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国家级教学成果二等奖"材料类复合型人才培养实践教学体系的综合改革与实践"简介

打破金属、无机非金属和高分子三大传统材料的界限,按照材料科学与工程“一级学科”培养专业知识复合型的创新人才是国内许多高校十年来一直在探索的课题。将三大材料有机整合,形成科学完整的课程体系和实践教学体系是实现这一人才培养目标的难点问题。对此,本成果提出了“加强共性基础、注重特性实践、强调复合创新、提高工程能力”的实践教学理念,在有机整合高分子材料与金属、无机非金属材料理论课程体系的基础上,构建了以“三模块实践教学(材料共性基础实验、材料特性实验、材料交叉创新实践)和“四层次能力培养(基本技能、工程能力、综合能力、创新能力)为模式的材料类专业知识复合型人才培养实践教学体系。实现了三大传统材料专业之间的相互融合,为材料类复合型创新人才培养开拓了新的实践教学模式。

1. 解决的教学问题
1)针对材料科学与工程“一级学科”复合型人才培养要求,解决有机高分子材料与金属、无机非金属材料基础教学内容和实验教学内容的整合问题。
2) 解决材料科学与工程专业“宽基础”培养与“专方向”发展的有机结合,提高学生社会适应能力和创新能力的问题。
3) 针对材料技术和工程应用的需要,解决科学实验与工程实践交叉培养的实践教学问题。


2.
成果解决教学问题的方法

1) 高分子材料与金属、无机非金属材料共性基础知识的整合

以材料的“组成-结构-性能”关系为主线,提炼高分子与金属、无机非金属材料结构(价键、分子结构、晶体结构、非晶结构、组织和形态)的共性知识、性能(力学、物理)的共性实验理论和测试方法,编写了《材料科学基础》、《材料分析方法》、《材料力学性能》、《材料物理性能》和《材料研究与计算机应用》等五门专业基础平台课的理论和实验教材,实现了三大材料基础知识的融合,构成了“材料科学与工程”一级学科的专业基础知识体系。

2) 过“三模块”实验教学,实现“宽”与“专”的统一

以材料“四要素”(组成/结构-加工-性能-效能)为指导,构建了“三模块”实验教学模式。以平台理论课程为基础,建立了材料共性基础实验模块,培养学生基本实验技能认识材料“组成/结构-性能”关系,使学生具备三大材料的“宽基础”;结合专业方向课程,建立了材料特性实验模块,使学生深入了解各类材料特有的加工制备方法,深化对“制备/加工-性能”关系的认识,为“专方向”发展打基础;通过建立材料交叉应用与创新模块,进一步提升学生的知识交叉能力和创新能力。实现了“宽基础”培养与“专方向发展的统一。

3) 科学研究与工程实践的结合

通过在“三模块”实验模式下实验教学,培养学生“基本技能、工程能力、综合能力、创新能力”的四层次能力,并通过工程案例、工程现场、工程研究成果转化等方式,加强了学生的工程意识与工程实践能力。同时将科学实验方法应用于工程实际问题,实现了科学实验与工程实践的有机结合。