材料化學專業課程建設與改革思考*

曹 楓，潘國祥，唐培松，陳海鋒

(湖州師范學院 生命科學學院,浙江 湖州 313000)

一、前 言

隨著科學技術的快速發展，材料與化學交叉融合越來越多，無機材料、高分子材料、復合材料、功能材料、納米材料、環境材料、生物材料等等，往往都要涉及到材料和化學兩方面的內容，因此培養兼具材料與化學兩大學科(即材料化學)專業知識和技能的高技術人才，無論是對于新材料的研究開發，還是滿足社會需求都具有非常重要的意義[1](P103-104)。

中國早已充分認識到材料科學及其交叉學科的極端重要性，于1997年將材料化學認定為新的本科專業。目前國內已有90余所高校建立了材料化學專業，還有許多高校正在積極準備申辦[2](P60-)。浙江省內高校，如浙江大學、浙江工業大學等，都已有完整的材料科學與工程一級學科。但是，省內高校的獨立學院中設立與材料化學直接相關專業的還不多，目前僅有浙江大學寧波理工學院、浙江理工大學科技與藝術學院、杭州師范大學錢江學院、溫州大學甌江學院、湖州師范學院求真學院五所獨立學院，并且年限也不長，因此獨立學院材料化學專業建設及學生培養模式需要逐步積累并不斷改革。

湖州師范學院求真學院材料化學專業于2006年正式招收本科生，近年來招生形勢喜人，目前第一屆學生即將進入畢業階段。通過近三年的教學實踐，學校認為有必要在求真學院材料化學專業課程設置、專業模塊及實踐教學等環節上進行深入改革，進一步完善培養體系，才能使其成為獨具湖師院特點、并能服務當地經濟建設的優勢特色專業。

二、專業培養目標及定位

教育部在關于材料化學專業培養目標中，要求材料化學專業畢業生能掌握數學、物理、化學等方面的基本理論和基本知識；掌握材料制備(或合成)、材料加工、材料結構與性能測定等方面的基礎知識、基本原理和基本實驗技能；了解材料化學的理論前沿、應用前景和最新發展動態，材料科學與工程產業的發展狀況；了解相近專業的一般原理和知識等[3](P135-136)。這就為制訂材料化學專業培養方案及設置課程體系提供了指導方針。在遵循教育部材料化學專業總體培養目標的基礎上，如何通過專業建設培養出更多更好地為當地經濟建設服務的高級專業人才，是地方高校必須研究的重大課題。

針對學校所在地湖州市具有材料生產及加工業較發達的特點，學校于2006年在原化學師范專業的基礎上，成功地申報了新的材料化學專業，并將專業培養方向定位為：與湖州經濟社會發展需求緊密結合，強化學生的應用能力、創新意識和創新能力培養，應用型人才培養模式特色鮮明，培養質量穩定優秀，競爭能力強的高素質應用型、復合型、創新型人才。近年來，學院在吸取了省內外兄弟院校材料類專業建設和人才培養經驗的基礎上，在三本材料化學專業課程建設上做了一些嘗試性改革，總體思路為：(1)按社會需求設專業，按就業方向設模塊；(2)按專業模塊設置特色課程，分模塊進行畢業論文選題；(3)從學科軟硬件建設、學生科研立項、服務地方三個方面，為工科三本材料化學專業的實踐教學奠定基礎。

三、專業模塊與課程設置

(一)按就業方向進行專業模塊設置

由于材料學科面很寬，不同高校材料化學專業的建設和培養目標有較大的差異，必需遵從本地區經濟發展及產業分布特點進行專業建設。湖州市擁有眾多高科技的新型材料生產企業。如在無機功能材料方面，有浙江紅鷹集團股份有限公司等200余家耐火材料生產企業，有湖州陶瓷有限公司等50余家特種陶瓷生產企業；在電子信息材料方面，華瑩電子成為國內開發鈮酸鋰、鉭酸鋰單晶的龍頭企業，新元泰公司的大口徑硅單晶生產技術處于國內前沿，湖州晶能熒光材料已成為松下、飛利浦的重點供應商，德清納米氧化鐵顏料在國內同類企業中處于領先地位；在高分子有機材料方面，目前所開發的新型纖維、新型面料已成為湖州紡織業最大的亮點，珍貝、中興、談竹莊等企業廣泛開發應用蛋白纖維、谷纖維、竹纖維等，有力地推進了湖州市紡織業向高檔化、時尚化、環保化方向發展；升華拜克、長興一化、中山化工等企業不斷推陳出新，展望藥業、中維藥業的發展，使湖州市成為全國最大的藥用輔料生產基地。

對于湖州師范學院求真學院建設“材料化學”專業，主要應考慮本地區材料生產與服務類企業的分布特點，根據當地企業對本校材料化學專業畢業生的需求，同時兼顧本學科教師研究方向和強項，將材料化學專業分為無機功能材料、高分子材料、生物醫藥材料三個模塊。學院按就業需求進行專業模塊劃分，并結合已有辦學基礎，體現服務地方特點，為地方經濟建設培養緊缺性專業技術人才。

(二)按專業模塊進行特色課程設置

教育部提出的材料化學專業培養目標，要求其課程設置既要讓學生掌握材料和化學兩大學科扎實的基礎知識，還要在有限的專業課學時里盡可能拓寬學生在材料和化學方面的專業知識，使學生畢業后真正能具有運用所學知識解決材料化學交叉學科領域里實際問題的能力。由于材料化學在全國是個較新的專業，涵蓋的學科范圍非常寬，所以，不同高校的材料化學專業方向各不相同，各高校的材料化學培養方案和課程體系差別較大，并且本科生實驗開設也有很大差別。

課程建設是專業建設的基礎，根據三本材料化學專業的教學計劃，學院對于主干課程教材盡量選用教育部推薦的優秀教材或面向21世紀的新教材。2010年力爭將《材料科學基礎》建成校級精品課程，并完成《材料科學基礎》教材的編寫與出版，同時向外校推薦使用，并努力申報浙江省精品課程。另外，努力將《材料化學》建設成院級精品課程。

在本專業主干課程設置中，學院建立了化學基礎課程、材料基礎課程及專業特色課程等三類課程模塊。其中，化學基礎課程包括：無機、有機、分析、物理化學及其實驗課程；材料基礎課程有：材料科學基礎、材料化學、材料物理、材料結構分析、材料力學、高分子材料、計算機在材料中的應用、納米材料、材料化學前沿講座等；專業特色課程：根據無機功能材料、高分子材料和生物醫藥材料三個專業方向，分別設置專業理論與實驗課程，具體課程安排見表1。

表1 材料化學專業模塊與特色課程設置

材料化學專業主干課程體系的設置，如何分配化學基礎知識、材料基礎知識和專業特色課程的授課學時，另外，專業特色課和專業基礎課在內容上會不可避免出現重復，其內容如何取舍、授課時間如何銜接等等，這些在今后的工作中仍有待于實踐，并需不斷地加以改進。

(三)分模塊進行畢業論文選題

本科畢業論文作為高校本科教學工作中一項常規性內容，是學生對在校期間所學知識的全面檢驗與總結。畢業論文是高校實現人才培養目標的綜合性實踐教學環節，既是高校培養創新性人才目標的重要措施，也是培養學生運用所學基本理論與知識解決實際問題的重要途徑[4](P45-46)。

湖師院求真學院材料化學專業的培養目標是培養應用型專業人才，因此在畢業論文的選題上突出論文選題的應用價值。首先，教師按照無機功能材料、高分子材料、生物醫藥材料三個方向進行課題申報，并根據各模塊學生數量進行初步調節，學生按照興趣選擇畢業論文課題，教師與學生之間實行雙向選擇。

對于畢業論文選題，主要實現兩個結合：一是畢業論文選題與教師的科研方向相結合。由于教師對于課題相關研究非常熟悉，因此能給予學生適當的、深入的指導；學生可以在論文的寫作過程中通過老師了解作為科研工作應該具備怎樣的理論基礎和必要的實驗方法和手段，為以后的進一步科研和應用型工作打下良好的基礎；二是 畢業論文選題與企業生產實習相結合。對于畢業論文選題，教師可以結合企業合作項目，一方面讓學生了解與掌握畢業論文在文獻檢索、方案設計、論文撰寫等的基本過程；另一方面，讓學生直接參與企業生產，了解企業在工業化生產過程中，對生產設備、產品工藝以及產品質量控制等要求，培養能直接與企業需求對接的專業性人才。

四、實踐教學

(一)以學科建設為依托，增強實踐教學的硬條件與軟實力

材料化學是一個實踐性非常強的專業，有 1/3 的專業必修課都需要在實驗室進行。對于新辦學科而言，實驗室建設至關重要，因為它不僅是學生實驗的基礎平臺，同時也是教師科研的重要平臺。學院材料學科在2007年被評為湖州師范學院重點學科，并于2009年入選校優勢特色學科。目前建有湖州市功能陶瓷重點實驗室，另外建設了多個材料化學專業學生實驗室以及綜合實驗室。近年來，購置了材料比表面積與孔徑分析儀、熱重-差熱分析儀、紅外光譜儀、紫外-可見分光光度計、熒光光譜儀、材料力學性能測試儀、高溫電阻爐等材料性能測試儀器。今后幾年，還將購置X射線衍射儀、H2-TPR、材料結構模擬用高性能計算機組等設備，這些硬件建設為學生實踐教學奠定了良好的基礎。

先有一流的教師，后有一流的學生。近年來，在無機功能材料、高分子材料、光催化材料等方向上，引進了多名具有博士/碩士學位的青年教師，經常在學科里開展專題研討，充分交流材料和化學方面的最新知識和新技術。材料學科不同研究專業方向教師的引進，能夠讓教師之間做到取長補短，為學生的實踐教學敦實其軟實力。

(二)以學生科研立項為載體，激發學生在實踐教學中的主體性與積極性

為了充分挖掘材料化學專業本科學生“學以致用、參與科研”的主動性、創造性，調動本專業教師在教研之余“科技育人”的能動性。一方面，鼓勵學生利用課余時間開展和參與以科研創新為主題的系列講座活動，使學生有機會接觸學科前沿的理論和成果，增強對本專業的信心，開闊知識視野。從大二的下半學期開始，鼓勵學生申請學校的課外科技立項，對于特別優秀的項目，進一步申請省級與國家級的大學生科技立項，并為每個課題組配備一名以上高級職稱的指導教師，為課題組提供技術上的指導和方向上的把握，同時鼓勵教師結合自己的科研課題為學生創新研究提供經費上的支持。在此基礎上，對于所產出的優秀科研成果，鼓勵學生參加省級以及全國大學生課外科技作品競賽。通過學生科研立項計劃的實行，學生普遍反映在做畢業論文時，基本套路已經相當熟悉，能夠對畢業論文進行深入研究，并提升畢業論文實驗研究質量。因此，學生多層次科技立項計劃在材料化學專業中貫徹執行，對于培養學生科研意識、創新觀念以及動手能力是大有裨益的。

(三)以服務地方為契機，為實踐教學提供優質平臺

近年來，湖師院主動與地方大中型企業對接，依托服務地方辦公室深入縣市、企業，尋找橫向科研合作課題，組織開展了“百名專家下基層”活動。教師在服務地方企業的同時，也為學生進行實踐教學提供了優質平臺。目前，材料化學專業已經與湖州市夢圓集團建立了新材料合作開發平臺，與湖州市金泰科技股份有限公司、永興特鋼有限公司、浙江紅鷹股份有限公司等一批知名企業分別建立了產學研校企合作基地。與企業建立合作關系，一方面可以利用社會資源，由企業來投資興建實驗室，提供實驗儀器和設備，模擬企業生產過程。學生可以在實驗室進行實際操作和科研訓練，這樣不但可以彌補地方高校辦學經費不足的缺陷，也可以大大提高學生的動手操作能力和科研水平，而且儀器設備對教師的科研也大有幫助。

根據湖州地方產業的特色，學校充分利用寒暑假學生參加社會實踐的機會，指導學生進行社會調查，到對接企業參加生產實習。一般情況是低年級的學生到相關的企事業單位進行社會調查，通過調查了解湖州地區企業對材料化學人才的需求情況，以及企業在材料化學方面應用的一些新技術，這樣可以讓學生先接觸到企業，同時了解到最新的技術信息。而高年級的學生，則是到學科服務對接企業或掛靠合作企業，進行與專業相關的生產實習，并可以與指導教師一起為企業提供專業技術服務。部分學生可以在企業導師與學校導師協同指導下完成畢業論文(或設計)，并盡可能讓這些學生在掛靠企業就業，實現實踐教學與就業一體化。因此，學生在畢業之前，基本都能熟悉1-2個行業生產的實際操作，做到理論聯系實際，這樣可以保證學生在就業方面具有較強的競爭力。

五、結 語

材料化學作為一個新的本科專業，在專業建設上能夠借鑒的經驗還不多，因此對于湖師院求真學院材料化學專業的培養方案、課程設置以及實踐環節的探索和完善仍將是學院今后幾年的重點工作。經過近年來求真學院材料化學專業教學實踐與改革思考，學院初步將該專業學生的培養目標定位為：與湖州經濟社會發展需求緊密結合，強化學生的應用能力、創新意識和創新能力培養，應用型人才培養模式特色鮮明，培養質量穩定優秀，競爭能力強的高素質應用型、復合型、創新型人才。為實現這一目標，學院根據就業需求，在材料化學專業設置無機功能材料、高分子材料、生物醫藥材料三個專業模塊，然后根據專業模塊不同，分別開設理論與實驗特色課程。最后，從學科建設、學生科技立項以及服務地方三個方面著手，保證應用型人才培養的教學質量，突出實踐教學在三本材料化學專業人才培養中的重要性。經過這幾年的實踐，證明這一定位是正確的，已取得較好的成效，今后將不斷完善。

參考文獻：

[1] 陳曉剛,袁毅樺,陳純馨,等.地方高校設置材料化學專業的探索與實踐[J].廣東化工,2006,36,(10).

[2] 柳云騏,張曉云,葉天旭,等.材料化學專業的定位及其課程體系的思考[J].高等教育,2005,(2).

[3] 李松林,阮建明,劉繼進,等.中南大學材料化學專業課程體系建設[J].長沙鐵道學院學報,2006,7,(4).

[4] 趙國玲,哈 斯.本科學生畢業論文選題探討[J].內蒙古財經學院學報,2007,5,(2).