材料科學(xué)與工程專業(yè)課程設(shè)置對比

摘 要：新材料是現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，各國對新材料人才的培養(yǎng)都給予高度重視，本文對國內(nèi)外高校材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)中的課程設(shè)置進(jìn)行了調(diào)研，從公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課和工程實(shí)踐環(huán)節(jié)4個(gè)方面進(jìn)行對比分析。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)與工程專業(yè)； 課程設(shè)置； 對比

中圖分類號(hào)：G40-059.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2013）10-151-001

信息、生物以及新材料技術(shù)已成為全球經(jīng)濟(jì)增長的主要驅(qū)動(dòng)力，新材料技術(shù)是其他兩個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，各國都將材料人才培養(yǎng)置于重要地位。為了適應(yīng)材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國外對材料科學(xué)與工程教育進(jìn)行了改革[1]，專業(yè)教育向全面素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變，單科教育向建立工程意識(shí)教育轉(zhuǎn)變，建立以“材料學(xué)科共同基礎(chǔ)知識(shí)”即材料制備與加工、組成與結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、使用性能四個(gè)要素及相互關(guān)系作為主要專業(yè)課程的課程體系。我國的材料科學(xué)與工程教育改革也迅速發(fā)展。下面就公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課及工程實(shí)踐環(huán)節(jié)4個(gè)方面對國內(nèi)外材料科學(xué)與工程專業(yè)課程設(shè)置進(jìn)行對比。

一、公共基礎(chǔ)課

國內(nèi)外主要材料專業(yè)的公共基礎(chǔ)課程都包括自然科學(xué)和人文社科，強(qiáng)調(diào)學(xué)科交叉，但學(xué)科比例和覆蓋范圍不同。自然科學(xué)基礎(chǔ)課程，如麻省理工（MIT）要求必修數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和生物，國內(nèi)高校一般必修數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)，化學(xué)不在必修之列的高校較多。國外高校對學(xué)生的人文知識(shí)背景及交叉學(xué)科的相關(guān)知識(shí)要求很高， 很多學(xué)校都安排了大量選修課， 特別是與材料科學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科課程，如與生物、醫(yī)藥、環(huán)境、電子、化工和土木工程等的交叉課程，及與經(jīng)濟(jì)、法律、藝術(shù)、財(cái)務(wù)、管理等人文社科的交叉課程。國內(nèi)的人文社科課程多為馬克思主義基本原理、毛澤東思想和中國特色社會(huì)主義理論、中國近代史、形勢與政策教育、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)等。美國和歐洲將工程教育提到重要地位，而國內(nèi)的工程技術(shù)基礎(chǔ)課程多為計(jì)算機(jī)、機(jī)電和電工電子類。

二、專業(yè)基礎(chǔ)課

國內(nèi)外材料專業(yè)基礎(chǔ)課基本都按材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)設(shè)置。國外一般都讓學(xué)生早接觸專業(yè)基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課所占比例比國內(nèi)大，大多超過50%，同時(shí)與學(xué)科前沿結(jié)合緊密。新生入學(xué)后的第一學(xué)期即安排設(shè)置了專業(yè)基礎(chǔ)課程， 如英國牛津大學(xué)材料系在一年級(jí)新生的課程中安排了“材料的結(jié)構(gòu)”、“材料的性質(zhì)”以及“材料的轉(zhuǎn)變”等材料科學(xué)的核心課程，多倫多大學(xué)的工程學(xué)院在大學(xué)一年級(jí)開設(shè)材料科學(xué)與工程介紹（Introduction toMaterials Science and Engineering）課程。另外國外有一些國內(nèi)幾乎沒有的課程，如洛杉磯加州理工大學(xué)開設(shè)了材料選擇與設(shè)計(jì)課程，該課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的應(yīng)用能力，涉及面廣，該校還有技術(shù)寫作課，主要講授技術(shù)文件類型、文件計(jì)劃、段落和句子結(jié)構(gòu)、說明和參考、論文以及申請書、建議等內(nèi)容，實(shí)用性高。

三、專業(yè)方向課

一般利用傳統(tǒng)學(xué)科優(yōu)勢、地方經(jīng)濟(jì)特色、地方資源特色等設(shè)置專業(yè)，專業(yè)方向課程隨專業(yè)方向設(shè)置。如美國賓夕法尼亞大學(xué)的材料科學(xué)與工程系在納米材料和生物材料領(lǐng)域的研究相當(dāng)出色，在本科生課程設(shè)置中突出了納米材料和生物材料領(lǐng)域的相關(guān)課程及最新研究進(jìn)展，如一年級(jí)安排“納米技術(shù)導(dǎo)論”，二年級(jí)設(shè)置“納米功能材料導(dǎo)論”、“納米材料實(shí)驗(yàn)”、“宏觀/納米材料熱力學(xué)”、“生物材料和結(jié)構(gòu)”，三年級(jí)開設(shè)“納米尺度的材料結(jié)構(gòu)”、“高分子和生物材料”。美國密蘇里大學(xué)羅拉分校以金屬冶金學(xué)和超高溫結(jié)構(gòu)陶瓷研究而著稱，其課程設(shè)置中則充分體現(xiàn)了這一特色。

國內(nèi)如清華大學(xué)、浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)等重點(diǎn)高校的材料學(xué)科整體實(shí)力比較強(qiáng)大，學(xué)科門類比較齊全。某些高校開展特色材料學(xué)科建設(shè)，成效較為顯著，如桂林理工大學(xué)利用廣西在全國具有明顯優(yōu)勢的有色金屬礦產(chǎn)建設(shè)特色金屬材料專業(yè)，專業(yè)課程中突出金屬材料工程專業(yè)和冶金工程的特色。

四、工程實(shí)踐環(huán)節(jié)

進(jìn)入21世紀(jì)，工程技術(shù)人才培養(yǎng)提升到國家戰(zhàn)略的高度。歐洲構(gòu)建并實(shí)施了“歐洲高等工程教育”、“加強(qiáng)歐洲工程教育”、“歐洲工程的教學(xué)與研究”三個(gè)“主題網(wǎng)絡(luò)”，加強(qiáng)工程教育，對歐洲工程教育改革與發(fā)展產(chǎn)生了重要而深遠(yuǎn)的影響[2]。美國出臺(tái)“2020工程師計(jì)劃”，使未來工程學(xué)和工程師教育適應(yīng)新時(shí)期需要，鞏固與提升美國在全球競爭中的優(yōu)勢地位。美國各類工科院校都在積極摸索適合于本校特色的工程教育[3]。中國實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，探索工程人才培養(yǎng)的新機(jī)制，創(chuàng)新培養(yǎng)模式，建設(shè)高水平教師隊(duì)伍，擴(kuò)大對外開放。2013年6月中國加入《華盛頓協(xié)議》，成為該組織第21個(gè)成員，中國工程教育質(zhì)量在一定程度上獲得世界認(rèn)可[4]。

實(shí)驗(yàn)課、認(rèn)知實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)等都屬于實(shí)踐環(huán)節(jié)課程。國內(nèi)高校的公共實(shí)驗(yàn)課限于物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)，而國外著名大學(xué)的公共實(shí)驗(yàn)課涉及學(xué)科寬、數(shù)量多， 如MIT某一學(xué)年共開設(shè)此類實(shí)驗(yàn)課51門，涵蓋理、工、文、法、醫(yī)、經(jīng)、管等眾多學(xué)科。國外的專業(yè)實(shí)驗(yàn)作為單獨(dú)課程開設(shè)，國內(nèi)多為課堂教學(xué)的附屬環(huán)節(jié)。國內(nèi)高校有集中實(shí)踐性教學(xué)，包括專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、專業(yè)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等，在各個(gè)理論教學(xué)階段結(jié)束后進(jìn)行，這樣的缺點(diǎn)是沒有融合到各個(gè)教學(xué)課程中。國外，教師們更多通過教學(xué)過程和實(shí)驗(yàn)課來訓(xùn)練學(xué)生的應(yīng)用能力，如教師帶上模型和材料給學(xué)生們講解，經(jīng)常提問讓學(xué)生思考，安排學(xué)生參加博覽會(huì)，設(shè)置問題，學(xué)生分組收集資料、總結(jié)及報(bào)告。通過訓(xùn)練，學(xué)生對知識(shí)的理解和應(yīng)用逐漸積累，動(dòng)手能力得以提高

*杭州電子科技大學(xué)高等教育研究基金（YB1118）資助

參考文獻(xiàn)：

[1]張為軍，白書欣，吳文健，江大志.材料科學(xué)與工程人才培養(yǎng)方案的改革研究，高等教育研究學(xué)報(bào)，2011，34（3），18-20

[2]孔寒冰.歐美工程教育改革的幾個(gè)動(dòng)向，清華大學(xué)教育研究，2009，30（2），28-32

[3]李曉強(qiáng)，孔寒冰，王沛民.部署新世紀(jì)的工程教育行動(dòng)，高等工程教育研究，2006，（4），14-18

[4]新華網(wǎng)

http：//news.xinhuanet.com/abroad/2013-08/21/c_125217105.htm