材料科学与工程基础知识范文

导语：如何才能写好一篇材料科学与工程基础知识，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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（1）公共基础实验

主要包括物理实验、化学实验、计算机基本操作实验、电子电工实验等。

（2）专业基础实验

主要包括材料科学基础实验、材料工程基础实验、材料研究与测试方法专业基础训练及综合实验。依据相应课程大纲，每门课程至少开设4个实验项日，且能支持专业培养日标的达成。

（3）专业实验

主要包括专业技能训练、材料制备与性能综合实验等。要求开设材料的力学、热学、电学等性能相关实验至少7项，同时完成至少1种材料的制备，包括原料的选择—配方计算—工艺方案设计—制备—相关性能测试及结构分析等全过程训练。

2、材料物理

学科基础知识被视为专业类基础知识，包括材料科学基础、材料工程基础、材料结构表征等知识领城。

（1）材料科学基础知识包括材料结构、晶休缺陷、相结构与相图、非晶态结构与性能、固体表面与界面、材料的凝固与气相沉积、扩散与固态相变、烧结、变形与断裂、材料的电子结构与物理性能以及材料概论等。

（2）材料工程基础知误包括流体流动基础、热量传递、传质过程及其控制、材料及其产品设计、选材、制造加工成型以及失效分析等方面的基础知识，工程制图、机械设计及制造础、电工电子学等。

（3）物理化学知识包括气体、热力学第一定律、热力学第二定律、多组分系统热力学、化学平衡、相平衡、化学反应动力学、电化学、表面现象和胶体分散系统等。

3、冶金工程

主要课程：冶金工程概论、传输原理、金属学原理、金属材料及热处理、冶金物理化学、钢铁冶金学、有色金属冶金学、材料现代分析方法耐火材料等。

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【关键词】材料科学基础；教学方法；知识体系

材料是人类文明进步的里程碑，时代的发展需要材料，而材料又推动时代的发展，所以人们把材料视为现代文明的支柱之一[1]。《材料科学基础》是材料科学与工程类专业学科中一门重要的基础课程，是相关材料学学科的基础和媒介，它起着公共基础课与专业课程之间的纽带作用，特别是在各学科相互交叉融合不断加强的今天，《材料科学基础》在高校教学中的地位更加的突出和明显。通过《材料科学基础》课程的教学，使学生很好的掌握材料科学的基本理论，是学生学习其它专业课程的基础，也是今后从事材料科学研究工作的重要基础。

伴随着材料科学技术的迅猛发展，《材料科学基础》课程内容不断扩充更新，《材料科学基础》课程的教学改革问题也日益显现。学生在学习过程中，普遍反映课程内容枯燥、抽象，知识点太多，难于理解等，学习具有一定难度。结合近几年的教学实践和体会，本文探讨了《材料科学基础》课程教学改革的几点认识与实践。

1 优化教学方法，提高教学效果

1.1 多媒体辅助教学

《材料科学基础》课程涉及到物理、化学、高分子等多个相关学科，课程具有内容多，概念多，理论抽象等特点。针对这些特点，《材料科学基础》课程教学方法改革的主要措施是：改变过去单一的粉笔加黑板的传统教学方法，制作多媒体课件辅助教学，将看不见摸不着、又极为抽象复杂的材料内部结构形态，生动、直观的表达出来，使学生易于理解和接受。如三元相图的空间模型，晶体结构的大量空间堆叠，空间粒子间的错综复杂的相互联系，位错的各种交互作用等，需要很丰富的空间想象力去理解。这些教学内容单靠课本上简单的平面图形和教师的静态模型，难以让学生理解和掌握。结合《材料科学基础》课程内容及课程特点，采用多媒体教学为主的教学方式，大大提高了教学效果。在讲述三元相图时，将相图进行拆分、重组，可以很清晰的把点、线、面的具置及相互关系展示给学生。多媒体教学通过形象、逼真的动画形式，从静态到动态、从平面到立体、从单色到彩色、具有局部结构解析功能、全方位演示课程的重点和难点教学内容，极大的丰富了《材料科学基础》课程的教学信息量，扩充了教学内容，既有利于学生空间概念的建立，正确理解材料微观结构的特点和宏观性质及其应用之间的相互关系， 又提高了教学效率和学生的学习积极性，使教学效果得到了明显的提高。

1.2 “参与式”和“互动式”教学

在《材料科学基础》课程的讲授过程中，让学生作为学习的主体参与教学，针对不同的教学内容，采用学生分组讨论、学生代表上台讲授、同学间辩论、老师点评等教学方法，使学生感受到自己是教学的主体，引导他们在民主、宽松、和谐的课堂气氛中自主学习、合作学习与探究学习。让学生变“被动学习”为“自主学习”，变“要我学”为“我要学”。充分发挥学生的积极性、主动性、创造性为前提，培养学生的学习热情，使学生“爱学习”。促进学生掌握学习的正确方法，使学生“会学习”。另外，通过布置部分教学内容自学、阅读一些必要的参考书、撰写小论文等形式，引导学生提出问题，独立思考，大大提高了学习的能动性。

2 知识体系的融会贯通

高效的课堂要以扎实的教学内容为载体。扎实的教学内容是课堂教学促进学生发展的载体。课堂教学并不是教学内容越“多”越好，也不是越“难”越好[2]，而是要在了解学生的实际发展水平和特点的基础上，合理地确定教学内容的重点。因此，课堂上教师要以“精讲多练”方式落实教学重点，要让学生扎实掌握基础知识，发展熟练的基本技能。在分析和讲解各种材料理论体系时，我们都从理论范畴和科学体系层面进行融会贯通。例如在讲授材料中的质点扩散、结构缺陷类型、界面偏析、相变类型、表面带电等时均进行了整合贯通，使学生既能够把握材料的共性，又能熟悉材料的个性。

材料科学在理论上的交叉融合已日益明显，材料制备和使用过程中许多概念、现象和转变都存在着许多相似之处[3]。例如马氏体相变理论最初由金属学家建立，广泛应用于钢的热处理理论解释。而氧化锆增韧陶瓷中同样也发现了马氏体相变现象，并作为陶瓷增韧的一种有效方法。又如缺陷行为、平衡热力学、扩散、塑性变形和断裂机理、界面的精细结构与行为、晶态和非晶态结构、不同类型材料中的电子迁移理论等可以用来解释不同类型材料的行为。这些都为材料科学基础课程的内容整合提供了十分良好的基础和可能性。

3 注重实践环节，学以致用

《材料科学基础》课程所面临的学时数不足与当代知识信息量迅速增加、课程内容的不断拓展和更新的矛盾日益加剧，深化教学改革迫在眉睫。如何提高《材料科学基础》课程的教学效果，形成知识传授、思维方法与能力培养、创新精神相互渗透形成的完整系统，课题组成员进行了深入的尝试和探索，从教学内容的整合、教学方法与教学手段的改进，到融汇情感教育，千方百计调动学生学习积极性，注重实践环节，要求学生学以致用，达到了较理想的教学效果。实验环节可帮助学生巩固和加深对理论知识的理解，掌握基本实验技能，培养理论联系实际，自己动手分析、解决问题的能力。目前，我们材料科学基础实验室，通过实验课程的基本训练，学生拥有了较多的实践和动手机会，实践技能和创新能力得到较大程度的培养。实验教学在材料科学与工程专业人才的培养中占有重要地位，加强《材料科学基础》课程的实验教学，可以帮助学生巩固理论知识，掌握实验技能。

《材料科学基础》课程是一门与实验和工程实践紧密相联的学科。强化课程实验和实践环节的教学，无论对于学生基础理论的掌握还是工程实践能力的培养都具有举足轻重的作用。以提高学生分析和解决实际问题的能力是我们高校教育的重中之重，但长期以来《材料科学基础》实验的开设都是沿用实验教材上所设置的内容，大多是一些验证性实验。为了培养学生的动手能力，我们的实验部分逐步调整为两个部分：一部分为验证性实验，训练学生材料配置的基本技能和掌握相关基础知识；另一部分则为综合性实验，如样品的制备、材料的分析等，提前将实验内容布置给学生，让学生查阅资料，自拟实验方案，准备实验材料，一直到自主完成实验操作，处理好数据，上交数据报告等全过程。这对学生的独立性培养很有益处，对他们将来做科研也很有帮助，对我们老师也有了更高的要求。在教学实践中，将“粘土性能测定及差热分析”设计为综合实验，涉及到粘土白度、表面电位、阳离子交换容量、膨胀容、胶质价等物理性能测定，粘土的钠化、有机改性，差热分析等。学生在教师指导下分析粘土的物理性能，对改性前后粘土进行查热分析并对比，对实验结果进行数据处理，锻炼了实际动手能力，培养了分析问题能力。在实验教学中打破传统教学中学生被动接受的缺点，使学生逐步形成以自助式学习方式，将实验教学由封闭变为开放，有效地提高了学生的学习积极性和学习质量。针对材料科学基础课程已经学习过的内容安排验证性实验，巩固已学过的知识，培养学生动手和亲自设计实验的能力，通过加强实验和实践的教学环节，使学生加深了材料的成分结构的了解。

在加强实践的教学改革中，采取实验教学课程建设与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。通过加强实验和实践的教学环节，使学生加深了材料的成分、组织结构、材料制备工艺材料、使用性能之间有着相互依存、彼此影响的复杂关系的理念，有效地调动学生的主观能动性，激发学生的创新意识，使学生既提高了实验动手能力，又进一步巩固了课堂教学的内容，取得了新教学培养模式的良好的教学效果。

在不断的教学改革实践中，良好的教学效果已初见端倪。但教育教学改革是一个新的事物，总会出现这样那样的新问题，这就需要我们认真地区对待去解决，从中改进我们的教学效果，提高我们的教学质量。此外，从与科学技术和人类文明社会发展相适应的角度上说，教育教学改革也是永无止境的。教学质量是高等教育的主题，只有不断总结教学经验，深化《材料科学基础》课程教学改革，才能提高材料科学基础工程专业人才的培养质量。必须正确认识到《材料科学基础》教学改革是一项涉及面广、科学性强的系统工作。在教学改革中，必须始终抓住基础理论和工程实践相结合的特征。只有勇于实践和探索，并不断充实和完善，才能达到培养具有创新能力、高素质和复合型人才的目标。今后我们要对《材料科学基础》课程改革做更多的具体的探索和调查研究，以总结其中的教改效果和经验教训，通过不断地实践、不断地认识、不断地完善，相信我们定会走出一条适合于材料科学专业人才培养的成功之路。

【参考文献】

[1]师昌绪.跨世纪材料科学技术的若干热点问题[J]. 自然科学进展， 1999， 9 （1）：2-13.

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【论文关键词】课程建设 教学改革 材料科学基础

【论文摘要】本文根据上海工程技术大学材料科学与工程专业教学培养目标的特点，从课程体系与内容，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，作为材料科学与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训练等方面进行课程改革。

1 课程的性质

材料科学是一门揭示研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与性能之间的基本关系。研究表明，材料结构是决定材料性能的核心要素，而材料的显微结构与材料的加工过程有密切的关系。因此，材料科学也需要研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”是材料科学与工程学科的主干基础课程和核心课程，是材料科学与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、科技与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，强调理论与实践结合，在宽专业知识面上对学生进行综合素质的提高，培养既掌握材料科学与工程基本原理，又通晓材料制备与加工、组成与结构、性能与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”的作用，其教学内容的设定、宽度和深度决定着学生培养中关于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，应打下材料科学与工程领域的基本理论基础，为学习材料专业其他知识做准备，同时也为部分学生进一步深造做准备，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问题的思路和能力，掌握材料科学与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与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与个性特点，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，从材料科学与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、表面与界面、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，使学生对材料组成与物质结构的内在联系、材料结构与性能间关系有系统的理解和掌握，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与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，时间安排为连续的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，如金属塑性变形与再结晶综合实验、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训练为目标，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掌握。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，培养学生材料科学与工程的基本素养，提高实验动手能力和分析、解决问题的能力，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、材料加工过程与材料结构密切相关”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认识。与此同时，还对教学方法进行了相应的改进，授课力求重点突出、逻辑清晰，强调教学互动，提倡师生间平等讨论，倡导探索性和研究性的学习方法，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，将上课听讲与课堂交流、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，随堂考试允许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，检验与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，对基本知识的掌握、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，加强教学法研究，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研究，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

[1]师昌绪.跨世纪材料科学技术的若干热点问题[J].自然科学进展，1999，(1):1-12.

[2] 杨雄.材料科学基础.实验课程的改革与实践[J].科教文汇，2006，2:81.

[3]郭齐勇.大学的教育理念与目标[J].中国大学教学，2002，10:18-20.

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关键词：创新人才培养；本科教育；基地班

高校是培养人才的前沿阵地，肩负着人才培养的光荣任务，制定合理的人才培养方案和科学的管理制度是高素质人才顺利成长的有力保障。材料科学与工程创新基地班是郑州大学在工科院系设立的第一个人才培养实验班，实行精英型个性化培养方案，注重厚实的基础知识教学，进行全新的创新能力和科研素质的培养，以培养具有材料科学专业思想、熟悉掌握材料科学的基本特点最终能够制造先进材料的精英人才为目的。这一人才培养方案的实施为解决我国面临的高层次创新型人才匮乏等难题提供了有效途径，有望打开创新人才培养模式的新局面，加快我国从人力资源大国向人力资源强国转化的进程，为人才规划实施作出应有的贡献。

一、材料科学与工程创新基地班的定位

郑州大学材料科学与工程创新基地班于2006年12月正式成立，其定位为：“立足于为河南经济建设和社会发展服务，发挥学科齐全、梯次结构合理的优势，本科与研究生培养并重，全面提升学科、专业实力和水平，努力建设成为培养工程应用和科学研究创新型人才教学研究型学院。”依据学院学科和教学基础，结合所承担的国家教改项目“发挥学科与区域优势，构筑材料三级实践载体，培养具有创新意识的应用型人才”，以“厚基础、宽专业、重创新、高素质”的复合型人才为目标，培养适应未来发展要求具有科学前沿意识、创新精神和创业能力的高级研究型人才和实践应用型人才。

二、材料科学与工程创新基地班的培养方案

围绕专业建设和人才培养目标，材料科学与工程创新基地班对本科生的培养方案进行了较大规模的调整，体现了素质教育和创新教育理念，并遵循人才成长规律，注重系统性、前沿性和适应性，强调材料科学类课程与材料工程类课程的协调统一和同步建设。在学校政策引导和学院学科发展的统一要求下，构建起“平台+模块+课程群”的课程体系，其中平台课程注重学科基础教育，强调重视教育、体现宽口径；模块课程突出学科发展特色，设立了高分子材料科学与工程、无机非金属材料科学与工程、金属材料科学与工程三个模块，课程分别由主干课和实践教学环节构成；课程群由学科选修课和跨学科选修课组成，总学分控制在173学分。改革后的教学培养计划既体现了“厚基础”，又体现了“宽专业”，并强调学生创新能力的培养，在主体培养应用型人才的基础上，分层次、分步骤培养不同的人才，适应不同应用领域的需求，分别从事应用实践、技术创新、科研管理等工作。

1.注重基础，夯实理论教学

在课程体系方面，基地班强化国外名校、名教材英语教学课程和研究性教学课程，采用国际上通用的原版教材、自编教材及国内优秀教材，知名教授讲授基础课和专业课，采取双语授课。主要课程有高等数学、大学物理及实验、线性代数、物理化学、材料科学与工程基础（国家级精品课程）、材料近代研究方法（英文）、材料成型原理、材料科学与工程导论、工程制图、普通化学、电工学、工程力学、机械设计基础、高分子化学（英文）、高分子物理、材料成型原理、合金及熔炼、无机材料科学、无机复合材料学（英文）、陶瓷工艺原理（国家级精品课程）等。

在教学计划方面，实行第一、二学年所有课程打通，第三学年第一学期部分课程打通，第三学年第二学期必修课和全院范围内的限选课组中任选相结合。

2.加强技能，拓宽专业知识

基地班覆盖材料学、材料加工工程以及材料物理化学等领域，以金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的合成和成型加工为重点，学习现代新材料、新技术所依赖的基本知识和技能，掌握材料合成原理、工艺、结构与性能之间的关系，进行各种材料的成分设计、合成、成型加工和应用。

3.重视创新，强调因材施教

在夯实学生科学文化知识基础的同时，基地班还着力培养学生的创新精神和创新能力。

在实践教学环节，引导和鼓励学生尽早进入实验室参与科学研究。近三年内，学院已经有12个由学生主持的实验项目获得国家大学生创新实验项目支持，其中大部分学生是基地班的。学院实验中心对基地班学生全面开放，学生可以利用课余时间在实验中心开展实验实践活动，全面提高自己在实验中发现问题、分析问题和解决问题的能力。

此外，学院还积极与校内外国家级重点实验室、工程技术中心联合建立独特的实习基地；在毕业实习和设计环节中，引入类似硕士研究生的训练模式，以培养学生的前沿科学意识和独立的创新能力。

4.强化素质，注重全面发展

发达国家的高校都将提高学生的素质作为主要目标。他们充分利用学校的各种资源开展诸多实践教育，有效地开阔了学生的知识面，增强了学生认识科学和揭示科学的信心。基地班始终注重学生的德、智、体、美全面发展，鼓励学生选修学校的素质教育课程，并增设开放实验和暑期课堂学分，鼓励学生跨学科进行开放实验，拓展知识面。在暑期，鼓励学生走进高新企业研究机构或者国内知名科研院所进行跟班学习，使学生通过接触或参与实际科学和技术难题的攻关，掌握科学研究的基本思路和方法，并将所学习的基础理论知识与实践应用联系起来，提高学习兴趣和实践动手能力。这些实践教育可以强化素质教育，有效提高学生的实践创新能力。

三、材料科学与工程创新基地班建设和管理模式

1．基地班建设

成立基地班建设工作小组，由院长、分管教学的院长、骨干教师和管理人员组成。基地班建设工作小组的主要职责有以下6项。

（1）研究制定基地班建设总体规划和基地班建设管理办法等文件，审核基地班发展规划，对基地班发展方向和改革决策提出指导性意见。

（2）指导、监督和推进基地建设与改革，检查基地班教学效果和培养质量。

（3）筹措基地班建设的经费并监督经费的使用情况和使用效果。

（4）组织基地班建设项目和方案的筛选、审定。

（5）商讨解决基地班建设中存在的问题，协调教学、科研、实验室等有关部门的工作为基地班建设服务。

（6）迎接上级主管部门的检查和评估。

基地班建设工作小组实行例会制度，定期商讨基地班建设过程中出现的各种问题，帮助解决实际问题，重大问题直接向党政联席会汇报。

学院设基地班建设工作小组办公室，负责基地班建设与各基地班的日常教学管理工作，办公室设在本科教学办公室，并配设秘书负责基地班的日常教学工作。

2.基地班管理模式

基地班的管理采用“三制”，即班主任制、导师制和末尾淘汰制。实行班主任和导师双层管理，学院主管教学的副院长担任基地班班主任，负责全院各年级基地班的建设与培养工作。前两个学年按成绩高低实行滚动，基地班末尾5名学生与非基地班学生交换，实行末尾淘汰。

在博士生导师和部分知名教授中为基地班遴选导师，学生在导师的指导下完成基础平台课、专业基础课、专业课、素质课的学习以及毕业实习和毕业设计。

四、基地班学生选拔办法

基地班每届招收30人，首届自2006级本科生开始。基地班学生的选拔需经过3个步骤。

（1）材料科学与工程专业本科生根据第一学期末相关公修理论课程（含外语）的总成绩进行排名，初选前50名学生。

（2）以英语、数学、大学物理的三个学科的单科成绩为依据，低于75分者被淘汰，剩下的学生以三科总成绩排名，选出前36名。

（3）经专家面试，最终选取30名进入基地班学生。基地班学生确定后公示5天，对不符合条件的入选者经核实后取消其资格，所缺人员根据排名递推增补。

五、材料科学与工程创新基地班建设成效

经过近4年的成长，材料科学与工程创新基地班已经逐步形成完善的创新型应用人才的培养模式，并成功培养了第一届毕业生。这些学生中有多人在省级以上的大学生科技竞赛活动中获得奖项，其中白阳同学主持的“一种使用新型材料处理废水的装置”项目获得第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖。首届30名毕业生中有24人考入诸如浙江大学、中国科学研究院等国内著名院校或研究机构进行研究生阶段的学习，其余6人分别进入美的微波电器制造有限公司、比亚迪汽车销售有限公司、中铁隧道装备制造有限公司等著名企业从事技术研发和管理工作。

基地班人才培养模式的改革探索不仅是国家教改项目研究的一个重要研究内容，而且作为工科类基地班的试点，在三级实践载体建设、师资力量的配置、创新人才培养计划的调整、本科生提前进入实验室、开设开放性实验、实行导师制、学生的创新活动开展等方面都具有一定的可借鉴性，同时这一应用型人才培养经验还可进一步推广到其他工科专业，以提高相关专业本科生的培养质量。

在探索创新型应用人才培养模式的同时，基地班的建设也促进了学院教学环境的改善和教学质量的提升，其中在国家教学质量工程项目建设方面取得的成效尤其显著：由关绍康、张锐等教授完成的“构筑三级实践载体，培养具有创新意识的应用型人才”教学成果曾获得国家级教学成果二等奖，有多个由学生负责的项目获得国家大学生创新科技创新型实验项目支持，同时学院还拥有《材料科学基础》《陶瓷工艺原理》两门国家级精品课程、材料科学与工程国家级实验教学示范中心、材料学系列课程国家级教学团队、国家级教学名师1人。此外，材料科学与工程学院近年在大学生科技创新、学科竞赛、学生活动等方面也取得了突出成绩，已成为郑州大学学生培养特色单位，大学毕业生就业率连年位居全校前列。

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您好！

我是XX大学材料科学与工程学院高分子材料与工程专业XX届的一名学生，即将面临毕业。

XX大学是我国著名的汽车、机械、材料科学等人才的重点培养基地，具有悠久的历史和优良的传统，并且素以治学严谨、育人有方而著称；XX大学材料学院则是我国材料科学研究基地之一。在这样的学习环境下，无论是在知识能力，还是在个人素质修养方面，我都受益匪浅。

四年来，在师友的严格教益及个人的努力下，我具备了扎实的专业基础知识，系统地掌握了材料科学基础、物理化学、有机化学、分析化学、材料实验学、机械原理及化工原理等有关理论；熟悉涉外工作常用礼仪；具备较好的日语听、说、读、写、译等能力；能熟练操作计算机办公软件。同时，我利用课余时间广泛地涉猎了大量书籍，不但充实了自己，也培养了自己多方面的技能。更重要的是，严谨的学风和端正的学习态度塑造了我朴实、稳重、创新的性格特点。

此外，我还积极地参加各种社会活动，抓住每一个机会，锻炼自己。大学四年，我深深地感受到，与优秀学生共事，使我在竞争中获益；向实际困难挑战，让我在挫折中成长。前辈们教我勤奋、尽责、善良、正直；吉林大学培养了我实事求是、开拓进取的作风。 我热爱贵单位所从事的事业，殷切地期望能够在您的领导下，为这一光荣的事业添砖加瓦；并且在实践中不断学习、进步。

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关键词：卓越人才；材料科学基础；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）22-0034-02

“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要》和《国家中长期人才发展规划纲要》的重大改革项目。武汉理工大学材料科学基础为材料学院所有专业必修的学科基础课程。该课程是在一级学科办学的基础上阐述了组成与结构、制备与加工、性质、使用性能等材料科学与工程主要要素之间的相互关系及其制约规律。经过这几年的教学实践，我们在理解“卓越人才”培养目标，提高学生工程应用能力和创新能力的基础上，对该课程教学方法探究等方面开展了积极的探索，积累了一定的实践经验。

一、材料科学基础课程的特点和实施“卓越计划”的意义

1998年以前，国内高等学校普遍按照二级学科模式办学，材料类专业有无机非金属材料工程、金属材料工程等二级学科专业，其学科基础课为无机材料物理化学、硅酸盐物理化学、金属学原理等。1998年以后，根据学科发展规律，国内高等学校相继进行专业结构调整，逐步按照一级学科模式办学，武汉理工大学设立材料科学与工程专业，其学科基础课是材料科学基础课程。随着办学层次不断提高，材料科学基础课程在知识体系构造方面也逐步揉和了金属、无机非金属、高分子等材料共同的科学原理及技术基础，配合课程建设，开设了具有特色的实验教学环节。由于材料科学基础是土木工程专业学生培养计划里最先开设的学科基础课程，所以材科科学领域的一些基本概念、材料设计的一般研究思想和方法都随内容编排在该课程中，使得该课程显得知识点比较庞杂和零碎，由于原课程内容的编排缺乏具体的实践应用，学生难以在短时间内建立起整个课程的系统框架和掌握章与章之间的联系，有学生称该课程的课程体系正如玻璃的结构“近程有序、远程无序”这一特点给学生的学习带来不少的困扰。同时，该课程也为2005年的国家精品课程和2012年的湖北省精品资源共享课程。建立理论联系实际的课程体系，提高学生学习的积极性，进而对其他材料类专业课程进行“卓越计划”的改革可以起到示范和指导作用，具有重要的现实意义和长远价值。

二、“卓越计划”背景下的材料科学基础课程体系改革与实践

1.课程内容的改革与编排。在教学的过程中，我们大量的引用Wiley出版社出版的“Materials Science and Technology”中的图片对教学内容进行补充和诠释。同时，优化教学内容，强化理科基础，并在理科基础课中体现工程设计的思想，拓宽学科基础，夯实专业基础。近年来，由于材料学科发展迅速，不断有新材料及新性能报道出来且获得了广泛的应用，极大地推动了社会的发展。在课程体系中加入这些材料的介绍，从而引入相关的基础知识，使学生在学习的过程中开阔了视野并加深了对授课内容的理解。比如：在讲到Kirkendall效应的时候，我们除了解释该效应所造成的电子器件在接头焊接过程中出现的“紫灾”现象外，针对现在的研究热点之一――空心纳米材料合成，把Kirkendall效应应用在该空心结构的形成机理中，并对空心结构的形成机理进行引申归纳。在烧结这一章节内容的讲解中，我们对目前国内外出现的新材料的新烧结工艺进行了总结，对各类烧结工艺的优劣进行了对比分析。并针对具体的材料，让学生根据材料的结构和性能的要求，模拟设计其烧结工艺。我们的这些对课程体系和内容的调整，都是根据“卓越计划”实施的目的而进行的。内容的重新编排不但坚持了课程原有内容和体系，并且从社会实际需求出发，以工程实践能力创新能力和国际化能力的培养为目标来设计的。因为，为适应卓越工程师培养，固有的教学内容必须做适当调整。

2.课程教学方法的设计与改革。如前所述，材料科学基础课程是材料类学生必修的专业基础课程，是学生在本科阶段所学习的第一门系统的专业基础课程，该课程设计了材料的热力学、动力学及结构化学等方面的相关基础内容。如何在传授这些材料学科知识的同时培养学生的工程应用能力是保证“卓越计划”有效实施的关键。教学方法的改革和其他教学环节的实现方式不仅要保证学生有效地掌握教学计划所要求的教学内容，确保学生的工程实践能力得到培养和提高，而且是保证课程的教学目标得以实现的重要手段。在材料科学基础的课程教学中，根据教学内容的性质和“卓越计划”的要求，我们改革了实验及实践环节，突出了实验及实践的重要性。过去的80个学时的材料科学基础教学中包含有16个学时的实验教学。把材料科学基础实验作为一个单独的实验课程独立出去，保留72个学时的材料科学基础理论教学课程是该课程为适应“卓越人才”教育进行的一项改革措施。材料科学基础实验课程为一周的实验课程，内容包括材料的密度、吸水率的测试、差热分析、淬冷法研究相平衡、固相反应、粘土―水系统的ξ电位的测试、玻璃的热膨胀系数等七个综合性实验，这些实验的设计及安排基本都是模拟工厂实验室的分析测试设备，独立出一周的实验课程分散在理论课程的传授过程中进行，这样的安排加深了学生对所学理论内容的直观认识，建立起了理论与实践的联系，加强了学生实践能力的培养。同时，我们加大了课程网站的建设，结合本课程的特点，网站上拥有“课程简介”、“教学大纲”、“教学日历”、“考评方式与标准”、“学习指南”，这些内容使学生明确了课程学习的目的、内容、方法和学习要求；同时，在网站上上传内容丰富的电子教案和制作精良的电子课件，可以很好地帮助学生在课下巩固课堂学习内容。除此之外，网站上还拥有练习题、自测题、试卷、考研辅导，可以让学生通过学校精品课程网站、网络学堂在线测试，通过在线交流可以课程通知，可以在线答疑和课程留言。每周课程组老师在规定的时间上网在线回答学生的问题，并批改学生的电子作业，这样安排激发了学生的学习兴趣，相对于课件提问，学生更倾向于网上答疑，这些措施有效地调动了学生学习的积极性。

3.重视师资的培养和交流。作为我校第一排获批的国家精品课程，材料科学基础课程组定期举行教学经验交流和青年教师教学竞赛，不断提高教师教学水平。每学期举行4次以上校内教学经验交流，每学年骨干教师参与校际间、校企间教学及学术交流不少于2次。青年教师积极参加各级教学竞赛，将竞争激励机制引入整个教学环节，激发青年教师不断学习、提高自身业务能力的主动性。同时，该课程组的老师已有30%已到国外进修一年以上，提高了课程组老师的工程国际化能力。

参考文献：

[1]林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案再研究[J].高等工程教育研究，2100，（4）：11-17.

[2]董倩，刘东燕，黄林青.卓越土木工程师实践教学体系构建[J].中国大学教育，2012，（1）：77-80.

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关键词：材料科学基础 实验课 多媒体教学 网络教学

Construction of multimedia and network teaching for foundation of materials science experimental lesson

Liu Xiaoying， Zhao Jie， Zou Longjiang， Ji Shouhua

Dalian university of technology， Dalian， 116024， China

Abstract： Based on the character of multimedia teaching and network teaching， the construction methods for foundation of materials science experimental lesson are put forward. Compared with traditionally experimental lesson， the advantage and disadvantage of multimedia teaching and network teaching are pointed out， and the improvement methods are mentioned.

Key words： foundation of materials science； experimental lesson； multimedia teaching； network teaching

材料科学基础是材料科学与工程专业中重要的专业基础课，该课程对构建材料专业技术人员的专业知识体系和后续其他专业课的学习具有非常重要的作用。它以材料学领域的基础理论知识为背景，阐述了各种材料的共性基础知识，从材料的组织结构出发，研究材料的性能与材料结构和制备工艺之间的关系，既具有较强的理论性，又与生产实际有紧密的联系[1]。材料科学基础实验课则是为本科生开设的实践性较强的必修课，是以理论与实践相结合的方式深化学生对理论知识的学习，并提高其动手操作能力的重要途径。强化课程实验和实践环节的教学，无论对学生基础理论知识的掌握还是工程实践能力的培养都具有举足轻重的作用。在材料科学基础课程中主要有两类实验：验证性实验和设计性实验。前者是使学生验证已学过的理论，巩固已学过的知识，加深对知识的理解。后者在于培养学生综合应用所学知识的能力，培养学生动手和亲自设计实验、研究解决工程实际问题的能力，并使学生获得书本以外的知识和技能[2]。因此加强材料科学基础实验教学环节的改革与研究，对培养学生的科学实验能力和创新能力至关重要。目前部分材料科学基础开放性实验以教师板书实验内容为主，存在学习途径单一，教学方式简单，人多设备少不能实现每人都操作等问题。如何拓展学习途径，改进实验方法，激发学生学习兴趣，引导学生全面深入学习，提高学生动手操作能力和认识水平成为亟待解决的重要问题。现在计算机和网络已经广泛普及，学生接触计算机和网络的机会日益增加，多媒体及网络实验教学成为解决上述问题的重要途径。

1 多媒体及网络教学的特点

多媒体及网络教学是指在教学过程中，根据教学目标和教学对象的特点，通过教学设计，合理选择和运用现代教学媒体及网络，并与传统教学手段有机组合，共同完成实验教学，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果[3]。我们通常所说的多媒体及网络教学是特指运用多媒体计算机将预先制作的多媒体教学课件及软件通过网络开展的教学活动。它又称为计算机辅助教学（Computer Assisted Instruction，CAI）。

多媒体及网络教学平台具有以下特点：

（1）集成性高。能够对信息进行多通道统一获取、存储、组织与合成。这是纸质书籍所不能比拟的。

（2）信息量大。网络犹如浩瀚的海洋，通过它可以获得大量的知识和信息。

（3）交互性强。交互性是计算机有别于传统信息交流媒体的主要特点之一。传统信息交流媒体只能单向地、被动地传播信息，而互联网技术则可以实现人对信息的主动选择和控制。

（4）实时性强。当用户给出操作命令时，相应的多媒体及网络信息都能够得到实时控制。

（5）耗时间短。获取同样多的信息，多媒体及网络所需时间较少，效率更高。

2 与传统实验课相比存在的优势与不足

多媒体及网络教学是一种先进的教学手段。随着科技进步及计算机技术的发展，多媒体教学及网络教学方式越来越多地应用于当代大学课堂。利用现代化的多媒体及网络手段进行材料科学基础实验课的教学，不仅是教学方式的改革，同时对于优化教学过程，提高教学效率及教学质量，激发学生的学习兴趣，充分调动学生的积极性，提高动手操作和解决问题的能力都具有非常重要的作用。

运用多媒体，可以模拟各类理论及实际情况，使学生仿佛身临其境，寓教于乐，化抽象为直观，化复杂多变为简单明了，从有限的实验项目中学到丰富的理论知识，从而达到良好的互动及学习效果。通过网络形式展示实验过程及结果，可以节约时间，提高效率，调动学生的学习积极性，拓展他们的学习途径。

我们在关注多媒体及网络教学优越性的同时，也要注意其存在不利于学生形象思维能力培养，师生面对面的交流受到限制，多媒体及网络教学使用“程度”的把握需要进一步实践检验等问题。在教学中要注意优化多种教学手段，重点使用“参与式”和“互动式”的教学手段。注意不要以讲代做，要加强学生综合设计能力和实际动手操作能力的培养。

3 多媒体及网络教学的改进方法

在实验课中运用多媒体及网络教学手段时，教师必须谨记“多媒体及网络仅是取得良好教学效果的辅助手段，是为教学服务的”，在实施过程中也要牢记以提高学生认知能力为主导，努力做到扬长避短，以提高教学质量。

（1）作为材料科学基础课程实验教师，要与主讲教师良好沟通，针对不同学习内容开设不同实验课，以期最大限度地发挥实验课的作用，提高学生对理论知识的认识，同时有针对性地准备多媒体课件，包括视频、音频、软件、图片等。

（2）从实验课教师角度讲，不要过多地依赖多媒体及网络，要正确地认识其在教学中的作用，牢记多媒体及网络仅仅是一种教学手段而不是教学内容的全部。一定要根据具体的理论课内容选用适当的实验课多媒体教学内容，而不是全部使用多媒体及网络教学，避免其喧宾夺主，占用学生大量动手操作的时间。如在讲解设备原理与操作步骤及注意事项时，可用多媒体进行播放，深化学生的认识与理解。而具体操作过程及实验结果的获得则要由学生自己完成，以加深印象，同时提高学生的实验设计能力及综合分析能力。

（3）从学生角度来讲，需要教师有重点地制作实验课多媒体及网络教学课件，将某一理论知识以形式多样的实验方式传授给学生，加深他们对理论知识的理解和掌握。同时针对学生求知欲旺、好奇心强、计算机知识丰富的特点，加强实验课中实验过程的软件模拟环节，将复杂的、受限于实验条件而难以实际动手操作的实验以直观的方式呈现在学生面前，以提高实验效率和学生参与积极性。

4 平台建设主要内容

针对材料科学基础实验课的现状，结合笔者多年的教学经验提出实验课多媒体教学及网络教学平台建设主要内容：

（1）全面按照教材组织实验教学，增加利用多媒体、网络手段进行实验教学的环节。开发“材料科学基础开放性实验”多媒体授课系统，将多媒体实验教学软件中适于自学的教学PPT（包括验证性实验和演示性实验）、实验指导书及复习资料等电子资源上网，供学生随时学习。

（2）全面采用现代教育技术开展课程教学工作，基本建成实验课程网络教学体系。完善网络实验课程教学内容，开发适合网络教学的实验教学软件，实现网络化授课，将教师授课视频放到网上，促进资源共享。搭建基于动态网页的网络资源系统，制作基本理论知识和实验过程的视频和动画，使材料科学基础课程与开放性实验课程内容紧密结合。

（3）开发虚拟实验软件，将部分实验过程用计算机模拟，提高实验效率和学生的参与积极性。

（4）开发网上实验选课系统和评分系统，达到资源充分利用及优化配置。开展网上答疑、在线交流及BBS论坛建设，提供教师与学生互动沟通的平台。

参考文献

[1] 赵杰.材料科学基础[M].大连：大连理工大学出版社，2010.

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您好！

我是xx大学资源与环境学院材料科学与工程专业一名普通本科学生，明年7月我将顺利毕业并获取材料科学与工程学士学位。获知贵单位正在招聘人才，我自信我在大学四年的学习和参加的社会实践会有助于我来应聘贵单位的职位。

大学四年来，在老师的严格教导及个人的努力下，我具备了扎实的专业基础知识，系统地掌握了材料科学与工程专业有关知识，养成了为学严谨，实事求是的作风，在课余我还阅读了很多相关书籍来充实自己的专业知识；具备良好的英语交流和演讲能力；修读了电子商务第二专业，并用大部分课余时间研读了计算机编程、网页设计及计算机网络的知识，参加了许多相关活动的组织筹划，具备了较强的实践和应用能力。

此外，我积极地组织和参与各种社会实践活动，抓住每一个机会，锻炼自己。大学四年，我先后担任了班级团支书、院学生会纪检部长、院学生会常委、党员培训班班长等职务。在职期间，受到了老师和同学们一致好评，多次被评为校优秀学生干部、优秀团干部、社会实际活动先进个人。这些经历培养了我良好的交际能力，使我懂得了与人合作、和睦相处，也使我处事更务实有责任感、更富有团队精神。这一切都是我不懈努力的结果，也是我所具有的积极进取精神的体现。相信这将是我今后的工作的重要经验和宝贵财富。

我渴望成为贵单位的一员，同时我也一直坚持着这样的人生信条——热爱自己的选择，对工作负责就是对自己的尊重！

尊敬的领导，无论您是否选择我，都希望您能够接受我诚恳的谢意！

祝愿贵单位事业蒸蒸日上！

此致

敬礼！

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本课程在材料科学与工程中具有显著地位，高性能粉体的制备在新材料的研究和开发过程中占据主导地位。随着现代科学技术的快速发展，粉体工程的学科边缘性、跨学科性及综合性等特点日益突出。本课程是针对材料科学与工程专业本科生开设，其主要目的熟悉和掌握粉体相关的基本理论、粉体相关设备各单元操作的特点及关键，熟悉各单元操作的各种机械设备的构造、工作原理及性能，从而进行正确的工艺设备选型，并为开发新的粉体工程设备奠定基础。

粉体工程与设备不仅在传统材料领域有着重要作用，在新材料的研发和制备也有着日益突出的地位。作为一门材料专业重要学科，其本身具有学科的综合性和实践性，因此要求加强本课程的理论知识的教学。另一方面，加强学生粉体工程方面的实践，在强化学生理论知识基础上，提升学生的理论与实践相结合的能力，培养创新思维，增强学生的综合素质。结合本课程的教学情况谈关于下面五点感悟。

1 课程的定位与特色

《粉体技术及设备》课程为本校材料科学与工程专业基础课程，具有很强的综合性和实践性，与其它专业课程密切相关，例如材料科学基础、材料工程基础、材料力学等。同时，本课程理论内容涉及许多工业产品的生产，例如水泥的生产。它包含的内容：粉体材料的基础知识、制备、相关设备及生产安全问题等，为学生以后从事相关工作打下坚实的专业基础。作为一门专业基础课，本课程不仅关注理论教学，而且结合理论教学中遇到的问题，安排相应的实践课程。通过本课程的理论学习及实践，使学生具有独立学习深层次粉体知识的能力；正确掌握和合理运用粉体相关知识，以粉体过程工程的问题为出发点，提高学生对粉体工程实际问题的分析、解决和研发的能力。

2 课程教学内容的设计

本课程是一门综合性学科且知识面广，包含基本理论及工程应用两方面知识，概念多且抽象。针对本门课程遇到的问题，提出了相应的解决方案。对重点内容进行突出讲解，结合工程应用方面问题引导学生利用理论知识解决其问题；对于非重点内容，以学生自学为主，教师辅导答疑为辅。例如粉体设备方面内容，首先了解其作用和工作原理，结合到工厂参加相关实践活动，熟悉其操作流程，达到理论和实践相结合，对以后从事相关工作更具竞争性。对于教材，选择张长森教授《粉体技术及设备》，本书不仅理论知识丰富，并且有较多的实践案例。

3 综合实验及实践

为了更好地让学生理解粉体相关知识，增加其实践环节，加深学生对其原理的理解。通过让学生进行分组实验操作及实验结果分析，并改进实验方法，培养学生的创新意识。通过实践教学环节，使学生更好地从粉体过程工程的层面，正确合理地运用本课程基础理论知识，更有利于具有工程技术能力、创新能力及综合素质高的卓越工程师人才的培养。

4 教学方法与手段改革

在本课程教学中，遵循“突出知识应用性为中心”的原则，以问题为导向，课程讲解的内容由浅入深，重点突出，注重多学科的交叉性和联系性，多方面激发学生学习的积极性，从而提高教学效果。具体以讲授法为主（结合课件和演示动画讲授），同时辅以启发法和演示法等多种教学方法相结合的方式，增加学生互动，让学生参与，加深对学习对象的印象，把书本上的理论知识与实际事物联系起来，形成正确而深刻的概念，旨在调动学生学习的积极性，正确的理解和系统的掌握所学的知识。通过演示动画，能提供一些粉体处理加工相关设备工作过程和原理的动态操作短片，增强学生的学习兴趣，集中学生的注意力，使学生更容易理解和掌握粉体加工过程及相关原理。

5 学生的考核方式

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关键词：3+2分段培养体系；高职；本科；教学；实践

高职-本科3+2分段培养这种模式为学生的继续深造和升格为高级技术管理人才提供了一条行之有效的途径，能够充分发挥高职和本科院校的优势，为企业提供具有发展潜力的技能型人才，实现学校、学生、企业三方共赢。这种模式在江苏首先试点，常州工程职业技术学院（以下简称“我院”）与常州工学院已经开展多届合作，共同制订了比较完善的人才培养方案，而高职、本科衔接课程体系的建设无疑是人才培养的关键，我院光伏材料制备技术专业在3+2转段衔接阶段开设材料科学基础这门专业基础课有其针对性和必要性。材料科学基础这门课程主要揭示固体材料结构和性能之间的关联，实际上是用数理化的知识分析实际的材料问题，其内容庞杂，理论性强，抽象，是材料类专业的必修专业基础课，具有普遍指导意义。3年高职学段培养学生的专业实践技能，要求感性认识颇多，2年本科学段着眼专业和管理技术提升，要求有更深的理论基础和解决问题的能力。以下结合笔者的教学实践，说明如何开展有效的材料科学基础教学。

一、以光伏产业链为主线精选教学内容

材料科学基础的内容包括晶体结构和缺陷、固体热力学和动力学、固体结构和电子理论三大块，具体知识要点有晶体结构、固体电子结构、合金固溶体结构、范性形变、缺陷、相图、相变、界面、扩散、凝固结晶、回复再结晶等。全部讲完至少400学时左右，实际上既没有这么多学时，也没有必要面面俱到。课程具有普遍意义，但对专业来说，只要筛选出密切相关的内容即可，做到必需和够用即可。这样一方面可节省时间，另一方面也能够很快切入应用。所以，一定要梳理光伏产业链的应用点和材料科学基础内容相匹配，形成少而精的教学大纲内容，以利于少学时教学和专业应用。

纵观光伏产业链，从硅原料的制备和提纯，单晶硅多晶硅的生产加工，光伏电池和组件系统的生产，与材料科学基础关联的地方还不少。硅晶体的表面形貌、生长方向、生长棱线、层向生长过程对应晶体学知识、晶向晶面及特征的描述；其中融入硅和化合物半导体的结构和电性能对应着合金结构和固态电子论的知识，并牵涉到结合键，能带理论、半导体性能、光伏原理和光伏电池效率；晶片生产中缺陷位错的控制（颈缩工艺等）以及电池片效率改进对应着晶体的缺陷理论；单晶多晶的形核生 长、环境控制、质量控制对应着凝固结晶理论；硅中杂质含量及分布以及栅线印刷、焊接、欧姆接触对应合金知识相图相变知识；PN结形成、焊接合金化过程、光生少子的扩散和寿命、I-U特性曲线的扩散方程推求对应扩散理论中的稳态和非稳态扩散；晶硅加工生产过程中的变形和损伤对应固体范性形变和再结晶；多晶的晶界和单晶多晶的制备过程中的固液界面对应界面理论。此外，掌握热力学基本知识对分析缺陷、表面、相图相变、凝固结晶都非常有用，对材料分类论述的三大类别材料如金属、陶瓷、高分子各论也要介绍，这部分内容具体涉及银浆与硅的欧姆接触、互联条焊接、石英容器性能、封装用铝合金、TPT、EVA的使用性能。基于以上分析，形成的课程知识点和相关内容以及重点难点见表1。

二、依据学生特点改革教学方式

此阶段学生的主要特点有：①理论基础较为薄弱。②从应用型到研究型的学习习惯还未转变。对这两特点，在制订学习内容后还有一个如何让其有效接受消化的过程，不适当地灌输会使学生理解困难，对学习失去兴趣，从而也失去了教学意义。结合教学实践，笔者认为从以下几个方面可以改善效果。

（1）精选教材。教材的选用原则是中等难度，有基础的数理化知识衔接，便于自学和理清课程体系，也便于学生发现问题和受到启发，提出问题。不宜一下子导入艰深的理论。好的教材阅读能够激发兴趣，深入浅出，让人受益。材料科学基础作为普适课程，教材种类繁多，深度广度侧重点各有不同。贵州大学的张晓燕教授主编的《材料科学基础（第二版）》具有以上特点，笔者认为比较适用。

（2）提供配套的参考资料和习题册。作为经典理论，材料科学基础暂时不会过时，现有的参考资料应该是比较丰富的，应该选择性地看一些，特别是习题册，更是和教材一样必备，因为理论的定性和定量同样重要，需要结合实际进行计算和练习，习题能够加深学生对抽象理论的认识，效果明显，能增强学生的成就感和求知欲。

（3）实验验证有助于理解理论。配套实验可以帮助学生巩固加深课堂理论知识，让学生掌握基本实验技能，培养学生自己分析问题、发现问题、解决问题的能力，让学生获得更多的感性体验和创新体验，在光伏材料生产中，处处有材料外观、缺陷、性能以及工艺参数等的检测，过程检测更是质量保证的关键，一些实验项目和检测有密切相关，应该加以训练。如晶体结构实验中的典型金属结构的钢球堆积结构模型分析实验、单偏光下晶体光学性质，非晶态的结构性质和玻璃析晶实验（与长晶过程的坩埚析晶有关）、扩散和固相反应动力学实验，以及电阻测定实验等。

（4）明确概念，将理论讲解浅显化、简化或省略推导，过程让学生对基本概念产生深刻印象，后续教学才能顺理成章。教师应重点讲解参数的物理意义和相关概念，对求解过程作一般介绍和原则说明，以便于学生快速接受知识。

（5）利用网络资源如魔课，爱课程等多媒体手段开展教学。应该承认，有些东西确实难以讲清，因此晶体结构的三维图、原子进入间隙位置的动画演示、扩散微观过程动态展示、缺陷产生增值过程和运动方式的直观视频显示，这些似乎都离不开多媒体展示，可以极大提升学生的空间想象力。这些都得益于现代数码技术可以把最微细的结构和复杂过程进行立体展示。网络资源也要好好利用，网上课堂是主要方式，具有简明易懂的优点。

（6）互动答疑及时解决疑问，按照逻辑体系进行内容顺序重排。由于材料科学基础是一门逻辑体系严密的理论课，在教学过程中不能生搬教材中的章节安排，应该从学生的知识结构来重新安排内容序列，力图使学生运用现有的力学、数理化知识就能理解各种规律，由于先后次序很重要，因此及时解决问题可为下面章节授课铺路。

（7）从理论到实践，再从实践回到理论，实现良性循环，螺旋上升。用理论分析和解决是最好的服务生产实践方式，也是学习基础理论的价值所在。

通过以上针对3+2衔接阶段教学方式的改进，学生的学习积极性得到提升，专业基础知识得到巩固，结合专业实践，也促进了其他课程的学习，这对以后的学习和创新是有益的。3+2分段培养能够成就技能和学术兼备的人才，可满足未来光伏产业发展对人才的需求，应该是一种值得倡导的模式。

参考文献：