張覃軼　孫　偉　李元元　朱錢兵

(武漢理工大學(xué)　材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖北　武漢　430070)

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中澳材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系比較與改革探索

張覃軼孫偉李元元朱錢兵

(武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢430070)

摘要武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)是國家一級重點(diǎn)專業(yè)。2014年起武漢理工大學(xué)成立了材料科學(xué)與工程試點(diǎn)學(xué)院，制定了更高的培養(yǎng)目標(biāo)。為適應(yīng)新時期人才培養(yǎng)需求，文章對比了武漢理工大學(xué)和澳大利亞莫納什大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系，從課程結(jié)構(gòu)、課程內(nèi)容、課程實(shí)施等方面進(jìn)行了比較分析，在此基礎(chǔ)上對武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系進(jìn)行了改革探索。

關(guān)鍵詞材料科學(xué)與工程專業(yè)；課程體系；改革

武漢理工大學(xué)材料學(xué)科是ESI全球?qū)W科排名前1%的優(yōu)勢學(xué)科，武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院(以下簡稱“我院”)所開設(shè)的材料科學(xué)與工程專業(yè)屬于國家一級重點(diǎn)專業(yè)。該專業(yè)每年招生三百多人，為國家培養(yǎng)了大批優(yōu)秀專業(yè)人才。2014年5月，根據(jù)湖北《省教育廳關(guān)于推進(jìn)高校試點(diǎn)學(xué)院改革的意見》和《省教育廳關(guān)于公布湖北省高校改革試點(diǎn)學(xué)院名單的通知》等文件精神，武漢理工大學(xué)成立了材料科學(xué)與工程試點(diǎn)學(xué)院。材料科學(xué)與工程試點(diǎn)學(xué)院以國際一流材料學(xué)科為標(biāo)桿，以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為核心，旨在為學(xué)生提供全面的材料專業(yè)教育，為學(xué)生具有寬厚的現(xiàn)代先進(jìn)材料知識打下良好的理論基礎(chǔ)。

2004年起，我院與澳大利亞莫納什大學(xué)工學(xué)部簽訂了“2+2”合作辦學(xué)協(xié)議(學(xué)生前2年就讀我院，后2年就讀于莫納什大學(xué)，畢業(yè)時學(xué)生可同時獲兩校文憑)。經(jīng)過10余年的探索、合作與交流，該項(xiàng)目不僅取得了豐碩的成果，同時也讓我們深入地了解和學(xué)習(xí)到了澳方辦學(xué)的先進(jìn)思想、理念和方法。2008年，筆者曾受邀赴莫納什大學(xué)開展了為期6個月的教學(xué)交流，期間除參加該校材料工程專業(yè)本科教學(xué)工作外，還與相關(guān)教學(xué)管理人員、教師、學(xué)生等進(jìn)行了深入交流。在英國《泰晤士高等教育》2014年世界大學(xué)排名中，莫納什大學(xué)排在第83位(我校為前400名)，兩校在辦學(xué)歷史、辦學(xué)規(guī)模、國際化程度等方面有許多相似之處，其先進(jìn)的辦學(xué)思想、管理方法等值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。

課程體系是指在一定的教育價值理念指導(dǎo)下，將課程按門類順序排列，是教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)程的總和。課程體系是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的載體，是保障和提高教育質(zhì)量的關(guān)鍵[1]。本文從兩校材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系出發(fā)，分析和比較兩者之間的不同及產(chǎn)生原因，借鑒澳方的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，提出我院專業(yè)課程體系的改革構(gòu)想，為適應(yīng)新時期試點(diǎn)學(xué)院的人才培養(yǎng)提供思路。

一、武漢理工大學(xué)課程體系

現(xiàn)行的我院專業(yè)課程體系如表1所示。本專業(yè)學(xué)生需修滿190學(xué)分，除課外10學(xué)分外，課程體系包括：通識課程(44學(xué)分，占23.2%)、學(xué)科大類課程(63學(xué)分，占33.2%)、專業(yè)課程(42.5學(xué)分，占22.4%)、個性課程(6學(xué)分，占3.2%)和集中性實(shí)踐(24.5學(xué)分，占12.9%)。

表1 武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系(2014年)

目前的課程體系體現(xiàn)出重基礎(chǔ)、理論知識體系完備的特點(diǎn)。除全校統(tǒng)一設(shè)置的政治、英語、體育、計(jì)算機(jī)等通識基礎(chǔ)課外，材料研究相關(guān)的化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)、機(jī)械、電子等基礎(chǔ)課開設(shè)非常全面。以化學(xué)為例，學(xué)生在前兩年會學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)及其相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程，進(jìn)入專業(yè)課程階段，還會學(xué)習(xí)材料化學(xué)，這些學(xué)習(xí)為學(xué)生深入理解材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及制備奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這種課程設(shè)置與其他國內(nèi)一流大學(xué)是一致的[2]。專業(yè)課設(shè)置方面，主干課程包括材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料工程基礎(chǔ)、材料研究與測試方法、計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中應(yīng)用、材料工藝與設(shè)備、材料制備與物性分析等，重點(diǎn)還在于材料學(xué)科的基礎(chǔ)理論和分析測試方法。這樣培養(yǎng)出的學(xué)生在材料科學(xué)方面基礎(chǔ)扎實(shí)、理論牢靠，但也有其不利影響，最突出的就是學(xué)生在材料工程方面比較欠缺[3]。本專業(yè)的畢業(yè)生參加考研的學(xué)生比例非常高。

二、莫納什大學(xué)課程體系

莫納什大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系如表2所示。學(xué)生在莫納什大學(xué)所修學(xué)分與我?；疽恢?，為192學(xué)分。課程體系包括通識課程(48學(xué)分，占25.0%)和專業(yè)課程(144學(xué)分，占75.0%)，其中專業(yè)課程分為必修(120學(xué)分，83.3%)和選修(24學(xué)分，占16.7%)。

莫納什大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)隸屬于學(xué)校工學(xué)部，學(xué)生在第一學(xué)年不分專業(yè)，工學(xué)部各系各安排一門專業(yè)基礎(chǔ)課，一方面為學(xué)生在第二學(xué)年選擇專業(yè)方向奠定基礎(chǔ)；另一方面也為了拓寬學(xué)生的專業(yè)知識面。專業(yè)課課程體系中，專業(yè)基礎(chǔ)課程(如高等工程數(shù)學(xué)、晶體結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)和相平衡、材料力學(xué)、微觀結(jié)構(gòu)的發(fā)展、材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系)開課在第二學(xué)年，同時在第二學(xué)年也開設(shè)專業(yè)課(如功能材料簡介、聚合物和陶瓷I、生物材料I)。從表2可以看出，莫納什大學(xué)在課程設(shè)置方面非常注重學(xué)生在實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐方面動手能力的培養(yǎng)，也非常注重所學(xué)知識和能力與工程實(shí)際結(jié)合，這正是目前我國高等教育積極發(fā)展的培養(yǎng)模式[4]。在專業(yè)課程教學(xué)實(shí)施過程中，校方規(guī)定每門課程必須設(shè)置18學(xué)時的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，以提高學(xué)生動手能力。除此之外，在課程設(shè)置方法，有大量與工程應(yīng)用相關(guān)的課程開設(shè)，如材料工程管理與實(shí)踐、材料特性與建模、材料工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐(相當(dāng)于武漢理工大學(xué)專業(yè)實(shí)習(xí)和認(rèn)識實(shí)習(xí))、材料工程項(xiàng)目I、材料工程項(xiàng)目II(相當(dāng)于武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文)。

表2　莫納什大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系(2014年)

三、中澳課程體系比較

從人才培養(yǎng)角度看，武漢理工大學(xué)和莫納什大學(xué)在材料科學(xué)與工程專業(yè)課程結(jié)構(gòu)框架上基本一致，遵循通識—專業(yè)基礎(chǔ)—專業(yè)這一模式，學(xué)分和學(xué)時也基本相當(dāng)，培養(yǎng)目標(biāo)相近。但從課程實(shí)施細(xì)節(jié)看，兩者之間還存在不少差距，主要體現(xiàn)在：

第一，莫納什大學(xué)沒有開設(shè)政治、英語、體育、計(jì)算機(jī)等通識課程，學(xué)生可以將更多的精力投入到專業(yè)的學(xué)習(xí)中。這與國家的人才培養(yǎng)目標(biāo)有關(guān)，短期內(nèi)還無法改變。

第二，武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院在專業(yè)基礎(chǔ)課程中開設(shè)的課程較多，涵蓋了今后專業(yè)學(xué)習(xí)中必備的基礎(chǔ)知識，知識體系系統(tǒng)、完備。當(dāng)然，學(xué)生投入到其中學(xué)習(xí)的時間和精力也更多。澳方在專業(yè)基礎(chǔ)課程的設(shè)置方面相對較少，學(xué)時也不多，特別體現(xiàn)在物理、化學(xué)、機(jī)械、電子類基礎(chǔ)課沒有單獨(dú)開設(shè)，材料專業(yè)基礎(chǔ)所涉及知識點(diǎn)在不同課程中僅有不同程度的體現(xiàn)，雖然專業(yè)基礎(chǔ)體系不系統(tǒng)，但學(xué)生在需要時可以通過自學(xué)掌握。

第三，課程學(xué)分設(shè)置方面，莫納什大學(xué)將每門課設(shè)置為6學(xué)分，每學(xué)期4門課，共計(jì)24學(xué)分，學(xué)生在每學(xué)年學(xué)習(xí)任務(wù)量均衡，也方便學(xué)分制的管理。武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院近年來開始實(shí)施學(xué)分制改革，各門課程根據(jù)學(xué)時不同，學(xué)分也不一樣，從0.5學(xué)分、1學(xué)分到4學(xué)分不等，這給學(xué)分制管理帶來了巨大的不便。“學(xué)分制改革首先是課程的改革?！卑拇罄麃喒こ淘涸菏?、莫納什大學(xué)材料系程一兵教授介紹經(jīng)驗(yàn)時說。

第四，在莫納什大學(xué)，學(xué)生接觸專業(yè)時間比我校早，這也是國外大學(xué)課程設(shè)置的一個共同點(diǎn)[5]。在第二學(xué)年，我院學(xué)生還在學(xué)習(xí)學(xué)科大類課程、專業(yè)知識基礎(chǔ)的同時，澳方就開設(shè)了功能材料簡介、聚合物和陶瓷I、材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系、生物材料I等專業(yè)課程。學(xué)生較早地接觸到專業(yè)知識，對培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣、幫其規(guī)劃今后的專業(yè)學(xué)習(xí)方向等均有益處。

第五，課程設(shè)置方面，莫納什大學(xué)與國外其他知名大學(xué)一樣，秉承科研促進(jìn)教學(xué)的理念，將本單位最新、最權(quán)威研究成果轉(zhuǎn)換到本科教學(xué)課程體系中[6]。例如，莫納什大學(xué)材料系教學(xué)團(tuán)隊(duì)在有色金屬冶煉、加工、腐蝕與防護(hù)、生物材料等研究領(lǐng)域在全球享有盛譽(yù)，因而在課程設(shè)置上開設(shè)了合金加工、設(shè)計(jì)與選擇、腐蝕：機(jī)理與防護(hù)、生物材料I、生物材料II等，讓學(xué)生在本科學(xué)習(xí)階段有機(jī)會與國際上最新研究成果接觸，擴(kuò)大學(xué)生的視野[7]。反觀我院課程設(shè)置，更多考慮到學(xué)生到社會上應(yīng)具備哪些專業(yè)技能，適應(yīng)市場的需求。本科生在常規(guī)課堂上較少接觸到教師們的最新研究成果。

第六，澳方非常重視學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。英國《泰晤士高等教育》世界大學(xué)排名中一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)是雇主排名，即世界500強(qiáng)用人單位對畢業(yè)生能力的評價。動手能力是這些企業(yè)非?？粗氐囊豁?xiàng)指標(biāo)。除了上述實(shí)驗(yàn)課程、工程類專業(yè)課程外，莫納什大學(xué)還為學(xué)生實(shí)踐提供了許多便利條件，如實(shí)驗(yàn)室24小時開放、提供企業(yè)帶薪實(shí)習(xí)、假期帶薪參與教師課題研究等。

第七，同樣基于科研促進(jìn)教學(xué)的原因，莫納什大學(xué)在課程體系調(diào)整方面也比我校頻繁，當(dāng)教師隊(duì)伍調(diào)整、新的研究成果出臺，都會導(dǎo)致課程的調(diào)整。對比澳方近些年來的課程結(jié)構(gòu)，在專業(yè)課和專業(yè)選修課方面調(diào)整都比較大。

第八，在課程教學(xué)的實(shí)施上，澳方與我院也有很大的不同。首先體現(xiàn)在教學(xué)大綱的制定，我院大綱中需明確教學(xué)目標(biāo)、每節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時分配、重點(diǎn)和難點(diǎn)、習(xí)題、參考書等；澳方的大綱只有課程摘要和課程目標(biāo)，相對靈活，教師可根據(jù)自己的特長來組織教學(xué)。課堂教學(xué)學(xué)時也有顯著差異，以我校材料科學(xué)基礎(chǔ)為例，72理論教學(xué)學(xué)時，4.5學(xué)分。莫納什大學(xué)每門專業(yè)課6學(xué)分，理論教學(xué)學(xué)時僅為30，實(shí)驗(yàn)學(xué)時18。30學(xué)時的理論教學(xué)中，授課20學(xué)時，另有10學(xué)時為研討課，學(xué)生課外往往需要投入60～120學(xué)時，才能順利獲取該門課程的學(xué)分。

四、改革探索

課程體系設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，高等學(xué)校課程體系設(shè)計(jì)一般遵循以人為本、強(qiáng)化通識教育、突出素質(zhì)培養(yǎng)、注重綜合思維等原則[8]。通過中澳材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系比較可以看出，兩者在課程設(shè)置上均不同程度地體現(xiàn)了上述原則。然而，在學(xué)生專業(yè)興趣培養(yǎng)、工程實(shí)踐能力培養(yǎng)、科研促進(jìn)教學(xué)、課程管理等方面，我們和世界一流大學(xué)相比還存在一定差距。針對我校現(xiàn)行課程體系的不足，對我校今后材料科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案進(jìn)行了調(diào)整，如表3所示。

表3　武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系改革

第一，通識課程與課外學(xué)分屬于全校統(tǒng)一開設(shè)及安排，為保證與學(xué)校同步，將其保留不作調(diào)整，同時將學(xué)校統(tǒng)一實(shí)施的軍事訓(xùn)練、機(jī)械制造工程實(shí)訓(xùn)也納入通識課程體系，總學(xué)分48。第二，學(xué)科大類課程學(xué)分調(diào)整為64，專業(yè)課程學(xué)分調(diào)整為68，每門課程調(diào)整后學(xué)分均為4，對于學(xué)時、實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行統(tǒng)一要求，便于學(xué)分制管理。第三，調(diào)整前學(xué)生在學(xué)科大類課程和專業(yè)課程中共計(jì)修課40門，調(diào)整后為33門，總學(xué)分相當(dāng)，一些內(nèi)容相近的課程進(jìn)行了合并，如無機(jī)化學(xué)包括了原來的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分。第四，加強(qiáng)第一學(xué)年和第二學(xué)年的專業(yè)知識學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣[9]，將以前的專業(yè)導(dǎo)論(1學(xué)分、16學(xué)時)、材料概論(2學(xué)分、32學(xué)時)均調(diào)整為4學(xué)分。第五，不再單獨(dú)設(shè)置“集中性實(shí)踐”環(huán)節(jié)，電工電子實(shí)習(xí)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練納入各自課程體系。認(rèn)識實(shí)習(xí)與專業(yè)實(shí)習(xí)合并為認(rèn)識與專業(yè)實(shí)習(xí)，畢業(yè)論文由以前的第8學(xué)期拓展到第7、8兩個學(xué)期，學(xué)生將有更多的時間深入實(shí)驗(yàn)室，提高其動手能力。第六，調(diào)整后學(xué)生每年修習(xí)學(xué)分控制在24學(xué)分左右，各學(xué)期學(xué)習(xí)任務(wù)量搭配均衡，避免了現(xiàn)在前緊后松的現(xiàn)象。

教學(xué)質(zhì)量的提高不僅僅依賴課程體系的構(gòu)建，這里所提出的改革方案還只是一個初步構(gòu)想，課程的改革才是保證培養(yǎng)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素。課程體系的改革雖不能全部解決教學(xué)質(zhì)量提升問題，但可以為課程教學(xué)指明改進(jìn)方向和提供改善的思路。后續(xù)的研究應(yīng)當(dāng)包括課程內(nèi)容的優(yōu)化、組合，教學(xué)過程的組織等[10]。

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(責(zé)任編輯李世萍)

*收稿日期2015-11-03資助項(xiàng)目武漢理工大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目“材料科學(xué)與工程培養(yǎng)大類課程體系國內(nèi)外比較研究與改革探索”(項(xiàng)目編號：20134079213337).

作者簡介張覃軼(1972-)男，湖南石門縣人，副教授，博士，主要從事材料科學(xué)、工程教學(xué)與研究.

中圖分類號G642.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

Comparison and Its Reform Exploration on the Curriculums of the Materials Science and Engineering in Australia and China

ZHANGQin-yi，SUNWei，LIYuan-yuan，ZHUQian-bing

(School of Materials Science and Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan，430070，China)

Abstract：The materials science and engineering in Wuhan University of Technology(WUT) is the key national discipline in China.In 2014，the pilot academy of Materials Science and Engineering was established in WUT and higher training objectives were issued.The curricula of the materials science and engineering both in Wuhan University of Technology and Monash University are compared from the curriculum structure，curriculum content，and curriculum implementation，etc.The new curriculum of the materials science and engineering in WUT is drawn out，and it makes a reform exploration based on the above analysis.

Keywords：materials science and engineering；curriculum system；reform