时间：2022-08-18 09:11:31
目前，小学科学课堂教学中也出现了因教师课前准备的随意造成了课中探究活动无序、小组合作探究低效等一些情况，在一定程度上淡化了科学教学目标的落实，降低了科学课堂教学的效率。在小学科学课程教学中，作为学生学习过程的组织者和引导者，我们必须提高课前准备的有效落实。
二、准确把握科学教材特点
“用教材教”要做到应学生而动，应情境而变，灵活调整教学过程，利用教学生长点进行创新，学生的个性才能得以张扬，课堂教学才能生动活泼，充满创造活力。
首先，要从单元总体把握。我们现在使用的苏教版《科学》教材就是以学生生活经验圈中稳定的范围或活动作为教学单元，单元内所涉及到的教学内容不是某一学科或某一方面的知识，而是多学科或多方面知识的有机整合，涉及到地理、社会、经济学、生物学和自然科学等领域。如三年级《它们是什么做的》就是很有争议的一个单元，新旧版本变化很大，由原来的常见材料、研究纸、我们穿什么、玻璃和陶瓷、材料的使用和环境改成了常见材料、纸、纺织材料、金属、塑料五课。从课题上看，字数的减少使学生研究的目标更为明确，省去了不太科学的表达；从内容上看，编排更系统，更贴近生活，结构合理，层次感强。最终通过本单元的学习和研究活动，使学生认识到，物体是由各种各样的材料组成的，材料是多种多样的，各种材料的性质是不一样的，人类在选择、应用材料时，不仅要考虑需求，而且要考虑对自然环境的影响。因此，在实际教学中我们要总体把握单元教材教学。
其次，在每一课的教学中，我们可以把备教材看成是在“盖房子”，先要有框架结构，再加墙盖顶、最后是装潢。框架结构就是本课教材的思路，在设计思路时各个活动内容有的可以平移互换，但有的却不能本末倒置。如在探究《纸》的牢固程度、纤维结构、吸水性和透明度，《金属》的光泽、传热性和延展性时，各个探究活动不成因果链接关系，而均成并列关系，可以在教学时做顺序调整。而《塑料》一课在认识塑料的优点和缺点时就应先认识优点后了解缺点，因为这是一个材料使用过程中体现出来的双重性，呈逐层递进关系，所以各部分不能互换。
有了框架结构，有了教学思路，就可以进行第二步加墙盖瓦，设计教学活动，把握重难点。这也是教学参考中范例提到最多的，我们最容易把握的一个环节。
最后，是装潢，用细节点亮课堂。运用游戏、提问、互动、板书评价等来充实课堂，激发学生上课兴趣。如《常见材料》一课中，为便于教学，可事先在教室里布置盆花、鱼缸、笤帚、棉花等物品；为突出亮点，在设计让学生分析拓展这一环节时，可让不同的组来分析不同的物品……这些都是备教材的细节，就如同房子装潢的舒适，那么人住进去就会感到舒适。同理，课的细节设计的生动，那么学生就愿意在课堂上学习，从而为达到有效教学提供了前提条件。
所以在教学中，教师只有读懂教材，领会编写意图，准确把握教学深度，才能结合学生实际制定出灵活、有效有针对性、有弹性的教学方案。才能抓住学生具有创造性的、生成性的思维火花，通过师生互动、生生互动，建构、生成新的信息，才能真正把学习的主动权交给学生，使学生更加主动地、有效地、愉悦地学习科学。
三、合理收集使用科学材料
“科学课程要求教师为学生准备活动材料和器材，自制教具、学具”。而有结构的丰富的探究材料，更能有效激发学生的探究欲望，为学生从不同角度设计多种探究方案提供必要条件。从某种意义上说，准备不准备材料常常反映了一个科学教师是否认真教学的态度，而准备什么样的材料则能反映一个科学教师的教学水平。
1.收集
新课程改革以来，科学探究课题大多来源于生活，探究的材料也趋于生活化，这样更便于学生收集。教师必须提前布置收集任务，给学生充分的准备时间。学生收集材料需要一个积累的过程，有些材料不是立即可以在学生的生活范围中找到的，可能某次偶然的经历，会突然带来意外收获。事实上，每个孩子能顺利收集到的材料是有差异的，有些材料不是人人都可以收集到的。如《纺织材料》中的“毛料”的收集，只有在裁衣店的家庭中才能找到，如果在材料收集时学生“各自为战”，最终很可能出现有些材料收集得过多，而有些材料空缺，影响了探究活动有质量的开展。因此，教师在引导学生收集材料的过程中，应考虑实现材料收集效率的最优化。
2.呈现
（1）呈现材料分层化
尤其是在平常的科学课上，我们应适时地、分批地提供探究活动所需的材料和器材。如《做一名小科学家》一课就要先出示“纸鹦鹉”的材料，再出示制作“小丑玩具”的材料；《观察水》一课中要先出示水，再出示各种液体；《常见材料》一课中在课中再出示要让学生分析的物品，而不能图省事叠加似的一股脑在课前全部交给学生，这会在很大程度上给学生造成分心，分散学生注意力，不利于实现课堂的有效性。
（2）注意材料的差异性
有些探究活动要根据实验材料的难易程度和每组孩子的知识广度和动手能力，有些探究活动是为了体现结论的多样性，给各组提供不同的实验材料，这样有利于尊重学生的个别差异和挖掘探究活动的广度。
（3）考虑材料的适用性
课本的图片上经常出现的一些材料，并非都适用，如《食物的消化》这课中模拟小肠用的“丝袜”，其实整只太宽，应改为剪开的半只才适用，因此更需要我们在课前提前试验。
（4）避免呈现有争议的材料
如《常见材料》一课中有的老师准备了“地板砖”想以此让学生认识天然材料，但课堂上有学生说那块“地板砖”在制作时添加了其它材料，而且还通过了加工，所以属于人工材料。确实生活中的很多“地板砖”所含原料为玻璃粉，由树脂、无机颜料、植物油等组成，是人工材料。而书中图片上的“地板砖”是纯天然大理石打磨成的，是天然材料。
（5）避免呈现可能产生误导的材料
如《纸》中用贴有一层薄塑料的纸、《纺织材料》中用不是纯毛的毛线、《塑料》中用不透明的塑料尺……都会给学生产生误导而不利于教学的科学性。
关键词：小学科学；实验材料；科学实验
小学科学课对培养小学生科学素养非常重要，而实验课又是科学课程教学的重点，做好实验能提高学生对科学课学习的积极性。但在小学科学实验课教学中，许多教师反映，小学科学实验课不好教，实验材料找不到、准备不全直接影响了实验课的教学效果。但是，只要教师对实验材料进行适当的改进，就能很容易准备齐全，就能提高科学实验教学质量和效果，从而让学生爱上科学实验课。为此，笔者结合教学实践，从以下几个方面进行了改进，提高了实验课的教学效果。
一、借鉴他人经验，充分利用现有材料
由于不少学校科学课的任课教师都是由其他学科教师临时兼任，任课教师对科学实验课的了解掌握不够充分，实验材料不知如何准备。因此，学校有必要对科学课的兼任教师进行教育培训，提高任课教师对科学课教学重要性的思想认识。加强对科学课教师的专业技能培训，无论是兼职教师还是专职教师都应加强业务学习，提高教学水平和技能。可以采取“走出去”的办法，到兄弟学校进行参观学习，借鉴他人或网络上的经验，搞好科学实验课的教学和实验材料的准备方法；还可以用“请进来”的办法，请有关学校的优秀科学课的教师介绍经验，以提高自己的教学技能。例如，在进行“摆的研究”实验时，按照课本上的方式进行实验时效果不理想。教师通过在互联网上观摩了“摆的研究”教学课件后，对实验材料进行改进，加长铁架台的横杆，较好地解决了实验材料的难题，取得了理想的实验效果。学校的实验室、仪器室一般都会有一些其他学科的实验材料，教师要充分利用这些材料进行实验教学。一些常用的实验仪器材料如，烧杯、铁架台、酒精灯、温度计、弹簧秤、放大镜等，这些实验仪器材料可以很方便地找到且进行利用。科学实验课的材料工具箱中也配备了不少仪器材料，且与教材实验配套使用，教师应充分利用好这些实验材料。对于实验中的一些常耗易损材料，教师应在实验前及时进行购置，以备实验使用。
二、注重日常积累，动手自制实验材料
对于科学实验课的不少材料需要教师提前准备，教师要处处留心，平时注意对实验材料的积累，不要等到实验时才想起准备材料。比如，像塑料瓶、硬纸板、坏的乒乓球、花岗岩之类的岩石等，这些东西对别人来说可能是垃圾，但对科学实验来说都是实验的好材料，只要教师留心这些实验材料随时随地都可以找到备用。实验课上所用的材料教师不一定能找到或购买到，这时就需要教师亲自动手进行自制一些实验材料或简单仪器。例如，在学习“金属热胀冷缩”时，用铜球进行实验，研究金属的热胀冷缩时，学生观察它的变化不太明显，教师可以自制一个偏转指针，用来指示铜球热胀冷缩的变化情况，这样能把实验现象放大，使学生更明显地观察到实验结果，以增强实验课的教学效果。再比如，在进行“光”这章内容的不同颜色物体吸热能力对比实验时，教师可以利用白炽灯进行照射不同颜色试管内的空气，观察其膨胀速度进行对比实验结果，由于空气受热体积变化快，因此，实验效果比较明显，这比利用温度计进行实验效果要好。
三、拓宽筹措方式，多方准备实验材料
在进行科学课的实验时，需要教师准备的材料比较多，如果只靠教师一人的力量很难完成任务，此时可以发动全班学生共同想办法准备实验材料。对于实验需要准备较多的材料，教师可以给学生分工，各自去准备所需要的材料，或者请学生的家长帮忙协助准备实验材料。这样既能有效地准备材料，还能充分调动学生进行实验的积极性，使学生能够爱上科学实验课程，从而提高教学效益。例如，在进行“比较水的多少”这节课的实验时，需要用到大小不同的几十个塑料瓶，像这样的实验材料完全可以交给学生去准备。再比如，进行“蚯蚓”“蜗牛”实验时，也可以让学生去准备这样的实验材料，学生在准备的过程中，还可以学到和了解小动物的生活特点，增长知识。再比如，进行“我们周围的材料”“磁铁的磁性研究”时，也可以让学生去准备磁铁、各种介质不同的材料、韧性不同的材料、密度不同的材料、陶瓷砖瓦材料等，通过发动学生共同准备材料，就能筹措到各种各样的材料，这对科学实验课的结论更带有普遍性、可靠性。
总之，只要教师能适当改进小学科学课实验材料的准备方式，充分发挥教师、学生、家长的主动性，就能准备筹措到科学实验课所需要的各种材料，提高科学实验课的教学效果，从而让学生喜欢上科学实验课，榇有∨嘌学生的科学素养打下良好基础。
参考文献：
【关键词】材料化学；改革；探索
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1006-0278(2011)10-098-03
现代高科技的竞争在很大程度上依赖于人才的培养，因而社会对人才的综合素质提出了更高的要求。培养专业知识面宽、实践能力强、具备创新精神的高素质人才，是高等院校义不容辞的责任，是历史赋予的使命。近年来，为了全面推进素质教育，提升大学生的社会竞争力，学院以教学为中心，不断深化课程教学改革，创新教学体系，取得了显著的成效。实践表明，课程教学改革是一项围绕人才培养目标而展开的系统工程，需要学校各方面的支持、配合以及全体师生的共同参与。笔者结合本校的课程教学改革实践对《材料化学》课程进行了定位，并讨论了该课程教学方法和内容的改革探索与实践。
一、材料化学的定位
(一)材料化学的定义
材料化学是一门研究材料的制备、组成、结构、性质、应用及其相互关系的科学，它是材料科学的一个重要分支，又是核心内容。材料化学是一门新兴的边缘学科，是在学科的生长和发展中互相交叉、互相渗透下形成的，是作为基础学科的化学更直接地介入到材料科学中的一个具体体现。因此，可以说《材料化学》课程是化学基础课和材料学专业课程之间的一个重要桥梁。
为打破原有专业划分的界限，在制定《材料化学》的教学内容时，必须进行以加强基础、拓宽专业知识面和加强实践训练为主要目的的课程改革；在课程建设中，必须结合实际，明确了《材料化学》课程的定位：通过对这一课程的理论学习，使学生在掌握材料化学的基本原理基础上，学习运用基础化学理论解决实际问题。
(二)材料化学教材的选择
材料化学学科的着眼点是培养创新型人才，而课程教学是实现高素质创新型人才培养的重要环节，它对全面加强学生知识、技能、能力、创新精神和综合素质培养有着举足轻重的作用。随着现代科学技术的快速发展与知识的不断更新，教材的选择是关键点。自从2005年开设《材料化学》这门课程，我国出版的教材在质上发生了一些微妙的变化。最早的教材是1994年厦门大学丁马太教授出版的《材料化学导论》，该教科书还被复旦大学、西北大学等采用，但内容相对比较陈旧。其后，北京师范大学李奇老师主编了《材料化学》，上海交通大学唐小真教授主编了《材料化学导论》以及南京师范大学周志华教授主编了《材料化学》等。直到2008年，中山大学曾兆华老师根据自己多年的教学经验和实践体会出版了《材料化学》教材，前半部分涉及材料的制备、结构、性能等材料化学的基本内容，后半部分则以金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料四大类材料为主线，对不同种类的材料进行介绍，其中涉及各种现代先进材料如高性能金属材料、电子信息材料、纳米材料、功能陶瓷、感光材料、生物医用材料、航空航天材料、能源材料等，并叙述各种材料的性能和行为与其成分及内部组织结构之间的关系，这些内容与本课程以前的教学内容不谋而合。总之，教材是指引学生入门的工具，作为教师一定要把好教材关，找到适合自己学生的教材，方能做到事半功倍。
二、材料化学课程教学改革探索与实践
虽然材料化学是一门理论性较强的专业基础课程，但随着材料科学的飞速发展，材料化学领域的研究成果逐渐得到应用。例如Motorola、保洁等公司每年都会招聘材料化学方向的人才到其研发中心进行新产品新工艺的开发。因此，从培养创新型人才角度来看，教学过程中应加强实践性教学内容，增强材料化学理论知识与科研、生产实践中的实际问题的联系，从而提高学生综合运用材料化学知识解决实际问题的能力，培养学生创新意识和创新能力。然而，由于受传统教学方法的影响，其教学主要以教师、课堂、教材为申心教学模式。该模式过于依赖理论教学，由于材料化学综合了材料学，普通化学等方面的内容，涉及的理论知识较为抽象，内容较为难懂，因此，单纯地采取传统教学模式，在授课过程中，教师很难将复杂的知识简单化，把抽象的知识具体化，降低了学生对该课程的学习兴趣。我们要培养创新型人才，就必须建立有利于培养创新型人才的教学体系，因此，进行材料化学课程的教学模式改革是十分必要的。
(一)教学方法与手段的改革探索与实践
(1)采用循环式教学方法，加强理论与实际的联系
科学地组织教学内容，采用循环式教学方法，使学生在学习理论知识的同时，加强能力的培养和训练。在教学过程中，首先从生活或生产实际出发，让学生了解一些材料的性能及应用知识，激发学生学习本课程的基本理论的兴趣，再运用材料化学基本理论来解释材料结构与功能之间的关系，凝炼出材料设计与制备的原理和方法，并以此原理和方法来设计和制各出有一定社会需求的新型材料。这种循环式教学方法既能提高学生的理论水平，又能培养学生解决实际问题的综合能力。
2、实施三结合教学方式，营造生动活泼的教学氛围
在教学中，我们采用自创三结合教学方式，即讲解与讨论相结合、讲授与自学相结合、期末考试与平时小论文相结合。我们改革了传统的“注入式”教学，建立了“启发式”教学模式，采取“以学生为主体、教为引导”的方式，突出学生的学习主导地位。在教学过程中注意调动学生参与教学的积极_陛，随时让学生提出问题，然后大家共同讨论，以此不断提高他们分析问题的能力和对问题的理解、认知和表达能力。通过我们有意识地将讲解与讨论相结合，较大力度地变教师为主的传统教学方式为教师与学生互动的教学形式。在教学过程中我们发现，最新的科研成果往往最能激发学生的兴趣和开发学生的思维。因此在相应的章节教学中，我们会及时有效地插入一些最新的研究成果与数据，通过这种方式培养学生掌握学科最新发展动态和开拓知识的能力。
通过近几年教学实践表明，我们的教学方法在培养学生的新思维和新思路方面发挥了独到的作用。通过三结合教学方式进一步锻炼了学生解决问题的能力、表达能力、自学能力以及撰写科技论文的能力，有利于学生综合素质的提高。
3、丰富教学手段，提高学生的学习兴趣
现代化教育技术的应用在很大程度上促进了教学手段的多元化，首先在参考其他学校相近课程课件的基础上结合本课程的教学内容制作了《材料化学》电子课件。综合运用图片、动画、文字等多种形式向学生提供丰富的感性材料，直观而又形象地揭示事物的本质和内在联系，有效地突破教学难点，提高课堂教学质量。例如在绪论部分，将材料科学发展的相关图片做成课件在课堂上放映，使学生对本课程的发展、意义、主要内容有生动而深刻的印象；在纳米材料章节中，一些纳米材料的图片能更形象、直观，有效地帮助学生理解和掌握 知识点。此外，我们还充分利用flas直观易理解的优势，例如在材料的结构一章中，插入14种空间点阵结构模型，金属晶体的3种典型堆积模型，晶体间隙的形成、缺陷和位错的形成等：在材料的制各一章中，插入多个物理气相沉积和化学气相沉积装置动画；在无机非金属材料一章中针对石英光纤的制各，插入了多幅动画。在整个教学过程中，该课件产生了很好的教学效果极大地提高了学生的学习兴趣。
另外，互联网也是老师和学生、学生与学生之间交流的平台，将主讲教师的电子信箱告诉学生，学生可以给教师发电子邮件谈学习、谈思想，交流学习中存在的问题，以及学习、生活中的感受和困难，利用现代化的手段，拉近师生间以及学生之间的距离。
(二)教学内容改革探索与实践
材料化学是从化学的角度研究材料的制备、组成、结构、性质及其应用的一门科学。它既是材料科学的一个重要分支，又是化学学科的一个组成部分，具有明显的交叉学科、边缘学科的性质，并且是材料科学的核心部分，具有明显的应用理科性质，在理论和实践上的重要性是不言而喻的。
1、优化课程结构
优化课程结构的重点在于突出理论知识的应用和实践能力的培养，基础理论教学以应用为目的，专业课教学强调针对性和实用性。在构建新的课程体系过程中一方面要规划好专业的主干课程，另一方面以技术应用能力培养为主线，理顺相关课程开课顺序，加大实践教学的比例，强化实践性教学环节，实现理论教学和实践教学并重。我院在课程设置上力求反映材料化学专业的培养目标、专业特点和培养要求，注意改变知识简单任意拼凑、课程之间相互脱节的状况，整个课程以通识教育课程、学科类基础课程、专业必修课、选修课、跨学科任意选修课和实践教学构成。选修课开设的原则是：有利于培养学生的一专多能、拓宽学生的知识面以及培养学生的实际工作能力和创新精神等。根据专业方向的不同，开设课程也有所区别。同时，结合专业特点，在课程体系中实施改革，增加人文教育内容，强化人文素质教育，促进专业教学质量的提高。
2、教学内容与特色学科建设相结合
材料化学以普通化学基础和材料学理论为基础，涉及的理论知识比较抽象，从学习的角度将，要求学生在学习过程中从宏观的概念转化到微观。如从电子，原子、分子水平来理解材料的基本性能。因此，教学难度比较大，如果单纯地采用单一的教学方式，会导致理论与试剂脱离，增加了教学难度，在一定程度上不利于培养学生对本课程的学习兴趣。所以，在教学过程中，应该结合我院材料学科建设的特点，拓宽教材内容，结合我院材料学科的优势和特色，在教学内容中融入我院金属材料、无机纳米材料的物理化学性能，以使学生更加容易接受，增强教学效果。同时结合材料的最新研究动态，理论联系实际地将新兴材料的最新进展向学生介绍，从而提高学生学习的兴趣和实际应用能力。
3、教学内容体现材料化学专业人才的培养方案
针对材料化学课程特点，依托学科特色，围绕培养和造就富有创新意识和能力的宽口径、厚基础、高素质、显个性的人才培养理念并结合本专业现有的教学科研条件，对材料化学学课程进行了改革和探索。材料化学教学内容的选材要体现基础宽、起点高、内容新、知识活的原则，强调从化学角度提出问题、分析问题、解决问题的方法和思路。教学内容应让学生了解材料学科的概况和发展趋势；了解材料制各过程中的化学现象和反应特征；了解所制得材料的形貌、物相和物理化学性质之间的关系：掌握材料制备过程中的化学原理与方法：了解材料的化学改性方法和新材料设计和开发的研究方法，同时也要培养学生的创新思维、创新意识、创新能力和创新精神。实践证明，通过改革，学生的实践能力、创新能力和综合素质明显得到提高。
(三)教师队伍的建设
高校师资队伍是学校发展的根本所在，是学科建设的重中之重。一所高水平大学必须拥有一支高水平的教师队伍。师资是衡量大学水平的最重要的指标和要素。由于材料化学课程是介于材料学和化学之间的一门边缘学科，所涉及面较广。单纯有纯化学背景的教师或纯材料学背景的教师上课，由于知识面的问题，会导致教师教的费劲，学生学得困难。对于材料化学课程教师队伍应该持续充电，完善知识结构。要鼓励材料材料化学课程教师积极对外交流，这样有利于学科交叉和吸取其他高校的成功经验，同时还要做到教学和科研相结合，紧跟材料科学研究的前沿。在教学过程中，教师要对教学内容进行延伸，不仅仅是单纯地讲述课本上的内容，这样就使本来很单调的内容变得比较有趣，活跃了课堂气氛，让学生学到最新和最现代的知识和技术。因此，在材料化学课程教学改革探索与实践中，必须加强高校师资队伍建设。
关键词：人才培养；材料科学与工程；教学改革
材料是人类文明与社会进步的物质基础与先导，是实施可持续发展战略的关键；材料技术是现代高科技与新经济的三大重要组成部分，在以高科技为主要特征的知识经济时代，世界各国在产业政策、科学研究、教育与人才培养等方面都给予了材料科学重点支持、优先发展的政策。随着我国社会经济和科学技术的发展，对材料科学与工程专业人才的知识结构与实践能力提出新的要求，因此，高校材料科学与工程专业人才培养方案需要作出相应的调整，以满足社会经济发展对材料科学与工程专业人才的需求。如何构建满足社会经济发展需求的材料科学与工程专业人才培养体系成为当务之急。
一、材料科学与工程专业人才培养的演变
材料科学与工程教学始于1865年美国Columbia University、英国Sheffield University、Emperical Mining College等设立的矿冶专业，侧重于炼钢、铸铁、冶炼工艺等方面教学，以金属材料为主。20世纪40年代后为适应非金属材料的发展需要，Birmingham、Cambridge等大学开始组建冶金与材料专业，并在教学计划中加入了“广泛材料”基础理论及非金属材料课程。80年代后[1]，欧美等国逐渐将材料类人才培养模式统一到材料科学与工程一级学科上来。
新中国成立前，中国的材料教育主要是培养矿冶人才，这一时期材料学科教育的突出特点是不划分专业，教学内容包括采矿、选矿、冶金、材料等内容，是一种宽领域培养模式[2]。新中国成立以后，由于经济建设的需要，按照苏联的培养模式与教学体系，我国的材料教育先后开设了金相、轧钢、金属材料热处理、腐蚀与防护、有色金属冶金及热处理、有色金属及其合金压力加工、粉末冶金物化、高分子材料（含复合材料）等十几个专业[3]。随着经济、社会和科学的发展，材料科学与材料工程之间的界线开始模糊，几大材料之间有了更多的内在联系和共性。复合材料、陶瓷材料、功能材料等新材料的出现和广泛应用，计算机等先进技术的快速推广，都使各方面的创新更加强调基础及横向与纵向的联系。实际上，各类学科越来越相互交叉、渗透、借鉴和移植，从应用上来说，越来越大规模的相互替用、组合已成为客观事实。
面对国际材料科学技术飞速发展、高新技术发展对材料科学与工程人才培养需求的变化、国外材料科学与工程教育的改革，我国材料科学与工程教育改革迅速发展，几乎全国所有设有材料专业的院校均已不同程度地参与了材料科学与工程教育改革，借鉴欧美诸国材料科学与工程教育模式与体系，培养模式由“专业培养”向“学科培养”发展，从狭窄的专业教育向全面的素质教育转变，从钻研狭窄的单科教育向建立工程意识教育转变；同时，吸收欧美国家的“材料学科共同基础知识”作为重要的教学内容，课程设置从学科式课程向整合式课程转变，专业课程从中心地位向载体地位转变，课程内容从以学科发展为中心向以培养学生为中心转变[4，5]。总体来说，我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束，向其他专业甚至其他一级学科渗透，按材料科学与工程一级学科来构建人才培养体系已经成为必然的趋势。
二、人才培养目标设定
材料科学与工程专业本科人才培养的总目标是培养具有优良的思想政治素质、扎实的科学文化基础、良好的身体心理素质，在材料科学与工程学科及相关专业领域比较系统地掌握基础理论、基本知识、基本技能，能够从事材料科学与工程领域的技术研发、装备使用与维护以及管理工作的专业技术人才。
在思想政治方面，要求掌握马克思主义基本原理和相关的人文社会科学知识；具有必备的政治行为和道德行为能力；政治立场坚定，法纪意识牢固，思想品行端正。
在科学文化方面，要求比较系统地掌握自然科学基本理论和公共工具课程知识；具有较强的思维能力、实践能力、表达能力、交往合作能力和获取知识能力；具备良好的科学素养和文化修养。
在专业业务方面，要求系统掌握材料科学与工程基础理论和实验技能；掌握一定的化学、电工、电子、计算机、力学等方面的知识；初步具备从事材料工程及其它相关专业的科学研究、技术开发、工程设计等的实际工作能力；具备较好的专业素养和较强的创新精神。掌握一门外语，能够较熟练地查阅专业外文文献，初步具备应用外语进行交流的能力。
在身体心理方面，要求掌握体育运动的一般知识和心理学的基本知识；具有体育运动的基本技能、良好的心理适应能力；具备良好的健康意识、强健的体魄和健康的心理。
图1课程体系结构图
三、课程教学体系设置
针对人才培养目标设置课程体系，所有课程按照培养阶段分为公共基础课程、学科基础课程和专业课程3个层次，按照修读要求分为必修课程、选修课程、自修课程和讲座课程4种类别。课程体系结构如图1所示：
公共基础课程由政治理论、人文社科与自然科学系列课程组成，约占总课程教学学时数的60%。政治理论系列课程涵盖马列理论、思想道德修养、历史、社会主义理论等，主要培养学生的价值观和方法论；人文社科系列课程由外语、文学、心理学等组成，主要培养学生的外语应用能力与文学修养；自然科学系列课程涵盖数学、物理、生物等，主要培养学员科学方法和思维。
学科基础课程与专业课程主要培养学生的学科基础、工程素养、技能与方法，服务业务岗位的需要，约占总课程教学学时数的40%。学科基础课程可区分为大类（或相关）学科基础课程（电子与计算机系列、力学系列）和专业学科基础课程（化学系列、材料科学系列），其中大类学科基础课程由电工与电路基础、模拟电子技术、自动控制原理、计算机程序设计、计算机硬件技术基础、工程力学等课程组成，主要培养学生掌握相关学科基础理论，拓宽知识面，适应未来岗位转换的需要；专业学科基础课程由无机化学、物理化学、有机化学、高分子化学及物理、材料科学基础、复合材料原理等课程组成，课程设置跨化学与材料两个一级学科，强调化学与材料学科的交叉。
专业课程从材料体系、工艺、性能与分析四个方面组织课程教学，主要包括工程材料学、功能材料学、先进复合材料概论、材料力学性能、材料物理性能、材料工艺学、材料研究方法、材料失效分析等课程，主要培养学生材料的合成与制备、成型与加工、成分与结构分析表征等专业知识与基本技能，了解材料学科发展前沿、趋势及其在装备中的应用。
三、实践教学体系构建
材料科学与工程属于基础学科，但又具有极强的工程实践性，因此，在构建人才培养体系时，既要突出其基础学科的属性，同时要重视工程实践能力的培养。在人才培养体系中，除公共基础课程所涉及的课程实验外，整个专业教学实践环节包括专业实验课程、工程实践与毕业论文。工程实践集中安排在实习工厂进行，一般为2～3周，主要是强化学生对工程实际的认识；毕业论文是学生对学科基础与专业知识的综合运用，安排在第8学期进行。
材料科学与工程专业实验课程教学贯穿整个专业课程学习，其主要目的是通过科学、合理、规范的实验教学体系，培养学生的专业实验技能与动手能力，进而提高学生创新意识和创新能力。实验课程教学区分为3个层次，即基础型实验、综合设计型实验与研究创新型实验，如表1所示。
基础型实验由3门实验课程构成，强调学生材料科学与工程基本知识和基本技能培养。通过将材料科学与工程实验基本操作、实验基本技能的培养与对应的理论课程的衔接，使两者相辅相承，互相促进；通过将材料科学与工程基本操作、基本技能的培养与实际应用相衔接，做到学以致用。
综合设计型实验开设1门实验课程，属于大材料科学与工程意义下不同实验课程之间的大综合。该平台的实验，从制备加工方法训练到性能测试分析和组织结构表征的深化，培养学生的科研能力与工程意识。
研究创新型实验开设1门课程，由多个模块组成，学员选修其中一个模块，实行导师制。目的是让学生在学习了基础性实验和综合性实验后可以自主设计、自主创新地进行新的实验。逐步建立起学生自主学习为中心的实验教学模式，形成自主式、合作式、研究式为主的学习方式。
四、结束语
我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束，按材料科学与工程一级学科来构建人才培养体系已经成为发展趋势。本文针对设定的材料科学与工程专业人才培养目标，科学合理地设置课程教学体系与实践教学体系，体现出重基础、宽口径，注重实践和创新的特色，较好地满足了全面素质教育的要求。但人才培养的改革是一项长期的工作，需要持续不断地创新与实践，才能永保人才培养方案的科学性与时代性。
表1材料科学与工程专业实验教学体系
[参考文献]
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[3]王章忠，皮锦红，巴志新.材料科学与工程专业应用型人才培养的思考[J]. 南京工程学院学报（社会科学版），2007，（1）.
关键词 课程设置；材料科学与工程专业；实践教学
中图分类号：G642.3 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2013）33-0083-03
1 引言
作为人类文明和社会进步的重要标志，材料科学技术在经济和社会发展中扮演着越来越重要的角色，并与能源、信息技术构成现代科技的三大支柱。高等学校材料科学与工程专业教育在肩负着为国家和社会培养材料类高级专业科技人才的历史使命的同时，也面临着材料科学技术迅猛发展带来的一系列问题和挑战[1]。在材料科学与工程专业高等教育快速发展的今天，探索出符合材料科学与工程专业特色的课程设置体系和方案，是材料科学与工程高等教育的重要任务和目标。本文在分析和总结材料科学与工程专业发展历程及特点的基础之上，提出了符合材料科学与工程专业特色的课程设置方案，为材料科学与工程专业高等教育和改革提供有益的尝试。
众所周知，虽然材料的使用和研究已有非常悠久的历史，但真正将“材料科学与工程”作为一个独立的专业和学科进行人才培养和教育还仅始于20世纪60年代[2]。我国材料科学与工程专业教育经历了由借鉴苏联模式进行严格的专业教育到逐渐学习欧美系统的学科教育的发展历程[3]。从新中国成立到20世纪90年代后期，我国已有144所高校设有材料类专业，涵盖的专业有硅酸盐工程、无机非金属材料、建筑材料、电子材料及元器件、钢铁冶金、有色冶金、粉末冶金、金属材料及热处理、腐蚀与防护、水泥、玻璃、陶瓷、高分子材料、高分子化工、塑料工程、橡胶工程、化学纤维、复合材料、材料物理、材料化学等20余个[4]。严格按照材料的专业方向进行人才培养的缺点是：专业划分过细，基础知识相对薄弱，毕业生就业面窄，工作适应能力差[5]。
为了克服上述缺点，教育部于1998年在“重基础、宽口径”的指导思想下，对材料类本科专业目录进行了调整，将上述20余个专业合并为冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料物理、材料化学等6个专业，并同时在一级学科专业目录材料科学与工程下进行招生[6]。目前我国设有材料类专业的各高等学校均在此次专业目录调整基础之上更新培养方案和教学内容，并结合自身学科的优势和特色、国家及地区经济发展需求等，确立自身的优势学科方向。截止2009年7月，我国具有材料类二级学科的普通高校已有415所，绝大多数“211工程”大学都设置了材料类专业，可以说我国材料科学与工程专业高等教育正处于蓬勃发展的关键时期[7]。
2 国内外高校材料科学与工程专业课程设置情况对比
目前，我国各高校材料科学与工程专业大多按照教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》以及《普通高等学校本科专业设置规定》等文件的要求，构建了以公共基础课、专业基础课、专业课和选修课为主的模块化的课程设置体系[7]。其中，公共基础课（包括外语、数学、人文及社会科学、物理、化学等专业平台课程等）按材料科学与工程一级学科所必需的公共基础知识进行设置，约占全部课程的50%；专业基础课按材料科学与工程二级学科进行设置，占全部课程的20%～35%；专业课及选修课则按二级学科以及各高校设置的专业方向和办学特色进行设置，约占全部课程的15%～20%。
和上述我国材料科学与工程专业的课程设置方式相比，国外发达国家对材料专业的课程体系没有设置统一的规定，各高校可以根据自己的学科发展方向和特色等灵活地进行课程体系设置，并体现出特色鲜明、注重交叉学科人才的培养、课程设置涉及面广和突出实践能力培养等特点。
1）突出特色。国外各高校可以根据学科发展方向和特色有侧重地进行课程设置，如美国宾夕法尼亚大学材料科学与工程系在纳米材料和生物材料领域的研究工作相当出色，因此该校在本科生教学计划及课程设置中突出了纳米材料和生物材料等相关课程及最新研究进展。
2）注重交叉学科人才的培养。国外各知名高校大多设置了多层次的课程体系以满足不同学生对知识结构要求的差异，在培养计划中除设置材料学科的主要课程，还可以引导学生学习相关交叉学科的核心课程，如生物学、化学、经济学、管理学等，从而为将来打算从事生物、医药、经济、法律、工商管理等领域工作的学生打下基础。
3）课程设置涉及面广。国外各高校均对理工科学生要求有相当的人文知识背景以及交叉学科的相关知识，很多学校都安排了大量的选修课供学生选修，特别是材料科学与相关学科以及社会科学的交叉课程，如与生物、医药、环境、电子工程、化学工程、土木工程等理工技术学科的交叉课程，以及与经济、法律、艺术、财务、管理等人文社会学科的交叉课程。
4）注重实践教学环节的设计和安排。如英国牛津大学材料系的课程设置，从一年级开始到四年级，每个学年均安排了工矿企业的参观或实习，二年级时就要求有6～8周的工业实习。同时，实验教学时间也非常充足，一年级每周有5～6小时的实验教学安排，二年级则安排了15～18小时的实验教学。另外，国外很多大学均安排了四年级两个学期的时间进行毕业设计或毕业论文撰写[8-10]。
3 材料科学与工程专业的特点及对应的课程设置思路
作为一个蓬勃发展的专业，材料科学与工程专业已表现出如下特点，并对课程体系设置改革带来了重要启示。
专业涵盖面广与模块化的课程设置 如上所述，材料科学与工程专业涵盖了冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程、材料物理和材料化学等6个二级学科，其中每一个二级学科又包含若干专业方向。学科涵盖范围广与专业教育的系统性要求材料科学与工程专业高等教育在贯彻教育部“重基础、宽口径”指导思想、强化基础理论知识学习的同时，也应考虑到各二级学科及专业方向的特色，使学生在拓宽知识面和就业口径的同时，也能完整、系统地掌握自身专业方向的理论体系和精髓，从而在苏联严格的专业教育模式和欧美系统的学科教育模式之间找到平衡点，解决目前材料科学与工程专业教育中存在的广度与深度之间的矛盾。
考虑到材料科学与工程专业教育中存在的上述矛盾，昆明理工大学从2004年开始对材料科学与工程专业培养方案进行改革和调整，不仅强化了公共基础课和学科基础课的基础地位，而且有针对性地提出了专业模块课的概念，即在夯实学科基础的同时，为满足各二级学科方向的特色、知识结构的系统性、完整性以及专业教育深度的要求，设置了金属材料工程、无机非金属材料工程等方向的模块课。通过模块课的设置，使学生能够系统掌握所学专业方向的知识结构和框架，深入地理解本专业方向的特点和精髓，从而在满足教育部提出的“重基础、宽口径”的指导思想的同时，也能够系统深入地掌握本专业的知识和技能，解决目前材料科学与工程专业教育中存在的学科涵盖范围广与专业特色教育系统性和深度之间的矛盾。
学科交叉性强与有针对性的选修课设置 材料科学与工程学科是一门涉及材料科学、物理学、化学、工程科学以及计算科学的综合叉学科，随着科学技术的进步和发展，各个学科之间相互渗透、交叉、复合的程度越来越深，分界线则越来越模糊，新的材料领域层出不穷并不断发展。材料科学与工程学科交叉性强的特点要求在进行课程设置时，应有针对性地在材料物理、材料化学、材料工程技术以及计算材料科学等领域开设相应课程，弥补由于学科交叉性强而带来的某些学科领域的空白，进而引导学生的兴趣，开阔学生的视野。
基于此，昆明理工大学材料科学与工程专业自2004年起就选择在相关教学和科研领域具有丰富实践经验的教师，有针对性地在材料科学与物理学、化学、计算科学、生物科学、能源科学技术等学科领域之间开设生物材料、能源材料、纳米材料、复合材料、计算材料学、材料物理、材料化学等选修课程，利用这些课程的开设填补材料科学与其他相关学科领域之间的空白，使学生掌握材料与其他学科交叉领域的知识，有目的地引导学生的学习兴趣，从而适应材料科学与工程学科交叉性强的特点。
实践性、应用性强及对应的培养方案改革 材料科学与工程专业同样是一门实践性、应用性很强的专业，只有材料科学的基础知识、基本理论在实践中得到灵活应用，才能体现出学科的真正价值，而且无论传统材料、新兴材料的生产、制备和整个使用过程，均和实际密切联系。因此，在本专业学生的整个培养过程中均应强调知识的灵活运用能力、动手能力、工程实践能力和创新能力的培养。
针对材料科学与工程学科实践性和应用性强并强调知识灵活运用的特点，昆明理工大学自2004年起即有针对性地对实践性教学环节进行了改革，降低了重复性、演示性实验教学环节的比例，提高了探索性、研究性实验教学环节的比例，充分调动学生的积极性、主动性，增强学生对专业的兴趣与学习热情，培养学生的科研方法及分析问题与解决问题的能力。在毕业设计论文改革环节中，积极引导学有余力的学生提前进入导师课题组，鼓励学生参与各类创新、创业大赛，并将其作为毕业设计成绩的一部分，从时间上、制度上保证了毕业设计的质量，使其成为学生灵活运用所学知识进行创新活动的重要环节。在学生实习环节，学院充分利用和挖掘一切资源，与一些科研院所、厂矿企业等合作，共同建立产学研实习基地，使其成为学生了解实际生产情况、综合运用所学知识的场所和日后顺利走向社会的桥梁与纽带。
4 课程设置方案实例
通过学习和借鉴国外大学在材料科学与工程专业课程设置方面的成功经验。与此同时，针对材料学科专业涵盖面广，交叉性、应用性和实践性强的特点，昆明理工大学自2004年起就结合上述学科特点，对材料科学与工程专业本科生培养方案进行了调整和改革，调整后的课程设置体系如表1所示。调整后的课程设置体系不仅符合教育部提出的“重基础、宽口径”的指导思想，而且通过专业模块课的设置较，好地体现了材料科学与工程学科各专业方向对专业教育系统性的要求，而有针对性的任选课的开设则很好地填补了材料学科与其他学科交叉领域的空白。除此之外，还对实践教学环节的形式进行了改革，在认识实习、生产实习和毕业设计环节中突出学生灵活运用知识解决实际问题的能力和创新能力的培养和提高。
5 课程设置方案改革效果
通过上述课程体系改革和实践，昆明理工大学材料科学与工程各专业方向本科毕业生综合素质显著改善，考取研究生比例和就业率均显著提高。根据近年来毕业生就业后的跟踪调查，用人单位普遍认为昆明理工大学材料科学与工程专业毕业生基础知识、专业技能扎实，适应能力、创新能力、分析解决问题的能力强。一批优秀毕业生已经成为国内高校、科研院所及企事业单位的业务骨干和中坚力量，受到了社会的高度评价。学生在参与各类科技创新竞赛中屡获佳绩，已获得获第六届中国青少年科技创新奖一项，第十一届全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖一项，云南省首届大学生“创业计划”大赛金奖一项。
在今后的教学改革和实践活动中，将继续密切结合材料科学与工程专业的特色，不断更新培养方案，为蓬勃发展的材料科学与工程专业高等教育做出新的贡献。
参考文献
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关键词：“工程材料学”；航空航天专业；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）04-0124-03
“工程材料学”是航空主机类专业（包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等专业）的学科基础课程。该课程虽然仅有48学时，但承担着为未来的航空工程师构建材料知识体系的重任，对学生今后的发展起着重要作用。本文结合近年的工作实践，对该课程在教学要求、教学内容和教学方法等方面的改革进行研讨。
一、高度重视航空和材料领域发展对“工程材料学”课程教学的影响
材料学既是基础科学，也是应用科学。材料科学与技术的发展，解决了很多工程领域的关键问题，有力地推进了相关科学和技术的进步，使得材料科学成为最活跃的科学领域，材料产业也成为国民经济发展的重要支柱产业。“工程材料学”以物理学、化学等理论为知识基础，系统介绍材料科学的基础理论和实验技能，着重培养学生把这些知识应用于解决工程实际中提出的对材料结构、性能等方面问题的能力。作为一门重要的学科基础课程，“工程材料学”具有较长的开设历史，在人才培养中发挥了重要的作用。航空航天领域的发展对工程技术人员的能力素质提出了更高的要求，特别是“卓越工程师”教育培养计划的实施，对工程类课程建设的需求更加迫切，有必要以新的形势为背景反思该课程的教学改革。航空以众多学科知识、先进研究成果为基础，已发展成为一个由多个分系统组成的大系统，需要工程技术人员采用系统工程的方法进行综合设计。现代航空技术一百多年的发展，使得人们可以在更大的范围内探索天空，也使得飞行器的工作条件更加恶劣，工作环境更加严苛。现代飞行器不仅要具有速度快、航程大、载重多等特点，还要满足节能低碳等要求。材料科学技术的发展，为解决航空航天领域的诸多难题提供了可能，“一代材料，一代飞机”已成为飞行器发展公认的规律。这对航空航天工程技术人员的材料知识提出了更高的要求。在飞行器及其主要部件的设计、制造和维护工作中，要全面认识材料的性质和特点，才能挖掘材料的潜能，充分利用材料的特性，满足工作需要。面对航空航天迅猛的发展形势，仅了解和掌握已有材料的知识是不够的。具有创新素质的工程技术人员，要了解材料科学与工程的发展方向和趋势，分析材料领域的发展对航空航天领域的影响，同时要认真研究具体工作对新材料、新工艺的要求，明确材料发展的需求。在新型飞行器的研发过程中，要综合考虑用户对飞行器总体性能的多种要求，对各项技术参数进行统一的优化。在落实对飞行器性能的要求时可以发现，很多要求是相互矛盾的，比如飞机的航程和机动性就存在着较大的矛盾。为了获得较好的综合性能，需要对飞机进行一体化设计，要及时掌握各种设计方案对飞机主要材料和工艺的要求，对飞机整体结构进行综合优化。在此过程中，各部门工程师都需要和材料系统密切配合，才能实现信息和资源共享，降低全系统的风险，提高系统的可靠性和综合性能。材料科学技术的迅速发展也对课程教学提出了新的要求。材料科学与技术是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。在现代科学技术中，材料科学是发展最快速的学科之一，在金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等主要方向上的发展日新月异，促使“工程材料学”课程内容的不断充实。
“工程材料学”课程要系统讲授材料科学与技术的基础理论和实验技能，使得学生掌握工程材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面的知识。早期的航空工程结构以自然材料为主，如在美国莱特兄弟制造出第一架飞机上，木材占47%，普通钢占35%，布占18%。随后，以德国科学家发明具有时效强化功能的硬铝为代表，很多优质金属材料被开发出来，使得大量采用金属材料制造飞机结构成为可能，也使得研究者们投入了更多的精力于金属材料的探索。相应地，这一时期“工程材料学”课程内容也以金属材料为主。上世纪70年代以后，复合材料开始在航空领域应用。复合材料具有较高比强度和比刚度的优点使得工程技术人员对其抱有很大的希望。航空工程师首先采用复合材料制造舱门、整流罩、安定面等次承力结构，而现在复合材料已广泛应用于机翼、机身等部位，向主承力结构过渡。复合材料因其良好的制造性能被大量应用在复杂曲面构件上。复合材料构件共固化、整体成型工艺能够成型大型整体部件，减少零件、紧固件和模具的数量，降低成本，减少装配，减轻重量。复合材料的用量已成为先进飞行器的重要标志。相应地，复合材料必然要在“工程材料学”课程中占重要地位。钛合金的开发和应用使得飞行器具有更好的耐热能力，提高了发动机、蒙皮等结构的性能，有效解决了防热问题。“工程材料学”课程的教学内容应该及时反映材料科学在提高飞行器性能方面的新应用与新进展。与此同时，其他相关学科也取得了长足的发展，使得主机专业教学内容大幅度增加，“工程材料学”课程的教学内容和学时之间的矛盾愈加突出。
二、认真分析专业教学对“工程材料学”课程的不同要求
“工程材料学”课程是一门重要的学科基础课，是基础课与专业课间的桥梁和纽带，在航空航天主机类专业培养学生实践动手和创新创造能力，提高学生综合素质等方面具有重要作用。在多年的教学实践中，该课程对主机类各专业采用同一标准教学。虽然主机类各专业人才培养有其共性要求，但随着航空航天事业的发展，专业分工越来越细，差异化特征也越来越明显，因此“工程材料学”课程应该充分考虑不同专业的具体需求，结合各专业的课程体系安排教学。飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等主机类专业根据航空领域中的分工培养学生，毕业学生的工作要求有所不同，对知识结构的要求也不一样。就材料方面知识而言，不同专业学生也会有所区别，应按照专业特点纵向划分对“工程材料学”课程的要求。不同专业主要服务对象的材料特点是确定课程要求的主要依据。
飞行器设计与工程专业要全面统筹飞行器产品及各部件的设计和制造，主要从事飞行器总体设计、结构设计、飞机外形设计、飞机性能计算与分析、结构受力与分析、飞机故障诊断及维修等工作，要求了解材料科学与工程的发展对现代飞行器设计技术的影响，因此要较全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知识，了解轻质高强材料的发展动态和发展趋势。飞行器动力工程专业要求学生学习飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识，主要培养能从事飞行器动力装置及其他热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。飞行器动力的重要部件对抗氧化性能和抗热腐蚀性能要求较高，要求材料和结构具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。因此，材料在高温下的行为、性能和分析、选择方法应该是该专业“工程材料学”课程的重点。飞行器制造工程和机械工程等专业要针对现代飞行器工作条件严酷、构造复杂的特点，采用先进制造技术，实现设计要求，并为飞行器维护提供便利。该专业要求学生理解飞行器各部件的选材要求，掌握材料的制造工艺。飞行器零部件形状复杂，所用材料品种繁多，加工方法多样，工艺要求精细。很多新材料首先在航空航天领域得到应用，其制造技术具有新颖性的特征，设计、材料与制造工艺互相融合、相互促进的特点非常明显，这就要求学生在“工程材料学”课程中把材料基础打好，适应工艺和材料不断发展的要求。虽然各专业对“工程材料学”课程的要求有所不同，但课程基础一致。
该课程名称为“工程材料学”，即明确其重点在于将材料科学与技术的成果运用于航空航天工程，把材料基本知识转化为生产力。“工程材料学”是相关专业材料学科的基本课程，学生要通过该课程了解金属材料、无机非金属材料、高分子材料等微观和宏观基础知识，学习材料研究、分析的基本方法，掌握材料结构与性能等基础理论，研究主要材料的制备、加工成型等技术，为更好地学习专业课程创造条件，为将来从事技术开发、工艺和设备设计等打下基础。由此可见，在明确了各专业对该课程的个性化要求的基础上，更要明确共性要求。“工程材料学”课程要培养学生材料方面的科学概念，提升材料方面的科学素质，扎实的材料科学与技术知识基础是学生学习专业课程、提高综合素质、培养创新能力的必备条件，是进一步发展的基础。因此，“工程材料学”课程采用“公共知识+方向知识”的模式比较合适，即把教学内容划分为每个专业均要求了解的材料领域知识和根据各个专业特色需要重点介绍的知识两部分，既满足了宽口径、厚基础的教学需要，又注重了后续专业课程学习和能力培养的要求，促进了基础理论和专业应用的融合渗透，较好地满足了材料、设计、制造、维护一体化发展的需要，增强了跨学科、跨专业认识问题、思考问题和研讨问题的能力。
三、多管齐下建设丰富的教学环境
作为一门学科基础课程，“工程材料学”课程要根据学校人才培养创新目标和相关专业的人才培养标准、方案，结合卓越工程师教育培养的要求，注重与专业课程体系的融合，注重与工程实践教育的结合，注重对学生创新意识、创业能力及综合运用知识能力的培养。在充分调研与分析专业人才培养对课程教学要求的基础上，要对课程的教学大纲和内容进行修订，与相关教学环节有效整合，拓展教学活动的空间，营造良好的学习环境和氛围，加强与后续课程及实践活动的联系，解决学科基础课的教学与专业人才培养需求的脱节或不衔接等问题。
“工程材料学”在第四学期开设，是一门承前启后的课程。在前期开设的课程中，“大学物理”和“航空航天概论”是两门直接相关的课程。“大学物理”提供了学习“工程材料学”的科学基础，认真分析“大学物理”知识点在“工程材料学”中的应用，有助于学生更好地理解相关概念。“航空航天概论”以航空航天领域的发展为主线，介绍飞行器的组成及工作原理。如果在“工程材料学”课程讲授之初让学生重新回到机库，从材料发展的角度再次审视航空航天的进步，结合材料学的概念研究飞行器的组成及工作原理，会使得学生对该课程有比较全面的认识。在相关专业的后续课程中，有好多课程与“工程材料学”密切相关，如“飞行器总体设计”、“发动机原理”、“先进制造技术”等，如果在“工程材料学”中对有关知识点作简单介绍，可以使学生更好地综合分析相关概念，加深理解。在主机类专业培养方案中，“工程训练”是集中式的工程能力培养环节，其教学内容与“工程材料学”密切相关。“工程训练”教学内容以机械制造工艺和方法为主，包括热处理、铸造、锻造、焊接、车削加工、铣削加工、刨削加工、磨削加工、钳工、数控加工、特种加工、塑性成型等，每一种制造工艺和方法都与工程材料密切相关。在以前的教学工作中，材料是加工对象，对材料的性能等的介绍很简单，学生的认识较浅。如果在“工程训练”教学过程中，针对不同的加工工艺和方法对材料作较深入的介绍，从应用的角度分析不同材料加工工艺和方法的适应性，可以促进学生把材料理论知识的学习和工程实际联系起来。通过让学生分析研究实际材料在加工过程中的表现来认识材料的性能，通过感性认识来体会材料变化的规律，把深奥的材料科学理论知识和生动形象的加工过程结合起来。这样不仅强化了工程训练效果，还能让学生把材料的知识学活，留下更深刻的影响，更好地发挥学生的潜力。
航空航天主机类专业的课程设计是重要的综合学习环节。课程设计任务一般是完成一项涉及本专业一门或多门主要课程内容的综合性、应用性的设计工作，通过一系列设计图纸、技术方案等文件体现工作成果。很多主机类专业的课程设计涉及材料的选用、处理等方面的问题。按照教学计划，“工程材料学”先行开设。因此，在相关课程设计中，有目的地提出材料问题，引导学生在更广的范围里选材，在更加深入的层面上分析材料性能，可以更好地调动学生自主探究材料科学的积极性，帮助学生把材料知识转化为初步的工作能力，克服课程知识的碎片化倾向。
四、结语
航空航天是现代科学技术的集大成者，该领域发展很大程度上取决于材料科学技术的进步。材料学是航空航天工程技术人员知识结构的重要组成部分。“工程材料学”要按照现代大工程观的要求组织教学，才能实现教学目标，提高培养质量。航空航天领域和材料科学技术发展，极大地丰富了“工程材料学”的教学内容。要根据学科领域的发展需要选择教学内容，按照理论实践结合、突出工程应用的要求构建知识体系。在教学工作中，应根据不同专业的培养要求，深入研究材料学的基本要求和各专业的发展方向，形成“公共知识+方向知识”的“工程材料学”课程结构，提高教学效率。统筹考虑专业教学与其他课程的联系，以及课程设计、工程训练、毕业设计等教学环节，以“工程材料学”课程为中心，注重课程的纵向推进和知识的横向联系，不断加深对材料学的理解和掌握，培养多角度研究分析、跨专业交流合作、多学科解决问题的能力。
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Discussion on Reform of "Engineering Materials" Course Teaching for Aeronautic Majors
WANG Tao，ZHOU Ke-yin
（College of Material Science and Technology，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing，Jiangsu 210016，China）
明确将无机非金属材料专业的培养目标定位在地方经济建设需要的无机非金属材料工程高级应用型人才,突出“一定基础知识支撑、适当宽度专业口径、突出某一专业方向、强化专业实践能力、博专共存、以专为主、长短兼顾、持续发展”的特点，强调知识、能力和素质的协调发展，强调学生的工程实践能力的培养与培育。通过教学计划、教学内容、教学方法和教学手段的改革，突出工程实践教学，强化实践技能的培训；确保学生工程实践能力的提高。无机非金属材料工程专业的人才培养方案在修订后开设了两个培养方向：
（1）传统无机非金属材料方向（硅酸盐及耐火材料），培养学生利用高新技术提升传统产业（水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等），在节能减排的技术改造中发挥作用。
（2）新型无机非金属材料方向。加强学生对“广泛材料”了解、认识、掌握的培养模式，通过对先进陶瓷材料、复合与功能材料、薄膜与微晶玻璃、材料表面改性等课程学习，在自主择业中能快速适应新材料领域的工作环境。我专业在这两个培养方向上，形成了以国家、企业需求为牵引，将材料基础研究与新材料应用开发相结合的特色发展模式。
2以应用型人才培养目标为中心，优化无机非金属材料工程专业课程体系
根据市场需求和学科发展，即主动适应社会发展，做到“一个专业，两个方向，自主选择”。“自主选择”，即强调学生个性发展，增加选修课和选修覆盖面，使学生有更大的自主选择空间。在此指导思想下，对无机非金属材料专业课程体系进行优化。
1）公共基础平台。按照教育部工科大学生培养要求由学校统一设置，分为必修课和选修课，该平台提供了工科大学生应掌握的基本知识和人文素质。
2）专业基础平台。分为必修课、无机非金属材料工程一级学科基础课程、无机非金属材料工程二级学科基础课程。该平台的设置可使学生掌握材料工程师所需的基础知识和基本理论，为后续课程学习奠定基础，对学生考研也有很好的作用。
3）专业课平台。分为：
（1）专业方向限选课，此为无机非金属材料工程专业的特色，学生在三年级自主选择，分传统无机非金属材料方向和新型无机非金属材料方向进行学习。
（2）专业任选课，专业任选课中的基础课程可以使学生加强材料工程专业知识。无机非金属材料专业学生就业的企业，既有新材料企业，也有水泥、玻璃、陶瓷等传统企业，因此在第六学期开始开设就业针对性强的课程，能有效增强学生就业能力。
4）实践平台。分为：通识实践课、学科实践课、专业特色实践课（分两个专业方向）、毕业设计（论文）。
3总结
关键词：材料课程；雕塑教学；作用；重要性
由于对材料课程教学重要性认识的缺乏，材料课一直都处在一个边缘化境遇之中，由此也给雕塑系学生的雕塑实践创作产生了一定的制约作用，很多高校仍旧还是以单一的泥塑课程教学为主。这使得学生的创作一直很难取得突破和得到提升，这应当是当前雕塑教育的一个重点改革内容。
一、材料课程的基本阐述
1、材料课程的目的
开设材料课程的主要目的就是为了通过对材料及其加工工艺的研究，掌握其特质和属性，再运用雕塑语言对艺术作品进行创造。与此同时，要通过观念和材料的碰撞来获取相应的创造灵感和经验，用材料对艺术语言进行表达。在我国当前的教学体系当中，材料课是雕塑系学生需要重点学习的课程。而教师的教学目的当然也是非常明确的，就是要通过一系列的材料课程来帮助学生认识材料，并对材料进行加工，由此来实现服务雕塑理念的这一目标。
2、材料课程的教学内容
学生们到底能够在材料课程中学到和收获什么，这除了是教师需要考虑的问题之外，学生自己也要认真思考。简单地说，材料课程的教学内容主要包括如下几点：安全和态度、方式和方法、信念和坚持、形式和内容。从教学的过程来看，首先应当考虑的就是安全。在使用设备工具时，必须要有专业的技工人员进行现场辅导，要严格地按照各项安全措施和规章制度来执行，尽量保证所有人在上课期间都不会受到伤害，设备不被损坏，没有场地事故发生。态度是决定成败的关键，在教学过程中，安全是时时刻刻都不能放松的，学生的所有加工制作活动都必须在此基础上进行。反复创作的过程不仅能够磨练学生的意志，还增强了学生的信念，在熟悉各种材料的加工也行之后，事故发生的概率也会随之而降低。从学术层面来看，掌握材料的相关特点也是非常必要的。采用哪种方法来达到自己所预想的效果是需要通过大量的课堂研习来实现的，学生只有多试验、多动手、多动脑、多问，才有可能把握好作品的整体效果。在这一过程中，需要重点强调的还有作品的完成度与完整度，其实从某种意义上讲，这也是对学生做人和做事的态度的一种要求。明确了创作观念与方案之后，则需要在有限的资源、时间和资金内，做好安排协调工作，力争做到内容和形式的统一和协调。当然，重要的还有技术手段的运用，任何一种好的材料都需要有适合它的加工方法，才有可能创造出完美的作品，即便是同一种材料，所使用的工具和工艺不同，其所产生的效果也就不同。
二、材料课程在雕塑教学中的作用
1、改变传统的泥塑教学
人们对材料的认知程度是我国当前雕塑发展的基础，艺术家们再进行雕塑创造时，都非常强调对材料的挖掘与应用。有时候，材料甚至被当做了一种观念性元素，被艺术家们频繁地运用到其作品的构思阶段与创作的过程中。对大多数的雕塑创作者而言，都是通过学习材料课程而获得对材料特性的最初印象的。可以说，开设材料课程对学生们认识和掌握材料特性来说，是非常有益的。当学生们认识和掌握了足够多的材料特性之后，其所创造出来的作品就不会仅限于泥塑了，传统的以泥塑教学为主体的模式就会有所改善。
2、让学生有更多的机会参与材料的加工与实验
所有的雕塑作品都是借助一定的材料媒介来进行情感传达的。学生们想要更加深入地认识和理解材料，除了需要对石材、陶土、木材和金属等硬质材料所作的雕塑作品加以研究之外，还需要亲身参与到材料认识实践中去。材料课程的开设对学生来说，就是再好不过的学习材料的契机，在材料课程上，他们能够有更多的机会去接触和感受壳、毛、角、骨、石、木以及土等天然材料，通过感受这种真切而质朴的生命力，感受到材质的美，由此而打破传统泥塑的表现局限性，创造出更多形式的、更具艺术美感的雕塑作品。
三、材料课程在雕塑教学中的发展策略
1、提高材料课程教学的比例
在进行专业课教学改革的过程当中，可以从材料课程着手，循序渐进地加大材料课程教学的比例，给学生更多的参与材料实践的机会，有针对性地加强学生对材料的理解和认识，培养学生把握材料的能力，让材料课不再只是泥塑课程的补充，能够切切实实地产生其应该有的效果，以改变传统泥塑教学的单一模式。与此同时，还应该以当代的艺术教学为线索，拓展延伸到哲学、材料科学以及材料美学等学科，以从精神上给学生更加理性和科学的指导，培养学生对材料的驾驭能力以及思维更新能力。
2、建立健全符合现今雕塑教学的课程体系
要多元化教学理论，加强措施，创造条件，对材料教学理论的开放性和灵活性加以提升。同时，还需在此基础上，引进新的材料雕塑理念，多元化材料教学的相关课程，丰富材料教学的内容，以使雕塑的内容和形式都能够随着时代进步而不断得到发展。当然，这并不是说要全部否定传统的雕塑教学，而是要在利用好传统教学优势的基础上，让材料课程更加多元化和灵活化，梳理和归纳之前那些比较单一的课程。因为当代的雕塑面貌已经发生了非常巨大的变化，所以雕塑课程的内容自然也应当随之而增加，其形式也应该更加多样和丰富。比如，可以开设诸如民间艺术、陶瓷艺术、金属加工艺以及木雕艺术等专业性较强的特色材料课程来为学生创造更多的研习材料的机会，激发学生的兴趣，并对其加以引导，让学生实现从被动学习到主动学习的转化，从而对学生的艺术观察能力和艺术创造能力进行培养。
四、结束语
从以上论述不难看出，想要材料课程在雕塑教学中的作用得到最大限度的发挥，除了要加大对材料课程的硬件投入外，软件投入也同样重要。如何高效地改变当前泥塑课在雕塑教学中的一统天下局面，还需要雕塑教师们重新审视材料课程在雕塑教学中的作用，正确地对待当下的材料发展趋势，理性地认识材料课程，以改变雕塑教学中材料课程教学缺失的这一现状，使材料课程的积极作用得到最大限度的发挥，从而推动我国雕塑教育的长远发展。
作者：孙平 单位：开封大学艺术设计学院
参考文献
[1]任郑君.雕塑教学中的材料应用[J].美与时代(下),2012,07:82-83.
关键词：室内设计；装饰材料；教学改革
作者简介：谢青伶（1978-），男，湖南常德人，湖南农业大学体育艺术学院，讲师；郭春蓉（1983-），女，湖南益阳人，湖南农业大学体育艺术学院，讲师。（湖南 长沙 410128）
基金项目：本文系湖南农业大学东方科技学院科研基金项目（项目编号：DB2009034）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）31-0101-02
随着人们对室内外环境的要求越来越高，装饰材料也越来越凸显其重要性。装饰材料与施工是室内设计构思转化为实物的技术手段，关系到整个设计的成败。“装饰材料与施工”是环境设计专业非常重要的课程，是学生由理论走向实践的桥梁课程。只有掌握了装饰材料的设计方法，并加以正确的运用，才能营造出具体而生动的室内空间，只有对材料的施工方法、室内构造的节点有充分的理解才能使室内设计方案变为现实，成为有实际意义的设计。因此，这门课程是所有室内设计专业的专业必修课。纵观各兄弟院校对这门课的开设情况，基本上围绕着以下几点展开：讲解材料的物理化学成份、结构、制造工艺；解析室内设计施工工艺、基本构造节点大样；材料市场的调研；装饰材料与施工专题设计。
在教学过程中，“装饰材料与施工”最大的难点是装饰材料品种繁杂。传统的教学模式给教学双方都带来很多局限性，主要问题表现在三个方面。一是知识面广，综合性强，系统性差。不同材料之间的专业知识领域跨度大、缺乏关联性，使课程的讲授条理性差，教师难讲，学生难学。二是在各版本的教材中，所介绍的材料从外观质量、性能指标到使用条件等几乎都离不开参数表格。面对数目繁多、枯燥乏味的表格和数据，学生很难提起学习兴趣。三是实践性强，实验教学条件相对滞后。装饰材料和工程密切相关，其装饰效果、使用性能等有关知识需要通过实际体验、实验分析来加强认识，由于受到课时和实验条件的限制，许多应用问题只能“纸上谈兵”，教学效果欠佳。[1]这样的课程体系与特点使得大部分学生课程学完了，还是感觉有些懵懵懂懂、一知半解的，一旦遇到实际情况就无从下手。
此外独立学院宽进严出的培养目标，也有别于一般本科教育的特点。独立学院学生专业基础往往不好，学习主动性差，依赖性较大，加上教学内容枯燥无味，学生在这种教学模式下没有了学习的兴趣，对材料的掌握也模棱两可，似是而非，只限于知道什么情况一般是用什么材料，什么部位通常是用什么材料，而没有自己的思考，思维很局限。即使能够画出这些材料施工的图样，但作为设计者来说，很难做出让人满意的设计，创意平平，没有深度。学生的创造力与想像力难以发挥，最后设计的方案平庸而无新意，缺乏艺术气息。
那么，什么样的教学方法才能最大程度调动独立学院学生学习材料构造课程的积极性呢？借鉴包豪斯的教育理念与后现代艺术的创作方法，可以从以下几个方面进行“装饰材料与施工”课程改革的探索。
一、教学方法的改善和更新
1.情境体验式教学
在装饰材料课程中，实施情境体验式教学就是通过提供真实或模拟的装饰工程项目，围绕项目开展装饰材料与施工的教学和实践，使学生按照项目的真实情境直接参与完成任务。在具体的工作过程中，学生通过真实体验与全情参与，全方位的感受和学习工程项目所需的知识技能，逐步领会和探索独立工作的能力。[2]创设的情境可分为真实情境与模拟情境。真实情境的体验即参与到真实的工程项目中。模拟情境则虚拟一工程项目，让学生分别扮演设计师和客户，现场开展业务的模拟。在此过程中，“设计师”要洞悉“客户”心理，在短时间内捕捉“客户”的需求信息，帮助“客户”分析出房间的基本结构和布局，指出不合理的空间布局并做调整，快速勾勒出所需设计的环境草图，“客户”则在洽谈过程中或配合或设置障碍。情境体验式教学法强调学习内容的综合化和真实化。受个人能力所限，学生在情境中只能扮演极少的岗位角色，获取的职业信息也十分有限。因此，个人学习目的的完成有时只能依靠小组、团队有组织地分工合作来实现。这就需要在项目驱动下，教学组织形式必须从传统的以个体学习为主转变为以小组、团队协作学习为主。
2.研究式教学法
这种模式下，教师的首要任务是根据每个学生的特点配置合适的研究课题，例如让学生对玻璃或金属等某一材料进行专题研究。学生独立搜集资料，整理学习知识，摸索形成成果。在此过程中教师要使学生真正成为学习的主人，必须引导他们成为研究课题完成的主导者，使他们越来越多地承担起自主学习的责任。确立学生在教与学活动中的主体地位，让学生自觉学习，把更多的时间交还给学生，把“要我学习”转变成“我要学习”，要求教师做学生学习的组织者、引导者和鼓励者。研究式教学法突破了传统的教学模式，通过学生亲自解决身边的一些实际问题来实现对知识的掌握，大大提高了学习的积极性和主动性。
二、教学手段的现代化探索
1.多媒体课件的制作
由于多媒体课件生动、高效的优点，使得它已成为现代化教学中非常重要的手段。“装饰材料与施工”课程多媒体课件的制作要注意以下两点：
（1）要符合独立学院学生的特点。由于独立学院学生基础知识薄弱，学习的主动性不高，装饰材料课程的教学重点是让学生掌握最基本、重要的材料与应用。因此在课件中要体现教学内容中最基本、最重要的知识。
（2）多媒体课件的制作应符合课程特点。[3]不是所有的内容都要由课件展示。例如材料工艺流程由教师在黑板上边讲解边绘制就更能让学生理解工艺的前后过程。
2.视频动画的使用
材料的施工工艺如果以视频的形式来动态演示室内构造施工的过程与步骤，能很好地调动学生视觉听觉等不同感官，能激起学生的兴趣并且能更清晰地了解材料的施工工艺。施工工艺视频素材可以从网下载或者购买，也可以由教师到工地有针对性地现场录制然后制作，或用3Dmax、SketchUp等3D动画软件来制作模拟材料结构的层次和施工工艺的过程。讲授过程中重要的工艺流程教师必须辅以黑板绘制来加深学生的印象。
三、调整教学内容，激发学习兴趣
“装饰材料与施工”课程中一再强调技术的学习，让学生能正确运用材料的构造方法，快速进入社会工作角色。职业院校强调这一观点尚可理解，但所有本科高校都强调这一点有失偏颇。对技术的强调可以培养一个好的技术工匠，但出不了一个优秀的设计师。对材料的创造性运用才是设计师成功的法宝。
除了使用功能，装饰材料在空间环境设计的形式之中还具有典型的文化意义。首先，各种材料共同参与到空间的表现形式当中，这些零散的材料因为可以依凭人们的文化记忆和生活经验而构成深奥的语句，从而在某一空间形式中获得了语言符号的意义。其次，空间环境依赖于人们的社会生活经验，各种材料平日里所各自扮演的社会角色之间很可能隐涵着某些出人意料的内在联系。它们之间或者存在着反差对比（如粗糙笨重的岩石和光滑洁净的玻璃），或者存在某种类似性（如木板与塑料），或者在某些特定场合碰到一起会具有特定的语意关联（例如在中国传统厅堂摆放的钟、瓶、带镜的插屏等）。因此，材料通过组合的方式能够使观者产生联想与思考，产生各种不同的情绪。无论怎样，一件精致的室内设计作品都无法回避词汇符号——材料，以及表达的语法——设计师对材料的搭配组合这二者之间的紧密关系。
根据设计专业的学生普遍具有艺术学习经历这一特点，在教学中，可以侧重从材料的文化艺术层面加强对装饰材料的讲授与讨论。要不断调整教学内容，使其符合时代特点，避免过多枯燥的数据内容，使授课内容能挖掘学生的创造潜力，诱导学生对各种材料有更深层心理的、文化的思考，探索材料的本质特征，而不仅仅是停留在物理特点上。引导学生关注装饰材料的使用历史、象征意义、材料的地域特点、材料的形式意义等，研究不同种材料的组合搭配、同种材料的组合造型、材料的表面加工、材料的连接方式等带给人的不同心理感受。
四、教学实践条件的建设
材料不仅有视觉上的特点，还有各种肌理，要在生活中真切的感受才能对材料有所认识，才能在设计中合理运用，仅课堂讲授这种方式对学生掌握装饰材料显然是不够的。
深入开展市场调查是作为装饰材料课程必须进行的教学实践活动，同时也是学生了解市场和消费者需求的重要手段。装饰材料市场类型多样，有综合市场、建材超市以及一些分布在社区的小型建材五金店。调查可以分组分专题进行，了解产品的品种、规格、价格、性能等丰富信息。
除了材料市场的调查，多到工地现场考察无疑是最直接的学习实践方式。利用校企合作平台，加强学生和施工人员的课内外交流，多看工人施工，多收集施工图集，这种学习能够最大程度地激发学生的学习热情，提高学生的实践能力。
但是，上课的时间有时很难遇到实际的工程，即使遇到，由于实习时间短，而工程工期长，所以也看不到整个施工过程，还是加深不了对课程内容的理解。因此，很有必要建立材料工艺实验室验证课堂教学的理论知识。可以选择工艺较简单，种类较多且具代表性的装饰构造，由老师示范然后安排学生在实验室中进行实物装饰工艺操作。以木地板铺装工艺为例，可根据材料种类（实木、复合、强化及竹地板等）或工艺种类（工字纹、人字纹或拼花等）将学生分组，进行实物操作实验。
五、结束语
作为本科层次的一种新兴高等教育模式，在独立学院的“装饰材料与施工”教学过程中，要根据其生源、办学等特点，了解学生个性，发展特色的装饰材料教学。通过理论与实践相结合、传统与现代教学手段相结合、文化艺术与专业技能相结合等多层次立体的教育模式，注重培养独立学院学生对材料的创新设计与应用能力，为社会输送更多能够创造具有文化内涵的室内环境作品的高素质设计师。
参考文献：
[1]黄凯旗.装饰材料课程教学改革的实践与思考[J].广西大学学报，2006，（10）：69-70.
关键词：实地考察；教学理念；创新能力；工程材料与机械制造基础系列课程；工程实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）23-0154-04
《工程材料与机械制造基础》系列课程是我国工科院校最重要的技术基础课之一，具有知识面宽，受益面大，理论与实践密切结合，实践性、创新性强，要求会动手、能操作等特点，是工科学生素质培养、能力提高、加强通识、衔接社会、实现宽口径专业教育的重要教学环节之一。该系列课程经历了缓慢而坚韧的“六五”至“八五”15年间（1981―1995年）的改革与发展过程。后来，教育部“世界银行贷款”项目的启动和实施，后期实施的“211工程”和“985工程”项目以及连续多年的本科教学水平评估，使得该系列课程改革从工程实践教学基地的大跨度变革开始，逐步深入到系列课程建设、教材建设、师资队伍建设、教育技术建设和教学管理等各个层面。此调研目的是找出《工程材料与机械制造基础》系列课程长期发展后，目前存在的主要问题和原因，以形成有效地解决这些问题的基本思路和相应的措施。
一、调查方法和具体举措
调研范围为：华北地区7所高校，包括清华大学、北京航空航天大学、北京工业大学、北京科技大学、北京理工大学、北京化工大学、内蒙古科技大学；华东地区8所高校，包括山东大学、南京航空航天大学、南京理工大学、东南大学、河海大学、上海交通大学、上海理工大学、华东理工大学；东北地区6所高校，包括吉林大学、长春工业大学、长春大学、长春理工大学、北华大学、东北电力大学；西北地区6所高校，包括兰州交通大学、兰州工业大学、西安交通大学、西安理工大学、西北工业大学、西安工业大学。被考察对象既有“985”、“211”工程院校还有一般院校。调研方式采用了以实地考察，与所在高校教学院长和相关任课教师直接谈话交流，当场填写调研报告以及收集《工程材料与机械制造基础》系列课程的教学文件为主，以随后电话、邮件资料证实和补充为辅的形式进行。其中调研报告内容具体包括：系列课程的上课学期，系列课程的理论学时数，系列课程规划教材采用情况（包括“十五”、“十一五”以及“十二五”国家规划教材），在系列课程讲授内容中“新材料、新技术、新工艺”内容反映的比例，系列课程开设的实验项目数（包括设计型或综合型实验项目数）以及系列课程的建设情况等内容。
二、实地调查结果与分析
图1表示各地区《工程材料与机械制造基础》系列课程的具体上课学期。由图1（a）、（b）可知，各地区《工程材料》课程和《材料成形工艺》课程的上课学期基本在第4学期或第5学期。个别院校把这两门课程开在了第6学期或是第3学期，甚至是第2学期或是第1学期。由图1（c）可知，各地区的《机械制造基础》课程基本是在第6学期上课，个别院校安排在第5或第4学期。众所周知，《工程材料》和《材料成形工艺》课程属于机械类专业基础课，应该以金属工艺学、大学物理、工程图学、机械工程导论以及金工实习等公共通识课程和金工实践课程为前期基础课程。这些先修课程是学生学好《工程材料》和《材料成形工艺》课程的核心和基础，而《工程材料》和《材料成形工艺》课程的学习又反过来从工程应用角度巩固所学的基础理论知识。因此，《工程材料》和《材料成形工艺》课程安排在第4或第5学期符合学生专业知识和能力的建构规律，而第6学期、第3学期，甚至是第2学期或是第1学期的课程安排就缺乏理论依据。而且，根据“认知实习―理论学习―实践―再学习―再实践―探索性认知实践”这一工程知识认知和掌握的基本规律[1-3]，《工程材料》和《材料成形工艺》理论课程也应该安排到金工实习（一般都在第2或第3学期进行）之后。产生这一问题的主要原因是个别院校的课程体系构建缺乏工科人才培养的顶层设计，还有一个原因是“各自为政”的教学管理体制约束课程设置。例如，一些院校机械专业的《工程材料》课程是由材料学院的材料学专业课教师讲授，《材料成形工艺》基础课程是由材料加工专业的教师讲授。这样就产生了由于行政所属不同造成的课程设置缺乏统一和科学管理问题。
图2所示为各地区《工程材料与机械制造基础》系列课程的理论课学时数。由图2（a）、（b）可知，华东地区和东北地区的《工程材料》和《材料成形工艺》课程的平均学时基本在30～40学时之间，而华北地区和西北地区这两门课程分散在22～50学时之间。另外，4个地区的《机械制造基础》课程的平均学时基本维持在50～60学时。总之，各地区《工程材料》、《材料成形工艺》以及《机械制造基础》课程的平均学时分别为37.6学时、37.2学时、49.5学时。与“十一五”之前相比，系列课程的理论课学时明显减少了，这与国家教育部提出的培养学生“厚基础、宽口径、强素质、高能力”要求下的缩减专业课学时、拓宽知识体系是相一致的。但问题的关键是如何解决“新材料、新技术、新工艺”内容不断增加，而学时却不断缩减的矛盾。这就要求每位任课教师要认真分析总结该系列课程的知识体系和能力体系在工科人才培养中的地位和作用，采用创新的教学理念、教学方法和手段去解决相关的矛盾。例如，如何处理好精讲与以点代面的关系、课内教师讲授与课外学生自学关系、MOOC与反转课堂的关系等。
图3所示为各地区《工程材料与机械制造基础》系列课程的规划教材采用情况。东北地区和西北地区的《工程材料》课程基本都采用了部级规划教材（“十五”、“十一五”和“十二五”国家规划教材），而华北地区和华东地区的《工程材料》课程少有采用部级规划教材，图3（a）所示。在《材料成形工艺》课程上，全国各地采用部级规划教材的比例相对要少，图3（b），在调查的16所高校中只有6所院校采用了部级教材，仅占37%。另外，各地区《机械制造基础》课程基本都采用了部级规划教材。因为教材建设是课程建设的重要一环，所以以精品课程建设为龙头的高校基本都采用自编公开出版的规划教材或选用优秀的规划教材。部分高校没有采用规划教材的主要原因是通过使用自编或一般教材，无论从教学内容的难易程度上，还是在编排顺序上都符合本校的实际状况。另外，《工程材料与机械制造基础》系列课程的教材种类与数量的快速增加，给不同地区、不同层次的高校提供了优越的可选范围，也反映出不同院校的专业特色与侧重点的不同。
在各地区《工程材料与机械制造基础》系列课程中反映“新材料、新技术、新工艺”内容比例的调查中可知（图4所示），华北地区、华东地区和一部分西北地区的《工程材料》、《材料成形工艺》课程反映新材料、新技术、新工艺内容比例较高，华北地区有3所、华东地区有2所高校在教学内容上注入的先进知识体系超过30%，而东北地区教学内容的先进性一般低于10%。另外，在《机械制造基础》课程方面，华北地区、东北地区和西北地区反映了一定的新材料、新技术、新工艺内容。但华东地区高校的教学内容中，反映先进教学内容的比例在5%～10%，相对低一些。在调查的所有院校中，绝大多数院校《工程材料》和《材料成形工艺》的最新内容不足5%，图4（a）、（b），而《机械制造基础》课程的最新内容只有5%～10%。这个结论与当前国家提出“中国制造2025”的大工程背景下，工程领域对工科人才的先导性知识和能力体系要求有一定的差距，未来工科人才的创新潜力会出现一定程度的低靡现象，需要工科院校的教务部门、相关的任课教师与时俱进，紧跟时代的要求。
在各地区《工程材料与机械制造基础》系列课程开设实验项目数的调查中可知（图5所示），《工程材料》和《机械制造基础》课程的实验项目基本在2～4项之间，但各地区《材料成形工艺》课程的实验项目数非常分散，如图5（b），有些地区高校的实验项目达到了4项或6项，有些高校根本未开设实验。另外，在被调查的东北地区4所工科院校中，无一所高校开设相关的实验项目。总之，各地区《工程材料》、《材料成形工艺》以及《机械制造基础》课程开设的实验项目平均数分别为2.2项、1.7项以及2.6项。在开设的实验项目中，体现培养学生创新意识和创新能力的设计型或综合型实验项目数就更少。具体来说，《工程材料》的设计型或综合型实验项目在华北地区、华东地区、东北地区和西北地区分别为1项、0项、0项、2项；《材料成形工艺》的设计型或综合型实验项目在华北地区、华东地区、东北地区和西北地区分别为0项、0项、0项、1项；《机械制造基础》的设计型或综合型实验项目在华北地区、华东地区、东北地区和西北地区分别为2项、2项、4项、0项。
清华大学基础工程训练中心傅水根教授在多次的报告中指出[4]，直到今天，在我国的高等工科教育中，“重理论轻实践、重设计轻工艺、重软件轻硬件”的传统习惯势力和偏见仍普遍存在。随着国家提出大工程背景下的“中国制造2025”，“教育回归工程，教学回归实践”成为当代高等工程教育改革的主流趋势[5-7]。因此，我们应当摈弃“以理论教学为主、以实践教学为辅”的落后于时代的教学理念[8]。《工程材料与机械制造基础》系列课程是工科专业知识获取和能力培养的最具代表性的系列课程，因此，该系列课程应该大力加强学生的实践环节，其中很重要的一环就是加强学生的亲自动手实践能力，尤其是设计型或综合型实验的操作能力。但从目前的调查中可知，高校对工科院校实践环节的重视程度还没有达到国家对工科院校的期待水平。
图6所示为各地区《工程材料与机械制造基础》系列课程的建设情况。由图可知，除了华东地区和东北地区的《材料成形工艺》课程还处于校级精品课或一般课程之外，全国范围内的《工程材料与机械制造基础》系列课程建设情况喜忧参半，即有不少部级精品课程还有相当一部分的一般课程，但从该系列课程在工科人才培养中的重要作用和重中之重的基础地位来看，课程建设力度还需要不断加强。
三、结论
从以上实地调查中可知，尽管《工程材料与机械制造基础》系列课程是工科学生素质培养，能力提高，加强通识，衔接社会，实现宽口径专业教育的重要教学环节之一，但从以上各地区工科院校的实地调查中，可以得出如下的结论。
1.各地区部分院校的《工程材料与机械制造基础》系列课程在学期安排上缺乏科学性。其主要原因是个别院校的课程体系构建缺乏工科人才培养的顶层设计，还有一个原因是“各自为政”的行政教学管理体制制约着课程设置的科学性。
2.针对新材料、新技术、新工艺内容不断增加，而学时却不断缩减的矛盾，要求教学主管部门通过认真分析系列课程的知识体系和能力体系在工科人才培养中的地位和作用，采用创新的教学理念、教学方法和手段去解决相关的矛盾。
3.必须扭转工科院校“重理论知识传授、轻实践能力培养”、“以理科的培养模式替代工科人才培养模式”的错误思想，强化学生的实践环节。
此外，调研还存在不足和改进方向。此次调研是课题组在实地考查、分析、总结的基础上完成的，因此在调研范围内具有一定的数据可靠性。但调研院校只有21所，从全国范围二百多所工科院校的角度来说，此次调研的数据还不够充分。因此，今后的工作方向是进一步扩大调研范围，把《工程材料与机械制造基础》系列课程在全国范围的发展情况分析做到更加有理、有据、翔实、信服，为该系列课程的发展提供更加客观的数据。另外，有些调研内容的界定是课题组根据以往的经验进行的，可能缺乏专业认同性。例如，如何界定“新材料、新技术、新工艺”教学内容，如何认定设计型或综合型实验项目等。因此，调研结果带有一定的主观性，这也是今后与相关专家进行探讨的问题之一。
参考文献：
[1]傅水根，武静.深化工程实践教学改革，全面促进可持续发展[J].实验技术与管理，2008，25（1）：7-11.
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[5]李志华，陈正伟，朱建华.德国“双元制”模式在工程实践教学中的应用研究[J].实验技术与管理，2011，28（9）：172-174.
[6]周玲，孙艳丽，康小燕.回归工程 服务社会：美国大学工程教育的案例分析与思考[J].清华大学教育研究，2011，32（6）：117-124.
关键词：工程材料；教学改革；应用型人才
中图分类号：G642.0 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2013）18-0020-02
机械工程材料是机械类和近机类专业的必修学科基础课。对学生而言，课程概念抽象，术语繁多，内容相对分散，学习难度大。如何使学生有效掌握课程重要知识点，是授课教师的一个重要课题。为此，需要调整工程材料课程的教学体系，从教学内容、教学方法和学习评价方法等多方面加以改革。
一、教学体系调整
现有工程材料课程与其他专业课程衔接不够，有部分教学内容重复。如工程材料的《铸铁》章节和金属工艺学部分重叠，需从专业培养方案上沟通并合理调整。课程体系改革的原则要坚持“厚基础、宽口径、反应现代、融入前沿、综合交叉、注重实践”。保证适度的材料基础理论知识，突出工程材料的应用和加工工艺方法，加强实验和实训等实践性教学环节。处理好课程之间的衔接、分工和配合。避免教学内容的重复和知识点遗漏，以达到整体优化的目的。
二、教学内容优化
工程材料课程以培养应用型人才为目标，所以教学内容上适当进行整合和优化。以各专业培养目标为导向，精心组织相应专业对应的工程材料课件。适当简化课程中过于深奥的理论知识点，简化复杂的公式推导，如晶向和晶面指数的确定和标识可简化讲解。要保证教学内容的基础性、实用性和先进性。材料的强度、硬度和塑性、韧性之间的此消彼长的关系是基础性的知识点。从实用性的角度看，工艺部分对机械和近机类学生非常重要，重点讲解。如何选用适合材料，并制定符合条件的热处理工艺流程。热处理章节同样非常重要，使学生真正理解如何在不改变材料化学成分的前提下改变材料的性能。为保证学生能接受到工程材料学科的前沿科技，在课堂上要增加对工程材料新工艺和新材料的介绍。如生物医用材料、纳米材料等新型功能材料可简要介绍其性能和应用。同时随着科技的进步和国际化进程的推进，很多国家标准进行了合并或修订。在教学过程中必须及时对改动部分及时更新。如金属力学性能试验标准中的拉伸试验标准、硬度试验标准有所变动；金属材料中钢分类标准、具体钢牌号的标准等都发生了变动。
三、教学方法提高
1.理论与实践结合。从出土的越王勾践剑能锋利到割断头发，引出功能梯度材料；从古代的铜镜提到锡青铜；从磁悬浮列车讲到超导材料。如此结合，学生从一个兴趣点进入学习，对知识点掌握的就非常牢固。
2.自然科学与人文科学结合。人类的社会经验、生活哲理是在生活实践中体会总结出来的，但却与自然科学有着异曲同工之处。例如，我们在讲解材料结构中发现，在自然界中绝对没有完美无缺的材料，因此，也使人类能够通过热处理、塑性变化、添加合金元素等来改变原有材料的性能。就此，我们在课堂上引导学生，做人不要自卑，因为每个人生下来不可能全知也做不到完美，我们才有可塑性。通过了解追求强度、硬度就不可能保证塑韧性，让学生懂得人生也要学会取舍。在课堂上把人文科学与自然科学有机结合，让学生有切身体会，学起来不会感到陌生和枯燥。
3.多媒体与板书结合。现在的教学即不应该完全是传统的板书教学，也不该是纯粹的多媒体教学。而应该是结合课程特点的两者有机结合。多媒体课件的设计和制作要参照美国当代教育学家Merrill倡导的首要教学原理的五星教学标准。在课件的设计过程中，知识点的内容划分和设计上要注重关联性、逻辑性。页面设置避免格局和字体过于花哨。准确适当地运用flas、视频录像、图表等，少量的文字注释要起到画龙点睛作用。
4.实验环节创新。工程材料课本身是一门实践性和应用性都极强的课程。实践教学是理论和实践联系的桥梁。本课程的实验部分为铁碳合金平衡组织的观察、硬度测定、碳钢的热处理。合金钢和铸铁有色合金组织显微观察、金相显微组织试样制备为选作实验。实验时学生被动在教师的指导下按照实验步骤完成实验过程。不能通过实验深刻理解材料的成分、组织和力学性能与热处理工艺之间的内在联系。为此，本文提出改进工程材料实验教学内容。将实验内容设置为必做基本实验、选作综合实验和演示实验三部分。金相显微组织试样制备和硬度测定为必做实验。目的是培养学生的动手能力和实验技能，掌握本课程的基本内容，为综合实验打下必备的实验基础；碳钢的热处理为学生的选作实验，学生可在一定范围内自选工程材料自主制定热处理工艺实验方案。在教师的指导下讨论确定实施方案并完成实验。综合性实验可极大地提高学生学习主观能动性，激发其创新意识，培养他们的创新能力。铁碳合金平衡组织、合金钢和铸铁有色合金组织显微观察为演示实验。学生通过显微镜观察金相组织，进一步认证组织结构的表象和内部的关系。
5.网络教学平台建设。网络教学的教学模式可以实现人机互动，师生互动。使学生减少学习压力，自主安排学习时间。解除时空束缚，拓展课堂空间，开阔思维方式。形成课堂教学、试验、自主学习及复习的开放、灵活的教学环境。具有推动教学改革、提高教学质量的重要意义。
四、学习评价方法改进
改变以往工程材料课程考核集中在期末，一卷定成绩的古老方法。在学习评价方法上做了如下改革。课堂提问10分、作业10分、试验30分、开卷考试30分（主要考察学生查询金属手册获得不同工程材料牌号与性能及对应工艺的能力）、报告20分（通过查询文献总结出自己感兴趣的一种材料，表达清楚其材料特性及应用前景）。实践证明这种考核方式的改进很受学生欢迎。学生学习压力降低，学习效果反而上升，学习主动性极大地增强。
工程材料作为机械和近机类专业的主要学科基础课，在工科院校课程设置中一直占有重要的地位。本文从课程体系调整出发，分别在教学内容、教学方法和考核方式等多方面加以改进和创新。以期培养出面向实际的应用型人才。
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论文摘 要：根据材料化学本科专业人才培养目标和材料化学学科专业特点，通过改革原有的课程体系，优化课程结构，修订完善了材料化学本科专业人才培养方案。新的培养方案更好地体现了材料化学专业的特色，体现了“厚基础、强能力、重实践”的人才培养要求。
材料化学作为化学和材料科学的一个交叉学科，受到了各国政府的重视，许多高校纷纷设立材料化学专业。为适应21世纪社会对材料化学专业人才的需求，经安徽省教育厅批准，我校于2003年增设了材料化学本科专业，并在当年正式招生，目前已经有5届毕业生，学生就业情况良好。材料化学作为材料科学与工程学科的二级学科专业，培养的是应用型理科人才，所以材料化学专业学生不但要加强数学、物理、化学及材料学科等基础理论知识的学习，还必须接受更多的应用性、实践性的知识教育。如何完成这一培养目标，使材料化学专业人才的培养能够满足现代化社会发展对本专业人才的需求，是高校材料化学专业教育工作者必须面对的现实问题。只有进一步转变教育思想和观念，深化教育改革，革新教学体系，优化课程体系中实践性教学环节，才能培养出掌握基本理论知识，动手能力强，富有创造精神的材料化学专业人才，才能办出高水平的材料化学专业，以满足经济建设和社会发展的需求。
1 材料化学专业人才培养方案基本框架
从“厚基础、强能力、重实践”的人才培养总体要求出发，设计培养方案、课程体系，优化教学内容。我校材料化学专业教育内容和知识体系由公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五大部分内容构成。
公共基础课程包括：思想教育，体育活动，大学英语和计算机基础等。
通识教育课程包括：人文社会类，自然科学和艺术类等知识体系。
专业课程包括：大类平台专业基础课程和材料化学专业课程。
专业选修课程包括：材料化学专业方向性选修课程。
实践性课程包括：课程设计、毕业实习、毕业论文、社会实践、科技活动等材料化学专业实践训练知识体系。
2 材料化学专业课程体系设计
材料化学作为化学和材料科学的交叉学科，其课程要求学生掌握材料化学的基础知识和基础理论，培养学生具有材料的制备、表征、技术开发和生产的基本能力。在构建材料化学专业课程体系时，我们一直强化教学环节的科学性、系统性和综合性，将所有教育环节分为公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五个知识体系。其专业课程体系以无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的理论课程和实验课程基础，把材料科学基础、材料化学、材料物理等作为本专业的入门专业课程。在经过这些课程的学习之后，陆续学习高分子化学、高分子物理、材料性能学、材料现代分析技术、机械制图等专业课程，在此基础上通过专业选修课程的学习形成专业特色方向。并通过开设材料科学导论、纳米材料导论等任选课程拓宽学生的知识面。为了淡化专业界限，我校材料化学专业和化学、应用化学专业实施按大类培养，统一设置通识教育和基础教育平台。在2011年修订的材料化学专业人才培养方案中，课程教学计划课内总学时为2633学时，学生毕业应取得总学分为154学分，其中，通识教育和基础教育与我校化学专业和应用化学专业一致；专业教育、实践教学和综合教育的课程体系与化学专业和应用化学专业有区别的开设，更加突显材料化学的特色。
3 构建相对完善的实践教学体系
3.1 构建新的实践教学体系
材料化学作为一门实践性很强的交叉学科，在教学计划中强化实践教学环节，确保实践教学环节的实施。按照本专业人才培养目标的定位，我们优化完善了实践教学体系。将实践教学体系分为三个层次：一是基础实验层次，注重基础技能训练，培养学生对科学现象的观察和分析能力；二是测量实验层次，注重专业技能训练，设置了课程设计、综合性和设计性实验等内容，培养学生的专业实践能力；三是综合实践层次，注重综合素质训练，设置了毕业设计（论文）、社会实践、科技竞赛和创新性实践活动等内容，培养学生对所学知识的综合运用能力。
3.2 更新重组实践教学内容
在2011年修订的人才培养方案中实践教学环节为35学分，占总学分的22.7%。实践教学内容重点强调以能力培养为核心，优化和重组了原四大化学（无机、有机、分析和物理化学）实验教学的内容与结构，将实践教学内容分层次进行教学，确立了基础实验、测量实验和专业实验三层次的实验教学体系，涵盖了验证性实验、综合设计性实验和研究性实验等教学内容。同时，积极推进实践教学内容的更新和方法手段的改革，减少验证性实验，积极创造条件增开综合性、设计性实验、研究性实验，强化毕业论文实践环节的检查和指导；加强校企合作，积极安排生产实习和社会实践活动，进一步加强对学生实验技能、实践能力的培养，培养学生的动手能力和创新能力。
4 结语
材料化学专业的培养方案、课程体系的探索和完善将是在科学发展观的指导下我们今后多年的一大工作任务。要坚持以就业为导向定位人才培养目标，结合社会需求和学科发展实际，研究建立专业人才培养模式，提高材料化学专业毕业生的就业能力；以能力培养为本位构建专业课程体系，提高学生的理论知识水平，课程体系遵循“厚基础、强能力、重实践”的人才培养模式制定教学计划，在四年教学计划的基础上，分析理论教学相关课程，优化教学内容，合理分配理论课程学时数，使课程体系逐渐趋于科学、规范，达到构建合理的专业课程体系、优化学生知识结构和促进专业人才培养的目的。
参考文献
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