材料科學與工程專業課程體系的優化整合研究

柏自奎 王羅新 郭俊 劉曉洪 陶詠真

摘要：基于目前材料科學與工程專業課程體系，教學內容陳舊重復，教學內容遠落后于材料科學的發展，材料領域新知識的快速增長與有限學時之間的矛盾等問題，依據材料科學與工程專業的人才培養目標，提出了課程體系改革，優化重整合的必要性、原則和途徑。通過對課程體系的優化整合，發揮群體優勢，建設科學、合理的課程群，將縮減課時，提高教學效益，突出材料科學與工程專業特點，為培養合格的材料學專業人才提供可靠保障。

關鍵詞：材料科學與工程；課程體系；優化整合

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）17-0061-02

一、材料科學與工程專業課程體系現狀

材料科學與工程專業是目前的熱門專業之一。全國高校普遍都開設有材料科學與工程專業，傳統意義上的材料科學有高分子材料、無機非金屬材料、金屬材料之外，各高校又依據其辦學歷史及其行業背景，材料科學與工程專業有其不同的特點，如建筑材料、晶體材料、催化材料、紡織材料、生物材料、能源材料等，科學技術快速發展，材料科學與工程所涵蓋的研究內容和領域處于不斷發展之中，學科體系沒有固定的清晰的脈絡，所屬行業不同，對材料科學與工程專業的學科基礎課、專業基礎課的設置及課程內容的組織方面，都有很大的差距。各高校在長時間的積淀中初步形成了其自身材料學專業的課程體系及其實踐方式。

由于新技術、新設備的更新和優化，新材料層出不窮，材料領域新知識的快速增長，也就帶來了專業課程數量及教學內容的快速增加，教學學時是有限的，材料專業人才的培養將面臨巨大的挑戰。

材料科學的快速發展對材料類專業人才的知識結構及創新能力提出了更高要求。材料科學與工程專業的教學改革要順應社會發展對材料科學與工程專業人才素質的需要。人才素質體現在人才的知識結構與創新能力上。學生知識結構的設計就體現在教學的課程體系與教學內容的設置上。只有合理地設計課程體系，優化教學內容，才能在有限的學時中使學生建立相應的知識結構。

二、材料科學與工程專業課程優化整合的基本思路與總體目標

課程優化整合就是將原來自成體系的各門課程或各教學環節中有關的教學內容，通過新的組合方式進行整理與合并，使相關課程能夠形成內容冗余度少、結構性好、整體協調的新型課程環節，以發揮其綜合優勢[1]。實施課程優化整合的主要目的是使學生在學習過程中形成一個完整的材料學知識框架和培養學生綜合運用知識解決實際問題的能力，成為符合社會需要的人才。

課程體系是培養方案的重要組成內容，也是培養目標的體現，更體現了對學生知識結構的設計。材料學專業課程優化整合就是為更好地實現材料學專業人才的培養目標，其基本思路應該是按照“加強基礎，擴寬專業，優化結構，注重實踐，體現特色”的原則。構建功能明確、層次分明、特色鮮明的課程體系；按照理論與實踐、繼承與創新、總結與指導、現實與未來“四結合”的原則，整合、優化教學內容，增強教學內容的針對性和先進性。

三、材料科學與工程專業課程優化整合的原則

課程優化整合必須遵循以下基本原則：課程優化整合要符合學校自身的實際、符合學校定位、符合專業知識的內在邏輯關系，符合人的認知規律，注重專業建設內涵、構建專業特色等原則[2]。

1.材料科學與工程專業課程優化整合要符合教學規律，符合學生的認知規律，由現象到本質，由簡單到復雜，不人為割裂自然科學的內在聯系，理論和原理是經典的，但應用要是現代的，按照“少而精”的原則，對傳統教學內容實行量的精選、壓縮與質的提高，同時將材料科學與技術發展的最新成果納入教學內容中，及時反映科學技術研究的新成果，使學生及時了解學科發展前沿的新成就、新觀點、新動向。縮減傳統課程門數及學時數，以便增開其他新材料及其新應用課程。

2.穩中求活原則。穩中求活是指材料科學與工程課程體系、教學內容應當做到相對穩定性與靈活性相結合。相對穩定性是指所設置的課程及其內容要有相對的穩定性，不朝令夕改，年年變動。穩定的課程及其教學內容一般應為材料科學與工程學科所公認的專業基礎課程與核心課程。靈活性主要指課程的設置和教學內容一定要考慮材料科學及材料相關行業發展的實際工作需要，增加新的教學內容，特別是引入材料科學前沿問題、新材料在各行業中新的應用等內容，應通過一定專題講座或選修課等形式來拓寬學生思路，盡可能地培養學生的創新思維和創新能力。

3.課程優化整合應當考慮眾多因素：適應材料學專業培養目標的要求；適應社會與時代的發展的需要；各類課程的門數、學分和課時安排應當合理。

四、材料科學與工程專業課程優化整合的途徑

教學內容和課程體系是人才培養目標、培養模式的載體，是教育思想和教育觀念的直接體現，是提高人才培養效率和質量的決定性因素[3]。

1.建立相應的教學組織架構。學院應建立由院領導、教學管理人員、教研室（系）主任及相關實驗教師組成的課程整合工作領導小組，專業課教學小組以及秘書組三級組織架構。負責研究國內外材料學課程整合的成功經驗，擬定優化整合的目標及方案，組織指導教師具體實施，并定期根據實踐情況的反饋修訂方案。

2.完善教學大綱。教學大綱是指導教學的綱領性文件，是對學生知識結構設計思想的體現，應具有可操作性、可比性和可檢查性，能指導每一位教師的教學活動。每學年教研室（系）主任負責安排各課程任課教師對每學年所開設的課程進行大綱修改，教學的重難點、學生應達到的要求、課時安排等作相應的規定，在大綱編寫過程中適當考慮到學科發展的前沿性東西，大綱制定完畢，在教研室內統一討論，最后確定教學大綱。

3.打破傳統的課程設置順序。課程體系是教學規劃的體現，它對學生素養、知識結構、知識儲備的深度和廣度起決定作用。現在的大學課程設置仍然采用“基礎課—專業基礎課—專業課”這一“老三段”式的課程體系，在專業知識之間沒有形成清晰的體系，各門課程之間沒有什么必然的聯系。改革現行的課程設置，必須打破常規，改變“老三段”的格局，加強課程之間的聯系。同時有必要開設一門專業介紹課，介紹各個課程對本專業的作用和與本專業的聯系，盡量消除學生對學習某門課程的無用感，以提高學習的積極性。通過在大一學年對材料科學與工程專業的全面概述，結合紡織特色，讓低年級學生對本專業的現時發展和未來前景有一個全面的了解，增強學生對專業的親近感。

4.打破傳統課程體系中教學內容的界限優化整合形成課程群[4]。材料科學與工程專業具有交叉性和綜合性。不同特色的材料科學與工程專業的課程體系將有較大的區別，所以其課程設置無論是基礎課程，還是專業課程，內容基本上是在原有專業課程基礎上的適當增減，形成“拼盤”現象，課程內容總是有較高比例的重負，這不僅降低了學生學習新知識的興趣，且浪費了很大一部分教學課時。

我校以紡織材料為特色的材料學的課程體系中，具有“功能”二字的課程就有：功能材料基礎、功能纖維與功能紡織、功能高分子材料、信息功能材料，還有一門實驗課：高分子材料物理實驗，共五門課程，部分內容可能重復幾次，可以打破傳統課程體系中教學內容的界限，將具有功能特色的課程壓縮、精簡為一門課功能材料，開設兩個學期；現代儀器分析合并入材料研究方法課程中，就消除了紅外光譜分析等部分內容的重復；材料科學與工程基礎、紡織材料學、材料物理性能和材料力學性能四門課程可整合為一門材料與性能，消除了重復部分，概念更清晰。

高分子化學、高聚物合成工藝學、纖維成型技術與高分子材料加工設備這四門課程是有機的整體，有機辯證地聯系在一起，循序漸進地闡明高分子科學的基礎理論、高分子材料的制備、成型及其加工設備，概念清晰準確，理論體系簡潔明了，整合為高分子材料與工程一門課程學時會大大減少。同時將行業發展的新知識、新理論和新技術充實到教學內容中，為學生提供符合時代需要的課程體系和教學內容。

實驗課程的設置已經形成基礎實驗、專業基礎實驗、專業實驗、綜合性實驗、生產實習、畢業實習等多門課程的遞進體系。課程門類多，實驗課老師變化頻繁，實驗內容不是重復就是脫節。為此打破已有的分類，融合為實驗實踐課程群，精簡優化實驗課程內容，形成與理論課程并行的課程內容體系，實行教師負責制連續開設，真正達到鞏固理論知識，培養學生動手操作能力，及其解決問題的能力。同時實驗、實踐類課程可以根據學科發展，更新實驗教學內容，使教學和學科發展與社會產業發展緊密地結合在一起。

五、材料科學與工程專業課程體系優化整合的預期效果

課程體系優化整合是高校教學改革永恒的主題。為專業課程的開設、選修課的開設及學生的個性化發展提供了時間條件，將材料科學發展的最新成果引入到學校教育中，教學內容緊隨行業發展、社會經濟的發展，所培養的人才更接地氣，滿足人才市場的需要。

教學實踐改革為培養目標的實現，培養合格的材料科學與工程專業人才提供了可靠保障，使學生不僅是掌握材料理論與材料行業實踐技術的復合型人才，更具有對知識的應用與創新能力的創新性人才。

參考文獻：

[1]趙驥民，李春超，趙慧君.設置綜合專業整合優化課程[J].中國高等教育，2005，（1）.

[2]陳家玉，王曉萍，李曉明.地方新建本科院校專業建設有關問題探討[J].湘南學院學報，2007，28（1）.

[3]陳波.應用物理專業物理類基礎課的課程體系改革之探討[J].中山大學學報論叢，2004，24（03）.

[4]王嘉才，楊式毅.課程集群化建設的研究與實踐[J].北京理工大學學報（社會科學版），2001，（03）.