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一、教学内容优化
哈尔滨工程大学《材料科学基础》课程主要针对材料科学与工程专业开设，材料科学与工程专业下设金属材料与表面工程、材料成形与控制工程、无机功能材料、高分子和复合材料四个方向。根据学校厚基础、宽口径的人才培养要求，选用由赵品主编，哈尔滨工业大学出版社出版的《材料科学基础教程》，该教材是高等学校“十一五”规划教材。教材内容以金属材料为主，但存在部分章节内容不够具体深入的问题。因此，授课过程中参考了胡庚祥主编，上海交通大学出版社出版的《材料科学基础教程》，对教学内容进行了重新组合遴选，遵循以金属材料为重点，以材料成分-组织结构-制备工艺-性能之间的关系作为主线，提炼出材料的共性规律，并辅以包括晶体结构、晶体缺陷、金属凝固、二元和三元合金相图、金属材料中的塑性变性与断裂、回复与再结晶、扩散、金属固态相变等的相关内容，适当地增加与课程内容相关的材料实例来进一步阐明材料的成分、组织结构、制备工艺和性能之间的内在联系，增强学生的理解能力。考虑到本校材料科学与工程专业的四大方向，在重点介绍金属材料理论体系的前提下，要考虑到全部材料领域的基础理论范畴，并站在科学体系层面上进行课程内容的整合，兼顾到金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料等的各自特性，利于学生在更宽阔的视域中掌握材料科学的基础知识。并紧跟学科发展，将材料科学的发展前沿知识与最新科研成果融入课堂，及时补充到《材料科学基础》课程教学内容中，这样既可以保持教学内容的新颖性，又可以开阔学生的视野，使学生对相关科研领域的国内外发展动态有所了解，并可能从中产生一些新的想法。教师在教学过程中也可以穿插适当的科研实例，有意识使学生接触前沿科学知识，调动学生的学习积极性，提高学习兴趣和创新意识，变被动学习为主动学习，以兴趣引导学习，势必事半功倍。同时，根据我校的特色，尝试将课题组或相关学科的科研成果渗透入课堂教学，有重点、有针对性地引入诸如用于船舶工业中的合金、用于海洋装备上的材料等知识。增强教学的时效性，使学生感觉学有所用，加强理论知识与生产实际的联系。
二、教学方法改革
传统的教学方法主要以教师课堂讲授、板书为主。但是材料科学基础涉及的理论知识比较复杂、抽象，较难理解，如晶体的空间结构、显微金相组织、三元合金相图、金属的塑性变形等许多概念和知识都是学生难以想象和教师难以用语言描述的。对这类内容仍采用传统的授课方法，会导致学生学习的难度大，兴趣差，教学效果不佳。所以有必要对传统的教学方法和教学手段进行改革。相对传统的教学方法，多媒体教学具有直观、形象、生动的特点，而且它传授的知识量更大。但是，多媒体教学的使用往往导致教师把更多的精力放在课件的新颖性和备课的便捷性上，理解不到位而囫囵传授的情况和过量灌输的事情时有发生。针对这种情况，应该采用多媒体教学与板书相结合的方式，注意教学过程中信息的传递量和教学内容的科学性、先进性。将多媒体教学与板书相结合，可弥补板书在时空上的不足，使抽象的知识形象化，同时能够增加课堂信息量，开阔学生思维。例如，晶体结构中面心立方和密排六方结构的空间堆垛、晶体结构缺陷中位错的形成和运动过程、晶体结晶和固态相变过程中的形核及生长过程、三元合金相图的各相区划分、金属塑性变形的滑移和孪生过程等内容都是教学中的重点和难点，学生理解起来很困难。如果采用多媒体技术中的二维或三维动画对这些内容进行演示，就可以使其更形象和生动化，便于加深学生对这类内容的理解，明显地提高教学效果。但是教师在授课过程中还不能过多地依赖多媒体教学，如果一味地应用多媒体授课，学生也可能会因为课件变化快或信息量过大而难以消化，反而影响学习的积极性。因此，有效的方法是将多媒体课件与板书相结合，二者相互取长补短，而且在授课过程中，将二者恰当有效地结合也是提高教学质量和教学效果的关键。教学内容中涉及到的一些基本理论和公式应使用板书的方法讲解，这样在基本理论或公式的推导过程中，能够给予学生充分的理解时间，引导学生全程跟住教师的思路，更好地理解和掌握，还可以调动学生参与的积极性。涉及到的新材料开发、具体制备工艺和加工过程以及应用情况，可以通过视频形式更形象、直观地来帮助学生理解，加强学生对基础知识与实际生产联系的理解，同时也激发学生对科研的兴趣。
此外，在教学过程中要坚持“以学生为主体、教师为主导”的理念，采用集引导法、讨论法、案例法于一体的教学方式，充分调动学生在课堂上参与的积极性和主动性。每次在讲授新内容之前，可以结合工程实际列举相关的科研或生产实例，提出需要解决的问题，在此基础上引出解决问题所涉及到的理论知识，进而引出授课内容，这样不仅可以激发学生的学习兴趣，而且可以启发学生理论联系实际的思维方式。授课过程中，注意各章节内容的前后贯通，说明各部分内容之间的相互关系，理清各知识点的联系和区别，体现课程教学的整体性，使课程内容清楚、简单。转换教学内容时，一定要交待交代清楚前后两部分内容间的衔接关系，以使学生明白课程教学内容的延续性、完整性以及编排的必然性。
授课时可以结合教师的科研课题，引入基于项目的课堂教学方式。教学中引入部分科研工作的内容，引导学生从科学研究成果中学习基本概念，将死记硬背的一些枯燥无味的抽象概念变为探究和解决问题的手段，增加学生的兴趣，提高学生对理论知识的理解和掌握程度，激发科研兴趣。同时将科学研究方法和手段融入教学中，使教学真正成为培养学生创新能力的重要环节。
三、实践教学方法的应用
材料专业基础课，是培养学生科研能力和创新能力的重要课程。在教学时必须注重理论和实际的紧密联系，在课程安排上要坚持理论授课与实验操作齐头并进。我校通过独立开设的《材料科学基础》实验，不仅有利于加深学生对理论知识的理解，培养创新思维，而且还有利于锻炼学生的动手能力，使他们愿意去主动探究，培养学生从事科研的能力。我校开设的《材料科学基础》实验分为三个环节，即验证性实验、设计性实验和创新性实验。其中，验证性实验是使学生验证已学过的理论，巩固和加深对已学过知识的理解。对于某些未能开设的实验，在课堂上以图片、动画或插播媒体文件的形式展示实验过程和实验结果，从而使学生对所学知识的理解更加透彻。在此基础上，通过开放实验室，进行设计性实验和创新性实验，主要培养学生综合应用所学知识的能力，提高学生亲自设计实验、解决工程实际问题的能力。在这三个环节的实验中，将设计性和创新性实验教学列为重点，通过这两个实验的开设，可以加强学生实践能力和创新能力的培养。也可以通过为大二或大三对科研有兴趣的学生配备导师，让他们参与到某些教师的科研项目中，这样可以让学生尽早地把所学的理论知识真正应用到实践中，从而锻炼学生从事科研工作的能力、掌握科学的研究方法和培养创新思维。
四、结语
通过多年的教学实践，对《材料科学基础》课程的教学内容、教学方法和手段进行了有益的探索和研究，取得了较好的效果。通过课程内容的优化、引入材料科学发展的前沿知识和基于项目的课堂教学模式，提高了学生的学习和科研兴趣。应用实践教学的方法，使学生更好地掌握基础理论知识，提高分析问题和解决问题的能力，增强创新意识。
关键词：
晶体学；教学内容；教学手段；研讨式教学；教学改革
一、前言
《晶体学基础》课程是为地质学、材料科学、矿物学等专业学生在完成高等数学、普通化学和物理学等公共课程后而开设的一门专业基础课[1-4]。对于材料科学与工程专业的学生而言，《晶体学基础》课程中的晶体结构、晶体对称性、倒易点阵、晶体投影、晶体生长、晶体缺陷等晶体学基本知识，是进一步学习《X射线衍射》、《电子显微分析》、《材料科学基础》、《材料力学性能》以及《材料物理性能》等专业课程的基础[2]。在材料科学领域，调控材料的性能是人们追求的目标。如果一种材料的成分确定，那么它的电学、光学、磁学以及力学等性能将取决于材料的晶体结构类型和晶体中存在的缺陷特征（如杂质原子的浓度、位错密度和晶粒尺寸等）。因此，《晶体学基础》课程的基础知识不仅在材料科学与工程专业各门专业课程的教学中起到重要的作用，而且将对学生们将来的材料科学与工程实践起到重要的指导作用。开设《晶体学基础》课程以前，北京航空航天大学材料科学与工程专业的晶体学教学计划主要安排在《材料科学基础》课程中，大约讲解4学时。另一方面，在《X射线衍射》和《电子显微分析》等专业课程教学过程中，过去通常要利用2～4学时来讲解布拉斐点阵、倒易点阵等晶体学知识。这使得部分晶体学知识被重复讲授，而一些重要的晶体学知识没有得到无法全面、系统和深入地讲解。基于以上原因，北京航空航天大学自2010年起对材料专业的本科2年级学生开设了《晶体学基础》课程。通过过去几年的《晶体学基础》课程教学实践，学生们普遍反应对晶体学基础知识的理解更加全面和深入了，同时在学习与晶体学相关的其他材料专业课程时，也更加得心应手。但是，目前的晶体学教学中还存在以下3个主要问题。
1.晶体学涵盖的内容十分广泛，它是多个学科的重要基础课程，不同学科对于晶体学知识的侧重点有所差别。目前，国内《晶体学基础》的教材主要是面向地质和矿物专业而编写的[5]，其包含的内容以及章节编排次序也是为了使地质和矿物专业学生更好地掌握相关晶体学知识而设计的。所以，现有教材的教学内容以及讲授次序并不完全适用于材料专业《晶体学基础》课程的教学。
2《.晶体学基础》课程中包含着很多晶体学基本概念，同时还有非常抽象的宏观和微观对称操作以及晶体的投影操作。在以往的晶体学教学过程中，主要借助一些静态的二维或者三维图片进行讲解，其表现力度有限，无法有效地使学生理解和掌握抽象的晶体学基本概念和理论。
3.在《晶体学基础》的授课形式上，过去主要以教师讲授为主，学生主动参与较少。仅仅通过教师对《晶体学基础》中复杂空间对称变换进行讲解，难以使学生深入理解晶体中对称特点、内部质点的堆积规律以及复杂的空间概念。同时，这样也不利于学生创造性思维和解决实际问题能力的培养。由以上分析可见，现有的《晶体学基础》教学已经难以满足材料科学与工程专业学生培养目标的要求。因此，我们有必要对该课程的教学内容、教学手段和教学模式进行改革，以充分调动学生的学习积极性和主动性，提高学生的学习兴趣，使学生真正理解和掌握晶体学知识的精髓，为学生在将来的材料科学与工程实践中打下良好基础。
二、教学内容和讲授次序的改革
目前，本校《晶体学基础》的教学课时共32学时，与地质学和矿物学专业相比，总授课时间较少[3，4]。为了在有限的教学时间内讲授材料科学专业学生所必需掌握的晶体学基础知识，有必要将那些与材料科学专业相关性不大的内容进行删减。例如，晶体理想形态和晶体规则连生方面的内容对地质学和矿物学专业十分重要，但是对于材料专业学生来说，只需要在课程绪论中加以概述就能够满足本专业的教学要求了。同时，对于后续材料科学的其他专业课程将详细讲解的知识点，也可以进行适当删减，如晶体相变、晶体物理学等内容。另一方面，对于进一步学习材料专业其他课程而需要用到的一些重要晶体学基础知识，应该增加讲解内容的深度。例如，倒易点阵、吴氏网等基础知识对于分析材料的微观结构特征至关重要，但是，现有教材中的以上相关内容过于简单，无法满足材料专业学生的培养要求，所以，需要增加相关的授课内容。教学内容的变更促使我们进一步思考授课内容编排的逻辑性。由于晶体学授课内容和侧重点发生了变化，所以，我们就不能按照现有教科书中针对地质和矿物专业的教学目的来安排授课次序，而应该按照材料专业对晶体学教学内容的要求，研究如何安排授课次序才能更有利于本专业学生由浅入深、循序渐进地学习相关晶体学基础知识。例如，在讲解晶体宏观对称性之前，有必要先讲解一些典型晶体结构的实例，以帮助学生形象地理解复杂的空间对称操作；将晶体的微观对称和空间群知识从原教材的第七章提前到第三章[5]，使其与晶体宏观对称合并成晶体宏观和微观对称一章，这样有利于从宏观和微观相互联系的角度进行讲解；另外，倒易点阵知识应该从原教材的第一章后移到第四章，在讲解完晶体定向和晶体学符号之后，学生们熟练掌握了晶体正空间的晶面和晶向指数，此时讲授倒易点阵知识更有利于学生理解复杂的正空间和倒易空间的相互变换。
三、教学手段的改革
《晶体学基础》课程的难点是晶体宏观和微观对称、晶体的投影以及内部质点的堆积。除了采用传统的板书和二维图形对这些晶体学难点知识进行讲解以外，我们应该更加注重利用一些三维模型。例如，在讲解晶体的球面投影和吴氏网过程中，利用地球仪作为三维实物模型，能够更好地说明晶体的各个晶面在进行球面投影过程中的操作次序，以及解释如何利用吴氏网来计算晶面夹角。在讲解晶体的旋转对称时，可以利用一些特制的三维立体模型，形象地显示出不同轴次的旋转对称；另外，在讲解晶体的极射赤平投影时，可以针对一些具有特殊对称特点的宏观晶体，让学生自己动手制作相关的三维实物模型，通过观察各晶面的投影特点，加深对极射赤平投影知识的理解。同时，为了使学生更加形象地把握各种对称变换特征和晶面投影规律，我们应该进一步利用三维多媒体软件，制作一些三维动画作为辅助教学手段[6]。这样能够通过三维旋转来观察晶体的宏观对称特点以及晶体结构中的质点（原子、分子或离子）位置，满足晶体宏观和微观对称要素及其操作等抽象教学内容的教学目的，使学生能够直观地观察不同宏观和微观对称操作的特点，从而加深对这些抽象晶体学概念的理解。
四、研讨式教学模式的改革
本校《晶体学基础》课程在开课初期的授课形式为大班整体授课，包括所有材料专业大二的学生（约150名）。由于听课学生人数较多，导致教师难以实时掌握学生的听课效果。故而，本校自2013年起对《晶体学基础》课程进行了“小班化”教学实验（每班70～80人），有效地提高了授课效果。但是，目前的教学模式基本上还是以教师的“填鸭式”教学方式为主要授课模式，学生缺乏学习的主动性，没有积极地思考问题。因此，应该实现教师和学生共同主导本课程的教学过程，通过师生之间以及学生之间“研讨式”的教学模式，使学生在研讨过程中理解和掌握《晶体学基础》的基本概念和抽象知识。针对每堂课的重点讲授内容，教师在课堂中提出相关问题，将学生分成若干小组，每组4～6人，在教师的引导下，通过学生之间反复讨论将复杂的晶体学问题进行逐步阐明，这样也有利于检验学生对每堂课知识的掌握情况。同时，将分组讨论的结果纳入平时成绩的考核体系，鼓励学生主动提出问题，并积极地通过讨论来相互启发，进而解决各个难点问题。另外，师生应该充分利用本校在校园网上建立的晶体学课程中心平台。一方面，鼓励学生在网络上进行自由讨论，另一方面，让学生针对以上问题在课堂上以小组为单位进行发言和讨论。通过以上“研讨式”教学模式及时获得学生学习效果的反馈，从而调整讲课速度，提高学生的学习效果。
五、总结
《晶体学基础》是材料科学与工程专业的重要基础课程，应该按照材料科学专业学生应该掌握的晶体学知识，优化编排授课内容和次序，提高授课效果；利用三维晶体学动画模型，加深学生对晶体对称要素及其操作等复杂晶体学概念和理论的理解；建立“研讨式”教学模式，针对课程的重点和难点，提出学生课堂和课后研讨的主题，检验学生对授课内容的掌握情况，提高学生通过主动提问以及相互讨论而获取知识的能力，最终使学生更好地掌握材料科学专业必需的晶体学基础知识，培养学生分析问题和解决问题的能力。
作者：刘彤 单位：北京航空航天大学材料科学与工程学院 北京市材料科学与工程实验教学示范中心
参考文献：
[1]张恩.关于《结晶学与矿物学》教学模式的探讨[J].中国地质教育，2000，（4）：41-43.
[2]张英.材料大背景下晶体学课程的改革与创新[J].科技文汇，2011，（10）：71-72.
[3]何明跃《.结晶学与矿物学》教学改革探索[J].中国地质教育，2000，（4）：57-58.
中图分类号：G642 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2013）36-001-01
材料工程基础作为一门课程主要是材料科学和工程学科的基础课，其中主要讲了有关金属、陶瓷、有机高分子以及复合型等材料的生产、加工和材料改性的理论、方法。这门课程主要是培养学生分析问题、解决问题的能力，同时教学生掌握应用工程基础知识的能力。通过对材料工程基础的学习，使得学生的知识面更广，除此，更要注重提高学生的综合素质、材料的应用能力以及工程的意识。
一、材料工程基础的教学内容
在对材料工程基础课程的教学内容进行设置时，首先，一定要注意在材料科学和工程四要素的基础上，介绍金属、陶瓷、有机高分子以及复合性等材料的制备、合成和加工的基本原理与方法，满足学生对学识的要求，也使学生更加了解材料的思维方法、工程意识以及应用技能。其中材料科学和工程的四要素指的是材料组成及结构、材料性能、材料使用效能和材料的合成及加工。其次，引进新技术、新材料的内容在材料工程中的应用，同时对其进行分析、评价，还引进可持续发展的内容应用在材料工程中，加强学生对材料工程的认识。
二、材料工程基础课程的建设
材料工程基础是材料科学和工程的基础课程，我们对材料工程基础课程进行的建设主要有以下几点：
1、课程目标
做好材料基本知识的传授，为学生学好材料科学和工程的基础理论打下一个坚实的基础，培养学生运用材料科学和工程基础理论分析、解决问题的能力。
2、课程体系
材料工程基础课程中讲了有关材料生产、材料加工和材料改性的理论及方法。其中的中心是金属材料的学习，同时引进其他材料（陶瓷、高分子以及复合型等材料）共性和个性的特点内容，统筹材料科学和工程的系统性、实践性，显示出材料的应用性能。确定课程的重点，将材料科学中的共性与材料的多样性结合，确定专业研究的方向。
3、课程内容
吸取先进的教学经验，结合经济发展的需要，处理好课程建设之间（本课程与专业系列课程的建设）的关系，在传授材料知识的基础上，注重高新技术中新的材料、工艺、技术。
4、实践教学
通过新的技术方法（如多媒体）将理论教学与实践教学结合起来，关注内容综合化以及形式的多元化，提升教学效果。
三、材料工程基础课程的改革实践
在材料工程基础的课堂教学中，我们通过多种教学方法的结合来培养学生的综合素质和能力。
首先，基础知识的加强。1、重点关注课程的基础性；2、在制定教学大纲时，主要侧重基础理论知识的整编；3、学习时注意将相关的学习内容做好连接，规避重复性。
其次，专业知识面的拓宽。打破材料之间的界限，站在材料科学和工程的角度思考，拓展知识面。
第三，理论体系的举一反三。从理论规范与科学体系上展开举一反三。比如马氏体相变理论应用在钢的热处理方面等，不同材料中电子的迁移理论解释不同材料的行为。这些都给材料工程基础课程的内容整合打下了良好的基础。同时，为学生今后在材料领域的学习与知识的掌握打下良好的基础。
第四，教学手段的改革。由于材料工程基础课程的内容抽象化且具有较强的概念性，使学生学习起来常常感觉到枯燥乏味。所以在教学中，可以多用一些形象化的语言（教学模型、照片、曲线图以及挂图等），便于加深学生的记忆、理解，同时又提高了学生对学习的兴趣。教师也可以引进先进的多媒体教学手段，将其应用在材料工程基础的课程教学中，提高学生对知识的重点、难点的掌握。还可以通过三维动画形式将这一课程展现在学生面前，让学生在课堂中学到更多的知识，同时亦有助于教学效果的提升。
第五，新材料研究成果的引入。我们必须在掌握材料知识原理、概念及应用的基础上，建设材料工程基础课程。这些往往是最吸引学生的，所以在教学中要不断引入新的材料研究成果的应用，注重课程内容的更新，让课程同时具有基础性、先进性。
第六，实验环节的加强。这是锻炼学生的动手能力，同时对学生学习过的知识进行巩固、加深记忆，让学生分析问题、解决问题的能力有所提高。通过实验课的训练，对培养学生实践能力与创新能力有很大帮助。
综上所述，材料工程基础课程的建设和实践是一项非常艰巨、复杂的工程，在课程建设改革的过程中我们要注意，教师是主导，学生是主体，坚持以学生为本，提高学生学习的自主能力，保证教学效果，全面培养高素质 、高专业、高技术、高能力的复合型人才。
参考文献：
[1] 侯治富.金祥雷.精品课程建设目标及实现途径的研究与实践[J].中国大学教学.2006（01）.
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）06-0180-02
贵州省是航天航空产品生产研发基地集中地区。近年来，随着先进制造业引进涌入，对材料学科专业相关从业人员的需求量大为增加。然而，贵州大学材料科学与工程专业的设置是以传统金属材料方向为主，与高新制造业对材料压力加工、材料质量检测方面的人才需求有些错位。单一专业方向培养模式，与社会需求和行业发展分工明确细化显得不适应、脱节。学生不能根据自己的兴趣、个性、就业愿望选择专业方向，制约了学生的多样化、个性化发展及创新能力的培养[1-4]。此外，贵州师范大学、贵州理工学院等区域高校也相继开设材料类学科专业，使得本地区材料学科毕业生数猛增，就业压力增加，就业渠道必须拓展。
为了解决材料科学与工程专业人才培养模式不能完全满足市场对人才个性化、多样化的需求问题。依据贵州省材料产品制造业的发展现状和趋势，以及材料科学与工程专业学生就业市场现状。材料科学与工程专业以专业特征为基准，面向就业市场，以学生为本，灵活设计金属材料、压力加工以及材料检测及表征三个专业特色培养方向。通过构建方向课程体系，教学内容，教学方法、手段改革，加强师资队伍建设，坚持知识、能力及素质协调发展，有针对性地着重培养学生创新能力和创新精神，强化学生多样化、个性化发展，拓宽就业渠道。
一、特色专业方向课程设置
广泛进行调研，重点了解金属制造行业对人才知识、素质、能力的要求。我们按“通识公共基础+夯实大材料学科基础+明确专业专长方向”的方式实施材料科学与工程人才的培养，确定了具备相同口径的通用基础知识课程群和材料科学与工程专业核心课程群，为专业方向课程的学习奠定基础。学生根据社会需求和个性特长，自主选择专业方向，以满足学多样化、个性化发展需求。
通用基础知识课程群主要包括公共基础与人文素养等课程，重点培养学生文化素质、身体素质、思想品德素质。专业基础课是课程体系的中心组成部分，紧密围绕材料学科专业共性特征和人才培养目标设置，是三个专业方向共同开设的课程。避免课程间内容重叠，整合《固态箱变》、《金属热处理》、《热处理新技术》三门课程课程为一门核心课程――《热处理原理及工艺》，构建以《材料科学基础》、《材料力学性能》、《材料分析方法》等课程组成的专业核心课程群[5]。便于学生掌握有关材料制备合成、组织结构、性能和使用效能等四要素构成的材料学科共性基础知识规律。
专业方向课程群体与社会需求密切联系，有不同特色的专业方向实用性课程群。金属材料专业方向有《金属材料学》、《钢铁冶金概论》、《有色金属合金》、《复合材料》、《高温合金》、《航天材料》、《模具材料》等课程。压力加工方向有《材料成型工艺》、《轧制工艺学》、《挤压与拉拔》、《塑性成形数值模拟技术》、《锻压设备与工艺》、《快速成形技术》等课程。材料检测及表征方向有《材料性能测试技术》、《材料工业分析》、《无损探测》、《超声检查》、《涡流检测》、《常用检测设备与维修》等课程。
二、专业方向实践教学设置
材料科学与工程实践教学践行“理论教学与实践教学并重，更加注重实践教学，偏重专业方向”理念。改革传统实习教学模式，认识实习围绕实习基地的制备（压力加工）-检测-装配流程组织展开，学生初步掌握材料制备-组织结构-性能-使用效能为主线的科学研究方法。生产实习则各自偏重金属材料、压力加工、检测与表征专业方向，身临其境，与社会沟通，培养学生综合应用专业知识解决相应的专业方向领域中的生产实际问题。近年来，本专业实验室采购了透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等大型精密仪器和实用设备，构建冶金制备、压力加工和测试与表征实验平台，为培养不同专业方向学生的创新意识和实践能力奠定了坚实基础。按照自编的《材料科学与工程专业实验教程》指导教材，以“课程综合性实验、专业方向综合性实验、专业综合性实验和创新创业实践应用开放性实验”分层次逐步深入展开。毕业论文环节实行导师制，采取自主挑选导师、过程互动的方式，激发学生研究创新的兴趣，理论联系实践，培养学生的实践认知和创新能力，保证高质量的毕业论文。近几年共有10余篇本专业学生毕业论文获学校优秀论文奖励。
激励学生参加著名专家和企业家讲授高水平专业讲座，让学生了解专业方向前沿发展动态，新成果、新理论、新技术、新产品和新理念，拓宽学生的专业视野。鼓励学生自由选题，
自主设计方案，申报大学生创新实验项目。在导师指导下，独立完成制备（加工）、检测、表征、分析实验过程。推荐优秀学生参加全国金相、节能技能大赛，提高学生主动学习兴趣，并充分展示学生创新意识和创新能力。近年来获国家级、省级、校级大学生创新实验项目及SRT项目10余项，国家级节能大赛获奖3项。
三、教学方法、手段改革
课堂教学中重视以学生为主体的教学原则，采用多媒体、科研成果案例、小组讨论、精品课程交流平台网络等方法，将繁杂的概念、原理，产品制备过程，微观组织结构以及性能检测过程、检测设备操作和维护过程等以形象化、动态化、具体化的形式，逐步深入，侧重向各专业方向学生讲授，利于提高学生学习的主动性和兴趣，以及培养学生创新和批判性思维能力。《材料科学导论》实行双语教学，学生阅读翻译外文文献的能力明显提高，有利于了解全球材料学科的前沿科研状态和知识。在实践教学改革中，材料科学与工程专业各方向充分发挥学院与企业的科研实践优势，拓宽就业渠道。从时间、教学内容以及管理措施上保证“以科研促进教学，更好地培养学生的创新能力和工程实践能力”[6]。我院于2011年开始与台湾义守大学合作办学，材料科学与工程专业各方向选派1～2名优秀学生到该校学习，这将进一步探索出国际国内合作办学之路，给本专业更多优秀学生优化知识结构、开阔学科视野提供跨校学习平台。
四、加强师资队伍建设
贵州大学材料科学与工业专业经过60多年的专业建设，储备了大批的材料学科专家学者和宽厚的工程学术文化底蕴。近几年，经过贵州大学品牌专业、省级示范性专业、国家一类特色专业，以及重点学科、硕士点、博士点授予专业建设，采用传帮带培养、引进、进修提高等方式，建立了一支教学、科研兼容，结构合理，爱岗敬业，勇于创新的专业方向教师队伍。目前本专业共有教师15人，其中教授6人，副教授6人；博士5人，硕士5人。35岁以下教师全部在读博士。本专业青年教师全部到省级材料结构与强度重点实验室兼职，掌握大型检测与表征仪器的操作和维护，为师生展开科研教学提供了技术便利。与贵州南方汇通、安大集团公司等校外实习基地建立了长期师资培养机制，以解决不同性质的企业生产问题为契机，与培养学生并举，为各专业方向师生提供了科学研究和工程实践的条件，目前有三位教师在这些企业攻读博士后。加强教师队伍团队合作，鼓励教师教学与科研并重。目前，本专业教师发表相关教研论文30余篇，出版教材《材料科学基础》、《金属材料学》、《材料科学》、《材料科学与工程专业实验教程》等4部教材。《材料科学基础》获评省级精品课程，《材料力学性能》获评校级精品课程，带动了本专业方向课程的建设。
五、结论
与时俱进，贵州大学材料科学与工程专业紧跟材料制造业发展趋势和用人市场需求，及时调整专业特色培养方向，不断深化构建特色培养方向课程体系，改革教学方法、手段，加强师资队伍建设等措施，逐步实现了专业“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”与培养方向专长化的有机统一，不仅弥补了现有专业培养模式的不足，而且也满足了学生多样化、个性化发展的需求，提升了学生就业市场竞争力。最近几年，材料科学与工程专业学生就业率一直名列贵州大学前茅，获得2011―2013年全校就业率一等奖，已呈现出学生就业自信、社会欢迎的良好互动局面。
参考文献：
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[3]张海燕，黄贵秋，石海信，等.化工专业柔性专业方向建设的探讨[J].钦州学院学报，2012，27（7）：41-44.
在世界进入21世纪的今天，随着中国加入WTO，我国改革开放日趋深化，中国正走向世界，世界也在向中国走来，国家和社会发展使得对双语人才的需求程度迅速提高。如何在材料学科本科教学中培养学生专业英语的应用能力，使之具备综合素质，是当前高分子材料与复合材料专业教育与教学改革中需要深入探讨的问题之一。
我校自1997年开始招收复合材料专业，每年基本上招生2个本科班，在原有的高分子材料基础上进行有机整合，分为高分子材料与工程专业与复合材料与工程专业。从共性知识体系中提炼出基本问题，建立起材料科学与工程的基础教学体系，从宽基础角度加强专业基础课教学，使一部分专业课趋于向专业基础课的调整，在这样的教改思路下，原来各专业方向的专业外语课程面临着向大材料专业的过渡，从而产生了一门新的课程――《材料科学与工程基础》，并设为双语教学示范课程，作为高分子材料与工程专业与复合材料与工程专业六大平台课程之一，材料科学与工程基础的内容因双语教学而偏向于基本概念和基本应用，为避免重复，材料科学与工程基础将不涉及各材料方向的具体理论。
一、材料科学与工程基础双语教学的必要性与目的
专业外语(实际上多为专业英语)是以往的专业设置下各专业开设的一门专业必修课，其目的在于提高学生对外文文献的阅读与理解能力，而主要以专业英语作为整班授课内容。目前，由于高校近年来开设了双语教学课程，所以专业外语面临着被取消的可能或过渡为双语教学课程。我校高分子材料科学与工程专业即以双语教学的《材料科学与工程基础》课程来代替专业外语，但两者之间又存在着本质的区别。
以高分子材料科学与工程专业为例，专业外语课程为32学时，分两部分在第五和第六学期两期授课，其学习内容主要涉及的是专业基础常识和后续专业课程的部分内容，如高分子化学中的合成部分，高分子物理中的结晶部分等，而上课主要以翻译形式为主，课上一般较为单调。由于所涉及的内容学生还没有学过，对学生来讲内容较深，学生不能够以英语完全了解本专业，而从专业外语课程中学生对专业内容的领会往往不完整，因此专业外语课程一般难以取得非常良好的授课效果。为了让学生能够理解并应用外语进行专业知识的表达，并实现宽基础教学，《材料科学与工程基础》首先从授课内容上进行了大幅度调整。考虑到双语教学的《材料科学与工程基础》将被安排在第五学期教学，是最早与学生接触的一门专业基础课，学生还未接触各方向的基础理论，所以本课程计划从材料基本结构出发，根据材料的不同结构特点分类，介绍三大材料及功能和复合材料的主要品种及其应用，其内容自成体系，不再依赖各专业方向。从以上意义上讲，以双语教学的《材料科学与工程基础》代替专业外语是必然的趋势。
二、材料科学与工程基础双语教学的基本模式存在的问题
双语教学是近年来出现的一种新的教学模式，它所遇到的问题在其它课程的双语教学中已经体现出来，就我校高分子材料科学与工程专业来讲，所遇到的问题可能还来自于以下这方面：就是不能找到合适的授课教师精通所有三个专业方向的内容，我校的现任教师分别来自于高分子、无机和金属三大材料专业，不具备全部专业方向的材料基础知识的能力，每位只能讲授自己专业熟悉的一部分内容，而学生要接受至少三位教师的讲课，这样一来课程缺乏系统性，但从另一角度讲，授课教师分别来自于三大材料专业，所以他们会对本材料十分了解，而使得学生可以学到更充实的知识。
三、材料科学与工程基础双语教学模式
针对双语教学存在问题，我们首先采取了分章节专业教学模式，即每部分专业知识都有该专业教师授课。我们学院整合全院的教师资源，形成了材料加工、金属材料、高分子材料、复合材料及无机非金属材料五个专业教师组成的教学团队，负责该课程的全院教学，合理安排教学时间与内容，各专业的知识都有该专业的老师授课，通过几年的实践，获得了很好效果。
其次，课堂形式主要采用多媒体教学，用将课堂的主要内容以全部英文的形式演示给学生，并且配备了与原版教材相配套的多媒体课件，以图文并茂的方式对学生进行授课，使学生从视觉听觉多角度来获取知识信息，增强了学生的学习兴趣。为了充分发挥主体性参与学习的使用，在教学过程中我们积极开发学生的学习潜力，在资料的查询、英文写作与翻译、语言的表达方面进行了培养锻炼，注重培养学生的综合能力的提高。
在教学中结合材料科学最前沿科学与研究领域，将学生分成若干小组，且给各小组分好一个关于最新研究成果的英文题目，指导学生主动利用图书馆和网络等资源搜索所需信息对该英文题目进行分析与评价，并提出问题与展望未来研究发展趋势，培养学生对材料信息的收集能力、阅读能力、理解能力与写作能力。学生可以根据自己的个人情况将论成形式上台进行演讲，使学生锻炼了胆量，提高了表达能力。这样大大增强了学生英语的思维能力，提高了学生们英语学习本专业的兴趣，拓宽了学生们的专业知识视野，为他们未来从事本专业的科学研究奠定了坚实的基础。
通过材料科学与工程课程双语教学实践，发现无论对学生还是教师在英语水平的考验和专业知识的讲授和学习都是一个考验，只要采用适当的方法，教师具有驾驭英语和专业知识的能力，积极调动学生的学习积极性，变被动学习为主动学习，用双语进行专业课的教学是可以完全达到用中文讲课的同样目的。
参考文献：
[1]王英.黑龙江教育. 2007.7-8.126-128.
材料与信息、能源并列为现代文明的三大支柱，是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。2012年工业和信息化部2月22日的《新材料产业“十二五”发展规划》明确指出：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。“十二五”时期，是我国材料工业由大变强的关键时期。加快培育和发展新材料产业，对于引领材料工业升级换代，支撑战略性新兴产业发展，保障国家重大工程建设，促进传统产业转型升级，构建国际竞争新优势具有重要的战略意义[1]。学科的建设与发展离不开人才。高品质人才的培养是实现国家“十二五”规划的保证。如何培养高素质的材料科学人才成为摆在国内教育界的共同的问题。
从事材料科学研究的人员必须具备一定的材料科学基础。这就决定了材料科学基础是材料类本科生的重要的专业基础课程。该课程以介绍材料学领域的基础理论，阐述各种材料的共性基础知识为目的，从材料的组织结构出发，研究材料的结构与材料的制备方法、加工工艺以及材料性能之间的关系。该课程既具有较强的理论性，又与生产实际有紧密的联系，是学生学习后续各门专业课程如材料分析方法、材料制备技术等的必备基础理论知识。然而，由于课程内容覆盖面广，理论性强，内容枯燥，基本概念多，部分章节之间联系较弱等特点，因此学生学习起来非常困难。即便是学生暂时掌握了规定内容，由于没有付诸于实践所学内容易遗忘，这样造成了教学资源与人力资源巨大的浪费。另一方面，近年来，随着经济社会的发展，部分在校教师争取到了国家或者地方的研究项目，且在执行项目的过程中出现了参与研究人员不足的现象。如果让大学生参与科研研究既可以使学生更好掌握所学知识，又可以解决项目研究人员短缺问题。在大学阶段尝试通过参与科研研究，对于提高学生的学习兴趣，更好应用所学知识，提高学生的素质，有效利用学校信息资源、研究资源以及高水平的人力资源具都具有积极地意义。
1.当前材料科学基础教育的特点与问题
材料的使用是人类最为古老而基本的活动之一。材料科学与工程教学始于1865年美国、英国高等学校设立的矿冶专业，侧重于炼钢、铸铁、冶炼工艺等方面教学，最初以金属材料为主。20世纪40年代后教学计划中加入了“广泛材料”基础理论及非金属材料课程[2]。
材料科学是随着固体物理、无机化学、有机化学、物理化学等学科的发展而形成的跨学科产物。材料科学的主要任务是对物质结构和物性的深入研究，推动了对材料本质的研究和了解。材料科学基础则是总结不同材料共性，从而对材料的制备、结构和性能予以综合介绍的一门课程。正是由于其综合性，材料科学中涉及的物理、化学甚至数学方面的基本概念很多，造成很多学生学不懂。即使当时懂了，但是没有实践活动，时间长其内容完全忘却[3]。针对这一严峻的现状，部分教育者大声疾呼改革现有材料科学教学方式，提高教学质量[4,5]。另一方面材料学科是一门典型的实验学科，知识的理解需要一定量的实验支撑。要进行实验必须有足够的实验条件支持。近年来部分学者对材料学科大学生加强课程内实验训练提出部分具体的方案[6,7]。前些年，由于我国经济基础较差，研究经费集中地投入到重点学科和高水平地研究机构和人员身上。随着国家经济实力的明显增强，研究经费日益充足，完全有条件为大学本科生进行适当的研究活动提供支持。随着国家在教学与研究领域的投入，部分高校基本实验条件与设备水平有了很大提高，适当开展大学生研究基本条件已经具备。大学生恰恰处于知识结构构建时期，也是个人创造能力极为旺盛的时期。通过合理开展研究，一方面有利于激发学生的学习热情，另一方面可以提前选拔有潜力的大学生进行专门培养。通过这种方式为我国材料科学研究培养急需的高水平材料研究人员。这种培养人才的方式将打破传统先学习后应用的培养模式，建立边学习边应用的崭新模式。相信这种模式的建立将对推动我国材料科学教育的发展，对我国材料基础与应用研究具有积极意义。
2材料学科大学生进行研究方案的初步探索
2.2.1材料学科大学生进行研究时机的选择
一般而言大学生在第一年进行基础学科学习。通过第一年的学习掌握必要的高等数学知识。其英语水平将得到进一步提高。进入第二年大学生逐步完成物理、化学知识的学习。第三年开始接触材料科学内容。总体上讲这种课程的安排符和大学生知识结构构建的客观规律。大学三年级学生的知识结构已经日渐成熟已经具备从事研究的基本条件。因此大学三年级是展开研究型材料科学教育的合适时机。
2.2.2大学生参与研究项目的设置
由于大学生正处于知识结构构建的关键时期。特别是大学三年级的学生刚刚结束基础课程的学习，进入专业基础课程的学习阶段。研究题目难度的设置应当慎重。课题难度太大会给学生造成一定压力，有可能会失去研究兴趣；而难度太小则不能调动学生的积极性。作者建议可以根据材料科学基础课本中将要讲述的内容结合当前进行的研究截取相对独立的内容作为大学生研究的课题较为合适。
2.2.3大学生参与研究项目的硬件条件的落实
作为实验学科，大学生实验仪器、设备的落实与管理应当予以重视。由于此阶段的大学生一方面要进行专业基础课以及专业课程的学习，一方面参与部分研究。因此其实验仪器等可能处于间歇式使用阶段，为了降低成本，提高仪器的使用效率建议：1）尽量使本科生和研究生公用某些设备。本科生上课期间仍可保证仪器的高效利用；2）为了培养大学生独立的研究能力，部分低值易耗实验品尽量为本科生配齐配全。3）本科生实验样品经过精选予以测试。为了保证研究效果测试阶段指导教师应到场对实验的技术、结果好坏结合材料科学基础的内容予以讲述。
2.2.4大学生参与研究项目与管理监督
作为正在进行理论学习的大学生，其参与项目的时间、项目进行的状况应当及时掌握。建议通过了解学生的课程安排后，合理安排大学生的实验。一方面为大学生留出足量的休息时间，另一方面根据研究的进度、研究的性质安排大学生实验。研究进行阶段应当有专人指导。经过大学一年级与二年级的基础课程学习，大部分大学生已掌握了部分必要的理论知识和实验技能，但是应当注意部分特殊实验，如有毒、有害物质的使用与保管等方面，应当有专人负责具体指导。部分特殊实验技能应当有专人负责传授与监督。通过帮带的形式迅速提高本科生的实验技能与安全意识。为了检查大学生参与研究的效果，建议通过以下几方面进行考核：1）实验的出勤率 科学研究是典型的实验科学。没有足量的时间就不会达到预期的结果，也不能培养大学生良好的研究习惯。2）实验结果的整理 通过对实验结果的及时总结是寻找实验规律，及时修正研究方案，提升研究水平的重要手段。根据学生研究时间的安排确立合适的周期，让学生对实验结果进行总结。指导教师予以点评是拓宽学生研究思路、提高学生研究水平的重要手段。3）实验报告及论文的整理 由于研究内容不同、难度不同以及其他软硬件设施的限制、大学生个人领悟能力及动手能力的不同，有可能研究结束后达到的实验结果水平不一。但是通过对实验结果的整理分析，均可以形成实验报告，特别是实验结果较好时还可以整理成科技论文予以发表。相信通过成果的发表一定会对大学生科研兴趣的提升起到积极地作用。
结语
本文通过分析大学生知识结构体系、时间安排提出研究式材料科学基础教育的设想。提出了大学生参与时机的把握以及研究过程中课题设置、硬件配套、管理监督等方面的一些具体措施。通过研究式的材料科学基础教育调动大学生学习的积极性，巩固与加深大学生对材料科学基础知识的理解，为大学生参与科学研究奠定基础。为国家培养研究型人才奠定基础。
参考文献
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材料是人类文明与社会进步的物质基础与先导，是实施可持续发展战略的关键；材料技术是现代高科技与新经济的三大重要组成部分，在以高科技为主要特征的知识经济时代，世界各国在产业政策、科学研究、教育与人才培养等方面都给予了材料科学重点支持、优先发展的政策。随着我国社会经济和科学技术的发展，对材料科学与工程专业人才的知识结构与实践能力提出新的要求，因此，高校材料科学与工程专业人才培养方案需要做出相应的调整，以满足社会经济发展对材料科学与工程专业人才的需求。
我国材料科学与工程教育改革迅速发展，几乎全国所有设有材料专业的院校均已不同程度地参与了材料科学与工程教育改革，借鉴欧美诸国材料科学与工程教育模式与体系，培养模式由“专业培养”向“学科培养”发展，从狭窄的专业教育向全面的素质教育转变，从钻研狭窄的单科教育向建立工程意识教育转变；同时，吸收欧美国家的“材料学科共同基础知识”作为重要的教学内容，课程设置从学科式课程向整合式课程转变，专业课程从中心地位向载体地位转变，课程内容从以学科发展为中心向以培养学生为中心转
变[1]。总体来说，我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束，向其它专业甚至其它一级学科渗透。在这样的背景下，深化我校材料科学与工程领域人才培养方案的改革成为必然的选择。
一、国内材料与化学学科研究生培养现状分析
调研对象为国内“985”高校的材料与化学学科研究生最新培养方案，学科涵盖材料科学与工程、化学两个一级学科，材料学、材料物理与化学、材料加工工程，高分子化学与物理、应用化学五个二级学科[2]。调研结果分析表明，国内高校材料与化学学科研究生培养方案中，课程设置具有如下特点：
（1）除了政治、英语、数学等公共必修课外，课程设置的基本模式为：专业基础课+专业选修课（包括必修的学术活动、专业外语等）。
（2）专业基础课的数量少，且必修，或者提供少量课程供选择；所设课程都为各方向的基础和共性的理论、测试方法、制备技术和实验技能等。
（3）专业选修课根据各自的研究方向提供很多课程供选择。大部分学校开设的专业选修课都在10门以上，如天津大学为材料学硕士生开设了24门专业选修课；哈尔滨工业大学分别为材料科学与工程硕士生和博士生开设了35门和14门专业选修课；上海交通大学为材料学、高分子化学与物理和应用化学博士生都开设了20门专业选修课；南京大学为应用化学硕士生开设了26门专业选修课。
（4）对学术活动（读书报告、参加学术会议、听学术讲座）、前沿进展或专题研讨、外语文献阅读提出了越来越高的要求和标
准[3]。几乎所有高校都将上述课程列为必修，并对其考核标准提出了更高要求。如哈尔滨工业大学规定研究生参加跨学科学术讲座5次，并在全系范围内做学术报告2次（其中至少1次使用外文），并鼓励参加国际学术会议。
（5）各高校均倾向于按一级学科设置课程[3，4]。如中南大学、浙江大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、清华大学等均按材料科学与工程一级学科设置了硕士生和博士生的课程体系；四川大学、华东理工大学、北京理工大学、南开大学等按化学一级学科设置了高分子化学与物理、应用化学的硕士生课程体系。
（6）规定或鼓励跨学科修课，以提高综合素质，拓宽知识面和优化知识结构。
二、我校材料学科研究生培养现状分析
我校材料类人才培养源于1953年成立的哈尔滨军事工程学院“金工金相”专业，至今已有55年的办学历史。随着“哈军工”主体南迁长沙，学校原专业体系进行了相应的调整，材料类与化学类合并组建材料工程与应用化学系，先后开设了“金属材料”、“复合材料”、“军用材料工程”、“应用化学”等专业，为国家和军队培养了大批优秀的高级技术人才。
随着高新技术发展对材料科学与工程人才培养需求的变化以及国内外材料科学与工程教育改革的不断深入，我校材料学科研究生的培养现状越来越不能适应新的历史条件下国民经济发展和军队现代化建设对材料科学与工程专业高级人才的需要，突出表现在如下几个方面：
（1）按二级学科设置培养方案，与学科交叉融合的大趋势不相适应。我校材料类研究生培养按“材料学”、“材料物理与化学”、“材料加工工程”3个二级学科设置培养方案，此外，还有“高分子化学与物理”、“应用化学”、“军事化学与烟火技术”3个化学类二级学科硕士点，涉及6个二级学科，分布在“材料科学与工程”、“化学”、“化学工程与技术”、“兵器科学与技术”4个一级学科中。而近年来，随着我校材料学科与化学学科相互交叉融合，逐渐形成了以化学基本原理为学科基础，材料工程为专业方向的特色学科体系，涵盖结构材料（耐高温与轻质复合材料）、功能材料（光电功能材料）、材料化学（电池能源材料）、军事化学（含能推进材料）4个特色学科方向。上述6个二级学科交叉融合于这4个特色学科方向中，且各二级学科间的界限逐渐模糊，如结构材料方向不仅具有“材料学”的学科属性，还具有“材料加工工程”与“高分子化学与物理”的部分学科属性。因此，这种按二级学科设置的研究生培养模式不再代表我校材料学科特色学科方向发展。
（2）专业方向划分过细，不利于教学资源的合理配置。我校材料与化学类6个二级学科硕士点涉及的研究生培养专业方向达19个，而每年的招生规模小于40人（2008级博士研究生13人，硕士研究生25），并且培养规模有逐年减少的趋势，这样每个专业方向年招生规模在2人左右。这必然带来两个方面的弊端：一是要开设数量众多的专业课程（如每个专业方向开设1～2门专业课程，则专业课程的数量达38门之多），而听课的学员可能只有1～2人，这既加重了教员的负担，又浪费了日益紧缺的教学资源；二是过多的专业方向不利于教学条件的建设。
（3）课程体系不够优化，不能满足跨学科培养的需求。我校自2004年开始暂停“军用材料工程”专业的本科招生计划，而材料学科又是我校的优势学科，所以本校“应用化学”专业的本科生绝大多数选择报考材料类研究生，呈现较普遍的跨学科培养现象。应用化学专业的本科生由于材料科学基础理论知识缺乏，必然会影响其研究生阶段的课程学习与后续的论文研究，而在培养方案的课程设置中并没有将材料学科共同基础知识作为主要的教学内容，反而是各类专业课程处于中心地位，这必然会制约人才培养的质量。此外，在课程设置中过于重视理论教学，而忽视了实践性课程教学，不利于学员创新思维与动手能力的培养。
三、我校材料科学与工程研究生培养方案的改革
在全国材料科学与工程教育改革的大趋势下，为了适应新的历史条件下国防和军队现代化建设对材料类专业高级人才的需要，结合我校材料学科与化学学科交叉融合的学科特点，开展材料科学与工程研究生培养的改革，包括人才培养模式、课程体系、实践性教学环节等内容。主要工作体现在如下几个方面：
（1）突破学科界限，按一级学科组织人才培养。顺应国内外材料科学人才培养改革的主流，突破材料与化学学科界限，按一级学科的模式组织人才培养，不再按二级学科进行区分，而是按“大材料”的思想，下设“结构材料”、“功能材料”、“材料化学”、“军事化学”4个特色学科方向。在课程设置上，摒弃材料与化学相互独立的模式，跨材料科学与工程和化学两个一级学科设置课程体系，将材料与化学共性的基础理论作为基础课程的主体，突显材料与化学的交叉融合。具体课程体系结构如表1所示。
上述课程体系的构建是基于材料与化学学科的内在关联性，将化学定位于材料的基础学科，而材料学科定位于化学学科的工程化方向之一。因此，材料与化学类研究生完全可以采取大学科群培养模式，跨材料和化学两个一级学科设置课程体系，完全打通材料与化学课程，不再区分学科门类。这种培养模式虽然在国内同类高校中还不曾采用，是一种培养模式的创新；但和国内众多重点高校鼓励研究生跨一级学科选修课程的精神是相符的。因此，材料与化学大学科研究生培养模式应该是一种有益学科融合，增强研究生学科基础知识的不错选择。
（2）优化课程体系，强化实践性教学环节。按照学科知识体系优化设计研究生课程，课程体系和内容的设计力争做到体现学科内涵、学科基础和学科前沿。在专业课程设置上，大幅压缩专业课程数量，有针对性地开设高水平专业课程，实现专业课程从中心地位向载体地位转变。〖JP2〗如表1所示，每个学科方向限设专业课程3～4门，且可以跨学科方向选修。在教学内容的编排上，充分考虑“复杂电磁环境”等信息化条件下联合作战的重大需求，用科学技术进步、军事训练和武器装备发展的最新成果充实更新教学内容，如将《功能材料》课程改造成《信息功能材料学》，增设《伪装隐身技术》、《生物材料学》、《含能材料性能计算原理》等课程。〖JP〗
在实践性教学环节方面，注重研究生动手能力的培养，除开设大量的课程实验外，还增加了《高等合成化学实验》和《材料制备实验》2门实验课程。在实验内容的选取上紧密结合我校科研特色，如聚碳硅烷制备与有机硅树脂合成实验、C/SiC复合材料制备与聚合物复合材料构件制备实验、功能陶瓷材料制备与性能表征实验等。这不仅培养了研究生综合应用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，而且使研究生提前熟悉科研设备，对后续科研工作的开展也是大有裨益的。
（3）强调自学和研讨，强化研究生学术活动。突出强调研究生的自学能力，要求研究生参加各种学术研讨活动，且明确参加学术会议、学术讲座、专题研讨等学术交流活动的等级和次数要求，如博士研究生必须参加不少于20次（硕士研究生为10次）的学术交流活动（其中至少有4次为跨学科交流活动），本人至少主讲3次。至少应参加一次国际学术会议或全国性高水平学术会议并。并要在参加每次学术交流活动后，撰写不少于500字的总结报告。同时强化研究生文献查阅能力，明确要求博士研究生在开题报告前应至少全文阅读相关技术文献资料80篇（硕士研究生为50篇），其中外文文献资料不少于阅读总量的1/2，达到熟练的文献检索和综述能力，能够对文献进行分析总结，提出该研究方向的发展动态和发展潜力以及需要进一步研究的关键问题，并写出不少于7000字的文献综述报告。
四、结束语
我校材料科学与工程学科通过本轮人才培养方案的改革，基本理顺了人才培养与学科建设的关系，达到了更新人才培养观念、优化课程体系、改善创新环境与增强自主学习之目的。但人才培养的改革是一项长期的工作，需要持续不断地创新与实践，才能永保人才培养方案的科学性与时代性。
[参考文献]
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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）16-0237-03
高等院校的主要任务是根据国家科技与产业发展需求，培养服务于社会的专业人才。工程技术作为国民经济发展的一个重要支点，为现代社会创造了大量的物质财富。大量优秀工程技术人才的培养，是我国成为科技与产业大国的重要前提。截止2010年，我国开设工科专业的本科高校1003所，占本科高校总数的90%；接受高等工程教育的本科在校生达到371万人，研究生47万人。但与此同时，长期以来我国许多高校一直是以高水平研究型人才培养为目标，忽视工程技术人才的培养，这与我国大学生教育早已走下神坛，逐渐成为大众化教育的现状相脱节。为此，2010年起，国家教育部提出卓越工程师教育培养计划，旨在培养一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。高校本科教育不再是为研究型人才培养服务，而要将为社会培养高水平、国际化、创新型工程技术人才培养作为己任，让学生学致以用、人尽其才[1，2]。同年，同济大学作为国内首批试点高校，开始实施“卓越人才”培养计划，积极致力于“卓越工程师”培养模式的实践与探索，并作为主要单位发起成立了“卓越人才培养合作高校”联盟。卓越工程师教育培养模式并不是否定研究型人才的培养，而是要求从适应国家发展需求出发，根据各高校自身特点和国家教育体系中所处位置确定合适的培养计划，分层次地培养包括研究型人才和工程技术人才在内的各种所需优秀人才。本科教学作为卓越工程师计划中的一个基座，肩负这两种人才培养的重任，这就要求我们从实际出发，根据学校自身特点和学生发展方向制定适合社会人才需求的专业课程体系，以满足优秀科技人才培养的需求。
一、材料类专业的沿革和课程体系现状
材料学科主要研究材料的组成、结构、工艺、性能及应用之间的相互作用规律，进而展开涵盖金属、无机非金属、高分子及复合材料等各类材料的科学级工程技术研究。材料科学研究是各种工程技术研究的基础和重要保证，在我国几乎所有的综合性大学中都开设了材料类的本科专业。1998年，教育部在本科专业引导性目录中提出了按材料科学与工程一级学科进行专业招生的思路，随后130余所高校针对教育部有关材料科学与工程专业人才的培养要求，相继开展了按材料科学与工程专业一级学科办学工作[3]。材料类专业涉及面很广，除了包含金属、无机非金属、高分子及复合材料等几个领域外，大量新材料的涌现和引用拓展，又为该专业带入了大量的知识面和研究方向。以一级学科开设本科专业，其优点在于可以拓宽学生的知识面和就业面，但也带来专业课程涉及面太多、学生对于每个专业领域无法深入等问题。因此，如何搞好材料类专业课程体系建设，让学生在对整个材料科学技术领域的基本理论知识有较好把握的同时，又能在某一领域学有专长，更好地适应国家科学与工程建设需要，就成为该专业教改建设中的一项重要任务[4，5]。从目前的各校材料类专业设置情况来看，大部分高校在坚持以材料科学与工程一级学科进行大专业方向进行专业教学的同时，也根据自身的特点开设了若干专业或专业方向，让学生选择某一专业方向领域进行深入学习。其专业方向设置较多的是以金属、无机非金属、高分子、复合材料等专业方向进行分类，也有以材料科学、材料工程、材料加工、功能材料、半导体材料、生态环境材料等多种形式进行分类。从其专业课程体系来看，一般都分为学科基础（平台）课程、专业课程和选修课程等几类，学科基础课程主要从材料科学的角度讲授材料科学的基础理论、材料组成―结构―性能关系、理化性能及其分析方法等；专业课程则包括深入介绍某一材料领域的科学理论和专业知识，而选修课程则可让学生有选择性地学习传统材料理论及工程技术、新材料领域专业理论及技术等几方面课程。表1列出了国内外部分高校材料类专业的专业课程分类和课程开设情况比较数据，从表中可以看出，根据高校的所处地位、培养目标和学生就业去向的差异，各校的专业课程体系设置有所不同。
对于一些“985工程”高校而言，其学生培养目标较注重材料科学研究领域，强调材料科学理论知识的传授，相关专业基础课程的学分占比较高，同时鼓励学生通过选修课程选择自己的侧重专业方向。就专业课程开设情况而言，首先是有关材料学科领域的专业基础或平台课程的数量占专业课程总数的三分之一左右，其次是与传统材料科学技术相关的课程，与新材料相关的专业课程占四分之一强左右。对于一些“211工程”院校而言，专业课程分类与前者相差并不大，专业基础或课程的占比稍大些；而在专业课程开设中，与传统材料相关的课程占比明显增多，新材料相关课程数量则有所减少。而对于一些普通高校来说，这种传统材料相关课程数高于新材料相关课程数的趋势尤为明显。这种课程设置的分布实际上与各类高校的学科定位以及毕业生未来主要服务方向相当，很大程度上满足了国家各层次人才培养的需求。与此同时，比较一些国外知名高校的材料类专业的课程设置情况，可以发现其介绍材料科学研究领域的专业基础类课程占据相当重的比例，明显高于国内高校；同时新材料相关课程的开设数也高于传统材料相关课程数，反映了欧美发达国家对新材料工业发展的偏重趋势。重专业基础教学有利于学生夯实专业基础，无论今后选择哪个主攻方向都容易上手。还有一个明显的特点是，国外高校的实验、实践类课程较多，有利于培养学生的动手、实践能力。
二、适应卓越工程师培养需求的专业课程体系建设
卓越工程师教育培养计划的提出，目的是面向工业界、面向未来培养一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才，其培养层次包括本科、硕士研究生、博士研究生培养等几个层次，而本科生的培养为整个培养体系的基础。同济大学作为一所国家“985”、“211工程”建设的著名工科高校，为国家培养了大批工程建设急需的各类人才，同时也培养了一批高水平科学研究型人才。其材料学专业作为国家重点学科，经过多年发展成为包含无机非金属材料、金属材料、高分子材料、复合材料、建筑结构与功能材料等5个专业方向的大材料学科模式，形成了自己的一定特色。因此，面向卓越工程师培养模式的课程体系建设，需要根据自身特点和毕业生去向，提出适应本科―硕士―博士研究生教育一体化培养要求的本科生专业课程体系，以满足各种层次人才培养的需求。同济大学材料科学与工程学院自成立以来，培养了一大批国家急需的各类专业人才，其毕业生服务于国民经济各行各业。因此，本科专业课程体系的建设，也需通过分析其毕业生去向，把握自己的定位，以适应人才培养的需求。相比较于国内普通高校材料专业的本科毕业生就业去向[6]，同济大学作为“985”和“211工程”高校，其材料科学与工程专业的本科生毕业去向呈现明显的特点，一是出国深造和攻读硕士研究生的比例相当高，近三年，其数量占学生总量的50%～60%；二是服务于汽车、生物、电子信息及其他工业制造领域的学生数量相当多。即使在服务于传统材料相关领域的学生中，由于近年来90%以上的就业学生都选择留在上海等特大城市工作，而传统的硅酸盐等传统材料工业因城市规划等因素逐渐调整出这些特大城市，因此他们也主要服务于传统材料应用企业而非制造企业。表2列出了资料统计的国内9所高校材料类专业本科生近几年毕业去向[7]与同济大学材料科学与工程专业近三年本科生毕业去向的对比数据，从中可看出高校种类和地域的鲜明特色。而在后端的同济大学硕士研究生毕业去向中（表3），20%左右学生服务于传统材料相关企业，5%～10%左右学生选择继续深造，其余大部分就业于新材料相关等其他工业领域。如果综合考虑其本科―硕士―博士整个教育体系的就业情况，可以发现其90%以上的学生最终服务于工程技术领域，少部分学生最终从事教学与科学研究，这与卓越工程师计划的培养目标相一致。
材料类专业的本科教学建设应该结合上述毕业生去向特点，按照课程体系既能满足大批学生继续深造的要求，又要满足能直接服务于新材料和传统材料应用相关行业、材料制造等多种行业的需求，建设材料科学研究和工程技术教育有机衔接，传统材料与新材料课程教学相平衡，材料制造和应用教学相结合的本科课程体系。在整个本科课程体系中，学科基础课程应该是本科教学的一个重要内容，它可以向学生传授材料科学领域所需的基础知识，打破无机非金属材料与金属材料、高分子材料的传统界限，从大材料的角度让学生掌握材料科学与工程技术研究的必备知识，也适应现代科技应用中材料复合的大趋势。而在专业课程设置中，其课程体系的设置应能满足学生未来去向的要求，因此其必修、限修、选修课程模块应有不同的偏向。专业方向课程应该体现材料学科各专业方向的教学特点，深入介绍材料学及各专业方向的专业知识，包括金属、无机非金属、高分子与复合材料等方向的相关专业理论知识、制备技术、性能与应用等方面的课程介绍，让学生有选择性地选择某一专业方向深入学习。专业限选课程则主要针对学生的兴趣爱好，分别从科学与工程技术各领域分类介绍相关专业课程，以对接本科毕业生升学和就业的两大出口。在材料科学领域的课程设置中，可以面向希望继续研究生阶段教育的同学，更多地从科学角度进行专业教学，通过增加专业理论类课程的开设数提高学生对材料科学领域的把握和素养，有些工程类的课程可以在研究生阶段继续讲授。而在材料工程技术领域的课程设置中，则根据工程师培养的要求，着重介绍工程技术领域的课程；在具体课程设置中，应根据学生未来去向的特点，在掌握传统材料制备工艺技术必要知识的前提下，更多地从材料性能与应用出发，介绍现代无机材料在各行各业的应用技术，以满足学生在多种工程技术领域，从事材料应用相关技术工作的就业现状要求。与此同时，在专业方向课程模块中增加跨专业方向选修课程的开设，鼓励学生提高对材料学科其他专业方向的了解。选修课程的设置则更多地从学生兴趣出发，针对现代科学技术发展与学生就业兴趣，分别从现代材料制备新技术、新材料、纳米科技、生物技术、信息电子、汽车与交通产业、化工制造、现代科技管理等角度开设选修课程，适当增加新材料相关课程的比例。同时可以开设一门实践应用型课程，邀请一些科学研究领域或工程技术领域的专家、技术人员以讲座形式介绍材料科学与技术领域的最新发展，让学生把握材料科技发展的脉搏。
通过学科基础课程、专业方向课程、专业选修课程等的设置，不同类别课程之间相互支持，在扎实材料学科专业基础知识的前提下，通过分类限选科学研究类或工程技术类专业课程与学生未来发展方向相适应，通过专业选修课程及跨专业方向课程扩宽专业视野而各有所侧重，建立同时适应未来工程师或研究生培养的材料类专业本科课程体系，以满足不同类型、不同层次人才培养的需求。
三、结论
具有创新性、国际性视野的卓越工程师培养体系建立是使我国由教育大国向工程技术大国转变的一个关键，作为整个卓越工程师培养中的基础环节，材料类专业课程的设置必须在适应学校自身特点和学生就业去向的情况下制订特色鲜明的、本科―硕士―博士研究生课程设置有机统一的本科专业课程体系，以优秀工程型技术人才培养为主线，突出材料应用技术教育，同时兼顾材料科学研究类人才的培养需求，更好地为我国科学与工程技术发展输送各种优秀人才。
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中图分类号：G421 文献标识码：A
材料是人类生存和发展的基础，对人类历史的进程起着关键性的作用。纵观历史，人类使用材料已经有很悠久，可以清楚地看到随着人类文明和生产的发展，人类对材料的要求不断增加和提高，于是由采用天然材料进而为加工制作，再发展成为研制合成。在近代科学技术的推动下，材料的品种日益增多，不同效能的新材料不断涌现，原有材料的性能也更为改善与提高、力求满足各种使用要求。人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平,给社会生产力和人类生活带来巨大的变化,把人类物质文明和精神文明向前推进一步，因此材料科学又成为科学技术发展的基础、工业生产的支柱。我国高等院校深刻感受到材料对社会影响的方方面面,深刻认识到现代社会对材料学方面人才的需求。
《材料科学基础》是一门古老又新兴的课程,它是一门理论性强,内容丰富,掌握起来有相当难度的课程。同时,它也是一门重视实验,能够培养学生动手能力的课程[1、2]。教学实践证明，《材料科学基础》课程的教学内容不但具有明显的基础性、文理性和实践性，而且还有知识点多、内容繁杂、抽象难记、教学难点突出的特点。随着材料科学技术的不断发展，各种新型材料、新工艺、新技术和新理论已经充分融入到现阶段的教材内容中，从而使教学内容不再是只有枯燥的概念、难以理解的原理、单调的方法和规则的简单地相结合，而是由知识传授与技能训练相互渗透所形成的完整体系。
一、学科实行教学改革的必要性
随着现代社会对材料学人才的大量需求,材料学专业已逐步成为全国各大工科高校研究生教学的一部分。由于研究生学习的时间是有限的,这就造成《材料科学基础》课程设置时,存在“课时紧、任务重” 的问题。材料科学基础学时少造成学生对材料科学基础的知识掌握肤浅,很难真正体会到材料科学基础的本质,同时也影响了后续专业课的学习[3-5]。另外,没有有关的材料科学基础实验,学生的动手能力得不到锻炼,在进行后续课程时没有任何基础,从而影响了其它实验的顺利进行。故此,材料科学基础教学改革势在必行。
二、教学内容改革
材料科学基础经过上百年的发展,内容已经相当丰富,而且还在不断更新。根据《材料科学基础》的主要内容和课程特点,并且结合我校汽车与交通学院对材料科学基础的要求,将对《材料科学基础》这门学科的教学内容进行了改革探索。庞大的教学内容仅仅通过短短的54学时或者72学时来顺利完成全部教学内容几乎是不可能的。因此，精简教学内容是材料科学基础教学必须进行的环节。将冗长绕口的书本内容经过提炼后总结出言简意赅的话语，而且在授课过程中始终贯穿着这门学科的重点内容，让学生牢牢将理论与实际紧密联系起来，时时刻刻强调它们之间的相关性。
将《材料科学基础》的教学内容划分为三个板块：
第一板块是晶体结构和缺陷,包括各种晶体的空间结构、可能出现的各种缺陷及缺陷的表示法。这部分是材料科学基础基础知识和基本理论,是材料科学基础学习的重点。通过对这部分的学习可以使学生初步了解材料科学基础的本质,同时在第一模块增加材料科学基础的X衍射、透射电镜等基本的表征手段的学习,这部分内容达到总学时的40%。
第二板块是原子及分子运动、材料的变形和再结晶。这部分的内容非常繁多,让学生通过学习原子和分子的运动规律、材料的形变及再结晶规律,能够熟练掌握与材料学专业有关的材料科学基础知识,为后续专业学习打下良好而又坚定的学科基础。这部分的教学内容占到总学时的40%。
第三板块是单元及多元相图,包括晶体的凝固和相图的关系、相图的分析等。安排这个板块的教学内容仅占总学时的5%,同时再增加15%的实验内容,通过实验操作从而使学生了解各种分析测试仪器的使用说明，并且掌握基本的实验操作流程。
三、教学方法改革《材料科学基础》是一门看似简单,但掌握起来却有相当难度的课程。在教学过程中必须尽快让学生掌握材料科学基础的学习方式,跟上上课的节奏,学生才能有效地掌握这门课程。这就要求在教学过程中必须改革传统的灌输式教学方法[6]。在教学实践中通过借鉴前人的经验和总结自己的教学过程中的教训,在教学方法上主要做了以下改革:
通过多媒体教学的视觉效果激发学生对本学科学习的兴趣。兴趣是引导学生学习的老师，那么从改掉原来一直以板书为主色调的教学方式开始，采用flas、Power point课件等多媒体教学工具进行教学辅助。多媒体教学可以使一些较为抽象的概念变为生动形象化的动画过程，也可以把无法直接观察的结构变化形象地展示给学生，既加深学生对知识的理解，又提高了学生对本学科的学习兴趣。
通过对实际生活中实例的研究与讨论，强调理论联系实际的重要性。学生只是一味地通过听老师讲解知识也是调动不起学习的主动性，所以课下给学生布置一些搜集信息的教学任务，在课堂上给学生一个开展当前高科技领域所应用到的本学科知识的实例讲解舞台，这样不仅可以调动学生学习的积极性，还能锻炼他们收集信息的能力，同时能够将所学的理论知识融入到现实生活中的实例中，突出了理论联系实际的重要性。
通过教师在教学过程中逐步引导学生学习方式,培养学生的自学能力。研究生教学的另一个很重要的任务就是教师需要教会学生怎样自学，针对一些相对简单易懂的教学内容，可以通过教师的引导，让学生自己通过自学来掌握，而那些掌握起来难度较大的教学内容则通过教师的讲解使学生消化吸收。这既节约了学习的时间,又能有效地锻炼了学生的自学能力。
（4）通过学生亲自做相关的实验，不仅可以对知识有了进一步的消化和吸收，还可以增强学生的动手操作能力。如果只单单进行理论上的研究也是教学上的败笔，不如通过实验让学生亲观察各种材料的晶体和晶粒的物理变化，这样既可以锻炼了学生的动手操作能力，又让学生对所学知识得到了升华，使得教学变得不再是那么死板。例如做凝固和晶体结构分析实验使学生对书本上学的凝固原理和晶体结构缺陷有更深入的了解,如让同学门把铁碳合金熔化后浇注在砂型腔里铸造成钢锭,研究是凝固原理对其结构的影响,然后把凝固后的钢锭用XRD(X射线衍射),研究其晶体结构和晶体缺陷,同时把钢锭磨平后在显微镜下研究其晶相,找出成分中的马氏体等晶相组织,与书上的相图对比,加深对书本上知识的理解[7、8]。
四、考试方式改革课程成绩的考核是课程的重要内容,考核方式对教学效果有很大的指导作用。针对《材料科学基础》的特点和主要内容,将《材料科学基础》这门学科的考试方式分为三部分：一是传统的闭卷考试,占总成绩的60%；二是平时成绩,主要是作业完成情况和每章主要内容总结等,占20%；三是实验情况,在学生的实际操作中,考察学生的动手能力,以及通过实验考察学生对课本内容的理解能力占20%。其中在闭卷考试中,重点强调了学生对课本基本知识的掌握情况,同时,有相当数量的综合题主要考察学生对所学的内容的综合应用情况,而概念题则考察学生对材料科学基础结构和本质的理解情况。五、结论
通过强调理论联系实际、多媒体教学设备辅助课堂教学、添加实验操作课程等教学改革，讲、思、做三者的相结合不仅激发了学生对该课程的浓厚兴趣，提高了自身的自学能力，增强了动手操作能力，同时还使学生对所学内容进行了进一步的理解和升华。
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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）18-0032-02
湘潭大学目前除了化学专业、应用化学专业开设结构化学之外，材料物理、材料化学、材料科学与工程这3个材料科学类的专业也开设结构化学课程，5个专业使用的教材均为周公度、段连运先生编著，北京大学出版社出版的结构化学基础（第4版）一书。根据近几年来材料科学类结构化学的教学实践情况，考虑到材料科学学科与化学学科之间的差异，根据材料科学与工程教学指导委员会制订的高等学校材料物理、材料化学专业规范，优化适合于材料科学类3个专业的结构化学课程的教学内容实有必要。
一、结构化学的内容和课程的任务
结构化学是研究原子在空间相互结合成分子或化学实体的方式（结构）、依据（化学键本质）、规律及结构与性能间的联系，它是联系材料宏观与微观的桥梁，是材料设计的基础。结构化学以在分子水平上研究自然科学问题为其主要目标与特征，这决定了它不仅是研究化学反应机制、化学的内在规律性、各类化学体系立体构型、键型及构效关系的指南，而且已成为材料科学、分子生物学、金属有机化学等新兴、边缘或综合学科发展的支柱。结构化学不仅与化学各分支学科，而且与材料科学、物理学、地学、生命科学、冶金学等学科有广泛的横向联系与交叉。结构化学的另一个重要内容就是与合成化学、理论化学以及材料科学、生命科学、固体物理等相邻学科一起，建立分子工程学、晶体工程学等学科。
结构化学课程是材料科学类的一门基础课，其任务是使学生深刻掌握微观物质运动的基本规律，获得原子、分子和晶体结构的基本理论、基础知识，深入掌握物质结构和性能的相互关系，牢固树立结构决定性能的观点，了解研究分子和晶体结构的近代物理方法。通过这门课程的学习，培养学生的创新精神和实践能力，进一步培养学生从结构的观点分析问题和解决问题的能力。结构化学的教学对于锻炼学生思维、开发学生智力、发展学生能力、提高学生综合素质有着极其重要的作用。凡具有较好理论基础的大学毕业生，适应能力强，后劲足，结构化学的教学起着十分重要的作用。
二、材料科学的特征
材料科学与工程正在发生深刻的变化，其研究已深入到原子尺度，突出特征表现在3个方面。第一，材料科学技术化，材料技术科学化，材料科学与工程技术日益融合，相互促进；第二，新材料、新技术、新工艺相互结合，为各个工程领域开拓了新的研究内容，带来了新的生命力和发展前景；最后，学科之间的相互交叉渗透，使得各学科之间的关系日益密切，难以分割。基础科学与现代技术的新成果也和材料科学与工程的发展交织在一起。
从教材角度看材料科学，具有3个特征：基础性、前沿性和应用性。基础性，一方面指材料科学的研究是建立在物理、化学的基础上，没有扎实的理化基础从事材料研究与开发是难以想象的。另一方面，当前材料科学研究显示出突出的交叉性和综合性，学科内容及规模不仅体系庞大而且纷繁芜杂，没有扎实的基础就难以抓住要害，不能适应学科的变化和发展，这就要求教材毫不含糊地重视基础。前沿性是指材料科学的发展速度迅猛，只有在教材中恰当地反映这些变化，才能使学生适应日后的研究工作。应用性是指材料研究的目的而言，是为了实际应用。当今材料研究从实验室到工业化的时间大大缩短，材料研究与开发已成为高科技的重要组成部分，要求在教材中有意识地体现这一特征。
三、结构化学课程教学的主要内容与基本要求
根据结构化学的研究内容和材料科学学科的特征，材料科学类的结构化学课程不仅要兼顾物理系的材料物理和化学系的材料化学2个专业，包含适当的量子力学基础、固体理论和表面结构化学，还要适当地介绍一些的功能材料，不能“有理无物”，而且既要与材料物理课程和材料化学课程紧密地相联系，又要区别开来，既要与计算物理课程和计算化学课程相联系，又要区别开来，突出材料结构与性能的关系，简要介绍分子设计学。遵循加强基础、强化能力、整体优化、精选内容、更新知识、突出应用、反映前沿及简明扼要的原则，进行教材编写。
在内容的选取上，首先把握更新与精选，处理好“新”与“基”的关系。在加强基本教学内容的前提下适当反映新内容，拓宽知识面，体现“少而精”、“精而新”的原则。不仅要反映现代科学的发展趋势和学科的前沿理论，而且应注重结构化学课程对其他课程和学科的渗透，提高综合度。其次充分重视理论联系实际。在不同部分侧重点不同，力求加强宏观与微观的联系，掌握规律。第三，注意演绎法和归纳法2种方法的应用。RHoffmann曾说：“化学理论的最主要作用是提供一种思维方式，以总结更新知识”。结构化学作为理论化学的重要组成部分，要求该课程使学生在2种思维模式即演绎法和归纳法方面均得到较好的训练。中国传统教学偏重演绎，优点是严谨，但缺乏创新意识，而美国等国家在教学上侧重归纳，优点是独立思考和创造能力强，缺点是基础不够扎实。因此，我们力求将2种思维模式在各个章节都有所体现，期望学生受到全面的训练。第四，充分注意习题的作用。习题是锻炼思维的体操，是学习过程中的重要一环，做习题不仅是理解、掌握知识，而且是学会如何运用知识。虽然做习题本身不是科学研究，但对研究能力的养成有重要作用。许多科学大师都曾津津乐道于他们早年在习题中的受益。A Sommerfeld曾写信给他的学生W Heisenberg，告诫他：要勤奋地去做练习，只有这样，你才会发现，哪些你理解了，哪些你还没有理解。杨振宁也曾回忆他的大学学习：西南联大教学风气是非常认真的，我们那时念的课，一般老师准备得很好，学生习题做得很多。的确，“勤奋地去做练习”，“习题做得很多”，往往是达到成功的一个阶梯。因此例题习题选编的恰当与否直接影响教学效果，这在内容多、学时少、提倡自学的当今时代显得尤为重要，对于结构化学课程而言更是如此。习题不能全部简单化，我们编写了一定数量的综合训练题。最后，注意课外读物的作用。课外读物有利于拓宽学生的知识面，培养学生的自学能力。阅读原始研究论文能够培养学生良好的思维能力和思考问题的方法，提高他们分析问题和解决问题的能力。在结构化学中，每一个基本原理或理论大都对应一位科学大师，学习他们的研究方法及写作技巧，对学生将来从事科研等工作十分有益。
因此，材料科学类的结构化学课程教学内容应包括下列6部分内容，各部分的基本要求如下：
1.量子力学基础和原子结构。这部分内容在第1、2章中讲授。要求了解量子力学的基本假设，掌握氢原子和类氢离子的薛定谔方程及求解要点，提高对原子结构的认识，深入理解原子轨道的意义、性质和空间图象。了解多电子原子的自恰场方法及中心力场近似法，了解核外电子布居的依据，了解角动量的偶合及原子光谱项的意义。
2.化学键理论和分子结构。这部分内容主要在第3、5、6、10章中讲授。要求重点掌握化学键的三个基本理论：分子轨道理论、价键理论和配位场理论。其中第3章要求了解线性变分法处理H2+和H2，了解共价键本质及典型的双原子分子的电子排布。第5章要求掌握价键理论在多原子分子结构中的应用，掌握s-p杂化轨道的造法及键角公式。要求掌握HMO方法及其在共轭分子中的应用，掌握前线轨道理论和能量相关图及其应用。第6章要求掌握配位场理论在配位化合物结构中的应用，π-σ配键化合物和过度金属簇合物的电子结构或成键特征与性能。了解分子光谱、电子能谱原理。掌握现代化学键理论在讨论非金属化合物成键特征及结构与性能关系方面的应用。
3.点阵理论和晶体结构。这部分内容主要在第4、7、8、9章中讲授。要求根据分子的几何构型确定分子所属的点群，初步了解群的表示和特征表的意义。了解偶极矩、旋光性与分子结构的关系。要求着重了解X射线衍射等方法所依据的基本原理，以及在测定结构中的作用和应用范围，为了解与掌握现代化学中的重要实验方法打下初步的理论基础。掌握描述晶体结构的表达方法，掌握金属、离子化合物的晶体结构与性能。了解用结构化学理论研究固体表面的结构和性能的方法。
4.功能材料结构与性能。这部分内容在11章中讲授。初步了解几类重要的功能材料，加深理解结构决定性能的观点，初步了解功能材料结构与性能的关系。
作者简介：王建江（1963-），男，浙江温岭人，军械工程学院基础部，教授，博士生导师；黄（1972-），男，山西运城人，军械工程学院基础部，副教授。（河北石家庄050003）
中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）07-0016-02
随着军队院校研究生招生制度的深化改革和招生规模的调整优化，跨专业招收、培养研究生在一些学科与专业正日益显现并会更加突出。近五年来，在笔者培养的材料科学与工程专业工程硕士、同等学历硕士、全日制硕士中，跨专业研究生占到了70%左右。分析跨专业研究生特点，研究培养跨专业研究生的有效措施，保证培养质量，提高培养水平显得格外重要。
一、跨专业研究生的特点分析
1.生源和专业基础分析
近年来军械工程学院材料科学与工程学科跨专业招收的研究生主要有三种情况。
（1）跨专业调剂。由于受多种政策和因素影响，考生生源不足，上线研究生不多，够复试条件的研究生数量小于招生计划数量，每年不得不从其他富裕专业（通常是机械类专业）调剂研究生。这部分研究生除了在本科阶段学习过40～50学时的“工程材料”课程外，基本上没接触材料科学方面的课程和知识。
（2）跨专业报考。这部分学生对材料科学与工程学科具有浓厚的兴趣，立志从事材料科学与工程专业的学习与研究。为了考取研究生，他们自学了大量的“材料科学”课程，特别是对研究生入学考试确定的初试专业课程和复试专业课程下功夫较大，准备比较充分，成绩也比较好，具有一定的专业基础，但他们毕竟没有系统学习过材料科学与工程专业课程，为了考取研究生，突击学习痕迹明显，死记硬背的东西较多，融会贯通、举一反三、灵活应用的能力偏弱。
（3）为躲避研究生入学考试课目“数学一”而跨专业报考。我院材料科学与工程学科确定的研究生入学考试数学课目为“数学二”而非“数学一”，部分考生由于数学功底较弱，担心“数学一”难度大，考不出好成绩，受社会现实的驱动选择报考了本专业，由于目的和动机不同，这部分学生材料科学的基本理论、基本知识、基本技能也较弱。
总之，跨专业报考的研究生相对于本专业研究生而言，在专业基础知识的掌握和基础理论积累方面比较薄弱。
2.心理和优劣势分析
跨专业学习并不是一件简单的事，一切从头开始，这需要勇气、动力和毅力。跨专业研究生能够和本专业研究生坐在一起，站在一个起跑线上学习和研究，这本身就说明了跨专业研究生勇于挑战、肯于付出和战胜自我的精神。当遇到挫折、困难或不公正待遇时，跨专业研究生会表现出更加坚强的心态、信念和理想。
另外，跨专业研究生也具有非跨专业研究生所不具备的优势。首先跨专业研究生大多具有交叉学科的知识结构，无论是基础理论还是专业实践，跨专业研究生受到来自不同学科方向文化和知识体系的熏陶，具有复合型人才的优势；其次，跨专业研究生容易认识到自己的长处和不足，会注意取长补短，发挥长处。
二、跨专业研究生培养措施
1.搞好入学教育，树立学习信心
材料科学与工程专业的本科生在大学期间除了学习高等数学、大学物理、外语、计算机等公共基础课外，还要学习材料科学基础、材料现代分析方法、材料制备工艺、材料性能分析、新材料、材料实验、材料管理等专业课。本科四年的学习使得他们掌握了扎实的材料科学基础理论知识，具有较强的实践能力，建立起了材料科学概念，形成了材料思维习惯。而跨专业研究生在专业知识结构、知识积累上有所欠缺，常常会造成在进入研究生学习后“水土不服”、“消化不良”的现象，表现为不具备独立思考问题和解决实际问题的能力，学习能力差，材料概念不清，不熟悉专业学术话语，缺乏创新思维。为此必须搞好他们的入学教育，纠正动机偏差，讲清跨专业学习的利和弊，在认识差距的同时看到优势，使他们明确学习目的，树立学习信心，要求他们勇于克服困难，按期完成学业。
2.补修基础课程，夯实专业基础
对跨专业考入的研究生，军械工程学院在课程设置上与本专业考入的研究生没有区别，课程设置统一，培养计划刚性，不考虑个体差异，不照顾个体要求。由于跨专业研究生与本专业研究生的专业基础相差太远，研究生授课教师往往顾此失彼，常常会使本专业的学生觉得授课深度不够、提高有限，而跨专业研究生却难以理解，从而使正常的研究生教学受到冲击和困扰，影响教学效果。
材料科学学科具有一套独立的理论体系和思维方式，它不仅在专业基础上与计算机、自动化、电子类专业相去甚远，而且思维方式独特。尽管学生学习努力，但由于缺乏系统的材料科学基础培训和思维训练，对材料类课程的学习难以摆脱夹生不熟的状态，听课的过程似乎明白，但难以用自己的语言表述出来并运用到实际工作中，对一些概念和理论似懂非懂。
授课教师应优化教学内容，注重因材施教。指导老师要加强个别指导，筛选本科阶段“材料科学”3～5门重要核心课程作为补修课程，强化跨专业学生的“材料科学”基础。为帮助跨专业学生建立对材料科学的感性认识，培养材料学思维习惯，安排他们到实验室指导本科生毕业实习，做到教学相长。督导跨专业学生利用丰富的网络资源自学相关知识，弥补跨专业研究生所需要的基础理论未来向深度和广度拓展的缺陷，从而为培养其研究能力、创新能力和综合素质创造条件。
3.依据学生特点，选定研究方向
导师是培养研究生最为重要的环节，在研究生培养中起着其他个人和机构无法替代的重要作用。对学生的严格要求大多需要通过导师才能有效落实。导师在充分考察、了解学生的兴趣和特长后，在征求学生意见的基础上帮助其选好论文方向。如数学、计算机基础较好的研究生更多地安排一些材料制备过程中与数值模拟、仿真有关的课题；动手能力较强而理论功底较弱的研究生，安排一些倾向于材料制备工艺方面的课题；机械制造专业的研究生安排一些注重与材料制备设备相关的课题，这样有利于学生扬长避短，增强自信，提高对材料学研究工作的兴趣。通过撰写论文锻炼和提高实际工作能力，他们毕业后达到与本专业生源同样的培养质量。
4.凝炼导师文化，促进师生互动
（1）坚持师生在教育上是授受关系，导师处于主导地位。坚持师生在人格上是平等关系，导师应以尊重学生的人格、平等地对待学生、热爱学生为基础，进行正确地指导、严格要求和民主型的管理。
（2）坚持师生在道德上是相互促进关系。导师应该强烈感受社会的迅速变化和知识的不断更新，加强与学生的互动，自觉不断地自我充实和提高，不断更新自己的观念，形成有组织的讨论、研究氛围，在教育培养研究生活动中不断发展自己。导师要注意对学生学习行为的观察和评价，形成对学生新的了解和认识，及时修改对学生的某些要求与期望。导师通过自己的努力影响、感化学生，增进学生对导师的了解，从而激发学生更加自觉、主动地学习和工作。在研究生中间提倡互帮互学，博士生带硕士生，高年级研究生带低年级研究生，本专业研究生帮跨专业研究生，在研究生中广泛开展学习研讨活动。
5.加强学术交流，营造创新氛围
要培养高质量的跨学科研究生，必须要有好的学术氛围。广泛开展学术交流，鼓励学生参加多种多样的学术活动，有利于学生了解本领域的前沿工作，提高专业水平和表达能力，有利于学生开阔眼界、拓宽知识面。近年来，我们坚持博士研究生在校期间外出参加学术交流会议人均不少于3次，硕士研究生人均不低于1.5次。研究生们通过参加国际、国内学术会议进一步了解到本领域科技与学术发展的信息，增长了他们的专业知识，提高了学术水平，拓宽了研究思路，并结交了一批同行，同时，也提高了他们对信息的认识程度以及捕捉、分析、判断和吸收信息的自觉性。
6.严格跟踪检查，严把论文答辩关
严格研究生中期筛选制度，对课程学习成绩出现黄牌的研究生进行个别谈话，达不到要求的推迟开题。
对待跨专业研究生和其他研究生一视同仁，实行统一的研究生开题评审制度和研究生论文进展中期检查制度，组成专家组听取研究生汇报，回答专家组的质询，检查学术情况，对个别较差的学生推迟开题、延期答辩，在研究生中营造一种警示、促进和努力学习的氛围。
几年来的坚持与实践，学院材料科学与工程学科研究生的培养质量得到充分保证，研究生论文的盲审平均成绩达85分以上，所有研究生都如期完成学业，顺利获得硕士学位。
参考文献：
