時間：2023-11-25 09:41:22
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關鍵詞： 高分子材料與工程專業 有機化學 教學現狀 教學改革
有機化學是化學學科中的一個十分重要的組成部分，它的主要研究對象是有機分子，從有機物結構入手，研究有機化合物的化學性質，在分子水平上探知未知世界的基礎學科。在我校，有機化學是面向化工學院、藥學院二年級，以及海洋學院一年級學生開設的專業基礎課程，是“大類培養”的主干課程。通過有機化學課程的學習，可使化學類學生掌握有機化學領域的基本理論、基本知識和實驗操作技能，把握有機化學發展領域的新概念、新動向和新技術，同時為后續專業課的學習打下堅實的基礎。
1.教學現狀
在工科院校，有機化學的教學課時“縮水”，如我校有機化學雖然是“大類培養”的重要專業基礎課，但是其課時數被壓縮到64個學時，教師必須在一個學期之內完成教學。而有機化學作為高分子材料與工程專業的基礎課，是高分子化學、高聚物合成工藝學、高分子材料學等后續專業課的基礎，學生必須在有限的課時數里掌握《有機化學》這門課程，難度大，任務重。
另外，由于江蘇省高考制度，較大部分的學生高中階段選修的“物生”，進入大學后化學知識特別是有機化學基礎知識非常薄弱，一個教學班級里，學生的化學知識水平參差不齊。通常是剛進入大學的第一學期學習無機化學，對于選“物生”的學生來說，沒有化學基礎，一開始就挫傷他們學習化學的自信心。學習有機化學時，多數學生對有機化學的學習有畏懼感。如果入校時對專業認知不夠，不能看到有機化學學習對高分子材料與工程專業學習的重要性，更是對有機化學失去興趣。
再者，有機化學課程自身的特點，由于有機物數量多，結構多變，機理難掌握。而工科院校的有機化學課時數又被壓縮，教師為了教授完大綱的教學內容，不得不采取“滿堂灌”教學方法，使得學生缺乏主動獲得知識的能力，被動“填鴨式”教學必然導致教學效果不理想。一學期教學結束，發現學生知識掌握不好，除了少部分拔尖的學生，大部分學生對這門重要的專業基礎課一知半解，學到的有機知識很少。
2.教學改革
結合有機化學學科規律，針對高分子材料與工程專業特點，對教學內容進行優化、取舍；改進教學手段，選聘高年級本科生、研究生做助理班主任，讓他們參與本科生教學，形成多元化的本科生教學隊伍；改革考核方式，實現高分子材料與工程專業有針對性的考核方式，教考分離。
（1）改革教學內容
有機化學的教學關鍵是引導學生“有機”這一學科，不同于其他幾門基礎化學課，有機化學基本不涉及計算，不涉及公式，說的是圖片的拼接，化學鍵的斷裂與重組，以構建新的有機分子。那么，在教學過程中如何引導學生使用“有機思維”思考問題才是關鍵。當我們談到如何面對課時數被壓縮這個問題，如果抓住“引導學生進入有機化學這個學科”這個關鍵問題，就能依據高分子材料與工程專業的培養方案，深入分析研究教學大綱和教學目標，對教學內容進行取舍。
在改革教學內容時，還要考慮以下兩個方面問題：一是研讀多種版本的教材，最新版本的中、英文有機化學教材和專著等，從不同研讀、分析深度的教材方面，準確把握“基礎有機化學”教學重點、難點，結合高分子材料與工程專業的特點來取舍教學內容。二是關注高分子領域的研究前沿，發展動態，結合傳統的知識，推陳出新，把最新的知識信息教授于學生，引導學生了解最新的前沿，激發他們的興趣，使之感覺到目前所學知識的有用性。
（2）改革教學手段
我校近年實施了一項“班主任助理”制度，選派高年級本科生、研究生擔任本科生班級班主任助理，取得了很好的教學效果。高年級本科生、研究生參與本科生教學，形成多層次、多元化的本科生教學隊伍。
高年級本科生已經學習了有機化學專業基礎課，經歷過有機化學的學習和考核，有自己的學習方法和技巧；他們已經進入高分子材料與工程專業課程學習，對哪些知識對專業課學習重要有切身體會；他們與低年級學生同屬于一個年齡階段，有更多的共同話題，溝通交流更容易，幫助學生及早發現自己的優缺點，揚長避短。
高分子材料與工程研究方向的研究生，通常具有扎實的專業基礎知識，已經接觸了專業的前沿研究方向，可以對高分子材料與工程專業低年級學生的學業、思想及心理等方面給予關心和指導。而且本科生可以在研究生的帶領下主動做一些創新創業項目，這使得本科生更清楚自己在課堂學習中哪方面有不足，增強本科生對基礎知識學習的熱情，使他們在有機化學課堂學習中更積極、努力。
（3）改革考核方式
良好考核方式可以極大地促進學生的學習熱情，提高他們學習的積極性。目前，我院不同專業實行統一考試，如環境工程、化學工程、安全工程和高分子材料與工程等專業統一出卷，流水閱卷、統一登分，做到公正、準確。但是，這種“統一”的方法抹殺不同專業對有機化學需求的不同，使得教師和學生忽視基礎課對后續專業課的影響，結果是為了考試而學習，不能真正掌握自己專業需求的有機化學知識。
為了提高學生的整體素質和學習積極性，我們應實現不同專業單獨出卷、單獨考核的方式。卷面上可以體現出適合高分子材料與工程專業的題目，結合他們的后續專業課程。哪些知識是有機化學這門課程必須掌握的基礎知識，哪些知識是關聯高分子材料與工程的專業知識。同時，建立針對性的有機化學試題庫，使學生接觸更多不同的題型，拓寬知識面。建立適合高分子材料與工程專業的有機化學試題庫，有機化學課程理論考試按照一定的難度系數、教學要求、考試范圍等，統一從試題庫里抽調，實現教考分離。
3.結語
為全面提升高分子材料與工程專業的有機化學教學質量，我們要結合有機化學學科規律，針對高分子材料與工程專業的專業特點，從學生的實際出發，認真分析總結，精選教學內容，創新教學手段，改革考核方式，不斷激發學生的學習興趣，以提高高分子材料與工程專業的人才培養質量。
參考文獻：
[1]黃杰，周冕，李又兵，王選倫.高分子材料與工程專業《有機化學》教學改革探索與實踐.廣州化工，2014（42）：186-187.
[2]陶傳洲，劉瑋煒，曹志凌，史大華，王建，程青芳.環境工程專業有機化學課程教學現狀及改革.中國科教創新導刊，2010（34）：78.
關鍵詞：培養計劃；培養目標；材料科學與工程；麻省理工學院
歐美國家在20世紀60―70年代開始設立材料科學與工程系。名稱變更反映了對材料領域研究認識的變遷，即“材料研究需要依據其行為和特征，而不是依據材料類型來進行”。1998年教育部對材料類本科專業目錄進行了調整，將原來劃分過細的十多個材料類小專業合并成了現在的冶金工程、金屬材料工程、無機非金屬材料工程、高分子材料與工程、材料物理、材料化學等六個專業。同時，在引導性專業目錄中還設置了材料科學與工程一級專業。雖然以材料科學與工程一級大學科來設置專業是必然趨勢，但材料科學與工程人才培養模式仍在探索之中[1]。同濟大學當年就設置了材料科學與工程本科專業，期望以歐美的模式來培養材料學科人才。實際上，早在20世紀80年代，當時的同濟大學建筑材料工程系就為建筑材料專業的本科生開設了材料科學導論、斷裂力學、表面物理化學和傳熱、傳質與動量傳遞（簡稱三傳）4門基礎課程。近幾年因為參與學院材料科學與工程專業培養計劃的修訂工作，查閱了國內外許多大學這個專業的培養計劃，國內高校在材料科學與工程專業培養計劃上的認識一直存在爭議。美國麻省理工（MIT）材料科學與工程專業本科培養計劃的公開信息最多，不僅有課程列表和學分要求，還有課程的詳細簡介。尤其是麻省理工的開放課程服務（OpenCourseWare），使得我們還能夠進一步了解課程大綱和部分內容。此外，MIT材料學科是USNews全美排名第一的，他們的培養
計劃應該具有更好的借鑒意義。本文在反復仔細研究其有關本科培養的各種公開資料的基礎上，對其培養計劃進行了分析，結合自己的教學工作實踐，總結了一些心得體會，希望與國內同行共享。
一、麻省理工材料科學與工程專業的培養計劃
MIT材料科學與工程系設3個專業（Course）。其一為一般意義上的材料科學與工程專業（Course 3），學生所得學位是材料科學與工程理學學士（Bachelor of Science in Materials Science and Engineering），其所授學位是被ABET（Accreditation Board for Engineering and Technology，美國工程與技術鑒定委員會）授權的，絕大部分學生都選讀這個專業。其二為課程選擇度更大的一般專業（Course 3-A），這個專業的畢業生將獲得沒有特別指定專業領域的理學學士（Bachelor of Science without specification）學位，系里并不尋求ABET對這個學位的授權，只有很少學生選擇這個專業，常常是醫學、法學、MBA預科生選擇這個專業。第三是考古與材料專業（Course 3-C），學生所得學位是考古與材料理學學士（Bachelor of Science in Archaeology and Materials），系里也不尋求ABET對這個學位的授權。從系里是否尋求對所授學位授權就可以看到，MIT材料科學與工程系本科生的主要專業是一般意義上的材料科學與工程專業（Course 3）。后面的討論主要針對Course 3的培養計劃進行。
1. 課程和學分要求
該培養計劃的要求包括：（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個實習以及4門限選課程，合計184～195學分。其2011―2012版本的課程和學分要求見表1，表中課程名稱前面的數字表示課程號，后面跟表示學分的數字、課程性質、前修或同修課程號。MIT每門課程的學分由三部分組成，表示學習課程所需要的時間分布，中間用短線隔開，第一個數字表示講課時間，第二數字表示實驗、設計或者野外工作時間，第三個數字表示預習的時間，是以中等學生所需要時間估計的。1個學分大約相當于一學期需要14小時的學習時間。從表 1可見，一般專業課程，預習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，每個學生只需要選擇4門課（48學分）。理論上，學生可以在21門課程中任選48學分，甚至經過批準，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主要的研究領域來設置的，它們是： 生物與聚合物材料（Bio-and Polymeric Materials），電子材料（Electronic Materials），結構與環境材料（Structural and Environmental Materials），基礎與計算材料科學（Fundamental and Computational Materials Science）。
因此，在MIT材料學院的網頁上，曾經列出了各領域推薦的限選課程。網頁上還列出了每一個方向的咨詢教授，以方便對上述領域某一方面更感興趣的學生選課。
3. 部分課程大綱和教學情況分析
（1）材料科學與工程基礎課程
這個課程為15學分（5-0-10），總是與“材料實驗”一起選修。課程安排也是交叉進行，實驗周不上課，一共有4個實驗周。這樣，材料科學與工程課程講課時間就縮短為9周（一個學期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小時的復習課（recitation）。所以一共27次講課，18次復習課。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容，即每次測驗和考試都是分段內容。
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。一個講授結構和化學鍵（Structure and Bonding），一個講授熱力學和統計力學學（Thermodynamics and Statistical Mechanics）。
兩部分課程分別布置6次作業，每部分每次都是2～3個題目，都有交作業的期限，沒有按期交作業的，該次作業成績為0。作業答案在交作業期限過后就會立即公布。課程總成績由作業成績占20%、三次測驗占80%構成。得分標準為：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專業交流能力培養的課程，所以，教學過程特別注意專業交流方面（包括論文寫作、口頭技術報告等）的形式要求。材料實驗與材料科學與工程課程同時選修，在2年級第一學期進行。材料綜合實驗課（Materials Project Laboratory）基本上就是幾個同學合作的科研項目，在3年級下學期進行。下面以二年級的材料實驗為例，介紹其教學和考評辦法。
如前所述，材料實驗共4個實驗周，實驗周沒有其他專業課。實驗內容包括量子力學原理演示、熱力學和結構，同時囊括了幾乎全部現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交流能力培養。從教學內容看，這門實驗課承擔了教授材料研究方法的任務。
一般將50個左右學生（2011年的2年級學生只有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。交流課上，大家各自在黑板上即興介紹實驗的發現，回答教師和同學的提問。
該實驗課由3個教授上，其中一個總負責。課程成績評分標準
二、分析和討論
1. 關于必修課和選修課
系內必修課程除畢業論文或企業實習外，共有10門。大學一般要求的17門課，理論上可以自由選擇，但從表1系內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，大學一般要求的6門自然科學課程就去掉了4門，能夠自由選擇的大學自然科學課程剩下2門。從系里建議的選課表（roadmap）可以看到，另外2門自然科學是化學和生物。所以，自然科學的必修課程實際上相當于14門。
限選課程要求包括GIR類型2門和48學分的系內選修課。有3門系內課程（共39個學分）可以作為GIR課程來選，但不能同時作為系內課程要求的學分。大多數系內選修課程的學分為12分，這樣的話，系內限選課48學分需要選讀4門。所以，每個學生可以有6門專業選修課程。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域（或者說相當于我們的專業方向）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。看來，MIT材料科學與工程專業的課程設置，并不鼓勵學生選單一專業方向的課程。實際上，在以前分專業方向限制選修課時，每個專業方向僅僅提供2～3門課程，進一步的分析見下文。
反觀我們的培養計劃，我們的專業方向必修課程有5門（14學分），選修課程應選4門（8學分），合計9門課程22學分。因為我們的學分是按照每周上課學時數計算的。如果按照MIT的學分計算方法，學分約為每周上課學時數的3～4倍，考慮到我們的上課周數為17～18周，而MIT才14周，因此，我們的專業方向應選學分至少相當于MIT的88學分，比其4門課程（48學分）的要求多了5門課程（40學分）。可見，我們的培養計劃更加注重學生專業方向知識和技能的培養。
另外，MIT材料科學與工程系的研究領域非常廣泛，關于其主要研究領域的介紹出現在3個網頁上。其一是在該系的學位要求中關于限選課程的介紹網頁，4個主要的研究領域分別是生物與聚合物材料、電子材料、結構與環境材料、基礎與計算材料科學。其二是在MIT的招生網頁，4個主要的研究領域分別是：半導體材料和低維系統（Semiconductor materials and low-dimensional systems）、能源材料（Materials for Energy）、納米結構材料（Nanostructures）、材料的生物工程（Bioengineering of Materials）。在介紹全體教師（Faculty）的網頁，列出了30個研究方向（discipline），共122人次（有重復計算，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、半導體，最多的是納米技術，23人次。上面列出的生物工程（包括生物物理和生物技術）9人次，能源材料（包括能源與環境、儲能）9人次。人數比較多的研究方向還有結構與環境材料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，但其本科生培養計劃中，涉及具體材料類別方向的課程特別少。
2. 關于考核與成績
MIT很多課程的成績評定都包括平時作業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到50%，有的實驗課程則更是高達85%這在一定程度上反映了MIT對大學生平時學習的管理是非常嚴格的，與我們頭腦中關于國外大學生“自由”學習的圖像截然不同。
3. 關于選課進度安排
MIT材料系沒有規定統一的選課進度表。但從其推薦的選課安排（roadmap）看，具有如下特點：
（1）8門大學一般要求的社科課程（GIR）分布在8個學期選修，即每學期選修1門社科課程；
（2）一年級把大學要求的6門自然科學課程（GIR）學完，包括數學、物理和化學。
（3）二年級起全面進入專業學習。第一學期學習材料科學與工程基礎、材料實驗2門課程，兩門課交叉進行，實驗周不上課。上課周每天都有材料科學與工程基礎課，實驗周每天都有實驗或交流，學習安排非常集中。
（4）每學期的課程一般為4門，其中1門為社科課程。
MIT二年級第1學期就學習專業基礎課程，這比我們的教學計劃提前很多。國內的教學計劃進度安排曾經強調，前兩年不安排專業課，以至于我們的材料科學與工程課程被安排在第5學期，材料研究方法更是被安排在第6學期，使得高年級學習特別緊張，深入接觸專業知識和方法的時間被推遲。
4. 關于培養計劃的修訂
從網頁上能夠追溯到MIT材料系1998年的培養計劃，其培養計劃在2003年做了很大的調整。兩者的比較
這兩個培養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內容可以發現，新培養計劃中的“材料科學與工程基礎”包含結構與化學鍵、熱力學與統計力學兩大部分內容，分別由兩位教授講授，似乎代替了原來的“材料熱力學”、“材料物理化學”和“材料化學物理”3門課程，因為其教材之一仍然是物理化學（Engel， T.， and P. Reid. Physical Chemistry. San Francisco， CA： Benjamin Cummings， 2005. ISBN： 9780805338423）。“材料實驗”應該與原先的“材料結構實驗”對應，“材料綜合實驗”應該與原來的“材料加工實驗”對應。“材料的微結構演變”與原來的“材料結構”相似。取消了“材料力學”、“材料工程中的輸運現象”2門課程。增加了“材料的電光磁性能”、“材料的力學性質”、“有機和生物材料化學”、“材料加工”4門課程。取消2門，合并2門，增加4門，課程總數不變。
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方向，學生可以任意選課。但實際操作時，仍然向學生推薦各專業方向的課程組合。無論如何，每個專業方向的課程不足4門，學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整（表5）。其中2005年減少了高分子化學、化學冶金學（Chemical Metallurgy）2門課程。增加了2門數學，材料熱力學（原來的必修課），先進材料加工，衍射和結構，材料的對稱性、結構和張量性質，材料選擇，共7門課程。可見，增加的這些課程仍然是與具體材料種類無關的。2007年和2011年分別增加了1門生物材料方面的課程。可見，即使是選修課的調整，仍然在繼續加強有關材料行為特征方面的課程，減少有關具體材料種類的課程。
5. 關于培養目標與課程設置
過去，MIT材料科學與工程系培養目標分四類，研究型學位（Course 3）、預科型學位（Course 3A）、實踐型學位（Course 3B，2003年取消）和考古型學位（Course 3C）。其中，研究型學位與實踐型學位培養要求的唯一差別是不變的，即前者在四年級做畢業論文，后者在二年級暑假和三年級暑假做2個20周的企業實習，其他課程要求完全相同。現在把實踐型學位取消了，但仍然保留了學生向這個方向發展的渠道，即學生仍然可以選擇做畢業論文或者企業實習，學位合并在研究型學位（Course 3）中。
從2003年培養計劃大調整來看，MIT材料科學與工程專業（Course 3）的主要培養目標是讓本科畢業生繼續深造。也可能是社會需求的變化促使MIT對培養計劃進行調整。這從MIT選讀實踐型學位人數變遷或許可以看出一些端倪（表6）。從1998年到2002年，實踐型學位人數多于研究型學位的人數，2002年突然降低，與研究型學位相當。查看大學2年級實踐型學位學生注冊數，從2002年起突然減少，由原來每年約20人突然減少為6人。2003年培養計劃調整當年，還有5人注冊為實踐型學位，這應該是此前培養計劃延續所致。
那么，沒有了實踐型（Course 3B）學位，是否還有學生仍然會選擇實習代替論文呢。下面從2002～2008年MIT材料系本科畢業生去向分析。除了一些研究生院，網頁一共列出了38家企業和17家政府部門或咨詢機構。統計2002年以后（至2005年結束，當年僅剩下1人）各年4年級實踐型學位人數（也約等于當年畢業人數）總和恰為38人，與畢業生去向統計的企業單位數剛好相同。這難道是巧合？是否可以推論，2003培養計劃修改之后幾乎就沒有學生選擇去企業實習了？
MIT材料專業取消實踐型學位，以及此后可能幾乎沒有人選擇實習代替畢業論文事實，一方面可能與美國產業向國外轉移，本國企業對工程師的需求減少有關；另一方面，MIT培養計劃中的課程設置調整也起了一定作用。因為選擇實踐型學位人數銳減在前（2002年），培養計劃調整在后（2003年）。培養計劃中去掉的必修課“材料力學”和“材料工程中的輸運現象”，顯然屬于工程類課程。因此，其培養計劃課程中增加材料研究型基礎知識、減少工程知識的傾向十分明顯，也說明其培養計劃隨社會需求進行了及時調整。
另外，盡管2003年培養計劃中的必修課有較大調整，但選修課調整比較有限。而且調整前后，沒有改變其材料類本科生寬專業培養的模式。
但在選修課中，把專業方向的基礎課程去掉，仍然讓人有點匪夷所思。例如，高分子化學在高分子材料領域歷來就被認為是專業基礎課。MIT在2005年卻把這門課從本科生培養計劃中去掉了。查看其高分子方向研究生培養計劃核心課程，可以看到高分子物理化學、高分子合成、高分子合成化學等基礎課程。可見，MIT把專業方向的一些基礎知識培養放在了研究生階段。
以上似乎給人這樣的印象，如果不繼續讀研究生，則專業方向的基礎知識是不太夠的，無形中將人才培養的周期拉長到研究生階段了。但從我自己教學的經驗來看，學習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習高分子方面的課程，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材料專業研究生數量是本科生數量的2.2倍，有很多研究生來自校外，特別是來自國外。所以，MIT材料專業培養計劃中對專業方向選修課程的調整，結合研究生階段的課程安排，既考慮到了本科寬專業基礎的培養模式，又打通了本科生培養與研究生培養之間的關聯，在研究生階段加強專業方向基礎知識的培養，也便于接受其他教育背景的學生來讀研究生，還是十分合理的。
MIT材料專業的本科培養計劃，不斷強化了按照材料大類進行培養的模式，必修課和選修課都加強了材料基本行為知識的課程，減弱了材料類別基礎知識的課程，把后者移到研究生教育階段。這說明國外關于“材料研究依據其行為和特征，而不是依據材料類型來進行”的認識形成30多年以來，不僅沒有改變，還在進一步加強。MIT在2003年對培養計劃大調整時，加強了材料研究基礎知識課程，減少了工程類課程，其本科生的主要去向是進一步深造，直接到企業就業的比例急劇減少。本科生階段加強研究基礎知識課程，把專業方向基礎知識培養放在研究生階段，加強了研究生的知識培養，可能是其材料研究能夠長期在美國名列前茅的原因之一。
關鍵詞：電化教學；材料科學與工程專業；生產實習；改革；作用
中圖分類號：G642.44 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）52-0040-02
貴州大學材料科學與工程專業生產實習教學是安排在學生學習《材料科學基礎》、《熱處理原理及工藝》等專業基礎課程后進行。然而實習內容多，概念抽象，理論性強，理解困難，常常缺乏成分-結構-性能-用途相互之間的連貫性，綜合分析能力欠缺。還有實習安全責任、設備老化、生產環境、經費不足、技術更新等諸多因素，往往使得實習難以深入開展，流于形式，很容易引發學生失落心理，缺乏專業興趣。生產實習是培養學生工程意識、創新意識和工程實踐能力的不可替代實踐教學環節。電化教學具有知識表達的多樣性、交互科學性、反饋性、以及教學管理的開放性、靈活性等突出的特點。在這種背景下，電化教學在生產實習教學迎來了創新式發展，必將對實踐教學改革有著積極的作用。
一、運用電化學教學，激發學生的實習興趣
興趣是對客觀事物選擇的態度，是積極認識某種事物或參加某種活動的心理傾向，表現出高度集中的注意力和較強的求知欲。電化教學能創設生動、形象、直觀、視聽結合的教學環境，以其新穎性、多樣性、生動性、趣味性易吸引住學生的注意力，激發學生的學習興趣。精心篩選學院專業教師、企業校友研究成果簡介和科研項目。以形象、直觀、生動的“看圖識知”方式向學生介紹材料在生產、生活、社會發展中的重要性。學生通過大信息、多角度的授課模式，感受到“材料與社會生活息息相關”，樹立學好材料學科的決心和信心。學生觀看本專業教師研制的新型GDL-1汽車齒輪、新型GDL-2釬桿、EA4T高速重載列車車軸、大型燃油退火爐等產品制備過程圖像，了解材料制備、檢測、使用過程須用的知識，深刻體會新材料可以推動社會經濟文明發展，科技創新生活，明確自己將從事材料領域工作必有良好的專業基礎，從而激發學生對材料學科的學習興趣和求知欲，自覺地提高了學生對實習教學內容的重視。
二、利用電化學教學，增設實習教學內容，突出重點難點
電化學教學能克服實習環節時空的局限性，將圖像、文字、聲音、動畫等信息有機融合，形象生動、直觀突出重點、難點、疑點，注重物理、化學內容有機糅合，不斷優化充實實習內容。實習電化教學按照成分-結構-性能-用途主線的科學性和邏輯性，將多學科零散的知識點連貫熔融起來，化靜為動，化虛為實，化遠為近，化抽象為直觀，由表及內，深入淺出，解釋疑惑。比如在貴陽某鋼廠實習鋼材的制備過程以及中航集團某公司表面處理車間的化學表面處理過程時，用電化教學講解GDL-1汽車齒輪、GDL-2釬桿、EA4T高速重載列車車軸等材料冶煉、鑄造、鍛打、塑性變形、熱處理/表面處理、檢測、使用等程序。在對應的程序里巧妙地串聯產品生產、檢測設備以及使用過程中的操作步驟和方法，把虛構球形化原子間的物理化學作用機理融解于組織結構、性能演變、理論分析等重點、難點內容，讓人一目了然。在較短實習時間內，電化教學提供大量無法從實習過程中直接獲取的知識，多學科知識貼近材料實物的生產實踐，解決傳統實習教學無法講清、難以理解的重點、難點內容，更加充分地、清晰地揭示材料生產過程的本質。學生在實習中發現材料生產問題，用抽象-具體-形象的思維加以分解，逐層展示，由易到難、突出重點、剖析難點，步步深入理解多學科的有機交融統一，拓寬渠道獲取更多知識。
三、利用電化教學，提高實習教學質量
電化教學使微觀世界宏觀化，抽象內容具體形象化，活躍了實習教學氣氛，增加了實習改革教學的感染力，提高了實習效果和質量。如模擬仿真軟件，演示新型GDL鋼材料制備-過程處理-組織觀察-性能測試的生產過程，以虛構的球形化原子來展示微觀運動的特點，演繹不同成分GDL鋼材料冶煉-凝固相變、塑性形變、表面化學處理等過程中相應的組織、性能演變，來理解GDL鋼不同的用途要求。抽象化生動，讓學生清晰地認識、分析材料設計、制備、檢測、使用全過程。以材料用途為目標，微觀世界宏觀化、具體形象化，學生能獨立地步步深入，多角度綜合分析選取材料以及生產過程，有利于鞏固、吸納相關學科知識，理解材料成分-組織-性能-用途內在聯系，清晰地認識材料學科的整體性、復雜性以及關聯性，樹立了正確的材料學科觀念，培養學生用辯證唯物主義的物質運動、變化、發展的觀點，合理地、系統地、創新地解決問題的能力，有效地保證實習教學改革質量和效果，也為學生將來就業、工作增添了自信心和競爭力。
四、利用電化教學，全面提高學生的素質
電化教學可以有效地培養學生的綜合素質。在實習電化教學過程中，齒輪、釬桿、高速重載列車車軸等典型材料成功生產案例，潛移默化塑造學生正確的人生觀、價值觀、世界觀。典型材料成分-組織結構-性能-用途交替對應演示，強化學生唯物辯證的工程意識，激發學生的專業興趣，主動積極地去獲取交叉學科知識和發展智力，有力地培養了學生的觀察能力、思維辯證能力、分析問題能力、解決問題能力和創新能力。在中航集團公司某熱處理車間實習期間，以軍工企業文化熏陶塑造人，6～8位學生一組的形式參與某液壓泵零件熱處理工藝培訓教材的動漫插圖比賽，全面訓練了學生用腦、眼、手的基本技能。學生觸發多種感官功能后，能持久保持學習興趣，最大限度地調動實習教學的積極性。學生十分愿意接觸學習現代先進技術和知識，調動了學習材料與計算機學科知識的主動性，求知欲熱情高漲，激發了他們的想象力和創造力。學生間通力合作，充分發揮聰明才智，培養了學生的團隊合作與競爭創新能力。
實習電化教學改革，有效地激發了學生的實踐積極性，充分發揮其主動獲知的精神。學生能在短時間內掌握專業實習重點、難點，加深理解材料學科的辯證統一內在聯系本質，吸收消化更多學科知識，開闊視野，發展智力，提高了實習質量。反之，有力促進電化教學在實習教學改革中創新地發展。
參考文獻：
[1]付建民，陳國明.安全工程專業生產實習模式探討與實踐[J].安全與環境學報，2006，6（7）：37-39.
[2]李芳英.電化教學在外語教學中的應用[J].山東師范大學外國語學院學報，2003，（3）：76-77.
[3]孫妍.試論如何培養大學生對英語學習的興趣[J].齊齊哈爾醫學院學報，2009，30（17）：2192-2193.
[4]鄭曉華.淺談直觀教具和電化教育在英語教學中的作用[J].伊犁教育學院學報，2000，（6）：93-94.
【關鍵詞】化工原理實驗 實驗教學 教學改革
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）04-0170-02
一、材料科學與工程專業化工原理實驗教學目的與要求
1.化工原理實驗教學目的
該實驗課程主要講述化工原理中單元操作所涉及的各種設備，以鞏固學生加深對化工實際生產的理解，由實驗數據和實驗現象得出結論并提出自己的見解，增強創新意識，同時，對學生的科學研究能力、創新能力的培養也起著十分重要的作用[1-5]。
2.化工原理實驗教學要求
通過實際操作使學生驗證有關化工單元操作的理論，熟悉實驗裝置的結構、性能、工藝流程，掌握化工單元操作方法，培養學生從事實驗研究的能力，其中包括：分析和觀察實驗現象的能力、正確選擇和使用測量儀表的能力、利用實驗的原始數據進行數據處理以獲得實驗結果的能力、運用文字表達技術報告的能力[4-5]。
二、化工原理實驗中存在的不足
1.人數較多，儀器裝置較少，學生動手能力受到限制，由于連年的擴招，每個班的學生人數基本都是35人以上，而實驗儀器的臺套數并沒有增加， 7-8個學生用一臺裝置的現象非常普遍，個別學生根本沒有機會動手操作儀器。
2.學生被動的做實驗，完全按照實驗書上的照搬照抄，“照單抓藥”式的教學，學生花大量的時間寫預習報告，來到實驗室也不知道到底為什么做實驗，怎么做實驗。
3.學生工程實踐性意識淡薄，不知道化工原理實驗的重要性，只是為了學分被動的做實驗，達不到理論聯系實踐的作用。
三、化工原理實驗的教學改革與思考
1.化工原理實驗教學模式的改革與思考
針對“僧多粥少”的問題的教學模式，材料科學與工程專業化工原理實驗充分打破以往“大水漫灌”、“放羊”式的教學模式，分小班、小組教學，每一個小組為3-4人，每一位同學在實驗中都有不同的分工， 比如過濾實驗（恒壓過濾），一個學生要負責壓力閥、料漿閥、料液閥的暢通，一個學生負責記時，一個學生要看濾液量和記錄，大家還要共同清洗濾布，傾倒濾渣，每組學生只有默契合作，才能將實驗做完，這樣就充分調動了學生的積極性、參與性和團隊合作意識，老師再根據實驗操作和小組合作進行現場打分，教學效果明顯提高。
2.化工原理實驗教學方式的改革和思考
每次課授課之前，給學時留20-30min的時間熟悉實驗裝置的結構、性能、工藝流程，掌握化工單元操作方法，正式講課時，以分組提問的方式讓學生自己講解工藝流程和操作步驟，以引導的方式把理論課本上講解的內容和實際操作中遇到的問題相結合，比如傳熱實驗（強化管傳熱），改變原來只做實驗、測數據的單一教學手段，通過強化管的強化方法，引申到化工中常見的傳熱設備的改進方法，討論如何從材料的角度降低成本，從傳熱的角度提高傳熱速率等，學生積極參與發言，各抒己見，當實驗中出現的現象和理論不符時，引導學生從實驗的源頭到實驗過程中分析誤差，充分解決“照單抓藥”式的教學模式。
3.化工原理實驗教學內容的改革與思考
充分聯系課本理論知識，讓學生感覺化工原理實驗非常實用。比如傳熱實驗，告訴學生熱電偶溫度計的測溫原理，溫度計冷端溫度補償的含義，用電腦記錄數據的方法，通過數據處理，雙對數作圖、線性回歸等方法，了解計算機技術在化工原理實驗中的重要性，實驗結束后，學生要對實驗數據進行處理，還要總結和分析，分析實驗數據誤差產生的原因等，根據實驗報告上的數據處理為依據，數據處理主要以電腦處理為主，可以鍛煉學生應用Word、Excel、Origin等辦公軟件的能力。
以上教學內容和教學方法的改革充分調動了學生的實驗積極性，增強了工程觀念，充分做到了理論聯系實際。
參考文獻：
[1]焦緯洲，劉有智，袁志國，祁貴生，高Z.基于工程實踐能力培養的化工原理實驗教學模式的研究與探索[J].實驗技術與管理，2014，31（3）：166-168.
[2]戴益民，李潯，張躍飛.基于創新與實踐能力培養的化工原理實驗研究性教學模式的探索與實踐[J]. 化工高等教育， 2012，6：31-34.
[3]胡秀英，鄭純智.開放式化工原理實驗教學模式研究實驗科學與技術[J].實驗科學與技術，2011，2（9）：111-113.
關鍵詞： 研究生培養；材料科學與工程；化學
材料是人類文明與社會進步的物質基礎與先導，是實施可持續發展戰略的關鍵；材料技術是現代高科技與新經濟的三大重要組成部分，在以高科技為主要特征的知識經濟時代，世界各國在產業政策、科學研究、教育與人才培養等方面都給予了材料科學重點支持、優先發展的政策。隨著我國社會經濟和科學技術的發展，對材料科學與工程專業人才的知識結構與實踐能力提出新的要求，因此，高校材料科學與工程專業人才培養方案需要做出相應的調整，以滿足社會經濟發展對材料科學與工程專業人才的需求。
我國材料科學與工程教育改革迅速發展，幾乎全國所有設有材料專業的院校均已不同程度地參與了材料科學與工程教育改革，借鑒歐美諸國材料科學與工程教育模式與體系，培養模式由“專業培養”向“學科培養”發展，從狹窄的專業教育向全面的素質教育轉變，從鉆研狹窄的單科教育向建立工程意識教育轉變；同時，吸收歐美國家的“材料學科共同基礎知識”作為重要的教學內容，課程設置從學科式課程向整合式課程轉變，專業課程從中心地位向載體地位轉變，課程內容從以學科發展為中心向以培養學生為中心轉
變[1]。總體來說，我國高校材料教育正在不斷打破舊的專業范圍的約束，向其它專業甚至其它一級學科滲透。在這樣的背景下，深化我校材料科學與工程領域人才培養方案的改革成為必然的選擇。
一、國內材料與化學學科研究生培養現狀分析
調研對象為國內“985”高校的材料與化學學科研究生最新培養方案，學科涵蓋材料科學與工程、化學兩個一級學科，材料學、材料物理與化學、材料加工工程，高分子化學與物理、應用化學五個二級學科[2]。調研結果分析表明，國內高校材料與化學學科研究生培養方案中，課程設置具有如下特點：
（1）除了政治、英語、數學等公共必修課外，課程設置的基本模式為：專業基礎課+專業選修課（包括必修的學術活動、專業外語等）。
（2）專業基礎課的數量少，且必修，或者提供少量課程供選擇；所設課程都為各方向的基礎和共性的理論、測試方法、制備技術和實驗技能等。
（3）專業選修課根據各自的研究方向提供很多課程供選擇。大部分學校開設的專業選修課都在10門以上，如天津大學為材料學碩士生開設了24門專業選修課；哈爾濱工業大學分別為材料科學與工程碩士生和博士生開設了35門和14門專業選修課；上海交通大學為材料學、高分子化學與物理和應用化學博士生都開設了20門專業選修課；南京大學為應用化學碩士生開設了26門專業選修課。
（4）對學術活動（讀書報告、參加學術會議、聽學術講座）、前沿進展或專題研討、外語文獻閱讀提出了越來越高的要求和標
準[3]。幾乎所有高校都將上述課程列為必修，并對其考核標準提出了更高要求。如哈爾濱工業大學規定研究生參加跨學科學術講座5次，并在全系范圍內做學術報告2次（其中至少1次使用外文），并鼓勵參加國際學術會議。
（5）各高校均傾向于按一級學科設置課程[3，4]。如中南大學、浙江大學、上海交通大學、哈爾濱工業大學、清華大學等均按材料科學與工程一級學科設置了碩士生和博士生的課程體系；四川大學、華東理工大學、北京理工大學、南開大學等按化學一級學科設置了高分子化學與物理、應用化學的碩士生課程體系。
（6）規定或鼓勵跨學科修課，以提高綜合素質，拓寬知識面和優化知識結構。
二、我校材料學科研究生培養現狀分析
我校材料類人才培養源于1953年成立的哈爾濱軍事工程學院“金工金相”專業，至今已有55年的辦學歷史。隨著“哈軍工”主體南遷長沙，學校原專業體系進行了相應的調整，材料類與化學類合并組建材料工程與應用化學系，先后開設了“金屬材料”、“復合材料”、“軍用材料工程”、“應用化學”等專業，為國家和軍隊培養了大批優秀的高級技術人才。
隨著高新技術發展對材料科學與工程人才培養需求的變化以及國內外材料科學與工程教育改革的不斷深入，我校材料學科研究生的培養現狀越來越不能適應新的歷史條件下國民經濟發展和軍隊現代化建設對材料科學與工程專業高級人才的需要，突出表現在如下幾個方面：
（1）按二級學科設置培養方案，與學科交叉融合的大趨勢不相適應。我校材料類研究生培養按“材料學”、“材料物理與化學”、“材料加工工程”3個二級學科設置培養方案，此外，還有“高分子化學與物理”、“應用化學”、“軍事化學與煙火技術”3個化學類二級學科碩士點，涉及6個二級學科，分布在“材料科學與工程”、“化學”、“化學工程與技術”、“兵器科學與技術”4個一級學科中。而近年來，隨著我校材料學科與化學學科相互交叉融合，逐漸形成了以化學基本原理為學科基礎，材料工程為專業方向的特色學科體系，涵蓋結構材料（耐高溫與輕質復合材料）、功能材料（光電功能材料）、材料化學（電池能源材料）、軍事化學（含能推進材料）4個特色學科方向。上述6個二級學科交叉融合于這4個特色學科方向中，且各二級學科間的界限逐漸模糊，如結構材料方向不僅具有“材料學”的學科屬性，還具有“材料加工工程”與“高分子化學與物理”的部分學科屬性。因此，這種按二級學科設置的研究生培養模式不再代表我校材料學科特色學科方向發展。
（2）專業方向劃分過細，不利于教學資源的合理配置。我校材料與化學類6個二級學科碩士點涉及的研究生培養專業方向達19個，而每年的招生規模小于40人（2008級博士研究生13人，碩士研究生25），并且培養規模有逐年減少的趨勢，這樣每個專業方向年招生規模在2人左右。這必然帶來兩個方面的弊端：一是要開設數量眾多的專業課程（如每個專業方向開設1～2門專業課程，則專業課程的數量達38門之多），而聽課的學員可能只有1～2人，這既加重了教員的負擔，又浪費了日益緊缺的教學資源；二是過多的專業方向不利于教學條件的建設。
（3）課程體系不夠優化，不能滿足跨學科培養的需求。我校自2004年開始暫停“軍用材料工程”專業的本科招生計劃，而材料學科又是我校的優勢學科，所以本校“應用化學”專業的本科生絕大多數選擇報考材料類研究生，呈現較普遍的跨學科培養現象。應用化學專業的本科生由于材料科學基礎理論知識缺乏，必然會影響其研究生階段的課程學習與后續的論文研究，而在培養方案的課程設置中并沒有將材料學科共同基礎知識作為主要的教學內容，反而是各類專業課程處于中心地位，這必然會制約人才培養的質量。此外，在課程設置中過于重視理論教學，而忽視了實踐性課程教學，不利于學員創新思維與動手能力的培養。
三、我校材料科學與工程研究生培養方案的改革
在全國材料科學與工程教育改革的大趨勢下，為了適應新的歷史條件下國防和軍隊現代化建設對材料類專業高級人才的需要，結合我校材料學科與化學學科交叉融合的學科特點，開展材料科學與工程研究生培養的改革，包括人才培養模式、課程體系、實踐性教學環節等內容。主要工作體現在如下幾個方面：
（1）突破學科界限，按一級學科組織人才培養。順應國內外材料科學人才培養改革的主流，突破材料與化學學科界限，按一級學科的模式組織人才培養，不再按二級學科進行區分，而是按“大材料”的思想，下設“結構材料”、“功能材料”、“材料化學”、“軍事化學”4個特色學科方向。在課程設置上，摒棄材料與化學相互獨立的模式，跨材料科學與工程和化學兩個一級學科設置課程體系，將材料與化學共性的基礎理論作為基礎課程的主體，突顯材料與化學的交叉融合。具體課程體系結構如表1所示。
上述課程體系的構建是基于材料與化學學科的內在關聯性，將化學定位于材料的基礎學科，而材料學科定位于化學學科的工程化方向之一。因此，材料與化學類研究生完全可以采取大學科群培養模式，跨材料和化學兩個一級學科設置課程體系，完全打通材料與化學課程，不再區分學科門類。這種培養模式雖然在國內同類高校中還不曾采用，是一種培養模式的創新；但和國內眾多重點高校鼓勵研究生跨一級學科選修課程的精神是相符的。因此，材料與化學大學科研究生培養模式應該是一種有益學科融合，增強研究生學科基礎知識的不錯選擇。
（2）優化課程體系，強化實踐性教學環節。按照學科知識體系優化設計研究生課程，課程體系和內容的設計力爭做到體現學科內涵、學科基礎和學科前沿。在專業課程設置上，大幅壓縮專業課程數量，有針對性地開設高水平專業課程，實現專業課程從中心地位向載體地位轉變。〖JP2〗如表1所示，每個學科方向限設專業課程3～4門，且可以跨學科方向選修。在教學內容的編排上，充分考慮“復雜電磁環境”等信息化條件下聯合作戰的重大需求，用科學技術進步、軍事訓練和武器裝備發展的最新成果充實更新教學內容，如將《功能材料》課程改造成《信息功能材料學》，增設《偽裝隱身技術》、《生物材料學》、《含能材料性能計算原理》等課程。〖JP〗
在實踐性教學環節方面，注重研究生動手能力的培養，除開設大量的課程實驗外，還增加了《高等合成化學實驗》和《材料制備實驗》2門實驗課程。在實驗內容的選取上緊密結合我校科研特色，如聚碳硅烷制備與有機硅樹脂合成實驗、C/SiC復合材料制備與聚合物復合材料構件制備實驗、功能陶瓷材料制備與性能表征實驗等。這不僅培養了研究生綜合應用所學知識解決實際問題的能力和創新精神，而且使研究生提前熟悉科研設備，對后續科研工作的開展也是大有裨益的。
（3）強調自學和研討，強化研究生學術活動。突出強調研究生的自學能力，要求研究生參加各種學術研討活動，且明確參加學術會議、學術講座、專題研討等學術交流活動的等級和次數要求，如博士研究生必須參加不少于20次（碩士研究生為10次）的學術交流活動（其中至少有4次為跨學科交流活動），本人至少主講3次。至少應參加一次國際學術會議或全國性高水平學術會議并。并要在參加每次學術交流活動后，撰寫不少于500字的總結報告。同時強化研究生文獻查閱能力，明確要求博士研究生在開題報告前應至少全文閱讀相關技術文獻資料80篇（碩士研究生為50篇），其中外文文獻資料不少于閱讀總量的1/2，達到熟練的文獻檢索和綜述能力，能夠對文獻進行分析總結，提出該研究方向的發展動態和發展潛力以及需要進一步研究的關鍵問題，并寫出不少于7000字的文獻綜述報告。
四、結束語
我校材料科學與工程學科通過本輪人才培養方案的改革，基本理順了人才培養與學科建設的關系，達到了更新人才培養觀念、優化課程體系、改善創新環境與增強自主學習之目的。但人才培養的改革是一項長期的工作，需要持續不斷地創新與實踐，才能永保人才培養方案的科學性與時代性。
[參考文獻]
[1] 材料科學與工程教學指導委員會.材料科學與工程人才培養規格與模式的演變規律[J].教育部高等學校教學指導委員會通訊，2006，（1）.
[2] 李小年.發揮專業優勢培養創新型復合人才[J].化工高等教育，2005，（2）.
[3] 藏興兵，賴小瑩.研究生創新能力培養路徑探析[J].中國高教研究，2007，（3）.
[4] 董兵海，王世敏.材料類專業人才培養方案及課程體系改革的探索與實踐[J]. 湖北大學成人教育學院學報，2008，（2）.
材料化學專業主要課程
在學習高等數學、化學、物理等基礎理論知識及相關實驗技能的基礎上，本專業主要學習材料科學基礎、結晶化學、高分子化學、高分子物理、現代材料分析技術、材料研究與測試方法、材料性能學、材料化學、材料工藝學以及材料基礎實驗、材料化學專業實驗等專業基礎課和專業課，接受計算機課程模擬及應用，實驗技能、信息獲取、工程設計、科學研究等方面的技能培訓。該課程體系設置使學生既掌握了材料化學方面的扎實寬廣的基礎理論知識又具備材料專業特長。主要實踐性教學環節：包括生產實習、畢業論文等，一般安排10--20周。
材料化學專業就業方向
本專業學生畢業后可在無機材料、高分子材料等材料及相關技術領域從事質量檢驗、產品開發、生產、教學及技術管理工作。
從事行業：
畢業后主要在石油、新能源、電子技術等行業工作，大致如下：
1、石油/化工/礦產/地質;
2、新能源;
3、電子技術/半導體/集成電路;
4、制藥/生物工程;
5、原材料和加工;
6、其他行業;
7、建筑/建材/工程;
8、環保。
從事崗位：
畢業后主要從事研發、工藝、材料工程師等工作，大致如下：
1、研發工程師;
2、工藝工程師;
3、化驗員;
4、質檢員;
5、材料工程師;
6、銷售工程師;
7、技術員;
8、實驗員。
1.掌握數學、物理、化學等方面的基本理論和基本知識;
2.掌握材料制備(或合成)、材料加工、材料結構與性能測定及材料應用等方面的基礎知識、基本原理和基本實驗技能;
3.了解相近專業的一般原理和知識;
4.熟悉國家關于材料科學與工程研究、科技開發及相關產業的政策，國內外知識產權等方面的法律法規;
5.了解材料化學的理論前沿、應用前景和最新發展動態，以及材料科學與工程產業的發展狀況;
關鍵詞：能源化學工程專業；課程設置；專業建設
引言
我國“十三五”能源規劃進一步突出了深化能源體制改革、增強能源科技創新能力、大力拓展能源國際合作、清潔高效開發利用煤炭、增強國內油氣供應能力、建立能源可持續發展的政策標準體系等重點。隨著社會經濟的快速發展，能源消耗和環境污染的矛盾日益突出，解決這對矛盾已成為了關乎國家發展和安全的戰略性問題。根據我國現階段經濟發展還主要依靠資源消耗的特殊性，2011年教育部新增了能源化學工程專業，各高校也陸續從2011年開始開設能源化學工程專業。該專業是國家戰略性新興產業相關本科專業，以開展化石資源優化利用為基礎研究，面向可再生能源技術、低碳經濟、清潔煤技術等領域的人才需求，重點解決高效催化劑研制及其產業化等重大問題；其主要關注怎么利用能源且對大自然造成最少的傷害[1-4]。我國專門解決能源與環境矛盾問題的相關專業開設較晚，能源化學工程專業的建設還處于起步階段[4-6]，因此，如何建設該專業課程體系，使其有助于達到人才培養效果，是能源化學工程專業教學過程中必須思考的問題[6，7]。西南科技大學于2012年開始籌建能源化學工程本科專業，通過充分的前期調研、在強大的硬件設施和師資力量的支持下于2013年獲批，目標為培養厚基礎、高素質、強能力，具有創新潛能和協作精神的高級應用型專門人才，培養學生扎實的化學化工基礎知識和能源化學工程專業知識，使學生能夠適應涉及化學、化工和新能源化學工程等領域的廣泛需求。畢業生可在鋰離子電池、堿性電池、燃料電池、太陽能電池等領域從事工藝設計、生產控制、科技管理以及新技術、新材料、新產品的開發與研究工作。文章通過總結西南科技大學3年來在能源化學工程專業核心課程建設方面的經驗和積累，對該專業課程的建設進行探討。
一、西南科技大學能源化學工程專業現有核心課程設置與建設情況
今年，我校能源化學工程專業在校本科生已達120余人，為達該專業培養目標，學生畢業總共需修滿170學分，其中專業課程需修滿86學分，占50.6%。根據專業建設培養目標和專業教師的知識背景，設置的現有專業課程可分為四個板塊，即化學基礎課程、電化學課程、分析測試課程和實踐課程（見圖1）。這樣設置的依據在于能源化學工程專業涉及多學科交叉的課程，僅靠某一個學科知識很難培養出適合新形勢發展需求的專門型人才。其中化學基礎課程涵蓋了有機化學、物理化學、無機化學、分析化學、化工原理、化學反應工程、工程制圖（化學工程）、化工熱力學、工業催化基礎、化工安全工程化學等基礎課程；電化學課程涵蓋了電化學原理、能源材料基礎、化學電源設計、應用電化學、太陽能電池概論、動力電池原理及應用、燃料電池技術等課程；分析測試課程包括材料分析與測試方法、儀器分析、電化學測試技術、材料分析與測試方法；實踐課程涵蓋了電化學基礎實驗（電化學原理實驗、電化學測試技術實驗）、化學電源設計與應用實驗（化學電源設計實驗）和能源化學工程實踐（能源化學工程綜合設計實驗A、能源化學工程專業認識實習、能源化學工程專業畢業實習）等實踐課程。我校課程的設置有如下優點：
（1）通過化學基礎課程的學習，尤其是通過化學、物理、化工原理、化工催化等基礎課程的系統學習，能夠夯實學科基礎，具備多學科知識交叉的背景
（2）完成化學基礎課程群的學習之后，學生緊接著進入與電化學及電化學測試技術有關課程的學習，這樣設置有利于學生較好地理解和掌握所學習的知識。此外，學生可在此基礎上根據自己的興趣選擇相應的側重新能源材料某一個方向的選修課，鞏固所修的專業知識，成為某一個方向上的專門人才。
（3）對一些重要的基礎課，如無機化學、分析化學、有機化學、物理化學、儀器分析、材料分析與測試方法等，都分別單獨或者在課程學習中開設有實驗課，有利于學生學以致用，加強了學生實踐能力的培養。
（4）學生的實踐課程合理而豐富。電化學原理實驗、電化學測試技術實驗、化學電源設計實驗、能源化學工程綜合設計實驗的內容讓學生掌握和學習從電化學基礎實驗到鋰離子電池、超級電容器等器件從材料至成品的制作工程應用知識。此外，我校學生可在四川長虹新能源科技有限公司、四川長虹電源有限責任公司、四川久遠環通電源有限責任公司等公司完成工程實踐，體現了我校對學生第二課堂建設的重視。
二、存在的主要問題和建議
經過近三年的建設，我們發現在專業課程設置上仍存在不足之處，在21世紀及目前新形勢下其課程建設還應注意以下問題。
（1）當前的體系過于偏重化學基礎課程，輕材料科學基礎學科課程，如固體物理、半導體物理或材料科學基礎等以材料結構與性能之間關系的基礎課程沒有開設，不利于學生掌握相關器件材料的合成及其使用性能。
（2）在煤化工、石油化工及其綠色合成、污染控制與防治等可選修的基礎課程上應完善。能源化學工程專業開設的最初目的是以化石資源優化利用為基礎研究，解決能源與環境污染的重大問題。煤化工、石油化工在當今我國國民經濟中還有重要地位，因此，課程設置在煤化工、石油化工及其綠色合成等選修課程上還應加強。這些課程可供學生學習專業基礎課程后選修，拓寬培養人才的知識面和技能。
（3）創新意識和科學素養培養不足。創新意識和科學素養來源于對基礎知識的扎實掌握及對行業的全面和前瞻性了解，當前課程還存在容量不夠大、涵蓋面不足、供學生選擇的課程還不夠豐富，需要在今后的建設中繼續完善。其次，學生工程實踐機會和場地還有待進一步挖掘和拓展，加強與更多的國內乃至國外知名公司合作更佳。因此建議能源化學工程專業在今后在發展中要不斷完善專業課程的設置，進一步擴大課程體系容量。
三、結束語
能源化學工程專業課程的建設直接關系到培養出的專業人才質量以及人才專業素質能否滿足社會需求，在當前國家和地方急需能源化學工程專業技術人才的大背景下，完善該專業課程的建設尤為重要。西南科技大學經過3年的建設，取得了一定的成果，但也應該看到專業課程的建設還需要進一步完善。希望文章對能源化學工程專業課程建設的闡述能為國內開設該專業的相關兄弟院校有借鑒和啟迪作用，也希望有更多的研究工作能集中在能源化學工程專業課程的建設上，加快其完善的步伐。
參考文獻
[1]陳秀，來永斌，陳明功，等.基于能源化學工程專業學生創新能力培養的多維創新實踐平臺建設[J].產業與科技論壇，2015，14（1）：216-217.
[2]趙海，劉俊清，劉瑾，等.能源化學工程專業人才培養模式研究與實踐[J].山東化工，2015，44（12）：99-101.
[3]陳彥廣，韓洪晶，楊金保，等.能源化學工程專業本科生創新能力培養體系的建立與實踐[J].教育教學論壇，2013（15）：228-229.
[4]劉淑芝，王寶輝，陳彥廣，等.能源化學工程專業建設探索與實踐[J].教育教學論壇，2014（6）：209-210.
[5]孟廣波，畢孝國，付洪亮.能源化學工程專業優化實踐教學體系研究[J].中國電力教育，2014（3）：145-147.
[6]陳彥廣，韓洪晶，陳穎，等.基于國際化、工程化能源化學工程創新人才培養模式的評價及效果[J].教育教學論壇，2013（13）：214-216.
1．1背景
武漢科技大學是由武漢鋼鐵學院等隸屬于原冶金工業部的三所在漢高校通過合并和改名而來。1998年，根據國家高等教育管理體制改革需要，學校成為第一批實行“中央與地方共建，以湖北省人民政府管理為主”的劃轉院校。劃歸湖北省管理后，學校立足于湖北建設、面向中南地區、輻射全國。武漢科技大學化學工程與工藝專業始建于1958年，原名為“煉焦化學專業”，1985年改為“煤化工專業”。1992年，按“煤化工”、“城市燃氣”和“炭素材料”三個專業分別招生。1996年，隨著教育部大學本科專業目錄的調整，“煤化工”、“城市燃氣”和“炭素材料”三個專業歸并為“化學工程與工藝”專業［1］。總之，化學工程與工藝專業以煤化工(焦化)為特色，是武漢科技大學的傳統特色專業。武漢科技大學是我國焦化專業人才的搖籃，所培養的焦化專業人才遍布全國各地，且大多成為企業的技術骨干或領導。為了適應市場經濟形勢、進一步提高人才培養質量和擴大畢業生的就業面，需要不斷完善培養目標，加強基礎理論知識的教學和采用多學科復合型培養模式，對多學科交叉課程進行整合和調整;強化工程實踐能力、動手能力和創新能力的培養;在采用寬口徑和重基礎培養模式的同時突顯專業特色。
1．2目標
所構建的化學工程與工藝專業課程體系能適應社會發展的需要，培養出具有寬厚基礎理論、合理知識結構、較強創新能力、較全實踐技能和明顯煤化工特色的復合型化工類高級工程技術人才。畢業生能在焦化、炭素材料、燃氣、石油化工、精細化工、環境保護等行業從事生產管理、工程設計、技術開發和科學研究等方面的工作。
2課程體系建設
2．1整合與優化原有課程
2．1．1整合《工程力學》與《化工設備機械基礎》
武漢科技大學化學工程與工藝專業在課程整合之前，所開設的《工程力學》學時數為82。《工程力學》是整個課程體系中學時數很大的課程之一，且有些內容對化學工程與工藝專業并不是十分重要。為了增加學生社會的適應能力，加大學生的知識面和提高綜合素質，經過仔細研究和綜合權衡，決定壓縮一些已開設課程的學時和增加一些新的課程。《工程力學》就是這次課程體系改革的壓縮對象。考慮到《工程力學》與《化工設備機械基礎》關系最密切，就將壓縮后的《工程力學》與《化工設備機械基礎》整合成一門課程，取名為《化工設備與材料》。整合的《化工設備與材料》定位為化學工程與工藝類專業一門綜合性的機械類技術基礎課，其內容包括工程力學、化工設備材料與焊接和化工容器設計三大部分。其任務是使學生具備基本工程力學知識，了解化工設備的選材要求及常用材料的特性，了解和掌握化工設備的設計計算方法和過程及典型設備的結構設計與計算，強化化工類專業本科生對化工設備的機械知識和設計能力。整合后的《化工設備與材料》總學時數為46，其中工程力學部分由原來的82學時壓縮到16學時，為其它課程騰出66學時［2］。
2．1．2整合《化工設計》與《化工技術經濟》
很多學校將《化工設計》是列為化學工程與工藝專業的一門專業必修課。課程主要介紹化工工藝設計的基本知識和方法，包括原料路線、技術路線的選擇，工藝流程設計，物料衡算、能量計算，工藝設備的設計和選型，車間布置設計，化工管路設計，非工藝設計項目的考慮和設計文件的編制等內容。學習該課程可提高綜合運用已學過的化工原理、物理化學、化工熱力學、反應工程、分離工程、化工工藝學和機械制圖等方面知識解決化工工程實踐問題的能力。武漢科技大學化學工程與工藝專業原來的課程體系中沒有設置這門課，主要是因為受總學分和總學時的限制，沒有富余學時來開設這門課，現在通過整合《工程力學》與《化工設備機械基礎》騰出66學時，學時的問題已得到解決。所騰出66學時不能全部用于開設《化工設計》，經過仔細研究后決定將《化工設計》與已開設的《化工技術經濟》進行整合，取名為《化工工程設計與技術經濟分析》，定位為專業基礎課，學時數由原來的18調整為54。
2．1．3優化《能源化學》
《能源化學》是化學工程與工藝專業的專業基礎課，其前身為《煤化學》，為了拓寬學生的就業面，重新整理了傳統課程的教學內容，在煤化學課程的基礎上，將其它一些主要能源也引進來，從而形成了能源化學課程，總學時數為54，其中實驗學時數為8。經過幾年的教學實踐后發現，由于教學內容較多，該課程的教學時數過于緊張，尤其是實驗學時嚴重不足。在本次課程體系建設中，將該課程的理論教學內容和實驗教學內容進行分離和單獨設課。實驗教學內容取名為《能源化學實驗》，學時數為18;理論教學內容仍用原來的課程名稱，學時數為46。
2．1．4優化《能源化學工學》
《能源化學工學》是化學工程與工藝專業模塊1(煤化工模塊)的主干專業課程，由《煉焦學》和《煉焦化學產品回收與加工》整合而成。以前的課程體系設置時為了強調重基礎，對該課程的學時進行了大幅壓縮，總學時數為54，其中實驗學時數為18。經過幾年的教學實踐后發現，該課程的教學時數壓縮過大，對教學效果產生較大影響，用人單位的反饋意見也證實了這一點。在本次課程體系建設中，將該課程的理論教學內容和實驗教學內容進行分離和單獨設課。實驗教學內容取名為《能源化學工學實驗》，學時數為18;理論教學內容仍用原來的課程名稱，學時數為46。
2．1．5優化《高炭化學與碳材料工程基礎》
如前所述，炭素材料曾是武漢科技大學化工類的招生專業之一。在化工專業課程體系中設置炭素材料類的課程也是一大特色，這種特色為化工類畢業生的就業提供了更多機會。每年都有化工類的畢業生在炭素材料行業中就業，在全國的主要炭素企業中都有武漢科技大學化學工程與技術學院畢業的校友。但有一段時間為了強調重基礎，弱化了炭素材料課程的教學，僅開設了《碳材料工程基礎》，而且還是任意選修課，教學時數只有28學時。根據畢業生和用人單位的反饋意見，在本次課程體系建設中，決定優化該課程的教學設置，將該課程定位為指定選修專業課，教學時數增至44，課程名稱改為《高炭化學與碳材料工程基礎》。
2．2增設《化工CAD繪圖與識圖》
工程圖紙是工程技術上用來表達設計思想和進行技術交流的主要手段，任何工程技術方案的實施，都必須以其為依據，因而被喻為“工程界的技術語言”。很多學校的化工類專業都開設計《化工制圖》這門課程，主要內容有化工工藝圖和化工設備圖兩大部分，用于培養學生閱讀和繪制化工專業圖樣的能力。同時，它也為學生完成畢業設計和適應今后工作需要提供了不可缺少的基本能力。武漢科技大學化學工程與工藝專業原課程體系中只設置了《機械制圖》，沒有開設《化工制圖》。根據畢業生和用人單位的反饋意見，在本次課程體系建設中，決定增設《化工CAD繪圖與識圖》這門課程。該課程由《化工制圖》和《Auto-CAD繪圖》整合而成，內容包括:AutoCAD繪圖軟件及其應用、工藝流程圖、設備布置圖、管道布置圖和化工設備圖，教學時數為36，其中14學時為上機實踐學時。
3教學方式改革
3．1在實踐中培養學生的動手能力和創新能力
依托湖北省煤轉化與新型炭材料重點實驗室，通過開設本科生創新性實驗與創新性研究等課外實踐活動，為培養學生的動手能力、創新能力提供保障。鼓勵和扶持本科生進行實驗技能和化工設計競賽。本科生從三年級開始下到實驗室，參與到指導教師的實際科研項目中去，熟悉科研過程，鍛煉實踐技能，培養創新能力。
3．2組建和培養教學團隊
原來大多數專業課都只有一名任課教師，待其退修或調離工作崗位后再找教師接替。現在每門課至少有兩門任課教師，一般采取以老帶新的模式，且任課教師都要有工程實踐經驗。如《能源化學》教學團隊，由2名老教師、1名中年教師和2名年輕教師組成，其中3名教師具有博士學位，4名教師有正教授職稱，2名教授為博士生指導教師。已有8名沒有工程實踐經驗的年輕教師被派到河南、云南等地焦化企業進行了3個月實踐鍛煉，回校后教學效果有了明顯提高。
3．3多種途徑組織實踐教學
近年來，化學工程與工藝專業建立了一批相對穩定的教學實習基地。考慮到專業特色和培養方向的要求，實習基地以武漢平煤武鋼聯合焦化有限公司為主體。該公司在國內具有技術力量雄厚，生產工藝先進的特點，并具有較高的管理水平。同時，該公司可以說是焦化的一部“百科全書”，建有4．3m、6m、7．63m焦爐，所采用的配套工藝也有多種，是一個相當理想的焦化特色化工專業教學實習基地［3］。但是現在化學工程與工藝專業的招生人數越來越來多，一年的招生人數達280人之多。一個焦化公司能一次接納這么學生去實習已經勉為其難，實習過程只能用走馬觀花來形容，很難深入下去。為了解決這一問題，采取了一系列措施，如下廠前先給學生分工段介紹現場工藝流程和主要設備，播放現場錄制的錄像，開發主要設備的三維數字模型供學生在電腦進行自主觀察、解剖和組裝，購置計算機仿真培訓軟件供學生在電腦上進行仿真操作。
就其中的催化科學與工程而言，已經成為當今國際上最活躍的科技領域之一。據統計，與催化有關的產值約占國民生產總值的25%；催化劑是目前更新換代最快、經濟產出比最大的技術產品之一。尤其是近年來，材料物理、表面科學、計算機模擬技術、綠色化學、生物化學和納米技術的進步給催化科學與工程的發展帶來新的活力，使之成為解決資源、環境、生命和材料等領域中科技問題的支柱科學技術。
培養目標：使畢業生適應國家經濟與科技發展的需求，成為具備寬厚的理論基礎知識，通曉化工生產技術的專業原理、專業技能與研究方法，能夠從事過程工業領域的產品研制與開發、裝置設計、生產過程的控制以及企業經營管理等方面工作的高素質科技人才。
主干學科：有機化學、物理化學、化工原理、化學反應工程、化工機械、精細有機合成原理等。
主要課程：無機化學、分析化學、大學物理、有機化學、物理化學、化工原理、化學反應工程和一門必選的專業方向課程。 另外輔修化工經濟技術分析、電工電子等。
主要專業實驗：有機化學實驗、無機化學實驗、化工熱力學、化工傳遞過程、化學反應工程、化工過程系統工程、工業催化和應用化學等。
主要實踐性教學環節：包括化學與化工基礎實驗、認識實習、生產實習、計算機應用及上機實踐、課程設計、畢業設計（論文）（計算機應用要求較高）等。
專業發展方向：化學工程、化學工藝、精細化工。
1.華東理工大學 2.天津大學 3.北京化工大學 4.南京工業大學 5.大連理工大學
6.浙江大學 7.中國石油大學 8.華南理工大學 9.太原理工大學 10.四川大學
11.鄭州大學 12.湖南大學 13.哈爾濱工業大學 14.西安交通大學 15.上海交通大學
16.江南大學 17.中南大學 18.南京理工大學 19.中國礦業大學 20.湘潭大學
大連理工大學化工系創辦于1949年，1952年高等學校院系調整時，一批著名化學家匯集大工，形成了具有雄厚實力的化工學科。改革開放后，化工各學科發展很快，師資隊伍和招生規模不斷擴大，1984年發展為化工學院，學院設有化學、化學工程、生物工程、材料化工、化學工藝、工業催化、精細化工、高分子材料和化工機械等9個系，24個教研室。現有本科生2410人，碩士生494人，博士生241人，博士后科研人員7人。教職工370人，其中中國工程院院士1人，雙聘院士3人，“長江學者獎勵計劃”特聘教授2人，博士生導師37人，教授53人，副教授80人，高級工程師17人。
化工學院現有化學工程與技術一級學科博士學位授予權，覆蓋了其全部五個二級學科――化學工程、化學工藝、應用化學、工業催化和生物化工，并設有化學工程與技術博士后科研流動站。此外還有高分子材料、無機非金屬材料及化工過程機械博士點和3個理科化學碩士點。生物化工、應用化學、環境學科設有“長江學者獎勵計劃”特聘教授崗位。學院擁有應用化學國家重點學科，化學工程、工業催化和生物化工三個遼寧省重點學科，精細化工國家重點實驗室，分析中心及15個研究所，擁有400兆核磁共振，氣/液質譜、飛行時間質譜、X射線衍射儀等大型分析儀器40余臺，成為我國培養化工高層次人才和科學研究的基地。
化工學院作為大連理工大學的重要學院，50年來為國家培養了2萬名畢業生，其中許多人成為國家各部委和省市領導，中科院院士，國家有突出貢獻的專家以及大專院校、科研院所和廠礦企業的廠長、經理、總工及業務骨干，為適應社會需求培養了復合型、外向型高技術人才。
化工學院廣泛開展國際學術交流和技術合作，已經與日本、韓國、美國、加拿大、澳大利亞、德國、奧地利、英國等國家的大學、研究機構或公司建立科技合作和學術交流。
化工學院辦學宗旨是以人才為本、創新為先，辦學思路是以貢獻求支持，以改革促發展。重視面向社會經濟建設的重大關鍵技術的基礎研究和應用基礎研究，每年都承擔一批國家、省市級科學基金和“973”“863”及“九五”重點攻關項目，同時與企業建立產、學、研三結合緊密型協作關系，解決技術難題及高新技術和新產品的開發工作，化工學院每年科學研究經費達3000萬元以上，近兩年科技成果顯著，獲國家科技進步獎二等獎一項，省部級科技進步獎一等獎三項、二等獎三項。
問題1：化學工程與工藝專業的學生應掌握怎樣的知識和能力？
1.掌握化學工程、化學工藝、應用化學等學科的基本理論、基本知識；
2.掌握化工裝置工藝與設備設計方法，掌握化工過程模擬優化方法；
3.具有對新產品、新工藝、新技術和新設備進行研究、開發和設計的初步能力；
4.熟悉國家對于化工生產、設計、研究與開發、環境保護等方面的方針、政策和法規；
5.了解化學工程學的理論前沿，了解新工藝、新技術與新設備的發展動態；
6.掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法，具有一定的科學研究和實際工作能力。
問題2：化學工程與工藝專業的學生就業方向？
本專業畢業生知識面寬，可到工業部門從事化工類產品的設計、施工、生產管理、技術開發、應用研究以及貿易等方面的工作，也可到科研、商貿、行政等部門從事與化學工程相關的工作。
也可在化工、煉油、冶金、能源、輕工、醫藥、環保和軍工等部門從事工程設計、技術開發、生產技術管理和科學研究等方面的工作。
還可以到化學工廠、大學、政府社團、保健服務、中學、醫院、工業實驗室、圖書館、醫藥公司、私人企業、實驗研究所等從事相關的工作。
問題3：化學工程與工藝專業方向的不同有差異么？
化學工藝包括能源化工、材料化工、有機化工、環境化工、高分子化工、無機化工等眾多領域，覆蓋面廣。它不僅涵蓋了傳統的基礎領域，同時與材料、能源、生物、醫藥、環境等學科滲透融合，不斷地培植出新的生長點。它既是一個歷史悠久、曾作出重大貢獻的學科，又是一個新世紀不可缺少的充滿了生機與活力的學科。
化學工程是以化學工業及相關生產過程中所進行的化學、物理過程為研究對象，探究其所用設備的設計原理與操作方法以及最終實現過程優化所應遵循的共性規律。本專業方向學生主要學習化工流體流動與傳熱、化工傳質與分離過程、化工熱力學、化學反應工程、化工傳遞過程基礎、化工數學、化工分離過程、化工工藝學、化工過程分析與合成、化工設計等課程。為拓寬專業面，增加適應性，還開設生化基礎、石油煉制工程、環境化工、化工機械基礎、ChemCAD等課程。
問題4：與化學工程與工藝專業相近的專業是什么？
制藥工程（主要是化學制藥）。
問題5：化學工程與工藝專業中的催化科學與工程具體是什么樣的學科？
它是催化化學、材料物理及化學工程之間的交叉學科，具有理工結合的特點。
培養德、智、體全面發展的具有開拓能力的高級工程技術人才，業務培養目標為：培養具有催化科學技術基礎和掌握化學反應工程理論，具備扎實的材料科學理論和技術知識，熟悉現代化學物理研究方法和技能，了解現代科技現狀與發展前景，能勝任化工、能源、材料、醫藥、食品、環保等領域中相關的新工藝、新材料、新產品的研究、開發、設計和工業化的復合高等工程技術人才。
