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关键词: 研究生培养;材料科学与工程;化学
材料是人类文明与社会进步的物质基础与先导,是实施可持续发展战略的关键;材料技术是现代高科技与新经济的三大重要组成部分,在以高科技为主要特征的知识经济时代,世界各国在产业政策、科学研究、教育与人才培养等方面都给予了材料科学重点支持、优先发展的政策。随着我国社会经济和科学技术的发展,对材料科学与工程专业人才的知识结构与实践能力提出新的要求,因此,高校材料科学与工程专业人才培养方案需要做出相应的调整,以满足社会经济发展对材料科学与工程专业人才的需求。
我国材料科学与工程教育改革迅速发展,几乎全国所有设有材料专业的院校均已不同程度地参与了材料科学与工程教育改革,借鉴欧美诸国材料科学与工程教育模式与体系,培养模式由“专业培养”向“学科培养”发展,从狭窄的专业教育向全面的素质教育转变,从钻研狭窄的单科教育向建立工程意识教育转变;同时,吸收欧美国家的“材料学科共同基础知识”作为重要的教学内容,课程设置从学科式课程向整合式课程转变,专业课程从中心地位向载体地位转变,课程内容从以学科发展为中心向以培养学生为中心转
变[1]。总体来说,我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束,向其它专业甚至其它一级学科渗透。在这样的背景下,深化我校材料科学与工程领域人才培养方案的改革成为必然的选择。
一、国内材料与化学学科研究生培养现状分析
调研对象为国内“985”高校的材料与化学学科研究生最新培养方案,学科涵盖材料科学与工程、化学两个一级学科,材料学、材料物理与化学、材料加工工程,高分子化学与物理、应用化学五个二级学科[2]。调研结果分析表明,国内高校材料与化学学科研究生培养方案中,课程设置具有如下特点:
(1)除了政治、英语、数学等公共必修课外,课程设置的基本模式为:专业基础课+专业选修课(包括必修的学术活动、专业外语等)。
(2)专业基础课的数量少,且必修,或者提供少量课程供选择;所设课程都为各方向的基础和共性的理论、测试方法、制备技术和实验技能等。
(3)专业选修课根据各自的研究方向提供很多课程供选择。大部分学校开设的专业选修课都在10门以上,如天津大学为材料学硕士生开设了24门专业选修课;哈尔滨工业大学分别为材料科学与工程硕士生和博士生开设了35门和14门专业选修课;上海交通大学为材料学、高分子化学与物理和应用化学博士生都开设了20门专业选修课;南京大学为应用化学硕士生开设了26门专业选修课。
(4)对学术活动(读书报告、参加学术会议、听学术讲座)、前沿进展或专题研讨、外语文献阅读提出了越来越高的要求和标
准[3]。几乎所有高校都将上述课程列为必修,并对其考核标准提出了更高要求。如哈尔滨工业大学规定研究生参加跨学科学术讲座5次,并在全系范围内做学术报告2次(其中至少1次使用外文),并鼓励参加国际学术会议。
(5)各高校均倾向于按一级学科设置课程[3,4]。如中南大学、浙江大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、清华大学等均按材料科学与工程一级学科设置了硕士生和博士生的课程体系;四川大学、华东理工大学、北京理工大学、南开大学等按化学一级学科设置了高分子化学与物理、应用化学的硕士生课程体系。
(6)规定或鼓励跨学科修课,以提高综合素质,拓宽知识面和优化知识结构。
二、我校材料学科研究生培养现状分析
我校材料类人才培养源于1953年成立的哈尔滨军事工程学院“金工金相”专业,至今已有55年的办学历史。随着“哈军工”主体南迁长沙,学校原专业体系进行了相应的调整,材料类与化学类合并组建材料工程与应用化学系,先后开设了“金属材料”、“复合材料”、“军用材料工程”、“应用化学”等专业,为国家和军队培养了大批优秀的高级技术人才。
随着高新技术发展对材料科学与工程人才培养需求的变化以及国内外材料科学与工程教育改革的不断深入,我校材料学科研究生的培养现状越来越不能适应新的历史条件下国民经济发展和军队现代化建设对材料科学与工程专业高级人才的需要,突出表现在如下几个方面:
(1)按二级学科设置培养方案,与学科交叉融合的大趋势不相适应。我校材料类研究生培养按“材料学”、“材料物理与化学”、“材料加工工程”3个二级学科设置培养方案,此外,还有“高分子化学与物理”、“应用化学”、“军事化学与烟火技术”3个化学类二级学科硕士点,涉及6个二级学科,分布在“材料科学与工程”、“化学”、“化学工程与技术”、“兵器科学与技术”4个一级学科中。而近年来,随着我校材料学科与化学学科相互交叉融合,逐渐形成了以化学基本原理为学科基础,材料工程为专业方向的特色学科体系,涵盖结构材料(耐高温与轻质复合材料)、功能材料(光电功能材料)、材料化学(电池能源材料)、军事化学(含能推进材料)4个特色学科方向。上述6个二级学科交叉融合于这4个特色学科方向中,且各二级学科间的界限逐渐模糊,如结构材料方向不仅具有“材料学”的学科属性,还具有“材料加工工程”与“高分子化学与物理”的部分学科属性。因此,这种按二级学科设置的研究生培养模式不再代表我校材料学科特色学科方向发展。
(2)专业方向划分过细,不利于教学资源的合理配置。我校材料与化学类6个二级学科硕士点涉及的研究生培养专业方向达19个,而每年的招生规模小于40人(2008级博士研究生13人,硕士研究生25),并且培养规模有逐年减少的趋势,这样每个专业方向年招生规模在2人左右。这必然带来两个方面的弊端:一是要开设数量众多的专业课程(如每个专业方向开设1~2门专业课程,则专业课程的数量达38门之多),而听课的学员可能只有1~2人,这既加重了教员的负担,又浪费了日益紧缺的教学资源;二是过多的专业方向不利于教学条件的建设。
(3)课程体系不够优化,不能满足跨学科培养的需求。我校自2004年开始暂停“军用材料工程”专业的本科招生计划,而材料学科又是我校的优势学科,所以本校“应用化学”专业的本科生绝大多数选择报考材料类研究生,呈现较普遍的跨学科培养现象。应用化学专业的本科生由于材料科学基础理论知识缺乏,必然会影响其研究生阶段的课程学习与后续的论文研究,而在培养方案的课程设置中并没有将材料学科共同基础知识作为主要的教学内容,反而是各类专业课程处于中心地位,这必然会制约人才培养的质量。此外,在课程设置中过于重视理论教学,而忽视了实践性课程教学,不利于学员创新思维与动手能力的培养。
三、我校材料科学与工程研究生培养方案的改革
在全国材料科学与工程教育改革的大趋势下,为了适应新的历史条件下国防和军队现代化建设对材料类专业高级人才的需要,结合我校材料学科与化学学科交叉融合的学科特点,开展材料科学与工程研究生培养的改革,包括人才培养模式、课程体系、实践性教学环节等内容。主要工作体现在如下几个方面:
(1)突破学科界限,按一级学科组织人才培养。顺应国内外材料科学人才培养改革的主流,突破材料与化学学科界限,按一级学科的模式组织人才培养,不再按二级学科进行区分,而是按“大材料”的思想,下设“结构材料”、“功能材料”、“材料化学”、“军事化学”4个特色学科方向。在课程设置上,摒弃材料与化学相互独立的模式,跨材料科学与工程和化学两个一级学科设置课程体系,将材料与化学共性的基础理论作为基础课程的主体,突显材料与化学的交叉融合。具体课程体系结构如表1所示。
上述课程体系的构建是基于材料与化学学科的内在关联性,将化学定位于材料的基础学科,而材料学科定位于化学学科的工程化方向之一。因此,材料与化学类研究生完全可以采取大学科群培养模式,跨材料和化学两个一级学科设置课程体系,完全打通材料与化学课程,不再区分学科门类。这种培养模式虽然在国内同类高校中还不曾采用,是一种培养模式的创新;但和国内众多重点高校鼓励研究生跨一级学科选修课程的精神是相符的。因此,材料与化学大学科研究生培养模式应该是一种有益学科融合,增强研究生学科基础知识的不错选择。
(2)优化课程体系,强化实践性教学环节。按照学科知识体系优化设计研究生课程,课程体系和内容的设计力争做到体现学科内涵、学科基础和学科前沿。在专业课程设置上,大幅压缩专业课程数量,有针对性地开设高水平专业课程,实现专业课程从中心地位向载体地位转变。〖JP2〗如表1所示,每个学科方向限设专业课程3~4门,且可以跨学科方向选修。在教学内容的编排上,充分考虑“复杂电磁环境”等信息化条件下联合作战的重大需求,用科学技术进步、军事训练和武器装备发展的最新成果充实更新教学内容,如将《功能材料》课程改造成《信息功能材料学》,增设《伪装隐身技术》、《生物材料学》、《含能材料性能计算原理》等课程。〖JP〗
在实践性教学环节方面,注重研究生动手能力的培养,除开设大量的课程实验外,还增加了《高等合成化学实验》和《材料制备实验》2门实验课程。在实验内容的选取上紧密结合我校科研特色,如聚碳硅烷制备与有机硅树脂合成实验、C/SiC复合材料制备与聚合物复合材料构件制备实验、功能陶瓷材料制备与性能表征实验等。这不仅培养了研究生综合应用所学知识解决实际问题的能力和创新精神,而且使研究生提前熟悉科研设备,对后续科研工作的开展也是大有裨益的。
(3)强调自学和研讨,强化研究生学术活动。突出强调研究生的自学能力,要求研究生参加各种学术研讨活动,且明确参加学术会议、学术讲座、专题研讨等学术交流活动的等级和次数要求,如博士研究生必须参加不少于20次(硕士研究生为10次)的学术交流活动(其中至少有4次为跨学科交流活动),本人至少主讲3次。至少应参加一次国际学术会议或全国性高水平学术会议并。并要在参加每次学术交流活动后,撰写不少于500字的总结报告。同时强化研究生文献查阅能力,明确要求博士研究生在开题报告前应至少全文阅读相关技术文献资料80篇(硕士研究生为50篇),其中外文文献资料不少于阅读总量的1/2,达到熟练的文献检索和综述能力,能够对文献进行分析总结,提出该研究方向的发展动态和发展潜力以及需要进一步研究的关键问题,并写出不少于7000字的文献综述报告。
四、结束语
我校材料科学与工程学科通过本轮人才培养方案的改革,基本理顺了人才培养与学科建设的关系,达到了更新人才培养观念、优化课程体系、改善创新环境与增强自主学习之目的。但人才培养的改革是一项长期的工作,需要持续不断地创新与实践,才能永保人才培养方案的科学性与时代性。
[参考文献]
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[3] 藏兴兵,赖小莹.研究生创新能力培养路径探析[J].中国高教研究,2007,(3).
[4] 董兵海,王世敏.材料类专业人才培养方案及课程体系改革的探索与实践[J]. 湖北大学成人教育学院学报,2008,(2).
关键词:科研成果;创新实验;教学体系;教学成果
中图分类号:G642.423 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)19-0274-02
一、引言
材料科学与工程专业是一门以实验为基础的学科。材料专业的实验教学多以验证型实验为主,学生严格按照实验指导书进行实验,难以激发学生的兴趣及创新性思维。科研过程具有探索创新性,而科研成果又具有前沿性,所以高校人才培养中,应该利用科研来促进教学,尤其是实践教学。将科研中最新的理论及技术,转变为适合实践教学的知识及技能,在教学中可以有针对性地培养学生的科研意识及能力,从而将科研促进实践教学,成为提高学生创新能力与实践能力的有效途径。作者针对哈尔滨工程大学材料学科服务于船舶及海洋研究的特点,结合实验中心设备及人员条件特征,建立了以科研促进开放型材料创新实验的教学体系。
二、实验项目的开发
(一)实验项目的调查研究
哈尔滨工程大学材料学研究以船舶与海洋应用方向研究为主,其他研究为辅,主要研究领域包括超轻材料与表面技术、海洋先进材料、高性能金属材料、表界面科学与技术、海洋工程金属材料、微纳新材料及生物医用材料与工程等,涉及船舶及海洋用材料的开发、性能及应用等方方面面。目前材料实验教学中心拥有材料科学基础、材料测试、材料计算、材料物理、材料制备及表面工程技术实验室,所有实验室面向全校开放,充分满足教学及科研的需求。
通过学习国内外大学在学生创新实践以及综合能力培养方面的成果经验,并研究其实验内容、实验方法及实验手段,结合我校材料学科研究内容及发展方向和实验中心自身情况,将科研中具有前沿性、创新性、实用性及可行性的内容,引入到材料创新实验中来。由学生根据兴趣自主选题,自主完成实验方案及过程设计,并自主完成实验过程及实验总结报告,指导教师只起到辅助、协调和技术监督的作用。实验成果可以以报告及实物等多种形式给出,为大学生取得科技成果及发表科技论文提供实践依据,从而将科研引入到教学,实现实验课程的开放性及创新性。
(二)实验项目基本情况
实验中心与各研究所合作把教师最新科研成果引入实验项目中作为实验素材。结合实验人员的专业水平,提炼、选择相适应的理论和成果,规划设定出实验的方向和内容。学生以自由组合的5―7人项目组来完成项目。项目组将采用合适的材料科学与工程模型,通过比较研究材料设计、加工及性能之间的关系提高学生对材料科学的理解,培养学生工程创新及科研业务水平。每个项目组由实验中心指派指导教师一人,实践指导将通过口头交流、研讨会以及多媒体交流等方式完成。
考虑到学生已经具备材料科学基础知识及基本的加工、计算、分析测试知识,并进行过基本的材料实验技能训练,实验项目设定应具备模拟计算、加工以及分析测试等多个材料科学研究手段。但根据实际情况,只要设计有理有据、实验真实可信、过程完整,允许实验结果不够理想。结合学校材料学科研究方向,制定了几种实验项目,其中实验项目应根据最新的科研成果、具体实验室资源及科研方向,进行及时的调整。下面列出了其中五种实验项目:(1)“淬火钢回火转变的电阻及组织研究”,采用目前研究的发动机用淬火钢,对其回火^程中的组织转变及电阻变化过程进行建模并利用热力学软件进行模拟,同时对试样进行淬火及回火处理,并对回火后的组织、物相及电阻进行分析,结合模拟结果,研究淬火钢回火转变的电阻及组织转变;(2)“结构材料失效的预测及分析”,以目前研究的船用结构钢为研究对象,首先对钢材失效分析的基本路径进行规划,然后通过实验对宏观断口、微观断口及夹杂进行分析,同时通过建模,利用有限元软件对钢材的失效过程进行模拟,最后结合测试及模拟结果,实现对结构材料的失效进行预测及分析;(3)“材料盐雾腐蚀及防护研究”,针对船用铝合金容易受海水腐蚀使材料失效的特点,以船用铝合金为研究对象,建立材料盐雾腐蚀过程模型,通过正交试验对材料进行盐雾腐蚀试验,然后对腐蚀后的材料进行表面形貌、失重及腐蚀类型等分析,结合盐雾腐蚀模型,研究材料的盐雾腐蚀过程,同时给出防护措施;(4)“镍基合金涂层的制备及性能分析”,针对镍基合金涂层具有耐磨及耐冲蚀等特征,利用激光表面熔覆方法在不锈钢表面制备镍基合金涂层,并对涂层进行热处理,研究涂层的显微组织、表面化学成分及相组成,并分析涂层的摩擦磨损性能及冲蚀性能;(5)“镁合金固溶及时效组织与性能研究”,以生物医用镁合金为研究背景,设计具有生物相容性的镁合金,并熔炼所设计的镁合金,同时对合金进行轧制及热处理,研究合金的显微组织、物相、力学性能、生物相容性及生物降解性能。
以上项目设计均考虑到时间和资源限制,项目尽量避免采用超出实验室能力的材料、加工以及测试方法,所有实验能够在实验中心完成。项目涉及文献调研、计划、实施、报告等比较全面的研究内容。同时,要求学生在进行实验前,必须提供包括详尽的实验计划的可行性报告,由指导教师批准后方可开始实验。项目组在实验过程中进行不少于两次阶段性报告会,其中一次为英文报告会,报告会主要针对实验进展、最初实验设计的合理性与调整思路。要求有多媒体汇报并且小组成员应轮流担任汇报人,最终须有结题报告及汇报。通过完成实验项目的形式,使学生对材料学专业基础知识有了更深入的理解,同时提高科研水平及创新能力。同时,实验与大学生科技创新体系互动,实验室完全对学生开放,允许学生把创新中的成果作进一步的深入实验,或把实验研究项目列入到大学生创新项目中。
三、科研成果引入到材料创新实验的成效及思考
材料学专业,将教师在科研中的成果引入到大学生创新实验教学中。材料创新实验项目的选题基本来源于教师的科学研究和技术开发项目,结合了学校研究方向上的优势,创新性和专业性更强,全面培养学生的材料学研究基本技能及手段。学生通过材料创新实验的训练,研究能力和独立思考能力明显提高。材料创新实验项目取得了许多科研成果,有些实验项目参加了校级、省级的科研创新大赛,并取得优异的成绩,有的实验项目(例如“镍基合金涂层的制备及性能分析”)甚至发表了学术论文,培养了学生的科研能力和科研信念,这些为学生今后从事科研工作打下了坚实的基础。
材料新实验将传统单一、验证性实验转变为综合的创新性实验,并且对实验内容、手段和条件进行了更新,也取得了一定成果,但目前材料创新实验还存在一定的不足,具体表现在:一方面,实验教学中心虽然对学生全面开放,但实验设备和人员资源毕竟有限,使学生一些更好的想法受到限制;另一方面,对于本科生来说,由于受到专业基本知识的限制,不能够更深入地了解一些正在研究的课题,使实验项目的选择受到限制。针对以上问题,实验中心准备加强与学院各研究所及理论课教师之间的联系,通过开放研究所实验设备,以及研究人员进行专题讲座或介入指导学生实验的方式来进行教学,建立实验中心与研究所合作的方式,如果可能,可以通过建立跨学科的方式,加强学生对实验项目的理解,同时使材料创新实验达到真正的全面开放,更好地为学生服务。
四、结束语
以科研为背景,将教师的科研项目引入到材料创新实验教学中,结合学校资源,制定合理的实验项目,并指导学生完成实验内容,通过实验过程,培养学生综合运用知识的能力及勇于探索的开拓精神,优化实验教学内容的同时,也为建设高质量实验教学等方面起到积极的推动作用。在实践教学过程中,还需要进一步探索和总结,通过多种形式把最新的科研成果引入到实验教学中,使材料创新实验获得更好的成效,进而提高实验教学质量及培养更优秀的创新型人才。
参考文献:
[1]李培根,许晓东,陈国松.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J].高等工程教育研究,2012,(3):1-6.
[2]林健.卓越工程师培养[M].北京:清华大学出版社,2013,6.
[3]何建云,周玮.大学生创新实验对实践教学的影响[J].科教导刊,2014,(12):188-189.
Use the Scientific Research to Improve Establishment of the Materials Innovation Practice Teaching System
ZHANG Xu-ming,GE Deng-yu,CHANG Yun-peng,DING Ming-hui,HOU Le-gan,NIU Zhong-yi
(College of Material Science and Chemistry Engineering,Harbin Engineering University,Harbin,
Heilongjiang 150001,China)
南昌大学地处江西,江西有着非常丰富的铜、钨、稀土等矿产资源,经过几十年的发展,江西已经形成了从矿产开采、冶炼、再到加工的一套比较完整产业链。但江西金属企业多集中在产业链上游,利用高新技术生产高附加值产品的企业不多,特别是在铜、钨的深加工方面,无论是研究水平还是生产技术水平都与国外存在一定差距。由于缺乏相关专业人才使得江西省资源得不到充分的开发和利用,造成资源优势的浪费。作为中国高等教育的重点大学,南昌大学有义务也有必要积极培养与省情相适应的专业人才,将江西的资源优势转化为技术优势,为江西和国家的发展做贡献。然而此次调查发现,南昌大学虽然每年都培养出很多材料专业学生,但真正能进入到江西铜、钨和稀土领域的学生却很少。就目前情况来看,南昌大学虽然设置了大量的实践教学内容,但其实践教学体系研究内容相对比较分散,都是根据各个课程的特点开设一些实验课,没有形成比较系统的有针对性的实验实践教学体系。要改变这种现状,就需要对实验教学和实习实践进行有效的整合,开展富有江西资源和产业特色的材料科学与工程专业实践教学体系研究。通过本次对江西的资源特色和产业结构以及国内外著名大学实践教学模式的调查和研究发现,南昌大学可以从以下几个方面进行改进:
1.教学理念的转变发展着眼于省情,江西有着非常丰富的矿产资源,一方面,作为江西省教学和科研实力最强的重点大学,培养这方面的技术和研究型人才来服务于江西建设;另一方面,正因为有这种很好资源和产业的外在优势,南昌大学就应该充分的加以利用,在以后的研究和探索中形成自己独有的专业和技术优势。
2.课程设置方面首先,铜、钨生产和加工工艺都比较传统,学生在掌握好专业课的基础上完全可以自学;但稀土材料就不同,它涉及内容广泛,又自成一体,同时也是一门新兴学科,知识理论对本科生来讲还是有一定深度。为此,学校应该聘请在相关方面有深入研究的专家和教师,开设相关课程,教授学生相关方面的专业知识。其次,学校可以开设相关专题讲座,邀请一些大型企业的工程师或是技术人员进行定期或不定期技术介绍或给学生授课,这不仅可以促进学生对企业的生产过程、生产设备、生产技术以及产品的了解,也为将来的工作打下扎实的基础;同时也可以促进学生对专业知识的消化[3]。再次,学校应加强与国内外高校和研究所相关方面的交流与合作。
3.实验设置方面虽然实验课程较多,但就目前的实验安排来看,与本土优势资源相关的较少,实验设置可以向这方面有所侧重。
4.实践教学改进可借鉴麻省理工学院的实践教学模式。麻省理工学院(MIT)有一个本科实践机会计划(UPOP),它由三个阶段组成:第一阶段:安排一周富有挑战性的、集中而全面的学习培训;第二阶段:由两部分组成。前部分在春季学期雇方与学生的双向选择,达成协议后,双方签订协议。后部分为10—12周的夏季实践;第三阶段:参加由助教们安排的讨论会。讨论时学生必须提供一份报告并做答辩,答辩通过后得到3个学分。虽然UPOP实施的社会环境和实施方式与我们的实践教学大不相同,但它有以下几个方面值得我们借鉴:UPOP有一个专门的部门或者说是管理队伍负责UPOP协调、学生服务以及与校友联系等管理工作,这就保证了学生的实践活动能够顺利实施,如果过程中遇到问题也可以及时得到解决。所以我们的高校也需要设立相应的管理部门来专门负责学生的实践教学工作。在实习之前,管理部门要给学生安排一个集中培训,除了专业技能的培训之外,最主要的是训练他们的沟通与协作能力。学生的实践活动不一定局限于学校的统一安排,可以鼓励学生主动与企业联系,分小组实习肯定会比大批量人员的实习质量更好。无论是哪种实习方式,学生和企业一定要签订协议,以保障学生的安全和企业的利益不受损失。实习结束之后,学生为了得到学分,还必须从本学院找一位教师评阅实习报告和参加答辩,讨论整个实践情况。当然,在实践教学过程当中,除了可以参考以上几个方面,我们还应注意选择大型的正规的企业进行实习,这不仅可以较好的保证学生的人身安全,也可以让学生学到更专业更前沿的知识;同时我们还应该注重学生兴趣和爱好的培养,兴趣是学习的最大动力。
二、国内外大学材料科学与工程专业实践教学差别及其原因
着眼于世界,我们发现,美国,德国,英国,日本,澳大利亚等工业比较发达的国家,他们的高等教育尤其是工科教育水平远远超过其他国家。这与他们本国的国情、教学理念、文化等因素存在着密切联系。经过此次调查发现,他们的工科实践教学都具有以下几个特点:1、学生人数少,实践教学资源充足,实验室随时向学生和教师开放,而且学校会举办很多的学术交流活动。2、社会对大学生的实践实习活动非常支持,保证学生有大量的机会去培养自己的实践动手能力。3、对学生理论知识的培养较弱,更注重培养学生的动手能力和实践创新能力。4、重视学生兴趣和特长的培养,从事研究的教师和学生的专业素质相对较高。以上几点都是我国大多数高校所不具备的,其原因有多个方面:第一,高等工科教育受国情的制约和影响。虽然我国高校的实验教学资源比较完善,但由于学生人数多,就很难保证实验和教学质量;同时,人数多也不便于学生和实验设备的管理,所以我国大部分高校的实验室很难做到随时向学生和老师开放,这种现状导致的结果就是我国学生的实践动手能力和专业素质普遍不如发达国家的学生。第二,我国高校的实践教学得不到社会的足够支持。一般的中国企业都不太愿意接受学生在其单位实习,其原因是多方面的:一是现在我们还没有一套比较正规合作协议来保证学校和企业双边利益;二是学生实习必定会影响企业正常的生产工作,可能会损害企业的经济利益。三是企业担心自己的技术专利或科研成果外泄。第三,中国传统的教学方式———灌输式教学,虽然能够使我们的学生有较高的理论水平,但同时也使我们的学生缺乏自主学习的能力和实践创新能力。
三、我国未来实践教学的发展趋势
[关键词]材料学;科技查新;数据库
随着材料领域内的发展,我国必然会需求新的特定的科技查新。而且这些查新也越来越呈现复杂性和多样性。要解决这一问题,就必须提高查新服务的客观性、准确性、可靠性。查新机构及其工作人员只有充分认清查新工作在我国现代化建设中的重要作用,切实通过各种有效手段提高查新工作质量。才能推动我国科技查新工作不断向前发展.才能更好的为我国材料科技的发展服务。
1、科技查新活动特征分析
随着科学技术的发展和国家对科研项目的重视与扶持,辽宁省的科技查新数量与国内其它省份一样,呈现出逐年递增的趋势,这说明科技创新活动对查新工作的需求量处在不断上升的趋势,科技查新与政府的相关科技政策和科技投入有密切关系,科技查新可从侧面反映出一个地域的科技活动状态及发展水平。但是从空间分布看,各省之间乃至省内各地区之间分布极不平衡。我国的科技查新机构中有13个省(其中包括辽宁省)的年均查新量达到全国年平均水平,其中河北、广东、黑龙江三省的机构年均受理量分居前3位,远远高于全国平均水平;重庆、青海和则居于最后3位,远低于全国平均水平;而辽宁省则以沈阳地区占绝对优势,有63.07%的科技查新集中在此。这些均说明,经济发达、科技文化水平较高的地区,对科技创新和科技查新的需求更高,因此完成的查新量更多,即科技查新工作具有较强的地域性,科技查新数量的分布特征是由一个地区的科研和科技管理需求决定的,同时,又能在一定程度上反映各地科技查新工作服务于本地科技活动的能力。
2、材料学科技查新数据库的选择
材料学查新数据库选择的全面性包括4个层次:综合性文摘库为主,全文库为辅,Dialog系统作保障,充分利用互联网上免费的材料科学信息资源作补充。综合性文摘数据库在信息覆盖上更为全面,同时也收录跨学科、多学科交叉的科研文献。全文数据库虽然数据量有限,但在密切相关文献的判定上,全文数据库能让查新人员准确理解文章的内容,从而对课题做出最细致、准确的分析。再配合Dialog系统的数据库资源作为保障,互联网上免费的材料科学信息资源作补充,材料科学类的各种数据资源基本完备,为查新的质量提供了有效的支撑。“三大索引”是目前国内外公认的权威性数据库,其中SCI科学引文索引收录材料科学领域最为重要的科研成果的相关文献。EI工程索引侧重子工程学方面,主要应用于与材料学相关的一些交叉学科。如材料工程、纳米材料工程以及部分与材料学相关的化学、生物等。ISTP科技会议录索引侧重于会议文献,主要涵盖与材料科学相关的国际学术会议论文。CA化学文摘数据库收录了世界范围内有关生物化学、物理化学、无机、有机化学等许多有关化学及材料化工方面的科技文献。以上数据库基本涵盖了材料科学权威的科研成果,是材料学科技查新必备的重要数据库资源。科技查新需要大量数据库资源支撑,但是数据库价格昂贵,查新机构在保证购买查新基本数据库的前提下,需要充分利用网络的免费资源作为补充。
3、材料学科领域的查新对策分析
3.1保证查新项目技术客观性
在保证客观性的过程中,查新项目技术要点的说明也很重要。应当说明其基本原理、方法、背景资料、技术指标和结构特点,重点说明新理论、新方法、新材料、新技术,明确列出项目的创新点。例如材料领域的项目要使用产品配方、工艺过程、反应步骤、加工过程及条件等。在检索过程中由于检索方向等的选择,结果有很大差别,造成检索后往往有不同的结果。与此同时对委托方。还要进行必要的引导、启发,帮助科研人员挖掘出项目技术要点及创新点。同时在查新的受理过程中,应当与用户进行反复、细致的交流,以掌握查新内容的深度和广度,对于要求保密的项目技术。应在允许范围内了解课题或查新的内容,同时要向委托单位阐明其必要性,在整个查新过程中碰到自己不熟悉的课题应虚心、及时地向用户或专家请教,同时保持互相沟通,保证查新结果的客观性。
3.2保证查新过程的准确性
查新工作中经常会发现,用户把查新点定得太笼统。结果是查出文献一大堆,却无法下结论,这时才迫使用户通过分析比较,缩小范围,给出能真实反映自己工作的创新点。相反,也有的用户一下子列出许多个创新点,把查新点、创新点分得太细,使查新人员无法下手,这时需要进行分析,确定主要的创新点,删去一些次要的,文献中或文摘中不能反映、不能相互比较的内容。准确地表述科技查新点主要是用户的责任,但查新人员可在阅读其提供的资料和检索要求过程中提出意见,供用户参考。查新工作必须以文献为依据,因此周密地选择检索词和正确地制定检索策略,提高查准率和查全率就成为保证查新质量关键的一环。由于材料学在国民建设中的重要性,我国在材料新产品的开发和应用上投入了大量的资金和研究人员,目的就是为了促进国民建设的发展,提高国民的生活水平。在保证质量的同时也不能忽视发展的速度,因此科技研究人员和查新人员都要提高自己的查新意识,加强沟通,通过沟通使的双方都把握准查新要点,保证查新结果的准确性,避免重复性研究。
3.3保证查新过程的可靠性
可靠性是指把握好查新流程的各个环节和影响因素,保证查新报告正确无误和可以信赖。查新工作是指通过手工检索和计算机检索等手段,运用综合分析和对比方法,为评价科研立项、成果等的新颖性和先进性提供事实依据的一种公众性信息咨询服务工作。实际上是以查新报告的形式为科研管理部门和评审专家提供客观依据,因此查新报告应具有高度可靠性,要提高查新报告的可靠性,需抓好查新流程的每一个环节。在查新过程中,如果查新点的提炼不当,往往导致查新人员在选择检索词、制定检索策略时出现偏差,直接影响查新结论的可靠性和针对性。比如目前应用前景比较广泛,研究比较热的纳米材料,由于纳米材料品种繁多,而且不同组成的纳米材料性质之间存在很大差异,因此要求查新人员要具备比较扎实的专业知识的同时也能对这些比较前沿的科学有比较系统的了解,在工作过程中选对关键词,把握住创新点,以保证查新报告的质量和查新结论的可靠性。
4、结束语
随着材料科学科技查新数量的增多,建立一套科学、规范、统一的科技查新基本数据库选库标准体系,是保证科技查新质量和提高查新效率的前提。本文提出材料学科技查新数据库的选库标准:全面性、权威性、时效性和经济性,以综合性文摘数据库为主,全文数据库为辅,Dialog系统作保障的选库原则,是笔者从事材料学科技查新工作的工作体会。希望借此抛砖引玉,引起科技查新同行的广泛讨论,尽快建立一套科学有效的选择标准,从而切实提高科技查新质量。
参考文献
“互动探究”即选择具有探究价值的质疑问题,组织学生进行互动探究,教师要为互动探究提供材料支撑和方法指导,要注意面向全题学生,注意因材施教,分层指导,尊重学生人格,鼓励大胆质疑,体现民主、平等、和谐的课堂教学氛围。大家都知道,科学课上,没有实验材料,就没有探究。小学科学课堂中互动探究所用的材料涉及到很多问题,只有解决了这些问题,我们才能开始进行有效的互动探究。
一、材料明确的指向性是互动探究的物质基础
如果呈现在学生面前的是一堆杂乱无章、与探究对象无关或是与探究对象联系不够紧密的材料,那么,学生会一头雾水找不着北。因此,我们提供给学生的材料应有明确的指向性,就像打仗时子弹要去的地方是敌人的心脏而不是帽子上的羽毛。要使材料具有明确的指向性,还必须先剔除探究实材料中多余的、与本课内容无关,影响当前课堂探究的材料和仪器,再用预先验证法对选择和改进的材料在使用前进行科学验证,最后还要用比较和筛选法,选择多种材料进行比较筛选,选出理想的材料。
二、材料的科学性能促进互动探究
只有具有科学性的材料才能促进互动探究,选择典型化、多样化的材料有助于加深学生对探究事物的理解,能巩固、深化已形成的概念。如上《溶解》这一课,学生通过实验得知:像糖、盐这类物质通过搅拌加热后在水中看不到了就叫溶解;如果是沙、小石子就不能溶解。当探究材料中出现茶叶时,学生一时半会还不能判断:有同学说茶叶能溶解,依据是水杯中加入茶叶后水变色了;有同学说茶叶不能溶解,依据是水杯中加入茶叶后茶叶还看得见……出现这种情况说明学生对溶解的理解仅限于“看见和看不见”,对溶解的概念认知只是停留在表层,没有深入。这种一刀切的思维和判断方式必须用典型化的材料加以纠正和引导。
三、材料的改进能提高互动探究的效率
为了更好地使材料服务于教材和课堂,对教材了如指掌、专业技能扎实的教师可对现有材料作适当的改进。在上《电磁铁》一课时,我自制了教具“电磁隧道演示模型”,通电后小钢球在电磁力的作用下绕着隧道不停地旋转了起来,同学们非常激动,非常好奇,进而在课上认真探究,明白了这是怎么回事。还有我校教师在上《光的传播路线》一课时自制了“光隧道景观模型”也起到了很好的激趣效果。
四、材料呈现时机的把握
如何把握好材料呈现的最佳时机,除了需要教师个人较高的专业水平外,还需要很高的智慧。如章鼎儿老师在授《橘子》这课时,先用气球做引子搞活课堂气氛,接着发橘子给学生猜测、观察、剥开……再出示橘子水引导学生下一步该做什么,然后再发榨汁器给学生,等到学生榨完橘子汁后无事可干了,章老师又拿出一个小橘灯……像这种引导学生一环扣一环沿一条直线前进的教学设计可谓匠心独具老谋深算!我们在听这节课时觉得挺顺畅,感觉这节课就应该这么上。其实我们是看别人吃豆腐牙快,这也需要智慧的!这种智慧是看不见的,不是说没有,而是它一直处在暗处,为课堂的生动和精彩提供有力的保障。试想一下,如果章老师一上课就把所有材料一古脑儿摆上桌,而不是当学生需要时才拿出来,能有如此效果吗?