軍校理工類專業(yè)開設(shè)材料基礎(chǔ)類課程的必要性探究

張鑒煒+鞠蘇+堵永國+邢素麗+江大志

摘要：材料學(xué)科是目前發(fā)展非常迅猛的一門學(xué)科，而材料基礎(chǔ)類知識的普及對于推動軍校各學(xué)科發(fā)展和培養(yǎng)高素質(zhì)軍事人才具有重要意義?；诖?，筆者對國內(nèi)外幾所高校理工類專業(yè)材料相關(guān)課程設(shè)置情況進(jìn)行了調(diào)研，并結(jié)合軍校特點(diǎn)，討論分析了在軍校理工類專業(yè)開設(shè)材料基礎(chǔ)類課程的必要性。筆者認(rèn)為，綜合考慮軍校人才培養(yǎng)目標(biāo)以及“實(shí)戰(zhàn)”需求，材料基礎(chǔ)類知識有必要成為軍校理工類專業(yè)學(xué)員掌握的基本知識之一，開設(shè)相關(guān)課程具有很大的必要性。

關(guān)鍵詞：軍事院校；理工類專業(yè)；材料學(xué)科；課程設(shè)置

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）51-0136-03

材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料技術(shù)的發(fā)展也與國民經(jīng)濟(jì)、國防科技等的發(fā)展密切相關(guān)。近年來，隨著科技不斷發(fā)展，材料學(xué)科發(fā)展異常迅猛，其重要性和必要性也不斷得到新的認(rèn)識。

材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料技術(shù)的發(fā)展也與國民經(jīng)濟(jì)、國防科技等的發(fā)展密切相關(guān)。近年來，隨著科技不斷發(fā)展，材料學(xué)科發(fā)展異常迅猛，其重要性和必要性也不斷得到新的認(rèn)識。

以我校為代表的國內(nèi)多所軍事院校，如裝甲兵工程學(xué)院、海軍工程大學(xué)等均開設(shè)了材料專業(yè)，我校材料學(xué)科則源于哈爾濱軍事工程學(xué)院時期的金工金相和化學(xué)專業(yè)，迄今已有六十余年發(fā)展歷史，在這些年的發(fā)展中得到了長足發(fā)展。然而，盡管已發(fā)展多年，目前各軍事院校對于材料學(xué)科的認(rèn)識仍主要是將其作為一門獨(dú)立的學(xué)科看待，未充分認(rèn)識材料基礎(chǔ)類知識對于其他學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)的推動意義。

一、材料基礎(chǔ)類知識對于推動其他學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)的意義

首先，新材料技術(shù)的發(fā)展有助于推動各學(xué)科方向的發(fā)展。傳統(tǒng)的材料類別較少，功能也較為單一。然而，隨著科技發(fā)展，各類新型材料層出不窮，其功能也日趨多樣化，如新型光電材料、納米材料等，并已廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，有力推動了相關(guān)領(lǐng)域?qū)W科的發(fā)展。以我校航天工程學(xué)科相關(guān)的技術(shù)發(fā)展為例：航天工程技術(shù)的發(fā)展是以高溫材料以及高性能結(jié)構(gòu)材料為依托的，航天器在飛行過程中面臨嚴(yán)重的氣動加熱，因此對耐高溫的防熱材料具有迫切需求，而新型的陶瓷基防燒蝕材料可以滿足相關(guān)熱防護(hù)需求；航天器的減重對于其發(fā)射具有重要意義，航天器每減重1kg，運(yùn)載火箭可減重幾百千克，因而以高性能聚合物基復(fù)合材料、耐高溫合金等為代表的先進(jìn)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展對于航天技術(shù)的發(fā)展也至關(guān)重要。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也表明，非材料專業(yè)的工程技術(shù)人員，在工作中與材料應(yīng)用有關(guān)的部分可達(dá)六分之一。因此，對不同學(xué)科的本科生或研究生進(jìn)行材料基礎(chǔ)類知識的儲備，對于其今后的學(xué)習(xí)、科研活動的開展具有重要指導(dǎo)意義[1，2]。

其次，材料基礎(chǔ)類知識的普及對于培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)前形勢下符合“貼近實(shí)戰(zhàn)”要求的學(xué)員具有重要意義[3-5]。我軍目前正逐漸向機(jī)械化和信息化方向發(fā)展，各式新型武器裝備不斷列裝部隊(duì)，而軍校培養(yǎng)的學(xué)員大多將成為這些武器裝備的使用者。對于這些武器裝備的使用者而言，其開發(fā)、研制等過程并不是需要關(guān)注的主要問題，而裝備的操作使用、維護(hù)保養(yǎng)、維修等才是其最需要關(guān)注和解決的實(shí)際問題。隨著武器裝備現(xiàn)代化程度的不斷提高，各類新材料技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，例如在戰(zhàn)機(jī)、裝甲車等裝備上，高性能復(fù)合材料的使用比例逐漸提高，在火炮、槍支等武器上，新型合金材料也得以大量應(yīng)用。裝備中的材料問題早已不局限于鋼鐵等傳統(tǒng)材料，如果裝備使用者的知識水平還僅停留在高中教育所掌握的材料知識上，如何很好地維護(hù)保養(yǎng)以及維修裝備將成為一大難題，而不恰當(dāng)?shù)奶幚矸绞讲粌H會降低武器裝備效能，甚至?xí)裣掳踩[患。從以上推動其他學(xué)科發(fā)展和培養(yǎng)“貼近實(shí)戰(zhàn)”人才兩方面可以看出，材料基礎(chǔ)類知識的普及對于推動軍事院校的各學(xué)科發(fā)展和培養(yǎng)高素質(zhì)軍事人才具有重要意義。

二、國內(nèi)外高校材料基礎(chǔ)類課程開設(shè)情況

我校在2002、2009和2012教學(xué)計(jì)劃中開設(shè)了“新材料技術(shù)”（2009和2012教學(xué)計(jì)劃中本科生課程改為“材料導(dǎo)論”，研究生課程仍為“新材料技術(shù)”）作為全校各專業(yè)的選修課，每年合計(jì)選課人數(shù)約300人，對材料基礎(chǔ)類相關(guān)知識的普及做出了探索。開課以來，很多非材料學(xué)科學(xué)員選修該課程，對材料基礎(chǔ)類知識表現(xiàn)出極大興趣。但“新材料技術(shù)”課程為選修課，且在材料基礎(chǔ)知識講授方面未重點(diǎn)突出，與武器裝備技術(shù)發(fā)展以及裝備實(shí)際使用、維護(hù)等過程結(jié)合較弱，難以達(dá)到真正結(jié)合實(shí)戰(zhàn)需要普及材料基礎(chǔ)類知識的目的。因而，如何設(shè)置材料基礎(chǔ)類知識相關(guān)課程成為亟待解決的問題。針對此，筆者所在單位開展了材料基礎(chǔ)類課程設(shè)置情況的相關(guān)調(diào)研，主要調(diào)研了國內(nèi)外幾所著名院校不同專業(yè)材料基礎(chǔ)類相關(guān)課程的設(shè)置情況。

（一）我校技術(shù)類非材料專業(yè)材料基礎(chǔ)類課程設(shè)置分析

我校2012本科人才培養(yǎng)方案中，按照培養(yǎng)階段將所有課程分為公共基礎(chǔ)課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程3個層次。公共基礎(chǔ)課程主要分五大系列，包括政治理論系列、人文社會科學(xué)系列、自然科學(xué)與工程技術(shù)基礎(chǔ)系列等。其中自然科學(xué)與工程技術(shù)基礎(chǔ)系列課程主要包括“數(shù)學(xué)類”、“物理類”以及其他課程，如大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、工程制圖基礎(chǔ)、工程制圖基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、生物學(xué)基礎(chǔ)、軍事信息技術(shù)基礎(chǔ)等。學(xué)科基礎(chǔ)課程分大類基礎(chǔ)系列和相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)系列，主要包括：電工與電路基礎(chǔ)（實(shí)驗(yàn)）、機(jī)械基礎(chǔ)（實(shí)驗(yàn)）、工程力學(xué)（實(shí)驗(yàn)）、材料力學(xué)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)A等，以及其他各專業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)課程。專業(yè)課程為各專業(yè)根據(jù)學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)開設(shè)。國內(nèi)多數(shù)院校對各專業(yè)均應(yīng)具備的自然科學(xué)與工程技術(shù)基礎(chǔ)課程傳統(tǒng)上按非電、弱電及強(qiáng)電進(jìn)行分類。對軍校技術(shù)類學(xué)員知識架構(gòu)進(jìn)行分析可知，其中非電類基礎(chǔ)課程包括：機(jī)械基礎(chǔ)、工程力學(xué)、材料工程基礎(chǔ)等；弱電類基礎(chǔ)課程包括：模擬電路和數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)硬件與軟件等；強(qiáng)電類基礎(chǔ)課程包括：電工與電路基礎(chǔ)等[6，7]。

學(xué)習(xí)非電類基礎(chǔ)課程的主要目的是使學(xué)員學(xué)習(xí)、掌握或了解各類武器裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理與方法、零部件設(shè)計(jì)、制造原理及方法、零部件材料的選用及處理原理和方法等基礎(chǔ)知識。機(jī)械工程基礎(chǔ)、工程力學(xué)、材料工程基礎(chǔ)等課程之間互為知識支撐，相互關(guān)聯(lián)，缺一不可。從邏輯上簡單分析，武器裝備設(shè)計(jì)和制造的路徑亦為：按武器裝備的功能要求設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，選擇合適的材料以滿足各零部件的性能要求，用合適的制造工藝將材料加工成設(shè)計(jì)形狀尺寸的構(gòu)件并裝配成整體結(jié)構(gòu)。因此，上述課程體系之間形成一個完整的知識鏈[8，9]。endprint

我校各學(xué)院中，除材料相關(guān)專業(yè)外，航天科學(xué)與工程學(xué)院的航天工程相關(guān)的飛行器系統(tǒng)與工程專業(yè)、空間工程專業(yè)和導(dǎo)彈工程專業(yè)開設(shè)了材料力學(xué)（實(shí)驗(yàn)）課程，理學(xué)院的化學(xué)專業(yè)開設(shè)了機(jī)械基礎(chǔ)（實(shí)驗(yàn)）課程，機(jī)電工程與自動化學(xué)院的測控技術(shù)與儀器專業(yè)開設(shè)了工程力學(xué)、機(jī)械基礎(chǔ)（實(shí)驗(yàn)）課程，機(jī)械工程及其自動化專業(yè)開設(shè)了理論力學(xué)基礎(chǔ)、材料力學(xué)課程，仿真工程專業(yè)開設(shè)了理論力學(xué)基礎(chǔ)課程，導(dǎo)航工程專業(yè)和自動化專業(yè)開設(shè)了理論力學(xué)基礎(chǔ)和機(jī)械基礎(chǔ)（選修）課程，指揮軍官基礎(chǔ)教育學(xué)院的土木工程專業(yè)開設(shè)了理論力學(xué)、材料力學(xué)（實(shí)驗(yàn)）和土木工程材料等課程。上述課程除土木工程開設(shè)的土木工程材料課程外，材料力學(xué)、機(jī)械基礎(chǔ)和理論力學(xué)等課程均屬于非電類基礎(chǔ)課程，是非電類工科學(xué)生需要掌握的專業(yè)知識。然而，從我校相關(guān)各學(xué)科實(shí)際課程設(shè)置來看，一是未充分考慮到材料學(xué)科的基礎(chǔ)性，由于課時限制，我校相當(dāng)多專業(yè)已在培養(yǎng)方案中逐漸刪減了與各專業(yè)不直接相關(guān)的材料類課程，偏重各專業(yè)直接相關(guān)的專業(yè)課程；二是未考慮到材料學(xué)科的發(fā)展性，近年來，材料學(xué)科發(fā)展迅猛，材料學(xué)科的基礎(chǔ)性凸顯的同時，對其他學(xué)科發(fā)展的牽引性也愈發(fā)重要，但各專業(yè)課程設(shè)置中均未加以認(rèn)真考慮材料學(xué)科對于各理工科專業(yè)發(fā)展的重要意義以及材料學(xué)科對于“貼近實(shí)戰(zhàn)”的重要意義。上述原因造成我校各工科專業(yè)、甚至傳統(tǒng)的非電類工程學(xué)科逐漸取消了材料工程相關(guān)課程的設(shè)置。

（二）國內(nèi)幾所著名地方高校非材料專業(yè)材料類課程設(shè)置分析

國內(nèi)高校中，筆者主要調(diào)研了清華大學(xué)、南京大學(xué)和中南大學(xué)這三所各具特色的著名高校的理工類專業(yè)中與材料基礎(chǔ)相關(guān)課程的設(shè)置情況。調(diào)研不包含材料學(xué)院以及與材料直接相關(guān)的專業(yè)，如材料科學(xué)與工程、高分子材料與工程等。調(diào)研主要涉及清華大學(xué)7個工科學(xué)院和3個工科獨(dú)立系的27個專業(yè)、南京大學(xué)13個理工科學(xué)院和1個工科獨(dú)立系的32個專業(yè)、中南大學(xué)16個理工科學(xué)院的42個專業(yè)。

調(diào)研結(jié)果顯示，清華大學(xué)27個專業(yè)中共開設(shè)材料相關(guān)課程16門，開設(shè)材料相關(guān)課程的專業(yè)共12個，占調(diào)研專業(yè)總數(shù)的44.4%，其中專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)必修類課程共5門，涉及專業(yè)共6個，占調(diào)研專業(yè)總數(shù)的22.2%；南京大學(xué)所調(diào)研32個專業(yè)中共開設(shè)材料相關(guān)課程13門，開設(shè)材料相關(guān)課程的專業(yè)共6個，占調(diào)研專業(yè)總數(shù)的18.75%，其中專業(yè)核心必修類課程共3門，涉及專業(yè)共2個，占調(diào)研專業(yè)總數(shù)的6.25%；中南大學(xué)所調(diào)研42個專業(yè)中共開設(shè)材料相關(guān)課程23門，開設(shè)材料相關(guān)課程的專業(yè)共15個，占調(diào)研專業(yè)總數(shù)的35.71%，其中專業(yè)核心必修類課程共3門，涉及專業(yè)共3個，占調(diào)研專業(yè)總數(shù)的7.14%。從調(diào)研結(jié)果中可以看出，以工科專業(yè)為主的清華大學(xué)及中南大學(xué)開設(shè)材料相關(guān)課程的專業(yè)比例較高，分別達(dá)到44.44%和35.71%，而以理科專業(yè)為主的南京大學(xué)開設(shè)材料相關(guān)課程的專業(yè)比例較低，僅為18.75%。

并且，進(jìn)一步分析還可以看到，對應(yīng)于各主要軍事院校的相關(guān)專業(yè)，如航天工程、機(jī)電工程、電子科學(xué)與工程、光電科學(xué)與工程、土木工程等，各國內(nèi)著名高校的相近專業(yè)中（清華大學(xué)的工程物理、工程力學(xué)、航空航天工程、化學(xué)工程與工業(yè)生物工程、車輛工程、機(jī)械工程、工程管理、土木工程、微電子科學(xué)與工程專業(yè)，南京大學(xué)的物理學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)、化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，中南大學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化、車輛工程、土木工程、工程管理、工程力學(xué)、生物工程、生物技術(shù)等專業(yè)）均開設(shè)有材料類相關(guān)課程。

（三）國外著名高校非材料專業(yè)材料類課程設(shè)置分析

筆者主要調(diào)研了曼徹斯特大學(xué)（英國）和倫敦大學(xué)學(xué)院（英國）這兩所國外著名高校的理工類專業(yè)中與材料基礎(chǔ)相關(guān)課程的設(shè)置情況。調(diào)研不包含材料學(xué)院以及與材料直接相關(guān)的專業(yè)，主要涉及曼徹斯特大學(xué)工程與物理科學(xué)學(xué)部下屬8個學(xué)院的7個專業(yè)、倫敦大學(xué)學(xué)院工程學(xué)院下屬的與本校專業(yè)相近的7個系。

調(diào)研結(jié)果顯示，曼徹斯特大學(xué)工程與物理科學(xué)學(xué)部下屬8個學(xué)院的7個專業(yè)中除計(jì)算科學(xué)專業(yè)外，均開設(shè)材料相關(guān)課程，共9門；倫敦大學(xué)學(xué)院工程學(xué)院下屬的與本校專業(yè)相近的7個系中的力學(xué)工程系、化學(xué)工程系、物理和宇航系開設(shè)材料相關(guān)課程4門。從調(diào)研結(jié)果中可以看出，曼徹斯特大學(xué)工程與物理科學(xué)學(xué)部7個工科專業(yè)中85.71%開設(shè)了材料相關(guān)課程，倫敦大學(xué)學(xué)院工程學(xué)院7個工科系中開設(shè)材料課程的比例占42.86%。

并且，進(jìn)一步分析調(diào)研結(jié)果還可以看到，對應(yīng)于各主要軍事院校的相關(guān)專業(yè)，國外著名高校的相近院系或?qū)I(yè)中（曼徹斯特大學(xué)的宇航工程、機(jī)械工程、土木工程、電氣與電子工程、化學(xué)工程專業(yè)，倫敦大學(xué)學(xué)院的力學(xué)工程系、化學(xué)工程系、物理和宇航系等專業(yè)或院系）均開設(shè)有材料類相關(guān)課程。

從調(diào)研結(jié)果中還可以看出，與國內(nèi)高校相比，國外高校更加注重工科專業(yè)中材料基礎(chǔ)類課程的設(shè)置，曼徹斯特大學(xué)的宇航工程、機(jī)械工程和化學(xué)工程專業(yè)均開設(shè)材料基礎(chǔ)課程（Materials 1、Materials 2、Materials Science），倫敦大學(xué)學(xué)院的力學(xué)工程系、物理和宇航系也開設(shè)材料基礎(chǔ)課程（Fundamentals of Materials、Materials and Nanomaterials）等。

三、小結(jié)

綜合我校及幾所國內(nèi)外地方高校的理工科專業(yè)材料相關(guān)課程設(shè)置情況的調(diào)研結(jié)果分析，以工科專業(yè)為主的高校大多設(shè)置有材料類相關(guān)課程，但國內(nèi)高校以與專業(yè)密切相關(guān)的專業(yè)材料類課程為主，國外高校更加注重材料基礎(chǔ)類知識的傳授。同時，對應(yīng)于各主要軍事院校的相關(guān)專業(yè)，國內(nèi)外各地方高校相對應(yīng)專業(yè)也大多設(shè)置有材料類相關(guān)課程，對于軍事院校材料基礎(chǔ)類課程的設(shè)置具有重要借鑒意義。

同時，結(jié)合軍事院校教育特點(diǎn)，人才培養(yǎng)中不管是以繼續(xù)學(xué)習(xí)深造，或跨專業(yè)深造，或分配工作為目的，均需始終圍繞“貼近實(shí)戰(zhàn)”的目標(biāo)，而對學(xué)員而言與實(shí)戰(zhàn)最接近的則是武器裝備的研制、使用、維護(hù)和維修等[10]。在武器裝備的研制、使用、維護(hù)和維修等過程中，必然直接而廣泛地牽涉到材料類基礎(chǔ)知識；另外，對于“實(shí)戰(zhàn)”中需要解決的各類武器裝備的日常維護(hù)、維修保障等等均涉及到材料工程相關(guān)的如材料焊接、膠粘、防銹、防腐蝕等知識。因此，綜合分析，對于軍校理工類專業(yè)的學(xué)員而言，材料基礎(chǔ)類知識有必要成為其必需掌握的基本知識、技能之一，開設(shè)相關(guān)課程具有很大的必要性。endprint

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Abstract：Material science is a discipline development is very rapid，and the material basis of universal knowledge is of great significance to promote the development of the various disciplines and the cultivation of high-quality military talents. Based on this，the author of several domestic and foreign universities of science and engineering specialty materials related courses for the investigation，combined with the characteristics of military academy，discussed in the Academy of science and technology necessary to offer the basic courses of professional materials. The author believes that considering the military talents and practical needs，material based knowledge need to be in the school of science and engineering is one of the basic professional knowledge of students，It is necessary to set up relevant courses.

Key words：Military Academy；science and engineering major；material science；curriculumendprint