材料科学与工程导论精选(九篇)

第1篇：材料科学与工程导论范文

关键词：材料科学与工程；材料导论；教学创新

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）35-0053-02

材料是社会文明和科技进步的物质基础和先导，材料科学是现代科学技术的三大支柱之一，其发展水平已成为一个国家综合国力的主要标志。材料导论课程是介绍材料基本知识以及材料科学与工程基本概念的入门课程，本课程的授课时间一般设置在大一第一学期，作为一门先导课程，对于培养大一新生学习专业知识的兴趣非常重要。目前国内外许多知名高校均将《材料导论》课程作为一门核心和主干课程，还有许多高校将其列入拟将开设的重要课程，充分体现了本课程的重要地位。但是国内外现有的《材料导论》课程内容过于专业，难以满足专业基础课程尚未开展的本专业低年级学生初步了解材料科学与工程专业的需求。课堂不应是学生听取讲授的场所，而是学生获取信息的场所；教师的讲授不是信息本身，而仅仅是信息的载体。为了使学生通过课程学习，达到了解学科内容，激发学习兴趣，启迪思维，开拓视野的目的，需要对材料导论课程教学内容、教学方法、教学手段、教师团队等方面进行创新与改革。

一、课程内容设计

在课程内容体系上打破传统大类材料知识的灌输式教学，应多从生活常识中寻找材料实例，阐述材料特点、发展及其应用存在的问题，高度概括地介绍材料科学与工程的基本概念、发展历史、学科地位、研究范畴、核心要素、分类方法、各种新型材料与工艺，通过介绍材料科学与工程的最基本知识和相关的前沿应用，同时突出生物材料、信息材料、智能材料、纳米材料等新型材料的迅猛发展，激发学生对材料科学与工程的浓厚兴趣，实现系统性、普及性、趣味性和专业性四性统一。此外，材料种类繁多，每一种材料在各自领域都有其重要性，加之学时、专业性限制，课程内容不可能面面俱到或者平行设计，因此在课程内容设计上还应充分考虑本校材料学科研究的优势项目，在保证课程内容系统性的同时，应重点介绍本校的优势方向，这样有利于学生在了解学科结构的同时，了解本校的特色和科研动态，为学生在今后学习过程中起到导向作用。

二、教学方法与手段改革

在教学方法方面，知识不仅仅靠老师传授，要让学生能够主动获取知识，为学生营造一个自觉发现问题、思考问题和解决问题的环境。在实践本课程教学的过程中，要建立一种良好的教学模式，让同学们一方面全面接触材料科学相关的知识体系、研究方法等，另一方面培养同学如何自我获取材料科学知识的手段，如何表达自己的学术观点等。本课程将采用学生参与的互动式教学方法，以多媒体教学、课堂讨论等形式，鼓励学生进行研究型学习，启发学生在学习知识的同时，深入思考，培养创新意识。另一方面，尽可能采用双语授课，即使用英语讲授和中文解说相结合，或用英文辅助关键词语表达的方式进行教学，同时让学生接受更多的信息量。树立以学生为本的理念，积极实行启发式、讨论式、探究式、开放式等教学方法，实行因材施教，有效促进学生自主性学习和创造性学习；要充分尊重学生个性特长，注重教学民主和师生互动，实现教学相长。在教学手段方面，应巧妙使用多媒体技术。关于多媒体教学，目前大部分高校均已经实现，并应用多年，教师和学生并不陌生。但是，随着该项技术的长期使用，以及生活中随处可见多媒体信息，学生逐渐对此产生了审美疲劳，甚至出现上课思想不集中，下课拷贝授课ppt作为复习材料的现象。在国际学术组织中也有类似的认同，比如最近报道的，费米实验室大强子对撞机双周论坛的组织者就开始限制使用ppt做报告，他们认为，没有ppt，参与者可以脱离脚本，促进互动和激发好奇心。其实无论是使用或不使用ppt，其目的均是为了激发听者的兴趣，更好地传递讲授者的思路，因此，在教学手段方面应该以吸引学生注意力、便于学生理解为目的，而不是以方便教授讲授为目的，巧妙地使用多媒体技术，采用大量与生活紧密联系、切合教学内容的图片、图形、动画、音效、视频，降低学生理解知识点的难度，为学生创设更为生动、真实、准确的学习氛围，激发学生学习的兴趣。此外，在课程中还可以设计模拟国际会议教学，首先由教师指定会议主题，让学生课后自行查阅相关文献，撰写学术报告。在模拟会议中，由学生担任会议的主持人、学术报告宣讲人和翻译，作为观众的学生在宣讲结束后可自由提问，由宣讲人对所提问题进行解答，最后由教师进行点评。运用多种媒体展示学生对信息资料的搜集、加工、处理成果，为学生搭建一个表现自己思想的舞台。实践证明，通过模拟使学生搜集资料、整理资料、提炼知识、处理问题等方面的能力得到充分的锻炼和提高，也对本专业有了更深层次的认识，同时也使学生对于“自主学习”有了初步的认识，让学生能够逐渐从被动学习向主动学习转变。

三、教师团队建设

对于课程建设，教师队伍的建设是重要的工作之一，本课程将重视教学团队的建设，包括教师组成知识结构、教师能力培养、教师年龄结构设计几个方面。材料导论学科涉及知识面广，为了实现教学的系统性、普及性、趣味性和专业性，必须有一个知识结构合理、由老中青构成的教学团队。此外，积极开展对青年教师授课水平的培养工作，为青年教师安排经验丰富的辅导老师，并制定青年教师培养计划及培养目标，要求其跟班听课并担任助教，使青年教师更好地、全面地理解了课程的背景和知识要点、教学要求和内容，掌握各种教学方法。采取听课、研讨等活动，要求青年教师在担任主讲任务前必须在教研室对课程的主要章节进行试讲，通过开展观摩名师教学、青年教师授课竞赛、教案展评、多媒体课件制作评比等活动，使青年教师教学水平逐年提高，全部能够独立走上讲台。与此同时，充分调动教师的工作积极性，在教学团队建设中，做到意识超前、观念更新、措施和培养方案操作性强，本着“培养”、“引进”、“提高”并重的原则，采取学术交流、国内外访问进修与考察、学历提升、产学研结合项目开发等措施，建立健全管理机制，努力建成一支教学水平高、结构合理、责任心强、师德高尚的教师队伍。

以上是笔者对于材料导论课程教学的几点认识，在教学过程中需要进一步提高和改进，努力坚持探索和创新，通过课程内容设计、教学方法与手段改革、教师团队建设几个方面，提高教学质量，为学生今后专业课程的学习起到良好的引导作用。

参考文献：

[1]姚军龙，高琳.“材料导论”课程教学探索[J].科教文汇，2010，（12）：69-70.

[2]刘生满.《新材料导论》教学探索[J].黑龙江科技信息，2009，（8）：163.

第2篇：材料科学与工程导论范文

《材料科学基础》课程是从事材料科学研究所必须具备的基础理论，是材料科学与工程学科一门重要的专业核心课，也是学生接触的第一门专业课，对后续专业知识的理解和掌握有着至关重要的作用。该课程涵盖了材料科学与工程专业下的所有二级方向的基础理论，它将金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料的基本理论融合在一起，提炼了各种材料共性的基础知识，从材料的组织结构出发，研究材料的性能与材料结构和制备工艺之间的关系，内容涉及晶体的结构、晶体的缺陷、凝固与相图、变形与断裂、回复与再结晶、扩散、钢的热处理原理及常用热处理工艺等方面的基础理论和研究材料学有关问题的基本方法，学生通过该课程的学习，除了可以掌握材料领域相关的基础知识，更是能够学会分析、解决科学研究或工程应用过程中遇到的实际问题，为从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的基础。该课程涉及的内容广泛、抽象，理论较深，晶体结构和晶体缺陷部分还包含许多复杂的图形，比如晶体的空间结构、晶体缺陷的形成过程、位错的交互作用等，另外三元合金相图部分也很枯燥、抽象。因此在授课过程中，教师感到难教，学生感到难学。为解决这些问题，本教学课题组在教学内容、教学方法与教学手段的改革等方面进行了有益探索和实践，旨在提高该课程的教学质量和教学效果。

一、教学内容优化

哈尔滨工程大学《材料科学基础》课程主要针对材料科学与工程专业开设，材料科学与工程专业下设金属材料与表面工程、材料成形与控制工程、无机功能材料、高分子和复合材料四个方向。根据学校厚基础、宽口径的人才培养要求，选用由赵品主编，哈尔滨工业大学出版社出版的《材料科学基础教程》，该教材是高等学校“十一五”规划教材。教材内容以金属材料为主，但存在部分章节内容不够具体深入的问题。因此，授课过程中参考了胡庚祥主编，上海交通大学出版社出版的《材料科学基础教程》，对教学内容进行了重新组合遴选，遵循以金属材料为重点，以材料成分-组织结构-制备工艺-性能之间的关系作为主线，提炼出材料的共性规律，并辅以包括晶体结构、晶体缺陷、金属凝固、二元和三元合金相图、金属材料中的塑性变性与断裂、回复与再结晶、扩散、金属固态相变等的相关内容，适当地增加与课程内容相关的材料实例来进一步阐明材料的成分、组织结构、制备工艺和性能之间的内在联系，增强学生的理解能力。考虑到本校材料科学与工程专业的四大方向，在重点介绍金属材料理论体系的前提下，要考虑到全部材料领域的基础理论范畴，并站在科学体系层面上进行课程内容的整合，兼顾到金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料等的各自特性，利于学生在更宽阔的视域中掌握材料科学的基础知识。并紧跟学科发展，将材料科学的发展前沿知识与最新科研成果融入课堂，及时补充到《材料科学基础》课程教学内容中，这样既可以保持教学内容的新颖性，又可以开阔学生的视野，使学生对相关科研领域的国内外发展动态有所了解，并可能从中产生一些新的想法。教师在教学过程中也可以穿插适当的科研实例，有意识使学生接触前沿科学知识，调动学生的学习积极性，提高学习兴趣和创新意识，变被动学习为主动学习，以兴趣引导学习，势必事半功倍。同时，根据我校的特色，尝试将课题组或相关学科的科研成果渗透入课堂教学，有重点、有针对性地引入诸如用于船舶工业中的合金、用于海洋装备上的材料等知识。增强教学的时效性，使学生感觉学有所用，加强理论知识与生产实际的联系。

二、教学方法改革

传统的教学方法主要以教师课堂讲授、板书为主。但是材料科学基础涉及的理论知识比较复杂、抽象，较难理解，如晶体的空间结构、显微金相组织、三元合金相图、金属的塑性变形等许多概念和知识都是学生难以想象和教师难以用语言描述的。对这类内容仍采用传统的授课方法，会导致学生学习的难度大，兴趣差，教学效果不佳。所以有必要对传统的教学方法和教学手段进行改革。相对传统的教学方法，多媒体教学具有直观、形象、生动的特点，而且它传授的知识量更大。但是，多媒体教学的使用往往导致教师把更多的精力放在课件的新颖性和备课的便捷性上，理解不到位而囫囵传授的情况和过量灌输的事情时有发生。针对这种情况，应该采用多媒体教学与板书相结合的方式，注意教学过程中信息的传递量和教学内容的科学性、先进性。将多媒体教学与板书相结合，可弥补板书在时空上的不足，使抽象的知识形象化，同时能够增加课堂信息量，开阔学生思维。例如，晶体结构中面心立方和密排六方结构的空间堆垛、晶体结构缺陷中位错的形成和运动过程、晶体结晶和固态相变过程中的形核及生长过程、三元合金相图的各相区划分、金属塑性变形的滑移和孪生过程等内容都是教学中的重点和难点，学生理解起来很困难。如果采用多媒体技术中的二维或三维动画对这些内容进行演示，就可以使其更形象和生动化，便于加深学生对这类内容的理解，明显地提高教学效果。但是教师在授课过程中还不能过多地依赖多媒体教学，如果一味地应用多媒体授课，学生也可能会因为课件变化快或信息量过大而难以消化，反而影响学习的积极性。因此，有效的方法是将多媒体课件与板书相结合，二者相互取长补短，而且在授课过程中，将二者恰当有效地结合也是提高教学质量和教学效果的关键。教学内容中涉及到的一些基本理论和公式应使用板书的方法讲解，这样在基本理论或公式的推导过程中，能够给予学生充分的理解时间，引导学生全程跟住教师的思路，更好地理解和掌握，还可以调动学生参与的积极性。涉及到的新材料开发、具体制备工艺和加工过程以及应用情况，可以通过视频形式更形象、直观地来帮助学生理解，加强学生对基础知识与实际生产联系的理解，同时也激发学生对科研的兴趣。

此外，在教学过程中要坚持“以学生为主体、教师为主导”的理念，采用集引导法、讨论法、案例法于一体的教学方式，充分调动学生在课堂上参与的积极性和主动性。每次在讲授新内容之前，可以结合工程实际列举相关的科研或生产实例，提出需要解决的问题，在此基础上引出解决问题所涉及到的理论知识，进而引出授课内容，这样不仅可以激发学生的学习兴趣，而且可以启发学生理论联系实际的思维方式。授课过程中，注意各章节内容的前后贯通，说明各部分内容之间的相互关系，理清各知识点的联系和区别，体现课程教学的整体性，使课程内容清楚、简单。转换教学内容时，一定要交待交代清楚前后两部分内容间的衔接关系，以使学生明白课程教学内容的延续性、完整性以及编排的必然性。

授课时可以结合教师的科研课题，引入基于项目的课堂教学方式。教学中引入部分科研工作的内容，引导学生从科学研究成果中学习基本概念，将死记硬背的一些枯燥无味的抽象概念变为探究和解决问题的手段，增加学生的兴趣，提高学生对理论知识的理解和掌握程度，激发科研兴趣。同时将科学研究方法和手段融入教学中，使教学真正成为培养学生创新能力的重要环节。

三、实践教学方法的应用

材料专业基础课，是培养学生科研能力和创新能力的重要课程。在教学时必须注重理论和实际的紧密联系，在课程安排上要坚持理论授课与实验操作齐头并进。我校通过独立开设的《材料科学基础》实验，不仅有利于加深学生对理论知识的理解，培养创新思维，而且还有利于锻炼学生的动手能力，使他们愿意去主动探究，培养学生从事科研的能力。我校开设的《材料科学基础》实验分为三个环节，即验证性实验、设计性实验和创新性实验。其中，验证性实验是使学生验证已学过的理论，巩固和加深对已学过知识的理解。对于某些未能开设的实验，在课堂上以图片、动画或插播媒体文件的形式展示实验过程和实验结果，从而使学生对所学知识的理解更加透彻。在此基础上，通过开放实验室，进行设计性实验和创新性实验，主要培养学生综合应用所学知识的能力，提高学生亲自设计实验、解决工程实际问题的能力。在这三个环节的实验中，将设计性和创新性实验教学列为重点，通过这两个实验的开设，可以加强学生实践能力和创新能力的培养。也可以通过为大二或大三对科研有兴趣的学生配备导师，让他们参与到某些教师的科研项目中，这样可以让学生尽早地把所学的理论知识真正应用到实践中，从而锻炼学生从事科研工作的能力、掌握科学的研究方法和培养创新思维。

四、结语

通过多年的教学实践，对《材料科学基础》课程的教学内容、教学方法和手段进行了有益的探索和研究，取得了较好的效果。通过课程内容的优化、引入材料科学发展的前沿知识和基于项目的课堂教学模式，提高了学生的学习和科研兴趣。应用实践教学的方法，使学生更好地掌握基础理论知识，提高分析问题和解决问题的能力，增强创新意识。

参考文献：

第3篇：材料科学与工程导论范文

【关键词】薄膜材料与工艺；教学模式；综合运用；四位一体

【Abstract】According the teaching practice of Film Materials and Processes， the new scientific achievements of the film materials is absorbed in this paper. The comprehensive teaching mode including teaching， studying， doing and researching is called “Four in one” and is applied in the teaching of Film Materials and Processes， and then the teaching mode is explored in every respect and it is proved to acquire good effects.

【Key words】Film materials and processes； Teaching； comprehensive； Four in one

随着薄膜材料新方法和新工艺的涌现，涌现了许多新成果，新成果为薄膜材料与工艺课程提供了丰富的教学内容，因此，迫切需要该课程实施教学改革，以培养应用专业型人才[1-2]。

针对该课程的特点及学院的实际条件，就如何提高教学质量，在该课程教学过程中我们进行了一些有意义的探索：以现代薄膜材料与工艺发展为导向，实施“教、学、做、研”四位一体的教学模式[3]，如图1，在教学过程中将课堂教学、学习、实践和科研四个环节互相融合，着手培养具有创新能力应用型专业人才。

1 构建层次递进式的教学内容，采用立体教学手段进行教学

1.1 引入最新科学前沿，精心构建课堂教学内容

我们剖析薄膜材料与工艺课程教学中存在的问题，共同研讨理论教学与实践教学的关系，精心选择教材及补充薄膜材料相关新成果，突显理论与实践有机结合，精心构建递进式与多层次教学内容。

1.2 运用先进的教学方式进行授课

在教学手段方面，构建了多媒体课件、网络课堂等多维立体的教学平台，以激发学生的学习兴趣，提高教学质量。

薄膜材料与工艺课程包括如真空技术、物理气相沉积中蒸发法、溅射法、化学气相沉积，薄膜的生长过程、薄膜结构和薄膜材料的表征方法等内容，学生对这些抽象理论常缺乏感性认识，难以理解。为此，我们应用多媒体进行教学，使薄溅射设备、薄膜材料的微观组织和构造和一些难以表达的问题形象化、直观地展示。这样在学习中给学生以多方位的刺激，以提高学生的学习兴趣。

在教学方法方面，运用启发与互动教学方式实施课堂教学，即案例展示-理论、原理分析-实际应用，理论密切结合实际，激发了学生的积极性，加深学生对薄膜材料内容的认识和理解。

2 重视实践教学环节，做到“做”好

通过实践教学改革和优化实验内容，做好实践教学环节。实践环节中要积极引导学生思考、分析问题，让学生在实践中学会独立解决问题，培养自己的创新能力。实验教学中注重学生对教学内容的理解，培养学生实际操作能力，调动学生学习的主动性。

2.1 将科研引入教学的思想贯穿课堂教学过程

依据“教学与科研融一体”的指导思想，在课程教学中充分利用网络教学的优势，积极引入科研思想，针对薄膜材料及工程技术实际等方面的问题组织讨论、交流，使学生了解薄膜材料发展的最新资讯及应用情况等。

2.2 让学生参与科研项目

首先让学生运用专业知识，查阅文献，自主设计实验方案和完成课题。学院提供给学生实验条件，学生在实践中自己完成课题。当学生遇到难以解决的科学疑难问题时，老师应及时地指导学生科研。学生协助教师积极开展科研工作，这样培育学生从事科学研究的兴趣，为教师节约时间，促进科学研究工作。

3 以新观念引导学生，培养学生的自我学习的主体意识，做到“学”好

学生是实践教学的主体[4]，在实践教学中引导学生学会独立学习和思考，做到学好。

3.1 改革“教”与“学”的观念

传统教学以向学生传授知识为主，而采用多媒体等现代教学手段后，教师的教学主要是指导学生自主学习，让学生由逼迫式的学习转变为在教师指导下进行自学，调动了学生主观能动性。

3.2 扩展学生自学内容

在教学过程中改变过去以讲授为主的教学方式，采用师生互动，让学生上讲台上课，这样学生学会了自学，学生主动阅读薄膜材料前沿科技信息和发展趋势，这样扩充学生知识容量，也拓宽学生专业视野。

3.3 改革考试形式

为防止学生“死记硬背”，我们开发了试题库，扩大考查知识面，适当增大考查内容，采用开卷考试形式，较全面地考查学生对薄膜材料基本知识掌握熟练程度、薄膜材料制备工艺的理解和综合用情况。

4 结语

薄膜材料与工艺教学过程形成的“四位一体”教学模式深受学生欢迎，取得了良好的教学效果。学生在掌握了薄膜材料与工艺的基本知识的基础上，更注重培养自主创新能力，让自己得到全面发展。因此，“四位一体”的综合教学模式对培养学生创新能力具有深远意义。

【参考文献】

[1]孙凤云.“真空薄膜技术”课程教学改革探索[J].黑龙江教育：理论与实践， 2016（3）：70-71.

[2]朱归胜，颜东亮，陈彩明.以科研相融合的《薄膜技术与薄膜材料》课程实践教学改革初探[J].教育教学论坛，2015（2）：91-92.

第4篇：材料科学与工程导论范文

关键词：培养模式；专业硕士；工程实践能力；研究生公共实验室

中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）28-0151-02

教育部下发的《关于做好全日制专业学位硕士研究生培养工作的若干意见》明确规定，专业学位硕士是培养掌握某一专业领域坚实的基础理论和宽广的专业知识，具有较强的解决实际问题的能力，能够承担专业技术或管理工作，具有良好的职业素养的高层次应用型专门人才。专业学位硕士教育最重要的特点：突出专业教育特色，重视实践应用能力。由于受到传统学术型硕士培养思维影响，以及其他办学条件制约，专业学位硕士工程实践能力训练得不到应有的重视和强有力支撑，妨碍了应用型人才培养目标的真正实现。因此，有必要对此进行深入探讨。下面以材料工程专业学位硕士为例对此进行分析。

一、科学规划专业课程体系

学术型硕士与专业学位硕士教育在培养目标、课程设置、培养方式上都有较大的区别，课程设置是培养目标能否实现的关键。专业学位研究生的课程设置应体现出鲜明的专业学位特色，但是目前一些培养单位，要么完全照搬学术学位研究生培养方案，要么是将学术学位研究生培养方案压缩简化。专业学位研究生自主选修的专业性课程所占比例较小，过少考虑社会的需求和研究生的个体差异，无法实现专业学位研究生培养目标。因此，需进一步规划课程体系。

（一）侧重知识专业性，采用模块化课程体系

应对现有课程体系进行科学规划，建立模块化的课程体系，设立公共必修、专业基础、专业技术、职业素质拓展等课程模块。明确和细化各模块的主要任务和目标：专业基础模块应构建专业学位研究生的知识基础，主要教授本专业的基础理论与基本方法。目前，国内多数院校的材料工程专业学位的培养方案往往按照各自的传统学科优势，从二级学科角度设置课程，导致学生的专业基础受局限、被弱化，专业基础课与专业技术课的界限被混淆。应该从一级学科角度设置一些基础性、通用型必修课程，如材料工程实践导论、材料设计与制造技术、工程测试技术等。这一模块应涵盖金属材料、无机非金属材料以及有机高分子材料等工程领域，奠定扎实的理论基础。专业技术模块应侧重提高专业学位研究生的专业知识水平，培养其知识迁移、技术转化的实际能力。这一模块不仅包含二级学科的精细化专业课程，而且涉及系列化的材料工程讲座，尤其是高新技术前沿研究和生产的最新进展。通过专业技术模块课程学习，培养学生宽厚的材料工程专业性知识。职业素质拓展模块是根据学生个人职业发展需要设置的选修课程，可设跨专业、跨学科的课程，如污染物控制与资源化技术、材料设计与经济分析、市场营销策略等。通过该模块课程学习，拓宽学生的材料工程知识视野，实现高层次应用型人才的培养目标。模块化的课程体系重视理论与实践相结合，注重专业教育与学术教育的内在联系，并考虑职业发展的方向，将原有的过于宽泛、零散的内容进行整合，可达到健全与完善课程体系的作用。

（二）突出课程内容“应用”性，注重学生个性发展

课程内容的选择与教材的选取方面，应根据专业学位特点体现出其工程应用属性。以材料工程专业为例，课程内容既要充分考虑当前材料发展的总体趋势，也要考虑金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料物理、材料化学等具体专业的专业性，还要注意在课程专业技术内容中突出相关专业的应用性，并参照材料工程专业的知识结构，从一级学科“材料科学与工程”角度，规划材料工程专业硕士的课程体系。材料工程涉及材料制造、产品检测与质量控制、材料回收利用等内容，应该有针对性地增加材料工程实践中所涉及的有关生产设备、生产管理、在线检测技术、效率效益评价等课程，尤其是应重点突出材料工程实践中涉及的材料选择、环境保护以及使用性能评价等应用性相关的内容，培养学生具有能够在材料基本属性与宏微观机理基础上，掌握材料生产、检测以及使用过程中解决实际问题的特定技能。

二、优化理论教学方法

专业学位研究生教育主要是培养具有良好的创新实践能力的高层次应用型专门人才。其课程设置应以实际应用为导向，以职业需求为目标，以综合素养、应用知识与能力的提高为核心，因此，改革传统的课堂讲授式教学已势在必行。

（一）培养提高学生的自学能力

教师在授课过程中应充分发挥引导和启发作用，鼓励学生提出有批判性和创新性的观点，激发学生创新思维，培养学生的创新能力。注意将理论性与应用性内容有机结合，针对不同专业课程的特点，应采取多样化的互动教学方法，突出案例分析和实践研究，重视现场研究、模拟训练，有条件的还可邀请具有丰富工程实践经验的企业技术人员开展技术讲座。培养学生研究工程实践具体问题的意识和能力，加深理论知识的理解，锻炼理论与实际相结合的能力。

在教学中，教师应把学习与研究的主动权交给学生，把自学贯穿到研究生教育的全过程。提倡采用自主学习法，通过研究生的自主学习，提高其研究及把握新信息、新技术和新理论的能力。自主学习并非对学生放任自流，教师应及时点拨、释疑、指导。在自学前应布置任务，提出探讨性问题，为其自主学习指明方向，并及时提供必要的提示和参考意见，减轻学习的认知难度。为保证学习的有效性，教师可指导他们在查阅资料后，定期举办课堂讨论与学术讨论，自由地开展学术批评，要求学生写出学术讨论论文。

（二）建立健全“双导师”制

导师的学术水平与指导能力是决定研究生培养质量的重要因素。专业学位研究生培养对导师的知识和能力结构提出了新的要求，不仅要有深厚的理论基础和宽广的专业知识以及较强的指导能力，还要有丰富的实践经验和良好的职业素养。建立完善双导师制度对学生工程运用能力培养有积极的促进作用。

“双导师”制度下，校内导师重在培养研究生的理论基础、科研方法、学术水平和组织管理能力，校外导师重在培养研究生的专业技能和应用能力，丰富学生的实践经验和解决实际问题的能力，强化学生团队分工协作的能力。在实际操作中，可以根据课题性质，明确导师的职责与分工，学校课题以校内导师为主，企业导师从应用角度指导；企业课题以企业导师为主，校内导师从学术角度指导。导师之间应保持经常性的沟通合作，及时解决理论与工程实践的衔接问题，引导、加强学生的职业认知度，以便更好地适应职业发展要求。

三、创新实践教学模式

实践教学是专业学位研究生培养的重要过程，充分的、高质量的实践也是提高专业学位硕士教育质量的重要保证。当前，在专业学位硕士的教学中，由于经费及硬件条件所限，实践教学这一重要的环节常常被忽略，因而强化实践教学，革新实践教学模式已迫在眉睫。

（一）整合实验资源，建立研究生公共实验室

应进一步整合实验室资源、学院和学科团队的研究基础设施，建立校级研究生公共实验平台，提供系列化、多层次的实践能力培养环境。依托重点实验室、开发实验室以及实验教学中心等硬件条件，开展材料工程专业硕士的实践教学；针对特定工程实践内容，通过文献调研、企业参观学习、专题设计与实施验证，开展指向性明确的应用性课题实践教学，使实践内容与工程实际应用紧密结合，实现科研与教学相互促进，达到培养学生创新与实践能力的目的。

（二）吸纳社会资源，建立校企联合实践基地

为解决校方经费不足的问题，可借鉴国外的经验，吸纳社会资源，建立校企联合实践基地，由企业推动专业学位研究生的实习。欧美等国的一些大型企业，都有专门提供给研究生的实习岗位，并且有专门的部门来负责此类工作。在这方面，我国政府职能部门应该从提升企业科技创新能力的高度，从科技政策上引导和鼓励企业积极主动参与专业学位研究生教育。

鼓励高校与企业合作，争取企业的原材料和经费支持，利用企业大型设备等硬件设施，建设校企联合实验室或实践基地，开展专业学位硕士的工程实践能力训练。这种校企联动的模式，通过与企业签订联合培养研究生的合作协议，将学生直接派往企业，参与企业相关项目，不仅弥补了学校经费和工程实践条件的不足，也使企业在联合培养专业学位硕士过程中获得长期稳定的技术和人才支撑，提升企业了的技术创新能力。

我国经济结构的转型升级，迫切需要大批具有创新能力、创业能力和实践能力的高层次应用型人才。工程实践能力的培养关系到材料工程专业学位硕士教育的成败。提升其工程实践能力需要高校、政府部门及相关企业共同协作，共同努力，促进其快速成长，为经济发展提供强有力的人才支撑。

参考文献：

[1]张翔，居沈贵.材料工程领域全日制工程硕士培养的实践探索[J].化工高等教育，2013，（1）：21-24.

[2]高林.以工程应用能力为主导 高工程教育人才培养质量[J].中国大学教育，2013，（1）：27-29，35.

第5篇：材料科学与工程导论范文

关键词：地方高校；材料专业；创新能力；培养模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）12-0046-02

随着科技推进，理工科大学生对创新能力的重要性认识普遍提高，培养创新人才已经成为世界高等教育界共同的追求，其不仅是理论问题，更是重要的实践课题。近年来，在我国大学广泛开展了以“挑战杯”为龙头的大学生科技创新活动，为大学生搭起了一个参与科技活动的舞台，同时也有效地激发起大学生的创新意识和实践能力的培养。随着经济规模的增加，对创新科技知识的需求日益扩大，客观的带动了大学生的科技创新活动，在导师的带领下参与的科研活动越来越多，参与学校的科研项目和课题越来越多，参与地方的经济发展的合作项目越来越多，这些都促使大学生的科技创新意识和实践能力得到了进一步增强。但是，地方高校大学生在这些方面的培养亟待加强建设和引起重视。

一、九江学院材料类专业创新人才培养现状调研结果分析

本次调研主要采用随机抽样的问卷调研方式，在九江学院机械与材料工程学院范围内，调查对象是金属材料工程本科专业、材料成型及控制工程本科专业、焊接技术及自动化专科专业3个材料类专业共5个班，每个班随机抽取20位同学，共发放问卷100份，回收问卷100份，回收率为100%，收回的问卷全部有效，问卷所涉及的学生参与面广，样本具有代表性。

1.创新人才培养现状结果与分析。九江学院机械与材料工程学院材料专业大学生关于创新人才的培养情况调查数据如下：74%的学生不了解什么是创新人才培养；93%的学生没有参加过创新人才培养；86%的学生认为学校没有开设创新能力培养的课程；90%的学生不知道学校有创新能力培养方面的课程；96%的学生都有强烈愿望参加创新能力培养的课程。从以上数据可以看出，九江学院机械与材料工程学院对于材料专业大学生没有开设创新人才培养课程或者开设的课程很少，换句话讲，可能开设了一些，但是宣传不够，学生还不知道如何参加这些课程，通过什么渠道参加这些课程。由于社会的发展，对于高素质人才的需求量不断增加，至于创新人才更是需求大增，学生也认识到了这一点，所以会出现绝大部分学生都有强烈愿望参加创新能力培养活动。

2.专业课程授课现状结果与分析。九江学院机械与材料工程学院材料专业大学生关于专业课程授课情况调查数据如下：92%的学生不知道学院有科技创新培养方面的课程；超过一半（51%）的教师在上专业课的时候，没有时不时提出一些启发性的专业问题来发动大家利用专业知识进行科技创新；82%的学生认为理论知识授课时数过多，而实践课程较少，所以大部分学生希望专业课程多以实践教学方式进行授课；84%的学生都希望学校实行导师制度，这样可以在专业知识、科学研究、考研指导和就业指导方面给予一些指导和意见，所以在问到同学们希望导师给他们哪些方面指导的时候，在专业知识、科学研究、考研指导和就业指导这4个方面的人数平分秋色。

从以上数据可以看出：九江学院机械与材料工程学院对于材料专业大学生希望以理论知识为先导，在理论知识的基础上，开展更多的实践教学以弥补大家理论知识牢固实践能力弱的不良局面；也希望能够成立导师制度，让教师们能够使学生在专业知识和科学研究方面更能将理论知识和实践能力紧密结合起来，在理论知识牢固、实践能力很强的基础上，开展一系列富有创新能力锻炼的活动，为培养创新人才教育体系完成其中一个重要环节。

3.科技创新活动现状结果与分析。九江学院机械与材料工程学院材料专业大学生关于科技创新活动知晓情况调查数据如下：超过一半（56%）的学生不知道或知道很少有国家或省级科技活动（比赛）；59%的学生不知道学校有大学生科技创新活动；91%的学生没有参加过学校举办的大学生科技活动（比赛）；61%的学生不知道或知道很少学校自己本专业科技活动的种类或名目。从以上数据可以分析得到：学校对于科技创新活动还不够重视，首先宣传的力度还不够，因为大部分同学对于大学生科技创新活动知之甚少；其次是学校在大学生科技创新方面资金投入还不够。

二、地方高校材料类专业教育面临的困难分析

从我国21世纪初期工业发展的现实来看，大量具有专门知识的工程技术人才将是社会需要的主体。当前高等工科教育已占高等教育总量的40%以上，且仍是社会需求最大的专业。虽然我国工程技术人员总数居世界之首，但人均创造的产值较低，即工程技术人员的质量与数量不成正比。每百万元产值的工程师人数，我国约为美国的16倍，德国的13倍。庞大的工程技术队伍不能有效地转化为人力资源优势，正在成为制约科技进步、经济快速发展和提升国际竞争力的主要因素。目前地方院校材料专业面临的主要问题如下。

1.教学内容落后于时代。缺乏反映学科发展前沿的有关新科学、新技术和新思维的知识，远不能适应材料行业（如先进材料制造业、材料产品生产企业）知识更新快、产品换代频繁的现状。

2.培养模式和评价体系过于单一。教学方法呆板，“教师一言堂”现象严重，缺乏启发式、研究式、探究式的学习氛围，远不能满足企业大量引进先进材料制备及检测技术、研发项目、技术创新等活动对高级工程技术人员创新精神和综合创新素质的要求。

3.重理论课、轻实践教学。多验证性实验，少综合设计性实验；实习、实验、实训方面投入相对不足；毕业生适应企业工作岗位时间较大，很难实现人才培养与材料类企业需要的“零距离对接”。

4.具有丰富的实践经验的“双师型”教师严重不足，不能适应“高级技术应用型”人才培养对师资类型及结构的要求。

三、九江学院材料专业大学生创新能力培养改革方向

1.加强创新人才培养教育。在我院，材料工程系在《材料专业基础课程设计》、《先进材料设计与毕业论文设计》等课程中对创造性思维与方法作了为时不多的介绍，但仍未将创新教育培养纳入教学计划中去。建议学院将创造教育课程纳入各专业教学计划，同时利用我院产学研基地及重点实验室的优势，将创造教育与工程实践、经济建设紧密结合起来，有意识地将创造或创新意识与能力的培养贯穿于培养高素质材料专业学生的全过程。牢牢抓住培养创新人才这一目标，建立新的材料专业教学模式，选聘责任心强、学术水平高、动手能力强的教师担任指导教师，把培养创新能力和素质作为培养目标，其培养模式以大量实践环节为主线，坚持产学研结合，使学生具有较强的创新知识、能力和素质。

2.营造创新人才培养氛围。为更好地进行创新人才培养，基于我国国内本专业的发展现状，各高校也纷纷提出不同的方案，提出了以“增强学生能力培养、注重学生个性发展、提高学生创新意识”为理念，培养学生的管理素质、领导能力和科研创新能力。为了培养学生的创新意识和能力国内高校普遍加强了实验室和实习基地的建设，让学生有更多的机会接受科研训练和创新实践。九江学院大力投入，使许多材料专业大三和大四的学生积极参与到由指导教师带队的大学生自主创新性实验项目中，材料学科专业实验室免费开放，这给材料专业学生将理论运用于材料的开发和研究提供了很好平台，同时，在学校大力宣传科技创新，每年定期举办科技节，给大学生科技创新营造活跃气氛。

3.加大实践教学环节比重。教育改革要更新观念，实践教学更应更新观念。多年来，实践教学下教师的地位没有得到足够重视，实践教学人员待遇偏低。实验教学人员不足，实验课时少，实验教材缺乏，这些都制约了教师和实验教学人员从事实践教学的积极性。因此，提高实践教学人员的待遇，在政策上、制度上加以落实与保障，提高实践教学的地位，形成人人愿做或争做这项工作的局而，才能真正培养学生的创新能力，提高实践教学质量。实践教学经费投入严重不足，这是制约其发展的“瓶颈”。特别是近年来学校招生规模不断扩大，而相应的投入却未能同比增加。

参考文献：

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[7]饶丽，屈金山，魏成富.材料科学与工程专业创新人才培养研究[J].高等教育研究，2008，25（4）：54-57.

第6篇：材料科学与工程导论范文

关键词：师资队伍；大学生；材料专业；创新能力；实践能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）16-0037-03

材料化学与材料科学与工程专业是我校的新兴发展专业，围绕能源电力发展中相关材料的制备、测试、性能与应用等方面，不仅需要培养学生具有相关的基础理论与专业知识，而且需要学生了解企业在实际生产过程中的需要及新材料领域国际上的最新发展，要达到这一目标就需要相应的师资队伍与其相匹配。事实上我校材料学科专业的师资队伍力量雄厚，开展这些工作具有很好的基础。如何融合学校所拥有的高水平的师资队伍，首先需要对接相应的学科基础与理论课程做出相应的改革与实践。其次依托该专业的行业特色，将能源与电力行业中材料学领域的专家积极渗透到该专业的实践教学过程中，构建行业精英全方位参与学生的实践与实习环节的培养，提高学生的实践能力。最后依托学院所拥有的上海市海外名师与学校海外名师资源，积极引导海外名师参与到本科学生的教学与创新能力培养，提升学生的国际化视野。

一、构建高水平教师队伍，推进教学改革

学生教学质量的高低主要取决于师资队伍的水平[1]，我校环化学院材料学专业拥有一支高水平的师资队伍，现有专任教师20名，其士学位19人，硕士1人；教授7人，副教授9人，讲师4人，特别是拥有国家青年1名、国家杰青1名、教育部新世纪优秀人才1名、上海市东方学者特聘教授2名、上海市青年科技启明星3名、上海市曙光学者3名、上海市浦江人计划2名、上海市扬帆计划1名、上海市晨光计划1名和上海市人才发展基金1名；通过改革将这些高端人才很好地融合到该专业的本科教学中去，将各人的科研优势转化为教学优势，在专业基础课与专业课程上打造专业特色，精心改革课程教学体系与教学内容，为学生打下扎实的专业基础与专业知识。

1.加大基础课程的教学力量。由于基础课程的教学时数很多，承担这些课程的老师大都是一些青年教师和低职称教师，一些高职称及科研能力很强的教授并不承担基础课程教学任务。通过改革加大教授参与基础课程教学的力度，先后安排国家杰青教授、教育部新世纪优秀人才、上海市东方学者教授分别担任无机化学、有机化学和分析化学等课程的教学工作。这些高水平教授在进行基础课程教学时不仅可以将基本概念讲述清楚，更多的是将一些学科发展前沿内容与知识渗透到基础知识中去，大大拓宽了学生的视野，培养了学生的专业兴趣。这些教授同时也担任班导师工作，与学生能经常性沟通，不仅是专业导师，也是人生导师，学生在低年级就能近距离接触到一流的高端人才与学科带头人，对学生今后的发展大大有益。

2.组建核心课程教学团队[2]，形成专业特色。由于我校的材料学科专业特色主要是材料腐蚀与防护、材料表面处理、材料电化学和新能源材料。围绕这几大特色分别形成了一些课程教学团队，每个团队中均由4名教授、副教授参与到日常教学工作，课程负责人均有十多年的课程教学经验，团队中其他教师也分别有3-6年该课程的教学经验。团队教师8人次入选“东方学者”、“曙光学者”、“青年科技启明星”、“白玉兰科技人才基金”、“上海市人才发展基金”等人才培养计划，8人次获“宝钢教育优秀教师奖”、上海市“育才奖”和学校“优秀教师”、“优秀青年教师”等荣誉称号。本教学团队可覆盖以《材料腐蚀与防护》、《现代表面科学与工程》、《电化学工程》和《材料科学基础》为主的课程群，由于该课程团队的科研能力都很强，团队教师可以将材料专业的教学和实践环节相互交融，在课程体系与教学内容上进行讨论与交流，特别是一些专业性与实践性很强的知识点都会通过实验与实践的方式来帮助学生理解，这些课程也成为了专业的品牌课程，都经过了上海市重点课程的建设验收。另外，这些课程团队的组建也使青年教师得到了培养。两年来先后有7位教师新入选上海市浦江人才计划、上海市扬帆计划、上海市晨光计划和上海市优青项目。

3.改革课程教学体系与内容。由于高水平的教授直接参与到本科生的基础和专业课程教学，他们对专业发展和学科发展的进展趋势比较清晰，在实际教学中，往往会增加许多新的知识点，例如很多新材料及新材料制备技术，纳米材料、石墨烯、储能技术与储能材料等热点知识都会及时增加到课堂教学中去，一方面可以扩大学生的知识面，另一方面也可以培养学生的专业兴趣，深受学生的欢迎。

4.改革教学模式与方法。在材料专业课程教W中除了教师进行课堂理论教学与实验操作外，还进行课堂专题讨论，学生主讲，参加专业展会与学术研讨会等形式全方位培养学生分析问题与解决问题的能力。

二、吸进行业精英积极参与教学

第7篇：材料科学与工程导论范文

[关键词]表面技术 教学方法 科研能力 创新性实验

[中图分类号] G424.1 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）07-0149-02

在传统工业生产及新材料研发领域，表面技术具有非常重要的地位。目前，材料表面技术概论课程已经成为许多高等院校金属材料、焊接、材料成型与控制、材料加工工程等专业的技术基础课程。通过该课程的学习，学生可以初步掌握材料的表面基础理论、表面涂层技术、表面涂层设计及表面质量检测技术等。这是一门所学内容可直接面向工业应用的专业课程，具有非常强的实践性，通过该课程的学习能够有效提高同学们运用所学知识解决实际问题的能力，培养学生的开拓创新能力，同时，也为学生学习其他相关课程、毕业设计和将来从事的生产技术工作奠定必要的专业基础。

该课程一般安排在大三下学期或大四上学期，是同学们学完物理化学、材料科学基础、材料工程基础等课程后的延伸课程。本课程授课内容虽然理论性不强，但涉及知识面广，包含了工业生产及科研中所能用到的各类表面技术知识，具有较强的专业性和实践性。针对这一特点及授课对象的知识储备程度，作者在多年教学实践的基础上，尝试从以下几个方面对材料表面技术概论课程进行教学改革，重点培养学生动手能力、设计能力和创新能力，锻炼并提高学生的科研素养。

一、科研与教学结合，培养学生的专业兴趣

对于高校教师来说，教学与科研是相辅相成、互相促进的。教学是高校教师的基本职责，是从事科研工作的基础和依托。科研能够让高校教师熟悉本学科的最新进展，有助于革新教学内容，反哺教学，不断的提高教学质量。[1]高校教师如果不开展科学研究，知识更新慢，授课内容得不到及时的更新，在教学过程中就难以引导学生积极地学习和思考，创新能力培养也就成为空谈。[2]在课堂教学中，教师应当结合自己的科研工作，及时地将表面技术领域的新动态、新技术和新工艺充实到教学内容中，鼓励有兴趣的同学进入实验室，成为老师的科研小助手。

山东科技大学材料学科在表面技术领域具有突出特色，拥有“山东省金属材料与表面工程研究中心”和“山东省耐磨耐蚀材料工程技术研究中心”两个省级工程技术研究中心。在硬件设备方面，拥有火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、等离子熔敷、激光熔敷、物理气相沉积、化学气相沉积、微弧氧化等完善的表面技术实验设备，在师资队伍方面，拥有专业从事涂层技术和涂层材料开发的教授、副教授和讲师组成的科研和教学团队，为该课程的教学改革提供了强有力的支撑。在本课程教学中，积极鼓励学生参与到教师的科研项目中，成立科研兴趣小组，利用业余时间辅助老师承担部分科研工作，以提高学生的动手能力、分析能力和创新精神。学校每年组织一次面向学生的科研立项活动，鼓励学生根据自身爱好组建科技创新团队，承担部分小的科研课题，将课程学习与科研立项活动结合起来。在课题进行的过程中同学们协助自主设计实验方案，制备样品，分析检测，并在教师的指导下撰写科研论文或申请专利。在这一过程中，同学们的综合能力得到全面的锻炼，提高了对材料，特别是对表面技术的专业兴趣。

二、巧用多种教学方法，启发、引导学生思考

水无常态，教无定法。在材料表面技术概论的教学过程中，可根据授课内容，采用多种教学手段和教学方法，引导学生自觉的学习和思考。以热喷涂章节的教学为例，学习内容主要包括火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂三大部分，共安排8个学时的教学时间。由于在大学阶段专业课程的学习中，学生普遍反映实验偏少，动手机会偏少，不清楚所学知识能够应用在哪些领域，因此在该课程的教学中，针对上述问题，结合学校实验条件，安排了4个学时用于课堂理论教学，其中2个学时讲授热喷涂原理，2个学时讲授热喷涂材料及其应用。让学生对热喷涂技术原理、热喷涂材料有了全面的了解后，再安排2个学时的时间在实验室现场教学，主要内容包括参观、讲解火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂设备，演示喷涂过程;选取在工业和科研中应用到的典型热喷涂产品，给同学们讨论、分析讲解。如高炉风帽的热喷涂防护，首先给同学们分析高炉风帽的工作环境：风帽端部深入炉膛内部，工作温度在1400℃左右，承受炉料的冲刷作用，指出高温下炉料的冲刷作用是造成风帽失效的主要原因。如何解决这一问题？引导同学们思考，提出对防护涂层的基本性能要求：抗高温冲刷性能好，导热性差，具有热障功能。然后再提出问题：具有这种特性的涂层材料一般是什么，是金属、金属陶瓷或氧化物陶瓷吗？让同学们讨论，最后得出结论：氧化物陶瓷如Al2O3、ZrO2抗高温性能好，导热性差，可用于高炉风帽的表面防护涂层，这类涂层材料熔点高，一般采用等离子喷涂工艺制备涂层。采用这种现场参观、演示、讲解、提问和讨论的方式，大大提高了同学们学习该课程的兴趣。最后2个学时为热喷涂实验，由老师预先准备好标准规格的钢板，热喷涂材料，同学们在老师的指导下独立完成热喷涂前处理（主要是喷砂粗化）、喷涂、涂层质量检测等工作。通过这8个学时的学习，同学们对热喷涂技术、设备和热喷涂材料有了较为全面的认识和了解。

在课堂教学中，部分章节可以采取预先布置任务、分组讨论的方式，让学生参与到教学中来，成为课堂上的主体，教师在中间主要起到组织、引导和协调的作用。如在讲述电镀和化学镀这一章节时，可采用任务驱动法。老师在讲述完基本知识点后，给学生布置系列探究性学习任务，5-6人分成一个小组，指导学生通过学校图书馆提供的各种渠道查阅文献资料，如通过中国知网学术文献总库查阅中文期刊、学位论文以及会议论文，通过Elsevier、SpringerLink、EBSCO数据库平台查阅和下载英文论文等。各个小组根据老师分配的任务，查阅相关论文和信息，然后进行筛选、提炼、归纳和分析，完成综述性报告，并做成ppt形式，每个小组轮流在课堂上向大家展示和讲解。通过这种任务分配、查阅资料、信息检索与提炼、整理报告和汇报的过程，提高了学生的分析和归纳能力，部分同学还能在整理和查阅资料的过程中提出新的问题和看法，创新能力得到了很好的锻炼。

三、设计创新性实验，培养学生的综合能力

长期以来，材料专业基础课程辅助实验多数是验证型、演示型实验，由实验老师讲解实验内容，学生按照老师要求及实验指导书上规定的内容、方法和步骤机械的完成实验内容即可，在这一过程中需要学生自主设计和创新的地方较少。著名的美国教育家布鲁纳雷曾说过，知识乃是一个过程，不是结果。开设实验教学的真正目的不仅仅是为了去验证一些已知的结果，而是在实验过程中培养学生从事材料应用或科学研究的能力，并在此基础上开阔视野，发展思维，培养学生的专业兴趣。[3]多年的教学经验表明，合理设计课程实验，增加学生的动手机会，对提高课程教学的质量至关重要。我校材料学科以表面技术为特色，拥有包括热喷涂、物理气相沉积、微弧氧化、喷焊等较为齐全的实验条件，为本课程实验的设置和实施提供了有力的支撑。

在本课程教学中，设置了4学时的标准实验课程，以验证性为主，以加深学生对课本知识的理解。同时，通过这些验证性实验让学生了解和熟悉表面技术试验设备，为创新性实验做好准备。在本课程进行到中期的时候，给同学们布置创新性实验任务，内容可广泛选用在生活、工业或科研中遇到的，和表面技术有关的课题，如钢结构的长效防腐、高速公路护栏的防护涂层技术、门把手的装饰及防腐涂层技术、家用碳钢自来水管的防锈技术、水轮机叶片的抗冲蚀涂层技术、机械传动齿轮接触齿面的表面强化技术等，让学生根据自己的兴趣分组选择合适的题目，设计涂层工艺和涂层材料，并制订详细的实验方案，经指导教师审核后进入实验室，自主进行实验。为了确保该实践教学环节的质量，加强实验过程的管理，指导教师应做好实验进度跟踪和管理，做好实验安全培训，合理安排、协调公共实验设备的使用时间。对于学生在实验中遇到的难题，要及时的给予提示或协助解决。实验结束后，以小组为单位提交一份实验报告作为评分依据。通过创新性实验，学生经历了查阅、收集资料，设计实验方案，实验操作及实验数据分析等过程，熟悉了科研工作的基本环节，从事科研工作的能力得到了有效的锻炼。

四、结束语

在材料表面技术概论专业课程教学中，通过鼓励同学们进入实验室，协助老师承担部分科研工作，加强课堂教学内容和教学方法的改革，增加创新性实验等措施，有效提高了学生的动手能力和科研能力。尤其是创新性实验的设立，和传统专业课程辅助实验形成了良好的互补作用，对提高学生的综合素质、实践能力和充分发挥学生的创新能力起到了重要的促进作用。由于材料表面技术发展迅速，涂层新材料、新工艺革新非常快，在以后的教学中将及时更新授课内容，进一步强化实验教学，跟踪表面技术发展的新趋势，更好的培养学生的专业兴趣和科研能力。

[ 注 释 ]

[1] 黄秋燕.教学型地方高校遥感课程教学与科研互动模式探索[J].高教论坛，2008（5）：74-76.

第8篇：材料科学与工程导论范文

关键词：材料制备与加工 创新人才培养 教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.01.113

1 前言

“应用型本科人才培养”是近年来我国高等教育领域提出的一个新概念[1]，其人才培养紧跟当地的经济建设和社会发展需要，积极了解和掌握当地市场需求，坚持服务区域社会经济发展，努力探索培养具有创新精神的高水平应用型人才。

上海及长三角地区是我国经济最发达的地区，大量的加工制造、贸易行业在此生根和发展，随着2013年9月29日中国（上海）自由贸易试验区的挂牌成立，上海吸引了全世界关注的目光，它是打造中国经济升级版的重要引擎。作为为这一经济快速发展区域培养和输送本科人才的地方高校，要追上经济改革的步伐，培养具有创新能力的应用型人才必须拥有良好国际视野、在突出实践和思维能力的基础上应具备良好的创新能力[2]。

本文以上海应用技术学院材料科学与工程专业材料制备与加工方向人才培养过程为例，就该人才培养模式下的师资队伍建设、理论课程体系构建、专业实践与创新能力培养模式进行分析与探索，以实现人才培养与区域经济发展良好的对接。

2 以培养创新型应用型人才为目标，构建材料制备与加工人才培养体系

对于以教学型为主导的应用型本科学校，我们在材料科学与工程专业下依照其学科发展的特点进行分类，下设金属材料、高分子材料、无机非金属材料三个专业方向，依照我校的人才培养目标定位 “具有创新精神和实践能力的、具有国际视野的、卓越一线工程师为主的高层次应用技术人才”。其人才培养计划分两大模块：大一、大二的通识教育和大三、大四的专门化教育。差别化的教育主要在大三、大四，人才培养依据方向进行实施。多年来，面向全国招收录取的大学生就业主要分布在上海及长三角区域，行业对毕业生的学历层次、人文素养、国际视野、创新能力要求越来越高。

经过对武汉理工大学、常州大学等多方调研及广泛讨论和听取意见，发现材料科学与工程专业下设置的方向各异，但作为材料的制备和加工、组织和性能的研究思路和检测方法很多是相通的。由此在材料科学与工程专业人才培养上进行了改革，尝试设置了材料制备与加工专业方向（所在班级简称创新班），在培养计划的课程体系设置上淡化专业的学科方向性，强调“厚基础、重应用”的通识教育理念，以各种材料的制备与加工工艺、检测学习为核心，增加实践模块的比重，使得实践教学环节占总学时达到40%、学分占总学分的24%左右。强化创新班的理论基础课程教学，改革理论教学和实践教学方法，实施兴趣引导型的差别化人才培养模式，着力打造重基础、强能力的高水平应用技术人才。

3 加强师资队伍建设，探索课堂教学方法与内涵，切实提高教学质量

要实现以各种材料的制备与加工工艺见长的教育教学，首先要在师资队伍建设、课堂教学上进行教学内容、方法与教学手段的改革，切实提高教学质量。我院近几年引进了大批青年教师，大多具备第一学历为985、211的高校背景，学历高，专门化的学科背景好，在学校里承担大量的科研任务，但在企业工程实践能力等方面却有着一定的差距，若不熟悉材料的企业生产行为就只能在课堂教学上照本宣科，对各种材料的制备与加工工艺、设备等课程内容的理解就会肤浅，课堂教学效果大打折扣。为此，学校开始推行青年教师企业实践的培养激励机制，学校给予相关的优惠政策，我院已经有多位青年教师在校期间有一年时间以上赴企业锻炼。选择具有企业锻炼背景的老师为材料制备与加工方向的学生授课，理解深刻有自信，能够切实将内容讲清楚，更贴近行业的发展需要。

当前教改研究[1、2、3]的重心都将创新性本科人才培养放在实践教学改革上。而理论课堂的教学改革与实践课程的改革是相互相承，互相促进的。大学里百多名学生聚集一堂的大班化教学、满堂灌的课堂教学模式只能适用于大一大二。专门化教育阶段更适合于小班化教学。创新班的课堂教学将走访企业与课堂讨论引进来，形成有坡度的架构，有意识地培养学生独立思考和自主学习的意识、习惯和能力。并且将教授们开设短学时“前沿、应用型”创新课程纳入其中，开设班容量为30名学生左右的创新班，将国内材料行业生产、学科前沿的发展水平以及高校材料学科的错位人才培养等信息传递给学生，以提问、建议、讨论和思考得的方式和学生们实现良性互动，极大地激发了学生们自主学习的热情。

4 创新实践教学模式，培养大学生主动学习与实践的能力

针对创新实践模式，提升大学生的主动学习与实践能力，国外一些应用型大学的做法值得借鉴[2]：德国一些大学“企业主导型”的实践教学模式，采用实践―理论―再实践―再理论的循环教学模式，充分利用社会条件和力量办学，及时跟踪行业技术发展，在解决问题和决策时不仅要考虑技术问题，还要考虑市场情况、经济效益和各种人际关系，同时还能体验实际工作的压力，使学生得到全方位的锻炼。学院在材料制备与加工方向的实践教学模式创新上则借鉴了美国一些学校的做法，如在《材料科学综合实验》中采用项目教学法，即根据实际项目，将学生组成若干小组，由各学科教师（教师的学科背景各异，从金属到无机、从晶体生长到能源，甚至高分子材料）指导，每组学生需合作完成项目。由于学生注重的是材料制备与加工工艺，其结果既强化了学生在金属材料、无机非金属材料等领域的理论基础知识、专业技术能力和主动学习与实践的能力，团队科研合作能力也得到极大提升。此外，尝试《材料科学综合实验》3周与毕业论文贯通，实行导师制。该班学生优先配备学院的最好师资，教授、博士副教授优先和同学们做双向选择，同学们可以较早地介入到老师的科研中。进行差别化指导，不仅有助于本科生选择自己喜欢的研究方向，同时这些教授们也成为了学生们成功迈入研究生行列的有力推动者。

5 多方面着力，彰显差别化的优秀人才培养模式

材料制备与加工方向在人才培养过程中，对于低年级学生，积极引导其参观在上海开展的各种大型高科技、行业的展览会（如上海国际冶金工业展览会，2013上海新材料展等），围绕着材料的制备与观察开展“一叶一菩提，微观看世界”的材料显微摄影大赛等，感受材料的魅力，加深对材料世界的认识和热爱。在高年级学生中，引导学生参加上海市新材料创意大赛；考察主动实践过程中收获的新思路和新创意；开放专业实验室，为学生们提供科技创新的场地，组织开展校内金相技能竞赛，学生们自愿报名，积极性高，利用课余时间在实验室不断练习。比赛考察学生们对材料样品制备-腐蚀、显微组织观察等环节的熟练程度，从中选拔优秀学生参加全国性的金相技能大赛。到目前已经举办了两届，已有9人次获奖，学生们也因此扩大了对外交往，收获了自信。在大三优秀的学生当中选拔部分学生进行海外短期游学（赴匹茨堡大学学习），开拓学生们的国际视野，学生们回来后举办英语沙龙与低年级的学生分享海外学习生活的点滴，获益匪浅。在大四第一学期，由学生们主动邀请、学院大力支持的好老师为同学们开设《材料科学基础》课程考研辅导班，考研率及录取率逐年上升。多方面着力，激发同学们的各方面兴趣，扩大了学生公众参与度，彰显差别化的优秀人才培养模式，为大学生提升发展空间、更好地服务社会打下了良好的基础。

6 结束语

材料制备与加工已经连续试行了三届，在实践教学模式的创新、多渠道彰显个性化的人才培养等方面做出了有益的尝试，口碑相传，受到学生们的欢迎。在学院各专业毕业生中，就业率始终保持第一，有相当一批学生获得了继续深造的空间。当然，在创新班人才培养过程中如何更好地获得企业的认同度，还有很多的工作要做。另外，大学生的课外科技实践活动、辅导班等兴趣驱动是根本，师资队伍是抓手，实验室开放是基石。只有这几项工作落到实处，材料制备与加工方向的人才培养才有可持续性，才能达到应有的培养效果。

参考文献：

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[3]常晓明.高素质创新人才培养模式的探索[J].中国大学教学，2013，（4）.

作者简介：陈惠芬，副教授，上海应用技术学院材料科学与工程学院，上海 201418

王占勇，上海应用技术学院材料科学与工程学院，上海 201418

第9篇：材料科学与工程导论范文

电子科学与技术（以下简称“电科”）专业是以培养具备微电子、光电子、集成电路等领域宽厚理论基础、实验能力和专业知识，能在电子科学与技术及相关领域从事各种电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发，以及科学研究、教学和生产管理工作的复合型专业人才为目标的工程专业。作为电科专业教育中重要内容的光电子技术，不仅是当代信息技术两大支柱之一，而且随着现代科学技术的发展持续焕发着生命活力。而让光电子技术保持如此强劲发展势头的主要原因之一，正是光电子材料与器件的广泛应用，例如激光器与新型光电探测器的应用的人你还。另外，诸如纳米光电材料与器件、光子晶体及相关器件、超材料及相关器件与表面等离子体激元及器件等新型光电子材料与器件的研究与应用，是目前国际上光学与光电子学研究领域的前沿热门方向。由此可见，学习光电子材料与器件的相关知识，不仅对电科学生知识体系的构建与就业方向的确定具有积极的影响，也为那些将来希望从事新型光电子材料与器件科研工作的学生，提供了坚实的理论基础与知识储备。然而，根据笔者的调研，虽然国内许多重点大学的电科专业都开设了光电子技术课程，但很少有大学专门开设光电子材料与器件这门课程。而由于光电子技术的内容多、涉及知识面广，教学课时又往往有限（一般为32或48个学时），因此在光电子技术的实际教学过程中，讲授教师往往重视光电子技术基本概念与理论知识的教学，而轻视光电子材料与器件的教学。该文从光电子材料与器件的研究内容、应用及发展等方面说明其在电科专业教育中的重要性，并结合自身光电子材料与器件课程的教学经验，研讨电科专业中光电子材料与器件的教学方法。

1 光电子材料与器件简介

光电子材料是指能产生、转换、传输、处理、存储光电子信号的材料。光电子器件是指能实现光辐射能量与信号之间转换功能或光电信号传输、处理和存储等功能的器件。自1960年美国科学家梅曼发明世界上第一台红宝石激光器以来，光电子材料与器件如雨后春笋般发展迅速。在短短的50多年里，光电子材料与器件经历了从红宝石激光器的发明，到半导体激光器、CCD器件及低损耗光纤的相继问世；从各种光无源器件、光调制器件、探测与显示器件的小规模应用到系统级集成制造实用化阶段；从大功率量子阱阵列激光器的出现再到光纤激光器、光纤放大器和光纤传感器的诞生。光电子材料与器件从未停止过发展的脚步，并正在不断深刻影响着人类社会的方方面面。在实际需求的引导下，各种新型光电子材料与器件层出不穷，性能也不断提高。尤其是近年来，随着微米及纳米级加工技术的成熟，新型的微纳光电子材料与器件的研究异常活跃。纳米光电材料、光子晶体、超材料、表面等离子体器件等领域的研究成果丰硕，为未来光电子器件的微型化、集成化发展奠定了坚实的基础。

综上所述，光电子材料与器件在当代信息产业与科学技术中具有极其重要的地位，因此，光电子材料与器件这门课程不仅应当单独作为一门课程独立教学，而且应该作为重视工程教育的电科专业的核心课程。

2 光电子材料与器件课程教学研究

2.1 光电子材料与器件课程的教学形式、课时安排与教材选择

光电子材料与器件课程不仅包含丰富的理论知识，例如光电子材料的物理特性以及光电子器件的工作原理等，而且与实际应用结合精密，因此，本课程宜采取理论教学与实验教学相结合的教学形式。

在课时安排方面，作为电科专业的一门核心专业课程，光电子材料与器件课程的总课时应不低于32学时（2学分），理论课学时不低于26学时，实验课不低于6学时。

另外，在教材选择方面，由于光电子材料与器件是光电子技术中的一部分内容，而目前国内关于光电子技术方向的参考书籍很多，其中亦不乏一些光电子技术课程的经典教材，例如西安电子科技大学安毓英主编的《光电子技术》[1]，西安交通大学朱京平主编的《光电子技术基础》[2]等。虽然这些光电子技术参考书中或多或少都会介绍与光电子技术相关的材料与器件，但是，目前专门介绍光电子材料与器件方向的教科书却是少之又少，市面上仅有国防工业出版社2012年出版的侯宏录主编的《光电子材料与器件》[3]一书。加之，该书中所涉及的理论知识较深，基础浅薄的本科生很难驾驭。由此可见，对于光电子材料与器件这门新兴课程而言，设立统一的教材并不合适。因此，笔者建议该课程的讲授教师根据理论教学与实验教学的内容，自行编写该课程的讲义与课件。

2.2 光电子材料与器件课程的理论教学

按照电科专业的专业定位以及培养目标，光电子材料与器件课程的理论教学也应该突出“工程”内容。传统的光电子技术教学中所重视的原理、定律与规律等内容，在光电子材料与器件教学中要弱化；而传统光电子技术教学中往往被弱化乃至忽视的光电子材料与光电子器件的相关知识，要在光电子材料与器件课程教学中占主体地位。如此才能保证在有限理论课时的前提下，让学生对光电子材料与器件有一个全面的认识。

在教学内容的设置方面，由于光电子材料与器件主要应用于光电子技术之中，因此，为了便于学生的理解与知识体系的构建，笔者建议光电子材料与器件课程理论教学的章节设置按照光电子技术的章节设置进行。以笔者讲授光电子材料与器件理论课程（共26学时）为例，该理论课程共被分成了绪论（2学时）、激光原理与典型激光器（5学时）、太阳能电池（4学时）、光通信器件与材料（5学时）、光探测器件（5学时）、光电显示器件（3学时）与光存储器件（2学时）等七个章节，这七章内容基本囊括了光电子技术中光产生、光转化、光传输、光探测、光显示以及光存储等各个重要环节中最为典型的器件以及所用到的材料。另外，在每章内容的设置上，也尽可能突出“工程”内容，弱化“理论”知识。下面，笔者将详细介绍笔者在光电子材料与器件教学中各章的教学内容。

第一章绪论主要包括光电子材料与器件课程简介以及光电子技术的基本知识简介。在光电子材料与器件课程简介中，向学生介绍课程设置的目的和意义、课程的主要内容、教学与考试方式与参考资料等。通过这部分内容的介绍，让学生对本课程的意义、内容、侧重点有一定的认识。在光电子技术基础知识简介中，重点向学生介绍光电子材料与器件与光电子技术的关系，并通过对光电子技术的概念、特征、发展等方面的介绍，让学生对光电子技术以及光电子材料与器件有一个整体的认识。

第二章激光原理与激光器重点介绍几种典型激光器的材料、结构与工作特性，其主要内容包括三个部分：激光原理简述、典型激光器与激光器的应用。在激光原理简述部分，由于多数电科专业在学习光电子材料与器件课程之前已经修过激光原理等类似课程，所以该部分内容为简略介绍的内容，主要帮助学生回顾激光的特征、历史与光辐射理论等知识点。而第二部分内容典型激光器是本章内容的重中之重，在该部分内容中，将依次向学生介绍固体、气体、液体与半导体这四大类激光器中的典型激光器的结构、特征与工作特性等知识。由于发光二极管与半导体激光器结构与工作原理上的相似，在介绍完半导体激光器后，可以顺理成章地介绍发光二极管的结构与特征。另外，本章最后还简单介绍了激光器的几种常见应用。

太阳能电池虽然是光电探测器中光伏效应的一种特殊应用，但是由于它在现如今光电子技术产业以及光电子器件中的重要地位以及良好的发展趋势，该部分内容被独立成一章。在第三章太阳能电池中，主要分两小节给学生介绍，第一小节介绍当今能源与环境问题以及太阳能的开发和利用，让学生了解当今能源资源的现状以及新能源研究与应用的迫切需求，然后介绍太阳能利用的历史以及发展趋势；第二小节正式介绍太阳能电池的工作原理、结构以及特性等知识。

第四章光通信器件与材料主要介绍的是光通信系统中所用到的有源与无源光器件。本章内容共分为两小节：第一小节介绍光纤通信的基础知识，包括光纤通信的定义，光纤的结构、导光原理、发展历史，以及光纤通信系统的组成与特点。第二小节正式介绍光纤通信系统中所用到的各类光电子器件以及构成这些器件的核心材料。在光纤通信中，最重要的器件当属光纤，所以，本节开始就着重介绍光纤的相关知识，包括它的结构、原理、分类、特征参数与传输特性。然后，又将光纤通信系统中的其它光电子器件分为有源与无源器件两类，并分别介绍了这两类光器件中的代表器件：掺铒光纤放大器与波分复用与解复用器。最后，在本章结尾还介绍了光纤通信系统中其它几种常用光器件，例如光耦合器、光衰减器、光环行器等。

第五章光探测器首先介绍了光电探测器的物理效应、性能参数、噪声；其次，按照光电探测器物理效应的不同一一介绍了几种典型的外光电效应探测器（光电管与光电倍增管）与内光电效应探测器（光电导、光电池与光电二极管）。教学的重心仍然放在对探测器结构、工作原理以及特性等方面。

第六章光显示器件重点介绍四种光显示器：阴极射线管、液晶显示器、等离子显示器与电致发光显示器。

第七章光存储器件主要介绍了现如今最常用的一种光存储系统―― 光盘系统以及其中最总要的器件光盘。

2.3 光电子材料与器件课程的实验教学

光电子材料与器件实验课程的教学要与理论教学紧密相连，并重点介绍理论课上讲解过的光电子材料与器件，实验课程的学时应不低于6学时，开设的时间最好在理论教学完成之后，以保证学生在实验前已对实验器件与实验原理有一定的了解。在实验项目的设定方面，既要保证与理论课程内容的相辅相成，又要尽量避免与其它课程实验项目的重复，造成资源的浪费。例如，许多大学的电科专业都已经将激光原理一课作为该专业的核心专业课程，并配备了相应的激光器实验。在这种情况下，如果在光电子材料与器件实验教学中再次引入激光器的实验内容，不仅消耗了宝贵的实验时间，实验效果也会大大降低。

下面跟大家简单介绍笔者在光电子材料与器件实验教学（6学时）中的实验安排。

（1）实验内容：共包含六个实验项目，它们分别是：光控开关实验、光照度计实验、红外遥控实验、PSD位移测试实验、太阳能充电实验与光纤位移测量系统实验（每个实验1学时）。各实验中都应用到了一个或几个核心光电子器件，这些光电子器件基本涵盖了学生在理论课程中所学到的最为重要的几类器件，例如光控开关实验应用到了光电探测器中的光敏电阻作为核心元器件；而红外遥控实验中用到了发光二极管光源与红外探测器等光电子器件。

（2）实验要求：以往的光电子技术实验往往重视现象的观察与定性分析，但经笔者调研，这种实验方法很难最大限度激发学生的求知欲与动手能力，因此，在对原有的实验指导书进行改良后，笔者自行编写了实验的指导书，并在每个实验项目中加入了一些测量与定量分析的实验内容。例如太阳能充电实验，原来的实验指导书只是观察太阳能充电的效果，但是，在新改良的实验指导书中，要求同学测量不同光源照射下太阳能电池的输出电压与输出电流，并要求学生分析比较其差别。通过这种方式，充分调动学生的实验积极性，在具体的实验教学中也取得了很好的效果。

（3）实验方式：分组实验，共同撰写实验报告。这样，不仅提高实验效率，还能够锻炼学生的团队协作意识。

（4）考核方式：根据每位学生实验完成的情况与实验报告撰写的情况综合评分。