我国高校本科“材料性能”开课现状

摘 要 ：“材料性能”课程是高校本科材料科学与工程专业的基础课,也是学生毕业后从事材料相关工作所必须掌握的理论知识和技能.为了探讨我国高校本科“材料性能”的开课现状,推进我校该课程的建设工作,对国内部分高校进行了调查研究.通过所得的信息分析了国内“材料性能”课程建设中存在的问题,并对其进行了深入的思考,提出了相应的建议.

关 键 词 ：材料性能；调研；现状；建议

作者简介：张骋（1963-）,男,山东莱芜人,上海应用技术学院材料科学与工程学院,教授；丁学强（1989-）,男,山东青岛人,上海应用技术学院材料科学与工程学院硕士研究生.（上海 201418）

基金项目：本文系上海市教委2011年度重点课程建设项目——材料性能的研究成果.

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0133-02

“材料性能”是材料科学与工程专业的核心专业课程,同时也是一门技术性实用性很强的专业基础课.[1]课程讲授内容涉及材料的各种性能,包括力学性能、热性能、光性能、磁性能、电性能等.课程旨在让学生通过学习掌握各种主要性能的基本概念、物理本性、影响因素及主要性能指标；了解生产过程、材料结构与材料性能之间的关系；基本掌握改善或提高材料性能指标、充分发挥材料性能潜力的主要途径.同时使学生对材料性能的测试原理、方法及相关仪器设备有所了解,以培养学生具有合理的选材用材、开发新材料的必要的基础知识和基本技能.[2]本文通过对全国部分高校进行调查研究,比较当前我国主要工科院校本科“材料性能”相关课程的开课现状、分析存在的问题并提出相应的建议,推进上海应用技术学院（以下简称“我校”）的“材料性能”课程建设工作.

一、调研对象与方法

1.调研对象

共调研了59所国内高校,包括部分985院校和一些材料类专业开设较好的高校,比如：清华大学、上海交通大学、华中科技大学、吉林大学、四川大学、中南大学、西北工业大学、北京科技大学、武汉理工大学、南京理工大学、上海大学、昆明理工大学、青岛科技大学等.

2.调研方法

（1）资料搜集.采用网上信息采集和询问在校师生并用的方法.网上信息采集主要是访问各高校网页,查找本科生培养计划和课程表,获取各高校此类课程的开课专业、课程名称、开课学期、学时、使用教材.

（2）数理统计.将调查数据进行归纳,完成相关的统计分析.

二、结果与分析

1.“材料性能”相关课程的开课情况

从图1可以看出,在调查的高校中有49所高校开设相关课程,占总数的83.05%,未开设相关课程的高校占16.95%.其中985高校占开设相关课程总数的44.07%；其余高校占开设相关课程总数的38.98%.由此可以看出,国内高校大多都开设“材料性能”相关课程.

2.“材料性能”相关课程开课学期

从表1可以看出,在通过调研获得开课学期的高校中,有84.85%的高校选择在大三学年开设此类课程,只有15.15%的高校选择在第四学期或第七学期开设此类课程.在985高校中有81.82%的高校在大三学年开设此类课程,其余高校中有90.91%的高校选择在大三学年开设此类课程.由此可以看出,大多数高校对于此类课程建设的设想是相同的,即在充分学习基础大类专业课的基础上学习材料性能相关课程.只有很少的高校在第四学期或第七学期开课.在第四学期开课,学生要同时学习几门专业基础课,学习任务较重,可能对于大量知识的掌握不牢固,不能很好地运用.在大三学年开课是大多数学校的选择.此时,刚刚授完“材料科学基础”和“材料力学”等基础大类课程,为学生学习材料性能相关课程做好了知识的铺垫.但是在大三学年学生的上课积极性和学习主动性下降,课上学习效率不高,特别是在第六学期开课时学生面临考研复习的压力,上课效果不好.

3.课程面向专业及开设课程种类

在开设材料性能相关课程的高校中,有32所学校将相关课程作为材料科学与工程大类专业的基础课程,占开课学校的54.24%,其余学校开设的课程具有针对性,是特定方向的相关课程,比如厦门大学无机及金属方向的“材料物理与力学性能”；上海大学金属材料工程专业的“金属物理性能”和“金属力学性能”等.有8所学校开设“材料性能”,其余开课高校大多将此门课程分成材料物理性能和材料力学性能分别授课,或者只讲授其中之一.由此可以看出,虽然材料性能相关课程基本每所学校都上,但是并不是每所学校将两种性能都看重.比如有的学校的材料专业前身是金属材料专业,那么在建设材料性能学相关课程时会突出或者只讲材料的力学性能.

4.“材料性能”相关课程的开课学时

在开设相关课程的高校中只有4所高校的相关某一课程的学时少于32学时,都是实验课.其余高校的相关课程都不少于32学时,材料的物理和力学性能全部授课的总学时不少于54学时.“材料性能”是一门理论性和实践性很强的课程,其内容宽泛,知识抽象,难懂难记.只有在保证充足学时的前提下,老师才能讲解清楚,学生才能很好地掌握.

三、结论和建议

1.结论

“材料性能”属于材料科学与工程一级学科主干专业课.它的任务是让学生通过学习“材料性能学”,进一步掌握材料的各种性能及其与成分和结构的关系,掌握改善或提高材料性能指标、充分发挥材料性能潜力的方法,掌握材料或机件失效的基本分析方法,从而使学生具备必要的材料类知识和技能.此类课程是材料类学生的必修课程,可以为学生以后的进修打下牢固的基础,对于各高校建设好材料专业不可或缺.但是从调查的结果看,我国高校此类课程建设还存在一些问题,比如：大多数学校只对定向专业的学生讲授此类课程；实验内容单调,不能及时开设相对应的性能测试实验项目,影响教学效果. 2.建议

（1）对教学大纲进行修订.对于一部分高校,材料性能的讲授往往注重于某一性能或某一特定专业方向（无机非金属材料、金属材料等）,不能涵盖所有的材料性能.为了满足大类教学的需求,选定的教材应既能包含所有材料性能的基本知识、基本理论,又能起到抛砖引玉、引导提高的作用.[3]同时各高校要结合本校材料专业的传统优势和特点,合理分配各性能的授课学时.另外,“材料性能”中涉及到高分子材料相关性能的较少,为了提高这个方向的学生的学习积极性,可以在本课程中相应增加高分子材料相关基础内容或者预先开设高分子材料的基础课程.

（2）更新和完善教学课件.近些年,材料科学与工程发展迅速,表现为：传统材料不断改进和完善,新材料竞相问世.[4]此时如果还一味的按照教材的知识讲授相关性能将不能满足教学要求,这就要求授课老师关注材料发展动向,将出现的最新进展和各种先进性能引入课堂.此外,将材料性能学的授课内容与与历史上的重大事件和事故相结合,与任课老师的科研生产经历相结合,激发学生的学习兴趣.[5]

（3）合理组织教学队伍.一支职称、学位、专业方向及年龄结构合理的教学队伍是教学成果和课程建设质量的重要保证.[2]“材料性能”课程所涉及的知识广泛,只靠一位教师教授已不能满足教学需求,因此需要建设一支由各个专业教师组成的教学团队,在授课内容上各自发挥所长.

（4）改进实验教学.实验教学的目的是使学生能够更好地理解和巩固所学知识,对于理工科的专业尤为重要.[6]课程建设中要不断完善实验教学内容,使之与学生所学知识相对应.各高校的实验条件不尽相同,可以根据学校实验中心所拥有的实验设备对所开设的实验项目进行优化,以求尽可能地包括“材料性能”教学内容所涉及的全部“性能”.