关键词：材料科学与工程；实验实习；教学质量
中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：1673-291X（2010）36-0283-02
本科层次的应用型人才培养正是在中国经济建设现代化和高等教育大众化推动下产生的一种新型本科教育。应用型本科教育的培养目标定位于技术工程师，这类人才介于工程研究型和技能应用型之间的工程应用型人才[1]。他们既要具有较强的专业基础理论知识，又能够解决生产实际中的具体技术问题。材料是现代社会发展的基础，起着先导作用[2]。材料科学从过去的金属材料、无机非金属材料和高分子材料转向以复合材料、纳米材料、功能材料等为主导的发展格局。虽然这些新型材料的出现又大大丰富了材料的种类，但各类材料具有相似的学科基础、科学内涵、研究方法与研究设备，同时科学技术的发展在客观上需要对各类材料全面了解和研究，因此材料科学与工程学科逐步形成并迅速发展成为一门独立的学科。它主要研究材料的制备与加工、组成与结构、性质、使用性能等要素和它们之间相互关系的规律，并研究材料的生产过程及其技术[3]。可见，材料科学与工程本身就是实践性非常强的一门学科，要求学生有较强的实验动手能力以及解决生产过程的具体问题的能力，而专业的实验实习就是培养学生这样的能力。结合应用型本科院校的特点，专业的实验实习在应用型本科院校材料科学与工程的人才培养中显得尤为重要。
一、实验实习教学的现状和存在的问题
材料科学与工程实验主要目的是在于使学生更好理解相关的原理，锻炼学生运用相关技术方法的能力，而实习的目的在于培养学生解决生产实际中具体问题的能力。在具体实施中，存在实际知识不足，重理论轻实验现象，实验技能较低等问题，实验教学的积极性难以调动，在工作岗位上对实际工作适应性较差，遇到问题不能及时解决。
大多数的专业实验多数为验证性实验，根据课程设置实验内容，内容单调重复，学生按规定的步骤去完成实验内容来验证课堂的原理和方法。这种教学方法虽然进一步加深学生对课堂上学到的原理和方法的理解，但学生处于被动的接受状态，积极性不高，对于学生综合能力的培养是远远不够的。这些弊端严重阻碍了学生作为工程应用型人才的培养[4]。
二、面向应用型本科院校实验实习教学体系的建立
现有的实验教学体系、内容和方法不能适应工程应用型人才的培养，就需要确立面向工程应用型人才教育的实验教学目标和体系以培养和提高学生的实验技能和解决实际问题的能力。根据应用型本科教育的要求[5]，并考虑材料科学与工程专业实验教学现状，参考其他高校和企业对这类人才的素质要求的调查研究，笔者对本专业实验实习教学体系的构建提出以下想法：
（一）建立独立于理论教学的实验教学体系
传统的实验教学仅仅是理论教学的一个辅助手段，缺少独立的教学体系。这种体制在强调传授知识的观念下能起到巩固理论知识的作用，但在培养学生解决实际问题的能力方面受到制约。由于原来实验教学的内容常从属于某一门课程，各门课程按照自身的需要开设实验，忽视了相关课程间的联系，且相近课程的实验各自为政、有些重复的内容，造成资源的浪费。针对这种状况，实验课最好独立设课，并有自己的教学大纲、教材，改变传统实验课单一对应理论课的做法，我们设立了材料物理实习、材料化学实习、非金属材料检测等实验课，同时把实验内容重新组合，减少验证性实验的内容，增加设计性、综合性、创造性实验的内容。在实验室建制上，设立由学院统一管理的教学实验中心。这样使专业实验教学做到既注重纵向知识体系的系统性，又要注重横向知识的相互渗透，使专业实验教学最大限度地挖掘学生的知识潜能，锻炼学生的专业实践能力[6]。
（二）建立注重能力的实习教学体系
工程应用型人才是直接在生产一线工作或指导工作的，解决生产过程中的问题。而具体的生产过程和实验也有着很大的不同。为了适应学生以后就业的需要，我们建立了实习的教学体系，让学生能认识、了解、解决具体的生产中的问题。根据我院材料专业的方向特点，从第三学期就安排学生开展认知实习，即通过进入一些相关企业实习，对视光材料的生产加工进行初步了解。接着在第六学期在进一步明确专业方向后，开展以锻炼学生解决实际问题能力的综合实习，然后在分不同的方向进行对应的视光材料应用实习、材料分析检测实习、生物相容性材料应用实习，同时为毕业论文的开展准备相关前期工作。
三、材料科学与工程实验实习教学的实践
根据学校人才培养的目标和要求，综合学院的实验条件，建立了由学院统一管理的教学实验中心，由基础化学实验室、基础材料制备实验室、材料加工实验室、高分子材料实验室、现代仪器分析实验室、先进复合材料实验室、生物材料实验室、材料分析测试实验室等组成。在实验室管理上，每个实验室都由专人进行管理，保证实验仪器设备的正常运行，并实行教学实验开放制度，让学生随意选择时间来完成实验。在内容的安排上，划分为基本技能实验、专业实验、研究性实验三个层次，并编写了相关的实验指导书，建立修订了综合性实验和研究性实验的教学大纲。在此基础上，建立了实习基地，让学生参与到实际的生产过程中。
（一）基本技能实验
材料学基本技能实验起着由公共基础实验课向专业课程过渡的桥梁作用，学生对基本技能实验的熟练程度将直接影响到整个专业课程实验。笔者根据材料科学与工程专业的特点，制定了包括材料试样制备、红外分析、材料力学性能实验等内容在内的基本技能实验指导书和试验教程，旨在培养学生最基本的动手能力和实验技能。在实验过程中，通过教师演示、学生亲自动手、教师跟踪指导等步骤，使学生熟练地掌握基本技能，如试样制备、分析检测、实验数据处理等。基本技能实验一般安排在第二学年的第二学期进行。
（二）专业实验
专业实验以材料制备，材料的结构与性能，材料的性能与应用，材料的结构表征等材料科学组元为主线，将课程实验有机地结合起来，突出了各课程之间、各实验之间的内在联系，使学生对包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及生物材料在内的各种材料的研究内容与方法有一个整体的认识与把握。专业实验主要包括: 材料物理实习、材料化学实习、非金属材料检测、综合实习、视光材料应用实习、材料分析检测实习、生物相容性材料应用实习、高分子材料检测等实验课。另外，又将专业实验分为必修实验和选修实验（专业实验主要安排在第三学年进行），让学有余力或有特殊兴趣的学生拓宽知识面，激发他们对实验科学的爱好和追求科学真理的动力。
（三）研究性实验
由于研究性实验具有综合、开放、弹性大的特点，针对学院现有的仪器设备状况、研究方向以及老师的科研项目，笔者制定了现阶段材料科学与工程专业研究性实验的研究方向如高分子材料的合成与制备、天然材料的结构分析、视光材料应用、生物材料方向等。在实验方式上，以科研小组的形式来组织和实施研究性实验。在实验过程中，让学生从查找文献资料开始进行积极思考、提出方案、实验计划与步骤、解决问题方法与对策，到最后独立地完成实验。在时间安排上，研究性实验一般集中在第三学年暑假1～2个月的时间，对于有兴趣的同学可以将研究性实验延长至第四学年的第一个学期，让学生利用课余时间参加到老师的科研项目中。研究性实验完全脱离了常规的“预习一操作一报告”的传统教学模式 [7]，要求学生通过实验室的学习和实践，完成一个科学研究的小课题。这样的实验教学虽然对教师提出了更高的知识要求并需要花费更多的时间和精力，但它的确能培养学生的创新精神和实践能力，也会激发起学生的学习兴趣 [8]。
（四）建立实习基地
专业生产实习是实践教学的重要组成部分，是学生巩固所学专业基本理论，培养学生工程意识，让学生了解实际生产情况、综合运用所学知识的重要环节，是顺利走向社会的桥梁和纽带。充分利用校外实习基地的资源，将工厂企业作为课堂。材料学院相继建立了“镇江万新光学眼镜有限公司”、“无锡朴业橡塑有限公司”、“国家眼镜产品质量监测中心”等生产实习基地，将教学中“聚合物成型加工”、“材料合成与制备”、“质量管理”及“角膜接触镜技术”等课程的内容与生产实习紧密结合，大大拓展了本科实验教学领域。实习方式上可采用集中与分散相结合的实习模式，即有条件的学生自行联系实习单位，无条件的学生由学校安排实习单位。为了成功实施这种实习方式，必须让实习单位和学生双方都事先明确实习要求，并建立相应的监督和考核机制，让企业真正成为学校人才培养的第二教室。此外，一些实践期间表现优秀的学生直接被企业留用，一方面解决了学生的就业问题同时也给企业提供了高层次技术人才。
参考文献：
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[7]杨明波，唐丽文，赵玮霖，陈健，材料科学与工程专业实验课程体系的改革[J].实验技术与管理，2007，(1).
关键词：高端应用型 本科培养模式 工程材料课程
一、前言
高端应用型本科培养模式教学方案是《工程材料》课程教学的指导依据，也是高职院校课程教育的有机组成部分。所以重视高端应用型本科培养模式下的“工程材料课程”的学习，可以达到符合预期的教学效果。
二、工程材料课程的重要性
工程材料是土木工程专业重要的专业基础课，工程建设离不开工程材料，材料的发展也会带动整个土木建设的的相关飞跃。交通运输行业依托检测行业的发展和社会需求的增加，工程材料课程的重要性也愈加凸显，对于高职土木工程专业而言，这门课程和就业的一些岗位息息相关，工程材料的检测试验对整个工程建设的影响很大，要求学生在校期间学好这门课程。
三、工程材料课程的特点
《工程材料》的课程要求是使学生能够掌握工程材料的分类及应用，了解工程材料的基本理论;能够根据所学的知识解决工程实际的问题;能够对常规材料进行试验检测，掌握混凝土配合比的重要内容。掌握沥青混合料的配合比设计。该课程的特点是各种材料内容独立、涉及材料多、教学内容繁。课程安排90学时，其中实训课时占50%。工程材料是土木工程专业学生的专业基础课，本门课程为专业课的学习奠定了基础。因此，要求学生对本门课程的学习达到教学目标的要求。
四、工程材料在目前高职院校的课程方法和存在的弊端
1.理论和实践教学中基础材料的比例偏重
我国高职院校的工程材料教学主要是培养学生应用工程材料的能力，在实际教学中应该把重点放到应用这一点上，当然也不能忽略理论知识的重要性，毕竟理论是应用的基础。但是，当前我国高职院校工程材料教学所用的教材应用性不强，过于系统化，工程材料基础相对较弱的学生学习起来有一定的难度。又加上教学和学习任务繁重，影响师生的教学及学习兴趣，严重影响了学生对该知识的学习。
2.专业部分的内容欠缺
《工程材料》课程中知识内容多，相互之间的知识内容多数独立，系统性及连贯性不大，原理性强。按此课程的教学内容多而杂、概念繁多、学时数少的特点来看，学生要想学好本门课程，至少需要课后复习1小时以上，对新知识的内容至少要预习30分钟以上。但绝大多数学生不复习或复习时间不超过30分钟，“课堂不听、课后不看”几乎成了学生的惯例。
3.教学方法
（一）、实用为本，学以致用
教学内容以实用为本，学以致用，在教学方法上坚持“一个中心、联系重点、突出实用”的原则。在课程内容组织中，围绕材料的成分为中心，以材料的工艺、组织和性能之间的联系为重点。课程讲授内容围绕中心和重点展开，突出实用，保证教学内容的连续性和实用性。在学习传统工程材料时，也引入新材料、新科技，将现阶段的最新工程技术标准加入到教学内容中去，这样使学生始终学习到最新的工程材料知识内容。改变以往“理论为主，轻视实用”的教学理念，同时加大实践学时，增加实验项目种类。
（二）、理论与实践有效结合
《工程材料》属于专业基础课，是一门偏重实践应用的课程，大量知识都来自于实践的积累。其理论内容原理性强，与实践联系息息相关，因此实践环节在整个知识内容中占有非常重要的地位。通过实践环节可以培养学生分析、解决问题及实际操作动手能力，同时通过之后的实践环节加强学生自主创新能力的培养，将理论内容与实践环节有效结合起来。实践教学体系以材料的工艺为中心，包括测试实验的操作和加工方法的操作，以学生为主体来组织教学。同时利用多媒体技术与网络资源，实现实验教学的形象化和可视化，有效的将理论与实践结合起来。
五、高端应用型本科的培养目标
为建立和完善与现代产业体系相适应的职业教育体系，创新高端技能型、应用型人才培养模式，更好地服务于我省“对高素质专门人才培养的新要求。桂林理工大学土木专业与广西交通职业技术学院路桥专业联办“1+3”分段联合培养以能力培养为本位的高职本科教育，强调以“高端应用型”作为教学目标，以职业岗位能力作为教学目标设置课程，组织教学内容，打破普通本科的“学科本位”，拓宽与创新人才培养模式，构建突出应用能力培养的教学体系、课程结构和教学方法体系。
具体目标包括：构建高职院校和应用型本科“1+3”分段培养层次的整体职业教育人才系统培养体系，形成高端应用型本科一体化人才培养方案，明确人才培养目标;基础教学在本科院校完成，使学生有扎实的理论基础，专业教学在高职院校完成，突出培养学生的实践能力和专业能力。培养“高端应用型”的专业技术人才。构建实践导向的专业课程体系;遵循技术应用型本科人才培养规律，加强校企合作，实行学科课程、项目课程、综合实践课程有机结合，突出实践技能、技术应用和设计能力培养;构建高职、本科衔接质量监控模式，贯穿高职、本科教育全过程。
六、工程材料课程的教学思路
1.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“土工材料”章节和“砂石材料”部分重叠，需从在授课内容上进行合理调整。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。
2.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，重视学生材料设计能力的培养。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。
3.实验环节创新
实践教学是理论和实践联系的桥梁。本课程的实验部分为材料基本性能实验、材料设计配合比实验，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。对于高端应用型本科人才的培养模式中，教师进行适当的项目教学、任务教学设计，在实验教学环节中使学生成为主导，教师对其引导和指导，培养学生的自学能力、团队合作能力。
结束语
课程教学在高职教育中占据着十分重要的位置，教育者要努力研究教学方法，不断分析和调整教学中的问题，使得高端应用型本科培养模式在工程材料课程中得到很好的应用。
参考文献
[关键词]土木工程材料；教学模式；科研项目；创新
土木工程学科历来是国家经济建设的支柱产业和支柱学科之一，随着科技的发展及时代的需求，社会对土木工程专业人才也提出了更高的要求，土木工程专业的学生必须具有良好的实践能力及创新能力。《土木工程材料》作为土木工程专业的一门重要专业基础课，具有基础性、实践性强的特点，且与其他公共基础课及专业课紧密衔接，起着承上启下的作用，是学生接触专业知识的桥梁。后续的各门专业课几乎都要涉及“土木工程材料”的内容，在土木工程专业人才培养方案中占有重要地位。笔者在多年的教学中发现土木工程材料种类繁多，从无机到有机，从金属到非金属，各种材料的成分、性质差异很大，各种材料相对独立、联系较少、综合性强、系统性差、跳跃性大，所以学生难以建立概念，易感到枯燥乏味，学习兴趣不高，导致教学难度加大。因此，研究与探索对现有土木工程材料传统教学模式的改革与创新，探索科研实践、课堂教学与工程能力培养有机结合的教学模式，从而为学生进一步学习土木工程专业基础课及创新能力的培养具有重要的意义。
1 土木工程材料课程与科研项目相结合教学模式的必要性
土木工程材料的发展日新月异，新材料、新技术、新工艺、新产品层出不穷，因此，课堂讲授的内容应具有很强的适应性、先进性和适度的超前性。授课教师若掌握各种材料的最新研发动态，并能结合在研科研项目，将其作为教材内容的补充，从而克服教材内容的局限性。在传统的教学模式下，学生对教学内容的工程背景不了解，缺乏基本的感性认识，学生对土木工程材料课程与后续专业课程之间的关系不了解，更不[楚土木工程材料课程对今后所从事的工作的重要性和意义。此外，土木工程材料课程具有教学内容繁多，且各章节内容相对独立，逻辑性不强，叙述性知识多等特点。采用传统的课程教授方法使学生很难分清主次，且学生学习时易感枯燥。笔者除进行日常教学外，还承担了较多的科研工作，研究领域涉及新型绿色胶凝材料及其混凝土、高性能混凝土及其应用、普通混凝土高性能化研究、混凝上掺合料、新型墙体材料、高性能减水剂等，其中很多成果己经应用于工程中，并取得了良好的经济效益。若将科研成果与日常教学相结合，不仅能提高课堂授课效果，使学生知识层次更丰富，还有益于推进现有土木工程材料课程教学模式的改革创新与实践。
2 嵌入科研项目的土木工程材料课程教学改革探究
根据笔者多年的教学经验和上述探索，构建出嵌入科研项目的土木工程材料课程教学模式，如图1所示。
2.1 根据土木工程材料技术的新发展，不断优化课程内容
《土木工程材料》课程具有理论性、实践性和应用性很强，且同时材料科学、新技术、新理论发展很快等特点，因此教师在对课程的授课内容中应重视土木工程材料课程体系结构的基础性、系统性、先进性、技能性和前沿性。在课堂的教学中，教师可将经典的土木工程材料理论与现代材料技术相互结合，这样一方面可以加强经典理论与现代应用技术体系的联系，另一方面可以加深学生对重要基本概念和理论以及新材料应用技术的理解。此外，还可根据课程章节适当引入典型的工程实例，开阔学生的视野。除了结合工程实际案例外，特别注意及时引进新材料和新技术，以及教学团队近年取得的高水平研究成果。经典理论和工程实际案例的引入，有助于提高学生的学习兴趣，能更好地将理论专业知识与实际工程应用结合起来，增强理论联系实际的能力。
2.2 结合科研项目创新改进理论课程的教学方法
以往的填鸭式教学方式往往导致学生学习的内动力不足，学生的兴趣和求知欲望不高，因此如何激发学生的学习兴趣是课程改革必须解决的一个重要课题。为了丰富教学手段，应在教学方法中加以创新，培养和调动学生学习兴趣。把一些已有的科研成果或科研项目引入教学过程中，有目的、有计划地使学生掌握和具备一些基本的科研能力，使学生能逐渐熟悉和掌握解决实际问题的基本科学方法；通过教学培养学生的智能，着力培养思维方法；结合教学开展科研，通过对学生进行科学思维的训练，使学生从接受知识逐渐转向探索问题、解决问题，进而培养学生的创造性和独立工作能力，使学生感觉到基础理论课的重要性，从而激发他们对基础理论课程的学习热情。
2.3 改革与加强实践教学，突出培养创新意识与工程能力
土木工程材料课程的教学目的是让学生能够熟练掌握各种建筑材料的性能、用途、制备和使用方法，以便在设计和施工中合理地选择和正确地使用。因此，如何在土木工程材料课程中培养学生的实践能力和创新能力显得尤为重要。为提高学生的参与度，提高学生的实践能力，学院对实践教学大纲进行了改革， 开设了开放实验，增设设计型、研究型和综合型实验，同时注重理论课与实践环节的有机结合。此外，针对部分学生对教师的科研项目比较感兴趣的情况，结合土木工程材料课程教学的基础理论和方法，指导老师根据其国家基金项目、校级课题等科研项目合理确定本科毕业设计课题，让学生直接参与部分科研工作。整个过程学生通过参与课题研究，锻炼了动手能力，提高了学习能力，协助老师解决与研究项目相关的科学难题，培养学生应用所学知识解决科研问题的能力及创新意识，为学生今后从事科学研究打下基础。
3 结语
针对当前土木工程材料课程教学模式的特点和存在的问题进行分析，提出并构建与科研项目相结合的《土木工程材料》课程教学模式，包括根据土木工程材料技术的新发展，不断优化课程内容；结合科研项目创新改进理论课程的教学方法；改革与加强实践教学等方面。通过这些方面的改革能够极大地激发学生的学习积极性，培养学生的实践能力和创新能力，同时也能提高学生的科研水平和兴趣。这对人才培养和课堂教学质量具有重要的意义。
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关键词：材料化学专业；课程体系；优化策略
为社会培养合格的“高级材料化学专业人才”是材料化学专业教育的本质［1］。目前，各高等院校不断优化材料化学课程体系，使其更加科学化和合理化。科学完备的课程体系是知识结构和能力培养的优化组合，材料化学专业课程体系是材料化学人才培养方案的核心，对材料化学专业人才培养起着至关重要的作用。材料化学专业课程体系的优化首先是课程体系和教学内容的整体优化。
一、优化材料化学专业课程体系的必要性
1．高等教育改革的需要。
目前，优化课程体系，改革教学内容，构建合理的知识结构，注重理论联系实际，更新教学手段是高等教育改革的需求。优化课程体系不仅要使它所包含的专业基础课、专业课、实践课等形成相互联系的统一整体，而且要充分体现培养目标和培养规格。
2．现代科学技术发展的需要。
近年来，随着材料化学专业教育课程论及教育理念的发展，我们根据材料科学发展规律，对材料化学专业课程体系进行了两次优化调整（分别为2008年下半年和2012年上半年）。我们优化的材料化学专业课程体系能够体现材料化学专业教育特色，完善材料化学专业课程体系，加强材料化学专业的学科方法论教育。
3．市场经济发展的需要。
优化材料化学专业课程体系能够反映社会和市场经济对综合性专业人才的要求。优化的材料化学专业课程体系应该充分体现以就业为导向的思想。我们倡导与专业相关的知名企业家走进课堂开展必修课教学，实现在校内与企业的对接，强化学生的就业意识，提高学生的专业技能。
二、现行课程体系存在的问题及其成因
1．办学特色不明确。
专业建设存在一些薄弱环节，如材料化学课程体系的基础课平台不够规范，课程设置不够科学，教学进程安排不够合理，等等。此外，由于材料化学专业办学时间短，存在专业学科定位不准，专业人才培养目标不够明确，课程体系不够科学等问题。近年来，为提高教学质量，适应社会对人才的需求，很多高校开展了人才培养和教学体系研究。因此，有必要对材料化学专业课程体系的建设进行思考。
2．课程设置理念滞后。
在材料化学专业课程设置中，我们受传统的重视知识传授的狭义专业概念的限制，不够重视独立思考习惯、自学能力、动手能力和生存能力的培养。同时，在课程设置中存在社会需求、学生的就业取向、市场前景等的考虑程度不够周到等问题。合理的课程设置理念是让每一位学生不仅受到本专业的学术训练，而且受到广泛的通识教育，把学生培养成有专业知识、有爱心、有责任心和有雄心的智者。
3．实验教学条件欠缺。
优化实践教学应该体现以下三个方面内容：一是毕业实习、毕业论文（设计）实行“分类指导，分流培养”。学生可根据个人从业需要，撰写高水平的实习报告，获取名副其实的学分。二是优化实践教学进程。各专业可根据专业特点和人才培养需要，科学、合理地确定毕业实习的时间和进程。三是增设创业实践环节。学生可通过创业训练、第二课堂与创新活动，获得创新、创业学分。而我们现行的材料化学专业的实践教学环节，因人力资源和物质资源等原因，欠缺根据学生需要安排实习和创新性实践内容。
4．师资队伍建设力度不够。
师资队伍是优化课程体系的执行者，也是培养材料化学专业人才的主导者。先有优秀的教师，后有优秀的学生，再有品牌专业［2］。材料化学专业成立以来，我们加大力度引进了固体材料化学、无机功能材料、催化材料、分子生物学等领域的博士研究生数名，充实了本专业的教师队伍。目前我们正在通过各方努力引进高水平教师，加强材料化学专业的师资队伍建设。
三、课程体系的优化策略
课程体系是高校人才培养目标、课程指导思想、课程设置、课程结构及教学管理模式的综合体现，是学校办学特色、学科专业特色和人才培养特色的综合反映。
课程体系是构建人才培养方案的核心内容，其是否科学合理，对培养高质量人才目标具有决定性的意义。我们通过选择、整合与调适课程体系等措施优化了材料化学专业课程体系。
1.调整教学计划，优化专业基础课内容。
（1）优化材料化学专业的无机化学课程内容
材料化学专业课程体系是材料化学专业人才培养方案的核心，课程体系的科学性直接影响材料化学专业的人才培养质量。因此，随着材料化学专业办学条件的改善和教学理念的科学化，有必要优化材料化学专业课程体系。我们现行的材料化学专业课程体系中无机化学课程是大学一年级学生的必修课程。此门课程的指导思想直接影响学生在大学学习的思维模式和获取知识的习惯，这个阶段也是在大学一年级学生从中学学习模式转变成大学学习模式的关键时期。因此我们有意识地培养学生的独立思考意识和自学能力，为学生将来的学习工作打下良好的基础。
无机化学课程内容包括理论部分和元素部分。我们认为无机化学理论部分内容是无机化学课程的核心部分，元素部分内容是辅助部分。目前无机化学课程详细介绍理论部分内容和元素部分内容。我们对材料化学专业的三届（2007、2008、2009级学生）90名同学进行问卷调查，结果80名同学不赞成全部介绍无机化学元素部分内容，而是希望在老师的指导下以自学方式完成无机化学元素部分内容的学习。
对元素部分内容我们采取了抓典型元素性质的分析和讨论，引导学生掌握学习元素化学知识的方法；通过实例指导学生去认识一个元素、一族元素或一类元素；逐步了解结构—性能—功能之间的关系；初步掌握如何通过查阅参考书、手册汲取知识的模式。其余元素部分内容我们设置为自学内容。
（2）优化材料化学专业的高等数学课程内容
高等数学作为高等院校的基础学科，承担着培养学生数学能力，提高学生逻辑思维能力，为专业课程学习提供数学思想和数理方法论的任务。高等数学是化学、生物、物理、材料物理、材料化学专业的基础课程。目前一些普通高等院校的课程设置中有生物、化学、材料化学专业的“生化材”类高等数学教育教学。而随着材料化学学科与数学学科的交叉日益加深，定性定量分析发展迅速，材料结构分析、材料物理性能测试计算时需要更深的高等数学知识，所以我们把材料化学专业的“生化类”高等数学调整为“理工类”高等数学教学。同时我们在材料化学专业的高等数学课程内容中增加了线性代数的内容，以便达到材料结构测试和性能计算的知识要求。
（3）材料结构分析方法课程的教学形式的优化
测试方法在材料化学专业的发展起着非常重要的作用。随着科学技术的发展，人们对材料性能的要求日益广发和苛刻，对材料性能及其组分和微观结构的关系越来越感兴趣，因而不断出现新的研究方法。测试手段也越来越多样化，实验方法的数量随着科学技术的发展而急速增加。因此我们把材料结构分析方法课程的教学形式进行优化。具体做法是任课老师在课堂上介绍材料结构和性能测定仪器的原理，然后到实际仪器设备房间进行教学。学生在仪器管理人员的指导下，利用化学与环境科学学院和内蒙古功能材料物理与化学重点实验室的科学仪器设备完成本课程的学习内容。这样设置学生自己动手测定样品的结构和性能的课程，有助于提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
（4）以专业前沿知识讲座充实课程内容
课程内容应当随着社会、企业、科技的发展及时充实新知识。材料化学专业教材的内容常常是数年，甚至数十年前的人类材料科学知识的概括。所以，任课老师要根据自身研究工作经历及时充实现代材料科学知识，优化课程内涵结构。材料化学专业老师可以采用以下三种方法：一是将现代材料科技成果恰当地融入到基础课教学中，用新的材料科技内容去改造、替代、充实陈旧的教学内容，并处理好知识的继承和发展的关系，使其有机地融合在一起；二是开设材料加工新技术课程内容或开展材料设计加工科技活动，激发学生的兴趣，提高他们的动手能力；三是开展能够反映本学科专业前沿知识、最新科技成就的专题讲座。
2.加强实践教学，优化课程类型。
根据“高等院校理工科教学指导委员会通讯”所提倡的高等院校材料化学专业规范讨论稿的要求，材料化学专业的实践课程有基础课实验、专业基础课实验、专业课实验、专业实习、毕业论文等内容［3］。
多元化的实践教学是培养学生创新和动手能力的最有效手段，通过实验来研究物质及其变化规律，使学生获取基本的实验动手能力、综合分析问题的能力、解决问题的能力，一定的科学研究能力和创新能力［4］。在材料化学专业实验教学上，充分考虑实验内容的科学性和系统性，选择具有一定难度和较大覆盖面的交叉型综合实验作为实验教学的主要内容，着重培养学生的创新能力。全面开放所有实验室，给学生创造开展专业综合技能训练的场所，提高学生的专业素质。
目前，在各级有关部门的支持下，按材料化学课程体系要求能完成基础课、专业基础课和专业课的实验教学任务。但是经济欠发达地区的高等院校的材料化学专业的实践教学课程出现了一些新情况。以往三四十人的实习队伍进入企业、经济实体完成实践教学任务。而今，大型企业自动化程度很高，实习生很难进入车间进行实地实践学习，微小企业又没有能力接收大量实习生，加上专业实习经费的缺乏等原因，材料化学专业的实践教学课程无法实现“大部队”形式的实习任务。所以，我们对材料化学专业实践教学课程进行了优化。我们设置了适合地区特点的、按学生兴趣分成由五—八人组成的“小组”进入不同的微小企业进行不同内容的实践的多元化实践教学模式。在不同的微小企业完成实践教学课程时我们注重学生自身管理和实践指导老师巡视管理相结合，保证实践教学过程中的实习效率和学生安全问题。
改变材料化学专业现行毕业论文模式，允许学生做毕业论文时根据自身兴趣爱好和就业取向选择课题，可以在学院老师的指导下完成毕业论文课题，也可以在科研所、企业、经济实体完成毕业论文课题。
3.增设自学选修课程，优化课程结构。
目前我院材料化学专业的课程体系中没有设置自学性选修课程。材料化学专业教育不仅仅是传授材料科学相关的知识，更重要的是传授获取知识的方法，以便学生顺应社会需求选择性地学习新领域的新知识而提高生存能力。社会需求多元化的当今时代，需要的人才不是单一性人才，而是综合能力较强的复合人才。所以，在材料化学专业课程体系中增设自学性选修课程是社会和科学发展的必然要求。
培养学生的自学能力是丰富学生知识面的重要措施，是教师的基本职责，是素质教育的必然要求，是终身学习的客观需要。优化教学理念和教学观点是培养学生自学能力的前提条件，激发学生的学习兴趣是培养学生自学能力的关键所在，营造学生自主主动学习的舆论氛围是培养学生自学能力的重要环节，科学指导学生自学是培养学生自学能力的基本内容，科学的评价标准是促使学生自学的原动力［5］。在材料化学专业课程体系中增设自学性选修课是提高学生自学能力的一种措施。
目前，材料化学专业课程体系中的化学与社会、化学史等课程完全可以设置为自学性选修课程。优化的材料化学课程体系中应有无机化学元素部分的一些内容，还应有自学性选修课程。只有这样才能给学生创建重视自学，提高自学能力的学习环境。
总之，优化材料化学专业课程体系是材料科学发展的客观需求，是培养合格的材料化学专业人才的要求。优化材料化学专业课程体系是我们办学条件改善和教学理念提升的产物。我们主张在课程体系设置中遵循学生的认知规律，留给学生足够的空间，让学生独立思考自己有兴趣的材料科学问题。同时，我们给学生创造进行独立或在老师指导下的半独立实践活动的条件。采取上述无机化学课程、高等数学课程、实践教学课程和自学性选修课程的优化措施，可培养具有独立思考材料化学专业问题、具有一定自学能力和动手能力的符合社会需求的专业人才。
参考文献：
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【论文摘要本文根据上海工程技术大学材料科学和工程专业教学培养目标的特征,从课程体系和内容,教学理念,教学方法及手段,实践教学环节改革,考核评价方式,师资队伍建设等方面讨论了“材料科学基础”课程教改中的一些热点新问题及教改实践。根据我校培养优秀工程师的办学定位,结合材料学科的发展方向,初步建立了居于“基础适度、口径宽广、应用为先”标准的“材料科学基础”课程的新教学体系,从中取得了一些较好的教改效果和经验。
上海工程技术大学是一所以培养优秀工程师为主要目标的教学型大学。根据我校的办学定位和特色,作为材料科学和工程学科重要基础课程之一,“材料科学基础”有必要在加强基础、拓宽专业知识面和加强实践练习等方面进行课程改革。
1课程的性质
材料科学是一门揭示探究固体材料性质规律、设计及控制材料性能的科学,其目的在于揭示材料的结构和性能之间的基本关系。探究表明,材料结构是决定材料性能的核心要素,而材料的显微结构和材料的加工过程有密切的关系。因此,材料科学也需要探究材料在各种过程中的行为,这些过程包括加热过程、冷却过程、反应过程、界面过程、扩散过程、相变过程等。
“材料科学基础”是材料科学和工程学科的主干基础课程和核心课程,是材料科学和工程学科人才的基本知识和基本能力的重要组成部分,是本学科专业人才的整体知识结构、能力结构、素质结构的重要基石。根据我校的教学培养目标,本门课程的教学实践必须着眼于培养未来的材料工程师,紧贴上海市发展先进制造业的需求,结合本校材料科学重点学科的发展方向,在进行材料科学基础理论和基本技术教育的基础上,侧重进行材料开发应用、材料改性和材料加工的工程教育。
2课程教学的改革实践
“材料科学基础”课程建设和课程教学改革的指导思想是根据专业发展规划,主动适应上海经济、科技和社会的发展对材料学科专业人才知识结构和实践能力的要求,强调理论和实践结合,在宽专业知识面上对学生进行综合素质的提高,培养既把握材料科学和工程基本原理,又通晓材料制备和加工、组成和结构、性能和应用等系统知识的宽专业人才。作为材料学科最为基础和重要的平台课程,“材料科学基础”在学科知识构建中起着“基石”的功能,其教学内容的设定、宽度和深度决定着学生培养中有关材料学知识的基础深度和知识面的广泛程度,并影响着后续课程的展开、实施及教学效果。本着“基础适度、口径宽广、应用为先”的教学原则,我们对课程教学目标、课程体系和内容、实践教学环节、教学方法和手段、考核评估等方面进行了教学改革的实践。
2.1课程教学目标
作为应用型本科材料专业的基础课程,“材料科学基础”课程的教学目标具有多重指向性。一方面,应打下材料科学和工程领域的基本理论基础,为学习材料专业其他知识做预备,同时也为部分学生进一步深造做预备,为此要根据不同学生的情况,有区别地加以培养;其次,要注重培养学生运用基础理论分析和解决实际新问题的思路和能力,把握材料科学和工程学科的思维方法,为今后自学材料领域的相关知识打下良好的基础;最后,根据社会经济的发展需求,强调学生对材料科技进展和人类文明及经济发展关系的认知,能从价值工程的角度研发、选择和应用材料,从环境保护和可持续发展角度评价使用材料。
2.2课程体系和内容
在课程体系上,贯彻“基础适度、口径宽广、应用为先”的课程体系改革原则,在保持金属材料为主的专业特色的基础上,全面介绍了金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料的共性和个性特征,在材料科学理论模型的介绍上尽量拓展其适用的材料范围,如晶体结构,位错模型,界面结构模型等。教学内容的取舍以“精、宽、新、用”为原则,从材料科学和工程的基本原理出发,以固体材料结构为重点,从微观、宏观、物质内部、表面和界面、静态及动态过程等不同层面角度,阐述固体材料结构、结构缺陷及变化规律,以及固态材料的相平衡、相图、扩散、相变等,在材料应用方面,结合材料科学的理论内容,介绍相关的新材料、新工艺,如纳米材料、功能材料的最新进展,使学生对材料组成和物质结构的内在联系、材料结构和性能间关系有系统的理解和把握,为今后相关专业课程的学习打下扎实的宽专业口径的理论知识基础。
2.3实践教学环节
在加强实践的教学改革中,采取实验教学课程建设和学院平台实验室建设相结合的方式,推进课程实践教学的全面提高。材料科学基础的实践教学环节分为两个部分,一是课内实验,现配置了16学时的实验课,二是单列了一门“材料科学综合实验”课程,时间布置为连续的3周。针对课程教学目标和教学内容改革的要求,重新讨论制定了课内实验内容,加大综合性实验的比重,如金属塑性变形和再结晶综合实验、金相分析综合实验等,编写了新的实验教学指导书。课内实验以学生材料学基础技能练习为目标,如金相试样的制备、金相组织观察、材料塑性变形过程组织变化的特征,强调对不同材料显微结构基本特征的把握。材料科学基础综合实验课程的主要目的是通过一个完整的实验过程,包括明确实验目的、设计实验过程、实施实验和分析实验结果,培养学生材料科学和工程的基本素养,提高实验动手能力和分析、解决新问题的能力,进一步巩固对材料科学基础核心内容,即“材料结构决定材料性能、材料加工过程和材料结构密切相关”的认知。课内实验和综合实验内容互为补充、相益得彰,取得了新教学培养模式的良好的教学效果。
2.4教学手段和教学方法
在课堂教学和课内实验教学实践中,充分利用多媒体教学手段,自编CAI多媒体课件,在有限的学时内最大限度的发挥多媒体教学的应用效果。一些实验室目前难以实现而对学生的学识教育较为重要的内容也通过多媒体形式使学生有一个较为直观的熟悉。和此同时,还对教学方法进行了相应的改进,授课力求重点突出、逻辑清楚,强调教学互动,提倡师生间平等讨论,倡导探索性和探究性的学习方法,达到理论融会贯通的目的。
2.5考核方式
在课程建设过程中我们对课程的考核方式也进行了深入的讨论,大家认为合理的考核评价制度应该以提高学生的综合素质为主要目标,为此有必要改进传统的闭卷考试形式,避免“一考定终身”的方法。对此我们正在探索一种更为全面均衡的考核方法。具体考虑为将平时作业、实验报告、小论文、随堂考试和期末考试相结合的方式。重视对平时学习过程和阶段学习效果的评价,将上课听讲和课堂交流、作业习题解答的独特性及完成质量列入考评,鼓励学生自主学习、创新学习,鼓励学生发表有自洽性合理性的不同见解。在阶段学习后,设计一些随堂考试卷,随堂考试答应学生参考课堂笔记和教材,但每个学生必须独立完成试卷,重点考查学生对基础知识的应用能力,检验学生分析解决新问题的能力。将实验报告作为独立考查的重要部分,注重培养学生独立完成实验并撰写规范的实验报告的能力,检验和评价学生的动手能力和创新思维能力。适当调低期末考试在学生学业成绩中的权重,例如由原来的70％降低到50％或更低,试卷内容要充分体现教学大纲的基本要求,重点考查学生的临场应变能力,对基本知识的把握、熟练和提炼的程度。
2.6师资队伍建设
课程建设主要依靠教师推动。近年来,我们以全面提高教师队伍素质为中心,以培养优秀年轻骨干教师为重点,在职教师再培训和引进高素质人才并重,着眼于学科可持续发展的需求,建设一支结构优化、素质良好、富有活力、具有创新能力的高水平的教师队伍,取得了很大成效。教师队伍的科研和工程实践能力有了极大的提升,在“材料科学基础”教学团队中,有校学科带头人、上海市曙光学者、校青年学术骨干等,科研及学科建设的成果反哺教学的结果,促进了学生科研实践能力的提高和材料工程意识的形成。教师团队通过公开课观摩学习,加强教学法探究,极大地提升了教师整体的业务水平和教学效果。
3结语
作为上海市重点课程建设的“材料科学基础”正在我校材料学院相关专业范围内进行教学实践,在课程目标、课程体系和内容、实践教学环节、教学手段和方法、考核方式改革等方面进行了探索实践并取得了一定的成绩。课程建设下一步的工作重点将放在网络教学平台建设上,以进一步提高教学效益和教学质量。教育教学改革是一项永无止境的事业,只有通过对学生培养的各个环节进行更具体的探索和调查探究,不断地实践以总结其中的经验教训,才能逐渐探索出一条适合于应用型本科材料专业人才培养的成功之路。
参考文献
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【关键词】包装材料学；课程改革；教学方法
1引言
随着市场经济的快速发展和科学技术水平的不断提高，现代包装产业飞速发展，已跻身成为国民经济的支柱性产业之一[1]。包装工程专业是一门高度综合、交叉的应用型技术学科[2]，其课程体系具有以工为主，强基础，宽口径，注重实践等特点[3]。目前包装高等教育正面临一场前所未有的挑战，做好学科的定位和体系的优化对于培养符合市场需求的高级人才具有重要意义，教学内容的先进性、科学性与人才的综合素质和教学质量直接相关。新工科背景下[4-7]，不仅要建设适应新时代的新专业，并且针对传统专业的人才培养模式，课程建设体系以及授课方式等进行多方面的改革与探索，以培养多样化、个性化、国际化和创新型的复合包装人才来适应现代化发展的需要[8，9]。“包装材料学”是包装工程专业的一门基础必修课程，是主要研究包装材料结构、性能及应用的科学，为后续专业课（比如：包装工艺与设备，包装结构设计，运输包装等）学习奠定基础[10]。因此，为了加强本专业学生的创新水平和实践能力，对该课程进行课程内容调整，教学方法与理念的创新与改革势在必行。
2“包装材料学”教学中存在的问题
2.1课程内容过多
包装材料学涵盖了材料相关的各方面知识，比如纸、塑料、陶瓷、玻璃、金属、黏合剂、涂层、印刷油墨、复合材料等内容，涉及范围十分广泛。北京工商大学包装工程系现行培养方案中包装材料学课时设置为58个学时，显然在这有限的教学时长内不能实现将所有知识点深入讲解，为了让学生们尽可能多的了解到包装材料的相关内容，只能将所有内容泛而杂地串联灌输给学生，无法让学生针对重点问题进行深入学习与探究，导致最终的教学效果并不理想。并且该课程与专业其他课程存在重叠的部分，从而造成严重的学时浪费。为满足新工科和工程教育认证的培养要求，北京工商大学包装工程系最新修订的培养方案中将本课程的教学课时调整至32学时，这对课程内容的更新与调整提出了更高的要求。
2.2授课方式单一
由于包装材料学内容过多，部分教师为了在有限的学时内让学生掌握尽可能多的知识点，通常多采用PPT讲授的“填鸭式”授课形式，导致学生在上课过程中与教师的互动性较差。这种灌输式被动学习很难让学生抓取到课程的重难点，无法激发学生的学习兴趣，容易出现“老师累死、学生困死”的现象，这显然远远不能达到创新性人才培养的目标。因此，我们应探究更加灵活的教学方法，以学生为主体，尽可能培养学生的自主学习能力和质疑问题的能力，这有利于学生探究性思维和创造性思维的形成。
2.3课后巩固不足
为了督促学生进行课后的巩固复习，教师会根据课堂内容布适量的教材习题，但是实际上会发现学生的抄袭现象严重，并且完成课后练习后学生对知识点的掌握并不牢靠，因此并没有达到预期的巩固效果，学生只是为了完成作业而完成作业。知识的牢固掌握是创新的前提和基础。知识越丰富，基础打得越牢固，创新的机会就越多。包装材料学的授课对象为大二学生，刚开始接触专业课，没有完全掌握专业课的学习方法和技巧。因此，教师要积极引导和帮助学生以多样化的形式巩固所学知识和技能，这对学生的自主学习意识和学习能力的养成，具有非常重要的作用。此外，目前的教材习题主要强调知识本身，未能将实际应用问题与理论知识相结合，无益于学生解决实际工程问题能力的培养。
3改革思路与方法
新工科背景下需要包装科技人才具有扎实稳固的基础理论和牢固系统的专业知识，适应国家发展需要，掌握现代包装工程技术，把握国际包装行业前沿发展趋势，强化专业方向技术，提高科技创新能力。因此，根据该要求制定包装材料学课程改革思路：以新工科背景下包装人才的需求为出发点，重组优化与更新课程内容，改革教学方法，增加自主学习环节和实践创新项目，以夯实学生的专业基础，提高学生的实践能力和创新能力，最终达成本课程的本科人才培养目标。图1课程改革思路
3.1精炼并更新教学内容
在后续的教学当中，应该针对包括纸包装材料、塑料包装材料、金属包装材料和复合包装材料几类主要的包装材料进行精讲，以材料的结构－性能－成型－应用为主要脉络，精炼出其中的重难点内容并进行深入讲解，从而帮助学生建立清晰的材料知识体系构架。与此同时，应考虑将相近的专业课程进行整合优化，在遵循学生学习顺序的条件下删减部分重复知识，避免造成学时浪费。比如，纸和金属包装材料与制品两个章节中，应对相应的容器与制品结构内容进行适当删减，着重精讲材料的结构、特性与成型工艺，学生在充分了解材料结构与性能的基础上再学习后续包装结构设计这门课程就会事半功倍；塑料包装材料与制品章节中，作为知识衔接教师会首先帮助学生进行高分子基础知识的复习（占用2-3个课时），但是这部分内容在高分子物理与化学课程中学生已系统深入地学习过，所以该内容可以让学生在课下通过微课完成学习；包装辅助材料这一章节中的印刷油墨与后续课程包装印刷技术重复，由于课时限制只能浅尝辄止地介绍，因此将此部分内容应进行删减，避免学生养成“蜻蜓点水”式的学习习惯。此外，学生不仅要掌握专业的基本理论，更应该对本专业的前沿理论、关键问题和最新技术有一定程度的了解，更好地适应包装行业对人才的要求。因此课程应该不断吸收新型包装材料以拓宽学生的专业知识广度，比如增加一些正在逐步取代传统塑料的可降解塑料包装材料以及其他新型绿色包装材料；在教学内容中适当插入本领域的前沿研究现状，同时引导学生通过文献调研进行学习与探究。
3.2建立师生良好互动关系，嵌入自主式学习形式
在良好的课堂气氛当中应充分发挥学生的主体地位，调动学生的自动性和积极性。课程小组通过长时间的积极探索，总结出了一套“前后知识衔接－提问－讨论－给出结论”的互动教学模式，能够充分调动学生的学习兴趣，并且有助于学生深刻理解知识点并帮助学生搭建不同知识点之间的桥梁，最终形成完成系统的知识构架。比如，在讲授玻璃的结构特征时，首先向学生展示高密度聚乙烯（HDPE）和聚苯乙烯（PS）两种包装容器，提问学生这两种容器透明性差异的原因，讨论并引出材料结晶程度与透明性的关联性，再回归到玻璃材料时学生就很容易接受玻璃是长程无序的非晶结构。将玻璃材料与高分子材料进行类比，实现了很好的知识衔接，也让学生能深刻认识到材料性能是由结构所决定的。此外，我们针对部分知识点会培养学生用辩证和质疑的角度去理解问题，最终以辩论会的形式呈现出来。比如，就金属包装材料的特点而言，如果采用PPT和板书的传统形式讲授，学生就会出现“一听就懂，听完就忘”的情况。针对这种情况我们设计了一场题为“金属作为包装材料的利与弊”的辩论赛，学生提前准备大量的证据与案例，进行了非常精彩的论述并给出自己的鲜明观点，学生一致反馈对金属包装材料的特点有了深刻的理解。因此，压缩课堂讲授时间，给学生更多的时间自主思考和讨论学习，最大程度激发学生的学习兴趣，才能够利用有效的课堂时间以达到更好的教学效果。
3.3通过多样化练习夯实基础
古语曰:学而时习之，温故而知新。复习与练习在学习整个过程中是非常重要的环节。为此，课程小组根据授课中的重难点建立了习题库，通过章节测试可以了解学生对知识点的掌握情况。测试过程中会让学生们独立完成已掌握的题目，没有掌握的题目可以进行讨论，最后针对不能解决的题目教师加以讲解和补充。学生通过讨论不但对未掌握的知识点有了更加深刻的理解，同时还培养了学生分析问题的能力，并且根据题目有针对性的讨论能很大程度上激发学生们解决问题的积极性。包装材料学的教学目标就是要求学生掌握材料的结构与性能，用途及加工工艺与方法，测试和分析技术，并且能够针对给定商品进行包装选材。因此，对于题目设置我们会采用理论知识与实际应用相结合的多样化形式。在课程结束前会让学生完成一次选材设计，即根据选择的商品分析包装需求，进而选择最佳选材方案，给出加工工艺与成型方法。该环节注重培养学生的实际问题分析和理论知识的实际应用能力，符合人才培养目标，同时通过包装选材设计实例能够提升学生的专业认同感和社会价值感。
3.4设计探究型实验，提高创新能力
包装材料学是理论与实际应用结合程度非常高的一门课程，以往的实验多以验证性实验为主，比如纸与纸板的耐折度、环压强度、戳穿强度等性能测试，树脂材料的热封性及阻隔性测试等，这些项目能够提高学生对知识点的理解与掌握，但是这些项目仅仅是教材知识的简单“迁徙”，缺少实际问题的复杂性，不能促进学生形成更深层次的思考。因此，教师可以根据自己的研究方向设计综合性实验，从样品制备、结构测试表征和材料性能测试等让学生全程参与，为学生提供更多的实践机会。与此同时，鼓励学生参与大学生创新项目，学科竞赛等项目，提高学生解决问题的能力和创新水平。此外，随着数字信息化的快速发展，仿真模拟技术为包装工程专业的发展提供了有力的支撑。包装工程专业对仿真技术的需求可以从以下三个方面体现：首先，包装行业掌握包装设计基础知识与仿真技术的人才短缺，国内包装企业对包装制品的仿真优化设计、包装系统的方针分析技术提出迫切的要求。其次，理论分析方法和实验测试技术对包装材料性能的正确表征具有很大的局限性，采取仿真分析技术能够丰富对包装材料性能分析的手段，有助于揭示包装材料的承载机理。最后，仿真分析技术具备丰富的多物理模拟分析功能及复杂结构优化设计功能，能丰富学生的创新设计能力。因此，建立全方位、多环节的包装虚拟仿真实验平台，将传统的包装工程专业基础与数字化技术相结合，有助于提高学生的综合能力水平。
4结语
关键词：材料物理性能 教学改革 新材料产业化形式
中图分类号：F240 文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2016）09-241-02
材料工业是国民经济的基础产业，新材料是材料工业发展的先导，是重要的战略性新兴产业。近年来，材料工业取得了长足的进步和发展与新材料的发展是密不可分的。在传统工业基础上发展起来一批具有优异性能和特殊功能的材料称为新材料。任何新材料从研发到生产使用过程中都离不开科学的分析检测手段，材料物理性能分析方法是必不可少的方法之一。因此，新时期材料科学研究工作者必须掌握材料物理性能理论，并做到理论与实际相结合。《材料物理性能》课程的学习有助于增强材料类专业学生解决分析材料科学研究中的实际问题的能力，从而适应新时期材料科学发展需求。基于新材料产业化形式与该课程课堂教学特点，我校从教学内容、教学形式以及实践教学各个环节入手对材料物理性能课程的教学进行改革，以期使新材料产业化形式下的材料类大学生具有良好的科研与实践能力。
一、材料物理性能课程性质
材料物理性能课程主要涉及材料的电学、热学、磁学、光学以及热电学等性能。该课程主要研究上述各种物理性能的本质及其随着外界条件改变的变化规律和外界条件对性能的影响机制等。在此基础上，掌握各种物理性能的表征手段和方法。
材料物理性能课程内容抽象，不仅涉及到传统的金属材料、非金属材料，还涉及到功能材料的相关知识。如果仅仅是以讲授原理方面知识为重点或主体，一方面课堂教学内容枯燥，另一方面不利于学生对知识的理解，从而不能充分的调动学生学习的积极性与主动性。因此，我们提出了针对性较强的《材料物理性能》课程教学方法，并对其进行实施与研究。
二、材料物理性能课程教学方法
为了提高新形势下材料类大学生的科学实践与创新能力，材料物理性能教学除了应该具有科学研究方法外，还势必要将具有引导性、实时性、前瞻性的问题引入到教学中，我们将该方法称之为“实事教学法”。该方法的使用将有助于提高学生对该课程学习的积极性和主动性。该方法的具体实施方案如下：
（一）阐明课程主线
该方法实施的前提是学生首先掌握该门课程的学习内容主线，即让学生掌握课程涉及到哪些材料及其相关物理性能分析方法。通过网络期刊等资料的查询，了解新材料的研究动向，例如新能源材料、光电材料、电磁材料、纳米材料等新兴领域研究的成果，并且总结课程学习与新材料研究和开发的相关性。利用4学时介绍课程的总体概况及相关物理性能的特点，让学生对课程有初步的了解，在此基A上设置课外学习小组，每个小组设定一个物理性能研究方法，通过查询资料获得该物理性能方法的应用对象或范畴，然后利用2学时按照小组进行汇报。带着问题有学习课程内容，即可以加强学生对课程的认识，又可以提高获取信息、分析问题和总结问题的能力。
（二）依托于现有的科研环境和条件
在学生对课程有了整体的认识的基础上，充分利用本教学单位的科研资源，将课程的学习与现有的科学研究结合起来，这样让学生做到真正的理论与实践的结合。课程教学中将本教学单位的相关科学研究工作引入到课堂中，通过对现有实例进行分析。
例如在热学性能学习中，各种转变包括熔化、凝固及固态相变产生的热效应，使金属及合金的热函、热容发生了明显的改变。正是利用这一特征，可以研究材料相变过程的热力学和动力学问题。利用本单位的STA409PC示差扫描量热仪对玻璃陶瓷CaO-Al2O3-SiO2-CeO2的相变热力学问题进行研究，通过对该玻璃陶瓷体系进行热分析测定，获得热分析曲线，对数据进行分析，计算该玻璃陶瓷体系的相变活化能，从而确定相变发生的可能性。同时利用热分析技术可以测定材料的相变点，这样可以科学合理的制定新材料的合成或者加工工艺，便于增强学生对课程的认知度。
（三）开展第二课堂
将实验教学与理论教学相结合，有条件的课程在实验室完成，实践操作环节有助于对理论知识的理解。例如在对电学性能中电阻测量的学习中，我们完全可以在物理实验室进行，一边讲解理论，一边让学生进行电路的连接。学生通过直观地数据能够更好地理解单电桥和双电桥电路在测量电阻中的特点及区别，这样能将理论教学与实践教学有机的结合在一起，提高学生的学习兴趣、实践动手能力和分析问题的能力。
三、以教学方法为背景进行课程设置
课程设置以实现激发学生学习兴趣和创新意识为目标，以掌握新材料研究和应用发展为导向，结合课程的内容及特点和本教学单位情况对课程进行合理化设置。表1是依据“实事教学法”而设置的《材料物理性能》课程方案。
四、材料物理性能课程教学与新材料产业化进程的关系
随着生活质量的提高，低碳生活、清洁能源已经成为人们追求的目标。这就对新材料的性能等提出了更高的要求。新材料主要以功能材料为主体，其研发和应用过程中离不开物理性能分析方法。因此，材料物理性能课程可以利用新材料进行丰富与扩展，拓宽学生视野，增加学生学习的积极性和主动性。大学生是新时期材料研究和生产的后备力量，将会成为新材料产业的主力军。为此，提高材料类大学生对材料物理性能分析方法本质的认识和理解非常重要。材料物理性能课程的学习，有助于加速新材料产业化的进程。新材料产业化必将促进材料类大学生对该课程的理解，并增加学习主动性。
五、结语
我们从《材料物理性能》课程本质和特点出发，结合新材料发展动向，进行了该课程的教学改革，突破了传统的单一讲授形式。“实事教学法”的实施取得了很好的效果，激发了学生的科学研究兴趣。我们虽然在《材料物理性能》课程的教学中获得了一些经验，但是我们还需要继续努力，为新材料的开发提供理论基础。
[佳木斯大学教学研究项目（JYLY2014-01）与佳木斯大学教育科研项目（NO.JKA2013-001）资助。]
参考文献：
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（作者单位：佳木斯大学材料科学与工程学院 黑龙江佳木斯 154007）
关键词：材料专业；专业实验；课程内容；教学方法
作者简介：王海燕（1979-），女，河南开封人，郑州轻工业学院技术物理系，讲师；康利平（1980-），女，河南安阳人，郑州轻工业学院技术物理系，讲师。（河南 郑州 450002）
基金项目：本文系郑州轻工业学院第二批青年教师教改项目的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0174-02
近年来，相对于计算机、法律、外语等应用类学科，数学、物理、材料学等基础研究或偏重于基础研究的学科越来越得不到学生的重视。[1，2]究其原因发现，除了这些专业的课程内容知识架构固定、抽象性强、难以理解等特点外，理论与实际相互脱离、教学方法死板也是造成学生产生厌学情绪的主要原因。如果高深的理论无法被活学活用、不能解释身边日新月异的新事物、新现象，那么这些理论就无法激发学生的学习兴趣，反而变成学生的学习负担。作为高校教育工作者，教师都明白理论知识是其他应用学科知识的根基，决不能由于学生的忽视而放弃理论课学习的重要地位。因此教师必须从这些学科的课程内容、教学方法上下功夫，提高这些课程的吸引力和教学效果。
根据多年材料学专业的授课实践经验，本文提出了解决该类问题行之有效的方法，即加强实验课程的建设，使实验课能够做到设计合理、时效性强、内容丰富，与理论知识的结合更加紧密，切实发挥实验课的纽带作用。[3]尤其对于材料学专业而言，实验课程的教学工作显得更为重要。根据材料学专业的培养方案，材料学专业旨在培养学生具有坚实的数理基础、广博的材料学基本知识、系统扎实的材料学基础理论、基本实验方法和技能等。只有通过实验课的学习，才能使学生掌握主要材料的构成、测试和分析的方法，熟悉常用测试手段与设备，从而提高学生分析问题、解决问题，以及设计与创新的能力。本文对材料专业实验课课程的内容编排和教学方法进行了如下阐述，以期和各位同仁共同探讨。
一、材料学实验课内容编排需满足的要求
由于材料的更新速度非常快，材料专业实验课也应根据时代的发展及时更新内容，才能达到课程内容新颖、理论与实际相结合、激发学生学习兴趣的目的。另外，还要做到透过现象看本质，能够从多种新材料中找出其共同的特性，以及与它们相联系的理论基础来设计实验内容，以起到节约教学成本的作用。结合不同高校的科研背景以及学生的基础，在设计材料专业实验课程内容时应考虑以下几个方面的因素。
1.内容丰富
材料学专业实验的目的在于使学生掌握主要材料的性能、测试和分析的方法，熟悉常用测试手段与装置，提高学生分析和解决问题的能力以及设计和创新的能力，将理论与实践紧密的结合起来，为其将来进一步的科学研究和工程应用打下基础。因此在实验内容的设计上应尽量涵盖金属、半导体、绝缘体等基本类型材料的性能测试，以及材料成分分析的光谱学、材料结构分析的电镜等主要测试手段。另外，可以将材料性能分析与测量手段结合起来，如通过“X射线衍射仪的使用方法”这一实验，以几种基本类型材料物性分析作为实验内容，既可以学习到大型仪器的操作方法，同时也对不同材料的性能有了基本了解。这样的实验就是设计合理、综合性强的实验。
2.重点突出
材料科学的研究内容主要包括材料的制备、性能表征和材料的应用三个方面。材料的制备实验在化学基础实验中已经大量开展，因此在材料学专业实验中可适当减少材料制备的实验项目，以避免实验项目的重复，节约教学资源。而关于材料的应用方面，大多需要对材料进行加工、封装，以及对其进行测试电路设计和信号处理，元器件的制备过程复杂，对实验条件的要求偏高，因此关于材料应用方面的实验也应以辅助项目为主，不适合大量开设。综合以上因素，材料学专业实验课应以材料物理实验方法、材料物理量测量、材料物理性能和规律的研究为主线，突出“性能测量、性能分析、性能研究”的训练目的，在实验项目中应以材料的性能测试和研究为主，包括材料的结构性能、机械性能、电学性能、光学性能和磁学性能等的研究。
3.具有时效性
当今社会，物质极大丰富，各种新材料层出不穷，例如表现独特的纳米材料、性能优异的复合材料等。这些新材料引起了人们的广泛关注，更对莘莘学子具有很强的吸引力。因此，为了提高学生们的学习兴趣，可以在材料专业实验中加入有关纳米材料等新材料研究的相关内容，如通过“纳米材料的光致发光性能的测量”实验，学生可以学习到纳米材料在受到小尺寸效应和量子限域效应之后，其能带结构发生改变的这一特性，不仅解释了身边的新事物，同时也学习了材料的基本能带理论。
4.与理论课程紧密结合
所有的实验都应在学生具备了一定的理论知识的基础上开设，如果没有理论知识作为指导，实验现象就无法得到合理解释，操作也会变得漫无目的。因此在具体设计实验内容时，需要先考察学生们已学过或者正在学习的理论课程，做到虚实结合、有的放矢。
5.难易程度适中
材料物理实验课是一门协助理论课程学习的辅助手段，不可能作为一个独立的课程让学生学会所有材料学的知识。在整体内容丰富的基础上，单个实验要做到目的明确、易于开展。因此其操作的难易程度需要慎重把握，既不能过于简单，让学生认为没有挑战性，也不宜偏难，使得实验难以进行，打击学生的积极性。
二、教学方法探讨
由于课程内容的独特性，材料学专业实验课在教学方法上不能一味地沿袭其他实验课和理论课的教学方法，而应具备自身的特点。
1.注重实验预习
实验预习对于实验者来说是一个非常重要的过程，通过预习可以了解实验目的、实验基本原理、实验过程以及实验仪器的基本性能等，因此实验预习对现场实验的顺利进行具有非常重要的作用。尤其材料专业实验，相当一部分是对材料测量手段的学习，所选用的测量仪器也多为大型的设备，通过预习可以了解这些测试设备的工作原理和操作要领，认真预习不仅可以保证实验的顺利进行，还可以避免实验过程中由于误操作对实验设备的损坏。
2.实验讲解侧重于基本理论
实验原理的讲解可以使学生对实验目的的把握更加明确、对实验过程中出现的实验现象给予清晰的解释，是动手操作之前很必要的环节。但是有关实验原理的讲解应该侧重于基本理论的讲授，应尽量少或不涉及具体实验操作，把研究和探索的乐趣留给学生们自己去发现。
3.现场指导以启发为主
在学生进行实验的过程中难免会遇到困难，此时，授课教师应给予其适当的指导，使实验能够进行下去。然而有关实验的指导，要做到点到为止，并以启发诱导为主，不可对具体操作进行讲解，更不可代学生操作，以免使实验课程的作用尽失。
4.注重培养学生端正的科研态度和良好的科研习惯
专业课实验可以看做是大学生接触科学研究工作的一个预演，在实验课的学习过程中，学生建立的科研态度和形成的科研习惯将会对其今后漫长的科研生涯产生重要影响。因此，授课教师在教授具体实验内容的同时，还要将端正、严格的科研态度，认真、细心的科研习惯以及开放、活跃的科研思维教授给学生。对于抄袭、篡改实验数据的现象绝不能姑息。教师严谨的科研态度将会无形中起到规范学生科研道德的作用，将会使其终身收益。
5.建立科学合理的考核制度
实验课程注重的是过程而不是最终结果，因此在考核实验成绩时应使用完全不同于理论课的考核方式。对学生的实验评分应贯穿于整个课堂，学生的实验预习、操作规范、科研态度、报告处理以及实验台的整洁程度均应作为评分点。科学合理的考核制度不仅可以评价学生的实验能力，同时还可成为纠正抄袭、杜撰实验数据等不良科研态度的有力措施。
三、结论
材料学专业实验课起着将深奥的材料学理论知识与实践相结合的纽带作用，因此学好和教好这门课都具有非常重要的意义。本文根据笔者多年的授课实践经验，在该课程的课程内容要求以及教学方法方面提出了自己的观点，希望与各位同仁共同探讨，使材料学专业实验课越办越好，培养出更多材料学领域高水平的专业技术人才。
参考文献：
[1]任丽清，刘剑虹.论大学生专业选择权[J].教育发展研究，
2009，（17）.
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