論材料工程基礎(chǔ)課程改革

　　“材料工程基礎(chǔ)”是教育部21世紀(jì)初高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案及教學(xué)內(nèi)容體系改革的研究”中主干專業(yè)基礎(chǔ)課程,是材料科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,長(zhǎng)期以來(lái),備受學(xué)校和院領(lǐng)導(dǎo)的重視,這對(duì)材料工程基礎(chǔ)課程的改革就提出了更高的要求,如何進(jìn)行課程改革,培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展對(duì)材料工程需要的新型人才是材料工程教學(xué)團(tuán)隊(duì)需要認(rèn)真思索的關(guān)鍵問(wèn)題。

　　1 課程體系

　　材料學(xué)是一門試驗(yàn)性科學(xué),涵蓋金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料四個(gè)方向,材料科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生,畢業(yè)后主要從事材料制備與加工的科研與生產(chǎn)工作,材料的多樣性,各種材料制備、加工方法千差萬(wàn)別,材料工程問(wèn)題就顯得錯(cuò)綜復(fù)雜了,這就要求從這多種多樣的工程問(wèn)題中提煉出各種材料制備與加工的共同涉及基礎(chǔ)問(wèn)題,建立材料學(xué)學(xué)的平臺(tái)課程—材料工程基礎(chǔ)完整的知識(shí)體系。

　　“工程”是科學(xué)的某種應(yīng)用,通過(guò)這一應(yīng)用,使自然界的物質(zhì)和能源的特性能夠通過(guò)各種結(jié)構(gòu)、機(jī)器、產(chǎn)品、系統(tǒng)和過(guò)程,是以最短的時(shí)間和精而少的人力做出高效、可靠且對(duì)人類有用的東西。在現(xiàn)代社會(huì)中,“工程”一詞有廣義和狹義之分。就狹義而言,工程定義為“以某組設(shè)想的目標(biāo)為依據(jù),應(yīng)用有關(guān)的科學(xué)知識(shí)和技術(shù)手段,通過(guò)一群人的有組織活動(dòng)將某個(gè)(或某些)現(xiàn)有實(shí)體(自然的或人造的)轉(zhuǎn)化為具有預(yù)期使用價(jià)值的人造產(chǎn)品過(guò)程”。就廣義而言,工程則定義為由一群人為達(dá)到某種目的,在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間周期內(nèi)進(jìn)行協(xié)作活動(dòng)的過(guò)程。又根據(jù)兩院院士師昌緒先生的定義:材料是人類制造生活和生產(chǎn)用的物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器或其他產(chǎn)品的物質(zhì)。顯然,材料工程屬狹義工程的范疇,材料工程應(yīng)為是有組織活動(dòng)將自然的或人造的物質(zhì)制造成生活和生產(chǎn)產(chǎn)品的活動(dòng)或過(guò)程。因此,從這個(gè)定義出發(fā),凡是材料制備過(guò)程中所涉及技術(shù)和方法問(wèn)題都屬材料工程問(wèn)題包括原材料的輸送、原材料精制、合成、產(chǎn)品精制、后加工、包裝、運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)工序原理以及為完成上述工序的一些配套工序如生產(chǎn)過(guò)程中的傳熱問(wèn)題、三廢處理問(wèn)題。由于材料的多樣性,各種材料制備、加工方法千差萬(wàn)別,材料工程問(wèn)題就顯得內(nèi)容龐大、錯(cuò)綜復(fù)雜了,避開(kāi)各種材料的制備的特殊工藝問(wèn)題,各種材料在制備過(guò)程中所涉及的共同的基本原理應(yīng)成為材料工程課程中的基本問(wèn)題。我們以自編《材料工程基礎(chǔ)》為教學(xué)的教材,教授物質(zhì)輸送原理及設(shè)備、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞,并對(duì)質(zhì)量衡算、能量衡算、經(jīng)濟(jì)衡算做簡(jiǎn)單介紹。

　　2 教學(xué)手段

　　課程改革的目的是提高教學(xué)質(zhì)量,提高教學(xué)質(zhì)量是通過(guò)一定的教學(xué)手段得以實(shí)現(xiàn)的。材料工程基礎(chǔ)的教學(xué)擬采取小班教學(xué)的方式,除在知識(shí)點(diǎn)的傳授方面如基本公式的推導(dǎo)、理論的講解仍采用傳統(tǒng)的以教師授課為主方式外,在課堂教學(xué)中還采用一下的教學(xué)手段。

　　2.1 多媒體課件

　　當(dāng)今的學(xué)生,從校門到校門,多數(shù)學(xué)生既沒(méi)有生活經(jīng)驗(yàn),更無(wú)工程概念,要學(xué)好材料工程基礎(chǔ)這一工程類課程,老實(shí)說(shuō),有一定的難度,充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué),制作了多媒體課件,模擬實(shí)際生產(chǎn)工藝和流程,使抽象的概念具體化,復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化,繁瑣的內(nèi)容精煉化,實(shí)際問(wèn)題形象化,為學(xué)生生動(dòng)形象的理解生產(chǎn)原理和過(guò)程起了重要的作用。

　　2.2 討論式教學(xué)及設(shè)計(jì)演練

　　課堂設(shè)置討論課,引導(dǎo)學(xué)生探究各種材料制備過(guò)程中所共性問(wèn)題,生產(chǎn)過(guò)程技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)問(wèn)題,分層次布置工程設(shè)計(jì)任務(wù),使學(xué)生能全面思考工程問(wèn)題。例如在傳熱部分,進(jìn)行板式換熱器的設(shè)計(jì);在傳質(zhì)的幾個(gè)章節(jié)中,吸收部分設(shè)計(jì)煤氣中苯類物質(zhì)吸收工藝流程;精餾章節(jié)中,進(jìn)行年產(chǎn)8000噸乙醇板式精餾塔工藝設(shè)計(jì)等。使學(xué)生初步了解設(shè)計(jì)程序與步驟:設(shè)計(jì)任務(wù)下達(dá)后,通過(guò)資料的收集,流程選擇,基本計(jì)算,確定工藝路線,確定生產(chǎn)設(shè)備大小,進(jìn)行設(shè)備平面布置,完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

　　2.3 雙語(yǔ)教學(xué)

　　隨著全球一體化進(jìn)程的加速,在國(guó)際交流日夜頻繁的今天,語(yǔ)言顯得尤為重要。采用原版教材,雙語(yǔ)教學(xué)無(wú)疑能使學(xué)生掌握原汁原味的英語(yǔ),為其日后的交流掃清障礙。更重要的是可以拓寬學(xué)生的國(guó)際視野、國(guó)際交流能力和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),同時(shí)可以吸引更多的留學(xué)生優(yōu)質(zhì)生源,提高國(guó)際化辦學(xué)能力。

　　3 能力培養(yǎng)

　　在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,全民都面臨同樣的信息平臺(tái),甚至我們的學(xué)生比教師有更好的計(jì)算機(jī)能力,輕點(diǎn)鼠標(biāo)就可能獲得一門學(xué)科的基礎(chǔ)理論。這就給我們提出新的問(wèn)題和面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn):在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,專業(yè)課我們應(yīng)該教學(xué)生什么以及如何教,培養(yǎng)學(xué)生那些能力。首先是收集信息的能力,現(xiàn)代社會(huì)是信息時(shí)代,大量信息資源都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享,除此之外,還有大量的數(shù)據(jù)庫(kù)可以利用,掌握了信息資源,就是掌握了該學(xué)科的發(fā)展前沿。然后是自主學(xué)習(xí)能力,收集到信息,怎樣才能轉(zhuǎn)化為自己的知識(shí),建立自己的知識(shí)體系這就需要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)創(chuàng)新的科學(xué)思維與人格以及為科學(xué)獻(xiàn)身的精神和健康向上的學(xué)習(xí)精神;接下來(lái)是合作精神,隨著社會(huì)分工的越來(lái)越細(xì),完成一個(gè)工程問(wèn)題往往是一個(gè)系統(tǒng)工程,需要多方面人員的相互合作,因此合作能力就顯得十分重要了,在教學(xué)中,有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生分工合作是教育的一個(gè)重要組成部分,對(duì)本門課而言可以采用分組進(jìn)行課程設(shè)計(jì),同組同學(xué)之間分工協(xié)作,共同完成一個(gè)課題,已達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生合作能力的目的。

　　4 評(píng)估體系

　　理論考試不在作為學(xué)業(yè)成績(jī)的唯一標(biāo)準(zhǔn),可以從多層面進(jìn)行評(píng)價(jià)如理論考試成績(jī)、課程設(shè)計(jì)成績(jī)、課堂討論成績(jī)、平時(shí)作業(yè)成績(jī)等。

　　5 結(jié)論

　　材料工程基礎(chǔ)課程改革是一個(gè)系統(tǒng)工程,需要執(zhí)行者有強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感,從課程的內(nèi)容體系、教學(xué)手段、能力培養(yǎng)目標(biāo),評(píng)價(jià)體系進(jìn)行研究和探索,真正實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)合格人才的教育目標(biāo)。