化学与材料论文汇总十篇

时间:2023-03-24 15:06:39

化学与材料论文

化学与材料论文篇(1)

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.

化学与材料论文篇(2)

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.

化学与材料论文篇(3)

中图分类号:G642.0;G642.3;TB34 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)05-0072-02 华南农业大学材料化学专业的培养目标是立足广东,面向珠江三角洲,培养掌握现代化学与材料学基础的基本理论和研究方法,具备新材料研究和技术开发能力,能在化学、材料科学与工程及其相关领域,从事新材料的设计、检测、研究、开发和管理等工作的高素质复合型人才。无机功能材料是具有特殊电、磁、光、声、热、化学以及生物功能的新型材料,既是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,又在农业、化工和建材等传统产业的改造方面起着重要作用。无机功能材料是华南农业大学材料化学专业的一门重要的专业课程。本文结合教学实际,从教学内容的更新、教学方法的探索和考核方式的改革等方面进行了有益的探索和实践,取得了较好的效果。

一、加强教学内容改革与优化,建立教学新体系

无机功能材料课程内容包括无机材料概论、晶态与非晶态结构、超导材料、压电材料、介电材料、半导体材料、红外材料、光导材料、变色材料、磁性材料、特种玻璃、生物功能材料、多孔材料等内容。在十多年教学中,通过精选教学内容,加强教学内容改革与优化,以“制备—结构—特性—应用”为主线,注重教学内容与学科发展前沿、现代生活和生产实际相结合,体现了授课内容的先进性、趣味性和实用性,提高了学生学习兴趣。

1.教学内容与学科发展前沿结合,体现先进性。紧跟学科发展前沿、瞄准研究热点是更新课堂教学内容的有效途径。在授课过程中,注重从国际和国内学术期刊中获得无机功能材料研究的相关信息,把研究热点与最具代表性的研究成果制成课件,展示给学生,使学生及时了解到最新的前沿知识,接触学术前沿领域,激发学生的求知欲望[1,2]。例如,在讲授压电陶瓷材料时,首先讲授传统的压电陶瓷,以PZT为基的二元系、三元系铅基压电陶瓷的制备、性能以及在国民经济和现代科学技术等方面应用;其次向学生介绍这类压电陶瓷中大量的铅在制备、使用和废弃处理过程中都会污染环境;最后介绍当前无铅压电陶瓷研究进展,包括BaTiO3基、BNT基和铌酸盐系等无铅压电陶瓷。讲授无机超导材料时,先介绍物质磁性的分类、磁性材料种类、特性和应用,再介绍当前磁性材料科学的研究热点——磁性半导体、分子基磁体以及同时具有铁电和铁磁双重性质的磁电复合材料。在讲授无机多孔材料时,介绍2012年发表在《Nature Materials》上的吸附二氧化碳的新材料NOTT-202a的结构、特性和应用前景[3]。通过学科研究前沿知识的讲授,体现了教学内容的先进性。

2.教学内容与现代生活实际结合,体现实用性。无机功能材料在日常生活中应用广泛。在课堂教学中,将教学内容与现代生活实际相结合,提高了学生的兴趣。例如热致变色材料是一种能对外界环境变化产生响应的新型智能材料,其中的无机低温热变色材料具有随温度变化颜色改变的特性,可将在商标、封签和票据上作特殊的标记进行化学防伪,用于冷冻食品、蔬菜和水果等各类食品适宜保存温度的指示,制作热变色家具、茶具和玩具,用于绘画、美术作品和广告中产生一些奇特的效果等[4]。变温磁性材料与家用电饭锅,压电材料与煤气灶和倒车报警器,变色玻璃与太阳镜,气敏陶瓷与煤气报警器,荧光材料与彩色电视机,红外材料与节水龙头,形状记忆合金与儿童矫牙,多孔材料与饮水机,无机纳米抗菌材料与保健鞋垫,超导材料与磁悬浮列车,吸波材料与隐身飞机,泡沫玻璃与新型节能建筑材料等知识的介绍,使学生感受到无机功能材料在生活中无处不在。这种理论联系生活实际的教学,增强理论课的实用性和趣味性。

二、加强教学方法和手段的更新,增强课堂教学效果

1.讲授与讨论相结合。在教师讲授的同时,开展课堂讨论式教学,既可以培养学生学习的主动性和分析问题的能力,又可以培养学生的创造性思维,从而有效地提高课堂教学质量[5,6]。本课程在教学过程中根据选课学生人数安排讨论课次数,采用方式为:首先教师提出若干个课题,如金刚砂的制备、结构和应用,无机超导体的种类、结构和应用,宝石中的化学以及气敏陶瓷的种类、特性和应用等;其次学生自由组合成2~3人小组,查阅文献和制作PPT;最后每个小组推荐一名成员上台讲授。从实施效果来看,这种课堂讨论教学改变了传统的以教师讲授为主和学生被动接受的教学模式,增强了学生学习的主动性,提高了学生查阅文献、PPT制作、语言表达和综合分析问题的能力,促进了教与学之间的互动,活跃了课堂教学气氛。

2.传统授课方式与现代教育手段相结合。将多媒体引入传统的课堂教学,是对传统的教学方式的继承、扬弃和补充,将抽象的知识直观化和形象化,激发了学生的学习兴趣,调动了学生学习的积极性[5]。例如在讲授超导材料时,先让学生观看磁悬浮现象的视频,通过提出问题“为什么磁性圆片在低温下会在金属圆片的上方悬浮起来?”引入讲授内容——超导材料,然后从超导现象,超导特性,超导材料的种类、结构及其在输电、电机、交通运输、微电子、电子计算机、生物工程、医疗和军事等领域应用进行讲授。在讲授发光材料时,先利用中山大学部级精品课程《综合化学实验》网络资源,让学生观看“化学发光材料制备”视频,了解化学发光材料制备过程、结构表征的方法和手段,观察发光现象。在讲授激光材料和压电陶瓷前,播放一段激光雕刻机制作葫芦工艺品和压电陶瓷的有关应用的视频。在讲授激光产生的机理时,采用动画展现“三能级系统”、“四能级系统”、粒子数反转和激光形成的过程。这种讲授与动画和视频的有机结合,收到良好的教学效果。

3.理论教学与实践教学相结合。近几年来,通过以下四个方面的实现理论教学与实践教学的有机结合:(1)设置无机功能材料课程的实验。实验教学是学生创新意识和创新能力培养的重要手段与途径[7],利用华南农业大学省级化学实验教学示范中心的有利条件,开设了溶胶—凝胶法制备纳米BaTiO3陶瓷粉体,微波辐射法合成磷酸锌,稀土发光材料的制备与发光性能等实验项目,提高了学生的实验技能。(2)组织学生参观相关企业。与深圳宝嘉能源有限公司,中山东晨磁性电子制品有限公司,佛山安亿纳米材料有限公司、东莞长发光电科技有限公司和广州台实防水补强有限公司等10余家企业建立了长期的产学研合作关系,通过组织学生参观,了解镍锌软磁铁氧体材料及器件、锂离子电池等无机功能材料的生产工艺和过程,增加了感性认识,加深了对理论知识的理解。(3)鼓励学生参与教师研究课题。近几年来,学生参与教师主持的含氮共轭聚合物与无机半导体杂化光催化剂的设计、制备与催化机理研究,双功能光转换剂的制备及其在棚膜中的应用研究,一维二氧化钛纳米管装载恩诺沙星纳米囊研制及缓释特性研究,季鏻盐类复合抗菌材料的制备和性能等多项省、部级及以上科研项目。学生通过参与教师的科研,了解无机功能材料研究的发展动态,开阔知识视野,增强学习和研究的兴趣。(4)指导学生申报大学生科技创新项目。课外创新活动是培养大学生创新能力的有效途径[8],近几年来,材料化学专业的学生获得了碳纳米管/聚N-异丙基丙烯酰胺智能复合材料的制备与性能研究,橄榄石纳米LiFePO4正极材料的模板法制备及性能研究,稀性二氧化钛纳米管的制备及其对农药降解的研究,水热法制备钬掺杂二氧化钛纳米管及其光催化性能研究,GeS簇/MOFs复合多孔纳米材料可见光催化还原CO2和H2O合成甲醇的研究,金属氧化物改性多孔碳球的制备、表征及其用于直接甲醇燃料电池的研究和竹炭为模板制备纳米钛酸锂负极材料及其性能研究等科技创新项目,增强了学生的创新意识,提高了分析问题和解决问题的能力。

三、加强考核方式的改革,体现考核客观性和公正性

为了体现客观性和和公平性,无机功能材料课程考核采取平时考核和期末考试结合办法。平时成绩占总评成绩的40%,主要考查平时作业、课堂教学参与、小论文撰写、PPT制作和课堂讨论讲授效果等。期末考试成绩总评成60%,题型包括单项选择、不定项选择题、填空题、专业名词英汉互译和简答题。其中前三项主要考核学生对无机功能材料基本知识的掌握情况,后二者考核学生运用知识的能力。

综上所述,通过10多年的探索和实践,无机功能材料的课堂教学取得了良好的效果。从学生评教结果看,2008~2012年得分均92分以上,位居学院专业课前列。学生主持与课程相关的大学生科技创新项目24项,公开发表相关学术论文50余篇,其中SCI和EI收录32篇。在今后的工作中,将不断深化课堂教学改革,加强实践环节教学,使无机功能材料课程的教学在培养适应珠江三角洲经济发展的材料化学方面高素质复合型人才发挥更大作用。

参考文献:

[1]赵北君,朱世富,何知宇,等.“现代材料制备科学与技术”课程教学培养创新意识的尝试[J].高等理科教育,2008,(6):77-79.

[2]王艳荣.《无机材料科学基础》教学实践与改革探讨[J].高教论坛,2007,(2):128-129.

[3]YANG Sihai,LIN Xiang,L.William,et al.A partially interpenetrated metal-organic framework for selective hysteretic sorption of carbon dioxide[J].Nature Materials,2012,11(8):710-716.

[4]王海滨,刘树信,霍冀川.无机热致变色材料的研究及应用进展[J].中国陶瓷,2006,42(4):11-13.

[5]程顺有.实施启发式教学培养学生创新能力——以专业基础课程的“课堂讨论”为例[J].高等理科教育,2004,(3):87-90.

[6]王果.问题讨论式课堂教学法的探索与实践[J].高等农业教育,2008,(2):60-62.

[7]陈德碧,杨帆.应用型人才培养的实验教学改革实践[J].实验科学与技术,2010,8(4):42-43,133.

化学与材料论文篇(4)

在学习高等数学、化学、物理等基础理论知识及相关实验技能的基础上,本专业主要学习材料科学基础、结晶化学、高分子化学、高分子物理、现代材料分析技术、材料研究与测试方法、材料性能学、材料化学、材料工艺学以及材料基础实验、材料化学专业实验等专业基础课和专业课,接受计算机课程模拟及应用,实验技能、信息获取、工程设计、科学研究等方面的技能培训。该课程体系设置使学生既掌握了材料化学方面的扎实宽广的基础理论知识又具备材料专业特长。主要实践性教学环节:包括生产实习、毕业论文等,一般安排10--20周。

材料化学专业就业方向

本专业学生毕业后可在无机材料、高分子材料等材料及相关技术领域从事质量检验、产品开发、生产、教学及技术管理工作。

从事行业:

毕业后主要在石油、新能源、电子技术等行业工作,大致如下:

1、石油/化工/矿产/地质;

2、新能源;

3、电子技术/半导体/集成电路;

4、制药/生物工程;

5、原材料和加工;

6、其他行业;

7、建筑/建材/工程;

8、环保。

从事岗位:

毕业后主要从事研发、工艺、材料工程师等工作,大致如下:

1、研发工程师;

2、工艺工程师;

3、化验员;

4、质检员;

5、材料工程师;

6、销售工程师;

7、技术员;

8、实验员。

1.掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识;

2.掌握材料制备(或合成)、材料加工、材料结构与性能测定及材料应用等方面的基础知识、基本原理和基本实验技能;

3.了解相近专业的一般原理和知识;

4.熟悉国家关于材料科学与工程研究、科技开发及相关产业的政策,国内外知识产权等方面的法律法规;

化学与材料论文篇(5)

材料是人类文明与社会进步的物质基础与先导,是实施可持续发展战略的关键;材料技术是现代高科技与新经济的三大重要组成部分,在以高科技为主要特征的知识经济时代,世界各国在产业政策、科学研究、教育与人才培养等方面都给予了材料科学重点支持、优先发展的政策。随着我国社会经济和科学技术的发展,对材料科学与工程专业人才的知识结构与实践能力提出新的要求,因此,高校材料科学与工程专业人才培养方案需要作出相应的调整,以满足社会经济发展对材料科学与工程专业人才的需求。如何构建满足社会经济发展需求的材料科学与工程专业人才培养体系成为当务之急。

一、材料科学与工程专业人才培养的演变

材料科学与工程教学始于1865年美国Columbia University、英国Sheffield University、Emperical Mining College等设立的矿冶专业,侧重于炼钢、铸铁、冶炼工艺等方面教学,以金属材料为主。20世纪40年代后为适应非金属材料的发展需要,Birmingham、Cambridge等大学开始组建冶金与材料专业,并在教学计划中加入了“广泛材料”基础理论及非金属材料课程。80年代后[1],欧美等国逐渐将材料类人才培养模式统一到材料科学与工程一级学科上来。

新中国成立前,中国的材料教育主要是培养矿冶人才,这一时期材料学科教育的突出特点是不划分专业,教学内容包括采矿、选矿、冶金、材料等内容,是一种宽领域培养模式[2]。新中国成立以后,由于经济建设的需要,按照苏联的培养模式与教学体系,我国的材料教育先后开设了金相、轧钢、金属材料热处理、腐蚀与防护、有色金属冶金及热处理、有色金属及其合金压力加工、粉末冶金物化、高分子材料(含复合材料)等十几个专业[3]。随着经济、社会和科学的发展,材料科学与材料工程之间的界线开始模糊,几大材料之间有了更多的内在联系和共性。复合材料、陶瓷材料、功能材料等新材料的出现和广泛应用,计算机等先进技术的快速推广,都使各方面的创新更加强调基础及横向与纵向的联系。实际上,各类学科越来越相互交叉、渗透、借鉴和移植,从应用上来说,越来越大规模的相互替用、组合已成为客观事实。

面对国际材料科学技术飞速发展、高新技术发展对材料科学与工程人才培养需求的变化、国外材料科学与工程教育的改革,我国材料科学与工程教育改革迅速发展,几乎全国所有设有材料专业的院校均已不同程度地参与了材料科学与工程教育改革,借鉴欧美诸国材料科学与工程教育模式与体系,培养模式由“专业培养”向“学科培养”发展,从狭窄的专业教育向全面的素质教育转变,从钻研狭窄的单科教育向建立工程意识教育转变;同时,吸收欧美国家的“材料学科共同基础知识”作为重要的教学内容,课程设置从学科式课程向整合式课程转变,专业课程从中心地位向载体地位转变,课程内容从以学科发展为中心向以培养学生为中心转变[4,5]。总体来说,我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束,向其他专业甚至其他一级学科渗透,按材料科学与工程一级学科来构建人才培养体系已经成为必然的趋势。

二、人才培养目标设定

材料科学与工程专业本科人才培养的总目标是培养具有优良的思想政治素质、扎实的科学文化基础、良好的身体心理素质,在材料科学与工程学科及相关专业领域比较系统地掌握基础理论、基本知识、基本技能,能够从事材料科学与工程领域的技术研发、装备使用与维护以及管理工作的专业技术人才。

在思想政治方面,要求掌握马克思主义基本原理和相关的人文社会科学知识;具有必备的政治行为和道德行为能力;政治立场坚定,法纪意识牢固,思想品行端正。

在科学文化方面,要求比较系统地掌握自然科学基本理论和公共工具课程知识;具有较强的思维能力、实践能力、表达能力、交往合作能力和获取知识能力;具备良好的科学素养和文化修养。

在专业业务方面,要求系统掌握材料科学与工程基础理论和实验技能;掌握一定的化学、电工、电子、计算机、力学等方面的知识;初步具备从事材料工程及其它相关专业的科学研究、技术开发、工程设计等的实际工作能力;具备较好的专业素养和较强的创新精神。掌握一门外语,能够较熟练地查阅专业外文文献,初步具备应用外语进行交流的能力。

在身体心理方面,要求掌握体育运动的一般知识和心理学的基本知识;具有体育运动的基本技能、良好的心理适应能力;具备良好的健康意识、强健的体魄和健康的心理。

图1课程体系结构图

三、课程教学体系设置

针对人才培养目标设置课程体系,所有课程按照培养阶段分为公共基础课程、学科基础课程和专业课程3个层次,按照修读要求分为必修课程、选修课程、自修课程和讲座课程4种类别。课程体系结构如图1所示:

公共基础课程由政治理论、人文社科与自然科学系列课程组成,约占总课程教学学时数的60%。政治理论系列课程涵盖马列理论、思想道德修养、历史、社会主义理论等,主要培养学生的价值观和方法论;人文社科系列课程由外语、文学、心理学等组成,主要培养学生的外语应用能力与文学修养;自然科学系列课程涵盖数学、物理、生物等,主要培养学员科学方法和思维。

学科基础课程与专业课程主要培养学生的学科基础、工程素养、技能与方法,服务业务岗位的需要,约占总课程教学学时数的40%。学科基础课程可区分为大类(或相关)学科基础课程(电子与计算机系列、力学系列)和专业学科基础课程(化学系列、材料科学系列),其中大类学科基础课程由电工与电路基础、模拟电子技术、自动控制原理、计算机程序设计、计算机硬件技术基础、工程力学等课程组成,主要培养学生掌握相关学科基础理论,拓宽知识面,适应未来岗位转换的需要;专业学科基础课程由无机化学、物理化学、有机化学、高分子化学及物理、材料科学基础、复合材料原理等课程组成,课程设置跨化学与材料两个一级学科,强调化学与材料学科的交叉。

专业课程从材料体系、工艺、性能与分析四个方面组织课程教学,主要包括工程材料学、功能材料学、先进复合材料概论、材料力学性能、材料物理性能、材料工艺学、材料研究方法、材料失效分析等课程,主要培养学生材料的合成与制备、成型与加工、成分与结构分析表征等专业知识与基本技能,了解材料学科发展前沿、趋势及其在装备中的应用。

三、实践教学体系构建

材料科学与工程属于基础学科,但又具有极强的工程实践性,因此,在构建人才培养体系时,既要突出其基础学科的属性,同时要重视工程实践能力的培养。在人才培养体系中,除公共基础课程所涉及的课程实验外,整个专业教学实践环节包括专业实验课程、工程实践与毕业论文。工程实践集中安排在实习工厂进行,一般为2~3周,主要是强化学生对工程实际的认识;毕业论文是学生对学科基础与专业知识的综合运用,安排在第8学期进行。

材料科学与工程专业实验课程教学贯穿整个专业课程学习,其主要目的是通过科学、合理、规范的实验教学体系,培养学生的专业实验技能与动手能力,进而提高学生创新意识和创新能力。实验课程教学区分为3个层次,即基础型实验、综合设计型实验与研究创新型实验,如表1所示。

基础型实验由3门实验课程构成,强调学生材料科学与工程基本知识和基本技能培养。通过将材料科学与工程实验基本操作、实验基本技能的培养与对应的理论课程的衔接,使两者相辅相承,互相促进;通过将材料科学与工程基本操作、基本技能的培养与实际应用相衔接,做到学以致用。

综合设计型实验开设1门实验课程,属于大材料科学与工程意义下不同实验课程之间的大综合。该平台的实验,从制备加工方法训练到性能测试分析和组织结构表征的深化,培养学生的科研能力与工程意识。

研究创新型实验开设1门课程,由多个模块组成,学员选修其中一个模块,实行导师制。目的是让学生在学习了基础性实验和综合性实验后可以自主设计、自主创新地进行新的实验。逐步建立起学生自主学习为中心的实验教学模式,形成自主式、合作式、研究式为主的学习方式。

四、结束语

我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束,按材料科学与工程一级学科来构建人才培养体系已经成为发展趋势。本文针对设定的材料科学与工程专业人才培养目标,科学合理地设置课程教学体系与实践教学体系,体现出重基础、宽口径,注重实践和创新的特色,较好地满足了全面素质教育的要求。但人才培养的改革是一项长期的工作,需要持续不断地创新与实践,才能永保人才培养方案的科学性与时代性。

表1材料科学与工程专业实验教学体系

[参考文献]

[1]材料科学与工程教学指导委员会.材料科学与工程人才培养规格与模式的演变规律[J].教育部高等学校教学指导委员会通讯,2006,(1).

[2]叶宏,田中青,许惠斌.材料科学与工程专业工程应用型人才的培养[J].中国冶金教育,2010,(3).

化学与材料论文篇(6)

关键词 电子科学与技术;电子材料与器件;教学方法

电子材料与器件课程是电子科学技术相关专业的基础性课程,对于学生巩固基础知识和提高专业技能是极为重要的。而提高电子材料与器件课程教学的质量,使课程与社会需求相结合,是高校教师探索的重中之重。笔者承担着我校电子材料与器件课程的教学任务,在总结教学经验的基础上,笔者在教学内容、课程安排和教学形式等方面进行了尝试,并取得了一定的教学成果。

1.电子材料与器件简介

处于电子科学技术产业链前端的电子材料和元器件是众多核心基础产业的重要组成部分,是计算机网络、通讯、数字音频等系统和相关产品发展的基础。电子材料与器件是指在电子技术和微电子技术中使用的材料和器件,包括半导体材料与器件、介电材料与器件、压电与铁电材料、导电金属及其合金材料、磁性材料光电子材料和磁性材料、电磁波屏蔽材料以及其他相关材料与器件。电子材料与器件是现代电子产业和科学技术发展的重要物质基础,同时又是科技领域中技术导向型学科。它涉及到物理化学、电子技术、固体物理学和工艺基础等多学科知识。根据材料的化学性质,可以分为金属电子材料,电子陶瓷,高分子电子、玻璃电介质、气体绝缘介质材料,电感器、绝缘材料、磁性材料、电子五金件、电工陶瓷材料、屏蔽材料、压电晶体材料、电子精细化工材料、电子轻建纺材料、电子锡焊料材料、PCB制作材料、其它电子材料。

2.电子材料与器件课程教学模式

2.1电子材料与器件课程教学形式

电子材料与器件课程既包含电子材料的物理特性和电子器件的工作原理,还包含丰富的电子材料与器件的理论知识,并且与实践应用紧密结合。为了更好的培养学生的时间能力,增强实践意识,达到学以致用的目标。因此,电子材料与器件的课程教学应采取实验教学和理论教学相结合的教学形式,教师安排合理的实验活动,将理论教学与实验教学有机结合,达到学生巩固理论知识、增强实践技能的教学目标。

2.2电子材料与器件教学课时安排

教学采用教材《电子材料与器件原理》。在电子材料与器件教学的课时安排上,该课程作为电子科学与技术专业的核心课程,电子材料与器件课程的总课时应不少于80学时,理论课学时设计应在64学时左右,实验课学时应在16学时左右,任课教师可以根据教学过程中的实际情况增加或减少某一章节的课时安排。

2.3电子材料与器件课程教材选择

在电子材料与器件课程的教材选择方面,由于电子材料与器件是电子科学技术的一部分内容,目前我国关于电子科学技术的参考书籍很多,其中也不乏经典教材,但考虑到本科生对于该课程接触时间段、基础知识薄弱等特点,笔者认为任课教师可以自行编写课件和讲义,以便学生更好的理解教学内容。除此之外,由加拿大萨斯喀彻温大学电气工程系教授、加拿大电子材料与器件首席科学家萨法·卡萨普编写的《电子材料与器件原理(第3版)》也是业界公认的电子材料与器件教学的参考书籍。

3.电子材料与器件课程的理论教学

在新时期素质教育的背景下,电子材料与器件课程的理论教学更侧重于加强学生的实践能力,因此需要对传统的电子科学技术教学中重视原理、定律和规律的模式进行调整,在教学内容的设置方面,为了便于学生更好的理解知识体系,以笔者讲授电子材料与器件理论课程(共80学时)为例,该理论课程共被划分为材料科学的基本概念、固体中的电导和热导、量子物理基础、现代固体理论等四个章节,这四个章节阐述了电子材料与器件涉及的基础理论,内容包括材料科学基础理论、固体中的电导和热导、量子物理基础和现代固体理论,以及对各种功能材料与器件的原理与性能的讨论。另外,在讲授每章内容时,任课教师应注意弱化理论知识,增加实践知识。

4.电子材料与器件课程的实验教学

电子材料与器件的实验教学要与理论教学紧密结合,并重点介绍理论课上讲过的电子材料与器件,实验课程学时不能偏少,开设实在要安排在理论教学完成之后,使学生能够充分将理论知识应用于实践中。在实验开始前,教师要要求学生充分掌握理论知识,实验结束后,学生要写实验报告,使实验切实产生作用,而不是走马观花。在实验课程的设定方面,要尽量避免与其其它验课程的重复,还要确保理论与实践相辅相成,充分利用实验资源。

5.电子材料与器件课程的学生评价体系

素质教育的电子材料与器件课程的学生评价标准应区别于传统的考试评价方式,教师要将学生的平时表现、理论知识掌握、实践能力等纳入对学生的评价体系中。促使学生不再局限于对电子材料与器件规律、定义等知识的僵化掌握,而是将学习重点偏向于实践和应用。这种评价方式的转变,有利于学生积极主动的掌握知识,在实践中巩固理论知识,在理论中深化实践知识,全面提高电子材料与器件的课程教学效率和质量。

电子材料与器件在信息产业的发展与科学技术的研究中的重要性与日俱增。它既是电子科学技术体系专业知识中的重要环节,更为电子科学专业的学生提供了良好的科研基础和就业竞争力。本文通过对电子科学与技术专业特点与电子材料与元器件课程内容的分析,探讨了电子材料和元器件在电子科学专业领域的重要性,笔者还结合自身多年电子科学专业的教学经验,对电子材料与元器件教学的教学形式、课时安排、教材选择进行了新的探索,对电子材料和元器件的理论和实践课程提出了新的意见和建议,以便于提高教学质量,提升学生专业素养。

参考文献

[1]萨法·卡萨普.《电子材料与器件原理(第3版)》.西安交通大学出版社.2009年6月

化学与材料论文篇(7)

“材料科学基础”是研究材料的成分、结构、性能之间的关系及其变化规律的一门基础学科,是材料科学与工程专业一级学科公共主干专业基础课。根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路和1997年国务院学位办颁发的新专业目录,材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料。为此,各相关高校在材料科学与工程专业主干课程“材料科学基础”的教学上都进行了教学改革。暨南大学材料科学与工程专业自2002年设立以来,就依据教育部的要求,将专业培养目标设定为培养“大材料”科学研究与工程技术所需的人才。故“材料科学基础”课程内容设置为介绍三大材料的基础知识,在教学模式、手段及课程配套方面也具有鲜明的特色。本文阐述了暨南大学材料科学与工程系以“奠定学科专业基础,培养学生科学的思维能力”为宗旨,开展“材料科学基础”教学工作的经验和体会。并以此为契机,进一步优化教学内容,探索新的教学模式和教学手段,进一步提高教学质量。

一、课程发展历史、性质与定位

材料是人类文明发展的基石。人类发展的文明史就是按石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代来划分的,可见材料对人类文明进程的重要贡献。与人类使用材料的漫长历史相比,对材料的研究即材料科学的历史比较短暂。19世纪中叶,开始采用金相显微镜研究钢铁,相平衡热力学和统计热力学则为建立材料的相平衡与相变提供了理论基础。20世纪20年代,原子结构和量子力学提供了研究材料微观结构的理论,x射线衍射技术和电子显微技术为探索材料的微观结构提供了手段。20世纪50年代,金属学已初具规模。高校金属材料专业都开设了《金属学》课程。到20世纪60年代,世界经济的腾飞促使陶瓷学和高分子材料学建立,其代表作分别为wg金格瑞的《陶瓷导论》(introduction to ceramics)和pj flory的《高分子化学与物理》(polymer chemistry and physics)。前者,wg金格瑞教授将金属学的原理应用于无机材料的结构、热力学、动力学、相变及性能分析当中,成功地指导了水泥、玻璃和陶瓷材料的生产和科研。而pj flory教授则主要围绕聚合物的合成过程、聚集态结构以及物理、化学等行为特征,阐述了高分子材料的结构及性能。到今天,三大材料的研究相互渗透,研究方法相互借鉴,产生了21世纪的材料科学。

“材料科学基础”着眼于材料基本问题诸如材料的结合键、材料的晶体结构及缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散,材料的塑性变形、材料的亚稳态。从金属材料的基本理论出发,将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起,使学生能把握材料的共性,熟悉材料的个性。本课程横向融合金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基础理论于一炉,纵向则充分利用学生已经学过的基础知识(包括高等数学、普通物理、物理化学、材料力学等),并能连接后续的材料的分析与表征、材料物理、材料加工工艺学等必修课程及高分子材料、无机非金属材料、金属材料等模块的选修课程。

二、教学内容的优化和选择

现代材料工业和技术的发展推动材料从组成、结构和功能的单一化向复合化、一体化发展,使培养大材料、宽专业人才的教学改革迫在眉睫。在此形势下,2002年暨南大学材料科学与工程专业设立并开始招收首届本科学生,确定了《材料科学基础》为专业基础课(必修,72学时,4学分)。本课程内容旨在以物质结构和结构形成为主线将三大固体材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)的基础知识有机结合,构建大材料专业公共性专业基础课教学体系。该课程体系旨在强化对学生重基础的通才教育模式,在教学内容上力求共性教学,突出个性特点。为此。从选择教材着手,优化教学内容,强化基础教学,着重培养学生科学的思维方法、创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力。

目前, “材料科学基础”教材体系可分为两大类。第一类沿袭“金属学”课程的教学内容,增加了少量无机非金属材料、高分子材料和复合材料等内容,往往侧重金属材料。这类教材基本上适合以金属材料为主导的材料科学与工程专业的教学。第二类教材则是在增加非金属材料、高分子材料、复合材料等新材料内容的同时,对该课程的所有内容进行了全新的组合,将它们有机地融入整个教材体系中,形成新的包含各种类型材料的教学体系。由于低年级本科学生的专业知识有限,这类教材在教学中要突出构建整个教学内容的逻辑性和条理性,避免学生掌握了各材料的个性,却忽视了各材料的共性,从而使整个课程陷入一个“材料学概论”的泥潭。为达到突出共性教学的目的,搭建一个合理材料科学与工程的知识平台,根据整个学科的培养方案和教学计划,我们选择上海交通大学出版社出版的面向21世纪新教材《材料科学基础》作为教材,从教学目标出发,该教材最显著的特点是着重于基本概念和基础理论,便于在教学中掌握深度和广度。根据本专业培养目标的要求和培养方案的特点,在确立教材内容、体系与后续课程的相互关联的基础上,在保持课程自身体系的完整性的条件下,兼顾到不同材料的特点及知识体系与要素课程内各个环节之间的逻辑关系,对该教材的内容进行了“扬弃”,将课程教学内容分为三大模块:

1 材料的结构。①微观结构:原子的排列方式、高分子链结构;②结构的完整性:晶体学基础、金属的晶体结构、合金、离子晶体结构规则、共价晶体结构、聚合物的晶态结构;③结构的不完整性:晶体缺陷、表面和界面、非晶态、亚稳态、准晶态。

2 固体中原子及分子的运动。①扩散:菲克第一、第二定律、扩散的热力学分析、扩散原子理论、影响因素;②高分子的分子运动:分子链的运动及其柔顺性、分子的运动方式及影响因素。

3 材料的组织结构变化。①材料的形变和再结晶:单晶和多晶体的塑性变形、回复和再结晶;②相图。单元系相图:凝固、形核和晶体长大;二元系相图:匀晶、共晶和包晶相图、混溶间隙、相图分析;三元系相图:相图基础、三元匀晶和共晶相图。

为了在上述教学内容中力求共性教学,以最大限度地淡化三大材料各自的专业色彩,力求突出共性的内容。例如,相平衡与相图的内容,选择了相律、相平衡热力学理论、一元、两元和三元基本相图类型的阅读等为重点内容,而淡化与此相关的教材中有关金属材料的冶金和铸造

方面的内容。

通过多年的教学实践,上述教学内容的优化既得到了后续课程教师的肯定,又使学生学以致用,达到了奠定学科专业基础、培养科学思维的目的。

三、教学内容组织方式与目的

本课程教学内容的特点是“三多一少”,即叙述性的原理、规律多,需要记忆的概念、定义多,课程内容知识点多。理论计算少。因该课程内容枯燥、抽象,学生感到难学。具体表现在:不能很好地将数学理论应用到材料科学的基础课程、无法判定从而掌握教学内容中的重点、不能将所学的知识点和实际的材料联系起来。所以,我们在教学内容的组织上做了一些探索:

1 突破传统的“一本教科书”的局限性。本课程的教学内容在严格按照教学大纲和教学计划授课的同时,综合多种中文教材、英文教材等,力图做到知识面完整、讲授描述通俗易懂。如针对本专业每年都有数目不等的海外学生的特点,在教学提倡采用台湾晓园出版社出版的《材料科学与工程》作为补充性教材,提升外招学生对学科知识的认同感和认知度。

2 探索课堂教学,有所为,有所不为。课堂讲重点、难点,讲思路,留给学生充分的思考时间和空间,以调动他们的主动性和积极性。对难点和重点内容,尽量举出其应用实例,结合学科前沿知识,使学生知道该原理的用处,听课时不感到抽象、空洞,达到了理论联系实际的目的。而且,对重点和难点内容务必做到举一反三,确保学生能够掌握,以达到以点带面,进而掌握所学知识的目的。

3 注重教学内容的连贯性,连通性,提高学生对所学知识点的融会贯通能力。本课程在教学过程中,提倡预习,并将即将讲授的知识点与所学基础知识点的关联告知学生,使其掌握学习的主动性。对部分关联度高的章节,采用课堂讨论、换位讲授等方法,调动课堂气氛,使学生自觉地运用基础知识解决教学过程中的难点,从而提高他们通晓所学知识点的能力,达到全面提升专业素质和人文素质的目的。例如,在相图的学习中,尝试让学生利用所学的物理、化学知识换位讲授一元相图和二元相图的基础,一方面使他们学会对所学知识点进行归纳和演绎,另一方面提升他们的口头表达、演讲技巧。

4 充分、恰当地采用现代化多媒体教学方法,并辅之以动画,实现图、文、声、像的视听一体化教学。特别是对那些教学难点和需要丰富空间想象力的内容,形象、生动地展示在学生面前,既直观又富动感,可明显提高教学效果。

四、教学方法与教学手段

“材料科学基础”课程内容抽象、概念性强,学生在学习时容易感到枯燥难学。因此,在课堂上应常采用启发式教育,常用提问、问答或引而不发方法,调动学生的积极思维能力。在讲授时使用ppt演示文稿,尽量多用教学模型、挂图、照片和曲线图表等形象化语言。涉及部分教学内容如位错运动等,应结合动画生动地用图像演示给学生,以加深他们对课程内容的理解,提高学习兴趣。对于部分与前期知识关联度高的基本理论如单元相图,组织学生进行课堂讨论(seminar),并以学生发言为主,让他们直接参与教学。对需要运用较多数学知识且理论性较强的内容,如扩散第一、第二定律,应多采用板书推导,加强逻辑性学习。另外,为了提高学生对那些需要有丰富空间想象力的晶体结构、金相组织的转变和识别、位错、位错增殖和缠结过程等知识难点的理解和掌握,将先进的多媒体现代化教学手段引入材料科学基础教学中,并让它们以二维或三维动画形式生动形象地展示在学生面前,弥补传统教学在时间和空间等方面的不足,以提高教学效果。在课外,还可建立qq空间,在群聊中解决课堂中来不及解决的问题,通过师生交流,提高学生探索性自学能力和学习的积极性。

在“宽口径,大平台”培养模式下开展材料科学与工程教学, “材料科学基础”作为专业必修的主干课程,突出共性教学是打好学科专业知识的必备条件。从时代的需要出发,合理选择及组织教学内容、创新教学手段和方法,使其与教学内容相互协调,是构建新时代“材料科学基础”教学体系的关键。今后, “材料科学基础课程”将继续围绕以符合时展、符合教育规律为中心开展课程建设,不断探索和实践,为成功培养宽专业人才奠定基础。

参考文献:

[1]石德珂,材料科学基础[m],北京:机械工业出版社,2003。

[21张联盟等,材料科学基础[m],武汉:武汉理工大学出版社,2004。

[3]刘智恩,材料科学基础[m],西安:西北工业大学出版社,2003。

[4]donald r,askeland,材料科学与工程[上下册)[m]台北:晓园出版社,1989。

[5]william d callister,fundamentals of materials science andengineering[m],北京:化学工业出版社,2004。

[6]胡赓祥等,材料科学基础[m],上海:上海交通大学出版社,2006。

[7]杨雄,材料科学基础-教学大纲和教材的改革与建设[j],科教文汇,2008,(7)。

[8]董兵海等,材料科学基础课程教学模式探讨[j],新课程研究(职业教育),2008,(135):18—20。

[9]齐义辉,韩萍,材料科学基础课程的教学改革与实践[j],辽宁工学院学报,2007,9(2):138—139。

化学与材料论文篇(8)

“材料科学基础”是研究材料的成分、结构、性能之间的关系及其变化规律的一门基础学科,是材料科学与工程专业一级学科公共主干专业基础课。根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路和1997年国务院学位办颁发的新专业目录,材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料。为此,各相关高校在材料科学与工程专业主干课程“材料科学基础”的教学上都进行了教学改革。暨南大学材料科学与工程专业自2002年设立以来,就依据教育部的要求,将专业培养目标设定为培养“大材料”科学研究与工程技术所需的人才。故“材料科学基础”课程内容设置为介绍三大材料的基础知识,在教学模式、手段及课程配套方面也具有鲜明的特色。本文阐述了暨南大学材料科学与工程系以“奠定学科专业基础,培养学生科学的思维能力”为宗旨,开展“材料科学基础”教学工作的经验和体会。并以此为契机,进一步优化教学内容,探索新的教学模式和教学手段,进一步提高教学质量。

一、课程发展历史、性质与定位

材料是人类文明发展的基石。人类发展的文明史就是按石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代来划分的,可见材料对人类文明进程的重要贡献。与人类使用材料的漫长历史相比,对材料的研究即材料科学的历史比较短暂。19世纪中叶,开始采用金相显微镜研究钢铁,相平衡热力学和统计热力学则为建立材料的相平衡与相变提供了理论基础。20世纪20年代,原子结构和量子力学提供了研究材料微观结构的理论,x射线衍射技术和电子显微技术为探索材料的微观结构提供了手段。20世纪50年代,金属学已初具规模。高校金属材料专业都开设了《金属学》课程。到20世纪60年代,世界经济的腾飞促使陶瓷学和高分子材料学建立,其代表作分别为wg金格瑞的《陶瓷导论》(introduction to ceramics)和pj flory的《高分子化学与物理》(polymer chemistry and physics)。前者,wg金格瑞教授将金属学的原理应用于无机材料的结构、热力学、动力学、相变及性能分析当中,成功地指导了水泥、玻璃和陶瓷材料的生产和科研。而pj flory教授则主要围绕聚合物的合成过程、聚集态结构以及物理、化学等行为特征,阐述了高分子材料的结构及性能。到今天,三大材料的研究相互渗透,研究方法相互借鉴,产生了21世纪的材料科学。

“材料科学基础”着眼于材料基本问题诸如材料的结合键、材料的晶体结构及缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散,材料的塑性变形、材料的亚稳态。从金属材料的基本理论出发,将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起,使学生能把握材料的共性,熟悉材料的个性。本课程横向融合金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基础理论于一炉,纵向则充分利用学生已经学过的基础知识(包括高等数学、普通物理、物理化学、材料力学等),并能连接后续的材料的分析与表征、材料物理、材料加工工艺学等必修课程及高分子材料、无机非金属材料、金属材料等模块的选修课程。

二、教学内容的优化和选择

现代材料工业和技术的发展推动材料从组成、结构和功能的单一化向复合化、一体化发展,使培养大材料、宽专业人才的教学改革迫在眉睫。在此形势下,2002年暨南大学材料科学与工程专业设立并开始招收首届本科学生,确定了《材料科学基础》为专业基础课(必修,72学时,4学分)。本课程内容旨在以物质结构和结构形成为主线将三大固体材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)的基础知识有机结合,构建大材料专业公共性专业基础课教学体系。该课程体系旨在强化对学生重基础的通才教育模式,在教学内容上力求共性教学,突出个性特点。为此。从选择教材着手,优化教学内容,强化基础教学,着重培养学生科学的思维方法、创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力。

目前, “材料科学基础”教材体系可分为两大类。第一类沿袭“金属学”课程的教学内容,增加了少量无机非金属材料、高分子材料和复合材料等内容,往往侧重金属材料。这类教材基本上适合以金属材料为主导的材料科学与工程专业的教学。第二类教材则是在增加非金属材料、高分子材料、复合材料等新材料内容的同时,对该课程的所有内容进行了全新的组合,将它们有机地融入整个教材体系中,形成新的包含各种类型材料的教学体系。由于低年级本科学生的专业知识有限,这类教材在教学中要突出构建整个教学内容的逻辑性和条理性,避免学生掌握了各材料的个性,却忽视了各材料的共性,从而使整个课程陷入一个“材料学概论”的泥潭。为达到突出共性教学的目的,搭建一个合理材料科学与工程的知识平台,根据整个学科的培养方案和教学计划,我们选择上海交通大学出版社出版的面向21世纪新教材《材料科学基础》作为教材,从教学目标出发,该教材最显著的特点是着重于基本概念和基础理论,便于在教学中掌握深度和广度。根据本专业培养目标的要求和培养方案的特点,在确立教材内容、体系与后续课程的相互关联的基础上,在保持课程自身体系的完整性的条件下,兼顾到不同材料的特点及知识体系与要素课程内各个环节之间的逻辑关系,对该教材的内容进行了“扬弃”,将课程教学内容分为三大模块:

1 材料的结构。①微观结构:原子的排列方式、高分子链结构;②结构的完整性:晶体学基础、金属的晶体结构、合金、离子晶体结构规则、共价晶体结构、聚合物的晶态结构;③结构的不完整性:晶体缺陷、表面和界面、非晶态、亚稳态、准晶态。

2 固体中原子及分子的运动。①扩散:菲克第一、第二定律、扩散的热力学分析、扩散原子理论、影响因素;②高分子的分子运动:分子链的运动及其柔顺性、分子的运动方式及影响因素。

3 材料的组织结构变化。①材料的形变和再结晶:单晶和多晶体的塑性变形、回复和再结晶;②相图。单元系相图:凝固、形核和晶体长大;二元系相图:匀晶、共晶和包晶相图、混溶间隙、相图分析;三元系相图:相图基础、三元匀晶和共晶相图。

为了在上述教学内容中力求共性教学,以最大限度地淡化三大材料各自的专业色彩,力求突出共性的内容。例如,相平衡与相图的内容,选择了相律、相平衡热力学理论、一元、两元和三元基本相图类型的阅读等为重点内容,而淡化与此相关的教材中有关金属材料的冶金和铸造 

方面的内容。

通过多年的教学实践,上述教学内容的优化既得到了后续课程教师的肯定,又使学生学以致用,达到了奠定学科专业基础、培养科学思维的目的。

三、教学内容组织方式与目的

本课程教学内容的特点是“三多一少”,即叙述性的原理、规律多,需要记忆的概念、定义多,课程内容知识点多。理论计算少。因该课程内容枯燥、抽象,学生感到难学。具体表现在:不能很好地将数学理论应用到材料科学的基础课程、无法判定从而掌握教学内容中的重点、不能将所学的知识点和实际的材料联系起来。所以,我们在教学内容的组织上做了一些探索:

1 突破传统的“一本教科书”的局限性。本课程的教学内容在严格按照教学大纲和教学计划授课的同时,综合多种中文教材、英文教材等,力图做到知识面完整、讲授描述通俗易懂。如针对本专业每年都有数目不等的海外学生的特点,在教学提倡采用台湾晓园出版社出版的《材料科学与工程》作为补充性教材,提升外招学生对学科知识的认同感和认知度。

2 探索课堂教学,有所为,有所不为。课堂讲重点、难点,讲思路,留给学生充分的思考时间和空间,以调动他们的主动性和积极性。对难点和重点内容,尽量举出其应用实例,结合学科前沿知识,使学生知道该原理的用处,听课时不感到抽象、空洞,达到了理论联系实际的目的。而且,对重点和难点内容务必做到举一反三,确保学生能够掌握,以达到以点带面,进而掌握所学知识的目的。

3 注重教学内容的连贯性,连通性,提高学生对所学知识点的融会贯通能力。本课程在教学过程中,提倡预习,并将即将讲授的知识点与所学基础知识点的关联告知学生,使其掌握学习的主动性。对部分关联度高的章节,采用课堂讨论、换位讲授等方法,调动课堂气氛,使学生自觉地运用基础知识解决教学过程中的难点,从而提高他们通晓所学知识点的能力,达到全面提升专业素质和人文素质的目的。例如,在相图的学习中,尝试让学生利用所学的物理、化学知识换位讲授一元相图和二元相图的基础,一方面使他们学会对所学知识点进行归纳和演绎,另一方面提升他们的口头表达、演讲技巧。

4 充分、恰当地采用现代化多媒体教学方法,并辅之以动画,实现图、文、声、像的视听一体化教学。特别是对那些教学难点和需要丰富空间想象力的内容,形象、生动地展示在学生面前,既直观又富动感,可明显提高教学效果。

四、教学方法与教学手段

“材料科学基础”课程内容抽象、概念性强,学生在学习时容易感到枯燥难学。因此,在课堂上应常采用启发式教育,常用提问、问答或引而不发方法,调动学生的积极思维能力。在讲授时使用ppt演示文稿,尽量多用教学模型、挂图、照片和曲线图表等形象化语言。涉及部分教学内容如位错运动等,应结合动画生动地用图像演示给学生,以加深他们对课程内容的理解,提高学习兴趣。对于部分与前期知识关联度高的基本理论如单元相图,组织学生进行课堂讨论(seminar),并以学生发言为主,让他们直接参与教学。对需要运用较多数学知识且理论性较强的内容,如扩散第一、第二定律,应多采用板书推导,加强逻辑性学习。另外,为了提高学生对那些需要有丰富空间想象力的晶体结构、金相组织的转变和识别、位错、位错增殖和缠结过程等知识难点的理解和掌握,将先进的多媒体现代化教学手段引入材料科学基础教学中,并让它们以二维或三维动画形式生动形象地展示在学生面前,弥补传统教学在时间和空间等方面的不足,以提高教学效果。在课外,还可建立qq空间,在群聊中解决课堂中来不及解决的问题,通过师生交流,提高学生探索性自学能力和学习的积极性。

在“宽口径,大平台”培养模式下开展材料科学与工程教学, “材料科学基础”作为专业必修的主干课程,突出共性教学是打好学科专业知识的必备条件。从时代的需要出发,合理选择及组织教学内容、创新教学手段和方法,使其与教学内容相互协调,是构建新时代“材料科学基础”教学体系的关键。今后, “材料科学基础课程”将继续围绕以符合时展、符合教育规律为中心开展课程建设,不断探索和实践,为成功培养宽专业人才奠定基础。

参考文献:

[1]石德珂,材料科学基础[m],北京:机械工业出版社,2003。

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化学与材料论文篇(9)

作文教学中,师生都渴望为新材料作文的延伸范围划定一个边界。只是思维延伸往往具有不可控性:当时觉得可行,过后又发现不可取;不同人有不同标准,边界模糊难达成一致。也就是说,作文写作并兀确凿边界。尽管如此,考生写新材料作文时为保证立意准确,分数可观,却应有一种勿跨过边界的警惕感。树立这种“边界”意识,要求处理作文材料有更清晰、更规范的方法和原则。

结合以上实际情况,我们有必要循着新材料作文延伸、延展的这个线索来斟酌如下问题:如何分析材料阐述的内容,怎样探究材料背后的深意,怎么牵引佐证观点的论据……只有这样,才能有效地、有据地指导学生准确立意,谨慎行文。

一、紧扣材料就事论事,易而较泛

不论是原来的材料作文,还是现在的新材料作文,都具有“缘事而发”的特点。要保证符合题意,最简易的做法便是尽可能针对材料本身就事论事,自然减少了过度引申造成偏题的风险。

那么,就事论事的写法是否符合新材料作文要求呢?细数2014年17道全国高考作文题,其中9道作文题的要求明确提出不脱离(结合)“材料的内容及含意”。“内容”实际上就是材料的表层意思,“含意”才是需要进一步延伸的深层理解。分析这句话可以得到这样的启示:作文可以紧扣材料表层“内容”来写,也可以围绕材料深层“含意”来写,鼓励向材料深处挖掘的同时也并未完全否定讨论材料本身内容。就事论事的写法正是侧重材料的表层内容。

就事论事,顾名思义是剖析事件本身。具体到材料作文,是就材料本身进行评议,发表白己的看法,言之成理,持之有据。例如2013年全国新课标卷Ⅱ作文题,材料为“高中阶段同学关系”调查数据和分析,考生就此发表看法,这恰恰是当年评分标准中所认定的“切合题意”要求;2013年江西卷作文题,以评析材料中所示的“中学生三怕”为主体的作文自然是稳妥切题、不偏不倚;2014年全国新课标卷Ⅱ作文题,作文的主要内容同样可以停留在讨论“游客喂食动物”这一行为;2014年湖南卷,材料讲述“最美乡镇干部”心系人民创造最美风景的故事,作文亦可就此发表看法。应该说,作文的内容聚焦材料本身,这是一种简易的行文方式。

就材料论材料的方式虽然简易,但不能以一制万。这种写法比较适合于以现象、事件、调查数据等为材料的作文题目。就事论事重在一事一议,能够一定程度上体现学生做出价值判断、表达自己立场、分析问题事理、理清道理逻辑的能力。就事论事就是指考生的写作对象必须是试题材料所展示的内容,可有不少作文还是应由实到虚、以小见大,探究材料的深层指向。例如,寓意型和观点型材料本无“事”可言,自然不能就事论事。也就是说,就事论事确实没有普适性。除此之外,就事论事毕竟多是泛泛而谈,停留在对材料的浅层次论述,缺乏对材料进一步的拓展,内容单薄,思想不深。对于部分缺乏思维锻炼的学生不失为一种求稳的行文方式。对于要求更高的学生,则应明确把就事论事的写法作为针对特定材料的短期做法或是考场“头脑短路”时救场的无奈之举。

就事论事作为一种写作方式,同时也是处理新材料作文时慎熏保守的表现。尽管这种写法分值不可能高,但也不能一棍子打死。与之相对,推广、鼓励这种写法也不足取,毕竟从材料到观点所呈现的思想广度和深度也是考场作文考量的重要指标。

二、抽象概括上位概念,拒绝笼统

新材料作文不是随意从某处引用一些文字就可以命题的,其材料一般有较强的指向性,常蕴藏着特定的人生道理和社会话题。相较于可能浮于表面的就事论事,命题人和阅卷者更愿意看到学生能够从材料出发,找到这些有价值的道理和话题,书写有深度的文章。

文章无高下之分,考场作文则有分值之别。考场作文立意见真章、辨高下也不是什么秘密。于是,写好新材料作文必须拓宽、扩展、延伸材料以找到更好的观点:从纷繁的论述中理清主线,从实在的现象中抽取从属话题,从单一的表象中挖掘深意。这是重点也是难点,作文离题的乱象大抵发生在这个环节中。

众多审题方法、延伸路径都在探寻材料的特定指向和作文立意的范围。厘清这些纷繁的审题方法和延伸路径,大抵也是在“抵达”材料的上位概念的过程。所谓上位概念,就是把具体材料的“这一个”推演出的上层“这一类”。具体而言,就是事件属于什么性质,事实属于什么现象,讨论内容属于什么话题等。抽象概括出上位概念,相当于找到了材料讨论的外延,明确了承载的空间,将材料放同了讨论的坐标系。广东省2014高考作文阅卷组组长张玉金教授在分析当年高考作文时就明确指出:“‘含意’可以指上位概念或同一上位概念下的其他同一层次的相似事物。”

其实,我们通俗说的“写到点子上了”中的“点子”指的正是材料的上位概念。学生需把握好这个上位概念,才能获得进一步联系现实或者自身阅历的自。2013年重庆卷作文材料是:大豆难以引起食欲,且会使肠胃胀气。人们将其变为豆腐,易于吸收,可供烹饪多种美食。材料内容简单而模糊,不少学生难以下笔。其实,只需抓住大豆成为豆腐这一过程的上位概念即可,那就是变(变化、变形、转化)。当然,近几年的作文题日也凸显出对思辨性的考查。于是,不少材料的上层概念就不那么单一纯粹,而是具有浓厚的思辨色彩。2014年广东卷描述了这样的困境:黑白胶片时代照片少却常引起人们深情同忆,数码时代照片多却稀释了感情。这也直指“科技与生活方式”或“科技发展与人的情感体验”的纠葛。上位概念并非玄而又玄的说法。有时为了减轻审题难度和引导学生思维,上位概念就直接出现在材料中,也就是我们通常说的关键词。

概括出材料的上位概念,自然就不是流于表层,而是有深挖意识,应该是一种谨慎规范的延伸。至于怎样围绕上位概念来写,自然还要看功力。从学生的写作实践来看,学生即便具备了由实到虚、由个到类、由表层到深层的延伸意识,却仍然会出现失误。特别是从概括材料得到一个普遍的道理后笼统论述,不着边际。合理延伸新材料作文,是要在上位概念统摄下,不任意拔高,不笼统论述。总结起来,还有几点需要注意:一是同归材料,不宜转移。材料的上位概念囊括了材料,但毕竟包括了其他内涵。如果没有精确把握,则可能在论述中发生偏差。例如一则讲述“古村落消失和保护”的材料,可以从“保护古村落”这种行动推向“保护传统文化”这类现象。只是有些学生从我们应该保护民族的根本――传统文化,转向论述“人不能忘本”,这其实就是概念把握不准,存在偷换概念或视点转移。二是谨防空泛,不宜扩大。从材料中得出观点,行文围绕观点展开,这是一般的做法。问题在于,有些观点和话题过于宽泛,不接地气,不免丢失了材料的个性。2013年广东作文题就容易出现这个问题,富翁捐助自然是帮助的一种体现,但立意不能扩大到“帮助”层面,例如扶老人过马路,帮爸妈做家务,借同学一支笔等帮助举动,离材料就很远了。三是避免空泛,莫写话题式。材料作文与话题作文之所以不同,就在于材料不仅是一个引子,还是作文的隐线。在写新材料作文时,还采用话题作文的贴标签式写法,是忽略了材料的整体内容,是对材料的断章取义。2014年全国新课标卷Ⅱ,以“禁止喂食野生动物”的禁令为起点讨论“规则”这一话题,基本上是符合题意的,但就“禁令”论“规则”,没有触及材料所描述的人因喜欢而喂食这种“情(喜欢)与理(规则)”的两难,多少有些遗憾。

三、类比迁移同层事物,追求神似

对材料进行延伸,就是在“含意”层面进行加工。延伸时,可以纵向深挖,抽象概括上位概念,那么,也可以横向拓展,类比迁移同类事物。所谓类比迁移,是指在审题时恰当地推理、引申,得出合理的立意方向;也指相似联想或相反联想,生成丰富素材支撑观点,充实文章内容。类比迁移的过程,是由此及彼,由物到人,由单一到丰富,由简单到充分,由材料到现实,实现了材料平面剑立体的塑造。原材料的“所指”意图不能改变,考生只能在此基础上延伸…能纳入总轨道的“能指”联想,追求神似的类比迁移就是其中的关键一步。

化学与材料论文篇(10)

随着高中课程改革的逐步深入,我国许多地区的历史考试,融入课程改革的新理念,设计了基于材料的历史论文题(或称材料论证写作题)。该题型在测量内容上,强调的是历史课程知识而不是教材知识;在考核目标上,立足历史思维能力而不是史实的简单记忆,希望以测量内容、目标与形式的变化来推动高中历史课程改革的深化。但是,受各种条件的制约,一些题目的考查功能没有得到充分发掘,命题从实践经验到技术理论都需要进一步提升。本文希望通过探讨国外先进地区的试题命制,借鉴命题思想方法,以期焕发我国历史材料论文题的活力,使历史测量题型不断推陈出新。

美国AP(Advanced Placement)课程是大学前置课程,课程的主要对象是一些学有余力的高中学生,他们学习AP课程,并通过AP测试,AP测试的学分可以折抵大学课程的学分。AP世界历史课程内容涵盖各大洲,主要关注五个主题:人类与环境的相互影响;文化的发展与影响;国家的构建、扩张和冲突;经济系统的创建、发展与影响;社会结构的发展与演变。其试卷结构如表1:

从表格和相关资料看,美国AP历史测试中论文写作占有重要地位,其写作题型之一的材料论文题更是颇具特色。论文题基本由情境和写作设问两大部分构成,试题情境可以是文字、图表在内的各种与历史有关的一手或二手资料,也可以是模拟性的视角描述,而论文设问规定了写作的方向、范围和要求,写作的角度基本由情境与考查目标而定。一般地,历史材料论文题的考查目标覆盖记忆、理解、应用三个层次,重心则偏向于考生的历史创造性思维。请看下面一道AP测试的世界历史试题。①

例题:运用材料,分析19世纪80年代到20世纪30年代,日本和印度在棉纺织业工业化进程中的异同。请补充一条材料,并说明该材料对论述棉纺织业工业化这一论题的价值。

材料一:印度棉纱和棉布的产量

――来自英国殖民当局的数据

材料二:日本棉纱产量(包括手工和机器生产)

――来自日本内阁统计部门的数据

材料三:早上,天还没有亮,我们就在亮着灯的工厂里上班直到晚上。下班后,我们几乎没有力气站起来。晚上,我们工作到很晚,她们偶尔会给我们一个甘薯。然后,我们还得清洗,弄好头发等等。那时候大概都11点了。即使在冬天,也没有暖气,为了取暖,我们不得不挤在一起睡觉。第一年我们是没有工资的,第二年我的父母会拿到35日元,接下来会有50日元。

我上班不久,我的妹妹阿希也到这家工厂上班。我想她大概工作2年,就病倒在床。那时候工厂里大约有30个人生病。那些已经确诊为肺病的人立刻被遣送回家。每个人都害怕肺结核,没有人靠近这样的病人。阿希也被送回家了,很快就死了。她才13岁,她当时决心成为一个能拿100日元一年的工人,让我们的妈妈高兴。当她面色苍白地离开工厂时,我永远不能忘记她的眼睛。

――来自两个女工对她们少女时代

在日本纺织厂工作的回忆,约1900年

材料四:一个工厂女工挣的钱常常比一个农民的全年收入都高。对于这些农村家庭来说,女孩是收入的重要来源。这一时期,贫穷的农民要把60%的收成上交给地主。因此,这些穷苦的农民只能把拌着野草的米饭当做食物。他们仅有的救济就靠那些去工厂上班的女孩。

――来自一个日本僧人的叙述,约1900年

材料五:那些低廉的工人从哪里来?他们全都来自农村,来自于那些耕种自己的或者租种的土地但有剩余劳动力的家庭。他们来到城市,来到工业区成为工厂工人。农田上的收入提供家庭所需,维持父母兄弟姐妹的生计。那些受雇于工厂的人与家庭没有多少联系,他所要做的就是挣足够的钱养活自己。那就是为什么工人的工资很低。这说明农业对我们国家商业和工业的发展是一支多么重要的力量。

――来自日本实业家鹤见俊辅,约1900年

材料六:在过去的几十年里,由于机器生产的竞争,整个国家手工织布工业迅速下降。尽管许多人仍然穿着用手纺机织出的布做成的衣服,但很多手工织布者已经丢弃了他们的手纺机。

当地纺织业把它们的存在、发展、成长归因于那些有进取精神的本国银行家和投资者,作为股东、投资者、金融家,他们向纺织业投入了大量的资本。

――来自印度经济学家拉达卡玛・慕克吉

《印度经济学基础》,1916年

材料七:女性纺织工人百分比

――来自论文“日本的工业化与妇女状况”

1973年

材料八:日本日贸棉纺织厂图片(图片略)

――来自20世纪20年代的一部官方公司历史

材料九:大部分棉纺织厂工人来自于小农、村庄的农业工人和失业的手纺织工。他们居住在租来的小屋里,一个工人通常会在一个工厂里工作不到两年。工资很低,在过去的几十年里没有明显改变。

――来自印度英国皇家劳工委员会的报告

加尔各答,1935年

材料十:印度纺织厂图片(图片略)

――来自纺织业主协会国际联盟英国官员

阿尔诺・皮尔斯的关于“印度纺织业报告”

1935年

这道试题让我们感受到AP历史材料论文题所给的材料丰富,阅读量非常大。例题中呈现了数据表格、图片、回忆录、调查报告等多种形式的材料,这些材料阅读上并无太大障碍,但要把材料中的有效信息提取出来并合理地运用到论文写作中,并非易事。此外,材料论文题考查的结论大都是开放的,考生很难从教材和提供的材料中找到现成的答案,这导致材料论文题“与普遍流行的材料解析题的设问不同,这种将材料解析与撰写小文章结合起来的设计尝试,有助于鼓励学生自选角度来分析历史,利于考查学生的综合素质。”①

AP历史考试的材料论文题,不仅有利于命题者抓住重点内容,考查学生的理解、应用能力,而且有利于评估题目的难度和区分度,弥补其他题型在考查功能上的不足。结合上述例题和相关资料,我们对历史材料论文题的测量功能,可以得出以下五点认识:

1.考查知识学习的深度

从测量和教育理论上看,材料论文题考查历史知识学习的深度,既是指兼顾命题评价的可操作性、史学方法及考生的思维开放与心理水平,提高考查记忆水平的效度;又是指考生建构知识的发散性思维和创造能力,考查较高层次的理解和应用能力,使题目的难度、区分度以及考生能力呈现收到良好的测评效果。从美国AP试题中,我们可以发现,材料论文题考查知识学习的深度主要表现在三个方面:一是所选取的材料丰富、来源广泛,为考生对论题进行深入分析提供了有效平台。二是所学知识和所给材料在答题中不仅是被引用、转述、复述的对象,而是用来理解并说明问题的;考生要对一些材料要进行批判性的阅读,关注材料所反映的问题、作者的观点与立场,揭示材料是否存在“价值偏见”。也就是说,考生只有在客观、深刻地理解材料的基础上,方能为写作奠定基础。三是围绕所给材料确定一个合适的论题,而不是漫天撒网的泛泛而谈。写作应该紧扣所确定的主题,充分挖掘材料中的有用信息,进行全方位、多视角、深层次的分析论证,从而达到对论述主题的深度理解和认识。正如建构主义所认为的那样,当考生对当前学习内容所反映的事物的内在结构(如性质、规律)及该事物的外部结构(即与其它事物之间的内在联系)达到较深刻的理解时,考生才能真正掌握学习材料的内涵,从而把握历史知识的实质。

2.考查历史认知的过程

传统的历史考试题型主要考查历史知识的固定结论,学生自然也死记教材的结论。历史材料论文题的考查要求则不同,它要求考生由浅入深地理解材料(获取有效信息),提炼材料中所隐含的历史主题,运用基本的阐释、说明、反驳等史学方法作出较为完整的论证。这种考查要求再现了知识的认知过程,凸显了“过程与方法”。为了引导考生展现历史知识的认知过程,论文往往以某一线索或主题为线轴,形成材料背景,提供开放性的论题,要求考生观点明确,史论结合地论证问题,并得出自己的个性理解和思考,其考查目标集中于考生对已学知识的理解、论证与再创造。在这一认知过程中,融入了探究性学习的思维,即:从已知信息中发现问题――拟定议题――提出解决问题的思路――在已有知识材料中收集查证――论述结论。该思维过程完整地再现了考生认知历史的心路,展现了“过程与方法”考核特色。

3.测量凸显人本的复杂思考

人本主义认为,学习过程“应是学生获得相应学习方法、促进其健全人格形成的过程。”②从美国AP历史题看,考生在作答时,提炼论题、组合材料、理解和运用材料中的观点进行论证,展现了考生对试题的思考过程,这种思考过程以论文形式呈现,真实地再现了考生的思维品质,自然渗入了人本精神。美国AP测试历史材料论文题,往往从人类物质文明、制度文明和精神文明等视角出发,选取有史学意义和教育价值的主题,挖掘人本主义的内涵,对历史知识进行重新整合,试题蕴含的人本精神主要有:关注社会发展中的热点及历史学界争论的话题,以命题反映热点,让考生分析争论性“话题”,从不同的角度考察各种情况,倡导多角度、多视角论述问题,审视人本精神的价值,思考当时人们是如何去应对历史难题的;命题还不断引进新鲜的史学观念,倡导考生“同情”地理解问题,关注普通大众的感受和个体体验,而不是高高在上地排斥生活。在这一过程中,试题设计者补充并挑战传统的史学观念,修正旧有的历史观念,重新审视“发展”的定义;此外,陶冶学生道德情操,养成以热爱生命为核心的生活精神,对人类文明发展具有责任感和使命感,也是其命题创新追求之一。

4.测量注重学科思维能力的考量

AP历史材料论文题注重历史学科的思维测量,尤其是高层次的思维能力,主要表现在两个方面:一是试题提供的材料丰富,考查了考生多层次、多角度综合分析历史问题的能力。从上述试题材料来源看,有来自英国殖民者和日本官方的统计数据,也有来自民间普通女工的真实回忆和日本僧人的所见所闻;有来自学者、经济学家的研究成果,也有实业家自身的见解;不仅如此,试题还要求考生额外补充一条材料,以充分论证主题。这些材料开阔了考生的视野,使考生洞察历史人物在决策时所面临的复杂环境,全面认识历史事件产生的复杂背景和历史事件中不同群体的真切感受。

二是从AP历史材料论文题的写作要求看,其测量目标归纳起来有三点:(1)正确理解和合理使用材料;(2)有效整合和分析材料;(3)依据材料进行合理的论证、评价和创作。这些考核目标体现了历史学科的高层次思维能力测量。AP历史材料论文题,在理解材料观点的基础上,既着力于求证思维的考查,对历史教材知识和史学观念、基本方法进行整合,然后分析、说明或驳斥一定材料下的某种历史观点;又不断突破求证思维的框架,考查考生发散型思维,在相对开放的条件下,要求考生提出自己对历史文明的个性理解。因此,材料论文题可以真实地展现考生甄别史料、理解和运用、分析和评价等高层次历史思维能力。此外,历史材料论文题要求考生领会与主题有关的文字、图表等史料,以通顺的文字、条理清晰的层次、合乎逻辑的结构,灵活运用历史知识、史学观念和历史研究方法来评价、论证问题。这种呈现方式也是测量高层次思维能力的有效途径之一,反映了考生的学科素养和水平。

5.测量关注评分规则的调控策略

材料论文题能否测量出考生的真实学业水平,除试题本身的影响外,评分标准也是一个关键因素,科学合理的评分标准可以客观地考量出考生的思维能力水平,不仅如此,评分标准还直接影响到考试成绩, 进而影响评价试题的难度、区分度、效度等各项测量指标。

美国AP历史材料论文题的评分标准是基于历史基本技能的核心要素评分,主要样式参见表2:

从AP测试历史科材料论文题试题结构和测量功能看,历史材料论文题的评分标准,主要由论题、材料讨论、材料理解、材料运用和语言组织等多方面要素构成,这些评分要素是考生需要展现的基本历史技能。评分标准中有两大类:基本分和附加分,以此来区分考生的历史技能水平。透过AP测试,材料论文题的评分标准可以从论题、观点、史实、结构、文字等方面去规划,并分层次评价判分。结合表2信息,可以设计出如表3的评分构想。

从表3看,考生能够利用试题提供材料以外的知识来完成论文写作,算是其特长的发挥,应该判给附加分。上述评分量规的要素,是根据分析材料所必须考虑的历史技能来设计的。这一评分方法的一个显著特点是,没有具体的知识点来呈现试题的答案,而是以写作题需要的历史技能作为评价的要素。这显然与在评卷中经常使用的采分点给分不同。论文题的评分基本理念,应该是没有唯一的正确答案。因此,评卷教师可以根据特定的评分量规,弹性地评估考生的答题。

随着学生主体性教育理念的凸显,关于学生怎样学习的研究取得了重大进展,围绕怎样运用测量评价尽可能多地抓住学生的学习表现,已成为当前国内外教育测量领域的研究热点和难点问题。从国外历史考试测量的经验看,我国历史考试的论文题研制可结合下列三个方面进行理性思考:

1.测量目标切实可行,写作设问注重开放

论文题测量目标的具体明确、易于操作,体现了评价目标的层次性和序列化原则。新课程提倡的三维目标落实到具体的试题研制中,究竟应该如何合理地、有层次地进行分解,为测量提供切实可行的指引,这是我国考试命题首要回答的问题。从国外经验看,测量目标的层次化可以用图表来示意,具体内容见表4。

从表4信息看,历史测量目标是依据课程目标而确定的,由课标而来的测量目标具有抽象的概念性和高度的概括性,必须进行定量性转化表述,并界定具体行为,形成历史笔试考查的可操作目标与要求。所以,清晰化的测量目标是历史考试必备的。有了明确、清晰的测量目标,考生作为被测量对象,其价值的追求与实现,在很大程度上要依赖于试题的开发。一旦论文题以单一的、统一的价值标准去要求考生,考生就会“不合时宜”地顺应要求。所以,论文题评价主要体现在测量价值观的开放、试题内容的开放和答题过程的开放。当论文题营造出体现价值尊重的考查氛围中时,考生才会乐于参与评价的过程,受益于考试评价的结果,进而不断促进自己的进步。

2.命题路径科学合理,价值诉求渗透对话

在论文题的研制中,设问的谋划、问题的制定,并不是一项简单的工作。国内外的经验表明,命题必须符合科学要求的基本程序和条件,建立在一定条件的材料之上,才有助于考生展现测量目标所要求的各项能力。材料论文题不仅要具备设计的具体条件,还要在考查价值上追求“理解与对话”,试题考查考生的知识与能力的同时,还要渗透对科学素养的考查,激发考生学习历史的兴趣,培养实事求是的科学态度,形成正确的价值观,促进“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”三维目标的实现。

由此,命题路径与条件的逻辑关系形成了“命题指导思想”“历史学科能力”与“历史知识内容”的一个三维体系。这种逻辑关系中渗入了“理解与对话”。“命题指导思想”是指对理论联系实际的对话;“学科能力”是对高校选拔人才的理解;“知识内容”是对历史在生产、生活等方面应用的反映。理解与对话的根本目的,是为了能够更好地促进考生综合表现的改进与发展。考生作为测量活动的主要利益相关者,可参与到试题解密后的评估中,对“理解”的表达与分享,是需要通过“答题”来实现的。论文题变革的过程,需要有“理解”的彰显,以此作为研究的起点,测评主体、客体双方的心理要求。

3.测量理论联系实践,技术创新海纳百川

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