材料科学与工程基础知识范文

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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

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中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）03-0092-02

随着经济全球化的加深与国家对外开放的不断推进，如何培养大批具有国际视野、通晓国际规则、能够参与国际事务与国际竞争的国际化人才，成为我国高等教育急需解决的重要问题。教育部早在2001年颁发的《关于加强高等学校本科教学工作，提高教学质量的若干意见》中就提出，“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”，“力争三年内，外语教学课程达到所开课程的5%～10%。”[1]。近来，《上海市中长期教育改革和发展规划纲要（2010―202O年）》中明确提出，“提升教育国际化水平，注重培养学生的国际视野和国际交流能力，增强上海教育的国际吸引力、影响力和竞争力”，凸显了高等教育中专业课程英语教学问题的重要性。全英语教学，是指用英语进行全程授课，让学生在全英语环境中学习专业知识。与一般的双语教学相比，全英语教学对学生和师资队伍的要求更高，教学难度也更大。尽管在专业课教学中如何恰当地运用英语授课，英语与中文两种语言的运用比例如何把握，仍然是一个充满争议的话题，但近年来人们逐渐认识到，双语混合授课既不利于专业课程教学目的的贯彻，也不适应国际化合作办学的需求[2]。因此，推广专业课程的全英语教学，是实现高等教育国际化的重要途径。建立国际化的课程体系，培养全英语教学的师资队伍，是实现教育国际化的重要内容[3]。上海理工大学材料科学与工程学院从培养国际化、工程化人才的宗旨出发，自建院起即开展了本科专业全英语教学的探索。“材料科学与工程”本科专业作为教育部和上海市卓越工程师教育培养计划试点专业，在课程设置方面突出了全英语专业课教学，特别是在专业基础课方面强调全英语授课，使学生从一开始就接受英语的专业知识教育，有利于培养英语思维的习惯及通过英语交流的专业能力，提高学生的竞争力。该专业的基础课主要由“材料科学基础”、“材料工程基础”和“材料结构与性能”三门课程构成；在教学内容的选择与设置方面，力求完美体现材料学科“成分―结构―加工―性能―应用”的主线。在专业基础课程体系的层面上进行全英语教学，是高等教育中一个大胆的尝试和创新，虽然符合教育国际化的要求，但是对师资队伍和教学方法等都提出了更高的要求。总结上海理工大学材料学院五年来在专业课程全英语教学方面的经验，不仅对培养材料科学与工程专业的国际化人才至关重要，而且可为其他专业类似课程体系的建设提供借鉴。

一、“材料科学与工程”全英语专业基础课程体系的特点

“材料科学与工程”的专业基础课由“材料科学基础”、“材料工程基础”和“材料结构与性能”三门全英语课程构成。课程体系的构建参考了美国有关大学的专业基础课程，并选用美国犹他大学Callister教授编写的英文原版教材为主要参考教材。三门课程的教学内容彼此关联，共同组成一个完整的、材料学科基础的知识体系。其中，“材料科学基础”作为先行课程，主要介绍金属、陶瓷与聚合物材料的组成、结构与缺陷等基础知识和概念；“材料工程基础”作为衔接课程，涉及不同材料的分类、加工方法及影响复合材料性能的主要因素；“材料结构与性能”作为后续课程，侧重于金属力学性能及其强化机制与材料的光、电、热、磁性能的介绍。通过全英语专业基础课程的教学，不仅使学生掌握材料科学与工程学科的基本概念与基础理论，并且可熟悉有关专业名词的英文表达，从而为后续专业课程的学习、出国深造与攻读研究生奠定良好的专业基础。

二、教学方法的实践与创新

对工科专业的基础课程开展全英语教学实践，是高等教育中一项充满挑战与争议的工作。一般而言，专业基础课是高校中设置的为专业课学习奠定必要基础的课程，作为基础课与专业课之间承前启后的桥梁与纽带，关系到学生专业基础知识体系的构建与后续专业课程的学习[4]，因此不宜采用全英语教学。然而，上海理工大学材料科学与工程学院近五年的教学实践表明，通过配备高素质的师资队伍，并采用有针对性的教学方法，完全有可能在不牺牲教学效果的前提下，兼顾传授专业基础知识与培养专业英语运用能力的教学目的。

首先，为了保证全英语授课教学质量，学院以具有多年海外留学经历的教师为骨干组成专业基础课的全英语教学团队，通过定期的教学研讨总结教学经验、相互取长补短，不断改进教学方法，提高教学效果。另外，学院通过邀请海外高水平师资来华授课、骨干教师观摩教学的方式，使教学团队成员获得了宝贵的全英语授课经验。材料学院经过近五年来的全英语教学团队建设，已形成一支以中青年教授为骨干、讲师为后备力量的教学梯队。考虑到三门课程教学内容的关联性，学院成立了全英语专业基础课教学协调组，由主管教学的领导担任组长，三门课程的负责人为组员，通过定期开会，协商不同课程间知识内容的划分，并针对每学期教学中遇到的新问题开展讨论，既避免了各课程授课内容的重复，又有效实现了不同课程间知识结构的连贯性。例如，当教学中涉及到先行课程有关知识时，教师注意梳理知识脉络，通过回顾先行课程基础知识的方式，逐渐引出后续课程的重点讲述内容。

其次，为了保证教学效果，全英语授课均采用小班化教学，每班学生人数控制在20人左右。小班化教学不仅有利于教师与学生的互动交流，根据学生的水平做到因材施教，并且可采用主题讨论等多种灵活的教学方法。在专业基础课程的全英语授课中，教师普遍采用启发性教学方法，注重激发学生的学习兴趣和参与课堂教学的积极性。例如，针对“材料工程基础”课程中的复合材料，可让学生列举所熟知复合材料的特点及用途，并进一步引导学生，通过查阅资料拓展对复合材料概念及其设计思路的理解。针对“材料结构与性能”课程中的力学性能，启发学生深入思考如何提高金属的综合力学性能及各种强化方法的微观机理。另外，对已讲授的教学内容，鼓励学生进行自我总结，在每一章节学习结束后，要求学生通过自由分组讨论的方式对重要知识点进行复习，并在课堂上对有关内容进行阐述和讲解，然后由教师和其他组的同学对讲述内容进行点评。通过以上方法的实施，可充分调动学生参与课堂教学及主动学习的兴趣。

再次，授课过程中我们综合采用了多种教学手段。针对学生阅读英文原版教材困难的现状，通过教师的精心备课，精练教学内容，突出教学重点；针对重点的概念和理论，通过反复强调、辅以中文解释的方式，帮助学生准备理解和掌握。课件制作时避免大段的文字描述，加入大量的图片、视频与动画，以直观图示的方式帮助学生克服语言障碍，加深对教学内容的理解。日常教学中，强调课前预习与课后复习的重要性，为了方便学生自主学习，我们为每门课程都建立了内容丰富的课程网站，为学生提供有用的知识与网站链接，并定期上传课件。每次上课前，教师都通过课堂提问等方式，回顾总结上次课讲授的重点内容，帮助学生强化记忆。

然后，全英语专业基础课程改变了传统的课堂教学评价方法，更加注重学生在教学过程中的课堂表现。除关注学生对知识技能的掌握，还关注他们自主学习、师生互动、团队协作、课堂问答及课后作业中的综合表现，即关注学生的整个学习过程。课堂表现的优劣在平时成绩中体现，占到课程总成绩的40%，从而改变了以往完全由考试成绩评价学生及教学效果的方法。

三、取得的成果与经验

材料学院成立五年来，一如既往地坚持开展专业课程的全英语授课，取得了一定的成绩与经验。目前，“材料科学与工程”专业的专业基础课程体系中的三门全英语课程均获得了上海市有关教学内涵建设项目的支持。其中，“材料科学基础”与“材料工程基础”先后获得上海高校示范性全英语课程建设项目的立项，“材料结构与性能”获得了上海市教委重点课程建设项目的资助。同时，三门全英语课程都被列为校级的专业核心课程。通过近几年的课程建设，我们在专业基础课程体系的完善、教学内容的规划、教学方法的改进与课程网站建设方面都取得了一定的成绩。

另外，在专业基础课开展全英语教学的基础上，材料学院进一步拓展了全英语教学专业课程的范围，陆续开展了“材料科学与工程”专业其他专业课的全英语教学，包括“现代材料分析方法”、“高分子科学基础”、“功能材料学”、“纳米材料学”、“复合材料学”等。通过上述专业课程的全英语教学实践，我们不仅向学生传授了专业知识技能，而且从学生开始接触专业即培养其专业英语的能力，因而获得了学生的认可与好评。我们相信，随着上海理工大学材料学院国际交换生与合作办学项目的开展，我们的全英语课程建设项目必将获得更大的发展空间。

参考文献：

[1]胡梦红，刘其根.地方农林类本科院校推广全英语教学的必要性[J].教育教学论坛，2015，（16）：105-106.

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中图分类号：G642 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2013）36-001-01

材料工程基础作为一门课程主要是材料科学和工程学科的基础课，其中主要讲了有关金属、陶瓷、有机高分子以及复合型等材料的生产、加工和材料改性的理论、方法。这门课程主要是培养学生分析问题、解决问题的能力，同时教学生掌握应用工程基础知识的能力。通过对材料工程基础的学习，使得学生的知识面更广，除此，更要注重提高学生的综合素质、材料的应用能力以及工程的意识。

一、材料工程基础的教学内容

在对材料工程基础课程的教学内容进行设置时，首先，一定要注意在材料科学和工程四要素的基础上，介绍金属、陶瓷、有机高分子以及复合性等材料的制备、合成和加工的基本原理与方法，满足学生对学识的要求，也使学生更加了解材料的思维方法、工程意识以及应用技能。其中材料科学和工程的四要素指的是材料组成及结构、材料性能、材料使用效能和材料的合成及加工。其次，引进新技术、新材料的内容在材料工程中的应用，同时对其进行分析、评价，还引进可持续发展的内容应用在材料工程中，加强学生对材料工程的认识。

二、材料工程基础课程的建设

材料工程基础是材料科学和工程的基础课程，我们对材料工程基础课程进行的建设主要有以下几点：

1、课程目标

做好材料基本知识的传授，为学生学好材料科学和工程的基础理论打下一个坚实的基础，培养学生运用材料科学和工程基础理论分析、解决问题的能力。

2、课程体系

材料工程基础课程中讲了有关材料生产、材料加工和材料改性的理论及方法。其中的中心是金属材料的学习，同时引进其他材料（陶瓷、高分子以及复合型等材料）共性和个性的特点内容，统筹材料科学和工程的系统性、实践性，显示出材料的应用性能。确定课程的重点，将材料科学中的共性与材料的多样性结合，确定专业研究的方向。

3、课程内容

吸取先进的教学经验，结合经济发展的需要，处理好课程建设之间（本课程与专业系列课程的建设）的关系，在传授材料知识的基础上，注重高新技术中新的材料、工艺、技术。

4、实践教学

通过新的技术方法（如多媒体）将理论教学与实践教学结合起来，关注内容综合化以及形式的多元化，提升教学效果。

三、材料工程基础课程的改革实践

在材料工程基础的课堂教学中，我们通过多种教学方法的结合来培养学生的综合素质和能力。

首先，基础知识的加强。1、重点关注课程的基础性；2、在制定教学大纲时，主要侧重基础理论知识的整编；3、学习时注意将相关的学习内容做好连接，规避重复性。

其次，专业知识面的拓宽。打破材料之间的界限，站在材料科学和工程的角度思考，拓展知识面。

第三，理论体系的举一反三。从理论规范与科学体系上展开举一反三。比如马氏体相变理论应用在钢的热处理方面等，不同材料中电子的迁移理论解释不同材料的行为。这些都给材料工程基础课程的内容整合打下了良好的基础。同时，为学生今后在材料领域的学习与知识的掌握打下良好的基础。

第四，教学手段的改革。由于材料工程基础课程的内容抽象化且具有较强的概念性，使学生学习起来常常感觉到枯燥乏味。所以在教学中，可以多用一些形象化的语言（教学模型、照片、曲线图以及挂图等），便于加深学生的记忆、理解，同时又提高了学生对学习的兴趣。教师也可以引进先进的多媒体教学手段，将其应用在材料工程基础的课程教学中，提高学生对知识的重点、难点的掌握。还可以通过三维动画形式将这一课程展现在学生面前，让学生在课堂中学到更多的知识，同时亦有助于教学效果的提升。

第五，新材料研究成果的引入。我们必须在掌握材料知识原理、概念及应用的基础上，建设材料工程基础课程。这些往往是最吸引学生的，所以在教学中要不断引入新的材料研究成果的应用，注重课程内容的更新，让课程同时具有基础性、先进性。

第六，实验环节的加强。这是锻炼学生的动手能力，同时对学生学习过的知识进行巩固、加深记忆，让学生分析问题、解决问题的能力有所提高。通过实验课的训练，对培养学生实践能力与创新能力有很大帮助。

综上所述，材料工程基础课程的建设和实践是一项非常艰巨、复杂的工程，在课程建设改革的过程中我们要注意，教师是主导，学生是主体，坚持以学生为本，提高学生学习的自主能力，保证教学效果，全面培养高素质 、高专业、高技术、高能力的复合型人才。

参考文献：

[1] 侯治富.金祥雷.精品课程建设目标及实现途径的研究与实践[J].中国大学教学.2006（01）.

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随着社会的发展，特别是信息功能材料的发展和应用的日益广泛，作为功能材料基础的磁性材料得到了日益广泛的应用。与此相适应的，在材料科学与工程学科的教学体系中，特别是在一些主干课程中都出现了与磁性材料相关的内容也就成为历史的必然。因为磁性材料从材料微观结构上涉及到晶态材料、非晶态材料、纳米晶材料，也涉及到金属材料、陶瓷材料等无机材料，所以在《材料物理导论》中把“材料的传导性和磁性”作为一个章节，《新材料概论》中与磁性有关的有“磁性材料”和“超导材料”两个章节，《金属功能材料》涉及到磁性的章节更多，有“磁性材料”、“金属薄膜材料”、“非晶态金属材料”、“信息材料”、“超导材料”及“智能金属材料”等章节，在涉及到材料物理性能及测试的教材中，都会不可避免地涉及到磁学知识。在国外的教材中，情况也是如此，如《工程材料科学与设计》一书。在无机材料、陶瓷材料等课程中，也都会涉及到磁性材料，在材料物理性能的讲授中，也必然会涉及到电性及磁性的内容。考虑到磁学知识的广泛性及分散性，我校在教学实践中发现，有必要充分利用学校在这方面的优势，把磁学的相关知识单独作为一门学科进行讲授，这样既有利于学生对磁学知识有一个系统的理解，也可以适应社会发展的需要。磁性材料作为一种非常重要的基础功能材料，在社会中已经得到了广泛的应用，作为材料科学与工程专业的学生，非常有必要对磁学及磁性材料的知识有一个专门的了解，这样做会使学生受益终生。因为一方面有利于扩大他们的知识面和视野，也非常有利于他们就业；另一方面有的学生进入研究生阶段后，如果具备一些磁学相关知识，也非常有利于他们的学习和研究工作，《金属材料结构与性能》属于材料科学与工程学科领域的基础教材和国内外材料专业硕士的必修教材，也把“材料的磁性能”作为一个章节进行讲授。

作为重要的现代信息功能材料的磁性材料，其发展具有悠久的历史，在这方面已经有许多专门的文献资料进行了介绍，在此不再赘述。人类很早就开始了磁学的研究，但直到量子力学创立后，才对磁性的起源有了一个较为清晰的认识，也就是说，磁性本质上起源于物质的量子性质。这就说明要研究与磁性相关的现象，就必须具有《量子力学》的学习背景；要研究大量微观粒子聚集体的磁学性质，就必然要用到《热力学统计物理》的知识；要研究固体的磁学性质，也必然要对《固体物理》有深入的了解。所以，在学习《磁学》课程之前，必须要以这三门课程的学习为先导，而在材料科学与工程专业中作为专业基础课，都会专门开设这三门课程，这也就为磁学课程的开设创造了有利条件。我校的探索实践表明，在讲授中应以《磁性材料》课程为主线来进行讲授，并且适当增加一些必要的磁学知识和磁测量知识，以利于学生的理解，也有利于学生对其他相关课程的学习。我校几年来的实践教学都收到了良好的效果。人们对纳米结构体系与新的量子效应器件的研究已经取得了许多新的进展，有许多成果已经产业化，并由此带动了传统产业的技术升级和技术进步，从而掀起了纳米科技热潮。纳米结构由于具有纳米微粒的特性，如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等特点，又存在由纳米结构组合引起的新的效应，如量子耦合效应和协同效应等，这些都属于量子力学现象，现代纳米科技研究也多是以这些效应为出发点来进行的，这些内容也是材料科学与工程学科各门主干课程的重点内容。磁学主要研究物质的磁性及其起源，也就是研究与电子的自旋相关的性质及理论。磁学从创立之初就一直在从事与量子效应有关的知识研究。从量子力学创立至今，磁学从理论上对这些问题的探索已经有将近一个世纪的时间，积累了丰富的知识，对磁学相关知识的学习，必然会大大促进学生对材料科学与工程学科的学习和理解。

并列为现代科学技术的三大支柱，并认为他们是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。在这三大支柱中，材料科学显得尤为重要，可以说材料科学是现代科学技术发展的重要支撑，这主要体现在材料是人类社会进步的里程碑，而先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导，也因为信息和能源技术的发展都与材料科学的进步和发展密切相关。材料一直是人类赖以生存和发展的物质基础，但材料科学的提出却是20世纪60年代初的事情，也是科学技术发展的必然结果。随着人们对材料的制备、微观结构与宏观性能之间关系等研究的逐步深入，各种材料体系，如金属材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相继建立起来。对不同材料的研究可以相互借鉴，也使得不同材料之间的相互替代和补充成为可能，由此也出现了复合材料的概念并得到了广泛应用。随着人们对材料研究的深入，逐渐形成了材料科学与工程这门学科。这门学科除了研究材料的组成、结构与性质的关系等基础研究之外，还研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题。现在一般认为，材料科学与工程主要包括组成与结构、合成与制备、性质及使用效能等四个方面，它是关于材料成份、结构、工艺与它们的性能和用途之间的有关知识的开发和应用的科学。由此可以看出，材料科学与工程科学有多学科交叉、与实际应用密切相关等特点，并且也是一门正在发展中的科学。作为一级学科，材料科学与工程学科下设有材料物理与化学、材料学、材料加工工程三个二级学科。按照我国的专业规划，材料科学与工程学科以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面。更进一步讲，材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的科学研究与工程技术人才。金属材料领域涉及的金属磁性材料和无机非金属材料领域涉及的陶瓷基铁氧体材料都已经得到了非常广泛的应用。高分子领域的有机磁体，目前正在成为国际上研究的热点，也是软物理研究的一个重要领域。由此可以看出，材料科学与工程领域涉及的各个方面，都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成结构材料和功能材料两大类，磁性材料作为具有特定物理功能的材料，在功能材料中占有很大的比重。当前功能材料的研究和开发的热点集中在光电子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物医用材料、超导材料、功能高分子材料、先进复合材料、智能材料以及生态环境材料等领域，这几类材料几乎都与磁性材料有直接或间接的关系，各类材料的磁学性质无疑也是当今研究的热点问题。

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材料是人类生存和发展的基础。纵观人类利用材料的历史,可以清楚地看到,每一种重要材料的发现和利用,都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平,给社会生产力和人类生活带来巨大的变化,把人类物质文明和精神文明向前推进一步。可以说没有半导体材料的开发和工业生产,便不可能有目前的计算机技术和现代信息技术革命;没有现代的高温高强度结构材料,便没有今天的宇航科技;没有低损耗的光导纤维,便不会出现光纤维的长距离传输,也无当前的光通信可言。高等院校深刻感受到材料对社会影响的方方面面,深刻认识到现代社会对材料学方面人才的需求。

我国各大高校纷纷设立了材料学院,并建立健全了材料学方面各类培养课程。材料科学基础是材料学专业学生必修的专业基础课。通过材料科学基础课程的学习, 可使学生掌握材料科学基础领域的基本理论知识和实验操作技能,以利于学生学习材料学专业的后续课程。[1-6]本论文通过分析材料学专业材料科学基础课程教学中存在的问题,阐明了材料学专业进行材料科学基础教学改革的必要性,并结合本人讲授材料科学基础过程中的体会,初步探讨了如何提高材料科学基础的教学效果,并对教学内容,教学方法等方面的改革进行了探讨。

1.材料学专业材料科学基础教学改革的必要性

随着现代社会对材料学人才的大量需求,材料学专业已逐步成为全国各大高校重要的组成部分,但由于专业的性质,材料学专业也是高校中最难学习的专业之一。要成为一个材料学专业合格的本科毕业生,既要具备化学方面的基础,又要物理方面的基础,还要掌握材料化学,材料物理等材料专业的知识。但由于学生大学学习的时间是有限的,这就造成材料学专业课程设置时,存在“课时紧,任务重” 的问题。以材料科学基础为例,材料学专业材料科学基础授课时间一般不少于120学时,而纵观全国各大高校材料学专业,材料科学基础通常为54学时,个别为72学时,且大多没有实验。这并不意味着材料学专业对材料科学基础的要求低,而是由于材料学专业课程多、学时紧等原因导致的无奈之举。材料科学基础学时少造成学生对材料科学基础的知识掌握肤浅,很难真正体会材料科学基础的本质,同时也影响了后续材料学专业课的学习。另外,不设材料科学基础实验,学生的动手能力得不到锻炼,在进行后续课程时没有任何基础,从而影响了其它材料学专业实验的顺利进行。总之,材料学专业材料科学基础教学存在的诸多弊端已严重地影响了材料学专业学生的正常学习,因此,材料学专业材料科学基础教学改革势在必行。

2.材料科学基础的课程内容和特点

材料科学基础是一门古老又新兴的课程,它是一门理论性强,内容丰富,掌握起来有相当难度的课程。同时,它也是一门重视实验,能够培养学生动手能力的课程。具体来讲,材料科学基础主要内容分为三大模块:第一模块为晶体结构和缺陷,包括各种晶体的空间结构、可能出现的各种缺陷及缺陷的表示法。本模块内容约占总学时的25%～35%;第二模块为原子及分子运动、材料的变形和再结晶,本模块内容约占总学时的45%～55%;第三模块为单元及多元相图,包括晶体的凝固和相图的关系、相图的分析等,本模块内容约占总学时的15%～25%。分析各模块的主要内容,可以提炼出材料科学基础主要包括晶体的结构及表示方法。[7-9]

3.材料学专业材料科学基础课程改革研究

3.1 教学内容改革

根据材料科学基础的主要内容和课程特点,结合材料学专业对材料科学基础的要求,我们对材料科学基础教学内容主要进行了如下改革:“精简内容,把握重点,强调相关。”材料科学基础经过上百年的发展,内容已经相当丰富,而且还在不断更新。如此庞大的内容仅仅通过短短的54学时或者72学时来顺利完成全部教学内容几乎是不可能的,因此,精简教学内容是材料科学基础教学必须进行的环节。针对材\料学专业的特点和材料学专业对材料科学基础的要求,并考虑到材料学专业材料科学基础没有实验的实际情况,我们对这三大模块进行了以下改革:首先,精简第三模块的内容,使其仅占总学时的5%,同时在第三模块中加入15%的实验内容,从而使学生掌握基本的实验操作;其次,把握第一模块的内容,第一模块为材料科学基础基础知识和基本理论,是材料科学基础学习的重点,这部分的学习可以使学生初步了解材料科学基础的本质,同时在第一模块增加材料科学基础的x衍射、透射电镜等基本的表征手段的学习,这部分内容达到总学时的40%;最后,强调第二模块中与材料学专业相关的材料科学基础内容, 占总学时的40%。第二模块的内容非常繁多,我们通过学习原子和分子的运动规律、材料的形变及再结晶规律,使学生能熟练掌握与材料学专业有关的材料科学基础知识,为后续材料学专业学习打下基础。

3.2 教学方法改革

材料科学基础是一门看似简单,但掌握起来却有相当难度的课程。在教学过程中必须尽快让学生掌握材料科学基础的学习方式,跟上上课节奏,学生才能有效地掌握这门课程。这就要求在教学过程中必须改革传统的灌输式教学方法。在教学实践中通过借鉴前人的经验和总结自己的教学过程中的教训,在教学方法上主要做了以下改革:(1)通过现实的例子,引发学生学习材料科学基础的兴趣。针对材料是科技的基础这特点,通过材料的突破实现国家的科技发展的例子,增加学生学习材料科学基础的兴趣。同时,介绍材料科学基础与材料学专业其他课程的关系,使学生了解材料科学基础对其专业学习的重要性,引起学生对材料科学基础学习的高度重视。比如讲到晶体结构和由于掺杂引起的缺陷内容时,可以介绍当前高科技领域的发展基本都是通过掺杂引起材料能带发生变化的特点,激励同学们努力学习好这门大部分高科技所需要的基础知识,为将来祖国的发展作出自己的贡献;同时介绍材料学专业方面的所有专业课或多或少的与这们课有关联的特点,使学生了解材料科学基础对其专业学习的重要性。(2)以晶体结构为主线,引导学生深刻理解物质的结构决定性质的原理。为了让学生更好地掌握晶体的结构缺陷和性质的关系,如必须使学生真正理解什么是位错运动,实际晶体结构中的位错是什么样子。(3)通过课本目录,帮助学生学会总结,比较,归纳。材料科学基础内容琐碎繁多,在学习过程中,必须及时总结,比较和归纳,才能将材料科学基础的内容形成整体,不致前面学的很快就忘记,影响后面内容的学习。在教学过程中,针对学生在长期学习过程中不看目录的缺点,我们强调了目录的作用。比如学习完一章后引导学生根据目录回忆本章主要内容,象本章包括几节,每节主要讲了什么主要内容,其中重点是什么等。然后引导学生比较这一章与前面几章的联系和区别。最后,分析学过的内容,总结和归纳出要掌握的主要内容。(4)逐步引导,培养学生自学。大学教学的一个很重要的任务就是教会学生自学,学生在学习材料科学基础的过程中对于晶体的结构和三元相图,掌握起来具有较大难度,需要老师讲解,但对于原子结构和键合相对简单,可以通过在老师引导下,学生自学的方式掌握。这既节约了学习时间,又有效地锻炼了学生的自学能力。(5)通过做凝固和晶体结构分析实验使学生对书本上学的凝固原理和晶体结构缺陷有更深入的了解,如让同学门把铁碳合金熔化后浇注在砂型腔里铸造成钢锭,研究是凝固原理对其结构的影响,然后把凝固后的钢锭用xrd(x射线衍射),研究其晶体结构和晶体缺陷,同时把钢锭磨平后在显微镜下研究其晶相,找出成分中的马氏体等晶相组织,与书上的相图对比,加深对书本上知识的理解。

3.3 考试方式改革

课程成绩的考核是课程的重要内容,考核方式对教学效果有很大的指导作用。针对材料科学基础的特点和主要内容,我们将材料科学基础的考试方式分为三块,一是传统的闭卷考试,占总成绩的60%,二是平时成绩,主要是作业完成情况和每章主要内容总结等,占20%,三是实验情况,在学生的实际操作中,考察学生的动手能力,以及通过实验考察学生对课本内容的理解能力占20%。其中在闭卷考试中,我们强调了课本的基本知识,同时,有相当数量的综合题主要考察学生对所学的内容的综合应用情况,而概念题则考察学生对材料科学基础结构和本质的理解情况。

4.结论

通过以上教学改革探索,激发了学生学习材料科学基础的兴趣,加深了学生对材料科学基础这门课的理解,为后续的材料学专业的课程学习打下了坚实的基础。

参考文献

1 张莉芹.“材料科学基础”多媒体教学浅析[j].中国冶金教育,2008,5:58-59.

2 张建新. 《材料科学基础》本科教学的改革与实践[j].科技信息,2009,21:114-115.

3 王小槐,张照军.《材料科学基础 综合设计型实验教学的探索[j].实验室研究与探索,2004,23(1):62-64.

4 杜双明.材料科学基础课程教学质量保障系统[j]. 技术与创新管理,2008,29(6):649-651.

5 付猛,沈榕.论材料科学基础课程建设的基本原则[j].时代教育,2008,10:44-45.

6 王章忠, 张祖凤, 巴志新. 应用型本科《材料科学基础>>课程建设与改革[j]. 南京工程学院学报(社会科学版),2005,5(2):65-66

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材料与信息、能源并列为现代文明的三大支柱，是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。2012年工业和信息化部2月22日的《新材料产业“十二五”发展规划》明确指出：材料工业是国民经济的基础产业，新材料是材料工业发展的先导，是重要的战略性新兴产业。“十二五”时期，是我国材料工业由大变强的关键时期。加快培育和发展新材料产业，对于引领材料工业升级换代，支撑战略性新兴产业发展，保障国家重大工程建设，促进传统产业转型升级，构建国际竞争新优势具有重要的战略意义[1]。学科的建设与发展离不开人才。高品质人才的培养是实现国家“十二五”规划的保证。如何培养高素质的材料科学人才成为摆在国内教育界的共同的问题。

从事材料科学研究的人员必须具备一定的材料科学基础。这就决定了材料科学基础是材料类本科生的重要的专业基础课程。该课程以介绍材料学领域的基础理论，阐述各种材料的共性基础知识为目的，从材料的组织结构出发，研究材料的结构与材料的制备方法、加工工艺以及材料性能之间的关系。该课程既具有较强的理论性，又与生产实际有紧密的联系，是学生学习后续各门专业课程如材料分析方法、材料制备技术等的必备基础理论知识。然而，由于课程内容覆盖面广，理论性强，内容枯燥，基本概念多，部分章节之间联系较弱等特点，因此学生学习起来非常困难。即便是学生暂时掌握了规定内容，由于没有付诸于实践所学内容易遗忘，这样造成了教学资源与人力资源巨大的浪费。另一方面，近年来，随着经济社会的发展，部分在校教师争取到了国家或者地方的研究项目，且在执行项目的过程中出现了参与研究人员不足的现象。如果让大学生参与科研研究既可以使学生更好掌握所学知识，又可以解决项目研究人员短缺问题。在大学阶段尝试通过参与科研研究，对于提高学生的学习兴趣，更好应用所学知识，提高学生的素质，有效利用学校信息资源、研究资源以及高水平的人力资源具都具有积极地意义。

1.当前材料科学基础教育的特点与问题

材料的使用是人类最为古老而基本的活动之一。材料科学与工程教学始于1865年美国、英国高等学校设立的矿冶专业，侧重于炼钢、铸铁、冶炼工艺等方面教学，最初以金属材料为主。20世纪40年代后教学计划中加入了“广泛材料”基础理论及非金属材料课程[2]。

材料科学是随着固体物理、无机化学、有机化学、物理化学等学科的发展而形成的跨学科产物。材料科学的主要任务是对物质结构和物性的深入研究，推动了对材料本质的研究和了解。材料科学基础则是总结不同材料共性，从而对材料的制备、结构和性能予以综合介绍的一门课程。正是由于其综合性，材料科学中涉及的物理、化学甚至数学方面的基本概念很多，造成很多学生学不懂。即使当时懂了，但是没有实践活动，时间长其内容完全忘却[3]。针对这一严峻的现状，部分教育者大声疾呼改革现有材料科学教学方式，提高教学质量[4,5]。另一方面材料学科是一门典型的实验学科，知识的理解需要一定量的实验支撑。要进行实验必须有足够的实验条件支持。近年来部分学者对材料学科大学生加强课程内实验训练提出部分具体的方案[6,7]。前些年，由于我国经济基础较差，研究经费集中地投入到重点学科和高水平地研究机构和人员身上。随着国家经济实力的明显增强，研究经费日益充足，完全有条件为大学本科生进行适当的研究活动提供支持。随着国家在教学与研究领域的投入，部分高校基本实验条件与设备水平有了很大提高，适当开展大学生研究基本条件已经具备。大学生恰恰处于知识结构构建时期，也是个人创造能力极为旺盛的时期。通过合理开展研究，一方面有利于激发学生的学习热情，另一方面可以提前选拔有潜力的大学生进行专门培养。通过这种方式为我国材料科学研究培养急需的高水平材料研究人员。这种培养人才的方式将打破传统先学习后应用的培养模式，建立边学习边应用的崭新模式。相信这种模式的建立将对推动我国材料科学教育的发展，对我国材料基础与应用研究具有积极意义。

2材料学科大学生进行研究方案的初步探索

2.2.1材料学科大学生进行研究时机的选择

一般而言大学生在第一年进行基础学科学习。通过第一年的学习掌握必要的高等数学知识。其英语水平将得到进一步提高。进入第二年大学生逐步完成物理、化学知识的学习。第三年开始接触材料科学内容。总体上讲这种课程的安排符和大学生知识结构构建的客观规律。大学三年级学生的知识结构已经日渐成熟已经具备从事研究的基本条件。因此大学三年级是展开研究型材料科学教育的合适时机。

2.2.2大学生参与研究项目的设置

由于大学生正处于知识结构构建的关键时期。特别是大学三年级的学生刚刚结束基础课程的学习，进入专业基础课程的学习阶段。研究题目难度的设置应当慎重。课题难度太大会给学生造成一定压力，有可能会失去研究兴趣；而难度太小则不能调动学生的积极性。作者建议可以根据材料科学基础课本中将要讲述的内容结合当前进行的研究截取相对独立的内容作为大学生研究的课题较为合适。

2.2.3大学生参与研究项目的硬件条件的落实

作为实验学科，大学生实验仪器、设备的落实与管理应当予以重视。由于此阶段的大学生一方面要进行专业基础课以及专业课程的学习，一方面参与部分研究。因此其实验仪器等可能处于间歇式使用阶段，为了降低成本，提高仪器的使用效率建议：1）尽量使本科生和研究生公用某些设备。本科生上课期间仍可保证仪器的高效利用；2）为了培养大学生独立的研究能力，部分低值易耗实验品尽量为本科生配齐配全。3）本科生实验样品经过精选予以测试。为了保证研究效果测试阶段指导教师应到场对实验的技术、结果好坏结合材料科学基础的内容予以讲述。

2.2.4大学生参与研究项目与管理监督

作为正在进行理论学习的大学生，其参与项目的时间、项目进行的状况应当及时掌握。建议通过了解学生的课程安排后，合理安排大学生的实验。一方面为大学生留出足量的休息时间，另一方面根据研究的进度、研究的性质安排大学生实验。研究进行阶段应当有专人指导。经过大学一年级与二年级的基础课程学习，大部分大学生已掌握了部分必要的理论知识和实验技能，但是应当注意部分特殊实验，如有毒、有害物质的使用与保管等方面，应当有专人负责具体指导。部分特殊实验技能应当有专人负责传授与监督。通过帮带的形式迅速提高本科生的实验技能与安全意识。为了检查大学生参与研究的效果，建议通过以下几方面进行考核：1）实验的出勤率 科学研究是典型的实验科学。没有足量的时间就不会达到预期的结果，也不能培养大学生良好的研究习惯。2）实验结果的整理 通过对实验结果的及时总结是寻找实验规律，及时修正研究方案，提升研究水平的重要手段。根据学生研究时间的安排确立合适的周期，让学生对实验结果进行总结。指导教师予以点评是拓宽学生研究思路、提高学生研究水平的重要手段。3）实验报告及论文的整理 由于研究内容不同、难度不同以及其他软硬件设施的限制、大学生个人领悟能力及动手能力的不同，有可能研究结束后达到的实验结果水平不一。但是通过对实验结果的整理分析，均可以形成实验报告，特别是实验结果较好时还可以整理成科技论文予以发表。相信通过成果的发表一定会对大学生科研兴趣的提升起到积极地作用。

结语

本文通过分析大学生知识结构体系、时间安排提出研究式材料科学基础教育的设想。提出了大学生参与时机的把握以及研究过程中课题设置、硬件配套、管理监督等方面的一些具体措施。通过研究式的材料科学基础教育调动大学生学习的积极性，巩固与加深大学生对材料科学基础知识的理解，为大学生参与科学研究奠定基础。为国家培养研究型人才奠定基础。

参考文献

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[2] 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．教育部高等学校教学指导委员会通讯，2006 ( 1)]。

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[4] 李洪波，王静，刘洪丽，金宝士，于峰，李春洁，材料科学基础的教学改革与实践，铸造设备与工艺，2009，4，48-50。

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Teaching experience of material science foundation course for functional materials major

Bai Jing， Teng Fei， Huang Mingli， Luo Shaohua， Qi Jianquan

Northeastern university at Qinhuangdao branch， Qinhuangdao， 066004， China

Abstract： The materials science of the metallic materials， the inorganic non-metallic materials and the polymer materials has been combined for the functional materials major in our university， and added the latest research results to the traditional knowledge of fundamentals materials science to gain better teaching effect. In this paper， based on the idea of teaching reform， several important reforming measures have been discussed in detail for the teaching reform of the materials science foundation course， aimed at improving the teaching quality and teaching efficiency； enhance students' analytical ability and innovative ability.

Key words： material science foundation； functional materials major； teaching reform

21世纪，材料科学与工程技术是国家经济建设的重要基础和支撑之一。材料科学基础是材料科学与工程类学科的一门专业基础课程，这门课程既要密切联系理论，又要为其他专业课程打下扎实的基础[1]。通过材料科学基础课程教学，学生能较好地了解材料的成分与组织结构，合成与制备，材料的性能及应用的基本知识，相互关系及其影响规律；对培养学生科学的思维方法、创新能力及运用基础理论知识解决实际问题的能力作用巨大。高等教育专业设置变化和课程体系的改革以及材料科学技术的迅猛发展，对材料科学与工程类人才素质提出了新的要求，已从原来较单一的技术人才转变为高素质、宽口径的复合型人才，材料科学基础课程教学中存在的问题也日益显现。研究和探讨课程体系的优化，兼顾金属材料、无机非金属材料和高分子材料的共性和个性，对提高该课程教学效果，培养复合型人才具有十分重要的意义。

1 材料科学基础教学改革的基本思路

材料科学基础教学改革的基本思路是：以厚基础、宽口径、面向现代工程为前提，根据本校实际情况进行。2011年，我校应教育部要求开设功能材料新学科，而功能材料以所需知识领域宽、学科发展迅速区别于常规的结构材料学科。

（1）我校集合常年工作在金属材料、无机非金属材料和高分子材料教学和科研一线的教师编写了一本《材料科学基础》（功能材料用）新教材，融入金属材料、无机非金属材料和高分子材料的共性和个性知识，并结合经济与科技的发展以及本校学科建设的进展，突出《材料科学基础》理论的共性，书中尤其注意了不同种类材料之间知识的交叉和渗透。

（2）着重培养学生科学的思维方法和创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力，即注重培养学生获取知识、运用知识、创新知识的能力。功能材料领域材料科学发展非常迅速，课本的知识永远落后于最新的科研成果，因而，能力的发展重于知识的传授。

①我校对大学二年级的学生采用导师制培养方式，每位导师都有自己的专攻学术领域，而学生根据自己的兴趣爱好可以自主选择导师。在导师带领下，学生开始进入实验室，学习使用相关的实验仪器设备以及最新的学科动态。学校方面，给予大学二年级和三年级的学生一定的实验经费，通过创新实践培养学生的科研兴趣和自学能力。很多学生在教师的带领下参加各种国家级、省级科技竞赛，如全国大学生节能减排大赛和全国大学生挑战杯科技竞赛等，并多次获得奖项。2013年我院81002班本科生张溪溪等人“利用提钒弃渣制备锂离子电池正极材料LiFePO4及其电化学性能研究”，81002班侯瑞等人的“基于废弃锌锰干电池制备ZnMn2O4及其电化学性能研究”获得2013年“力诺瑞特”杯第六届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛三等奖。

②为切实做到“强专业、重实践”，我校采用3+1教学模式，即3年授课+1年毕业设计。在“3+1”模式的导向下，越来越多的学生在本科阶段有了更为清晰的专业成长目标。充足的毕业设计时间，使大四本科生充分参与到指导教师的科研课题中，对本专业的前沿领域和基础知识的实际应用有了深刻的了解，优秀大四学生能多次发表学术论文以及申请专利项目。例如，罗绍华（本校教师）、翟向乐（学生）、张雅倩（学生）、田勇（学生）、李辉（学生），申请的发明专利“硅酸锰锂/纳米氧化物复合正极材料及其制备方法”（专利号：ZL 2011 1 0109725.0）已获国家知识产权局授权。

在教学过程中，适当安排部分章节让学生自学。学生通过查找相关参考书籍，总结概括自学部分的知识要点，科研领域的名人轶事，材料领域发展中的重大里程碑进展等，然后分小组分析讨论，提高学生的自学能力和对材料专业课的学习兴趣。此外，在教学安排中，每年度安排两次参观。一次是参观本校太阳能电池和锂离子电池实验室，一次是参观磁性材料生产企业，让学生可以理论联系实际，运用理论知识解决实际问题。我们还通过加强实验教学，提高学生的动手能力[2]。

2 将最新科研成果融入材料科学基础课程讲授中

在材料科学基础课程备课过程中，注意融入最新的相关领域的科研成果。学生觉得所学知识非常新鲜和超前，能够及时了解本学科的前沿动态，从而提升学习兴趣，对传统知识的理解亦会更为深刻。这种教学方法抓住了“90后”学生喜欢新鲜事物的特性，获得了良好的教学效果。

图1 强磁场对Fe-C二元合金相图共析点的影响

例如：在讲授Fe-C二元相图时，加入了全国优秀百篇博士论文获得者张宇东博士（东北大学毕业）关于10特斯拉强磁场对Fe-C相图影响的内容[2]。强磁场的使用会使共析点向高温高碳的方向移动（如图1所示）。从而将课本中平衡相图的局限打破，引入了外场对平衡相图的影响。

另外，在讲述固态相变―马氏体转变章节时，讲授应用马氏体相变过程中的体积效应可以实现温控形状记忆效应。在该部分，融入了最新的研究成果，说明由马氏体相变引起的形状记忆效应不仅可以由温度场驱动，还可以由磁场驱动，由此产生一类新的智能材料被称为磁控形状记忆合金，它兼具大的磁场诱导应变（传统的温控形状记忆合金）以及快速的响应频率（压电陶瓷和磁致伸缩材料），现已成为国际范围内智能材料的研究热点，从而补充和扩展了原有的知识体系。

3 合理运用板书与多媒体教学方式

材料科学基础课程内容多且抽象性、理论性强，为了提高该课程的教学效果，应该采用有效的教学手段和教学方法。

传统的板书教学是课堂教学的一种重要手段[3，4]。板书这种教学手段数百年来在教学发展史上起到了重要的作用，即使在科技高度发达的今天，也始终没有退出历史舞台。但是单纯使用板书教学的局限性也是显而易见的，如信息容量小且板书内容不易保存，缺乏生动性和趣味性，学生很难保持持续的注意力，已不能完全满足课堂教学的需求。

随着社会的不断进步和科学技术的迅速发展，多媒体教学已经启动并迅速开展。与板书相比，多媒体教学有很多优点，能创造出一个有声有色、图文并茂的教学环境，把抽象的事物直观化，把复杂的问题简单化，为教师教学的顺利实施提供形象的表达工具，从而可以激发学生的学习兴趣。如将F-R位错源、位错扫过、位错的多滑移和交滑移、热聚合物拉伸变形、马氏体的表面浮凸现象等由书本的平面教学转为多媒体3D教学，使原来单调的课堂教学直观生动、新奇有趣，易于学生理解和接受，激起学生的学习兴趣。多媒体教学省去教师板书的时间，可以增加课堂信息量，提高课堂教学效率。

当然，也有教师指出过多使用多媒体手段的弊端，如教师备课不充分，多媒体教学要求教师制作课件，因而没有充足的时间备课；有的教师自己不制作课件，使用其他教师的课件，不能把课本知识充分消化理解，把讲课变成了“念课”，不利于学生学习能力、思维能力和创新能力的培养。而且一旦停电，讲课教师便束手无策，影响正常上课秩序。因此，授课教师必须充分备课、认真备课，将课本知识深刻理解，并且充分了解学生的知识水平，将学生难于理解的知识点用通俗易懂的语言流利地表达出来。课堂教学时使用恰当的教学方式，利用板书和多媒体课件相结合的方式来授课。将理论知识和一些不易使用板书的教学内容用多媒体课件呈现；对于一些学生应重点掌握的知识点则使用板书的形式着重强调。将每堂课的知识点精心组织，恰当地设置问题进行启发，并预见学生的回答。从而达到板书、多媒体与启发式教学完美地结合，保证教学按照预期效果顺利完成。

4 结束语

综上所述，材料科学基础是一门传统的基础课程，在建设创新型国家以及材料科学快速发展、本科教育向应用型方向转变的背景之下，该课程的教学要求、目标、重点、手段都已发生了根本性的变化。紧跟现代材料科学发展的步伐，及时更新和充实材料科学的最新理论及应用成果，使课堂教学与实践教学相结合，才能卓有成效地提高材料科学基础课程的教学质量。

参考文献

[1] 周细应，李培耀，童建华.《材料科学基础》教学改革的实践探讨[J].上海工程技术大学教育研究，2005（2）：1-3.

[2] 张宇东.强磁场下钢的扩散型相变的理论与实验研究[D].沈阳：东北大学，2007.

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【中国分类法】：G420

随着我国对科技应用型人才的需求急剧增加，福建工程学院将立足于建设成为优秀的科技应用型大学，向社会和企业培养输送优秀的科技应用型人才。科技应用型本科人才是介于学术型人才和技术型人才之间的工程应用型人才[1], 因此，在课程培养模式上应有一定的适应培养科技应用型人才的方法。原有的培养学术型人才的教学方法不再适应现在对科技应用型人才培养的要求，迫切需要对一系列本科课程教学进行改革。《高分子材料科学基础》课程是福建工程学院材料成型与控制工程专业中极其重要的一门专业基础课，通常在本科三年级上学期开设，此门课程构建了公共基础课与专业课程的一个桥梁，其教学成果的优劣直接关系到学生学习其它专业课程。因此，根据福建工程学院办学定位和特色，本文将对《高分子材料科学基础》课程教学方法的改革进行研究与探讨。

一 、运用实例激发专业激情

对于刚刚接触专业课的大三学生，专业兴趣对他们的培养十分重要，专业学习的兴趣一旦产生，对后续的专业课程学习将会起到事半功倍的效果。那么，我们如何来激发学生的这种专业学习兴趣呢？可以应用身边高分子材料应用的实例来激发学生的专业学习激情。例如，食物中的蛋白质、淀粉、御寒的棉、麻、丝、毛以及皮革，居住建筑的竹木等都是高分子材料；生活中随处可见的塑料饮料瓶、一次性塑料杯、各种各样的塑料玩具、尼龙绳、汽车轮胎等同样也是高分子材料。目前，形形的高分子材料在各个方面改变着人们的生活方式及生活环境，在提高人们生活质量方面起着极其重要的作用。高分子材料在逐渐替代传统的金属、陶瓷等材料，可以说人类正在经历高分子材料时代[2]。那么，如何去合成制备高分子材料呢？如何去表征及测试高分子材料的结构及性能呢？如何去加工制备高分子材料制品呢？如何去理解探究高分子材料的合成制备、结构和性能三者之间的关系呢？带着这些问题的提出，学生求知心切，想知道原因，将会大大激发学生进一步去学习这门专业基础课的兴趣。

二 、改革教学方法与手段

目前，基于电视录像、幻灯片、多媒体课件等多种形式的教学方法的采用，不仅提高了教学过程中的信息传递量和教学内容的科学性、先进性、趣味性,又加强了学生与老师的实时交流，从而提升了教学效果[3]。但对于应用性学科《高分子材料科学基础》来说，扎实的理论知识和良好的实践技能二者缺一不可。因此，仅仅靠多媒体教学还不能够达到理想的教学效果。例如，在对‘聚合物成型加工’这部分内容进行讲解时，完全可以把课堂搬进实验室。学生边参观注塑成型、挤塑成型、吹塑成型、压延成型以及发泡成型等成型设备，老师边对这些设备的原理，加工方法，适合的高分子材料等进行详细的讲解。这种教学方法使抽象的理论基础知识与形象的实践应用有机的结合起来，不仅提高了学生的学习兴趣与热情，而且把课堂所学的理论知识达到学以致用的效果。

三 、改革实践教学环节

实践教学环节不仅是《高分子材料科学基础》课程建设的重要组成部分，而且是培养学生工程意识、创新能力和动手能力的重要途径。这对科技应用型本科教育尤为重要。因此，在这门课程的教学过程中，应大力改革实践教学的形式和内容。对于传统的实践教学环节，多数采取老师边操作边讲解的教学模式，让实验基地变成了仅仅是学生参观的地方。实践教学环节应该充分发挥实验基地的功能，让其不仅是学生参观的地方，更是学生把课堂所学的理论知识发挥的地方，让学生有更多的时间自己动手操作学习。这样不仅培养了学生的实际动手能力，而且更激发了其认真学好理论知识的积极性。另外，可以把教学实践环节与科研项目结合起来，加大综合性、创新性实践环节的比值，使学生尽早的进入科研实践活动。在解决工程中出现的实际问题的同时，学生得到了系统的科研实践能力的训练，同时避免了知识陈旧，紧跟科技应用前沿，为学生毕业后的社会工作做好充分的知识与实践能力的准备。

四 、考核方式与成绩评价标准多元化

传统的采取开卷或闭卷‘一考定终身’的考核方式已经无法满足科技应用型人才培养模式的需要。考核方式与成绩评价标准应以提高学生的综合素质和实践应用能力为主要目标。因此，《高分子材料科学基础》课程应采取多元化的评价标准，例如，笔试、课程小论文、实践创新课题研究、工程应用实训环节等。通过笔试重点考查学生对基础与理论知识的理解能力和应用能力，检测学生分析解决问题的能力。通过课程小论文侧重培养和锻炼学生综合应用材料知识、自主创新,并快速有效地获取分析材料信息资源、撰写科技论文的能力。通过实践创新课题研究考查学生理论联系实际和创新能力，并锻炼和培养其科学思考问题的思维习惯。通过工程应用实训环节考查学生利用基础知识解决实际应用问题的能力，为以后的工作打下坚实的基础。通过以上多元化的考查方式建立起以素质教育为本的考核体系，从而形成有利于培养具有良好综合能力的科技应用型人才的衡量标准。

小结

为了良好的适应培养科技应用型人才的培养方案，课程教学改革是一项任务艰巨、涉及面广、影响深远的系统工程。本文对《高分子材料科学基础》课程在教学方法与手段、实践教学环节、考核方式与成绩评价标准多元化等方面的改革进行了初步的探讨。强调教师应充分在立足于教材的基础上对教学方法进行改革，结合科技应用型人才的培养方案，注重实践教学环节，建立科学的评判制度评定学生成绩，从而形成培养学生综合能力的人才培养模式。

参考文献

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中图分类号：G421 文献标识码：A

材料是人类生存和发展的基础，对人类历史的进程起着关键性的作用。纵观历史，人类使用材料已经有很悠久，可以清楚地看到随着人类文明和生产的发展，人类对材料的要求不断增加和提高，于是由采用天然材料进而为加工制作，再发展成为研制合成。在近代科学技术的推动下，材料的品种日益增多，不同效能的新材料不断涌现，原有材料的性能也更为改善与提高、力求满足各种使用要求。人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平,给社会生产力和人类生活带来巨大的变化,把人类物质文明和精神文明向前推进一步，因此材料科学又成为科学技术发展的基础、工业生产的支柱。我国高等院校深刻感受到材料对社会影响的方方面面,深刻认识到现代社会对材料学方面人才的需求。

《材料科学基础》是一门古老又新兴的课程,它是一门理论性强,内容丰富,掌握起来有相当难度的课程。同时,它也是一门重视实验,能够培养学生动手能力的课程[1、2]。教学实践证明，《材料科学基础》课程的教学内容不但具有明显的基础性、文理性和实践性，而且还有知识点多、内容繁杂、抽象难记、教学难点突出的特点。随着材料科学技术的不断发展，各种新型材料、新工艺、新技术和新理论已经充分融入到现阶段的教材内容中，从而使教学内容不再是只有枯燥的概念、难以理解的原理、单调的方法和规则的简单地相结合，而是由知识传授与技能训练相互渗透所形成的完整体系。

一、学科实行教学改革的必要性

随着现代社会对材料学人才的大量需求,材料学专业已逐步成为全国各大工科高校研究生教学的一部分。由于研究生学习的时间是有限的,这就造成《材料科学基础》课程设置时,存在“课时紧、任务重” 的问题。材料科学基础学时少造成学生对材料科学基础的知识掌握肤浅,很难真正体会到材料科学基础的本质,同时也影响了后续专业课的学习[3-5]。另外,没有有关的材料科学基础实验,学生的动手能力得不到锻炼,在进行后续课程时没有任何基础,从而影响了其它实验的顺利进行。故此,材料科学基础教学改革势在必行。

二、教学内容改革

材料科学基础经过上百年的发展,内容已经相当丰富,而且还在不断更新。根据《材料科学基础》的主要内容和课程特点,并且结合我校汽车与交通学院对材料科学基础的要求,将对《材料科学基础》这门学科的教学内容进行了改革探索。庞大的教学内容仅仅通过短短的54学时或者72学时来顺利完成全部教学内容几乎是不可能的。因此，精简教学内容是材料科学基础教学必须进行的环节。将冗长绕口的书本内容经过提炼后总结出言简意赅的话语，而且在授课过程中始终贯穿着这门学科的重点内容，让学生牢牢将理论与实际紧密联系起来，时时刻刻强调它们之间的相关性。

将《材料科学基础》的教学内容划分为三个板块：

第一板块是晶体结构和缺陷,包括各种晶体的空间结构、可能出现的各种缺陷及缺陷的表示法。这部分是材料科学基础基础知识和基本理论,是材料科学基础学习的重点。通过对这部分的学习可以使学生初步了解材料科学基础的本质,同时在第一模块增加材料科学基础的X衍射、透射电镜等基本的表征手段的学习,这部分内容达到总学时的40%。

第二板块是原子及分子运动、材料的变形和再结晶。这部分的内容非常繁多,让学生通过学习原子和分子的运动规律、材料的形变及再结晶规律,能够熟练掌握与材料学专业有关的材料科学基础知识,为后续专业学习打下良好而又坚定的学科基础。这部分的教学内容占到总学时的40%。

第三板块是单元及多元相图,包括晶体的凝固和相图的关系、相图的分析等。安排这个板块的教学内容仅占总学时的5%,同时再增加15%的实验内容,通过实验操作从而使学生了解各种分析测试仪器的使用说明，并且掌握基本的实验操作流程。

三、教学方法改革《材料科学基础》是一门看似简单,但掌握起来却有相当难度的课程。在教学过程中必须尽快让学生掌握材料科学基础的学习方式,跟上上课的节奏,学生才能有效地掌握这门课程。这就要求在教学过程中必须改革传统的灌输式教学方法[6]。在教学实践中通过借鉴前人的经验和总结自己的教学过程中的教训,在教学方法上主要做了以下改革:

通过多媒体教学的视觉效果激发学生对本学科学习的兴趣。兴趣是引导学生学习的老师，那么从改掉原来一直以板书为主色调的教学方式开始，采用flas、Power point课件等多媒体教学工具进行教学辅助。多媒体教学可以使一些较为抽象的概念变为生动形象化的动画过程，也可以把无法直接观察的结构变化形象地展示给学生，既加深学生对知识的理解，又提高了学生对本学科的学习兴趣。

通过对实际生活中实例的研究与讨论，强调理论联系实际的重要性。学生只是一味地通过听老师讲解知识也是调动不起学习的主动性，所以课下给学生布置一些搜集信息的教学任务，在课堂上给学生一个开展当前高科技领域所应用到的本学科知识的实例讲解舞台，这样不仅可以调动学生学习的积极性，还能锻炼他们收集信息的能力，同时能够将所学的理论知识融入到现实生活中的实例中，突出了理论联系实际的重要性。

通过教师在教学过程中逐步引导学生学习方式,培养学生的自学能力。研究生教学的另一个很重要的任务就是教师需要教会学生怎样自学，针对一些相对简单易懂的教学内容，可以通过教师的引导，让学生自己通过自学来掌握，而那些掌握起来难度较大的教学内容则通过教师的讲解使学生消化吸收。这既节约了学习的时间,又能有效地锻炼了学生的自学能力。

（4）通过学生亲自做相关的实验，不仅可以对知识有了进一步的消化和吸收，还可以增强学生的动手操作能力。如果只单单进行理论上的研究也是教学上的败笔，不如通过实验让学生亲观察各种材料的晶体和晶粒的物理变化，这样既可以锻炼了学生的动手操作能力，又让学生对所学知识得到了升华，使得教学变得不再是那么死板。例如做凝固和晶体结构分析实验使学生对书本上学的凝固原理和晶体结构缺陷有更深入的了解,如让同学门把铁碳合金熔化后浇注在砂型腔里铸造成钢锭,研究是凝固原理对其结构的影响,然后把凝固后的钢锭用XRD(X射线衍射),研究其晶体结构和晶体缺陷,同时把钢锭磨平后在显微镜下研究其晶相,找出成分中的马氏体等晶相组织,与书上的相图对比,加深对书本上知识的理解[7、8]。

四、考试方式改革课程成绩的考核是课程的重要内容,考核方式对教学效果有很大的指导作用。针对《材料科学基础》的特点和主要内容,将《材料科学基础》这门学科的考试方式分为三部分：一是传统的闭卷考试,占总成绩的60%；二是平时成绩,主要是作业完成情况和每章主要内容总结等,占20%；三是实验情况,在学生的实际操作中,考察学生的动手能力,以及通过实验考察学生对课本内容的理解能力占20%。其中在闭卷考试中,重点强调了学生对课本基本知识的掌握情况,同时,有相当数量的综合题主要考察学生对所学的内容的综合应用情况,而概念题则考察学生对材料科学基础结构和本质的理解情况。五、结论

通过强调理论联系实际、多媒体教学设备辅助课堂教学、添加实验操作课程等教学改革，讲、思、做三者的相结合不仅激发了学生对该课程的浓厚兴趣，提高了自身的自学能力，增强了动手操作能力，同时还使学生对所学内容进行了进一步的理解和升华。

参考文献

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[6] 付猛,沈榕.论材料科学基础课程建设的基本原则[J].时代教育,2008,10:44-45.

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关键词：车辆工程 材料科学与工程 学科交叉 源头创新 未来汽车

中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：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年第一辆汽车诞生以来，人类社会生产与生活发生了深切的变化。汽车工业的迅猛发展，已经成为许多工业大国的支柱产业。20世纪50年代起中国开始自主建设汽车工业，并于20世纪80年代起通过大规模引进和消化吸收、自主开发，我国的汽车工业已发展成为世界汽车大国，产量占全球第一，不过在汽车技术领域与国际先进国家仍有较大差距[1]。

随着人类社会对资源消耗的大幅增加，化石能源短缺、温室效应、环境污染已成为人类所面临的一个重大问题，而建立在大规模资源消耗的汽车工业则走到了一个十字路口。为适应社会发展的需求，新能源技术、轻量化、智能化已成为未来汽车产业发展的必由之路，诸如：锂电池、轻量化材料、传感器材料等一大批汽车新材料不断涌现，成为新一轮汽车工业革命的源头动力[2]。

1 我国汽车相关本科专业人才培养现状及需求

为了培养我国汽车工业研发、技术与管理人才，国内一些高校相继建设了车辆工程、汽车服务工程等一批汽车类专业，成效显著。但目前该类专业的人才培养模式与我国汽车工业发展模式相近，即偏重于汽车生产制造和汽车服务保障，各高校车辆工程专业培养方案同质化现象较为严重[3，4]，在汽车技术源头开发创新人才培养上则有所欠缺。近年来，我国许多高校在车辆工程等本科专业教学实践中已逐渐认识到，单纯偏重于车辆机械工程领域的教学模式已不完全适应汽车产业的高端人才培养所需，因此，相继开展了跨学科培养试点。如同济大学汽车学院近年来除了在车辆工程专业中新增了“新能源汽车”专业方向外，还与工业设计相结合建立了汽车造型专业人才模式创新实验区。江苏理工学院将车辆工程与电子信息工程两个专业相结合开展了跨学科人才培养试点。许多高校相继开设了一些汽车材料类课程，为车辆工程或材料类专业课程体系中增加了一些跨学科元素。[5-7]

自古以来，材料科学始终是人类文明发展的基石、推动现代工程技术创新的源头动力。未来汽车技术的变革离不开在汽车材料领域的源头创新[8-11]。在目前国内高校车辆工程专业的课程设置中，一般偏重于机械、汽车技术方面的知识点教学，而对于汽车生产所用材料科学领域的知识点则多局限在应用范围，汽车工业人才的培养缺乏汽车材料科学与技术研发领域的积淀。

因此，为了适应国家对汽车产业发展的新需求，培养兼具汽车材料源头创新和汽车设计制造创新的高端研发和工程技术人才，同济大学材料科学与工程学院、汽车学院结合各自优势，强势联合，在国内首创“材料-汽车-新能源复合型人才培养模式创新实验区”，将新材料与新能源技术、汽车技术有机结合，重点培养服务于新一代汽车工程技术与汽车材料创新、具有源头创新思维的汽车产业领域高端人才，以满足国家发展之急需。

2 创新实验区建设理念及思路

从现有的本科培养体系来看，车辆工程专业是研究汽车等各类车辆的理论、设计及制造技术、培养从事上述领域高级研发和工程技术人才的本科专业，目前我国数十个高校开设了此类专业。该专业除了要求掌握必需的车辆工程专业知识外，还要求具备扎实的力学、电工、电子、机械、设计等方面的工科基础知识。其主干课程包括车辆工程、机械原理、理论力学、材料力学、机械设计、电工与电子技术、汽车构造、汽车理论、内燃机理论、汽车设计等。

材料类专业则是全国综合性高校大都拥有的本科专业，是一类涉及材料学、工程学和化学等方面知识的宽口径专业，其以材料学、化学、物理学为基础，重点研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用。材料类专业又可细分为材料科学与工程、金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等本科专业或专业方向，随着新材料研究和应用开发的不断深入，功能材料、纳米材料、光电子材料等一些新的本科专业也都有招生。

2014年在上海汽车集团考察时就强调，发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。未来汽车的发展必定围绕着新能源技术、轻量化节能减排和智能化方向发展，而要实现这一目标，就必须在汽车材料上的进行不断创新，才能进而实现汽车技术上的变革。

为了培养服务于未来汽车工业领域源头创新、能够从事新能源、轻量化、智能化汽车相关材料、装备及整车开发的综合性高级科学研究和工程技术人才，同济大学近年来通过不断深入研讨汽车、材料、新能源技术领域学科交叉及复合型人才培养机制，于2016年设立了“材料-汽车-新能源复合型人才培养模式创新实验区”，并正式对外招生，以培养兼具物理、化学、力学、机械、设计等工科基础知识以及材料科学与工程、车辆工程等必备专业知识的学科交叉复合型拔尖人才为目标，定位于依托材料科学与工程专业、同时与车辆工程专业开展学科交叉密切合作，在未来汽车产业紧缺人才培养上协同创新，为未来汽车工业的发展和新一轮变革提供源头推动力。

3 创新实验区的课程体系建设

在同济大学材料科学与工程本科专业课程体系中，分别开设了物理、化学类基础课程、电工、设计等工科基础课程以及大量材料类专业课程，专业总学分为175。而车辆工程为5年制本科专业，除了大量的车辆工程专业课程外，还开设了力学、机械、电子、电工等工程基础课程，5年总学分达211.5，即使在扣除其第二外语课程设置后，总学分也高达179.5学分。由于国家及学校对本科教育的总学分有严格的限制，因此，创新实验区的课程体系设置不能简单合并两个专业的课程体系，需保证学生有适宜的课堂学习强度和足够的课外学习时间。

因此，在设定实验区课程体系建设目标时，根据人才培养定位，遵循以材料科学与工程本科专业课程体系为基础、融合汽车工程核心课程教学、强化新能源技术、轻量化技术、智能化技术等特色交叉课程教学的培养模式，开展复合型人才的教学与培养工作。创新实验区课程体系在保证完整的材料类专业基础课程体系和必要的物理、化学类、电工、设计基础知识的基础上，增加车辆工程类专业基础课程和必要的力学、机械等基础课程教学内容。同时大规模开展材料-汽车-新能源技术学科交叉课程建设，在保证材料科学与工程专业必须的专业课程总学分和毕业要求基础上，同时满足车辆工程专业课程体系结构要求。

因此，在创新实验区的课程设置中，除了开设高等数学、普通物理、三大化学、电工学等理工科基础课程外，还增设了理论力学、机械原理、机械制图、制造技术基础等力学、机械类基础课程。在材料类课程中则保持了材料概论、材料科学基础、材料工程基础、材料研究方法等全部材料专业基础课程以及材料力学性能、材料物理性能、功能材料学、功能材料制备工艺基础等重要专业课程。对于车辆工程专业课程来说，则根据创新实验区培养目标开设了车辆工程导论、汽车理论、汽车构造、车用新能源及动力系统、自动控制原理等核心专业课程。与此同时实验区通过深入研讨开设了诸如汽车工程材料、新能源材料、轻量化汽车技术与材料、车用传感器技术与材料、新能源汽车产业概论等学科交叉课程，同时两院合作设立了材料专业与车辆工程专业综合实验、车用新能源技术及材料综合实验、汽车构造实习等一批学科交叉型实验实践类课程。这些学科交叉课程的设立不仅使创新实验区学分分布可满足材料科学与工程专业毕业要求，也能够满足学生在车辆工程专业继续深造和就业的要求。同时创新实验区的总学分控制在17分，保证了学生能顺利完成在4年本科阶段学习。（如图1）

为了进一步加强材料-汽车-新能源技术学科交叉领域的高端人才培养，创新实验区采用本-硕-博贯通式复合型人才培养模式，即学生通过本科阶段学习训练，完全具备同时在材料科学与工程、车辆工程专业继续学习深造、工作的能力。学生可以通过选拔进入材料科学与工程或车辆工程专业的研究生阶段学习，同时也提供赴美、英、法国等知名高校进行国际联合学位培养的机会，以培养在汽车工业领域国家急需之才。学生也可以经过本科学习直接进入汽车、新材料、新能源等相关行业工作。

4 结语

创新实验区的学生经过创新实验区的跨学科模式人才培养，将兼具材料学科和车辆工程的专业知识，材料研究和汽车工程开发相结合，在车用材料开发时直接掌握汽车应用之需，而在汽车研发和生产、维护时则明晰各类车用材料的特点和可能面临的挑战。材为车用，车以材先，对于现代汽车工业的发展和未来汽车技术源头创新具有重要意义。同济大学将在创新实验区的建设中不断探索，优化并健全实验区课程体系，并由学科交叉型本科教学逐渐向教学、科研并重的研究生跨学科培养延伸，并希望在不久将来建设成一个汽车材料相关学科交叉新专业，为我国汽车工业的创新发展提供强力支持，同时为高等教育跨学科融合式人才培养树立典范。

参考文献

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篇11

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

一、跨专业研究生的特点分析

1.生源和专业基础分析

近年来解放军军械工程学院材料科学与工程学科跨专业招收的研究生主要有三种情况。

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

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

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

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

2.心理和优劣势分析

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

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

二、跨专业研究生培养措施

1.搞好入学教育，树立学习信心

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

2.补修基础课程，夯实专业基础

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

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

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

3.依据学生特点，选定研究方向

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

4.凝炼导师文化，促进师生互动

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

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

5.加强学术交流，营造创新氛围

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

6.严格跟踪检查，严把论文答辩关

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我是XX大学材料科学与工程学院高分子材料与工程专业XX届的一名学生，即将面临毕业。

XX大学是我国著名的汽车、机械、材料科学等人才的重点培养基地，具有悠久的历史和优良的传统，并且素以治学严谨、育人有方而著称；XX大学材料学院则是我国材料科学研究基地之一。在这样的学习环境下，无论是在知识能力，还是在个人素质修养方面，我都受益匪浅。

四年来，在师友的严格教益及个人的努力下，我具备了扎实的专业基础知识，系统地掌握了材料科学基础、物理化学、有机化学、分析化学、材料实验学、机械原理及化工原理等有关理论；熟悉涉外工作常用礼仪；具备较好的日语听、说、读、写、译等能力；能熟练操作计算机办公软件。同时，我利用课余时间广泛地涉猎了大量书籍，不但充实了自己，也培养了自己多方面的技能。更重要的是，严谨的学风和端正的学习态度塑造了我朴实、稳重、创新的性格特点。