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關(guān)鍵詞: 民族院校 《高分子材料進(jìn)展》 教學(xué)方法
《高分子材料進(jìn)展》課程是高分子材料專業(yè)的一門知識全面且內(nèi)容豐富的專業(yè)限選課程。該課程以高分子物理、有機(jī)化學(xué)、聚合物材料研究方法、高分子化學(xué)、聚合物合成工藝等課程為基礎(chǔ),涉及面極為廣泛[1]。課程總學(xué)時為32學(xué)時,參考教材為化學(xué)工業(yè)出版社出版的《高分子材料進(jìn)展》,為研究生規(guī)劃教材,全書共分為5章,分別簡要地介紹高分子材料合成反應(yīng)、高分子合成反應(yīng)實施技術(shù)、多組分高分子材料、液晶高分子材料及功能高分子材料方面的研究進(jìn)展。[2]考慮到《高分子材料進(jìn)展》課程是高分子專業(yè)在大三的上學(xué)期開設(shè),而且民族院校學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱,課程學(xué)時短的特點,因此重點講解高分子材料領(lǐng)域中的發(fā)展重點和熱點。本課程的教學(xué)目的是幫助學(xué)生對異彩紛呈的高分子材料發(fā)展的熱點領(lǐng)域有一個相對完整的了解,達(dá)到開闊視野的目的。針對《高分子材料進(jìn)展》課程涉及知識面廣、學(xué)生基礎(chǔ)差及對考查課不重視的特點,有必要在教學(xué)過程中不斷改進(jìn)教學(xué)方法和考試模式,以期獲得較好的教學(xué)效果。[3]
一、本民族院?!陡叻肿硬牧线M(jìn)展》課程的基本情況
針對我校民族學(xué)生基礎(chǔ)知識薄弱,而《高分子材料進(jìn)展》課程“內(nèi)容多、范圍廣、課時少”的特點,我們重點介紹高分子材料中發(fā)展迅速、發(fā)展前景廣闊的功能高分子材料,推薦的教材有《高分子材料進(jìn)展》和《功能高分子材料》[4]等。該課程總學(xué)時為32學(xué)時,學(xué)分為2學(xué)分,課程類型為專業(yè)限選課,課程以高分子材料的合成方法進(jìn)展、吸附分離功能高分子材料、高分子分離膜與膜分離技術(shù)、導(dǎo)電高分子、感光性高分子和醫(yī)用高分子材料等功能高分子材料的進(jìn)展為重點學(xué)習(xí)內(nèi)容,同時穿插一些國內(nèi)外近幾年新發(fā)表的文獻(xiàn)和專利,以及國內(nèi)相關(guān)會議等。本教學(xué)采用多媒體教學(xué)方式,采用課堂提問和討論等多種形式進(jìn)行學(xué)習(xí),期末通過考查的方式考核學(xué)生,采用寫論文與平時成績相結(jié)合的方法,平時成績包括上課出勤和課堂討論情況,論文成績與平時成績各占70%和30%。表1為《高分子材料進(jìn)展》教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置及學(xué)時分配情況。
表1 《高分子材料進(jìn)展》教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置及學(xué)時分配
二、強(qiáng)化基礎(chǔ),突出重點
首先,《高分子材料進(jìn)展》授課內(nèi)容看似豐富多彩,千變?nèi)f化,但是萬變不離其宗,歸根到底都是由高分子專業(yè)的基礎(chǔ)知識衍生出來的,比如《高分子物理》、《高分子化學(xué)》中的經(jīng)典理論和概念等。從另一個角度看這些材料的出現(xiàn)印證了基礎(chǔ)知識的重要性,它們的誕生是經(jīng)得起檢驗的理論和概念的應(yīng)用和發(fā)展的。因此通過介紹高分子材料的前沿進(jìn)展,既使學(xué)生對異彩紛呈的高分子材料世界有一定寬度的了解,又從深度上加強(qiáng)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解和掌握,使學(xué)生知道這些材料是如何得到的,自己又能通過什么途徑得到想要的材料。
其次,因為《高分子材料進(jìn)展》這門課的每一章都是高分子材料領(lǐng)域中發(fā)展迅速、成果頗豐的較大分支,獨立出來都能獨立設(shè)課,而在本課程中必須在幾個課時內(nèi)講完,所以在授課過程中,什么該講,什么略過,講的這些內(nèi)容是否能激發(fā)學(xué)生的興趣,是該課程的一個教學(xué)難點,要求教師對這些前沿分支有全面而深入的理解,對它們所涉及的基礎(chǔ)知識熟練掌握,這對教師的專業(yè)知識和教學(xué)方法提出了更高要求。
三、調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,啟發(fā)式教學(xué)
《高分子材料進(jìn)展》是學(xué)生在已經(jīng)掌握高分子化學(xué)、高分子物理基礎(chǔ)知識的前提下進(jìn)行的學(xué)習(xí)。內(nèi)容除了基本概念之外,有很多設(shè)計路線、研究方法,可以引導(dǎo)學(xué)生運用已學(xué)知識進(jìn)行思考。比如第3章吸附分離高分子材料和第4章高分子分離膜及膜分離技術(shù)中涉及自由體積和滲透壓的概念,這些都是《高分子物理》中學(xué)過的內(nèi)容,通過回憶這些知識,使學(xué)生加深對這些基礎(chǔ)知識的理解,并對基礎(chǔ)知識的應(yīng)用有一定的了解。其次,要注意生活中的實際例子或新聞報道中的最新科技進(jìn)展中與所講述內(nèi)容相關(guān)的部分,通過聯(lián)系生活實際,引出將要介紹的高分子材料。這樣既能讓學(xué)生認(rèn)識到這類高分子材料的重要性,提高學(xué)習(xí)的積極性,又能讓學(xué)生了解到這類材料的最新的研究成果,提高對科學(xué)研究的興趣。如從全球都非常關(guān)注的環(huán)保問題出發(fā),引出廢水和廢氣處理方面的高分子吸附材料或高分子膜材料,介紹這些高分子材料的設(shè)計路線和原理,讓學(xué)生從理論和實際相結(jié)合的角度深入理解所學(xué)的功能高分子知識。同時可以提出一些生活中材料的不足,讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動性,提出解決這些材料不足之處的方法或設(shè)計新的功能高分子材料的想法。這樣,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會大大提高,教學(xué)效果也會得到顯著增強(qiáng)。
另外,還要有效利用網(wǎng)絡(luò)資源,緊跟最新研究進(jìn)展,適當(dāng)補(bǔ)充新的教學(xué)內(nèi)容。高分子材料進(jìn)展課程是綜述高分子材料領(lǐng)域發(fā)展熱點的一門課程,所介紹的內(nèi)容每隔一段時間可能都有新的研究成果誕生,我們應(yīng)根據(jù)情況適當(dāng)補(bǔ)充那些熱門和重要的研究成果到教學(xué)內(nèi)容中。比如該課的學(xué)時少,可以在課程快結(jié)束的幾周時間重點介紹一些最新的前沿進(jìn)展和相關(guān)會議,讓學(xué)生了解到高分子材料的發(fā)展趨勢,提高學(xué)生對高分子材料的興趣?;ヂ?lián)網(wǎng)資源豐富,內(nèi)容更新快,是老師補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容的最佳途徑。目前,利用網(wǎng)絡(luò)資源作為課堂教學(xué)的輔助手段,是學(xué)生喜聞樂見的形式。老師可以提供一些高分子專業(yè)的權(quán)威網(wǎng)頁,方便學(xué)生瀏覽查閱。同時,可以鼓勵學(xué)生在網(wǎng)上搜索最新的研究成果,再在課堂上以口頭報告的形式傳達(dá)給學(xué)生。這樣,既能讓學(xué)生對高分子材料進(jìn)行全面的了解,又能讓學(xué)生主動地參與教學(xué),達(dá)到較好的教學(xué)效果。
四、科研與教學(xué)相結(jié)合,以科研促進(jìn)教學(xué)
把科研引入本科教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的重要措施,也是高等教育的顯著特點。在《高分子材料進(jìn)展》課程本科教學(xué)過程中,正確有效地將教學(xué)與科研相結(jié)合,有利于提高教學(xué)效率,豐富教學(xué)內(nèi)容,營造學(xué)術(shù)氛圍并提高創(chuàng)新能力,全面提高教學(xué)質(zhì)量。教師在課堂教學(xué)中可以介紹自己的科研成果,介紹本專業(yè)課題組正在研究探索的科研項目,引導(dǎo)學(xué)生參觀實驗室和課題組,鼓勵學(xué)生積極參與到教師的科研中。例如,作者介紹自己碩士和博士期間所從事的科學(xué)研究,以及科研小組的一些趣聞趣事,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣。
總之,在高分子材料進(jìn)展課程的教學(xué)過程中,教師首先應(yīng)進(jìn)行教材分析和學(xué)情分析,再采用比較適合的教學(xué)方法,在知識和技能的傳授中針對民族學(xué)生基礎(chǔ)差的弱點,采取強(qiáng)化基礎(chǔ)、突出重點的教學(xué)方式,了解學(xué)生的情感態(tài)度與價值觀,做到教學(xué)方法靈活多樣,教學(xué)內(nèi)容及時更新,這樣才能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。教師還應(yīng)繼續(xù)努力提高業(yè)務(wù)能力,理論聯(lián)系實際,使學(xué)生在這門課程的學(xué)習(xí)中得到切實的收獲。
參考文獻(xiàn):
[1]周立,孫榮欣.科技信息.2010,21,151.
[2]張留成,閆衛(wèi)東,王家喜.高分子材料進(jìn)展[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.
關(guān)鍵詞:高分子材料與工程;人才培養(yǎng);教學(xué)改革
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)09-0041-02
高分子材料是材料領(lǐng)域中的新秀,它的出現(xiàn)帶來了材料領(lǐng)域的重大變革,在諸多行業(yè)中已逐漸成為不可替代的關(guān)鍵材料。高分子材料與工程專業(yè)具有跨學(xué)科、綜合性的特點,既與化學(xué)、石油化工、精細(xì)化工等基礎(chǔ)學(xué)科緊密聯(lián)系,又和汽車、電子、環(huán)境等應(yīng)用學(xué)科相輔相成[1]。
閩江學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)建設(shè)以課程建設(shè)為中心,從改革課程體系、強(qiáng)化實踐教學(xué)、改進(jìn)教學(xué)方法等方面系統(tǒng)深入地開展建設(shè),以達(dá)到“重基礎(chǔ)理論、重創(chuàng)新精神、強(qiáng)實踐技能、強(qiáng)綜合素質(zhì)”的人才培養(yǎng)要求。
一、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)
本專業(yè)的教學(xué)體系包括理論教學(xué)體系和實踐教學(xué)體系。在理論教學(xué)體系中,課程結(jié)構(gòu)又可分為校級公共基礎(chǔ)課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程等[2]。其中,公共基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)核心課程分別安排63、29和4分,在總學(xué)分中分別占比35%、17%和28%。通過進(jìn)一步深化教學(xué)內(nèi)容改革,構(gòu)建以專業(yè)核心課程和學(xué)科基礎(chǔ)課程相結(jié)合、有利于學(xué)科交叉與融合、與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展相適應(yīng)的課程體系。此外,還鼓勵教師努力建立主干課的課程網(wǎng)站并加強(qiáng)精品課程建設(shè)。
在實踐教學(xué)體系中,遵循從入學(xué)軍訓(xùn)、金工實習(xí)、科研訓(xùn)練、認(rèn)識實習(xí)、專業(yè)課程設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)到最終的畢業(yè)論文(設(shè)計)的循序漸進(jìn)過程,共計34學(xué)分,在總學(xué)分中占比20%,結(jié)合本科四年各課程的實驗教學(xué)內(nèi)容,形成較為完整的實踐教學(xué)體系[3]。同時,為了使高分子材料與工程專業(yè)的畢業(yè)生具有更強(qiáng)的實踐技能,還設(shè)計了創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié),其中安排了與本專業(yè)相關(guān)的社會服務(wù)活動、開放實驗室活動、專業(yè)學(xué)術(shù)講座、學(xué)科競賽以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐計劃項目等。
二、加強(qiáng)實踐教學(xué)改革
實踐教學(xué)是高等學(xué)校人才培養(yǎng)體系的重要組成部分,與理論教學(xué)起著相輔相成的作用。國內(nèi)外對高分子材料實驗實踐教學(xué)提出多種想法,朱晶心等[4]把加強(qiáng)專業(yè)實驗教學(xué)、提高實驗質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才、提高創(chuàng)新能力等作為教學(xué)改革的重點。龔建良等[5]研究了高分子材料與工程專業(yè)實驗教學(xué)體系的現(xiàn)狀和不足,提出了高分子材料與工程專業(yè)實驗教學(xué)新體系。付一政等[6]認(rèn)為專業(yè)實驗既要注意基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用和基本實驗技能的訓(xùn)練,又要強(qiáng)調(diào)分析問題、解決問題、獨立工作、協(xié)同配合、富于創(chuàng)新等綜合能力的培養(yǎng)。在加強(qiáng)教學(xué)實踐的建設(shè)工作中,結(jié)合近年來高分子專業(yè)實踐教學(xué)經(jīng)驗,我們系統(tǒng)地規(guī)劃和改革“高分子材料與工程專業(yè)”的學(xué)科基礎(chǔ)和專業(yè)實踐課程體系,使實踐教學(xué)體系具有基礎(chǔ)寬厚、層次分明、循序漸進(jìn)的特點。
1.實驗教學(xué)建設(shè)。實踐教學(xué)的初始階段應(yīng)該是在學(xué)校內(nèi)掌握基礎(chǔ)實驗技能,因此對本科階段實驗教學(xué)改革應(yīng)特別重視。在實驗教學(xué)中,從基礎(chǔ)化學(xué)中精選出操作性強(qiáng)的實驗,安排在本科一、二年級學(xué)習(xí)階段對學(xué)生集中進(jìn)行基本實驗技能訓(xùn)練。專業(yè)實驗課程主要安排在本科三、四年級進(jìn)行,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實驗技能。以“循序漸進(jìn)”為原則,以綜合、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為目標(biāo),在完成單元性實驗教育后,增設(shè)單元性設(shè)計實驗(應(yīng)用性實驗),最后進(jìn)入綜合設(shè)計性實驗,形成由淺入深、循序漸進(jìn)的實驗教育模式。在實驗內(nèi)容上,鼓勵實驗教師將自己的科研成果與綜合設(shè)計性實驗相結(jié)合,拓展學(xué)生對本專業(yè)發(fā)展前沿的認(rèn)識。
在教學(xué)方法上,重點加強(qiáng)基本實驗技能的訓(xùn)練,如組織學(xué)生參與專業(yè)實驗準(zhǔn)備、開放實驗室訓(xùn)練、社會服務(wù)活動等均加深了學(xué)生對實驗原理和流程的認(rèn)識。此外,強(qiáng)調(diào)教學(xué)中激發(fā)學(xué)生對實驗的興趣。如讓學(xué)生自行設(shè)計方案,引導(dǎo)學(xué)生到圖書館查閱相關(guān)文獻(xiàn)及手冊,設(shè)計實驗方案等。通過積極思考和熱烈討論,不少學(xué)生都迫切希望馬上進(jìn)實驗室驗證自己的觀點,從而激發(fā)了他們濃厚的實驗熱情。富有啟發(fā)意義的實驗教學(xué)方式發(fā)展了學(xué)生的創(chuàng)造思維,發(fā)揮了主觀能動性,培養(yǎng)了獨立思考能力,進(jìn)而強(qiáng)化他們的綜合專業(yè)素養(yǎng)[7]。
2.生產(chǎn)實習(xí)基地建設(shè)。由于歷史原因,我系原有實習(xí)基地大多數(shù)是國有化工企業(yè),目前普遍經(jīng)營情況較差,設(shè)備陳舊,實習(xí)環(huán)境差。在這些單位實習(xí),盡管聯(lián)系方便、費用低,但實習(xí)效果不佳。而一些效益較好、技術(shù)先進(jìn)、環(huán)保意識強(qiáng)的合資及獨資企業(yè)擔(dān)心學(xué)生來廠實習(xí)會影響生產(chǎn),不愿積極配合學(xué)校完成實習(xí)的組織安排;即使接受了實習(xí)的任務(wù),也只是讓學(xué)生站在一旁觀看,鮮有動手實踐的機(jī)會。因此,我專業(yè)通過兩條途徑解決實習(xí)基地問題。一是針對效益差的國有化工企業(yè),開展科研活動,與企業(yè)合作,走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的路子。二是積極與新興的合資企業(yè)、私營企業(yè)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)聯(lián)系,簽訂合作協(xié)議,為他們提供技術(shù)咨詢,幫助他們培訓(xùn)一線操作工人。這樣,企業(yè)就比較樂意接受學(xué)生到這些單位進(jìn)行專業(yè)實習(xí),讓學(xué)生頂崗操作,視學(xué)生為本單位職工。學(xué)生在這樣的實習(xí)單位實習(xí),學(xué)習(xí)熱情高,很好地鞏固了專業(yè)知識。
三、突出專業(yè)特色建設(shè)
具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識和實踐能力,是高分子材料與工程專業(yè)努力塑造的專業(yè)特色。在專業(yè)建設(shè)中,通過企業(yè)實習(xí),利用生產(chǎn)現(xiàn)場的實際條件,將專業(yè)理論和生產(chǎn)實際相結(jié)合,最大限度地滿足后續(xù)課程學(xué)習(xí)和人才培養(yǎng)目標(biāo)的需求。專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊注重生產(chǎn)實習(xí)基地的開發(fā),健全實習(xí)質(zhì)量保障體系,保障相對穩(wěn)定的生產(chǎn)實習(xí)教師隊伍,出版內(nèi)容適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)實習(xí)教材。為保證實習(xí)教學(xué)質(zhì)量,指導(dǎo)小組根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、實習(xí)地點進(jìn)行了合理分工,發(fā)揮每位教師的長處,做好教學(xué)和組織管理工作。在實習(xí)單位內(nèi)組織相對固定的對生產(chǎn)技術(shù)了解深入、有一定培訓(xùn)經(jīng)驗的一線工程技術(shù)人員組成實習(xí)教學(xué)隊伍,在實習(xí)中發(fā)揮了巨大的作用。
結(jié)合科研實踐培養(yǎng)專業(yè)人才,推進(jìn)教學(xué)與研究一體化,是本專業(yè)建設(shè)的另一特色。為增加學(xué)生對專業(yè)發(fā)展的認(rèn)識,培養(yǎng)他們創(chuàng)新思路和實踐能力,本專業(yè)積極落實以教學(xué)促科研、以科研帶教學(xué)的思路,組織學(xué)生參與專任教師的科研課題研究工作。目前由本專業(yè)12位教師主持的課題共30余項,其中省部級以上科研項目7項,市廳級項目19項,校企合作項目5項,每一項課題都有高年級本科生參與。此外,吸收部分專業(yè)學(xué)習(xí)熱情較高的學(xué)生參與創(chuàng)新實踐訓(xùn)練。目前本專業(yè)教師共承擔(dān)12項大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目,其中國家級2項,省級5項,校級5項,科研實踐工作的開展顯著提高了本專業(yè)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和動手能力。
四、總結(jié)
閩江學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)建設(shè)的成果表明,加強(qiáng)專業(yè)教學(xué)體系和實踐體系改革,不僅能增強(qiáng)學(xué)生的動手能力,更重要的是能激發(fā)學(xué)生的求知欲,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。我們不僅要對現(xiàn)有實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面提出改革要求,還要通過多層次開展實踐教學(xué),提高綜合性實驗和設(shè)計性實驗等創(chuàng)新內(nèi)容教學(xué)比例,進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生在實驗中的主動性和創(chuàng)造性,以培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)專業(yè)人才。
參考文獻(xiàn):
[1]趙長生,顧宜.高分子材料與工程專業(yè)發(fā)展與現(xiàn)狀[J].塑料工業(yè),2008,36(1):70-71.
[2]胡治元.高分子材料應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教改的思路與實踐[J].洛陽工業(yè)高等??茖W(xué)校學(xué)報,2007,17(6):42-46.
[3]王慧敏,鄭耀臣,崔孟忠,等.高分子材料與工程專業(yè)實驗教學(xué)的改革與實踐[J].化工高等教育,2007,(5):39-41.
[4]朱晶心,馬彥龍.高分子材料專業(yè)的教學(xué)改革實踐與思考[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2001,19(12):77-78.
[5]龔建良,吳宇雄,譚惠平,等.高分子材料與工程專業(yè)實驗教學(xué)體系改革初探[J].高教論壇,2006,(4):56-58.
[6]付一政,李迎春,劉亞青,等.高分子材料與工程綜合實驗教學(xué)探索與實踐[J].太原科技,2008,(3):90-91.
[7]彭進(jìn),夏紹靈,劉國勤.高分子材料與工程專業(yè)實踐教學(xué)改革研究[J].新鄉(xiāng)師范高等??茖W(xué)校學(xué)報,2007,21(5):102-104.
【關(guān)鍵詞】高分子材料與工程 生產(chǎn)實習(xí) 教學(xué)改革
【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)16-0060-02
一 生產(chǎn)實習(xí)在高分子教學(xué)中的重要作用
大學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)是高分子材料與工程專業(yè)實踐教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的重要途徑。大學(xué)生高分子材料與工程專業(yè)的生產(chǎn)實習(xí)一般會安排在大四的上學(xué)期,在此之前學(xué)生們已經(jīng)完成了高分子專業(yè)絕大多數(shù)課程的學(xué)習(xí),具備一定的理論基礎(chǔ)及實驗?zāi)芰?,但對實際生產(chǎn)情況還比較陌生。生產(chǎn)實習(xí)是聯(lián)系學(xué)校和工廠的一個紐帶,通過生產(chǎn)實習(xí),將學(xué)生所學(xué)的理論知識與生產(chǎn)實際結(jié)合起來,更確切地說是運用所學(xué)的理論知識來解決工程實際問題,這種理論向?qū)嵺`的轉(zhuǎn)化不僅可以加深學(xué)生對所學(xué)專業(yè)知識的理解,而且還可以增加學(xué)生的感性認(rèn)識,讓學(xué)生體驗到學(xué)以致用的感覺。
與此同時,生產(chǎn)實習(xí)還可以培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力和工程實踐能力。在進(jìn)入工廠之前,學(xué)生對高分子材料與工程專業(yè)的感知僅僅停留在課本上,即便是在專業(yè)實驗中接觸到了一些設(shè)備,但也僅限于實驗范疇,從各方面來講與實際生產(chǎn)還有很大的距離,再加上學(xué)生實驗多以驗證性實驗為主,因此,學(xué)生的綜合實踐能力在實驗中無法得到體現(xiàn)與提升。生產(chǎn)實習(xí)恰恰是學(xué)生綜合實踐能力得以誘發(fā)、展現(xiàn)和培養(yǎng)的媒介,實際生產(chǎn)中會遇到很多校園里無法模擬的工程情況,學(xué)生在這樣的氛圍中學(xué)習(xí),不僅可以使自己各方面的能力得到鍛煉與發(fā)展,而且還可以從這一過程中真正了解高分子材料與工程這個專業(yè),清楚自己就業(yè)或升學(xué)的方向。
二 高分子專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)的現(xiàn)狀及原因
受多方面因素的影響,近年來,高分子專業(yè)的生產(chǎn)實習(xí)并未起到預(yù)期的良性效果,反而暴露出了一些亟待解決的問題,如聯(lián)系生產(chǎn)實習(xí)企業(yè)困難、實習(xí)過程走馬觀花、學(xué)生對生產(chǎn)實習(xí)的重要性認(rèn)識不足等,這些問題嚴(yán)重影響了生產(chǎn)實習(xí)的質(zhì)量,阻礙了學(xué)生專業(yè)知識與工程實踐能力的發(fā)展。經(jīng)過多方面的調(diào)查分析,造成目前這種情況的原因主要有以下幾個方面:
1.大多數(shù)企業(yè)不愿接待生產(chǎn)實習(xí)
學(xué)生進(jìn)企業(yè)實習(xí),不會給企業(yè)帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益,反而會帶來企業(yè)管理和生產(chǎn)上的不便。學(xué)校周邊的相關(guān)企業(yè)并不多,所以,一般情況下學(xué)生進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實習(xí)的形式都是以集中進(jìn)入為主,也就是帶隊教師會提前與相關(guān)企業(yè)聯(lián)系,然后在確定的某一個或某一段時間帶領(lǐng)學(xué)生集中進(jìn)入企業(yè)實習(xí)。由于學(xué)生人數(shù)眾多,且對實際生產(chǎn)基本沒有什么概念和經(jīng)驗,企業(yè)考慮到生產(chǎn)安全及學(xué)生的人身安全,一般會派專人陪同參觀一些不太重要的生產(chǎn)線,對要進(jìn)入的車間會進(jìn)行一些安全隱患排除,甚至?xí)簳r停產(chǎn)。從企業(yè)角度出發(fā),接待生產(chǎn)實習(xí)往往會給企業(yè)的管理和效益帶來負(fù)面影響。從學(xué)生角度考慮,這樣的生產(chǎn)實習(xí)并沒有什么實際意義,學(xué)生所看到的并不是真實的生產(chǎn)情況。
2.學(xué)生數(shù)目激增導(dǎo)致實習(xí)資源短缺
高分子材料與工程專業(yè)作為一個新興專業(yè),發(fā)展迅速,涉及領(lǐng)域廣泛,畢業(yè)生社會需求量大,因此,近年來高分子專業(yè)的招生人數(shù)翻倍增長。激增的學(xué)生人數(shù)使有限的實習(xí)資源日趨緊張,由此導(dǎo)致長期的頂崗實習(xí)機(jī)會逐漸減少,絕大多數(shù)學(xué)校只能選擇集中實習(xí)。集中實習(xí)雖然解決了“量”,但卻影響到了“質(zhì)”,對于企業(yè)而言,大批量學(xué)生在同一時間段進(jìn)入同一企業(yè)實習(xí),給企業(yè)帶來了嚴(yán)重的安全隱患,因此企業(yè)越來越不愿意接待生產(chǎn)實習(xí),對于學(xué)生而言,人數(shù)眾多會導(dǎo)致企業(yè)在實習(xí)過程中多以集中講解為主,簡單參觀為輔,學(xué)生基本無法得到參與實際生產(chǎn)的機(jī)會,長此以往,生產(chǎn)實習(xí)將成為一種任務(wù)、一種形式,而無法再起到應(yīng)有的橋梁作用。
3.學(xué)生的理論知識與企業(yè)的生產(chǎn)實踐無法有效對接
學(xué)生在學(xué)校所學(xué)的高分子專業(yè)知識是按照課程體系鋪設(shè)的,邏輯性與理論性較強(qiáng),其實際工程應(yīng)用需要進(jìn)行轉(zhuǎn)化,而高校教師大部分是從校門進(jìn)校門,缺乏實際生產(chǎn)的經(jīng)驗,再加上現(xiàn)代化的生產(chǎn)日新月異,因此,教師在講課時很難將舉出大量恰當(dāng)?shù)膶嵗龑崿F(xiàn)高分子專業(yè)理論知識向工程實際的轉(zhuǎn)化。與此同時,企業(yè)由于有自己的產(chǎn)品方向,所涉及的專業(yè)知識與技術(shù)有自身的特點,與學(xué)生所學(xué)的理論知識有一定的距離,雖然在學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)實習(xí)的初期,企業(yè)一般會安排集中宣講,但由于用時較短,很難達(dá)到良好的效果。因此,學(xué)生在進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實習(xí)時,會出現(xiàn)雙方專業(yè)知識與技術(shù)不匹配的尷尬境況,這種錯位的存在,導(dǎo)致學(xué)生不知道該如何學(xué),企業(yè)也不知道該從哪里開始講,由此導(dǎo)致生產(chǎn)實習(xí)的作用和效果大幅縮水。
三 走出高分子專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)困境的具體策略
影響高分子專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)效果的因素有很多,其目前的困境也是多個因素共同作用的結(jié)果??傮w來看,影響因素可分為外因和內(nèi)因兩種,解決外部因素,如實習(xí)企業(yè)問題、生源激增問題等,并不在我們的能力范圍之內(nèi),因此我們需要做的是通過調(diào)整內(nèi)部影響因素來弱化外因的不利方面,以期使高分子的生產(chǎn)實習(xí)達(dá)到預(yù)期的良性效果,真正起到培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的作用。為此,需要從以下幾個方面進(jìn)行改革:
1.課程方面
課程方面的改革主要包括課程結(jié)構(gòu)的改革與課程內(nèi)容的改革兩個部分。
第一,課程結(jié)構(gòu)是課程目標(biāo)轉(zhuǎn)化為教育成果的紐帶,是課程實施活動順利開展的依據(jù),合理的課程結(jié)構(gòu)應(yīng)同時具備均衡性、綜合性和選擇性三個基本特征?,F(xiàn)行的課程結(jié)構(gòu)中,必修課的比例偏重,共性的東西偏多,學(xué)生的興趣發(fā)展與個性得不到滿足與體現(xiàn),這樣的課程結(jié)構(gòu)極大的限制了學(xué)生創(chuàng)新意識的生成與發(fā)展。因此,我們應(yīng)對課程結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,在合理的范圍內(nèi)增加選修課所占的比例,拓寬學(xué)生的選擇性,滿足不同層次學(xué)生的需要。在此基礎(chǔ)上,可針對生產(chǎn)實習(xí)所需要學(xué)生具備的知識與技能,專門設(shè)置一定數(shù)目的選修課,讓學(xué)生在進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行實習(xí)之前就對相關(guān)企業(yè)的運行情況有所了解,有利于實現(xiàn)學(xué)生與實習(xí)企業(yè)的有效對接。
第二,課程內(nèi)容方面應(yīng)該盡可能做到豐富化、實用化。除必修課中一些基本的原理外,其他課程內(nèi)容的選擇,尤其是選修課內(nèi)容的選擇應(yīng)盡量貼近實際生產(chǎn),保證學(xué)生在修完相關(guān)課程之后可以學(xué)以致用,而不是覺得理論與實際相差甚遠(yuǎn)。如此一來,學(xué)生在進(jìn)入企業(yè)之前就對相關(guān)知識有一定的儲備,對企業(yè)的運營情況有一定的了解,有利于學(xué)生迅速適應(yīng)實習(xí)的角色。
2.教學(xué)方面
從教育的根本屬性上說,教學(xué)是一種經(jīng)驗的傳遞過程,但這種傳遞絕不是灌輸,也不像講授那么單純,它必須充滿積極、能動、豐富的學(xué)習(xí)活動。而以教師為主體的課堂制約了學(xué)生能動性的發(fā)揮,制約了學(xué)生獨立分析問題、解決問題能力的發(fā)展,以至于絕大多數(shù)學(xué)生在進(jìn)入企業(yè)后面對實際生產(chǎn)問題時顯得不知所措。高分子教學(xué)中,教師應(yīng)把課堂的主體地位還給學(xué)生,依據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容的特點,選擇合適的教學(xué)方式,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中經(jīng)歷獨立分析和解決問題的過程,而不僅僅是在課堂上被動的接受教師的灌輸,充分發(fā)揮學(xué)生的主動性,促使學(xué)生養(yǎng)成獨立分析問題、解決問題的意識和能力,為生產(chǎn)實習(xí)中解決實際問題奠定基礎(chǔ)。
3.教師方面
高校教師大多是從校門進(jìn)入校門,缺乏生產(chǎn)實踐的經(jīng)驗,本身就對生產(chǎn)的實際情況了解不多。由此導(dǎo)致教學(xué)中教師更擅長和關(guān)注的是高分子專業(yè)的理論知識和基本原理,而對這些知識與實際生產(chǎn)的聯(lián)系,如何將這些理論知識應(yīng)用于生產(chǎn)實踐卻往往很少提及,即便是舉一些實際應(yīng)用的示例,也大多與生產(chǎn)實際有一定的偏差。其實這是造成學(xué)生的知識儲備與企業(yè)的知識要求不相匹配的最主要原因。解決這一問題的最好方法就是讓高分子專業(yè)的教師與相關(guān)企業(yè)的一線工程師進(jìn)行一定程度的角色互換。在合適的時間內(nèi),一方面聘請相關(guān)企業(yè)的工程師為高分子專業(yè)的學(xué)生主講一部分課程,課程內(nèi)容主要涉及與生產(chǎn)實踐相關(guān)的部分,讓學(xué)生清楚所學(xué)知識的應(yīng)用途徑和應(yīng)用方式;另一方面鼓勵一線教師定期下廠實習(xí),彌補(bǔ)其缺乏生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的缺憾,促使教師在教學(xué)中將高分子的理論知識與實際生產(chǎn)進(jìn)行更好地融合。這樣的授課方式可以有效解決學(xué)生現(xiàn)狀與企業(yè)需求之間的斷層問題。
4.實踐方面
實踐方面主要包括實驗部分和校內(nèi)實習(xí)部分。
第一,現(xiàn)行的學(xué)生實驗多以驗證性實驗為主,結(jié)論較為清楚,過程過于簡單,這樣的實驗在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力方面尚有一定的作用,但對學(xué)生綜合實踐能力的培養(yǎng)卻幾乎沒什么幫助。實際生產(chǎn)中遇到的問題多種多樣,很多問題都是不可預(yù)期的,其解決方式需要根據(jù)實際情況來確定,為使學(xué)生在生產(chǎn)實習(xí)中具備解決實際問題的能力,實驗內(nèi)容和實驗方式都需要進(jìn)行一定程度的調(diào)整。主要的改革方向就是變驗證性實驗為探究性實驗,使實驗結(jié)論是未知的、實驗方法是多樣的、實驗過程是獨立的,以此促進(jìn)學(xué)生綜合實踐能力的形成與發(fā)展。
第二,從實驗室中的實驗直接走向工廠的生產(chǎn)實際跨度比較大,學(xué)生很難適應(yīng)角色轉(zhuǎn)換,其相關(guān)知識與技術(shù)也很難銜接到位,為了使學(xué)生更快地適應(yīng)生產(chǎn)實習(xí),需要在實驗室與工廠之間構(gòu)架一個橋梁,幫助學(xué)生進(jìn)行角色與技能的過度,這個橋梁就是校內(nèi)實習(xí)基地。校內(nèi)實習(xí)中最容易推廣的就是仿真實習(xí),仿真實習(xí)技術(shù)是以仿真機(jī)為工具,用實時運行的動態(tài)數(shù)學(xué)模型代替真實工廠的實際操作來進(jìn)行教學(xué)實習(xí)的一門新技術(shù)。學(xué)生可以在與實際生產(chǎn)十分接近的虛擬裝置中進(jìn)行操作,可自行對工藝參數(shù)進(jìn)行全面控制和調(diào)節(jié),探索最佳的操作條件,可通過處理操作不當(dāng)而引發(fā)的各種事故來充分體驗實際工業(yè)過程的復(fù)雜性。仿真實習(xí)只需較少的人力、物力,比較容易建立,但卻可以給學(xué)生提供甚至比實際生產(chǎn)實習(xí)更為廣闊的發(fā)揮空間,因此校內(nèi)仿真實習(xí)不僅是連接實驗室與工廠的一座橋梁,而且是生產(chǎn)實習(xí)的有效補(bǔ)充。
參考文獻(xiàn)
[1]李繼新、趙新宇、李素君.高分子材料與工程專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)的教學(xué)改革與實踐[J].黑龍江科技信息,2010(9)
[2]胡燕海、葉飛帆、林慶蘭.大學(xué)工科實踐性教學(xué)中的問題與對策[J].教育與現(xiàn)代化,2001(1):46~48
[3]雷彩紅.高分子材料與工程專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)模式探索[J].高教論壇,2010(11):55~57
[4]朱慕菊.走進(jìn)新課程:與課程實施者對話[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2002:16~24
[關(guān)鍵詞]高分子化學(xué)、教學(xué)實踐、教學(xué)體會
中圖分類號:O63-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)21-0235-01
近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,高分子科學(xué)與物理、工程、材料、生物、醫(yī)藥以及信息等眾多學(xué)科知識相互滲透、相互交叉,密不可分。作為高分子材料專業(yè)的基礎(chǔ)專業(yè)課的高分子化學(xué)課程,與無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和分析化學(xué)并稱為“五大化學(xué)”,已經(jīng)被大多數(shù)理工科、師范類高校作為化學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的必修課或是選修課。它以有機(jī)合成為基礎(chǔ),與化工原理、數(shù)學(xué)等學(xué)科緊密聯(lián)系,其中包含了諸多的概念、反應(yīng)推理,內(nèi)容多,抽象難懂、學(xué)習(xí)難度大,同學(xué)們普遍反映較為枯燥,因此如何上好高分子化學(xué)這門課,提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣,產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),是我們教師在課程教學(xué)過程中面臨的首要問題。針對以上問題,作者經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐、積累和探索,調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,有效的提高了《高分子化學(xué)》課程的教學(xué)質(zhì)量,取得了較好的教學(xué)效果。
一、注重緒論課的教學(xué)
第一堂課通常是老師簡單的介紹本課程需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容以及一些要求后,就迫不及待的開始講授教學(xué)內(nèi)容,而作為一名講授高分子化學(xué)課的主講教師,發(fā)現(xiàn)高分子化學(xué)緒論課對于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性具有非常好的效果,能極大的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣。由于同學(xué)們對諾貝爾獎都具有極大的興趣,首先,以專題形式介紹獲得諾貝爾獎的高分子科學(xué)家的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn),學(xué)習(xí)高分子學(xué)科的發(fā)展史,從而認(rèn)識科學(xué)和科技的進(jìn)步和發(fā)展,從1920年德國Staudinger發(fā)表了“ 論聚合 ”的論文,高分子概念的確立;50年代Zigeler和Natta發(fā)明配位聚合催化劑,解決了丙烯難以聚合的問題,使石油裂解產(chǎn)物得到充分利用,對化工業(yè)的貢獻(xiàn)巨大;80年代麥克德爾米德發(fā)明導(dǎo)電高分子,直到現(xiàn)在功能高分子得到大力發(fā)展。同時,通過舉例介紹高分子科學(xué)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、航空航天、能源、環(huán)境、建筑、生物醫(yī)藥以及日常生活中的廣泛應(yīng)用,讓學(xué)生充分認(rèn)識到高分子與我們的生活和國民經(jīng)濟(jì)的密切關(guān)系。如應(yīng)用可降解的聚乳酸作為手術(shù)縫合線,可進(jìn)行自降解吸收而不必進(jìn)行拆線;應(yīng)用在航空航天及國防上的各種特種高分子材料,以及現(xiàn)在我們?nèi)沼玫氖称繁kU膜、塑料袋,所穿的衣服材質(zhì)滌綸、尼龍和聚酯纖維等全都是高分子材料。使學(xué)生清楚的認(rèn)識到高分子材料與人民的生活、工業(yè)生產(chǎn)都是息息相關(guān),從而認(rèn)識到高分子化學(xué)的重要性,極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、優(yōu)化教學(xué)課程內(nèi)容
高分子化學(xué)是以聚合反應(yīng)和聚合物化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理和動力學(xué)為主線,主要包括高分子的基本概念、聚合物分類、逐步聚合、自由基聚合以及離子聚合方法等主要內(nèi)容。在教學(xué)中,由于課時以及一些客觀原因,不可能對全部的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的講解,因此需對高分子化學(xué)的課程內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整、重組和優(yōu)化,更好的完善教學(xué)內(nèi)容體系。首先,保證基本原理、基本概念的講解,其中,對傳統(tǒng)經(jīng)典的高分子理論即:高分子的基本概念、逐步聚合、自由基聚合以及自由基共聚進(jìn)行重點講解。例如,在講授自由基聚合的時候,需重點講授聚合機(jī)理和熱力學(xué)、聚合速率及動力學(xué)和聚合度及其分布等內(nèi)容,其中的阻聚、緩聚等內(nèi)容作簡單介紹就可。同時在授課過程中不拘泥于教材內(nèi)容的排序,注重對各知識點進(jìn)行重組和精煉,兼顧高分子化學(xué)最新的科技進(jìn)展,適當(dāng)增加最新的研究成果和研究熱點的教學(xué)比例:如活性自由基聚合、ATRP聚合、RAFT聚合、生物醫(yī)用高分子、超支化高分子、自組裝高分子等內(nèi)容的講解,開闊學(xué)生的知識視野,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性;做到重點突出,主次分明,在有限的學(xué)時分配中提高教學(xué)效率,改善教學(xué)效果。
三、教學(xué)方式的多樣化
高分子化學(xué)有“ 五多” 的特點: 內(nèi)容多、概念多、頭緒多、關(guān)系多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)多。由于高分子化學(xué)很多抽象的概念和理論,如果都是采取以老師在臺上從頭講到尾的“填鴨”式教學(xué)方式,學(xué)生聽課感覺枯燥,憑空想像難以理解。因而在講課方式上采取形式的多樣化來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣:一、運用多媒體中圖片、文字、聲音和動畫等方式來輔助教學(xué),使一些抽象難以理解的概念形象、直觀,生動、具體化,讓學(xué)生易于理解和學(xué)習(xí),從而提高教學(xué)效果;二、有意識地運用互動式教學(xué),避免照本宣科,像有些認(rèn)知性的章節(jié)采取讓學(xué)生分成小組,課下一起準(zhǔn)備PPT,課上讓小組派代表來講課;講解公式推導(dǎo)的時候,讓學(xué)生參與進(jìn)來,和老師一起推導(dǎo)演算;激發(fā)學(xué)生參與教學(xué)的積極性,拉近老師與學(xué)生的距離,活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,提高高分子化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量;除此之外,邀請本校從事高分子方向研究的老師來給學(xué)生就高分子科研的最新進(jìn)展與動態(tài)做專題報告;三、以信息技術(shù)的迅猛發(fā)展為代表的網(wǎng)絡(luò)時代已經(jīng)來臨,因此互連網(wǎng)技術(shù)在教學(xué)中的積極運用有著非比尋常的意義。因此,教師可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)工具,將電子教案、教學(xué)課件在校內(nèi)的教學(xué)論壇上,通過高度的資源共享,讓學(xué)生能隨時查閱學(xué)習(xí),發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)快捷的優(yōu)點。與此同時,授課教師將自己的電子郵件和QQ號公布給學(xué)生,當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)上碰到問題和困難時能及時快捷的與教師進(jìn)行溝通交流,從而促進(jìn)教學(xué)效果,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。
四、教師自身專業(yè)知識水平的提高
作為一名主講教師,在這科技進(jìn)步日新月異的時代,一個老師要想使自己的專業(yè)知識不陳腐,能跟上科技的腳步,在課堂上能多給學(xué)生傳授一些關(guān)于本專業(yè)的前沿知識和最新進(jìn)展,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,自身的專業(yè)知識層次水平不斷提升對于保證上課的質(zhì)量是至關(guān)重要的。因而主講教師可以從下面幾個方面提高自己: 首先在上課之后需要多讀專業(yè)文獻(xiàn),跟蹤最新科研進(jìn)展,把一些研究熱點和前沿介紹給學(xué)生,利用學(xué)生對科研前沿的興趣和熱情來促進(jìn)教學(xué)。同時,將本學(xué)院老師的科研研究工作或自身科研研究內(nèi)容和最新進(jìn)展與課程內(nèi)容有機(jī)結(jié)合,如講授聚合方法的時候,本人就自己的研究方向 “應(yīng)用ATRP或RAFT可控聚合方法,合成一系列分子量可控的用于癌癥治療的功能性生物醫(yī)用高分子材料” 拿到課堂上和學(xué)生討論,進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對 “活性可控高分子聚合“的理解,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和科研熱情;第二,教師同時需要多參加以促進(jìn)科學(xué)發(fā)展、學(xué)術(shù)交流、課題研究等學(xué)術(shù)性話題為主題的學(xué)術(shù)會議;如每兩年一度的高分子年會,了解高分子各領(lǐng)域的最新的研究動態(tài),開闊眼界;并且現(xiàn)在每屆高分子年會都有”關(guān)于高分子教育與學(xué)科發(fā)展的分會”主題,做報告的是高分子界的一些大牛和大家,對啟發(fā)我們的教學(xué)和研究有非常大的幫助;除此之外,我們還需要多聽一些名家名師的講課,學(xué)習(xí)名家名師的講課方法,找出差距,提高自身的教學(xué)水平。
作為一名在一線教學(xué)的任課教師,面對一群頭腦活躍、求知率強(qiáng)、渴望新鮮事物的年輕大學(xué)生,我們在教學(xué)上需要不斷的學(xué)習(xí)進(jìn)步,推陳出新,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,為培養(yǎng)優(yōu)秀的創(chuàng)新人才不懈努力。
參考文獻(xiàn):
[1] 潘祖仁.高分子化學(xué).第5版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011.
[2] 王槐三. 寇曉康.《高分子化學(xué)教程》[M]. 北京: 科學(xué)出版社,2002.
[3] 王國建.高分子通報,2012,(11):97-100.
關(guān)鍵詞:涂料學(xué);高分子專業(yè);教學(xué)改革;涂料實驗
近年來,隨著我國對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)問題的日益重視,大力加強(qiáng)素質(zhì)教學(xué),培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力的同時,進(jìn)一步鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識就顯得尤為重要[1]。在我國,無論是在綜合性院校、理工科院校,還是職業(yè)技術(shù)院校,大都開設(shè)了高分子的本科專業(yè),包括:高分子化學(xué)與物理專業(yè)、高分子材料專業(yè)以及高分子加工專業(yè)等。在課程設(shè)置方面,基本都開設(shè)了高分子化學(xué)、高分子物理和高分子分析方法等基礎(chǔ)課程以及高分子專業(yè)基礎(chǔ)實驗。然而我們在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn),學(xué)生很難將之前開設(shè)的基礎(chǔ)課程中的知識融會貫通,對生活實例不能做出相應(yīng)合理的解釋。高分子作為一個實用性很強(qiáng)的專業(yè),各門專業(yè)課之間有著密切的聯(lián)系:利用高分子化學(xué)知識合成出不同結(jié)構(gòu)的高分子材料,高分子材料的結(jié)構(gòu)將直接影響其性能,在對材料進(jìn)行加工時又需要運用高分子物理和流變學(xué)等知識[2]。如果學(xué)生們不能將專業(yè)基礎(chǔ)知識活學(xué)活用、融會貫通,那么他們將很難應(yīng)對高分子專業(yè)相關(guān)工作中的實際問題。因此,我們嘗試針對高分子專業(yè)的培養(yǎng)方案,在開設(shè)高分子化學(xué)、高分子物理、高分子成型加工以及高分子結(jié)構(gòu)分析方法這些專業(yè)課程的基礎(chǔ)上,新增了一門《涂料學(xué)》課程,安排在第7學(xué)期進(jìn)行,計劃學(xué)時為32學(xué)時。力求通過本課程的學(xué)習(xí),鞏固之前學(xué)到的專業(yè)知識并將其融會貫通,同時拓寬學(xué)生的知識面,提高其實踐能力。為了達(dá)到教學(xué)目標(biāo),培養(yǎng)出基礎(chǔ)扎實、有創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才,《涂料學(xué)》課程的本科教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的設(shè)計就是必須考慮的首要問題。為此,筆者結(jié)合從事涂料課程教學(xué)與科研的經(jīng)驗,參考接收本科生進(jìn)行涂料實習(xí)單位的反饋意見,同時結(jié)合《涂料學(xué)》課程自身特點,做了一些初步的探討。
一、《涂料學(xué)》課程的特點和意義
高分子的主要應(yīng)用領(lǐng)域集中在涂料、塑料、粘合劑和助劑四方面。進(jìn)入21世紀(jì)以來,我國涂料行業(yè)發(fā)展迅速,對涂料行業(yè)科研技術(shù)人才的需求量大大增加[3]。為此,在國內(nèi)一部分高校中的高分子相關(guān)專業(yè)開設(shè)了涂料相關(guān)課程。《涂料學(xué)》課程是建立在高分子化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、膠體化學(xué)、表面化學(xué)與表面物理、流變學(xué)、材料力學(xué)、光學(xué)和顏色學(xué)科基礎(chǔ)上的一門綜合性學(xué)科,但又不是這些學(xué)科的簡單加和而有其自身理論。對于高分子專業(yè)的學(xué)生而言,如何能將其學(xué)到的無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理等基礎(chǔ)知識貫穿統(tǒng)一起來,《涂料學(xué)》無疑是一個不二選擇。開設(shè)涂料課程,一方面使今后從事涂料行業(yè)的學(xué)生進(jìn)入工作崗位后,盡快成為行業(yè)技術(shù)骨干;另一方面對于今后從事非涂料領(lǐng)域的高分子學(xué)生而言,課程的學(xué)習(xí)過程也是對之前學(xué)到的化學(xué)和材料學(xué)基礎(chǔ)知識鞏固、加強(qiáng)和提高的過程。
二、《涂料學(xué)》教學(xué)的主要內(nèi)容
涂料學(xué)課程的內(nèi)容多,課時少,教師難以在短時間內(nèi)將涂料行業(yè)所需的內(nèi)容講深、講透。在課程教學(xué)的過程中,教師應(yīng)該堅持理論結(jié)合實際的教學(xué)方針,對知識結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整,做到簡單而不淺顯,深奧而不枯燥。在教學(xué)內(nèi)容上,要注重兩方面的統(tǒng)一:一方面注意《涂料學(xué)》課程章節(jié)間的聯(lián)系和統(tǒng)一,這門課程涉及到涂料概述、顏料、溶劑、樹脂等內(nèi)容,各部分內(nèi)容既相對獨立,又相互聯(lián)系;另一方面,要把握《涂料學(xué)》課程與無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理等基礎(chǔ)知識貫穿統(tǒng)一。教師在教學(xué)中應(yīng)該重點介紹以下內(nèi)容。
1.涂料的基本知識。這部分內(nèi)容主要介紹涂料概念、組成、類別、功能以及發(fā)展概況。結(jié)合日常生活所接觸的涂料,使學(xué)生掌握涂料的基本概念、分類和作用。讓學(xué)生們了解到,現(xiàn)代涂料學(xué)的發(fā)展是以化學(xué),特別是高分子科學(xué)為基礎(chǔ),結(jié)合界面科學(xué)和流變學(xué)發(fā)展起來的。了解涂料的發(fā)展背景和面臨的挑戰(zhàn),懂得涂料的發(fā)展趨勢。通過對目前報道較新的,具有特殊功能的涂料的介紹來激發(fā)學(xué)生對涂料的興趣,并為以后進(jìn)行涂料的科學(xué)研究開好頭。
2.顏料相關(guān)理論。顏料和填料是涂料生產(chǎn)不可缺少的成分之一。其作用不僅是色彩和裝飾性,更重要的是改善涂料的物理化學(xué)性能,提高涂層的機(jī)械強(qiáng)度、附著力、防腐性能、耐光性和耐候性。讓學(xué)生了解遮蓋力、著色力和吸油值等基本概念。在授課過程中,這部分知識與物理化學(xué)中的雙電層理論聯(lián)系緊密,可以對以前的基礎(chǔ)知識鞏固提高。關(guān)于顏料的分散是教學(xué)的重點。
3.溶劑知識。溶劑是不包括無溶劑涂料在內(nèi)的,各種液態(tài)涂料中所含有的,為使得液態(tài)涂料完成施工過程的必要的一類物質(zhì)。原則上不構(gòu)成涂膜,也不存留在涂膜中。在授課過程中,這部分知識與有機(jī)化學(xué)和高分子物理中的極性、溶解力、粘度等相關(guān)知識聯(lián)系緊密,可以對以前的基礎(chǔ)知識鞏固提高。在教學(xué)中,使學(xué)生掌握根據(jù)溶劑理論選用溶劑和改善涂料性能,了解有機(jī)溶劑對環(huán)境的危害,開發(fā)綠色水性涂料和高固體份涂料是涂料行業(yè)的趨勢。
4.樹脂知識。成膜物質(zhì)是組成涂料的基礎(chǔ),它具有粘結(jié)涂料中其他組分形成涂膜的功能,對涂料和涂膜的性能起到?jīng)Q定性的作用。例如,在丙烯酸樹脂章節(jié)中的內(nèi)容與高分子化學(xué)基礎(chǔ)課中自由基聚合和聚合方法的相關(guān)知識密切聯(lián)系。不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂和聚氨酯章節(jié)中內(nèi)容與高分子化學(xué)基礎(chǔ)課中的縮聚和逐步聚合相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系緊密。因此,授課的過程也是對以前的知識復(fù)習(xí),深入體會和提高的過程,將這些基本知識與涂料制備技術(shù)相互滲透,相得益彰,這也正是開設(shè)《涂料學(xué)》課程的特色。
三、教學(xué)方法
1.教學(xué)與生活、生產(chǎn)相結(jié)合,注重理論聯(lián)系實際。涂料是一門理論性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的交叉學(xué)科。理論知識比較晦澀,但大多數(shù)基本理論知識都已經(jīng)在本科基礎(chǔ)課教學(xué)階段涉及,在涂料課程中只是有針對性的學(xué)習(xí),必須與實際結(jié)合才能使學(xué)得的知識深化和牢固,也才能引起學(xué)生的興趣。在教學(xué)的初期階段,為了使得學(xué)生盡快入門,熟悉涂料學(xué),就要將日常生活、生產(chǎn)與涂料結(jié)合,介紹生活和生產(chǎn)中涂料的應(yīng)用,提高學(xué)生從心理上對課程的接受程度。眾所周知,涂料學(xué)的特點是“入門易、學(xué)懂難”。為了提高教學(xué)效率,改善教學(xué)效果,必須要注重理論聯(lián)系實際。這種聯(lián)系實際上是基礎(chǔ)知識與涂料學(xué)的聯(lián)系;涂料學(xué)與實際應(yīng)用的聯(lián)系。把涂料學(xué)作為有機(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理等基礎(chǔ)知識實踐的對象,會使學(xué)生對所學(xué)過的基礎(chǔ)知識鞏固提高,為今后打下堅實的理論基礎(chǔ)。在涂料學(xué)理論實踐過程中,學(xué)生可以去涂料生產(chǎn)廠和研究院所參觀學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)涂料生產(chǎn)方法和檢測方法,了解生產(chǎn)設(shè)備和檢測儀器設(shè)備。學(xué)生往往很有興致,注意力高度集中,因此將理論知識寓于合適的實際背景中進(jìn)行講授效果明顯。
2.開設(shè)涂料實驗。在高分子化學(xué)實驗的基礎(chǔ)上,開設(shè)涂料實驗課程[4]。高分子化學(xué)實驗中,一般開設(shè)甲基丙烯酸甲酯(或苯乙烯)的乳液聚合、聚酯合成實驗等,可以在這些實驗的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步開設(shè)丙烯酸乳液合成、低分子量聚酯合成以及低分子量聚酯與異氰酸酯固化等,并且可以進(jìn)一步開設(shè)乳膠漆的制造、涂料性能檢測等系列實驗,讓學(xué)生自己合成樹脂,自己配制涂料,自己對涂料和涂層進(jìn)行檢測。通過實驗,不但將課堂所學(xué)到的理論知識通過實驗鞏固提高,而且訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行涂料生產(chǎn)和科學(xué)研究的方法,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,分析和解決問題的能力。
四、結(jié)語
總之,筆者對在高分子專業(yè)本科教學(xué)中開設(shè)《涂料學(xué)》課程的必要性、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法進(jìn)行了初探,提出開設(shè)《涂料學(xué)》課程的必要性:一方面,對于處于專業(yè)知識學(xué)習(xí)的學(xué)生而言,通過本課程的學(xué)習(xí),加強(qiáng)他們對高分子專業(yè)基礎(chǔ)知識的鞏固,為今后從事高分子相關(guān)專業(yè)的工作打好堅實的理論基礎(chǔ);另一方面,針對今后從事涂料行業(yè)的學(xué)生,涂料行業(yè)快速發(fā)展,科技含量越來越高,涂料學(xué)課程的開設(shè)正好可以滿足涂料行業(yè)對大批高層次科研技術(shù)人員的需求。
參考文獻(xiàn):
[1]徐光憲.我對素質(zhì)教育的認(rèn)識[J].大學(xué)化學(xué),2004,19(3):1-8.
[2]陳立貴,袁新強(qiáng),李雷權(quán),等.構(gòu)建符合學(xué)校定位的高分子專業(yè)人才培養(yǎng)方案的研究[J].科技資訊,2009,(22),161-162.
[3]涂料工藝編委會.涂料工藝[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1997.
關(guān)鍵詞:高分子化學(xué);新工科;教學(xué)改革
“高分子化學(xué)”是研究高分子化合物合成和反應(yīng)的一門科學(xué),是化工和材料類專業(yè)學(xué)生在具備了必要的有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等基礎(chǔ)知識之后,必修的專業(yè)主干課。該課程為高分子材料的制備和功能化提供重要的專業(yè)基礎(chǔ)知識,是學(xué)生將來從事高分子材料研發(fā)和生產(chǎn)必備的理論基礎(chǔ),在專業(yè)課程體系中起著關(guān)鍵性作用。然而,由于該課程知識點繁瑣,涉及概念、原理抽象,學(xué)生普遍反映難以理解,學(xué)習(xí)效果不佳,而且,在新工科背景下,傳統(tǒng)的理工科已不足以應(yīng)對社會發(fā)展,需要重構(gòu)一些核心知識,重新整合課程體系,以實現(xiàn)更新的教育理念、更好的教學(xué)模式、更高的教育質(zhì)量,滿足大學(xué)畢業(yè)生創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的需求,使畢業(yè)生能支撐新興產(chǎn)業(yè),甚至創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)新領(lǐng)域。按照新工科的要求,本文根據(jù)“高分子化學(xué)”等工科專業(yè)的特點,結(jié)合以往教學(xué)授課經(jīng)驗,在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、實踐性教學(xué)方法等方面進(jìn)行了一系列的探索,以期提高該課程的教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)出滿足新工科建設(shè)要求的綜合型高分子材料類專業(yè)人才。
1“高分子化學(xué)”課程的內(nèi)容和特點
“高分子化學(xué)”主要是學(xué)習(xí)如何以小分子原料合成高分子化合物的原理和方法,通過學(xué)習(xí)縮聚與逐步聚合、自由基聚合、自由基共聚合、離子聚合、配位聚合、開環(huán)聚合和聚合物化學(xué)反應(yīng)等內(nèi)容[1],使學(xué)生掌握高分子合成的原理和方法,明確如何尋找合適的單體和引發(fā)劑及合適的反應(yīng)條件,以合成預(yù)定結(jié)構(gòu)的聚合物?!案叻肿踊瘜W(xué)”課程涉及基本概念繁多,學(xué)生記憶有困難[2]。以第一章內(nèi)容為例,高分子的基本組成就涉及到重復(fù)單元(鏈節(jié))、結(jié)構(gòu)單元和單體單元;談到高分子的分子量,聚合物往往是同系聚合物的混合物,因此具有分散性,測得的分子量為平均分子量,又分為數(shù)均分子量、重均分子量、Z均分子量、粘均分子量,分別對應(yīng)不同的測試方法;聚合物命名也有多種方法,僅習(xí)慣命名法就有中文和英文俗名,諸如PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、ABS(丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三元共聚物)等需要識記。另外,“高分子化學(xué)”課程中有些原理抽象,難以理解。諸如自由基聚合反應(yīng)和離子聚合反應(yīng)以及配位聚合反應(yīng)和開環(huán)聚合反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理,單體結(jié)構(gòu)對反應(yīng)類型的選擇和判定,聚合反應(yīng)過程中影響聚合物分子量的鏈轉(zhuǎn)移因素等。高分子的立體異構(gòu)也是一個抽象而不好掌握的難點,學(xué)生往往將構(gòu)型和構(gòu)象混淆。構(gòu)型是分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的幾何排列,這種排列是穩(wěn)定的,要改變構(gòu)型需經(jīng)過化學(xué)鍵的斷裂和重組;構(gòu)象是由于單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子在空間的不同形態(tài),由于熱運動,分子的構(gòu)象是可以改變的,因此高分子鏈的構(gòu)象是統(tǒng)計性的。
2“高分子化學(xué)”課程教學(xué)改革的幾點探索
2.1抓住經(jīng)、緯線,有效梳理知識結(jié)構(gòu)
盡管“高分子化學(xué)”課程所涉及知識點浩繁,貌似雜亂無章難以梳理,學(xué)生覺得難學(xué),老師覺得難教,其實不然。經(jīng)過細(xì)心總結(jié),你會發(fā)現(xiàn)這門課程各章節(jié)知識點之間有著很強(qiáng)的規(guī)律性。正如“高分子化學(xué)”教材作者潘祖仁老先生在書序中指出,“以聚合反應(yīng)和聚合物化學(xué)反應(yīng)作主經(jīng)線,以聚合物品種作副緯線,相互交織深化”。高分子合成的聚合反應(yīng)按照聚合機(jī)理可以分為由活性中心引發(fā)單體聚合的連鎖聚合反應(yīng),和無活性中心,單體通過官能團(tuán)間相互反應(yīng)而發(fā)生的逐步聚合反應(yīng)。大部分縮聚反應(yīng)屬于逐步聚合機(jī)理,對應(yīng)于教材中第二章內(nèi)容:縮聚和逐步聚合,介紹縮聚反應(yīng),縮聚反應(yīng)的機(jī)理,縮聚動力學(xué),縮聚物聚合度及其分布,這是清晰的經(jīng)線(縱向),接下來聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺等典型縮聚物的介紹就是緯線(橫向),將抽象的機(jī)理、動力學(xué)等知識通過具體例子進(jìn)行闡述說明。再來看由活性中心引發(fā)的連鎖聚合反應(yīng),當(dāng)活性中心是自由基時,對應(yīng)第三章內(nèi)容:自由基聚合,介紹自由基聚合反應(yīng)特點和自由基產(chǎn)生體系,自由基聚合機(jī)理,聚合動力學(xué),聚合物的聚合度及其分布,講解說明過程中引用乙烯、氯乙烯、苯乙烯等單體聚合的典型例子。接下來討論了聚合單體為兩種不同結(jié)構(gòu)單體時的聚合反應(yīng)規(guī)律,對應(yīng)第四章內(nèi)容:自由基共聚合。自由基聚合反應(yīng)的具體實施工藝,對應(yīng)第五章內(nèi)容:聚合方法,分別為本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合。當(dāng)活性中心為離子時,對應(yīng)的是第六章內(nèi)容:離子聚合?;钚灾行臑殛庪x子,對應(yīng)的陰離子聚合,活性中心為陽離子時,對應(yīng)的為陽離子聚合,具體授課內(nèi)容為反應(yīng)體系、聚合機(jī)理和聚合反應(yīng)動力學(xué)。第七章的配位聚合是陰離子聚合性質(zhì),第八章的開環(huán)聚合反應(yīng)屬于離子聚合性質(zhì),均遵循陰、陽離子聚合反應(yīng)原理。前八章介紹了高分子的合成反應(yīng)特點(高分子生成),第九章介紹高分子之間所能發(fā)生的反應(yīng)及其衍生出的功能高分子,為另一門課程“功能高分子”奠定了基礎(chǔ)。
2.2講述科學(xué)故事,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
學(xué)生在大量專業(yè)知識的學(xué)習(xí)過程中常常會覺得枯燥乏味,我們可以講講自然規(guī)律、科學(xué)原理發(fā)現(xiàn)背后的科學(xué)故事,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對高分子科學(xué)的熱愛。比如,緒論部分關(guān)于高分子科學(xué)的形成和發(fā)展就蘊藏著一段科學(xué)故事。什么是高分子呢?追溯高分子的發(fā)展歷史,人們對高分子的認(rèn)識和發(fā)展經(jīng)歷了一段曲折的過程。1861年,英國化學(xué)家格雷阿姆認(rèn)為高分子是由小的結(jié)晶分子形成,提出了高分子的膠體理論。在一定程度上解釋了某些高分子的特性,得到許多化學(xué)家的認(rèn)可。直到1922年,德國化學(xué)家施陶丁格在研究天然橡膠加氫過程中得出高分子是由長鏈大分子構(gòu)成的觀點。這一觀點一經(jīng)提出,就遭到膠體論者的強(qiáng)烈反對和譏諷。但施陶丁格仍然堅持開展相關(guān)課題的深入研究,直到1926年瑞典化學(xué)家斯維德貝格測量出蛋白質(zhì)的分子量,從而證明了施陶丁格大分子理論的正確性。通過講述科學(xué)故事,不僅激發(fā)了學(xué)生對高分子學(xué)科的興趣和熱愛,還培養(yǎng)了學(xué)生敢于質(zhì)疑權(quán)威、維護(hù)真理的求是科學(xué)精神。在高分子學(xué)科,這樣的科學(xué)巨匠不勝枚舉,美國化學(xué)家Flory也是其中之一。他通過反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)聚合物增長鏈的活性與它的末端結(jié)構(gòu)有關(guān),而與高分子鏈的長度無關(guān),并采用統(tǒng)計學(xué)方法推導(dǎo)出高分子分子量的數(shù)學(xué)表達(dá)式,稱為“弗洛里分布”。專業(yè)教師在課堂上講述這些科學(xué)故事的同時,要引導(dǎo)學(xué)生在國家新工科發(fā)展理念下,追求精益求精的“工匠精神”。
2.3研討性教學(xué),變被動學(xué)為主動學(xué)
傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師講,學(xué)生聽,學(xué)生一開始還能精神飽滿,漸感枯燥后可能會跟不上教師思路,于是思想和精神也開小差去了,導(dǎo)致課堂教學(xué)效果差。為了更好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),我們教學(xué)團(tuán)隊在傳統(tǒng)教學(xué)模式中融入研討式教學(xué)方法[3]。每次課上根據(jù)當(dāng)次授課內(nèi)容為學(xué)生布置課下討論問題,于下次課上進(jìn)行研討,可采取主動發(fā)言或隨機(jī)抽查的方式來進(jìn)行,以便學(xué)生對授課內(nèi)容有更好的理解。另外還可根據(jù)授課內(nèi)容安排一到二次學(xué)生的報告機(jī)會,鼓勵并指導(dǎo)學(xué)生課下查閱文獻(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生主動獲取知識的自學(xué)能力。比如,在講授第五章聚合方法時,伴隨乳液聚合技術(shù)的發(fā)展,涌現(xiàn)出種子乳液聚合、核殼乳液聚合、微乳液聚合等一系列新的乳液聚合技術(shù)。教師講授了經(jīng)典乳液聚合的基本概念、機(jī)理和動力學(xué),可以讓學(xué)生根據(jù)聚合速率、微結(jié)構(gòu)、分子量及其分布等控制目標(biāo),結(jié)合乳膠粒度和粒度分布、顆粒結(jié)構(gòu)和形貌、表面積等影響因素,講述對新的乳液聚合方法的認(rèn)識并列舉實例。有效的師生互動有助于提高學(xué)生在“高分子化學(xué)”學(xué)習(xí)過程中對知識的理解與掌握,形成正確的“高分子化學(xué)”學(xué)習(xí)方法和思維模式[7]。教師在研討式互動過程中完成了“教”的任務(wù),同時也和學(xué)生一起延伸“學(xué)”的活動。討論過程方便教師及時準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)上存在的問題,不斷地對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要恰當(dāng)?shù)母?。傳統(tǒng)的課堂線下教學(xué)教師和學(xué)生可以問答互動,討論研究。即使疫情期間的網(wǎng)絡(luò)教學(xué),教師與學(xué)生也可以通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺如雨課堂中的彈幕互動、騰訊會議教學(xué)模式中的小窗口對話來進(jìn)行高效高質(zhì)的師生活動。
2.4結(jié)合實驗、實踐教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生科研實踐能力
為使學(xué)生加深認(rèn)識和理解高分子科學(xué)理論,有必要配套開設(shè)“高分子化學(xué)實驗”課程,讓學(xué)生自己動手進(jìn)行高分子合成。在學(xué)習(xí)自由基聚合時,許多單體聚合至10%轉(zhuǎn)化率后,都出現(xiàn)明顯自動加速現(xiàn)象,即凝膠效應(yīng)。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)為例,進(jìn)行本體聚合時,轉(zhuǎn)化率低于10%,聚合體系從流動液體轉(zhuǎn)變成粘滯狀,轉(zhuǎn)化率為10%~50%,體系從粘滯狀轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍腆w,加速明顯,直至80%轉(zhuǎn)化率才減速終止。出現(xiàn)凝膠效應(yīng)的原因,鏈自由基的終止反應(yīng)包括鏈自由基的平移、鏈段重排和雙基化學(xué)反應(yīng)。隨著反應(yīng)進(jìn)行,體系粘度增加,鏈段重排受阻,鏈終止速率常數(shù)kt下降;40%轉(zhuǎn)化率時,kt降低上百倍而kp變化不大,導(dǎo)致聚合反應(yīng)加速。甲基丙烯酸甲酯本體聚合體系的微觀動力學(xué)變化可以體現(xiàn)宏觀體系特征,從實驗現(xiàn)象可以明顯觀察到自由基聚合的凝膠效應(yīng),因此強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實驗課程效果,有助于深入理解“高分子化學(xué)”課程的理論知識。另外,新工科背景下,需要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,可通過推行“本科生導(dǎo)師”制,為學(xué)生創(chuàng)造科研工作機(jī)會[4]。教師可根據(jù)自己的研究方向給學(xué)生提出研究導(dǎo)向,指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料,制定實驗方案,并開展實驗、測試以及數(shù)據(jù)分析和整理。這些過程不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,還能培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和創(chuàng)新能力,為以后的科研活動打下堅實基礎(chǔ)[5-6]。比如,高分子材料因為所具有的緩釋、控釋和靶向作用而廣泛作為藥物基因載體應(yīng)用,不僅可以提高藥物療效,還能提高藥物的安全性、合理性和精密性。其中,對藥物起到保護(hù)和運輸功能的載體就是通過兩親嵌段共聚物組裝而形成的具有疏水性的核和親水性的殼(“核-殼”)結(jié)構(gòu)的膠束。嵌段共聚物聚乳酸聚丙烯酸是通過陰離子開環(huán)聚合和RAFT聚合相結(jié)合的方法合成的。學(xué)生在實驗過程中反復(fù)熟練課堂學(xué)習(xí)的陰離子開環(huán)聚合原理知識,真正做到活學(xué)活用。而且,應(yīng)用到的RAFT聚合是可控自由基聚合技術(shù)中的一種,讓學(xué)生在實際操作中體會“引入自由基控制劑,實現(xiàn)快引發(fā)、慢增長、無鏈轉(zhuǎn)移和無鏈終止的活性自由基聚合技術(shù)”,不僅使學(xué)生對所學(xué)知識領(lǐng)悟深刻,還能培養(yǎng)學(xué)生的開拓鉆研精神。此外,教師還可以鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生參加挑戰(zhàn)杯等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽,提升學(xué)生的科研素養(yǎng)和團(tuán)隊合作精神,開闊視野,拓寬未來發(fā)展平臺。用科研和科創(chuàng)活動促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識,有利于學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實際,并且將理論和實踐有機(jī)結(jié)合,有效避免了課堂灌輸?shù)目菰锓ξ?,寓教于研,更好地發(fā)揮科學(xué)育人的目的。
3結(jié)束語
為應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)革命,將培養(yǎng)具有競爭力的科技創(chuàng)新型人才作為新工科培養(yǎng)目標(biāo),本文在這種大背景下對“高分子化學(xué)”課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探索。提出以經(jīng)、緯線編織知識網(wǎng),建立知識體系內(nèi)部框架;挖掘科學(xué)知識背后的故事,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)科學(xué)精神;采用研討性教學(xué)模式,變學(xué)生被動式學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí);緊密結(jié)合科學(xué)實驗和科研實踐,培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。通過以上舉措,在教學(xué)科研結(jié)合的氛圍中實現(xiàn)師生互動,專業(yè)課堂才能成為培育科技型創(chuàng)新人才的重要途徑。
參考文獻(xiàn)
[1]潘祖仁.高分子化學(xué)[M].5版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2014.
[2]王柏臣,李偉,高禹.面向工程教育專業(yè)認(rèn)證的“高分子化學(xué)”課程教學(xué)改革探索[J].化工時刊,2021,35(1):42-44.
[3]李繼航,張強(qiáng).高分子化學(xué)教學(xué)中的互動式教學(xué)的應(yīng)用探索[J].山東化工,2020,49(24):159-160.
[4]霍利軍,倪健領(lǐng).“強(qiáng)基計劃”背景下高分子化學(xué)教學(xué)改革與探索[J].化學(xué)教育(中英文),2021,42(24):17-22.
[5]張源源.高校高分子化學(xué)實驗教學(xué)改革探討[J].山東化工,2018,47(6):147-148.
[6]楊金燕,賴?yán)?基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的高分子化學(xué)實驗教學(xué)改革[J].高分子通報,2019(9):87-91.
[7]王建國.有機(jī)化學(xué)教學(xué)中應(yīng)注重師生有效互動[J].大學(xué)化學(xué),2022,37(3):172-176.
您好!今向貴單位推薦我系的優(yōu)秀畢業(yè)生XX同學(xué)。他是XX航空大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)的應(yīng)屆本科畢業(yè)生。得知貴公司有意愿招聘應(yīng)屆畢業(yè)生,他心情激昂,并非常希望到貴公司工作。
在校期間,他充分利用學(xué)校優(yōu)越的學(xué)習(xí)條件和濃郁的學(xué)習(xí)氛圍,認(rèn)真學(xué)習(xí)了高分子材料與工程專業(yè)所規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容,并多次獲得獎學(xué)金;他還順利通過了英語四、六級和計算機(jī)二級考試,并拿到駕駛證和普通話證等證書;能熟練地操作word、excel、powerprint、solid works等軟件。另外,該生還輔修了金融學(xué)、心理學(xué)、太陽能光伏學(xué)等課程,并在相關(guān)領(lǐng)域有他自己獨特的見解。
XX同學(xué)還擔(dān)任了兩年的班級干部,這些經(jīng)歷和大量的社團(tuán)活動讓他充分具備了組織能力和與人溝通的能力;多次參加“三小”、“挑戰(zhàn)杯”等科技創(chuàng)新大賽鍛煉了他堅實的創(chuàng)新能力;假期的社會實踐活動,特別是到XX集團(tuán)當(dāng)銷售員,讓他更加具備了吃苦耐勞的精神。他充分認(rèn)識到強(qiáng)悍的專業(yè)知識和豐富的社會閱歷是走向工作的基石。
行為上,他思想飽滿、愛好廣泛、嚴(yán)于律己、責(zé)任心強(qiáng),對事物精益求精,能正確處理與身邊人員的關(guān)系,同時,他還嚴(yán)格要求自己,不斷積極進(jìn)取,勤奮向上,努力將自己打造成一名有理想、有文化、有道德、有紀(jì)律的合格社會接班人。
該生堅信,勤奮才是真實的內(nèi)涵。只要勤奮努力,他相信自己能夠很快適應(yīng)工作環(huán)境,熟悉業(yè)務(wù),并且在實際工作中不斷學(xué)習(xí),不斷完善自己,做好本職工作。他熱愛貴單位所從事的事業(yè),殷切地期望能夠在您的領(lǐng)導(dǎo)下,為這一光榮的事業(yè)添磚加瓦;并且在實踐中不斷學(xué)習(xí)、進(jìn)步。
我毫不猶豫堅決肯定地推薦他,希望您將優(yōu)先考慮他的申請望貴單位予以重點考慮,他一定會不負(fù)您的重托!再次感謝你在百忙之中一閱,并衷心祝愿貴單位蓬勃發(fā)展,蒸蒸日上!
關(guān)鍵詞:培養(yǎng)計劃;培養(yǎng)目標(biāo);材料科學(xué)與工程;麻省理工學(xué)院
歐美國家在20世紀(jì)60―70年代開始設(shè)立材料科學(xué)與工程系。名稱變更反映了對材料領(lǐng)域研究認(rèn)識的變遷,即“材料研究需要依據(jù)其行為和特征,而不是依據(jù)材料類型來進(jìn)行”。1998年教育部對材料類本科專業(yè)目錄進(jìn)行了調(diào)整,將原來劃分過細(xì)的十多個材料類小專業(yè)合并成了現(xiàn)在的冶金工程、金屬材料工程、無機(jī)非金屬材料工程、高分子材料與工程、材料物理、材料化學(xué)等六個專業(yè)。同時,在引導(dǎo)性專業(yè)目錄中還設(shè)置了材料科學(xué)與工程一級專業(yè)。雖然以材料科學(xué)與工程一級大學(xué)科來設(shè)置專業(yè)是必然趨勢,但材料科學(xué)與工程人才培養(yǎng)模式仍在探索之中[1]。同濟(jì)大學(xué)當(dāng)年就設(shè)置了材料科學(xué)與工程本科專業(yè),期望以歐美的模式來培養(yǎng)材料學(xué)科人才。實際上,早在20世紀(jì)80年代,當(dāng)時的同濟(jì)大學(xué)建筑材料工程系就為建筑材料專業(yè)的本科生開設(shè)了材料科學(xué)導(dǎo)論、斷裂力學(xué)、表面物理化學(xué)和傳熱、傳質(zhì)與動量傳遞(簡稱三傳)4門基礎(chǔ)課程。近幾年因為參與學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃的修訂工作,查閱了國內(nèi)外許多大學(xué)這個專業(yè)的培養(yǎng)計劃,國內(nèi)高校在材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃上的認(rèn)識一直存在爭議。美國麻省理工(MIT)材料科學(xué)與工程專業(yè)本科培養(yǎng)計劃的公開信息最多,不僅有課程列表和學(xué)分要求,還有課程的詳細(xì)簡介。尤其是麻省理工的開放課程服務(wù)(OpenCourseWare),使得我們還能夠進(jìn)一步了解課程大綱和部分內(nèi)容。此外,MIT材料學(xué)科是USNews全美排名第一的,他們的培養(yǎng)
計劃應(yīng)該具有更好的借鑒意義。本文在反復(fù)仔細(xì)研究其有關(guān)本科培養(yǎng)的各種公開資料的基礎(chǔ)上,對其培養(yǎng)計劃進(jìn)行了分析,結(jié)合自己的教學(xué)工作實踐,總結(jié)了一些心得體會,希望與國內(nèi)同行共享。
一、麻省理工材料科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃
MIT材料科學(xué)與工程系設(shè)3個專業(yè)(Course)。其一為一般意義上的材料科學(xué)與工程專業(yè)(Course 3),學(xué)生所得學(xué)位是材料科學(xué)與工程理學(xué)學(xué)士(Bachelor of Science in Materials Science and Engineering),其所授學(xué)位是被ABET(Accreditation Board for Engineering and Technology,美國工程與技術(shù)鑒定委員會)授權(quán)的,絕大部分學(xué)生都選讀這個專業(yè)。其二為課程選擇度更大的一般專業(yè)(Course 3-A),這個專業(yè)的畢業(yè)生將獲得沒有特別指定專業(yè)領(lǐng)域的理學(xué)學(xué)士(Bachelor of Science without specification)學(xué)位,系里并不尋求ABET對這個學(xué)位的授權(quán),只有很少學(xué)生選擇這個專業(yè),常常是醫(yī)學(xué)、法學(xué)、MBA預(yù)科生選擇這個專業(yè)。第三是考古與材料專業(yè)(Course 3-C),學(xué)生所得學(xué)位是考古與材料理學(xué)學(xué)士(Bachelor of Science in Archaeology and Materials),系里也不尋求ABET對這個學(xué)位的授權(quán)。從系里是否尋求對所授學(xué)位授權(quán)就可以看到,MIT材料科學(xué)與工程系本科生的主要專業(yè)是一般意義上的材料科學(xué)與工程專業(yè)(Course 3)。后面的討論主要針對Course 3的培養(yǎng)計劃進(jìn)行。
1. 課程和學(xué)分要求
該培養(yǎng)計劃的要求包括:(1)MIT的一般要求,共17門課程,其中自然科學(xué)6門,人文社科8門,限選科技課程2門,實驗課程1門。(2)交流能力課程(Communication Requirement)4門。(3)系內(nèi)課程,包括一套核心課程(Core subjects,共10門課),一個論文或2個實習(xí)以及4門限選課程,合計184~195學(xué)分。其2011―2012版本的課程和學(xué)分要求見表1,表中課程名稱前面的數(shù)字表示課程號,后面跟表示學(xué)分的數(shù)字、課程性質(zhì)、前修或同修課程號。MIT每門課程的學(xué)分由三部分組成,表示學(xué)習(xí)課程所需要的時間分布,中間用短線隔開,第一個數(shù)字表示講課時間,第二數(shù)字表示實驗、設(shè)計或者野外工作時間,第三個數(shù)字表示預(yù)習(xí)的時間,是以中等學(xué)生所需要時間估計的。1個學(xué)分大約相當(dāng)于一學(xué)期需要14小時的學(xué)習(xí)時間。從表 1可見,一般專業(yè)課程,預(yù)習(xí)所需時間是講課時間的2~3倍。
備注
*可以代替本先修課程的其他先修課程列在課程描述頁面。
(1)這些課程可以算作必修課程或者限選課程的一部分,但不能同時計算。
(2)可以選9-12學(xué)分。
(3)通過申請,可以被類似課程替代。
2. 限選課程的選擇
中列出了21門限選課程,每個學(xué)生只需要選擇4門課(48學(xué)分)。理論上,學(xué)生可以在21門課程中任選48學(xué)分,甚至經(jīng)過批準(zhǔn),還可以選擇其他系的課程或者研究生課程來代替。實際上,由于材料的范圍很廣,這些選修課程是根據(jù)主要的研究領(lǐng)域來設(shè)置的,它們是: 生物與聚合物材料(Bio-and Polymeric Materials),電子材料(Electronic Materials),結(jié)構(gòu)與環(huán)境材料(Structural and Environmental Materials),基礎(chǔ)與計算材料科學(xué)(Fundamental and Computational Materials Science)。
因此,在MIT材料學(xué)院的網(wǎng)頁上,曾經(jīng)列出了各領(lǐng)域推薦的限選課程。網(wǎng)頁上還列出了每一個方向的咨詢教授,以方便對上述領(lǐng)域某一方面更感興趣的學(xué)生選課。
3. 部分課程大綱和教學(xué)情況分析
(1)材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)課程
這個課程為15學(xué)分(5-0-10),總是與“材料實驗”一起選修。課程安排也是交叉進(jìn)行,實驗周不上課,一共有4個實驗周。這樣,材料科學(xué)與工程課程講課時間就縮短為9周(一個學(xué)期14周,最后一周為考試)。其課程安排為周一、三、五各2小時的講課(lecture),周二和四各1小時的復(fù)習(xí)課(recitation)。所以一共27次講課,18次復(fù)習(xí)課。實際講課為24次,另外3次課為測驗和考試。最后一次考試并不是考全部課程內(nèi)容,即每次測驗和考試都是分段內(nèi)容。
這個課程由兩個教授分別講授,每個教授都是24次課,因此可以推論,每次每個教授將講1小時。一個講授結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵(Structure and Bonding),一個講授熱力學(xué)和統(tǒng)計力學(xué)學(xué)(Thermodynamics and Statistical Mechanics)。
兩部分課程分別布置6次作業(yè),每部分每次都是2~3個題目,都有交作業(yè)的期限,沒有按期交作業(yè)的,該次作業(yè)成績?yōu)?。作業(yè)答案在交作業(yè)期限過后就會立即公布。課程總成績由作業(yè)成績占20%、三次測驗占80%構(gòu)成。得分標(biāo)準(zhǔn)為:總評80分以上A,70~79分為B,55~69分為C,低于55分為不及格。
(2)實驗課程
MIT材料系內(nèi)有2門必修的實驗課程,即材料實驗和材料綜合實驗。這兩門課程同時還是加強(qiáng)專業(yè)交流能力培養(yǎng)的課程,所以,教學(xué)過程特別注意專業(yè)交流方面(包括論文寫作、口頭技術(shù)報告等)的形式要求。材料實驗與材料科學(xué)與工程課程同時選修,在2年級第一學(xué)期進(jìn)行。材料綜合實驗課(Materials Project Laboratory)基本上就是幾個同學(xué)合作的科研項目,在3年級下學(xué)期進(jìn)行。下面以二年級的材料實驗為例,介紹其教學(xué)和考評辦法。
如前所述,材料實驗共4個實驗周,實驗周沒有其他專業(yè)課。實驗內(nèi)容包括量子力學(xué)原理演示、熱力學(xué)和結(jié)構(gòu),同時囊括了幾乎全部現(xiàn)代材料分析研究方法(XRD、SEM/AFM、DSC、光散射等),并通過口頭和書面方式加強(qiáng)交流能力培養(yǎng)。從教學(xué)內(nèi)容看,這門實驗課承擔(dān)了教授材料研究方法的任務(wù)。
一般將50個左右學(xué)生(2011年的2年級學(xué)生只有43人)分成6個組。每個實驗周有3個實驗主題,每個主題下面2個實驗,2個組共選一個主題,每組選做其中一個實驗。6個實驗同時進(jìn)行。一周3次實驗,每次4小時。因此,每個組每周只做3個實驗(每個主題做1個實驗),共12個實驗。由于每個組只做了一半的實驗,對另一半實驗的了解,通過每周2次的1小時交流課程(recitation sections,一般隔天舉行)來實現(xiàn)。交流課上,大家各自在黑板上即興介紹實驗的發(fā)現(xiàn),回答教師和同學(xué)的提問。
該實驗課由3個教授上,其中一個總負(fù)責(zé)。課程成績評分標(biāo)準(zhǔn)
二、分析和討論
1. 關(guān)于必修課和選修課
系內(nèi)必修課程除畢業(yè)論文或企業(yè)實習(xí)外,共有10門。大學(xué)一般要求的17門課,理論上可以自由選擇,但從表1系內(nèi)課程的先修課程可以看出,微積分I和II,物理I和II是需要先修的,大學(xué)一般要求的6門自然科學(xué)課程就去掉了4門,能夠自由選擇的大學(xué)自然科學(xué)課程剩下2門。從系里建議的選課表(roadmap)可以看到,另外2門自然科學(xué)是化學(xué)和生物。所以,自然科學(xué)的必修課程實際上相當(dāng)于14門。
限選課程要求包括GIR類型2門和48學(xué)分的系內(nèi)選修課。有3門系內(nèi)課程(共39個學(xué)分)可以作為GIR課程來選,但不能同時作為系內(nèi)課程要求的學(xué)分。大多數(shù)系內(nèi)選修課程的學(xué)分為12分,這樣的話,系內(nèi)限選課48學(xué)分需要選讀4門。所以,每個學(xué)生可以有6門專業(yè)選修課程。有意思的是,在表1中只有21門限選課程,而該系主要的研究領(lǐng)域(或者說相當(dāng)于我們的專業(yè)方向)有4個,平均每個方向只有5.25門課。如果去掉2011―2012年新增的2門課程,過去幾年只有19門課,平均每個方向只有4.75門課程??磥?,MIT材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程設(shè)置,并不鼓勵學(xué)生選單一專業(yè)方向的課程。實際上,在以前分專業(yè)方向限制選修課時,每個專業(yè)方向僅僅提供2~3門課程,進(jìn)一步的分析見下文。
反觀我們的培養(yǎng)計劃,我們的專業(yè)方向必修課程有5門(14學(xué)分),選修課程應(yīng)選4門(8學(xué)分),合計9門課程22學(xué)分。因為我們的學(xué)分是按照每周上課學(xué)時數(shù)計算的。如果按照MIT的學(xué)分計算方法,學(xué)分約為每周上課學(xué)時數(shù)的3~4倍,考慮到我們的上課周數(shù)為17~18周,而MIT才14周,因此,我們的專業(yè)方向應(yīng)選學(xué)分至少相當(dāng)于MIT的88學(xué)分,比其4門課程(48學(xué)分)的要求多了5門課程(40學(xué)分)??梢?,我們的培養(yǎng)計劃更加注重學(xué)生專業(yè)方向知識和技能的培養(yǎng)。
另外,MIT材料科學(xué)與工程系的研究領(lǐng)域非常廣泛,關(guān)于其主要研究領(lǐng)域的介紹出現(xiàn)在3個網(wǎng)頁上。其一是在該系的學(xué)位要求中關(guān)于限選課程的介紹網(wǎng)頁,4個主要的研究領(lǐng)域分別是生物與聚合物材料、電子材料、結(jié)構(gòu)與環(huán)境材料、基礎(chǔ)與計算材料科學(xué)。其二是在MIT的招生網(wǎng)頁,4個主要的研究領(lǐng)域分別是:半導(dǎo)體材料和低維系統(tǒng)(Semiconductor materials and low-dimensional systems)、能源材料(Materials for Energy)、納米結(jié)構(gòu)材料(Nanostructures)、材料的生物工程(Bioengineering of Materials)。在介紹全體教師(Faculty)的網(wǎng)頁,列出了30個研究方向(discipline),共122人次(有重復(fù)計算,因為實際教師只有35人),平均每個研究方向4.07人次(或1.17人)。少的方向僅1人如微技術(shù)、半導(dǎo)體,最多的是納米技術(shù),23人次。上面列出的生物工程(包括生物物理和生物技術(shù))9人次,能源材料(包括能源與環(huán)境、儲能)9人次。人數(shù)比較多的研究方向還有結(jié)構(gòu)與環(huán)境材料9人次,高分子材料7人次,電、光和磁材料7人次。
可見,盡管MIT研究的材料類型很多,但其本科生培養(yǎng)計劃中,涉及具體材料類別方向的課程特別少。
2. 關(guān)于考核與成績
MIT很多課程的成績評定都包括平時作業(yè)和出勤與課堂參與情況。有的課程,考試以外的項目在成績評定中所占份額可達(dá)到50%,有的實驗課程則更是高達(dá)85%這在一定程度上反映了MIT對大學(xué)生平時學(xué)習(xí)的管理是非常嚴(yán)格的,與我們頭腦中關(guān)于國外大學(xué)生“自由”學(xué)習(xí)的圖像截然不同。
3. 關(guān)于選課進(jìn)度安排
MIT材料系沒有規(guī)定統(tǒng)一的選課進(jìn)度表。但從其推薦的選課安排(roadmap)看,具有如下特點:
(1)8門大學(xué)一般要求的社科課程(GIR)分布在8個學(xué)期選修,即每學(xué)期選修1門社科課程;
(2)一年級把大學(xué)要求的6門自然科學(xué)課程(GIR)學(xué)完,包括數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)。
(3)二年級起全面進(jìn)入專業(yè)學(xué)習(xí)。第一學(xué)期學(xué)習(xí)材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)、材料實驗2門課程,兩門課交叉進(jìn)行,實驗周不上課。上課周每天都有材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)課,實驗周每天都有實驗或交流,學(xué)習(xí)安排非常集中。
(4)每學(xué)期的課程一般為4門,其中1門為社科課程。
MIT二年級第1學(xué)期就學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課程,這比我們的教學(xué)計劃提前很多。國內(nèi)的教學(xué)計劃進(jìn)度安排曾經(jīng)強(qiáng)調(diào),前兩年不安排專業(yè)課,以至于我們的材料科學(xué)與工程課程被安排在第5學(xué)期,材料研究方法更是被安排在第6學(xué)期,使得高年級學(xué)習(xí)特別緊張,深入接觸專業(yè)知識和方法的時間被推遲。
4. 關(guān)于培養(yǎng)計劃的修訂
從網(wǎng)頁上能夠追溯到MIT材料系1998年的培養(yǎng)計劃,其培養(yǎng)計劃在2003年做了很大的調(diào)整。兩者的比較
這兩個培養(yǎng)計劃的最大差別在必修課,課程名稱幾乎完全變了。但對比課程名稱和教學(xué)內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn),新培養(yǎng)計劃中的“材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)”包含結(jié)構(gòu)與化學(xué)鍵、熱力學(xué)與統(tǒng)計力學(xué)兩大部分內(nèi)容,分別由兩位教授講授,似乎代替了原來的“材料熱力學(xué)”、“材料物理化學(xué)”和“材料化學(xué)物理”3門課程,因為其教材之一仍然是物理化學(xué)(Engel, T., and P. Reid. Physical Chemistry. San Francisco, CA: Benjamin Cummings, 2005. ISBN: 9780805338423)?!安牧蠈嶒灐睉?yīng)該與原先的“材料結(jié)構(gòu)實驗”對應(yīng),“材料綜合實驗”應(yīng)該與原來的“材料加工實驗”對應(yīng)?!安牧系奈⒔Y(jié)構(gòu)演變”與原來的“材料結(jié)構(gòu)”相似。取消了“材料力學(xué)”、“材料工程中的輸運現(xiàn)象”2門課程。增加了“材料的電光磁性能”、“材料的力學(xué)性質(zhì)”、“有機(jī)和生物材料化學(xué)”、“材料加工”4門課程。取消2門,合并2門,增加4門,課程總數(shù)不變。
選修課變化較小,只是增加了若干課程,特別是生物材料和納米材料的課程。其實,兩門生物材料課程是2000年增加的,當(dāng)時選修課由4方向增加為5個方向。選修課的最大變化是理論上不再分專業(yè)方向,學(xué)生可以任意選課。但實際操作時,仍然向?qū)W生推薦各專業(yè)方向的課程組合。無論如何,每個專業(yè)方向的課程不足4門,學(xué)生必然需要選修其他方向的課程。
從2003年至今,必修課沒有變化,選修課則有一些小的調(diào)整(表5)。其中2005年減少了高分子化學(xué)、化學(xué)冶金學(xué)(Chemical Metallurgy)2門課程。增加了2門數(shù)學(xué),材料熱力學(xué)(原來的必修課),先進(jìn)材料加工,衍射和結(jié)構(gòu),材料的對稱性、結(jié)構(gòu)和張量性質(zhì),材料選擇,共7門課程??梢姡黾拥倪@些課程仍然是與具體材料種類無關(guān)的。2007年和2011年分別增加了1門生物材料方面的課程??梢?,即使是選修課的調(diào)整,仍然在繼續(xù)加強(qiáng)有關(guān)材料行為特征方面的課程,減少有關(guān)具體材料種類的課程。
5. 關(guān)于培養(yǎng)目標(biāo)與課程設(shè)置
過去,MIT材料科學(xué)與工程系培養(yǎng)目標(biāo)分四類,研究型學(xué)位(Course 3)、預(yù)科型學(xué)位(Course 3A)、實踐型學(xué)位(Course 3B,2003年取消)和考古型學(xué)位(Course 3C)。其中,研究型學(xué)位與實踐型學(xué)位培養(yǎng)要求的唯一差別是不變的,即前者在四年級做畢業(yè)論文,后者在二年級暑假和三年級暑假做2個20周的企業(yè)實習(xí),其他課程要求完全相同?,F(xiàn)在把實踐型學(xué)位取消了,但仍然保留了學(xué)生向這個方向發(fā)展的渠道,即學(xué)生仍然可以選擇做畢業(yè)論文或者企業(yè)實習(xí),學(xué)位合并在研究型學(xué)位(Course 3)中。
從2003年培養(yǎng)計劃大調(diào)整來看,MIT材料科學(xué)與工程專業(yè)(Course 3)的主要培養(yǎng)目標(biāo)是讓本科畢業(yè)生繼續(xù)深造。也可能是社會需求的變化促使MIT對培養(yǎng)計劃進(jìn)行調(diào)整。這從MIT選讀實踐型學(xué)位人數(shù)變遷或許可以看出一些端倪(表6)。從1998年到2002年,實踐型學(xué)位人數(shù)多于研究型學(xué)位的人數(shù),2002年突然降低,與研究型學(xué)位相當(dāng)。查看大學(xué)2年級實踐型學(xué)位學(xué)生注冊數(shù),從2002年起突然減少,由原來每年約20人突然減少為6人。2003年培養(yǎng)計劃調(diào)整當(dāng)年,還有5人注冊為實踐型學(xué)位,這應(yīng)該是此前培養(yǎng)計劃延續(xù)所致。
那么,沒有了實踐型(Course 3B)學(xué)位,是否還有學(xué)生仍然會選擇實習(xí)代替論文呢。下面從2002~2008年MIT材料系本科畢業(yè)生去向分析。除了一些研究生院,網(wǎng)頁一共列出了38家企業(yè)和17家政府部門或咨詢機(jī)構(gòu)。統(tǒng)計2002年以后(至2005年結(jié)束,當(dāng)年僅剩下1人)各年4年級實踐型學(xué)位人數(shù)(也約等于當(dāng)年畢業(yè)人數(shù))總和恰為38人,與畢業(yè)生去向統(tǒng)計的企業(yè)單位數(shù)剛好相同。這難道是巧合?是否可以推論,2003培養(yǎng)計劃修改之后幾乎就沒有學(xué)生選擇去企業(yè)實習(xí)了?
MIT材料專業(yè)取消實踐型學(xué)位,以及此后可能幾乎沒有人選擇實習(xí)代替畢業(yè)論文事實,一方面可能與美國產(chǎn)業(yè)向國外轉(zhuǎn)移,本國企業(yè)對工程師的需求減少有關(guān);另一方面,MIT培養(yǎng)計劃中的課程設(shè)置調(diào)整也起了一定作用。因為選擇實踐型學(xué)位人數(shù)銳減在前(2002年),培養(yǎng)計劃調(diào)整在后(2003年)。培養(yǎng)計劃中去掉的必修課“材料力學(xué)”和“材料工程中的輸運現(xiàn)象”,顯然屬于工程類課程。因此,其培養(yǎng)計劃課程中增加材料研究型基礎(chǔ)知識、減少工程知識的傾向十分明顯,也說明其培養(yǎng)計劃隨社會需求進(jìn)行了及時調(diào)整。
另外,盡管2003年培養(yǎng)計劃中的必修課有較大調(diào)整,但選修課調(diào)整比較有限。而且調(diào)整前后,沒有改變其材料類本科生寬專業(yè)培養(yǎng)的模式。
但在選修課中,把專業(yè)方向的基礎(chǔ)課程去掉,仍然讓人有點匪夷所思。例如,高分子化學(xué)在高分子材料領(lǐng)域歷來就被認(rèn)為是專業(yè)基礎(chǔ)課。MIT在2005年卻把這門課從本科生培養(yǎng)計劃中去掉了。查看其高分子方向研究生培養(yǎng)計劃核心課程,可以看到高分子物理化學(xué)、高分子合成、高分子合成化學(xué)等基礎(chǔ)課程??梢姡琈IT把專業(yè)方向的一些基礎(chǔ)知識培養(yǎng)放在了研究生階段。
以上似乎給人這樣的印象,如果不繼續(xù)讀研究生,則專業(yè)方向的基礎(chǔ)知識是不太夠的,無形中將人才培養(yǎng)的周期拉長到研究生階段了。但從我自己教學(xué)的經(jīng)驗來看,學(xué)習(xí)高分子物理就可以了解高分子材料的行為和特征,未必需要清楚地知道高分子材料的合成與制備方法。我的一些研究生以前從未學(xué)習(xí)高分子方面的課程,為了讓他們在研究中能夠理解和使用高分子材料,我就是先給他們講授高分子物理的基本知識。
另外,注意到MIT材料專業(yè)研究生數(shù)量是本科生數(shù)量的2.2倍,有很多研究生來自校外,特別是來自國外。所以,MIT材料專業(yè)培養(yǎng)計劃中對專業(yè)方向選修課程的調(diào)整,結(jié)合研究生階段的課程安排,既考慮到了本科寬專業(yè)基礎(chǔ)的培養(yǎng)模式,又打通了本科生培養(yǎng)與研究生培養(yǎng)之間的關(guān)聯(lián),在研究生階段加強(qiáng)專業(yè)方向基礎(chǔ)知識的培養(yǎng),也便于接受其他教育背景的學(xué)生來讀研究生,還是十分合理的。
MIT材料專業(yè)的本科培養(yǎng)計劃,不斷強(qiáng)化了按照材料大類進(jìn)行培養(yǎng)的模式,必修課和選修課都加強(qiáng)了材料基本行為知識的課程,減弱了材料類別基礎(chǔ)知識的課程,把后者移到研究生教育階段。這說明國外關(guān)于“材料研究依據(jù)其行為和特征,而不是依據(jù)材料類型來進(jìn)行”的認(rèn)識形成30多年以來,不僅沒有改變,還在進(jìn)一步加強(qiáng)。MIT在2003年對培養(yǎng)計劃大調(diào)整時,加強(qiáng)了材料研究基礎(chǔ)知識課程,減少了工程類課程,其本科生的主要去向是進(jìn)一步深造,直接到企業(yè)就業(yè)的比例急劇減少。本科生階段加強(qiáng)研究基礎(chǔ)知識課程,把專業(yè)方向基礎(chǔ)知識培養(yǎng)放在研究生階段,加強(qiáng)了研究生的知識培養(yǎng),可能是其材料研究能夠長期在美國名列前茅的原因之一。
人們通常把材料、信息和能源 人們通常把材料、信息和能源并列為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱,并認(rèn)為他們是現(xiàn)代社會賴以生存和發(fā)展的基本條件之一。在這三大支柱中,材料科學(xué)顯得尤為重要,可以說材料科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要支撐,這主要體現(xiàn)在材料是人類社會進(jìn)步的里程碑,而先進(jìn)材料是高新技術(shù)發(fā)展和社會現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和先導(dǎo),也因為信息和能源技術(shù)的發(fā)展都與材料科學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展密切相關(guān)。材料一直是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),但材料科學(xué)的提出卻是20世紀(jì)60年代初的事情,也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。隨著人們對材料的制備、微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間關(guān)系等研究的逐步深入,各種材料體系,如金屬材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相繼建立起來。對不同材料的研究可以相互借鑒,也使得不同材料之間的相互替代和補(bǔ)充成為可能,由此也出現(xiàn)了復(fù)合材料的概念并得到了廣泛應(yīng)用。隨著人們對材料研究的深入,逐漸形成了材料科學(xué)與工程這門學(xué)科。這門學(xué)科除了研究材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系等基礎(chǔ)研究之外,還研究材料在制備過程中的工藝和工程技術(shù)問題?,F(xiàn)在一般認(rèn)為,材料科學(xué)與工程主要包括組成與結(jié)構(gòu)、合成與制備、性質(zhì)及使用效能等四個方面,它是關(guān)于材料成份、結(jié)構(gòu)、工藝與它們的性能和用途之間的有關(guān)知識的開發(fā)和應(yīng)用的科學(xué)。由此可以看出,材料科學(xué)與工程科學(xué)有多學(xué)科交叉、與實際應(yīng)用密切相關(guān)等特點,并且也是一門正在發(fā)展中的科學(xué)。作為一級學(xué)科,材料科學(xué)與工程學(xué)科下設(shè)有材料物理與化學(xué)、材料學(xué)、材料加工工程三個二級學(xué)科。按照我國的專業(yè)規(guī)劃,材料科學(xué)與工程學(xué)科以材料學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)為基礎(chǔ),系統(tǒng)學(xué)習(xí)材料科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論和實驗技能,并將其應(yīng)用于材料的合成、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用等方面。更進(jìn)一步講,材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)具備包括金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料等材料領(lǐng)域的科學(xué)與工程方面較寬的基礎(chǔ)知識,能在各種材料的制備、加工成型、材料結(jié)構(gòu)與性能等領(lǐng)域從事科學(xué)研究與教學(xué)、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計、技術(shù)改造及經(jīng)營管理等方面工作的科學(xué)研究與工程技術(shù)人才。金屬材料領(lǐng)域涉及的金屬磁性材料和無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域涉及的陶瓷基鐵氧體材料都已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。高分子領(lǐng)域的有機(jī)磁體,目前正在成為國際上研究的熱點,也是軟物理研究的一個重要領(lǐng)域。由此可以看出,材料科學(xué)與工程領(lǐng)域涉及的各個方面,都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類,磁性材料作為具有特定物理功能的材料,在功能材料中占有很大的比重。當(dāng)前功能材料的研究和開發(fā)的熱點集中在光電子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物醫(yī)用材料、超導(dǎo)材料、功能高分子材料、先進(jìn)復(fù)合材料、智能材料以及生態(tài)環(huán)境材料等領(lǐng)域,這幾類材料幾乎都與磁性材料有直接或間接的關(guān)系,各類材料的磁學(xué)性質(zhì)無疑也是當(dāng)今研究的熱點問題。
隨著社會的發(fā)展,特別是信息功能材料的發(fā)展和應(yīng)用的日益廣泛,作為功能材料基礎(chǔ)的磁性材料得到了日益廣泛的應(yīng)用。與此相適應(yīng)的,在材料科學(xué)與工程學(xué)科的教學(xué)體系中,特別是在一些主干課程中都出現(xiàn)了與磁性材料相關(guān)的內(nèi)容也就成為歷史的必然。因為磁性材料從材料微觀結(jié)構(gòu)上涉及到晶態(tài)材料、非晶態(tài)材料、納米晶材料,也涉及到金屬材料、陶瓷材料等無機(jī)材料,所以在《材料物理導(dǎo)論》中把“材料的傳導(dǎo)性和磁性”作為一個章節(jié),《新材料概論》中與磁性有關(guān)的有“磁性材料”和“超導(dǎo)材料”兩個章節(jié),《金屬功能材料》涉及到磁性的章節(jié)更多,有“磁性材料”、“金屬薄膜材料”、“非晶態(tài)金屬材料”、“信息材料”、“超導(dǎo)材料”及“智能金屬材料”等章節(jié),在涉及到材料物理性能及測試的教材中,都會不可避免地涉及到磁學(xué)知識。在國外的教材中,情況也是如此,如《工程材料科學(xué)與設(shè)計》一書。在無機(jī)材料、陶瓷材料等課程中,也都會涉及到磁性材料,在材料物理性能的講授中,也必然會涉及到電性及磁性的內(nèi)容。考慮到磁學(xué)知識的廣泛性及分散性,我校在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn),有必要充分利用學(xué)校在這方面的優(yōu)勢,把磁學(xué)的相關(guān)知識單獨作為一門學(xué)科進(jìn)行講授,這樣既有利于學(xué)生對磁學(xué)知識有一個系統(tǒng)的理解,也可以適應(yīng)社會發(fā)展的需要。磁性材料作為一種非常重要的基礎(chǔ)功能材料,在社會中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,作為材料科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生,非常有必要對磁學(xué)及磁性材料的知識有一個專門的了解,這樣做會使學(xué)生受益終生。因為一方面有利于擴(kuò)大他們的知識面和視野,也非常有利于他們就業(yè);另一方面有的學(xué)生進(jìn)入研究生階段后,如果具備一些磁學(xué)相關(guān)知識,也非常有利于他們的學(xué)習(xí)和研究工作,《金屬材料結(jié)構(gòu)與性能》屬于材料科學(xué)與工程學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)教材和國內(nèi)外材料專業(yè)碩士的必修教材,也把“材料的磁性能”作為一個章節(jié)進(jìn)行講授。
作為重要的現(xiàn)代信息功能材料的磁性材料,其發(fā)展具有悠久的歷史,在這方面已經(jīng)有許多專門的文獻(xiàn)資料進(jìn)行了介紹,在此不再贅述。人類很早就開始了磁學(xué)的研究,但直到量子力學(xué)創(chuàng)立后,才對磁性的起源有了一個較為清晰的認(rèn)識,也就是說,磁性本質(zhì)上起源于物質(zhì)的量子性質(zhì)。這就說明要研究與磁性相關(guān)的現(xiàn)象,就必須具有《量子力學(xué)》的學(xué)習(xí)背景;要研究大量微觀粒子聚集體的磁學(xué)性質(zhì),就必然要用到《熱力學(xué)統(tǒng)計物理》的知識;要研究固體的磁學(xué)性質(zhì),也必然要對《固體物理》有深入的了解。所以,在學(xué)習(xí)《磁學(xué)》課程之前,必須要以這三門課程的學(xué)習(xí)為先導(dǎo),而在材料科學(xué)與工程專業(yè)中作為專業(yè)基礎(chǔ)課,都會專門開設(shè)這三門課程,這也就為磁學(xué)課程的開設(shè)創(chuàng)造了有利條件。我校的探索實踐表明,在講授中應(yīng)以《磁性材料》課程為主線來進(jìn)行講授,并且適當(dāng)增加一些必要的磁學(xué)知識和磁測量知識,以利于學(xué)生的理解,也有利于學(xué)生對其他相關(guān)課程的學(xué)習(xí)。我校幾年來的實踐教學(xué)都收到了良好的效果。人們對納米結(jié)構(gòu)體系與新的量子效應(yīng)器件的研究已經(jīng)取得了許多新的進(jìn)展,有許多成果已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化,并由此帶動了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級和技術(shù)進(jìn)步,從而掀起了納米科技熱潮。納米結(jié)構(gòu)由于具有納米微粒的特性,如量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)等特點,又存在由納米結(jié)構(gòu)組合引起的新的效應(yīng),如量子耦合效應(yīng)和協(xié)同效應(yīng)等,這些都屬于量子力學(xué)現(xiàn)象,現(xiàn)代納米科技研究也多是以這些效應(yīng)為出發(fā)點來進(jìn)行的,這些內(nèi)容也是材料科學(xué)與工程學(xué)科各門主干課程的重點內(nèi)容。磁學(xué)主要研究物質(zhì)的磁性及其起源,也就是研究與電子的自旋相關(guān)的性質(zhì)及理論。磁學(xué)從創(chuàng)立之初就一直在從事與量子效應(yīng)有關(guān)的知識研究。從量子力學(xué)創(chuàng)立至今,磁學(xué)從理論上對這些問題的探索已經(jīng)有將近一個世紀(jì)的時間,積累了豐富的知識,對磁學(xué)相關(guān)知識的學(xué)習(xí),必然會大大促進(jìn)學(xué)生對材料科學(xué)與工程學(xué)科的學(xué)習(xí)和理解。
并列為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱,并認(rèn)為他們是現(xiàn)代社會賴以生存和發(fā)展的基本條件之一。在這三大支柱中,材料科學(xué)顯得尤為重要,可以說材料科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要支撐,這主要體現(xiàn)在材料是人類社會進(jìn)步的里程碑,而先進(jìn)材料是高新技術(shù)發(fā)展和社會現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和先導(dǎo),也因為信息和能源技術(shù)的發(fā)展都與材料科學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展密切相關(guān)。材料一直是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),但材料科學(xué)的提出卻是20世紀(jì)60年代初的事情,也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。隨著人們對材料的制備、微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間關(guān)系等研究的逐步深入,各種材料體系,如金屬材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相繼建立起來。對不同材料的研究可以相互借鑒,也使得不同材料之間的相互替代和補(bǔ)充成為可能,由此也出現(xiàn)了復(fù)合材料的概念并得到了廣泛應(yīng)用。隨著人們對材料研究的深入,逐漸形成了材料科學(xué)與工程這門學(xué)科。這門學(xué)科除了研究材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系等基礎(chǔ)研究之外,還研究材料在制備過程中的工藝和工程技術(shù)問題。現(xiàn)在一般認(rèn)為,材料科學(xué)與工程主要包括組成與結(jié)構(gòu)、合成與制備、性質(zhì)及使用效能等四個方面,它是關(guān)于材料成份、結(jié)構(gòu)、工藝與它們的性能和用途之間的有關(guān)知識的開發(fā)和應(yīng)用的科學(xué)。由此可以看出,材料科學(xué)與工程科學(xué)有多學(xué)科交叉、與實際應(yīng)用密切相關(guān)等特點,并且也是一門正在發(fā)展中的科學(xué)。作為一級學(xué)科,材料科學(xué)與工程學(xué)科下設(shè)有材料物理與化學(xué)、材料學(xué)、材料加工工程三個二級學(xué)科。按照我國的專業(yè)規(guī)劃,材料科學(xué)與工程學(xué)科以材料學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)為基礎(chǔ),系統(tǒng)學(xué)習(xí)材料科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論和實驗技能,并將其應(yīng)用于材料的合成、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用等方面。更進(jìn)一步講,材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)具備包括金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料等材料領(lǐng)域的科學(xué)與工程方面較寬的基礎(chǔ)知識,能在各種材料的制備、加工成型、材料結(jié)構(gòu)與性能等領(lǐng)域從事科學(xué)研究與教學(xué)、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計、技術(shù)改造及經(jīng)營管理等方面工作的科學(xué)研究與工程技術(shù)人才。金屬材料領(lǐng)域涉及的金屬磁性材料和無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域涉及的陶瓷基鐵氧體材料都已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。高分子領(lǐng)域的有機(jī)磁體,目前正在成為國際上研究的熱點,也是軟物理研究的一個重要領(lǐng)域。由此可以看出,材料科學(xué)與工程領(lǐng)域涉及的各個方面,都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類,磁性材料作為具有特定物理功能的材料,在功能材料中占有很大的比重。當(dāng)前功能材料的研究和開發(fā)的熱點集中在光電子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物醫(yī)用材料、超導(dǎo)材料、功能高分子材料、先進(jìn)復(fù)合材料、智能材料以及生態(tài)環(huán)境材料等領(lǐng)域,這幾類材料幾乎都與磁性材料有直接或間接的關(guān)系,各類材料的磁學(xué)性質(zhì)無疑也是當(dāng)今研究的熱點問題。
隨著社會的發(fā)展,特別是信息功能材料的發(fā)展和應(yīng)用的日益廣泛,作為功能材料基礎(chǔ)的磁性材料得到了日益廣泛的應(yīng)用。與此相適應(yīng)的,在材料科學(xué)與工程學(xué)科的教學(xué)體系中,特別是在一些主干課程中都出現(xiàn)了與磁性材料相關(guān)的內(nèi)容也就成為歷史的必然。因為磁性材料從材料微觀結(jié)構(gòu)上涉及到晶態(tài)材料、非晶態(tài)材料、納米晶材料,也涉及到金屬材料、陶瓷材料等無機(jī)材料,所以在《材料物理導(dǎo)論》中把“材料的傳導(dǎo)性和磁性”作為一個章節(jié),《新材料概論》中與磁性有關(guān)的有“磁性材料”和“超導(dǎo)材料”兩個章節(jié),《金屬功能材料》涉及到磁性的章節(jié)更多,有“磁性材料”、“金屬薄膜材料”、“非晶態(tài)金屬材料”、“信息材料”、“超導(dǎo)材料”及“智能金屬材料”等章節(jié),在涉及到材料物理性能及測試的教材中,都會不可避免地涉及到磁學(xué)知識。在國外的教材中,情況也是如此,如《工程材料科學(xué)與設(shè)計》一書。在無機(jī)材料、陶瓷材料等課程中,也都會涉及到磁性材料,在材料物理性能的講授中,也必然會涉及到電性及磁性的內(nèi)容。考慮到磁學(xué)知識的廣泛性及分散性,我校在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn),有必要充分利用學(xué)校在這方面的優(yōu)勢,把磁學(xué)的相關(guān)知識單獨作為一門學(xué)科進(jìn)行講授,這樣既有利于學(xué)生對磁學(xué)知識有一個系統(tǒng)的理解,也可以適應(yīng)社會發(fā)展的需要。磁性材料作為一種非常重要的基礎(chǔ)功能材料,在社會中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,作為材料科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生,非常有必要對磁學(xué)及磁性材料的知識有一個專門的了解,這樣做會使學(xué)生受益終生。因為一方面有利于擴(kuò)大他們的知識面和視野,也非常有利于他們就業(yè);另一方面有的學(xué)生進(jìn)入研究生階段后,如果具備一些磁學(xué)相關(guān)知識,也非常有利于他們的學(xué)習(xí)和研究工作,《金屬材料結(jié)構(gòu)與性能》屬于材料科學(xué)與工程學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)教材和國內(nèi)外材料專業(yè)碩士的必修教材,也把“材料的磁性能”作為一個章節(jié)進(jìn)行講授。