材料化學(xué)專業(yè)課程建設(shè)與改革思考*

曹 楓，潘國祥，唐培松，陳海鋒

(湖州師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院,浙江 湖州 313000)

一、前 言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，材料與化學(xué)交叉融合越來越多，無機(jī)材料、高分子材料、復(fù)合材料、功能材料、納米材料、環(huán)境材料、生物材料等等，往往都要涉及到材料和化學(xué)兩方面的內(nèi)容，因此培養(yǎng)兼具材料與化學(xué)兩大學(xué)科(即材料化學(xué))專業(yè)知識(shí)和技能的高技術(shù)人才，無論是對于新材料的研究開發(fā)，還是滿足社會(huì)需求都具有非常重要的意義[1](P103-104)。

中國早已充分認(rèn)識(shí)到材料科學(xué)及其交叉學(xué)科的極端重要性，于1997年將材料化學(xué)認(rèn)定為新的本科專業(yè)。目前國內(nèi)已有90余所高校建立了材料化學(xué)專業(yè)，還有許多高校正在積極準(zhǔn)備申辦[2](P60-)。浙江省內(nèi)高校，如浙江大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)等，都已有完整的材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科。但是，省內(nèi)高校的獨(dú)立學(xué)院中設(shè)立與材料化學(xué)直接相關(guān)專業(yè)的還不多，目前僅有浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院、浙江理工大學(xué)科技與藝術(shù)學(xué)院、杭州師范大學(xué)錢江學(xué)院、溫州大學(xué)甌江學(xué)院、湖州師范學(xué)院求真學(xué)院五所獨(dú)立學(xué)院，并且年限也不長，因此獨(dú)立學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)建設(shè)及學(xué)生培養(yǎng)模式需要逐步積累并不斷改革。

湖州師范學(xué)院求真學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)于2006年正式招收本科生，近年來招生形勢喜人，目前第一屆學(xué)生即將進(jìn)入畢業(yè)階段。通過近三年的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)校認(rèn)為有必要在求真學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)課程設(shè)置、專業(yè)模塊及實(shí)踐教學(xué)等環(huán)節(jié)上進(jìn)行深入改革，進(jìn)一步完善培養(yǎng)體系，才能使其成為獨(dú)具湖師院特點(diǎn)、并能服務(wù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)的優(yōu)勢特色專業(yè)。

二、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及定位

教育部在關(guān)于材料化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中，要求材料化學(xué)專業(yè)畢業(yè)生能掌握數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等方面的基本理論和基本知識(shí)；掌握材料制備(或合成)、材料加工、材料結(jié)構(gòu)與性能測定等方面的基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理和基本實(shí)驗(yàn)技能；了解材料化學(xué)的理論前沿、應(yīng)用前景和最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，材料科學(xué)與工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r；了解相近專業(yè)的一般原理和知識(shí)等[3](P135-136)。這就為制訂材料化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案及設(shè)置課程體系提供了指導(dǎo)方針。在遵循教育部材料化學(xué)專業(yè)總體培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，如何通過專業(yè)建設(shè)培養(yǎng)出更多更好地為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的高級(jí)專業(yè)人才，是地方高校必須研究的重大課題。

針對學(xué)校所在地湖州市具有材料生產(chǎn)及加工業(yè)較發(fā)達(dá)的特點(diǎn)，學(xué)校于2006年在原化學(xué)師范專業(yè)的基礎(chǔ)上，成功地申報(bào)了新的材料化學(xué)專業(yè)，并將專業(yè)培養(yǎng)方向定位為：與湖州經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求緊密結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生的應(yīng)用能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式特色鮮明，培養(yǎng)質(zhì)量穩(wěn)定優(yōu)秀，競爭能力強(qiáng)的高素質(zhì)應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才。近年來，學(xué)院在吸取了省內(nèi)外兄弟院校材料類專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在三本材料化學(xué)專業(yè)課程建設(shè)上做了一些嘗試性改革，總體思路為：(1)按社會(huì)需求設(shè)專業(yè)，按就業(yè)方向設(shè)模塊；(2)按專業(yè)模塊設(shè)置特色課程，分模塊進(jìn)行畢業(yè)論文選題；(3)從學(xué)科軟硬件建設(shè)、學(xué)生科研立項(xiàng)、服務(wù)地方三個(gè)方面，為工科三本材料化學(xué)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

三、專業(yè)模塊與課程設(shè)置

(一)按就業(yè)方向進(jìn)行專業(yè)模塊設(shè)置

由于材料學(xué)科面很寬，不同高校材料化學(xué)專業(yè)的建設(shè)和培養(yǎng)目標(biāo)有較大的差異，必需遵從本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)分布特點(diǎn)進(jìn)行專業(yè)建設(shè)。湖州市擁有眾多高科技的新型材料生產(chǎn)企業(yè)。如在無機(jī)功能材料方面，有浙江紅鷹集團(tuán)股份有限公司等200余家耐火材料生產(chǎn)企業(yè)，有湖州陶瓷有限公司等50余家特種陶瓷生產(chǎn)企業(yè)；在電子信息材料方面，華瑩電子成為國內(nèi)開發(fā)鈮酸鋰、鉭酸鋰單晶的龍頭企業(yè)，新元泰公司的大口徑硅單晶生產(chǎn)技術(shù)處于國內(nèi)前沿，湖州晶能熒光材料已成為松下、飛利浦的重點(diǎn)供應(yīng)商，德清納米氧化鐵顏料在國內(nèi)同類企業(yè)中處于領(lǐng)先地位；在高分子有機(jī)材料方面，目前所開發(fā)的新型纖維、新型面料已成為湖州紡織業(yè)最大的亮點(diǎn)，珍貝、中興、談竹莊等企業(yè)廣泛開發(fā)應(yīng)用蛋白纖維、谷纖維、竹纖維等，有力地推進(jìn)了湖州市紡織業(yè)向高檔化、時(shí)尚化、環(huán)保化方向發(fā)展；升華拜克、長興一化、中山化工等企業(yè)不斷推陳出新，展望藥業(yè)、中維藥業(yè)的發(fā)展，使湖州市成為全國最大的藥用輔料生產(chǎn)基地。

對于湖州師范學(xué)院求真學(xué)院建設(shè)“材料化學(xué)”專業(yè)，主要應(yīng)考慮本地區(qū)材料生產(chǎn)與服務(wù)類企業(yè)的分布特點(diǎn)，根據(jù)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)對本校材料化學(xué)專業(yè)畢業(yè)生的需求，同時(shí)兼顧本學(xué)科教師研究方向和強(qiáng)項(xiàng)，將材料化學(xué)專業(yè)分為無機(jī)功能材料、高分子材料、生物醫(yī)藥材料三個(gè)模塊。學(xué)院按就業(yè)需求進(jìn)行專業(yè)模塊劃分，并結(jié)合已有辦學(xué)基礎(chǔ)，體現(xiàn)服務(wù)地方特點(diǎn)，為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)緊缺性專業(yè)技術(shù)人才。

(二)按專業(yè)模塊進(jìn)行特色課程設(shè)置

教育部提出的材料化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，要求其課程設(shè)置既要讓學(xué)生掌握材料和化學(xué)兩大學(xué)科扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，還要在有限的專業(yè)課學(xué)時(shí)里盡可能拓寬學(xué)生在材料和化學(xué)方面的專業(yè)知識(shí)，使學(xué)生畢業(yè)后真正能具有運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決材料化學(xué)交叉學(xué)科領(lǐng)域里實(shí)際問題的能力。由于材料化學(xué)在全國是個(gè)較新的專業(yè)，涵蓋的學(xué)科范圍非常寬，所以，不同高校的材料化學(xué)專業(yè)方向各不相同，各高校的材料化學(xué)培養(yǎng)方案和課程體系差別較大，并且本科生實(shí)驗(yàn)開設(shè)也有很大差別。

課程建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ)，根據(jù)三本材料化學(xué)專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃，學(xué)院對于主干課程教材盡量選用教育部推薦的優(yōu)秀教材或面向21世紀(jì)的新教材。2010年力爭將《材料科學(xué)基礎(chǔ)》建成校級(jí)精品課程，并完成《材料科學(xué)基礎(chǔ)》教材的編寫與出版，同時(shí)向外校推薦使用，并努力申報(bào)浙江省精品課程。另外，努力將《材料化學(xué)》建設(shè)成院級(jí)精品課程。

在本專業(yè)主干課程設(shè)置中，學(xué)院建立了化學(xué)基礎(chǔ)課程、材料基礎(chǔ)課程及專業(yè)特色課程等三類課程模塊。其中，化學(xué)基礎(chǔ)課程包括：無機(jī)、有機(jī)、分析、物理化學(xué)及其實(shí)驗(yàn)課程；材料基礎(chǔ)課程有：材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料化學(xué)、材料物理、材料結(jié)構(gòu)分析、材料力學(xué)、高分子材料、計(jì)算機(jī)在材料中的應(yīng)用、納米材料、材料化學(xué)前沿講座等；專業(yè)特色課程：根據(jù)無機(jī)功能材料、高分子材料和生物醫(yī)藥材料三個(gè)專業(yè)方向，分別設(shè)置專業(yè)理論與實(shí)驗(yàn)課程，具體課程安排見表1。

表1 材料化學(xué)專業(yè)模塊與特色課程設(shè)置

材料化學(xué)專業(yè)主干課程體系的設(shè)置，如何分配化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、材料基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)特色課程的授課學(xué)時(shí)，另外，專業(yè)特色課和專業(yè)基礎(chǔ)課在內(nèi)容上會(huì)不可避免出現(xiàn)重復(fù)，其內(nèi)容如何取舍、授課時(shí)間如何銜接等等，這些在今后的工作中仍有待于實(shí)踐，并需不斷地加以改進(jìn)。

(三)分模塊進(jìn)行畢業(yè)論文選題

本科畢業(yè)論文作為高校本科教學(xué)工作中一項(xiàng)常規(guī)性內(nèi)容，是學(xué)生對在校期間所學(xué)知識(shí)的全面檢驗(yàn)與總結(jié)。畢業(yè)論文是高校實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，既是高校培養(yǎng)創(chuàng)新性人才目標(biāo)的重要措施，也是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)基本理論與知識(shí)解決實(shí)際問題的重要途徑[4](P45-46)。

湖師院求真學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)應(yīng)用型專業(yè)人才，因此在畢業(yè)論文的選題上突出論文選題的應(yīng)用價(jià)值。首先，教師按照無機(jī)功能材料、高分子材料、生物醫(yī)藥材料三個(gè)方向進(jìn)行課題申報(bào)，并根據(jù)各模塊學(xué)生數(shù)量進(jìn)行初步調(diào)節(jié)，學(xué)生按照興趣選擇畢業(yè)論文課題，教師與學(xué)生之間實(shí)行雙向選擇。

對于畢業(yè)論文選題，主要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)結(jié)合：一是畢業(yè)論文選題與教師的科研方向相結(jié)合。由于教師對于課題相關(guān)研究非常熟悉，因此能給予學(xué)生適當(dāng)?shù)?、深入的指?dǎo)；學(xué)生可以在論文的寫作過程中通過老師了解作為科研工作應(yīng)該具備怎樣的理論基礎(chǔ)和必要的實(shí)驗(yàn)方法和手段，為以后的進(jìn)一步科研和應(yīng)用型工作打下良好的基礎(chǔ)；二是 畢業(yè)論文選題與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)相結(jié)合。對于畢業(yè)論文選題，教師可以結(jié)合企業(yè)合作項(xiàng)目，一方面讓學(xué)生了解與掌握畢業(yè)論文在文獻(xiàn)檢索、方案設(shè)計(jì)、論文撰寫等的基本過程；另一方面，讓學(xué)生直接參與企業(yè)生產(chǎn)，了解企業(yè)在工業(yè)化生產(chǎn)過程中，對生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)品工藝以及產(chǎn)品質(zhì)量控制等要求，培養(yǎng)能直接與企業(yè)需求對接的專業(yè)性人才。

四、實(shí)踐教學(xué)

(一)以學(xué)科建設(shè)為依托，增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的硬條件與軟實(shí)力

材料化學(xué)是一個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)，有 1/3 的專業(yè)必修課都需要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。對于新辦學(xué)科而言，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)至關(guān)重要，因?yàn)樗粌H是學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)平臺(tái)，同時(shí)也是教師科研的重要平臺(tái)。學(xué)院材料學(xué)科在2007年被評為湖州師范學(xué)院重點(diǎn)學(xué)科，并于2009年入選校優(yōu)勢特色學(xué)科。目前建有湖州市功能陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，另外建設(shè)了多個(gè)材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)室以及綜合實(shí)驗(yàn)室。近年來，購置了材料比表面積與孔徑分析儀、熱重-差熱分析儀、紅外光譜儀、紫外-可見分光光度計(jì)、熒光光譜儀、材料力學(xué)性能測試儀、高溫電阻爐等材料性能測試儀器。今后幾年，還將購置X射線衍射儀、H2-TPR、材料結(jié)構(gòu)模擬用高性能計(jì)算機(jī)組等設(shè)備，這些硬件建設(shè)為學(xué)生實(shí)踐教學(xué)奠定了良好的基礎(chǔ)。

先有一流的教師，后有一流的學(xué)生。近年來，在無機(jī)功能材料、高分子材料、光催化材料等方向上，引進(jìn)了多名具有博士/碩士學(xué)位的青年教師，經(jīng)常在學(xué)科里開展專題研討，充分交流材料和化學(xué)方面的最新知識(shí)和新技術(shù)。材料學(xué)科不同研究專業(yè)方向教師的引進(jìn)，能夠讓教師之間做到取長補(bǔ)短，為學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)敦實(shí)其軟實(shí)力。

(二)以學(xué)生科研立項(xiàng)為載體，激發(fā)學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中的主體性與積極性

為了充分挖掘材料化學(xué)專業(yè)本科學(xué)生“學(xué)以致用、參與科研”的主動(dòng)性、創(chuàng)造性，調(diào)動(dòng)本專業(yè)教師在教研之余“科技育人”的能動(dòng)性。一方面，鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間開展和參與以科研創(chuàng)新為主題的系列講座活動(dòng)，使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸學(xué)科前沿的理論和成果，增強(qiáng)對本專業(yè)的信心，開闊知識(shí)視野。從大二的下半學(xué)期開始，鼓勵(lì)學(xué)生申請學(xué)校的課外科技立項(xiàng)，對于特別優(yōu)秀的項(xiàng)目，進(jìn)一步申請省級(jí)與國家級(jí)的大學(xué)生科技立項(xiàng)，并為每個(gè)課題組配備一名以上高級(jí)職稱的指導(dǎo)教師，為課題組提供技術(shù)上的指導(dǎo)和方向上的把握，同時(shí)鼓勵(lì)教師結(jié)合自己的科研課題為學(xué)生創(chuàng)新研究提供經(jīng)費(fèi)上的支持。在此基礎(chǔ)上，對于所產(chǎn)出的優(yōu)秀科研成果，鼓勵(lì)學(xué)生參加省級(jí)以及全國大學(xué)生課外科技作品競賽。通過學(xué)生科研立項(xiàng)計(jì)劃的實(shí)行，學(xué)生普遍反映在做畢業(yè)論文時(shí)，基本套路已經(jīng)相當(dāng)熟悉，能夠?qū)Ξ厴I(yè)論文進(jìn)行深入研究，并提升畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)研究質(zhì)量。因此，學(xué)生多層次科技立項(xiàng)計(jì)劃在材料化學(xué)專業(yè)中貫徹執(zhí)行，對于培養(yǎng)學(xué)生科研意識(shí)、創(chuàng)新觀念以及動(dòng)手能力是大有裨益的。

(三)以服務(wù)地方為契機(jī)，為實(shí)踐教學(xué)提供優(yōu)質(zhì)平臺(tái)

近年來，湖師院主動(dòng)與地方大中型企業(yè)對接，依托服務(wù)地方辦公室深入縣市、企業(yè)，尋找橫向科研合作課題，組織開展了“百名專家下基層”活動(dòng)。教師在服務(wù)地方企業(yè)的同時(shí)，也為學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)提供了優(yōu)質(zhì)平臺(tái)。目前，材料化學(xué)專業(yè)已經(jīng)與湖州市夢圓集團(tuán)建立了新材料合作開發(fā)平臺(tái)，與湖州市金泰科技股份有限公司、永興特鋼有限公司、浙江紅鷹股份有限公司等一批知名企業(yè)分別建立了產(chǎn)學(xué)研校企合作基地。與企業(yè)建立合作關(guān)系，一方面可以利用社會(huì)資源，由企業(yè)來投資興建實(shí)驗(yàn)室，提供實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備，模擬企業(yè)生產(chǎn)過程。學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際操作和科研訓(xùn)練，這樣不但可以彌補(bǔ)地方高校辦學(xué)經(jīng)費(fèi)不足的缺陷，也可以大大提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力和科研水平，而且儀器設(shè)備對教師的科研也大有幫助。

根據(jù)湖州地方產(chǎn)業(yè)的特色，學(xué)校充分利用寒暑假學(xué)生參加社會(huì)實(shí)踐的機(jī)會(huì)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行社會(huì)調(diào)查，到對接企業(yè)參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)。一般情況是低年級(jí)的學(xué)生到相關(guān)的企事業(yè)單位進(jìn)行社會(huì)調(diào)查，通過調(diào)查了解湖州地區(qū)企業(yè)對材料化學(xué)人才的需求情況，以及企業(yè)在材料化學(xué)方面應(yīng)用的一些新技術(shù)，這樣可以讓學(xué)生先接觸到企業(yè)，同時(shí)了解到最新的技術(shù)信息。而高年級(jí)的學(xué)生，則是到學(xué)科服務(wù)對接企業(yè)或掛靠合作企業(yè)，進(jìn)行與專業(yè)相關(guān)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，并可以與指導(dǎo)教師一起為企業(yè)提供專業(yè)技術(shù)服務(wù)。部分學(xué)生可以在企業(yè)導(dǎo)師與學(xué)校導(dǎo)師協(xié)同指導(dǎo)下完成畢業(yè)論文(或設(shè)計(jì))，并盡可能讓這些學(xué)生在掛靠企業(yè)就業(yè)，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)與就業(yè)一體化。因此，學(xué)生在畢業(yè)之前，基本都能熟悉1-2個(gè)行業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際操作，做到理論聯(lián)系實(shí)際，這樣可以保證學(xué)生在就業(yè)方面具有較強(qiáng)的競爭力。

五、結(jié) 語

材料化學(xué)作為一個(gè)新的本科專業(yè)，在專業(yè)建設(shè)上能夠借鑒的經(jīng)驗(yàn)還不多，因此對于湖師院求真學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方案、課程設(shè)置以及實(shí)踐環(huán)節(jié)的探索和完善仍將是學(xué)院今后幾年的重點(diǎn)工作。經(jīng)過近年來求真學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)教學(xué)實(shí)踐與改革思考，學(xué)院初步將該專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)定位為：與湖州經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求緊密結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生的應(yīng)用能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式特色鮮明，培養(yǎng)質(zhì)量穩(wěn)定優(yōu)秀，競爭能力強(qiáng)的高素質(zhì)應(yīng)用型、復(fù)合型、創(chuàng)新型人才。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，學(xué)院根據(jù)就業(yè)需求，在材料化學(xué)專業(yè)設(shè)置無機(jī)功能材料、高分子材料、生物醫(yī)藥材料三個(gè)專業(yè)模塊，然后根據(jù)專業(yè)模塊不同，分別開設(shè)理論與實(shí)驗(yàn)特色課程。最后，從學(xué)科建設(shè)、學(xué)生科技立項(xiàng)以及服務(wù)地方三個(gè)方面著手，保證應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)質(zhì)量，突出實(shí)踐教學(xué)在三本材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)中的重要性。經(jīng)過這幾年的實(shí)踐，證明這一定位是正確的，已取得較好的成效，今后將不斷完善。

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