建筑类一般院校材料类“材料科学基础”

摘要：“材料科学基础”是本科院校材料类专业较为重要的专业基础课程，是专业课和公共基础课之间的桥梁。为适应高等教育改革的要求，本文根据安徽建筑工业学院材料类专业的培养目标和方案，对“材料科学基础”大平台教学进行了探讨，坚持加强基础、拓宽专业、注意理论体系的贯通融合、与专业课的衔接等原则，对材料类专业“材料科学基础”的教学内容进行了优化重组。
关键词：材料科学基础；课程体系；优化
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

摘自：学士论文www.udooo.com

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

围绕材料科学与工程专业培养目标和人才培养规格构建具有建筑类一般本科院校办学特色的材料科学基础学科基础平台课程，其重点是“厚基础、宽口径”，夯实学生的学科基础知识，强化实验技能的培养，增强学生对社会的适用能力；加强相关课程的综合，一起考虑高分子材料与工程、无机非金属材料工程以及电子科学与技术（电子材料方向）三个专业的相近课程，根据无机材料科学基础、高分子物理和高分子化学课程在人才培养中的作用，对其重新定位，整体优化课程体系；同时坚持先进性原则，突出高、新、精、实的特点，紧跟学科发展前沿。

三、课程教学内容的优化

1.理论教学内容的优化。材料科学的核心内容是对结构的认识以及结构对性能的影响。性能是由结构决定的，而外界条件则控制着结构的形成，因此，研究过程是理解结构的重要环节。搭建一个合理的材料科学与工程的知识平台，达到突出共性教学的目的，根据制定的本专业培养目标、要求及培养方案，对教学内容进行了优化整合，将课程教学内容分为三部分：①相图及其应用部分。包括一元、二元、三元相图及其应用等内容。主要从热力学方面介绍物相的形成及转变的条件和规律，为材料设计和制备过程中工艺条件的确定奠定科学基础。②材料动力学部分。包括扩散、固态反应、相变及烧结等内容。该部分涉及的是高温下材料的动力学过程，是材料在生产、加工及使用过程中所必须掌握的物理化学理论基础，该部分四个过程的控制对材料的结构形成及材料性能的控制起着决定性作用。③材料的结构与性质部分。包括结晶学基础、晶体结构和晶体结构缺陷、非晶态结构与性质及固体的表面与界面，全面介绍材料的内部结构及与性能的关系。我们在课程体系的构建方面注意了如下几点：加强基础、拓宽专业、注意理论体系的贯通融合、与专业课的衔接、课程内容的先进性。充分体现宽基础，打破三大材料的原有界限，从材料科学与工程专业的角度优化整合教学内容。从各种材料的共性规律和材料科学与工程一级学科的基本原理出发，同时兼顾不同材料的个性特征，从理论范畴和科学体系层面上进行整合贯通。从固体物质的内部与表面，微观与宏观，静态与动态过程等不同角度不同层面，阐述固体材料质点的空间排列规律，晶态、结构缺陷和非晶态结构，固体的表面与界面，以及相平衡、扩散、相变、固相反应及烧结等理论基础知识，使学生掌握材料的结构，了解材料结构、组成与性能间关系的基本规律，为今后专业知识的学习和研究打下扎实的宽专业口径的理论知识基础。另外教学内容突出高、新、精、实的特点，紧跟学科发展前沿开阔学生视野。如在讲金刚石和石墨的晶体结构后补充讲解碳纳米管和石墨烯的结构；在“烧结内容学习中，简单讲述微波烧结、热等静压烧结等新型烧结工艺等。通过介绍这些科学前沿研究成果，增大学生的学习兴趣，更深的了解和认识材料专业的地位。在教学中，教师可以讲授自己的科研成果和相关领域当前的科研发展动态，将教学和科研结合起来能很大程度地激发学生的学习兴趣，拓宽学生的知识视野，提高学生的创新动力。2.实践教学内容的优化。我院为地方一般本科院校，培养的人才主要怎么写作于地方建设，因此材料类专业的建设应立足于培养适应区域经济和行业发展需要的材料工程师的工程教育，培养中应“突出实践，强化应用”，侧重材料改性、材料加工和材料开发应用，造就从事检测、材料设计、制造、技术开发、指导和经营管理的工程应用型人才，为此，对实践教学内容进行了优化。以各种材料的结构与成分、性能、制备与加工为主线，针对高分子材料、电子材料和无机非金属材料的共性内容，对教学实验进行了重组与优化，在原各专业实验室的基础上，组建了学院管理的院级平台实验室，其由材料组织结构实验室、材料性能实验室和材料制备实验室三个专业实验室组成，覆盖整个材料类专业的专业基础课程和专业课程的教学实验。在实验教学过程中以综合性和设计性实验教学为重点，对实验教学进行改革，以加强学生实践能力和创新能力的培养。通过对实验课程内容的调整与整合，开发新的实验内容，组织有科研项目的教师在高年级中双向选择对研究有兴趣的学生提前进入教师研究室，进行自己喜欢的课题或参与教师的教研或科研项目，这样学生可以把所学的理论知识真正应用到实践中，有利于锻炼学生独立的工作能力、掌握科学的研究方法和培养创新性的思维。毕业实习、毕业论文（设计）是实践教学中非常重要的一个环节，针对以前毕业实习集中进行的弊端，并结合高校实习环节所面临的实际问题，将毕业实习改为分散性实习，实行毕业实习的指导教师负责制，指导教师根据课题所涉及的内容有针对性地进行毕业实习，使毕业实习真正做到实处。此外，在毕业实习、毕业设计（论文）工作中引入“产学研结合”机制，通过产学研联合，不仅增加了学生的锻炼机会，还有利于建立高校与企业、科研院所之间密切而稳定的合作关系。
四、总结
作为一级学科平台基础课程的“材料科学基础”是材料类专业必修的主干课程，在“大平台，宽口径”的培养模式下建立突出共性教学、有特色的教学体系已势在必行。因此必须对建筑类一般本科院校材料类专业“材料科学基础”教学体系进行优化整合，构建新时代“材料科学基础”教学体系，以适应新时代人才培养和社会的需要。
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基金项目：《无机材料科学基础》2009年安徽省精品课程