以功能材料為特色的材料化學專業教學改革與實踐*

張云飛，杜飛鵬，郭慶中，喻湘華，李 亮，鄢國平

(武漢工程大學材料科學與工程學院，湖北 武漢 430073)

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以功能材料為特色的材料化學專業教學改革與實踐*

張云飛，杜飛鵬，郭慶中，喻湘華，李 亮，鄢國平

(武漢工程大學材料科學與工程學院，湖北 武漢 430073)

參考國內部分知名大學材料化學專業的教學計劃和課程設置，結合武漢工程大學材料學科的優勢，我校材料化學教研組提出了以功能材料為特色的材料化學專業定位。修訂了材料化學專業教學培養方案，優化了材料化學專業課程設置，增設了一些功能材料專業課程，同時加強了實踐教學環節，旨在培養以功能材料為特色的材料化學專業應用型工科人才。

材料化學；專業定位；功能材料；教學改革；

如何通過專業建設培養出更多更好的服務地方經濟建設的應用型人才，是地方高校需研究的重大課題[1]。材料化學是一門研究材料的設計、制備與表征、應用及其相互關系的科學。它屬于材料與化學交叉邊緣學科，材料化學專業應用性很強，講究理論性和實踐性的結合， 不僅培養學生邏輯思維能力, 還培養學生的實踐能力，創新能力，材料化學在未來的科研領域、經濟領域將發揮著重要的作用[2]。近年來，社會的發展，市場的需求對人才的培養提出了更高層次的要求。在廣泛調研的基礎上，參考國內部分知名大學材料化學專業的教學計劃和課程設置，結合武漢工程大學高分子材料的優勢，提出了以功能材料為特色的材料化學專業定位。對我校材料化學專業教學培養方案進行了修訂， 優化了材料化學專業課程設置， 增設了一些以功能材料專業課程，同時加強了實踐教學環節，旨在培養以功能材料為特色的材料化學專業應用型工科人才，促進材料化學專業教育更好地與市場需求對接。

1 材料化學專業現狀

材料化學是材料學科與化學學科交叉專業，是研究材料的制備、表征和應用等方面的化學問題。1998年教育部對本科專業目錄進行調整時首次認定材料化學為新的本科專業。目前已有復旦大學、中國科技大學、華中科技大學、四川大學等百余所高校開設材料化學本科專業。武漢工程大學材料化學專業始建于2005年, 由原高分子材料與工程專業發展而來。經過十多年的發展, 材料化學專業已經從最初單一的涂料及黏合劑領域發展成為涵蓋涂料及黏合劑、生物醫用材料、新能源材料、有機硅材料、復合材料等材料在內的教學研究領域[3]。材料化學專業的畢業生所從事的工作領域也越來越廣，包括功能涂料、特種橡膠、醫用高分子、鋰電池、光伏電池、復合材料等行業。專業就業率也一直維持在93%以上。當前，社會對人才的要求越來越苛刻，應屆畢業生的就業壓力也越來越大，開展符合材料化學專業特色的教學改革，提高大學生實踐能力與創新能力顯得尤為緊要。為此，材料化學教研組對該專業的培養方案進行修訂，包括材料化學專業定位與課程體系優化，突出材料化學專業的特色，促進以功能材料為特色的高水平應用型人才的培養。

2 材料化學專業定位

目前，國內各高校開設的材料化學專業大部分依托于自身的優勢學科，形成自己的專業培養特色。中國科學技術大學、吉林大學等高校的材料化學專業主要是以無機非金屬材料為特色；華中科技大學材料化學專業以能源與環境材料和微電子材料為特色；中山大學的材料化學以高分子材料和無機功能材料為特色；四川大學以無機非金屬材料和電子材料為特色。所以盡管專業名稱相同，但是各個學校材料化學專業的培養模式、課程設置都相差較大，側重點有所不同。此外，由于材料化學專業的性質是理工結合以理為主,帶有較大程度的應用特點，可以授予理學或工學學士學位。鄭州大學材料化學專業定位于培養以高分子材料為特色的專業人才, 授予畢業生理學學士學位[4]。陜西科技大學材料化學專業定位于培養以工程應用為特色的專業人才, 授予畢業生工學學士學位[5]。為了突出武漢工程大學材料化學專業的培養特色，材料化學教研組將材料化學專業定位為工學，依托高分子材料與工程專業優勢，以新能源材料、有機硅材料、生物醫用材料、功能膜材料為特色，培養能從材料設計的角度來思考功能材料的結構與性能及應用之間關系的專門人才，授予畢業生工學學士學位。

3 材料化學課程體系建設

3.1 加強理論課程建設

武漢工程大學材料化學專業依托高分子材料與工程專業優勢，開課課程與高分子專業開課課程有些類似，可以說學生學習了許多高分子材料的一般知識，如果不突出材料化學專業自身的專業特色，該專業的學生就業壓力與繼續深造的難度也會增大，因此，確定材料化學專業培養特色，優化現有教學內容是非常有必要的。我校材料化學專業目前確定了以新能源材料、有機硅材料、生物醫用材料為特色的專業培養目標，但我們仍在考慮如何依托我校其它材料方向，在當前材料化學教學培養方案的基礎上增加少量其它材料類課程，如納米材料與技術、功能膜材料為特色的材料化學專業方向, 從而拓展本專業學生的分流方向。增強學生的就業能力。

在系統學習化學與材料科學知識的基礎上，我們也開設了一些有特色的課程，如《復合材料》，該課程主要講授復合材料的基本原理、基本概念，復合材料的設計、制備以及應用；《材料波譜分析》主要講授紫外光譜、紅外光譜、核磁共振波譜和質譜等材料表征手段，培養學生能夠針對特定的材料選取合適的表征手段；再如《科技英語與信息技術》，幫助學生了解科技英語的特點，積累相關專業詞匯及培養學生文獻檢索能力。在此基礎上，將教師的科研成果直接應用于實際的教學中，有助于開闊學生的視野，增大學生的知識面，加強學生的創新意識、創新精神和創造能力的培養[6]。

3.2 加強實驗課程建設

除開設《無機化學實驗》、《 分析化學實驗》、《有機化學實驗》、《物理化學實驗》與《化工原理》等課程。還先后開設了《高分子化學與物理實驗》、《材料化學專業實驗》等課程。經過十多年的努力，專業教師對相關實驗教學內容有了更深的了解，為了更好地與市場需求銜接，我院加強了實驗教學改革及教材建設。我院教師做了構建材料化學微型實驗教學體系的探索，實踐證明，構建微型實驗教學體系有利于培養學生的創新意識和實踐能力[7]；此外，我院教師完成了《高分子化學與高分子物理綜合實驗教程》與《材料化學創新實驗》教材的編寫。在此基礎上，材料化學專業建設了較好的材料測試表征的平臺，配置了紅外光譜儀、紫外可見分析儀、動態光散射粒徑分析儀、凝膠滲透色譜儀、電化學工作站、拉力機，熱重分析儀等材料分析與表征儀器。讓學生了解相關設備的操作、運行、以及維護方法。

3.3 加強實踐教學環節

材料化學專業是一門實踐性很強的專業，必須加強實踐教學環節。武漢工程大學材料化學專業實踐教學環節主要包括四大模塊：實訓、科研訓練、實習以及畢業論文。實訓是讓學生在工人師傅的指導下完成一個金屬錘子的制作。實訓有利于培養學生動手實踐和現場解決生產問題的能力；科研訓練是安排學生參加《科學研究訓練》、《科學實踐》和《專業學術訓練》，培養學生文獻檢索能力、閱讀歸納文獻能力，設計實驗能力和論文寫作能力，提高學生的科學研究素養和創新能力；材料化學專業的實習模塊包括《認識實習》、《生產實習》，實習主要是選擇合適的實習基地，安排學生到工廠并分班分組到車間實習，熟悉生產工藝流程, 實習后完成實習報告。實習報告內容包括學生參加實習的體會和繪制簡要工藝流程，培養學生對本專業的學習興趣，增進了對職業了解，鍛煉了學生的實踐能力；畢業設計是學生根據自身的興趣愛好，選擇合適的導師參加導師的科研，是綜合運用所學的理論知識和掌握的實踐技能來解決實際問題一項綜合科學研究實驗。此外，我校材料化學專業在實踐教學環節加大了與其他高校、科研院所、企業的合作力度，學生的畢業論文可以通過宜化模式、聯合培養等方式進行。實踐結果表明：實訓、科研訓練等實踐教學提高了大學生學習的積極性，加深了大學生對專業知識的理解，為學生畢業后進企業或科研單位能夠較快地進入角色，更好更快的服務于社會打下了良好的基礎。

4 結 語

面對社會的不斷發展，材料化學專業畢業生就業壓力的增大，武漢工程大學材料化學教研組修訂了專業教學培養方案，提出了以功能材料為特色的專業定位，優化了材料化學專業課程設置, 增設了一些功能材料專業課程，同時加強了實踐教學環節。面對不斷發展的新材料與新技術，以功能材料為特色的材料化學專業畢業生將有廣闊的就業前景。

[1] 盧維奇,張俊敏,梁舒萍,等.在構建材料化學專業實踐教學創新體系中的雙語教學[J].北京大學學報:哲學社會科學版,2007(S2):197-198.

[2] 許新江,朱立剛.關于材料化學專業實踐教學體系的探索與改革[J].科技創新導報,2015(19):146-148.

[3] 郭慶中,杜飛鵬,喻湘華,等.材料化學專業有機硅材料課程的設置與教學探索[J].化工時刊,2012,26(7):63-65.

[4] 徐慎剛,王萬杰,劉民英,等.以高分子材料為特色的材料化學專業定位及課程體系建設[J].高分子通報,2011(8):107-110.

[5] 劉輝,黃劍鋒,殷立雄,等.工科背景下材料化學專業學生創新能力培養方式探索[J].大學教育,2016(1):140-141.

[6] 李龍芹,李青.科研與教研結合在“材料化學”教學中的實踐研究[J].西南師范大學學報：自然科學版,2014,38(5):188-192.

[7] 喻湘華,鄢國平,李亮,等.構建材料化學微型實驗教學體系的探索[J].化工時刊,2010, 24(12):63-66.

Innovation and Practice of Materials Chemistry Specialty Characterized with Functional Materials*

ZHANG Yun-fei, DU Fei-peng, GUO Qing-zhong, YU Xiang-hua, LI Liang, YAN Guo-ping

(School of Materials Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Hubei Wuhan 430073, China)

Taking the curriculum settings of Materials Chemistry specialty in some famous universities as references, the Materials Chemistry specialty of Wuhan Institute of Technology (WIT) was considered to be oriented as the functional materials with the advantage of materials subject. The cultivation plan for Materials Chemistry specialty in WIT was revised, the curriculum settings of materials chemistry were optimized, some functional materials courses were added and practical training programs was consolidated. The purpose of Materials Chemistry specialty in WIT was to cultivate applied engineering talent characterized with the functional materials.

Materials Chemistry; major orientation; functional materials; teaching innovation

武漢工程大學校級教學研究項目(No：X2015019)。

張云飛(1985-)，男，博士，講師，主要從事水性聚合物材料的研發。

G642.0

A

1001-9677(2016)023-0143-02