材料化學(xué)與工程課程改革探索

何漢兵

摘 要：材料化學(xué)與工程課程是中南大學(xué)能器和冶金工程專業(yè)主干課之一，主要針對(duì)目前的材料化學(xué)基礎(chǔ)理論、固體材料性能學(xué)、材料制備化學(xué)、復(fù)合材料和功能材料進(jìn)行講解。為了更好地上好本課程和培養(yǎng)材料冶金人才，作者提出了如下改進(jìn)建議：①教材體系建設(shè)；②綜合課程與生產(chǎn)實(shí)習(xí)相結(jié)合，獲得材料化學(xué)全過程的感性認(rèn)識(shí)；③推行啟發(fā)式、討論式和研究式教學(xué)方式；④課程教學(xué)與大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和學(xué)科競賽有機(jī)結(jié)合；⑤采用閉卷測試、“大作業(yè)”課程研討考核相結(jié)合的考試方法，檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果。通過以上改革，更好地滿足新形勢下對(duì)現(xiàn)代材料冶金工程人才的需求。

關(guān)鍵詞：材料化學(xué)與工程；新能源材料與器件；冶金工程；課程改革；探索

一、材料化學(xué)與工程課程現(xiàn)狀

材料化學(xué)與工程課程自2000年以來，一直是冶金工程專業(yè)和新能源材料與器件專業(yè)基礎(chǔ)課，共48學(xué)時(shí)。發(fā)展到今天，主要經(jīng)歷了以下三個(gè)階段。

第一階段（2000—2010）：初步形成課程體系階段。課程教學(xué)內(nèi)容主要按照材料高溫化學(xué)、材料電化學(xué)、材料表面化學(xué)、材料激發(fā)化學(xué)、高分子化合物進(jìn)行組織，在此階段較全面地開展了材料化學(xué)與工程課程教學(xué)大綱的建設(shè)工作，教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度統(tǒng)一規(guī)范工作、文字及PPT編寫工作，初步進(jìn)行了與本課程相關(guān)的教學(xué)研究工作。

第二階段（2011—2016）：調(diào)整充實(shí)與發(fā)展壯大階段。為滿足社會(huì)的需要和學(xué)生的需求，將《材料化學(xué)導(dǎo)論》《功能材料》《復(fù)合材料》和《材料制備化學(xué)》幾本教材合并，統(tǒng)稱為《材料化學(xué)與工程》[1][2]。在教學(xué)改革過程中，注重“厚基礎(chǔ)，寬專業(yè)”的教學(xué)思想指導(dǎo)，隨著教學(xué)課件的使用，該專業(yè)基礎(chǔ)課縮減為48學(xué)時(shí)。在此階段我們以教學(xué)改革促課程質(zhì)量全面提升，圍繞課程建設(shè)的各主要環(huán)節(jié)，改革傳統(tǒng)的教學(xué)方式，探索新的教學(xué)模式，具體研究內(nèi)容為：①探索培養(yǎng)創(chuàng)造能力的途徑、方法、手段及不同時(shí)段的任務(wù)與特點(diǎn)；②改革重組材料化學(xué)與工程課程內(nèi)容（含理論、技術(shù)等）；③改革考核方法建立新的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和考核指標(biāo)內(nèi)容。通過努力，本課程得到了發(fā)展壯大。

第三階段（2017年至今）：全面構(gòu)建優(yōu)質(zhì)課程階段。2017年以來，中南大學(xué)進(jìn)一步深入廣泛地開展了教育思想和教學(xué)觀念大討論，有計(jì)劃、有目的、分階段、分層次地進(jìn)行了系統(tǒng)建設(shè)，優(yōu)化了課程結(jié)構(gòu)，加大了課程重組力度。在此階段我們從“全面構(gòu)建優(yōu)質(zhì)課程”的目標(biāo)出發(fā)，以“優(yōu)化師資隊(duì)伍、造就名師”“完成高質(zhì)量教材”“努力構(gòu)建與國際接軌的平臺(tái)”“不斷深化教改，促課程建設(shè)”“加強(qiáng)科學(xué)研究，為課程建設(shè)服務(wù)”等主題做了必要的基礎(chǔ)性工作，并取得了較好的效果。

二、材料化學(xué)與工程課程教學(xué)方面改進(jìn)建議

在材料化學(xué)與工程這門課程講授過程中，筆者覺得有些地方可以進(jìn)行改進(jìn)，提出了以下建議：

1.教材體系建設(shè)

為了尋找適合冶金工程和新能源材料與器件專業(yè)本科生學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)理清現(xiàn)代材料化學(xué)知識(shí)體系，該課程在教材選擇上將會(huì)從市面上的各大教材中進(jìn)行融合節(jié)選，例如席慧智教授、鄧啟剛教授、劉愛東教授主編和景曉燕教授主審的教材《材料化學(xué)導(dǎo)論》，由唐小真教授主編、楊宏秀和丁馬太教授編著的《材料化學(xué)導(dǎo)論》，潘功配教授編制的《固體化學(xué)》，劉光華教授編著的《現(xiàn)代材料化學(xué)》，殷景華教授編著的《功能材料概論》，金萬勤教授編寫的《材料化學(xué)工程進(jìn)展》，王榮國教授的《復(fù)合材料概論》，朱光明的《材料化學(xué)》，曾兆華和楊建文編寫的《材料化學(xué)》，李松林編寫的《材料化學(xué)》，沈培康編寫的《材料化學(xué)》，李奇編寫的《材料化學(xué)》以及張聯(lián)盟的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》[3][4]。這就造成教材多而雜，建議重新編寫《材料化學(xué)與工程》教材，而且還需補(bǔ)充近幾年材料化學(xué)與工程方面的最新理論、工藝和設(shè)備以及將來的發(fā)展趨勢，這樣才能讓能器與冶金學(xué)生緊跟材料化學(xué)工業(yè)發(fā)展步伐，為以后的就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.綜合課程與生產(chǎn)實(shí)習(xí)相結(jié)合，獲得材料化學(xué)全過程的感性認(rèn)識(shí)

中南大學(xué)冶金學(xué)院冶金工程和新能源材料與器件專業(yè)本科生在學(xué)習(xí)材料化學(xué)與工程課程后，后續(xù)會(huì)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)。冶金工程和能器專業(yè)本科生分別會(huì)到相關(guān)有色材料廠等公司進(jìn)行實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)過程中將所需材料理論、材料制備和技術(shù)知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，通過實(shí)踐教學(xué)。強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，提高其工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力，全面客觀地檢測和評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)成果。這樣既可以拓寬學(xué)生知識(shí)面，又可以讓學(xué)生覺得該課程不僅適用于冶金行業(yè)，也適合于有色材料和新能源材料，對(duì)其將來的繼續(xù)深造或就業(yè)都大有裨益。

3.推行啟發(fā)式、討論式和研究式教學(xué)方式

材料化學(xué)與工程課程是一門既具有豐富的理論性，同時(shí)又具有很強(qiáng)的實(shí)用性和實(shí)踐性的課程。教師圍繞教學(xué)目的，精心提煉工程實(shí)際和生活中的典型問題，編寫具有代表性、典型性、針對(duì)性的案例，以直觀形象的方式提供給學(xué)生，組織研究討論，讓學(xué)生通過思索，自己去綜合分析和解決其中的問題，從而培養(yǎng)其強(qiáng)烈的參與意識(shí)，活躍其思維，開闊其視野，最終達(dá)到提高其實(shí)踐動(dòng)手能力的目的。通過安排部分內(nèi)容自學(xué)、閱讀一些必要的參考書、撰寫小論文等形式，開闊學(xué)生的視野，引導(dǎo)學(xué)生提出問題，獨(dú)立思考，探索未知。

4.課程教學(xué)與大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和學(xué)科競賽有機(jī)結(jié)合

目前有一批品學(xué)兼優(yōu)的學(xué)生參與了各種創(chuàng)新項(xiàng)目：大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目、本科生自由探索計(jì)劃項(xiàng)目、扶貧專項(xiàng)資助項(xiàng)目、米塔爾學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、蔡田碹珠學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)資助項(xiàng)目和佳納學(xué)生創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等。另外還有各種大學(xué)生學(xué)科競賽：中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和“挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競賽等[5]。學(xué)生們課堂上所學(xué)知識(shí)可在項(xiàng)目和競賽中學(xué)以致用、融會(huì)貫通。

5.采用閉卷測試、“大作業(yè)”課程研討考核相結(jié)合的考試方法，檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果

本課程理論基礎(chǔ)部分系統(tǒng)性較強(qiáng)，學(xué)生必須熟練掌握，考試采取閉卷形式。而材料制備方法及性能等知識(shí)內(nèi)容多而雜，涉及面廣，傳授這部分知識(shí)的重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論基礎(chǔ)知識(shí)分析問題和解決問題的能力，因此，在考試方式上采取“大作業(yè)”課程研討形式。如學(xué)生可運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，結(jié)合某種新材料研究，對(duì)材料結(jié)構(gòu)分析選擇和實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)等進(jìn)行具體剖析，提出改進(jìn)的具體措施和具體的實(shí)驗(yàn)方案。這可訓(xùn)練學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、創(chuàng)新思維的能力，以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，從而培養(yǎng)具有較強(qiáng)綜合能力的高素質(zhì)創(chuàng)新人才。

三、結(jié)語

綜上所述，通過以上的課程改進(jìn)建議，構(gòu)建材料理論基礎(chǔ)-材料結(jié)構(gòu)-材料制備方法-材料性能思路，創(chuàng)立“教學(xué)-實(shí)踐-科研”有機(jī)結(jié)合的工程類專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)理念、方法與手段；相信材料化學(xué)與工程這門課程會(huì)讓學(xué)生提高工程實(shí)踐能力，從而突出中南大學(xué)冶金工程和能器專業(yè)培養(yǎng)特色。

參考文獻(xiàn)：

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[3]禹新良.材料化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的改革與優(yōu)化[J].廣州化工，2016，43（1）：174-175.

[4]陳萬平.材料化學(xué)課程內(nèi)容與專業(yè)課程體系設(shè)置的探析[J].大學(xué)化學(xué)，2016，31（12）：21-25.

[5]許新江，朱立剛.關(guān)于材料化學(xué)專業(yè)課程建設(shè)的幾點(diǎn)思考與實(shí)踐[J].廣州化工，2015，43（12）：192 -193.