研究性学习材料篇(1)

关键词：材料物理性能 教学改革 新材料产业化形式

中图分类号：F240 文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2016）09-241-02

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。近年来，材料工业取得了长足的进步和发展与新材料的发展是密不可分的。在传统工业基础上发展起来一批具有优异性能和特殊功能的材料称为新材料。任何新材料从研发到生产使用过程中都离不开科学的分析检测手段，材料物理性能分析方法是必不可少的方法之一。因此，新时期材料科学研究工作者必须掌握材料物理性能理论，并做到理论与实际相结合。《材料物理性能》课程的学习有助于增强材料类专业学生解决分析材料科学研究中的实际问题的能力，从而适应新时期材料科学发展需求。基于新材料产业化形式与该课程课堂教学特点，我校从教学内容、教学形式以及实践教学各个环节入手对材料物理性能课程的教学进行改革，以期使新材料产业化形式下的材料类大学生具有良好的科研与实践能力。

一、材料物理性能课程性质

材料物理性能课程主要涉及材料的电学、热学、磁学、光学以及热电学等性能。该课程主要研究上述各种物理性能的本质及其随着外界条件改变的变化规律和外界条件对性能的影响机制等。在此基础上，掌握各种物理性能的表征手段和方法。

材料物理性能课程内容抽象，不仅涉及到传统的金属材料、非金属材料，还涉及到功能材料的相关知识。如果仅仅是以讲授原理方面知识为重点或主体，一方面课堂教学内容枯燥，另一方面不利于学生对知识的理解，从而不能充分的调动学生学习的积极性与主动性。因此，我们提出了针对性较强的《材料物理性能》课程教学方法，并对其进行实施与研究。

二、材料物理性能课程教学方法

为了提高新形势下材料类大学生的科学实践与创新能力，材料物理性能教学除了应该具有科学研究方法外，还势必要将具有引导性、实时性、前瞻性的问题引入到教学中，我们将该方法称之为“实事教学法”。该方法的使用将有助于提高学生对该课程学习的积极性和主动性。该方法的具体实施方案如下：

（一）阐明课程主线

该方法实施的前提是学生首先掌握该门课程的学习内容主线，即让学生掌握课程涉及到哪些材料及其相关物理性能分析方法。通过网络期刊等资料的查询，了解新材料的研究动向，例如新能源材料、光电材料、电磁材料、纳米材料等新兴领域研究的成果，并且总结课程学习与新材料研究和开发的相关性。利用4学时介绍课程的总体概况及相关物理性能的特点，让学生对课程有初步的了解，在此基A上设置课外学习小组，每个小组设定一个物理性能研究方法，通过查询资料获得该物理性能方法的应用对象或范畴，然后利用2学时按照小组进行汇报。带着问题有学习课程内容，即可以加强学生对课程的认识，又可以提高获取信息、分析问题和总结问题的能力。

（二）依托于现有的科研环境和条件

在学生对课程有了整体的认识的基础上，充分利用本教学单位的科研资源，将课程的学习与现有的科学研究结合起来，这样让学生做到真正的理论与实践的结合。课程教学中将本教学单位的相关科学研究工作引入到课堂中，通过对现有实例进行分析。

例如在热学性能学习中，各种转变包括熔化、凝固及固态相变产生的热效应，使金属及合金的热函、热容发生了明显的改变。正是利用这一特征，可以研究材料相变过程的热力学和动力学问题。利用本单位的STA409PC示差扫描量热仪对玻璃陶瓷CaO-Al2O3-SiO2-CeO2的相变热力学问题进行研究，通过对该玻璃陶瓷体系进行热分析测定，获得热分析曲线，对数据进行分析，计算该玻璃陶瓷体系的相变活化能，从而确定相变发生的可能性。同时利用热分析技术可以测定材料的相变点，这样可以科学合理的制定新材料的合成或者加工工艺，便于增强学生对课程的认知度。

（三）开展第二课堂

将实验教学与理论教学相结合，有条件的课程在实验室完成，实践操作环节有助于对理论知识的理解。例如在对电学性能中电阻测量的学习中，我们完全可以在物理实验室进行，一边讲解理论，一边让学生进行电路的连接。学生通过直观地数据能够更好地理解单电桥和双电桥电路在测量电阻中的特点及区别，这样能将理论教学与实践教学有机的结合在一起，提高学生的学习兴趣、实践动手能力和分析问题的能力。

三、以教学方法为背景进行课程设置

课程设置以实现激发学生学习兴趣和创新意识为目标，以掌握新材料研究和应用发展为导向，结合课程的内容及特点和本教学单位情况对课程进行合理化设置。表1是依据“实事教学法”而设置的《材料物理性能》课程方案。

四、材料物理性能课程教学与新材料产业化进程的关系

随着生活质量的提高，低碳生活、清洁能源已经成为人们追求的目标。这就对新材料的性能等提出了更高的要求。新材料主要以功能材料为主体，其研发和应用过程中离不开物理性能分析方法。因此，材料物理性能课程可以利用新材料进行丰富与扩展，拓宽学生视野，增加学生学习的积极性和主动性。大学生是新时期材料研究和生产的后备力量，将会成为新材料产业的主力军。为此，提高材料类大学生对材料物理性能分析方法本质的认识和理解非常重要。材料物理性能课程的学习，有助于加速新材料产业化的进程。新材料产业化必将促进材料类大学生对该课程的理解，并增加学习主动性。

五、结语

我们从《材料物理性能》课程本质和特点出发，结合新材料发展动向，进行了该课程的教学改革，突破了传统的单一讲授形式。“实事教学法”的实施取得了很好的效果，激发了学生的科学研究兴趣。我们虽然在《材料物理性能》课程的教学中获得了一些经验，但是我们还需要继续努力，为新材料的开发提供理论基础。

[佳木斯大学教学研究项目（JYLY2014-01）与佳木斯大学教育科研项目（NO.JKA2013-001）资助。]

参考文献：

[1] 马向东.《材料物理性能》课程建设与教学改革研究[J].科技创新导报，2011（19）

[2] 江民红，张潇燕，陈国华，等.新世纪材料物理性能实验课程的教学平台建设与实践初探[J].高教视窗，2008（3）

[3] 李享成，邓承继.“材料物理性能”课程的教学改革探讨[J].中国冶金教育，2010（5）

[4] Lijie Qu， Bin Li， Jing Wang，Yuemei Gu. Application of DSC Technique in Study of Glass Ceramic. Advanced Materials Research， 2010

（作者单位：佳木斯大学材料科学与工程学院 黑龙江佳木斯 154007）

研究性学习材料篇(2)

关键词：材料科学基础；研究型；教学

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

[1] 新材料产业“十二五”发展规划，工业和信息化部，2012。

[2] 材料科学与工程教学指导委员会，材料科学与工程人才培养规格与模式的演变规律．教育部高等学校教学指导委员会通讯，2006 ( 1)]。

[3] 何奥平，穆枭，胡治流，李逸泰，李安敏，材料科学基础实验教学改革初探,大众科技，2011，136-137。

[4] 李洪波，王静，刘洪丽，金宝士，于峰，李春洁，材料科学基础的教学改革与实践，铸造设备与工艺，2009，4，48-50。

[5] 王焕新，李超，尹志刚，桂阳海，孙雨安，素质教育背景下《材料科学基础》教学探讨，科教研究，2010，34，45-47。

研究性学习材料篇(3)

小学科学课程是以培养小学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程。它的知识目标是：“培养学生基本的科学探究能力和观察实验能力。知道与周围常见事物有关的浅显的科学知识，并能应用于日常生活中，逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯”。这就指明了小学生学习科学知识从内容上来说，是与自身周围常见事物有关的。因此，我在教学时一贯注重培养学生自主探究能力。

一、淡化知识目标

我在教学《观察我们周围的材料》时让学生观察自己随身携带的物品，书包和教室里的设施，分辩它们分别是用什么材料做成的。他们对于“塑料”“金属”“木头”“纸”等材料早已“耳熟能详”，所以对这四种材料特性的探究也颇感兴趣。从难度来说，浅显的、便于儿童掌握的，而不是高深的、超越儿童认知水平的。从对知识的掌握程度来说：只要知道就行，只要能够把知道的知识应用于日常生活，由此逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯。而不去强求深刻理解、灵活应用甚至进行发明创造。因此学生对材料的软硬柔韧性、吸水性、沉浮能力的不同，知道即可，不去苟求为什么这样。

如果单纯把教育局限于认识上，即使他的知识非常广博，他的灵魂也是匮乏而不健全的。我认为新课程改革中知识目标应放在低位，更应该突出过程与方法、情感态度与价值观的目标达成。如在《观察我们周围的材料》中，材料是学生生活中常见的，他们每天的学习、生活无不与材料打着交道，但他们对此只是被动地关心和接受，很少有学生有意识地去关注和研究，更没有人意识到不同的材料还有不同的特性。教师应充分利用学生强烈的好奇心和潜在的求知欲，随着对材料特性的观察和实验，尝试用多种方式来研究身边熟悉的事物。此时，学生不再是被动的接受者，而是充满创造力的“生成者”。材料的颜色、大小、形状，这些物理性质已不能满足他们对物体特性的描述。我确定学生的学习内容是：辨别材料的过程与方法。在探索材料的物理性质的同时，也体验到认识一件事物，可以有各种各样的方法。在探究不同材料特性过程中，学生会用观察和实验来研究材料，能够运用多种方式（语言、文字、符号）将观察到的现象表述出来。并且愿意与同学合作交流，体验合作与分享的快乐。在课堂中，把科学知识和其他教学材料都当作帮助学生形成良好科学素养和促进学生发展的手段。围绕帮助学生形成良好的科学素养和促进学生发展来设计过程和开展过程，来获得巨大的教育价值。

二、以自主探究体验为核心

在小学科学教材中设计了大量的探究性活动。希望学生对每一个科学概念的发展都是建立在已有认识、探究所得和逻辑思维加工的基础之上。探究既是科学课程学习的目标，又是科学学习的方式。学生学习科学的主要途径是亲身经历探究过程。我们在科学课堂中提供充分的探究机会，使学生像科学家那样进行探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究的能力，获取科学知识。形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史。因此，我常常设计以下的探究机会让学生来亲身经历、感悟体验，从而理解科学。

创设情境：如《教学谁更硬一点》时，先让学生猜一猜：塑料筷、金属筷和木头筷谁更硬一些？我们努力使学生的学习过程有所创新。设计猜一猜是学生综合的观察探究，学生描述的科学方法的训练，也增加了趣味性，充分发挥了学生的判断能力。既培养了学生的表达能力，又调动了大家共同参与的学习积极性。

采用“头脑风暴”式的研讨方式：学生分组研讨，畅所欲言，并利用学生对原有知识交流的过程，是进行反思的过程，也是产生新问题的过程。充分尊重学生的学习意愿，体现以学生为主，以人为主的主体教学方式。如：绿色开花植物是从哪里来的，它们的一生发生了哪些变化？

有人说：“过度使用天然材料不好，那么我就全部用人造材料来替代”。你对此有什么看法？为什么？

研究性学习材料篇(4)

关键词 材料科学前沿 教学目标 课程论文

中图分类号：G71 文献标识码：A

《材料科学前沿》课程是材料科学与工程专业的一门专业课。课程的目标是要求学生了解材料科学研究前沿新动态，新材料的合成与制备方法和技术以及新材料的研发对现代材料市场可能产生的影响。课程主要向学生介绍近几年内材料学科的热门研究方向，介绍新材料的物理化学特征及新材料产业与材料科学前沿之间相互依赖关系与发展规律，学生通过该课程的学习能了解新材料的研究领域及相关的新材料表征技术。通过近几年来对该课程的实践教学，笔者主要阐述学习该课程的重要性，通过实例教学来扩展学生的知识面，从而提高教学质量和教学效果，教学过程中注重培养学生创新意识和能力，探索如何让学生全面了解材料科学前沿领域为目标的课程教学新模式，同时就如何进行课堂讨论和课程论文设计等方面进行了改革，并在教学内容、教学方法、教学手段及考核方式等方面进行了有益的探索和实践。

1以材料研究前沿动态为指引，拓展教学内容

本课程是针对理工科学生开设的，其内容可分为前沿动态和新技术发展两个部分。课程基于ESI数据库中多个研究前沿，根据材料学科的特点，甄选出了2014-2015年排名前10的热点研究前沿和5个新兴研究方向，涉及材料科学及材料结构表征领域。

在前沿动态教学方面，主要学习材料学科前沿动态和国内外最新报道的新材料制备技术和实验研究方法。在新技术发展方面，主要集中在现代高新产业中正在实施产业化的新材料制备技术以及新材料研发过程中采用的先进工艺和方法。这两部分涉及知识范围较广，因此课程教学过程中注重新知识和新理论的系统化，需要不断更新国内外的发展动态，注重先新实验技术的介绍，以知名科学家及其科研团队的最新研究结果来增强教学内容的广度和深度，为培养学生的创新能力提高保障。课程中对于实验原理和设备的教学内容应该与最新设备和最新技术相一致，因此在教学过程中向学生提供如Nature和Science等专业期刊网站的链接，拓宽学生的专业视野。

2引导学生探索材料研发新领域，培养创新思维

当前课程教学面临的主要问题在于学生对新技术和新方法缺乏重视和认可，结果造成教学的低效率。因此在教学过程中，要注重培养学生创新学习的意识，逐步提高学生的学习兴趣，使学生主动在课后有兴趣去网络搜索课堂介绍的新材料和新技术。科学兴趣的培养是学生能够在该课程有所收获的基本前提，所以在教学中必须从科研实例引出技术问题，从技术问题引出科学概念，由科学概念引出解决问题的方法，让学生能够充分理解、思考所学的内容。课程基于材料科学研究前沿的分析为学生提供了独特的视角去洞悉科学研究是如何展开的，揭示了不同研究者因探究科学问题产生的关联性。

课程中关于新技术的介绍一般理解起来比较抽象，在教学中时必须注重从现实生活中的直观现象入手，解释抽象的概念。教学计划总学时主要分为两部分，第一部分内容涉及有材料科学进展和前沿动态；第二部分内容涉及有先进纳米材料、先进能源材料和先进材料制备技术的应用。在实践教学过程中，要从以下三个方面对教学内容进行选择和侧重：

（1）化学与材料科学研究前沿。由于本课程中化学与材料科学研究前沿所涉及的化学概念较多，因此学生必须对材料化学等前驱课程进行回顾。这部分章节侧重于选择钠离子电池电极材料、功能性金属有机骨架化合物、铑催化的碳氢键活化反应、基于石墨烯的光催化、石墨烯量子点的合成与应用等前沿内容。

（2）物理与材料科学研究前沿。由于本课程中物理与材料科学研究前沿所涉及的物理概念较多，因此学生必须对材料物理等前驱课程进行回顾。这部分章节侧重于选择硅烯的生长与特性、碱金属掺杂铁硒超导体、高能量转换效率聚合物太阳能电池、铁基高温超导等前沿内容。

（3）在材料结构表征新技术方面，为了增强学生对材料表征技术课程内容的理解，将AFM、XPS、FESEM、HAADF、STEM、CEPC和SPPC等材料性能现代检测方法与课程内容有机地结合起来。

3立足金属材料专业特色，促进教学改革

该课程主要教学对象是参与金属材料研究课题的学生，根据金属材料专业的特点，课程应当使学生系统了解金属材料研究的概况、最新研究成果和未来发展方向，掌握先进金属材料的主要用途和未来应用发展趋势；通过课堂讲授和课堂讨论，培养学生的材料科学素养、综合素质和综合能力。该课程要充分考虑作为钢铁材料的组织控制专业人才所需要的基本理论知识和所应具有的基本工作能力，所以教学内容必须体现金属材料专业的特色。

研究性学习材料篇(5)

 

在研究生培养期间，我们必须要强调培养创新型人才[1]，与世界上的大部分发达国家进行比较，我们国家在研究生教育水平以及研究生创新能力上存在着相对较大的差异。创新精神和创新能力的培养要求我们不仅是要重视学习专业知识，而且要对人才培养的目标和学科的特点总结出针对性方法，以此来加强培养创新能力，从而提高研究生的整体能力。虽然材料化学是材料科学与工程专业的一个分支，但涉及广泛的学科，我们如果想要做好材料化学专业的相关研究课题，通常情况下会涉及到诸多学科，包括有机化学、结构化学、无机化学、物理化学以及化学工程等。此外，在创新型材料化学人才培养期间，不仅要清楚了解与其相关的部分知识，还需要人民生活的需求、对社会科学和技术的进步有很好的观察力，这样就增加了培养材料化学专业硕士生创新型人才的难度系数。新时期我国研究生的培养是转变传统理念，进一步明确培养的具体目标，及时调整相应的配套政策，从根本上加快与国际上其他国家的接轨步伐[2]， 培养更多可以满足现代化社会发展需要的高素质人才[3]。

 

1 培养材料化学硕士研究生存在的问题

 

作为国家高层次人才，研究生是国家未来创新体系的主要力量。研究生的教育培养是一项，涉及课程、科研实践、社会实践等诸多方面的系统工程。在历史和现实的双重原因之下，也有许多影响研究生在材料化学专业硕士培养中创新能力的因素。首先，应该明确研究生培养的目标。一般认为，高校研究生培养着眼于教学与科研人才，培养目标和标注较为单一，并没有对不同的社会需求做出较好的回应，即使我们在培养类型上对学术型研究生和应用型研究生做了划分，但在培养上仍然偏重学术型培养模式，造成培养目标的脱节。作为达到培养目标的重要组成部分，课程学习的重点应落在研究生创新能力的培养上。然而，在现阶段研究生的培养方案普遍的缺乏用于此目的的课程和环节。如今，在我们国家很大一部分材料化学专业硕士研究生的培养依旧利用统一的人才培养模式，选择标准、评价标准在研究生教育中都是普遍相同的传统方法。在课程的基础理论上尚不完善，缺少方法论课程，以及学术前沿、学科和跨学科的整合方案，知识性课程越来越多、而研讨性课程较少，这就是难以培养学生的创新意识和创新性思维的原因。创新型人才培养还需要有广阔的视野，上海地处中国改革开放的最前沿，每年有许多的国内外学术交流会议，每年还有许多的专业博览会等等，应该鼓励研究生在不与学习时间冲突的情况下，充分利用这些交流的机会，避免闭门造车。高校内部有各行业、专业的专家学者到校进行交流，同学们也可以利用好近，距离与专家交流，扩展自己的视野。另外，研究生管理系统太过严格，例如强调考试分数，对考生创新能力的考察不足，研究生招生录取制度不灵活，强制学生在校期间的数量，这很大程度上导致了论文质量下降。

 

2 材料化学专业硕士研究生创新型人才的培养模式

 

随着我国研究生招生规模的扩大和社会对不同类型高级专业人才的需求，要求材料化学专业研究生在培养目标进行调整，专业类别划分更加细化，人才培养模式也需要做出变革。为此，在材料化学专业研究生培养上，为适应社会需求多样化，要求在培养模式上也实现多样化。如今，随着社会经济的发展，高校只有不断培养造就不同类型的高层次专门人才才能更好的满足社会需求。材料化学专业研究生培养在培训计划、教学大纲、教学和考试形式等许多方面，反映了高集成度特性，与材料化学专业本科生教育具有一定的相似之处。材料化学专业的研究生课程设置也一直沿袭着本科课程设置的做法，过分强调统一，不同学科之间有明显的界限，学生选课缺少自由。还有很多不完善的地方表现在课程设置体系方面——本科课程与研究生课程经常出现内容简单重复、知识过时等现象。在专业课程设置上常常出现狭隘的课程覆盖面的缺点，甚至有一些学校的材料化学专业的研究生是在化学工程的知识体系下学习的，这种情况就导致了学生的知识面不够宽，基础不够夯实，所培养的创新型人才后劲不足。因此，我们需要在教学方法上正确了解和处理讲授与自学、学习与科研之间的关系，完善从讲授为主转变为自学为主的教学方法。从这种教学方法实现以自学为主根本性变化将极大地推动创新人才的培养。对创新人才培养具有重要的意义的是在真正地引进科研教学的过程中，激发学生创新精神，在一定程度上确保研究生在科研培训方面的质量提升，从根本上提升其科研能力。此外，要正确认识以及处理在研究生教学管理工作上的统一性与个性发展两者间的相关性。积极寻求两者的和谐统一，就应该由刚性化管理逐渐转换为弹性化管理。在整个创新型人才培养过程中，我们应坚持素质、知识以及能力三者间的辩证统一，构建科学化的人才培养模式，不断深化教学改革，能够充分体现学校在人才培养上的特点。在优秀研究生的培养过程中，保护学生的探索精神和创新思维成为了重点，有效突出研究生自身创新能力培养，教师应该在协助学生养成良好自主学习能力的基础上，为其营造出崇尚真知以及追求真理的学习氛围，并且要为学生创造舒适的学习环境，激发学生的学习潜力。除此之外，教师要高度重视学生在新知识上的获取能力培养，关注学生的收集信息能力、处理信息的能力以及分析与解决问题能力上的提升，文字表达能力与团结协作能力也是研究生培养的重点内容，通过以上能力的培养，强化学生在学习过程中的创新意识，实现学生综合素质水平的大力提升。还有一个非常重要的内容就是要增强学生的实践能力，将创新能力培养作为核心内容，探索新的教育途径，以知识传授与实践训练的有机结合、创新实践活动的研究生综合素质培养为目标要求，强调标准化课程体系学习，重点培养学生一些能力，例如发现问题、分析问题和解决实际管理问题的能力，促进学生参加各种实践活动也是关键一招，如教学实践、科研实践、社会调查研究和实习等，只有让学生“躬行”才能“绝知此事”。实践性教学(包括科研实践、企业实践等)也是材料化学专业研究生培养需要特别注重环节。实践性教学对物质保障要求较高，高校在实践性教学环节这一点上存在一定的短处，比如实践性教学针对性不强，高校与企业合作较少(主要依靠导师的人脉资源)，不能充分利用行业的人才和设备资源为研究生培养服务，高校和行业不能很好对接，培养出的研究生毕业后还需要较长的一段的适应期，才能在企业中做好专业工作。

 

3 结语

 

材料化学专业教学需要改革，摆在材料专业教育工作者面前的一项长期的重要任务是如何把各种因素有机地结合起来，培养出具有创新意识、创新思维和创新能力的复合人才。

研究性学习材料篇(6)

关键词：工程硕士；材料工程；培养模式

中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）01-0274-02

一、现有专业学位工程硕士研究生培养存在的问题

全日制专业学位硕士研究生培养的目标是以企业需求和职业岗位为导向，培养具有掌握扎实的理论基础和系统的本学科专业知识，具有综合运用能力的研究生[1，2]。应突出研究生毕业后能够从事某一类专业或某种具体职业岗位所需要的职业知识和职业技能的职业特点。事实上，西部院校受传统教育观念、师资结构和学术研究生培养模式的影响，专业学位研究生教育基本沿袭了学术性学位研究生教育的培养模式，和东部等先进院校相比，更没有很好地体现出自身的培养目标和特点。例如，在人才培养方案、课程体系和课程设置、教学学时、教学大纲等方面基本和学术研究生的相同或类似，使得学生从事工程实践的时间较短，学生的工程技术能力没有得到充分有效的培育和锤炼，导致专业学位工程硕士研究生教育成为带着“学术化”影子的培养模式，使得专业学位研究生培养模式重点不明晰[3，4]，在很大程度上制约了研究生培养的质量。因此，为了培养掌握扎实的基础理论和宽广的专业知识，具有较强的解决实际问题的能力，能够承担专业技术或管理工作，具有良好的职业素养的高层次应用型专门人才，迫切需要培养单位对专业学位硕士研究生的培养模式进行探索与实践。

二、提高材料工程专业学位研究生培养质量的措施

（一）优化人才培养方案，加强课程体系建设

专业学位硕士研究生的人才培养方案应更加突出行业、企事业单位的职业性质和特点的要求[5]。按照行业特点或职业需要优化人才培养方案，构建课程体系。在课程设置中尽可能体现出与学术型硕士研究生的区别，在课程设置上突出实用化、工程化、技术化和职业化特点，改变课程设置僵化、强调统一、灵活性差等缺点。

1.课程体系的构建要打破原有全日制学术型研究生课程体系的框框，在重视基础理论能力培养的同时，要适度增加通用型理论课程模块，即“大学科、大平台”课程。材料工程专业学位研究生应掌握各种材料的制备技术、材料的各种分析手段和表征方法，以及工程技术与实践能力。因此，作为专业学位课，我们设置了《材料工程案例分析》、《材料制备技术》和《材料现代分析方法》三门课程。其中，《材料工程案例分析》是一门综合性工程技术性很强的课程，内容涉及金属材料、无机材料、高分子材料以及复合材料在实际工程应用中的特点及技术指标要求，例如金属材料的失效原因分析及采取的措施；电子陶瓷材料在高温烧结时颜色变黑的原因；钛酸钡本应为绝缘材料，但添加稀土元素变为半导体材料；等等。与其他基础课程相比，与企业生产实践的联系更为密切，重点在于培养学生分析和解决实际工程技术问题的能力。《材料制备技术》涉及各种材料的制备原理、制备方法与应用特点，是材料工程研究生必须掌握和了解的基础理论知识。《材料现代分析方法》是一门重要的工具课，既涉及到基础理论知识，又侧重于方法的具体实践应用，是必须掌握的专业学位课程。其内容包括X-射线衍射、扫描电镜、透射电镜、能谱分析、光电子能谱、原子力显微镜、差热分析、红外光谱、核磁共振、激光粒度分析、比表面测试等各种表征和分析测试方法。这些核心课程的设立将奠定专业学位研究生解决实际工程和技术问题的理论基础。

2.根据培养方向不同，灵活设置研究生课程模块，即“小方向”课程。例如，根据材料工程方向发展的特点和结合材料学院的科研基础，材料工程专业硕士研究生的培养方向主要有材料加工成型与模具设计、电子功能材料与器件、新能源材料与电源技术、高分子材料合成与改性等四个方向。在这四个方向上可灵活设置专业方向模块课程，即每个方向设置两门任选课程。材料加工成型与模具设计方向主要课程有《材料成型技术与模具》和《材料表面工程技术》，电子功能材料与器件方向主要有《先进无机材料与物理性能》和《光电转换材料与器件》，新能源材料与电源技术方向主要有《电化学原理及测试技术》和《新型能源材料》，高分子材料合成与改性方向主要有《高分子材料选论》和《有机波谱分析》。按不同的培养方向灵活设置研究生课程，可为专业学位研究生提供更大的自主选择性，有利于培养其职业素养，提高学习效率。

3.除了专业学位课和选修课外，为了提高研究生的解决实际工程和技术问题的能力，强化专业实践能力，作为必修课程，设置了《材料科学与工程实验》和《专业实践》这两门课程，以更好地凸显专业学位研究生职业取向和过硬的专业实践的特色。同时，还设置了学术讲座、知识产权、信息检索、技术经济分析等课程，以期全面培养专业学位研究生的信息获取能力和企业技术管理等能力。

总之，课程设置要联系企业实际需求，考虑专业学位硕士研究生学习工作和研究背景等实际因素，根据企业技术创新的需求，整合教学资源，开发出一套以因材施教、体现学科前沿和实践性的专业学位研究生课程体系，不断提高研究生解决实际技术问题的科研攻关能力。比如，在材料工程专业学位硕士研究生的培养过程中，我们让研究生学习典型的数据处理软件Origin和CAD、ProE等工程制图软件，而该类实用工程软件的学习无疑将提高专业学位研究生的实践技能。

（二）加强师资队伍建设

专业学位研究生的硕士论文选题应来自于企业和科研课题，工程背景明确，应用性强。因此，专业硕士研究生导师要求双导师制。一位是校内的导师，另一位是企业导师。学校导师主要负责研究生的课程学习、开题报告、学位论文理论部分的指导等；企业导师负责专业学位研究生的选题、工作安排、专业实践能力的培养、学位论文实践部分的指导等。学校、企业导师要共同制定研究生培养方案，从而保证专业学位研究生培养的质量。在实际操作中，要注意以下问题：

1.在导师遴选上，既要对导师的学历、职称、科研成果等进行量化评定，又要从工程实践经验、基础理论和指导能力及精力等方面对导师进行全方位综合测评。只有达到要求的校内外导师才有资格被聘为专业学位研究生导师。此外，要弱化对导师学历的要求，强化对导师工程实践能力和专业技术能力的要求。

2.加强专业学位研究生导师素质建设。随着专业学位硕士生规模的不断扩大，现有校内导师有相当数量是从学校到学校的年轻导师，他们虽然学历高，但大多缺乏实际工程经验。为此我们有计划地选派年轻教师到设计院、高新技术企业去挂职锻炼。同时，通过承担企业的横向研究，使年轻教师了解工程实际，参加企业的产品开发、设计、技术改造以及企业的运行、营销和管理，从而了解企业的需求。同时，在稳定现有导师资源的同时，我们从企业聘请或引进有工程技术背景的技术人员和专家作为专任的专业学位研究生指导教师，根据学科方向相近或相似的原则，成立3～5人由校内和校外导师组成的导师指导团队，这样可有效发挥各自导师的作用。

3.聘请企业专家担任相关课程任课教师。例如，《材料工程案例分析》这门学位课，可以聘请行业技术专家以专题讲座形式讲授新技术、新工艺和新设备，分析企业面临的技术难题或企业实际发生的技术难题如何攻关解决等，强化研究生解决实际工程技术问题的意识和能力；加大实践领域专家承担专业课程教学的比例，明确实习实践导师和论文导师的职责。

（三）深化校企合作，建立研究生联合培养基地

结合专业和行业的特点，选择条件好的企事业单位、科研院所等共建研究生联合培养实习实践基地，强化产学研用人才培养链条。材料学院已与行业部门共建实习实践基地十多个。2012年，桂林电子科技大学材料学院和桂林电器科学研究院有限公司共建了研究生联合培养基地，该基地被批准为省级研究生联合培养基地。上级有关部门拨专款用于该基地的建设。材料学院的专业学位研究生可方便地到该基地实习实践，企业的导师和校内导师组成导师指导团队共同指导专业学位研究生。同时，联合培养基地拿出专项资金用于改善研究生的实习实践条件以及资助专业学位研究生的科研课题。经过实践发现专业学位研究生的工程实践能力和职业技能明显提高。目前已基本形成了培养单位和行业部门良性互动的包括课堂实践、科研实践和企业实践的实践教学体系。

三、结语

材料工程专业学位硕士研究生具有职业教育的背景，职业知识和职业技能的培养是非常重要的。因此，应不断地在研究生培养方案、课程体系建设、双导师队伍建设、研究生专业实践基地建设等方面进行探索与实践，以保障专业学位研究生培养质量的稳步提高。

参考文献：

[1]吴启迪.抓住机遇 深化改革 提高质量 积极促进专业学位教育较快发展[J].学位与研究生教育，2006，（5）.

[2]周远清.积极发展专业学位研究生教育培养更多高层次应用型专门人才[J].学位与研究生教育，2001，（5）.

[3]刘国瑜.论专业学位研究生教育的基本特征及其体现[J].中国高教研究，2005，（11）.

研究性学习材料篇(7)

关键词： 研究性学习乡土地理教材整合方法

包括乡土地理在内的高中地理是融自然科学、社会科学于一体的综合性学科，具有极强的实践性、区域性、综合性、开放性等特征。高中地理研究性学习以“培养学生具有永不满足、追求卓越的态度，培养学生发现问题，提出问题，从而解决问题的能力”为基本目标。将高中地理知识理论和乡土地理中生产、生活实际紧密联系，改变学生的学习方式，强调一种主动研究式的学习，是农村地区中学培养学生创新精神和实践能力，推行素质教育的一种新的尝试和实践。

高中地理、乡土地理与研究性学习的整合，就是要理清三者内在的，彼此衔接、融合的关系，我们认为三者间的关系是：高中地理教学内容是实施研究性学习的主要理论依托，乡土地理素材是研究性学习的载体。把研究性学习的理念引进课堂教学，使研究性学习与课堂教学有机结合，对于提高教学质量，促进教师的专业发展，培养学生创新精神和实践能力大有禆益。

一、高中地理的理论知识为实施研究性学习提供知识依托

研究性学习是类似科学研究形式的学习，学生在教师指导下对所选课题进行研究，并在研究过程中主动获取知识，培养创新精神和实践能力。地理研究性学习过程包括选题，制订调查、观测、资料搜集的方案，对调查、观测搜集的资料进行科学的分析、总结，最后形成自己的论点、观点和看法的过程。在此过程中，学生分析、总结所依托的理论知识就是在地理学科教学中所获得的。因此，学生进行研究性学习所需的科学理论知识，主要来自课堂教学及其延伸和拓展的部分，如在高中地理必修2“农业生产活动”学习中，我们结合农业区位因素的理论知识开展了“本县主要商品性农业产品区位因素的研究”，首先，学习小组以调查访问为主要手段，把目标确定为当地主要的农产品市场。调查出了当地农业生产中主要的商品种类。然后通过访问当地农业专家、农民，查阅当地气候土壤等资料，获取了一手材料。再结合所学的理论知识，进行了研究探讨，得出了影响当地商品性农产品生产的自然区位因素和社会经济区位因素，以及目前存在的问题。在此过程中，学生体验到了探讨研究的乐趣，认识到了学习地理知识是有用的，是能够指导生产活动的。

二、研究性学习的开展有助于地理课堂教学质量的提高

首先研究性学习的开展能够激发学生的学习兴趣。研究性学习强调理论与社会、科学与生产生活实际的联系，关注环境问题、资源问题和社会发展中的重大问题，都是学生感兴趣的话题，能够调动学生的研究热情。其次，地理研究性学习改变了学生单纯地接受教师传授知识为主的学习方式，构建了开放的学习环境，提供了多渠道获取知识的途径，促进学生形成了积极的学习态度和良好的学习策略，避免了学生被动地记忆理解所带来的厌学情绪，弥补了传统学习方法的不足。

研究性学习对教师的专业素养有更高的要求。研究性学习要求教师提高专业知识水平，不断吸收新的知识，更新知识结构，改变教学方法，提高自身的综合业务水平和教学水平。同时要把研究性学习作为地理学科教学的一种方式，采用这种方式完成教学任务。因此，把研究性学习实践性、自主性、开放性等的理念融入课堂教学活动之中，对传统的讲解法、接受式的教学方法进行有效的改革，能够提高教师的课堂教学质量和水平。

三、乡土地理是农村高中开展研究性学习的重要载体

乡土地理素材就在学生身边，既为学生熟知，又为学生所喜爱，学生时常接触，具有易懂、亲切，富有生命力和感染力的特点。以地理理论知识为基础，以乡土地理素材为载体，是农村高中实施研究性学习的重要模式。它使学生通过理论联系实际，对身边的地理事物和现象亲自观察研究，既提高了学习兴趣，又增加了对地理知识的亲切感，还把地理教材中的地理原理、理论、知识与学生身边的乡土地理现象、生活、生产实际有机地联系起来，达到了学以致用，激发了学生的创新意愿，提高了学生的实践能力。把乡土地理素材引入课堂教学，开展研究性学习，就是在课堂教学中教师要尽可能地挖掘教材中可以联系乡土实际的内容，收集乡土地理中与教材内容相联系的素材，运用到日常教学活动中，满足学生的好奇心，激发学生的兴趣。学生对身边的地理事物和现象往往是只知其然，不知其所以然，需经教师点拨，才能言传。教学中要贯彻“互动性原则”，采用集中讨论方式、小组合作方式，解决乡土地理现象中的问题。例如，在高一地理必修2学习城市区位因素时，我们结合本县实际，课前让学生以本县县城为例，调查、研究县城的选址的自然区位因素是什么？社会经济区位因素有哪些？在课堂教学中以这些乡土素材为基础，通过小组讨论分析研究实现了教学目标，取得了良好的教学效果。

四、走出课堂，以乡土地理素材为载体实施研究性学习

实践是重要的学习方法，让学生走出课堂，对一些乡土地理素材进行研究，通过野外考察，社会调查，观察、走访等方式，接触家乡地理环境，获得具体的感性材料，对这些感性材料进行分析研究，就能形成丰富的地理事实的知识储备。乡土地理野外研究性学习的现成资料少，学生要自己寻找、查阅、分析、调查、访问，才能获得有价值的信息，所需时间较长，所以课外研究性学习须纳入教学计划，专心设计，合理安排。