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淺談建設(shè)材料學(xué)科新型課程體系的探索與實(shí)踐論文
1998年國家教育部頒布新的高等學(xué)校本科專業(yè)招生目錄以來，全國高等學(xué)校各專業(yè)的課程設(shè)置調(diào)整基本結(jié)束，包括無機(jī)非金屬材料等專業(yè)的知識涵蓋面大大拓寬，對修訂過的無機(jī)非金屬材料專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，部分高等學(xué)校多次進(jìn)行了修訂，目前實(shí)施該專業(yè)新培養(yǎng)計(jì)劃的大部分高校招收的第一屆學(xué)生未到畢業(yè)時間。
培養(yǎng)人才、科學(xué)研究、創(chuàng)新知識是高校的三大社會職能，這些社會職能都是通過學(xué)科這個基本單元實(shí)現(xiàn)的，學(xué)科建設(shè)貫穿著知識的生產(chǎn)、傳播和應(yīng)用的全過程。因此，學(xué)科是高校賴以生存和發(fā)展的根基，學(xué)科的數(shù)量和水平關(guān)系著高校的辦學(xué)水平，關(guān)系著高校知識創(chuàng)新能力、科學(xué)研究水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量，學(xué)科建設(shè)是高等學(xué)校的基礎(chǔ)建設(shè)工作，學(xué)科建設(shè)是高校發(fā)展的基本推動力。顯然，在學(xué)科建設(shè)中，學(xué)科的人才培養(yǎng)計(jì)劃和課程設(shè)置處于基礎(chǔ)性地位，可以體現(xiàn)加強(qiáng)基礎(chǔ)和拓寬專業(yè)的教育理念。
2003年9月16日在西安召開了第三屆全國無機(jī)非金屬材料年會，該會議由教育部高等學(xué)校材料科學(xué)與工程教學(xué)指導(dǎo)委員會無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會發(fā)起，52所高等學(xué)校的代表到會對無機(jī)非金屬材料類本科專業(yè)學(xué)科建設(shè)的相關(guān)問題進(jìn)行了討論，引起國內(nèi)有關(guān)高校的廣泛關(guān)注。本文主要結(jié)合國內(nèi)高校和吉林建筑工程學(xué)院的經(jīng)驗(yàn)，對材料科學(xué)與工程專業(yè)（一級學(xué)科）的無機(jī)非金屬材料專業(yè)方向或無機(jī)非金屬材料專業(yè)（二級學(xué)科）的課程設(shè)置和課程建設(shè)的改革策略進(jìn)行探討。
一、我國無機(jī)非金屬材料專業(yè)課程設(shè)置的現(xiàn)狀
當(dāng)前在全國60余所開設(shè)無機(jī)非金屬材料專業(yè)的高校中，國內(nèi)高等學(xué)校對該專業(yè)辦學(xué)實(shí)力一般分為三個層次。第一層次為具有較大影響的重點(diǎn)綜合性大學(xué)，設(shè)置了包括無機(jī)非金屬材料專業(yè)培養(yǎng)方向（二級學(xué)科）的材料科學(xué)與工程專業(yè)（一級學(xué)科）；第二層次為非原國家教委、原其它部屬的非重點(diǎn)高校；第三層次為原各省屬高等學(xué)校。第二和第三層次的高校設(shè)置二級學(xué)科無機(jī)非金屬材料專業(yè)，其中第二層次的部分高校設(shè)立一級學(xué)科材料科學(xué)與工程專業(yè)。我國新的無機(jī)非金屬材料專業(yè)的課程設(shè)置、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱等，總體上的一致之處是壓縮了原來專業(yè)所包含的各種學(xué)科發(fā)展方向的有關(guān)專業(yè)知識的教學(xué)內(nèi)容，因而拓寬了各高校的該專業(yè)涵蓋的學(xué)科方向，它們都具有各自的特色，但目前還沒有形成統(tǒng)一模式。目前國內(nèi)該專業(yè)新的課程體系大致可劃分為必修課（含通識教育基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課）、專業(yè)選修課、學(xué)科選修課、公共選修課、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等五大模塊，根據(jù)國內(nèi)22所相關(guān)高校的不完全統(tǒng)計(jì)，對本專業(yè)的總學(xué)時，原則上不宜超過2500學(xué)時。
在占全國60余所開設(shè)無機(jī)非金屬材料專業(yè)的總數(shù)近三分之一的高校范圍內(nèi)來看，對于學(xué)科發(fā)展方向和開設(shè)特色專業(yè)課程，大致可劃分為以下幾種模式：
1。傳統(tǒng)類型
對傳統(tǒng)的硅酸鹽工程專業(yè)進(jìn)行改造，涵蓋了陶瓷、水泥、玻璃、耐火材料的學(xué)科發(fā)展方向，每一個學(xué)科方向（原老專業(yè)）提煉出約2門課程，再開設(shè)一些共性課程，實(shí)際上是幾種傳統(tǒng)的硅酸鹽工程專業(yè)的累積。以濟(jì)南大學(xué)和河南科技大學(xué)為例，主要專業(yè)課程（含必修和選修課）包括：粉體工程與設(shè)備、無機(jī)材料工廠工藝設(shè)計(jì)、材料科技進(jìn)展、硅酸鹽材料物理化學(xué)、陶瓷材料學(xué)、陶瓷工藝學(xué)、耐火材料與工藝、硅酸鹽材料與工藝、電工技術(shù)與電子設(shè)備等。設(shè)立這種類型的專業(yè)應(yīng)注意兩個問題：第一，傳統(tǒng)的硅酸鹽材料礦石原料消耗量較大且為第二大高耗能行業(yè)，行業(yè)增長速度在20世紀(jì)80年代末達(dá)到高峰，此后逐年減少。因此，含有這類學(xué)科發(fā)展方向的高校數(shù)量不宜過多。第二，實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)以新型生產(chǎn)工藝和設(shè)備為重點(diǎn)內(nèi)容，能夠與國家的產(chǎn)業(yè)政策相適應(yīng)。
2。普通類型
除保留一般的材料成型加工課程外，其課程設(shè)置偏向用量較大的土木工程材料類（含水利、交通、地下礦井材料），這類高校對上述傳統(tǒng)的硅酸鹽材料較為熟悉，但重點(diǎn)向新型建筑材料、高性能混凝土材料、新型墻體材料、建筑功能材料、復(fù)合材料等方向傾斜。雖然這類高校的數(shù)量較多，學(xué)科發(fā)展方向仍有較大的空間。典型代表為武漢理工大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)，普通的學(xué)科基礎(chǔ)課主要包括：專業(yè)導(dǎo)論、材料科學(xué)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用、材料研究與測試方法、材料工程基礎(chǔ)、熱工設(shè)備、粉體工程、材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)等。其專業(yè)限選課有：建筑功能材料、建筑結(jié)構(gòu)材料、膠凝材料學(xué)、特種混凝土、新型玻陶材料、玻璃現(xiàn)代加工原理、廢渣綜合利用、新型和特種水泥、新型墻體材料、燃料燃燒及污染防治等。
3。特種材料類型
一級學(xué)科材料科學(xué)與工程專業(yè)的無機(jī)非金屬材料方向設(shè)立可供選擇的1～3個專業(yè)模塊課程，在保留上述普通類型的大部分學(xué)科基礎(chǔ)課和適量的專業(yè)限選課的同時，在專業(yè)選修課內(nèi)介紹一些特種材料、新型復(fù)合材料的知識，能夠留出較多的時間給學(xué)生開設(shè)一些與社會發(fā)展、科技發(fā)展、學(xué)科發(fā)展結(jié)合緊密的選修課程，開闊學(xué)生視野，為學(xué)生求職和選擇以后的研究方向打下良好的基礎(chǔ)，以無機(jī)非金屬材料為主要學(xué)科發(fā)展方向、一級學(xué)科為平臺，落實(shí)培養(yǎng)“寬基礎(chǔ)、高素質(zhì)、有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高水平人才”的教育理念。以天津大學(xué)、太原重型機(jī)械學(xué)院、武漢化工學(xué)院、西安建筑科技大學(xué)為例，主要的特種材料的選修課包括：生命科學(xué)基礎(chǔ)、環(huán)境問題與可持續(xù)發(fā)展、生物醫(yī)用材料、環(huán)境材料、低維與納米材料、快凝與定向凝固材料、電子信息材料、工程結(jié)構(gòu)陶瓷、特種陶瓷、薄膜材料、納米材料、非金屬礦物巖石材料學(xué)、電子陶瓷與器件、人工晶體、磁性材料、半導(dǎo)體材料、光學(xué)材料、電熱材料等。
4。特色課程類型
在保留上述普通類型及傳統(tǒng)類型的部分學(xué)科基礎(chǔ)課和適量的專業(yè)限選課的情況下，其它專業(yè)課程設(shè)置偏向復(fù)合材料（含無機(jī)非金屬材料與高分子材料復(fù)合或無機(jī)非金屬材料與金屬材料復(fù)合），同時在專業(yè)選修課內(nèi)設(shè)立含有材料的新型加工技術(shù)及設(shè)備的特色課程。以西北工業(yè)大學(xué)和中南大學(xué)為例，含有材料的新型加工技術(shù)及設(shè)備的特色選修課程有：表面工程技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助測控技術(shù)、涂層原理及性能、特種陶瓷工藝學(xué)、復(fù)合材料原理及工藝、非平衡材料、電子信息材料、環(huán)境與材料、硅酸鹽工廠設(shè)計(jì)及CAD技術(shù)等。這種類型的高校數(shù)量較少，但學(xué)科發(fā)展方向存在著較大的空間。
二、建立無機(jī)非金屬材料專業(yè)新型課程體系的實(shí)踐
1995年開始在吉林建筑工程學(xué)院設(shè)置了無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)，當(dāng)年招收第一屆學(xué)生30名�；仡櫧甑膶W(xué)科發(fā)展歷程，建設(shè)該專業(yè)新型課程體系大致經(jīng)歷了三個階段，即對原專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行了三次修改。
第一階段，按照“寬口徑、厚基礎(chǔ)、淡化專業(yè)的人才培養(yǎng)思想”，使修改的培養(yǎng)計(jì)劃與國內(nèi)高校相同學(xué)科發(fā)展趨勢相適應(yīng)，將必修的專業(yè)課改為專業(yè)限選課，同時專業(yè)限選課又分為無機(jī)非金屬材料和高分子材料二個專業(yè)方向，為設(shè)立無機(jī)非金屬材料、高分子材料兩個二級學(xué)科奠定了基礎(chǔ)，并且弱化專業(yè)核心（主干）課程中傳統(tǒng)類型的硅酸鹽制品、普通混凝土等課程。第二階段，發(fā)現(xiàn)了修改的培養(yǎng)計(jì)劃中存在明顯的缺陷，例如培養(yǎng)人才的定位不明確，專業(yè)限選課缺乏自己的特色，課程教學(xué)的可操作性較差。因此，對上述的專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，于2003年6月再次進(jìn)行了修訂，較好地解決了這些問題，明確了省屬高等學(xué)校的本科人才培養(yǎng)方向?yàn)槊嫦驅(qū)嶋H工作的應(yīng)用型人才的教育理念。第三階段，以即將面臨國家教育部專家組對省屬高校本科教學(xué)水平評估為契機(jī)，于2004年6月將無機(jī)非金屬材料專業(yè)和高分子材料專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課基本上打通，這二個專業(yè)相互選修對方的專業(yè)限選課，力爭再用3年左右的時間設(shè)立包括復(fù)合材料專業(yè)的、涵蓋3個二級學(xué)科的一級學(xué)科材料科學(xué)與工程專業(yè)。
吉林建筑工程學(xué)院于2004年6月第三次修訂的無機(jī)非金屬材料專業(yè)的課程體系由公共基礎(chǔ)必修課、人文素質(zhì)限選課、專業(yè)基礎(chǔ)必修課、專業(yè)限選課、專業(yè)任選課、實(shí)踐環(huán)節(jié)等6個模塊組成，各個模塊的教學(xué)學(xué)時統(tǒng)計(jì)。
公共基礎(chǔ)必修課由政治、法律、體育、外語、數(shù)理化基礎(chǔ)、畫法幾何及工程制圖、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)及高級語言等19門課程組成。要求在其中任選一個限選系列課程。
該專業(yè)基礎(chǔ)平臺課程共設(shè)11門課，主要包括力學(xué)基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、有機(jī)化學(xué)及試驗(yàn)、物理化學(xué)及試驗(yàn)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、材料研究方法與測試技術(shù)、材料學(xué)概論、無機(jī)非金屬材料物理化學(xué)、無機(jī)非金屬材料學(xué)等。專業(yè)限選課平臺共設(shè)6門課，包括無機(jī)非金屬材料機(jī)械與設(shè)備、建筑功能材料、混凝土結(jié)構(gòu)與性能、土木工程概論、熱工基礎(chǔ)與設(shè)備、專業(yè)英語。以上共計(jì)17門課程就成為材料學(xué)科教學(xué)體系改革及課程建設(shè)的重點(diǎn)。專業(yè)任選課由建筑節(jié)能技術(shù)、高分子材料、粉體工程、電工學(xué)、復(fù)合材料、材料生產(chǎn)工藝、混凝土外加劑、裝飾材料、儀表與控制等9門課程組成，并且要求專業(yè)任選課不應(yīng)少于12。5學(xué)分。
三、關(guān)于專業(yè)課程建設(shè)改革的探討
課程建設(shè)是主要的教學(xué)基本建設(shè)之一，是反映本學(xué)科教學(xué)水平的主要標(biāo)志，也是當(dāng)前高等教育提出的新要求。因此在新時期教學(xué)對象發(fā)生變化的情況下，按照較先進(jìn)、合理的新型課程體系組織課堂教學(xué)的效果，主要取決于專業(yè)課程建設(shè)改革。
1。雙語教學(xué)
筆者認(rèn)為開展雙語教學(xué)可采用多種形式：1）雙語授課（外語板書，以中文授課為主）；2）全外語授課（用中文做作業(yè)、考試和答疑）；3）全外語教學(xué)（全外語授課，用外語做作業(yè)、考試和答疑）。這里需要注意的是全外語授課和全外語教學(xué)是有區(qū)別的。
提倡雙語教學(xué)，全面地用英語講課，幫助學(xué)生掌握一些在英語教學(xué)中不常接觸到的術(shù)語和單詞，使學(xué)生有機(jī)會閱讀一些和專業(yè)有關(guān)的英文教材，掌握有關(guān)的全新的理論體系和新的思維方式，從更高層次上提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，更早地了解本學(xué)科前沿發(fā)展現(xiàn)狀，畢業(yè)后，更容易掌握外文資料和文獻(xiàn)，對學(xué)生繼續(xù)深造起到了積極作用。
武漢理工大學(xué)的無機(jī)非金屬材料專業(yè)在學(xué)科基礎(chǔ)課（必修課）中，材料概論（第2學(xué)期）、材料專業(yè)英語（第5學(xué)期）二門課采用雙語教學(xué)。在材料概論課程教學(xué)中，采用參考了國外原文參考書的自編教材。材料專業(yè)英語閱讀教程為公開出版的自編教材，該教材還涉及了科技英語的詞匯特點(diǎn)、語法特點(diǎn)和修辭特點(diǎn)，及《化學(xué)文摘》、《工程索引》的著錄格式、檢索方法等實(shí)用知識。通過這些課程的雙語教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生用英文查找、閱讀專業(yè)文獻(xiàn)的能力，并且能用英語撰寫專業(yè)性文章，為今后學(xué)習(xí)和工作打下良好基礎(chǔ)。雙語教學(xué)對于教師來說畢竟是一個新的教學(xué)方式，還需要一段時間摸索經(jīng)驗(yàn)。
2。專業(yè)課程教材建設(shè)
目前，根據(jù)1998年教育部頒布本科最新專業(yè)目錄編寫的材料科學(xué)與工程系列教材、21世紀(jì)材料科學(xué)與工程高等教育改革試用教材、材料科學(xué)與工程學(xué)科公共專業(yè)課系列共建教材（每套共79本），已經(jīng)由哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社、北京工業(yè)大學(xué)出版社、武漢理工大學(xué)出版社出版發(fā)行，為一級學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)做出了貢獻(xiàn)。各高校都具有自己的辦學(xué)特色，主要體現(xiàn)在專業(yè)選修課（含限選課和任選課）方面，但通常缺乏這部分的系列教材，使用自編講義是解決教材短缺的一種方法。但部分自編校內(nèi)講義在一定程度上存在轉(zhuǎn)抄內(nèi)容過多的情況，特別是有些材料工藝學(xué)教材嚴(yán)重落后于國內(nèi)先進(jìn)的材料生產(chǎn)工藝及設(shè)備，對課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)影響較大；但編寫校內(nèi)講義也有其積極的一面，部分講義有較高的參考價值，迫切需要進(jìn)一步提高和完善，便于高校之間的交流和推廣。
立體化教材建設(shè)是促進(jìn)教學(xué)改革目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要手段，即以傳統(tǒng)紙質(zhì)教材為基礎(chǔ)，立足于現(xiàn)代教育理念和現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺，以學(xué)科課程為中心，多媒體、多形態(tài)、多層次的教學(xué)資源和包括多種教學(xué)服務(wù)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)配套的教學(xué)出版物的集合。立體化專業(yè)課教材既要具有反映新的科技成果和電子化、智能化的特點(diǎn)，又要遵循理工科教材編寫的基本規(guī)律，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)手段，編寫出多樣化、多層次的高質(zhì)量教材，包括VB編寫專業(yè)程序、三維動畫制作、錄像光盤、投影膠片、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)CAI課件（ComputerAidedInstruction）等，這些內(nèi)容已成為衡量國內(nèi)各高校某個學(xué)科總體教育發(fā)展的水平、一個高校的教學(xué)水平的重要標(biāo)志。
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國內(nèi)一些高校已經(jīng)對考試方式改革進(jìn)行了有益的探索。例如，河海大學(xué)為遏制學(xué)生在考場中夾帶小紙條作弊的不良學(xué)風(fēng)，教務(wù)處將統(tǒng)一印制的特制A4空白紙?jiān)诳荚嚽鞍l(fā)給學(xué)生，每人一張，規(guī)定所有內(nèi)容必須自己手寫，不得復(fù)印，可以帶入考場，這種考試方式改革還會對命題內(nèi)容帶來影響，即減少單純記憶的內(nèi)容，向考查學(xué)生的綜合能力的方向轉(zhuǎn)變。武漢理工大學(xué)在專業(yè)選修課的教學(xué)中增加了幾種新的期末考試方式：1）采用撰寫論文方式進(jìn)行考核。2）采用閉卷、開卷相結(jié)合的方式。其中閉卷占30%，開卷（或小論文）占70%。3）采用考試結(jié)合小論文形式。考試采用開卷方式，占考核成績的70%，論文占考核成績的30%。4）采用考核學(xué)生繪圖能力及介紹設(shè)計(jì)方案的能力。其中閉卷考試占50%，繪制工程圖占30%，介紹設(shè)計(jì)方案占20%。為保證新的考試方式能達(dá)到預(yù)期效果，即使開卷考試也必須嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的考試規(guī)則。
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