工程教育背景下材料物理性能課程改革論文

　　摘要：為了能夠培養(yǎng)高水平應用型工程拔尖人才，材料物理性能的教學必須符合工程教育的需要，對材料物理性能的教學改革是十分必要而迫切的。只有通過創(chuàng)新教學理念和教學內容，才能促進學科的工程教育發(fā)展，進而促進學生在工程技術領域的長足發(fā)展與進步。

　　關鍵詞：材料物理性能；工程教育；改革

　　一工程教育理念

　　近幾年來，“工程教育”理念是國內外高等教育中的一個重要理念。這一理念強調高等院校在開展理論教學的基礎上，積極重視對學生工程實踐能力的培養(yǎng)，從而使學生具備熟練的工程實踐經驗。目前，國內外諸多高等院校已爭先恐后的投身到工程教育專業(yè)認證。這項認證常被看作為應用型本科院校高等教育質量保證的基礎活動。[1]我國從2007年開始了工程教育專業(yè)認證的試點工作。到2009年，我國工程教育專業(yè)認證已經開始進入普及推廣階段，這也為我國高等工程教育提供了一個新的發(fā)展良機。僅僅過了一年，我國就制訂了鼓勵高校進行工程教育的“卓越工程師”計劃。該計劃要求高等院校在2010年~2020年十年間培養(yǎng)出大規(guī)模的高質量的專業(yè)拔尖工程技術人才，從而為國家的現代化建設和“大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新”增添活力。而這項計劃的實施當然也離不開教育理念的創(chuàng)新和課程教育的改革。

　　二材料物理性能課程的現狀分析與思考

　　材料物理性能課程是材料科學與工程大類專業(yè)全體學生所必須要學習的一門專業(yè)基礎課程。這門課程的教學效果將在很大程度上決定學生今后能否學號其它課程的專業(yè)教育，因此這門課程在整個材料大類專業(yè)的人才培養(yǎng)中占據著舉足輕重的地位。但是，這門課程以前的教學大多偏向理論化教學，所講授的課程內容較為陳舊，不太適應現在材料學的發(fā)展。而新型的功能材料、復合材料和納米材料等高性能、多功能為主的發(fā)展趨勢,也對材料物理性能的課程教學提出了更高的要求。[2]因此，目前材料物理性能的教育存在著諸多不足，主要體現在以下兩個方面：

　�。ㄒ唬┱n程教學缺乏對學生工程意識培養(yǎng)

　　《材料物理性能》是利用物理學原理來講授材料的結構、性質和應用的一門專業(yè)基礎課程。目前這門課程在教學上往往更注重加強學生對物理性能的理論知識的學習，而忽略了具備獨特物理性能的材料在工程中的實際應用。同時，材料的性能與材料的制備工藝密切相關，不同的制備工藝會帶來不同的材料產品性能。而本課程傳統(tǒng)教材均未對材料的制備工藝進行闡述，因此也讓學生對材料的某些具體性能感到困惑。除此之外，材料在應用到各種不同的場景中可能出現的物理性能的改變和防范措施也不盡相同。而本課程的傳統(tǒng)教學中也較少考慮到材料在使用過程可能出現的性能衰變，也使得學生在主觀上產生材料的性能在使用過程中一成不變的錯誤思想。

　�。ǘ�）課程實驗內容未構成工程應用能力訓練體系

　　目前，材料物理性能的實驗教學主要偏重于理論化和演示性實驗，如金屬材料的熱膨脹系數的測定、材料的磁滯回線的測定等。這些實驗在對實驗內容的工程應用拓展上略顯不足，限制了學生的創(chuàng)新思維和對學生動手能力的培養(yǎng)，因此這些實驗的開展不能對學生帶來濃厚的學習興趣，同時也脫離了實際工程情況，不利于培養(yǎng)工程實踐人才。同時由于材料物理性能是面向材料大類專業(yè)所開設的課程，學科較多，這也給高校在開展這門課程的實踐教學上添加了一定的難度�，F在，較多高校會以各自的強勢材料學科中的實驗為例，來開展材料物理性能的實踐教學。一方面，這不利于學生對本專業(yè)相關材料性能的掌握，另一方面也顯然不利于培養(yǎng)學生的工程實踐能力。同時，目前國內也還沒有出版有關材料物理性能實驗教學相關的輔導書或教材。所以針對這門課程開設有借鑒意義的實驗課在操作上是有一定難度的。因此，為了使學生能夠做到自己設計、自我探索，加強學生對各知識點的交會貫通，更好地將所學到的材料物理性能專業(yè)知識應用到實際工程實踐中去，材料物理性能這門課程的實踐教學環(huán)節(jié)也有較大的創(chuàng)新改革的空間。

　　三工程教育背景下的材料物理性能課程改革

　　為了適應材料大類專業(yè)的人才培養(yǎng)以及專業(yè)教學內容和課程體系改革的需求，滿足新世界國家對材料專業(yè)人才的需求，并與“卓越工程師”計劃要求相一致，對材料物理性能的改革就必須能夠體現工程教育的理念，以滿足我國目前對工程人才的急切要求。

　�。ㄒ唬�專業(yè)教師的工程教育理念改革

　　學生的專業(yè)知識大多是在教師的引導下獲得的，教師在整個課程建設體系中占有舉足輕重的作用。因此，配備具有工程化實踐經驗的教師對增強材料物理性能這門課程的工程化教育水平十分重要。而目前從事材料物理性能教育的教師大多是直接來自于基礎研究擅長的高等院校的博士生。這些教師大多缺少與材料物理性能相關的工業(yè)化經驗，很難在教學過程中將材料物理性能與材料的工程應用緊密結合起來。因此，應用型本科院校需要進一步加大力度以培養(yǎng)出具有優(yōu)異工程經驗的專業(yè)教師。為了做好這項工作，高等院�？梢詫⒃谛５那嗄杲處煉炻毜较鄳�的企業(yè)。讓青年教師在企業(yè)中培養(yǎng)一段時間，使其獲得進行材料物理性能工程化教學的必要工程實踐知識。除此之外，高等院校也可以邀請企業(yè)中具有大量工程經驗的專家來到學生課堂，向學生講述材料性能在使用過程中的考量。甚至，高等院校也可以把學生的課堂直接搬到企業(yè)去，讓學生能夠與企業(yè)的工程師直接交流，直觀的學習到相關的工程基礎知識，促進學生的綜合發(fā)展。同時，也可以邀請部分有威望的企業(yè)工程師與高校教師一起合作，來對材料物理性能的課程教學大綱進行修訂，使這門課程在理論教學上關注到材料的工程實踐，以極大的促進學生的均衡發(fā)展。

　�。ǘ�）材料物理性能課程教學內容改革

　　材料物理性能課程的傳統(tǒng)教學主要利用物理原理解釋材料物理性能的產生原因及如何預判材料物理性能的改變趨勢。而這樣的材料性能可以運用到哪些領域，以及在這些領域中使用時材料的物理性能會如何改變均沒有提及。如講述材料對光的吸收時，一般只講授材料對光的選擇性吸收，很少講述材料對光的選擇性吸收在實際工業(yè)應用中的價值，所以學生很難將這部分內容與工程實踐聯(lián)系在一起。在課堂教學內容，材料物理性能的課程改革可以適當借鑒先進的全面工程教育理念。在教學過程中，可以適時地向學生們講述當前工程實踐中應用某些材料考慮到的材料物理性能，以給學生提供一種身臨其境的課堂氛圍，使學生掌握能夠運用基本理論去分析和解決實際問題的能力，[3]從而有利于推動學生深入的掌握材料物理性能的基礎理論和方法，促進學生將這些原理應用在工程實踐的工程能力。

　�。ㄈ�）突出項目實驗教學

　　實驗教學也是課程建設中的一個重要環(huán)節(jié)，實驗開設的好壞對課程建設的成敗起到重要作用。因此在對學生工程能力的培養(yǎng)上，也少不了對實驗教學的創(chuàng)新和優(yōu)化。目前，材料物理性能課程實驗中開展的大多數實驗均為驗證性實驗。這些實驗的開展對提高學生的工程實踐能力幫助較小。為了進一步實現工程實踐教學，在安排課程實驗時要注意引導學生對所學知識的綜合運用。在實驗教學上，可以選擇一些目前工程上需求的材料為基礎，告訴學生這些材料在應用時存在的不足。然后鼓勵學生對這些不足進行詳細的調研，并提出解決方案。根據學生的解決方案來開設一系列設計性質的實驗項目，從而可以促進學生運用所學的知識完成一個產品項目設計、制備、物理性能測定、使用等全過程的課程項目訓練。進而可以很好的力圖體現工程教育中所提倡的構想-設計-實施-運作的理念。

　　四結論

　　通過在師資培養(yǎng)、教學內容、實驗教學等多方面積極開展工程教育教學的改革，可以很好的開展材料物理性能的工程化教學，并可以很好地培養(yǎng)學生的工程實踐能力，使之能夠成長為現代工程技術人才，從而提高了專業(yè)人才培養(yǎng)質量。

　　參考文獻

　　[1]楊振宏,楊書宏,宋守信,等.國外工程教育（本科）專業(yè)認證分析與借鑒[J].中國安全科學學報，2009,02:61.

　　[2]王文芳,陳小麗,吳玉程.材料物理性能教學改革的探討[J].合肥工業(yè)大學學報(社會科學版),2008,22:98-100.

　　[3]蔡新紅,王洪坤,岑紅蕾.工程教育背景下電路課程改革的探索[J].教育現代化,2016,12:43-44.

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