学学习的思维模式和获取知识的习惯,这个阶段也是在大学一年级学生从中学学习模式转变成大学学习模式的关键时期。因此我们有意识地培养学生的独立思考意识和自学能力,为学生将来的学习工作打下良好的基础。无机化学课程内容包括理论部分和元素部分。我们认为无机化学理论部分内容是无机化学课程的核心部分,元素部分内容是辅助部分。目前无机化学课程详细介绍理论部分内容和元素部分内容。我们对材料化学专业的三届(2007、2008、2009级学生)90名同学进行问卷调查,结果80名同学不赞成全部介绍无机化学元素部分内容,而是希望在老师的指导下以自学方式完成无机化学元素部分内容的学习。对元素部分内容我们采取了抓典型元素性质的分析和讨论,引导学生掌握学习元素化学知识的方法;通过实例指导学生去认识一个元素、一族元素或一类元素;逐步了解结构—性能—功能之间的关系;初步掌握如何通过查阅参考书、手册汲取知识的模式。其余元素部分内容我们设置为自学内容。(2)优化材料化学专业的高等数学课程内容高等数学作为高等院校的基础学科,承担着培养学生数学能力,提高学生逻辑思维能力,为专业课程学习提供数学思想和数理方法论的任务。高等数学是化学、生物、物理、材料物理、材料化学专业的基础课程。目前一些普通高等院校的课程设置中有生物、化学、材料化学专业的“生化材”类高等数学教育教学。而随着材料化学学科与数学学科的交叉日益加深,定性定量分析发展迅速,材料结构分析、材料物理性能测试计算时需要更深的高等数学知识,所以我们把材料化学专业的“生化类”高等数学调整为“理工类”高等数学教学。同时我们在材料化学专业的高等数学课程内容中增加了线性代数的内容,以便达到材料结构测试和性能计算的知识要求。(3)材料结构分析方法课程的教学形式的优化测试方法在材料化学专业的发展起着非常重要的作用。随着科学技术的发展,人们对材料性能的要求日益广发和苛刻,对材料性能及其组分和微观结构的关系越来越感兴趣,因而不断出现新的研究方法。测试手段也越来越多样化,实验方法的数量随着科学技术的发展而急速增加。因此我们把材料结构分析方法课程的教学形式进行优化。具体做法是任课老师在课堂上介绍材料结构和性能测定仪器的原理,然后到实际仪器设备房间进行教学。学生在仪器管理人员的指导下,利用化学与环境科学学院和内蒙古功能材料物理与化学重点实验室的科学仪器设备完成本课程的学习内容。这样设置学生自己动手测定样品的结构和性能的课程,有助于提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。(4)以专业前沿知识讲座充实课程内容课程内容应当随着社会、企业、科技的发展及时充实新知识。材料化学专业教材的内容常常是数年,甚至数十年前的人类材料科学知识的概括。所以,任课老师要根据自身研究工作经历及时充实现代材料科学知识,优化课程内涵结构。材料化学专业老师可以采用以下三种方法:一是将现代材料科技成果恰当地融入到基础课教学中,用新的材料科技内容去改造、替代、充实陈旧的教学内容,并处理好知识的继承和发展的关系,使其有机地融合在一起;二是开设材料加工新技术课程内容或开展材料设计加工科技活动,激发学生的兴趣,提高他们的动手能力;三是开展能够反映本学科专业前沿知识、最新科技成就的专题讲座。

2.加强实践教学,优化课程类型。

根据“高等院校理工科教学指导委员会通讯”所提倡的高等院校材料化学专业规范讨论稿的要求,材料化学专业的实践课程有基础课实验、专业基础课实验、专业课实验、专业实习、毕业论文等内容[3]。多元化的实践教学是培养学生创新和动手能力的最有效手段,通过实验来研究物质及其变化规律,使学生获取基本的实验动手能力、综合分析问题的能力、解决问题的能力,一定的科学研究能力和创新能力[4]。在材料化学专业实验教学上,充分考虑实验内容的科学性和系统性,选择具有一定难度和较大覆盖面的交叉型综合实验作为实验教学的主要内容,着重培养学生的创新能力。全面开放所有实验室,给学生创造开展专业综合技能训练的场所,提高学生的专业素质。目前,在各级有关部门的支持下,按材料化学课程体系要求能完成基础课、专业基础课和专业课的实验教学任务。但是经济欠发达地区的高等院校的材料化学专业的实践教学课程出现了一些新情况。以往三四十人的实习队伍进入企业、经济实体完成实践教学任务。而今,大型企业自动化程度很高,实习生很难进入车间进行实地实践学习,微小企业又没有能力接收大量实习生,加上专业实习经费的缺乏等原因,材料化学专业的实践教学课程无法实现“大部队”形式的实习任务。所以,我们对材料化学专业实践教学课程进行了优化。我们设置了适合地区特点的、按学生兴趣分成由五—八人组成的“小组”进入不同的微小企业进行不同内容的实践的多元化实践教学模式。在不同的微小企业完成实践教学课程时我们注重学生自身管理和实践指导老师巡视管理相结合,保证实践教学过程中的实习效率和学生安全问题。改变材料化学专业现行毕业论文模式,允许学生做毕业论文时根据自身兴趣爱好和就业取向选择课题,可以在学院老师的指导下完成毕业论文课题,也可以在科研所、企业、经济实体完成毕业论文课题。

材料化学专业导论论文例6

作者简介:李涛(1977-),男,河南淮阳人,郑州轻工业学院技术物理系,讲师;刘德伟(1979-),男,河南濮阳人,郑州轻工业学院技术物理系,讲师。(河南 郑州 450002)

中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)19-0160-02

本科毕业设计是我国高校本科课程设置的一个重要、必备环节,颇受教育界的重视和关注,因为它是对教师和学生四年来教育、学习成果的总结与综合检验,旨在初步锻炼和培养本科生进行科学研究的思考、分析、解决问题的能力并激发他们的创新意识。这一实践虽在我国高校持续了数载,但其仍存在很多亟待解决和改革的问题,如选题陈旧、立意浅薄、抄袭与拼贴严重,甚至还有论文。这都极大地违背了毕业设计的宗旨,消弱了毕业设计的意义。面对本科生毕业论文质量下滑的普遍现象,很多高校教师和教育界人士都对该问题进行了有效的反思并提出了自己改革、探索的一些独到见解。作为一名多年来从事物理专业教学和科研并指导本科毕业设计的教师,面对学生毕业设计模式化、套路化、同质化等问题,广泛阅读高校教学改革的一些成果,包括书籍和论文,努力总结这一现象和成因并尝试性地进行了一些改革实践。本文就是笔者对材料物理专业毕业设计改革的一种尝试性的探索。在研究性教学理论的指导下,通过挖掘高校本科生毕业设计质量低下的深层原因,探索出了一些可行性的改革方案和提升毕业设计质量的途径,并对高校本科生解决问题能力和创新能力的培养提供了可供参考的模式。

一、材料物理专业毕业设计存在问题的成因

1.学生在思想上不够重视

目前在高等教育大众化背景下,大学生面临着前所未有的就业压力,绝大部分学生从大四开始就奔波于联系就业单位。材料物理专业由于专业冷僻,对口专业的就业岗位稀少,为此他们有的从大四开始,甚至有的从大三开始就在本地的一些企业和工厂做兼职,想通过此途径在就业上寻求突破;还有一部分学生致力于考研,把大部分时间都用在复习、初试和复试上。就业和考研被视为本科学习的最终任务,因此他们很少在本专业的毕业设计上投入足够的时间和精力,只是视毕业设计为必须完成的一种程式,消极地等待指导教师选题、实验和数据分析的指导,格式上仿效别人的设计套路,只要能草草过关,顺利通过答辩和拿到毕业证就行,他们无法达到培养计划对本科毕业设计的质量要求。

2.学生在专业知识水平上能力不足

材料物理专业毕业设计撰写质量是与本专业学生的专业理论知识、分析能力和综合运用知识的能力密切相关的。从多年来笔者对本专业毕业设计的指导来看,一些学生专业理论知识薄弱,对实验数据的分析缺乏宏观系统的理论框架,不能打破原有的、别人的分析模式,不能做到知识间的链接和贯通,更不用说理论结合实际的创新精神。因此,面对这一不得不完成的任务,因其平时缺乏对专业论文写作的练习,缺乏相应的文献检索、分析和应用能力和数据的处理、分析和应用能力,他们就只能绞尽脑汁,生搬硬套或盲目抄袭,应付了之,无法达到毕业设计作为最后的、重要的一次综合实践教学环节的要求,背离了高校通过毕业设计从而提高学生科研意识和创新意识的初衷。

3.教师投入精力不足和责任心不强

在高等教育大众化背景下,我国高校从1997年后普遍加大扩招步伐,导致普通高校在校生人数急剧增加、教师教学任务量普遍增大。加之近年来一般的普通本科学校为了升大学、拼名气,过度看重教师的科研能力,把能否发表SCI/EI或申请课题经费当做年终考核和奖惩的重要尺度,教师的科研任务也随之快速增加。学校即使能保证师资上的数量,但也无法保证毕业设计指导教师充沛的精力投入。另外,也有少数指导教师责任心不强,出现了教师对学生疏于指导、要求不严,对学生毕业设计内容没有进行严格把关,对个别论文的抄袭现象不能及时制止和整改等现象。

4.学校投入经费不足和监控措施不力

郑州轻工业学院与材料物理相关的教学和实验室(如材料物理专业实验室)设备数量不足且比较陈旧,无法保证每个材料物理专业的学生都能充分地应用现有的仪器设备。如果需要到别的学校或科研机构去做实验或检测数据,学校又不能提供充足的经费支持。因此,材料物理专业的毕业生只能充分利用现有的学校资源,结合以往的毕业设计写作范式,尽可能地完成毕业设计,这样他们就无法顾及在毕业设计环节中的创新。另外,普通本科学校名义上对毕业设计过程建立了严格的监控环节和较为完善的工作规范,但却没有严格地、具体地加以实施,材料物理专业毕业设计也是如此。因为学校监控不力且工作规范执行不到位,毕业设计质量难以保证。

二、研究性教学理论指导下的材料物理专业毕业设计改革途径

经济的发展、社会的变革和科技的创新都对我国教育,尤其是我国高等教育提出了巨大的挑战,要求其所培养的人才不仅能适应时代的变迁,还要能够不断地吸收与创造新知识。哈佛大学校长陆登庭说道:“最佳教育不仅应有助于我们在专业领域内更有创造性,它还应使我们更善于深思熟虑,更有追求理想和洞察力,成为更完善、更成功的人。”[1]造就这样的人的关键在于对其创造力的培养。因此,转变传统的教育观念、革新教学方法与培养模式成为了我国教育界及全社会关注的焦点。研究性教学在我国课程改革不绝于耳的呼喊中被发现并迅速地引入,朱桂琴认为“研究性教学其基本范式可以分为引导、准备、指导—实施和展示—评价三个阶段。”[2] 陈小鸿认为“研究性教学的内涵体现在教学方法上就是以问题为载体,以培养学生的问题意识为主要目标,在多种教学方法的综合运用过程中培养学生获得知识的自主性和研究性。”[3]总之,以设计问题为引导让学生通过自发探究进行学习及以培养学生创新能力为核心的研究性教学为我国普通高校本科毕业设计这一实践教学环节的改革起到了重大启示作用。

1.构建优良的师资队伍,调动学生积极性,让学生自发地参与毕业设计

学生的积极主动性是完成和保证毕业设计质量的首要因素。要调动学生的积极性,让学生自发地参与毕业设计就需要有高度人格魅力和卓越专业知识的师资队伍。要培养学生的毕业设计创新能力,指导教师本身必须具备很强的专业技能和一定的创新意识与能力。因此,首先指导教师要不断地丰富自己的专业知识,改进自己的教学方法,让学生养成探究学习的习惯。其次指导教师要不断提高自身的科研能力,只有具备了较强的科研能力才能把本学科领域的前沿知识和问题介绍给学生,引导学生通过正确的科研方法或手段与指导教师共同探讨问题、寻找答案。最后指导教师要不断地完善自我,提高自身的人格魅力,始终用胜不骄败不馁的形象去感召学生追求卓越,在潜移默化中影响学生创造性人格的塑造。

2.深化课程体系改革,革新教学形式,提高学生写作能力

“材料物理”是涵盖面比较广泛且涉及抽象理论知识的一门课程,它综合了数学、物理学、材料学和结晶学等方面的内容,涉及如材料的铁电压电性能理论知识都是较难掌握的,从而造成了该学科的课堂教学和实验实践教学难度都非常大。因此,首先要深化材料物理专业课程体系的改革,在坚持该课程设置的内容上,应结合材料科学技术最新发展动态,兼顾无机非金属材料物理性能的共性,不断地拓宽专业面和更新讲授的内容,充分体现新时代材料的新知识与新理论。其次要不断探索研究性教学的内涵和外延,在理论的指导下结合本课程的难点改变传统的理论讲授教学法,充分利用多媒体教学法将原本抽象的物理概念和晶体结构形象化地呈现出来以便于学生的理解与掌握。在学生对基本理论掌握系统化的基础上,教师要精心设计一些有针对性和前沿性的问题,有序地组织学生查阅资料、进行小组讨论并汇报总结,在教师耐心指导下培养学生获得知识的自主性和研究性。这样学生不仅获取了专业知识和技能,也培养了良好的思维品质和综合运用学科相关知识的能力,从根本上提高了撰写科技论文的写作能力,保证了毕业设计的质量。

3.加大毕业设计经费投入力度和加强毕业设计写作过程各个环节的监督与管理

“材料物理”课程是一门理论性和实验性都很强的专业课程。不仅需要教师由浅入深地讲授理论知识,还需要校方加大经费的投入力度。一方面,要适度增加本课程的综合实验内容,循序渐进地给学生提供一些自主设计实验的机会,自己操作、自己分析和自己总结。这样学生在进行综合实验设计和分析过程中不仅能将所掌握的专业知识和实际运用相结合,还能增强他们对理论知识学习的热情,从而培养学生综合运用知识的能力。另一方面,学校应及时修缮、更新已有的实验设备,增设新的实验设备,包括材料力学测试设备、电学性能测试设备、材料磁学测试设备等,除此之外还要加强实验室建设以完善相关的实验研究条件。这不仅有利于对基础理论知识的掌握,还可以提高学生的参与度,训练学生提出问题和解决问题的能力与综合利用多学科交叉的相关知识的能力,进而培养学生的创新意识和创新能力,这一切将为保证本专业毕业设计的质量提供技术和智力支持。

要想保证毕业设计工作的顺利开展和进行,学校还需要制定完善的、针对不同学科不同的管理规章制度,加强对毕业设计写作过程中各个环节的监督,其中也包括对教师的监督。首先,要从选题上进行把关,结合学生的专业和兴趣,通过教师的指导和参与实施双向选题与开放式选题的模式,开展三级审核机制(指导教师—小组—院系专家)。其次,加强对毕业设计写作全过程的检查、监督。一方面在学生撰写毕业设计的过程中,教师要确定答疑解惑的时间和定期与学生会面共同讨论、解决遇到的问题,并以书面形式记录下来。另一方面指导教师要求学生合理地规划好时间,包括面试、考研复试及外出找工作的时间,以保证毕业设计有相对充足的时间。再次,要求学生定期向指导教师汇报实验数据处理情况、文献利用情况和毕业设计撰写的进度。同时,指导教师对毕业设计的细节包括格式、行距、图表、参考文献的数量和格式与毕业设计正文的字数也要认真监管,以保证毕业设计的质量。最后,指导教师对学生的论文答辩活动也要进行严格监控,规定答辩的方式和时间,认真记录学生的答辩内容,给出合理的分值。总之,通过教师对学生的监督与管理、校方对教师的监督与管理双层管理模式可以保证毕业设计工作的顺利开展,为保证毕业设计的质量提供了制度支持。

参考文献:

材料化学专业导论论文例7

作者简介:王建江(1963-),男,浙江温岭人,军械工程学院基础部,教授,博士生导师;黄红军(1972-),男,山西运城人,军械工程学院基础部,副教授。(河北石家庄050003)

中图分类号:G643     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)07-0016-02

随着军队院校研究生招生制度的深化改革和招生规模的调整优化,跨专业招收、培养研究生在一些学科与专业正日益显现并会更加突出。近五年来,在笔者培养的材料科学与工程专业工程硕士、同等学历硕士、全日制硕士中,跨专业研究生占到了70%左右。分析跨专业研究生特点,研究培养跨专业研究生的有效措施,保证培养质量,提高培养水平显得格外重要。

一、跨专业研究生的特点分析

1.生源和专业基础分析

近年来军械工程学院材料科学与工程学科跨专业招收的研究生主要有三种情况。

(1)跨专业调剂。由于受多种政策和因素影响,考生生源不足,上线研究生不多,够复试条件的研究生数量小于招生计划数量,每年不得不从其他富裕专业(通常是机械类专业)调剂研究生。这部分研究生除了在本科阶段学习过40~50学时的“工程材料”课程外,基本上没接触材料科学方面的课程和知识。

(2)跨专业报考。这部分学生对材料科学与工程学科具有浓厚的兴趣,立志从事材料科学与工程专业的学习与研究。为了考取研究生,他们自学了大量的“材料科学”课程,特别是对研究生入学考试确定的初试专业课程和复试专业课程下功夫较大,准备比较充分,成绩也比较好,具有一定的专业基础,但他们毕竟没有系统学习过材料科学与工程专业课程,为了考取研究生,突击学习痕迹明显,死记硬背的东西较多,融会贯通、举一反三、灵活应用的能力偏弱。

(3)为躲避研究生入学考试课目“数学一”而跨专业报考。我院材料科学与工程学科确定的研究生入学考试数学课目为“数学二”而非“数学一”,部分考生由于数学功底较弱,担心“数学一”难度大,考不出好成绩,受社会现实的驱动选择报考了本专业,由于目的和动机不同,这部分学生材料科学的基本理论、基本知识、基本技能也较弱。

总之,跨专业报考的研究生相对于本专业研究生而言,在专业基础知识的掌握和基础理论积累方面比较薄弱。

2.心理和优劣势分析

跨专业学习并不是一件简单的事,一切从头开始,这需要勇气、动力和毅力。跨专业研究生能够和本专业研究生坐在一起,站在一个起跑线上学习和研究,这本身就说明了跨专业研究生勇于挑战、肯于付出和战胜自我的精神。当遇到挫折、困难或不公正待遇时,跨专业研究生会表现出更加坚强的心态、信念和理想。

另外,跨专业研究生也具有非跨专业研究生所不具备的优势。首先跨专业研究生大多具有交叉学科的知识结构,无论是基础理论还是专业实践,跨专业研究生受到来自不同学科方向文化和知识体系的熏陶,具有复合型人才的优势;其次,跨专业研究生容易认识到自己的长处和不足,会注意取长补短,发挥长处。

二、跨专业研究生培养措施

1.搞好入学教育,树立学习信心

材料科学与工程专业的本科生在大学期间除了学习高等数学、大学物理、外语、计算机等公共基础课外,还要学习材料科学基础、材料现代分析方法、材料制备工艺、材料性能分析、新材料、材料实验、材料管理等专业课。本科四年的学习使得他们掌握了扎实的材料科学基础理论知识,具有较强的实践能力,建立起了材料科学概念,形成了材料思维习惯。而跨专业研究生在专业知识结构、知识积累上有所欠缺,常常会造成在进入研究生学习后“水土不服”、“消化不良”的现象,表现为不具备独立思考问题和解决实际问题的能力,学习能力差,材料概念不清,不熟悉专业学术话语,缺乏创新思维。为此必须搞好他们的入学教育,纠正动机偏差,讲清跨专业学习的利和弊,在认识差距的同时看到优势,使他们明确学习目的,树立学习信心,要求他们勇于克服困难,按期完成学业。

2.补修基础课程,夯实专业基础

对跨专业考入的研究生,军械工程学院在课程设置上与本专业考入的研究生没有区别,课程设置统一,培养计划刚性,不考虑个体差异,不照顾个体要求。由于跨专业研究生与本专业研究生的专业基础相差太远,研究生授课教师往往顾此失彼,常常会使本专业的学生觉得授课深度不够、提高有限,而跨专业研究生却难以理解,从而使正常的研究生教学受到冲击和困扰,影响教学效果。

材料科学学科具有一套独立的理论体系和思维方式,它不仅在专业基础上与计算机、自动化、电子类专业相去甚远,而且思维方式独特。尽管学生学习努力,但由于缺乏系统的材料科学基础培训和思维训练,对材料类课程的学习难以摆脱夹生不熟的状态,听课的过程似乎明白,但难以用自己的语言表述出来并运用到实际工作中,对一些概念和理论似懂非懂。

授课教师应优化教学内容,注重因材施教。指导老师要加强个别指导,筛选本科阶段“材料科学”3~5门重要核心课程作为补修课程,强化跨专业学生的“材料科学”基础。为帮助跨专业学生建立对材料科学的感性认识,培养材料学思维习惯,安排他们到实验室指导本科生毕业实习,做到教学相长。督导跨专业学生利用丰富的网络资源自学相关知识,弥补跨专业研究生所需要的基础理论未来向深度和广度拓展的缺陷,从而为培养其研究能力、创新能力和综合素质创造条件。

3.依据学生特点,选定研究方向

导师是培养研究生最为重要的环节,在研究生培养中起着其他个人和机构无法替代的重要作用。对学生的严格要求大多需要通过导师才能有效落实。导师在充分考察、了解学生的兴趣和特长后,在征求学生意见的基础上帮助其选好论文方向。如数学、计算机基础较好的研究生更多地安排一些材料制备过程中与数值模拟、仿真有关的课题;动手能力较强而理论功底较弱的研究生,安排一些倾向于材料制备工艺方面的课题;机械制造专业的研究生安排一些注重与材料制备设备相关的课题,这样有利于学生扬长避短,增强自信,提高对材料学研究工作的兴趣。通过撰写论文锻炼和提高实际工作能力,他们毕业后达到与本专业生源同样的培养质量。

4.凝炼导师文化,促进师生互动

(1)坚持师生在教育上是授受关系,导师处于主导地位。坚持师生在人格上是平等关系,导师应以尊重学生的人格、平等地对待学生、热爱学生为基础,进行正确地指导、严格要求和民主型的管理。

(2)坚持师生在道德上是相互促进关系。导师应该强烈感受社会的迅速变化和知识的不断更新,加强与学生的互动,自觉不断地自我充实和提高,不断更新自己的观念,形成有组织的讨论、研究氛围,在教育培养研究生活动中不断发展自己。导师要注意对学生学习行为的观察和评价,形成对学生新的了解和认识,及时修改对学生的某些要求与期望。导师通过自己的努力影响、感化学生,增进学生对导师的了解,从而激发学生更加自觉、主动地学习和工作。在研究生中间提倡互帮互学,博士生带硕士生,高年级研究生带低年级研究生,本专业研究生帮跨专业研究生,在研究生中广泛开展学习研讨活动。

5.加强学术交流,营造创新氛围

要培养高质量的跨学科研究生,必须要有好的学术氛围。广泛开展学术交流,鼓励学生参加多种多样的学术活动,有利于学生了解本领域的前沿工作,提高专业水平和表达能力,有利于学生开阔眼界、拓宽知识面。近年来,我们坚持博士研究生在校期间外出参加学术交流会议人均不少于3次,硕士研究生人均不低于1.5次。研究生们通过参加国际、国内学术会议进一步了解到本领域科技与学术发展的信息,增长了他们的专业知识,提高了学术水平,拓宽了研究思路,并结交了一批同行,同时,也提高了他们对信息的认识程度以及捕捉、分析、判断和吸收信息的自觉性。

6.严格跟踪检查,严把论文答辩关

严格研究生中期筛选制度,对课程学习成绩出现黄牌的研究生进行个别谈话,达不到要求的推迟开题。

对待跨专业研究生和其他研究生一视同仁,实行统一的研究生开题评审制度和研究生论文进展中期检查制度,组成专家组听取研究生汇报,回答专家组的质询,检查学术情况,对个别较差的学生推迟开题、延期答辩,在研究生中营造一种警示、促进和努力学习的氛围。

几年来的坚持与实践,学院材料科学与工程学科研究生的培养质量得到充分保证,研究生论文的盲审平均成绩达85分以上,所有研究生都如期完成学业,顺利获得硕士学位。

参考文献:

材料化学专业导论论文例8

中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)06-0180-02

贵州省是航天航空产品生产研发基地集中地区。近年来,随着先进制造业引进涌入,对材料学科专业相关从业人员的需求量大为增加。然而,贵州大学材料科学与工程专业的设置是以传统金属材料方向为主,与高新制造业对材料压力加工、材料质量检测方面的人才需求有些错位。单一专业方向培养模式,与社会需求和行业发展分工明确细化显得不适应、脱节。学生不能根据自己的兴趣、个性、就业愿望选择专业方向,制约了学生的多样化、个性化发展及创新能力的培养[1-4]。此外,贵州师范大学、贵州理工学院等区域高校也相继开设材料类学科专业,使得本地区材料学科毕业生数猛增,就业压力增加,就业渠道必须拓展。

为了解决材料科学与工程专业人才培养模式不能完全满足市场对人才个性化、多样化的需求问题。依据贵州省材料产品制造业的发展现状和趋势,以及材料科学与工程专业学生就业市场现状。材料科学与工程专业以专业特征为基准,面向就业市场,以学生为本,灵活设计金属材料、压力加工以及材料检测及表征三个专业特色培养方向。通过构建方向课程体系,教学内容,教学方法、手段改革,加强师资队伍建设,坚持知识、能力及素质协调发展,有针对性地着重培养学生创新能力和创新精神,强化学生多样化、个性化发展,拓宽就业渠道。

一、特色专业方向课程设置

广泛进行调研,重点了解金属制造行业对人才知识、素质、能力的要求。我们按“通识公共基础+夯实大材料学科基础+明确专业专长方向”的方式实施材料科学与工程人才的培养,确定了具备相同口径的通用基础知识课程群和材料科学与工程专业核心课程群,为专业方向课程的学习奠定基础。学生根据社会需求和个性特长,自主选择专业方向,以满足学多样化、个性化发展需求。

通用基础知识课程群主要包括公共基础与人文素养等课程,重点培养学生文化素质、身体素质、思想品德素质。专业基础课是课程体系的中心组成部分,紧密围绕材料学科专业共性特征和人才培养目标设置,是三个专业方向共同开设的课程。避免课程间内容重叠,整合《固态箱变》、《金属热处理》、《热处理新技术》三门课程课程为一门核心课程――《热处理原理及工艺》,构建以《材料科学基础》、《材料力学性能》、《材料分析方法》等课程组成的专业核心课程群[5]。便于学生掌握有关材料制备合成、组织结构、性能和使用效能等四要素构成的材料学科共性基础知识规律。

专业方向课程群体与社会需求密切联系,有不同特色的专业方向实用性课程群。金属材料专业方向有《金属材料学》、《钢铁冶金概论》、《有色金属合金》、《复合材料》、《高温合金》、《航天材料》、《模具材料》等课程。压力加工方向有《材料成型工艺》、《轧制工艺学》、《挤压与拉拔》、《塑性成形数值模拟技术》、《锻压设备与工艺》、《快速成形技术》等课程。材料检测及表征方向有《材料性能测试技术》、《材料工业分析》、《无损探测》、《超声检查》、《涡流检测》、《常用检测设备与维修》等课程。

二、专业方向实践教学设置

材料科学与工程实践教学践行“理论教学与实践教学并重,更加注重实践教学,偏重专业方向”理念。改革传统实习教学模式,认识实习围绕实习基地的制备(压力加工)-检测-装配流程组织展开,学生初步掌握材料制备-组织结构-性能-使用效能为主线的科学研究方法。生产实习则各自偏重金属材料、压力加工、检测与表征专业方向,身临其境,与社会沟通,培养学生综合应用专业知识解决相应的专业方向领域中的生产实际问题。近年来,本专业实验室采购了透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等大型精密仪器和实用设备,构建冶金制备、压力加工和测试与表征实验平台,为培养不同专业方向学生的创新意识和实践能力奠定了坚实基础。按照自编的《材料科学与工程专业实验教程》指导教材,以“课程综合性实验、专业方向综合性实验、专业综合性实验和创新创业实践应用开放性实验”分层次逐步深入展开。毕业论文环节实行导师制,采取自主挑选导师、过程互动的方式,激发学生研究创新的兴趣,理论联系实践,培养学生的实践认知和创新能力,保证高质量的毕业论文。近几年共有10余篇本专业学生毕业论文获学校优秀论文奖励。

激励学生参加著名专家和企业家讲授高水平专业讲座,让学生了解专业方向前沿发展动态,新成果、新理论、新技术、新产品和新理念,拓宽学生的专业视野。鼓励学生自由选题,

自主设计方案,申报大学生创新实验项目。在导师指导下,独立完成制备(加工)、检测、表征、分析实验过程。推荐优秀学生参加全国金相、节能技能大赛,提高学生主动学习兴趣,并充分展示学生创新意识和创新能力。近年来获部级、省级、校级大学生创新实验项目及SRT项目10余项,部级节能大赛获奖3项。

三、教学方法、手段改革

课堂教学中重视以学生为主体的教学原则,采用多媒体、科研成果案例、小组讨论、精品课程交流平台网络等方法,将繁杂的概念、原理,产品制备过程,微观组织结构以及性能检测过程、检测设备操作和维护过程等以形象化、动态化、具体化的形式,逐步深入,侧重向各专业方向学生讲授,利于提高学生学习的主动性和兴趣,以及培养学生创新和批判性思维能力。《材料科学导论》实行双语教学,学生阅读翻译外文文献的能力明显提高,有利于了解全球材料学科的前沿科研状态和知识。在实践教学改革中,材料科学与工程专业各方向充分发挥学院与企业的科研实践优势,拓宽就业渠道。从时间、教学内容以及管理措施上保证“以科研促进教学,更好地培养学生的创新能力和工程实践能力”[6]。我院于2011年开始与台湾义守大学合作办学,材料科学与工程专业各方向选派1~2名优秀学生到该校学习,这将进一步探索出国际国内合作办学之路,给本专业更多优秀学生优化知识结构、开阔学科视野提供跨校学习平台。

四、加强师资队伍建设

贵州大学材料科学与工业专业经过60多年的专业建设,储备了大批的材料学科专家学者和宽厚的工程学术文化底蕴。近几年,经过贵州大学品牌专业、省级示范性专业、国家一类特色专业,以及重点学科、硕士点、博士点授予专业建设,采用传帮带培养、引进、进修提高等方式,建立了一支教学、科研兼容,结构合理,爱岗敬业,勇于创新的专业方向教师队伍。目前本专业共有教师15人,其中教授6人,副教授6人;博士5人,硕士5人。35岁以下教师全部在读博士。本专业青年教师全部到省级材料结构与强度重点实验室兼职,掌握大型检测与表征仪器的操作和维护,为师生展开科研教学提供了技术便利。与贵州南方汇通、安大集团公司等校外实习基地建立了长期师资培养机制,以解决不同性质的企业生产问题为契机,与培养学生并举,为各专业方向师生提供了科学研究和工程实践的条件,目前有三位教师在这些企业攻读博士后。加强教师队伍团队合作,鼓励教师教学与科研并重。目前,本专业教师发表相关教研论文30余篇,出版教材《材料科学基础》、《金属材料学》、《材料科学》、《材料科学与工程专业实验教程》等4部教材。《材料科学基础》获评省级精品课程,《材料力学性能》获评校级精品课程,带动了本专业方向课程的建设。

五、结论

与时俱进,贵州大学材料科学与工程专业紧跟材料制造业发展趋势和用人市场需求,及时调整专业特色培养方向,不断深化构建特色培养方向课程体系,改革教学方法、手段,加强师资队伍建设等措施,逐步实现了专业“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”与培养方向专长化的有机统一,不仅弥补了现有专业培养模式的不足,而且也满足了学生多样化、个性化发展的需求,提升了学生就业市场竞争力。最近几年,材料科学与工程专业学生就业率一直名列贵州大学前茅,获得2011―2013年全校就业率一等奖,已呈现出学生就业自信、社会欢迎的良好互动局面。

参考文献:

[1]徐德龙,许启明,肖国先,等.关于材料类本科专业设置演化的思考[J].西安建筑科技大学学报:社会科学版,2003,22(1):5-8.

[2]李瑜煜.复合型材料电子技术人才知识结构及课程设置的研究与实践[J].理工高教研究,2005,24(6):105-106.

[3]张海燕,黄贵秋,石海信,等.化工专业柔性专业方向建设的探讨[J].钦州学院学报,2012,27(7):41-44.

材料化学专业导论论文例9

中图分类号:G642 文献标识码: A 文章编号:1672-1578(2012)04-0055-02

“高分子材料学”是我校材料科学与工程专业(表面工程方向)的一门专业课程。表面工程学生的就业领域主要为材料涂装、防腐等,学生需要熟悉各种工程材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料等)的基本性质、制备工艺以及表面处理方面的知识。“高分子材料学”主要介绍高分子材料的制备、性能、成型、改性及应用等方面的知识。

“高分子材料学”这门课共32学时,所选教材为化学工业出版社出版的《高分子材料基础》。主要内容包括四部分:高分子材料的合成及制备、高分子材料的结构与性能、常见的高分子材料及其成型加工方法、高分子材料的改性及应用。该教材[1]浓缩了高分子材料与工程专业的四门专业主干课共192学时的内容,即高分子化学(48学时)、高分子物理(64学时)、高分子材料成型工艺(48学时)、聚合物改性原理及方法(32学时)。

1 “高分子材料学”讲授过程中面临的问题

“高分子材料学”课程的讲授具有较大难度,主要表现在以下方面:

该课程涵盖了高分子材料与工程专业学生的专业主干课内容,要深入讲解这些内容,需要近200学时,而针对表面工程学生开设的“高分子材料学”仅仅只有32学时,时间紧,内容多,如何合理安排各部分内容占的比重是授课教师面临的首要问题。

“高分子材料学”相关内容的学习,需要学生具备一定的化学基础及力学基础,而对表面工程的学生而言,因专业侧重不同,化学课程及机械基础课开设门类不如高分子材料与工程专业齐全,导致表面工程的学生在学习“高分子材料学”时,对教材内容的理解及掌握有一定难度。这对授课教师备课也提出了更高的要求,如何在有限的学时中适时补充相关背景知识帮助学生理解,是授课教师需要思考的另一问题。

“高分子材料学”虽为表面工程学生的专业课之一,但从历年就业情况看,表面工程学生就业以金属材料加工行业居多,而从事高分子材料加工行业的很少。故必然存在学生对该课程重视程度不够,学习积极性不高的问题,因此授课教师也需要在教学模式上进行探索创新,充分调动学生学习的积极性,引导学生主动参与到教学过程中来。

2 “高分子材料学”课程教学模式探索

2.1梳理重点,侧重剖析基本概念

“高分子材料学”学时有限,内容繁多,因此需要授课教师在备课时梳理出各章节的重要知识点和基本概念, 注意各部分内容的衔接,并找出线索将各章散落的知识点贯穿起来。

比如,在介绍高分子材料合成及制备时,着重讲授加聚反应及缩聚反应的基本步骤,对比这两种聚合反应的特点及反应产物特性,便于学生掌握常见高分子材料的合成反应类型,了解制备方法对材料性能的影响。考虑到表面工程学生的学科基础及专业侧重,对反应速率的计算等知识点不做要求。

再如,课程内容第二部分介绍高分子材料的结构与性能,这部分内容为承上启下的重点章节,高分子材料的结构及性能特点在其合成过程中奠定基础,并将在成型过程及改性中得以体现和完善。这部分内容体现了高分子材料与其他材料的本质区别,涉及的基本知识点很多,而且多为表面工程学生不熟悉的内容。因此,同样需要通过对比,突出高分子与低分子的结构与性能差异,侧重高分子温度——形变关系,结晶过程及晶体结构等重要知识点的讲解。

2.2因材施教,适时补充背景知识

“高分子材料学”中很多知识点的理解离不开有机化学、物理化学等基础课程的支撑,而表面工程方向的学生并未开设相关课程。为此,需要教师在讲授过程中适时补充背景知识。

例如,在讲授高分子合成反应类型对材料性能的影响时,可简要介绍常见化学基团的特点并联想对应的高分子材料的性能特点及成型要点。以聚碳酸酯(PC)为例,这种材料采用缩聚反应制备,分子结构中含有酯基,酯基在一定条件下容易水解,因此可联想到PC材料在成型时的高温条件下应避免水分的存在,防止水解反应发生导致材料性能劣化。

此外,为弥补学生基础知识的不足,讲授时还可结合日常生活中的实例进行对照说明。在讲授高分子结晶时,可联想泡面模型以及珍珠形成等实例;讲授高分子材料降解及添加剂功效时,可结合塑料制品长期暴晒变色发脆、塑料拖鞋逐渐由软变硬等学生熟知的生活常识进行分析。

2.3结合专业,调动学生学习积极性

“高分子材料学”为考查科目,且表面工程的学生就业以金属材料加工行业居多,学生误认为这门课程与自己的专业及将来就业衔接不紧,从而对“高分子材料学”课程重视不够,故学习积极性也不高。为此,授课教师应有意识的引导学生思考,并采用灵活的考核方式调动学生的积极性。

笔者在讲授此门课程时,并未采用课堂考试的形式进行考核,而是给学生布置了“高分子材料与表面工程”为主题的课程论文撰写任务,并让学生制作出相关的PPT将自己的论文进行口头陈述,最后根据其论文撰写情况、PPT制作情况及陈述情况给出该门课程的成绩[2]。课程论文的完成情况直接跟成绩挂钩,能有效调动学生的积极性及对课程的重视;课程论文的撰写需要大量专业文献为基础,学生在撰写论文的过程中能自觉关注及阅读相关专业文献,有利于拓宽其专业视野;制作PPT的过程是对课程论文内容的凝练,有利于学生理清思路掌握重点;口头陈述环节能有效杜绝学生互相抄袭论文,教师也能通过学生的口头陈述情况,观察学生对该门课程基础知识的掌握程度。

学生通过独立搜集资料撰写论文制作PPT并口头陈述等环节的训练,既能让他们发现“高分子材料学”这门课程与所学专业的紧密联系,也锻炼了他们的资料搜集能力及口头表达能力,为将来毕业答辩及就业面试打下基础。

3 结语

高分子材料是非常重要的工程材料,对于表面工程的学生而言,应该熟悉并掌握这类工程材料的特性。“高分子材料学”虽然不是表面工程方向的专业主干课,但涵盖了高分子材料相关的大量专业基础知识,也是面向表面工程学生开设的唯一一门有关高分子材料的课程。授课教师应该积极进行教学模式的探索,激发学生的学习兴趣,让学生在有限的学时中掌握相关基础知识。

参考文献:

材料化学专业导论论文例10

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)03-0096-03

材料化学是在学科的生长和发展的互相交叉、互相渗透中,由作为基础学科的化学更直接地介入到材料科学而形成的。材料化学是以材料为研究对象,主要研究材料在制备、使用过程中涉及到的化学过程、材料性质的测量,并不是材料的化学性质。随着科学技术的迅猛发展,材料化学所面临的各种困难,需要通过不同学科之间的相互交叉与融合来解决。而学科的交叉和融合,就是在不断的改革中进行和完善起来的,材料化学的兴起就是一个典型的例子。新材料技术是国家重点发展的高新技术之一,且与重庆市的地方经济紧密相连。作为重要的专业基础课程,《材料化学》是材料类专业的一门专业主干课程,该课程力图融会不同学科,建立起各学科专业基础知识的共同点,汇集各学科专业语言的相同点,并使教学课程系统化、整体化,从而使学生尽快地接近并领悟材料科学的专业和前沿领域。本人结合在西南大学材料学院硕士《材料化学》课程中的教学经验及科研中的实践体会,首先对该课程存在的问题进行了阐述,然后在教学内容、方法和手段、培养要求以及实验教学等方面对该课程进行了探讨并提出了该课程教学对策。

一、《材料化学》课程中存在的问题

首先,材料化学是一门新兴学科,该学科发展时间较短,课程教学资料较少。不像传统的基础化学学科那样,经过长期的教学和科研积累已经产生一些经典而权威的教材和参考资料。近年来,尽管已出版了一些关于材料化学的教科书,但由于教材的侧重点不同,其教材内容大相径庭。在21世纪,随着国民经济的迅速发展以及材料科学和化学学科领域的不断进展,作为新兴学科的材料化学发展日新月异,各种新材料层出不穷,并在基本原理、制备技术、表征手段以及性能研究等方面取得了很大的进步,但针对《材料化学》课程的教材内容较老,更新较慢,以至于本学科的新技术、新成果的研究和进展不能及时充实到教材中。

其次,如何设置材料化学专业相关课程,并建立起相关课程之间内在、合理的联系,以及如何安排好材料学与基础化学学科的相关课程等方面,目前还有很多问题值得探索。另外,《材料化学》课程以化学的基本概念、原理及定律为出发点,阐述材料本身的结构、性质以及它们在外界条件下发生的变化现象,以揭示其变化规律,从而指导材料的科学研究与开发。迄今为止,国内开设材料化学学科的大学有几十所,其地域分布呈现工业布局特点,即东部多于西部,北方多于南方。目前,如何在较短的时间内,让学生了解并掌握材料化学以及相关领域的基础内容和专业语言,是我们研究的一个重要课题。另外,如何在有限的学习时间内,合理安排材料化学及其相关课程的学时比重,也有待于进一步研究。

二、根据学科特点,用心组织教学内容

材料化学融合了材料学和化学两大类学科,材料化学专业的基础课程主要涉及物理学、热力学、材料化学、冶金学、电化学等方面知识,特别是无机化学、物理化学,因此该学科涉及的内容极为广泛;同时,针对研究生的教学层次,在内容的深度、广度和新颖性上又有一定的要求。因此,教师在材料化学课程教学内容的组织上,必须根据本课程的学科特点,兼顾广度和深度,体现内容的新颖性,还要力求反映当代材料化学前沿理论、科技成果、应用前景和最新发展动态,以及材料学与工程产业的发展状况。在教学内容方面,我们务必要使学生从材料自身的结构、性质、制备和表征等基本要素出发,理解材料科学中的相关化学问题,做到理论与实践相结合,从而将自己所学的化学知识应用到材料的研究与开发中。另外,通过对该门课程的学习,使学生充分了解材料科学的发展状况,并掌握一些新概念、新技术、新工艺;同时还要使学生掌握纳米材料、能源材料等新材料的基础知识和理论,以及物理化学、电化学、催化化学等化学知识在材料化学中的应用。目的是培养学生运用化学知识解决实际问题的能力,使学生理解并运用新型材料的制备方法。本课程教学中,我选择了朱光明教授编写的《材料化学》作为教材,另外,还选择了唐小真教授编写的《材料化学导论》和石德珂教授编写的《材料科学基础》作为主要参考书。根据材料化学的学科特点,我们将教学内容分为两大部分:第一大部分是材料化学的理论部分,其内容主要包括材料的结构、固相反应和热力学基础等;第二大部分系统阐述材料的设计、化学制备和表征技术等,是理论部分的延伸和应用,同时,这部分内容还结合本校材料专业的一些科研成果和研究进展,重点突出新型功能材料的化学制备方法。这样就加深了学生对前面理论知识的理解和掌握,开阔了他们的视野,激发了他们的学习兴趣、增强了他们的创造激情,为新材料的研究和开发奠定了坚实的理论和应用研究基础。

三、结合课程特点,灵活选用多种教学方法和手段

相对于本科生来说,研究生的思维更加活跃、思路更加清晰、动手实践能力较强、自学能力更强、更喜欢去主动学习,因此,在教学中,我们要充分利用这一特点,改进传统课堂以教师为主、学生为辅的教学方法,积极实行启发式、互动式和讨论式教学,有意识地采用设疑或质疑的方式,引导学生独立思考,分析讨论得出正确的结论,由接受知识转变为创造知识。同时注重启发学生的思维方式,着重培养学生的逆向思维和发散型思维,培养学生创新意识和创新能力,从而提高学生的综合素质。例如在讲授各种新型材料时,我们要多留给学生一些自学和独立思考的时间。为培养学生的自学能力和提高学生学习的积极性,我们实行了学生参与教学这一新体制,改变了传统以教师为中心的教学方式。在每次上新课前,我们让学生课下通过图书馆和互联网等媒介积极查阅相关资料,制作成PPT参与讲解,并回答同学的疑问。通过这种方式可以提高学生学习的兴趣和主动性,能够使学生主动地参与到课堂教学中,活跃课堂气氛,从而有助于锻炼了学生的逻辑思维能力和语言表达能力,使学生由被动学习变为主动学习;有助于帮助学生发现自己在学习中的问题,并及时进行解决和纠正,使教学方式呈现多元化;有助于师生之间相互沟通、交流、启发,形成良好的学习氛围。实践证明,这种教学方式比原来单一以教师为主的课堂讲授方法效果要好,且更受学生们欢迎。此外,教学手段也需要灵活多样。随着多媒体技术的快速发展,传统板书式的教学越来越少,而采用现代化教学手段(如投影、CAI教学课件、胶片)越来越多。当然,多媒体教学手段因其能大大提高信息传输量,快捷、方便等特点而备受人们青睐,但同时也有自己的弊端:因此,在《材料化学》课程教学过程中,我们采用传统的板书教学和现代的多媒体教学相结合,营造活跃的课堂气氛,使师生更好地交流和沟通,做到畅所欲言。多媒体能将文字、图形、图像、动画和声音等展现出来,使原本枯燥的教材内容变得生动有趣,从而调动了学生学习的积极性,使其主动参与到课程学习中来。总之,教学手段必须与学生自身情况相结合,必须与教学内容相适应。因材施教,才能做到事半功倍。

四、面向未来,将培养学生的科技创新能力放在首位

培养学生的科技创新能力,建立多模块、分层次、相互衔接的课堂教学体系,是我国课程教学改革的主线。我院围绕人才培养目标,改进课程结构,创新教学体系与内容,以课程教学体系改革为切入口,以“培养创新、应用型人才”为核心,这也是“培养能力、开拓创新、服务社会”的指导思想的基本要求。对学生科研能力和创新精神的培养不是短期内所能达到的,这是一个逐渐积累的过程,主要取决于教学过程中教师的启发和引导以及学生自己的自学能力。在对学生的培养过程中,要重视科研与教学相结合,并积极、生动地进行实例教学。在教材内容的选择上,力求做到精益求精。我们删减了内容陈旧、分析手段落后以及与时代脱节的内容;融入了当前材料化学研究的新成就,引入了科技创新成果,让学生真切地体会到当今科技发展的进展和趋势,从而激发学生学习的潜能和兴趣。在教学过程中,我们会适时地穿插一些科学研究的最新成果及其典型事例,目的就是提高学生对科研的兴趣,同时鼓励他们积极参与到导师的科研中去。通过学生亲自动手做实验使其不断受到锻炼和启发,从而培养了他们严谨的科学态度,提高了他们的动手能力和科研创新能力,使《材料化学》这门课程展现出前沿性、时代性和趣味性。

五、适应《材料化学》课程要求,精心组织实验教学

材料化学课程毕竟是一门新兴学科,为了让让学生更好地理解并学好该课程,我们还精选了《材料化学实验》课程与之相配套,目的是做到教学和科研实践相结合,使之成为一门实用性强的课程。为此,在配套实验课程中,我们专门设置了一个设计型实验:把学生分成几个小组,在老师的启发引导下,各小组独立设计实验方案,并将预习报告提交给老师,在实验方案审核通过后,各小组按预先制定的实验方案进行实验,同时观察、记录实验现象,分析实验结果,并针对实验过程中产生的问题提出切实可行的解决方案,得出实验结论,并组织学生互相点评,以熟悉操作技巧。设计型实验具有创新性,能够增强学生自主学习和实践的兴趣;激发学生的学习兴趣和拓展知识面;有效地提高实验教学的效果。这种设计型实验和专业教学相辅相成,产生了很有效的共鸣效应,使学生能在专业课程实验的基础上,为科研和以后的毕业设计环节打下了坚实的基础。通过设计型实验,一方面要求教师不能够只满足于书本上的知识,必须要不断地学习,同时加强自身科研能力,掌握好本专业的最新成果和前沿动态。

《材料化学》作为一门专业主干课程,对人才的培养起着重要作用。本人从教学实际出发,通过革新教学方法、优化教学内容、增强教学实践环节等途径实现该课程的建设与改革,但如何更好对该课程教学体系进行建设,仍需要进一步深入探讨与实践。

参考文献:

[1]刘光华.现代材料化学[M].上海:上海科学技术出版社,2000.

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[5]肖岭梅,马洁,屠淑洁.《材料化学导论》课程建设的实践与思考[J].首都师范大学学报(自然科学版),2007,(12):74-76.

[6]韩智明.多媒体课件在工科专业课教学中的优势及操作[J].中国科技信息,2008,(16):223-225.

材料化学专业导论论文例11

作者简介:吴亚盘(1978-),男,陕西西安人,三峡大学机械与材料学院,讲师;赵君(1980-),男,山东泰安人,三峡大学机械与材料学院,副教授。(湖北 宜昌 443002)

基金项目:本文系2013年三峡大学教学研究课题重点项目“新能源材料与器件专业人才培养模式研究与实践”的研究成果。

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)35-0110-02

工科化学是三峡大学(以下简称“我校”)新能源材料与器件专业的学生进入大学后面临的第一门专业基础课。它不仅是中学化学知识的拓宽和延伸,而且为后续化学课程(材料物理化学、材料化学、电化学分析等)的学习奠定基础,在材料课程体系中占有重要的地位和作用。因此,“工科化学”课程教学质量和效果将直接影响到新能源材料与器件专业学生运用化学基础知识处理材料制备及性能表征的能力。

工科化学课程具有其自身的特点和教学要求,如学时少、重应用,所以不能像化学专业一样,当作一门专业基础课,面面俱到。以理科化学专业为例,无机化学及分析课程要求一学年100余学时,而作为工科专业,工科化学与无机化学及分析课程具有很大的相似性,却仅有48学时。两者相比较,工科化学课程学时被大大压缩。加之工科化学涉及化学中的基本概念和理论、元素化学及基础分析的部分内容,学生们普遍感觉难学。尤其面对有限学时的工科类学生,教师如何在有限学时内仍能使学生深刻把握相关的化学知识,提高学生综合应用能力,并获得良好的教学效果,这是每位工科化学教师都必须面对的一个现实问题。本文结合新能源材料与器件专业自身特点,从工科化学课程的培养目标及学科发展方向出发,探讨工科化学课程教学的特点,并结合实践对工科化学教学提出几点建议。

一、结合新能源材料与器件专业特点,合理优化教学内容

目前,有关工科化学课程的教材很多,如江棂主编的《工科化学》、强亮生主编的《工科大学化学》、徐瑛等主编的《工科化学概论》、唐和清主编的《工科基础化学》、高发明等主编的《简明工科基础化学》等,针对不同学科、专业和适用对象,教材知识体系的设置和侧重点各不相同。根据该课程的专业基础课性质,按照突出物质的结构-性能与定量分析并重的原则,三峡大学选用了史启祯主编的《无机化学与化学分析》作为该门课程的主要教材。该教材的特色是包含主篇和副篇两大块。主篇主要是铺就一个基础知识平台,为后续专业基础课程做铺垫,副篇主要是引用化学的应用实例及趣事培养学生的专业学习兴趣。[1]它吸取了国内外同类教材的精华,教学内容难度适中,语言形象生动,适用性强,较适合作为三峡大学新能源材料与器件专业的专业基础课教材,该教材内容可以很好地为目前新能源材料与器件专业的学生提供相应的智力储备。同时,为帮助学生进一步加深对工科化学的认识和了解,还将曹锡章等主编的《无机化学》、武汉大学主编的《分析化学》等教材作为教学参考书。

此外,鉴于新能源材料与器件专业的学生特点及工科化学教学内容较多大,有关的价键理论等知识抽象难懂,因此,在实际的课堂教学中,笔者注重学科知识的拓展及实用化,除讲授教材内容外,还穿插介绍当前新能源材料方面的科技发展动态、工科化学方面最新的科研成果以及自身的科研工作进行讲解,不断优化和充实教学内容。例如,在讲授金属有机配合物材料时,笔者介绍了目前比较热门功能配合物材料当前的研究热点,并以自己在多功能金属配合物材料方面研究的成果介绍给学生。这些相关教学内容拓宽与延伸不仅提高了学生对该课程的学习兴趣,也激发了学生的科研兴趣,达到了较好的教学效果。

二、改革教学模式,探索新的教学方法和手段

在实际的教学过程中,专业基础课的特点决定了它的教学方法不同于选修课,它不仅强调教学内容的系统性、学习方法的引导,而且更需要调动学生学习的主动性,激发学生的学习兴趣。[2]针对“工科化学”课程的专业必修课性质及其教学内容众多,需要理解和识记的知识点较难的特点,笔者坚持“教师正确引导,学生积极参与”的教学原则,采用了多媒体教学与传统教学相结合的教学模式,结合课堂讨论、课外辅导、学生自主学习等多变的教学方法和手段,以增强教学效果。

1.采用传统教学与多媒体教学相结合的教学模式

在传统的教学过程中,教师可以通过讲解、板书、提问、讨论等方式组织课堂教学。然而,一些形象化、具体化的影音视频资料很难展现给学生。而多媒体作为一种新生的现代化教学手段,可以很好地弥补传统教学的不足。它能将抽象的概念直观化、具体化,并容纳较多的信息量,使课堂教学变得形象丰富有新意,教学效率高。[3]“工科化学”课程涉及无机化学中的基本概念和理论、元素化学和基础分析三大块内容。知识面广,内容枯燥,为尽可能调动学生的主动性,引导学生更好地理解和记忆,笔者结合新能源材料与器件专业培养方案,对所选用的教材中的教学内容进行了调整和压缩,制作多媒体课件,在实际的教学活动中,采用了传统教学与多媒体教学相结合的教学模式。通过浅显易懂的课堂讲授和内容丰富的课件展示,增加了学生对工科化学基础知识的认识,加深了学生对教材中的核心知识的理解,取得了较好的教学效果。

2.积极开展互动教学,活跃课堂气氛

根据工科化学专业基础课的性质,在实际的课堂教学中采用引导式讲授和学生讨论相结合的互动教学方法,可以很好地调动学生的学习主动性,营造良好的课堂氛围,提高教学质量,增强教学效果。[4]因此,在教学过程中,笔者既重视发挥教师的引导作用,又充分调动学生学习的主动性和兴趣。课堂上,笔者会针对教材上相关的知识,常常向学生设定问题,留给学生课后查资料,下次课展开讨论。这种教学方法不仅能激发学生学习的主动性和兴趣,而且可以活跃课堂气氛。例如,在讲授绪论中物质的状态时,笔者提出“物质按其存在状态可以分为几类”;讲到新材料的分类时,提出“什么是等离子体”和“什么是液晶材料”等许多在生活中涉及到的化学类新名词、新概念,让学生进行思考和讨论,然后教师再进行讲解,这样一来课堂气氛十分活跃。这种互动教学方式使学生对工科化学的兴趣大增,学习的积极性和主动性也随之增强,对教材中的基本知识点理解更透彻,记忆更深刻,收到了理想的教学效果。

3.及时进行课外答疑,解决学生课后学习遇到的问题

考虑到要在48个学时内完成工科化学教学大纲的教学任务,而且知识点庞杂,难以让学生在短时间内消化和掌握,笔者只能在实际的课堂教学过程中很紧凑地按照教学计划安排好教学内容,课堂上没有充足的时间解决学生课后学习或完成作业过程中遇到的问题。为了能让学生及时解决学习教材内容中遇到的问题,笔者每周专门安排一次课后答疑。通过实践发现,学生很珍惜与代课老师交流的机会,会把自己在学习教材、完成课后作业过程中遇到的困惑整理出来让老师做答。通过这种方式,学生对教材中知识点的理解和掌握就更为透彻,极大地提高了学生学习工科化学的积极性。

4.选择部分章节让学生主讲,提高学生语言表达能力

在传统教学模式中,教师的主要任务是站在讲台上“讲授”,学生的主要任务是“听讲”,在讲课过程中,教师设置一些教学活动,与学生进行互动,调节课堂气氛。然而,这种以课堂为中心、死板灌输的教学模式严重制约了学生课堂学习积极性。学生只能按照教师设计好的课程教学内容被动学习,在课堂上基本没有表达自己想法的机会,即使偶尔被提问,也会因缺乏足够的准备,发言效果不佳,导致缺乏自信心。

大学的三尺讲台,不仅仅属于教师,还属于学生,学生也可以借助这个讲台得到必要的锻练。如果能够给学生提供上台讲解的机会,学生就能够深刻体会站在讲台上的责任,就必须按照教师的要求将自己准备的内容用简洁明了的语言展现给其他学生。另外,学生在走上讲台之前,课前会做充分的准备,然后把自己准备好的知识传递给其他学生,无形中提高了学生学习的主动性。例如,工科化学中,其中一章为《氢》,这一章主要讲解氢、制备、用途、同位素、氢化物分类、氢能源等,没有较难的理论。因此,笔者提前两周安排学生课后查资料和素材,做多媒体课件,课堂抽出一个学时让准备好的学生上讲台讲解。从4~5名同学上讲台讲解的情况来看,学生课前都做了精心的准备,而且最大限度地利用了网络等媒体资料。学生的多媒体课件制作简洁,图文并茂,讲解结束后,其他学生可以提问,共同参与问题的讨论。这样一来,不仅锻炼了学生的语言表达能力以及沟通能力,而且为学生将来毕业时能够更好地在应聘中表现自己提供了锻炼机会。

三、探索新型考核方式,提高教学效果

在整个教学活动中,考核环节是一个必不可少的重要环节。专业基础课的考核不同于专业选修课灵活多样的方式,一般采取传统的闭卷考试,需要学生记忆的知识点多,容易使学生思想负担过重,给学生学习带来压力。而新能源材料与器件专业的“工科化学”课程作为专业基础课,其主要任务是简明地介绍化学中的部分原理,在中学化学的基础上,重点掌握元素及化合物的物质本性及变化规律,建立一个化学意识,在以后遇到相关问题时能够从化学的角度去解决。鉴于该课程的专业基础课性质和内容多、知识面广、学生掌握知识点难度大等情况,为提高学生的学习主动性和教学效果,笔者对该课程的考核方式也进行了相应的改革,采取了中期课程小论文与期末闭卷考试相结合的方式。具体的成绩考核核算方法为:课堂表现、出勤情况和课后作业完成情况占成绩的10%,课程小论文成绩占10%,实验成绩占10%,期末试卷卷面成绩占成绩的70%。这种考核方式不同于以往的“1+2”模式(总评成绩=卷面+平时+实验),既可客观地反映学生对课堂所学知识的理解和掌握情况,同时可以真实地反映学生课后学习这门课程的积极性和主动性,最终期望能够全面反馈出这门课程的教学效果。

四、结语

“工科化学”课程作为新能源材料与器件专业学生的专业基础课,其内容繁多、涉及无机化学、分析化学两个二级学科的部分基础知识。该门课程的教学效果为学生学习后续材料物理化学、材料化学、电化学基础等课程提供重要的基础。因此,合理优化教学内容,探索行之有效的教学方法及考核方式对于调动学生学习的主动性和兴趣,提高教学质量和教学效果起到至关重要的积极作用。

参考文献:

[1]史启祯.无机化学与化学分析[M].北京:高等教育出版社,2011.

[2]樊晓芳.高等院校无机化学教学改革探析[J].科技教育创新,2013,(3):146-153.