材料物理专业范例6篇

材料物理专业

材料物理专业范文1

关键词:材料物理;人才培养;课程设置

中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)07-0058-02

一、材料物理专业简介

材料物理专业各高校定义不一,纵观各大高校的描述,认为南京邮电大学[1]描述比较全面:材料物理专业培养掌握材料科学的基础理论与技术,掌握现代材料科学研究方法,掌握材料性能与各层次微观结构之间关系的基本规律,能从事各种材料应用基础理论研究,传统材料的性能改进与新型材料开发与研制,材料的合理使用和材料的检测分析等工作的高级专门人才。能在材料科学与工程和相关交叉学科领域从事科研、教学、产品研发、生产技术或管理工作的具有理科素质及工科意识的理工复合型专门人才。本专业毕业生应具有以下几方面的能力和素质:具备宽厚的数学和物理基础,较好的计算机和电子科学技术基础,人文社会科学基础和外语综合能力;系统掌握物理和材料物理基础理论,基本实验方法和技能;本专业学生继续深造的方向有材料学、材料物理与化学、材料加工工程、微电子学与固体电子学、凝聚态物理、物理电子学、光学和半导体物理学等。本专业学生毕业后可以在材料、能源、电子、信息等诸多领域和交叉学科从事教学、科研、开发、设计和管理工作。主要研究方向有:固体微结构分析与信息功能材料,位移式相变与形状记忆和超弹性材料,复合功能材料与智能结构,生物医学材料及应用以及界面化学与功能陶瓷等。

二、材料物理人才培养的瓶颈

材料物理专业,一般属于理学院或者材料工程学院下辖的专业之一,所涉及到的方面主要是材料的宏观及微观结构,尤其是微观结构,材料的物理性能基本参数以及这些参数的物理本质。毕业生可能面临的另外一个问题是,由于很多高校建立材料专业的背景不同,兼之材料科学作为专业名称提出来,又不是很长时间的事情,造成很多用人单位不了解这个专业的毕业生究竟是做什么的。这也是导致这几年材料物理专业越来越多的毕业生毕业后待业的一个重要的原因。众多的因素阻碍着材料物理学生的发展,但是最主要的还是学生的专业课程设置,不同的教学安排会培养出完全不同的学生,最终的结果也会大不相同。

三、材料物理人才培养的趋势

材料物理专业是材料科学不可或缺的重要组成部分。犹如支撑万丈高楼的基石,材料支撑着人类文明。虽然材料物理专业目前遇到了很多的问题,但是幸运的是这些问题被教育者意识到了,现在很多学者都在探讨材料物理专业以后的培养模式和方向。随着科学技术的发展,材料正朝着微型化、功能化、智能化的方向发展。这也就意味着材料行业将迎来一次大的变革,相应的材料产物也会随着变化。现在颇为流行的纳米材料、环境材料、电子材料、信息材料,大部分都是材料的物理性能在各个领域的应用。社会对人才的要求是各大高校培养学生的一个重要依据,虽然各个学校有自己的特色,但是面对瞬息万变的局势,各大高校还是打破框架,寻求发展。很多学校与时俱进,将材料学的重心由传统材料开始偏向于新型材料,如:纳米材料、复合材料、环保材料、电子材料等。从目前来看,在短时间内,各大高校的培养趋势将会继续朝着微型化、功能化、智能化材料方向发展,未来也会随着科学技术的发展,跟上前沿科技,不断更新培养计划,培养出21世纪综合型的人才。

四、武汉科技大学材料物理专业简介

武汉科技大学理学院材料物理专业开办于2001年,是一门材料学与物理学相交叉的学科,迄今已有6届毕业生,材料物理专业在探索中发展。武汉科技大学材料物理专业培养适应现代化建设需要,具有远大理想和良好思想品德,具有较深厚的数学和物理学基础,掌握材料科学基本理论和现代材料科学研究与测试的基本方法,能在科学研究、科技服务、教育、工业、事业、社会服务等方面从事材料及其相关领域的研究设计、性能检测、技术开发、质量管理等方面工作的应用型高级专门人才。然而随着经济的快速发展,工程教育的扩大,材料类专业教育进行了改革。武汉科技大学材料物理专业自2004年以来,也对教学进行了初步调整,但特色仍不明显。2008年金融危机以来,大学生就业问题越来越严重,材料物理专业的发展也因此面临着新的挑战,对未来科学和教育趋势面临着新的思考。武汉科技大学材料物理专业就业率有降低趋势,加入钢铁相关企业的毕业生也逐年减少,选择考研的同学占大多数。

五、材料物理专业课程设置的特点

通过对国内多所名校的调研,给出了以下结论:名校的课程都由基础课、专业课、必修课、选修课和实践课组成。名校的课程设置都是紧密结合本校的特色,充分依托学校这个平台,使专业的发展平台更加宽广同时有底气。名校在设置课程的时候也会均衡各个学期学生的学习任务,学生的接受程度,尽量做到循序渐进,由浅入深,由易到难。所有的高校都步伐统一的把专业课放在了第五、第六和第七学期。但是调查表明学生并不希望太晚上专业课,特别是第七学期,大家都希望可以提前一些时间上专业课,使专业课上课时间同学生考研和找工作的时间分开。武汉科技大学材料物理专业的主要课程有普通物理、理论物理、固体物理、数学物理方法、物理化学、材料物理导论、材料科学基础、材料研究方法、材料合成与制备、普通物理实验、近代物理实验、材料物理专业实验等。我校材料物理由于成立得比较晚,所以成立的时候大量的借鉴了其他高校的课程安排。虽然这样的借鉴可以帮助我们少走弯路,但是过多的借鉴使我校的材料物理专业缺乏特色。我校的材料物理专业的基础课就是一些最基本的知识,我有人有,人有我无。不过有一点也是值得欣慰的,就是我们的物理基础比较牢靠。我们的专业选修课虽然很多,但是不受重视,安排的时间太晚。我们的专业课比较少,而且都是些入门的基础知识,实用性不强。实验很多,但是创新实验比较少,都是些传统的实验,且在考核方式上要进行合理的改善。实践课程安排得很好,这是我校的亮点。总体来说,我校的材料物理专业的课程偏理论,应用型的课很少,课程间的交叉太多,这样造成我们的课程多而杂,缺乏特色,就业口径窄。换句话说,我校的材料物理专业的整体设计显得太过中规中矩,这样的设置不会出错,但是也缺少特色,缺乏亮点,所以我们的课程设置有必要进行一些改进。如何更好更有效地改进材料物理专业课程的设置将是我们下一步重点研究和讨论的课题。

参考文献:

[1]南京邮电大学.材料科学与工程学院专业介绍[EB/OL].http:///s/73/t/164/a/7915/info.jspy,2010-01-01.

[2]石敏,陈翌庆,许育东,等.论材料物理专业教学的改革[J].中国科教创新导刊,2009,(19):73-74.

[3]刘强春,袁广宇,戴建明.材料物理专业实验课程体系的改革与实践[J].牡丹江师范学院学报,2010,70(1):65-66.

材料物理专业范文2

材料物理实验 应用物理学 教学改革

一、引言

2006年,中国科技创新大会提出:2020年前使我国进入创新型国家行列。因此,为国家培养大批自主创新型人才成为社会发展的迫切需要。据此,许多高等院校将人才培养定位为培养高级应用型创新人才,而高级应用型创新人才的培养不能离开实践教学环节这一教学体系重要组成部分,实践教学在培养学生实践应用能力、分析和解决问题能力、创新精神等方面具有不可替代的作用。

为适应社会对应用型创新人才需求,湖南工业大学构建了以“三实一创”(实训、实验、实习、创新)为核心的专业实践教学新体系。《材料物理实验》课是理学院应用物理学专业材料物理方向一门实践性很强的必修课,其教学目的是让学生熟悉科研全部过程,在实验中逐步了解科学研究方法,课程在培养学生分析问题与解决问题的能力,提升学生科学思维方法以及综合科研素质方面有举足轻重的作用。

二、《材料物理实验》教学内容改革

湖南工业大学理学院材料物理实验室在实验教学新理念指导下,充分了解和贯彻实验教学在教学工作和培养高素质创新型人才中的重要地位,按照培养目标将实验教学内容进行分类、归纳、更新与整合,并遵循由浅入深、由简到繁、由单纯模仿到学生独自综合创新的顺序,逐步推进,分层次按阶段履行的原则,把《材料物理实验》课划分为下面三个实验项目:

1.材料科学基础实验

此基础实验是根据材料物理专业方向课程要求学生学会的材料科学方面基本实验技能所开设的,规定每个学生都会动手操作且分析实验结果,如金相试样的制备、金相显微镜的使用、金属和非金属材料的拉伸、压缩与弯曲实验等。

2.材料分析测试实验

以材料表征和材料性能测试为目的,让学生了解材料研究前沿所需的新型材料合成与测试方法,拓宽学生知识面。有针对性地设置了以下实验:材料的紫外光谱测试、薄膜厚度、折射率及消光系数测试、功能薄膜特性测试、材料热重/差热分析、电化学工作站的使用等,这些实验帮助学生学习材料表征的基本方法和材料性能测试的一般技巧,激发学生科学思维。

3.综合设计性实验

综合设计性实验是一种新型实验教学模式,目的是促进学生提出疑问-综合研究-解决问题的能力,所以,实验选题主要注重发展创新。在学生业已掌握相关材料领域知识前提下,综合设计性实验鼓励学生自我发展创新,督促学生查阅文献资料,帮助学生探索和了解新知识、新方法,根据综合实验的教学要求,提出可行实验方案,按照既定目标,选择实验配方和实验条件,制备出符合实验性能要求材料,对材料进行合理表征,完成性能测试,并根据实验现象和实验结果,探索材料体系结构-制备方法-物质特性的相互关系,判断较好的配方和制备技术,在学生自主选择中培养创新能力。实验包括溶胶凝胶法制备纳米材料及其结构测试、陶瓷材料的成型和烧结、称重法测量材料腐蚀速率等。

三、《材料物理实验》教学方法改革

教学方法直接影响实验教学效果,培养创新人才,教师选择合理的教学方法是关键。传统实验教学通常采用填灌式、验证式的教学方法,实验时老师先讲述实验原理、方法等,然后要求学生按照实验讲义给出的固定实验步骤机械式完成实验,仪器、实验药品等都是教师事先准备好的,最后学生再按照教师要求的固定形式撰写实验报告,学生在这个过程中仅仅是个被动参与者,有很多学生在上课时依葫芦画瓢地照搬别人的实验做法,在完成实验后还不知道为什么要做这个实验,这种教法削弱了学生对实验课程的兴趣和创作激情,学生的动手实践能力没能得到应有的训练,自然难以保证好的教学效果。材料物理实验室通过以下方式改进传统实验教学方法:

1.开放式实验教学

将传统的“教师讲授-演示实验-学生实验”的教学方法改为“学生预习-自己查阅资料-提问与集体讨论-仪器操作-教师指导-综合评价”形式,教师首先给出命题,学生据此查阅有关文献资料,通过提问与讨论设计实验方法,然后自己选择实验装置、手段及实验工序,实验结束后,必须自己经过思考,分析实验结果,总结规律,给出实验结果综合评价,撰写实验报告。

2.实验教学导师制

一般的材料物理实验室只在日常实验教学中才对学生开放,既造成实验室仪器设备的浪费,也无法满足现代实验教学对学生创新意识与能力培养的要求。采用导师制可以克服这个弊端,学生自主选择导师,充分利用实验室的资源优势,在导师的指导下,自行设计创新性实验,参与科研型开放实验或自选课题实验等,方便教师和学生开展科研活动。

四、《材料物理实验》考核方法改革

为了建立全面、客观、公正地评价学生实验操作技能掌握程度、科学态度与综合素质的实验课程考核体系,材料物理实验室从学习态度、理论测试、实际操作能力(包括动手能力、调试能力和创新能力)以及实验结果相结合的办法全面考评学生成绩。对于基础性与材料测试实验,重点考查学生的基本理论和基本动手实践能力,其中平时成绩(包括预习报告、平时实验中独立操作能力及实验报告)占50%,操作考试成绩占50%。对于综合设计性实验,考核方式分为方案设计(合理性、完整性、经济性)、综合操作能力(独立、熟练、创新)、实验报告(清楚、规范、完整)和答辩几个部分来全面评测学生的实践操作能力和分析应用能力。这种多元化的考核方式,从不同角度综合考查学生综合能力,充分调动了学生学习和探索的积极性。

五、结语

我们提出了一个比较符合湖南工业大学理学院实际的材料物理专业人才培养的实践教学改革方案,通过对当前实验教学现状进行分析,对实验教学内容、教学方法、考核方式等不同角度进行探讨和改革,改变传统中实验课附属于理论课的教育方法。经过3年的教学实践,证实教学改革卓有成效,学生动手实践能力明显改善,学生对于科研活动越来越感兴趣,多名学生在学校举办的大学生创新杯竞赛中取得良好成绩。《材料物理实验》教学改革,将是注重学生实践创新和充分发挥学生自主探索研究的一种崭新实验教学模式。

参考文献:

[1] 杨金山.改革实验工作模式 促进应用型创新人才培养[J].实验室研究与探索,2010,29(2).

[2]郭永利,梁工英,卢学刚.在材料物理专业实验教学中培养学生的创新能力[J].陕西师范大学学报,2009,(37).

材料物理专业范文3

[关键词]交通土建材料;教学改革;材料物理与化学专业;研究生 

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)10-0019-03 

20世纪末我国大批行业高校转型为行业与地方合作且以地方为主的办学模式,为顺应高校扩招的潮流和服务传统优势学科的需求,很多行业转型院校设立了材料科学与工程专业,新形势客观要求多数本科院校以培养创新型应用型人才为主。如果说本科生是我国大众化本科教育的产物,那么硕士研究生则是我国高等教育着力培养的未来精英,是高等院校发展的核心任务。作为材料科学与工程专业的二级学科材料物理与化学而言,其自身具有较强的理科性质,如何在应用型院校里培养以应用为导向的高素质硕士研究生人才更是一项艰巨的任务。我校原属交通部主管,2000年划转重庆市,实行中央与地方共建, 2010年获材料科学与工程一级学科硕士点,2014年被授予重庆市交通土建特色学科专业群专业,以交通土建工程材料部级、省部级重点实验室为依托,面向土木交通行业培养交通土建材料应用复合型人才。在尊重材料学科类人才培养规律的同时,如何将我们现有的学科特色融入材料物理与化学专业人才培养的过程中,一直是我们长期思考的课题。结合材料物理与化学专业特点和面向交通土建行业应用型人才培养需求,我们尝试从课程体系、教学内容、师资队伍、评价机制等方面开展我校硕士点材料物理与化学专业的教学改革。 

一、材料物理与化学专业研究生人才培养存在的主要问题 

(一)人才培养目标导向性模糊 

现有的材料物理与化学专业研究生培养目标基本照搬国内985重点高校的相似专业的人才培养方案,缺乏突出具体的行业性与目标性导向。我校作为交通类院校有着60多年的办学历史,在西部交通行业人才培养方面具有举足轻重的地位,而现有的人才培养方案和模式过分强调材料学科的经典理论和理科性质,这就造成我校与其他院校专业设置同质化现象越来越严重,学生所学越来越不能适应交通土建行业发展的需要。 

(二)课程设置和教学内容与学科特色联系不紧密 

我校的交通土建材料学科属于多学科新兴的交叉、边缘领域,主要是在化学学科、材料学科、土木工程之间的互相交叉、渗透过程中形成、发展起来的。其涉及的化学知识一般包括物质组成结构、化学热力学、化学动力学、表面物理化学、光谱分析等,涉及的材料知识主要有有机高分子材料、表面活性剂、纳米材料、新型功能材料(含光电磁等材料)、材料结构与表征等;涉及的土木工程领域的知识主要有水泥相关材料(水泥水化、混凝土外加剂、混凝土配合物设计、混凝土耐久性等)、沥青相关材料(沥青混凝土设计及施工、道路沥青材料、沥青路面养护及材料等),这部分更多牵扯到土木工程材料的施工和相关行业规范。所以其课程设置与教学内容要兼顾到三个学科的内容。然而其目前的课程设置基本照搬传统学科专业课程的模式,没有充分考虑授课对象的人才培养需求,理论课程数量和学时偏多,核心实践学时偏少;在教学内容上,基本简单延伸本科教材内容,未能兼顾交通土建材料特色与材料核心课程的交叉融合;在教材选用上,没有根据本学科的优势特色而选用或编制最适合培养目标的教材讲义,所以很难培养出具有自己特色的应用型人才。 

(三)“双师型”师资力量薄弱 

“双师型”教师一般指既具备教师资格又拥有职业资格,这种兼具教学能力和实际工作经验的复合型师资对培养应用型复合人才具有重要意义。在师资力量方面我校存在以下问题:缺乏培养引进机制。目前我校要求校外工程型人才必须和高校普通教师一样具有同等学力同等资质才能进入教师编制,这就阻碍了优秀技能技术型人才进入高校。观念认识不到位,在绩效考评、职称晋升等方面仍偏向学术性科研考核指标,对技能型岗位教师存在偏见。在编制控制、行政审批等方面限制教师合理流动,导致教师向“双师型”转型的积极性不高。现有学位点研究生导师数量充足,但大都为单一学科背景出身、年龄偏大,既懂材料学基本理论又懂交通工程应用的“双师型”师资缺乏。近年引进了一大批具有博士学位的青年教师充实导师队伍,他们往往理论知识充足但缺乏一线工程实践经历,其工程案例教学能力欠缺,这就严重影响了应用型人才培养的质量。 

二、我校材料物理与化学专业研究生人才培养的改革思路 

只有转变思想才有深度改革与创新,专业建设能否深入开展并取得成功的一个至关重要的因素就是专业培养方案的科学统筹性。明确学科特色是有效培养创新型人才的前提条件。改革培养方案既要兼顾宽口径的人才培养基本模式,遵循材料科学的人才培养规律,又要发掘学科特色的切入点,融合并优化课程体系与教学内容。专业培养方案应当具有先进的办学理念(培养应用型人才)、明确的改革思路(融合学科特色)、清晰的建设目标(培养复合型研究生人才),指导思想上应有科学性、创新性和可操作性,兼顾素质、能力、知识协调发展, 突出创新精神、实践能力与创业能力的培养, 使研究生人才培养目标符合经济社会发展的需要。 

首先, 从指导思想上高度明确具有交通土建特色的材料物理与化学专业人才培养目标、素质结构、课程体系、教学模式,并在此基础上构建有学科特色且以培养应用型人才为导向的专业课程設置体系,打造与之相适应的教学模式,努力提高具有交通土建材料特色的高素质复合型人才培养质量,确保实现既定的培养目标。 

其次,在构建课程体系中注重学科特色及其发展趋势,以改革教育教学指导思想为先导, 通盘考察课程体系结构,重点是改革课程设置与教学内容,找准学科特色与课程设置的融合点,并在此基础上加强设置体现学科特色的课程;然后针对这类课程不断地有序地优化教学计划、教学内容和授课教师;促进学科融合重组,增强学科的应用性和社会相融性,在教学计划和教学内容里加入本特色学科的社会服务功能,并补充完善新兴交叉学科发展的内容,不断促进学科优势特色与人才培养的协调发展。 三、我校材料物理与化学专业硕士点教学改革途径 

(一)科学定位办学特色 

高校办学特色是高校在适应社会经济发展需要与教育发展规律,探索有利于自身生存的发展途径,在办学理念、办学定位、人才培养模式、学科专业建设及服务社会等方面表现出的一系列相对持久稳定的特性,是高校赖以生存和发展的生命线。我校材料物理与化学专业硕士点目前已初步形成交通土建材料特色,在人才培养上积极探索和推进交通土建材料领域应用型人才培养模式的改革;争取多方支持,形成有利于产学研合作育人的环境,从特色中找到自己可持续发展的落脚点。 

(二)完善优化课程体系,融入特色化教学内容 

尊重材料学科人才培养规律,兼顾课程设置基础性、宽厚性及实用性的原则,设置好专业主干课程与选修课程及跨学科课程的比例,适当设置融合学科特色的特殊课程,并配备“双师型”教师进行教学。然后通过不断引入具有学科特色的前沿性、综合性和交叉性的内容,有序地提升学生分析、解决问题的能力, 更高层次促进学生创新意识的形成。 

可在材料大类核心课程体系内部增设反映高级土木工程材料类课程,这类课程强调材料学基本理论与交通土建材料具体应用相结合。例如,我校面向本专业开设的材料制备与合成课程以解决具体的工程材料所存在的问题为目标,有针对性地开展融合学科特色的课程教学。结合具体的土建材料,将涉及材料改性这部分内容重点分为四个部分:防水材料、防污材料、自愈合材料、增韧材料。水泥混凝土的耐久性是目前所有混凝土建筑物必须面临的一个挑战,也是目前的一个研究热点,其根本原因就是混凝土内部存在各种孔隙以及毛细管水。从材料学角度来看就是材料致密性与防水问题,这门课程可从材料加工与成型角度引导学生思考如何施工才能使混凝土更加密实,如何从做表面防水层和拌和过程引入防水剂的方式增加混凝土的防渗能力,很自然地引入材料表面改性、表面亲水疏水等相关理论知识。为更好完成该部分内容的教学,可将案例教学法分为案例准备阶段、分析讨论阶段、总结阶段以及报告撰写阶段。第一阶段以授课教师启发为主,第二阶段经大量文献查阅后以3-4人组成的小组讨论为主,第三阶段以讨论后的小组课堂发言为主。经过教学手段改革后,大量学生表示教学效果非常好,印象深刻,特别是部分学生反映课堂教学完成后能马上将课程所学运用到毕业论文写作中。 

此外,我们还选派有丰富专业实践经验的“双师型”导师进行授课,多采取案例教学方式,引导学生运用基本理论去认识、分析、解决交通工程领域涉及材料部分所遇到的典型问题。 

(三)改革课堂教学模式,运用学生参与度高的教学方式 

改革传统教学模式,推进教学手段、教学方法改革。教学方法上, 强调课堂教学以学生为核心,突出学生在教学活动中的主体地位;广泛采用案例教学、问题式教学、情境教学等灵活多样的教学方式,充分调动研究生学习的积极性、主动性及创造性,充分激发他们的参与欲望、表现欲望。在教学手段上, 可尝试运用现代科技手段增强教学科研互动功能,发挥微信、QQ等新一代社交手段的作用,在授课导师与研究生之间搭建即时互动通道。 

可尝试建立以科研项目为依托的课程教学模式,有条件地依托重点和重大科研项目,将可能涉及的本门学科基础课程、前沿课程及其他课程交叉罗列筛选出来,经科学论证选用经验丰富的教师教授,这种以点带面、点面结合,以科研实践促进理论教学,有利于学生更系统全面地掌握本门学科基础与前沿的课程。 

(四)构建反映学科特色的实践课程体系 

材料物理与化学专业是理论与实践高度结合的专业。该专业的教学改革在对理论课程调整和优化的同时,也必须高度重视实践教学课程。我校该专业的实践教学课程有校内和校外两大实践体系,校内可充分利用优势学科所在高水平科研基地如交通土建工程材料国家地方联合工程实验室、山区桥梁结构与材料教育部工程研究中心、山区道路结构与材料重庆市市级重点实验室等省部级平台为实施研究生创新能力培养提供可着陆的硬件实践平台,也可以为建设研究生创新基地等进行科学实验、学术交流、自主研发和实践创新提供场所。校外实践课程主要包括校企合作实践实训基地、产学研合作基地等,也可通过聘请有丰富专业实践经验的企业家、工程师、技术开发人员来校讲学等方式来丰富研究生专业实践知识。 

(五)强化“双师型”师资队伍建设 

现有研究生导师队伍结构中,大多数教师缺乏在生产施工一线工作的经验,对大多交通土木工程材料的实际施工过程没有亲身体验,对行业现状及进展的情况缺乏深入了解,不能对学生的实践活动进行有效指导,可以从研究生导师聘任、观念创新、继续培训等方面来加强应用型“双师型”师资队伍的建设。建议教育管理部门切实采取有效措施,将高校“双师型”教师设置为独立的类别序列,督促本地方普通应用型或工科类普通高等院校制定“双师型”教师队伍建设规划及配套政策;结合学校实际情况,落实“双师型”教师专项经费,从政策上对聘用、晋升、考核、奖励等方面予以倾斜,并健全科学管理机制,促使“双师型”教师健康、稳定、可持续发展。侧重引进有多年一线工作经验的复合型高素质人才,加大聘请大企业、公司、事业型等单位有丰富实践的人员担任兼职导师的力度;制定并实施鼓励学术型、技能型导师团队聯合指导制度;建立多方密切合作的“双师型”教师培养机制,完善鼓励企业、政府、高校三方密切合作机制,实现“双师型”教师培养的无缝对接;重视教师培训基地建设,引导学术型教师向应用型教师或“双师型”教师转变,鼓励和支持任课教师与校外企业合作开展科技开发和科研立项,激励学术型教师深入到企业一线进行挂职锻炼,促进“双师型”教师队伍的建设。定期开展“双师型”教师教学基本功和技能竞赛,对成绩突出的学校和教师进行表彰奖励等;可尝试建立技能实践与职业资格晋升的关联机制,改革创新“双师型”教师职称与职业资格证书相互认证机制等,打通高校和行业企业人才流通渠道。 (六)构建以能力为主体的课程考核评价机制 

逐步建立“考核形式多样化、考核内容综合化、考核过程全程化”的多元化課程考核模式,以考核方式改革促进教学模式改革。现有的考核基本上是在学校相对封闭的环境中围绕理论知识来设计考核指标,且存在着标准单一化、体系不规范等问题。培养高层次应用型研究生人才必须建立以知识、技能、能力为主的综合质量考核与评价体系。 

完善研究生学位论文的开题报告制度, 建立有相近工程专业的导师参与的开题报告制度。对研究生论文工作实行多元化动态管理与监控,并建立起有效的创新激励制度。再次,严格审查研究生参加论文答辩的资格,可采取随机抽取、导师回避、双盲送审、公开答辩等方式, 严格把关学位论文质量,实行末位淘汰制度。建立论文评审专家库, 采用同行推荐本校或外校的相关学科和其他学科教师作为专家库成员。在强调论文的创造性、开拓性和学术规范性的前提下,确立具体、明确的论文创新指标体系。 

四、结语 

本研究紧密结合交通土建材料学科背景,评估了我校硕士学位点物理与化学专业存在的问题,反映了突出办学特色、重构特色课程体系与教学内容、改革课程教学模式、构建特色实践课程、强化“双师型”导师队伍、优化评估考核机制等几个环节的教学改革,及其在实施过程中所取得的有效成果,有助于推动应用型高素质研究生人才培养工作向前发展。 

[ 参 考 文 献 ] 

[1] 李慧泉,崔玉民,苗慧,等.依托省级科研平台构建应用型人才培养的新模式[J].广东化工,2016(4):166-167. 

[2] 陈宇刚.转型背景下高校服装应用型人才培养模式研究[J].纺织科技进展,2016(2):61-62+64. 

[3] 袁小亚,王晓天.简析研究生创新教育的困境及对策思考[J]. 教育教学论坛,2015(42):90-91. 

[4] 吴芳,杨长辉. 土木工程材料课程教学改革研究[J].高等建筑教育,2006(4):79-81. 

[5] 孙南屏,祁玲.关于建筑材料课改为土木工程材料课后教学方法改变的思考[J].高等建筑教育,2001(1):27-28. 

材料物理专业范文4

关键词:热力学与统计物理 教学内容 教学方法 考核方式 材料物理专业

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)07(c)-0170-02

材料物理专业是材料科学与物理学的一个交叉学科,专业特点要求在课程设置上既有材料科学方面的课程又要有物理类课程。安徽工业大学材料物理专业于2003年开始进行筹划建设,2005年实现了首次招生。经过几年的探索、规划和实践,基本完成了专业定位和课程体系设置[1],正逐步完善专业建设。现阶段,保留了量子力学,热力学与统计物理(以下简称热统)和固体物理学作为本专业的物理类必修课程。其中,热力学与统计物理是一门重要的专业基础课,无论对后续的物理类还是材料类课程的学习都起到承上启下的知识连接作用。本课程的设置目的使学生能够熟练掌握热力学和统计力学的基本原理和研究方法,逐步建立分析微观世界的思路和方法,训练学生严格的逻辑思维能力,培养演绎推理能力,提高解决具体问题的能力。

1 热力学与统计物理课程教学中存在的主要问题

热统课程内容由热力学和统计物理两部分组成。其中,热力学是研究热现象的宏观理论,它从若干经验定律出发,通过严密的逻辑演绎方法,最终给出系统的宏观热性质;而统计物理则是研究热现象的微观理论,它从微观粒子的力学规律出发,加上统计假设,获得系统的宏观性质。从内容上来看,热统课程的理论性强,教学内容繁杂。尤其,在当前高校推行素质教育和培养应用型人才的指导下,基础理论课课程教学学时均有不同程度的压缩。我校热统课程安排为40个学时,由此带来了教学学识少和教学内容多的严重矛盾。我们根据我校材料物理专业特色方向和后续课程,在热统教学内容上做出了适当的调整。

现行的热统教材理论性强,较适合理科生使用,缺乏较合适的工科材料类学生使用的热统教材。在组织教学中,我们以汪志诚编写的《热力学・统计物理(第四版)》作为主要参考教材[2],同时综合了多本经典教材,如:胡承正编著的《热力学与统计物理学》,包景东编著的《热力学与统计物理简明教程》等[3~4]。根据我校材料物理专业培养目标和专业特色方向,本着“先进、有效、有用”的原则,对热统课程的教学内容应该进行认真清理与重构,形成适合本校实际的课程讲义。

在教学方法和考核方式上也应根据我校实际进行相应的改革。热统课程是一个理论性强的课程,其中的物理概念抽象,物理公式繁杂。安徽工业大学材料物理专业是在工科背景下成立并发展起来的,学生的数理基础相对薄弱,在学习的过程中会有些吃力。长期的教学实践告诉我们,如果采取传统的灌输式教学方法,只能使热统课堂教学枯燥无味,学生被动的接受知识,失去了学习兴趣,甚至对后续的专业课学习产生抵触情绪。另外,传统的闭卷考试常造成学生不重视平时的学习过程,期末复习只看教学课件,期待老师划重点,搞突击记忆。

针对上述现状,我们尝试着进行了教学内容,教学方法和考核方式的改革和实践。

2 教学内容的改革

2.1 优化教学内容

热统课程的热力学部分与先修课程,如大学物理、物理化学和工程化学基础的部分内容重复率较高。我们在充分了解本专业学生的先修课程和后续课程的教学内容后,对与其他课程有交叉重叠的部分进行了压缩和删减。比如:热力学部分的热力学基本定律,热力学函数,化学平衡条件,理想气体的化学平衡等都在先修课程里面作为重点内容进行讲授的。在实际教学时,只作复习性的简述或以学生自学的方式完成。但为保证热力学基本概念与规律的严格性与系统性,对重要的基本概念和定律还是进行重点讲解。通过这样的调整,节省了热力学部分的教学学时,加大了统计物理部分的学时讲授。统计物理是从宏观系统的微观结构入手,从内容上与量子力学和固体物理课程联系紧密,也为后续的计算材料学课程,甚至可为本科毕业论文工作提供前期的知识准备。在统计物理教学部分,将在先修课程中学习过的麦克斯韦速度分布率和能均分定理略讲;固体的热容量的德拜理论是固体物理课程的重点教学内容,在热统教学中,这部分只简单提及。经过这样的教学内容优化后,节省了课时,加强了课程之间的联系,提高了教学效率。

2.2 适当引入材料学科前沿内容

创新型人才的培养要求课程内容要体现先进性和现代化。通过合理的补充与热统课程相关的材料学和物理学最新的学术成就与进展,有意识的突出课程的广度,丰富和具体化基本理论内容。增加学科前沿内容,我们从两个方面进行。一方面是在讲授基础理论知识的同时,引入与该知识密切相关的科学技术发展的介绍。例如:在对温度和温标作复习简述的时候,介绍测温仪表和测温技术。电阻温度计,热电偶测温技术,红外测温技术等在后续的材料类课程学习,课程设计和实验及毕业论文工作是非常重要的一部分。在讲授气体的节流和膨胀过程一节时,介绍了获得低温的技术,以及与低温有关的材料性能的变化,超导电现象的发展历史及科研现状等;在讲授单元系的相变时,加强了对二级相变和临界现象的讲授,介绍了磁性材料,超导材料,超流体等方面的最新研究进展;在统计物理部分,介绍玻色-爱因斯坦凝聚的新进展,讲授统计物理部分的金属中的自由电子时,适当介绍计算材料学和计算物理方面的研究现状等。另一方面是通过鼓励学生现场听取相关的学术报告,或者观看相关报告的视频。通过前沿知识的适当引进,开阔了学生的视野,激发了学生的学习和科研兴趣,获得了较好的教学效果。

2.3 注重理论联系实际

材料类专业是应用性很强的专业,要求热统课程教学内容要体现实用性,加强理论与实际的联系。我们鼓励学生通过本科生科研训练计划(SRTP)和大学生创新创业计划的方式参与相关教师的课题研究,或者开设课程设计和实验。如在讲授相变的章节时,为了让学生加深对二级相变的理解,开设了高温超导转变的实验,巨磁电阻材料的相变实验等。组织学生参观学校相关的实验室,如参观计算材料实验室,使学生了解相图的理论计算方法,第一性原理计算及材料设计方法。经过这样的训练,学生对物理概念有了深入的理解,提高学生的应用能力,研究能力和创新能力。

3 教学方法和考核方式的改革

3.1 学生为主体,教师为主导

在组织课堂教学时,认真贯彻以学生为主体,教师为主导的教学思想,加强师生互动,争取使学生由被动接受知识变为主动探索知识。在课前,给学生预留思考题进行课前预习,让学生带着问题去听课,做到有的放矢。在组织教学时,对重点章节进行精讲,适时开展物理基本概念和基本问题的讨论,启发学生思考和推理。对相对容易理解的章节组织学生自学,或者制作成ppt课件,在课堂上讲解,教师在做总结式讲授。课后,要求学生独立完成作业和习题,以期加深对基本概念的理解和应用。

3.2 重物理思想 简化数学推导

在组织教学的过程中,重点讲解基本概念,突出物理思想。借助于多媒体教学,对于较抽象、难理解的概念和原理,可通过制作图文并茂的课件,或者观看相关视频的方式,使抽象的概念形象化,增强学生的感性认识。适当补充基本概念辨析题和思考题以促进学生对基本概念的深入理解和掌握。对于必要的数学推导,使用板书的方式进行详解和推导,留给学生足够的时间思考并跟上教师的思路。

3.3 考核方式的改革

考核是教学过程的主要环节之一,应具有实用性和针对性,并能体现学生的综合素质。我们在考核方面,加大了平时成绩的比例,增加了课堂回答问题,课堂讨论,撰写科研小论文等环节的考核。在期末的闭卷考试中,减少死记硬背的概念题和公式,把考核重点放在学生对基本物理概念的理解和基本理论知识的实际应用上。

4 实践效果

在教学实践中逐步形成了适合我校材料物理专业实际的热统课程讲义。实践证明,改革措施在缓解授课学时与教学内容的矛盾,拓宽学生知识面等方面效果显著。尤其,热统课程作为材料物理专业的前期先修基础课,对后续的课程学习起着承上启下的重要作用。通过上述的教学改革后,学生的学习积极性大大提高,热爱本专业的学习,踊跃参加SRTP和大学生创新创业的计划,甚至部分同学提前加入教师团队的课题组,对未来的工作或者继续深造充满信心。

参考文献

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[2] 汪志诚.热力学・统计物理[M].北京:高等教育出版社,2010.

材料物理专业范文5

关键词:材料类专业;物理化学;教学改革;建议

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)37-0128-02

物理化学课程是高校化学专业最重要的一门基础课程,该课程内容丰富、前后连贯、逻辑推理清晰、理论性强,不仅可对化学、化工、环境专业学生开设,也可为生物、材料、食品、水建等专业学生设置。随着社会的发展和科学技术的进步,高等学校不断深化教学改革,全面提高教学质量,对物理化学学科的课程讲授和发展也提出了更高的要求。结合我校的实际情况,以及我们近几年在建设校级精品课程的探索与实践,重新审视材料科学与工程专业物理化学课程的教学内容、教学方法和教学环节,发现目前我校材料专业物理化学课程教学中还存在以下的问题:

1.现行的教学计划中,无机化学相关课程以及后续一些专业课,与物理化学授课内容中有一些重复之处。

2.教材中抽象理论太多,造成了学生对这门基础课程产生了比较枯燥无味的感觉;加之内容多,课时量有限,老师在课堂讲授中不能针对某一化学原理或原理推导过程进行深入的剖析和讲解。

3.与之配套的物理化学实验课,经常采用多个班级集中循环进行试验的模式,有时理论部分未讲授到,但实验课程因为循环时间到,又必须开始,即实验内容超前于理论教学的进度,或者理论课早已讲授完毕,而实验课程却推后进行,学生不能及时将理论和实验相联系,无法达到预期的教学效果。目前我校物理化学的实验内容,基本以验证基础理论为主,缺少综合性、设计性及性能测试试验,因此物理化学实验体系缺少培养学生创新思维的意识以及提高学生动手能力的舞台。

因此,需要积极推进课程体系改革,充实和更新教学内容、改进教学方法、丰富实验教学,从而全面提高物理化学课程的教学质量和效果。

一、优化整合相关学科内容,打破学科壁垒,构建新的教学体系

对于我校材料科学与工程专业,按照2013版教学大纲的要求和已制定的教学计划,其中包含的课程,如无机化学、无机非金属材料、催化作用原理、胶体与界面化学等专业课,它们都与物理化学课程密切相关,有些课程如催化作用原理和胶体与界面化学,直接是从物理化学的大体系中划分出去的。由于我院材料专业招生时间不长,而这些课程总是不同的教师授课,教师之间就授课内容未来得及进行充分的交流,经过几年的授课,发现同一知识点的简单重复难以避免。因此,建议课程组就这一现象,加强教师间的交流与合作,将这些课程的内容进行有效的整合,突破原来以学科和专业来划分的粗放型的课程体系,建立起适合于自己专业的有效课程体系,是目前我院物理化学教学改革的一项重要任务。

我校材料学科专业物理化学课程采用的是南京大学沈文霞主编的《物理化学核心教程》第二版教材,主要的授课内容包括热力学(热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡和相平衡)和动力学部分(包括化学反应速率、电化学、表面现象和胶体化学),共56课学时,大学二年级上半年授课;而无机化学,同分析化学一起共48学时,无机部分主要讲授热化学(热力学第一定律)、稀溶液的性质、胶体溶液、化学平衡及化学反应速率;根据教学大纲的安排,胶体和界面化学、催化作用原理这两门课程各安排24个学时,在大学三年级下学期开展。通过几年授课,经老师观察和学生反映不难发现,以上所述这些课程,在知识内容上相互之间都存在着一定的重复性和交叉性。

针对课程内容重复的问题,为了避免盲目浪费学时数,有效改善不同课程之间的重复授课,充分利用大学课堂掌握更多的知识,使我们在课堂上的几十分钟内有效地完成教学任务,这里提议对材料系开设的几门相关课程教学内容进行整合,使每门课都有其侧重点,建议组建一个全新的教学体系,同时要照顾到这些学科知识的完整性和独立性。例如,讲授无机化学课程时,建议把化学热力学和化学平衡作为重点内容详细讲授,而其他内容,如电化学、相平衡和化学反应速率这些内容作为物理化学课程的授课侧重点。物理化学理论课程中的胶体、表面现象则可放在胶体和界面化学以及催化作用原理这两门课程中主要讲授,物理化学课程就不讲授这部分内容。这样既节省了时间,又突出了重点,不仅使教学内容独立而完整,还可以适当减轻因课时量小带来的物理化学的教学压力,弥补了物理化学课程内容多、课时少的矛盾,老师在授课的过程中再也不担心时间不够用而只能浅显的表述;对于学生来说,仍然是掌握了整个物理化学的原理,而且更加坚实。

二、掌握专业知识框架,改革教学方法

通过对物理化学课堂的观察,发现学生们刚开始对这门课还保持有神秘感,大多数同学对这门课还是很有兴趣的,加之从师哥师姐们那里听说这门课容易挂科,因此学生们刚开始上课的时候都很认真。但是随着课程的深入,部分同学开始松懈,开始排斥这门课程,以至于后来干脆放弃学习。经过细心调查分析发现,学生们在失去学习兴趣后,慢慢迷失在这门课程中。尽管老师在课堂上一再强调要理清楚各章节之间内容的联系,重点记忆关键结论,但大部分同学仍然做不到,不能掌握物理化学课程的知识框架,也没有选择性的记忆关键问题,总是被动地接受课堂上讲授的内容,甚至被很多的数学推导过程迷惑。而实际上这门课程内容衔接紧密,逻辑性很强。把各章节之间的知识框架理清楚之后,就坦然的接受和明白了各章的结论,也有利于知识点的重点记忆。在教学过程中,注重课程之间的联系,通过知识点的连接和相关内容衔接相关的课程,及时引导学生把所学的内容纳入到学科的框架中,帮助学生建立较完整的知识框架,不要迷失在盲目的理论推导中。

物理化学这门课理论性很强,内容较多而抽象,公式又多,学生接受很困难,这就对老师的课堂教学提出了更高的要求。为了能够进行有效的课堂教学,激发学生的学习兴趣,常把日常生活现象中涉及的物理化学原理介绍给学生。比如,举例高温下食物容易变质的问题,联系化学动力学的理论加以说明;讲解温度对反应平衡和反应速率的双重影响时,例举合成氨工业中如何选择最佳温度;涉及讲授表面化学的理论时,可以例举农民锄地能防止水分蒸发的现象,或者小气泡、液滴、呈球形的现象,加以解释后,学生就会对表面性质有清晰的认识;讲授渗透压的时候,联系渗透压的作用,提问为什么肥料用多了农作物会“烧死”?打吊瓶时为什么会感觉到疼痛?让学生带着问题听课,面对生活中各种现象去思考,多问几个为什么,自己到物理化学中去寻找答案,激发学生学习这门课程的兴趣,也就达到了提高教学质量的目的。

除此之外,在课堂上还可以采用小班讨论或者Seminar讨论式教学模式,以教师和学生为共同的教学主体,就某些共同关注的问题,在和谐的气氛中进行讨论,加强教师和学生之间的交流和沟通。课下,利用我校教务处网站的网络教学平台,与学生进行课下的交流和习题讨论、小测验等,与传统的课堂教学模式相比,它具有互动性、合作性、学术性的优势。

三、强化配套实验教学

实验教学在物理化学课程的教学中占有十分重要的地位,它与物理化学课程紧密配合,巩固和加深对物理化学原理的理解,提高学生对知识灵活应用的创新能力,还培养了观察和分析问题的能力。

为了避免实验课程超前理论课程,建议在学习完物理化学相关理论后,及时在学期后半学期开设实验课程。课程组已经设置独立的实验课并计算学分,如:配合表面现象,开展了液体表面张力的测定实验、粉体粒度分析实验;为了巩固反应速率反应章节的学习,开设蔗糖反应速率常数、乙酸乙酯反应速率常数的测定实验等。同时,也应鼓励学生根据所学理论,合理设计实验项目,开展综合性创新实验,增加设计研究型实验,根据设计实验的题目、要求等内容,让学生查阅相关资料,并利用学过的理论知识,选用相关的仪器、药品,分析实验中的难点和关键步骤等,自行完成实验内容、并上讲台讲授实验,以培养学生发现和解决问题的能力。

经过几年的探索和实践,我院化学化工学院材料专业物理化学课程的教学改革将有助于提高学校物理化学课程的教学质量和效果,促进了物理化学这门校级精品课程的建设和发展。

参考文献:

[1]王彬.冶金与材料专业物理化学课程教学方法的探讨[J].教学研究,2013,(7):60-61.

[2]孙春艳.化工专业物理化学课程教学改革与实践[J].广州化工,2013,41(18):180-181.

[3]王党生,李国宝.讲座式教学法在物理化学课程中应用[J].山东化工,2013,42(11):157-158.

材料物理专业范文6

摘 要:文章以安徽农业大学为例,分析高等农林院校新建材料科学与工程专业的特色,即在于以农林生物质材料为主要教研对象,因具有循环再生及环境友好等特征,成为21世纪热点发展领域,在时代需求、发展方向与专业依托等方面富有特色,并结合其专业创建过程中的师资队伍建设、专业性教材建设、实践教学与创新创业等问题,提出采取夯实学科基础、加大人才引进力度、加强专业基础建设、优化实践教学体系、开展创新创业教学等措施,提高学生的综合素质和能力,以实现人才培养目标。

关键词:高等农林院校;材料科学与工程;特色;路径

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2017)05-0030-03

材料是国民经济建设的物质基础。材料科学是21世纪的支柱学科和技术先导,是众多学科发展的坚强后盾,材料在某些领域已成为制约我国关键技术的瓶颈。随着经济快速发展和国际竞争的加剧,高新材料的地位日益凸显,社会对材料科学与工程专业技术人才的需求越来越高。

材料科学与工程专业是一门主要涉及物理、化学、计算科学、工程学和材料学的综合叉学科,其内涵极为丰富,涵盖金属材料、冶金、无机非金属材料、高分子材料、材料物理和材料化学等二级学科,是研究材料的组成与结构、合成与制备、性质及使用性能、测试与表征等四个基本要素及其相互关系与制约规律的一门科学[1-2]。

目前,我国大部分院校开设有材料类及其相关专业,根据院校自身发展特点,大致分为两种类型:一类存在于理工院校,与冶金、机械、金属、非金属和高分子材料交叉融合,侧重于从实际应用领域来探求新材料的制备、性能评价与使用;另一类存在于综合性大学,由物理学和化学孕育并分化形成材料物理与材料化学,侧重于基础研究方向[3-4]。由此可见,基于不同起点和研究重点,这两类材料学科研究方向在发展中自我完善又相互靠近,形成了基础研究与应用研究逐步融合发展的方向。

一、新建材料科学与工程专业的特色

(一)时代需求方面

随着时代的发展,材料科学与工程研究方向正从传统领域向新型生物质功能材料拓展,农林生物质材料主要以木本、禾本和藤本植物及其加工剩余物和废弃物为原材料,通过物理、化学和生物等高科技手段,加工成性能优异、环境友好、附加值高的新型材料[5]。2010年教育部明确提出要大力发展互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等关系到未来环境和人类生活的重要战略性新兴产业,要加大战略性新兴产业人才培养力度,支持和鼓励有条件的高等学校申报与战略性新兴产业相关的专业,其中新材料产业中的新型生物质功能材料就是优先申报的领域[6]。目前,高等农林院校每年向社会输送此类人才最多400人,远远不能满足国家未来战略性新兴产业发展对人才之需求,在此背景下,安徽农业大学成功申报了材料科学与工程专业。

(二)发展方向

所谓专业特色是指学校根据所具备的优势条件,经过长期的办学实践逐步积淀形成,具有优于其他学校的、独特的、稳定的、鲜明的个性特点并为社会所承认的专业风格[7]。高等农林类院校在农业和林业等方面积累了深厚的研究基础。

随着我国经济的快速发展,能源等资源供给存在巨大缺口,已成为可持续发展的瓶颈。目前,世界上每年主要以石油为原料生产约1.57亿吨的高分子聚合物,同时产生8000多万吨的塑料废弃物,从理论上讲,聚烯烃塑料在环境中自然降解需要200年甚至100万年的时间,大量的废弃塑料积累在环境中,给环境修复带来了巨大的压力和破坏,而且石化资源是有限的。可再生、可循环利用、无污染的植物资源在自然界中储量丰富,发展潜力大,加快生物质资源的培育、研究和利用,发展农林生物质材料产业,对缓解资源与环境压力意义重大,符合可持续发展和循环经济的理念,将成为不可逆转的历史潮流[8]。我国生物质资源品种及产量位居世界前列,年均生产量约21亿吨,其中仅农业秸秆年产量就达7亿吨,目前只有约5000万吨得到初级利用,发展潜力很大[9-10]。农林生物质材料作为材料科学与工程专业的研究对象,其发展前景具有不可替代的优势,专业性人才的培养势必能够推动生物质材料研究的步伐,满足社会对人才的需求。

(三)专业依托

全国大约有7所高等农林院校在木材科学与工程本科专业基础上,以新型生物质功能材料为方向新建材料科学与工程专业,借助木材科学与工程专业的传统优势,短期内提升材料科学与工程专业发展的水平和质量。安徽农业大学是一所具有80多年办学历史、学术积淀深厚的省属重点高等农林院校,长期以来,与林业生物质材料相关的林业工程、农业工程、纺织工程等学科得到了飞速发展,在木材功能材料、纤维功能、农作物秸秆改性材料等方面已取得了一系列的研究成果,具有较好的学术积淀和较强的师资队伍。安徽农业大学以木材科学与工程实验室、林产化学与工程实验室、高分子材料与工程实验室、纺织材料实验室等为基础,整合现有资源,进行优化组合,创建了材料科学与工程专业,培养生物质材料与工程专业人才,满足了国家和安徽省新型战略产业发展之需要。

二、新建材料科学与工程专业面临的挑战

新建材料科学与工程专业面临的机遇与挑战并存。如何抓住机遇迎接挑战,需要认真剖析建设过程中的诸多“障碍”,才能将挑战转化成机遇。

(一)师资队伍建设

新专业师资队伍存在的问题主要集中在教师资源少,专业教师年轻化,教学科研成果缺乏积淀上,因此如何在短期内建立起职称结构、学历层次、年g梯度合理的师资队伍,是新专业建设亟待解决的关键问题。

(二)专业教材建设

以生物质材料为发展方向的高等农林院校新建材料专业,由于办学时间短,针对生物质材料的系列教材缺乏,目前选择的或是理工院校,或是综合大学同类专业的教材,或是农林院校相近专业的教材,因此针对性、系统性不强,生物质材料特色不明显,教师和学生都不甚满意。

(三)实践教学

实践教学作为人才能力培养的核心,在“双创型”、“复合型”人才培养过程中起到十分重要的作用。新专业在建立之初,通常存在实验室建设不完善,实习基地建设不规范,实习点较少,创新实践活动缺乏新颖性等问题。如何建立“网络化”、“系统化”的实践教学模式是创新型人才培养的关键。

(四)创新创业教育

大学生就业形势严峻,缓解就业压力的一条重要途径是走创新创业之路,学校有责任培养他们的创新创业意识和能力。我们都知道要o学生一杯水,教师得有一桶水的道理,因此,创新创业教育的质量和效果,首先取决于学校及教师自身创新创业的水平,这就为学校和教师提出了新的更高要求。显然,对于新建专业,教师的精力更多尚在适应课堂教学的努力中,自身创业经验缺乏,教师和学生创新创业水平亟待同步提升。

三、新建材料科学与工程专业的发展路径

在新建材料科学与工程专业的过程中,为了弥补发展中的不足,解决发展瓶颈,提升专业发展层次,针对材料科学与工程专业知识特点,进行教学体系改革,调整专业知识结构,变革教学方式,不断优化专业基础建设,解决建设过程中出现的问题。

(一)夯实学科基础,拓宽专业口径

农林院校材料专业虽然以农林生物质材料为主要方向和特色,但课程的设置要充分考虑材料学科的共性基础,考虑多学科的交叉融合,使得培养的学生既有学科特色,又有广泛的社会适应性,如安徽农业大学开设了理论力学、材料力学、高分子化学与物理、物理化学、高分子材料学、生物质资源材料学、复合材料学、材料装备学和胶合材料学等基础课程,学生毕业后的就业或深造可在高分子材料、以植物资源为基础的生物质材料及复合材料等领域,为学生今后的发展奠定坚实的基础和宽广的空间。

(二)加大人才引进力度,建设结构合理的教师队伍

师资队伍的水平是办学质量的根本。新建专业的教师紧缺,是亟待解决的最重要的工作之一。虽然有校内传统相关专业部分教师能够承担新专业的教学,但仅仅是一种应急措施,教师知识构成的局限性、师资整体结构的系统性,都远不能满足新专业建设和发展的需求,因此师资队伍的建设刻不容缓,必须要加大人才引进的力度,采用灵活多变的政策广纳人才,包括从师资队伍充沛的老牌兄弟院校、科研院所等,通过人才合理流动,实现教师资源的优化配置。同时要加强对新进青年教师的培养,激励他们参与国际、国内访学交流和社会实践,促进师资队伍快速成长。如安徽农业大学在人事引进制度上采用“一人一议”政策,最近从国外著名大学引进1位材料专业的30岁博士后,并破格聘他为教授。

(三)加强基础条件建设,全面服务新专业的发展

在新专业建设之初,教材、实验室、实习基地等基础条件都很不足,对这些基础条件必须同步建设,才能在短期内适应新专业教学所需。

1.教材建设。教材是学生课堂前后预习和温故知新的物质条件,必须跟进,但新建专业教材的配套性总是不尽如人意,虽然现在教材版本繁多,表面上选择余地很大,但不可否认,粗制滥造现象也不罕见,因此对现有教材的选取必须高度重视,要充分发扬民主精神,集思广益,将真正优秀的、适合的教材甄别出来。同时加强教材编写力度,对尚不成熟的脚本,先作为讲义印发给学生,经过一届学生的试用,在修改完善后正式出版,逐步建立起一套针对性强的教材体系。

2.实验室建设。实验室建设是新专业建设中资金投入最大的部分,涉及实验用房的建设、实验仪器设备的购置及实验教师的培养等诸多方面,牵涉面广,需要学校多部门的磋商协调。往往基础课实验条件建设容易实现,因为基础课实验内容的刚性强,建设思想易统一;而专业课实验室建设弹性大,投入多,易受到挤压或拖延,但专业课实验室恰恰是体现专业特征的地方,是学生创新训练的主要场所,也是教师科研的主要依托,因此在实验室建设中,对建设目标的充分论证、建设过程的细致规划,是专业实验室建设得到学校理解支持的关键。如安徽农业大学在材料科学与工程新专业实验设备购置方面,近三年投入300多万元。

3.实习基地建设。实践教学离不开实习基地,离不开相关行业的企事业单位。让这些企事业单位乐于接收学生的实习,必须从实习安全、产学研合作、人才输送与就业等多方面为企业着想。学院动员所有领导和教师主动出击、多方联系,在诚信的基础上,解除企业对学生实习的顾虑。如安徽农业大学在竹材的基础研究方面具有较多成果,积极探讨竹材深加工的应用方向,因此与安徽龙华竹业有限公司达成了合作共识,建立了良好的校企合作实践教学基地。

(四)优化实践教学体系,提升学生的实践能力

实践教学是确保学生理论联系实际、学以致用的重要环节,这也是工科专业的一个重要特征,材料科学与工程专业更是如此[9-11]。如安徽农业大学为了学生将来更快地适应工作需要,成为社会需要的精英人才,在专业课设置中几乎都有配套实验,根据教学内容,加强理论与实践的结合,为了突出实验教学的全过程化,通过开设综合性、设计性实验,进一步提高学生的创新能力。

(五)开展创新创业教学,提升学生的创新能力

校内的创新创业教育需要鼓励和氛围,通过宣传大学生创业先进典型,培养学生创新创业的意识、信心和勇气;通过创新创业讲座和科研活动,形成以项目和社团为组织的“创新创业教育”实践群体,如安徽农业大学每年开展“创客”大赛,每个班级组成若干团队参赛,让学生在参赛过程中得到锻炼和提高。另外每年都有部级、省级和学校创新基金项目,鼓励二年级以上的学生组团申报,到大四时,基本上每位学生都是创新基金项目的参与者。

此外,创新创业需要走出校园、走进社会,从专业的角度去发现问题、需求和不足,寻找专业的创新点,进而发现创业的切入点,提升创业的竞争力。要求学生走进社会,首先教师要密切与社会的联系,如安徽农业大学对新建专业给予一定经费上的投入,支持教师通过参加学术会议、加入行业协会等途径,开拓社会资源,为学生搭建创新创业训练的桥梁和平台。

四、结语

材料科学与工程专业已呈现出与多学科相互渗透、交叉综合的发展趋势,以生物质资源为材料主体是高等农林院校材料科学与工程专业的特色,顺应了当今社会经济对高素质人才需求。它在新建过程中出现了一系列的问题,这些问题要在实践中予以解决,最终目的是为了办好新专业,引领新专业走入正轨,迈向一个较高的发展平台。因此,我们要探索出一条适合我国国情的、具有国际化与工程背景、富有创新创业精神和实践能力的高素质材料类人才培养的路子,提高我国材料工业水平并使之具有可持续发展能力,使我国尽快从一个材料大国走向材料强国。

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收稿日期:2016-08-29