加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)本科培養(yǎng)計(jì)劃的分析

曹玲飛++吳曉東++黃光杰??

摘要：分析了加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)本科生的培養(yǎng)計(jì)劃，通過(guò)對(duì)其材料工程系的課程設(shè)置、學(xué)業(yè)方向、部分課程大綱和教學(xué)情況比較分析發(fā)現(xiàn)，該校在課程設(shè)置上偏向于傳統(tǒng)金屬材料，但同時(shí)也開(kāi)拓了新的研究方向和課程方向；在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的設(shè)置方面，注重講授基礎(chǔ)知識(shí)及其在材料研發(fā)中的應(yīng)用。該校按照材料大類(lèi)的思路對(duì)本科生進(jìn)行培養(yǎng)，對(duì)中國(guó)材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)本科生的培養(yǎng)及課程體系的優(yōu)化具有很好的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)；培養(yǎng)計(jì)劃；培養(yǎng)目標(biāo)；加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：TB30-4；G642文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：

10052909（2016）04003605

加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)（University of British Columbia， 以下簡(jiǎn)稱(chēng)“UBC”）建于1908年，是一所多學(xué)科的研究型大學(xué)，在世界各大學(xué)排行榜的排名均在40左右。該校的材料工程系源于1915年設(shè)立的礦冶系，此后曾改名為冶金系、金屬和材料工程系，以及目前的材料工程系。本科教育目前主要分為冶金、材料加工和生物醫(yī)用材料三個(gè)方向。從歷史沿革上看，UBC的材料專(zhuān)業(yè)與重慶大學(xué)的材料專(zhuān)業(yè)具有很強(qiáng)的相似性，都是從冶金系演化而來(lái)，本科教育都偏重于金屬材料。

一、加拿大UBC材料工程系的培養(yǎng)計(jì)劃

加拿大UBC材料工程系屬于加拿大UBC的應(yīng)用科學(xué)學(xué)部，其課程設(shè)置經(jīng)過(guò)加拿大工程師認(rèn)證協(xié)會(huì)認(rèn)證，學(xué)生本科畢業(yè)即可獲得應(yīng)用科學(xué)學(xué)士（Bachelor of Applied Science， B. A. Sc.），畢業(yè)后可注冊(cè)實(shí)習(xí)工程師（Engineering-in-Training， EIT）[1]。培養(yǎng)計(jì)劃的目的是通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解材料的加工、性能和設(shè)計(jì)。在授課方式上采用課堂授課與動(dòng)手操作相結(jié)合的方式培養(yǎng)學(xué)生各方面的綜合能力，為學(xué)生將來(lái)從事相關(guān)專(zhuān)業(yè)的工作做好準(zhǔn)備。

（一）課程設(shè)置、學(xué)時(shí)和學(xué)分

加拿大UBC材料工程系具體的課程設(shè)置，以及國(guó)內(nèi)大學(xué)常見(jiàn)的與之相應(yīng)的課程名稱(chēng)如表一所示。

首先，在基礎(chǔ)課程設(shè)置方面，UBC在數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)這三門(mén)課程的設(shè)置上與重慶大學(xué)完全一致，課程的內(nèi)容也基本沒(méi)有差別，說(shuō)明中外高校在金屬材料高等教育所需的數(shù)理化基礎(chǔ)方面有相同的認(rèn)同。

在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程方面，中外高校的課程設(shè)置則存在差異。只有少數(shù)課程名稱(chēng)完全相同，如材料力學(xué)性能、工程材料等。大部分課程內(nèi)容相近，但名稱(chēng)和覆蓋面不同，如：Metallurgical Thermodynamics I和物理化學(xué)， Phase Transformations和金屬相圖與相變，Structure and Properties Laboratory和材料專(zhuān)題實(shí)驗(yàn)等。 UBC材料工程系還開(kāi)設(shè)了部分冶金方面的基礎(chǔ)課程，比如：傳輸原理、高溫物理化學(xué)等，而一些應(yīng)用性（工藝性）比較強(qiáng)的課程，如熱處理原理和工藝，金屬加工工藝學(xué)等，UBC沒(méi)有開(kāi)設(shè)。

從表1可以看出，UBC從大一到大四均開(kāi)設(shè)有寫(xiě)作和口頭表述方面的課程，共10個(gè)學(xué)分，由此表明該校很注重學(xué)生溝通能力的培養(yǎng)。此外，UBC在第一學(xué)年還開(kāi)設(shè)了工程案例研究課程（Engineering Case Study，5個(gè)學(xué)分），在第四學(xué)年開(kāi)設(shè)了職業(yè)教育課程（Professional Engineering Practice，2個(gè)學(xué)分）。其中，工程案例研究課程主要通過(guò)介紹一些具體的工程案例，使學(xué)生了解材料工程專(zhuān)業(yè)的性質(zhì)和工作內(nèi)容；職業(yè)教育課程主要講述與工程師職業(yè)相關(guān)的法律、道德和責(zé)任、工業(yè)管理、勞資關(guān)系、安全和環(huán)境法等內(nèi)容。這說(shuō)明UBC的高等教育不僅注重教授專(zhuān)業(yè)知識(shí)，還為學(xué)生以后能順利開(kāi)展工作進(jìn)行了相關(guān)職業(yè)教育。同時(shí)，國(guó)內(nèi)工科高校常見(jiàn)的一些實(shí)踐課程，如金工實(shí)習(xí)、專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等并未在UBC的課程設(shè)置中體現(xiàn)，這并不代表UBC不注重實(shí)踐活動(dòng)，在UBC實(shí)踐課程有的融入了專(zhuān)業(yè)課程中，有的則通過(guò)其他途徑實(shí)現(xiàn)，如帶薪公司實(shí)習(xí)（CO-OP）。

從學(xué)分來(lái)看，UBC總學(xué)分為148個(gè)學(xué)分，而國(guó)內(nèi)為168個(gè)學(xué)分。國(guó)內(nèi)學(xué)生上的課相對(duì)多一些，但國(guó)內(nèi)學(xué)生需要上政治課、體育課和軍事課，這些課總共18學(xué)分，扣除掉這些課，國(guó)內(nèi)學(xué)生的學(xué)分為150學(xué)分，所以就學(xué)分而言

，國(guó)內(nèi)外大學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)教育總量相差不大。UBC一個(gè)學(xué)分對(duì)應(yīng)13個(gè)教學(xué)學(xué)時(shí)或39個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，而國(guó)內(nèi)一個(gè)學(xué)分一般對(duì)應(yīng)16個(gè)教學(xué)學(xué)時(shí)或32個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，但國(guó)外一門(mén)課課外所需要的時(shí)間一般為課內(nèi)的2～3倍，所以總體而言，UBC的學(xué)生負(fù)擔(dān)更重。

（二）學(xué)業(yè)方向

UBC材料工程系在四年級(jí)分三個(gè)專(zhuān)業(yè)方向，材料制備和性能、采礦和金屬萃取，

以及生物醫(yī)學(xué)工程，其中采礦和金屬萃取相當(dāng)于國(guó)內(nèi)的冶金專(zhuān)業(yè)，材料制備和性能相當(dāng)于國(guó)內(nèi)的金屬材料加工。每個(gè)方向至少要修滿4門(mén)課12個(gè)學(xué)分，通過(guò)這樣的課程設(shè)置，使學(xué)生的知識(shí)既有深厚的基礎(chǔ)，又有一定的專(zhuān)業(yè)深度。UBC的材料工程系雖然在科研和課程設(shè)置上偏向于傳統(tǒng)金屬材料，但同時(shí)也與時(shí)俱進(jìn)開(kāi)拓新的方向，即生物醫(yī)學(xué)工程。

（三）部分課程大綱和教學(xué)情況介紹

下面通過(guò)兩個(gè)課程的教學(xué)大綱和教學(xué)情況分析說(shuō)明UBC的具體教學(xué)情況。

1.常微分方程

該課程共3個(gè)學(xué)分，39個(gè)學(xué)時(shí)，正規(guī)出版教材，使用教師自備教材，且每年更新。教學(xué)內(nèi)容與工程案例結(jié)合密切，比如鐘擺運(yùn)動(dòng)，避免了純數(shù)學(xué)的抽象性。課程內(nèi)容體系不夠完整，一些理論性較強(qiáng)的內(nèi)容，比如國(guó)內(nèi)常微分課程中一般要講的“解的存在唯一性定律”問(wèn)題，在UBC不作要求，學(xué)習(xí)難度大大降低。

UBC教學(xué)活動(dòng)主要包括授課、期末考試、隨堂測(cè)試、作業(yè)和習(xí)題課。基本上每堂課都有作業(yè)，作業(yè)有作業(yè)期限，沒(méi)有按期交作業(yè)的，該次作業(yè)計(jì)零分。作業(yè)答案在交作業(yè)期限后立即公布。老師布置作業(yè)、學(xué)生交作業(yè)，老師公布答案都在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上完成。該課程總共有6次隨堂測(cè)驗(yàn)，都在一章內(nèi)容結(jié)束之后進(jìn)行。隨堂測(cè)驗(yàn)的成績(jī)和答案都在網(wǎng)上公布。習(xí)題課會(huì)講解作業(yè)和測(cè)驗(yàn)答案。

學(xué)校提供數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中心，工作時(shí)間開(kāi)放，學(xué)生在這里可以得到助教（一般由研究生擔(dān)任）的幫助。此外，教學(xué)中也會(huì)教如何應(yīng)用Mathematica軟件解常微分方程，并應(yīng)用軟件來(lái)做一些數(shù)學(xué)作業(yè)，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中心也提供計(jì)算機(jī)供學(xué)生使用。

課程考核包括作業(yè)（30%）、隨堂測(cè)驗(yàn)（30%）和期末考試（40%）三個(gè)部分。

2.生物材料

該課程共3學(xué)分，39個(gè)學(xué)時(shí)。教學(xué)活動(dòng)包括授課、期中期末考試、學(xué)生做團(tuán)隊(duì)專(zhuān)題作業(yè)（Team Project）以及口頭技術(shù)報(bào)告。其中授課21學(xué)時(shí)，學(xué)生做口頭技術(shù)報(bào)告15學(xué)時(shí)，期中考試和期末考試3學(xué)時(shí)。授課內(nèi)容2/3源自教科書(shū)，1/3源自生物材料的前沿研究。

學(xué)生的團(tuán)體專(zhuān)題作業(yè)一般由3～5人一組，就某個(gè)專(zhuān)題進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，完成一個(gè)綜述，最后在課堂上作口頭報(bào)告。此外，每個(gè)學(xué)生不僅要完成自己組里的團(tuán)隊(duì)報(bào)告，還要參加一次別的組的討論，并給出建議和評(píng)論。

該課程的考核包括上課參與程度（5%）、團(tuán)隊(duì)專(zhuān)題作業(yè)（30%）、期中考試（15%）和期末考試（50%）。上課參與程度不僅是出勤率，還包括課堂回答問(wèn)題、討論等。

二、分析和討論

（一） 課程體系

加拿大UBC大學(xué)材料工程系以冶金和金屬材料為主，在數(shù)理化基礎(chǔ)課程方面對(duì)學(xué)生的要求與重慶大學(xué)基本相當(dāng)。在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課方面，UBC的課程設(shè)置體現(xiàn)了其按照材料大類(lèi)進(jìn)行培養(yǎng)的模式，

更加強(qiáng)化了有關(guān)材料基本行為知識(shí)等方面的課程，如工程力學(xué)、材料力學(xué)、物理化學(xué)、高溫物理化學(xué)、傳輸原理等。而國(guó)內(nèi)高校金屬材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)往往在工藝、設(shè)備方面開(kāi)設(shè)的課程相對(duì)多一些，比如粉末冶金、熱處理原理及工藝，金屬凝固及連鑄、冶金工程設(shè)計(jì)原理等。上述課程設(shè)置上的差異體現(xiàn)出國(guó)內(nèi)外高校在課程設(shè)計(jì)理念和培養(yǎng)目標(biāo)方面的不同。國(guó)外認(rèn)為，材料研究依據(jù)其行為和特征，而不是依據(jù)材料類(lèi)型來(lái)進(jìn)行[2]，因此更注重基礎(chǔ)課程的設(shè)置；而國(guó)內(nèi)工程類(lèi)課程設(shè)置較多，主要基于就業(yè)市場(chǎng)對(duì)工程師的需求[3]考慮。在通識(shí)教育方面，UBC要求修滿9個(gè)學(xué)分（Complementary Studies electives），這與國(guó)內(nèi)高校的設(shè)置相近，如重慶大學(xué)所要求選修4門(mén)課，8個(gè)學(xué)分。這說(shuō)明中外高校對(duì)學(xué)生知識(shí)面的廣度要求具有相似性和一致性。

（二） 教學(xué)內(nèi)容

加拿大UBC的教學(xué)內(nèi)容通常不局限于一本教材，而是參考多本教材，以及最新發(fā)表的論文，教學(xué)內(nèi)容注重理論聯(lián)系實(shí)際。這種方式與國(guó)內(nèi)某些高校本科教學(xué)以教科書(shū)內(nèi)容為主，教授內(nèi)容陳舊，課件多年不變的情況相差迥異。UBC的教學(xué)注重學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，雖然UBC的課堂教學(xué)時(shí)間不多，但學(xué)生需要在課外花很多時(shí)間開(kāi)展自主學(xué)習(xí)。

（三）課堂教學(xué)

中國(guó)大學(xué)傳統(tǒng)上注重知識(shí)的傳播，教師在講臺(tái)上講，學(xué)生一邊聽(tīng)，一邊記筆記，臨考需要花大量的時(shí)間復(fù)習(xí)應(yīng)付考試。雖然現(xiàn)在搞教學(xué)改革，但以教師為主體、以教科書(shū)和理論知識(shí)為教學(xué)重心的傳統(tǒng)模式?jīng)]有改變。而大部分國(guó)外大學(xué)[4]，課堂教學(xué)形式靈活多樣，除講課外還有專(zhuān)題討論、團(tuán)隊(duì)專(zhuān)題作業(yè)等，特別是討論課，學(xué)生各抒己見(jiàn)，激情討論，教師只作引導(dǎo)、協(xié)調(diào)，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)答案。學(xué)生成為了教學(xué)的主體，從被動(dòng)的教育者變成了主動(dòng)的受教者。在課堂討論中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能得到了有效調(diào)動(dòng)和發(fā)揮，學(xué)習(xí)效率顯著提高。

（四）實(shí)踐教學(xué)和畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

加拿大UBC的學(xué)生實(shí)習(xí)由學(xué)校提供信息和條件，學(xué)生自己聯(lián)系企業(yè)尋求機(jī)會(huì)，學(xué)生實(shí)習(xí)工資由企業(yè)支付。與之相對(duì)的，國(guó)內(nèi)高校金屬材料類(lèi)的實(shí)習(xí)通常由金工實(shí)習(xí)、專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)三部分組成，其中專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)由學(xué)校聯(lián)系企業(yè)，實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)來(lái)源于學(xué)校教學(xué)經(jīng)費(fèi)，同一專(zhuān)業(yè)學(xué)生同一時(shí)間進(jìn)入同一企業(yè)實(shí)習(xí)。出于安全和經(jīng)費(fèi)等考慮，國(guó)內(nèi)學(xué)生的實(shí)習(xí)通常留于形式，學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少[5]，而UBC學(xué)生的實(shí)習(xí)是切切實(shí)實(shí)參與企業(yè)的實(shí)際工作，并有可能獲得就業(yè)機(jī)會(huì)。

UBC的畢業(yè)論文在兩個(gè)學(xué)期內(nèi)進(jìn)行，一邊上課，一邊做畢業(yè)論文，這是國(guó)外大學(xué)的普遍做法。這樣學(xué)生有充分的時(shí)間查找閱讀文獻(xiàn)，提出研究工作計(jì)劃，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)工作。

這種方式的優(yōu)點(diǎn)是學(xué)生有足夠的時(shí)間解決在做論文過(guò)程中遇到的困難，缺點(diǎn)是時(shí)間分散，無(wú)法開(kāi)展一些對(duì)時(shí)間節(jié)點(diǎn)要求較短的論文工作。國(guó)內(nèi)金屬材料類(lèi)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)基本集中在一個(gè)學(xué)期完成，實(shí)際做論文的時(shí)間通常只有2個(gè)半月左右，這樣的優(yōu)點(diǎn)是學(xué)生可以集中精力開(kāi)展論文工作，缺點(diǎn)是在做論文的過(guò)程中會(huì)因?yàn)樵O(shè)備損壞、實(shí)驗(yàn)進(jìn)展不順利等原因?qū)е抡撐馁|(zhì)量不高，難以達(dá)到

鍛煉和培養(yǎng)的目的。此外，UBC還有本科生研究機(jī)會(huì)（Undergraduate Research Opportunities Program），本科生從入學(xué)開(kāi)始就有機(jī)會(huì)參與教師的科研工作。該計(jì)劃模式與國(guó)內(nèi)高校的創(chuàng)新試驗(yàn)班相似，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力。

（五） 考核與成績(jī)

UBC的課程考核有隨堂考試、團(tuán)隊(duì)作業(yè)、課堂陳述ppt等多種形式，而且成績(jī)比例分布也比較均衡，這樣可以督促學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)，避免考前突擊復(fù)習(xí)、應(yīng)付考試的現(xiàn)象發(fā)生。

三、結(jié)語(yǔ)

社會(huì)在進(jìn)步，時(shí)代在發(fā)展，教育方式也應(yīng)順應(yīng)時(shí)代變化而變革。社會(huì)需求應(yīng)該是大學(xué)本科培養(yǎng)計(jì)劃的指南針。加拿大UBC按照材料大類(lèi)進(jìn)行培養(yǎng)，強(qiáng)化了材料基本行為知識(shí)的課程，弱化了工程類(lèi)、工藝方面的課程，對(duì)于學(xué)生的進(jìn)一步深造具有很好的鋪墊作用。目前中國(guó)高校很多本科生畢業(yè)后選擇繼續(xù)深造，因此本科生培養(yǎng)計(jì)劃也應(yīng)該適應(yīng)這種趨勢(shì)，向培養(yǎng)研究型學(xué)生轉(zhuǎn)變，而 UBC的人才培養(yǎng)模式正好為我們提供了很好的借鑒作用。參考文獻(xiàn)：

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