时间：2022-02-20 05:33:41
【关键词】高分子材料成型与工艺 微信 教学改革
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2017）06C-0078-02
高分子材料是化工产品的一个分支，是目前发展最快、应用前景最广且最具生命力的一类化工产品；高分子行业的迅猛发展，急需大量复合型人才。而大多数高校高分子材料专业的人才培养侧重在材料的合成等偏理论方面，对高分子材料加工成型为终极产品的工艺环节关注的程度不高。广西大学化学工程与工艺专业在化工材料加工工艺方面开设了系统的专业课程群，为“高分子材料成型与工艺”课程的设置打下了坚实的理论基础。然而，广西大学化学工程与工艺专业没有开设过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等高分子基础或专业基础课程，且该专业作为一个覆盖范围广泛的交叉的专业，开设的专业课程很多，所有的专业课程学时都高度压缩。在高分子材料理论知识缺乏、课程学时数少、无配套实验的背景下，本文从教学内容、教学方法、创新能力培养等方面对“高分子材料成型与工艺”课程教学改革进行探索。
一、教材的选用
广西大学化学化工学院“高分子材料成型与工艺”课程刚开设时，选用的教材是史玉升等编著的《高分子材料成型工艺》，学生通过学习可以掌握高分子材料的制备、性能、成型、评价及应用，全面系统地了解高分子材料成型技术的最新知识。教学过程中，学生反映这本教材的难度太大，因为“高分子材料成型与工艺”是一门专业技术课程，需在完成化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学、高分子物理和化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等基础理论课和专业基础课程后，对学生进行综合训练。
“高分子材料成型与工艺”课程是在大三第一学期开设的专业课，此时学生已经修完化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学等基础理论课，然而基本没有学过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等专业基础课，高分子材料方面的基础较差，加上这本教材讲述的理论知识较少，所以学起来较吃力。根据学生的反映，学院及时更换了教材，采用周达飞等主编的《高分子材料成型加工》“九五”重点教材，该教材高度概括了高分子材料的最基础的知识，对加工成型影响很大的高分子流变学基础知识进行较全面深入的介绍，全面介绍了高分子材料成型加工最常用的基本工艺，也兼顾了新技术和新方法，难度适中，得到学生好评。
二、教学内容的改革
高分子材料成型技术涉及化学、材料、材料加工、机械等多种学科，“高分子材料成型与工艺”课程是一门专业技术课程，需要广泛的理论知识基础。化学工程与工艺专业的学生基本无高分子材料理论基础知识，学习起来的确难度很大。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”这条主线展开教学内容，重点掌握三者的关系，强调成型加工对制品性能的重要性，这是本课程的主题思想，也是高分子材料的工程特征；选用“九五”重c教材《高分子材料成型加工》，充分利用国内外重要专业期刊了解行业最新动态，不断更新及补充教学内容，确保教学内容的先进性；在教学内容安排上，以高分子材料成型加工的大工程观点为着眼点，以宽专业为目标，概况高分子材料理论基础和概念（详细的内容指定参考范围让学生利用课外时间自学），从高分子材料的加工原理出发，着重对成型加工工艺进行讨论。从高分子材料的成型加工的共性出发，对模压、挤出、注塑及压延四大成型技术及工艺进行重点讲授，然后讲授塑料、橡胶及复合材料的成型特点和区别，对于一些新的成型方法，以及教材中未涉及而在一些科技文献中见报道的新的成型方法及工艺，教师建立了QQ群这样的交流平台，并将高分子领域权威的一些微信公众号分享到平台上，经常转发高分子材料国际国内的重要进展到平台，引导学生关注，激发学生的学习积极性，让学生以兴趣为导向自动组成兴趣学习小组的方式进行自学。笔者首先通过课内课外结合强化高分子理论基础与概念，对成型加工影响最大的流变性在课堂上进行详细介绍，而其他性能如稳定性、电性能、光性能等材料性能则作为课外学习内容，在有限的学时内，节选核心内容，把高分子材料合成、性能、加工及相互间的影响规律简要完整地介绍。比如教材中同一种成型方法按不同的应用体系分成很多小结，而教学过程中每种成型工艺仅以一种材料为代表来讲，但不同章节会选不同的材料体系来进行，比如讲橡胶的压延，那么注塑可能选塑料，而挤出可能选复合材料，这样来兼顾各类高分子材料的成型。
三、教学方法的改革
教学方法是影响教学目标是否能够实现、实现的程度和效率的关键。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程教学存在两个难点：一是许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程，这要求有实际感性认识和直观性；二是该课程的理论性和实践性都很强，如何在教学过程中实现理论与实际的结合，用理论来解释生产中的实际问题，或以具体实例来说明理论，促使学生真正掌握知识。针对这些问题，“高分子材料成型与工艺”课程在教学过程中对教学方法、教学手段进行了改革。
（一）现代化教学与传统教学相结合。“高分子材料成型与工艺”课程中许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程，这要求有实际感性认识和直观性，同时，该课程的理论性和实践性都很强。笔者根据所选用教材，利用PowerPoint加入声音、图像、动画、视频等各种多媒体信息，并根据需要设计各种演示效果，将抽象、生涩难懂的知识形象生动地展示给学生，激起学生学习的兴趣、吸引他们的注意力，大大加深学生对知识的理解和印象。由于化学化工学院缺乏相应的高分子材料成型教学设备，教学小组联系外界资源制作了几个基本成型工艺的微课，同时广泛收集案例、动画演示及成型录像，不断补充到授课内容中，让学生对高分子成型工艺及设备等有更直观的认识，对课件内容进行更新和完善，丰富课堂内容，加大课堂信息量，使学生获得对高分子材料成型加工的理性和感性双重认识，使教学达到事半功倍的效果。
同时，教师也要注意吸取传统教学中讲解的优点，将教师的语言、激情和应变能力体现在多媒体教学中，并用眼神、情感、心灵与学生沟通，必要时还要进行板书，让学生彻底把握一些关键问题。
（二）采用“任务驱动”教学法和启发式互动式教学。与传统的以教师为主体的“填鸭式”“灌输式”教学方式不同，笔者在部分知识点的授课中尝试采用“任务驱动”教学法，从传统教学的讲授、灌输和教师主宰课堂，转变为组织和引导；从单纯讲解转变为与学生进行适当的交流和探讨。笔者在讲述“高分子材料配方设计”这一章内容时，并没有按照书本来进行，而是布置了一道思考题“设计食品袋的配方”，让学生通过自学课本内容与上网查找相关知识等来完成这一思考题，并在学生完成后让他们用PPT来展示成果，通过讨论的形式与学生探讨了配方设计中的一些原则与内容。
启发式互动式教学强调先让学生积极思考，再进行适时启发；教师不仅要加强自身专业素养和知识积累，而且更重要的是建立师生互动的教学过程，并营造良好的课堂教学氛围，实现教学相长；教师注意自己角色的转变，良好的学习情境可使学生了解学习任务的必要性和与学习任务相关的学习信息，从而激发学习意愿和浓厚的学习兴趣；在教学过程中，对于重要的知识点，通过案例教学，与学生共同分析和讨论，启发学生进行思考，培养学生的创新能力。
（三）课堂讲授与问题讨论相结合。在教学过程中，始终围绕教学主线，但又避免单一过多地讲解相关理论，适时将高分子成型的基本理论与实际生活和生产相结合，与学生进行分析和讨论， 激发学生学习的积极性和主动性。以学生日常生活中常用的各种饮料瓶子和水杯等为例，分别介绍它们的主要原材料（PP、PC等）、配方和主要成型工艺（挤出吹塑成型、注塑吹塑成型、注塑成型、压制成型等），不同成型工艺生产的瓶子和水杯具有不同的特性，并纵向对比了各种成型加工方法、工艺及特点等，在讲述的过程中还给学生灌输了环保安全的意识。在讲述过程中，学生拿着各自不同的饮料瓶或水杯，或观察色泽、透明性，或捏捏比较它们的硬度，看看瓶底找找原材料的主要成分，相互还交换瓶子或水杯进行研究，课堂气氛非常好。课后学生反映通过使用这个具体的例子教学，让他们深刻地理解了原材料、配方、成型工艺等与材料制品性能的关系。此例子生动地体现了“高分子材料―成型加工―制品性能”这条高分子材料成型加工的主线，从而使教学内容由庞杂繁多变得简单易懂，通过理论结合实际，强化了学生的专业知识，教学效果甚佳。
（四）理论与实践相结合。“高分子材料成型与工艺”是一门理论性和实践性很强的课程，不仅要求学生尽可能地掌握每种加工工艺所依据的原理、生产控制因素以及在加工中高分子材料所发生的物理化学变化，熟知影响制品性能的各种因素，而且要学会选择和运用合适的加工O备、加工方法和加工工艺。笔者通过理论与实践相结合，将自己指导的一项专业实验项目设计为一个开放性的综合性的实验“高分子材料/阴离子型钙基膨润土功能材料合成与成型”，感兴趣的学生利用课余时间参与，让学生全面了解原材料、制备方法、工艺过程、成型加工方法等综合知识，并理解各种因素的变化对最终功能材料性能及结构的影响。这不仅激发了学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性和主动性，而且可使学生不仅获得理论的认识，更能获得感观的认识，进一步提高教学质量和学习效率。
【参考文献】
[1]史玉升，李远才，杨劲松.高分子材料成型工艺[M].北京：化学工业出版社，2006
[2]唐颂超.高分子材料成型加工课程建设与教学改革[J].化工高等教育，2008（1）
[3]周达飞，唐颂超.高分子材料成型加工[M].北京：中国轻工业出版社，2005
[4]李宝铭，张星，郑玉婴.高分子材料成型与加工课程建设初探[J].化工高等教育，2010（3）
1.构建“模块化”专业课程体系
根据卓越工程师的培养目标，通过到企业调查走访、问卷调查、毕业生反馈等方式，收集了对课程体系设置的意见和建议，结合“卓越工程师”培养目标，对材料科学与工程卓越工程师课程体系进行了模块化设置。也就是将课程体系设置为由若干个完整的课程模块构成的课程体系形式。材料科学与工程卓越工程师课程体系由材料制备基础、材料加工技术、材料的性能、材料的检测等四个模块组成。每一个模块又由若干门课程组成，分为必修课和选修课两类。材料制备基础模块由材料物理化学、材料科学基础、金属塑性成型理论、材料科学导论（双语）等组成；材料加工技术模块由热处理原理及工艺、金属塑性成型工艺学、现代材料制备技术、金属焊接工艺等组成；材料的性能模块由材料力学性能、材料腐蚀与防护、材料物理性能等组成；材料的检测模块由材料分析技术、失效分析、计算机在材料科学与工程的应用等组成。这样的课程设置，能够突破学科专业领域的界限，灵活地设计和组织具有不同作用的课程模块，从而构建具有不同价值取向的课程体系，以满足学生的全面发展和个性发展需要。
2.科学合理地进行课程的整合和重组
根据教育部“卓越工程师”培养模式，结合材料科学与工程专业人才培养长期的实践经验，对课程进行了整合与重组；在制订材料科学与工程专业“卓越工程师”培养计划过程中，在原来的培养方案的基础上，对课程进行重新的整合和重组。在进行课程体系的整合重组过程中，打破了各学科领域的界限，增加金属凝固、塑性成型、焊接等内容，真正达到了“宽口径、厚基础”的目的。同时不受原有课程和体系结构的束缚，对课程进行了实质性的有机融合和重新组织。具体而言，改变了以往按人文科学、社会科学和自然科学分类或按照等级结构设置课程的做法，打破了原有专业、课程之间的壁垒，摆脱了学科知识系统的束缚；强调课程内容的综合性，以跨学科的方式选择课程内容、组织和整合课程体系。同学科知识的相互渗透、融合和新知识的吸收利用，保证知识结构的系统性和完整性；改变过于讲究学科自身结构而导致的课程设置过细、过多和缺乏整体性的状况；避免课程内容的脱节和交叉重复，精简课程门类，减少必修课比例。比如：将以往的《固态相变》和《热处理工艺学》整合为《热处理原理及工艺》，将《材料力学性能》和《材料物理性能分析》整合为《材料性能》，将《金属材料学》和《模具材料》整合为《金属材料学》，将《现代材料制备技术》和《热处理新技术》整合为《现代材料加工技术》等。并处理好理论与工程实践、必修课与选修课之间的关系，大力加强实践课程的体系改革。
3.结合企业需求，制订企业培养方案
企业学习阶段是材料科学与工程专业的工程教育不可或缺的阶段，是整个教学计划的重要组成部分，也是实施“卓越工程师培养计划”的重要环节，按照材料科学与工程卓越工程师培养计划，将严格按照“3+1”培养模式，其中1年企业实践培养，着重完成学生的基本操作技能、分析解决工程实际问题能力的培养。使学生通过企业学习阶段的学习和实践，基本掌握金属加工车间、热处理车间、锻造车间、表面处理车间、金属材料检测中心等部门的工作内容和基本生产操作技能，了解工程技术人员在热处理车间表面车间、检测中心等部门的作用及技术职责范围，培养具有较强创新意识和实践能力的材料科学与工程专业人才。同时具有灵活运用材料科学与工程专业知识与材料工程规范、团队协作、跨文化环境交流、竞争与合作的能力，以及较强的创新意识和进行热处理工艺设计、技术改造与创新的能力。所以企业培养方案包括：初步能力培养实训、专业基本能力培养实训、工程能力训练、行业领域实习、毕业设计等环节。整个教学环节将依托企业、工程中心、重点实验室开展，由校企共同参与培养过程，共同监控培养过程。
4.课程体系与能力培养的关系
材料科学与工程专业卓越工程师的主要任务是培养具备坚实理论基础与专业知识、具有创新素质和工程能力，能在冶金、材料结构研究、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事设计、研发、制备、加工、分析检测、管理等方面的高级工程技术和管理人才。根据卓越工程师的培养目标，在整个培养过程中的课程设置紧紧围绕这一主题，如图1所示。如第一学年和第二学年的课程：大学英语、马克思主义基本原理概论、思想和中国特色社会主义理论体系概论、高等数学、大学物理、大学化学等，能够为卓越工程师提供工作所需的工程科学技术基础知识以及一定的人文和社会科学知识。第二学年第2学期和第三学年的课程：电工学、机械设计基础、材料物理化学、材料科学基础、热处理原理及工艺、金属塑性成型理论、材料力学性能、材料分析技术等，为卓越工程师奠定专业的基本理论知识；校内的工程实训：金工实习、专题实验，让学生初步接触生产实际，使学生具备解决工程技术问题的初步技能；1年的企业工程训练项目包括：认识实习、生产实习、专业实训、毕业论文等，让学生全身心地投入到企业的生产实践中去，接触生产一线，体味企业文化，使学生逐步掌握解决工程实际问题的能力，并学习与同事相处、团队合作、交流沟通等方面的知识。在卓越工程师培养计划中，课程体系的设置是至关重要的。它的合理与否，直接决定了人才培养的质量。我校材料科学与工程专业作为“卓越工程师”培养的试点专业后，与我省金属材料相关企业进行深入沟通，听取各方面的意见，对原来的材料科学与工程专业卓越工程师培养计划的课程体系进行优化。课程体系的优化坚持了“厚基础、宽口径、广适应、强能力”的人才培养理念，体现了“优化基础、强化能力、提高素质、发展个性、鼓励创新”的应用研发型人才培养教学改革要求，并体现我专业的人才培养特色，在今后的卓越工程师培养过程中将继续地完善和优化。
作者：万明攀 张晓燕 向嵩 马瑞 雷源源 单位：贵州大学
关键词：全英文教学；材料专业课程；教学实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）51-0114-02
随着科技现代化、经济全球化的不断深入，世界经济体之间的合作与往来变得越来越密切，在如此背景下，中国如何抓住机遇跨越式发展社会经济，缩短甚至赶超世界发达经济体，关键取决于培养兼具国际化视野与专业知识的复合型人才。为此，我国出台了《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》，而“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是贯彻落实上述纲要的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，对促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。而“卓越计划”的核心是培养高质量工程技术人才，尤其是在国际化平台下能够为国家经济建设发挥重要作用的专业人才，因此采用全英文讲授专业核心课程是实现工程教育国际化、培养国际化思维与视野复合型人才的必然要求。在全国高等教育范围内，上海市高校都走在了前列。上海市教委早在2009年就对“上海高校示范性全英文教学课程建设”进行了立项，通过资金支持并鼓励高校教师实践全英文教学，立项课程范围也从初期的非核心专业课程逐渐拓展到核心专业课程。上海理工大学材料科学与工程专业为全面贯彻“卓越计划”，全面开展专业课程全英文教学，通过教学改革和实践培养了一批高素质的复合型人才。“材料结构与性能”是材料科学与工程学科的专业基础课程，在本科培养计划中居于核心地位。本课程按照“以人为本”的开放式、多样化、递进式的培养模式，以工程教育为导向，以培养卓越工程师为目标，辅之以提高学生英语应用能力为特色，教学全程采用全英文教学。该课程已经开设了五年，2013年经上海市教委立项，成为市重点建设课程。
本文意在通过总结教学实践中出现的问题与经验，寻找差距与不足，探索一条专业课全英文教学的有效模式。材料专业课程全英教学的改革与探索，是打造高素质复合型人才的需要，是教育与国际接轨的必然。
一、“材料结构与性能”全英文课程的特点
“材料结构与性能”是继“材料科学基础”、“材料工程基础”之后，为该专业三年级本科生开设的专业核心课程。教学内容主要涉及到金属及非金属材料的微观结构与宏观性能之间的内在关联机制，包括材料结构对力学性能、电学性能、热学性能、磁学性能、光学性能等的影响及决定作用等。该课程以概念与机理等理论知识传授为主，难点在于提高学生对材料微观结构与宏观性能之间内在关联机制的理解，进而使学生能够从微观结构上解释材料的性能变化，进而设计一款新的材料或者对现有材料提出性能改善的最优化设计方案以满足实际需求。
具体来说，“材料结构与性能（英）”课程体系具有如下特点：
1.基础科学理论明确：课程以材料科学基础、材料工程基础、材料力学、物理化学、材料物理学等学科课程为相关理论基础。
2.专业理论特色显著：教学中重点阐述材料的结构与组分变化对材料主要性能的内在关联机理，明确相关控制与影响因素，进而学习相应的材料处理方法与手段，实现对材料性能进行调控，满足应用需求。
3.培养目标明确：该课程是适应经济全球化以及国际高等教育发展潮流而设置的专业课程，目标是按照“卓越计划”培养社会需要的专业人才。
4.全英文国际化教学：教材为国际一流工科大学所采用的原版英文教材；全程采用全英文教学，注重传授基础知识，同时提高学生的英语应用能力，培养学生以国际化思维思考、分析和解决问题的能力。
5.多学科交叉：该课程紧密联系国家“十二五”期间的行业关键问题――“新材料”和“功能材料”，其相关知识体系融合了材料学、物理、化学，甚至生物学、电子、机械等学科。
二、教学方法与手段
一直以来，全国各大高等院校专业课程都采用汉语教学。众所周知，即使采用母语讲授专业课程中的理论难点，教师都要花费很大精力，而学生理解起来也很难深入。而鉴于高等教育国际化的需要，最近几年，高等院校开始尝试采用双语或者全英文教学方式讲授专业课程。
目前，采用全英文教学过程中面临的困难与挑战，概括来讲，主要集中在以下几点：授课教师是否对语言具有高超的驾驭能力、对理论知识的准确表达能力、以及对复杂概念与原理的深度演绎能力；听课学生的英文听说水平能否达到全英文授课要求。关于任课教师，一般来讲可以通过提高教师准入门槛，比如要求具有一定年限国外大学或科研机构学习或者进修经历等进行遴选。对于选课学生，我们则无法取舍，只能从改革教学方法、丰富教学手段等方面引导学生逐渐适应全英文教学过程，逐步提高英文听说水平。因此，学生较低的英文听说水平、较差的英文应用能力、对语言的畏惧情绪、以及对枯燥的专业课程缺失的兴趣与积极性等，是影响教学效果的最关键因素。结合过去多年的实践教学经验，授课团队拟努力从以下几个方面着手，以有效提升教学质量与效果。
1.组建高水平的教学团队。胜任全英文教学的教师不仅要对英文具有高超的驾驭能力还要有扎实的专业功底，这样才能做到熟练利用英文讲解、传授一般理论知识，深入浅出、化繁为简地阐释重要机理与概念。本课程教学全程采用全英文教学，由三名均具有三年以上海外学习经历的教师担任主讲。三位主讲教师均具有博士学位，全部具有高级职称，在教学方面严格以“师者，传道、授业、解惑”自勉，并不断锐意进取，边实践边改革，在教学质量、效果等方面不断提高。
2.不断完善和丰富教学内容。教学内容始终以社会需求为基本导向，以国际高等教育人才培养机制为标准，以培养具有工程实践与创新能力的人才为目标，适时调整培养计划、完善教学大纲内容，保持教学内容的先进性与实用性。同时，积极采纳社会用人单位对学生质量的反馈信息，及时补充有利于学生综合实践技能提高的新知识点，做到教材内容与时俱进。首先，教材国际化。本课程选用美国犹他大学Callister教授主编的“材料科学与工程”作为主要参考教材，该教材也是美国多所著名理工科大学材料专业本科生的通用教材。其次，英文版教材与国情相结合。国际通用英文版教材适合美国的工程教育，但不能照搬并移植到中国工程教育，我们必须结合国内高等教育的实际，有选择性的吸收消化。第三，英文版教材与中文辅助教材相结合。考虑到学生英文水平的限制，参照原版教材编写中文辅助教材。对英文教材进行中文辅助教材配套是深化和推广全英文讲授专业基础课程的一项有益尝试和改革，不仅可以让学生在课堂上专注于教师的讲解、努力跟随教师的思维思考专业问题过程中提高英文应用能力，而且通过及时与中文教材比对知识点深入理解专业知识。第四，密切该课程与实验课程的结合。作为一门理论与实践密切结合的核心专业课程，实验设计环节对于学生将理论知识转化为实际能力具有重要作用。基于实验环节的重要性，与本课程相关的实验设计被划分为一门独立的课程。
3.教学方法与手段的探索与创新。在教育国际化大背景下，以往的照本宣科式教育理念已经落后于时代需求，不能满足学生对实践技能的渴求，新的适应全英文授课方式、有利于提高学生学习兴趣、拓展分析与解决工程问题思维、培养学生工程实践能力与创新能力的教学理念与方法亟需探索、改革与创新。首先、启发式教学。针对全英文授课的特点，以及学生英文水平的限制，按照教学大纲与教学计划进度表的要求，力求“内容上突出重点，讲授上深入浅出”，同时引导学生将新知识点与已有的知识有机的联系起来理解、记忆，通过教师的发问式教学激发学生学习兴趣；通过学生之间的讨论及与教师互动，使学生参与到教学过程中，增强学生学习热情与主观能动性。其次、多媒体、互联网助推现代化教学。本课程全程采用多媒体教学、PPT课件定期更新、加入与课程内容相关的最新科研成果。同时，丰富课程网站模块，完善网站互动功能，实现教师在线答疑，将有限的课堂互动扩展到更充裕的课后网络互动中。此外，建立与国外同类课程网站的链接，使学生可以共享网络资源，真正实现课程教学的国际化。
总之，在经济全球化、人才国际化的时代背景下，培养既掌握扎实专业知识、又拥有国际视野的复合人才是社会的必然要求，利用全英文教学培养高素质的人才是大势所趋。全英文教学过程中，完备的理论授课体系、国际化的教学内容赋予本课程旺盛的生命力；雄厚的师资力量保证了高质量的教学；现代化的教学手段为激发学生学习兴趣、提升学习效率提供重要辅助手段。作为一个全新的教学模式，当前中国高等教育的全英文教学仍然处在探索阶段，教学方法的改进与教学质量的提高都需要长期的积累。但我们相信，在高水平师资的基础上，只要从传授专业知识与提高英文应用能力做为出发点培养学生，以培养国际化复合人才为目标，一点一滴地践行教学工作的每一个细节，国内高等教学的全英文教学就会不断迈向更高的台阶，工程专业的全英文教育会不断向前推进。
参考文献：
[1]《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》（中发〔2010〕6号）[Z].
[2]《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》平装[Z].2010年7月1日.
［关键词］复合材料与工程应用型高校人才培养方案新专业建设
［中图分类号］TB33；G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2014）03-0089-02
复合材料是一种科技含量较高的新材料，广泛应用在航空航天工业、汽车工业、高速铁路、军工领域以及风电叶片新能源等领域。随着我国制造业水平的不断提升，在新产品上应用新材料也越来越多，如大飞机项目的启动，复合材料是其制造的关键技术。复合材料和钢铁等材料不同，钢铁材料是在钢铁厂由自动生产线生产出来的，而复合材料即使在欧美等发达国家的飞机制造厂，也是由一线工程师在现场进行人工裁剪制造出来的，因而产品的质量在很大程度上取决于一线工程师的水平。而这样的企业也需要大量卓越的一线工程师，这也正好与上海应用技术学院对毕业生的培养目标定位相吻合。
复合材料与工程专业是一个新专业，在我国的许多大学都开始设置复合材料与工程专业。而国外的大学未见开设复合材料与工程专业，而是仍将其作为材料科学专业的一个方向。在我国的一些研究型大学，其专业培养方案的导向主要放在培养研究型人才上，原理性、理论性的课程较多，主要以培养研究生为主，学生毕业后也主要在高校研究所从事科研工作。伴随高等教育的大众化，产生了许多应用型本科高校。自改革开放以来，我国新建的地方高校和近年来由高等专科学校升格的本科高校，比如上海应用技术学院，都属于应用型本科高校。在这类高校中设置的复合材料与工程新专业，主要是以经济及社会发展需求为导向，结合国家和地方的战略性新兴产业，培养既具有一定的专业理论知识，又具有较强的实践性专业技能的应用型人才，学生毕业后主要到相关复合材料企业和行业从事技术和管理工作。[1] [2] [3] [4] [5] [6]
复合材料与工程专业是上海应用技术学院2010年经教育部批准开设的几个本科新专业之一，2010年已开始招生。本文以经济社会对该专业高级应用型人才需求为导向，结合我校实际情况，并借鉴、比较国内其他大学本专业的培养方案与课程体系，找出构建并优化我校复合材料与工程专业理论教学体系和实践教学体系的对策。这对于提高应用型工程技术人才的培养水平，实现培养卓越一线工程师的目标定位，具有较大的理论和实践借鉴意义。
一、复合材料与工程专业人才培养目标的定位
作为应用型本科高校，在人才培养目标上应找准自己的定位，形成自己的特色。我们本着依托行业、按市场需求培养、实施产学研一条龙建设的理念，以上海及长三角地区对复合材料制备、加工、应用等领域的工程技术人才需求为依据，建立“宽基础、重技能”的人才培养模式。另外还引进具有丰富实践经验的企业与行业专家进入我校教学工作委员会，参与人才培养方案的制订。
我们制订的复合材料与工程专业的人才培养目标是：培养德、智、体、美、劳全面发展，适应上海及长三角地区经济建设以及现代制造业所需要的应用技术型人才。毕业生具备复合材料与工程专业的理论基础、专业知识与技能，具有良好的学习能力和团队工作能力、高度的社会责任感、良好的道德文化修养和健康的身心素质，可以胜任复合材料领域的研究与技术开发、材料加工工艺和设备设计、材料产品技术贸易与生产管理等工作。
具体要求是：掌握复合材料与工程方面的基础理论与专业知识，掌握复合材料的工业生产过程、设备和工艺；了解复合材料在不同行业中的应用及其相关知识，了解本专业的发展现状和趋势；掌握复合材料与工程工作所需的工程科学技术知识及较丰富的人文和社会科学知识；了解本专业领域技术标准及相关行业的政策、法律和法规。
同时要求具有以下素质和能力：复合材料与工程专业方面的研发，工程实际问题的分析和解决；能够阅读中英文专业文献，能够运用英文进行交流和翻译；懂得运用计算机知识解决复合材料与工程中的各类问题；善于科技创新、技术管理、工程项目管理与市场营销；善于沟通与交流。
二、复合材料与工程专业人才培养计划的构建
（一）复合材料与工程专业的特色
结合我校应用型本科高校的定位和二本的生源特点，我们提出了依托材料学院上海市材料加工工程重点学科建设，与其他高校错位发展，形成自己特色的办学思路。以复合材料制备工艺为突出重点；重视理论联系实际，增加实习课与实践课，形成系统的材料工艺教学体系；要求本专业学生动手能力要强，至少掌握一门复合材料工艺技术。
我校为上海市地方所属高校，大部分学生选择在上海市和长三角区域就业。随着商业大飞机产业和风力发电新能源产业成为上海及长三角的战略性新兴产业，对复合材料与工程专业的应用型高级工程技术人才需求较大。而这些行业的产品构件主要采用树脂基复合材料制造，因此在专业方向的设置上，我校以树脂基复合材料的制备、加工为主要方向。另外由于我校在无机陶瓷材料、铝基复合材料、碳/碳复合材料方面有科研方面的支撑，以及就业前景趋势方面的考虑，也设置了金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料等专业方向。
（二）复合材料与工程专业的人才培养计划
为了实现复合材料与工程专业的人才培养目标，达到培养要求，我们制订了本专业的人才培养计划，即课程体系的构建。[7] [8] [9]课程体系的知识层次框架包括公共基础课、公共选修课、学科大类基础课、学科专业基础课、专业课、专业选修课和实践教学等课程模块。其中，公共基础课和公共选修课是大学的通识课程模块，使学生掌握数学、物理、英语、计算机、企业管理、法律等方面的基础知识，提高其政治思想、文化艺术品德、身体素质等。学科大类基础课是应用型工科化工材料类课程模块，使学生掌握较宽的工科基础知识。学科专业基础课包括材料学概论、材料科学基础、计算机在材料科学中的应用、材料现代分析技术、高分子化学与物理基础、复合材料原理、复合材料聚合物基体、材料表面与界面等课程，目的是让学生扎实掌握专业基础理论知识。专业课的设置体现了本专业的特色，即适应地方经济战略性新兴产业对应用型高级工程技术人才的需求，以复合材料的设计与制备工艺技术为重点，课程包括复合材料工艺与设备、复合材料结构设计基础、金属基与陶瓷基复合材料、材料性能、材料科技英语等。为进一步拓宽学生的专业知识面，设置了专业选修课：复合材料制备新技术、航空材料、无机建筑材料、复合材料加工、表面工程、复合材料工厂设计概论、材料商品学、材料实验设计优化与数据处理。
我校复合材料与工程专业的另一特色是课程体系重视理论联系实际，安排了较多的实习课和实践课，开设的大型实验课具有设计性、综合性等特点。其中，实践性环节学分占总学分的比例达24.7%，学时占总学时的比例达43.7%，这符合应用型工科高校对学生专业实际动手操作能力、创新实践能力的要求。
三、结论
长三角地区是我国制造业最密集的地区之一，新材料是上海三大支柱产业之一。复合材料在大飞机、风力发电、高速铁路等战略性新兴产业中正在被越来越广泛地应用，为了满足这些行业的需求，作为上海市地方所属高校，我校开办了复合材料与工程新专业。基于我校培养卓越一线工程师的办学定位，我们确定了培养既具有一定的专业理论知识，又具有较强的实践性专业技能的应用型人才的培养目标。根据培养目标我们制订了以复合材料制备工艺为突出重点，重视理论联系实际，增加实习课与实践课，并形成系统的材料工艺教学体系的人才培养计划和课程体系。经过近三年的教学实践，我们修改和完善了人才培养计划，加强了专业实验室建设和实习基地建设，但复合材料与工程专业作为一个新专业，目前仍处于探索阶段。相信经过时间经验的沉淀，我们一定能够培养出符合经济社会要求的应用型高级专业人才。
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复合材料结构与性能是针对复合材料与工程专业大四学生开设的一门专业必修课，其内容涉及树脂基体、增强材料、增强材料的铺层和复合材料的夹层结构等多个方面，是一门理论联系实践应用、基础知识和科学发展前沿并行的课程。我们从充分利用信息技术、理论联系实际、启发式教学和考试方式多元化等多方面进行了课程改革和实践，以提高学生的学习兴趣和创新能力。
［关键词］
课程改革；课程实践；启发式；教育
复合材料结构与性能是本校针对复合材料与工程专业大四学生开设的一门专业必修课程。本课程是在学生学完了材料学概论、树脂基复合材料、复合材料工程实验等专业课程之后，为进一步拓宽学生的专业知识面、培养学生综合知识的运用能力而开设的，目的是培养其在复合材料原材料的选择、改性、结构设计方面综合运用知识解决实际问题的能力。复合材料结构与性能的教学内容包括复合材料概述、树脂基体材料结构与性能、高性能增强材料、增强材料铺层结构与性能及复合材料夹层结构等。复合材料概述部分重点介绍复合材料结构所包含的三个结构层次和复合材料的发展及应用近况；树脂基体材料部分主要介绍聚合物分子结构对性能的影响及基体材料的最新研究进展，让同学们通过学习掌握分子结构设计原理，初步具备从性能角度出发筛选合成原料的能力；增强材料铺层结构与性能和复合材料夹层结构部分突出复合材料结构的可设计性，根据复合材料结构件的受力情况，介绍增强材料铺设方式设计和夹芯材料选择的理论依据。不同于大学基础理论课，大学专业课的课堂教学内容必须紧跟本学科技术的发展。课堂教学中，教师在介绍完基础理论知识后，一定要配合实际的生产应用案例对其进行应用说明，这样有利于学生理解和掌握此知识点，并能通过实际的应用案例理解单纯追求某一性能指标是没有意义的，实际应用过程中应考虑工艺性能、应用性能、节能环保等综合因素。该课程为新开课，在教学内容、教学素材、教学方法等方面还需要进一步完善和改革，以适应复合材料现代科学技术的飞速发展。
一、充分利用信息化资源，丰富教学内容
在教学过程中，我们充分利用信息化资源、信息化技术来辅助教学，丰富教学内容，利用多媒体技术进行高密度的知识传授，增大教学信息量，并借助图片、动画、视频等媒介，增强学生的理解力，加深他们的记忆。［1］我们在传统的PPT中加入实物图片、工艺图片、三维设计动画、复合材料生产视频等，以丰富教学内容，把学生关心的一些复合材料应用领域的相关知识（复合材料原料、工艺及应用等）直接向学生演示出来，从而与文字讲义相呼应，给相对枯燥的教学注入兴趣和活力。多媒体教学（如制作动画、录像、图片和三维模型等）将原本抽象的、不易理解的复合材料多相结构生动、形象地展现出现，便于学生理解和记忆，加深对复合材料结构的理解，深层次理解复合材料结构对性能的影响。我们在查阅大量国内外文献的基础上，编写了适合本课程教学特点的电子课件，并根据需要采用大量生动、形象的工艺流程图介绍复合材料的生产工艺，以实物图片介绍复合材料的应用领域，采用动画、视频的形式介绍复合材料不同层次的结构及结构设计对性能的影响。对于较难理解的章节，采用模型或模拟辅助教学可以提高教学效果。为了让学生较好地了解复合材料领域的发展，教师需要密切关注该行业国内外的发展动向，及时查阅相关的文献资料，获取与国际接轨的最新知识、先进教材和信息。教师需要适时地参加国内外复合材料展览会，对国内外参展公司的展品、设备和技术图片进行拍照、录像并整理，将其融入课程内容；还可以参加复合材料相关的学术研讨会，密切关注复合材料领域的新技术、新工艺的发展和应用，及时更新本课程的教学内容。
二、授课内容注重理论与实践相结合
复合材料结构与性能是一门实用性较强的课程，单纯以文字的形式介绍复合材料结构与性能，特别是复合材料的夹层结构，很难介绍清楚，学生也很难想象，难以理解。因此，教学中一定要理论联系实践，以案例的形式讲授知识，如以风力发电机叶片、雷达罩、飞机机翼的结构为例，分别介绍其选材、结构，并解释原材料选择原因、结构设计的原理、性能特点、国内外的技术差距等。作为教师，将自己科研工作的实际应用案例加入课程讲授，理论联系实际，丰富课程内容的实用性，是非常必要的。不同高校复合材料专业的研究领域、研究特色不同，有的高校侧重于增强材料的研究与开发（如东华大学），有的高校重点研究复合材料结构件的设计制造（如武汉理工大学），而本校复合材料专业侧重于高性能树脂基体材料的研究与开发。在本课程的讲授过程中，我们将本校树脂基体方面取得的研究成果按相应类别穿插在课程内容中，如将耐腐蚀的乙烯基酯树脂、高残炭酚醛、脂环族环氧树脂、高性能芳炔树脂、高性能透波树脂等内容加入课程，分析其结构与性能特点。我校在复合材料增强材料、增强材料的铺设方式、复合材料结构的设计方面开展的研究工作较少，如果要想在这几章内容的教学中联系实践，教师需要做很多资料收集工作，特别是针对增强材料铺设方式和夹层结构部分，需要到相应的研究单位、生产单位进行调研，制作相应图片、三维模型、动画及视频，以丰富教学内容，便于学生理解。［2］
三、改进授课方式，采用启发式教学，让学生根据自己的兴趣点进行自主学习
复合材料结构与性能是复合材料专业大四学生的专业必修课，他们在此之前已经学完了大部分的专业课程，已基本掌握了复合材料的专业知识。本课程的目的是进一步拓宽学生的知识面，培养学生的创新思维，实现与毕业课题研究、社会工作的衔接。因此，教学中应该改变以往的“老师讲、学生记”的方式，鼓励学生运用前面学过的专业知识去思考，激发创新思维，从中获得运用知识解决问题的成就感。教师可以提出现在行业中的难题，让同学们通过查找资料寻找解决方法，发挥大学生精力旺盛、创新性强的特点。［3－4］这也对教师提出了要求：要紧跟本学科的发展，与复合材料相关企业建立密切联系，了解本专业新型的原材料、成型技术、成型设备及新型制品结构。在复合材料概述中介绍新型的复合材料时，同学们对“自修复复合材料”非常感兴趣，但课上仅仅介绍了“自修复复合材料”的设计原理和性能特点及其在航天领域中的应用前景，教学中若能够以实物图片展示此材料的使用案例，以录像展示生产工艺过程，并提出应用过程中有待解决的问题，则可以更生动、具体地体现该材料的结构与性能的关系。我们采用了启发式教学方法，建立教师和学生间双向互动的课堂气氛。教师采用提问的方式启发和调动学生的主观能动性，让学生对问题进行思考；当堂课不能解决的问题，则要求学生课后查找资料，以小论文的形式提交解决方案；鼓励学生探索科学前沿，激发学生对科学研究的兴趣。比如我们给学生留的课后作业为“你认为最有发展前景的复合材料是哪种类型？解释其原因”和“热固性树脂复合材料和热塑性树脂基复合材料的优缺点及其发展趋势”。课余时间，学生们根据自己的兴趣爱好去查找相关的资料，了解该类复合材料的结构、性能、应用及发展情况。这样不仅能够拓展学生的知识面，还能够激发其对复合材料科研的兴趣。［5－6］
四、考核方式多元化，培养学生思考问题、解决问题的能力
复合材料专业课程大多采用闭卷考试的方式进行考核，考试形式重于内容，考试分数重于能力，平时认真听课、认真思考的同学考试的分数倒不一定比背讲义、背课后题的同学高，这样打击了应用能力较强的同学的学习积极性，也与本课程的培养方案相悖。复合材料结构与性能是大四上半学期的专业必修课，是理论与实践相结合的一门课，旨在引导学生运用所学知识发现实际生产中的问题并解决问题，传统的靠知识点记忆的考核方式显然已不适用于本课程，课程改革也应在考核方法上有所体现。根据知识点的不同，本课程宜采用多元化的方式对学生进行考核。重要的概念、原理、工艺、聚合物结构及性能等要求学生掌握的知识点可采用闭卷考试，而不同类型复合材料的性能特点、发展及应用方面的知识是动态发展的，可以采用开卷考试的方式。这样学生可以在课下查阅大量的文献资料，详细了解复合材料的发展趋势，激发学习兴趣，拓展专业知识面。对于综合知识的运用，即从选择原材料、成型工艺选择、增强材料的铺设方式、夹层结构设计等方面设计某复合材料结构件，则采用小论文的形式考核，如设计轻质高强的工字梁结构。多元化的考核方式可以使学生成为学习的主体，有利于调动学生的积极性，并培养学生综合运用知识的能力。我们通过教学题材的更新、教学内容的多样化、教学方法和考核方式的改革，力争从教师讲授向学生在老师的启发下自主学习的模式转变，从而达到提高学生学习主动性、激发学生创新性的目的。课程改革和创新需要在实际教学过程中摸索，我们将结合复合材料新技术的发展，继续探索复合材料结构与性能教学新模式。
作者：宋宁 侯锐钢 周权 陈麒 王帆 方俊 倪礼忠 单位：华东理工大学材料科学与工程学院特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室
参考文献：
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1 “材料工程基础”精品课程的教学现状
随着我校材料科学与工程一级学科的建设与发展，“材料工程基础”逐渐融合成包含金属、陶瓷、高分子三大材料制备成型过程的技术原理，工艺方法及生产工艺过程的一门专业基础性课程。该课程要求学生在获得较广泛的材料工程基础知识的同时，掌握材料制备加工过程中的基础科学原理技能，从而能根据所确定材料的性能、结构和应用要求，提出材料成分构成和制备加工的方案及方法。通过该门课程的理论教学和实践环节的训练，要求学生了解材料分类、共性和特性及各类材料工程技术发展现状和趋势；理解各类材料工程技术的原理及各种材料工程技术间的关系；熟悉各类材料工程技术的特点和应用范围；掌握材料制备与合成、材料凝固与结晶、材料成形与加工、材料组织和性能改善、材料连接技术、材料表面技术方面主要方法的工程原理，并能根据产品质量要求合理选择材料制备与加工方案。
“材料工程基础”课程作为我校材料科学与工程专业的核心课程，在课程改革、教学内容优化、学生工程实践能力培养等方面起到了不可缺少的作用。近几年我国材料加工领域技术发展十分迅速，各种新工艺、新设备层出不穷，相比之下教材内涉及到的工艺和技术相对滞后。教师在教学过程中，积极结合科研工作成果和工程实践，查阅文献，收集资料，把材料工程领域的新知识增加到教学内容中。但是这些新知识与原有教材内容还缺乏有机的衔接，特别是一些涉及到跨知识点、跨学科的新技术、新工艺，在讲解过程中，难免一带而过，学生学习之后印象不深，理解也不透彻，影响教学效果。且目前出版的教材受限于各高校的不同培养目标，不同教学计划及不同定位等因素，教学内容存在一定的差异。因此，对“材料工程基础”课程改革势在必行，优化教学内容，改进教学方法和教学手段，强化实践教学，以满足材料科学与工程专业人才培养的需要。
2 优化教学内容
课程的教学内容需要具有一定的系统性和扩展性，不同专业方向的学生通过课程的学习能够建立材料科学及材料工程的知识平台，为后续课程学习和工程实践打下基础。因此，在该门课程的教学中，怎样突出工科特色，面向社会、面向材料生产企业的需要，进行课程内容和课程体系的规划和调整很有必要，使该课程的工程特色鲜明，学以致用，能更好地满足冶金类材料加工企业对高素质工程人才的需要。
在教学内容上，原来主要介绍金属材料的熔炼、锻造、轧制、热处理、焊接 等工艺原理、常用方法、应用范围及质量控制的基础知识，以及材料的强化与改性、表面技术等方面的知识内容。根据材料一级学科平台课程的建设，“材料工程基础”课程面向金属材料、无机非金属材料、高分子材料、材料成型与加工等专业方向，以培养具有优良工程能力和现代工程意识的高层次、高素质、适应时代要求的现代材料工程师为宗旨，以培养所具备的材料工程概念、材料设计、材料加工与制备方法、材料实验研究、设备仪器应用操作为目的，优化完善课程教学内容。以材料工程基础、材料加工工艺、先进材料制备技术三部分内容为主体，结合经典与创新并举的思路，系统地讲授材料加工过程的基本原理、流程和设备；结合生产实践剖析现代材料加工过程的本质、生产控制过程的关键环节和控制依据；结合典型的成形设备和工艺流程，从纵向和横向两个方面分析材料加工工艺的单元过程与相互关系；与现代工业紧密关联，随时了解材料生产工业的科技进步，及时更新教学内容；关注国内外材料工程学科的最新研究成果，吸收国家最新的标准化研究成果，把最新的科研成果引入课堂，注重介绍先进材料制备技术的发展动态、材料加工过程的资源回收利用、压力加工及精密成型模具设计等深加工方面的知识。目前形成了包括金属、非金属、高分子三大材料相关制备加工的课程内容，同时还增加了工程方法和技术经济方面的内容，拓展了“材料工程基础”课程的空间，强调材料工程的创新性与新材料开发创造性的结合，并设置相关应用问题，让学生自主学习，完成应用问题的解决方案和工程措施。鉴于“材料工程基础”课程涵盖金属材料、非金属材料、高分子材料等材料学的分支学科较多，涉及的知识点多，有效促进学生掌握各知识点，基本原理与工艺融会贯通，了解材料制备、加工和性能优化的各种方法的特性和共性，达到材料工程化单元操作和单元过程的有机结合，构成适合于不同材料的工程化系统。通过课堂教学和实践教学，使学生掌握材料科学与工程的系统知识，达到“登高而望远”的学习境地。
3 改进教学方法和教学手段
由于课程学时数的减少，传统的教学方法和教学手段已难以满足教学需要，因此，大力开展教改研究工作，在教学中根据实际情况采取灵活多样的教学方法和教学手段。通过课程教学多媒体教学手段建设、虚拟实验课程建设、工程化实验等手段生动、形象地进行理论课程教学，提高学生对理论知识的兴趣和掌握程度。
利用多媒体教学资源，采用启发式、问题式、讨论式教学方式，引导学生进入课堂，积极参与互动：在讲授时，每位主讲教师根据自身的特点，运用简练、准确、生动、形象的语言，对材料工程的基本原理、基本流程、基本设备、发展趋势进行解释、分析、论证，引导学生开展思维活动，使学生获得知识、发展能力；同时注重理论联系实际，注重培养学生科学的思维方法和，提出问题解决问题的能力。
灵活利用讲授法、讨论法、自学法、实验法等多种教学方法，有效调动了学生学习积极性。大胆尝试案例教学法，在课程中不断引入本领域国内外最新研究成果以扩大学生的视野；组织和鼓励学生到实验室去直接接触实验仪器和设备，强化动手能力，将有关教学内容归纳以考题任务下达给学生，让同学在查阅大量文献资料的基础上，上讲台做报告，激发学生的学习热情和提高教学效果。
充分利用现代信息技术手段，通过“材料工程基础”精品课程网站，提供了丰富的教学资源，学生可以远程登录进行自学，并可了解有关材料工程方面的发展动态和趋势；在课堂教学中采用了多媒体教学，编制了与教学内容相关的各种知识模块的多媒体课件，使课堂讲授更加形象生动，取得了良好的教学效果。同时邀请企业和研究所的技术专家和知名教授开设课程讲座，直观而生动为同学讲解工程案例，拓展了学生的工程知识和行业视野。采用现代教育技术手段，把现代化材料加工制备企业的生产状态，先进生产流程，企业概貌展现给学生，培养学生的专业素养和工程意识，帮助学生树立在材料领域拼搏奋斗的决心与勇气。
对学生的学习考核贯穿于课程的整个教学过程。学生作业有问答题、课外小论文等多种形式，要求教师认真批改作业。课程考试环节坚持教考分离，并严格执行A、B卷，逐步建立了较完备的习题、试题库，综合成绩由考试成绩和平时成绩两部分组成，平时成绩根据课堂表现、作业和实验操作技能、考勤等方面进行考评。
4 改进实践教学
实践教学是培养学生实践能力、创新能力和综合应用能力的关键环节，它在培养学生的实际操作能力、分析问题和解决问题的能力方面起着极其重要的作用。本着以培养和提高学生独立思考能力、动手能力和解决实际问题能力的目的，针对工程问题强调综合运用的特点，在课程体系中设计嵌入了实践教学模块，使理论教学与实践教学有机结合。实践教学环节的设计力求突出基本理论之间的融合、基础理论与基本方法的结合、基础理论与实际问题的结合；实践环节的教学，不仅仅局限于帮助学生对基本概念、基本定理的理解和运用，同时注重于学生解决工程实际问题时综合运用知识的能力的训练，充分依托我校材料学科的国家工程中心、省部级重点实验室和省级分析测试中心资源优势，通过这种训练使学生从研究方法到处理问题的能力等方面得到了有益的锻炼。
嵌入式的实践教学模块中单列实验课程，包括基础实验、综合性实验及设计性实验三个部分，各模块方向的学生根据自己的专业方向和实验学时要求选择三类实验的组合，把它们与“三大实习”相结合，即在课程学习的过程中，适度安排实习，各种模型及设备实地参观，使学生能够及时理解基础理论与工程技术及其应用相互关联，提高学习兴趣，增强教学效果。在实验教学上突出实验的技术性、综合性和探索性，实验室配备了50余套材料加工领域的教学试验设备，搭建了学生实践教学平台，开设出具有开放性、设计性、研究性的综合型实验，拓展学生思维，培养学生科研兴趣与能力，较好地解决理论教学与工程能力培养、实践教学相脱节的问题，在培养学生工程意识、动手能力和团结协作精神方面发挥了较好的作用。
5 结语
课程建设与改革是长期而艰巨的任务，在开展精品课程建设的过程中，应注意处理好传统与特色、规范与创新、内容与方法、基础与专业、教学与科研、点与面的关系，将以信息技术为手段，以创建部级精品课程建设为契机，全面推进教学队伍建设、实验室建设和网络多媒体教材资源建设，发挥优质资源网上共享机制，提高教学水平和教学质量，使“材料工程基础”课程成为材料科学与工程专业具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理特点的优质精品课程。
参考文献
[1]尹立辉，孙莉.地方高校精品课程建设的思考[J].长春大学学报，2010(5):107-109.
[关键词]工作过程；路基路面；试验检测；教学
中图分类号：H311 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）45-0125-01
中职教育初始阶段是以学科知识作为系统化开发的课程，只是把学科体系的课程进行简单的组合和删减，但随着中职教育的发展，学科体系课程已不适合职业教育，随着就业为导向的人才培养模式的要求，人们探索出一种新的课程开发模式――以工作过程系统化开发课程，目前已成为国家精品课程评审的标准，本论文结合实际经验，论述了道路与桥梁工程施工专业《路基路面试验检测》课程的开发过程及内容。
一、 构建工作过程系统化课程体系
构建工作过程系统化课程体系是工作过程课程开发的前提，我们主要从以下几个方面进行：1.进行广泛调研，确定道路与桥梁工程施工专业的培养目标是面向路桥施工企业、工程监理公司，培养“懂技术、会施工、能管理”生产一线技术人员和管理人员，明确了学生就业的岗位群。2.通过召开企业实践专家座谈会，对专业对应的职业进行分析，确定出本职业的典型工作任务。3.进一步归纳出行动领域，进行教学论加工，将行动领域转换配置为学习领域课程，实现课程体系的重构。
二、 试验与检测课程内容的选取
《路基路面试验检测》课程的内容选择主要以路基路面试验检测工作过程为导向，按照专业职业能力培养目标，对工程材料送检工作任务进行排序，构建学习情境，并在每个学习情境下以真实工作任务作为教学内容。教学的内容秉承“学习的内容是工作，通过工作完成学习内容”的原则，每个项目教学内容，打破原来学科系统化知识，把筑路材料、材料检测、材料验收等课程内容重新按照材料送检的程序整合、序化，形成若干个子任务，通过各子任务的学习，使学生熟悉常用的筑路材料质量标准，具备正确验收和保管材料，能进行路基路面检测，并能根据检测数据正确判断筑路材料的质量。
三、 试验与检测课程教学内容的组织
以水泥试验检测为例。
（一）任务布置：由教师给出一个具体的工作任务。工作任务来源于实际工作载体中的某个学习情境中的某个具体工作内容。
（二）教师导学：在每次布置任务后，老师用多媒体课件讲解水泥的性质、种类、应用和选择，给出现行的水泥试验规程、规范，播放水泥检测的试验录像，引导学生自觉、自主地学习，完成任务。
（三）现场检测：分组实施检测任务。具体包括：取样、检测、记录试验数据、处理数据、分析结果、填写检测报告并得出结论等，实施过程严格按照规范要求分步骤进行。
四、 试验与检测课程的教学方法
（一） 任务驱动教学方法：根据企业实际筑路材料送检的工作过程，整合课程内容成为若干个学习情境。在进行每一个项目授课前，先根据某一实际工程提出具体任务，以完成施工企业施工过程中材料试验检测的项目为驱动目标，实现理论、实践一体化的教学模式，让学生以试验员、质检员的角色完成课程的理论学习和技能训练，最后又以综合性任务来考核学生掌握专项技能的程度和水平。
（二） 教师导学的环节教学方法：中职学生不仅要掌握材料试验、检测的技能，同时还应掌握材料的理论知识，这样学生才能针对试验结果判断材料的质量。在组织该课程的教学时，设立了教师导学的环节，在这一环节主要的教学方法有以下几种：1.案例分析教学法，以实际工程中出现的案例为载体，针对实际工程施工过程中出现的关于该工程材料的工程问题，引出问题、分析问题和解决问题。2.材料展示教学法，工程材料种类多，老师上课讲解及学生观看一些图片后，对材料有了基本的认识，但学生对实际的材料还是分不清，为了增加学生对材料的直观的了解，学生直接观看实际材料。如：石材，石材的种类很多，有人造石材、花岗岩、大理岩等，水泥，硅酸盐类水泥按混合料多少和种类分，硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥，钢筋，钢筋有光圆钢筋和带肋钢筋。学生分不清有何区别，通过观看实物，对石材、水泥、钢筋有了更进一步的认识。
（三） 模拟检测环节教学方法：为了让学生能更好的完成工作任务，根据实际工程材料检测流程要求，通过将某一项材料检测工作过程以详细的引导文列出，制成材料检测报告单形式，让学生到学校的工程材料检测中心进行取样、送样、检测、填写报告，将课程学习与工作实践相融合，使学生感受真实的工作环境，增长学生的实践经验。
（四） 试验结果的评定环节教学方法：在实际的施工过程中，材料取样送检后，作为试验员、质检员应能根据试验结果判断材料是否合格，能否用于工程中，为了培养学生正确判断的能力，在这一环节主要采取小组讨论、老师点评的教学方法。小组讨论是在材料检测后，根据检测报告中的试验数据，讨论分析检测结果是否符合材料的国家标准，为了能验证学生的判断的是否正确，老师最后进行点评。
五、 开展岗前对接培训
根据专业的现状和发展趋势，有针对性地对学生进行岗前培训。学生前期的学习主要以有共性的岗位进行训练为主，与之相对应企业的种类多，如建设单位、监理单位、施工单位、设计单位等，但就业的岗位也各不相同。因此，学生毕业前可以根据企业需要和个人意愿，选择一个专门模块进行有针对性的培训，也可以由系部根据地区经济发展特点对道桥人才的需求，选择专门模块进行教学与培训，整个培训过程与生产过程相对接。通过岗前培训使学生成为一合适人才。突出岗位技能培养是我校道桥专业教育的主要特色，通过改革，学生的适应性强，就业率高，改革取得了很大的成功，但学生的自主学习能力和创新能力仍有一定的差距。因此，还需加大课程改革建设力度，完善以提高学生综合素质和培养岗位技能为目的课程教学体系，使中职教育培养的人才能够适应一线高素质劳动者和技术技能型人才的需要。
绪论是引导学生快速进入材料化学主体内容比较关键的部分，在绪论这章应该让学生尽快对材料化学这门课程的一些基本概念、材料化学的主体内容范围及其地位和作用以及一些学习方法，包括思维方式的转化和训练方面有一些了解，同时由于是双语教学，不断渗透英语教学内容仍是主体，所以在绪论内容设计上，逐步导入英文教材内容，用英语表述一些概念，对概念的理解上，采取中英文表述，主要是照顾英文理解较差的学生，同时给学生一个适应的过程。在“以学生为本”的教学理念下，对材料化学绪论内容进行设计和实践，以下是教学实践中的尝试和总结，以其今后更好地进行材料化学课程双语教学，教学方法上“重视学”，“以学生为本”，提高教学质量，实施以培养能力为中心的素质教育。
材料概念的导入
1材料的定义有关材料的定义有以下几种：材料是具有结构、光、磁、电的用途的物质(Matterisamaterialwhenthatformofmatterhasstructural,optical,magnetic,orelectricuse)。材料是能为人类社会经济地制造有用器材(或物品)的物质(Matterisamaterialwhenthatformofmattercanbemanufacturedintousefulobjectseconomicallyforthehumansociety)[13]。材料是人类用来制作物件，如用具、工具、元器件、设备设施、系统等的物质。《辞海》给材料下的定义是：经过人类劳动所取得的劳动对象称为原料，而经过工业加工的原料如钢材、水泥等则称为材料[14]。这是以往对材料的定义，随着时代的发展，材料基本含义没有太大变化，内容上丰富许多。与时俱进，现在采用英文教材的最新定义，是需要学生理解和掌握的。英文教材的定义为：材料可广泛定义为可用于解决当前或未来社会需要的任何固态组件和设备(Thetermmaterialmaybebroadlydefinedasanysolid-statecomponentordevicethatmaybeusedtoaddressacurrentorfuturesocietalneed)[15-16]。例如，钉子、木材、涂料等解决我们住房需求的简单建筑材料(Forinstance,simplebuildingmaterialssuchasnails,wood,coatings,etc.addressourneedofshelter)。
2材料的分类材料分类有很多种，现代材料一般分为金属(metals)材料，高分子(polymer)材料如塑料、橡胶、纤维等，无机材料如陶瓷(ceramics)、玻璃、水泥、砖瓦等和复合(composites)材料四大类[17]。英文教材将材料分为天然的(natural)和合成的(synthetic)两大类材料。天然的材料分为无机(inorganic)和有机(organic)材料。无机天然材料包括矿物(minerals)、黏土(clays)、砂(sand)、骨(bone)和牙(teeth)。有机天然材料包括木材(wood)、皮革(leather)、糖(sugars)和蛋白质(proteins)。合成的材料包括大块(bulk)、微米(microscale)、纳米(nanoscale)材料。大块(bulk)材料包括非晶态(amorphous)和结晶(crystalline)材料[15-16]，这种材料分类更贴近材料化学的定位。
3复合材料复合材料广义上是指由两个或多个物理相(以微观或宏观的形式)所组成的固体材料。狭义上是指用高性能玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、晶须、芳香族聚酰胺纤维等增强的塑料，金属和陶瓷材料等。国际标准化组织把复合材料定义为由两种以上物理和化学上不同的物质组合起来而得到的一种多相固体材料[18-19]。
4新材料与功能材料为适应国民经济、科学技术与国防建设的发展，满足生产力发展与社会进步的要求新近出现或研发出来的、或正在发展中、具有传统材料无法比拟或更为优异的性能之各种新型材料，均称为新材料。新材料一般具备表征性、先导性、依托性、时间性、优能性和新颖性6个特征[14]。材料通常可分为结构材料与功能材料两大类。结构材料是以强度、刚度、韧性、塑性、耐磨性、硬度等力学性能为其基本特征，用于制造以承受重力或传递应力为主要服役方式之结构构件的材料。功能材料则是具有特殊物理性能、化学性能或生物学性能等，主要用于制造各种功能元、器件的材料[14,20-21]。1965年，美国贝尔实验室Morton博士提出功能材料的概念，20世纪70年代日本材料科技界完善确立，20世纪80年代在我国逐渐被人们接受。功能材料的定义，国内外尚无统一定论，国内比较一致的定义，功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理学、化学、生物学效应，能完成功能相互转化、并被用于非结构用途的高技术材料。这些材料在元件、器件、整机或系统中，可实现对信息与能源的感知、采集、计测、传输、屏蔽、绝缘、吸收、贮存、记忆、处理、控制发射和转换等目的[14]。
5纳米材料20世纪70年代，日本科学家最早认识到纳米性能并引用纳米概念。20世纪80年代中期，人们正式把这种材料命名为纳米材料。纳米材料是指物质的粒径至少有一维在1~100nm之间，具有特殊物理化学性质的材料[22-27]。组成纳米材料的基本单元在维数上可分为三类：(1)零维。指在空间三维尺寸均在纳米尺度内。如原子簇等。(2)一维。指在空间有两维处于纳米尺度。如纳米丝、纳米棒、纳米管等。(3)二维。指在三维空间中有一维处于纳米尺度。如超薄膜、多层膜等[24]。在实际应用中，以一个材料的10%质量分数作为阈值来确定其是否为纳米材料，作为化妆品纳米材料的判断指标[28]。材料及其分类的介绍，主要侧重英文教材的定义，让学生记住其英文表达，同时强调材料的应用及最新材料介绍。
材料科学与材料工程的界定
材料科学是研究材料结构与性能间的关系，而材料工程是在这些结构与性能间的关系基础上，对材料结构进行设计和工程化以生产预期性质的系列产品(Thedisciplineofmaterialsscienceinvolvesinvestigatingtherelationshipsthatexistbetweenthestructuresandpropertiesofmaterials.Incontrast,materialsengineeringis,onthebasisofthesestructure-propertycorrelations,designingorengineeringthestructureofamaterialtoproduceapredeterminedsetofproperties)[29]。
材料化学的定义
广义上材料化学学科的定义致力于研究组成材料的原子、离子或分子排列之间的相互关系和它的整体宏观结构/物理性质(Thebroadlydefineddisciplineofmaterialschemistryisfocusedonunderstandingtherelationshipsbetweenthearrangementofatoms,ions,ormoleculescomprisingamaterial,anditsoverallbulkstructural/physicalproperties)。依据这个定义，普通学科如高分子、固体和表面化学都包括在材料化学的研究范围内(Bythisdesignation,commondisciplinessuchaspolymer,solid-state,andsurfacechemistrywouldallbeplacedwithinthescopeofmaterialschemistry)。这个广泛的领域是由研究现有材料的结构/性质，新材料的合成和表征以及利用先进的计算法来预测未知材料的结构和性质组成的(Thisbroadfieldconsistsofstudyingthestructures/propertiesofexistingmaterials,synthesizingandcharacterizingnewmaterials,andusingadvancedcomputationaltechniquestopredictstructuresandpropertiesofmaterialsthathavenotyetbeenrealized)[15-16]。#p#分页标题#e#
关键词 本科教育 课程改革 实验能力 创新意识
中图分类号：G642 文献标识码：A
高分子材料以其质轻、耐蚀、易加工等性能，正处于迅速发展时期，随着新技术、新工艺、新设备不断涌现，越来越多的企业迫切需要大量创新能力强、综合素质高的高分子材料专业人才。建立面向市场和企业，适应现代高分子材料发展要求，培养具有创新精神和竞争能力强的复合型专业人才，已成为现有高校高分子材料与工程专业所面临的重要问题。①②③④本文结合我校高分子材料与工程近年来的教学实践，提出构建新的实验实践教学体系，实验教学分层次、按模块进行，加强了实验教学的基础性、系统性、综合性和创新性，增加实践教学比重，改变实践教学模式，加强学科平台建设，强化对学生创新性实验能力的培养。
1 创新性实验教学改革的必要性
实验和实践教学不同于理论教学，在很长时间里，实验和实践教学得不到应有的重视，实验和实践教学附属于理论教学，在实际教学过程中多是验证性和认知性实验，启发式、设计性以及综合性实验偏少，不利于学生创新能力和工程化能力的培养。高分子材料与工程专业是一门应用性较强的专业，以塑料、橡胶、胶黏剂、纤维、涂料为代表的高分子材料已在国民经济建设中发挥越来越重要的作用，因此培养更多创新能力的从事高分子材料的合成、改性、共混复合、加工成型等方面的高素质人才是社会发展的必然要求。
以高分子材料与工程专业实验课程建设为核心，深化实验教学改革，通过按模块教学，强化学生实验技能，增加以新产品设计开发为导向的创新性实验，兼顾趣味性和挑战性，通过老师的引导，在实验过程中培养学生如何分析问题和解决问题，提高学生工程创新能力。我校高分子材料与工程专业成立于1994年，2005年被批准为湖北省立项建设本科品牌专业，并于2010年通过合格验收，同年被批准为国家特色专业建设点，2012年被批准为湖北省普通高等学校战略性新兴（支柱）产业人才培养计划项目，是我校首批在一本进行招生的专业。高分子材料与工程专业是与湖北省国民经济和社会发展联系紧密的应用型本科专业，在湖北省内乃至中南地区具有较大影响，为地方经济建设培养了大批高层次应用人才，并提供了大量实用型科技成果。
2 创新性实验教学的具体措施
2.1 构建创新性人才实验培养方案，改革实验课程体系
制定创新性人才实验培养方案。高分子材料与工程专业是培养高分子材料及相关学科的基础理论知识，通过理论学习及实验、实践教学训练，掌握材料的制备、加工、分析测试等基本方法，能从事高分子材料成型加工和改性以及聚合物合成与相关产品的生产设计、研究、开发和技术管理等工作的创新型高级工程技术人才。⑤坚持“夯实理论基础、拓宽专业口径、增强工程和创新能力、提高科学素质”的人才培养思路。⑥注重理论和实践相统一，重视工程创新能力的培养，加强对新材料相关产业和领域发展趋势和人才需求研究，吸纳相关产业、行业和用人部门共同研究课程计划，制定与生产实践、社会发展需要相结合的培养方案。
改革实验课程体系。结合现代高分子材料发展状况，及时完善高分子材料与工程专业实验课程内容，补充高分子材料新技术、新工艺，参考国外知名大学的具体措施，我们在实验课程体系与教学内容等方面进行全面的改革，建立有利于学生实验创新能力培养的教学体系。根据学生认知能力的不同阶段和理论课程进度计划，按模块化设计优化实验教学内容。形成了由“化学基础实验”、“高分子化学与物理基础实验”、 “高分子工程实验” 和“高分子综合设计实验” 四个实验模块组成的高分子材料与工程专业实验教学新体系。其中化学基础实验模块不仅包括无机化学、有机化学、分析化学和物理化学四大基础化学实验，而且还涵盖仪器分析和化工原理实验，在编制新的实验课程体系时，结合高分子材料与工程专业的特点，对传统实验进行有目的的筛选、分类、整合和更新，突出学生基本技能的培养和训练。高分子化学与物理基础实验包含高分子物理和高分子化学实验内容，不仅巩固学生所学的高分子科学实验的基本理论，而且培养学生制备高分子材料、测试材料物理性能及高分子的结构表征和测试等技能。高分子工程实验模块包括橡胶、塑料、胶粘剂、涂料四大实验，从材料加工、成型、性能测试以及应用，独立设计实验内容，旨在培养学生的实际操作能力，分析和解决实际问题的能力。高分子综合设计实验模块是教学的最高层次，结合学生实际情况，有针对性选取实验内容，应体现实验的知识性、综合性和创新性。
2.2 加强实践教学建设与改革，强化学生实践创新能力
[论文摘要]文章阐述了高职“建筑材料”课程教学的特点和要求,分析了现阶段高职“建筑材料”课程教学存在的问题,并提出了相应的解决方案。
一、高职“建筑材料”课程教学的要求和特点
“建筑材料”课程作为高职土建类专业一门重要的基础课程,不仅是以数学、物理、化学、力学等课程为基础的专业基础课,还是“房屋建筑结构”“建筑设备”“工程概预算”等后续课程的前期基础课,开设这门课程的主要目的是针对建筑材料的发展方向,面对新材料、新技术、新标准不断出现的情况,使学生掌握常见建筑材料的技术特性、相关标准等基本知识,了解在实际工作中如何选用建筑材料,并为后续专业课程打下良好的理论基础。“建筑材料”课作为一门基础课程是研究各种建筑材料的构造、生产与加工方法、材料的技术性能、质量检验以及如何合理使用的课程。它涵盖的内容广泛,涉及学科较多,且综合性、实践性都很强。通过本课程的学习,不仅可以为学生的后续专业课程提供必要的专业基础知识,也为今后的工程实践打下理论基础,同时也可以培养学生一定的实验技能,可以说它是通往专业课程的必经之路,也是决定学生专业面宽窄和工作适应性的关键因素。
(一)高职“建筑材料”课程的要求
高职教育培养的目标是“培养具有必要的理论知识和过硬的实践能力,面向生产、建设、服务和管理第一线急需的技能型人才”,如何在以就业为导向的高职教育改革中,实现人才培养与社会需求的对接,已经成为高职教育面临的一项重大而紧迫的任务。
近些年来,我国高等职业教育迅速发展,为社会化培养了大量高素质专门人才,但其培养的人才与用人单位的需求存在着较大的差距。因此,高职院校的课程设置应根据用人单位的需求,针对岗位群设置专业,增强专业覆盖面,按市场需求的发展变化对课程设置及时地进行调整、补充、修订。同时,还要处理好理论教学和实践教学、能力培养和知识传授、现代内容和传统内容、基础课程和专业课程的关系,认真研究各类课程之间的结构、比例和权重,以满足学生从业和个性发展的需要。
培养目标是课程设置的依据,根据高职教育的培养目标,高职院校的课程教学应淡化基础理论教学的系统性、严密性,增强理论教学的针对性、应用性。把知识传授和动手能力的培养结合起来,在基础理论“必需”“够用”的基础上加大实践教学的比重。通过企业对岗位知识和能力需求的调研,我们认为课程教学目标的制定应根据一线施工与管理岗位的要求,针对一线施工与管理岗位群,整理出课程的知识点和能力点,并重新编排组合,形成教学大纲。笔者认为,“建筑材料”课程的教学目标包括以下几个方面:一是了解与掌握建筑行业中常用建筑材料的基础知识;二是基本掌握我国现行建筑材料的各种标准和常见的检测方法,比较熟练地对目前施工企业常用的建筑材料进行检测,并提供可靠的检测数据,基本上可以为工程建设质量控制和合格性评定提供依据;三是强化对专业研究工作的基本训练,提高分析问题、解决问题的综合能力。
(二)高职“建筑材料”课程的特点
“建筑材料”课程所包含的内容庞杂,以叙述性内容为主,涉及知识面广,教材涵盖了十多个大类,上百个材料品种,但其系统性差,各章节之间缺乏必要的联系。这是由于材料学本身的原因造成的,各类材料本身就是一门专业学科,如胶凝材料、金属材料、高分子材料及其他复合材料等。如此多的内容都汇集到“建筑材料”课程中,使其成为一门介于材料学科与建筑工程学科之间的综合课程。
“建筑材料”的课程内容庞杂混乱,主要是对各类材料定性、半定量的分析,是针对各类材料技术性质的总结,缺乏逻辑性和理论计算分析。同时,由于一系列和工程密切相关的试验资料和实践经验的总结,繁多的条文叙述及经验公式,而又缺少逻辑推理,使得其整体性、逻辑性、严密性、连贯性均较差。这就给学生学习这门课程造成了不少的困难,影响了学生的学习积极性。
二、高职“建筑材料”课程教学存在的问题
目前,我国高职教育发展迅速,为我国高等教育大众化做出了重要的贡献。但在高职教育极速发展的大背景下,不少高职院校缺乏鲜明的办学特色,依然沿袭本科院校的教学理念,重理论教育,轻技能训练,使高职生的实践能力不强,与社会需求脱节。在人才培养目标的制定上,许多高职院校并没有完全贯彻高等职业教育的人才培养要求,没有体现出职业教育的特点,在教学体系方面普遍存在着三方面的问题:一是课程设置基本上处在无人监管的状态,既没有统一编订的课程,也没有统一的课程标准,各学校自行其是。在课程设置上没有突出职业教育的特点,实践课的开课率没有达到实践教学大纲的要求,把实践课看成理论课的附属课。二是教学方法不适应职业教育的要求,仍沿用传统的“填鸭式”“满堂灌”的方法。三是对学生的考核多按传统的以考查学生对基础知识的掌握程度为主的单一闭卷考试方法。高职“建筑材料”课程的教学中存在的主要问题表现在以下几方面:
(一)没有统一的课程标准
高职院校对“建筑材料”课程还没有形成统一的认识,也就没有统一的课程标准,很多高职院校依然沿用以前的教材,这些旧教材的内容比较狭窄,很多教材缺乏对新材料、新设备、新工艺、新实验方法、新标准的介绍,导致这种现象的主要原因是近些年来我国建材领域发展速度非常快,而“建筑材料”课程的教学改革速度远远跟不上建材领域发展的速度,所以,高职教育应当注重“建筑材料”课程标准的制定,及时更新教材的内容,以应对工程实际的高速发展。
(二)沿用本科教学大纲
高职“建筑材料”课程只是对这门课程本科的教学内容作了局部删减,略降低教学要求。“建筑材料”课程的教学内容一般分为两大块:理论教学和实验教学。理论教学以传授理论知识为主,讲解教学大纲所规定的基本内容;实验课的教学内容包括土木工程材料性能的一些基本测试,属于验证性实验。这些实验仅仅是用来验证理论教学中的重要结论,缺乏综合性、设计性实验。因而,在现阶段的高职“建筑材料”课程的教学中,实验课只是处于从属地位,属于理论教学的一种辅助手段,而不是真正地把实验课作为学生理论联系实际的桥梁,着重培养学生动手能力、创新思维和创新能力,作为学生锻炼提高专业技能的重要手段。
(三)教学方法落后
现阶段高职“建筑材料”课程教学的主要形式仍旧停留在口头讲授、“满堂灌”的层面上,而建筑材料领域中涉及很多概念,有些概念教师在课堂上用语言、板书难以描绘。大多数理论知识只有在具备工程实际条件的情况下,才会被学生更好、更快地加以理解。此外,随着大学本科院校近年来的大幅度扩招,吸引了众多高中毕业生就读。这就导致了在高职就读的学生,其基础知识不扎实,且个体差异较大,很多学生缺乏良好的学习习惯。学生进入大学以后,可自由支配时间明显增多,主动学习的动力明显不足,这给“建筑材料”的课程教学带来了一定的困难。
三、高职“建筑材料”课程教学改革对策
针对“建筑材料”课程的特点和要求以及其教学中存在的问题,笔者认为应该从以下几个方面进行这门课程的教学改革。
(一)精研教材内容,突出重点教学
在课程教学过程中,由于教学时数的限制,教学内容不可能面面俱到,这样在组织教学内容时,就应该有所侧重,在深入分析岗位工作对本课程知识能力要求的前提下,打破学科框架,构建以理论知识够用为度,体现土建专业所需的技术应用能力为主线的新体系,突出课程内容的针对性和实用性;在教学过程中教师应当突出重点内容,在重点内容讲解透彻的同时,兼顾讲解其他一般内容,其余内容则可要求学生们课后自学完成。建筑材料虽然种类繁多,但结合专业的特点,应该突出两个重点,即材料的基本性质及结构材料。
材料的基本性质这一章很重要,它是研究建筑材料共性问题,是后继各章的基础知识。因此,应较详细地把材料性质的各个概念结合它们在工程中的应用介绍清楚,要求学生们牢固掌握。结构材料能否正确使用,直接影响建筑物的安危和正常使用。所以,应把水泥、混凝土、钢材、防水材料列为重点内容进行讲解。在讲解这些重点内容时,应尽量采用丰富的教学方法,诱导和启发学生去主动地、积极地进行正确思维,充分调动学生的学习积极性。对某些具体材料的教学,则宜采用在众多材料品种中选取典型品种予以对比的方法进行教学,突出重点,点面结合,才能取得良好的教学效果。如“水泥”一章,应选用建筑工程中使用最多的通用水泥作为主要讲解内容,其中又以硅酸盐水泥为主要研究对象,详细分析其熟料的矿物组成、水化反应、硬化机理、技术性质、腐蚀及应用、储存等问题。并以此为基础,展开介绍其他掺入混合材料的硅酸盐水泥,而水泥中快硬硅酸盐水泥、白色、彩色硅酸盐水泥不是重点内容,仅作简单介绍即可。特别要做说明的是在突出重点教学的同时,也要注意在其他非重点章节中也有重点内容,譬如在“砌体结构材料”这一非重点章节里烧结多孔砖、空心砖和砌块是重要的墙体材料,所以它们的技术性质是重点内容。确定重点和非重点内容教学,不仅能缩短授课时间,而且有利于教学时间的合理安排,有利于学生全面而重点地掌握建材方面的知识。
(二)加强章节内容间的联系,促使学生融会贯通
为了克服“建筑材料”内容多而散、系统性差的不足,同时也为了避免讲授时平铺直叙,学生听起来枯燥无味,教师特别要注意加强课程章节内容之间的联系,以各种工程材料服务与工程实际为主线贯穿于整个课程的教学活动之中,明确各种材料在工程实际中所处的地位为出发点;以材料的生产工艺流程、材料的技术性能、基本构造与组成、材料应用发展方向展开论述;以材料在工程实际中不同的功能作用作为结论来开展教学,会使学生感觉总体思路明确,条理清晰,前后上下知识融会贯通。
(三)丰富教学手段,增强感性认识
在具体的教学活动中针对教学手段单一、内容枯燥无趣等问题,可采用多元化的教学手段来增强学生的感性认识。
为此,应注意以下几方面:第一,采用样品教学,做好对比分析。“建筑材料”课程作为一门叙述性内容偏多的课程,为了让学生更加直观、感性地认识和了解各种建筑材料,我们应尽力收集相关的材料样品,进行展示,首先让学生对该材料有一个初步的直观认识,再介绍其性能、特点和应用等其他内容。同时,可运用对比的方法,使学生进一步了解土木工程材料的共性和特性,便于掌握和理解其技术性能。如讲解混凝土拌和物时,可以当场取少量水泥、天然砂、石子和水进行搅拌,介绍各组成材料在混凝土中所起的作用,可让学生亲自尝试一下,观察不同配合比的材料性能的差异。再如在介绍过火砖、欠火砖时,可直接用样品向学生进行展示,学生通过仔细观察这两类砖的外观颜色和形状,就能很快掌握这两类砖的特点和区别,学生的印象也会非常深刻。第二,采用电化教学手段。传统的教学方式是以口述为主要模式进行教学,教学效率比较低。采用电化教学,借用幻灯投影、多媒体课件等方式,不仅可以大幅度提高教学过程中的信息传递量,而且还能通过影像,真实而直观地反映出材料的“真面目”,使学生加深对材料性能的认识,达到事半功倍的效果。第三,引入工程实例教学。教师在课堂教学时应该根据教材的定义、概念,把工程的实际环节引入到课堂内容中来,以实际工程为例来讲解材料的特性、使用方法及效果、使用中存在的问题,这不仅是教学的客观需要,同时也可以避免课堂教学内容的单调、乏味。例如,在讲石灰的性质时,可列举石灰的应用、抹灰墙而出现爆裂点的具体工程实例,通过对此事故原因的分析,可使学生加深对石灰熟化时体积膨胀较大的了解,从而进一步认识石灰变储存期为陈伏期的必要性。另外,还可以在课堂上做演示。通过对这些简单试验的操作与观察,学生对生石灰熟化特性的了解和认识可进一步加深,同时也增加了课堂教学的趣味性。
(四)发挥实验在建材课教学中的特殊作用
由于建筑材料课程内容的叙述性和定性的(有时是半定量的)性质,它对某些概念的定义是不精确的,仅仅从定义本身难以作出精确的认识和严格的区分。这方面最典型的例子就是水泥的“凝结”和“硬化”、“初凝”和“终凝”这样一些成对出现的概念。这里不妨引用一下水泥的“初凝”和“终凝”这一对概念的定义:“初凝”为水泥加水拌和时起到水泥浆开始失去可塑性的时间;“终凝”为水泥加水拌和时起至水泥浆完全失去可塑性,随后开始具有强度的时间。这里的“开始失去”“完全失去”和“开始具有”等说法并没有严格的定量的规定。学生难以区分和掌握这样的定义。而水泥凝结时间的测定实验可以帮助学生明确这样的概念。这里不妨再引用一下该实验中有关试验结果的规定:由加水时算起,到试针沉入净浆中距底板0.5～1.0mm时,所经历的时间为初凝时间;到试针沉入净浆中不超过1.0mm所经历的时间为终凝时间。这样由实验对初凝时间和终凝时间的定量规定和区分,显然比上述的定义要精确,且实验形象、具体。通过这样的方式,在授课时,教师就结合实验把“初凝”和“终凝”概念量化、具体化,学生就容易理解和掌握这样的概念。“建筑材料”课程中类似的概念很多,如水泥的标准稠度需水量、沥青的黏性等概念,都可以用有关的实验来使其定义精确化、具体化,以利于学生对这些概念的准确理解和掌握。
尽管结合课程特点,在设计教学内容、教学方法、教学手段上和实践环节上,我们作了积极的探索,“建筑材料”课程改革已初步有了成效,但课程的特点决定了课程改革是一项长期的任务,不可能一蹴而就。因此,在课程的改革和实践的探索中,我们要积极稳妥地向前推进,以更好地实现高职应用型人才的培养。
[参考文献]
[1]教育部关于以就业为导向深化高等职业教育改革的若干意见(教高[2004]1号)[z].2004-04-02.
[2]中国建筑工业出版社.现行建筑材料规范大全[m].北京:中国建筑工业出版社,2000.
关键词：无机材料工学；教学改革；教学体系
材料是社会文明进步的一个重要标志，也是当今各个国家和地区发展基础工业与开发新技术、新行业的源泉和动力。“无机材料工学”课程是长沙理工大学材料科学与工程学院无机非金属材料工程专业培养方案中的主干课程和专业必修课程，并在2006年获长沙理工大学重点课程立项。课题组成员从以下几方面对教学改革进行了探索与研究，取得了较好的教学效果。
一、构建先进的“树”式教学体系
“无机材料工学”课程以前是按“水泥工艺学”、“陶瓷工艺学”、“耐火材料工艺学”、“玻璃工艺学”来分篇进行教学的，这里的每种材料及制品都有组成及设计、原料、制备工艺，但又都有不同之处，分篇教学就有同一工序的原理重复讲述，教学效率低，学习内容有限，在培养计划规定的课时中一般只能学2篇。而2008年开出的“无机材料工学”课程打破传统的由“水泥工艺学”、“陶瓷工艺学”、“耐火材料工艺学”、“玻璃工艺学”等四大工艺学构成的彼此独立分散体系，建立了以“无机非金属材料的基本概念一材料工艺原理一材料物化性能为主干，合理渗透原、材料结构及物性的“树式”课程教学体系。力求教学内容的“精、全、新”；压缩重复性理论教学，加强实验环节，把实验课单独分离出来，注重了对学生动手能力的强化。以无机材料制备原理和工艺及其控制为主线有序有机结合与分离来组织教学内容。新体系的建立，既。提高了教学效率，也拓宽了专业口径。
二、优化课程教学内容
近几年无机非金属材料工程专业的毕业生大部分在中铁建设局、、路桥公司等单位就业，从事道路材料、陶瓷材料、无机一聚合物复合材料研究开发、工程应用和技术管理的占毕业生总数的80％以上。经过广泛调研和讨论，明确了专业方向定位于道路与建筑材料、陶瓷与装饰材料和无机／聚合物复合材料三个专业方向。根据这三个专业方向，我们确定“材料组成(还增加了胶凝材料)设计及制备、材料的性能控制及检测”为“无机材料工学”课程重点教学内容。同时注意本课程和每个专业方向内的课程群教学内容的整合，避免重复，提高学习效率。作为一所培养应用型专业技术人才的理工大学，材料学科与其他理工学科具有很强的渗透性和互为支撑的关系，从而使学生所学内容与就业后的应用结合得更紧密。学习的目的明确了，学生对学习该课程的积极性也就提高了。
在教学中还注意正确处理课程中知识和能力的关系、理论教学与实践教学之间的关系；融入本领域中最新的技术、方法和发展动向，并结合教师研究的科研项目和成果教学，拓宽了教学内容。
三、改革教学方法与手段
在传统教学的基础上，不断探索新的教学方法，充分调动学生学习的积极性与主动性。积极采用多样化的教学方法，主要有教师讲授、课堂研讨、实验及专业实习、课程设计及毕业设计(论文)等形式。
无机材料工学是将“水泥工艺学”、“陶瓷工艺学”、“耐火材料工艺学”、“玻璃工艺学”四大工艺学融合而成，教师将按照四种材料及制品共同的工艺流程来讲授，在原、燃料－材料组成设计与配料计算－配合料加工－材料热加工－冷却－制品及制品精加工每一个环节中，四种人造材料都各有差异，教师在讲授中将四者作比较，让学生对四种人造材料制造工艺的异同有更清晰的了解。在课堂上针对学生在学习过程中遇到的疑点、难点，积极组织学生当堂研讨，学生在互相讨论过程中消除疑问，更深刻地掌握所学课程。
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。仅仅学习课本知识是远远不够的，为此开设实验课以及组织学生进行专业实习也是该课程学习中一个必不可少的部分。学生通过实验以及到工厂、企业的参观实习，提高动手能力，亲身体验材料制备的工艺流程，并处理相应的专业问题。
为了让学生们能够学以致用，新的06培养计划中本课程设置了无机材料工艺课程设计这一环节。学生在课程设计中将运用所学知识，根据不同的实际情况，选用设备、设计工艺流程，最终设计出符合要求的材料生产工艺。在课程设计过程中，学生将学会如何融合、应用所学知识并付诸实践，方便以后更好更快地走向社会、融入工作。
在学期最后的毕业设计及论文中，学生要对自己所学知识进行总结、深化，上升到一个新的层面。
在进行教学方法改革的同时，我们充分利用现代教学手段，积极开发计算机辅助教学课件，自行研究制作的“无机材料工学”、“绿色建材”多媒体教学辅助课件，分获湖南省高等学校第六、七届“大成杯”多媒体教育软件比赛三等奖。并将多媒体课件应用于在教学实践中，推进现代化教学手段的运用。
四、注重教材建设
根据无机非金属材料工艺学内在规律、内容与发展的要求，借鉴国内外高校的先进经验，结合本校无机材料专业的特点，打破传统的分别由《水泥工艺学》、《陶瓷工艺学》、《玻璃工艺学》、《耐火材料工艺学》四大工艺学构成的彼此独立的分散体系，构建了符合材料及无机非金属材料工艺学内在规律的、完整、有机的全新教材体系，建立了以“无机非金属材料的基本概念一材料工艺原理(原、燃料－材料组成设计与配料计算－配合料加工－材料热加工－冷却－制品及制品精加工)－材料物化性能为主干，合理渗透原、材料结构及物性的“树式”课程教学体系，而且以此体系编著并出版了《无机材料工艺学》教材。该教材符合无机非金属材料工艺学内在规律、内容与发展的要求。它首先建立无机非金属材料系统概念，然后按照无机非金属材料加工工艺顺序，构建了无机非金属材料工艺学清楚完整的知识结构。同时，重视新工艺、新技术的引进。《无机材料工艺学》教材在完整的工艺结构下，充分体现了重基础、宽口径、以提高学生综合素质为目标的指导思想，符合社会和科学技术发展对《无机材料工艺学》的要求。
【关键词】无机材料科学基础教学内容教学方法
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1674－4810（2012）11－0084－02
无机材料科学基础是无机非金属材料专业最重要的专业技术基础课，也是研究生入学的必考课，该课程内容对构建无机材料类工程技术人员的专业知识体系，培养学生科学的思维方法和创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力具有基础作用。
这门课内容多、概念性强、理论性强，比较抽象。因此学生普遍反映该课程难学，教师讲授起来也感觉困难。笔者通过数年的教学实践，结合我校学生的特点，摸索出了一些教学方法，和大家探讨一下。
一 强调课程重要性，培养学生学习兴趣
自古以来，材料的发展一直是人类文明进步的里程碑。材料、能源、信息被公认为是现代文明的三大支柱。新材料已成为各个高技术领域的突破口。材料学主要是研究材料组成与结构、合成与制备、性能以及使用效能四者之间相互关系和变化规律的一门应用基础学科。无机非金属材料是材料学的重要组成部分。传统的无机非金属材料主要以硅酸盐材料为主，包括水泥、玻璃、陶瓷和耐火材料四大类。随着现代高科技的发展，现已在传统硅酸盐材料基础上开发出许多具有特殊性能的高温高强、电子、光学以及激光、铁电、压电等新型无机材料，所涉及的化合物远远超出硅酸盐范畴，而是整个无机非金属，包括含氧酸盐、氧化物、氮化物、碳与碳化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、锗、Ⅲ－V族及Ⅱ－VI族化合物等。其基础科学理论，除了物理、化学外，结构化学、晶体化学、晶体缺陷化学、高温熔体化学、固体物理中的基本理论也日益渗透交叉。因此本门课程名为无机材料科学基础，这既是适应新型无机材料飞速发展对本专业人才基础理论与知识结构的要求，又能使本专业基础理论知识与材料学这门学科相对应。
二 提纲挈领，脉络清晰
在第一次课的绪论中，我会给学生详细介绍本课程的主要内容、特点和学习方法，让学生在头脑中建立大的轮廓，并采取相应的学习方法。无机材料科学基础课程内容定位于以基础理论为主，结合实际无机材料阐述其制备、组成、结构、性质及应用。具体来说是综合晶体学基础、晶体结构和晶体缺陷理论、高温熔体化学、固体表面和界面化学、固体材料热力学和相平衡理论、固体动力学，包括扩散、相变、固相反应和烧结理论等基础知识来分析实际无机材料问题。将基础理论具体应用到无机材料的制备工艺和性能研究中，用基础理论来阐明无机材料形成过程，揭示无机材料结构与性能的内在联系与规律；并从基本理论出发，指导无机材料的实际生产及科研，解决无机材料使用过程中的问题，为认识和改进无机材料的性能以及生产、研究、开发新型无机材料提供必备的基础理论知识。据此，学生学习时应以理解为主，死记为辅，在深刻理解的基础上才能记忆准确、牢固。
在每一章的概论中，给学生介绍本章的主要内容、讲授次序、重点和难点在哪里，让学生学习起来脉络分明，主次清楚，将主要精力放在掌握重点内容上面，能起到事半功倍的作用。
三 讲清重点，突破难点
本门课程学生反映难学，教师感觉难教，一个很重要的因素就是重点和难点重合，不好突破。例如：在黏土－水系统章节中，ζ电位是一个至关重要的概念，是学生学习本章节其他性能的基础，自始至终贯穿着整章，是重中之重，但也是本章的难点，因此必须花费时间详细讲解清楚。我从ζ电位的本质开始，让学生明白：在黏土－水系统中，黏土颗粒带上负电后为平衡电荷，就会吸附水化的阳离子，水化阳离子分为两层：吸附层和扩散层。ζ电位的实质就是黏土胶核表面的负电荷被吸附层中的水化阳离子中和后净余电荷的度量。只有让学生从根本上理解了ζ电位的实质，才能正确掌握其影响因素的变化规律和本章其他变化规律。
四 根据教学内容和学生情况，因材施教
本门课程内容多，学时紧，因此多采取单向灌输式的讲授形式，但有时效果并不是很理想。针对这种情况，我尝试了新的教学模式：重点讲解和提问式、启发式、讨论式等形式相结合的方式，取得了很好的效果。例如：在黏土－水系统章节中，讲授清楚阳离子的交换顺序——霍夫曼斯特顺序后，提出一个问题：如果序列后面的阳离子要交换前面的阳离子怎么办？增大序列后面阳离子的浓度！当然可以，但不增加浓度能不能交换？一阵思考之后，又出现新的答案……通过提问、启发，最后学生想到了解决办法，从中加深了对知识点的理解。
五 温故而知新，强化知识点
本课程概念多、知识点杂，学生不好掌握，易遗忘。针对这种情况，除了采取及时布置作业，要求学生课前预习、课后复习外，每次上课前我都将上次课的主要内容简单做一下概括和复习，为本次课的内容做铺垫，也能引导学生跟上上课思路。在讲授新课的过程中碰到相关的知识点，需适当复习停顿，做到温故而知新。如在相图学习时，讲授顺序是相律、单元相图、二元相图、三元相图和四元相图。讲授每种相图时，强调相律是基础，必须服从相律；讲授三元相图时，适时复元相图，让学生充分理解它们之间的关系，尽快实现知识点的相互转化，力图达到融会贯通。
六 理论联系实际，学以致用
引导学生用无机材料科学基础中的一些知识解决实际生产科研中的一些问题。如在学习了热力学的基本原理后，在合成材料时原材料的选择、温度的选择计算。又如在学习了三元相图后，针对MgO－Al2O3－SiO2实际相图，为学生讲授制备铝镁浇注料时配方制定的原则和相图依据，让学生明白相图对实际生产的指导意义和作用。
总之，针对无机材料科学基础课程的特点，因材施教，采用灵活的教学方法，提高学生的学习积极性，就能取得较好的学习效果。
参考文献
［1］王艳荣.《无机材料科学基础》教学实践与改革探讨［J］.高教论坛，2007（2）：128～129
［2］宋晓岚.《无机材料科学基础》课程建设与教学改革探讨［J］.理工高教研究，2004（2）：109～111
