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一、教學內容優化

哈爾濱工程大學《材料科學基礎》課程主要針對材料科學與工程專業開設，材料科學與工程專業下設金屬材料與表面工程、材料成形與控制工程、無機功能材料、高分子和復合材料四個方向。根據學校厚基礎、寬口徑的人才培養要求，選用由趙品主編，哈爾濱工業大學出版社出版的《材料科學基礎教程》，該教材是高等學校“十一五”規劃教材。教材內容以金屬材料為主，但存在部分章節內容不夠具體深入的問題。因此，授課過程中參考了胡庚祥主編，上海交通大學出版社出版的《材料科學基礎教程》，對教學內容進行了重新組合遴選，遵循以金屬材料為重點，以材料成分-組織結構-制備工藝-性能之間的關系作為主線，提煉出材料的共性規律，并輔以包括晶體結構、晶體缺陷、金屬凝固、二元和三元合金相圖、金屬材料中的塑性變性與斷裂、回復與再結晶、擴散、金屬固態相變等的相關內容，適當地增加與課程內容相關的材料實例來進一步闡明材料的成分、組織結構、制備工藝和性能之間的內在聯系，增強學生的理解能力。考慮到本校材料科學與工程專業的四大方向，在重點介紹金屬材料理論體系的前提下，要考慮到全部材料領域的基礎理論范疇，并站在科學體系層面上進行課程內容的整合，兼顧到金屬材料、陶瓷材料、高分子材料和復合材料等的各自特性，利于學生在更寬闊的視域中掌握材料科學的基礎知識。并緊跟學科發展，將材料科學的發展前沿知識與最新科研成果融入課堂，及時補充到《材料科學基礎》課程教學內容中，這樣既可以保持教學內容的新穎性，又可以開闊學生的視野，使學生對相關科研領域的國內外發展動態有所了解，并可能從中產生一些新的想法。教師在教學過程中也可以穿插適當的科研實例，有意識使學生接觸前沿科學知識，調動學生的學習積極性，提高學習興趣和創新意識，變被動學習為主動學習，以興趣引導學習，勢必事半功倍。同時，根據我校的特色，嘗試將課題組或相關學科的科研成果滲透入課堂教學，有重點、有針對性地引入諸如用于船舶工業中的合金、用于海洋裝備上的材料等知識。增強教學的時效性，使學生感覺學有所用，加強理論知識與生產實際的聯系。

二、教學方法改革

傳統的教學方法主要以教師課堂講授、板書為主。但是材料科學基礎涉及的理論知識比較復雜、抽象，較難理解，如晶體的空間結構、顯微金相組織、三元合金相圖、金屬的塑性變形等許多概念和知識都是學生難以想象和教師難以用語言描述的。對這類內容仍采用傳統的授課方法，會導致學生學習的難度大，興趣差，教學效果不佳。所以有必要對傳統的教學方法和教學手段進行改革。相對傳統的教學方法，多媒體教學具有直觀、形象、生動的特點，而且它傳授的知識量更大。但是，多媒體教學的使用往往導致教師把更多的精力放在課件的新穎性和備課的便捷性上，理解不到位而囫圇傳授的情況和過量灌輸的事情時有發生。針對這種情況，應該采用多媒體教學與板書相結合的方式，注意教學過程中信息的傳遞量和教學內容的科學性、先進性。將多媒體教學與板書相結合，可彌補板書在時空上的不足，使抽象的知識形象化，同時能夠增加課堂信息量，開闊學生思維。例如，晶體結構中面心立方和密排六方結構的空間堆垛、晶體結構缺陷中位錯的形成和運動過程、晶體結晶和固態相變過程中的形核及生長過程、三元合金相圖的各相區劃分、金屬塑性變形的滑移和孿生過程等內容都是教學中的重點和難點，學生理解起來很困難。如果采用多媒體技術中的二維或三維動畫對這些內容進行演示，就可以使其更形象和生動化，便于加深學生對這類內容的理解，明顯地提高教學效果。但是教師在授課過程中還不能過多地依賴多媒體教學，如果一味地應用多媒體授課，學生也可能會因為課件變化快或信息量過大而難以消化，反而影響學習的積極性。因此，有效的方法是將多媒體課件與板書相結合，二者相互取長補短，而且在授課過程中，將二者恰當有效地結合也是提高教學質量和教學效果的關鍵。教學內容中涉及到的一些基本理論和公式應使用板書的方法講解，這樣在基本理論或公式的推導過程中，能夠給予學生充分的理解時間，引導學生全程跟住教師的思路，更好地理解和掌握，還可以調動學生參與的積極性。涉及到的新材料開發、具體制備工藝和加工過程以及應用情況，可以通過視頻形式更形象、直觀地來幫助學生理解，加強學生對基礎知識與實際生產聯系的理解，同時也激發學生對科研的興趣。

此外，在教學過程中要堅持“以學生為主體、教師為主導”的理念，采用集引導法、討論法、案例法于一體的教學方式，充分調動學生在課堂上參與的積極性和主動性。每次在講授新內容之前，可以結合工程實際列舉相關的科研或生產實例，提出需要解決的問題，在此基礎上引出解決問題所涉及到的理論知識，進而引出授課內容，這樣不僅可以激發學生的學習興趣，而且可以啟發學生理論聯系實際的思維方式。授課過程中，注意各章節內容的前后貫通，說明各部分內容之間的相互關系，理清各知識點的聯系和區別，體現課程教學的整體性，使課程內容清楚、簡單。轉換教學內容時，一定要交待交代清楚前后兩部分內容間的銜接關系，以使學生明白課程教學內容的延續性、完整性以及編排的必然性。

授課時可以結合教師的科研課題，引入基于項目的課堂教學方式。教學中引入部分科研工作的內容，引導學生從科學研究成果中學習基本概念，將死記硬背的一些枯燥無味的抽象概念變為探究和解決問題的手段，增加學生的興趣，提高學生對理論知識的理解和掌握程度，激發科研興趣。同時將科學研究方法和手段融入教學中，使教學真正成為培養學生創新能力的重要環節。

三、實踐教學方法的應用

材料專業基礎課，是培養學生科研能力和創新能力的重要課程。在教學時必須注重理論和實際的緊密聯系，在課程安排上要堅持理論授課與實驗操作齊頭并進。我校通過獨立開設的《材料科學基礎》實驗，不僅有利于加深學生對理論知識的理解，培養創新思維，而且還有利于鍛煉學生的動手能力，使他們愿意去主動探究，培養學生從事科研的能力。我校開設的《材料科學基礎》實驗分為三個環節，即驗證性實驗、設計性實驗和創新性實驗。其中，驗證性實驗是使學生驗證已學過的理論，鞏固和加深對已學過知識的理解。對于某些未能開設的實驗，在課堂上以圖片、動畫或插播媒體文件的形式展示實驗過程和實驗結果，從而使學生對所學知識的理解更加透徹。在此基礎上，通過開放實驗室，進行設計性實驗和創新性實驗，主要培養學生綜合應用所學知識的能力，提高學生親自設計實驗、解決工程實際問題的能力。在這三個環節的實驗中，將設計性和創新性實驗教學列為重點，通過這兩個實驗的開設，可以加強學生實踐能力和創新能力的培養。也可以通過為大二或大三對科研有興趣的學生配備導師，讓他們參與到某些教師的科研項目中，這樣可以讓學生盡早地把所學的理論知識真正應用到實踐中，從而鍛煉學生從事科研工作的能力、掌握科學的研究方法和培養創新思維。

四、結語

通過多年的教學實踐，對《材料科學基礎》課程的教學內容、教學方法和手段進行了有益的探索和研究，取得了較好的效果。通過課程內容的優化、引入材料科學發展的前沿知識和基于項目的課堂教學模式，提高了學生的學習和科研興趣。應用實踐教學的方法，使學生更好地掌握基礎理論知識，提高分析問題和解決問題的能力，增強創新意識。

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中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）43-0081-02

一、前言

《晶體學基礎》課程是為地質學、材料科學、礦物學等專業學生在完成高等數學、普通化學和物理學等公共課程后而開設的一門專業基礎課[1-4]。對于材料科學與工程專業的學生而言，《晶體學基礎》課程中的晶體結構、晶體對稱性、倒易點陣、晶體投影、晶體生長、晶體缺陷等晶體學基本知識，是進一步學習《X射線衍射》、《電子顯微分析》、《材料科學基礎》、《材料力學性能》以及《材料物理性能》等專業課程的基礎[2]。在材料科學領域，調控材料的性能是人們追求的目標。如果一種材料的成分確定，那么它的電學、光學、磁學以及力學等性能將取決于材料的晶體結構類型和晶體中存在的缺陷特征（如雜質原子的濃度、位錯密度和晶粒尺寸等）。因此，《晶體學基礎》課程的基礎知識不僅在材料科學與工程專業各門專業課程的教學中起到重要的作用，而且將對學生們將來的材料科學與工程實踐起到重要的指導作用。

開設《晶體學基礎》課程以前，北京航空航天大學材料科學與工程專業的晶體學教學計劃主要安排在《材料科學基礎》課程中，大約講解4學時。另一方面，在《X射線衍射》和《電子顯微分析》等專業課程教學過程中，過去通常要利用2～4學時來講解布拉斐點陣、倒易點陣等晶體學知識。這使得部分晶體學知識被重復講授，而一些重要的晶體學知識沒有得到無法全面、系統和深入地講解。基于以上原因，北京航空航天大學自2010年起對材料專業的本科2年級學生開設了《晶體學基礎》課程。

通過過去幾年的《晶體學基礎》課程教學實踐，學生們普遍反應對晶體學基礎知識的理解更加全面和深入了，同時在學習與晶體學相關的其他材料專業課程時，也更加得心應手。但是，目前的晶體學教學中還存在以下3個主要問題。

1.晶體學涵蓋的內容十分廣泛，它是多個學科的重要基礎課程，不同學科對于晶體學知識的側重點有所差別。目前，國內《晶體學基礎》的教材主要是面向地質和礦物專業而編寫的[5]，其包含的內容以及章節編排次序也是為了使地質和礦物專業學生更好地掌握相關晶體學知識而設計的。所以，現有教材的教學內容以及講授次序并不完全適用于材料專業《晶體學基礎》課程的教學。

2.《晶體學基礎》課程中包含著很多晶體學基本概念，同時還有非常抽象的宏觀和微觀對稱操作以及晶體的投影操作。在以往的晶體學教學過程中，主要借助一些靜態的二維或者三維圖片進行講解，其表現力度有限，無法有效地使學生理解和掌握抽象的晶體學基本概念和理論。

3.在《晶體學基礎》的授課形式上，過去主要以教師講授為主，學生主動參與較少。僅僅通過教師對《晶體學基礎》中復雜空間對稱變換進行講解，難以使學生深入理解晶體中對稱特點、內部質點的堆積規律以及復雜的空間概念。同時，這樣也不利于學生創造性思維和解決實際問題能力的培養。

由以上分析可見，現有的《晶體學基礎》教學已經難以滿足材料科學與工程專業學生培養目標的要求。因此，我們有必要對該課程的教學內容、教學手段和教學模式進行改革，以充分調動學生的學習積極性和主動性，提高學生的學習興趣，使學生真正理解和掌握晶體學知識的精髓，為學生在將來的材料科學與工程實踐中打下良好基礎。

二、教學內容和講授次序的改革

目前，本校《晶體學基礎》的教學課時共32學時，與地質學和礦物學專業相比，總授課時間較少[3，4]。為了在有限的教學時間內講授材料科學專業學生所必需掌握的晶體學基礎知識，有必要將那些與材料科學專業相關性不大的內容進行刪減。例如，晶體理想形態和晶體規則連生方面的內容對地質學和礦物學專業十分重要，但是對于材料專業學生來說，只需要在課程緒論中加以概述就能夠滿足本專業的教學要求了。同時，對于后續材料科學的其他專業課程將詳細講解的知識點，也可以進行適當刪減，如晶體相變、晶體物理學等內容。另一方面，對于進一步學習材料專業其他課程而需要用到的一些重要晶體學基礎知識，應該增加講解內容的深度。例如，倒易點陣、吳氏網等基礎知識對于分析材料的微觀結構特征至關重要，但是，現有教材中的以上相關內容過于簡單，無法滿足材料專業學生的培養要求，所以，需要增加相關的授課內容。

教學內容的變更促使我們進一步思考授課內容編排的邏輯性。由于晶體學授課內容和側重點發生了變化，所以，我們就不能按照現有教科書中針對地質和礦物專業的教學目的來安排授課次序，而應該按照材料專業對晶體學教學內容的要求，研究如何安排授課次序才能更有利于本專業學生由淺入深、循序漸進地學習相關晶體學基礎知識。例如，在講解晶體宏觀對稱性之前，有必要先講解一些典型晶體結構的實例，以幫助學生形象地理解復雜的空間對稱操作;將晶體的微觀對稱和空間群知識從原教材的第七章提前到第三章[5]，使其與晶體宏觀對稱合并成晶體宏觀和微觀對稱一章，這樣有利于從宏觀和微觀相互聯系的角度進行講解;另外，倒易點陣知識應該從原教材的第一章后移到第四章，在講解完晶體定向和晶體學符號之后，學生們熟練掌握了晶體正空間的晶面和晶向指數，此時講授倒易點陣知識更有利于學生理解復雜的正空間和倒易空間的相互變換。

三、教學手段的改革

《晶體學基礎》課程的難點是晶體宏觀和微觀對稱、晶體的投影以及內部質點的堆積。除了采用傳統的板書和二維圖形對這些晶體學難點知識進行講解以外，我們應該更加注重利用一些三維模型。例如，在講解晶體的球面投影和吳氏網過程中，利用地球儀作為三維實物模型，能夠更好地說明晶體的各個晶面在進行球面投影過程中的操作次序，以及解釋如何利用吳氏網來計算晶面夾角。在講解晶體的旋轉對稱時，可以利用一些特制的三維立體模型，形象地顯示出不同軸次的旋轉對稱;另外，在講解晶體的極射赤平投影時，可以針對一些具有特殊對稱特點的宏觀晶體，讓學生自己動手制作相關的三維實物模型，通過觀察各晶面的投影特點，加深對極射赤平投影知識的理解。

同時，為了使學生更加形象地把握各種對稱變換特征和晶面投影規律，我們應該進一步利用三維多媒體軟件，制作一些三維動畫作為輔助教學手段[6]。這樣能夠通過三維旋轉來觀察晶體的宏觀對稱特點以及晶體結構中的質點（原子、分子或離子）位置，滿足晶體宏觀和微觀對稱要素及其操作等抽象教學內容的教學目的，使學生能夠直觀地觀察不同宏觀和微觀對稱操作的特點，從而加深對這些抽象晶體學概念的理解。

四、研討式教學模式的改革

本校《晶體學基礎》課程在開課初期的授課形式為大班整體授課，包括所有材料專業大二的學生（約150名）。由于聽課學生人數較多，導致教師難以實時掌握學生的聽課效果。故而，本校自2013年起對《晶體學基礎》課程進行了“小班化”教學實驗（每班70～80人），有效地提高了授課效果。但是，目前的教學模式基本上還是以教師的“填鴨式”教學方式為主要授課模式，學生缺乏學習的主動性，沒有積極地思考問題。因此，應該實現教師和學生共同主導本課程的教學過程，通過師生之間以及學生之間“研討式”的教學模式，使學生在研討過程中理解和掌握《晶體學基礎》的基本概念和抽象知識。針對每堂課的重點講授內容，教師在課堂中提出相關問題，將學生分成若干小組，每組4～6人，在教師的引導下，通過學生之間反復討論將復雜的晶體學問題進行逐步闡明，這樣也有利于檢驗學生對每堂課知識的掌握情況。同時，將分組討論的結果納入平時成績的考核體系，鼓勵學生主動提出問題，并積極地通過討論來相互啟發，進而解決各個難點問題。

另外，師生應該充分利用本校在校園網上建立的晶體學課程中心平臺。一方面，鼓勵學生在網絡上進行自由討論，另一方面，讓學生針對以上問題在課堂上以小組為單位進行發言和討論。通過以上“研討式”教學模式及時獲得學生學習效果的反饋，從而調整講課速度，提高學生的學習效果。

五、總結

《晶體學基礎》是材料科學與工程專業的重要基礎課程，應該按照材料科學專業學生應該掌握的晶體學知識，優化編排授課內容和次序，提高授課效果;利用三維晶體學動畫模型，加深學生對晶體對稱要素及其操作等復雜晶體學概念和理論的理解;建立“研討式”教學模式，針對課程的重點和難點，提出學生課堂和課后研討的主題，檢驗學生對授課內容的掌握情況，提高學生通過主動提問以及相互討論而獲取知識的能力，最終使學生更好地掌握材料科學專業必需的晶體學基礎知識，培養學生分析問題和解決問題的能力。

參考文獻：

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[3]何明躍.《結晶學與礦物學》教學改革探索[J].中國地質教育，2000，（4）：57-58.

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中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）41-0216-02

面對21世紀的挑戰，如何加強學生創新能力的培養，已成為我國當前高等教育改革的重要課題。隨著社會經濟發展和科學進步的需要，多學科已交叉滲透到與材料制備、結構、性質和應用各個領域。在科學技術高速發展，各種材料不斷創新涌現，產業化的背景下，材料科學與工程專業以“寬專業、厚基礎、高素質、重實踐、強能力”原則，深化改革“材料工程應用復合型專業創新人才”培養方案，突破專業個性培養模式的約束。精心設計課程體系是實施創新教育的關鍵，是培養具有創新能力人才的核心環節，也是培養復合型人才的最有效途徑之一。目前，“大材料”學科相互交叉滲透融合已成共識，專業課程卻內容相對陳舊，邏輯和結構銜接不夠緊密；設計性、綜合性、創新性、開放性實驗相對較少，支持專業培養目標的力度不夠等問題日益凸顯。在此背景下，本專業以材料的材料制備/加工、組織結構/成分、性能、應用四個要素及其相互關系為基礎，構建專業核心課程群、專題選修課群、工程實踐課程群為基本框架的課程體系。

一、整合課程內容，構建專業核心課程群

材料科學與工程專業培養計劃從2007年開始，以全面系統的知識學習和綜合思考能力培養為主，以材料制備/加工、組織結構/成分、性能及應用等四要素及其關系構成的材料學科共同基礎知識作為重要的教學內容，構筑了“理論教學、實踐教學、科學研究三個維度基本框架的新型課程教學體系”。目前，貴州大學材料科學與工程專業設置了“金屬材料”、“材料壓力加工”方向課程。為了滿足“寬專業、厚基礎、高素質、重實踐、強能力”的培養目標，材料科學與工程專業按金屬材料、材料壓力加工二個方向的共同的或相近的學科基礎、科學內涵、研究方法與研究設備，設計專業核心課程群，體現“大材料”學科共同的知識體系。如《固態相變》與《熱處理工藝學》整合成《熱處理原理及工藝》，《材料分析方法》與《材料物理性能》整合成《材料現代研究方法》，融入CAD、Origin、Matlab等軟件組建新《計算機在材料中的應用》課程等；構建6～8門具有基礎性、系統性、發展性特點的“專業核心課程群”（圖1）。專業核心課程群以材料科學基礎作為主線，安排各門課的教學內容，既相互銜接、循序漸進，又各有側重、特點突出。便于學生學習材料共性規律，掌握有關材料及其關系構成的材料學科共同基礎知識。鼓勵教師把科研項目涉及核心課程相關的基礎原理理論引入課堂教學，幫助學生樹立完整、基本的知識觀念，最大限度地拓展學生的知識結構，是培養應用復合型專業人才的重要組成部分。

二、設置專題選修課群，適應學生個性發展

加強理論基礎同時，適當拓寬知識面，注重培養學生適應社會多樣化、復雜化的能力。根據地方經濟發展需求和學生個性發展，結合材料科學進展、專業教師科研特色，本專業在培養方案個性課程模塊中設置“專題選修課程群”，讓學生拓寬渠道獲取更多學科專業知識，各得其所、各展其長，完善學生的知識結構系統，滿足學生個性發展。學生根據其興趣、未來發展、就業需要，自主選擇相關課程。具體措施是：確定3～4個重點學術方向，每一方向下設置由3～4門課程組成的專題選修課程（圖2）。學生可選擇進入其中一個方向學習相關專業課程，使學生在熟悉共性知識基礎上，掌握一種在國內處于領先水平的材料制備及組織控制技術。從而培養學生運用寬口徑專業基礎知識解決具體實際問題的應變能力和素質，提高學生適應知識經濟社會的能力。

三、強化工程實踐課程群，培養學生創新能力

實踐課程是理論教學的延續。實踐課程群主要包括《綜合實驗》、《認識實習》、《生產實習》、《畢業實習》、《畢業論文（設計）》及《綜合素質拓展》等課程。為了進一步增加實驗教學的綜合性、研究性、設計性、先進性，對專題實驗1、2、3內容進行整合，開設《綜合實驗》，強化學生創新能力和實踐能力。專題實驗1中驗證性、演示性實驗設計成綜合性實驗；專題實驗3中引入3個教師科研項目創新性實驗。鼓勵學生積極參加國家數學建模比賽、省級節能減排設計研究、校級SRT計劃等素質拓展活動，培養學生專業素質技能和實踐創新的能力。校外實習基地涵蓋材料制備—過程處理—組織觀察—性能測試—應用的生產流程，可以滿足各種實習教學的要求。引入電化教學等改革手段，學生能在短時間內吸收消化更多學科知識，掌握專業實習重點、難點，提高了實習質量。畢業論文采用“本科導師制”，選定基地技術人員或專業老師為導師，讓學生提前進入導師課題組，熟悉設備操作，以不同的企業生產問題或科研課題內容加以培養創新能力。

從自身實際出發，材料科學與工程專業構建了應用復合型創新人才的課程體系。課程體系實施是一項系統工作，不可能一蹴而就，還需強化試驗平臺建設、教學改革、師資建設，課程評價體系等措施，才能確保其順利實施和有效運行。

參考文獻：

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中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）06-0180-02

貴州省是航天航空產品生產研發基地集中地區。近年來，隨著先進制造業引進涌入，對材料學科專業相關從業人員的需求量大為增加。然而，貴州大學材料科學與工程專業的設置是以傳統金屬材料方向為主，與高新制造業對材料壓力加工、材料質量檢測方面的人才需求有些錯位。單一專業方向培養模式，與社會需求和行業發展分工明確細化顯得不適應、脫節。學生不能根據自己的興趣、個性、就業愿望選擇專業方向，制約了學生的多樣化、個性化發展及創新能力的培養[1-4]。此外，貴州師范大學、貴州理工學院等區域高校也相繼開設材料類學科專業，使得本地區材料學科畢業生數猛增，就業壓力增加，就業渠道必須拓展。

為了解決材料科學與工程專業人才培養模式不能完全滿足市場對人才個性化、多樣化的需求問題。依據貴州省材料產品制造業的發展現狀和趨勢，以及材料科學與工程專業學生就業市場現狀。材料科學與工程專業以專業特征為基準，面向就業市場，以學生為本，靈活設計金屬材料、壓力加工以及材料檢測及表征三個專業特色培養方向。通過構建方向課程體系，教學內容，教學方法、手段改革，加強師資隊伍建設，堅持知識、能力及素質協調發展，有針對性地著重培養學生創新能力和創新精神，強化學生多樣化、個性化發展，拓寬就業渠道。

一、特色專業方向課程設置

廣泛進行調研，重點了解金屬制造行業對人才知識、素質、能力的要求。我們按“通識公共基礎+夯實大材料學科基礎+明確專業專長方向”的方式實施材料科學與工程人才的培養，確定了具備相同口徑的通用基礎知識課程群和材料科學與工程專業核心課程群，為專業方向課程的學習奠定基礎。學生根據社會需求和個性特長，自主選擇專業方向，以滿足學多樣化、個性化發展需求。

通用基礎知識課程群主要包括公共基礎與人文素養等課程，重點培養學生文化素質、身體素質、思想品德素質。專業基礎課是課程體系的中心組成部分，緊密圍繞材料學科專業共性特征和人才培養目標設置，是三個專業方向共同開設的課程。避免課程間內容重疊，整合《固態箱變》、《金屬熱處理》、《熱處理新技術》三門課程課程為一門核心課程――《熱處理原理及工藝》，構建以《材料科學基礎》、《材料力學性能》、《材料分析方法》等課程組成的專業核心課程群[5]。便于學生掌握有關材料制備合成、組織結構、性能和使用效能等四要素構成的材料學科共性基礎知識規律。

專業方向課程群體與社會需求密切聯系，有不同特色的專業方向實用性課程群。金屬材料專業方向有《金屬材料學》、《鋼鐵冶金概論》、《有色金屬合金》、《復合材料》、《高溫合金》、《航天材料》、《模具材料》等課程。壓力加工方向有《材料成型工藝》、《軋制工藝學》、《擠壓與拉拔》、《塑性成形數值模擬技術》、《鍛壓設備與工藝》、《快速成形技術》等課程。材料檢測及表征方向有《材料性能測試技術》、《材料工業分析》、《無損探測》、《超聲檢查》、《渦流檢測》、《常用檢測設備與維修》等課程。

二、專業方向實踐教學設置

材料科學與工程實踐教學踐行“理論教學與實踐教學并重，更加注重實踐教學，偏重專業方向”理念。改革傳統實習教學模式，認識實習圍繞實習基地的制備（壓力加工）-檢測-裝配流程組織展開，學生初步掌握材料制備-組織結構-性能-使用效能為主線的科學研究方法。生產實習則各自偏重金屬材料、壓力加工、檢測與表征專業方向，身臨其境，與社會溝通，培養學生綜合應用專業知識解決相應的專業方向領域中的生產實際問題。近年來，本專業實驗室采購了透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀等大型精密儀器和實用設備，構建冶金制備、壓力加工和測試與表征實驗平臺，為培養不同專業方向學生的創新意識和實踐能力奠定了堅實基礎。按照自編的《材料科學與工程專業實驗教程》指導教材，以“課程綜合性實驗、專業方向綜合性實驗、專業綜合性實驗和創新創業實踐應用開放性實驗”分層次逐步深入展開。畢業論文環節實行導師制，采取自主挑選導師、過程互動的方式，激發學生研究創新的興趣，理論聯系實踐，培養學生的實踐認知和創新能力，保證高質量的畢業論文。近幾年共有10余篇本專業學生畢業論文獲學校優秀論文獎勵。

激勵學生參加著名專家和企業家講授高水平專業講座，讓學生了解專業方向前沿發展動態，新成果、新理論、新技術、新產品和新理念，拓寬學生的專業視野。鼓勵學生自由選題，

自主設計方案，申報大學生創新實驗項目。在導師指導下，獨立完成制備（加工）、檢測、表征、分析實驗過程。推薦優秀學生參加全國金相、節能技能大賽，提高學生主動學習興趣，并充分展示學生創新意識和創新能力。近年來獲國家級、省級、校級大學生創新實驗項目及SRT項目10余項，國家級節能大賽獲獎3項。

三、教學方法、手段改革

課堂教學中重視以學生為主體的教學原則，采用多媒體、科研成果案例、小組討論、精品課程交流平臺網絡等方法，將繁雜的概念、原理，產品制備過程，微觀組織結構以及性能檢測過程、檢測設備操作和維護過程等以形象化、動態化、具體化的形式，逐步深入，側重向各專業方向學生講授，利于提高學生學習的主動性和興趣，以及培養學生創新和批判性思維能力。《材料科學導論》實行雙語教學，學生閱讀翻譯外文文獻的能力明顯提高，有利于了解全球材料學科的前沿科研狀態和知識。在實踐教學改革中，材料科學與工程專業各方向充分發揮學院與企業的科研實踐優勢，拓寬就業渠道。從時間、教學內容以及管理措施上保證“以科研促進教學，更好地培養學生的創新能力和工程實踐能力”[6]。我院于2011年開始與臺灣義守大學合作辦學，材料科學與工程專業各方向選派1～2名優秀學生到該校學習，這將進一步探索出國際國內合作辦學之路，給本專業更多優秀學生優化知識結構、開闊學科視野提供跨校學習平臺。

四、加強師資隊伍建設

貴州大學材料科學與工業專業經過60多年的專業建設，儲備了大批的材料學科專家學者和寬厚的工程學術文化底蘊。近幾年，經過貴州大學品牌專業、省級示范性專業、國家一類特色專業，以及重點學科、碩士點、博士點授予專業建設，采用傳幫帶培養、引進、進修提高等方式，建立了一支教學、科研兼容，結構合理，愛崗敬業，勇于創新的專業方向教師隊伍。目前本專業共有教師15人，其中教授6人，副教授6人；博士5人，碩士5人。35歲以下教師全部在讀博士。本專業青年教師全部到省級材料結構與強度重點實驗室兼職，掌握大型檢測與表征儀器的操作和維護，為師生展開科研教學提供了技術便利。與貴州南方匯通、安大集團公司等校外實習基地建立了長期師資培養機制，以解決不同性質的企業生產問題為契機，與培養學生并舉，為各專業方向師生提供了科學研究和工程實踐的條件，目前有三位教師在這些企業攻讀博士后。加強教師隊伍團隊合作，鼓勵教師教學與科研并重。目前，本專業教師發表相關教研論文30余篇，出版教材《材料科學基礎》、《金屬材料學》、《材料科學》、《材料科學與工程專業實驗教程》等4部教材。《材料科學基礎》獲評省級精品課程，《材料力學性能》獲評校級精品課程，帶動了本專業方向課程的建設。

五、結論

與時俱進，貴州大學材料科學與工程專業緊跟材料制造業發展趨勢和用人市場需求，及時調整專業特色培養方向，不斷深化構建特色培養方向課程體系，改革教學方法、手段，加強師資隊伍建設等措施，逐步實現了專業“寬專業、厚基礎、高素質、重實踐、強能力”與培養方向專長化的有機統一，不僅彌補了現有專業培養模式的不足，而且也滿足了學生多樣化、個性化發展的需求，提升了學生就業市場競爭力。最近幾年，材料科學與工程專業學生就業率一直名列貴州大學前茅，獲得2011―2013年全校就業率一等獎，已呈現出學生就業自信、社會歡迎的良好互動局面。

參考文獻：

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[2]李瑜煜.復合型材料電子技術人才知識結構及課程設置的研究與實踐[J].理工高教研究，2005，24（6）：105-106.

[3]張海燕，黃貴秋，石海信，等.化工專業柔性專業方向建設的探討[J].欽州學院學報，2012，27（7）：41-44.

篇（5）

材料是人類生存和發展的基礎。縱觀人類利用材料的歷史，可以清楚地看到，每一種重要材料的發現和利用，都會把人類支配和改造自然的能力提高到一個新的水平，給社會生產力和人類生活帶來巨大的變化，把人類物質文明和精神文明向前推進一步。可以說沒有半導體材料的開發和工業生產，便不可能有目前的計算機技術和現代信息技術革命;沒有現代的高溫高強度結構材料，便沒有今天的宇航科技;沒有低損耗的光導纖維，便不會出現光纖維的長距離傳輸，也無當前的光通信可言。高等院校深刻感受到材料對社會影響的方方面面，深刻認識到現代社會對材料學方面人才的需求。

我國各大高校紛紛設立了材料學院，并建立健全了材料學方面各類培養課程。材料科學基礎是材料學專業學生必修的專業基礎課。通過材料科學基礎課程的學習， 可使學生掌握材料科學基礎領域的基本理論知識和實驗操作技能，以利于學生學習材料學專業的后續課程。[1-6]本論文通過分析材料學專業材料科學基礎課程教學中存在的問題，闡明了材料學專業進行材料科學基礎教學改革的必要性，并結合本人講授材料科學基礎過程中的體會，初步探討了如何提高材料科學基礎的教學效果，并對教學內容，教學方法等方面的改革進行了探討。

1.材料學專業材料科學基礎教學改革的必要性

隨著現代社會對材料學人才的大量需求，材料學專業已逐步成為全國各大高校重要的組成部分，但由于專業的性質，材料學專業也是高校中最難學習的專業之一。要成為一個材料學專業合格的本科畢業生，既要具備化學方面的基礎，又要物理方面的基礎，還要掌握材料化學，材料物理等材料專業的知識。但由于學生大學學習的時間是有限的，這就造成材料學專業課程設置時，存在“課時緊，任務重” 的問題。以材料科學基礎為例，材料學專業材料科學基礎授課時間一般不少于120學時，而縱觀全國各大高校材料學專業，材料科學基礎通常為54學時，個別為72學時，且大多沒有實驗。這并不意味著材料學專業對材料科學基礎的要求低，而是由于材料學專業課程多、學時緊等原因導致的無奈之舉。材料科學基礎學時少造成學生對材料科學基礎的知識掌握膚淺，很難真正體會材料科學基礎的本質，同時也影響了后續材料學專業課的學習。另外，不設材料科學基礎實驗，學生的動手能力得不到鍛煉，在進行后續課程時沒有任何基礎，從而影響了其它材料學專業實驗的順利進行。總之，材料學專業材料科學基礎教學存在的諸多弊端已嚴重地影響了材料學專業學生的正常學習，因此，材料學專業材料科學基礎教學改革勢在必行。

2.材料科學基礎的課程內容和特點

材料科學基礎是一門古老又新興的課程，它是一門理論性強，內容豐富，掌握起來有相當難度的課程。同時，它也是一門重視實驗，能夠培養學生動手能力的課程。具體來講，材料科學基礎主要內容分為三大模塊:第一模塊為晶體結構和缺陷，包括各種晶體的空間結構、可能出現的各種缺陷及缺陷的表示法。本模塊內容約占總學時的25%～35%;第二模塊為原子及分子運動、材料的變形和再結晶，本模塊內容約占總學時的45%～55%;第三模塊為單元及多元相圖，包括晶體的凝固和相圖的關系、相圖的分析等，本模塊內容約占總學時的15%～25%。分析各模塊的主要內容，可以提煉出材料科學基礎主要包括晶體的結構及表示方法。[7-9]

3.材料學專業材料科學基礎課程改革研究

3.1 教學內容改革

根據材料科學基礎的主要內容和課程特點，結合材料學專業對材料科學基礎的要求，我們對材料科學基礎教學內容主要進行了如下改革:“精簡內容，把握重點，強調相關。”材料科學基礎經過上百年的發展，內容已經相當豐富，而且還在不斷更新。如此龐大的內容僅僅通過短短的54學時或者72學時來順利完成全部教學內容幾乎是不可能的，因此，精簡教學內容是材料科學基礎教學必須進行的環節。針對材\料學專業的特點和材料學專業對材料科學基礎的要求，并考慮到材料學專業材料科學基礎沒有實驗的實際情況，我們對這三大模塊進行了以下改革:首先，精簡第三模塊的內容，使其僅占總學時的5%，同時在第三模塊中加入15%的實驗內容，從而使學生掌握基本的實驗操作;其次，把握第一模塊的內容，第一模塊為材料科學基礎基礎知識和基本理論，是材料科學基礎學習的重點，這部分的學習可以使學生初步了解材料科學基礎的本質，同時在第一模塊增加材料科學基礎的X衍射、透射電鏡等基本的表征手段的學習，這部分內容達到總學時的40%;最后，強調第二模塊中與材料學專業相關的材料科學基礎內容， 占總學時的40%。第二模塊的內容非常繁多，我們通過學習原子和分子的運動規律、材料的形變及再結晶規律，使學生能熟練掌握與材料學專業有關的材料科學基礎知識，為后續材料學專業學習打下基礎。

3.2 教學方法改革

材料科學基礎是一門看似簡單，但掌握起來卻有相當難度的課程。在教學過程中必須盡快讓學生掌握材料科學基礎的學習方式，跟上上課節奏，學生才能有效地掌握這門課程。這就要求在教學過程中必須改革傳統的灌輸式教學方法。在教學實踐中通過借鑒前人的經驗和總結自己的教學過程中的教訓，在教學方法上主要做了以下改革:(1)通過現實的例子，引發學生學習材料科學基礎的興趣。針對材料是科技的基礎這特點，通過材料的突破實現國家的科技發展的例子，增加學生學習材料科學基礎的興趣。同時，介紹材料科學基礎與材料學專業其他課程的關系，使學生了解材料科學基礎對其專業學習的重要性，引起學生對材料科學基礎學習的高度重視。比如講到晶體結構和由于摻雜引起的缺陷內容時，可以介紹當前高科技領域的發展基本都是通過摻雜引起材料能帶發生變化的特點，激勵同學們努力學習好這門大部分高科技所需要的基礎知識，為將來祖國的發展作出自己的貢獻;同時介紹材料學專業方面的所有專業課或多或少的與這們課有關聯的特點，使學生了解材料科學基礎對其專業學習的重要性。(2)以晶體結構為主線，引導學生深刻理解物質的結構決定性質的原理。為了讓學生更好地掌握晶體的結構缺陷和性質的關系，如必須使學生真正理解什么是位錯運動，實際晶體結構中的位錯是什么樣子。(3)通過課本目錄，幫助學生學會總結，比較，歸納。材料科學基礎內容瑣碎繁多，在學習過程中，必須及時總結，比較和歸納，才能將材料科學基礎的內容形成整體，不致前面學的很快就忘記，影響后面內容的學習。在教學過程中，針對學生在長期學習過程中不看目錄的缺點，我們強調了目錄的作用。比如學習完一章后引導學生根據目錄回憶本章主要內容，象本章包括幾節，每節主要講了什么主要內容，其中重點是什么等。然后引導學生比較這一章與前面幾章的聯系和區別。最后，分析學過的內容，總結和歸納出要掌握的主要內容。(4)逐步引導，培養學生自學。大學教學的一個很重要的任務就是教會學生自學，學生在學習材料科學基礎的過程中對于晶體的結構和三元相圖，掌握起來具有較大難度，需要老師講解，但對于原子結構和鍵合相對簡單，可以通過在老師引導下，學生自學的方式掌握。這既節約了學習時間，又有效地鍛煉了學生的自學能力。(5)通過做凝固和晶體結構分析實驗使學生對書本上學的凝固原理和晶體結構缺陷有更深入的了解，如讓同學門把鐵碳合金熔化后澆注在砂型腔里鑄造成鋼錠，研究是凝固原理對其結構的影響，然后把凝固后的鋼錠用XRD(X射線衍射)，研究其晶體結構和晶體缺陷，同時把鋼錠磨平后在顯微鏡下研究其晶相，找出成分中的馬氏體等晶相組織，與書上的相圖對比，加深對書本上知識的理解。

3.3 考試方式改革

課程成績的考核是課程的重要內容，考核方式對教學效果有很大的指導作用。針對材料科學基礎的特點和主要內容，我們將材料科學基礎的考試方式分為三塊，一是傳統的閉卷考試，占總成績的60%，二是平時成績，主要是作業完成情況和每章主要內容總結等，占20%，三是實驗情況，在學生的實際操作中，考察學生的動手能力，以及通過實驗考察學生對課本內容的理解能力占20%。其中在閉卷考試中，我們強調了課本的基本知識，同時，有相當數量的綜合題主要考察學生對所學的內容的綜合應用情況，而概念題則考察學生對材料科學基礎結構和本質的理解情況。

4.結論

通過以上教學改革探索，激發了學生學習材料科學基礎的興趣，加深了學生對材料科學基礎這門課的理解，為后續的材料學專業的課程學習打下了堅實的基礎。

參考文獻

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2 張建新. 《材料科學基礎》本科教學的改革與實踐[J].科技信息，2009，21:114-115.

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篇（6）

關鍵詞:

材料科學基礎;教學方法;材料結構;材料性能

隨著科技的發展及進步的不斷加快，材料在生活、生產及工業、軍事等的應用不斷加強，迫切需要加快材料方面人才的培養。《材料科學基礎》是成都大學“材料成型與控制工程”本科專業的一門重要專業基礎課，主要介紹材料的基礎知識，其內容包括材料成分、組織、結構與工藝性能等［1］，涉及理論知識繁雜、內容抽象，概念性強，是從事材料方面工作人員的必修專業基礎課，也是很多院校研究生入學考試的必考科目，與《材料成形原理》、《工程材料》、《塑料模設計與制造》等課程密不可分。大部分學生都迫切希望學好這門課，但對于初步接觸材料的同學來說，多而繁雜的感念和內容，及宏觀上看不見摸不著的微觀結構抽象、難理解，對于這些枯燥的專業基礎知識很難提起學生的學習興趣更難抓住重點。因此，《材料科學基礎》作為材料專業的基礎課，如何增強其授課效果成為當務之急。很多任課教師都對此進行了研究，黑龍江大學的趙霞、王永東、黨振乾等提出，在《材料科學基礎》的教學過程中改革教學方式和考核方式［2］;河南理工大學的張建新提出運用實例激發專業激情，結合案例解釋抽象理論等［3］。針對《材料科學基礎》課程的特點以及同學們在學習過程中出現的各種問題，作者結合多年該課程教學的經驗教訓，提出以下幾點改進意見。

1上好第一節課激發學生興趣

第一節課是打開學生對繽紛復雜材料的微觀知識一無所知知識的一扇門，是入門課。通過這一課，要引起學生對材料基礎知識的好奇心，帶著問題和好奇心去尋找和探索門后面的秘密。因此要讓學生短短時間內明白學習這門課的目的和意義、和其他專業課程的關系及本課程的學習方法。所以上課之前要仔細斟酌和研究如何開始第一節課，如何激發學生的求知欲。我們主要從以下幾點激發學生的學習興趣:因此每學期的開始，都要仔細的第一節課如何開始，講哪些內容來激發學生的求知欲，著重從以下幾個方面來激發學生的興趣:

(1)通過鮮活實例引發學生思考。眾所周知TITANIC的沉沒是海難事故，這部驚魂影視大片給很多同學深刻印象。多種原因和TITANIC輪船的服役條件造成了它的解體，通過和學生的共同分析，得出最重要和不可忽略的因素是船體的材料質量問題:①含有大量缺陷的船體鋼板，只考慮到了增加鋼的強度和硬度，而忽略了增加其韌性，導致撞擊到冰上時的脆性鍛煉;②鋼板連接處使用的鉚釘，由于含有礦渣，強度減低，導致船體撞擊到冰山時，船頭鉚釘松動，防水隔板開裂，海水涌入船內。鋼板冶煉過程中硫化物的加入增加了鋼的強度，而降低了韌性及鉚釘中含有的礦渣降低了其強度是TITANIC沉船首當其沖的材料質量因素。另一個例子是1938年冬季比利時的阿爾伯特運河鋼橋突然墜河，其原因是造橋用的鋼材磷含量太高，磷的冷脆性是造成災難的罪魁禍首。同學們聽到這里，有的驚嘆、有的微笑、有的竊竊私語。由此可見，同學們對材料概念和興趣已經建立，那么學習這門課的目的和重要性也就不言而喻了。

(2)結合自己的科研成果及科技前沿吸引學生對材料科學的好奇心。例如:引用諾貝爾物理獎中出現的材料新發現和新發明帶給科技發展的巨大動力，讓學生明白材料的神奇和作用，特別是2011年的諾貝爾物理獎———英國曼徹斯特大學的AndreGeim和KonstantinNovoselov教授用膠帶粘粘的方法制備出單原子層二維結構的石墨烯，是至今發現的厚度最薄和強度最高的材料［4］，其具有優異的性能，先后發現其力學性質中楊氏模量E達到1.0TPa、電學性質中電子遷移率高達106cm2•V－1•s－1、熱學性質中熱導系數高達5000W•m－1•K－1、光學性質中單層石墨烯的可見光吸收僅有2.3%和優異的鎖模特性［5－6］。可以想象這種神奇的材料一旦投入實際應用，人類社會將會帶來的革命性變化。由此激發學生的創新意識、創新精神。

(3)強調改課程在所有課程學習中的重要性，激發學生的學習熱情。第一，讓學生明白《材料科學基礎》是學習后續各門專業課程的必備基礎理論，如果這門課程沒有學好、理解透徹，后續專業課程的學習可能會不明白所以然，會非常吃力。第二，讓同學們知道他們以后從事相關工作或和科學研究活動時，《材料科學基礎》中的專業基礎知識是他們重要的理論指導。在后期的課程設計、畢業設計和工作過程中的各種機器或設備上，每個零件如何選材，如何進行熱處理及加工工藝等都和本門課程息息相關。

(4)聲明本課程的學習要求及課堂紀律。《材料科學基礎》很多內容抽象、難理解，因此必須嚴格要求同學們的聽課紀律，及時完成課下作業和課后復習，堅決杜絕無處不在的手機游戲在課堂上的出現，從而保證學生的聽課效果。這些在第一節課中必須和同學們強調。

2重視多媒體現代教學方法的應用

《材料科學基礎》內容多，信息量大，教學課時有限，如果任課教師再把過多的時間用于板書，講授的時間將大大減少，也就無法完成大量內容和信息的傳授;另外本課程中設計很多微觀上看不見、摸不著的原子、分子、離子等微粒的排列和組織結構等，很難使學生展開空間想象和理解，而多媒體應用能解決此問題。因此需要制作出適合本門課程的教學課件，增強了課堂授課的趣味性和多變性。本課程中各種材料的晶體結構涉及很多復雜圖形，如面心立方(FCC)、體心立方(BCC)、密排六方(HCP)、閃鋅礦、纖鋅礦結構等，特別是FCC結構中的八面體間隙、原子等微粒的空間堆疊、位錯的運動及各種交互作用等，需要豐富的空間想象力來理解，通過圖形或動畫的展示，可以幫助學生理解和掌握此類知識。二維和三維動畫形式的多媒體教學既可以解決本課程教學過程中學時少、內容多的矛盾，彌補傳統教學在時間和空間等方面的不足，又可以提高課程的生動性，使學生在有限課堂中學到更多的專業基礎理論，又感覺不到課程的枯燥。

3結合學科及科研前沿拓寬知識，激發興趣

科技的進步和學科的快速發展，使具有一定出版周期的專業教材滯后于學科前沿知識。因此專業課老師的教學應將教材作為教學的主要參考書，但又不能完全依賴教材，使教學內容源于教材，又要適當高于教材。所以，《材料科學基礎》課程的教學，需要多方收集各類教學素材，特別是注意吸收與教學內容相關的最新研究成果和實例，在授課過程中結合基礎理論知識介紹。如:通過引入湖北江陵出土的公元前500年越王勾踐劍及西安秦始皇兵馬俑二號俑坑出土的青銅劍的圖片展示，讓學生了解這兩把劍出土時之所以光亮如初，是因為表面分別被鍍上了一層金屬鉻和鉻鹽化合物。在講解晶粒概念時，可引入納米晶和微晶的概念，并結合對應的具體制備工藝，讓學生明確納米晶與微晶材料的區別，這樣學生既掌握了所學學科專業的前沿知識和技術。在學習材料強度與塑性時，通過講解告訴學生材料的強度與塑性在常規處理工藝下是兩個互為矛盾的性能指標，提高某一指標值，另一指標值必然下降，但通過細化晶粒的方法可同時提高兩者性能，如快速冷卻技術的引入形成的非晶、微晶和納米晶等。類似這樣問題的提出，增強了學生學習的興趣，激發了學生的創新意識。

4課堂理論教學緊密結合實踐教學

《材料科學基礎》是為了培養工程技術人員正確合理選擇使用材料能力而設立的一門專業基礎課，因此，其實踐教學意義重大。實踐教學環節，可以讓學生更好地理解材料結構與性能及各種工藝處理與性能的關系，加深對材料基礎知識的認知，又可以培養學生動手能力，操作能力。若有條件，建議到相關單位進行參觀，讓同學更直接地了解材料在機械生產，工程項目的應用，各種工藝處理的流程及其目的，為將來從事工程事業打下良好的基礎。

5結語

良好的授課效果是每個教師的美好愿望。隨著科技的進步和社會的發展，每一個有責任感的教師都需要不斷的探索、運用和總結層出不窮的教學方法，把各項教學工作推進到一個更高的高度上，把培養高質量的人才作為自己義不容辭的責任，在自己為材料發展事業奮斗的同時，為其培養更多棟梁之才，為中國的強國之夢和社會科技的發展進步貢獻力量。

作者：宋慧瑾 鄢強 李玫 朱曉東 馮威 單位：成都大學機械工程學院 建筑與土木工程學院

參考文獻

［1］趙品．材料科學基礎［M］．哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社，2007:1－2．

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［3］張建新．《材料科學基礎》本科教學的改革與實踐［J］．科技信息，2009(21):506．

篇（7）

材料是人類文明與社會進步的物質基礎與先導，是實施可持續發展戰略的關鍵；材料技術是現代高科技與新經濟的三大重要組成部分，在以高科技為主要特征的知識經濟時代，世界各國在產業政策、科學研究、教育與人才培養等方面都給予了材料科學重點支持、優先發展的政策。隨著我國社會經濟和科學技術的發展，對材料科學與工程專業人才的知識結構與實踐能力提出新的要求，因此，高校材料科學與工程專業人才培養方案需要做出相應的調整，以滿足社會經濟發展對材料科學與工程專業人才的需求。

我國材料科學與工程教育改革迅速發展，幾乎全國所有設有材料專業的院校均已不同程度地參與了材料科學與工程教育改革，借鑒歐美諸國材料科學與工程教育模式與體系，培養模式由“專業培養”向“學科培養”發展，從狹窄的專業教育向全面的素質教育轉變，從鉆研狹窄的單科教育向建立工程意識教育轉變；同時，吸收歐美國家的“材料學科共同基礎知識”作為重要的教學內容，課程設置從學科式課程向整合式課程轉變，專業課程從中心地位向載體地位轉變，課程內容從以學科發展為中心向以培養學生為中心轉

變[1]。總體來說，我國高校材料教育正在不斷打破舊的專業范圍的約束，向其它專業甚至其它一級學科滲透。在這樣的背景下，深化我校材料科學與工程領域人才培養方案的改革成為必然的選擇。

一、國內材料與化學學科研究生培養現狀分析

調研對象為國內“985”高校的材料與化學學科研究生最新培養方案，學科涵蓋材料科學與工程、化學兩個一級學科，材料學、材料物理與化學、材料加工工程，高分子化學與物理、應用化學五個二級學科[2]。調研結果分析表明，國內高校材料與化學學科研究生培養方案中，課程設置具有如下特點：

（1）除了政治、英語、數學等公共必修課外，課程設置的基本模式為：專業基礎課+專業選修課（包括必修的學術活動、專業外語等）。

（2）專業基礎課的數量少，且必修，或者提供少量課程供選擇；所設課程都為各方向的基礎和共性的理論、測試方法、制備技術和實驗技能等。

（3）專業選修課根據各自的研究方向提供很多課程供選擇。大部分學校開設的專業選修課都在10門以上，如天津大學為材料學碩士生開設了24門專業選修課；哈爾濱工業大學分別為材料科學與工程碩士生和博士生開設了35門和14門專業選修課；上海交通大學為材料學、高分子化學與物理和應用化學博士生都開設了20門專業選修課；南京大學為應用化學碩士生開設了26門專業選修課。

（4）對學術活動（讀書報告、參加學術會議、聽學術講座）、前沿進展或專題研討、外語文獻閱讀提出了越來越高的要求和標

準[3]。幾乎所有高校都將上述課程列為必修，并對其考核標準提出了更高要求。如哈爾濱工業大學規定研究生參加跨學科學術講座5次，并在全系范圍內做學術報告2次（其中至少1次使用外文），并鼓勵參加國際學術會議。

（5）各高校均傾向于按一級學科設置課程[3，4]。如中南大學、浙江大學、上海交通大學、哈爾濱工業大學、清華大學等均按材料科學與工程一級學科設置了碩士生和博士生的課程體系；四川大學、華東理工大學、北京理工大學、南開大學等按化學一級學科設置了高分子化學與物理、應用化學的碩士生課程體系。

（6）規定或鼓勵跨學科修課，以提高綜合素質，拓寬知識面和優化知識結構。

二、我校材料學科研究生培養現狀分析

我校材料類人才培養源于1953年成立的哈爾濱軍事工程學院“金工金相”專業，至今已有55年的辦學歷史。隨著“哈軍工”主體南遷長沙，學校原專業體系進行了相應的調整，材料類與化學類合并組建材料工程與應用化學系，先后開設了“金屬材料”、“復合材料”、“軍用材料工程”、“應用化學”等專業，為國家和軍隊培養了大批優秀的高級技術人才。

隨著高新技術發展對材料科學與工程人才培養需求的變化以及國內外材料科學與工程教育改革的不斷深入，我校材料學科研究生的培養現狀越來越不能適應新的歷史條件下國民經濟發展和軍隊現代化建設對材料科學與工程專業高級人才的需要，突出表現在如下幾個方面：

（1）按二級學科設置培養方案，與學科交叉融合的大趨勢不相適應。我校材料類研究生培養按“材料學”、“材料物理與化學”、“材料加工工程”3個二級學科設置培養方案，此外，還有“高分子化學與物理”、“應用化學”、“軍事化學與煙火技術”3個化學類二級學科碩士點，涉及6個二級學科，分布在“材料科學與工程”、“化學”、“化學工程與技術”、“兵器科學與技術”4個一級學科中。而近年來，隨著我校材料學科與化學學科相互交叉融合，逐漸形成了以化學基本原理為學科基礎，材料工程為專業方向的特色學科體系，涵蓋結構材料（耐高溫與輕質復合材料）、功能材料（光電功能材料）、材料化學（電池能源材料）、軍事化學（含能推進材料）4個特色學科方向。上述6個二級學科交叉融合于這4個特色學科方向中，且各二級學科間的界限逐漸模糊，如結構材料方向不僅具有“材料學”的學科屬性，還具有“材料加工工程”與“高分子化學與物理”的部分學科屬性。因此，這種按二級學科設置的研究生培養模式不再代表我校材料學科特色學科方向發展。

（2）專業方向劃分過細，不利于教學資源的合理配置。我校材料與化學類6個二級學科碩士點涉及的研究生培養專業方向達19個，而每年的招生規模小于40人（2008級博士研究生13人，碩士研究生25），并且培養規模有逐年減少的趨勢，這樣每個專業方向年招生規模在2人左右。這必然帶來兩個方面的弊端：一是要開設數量眾多的專業課程（如每個專業方向開設1～2門專業課程，則專業課程的數量達38門之多），而聽課的學員可能只有1～2人，這既加重了教員的負擔，又浪費了日益緊缺的教學資源；二是過多的專業方向不利于教學條件的建設。

（3）課程體系不夠優化，不能滿足跨學科培養的需求。我校自2004年開始暫停“軍用材料工程”專業的本科招生計劃，而材料學科又是我校的優勢學科，所以本校“應用化學”專業的本科生絕大多數選擇報考材料類研究生，呈現較普遍的跨學科培養現象。應用化學專業的本科生由于材料科學基礎理論知識缺乏，必然會影響其研究生階段的課程學習與后續的論文研究，而在培養方案的課程設置中并沒有將材料學科共同基礎知識作為主要的教學內容，反而是各類專業課程處于中心地位，這必然會制約人才培養的質量。此外，在課程設置中過于重視理論教學，而忽視了實踐性課程教學，不利于學員創新思維與動手能力的培養。

三、我校材料科學與工程研究生培養方案的改革

在全國材料科學與工程教育改革的大趨勢下，為了適應新的歷史條件下國防和軍隊現代化建設對材料類專業高級人才的需要，結合我校材料學科與化學學科交叉融合的學科特點，開展材料科學與工程研究生培養的改革，包括人才培養模式、課程體系、實踐性教學環節等內容。主要工作體現在如下幾個方面：

（1）突破學科界限，按一級學科組織人才培養。順應國內外材料科學人才培養改革的主流，突破材料與化學學科界限，按一級學科的模式組織人才培養，不再按二級學科進行區分，而是按“大材料”的思想，下設“結構材料”、“功能材料”、“材料化學”、“軍事化學”4個特色學科方向。在課程設置上，摒棄材料與化學相互獨立的模式，跨材料科學與工程和化學兩個一級學科設置課程體系，將材料與化學共性的基礎理論作為基礎課程的主體，突顯材料與化學的交叉融合。具體課程體系結構如表1所示。

上述課程體系的構建是基于材料與化學學科的內在關聯性，將化學定位于材料的基礎學科，而材料學科定位于化學學科的工程化方向之一。因此，材料與化學類研究生完全可以采取大學科群培養模式，跨材料和化學兩個一級學科設置課程體系，完全打通材料與化學課程，不再區分學科門類。這種培養模式雖然在國內同類高校中還不曾采用，是一種培養模式的創新；但和國內眾多重點高校鼓勵研究生跨一級學科選修課程的精神是相符的。因此，材料與化學大學科研究生培養模式應該是一種有益學科融合，增強研究生學科基礎知識的不錯選擇。

（2）優化課程體系，強化實踐性教學環節。按照學科知識體系優化設計研究生課程，課程體系和內容的設計力爭做到體現學科內涵、學科基礎和學科前沿。在專業課程設置上，大幅壓縮專業課程數量，有針對性地開設高水平專業課程，實現專業課程從中心地位向載體地位轉變。〖JP2〗如表1所示，每個學科方向限設專業課程3～4門，且可以跨學科方向選修。在教學內容的編排上，充分考慮“復雜電磁環境”等信息化條件下聯合作戰的重大需求，用科學技術進步、軍事訓練和武器裝備發展的最新成果充實更新教學內容，如將《功能材料》課程改造成《信息功能材料學》，增設《偽裝隱身技術》、《生物材料學》、《含能材料性能計算原理》等課程。〖JP〗

在實踐性教學環節方面，注重研究生動手能力的培養，除開設大量的課程實驗外，還增加了《高等合成化學實驗》和《材料制備實驗》2門實驗課程。在實驗內容的選取上緊密結合我校科研特色，如聚碳硅烷制備與有機硅樹脂合成實驗、C/SiC復合材料制備與聚合物復合材料構件制備實驗、功能陶瓷材料制備與性能表征實驗等。這不僅培養了研究生綜合應用所學知識解決實際問題的能力和創新精神，而且使研究生提前熟悉科研設備，對后續科研工作的開展也是大有裨益的。

（3）強調自學和研討，強化研究生學術活動。突出強調研究生的自學能力，要求研究生參加各種學術研討活動，且明確參加學術會議、學術講座、專題研討等學術交流活動的等級和次數要求，如博士研究生必須參加不少于20次（碩士研究生為10次）的學術交流活動（其中至少有4次為跨學科交流活動），本人至少主講3次。至少應參加一次國際學術會議或全國性高水平學術會議并。并要在參加每次學術交流活動后，撰寫不少于500字的總結報告。同時強化研究生文獻查閱能力，明確要求博士研究生在開題報告前應至少全文閱讀相關技術文獻資料80篇（碩士研究生為50篇），其中外文文獻資料不少于閱讀總量的1/2，達到熟練的文獻檢索和綜述能力，能夠對文獻進行分析總結，提出該研究方向的發展動態和發展潛力以及需要進一步研究的關鍵問題，并寫出不少于7000字的文獻綜述報告。

四、結束語

我校材料科學與工程學科通過本輪人才培養方案的改革，基本理順了人才培養與學科建設的關系，達到了更新人才培養觀念、優化課程體系、改善創新環境與增強自主學習之目的。但人才培養的改革是一項長期的工作，需要持續不斷地創新與實踐，才能永保人才培養方案的科學性與時代性。

[參考文獻]

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[2] 李小年.發揮專業優勢培養創新型復合人才[J].化工高等教育，2005，（2）.

[3] 藏興兵，賴小瑩.研究生創新能力培養路徑探析[J].中國高教研究，2007，（3）.

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【關鍵詞】

材料科學與工程專業;課程體系;改革探索



作為一門迅速發展起來獨立的一級學科,材料科學與工程涉及到無機非金屬材料、金屬材料、高分子材料、復合材料等各類材料,它們具有共同的或相似的學科基礎、科學內涵、研究方法與研究設備,體現了材料科學與工程相互滲透與交叉的發展趨勢,符合復合型人才成長的要求。

在人才培養中,合理的知識體系和課程體系的建立至關重要。不同的高等院校具有不同的人才培養特點,它們的課程體系因人才培養目標的差異也有所不同。西安建筑科技大學曾隸屬于建筑工程部,后劃歸冶金工業部,1998年國家教育體制改革調整時,由原冶金工業部劃轉地方,實行“中省共建”的新型管理模式。材料科學與工程專業前身為1956年開辦的“混凝土及建筑制品”專業,多年來主要服務于建材和冶金行業,學生就業面窄。1999年正式開辦“無機非金屬材料工程”專業,2002年“無機非金屬材料工程”專業提升為“材料科學與工程”專業一級學科招生。目前材料科學與工程專業人才培養模式為:按材料科學與工程一級學科招生,按材料科學、材料工程、材料應用三個專業方向培養。

隨著進一步凝練專業特色的要求和學分制培養的需要,原有課程體系的設置上存在著的一些問題逐漸暴露出來。為了適應即將到來的專業評估,借鑒其它院校材料科學與工程專業教育改革的先進經驗,根據教育部無機非金屬材料專業規范的要求,近年來,我們對該專業的課程體系進行了改革,以體現素質結構、能力結構、知識結構協調發展的原則,滿足“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的材料科學與工程人才培養目標的要求。

一、人才培養方案改革的基本思路

立足于材料與工程本科人才培養目標,分析當前及今后一段時期社會對材料與工程本科人才需求特點,結合課程體系設置現狀,針對專業培養方案,提出了改革本科人才培養方案的基本思路,即:強化專業基礎課程,優化專業方向課程,加強實踐教學環節。根據材料科學與工程專業人才培養目標的定位,課程體系按知識領域中各個知識點進行設置,最后形成覆蓋所有核心知識單元和部分非核心知識單元的知識體系,這樣就可以最大限度地避免專業知識的遺漏或重復。最終的課程體系由綜合素質教育教學模塊、基礎教育教學模塊、學科專業基礎教育教學模塊、學科專業方向教育教學模塊和實踐教育教學模塊構成。

專業基礎課是課程體系的中心組成部分,緊密圍繞學科專業的基本要求和人才培養目標設置,體現學科專業的共同特點,是三個專業方向共同開設的課程。現有專業基礎課程體系中相關基礎知識薄弱,知識面窄,部分課程知識內容重復設置,學時分配也不夠合理,和專業方向課程之間相互銜接力度不夠。面對日新月異的高新科技,學生在有限的大學本科階段所獲得的知識不可能涉及畢業后所遇到的所有問題,而基礎理論、基本知識、基本技能的培養和訓練則能拓寬他們的就業領域,使其受益終生。因此必須加強專業基礎課程的教學力度。

專業方向課程體現各個專業方向的特色,每個專業方向有各自不同的專業方向課程。在原有課程體系中,專業方向課程之間邏輯銜接不強,很多課程學時偏多,造成選修課比例不足,門類少,學生可以選擇的空間小,人才培養方案缺乏個性化。因此,有必要適當提高選修課比重,拓寬選修課領域。

盡管各專業都已經認識到了實踐教學在人才培養中的重要性,并已經采取了一些措施加大實踐教學力度,但距離專業人才培養目標的要求仍有一定差距。主要表現為實踐教學中演示性、驗證性實驗偏多,開放性實驗和依附于多門課程的綜合設計性實驗相對較少,且實踐教學環節比重不夠。實踐教學是培養學生創新精神和創新能力的重要環節,理工科專業必須打破課程界限,遵循先進性、開放性、創新性的原則強化實踐教學環節。

二、本科課程體系的設計

材料科學與工程專業課程體系是以材料制備合成/加工、組成與結構、材料固有性能和材料使用性能四個要素及其相互關系為基礎的科學的知識體系。學生在入校時即分專業方向招生,不同專業方向的學生在綜合素質教育教學模塊、基礎教育教學模塊和學科專業基礎教育教學模塊所接觸的課程內容基本相同,差別主要體現在學科專業方向教育教學模塊和部分實踐教育教學模塊上。

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TB30-4

材料科學與工程是一門研究材料的組成與結構、材料的性質、使用性能、制備與加工以及它們之間相互關系的規律，以及對材料的生產技術和生產過程進行研究的學科。材料科學近年來迅速發展成一門獨立的學科，并呈現出與工程相互交叉滲透的發展趨勢。作為基礎學科，單純的注重培養專業素質明顯已經不能適應社會發展的需求。隨著我國材料科學與工程教育改革的逐步實行和迅速發展，高等院校的相關材料專業也從課程教育體系、實驗教學體系、教學方法等方面進行了改革。該體系應樹立新型的教學模式，優化教學方案，建設完善的課程體系和實驗教學體系，從而能不斷提高教學質量，充分培養學生的創新意識和創新能力，全面推動材料科學與工程教育的改革。

本文根據我校的實際情況，借鑒其他院校改革的相關經驗，對材料科學與工程專業的課程體系和實驗教學體系建設進行了探討和分析。

一、課程體系建設

材料科學與工程專業的課程體系建設，應符合21世紀高等教育的發展趨勢。樹立以素質為前提，知識為載體，能力是關鍵的新型人才觀。還要把各類材料和相關的合成技術以及分析測試技術當做一個整體，進行分析，真正形成“大學科”，才能滿足社會和時展的要求。課程體系建設主要包括以下幾個方面。

1.公共基礎課。公共基礎課主要包括兩個方面，分別是：社會科學基礎課程體系和自然科學基礎課程體系，占總學分的45%。公共基礎課主要包括了人文社會科學知識、自然科學知識以及工具性知識，主要是為了培養學生的思想道德品質、文化素質和身心素質、獲取知識的能力。

2.專業基礎課和專業核心課。專業基礎課包括數字電子技術基礎，畫法幾何與工程制圖、工程力學等課程，占總學分的6%。專業基礎課以培養學生的工程素質、工程應用能力和工程技術知識。

專業核心課是材料科學與工程專業的重點組成部分，密切圍繞學科專業的基本要求和培養目松柚茫即可以突出學科專業的共同特點又可以體現不同院校的辦學特色。專業核心課主要包括：材料科學基礎、材料工程基礎、材料物理化學、材料物理性能、材料科學研究方法、材料設計與制備、計算機在材料科學與工程中的應用七大課程，占總學分的14%。充分體現了“大材料”學科的共同知識體系。有利于學生更有效的掌握專業知識，更好地培養學生形成良好的的科學素質、知識應用能力、創新能力。

3.專業選修課。按照二級學科設置專業選修課，占總學分的13%。主要包括無機非金屬材料的主干課程，和金屬材料的主干課程。學生通過選修這類課程，可以在掌握“大材料”學科共同知識的基礎上，對于無機非金屬材料和金屬材料的基本知識結構體系也能有一定的了解。此外，還開設了高分子材料、復合材料、材料成型加工工藝與設備和一些特色選修課，使核心課程得到深化，也激發了學生的學習興趣。

4.公共選修課。公共選修課包括各種素質類課程和任選課程，占總學分的8%。這類課程開設的主要目標是加強學生的人文主義和經濟管理等教育，促進學生的個性發展，提高學生的綜合素質。

5.實驗設計。實驗設計包括實驗課程、設計及實習等。實驗設計是理論教學知識的延伸，有利于培養學生的實際操作能力，激發學生對科學研究的興趣。主要的內容包括：課程設計、材料性能實驗室、材料設計與制備綜合實驗室、畢業實習等。占總學分的14%。

二、實驗教學體系建設

隨著社會經濟的發展和科學技術的進步，對于材料和工程專業的人才的要求也不斷提高，他們應掌握材料現代測試技術與研究方法，并且要具備從事各種材料合成制備、性能與結構分析研究、新材料開發及應用的能力。以深化課程基礎實驗教學、加強綜合實驗能力訓練、注重創新意識和創新能力培養為宗旨，根據材料科學與工程專業培養目標要求，構建課程基本知識-專業綜合-設計創新三層次實驗教學體系。課程基本知識實驗教學體系服務于專業理論課程的實驗教學；專業綜合實驗教學體系是獨立于專業理論課程平臺的實驗教學，包括課程設計、材料設計與制備綜合實驗、畢業設計；設計創新實驗教學體系是為學生自主設計創新服務的平臺實驗教學。[1]

材料科學與工程專業平臺實驗室下設材料制備實驗室、材料成分測試實驗室、材料組織結構分析實驗室、材料物理性能表征實驗室、材料計算機模擬實驗室，形成了即獨立又相互聯系的實驗教學體系。這種實驗教學體系不但能夠滿足材料科學與工程專業核心課程的需要，也為材料綜合實驗教學水平的提高和學生自主創新設計創造了條件。

材料科學與工程專業安排了專門的時間來進行材料設計與制備實驗，學生通過親自動手做實驗，能夠熟練掌握材料科學研究的一般程序，對材料設計與制備、成分與結構分析、性能表征等也有了全面的了解，有助于理解材料的設計思路與研究方法。學生還可以根據教師布置的實驗題目，為了獲得性能達標的各種材料，設計出較合理的制備工藝制度，利用平臺實驗室進行材料制備，從而了解材料制備方法、工藝、設備性能與操作方法。利用材料成分測試實驗室、材料組織結構分析實驗室、材料物理性能表征實驗室對所制備的材料成品各種無力性能進行分析，并對實驗結果進行綜合分析。綜合實驗的訓練，培養了學生分析及解決問題的能力。

三、討論

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中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）18-0032-02

湘潭大學目前除了化學專業、應用化學專業開設結構化學之外，材料物理、材料化學、材料科學與工程這3個材料科學類的專業也開設結構化學課程，5個專業使用的教材均為周公度、段連運先生編著，北京大學出版社出版的結構化學基礎（第4版）一書。根據近幾年來材料科學類結構化學的教學實踐情況，考慮到材料科學學科與化學學科之間的差異，根據材料科學與工程教學指導委員會制訂的高等學校材料物理、材料化學專業規范，優化適合于材料科學類3個專業的結構化學課程的教學內容實有必要。

一、結構化學的內容和課程的任務

結構化學是研究原子在空間相互結合成分子或化學實體的方式（結構）、依據（化學鍵本質）、規律及結構與性能間的聯系，它是聯系材料宏觀與微觀的橋梁，是材料設計的基礎。結構化學以在分子水平上研究自然科學問題為其主要目標與特征，這決定了它不僅是研究化學反應機制、化學的內在規律性、各類化學體系立體構型、鍵型及構效關系的指南，而且已成為材料科學、分子生物學、金屬有機化學等新興、邊緣或綜合學科發展的支柱。結構化學不僅與化學各分支學科，而且與材料科學、物理學、地學、生命科學、冶金學等學科有廣泛的橫向聯系與交叉。結構化學的另一個重要內容就是與合成化學、理論化學以及材料科學、生命科學、固體物理等相鄰學科一起，建立分子工程學、晶體工程學等學科。

結構化學課程是材料科學類的一門基礎課，其任務是使學生深刻掌握微觀物質運動的基本規律，獲得原子、分子和晶體結構的基本理論、基礎知識，深入掌握物質結構和性能的相互關系，牢固樹立結構決定性能的觀點，了解研究分子和晶體結構的近代物理方法。通過這門課程的學習，培養學生的創新精神和實踐能力，進一步培養學生從結構的觀點分析問題和解決問題的能力。結構化學的教學對于鍛煉學生思維、開發學生智力、發展學生能力、提高學生綜合素質有著極其重要的作用。凡具有較好理論基礎的大學畢業生，適應能力強，后勁足，結構化學的教學起著十分重要的作用。

二、材料科學的特征

材料科學與工程正在發生深刻的變化，其研究已深入到原子尺度，突出特征表現在3個方面。第一，材料科學技術化，材料技術科學化，材料科學與工程技術日益融合，相互促進；第二，新材料、新技術、新工藝相互結合，為各個工程領域開拓了新的研究內容，帶來了新的生命力和發展前景；最后，學科之間的相互交叉滲透，使得各學科之間的關系日益密切，難以分割。基礎科學與現代技術的新成果也和材料科學與工程的發展交織在一起。

從教材角度看材料科學，具有3個特征：基礎性、前沿性和應用性。基礎性，一方面指材料科學的研究是建立在物理、化學的基礎上，沒有扎實的理化基礎從事材料研究與開發是難以想象的。另一方面，當前材料科學研究顯示出突出的交叉性和綜合性，學科內容及規模不僅體系龐大而且紛繁蕪雜，沒有扎實的基礎就難以抓住要害，不能適應學科的變化和發展，這就要求教材毫不含糊地重視基礎。前沿性是指材料科學的發展速度迅猛，只有在教材中恰當地反映這些變化，才能使學生適應日后的研究工作。應用性是指材料研究的目的而言，是為了實際應用。當今材料研究從實驗室到工業化的時間大大縮短，材料研究與開發已成為高科技的重要組成部分，要求在教材中有意識地體現這一特征。

三、結構化學課程教學的主要內容與基本要求

根據結構化學的研究內容和材料科學學科的特征，材料科學類的結構化學課程不僅要兼顧物理系的材料物理和化學系的材料化學2個專業，包含適當的量子力學基礎、固體理論和表面結構化學，還要適當地介紹一些的功能材料，不能“有理無物”，而且既要與材料物理課程和材料化學課程緊密地相聯系，又要區別開來，既要與計算物理課程和計算化學課程相聯系，又要區別開來，突出材料結構與性能的關系，簡要介紹分子設計學。遵循加強基礎、強化能力、整體優化、精選內容、更新知識、突出應用、反映前沿及簡明扼要的原則，進行教材編寫。

在內容的選取上，首先把握更新與精選，處理好“新”與“基”的關系。在加強基本教學內容的前提下適當反映新內容，拓寬知識面，體現“少而精”、“精而新”的原則。不僅要反映現代科學的發展趨勢和學科的前沿理論，而且應注重結構化學課程對其他課程和學科的滲透，提高綜合度。其次充分重視理論聯系實際。在不同部分側重點不同，力求加強宏觀與微觀的聯系，掌握規律。第三，注意演繹法和歸納法2種方法的應用。RHoffmann曾說：“化學理論的最主要作用是提供一種思維方式，以總結更新知識”。結構化學作為理論化學的重要組成部分，要求該課程使學生在2種思維模式即演繹法和歸納法方面均得到較好的訓練。中國傳統教學偏重演繹，優點是嚴謹，但缺乏創新意識，而美國等國家在教學上側重歸納，優點是獨立思考和創造能力強，缺點是基礎不夠扎實。因此，我們力求將2種思維模式在各個章節都有所體現，期望學生受到全面的訓練。第四，充分注意習題的作用。習題是鍛煉思維的體操，是學習過程中的重要一環，做習題不僅是理解、掌握知識，而且是學會如何運用知識。雖然做習題本身不是科學研究，但對研究能力的養成有重要作用。許多科學大師都曾津津樂道于他們早年在習題中的受益。A Sommerfeld曾寫信給他的學生W Heisenberg，告誡他：要勤奮地去做練習，只有這樣，你才會發現，哪些你理解了，哪些你還沒有理解。楊振寧也曾回憶他的大學學習：西南聯大教學風氣是非常認真的，我們那時念的課，一般老師準備得很好，學生習題做得很多。的確，“勤奮地去做練習”，“習題做得很多”，往往是達到成功的一個階梯。因此例題習題選編的恰當與否直接影響教學效果，這在內容多、學時少、提倡自學的當今時代顯得尤為重要，對于結構化學課程而言更是如此。習題不能全部簡單化，我們編寫了一定數量的綜合訓練題。最后，注意課外讀物的作用。課外讀物有利于拓寬學生的知識面，培養學生的自學能力。閱讀原始研究論文能夠培養學生良好的思維能力和思考問題的方法，提高他們分析問題和解決問題的能力。在結構化學中，每一個基本原理或理論大都對應一位科學大師，學習他們的研究方法及寫作技巧，對學生將來從事科研等工作十分有益。

因此，材料科學類的結構化學課程教學內容應包括下列6部分內容，各部分的基本要求如下：

1.量子力學基礎和原子結構。這部分內容在第1、2章中講授。要求了解量子力學的基本假設，掌握氫原子和類氫離子的薛定諤方程及求解要點，提高對原子結構的認識，深入理解原子軌道的意義、性質和空間圖象。了解多電子原子的自恰場方法及中心力場近似法，了解核外電子布居的依據，了解角動量的偶合及原子光譜項的意義。

2.化學鍵理論和分子結構。這部分內容主要在第3、5、6、10章中講授。要求重點掌握化學鍵的三個基本理論：分子軌道理論、價鍵理論和配位場理論。其中第3章要求了解線性變分法處理H2+和H2，了解共價鍵本質及典型的雙原子分子的電子排布。第5章要求掌握價鍵理論在多原子分子結構中的應用，掌握s-p雜化軌道的造法及鍵角公式。要求掌握HMO方法及其在共軛分子中的應用，掌握前線軌道理論和能量相關圖及其應用。第6章要求掌握配位場理論在配位化合物結構中的應用，π-σ配鍵化合物和過度金屬簇合物的電子結構或成鍵特征與性能。了解分子光譜、電子能譜原理。掌握現代化學鍵理論在討論非金屬化合物成鍵特征及結構與性能關系方面的應用。

3.點陣理論和晶體結構。這部分內容主要在第4、7、8、9章中講授。要求根據分子的幾何構型確定分子所屬的點群，初步了解群的表示和特征表的意義。了解偶極矩、旋光性與分子結構的關系。要求著重了解X射線衍射等方法所依據的基本原理，以及在測定結構中的作用和應用范圍，為了解與掌握現代化學中的重要實驗方法打下初步的理論基礎。掌握描述晶體結構的表達方法，掌握金屬、離子化合物的晶體結構與性能。了解用結構化學理論研究固體表面的結構和性能的方法。

4.功能材料結構與性能。這部分內容在11章中講授。初步了解幾類重要的功能材料，加深理解結構決定性能的觀點，初步了解功能材料結構與性能的關系。

篇（11）

我是XX大學材料科學與工程學院高分子材料與工程專業XX屆的一名學生，即將面臨畢業。

吉林大學南嶺校區是我國著名的汽車、機械、材料科學等人才的重點培養基地，具有悠久的歷史和優良的傳統，并且素以治學嚴謹、育人有方而著稱；吉林大學南嶺校區材料學院則是我國材料科學研究基地之一。在這樣的學習環境下，無論是在知識能力，還是在個人素質修養方面，我都受益匪淺。

四年來，在師友的嚴格教益及個人的努力下，我具備了扎實的專業基礎知識，系統地掌握了材料科學基礎、物理化學、有機化學、分析化學、材料實驗學、機械原理及化工原理等有關理論；熟悉涉外工作常用禮儀；具備較好的日語聽、說、讀、寫、譯等能力；能熟練操作計算機辦公軟件。同時，我利用課余時間廣泛地涉獵了大量書籍，不但充實了自己，也培養了自己多方面的技能。更重要的是，嚴謹的學風和端正的學習態度塑造了我樸實、穩重、創新的性格特點。