中澳材料科學與工程專業(yè)課程體系比較與改革探索

張覃軼　孫　偉　李元元　朱錢兵

(武漢理工大學　材料科學與工程學院，湖北　武漢　430070)

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中澳材料科學與工程專業(yè)課程體系比較與改革探索

張覃軼孫偉李元元朱錢兵

(武漢理工大學材料科學與工程學院，湖北武漢430070)

摘要武漢理工大學材料科學與工程專業(yè)是國家一級重點專業(yè)。2014年起武漢理工大學成立了材料科學與工程試點學院，制定了更高的培養(yǎng)目標。為適應新時期人才培養(yǎng)需求，文章對比了武漢理工大學和澳大利亞莫納什大學材料科學與工程專業(yè)課程體系，從課程結構、課程內容、課程實施等方面進行了比較分析，在此基礎上對武漢理工大學材料科學與工程專業(yè)課程體系進行了改革探索。

關鍵詞材料科學與工程專業(yè)；課程體系；改革

武漢理工大學材料學科是ESI全球學科排名前1%的優(yōu)勢學科，武漢理工大學材料科學與工程學院(以下簡稱“我院”)所開設的材料科學與工程專業(yè)屬于國家一級重點專業(yè)。該專業(yè)每年招生三百多人，為國家培養(yǎng)了大批優(yōu)秀專業(yè)人才。2014年5月，根據(jù)湖北《省教育廳關于推進高校試點學院改革的意見》和《省教育廳關于公布湖北省高校改革試點學院名單的通知》等文件精神，武漢理工大學成立了材料科學與工程試點學院。材料科學與工程試點學院以國際一流材料學科為標桿，以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為核心，旨在為學生提供全面的材料專業(yè)教育，為學生具有寬厚的現(xiàn)代先進材料知識打下良好的理論基礎。

2004年起，我院與澳大利亞莫納什大學工學部簽訂了“2+2”合作辦學協(xié)議(學生前2年就讀我院，后2年就讀于莫納什大學，畢業(yè)時學生可同時獲兩校文憑)。經(jīng)過10余年的探索、合作與交流，該項目不僅取得了豐碩的成果，同時也讓我們深入地了解和學習到了澳方辦學的先進思想、理念和方法。2008年，筆者曾受邀赴莫納什大學開展了為期6個月的教學交流，期間除參加該校材料工程專業(yè)本科教學工作外，還與相關教學管理人員、教師、學生等進行了深入交流。在英國《泰晤士高等教育》2014年世界大學排名中，莫納什大學排在第83位(我校為前400名)，兩校在辦學歷史、辦學規(guī)模、國際化程度等方面有許多相似之處，其先進的辦學思想、管理方法等值得我們學習和借鑒。

課程體系是指在一定的教育價值理念指導下，將課程按門類順序排列，是教學內容和進程的總和。課程體系是實現(xiàn)培養(yǎng)目標的載體，是保障和提高教育質量的關鍵[1]。本文從兩校材料科學與工程專業(yè)課程體系出發(fā)，分析和比較兩者之間的不同及產(chǎn)生原因，借鑒澳方的先進經(jīng)驗，提出我院專業(yè)課程體系的改革構想，為適應新時期試點學院的人才培養(yǎng)提供思路。

一、武漢理工大學課程體系

現(xiàn)行的我院專業(yè)課程體系如表1所示。本專業(yè)學生需修滿190學分，除課外10學分外，課程體系包括：通識課程(44學分，占23.2%)、學科大類課程(63學分，占33.2%)、專業(yè)課程(42.5學分，占22.4%)、個性課程(6學分，占3.2%)和集中性實踐(24.5學分，占12.9%)。

表1 武漢理工大學材料科學與工程專業(yè)課程體系(2014年)

目前的課程體系體現(xiàn)出重基礎、理論知識體系完備的特點。除全校統(tǒng)一設置的政治、英語、體育、計算機等通識基礎課外，材料研究相關的化學、物理、數(shù)學、機械、電子等基礎課開設非常全面。以化學為例，學生在前兩年會學習有機化學、無機化學、分析化學、物理化學及其相關的實驗課程，進入專業(yè)課程階段，還會學習材料化學，這些學習為學生深入理解材料的結構、性質以及制備奠定了堅實的基礎。這種課程設置與其他國內一流大學是一致的[2]。專業(yè)課設置方面，主干課程包括材料科學基礎、材料工程基礎、材料研究與測試方法、計算機在材料科學與工程中應用、材料工藝與設備、材料制備與物性分析等，重點還在于材料學科的基礎理論和分析測試方法。這樣培養(yǎng)出的學生在材料科學方面基礎扎實、理論牢靠，但也有其不利影響，最突出的就是學生在材料工程方面比較欠缺[3]。本專業(yè)的畢業(yè)生參加考研的學生比例非常高。

二、莫納什大學課程體系

莫納什大學材料科學與工程專業(yè)課程體系如表2所示。學生在莫納什大學所修學分與我?；疽恢拢瑸?92學分。課程體系包括通識課程(48學分，占25.0%)和專業(yè)課程(144學分，占75.0%)，其中專業(yè)課程分為必修(120學分，83.3%)和選修(24學分，占16.7%)。

莫納什大學材料科學與工程專業(yè)隸屬于學校工學部，學生在第一學年不分專業(yè)，工學部各系各安排一門專業(yè)基礎課，一方面為學生在第二學年選擇專業(yè)方向奠定基礎；另一方面也為了拓寬學生的專業(yè)知識面。專業(yè)課課程體系中，專業(yè)基礎課程(如高等工程數(shù)學、晶體結構、熱力學和相平衡、材料力學、微觀結構的發(fā)展、材料結構與性能關系)開課在第二學年，同時在第二學年也開設專業(yè)課(如功能材料簡介、聚合物和陶瓷I、生物材料I)。從表2可以看出，莫納什大學在課程設置方面非常注重學生在實驗、實踐方面動手能力的培養(yǎng)，也非常注重所學知識和能力與工程實際結合，這正是目前我國高等教育積極發(fā)展的培養(yǎng)模式[4]。在專業(yè)課程教學實施過程中，校方規(guī)定每門課程必須設置18學時的實驗環(huán)節(jié)，以提高學生動手能力。除此之外，在課程設置方法，有大量與工程應用相關的課程開設，如材料工程管理與實踐、材料特性與建模、材料工程設計與實踐(相當于武漢理工大學專業(yè)實習和認識實習)、材料工程項目I、材料工程項目II(相當于武漢理工大學畢業(yè)論文)。

表2　莫納什大學材料科學與工程專業(yè)課程體系(2014年)

三、中澳課程體系比較

從人才培養(yǎng)角度看，武漢理工大學和莫納什大學在材料科學與工程專業(yè)課程結構框架上基本一致，遵循通識—專業(yè)基礎—專業(yè)這一模式，學分和學時也基本相當，培養(yǎng)目標相近。但從課程實施細節(jié)看，兩者之間還存在不少差距，主要體現(xiàn)在：

第一，莫納什大學沒有開設政治、英語、體育、計算機等通識課程，學生可以將更多的精力投入到專業(yè)的學習中。這與國家的人才培養(yǎng)目標有關，短期內還無法改變。

第二，武漢理工大學材料科學與工程學院在專業(yè)基礎課程中開設的課程較多，涵蓋了今后專業(yè)學習中必備的基礎知識，知識體系系統(tǒng)、完備。當然，學生投入到其中學習的時間和精力也更多。澳方在專業(yè)基礎課程的設置方面相對較少，學時也不多，特別體現(xiàn)在物理、化學、機械、電子類基礎課沒有單獨開設，材料專業(yè)基礎所涉及知識點在不同課程中僅有不同程度的體現(xiàn)，雖然專業(yè)基礎體系不系統(tǒng)，但學生在需要時可以通過自學掌握。

第三，課程學分設置方面，莫納什大學將每門課設置為6學分，每學期4門課，共計24學分，學生在每學年學習任務量均衡，也方便學分制的管理。武漢理工大學材料科學與工程學院近年來開始實施學分制改革，各門課程根據(jù)學時不同，學分也不一樣，從0.5學分、1學分到4學分不等，這給學分制管理帶來了巨大的不便?！皩W分制改革首先是課程的改革?！卑拇罄麃喒こ淘涸菏?、莫納什大學材料系程一兵教授介紹經(jīng)驗時說。

第四，在莫納什大學，學生接觸專業(yè)時間比我校早，這也是國外大學課程設置的一個共同點[5]。在第二學年，我院學生還在學習學科大類課程、專業(yè)知識基礎的同時，澳方就開設了功能材料簡介、聚合物和陶瓷I、材料結構與性能關系、生物材料I等專業(yè)課程。學生較早地接觸到專業(yè)知識，對培養(yǎng)學生的專業(yè)學習興趣、幫其規(guī)劃今后的專業(yè)學習方向等均有益處。

第五，課程設置方面，莫納什大學與國外其他知名大學一樣，秉承科研促進教學的理念，將本單位最新、最權威研究成果轉換到本科教學課程體系中[6]。例如，莫納什大學材料系教學團隊在有色金屬冶煉、加工、腐蝕與防護、生物材料等研究領域在全球享有盛譽，因而在課程設置上開設了合金加工、設計與選擇、腐蝕：機理與防護、生物材料I、生物材料II等，讓學生在本科學習階段有機會與國際上最新研究成果接觸，擴大學生的視野[7]。反觀我院課程設置，更多考慮到學生到社會上應具備哪些專業(yè)技能，適應市場的需求。本科生在常規(guī)課堂上較少接觸到教師們的最新研究成果。

第六，澳方非常重視學生工程實踐能力的培養(yǎng)。英國《泰晤士高等教育》世界大學排名中一項非常重要的指標是雇主排名，即世界500強用人單位對畢業(yè)生能力的評價。動手能力是這些企業(yè)非?？粗氐囊豁椫笜?。除了上述實驗課程、工程類專業(yè)課程外，莫納什大學還為學生實踐提供了許多便利條件，如實驗室24小時開放、提供企業(yè)帶薪實習、假期帶薪參與教師課題研究等。

第七，同樣基于科研促進教學的原因，莫納什大學在課程體系調整方面也比我校頻繁，當教師隊伍調整、新的研究成果出臺，都會導致課程的調整。對比澳方近些年來的課程結構，在專業(yè)課和專業(yè)選修課方面調整都比較大。

第八，在課程教學的實施上，澳方與我院也有很大的不同。首先體現(xiàn)在教學大綱的制定，我院大綱中需明確教學目標、每節(jié)課的教學內容、學時分配、重點和難點、習題、參考書等；澳方的大綱只有課程摘要和課程目標，相對靈活，教師可根據(jù)自己的特長來組織教學。課堂教學學時也有顯著差異，以我校材料科學基礎為例，72理論教學學時，4.5學分。莫納什大學每門專業(yè)課6學分，理論教學學時僅為30，實驗學時18。30學時的理論教學中，授課20學時，另有10學時為研討課，學生課外往往需要投入60～120學時，才能順利獲取該門課程的學分。

四、改革探索

課程體系設計是一項復雜的系統(tǒng)工程，高等學校課程體系設計一般遵循以人為本、強化通識教育、突出素質培養(yǎng)、注重綜合思維等原則[8]。通過中澳材料科學與工程專業(yè)課程體系比較可以看出，兩者在課程設置上均不同程度地體現(xiàn)了上述原則。然而，在學生專業(yè)興趣培養(yǎng)、工程實踐能力培養(yǎng)、科研促進教學、課程管理等方面，我們和世界一流大學相比還存在一定差距。針對我?，F(xiàn)行課程體系的不足，對我校今后材料科學與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案進行了調整，如表3所示。

表3　武漢理工大學材料科學與工程專業(yè)課程體系改革

第一，通識課程與課外學分屬于全校統(tǒng)一開設及安排，為保證與學校同步，將其保留不作調整，同時將學校統(tǒng)一實施的軍事訓練、機械制造工程實訓也納入通識課程體系，總學分48。第二，學科大類課程學分調整為64，專業(yè)課程學分調整為68，每門課程調整后學分均為4，對于學時、實驗等進行統(tǒng)一要求，便于學分制管理。第三，調整前學生在學科大類課程和專業(yè)課程中共計修課40門，調整后為33門，總學分相當，一些內容相近的課程進行了合并，如無機化學包括了原來的理論教學和實驗教學部分。第四，加強第一學年和第二學年的專業(yè)知識學習，培養(yǎng)學生專業(yè)學習興趣[9]，將以前的專業(yè)導論(1學分、16學時)、材料概論(2學分、32學時)均調整為4學分。第五，不再單獨設置“集中性實踐”環(huán)節(jié)，電工電子實習、機械設計基礎課程設計、工程設計訓練納入各自課程體系。認識實習與專業(yè)實習合并為認識與專業(yè)實習，畢業(yè)論文由以前的第8學期拓展到第7、8兩個學期，學生將有更多的時間深入實驗室，提高其動手能力。第六，調整后學生每年修習學分控制在24學分左右，各學期學習任務量搭配均衡，避免了現(xiàn)在前緊后松的現(xiàn)象。

教學質量的提高不僅僅依賴課程體系的構建，這里所提出的改革方案還只是一個初步構想，課程的改革才是保證培養(yǎng)目標得以實現(xiàn)的關鍵因素。課程體系的改革雖不能全部解決教學質量提升問題，但可以為課程教學指明改進方向和提供改善的思路。后續(xù)的研究應當包括課程內容的優(yōu)化、組合，教學過程的組織等[10]。

參考文獻：

[1]侯翠紅，張婕，陳衛(wèi)航，等.化學工程與工藝專業(yè)課程體系與教學內容的改革[J].高等理科教育，2012，104(4)：115-118.

[2]林金輝，汪靈，邱克輝，等.材料科學與工程專業(yè)的課程體系和實驗教學體系建設[J].高等教育研究，2007，24(2)：54-56.

[3]董兵海，王世敏.材料類專業(yè)人才培養(yǎng)方案及課程體系改革的探索與實踐[J].湖北大學成人教育學院學報，2008，26(2)：62-64.

[4]林健.卓越工程師培養(yǎng)目標下的材料類本科專業(yè)課程體系建設[J].教育教學論壇，2014(16)：237-239.

[5]張華，劉亞云.中外大學材料科學與工程專業(yè)課程體系的比較[J].理工高教研究，2006，25(4)：52-54.

[6]張玉平.中美高校材料科學與工程課程體系比較初探：以MIT和上海交通大學為例[J].高等理科教育，2010，93(5)：73-75，81.

[7]何建華，劉耀林，劉艷芳.面向拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的地理科學課程體系優(yōu)化設計：以武漢大學地理科學基地班為例[J].高等理科教育，2014，118(6)：68-70，75.

[8]劉降斌，李丞北.高等學校課程體系設計基本原則探究[J].哈爾濱金融高等?？茖W校學報，2010，102(2)：65-67.

[9]孫健.論“卓越計劃”實施背景下高等工程教育課程體系設計[J].高等理科教育，2012，101(1)：41-45.

[10]鄭舉功，陳泉水，劉曉東，等.材料專業(yè)應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式與課程體系建設[J].高等理科教育，2011，100(6)：143-147.

(責任編輯李世萍)

*收稿日期2015-11-03資助項目武漢理工大學教學研究項目“材料科學與工程培養(yǎng)大類課程體系國內外比較研究與改革探索”(項目編號：20134079213337).

作者簡介張覃軼(1972-)男，湖南石門縣人，副教授，博士，主要從事材料科學、工程教學與研究.

中圖分類號G642.3

文獻標識碼A

Comparison and Its Reform Exploration on the Curriculums of the Materials Science and Engineering in Australia and China

ZHANGQin-yi，SUNWei，LIYuan-yuan，ZHUQian-bing

(School of Materials Science and Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan，430070，China)

Abstract：The materials science and engineering in Wuhan University of Technology(WUT) is the key national discipline in China.In 2014，the pilot academy of Materials Science and Engineering was established in WUT and higher training objectives were issued.The curricula of the materials science and engineering both in Wuhan University of Technology and Monash University are compared from the curriculum structure，curriculum content，and curriculum implementation，etc.The new curriculum of the materials science and engineering in WUT is drawn out，and it makes a reform exploration based on the above analysis.

Keywords：materials science and engineering；curriculum system；reform