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材料科学与工程基础知识范文1
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.
[2]隋铭皓，盛力，高乃云.基于开展《给水排水工程概论》全英语教学的思考与初步实践体会[J].教育教学论坛，2012，（31）：122-124.
材料科学与工程基础知识范文2
【关键词】 材料学;材料科学基础;教学改革
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
7 胡赓祥,蔡珣.材料科学基础[m].上海:上海交通大学出版社,2002.
材料科学与工程基础知识范文3
关键词：教学改革；高分子材料科学基础；探讨
【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
[1]麦茂生，吕力．市域新建本科院校应用型本科人才培养模式的构建[J]．广西大学学报：哲学社会科学版，2008，30(11)：137-141．
材料科学与工程基础知识范文4
论文关键词：跨专业；研究生；培养
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
严格研究生中期筛选制度，对课程学习成绩出现黄牌的研究生进行个别谈话，达不到要求的推迟开题。
材料科学与工程基础知识范文5
【关键词】无机材料科学基础；教学改革；情感教育
《无机材料科学基础》是无机非金属材料、材料物理、材料化学、粉体工程等材料专业本科生必修的专业基础理论课和主干课程之一。该课程是研究无机非金属材料的组成与结构、合成与制备、性能、使用效能四者相互关系和变化规律的一门科学，因而它是具有立体性质的一个科学领域[1-2]。本文首先分析了《无机材料科学基础》课程的教学现状，然后针对该现状谈几点教学改革的思路。
1 课程教学现状
1.1 课程内容多，理论性强，难度大
《无机材料科学基础》作为专业基础课程，是材料学科的核心课程。该课程内容广泛，逻辑严谨，科学系统，注重新概念、新理论、新工艺、新材料以及不同学科知识的融合交叉；大量应用学生先修完的《物理化学》、《大学物理》、《高等数学》等众多课程中的内容，而且对先修课的掌握程度要求比较高；加之学生刚刚接触材料类专业基础课，学习效果往往不尽理想，学生普遍反映这门课程难学[3]。
1.2 学时数不足
一方面课程理论学时减少，我校由原来的70学时减少至56学时；另一方面随着材料科学的飞速发展，新型无机材料不断涌现，教材知识量显著增加。《无机材料科学基础》课程所面临的学时数不足与课程内容的不断拓展和更新的矛盾日益加剧[4]。
1.3 90后学生学习不刻苦
随着我国高等教育从“精英教育”向“大众教育”转化，当代大学生思想活跃，个性强，兴趣爱好广泛，知识面宽，但自控能力差，学习不刻苦，吃苦精神不强；而且部分学生基础差，底子薄，似有屈就普通高校之感，对所学专业不甚热爱，学习目的不明确。
2 教学改革思路
2.1 优化课程内容，突出重点
在教学过程中，对教学内容进行优化，将整个课程分为三个主要部分[5]。
2.1.1 无机材料的结构、性质部分：主要内容包括结晶学基础、晶体结构与晶体缺陷、熔体与玻璃体、表面与界面等内容。强调晶体结构缺陷、熔体和玻璃体的结构等内容，弱化结晶学基础等部分教学内容。
2.1.2 无机材料的热力学部分：主要内容为热力学应用、相平衡。由于学生之前已修过《物理化学》，所以精简热力学内容，重点讲述相平衡中的二元、三元相图及其应用等内容，强调三元系统相图的判定规则、结晶路程等知识。
2.1.3 无机材料的动力学部分：包括扩散与相变、固相反应、烧结等内容。重点讲述材料在高温下的动力学过程，材料的烧成工艺对性能的影响，为后续课程陶瓷工艺学提供理论基础。
2.2 加强前沿成果介绍，培养学生兴趣
在兼顾专业基础知识和教学重点的同时，将与教学内容相关的前沿科学技术、研究成果引入课堂，这样提高了学生的兴趣，为学生今后进一步深造和从事科研工作打下良好的基础。比如在讲授粉体表面与界面时，引入纳米材料内容。
2.3 制作优秀课件，采取多媒体教学方式
课件是多媒体教学的重要载体，其质量的好坏影响课堂教学效果的优劣。多媒体课件不同于教科书和备课笔记，无需大段的解释，应对教学内容进行最优化设计。制作优秀课件，关键在于全面、准确把握教学内容，应主要围绕对教学重点、难点、疑点等问题的表现上[6]。《无机材料科学基础》课程中有大量的图形、公式、化学反应式等用黑板难以解决的信息。用多媒体教学极大的丰富了课程教学信息量，提高了教学效率。同时需要详细透彻讲解或学生难以接受的内容，用黑板板书讲授，实现多媒体与传统两者教学方式的有机结合，优势互补。
2.4 教学形式灵活，提高教学质量
首先，授课过程尽量多举实例，结合工艺进行讲解，尽量扩充理论应用方面的实际例子，突出实用性。使学生从枯燥的理论中解脱出来，与生产实践紧密结合。其次，让学生为主体参与教学。预先告知某一教学内容的几个问题，让学生在课下准备，推举代表上台讲授，通过换位方式，学生既掌握了教学内容，体会到了备课的辛苦，又锻炼了口头表达能力，收到较好的教学效果。
3 融入情感教育
3.1 既热爱学生又对学生要求严格
情感教育在大学
的教育中也常常被忽略，尤其是没有引起专业教师的重视，似乎学生的思想教育都是辅导员的事情，与我们专业教师很遥远。作为一名青年教师，在教学中把学生当成学弟学妹，从人生的理想，到学生的日常生活与学习，多关心多帮助，课间多注意与学生沟通，掌握学生的动态，使学生真正体验教师关心关怀他们的良苦用心[7]。同时对学生要求严格，比如上课考勤，课堂提问记录，批改作业评分登记等等，通过得力的措施促使学生重视该课及后续专业课的学习，保证教学质量。
3.2 挖掘专业课程的情感性因素
在专业课程中挖掘出情感性因素，让学生发现课程学习所蕴含的趣味性，从而提高学习兴趣[8]。比如讲鲍林规则时，展开讲讲关于鲍林的基本情况，包括他的家庭背景、科研工作经历及他对于结晶学的贡献。花些时间讲伟大科学家的奇闻秩事有助于增加学生的好奇心和对于课程的兴趣。
4 结束语
《无机材料科学基础》课程的教学改革是一项复杂的工程，必须根据教学大纲的要求，坚持以学生为本，不断改革，另外还要加强学生素质和外语能力的培养，总之教学改革的成效需要师生的共同努力。
【参考文献】
[1]陆佩文.无机材料科学基础[m].武汉：武汉理工大学出版社，2003.
[2]韩培德，张艳，李玉平，等.“材料科学基础”课程建设与教学实践[j].科教园地，2007（12）：85-86.
[3]赵慧君，穆云超，范积伟，等.无机材料科学基础的课程建设与教学改革探讨[j].科技信息，2012（9）：218.
[4]宋晓岚.《无机材料科学基础》课程建设与教学改革探讨[j].理工高教研究，2004，23（2）：109-111.
[5]葛金龙，王传虎.《无机材料科学基础》教学改革探讨与实践[j].赤峰学院学报，2011，27（4）：259-260.
[6]王湘利.提高多媒体课题教学质量不能忽视的四个问题[j].现代教育研究·普教研究，2010（5）：77-79.
[7]杨涵崧，李国晶，等.《无机材料科学基础》课程教学改革初探[j].实验室科学，2012，15（4）：6-8.
材料科学与工程基础知识范文6
【关键词】教学内容 改革 材料物理与性能
1．引言
教学质量是高校赖以生存和发展的重要保证, 而加强课程教学改革, 则是提高教学质量的重要途径。近年来,以电子、生物、航天和能源等为应用对象的材料科学已经从过去的单一性金属材料、无机非金属材料和高分子材料转向以功能材料、复合材料、纳米材料等高性能、多功能为主的发展趋势, 对材料科学人才也提出了新的、更高的要求。1997 年国务院学位办颁发了新专业目录, 材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料,而是横向融合金属材料、无机非金属材料和高分子材料的基础理论于一体, 纵向充分强调理科与工科的结合。为满足社会对材料专业的需求，并与国内外“材料科学与工程”学科发展接轨, 北方民族大学制定了材料类专业的长期规划并制定了2008 本科专业培养方案。材料物理与性能学课程作为2008 培养方案中材料科学与工程本科生的专业基础课, 其教改方案已列入2009年宁夏高等教育教学改革项目。
本文从教材建设的意义与目标、课程教学内容改革、课程教学方法改进及教改初步成果等几个方面对材料物理与性能学课程建设思路进行阐述。
2．教材建设的意义与目标
《材料物理》是材料科学与工程、高分子材料与工程和材料成型与控制工程专业的专业基础课，其主要内容是利用物理学的一些基本概念、基本原理、基本定律来说明物质的微观结构、组织形貌、原子电子运动状况以及它们与材料性能和成分之间的关系。
对于材料专业的学生来讲，化学方面的基础知识学习得较多，包括有机化学、无机化学、分析化学和物理化学等，但物理方面的基础知识却较少涉及，只有普通物理课程，而物理本身所包含的基础知识比化学更多，例如光、电、磁、热、力、辐射等。因此，给材料专业的学生补充更多的物理知识，尤其是材料物理方面的知识非常必要。而当前材料物理教材的诸多版本多数偏重理论指导，要求学生对物理分支的知识掌握太多，这不能完全适应现行本科生教育的需求，对研究生来说相对更适合一些。个别相对合适的材料物理教材因为有些内容太深无法讲透，而有些内容又太浅，对本科生来说，作为参考书使用较为适合，这是一个方面的原因。另一方面，大多材料专业都开设了材料物理性能课程，此课程包含的材料物理的基本概念又都比较缺乏。编写这本《材料物理与性能学》教材的目的就是一方面给材料专业本科生增加一些有关材料物理的基础知识，另一方面将材料物理性能方面的内容合并到一起，减少学生的课程数目。
在教材的编写过程中，注意突出了以下几方面的特色。
（1）以实际应用实例讲解材料物理学的一些基本概念和物理效应，例如：位错的运动形式分为滑移和攀移，滑移的运动形式是像蚯蚓一样以局部带动全部进行运动；为什么钢铁进行淬火后会变硬？是因为加热加速了原子的运动，突然冷却使原子来不及运动到正常格点位置就停止了，使得原子排列紊乱，阻止了位错的滑移，所以会变硬。以这样的方式来介绍材料物理学的一些基本概念和物理效应，使学生便于理解、掌握和记忆。
（2）以实验的手段讲解各种材料的性能。如：通过拉伸实验，讲解金属材料、无机非金属材料、高分子材料的力学性能的异同等；通过对不同材料进行电阻测量，讲解如何利用电阻绘制材料的溶解度曲线，将此曲线应用到实际研究中。采用这样的方式设计实验，达到真正锻炼学生动手能力和创新能力的目的。
（3）加入现代新材料的内容，介绍其应用与发展。例如：复合材料、纳米材料、能源材料、生物材料等。
3．教材知识体系改革
根据材料相关行业发展需求进行教学知识体系的改革。目前材料科学发展的趋势是新型功能材料（特别是电子、光电子材料）、新能源材料、环境友好材料、生物活性材料的研究与开发，本课程针对材料发展的总体趋势和行业需求，结合我校2008本科生培养方案的指导思想，在设置材料的热学性能、力学性能和电学性能的基础上，设置了材料的介电性能、缺陷物理与性能、铁电物理与性能、磁性物理与性能、非晶态物理、高分子物理、薄膜物理。在内容的编写上，略去了大量的公式推导，注重基本概念、基本原理的讲解，同时，结合生产、生活和材料前沿科学研究中的实例对材料物理与性能进行阐释。
在每章的开始，教材以实际案例开篇来提高学生对本章内容的学习兴趣，如从材料的导热性角度解释“9.11事件”对纽约世贸中心造成毁灭性破坏的原因；从材料的导电性能与硅材料的薄膜化对太阳能发电在解决能源危机方面的重要地位与应用现状等导入案例。在每章的结尾，设置了拓展性内容，主要将章节内容相关的前沿科学发展现状、需要解决的关键科学问题呈现给学生，为学生在学完章节基本内容后进行深层次的思考和进一步利用所学内容阅读学科领域前沿知识提供了引导，如教材引入纳米材料（如碳纳米管）的热学、力学性能来拓展学生对纳米材料独特性质的认识；以超导材料的发展历史、研究现状、和应用（如磁悬浮列车）来引导学生对材料的导电性进行探求。
另一方面，针对我校2008本科生培养方案加强实践教学的指导思想，在内容设置上，教材还考虑通过学习基本内容的基础上，可以为本科生开设一些基础实验和创新性实验。结合本课程的学习，我院对本课程开设了材料的力学性能检测、硬度测定、材料热容的测定、材料热导率的测定、材料导电性能的测定、陶瓷热稳定性测定等基础实验，同时通过新建设的新能源、电磁学专业实验室，为学生提供创新性实验平台。
4．教学方法改革
教学过程是通过教师与学生之间的互动配合完成的，教学方法在教学活动中的作用至关重要，在《材料物理与性能学》的教学过程中，注重学生能力的培养，摒弃传统“填鸭式”灌输的教学方法，而采用“启发―引导―互动”式的教学方法，以此来实现传授知识、培养学习能力和创新能力的目的。在教学方法的改革中，采取了以下具体的教学方式
（1）采用板书与多媒体结合的方式进行知识讲解。对较为抽象的概念、模型，采用动画演示帮助学生理解，如对于位错的两种基本类型―螺型位错和刃型位错以及它们的运动方式―攀移和滑移，很难用易于理解的语言表达清楚，而采用动画演示的方式，学生很容易理解并在脑海中留下深刻的印象；如三极管的放大作用，采用动画演示即可让学生在较短时间内对其放大机理和对发射极、基极、集电极材料的不同要求了然于胸。
（2）学生讲授，集中讨论的方式。针对有些能引起学生兴趣的内容，采取学生讲授、课堂讨论的方式实现对知识的接受与消化吸收。比如关于铁电物理的内容，通过讲解基本理论，让学生通过查阅文献资料来挖掘铁电物理的知识在我们生活中的应用，而学生通过文献资料，利用磁性物理知识讲解了以“卡的世界”为题的关于存储卡的相关原理和技术前沿、利用材料的压电效应讲解了打火机的原理，这不仅加深了对知识的理解，还极大地调动起学生对铁电物理知识的兴趣。
（3）开放式作业题目。对于有些基本观点，随着科学的不断发展，可能遇到一些无法解释的现象，对此，鼓励学生通过查阅文献发现此类问题。例如，将块体材料的一些基本理论应用于纳米材料去解释其性能显然是不正确的，不同点有哪些？为什么不同？针对这些问题，让学生自己去解决，然后在作业中写出自己的观点。这样做的好处是，既启发了学生的主动性和创新思维，又防止了抄袭作业的现象发生。
5．初步成果与展望
《材料物理与性能学》课程已作为“21世纪全国高等院校材料类创新性应用人才培养规划教材”由北京大学出版社于2010年1月出版。《材料物理与性能学》课程是材料科学与工程、高分子材料与工程和材料成型与控制工程专业的专业基础课，授课学时为理论48学时，实验16学时。该教材已被东北大学、郑州轻工业学院、北方民族大学，以及江苏、湖北、浙江和山东等省的高等院校选用，受益学生3000多人，反映良好。
通过教学内容和教学方法的改革后，学生对材料专业产生了极大的兴趣，出勤率和听课率大大提高，学生对本课程的课堂听课率创历年新高接近100%，根据校教务系统所提供的学生对教师的教学评价结果表明，课堂满意度在90%以上，同时通过对材料物理与性能学课程的学习，我院学生申报创新性实验和挑战杯的数量明显增加，与往年相比，增加的项目主要来自与本课程相关的内容。
虽然，通过教改，我们在教学中取到了良好的初步成果，但对本课程的双语教学、精品课程建设的工作以及课程考核体系、质量监控等方面的创新还是今后对本课程改革的主要方面。
今后，我们通过总结《材料物理与性能学》的教学实践，搞清存在的问题，进一步明确课程定位，形成以贯彻向“宽基础、宽口径、重实践”的培养模式上转变的新课程体系。通过充实和丰富教学内容，完善和增加案例教学，制作和搜集影像资料，研究和制作优质课件，完善相关实践环节，使该课程教学做到目标明确、基础扎实、内容丰富和方法多样。
[参考文献]
[1]万红，白书欣.材料物理课程建设的思考[J].高等教育研究学报,2009,32:21-23.
