聆聽學(xué)科前沿 啟迪創(chuàng)新思維

李潔 張盼

摘 要：記一次國家級精品視頻公開課“材料科學(xué)與工程導(dǎo)論”，啟迪創(chuàng)新思維。

關(guān)鍵詞：學(xué)科前沿；創(chuàng)新思維

有這樣一群學(xué)生，他們熱愛科學(xué)、致力于學(xué)習(xí)材料學(xué)科，對未來充滿憧憬，對專業(yè)充滿探求與渴望。

有這樣一群老師，他們熟知學(xué)科前沿，對教育教學(xué)飽含熱情，看重學(xué)科發(fā)展前景，著力培育學(xué)科繼承人。

于是，“材料科學(xué)與工程導(dǎo)論”這樣一門課程應(yīng)運(yùn)而生，將這兩個(gè)群體零距離無縫銜接起來，讓他們于大學(xué)課堂上融洽和諧相處，在科學(xué)之路上一同攜手前行。

1 教學(xué)內(nèi)容：前沿科普

“衣食住行樂，材料把橋搭”，材料與人類的生存息息相關(guān)，是人類文明、社會(huì)進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo)。進(jìn)入21世紀(jì)后人們開始認(rèn)真思考材料、能源和環(huán)境的密切關(guān)系，越來越重視材料的可持續(xù)發(fā)展。作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的三大支柱之一的材料學(xué)科是研究材料成分、結(jié)構(gòu)、制備和加工工藝、性能和應(yīng)用的學(xué)科。材料科學(xué)與工程是一門研究材料的制備或加工工藝、材料的微觀結(jié)構(gòu)與材料宏觀性能三者之間的相互關(guān)系的科學(xué)，它涉及物質(zhì)的性質(zhì)及其在各個(gè)科學(xué)和工程領(lǐng)域的應(yīng)用，是研究“為什么”和解決“怎么做”的學(xué)問。

大一新生甫一入校，絕大多數(shù)都未能明白“材料是什么，材料學(xué)科是什么，材料科學(xué)與工程專業(yè)會(huì)學(xué)習(xí)什么？”為提高材料專業(yè)本科生質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)造性人才，幫助本科新生順利完成從高中生到大學(xué)生的跨越和角色轉(zhuǎn)變，使新生盡快了解、認(rèn)識、熱愛自己所學(xué)的專業(yè)，北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院從2005年開始，開設(shè)“材料科學(xué)與工程導(dǎo)論”這一名師課堂。一批知名教授開始了“一班一師”的小班授課，教學(xué)內(nèi)容也從科普講解的角度延伸到領(lǐng)悟?qū)W科前沿魅力。名師課堂上不僅有傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，包括專業(yè)內(nèi)涵特點(diǎn)、主要學(xué)科知識和課程體系、人才培養(yǎng)目標(biāo)要求和實(shí)現(xiàn)途徑、專業(yè)發(fā)展歷程和發(fā)展方向、專業(yè)與行業(yè)職業(yè)的關(guān)系和聯(lián)系、學(xué)校的人才培養(yǎng)特色和學(xué)科特色等，還拓展了許多新的教學(xué)內(nèi)同，如開展學(xué)術(shù)講座、學(xué)術(shù)交流、經(jīng)驗(yàn)座談，參觀科研教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和行業(yè)知名企事業(yè)單位，參與科研和教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的研制、維修、改造及眾多專業(yè)實(shí)踐活動(dòng)，幫助學(xué)生了解學(xué)科專業(yè)的特性及學(xué)術(shù)前沿，為其學(xué)習(xí)提供指引、支持和幫助。授課教師之一、現(xiàn)任學(xué)校本科教學(xué)副校長張躍教授形象的指出，我們要當(dāng)牧羊人，不可當(dāng)放羊人，雖一字之差，但效果大不同；要有組織、有計(jì)劃、有步驟的帶領(lǐng)學(xué)生走入科學(xué)前沿，邁入材料學(xué)科高水平的高地。

2 師資團(tuán)隊(duì)：名師云集

“材料科學(xué)與工程導(dǎo)論”這門課程的講授教師無一例外都是材料學(xué)科中赫赫有名的翹楚。教學(xué)團(tuán)隊(duì)名師云集、星光熠熠，有國家“海洋腐蝕973項(xiàng)目”首席科學(xué)家、北京市百名科技領(lǐng)軍人物、腐蝕控制系統(tǒng)工程研究室首席教授李曉剛，長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃特聘教授、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、先進(jìn)粉末冶金成形技術(shù)研究室首席教授曲選輝，長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃特聘教授、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、材料失效與延壽研究室首席教授喬利杰，全國優(yōu)秀教師、全國優(yōu)秀科技工作者、教育部跨世紀(jì)優(yōu)秀人才、材料優(yōu)化設(shè)計(jì)與生物醫(yī)用材料研究室首席教授劉國權(quán)，長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃特聘教授、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者，國家973計(jì)劃項(xiàng)目首席科學(xué)家、新材料制備與加工研究室首席教授謝建新，國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、國家重大科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目首席科學(xué)家、納米材料與器件研究室首席教授張躍，國家百千萬人才工程第一二層次入選者、教育部跨世紀(jì)優(yōu)秀人才培養(yǎng)計(jì)劃，國家有突出貢獻(xiàn)專家孫冬柏，長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃特聘教授、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、磁電子材料與器件研究室首席教授姜勇，還有吳春京、康永林、孫加林、尚成嘉、毛衛(wèi)民、劉雪峰等國內(nèi)外材料學(xué)科領(lǐng)域知名的專家學(xué)者教授。

正如就讀博士三年級的小付同學(xué)所言，材料學(xué)科學(xué)習(xí)了近十年，回顧自己和同學(xué)的學(xué)習(xí)生涯，感觸最深的就是名師課堂，它引導(dǎo)大家迅速走入學(xué)科前沿殿堂，每一位教授都是那樣的善誘善導(dǎo)，每一個(gè)學(xué)科方向都清晰的展現(xiàn)給大家，教授們傳遞給我們的“對科學(xué)的渴求、對學(xué)科的探究”的學(xué)術(shù)思想成就了一批材料新生代的成長成才。

授課教師之一、現(xiàn)任材料科學(xué)與工程學(xué)院院長姜勇教授強(qiáng)調(diào)，開設(shè)導(dǎo)論這門課的意義在于通過名師與新生的課堂交流，借助教學(xué)名師和科研領(lǐng)軍人物的人格魅力和高尚風(fēng)范，幫助新生感受到教師對科學(xué)的執(zhí)著熱愛和刻苦鉆研精神；通過名師講授國家需求和國際前沿等內(nèi)容，借助最新科研技術(shù)成果的吸引力，開啟“本科生課堂”與“世界一流科研工作”之間的“直通車”。

3 課堂體驗(yàn)：創(chuàng)新吸引

啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維是課程建設(shè)的重點(diǎn)，教師們使盡全身解數(shù)打造不拘一格的課堂教學(xué)，務(wù)求學(xué)生們感受到極具吸引力的課堂體驗(yàn)?！拔覀儽焕蠋熋枥L的材料科學(xué)世界所吸引，從一個(gè)不知道材料為何物的高中生，轉(zhuǎn)變成了興趣濃厚的大學(xué)生，更加堅(jiān)定了認(rèn)真學(xué)習(xí)材料專業(yè)的信念，這是大學(xué)生活中最重要、印象最深刻的一堂課?！北姸鄬W(xué)生如是說。

體驗(yàn)1：“何為納米？納米是什么？納米能干什么？”張躍教授介紹了從“費(fèi)曼提出納米的概念”之后納米這一學(xué)科的發(fā)展、納米材料的分類、制備方法、應(yīng)用領(lǐng)域等納米領(lǐng)域的基本知識。不時(shí)穿插自己學(xué)生時(shí)代的經(jīng)歷，課堂氣氛活躍。帶領(lǐng)學(xué)生參觀國家納米中心、納米領(lǐng)域研究實(shí)驗(yàn)室，近距離觀察電子顯微鏡等設(shè)備，引導(dǎo)學(xué)生清晰了解了納米材料的研究過程?？荚嚪绞绞前淹瑢W(xué)分成若干小組，對行業(yè)中自己最感興趣的一個(gè)小分支進(jìn)行研究，通過答辯的形式介紹自己對這一分支的了解。相比于試卷，這種期末考試顯得十分靈活，更有益于學(xué)生提高能力。

體驗(yàn)2：姜勇教授課上介紹了千奇百怪的多功能材料、絢麗奪目的發(fā)光材料、耐火耐壓的建筑材料等，各式各樣的材料種類吸引著同學(xué)們的眼球。帶領(lǐng)學(xué)生領(lǐng)悟了材料研究中各種儀器設(shè)備的使用方法，如隧道掃描儀是用探針“訪問材料表面”，X射線衍射則用來探索材料神奇的內(nèi)部世界等，耐心生動(dòng)的講解著儀器的結(jié)構(gòu)、原理及用途。組織研究生、留學(xué)生與大一新生座談，通過面對面和學(xué)長們交流，同學(xué)們對未來的學(xué)科、專業(yè)發(fā)展有了更深的了解。座談會(huì)這一有趣而實(shí)用的教學(xué)方式得到了學(xué)生一致好評。

體驗(yàn)3：李曉剛教授從講授大學(xué)的概況入手，談到“大學(xué)之道，在明明德，在親民，在止于至善?！保瑸閯傔M(jìn)入大學(xué)尚有迷茫的新生指點(diǎn)了方向。借助具體的事例和數(shù)字向同學(xué)們展示了學(xué)校在金屬腐蝕方面取得的成就、重要意義和未來發(fā)展前景。曾去英國牛津大學(xué)交流的他用風(fēng)趣幽默的語言和一張張圖片展現(xiàn)了牛津大學(xué)、劍橋大學(xué)等學(xué)校的風(fēng)貌，開闊了同學(xué)們的眼界，激起了部分同學(xué)出國深造的愿望。還請來了曾在美國留學(xué)的同學(xué)，現(xiàn)場解答有關(guān)出國留學(xué)的疑惑。

……

每一位教授的課堂教學(xué)都是別具一格、豐富多彩的，學(xué)生們得到的是新奇、深刻、鮮活的課堂體驗(yàn)。這門課程猶如一把鑰匙為學(xué)生打開了材料科學(xué)研究的大門，引導(dǎo)他們充滿激情的在材料研究之路上持續(xù)前行。

經(jīng)過多年發(fā)展與探索， “材料科學(xué)與工程導(dǎo)論”成功入選2013年“國家級精品視頻公開課”試點(diǎn)建設(shè)課程，作為重要部分參與的“發(fā)揮材料學(xué)科優(yōu)勢，培養(yǎng)高水平創(chuàng)新型本科人才的探索與實(shí)踐”獲得2014年高等教育國家級教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。據(jù)悉，“材料科學(xué)與工程導(dǎo)論”在今后的發(fā)展中會(huì)吸收更多的專業(yè)大牌教授講授該課程，進(jìn)一步拓展研究領(lǐng)域的前沿介紹，啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維，開闊專業(yè)視野，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力，為材料學(xué)科培育更多的創(chuàng)新型高素質(zhì)拔尖人才。

參考文獻(xiàn)：

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