科目一学习材料范文第1篇

关键词：材料科学与工程；实验实习；教学质量

中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：1673-291X（2010）36-0283-02

本科层次的应用型人才培养正是在中国经济建设现代化和高等教育大众化推动下产生的一种新型本科教育。应用型本科教育的培养目标定位于技术工程师，这类人才介于工程研究型和技能应用型之间的工程应用型人才[1]。他们既要具有较强的专业基础理论知识，又能够解决生产实际中的具体技术问题。材料是现代社会发展的基础，起着先导作用[2]。材料科学从过去的金属材料、无机非金属材料和高分子材料转向以复合材料、纳米材料、功能材料等为主导的发展格局。虽然这些新型材料的出现又大大丰富了材料的种类，但各类材料具有相似的学科基础、科学内涵、研究方法与研究设备，同时科学技术的发展在客观上需要对各类材料全面了解和研究，因此材料科学与工程学科逐步形成并迅速发展成为一门独立的学科。它主要研究材料的制备与加工、组成与结构、性质、使用性能等要素和它们之间相互关系的规律，并研究材料的生产过程及其技术[3]。可见，材料科学与工程本身就是实践性非常强的一门学科，要求学生有较强的实验动手能力以及解决生产过程的具体问题的能力，而专业的实验实习就是培养学生这样的能力。结合应用型本科院校的特点，专业的实验实习在应用型本科院校材料科学与工程的人才培养中显得尤为重要。

一、实验实习教学的现状和存在的问题

材料科学与工程实验主要目的是在于使学生更好理解相关的原理，锻炼学生运用相关技术方法的能力，而实习的目的在于培养学生解决生产实际中具体问题的能力。在具体实施中，存在实际知识不足，重理论轻实验现象，实验技能较低等问题，实验教学的积极性难以调动，在工作岗位上对实际工作适应性较差，遇到问题不能及时解决。

大多数的专业实验多数为验证性实验，根据课程设置实验内容，内容单调重复，学生按规定的步骤去完成实验内容来验证课堂的原理和方法。这种教学方法虽然进一步加深学生对课堂上学到的原理和方法的理解，但学生处于被动的接受状态，积极性不高，对于学生综合能力的培养是远远不够的。这些弊端严重阻碍了学生作为工程应用型人才的培养[4]。

二、面向应用型本科院校实验实习教学体系的建立

现有的实验教学体系、内容和方法不能适应工程应用型人才的培养，就需要确立面向工程应用型人才教育的实验教学目标和体系以培养和提高学生的实验技能和解决实际问题的能力。根据应用型本科教育的要求[5]，并考虑材料科学与工程专业实验教学现状，参考其他高校和企业对这类人才的素质要求的调查研究，笔者对本专业实验实习教学体系的构建提出以下想法：

（一）建立独立于理论教学的实验教学体系

传统的实验教学仅仅是理论教学的一个辅助手段，缺少独立的教学体系。这种体制在强调传授知识的观念下能起到巩固理论知识的作用，但在培养学生解决实际问题的能力方面受到制约。由于原来实验教学的内容常从属于某一门课程，各门课程按照自身的需要开设实验，忽视了相关课程间的联系，且相近课程的实验各自为政、有些重复的内容，造成资源的浪费。针对这种状况，实验课最好独立设课，并有自己的教学大纲、教材，改变传统实验课单一对应理论课的做法，我们设立了材料物理实习、材料化学实习、非金属材料检测等实验课，同时把实验内容重新组合，减少验证性实验的内容，增加设计性、综合性、创造性实验的内容。在实验室建制上，设立由学院统一管理的教学实验中心。这样使专业实验教学做到既注重纵向知识体系的系统性，又要注重横向知识的相互渗透，使专业实验教学最大限度地挖掘学生的知识潜能，锻炼学生的专业实践能力[6]。

（二）建立注重能力的实习教学体系

工程应用型人才是直接在生产一线工作或指导工作的，解决生产过程中的问题。而具体的生产过程和实验也有着很大的不同。为了适应学生以后就业的需要，我们建立了实习的教学体系，让学生能认识、了解、解决具体的生产中的问题。根据我院材料专业的方向特点，从第三学期就安排学生开展认知实习，即通过进入一些相关企业实习，对视光材料的生产加工进行初步了解。接着在第六学期在进一步明确专业方向后，开展以锻炼学生解决实际问题能力的综合实习，然后在分不同的方向进行对应的视光材料应用实习、材料分析检测实习、生物相容性材料应用实习，同时为毕业论文的开展准备相关前期工作。

三、材料科学与工程实验实习教学的实践

根据学校人才培养的目标和要求，综合学院的实验条件，建立了由学院统一管理的教学实验中心，由基础化学实验室、基础材料制备实验室、材料加工实验室、高分子材料实验室、现代仪器分析实验室、先进复合材料实验室、生物材料实验室、材料分析测试实验室等组成。在实验室管理上，每个实验室都由专人进行管理，保证实验仪器设备的正常运行，并实行教学实验开放制度，让学生随意选择时间来完成实验。在内容的安排上，划分为基本技能实验、专业实验、研究性实验三个层次，并编写了相关的实验指导书，建立修订了综合性实验和研究性实验的教学大纲。在此基础上，建立了实习基地，让学生参与到实际的生产过程中。

（一）基本技能实验

材料学基本技能实验起着由公共基础实验课向专业课程过渡的桥梁作用，学生对基本技能实验的熟练程度将直接影响到整个专业课程实验。笔者根据材料科学与工程专业的特点，制定了包括材料试样制备、红外分析、材料力学性能实验等内容在内的基本技能实验指导书和试验教程，旨在培养学生最基本的动手能力和实验技能。在实验过程中，通过教师演示、学生亲自动手、教师跟踪指导等步骤，使学生熟练地掌握基本技能，如试样制备、分析检测、实验数据处理等。基本技能实验一般安排在第二学年的第二学期进行。

（二）专业实验

专业实验以材料制备，材料的结构与性能，材料的性能与应用，材料的结构表征等材料科学组元为主线，将课程实验有机地结合起来，突出了各课程之间、各实验之间的内在联系，使学生对包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及生物材料在内的各种材料的研究内容与方法有一个整体的认识与把握。专业实验主要包括: 材料物理实习、材料化学实习、非金属材料检测、综合实习、视光材料应用实习、材料分析检测实习、生物相容性材料应用实习、高分子材料检测等实验课。另外，又将专业实验分为必修实验和选修实验（专业实验主要安排在第三学年进行），让学有余力或有特殊兴趣的学生拓宽知识面，激发他们对实验科学的爱好和追求科学真理的动力。

（三）研究性实验

由于研究性实验具有综合、开放、弹性大的特点，针对学院现有的仪器设备状况、研究方向以及老师的科研项目，笔者制定了现阶段材料科学与工程专业研究性实验的研究方向如高分子材料的合成与制备、天然材料的结构分析、视光材料应用、生物材料方向等。在实验方式上，以科研小组的形式来组织和实施研究性实验。在实验过程中，让学生从查找文献资料开始进行积极思考、提出方案、实验计划与步骤、解决问题方法与对策，到最后独立地完成实验。在时间安排上，研究性实验一般集中在第三学年暑假1～2个月的时间，对于有兴趣的同学可以将研究性实验延长至第四学年的第一个学期，让学生利用课余时间参加到老师的科研项目中。研究性实验完全脱离了常规的“预习一操作一报告”的传统教学模式 [7]，要求学生通过实验室的学习和实践，完成一个科学研究的小课题。这样的实验教学虽然对教师提出了更高的知识要求并需要花费更多的时间和精力，但它的确能培养学生的创新精神和实践能力，也会激发起学生的学习兴趣 [8]。

（四）建立实习基地

专业生产实习是实践教学的重要组成部分，是学生巩固所学专业基本理论，培养学生工程意识，让学生了解实际生产情况、综合运用所学知识的重要环节，是顺利走向社会的桥梁和纽带。充分利用校外实习基地的资源，将工厂企业作为课堂。材料学院相继建立了“镇江万新光学眼镜有限公司”、“无锡朴业橡塑有限公司”、“国家眼镜产品质量监测中心”等生产实习基地，将教学中“聚合物成型加工”、“材料合成与制备”、“质量管理”及“角膜接触镜技术”等课程的内容与生产实习紧密结合，大大拓展了本科实验教学领域。实习方式上可采用集中与分散相结合的实习模式，即有条件的学生自行联系实习单位，无条件的学生由学校安排实习单位。为了成功实施这种实习方式，必须让实习单位和学生双方都事先明确实习要求，并建立相应的监督和考核机制，让企业真正成为学校人才培养的第二教室。此外，一些实践期间表现优秀的学生直接被企业留用，一方面解决了学生的就业问题同时也给企业提供了高层次技术人才。

参考文献：

[1]尹飞鸿.工程类应用型本科教学质量保障体系的研究[J].上海工程技术大学教育研究，2007，(3).

[2]邹建新，伍维根，周建国.高校材料专业职业应用型人才培养知识体系的构建[J].中国冶金教育，2006，(2).

[3]王章忠，皮锦红，巴志新.材料科学与工程专业应用型人才培养的思考[J].南京工程学院学报:社会科学版，2007，(1).

[4]丁浩，杜高翔，邓雁希，李金红.材料科学与工程专业增强工程化教学的研究探索[J].中国地质教育，2008，(4).

[5]范舟，王斌，郭小阳.材料科学与工程引导性专业实践教学体系探索[J].西南石油大学学报:社会科学版，2009，(2).

[6]韩雅静，原续波，李宝银，张爽男，胡绳荪，盛京.材料科学与工程专业教学平台实验室综合实验课程改革初探[J].高等工程教育研究，2005，(2).

[7]杨明波，唐丽文，赵玮霖，陈健，材料科学与工程专业实验课程体系的改革[J].实验技术与管理，2007，(1).

科目一学习材料范文第2篇

关键词：材料化学专业；课程体系；优化策略

为社会培养合格的“高级材料化学专业人才”是材料化学专业教育的本质［1］。目前，各高等院校不断优化材料化学课程体系，使其更加科学化和合理化。科学完备的课程体系是知识结构和能力培养的优化组合，材料化学专业课程体系是材料化学人才培养方案的核心，对材料化学专业人才培养起着至关重要的作用。材料化学专业课程体系的优化首先是课程体系和教学内容的整体优化。

一、优化材料化学专业课程体系的必要性

1．高等教育改革的需要。

目前，优化课程体系，改革教学内容，构建合理的知识结构，注重理论联系实际，更新教学手段是高等教育改革的需求。优化课程体系不仅要使它所包含的专业基础课、专业课、实践课等形成相互联系的统一整体，而且要充分体现培养目标和培养规格。

2．现代科学技术发展的需要。

近年来，随着材料化学专业教育课程论及教育理念的发展，我们根据材料科学发展规律，对材料化学专业课程体系进行了两次优化调整（分别为2008年下半年和2012年上半年）。我们优化的材料化学专业课程体系能够体现材料化学专业教育特色，完善材料化学专业课程体系，加强材料化学专业的学科方法论教育。

3．市场经济发展的需要。

优化材料化学专业课程体系能够反映社会和市场经济对综合性专业人才的要求。优化的材料化学专业课程体系应该充分体现以就业为导向的思想。我们倡导与专业相关的知名企业家走进课堂开展必修课教学，实现在校内与企业的对接，强化学生的就业意识，提高学生的专业技能。

二、现行课程体系存在的问题及其成因

1．办学特色不明确。

专业建设存在一些薄弱环节，如材料化学课程体系的基础课平台不够规范，课程设置不够科学，教学进程安排不够合理，等等。此外，由于材料化学专业办学时间短，存在专业学科定位不准，专业人才培养目标不够明确，课程体系不够科学等问题。近年来，为提高教学质量，适应社会对人才的需求，很多高校开展了人才培养和教学体系研究。因此，有必要对材料化学专业课程体系的建设进行思考。

2．课程设置理念滞后。

在材料化学专业课程设置中，我们受传统的重视知识传授的狭义专业概念的限制，不够重视独立思考习惯、自学能力、动手能力和生存能力的培养。同时，在课程设置中存在社会需求、学生的就业取向、市场前景等的考虑程度不够周到等问题。合理的课程设置理念是让每一位学生不仅受到本专业的学术训练，而且受到广泛的通识教育，把学生培养成有专业知识、有爱心、有责任心和有雄心的智者。

3．实验教学条件欠缺。

优化实践教学应该体现以下三个方面内容：一是毕业实习、毕业论文（设计）实行“分类指导，分流培养”。学生可根据个人从业需要，撰写高水平的实习报告，获取名副其实的学分。二是优化实践教学进程。各专业可根据专业特点和人才培养需要，科学、合理地确定毕业实习的时间和进程。三是增设创业实践环节。学生可通过创业训练、第二课堂与创新活动，获得创新、创业学分。而我们现行的材料化学专业的实践教学环节，因人力资源和物质资源等原因，欠缺根据学生需要安排实习和创新性实践内容。

4．师资队伍建设力度不够。

师资队伍是优化课程体系的执行者，也是培养材料化学专业人才的主导者。先有优秀的教师，后有优秀的学生，再有品牌专业［2］。材料化学专业成立以来，我们加大力度引进了固体材料化学、无机功能材料、催化材料、分子生物学等领域的博士研究生数名，充实了本专业的教师队伍。目前我们正在通过各方努力引进高水平教师，加强材料化学专业的师资队伍建设。

三、课程体系的优化策略

课程体系是高校人才培养目标、课程指导思想、课程设置、课程结构及教学管理模式的综合体现，是学校办学特色、学科专业特色和人才培养特色的综合反映。

课程体系是构建人才培养方案的核心内容，其是否科学合理，对培养高质量人才目标具有决定性的意义。我们通过选择、整合与调适课程体系等措施优化了材料化学专业课程体系。

1.调整教学计划，优化专业基础课内容。

（1）优化材料化学专业的无机化学课程内容

材料化学专业课程体系是材料化学专业人才培养方案的核心，课程体系的科学性直接影响材料化学专业的人才培养质量。因此，随着材料化学专业办学条件的改善和教学理念的科学化，有必要优化材料化学专业课程体系。我们现行的材料化学专业课程体系中无机化学课程是大学一年级学生的必修课程。此门课程的指导思想直接影响学生在大学学习的思维模式和获取知识的习惯，这个阶段也是在大学一年级学生从中学学习模式转变成大学学习模式的关键时期。因此我们有意识地培养学生的独立思考意识和自学能力，为学生将来的学习工作打下良好的基础。

无机化学课程内容包括理论部分和元素部分。我们认为无机化学理论部分内容是无机化学课程的核心部分，元素部分内容是辅助部分。目前无机化学课程详细介绍理论部分内容和元素部分内容。我们对材料化学专业的三届（2007、2008、2009级学生）90名同学进行问卷调查，结果80名同学不赞成全部介绍无机化学元素部分内容，而是希望在老师的指导下以自学方式完成无机化学元素部分内容的学习。

对元素部分内容我们采取了抓典型元素性质的分析和讨论，引导学生掌握学习元素化学知识的方法；通过实例指导学生去认识一个元素、一族元素或一类元素；逐步了解结构—性能—功能之间的关系；初步掌握如何通过查阅参考书、手册汲取知识的模式。其余元素部分内容我们设置为自学内容。

（2）优化材料化学专业的高等数学课程内容

高等数学作为高等院校的基础学科，承担着培养学生数学能力，提高学生逻辑思维能力，为专业课程学习提供数学思想和数理方法论的任务。高等数学是化学、生物、物理、材料物理、材料化学专业的基础课程。目前一些普通高等院校的课程设置中有生物、化学、材料化学专业的“生化材”类高等数学教育教学。而随着材料化学学科与数学学科的交叉日益加深，定性定量分析发展迅速，材料结构分析、材料物理性能测试计算时需要更深的高等数学知识，所以我们把材料化学专业的“生化类”高等数学调整为“理工类”高等数学教学。同时我们在材料化学专业的高等数学课程内容中增加了线性代数的内容，以便达到材料结构测试和性能计算的知识要求。

（3）材料结构分析方法课程的教学形式的优化

测试方法在材料化学专业的发展起着非常重要的作用。随着科学技术的发展，人们对材料性能的要求日益广发和苛刻，对材料性能及其组分和微观结构的关系越来越感兴趣，因而不断出现新的研究方法。测试手段也越来越多样化，实验方法的数量随着科学技术的发展而急速增加。因此我们把材料结构分析方法课程的教学形式进行优化。具体做法是任课老师在课堂上介绍材料结构和性能测定仪器的原理，然后到实际仪器设备房间进行教学。学生在仪器管理人员的指导下，利用化学与环境科学学院和内蒙古功能材料物理与化学重点实验室的科学仪器设备完成本课程的学习内容。这样设置学生自己动手测定样品的结构和性能的课程，有助于提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。

（4）以专业前沿知识讲座充实课程内容

课程内容应当随着社会、企业、科技的发展及时充实新知识。材料化学专业教材的内容常常是数年，甚至数十年前的人类材料科学知识的概括。所以，任课老师要根据自身研究工作经历及时充实现代材料科学知识，优化课程内涵结构。材料化学专业老师可以采用以下三种方法：一是将现代材料科技成果恰当地融入到基础课教学中，用新的材料科技内容去改造、替代、充实陈旧的教学内容，并处理好知识的继承和发展的关系，使其有机地融合在一起；二是开设材料加工新技术课程内容或开展材料设计加工科技活动，激发学生的兴趣，提高他们的动手能力；三是开展能够反映本学科专业前沿知识、最新科技成就的专题讲座。

2.加强实践教学，优化课程类型。

根据“高等院校理工科教学指导委员会通讯”所提倡的高等院校材料化学专业规范讨论稿的要求，材料化学专业的实践课程有基础课实验、专业基础课实验、专业课实验、专业实习、毕业论文等内容［3］。

多元化的实践教学是培养学生创新和动手能力的最有效手段，通过实验来研究物质及其变化规律，使学生获取基本的实验动手能力、综合分析问题的能力、解决问题的能力，一定的科学研究能力和创新能力［4］。在材料化学专业实验教学上，充分考虑实验内容的科学性和系统性，选择具有一定难度和较大覆盖面的交叉型综合实验作为实验教学的主要内容，着重培养学生的创新能力。全面开放所有实验室，给学生创造开展专业综合技能训练的场所，提高学生的专业素质。

目前，在各级有关部门的支持下，按材料化学课程体系要求能完成基础课、专业基础课和专业课的实验教学任务。但是经济欠发达地区的高等院校的材料化学专业的实践教学课程出现了一些新情况。以往三四十人的实习队伍进入企业、经济实体完成实践教学任务。而今，大型企业自动化程度很高，实习生很难进入车间进行实地实践学习，微小企业又没有能力接收大量实习生，加上专业实习经费的缺乏等原因，材料化学专业的实践教学课程无法实现“大部队”形式的实习任务。所以，我们对材料化学专业实践教学课程进行了优化。我们设置了适合地区特点的、按学生兴趣分成由五—八人组成的“小组”进入不同的微小企业进行不同内容的实践的多元化实践教学模式。在不同的微小企业完成实践教学课程时我们注重学生自身管理和实践指导老师巡视管理相结合，保证实践教学过程中的实习效率和学生安全问题。

改变材料化学专业现行毕业论文模式，允许学生做毕业论文时根据自身兴趣爱好和就业取向选择课题，可以在学院老师的指导下完成毕业论文课题，也可以在科研所、企业、经济实体完成毕业论文课题。

3.增设自学选修课程，优化课程结构。

目前我院材料化学专业的课程体系中没有设置自学性选修课程。材料化学专业教育不仅仅是传授材料科学相关的知识，更重要的是传授获取知识的方法，以便学生顺应社会需求选择性地学习新领域的新知识而提高生存能力。社会需求多元化的当今时代，需要的人才不是单一性人才，而是综合能力较强的复合人才。所以，在材料化学专业课程体系中增设自学性选修课程是社会和科学发展的必然要求。

培养学生的自学能力是丰富学生知识面的重要措施，是教师的基本职责，是素质教育的必然要求，是终身学习的客观需要。优化教学理念和教学观点是培养学生自学能力的前提条件，激发学生的学习兴趣是培养学生自学能力的关键所在，营造学生自主主动学习的舆论氛围是培养学生自学能力的重要环节，科学指导学生自学是培养学生自学能力的基本内容，科学的评价标准是促使学生自学的原动力［5］。在材料化学专业课程体系中增设自学性选修课是提高学生自学能力的一种措施。

目前，材料化学专业课程体系中的化学与社会、化学史等课程完全可以设置为自学性选修课程。优化的材料化学课程体系中应有无机化学元素部分的一些内容，还应有自学性选修课程。只有这样才能给学生创建重视自学，提高自学能力的学习环境。

总之，优化材料化学专业课程体系是材料科学发展的客观需求，是培养合格的材料化学专业人才的要求。优化材料化学专业课程体系是我们办学条件改善和教学理念提升的产物。我们主张在课程体系设置中遵循学生的认知规律，留给学生足够的空间，让学生独立思考自己有兴趣的材料科学问题。同时，我们给学生创造进行独立或在老师指导下的半独立实践活动的条件。采取上述无机化学课程、高等数学课程、实践教学课程和自学性选修课程的优化措施，可培养具有独立思考材料化学专业问题、具有一定自学能力和动手能力的符合社会需求的专业人才。

参考文献：

［1］王燕露.论高等教育的本质［J］.科技信息（高校讲坛），2011，（33）：216-220.

［2］张婧，孙建三.麻省理工学院培养创造创新型人才论析［J］.黑龙江社会科学，2004，（4）：130-132.

［3］高等院校材料化学规范讨论稿［EB/OL］.高等院校理工科教学指导委员会通讯，2006，9.

科目一学习材料范文第3篇

关键词：材料物理性能 教学改革 新材料产业化形式

中图分类号：F240 文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2016）09-241-02

材料工业是国民经济的基础产业，新材料是材料工业发展的先导，是重要的战略性新兴产业。近年来，材料工业取得了长足的进步和发展与新材料的发展是密不可分的。在传统工业基础上发展起来一批具有优异性能和特殊功能的材料称为新材料。任何新材料从研发到生产使用过程中都离不开科学的分析检测手段，材料物理性能分析方法是必不可少的方法之一。因此，新时期材料科学研究工作者必须掌握材料物理性能理论，并做到理论与实际相结合。《材料物理性能》课程的学习有助于增强材料类专业学生解决分析材料科学研究中的实际问题的能力，从而适应新时期材料科学发展需求。基于新材料产业化形式与该课程课堂教学特点，我校从教学内容、教学形式以及实践教学各个环节入手对材料物理性能课程的教学进行改革，以期使新材料产业化形式下的材料类大学生具有良好的科研与实践能力。

一、材料物理性能课程性质

材料物理性能课程主要涉及材料的电学、热学、磁学、光学以及热电学等性能。该课程主要研究上述各种物理性能的本质及其随着外界条件改变的变化规律和外界条件对性能的影响机制等。在此基础上，掌握各种物理性能的表征手段和方法。

材料物理性能课程内容抽象，不仅涉及到传统的金属材料、非金属材料，还涉及到功能材料的相关知识。如果仅仅是以讲授原理方面知识为重点或主体，一方面课堂教学内容枯燥，另一方面不利于学生对知识的理解，从而不能充分的调动学生学习的积极性与主动性。因此，我们提出了针对性较强的《材料物理性能》课程教学方法，并对其进行实施与研究。

二、材料物理性能课程教学方法

为了提高新形势下材料类大学生的科学实践与创新能力，材料物理性能教学除了应该具有科学研究方法外，还势必要将具有引导性、实时性、前瞻性的问题引入到教学中，我们将该方法称之为“实事教学法”。该方法的使用将有助于提高学生对该课程学习的积极性和主动性。该方法的具体实施方案如下：

（一）阐明课程主线

该方法实施的前提是学生首先掌握该门课程的学习内容主线，即让学生掌握课程涉及到哪些材料及其相关物理性能分析方法。通过网络期刊等资料的查询，了解新材料的研究动向，例如新能源材料、光电材料、电磁材料、纳米材料等新兴领域研究的成果，并且总结课程学习与新材料研究和开发的相关性。利用4学时介绍课程的总体概况及相关物理性能的特点，让学生对课程有初步的了解，在此基A上设置课外学习小组，每个小组设定一个物理性能研究方法，通过查询资料获得该物理性能方法的应用对象或范畴，然后利用2学时按照小组进行汇报。带着问题有学习课程内容，即可以加强学生对课程的认识，又可以提高获取信息、分析问题和总结问题的能力。

（二）依托于现有的科研环境和条件

在学生对课程有了整体的认识的基础上，充分利用本教学单位的科研资源，将课程的学习与现有的科学研究结合起来，这样让学生做到真正的理论与实践的结合。课程教学中将本教学单位的相关科学研究工作引入到课堂中，通过对现有实例进行分析。

例如在热学性能学习中，各种转变包括熔化、凝固及固态相变产生的热效应，使金属及合金的热函、热容发生了明显的改变。正是利用这一特征，可以研究材料相变过程的热力学和动力学问题。利用本单位的STA409PC示差扫描量热仪对玻璃陶瓷CaO-Al2O3-SiO2-CeO2的相变热力学问题进行研究，通过对该玻璃陶瓷体系进行热分析测定，获得热分析曲线，对数据进行分析，计算该玻璃陶瓷体系的相变活化能，从而确定相变发生的可能性。同时利用热分析技术可以测定材料的相变点，这样可以科学合理的制定新材料的合成或者加工工艺，便于增强学生对课程的认知度。

（三）开展第二课堂

将实验教学与理论教学相结合，有条件的课程在实验室完成，实践操作环节有助于对理论知识的理解。例如在对电学性能中电阻测量的学习中，我们完全可以在物理实验室进行，一边讲解理论，一边让学生进行电路的连接。学生通过直观地数据能够更好地理解单电桥和双电桥电路在测量电阻中的特点及区别，这样能将理论教学与实践教学有机的结合在一起，提高学生的学习兴趣、实践动手能力和分析问题的能力。

三、以教学方法为背景进行课程设置

课程设置以实现激发学生学习兴趣和创新意识为目标，以掌握新材料研究和应用发展为导向，结合课程的内容及特点和本教学单位情况对课程进行合理化设置。表1是依据“实事教学法”而设置的《材料物理性能》课程方案。

四、材料物理性能课程教学与新材料产业化进程的关系

随着生活质量的提高，低碳生活、清洁能源已经成为人们追求的目标。这就对新材料的性能等提出了更高的要求。新材料主要以功能材料为主体，其研发和应用过程中离不开物理性能分析方法。因此，材料物理性能课程可以利用新材料进行丰富与扩展，拓宽学生视野，增加学生学习的积极性和主动性。大学生是新时期材料研究和生产的后备力量，将会成为新材料产业的主力军。为此，提高材料类大学生对材料物理性能分析方法本质的认识和理解非常重要。材料物理性能课程的学习，有助于加速新材料产业化的进程。新材料产业化必将促进材料类大学生对该课程的理解，并增加学习主动性。

五、结语

我们从《材料物理性能》课程本质和特点出发，结合新材料发展动向，进行了该课程的教学改革，突破了传统的单一讲授形式。“实事教学法”的实施取得了很好的效果，激发了学生的科学研究兴趣。我们虽然在《材料物理性能》课程的教学中获得了一些经验，但是我们还需要继续努力，为新材料的开发提供理论基础。

[佳木斯大学教学研究项目（JYLY2014-01）与佳木斯大学教育科研项目（NO.JKA2013-001）资助。]

参考文献：

[1] 马向东.《材料物理性能》课程建设与教学改革研究[J].科技创新导报，2011（19）

[2] 江民红，张潇燕，陈国华，等.新世纪材料物理性能实验课程的教学平台建设与实践初探[J].高教视窗，2008（3）

[3] 李享成，邓承继.“材料物理性能”课程的教学改革探讨[J].中国冶金教育，2010（5）

[4] Lijie Qu， Bin Li， Jing Wang，Yuemei Gu. Application of DSC Technique in Study of Glass Ceramic. Advanced Materials Research， 2010

（作者单位：佳木斯大学材料科学与工程学院 黑龙江佳木斯 154007）

科目一学习材料范文第4篇

一、建立科学系统的课程体系

当前材料正朝着复合型、精密型和功能型发展，材料的应用领域也越来越广泛。建筑材料行业要快速良好发展，急需同时具备坚实的材料科学基础知识和拥有一技之长的实用型人才和创新型人才。针对这种情况，山东建筑大学材料学院建筑材料工程专业在课程体系设置方面非常重视材料学基础课程教学，构建坚实的理论基础，同时注重加强专业课程教学改革，保证专业课程的全面性、适应性及先进性。将专业课程分为三个层次:一是专业基础课，内容为材料科学基础、材料测试技术及胶凝材料等理论基础课程。从本科教育角度，课程设置首先应使学生具有较强的材料科学基础，为其进行材料专业的学习打下较为扎实的基础，同时使学生具有材料科学与其它科学相互交叉所应掌握的知识，或者说是从事相关行业时所应具备的材料学知识。只有具备了扎实的材料学理论知识，掌握了先进的研究思想和方法，才具备良好的专业的学习能力和研究应用能力。二是建筑材料的基本性能和工艺课程，内容为建筑材料的性能研究、生产应用原理等限定选修课程。通过这些课程的学习，掌握建筑材料的性能研究、生产、应用、检测的基本理论和实验技能。专业限选课是建筑材料工程专业学生形成专业知识体系的重要内容，我们注重了教材选用的典型性和先进性，并且经常组织专业任课教师交流学习，对所教授课程内容进行提炼，对相关行业新内容进行补充，以保证课堂教学内容符合行业发展需求。三是专业内某一个技术方向上的课程定为任选课。任选课是专业课体系中设置最灵活的课程，但不应成为学生心目中”次要”的课程，课程设置要适应国家相关的政策法规及建材行业发展要求。例如，以目前国家建筑节能政策中推广的一些新型的节能材料和技术为主要内容，设立了建筑节能材料及在工程中的应用选修课程。随着建筑技术和混凝土技术的发展，很多相关新材料和新技术不断发展起来并在工程实际应用广泛。但往往由于课时所限，这些知识在专业限选课中不能全面涉及，针对这样情况，分别开设了混凝土外加剂和高性能混凝土等专业任选课，使学生知识体系对社会的适应性有了提高，增强了社会竞争力，拓宽了就业面，使专业任选课成为专业课程体系中的亮点。

二、加强实践环节教学

在课程体系建设中，我们在注意加强理论学习的同时，更加注重实践能力的培养。美国从20世纪70年代开始返回“注重社会化应用”，重视工程教育［2］。中国也开始认识到这一问题的重要性，教育部于2001年、2005年分别在《加强高等学校本科教学工作的意见》中都提出要进一步加强实践教学，注重学生创新精神和实践能力的培养，提高大学生的创新能力的意见。建筑材料种类多，用途广，而且不同种类建材之间其性能、制备工艺、应用施工差异大，为了让学生更切实的对建材有直观且正确的认识，在培养方案中配合专业课程学习进度，设置了认识实习、生产实习和毕业实习三个实习实践环节。在实习单位的选择方面，兼顾多样性、典型性和实用性，如:为了让学生对建材种类和市场有所了解，在认识实习环节，除参观相关工厂和工程外，还增加了建筑材料产品市场调研环节。为加深学生对不同材料的生产过程的认识，选择具有典型代表性的建筑陶瓷、玻璃及水泥生产厂家进行实习的同时，也建立了新型化学建材实习基地。为加强学生对建筑材料理论与工程实践知识相结合，建立了混凝土搅拌站、建筑施工现场实习固定实习环节。各类型的实习环节共同保证了学生认识实践过程的系统性，对其将来的就业或继续深造有极好的引导和促进作用。建筑材料实验环节，以实验周的形式开展，以适应水泥、砂浆及混凝土等试件制备需要一定养护周期及耐久性能测试需要试验周期的特点。实验模式以“综合性、设计性”实验模式为主，“验证性”实验模式为辅，使学生从模仿式的被动状态，转入到创新性的主动状态，提高学生的动手能力和主动性。精心科学设计实验内容，既要与理论课程相衔接，使学生能够用到所学的理论知识，又要能够发挥学生的能动性，给学生留出一定的空间。如:建筑结构材料试验周，设置了普通水泥混凝土配合比设计、大流动度混凝土配合比设计和建筑砂浆配合比设计三个设计性实验，在设计性实验试件养护及性能测试过程期间穿插水泥、石膏、建筑砂石、建筑钢材和水泥外加剂等验证性实验。所有实验项目均要求学生掌握对建筑材料性能测试的标准方法及评定标准外，还对其设计能力有要求。如:大流动度混凝土配合比设计、建筑砂浆配合比设计，要求学生自己对原材料进行选择，并进行配合比设计，实验试拌，混凝土(砂浆)工作性能测试，配合比调整，及后期的力学及耐久性能测试等。这样的实验周设置不仅锻炼了学生的动手能力，对各种建筑材料的制备、性能和应用等方面知识的相关性有所体现，较之片段式的课程实验模式效果更好。

三、开展多种形式且具有专业特色的课外科技活动

除了课堂及实验实践环节教学外，组织专业任课教师参与指导学生的课外科技活动，给学生创造更多的动手实践和参与创新的机会。经过几年的探索，在课外科技活动的模式及实施方面获得了一些经验，并取得了较好的成绩。在课外科技活动的内容方面，绝大多数的专业任课教师都参与进来，从所从事的科研工作中提炼适于本科生学生参与的课题，保证了学生课外科技活动的效果，成为教与学的一个有机结合点，而不仅仅流于形式。这些课题或者可以使学生能够接触到较为前沿的学术思维，或者具有较高的工程实用价值，可以从不同的角度提高学生的学习和实践能力。在实践中，我们采取了多种的组织形式让更多的学生有机会参与课外科技活动。一是鼓励学生参与各类大学生科技竞赛，如:“挑战杯”等大学生课外学术科技作品竞赛。二是建立课外兴趣小组，从大三上学期专业分方向开始，组织专业任课教师提供研究方向供学生选择，并自愿组成兴趣小组。学生在开展专业课学习的同时，利用课余时间查阅资料、制定研究方案，并独立实施研究工作，教师在科技活动中起指导和协助作用。这是参与教师和学生人数最多的一种形式。通过这种方式，学生在科技活动中获得的一些思维可以带到课堂中来，在课堂中学习的一些理论知识和研究方法可以在课余实践中得到验证，甚至可以指导其动手实践。三是组织校内建筑材料类设计及试验操作技能等竞赛。如:校级混凝土设计大赛，通过竞赛组织不同专业学生参与混凝土设计大赛，使不同专业的学生获得交流和沟通的平台。

科目一学习材料范文第5篇

关键词 材料学 精密分析仪器 教学管理

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.08.059

Abstract Materialogy is a basic course covering a wide range of materials and applications. So learning and mastering this course is very significant， but most students are difficult to understand and know materialogy due to the complicated and professional knowledge， which stifle interest in learning. This paper summarizes advantage of auxiliary teaching of precise instrument on materialogy based on experiences of author in teaching and research to provide reference for the training of material science.

Key words materialogy； precise instrument； teaching management

材料学是研究材料组成、结构、工艺、性质和使用性能之间的相互关系的学科，为材料设计、制造、工艺优化和合理使用提供科学依据。随着科技的不断发展，材料学研究的对象和内容也不断扩展，其基本分类包括高分子材料、金属材料、无机非金属材料、复合材料等。在实际生活中，人们往往关心的是材料本身的性能，一种是特征性能，即材料本身固有性质，包括热学性能、力学性能等；另一种是功能性能，指一定条件下功能转化的性质，例如热―电、光―热转化性能。但最终决定材料物理、化学性质的因素，还是材料本身微观结构特征。材料学作为材料专业的基础教学项目，要求学生了解材料的组成与应用、材料的结构与性能等知识。然而，这门课程的许多内容学生只能在书本上掌握相关材料的理论知识，通过简单定义与图片了解材料的微观世界，陌生而复杂的表述与微观结构组织，这对于初次接触材料学的同学是枯燥且乏味的，会在一定程度上影响学生的学习兴趣。

为了促进材料学科发展、提高学校科研条件，很多高校都配备了用于表征材料微观组织的大型精密分析仪器，例如电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、XRD分析设备。随着科技的不断发展，传统精密分析仪器的辅助功能也不断更新，以进一步细致分析了解材料的微观世界，例如电子背散射衍射设备（SEM-EBSD）、电子显微镜能谱（EDS）、电子能量损失谱（EELS）等。通过这些设备表征，我们能够充分了解材料的微观组织结构特征及变化，对微观世界有一个更具体的认识。但目前很多高校的精密分析仪器的使用仅局限于科学研究，而且由于仪器操作复杂、设备管理要求高、教学与科研脱节等多种因素导致无法实现精密分析仪器辅助教学的目的。笔者将立足于多年的教学与科研经验，从科研与教学相结合的角度出发，来思考材料学教学的方法。

1 打破传统教学模式，实现教学与科研相结合

传统的教学往往围绕教学大纲和书本展开，最终沦为枯燥的教学演讲。现代的青年教师一般是教学科研型人才，除了日常的教学，还承担着一些科研项目。在传授理论知识的同时，还应结合自身的研究课题、成果，举例说明各个知识要点，实现理论与科研实践相结合，使学生能够加深对所学知识的理解，了解不同材料的发展状况以及其在航空航天、国防建设、工农业生产、日常生活中的应用，从而扩展学生的思维，培养学生的学习兴趣。

1.1 介绍基础科研成果，激发学生学习兴趣

由于材料学中的概念及定义比较抽象，教师必须将这些抽象的知识与实实在在的材料联系起来。在讲解大量理论内容的同时，应该结合教师的一些基础实验成果，通过多媒体的方式形象、直观地呈现在学生面前，例如金属材料中晶格、位错、孪晶等基本概念。教师应结合自身的实验课题，利用精密分析仪器的操作原理及分析结果讲解材料微观组织结构的组成和变化，以及其对宏观性能的影响，让学生对不同材料的应用范围和其微观组织的基本组成与结构有一个初步的认识，激发学生学习理论知识的兴趣。同时，教师在教学过程中，应该结合目前社会发展中材料领域的热门话题，介绍与材料学相关的比较前沿的材料科学研究，结合最普遍的材料的微观结构与组成，从现在的研究成果分析介绍，如碳纳米材料等。并且教师在课堂上应与学生进行一系列的互动，例如列举实验获得的图片，让学生结合知识点进行比对观察，使学生能够更直观地了解材料学中的知识概念，从而实现有效教学。

1.2 结合精密分析仪器实验观摩，整合知识点

基于教师科研课题项目，让学生观摩分析仪器的试验表征，结合理论知识进行适当的基础实验练习，让学生在实验室完成对课堂知识的总结，使学生的知识点得以整合，拓展其思维。同时，教师对相应的实验结果进行分析讲解，以强化学生对相关知识点的理解与掌握。然后教师可以围绕科研项目中的某个专题开展自由讨论，鼓励学生自己准备材料，发表自己对于相关题目的了解，由此拓展学生思维，培养学生创新意识，同时活跃课堂气氛，提高学生自学能力。通过理论与实践的结合，学生对材料学所讲授的内容有了最大程度的掌握，对自己的学科领域有所了解，对自己未来从事的职业不再迷茫；对于有意向攻读研究生学位、进一步学习的同学，其对感兴趣的研究方向更加明确，报考专业方向时信心也更加坚定。

1.3 教学与科研结合的创新性教学，使学生成为学习的主体

社会在不断地进步，对应届毕业学生的要求也不断提高，知识储备以及动手能力、创新能力自然成为各个企事业单位选择员工的优先条件。然而，学生仅仅在课堂上学到的知识，已经无法适应社会的发展，必须培养他们的应用能力，以解决日后在工作中遇到的问题。教师在教学过程中应注重理论与实践相结合，选择一些与日常生活密切相关的实验项目以激发学生学习的积极性与主动性，做到趣味性与实用性相结合。使学生感受到材料科学实验的实用价值。通过相关的引导教育后，学生对于所学专业有所了解，对教师的研究方向比较感兴趣，可申请加入相应教师的研究课题，而教师也可以通过签署合同的方式约束管理学生在本科学习过程中的科学研究事宜。这样不仅能够协助教师较好地完成科研项目，也可以锻炼学生创新能力，培养学生的动手能力，实现学生良好的知识储备，为即将步入社会做好充足的准备。

2 针对教学管理中遇到的问题，制定章程，完善管理制度

各个学校限制大型精密仪器的使用范围，主要是因为精密分析仪器多为进口，价格昂贵，维护费用高，而且仪器操作复杂，所以一般会培训相应的实验人员进行操作与管理。这大大降低了仪器使用效率，而且不利于教学的开展。针对这些情况，学校应该制定相应的仪器使用维护管理制度，确保仪器最大化地发挥其在教学科研方面的作用。

2.1 学生应不止参观，还要参与

目前各个学校购置的高精分析设备主要服务于科学研究，导致仪器使用率低。国外对于大型精密仪器的管理往往是学生参与大于教师控制，一般对置身于科研项目的研究生或具有浓厚研究兴趣的本科生进行仪器操作培训，让学生亲身参与仪器的运营及维护。同时鼓励学生针对研究项目进行科研创新，使学生的学习方式从被动式教育转为主动式学习，提供学生的个性发展空间。学生对自己的创新性实验，必须先拟定出合理的实验方案，确定实验条件，再利用分析仪器对材料的微观组织进行结构与性能表征。教师针对学生的实验要求，制定规范的仪器使用及维护时间表，划清教学和科研用精密分析仪器的时间范围。学生操作过程中必须要有负责教师或实验室人员在旁辅助，提醒纠正学生的错误操作方式，同时指导学生对获得数据的分析过程。通过对学生一系列的培训，让学生能够熟练操作仪器，并掌握仪器在错误操作下或发生故障时的应急处理方法。

2.2 实施仪器操作责任制，明确学生操作者的“监护人”

放开并不代表放任，实验室还要制定严格的设备管理制度，发现问题要责任落实到位。研究生群体由于学业与科研需求，使用相关设备的频率较大，其作为基于精密分析仪器下优化式教学的优先受益者，导师必须作为实验教学的“监护人”。实验前，教师必须对学生预习情况进行考核，针对学生自己拟定的实验方案提出相关问题，对学生叙述出错的地方和重要的注意事项，教师应进行适当的补充。当学生开始接触操作设备时，导师要起到指导及监督的作用；当学生在实验过程中遇到技术问题，应及时与导师沟通，避免不当操作；当学生不遵守操作规程，误操作导致设备损坏，导师应负有连带责任。对于本科教学来说，课程指导教师或实验室相关设备负责人应充当“监护人”。当学生亲手操作时，指导教师应尽量做到全程指导与监督，对学生提出的问题做出及时解答，使学生在教研结合的课堂上充分消化材料学知识；对学生的错误使用设备方式应及时提醒纠正，防止造成更大的经济损失。