材料类研究型人才培养与实践论文
随着现代科学技术的快速发展, 材料科学与工程学科的研究型人才培养越来越引起了高等教育的关注。据不完全统计, 全国有上百所高校有材料科学与工程专业, 培养着数以万计的大学生。因此, 在实现研究型人才培养模式的探索和实践中, 全国的各个高等院校都进行着卓有成效的改革与创新[1~3]。
西安交通大学材料科学与工程学院的前身是交通大学机械工程系的有关专业系科。其中, 材料学系的前身是1952年成立于上海的交通大学金相专业, 材料加工工程系的前身是1952年成立于上海的交通大学铸造、焊接和锻压专业, 主体部分于1957年迁至西安。材料物理与化学系的前身是20世纪80年代创办的腐蚀与防护专业和高分子材料专业。1963年经国家科委和高教部批准成立专职金属材料及强度研究室, 1979年在研究室的基础上成立研究所。1983年以金属材料及热处理专业为基础成立材料科学与工程系, 1988年金属材料及热处理专业被评为全国首批重点学科。1994年4月8日成立材料科学与工程学院。
根据西安交通大学的专业调整规划, 2003年材料成形与控制工程系并入材料学院, 此举促进了材料学院的本科教学从单一的材料学向材料科学与工程宽口径培养转变。学院提出人才培养与科学研究并重的育人理念, 将研究型人才培养作为学院的重要任务并贯穿于整个办学全过程。积极探索、大胆创新, 在课程体系、教学内容和方法、教学管理体制方面进行了全方位、深层次的改革和探索。
1 教学计划和教学大纲
研究型本科培养计划的制定是在材料学院学科专业进行重组与融合的基础上展开的在课程结构体系和教学内容的更新与综合基础上, 进行研究型人才培养计划和课程结构体系的进一步调整和充实。培养能适应社会主义现代化建设需要的, 在德、智、体、美各方面全面发展的, 具有国际竞争能力的研究型本科人才。
从整体上讲, 在贯彻学校综合素质培养计划的基础上, 综合社会需求和学院教学环境制定材料类研究型本科生教学计划。为制定具有高素质、宽口径、重实践的教学计划在课程体系设计中, 强调加强学科大类基础和实践环节, 并根据学科教学基层单位的特点以及社会需求, 自主设置专业方向模块课程。
制定的材料类研究型本科培养计划, 体现研究型特色的有如下五个方面: (1) 强化英语教学, 保证第一年过英语四级, 并强调英语的应用性; (2) 加强实践环节, 开设了5个学分的教学实验课程, 提高学生的动手能力; (3) 增加科学前沿课程, 开设了2个学分的教授讲座课程, 提高学生对材料学院教授及其研究方向的了解; (4) 加强专业方向学习, 设置了5个专业方向模块, 旨在培养学生适应社会工作和科研活动能力; (5) 结合学院科学研究项目实际, 加强毕业论文环节。
2 深化研究型人才培养模式探索的新举措
几年来, 学院采取各种措施努力探索和实践材料类研究型人才培养的新模式, 采取了一系列的有效措施提高教学质量, 建立了领导重视教学、教职工关心和参与教学的良好氛围。下面从建立和完善院系管理体系等十个方面阐述材料学院在探索和实践材料类研究型人才培养模式方面的新举措。
2.1 建立和完善院系教学管理体系
材料学院建立和完善了一套完整的院系教学管理体系, 院务会是教学管理的最高决策机构, 教学主管院长负责学院全部教学工作。学院拥有三个系、一个教学实验室、六个研究所。学院非常重视教学管理队伍的建设, 强调院系管理体系的建设, 形成了以学院为主导、以系所为辅的院、系两级的教学管理体制。将管理的载体建立在系的基础之上。系主任是该系教学的第一责任人。学院非常重视教学管理人员的素质和能力的培养, 形成了一支结构合理稳定、业务熟练、服务意识强、管理水平高的教学管理队伍。教学管理人员团结协作, 踏实敬业。学院主管教学的副院长和各系主任, 大多具有博士学位, 长期从事教学和教学管理工作, 具有较高的教学水平和丰富的管理经验。教学秘书从事教务管理工作已达20余年。
2.2 成立院级课程教学组, 加强课程建设
随着教育教学的改革, 按学科培养已成为共识。原有的以教研室为单位的教学组织模式很难适应大学科的教学模式, 正在逐渐失去作用。为了适应这一变化, 学院启动了院级课程教学组计划, 在于优化教师资源和强化授课的权威性。
学院主要课程成立了课程组, 对任课教师进行聘任, 确定课程组组长及成员, 以红头文件的形式向全院公布并备案。课程组老中青相结合, 组长都是有丰富教学经验的教师。课程教学组实行课程主持人制, 他必须是该课程的代表性教师, 在教学方面有较高的造诣, 且授课应受到同学的欢迎, 由副教授以上人员担任。课程主持教师承担建设精品课程、培养教学名师的重任, 主要负责教学大纲、教学内容、实验环节的制定, 讲课教师的选拔与推荐, 组织教学法研究活动等。学院将在全院范围内招聘主持教师, 制定明确的岗位责任制, 同时要求有相对稳定的任职时间。
课程组运行五年来, 取得了积极的效果。《工程材料基础》课程组开展了积极的国家精品课程, 组织了多次教学法活动, 其他课程组也都在不同程度上开展了工作, 积累了一些课程组如何开展活动的经验。
2.3 成立学院教学咨询与督导组, 提高教学质量
为了有效加强教学过程管理, 促进教风学风建设, 进一步提高学院本科生教学质量, 学院2003年成立了“教学咨询与督导组”, 该组由德高望重、具有丰富教学与管理经验的退休教师为主组成。组长为金志浩教授, 副组长为胡奈赛教授。
金志浩教授曾经担任过材料学院院长、国家教学指导委员会委员等职务, 具有丰富的教学经验, 经常为材料学院的教学工作出谋划策;胡奈赛教授曾经担任过学校教务处副处长, 督导组老师们认真负责, 经常听课, 听取学生意见, 向主讲教师反馈意见, 对学院大部分青年教师的授课情况进行监督、检查和指导, 对提高教学质量做出很大贡献。几年来, 参与了材料学院的5个课程组的聘任工作, 开展了听院级课程、给青年教师传授讲课经验等工作, 取得了良好的效果。
2.4 切实强化实践环节, 提高动手能力
材料学院的实验环节建设配合新版教学计划出台, 设计了三个级别的教学实验平台:院级教学实验平台、研究室教学实验平台和重点实验室教学实验平台。开设了5门实验课程, 分别是:金相制备与分析实验、材料力学性能实验、材料测试方法实验、材料凝固成形实验、材料连接技术实验, 编写了教学实验指导书。实验课程的设置调动了教学实验中心、各专业教师及实验技术人员的积极性, 使本科生接触了材料学院大多数的教学实验仪器设备, 同时挽救了濒临失传的传统的具有很好效果的教学实验项目。
实验体系改革思路明确, 综合性、设计性实验达80%, 有研究型实验。本着密切结合工程实际, 立足于学生工程实践能力、初步科研能力及创新能力培养的思路, 构建了综合性、设计性及研究性三层次实验的教学内容体系, 第一层次主要是与各门基础课和专业基础课相配套的基本试验, 使学生掌握材料科学与工程相关的基本知识与技能;第二层次针对各专业模块专业课, 依托于学院教学实验中心和专业平台进行, 在于针对专业方向, 训练学生相应的实验手段与技能;第三层次精选一些程度适宜的项目, 围绕一定中心目的, 组成一个系列性研究性实验课程, 使学生能够独立完成一些科研任务, 培养分析问题和解决问题的能力。
2.5 强化基础英语教学, 加强专业英语改革
大学生英语达不到四级, 就像产品质量不达标而不被认可, 因此如何提高四级通过率历来是各方面关注的问题。2003年, 教务处主持召开如何提高英语教学质量讨论会, 当时的外语部提出几种英语教学改革模式, 材料学院提出, 新生一年之内过四级, 并首先在材料学院试点。
材料学院为了解决长期困扰大学生的四级英语过关的问题, 提出利用学生高考英语的冲击力, 在第一学期加大英语教学力度, 争取在一年内过英语四级, 学院采取了积极的措施, 如给外语学院教师解决教室、帮教务处解决教室、提供英语教师计算机、打印机, 免费为学生复印资料等。
为了使英语的教学落实在应用上, 学院在大一学生通过英语四级的基础上, 大二开设了双语课程-工程材料科学与设计, 教材和教案均采用英语, 多媒体上课, 使学生掌握一定的专业知识和英语词汇。
2.6 结合科学研究, 提高毕业论文质量
材料学院是一个研究项目较多的学院, 有国家重点实验室和重点学科, 承担着国家和企业的重要课题。学院鼓励本科生在毕业设计 (论文) 阶段, 积极参加教师的科研活动, 提高科学研究素质。学院制定了比较完善的毕业设计 (论文) 工作细则, 从“时间保证、前期准备、初期选题、中期监控、终期把关、总结评估”6个方面严格把关, 切实保证论文质量。本科生从第八学期开始就进入研究室在指导老师的指导下做毕业设计 (论文) , 从06级本科生的毕业设计 (设计) 选题统计表明:确保一人一题;国家重点项目多, 占37%, 加上校外协作项目, 超过总数的2/3。指导教师与学生比例大, 人均不到2人;特别是教授比例高, 占指导教师人数的55%。
2003年3月, 我院倡导并建立了多学科材料研究中心 (MMRC) , 目的就是为了消除学科间的壁垒, 开展了材料学科, 电气与电子学科, 物理学科, 化学学科和力学学科间的合作。邀请各个学科的专家参与合作, 并在学校“学科特区”政策的支持下, 吸收不同学科的低年级本科生 (大三学生) 加入 (其中材料学院约占70%以上) 。MMRC为加入的本科生提供具有国际水准的学习和科研环境, 并按国际标准进行要求管理。从进入MMRC开始, 每位本科生都会被布置一个独立的课题, 这些课题本身就是极具挑战性的国际前沿问题。同时该中心特别注意科技平台英语水平的提高, 对科学界事实上的国际语-英语有很高的要求 (一半以上MMRC学生的英语托福成绩超过600分) 。从每周一次的英文课题报告和英语学习, 到英文的毕业设计、学位论文以及科技论文。
2.7 开设教授讲座课程, 提高学术前沿意识
材料学院在科学研究方面具有明显的优势, 如何使教授结合自身科研方向为本科生主讲课程及系列学术讲座, 使学生从本科阶段就了解学科前沿, 接受最新科研成果和知识是我们追求的目标。从04级开始学院开设了教授讲座课程, 到目前已经进行了3届, 学分也从刚开始的4个降到了2个。通过实践认为目前的2个学分切合实际, 应该坚持。
在对学生进行科学文化知识传授的过程中, 要注重培养学生独立思考、勇于创新的意识和能力。学院开展了一系列学术讲座, 邀请知名老师担任学生科研顾问, 以对学生科研进行必要的指导。例如, 03级同学蔡玲等与学院老师组成科研课题小组, 进行了“对秦俑彩绘保护技术的思考与建议”及“快速精密零件的成模”课题的研究, 取得了良好的效果。
3 教学改革取得明显效果
学院从2004年以来的学生平均成绩合格率每学期均高于70%, 学习成绩处于上升趋势。从2004年到2006年, 我院学生学习成绩在全校的排名由11名提高到第4名。各个年级平均学习成绩有所上升, 稳定在70~80分。譬如03级在2004~2005学年的第一学期平均成绩为73.99, 到2005~2006学年的第二学期时, 平均成绩提高到77.08。各个年级在学习相同课程时, 成绩也明显上升, 如04级比03级的成绩明显提高。这些都表明材料学院在教与学的过程中, 及时调整, 弥补不足, 及时改进, 逐步地提高教学效果和质量, 使整体水平有了一定的改善。
以往英语教学安排两年, 之后参加四级考试, 初次通过率为百分之四五十。而这次试点的目标是一年完成教学任务, 每周学时则从原来的4个增加到8个, 显然这是一种强化教学的措施。改革首次实施的结果在2004年2月18日公布, 试点班120名同学参加全国英语四级考试, 通过率达到81%, 优秀率达到25%, 还有一个出类拔萃者拿到99分。改革5年来, 成绩连续上升, 四级通过率保持在98%以上, 连续两年名列全校第一。该成果于2005年已在学校的其它5个学院推广应用, 材料学院的四级通过率仍名列榜首。
据统计近两届学生毕业设计的研究成果已有6篇论文发表在国内外公开刊物上。特别是先后有两位本科生的本科毕业论文 (范根莲、周玉美) 在材料学科的国际一流杂志Acta Materialia上发表, 其中范根莲的论文被国际材料强度委员会主席G.Eggler教授在2006年发表在Acta Materialia上的一篇论文中点名引用17次, 并在国际会议的特邀报告中大篇幅介绍, 引起本领域专家的普遍关注;此外, 在国际会议上 (国际马氏体会议ICOMAT2005以及欧洲马氏体会议ESOMAT2006) , 大学生均能以流利的英语做吸引人的报告并与国外学者进行学术辩论。一位国际著名的外国专家称这些学生会成为十多年后中国科学界的“key person (核心人物) ”。
4 结语
研究型人才培养是一项系统工程, 涉及到学院的全体员工。提出的人才培养与科学研究并重的育人理念, 将研究型人才培养作为学院的重要任务并贯穿于整个办学全过程。学院以学科建设为龙头、带动本科教育发展;重视能力培养, 强化实验环节;完善管理与质量保证体系。“高素质、宽口径、重实践”的办学定位对于培养研究型人才具有积极的意义。学院积极探索、大胆创新, 努力实践办学模式的全方位改革, 体现了加强基础、注重创新、因材施教的教学思想, 逐步形成综合素质、科研能力和创新能力培养教育的研究型人才培养新模式。
摘要：本文综述了西安交通大学材料学院近年来的教学改革与实践活动, 提出了材料学院“高素质、宽口径、重实践”的办学定位, 积极探索、大胆创新, 努力实践办学模式的全方位改革, 体现了加强基础、注重创新、因材施教的教学思想, 逐步形成综合素质、科研能力和创新能力培养教育的研究型人才培养新模式。
关键词：教学改革,创新人才,创新教育
参考文献
[1] 天津大学材料科学与工程学院教学改革小组.面向未来的材料科学与工程专业教学改革与实践[J].高等工程教育研究, 2005 (S1) .
[2] 材料科学与工程教学指导委员会.材料科学与工程专业发展战略研究[J].高等学校李工科教学指导委员会通讯, 2006 (1～2) .
[3] 张均林.材料科学与工程的学科发展、现状及人才培养[J].甘肃科技, 2008, 24 (15) :165～168.
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