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淺談建設材料學科新型課程體系的探索與實踐論文
1998年國家教育部頒布新的高等學校本科專業(yè)招生目錄以來，全國高等學校各專業(yè)的課程設置調整基本結束，包括無機非金屬材料等專業(yè)的知識涵蓋面大大拓寬，對修訂過的無機非金屬材料專業(yè)培養(yǎng)計劃，部分高等學校多次進行了修訂，目前實施該專業(yè)新培養(yǎng)計劃的大部分高校招收的第一屆學生未到畢業(yè)時間。
培養(yǎng)人才、科學研究、創(chuàng)新知識是高校的三大社會職能，這些社會職能都是通過學科這個基本單元實現(xiàn)的，學科建設貫穿著知識的生產、傳播和應用的全過程。因此，學科是高校賴以生存和發(fā)展的根基，學科的數(shù)量和水平關系著高校的辦學水平，關系著高校知識創(chuàng)新能力、科學研究水平和人才培養(yǎng)質量，學科建設是高等學校的基礎建設工作，學科建設是高校發(fā)展的基本推動力。顯然，在學科建設中，學科的人才培養(yǎng)計劃和課程設置處于基礎性地位，可以體現(xiàn)加強基礎和拓寬專業(yè)的教育理念。
2003年9月16日在西安召開了第三屆全國無機非金屬材料年會，該會議由教育部高等學校材料科學與工程教學指導委員會無機非金屬材料工程專業(yè)教學指導分委員會發(fā)起，52所高等學校的代表到會對無機非金屬材料類本科專業(yè)學科建設的相關問題進行了討論，引起國內有關高校的廣泛關注。本文主要結合國內高校和吉林建筑工程學院的經驗，對材料科學與工程專業(yè)（一級學科）的無機非金屬材料專業(yè)方向或無機非金屬材料專業(yè)（二級學科）的課程設置和課程建設的改革策略進行探討。
一、我國無機非金屬材料專業(yè)課程設置的現(xiàn)狀
當前在全國60余所開設無機非金屬材料專業(yè)的高校中，國內高等學校對該專業(yè)辦學實力一般分為三個層次。第一層次為具有較大影響的重點綜合性大學，設置了包括無機非金屬材料專業(yè)培養(yǎng)方向（二級學科）的材料科學與工程專業(yè)（一級學科）；第二層次為非原國家教委、原其它部屬的非重點高校；第三層次為原各省屬高等學校。第二和第三層次的高校設置二級學科無機非金屬材料專業(yè)，其中第二層次的部分高校設立一級學科材料科學與工程專業(yè)。我國新的無機非金屬材料專業(yè)的課程設置、教學計劃、教學大綱等，總體上的一致之處是壓縮了原來專業(yè)所包含的各種學科發(fā)展方向的有關專業(yè)知識的教學內容，因而拓寬了各高校的該專業(yè)涵蓋的學科方向，它們都具有各自的特色，但目前還沒有形成統(tǒng)一模式。目前國內該專業(yè)新的課程體系大致可劃分為必修課（含通識教育基礎課、學科基礎課）、專業(yè)選修課、學科選修課、公共選修課、實踐教學環(huán)節(jié)等五大模塊，根據(jù)國內22所相關高校的不完全統(tǒng)計，對本專業(yè)的總學時，原則上不宜超過2500學時。
在占全國60余所開設無機非金屬材料專業(yè)的總數(shù)近三分之一的高校范圍內來看，對于學科發(fā)展方向和開設特色專業(yè)課程，大致可劃分為以下幾種模式：
1。傳統(tǒng)類型
對傳統(tǒng)的硅酸鹽工程專業(yè)進行改造，涵蓋了陶瓷、水泥、玻璃、耐火材料的學科發(fā)展方向，每一個學科方向（原老專業(yè)）提煉出約2門課程，再開設一些共性課程，實際上是幾種傳統(tǒng)的硅酸鹽工程專業(yè)的累積。以濟南大學和河南科技大學為例，主要專業(yè)課程（含必修和選修課）包括：粉體工程與設備、無機材料工廠工藝設計、材料科技進展、硅酸鹽材料物理化學、陶瓷材料學、陶瓷工藝學、耐火材料與工藝、硅酸鹽材料與工藝、電工技術與電子設備等。設立這種類型的專業(yè)應注意兩個問題：第一，傳統(tǒng)的硅酸鹽材料礦石原料消耗量較大且為第二大高耗能行業(yè)，行業(yè)增長速度在20世紀80年代末達到高峰，此后逐年減少。因此，含有這類學科發(fā)展方向的高校數(shù)量不宜過多。第二，實踐環(huán)節(jié)教學以新型生產工藝和設備為重點內容，能夠與國家的產業(yè)政策相適應。
2。普通類型
除保留一般的材料成型加工課程外，其課程設置偏向用量較大的土木工程材料類（含水利、交通、地下礦井材料），這類高校對上述傳統(tǒng)的硅酸鹽材料較為熟悉，但重點向新型建筑材料、高性能混凝土材料、新型墻體材料、建筑功能材料、復合材料等方向傾斜。雖然這類高校的數(shù)量較多，學科發(fā)展方向仍有較大的空間。典型代表為武漢理工大學和同濟大學，普通的學科基礎課主要包括：專業(yè)導論、材料科學基礎、計算機在材料科學中的應用、材料研究與測試方法、材料工程基礎、熱工設備、粉體工程、材料專業(yè)實驗等。其專業(yè)限選課有：建筑功能材料、建筑結構材料、膠凝材料學、特種混凝土、新型玻陶材料、玻璃現(xiàn)代加工原理、廢渣綜合利用、新型和特種水泥、新型墻體材料、燃料燃燒及污染防治等。
3。特種材料類型
一級學科材料科學與工程專業(yè)的無機非金屬材料方向設立可供選擇的1～3個專業(yè)模塊課程，在保留上述普通類型的大部分學科基礎課和適量的專業(yè)限選課的同時，在專業(yè)選修課內介紹一些特種材料、新型復合材料的知識，能夠留出較多的時間給學生開設一些與社會發(fā)展、科技發(fā)展、學科發(fā)展結合緊密的選修課程，開闊學生視野，為學生求職和選擇以后的研究方向打下良好的基礎，以無機非金屬材料為主要學科發(fā)展方向、一級學科為平臺，落實培養(yǎng)“寬基礎、高素質、有創(chuàng)新精神和實踐能力的高水平人才”的教育理念。以天津大學、太原重型機械學院、武漢化工學院、西安建筑科技大學為例，主要的特種材料的選修課包括：生命科學基礎、環(huán)境問題與可持續(xù)發(fā)展、生物醫(yī)用材料、環(huán)境材料、低維與納米材料、快凝與定向凝固材料、電子信息材料、工程結構陶瓷、特種陶瓷、薄膜材料、納米材料、非金屬礦物巖石材料學、電子陶瓷與器件、人工晶體、磁性材料、半導體材料、光學材料、電熱材料等。
4。特色課程類型
在保留上述普通類型及傳統(tǒng)類型的部分學科基礎課和適量的專業(yè)限選課的情況下，其它專業(yè)課程設置偏向復合材料（含無機非金屬材料與高分子材料復合或無機非金屬材料與金屬材料復合），同時在專業(yè)選修課內設立含有材料的新型加工技術及設備的特色課程。以西北工業(yè)大學和中南大學為例，含有材料的新型加工技術及設備的特色選修課程有：表面工程技術、計算機輔助測控技術、涂層原理及性能、特種陶瓷工藝學、復合材料原理及工藝、非平衡材料、電子信息材料、環(huán)境與材料、硅酸鹽工廠設計及CAD技術等。這種類型的高校數(shù)量較少，但學科發(fā)展方向存在著較大的空間。
二、建立無機非金屬材料專業(yè)新型課程體系的實踐
1995年開始在吉林建筑工程學院設置了無機非金屬材料工程專業(yè)，當年招收第一屆學生30名�；仡櫧甑膶W科發(fā)展歷程，建設該專業(yè)新型課程體系大致經歷了三個階段，即對原專業(yè)的培養(yǎng)計劃進行了三次修改。
第一階段，按照“寬口徑、厚基礎、淡化專業(yè)的人才培養(yǎng)思想”，使修改的培養(yǎng)計劃與國內高校相同學科發(fā)展趨勢相適應，將必修的專業(yè)課改為專業(yè)限選課，同時專業(yè)限選課又分為無機非金屬材料和高分子材料二個專業(yè)方向，為設立無機非金屬材料、高分子材料兩個二級學科奠定了基礎，并且弱化專業(yè)核心（主干）課程中傳統(tǒng)類型的硅酸鹽制品、普通混凝土等課程。第二階段，發(fā)現(xiàn)了修改的培養(yǎng)計劃中存在明顯的缺陷，例如培養(yǎng)人才的定位不明確，專業(yè)限選課缺乏自己的特色，課程教學的可操作性較差。因此，對上述的專業(yè)培養(yǎng)計劃，于2003年6月再次進行了修訂，較好地解決了這些問題，明確了省屬高等學校的本科人才培養(yǎng)方向為面向實際工作的應用型人才的教育理念。第三階段，以即將面臨國家教育部專家組對省屬高校本科教學水平評估為契機，于2004年6月將無機非金屬材料專業(yè)和高分子材料專業(yè)的專業(yè)基礎課基本上打通，這二個專業(yè)相互選修對方的專業(yè)限選課，力爭再用3年左右的時間設立包括復合材料專業(yè)的、涵蓋3個二級學科的一級學科材料科學與工程專業(yè)。
吉林建筑工程學院于2004年6月第三次修訂的無機非金屬材料專業(yè)的課程體系由公共基礎必修課、人文素質限選課、專業(yè)基礎必修課、專業(yè)限選課、專業(yè)任選課、實踐環(huán)節(jié)等6個模塊組成，各個模塊的教學學時統(tǒng)計。
公共基礎必修課由政治、法律、體育、外語、數(shù)理化基礎、畫法幾何及工程制圖、計算機基礎及高級語言等19門課程組成。要求在其中任選一個限選系列課程。
該專業(yè)基礎平臺課程共設11門課，主要包括力學基礎、機械制圖、有機化學及試驗、物理化學及試驗、計算機應用基礎、材料研究方法與測試技術、材料學概論、無機非金屬材料物理化學、無機非金屬材料學等。專業(yè)限選課平臺共設6門課，包括無機非金屬材料機械與設備、建筑功能材料、混凝土結構與性能、土木工程概論、熱工基礎與設備、專業(yè)英語。以上共計17門課程就成為材料學科教學體系改革及課程建設的重點。專業(yè)任選課由建筑節(jié)能技術、高分子材料、粉體工程、電工學、復合材料、材料生產工藝、混凝土外加劑、裝飾材料、儀表與控制等9門課程組成，并且要求專業(yè)任選課不應少于12。5學分。
三、關于專業(yè)課程建設改革的探討
課程建設是主要的教學基本建設之一，是反映本學科教學水平的主要標志，也是當前高等教育提出的新要求。因此在新時期教學對象發(fā)生變化的情況下，按照較先進、合理的新型課程體系組織課堂教學的效果，主要取決于專業(yè)課程建設改革。
1。雙語教學
筆者認為開展雙語教學可采用多種形式：1）雙語授課（外語板書，以中文授課為主）；2）全外語授課（用中文做作業(yè)、考試和答疑）；3）全外語教學（全外語授課，用外語做作業(yè)、考試和答疑）。這里需要注意的是全外語授課和全外語教學是有區(qū)別的。
提倡雙語教學，全面地用英語講課，幫助學生掌握一些在英語教學中不常接觸到的術語和單詞，使學生有機會閱讀一些和專業(yè)有關的英文教材，掌握有關的全新的理論體系和新的思維方式，從更高層次上提高學生的專業(yè)素質，更早地了解本學科前沿發(fā)展現(xiàn)狀，畢業(yè)后，更容易掌握外文資料和文獻，對學生繼續(xù)深造起到了積極作用。
武漢理工大學的無機非金屬材料專業(yè)在學科基礎課（必修課）中，材料概論（第2學期）、材料專業(yè)英語（第5學期）二門課采用雙語教學。在材料概論課程教學中，采用參考了國外原文參考書的自編教材。材料專業(yè)英語閱讀教程為公開出版的自編教材，該教材還涉及了科技英語的詞匯特點、語法特點和修辭特點，及《化學文摘》、《工程索引》的著錄格式、檢索方法等實用知識。通過這些課程的雙語教學，培養(yǎng)學生用英文查找、閱讀專業(yè)文獻的能力，并且能用英語撰寫專業(yè)性文章，為今后學習和工作打下良好基礎。雙語教學對于教師來說畢竟是一個新的教學方式，還需要一段時間摸索經驗。
2。專業(yè)課程教材建設
目前，根據(jù)1998年教育部頒布本科最新專業(yè)目錄編寫的材料科學與工程系列教材、21世紀材料科學與工程高等教育改革試用教材、材料科學與工程學科公共專業(yè)課系列共建教材（每套共79本），已經由哈爾濱工業(yè)大學出版社、北京工業(yè)大學出版社、武漢理工大學出版社出版發(fā)行，為一級學科專業(yè)基礎課的教學做出了貢獻。各高校都具有自己的辦學特色，主要體現(xiàn)在專業(yè)選修課（含限選課和任選課）方面，但通常缺乏這部分的系列教材，使用自編講義是解決教材短缺的一種方法。但部分自編校內講義在一定程度上存在轉抄內容過多的情況，特別是有些材料工藝學教材嚴重落后于國內先進的材料生產工藝及設備，對課程設計、畢業(yè)設計等實踐環(huán)節(jié)的教學影響較大；但編寫校內講義也有其積極的一面，部分講義有較高的參考價值，迫切需要進一步提高和完善，便于高校之間的交流和推廣。
立體化教材建設是促進教學改革目標實現(xiàn)的重要手段，即以傳統(tǒng)紙質教材為基礎，立足于現(xiàn)代教育理念和現(xiàn)代信息網絡技術平臺，以學科課程為中心，多媒體、多形態(tài)、多層次的教學資源和包括多種教學服務內容的結構配套的教學出版物的集合。立體化專業(yè)課教材既要具有反映新的科技成果和電子化、智能化的特點，又要遵循理工科教材編寫的基本規(guī)律，充分利用計算機技術、多媒體技術、網絡技術等現(xiàn)代信息技術手段，編寫出多樣化、多層次的高質量教材，包括VB編寫專業(yè)程序、三維動畫制作、錄像光盤、投影膠片、計算機輔助教學CAI課件（ComputerAidedInstruction）等，這些內容已成為衡量國內各高校某個學科總體教育發(fā)展的水平、一個高校的教學水平的重要標志。
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國內一些高校已經對考試方式改革進行了有益的探索。例如，河海大學為遏制學生在考場中夾帶小紙條作弊的不良學風，教務處將統(tǒng)一印制的特制A4空白紙在考試前發(fā)給學生，每人一張，規(guī)定所有內容必須自己手寫，不得復印，可以帶入考場，這種考試方式改革還會對命題內容帶來影響，即減少單純記憶的內容，向考查學生的綜合能力的方向轉變。武漢理工大學在專業(yè)選修課的教學中增加了幾種新的期末考試方式：1）采用撰寫論文方式進行考核。2）采用閉卷、開卷相結合的方式。其中閉卷占30%，開卷（或小論文）占70%。3）采用考試結合小論文形式�？荚嚥捎瞄_卷方式，占考核成績的70%，論文占考核成績的30%。4）采用考核學生繪圖能力及介紹設計方案的能力。其中閉卷考試占50%，繪制工程圖占30%，介紹設計方案占20%。為保證新的考試方式能達到預期效果，即使開卷考試也必須嚴格執(zhí)行相應的考試規(guī)則。
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