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材料化学工程论文样例十一篇

时间:2023-03-02 15:09:35

材料化学工程论文

材料化学工程论文例1

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2017)06C-0078-02

高分子材料是化工产品的一个分支,是目前发展最快、应用前景最广且最具生命力的一类化工产品;高分子行业的迅猛发展,急需大量复合型人才。而大多数高校高分子材料专业的人才培养侧重在材料的合成等偏理论方面,对高分子材料加工成型为终极产品的工艺环节关注的程度不高。广西大学化学工程与工艺专业在化工材料加工工艺方面开设了系统的专业课程群,为“高分子材料成型与工艺”课程的设置打下了坚实的理论基础。然而,广西大学化学工程与工艺专业没有开设过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等高分子基础或专业基础课程,且该专业作为一个覆盖范围广泛的交叉的专业,开设的专业课程很多,所有的专业课程学时都高度压缩。在高分子材料理论知识缺乏、课程学时数少、无配套实验的背景下,本文从教学内容、教学方法、创新能力培养等方面对“高分子材料成型与工艺”课程教学改革进行探索。

一、教材的选用

广西大学化学化工学院“高分子材料成型与工艺”课程刚开设时,选用的教材是史玉升等编著的《高分子材料成型工艺》,学生通过学习可以掌握高分子材料的制备、性能、成型、评价及应用,全面系统地了解高分子材料成型技术的最新知识。教学过程中,学生反映这本教材的难度太大,因为“高分子材料成型与工艺”是一门专业技术课程,需在完成化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学、高分子物理和化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等基础理论课和专业基础课程后,对学生进行综合训练。

“高分子材料成型与工艺”课程是在大三第一学期开设的专业课,此时学生已经修完化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学等基础理论课,然而基本没有学过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等专业基础课,高分子材料方面的基础较差,加上这本教材讲述的理论知识较少,所以学起来较吃力。根据学生的反映,学院及时更换了教材,采用周达飞等主编的《高分子材料成型加工》“九五”重点教材,该教材高度概括了高分子材料的最基础的知识,对加工成型影响很大的高分子流变学基础知识进行较全面深入的介绍,全面介绍了高分子材料成型加工最常用的基本工艺,也兼顾了新技术和新方法,难度适中,得到学生好评。

二、教学内容的改革

高分子材料成型技术涉及化学、材料、材料加工、机械等多种学科,“高分子材料成型与工艺”课程是一门专业技术课程,需要广泛的理论知识基础。化学工程与工艺专业的学生基本无高分子材料理论基础知识,学习起来的确难度很大。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”这条主线展开教学内容,重点掌握三者的关系,强调成型加工对制品性能的重要性,这是本课程的主题思想,也是高分子材料的工程特征;选用“九五”重c教材《高分子材料成型加工》,充分利用国内外重要专业期刊了解行业最新动态,不断更新及补充教学内容,确保教学内容的先进性;在教学内容安排上,以高分子材料成型加工的大工程观点为着眼点,以宽专业为目标,概况高分子材料理论基础和概念(详细的内容指定参考范围让学生利用课外时间自学),从高分子材料的加工原理出发,着重对成型加工工艺进行讨论。从高分子材料的成型加工的共性出发,对模压、挤出、注塑及压延四大成型技术及工艺进行重点讲授,然后讲授塑料、橡胶及复合材料的成型特点和区别,对于一些新的成型方法,以及教材中未涉及而在一些科技文献中见报道的新的成型方法及工艺,教师建立了QQ群这样的交流平台,并将高分子领域权威的一些微信公众号分享到平台上,经常转发高分子材料国际国内的重要进展到平台,引导学生关注,激发学生的学习积极性,让学生以兴趣为导向自动组成兴趣学习小组的方式进行自学。笔者首先通过课内课外结合强化高分子理论基础与概念,对成型加工影响最大的流变性在课堂上进行详细介绍,而其他性能如稳定性、电性能、光性能等材料性能则作为课外学习内容,在有限的学时内,节选核心内容,把高分子材料合成、性能、加工及相互间的影响规律简要完整地介绍。比如教材中同一种成型方法按不同的应用体系分成很多小结,而教学过程中每种成型工艺仅以一种材料为代表来讲,但不同章节会选不同的材料体系来进行,比如讲橡胶的压延,那么注塑可能选塑料,而挤出可能选复合材料,这样来兼顾各类高分子材料的成型。

三、教学方法的改革

教学方法是影响教学目标是否能够实现、实现的程度和效率的关键。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程教学存在两个难点:一是许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程,这要求有实际感性认识和直观性;二是该课程的理论性和实践性都很强,如何在教学过程中实现理论与实际的结合,用理论来解释生产中的实际问题,或以具体实例来说明理论,促使学生真正掌握知识。针对这些问题,“高分子材料成型与工艺”课程在教学过程中对教学方法、教学手段进行了改革。

(一)现代化教学与传统教学相结合。“高分子材料成型与工艺”课程中许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程,这要求有实际感性认识和直观性,同时,该课程的理论性和实践性都很强。笔者根据所选用教材,利用PowerPoint加入声音、图像、动画、视频等各种多媒体信息,并根据需要设计各种演示效果,将抽象、生涩难懂的知识形象生动地展示给学生,激起学生学习的兴趣、吸引他们的注意力,大大加深学生对知识的理解和印象。由于化学化工学院缺乏相应的高分子材料成型教学设备,教学小组联系外界资源制作了几个基本成型工艺的微课,同时广泛收集案例、动画演示及成型录像,不断补充到授课内容中,让学生对高分子成型工艺及设备等有更直观的认识,对课件内容进行更新和完善,丰富课堂内容,加大课堂信息量,使学生获得对高分子材料成型加工的理性和感性双重认识,使教学达到事半功倍的效果。

同时,教师也要注意吸取传统教学中讲解的优点,将教师的语言、激情和应变能力体现在多媒体教学中,并用眼神、情感、心灵与学生沟通,必要时还要进行板书,让学生彻底把握一些关键问题。

(二)采用“任务驱动”教学法和启发式互动式教学。与传统的以教师为主体的“填鸭式”“灌输式”教学方式不同,笔者在部分知识点的授课中尝试采用“任务驱动”教学法,从传统教学的讲授、灌输和教师主宰课堂,转变为组织和引导;从单纯讲解转变为与学生进行适当的交流和探讨。笔者在讲述“高分子材料配方设计”这一章内容时,并没有按照书本来进行,而是布置了一道思考题“设计食品袋的配方”,让学生通过自学课本内容与上网查找相关知识等来完成这一思考题,并在学生完成后让他们用PPT来展示成果,通过讨论的形式与学生探讨了配方设计中的一些原则与内容。

启发式互动式教学强调先让学生积极思考,再进行适时启发;教师不仅要加强自身专业素养和知识积累,而且更重要的是建立师生互动的教学过程,并营造良好的课堂教学氛围,实现教学相长;教师注意自己角色的转变,良好的学习情境可使学生了解学习任务的必要性和与学习任务相关的学习信息,从而激发学习意愿和浓厚的学习兴趣;在教学过程中,对于重要的知识点,通过案例教学,与学生共同分析和讨论,启发学生进行思考,培养学生的创新能力。

(三)课堂讲授与问题讨论相结合。在教学过程中,始终围绕教学主线,但又避免单一过多地讲解相关理论,适时将高分子成型的基本理论与实际生活和生产相结合,与学生进行分析和讨论, 激发学生学习的积极性和主动性。以学生日常生活中常用的各种饮料瓶子和水杯等为例,分别介绍它们的主要原材料(PP、PC等)、配方和主要成型工艺(挤出吹塑成型、注塑吹塑成型、注塑成型、压制成型等),不同成型工艺生产的瓶子和水杯具有不同的特性,并纵向对比了各种成型加工方法、工艺及特点等,在讲述的过程中还给学生灌输了环保安全的意识。在讲述过程中,学生拿着各自不同的饮料瓶或水杯,或观察色泽、透明性,或捏捏比较它们的硬度,看看瓶底找找原材料的主要成分,相互还交换瓶子或水杯进行研究,课堂气氛非常好。课后学生反映通过使用这个具体的例子教学,让他们深刻地理解了原材料、配方、成型工艺等与材料制品性能的关系。此例子生动地体现了“高分子材料―成型加工―制品性能”这条高分子材料成型加工的主线,从而使教学内容由庞杂繁多变得简单易懂,通过理论结合实际,强化了学生的专业知识,教学效果甚佳。

(四)理论与实践相结合。“高分子材料成型与工艺”是一门理论性和实践性很强的课程,不仅要求学生尽可能地掌握每种加工工艺所依据的原理、生产控制因素以及在加工中高分子材料所发生的物理化学变化,熟知影响制品性能的各种因素,而且要学会选择和运用合适的加工O备、加工方法和加工工艺。笔者通过理论与实践相结合,将自己指导的一项专业实验项目设计为一个开放性的综合性的实验“高分子材料/阴离子型钙基膨润土功能材料合成与成型”,感兴趣的学生利用课余时间参与,让学生全面了解原材料、制备方法、工艺过程、成型加工方法等综合知识,并理解各种因素的变化对最终功能材料性能及结构的影响。这不仅激发了学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性和主动性,而且可使学生不仅获得理论的认识,更能获得感观的认识,进一步提高教学质量和学习效率。

【参考文献】

[1]史玉升,李远才,杨劲松.高分子材料成型工艺[M].北京:化学工业出版社,2006

[2]唐颂超.高分子材料成型加工课程建设与教学改革[J].化工高等教育,2008(1)

[3]周达飞,唐颂超.高分子材料成型加工[M].北京:中国轻工业出版社,2005

材料化学工程论文例2

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作出相应的调整,以满足社会经济发展对材料科学与工程专业人才的需求。如何构建满足社会经济发展需求的材料科学与工程专业人才培养体系成为当务之急。

一、材料科学与工程专业人才培养的演变

材料科学与工程教学始于1865年美国Columbia University、英国Sheffield University、Emperical Mining College等设立的矿冶专业,侧重于炼钢、铸铁、冶炼工艺等方面教学,以金属材料为主。20世纪40年代后为适应非金属材料的发展需要,Birmingham、Cambridge等大学开始组建冶金与材料专业,并在教学计划中加入了“广泛材料”基础理论及非金属材料课程。80年代后[1],欧美等国逐渐将材料类人才培养模式统一到材料科学与工程一级学科上来。

新中国成立前,中国的材料教育主要是培养矿冶人才,这一时期材料学科教育的突出特点是不划分专业,教学内容包括采矿、选矿、冶金、材料等内容,是一种宽领域培养模式[2]。新中国成立以后,由于经济建设的需要,按照苏联的培养模式与教学体系,我国的材料教育先后开设了金相、轧钢、金属材料热处理、腐蚀与防护、有色金属冶金及热处理、有色金属及其合金压力加工、粉末冶金物化、高分子材料(含复合材料)等十几个专业[3]。随着经济、社会和科学的发展,材料科学与材料工程之间的界线开始模糊,几大材料之间有了更多的内在联系和共性。复合材料、陶瓷材料、功能材料等新材料的出现和广泛应用,计算机等先进技术的快速推广,都使各方面的创新更加强调基础及横向与纵向的联系。实际上,各类学科越来越相互交叉、渗透、借鉴和移植,从应用上来说,越来越大规模的相互替用、组合已成为客观事实。

面对国际材料科学技术飞速发展、高新技术发展对材料科学与工程人才培养需求的变化、国外材料科学与工程教育的改革,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[4,5]。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,向其他专业甚至其他一级学科渗透,按材料科学与工程一级学科来构建人才培养体系已经成为必然的趋势。

二、人才培养目标设定

材料科学与工程专业本科人才培养的总目标是培养具有优良的思想政治素质、扎实的科学文化基础、良好的身体心理素质,在材料科学与工程学科及相关专业领域比较系统地掌握基础理论、基本知识、基本技能,能够从事材料科学与工程领域的技术研发、装备使用与维护以及管理工作的专业技术人才。

在思想政治方面,要求掌握马克思主义基本原理和相关的人文社会科学知识;具有必备的政治行为和道德行为能力;政治立场坚定,法纪意识牢固,思想品行端正。

在科学文化方面,要求比较系统地掌握自然科学基本理论和公共工具课程知识;具有较强的思维能力、实践能力、表达能力、交往合作能力和获取知识能力;具备良好的科学素养和文化修养。

在专业业务方面,要求系统掌握材料科学与工程基础理论和实验技能;掌握一定的化学、电工、电子、计算机、力学等方面的知识;初步具备从事材料工程及其它相关专业的科学研究、技术开发、工程设计等的实际工作能力;具备较好的专业素养和较强的创新精神。掌握一门外语,能够较熟练地查阅专业外文文献,初步具备应用外语进行交流的能力。

在身体心理方面,要求掌握体育运动的一般知识和心理学的基本知识;具有体育运动的基本技能、良好的心理适应能力;具备良好的健康意识、强健的体魄和健康的心理。

图1课程体系结构图

三、课程教学体系设置

针对人才培养目标设置课程体系,所有课程按照培养阶段分为公共基础课程、学科基础课程和专业课程3个层次,按照修读要求分为必修课程、选修课程、自修课程和讲座课程4种类别。课程体系结构如图1所示:

公共基础课程由政治理论、人文社科与自然科学系列课程组成,约占总课程教学学时数的60%。政治理论系列课程涵盖马列理论、思想道德修养、历史、社会主义理论等,主要培养学生的价值观和方法论;人文社科系列课程由外语、文学、心理学等组成,主要培养学生的外语应用能力与文学修养;自然科学系列课程涵盖数学、物理、生物等,主要培养学员科学方法和思维。

学科基础课程与专业课程主要培养学生的学科基础、工程素养、技能与方法,服务业务岗位的需要,约占总课程教学学时数的40%。学科基础课程可区分为大类(或相关)学科基础课程(电子与计算机系列、力学系列)和专业学科基础课程(化学系列、材料科学系列),其中大类学科基础课程由电工与电路基础、模拟电子技术、自动控制原理、计算机程序设计、计算机硬件技术基础、工程力学等课程组成,主要培养学生掌握相关学科基础理论,拓宽知识面,适应未来岗位转换的需要;专业学科基础课程由无机化学、物理化学、有机化学、高分子化学及物理、材料科学基础、复合材料原理等课程组成,课程设置跨化学与材料两个一级学科,强调化学与材料学科的交叉。

专业课程从材料体系、工艺、性能与分析四个方面组织课程教学,主要包括工程材料学、功能材料学、先进复合材料概论、材料力学性能、材料物理性能、材料工艺学、材料研究方法、材料失效分析等课程,主要培养学生材料的合成与制备、成型与加工、成分与结构分析表征等专业知识与基本技能,了解材料学科发展前沿、趋势及其在装备中的应用。

三、实践教学体系构建

材料科学与工程属于基础学科,但又具有极强的工程实践性,因此,在构建人才培养体系时,既要突出其基础学科的属性,同时要重视工程实践能力的培养。在人才培养体系中,除公共基础课程所涉及的课程实验外,整个专业教学实践环节包括专业实验课程、工程实践与毕业论文。工程实践集中安排在实习工厂进行,一般为2~3周,主要是强化学生对工程实际的认识;毕业论文是学生对学科基础与专业知识的综合运用,安排在第8学期进行。

材料科学与工程专业实验课程教学贯穿整个专业课程学习,其主要目的是通过科学、合理、规范的实验教学体系,培养学生的专业实验技能与动手能力,进而提高学生创新意识和创新能力。实验课程教学区分为3个层次,即基础型实验、综合设计型实验与研究创新型实验,如表1所示。

基础型实验由3门实验课程构成,强调学生材料科学与工程基本知识和基本技能培养。通过将材料科学与工程实验基本操作、实验基本技能的培养与对应的理论课程的衔接,使两者相辅相承,互相促进;通过将材料科学与工程基本操作、基本技能的培养与实际应用相衔接,做到学以致用。

综合设计型实验开设1门实验课程,属于大材料科学与工程意义下不同实验课程之间的大综合。该平台的实验,从制备加工方法训练到性能测试分析和组织结构表征的深化,培养学生的科研能力与工程意识。

研究创新型实验开设1门课程,由多个模块组成,学员选修其中一个模块,实行导师制。目的是让学生在学习了基础性实验和综合性实验后可以自主设计、自主创新地进行新的实验。逐步建立起学生自主学习为中心的实验教学模式,形成自主式、合作式、研究式为主的学习方式。

四、结束语

我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束,按材料科学与工程一级学科来构建人才培养体系已经成为发展趋势。本文针对设定的材料科学与工程专业人才培养目标,科学合理地设置课程教学体系与实践教学体系,体现出重基础、宽口径,注重实践和创新的特色,较好地满足了全面素质教育的要求。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。

表1材料科学与工程专业实验教学体系

[参考文献]

[1]材料科学与工程教学指导委员会.材料科学与工程人才培养规格与模式的演变规律[J].教育部高等学校教学指导委员会通讯,2006,(1).

[2]叶宏,田中青,许惠斌.材料科学与工程专业工程应用型人才的培养[J].中国冶金教育,2010,(3).

材料化学工程论文例3

为了克服传统灌输式、填鸭式教学模式的弊端,积极响应教育部的高校本科生教学模式改革号召,专注于培养动手能力强、理论结合实践、高水平、综合素质的新世纪人才,许多高校的诸多专业课程都在进行教学模式改革。我校材料科学与工程专业为宽口径的大专业,主要培养无机非金属材料方向的毕业生。《复合材料》作为本专业的一门必修课,这门课程涵盖知识点很多,包括聚合物基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料等各个领域的基础知识、制备工艺和实际应用[1]。该课程对于扩大学生的专业知识面、提升学生的专业知识和实践技能具有重要的理论指导作用。针对目前该课程教学中存在的一些问题,本文提出了《复合材料》教学改革的一些方案和措施。

1课程的主要内容和培养目标

《复合材料》是材料科学与工程专业本科生的基础课、必修课,也是本科毕业生从事材料、复合材料等相关工作、科研、工程应用的必备课程。本课程主要讲授常见复合材料的分类、加工制备技术及应用背景,如聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、水泥基复合材料和纳米复合材料等。在毕业设计、科研实践中掌握上述几种复合材料的制备及工艺技术,是材料类专业毕业生能够胜任本专业工作的基础和保障。这门课程的培养目标是理解复合材料的界面优化设计及界面作用机理,掌握复合材料的种类和制备工艺方法。了解复合材料界面及性能测试表征方法,学会分析材料研究和生产中的复合材料如金属基、聚合物基、陶瓷基、水泥基复合材料及纳米复合材料的成分、组织形貌和结构性能,并能够适当的调整配方或改进制备工艺最终实现目标所需的力学性能或特殊功能。

2教学中发现的问题

《复合材料》课程内容繁多,涉及三大类材料金属、无机非金属和聚合物的配方、加工、性能及应用,涉及到大量的增强材料、基体材料制备工艺参数和配方,使得学生难于寻找重点内容,学习起来很难抓住重点,接收效果差。另外,学生也不清晰自己将来所面对的就业方向。因此,很有必要让学生自己动手查阅感兴趣的复合材料及相关产品,增强对某一材料产品及其知名企业的了解。在加深对这门专业课的认识和理解的同时,知道自己感兴趣的行业和就业方向[2-3]。这门课程一般期末考试成绩权重大于80%,平时成绩占的比重很小。因此,学生缺乏主动的学习意识,学生对于琐碎繁杂的知识点理解起来也很吃力,上课时容易产生懈怠的情绪、玩手机、精神溜号等现象。多年的教学经验发现:学生期末时候考前突击,只会应付期末考试,只求分数不求甚解,学生对知识的掌握不扎实、不系统,影响后续课程的学习效果和专业技能的培养。学生虽然经过突击性理论学习,但是仍然缺乏专业的实践、应用能力,不能学以致用。学生往往考完试后再问就什么也答不上来,遇到一些实际应用问题也不能马上想起课本上的理论知识体系。这些现象的根本原因在于学生缺少对知识点所对应的实践、范例的了解。

3《复合材料》课程的教学改革措施

3.1以工业产品、科研信息为导向,加深学生对不同类型复合材料的深入理解

本课程涉及到金属基、聚合物基、陶瓷基、水泥基复合材料及纳米复合材料等理论方面的内容,理论较深奥、知识面广、内容概念复杂,学生在学习过程中会遇到许多问题。在教学中充分考虑到知识面的拓宽和不同复合材料应用之间的相互关系,注重产品应用开发为导向,对复合材料的理论配方、制备工艺、性能要求、开发新产品的思路等方面的进行强化,在保持课程系统性的前提下,对一些次要的偏理论的内容适当删减。着重对近期出现的新型复合材料在结构材料和功能材料领域的应用实例进行介绍。通过引入实际产品和工业化生产问题,促进学生深入理解每种复合材料的基础知识和应用前景[4]。将目前与课程有关的科研动态带入课堂,让课程有足够的吸引力。如讲述通过介绍阻燃电缆护套料配方及工艺让学生深入聚合物基复合材料的加工原理和应用场合;通过介绍现有的锂电池正极材料让学生了解碳基复合材料以及纳米复合材料的应用;还有近期Science、Nature等顶级期刊发表的最新纳米尺度金属的伪弹性、功能材料,碳纳米管、石墨烯的微观尺度研究及其在复合材料、功能材料中的最新应用。这些科研实例的讲解可以激发学生的科研热情,调动学生的学习积极性。

3.2以查找和阅读期刊文献为导向,培养学生的主动学习意识

每一章节都给学生布置一定数量的关键词、主题词,让学生去期刊网或外文电子资源网站查阅相关章节关键词的期刊论文或发明专利,填写文献资料统计表。每个学生都要在课堂讲解文献,学生需要提问互动。通过这种能力培养,加深学生对某一复合材料的了解同时,也锻炼学生的查阅文献能力、阅读能力和课堂表达能力,发挥互动、让更多同学参与到课题讨论中,从兴趣和讨论中掌握复杂的知识点。“学生讲,教师听”的这种新模式可以增加教学互动效果,课堂上适当增加学生汇报文献、专利的内容,可以增进师生的相互交流、相互影响。这种方法可以活跃课堂气氛,加深学生对所学知识的理解,激发学生的创新意识和独立思考能力,显著提高课程的教学效果。培养学生一丝不苟、精益求精的学习和科研精神。

3.3增加学生的课外实训环节,让学生到实验室动

手参与复合材料的设计和制作除了课堂教学以外,还可以以材料生产和应用中的实际问题出发,培养学生的动手实践能力和团队协作意识。增加学生的课外实训环节,培养学生从发现问题、提出问题到解决问题的能力,真正意义摆脱课本的死知识[5]。要求老师到实验室亲自指导,让学生到实验室亲自动手参与某些复合材料的设计制备,要求每组学生实践不少于7个工作日,自己动手完成一个小实验,在课堂上互相交流自己的所学、所做、所感,是如何将文献知识转化为直接的功能或结构材料并实现其应用价值。让学生亲手参与实验设计和制作可以提高学生的主动性,再次回到课堂后能够更深刻听讲,认识到课本上基础知识的重要性。逐渐培养学生从提出问题,到寻找解决问题思路,最终解决问题的能力。实训结束后最终以实验报告形式上交并考核。这种实训环节可以在培养学生的应用技能的同时,培养学生团队协作意识,激发学生的课外学习热情。加强学生对知识的理解,提高对课本知识的应用能力,避免“读死书、死读书”。

4《复合材料》课程的教改考核及预期效果

该课程在增加课堂文献讲解、答辩和课外实训环节后,期末考核时弱化期末考试成绩的比重,侧重上课过程中文献讲解、答辩和课外实训的考核,即增加平时成绩的权重。具体成绩比例可以调整如下:(1)期末考试分数:占考核总成绩的50%。(2)文献调研、讲解、讨论环节分数:每名学生不少于两次文献调研、讲解、讨论,共计占总成绩的30%,其中文献整理情况10%、课堂讲解10%和回答问题10%。加分条件:学生查阅参考文献可以查阅英文文献,考察学生对英文文献的理解,根据实际情况给予加分0.5~1分;课堂讲解文献后能够准确回答课堂老师或同学提出所有问题的学生得满分。(3)课外实训环节分数:两次实验占总成绩的20%,其中两次实训过程中的动手实验及实验报告各占10%。通过在《复合材料》课程教学中增加文献讲解和课外实训环节进行教改,改革后的保守目标是:100%学生能系统掌握查阅期刊文献和发明专利的方法,并且能够读懂科技论文的核心研究思想和理论内涵;90%的学生应能掌握课程重点知识,熟悉课本知识中的某种复合材料的制备方法和应用实例;20%学生能掌握英文期刊文献的查阅能力并且能够读懂英文文献含义,具备书写科研论文的基本素质和功底。上述比例都以学生总数为基数,各部分不互相独立,存在相互重叠。希望通过任课教师和学生的共同努力,最终实现由大学的应试教育到应用型人才培养的转变。

5结语

作为一门材料类专业本科生的必修课,《复合材料》对于增加学生的知识面和了解专业方向具有重要作用。因此,这门课程的学习效果影响毕业生的综合素质和专业技能。作者针对平时教学中的一些问题,如上课死气沉沉,学生玩手机,期末考试突击复习等现象提出了一系列教改方法,主要是增加课堂上的工业产品、科研信息吸引学生的兴趣,增加文献讲解、答辩环节和课后的实训环节来弱化期末考试成绩的权重,这样来督促学生主动学习并且能够活跃课堂互动,通过课外实训环节提高学生的实践技能和对基础知识的应用能力。通过教师和学生的共同努力实现由应试教育到应用型人才培养的转变,进一步提升毕业生的专业技能和综合素质。

参考文献

[1]周曦亚.复合材料[M].北京:化学工业出版社,2005:1-225.

[2]马庆宇.复合材料概论课程教学改革初探[J].石家庄职业技术学院学报,2011,23(4):53-55.

[3]杨继年,丁国新,王周锋,等.《复合材料概论》课程的教学设计与实践[J].广州化工,2015,43(3):167-168.

材料化学工程论文例4

2.科学合理地进行课程的整合和重组

根据教育部“卓越工程师”培养模式,结合材料科学与工程专业人才培养长期的实践经验,对课程进行了整合与重组;在制订材料科学与工程专业“卓越工程师”培养计划过程中,在原来的培养方案的基础上,对课程进行重新的整合和重组。在进行课程体系的整合重组过程中,打破了各学科领域的界限,增加金属凝固、塑性成型、焊接等内容,真正达到了“宽口径、厚基础”的目的。同时不受原有课程和体系结构的束缚,对课程进行了实质性的有机融合和重新组织。具体而言,改变了以往按人文科学、社会科学和自然科学分类或按照等级结构设置课程的做法,打破了原有专业、课程之间的壁垒,摆脱了学科知识系统的束缚;强调课程内容的综合性,以跨学科的方式选择课程内容、组织和整合课程体系。同学科知识的相互渗透、融合和新知识的吸收利用,保证知识结构的系统性和完整性;改变过于讲究学科自身结构而导致的课程设置过细、过多和缺乏整体性的状况;避免课程内容的脱节和交叉重复,精简课程门类,减少必修课比例。比如:将以往的《固态相变》和《热处理工艺学》整合为《热处理原理及工艺》,将《材料力学性能》和《材料物理性能分析》整合为《材料性能》,将《金属材料学》和《模具材料》整合为《金属材料学》,将《现代材料制备技术》和《热处理新技术》整合为《现代材料加工技术》等。并处理好理论与工程实践、必修课与选修课之间的关系,大力加强实践课程的体系改革。

3.结合企业需求,制订企业培养方案

企业学习阶段是材料科学与工程专业的工程教育不可或缺的阶段,是整个教学计划的重要组成部分,也是实施“卓越工程师培养计划”的重要环节,按照材料科学与工程卓越工程师培养计划,将严格按照“3+1”培养模式,其中1年企业实践培养,着重完成学生的基本操作技能、分析解决工程实际问题能力的培养。使学生通过企业学习阶段的学习和实践,基本掌握金属加工车间、热处理车间、锻造车间、表面处理车间、金属材料检测中心等部门的工作内容和基本生产操作技能,了解工程技术人员在热处理车间表面车间、检测中心等部门的作用及技术职责范围,培养具有较强创新意识和实践能力的材料科学与工程专业人才。同时具有灵活运用材料科学与工程专业知识与材料工程规范、团队协作、跨文化环境交流、竞争与合作的能力,以及较强的创新意识和进行热处理工艺设计、技术改造与创新的能力。所以企业培养方案包括:初步能力培养实训、专业基本能力培养实训、工程能力训练、行业领域实习、毕业设计等环节。整个教学环节将依托企业、工程中心、重点实验室开展,由校企共同参与培养过程,共同监控培养过程。

材料化学工程论文例5

文章编号:ISSN2095-6711/Z01-2016-01-0085

一、开发内化教学模式

与传统教学方法相比,开发内化教学模式强调通过有效的教学活动,调动学生自主学习的积极性,开发潜能、引导和促成学生将知识“内化”为分析、解决实际问题的能力。所谓“开发”,是开启学生的智慧,发掘学生的潜质、潜能,激发学生内在的活力和动力,调动学生学习的主动性、积极性和创造性,有利于促成学生的内化。所谓“内化”,是将外在的教学内容通过记忆、理解、运用,转化成内在的素质。因材施教是开发内化教学方法的原则。

二、课程特点

土木工程专业课程中,《土木工程材料》是开课较早的专业基础课,是一门理论和实践并重的课程,主要向学生介绍土木工程中常用建筑及功能材料的性能、特点和应用,并使其获得重要材料的检测和试验方法的基本技能训练。此外,这门课程与其他课程密切配合,为后续课程如钢筋混凝土结构设计原理、钢结构、砌体结构、施工技术、工程管理等提供必要的材料基本知识。通过本课程的学习,要求学生能够结合工程实际,正确选择与合理使用土木工程材料,分析和解决实际工程问题。然而,课程内容大多是理论叙述,在教学中常会遇到以下问题:①缺乏系统性:材料种类繁多,内容庞杂,章节间基本没有联系;②逻辑性较差:各类材料与工程实践经验密切相关,应用性强,经验性内容多、概念多、专业术语多;③看似简单易懂,没有深奥的原理,实则不易把握。学生觉得一听就懂,但一考就不会。由于本课程具有上述特点,学生普遍感觉内容枯燥,学习兴趣和积极性差,对知识理解不深,对材料性能及选择使用方面的知识和能力欠缺,无法灵活应用,并直接影响后续课程的学习。

三、教学经验探讨

开发内化教学模式,改变了传统的教学方法,鼓励教师采用启迪式教学方法,引导学生思考,培养学生自学能力,帮助学生找到学习的兴奋点,提高兴趣。本文结合开发内化教学模式在《土木工程材料》课程中的应用,对教学方法进行以下探讨:

1.重视第一堂课——绪论。绪论作为第一堂课是十分重要的,直接影响学生对课程的学习兴趣、对教师能否胜任教学的信心。所以,教师应在课前做好充分准备,讲好绪论课。在具体教学中,可以通过图片、影像等介绍,让学生对土木工程材料有一种全新的认识,以提问的方式激发学生思考“什么是土木工程材料?”、“土木工程材料与建筑的关系”,而后结合工程实际,进行生动的阐述分析,既完成了相关内容的传授,又能让学生清楚地认识到课程的重要性,从而帮助学生树立学好课程的坚定信念。

2.运用课堂提问,引导学生积极思考。教师“导”知识、“导”方法是开发内化教学的一个重要特点,即在教学过程中,教师更注重引导学生学习,而不是填鸭式地“灌”给学生。结合本课程叙述性较强的特点,以问答促思考,更能激发学生学习的主动性,同时灵活应用一些与材料性能相关的生活类常识,活跃课堂气氛。例如,针对材料的亲水性和憎水性,可以引导学生寻找小案例并进行分析,简单的课堂提问,既紧扣知识点,又提升学生的兴趣。

3.结合工程实例,理论联系实际。本课程的主要教学目的是让学生具备正确选择与合理使用工程材料的能力,因此在教学中要适时引入工程案例,尤其是结合材料如何影响建筑结构性能,选用典型的工程事故进行分析,不仅有助于消除理论知识的枯燥,更能加深学生对材料特性的理解,有助于学生明确理论知识指导工程实践和解决实际问题的重要性。

4.讲授方式多样化。教师通过制作图文并茂的PPT、录像、动画演示等,结合教学内容安排适量板书,使课堂内容生动化、多样化,提高学时效率;此外,可选择适合学生自学的章节,请学生收集相关信息,分组讨论并试讲,通过多种方式引导学生养成勤于思考,勇于探索和创新的良好习惯。

5.加强实践环节,培养学生动手能力。本课程强调理论与实践并重,因此,实践环节必不可少。当前,由于本科教学条件所限,大多数高校开设的实验占课程总学时的35%。在实践环节,学生不仅能真实接触到材料,还能观察到材料性能变化的整个过程,是理论教学的重要补充。针对无法开展的实验,教师可通过视频和图片进行讲解。

6.丰富教学内容。《土木工程材料》课程的教学必须服务于工程应用,但教材对新技术、新标准有一定滞后性。因此,为了丰富教学内容,除选用的教材应能反映土木工程材料方面的最新研究成果外,在教学过中应适时讲授有关材料的研究动态、发展趋势及应用状况,拓宽学生的视野,激发学生的开拓创新意识。另外,鼓励学生以课外调研的方式,自行安排到建材市场等进行学习和调查,了解材料的价格、生产工艺、性能差异和使用方法等,这个过程不仅是课堂教学的补充,有助于增强学生对材料的感性认识,也能锻炼学生的交际沟通能力。实践表明,开发内化教学模式在将理论知识与实践相结合,开发学生的学习潜能,激发学生主动学习的积极性方面提供了新思路,教师应自足岗位,在教学过程中努力探索和不断总结积累经验,勇于改革创新,才能进一步提高教学效果,开创理论教学改革的新局面。

参考文献:

[1]吴芳.重庆大学“土木工程材料”课程教学改革研究与实践[J].土木建筑教育改革理论与实践,2009

材料化学工程论文例6

中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)09-0119-03

随着现代科学技术的高速发展,自然科学之间更加相互渗透、融合和交叉。陈旧的基础课教学内容和体系与新的科学前沿理论的矛盾日益突出,因此,有必要对现有的知识体系和专业格局进行调整和重组,建立综合性材料科学与工程专业,以适应未来知识经济的发展对材料类专业人才的需求。“材料科学与工程”专业在教育部1998年正式颁布的本科专业目录中作为引导性专业提出,体现了材料科学与材料工程相互交叉与相互渗透综合的发展趋势,也符合社会所需复合型人才成长的要求。“材料科学基础”是该专业的一门重要的专业基础课程,担负着公共基础课和专业课程之间的衔接作用,也是研究生入学的必考课程。该课程对材料科学与工程专业人才运用理论知识解决实际问题的能力的培养、创新能力的培养、科学的思维方法的培养和整体知识结构的构建具有奠基作用。因此,我们在教学内容方面进行了改革与优化整合。

一、教学内容优化的动因

根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路及1997年国务院学位办颁发的新专业目录中提出的引导性专业——材料科学与工程专业,部分高校材料类的专业设置不再分为无机非金属材料工程、高分子材料与工程和金属材料,而是按照材料科学与工程一级学科进行重新设置,“材料科学基础”作为材料科学与工程专业的专业基础课,其教学内容和教学体系也进行了相应的改革。安徽建筑工业学院作为建筑类一般本科院校,其材料类专业是按二级学科进行课程设置,设高分子材料与工程、无机非金属材料工程以及电子科学与技术(电子材料方向)三个材料类专业,各成体系。其中关于材料科学基础的教学从各专业课程的安排上看,无机非金属材料工程专业和电子科学与技术(电子材料方向)专业开设“无机材料科学基础”,其重点是无机材料的结构、组成和性能之间的关系及其变化规律,内容相近;而高分子材料与工程专业未单独开设材料科学基础课程,材料科学基础中大部分相关的理论分散在专业基础课程“高分子化学”和“高分子物理”中,其中涉及较多的是制备科学而关于高温烧结、扩散、固相反应和相变过程及晶体结构和缺陷理论则涉及的较少。然而,社会需要的人才正向着复合型人才发展,材料也正在向着功能型和复合型发展,因此为了满足社会对材料类人才的要求,培养人才应具有大材料专业的理论基础,故必须对无机材料科学基础的教学内容进行合理的优化和整合,同时考虑安徽建筑工业学院的特色,构建具有自己特色的“材料科学基础”一级学科平台课程体系。

二、教学内容的优化原则

材料化学工程论文例7

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)51-0114-02

随着科技现代化、经济全球化的不断深入,世界经济体之间的合作与往来变得越来越密切,在如此背景下,中国如何抓住机遇跨越式发展社会经济,缩短甚至赶超世界发达经济体,关键取决于培养兼具国际化视野与专业知识的复合型人才。为此,我国出台了《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》,而“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是贯彻落实上述纲要的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。而“卓越计划”的核心是培养高质量工程技术人才,尤其是在国际化平台下能够为国家经济建设发挥重要作用的专业人才,因此采用全英文讲授专业核心课程是实现工程教育国际化、培养国际化思维与视野复合型人才的必然要求。在全国高等教育范围内,上海市高校都走在了前列。上海市教委早在2009年就对“上海高校示范性全英文教学课程建设”进行了立项,通过资金支持并鼓励高校教师实践全英文教学,立项课程范围也从初期的非核心专业课程逐渐拓展到核心专业课程。上海理工大学材料科学与工程专业为全面贯彻“卓越计划”,全面开展专业课程全英文教学,通过教学改革和实践培养了一批高素质的复合型人才。“材料结构与性能”是材料科学与工程学科的专业基础课程,在本科培养计划中居于核心地位。本课程按照“以人为本”的开放式、多样化、递进式的培养模式,以工程教育为导向,以培养卓越工程师为目标,辅之以提高学生英语应用能力为特色,教学全程采用全英文教学。该课程已经开设了五年,2013年经上海市教委立项,成为市重点建设课程。

本文意在通过总结教学实践中出现的问题与经验,寻找差距与不足,探索一条专业课全英文教学的有效模式。材料专业课程全英教学的改革与探索,是打造高素质复合型人才的需要,是教育与国际接轨的必然。

一、“材料结构与性能”全英文课程的特点

“材料结构与性能”是继“材料科学基础”、“材料工程基础”之后,为该专业三年级本科生开设的专业核心课程。教学内容主要涉及到金属及非金属材料的微观结构与宏观性能之间的内在关联机制,包括材料结构对力学性能、电学性能、热学性能、磁学性能、光学性能等的影响及决定作用等。该课程以概念与机理等理论知识传授为主,难点在于提高学生对材料微观结构与宏观性能之间内在关联机制的理解,进而使学生能够从微观结构上解释材料的性能变化,进而设计一款新的材料或者对现有材料提出性能改善的最优化设计方案以满足实际需求。

具体来说,“材料结构与性能(英)”课程体系具有如下特点:

1.基础科学理论明确:课程以材料科学基础、材料工程基础、材料力学、物理化学、材料物理学等学科课程为相关理论基础。

2.专业理论特色显著:教学中重点阐述材料的结构与组分变化对材料主要性能的内在关联机理,明确相关控制与影响因素,进而学习相应的材料处理方法与手段,实现对材料性能进行调控,满足应用需求。

3.培养目标明确:该课程是适应经济全球化以及国际高等教育发展潮流而设置的专业课程,目标是按照“卓越计划”培养社会需要的专业人才。

4.全英文国际化教学:教材为国际一流工科大学所采用的原版英文教材;全程采用全英文教学,注重传授基础知识,同时提高学生的英语应用能力,培养学生以国际化思维思考、分析和解决问题的能力。

5.多学科交叉:该课程紧密联系国家“十二五”期间的行业关键问题――“新材料”和“功能材料”,其相关知识体系融合了材料学、物理、化学,甚至生物学、电子、机械等学科。

二、教学方法与手段

一直以来,全国各大高等院校专业课程都采用汉语教学。众所周知,即使采用母语讲授专业课程中的理论难点,教师都要花费很大精力,而学生理解起来也很难深入。而鉴于高等教育国际化的需要,最近几年,高等院校开始尝试采用双语或者全英文教学方式讲授专业课程。

目前,采用全英文教学过程中面临的困难与挑战,概括来讲,主要集中在以下几点:授课教师是否对语言具有高超的驾驭能力、对理论知识的准确表达能力、以及对复杂概念与原理的深度演绎能力;听课学生的英文听说水平能否达到全英文授课要求。关于任课教师,一般来讲可以通过提高教师准入门槛,比如要求具有一定年限国外大学或科研机构学习或者进修经历等进行遴选。对于选课学生,我们则无法取舍,只能从改革教学方法、丰富教学手段等方面引导学生逐渐适应全英文教学过程,逐步提高英文听说水平。因此,学生较低的英文听说水平、较差的英文应用能力、对语言的畏惧情绪、以及对枯燥的专业课程缺失的兴趣与积极性等,是影响教学效果的最关键因素。结合过去多年的实践教学经验,授课团队拟努力从以下几个方面着手,以有效提升教学质量与效果。

1.组建高水平的教学团队。胜任全英文教学的教师不仅要对英文具有高超的驾驭能力还要有扎实的专业功底,这样才能做到熟练利用英文讲解、传授一般理论知识,深入浅出、化繁为简地阐释重要机理与概念。本课程教学全程采用全英文教学,由三名均具有三年以上海外学习经历的教师担任主讲。三位主讲教师均具有博士学位,全部具有高级职称,在教学方面严格以“师者,传道、授业、解惑”自勉,并不断锐意进取,边实践边改革,在教学质量、效果等方面不断提高。

2.不断完善和丰富教学内容。教学内容始终以社会需求为基本导向,以国际高等教育人才培养机制为标准,以培养具有工程实践与创新能力的人才为目标,适时调整培养计划、完善教学大纲内容,保持教学内容的先进性与实用性。同时,积极采纳社会用人单位对学生质量的反馈信息,及时补充有利于学生综合实践技能提高的新知识点,做到教材内容与时俱进。首先,教材国际化。本课程选用美国犹他大学Callister教授主编的“材料科学与工程”作为主要参考教材,该教材也是美国多所著名理工科大学材料专业本科生的通用教材。其次,英文版教材与国情相结合。国际通用英文版教材适合美国的工程教育,但不能照搬并移植到中国工程教育,我们必须结合国内高等教育的实际,有选择性的吸收消化。第三,英文版教材与中文辅助教材相结合。考虑到学生英文水平的限制,参照原版教材编写中文辅助教材。对英文教材进行中文辅助教材配套是深化和推广全英文讲授专业基础课程的一项有益尝试和改革,不仅可以让学生在课堂上专注于教师的讲解、努力跟随教师的思维思考专业问题过程中提高英文应用能力,而且通过及时与中文教材比对知识点深入理解专业知识。第四,密切该课程与实验课程的结合。作为一门理论与实践密切结合的核心专业课程,实验设计环节对于学生将理论知识转化为实际能力具有重要作用。基于实验环节的重要性,与本课程相关的实验设计被划分为一门独立的课程。

3.教学方法与手段的探索与创新。在教育国际化大背景下,以往的照本宣科式教育理念已经落后于时代需求,不能满足学生对实践技能的渴求,新的适应全英文授课方式、有利于提高学生学习兴趣、拓展分析与解决工程问题思维、培养学生工程实践能力与创新能力的教学理念与方法亟需探索、改革与创新。首先、启发式教学。针对全英文授课的特点,以及学生英文水平的限制,按照教学大纲与教学计划进度表的要求,力求“内容上突出重点,讲授上深入浅出”,同时引导学生将新知识点与已有的知识有机的联系起来理解、记忆,通过教师的发问式教学激发学生学习兴趣;通过学生之间的讨论及与教师互动,使学生参与到教学过程中,增强学生学习热情与主观能动性。其次、多媒体、互联网助推现代化教学。本课程全程采用多媒体教学、PPT课件定期更新、加入与课程内容相关的最新科研成果。同时,丰富课程网站模块,完善网站互动功能,实现教师在线答疑,将有限的课堂互动扩展到更充裕的课后网络互动中。此外,建立与国外同类课程网站的链接,使学生可以共享网络资源,真正实现课程教学的国际化。

总之,在经济全球化、人才国际化的时代背景下,培养既掌握扎实专业知识、又拥有国际视野的复合人才是社会的必然要求,利用全英文教学培养高素质的人才是大势所趋。全英文教学过程中,完备的理论授课体系、国际化的教学内容赋予本课程旺盛的生命力;雄厚的师资力量保证了高质量的教学;现代化的教学手段为激发学生学习兴趣、提升学习效率提供重要辅助手段。作为一个全新的教学模式,当前中国高等教育的全英文教学仍然处在探索阶段,教学方法的改进与教学质量的提高都需要长期的积累。但我们相信,在高水平师资的基础上,只要从传授专业知识与提高英文应用能力做为出发点培养学生,以培养国际化复合人才为目标,一点一滴地践行教学工作的每一个细节,国内高等教学的全英文教学就会不断迈向更高的台阶,工程专业的全英文教育会不断向前推进。

参考文献:

[1]《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》(中发〔2010〕6号)[Z].

材料化学工程论文例8

1.课程教材建设

矿物材料工程学科主要教学体系包括矿物基本特性、材料研究基础、材料制备与分析测试、材料功能化设计等内容,据此编写了《非金属矿物材料》《非金属矿加工与应用》《超微粉体加工技术与应用》《超细粉碎工程》《粉体表面改性》等系列教材丛书。系列教材的编写主要是结合学科特点,一方面注重矿物材料结构与组成、加工工艺、材料性能与应用性能等材料科学要素内部关系,另一方面融合了矿物学、结晶学、矿物加工学、化学、材料学等多学科理论知识体系,突出矿物材料的功能性与应用特性。教材深入浅出,内容翔实,注重新的技术发展以及基础理论与实际应用融合。由于矿物材料相关产品的加工技术与应用技术不断创新,应用领域的不断拓展,新的国家、行业标准不断更新,相关教材也在不断修订,例如《非金属矿加工与应用》已于2013年完成第三次修订,及时补充了相关内容的新变化与新发展,删除了已不再先进或已淘汰的技术和已废弃的产品标准,这些教材建设工作保证了本学科发展方向的前沿性,从而能够满足日新月异的新时代背景下矿物材料领域专业高级人才培养的需要。

2.课程内容优化改革

在矿物学、矿物加工学等相关理论课程基础上,对本学科的教学内容进行了新的优化改革,删除了重复和陈旧过时的教学内容,建立了以《非金属矿加工与应用》课程为核心,配合《粉体表面改性》《非金属矿物材料》等特色鲜明的专业方向选修课的课程体系,着重培养学生的创新意识与创新能力。《非金属矿加工与应用》课程考虑到矿物材料的加工与应用开发重在其功能性的开发,着重通过课堂教学介绍我国非金属矿加工与应用技术的一些共性规律,并通过联系当前我国非金属矿加工技术的实际生产与技术发展水平,突出介绍非金属矿物材料新工艺、新方法及新产品方面的研究进展,内容上有意将矿物的应用特性、结构与组成特性及功能性相结合,注重新的技术发展。课程内容的设置上,强调不同相关学科之间的融合,脱离枯燥乏味的原理与理论知识,通过更多的实例,尤其是生活中所熟悉的能够激发学生兴趣的例子,达到举一反三,灵活运用课本知识的教学目的。建立以“矿物材料结构与组成-制备与加工-材料性能-工艺原理”为主体的教学体系,不仅提高了课堂教学质量与效率,而且也培养了该学科学生的就业能力。

3.教学方法与手段

课堂教学主要采用启发-讨论式的教学手段,通过单独设课、综合设课或者前沿研究讲座等多种形式,充分使学生融入到课堂教学活动中,并了解学科当前的前沿理论与新技术。充分利用现代化教学手段,开发新的多媒体教学课件,不断提高教学效果与质量。在课堂教学中,通过引入趣味性、互动性强的阅读教材与自学内容,避免传统的灌输式教学,激发学生的求知欲与学习兴趣。对较难理解的教学内容,通过多媒体教学软件和信息资源来辅助教学,增强教学的说服力,加深学生对难点知识的消化与理解。对一些与科研和生产密切相关的教学内容,教师结合自己的科研活动与经验,结合现场记录的录像及收集的图片资料向学生形象地展现,让学生能够充分了解该领域新的研究动态,提高学生的学习兴趣。针对一些矿物新材料的热点研究内容,鼓励学生撰写综述性论文,通过阅读相关文献资料,提出自己的想法,从而培养学生科学研究和探索的主动意识。

4.创新与实践教学环节建设

本学科除了要求学生掌握基本的矿物材料工艺流程及其原理外,培养工程实践能力同样尤为重要。我校近几年通过设立专业性的“科研导论”“科研选题训练”“大学生创新训练项目”等创新教学环节,强化学生对各种矿物材料工艺方法的基本原理、制备工艺及相关设备与材料性能测试方法的理解。通过实验室教学,掌握试验方法、熟悉试验手段,培养学生的科研兴趣,提高专业技术水平。除了常规的生产现场实习实践环节外,通过开设毕业论文结合科研、研究性实验项目,让学生能够从生产实际中去选取自己的毕业课题,锻炼学生的实际工作能力。另外,通过鼓励学生发表学术论文、科技创新与发明,提高学生的创新能力,培养学生科研的思维与能力。

材料化学工程论文例9

“材料科学基础”是研究材料的成分、结构、性能之间的关系及其变化规律的一门基础学科,是材料科学与工程专业一级学科公共主干专业基础课。根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路和1997年国务院学位办颁发的新专业目录,材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料。为此,各相关高校在材料科学与工程专业主干课程“材料科学基础”的教学上都进行了教学改革。暨南大学材料科学与工程专业自2002年设立以来,就依据教育部的要求,将专业培养目标设定为培养“大材料”科学研究与工程技术所需的人才。故“材料科学基础”课程内容设置为介绍三大材料的基础知识,在教学模式、手段及课程配套方面也具有鲜明的特色。本文阐述了暨南大学材料科学与工程系以“奠定学科专业基础,培养学生科学的思维能力”为宗旨,开展“材料科学基础”教学工作的经验和体会。并以此为契机,进一步优化教学内容,探索新的教学模式和教学手段,进一步提高教学质量。

一、课程发展历史、性质与定位

材料是人类文明发展的基石。人类发展的文明史就是按石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代来划分的,可见材料对人类文明进程的重要贡献。与人类使用材料的漫长历史相比,对材料的研究即材料科学的历史比较短暂。19世纪中叶,开始采用金相显微镜研究钢铁,相平衡热力学和统计热力学则为建立材料的相平衡与相变提供了理论基础。20世纪20年代,原子结构和量子力学提供了研究材料微观结构的理论,x射线衍射技术和电子显微技术为探索材料的微观结构提供了手段。20世纪50年代,金属学已初具规模。高校金属材料专业都开设了《金属学》课程。到20世纪60年代,世界经济的腾飞促使陶瓷学和高分子材料学建立,其代表作分别为wg金格瑞的《陶瓷导论》(introduction to ceramics)和pj flory的《高分子化学与物理》(polymer chemistry and physics)。前者,wg金格瑞教授将金属学的原理应用于无机材料的结构、热力学、动力学、相变及性能分析当中,成功地指导了水泥、玻璃和陶瓷材料的生产和科研。而pj flory教授则主要围绕聚合物的合成过程、聚集态结构以及物理、化学等行为特征,阐述了高分子材料的结构及性能。到今天,三大材料的研究相互渗透,研究方法相互借鉴,产生了21世纪的材料科学。

“材料科学基础”着眼于材料基本问题诸如材料的结合键、材料的晶体结构及缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散,材料的塑性变形、材料的亚稳态。从金属材料的基本理论出发,将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起,使学生能把握材料的共性,熟悉材料的个性。本课程横向融合金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基础理论于一炉,纵向则充分利用学生已经学过的基础知识(包括高等数学、普通物理、物理化学、材料力学等),并能连接后续的材料的分析与表征、材料物理、材料加工工艺学等必修课程及高分子材料、无机非金属材料、金属材料等模块的选修课程。

二、教学内容的优化和选择

现代材料工业和技术的发展推动材料从组成、结构和功能的单一化向复合化、一体化发展,使培养大材料、宽专业人才的教学改革迫在眉睫。在此形势下,2002年暨南大学材料科学与工程专业设立并开始招收首届本科学生,确定了《材料科学基础》为专业基础课(必修,72学时,4学分)。本课程内容旨在以物质结构和结构形成为主线将三大固体材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)的基础知识有机结合,构建大材料专业公共性专业基础课教学体系。该课程体系旨在强化对学生重基础的通才教育模式,在教学内容上力求共性教学,突出个性特点。为此。从选择教材着手,优化教学内容,强化基础教学,着重培养学生科学的思维方法、创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力。

目前, “材料科学基础”教材体系可分为两大类。第一类沿袭“金属学”课程的教学内容,增加了少量无机非金属材料、高分子材料和复合材料等内容,往往侧重金属材料。这类教材基本上适合以金属材料为主导的材料科学与工程专业的教学。第二类教材则是在增加非金属材料、高分子材料、复合材料等新材料内容的同时,对该课程的所有内容进行了全新的组合,将它们有机地融入整个教材体系中,形成新的包含各种类型材料的教学体系。由于低年级本科学生的专业知识有限,这类教材在教学中要突出构建整个教学内容的逻辑性和条理性,避免学生掌握了各材料的个性,却忽视了各材料的共性,从而使整个课程陷入一个“材料学概论”的泥潭。为达到突出共性教学的目的,搭建一个合理材料科学与工程的知识平台,根据整个学科的培养方案和教学计划,我们选择上海交通大学出版社出版的面向21世纪新教材《材料科学基础》作为教材,从教学目标出发,该教材最显著的特点是着重于基本概念和基础理论,便于在教学中掌握深度和广度。根据本专业培养目标的要求和培养方案的特点,在确立教材内容、体系与后续课程的相互关联的基础上,在保持课程自身体系的完整性的条件下,兼顾到不同材料的特点及知识体系与要素课程内各个环节之间的逻辑关系,对该教材的内容进行了“扬弃”,将课程教学内容分为三大模块:

1 材料的结构。①微观结构:原子的排列方式、高分子链结构;②结构的完整性:晶体学基础、金属的晶体结构、合金、离子晶体结构规则、共价晶体结构、聚合物的晶态结构;③结构的不完整性:晶体缺陷、表面和界面、非晶态、亚稳态、准晶态。

2 固体中原子及分子的运动。①扩散:菲克第一、第二定律、扩散的热力学分析、扩散原子理论、影响因素;②高分子的分子运动:分子链的运动及其柔顺性、分子的运动方式及影响因素。

3 材料的组织结构变化。①材料的形变和再结晶:单晶和多晶体的塑性变形、回复和再结晶;②相图。单元系相图:凝固、形核和晶体长大;二元系相图:匀晶、共晶和包晶相图、混溶间隙、相图分析;三元系相图:相图基础、三元匀晶和共晶相图。

为了在上述教学内容中力求共性教学,以最大限度地淡化三大材料各自的专业色彩,力求突出共性的内容。例如,相平衡与相图的内容,选择了相律、相平衡热力学理论、一元、两元和三元基本相图类型的阅读等为重点内容,而淡化与此相关的教材中有关金属材料的冶金和铸造 

方面的内容。

通过多年的教学实践,上述教学内容的优化既得到了后续课程教师的肯定,又使学生学以致用,达到了奠定学科专业基础、培养科学思维的目的。

三、教学内容组织方式与目的

本课程教学内容的特点是“三多一少”,即叙述性的原理、规律多,需要记忆的概念、定义多,课程内容知识点多。理论计算少。因该课程内容枯燥、抽象,学生感到难学。具体表现在:不能很好地将数学理论应用到材料科学的基础课程、无法判定从而掌握教学内容中的重点、不能将所学的知识点和实际的材料联系起来。所以,我们在教学内容的组织上做了一些探索:

1 突破传统的“一本教科书”的局限性。本课程的教学内容在严格按照教学大纲和教学计划授课的同时,综合多种中文教材、英文教材等,力图做到知识面完整、讲授描述通俗易懂。如针对本专业每年都有数目不等的海外学生的特点,在教学提倡采用台湾晓园出版社出版的《材料科学与工程》作为补充性教材,提升外招学生对学科知识的认同感和认知度。

2 探索课堂教学,有所为,有所不为。课堂讲重点、难点,讲思路,留给学生充分的思考时间和空间,以调动他们的主动性和积极性。对难点和重点内容,尽量举出其应用实例,结合学科前沿知识,使学生知道该原理的用处,听课时不感到抽象、空洞,达到了理论联系实际的目的。而且,对重点和难点内容务必做到举一反三,确保学生能够掌握,以达到以点带面,进而掌握所学知识的目的。

3 注重教学内容的连贯性,连通性,提高学生对所学知识点的融会贯通能力。本课程在教学过程中,提倡预习,并将即将讲授的知识点与所学基础知识点的关联告知学生,使其掌握学习的主动性。对部分关联度高的章节,采用课堂讨论、换位讲授等方法,调动课堂气氛,使学生自觉地运用基础知识解决教学过程中的难点,从而提高他们通晓所学知识点的能力,达到全面提升专业素质和人文素质的目的。例如,在相图的学习中,尝试让学生利用所学的物理、化学知识换位讲授一元相图和二元相图的基础,一方面使他们学会对所学知识点进行归纳和演绎,另一方面提升他们的口头表达、演讲技巧。

4 充分、恰当地采用现代化多媒体教学方法,并辅之以动画,实现图、文、声、像的视听一体化教学。特别是对那些教学难点和需要丰富空间想象力的内容,形象、生动地展示在学生面前,既直观又富动感,可明显提高教学效果。

四、教学方法与教学手段

“材料科学基础”课程内容抽象、概念性强,学生在学习时容易感到枯燥难学。因此,在课堂上应常采用启发式教育,常用提问、问答或引而不发方法,调动学生的积极思维能力。在讲授时使用ppt演示文稿,尽量多用教学模型、挂图、照片和曲线图表等形象化语言。涉及部分教学内容如位错运动等,应结合动画生动地用图像演示给学生,以加深他们对课程内容的理解,提高学习兴趣。对于部分与前期知识关联度高的基本理论如单元相图,组织学生进行课堂讨论(seminar),并以学生发言为主,让他们直接参与教学。对需要运用较多数学知识且理论性较强的内容,如扩散第一、第二定律,应多采用板书推导,加强逻辑性学习。另外,为了提高学生对那些需要有丰富空间想象力的晶体结构、金相组织的转变和识别、位错、位错增殖和缠结过程等知识难点的理解和掌握,将先进的多媒体现代化教学手段引入材料科学基础教学中,并让它们以二维或三维动画形式生动形象地展示在学生面前,弥补传统教学在时间和空间等方面的不足,以提高教学效果。在课外,还可建立qq空间,在群聊中解决课堂中来不及解决的问题,通过师生交流,提高学生探索性自学能力和学习的积极性。

在“宽口径,大平台”培养模式下开展材料科学与工程教学, “材料科学基础”作为专业必修的主干课程,突出共性教学是打好学科专业知识的必备条件。从时代的需要出发,合理选择及组织教学内容、创新教学手段和方法,使其与教学内容相互协调,是构建新时代“材料科学基础”教学体系的关键。今后, “材料科学基础课程”将继续围绕以符合时展、符合教育规律为中心开展课程建设,不断探索和实践,为成功培养宽专业人才奠定基础。

参考文献:

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[21张联盟等,材料科学基础[m],武汉:武汉理工大学出版社,2004。

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材料化学工程论文例10

[中图分类号]TB33;G642[文献标识码]A[文章编号]2095-3437(2014)03-0089-02

复合材料是一种科技含量较高的新材料,广泛应用在航空航天工业、汽车工业、高速铁路、军工领域以及风电叶片新能源等领域。随着我国制造业水平的不断提升,在新产品上应用新材料也越来越多,如大飞机项目的启动,复合材料是其制造的关键技术。复合材料和钢铁等材料不同,钢铁材料是在钢铁厂由自动生产线生产出来的,而复合材料即使在欧美等发达国家的飞机制造厂,也是由一线工程师在现场进行人工裁剪制造出来的,因而产品的质量在很大程度上取决于一线工程师的水平。而这样的企业也需要大量卓越的一线工程师,这也正好与上海应用技术学院对毕业生的培养目标定位相吻合。

复合材料与工程专业是一个新专业,在我国的许多大学都开始设置复合材料与工程专业。而国外的大学未见开设复合材料与工程专业,而是仍将其作为材料科学专业的一个方向。在我国的一些研究型大学,其专业培养方案的导向主要放在培养研究型人才上,原理性、理论性的课程较多,主要以培养研究生为主,学生毕业后也主要在高校研究所从事科研工作。伴随高等教育的大众化,产生了许多应用型本科高校。自改革开放以来,我国新建的地方高校和近年来由高等专科学校升格的本科高校,比如上海应用技术学院,都属于应用型本科高校。在这类高校中设置的复合材料与工程新专业,主要是以经济及社会发展需求为导向,结合国家和地方的战略性新兴产业,培养既具有一定的专业理论知识,又具有较强的实践性专业技能的应用型人才,学生毕业后主要到相关复合材料企业和行业从事技术和管理工作。[1] [2] [3] [4] [5] [6]

复合材料与工程专业是上海应用技术学院2010年经教育部批准开设的几个本科新专业之一,2010年已开始招生。本文以经济社会对该专业高级应用型人才需求为导向,结合我校实际情况,并借鉴、比较国内其他大学本专业的培养方案与课程体系,找出构建并优化我校复合材料与工程专业理论教学体系和实践教学体系的对策。这对于提高应用型工程技术人才的培养水平,实现培养卓越一线工程师的目标定位,具有较大的理论和实践借鉴意义。

一、复合材料与工程专业人才培养目标的定位

作为应用型本科高校,在人才培养目标上应找准自己的定位,形成自己的特色。我们本着依托行业、按市场需求培养、实施产学研一条龙建设的理念,以上海及长三角地区对复合材料制备、加工、应用等领域的工程技术人才需求为依据,建立“宽基础、重技能”的人才培养模式。另外还引进具有丰富实践经验的企业与行业专家进入我校教学工作委员会,参与人才培养方案的制订。

我们制订的复合材料与工程专业的人才培养目标是:培养德、智、体、美、劳全面发展,适应上海及长三角地区经济建设以及现代制造业所需要的应用技术型人才。毕业生具备复合材料与工程专业的理论基础、专业知识与技能,具有良好的学习能力和团队工作能力、高度的社会责任感、良好的道德文化修养和健康的身心素质,可以胜任复合材料领域的研究与技术开发、材料加工工艺和设备设计、材料产品技术贸易与生产管理等工作。

具体要求是:掌握复合材料与工程方面的基础理论与专业知识,掌握复合材料的工业生产过程、设备和工艺;了解复合材料在不同行业中的应用及其相关知识,了解本专业的发展现状和趋势;掌握复合材料与工程工作所需的工程科学技术知识及较丰富的人文和社会科学知识;了解本专业领域技术标准及相关行业的政策、法律和法规。

同时要求具有以下素质和能力:复合材料与工程专业方面的研发,工程实际问题的分析和解决;能够阅读中英文专业文献,能够运用英文进行交流和翻译;懂得运用计算机知识解决复合材料与工程中的各类问题;善于科技创新、技术管理、工程项目管理与市场营销;善于沟通与交流。

二、复合材料与工程专业人才培养计划的构建

(一)复合材料与工程专业的特色

结合我校应用型本科高校的定位和二本的生源特点,我们提出了依托材料学院上海市材料加工工程重点学科建设,与其他高校错位发展,形成自己特色的办学思路。以复合材料制备工艺为突出重点;重视理论联系实际,增加实习课与实践课,形成系统的材料工艺教学体系;要求本专业学生动手能力要强,至少掌握一门复合材料工艺技术。

我校为上海市地方所属高校,大部分学生选择在上海市和长三角区域就业。随着商业大飞机产业和风力发电新能源产业成为上海及长三角的战略性新兴产业,对复合材料与工程专业的应用型高级工程技术人才需求较大。而这些行业的产品构件主要采用树脂基复合材料制造,因此在专业方向的设置上,我校以树脂基复合材料的制备、加工为主要方向。另外由于我校在无机陶瓷材料、铝基复合材料、碳/碳复合材料方面有科研方面的支撑,以及就业前景趋势方面的考虑,也设置了金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料等专业方向。

(二)复合材料与工程专业的人才培养计划

为了实现复合材料与工程专业的人才培养目标,达到培养要求,我们制订了本专业的人才培养计划,即课程体系的构建。[7] [8] [9]课程体系的知识层次框架包括公共基础课、公共选修课、学科大类基础课、学科专业基础课、专业课、专业选修课和实践教学等课程模块。其中,公共基础课和公共选修课是大学的通识课程模块,使学生掌握数学、物理、英语、计算机、企业管理、法律等方面的基础知识,提高其政治思想、文化艺术品德、身体素质等。学科大类基础课是应用型工科化工材料类课程模块,使学生掌握较宽的工科基础知识。学科专业基础课包括材料学概论、材料科学基础、计算机在材料科学中的应用、材料现代分析技术、高分子化学与物理基础、复合材料原理、复合材料聚合物基体、材料表面与界面等课程,目的是让学生扎实掌握专业基础理论知识。专业课的设置体现了本专业的特色,即适应地方经济战略性新兴产业对应用型高级工程技术人才的需求,以复合材料的设计与制备工艺技术为重点,课程包括复合材料工艺与设备、复合材料结构设计基础、金属基与陶瓷基复合材料、材料性能、材料科技英语等。为进一步拓宽学生的专业知识面,设置了专业选修课:复合材料制备新技术、航空材料、无机建筑材料、复合材料加工、表面工程、复合材料工厂设计概论、材料商品学、材料实验设计优化与数据处理。

我校复合材料与工程专业的另一特色是课程体系重视理论联系实际,安排了较多的实习课和实践课,开设的大型实验课具有设计性、综合性等特点。其中,实践性环节学分占总学分的比例达24.7%,学时占总学时的比例达43.7%,这符合应用型工科高校对学生专业实际动手操作能力、创新实践能力的要求。

三、结论

长三角地区是我国制造业最密集的地区之一,新材料是上海三大支柱产业之一。复合材料在大飞机、风力发电、高速铁路等战略性新兴产业中正在被越来越广泛地应用,为了满足这些行业的需求,作为上海市地方所属高校,我校开办了复合材料与工程新专业。基于我校培养卓越一线工程师的办学定位,我们确定了培养既具有一定的专业理论知识,又具有较强的实践性专业技能的应用型人才的培养目标。根据培养目标我们制订了以复合材料制备工艺为突出重点,重视理论联系实际,增加实习课与实践课,并形成系统的材料工艺教学体系的人才培养计划和课程体系。经过近三年的教学实践,我们修改和完善了人才培养计划,加强了专业实验室建设和实习基地建设,但复合材料与工程专业作为一个新专业,目前仍处于探索阶段。相信经过时间经验的沉淀,我们一定能够培养出符合经济社会要求的应用型高级专业人才。

[参考文献]

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[4]李伟,钟昆明.新建本科院校应用型人才培养方案构建研究[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2011(3):157-159.

[5]周德俭,莫勤德.地方普通高校应用型人才培养方案改革应注意的问题[J].现代教育管理,2011(3):63-67.

[6]王钟箐,胡强,陈琳.应用型本科人才培养方案的探索与构建[J].教育与教学研究,2009(10):56-58.

材料化学工程论文例11

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2016)03-0005-03

推进教育教学改革,提高教育教学质量和人才培养质量,是高等教育发展的核心任务。进入21世纪以来,我国的本科教育进入大众化教育发展阶段,客观上要求多数本科院校转向以培养应用型本科人才为主。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020)》、教育部颁布的《关于全面提高高等教育质量的若干意见》(高教三十条)等相关文件均指出:地方本科院校的办学应以科学发展观为指导,以地方经济社会发展对应用型人才培养的要求为导向,遵循高等教育基本规律,要深化教学改革,突出优势,强化特色,培养符合地方经济社会发展需要的应用型本科创新人才。因此,结合材料化学专业特点和应用型人才培养要求,优化课程体系,改革教学内容,突出专业特色,加强师资队伍建设,改革课程评价机制,推动材料化学专业的教学改革,是新形势下应用型本科院校的一项紧迫任务。

一、材料化学专业建设存在的问题

(一)办学目标不明确

目前全国各应用型本科院校中开设的材料化学专业,其专业建设并没有形成自己的办学特色,不少新建本科院校很多只是简单地照搬其他重点大学如“985”或“211”高校的材料类专业或者化学化工类专业的人才培养方案,并没有把其他高校的培养方案引进来后,根据本校本地区的实际情况进行充分吸收与相互融合,这样造成很多新建本科院校在专业设计上同质化现象越来越严重,学生所学习到的专业知识和技能越来越不能适应市场发展的需要。因此,目前应用型本科院校的材料化学专业在办学过程中普遍存在办学目标不够明确,办学定位缺乏一定准确性的问题。

(二)课程体系不合理

不同规格的人才培养需要有相应的课程体系来保证和支撑,课程体系是人才培养的总体蓝图,是实现人才培养目标的主要依据和手段[1]。总体而言,目前我国新建本科院校的课程结构不够科学合理,课程体系不够完整,教学内容相对陈旧。作为一门实践性很强的应用型学科,材料化学专业的课程体系应体现专业培养特色,综合考虑所设置的相关课程之间的有机联系,但目前各本科院校在课程体系构建方面存在以下主要问题:一是少数专业课程由于师资力量不够存在因人设课现象;二是专业课程的部分内容重复较多,学时分配也不够合理;三是专业主干课程缺乏系统性,理论课程的门数和学时偏多,实践课程的门数和学时偏少。此外,课程设置上必修课的比重较大,而选修课的比重较小,且缺乏整体的有机联系。总之,这些传统的课程结构设置不能体现学生创新精神和实践能力的培养,达不到应用型本科院校“宽口径、厚基础、强能力”的培养目标,不利于应用型本科创新人才的培养。

(三)师资力量薄弱

在我国高等学校序列中,地方高校占高校总数的90%以上,是我国高等教育的主体部分,地方高校师资队伍的建设与优化是国家“人才强国”战略的重要保障[2]。目前,各应用型本科院校的材料化学专业专任教师虽然人数不算少,但由于所处地域原因以及待遇因素,引进的高素质专业人才数量仍然偏少,不能满足本科院校新形势下的教学需求。与此同时,由于应用型本科院校大多是由专科学校升格而成,虽然升格以来引进了一大批具有博士或硕士学位的青年教师充实到教师队伍中来,但这些青年教师大多缺乏工程实践经验,这对培养应用型人才的高校而言,极大地影响教学质量,从而影响人才培养质量。此外,高层次人才是引领和带动学校学科建设和专业发展的“领头羊”,应用型本科院校不同程度地存在着高层次人才匮乏,尤其是学科带头人紧缺的问题,着力解决好高层次人才相对匮乏的问题是当前应用型本科院校持续发展和提升办学水平的迫切工作[3]。

二、材料化学专业教学改革的路径

(一)科学定位办学目标

应用型本科院校的办学目标要充分考虑本地区区域经济社会发展情况,积极挖掘特色质点,加强学生应用能力的培养,合理设置专业方向,形成与区域经济社会发展需要相适应、结构优化的专业办学特色。材料化学专业是教育部近年来新设置的一个专业,各本科院校应该明确本校的专业定位,结合本地区的实际情况,突出专业特色,科学合理设置专业办学目标。人才培养定位是高校实施教学计划的主要依据,明确自身定位、提高教学质量是高校办学育人的基础所在[4]。湖南人文科技学院材料化学专业应用型人才的培养目标应该是:培养德智体美全面发展,具有较高的思想道德素质、人文素质和良好身体心理素质,掌握材料化学的基本理论、基本知识和基本技能,了解材料化学领域的理论前沿、最新动态和应用前景,具有运用专业知识和技能解决实际问题的能力,具有较强的创新创业能力,能够在材料化学及其相关领域从事生产、应用开发和管理工作的应用型人才。

(二)优化课程体系与教学内容

课程体系是指一所大学根据本校制订的培养目标而设计的课程整体,课程体系不是简单的指课程设置,不同类型的学校,其课程体系也应当是不同的,这是创办富有特色大学的必要条件[5]。因此,应用型本科院校对本校的专业课程体系进行改革和优化时,既要突出本校的专业办学特色,又应体现应用型本科院校注重应用的特点。湖南人文科技学院的材料化学专业本次重新修订了人才培养方案,对课程体系进行了整体优化,并对相应的教学内容进行了调整,使之更符合专业办学特色和专业综合改革的要求。

1.优化课程结构

湖南人文科技学院材料化学专业根据市场人才需求宽口径招生,强化通识教育,培养综合素质,不断优化课程体系,在本次人才培养方案修订中将理论课程设置为公共必修课、专业必修课、专业限选课、专业任选课和公共任选课共5个课程模块。

第一,公共必修课主要是培养学生具有正确的世界观、人生观、价值观和较强的民主法制观念与较高的社会责任感,具有健康的体魄和良好的心理素质。公共必修课包括“思想道德修养与法律基础”、“马克思主义基本原理概论”、“思想和中国特色社会主义理论体系概论”、“形势与政策”、“大学生就业指导”、“大学生健康教育”、“高等数学”、“线性代数”、“大学物理”、“大学英语”、“大学计算机基础”、“大学体育”、“大学语文”等。

第二,专业必修课主要包括“无机及分析化学”、“有机化学”、“物理化学”、“材料概论”、“工程力学”、“工程制图”、“化工原理”、“材料科学基础”、“材料测试方法”、“材料制备原理”、“热工基础”等,目的是培养学生具有扎实的材料化学专业知识,具有较强的分析问题和解决问题的能力。

第三,根据企业实际和市场需求以及地方区域经济发展情况,专业限选课设置两个专业方向:陶瓷材料方向和能源材料方向。陶瓷材料方向开设“陶瓷工业机械设备”、“陶瓷工艺学”、“无机材料物理性能”、“特种陶瓷”等课程;能源材料方向开设“现代新能源材料”、“化学电源基础与应用”、“化学电源设计与制造工艺学”、“新能源材料与器件发展动态”等课程。

第四,专业任选课包括“金属材料概论”、“复合材料概论”、“专业外语”、“材料工厂设计”、“粉体工程”、“信息检索与应用”、“纳米材料”、“标准化概论”、“材料科学新进展”、“计算机在材料科学中的应用”等课程,学生从中任选6门课程学习。这些专业任选课的开设可使学生更多了解材料化学专业的理论前沿、最新发展动态及应用前景,了解与本专业相关的学科和边缘学科现状及发展趋势,从而可拓展学生的专业视野,为今后就业打下坚实而宽广的专业基础。

第五,公共任选课由学校其他系部开设,包括中华传统文化类、艺术素养类、科学素养类、应用技术类、教师教育类、其他类别类等六大系列课程,学生从中任选5门课程学习。通过该类课程的学习,可使学生实现文理科相关知识的交叉渗透,也是大学教育的努力方向。

为了突出专业培养特色,增强学生对企业实践知识的了解和熟悉程度,在材料化学专业人才培养方案中,我们从专业课程中选择其中6门体现专业特色的课程,组建校企联合授课模块,包括“材料测试方法”、“热工基础”、“材料工厂设计”、“材料科学新进展”、“材料产品技术概论”、“标准化概论”等。

2.合理构建实践课程类型

材料化学专业是一个与生产实际联系非常密切的应用性非常强的专业,在对理论课程整体调整和优化的同时,也必须重视实践教学课程,以提高学生动手能力以及分析和解决问题的能力。该专业的实践教学课程主要设置为校内和校外两个实践模块。校内实践教学模块主要包括公共实践必修课、专业基础实验课、专业实验课等。公共实践必修课主要包括“大学计算机技能训练”、“军事理论与训练”、“素质拓展教育”、“就业实践”等。专业基础实验课主要包括“无机化学实验”、“分析化学实验”、“有机化学实验”、“物理化学实验”、“化工原理实验”、“材料测试方法实验”等。专业实验课主要有“陶瓷制备与性能实验”、“化学电源综合实验”等。材料化学专业的实验教学内容要充分考虑其科学性和系统性,既要强化基础实验课必须掌握的各项理论知识和基本实践技能,同时又要多设置一些综合性实验和设计性实验,减小验证性实验的比重,鼓励学生大胆创新,提高学生的综合设计能力、实践创新能力以及分析问题与解决问题的能力。校外实践课程主要包括“校企合作教育(一)”、“校企合作教育(二)”、“校企合作教育(三)”以及“生产实习”等,这些课程的开设可扩大学生的专业知识面,增加实践技能,同时可将所学专业知识应用到生产岗位,提升学生解决实践问题的能力,使学生得到系统的工程训练,成为更符合社会需求的应用型人才。

(三)加强师资队伍建设

材料化学专业应用性强,与企业生产实践联系紧密,因此要培养出高素质的材料化学专业人才,就必须拥有一支高素质的教师队伍。针对应用型本科院校目前的师资队伍现状,有必要重构师资素质,既要重视教师专业理论知识与学术水平的提高,也要注重在新形势下专业教师创新能力与实践知识的培养。笔者认为,可从以下几个方面考虑来加强师资队伍建设:一是鼓励教师进修攻读硕士和博士学位,进一步增强教师专业知识,全面提升教学理论水平和能力;二是加强青年教师的教育教学培训工作,重点对新进教师进行教学方面的长期培训,建立考核机制,同时完善老教师指导制度,以帮助青年教师过好教学关;三是确定2―3个专业带头人培养对象,通过3年左右时间的培养,遴选出本专业的带头人;四是可考虑选择5―7门专业主干课程进行重点建设,每门主干课程的建设周期为2―3年,加强教学团队建设,整体提升教师队伍的专业能力和教学水平;五是鼓励和遴选专业教师分期分批到相关企事业单位进行短期挂职锻炼(3―6个月),拓宽教师视野,增强实践知识与理论知识的结合,使教师的知识结构与能力结构得到进一步调整和充实,从而提高专业教师的实践动手能力和知识更新能力;六是聘请校外相关企事业单位的“双师型”人才为专职教师或兼职教师,充实到教学团队中,参与校内专业人才培养方案制订、专业课程教学等工作,提高教师实践能力的整体水平。此外,学校还可定期通过举办讲座等形式,邀请国内著名高校、科研院所的专家学者以及有实践经验的企业老总或者技术开发人员来校讲学,让相关教师能够更多地了解和熟悉本专业的最新研究进展,及时更新自己的专业理论知识和实践知识。

(四)改革课程考核评价机制

逐步建立“考核内容综合化、考核形式多样化、考核过程全程化”的多元型课程考核模式,以考核方式改革促进教学模式改革。首先,对于“材料科学基础”、“材料制备原理”、“工程力学”、“化工原理”等专业理论课程,改变期末考试的单一考核方式,可采取课程教学的过程性考核(如增加平时考核、期中考核等方式)和期末考核相结合,实行课程考核方式多样化;而对于专业性比较强的理论课程(如“复合材料概论”、“材料工厂设计”、“化工制图”、“专业英语”等),可实行半开卷或开卷考试,在考试内容上尽量多采用综合性试题来衡量学生对该门课程的掌握程度,侧重学生思维能力和专业知识综合应用能力的考核。其次,对于专业实验课程(如“无机化学实验”、“分析化学实验”、“化工原理实验”、“材料测试方法实验”等)的考核,如果单纯地以每次实验报告的成绩为依据进行考核,容易出现高分低能现象。可考虑采用平时成绩(占30%,包括出勤情况、实验课堂表现、实验报告等综合考评)、期末实验操作考试(占30%,包括对所随机抽中的实验项目的实验过程熟悉程度、操作规范度、实验结果等综合考评)以及期末笔试测试(占40%,包括对平时所有实验项目内容进行考评)等多样化考核对学生学习情况进行综合评价。最后,对“毕业论文”、“校企合作教育”、“生产实习”等实践课程,要细化考核指标体系,实行实践课程的全过程考核评价机制,加大平时考核的成绩比重,把对学生的平时考核与期末总结性考核有机结合,科学评价该类课程的实际教学效果。

参考文献:

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