材料科學(xué)與工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的研究①

高明

(華北科技學(xué)院，北京東燕郊 101601)

材料科學(xué)與工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的研究①

高明②

(華北科技學(xué)院，北京東燕郊 101601)

根據(jù)人才市場對材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生的素質(zhì)、知識和能力要求，結(jié)合材料專業(yè)自身功能特性，概述了華北科技學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案的制訂思路，并著重對課程體系作了較詳細的探討。

材料科學(xué)與工程;人才培養(yǎng)方案;課程體系

材料科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展表明，材料學(xué)科已經(jīng)淡化了傳統(tǒng)的金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料的界限，正在向所謂“大材料”的方向發(fā)展。目前全國共有49所學(xué)校設(shè)有材料科學(xué)與工程專業(yè)，通過對11所院校無機非金屬材料工程專業(yè)、12所院校高分子類專業(yè)、26所院校材料物理、材料化學(xué)專業(yè)本科畢業(yè)生就業(yè)及招生情況的調(diào)查，結(jié)果表明，材料科學(xué)與工程學(xué)科作為材料類專業(yè)的一級學(xué)科，本科畢業(yè)生就業(yè)情況良好。但隨著材料科學(xué)的發(fā)展，技術(shù)進步和高效生產(chǎn)等要求也隨著提高，給我們的專業(yè)建設(shè)提出了更高的要求，培養(yǎng)什么樣的人才、怎樣培養(yǎng)人才是我們應(yīng)該著重研究的問題。

材料科學(xué)與工程專業(yè)作為我校的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)專業(yè)，肩負著為生產(chǎn)一線培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重任。而應(yīng)試教育階段建立的人才培養(yǎng)模式已經(jīng)不適應(yīng)目前素質(zhì)教育的要求，尤其是目前國家經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的新形勢下，如何適應(yīng)材料企業(yè)的需要，切實提高材料科學(xué)專業(yè)本科畢業(yè)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新、動手能力，已經(jīng)成為材料科學(xué)專業(yè)教學(xué)中急需解決的問題。主要思路體現(xiàn)在以下幾個方面。

1 寬專業(yè)口徑

培養(yǎng)既掌握材料科學(xué)與工程(大材料)基本原理，又通曉某一類材料的制備與加工、組成與結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用系統(tǒng)知識的基本原理。基于此，在人才培養(yǎng)方案設(shè)置了了幾門與大材料有關(guān)的課程如材料科學(xué)與工程導(dǎo)論、材料性能學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料現(xiàn)代分析方法等。材料科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)一般傾向于金屬材料，包括高分子材料方向的很少，我校以高分子材料為方向培養(yǎng)出的學(xué)生即掌握高分子材料與工程專業(yè)知識，又具備金屬材料和無機非金屬材料方面的基礎(chǔ)知識，從而可拓展就業(yè)領(lǐng)域.

2 課程體系

構(gòu)建以通識課、學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課、專業(yè)前沿課、集中實踐環(huán)節(jié)有機結(jié)合的課程體系結(jié)構(gòu)(如表1所示)，使學(xué)生具備獲取知識的能力和創(chuàng)造能力。

表1 各類課程學(xué)時學(xué)分分配表

2.1 學(xué)科基礎(chǔ)課

材料科學(xué)與工程專業(yè)是一個典型的工科專業(yè)，基于此，將高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率與數(shù)理統(tǒng)計、工程制圖、電工及電子技術(shù)、力學(xué)(理論力學(xué)和材料力學(xué))設(shè)置為該專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。概率與數(shù)理統(tǒng)計為高分子材料分子量分布、均方末端距的統(tǒng)計計算法、橡膠彈性的統(tǒng)計學(xué)理論等奠定基礎(chǔ);工程制圖為后續(xù)課程計算機CAD、模具設(shè)計奠定基礎(chǔ);電工及電子技術(shù)和力學(xué)為材料性能測試奠定基礎(chǔ)。

2.2 專業(yè)基礎(chǔ)課

要求學(xué)生掌握材料科學(xué)與工程(大材料)基本原理和基本知識，基于此，將大材料相關(guān)課程和四大化學(xué)設(shè)置為該專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。主要課程如材料科學(xué)與工程導(dǎo)論、材料性能學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、無機化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)、化工原理和機械設(shè)計基礎(chǔ)等。

本專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課還包括高分子化學(xué)、高分子物理。高分子化學(xué)主要是研究高分子合成與改性的基本規(guī)律，是發(fā)展新型高分子材料的理論基礎(chǔ)。高分子化學(xué)課程以聚合反應(yīng)機理和動力學(xué)為基礎(chǔ)，著重論述自由基聚合、自由基共聚、逐步聚合、離子聚合的基本原理，解決聚合速率、平均聚合度、聚合物微觀結(jié)構(gòu)、共聚物組成等的影響因素及其控制問題，并對常用聚合方法作簡要介紹［4］。高分子物理是以聚合物為對象的全部物理內(nèi)容的課程，通過研究高分子的結(jié)構(gòu)和分子運動，建立結(jié)構(gòu)與力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、溶液等宏觀物理性能之間的聯(lián)系，以期對高分子材料的合成、加工成型、測試、選材提供理論依據(jù)。高分子物理課程側(cè)重于介紹高分子的微觀結(jié)構(gòu)和分子熱運動，同時了解高分子材料的物理機械性能及高分子的近代分析和表征方法［1，2］。

2.3 專業(yè)方向課

作為高分子為方向的材料科學(xué)與工程方面的專業(yè)人才必須同時具備比較扎實的專業(yè)理論和實踐基礎(chǔ)，實際工作起來才能得心應(yīng)手，其專業(yè)方向課包括聚合物成型加工、材料現(xiàn)代分析方法和模具設(shè)計。

高分子材料成型與加工課程是學(xué)習(xí)高分子材料、添加劑及其配方設(shè)計、高分子材料混合與制備、成型加工方法和工藝過程(壓制成型、擠出成型、注射成型、壓延成型等)、加工工藝原理以及高分子材料的加工性質(zhì)(包括加工過程中的行為)。通過本課程的學(xué)習(xí)，為學(xué)生從事高分子材料及其制品的設(shè)計、生產(chǎn)和研究工作打下必要的理論基礎(chǔ)［3，4］。材料現(xiàn)代分析方法是材料科學(xué)的主要內(nèi)容之一。主要介紹高分子材料中聚合物的現(xiàn)代儀器分析測試技術(shù)及方法。重點研究高分子材料中聚合物的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間內(nèi)在的關(guān)系和一般規(guī)律。為評價高分子材料的質(zhì)量、改性及新材料研究提供重要的依據(jù)。模具設(shè)計主要研究塑料模具的成型工藝方法、塑料模具的基本設(shè)計規(guī)律和設(shè)計方法，使學(xué)生能夠合理地選擇塑料成型設(shè)備，分析和解決生產(chǎn)中成品質(zhì)量和模具方面的技術(shù)問題。

2.4 專業(yè)前沿課程

我校以高分子材料為方向，主要設(shè)置的專業(yè)前沿課程有功能高分子、高分子基復(fù)合材料、聚合物成型工藝、聚合物流變學(xué)、高分子材料循環(huán)利用、專業(yè)計算機應(yīng)用、阻燃技術(shù)、材料前沿、聚合物加工設(shè)備、文獻檢索、納米材料、涂料與粘合劑、試驗研究方法和聚合物研究進展等14門選修課，使學(xué)生在這一領(lǐng)域內(nèi)的知識有所深化，畢業(yè)后便能盡快上手。

2.5 集中實踐環(huán)節(jié)

我校材料科學(xué)與工程專業(yè)的集中實踐環(huán)節(jié)包括金工實習(xí)、認知實習(xí)、生成實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、課程設(shè)計和專業(yè)綜合實踐等40學(xué)分，此部分比例較大，目的使學(xué)生能夠理論充分聯(lián)系實際、注重培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力［5］。

材料與工程專業(yè)任課教師大多深入科研第一線，研究領(lǐng)域涉及高分子的各個方面，如天然高分子的合成與改性、涂料的研制、功能高分子、聚合物成型加工等，可以充分結(jié)合生產(chǎn)與科研實際豐富理論教學(xué)，活躍教學(xué)氣氛，學(xué)生也能根據(jù)自己的興趣，進行學(xué)生科研立項，在大二期間就可進入教師的實驗室進行相關(guān)實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練。

為強化學(xué)生理性認識與感性認識的能力、綜合素質(zhì)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，進一步提高學(xué)生在社會大環(huán)境中的競爭能力，我校建立與企業(yè)同步發(fā)展的完善規(guī)范的實習(xí)基地。目前環(huán)境學(xué)院已相繼在燕郊、北京周邊地區(qū)建立了三個材料與工程專業(yè)的實習(xí)基地，分別包括全國大型涂料公司——北京福斯特涂料有限公司、國內(nèi)橡膠生產(chǎn)基地——長城橡膠集團和塑料加工企業(yè)現(xiàn)代工程塑料有限公司作為本專業(yè)實習(xí)基地。目前實習(xí)基地可以完成學(xué)生的認識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)任務(wù)和多項工藝實驗。學(xué)生通過這些實踐環(huán)節(jié)加深了對書本理論知識的理解和應(yīng)用，同時也了解了行業(yè)發(fā)展趨勢和存在的問題，這對于學(xué)生踏入工作崗位和繼續(xù)深造都是大有裨益的。

3 結(jié)語

材料科學(xué)的發(fā)展是極其迅速的，每年都會有許多新材料、新技術(shù)、新工藝的不斷涌現(xiàn)，而教育教學(xué)改革隨著社會的發(fā)展也是永無止境的。本文對今后四年的材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)方案進行了研究，擬于四年后，對新的人才培養(yǎng)方案培養(yǎng)的學(xué)生進行調(diào)查、研究，適時進行修改，不斷完善，設(shè)計出適合材料科學(xué)與工程專業(yè)的實際情況、滿足社會需求的人才培養(yǎng)方案。

［1］馬娟娟，許興友.《高分子物理》課程教學(xué)改革謅議［J］.化工時刊，2006(3)：76－77

［2］彭桂榮，李青松，李青山，等.《高分子物理》教學(xué)中的幾點體會［J］.高分子通報，2007(8)：60－63

［3］胡治元.高分子材料應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教改的思路與實踐［J］.洛陽工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2007(6)：42－46

［4］唐頌超.高分子材料成型加工課程建設(shè)與教學(xué)改革［J］.化工高等教育，2008(1)：25－27

［5］陳厚，淺談高分子材料與工程專業(yè)實踐教學(xué)平臺的構(gòu)建［J］.廣州化工，2010，38(11)：220－221

Study on Applied Personnel Training Program of Materials Science and Engineering

GAO Ming

(North China Institute of Science＆Technology，Yanjiao Beijing－East101601)

According to the requirements of talent market for materials science and engineering undergraduate quality，knowledge and capacity，combined with the functional properties of materials subject，this paper summarized the thought s of applied personnel training program of material science and engineering and discussed about the course system in detail.

material science and engineering;applied personnel training program;course system

G642.3

A

1672－7169(2011)04－0078－03

2011－07－27。項目基金：華北科技學(xué)院高等教育科學(xué)研究課題。

高明(1974－)，男，河北昌黎人，博士，華北科技學(xué)院資源環(huán)境系副教授，研究方向：材料科學(xué)與工程。