張?jiān)骑w，杜飛鵬，郭慶中，喻湘華，李 亮，鄢國平

(武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430073)

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以功能材料為特色的材料化學(xué)專業(yè)教學(xué)改革與實(shí)踐*

張?jiān)骑w，杜飛鵬，郭慶中，喻湘華，李 亮，鄢國平

(武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430073)

參考國內(nèi)部分知名大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃和課程設(shè)置，結(jié)合武漢工程大學(xué)材料學(xué)科的優(yōu)勢，我校材料化學(xué)教研組提出了以功能材料為特色的材料化學(xué)專業(yè)定位。修訂了材料化學(xué)專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)方案，優(yōu)化了材料化學(xué)專業(yè)課程設(shè)置，增設(shè)了一些功能材料專業(yè)課程，同時(shí)加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)以功能材料為特色的材料化學(xué)專業(yè)應(yīng)用型工科人才。

材料化學(xué)；專業(yè)定位；功能材料；教學(xué)改革；

如何通過專業(yè)建設(shè)培養(yǎng)出更多更好的服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的應(yīng)用型人才，是地方高校需研究的重大課題[1]。材料化學(xué)是一門研究材料的設(shè)計(jì)、制備與表征、應(yīng)用及其相互關(guān)系的科學(xué)。它屬于材料與化學(xué)交叉邊緣學(xué)科，材料化學(xué)專業(yè)應(yīng)用性很強(qiáng)，講究理論性和實(shí)踐性的結(jié)合， 不僅培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力, 還培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，創(chuàng)新能力，材料化學(xué)在未來的科研領(lǐng)域、經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域?qū)l(fā)揮著重要的作用[2]。近年來，社會(huì)的發(fā)展，市場的需求對人才的培養(yǎng)提出了更高層次的要求。在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，參考國內(nèi)部分知名大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃和課程設(shè)置，結(jié)合武漢工程大學(xué)高分子材料的優(yōu)勢，提出了以功能材料為特色的材料化學(xué)專業(yè)定位。對我校材料化學(xué)專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)方案進(jìn)行了修訂， 優(yōu)化了材料化學(xué)專業(yè)課程設(shè)置， 增設(shè)了一些以功能材料專業(yè)課程，同時(shí)加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)以功能材料為特色的材料化學(xué)專業(yè)應(yīng)用型工科人才，促進(jìn)材料化學(xué)專業(yè)教育更好地與市場需求對接。

1 材料化學(xué)專業(yè)現(xiàn)狀

材料化學(xué)是材料學(xué)科與化學(xué)學(xué)科交叉專業(yè)，是研究材料的制備、表征和應(yīng)用等方面的化學(xué)問題。1998年教育部對本科專業(yè)目錄進(jìn)行調(diào)整時(shí)首次認(rèn)定材料化學(xué)為新的本科專業(yè)。目前已有復(fù)旦大學(xué)、中國科技大學(xué)、華中科技大學(xué)、四川大學(xué)等百余所高校開設(shè)材料化學(xué)本科專業(yè)。武漢工程大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)始建于2005年, 由原高分子材料與工程專業(yè)發(fā)展而來。經(jīng)過十多年的發(fā)展, 材料化學(xué)專業(yè)已經(jīng)從最初單一的涂料及黏合劑領(lǐng)域發(fā)展成為涵蓋涂料及黏合劑、生物醫(yī)用材料、新能源材料、有機(jī)硅材料、復(fù)合材料等材料在內(nèi)的教學(xué)研究領(lǐng)域[3]。材料化學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生所從事的工作領(lǐng)域也越來越廣，包括功能涂料、特種橡膠、醫(yī)用高分子、鋰電池、光伏電池、復(fù)合材料等行業(yè)。專業(yè)就業(yè)率也一直維持在93%以上。當(dāng)前，社會(huì)對人才的要求越來越苛刻，應(yīng)屆畢業(yè)生的就業(yè)壓力也越來越大，開展符合材料化學(xué)專業(yè)特色的教學(xué)改革，提高大學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力顯得尤為緊要。為此，材料化學(xué)教研組對該專業(yè)的培養(yǎng)方案進(jìn)行修訂，包括材料化學(xué)專業(yè)定位與課程體系優(yōu)化，突出材料化學(xué)專業(yè)的特色，促進(jìn)以功能材料為特色的高水平應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

2 材料化學(xué)專業(yè)定位

目前，國內(nèi)各高校開設(shè)的材料化學(xué)專業(yè)大部分依托于自身的優(yōu)勢學(xué)科，形成自己的專業(yè)培養(yǎng)特色。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)等高校的材料化學(xué)專業(yè)主要是以無機(jī)非金屬材料為特色；華中科技大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)以能源與環(huán)境材料和微電子材料為特色；中山大學(xué)的材料化學(xué)以高分子材料和無機(jī)功能材料為特色；四川大學(xué)以無機(jī)非金屬材料和電子材料為特色。所以盡管專業(yè)名稱相同，但是各個(gè)學(xué)校材料化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)模式、課程設(shè)置都相差較大，側(cè)重點(diǎn)有所不同。此外，由于材料化學(xué)專業(yè)的性質(zhì)是理工結(jié)合以理為主,帶有較大程度的應(yīng)用特點(diǎn)，可以授予理學(xué)或工學(xué)學(xué)士學(xué)位。鄭州大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)定位于培養(yǎng)以高分子材料為特色的專業(yè)人才, 授予畢業(yè)生理學(xué)學(xué)士學(xué)位[4]。陜西科技大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)定位于培養(yǎng)以工程應(yīng)用為特色的專業(yè)人才, 授予畢業(yè)生工學(xué)學(xué)士學(xué)位[5]。為了突出武漢工程大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)特色，材料化學(xué)教研組將材料化學(xué)專業(yè)定位為工學(xué)，依托高分子材料與工程專業(yè)優(yōu)勢，以新能源材料、有機(jī)硅材料、生物醫(yī)用材料、功能膜材料為特色，培養(yǎng)能從材料設(shè)計(jì)的角度來思考功能材料的結(jié)構(gòu)與性能及應(yīng)用之間關(guān)系的專門人才，授予畢業(yè)生工學(xué)學(xué)士學(xué)位。

3 材料化學(xué)課程體系建設(shè)

3.1 加強(qiáng)理論課程建設(shè)

武漢工程大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)依托高分子材料與工程專業(yè)優(yōu)勢，開課課程與高分子專業(yè)開課課程有些類似，可以說學(xué)生學(xué)習(xí)了許多高分子材料的一般知識(shí)，如果不突出材料化學(xué)專業(yè)自身的專業(yè)特色，該專業(yè)的學(xué)生就業(yè)壓力與繼續(xù)深造的難度也會(huì)增大，因此，確定材料化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)特色，優(yōu)化現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容是非常有必要的。我校材料化學(xué)專業(yè)目前確定了以新能源材料、有機(jī)硅材料、生物醫(yī)用材料為特色的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，但我們?nèi)栽诳紤]如何依托我校其它材料方向，在當(dāng)前材料化學(xué)教學(xué)培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上增加少量其它材料類課程，如納米材料與技術(shù)、功能膜材料為特色的材料化學(xué)專業(yè)方向, 從而拓展本專業(yè)學(xué)生的分流方向。增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)能力。

在系統(tǒng)學(xué)習(xí)化學(xué)與材料科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，我們也開設(shè)了一些有特色的課程，如《復(fù)合材料》，該課程主要講授復(fù)合材料的基本原理、基本概念，復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、制備以及應(yīng)用；《材料波譜分析》主要講授紫外光譜、紅外光譜、核磁共振波譜和質(zhì)譜等材料表征手段，培養(yǎng)學(xué)生能夠針對特定的材料選取合適的表征手段；再如《科技英語與信息技術(shù)》，幫助學(xué)生了解科技英語的特點(diǎn)，積累相關(guān)專業(yè)詞匯及培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)檢索能力。在此基礎(chǔ)上，將教師的科研成果直接應(yīng)用于實(shí)際的教學(xué)中，有助于開闊學(xué)生的視野，增大學(xué)生的知識(shí)面，加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)[6]。

3.2 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)

除開設(shè)《無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《 分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》、《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》與《化工原理》等課程。還先后開設(shè)了《高分子化學(xué)與物理實(shí)驗(yàn)》、《材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)》等課程。經(jīng)過十多年的努力，專業(yè)教師對相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容有了更深的了解，為了更好地與市場需求銜接，我院加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革及教材建設(shè)。我院教師做了構(gòu)建材料化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的探索，實(shí)踐證明，構(gòu)建微型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力[7]；此外，我院教師完成了《高分子化學(xué)與高分子物理綜合實(shí)驗(yàn)教程》與《材料化學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)》教材的編寫。在此基礎(chǔ)上，材料化學(xué)專業(yè)建設(shè)了較好的材料測試表征的平臺(tái)，配置了紅外光譜儀、紫外可見分析儀、動(dòng)態(tài)光散射粒徑分析儀、凝膠滲透色譜儀、電化學(xué)工作站、拉力機(jī)，熱重分析儀等材料分析與表征儀器。讓學(xué)生了解相關(guān)設(shè)備的操作、運(yùn)行、以及維護(hù)方法。

3.3 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

材料化學(xué)專業(yè)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，必須加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。武漢工程大學(xué)材料化學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括四大模塊：實(shí)訓(xùn)、科研訓(xùn)練、實(shí)習(xí)以及畢業(yè)論文。實(shí)訓(xùn)是讓學(xué)生在工人師傅的指導(dǎo)下完成一個(gè)金屬錘子的制作。實(shí)訓(xùn)有利于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐和現(xiàn)場解決生產(chǎn)問題的能力；科研訓(xùn)練是安排學(xué)生參加《科學(xué)研究訓(xùn)練》、《科學(xué)實(shí)踐》和《專業(yè)學(xué)術(shù)訓(xùn)練》，培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)檢索能力、閱讀歸納文獻(xiàn)能力，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰驼撐膶懽髂芰?，提高學(xué)生的科學(xué)研究素養(yǎng)和創(chuàng)新能力；材料化學(xué)專業(yè)的實(shí)習(xí)模塊包括《認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)》、《生產(chǎn)實(shí)習(xí)》，實(shí)習(xí)主要是選擇合適的實(shí)習(xí)基地，安排學(xué)生到工廠并分班分組到車間實(shí)習(xí)，熟悉生產(chǎn)工藝流程, 實(shí)習(xí)后完成實(shí)習(xí)報(bào)告。實(shí)習(xí)報(bào)告內(nèi)容包括學(xué)生參加實(shí)習(xí)的體會(huì)和繪制簡要工藝流程，培養(yǎng)學(xué)生對本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，增進(jìn)了對職業(yè)了解，鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力；畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生根據(jù)自身的興趣愛好，選擇合適的導(dǎo)師參加導(dǎo)師的科研，是綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)和掌握的實(shí)踐技能來解決實(shí)際問題一項(xiàng)綜合科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)。此外，我校材料化學(xué)專業(yè)在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)加大了與其他高校、科研院所、企業(yè)的合作力度，學(xué)生的畢業(yè)論文可以通過宜化模式、聯(lián)合培養(yǎng)等方式進(jìn)行。實(shí)踐結(jié)果表明：實(shí)訓(xùn)、科研訓(xùn)練等實(shí)踐教學(xué)提高了大學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，加深了大學(xué)生對專業(yè)知識(shí)的理解，為學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)企業(yè)或科研單位能夠較快地進(jìn)入角色，更好更快的服務(wù)于社會(huì)打下了良好的基礎(chǔ)。

4 結(jié) 語

面對社會(huì)的不斷發(fā)展，材料化學(xué)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)壓力的增大，武漢工程大學(xué)材料化學(xué)教研組修訂了專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)方案，提出了以功能材料為特色的專業(yè)定位，優(yōu)化了材料化學(xué)專業(yè)課程設(shè)置, 增設(shè)了一些功能材料專業(yè)課程，同時(shí)加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。面對不斷發(fā)展的新材料與新技術(shù)，以功能材料為特色的材料化學(xué)專業(yè)畢業(yè)生將有廣闊的就業(yè)前景。

[1] 盧維奇,張俊敏,梁舒萍,等.在構(gòu)建材料化學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新體系中的雙語教學(xué)[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào):哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版,2007(S2):197-198.

[2] 許新江,朱立剛.關(guān)于材料化學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的探索與改革[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2015(19):146-148.

[3] 郭慶中,杜飛鵬,喻湘華,等.材料化學(xué)專業(yè)有機(jī)硅材料課程的設(shè)置與教學(xué)探索[J].化工時(shí)刊,2012,26(7):63-65.

[4] 徐慎剛,王萬杰,劉民英,等.以高分子材料為特色的材料化學(xué)專業(yè)定位及課程體系建設(shè)[J].高分子通報(bào),2011(8):107-110.

[5] 劉輝,黃劍鋒,殷立雄,等.工科背景下材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方式探索[J].大學(xué)教育,2016(1):140-141.

[6] 李龍芹,李青.科研與教研結(jié)合在“材料化學(xué)”教學(xué)中的實(shí)踐研究[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2014,38(5):188-192.

[7] 喻湘華,鄢國平,李亮,等.構(gòu)建材料化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的探索[J].化工時(shí)刊,2010, 24(12):63-66.

Innovation and Practice of Materials Chemistry Specialty Characterized with Functional Materials*

ZHANG Yun-fei, DU Fei-peng, GUO Qing-zhong, YU Xiang-hua, LI Liang, YAN Guo-ping

(School of Materials Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Hubei Wuhan 430073, China)

Taking the curriculum settings of Materials Chemistry specialty in some famous universities as references, the Materials Chemistry specialty of Wuhan Institute of Technology (WIT) was considered to be oriented as the functional materials with the advantage of materials subject. The cultivation plan for Materials Chemistry specialty in WIT was revised, the curriculum settings of materials chemistry were optimized, some functional materials courses were added and practical training programs was consolidated. The purpose of Materials Chemistry specialty in WIT was to cultivate applied engineering talent characterized with the functional materials.

Materials Chemistry; major orientation; functional materials; teaching innovation

武漢工程大學(xué)校級教學(xué)研究項(xiàng)目(No：X2015019)。

張?jiān)骑w(1985-)，男，博士，講師，主要從事水性聚合物材料的研發(fā)。

G642.0

A

1001-9677(2016)023-0143-02