中國材料科學的發展精選(九篇)
前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的中國材料科學的發展主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。
第1篇：中國材料科學的發展范文
【論文摘要本文根據上海工程技術大學材料科學和工程專業教學培養目標的特征,從課程體系和內容,教學理念,教學方法及手段,實踐教學環節改革,考核評價方式,師資隊伍建設等方面討論了“材料科學基礎”課程教改中的一些熱點新問題及教改實踐。根據我校培養優秀工程師的辦學定位,結合材料學科的發展方向,初步建立了居于“基礎適度、口徑寬廣、應用為先”標準的“材料科學基礎”課程的新教學體系,從中取得了一些較好的教改效果和經驗。
上海工程技術大學是一所以培養優秀工程師為主要目標的教學型大學。根據我校的辦學定位和特色,作為材料科學和工程學科重要基礎課程之一,“材料科學基礎”有必要在加強基礎、拓寬專業知識面和加強實踐練習等方面進行課程改革。
1課程的性質
材料科學是一門揭示探究固體材料性質規律、設計及控制材料性能的科學,其目的在于揭示材料的結構和性能之間的基本關系。探究表明,材料結構是決定材料性能的核心要素,而材料的顯微結構和材料的加工過程有密切的關系。因此,材料科學也需要探究材料在各種過程中的行為,這些過程包括加熱過程、冷卻過程、反應過程、界面過程、擴散過程、相變過程等。
“材料科學基礎”是材料科學和工程學科的主干基礎課程和核心課程,是材料科學和工程學科人才的基本知識和基本能力的重要組成部分,是本學科專業人才的整體知識結構、能力結構、素質結構的重要基石。根據我校的教學培養目標,本門課程的教學實踐必須著眼于培養未來的材料工程師,緊貼上海市發展先進制造業的需求,結合本校材料科學重點學科的發展方向,在進行材料科學基礎理論和基本技術教育的基礎上,側重進行材料開發應用、材料改性和材料加工的工程教育。
2課程教學的改革實踐
“材料科學基礎”課程建設和課程教學改革的指導思想是根據專業發展規劃,主動適應上海經濟、科技和社會的發展對材料學科專業人才知識結構和實踐能力的要求,強調理論和實踐結合,在寬專業知識面上對學生進行綜合素質的提高,培養既把握材料科學和工程基本原理,又通曉材料制備和加工、組成和結構、性能和應用等系統知識的寬專業人才。作為材料學科最為基礎和重要的平臺課程,“材料科學基礎”在學科知識構建中起著“基石”的功能,其教學內容的設定、寬度和深度決定著學生培養中有關材料學知識的基礎深度和知識面的廣泛程度,并影響著后續課程的展開、實施及教學效果。本著“基礎適度、口徑寬廣、應用為先”的教學原則,我們對課程教學目標、課程體系和內容、實踐教學環節、教學方法和手段、考核評估等方面進行了教學改革的實踐。
2.1課程教學目標
作為應用型本科材料專業的基礎課程,“材料科學基礎”課程的教學目標具有多重指向性。一方面,應打下材料科學和工程領域的基本理論基礎,為學習材料專業其他知識做預備,同時也為部分學生進一步深造做預備,為此要根據不同學生的情況,有區別地加以培養;其次,要注重培養學生運用基礎理論分析和解決實際新問題的思路和能力,把握材料科學和工程學科的思維方法,為今后自學材料領域的相關知識打下良好的基礎;最后,根據社會經濟的發展需求,強調學生對材料科技進展和人類文明及經濟發展關系的認知,能從價值工程的角度研發、選擇和應用材料,從環境保護和可持續發展角度評價使用材料。
2.2課程體系和內容
在課程體系上,貫徹“基礎適度、口徑寬廣、應用為先”的課程體系改革原則,在保持金屬材料為主的專業特色的基礎上,全面介紹了金屬材料、高分子材料、陶瓷材料及復合材料的共性和個性特征,在材料科學理論模型的介紹上盡量拓展其適用的材料范圍,如晶體結構,位錯模型,界面結構模型等。教學內容的取舍以“精、寬、新、用”為原則,從材料科學和工程的基本原理出發,以固體材料結構為重點,從微觀、宏觀、物質內部、表面和界面、靜態及動態過程等不同層面角度,闡述固體材料結構、結構缺陷及變化規律,以及固態材料的相平衡、相圖、擴散、相變等,在材料應用方面,結合材料科學的理論內容,介紹相關的新材料、新工藝,如納米材料、功能材料的最新進展,使學生對材料組成和物質結構的內在聯系、材料結構和性能間關系有系統的理解和把握,為今后相關專業課程的學習打下扎實的寬專業口徑的理論知識基礎。
2.3實踐教學環節
在加強實踐的教學改革中,采取實驗教學課程建設和學院平臺實驗室建設相結合的方式,推進課程實踐教學的全面提高。材料科學基礎的實踐教學環節分為兩個部分,一是課內實驗,現配置了16學時的實驗課,二是單列了一門“材料科學綜合實驗”課程,時間布置為連續的3周。針對課程教學目標和教學內容改革的要求,重新討論制定了課內實驗內容,加大綜合性實驗的比重,如金屬塑性變形和再結晶綜合實驗、金相分析綜合實驗等,編寫了新的實驗教學指導書。課內實驗以學生材料學基礎技能練習為目標,如金相試樣的制備、金相組織觀察、材料塑性變形過程組織變化的特征,強調對不同材料顯微結構基本特征的把握。材料科學基礎綜合實驗課程的主要目的是通過一個完整的實驗過程,包括明確實驗目的、設計實驗過程、實施實驗和分析實驗結果,培養學生材料科學和工程的基本素養,提高實驗動手能力和分析、解決新問題的能力,進一步鞏固對材料科學基礎核心內容,即“材料結構決定材料性能、材料加工過程和材料結構密切相關”的認知。課內實驗和綜合實驗內容互為補充、相益得彰,取得了新教學培養模式的良好的教學效果。
2.4教學手段和教學方法
在課堂教學和課內實驗教學實踐中,充分利用多媒體教學手段,自編CAI多媒體課件,在有限的學時內最大限度的發揮多媒體教學的應用效果。一些實驗室目前難以實現而對學生的學識教育較為重要的內容也通過多媒體形式使學生有一個較為直觀的熟悉。和此同時,還對教學方法進行了相應的改進,授課力求重點突出、邏輯清楚,強調教學互動,提倡師生間平等討論,倡導探索性和探究性的學習方法,達到理論融會貫通的目的。
2.5考核方式
在課程建設過程中我們對課程的考核方式也進行了深入的討論,大家認為合理的考核評價制度應該以提高學生的綜合素質為主要目標,為此有必要改進傳統的閉卷考試形式,避免“一考定終身”的方法。對此我們正在探索一種更為全面均衡的考核方法。具體考慮為將平時作業、實驗報告、小論文、隨堂考試和期末考試相結合的方式。重視對平時學習過程和階段學習效果的評價,將上課聽講和課堂交流、作業習題解答的獨特性及完成質量列入考評,鼓勵學生自主學習、創新學習,鼓勵學生發表有自洽性合理性的不同見解。在階段學習后,設計一些隨堂考試卷,隨堂考試答應學生參考課堂筆記和教材,但每個學生必須獨立完成試卷,重點考查學生對基礎知識的應用能力,檢驗學生分析解決新問題的能力。將實驗報告作為獨立考查的重要部分,注重培養學生獨立完成實驗并撰寫規范的實驗報告的能力,檢驗和評價學生的動手能力和創新思維能力。適當調低期末考試在學生學業成績中的權重,例如由原來的70％降低到50％或更低,試卷內容要充分體現教學大綱的基本要求,重點考查學生的臨場應變能力,對基本知識的把握、熟練和提煉的程度。
2.6師資隊伍建設
課程建設主要依靠教師推動。近年來,我們以全面提高教師隊伍素質為中心,以培養優秀年輕骨干教師為重點,在職教師再培訓和引進高素質人才并重,著眼于學科可持續發展的需求,建設一支結構優化、素質良好、富有活力、具有創新能力的高水平的教師隊伍,取得了很大成效。教師隊伍的科研和工程實踐能力有了極大的提升,在“材料科學基礎”教學團隊中,有校學科帶頭人、上海市曙光學者、校青年學術骨干等,科研及學科建設的成果反哺教學的結果,促進了學生科研實踐能力的提高和材料工程意識的形成。教師團隊通過公開課觀摩學習,加強教學法探究,極大地提升了教師整體的業務水平和教學效果。
3結語
作為上海市重點課程建設的“材料科學基礎”正在我校材料學院相關專業范圍內進行教學實踐,在課程目標、課程體系和內容、實踐教學環節、教學手段和方法、考核方式改革等方面進行了探索實踐并取得了一定的成績。課程建設下一步的工作重點將放在網絡教學平臺建設上,以進一步提高教學效益和教學質量。教育教學改革是一項永無止境的事業,只有通過對學生培養的各個環節進行更具體的探索和調查探究,不斷地實踐以總結其中的經驗教訓,才能逐漸探索出一條適合于應用型本科材料專業人才培養的成功之路。
參考文獻
[1師昌緒.跨世紀材料科學技術的若干熱點新問題[J.自然科學進展,1999,(1)摘要:1-12.
[2楊雄.材料科學基礎.實驗課程的改革和實踐[J.科教文匯,2006,2摘要:81.
[3郭齊勇.大學的教育理念和目標[J.中國大學教學,2002,10摘要:18-20.
第2篇：中國材料科學的發展范文
一、制約材料科學與工程導論雙語教學開展的現狀
長期以來，我國高等院校理工專業課程教學一般僅使用母語授課，只在有限的公共英語課和專業英語課上采用英語教學。造成這種局面的主要原因一方面是高校對雙語教學重視不夠，另一方面是專業課教師的英語水平有限。盡管理工專業課教師多數具備很強的專業知識背景，并且在長期跟蹤領域前沿的過程中形成了較優秀的英語讀寫能力，但由于缺乏英語交流環境，其英語口語能力普遍較弱，甚至有的發音還不夠標準。這就導致了教師在授課時不敢或是不愿說英語，從而限制了雙語教學的開展。另外，學生們長期以來普遍重視讀寫，忽略聽說，一定程度上給雙語教學帶來了困難此外，相關外文課外參考資料也不夠豐富，雖然互聯網上知識繁多，但是內容散亂，無法形成系統的教學資料。盡管可以采用引進國外優秀教材的方式彌補這一缺陷，但是由于地方院校的學生英語水平參差不齊，若直接使用引進的原版教材，大部分的學生都會感覺理解困難，甚至失去學習的信心和興趣。這樣不僅難以達到提高學生英語能力的目的，而且會導致學生失去本該輕松掌握的專業知識。因此，編寫結構合理、詳略得當、有所側重的中英文對照教材顯得尤為重要。
綜上所述，傳統的教法、學法和教材都制約了雙語教學的開展，但開展材料科學與工程導論雙語教學仍勢在必行。材料科學與工程導論是湖南科技大學金屬材料工程專業本科生的必修學位課，于大三第一學期開設，在金屬材料專業(本科)的教學中，材料科學與工程導論既涉及到材料的發展和各種材料的特點，又需要講述材料科學與材料工程的基礎知識。其主要特點如下：
(1)覆蓋面廣——涉及史學、物理學、化學、材料學、工程學等多種學科知識的綜合；
(2)內容新——盡管人類使用材料已有幾百萬年的歷史，但材料科學與工程在2O世紀五六十年代才形成一門完整的學科，目前仍處在高新技術的前沿領域，內容日新月異；
(3)教學時間短——實際理論教學時數只有32課時。隨著現代科學技術的高度發展，材料科學與工程導論課程的教學逐漸顯露出一些與之不相適應的地方，主要表現在：內容沒有更新，教學手段比較落后，教學體系的調整缺乏系統性，理論與實踐結合不夠緊密。因此，筆者認為必須對本課程進行教學改革，推行雙語教學。
二、多媒體雙語教學的實踐效果
通過對2003級和2004級金屬材料專業的2輪材料科學與工程導論的教學實踐，我們逐步完善了授課方案，為實行雙語教學做了充分準備。在對2003級學生授課的過程中，采用的是傳統的板書教學形式。由于在板書書寫過程中花費了大量的時間和精力，加上教學時間又比較短，為了完成教學任務，無法對課程內容在深度和廣度上進行拓展。因此，在對2004級學生授課的過程中，采用了多媒體教學，對電子教案進行了充分準備。大量的圖、表、動畫的展示，一方面增強了學生學習的興趣，另一方面也使學生對材料科學與工程學科的內涵和發展趨勢有了更為深刻的認識。但是由于目前材料學科發展很快，大部分新的研究成果都是用英文表述，僅僅通過翻譯介紹最新的成果無法讓學生理解材料科學與工程學科的奧妙與趨勢，并且學生在接觸到原汁原味的英語資料時也會感覺生澀。在這種情況下，我們提出了雙語教學改革方案，并申請到學校的支持。在湖南科技大學教研課題《材料科學與工程導論雙語教學研究與實踐》的支持下，我們根據前期的準備工作和教學實踐中發現的問題，挑選了合適的參考書，并重新對課件進行了修改和完善。首先，將原部分章節的雙語內容擴展到整個課程；其次，增加了擴展學生視野的專題講座部分和鍛煉學生思考分析能力的討論部分。2007年下半年正式在2005級金屬材料1～2班實施了雙語教學計劃。在課程講授到1／3的時候，我們對班級所有學生進行了關于雙語教學效果的小調查。從反饋的結果來看，幾乎所有的學生都表示喜歡這種雙語教學的模式，大部分的同學反映，雙語教學對專業詞匯的學習有一定的幫助，75％的學生認為增加英語表達不會影響正常教學的容量，相反它更能為深奧而又枯燥的專業知識增添樂趣，加深學生對抽象名詞的理解，提高學生的學習興趣和積極性。同時，學生們也提出了一些意見和建議，如單詞量大，英語基礎不夠，很多同學建議多媒體課件應該對重點內容配上中文對照，并配上錄制的聲音文件，給同學們展示標準化語音、語調等。根據反饋意見，我們對課程內容進行了調整，增加了中英文對照部分，增加了圖片，并給每個同學發放了該課程相關的單詞表，從而增強了學生參與課程的積極性，提高了教學效果。在教學過程中也發現了一些問題需要改進，如學生的英語基礎相差比較大，部分同學跟不上課程；教師的英語口語有待進一步提高。經過一年左右的實踐，我們對材料科學與工程導論雙語教學過程中獲得的經驗和教訓進行了總結。盡管取得了一些成績，積累了一定的雙語教學經驗，但我們發現，僅靠一輪教學的實踐就找到適合我們學校的雙語教學方案還很不夠。因此，一方面，我們決定延長該課題的研究期限，更加深入的進行本課題的研究：由于原計劃主要參照了一些重點大學的教學實踐方案，而我們的學生與重點大學的學生相比，英語基礎較差，主動學習能力較弱，所以我們主動調整了教學內容中的中英文比例，最大限度地提高學生參與課程的積極性，并計劃在2006級金屬材料專業實施，對比效果。另一方面，也希望通過本課題的實施，將雙語教學擴展到金屬材料專業的其他專業課程，如筆者講述的《粉末冶金原理》。為了盡快摸索出適合我校特色的雙語教學模式，我們進行了對比教學實驗H]。為了找到較為平衡的雙語教學方式，在對2006級金屬材料專業教學的過程中，我們采用了較多的中文內容，并在教學過程中及時調整中英文比例。從學生反饋的信息來看，中英對照的講授方式應該是比較適合我校學生的雙語教學方式，既有利于學生接受專業知識，又有利于學生英語水平的提高。
三、關于雙語教學的思考
我校是一所地方性綜合性大學，與雙語教學起步較早的重點大學相比較，雖然取得了一些進展，但目前仍處于摸索和起始階段，存在著一些問題，比如對雙語教學的認識、雙語師資隊伍的建設和學生的外語水平、教材的選擇、資金投入以及雙語教學的評價一等問題。針對我校的具體情況，筆者認為可從以下幾個方面進一步加強和推廣雙語教學。
(一)加強師資培訓力度，積極引進人才優秀的師資是雙語教學成功的保證。一方面，要抓好在職教師再培訓工作，如選派教師到外國語學院培訓，以提高英語應用特別是英語口語水平。同時，應該積極組織承擔雙語教學的教師到英語母語國家進行短期進修，或鼓勵本校有海外留學背景的教師盡量采用雙語教學。而本校培訓是我校教師培訓最切實可行的辦法，學校可以聘請本校外國語學院的教師對非英語專業教師進行英語培訓，切實提高教師的英語口語能力。另一方面，學校應制定優惠政策、開辟綠色通道，積極引進國外留學人員和國內高級人才，促進雙語教學的開展。
(二)科學選用教材。引進與自編結合教材是教學之本。實施雙語教學首先要有合適的外文教材。一是內容要合適，既能簡明扼要的敘述基本理論，又能展示學科的研究前沿，以符合課程教學的基本要求；二是語言規范，文筆流暢，簡明易讀，便于中國師生使用。目前，國內大多數高校采用的英文教材都是國外的原版教材。這類教材語言規范，內容較新穎，信息量大，但其篇幅往往很長，內容與我國現行教學基本要求有較大偏差；并且由于這類教材編寫的對象是英語為母語的學生，文字中有一些中國師生不大熟悉的標準和約定，增加了理解的難度，直接用于教學多有不妥。因此，我們在選擇英語原版教材進行雙語教學時，應參考和對比國內同類教材，既要注重本課程所需的基礎理論，又要對比教材內容、邏輯結構；既要考慮跟蹤學科前沿，又要分析其敘述方法和特點。避免教材選用出現偏差，影響教學效果。同時我們應鼓勵高水平教師自主編寫英文或中英文對照教材，并爭取正式出版，以滿足雙語教學的需求。
(三)因材施教，區別對待地方院校的學生英語水平參差不齊，實施雙語教學應該采取分階段、分專業、有重點的方式進行推廣。首先，在師資條件較好的某一專業、某一課程進行雙語教學試點，可以全年級學生全選，也可部分選，要充分考慮學生的個體差異、外語水平等，優化多媒體課件中的中英文比例和授課過程中英文講述比例；其次，也可以根據學生的外語基礎，嘗試將同一專業或者相近專業外語基礎較好的學生集中在一個班級里，教師根據學生的實際情況實施雙語教學。
第3篇：中國材料科學的發展范文
關鍵詞： 研究生培養；材料科學與工程；化學
材料是人類文明與社會進步的物質基礎與先導，是實施可持續發展戰略的關鍵；材料技術是現代高科技與新經濟的三大重要組成部分，在以高科技為主要特征的知識經濟時代，世界各國在產業政策、科學研究、教育與人才培養等方面都給予了材料科學重點支持、優先發展的政策。隨著我國社會經濟和科學技術的發展，對材料科學與工程專業人才的知識結構與實踐能力提出新的要求，因此，高校材料科學與工程專業人才培養方案需要做出相應的調整，以滿足社會經濟發展對材料科學與工程專業人才的需求。
我國材料科學與工程教育改革迅速發展，幾乎全國所有設有材料專業的院校均已不同程度地參與了材料科學與工程教育改革，借鑒歐美諸國材料科學與工程教育模式與體系，培養模式由“專業培養”向“學科培養”發展，從狹窄的專業教育向全面的素質教育轉變，從鉆研狹窄的單科教育向建立工程意識教育轉變；同時，吸收歐美國家的“材料學科共同基礎知識”作為重要的教學內容，課程設置從學科式課程向整合式課程轉變，專業課程從中心地位向載體地位轉變，課程內容從以學科發展為中心向以培養學生為中心轉
變[1]。總體來說，我國高校材料教育正在不斷打破舊的專業范圍的約束，向其它專業甚至其它一級學科滲透。在這樣的背景下，深化我校材料科學與工程領域人才培養方案的改革成為必然的選擇。
一、國內材料與化學學科研究生培養現狀分析
調研對象為國內“985”高校的材料與化學學科研究生最新培養方案，學科涵蓋材料科學與工程、化學兩個一級學科，材料學、材料物理與化學、材料加工工程，高分子化學與物理、應用化學五個二級學科[2]。調研結果分析表明，國內高校材料與化學學科研究生培養方案中，課程設置具有如下特點：
（1）除了政治、英語、數學等公共必修課外，課程設置的基本模式為：專業基礎課+專業選修課（包括必修的學術活動、專業外語等）。
（2）專業基礎課的數量少，且必修，或者提供少量課程供選擇；所設課程都為各方向的基礎和共性的理論、測試方法、制備技術和實驗技能等。
（3）專業選修課根據各自的研究方向提供很多課程供選擇。大部分學校開設的專業選修課都在10門以上，如天津大學為材料學碩士生開設了24門專業選修課；哈爾濱工業大學分別為材料科學與工程碩士生和博士生開設了35門和14門專業選修課；上海交通大學為材料學、高分子化學與物理和應用化學博士生都開設了20門專業選修課；南京大學為應用化學碩士生開設了26門專業選修課。
（4）對學術活動（讀書報告、參加學術會議、聽學術講座）、前沿進展或專題研討、外語文獻閱讀提出了越來越高的要求和標
準[3]。幾乎所有高校都將上述課程列為必修，并對其考核標準提出了更高要求。如哈爾濱工業大學規定研究生參加跨學科學術講座5次，并在全系范圍內做學術報告2次（其中至少1次使用外文），并鼓勵參加國際學術會議。
（5）各高校均傾向于按一級學科設置課程[3，4]。如中南大學、浙江大學、上海交通大學、哈爾濱工業大學、清華大學等均按材料科學與工程一級學科設置了碩士生和博士生的課程體系；四川大學、華東理工大學、北京理工大學、南開大學等按化學一級學科設置了高分子化學與物理、應用化學的碩士生課程體系。
（6）規定或鼓勵跨學科修課，以提高綜合素質，拓寬知識面和優化知識結構。
二、我校材料學科研究生培養現狀分析
我校材料類人才培養源于1953年成立的哈爾濱軍事工程學院“金工金相”專業，至今已有55年的辦學歷史。隨著“哈軍工”主體南遷長沙，學校原專業體系進行了相應的調整，材料類與化學類合并組建材料工程與應用化學系，先后開設了“金屬材料”、“復合材料”、“軍用材料工程”、“應用化學”等專業，為國家和軍隊培養了大批優秀的高級技術人才。
隨著高新技術發展對材料科學與工程人才培養需求的變化以及國內外材料科學與工程教育改革的不斷深入，我校材料學科研究生的培養現狀越來越不能適應新的歷史條件下國民經濟發展和軍隊現代化建設對材料科學與工程專業高級人才的需要，突出表現在如下幾個方面：
（1）按二級學科設置培養方案，與學科交叉融合的大趨勢不相適應。我校材料類研究生培養按“材料學”、“材料物理與化學”、“材料加工工程”3個二級學科設置培養方案，此外，還有“高分子化學與物理”、“應用化學”、“軍事化學與煙火技術”3個化學類二級學科碩士點，涉及6個二級學科，分布在“材料科學與工程”、“化學”、“化學工程與技術”、“兵器科學與技術”4個一級學科中。而近年來，隨著我校材料學科與化學學科相互交叉融合，逐漸形成了以化學基本原理為學科基礎，材料工程為專業方向的特色學科體系，涵蓋結構材料（耐高溫與輕質復合材料）、功能材料（光電功能材料）、材料化學（電池能源材料）、軍事化學（含能推進材料）4個特色學科方向。上述6個二級學科交叉融合于這4個特色學科方向中，且各二級學科間的界限逐漸模糊，如結構材料方向不僅具有“材料學”的學科屬性，還具有“材料加工工程”與“高分子化學與物理”的部分學科屬性。因此，這種按二級學科設置的研究生培養模式不再代表我校材料學科特色學科方向發展。
（2）專業方向劃分過細，不利于教學資源的合理配置。我校材料與化學類6個二級學科碩士點涉及的研究生培養專業方向達19個，而每年的招生規模小于40人（2008級博士研究生13人，碩士研究生25），并且培養規模有逐年減少的趨勢，這樣每個專業方向年招生規模在2人左右。這必然帶來兩個方面的弊端：一是要開設數量眾多的專業課程（如每個專業方向開設1～2門專業課程，則專業課程的數量達38門之多），而聽課的學員可能只有1～2人，這既加重了教員的負擔，又浪費了日益緊缺的教學資源；二是過多的專業方向不利于教學條件的建設。
（3）課程體系不夠優化，不能滿足跨學科培養的需求。我校自2004年開始暫停“軍用材料工程”專業的本科招生計劃，而材料學科又是我校的優勢學科，所以本校“應用化學”專業的本科生絕大多數選擇報考材料類研究生，呈現較普遍的跨學科培養現象。應用化學專業的本科生由于材料科學基礎理論知識缺乏，必然會影響其研究生階段的課程學習與后續的論文研究，而在培養方案的課程設置中并沒有將材料學科共同基礎知識作為主要的教學內容，反而是各類專業課程處于中心地位，這必然會制約人才培養的質量。此外，在課程設置中過于重視理論教學，而忽視了實踐性課程教學，不利于學員創新思維與動手能力的培養。
三、我校材料科學與工程研究生培養方案的改革
在全國材料科學與工程教育改革的大趨勢下，為了適應新的歷史條件下國防和軍隊現代化建設對材料類專業高級人才的需要，結合我校材料學科與化學學科交叉融合的學科特點，開展材料科學與工程研究生培養的改革，包括人才培養模式、課程體系、實踐性教學環節等內容。主要工作體現在如下幾個方面：
（1）突破學科界限，按一級學科組織人才培養。順應國內外材料科學人才培養改革的主流，突破材料與化學學科界限，按一級學科的模式組織人才培養，不再按二級學科進行區分，而是按“大材料”的思想，下設“結構材料”、“功能材料”、“材料化學”、“軍事化學”4個特色學科方向。在課程設置上，摒棄材料與化學相互獨立的模式，跨材料科學與工程和化學兩個一級學科設置課程體系，將材料與化學共性的基礎理論作為基礎課程的主體，突顯材料與化學的交叉融合。具體課程體系結構如表1所示。
上述課程體系的構建是基于材料與化學學科的內在關聯性，將化學定位于材料的基礎學科，而材料學科定位于化學學科的工程化方向之一。因此，材料與化學類研究生完全可以采取大學科群培養模式，跨材料和化學兩個一級學科設置課程體系，完全打通材料與化學課程，不再區分學科門類。這種培養模式雖然在國內同類高校中還不曾采用，是一種培養模式的創新；但和國內眾多重點高校鼓勵研究生跨一級學科選修課程的精神是相符的。因此，材料與化學大學科研究生培養模式應該是一種有益學科融合，增強研究生學科基礎知識的不錯選擇。
（2）優化課程體系，強化實踐性教學環節。按照學科知識體系優化設計研究生課程，課程體系和內容的設計力爭做到體現學科內涵、學科基礎和學科前沿。在專業課程設置上，大幅壓縮專業課程數量，有針對性地開設高水平專業課程，實現專業課程從中心地位向載體地位轉變。〖JP2〗如表1所示，每個學科方向限設專業課程3～4門，且可以跨學科方向選修。在教學內容的編排上，充分考慮“復雜電磁環境”等信息化條件下聯合作戰的重大需求，用科學技術進步、軍事訓練和武器裝備發展的最新成果充實更新教學內容，如將《功能材料》課程改造成《信息功能材料學》，增設《偽裝隱身技術》、《生物材料學》、《含能材料性能計算原理》等課程。〖JP〗
在實踐性教學環節方面，注重研究生動手能力的培養，除開設大量的課程實驗外，還增加了《高等合成化學實驗》和《材料制備實驗》2門實驗課程。在實驗內容的選取上緊密結合我校科研特色，如聚碳硅烷制備與有機硅樹脂合成實驗、C/SiC復合材料制備與聚合物復合材料構件制備實驗、功能陶瓷材料制備與性能表征實驗等。這不僅培養了研究生綜合應用所學知識解決實際問題的能力和創新精神，而且使研究生提前熟悉科研設備，對后續科研工作的開展也是大有裨益的。
（3）強調自學和研討，強化研究生學術活動。突出強調研究生的自學能力，要求研究生參加各種學術研討活動，且明確參加學術會議、學術講座、專題研討等學術交流活動的等級和次數要求，如博士研究生必須參加不少于20次（碩士研究生為10次）的學術交流活動（其中至少有4次為跨學科交流活動），本人至少主講3次。至少應參加一次國際學術會議或全國性高水平學術會議并。并要在參加每次學術交流活動后，撰寫不少于500字的總結報告。同時強化研究生文獻查閱能力，明確要求博士研究生在開題報告前應至少全文閱讀相關技術文獻資料80篇（碩士研究生為50篇），其中外文文獻資料不少于閱讀總量的1/2，達到熟練的文獻檢索和綜述能力，能夠對文獻進行分析總結，提出該研究方向的發展動態和發展潛力以及需要進一步研究的關鍵問題，并寫出不少于7000字的文獻綜述報告。
四、結束語
我校材料科學與工程學科通過本輪人才培養方案的改革，基本理順了人才培養與學科建設的關系，達到了更新人才培養觀念、優化課程體系、改善創新環境與增強自主學習之目的。但人才培養的改革是一項長期的工作，需要持續不斷地創新與實踐，才能永保人才培養方案的科學性與時代性。
[參考文獻]
[1] 材料科學與工程教學指導委員會.材料科學與工程人才培養規格與模式的演變規律[J].教育部高等學校教學指導委員會通訊，2006，（1）.
[2] 李小年.發揮專業優勢培養創新型復合人才[J].化工高等教育，2005，（2）.
[3] 藏興兵，賴小瑩.研究生創新能力培養路徑探析[J].中國高教研究，2007，（3）.
[4] 董兵海，王世敏.材料類專業人才培養方案及課程體系改革的探索與實踐[J]. 湖北大學成人教育學院學報，2008，（2）.
第4篇：中國材料科學的發展范文
摘 要：新能源技術、輕量化和智能化是未來汽車的發展方向，汽車材料的創新和應用是推動我國由世界汽車工業大國走向強國的必由之路。為了培養具有源頭創新能力、車輛工程和材料科學與工程學科交叉的高端人才，該文介紹了同濟大學“材料-汽車-新能源復合型人才培養模式創新實驗區”的培養目標和課程體系設立，為我國學科交叉和創新型汽車工業人才培養探索新路。
關鍵詞：車輛工程 材料科學與工程 學科交叉 源頭創新 未來汽車
中圖分類號：G643 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）08（a）-0150-03
Subject Crossing Talent Cultivation for Source Innovation of Future Automotive Industry
Lin Jian
（School of Materials Science and Engineering，Tongji University，Shanghai，201804，China）
Abstract：New energy， lightweight and intelligent technologies are the future direction of the automobile revolution.The innovation and application of automotive materials is the one route to change Chinese automobile industry from industrial giant to the power.In order to cultivate talents with source innovation ability and subject crossing in vehicle engineering and materials science & engineering，the Materials-Automobile-New energy innovation experimentation area for inter-disciplinary talent cultivation in Tongji University was introduced in this paper.A new kind subject crossing and innovative talent cultivation system for automotive industry was also discussed.
Key Words：Vehicle engineering；Materilas science and engineering；Subject crossing；Source innovation；Future automotive
自1886年第一輛汽車誕生以來，人類社會生產與生活發生了深切的變化。汽車工業的迅猛發展，已經成為許多工業大國的支柱產業。20世紀50年代起中國開始自主建設汽車工業，并于20世紀80年代起通過大規模引進和消化吸收、自主開發，我國的汽車工業已發展成為世界汽車大國，產量占全球第一，不過在汽車技術領域與國際先進國家仍有較大差距[1]。
隨著人類社會對資源消耗的大幅增加，化石能源短缺、溫室效應、環境污染已成為人類所面臨的一個重大問題，而建立在大規模資源消耗的汽車工業則走到了一個十字路口。為適應社會發展的需求，新能源技術、輕量化、智能化已成為未來汽車產業發展的必由之路，諸如：鋰電池、輕量化材料、傳感器材料等一大批汽車新材料不斷涌現，成為新一輪汽車工業革命的源頭動力[2]。
1 我國汽車相關本科專業人才培養現狀及需求
為了培養我國汽車工業研發、技術與管理人才，國內一些高校相繼建設了車輛工程、汽車服務工程等一批汽車類專業，成效顯著。但目前該類專業的人才培養模式與我國汽車工業發展模式相近，即偏重于汽車生產制造和汽車服務保障，各高校車輛工程專業培養方案同質化現象較為嚴重[3，4]，在汽車技術源頭開發創新人才培養上則有所欠缺。近年來，我國許多高校在車輛工程等本科專業教學實踐中已逐漸認識到，單純偏重于車輛機械工程領域的教學模式已不完全適應汽車產業的高端人才培養所需，因此，相繼開展了跨學科培養試點。如同濟大學汽車學院近年來除了在車輛工程專業中新增了“新能源汽車”專業方向外，還與工業設計相結合建立了汽車造型專業人才模式創新實驗區。江蘇理工學院將車輛工程與電子信息工程兩個專業相結合開展了跨學科人才培養試點。許多高校相繼開設了一些汽車材料類課程，為車輛工程或材料類專業課程體系中增加了一些跨學科元素。[5-7]
自古以來，材料科學始終是人類文明發展的基石、推動現代工程技術創新的源頭動力。未來汽車技術的變革離不開在汽車材料領域的源頭創新[8-11]。在目前國內高校車輛工程專業的課程設置中，一般偏重于機械、汽車技術方面的知識點教學，而對于汽車生產所用材料科學領域的知識點則多局限在應用范圍，汽車工業人才的培養缺乏汽車材料科學與技術研發領域的積淀。
因此，為了適應國家對汽車產業發展的新需求，培養兼具汽車材料源頭創新和汽車設計制造創新的高端研發和工程技術人才，同濟大學材料科學與工程學院、汽車學院結合各自優勢，強勢聯合，在國內首創“材料-汽車-新能源復合型人才培養模式創新實驗區”，將新材料與新能源技術、汽車技術有機結合，重點培養服務于新一代汽車工程技術與汽車材料創新、具有源頭創新思維的汽車產業領域高端人才，以滿足國家發展之急需。
2 創新實驗區建設理念及思路
從現有的本科培養體系來看，車輛工程專業是研究汽車等各類車輛的理論、設計及制造技術、培養從事上述領域高級研發和工程技術人才的本科專業，目前我國數十個高校開設了此類專業。該專業除了要求掌握必需的車輛工程專業知識外，還要求具備扎實的力學、電工、電子、機械、設計等方面的工科基礎知識。其主干課程包括車輛工程、機械原理、理論力學、材料力學、機械設計、電工與電子技術、汽車構造、汽車理論、內燃機理論、汽車設計等。
材料類專業則是全國綜合性高校大都擁有的本科專業，是一類涉及材料學、工程學和化學等方面知識的寬口徑專業，其以材料學、化學、物理學為基礎，重點研究材料成分、結構、加工工藝與其性能和應用。材料類專業又可細分為材料科學與工程、金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料等本科專業或專業方向，隨著新材料研究和應用開發的不斷深入，功能材料、納米材料、光電子材料等一些新的本科專業也都有招生。
2014年在上海汽車集團考察時就強調，發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路。未來汽車的發展必定圍繞著新能源技術、輕量化節能減排和智能化方向發展，而要實現這一目標，就必須在汽車材料上的進行不斷創新，才能進而實現汽車技術上的變革。
為了培養服務于未來汽車工業領域源頭創新、能夠從事新能源、輕量化、智能化汽車相關材料、裝備及整車開發的綜合性高級科學研究和工程技術人才，同濟大學近年來通過不斷深入研討汽車、材料、新能源技術領域學科交叉及復合型人才培養機制，于2016年設立了“材料-汽車-新能源復合型人才培養模式創新實驗區”，并正式對外招生，以培養兼具物理、化學、力學、機械、設計等工科基礎知識以及材料科學與工程、車輛工程等必備專業知識的學科交叉復合型拔尖人才為目標，定位于依托材料科學與工程專業、同時與車輛工程專業開展學科交叉密切合作，在未來汽車產業緊缺人才培養上協同創新，為未來汽車工業的發展和新一輪變革提供源頭推動力。
3 創新實驗區的課程體系建設
在同濟大學材料科學與工程本科專業課程體系中，分別開設了物理、化學類基礎課程、電工、設計等工科基礎課程以及大量材料類專業課程，專業總學分為175。而車輛工程為5年制本科專業，除了大量的車輛工程專業課程外，還開設了力學、機械、電子、電工等工程基礎課程，5年總學分達211.5，即使在扣除其第二外語課程設置后，總學分也高達179.5學分。由于國家及學校對本科教育的總學分有嚴格的限制，因此，創新實驗區的課程體系設置不能簡單合并兩個專業的課程體系，需保證學生有適宜的課堂學習強度和足夠的課外學習時間。
因此，在設定實驗區課程體系建設目標時，根據人才培養定位，遵循以材料科學與工程本科專業課程體系為基礎、融合汽車工程核心課程教學、強化新能源技術、輕量化技術、智能化技術等特色交叉課程教學的培養模式，開展復合型人才的教學與培養工作。創新實驗區課程體系在保證完整的材料類專業基礎課程體系和必要的物理、化學類、電工、設計基礎知識的基礎上，增加車輛工程類專業基礎課程和必要的力學、機械等基礎課程教學內容。同時大規模開展材料-汽車-新能源技術學科交叉課程建設，在保證材料科學與工程專業必須的專業課程總學分和畢業要求基礎上，同時滿足車輛工程專業課程體系結構要求。
因此，在創新實驗區的課程設置中，除了開設高等數學、普通物理、三大化學、電工學等理工科基礎課程外，還增設了理論力學、機械原理、機械制圖、制造技術基礎等力學、機械類基礎課程。在材料類課程中則保持了材料概論、材料科學基礎、材料工程基礎、材料研究方法等全部材料專業基礎課程以及材料力學性能、材料物理性能、功能材料學、功能材料制備工藝基礎等重要專業課程。對于車輛工程專業課程來說，則根據創新實驗區培養目標開設了車輛工程導論、汽車理論、汽車構造、車用新能源及動力系統、自動控制原理等核心專業課程。與此同時實驗區通過深入研討開設了諸如汽車工程材料、新能源材料、輕量化汽車技術與材料、車用傳感器技術與材料、新能源汽車產業概論等學科交叉課程，同時兩院合作設立了材料專業與車輛工程專業綜合實驗、車用新能源技術及材料綜合實驗、汽車構造實習等一批學科交叉型實驗實踐類課程。這些學科交叉課程的設立不僅使創新實驗區學分分布可滿足材料科學與工程專業畢業要求，也能夠滿足學生在車輛工程專業繼續深造和就業的要求。同時創新實驗區的總學分控制在17分，保證了學生能順利完成在4年本科階段學習。（如圖1）
為了進一步加強材料-汽車-新能源技術學科交叉領域的高端人才培養，創新實驗區采用本-碩-博貫通式復合型人才培養模式，即學生通過本科階段學習訓練，完全具備同時在材料科學與工程、車輛工程專業繼續學習深造、工作的能力。學生可以通過選拔進入材料科學與工程或車輛工程專業的研究生階段學習，同時也提供赴美、英、法國等知名高校進行國際聯合學位培養的機會，以培養在汽車工業領域國家急需之才。學生也可以經過本科學習直接進入汽車、新材料、新能源等相關行業工作。
4 結語
創新實驗區的學生經過創新實驗區的跨學科模式人才培養，將兼具材料學科和車輛工程的專業知識，材料研究和汽車工程開發相結合，在車用材料開發時直接掌握汽車應用之需，而在汽車研發和生產、維護時則明晰各類車用材料的特點和可能面臨的挑戰。材為車用，車以材先，對于現代汽車工業的發展和未來汽車技術源頭創新具有重要意義。同濟大學將在創新實驗區的建設中不斷探索，優化并健全實驗區課程體系，并由學科交叉型本科教學逐漸向教學、科研并重的研究生跨學科培養延伸，并希望在不久將來建設成一個汽車材料相關學科交叉新專業，為我國汽車工業的創新發展提供強力支持，同時為高等教育跨學科融合式人才培養樹立典范。
參考文獻
[1] 吳斯.追逐數十載 中國汽車工業落后之痛緣何還在[N].現代物流報，2016-5-13（C3）.
[2] 唐科祥.淺談汽車未來發展趨勢[J].企業科技與發展， 2016（4）：148-151.
[3] 王旭飛，康芹，施紹寧，等.地方院校車輛工程專業培養方案的研究[J].中國現代教育裝備，2016（4）：50-52.
[4] 陳茹雯，張雨.車輛工程專業同質化現象探析[J].科學大眾-科學教育，2014（11）：156.
[5] 張蘭春，趙景波，劉曉杰.車輛工程專業跨學科人才培養模式的探討[J].江蘇理工學院學報，2014，20（6）：112-114.
[6] 王天國，羅成，李建.面向汽車工業的材料科學與工程專業應用型人才培養模式的研究[J].時代教育，2015（18）：5.
[7] 常穎，李曉東，魏志勇.汽車材料類課程整合及教學模式改革研究[J].實驗室科學，2014，17（6）：190-192.
[8] 牟寧博.關于汽車新材料的應用現狀及發展探討[J].化工管理，2016（4）：89.
[9] 周賀祥.汽車用新材料的應用進展[J].化工新型材料，2016，44（2）：41-42，45.
第5篇：中國材料科學的發展范文
本文以西安建筑科技大學材料與礦資學院為例,探索材料科學與工程專業的課程體系改革的思路:認為整個課程體系應由綜合素質教育、基礎教育、學科專業基礎教育、學科專業方向教育和實踐教育等五大教學模塊構成,以滿足“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的人才培養目標。
【關鍵詞】
材料科學與工程專業;課程體系;改革探索
作為一門迅速發展起來獨立的一級學科,材料科學與工程涉及到無機非金屬材料、金屬材料、高分子材料、復合材料等各類材料,它們具有共同的或相似的學科基礎、科學內涵、研究方法與研究設備,體現了材料科學與工程相互滲透與交叉的發展趨勢,符合復合型人才成長的要求。
在人才培養中,合理的知識體系和課程體系的建立至關重要。不同的高等院校具有不同的人才培養特點,它們的課程體系因人才培養目標的差異也有所不同。西安建筑科技大學曾隸屬于建筑工程部,后劃歸冶金工業部,1998年國家教育體制改革調整時,由原冶金工業部劃轉地方,實行“中省共建”的新型管理模式。材料科學與工程專業前身為1956年開辦的“混凝土及建筑制品”專業,多年來主要服務于建材和冶金行業,學生就業面窄。1999年正式開辦“無機非金屬材料工程”專業,2002年“無機非金屬材料工程”專業提升為“材料科學與工程”專業一級學科招生。目前材料科學與工程專業人才培養模式為:按材料科學與工程一級學科招生,按材料科學、材料工程、材料應用三個專業方向培養。
隨著進一步凝練專業特色的要求和學分制培養的需要,原有課程體系的設置上存在著的一些問題逐漸暴露出來。為了適應即將到來的專業評估,借鑒其它院校材料科學與工程專業教育改革的先進經驗,根據教育部無機非金屬材料專業規范的要求,近年來,我們對該專業的課程體系進行了改革,以體現素質結構、能力結構、知識結構協調發展的原則,滿足“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的材料科學與工程人才培養目標的要求。
一、人才培養方案改革的基本思路
立足于材料與工程本科人才培養目標,分析當前及今后一段時期社會對材料與工程本科人才需求特點,結合課程體系設置現狀,針對專業培養方案,提出了改革本科人才培養方案的基本思路,即:強化專業基礎課程,優化專業方向課程,加強實踐教學環節。根據材料科學與工程專業人才培養目標的定位,課程體系按知識領域中各個知識點進行設置,最后形成覆蓋所有核心知識單元和部分非核心知識單元的知識體系,這樣就可以最大限度地避免專業知識的遺漏或重復。最終的課程體系由綜合素質教育教學模塊、基礎教育教學模塊、學科專業基礎教育教學模塊、學科專業方向教育教學模塊和實踐教育教學模塊構成。
專業基礎課是課程體系的中心組成部分,緊密圍繞學科專業的基本要求和人才培養目標設置,體現學科專業的共同特點,是三個專業方向共同開設的課程。現有專業基礎課程體系中相關基礎知識薄弱,知識面窄,部分課程知識內容重復設置,學時分配也不夠合理,和專業方向課程之間相互銜接力度不夠。面對日新月異的高新科技,學生在有限的大學本科階段所獲得的知識不可能涉及畢業后所遇到的所有問題,而基礎理論、基本知識、基本技能的培養和訓練則能拓寬他們的就業領域,使其受益終生。因此必須加強專業基礎課程的教學力度。
專業方向課程體現各個專業方向的特色,每個專業方向有各自不同的專業方向課程。在原有課程體系中,專業方向課程之間邏輯銜接不強,很多課程學時偏多,造成選修課比例不足,門類少,學生可以選擇的空間小,人才培養方案缺乏個性化。因此,有必要適當提高選修課比重,拓寬選修課領域。
盡管各專業都已經認識到了實踐教學在人才培養中的重要性,并已經采取了一些措施加大實踐教學力度,但距離專業人才培養目標的要求仍有一定差距。主要表現為實踐教學中演示性、驗證性實驗偏多,開放性實驗和依附于多門課程的綜合設計性實驗相對較少,且實踐教學環節比重不夠。實踐教學是培養學生創新精神和創新能力的重要環節,理工科專業必須打破課程界限,遵循先進性、開放性、創新性的原則強化實踐教學環節。
二、本科課程體系的設計
材料科學與工程專業課程體系是以材料制備合成/加工、組成與結構、材料固有性能和材料使用性能四個要素及其相互關系為基礎的科學的知識體系。學生在入校時即分專業方向招生,不同專業方向的學生在綜合素質教育教學模塊、基礎教育教學模塊和學科專業基礎教育教學模塊所接觸的課程內容基本相同,差別主要體現在學科專業方向教育教學模塊和部分實踐教育教學模塊上。
綜合素質教育教學模塊包括思想政治類課程、通識類課程和課外素質教育活動三個部分。思想政治類課程主要指為提高學生的思想政治、道德素質而開設的課程,包括 “原理”、“思想和中國特色社會主義理論體系概論”、“中國近現代史綱要”、“思想道德修養與法律基礎”和“形勢與政策”等五門必修課程以及“當代世界經濟與政治”等其他思想政治類的選修課程。通識類課程主要針對不同學科的一般性知識,著重提升學生的人文、科學、藝術修養,包括人文社會科學、自然科學技術、藝術等三類課程。課外素質教育活動采用各種課外拓展類實踐活動的形式,以提升學生的綜合素質為目。包括思想政治與道德修養、社會實踐與志愿服務、學術科技與創新活動、文化藝術與身心發展、社會工作與社團活動、職業資格與技能考試培訓等方面。
第6篇：中國材料科學的發展范文
關鍵詞：材料研究方法與測試技術；課程建設；教學研究
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2015）02-002-01
進入二十一世紀，高技術憑借其既能促進社會發展，又是國家安全的保證而主宰世界已經成為不爭的事實。先進材料在高技術領域又處于先導性、基礎性和帶動性的地位。近年來，新材料技術日新月異的發展， 既為基礎教育和前沿研究的高等院校提出了嚴峻的挑戰，也為如何能夠培養能適應材料科學與工程領域高速發展需求，又具有新的知識結構的創新型高素質人才提供了教學研究的動力。
《材料研究方法與測試技術》是吉林建筑大學材料科學與工程學院無機非金屬材料、高分子材料及材料化學專業本科生必修的公共技術基礎課，主要涉及材料研究方法的基礎理論知識和材料分析、測試的技術手段，是綜合性和實踐性緊密相結合的課程，是每位學習材料的學生必須掌握的知識，在材料學科中有著無可比擬的地位。隨著新材料科學技術的發展，各種測試手段日新月異，為了使學生在將來的科研及工業生產中能正確選擇和使用有關的近代測試分析技術，《材料研究方法與測試技術》課程無論從教學內容還是教學方法上，都需要進行系統改革以適宜時代的發展。
一、課程內容改革
1、根據材料科學與工程學院各專業不同教學對象、不同培養目標和教學要求，材料研究方法與測試技術課程組制定了不同的教學大綱、教學計劃和教學內容，形成了內在聯系密切、統一組織協調、教學內容和教學方法各具特色的多層次的材料研究方法與測試技術課程。
2、提出了實踐教學與理論教學并重的教學理念，解決了學生理論基礎較強而對測試儀器操作和分析測試數據能力弱的現象，提高了學生分析問題，解決實際問題的能力。
3、將科學方法論和科學史融入授課過程，讓學生追尋科學發展足跡，體會每一材料研究方法的形成、演化之思維過程，進而了解科學研究的一般規律，了解科學思維的邏輯方法和非邏輯方法。
4、豐富完善教學內容，既涵蓋了原子力顯微鏡，掃描隧道顯微鏡等最新發展的分析測試技術，又包含建筑材料性能分析測試等特色內容，實現了內容分層次、分模塊，使教學內容層次清楚，重點突出，特色分明。
二、理論教學方法和手段改革
1、積極建立新教學的理念和實踐教學模式。理論教學講授基本原理并注重知識體系的整合；教學實踐加強分析問題、解決問題的能力。在教學工作中，課程組建立了“課程實驗-綜合測試-課外實踐”三段式實踐教學模式，培養學生實際應用各種分析測試技術解決實際問題的能力和創新能力。
2、改革了教學手段，課程主講教師自制多媒體教學課件并采用多媒體教學，充分利用課程網站等現代化教學手段輔助教學。在教學工作中，將教師的科研案例引入教學，取得了良好的教學效果。已初步完成《材料研究方法與測試技術》網絡版教學軟件的開發，同學可隨時上網學習和查閱有關內容進行學習。編寫《材料研究方法與測試技術》思考題，建立網上交流平臺，便于學生與教師、學生之間的自測以及交流。
3、教師隊伍建設取得成效。采取了引進和自身培養相結合的措施，充實了教師隊伍。課程組四位主講教師由一位德高望重的教授、兩位博士畢業的副教授和一位正在攻讀博士學位的講師組成，形成了一支知識結構、年齡結構、學緣結構合理，整體素質高，有發展潛力的教學隊伍。
三、實踐教學改革
1、材料科學與工程學院實驗中心擁有建筑材料實驗、高分子材料實驗室和材料化學實驗室。裝備有電子顯微鏡、綜合熱分析、色譜分析儀、偏光顯微鏡、紅外光譜分析、顯微硬度儀、激光粒徑測定儀等大型儀器，滿足進行本課程不同層次學生學習的需求。
2、本著提高學生實踐能力、動手能力和創新能力的目的，鼓勵學生參與老師的科研實驗活動。學生通過大學生科技創新大賽和畢業設計等方式參與老師的科研課題，在學習材料研究方法和測試技術課程同時，依據自我專業興趣，自行選擇指導教師，通過自主查閱資料、與指導教師交流、自主思考、設計實驗、制備樣品，并評價材料的綜合性能及分析材料的結構。科技創新大賽的成績一定比例計入本課程期末考試，激發學生參與科技活動的積極性，同時培養其自覺學習，獨立思考及獨立科研的能力。
四、課程目前的不足
盡管我們對《材料研究方法和測試技術》課程教學內容和教學手段精心設計，但仍然還存在明顯的不足：
1、實驗教學與課堂教學時常脫節。本課程涉及的儀器精密且貴重，數量有限，種類也不齊全，學生真正動手操作儀器的機會非常有限，動手能力很難得到實質性提高。
2、本科程涉及到結晶學、物理學、數學等學科，學生在理論教學中表現出基礎學科知識不足的特點。
3、在教學中遇到的材料微觀現象難以用語言表述、儀器結構復雜，學生無法在短時間內掌握，并熟練操作，難以達到預期效果。
盡管我們對《材料研究方法和測試技術》課程進行了教學內容、教學方法和手段的改革，并取得了一定的經驗，但要想趕上日新月異發展的步伐，培養出高素質、具有創新性的人才仍需不斷的努力。
參考文獻：
第7篇：中國材料科學的發展范文
關鍵詞：現代制造技術；特征；趨勢
摘要制造業是現代國民經濟和綜合國力的重要支柱，其生產總值一般占一個國家國內生產總值的20%～55%。在一個國家的企業生產力構成中，制造技術的作用一般占60%左右。專家認為，世界上各個國家經濟的競爭，主要是制造技術的競爭。其競爭能力最終體現在所生產的產品的市場占有率上。隨著經濟技術的高速發展以及顧客需求和市場環境的不斷變化，這種競爭日趨激烈，因而各國政府都非常重視對先進制造技術的研究。
隨著高新技術和知識經濟的迅猛發展，生命科學、材料科學、信息技術、微電子技術、航空航天等新興的科學技術不斷涌現。以計算機技術、信息技術、自動化技術與傳統制造技術相結合的先進制造技術應運而生，對傳統的制造業產生了巨大的影響和沖擊。目前，世界各國尤其是工業發達國家都非常重視制造技術的開發研究和應用，在這一領域的國際競爭日趨激烈，我們要想在新一輪的較量中立于不敗之地，就必須大力發展制造技術。
一、現代制造技術的主要特征
隨著通訊和網絡的發展，全球性的貿易壁壘正在逐步消失，制造技術已發展成為一個涵蓋整個生產過程、跨多個學科且高度復雜的集成技術。制造的概念和內涵得到大大擴展，它是一種涵蓋面很廣的廣義制造概念，是“大過程”、“大制造”，包括光、機、電產品的制造，工藝流程設計，通用產品和高精尖產品的制造以及材料制備；不僅包括機械加工方法，而且還包括高能束加工方法、硅微加工方法、電化學加工方法等；它不但包括從毛坯到成品的加工制造過程，而且還涉及產品的市場信息收集與分析、產品的選型決策、產品的設計制造過程、產品的銷售和售后服務、報廢產品的處理以及產品的疲勞強度和全壽命過程的預估等產品整個生命周期的全過程。
經濟的發展和社會的進步對制造科學提出了新的要求與期望，它與信息科學、生命科學、材料科學、管理科學等不同學科之間的交叉融合更為緊密，形成了多學科交叉、多方位立體發展的模式。一方面，制造技術為信息科學、生物科學和材料科學提供觀察、實驗、檢測、制造的裝備和技術支持；另一方面，信息科學、生物科學、材料科學的最新成果也會應用于制造業，進一步豐富制造科學的內容，同時，它們的發展也給制造業不斷提出新的使命和挑戰，從而促進制造科學的進一步提高。制造生產模式對制造過程、制造系統和產品的優質將起著關鍵的作用，而制造生產模式是管理科學、社會人文科學與制造科學的交叉、融匯和發展而成的結果，有著統率生產過程、加速高新技術的發展、決定產品質量和市場競爭能力的作用。
先進制造技術的發展與信息技術的發展密不可分。信息技術，特別是計算機技術，極大地改變著制造的面貌，是先進制造技術的發展與制造科學形成的客觀條件。信息這一要素已成為現代制造業中最重要的資源和最寶貴的競爭要素。制造技術不僅加工、處理信息，而且將制造信息錄制、物化在原材料上，提高其信息含量，使之轉化為產品。現代制造業，尤其高科技、深加工企業，其主要投入已不再是材料和能源，而是信息和知識；其所創造的社會財富實際上也是某種形式的信息，即產品信息和制造信息。未來的產品一般應是基于信息或知識的產品。未來的制造技術將向數字化、智能化、網絡化發展，信息技術將貫穿整個制造業。
二、制造技術的發展趨勢
21世紀，制造業日趨全球化，先進制造技術向著自動化、柔性化、集成化和智能化方向發展。總的來看，納米技術、超精密加工技術和可持續制造技術是今后發展的關鍵。
掃描隧道顯微鏡的發明與應用使人們對世界的認識進入納米尺度，從宏觀轉向微觀擴展。納米技術和納米制造技術是當前競相研究的最前沿領域，它將使人們在生產方式和生活方式上有更大的改觀。納米技術包括納米材料技術、納米加工技術、納米裝配技術、納米測量技術和納米機械學等。納米技術對制造業已經產生了很大的影響，對傳統制造方法、制造工藝與手段帶來了巨大沖擊；同時，納米技術的發展帶動了微型系統制造技術的發展。微型系統是機械技術和電子技術在微/納米尺度上相融合的產物，發展極其迅速，有可能對世界各國的科技、經濟發展和國防建設產生重大影響。其覆蓋領域十分廣泛，從1959年科學家提出微型機械的設想，到第一個硅微型壓力傳感器問世，以及微型齒輪、微型齒輪泵、微型氣動渦輪及聯接件、硅微型靜電電機、微型加速度計，直至2000年重僅200多克的微衛星上天，微型系統受到了世界各國越來越多的青睞，其應用領域將不斷擴大。
制造技術的全球化和中國加入WTO給我國的制造業帶來了前所未有的發展機遇，同時也面臨著巨大的挑戰。當前，人類社會已進入信息時代和知識經濟時代，國際經濟合作與交往日益緊密，全球產業結構進入大調整的重要時期，世界正在形成一個統一的大市場。世界范圍內制造業的競爭變得越來越嚴酷，人們對于產品的個性化和服務的要求越來越強烈，產品的生命周期越來越短，只有采取積極的應對措施，才能逐步縮短我國在制造領域與工業發達國家的差距。
進入21世紀，用戶的消費觀念有了很大改變，對企業和產品提出了更新、更高的要求，產品的交貨時間、新產品的開發時間和上市時間，甚至產品的整個生命周期都顯著縮短 產品的開發周期縮短，對市場的響應已經成為企業競爭力的關鍵所在。誰能在最短的時間內交貨，開發出新產品并打入市場，并在產品整個生命周期之內提供最好的服務，誰就能夠占領市場。同時，原來對于產品質量、成本要求的內涵也有所改變，質量除了指對產品本身的性能、功能、外觀、可靠性和使用壽命等方面的要求外，更重要的是指如何在產品整個生命周期之內全面地滿足客戶的要求，包括各種服務，顧客對產品及其服務的滿意程度是衡量產品質量和企業競爭力的重要指標。成本也不是指單一的產品制造和銷售成本，而且是指包括產品的運行成本、維護成本及報廢后的處理成本在內的全部成本。為了降低成本，要求企業的產品和制造系統均具有高度的柔性，以響應快速變化的市場，增強企業競爭力。
第8篇：中國材料科學的發展范文
：首先請您簡要介紹北京科技大學材料科學與工程學院實驗測試中心的發展歷程。
孫建林：北京科技大學是國內材料科學與工程類專業人才培養的重要基地之一，是北京市材料學科群建設牽頭單位。材料科學與工程是我校的傳統優勢與品牌學科，由我國最早設立的金相及熱處理、軋鋼、金屬物理等專業發展而來，是首批國家一級重點學科，所屬的3個二級學科，材料物理與化學、材料學、材料加工工程均為首批全國重點學科。
培養高水平世界級的創新型材料人才一直是北京科技大學材料科學與工程專業教學改革追求的目標，我校也引領了我國材料學科的教育和教學改革。由柯俊院士主持的“大材料”人才培養項目，曾獲國家教育教學成果一等獎，“大材料”試點班教學模式已在全國普遍推廣。近年又開展了拔尖科技人才（理科班）、國際化人才（國際班）和卓越工程師（卓越班）等培養新模式的探索，得到了教育部和北京市立項支持。
北京科技大學材料科學與工程學院實驗中心的前身是1952年建校初期的金相及熱處理、軋鋼、金屬物理等專業實驗室，是我校柯俊院士、肖紀美院士、葛昌純院士、陳國良院士等為代表的幾代科學家的教學與實驗研究基地。2001年，材料科學與工程學院對原分屬8個系所的實驗室進行調整和整合，成立了我校第一個院屬實驗教學中心。2007年7月，實驗測試中心被評為北京市級實驗教學示范中心，同年11月又被批準為國家級實驗教學示范中心建設單位。
實驗測試中心設有金屬材料、電鏡、材料制備與加工、材料學、無機非金屬材料、材料虛擬6個實驗室以及材料加工生產實習基地、中心辦公室等部門，共有專職實驗技術人員47人，實驗室面積6 642平方米，儀器設備2 438臺套，設備總值11 026萬元；近三年來每年承擔材料、冶金、高等工程師等學院實驗課程教學39門，實驗學時526學時，實驗項目119項，實驗課總人時數達58 306人時。為適應國際化辦學要求，中心專門建立了雙語教學實驗室。
電鏡實驗室
實驗測試中心依托國家級精品課程及國家級教學團隊，打造精品實驗教學課程；完成學生自主學習平臺建設，并獲2009年北京市教學成果一等獎。為了強化“綜合型與創新型”人才培養的實踐環節，我們建立了實驗、實習基地，為大學生科技創新活動提供平臺，并且舉辦了首屆國際大學生顯微結構攝影大賽及兩屆北京科技大學金相實驗技能大賽。
：實驗測試中心作為材料學科的國家級實驗教學示范中心，通過這些年的建設取得了哪些成績？
孫建林：中心通過國家級實驗教學示范中心建設，成效顯著，取得了較好的示范推廣效果，主要體現在以下幾個方面：
（1）實驗教學成果突出
培養綜合型、創新型的高水平材料科學與工程專業人才是中心實驗教學追求的目標：①結合國家級精品課程及教學團隊建設，開展精品化實驗教學，全國教學名師余永寧教授、北京市教學名師楊平教授采用研究型教學方式，與學生共同開發新實驗；教學內容注重傳統與現代的結合，與科研、工程和社會應用綜合實踐密切聯系，融入科技創新和實驗教學改革成果，北京市教學名師強文江教授依托實驗中心力學性能實驗室通過CNAS認證的硬件基礎，設計了完全依照國家標準的實驗，為學生以后的科研和工作打下了良好的基礎。②為了適應國際化辦學要求，實驗中心專門建立雙語教學實驗室，并特別編寫實驗指導書，要求學生的實驗報告用中英雙語完成。③改建了材料加工生產實習基地，為大學生提供校內工程實踐活動的平臺和實習基地，滿足“工程化”人才培訓的需要。
（2）為大學生課外科技創新提供平臺，舉辦實驗技能競賽，提高大學生參與實驗與科技創新的積極性
自2008年起，實驗中心設立了6個“大學生科技創新實驗室”，為大學生課外科技活動提供平臺。實驗室“全天候”開放，鼓勵學生自主實驗。2008～2012年材料科學與工程學院大學生科技創新活動累計立項401項，參與大學生1 274人，共有35項本科生科技創新項目獲得國家級、北京市級、校級獎項，其中國家級獎項20項，獲獎作品中一等獎23項、二等獎12項。本科生共發表SCI科技論文182篇，申請專利79項；讀研率達到65%，155人到劍橋、斯坦福等國內外知名院校深造，畢業生的綜合素質得到了社會認可。
為了培養大學生崇尚實踐的精神，2011年3月舉辦了首屆國際大學生顯微結構攝影大賽。美國麻省理工學院，日本北海道大學、九州大學，中國科學院、清華大學、北京大學等國內外30多所大學及科研院所的100多名學生參加了本次大賽，共收到作品300余件。
在2011年6月及2012年8月，舉辦了兩屆北京科技大學金相實驗技能大賽，有203名學生參加。2012年12月6日至7日，由高等學校實驗室工作研究會、北京科技大學、清華大學聯合主辦的首屆全國大學生金相技能大賽決賽在我中心舉行。經各高校選拔賽推薦，來自23所高校的71名材料專業優秀學子來京參加決賽。
全國金相大賽比賽現場
（3）建設材料虛擬實驗室，共享優質實驗教學資源
在示范中心建設中，我們集中優勢資源，用3年時間開發了材料虛擬實驗室，目前已在校園網上對全校學生開放，并制作成光盤版，計劃無償提供給國內其他高校使用。網絡虛擬實驗打破了實體實驗室資源局限，它高效、安全，不但是實驗教學的有力補充，而且為中心優質教學資源共享提供了有效途徑。
（4）成立聯合實驗室，引進頂級實驗設備，更好地服務于教學工作
材料實驗中心與美國Quantum Design公司聯合成立中國演示中心實驗室，配備了價值620萬元人民幣的綜合物性測量系統，該設備可在低溫強磁場環境下對材料進行磁、電、熱學性能的綜合測試，是目前國際上材料物理研究最先進的儀器設備。2011年還與德國卡爾蔡司公司成立了電子顯微鏡合作實驗室，2012年與日本奧林巴斯公司成立了光學顯微鏡合作實驗室。與國際知名企業的合作，提高了實驗技術裝備水平。
（5）堅持開展對外實驗技術培訓，運行實驗室質量管理體系，服務社會
為了更好地培訓電鏡實驗技術人才，材料實驗中心多年來堅持每年舉辦一屆全國電子顯微鏡技術培訓，有清華大學、北京大學等多所學校的師生以及科研和企事業單位的技術人員參加，已培訓人員近千人次，為電子顯微鏡技術的應用及提高做出了貢獻。
北京科技大學材料科學與工程學院實驗中心從2006年9月開始運行實驗室質量管理體系。2008年6月，實驗測試中心獲得國家實驗室認可資質，12月獲得計量認證資質，從而全面提升了材料實驗中心的實驗技術和管理水平。以資質建設為特色的北京科技大學分析檢驗服務平臺以更加完備的服務體系、更加規范的內部管理、更加滿意的服務質量，更好地服務于實驗教學、服務于社會。截至目前，認可的檢測項目覆蓋15個領域，69個項目。2011年實驗中心對外服務收入超過100萬元，充分發揮了中心優質實驗資源的作用。這部分收入反哺實驗教學，使教學質量得以進一步提升。
（6）開展對外交流，接待參觀和實習
自2008年以來，實驗中心接待來自清華大學、北京大學、中國科學院、東北大學等國內47所高校、科研院所參觀訪問1 300人次以上；接待太原理工大學學生認識實習76人次，華北科技學院材料成型專業學生參觀實習兩批75人次，東北大學秦皇島分校學生暑期社會實踐；接待法國瓦朗西納大學、日本九州工業大學、挪威科技大學、澳大利亞莫納什大學等多所國外高校學者參觀訪問；接待德國亞琛工業大學、比利時魯汶大學等國外大學生60余人參觀、實習。
德國亞琛工業大學學生在實驗中心實習
：貴中心在示范中心建設中堅持可持續發展，充分發揮示范輻射作用，請您詳細為我們介紹實驗中心具體進行了哪些方面的工作，為同類實驗中心建設提供借鑒經驗。
孫建林：我中心自2007年被評為材料學科國家級實驗教學示范中心建設單位以來，在發展建設中一直堅持可持續發展的方向，在創新的同時還注意發揮中心的示范輻射作用，創造多種途徑共享實驗測試中心的優質教學資源：
（1）構建了“綜合型與創新型”人才培養的實驗教學體系
材料科學與工程學院實驗中心深入總結“大材料”試點班的寶貴經驗，以“全程化、三層次”的實驗教學體系為依托，開展了拔尖科技人才（理科班）、國際化人才（國際班）和卓越工程師（卓越班）等實驗教學新模式的探索，該成果獲2012年北京市教學成果特等獎。
（2）實驗中心組織授課教師、實驗技術人員共同建設完成了材料專業學生自主學習平臺，該軟件系統包括多類教學資源，獲2009年北京市教學成果一等獎，被清華大學、北京工業大學、內蒙古科技大學、武漢科技大學、遼寧科技大學、江蘇大學等多所高校使用。
（3）率先建立了材料網絡虛擬實驗室，采用多媒體及網絡技術，以三維的形式制作虛擬實驗。虛擬實驗教學過程直觀、形象，知識表達科學、準確，學習方式個性化，且交互性強，能充分調動學生自主學習的熱情，打破實體實驗室資源局限，有效降低實驗教學設備、材料的成本，為優質教學資源共享提供有效途徑。積極開展精品課程網絡教學，將余永寧、楊平等教授的課程錄像到中心網站上，供學生隨時在校園網上瀏覽；同時虛實結合，利用中心的優勢師資力量及儀器資源，堅持開展對師生進行各種實驗技能訓練，舉辦多期全國電子顯微鏡實驗技術培訓。
（4）加強“綜合型與創新型”人才培養的實踐環節，專門設立了6個大學生創新實驗室，并且舉辦、承辦了多項技能大賽，為大學生科技創新活動提供平臺。
（5）實驗中心運行實驗室質量管理體系，使材料實驗中心的實驗技術和管理水平提升到一個新的高度，為實驗教學、社會提供更好的服務。
：我們了解到，貴中心自2007年就開始建設材料虛擬實驗室，經過5年多的努力，該實驗室取得了不俗的成績，可以請您為我們介紹其建設經驗與取得的成果嗎？
孫建林：從2007年成為國家級實驗教學示范中心建設單位起，中心開始建設虛擬實驗室，一期建成了包括11個有材料學科代表性實驗項目的虛擬實驗室。
材料虛擬實驗室以三維形式，采用交互性強的個性化方式，準確再現實驗中的操作步驟、實驗現象及結果；可以展現“板材熱連軋生產線”這樣難以近距離觀察的大型生產設備細節、工作原理及技術參數；學生可自主選擇實驗方案、實驗步驟，系統能夠向學生提示錯誤；學生不受時間、空間和次數限制，隨時登錄系統，反復認知，不斷強化實驗技能。虛擬實驗系統設計靈活，各項實驗相關知識可以通過管理系統修改和更新。
材料虛擬實驗室
虛擬實驗室建成之后，已在部分實驗課中投入使用，還有一些教師在課堂理論講解時也用來演示，幫助學生加深理解，獲得良好反響。全校學生都可以自主登錄材料實驗測試中心網站，使用虛擬實驗室。此外，中心分別在北京和河南舉辦了兩次虛擬實驗研討會，邀請近30所高校的專家教師進行分析討論，探索虛擬實驗中存在的問題和未來的發展方向，同時進行虛擬實驗室應用推廣。目前該系統已在國內一些大學開始試用。
：“服務社會”是實驗測試中心的功能之一，貴中心在對外服務方面開展了哪些工作，效果如何？
孫建林：在服務社會方面，實驗中心除了開展對外實驗測試服務，還利用自身的優勢堅持開展對外實驗技術培訓，堅持每年舉辦一屆全國電子顯微鏡技術培訓，已培訓人員近千人次，2013年第十屆透射電子顯微技術培訓班于4月15日至19日舉行；堅持開展對外交流，2008年至今接待國內外參觀千余人次，接待國內外高校實習和社會實踐數百人次。
實驗中心大力支持改進、自制儀器設備用于實驗教學。例如：劉德民高級工程師把三臺φ130二輥實驗軋機用于學生自己動手操作和拆裝，自主開發了軋制工藝參數計算機采集系統，可以在軋制過程中自動檢測7個軋制工藝參數并自動處理數據。該軋機及測試系統已推廣到國內5所院校：中國礦業大學（北京）、天津大學、新疆鋼鐵學校、太原理工大學、河北工業職業技術學院，共計12套。
王立錦高級工程師結合科研成果自制了薄膜材料磁電阻效應測試儀，從2009年起應用于本科生材料物理性能實驗課教學。此設備在首屆全國高等學校自制教學儀器設備評選中獲成果獎，設備已經推廣到北京工商大學、首都師范大學、哈爾濱工業大學深圳研究生院等高校使用。
：請您介紹實驗中心未來的發展建設方向。
孫建林：為了把材料科學與工程學院實驗測試中心建設成為國內材料學科一流的實驗教學示范中心，力爭實現以下7個方面的目標：
（1）繼續探索、構建適合綜合型與創新型人才培養的實驗教學體系。
（2）實驗中心集約化管理，設備資源統籌安排，在現有平臺的基礎上進一步開放共享。
（3）根據學科發展的需要，改、擴、新建各實驗室；結合新專業，建立納米材料與技術實驗室；建設雙語實驗教學實驗室；進一步完善材料制備與加工實習基地。
（4）結合國家級精品課程和國家級優秀教學團隊建設，進一步優化金屬材料實驗室軟硬件配置，將其打造成國內本專業的樣板實驗室。
（5）繼續舉辦對外實驗技術培訓，拓展培訓內容；建立全國電子顯微實驗技術培訓中心。
（6）舉辦更多實驗技能競賽，提升大學生的實驗研究興趣與動手技能。
（7）將一期建成的材料虛擬實驗室的11個實驗項目應用于實驗教學，并在國內高校材料學科進行推廣，同時進行虛擬實驗室二期建設工作。
第9篇：中國材料科學的發展范文
關鍵詞：薄膜技術與薄膜材料；科研與教學；人才培養；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）07-0091-02
近年來，薄膜技術與薄膜材料得到了突飛猛進的發展，各類新型薄膜材料大量涌現，薄膜制作和微細加工工藝不斷創新，各種薄膜在高新技術領域的應用更加普及，并形成了以平板顯示器件、LED芯片制造、太陽能光伏和大規模集成電路等為代表的新興戰略高新技術產業，并對人類現代的生產生活方式產生了深遠的影響，可以說薄膜技術和薄膜材料已成為構筑高新技術產業的基本要素，是當代材料科學、物理科學、微電子制造技術最前沿和最活躍的研究領域之一[1-3]。隨著電子信息產業和人類信息社會的縱深發展，電子元器件向低維化、小型化發展，薄膜材料，特別是半導體薄膜，在微電子、光電子、能源開發與存儲等高新技術領域發揮著至關重要的作用。
隨著薄膜技術與材料科學研究的不斷發展，新材料、新方法、新技術、新工藝、新成果層出不窮，這些新的科研成果一方面不斷豐富課程內容，另一方面又不斷推動著課程實踐教學的改革，可以說，《薄膜技術與材料》課程就是建立在近代科學研究不斷積累和發展的基礎之上而形成的一門專業課程，它與科學研究有著與生俱來的淵源，這就決定了課程教學必須緊跟科研成果發展。因此，本文將基于筆者在《薄膜技術與薄膜材料》課程中的實踐教學經驗，以及通過自身在薄膜材料技術領域的科學研究與教學相結合的心得與體會，對《薄膜技術與薄膜材料》課程的實踐教學改革進行了相應的分析與討論。
一、課程傳統實踐教學存在的問題
《薄膜技術與薄膜材料》課程一般包括真空技術基礎、薄膜制備與分析、微細加工技術、薄膜材料及應用四大主要內容，涉及的知識面寬廣，課程的實踐應用性強，現有傳統的講授教學方法難以適應課程發展的需要，就我校該課程的理論和實踐教學來說，主要存在以下幾個問題。
（一）實驗教學重視不足
《薄膜技術與薄膜材料》課程本身就是實踐性、專業性和綜合性很強的一門專業課程，相關實驗的開展需要強大的硬件設備支持，而大多數的硬件投入都很昂貴，如一套磁控濺射設備一般均要幾十萬元。因此很多高校由于硬件投入的嚴重不足，相關的課程實驗根本就無法開展。而能夠開展起來的也都是利用科研的實驗設備，但又因設備的昂貴，往往又不能放手讓本科生去直接操作，因此，課程的實踐教學很大程度上還是停留在認知過程上，學生也只是看看新鮮，對技術和設備原理并沒有做到真正的深入理解，更談不上獨立操作，這對于實踐教學來說，無疑是一個短板，也在很大程度上影響了實驗教學的效果。如在筆者早期教學過程中，一位畢業的學生找到一家LED薄膜太陽能電池制造的企業從事研發工作，可剛學完《薄膜技術與薄膜材料》課程的他給我電話來詢問磁控濺射法制備薄膜的工藝控制問題。這事讓我感觸頗深，一方面我慶幸學生能主動打電話來問，另一方面也需要反思我們的教學過程，特別是實踐教學的問題。
（二）實驗內容和層次較單一，難以滿足學生深入理解和掌握的需要
《薄膜技術與薄膜材料》課程的實驗內容一般以開設磁控濺射金屬或氧化物薄膜為主，而對于其他的如溶膠凝膠技術、真空蒸發、CVD氣相沉積等方法的實驗相對較少，實驗內容相對較單一，實驗的項目也較少。一個完整的實驗過程涉及到基片清洗、靶材準備安裝、抽真空、鍍膜、退火處理以及理化性能的分析檢測等一系列內容，工序和耗時較長，另一方面又由于實驗的課時一般在4～6課時，因此要在這么短的時間內進行實驗，實驗的效果可想而知。由此帶來的后果是只能將實驗的內容進行壓縮，且實驗的層次也一般定位于認知型，因此在現行的實驗過程中，尚無法滿足學生深入理解和實際掌握各種薄膜制備技術的要求。
（三）將科研引入教學的意識薄弱，教學與產業應用相分離
由于傳統教學模式以及受限于教學大綱和學校相關教學管理制度的原因，《薄膜技術與材料》課程的教學基本還是以教材知識和案例為主導，而將科研成果引入到教學過程的意識尚需加強，特別是在實踐教學環節中，一些科學的思維、方法、研究成果難以在實踐教學過程中得以體現。另外薄膜技術與材料在當前LED產業、平板顯示器產業、太陽能光伏產業、膜式電子元器件等高新技術產業中均得到了大規模的應用，而教師在校由于與市場、企業、行業接觸機會較少，因此教師對薄膜技術與材料在產業的應用關注不夠，難以真正理解技術在產業中的實際應用情況，教學與產業的實際應用相分離，在實際教學過程中就容易造成錯位或脫節的現象。
二、構建以教師科研與教學相融合的實驗教學體系
實驗、實踐教學是國家卓越工程師培養計劃的一個重要組成部分，也是當前本科教學應著重解決的一個重要問題[4-5]。《薄膜技術與材料》作為一門應用和實踐性十分鮮明的課程，實驗實踐對課程教學顯得尤其重要。
（一）修訂并完善實驗教程，優化實驗項目
實驗教程是學生開展課程實驗的作業指導書，在實驗實踐教學中具有十分重要的地位。正是基于此認識，筆者所在教學團隊即針對我院材料科學與工程專業實驗實踐教學要求，組織編寫并出版了《功能材料制備與性能實驗教程》（2012年，化學工業出版社），并將《薄膜技術與薄膜材料》課程的實驗環節按一般性、提高性常規基礎實驗和以提高學生科研素養、培養研究能力、創新能力為主的“三性”實驗進行編排，并注重考慮教程的適用性、針對性、科學性和系統性，并對相應的實驗項目進行優化，取得了良好的效果。
（二）強化基礎實驗，并結合教師科研項目逐步拓展技能型實驗
在充分利用學院專業基礎實驗室條件的基礎上，實現課內實驗和開放實驗相結合，在滿足課程基礎實驗教學的前提下，利用課題組先進的薄膜制備設備如三靶磁控濺射儀、真空熱蒸發等，并結合教師科研項目開展了如平板顯示器電極材料氧化銦錫（ITO）薄膜、白光LED用熒光薄膜材料的制備和表征分析，通過課程實驗與科研項目的結合，極大地激發了學生的實驗熱情，并使學生的動力能力、基本科研能力得到大幅提高。通過該措施，有多名大四學生強烈要求進入課題組開展實驗研究或進行畢業設計工作，并在畢業后成功進入國內著名LED制造企業、太陽能光伏企業從事相關薄膜技術研發工作。
（三）從教師科研項目中設立子課題，并吸納在課程實驗過程中表現優秀的學生組成研究小組參與教師科研
在教師的指導下開展實驗研究，并允許學生利用項目資源參加大學生競賽活動。通過該途徑，一方面給學生提供了參與科研的機會，另一方面利用本科生敢想敢做的有利條件嘗試新的思路并為教師分擔部分科研工作。通過前期實踐，就引導學生在薄膜制備領域獲得了國家級大學生創新性試驗項目和國家級創業訓練項目各一項，指導學生獲得了第五屆“挑戰杯”廣西大學生創業大賽一等獎和2014年“創青春”廣西大學生創業大賽金獎的好成績。實踐證明通過積極吸納本科生進入教師科研項目的措施對促進學生創新性實驗和思維的培養以及強化學生參與科研的能力和信心起到了十分積極的作用，是一種創新性人才培養的有效方式。
（四）通過科研項目引導，從教師本身出發，積極開展走出去的戰略
如通過到企業進行實地考察、并與企業的相關技術人員進行溝通交流，并積極參加國內的一些行業展會如LED展、太陽能光伏展、鋰電池展等，了解技術、設備、應用現狀，增強教師的切身體會，再將這些所見所聞引入到實驗教學過程中，也有效地增進了實驗教學的效果。
三、結束語
教學改革的方向是科學技術，科學技術的快速發展，又推動了教學改革的加速，教學要適應科學技術的發展，同時又促進著科研的發展。《薄膜技術與材料》課程作為一門具有綜合性的交叉課程，是材料科學與工程專業學生拓寬就業面、切入電子信息等高新技術產業的一門重要專業課程，尤其是隨著近幾年薄膜技術與材料的飛速發展，創新性成果的大量涌現，其成為當前技術創新的一個重要領域，也是培養大學生創新思維并鼓勵其參加創新性實驗的重要陣地。時展和創新工程技術人才培養的目標要求高校和教師堅持實施“學科、專業、課程、實驗室”四位一體的建設方針，教學科研相長，理論實踐相融。在注重培養學生高尚的道德品質、扎實的知識、精湛的技能、求真的科學精神的同時，還需要將知識、素質、能力協調發展，學習、實踐、創新相互促進的先進的教學思想和實驗教學改革思路融入到課程教學過程中去，為培養高素質的工程應用型人才而努力。
參考文獻：
[1]Gagliard，M.Global Markets，Technologies and Materials for Thin and Ultrathin Films[J].BCC Research，USA，2012，294.
[2]田民波.薄膜技術與材料[M].北京：清華大學出版社，2006.
[3]葉志鎮，張銀珠，黃靖云，汪雷.以科研促進《薄膜材料技術與物理》專業課程的教學改革[J].材料科學與工程學院，2010，28（3）：474-476.
