突出礦物復(fù)合材料特色建設(shè)地礦類高校材料化學(xué)專業(yè)

張以河，周風(fēng)山

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100083

突出礦物復(fù)合材料特色建設(shè)地礦類高校材料化學(xué)專業(yè)

張以河，周風(fēng)山

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100083

本文介紹了中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）材料化學(xué)專業(yè)的現(xiàn)狀，結(jié)合筆者多年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與科研實(shí)踐，根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況和相關(guān)學(xué)科建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)地礦類高校材料化學(xué)專業(yè)的學(xué)科建設(shè)與發(fā)展提出幾點(diǎn)建議，重點(diǎn)提出要突出礦物復(fù)合材料特色，以培養(yǎng)滿足社會(huì)需求的創(chuàng)新型人才。

礦物復(fù)合材料；材料化學(xué)；專業(yè)建設(shè)

一、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）材料化學(xué)專業(yè)簡(jiǎn)介

材料化學(xué)專業(yè)是目前社會(huì)需求量較大的專業(yè)，主要涉及行業(yè)包括化工、輕工、礦業(yè)、鋼鐵、醫(yī)藥等。為配合科學(xué)發(fā)展步伐，適應(yīng)市場(chǎng)需求，改革開放以來，許多高校開設(shè)了各具特色的材料化學(xué)專業(yè)。

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）材料化學(xué)專業(yè)設(shè)立在材料科學(xué)與工程學(xué)院，于1998年開始招收本科生，十幾年來共培養(yǎng)本科生1200多名。近年來，學(xué)校和學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)高瞻遠(yuǎn)矚，大力引進(jìn)相關(guān)專業(yè)人才，同時(shí)采取鼓勵(lì)在職人員出國(guó)留學(xué)或攻讀博士學(xué)位等措施使師資隊(duì)伍不斷發(fā)展壯大，師資結(jié)構(gòu)逐步合理，教學(xué)科研條件得到顯著改善，逐步形成了以礦物材料和高分子材料為基礎(chǔ)，將礦物材料與有機(jī)高分子材料相結(jié)合的礦物/高分子復(fù)合材料為專業(yè)特色的辦學(xué)格局。

經(jīng)過多年的發(fā)展，材料科學(xué)與工程學(xué)院在專業(yè)建設(shè)方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。但隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技實(shí)力的提升，材料化學(xué)專業(yè)在發(fā)展過程中需適應(yīng)社會(huì)和科技的變革，做出新的定位和調(diào)整，以更好地適應(yīng)學(xué)校建設(shè)地球科學(xué)領(lǐng)域世界一流研究型大學(xué)的辦學(xué)方針。筆者結(jié)合多年從事材料化學(xué)與礦物復(fù)合材料的教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況和相關(guān)學(xué)科的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)材料化學(xué)專業(yè)建設(shè)提出幾點(diǎn)新的思考。

二、明確發(fā)展方向，凝練礦物復(fù)合材料專業(yè)方向

材料化學(xué)是一門綜合型、交叉型學(xué)科，涵蓋了從材料制備到實(shí)際應(yīng)用的各個(gè)環(huán)節(jié)，覆蓋了金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料等眾多材料領(lǐng)域，一所學(xué)校局限于自身資源，很難做到上述材料領(lǐng)域均衡發(fā)展，所以必須明確發(fā)展方向，確定專業(yè)特色，這樣才能在人才培養(yǎng)、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。因此，各個(gè)院校設(shè)立的材料化學(xué)專業(yè)的側(cè)重點(diǎn)也有所不同。一部分是在金屬材料基礎(chǔ)上設(shè)立的，集中于金屬、陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能研究，培養(yǎng)重點(diǎn)在無機(jī)金屬材料方面，如天津大學(xué)、北京科技大學(xué)；另一部分是在高分子材料的基礎(chǔ)上設(shè)立的，集中于高分子材料的結(jié)構(gòu)和性能研究，培養(yǎng)重點(diǎn)為高分子材料方面的人才，如吉林大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等。

我校材料化學(xué)專業(yè)自成立以來主要以礦物巖石材料分析應(yīng)用為主要方向，師資隊(duì)伍、教學(xué)科研條件都圍繞著該方向進(jìn)行建設(shè)。近年來，隨著材料科學(xué)研究領(lǐng)域和手段的不斷廣泛和深入，單一的礦物巖石材料研究已經(jīng)難以滿足社會(huì)需求，影響學(xué)生的就業(yè)率，在一定程度上局限了專業(yè)的發(fā)展。在這樣的背景下，急需進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)大綱和課程改革，尤其在專業(yè)和學(xué)科定位上進(jìn)行調(diào)整和凝練。結(jié)合多年的教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)及當(dāng)前社會(huì)需求，筆者認(rèn)為我校材料化學(xué)專業(yè)應(yīng)以礦物復(fù)合材料為主要方向，以礦物材料為主線，以礦物改性與復(fù)合材料為特色，在師資隊(duì)伍建設(shè)及其他教學(xué)科研配套建設(shè)上著力圍繞這個(gè)方向進(jìn)行，形成有特色的材料化學(xué)專業(yè)，培養(yǎng)出更多適應(yīng)社會(huì)需求的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。

三、面向市場(chǎng)需求，完善課程體系，突出礦物復(fù)合材料特色

為了體現(xiàn)“特色加精品”的辦學(xué)理念，在地礦類高校中發(fā)展材料相關(guān)專業(yè)，必須突出礦物復(fù)合材料特色。礦物巖石作為地球科學(xué)眾多領(lǐng)域中的物質(zhì)基礎(chǔ)，當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)之一就是礦產(chǎn)資源綜合利用。另一方面，在當(dāng)今無機(jī)非金屬材料、金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料共存的時(shí)代，復(fù)合材料是通過對(duì)各類材料優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)而出現(xiàn)的，因而具有強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭和廣闊的應(yīng)用前景，是當(dāng)前發(fā)展最迅速的新材料品種之一。因此，作為新型環(huán)保復(fù)合材料的主要種類，礦物復(fù)合材料近年來越來越受到人們的重視，已成為材料科學(xué)當(dāng)前相當(dāng)活躍的分支，并在抗菌材料、工程塑料、橡膠等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著低碳環(huán)保、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及對(duì)礦物資源高效利用的重視，礦物及其復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)相關(guān)專業(yè)人才的需求也日益迫切。所以，突出礦物復(fù)合材料專業(yè)特色，不僅有利于材料類相關(guān)專業(yè)的發(fā)展，也有利于學(xué)生的就業(yè)和滿足社會(huì)發(fā)展的需求。

我校材料化學(xué)專業(yè)在課程設(shè)置上采取“公共基礎(chǔ)課+專業(yè)基礎(chǔ)課+專業(yè)主干課+實(shí)踐必修課+選修課”的分段組合方式，堅(jiān)持“特色加精品”的辦學(xué)理念，以人為本，以“五強(qiáng)”人才培養(yǎng)為目標(biāo)，培養(yǎng)品德優(yōu)良、基礎(chǔ)厚實(shí)、知識(shí)廣博、專業(yè)精深的高素質(zhì)創(chuàng)新人才。主干課程包括“無機(jī)化學(xué)”、“有機(jī)化學(xué)”、“分析化學(xué)”（含儀器分析）、“物理化學(xué)”、“高分子化學(xué)”、“材料科學(xué)概論”、“工業(yè)礦物與巖石”、“礦物改性與加工”、“材料化學(xué)”、“結(jié)構(gòu)化學(xué)”、“現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)”、“高分子材料基礎(chǔ)”、“復(fù)合材料學(xué)”、“精細(xì)化工基礎(chǔ)”等。逐漸形成了以高分子材料和礦物材料為基礎(chǔ)，突出礦物復(fù)合材料特色，面向礦物改性與加工、塑料、橡膠、復(fù)合材料、應(yīng)用化學(xué)等領(lǐng)域，使學(xué)生有較寬的就業(yè)選擇。近幾年的就業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也表明，專業(yè)方向明確調(diào)整后，就業(yè)率逐年提高。所開設(shè)的“復(fù)合材料學(xué)”、“高分子材料基礎(chǔ)”等專業(yè)課程普遍受到學(xué)生歡迎。

學(xué)校作為培養(yǎng)社會(huì)人才的重要基地，在專業(yè)和學(xué)科設(shè)置方面應(yīng)以市場(chǎng)為導(dǎo)向，在對(duì)部分畢業(yè)生進(jìn)行回訪和座談中了解到，學(xué)校設(shè)置的專業(yè)課程與實(shí)際應(yīng)用還存在一定差距，甚至存在缺失的現(xiàn)象。例如有參加工作的畢業(yè)生反映，許多場(chǎng)合都需要查看和制作工程設(shè)計(jì)圖，而由于我院未開設(shè)該類課程，使得我院畢業(yè)生競(jìng)爭(zhēng)力較弱。因此，有關(guān)教師對(duì)企業(yè)和其他高校進(jìn)行廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，了解市場(chǎng)實(shí)際需求，借鑒兄弟院校的寶貴經(jīng)驗(yàn)，在新的教學(xué)大綱中補(bǔ)充了“工程制圖”等實(shí)用課程，使專業(yè)課程設(shè)置得到完善，不斷提高學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

四、強(qiáng)化師資隊(duì)伍建設(shè)，改善礦物復(fù)合材料教學(xué)條件

師資力量是衡量一個(gè)專業(yè)辦學(xué)實(shí)力的重要指標(biāo)，在確立專業(yè)發(fā)展方向和凝練專業(yè)特色之后，以確定的發(fā)展目標(biāo)為中心，有針對(duì)性地對(duì)師資隊(duì)伍進(jìn)行建設(shè)，從年齡層次、學(xué)歷層次和研究領(lǐng)域等多方面綜合考核，實(shí)現(xiàn)師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)合理化。強(qiáng)化科研團(tuán)隊(duì)（課題組）建設(shè)。根據(jù)專業(yè)和研究方向，積極倡導(dǎo)相關(guān)教職工組建科研團(tuán)隊(duì)，整合人才、經(jīng)費(fèi)等資源，形成良好的教學(xué)和科研互動(dòng)良性循環(huán)的氛圍。在引進(jìn)學(xué)術(shù)水平高、科研能力強(qiáng)的學(xué)科帶頭人及骨干教師基礎(chǔ)上，充分挖掘內(nèi)部資源，注重對(duì)青年教師的培養(yǎng)和指導(dǎo)。青年教師有熱情、有精力、有想法，希望在自己的崗位上做出成績(jī)，但在教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、科研能力上與老教師或具有高級(jí)職稱的教授、博導(dǎo)存在一定差距，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)青年教師在教學(xué)、科研方面的培養(yǎng)和指導(dǎo)，有利于青年教師更快地成長(zhǎng)，從而不斷提升專業(yè)的教學(xué)和科研水平。

在強(qiáng)化師資隊(duì)伍建設(shè)的同時(shí)，應(yīng)不斷改善教學(xué)和科研條件，為廣大師生從事教學(xué)、科研提供便利。配合材料化學(xué)專業(yè)設(shè)置的儀器分析實(shí)驗(yàn)課程的開展與否以及水平如何，對(duì)于能否培養(yǎng)出具有較高理論素養(yǎng)與動(dòng)手能力、尤其是創(chuàng)新意識(shí)的材料化學(xué)專業(yè)本科生具有重要的意義。近年來，材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)室購(gòu)置了大量的先進(jìn)教學(xué)、科研儀器，包括雙螺桿擠出機(jī)、注射機(jī)、反應(yīng)釜、旋轉(zhuǎn)勻膠機(jī)、細(xì)胞超聲粉碎機(jī)、開煉機(jī)、硫化機(jī)等，具備了高分子及礦物復(fù)合材料的制備實(shí)驗(yàn)條件。有傅里葉紅外光譜儀、紫外可見光譜儀、熒光光譜儀等，可以對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征實(shí)驗(yàn)。有粉體接觸角測(cè)定儀、表面張力測(cè)定儀，可以表征復(fù)合材料的表面潤(rùn)濕情況。有萬能試驗(yàn)機(jī)、動(dòng)態(tài)粘彈譜儀，可測(cè)試復(fù)合材料的力學(xué)性能。有熱變形維卡軟化點(diǎn)溫度測(cè)定儀，可表征復(fù)合材料的熱學(xué)性能等。同時(shí)，不斷提高實(shí)驗(yàn)儀器共享率和使用率，大大提高了師生的教學(xué)與科研水平。

五、注重實(shí)踐教學(xué)與科研促進(jìn)，培養(yǎng)礦物復(fù)合材料創(chuàng)新型人才

材料化學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，必須加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。材料專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)無論對(duì)于學(xué)生基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)、基本原理的掌握，還是工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，都具有舉足輕重的作用。通過參與科研實(shí)踐，學(xué)生對(duì)本專業(yè)的前沿技術(shù)和理論研究進(jìn)展可以有更深的認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情和從事研究工作的興趣，幫助他們選擇今后的學(xué)術(shù)發(fā)展方向等。首先，在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面，加大實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器的引進(jìn)，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室和專業(yè)實(shí)驗(yàn)室并舉共建，以保障學(xué)生的學(xué)習(xí)和科研訓(xùn)練需要。第二，在教學(xué)內(nèi)容上，加大開放式實(shí)驗(yàn)比例，減少驗(yàn)證性、模仿性實(shí)驗(yàn)，教師可根據(jù)學(xué)生的興趣確立實(shí)驗(yàn)題目，實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)操作、結(jié)果分析等都由學(xué)生獨(dú)立完成，使學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。第三，鼓勵(lì)、積極引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合老師的科研課題參加課外科技活動(dòng)，充分利用學(xué)校有關(guān)部門的專項(xiàng)資金資助學(xué)生課外科技活動(dòng)，近幾年學(xué)生課外科技活動(dòng)成效顯著。第四，注重實(shí)習(xí)和實(shí)踐性教學(xué)。目前在學(xué)生實(shí)習(xí)上分三部分，分別是認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、精工實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)，每類實(shí)習(xí)各有側(cè)重，由淺入深，通過一系列實(shí)習(xí)，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力上取得了非常好的效果。第五，嚴(yán)格畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是綜合利用專業(yè)知識(shí)，統(tǒng)籌安排課題進(jìn)度的綜合實(shí)踐過程，在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，控制質(zhì)量，全面鍛煉學(xué)生具有較強(qiáng)的科研能力。

綜上所述，材料化學(xué)是一門材料科學(xué)與現(xiàn)代化學(xué)的新興交叉學(xué)科，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和良好的發(fā)展前景。各個(gè)學(xué)校都有自己的專業(yè)特色，作為地礦類高校，我校材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)要貫徹“特色加精品”的辦學(xué)理念，充分利用我校的地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、巖石礦物材料國(guó)家專業(yè)實(shí)驗(yàn)室等地學(xué)優(yōu)勢(shì)平臺(tái)，圍繞著我校建設(shè)地球科學(xué)領(lǐng)域世界一流研究型大學(xué)的辦學(xué)方針，結(jié)合我校的礦物材料優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)，突出礦物復(fù)合材料特色，通過寬口徑、厚基礎(chǔ)的培養(yǎng)模式培養(yǎng)具備較強(qiáng)綜合能力的材料化學(xué)專業(yè)人才，在突出專業(yè)特色的基礎(chǔ)上，積極面對(duì)市場(chǎng)需求，為礦產(chǎn)資源綜合利用、材料科學(xué)、應(yīng)用化學(xué)等領(lǐng)域培養(yǎng)出更多高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才。

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Highlighting the Characteristic of Minerals Composite Materials to Develop Materials Chemistry Major in Geological Universities

ZHANG Yi-he, ZHOU Feng-shan
China University of Geosciences, Beijing 100083, China

The characteristics of the materials chemistry major in China University of Geosciences (Beijing) was briefly introduced.A series of suggestions about the development of the materials chemistry major in geological universities have been proposed based on the practices in teaching and scientific research, as well as the current status and the experiences of other related subjects. It is important to highlight the characteristics of mineral composite materials so as to cultivate creative talents.

mineral composites; materials chemistry; specialty construction

G642

A

1006-9372 （2011）01-0022-03

2011-01-10；

2011-02-20。

張以河，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事資源綜合利用、礦物復(fù)合材料、環(huán)境材料、高分子材料、納米材料等教學(xué)與研究工作。