材料类专业导论论文汇总十篇

时间:2023-03-16 15:27:00

材料类专业导论论文

材料类专业导论论文篇(1)

【中图分类号】G643 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2012)08-0024-02

在知识经济和工业化快速发展、科学技术不断创新与突破的形势下,我国企业对高层次、复合型高级工程技术人才和工程管理人才的需求越来越迫切。为适应对高层次专门人才的需要,改变工科学位类型比较单一的状况,1997年国务院学位委员会第十五次会议审议通过了《工程硕士专业学位设置方案》,特在我国设置工程硕士专业学位。其目的是为实施科教兴国和可持续发展战略服务,促进科教、教育、经济紧密结合,为我国工矿企业和工程建设部门,特别是国有大中型企业培养和输送高层次工程技术和工程管理人才,增强我国企业实力和市场竞争能力。

2009年,教育部下发《关于做好全日制硕士专业学位研究生培养工作的若干意见》,再一次扩大招收以应届本科毕业生为主的全日制硕士专业学位研究生,加大应用型人才的培养,推动了硕士研究生教育从以培养学术型人才为主的模式向以培养应用型人才为主的模式转变。这个举措为专业学位的发展提供了契机。但是应届本科生,虽然经过大学本科的系统学习,掌握较扎实的专业基础理论,但相对缺乏工程实践经验。特别是全日制工程硕士,在保证基础理论知识进一步深化的同时,如何将课程学习中获得的理论知识在实践中加以运用,将学术理论与实践应用有机结合,更好的强化创新意识和工程实践能力,是我们在培养过程中急需解决的问题。

全面提高工程硕士的培养质量,为社会输送更多具有创新意识和实践能力的优秀毕业生,已成为我国目前全日制工程硕士研究生教育的主要任务。

材料领域是二十一世纪科技发展最为活跃的三大领域之一,世界上主要发达国家都把新材料研究作为推动科技进步,培植经济增长点的关键。而材料领域的发展,不仅需要基础理论的丰富厚重,更需要在工程实践中不断创新,实现先进理论知识更好的转化为实际生产力。培养材料工程领域的优秀人才,对于促进材料行业的快速发展,带动相关行业的发展与科技进步在一定程度上起着决定性的作用。因此,如何提高材料类全日制专业学位研究生培养质量,如何提高其创新实践能力,充分体现工程技术的特色具有重要的现实意义。

基于此,本文从以下几个方面探讨了全日制材料类工程硕士培养质量的控制。

一、建设以实践为特色的课程体系,优化教材教学内容。

全日制专业学位研究生培养目标强调不仅使其具有较丰富的专业知识,还要掌握解决工程问题的前沿手段和方法,这就对其专业课程的特色性和鲜明性提出了更高的要求。专业学位研究生的课程设置,应突出体现专业学位的特点。课程设置注重综合知识的覆盖面和专业技能的培养,要求既有工学硕士的基础理论课程,又要特别注重工程应用,注重解决工程中的实际问题,要提高理论学习的系统性和规范性,培养具有独立担负工程技术或工程管理工作的能力。因此,专业学位研究生要按照研究方向选择一定的专业课程,以提高理论学习的系统性和规范性,在加强专业基础理论学习、掌握深厚的理论知识的同时,又要选择与其相关的实践环节,将理论知识有效的转化为实践应用,培养具有独立担负工程技术或工程管理工作的能力。基于此,其课程的设置必须强调“专业性”,即创新能力和专业实践能力的培养。

目前,我国全日制专业学位研究生的课程设置,大多倾向于专业基础理论课的教学,对于实践教学类课程则略显不足。因此在制定培养方案时,应适当增加实践环节的课程量,优化全日制专业学位研究生的课程结构,拓宽学生的知识面,着重培养学生的实践能力和技术创新能力,以专业性、实践性强,课程量饱满为目标,强化实践性较强的课程或实验,增加课程的层级性,设置专业基础类课程和核心类课程,构建具有全日制专业学位研究生培养特色的课程体系。在课程设置中除了增加实践性强的课程外,在授课方式上应采用讨论式的互动式教学,还应制定与专业基础理论课程相匹配的社会实践课程,并明确实践课程所要达到的最终目标和采用的具体管理方法,且具有指导性和可操作性。[1]

材料类专业导论论文篇(2)

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)22-0189-03

一、引言

教学改革已成为有效提高教学水平的必经之路,如东南大学的陈坚,张亚梅展开了专业基础课在双语教学方面改革与探索;大连理工大学的王立秋等展开了无机非金属材料专业基础课的探索与实践。大学本科生(含高职)基础课一般包括两部分的内容,即某一专业或学科学生必修的基础课和专业基础课。其中,专业基础课是指该专业学生必修的基础课程,专业课程按其性质又可分为专业理论课、专业技术课和专业实践课,专业理论是专业技术课的基础,专业实践课一般包括专业实验、生产实习、课程设计和毕业设计等。专业基础课是大学生基础课的基本运用之一,又是专业课的基础,因此,专业基础课在整个大学课程中起着承前启后的作用,整个教学效果的优劣直接影响大学生自身素质的培养。

一般大学的专业基础课都分布在大二、大三阶段,学生学习完专业基础后,紧接着开始专业课程的学习。但目前,存在的主要问题是专业基础的连贯性,即“贯穿性”。以石家庄铁道大学材料科学与工程学院为例,该学院包含无机非金属专业、金属专业、高分子专业、功能材料专业四个专业。首先,横向来讲,每个专业有各自的专业特点,对于专业基础课的侧重点不尽相同;其次,纵向来分析,学院内的专业基础有多门课程构成,并由不同的老师来承担,但各个老师之间的协调性存在不一致性。

因此,针对专业基础课的特点及存在的主要问题,以国家一级学科材料科学与工程为背景,以学院专业方向的构成为出发点,将系统展开专业基础课“贯穿性”的研究。专业基础课的“贯穿性”能有效提高学生对知识点进行系统、高效的掌握;能够对实际问题进行综合性分析,提高学生解决实际问题的能力。为了实现专业基础课的“贯穿式”教学,本文从师资构成、教学内容与方式、实践教学及考核形式等6个方面进行了探讨与分析。

二、措施与探讨

(一)师资方面

任何一门学科,最终的教学效果,很大程度上依赖于师资力量的构成。为了能以较高的水准完成学院专业基础课的教学任务。本教研室(材料科学系)从师资构成做起,在职6位专业老师,其中具有博士学位比例为100%,具有1人具有教授职称,3位具有副教授职称,2位为讲师,且团队带头人获得校级“教学标兵”称号,这就从师资实力上得到了保证;并且均毕业于全国不同的名校,主要为清华大学、山东大学、东南大学及燕山大学,这有利于将各个高校关于专业基础方面的优势加以综合利用,有效促进专业基础课的教学改革。

(二)教学内容与方式

1.学生参与理论教学方式的改进。在理论教学方面,为了调动学生学习的主动性,改变以往“讲课只是老师的任务,而听课只是学生的任务”的习惯,改革要点是将知识点分类,将重点、难点的知识点由老师重点讲解,学生参与为辅;相对简单的内容,学生为主(学生上讲台),老师参与为辅,这样就逐渐加大了学生在课堂上的主动性,改变学生以往学习的被动局面,有效提高了学生对专业基础课的学习效果。如:同样作为专业基础学位课,《材料科学基础》以结构为核心,理论深,是材料类学生极难学的基础学位课,在教学上就以教师的引导和详细讲解为主;而《材料性能学》以材料的固有性能和使用性能为核心,以成分、组织、结构和制备工艺为前提和基础,串起材料构成的五要素,教学内容多而散,涉及基本概念、物理本质、变化规律、测试原理及实际应用等理论和实践内容。

材料科学与工程一级学科的《材料科学基础》、《材料性能学》等专业基础学位理论课的教学任务,需要对原来针对各不同专业方向的课程体系进行重新构建与优化,教学内容广泛,理论性强,需要教师具有多学科方向的知识储备量,教学难度大。大量的时间和精力都投入到了备课中,“每课必备,每课必新”,课前进行教学内容更新和设计,课后根据课堂教学效果及时调整内容和方法。

2.浅-深-浅的教学引导思路。虽说深入浅出,但在理论课教学中,浅-深-浅的问题分析思路更利于激发学生兴趣和思考。首先,在教学中设计引入了大量案例和工程应用,使理论分析更易理解。如:“挑战者”号航天飞机失事,赛艇的弹簧失效,可以变形的太空天线,双相钢在汽车中的应用,二战期间“自由轮”的断裂失效,一汽大众速腾断轴原因,美横跨密西西比河公路大桥坍塌,半导体制冷车载冰箱,德国ICE884高速列车脱轨事故,“斯皮菲尔”式战斗机的失事,“鸟巢”的用钢,自然界热电效应,剪毛机刀片磨损,历史上的量子力学论战,解理断裂与大自然中的解理,李政道BCS超导机理漫画,金属玻璃和准晶体的发现,我国古代的凝固技术之精品等。

其次,材料学科是从矿业、冶金、机械、土木、能源、电子等其他学科中独立出来的新型学科,兼具理科―工科―文科的学科特性,首要的是建立学科分析思路。此外,在理论教学中,注重科学与哲学的相通性,启发学生从多学科理解某一问题,引入科学理论思想与生活中的案例,引入材料的微观机理与宏观世界规律之类比,如:位错结构与玉米生长结构,位错的运动与毛毛虫爬行,“五马分尸――酷刑”与应力机理,片状珠光体组织三维生长形态与卷心菜形态,工业纯铁的室温组织与干裂的大地,非均匀形核与水沸腾时气泡位置,炒钢与炒菜,金属疲劳与人的疲劳,疲劳贝纹与贝壳纹,相图与地图等,使学生感受材料的微观组织与宏观世界之美。引入相关材料学家性格和学术贡献(如:Griffith、杜隆、布拉格父子、帕尔帖、汤姆逊、塞贝克、鲍林、朗道、德拜、师昌旭、葛庭燧等),树立学生积极向上的人生态度。

3.变静态为动态,变抽象为具体。课题组制订了统一的多媒体课件标准,要求课件的整体色调、风格要协调统一,文字、图片、动画等素材合理搭配。限制要点与文本数量,采用相对较大的字号和醒目的字体(黑体)。插入符合课件主题的清晰的图片、适当的图表(圆饼图、柱状图、条形图、曲线图、表格)及动画、视频或音频等素材,重点突出。如:晶体结构、位错结构、位错运动、晶体生长过程的动态演示。制作结构模型和简单的教具,让学生动手又动脑,如:用黄瓜演示螺/刃位错的产生及应力场特点。利用Material Studio软件进行材料结构三维动态演示。PPT课件和板书合理结合,对较难的理论推导和过程分析采用以板书为主的上课方式,如:匀晶相图、二元共晶相图、铁碳相图结构与结晶分析等难点。让学生积极参与基础课教学,学生课堂练习,学生讲解作业。

4.特色鲜明的教材编写。教学团队根据多年的教学积累,2009年出版的《现代材料概论》结合课题组多年的教学经验和石家庄铁道大学的具体专业,形成了发展历史与学科前沿相结合,理论基础与应用特点相结合,知识体系与思维模式相结合,科普与引领相结合的特点。2010年编写出版了新版《材料性能学》教材,受到多所高校的欢迎,四年来,该教材已在第三次印刷。《材料性能学》作为材料类最为重要的专业基础之一,在其新版教材的编写过程中,将原先分属不同类二级学科课程内容即近年来一些有关材料性能方面的研究成果进行综合优化,突出各类材料性能的基本概念和共性特点,有效促进学生对知识点的理解与掌握。并且在《材料性能学》中,采用较新的编排形式,即每章章首设置一个“本章教学要点”表,添加一个和该章内容相关的“导入案例”,每章中添加一些阅读材料,拓展阅读量,介绍相关的前沿研究技术方法等,这就将教学方法适当引入了课本当中,一步步引导学生学习,学生易于抓住学习重点,有效提高学生的学习效果,逐步实现单个课程的贯穿性。在上课过程中同样采取这种引导式教学。2014年,新版《材料科学基础》作为北京大学出版社重点支持教材已在出版中。《材料科学基础》打破常规排版模式,结合教材和笔记、ppt讲稿的排版特点和各自的有点,便于学生快速阅读和查找。目前,教学团队还在探索规划《材料现代分析方法》教材内容和编排模式与特色。

以优化教材内容为基础,培养综合分析问题能力。为了进一步加强学生对实际问题的综合分析能力,打破常规课本对理论知识的堆积,而在教材意添加了关于实际问题的描述与解决方法,并针对不同内容系统补充了相应的具体测试方法,有利于学生对知识的系统掌握,增强其综合分析问题的能力。如:结合所上的课程《材料概论》、《材料性能学》和《工程材料力学实验》,综合理解金属和非金属材料的力学性能曲线;通过对材料组成、实验参数的差异,从宏观和微观来分析不同材料间性能产生差异的原因。并将老师承担的实际课题进行分解、具体化,引入课堂,引导学生结合所学的知识去进行综合分析,具有重要的意义。

(三)实践教学与考核

实践教学与理论教学是相辅相成关系。理论教学是实践教学的基础,实践教学能很好地反馈理论教学,两者相互促进相互制约。通常学生在大学期间的实践教学包括认识实习、生产实习和毕业设计三个阶段。但这三个阶段的实践相对独立,延续性及贯通性相对较差,对于学生系统实践的培养效果相对较差。为了改变这种结果,通过分析与研究,在三个实践教学的基础上,进一步确立了大学生尽早根据自己的专业爱好进入相应老师的课题组(本科生导师制),参与老师的实际课题,并由系主任统一组织定期汇报实践成果,这就形成了“系主任―导师―学生”这样三位一体的实践教学模式,并且直到学生毕业(包括毕业设计),均连续性地跟随同一导师进行实践学习。这一方面,实现了学生在管理与培养上的细化,有利于改变学生在学习上的惰性,提高学生的积极性;另一方面,学生具有充分的时间,保证了学生实践的贯穿性和深度,改善学生的学习效果。进一步实现教学实践的贯穿性。

(四)考核形式综合化

考核内容侧重基础理论和实践应用两大模块的考核。主要体现在考核形式的多样化、连续化及综合化方面。在多样化方面,主要是打破以通常的理论考试为主的形式,在此基础上增加了给导师的综合评价;在连续化方面主要考核学生在对同一问题进行长时间持续研究成果的评价;综合化方面主要针对理论考核过程中加大实践应用内容,培养学生对知识的应用和分析问题的能力。

依课程目标改革考试方法。在教学中增加学生自己动手的作业量,要求自己动手查阅有关材料生产、性能开发与应用的视频和动画,提交作业,协助教师进行视频的下载和筛选工作,调动学生的积极性。“授之以渔”一直是教学中坚持的基本原则。考试方法融合课程知识点进行综合分析,课题(问题)专项研究,对知识点进行分级整理:本课程要求掌握的和应用的,考研深造等提高的。考题形式突出实践应用,增加科技文献阅读及选题分析,以实践应用带动对基础理论的理解,培养学生应用和分析问题能力。如:《材料科学基础》以结构和相图的分析为重点,考核知识的灵活应用。《材料性能学》考试方式从闭卷改为闭卷+开卷,增加了断口形貌特征分析题与案例分析,提高学生综合分析问题能力。使学生真正学到知识和能力,而不仅仅是考了多少分。

(五)教师的互通性

学生的专业基础课在结构组成具有完整性,即各个专业基础课之间应具有较好的相互补充即衔接性。但往往承担各个专业基础课的老师之间缺乏必要的沟通,而使学生所学的专业基础课的知识在内容、重点、相互补充性及贯穿性方面,呈现不足,最终导致学生学习效果的下降。为了改善上述情况,课采取以下几点措施:(1)专业基础课老师共同制定课程的主要内容。(2)定期组织讨论。即主要讨论这段时间内,学生在学习过程中存在的问题,以便改进。(3)专业基础课之间的贯穿性。将同一问题在不同专业基础课中进行延伸,有效提高学生对整体知识的理解。

(六)效果与评估

效果与评估是各个学科整个教学环节必不可少的部分。为了从整体上体现专业基础课的教学效果,评估方式采用校内和校外相结合。校内主要包括学生在学校期间的理论与实践;校外主要针对学生毕业后,由单位工作对学生进行评估,实现教学效果与实际工作效果的对接。其中,校外评估主要采取问卷调查与实际走访相结合的形式。

三、结语

通过本科材料类专业基础课“贯穿式”教学的探索,我们取得了一定的成果,这表明贯穿式专业基础课的教学方式,能有效提高学生的学习效果,并为学生继续深造、直接了解学科前沿成果奠定了基础。现阶段,将材料类专业基础课学好,学扎实,不仅是必要的,而且是可行的。

参考文献:

[1]陈坚,张亚梅.本科材料学专业基础课全英文教学的探索与思考――以材料热力学为例[J].东南大学学报:哲学社会科学版,2013,(15):155-157.

材料类专业导论论文篇(3)

中图分类号:G642.2 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)36-0258-02

材料与人类密切相关,是人类物质文明的重要基础。材料、信息和能源是现代文明的三大支柱,而材料又是一切发展和进步的前提。作为当代大学生,尤其是材料专业的大学生,有必要对生活中出现的各种材料有所了解、熟悉,拓宽专业及相关专业的知识面,《材料科学概论》就是在此背景下开设的一门课程。该课程是我院材料工程系冶金、热处理和质检三个专业开设的一门材料类理论限选课,授课时间集中在第三学期,内容包含广泛,有金属材料、陶瓷材料、有机高分子材料、复合材料和新型材料(纳米材料、智能材料、超导材料、生物材料、非晶态合金、形状记忆材料)等,大纲要求尽量让学生对各种材料有一个广泛的系统认识,为后续的专业课学习打下一定的相关理论知识基础。结合我系教师和学生的实际情况,对《材料科学概论》的课程教学模式进行了教学内容、教学方法、教学手段和考评机制等多方面的积极探索,取得了一定的成绩,并提出了一些建议。

一、调整教学内容

目前国内关于各种材料概论的教材有数十种,针对高职院校学生的学习特点和教材的难易程度,对教材进行了筛选,选定了王高潮主编的《材料科学与工程导论》(机械工业出版社出版的普通高等教育规划教材)作为教学用书。全书共有十章,主要讲授了人类四大基础材料(金属材料、陶瓷材料、有机高分子材料、复合材料)的基本理论知识,并对一些传统的以及近年来新型的热点材料(纳米材料、智能材料、超导材料、生物材料、非晶态合金、形状记忆材料)进行了重点介绍,通过对材料的特点、用途和发展前景的阐述,激发了学生对材料专业的兴趣。

根据大纲要求,本课程学时安排为32学时。对于教材中的任何一种材料,都可以是一门专业,在32学时内不可能让学生全部详细地掌握各种材料,如果教师一味地追求教学进度,肯定会导致教学效果受到严重影响[1]。教师应当仔细分析教材,根据教学计划的安排,及时调整授课内容,对章节内容进行筛选优化。材料系所有专业学生在第二学期均开设了一门《工程材料》课程,学生对金属材料的知识已经基本掌握,对《材料科学概论》课程内容进行调整,剔除金属材料章节,重点讲授陶瓷材料、有机高分子材料和复合材料三部分,新型材料主要以生活中的实物实例辅助讲授,非重点章节要求学生自主学习。

二、丰富教学方法

《材料科学概论》由于内容的多样性和复杂性,要求学生记忆的知识点非常多,尤其是遇到一些抽象的内容,学生更提不起学习兴趣,如何引导学生对所学知识产生兴趣是非常重要的。

首先,改变传统的“填鸭式”教学,使学生觉得上课是一件有趣的事。在教学中,教师可以适当增加教学互动环节,让学生的思维活动起来,脑子运转起来,加强师生间的直接沟通。比如非重点章节可以要求学生课后去搜集资料,做一个相关内容的PPT,在课堂上由学生进行讲解,其他学生对不懂的地方或有不同见解的地方进行提问、讨论,师生共同去解决问题。

其次,教师也可以将近年在材料方面与课本内容相关的科研、专利或课题成果引入课堂中,让学生对“神秘的”研究有一个感性结合理性的认识,比如在讲授无机非金属材料时,结合当前的热点,把“一种对烧结温度敏感的钛酸铋基无铅介电陶瓷材料”的新专利引入到教学中,让学生在学习功能陶瓷材料基本理论的同时,对相关的最前沿的技术有所了解,拓展学生的知识面[2]。

再者,课堂上教师可以运用幽默的语言和动作来描述讲解的内容,让学生在轻松欢乐的氛围下学习,减轻学习压力,增加学习兴趣。

三、优化教学手段

传统的黑板教学已经不再适应现代教学(尤其对于工科生),教师应当积极地去探索新的科学的教学手段。教学手段应当充分发挥为教学服务的特点,不应拘泥于一种手段,只要能提高教学效果都应当主动尝试。多媒体是现代教学中非常重要的一种辅助工具,教师应充分发挥其优势,将文字内容结合图片、动画、视频等资源,充分调动学生的好奇心,激发学生的学习兴趣,让学生变被动、厌学为主动、想学。在使用多媒体辅助教学时要注意,教师不能一味地依赖PPT来完成教学任务,PPT的教学相较板书而言,其速度快得多,适当地结合板书,使学生在PPT学习过程中更容易做好笔记并记住知识点。其次,教师对于每堂课PPT的内容应当把握适当,内容如果太多,教师不但讲得吃力,而且学生吸收也困难;内容如果太少,对于32学时的内容而言,授课进度会受到极大的拖延[3]。结合学生的学习能力,上课内容的深浅程度,把握好每堂课的量,根据经验,最好控制在25~30页。

每节大课的最后十分钟留给学生进行讨论,对本次课的内容进行交流,查漏补缺;也可以给学生布置预习任务,为下节课的学习作好准备。

四、完善考评机制

传统的期末闭卷考试“一卷定高低”的考核形式已经不再合适,教师应当结合学生平时的各方面表现来评价一个学生的成绩。我院结合学生的实际情况,实行了“6+4”评分机制,期末卷面成绩占总评分的60%,平时成绩占总评分的40%,其中平时成绩可以根据学习内容的差异和教师的灵活掌控调整比例。比如在本门课中,授课教师采取了多种不同的考核方式进行评分:平时作业、考勤情况、堂内测验、回答问题、分组讨论、课堂纪律表现、笔记记录情况等,通过这些评分,了解学生的学习态度、学习兴趣、学习能力和知识掌握情况,根据学生的真实表现,加分、扣分,不偏不倚,让学生获得一个真实的平时成绩。学生在期末考试前获得自己的平时成绩,针对期末目标,及格抑或高分,做出相符的复习方案。

五、结语

通过近几年对《材料科学概论》的教学内容、教学方法、教学手段和考评机制等方面教学模式的探索,教师积累了一定的经验,学生在新知识获取上也更加轻松。在取得一定成绩的同时,我们也应当注意,在实践中发现仍有一小部分学生在本门课的学习中非常吃力,究其原因,很大程度上因为他们是文科生,这类学生物理、化学基础差,有些甚至没学过,在碰到无机非金属材料和有机高分子材料时完全摸不到方向,最基本的概念诸如“化学键”、“官能团”等都没听说过。作为理论限选课,主要目的是让本专业学生学习与专业相关的前沿科学技术知识,但32学时的课时安排不允许教师花太多时间在讲解基本概念上,建议学院在招收材料专业学生时尽可能以理科生为主。伴随着新材料的不断涌现,知识的更新换代也异常迅速,新的教学问题也会不断呈现,只有教师紧跟时展、及时更新知识、调整教学模式,才能在传授知识的道路上立于“不败之地”。

参考文献:

材料类专业导论论文篇(4)

材料化学作为化学和材料科学的一个交叉学科,受到了各国政府的重视,许多高校纷纷设立材料化学专业。为适应21世纪社会对材料化学专业人才的需求,经安徽省教育厅批准,我校于2003年增设了材料化学本科专业,并在当年正式招生,目前已经有5届毕业生,学生就业情况良好。材料化学作为材料科学与工程学科的二级学科专业,培养的是应用型理科人才,所以材料化学专业学生不但要加强数学、物理、化学及材料学科等基础理论知识的学习,还必须接受更多的应用性、实践性的知识教育。如何完成这一培养目标,使材料化学专业人才的培养能够满足现代化社会发展对本专业人才的需求,是高校材料化学专业教育工作者必须面对的现实问题。只有进一步转变教育思想和观念,深化教育改革,革新教学体系,优化课程体系中实践性教学环节,才能培养出掌握基本理论知识,动手能力强,富有创造精神的材料化学专业人才,才能办出高水平的材料化学专业,以满足经济建设和社会发展的需求。

1 材料化学专业人才培养方案基本框架

从“厚基础、强能力、重实践”的人才培养总体要求出发,设计培养方案、课程体系,优化教学内容。我校材料化学专业教育内容和知识体系由公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五大部分内容构成。

公共基础课程包括:思想教育,体育活动,大学英语和计算机基础等。

通识教育课程包括:人文社会类,自然科学和艺术类等知识体系。

专业课程包括:大类平台专业基础课程和材料化学专业课程。

专业选修课程包括:材料化学专业方向性选修课程。

实践性课程包括:课程设计、毕业实习、毕业论文、社会实践、科技活动等材料化学专业实践训练知识体系。

2 材料化学专业课程体系设计

材料化学作为化学和材料科学的交叉学科,其课程要求学生掌握材料化学的基础知识和基础理论,培养学生具有材料的制备、表征、技术开发和生产的基本能力。在构建材料化学专业课程体系时,我们一直强化教学环节的科学性、系统性和综合性,将所有教育环节分为公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五个知识体系。其专业课程体系以无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的理论课程和实验课程基础,把材料科学基础、材料化学、材料物理等作为本专业的入门专业课程。在经过这些课程的学习之后,陆续学习高分子化学、高分子物理、材料性能学、材料现代分析技术、机械制图等专业课程,在此基础上通过专业选修课程的学习形成专业特色方向。并通过开设材料科学导论、纳米材料导论等任选课程拓宽学生的知识面。为了淡化专业界限,我校材料化学专业和化学、应用化学专业实施按大类培养,统一设置通识教育和基础教育平台。在2011年修订的材料化学专业人才培养方案中,课程教学计划课内总学时为2633学时,学生毕业应取得总学分为154学分,其中,通识教育和基础教育与我校化学专业和应用化学专业一致;专业教育、实践教学和综合教育的课程体系与化学专业和应用化学专业有区别的开设,更加突显材料化学的特色。

3 构建相对完善的实践教学体系

3.1 构建新的实践教学体系

材料化学作为一门实践性很强的交叉学科,在教学计划中强化实践教学环节,确保实践教学环节的实施。按照本专业人才培养目标的定位,我们优化完善了实践教学体系。将实践教学体系分为三个层次:一是基础实验层次,注重基础技能训练,培养学生对科学现象的观察和分析能力;二是测量实验层次,注重专业技能训练,设置了课程设计、综合性和设计性实验等内容,培养学生的专业实践能力;三是综合实践层次,注重综合素质训练,设置了毕业设计(论文)、社会实践、科技竞赛和创新性实践活动等内容,培养学生对所学知识的综合运用能力。

3.2 更新重组实践教学内容

在2011年修订的人才培养方案中实践教学环节为35学分,占总学分的22.7%。实践教学内容重点强调以能力培养为核心,优化和重组了原四大化学(无机、有机、分析和物理化学)实验教学的内容与结构,将实践教学内容分层次进行教学,确立了基础实验、测量实验和专业实验三层次的实验教学体系,涵盖了验证性实验、综合设计性实验和研究性实验等教学内容。同时,积极推进实践教学内容的更新和方法手段的改革,减少验证性实验,积极创造条件增开综合性、设计性实验、研究性实验,强化毕业论文实践环节的检查和指导;加强校企合作,积极安排生产实习和社会实践活动,进一步加强对学生实验技能、实践能力的培养,培养学生的动手能力和创新能力。

4 结语

材料化学专业的培养方案、课程体系的探索和完善将是在科学发展观的指导下我们今后多年的一大工作任务。要坚持以就业为导向定位人才培养目标,结合社会需求和学科发展实际,研究建立专业人才培养模式,提高材料化学专业毕业生的就业能力;以能力培养为本位构建专业课程体系,提高学生的理论知识水平,课程体系遵循“厚基础、强能力、重实践”的人才培养模式制定教学计划,在四年教学计划的基础上,分析理论教学相关课程,优化教学内容,合理分配理论课程学时数,使课程体系逐渐趋于科学、规范,达到构建合理的专业课程体系、优化学生知识结构和促进专业人才培养的目的。

参考文献

[1] 禹筱元,罗颖,董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践[j].高教论坛,2010(1):24-25,39.

[2] 宋金玲,蔡颖,王瑞芬,等.材料化学专业人才培养模式的研究与实践[j].价值工程,2011:273-274.

[3] 易清风,申少华,肖秋国,等.教学研究型高校材料化学专业创新人才培养模式的探索与研究[j].广东化工,2011,38(10):174-175.

[4] 郭琳琳.材料化学课程设置与教学初探[j].沧州师范专科学校学报,2010,26(1):115-116.

材料类专业导论论文篇(5)

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)29-0034-02

固体物理学是一门研究固体的结构及其组成的微观粒子(原子、离子、电子等)间相互作用和运动规律,从而阐明其性能与用途的学科。它是微电子技术、光电子学、材料学等技术和学科的基础,同时,也在太阳能光伏发电等新能源技术的革新发展中起着关键作用。因此,在常州大学新能源材料专业中开设该课程,并将其作为该专业的主干课程之一,希望使本专业学生掌握一定的固体物理知识及其研究方法,从而有助于学生增强理学背景,扩展视野,提高其解决问题的能力,而且为他们毕业后进一步深造或就业奠定坚实的基础。

一、新能源材料专业固体物理学教学现状分析

新能源材料专业是常州大学近年来为培养新能源产业发展所需的专业人才而设立的新专业。该专业处于起步阶段,人才培养模式和课程体系的构建亟需完善,而且材料类专业课程往往更偏重材料的工艺、性质和性能,这些课程往往重工轻理,造成学生的理科背景不强。而固体物理学课程包含了很多晦涩难懂的专业定义、复杂的三维空间想象与变换和烦琐的理论推导,需要以高等数学、热力学与统计物理和量子力学等理论性很强的课程为基础,因此客观上造成本专业的学生并未做好学习固体物理学课程的准备。举例来说,这些学生的先修课程并不包含量子力学。此外,像高等数学这类课程,学生虽已经学习过,但由于课时等原因,这类课程的学习程度没有达到学习固体物理学课程的要求。由于上述原因,本专业的学生在学习本课程的过程中感到相当的吃力,特别是涉及到一些抽象的定义和复杂的数学推导过程,使部分学生产生了厌学的情绪。因此,为达成设立本课程的初衷,其课堂教学和考核的改革势在必行。

二、教学内容的改革

固体物理学课程的内容博大精深,可人为划分为固体物理基础部分和固体物理专业部分。由于本专业的培养方案将本课程定性为专业基础课程,并为其安排了56个学时,因此仅讲授固体物理基础部分,并对其有所取舍,充分考虑新能源材料专业侧重太阳能光伏发电和锂离子电池储能的特点。鉴于以上考虑,本课程的教材选用Kittel著,项金钟和吴兴惠翻译的《固体物理导论》,讲授该教材的前七章,侧重材料的电学性能知识点的讲授,减少力学和磁学等相关知识点的比重。例如在第三章晶体结合与弹性常量中,舍弃关于弹性常量的讲解,回避复杂的角标和矩阵方程,既可以减少学生的畏难情绪,又可将更多的精力放在第六章和第七章这些与材料电学性能相关的章节。此外,Kittel著《固体物理导论》这本教材比较注重物理结论,而在某些地方忽视了如何引出该结论的过程,如果只是照本宣科,必然会使学生对课程的内容产生怀疑,最终导致他们失去学习的兴趣。因此,在教授的过程中作者还取多家之长,对该教材忽略的重要过程进行补充,力争讲清每个知识点的来龙去脉。比如,在第六章自由电子费米气中,《固体物理导论》该教材直接引出了一维情况下能级的表现形式,这种不通过薛定谔方程的方式使学生感觉知识点比较突兀,缺乏心理准备。对此,我们在这部分补充了薛定谔方程的知识,而后自然地引出教材内容。通过这种做法不仅丰富了课堂教授的内容,使知识体系更趋完善,更在潜移默化中将对待工作认真负责的做人道理传递给学生,起到了教书育人的目的。

三、教学方法的改革

正如前面所述,固体物理学课程内容理论性强,比较抽象难懂,而学生由于种种原因并未打下学习该课程的基础。为了解决这一矛盾,作者首先将要用到的《量子力学》、《统计物理学》和《高等数学》中相关知识点在课堂上穿插讲解,为学生补缺补漏,解决先修课程不足的问题。其次,不拘泥、不追求烦琐的数学推导和演算,采用定性解释或数学推导与定性解释相结合的办法去解释固体的性质和结论。例如,在讲解费米-狄拉克分布时,如果从数学推导上去解释这一结论会十分烦琐,我们采用生活中汽车长队等红灯的例子去类比解释:将一辆辆汽车类比为固体中的电子,将红灯前的斑马线类比为固体中的费米能级,将红灯时没有汽车越过斑马线类比为0K下固体中所有电子排布在费米能级之下,将绿灯时首先是靠近斑马线的汽车通过斑马线类比为0K以上原费米能级附近的电子首先激发到高能级。这样就很容易让学生理解这一重要的结论,并且有助于树立学好这门课程的信心。此外,在讲解第六章自由电子费米气的过程中,首先给学生补充薛定谔方程的知识点,但由于他们没有学过《量子力学》课程,对薛定谔方程的讲解采用数学推导与定性解释相结合的办法:从能量守恒角度并引入几个重要的假设就能简单的导出薛定谔方程,使他们很快的掌握必要的先修知识。采用这样一些方法,可将一些较复杂、抽象的知识点以较为生动的形式传授给学生,改变了他们对这门课程看法。

四、课程考核方式的改革

学生成绩评定是教学过程的主要环节之一。目前常用的考核方式有闭卷和开卷两种形式,前一种形式主要考查课本内容,容易造成学生考前突击,死记硬背;后一种形式考查内容灵活,但学生往往对考试复习无从下手,一些学生甚至存在投机取巧的侥幸心理,放弃对所学内容的复习。结合固体物理学课程理论性强、内容灵活但又有大量基本结论和公式需要记忆的特点,作者采取半开卷的考试形式,即统一向学生发放一张A4大小的纸,学生在复习过程中可将他们认为重要的知识点归纳总结在这张纸上,而考试时可查阅这张纸上的内容。采用这种方法,避免了学生在复习过程中将大量精力放在结论和公式的记忆上,有助于督促学生对所学课程内容进行思考,从而提高了学生的综合素质。

总之,在新能源材料专业固体物理学课程教学过程中,要坚持以学生为本,以学生为主体,在充分认识本专业学生特点的基础上,不断改革,勇于实践,不断充实和完善自己,最终做到因材施教。

参考文献:

[1]冯端.固体物理学大辞典[M].北京:高等教育出版社,1995.

[2]韦丹.固体物理[M].北京:清华大学出版社,2004.

[3]文尚胜.材料学专业“固体物理”课程教学改革初探[J].中国科教创新导刊,2010,(10):44-46.

[4]华中,刘惠莲,孙亚娟,孟祥东.固体物理课程建设的实践[J].吉林师范大学学报,2006,(01):44-45.

[5]惠群,程南璞,陈志谦.材料学专业固体物理课程教学改革与实践[J].西南师范大学学报,2011,(36):167-171.

材料类专业导论论文篇(6)

一、教学档案实体分类构建的原则

以教育部高职高专人才培养工作水平评估体系为标准,以《高等学校档案实体分类法》和《高等学校档案工作规范》为参照,结合高职高专院校办学方向和人才培养目标的正确定位,结合学校教学工作和档案工作的自身特点,与时俱进、开拓创新、求真务实,科学地界定归档范围和保管期限,构建符合高等职业技术教育发展需要的教学档案分类实体。

1、严格地遵循教学工作的规律。高等职业教育办学的一个明显特点和人才培养目标,就是培养技能型、应用型人才,由人才培养目标决定了它的一切必须按教学规律办学,教学档案同样应遵循教学规律。

2、鲜明地体现教学档案的特点。党群类、行政类、基建类、设备类等类别的档案,其内涵具有普遍性,唯有教学档案它的内涵更为丰富,它的实体更是丰满,教学档案是高职高专院校档案的主体。

3、科学地保持教学档案的内在联系。从教学类档案的构建来看,其纵向脉络是比较清晰、相对独立的,而其横向联系却是非常紧密的,如;招生、学籍、毕业生之间;专业建设、课程建设、实习教学、实验教学之间;师资、课务、考务、质量评价、学风建设之间等,整个教学过程的每个环节始终是相互联系、不可分割的。

4、创新地形成教学档案管理的长效机制。制度的建立不是一个很长、很复杂的过程,但是,执行和巩固制度的过程也许是一个漫长而艰辛的过程。通过高职高专院校人才培养工作水平评估,以评促建,创新地形成教学档案管理的长效机制,建设的过程更加重要。

二、教学档案实体分类构建的内涵

教学档案实体分类的框架设计为十四条一级条目,各条目之间既相对独立,又有联系,每个一级条目下面设有二级条目若干个,有的二级条目下面还设有三级条目若干,按学年度,由校、系、教研室三级分别进行收集、整理和归档,按电子文件和纸质文件的不同载体分别归档、保管。

1、综合(JX11)。主要是教学管理和教学基本情况的文件材料。如:上级下达的有关教学工作的文件材料;学校教育事业发展规划;产学研合作方案、成果、总结;学院教学工作计划、总结;学院教学管理工作规章制度汇编;学院教学工作会议记录;学院教学基本建设规划;学院教学设备的装备情况;图书馆藏书情况;校园网建设情况;体育器械统计情况;学院运动会材料等等,这些档案材料的保管期限大部份为永久。

2、师资(JX12)。主要是师资队伍结构和建设方面的文件材料。如:学院师资队伍建设规划、师资队伍建设实施意见、年度工作计划及总结;教师和教学管理人员工作职责、工作规范;教师岗位聘任合同书;国家、省、院各级人才培养工程对象材料;专业带头人、骨干教师、双师型教师材料;青年教师培养方案及实施办法;教师获院级及以上各类教学、科研评奖申报、评审材料及证书复印件;教师获各级各类先进表彰情况汇总;教师业务档案;外聘、兼职教师管理文件、资格审批、协议书、汇总表等材料;校内“双肩挑”教师兼课资格审批表、汇总表;教学工作量统计汇总表等等,这些档案材料的保管期限为永久或长期。其中教师业务档案是一项面广量大的建设任务,要求每一位教师都必须建立业务档案。

3、招生(JX13)。主要是招生及新生录取工作方面的文件材料。如:上级有关招生工作的文件材料;招生计划、录取率、报到率统计材料;新生录取材料及新生名单;学院招生工作计划、总结材料;委培、代培、自费生计划、合同及名单;新生素质调查材料等等,这些档案材料的保管期限永久、长期、短期都有。

4、学籍(JX14)。主要是学生学籍管理及奖惩情况的文件材料。如:新生入学登记表;每学年初在校学生名册;在校学生档案;学生学籍卡;学生照片册;学生学籍变更材料(升级、参军、休学、复学、转专业、转学、退学);学生奖励材料(奖学金、优秀学生);学生处分材料等等,这些档案材料的保管期限为永久或长期。其中学生档案也是一项面广量大的建设任务,要求为每一位在校的学生都建立档案。

5、毕业生(JX15)。主要是学生毕业就业工作方面的文件材料。如:上级有关毕业生就业的文件材料;毕业生工作计划、总结;毕业生毕业资格审核材料;毕业生验印名册;毕业生一次性就业率证明材料、统计表;毕业生当年年底就业率证明材料、统计表;毕业生就业协议、合同;单位用(聘用)毕业生审核备案表;毕业生质量跟踪、信息反馈材料、质量分析报告等等,这些档案材料的保管期限永久、长期、短期都有。

6、专业建设(JX16)。主要是人才培养目标和专业建设方面的文件材料。如:人才培养目标论证报告;新开或调整专业的社会调研记录、申报、审批材料;各专业建设规划;专业建设方案、年度实施计划、建设工作总结;各专业指导委员会工作记录;各专业教学计划;专业教学计划调整审批材料等等,这些档案材料的保管期限大部份为长期。

7、课程建设(JX17)。主要是课余建设和教材工作的文件材料。如:课程建设规划;院级以上重点课程建设申报材料、审批、验收材料;分专业各课程(理论、实践)教学大纲汇编;学期各课程(理论、实践)授课计划;选修课程内容介绍汇编;双语教学课程建设相关材料;学院教材建设规划,年度实施计划;省、部级建设教材申报材料、审批、验收材料;院级以上获奖教材统计表、证书复印件及样书;参加各级各类出版教材编审统计表及样书;自编校本教材、教学指导书、实验、实习指导书和习题集、教学参考资料统计表及样书;各专业选用教材目录、审批表;教材订购计划表;各课程选用(理论、实践)教材统计表及样本;教材采购及管理实施办法;教学声像资料、多媒体课件建设统计表及实样;教学内容、方法、手段等改革相关材料;优秀、典型教案;重要的集体备课记录;选修课开设课程名称、课程表;重修课开设报名表、课程表、授课计划、学生考勤材料等等,这些档案材料的保管期限永久、长期、短期都有。

8、实习教学(JX18)。主要是教学实习、毕业设计、技能鉴定方面的文件材料。如:各系学期实习教学工作计划、总结;院内、外实训基地建设材料(建设报告、建设计划、建设总结、协议书等);实习学生、实习指导教师(学院、企业)名单和实习场所汇总表;实习(专业认识、实习、课程设计等)指导书、授课计划、任务书、指导记录;学生毕业设计(论文)管理文件;学生毕业设计(论文)任务书、指导记录;毕业设计成果材料;学生毕业设计(论文)成绩汇总表;学生毕业设计(论文)成绩汇总表;学院职业技能鉴定站组织鉴定工作材料;学生专业技能、职业技能、职业资格证书考证通过率统计材料等等,这些档案材料的保管期限永久、长期、短期都有。

9、实验教学(JX19)。主要是实验室建设方面的文件材料。如:实验室建设报告、批复、建设总结材料;实验室建设报告、批复、建设总结材料;实验指导书、指导记录、实验报告;实验开出项目、开出率汇总表;实验室材料购置、消耗、库存明细表;实验室、机房、多媒体、语音室、专业教室等教学设备台账、使用记录、管理规章制度等等,这些档案材料的保管期限永久、长期、短期都有。

10、课务(JX20)。主要是教学进程开课计划等文件材料。如:院历;院历;教学进程表;理论和实践教学总课程表、课程与任课教师安排表;系、部学期任课教师(专任、双肩挑、外聘、兼职)基本情况统计表;调课审批表;教室日志等等,这些档案材料的保管期限永久或短期。

11、考务(JX21)。主要是考试和能力测试方面的文件材料。如:课程试题库和试卷库;班级/课程期末试卷;各课程(理论、实践教学)学生成绩记录表(含平时、期中、期末、总评成绩);按课程归类补考试卷;补考成绩记录表;重修课考试试卷;重修课考试试卷;选修课成绩记录表;系、部按课程进行的教学效果分析;考场、监考、巡考人员安排表;监考人员培训会材料;考场记录;考试违纪成绩处理材料;学生英语应用能力考试通过率统计材料(三、四、六级等);学生计算机应用能力考试通过率统计材料(省、国家);普通话水平测试等通过材料等等,这些档案材料的保管期限永久、长期、短期都有。

12、质量评价(JX22)。主要是教学质量评价评估方面的文件材料。如:学院关于教学质量保障与监控工作文件;学院关于教学质量保障与监控工作文件;教学管理规程汇编;教学质量期初、期中、期末检查计划、总结材料;教师、学生座谈会记录;学期各级教学督导工作计划、记录、总结;学生信息员教学信息处理记录材料;教师、学生教学质量座谈会记录;同行、领导听课记录;各类专项教学评估材料;教学质量测评材料;教师评学材料;教学异常个案处理材料等等,这些档案材料的保管期限为长期。

13、学风建设(JX23)。主要是学生素质、学风教育方面的文件材料。如:学生素质教育规划;开展学生素质教育活动材料;加强学风建设措施材料;学生参加院级以上科技竞赛、发明创造、、体育获奖等统计表、证书复印件;院级以上优秀班集体表彰材料;按年度在校学生素质评价、分析报告等等,这些档案材料的保管期限永久、长期、这些档案材料的保管期限永久、长期、短期都有。

14、教学研究(JX24)。主要是教学研究工作方面的文件材料。如:上级有关教学研究工作的文件材料;学报;教师和教学管理人员在社会学术团体中任职情况;学院及以上教科研成果申报材料、审批、验收材料;系(部)教学研究工作会议记录;教研室教学研究工作会记录、教研活动记录;教师获教研、科研成果一览表等等,这些档案材料的保管期限永久、长期、这些档案材料的保管期限永久、长期、短期都有。

三、教学档案实体分类构建的意义

由教学档案的本质属性,决定了它在高职高专院校人才培养工作水平评估中的重要地位,与人才培养工作水平评估密不可分。因此,科学地构建教学档案的分类实体,是各校规范教学管理秩序、加强教学档案制度化建设,做好“迎评促建”的一项非常重要的建设性工作。

1、规范了高职高专院校教学工作的秩序

根据教育部《高等专科学校、职业技术学院、成人高院校教学管理要点》和《高等学校档案工作规范》,科学地构建教学档案的分类实体,对高职高专学校的教学常规管理本身是一个很大的促进,规范了教学工作的秩序。

2、丰富了高职高专院校教学档案的馆藏

学校人才培养工作的主要信息大量地积累在教学档案里,由教学档案记载和反映着学院的人才培养水平。教学档案提供的都是教学工作各个环节中形成的原始材料,这些材料是教学效果的客观真实反映,是教学成果的不断积累,足以证明学院的办学实力和教学水平。与时俱进、科学地延伸教学档案分类实体,将丰富教学档案馆藏的内涵。

3、提升了高职高专院校教学档案的水平

根据高职高专院校人才培养工作水平评估标准的要求,科学地构建教学档案的分类实体,形成教学档案管理的长效机制,这是一个创建的过程,也是一个不断创新的过程,极大地拓宽了档案人员的视野,拓展了档案工作的思路,创新了教学档案管理的模式,提升了高职高专院校教学档案的水平。

参考文献:

材料类专业导论论文篇(7)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)21-0072-02

自20世纪50年代以来,以固体物理的能带理论为基础,固体物理学得到了飞速发展。科学家在磁学半导体、超导、激光等现代科学研究领域获得了重大进展,相关研究成果已经迅速转变为实际生产力,并带动了相关信息科学技术群的高速发展。在20世纪50年代末,“固体物理”被采纳为我国物理专业的一门基础课,是在物理专业课程设置上最为显著的一项改革。[1]

固体物理学通过研究固体的结构,及组成固体的粒子之间相互作用与运动规律来阐明其性能和用途。固体物理学涉及的内容包括固体中的原子结构、晶体结合规律、固体电子运动方程及能带结构、金属导体的导电机制、半导体的基本原理、超导性的基本规律等,因此,“固体物理”已成为物理学科和材料学科的专业主干课之一。中国石油大学(华东)为教育部直属的行业特色鲜明的工科重点大学,目前“固体物理”课程已在材料物理、材料科学与工程、光信息科学与技术三个专业开设,并拟在应用物理学专业开设。

本文从中国石油大学(华东)(以下简称“我校”)目前的固体物理本科教学实际情况出发,针对不同专业对固体物理知识需求的不同,对课堂教学内容进行优化整合,并结合现代多媒体技术对教学手段和方法提出合理改革措施并在授课过程中进行了实践。

一、教学内容的改革与实践―― “一个平台,三个知识模块”教学模式的建立

“固体物理”课程内容丰富,体系庞大,涉及到“普通物理”“理论力学”“量子力学”“热力学统计物理”等多门课程,而目前国内各个高校“固体物理”课程的授课学时受到了总学时的限制。因此如何在有限的学时内把固体物理的精髓讲授给学生,需要针对学生的不同专业特点和对固体物理的要求来精选授课内容。

我校有三个专业开设“固体物理”课程,分别为材料物理专业(64学时专业必修课)、材料科学与工程专业(32学时专业限选课)、光信息科学与技术(32学时专业限选课)。由于各个专业的特点及对固体物理的要求不同,因此在授课过程中授课内容必定有所差异。

我校材料物理专业的学生毕业后一部分在企事业单位从事材料分析与检测或材料制备工作,一部分继续读研深造。学生在大学前两年的学习中已系统学过“普通物理”“量子力学”“热力学统计物理”等课程,物理背景明显,物理知识扎实,并且在以后的学习和工作中对固体物理要求较高。根据这一实际情况,笔者选用山东大学出版的物理基地班教材,在对材料物理专业讲授时主要包含以下六部分内容:一是晶体的结构,在这部分中主要讲授固体物理的基本概念,如晶体的共性、堆积模型、布拉菲点阵等内容;二是晶体的结合类型,主要从晶体结合的物理本质出发阐述导致不同结合类型的原因;三是晶格振动与晶体热学性质,在该部分中主要有简单到复杂的讲解一维晶格振动、三位晶格振动及晶格振动的热容理论;四是晶体的缺陷,主要讲晶体缺陷的基本量类型、性质及缺陷的扩散和缺陷的统计;五是晶体中的电子能带理论,主要讲布洛赫波、一维晶格中近自由电子的近似、能带理论等,并由此讲解导体、半导体、绝缘体形成的本质和差异;六是自由电子论和电子的输运性质,主要讲电子气的费米统计,利用费米统计理论和能带理论对金属的电导、热导等电子输运特性进行系统分析。该六部分内容基本包含了晶体物理学的主要内容,就后期学生深造所需的表面物理、非晶态物理等很少涉及。该内容已在材料物理专业2004~2008级5届学生中讲授过,学生反映良好。

针对材料科学与工程专业学生开设“固体物理”课程,其为32学时专业限选课。考虑到该专业学生没有系统学习过“理论物理”“热力学统计物理”“量子力学”等课程,物理背景相对较弱,但在先修课程中已学过“材料科学基础”“材料工程基础”“材料力学性能”等课程,因此笔者在讲授“固体物理”课程时从学生实际知识背景和学时要求出发,弱化课程涉及到的具体理论推导,强化模型思想对部分推导直接得到结论。从学生本身知识背景考虑,在课程教授时主要讲解以下三部分内容:一是晶体的结合类型,该部分内容与材料物理专业一致;二是晶格振动与晶体热学性质,在该部分中笔者弱化理论推导,而是通过近似的思想给出热容的爱因斯坦模型和德拜模型;三是晶体中的电子能带理论,讲解内容与材料物理专业一致,但在授课过程中涉及到量子力学的内容直接给出结论而略掉具体推导过程。与材料物理专业相比,材料科学与工程专业学生的授课内容和授课学时均有所减少。比如对于晶体结构和晶体的缺陷等内容直接略掉,这是由于学生在先修课程材料科学基础中已经讲解过,这样就避免了不同学院在授课过程中的内容交叉。对于想继续考研深造的学生,笔者一般建议跟随材料物理专业学生上64学时课程。该部分内容在2002~2008级7届学生中讲授过,学生反应较好。

光信息科学与技术专业隶属中国石油大学(华东)理学院,该专业学生的物理知识较材料科学与工程专业学生教深,其专业就业领域为光电子产品与技术领域。光信息科学与技术专业开设32学时“固体物理”专业限选课。与材料科学与工程专业相比,开设课程学时虽然相同,但学生的专业知识背景和对固体物理的要求并不相同。该课程主要教授以下内容:一是晶体的结构,该部分内容与材料物理专业一致;二是晶体的结合,主要讲晶体结合的物理本质,并因此而导致的不同晶体结合类型,应力和应变的内容因涉及到矩阵推导而去掉;三是晶格振动与晶体热学性质,该部分内容与材料专业大概一致,但弱化具体推导,比如晶格振动的长波近似等内容,直接给出结论;四是晶体的缺陷,主要讲晶体缺陷的基本量类型、性质,而缺陷的扩散和缺陷的统计只做定性分析。与材料物理专业相比,受到客观原因限制,光信息科学与技术专业学生的授课深度有所降低,授课内容和授课学时均有所减少。该部分内容已在光信息科学与技术2006~2011级6届学生中讲授过,学生反应良好。

通过对课程内容的认真分析,并针对我校三个不同专业的课程特点及对固体物理的需求,笔者在多年实践的基础上实现了“固体物理”教学“一个平台,三个知识模块”的教学模式,为其他相似课程的建设提供了一定的借鉴意义。

二、教学方法和手段的改革与实践

“固体物理”课在授课过程中涉及到较多的理论推导,一般采用传统的板书授课形式。板书授课可以保证学生与教师思维的同步,加深学生对知识点的理解。但板书在课堂教学过程中会占用相当的课堂时间,降低课堂学习效率和信息量,且长时间板书会导致学生课堂注意力下降,主动参与学习的积极性降低。从课程特点来看,某些教学内容单靠板书学生理解难度较大,比如晶体周期性结构、密堆积模型的六角密排和立方密排、倒格矢、倒格空间等。传统的课堂板书教学方式在“固体物理”教学时遇到了极大的困难。鉴于此,传统的板书教学方法需要改革。

自20世纪90年代以来,随着计算机技术的迅速发展,多媒体技术已成为“固体物理”教学现代化教学手段的重要组成部分。在“固体物理”教学过程中晶格振动、固体、能带理论、电子输运等内容,要用到量子理论、理论力学、热力学统计物理等知识,且要用到高度抽象的波矢空间,该部分知识点一直是教师上课的重点和学生学习的难点。借助计算机技术可以把图片、文本、声音、视频等诸多要素集成在一起来改变教学信息的包装形式,直观地用动态的画面解释晶体的微观及宏观结构和有关的物理规律,从而提高教学内容的表现力和增强教学过程中的直观感染力。而且可以方便现在常用“固体物理”教学模式设计,提高现有教学模式的教学效率和质量,以达到优化固体物理教学的目的。[2]如在讲到晶体的密堆积模型时,学生对六角密排和立方密排感到难以理解,笔者利用3DS MAX动画制作软件及MS、CASTEP等计算软件的绘图功能制作了晶体结构的三维图像及视频,从而充分向学生展示其堆积方式及堆积过程,学生反映良好,收到了较好的教学效果。

多媒体技术授课方式同传统的板书教学相比有其自身的先进性,如教师提前制作多媒体课件可节省大量的板书时间,可提高课堂效率、增加课堂教学内容的信息量;多媒体课件的直观性、新颖性特点,可提高学生的课堂兴趣。但“固体物理”课程理论性很强,如果课堂教学完全依赖多媒体课件会导致学生忽略课程内容学习,而把注意力转移到课件本身上去;多媒体课件可节省课堂板书时间,增加课堂内容的信息量,但同时导致课堂进度紧凑,学生在课堂学习过程中思维紧张,没有充分的时间对知识点深入理解和吸收。因此,通过多年的教学实践,在教学过程中笔者采用了课堂“板书教学+多媒体教学”相结合的教学模式。如在讲解晶体结构时,笔者通过板书提示类型,但具体结构通过多媒体课件展示;对于晶体热容的模型、能带理论等内容,通过多媒体课件给出主要推导步骤,但具体推导过程利用板书进行,从而增加学生的理解时间等。在多年的教学实践中,笔者对课堂板书教学+多媒体课件教学的比例进行了探讨,但得出的结论是:由于专业的不同和面对学生的不同,其比例关系不能一概而论,教师仍为课堂教学的主导,应根据课堂教学的实际情况来调整其比例关系,充分发挥板书和多媒体课件的优势,达到最佳教学效果。

三、网络资源及“课堂教学+网络自学”立体化教学模式的研究与实践

在多年的“固体物理”教学实践过程中,由于专业课的性质,课堂教学具有难以重复性,因此学生课堂听课的效果很大程度上决定了学生掌握知识的程度。借助中国石油大学(华东)“固体物理”校级精品课培育项目的进行,笔者尝试进行网站建设,制定了“固体物理”教学资料的上网计划。目前“固体物理”课程已具备教材、教学大纲、教案、讲稿、试题库等教学辅助资料。网站一旦运行,即可形成“课堂教学+网上自学”的立体化教学模式,从而摆脱学生仅依赖课堂学习的传统学习方式。

四、结束语

随着21世纪固体物理学科的发展及现代化技术的进步,对高等教育提出了巨大挑战,“固体物理”教学的改革势在必行。通过多年教学实践和研究,在我校的“固体物理”课程教学内容中实现了“一个平台+三个知识模块”的教学模式,对“固体物理”的教学方法和手段的改革及新的学习模式进行了一些有意义的探索和实践,并取得了良好的效果。

参考文献:

材料类专业导论论文篇(8)

中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2012)41-0035-03

一、引言

随着对大学新生开设专业导论课的背景、价值和目的日益充分的探讨,越来越多的学校开始重视专业导论课程的设立,任课教师也提出了许多教学改革方法和措施。专业导论课主要对本专业性质、学习内容、学习方法、课程设置及未来就业前景和领域进行介绍,目的是培养学生专业思想和兴趣,引导正确的学习方法,规划四年学习计划和未来就业。专业导论课程的授课质量将会影响本科生大学四年的学习质量,甚至外延到学生的职业生涯。课程教学质量是学校教学水平的具体体现,是教学评估的重要指标,建立课程教学质量保障体系是必要的。

材料化学专业(绿色电子材料方向)是教育部批准2009年开始招生的新专业。上海第二工业大学(以下简称“我校”)基于电子产品制造绿色化和从源头上解决废弃电子产品环境污染问题的行业背景,根据国家环境保护政策和企业需求开设了本专业。材料化学专业(绿色电子材料方向)培养掌握电子信息制造基础知识、材料化学专业知识和电子废弃物资源化技术,从事绿色电子材料设计与制备的专业技术人才,满足微电子及光电子材料与器件制造、电子原辅材料制备、电子废弃物处理等高新技术和环保产业需求。在新专业的培养方案中,大学一年级第一学期开设了“材料化学专业导论”课程。对于新专业建设,应当始终把教育评估的质量观贯穿于教学活动的每个环节。从2009年开始,我校制订和完善了教学大纲、教学进程表;自编了讲义,并制作多媒体课件;在教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了探索,从课程目标、课程实施、课程管理和课程评价四方面初步建立了“材料化学专业导论”课程教学质量保障系统。

二、课程目标

材料化学专业导论课是大一新生最早接触到的一门和专业相关的必修课程,1学分,16学时。建立清晰、准确的课程目标是保证教学质量的首要前提。课程教学必须解答新生心中的三大困惑,即这个专业是“干什么”的?要“学什么”?毕业后自己能“做什么”?学生学完之后将对材料化学专业(绿色电子材料方向)有全面的了解,包括本专业在社会发展中与国民经济中的地位与作用;本专业涉及的科学技术研究内容与发展趋势;本专业的教学培养计划及课程设置;本专业学生的知识结构、能力结构与素质要求。从而使学生更明确大学四年学习目标与内容,掌握正确的学习方法,了解就业方向与领域。

三、课程实施

1.课程教学内容

材料化学专业导论课程教学内容涉及专业知识、思想教育、职业创业教育等方面的内容,要实现教育和教学双重目标。通过三部分材料化学专业知识的讲解,使学生首先了解这个专业是“干什么”的。第一部分从什么是材料、材料的分类、材料的用途、新材料入手,让学生有一个从感性到理性的认识过程;第二部分包括一级学科材料科学与工程的内容以及学科专业发展过程;第三部分先介绍传统的材料化学专业涵盖的内容,在材料化学专业框架下讲解材料化学专业(绿色电子材料方向)的设置背景、研究范畴、专业特点等。电子信息产业的迅猛发展带来的电子废弃物对环境的污染问题日益严重,欧盟相继出台了WEEE指令、RoHS指令来应对,电子废弃物的资源化以及电子产品的绿色设计与制造是解决问题的主要技术和方法,本专业的特点就是培养掌握这方面专业知识和技能的应用性人才。为了使学生更深入理解本专业在社会发展和国民经济中的重要性以及开设本专业的意义,在这一部分增加了电子材料概述、电子辅料概述,无公害电子制造技术的发展趋势三个模块的内容。

针对学生希望知道在我校这个专业能“学什么”,课程重点介绍了本专业培养方案,讲述专业学习的课程体系,也增加了本专业学生所能参加的技能考试所需的知识点。培养方案包括本专业对学生的基本要求、毕业生应获得的知识和能力、修学年限、毕业与学位的授予、四年课程安排和学分要求。对专业主干课程要学习的主要内容作一概括。针对公共课、专业基础课、专业课和实践课不同课程的特点,介绍学习这些课程的基本方法。材料化学专业(绿色电子材料方向)有着全新的课程体系,以四大化学(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)课程为基础,材料化学、材料物理、高分子材料、胶体与界面化学等课程为主,增开了电子信息材料、印制电路技术、电子化学品(电子原辅材料)、封装技术与材料等专业课,让学生较全面地了解电子信息产业和产业链;增加了废弃物资源化技术、电子产品和电子化学品中有毒有害物质和毒理学的专业必修课和选修课,让学生了解电子产品和电子化学品中有毒有害物质及其危害,以及资源化技术。增加了纳米材料、薄膜材料制备技术的专业课和绿色电子材料设计的实验课,让学生了解和掌握电子原辅材料绿色设计和制造技术与制备方法。增加的这些课程与材料化学专业的材料制备/合成、组成,结构、测试,表征、性能,应用的专业课程相互衔接,形成了独特的知识体系。

对于学生毕业后能“做什么”的问题,从几个方面来讲授。第一是材料类人才的现状和需求;第二是已开设环境工程(电子废弃物方向)专业、相关材料类专业的学校以及研究所的简介;第三,结合我校开设的职业生涯规划以及自主创业教育,为本专业学生明晰就业方向,树立正确的择业和就业观。

材料化学导论课程中还设计了专题讲座,包括欧盟WEEE指令、欧盟RoHS指令、PCB与绿色生产,通过听取专题报告学生对本专业进行更深层次的了解。

2.课程教学方法与手段

根据材料化学专业导论课的特点分析和教学内容可以看出本课程的教学难度并不大,因此在教学方法上可以实现多层次、多样化,避免单纯枯燥的讲解。在专题讲座中,邀请有经验的企业技术骨干作1~2个报告;以学生为中心,学生体验式教学,学生课后通过各种途径来查阅相关资料,并在课堂上相互交流成果,比如调研电子原辅材料企业、查找开设材料化学专业的学校等;实践环节方面安排学生参观我校的学生实验室以及各研究课题组的专业实验室,激发学生对科研的感觉。

利用多媒体课件与板书相结合的教学手段,教师通过精讲的方式促进学生对重点概念的理解。在课堂上采用讨论教学法,拟定能引起学生兴趣的、有启发性的讨论题目,结合学生课后自己查阅的资料开展讨论。在考核方式上采用期末考试与小论文相结合的方式进行。

四、课程管理与评价

1.课程管理

课程质量不仅受静态的课程资源要素的影响,也与课程管理对课程活动进程中的动态控制有关。材料化学专业导论课程教学质量保障系统包括教师工作的规范管理、学生学习的规范管理和施教过程规范管理。成立了材料化学专业导论课程教学团队,上好导论课不仅需要统观专业教学体系,还应通晓专业应用领域,同时还要对专业就业市场有一定的了解,因此,任课教师团队由系主任和两位教授组成。任课教师严格按照教学大纲制定教学进程表。教学大纲中明确了这门课程的性质与任务、课程基本要求、课程内容、教学时数分配,考核方式,教材。教学进程表是严格按照教学大纲分配一学期内16学时课程,每周1个课时的上课内容。所有相关本课程的教学文件每学期进行归档,由教务部门统一管理。学生学习规范包括有学习条件、学习任务、学习要求,有课后作业,接受诚信教育。教师在施教过程中必须遵守学校的一切教学管理规定。

2.课程评价

材料类专业导论论文篇(9)

为了克服传统灌输式、填鸭式教学模式的弊端,积极响应教育部的高校本科生教学模式改革号召,专注于培养动手能力强、理论结合实践、高水平、综合素质的新世纪人才,许多高校的诸多专业课程都在进行教学模式改革。我校材料科学与工程专业为宽口径的大专业,主要培养无机非金属材料方向的毕业生。《复合材料》作为本专业的一门必修课,这门课程涵盖知识点很多,包括聚合物基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料等各个领域的基础知识、制备工艺和实际应用[1]。该课程对于扩大学生的专业知识面、提升学生的专业知识和实践技能具有重要的理论指导作用。针对目前该课程教学中存在的一些问题,本文提出了《复合材料》教学改革的一些方案和措施。

1课程的主要内容和培养目标

《复合材料》是材料科学与工程专业本科生的基础课、必修课,也是本科毕业生从事材料、复合材料等相关工作、科研、工程应用的必备课程。本课程主要讲授常见复合材料的分类、加工制备技术及应用背景,如聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、水泥基复合材料和纳米复合材料等。在毕业设计、科研实践中掌握上述几种复合材料的制备及工艺技术,是材料类专业毕业生能够胜任本专业工作的基础和保障。这门课程的培养目标是理解复合材料的界面优化设计及界面作用机理,掌握复合材料的种类和制备工艺方法。了解复合材料界面及性能测试表征方法,学会分析材料研究和生产中的复合材料如金属基、聚合物基、陶瓷基、水泥基复合材料及纳米复合材料的成分、组织形貌和结构性能,并能够适当的调整配方或改进制备工艺最终实现目标所需的力学性能或特殊功能。

2教学中发现的问题

《复合材料》课程内容繁多,涉及三大类材料金属、无机非金属和聚合物的配方、加工、性能及应用,涉及到大量的增强材料、基体材料制备工艺参数和配方,使得学生难于寻找重点内容,学习起来很难抓住重点,接收效果差。另外,学生也不清晰自己将来所面对的就业方向。因此,很有必要让学生自己动手查阅感兴趣的复合材料及相关产品,增强对某一材料产品及其知名企业的了解。在加深对这门专业课的认识和理解的同时,知道自己感兴趣的行业和就业方向[2-3]。这门课程一般期末考试成绩权重大于80%,平时成绩占的比重很小。因此,学生缺乏主动的学习意识,学生对于琐碎繁杂的知识点理解起来也很吃力,上课时容易产生懈怠的情绪、玩手机、精神溜号等现象。多年的教学经验发现:学生期末时候考前突击,只会应付期末考试,只求分数不求甚解,学生对知识的掌握不扎实、不系统,影响后续课程的学习效果和专业技能的培养。学生虽然经过突击性理论学习,但是仍然缺乏专业的实践、应用能力,不能学以致用。学生往往考完试后再问就什么也答不上来,遇到一些实际应用问题也不能马上想起课本上的理论知识体系。这些现象的根本原因在于学生缺少对知识点所对应的实践、范例的了解。

3《复合材料》课程的教学改革措施

3.1以工业产品、科研信息为导向,加深学生对不同类型复合材料的深入理解

本课程涉及到金属基、聚合物基、陶瓷基、水泥基复合材料及纳米复合材料等理论方面的内容,理论较深奥、知识面广、内容概念复杂,学生在学习过程中会遇到许多问题。在教学中充分考虑到知识面的拓宽和不同复合材料应用之间的相互关系,注重产品应用开发为导向,对复合材料的理论配方、制备工艺、性能要求、开发新产品的思路等方面的进行强化,在保持课程系统性的前提下,对一些次要的偏理论的内容适当删减。着重对近期出现的新型复合材料在结构材料和功能材料领域的应用实例进行介绍。通过引入实际产品和工业化生产问题,促进学生深入理解每种复合材料的基础知识和应用前景[4]。将目前与课程有关的科研动态带入课堂,让课程有足够的吸引力。如讲述通过介绍阻燃电缆护套料配方及工艺让学生深入聚合物基复合材料的加工原理和应用场合;通过介绍现有的锂电池正极材料让学生了解碳基复合材料以及纳米复合材料的应用;还有近期Science、Nature等顶级期刊发表的最新纳米尺度金属的伪弹性、功能材料,碳纳米管、石墨烯的微观尺度研究及其在复合材料、功能材料中的最新应用。这些科研实例的讲解可以激发学生的科研热情,调动学生的学习积极性。

3.2以查找和阅读期刊文献为导向,培养学生的主动学习意识

每一章节都给学生布置一定数量的关键词、主题词,让学生去期刊网或外文电子资源网站查阅相关章节关键词的期刊论文或发明专利,填写文献资料统计表。每个学生都要在课堂讲解文献,学生需要提问互动。通过这种能力培养,加深学生对某一复合材料的了解同时,也锻炼学生的查阅文献能力、阅读能力和课堂表达能力,发挥互动、让更多同学参与到课题讨论中,从兴趣和讨论中掌握复杂的知识点。“学生讲,教师听”的这种新模式可以增加教学互动效果,课堂上适当增加学生汇报文献、专利的内容,可以增进师生的相互交流、相互影响。这种方法可以活跃课堂气氛,加深学生对所学知识的理解,激发学生的创新意识和独立思考能力,显著提高课程的教学效果。培养学生一丝不苟、精益求精的学习和科研精神。

3.3增加学生的课外实训环节,让学生到实验室动

手参与复合材料的设计和制作除了课堂教学以外,还可以以材料生产和应用中的实际问题出发,培养学生的动手实践能力和团队协作意识。增加学生的课外实训环节,培养学生从发现问题、提出问题到解决问题的能力,真正意义摆脱课本的死知识[5]。要求老师到实验室亲自指导,让学生到实验室亲自动手参与某些复合材料的设计制备,要求每组学生实践不少于7个工作日,自己动手完成一个小实验,在课堂上互相交流自己的所学、所做、所感,是如何将文献知识转化为直接的功能或结构材料并实现其应用价值。让学生亲手参与实验设计和制作可以提高学生的主动性,再次回到课堂后能够更深刻听讲,认识到课本上基础知识的重要性。逐渐培养学生从提出问题,到寻找解决问题思路,最终解决问题的能力。实训结束后最终以实验报告形式上交并考核。这种实训环节可以在培养学生的应用技能的同时,培养学生团队协作意识,激发学生的课外学习热情。加强学生对知识的理解,提高对课本知识的应用能力,避免“读死书、死读书”。

4《复合材料》课程的教改考核及预期效果

该课程在增加课堂文献讲解、答辩和课外实训环节后,期末考核时弱化期末考试成绩的比重,侧重上课过程中文献讲解、答辩和课外实训的考核,即增加平时成绩的权重。具体成绩比例可以调整如下:(1)期末考试分数:占考核总成绩的50%。(2)文献调研、讲解、讨论环节分数:每名学生不少于两次文献调研、讲解、讨论,共计占总成绩的30%,其中文献整理情况10%、课堂讲解10%和回答问题10%。加分条件:学生查阅参考文献可以查阅英文文献,考察学生对英文文献的理解,根据实际情况给予加分0.5~1分;课堂讲解文献后能够准确回答课堂老师或同学提出所有问题的学生得满分。(3)课外实训环节分数:两次实验占总成绩的20%,其中两次实训过程中的动手实验及实验报告各占10%。通过在《复合材料》课程教学中增加文献讲解和课外实训环节进行教改,改革后的保守目标是:100%学生能系统掌握查阅期刊文献和发明专利的方法,并且能够读懂科技论文的核心研究思想和理论内涵;90%的学生应能掌握课程重点知识,熟悉课本知识中的某种复合材料的制备方法和应用实例;20%学生能掌握英文期刊文献的查阅能力并且能够读懂英文文献含义,具备书写科研论文的基本素质和功底。上述比例都以学生总数为基数,各部分不互相独立,存在相互重叠。希望通过任课教师和学生的共同努力,最终实现由大学的应试教育到应用型人才培养的转变。

5结语

作为一门材料类专业本科生的必修课,《复合材料》对于增加学生的知识面和了解专业方向具有重要作用。因此,这门课程的学习效果影响毕业生的综合素质和专业技能。作者针对平时教学中的一些问题,如上课死气沉沉,学生玩手机,期末考试突击复习等现象提出了一系列教改方法,主要是增加课堂上的工业产品、科研信息吸引学生的兴趣,增加文献讲解、答辩环节和课后的实训环节来弱化期末考试成绩的权重,这样来督促学生主动学习并且能够活跃课堂互动,通过课外实训环节提高学生的实践技能和对基础知识的应用能力。通过教师和学生的共同努力实现由应试教育到应用型人才培养的转变,进一步提升毕业生的专业技能和综合素质。

参考文献

[1]周曦亚.复合材料[M].北京:化学工业出版社,2005:1-225.

[2]马庆宇.复合材料概论课程教学改革初探[J].石家庄职业技术学院学报,2011,23(4):53-55.

[3]杨继年,丁国新,王周锋,等.《复合材料概论》课程的教学设计与实践[J].广州化工,2015,43(3):167-168.

材料类专业导论论文篇(10)

1 目的意义

《现代工程化学》课程,旨在使学生掌握现代化学的基本知识和理论,了解化学在社会发展和科技进步中的作用,了解化学在其发展过程中与其他学科相互渗透的特色,培养学生用现代化学的观点去观察和分析工程技术上可能遇到的化学问题,并能和化学工作者一起解决,为今后继续学习和工作打下必要的化学基础,也将培养跨世纪建设人才所必备的现代化学素养,所以编写一部适用于电气工程专业本科学生培养特点的《现代工程化学》教材,不仅可以改变学生教师无适用教材使用的困境,实现教与学的便利通畅,更可以完善基础化学教育体系,培养宽厚扎实基础理论的高级人才,尤其针对电力行业中化学知识的应用与化学问题的解决,包括新材料、能源、环境保护等领域提供理论学习平台[1]。

目前电气工程及其自动化学科[2]涉及电力电子技术,计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术,机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科,而化学学科在该专业中一直不受重视,因而导致适用于该专业的化学类教材匮乏。近年来,随着科技的发展,电气设备不断采用新材料,新技术,该专业发展受到化学新材料技术的影响很大,同时该专业学生在电气元件的选用、组装、设备防腐等方面由于化学知识缺乏往往造成制作的器件性能低下,腐蚀严重等情况。我校电气工程及自动化专业实验班开设的本科必修课《现代工程化学》目前处于无适合教材使用的状况,在整体教学过程及学生学习过程中引起诸多不便,经调研国内相关类型及层次的教材有《工程化学基础》和《工程化学》[3—4],但理论内容相对单一,结构层次简单,与电力应用领域联结空白的现实状态,无法满足培养实验班学生的特点要求,而且在教学过程中要不断补充相关无机化学、有机化学、热力学及材料能源发展的知识内容,还要拓展前沿领域研究进展,所以建设适用于电力行业使用的《现代工程化学》特色教材具有迫切性及应用性需求。

2.鲜明特色

《现代工程化学》特色教材建设是针对我校电气工程及自动化专业实验班开设的本科必修课,是高等院校非化学化工类工科专业学生需要学习的一门重要基础课程,是培养全面发展的现代高级工程技术人员和相关管理人才知识结构和综合能力的重要组成部分。本教材从物质的化学组成、化学结构和化学反应基本规律出发,介绍有现实应用价值和潜在应用价值的基础理论和基本知识,密切联系电力行业现代工程技术中遇到的诸如材料的加工与防护、能源的开发与利用、电厂环境保护有关化学问题,了解化学与其他学科间的交叉渗透,其目的主要是帮助学生建立物质变化的观点和能量变化的观点,提高学生的科学素质和创新能力,以利于学生在今后的工作中能有意识地运用化学知识去观察、分析和解决电力行业所涉及的化学问题。本教材将现代化学基本原理与当前迅速发展的材料、能源、环境科学密切联系,同时联结电力行业中化学知识的多方面应用,具有内容简明、联系实际、突出重点的特色,可作为工科高等学校非化工类专业的普通化学课程的教材,此外教材强调化学基础理论的系统性,强化基础结构理论,尤其突出前沿领域应用研究,在编写理念、章节结构和内容安排方面进行全新尝试。

3.具体方案

3.1精选化学基础理论

通过调研及汇总资料文献,项目负责人及项目组成员认真研究本项目,结合电气工程及自动化专业实验班培养方案,确定教材编写大纲,整合无机化学、有机化学、分析化学、物理化学四大基础化学经典理论,如无机化学中物质结构包括原子结构与分子结构理论,有机化学中与能源、材料相关的重要有机物化性理论,分析化学中表征物质材料结构的光谱学内容,物理化学中化学反应规律等,强化理论联系实际,突出工程应用。

3.2汇总电力行业中化学知识的多方面应用

整合电厂仪器分析、电厂化学仪表、电厂水处理、电力用油、电力用煤等多课程实例应用内容结合基础化学理论,通过广泛调研,收集材料,结合电力行业特点,介绍有关电厂水、煤、油、气、汽、废水、仪表、锅炉腐蚀与防护等与化学学科密切相关内容。

3.3化学前沿领域研究进展

以反映新知识、新技术、新工艺和新材料为指导,突出介绍电力行业中最新化学知识理论的应用与化学问题的解决。例如发展低碳智能电网指标体系、电厂化学绿色处理、超导材料应用和输变电系统中化学问题及对策等,同时补充国外电厂中与化学专业有关的技术问题。

3.4复习指导与课后练习

精心总结各章节复习指导纲要,挑选具有代表性习题,巩固理论内容,并配合编写习题答案。

4.创新性

突出联系电力行业中化学理论应用与化学问题的解决,包括新材料、能源、环境保护等领域的实际应用研究,化学前沿领域的精粹概述。针对实验班学生培养特点,完善基础化学理论学习体系,有助于引导学生在较高层面学习化学理论,为学好学活工程化学奠定基础。

5.学生受益情况分析

通过电力行业《现代工程化学》特色教材的编写与建设,首先将改变学生无固定教材上课的现状,利于学生系统学习、预习和复习,更利于教师授课及教学安排。通过对化学基础理论进行整合,添加与电力行业相关的设备、材料、能源、环境等化学知识的应用与联结,有利于培养学生的化学素养和工程意识,将更能够适应国内电力建设的发展需求,有利于学生毕业后参与更多的实际工程、建设项目合作,更好的应用化学理论并解决在电力系统中出现的化学问题,综合培养提高学生的学习视野、信息素养、创新思维和交叉学科融合应用能力。

6.致谢

本论文由东北电力大学 "电力行业《现代工程化学》特色教材建设" 教学改革项目支持,特此感谢。

参考文献

[1] 周立亚. 工程化学课程的性质和教学探讨[J]. 广西大学学报 No.1, 2002

[2] 李孜. 电气工程专业本科教育改革初探[J]. 中国电力教育 No.15 2012

[3] 李海艳. 工程化学课程的教学实践探讨 [J]. 产业与科技论坛 No.11,2011

[4] 樊华,邓健. 工程化学多媒体教学课件的研制与实践[J]. 【摘要】《现代工程化学》是针对我校电气工程专业实验班开设的本科必修课,是高等院校非化学化工类工科专业学生需要学习的一门重要基础课程,本文详尽阐述了《现代工程化学》教材建设的目的意义、鲜明特色、具体方案、创新性及学生受益情况分析。

【关键词】现代工程化学特色教材建设研究

1 目的意义

《现代工程化学》课程,旨在使学生掌握现代化学的基本知识和理论,了解化学在社会发展和科技进步中的作用,了解化学在其发展过程中与其他学科相互渗透的特色,培养学生用现代化学的观点去观察和分析工程技术上可能遇到的化学问题,并能和化学工作者一起解决,为今后继续学习和工作打下必要的化学基础,也将培养跨世纪建设人才所必备的现代化学素养,所以编写一部适用于电气工程专业本科学生培养特点的《现代工程化学》教材,不仅可以改变学生教师无适用教材使用的困境,实现教与学的便利通畅,更可以完善基础化学教育体系,培养宽厚扎实基础理论的高级人才,尤其针对电力行业中化学知识的应用与化学问题的解决,包括新材料、能源、环境保护等领域提供理论学习平台[1]。

目前电气工程及其自动化学科[2]涉及电力电子技术,计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术,机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科,而化学学科在该专业中一直不受重视,因而导致适用于该专业的化学类教材匮乏。近年来,随着科技的发展,电气设备不断采用新材料,新技术,该专业发展受到化学新材料技术的影响很大,同时该专业学生在电气元件的选用、组装、设备防腐等方面由于化学知识缺乏往往造成制作的器件性能低下,腐蚀严重等情况。我校电气工程及自动化专业实验班开设的本科必修课《现代工程化学》目前处于无适合教材使用的状况,在整体教学过程及学生学习过程中引起诸多不便,经调研国内相关类型及层次的教材有《工程化学基础》和《工程化学》[3—4],但理论内容相对单一,结构层次简单,与电力应用领域联结空白的现实状态,无法满足培养实验班学生的特点要求,而且在教学过程中要不断补充相关无机化学、有机化学、热力学及材料能源发展的知识内容,还要拓展前沿领域研究进展,所以建设适用于电力行业使用的《现代工程化学》特色教材具有迫切性及应用性需求。

2.鲜明特色

《现代工程化学》特色教材建设是针对我校电气工程及自动化专业实验班开设的本科必修课,是高等院校非化学化工类工科专业学生需要学习的一门重要基础课程,是培养全面发展的现代高级工程技术人员和相关管理人才知识结构和综合能力的重要组成部分。本教材从物质的化学组成、化学结构和化学反应基本规律出发,介绍有现实应用价值和潜在应用价值的基础理论和基本知识,密切联系电力行业现代工程技术中遇到的诸如材料的加工与防护、能源的开发与利用、电厂环境保护有关化学问题,了解化学与其他学科间的交叉渗透,其目的主要是帮助学生建立物质变化的观点和能量变化的观点,提高学生的科学素质和创新能力,以利于学生在今后的工作中能有意识地运用化学知识去观察、分析和解决电力行业所涉及的化学问题。本教材将现代化学基本原理与当前迅速发展的材料、能源、环境科学密切联系,同时联结电力行业中化学知识的多方面应用,具有内容简明、联系实际、突出重点的特色,可作为工科高等学校非化工类专业的普通化学课程的教材,此外教材强调化学基础理论的系统性,强化基础结构理论,尤其突出前沿领域应用研究,在编写理念、章节结构和内容安排方面进行全新尝试。

3.具体方案

3.1精选化学基础理论

通过调研及汇总资料文献,项目负责人及项目组成员认真研究本项目,结合电气工程及自动化专业实验班培养方案,确定教材编写大纲,整合无机化学、有机化学、分析化学、物理化学四大基础化学经典理论,如无机化学中物质结构包括原子结构与分子结构理论,有机化学中与能源、材料相关的重要有机物化性理论,分析化学中表征物质材料结构的光谱学内容,物理化学中化学反应规律等,强化理论联系实际,突出工程应用。

3.2汇总电力行业中化学知识的多方面应用

整合电厂仪器分析、电厂化学仪表、电厂水处理、电力用油、电力用煤等多课程实例应用内容结合基础化学理论,通过广泛调研,收集材料,结合电力行业特点,介绍有关电厂水、煤、油、气、汽、废水、仪表、锅炉腐蚀与防护等与化学学科密切相关内容。

3.3化学前沿领域研究进展

以反映新知识、新技术、新工艺和新材料为指导,突出介绍电力行业中最新化学知识理论的应用与化学问题的解决。例如发展低碳智能电网指标体系、电厂化学绿色处理、超导材料应用和输变电系统中化学问题及对策等,同时补充国外电厂中与化学专业有关的技术问题。

3.4复习指导与课后练习

精心总结各章节复习指导纲要,挑选具有代表性习题,巩固理论内容,并配合编写习题答案。

4.创新性

突出联系电力行业中化学理论应用与化学问题的解决,包括新材料、能源、环境保护等领域的实际应用研究,化学前沿领域的精粹概述。针对实验班学生培养特点,完善基础化学理论学习体系,有助于引导学生在较高层面学习化学理论,为学好学活工程化学奠定基础。

5.学生受益情况分析

通过电力行业《现代工程化学》特色教材的编写与建设,首先将改变学生无固定教材上课的现状,利于学生系统学习、预习和复习,更利于教师授课及教学安排。通过对化学基础理论进行整合,添加与电力行业相关的设备、材料、能源、环境等化学知识的应用与联结,有利于培养学生的化学素养和工程意识,将更能够适应国内电力建设的发展需求,有利于学生毕业后参与更多的实际工程、建设项目合作,更好的应用化学理论并解决在电力系统中出现的化学问题,综合培养提高学生的学习视野、信息素养、创新思维和交叉学科融合应用能力。

6.致谢

本论文由东北电力大学 "电力行业《现代工程化学》特色教材建设" 教学改革项目支持,特此感谢。

参考文献

[1] 周立亚. 工程化学课程的性质和教学探讨[J]. 广西大学学报 No.1, 2002

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