時間：2023-05-29 17:43:51
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇材料科學(xué)基礎(chǔ)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)的優(yōu)勢與劣勢
1．1傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢與劣勢
(1)有利于控制課堂教學(xué)進(jìn)度。傳統(tǒng)教學(xué)要求教師設(shè)計完整的教案和講稿，課前備課充分，有利于控制課堂教學(xué)進(jìn)度。
(2)有利于學(xué)生手腦協(xié)調(diào)并用。傳統(tǒng)教學(xué)中的板書常寫常擦，要求學(xué)生集中注意力邊聽邊記筆記，鍛煉了學(xué)生的手、腦協(xié)調(diào)并用能力。
(3)有利于多種教學(xué)形式的組織與轉(zhuǎn)換。教師授課時可因時、因勢變換啟發(fā)、提問、討論等多種形式組織教學(xué)，避免單調(diào)。
(4)有利于達(dá)到教與學(xué)的情感交流與互動。傳統(tǒng)教學(xué)中，教師以獨(dú)特的教態(tài)授課，學(xué)生可適時表達(dá)體會或置疑，教師全程監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)和接收反饋以及時調(diào)整教學(xué)節(jié)奏，實現(xiàn)教與學(xué)的情感交流與互動。
(5)不利于課堂效率的提升。傳統(tǒng)教學(xué)中，大量課堂時間花在了板書文字和題圖上，如相圖單元，需要花相當(dāng)?shù)臅r間繪制相圖才能有針對性地講解；若板書過的重點(diǎn)在后續(xù)中需要強(qiáng)調(diào)時，往往需要重寫，使得課堂效率難以提高。
(6)不利于直觀、形象化授課。課程中的“材料結(jié)構(gòu)”、“晶體缺陷”、“相圖”等章節(jié)，僅靠模型、掛圖，教師很難直觀、形象地授課，學(xué)生感到抽象、不理解。
1．2多媒體教學(xué)的優(yōu)勢和劣勢
(1)直觀形象易擴(kuò)充。好的多媒體課件圖文并茂、聲像共存，利于調(diào)動學(xué)生的多種感官和情緒學(xué)習(xí)；易于擴(kuò)充課堂內(nèi)容，再現(xiàn)或模擬教學(xué)場景。如在“晶體缺陷”章節(jié)，播放媒體文件“玉米粒的分布”和“毛毛蟲的運(yùn)動”，學(xué)生會心微笑的同時恍然大悟，原來我們的生活中就有與之相關(guān)的事物。
(2)高效輕松易互動。把教學(xué)內(nèi)容濃縮進(jìn)電腦，而教師只需一只鼠標(biāo)就可靈活實現(xiàn)各種教具及內(nèi)容間的轉(zhuǎn)換，輕松提高授課效率；課后師生的交流與互動對于課程復(fù)習(xí)、學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)很重要，多媒體教學(xué)提供了學(xué)習(xí)實時交流互動的可能性。
(3)重復(fù)再現(xiàn)易更新。課件可隨時拷貝幫助學(xué)生課后學(xué)習(xí)；授課時教師利用鼠標(biāo)就可再現(xiàn)知識點(diǎn)；同一課程在針對不同授課對象時，電子版課件可方便地實時更新。
(4)不利于教學(xué)進(jìn)度的控制。多媒體教學(xué)信息量大，教學(xué)進(jìn)度快，學(xué)生易跟不上思路；有了課件，學(xué)生大都不再記筆記，注意力易渙散，教師難以控制教學(xué)進(jìn)度。
(5)不利于師生情感的交流。在多媒體課堂上，教師失去了表演的激情，而學(xué)生也習(xí)慣了注目于屏幕，雙方交流出現(xiàn)真空，情感交流受阻。
(6)不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。課件中清晰的畫面雖直觀但制約了學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力；課件頻繁切換使學(xué)生跟不上思路而妨礙學(xué)習(xí)、思考能力的培養(yǎng)；學(xué)生過分依賴課件，疏于對知識的梳理和總結(jié)，難以將知識轉(zhuǎn)化為實際能力。綜上，兩種教學(xué)模式各自存在固有優(yōu)勢和缺點(diǎn)，就本課程而言，應(yīng)結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，從以下幾方面力求兩者有機(jī)結(jié)合，推動課程教學(xué)改革發(fā)展。
2傳統(tǒng)與多媒體教學(xué)在材料科學(xué)基礎(chǔ)課程中的有機(jī)結(jié)合
2．1在教學(xué)理念方面的和諧統(tǒng)一
在高教課程體系改革深化的今天，課程學(xué)時數(shù)的減少與要求掌握的知識、信息量的增多的矛盾升級警示我們，傳統(tǒng)教育模式已不適應(yīng)新形勢下教學(xué)改革的發(fā)展，因此必須更新教學(xué)理念，從教師為主體轉(zhuǎn)化為以學(xué)生為主體，實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新教育。而教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，首先在于教師觀念的轉(zhuǎn)變，教師只有充分意識到自身在教學(xué)過程中的地位和角色，才有助于學(xué)生主體地位的實現(xiàn)；傳統(tǒng)方式和多媒體技術(shù)作為不同形式下的授課手段，在教學(xué)理念的實現(xiàn)方面可以和諧統(tǒng)一。例如在“材料的凝固”一章中，用板書推導(dǎo)關(guān)鍵理論公式，能給予學(xué)生充分的理解時間，體現(xiàn)教與學(xué)的互動性，調(diào)動學(xué)生參與的積極性；而插播媒體文件演示金屬的凝固過程，則直觀形象地幫助學(xué)生理解和記憶，若再輔之以設(shè)問、置疑等手段，則不但可提高教學(xué)質(zhì)量和效果，還利于學(xué)生創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)。因此在新的教學(xué)理念的引導(dǎo)下，發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)勢，糅合先進(jìn)多媒體技術(shù)，利于全面優(yōu)化教學(xué)過程，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。
2．2在課件與教案要求方面的和諧統(tǒng)一
教案可以體現(xiàn)教師對課程的熟悉和掌控度，其邏輯性、條理性充分與否可以預(yù)測教師授課水平。那么在多媒體課堂，課件是不是可以完全取代教案而實現(xiàn)“無紙化”授課呢?答案顯然是否定的。高校教師要清醒地意識到多媒體不是課堂的“主角”，運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)是為了更好地解決在傳統(tǒng)教學(xué)中難以解決的問題，因此設(shè)計教案作為教師充分備課、系統(tǒng)整理授課思路的手段，依然不可或缺，而正因有了根據(jù)教學(xué)內(nèi)容精心制作的多媒體課件，教案可以更加注重課程的系統(tǒng)化和條理化，而把需要擴(kuò)展和具體化的內(nèi)容在課件中以各種形式表現(xiàn)出來。例如在“相圖”章節(jié)，教案涵括了各小節(jié)的主要內(nèi)容、承接關(guān)系、主要概念、重要定律等，而多媒體課件中具體的文字說明避免了低效的板書；可以再現(xiàn)相圖的繪制和分析的動畫過程、展示金相顯微組織圖片，避免了手繪相圖以及擺弄掛圖和模型的麻煩；利用可視化技術(shù)將三元相圖拆分、旋轉(zhuǎn)、重組，直觀表現(xiàn)出內(nèi)部各個相區(qū)的位置和形態(tài)，避免了教師講不清、學(xué)生聽得一頭霧水的尷尬。多媒體教學(xué)作為一種現(xiàn)代教育的新型模式，追根溯源還是在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上繼承和發(fā)展起來的，教師應(yīng)針對專業(yè)和課程特點(diǎn)，教學(xué)前充分分析和準(zhǔn)備，設(shè)計提綱挈領(lǐng)的教案，編制獨(dú)具優(yōu)勢的課件，結(jié)合教學(xué)的其他環(huán)節(jié)，相輔相成，切實提高教學(xué)質(zhì)量和效果。
2．3在課堂教學(xué)組織方面的和諧統(tǒng)一
關(guān)鍵詞：“材料科學(xué)基礎(chǔ)”；課程教學(xué)；改革
材料物理與化學(xué)是材料科學(xué)與工程的二級學(xué)科，“材料科學(xué)基礎(chǔ)”這門課程是連接基礎(chǔ)課與專業(yè)課的橋梁。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍反映概念多、抽象、學(xué)習(xí)起來困難。對相關(guān)專業(yè)的學(xué)生來說，學(xué)好這門課程意義重大，筆者對這門課程的改革作以下探討：
一、精簡課程內(nèi)容，保留課程精華
“材料科學(xué)基礎(chǔ)”內(nèi)容繁多，在保證達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，保證教學(xué)質(zhì)量的前提下，結(jié)合教學(xué)中的實際情況對該課程內(nèi)容進(jìn)行有目的的刪除和保留，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)重點(diǎn)。
1.突出課程重點(diǎn)，讓學(xué)生學(xué)有所得
“材料科學(xué)基礎(chǔ)”涉及材料的組成、性質(zhì)及結(jié)構(gòu)等方面的問題，對材料及材料的使用性能進(jìn)行了探討。“材料科學(xué)基礎(chǔ)”中公認(rèn)的重要知識點(diǎn)有：晶體的結(jié)構(gòu)、位錯、晶界、相及相的組成、組織特點(diǎn)、合金元素的作用及熱處理等，這些知識點(diǎn)環(huán)環(huán)相扣，內(nèi)容繁多且對學(xué)生的理解能力要求較高。教師在課堂教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注意與實際生活相聯(lián)系，運(yùn)用生活中的物品、材料進(jìn)行講解，加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理解。
2.聯(lián)系學(xué)科進(jìn)展，增添學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
當(dāng)前我國載人航天及新功能復(fù)合材料領(lǐng)域與“材料科學(xué)基礎(chǔ)”的內(nèi)容息息相關(guān)，學(xué)生對新事物往往有著好奇的心理，在授課時穿插一些建立在本課程知識基礎(chǔ)之上的科技前沿動態(tài)，通過新材料具體性能的介紹調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。例如：在講授晶粒的概念時，可以將納米技術(shù)的應(yīng)用及進(jìn)展介紹給學(xué)生聽，展現(xiàn)納米材料獨(dú)特物理化學(xué)性質(zhì)，來吸引學(xué)生。
3.溫故而知新，讓學(xué)生所學(xué)的知識成為一個體系
科學(xué)編排“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程內(nèi)容，教授新內(nèi)容時，帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)上節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，通過合理的教學(xué)安排使每節(jié)課的授課內(nèi)容具有承前啟后的作用。學(xué)生學(xué)習(xí)新內(nèi)容就不再感到突兀和陌生，有助于學(xué)生對整個課本知識的融會貫通，提高他們利用所學(xué)知識分析和解決問題的能力。
二、教學(xué)手段的改革
1.角色互換教學(xué)
傳統(tǒng)教學(xué)手法一般以教師為中心，教師的說教，學(xué)生只能被動聽課，容易造成學(xué)生聽課不在狀態(tài)，甚至酣然入睡的情況發(fā)生。為了避免這種情況發(fā)生，有必要將重心從老師轉(zhuǎn)移到學(xué)生身上，開展學(xué)生之間，學(xué)生和老師之間的互動。比如嘗試讓學(xué)生去講課，老師點(diǎn)評的辦法來提高學(xué)生的參與度。
2.多媒體教學(xué)
多媒體作為輔助教學(xué)的手段，能否利用好多媒體達(dá)到教學(xué)事半功倍的效果，關(guān)鍵在于老師的運(yùn)用。多媒體教學(xué)應(yīng)用較廣泛，但真正達(dá)到教學(xué)預(yù)期的目標(biāo)比較困難。結(jié)合筆者經(jīng)驗，在使用多媒體教學(xué)前，要做好所講內(nèi)容的圖片，比如講授晶體時，就需要老師收集各方面資料，制作好晶體模型，以便學(xué)生可以對晶體結(jié)構(gòu)有直觀認(rèn)識。
三、對課程實驗的改革
要學(xué)好“材料科學(xué)基礎(chǔ)”，就需要理論與實驗結(jié)合，用理論來指導(dǎo)實驗，用實驗結(jié)果來驗證理論。一般來說，本課程傳統(tǒng)實驗主要安排有：鐵碳合金的平衡組織觀察、鋼的熱處理和硬度實驗、鋼熱處理后的顯微組織觀察和其他材料的顯微組織觀察等實驗項目。這些實驗多為驗證性的，不利于學(xué)生實驗創(chuàng)新能力的提高。我們可以對傳統(tǒng)的實驗項目進(jìn)行變革，合理整合相關(guān)實驗，引進(jìn)對學(xué)生創(chuàng)新能力要求較高的實驗來達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。例如：我們可以將原本是幾個獨(dú)立實驗的鋼的熱處理和硬度實驗、鋼熱處理后的顯微組織等實驗合并起來，既避免了實驗耗時太長的缺點(diǎn)，又加強(qiáng)了學(xué)生對材料科學(xué)基礎(chǔ)重要知識點(diǎn)的理解。
支持學(xué)生對教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容開發(fā)新的實驗，嘗試設(shè)計實驗方案，鼓勵學(xué)生運(yùn)用實驗室的器材進(jìn)行驗證，并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析。教師只要對學(xué)生的實驗步驟或目的提出合理化建議，有利于學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，有利于學(xué)生自主創(chuàng)新能力的提高。實驗項目的確定，可以通過交流探討，發(fā)揚(yáng)民主，結(jié)合課程、當(dāng)?shù)貙嶋H與學(xué)生興趣來進(jìn)行選擇。
對“材料科學(xué)基礎(chǔ)”進(jìn)行教學(xué)改革，要綜合考慮各方面因素，抓住學(xué)生的興趣，通過對教學(xué)課程的合理設(shè)置，教學(xué)方法的提高及實驗內(nèi)容的創(chuàng)新來達(dá)到預(yù)期改革目標(biāo)。筆者結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗對“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)改革及探索作了簡單分析，還望廣大同仁進(jìn)行批評指正。
【關(guān)鍵詞】材料科學(xué)基礎(chǔ)；核心課程；教學(xué)質(zhì)量；教學(xué)效果
材料是社會文明和科技進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)，材料科學(xué)和能源科學(xué)、信息科學(xué)一起被列為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱，其發(fā)展水平更是成為一個國家綜合國力的主要目標(biāo)之一[1]。為了培養(yǎng)更多材料領(lǐng)域的人才，國內(nèi)自20世紀(jì)70年代開始，在不同高校設(shè)置材料科學(xué)與工程一級學(xué)科并相應(yīng)的開設(shè)了一系列材料相關(guān)的專業(yè)課程，而在這些課程中《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的地位可以謂之為重中之重，它立足于闡明材料制備、組成、組織結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的基本規(guī)律，訓(xùn)練學(xué)生材料設(shè)計、材料性能和產(chǎn)品質(zhì)量控制、材料開發(fā)與檢測的基本能力，在公共基礎(chǔ)課和專業(yè)課程之間起著紐帶的作用，對構(gòu)建材料科學(xué)與工程學(xué)科人才整體能力結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu)及素質(zhì)結(jié)構(gòu)具有奠基性的作用[2-3]。
具體到筆者所在的安徽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)，《材料科學(xué)基礎(chǔ)》在學(xué)生大二學(xué)年下學(xué)期開放，是學(xué)生最先學(xué)習(xí)的一門專業(yè)課程，它既是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)各門專業(yè)課程的保障，也是學(xué)生以后從事材料相關(guān)生產(chǎn)和科學(xué)研究所必備的理論基礎(chǔ)，因而保證該門課程的教學(xué)質(zhì)量意義非常重大。然而，就筆者備、授課的經(jīng)歷來看，該課程具有術(shù)語概念多、涉及知識面廣及抽象枯燥等特點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不易抓住重點(diǎn)，且學(xué)習(xí)難度大，學(xué)生不易產(chǎn)生足夠的學(xué)習(xí)興趣，針對上述問題，結(jié)合本院的具體情況，筆者提出提高該課程教學(xué)效果的幾點(diǎn)想法。
1 重視基礎(chǔ)，注重術(shù)語解讀
針對無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的特點(diǎn)，筆者目前所使用的教材為武漢理工大學(xué)出版社出版，由張聯(lián)盟、黃學(xué)輝、宋曉嵐主編的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》。該教材能較全面的覆蓋一級學(xué)科的基本內(nèi)容，既闡述了金屬、無機(jī)非金屬、高分子等典型材料結(jié)構(gòu)上的共性，又突出了無機(jī)非金屬材料的個性；既描述了崍ρ平衡狀態(tài)下的問題，又兼顧了非平衡條件下的材料結(jié)構(gòu)的形成過程；既以材料制備、加工過程中的科學(xué)原理及共性規(guī)律為主，又兼顧了材料服役中的環(huán)境行為效應(yīng)，做到了將科學(xué)與工程融為一體。但在教學(xué)時，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在自己研讀教材時會感覺到生澀難懂，究其原因是由于很多涉及到材料類的專業(yè)術(shù)語教材沒有詳細(xì)的介紹，而這些專業(yè)術(shù)語是學(xué)習(xí)材料科學(xué)的基礎(chǔ)，一旦一知半解、含混不清就會影響到對相關(guān)整個知識點(diǎn)的掌握，而一個個小知識點(diǎn)的理解不清最終導(dǎo)致學(xué)生對整門課程的掌握不到位，失去對課程的學(xué)習(xí)興趣。例如在學(xué)習(xí)第二章的晶體結(jié)構(gòu)時，學(xué)生對晶面及晶界的概念理解不清，為此筆者做了很生動的動畫來解釋，單晶材料是由一個晶粒生長而成的，因而它只具有一圈大大的晶界，同時它的（hkl）晶面是唯一的平行族；而多晶材料是由多個晶粒生長而成的，因而它的晶界包括各個小晶粒一圈圈的界，同時每一個晶粒由于生長取向不同具有自己的（hkl）晶面，因而多晶材料的（hkl）晶面是多個相互交叉的平面。結(jié)合筆者的繪圖，學(xué)生很快對這些基本概念有了很深的理解和認(rèn)識，因而在學(xué)習(xí)后續(xù)的結(jié)晶學(xué)指數(shù)、晶向與晶面關(guān)系等結(jié)晶學(xué)基本內(nèi)容時非常順利，收到了不錯的教學(xué)效果。
2 突出重點(diǎn)，注重理論體系融會貫通
《材料科學(xué)基礎(chǔ)》這門課程內(nèi)容繁多，在本院有限的72個學(xué)時里對每個章節(jié)均仔細(xì)講解，做到面面俱到是一項不可能完成的任務(wù)。因而，需要對知識點(diǎn)進(jìn)行梳理，在有限的時間里突出重點(diǎn)，同時將知識點(diǎn)串聯(lián)起來，讓整個理論體系融為一體，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)完課程后也會倍感輕松，受益匪淺。例如在學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)時，考慮到金屬結(jié)構(gòu)模型主要為等徑球體堆積模型，而無機(jī)非金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)主要為不等徑球體堆積模型，兩者的知識點(diǎn)是相通的。因而在講述時，筆者著重以金屬結(jié)構(gòu)模型為例進(jìn)行動畫展示，從立體結(jié)構(gòu)的各個方向講述，如何堆垛，并結(jié)合制作的球棍模型讓學(xué)生充分理解最密排堆積及配位數(shù)這些基礎(chǔ)概念，學(xué)生對金屬堆垛有了全面、深刻的認(rèn)識后，自己主動對教材上關(guān)于無機(jī)化合物的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行理解，在提問時發(fā)現(xiàn)學(xué)生對AX、AX2、A2X3的空間結(jié)構(gòu)均有著較正確的認(rèn)識，抓住了重點(diǎn)，很多知識的傳授就變得容易了很多。另外，理論體系的融會貫通對該課程的學(xué)習(xí)也大有裨益，在學(xué)習(xí)鮑林規(guī)則時，筆者要求學(xué)生認(rèn)真掌握鮑林第二及第四規(guī)則，運(yùn)用第二規(guī)則去判定離子化合物的可靠性，運(yùn)用第四規(guī)則去檢驗硅酸鹽晶體島群結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，加深了學(xué)生對硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，促進(jìn)了學(xué)生對硅酸鹽晶體具有的結(jié)晶、解離及介電性能差異的理解。
3 拓寬專業(yè)，加強(qiáng)前沿成果介紹
由于我院無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后不僅是進(jìn)入各種傳統(tǒng)建材（包括玻璃、水泥、陶瓷、耐火材料）企業(yè)工作，近幾年的簽約情況看相當(dāng)部分的學(xué)生最終會從事納米、新材料開發(fā)等領(lǐng)域的工作。拓寬專業(yè)，在教學(xué)中適度的把目前社會上較前沿和熱點(diǎn)的知識引入課堂教學(xué)，并對傳統(tǒng)材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹R延伸和拓展，這不僅讓學(xué)生強(qiáng)烈地感受到科學(xué)發(fā)展的脈搏和動力，有效的拓寬學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，開闊學(xué)生的視野，而且也給課堂教學(xué)增添了活力[4]。例如在講授共價鍵晶體結(jié)合時，筆者通過查閱最新發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)，介紹了目前碳納米管和石墨烯的一些最新研究進(jìn)展，結(jié)果學(xué)生在課堂上自發(fā)的展開了針對石墨烯結(jié)構(gòu)與性能的討論，表現(xiàn)出對新材料探索的強(qiáng)烈欲望。事實表明，在教學(xué)中加強(qiáng)前沿成果的介紹能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，大大提高《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)效果。
【參考文獻(xiàn)】
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[2]潘建梅，唐麗永，喬冠軍.材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的探索與實踐[J].廣州化工，2016，44（3）：148-149.
關(guān)鍵詞：解惑為道；課程線索；辯證法；傳授知識；啟發(fā)式教學(xué)
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）39-0093-02
《無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程的前身為《硅酸鹽物理化學(xué)》，是我國各大學(xué)無機(jī)材料專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。它包含水泥、玻璃、陶瓷等各門無機(jī)材料課程最基礎(chǔ)的理論內(nèi)容，涉及晶體結(jié)構(gòu)、無機(jī)材料熱力學(xué)和無機(jī)材料過程動力學(xué)等幾部分內(nèi)容。過程動力學(xué)部分是本課程的重要內(nèi)容，包含擴(kuò)散、固相反應(yīng)、相變、燒結(jié)四個部分。相比本課程中晶體結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)部分的內(nèi)容，過程動力學(xué)課程具有各章之間聯(lián)系較弱、公式和數(shù)學(xué)推導(dǎo)較多的特點(diǎn)，是教學(xué)中比較難以把握的一部分。文章根據(jù)對本部分內(nèi)容的教學(xué)體會，就該部分的課程線索、內(nèi)容把握和教學(xué)方法等方面提出了一點(diǎn)看法，期待與各位同行交流。
一、從學(xué)生基礎(chǔ)出發(fā)，深入淺出解惑為道
師說云：師者，所以傳道、授業(yè)、解惑也。從古至今，為人師者均擔(dān)負(fù)著這三個重任。孔夫子的足跡遍布當(dāng)年的六國，通過收徒授課的方式將他的儒家之道廣為傳播。但隨著網(wǎng)絡(luò)時代的到來，當(dāng)今社會的教育尤其是大學(xué)教育有了新的特點(diǎn)。一方面，網(wǎng)絡(luò)帶來了爆炸型的知識增長，資訊高度發(fā)達(dá)，通過網(wǎng)絡(luò)可得到的信息相當(dāng)豐富。另一方面，大學(xué)生的綜合素質(zhì)也發(fā)生了飛躍，多元化的渠道使他們獲得知識相當(dāng)容易，遠(yuǎn)勝于老師所能傳授的內(nèi)容。這種情況下，大學(xué)傳統(tǒng)的以傳授知識為目的教育模式受到了挑戰(zhàn)。在這樣一個時代，教學(xué)理念面臨轉(zhuǎn)變的必要性，為師者傳道、授業(yè)、解惑的三大功能中，前二者的功能一部分為網(wǎng)絡(luò)取代。因而解惑已成為大學(xué)老師幫助學(xué)生進(jìn)步的最重要的內(nèi)容。以學(xué)生已經(jīng)具有的知識為出發(fā)點(diǎn)，找到學(xué)生的困惑之處，然后通過解惑，幫助學(xué)生加深對知識的理解，深入淺出地對課程內(nèi)容進(jìn)行剖析，將更有利于學(xué)生加深對所學(xué)內(nèi)容的理解和掌握。在無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)中，筆者就充分體驗到這種教學(xué)方法的益處。以相變?yōu)槔Y(jié)冰首先從邊上開始，這是很多大學(xué)生通過生活和互聯(lián)網(wǎng)的途徑早已積累的知識。但對為什么會這樣，在大學(xué)生中可能知道的比例并不大，這就存在了“惑”，有了“解惑”的必要性。通過這樣的解惑，筆者很容易地引出了“均勻成核”和“非均勻成核”的概念。在課堂教學(xué)中，筆者首先提出了大家所熟知的水從邊界結(jié)冰的事實，然后問學(xué)生為什么是這種情況。大部分學(xué)生是面露疑惑，很多學(xué)生更是議論紛紛。這樣，筆者就在學(xué)生已有的知識基礎(chǔ)上，找到了學(xué)生的“惑”。以解決這個“惑”為目的，筆者在一盤水中設(shè)定了二個參照點(diǎn)：盤邊、盤中表面以下。從盤中表面以下的水結(jié)冰講起，把冰的晶核考慮為球形，則得到了結(jié)冰所引起的界面能上升和冰粒自由焓下降的平衡關(guān)系，根據(jù)這種結(jié)冰時的體系自由焓平衡關(guān)系，由此得到均勻成核臨界核半徑的關(guān)系式。再考慮邊緣潤濕情況，考察形成該臨界半徑“球帽”所需要的晶相轉(zhuǎn)變數(shù)量，學(xué)生很容易就可得到這樣的結(jié)論：在邊界由于形成“球帽”，形成臨界半徑所需要的相變量比盤中表面以下結(jié)冰容易得多。正是通過以學(xué)生已有的水從邊上開始結(jié)冰的現(xiàn)象，通過為學(xué)生解決疑惑，筆者較為方便地解決了均勻成核和非均勻成核的知識傳授問題，深入淺出地使學(xué)生較好地掌握了均勻成核、非均勻成核的相關(guān)概念和機(jī)理問題。這樣的教學(xué)方法，以解決學(xué)生的疑惑為基礎(chǔ)，提高學(xué)生的興趣，取得了較好的教學(xué)效果。
二、確定各章關(guān)鍵詞，找到課程理論線索
無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)的過程動力學(xué)內(nèi)容看似零散，其實也存在一個總體線索，一言以蔽之，就是以粒子微觀移動為本質(zhì)，以體系宏觀變化為表象和目的。以粒子微觀移動和體系宏觀變化為著眼點(diǎn)，筆者在教學(xué)中嘗試確定了各部分內(nèi)容的關(guān)鍵詞，確定課程各部分內(nèi)容的關(guān)聯(lián)線索。擴(kuò)散部分的內(nèi)容，其微觀粒子移動的本質(zhì)特征為擴(kuò)散系數(shù)，其宏觀表象為體系中由于濃度差而引起的粒子移動的通量。而菲克第一定律和菲克第二定律則處理濃度差和通量的關(guān)系，這二者通過描述微觀粒子移動特征的擴(kuò)散系數(shù)相關(guān)聯(lián)。空位擴(kuò)散是無機(jī)材料的主要擴(kuò)散機(jī)制，空位濃度及空位產(chǎn)生機(jī)制不僅對擴(kuò)散系數(shù)產(chǎn)生重要影響，而且空位濃度差則導(dǎo)致產(chǎn)生通量。根據(jù)上述線索，本部分內(nèi)容的關(guān)鍵詞可確定為菲克定律、擴(kuò)散系數(shù)和空位擴(kuò)散。固相反應(yīng)一章中，最為令人注目的是一個轉(zhuǎn)化率的問題，是宏觀變化的表象。而大量的篇幅在轉(zhuǎn)化率如何計算，很多內(nèi)容著墨于數(shù)學(xué)問題，固相反應(yīng)的機(jī)制問題則牽涉到擴(kuò)散能力也即擴(kuò)散系數(shù)及擴(kuò)散機(jī)制問題。反應(yīng)機(jī)制的差別——化學(xué)反應(yīng)控制還是擴(kuò)散控制方面的問題，解決的粒子微觀移動的本質(zhì)問題。本部分的關(guān)鍵詞為非均相反應(yīng)、轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)機(jī)制。相變一章最關(guān)鍵的內(nèi)容為在相變時界面對相變的阻礙，成核成長和不穩(wěn)分解的機(jī)理的區(qū)別盡管說可以從分相引起的微小自由焓變化來加以判定，但從直觀的角度來講，界面的形成與否則更容易讓人理解。如果把著眼點(diǎn)定位于界面的產(chǎn)生與否，成核生長和不穩(wěn)分解的很多問題就可以迎刃而解。從界面的角度出發(fā)，學(xué)生就很容易理解二者在勢壘、相變速度、擴(kuò)散類型乃至分相初期形貌等方面的差別。該部分內(nèi)容的微觀移動的本質(zhì)問題為在界面作用下的微觀擴(kuò)散機(jī)制的變化，其表象為分相初期的形貌。因而這部分的課程關(guān)鍵詞為界面、勢壘、擴(kuò)散。至于燒結(jié)則相對復(fù)雜，涉及不同的燒結(jié)機(jī)理以及燒結(jié)過程中，涉及微觀粒子的移動問題主要有擴(kuò)散、塑性流動、粘性流動和蒸發(fā)凝聚和溶解沉淀，其宏觀表象為顆粒堆積體的收縮。盡管從表面上看來，各種燒結(jié)機(jī)制之間存在很大的差異，但從本質(zhì)上來看，燒結(jié)可以看成為粉體堆積體減小表面積為目的而進(jìn)行的大顆粒吞并小顆粒（簡稱以大吞小），凹面吞噬凸面（簡稱以凹吞凸）的過程。可以將這部分內(nèi)容的關(guān)鍵詞歸結(jié)為比表面積、以凹吞凸、以大吞小和體積收縮。綜上所述，以粒子微觀移動和宏觀變化的總線索為出發(fā)點(diǎn)，可提煉出各章的具有特色的關(guān)鍵詞，形成各章節(jié)內(nèi)容的理論線索。掌握了這些關(guān)鍵詞，然后從微觀移動和宏觀變化對這些關(guān)鍵詞進(jìn)行思考和分類，有利于形成課程的本部分內(nèi)容的總體線索。
三、以辯證法為指導(dǎo)，掌握課程哲學(xué)內(nèi)涵
眾所周知，哲學(xué)可對具體的自然科學(xué)產(chǎn)生指導(dǎo)作用，辯證法是哲學(xué)的重要內(nèi)容，包括對立統(tǒng)一規(guī)律、量變質(zhì)變規(guī)律和否定之否定規(guī)律。對立統(tǒng)一規(guī)律強(qiáng)調(diào)任何事物均有正反二個方面，且隨條件變化兩方面的主次地位可以發(fā)生變化，量變質(zhì)變規(guī)律揭示任何事物的變化均存在一個“孕育和積累”過程；否定之否定則體現(xiàn)螺旋式上升過程和曲折性。無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)的過程動力學(xué)部分可找到反映上述三個規(guī)律的典型案例。無機(jī)材料科學(xué)過程動力學(xué)部分內(nèi)容中能夠詮釋矛盾論的例子有很多，典型的為有極值點(diǎn)的一些曲線。以相變部分內(nèi)容為例，成核-生長機(jī)理的相變尺寸和自由焓變化的關(guān)系曲線、成核速率和晶體生長速率與過冷度的關(guān)系曲線均存在極值點(diǎn)，它們體現(xiàn)的是矛盾主要方面和次要方面相互轉(zhuǎn)化的矛盾運(yùn)動規(guī)律。筆者針對相變尺寸-自由焓曲線提出了相變尺寸增大導(dǎo)致體系自由焓下降這一矛盾的一個方面，要求同學(xué)根據(jù)極值出現(xiàn)的特點(diǎn)及矛盾論的基本原理，啟發(fā)學(xué)生找到矛盾的另外一個方面，通過主動思考，學(xué)生很容易地就理解了界面的形成對相變的牽制作用，通過矛盾主要方面和次要方面在一定條件下相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律，理解了相變尺寸這一條件對自發(fā)成核的重要意義，并從哲學(xué)高度理解了臨界尺寸這一轉(zhuǎn)折點(diǎn)含義：顆粒尺寸增大而引起的成核自由焓下降的因素，和顆粒尺寸增大而引起的界面增大在相變過程中所起的牽制作用，這一對矛盾的二個方面，其主次地位發(fā)生了轉(zhuǎn)變。晶體-熔體相變的等溫臺階，則是質(zhì)量互變規(guī)律的一個典型案例。眾所周知，平衡狀態(tài)下，相變處自由焓不變。以一級相變?yōu)槔谙嘧儨囟忍帲=ΔH-TΔS=0。隨著外界熱量的不斷進(jìn)入一個物相體系，體系的溫度升高。但當(dāng)?shù)竭_(dá)相變點(diǎn)時，盡管有能量進(jìn)入，體系將在一個階段保持溫度恒定。這里存在一個質(zhì)量互變規(guī)律，能量不斷進(jìn)入體系，導(dǎo)致體系的混亂度增大，也就是熵增大，隨著量的不斷積累，混亂度達(dá)到一定程度，體系的性質(zhì)產(chǎn)生了質(zhì)變，由一種相完全轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N相。在相變溫度下停留的過程，是一個新相的“積累和孕育”的過程。在教學(xué)中，從辯證法的角度給學(xué)生講授相變過程中熵增大這一質(zhì)量互變規(guī)律，有利于加深學(xué)生對這部分內(nèi)容的理解。至于否定之否定規(guī)律，則是我們材料制備的目的。以陶瓷制備為例，其原料本為礦石，為具有強(qiáng)度的塊體材料。在陶瓷制備過程中，首先要破壞這些塊體，將其制成粉體，實現(xiàn)第一次否定過程，通過成形和燒結(jié)過程，又將粉體材料變成為具有強(qiáng)度的塊體材料，實現(xiàn)第二次否定過程。通過這樣一個否定之否定的過程，原來的塊體礦石，通過一個螺旋式上升的過程，形成更好服務(wù)于人類的塊體材料。在教學(xué)中，通過闡明這二個否定過程，可以啟發(fā)學(xué)生深入探索其中緣由，理解第一否定過程中由于能量通過球磨等過程進(jìn)入體系，使物料比表面積增大，從而為第二個否定過程奠定基礎(chǔ)。并掌握在成形過程中體系在粉體表面能及水的表面張力的作用下形成塊體以及燒結(jié)過程中體系在一定溫度下表面張力降低的過程中的能量變化原理。學(xué)生可通過了解陶瓷制造過程中體系由塊體變?yōu)榉垠w，然后又變?yōu)閴K體的否定之否定規(guī)律，深入了解在這一規(guī)律后面的能量方面的否定之否定規(guī)律即由礦石塊體的低表面能到粉體的高表面能然后又回到陶瓷塊體的低表面能這一否定之否定過程。從而加深陶瓷制備過程、燒結(jié)推動力及機(jī)理方面的理解。
網(wǎng)絡(luò)時代的教學(xué)，老師的職能——傳道、授業(yè)、解惑三方面作用的重要性發(fā)生了變化，解惑為道可提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，加深學(xué)生對課程相關(guān)內(nèi)容的理解，提高教學(xué)效率和效果。以微觀粒子移動和宏觀變化表象為出發(fā)點(diǎn)，可確定無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)過程動力學(xué)各部分關(guān)鍵詞，通過這些關(guān)鍵詞，然后從微觀移動和宏觀變化對這些關(guān)鍵詞進(jìn)行思考和分類，有利于形成課程的本部分內(nèi)容的總體線索。從課程具體內(nèi)容中尋找無機(jī)材料過程動力學(xué)部分存在的辯證法規(guī)律，通過揭示其內(nèi)在的辯證法規(guī)律，有助于學(xué)生從更深層次掌握課程內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：材料科學(xué)與工程；材料科學(xué)基礎(chǔ)；應(yīng)用型本科教育；課程改革
在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，材料科學(xué)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的三大支柱之一。近年來，我國在材料領(lǐng)域的發(fā)展突飛猛進(jìn)。目前，國內(nèi)眾多知名高校已經(jīng)開設(shè)了材料科學(xué)相關(guān)專業(yè)，如清華大學(xué)、北京科技大學(xué)等開設(shè)了金屬材料學(xué)科；北京化工大學(xué)、浙江大學(xué)等開設(shè)了高分子材料；西北工業(yè)大學(xué)、中南大學(xué)等開設(shè)了材料加工學(xué)科等。2016年，合肥師范學(xué)院成功獲批了材料科學(xué)與工程專業(yè)，并開始招生。作為應(yīng)用型高校，該學(xué)科的建設(shè)處起步階段，雖經(jīng)過3年的教學(xué)實踐，但在專業(yè)課程設(shè)置、教學(xué)方法以及考核模式等方面存在很多的問題亟待解決。
1課程教學(xué)的問題剖析
材料科學(xué)與工程是研究材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝和使用性能以及四者之間相互關(guān)系的學(xué)科，因而將成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝和使用性能成為材料科學(xué)的四要素，把四者聯(lián)在一起就構(gòu)成了材料科學(xué)四要素的四面體結(jié)構(gòu)，如圖1所示。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》這一門課程便是以材料科學(xué)四要素為主要內(nèi)容，從教學(xué)要求出發(fā)，著重于基本概念和基礎(chǔ)理論，并引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用理論解決材料工程中的實際問題。該課程中材料學(xué)知識十分復(fù)雜，理論性強(qiáng)，涉及大量的名詞、概念等等，要求學(xué)生具有扎實的數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)基礎(chǔ)。而對于我校本科生而言，大多數(shù)同學(xué)數(shù)理化基礎(chǔ)比較薄弱且在學(xué)習(xí)該門課程之前并未系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等課程，因此在教學(xué)過程中會產(chǎn)生一系列的問題，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：第一，該課程的部分內(nèi)容理論性強(qiáng)且難度大，涉及大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程和復(fù)雜的文字解釋，使同學(xué)們難以理解和識記，因而易產(chǎn)生抵觸情緒，教學(xué)效果不理想。第二，在國內(nèi)大部分高校，包括我校，目前該課程的教學(xué)方式仍以板書與多媒體教學(xué)相結(jié)合的方式。這種教學(xué)方式以文字、公式推導(dǎo)和曲線圖為主，圖片、視頻等影音資料很少，使得學(xué)生上課期間缺乏興趣，難以集中注意力；第三，該課程的考核模式以考試為主，且占比很大。考試內(nèi)容多以課本上的概念、定理以及理論計算為主，應(yīng)用類題目較少涉及，因而難以達(dá)到指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用已學(xué)知識解決實際工程問題的教學(xué)目標(biāo)。第四，目前國內(nèi)外材料科學(xué)發(fā)展更新迭代較快，新材料、新技術(shù)、新工藝層出不窮，書本上的內(nèi)容較為有限，在教學(xué)上應(yīng)用部分課時講授材料前沿發(fā)展方向及應(yīng)用，為學(xué)生就業(yè)及科研提供參考，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。第五，材料科學(xué)具有理論知識與應(yīng)用廣泛結(jié)合的性質(zhì)，在教學(xué)上，應(yīng)該適當(dāng)培育學(xué)生們的科研及實踐能力。因此，基于以上教學(xué)經(jīng)驗中出現(xiàn)的問題，結(jié)合材料科學(xué)的特點(diǎn)，本文將以“夯實基礎(chǔ)、注重應(yīng)用”為指導(dǎo)，探索該課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核模式等方面上的優(yōu)化設(shè)計。
2課程教學(xué)的改革措施
2.1夯實理論基礎(chǔ)
材料科學(xué)基礎(chǔ)涵蓋較多的基礎(chǔ)概念，這些概念與科學(xué)研究及實際應(yīng)用都有深刻的聯(lián)系。基礎(chǔ)知識的掌握程度對于學(xué)習(xí)材料科學(xué)非常重要。無論是前沿研究還是基礎(chǔ)應(yīng)用，都需要有扎實的基本功。如利用高分辨透射電子顯微鏡研究材料結(jié)構(gòu)時，需要掌握材料中原子排列的相關(guān)知識，包括晶面指數(shù)、倒易空間等；針對材料的拉伸或壓縮過程，需要掌握材料的彈性模量、屈服強(qiáng)度。同時，相關(guān)概念不僅僅只用于某一個領(lǐng)域，如關(guān)于材料結(jié)構(gòu)，即可用于分析材料的相變，又可用于分析二維材料的電磁性能。原子的擴(kuò)散，即可用于研究金屬的熱處理，又可用于研究鋰離子電池。材料科學(xué)基礎(chǔ)的相關(guān)概念復(fù)雜難懂，且課時有限，教師在授課時應(yīng)將相關(guān)概念的背景、定義及應(yīng)用講清講透，確保學(xué)生理解和掌握，積累扎實的理論基礎(chǔ)知識。
2.2培養(yǎng)實踐能力
材料科學(xué)基礎(chǔ)是一門理論知識與實踐相結(jié)合的學(xué)科。其中，相關(guān)內(nèi)容是從實踐的基礎(chǔ)上總結(jié)提煉得到的，如材料的相變，相圖的制作是根據(jù)各個成分及溫度下，進(jìn)行熱處理得到的結(jié)果。本科生僅僅學(xué)習(xí)書本上的內(nèi)容，很難建立起直觀的認(rèn)識。在課程學(xué)習(xí)初期，教師應(yīng)將材料科學(xué)基礎(chǔ)的理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合、抽象概念與具體圖像相結(jié)合，以直觀性的事物或圖像引導(dǎo)學(xué)生對抽象性的理論進(jìn)行掌握。如在學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)時，可用實物模型展示晶體的FCC、BCC等結(jié)構(gòu)。在講解原子擴(kuò)散時，提示學(xué)生通過想象構(gòu)建原子在材料中運(yùn)動的圖像。
同時，為使學(xué)生更加全面的理解所學(xué)內(nèi)容，建議學(xué)校開設(shè)一定學(xué)時的實驗課程，如材料的熱處理過程、材料的力學(xué)性能、材料的微觀結(jié)構(gòu)等等。使得在提升運(yùn)用理論知識分析解決實際問題能力的同時，進(jìn)一步鞏固自己的知識體系。此外，本學(xué)院的教師均有科研經(jīng)歷，研究方向各有側(cè)重，如計算材料學(xué)、太陽能電池，催化、二維材料等等，有豐富的實驗經(jīng)歷及理論知識。因此可以鼓勵學(xué)生在課外時間積極參與到教師的相關(guān)課題研究中，針對發(fā)現(xiàn)的問題，結(jié)合所學(xué)內(nèi)容加以分析，進(jìn)一步加深對知識的理解與應(yīng)用。
2.3豐富教學(xué)方法
首先，科學(xué)合理控制每課時授課量。確保知識點(diǎn)高質(zhì)量的被學(xué)生吸收，而非對學(xué)生進(jìn)行數(shù)量上的灌輸。其次，調(diào)節(jié)授課內(nèi)容的輸出速率。通過板書、調(diào)節(jié)語速等方式，在難點(diǎn)、重點(diǎn)如材料中的缺陷、擴(kuò)散等知識點(diǎn)上講懂講透，使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容充分吸納和梳理。再者，利用多種方法將相關(guān)概念實物化、圖像化。在學(xué)習(xí)材料的結(jié)構(gòu)時，可以通過硬球模型展示材料中FCC，BCC等簡單晶體結(jié)構(gòu)。在學(xué)習(xí)材料的力學(xué)性能時，可以利用多媒體技術(shù)，展示材料在受到壓縮或拉伸時的變形過程。此外，利用現(xiàn)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。利用微信、QQ等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立課堂內(nèi)容學(xué)習(xí)交流群，以便及時上傳教學(xué)內(nèi)容、作業(yè)，分享參考書目，解決問題等。讓學(xué)生充分利用課余時間主動學(xué)習(xí)，及時解決遇到的問題，進(jìn)一步提高授課效率。
2.4把握學(xué)科前沿
近幾年，材料科學(xué)發(fā)展日新月異，前沿?zé)狳c(diǎn)難點(diǎn)時常更新，新材料、新技術(shù)、新工藝層出不窮。然而書本上的內(nèi)容較為有限，針對材料科學(xué)的前沿進(jìn)展，在課堂教學(xué)時應(yīng)設(shè)置部分學(xué)時介紹材料科學(xué)相關(guān)進(jìn)展，講授基礎(chǔ)知識在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，為學(xué)生就業(yè)及科研提供參考。結(jié)合現(xiàn)有條件，可以邀請相關(guān)領(lǐng)域教師來校開展專題知識講座，講解本領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、前沿進(jìn)展。授課教師也可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立微信群或者微信公眾號，向?qū)W生推送材料領(lǐng)域最新的成果，文獻(xiàn)或者方法等等，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，培養(yǎng)學(xué)生對材料領(lǐng)域的興趣。
2.5完善考核方式
目前，對于材料科學(xué)基礎(chǔ)的評分方法，總成績中期末成績占到70%，平時成績占30%，其中在平時成績中平時作業(yè)占主要比例。由此可以看出最終成績主要取決于期末考試的成績，而平時成績主要取決于平時作業(yè)。結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)以下問題：①關(guān)于期末考試。僅僅只在期末考核一次，會造成學(xué)生在期末階段突擊學(xué)習(xí)，而忽視了平時的積累；②關(guān)于平時成績。平時作業(yè)在總分中占據(jù)20%左右的比例。學(xué)生往往偏重平時作業(yè)，而忽視其他課堂表現(xiàn)。教師難以對每個學(xué)生的課堂表現(xiàn)作出準(zhǔn)確評價；③材料科學(xué)是一門實踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)的課程，在本課程的教學(xué)過程中缺乏相應(yīng)的實踐課程。因此難以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。鑒于以上因素，可以在材料科學(xué)基礎(chǔ)一課的成績評定制度上進(jìn)行如下改進(jìn)。
一是引入階段性考核。首先，建議在第9周前后增加一次期中考試。在檢驗前期所學(xué)內(nèi)容的同時，及時發(fā)現(xiàn)問題并整改。將期中考試的成績按照一定比例納入到總成績中。在期末考試中，主要考核后期的學(xué)習(xí)內(nèi)容，前期的學(xué)習(xí)內(nèi)容也要有所涉及。其次，提高課堂表現(xiàn)的分值比例，建立周期性的課堂問答方法，如按照學(xué)號讓學(xué)生參與教學(xué)環(huán)節(jié)，確保至學(xué)習(xí)結(jié)束時每人都有機(jī)會能參與到課堂教學(xué)。對于主動提問，經(jīng)常與教師討論問題的學(xué)生給予較高的平時成績。
二是設(shè)立相關(guān)實驗課程，考核實踐能力。材料科學(xué)是一門注重實踐的課程，書本上的知識點(diǎn)最終要運(yùn)到到材料的實際性能、制備及應(yīng)用上。紙上得來終覺淺，通過實踐考核可以綜合考查學(xué)生對于材料科學(xué)基礎(chǔ)知識點(diǎn)的掌握程度。如通過實驗方法畫制Fe-C相圖及分析合金的力學(xué)性能等。在畫質(zhì)Fe-C相圖時，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會對FeC合金進(jìn)行熱處理，得到不同成分下的合金相，并在顯微鏡下進(jìn)行觀察、分析合金相的形成過程。在分析合金的力學(xué)性能時，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會如何對合金進(jìn)行拉伸或者壓縮，并繪制應(yīng)力應(yīng)變曲線。進(jìn)一步掌握根據(jù)得到的曲線分析合金的塑性變形、彈性變形及屈服強(qiáng)度等。
三是增加研究報告的考核形式。結(jié)合材料科學(xué)基礎(chǔ)的特點(diǎn)，由教師羅列出熱點(diǎn)領(lǐng)域，在班級分成若干小組，每個小組自行選取興趣領(lǐng)域，形成研究報告，并在課堂上以PPT的形式進(jìn)行報告。講述該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀及問題，形成PPT并向老師和同學(xué)做報告，最后形成綜合評分。這一考核方式有助于培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)調(diào)組織能力及團(tuán)隊意識。在促進(jìn)學(xué)生自身思考以及激發(fā)學(xué)習(xí)主動性的同時，也能讓學(xué)生及時了解最新的國際研究動態(tài)。
關(guān)鍵詞 材料科學(xué)與工程專業(yè) 提升 策略
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
Combined with School Characteristics to Promote Training Quality
of Materials Science and Engineering Professional
ZHANG Lanfang， LI Li
（School of Civil Engineering and Architecture， Chongqing Jiaotong University， Chongqing 400074）
Abstract Improve materials science and engineering professional， mainly through innovative training model， the revised professional training programs， teaching team building， curriculum and teaching content optimization， improve students' practical ability， the measures to broaden the practice platform， highlighting the school characteristics to meet the "wide caliber， thick foundation， strong capacity， high-quality" personnel training objectives， reflecting the principles of quality， competence and knowledge of the structure of the coordinated development and to foster a community need， identify material class talent.
Key words material science and engineering; improve; strategy
0 引言
材料科學(xué)與工程是21世紀(jì)國家重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。材料科學(xué)與工程專業(yè)屬于一級學(xué)科，涵蓋了金屬材料工程、冶金工程、無機(jī)非金屬材料工程、高分子材料工程、材料物理和材料化學(xué)等二級學(xué)科專業(yè)，目前，我國大部分理工科高校都設(shè)有材料類學(xué)科，各學(xué)校的定位和特色也有所區(qū)別。
重慶交通大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)始于上世紀(jì)50年代的建材教研室，2000年成立了以公路工程材料應(yīng)用為特色的材料科學(xué)與工程專業(yè)，同年獲得材料學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位授權(quán)資格。材料科學(xué)與工程專業(yè)自2001年招生，立足學(xué)校在交通土建方面的行業(yè)優(yōu)勢，結(jié)合土木工程專業(yè)培養(yǎng)滿通建設(shè)需要的材料專業(yè)技術(shù)人才，通過吸收兄弟院校的辦學(xué)經(jīng)驗，遵循“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的原則，強(qiáng)化基礎(chǔ)理論，不斷優(yōu)化組合土木相關(guān)課程;加強(qiáng)基本實驗技能和實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練提高學(xué)生的實踐能力。為進(jìn)一步理清專業(yè)建設(shè)思路、明確專業(yè)建設(shè)目標(biāo)、明晰專業(yè)建設(shè)方向，立足長遠(yuǎn)，擬定切實可行的具體措施，扎實推進(jìn)專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)，完善專業(yè)人才培養(yǎng)體系，規(guī)范教學(xué)過程，切實增強(qiáng)專業(yè)的辦學(xué)水平、社會適應(yīng)度和社會聲譽(yù)，從2011年開始進(jìn)行專業(yè)提升計劃的實施，目前正按計劃、有步驟地逐步實現(xiàn)。
1 明確專業(yè)定位，凝練專業(yè)特色
重慶交通大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)依托我校在交通土木行業(yè)的優(yōu)勢，與交通土建材料的研究、開發(fā)和應(yīng)用方面的學(xué)科交叉，以無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料為基礎(chǔ)，向相關(guān)功能材料領(lǐng)域拓展，教學(xué)與科研并舉，立足重慶，面向西南，走向全國，建設(shè)市內(nèi)絕對領(lǐng)先，在國內(nèi)有一定影響的教學(xué)研究型材料科學(xué)與工程專業(yè)，為交通土建行業(yè)培養(yǎng)高層次的人才，提供高水平的科技服務(wù)。本專業(yè)經(jīng)過幾年的辦學(xué)實踐，已經(jīng)形成了以土木工程材料、復(fù)合材料為特色的專業(yè)，構(gòu)建了科學(xué)合理、特色鮮明的人才培養(yǎng)方案、課程結(jié)構(gòu)體系及實踐教學(xué)體系，并建立了較為完善的本科教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控及質(zhì)量保障體系，且運(yùn)行良好，保證了教學(xué)質(zhì)量，目前，已為國家特別是西部地區(qū)培養(yǎng)了大批優(yōu)秀交通建設(shè)材料科技人才。
2 材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)水平的提升策略
2.1 人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新
繼續(xù)發(fā)揮學(xué)校特色優(yōu)勢，在材料科學(xué)與工程專業(yè)現(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式基礎(chǔ)上，改革單一化的人才培養(yǎng)模式，突出學(xué)生個性發(fā)展的同時，探索具有交通特色的材料科學(xué)人才培養(yǎng)模式。
（1）加強(qiáng)學(xué)科專業(yè)調(diào)研，深入把握重慶市、西部地區(qū)及全國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、人才市場需求和國際競爭能力的需要，結(jié)合我校由教學(xué)型向教學(xué)研究型過渡的特點(diǎn)，進(jìn)一步明確材料科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)和結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向，突顯辦學(xué)特色。
（2）以材料科學(xué)與工程專業(yè)班級為依托，調(diào)整和完善人才培養(yǎng)方案、課程體系、實踐教學(xué)體系等，不斷完善具有交通特色的材料科學(xué)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案。
（3）以全面性、開放性、主體性、實踐性、差異性為培養(yǎng)方法，實現(xiàn)個體創(chuàng)新能力的挖掘和培養(yǎng)。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①建立以本科生導(dǎo)師制為核心的全過程引導(dǎo)的培養(yǎng)模式。從入學(xué)起，就建立專業(yè)老師、輔導(dǎo)員聯(lián)系、溝通的制度，加強(qiáng)學(xué)生的人生目標(biāo)規(guī)劃，加強(qiáng)對學(xué)生的指導(dǎo)，根據(jù)每個學(xué)生的自身特點(diǎn)提出階段性的發(fā)展計劃，幫助學(xué)生形成優(yōu)良的計劃能力和實現(xiàn)目標(biāo)的執(zhí)行能力。②在兼顧共性和個性的基礎(chǔ)上，制定個性化培養(yǎng)方案。根據(jù)每個學(xué)生的特點(diǎn)來制定學(xué)習(xí)方案，充分發(fā)揮學(xué)生的個人特長，最大程度地挖掘每個學(xué)生的潛力。③針對現(xiàn)代研究型人才素質(zhì)培養(yǎng)特點(diǎn)，鼓勵本科生參與指導(dǎo)教師的科研項目研究，重在研究意識、過程與方法，學(xué)習(xí)與研究相互促進(jìn)，實現(xiàn)個體創(chuàng)新能力的挖掘和培養(yǎng)。
2.2 培養(yǎng)方案修訂
按照學(xué)校材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和規(guī)格的要求，并針對我國、尤其西部地區(qū)公路工程材料人才培養(yǎng)方面的專業(yè)幾乎為空白，進(jìn)一步開展學(xué)科多層次、多尺度交叉，構(gòu)建適合交通行業(yè)的高素質(zhì)人才培養(yǎng)方案和培養(yǎng)模式，實現(xiàn)教學(xué)與科研相結(jié)合、科學(xué)與工程相促進(jìn)，深化專業(yè)內(nèi)涵，進(jìn)一步完善以公路工程材料應(yīng)用為特色的人才培養(yǎng)方案，同時考慮培養(yǎng)方案能夠適應(yīng)社會需求的動態(tài)變化。突出本專業(yè)的特色，按照“以科研促教學(xué)，以實踐促創(chuàng)新，以特色促發(fā)展”的思路，培養(yǎng)大批在工程材料領(lǐng)域內(nèi)的高層次、高質(zhì)量、高能力的創(chuàng)新性復(fù)合人才。具體措施是：（1）在已重點(diǎn)調(diào)研國內(nèi)高校辦學(xué)情況的基礎(chǔ)上，對材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行修改和調(diào)整，將力求與社會對材料學(xué)科人才的需求相統(tǒng)一，并與對應(yīng)的行業(yè)單位、 企業(yè)開展對話，進(jìn)一步分析并把握未來的市場需求;（2）注重專業(yè)間的協(xié)調(diào)與發(fā)展，完善課程體系，優(yōu)化理論教學(xué)與實際教學(xué)環(huán)節(jié)體系及比例，擴(kuò)大選修課程設(shè)置，增加實踐環(huán)節(jié)，既滿足人才全面發(fā)展的共性要求，又顧及學(xué)生的個性需要。（3）在材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中將繼續(xù)體現(xiàn)邊緣學(xué)科的交叉和前沿學(xué)科的發(fā)展，并將進(jìn)一步豐富其內(nèi)容，及時將本專業(yè)科研成果作為專題進(jìn)行講座，以開拓學(xué)生的視野。
2.3 課程及教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化
材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程設(shè)置不但要符合專業(yè)規(guī)范，還必須突出交通行業(yè)的特色，并隨著社會和專業(yè)不斷發(fā)展的需求而進(jìn)行必要的調(diào)整，做到需求為首，與時俱進(jìn)。材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程建設(shè)主要考慮了以下幾個方面：（1）以工程材料應(yīng)用特色為主線，加強(qiáng)工程實踐能力為核心來構(gòu)建本專業(yè)的核心課程、特色課程;（2）對原有課程設(shè)置加以調(diào)整，優(yōu)化核心、特色課程的知識結(jié)構(gòu)體系。例如，近年來本專業(yè)先后對建材實驗與檢測技術(shù)基礎(chǔ)、膠凝材料學(xué)、混凝土學(xué)、瀝青與瀝青混合料等主干課程進(jìn)行優(yōu)化和教學(xué)內(nèi)容的改革，取得了明顯效果;（3）加強(qiáng)重點(diǎn)課程和精品課程的建設(shè)，加強(qiáng)課程整合，更新教學(xué)內(nèi)容、不斷改革教學(xué)方法和教學(xué)手段;（4）在課程教材的建設(shè)上，堅持編、選并重的原則，選用質(zhì)量上乘、科學(xué)適用的優(yōu)秀教材，同時也進(jìn)一步加強(qiáng)自編教材的編寫水平和出版工作;（5）利用現(xiàn)有試驗條件，為專業(yè)課程服務(wù)，促進(jìn)本科教學(xué)質(zhì)量的提高。
2.4 教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)
根據(jù)材料科學(xué)與工程專業(yè)特色方向所建設(shè)的目標(biāo)，重點(diǎn)建設(shè)寬容、和諧的教學(xué)團(tuán)隊，培養(yǎng)教學(xué)團(tuán)隊的核心競爭力，激發(fā)團(tuán)隊的凝聚力。積極展示團(tuán)隊學(xué)術(shù)成果，加強(qiáng)對團(tuán)隊及團(tuán)隊帶頭人的宣傳，從而培養(yǎng)一個優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊。目前具體采取的主要措施有：
（1）重視教學(xué)隊伍“雙師”結(jié)構(gòu)建設(shè)，利用學(xué)校的優(yōu)惠政策引進(jìn)高層次的人才，有效吸引骨干教師積極參與專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)，采取多種措施鼓勵本校青年老師脫產(chǎn)攻讀博士學(xué)位，安排出國或在國內(nèi)名牌大學(xué)訪學(xué)、進(jìn)修，鼓勵教師參加校內(nèi)外多種形式的學(xué)術(shù)交流活動，并發(fā)揮每個團(tuán)隊成員的特長，實現(xiàn)每個人都是所學(xué)專業(yè)領(lǐng)域的專家，教學(xué)和科研都很出色，鍛煉和培養(yǎng)一個高水平的教師團(tuán)隊。
（2）在教育教學(xué)研究方面，本專業(yè)全體教師積極開展課程建設(shè)、教材建設(shè)、多媒體課件建設(shè)等;編寫先進(jìn)、適用的高教特色教材;積極開展教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、課件、案例、實訓(xùn)實習(xí)項目、教學(xué)指導(dǎo)等教學(xué)資源的建設(shè)，同時，促進(jìn)與外校各專業(yè)合作、同校各系、教研室的合作交流，進(jìn)行跨學(xué)科、跨院系、跨專業(yè)的教學(xué)改革嘗試，從而提高人才的培養(yǎng)質(zhì)量，也為形成教師的教學(xué)合作機(jī)制和協(xié)作氛圍起到積極推動的作用。
（3）擴(kuò)大和吸引材料專業(yè)領(lǐng)域的一線人員到校，通過講學(xué)、做報告、開設(shè)短期課程等形式，形成專兼結(jié)合的高水平教師隊伍，并進(jìn)一步建立與企業(yè)進(jìn)行更深層次的資源共享與人員交流的機(jī)制。
2.5 提高實踐能力，拓寬實踐平臺
實踐教學(xué)是通過調(diào)查、實驗、實習(xí)實訓(xùn)、課外實踐活動、科研訓(xùn)練、畢業(yè)論文等方式培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，實踐教學(xué)是理論教學(xué)的鞏固與升華。目前，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要是實驗環(huán)節(jié)和實習(xí)環(huán)節(jié)。實驗環(huán)節(jié)要增加綜合型和設(shè)計型實驗內(nèi)容，增加實驗設(shè)備和學(xué)生實驗時間。實習(xí)環(huán)節(jié)要擴(kuò)大實習(xí)單位的數(shù)量，到設(shè)備先進(jìn)和與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的企業(yè)去，并聯(lián)系企業(yè)的生產(chǎn)和課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，制定合適的實習(xí)題目，讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)，觀察或解決問題。通過強(qiáng)化理論和實踐兩個課堂互動的方式，來提高學(xué)生的動手實踐能力，同時，從解決社會或企業(yè)實際問題入手，以提高綜合訓(xùn)練的實踐效果出發(fā)，做好綜合設(shè)計（論文）工作的選題和過程管理，使畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)理論聯(lián)系實際，真正做到“真題真做”。
3 結(jié)論
目前，材料科學(xué)與工程已呈現(xiàn)出與多學(xué)科相互滲透、交叉綜合的發(fā)展趨勢。單一的行業(yè)工程師人才已經(jīng)滿足不了人才市場對材料類專業(yè)人才的要求，材料科學(xué)與工程人才的培養(yǎng)，應(yīng)結(jié)合實際辦學(xué)條件，在突出學(xué)校特色的同時，還必須要滿足“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)出社會需要的、認(rèn)同的材料人才，這是材料科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)的重任，也是材料科學(xué)與工程專業(yè)提升的最終目的。
重慶交通大學(xué)教育教學(xué)改革研究基金資助項目（1203005）
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：材料工程基礎(chǔ)；課程；教學(xué)內(nèi)容；建設(shè)；改革實踐
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）36-001-01
材料工程基礎(chǔ)作為一門課程主要是材料科學(xué)和工程學(xué)科的基礎(chǔ)課，其中主要講了有關(guān)金屬、陶瓷、有機(jī)高分子以及復(fù)合型等材料的生產(chǎn)、加工和材料改性的理論、方法。這門課程主要是培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，同時教學(xué)生掌握應(yīng)用工程基礎(chǔ)知識的能力。通過對材料工程基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，使得學(xué)生的知識面更廣，除此，更要注重提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、材料的應(yīng)用能力以及工程的意識。
一、材料工程基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容
在對材料工程基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置時，首先，一定要注意在材料科學(xué)和工程四要素的基礎(chǔ)上，介紹金屬、陶瓷、有機(jī)高分子以及復(fù)合性等材料的制備、合成和加工的基本原理與方法，滿足學(xué)生對學(xué)識的要求，也使學(xué)生更加了解材料的思維方法、工程意識以及應(yīng)用技能。其中材料科學(xué)和工程的四要素指的是材料組成及結(jié)構(gòu)、材料性能、材料使用效能和材料的合成及加工。其次，引進(jìn)新技術(shù)、新材料的內(nèi)容在材料工程中的應(yīng)用，同時對其進(jìn)行分析、評價，還引進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)容應(yīng)用在材料工程中，加強(qiáng)學(xué)生對材料工程的認(rèn)識。
二、材料工程基礎(chǔ)課程的建設(shè)
材料工程基礎(chǔ)是材料科學(xué)和工程的基礎(chǔ)課程，我們對材料工程基礎(chǔ)課程進(jìn)行的建設(shè)主要有以下幾點(diǎn)：
1、課程目標(biāo)
做好材料基本知識的傳授，為學(xué)生學(xué)好材料科學(xué)和工程的基礎(chǔ)理論打下一個堅實的基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用材料科學(xué)和工程基礎(chǔ)理論分析、解決問題的能力。
2、課程體系
材料工程基礎(chǔ)課程中講了有關(guān)材料生產(chǎn)、材料加工和材料改性的理論及方法。其中的中心是金屬材料的學(xué)習(xí)，同時引進(jìn)其他材料（陶瓷、高分子以及復(fù)合型等材料）共性和個性的特點(diǎn)內(nèi)容，統(tǒng)籌材料科學(xué)和工程的系統(tǒng)性、實踐性，顯示出材料的應(yīng)用性能。確定課程的重點(diǎn)，將材料科學(xué)中的共性與材料的多樣性結(jié)合，確定專業(yè)研究的方向。
3、課程內(nèi)容
吸取先進(jìn)的教學(xué)經(jīng)驗，結(jié)合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，處理好課程建設(shè)之間（本課程與專業(yè)系列課程的建設(shè)）的關(guān)系，在傳授材料知識的基礎(chǔ)上，注重高新技術(shù)中新的材料、工藝、技術(shù)。
4、實踐教學(xué)
通過新的技術(shù)方法（如多媒體）將理論教學(xué)與實踐教學(xué)結(jié)合起來，關(guān)注內(nèi)容綜合化以及形式的多元化，提升教學(xué)效果。
三、材料工程基礎(chǔ)課程的改革實踐
在材料工程基礎(chǔ)的課堂教學(xué)中，我們通過多種教學(xué)方法的結(jié)合來培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。
首先，基礎(chǔ)知識的加強(qiáng)。1、重點(diǎn)關(guān)注課程的基礎(chǔ)性；2、在制定教學(xué)大綱時，主要側(cè)重基礎(chǔ)理論知識的整編；3、學(xué)習(xí)時注意將相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容做好連接，規(guī)避重復(fù)性。
其次，專業(yè)知識面的拓寬。打破材料之間的界限，站在材料科學(xué)和工程的角度思考，拓展知識面。
第三，理論體系的舉一反三。從理論規(guī)范與科學(xué)體系上展開舉一反三。比如馬氏體相變理論應(yīng)用在鋼的熱處理方面等，不同材料中電子的遷移理論解釋不同材料的行為。這些都給材料工程基礎(chǔ)課程的內(nèi)容整合打下了良好的基礎(chǔ)。同時，為學(xué)生今后在材料領(lǐng)域的學(xué)習(xí)與知識的掌握打下良好的基礎(chǔ)。
第四，教學(xué)手段的改革。由于材料工程基礎(chǔ)課程的內(nèi)容抽象化且具有較強(qiáng)的概念性，使學(xué)生學(xué)習(xí)起來常常感覺到枯燥乏味。所以在教學(xué)中，可以多用一些形象化的語言（教學(xué)模型、照片、曲線圖以及掛圖等），便于加深學(xué)生的記憶、理解，同時又提高了學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣。教師也可以引進(jìn)先進(jìn)的多媒體教學(xué)手段，將其應(yīng)用在材料工程基礎(chǔ)的課程教學(xué)中，提高學(xué)生對知識的重點(diǎn)、難點(diǎn)的掌握。還可以通過三維動畫形式將這一課程展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生在課堂中學(xué)到更多的知識，同時亦有助于教學(xué)效果的提升。
第五，新材料研究成果的引入。我們必須在掌握材料知識原理、概念及應(yīng)用的基礎(chǔ)上，建設(shè)材料工程基礎(chǔ)課程。這些往往是最吸引學(xué)生的，所以在教學(xué)中要不斷引入新的材料研究成果的應(yīng)用，注重課程內(nèi)容的更新，讓課程同時具有基礎(chǔ)性、先進(jìn)性。
第六，實驗環(huán)節(jié)的加強(qiáng)。這是鍛煉學(xué)生的動手能力，同時對學(xué)生學(xué)習(xí)過的知識進(jìn)行鞏固、加深記憶，讓學(xué)生分析問題、解決問題的能力有所提高。通過實驗課的訓(xùn)練，對培養(yǎng)學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新能力有很大幫助。
綜上所述，材料工程基礎(chǔ)課程的建設(shè)和實踐是一項非常艱巨、復(fù)雜的工程，在課程建設(shè)改革的過程中我們要注意，教師是主導(dǎo)，學(xué)生是主體，堅持以學(xué)生為本，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能力，保證教學(xué)效果，全面培養(yǎng)高素質(zhì) 、高專業(yè)、高技術(shù)、高能力的復(fù)合型人才。
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關(guān)鍵詞 電子理論；密度泛函理論；材料科學(xué)
中圖分類號 TU5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）161-0184-02
近幾年，密度泛函理論與分子動力學(xué)相結(jié)合，在材料設(shè)計、合成、計算等諸多方面有明顯進(jìn)展，成為計算材科學(xué)的重要基礎(chǔ)和核心技術(shù)。其他量子力學(xué)多體問題往往會具有一些“硬傷”，在計算的效率上，計算結(jié)果的精確度上，甚至于計算的方法上都難以達(dá)到一定的高度，隨著密度泛函理論的出現(xiàn)，使量子力學(xué)的研究又提升到另一個層次，與其他解決量子力學(xué)多提問題的方法相比，采用密度泛函理論所進(jìn)行的研究能夠給出讓人滿意的結(jié)果，尤其使數(shù)據(jù)的精確，更能夠應(yīng)用到其他領(lǐng)域的研究中，例如化學(xué)、數(shù)學(xué)等，甚至應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活中。
1 電子理論概述――以密度泛函理論為例
近年來隨著物理學(xué)的快速發(fā)展，人類在探索與發(fā)現(xiàn)量子力學(xué)和微觀事物本質(zhì)問題上的研究成果越來越多，現(xiàn)今科學(xué)學(xué)科的分支確定更加細(xì)致化，僅就材料物理學(xué)科來說，建立了計算機(jī)材料分支學(xué)科。物理材料的基本性質(zhì)多數(shù)會受到電力結(jié)構(gòu)的影響，故而研究電子理論也必須借助于量子力學(xué)。發(fā)展電力理論為研究材料科學(xué)奠定了堅實基礎(chǔ)，同時也給材料科學(xué)的研究提供了有利的預(yù)測依據(jù)，能在一定程度上提高材料科學(xué)的發(fā)展速度，因此在材料物理科學(xué)中論述電力理論的意義和可行性是十分明顯的。
電子理論是一種傳統(tǒng)理論的統(tǒng)稱，但實際上電子理論中包含很多小的概念和理論，不同的理論也有不同的表述方式，密度泛函理論是較早的一種量子理論，他是以Thomas-Fermi的理論為基礎(chǔ)，產(chǎn)生于1960年到1970年。對于密度泛函理論來說，它與傳統(tǒng)的量子理論的不同在于對基本物理性質(zhì)的描述方法，也是一種基準(zhǔn)。前者是將粒子密度作為基本物理量，而后者則將研究重點(diǎn)放在粒子密度上，使得二者有很大的不同。
密度泛函理論并不是一成不變的，而是隨著科學(xué)研究的愈加深入而逐步發(fā)展的。從基本理論到現(xiàn)在的非局域泛函，不斷有新的理論來擴(kuò)充這一理論所涵蓋的范圍，同時，這些理論互相彌補(bǔ)，也使得計算結(jié)果越來越精確和有效。可以說，這一理論是一種活的理論，它不但在本身領(lǐng)域不斷深入發(fā)展，還與其他理論相互聯(lián)系，活躍前進(jìn)。
我們所稱的密度泛函理論具有很強(qiáng)的特點(diǎn)，主要在于需要通過計算機(jī)的運(yùn)算來進(jìn)行，運(yùn)行的計算機(jī)中需要裝載相聯(lián)系的軟件。在市面上我們可以看到許多有關(guān)軟件，上面我們說到，不同的密度泛函理論所計算出的結(jié)果也不盡相同，主要差別在于數(shù)據(jù)的精確性，中間的差別在一定程度上與所使用的軟件有關(guān)。這一理論由于它的應(yīng)用性廣泛，被用于多個領(lǐng)域的計算中，但也存在其本身的問題。但是，總體來說，密度泛函理論是一種相對較成熟的理論體系，今后其發(fā)展也將會更加多樣。
2 密度泛函理論在材料科學(xué)中的應(yīng)用
如上所述，密度泛函理論在應(yīng)用中已經(jīng)得到了廣泛的實踐。“近幾年來DFT同分子動力學(xué)方法相結(jié)合，在材料設(shè)計、合成、模擬計算和評價諸多方面有明顯的進(jìn)展，成為計算材料科學(xué)的重要基礎(chǔ)和核心技術(shù)”。
2.1 電性材料科學(xué)中的應(yīng)用
在電能與熱能之間的轉(zhuǎn)換的領(lǐng)域上，各國的研究者都在深入進(jìn)行研究，試圖找到一種新的電子特征。有的科學(xué)家利用密度泛函理論研究出某種材料的導(dǎo)電性能與金屬相比的優(yōu)劣；有些科學(xué)家利用密度泛函理論框架中的小的理論，研究了電子、磁及其相互作用的問題，“結(jié)果表明，體系的性質(zhì)隨原子位上庫侖相互作用參數(shù)U的改變而顯著變化”。有的科學(xué)家運(yùn)用密度泛函理論，將增強(qiáng)的表面超導(dǎo)和圖像翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象進(jìn)行了計算和預(yù)判。
2.2 磁性材料科學(xué)中的應(yīng)用
磁性材料科學(xué)是起源很早的一門科學(xué)，我們都知道，鐵是最早被發(fā)現(xiàn)具有磁性的物質(zhì)，千百年來，人們對磁性科學(xué)的態(tài)度從神秘到了解，現(xiàn)在已經(jīng)通過多種方法在研究。有些科學(xué)家通過密度泛函理論獲得了FeN的結(jié)構(gòu)、結(jié)合能和磁矩，并且研究出團(tuán)簇的尺寸的不同對原子的磁矩沒有必然的影響，反而原子會在某一范圍內(nèi)變化。
2.3 光學(xué)材料上的應(yīng)用
光學(xué)材料一般是指傳輸光的介質(zhì)材料，有些科學(xué)家利用密度泛函理論研究而得出：“在有機(jī)多層光電子發(fā)射二極管、光族材料和高密度光數(shù)據(jù)貯存材料上有潛在應(yīng)用。”
2.4 在納米材料上的應(yīng)用
納米材料是指物質(zhì)的3個緯度中至少有一個緯度的量級是納米。納米材料自被發(fā)現(xiàn)以來，逐步廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、生活中，我們生活中所常見的納米防爆膜、納米微針等，現(xiàn)在在信息產(chǎn)業(yè)、能源產(chǎn)業(yè)、環(huán)境產(chǎn)業(yè)等都有廣泛的應(yīng)用，同時科學(xué)界對納米的研究還在更加深入和精確。一些科學(xué)家利用密度泛函理論，研究出某些物質(zhì)能夠吸收紅外，并且這種吸收能力極強(qiáng)。
3 結(jié)論
經(jīng)典的電子理論認(rèn)為，正離子所形成的電場是均勻的，而自由電子由于是運(yùn)動的而不具有這種特性，自由電子和正離子相互碰撞不能形成新的物質(zhì)，而僅僅是作為一種機(jī)械運(yùn)動。正因為自由電子的不規(guī)律運(yùn)動，所以沒有顯性的表現(xiàn)形式，但一旦給自由電子一個外在的力，例如磁場，自由電子就會有規(guī)律有方向地進(jìn)行移動，從而形成電流。本文所討論的密度泛函理論，是在電子理論中具有重要地位的一種理論，盡管它現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化學(xué)計算中，但是電子理論是包含多種其他理論，因此密度泛函理論更需要其他理論作為依據(jù)和支撐，其本身也能夠為其他理論研究提供理論支持，因此，無論是主要利用該理論或者是借鑒密度泛函理論的原理或計算方法，做出的研究也漸漸投入到實踐中，從而真正有益于人類。
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關(guān)鍵詞：計算機(jī)；材料科學(xué)；具體運(yùn)用
現(xiàn)階段，計算機(jī)在材料科學(xué)領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用，尤其在材料液態(tài)成型、連接成型和塑性成型的過程中，借助計算機(jī)技術(shù)的先進(jìn)性可以對材料成型工藝進(jìn)行升級和優(yōu)化，運(yùn)用定量預(yù)測的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)模式中的動向描述。有關(guān)技術(shù)人員能夠借助這種方式來提升自身的工作效率，同時防止人工誤差對材料、工藝和環(huán)節(jié)造成的影響[1]。如今，經(jīng)驗試錯法已經(jīng)不適于當(dāng)今時代的發(fā)展趨勢，在計算機(jī)的協(xié)助之下，工作人員能夠以更加便捷可靠的操作形式進(jìn)行試驗。將計算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到材料科學(xué)中，有助于形成質(zhì)量好、實用性強(qiáng)的材料。
1計算機(jī)技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用
1.1在新材料設(shè)計中的應(yīng)用
在分析材料設(shè)計的具體方式和尺寸測量等知識的過程中，應(yīng)該將人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)等當(dāng)下比較火熱的新技術(shù)運(yùn)用到新材料設(shè)計工作中，這樣能夠拓展研究人員的思維，讓他們在實際工作中加入更多的創(chuàng)新理念。利用傳統(tǒng)模式進(jìn)行工作的過程中需要運(yùn)用復(fù)雜的化學(xué)理論和物理理論，計算機(jī)技術(shù)能夠?qū)⑦@些雜亂的試驗資料進(jìn)行整合，并且衍生出全新的材料研發(fā)形式，從而有效提升工作效率，也提高了材料設(shè)計的整體質(zhì)量[2]。
1.2在材料研究中的應(yīng)用
在進(jìn)行材料研究的過程中，對于技術(shù)工作人員來說，其日常工作過程中一項非常重要的內(nèi)容就是進(jìn)行系統(tǒng)模擬試驗，為了達(dá)到實驗的理想效果和目的，需要技術(shù)人員掌握計算機(jī)的操作知識和專業(yè)技能，在進(jìn)行材料研究的工作中發(fā)揮自身的價值。通過計算機(jī)模擬出來的結(jié)果能夠使技術(shù)人員獲得有效的數(shù)據(jù)，并且為后續(xù)各項工作提供必要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。計算機(jī)模擬需要結(jié)合新材料設(shè)計的具體工作來展開，如果能夠?qū)⒂嬎銠C(jī)的模型作為實體體系的主要參照，那么后續(xù)模擬試驗的進(jìn)行將會更具有真實性[3]。借助這種方法得出的結(jié)果不僅準(zhǔn)確有效，還能夠?qū)⒁恍┓彪s的環(huán)節(jié)簡化，還能夠?qū)ぷ鞯臓顟B(tài)進(jìn)行實時的觀察和分析。在以往的傳統(tǒng)模式下，實驗室具有一定的局限性，其中有很多難以探索的模型，但是這些模型均可以借助計算機(jī)模擬出結(jié)果，這種全方位預(yù)測的模式是其他技術(shù)無法比擬的。
1.3在優(yōu)化和自動控制材料以及工藝中的應(yīng)用
目前，科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展已經(jīng)帶動很多技術(shù)在各個領(lǐng)域中得到了全面的應(yīng)用，在材料加工領(lǐng)域也是如此。在技術(shù)的支撐下，工作人員可以利用可編程控制器來實現(xiàn)材料加工的自動化發(fā)展，這種技術(shù)能夠有效提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量和水準(zhǔn)。在材料加工環(huán)節(jié)也可以借助計算機(jī)技術(shù)，為相關(guān)技術(shù)人員提供更多的便利，一些利用傳統(tǒng)模式進(jìn)行加工的復(fù)雜環(huán)節(jié)均可以借助這種技術(shù)變得更加簡便，技術(shù)人員只需要通過簡單的操作流程就可以完成材料加工[4]。由此觀之，計算機(jī)能夠有效地提升材料加工的整體效率，同時還能夠達(dá)到控制材料或創(chuàng)新工藝的效果。例如，材料科學(xué)技術(shù)人員在展開材料加工工作的過程中，可以在計算機(jī)模型中輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)輸入之后就可以通過計算機(jī)的自動化設(shè)置和轉(zhuǎn)換得出最終的結(jié)果。這種模擬方式比較精確，同時還能夠?qū)罄m(xù)材料制備的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行全面的監(jiān)管。尤其是在傳統(tǒng)模式下比較常見的材料表面問題處理工作中，計算機(jī)技術(shù)能夠發(fā)揮非常重要的作用，在對制造材料過程中的內(nèi)容進(jìn)行控制時，確保各項數(shù)據(jù)在要求的范圍內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，如果能夠進(jìn)一步將計算機(jī)應(yīng)用到自動控制材料的工作中，能夠有效發(fā)揮出計算機(jī)在材料制作和工藝優(yōu)化等方面的優(yōu)良特性。此外，除了能夠有效提升材料科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的實效性，還能夠從質(zhì)量和自動化控制的標(biāo)準(zhǔn)上對其進(jìn)行全面的提升。
1.4在處理數(shù)據(jù)和圖像中的應(yīng)用
在對材料科學(xué)進(jìn)行研究的過程中，無論是借助什么方式都必須經(jīng)過試驗的步驟，在不斷實驗的過程中會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)和信息，對此，可以借助計算機(jī)強(qiáng)大的存儲功能來保存數(shù)據(jù)。除了錄入信息和數(shù)據(jù)，計算機(jī)還可以承擔(dān)處理圖像的任務(wù)，關(guān)于材料科學(xué)的研究很多時候都需要應(yīng)用到相應(yīng)的圖像，尤其是在研究的過程中，可能會涉及材料特性和凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，因此需要借助電子顯微鏡技術(shù)和光學(xué)顯微鏡等形式來展現(xiàn)凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的二維圖像[5]。在呈現(xiàn)出圖像之后，計算機(jī)將會進(jìn)一步對后續(xù)圖像和數(shù)據(jù)進(jìn)行處置，在此基礎(chǔ)上獲得的結(jié)果將更加直觀可靠。例如，計算機(jī)能夠直接產(chǎn)生聚合方式的具體分布情況和有關(guān)的信息，同時結(jié)合自身整合數(shù)據(jù)的方式展現(xiàn)出信息材料的實際性能，這些結(jié)果能夠為后續(xù)材料的應(yīng)用和與結(jié)構(gòu)方面有關(guān)的研究提供參考。
2計算機(jī)技術(shù)自身實際應(yīng)用表現(xiàn)
2.1計算機(jī)模擬技術(shù)在液態(tài)金屬成形中的應(yīng)用
計算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)在液態(tài)金屬充型期發(fā)揮著非常重要的作用，只有在保障各項數(shù)值精確可靠的基礎(chǔ)上才能夠達(dá)到液態(tài)金屬充型期的理想效果。借助計算機(jī)技術(shù)能夠在處理自由表面工作的過程中充分利用體積函數(shù)和流量的有關(guān)數(shù)據(jù)，同時還能夠計算出與修正流量和傳熱有關(guān)的結(jié)果。經(jīng)過對層流模型和有關(guān)工作的實驗驗證之后，能夠準(zhǔn)確地模擬出液態(tài)金屬充型期的雙方模型結(jié)構(gòu)[6]。如今又衍生出了很多的算法和模式，例如并行算法、三維有限差分法和三維有限單位法等。在使用這些方法的時候，需要結(jié)合具體情況來進(jìn)行選擇，每一種方法都存在著雙面性，因此應(yīng)該盡量發(fā)揮算法中的優(yōu)良特性，選擇主要的側(cè)重點(diǎn)，這樣不僅能夠發(fā)揮出理想的效果，還能夠保障整體工作的有效性和準(zhǔn)確性。
2.2計算機(jī)模擬技術(shù)在熱處理工藝中的應(yīng)用
計算傳熱學(xué)和熱彈性力學(xué)對當(dāng)今計算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用起到了不可忽視的作用，借助這種技術(shù)不僅能夠提高計算機(jī)模擬研究的速率，還能夠借助熱處理計算機(jī)模擬技術(shù)為后續(xù)工作的開展奠定基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，如今很多領(lǐng)域都應(yīng)用了真空加熱、控制爐溫和感應(yīng)加熱等技術(shù)，不僅取得了舉世矚目的成果，還有效推動了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。其中，計算機(jī)模擬技術(shù)在熱處理工藝中應(yīng)用的頻率比較高，運(yùn)用計算機(jī)模擬技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)熱處理工藝的優(yōu)化。例如，利用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行鋼淬火方面的模擬試驗時，為了能夠提高計算機(jī)的運(yùn)行速率，同時保障各項數(shù)據(jù)和模型具備準(zhǔn)確性，需要保證實際模擬需求能夠和熱彈性模型的構(gòu)建工作相結(jié)合，除此之外，應(yīng)該控制周圍的環(huán)境，使其保持合理的溫度和殘余應(yīng)力，從而實現(xiàn)鋼淬火流程的優(yōu)化和改良。在此基礎(chǔ)上，此技術(shù)在氣體滲碳的過程中也發(fā)揮了不小的作用。借助離子滲碳數(shù)學(xué)模型和計算機(jī)模擬技術(shù)，可以得到與碳濃度有關(guān)的曲線，將得出的結(jié)果與具體的情況和特點(diǎn)進(jìn)行對比，并且找出二者之間相同的部分。在進(jìn)行真空加熱和感應(yīng)加熱的過程中，整個系統(tǒng)中的工藝參數(shù)能夠及時錄入計算機(jī)模擬的模型中，通過這種方式能夠解決傳統(tǒng)模式中存在的人工誤差因素，這樣不僅能夠提升產(chǎn)品的整體水準(zhǔn)，還能充分保障數(shù)據(jù)的真實性。技術(shù)人員在接觸到計算機(jī)技術(shù)之前容易造成各種誤差，還面臨著繁雜的操作流程。利用這種方式不僅能夠通過參數(shù)的控制來掌握各項工藝，還能夠避免上述問題的發(fā)生。除了上文列舉的幾種應(yīng)用形式，在塑性成型、連接成型和金屬熱處理工作中也能夠有效地借助計算機(jī)技術(shù)。因此，計算機(jī)技術(shù)在材料學(xué)的應(yīng)用所產(chǎn)生的效果是顯而易見的，在未來的發(fā)展過程中具有較高的應(yīng)用價值。
3結(jié)束語
計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使材料科學(xué)在各方面水平都得到了有效的提升，但是仍然有部分工作人員沒有認(rèn)識到計算機(jī)技術(shù)的重要性，仍然采用傳統(tǒng)的模式來進(jìn)行工作，將自身的經(jīng)驗作為主要的參照標(biāo)準(zhǔn)。在未來的發(fā)展過程中，應(yīng)該摒棄這種思想，提升計算機(jī)的利用率，借助計算機(jī)技術(shù)來解決傳統(tǒng)模式中存在的一些問題和弊端，通過正確的使用方法來提高材料科學(xué)研究工作的整體效率和質(zhì)量，相信在計算機(jī)技術(shù)的支持下，材料科學(xué)將會朝著更加科學(xué)和健康的方向發(fā)展。
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__老師思想政治素質(zhì)好，堅持四項基本原則，能夠正確地貫徹執(zhí)行黨的教育方針和各項方針政策，在大是大非面前立場堅定，旗幟鮮明。自參加工作以來，擔(dān)任了無機(jī)非金屬教研室主任一職，能很好地配合院領(lǐng)導(dǎo)[文秘站:]的工作，表現(xiàn)出較強(qiáng)的組織觀念和大局意識，在平凡的工作崗位上始終把教書育人、管理育人、服務(wù)育人貫穿在工作中，成績突出。
一、教學(xué)方面
自入校參加工作以來，__老師先后講授過的課程有《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《材料物理》、《新型無機(jī)材料》和《專業(yè)基礎(chǔ)實驗》等課程。其中《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《材料物理》、《專業(yè)基礎(chǔ)實驗》為材料科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程。作為負(fù)責(zé)人，他還擔(dān)任校級精品課程《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的建設(shè)任務(wù)。__老師也非常重視教學(xué)改革，不斷探索和嘗試新的教學(xué)方法。在繁瑣的日常教學(xué)和教學(xué)管理工作，不忘總結(jié)經(jīng)驗，撰寫多篇教改論文。
在實踐教學(xué)方面，為無機(jī)非金屬教研室的實驗室建設(shè)做了奠基工作。具體情況如下:1、主持制定無機(jī)非金屬材料實驗室建設(shè)規(guī)劃并組織實施，2、擔(dān)任1項進(jìn)口大精設(shè)備的技術(shù)負(fù)責(zé)人。3、負(fù)責(zé)無機(jī)非金屬實驗室的布局及規(guī)劃工作;4、負(fù)責(zé)編寫無機(jī)非金屬綜合實驗大綱;5、指導(dǎo)03、04、05級本科生的材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗和專業(yè)基礎(chǔ)實驗的工作;6、負(fù)責(zé)實驗室設(shè)備購進(jìn)安裝及調(diào)試工作。7.編寫了相關(guān)的指導(dǎo)書籍。
二、科研方面
到我校工作以來，承擔(dān)了一項國家863計劃專題課題、兩項校級自然科學(xué)基金和多項橫向課題。
三、教書育人方面
在薛老師的帶領(lǐng)下，無機(jī)非教研室充分發(fā)揮了科研工作在學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)特別是本科生教學(xué)等方面的積極作用，研究生和本科生通過參與教研室(來源：文秘站 ）承擔(dān)的國家級、省級和校級各個級別的科研項目，綜合能力得到很大提高，實現(xiàn)了科研與教學(xué)協(xié)同發(fā)展，在以科研促教學(xué)方面取得了突出成就，獲得了學(xué)校科研促教學(xué)一等獎。
同時，材料學(xué)院系新建院系，學(xué)生在實習(xí)和就業(yè)工作方面存在較大困難，__老師利用自身的資源，協(xié)助學(xué)院建立了山東勝油固井和峨眉半導(dǎo)體材料廠兩個生產(chǎn)基地，為學(xué)生實習(xí)提供了便利，而且為學(xué)院學(xué)生就業(yè)創(chuàng)造了條件。
綜上所述，5年以來，__同志認(rèn)真、圓滿完成了各項工作任務(wù)，在思想、教學(xué)、科研各方面都取得了突出成績。
關(guān)鍵詞：實踐教學(xué)體系創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)材料科學(xué)與工程
一、前言
材料是社會進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)與先導(dǎo)，和能源、信息并稱為現(xiàn)代文明社會的三大支柱，該領(lǐng)域也正受到社會越來越多的重視并隨其蓬勃發(fā)展而日新月異。材料科學(xué)與工程學(xué)院是我國培養(yǎng)無機(jī)非金屬材料科學(xué)與工程領(lǐng)域?qū)ｉT人才的搖籃，擔(dān)負(fù)著為材料科學(xué)領(lǐng)域輸送專業(yè)技術(shù)人才的重任，基于人才質(zhì)量的培養(yǎng)直接關(guān)系到現(xiàn)代文明進(jìn)步的考慮，對提高經(jīng)濟(jì)全球化背景下我國的國際核心競爭力具有重要作用。
教育部在2007、2008兩年工作重點(diǎn)中明確指出：“切實把教育、教學(xué)重點(diǎn)放在提高質(zhì)量上，進(jìn)一步提升高等學(xué)校中人才培養(yǎng)質(zhì)量和自主創(chuàng)新的能力；切實提高高等教育質(zhì)量，進(jìn)一步提高創(chuàng)新人才培養(yǎng)水平”。教育部文件要求高校需深化人才培養(yǎng)模式改革，探索以能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)模式；抓好教學(xué)內(nèi)容、課程體系和實踐環(huán)節(jié)的綜合改革，支持和鼓勵大學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)、創(chuàng)新性實驗，積極推進(jìn)學(xué)生到企業(yè)、事業(yè)單位進(jìn)行科學(xué)研究、掛職鍛煉等實踐活動；建設(shè)國家級實驗教學(xué)示范中心，資助大學(xué)生開展創(chuàng)新性實驗，最終全面增強(qiáng)畢業(yè)生就業(yè)的核心競爭力。
二、實踐教學(xué)體系與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關(guān)系
致力于成為地球科學(xué)領(lǐng)域世界一流大學(xué)的中國地質(zhì)大學(xué)（北京）以建設(shè)高水平、研究型大學(xué)為發(fā)展目標(biāo)，特別是依托礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)、晶體學(xué)等特色學(xué)科而衍生的材料科學(xué)與工程學(xué)院，定位于以理論創(chuàng)新，科技創(chuàng)新為主；以原創(chuàng)性、基礎(chǔ)性科學(xué)研究為主要職責(zé)，為社會培養(yǎng)大量高層次拔尖的創(chuàng)新型人才。這勢必要求學(xué)校、學(xué)院以及細(xì)化到專業(yè)的教學(xué)工作更多的加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新性意識的培養(yǎng)，實踐教學(xué)便是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識最為有效的途徑之一。
實踐教學(xué)一方面可以鍛煉學(xué)生的動手操作能力，另一方面也是培養(yǎng)學(xué)生的科研能力的重要環(huán)節(jié)。王充的“施用累能”，朱熹的“知行合一”和“踐履”，都充分說明知識轉(zhuǎn)化為能力離不開大量的實踐，理論聯(lián)系實際，將所學(xué)知識與理論能夠以實踐的形式反映出來，通過實踐教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)研究的基本認(rèn)識與興趣，并在學(xué)習(xí)實踐的過程中養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和持之以恒勇于探索自然的精神；此外，實踐教學(xué)還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是高校教書育人的重要目標(biāo)之一。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要通過實踐環(huán)節(jié)來實現(xiàn)，在實踐中質(zhì)疑、探索、求新求變、追求創(chuàng)新，在實踐中培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。因此，為培養(yǎng)“品德優(yōu)良、基礎(chǔ)厚實、知識廣博、專業(yè)精深”適應(yīng)性強(qiáng)、具有較強(qiáng)實踐能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，就必須不斷深化實踐教學(xué)改革，構(gòu)建完善實踐教學(xué)體系，努力提高實踐教學(xué)質(zhì)量和育人質(zhì)量。
三、實踐教學(xué)體系的構(gòu)建
1.構(gòu)建思路與原則
專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是構(gòu)建、完善實踐教學(xué)體系的主要依據(jù)，理工科強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動手實踐能力，均以實踐教學(xué)為主，人才培養(yǎng)定位在“培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展、具有創(chuàng)新意識、實踐動手能力的基礎(chǔ)厚實、知識廣博、專業(yè)精深的創(chuàng)新型人才。”因此，材料科學(xué)與工程專業(yè)構(gòu)建實踐教學(xué)體系的總體思路為：以培養(yǎng)既掌握材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的基本理論與技術(shù)，又具備無機(jī)非金屬材料及其復(fù)合材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的扎實基礎(chǔ)，還要具有較強(qiáng)的實踐動手能力為目標(biāo)，培養(yǎng)適應(yīng)面廣，能在材料科學(xué)與工程及其相關(guān)領(lǐng)域從事教學(xué)、科研、技術(shù)開發(fā)及管理工作的專門人才，構(gòu)建科學(xué)、規(guī)范的實踐教學(xué)體系，全方位拓展學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力提高的新方法、新途徑和新模式，使材料學(xué)院的實踐教學(xué)工作達(dá)到一個新的高度。
在具體構(gòu)建思路的指引下，必須緊緊圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)和人才培養(yǎng)模式，立足于培養(yǎng)動手實踐能力強(qiáng)的創(chuàng)新型人才的基本目標(biāo)。以學(xué)生的具體需要為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生今后就業(yè)發(fā)展的需要，在學(xué)生專業(yè)知識、能力和綜合素質(zhì)等全面發(fā)展的同時，突出提升學(xué)生的實踐能力，體現(xiàn)出人才培養(yǎng)的目的性。
提升實踐教學(xué)質(zhì)量的同時需本著因材施教、因地制宜的基本思想，綜合全面考慮影響實踐教學(xué)質(zhì)量的諸方面因素，建立健全各項規(guī)章制度。制定和完善實踐教學(xué)相關(guān)人員崗位責(zé)任制度、教學(xué)評估制度、實習(xí)基地、實驗室建設(shè)與管理等規(guī)定，使實踐教學(xué)管理科學(xué)化、制度化、規(guī)范化。
考慮到良好的實踐教學(xué)體系是教學(xué)內(nèi)部各課程等教學(xué)環(huán)節(jié)之間密切配合、合理分工并相互銜接的產(chǎn)物，所以，在實踐教學(xué)體系的構(gòu)建中，需實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，處理好世家教學(xué)和理論教學(xué)之間的關(guān)系，使之有機(jī)結(jié)合起來發(fā)揮更大的作用，進(jìn)而培養(yǎng)出“又紅又專”能夠滿足社會需求的復(fù)合型人才。為此，在實踐教學(xué)中，要重視學(xué)生在認(rèn)知過程中的客觀規(guī)律，體現(xiàn)出育人的階段性和層次性。
2.具體構(gòu)建舉例
（1）擴(kuò)大校內(nèi)外實習(xí)基地范圍，提高認(rèn)識、生產(chǎn)實習(xí)質(zhì)量
認(rèn)識實習(xí)作為從公共基礎(chǔ)課到專業(yè)課的一門重要過渡課程，起著承上啟下的作用。材料科學(xué)與工程是材料科學(xué)和工程應(yīng)用的交叉學(xué)科，因此，對于剛進(jìn)入該專業(yè)學(xué)習(xí)的學(xué)生，對本專業(yè)還不夠了解，為此，認(rèn)識實習(xí)過程對理工科學(xué)生認(rèn)識本專業(yè)便顯得尤為重要。生產(chǎn)實習(xí)過程作為專業(yè)主干課結(jié)束后，將所學(xué)知識運(yùn)用于具體實踐的又一重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生所學(xué)知識的檢驗，也是考驗學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)解決實際實驗生產(chǎn)問題能力的一個步驟。因而，實習(xí)在實踐教學(xué)體系的構(gòu)建中具有舉足輕重的作用。
實習(xí)基地建設(shè)是高等教育教學(xué)工作的重要組成部分，是培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型專門人才的基本條件之一。實習(xí)基地建設(shè)可分為校內(nèi)實訓(xùn)基地建設(shè)和校外實習(xí)基地建設(shè)兩個方面。根據(jù)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求，學(xué)院應(yīng)充分利用已有資源，以本專業(yè)、本學(xué)院實驗室為依托，建立以校內(nèi)實訓(xùn)基地為核心，擴(kuò)大校外實習(xí)基地范圍，校內(nèi)外共建相結(jié)合的思路。此外，可以引進(jìn)和聘請校外專家、專業(yè)技術(shù)人員參加指導(dǎo)部分實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)，提高其影響力和加強(qiáng)學(xué)生認(rèn)識印象；與企業(yè)建立合作關(guān)系，并為單位推薦優(yōu)秀畢業(yè)生，建立互惠互利，共同合作的關(guān)系。
（2）加強(qiáng)課程訓(xùn)練和實驗教學(xué)，充分利用實驗室資源
課堂教學(xué)是實行素質(zhì)教育的主要渠道，素質(zhì)教育與實踐教學(xué)過程的有機(jī)融合是實踐教學(xué)改革的關(guān)鍵。課堂作為實踐性教學(xué)的第一場所，應(yīng)積極鼓勵教師根據(jù)課程實際情況，探索各種教與學(xué)方式的優(yōu)勢互補(bǔ)和應(yīng)用，充分發(fā)揮校內(nèi)外實習(xí)基地作用，如開展實踐導(dǎo)向、討論式學(xué)習(xí)、探索研究式教學(xué)等來加強(qiáng)課程訓(xùn)練，加深學(xué)生對專業(yè)知識的理解和認(rèn)知。實驗教學(xué)以提高學(xué)生動手能力為主線，以掌握基本技能和方法、融會知識、促進(jìn)科學(xué)思維和創(chuàng)新思維為主要教學(xué)目的。需高度重視實驗教學(xué)，不斷整合和優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容，做到基礎(chǔ)知識的不重不漏，相得益彰。另外，也需減少驗證性實驗、模仿性實驗，結(jié)合教師的課題項目和實驗室資源，增加綜合性、設(shè)計性和研究創(chuàng)新性實驗，使得實驗室得到最有效的利用，并為實踐教學(xué)工作提供充足的硬件設(shè)施。
（3）重視學(xué)生畢業(yè)論文質(zhì)量管理
畢業(yè)論文是實現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才目標(biāo)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新精神與自主創(chuàng)新能力的重要實踐環(huán)節(jié)，也是檢驗高校教學(xué)水平，以及學(xué)生畢業(yè)與學(xué)位認(rèn)證的重要依據(jù)。從狠抓畢業(yè)論文質(zhì)量管理開始，由論文的選題、指導(dǎo)、答辯、評分全程監(jiān)控，嚴(yán)格把好環(huán)節(jié)關(guān)，這樣可以有效培養(yǎng)學(xué)生探求真理、訓(xùn)練基本科研能力、提高綜合實踐能力，進(jìn)而加強(qiáng)和完善畢業(yè)生綜合素質(zhì)的蛻變。
四、結(jié)語
構(gòu)建與完善創(chuàng)新型人才培養(yǎng)所需的實踐性教學(xué)體系，特別要突出實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的重要地位，進(jìn)一步理順教學(xué)觀念，在摸清實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)基本數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，做到從教學(xué)計劃制訂、課程安排、教學(xué)環(huán)節(jié)組織到實踐經(jīng)費(fèi)的落實等各方面都要全面合理地體現(xiàn)實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)在整個創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)實現(xiàn)中的地位與作用。不斷優(yōu)化實踐教學(xué)體系，整合實踐教學(xué)資源，逐步有效促進(jìn)學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新能力的提高。材料科學(xué)與工程專業(yè)在實踐教學(xué)的探究中走在了前列，學(xué)院畢業(yè)生以“專業(yè)精深、知識廣博、勇于創(chuàng)新、特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗”良好的精神面貌和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹白鋈恕⒆鍪隆⒆鰧W(xué)問”的干勁受到了用人單位和社會的一致好評。
但是，在取得一定成績的同時，我們應(yīng)該清醒的認(rèn)識到，實踐教學(xué)體系的設(shè)計、實施與運(yùn)行是一項既重要復(fù)雜又艱巨的任務(wù)，為此需要長期探索，特別是尋求一套科學(xué)合理的實踐教學(xué)體系來實現(xiàn)實踐教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)體系內(nèi)容的圓滿完成并能夠推進(jìn)學(xué)院軟、硬件條件的有機(jī)整合。另外，在完善實踐教學(xué)體系的同時，如何完成其與理論教學(xué)體系的匹配，共同推動培養(yǎng)創(chuàng)新型人才這一目標(biāo)的順利實施，等等，都需要我們進(jìn)一步探索和研究。
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基金項目：
高分子專業(yè)
尊敬的領(lǐng)導(dǎo)：
您好！
我是XX大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)XX屆的一名學(xué)生，即將面臨畢業(yè)。
XX大學(xué)是我國著名的汽車、機(jī)械、材料科學(xué)等人才的重點(diǎn)培養(yǎng)基地，具有悠久的歷史和優(yōu)良的傳統(tǒng)，并且素以治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、育人有方而著稱；XX大學(xué)材料學(xué)院則是我國材料科學(xué)研究基地之一。在這樣的學(xué)習(xí)環(huán)境下，無論是在知識能力，還是在個人素質(zhì)修養(yǎng)方面，我都受益匪淺。
四年來，在師友的嚴(yán)格教益及個人的努力下，我具備了扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識，系統(tǒng)地掌握了材料科學(xué)基礎(chǔ)、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、材料實驗學(xué)、機(jī)械原理及化工原理等有關(guān)理論；熟悉涉外工作常用禮儀；具備較好的日語聽、說、讀、寫、譯等能力；能熟練操作計算機(jī)辦公軟件。同時，我利用課余時間廣泛地涉獵了大量書籍，不但充實了自己，也培養(yǎng)了自己多方面的技能。更重要的是，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和端正的學(xué)習(xí)態(tài)度塑造了我樸實、穩(wěn)重、創(chuàng)新的性格特點(diǎn)。
此外，我還積極地參加各種社會活動，抓住每一個機(jī)會，鍛煉自己。大學(xué)四年，我深深地感受到，與優(yōu)秀學(xué)生共事，使我在競爭中獲益；向?qū)嶋H困難挑戰(zhàn)，讓我在挫折中成長。前輩們教我勤奮、盡責(zé)、善良、正直；吉林大學(xué)培養(yǎng)了我實事求是、開拓進(jìn)取的作風(fēng)。 我熱愛貴單位所從事的事業(yè)，殷切地期望能夠在您的領(lǐng)導(dǎo)下，為這一光榮的事業(yè)添磚加瓦；并且在實踐中不斷學(xué)習(xí)、進(jìn)步。
收筆之際，鄭重地提一個小小的要求： 無論您是否選擇我，尊敬的領(lǐng)導(dǎo)，希望您能夠接受我誠懇的謝意！ 祝愿貴單位事業(yè)蒸蒸日上！
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