材料科學(xué)與工程專業(yè)核心課程群建設(shè)探究

曾冬梅　陳飛　馮文然　張婷　鄒敏敏　萬漢城

摘要：材料科學(xué)與工程專業(yè)核心課程群采用“材料科學(xué)四面體”的研究分析方法，構(gòu)建專業(yè)核心課程群。按照“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的教學(xué)指導(dǎo)思想，合理的進(jìn)行課程整合與合并，循序漸進(jìn)地構(gòu)建專業(yè)知識群。設(shè)置《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《材料性能學(xué)》、《材料研究方法》、《材料制備與加工》和《金屬學(xué)與熱處理》五門課程作為材料科學(xué)與工程專業(yè)核心課程群。專業(yè)核心課程群之間緊密銜接、相互支撐、有序融合，充分體現(xiàn)了材料科學(xué)與工程專業(yè)中材料設(shè)計分析能力培養(yǎng)的過程。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)與工程；核心課程群；材料科學(xué)四面體

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）04-0185-02

一、引言

中國正處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)型時期，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型必然帶來人才資源需求結(jié)構(gòu)和技術(shù)結(jié)構(gòu)的變化。新材料是新能源、信息技術(shù)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)，也是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)與支撐。近幾年來，全國材料類專業(yè)每年培養(yǎng)的高校畢業(yè)生的數(shù)量也在急劇增加，為了讓畢業(yè)生在大材料寬泛的研究領(lǐng)域中突出特色培養(yǎng)方向，凸顯不同學(xué)校學(xué)生的專業(yè)能力，進(jìn)行培養(yǎng)方案修訂，深入展開核心課程群建設(shè)，無疑是一條對學(xué)生進(jìn)行素質(zhì)教育的捷徑。同時，在教學(xué)資源有限的現(xiàn)實條件下，高校推行本科專業(yè)核心課程教學(xué)制度，實施本科專業(yè)核心課程質(zhì)量考核，也是有效提高教學(xué)質(zhì)量、切合學(xué)生與社會需要的可行策略。

所謂專業(yè)核心課程，指充分體現(xiàn)該專業(yè)的專業(yè)屬性，鮮明體現(xiàn)該專業(yè)的學(xué)科特點，集中顯示該專業(yè)存在價值的課程。專業(yè)核心課程的設(shè)置和教學(xué)效果的品質(zhì)，對學(xué)生畢業(yè)后能否可持續(xù)發(fā)展影響深遠(yuǎn)。

北京石油化工學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)為確保教育教學(xué)質(zhì)量、造就高素質(zhì)的學(xué)科專業(yè)人才，根據(jù)材料科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮課程間知識的融通和銜接，在確保學(xué)生有扎實的基礎(chǔ)和科學(xué)的知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程體系進(jìn)行了大膽整合，著手核心課程群的建設(shè)。

二、材料科學(xué)與工程專業(yè)核心課程的設(shè)置

北京石油化工學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生主要從事金屬材料與表面工程、功能材料、復(fù)合材料相關(guān)的材料應(yīng)用、材料制備工藝與設(shè)備的研究設(shè)計、材料科研和生產(chǎn)管理等行業(yè)的工作。專業(yè)核心課程主要是根據(jù)人才的市場需求，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)核心競爭力，學(xué)生通過此類課程的學(xué)習(xí)，掌握走向社會所必需的素質(zhì)與能力。在與多名專家共同討論的基礎(chǔ)上，我們發(fā)現(xiàn)，專業(yè)核心課程不能太多，多了就起不到核心課程的作用了。在專業(yè)核心課程建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)上，只能選取最能代表專業(yè)的課程。因此，材料科學(xué)與工程專業(yè)選擇《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《材料性能學(xué)》、《材料研究方法》、《材料制備與加工》和《金屬學(xué)與熱處理》這五門課程作為我們的專業(yè)核心課程群。

三、材料科學(xué)與工程專業(yè)核心課程群建設(shè)的特點

（一）以材料科學(xué)四面體為模型，構(gòu)建專業(yè)核心課程群

材料科學(xué)與工程是研究材料的制備或加工工藝、材料的微觀結(jié)構(gòu)與材料宏觀性能三者之間相互關(guān)系的科學(xué)。強調(diào)材料的共性、材料之間的內(nèi)在聯(lián)系和相互借鑒，以及材料的結(jié)構(gòu)—性能—制備—使用效能四要素之間的協(xié)調(diào)配合。

“材料科學(xué)四面體”是研究材料的基本方法與思路，材料科學(xué)與工程專業(yè)核心課程群即采用“材料科學(xué)四面體”的研究分析方法，構(gòu)建專業(yè)核心課程群。專業(yè)核心課程群以《材料科學(xué)基礎(chǔ)》作為主線，掌握金屬材料的結(jié)構(gòu)和組成（金屬學(xué)與熱處理）、材料特征（材料研究方法）、材料性質(zhì)（材料性能學(xué)）與材料制備流程（材料合成與制備）四個元素之間的聯(lián)系。五門核心課程的教學(xué)內(nèi)容，既相互銜接、循序漸進(jìn)，又各有側(cè)重、特點突出。根據(jù)材料科學(xué)四面體設(shè)置專業(yè)核心課程群，便于學(xué)生學(xué)習(xí)材料共性規(guī)律，掌握有關(guān)材料及其關(guān)系構(gòu)成的材料學(xué)科共同基礎(chǔ)知識。

（二）按照“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的教學(xué)指導(dǎo)思想，合理的進(jìn)行課程整合與合并

自2009年設(shè)置材料科學(xué)與工程專業(yè)以來，“金屬材料學(xué)”和“金屬熱處理原理”作為兩門骨干課分別開設(shè)。《金屬材料學(xué)》課程擔(dān)負(fù)介紹典型工程材料的任務(wù)，《金屬熱處理原理》解決了材料性能的微觀組織與其合金化及熱處理工藝的相關(guān)規(guī)律。兩門課程在教學(xué)內(nèi)容上相互交疊，涉及知識面廣，也比較抽象。按照“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的教學(xué)指導(dǎo)思想，淡化專業(yè)界限，培養(yǎng)通用人才的教學(xué)理念。“金屬學(xué)原理”和“金屬熱處理原理”兩門課合二為一，變?yōu)椤敖饘賹W(xué)與熱處理原理”課。在教學(xué)過程中，為加強基礎(chǔ)、淡化專業(yè)，將陳舊或不常用的內(nèi)容進(jìn)行刪減，本著學(xué)以致用的目標(biāo)，在保持經(jīng)典理論的同時，將新材料領(lǐng)域的新技術(shù)和新工藝、研究動態(tài)、應(yīng)用狀況等前沿知識及時融入教學(xué)內(nèi)容中，保持超前的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生的知識面變寬，激發(fā)創(chuàng)新意識。

《材料性能學(xué)》是綜合和優(yōu)化了《材料力學(xué)性能》、《材料物理性能》和《材料腐蝕與防護(hù)》等課程中的相關(guān)內(nèi)容而形成的新課程。根據(jù)材料相關(guān)行業(yè)發(fā)展需求進(jìn)行教學(xué)知識體系的改革，目前材料科學(xué)發(fā)展的趨勢是新型功能材料、新能源材料、環(huán)境友好材料的研究與開發(fā)，《材料性能學(xué)》課程針對材料發(fā)展的總體趨勢和行業(yè)需求，系統(tǒng)介紹了材料的常規(guī)力學(xué)性能、材料的變形、材料的斷裂及材料的疲勞、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)性能的基本參數(shù)及物理本質(zhì)。鼓勵教師把科研項目涉及核心課程相關(guān)的基礎(chǔ)原理理論引入課堂教學(xué)，幫助學(xué)生樹立完整、基本的知識觀念，最大限度地拓展學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)高層次應(yīng)用型專業(yè)人才。

（三）按照層次，循序漸進(jìn)地構(gòu)建專業(yè)知識群

第一階段（層次）：通過學(xué)習(xí)《材料科學(xué)與基礎(chǔ)》課程，使學(xué)生掌握有關(guān)晶體材料的結(jié)構(gòu)、顯微組織結(jié)構(gòu)與物理、機械性能的基本概念、基本理論和基本研究方法，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程及從事材料設(shè)計、改性、加工、應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，初步了解專業(yè)，培養(yǎng)專業(yè)興趣，掌握晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、擴散、凝固、材料的形變和再結(jié)晶、相圖等知識點。

第二階段（層次）：通過學(xué)習(xí)《材料性能學(xué)》、《材料研究方法》和《金屬學(xué)與熱處理原理》課程，接觸專業(yè)基礎(chǔ)理論，樹立專業(yè)志向。掌握力學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等材料性能學(xué)知識點；掌握X射線衍射、電子衍射、光譜等現(xiàn)代儀器分析技術(shù)的基本原理及方法；掌握結(jié)晶、鐵素體、奧氏體、二次滲碳體、共析滲碳體、固溶體強化、再結(jié)晶、擴散、奧氏體化、碳鋼回火轉(zhuǎn)變等金屬學(xué)知識點。

第三階段（層次）：《材料制備與加工》系統(tǒng)學(xué)習(xí)金屬材料的基本理論、基本方法及相關(guān)的基本實驗技能，了解金屬材料工程與技術(shù)的發(fā)展趨勢。掌握鑄造、壓力加工、焊接、功能陶瓷粉體先進(jìn)合成方法、薄膜的制備方法、單晶等材料的制備方法與工藝知識點。

四、專業(yè)核心課程考核

每周布置和收交作業(yè)，每次課后布置兩道左右的作業(yè)題，并留一道思考和討論題。作業(yè)成績占本課程總成績的10%，如果5次作業(yè)不交，作業(yè)成績?yōu)?。

考核分階段測驗和期末考試，其中階段測驗有兩次，每次階段測驗50分鐘，各占本課程總成績的20%；期末考試占本課程總成績的50%。

五、結(jié)語

構(gòu)建專業(yè)核心課程群有利于培養(yǎng)高素質(zhì)的復(fù)合型應(yīng)用性人才。通過課程設(shè)置來引導(dǎo)學(xué)生建立復(fù)合型的知識結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)就業(yè)市場的需求。構(gòu)建專業(yè)核心課程群是學(xué)生人生發(fā)展的需要，是實現(xiàn)“教師中心向?qū)W生中心轉(zhuǎn)移”的需要，是現(xiàn)代“以學(xué)生為中心”的教育理念的根本體現(xiàn)。

材料科學(xué)與工程專業(yè)按照“準(zhǔn)確定位、注重內(nèi)涵、突出優(yōu)勢、強化特色”的原則開展專業(yè)綜合改革，通過自主設(shè)計建設(shè)方案、推進(jìn)培養(yǎng)模式等專業(yè)發(fā)展重要環(huán)節(jié)，在專業(yè)核心課程群建設(shè)開展研究和實踐，并取得了示范性教育教學(xué)成果。

參考文獻(xiàn)：

[1]歐陽光華.課程理念與大學(xué)素質(zhì)教育——哈佛大學(xué)核心課程之啟示[J].比較教育研究，2002，（2）：12-15.

[2]康德.純粹理性批判[M].北京：人民出版社，2010：75.

[3]曹家治，黃家琳，王健，孔麗蘇.本科專業(yè)核心課程教學(xué)質(zhì)量建設(shè)[J].宜賓學(xué)院學(xué)報，2012，12（10）：86-88.

[4]郭三黨，李曄，劉芳，劉斌，肖美丹，董奮義.我國普通本科教育專業(yè)核心課程建設(shè)研究[J].中國信息管理化，2013，（6）：108.

[5]張曉燕，向嵩，李遠(yuǎn)會，雷源源，李偉，萬明攀.材料科學(xué)與工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下的專業(yè)課程體系構(gòu)建[J].課程建設(shè)，2013，（3）：217.

[6]祁克宗，劉紅梅，涂健，張麗霞.以專業(yè)主干課程建設(shè)為核心推進(jìn)教學(xué)內(nèi)容與課程體系改革[J].高等農(nóng)業(yè)教育，2006，（10）：54-56.

[7]朱仁盛.專業(yè)核心課程“教學(xué)設(shè)計”的策劃與思考[J].才智，2011，（28）：171.