近十年無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的教學(xué)改革*

劉宏波

(上海工程技術(shù)大學(xué)材料工程學(xué)院，上?！?10620)

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近十年無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的教學(xué)改革*

劉宏波

(上海工程技術(shù)大學(xué)材料工程學(xué)院，上海210620)

無機(jī)非金屬材料工程是材料科學(xué)與工程下面的一個(gè)二級(jí)學(xué)科，我國(guó)有大量的高校設(shè)置了這一專業(yè)。近年來，幾乎所有的學(xué)校都對(duì)這一個(gè)專業(yè)的教學(xué)進(jìn)行了改革。本文參考了近十年來國(guó)內(nèi)高等院校無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)教學(xué)改革的具體措施，分別就教學(xué)改革中的專業(yè)課程設(shè)置、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和教學(xué)方法做了一個(gè)簡(jiǎn)要的總結(jié)，從中吸取經(jīng)驗(yàn)，更好的服務(wù)于教學(xué)。

無機(jī)非金屬材料工程；教學(xué)改革；近十年

無機(jī)非金屬材料工程是我國(guó)高等教育體系材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科下的一個(gè)二級(jí)學(xué)科，本科學(xué)制4年。我國(guó)開設(shè)這個(gè)專業(yè)的學(xué)校有78家[1]。最近從教育部網(wǎng)站檢索，又有高校首次開設(shè)這一專業(yè)。其實(shí)，開設(shè)這一專業(yè)的學(xué)校遠(yuǎn)不止這些，原因有二：(1)在一些重點(diǎn)高校中，特別是“985”、“211”院校中，本科基本上是以一級(jí)學(xué)科名“材料科學(xué)與工程”招生，無機(jī)非金屬材料作為一個(gè)專業(yè)方向；(2)在其它學(xué)科門類里面也存在這一專業(yè)方向，特別是化學(xué)化工類專業(yè)。由此可見，我國(guó)每年培養(yǎng)大量的無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)人才，有必要對(duì)各個(gè)學(xué)校的教學(xué)做一個(gè)總結(jié)，特別是教學(xué)改革方面。

本文的目的，就是對(duì)無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)近10年來在各個(gè)高校中的改革做一個(gè)梳理，對(duì)未來的發(fā)展給一點(diǎn)建議。當(dāng)然，這種整理工作不可避免的可能會(huì)導(dǎo)致一些偏差。不是所有學(xué)校都對(duì)他們的教學(xué)改革做了報(bào)道；作者本人也只是在有限的數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行了查詢和分析。因此，作者不敢保證文中所有的觀點(diǎn)都十分準(zhǔn)確和正確，讀者更應(yīng)該將本文當(dāng)做一個(gè)參考性的材料來閱讀。

1　專業(yè)發(fā)展的環(huán)境和困境

近年來，一方面，隨著市場(chǎng)化的進(jìn)一步深入，傳統(tǒng)陶瓷、玻璃等無機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)受到很大的沖擊，很多企業(yè)面臨關(guān)閉， 這對(duì)日益擴(kuò)大規(guī)模招生后的就業(yè)來說，猶如雪上加霜。另一方面，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，各種新型無機(jī)材料、特別是功能材料的研究生產(chǎn)得到迅速發(fā)展，比如半導(dǎo)體、光電和電工電子等領(lǐng)域，這些行業(yè)的就業(yè)形勢(shì)相對(duì)較好[2]。可喜的是，這些新材料實(shí)際上和無機(jī)非金屬材料有著幾乎相同的內(nèi)涵，國(guó)外對(duì)陶瓷(Ceramic)的定義其實(shí)很早就包含了所有的無機(jī)功能單質(zhì)和化合物。很顯然，如何根據(jù)大環(huán)境的變化來進(jìn)行教學(xué)改革是一個(gè)突出的問題。

從教學(xué)對(duì)象來看，情況也發(fā)生了很大變化。學(xué)生由原來的統(tǒng)招統(tǒng)分，變成現(xiàn)在的統(tǒng)一招生，自主就業(yè)。由于很多學(xué)生是調(diào)配到無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)，有些對(duì)本專業(yè)既談不上熱愛、喜歡，又缺乏了解和熱情[2-4]。

這些變化，都促使各個(gè)學(xué)校進(jìn)一步調(diào)整教學(xué)，以適應(yīng)時(shí)代的變化。大體上來看，變化主要涉及到：專業(yè)課教學(xué)；實(shí)驗(yàn)課教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)。本文將對(duì)各個(gè)部分分別探討。

2　專業(yè)課程設(shè)置的改革

哈爾濱理工大學(xué)在無機(jī)非金屬材料專業(yè)方向下面又細(xì)分為不同的方向，并大量加入電工陶瓷和絕緣材料、光纖與光通訊、環(huán)境及生物材料等內(nèi)容[2]；內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)在無機(jī)非金屬材料教學(xué)中使用仿真模擬[5]；安徽工業(yè)大學(xué)對(duì)課程及其內(nèi)容進(jìn)行重組，著重強(qiáng)化無機(jī)非金屬專業(yè)各個(gè)門類共同的理論，大大壓縮專業(yè)課，強(qiáng)化了實(shí)踐環(huán)節(jié)；同時(shí)該課程體系還包括了非核心體系，即開設(shè)應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)任選課和領(lǐng)域課，如復(fù)合材料學(xué)、不定型耐火材料材料研究進(jìn)展等，增強(qiáng)了選修課及擴(kuò)大了選修課內(nèi)容的覆蓋面[6]。

中南大學(xué)[7]將原專業(yè)課程《陶瓷工藝學(xué)》、《玻璃工藝學(xué)》、《水泥工藝學(xué)》和《耐火材料》(四門課總學(xué)時(shí)為128)合并為學(xué)科基礎(chǔ)課程《無機(jī)材料工藝學(xué)》(80學(xué)時(shí))，這樣優(yōu)化整合后，課程其相應(yīng)學(xué)時(shí)數(shù)明顯減少。多出來的學(xué)時(shí)，開設(shè)了《粉體制備技術(shù)》和《礦物材料加工學(xué)》等特色課程，促進(jìn)與礦物加工的融合和交叉；開設(shè)《新型無機(jī)材料》、《功能材料》、《納米材料》和《半導(dǎo)體材料》等作為專業(yè)選修課程，擴(kuò)展專業(yè)課選修空間；增加基礎(chǔ)課程、人文素質(zhì)與交叉學(xué)科課程選修學(xué)分比例。

在新開的專業(yè)課程設(shè)置上，突出的重點(diǎn)是注重新知識(shí)、新技術(shù)的講授。哈爾濱理工大學(xué)[8]講授納米復(fù)合材料, 智能復(fù)合材料, 仿生復(fù)合材料等先進(jìn)的前沿技術(shù)內(nèi)容, 使學(xué)生了解國(guó)際上最新的復(fù)合材料界的技術(shù)動(dòng)態(tài), 緊跟世界前沿水平；調(diào)整深受社會(huì)和學(xué)生歡迎的《模具設(shè)計(jì)CAD》課為專業(yè)平臺(tái)課。濟(jì)南大學(xué)[9]材料學(xué)院鼓勵(lì)科研骨干教師將科研成果總結(jié)和提煉，融入到教材和相關(guān)教學(xué)內(nèi)容中，把最新的知識(shí)傳遞給學(xué)生。教師獲獎(jiǎng)的科研項(xiàng)目被編制成講義，融入本科教學(xué)，給學(xué)生相對(duì)系統(tǒng)和完整的前沿知識(shí)。武漢工程大學(xué)[10]邀請(qǐng)行業(yè)內(nèi)相關(guān)企業(yè)家到課堂，為學(xué)生講解企業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和企業(yè)對(duì)技術(shù)人才的要求與期望，讓學(xué)生在畢業(yè)前能真切了解到企業(yè)對(duì)專業(yè)人才的具體要求，以便他們提前準(zhǔn)備，提高畢業(yè)生就業(yè)率。河北理工學(xué)院[11]在專業(yè)課程中，為了加強(qiáng)學(xué)生工程技術(shù)能力的培養(yǎng)，開設(shè)了《工程案例分析》課，提高學(xué)生分析問題、解決問題能力。隨著我國(guó)加入WTO和進(jìn)一步的開放政策，專業(yè)英語(yǔ)教學(xué)得到了重視[12]，幾乎所有學(xué)校都開設(shè)了專業(yè)英語(yǔ)。

3　實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

無機(jī)非金屬材料工程的人才培養(yǎng)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是非常重要的一塊，人才培養(yǎng)的目的是能在企事業(yè)單位從事科研任務(wù)。各個(gè)學(xué)校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，也做了很多的改革[13-18]。

調(diào)整的第一個(gè)方面是開設(shè)或者加強(qiáng)綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。清華大學(xué)[13]建立了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)-綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。四川大學(xué)[14]通過實(shí)施科研創(chuàng)新與教學(xué)質(zhì)量工程、實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，建立“寬基礎(chǔ)—強(qiáng)綜合—多交叉—重創(chuàng)新”的科研實(shí)踐平臺(tái)、構(gòu)建“多元化—全方位—多層次”的“大工程教育”實(shí)踐模式。武漢工程大學(xué)[15]開設(shè)工學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生作一次綜合檢驗(yàn)，能讓學(xué)生能更好地認(rèn)識(shí)自我，了解自身的真實(shí)水平。河北理工大學(xué)[17]制定和修訂了20余項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室的管理制度,保證了開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)行；重新修訂了實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，《無機(jī)材料物化性能實(shí)驗(yàn)》、《陶瓷專業(yè)實(shí)驗(yàn)》、《耐火材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)》、《水泥專業(yè)實(shí)驗(yàn)》四門實(shí)驗(yàn)課程的21項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從原來的驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)，修訂為綜合性實(shí)驗(yàn)。福州大學(xué)[18]開設(shè)“無機(jī)非金屬材料工程綜合實(shí)驗(yàn)”，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，注重選題質(zhì)量， 實(shí)行開放式教學(xué)與管理；將材料結(jié)構(gòu)與性能研究、材料制備、新材料開發(fā)及應(yīng)用等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能貫穿起來，既加強(qiáng)對(duì)學(xué)生專業(yè)基本原理、基本知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，又能全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與發(fā)現(xiàn)、提出、解決問題的綜合能力。廣西大學(xué)[19]將原來開出驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，變?yōu)樵O(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)調(diào)整的第二個(gè)方面是開放實(shí)驗(yàn)室。景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院[20]、合肥學(xué)院[21]、河北理工大學(xué)[17]、福州大學(xué)[18]等學(xué)校均提出了開放實(shí)驗(yàn)室日?；?。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的另外一個(gè)方面是開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院，四川大學(xué)[22], 廣西大學(xué)[19]等單位注重綜合實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，從原材料的選擇、實(shí)驗(yàn)方案的確定、產(chǎn)品的制備及其性能的檢測(cè)全過程自己動(dòng)手完成，通過理論學(xué)習(xí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，為進(jìn)入企事業(yè)單位從事科技研發(fā)打下了基礎(chǔ)。濟(jì)南大學(xué)[9]材料學(xué)院教師把科研過程轉(zhuǎn)化成綜合實(shí)驗(yàn)，更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和手段，提高了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用能力[9]。

4　實(shí)踐教學(xué)的改革

各個(gè)學(xué)校在實(shí)踐教學(xué)過程中，也做了一些變革。遼寧工業(yè)大學(xué)[2]對(duì)理論知識(shí)較少的課程設(shè)置較長(zhǎng)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)。安徽工業(yè)大學(xué)[6]大大壓縮專業(yè)課，強(qiáng)化了實(shí)踐環(huán)節(jié)。四川理工學(xué)院[23]將校外實(shí)訓(xùn)基地拓展到20余個(gè)。武漢理工大學(xué)[24]無機(jī)非金屬材料專業(yè)的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)則由原來進(jìn)行傳統(tǒng)建筑材料生產(chǎn)線，調(diào)整為而對(duì)中材料的參觀學(xué)習(xí)，先進(jìn)的傳統(tǒng)材料生產(chǎn)、新材料研制與生產(chǎn)、以及材料的加工與使用等內(nèi)容均被列入實(shí)習(xí)要求，從而使學(xué)生對(duì)材料有較全而的了解。

5　結(jié)　語(yǔ)

通過以上分析我們不難看出，隨著大環(huán)境的變化，無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的教學(xué)面臨著越來越多的挑戰(zhàn)，各個(gè)高校也在積極的尋求應(yīng)對(duì)策略。從師資、設(shè)備、課程、實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐等各個(gè)方面都做了一些變化。從各個(gè)學(xué)校的做法來看，共性有一下幾點(diǎn)：①壓縮傳統(tǒng)專業(yè)課，增加新內(nèi)容；②教師科研項(xiàng)目融入教學(xué)；③實(shí)驗(yàn)教學(xué)從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)到綜合實(shí)驗(yàn)；④增加實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

然而，各個(gè)學(xué)校對(duì)內(nèi)容的新卻各有不同，大體上，這部分內(nèi)容是各個(gè)學(xué)校根據(jù)自己的特色，加入了特色內(nèi)容。這里面存在的問題是，對(duì)于無機(jī)非金屬本身就是特色專業(yè)的學(xué)校，如何加入新內(nèi)容，是一個(gè)問題。同時(shí)，這也說明新內(nèi)容并沒有完全按照產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，來增加新內(nèi)容。如何加強(qiáng)學(xué)校與產(chǎn)業(yè)界的聯(lián)合，增加企業(yè)切實(shí)需求的內(nèi)容，是一個(gè)值得考慮的問題?？蒲许?xiàng)目的加入，有促進(jìn)學(xué)生積極性的一方面；但是，并非所有的科研項(xiàng)目都適合于加入到本科生教學(xué)當(dāng)中。這里面的度一定要把握得當(dāng)。綜合實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，實(shí)際上是早在十年前就開始了。綜合實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生整體上掌握如何去完成一項(xiàng)科研或者工程任務(wù)。但是，對(duì)一些機(jī)理比較復(fù)雜的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，還應(yīng)該單獨(dú)完成。實(shí)踐教學(xué)的拓展，非常有必要的。但是，由于本科生的實(shí)習(xí)主要是參觀實(shí)習(xí)，必然影響到企業(yè)的正常生產(chǎn)過程。這也是為什么近年學(xué)校尋找實(shí)習(xí)單位便的比較困難的一個(gè)原因，特別是對(duì)于一些高新產(chǎn)業(yè)，由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)潔凈度要求非常之高，企業(yè)一般不愿意讓學(xué)生去參觀，更不用說一些涉密的生產(chǎn)項(xiàng)目。因此，如何拓展實(shí)習(xí)單位，也是需要解決問題。

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Educational Reforms in the Last Decade for Inorganic Nonmetallic Materials Engineering*

LIUHong-bo

(School of Materials Engineering, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 210620, China)

Inorganic Nonmetallic Materials Engineering is one of sub-disciplines in materials science and engineering, which has been set up in many colleges and universities in China. In recent years, almost all of these schools perform teaching reforms. The specific reforms in the education of Inorganic Nonmetallic Materials Engineering were summarized. The content included professional curriculum, experimental teaching, practical teaching, and teaching method. It was generally believed that these reforms made the education for Inorganic Nonmetallic Materials Engineering more efficient.

Inorganic Nonmetallic Materials Engineering; educational reform; last decade

2016年上海工程技術(shù)大學(xué)課程建設(shè)項(xiàng)目：《光電材料與器件》全英語(yǔ)課程建設(shè)(項(xiàng)目編號(hào)：k201605007)；上海高校青年教師培養(yǎng)資助計(jì)劃(ZZgcd14009)。

劉宏波 (1983-)，男，博士，從事無機(jī)非金屬材料工程(電子與信息材料方向)研究。

G642.0

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1001-9677(2016)08-0201-03