关键词:复合材料;教学改革;实训环节;教学方法
为了克服传统灌输式、填鸭式教学模式的弊端，积极响应教育部的高校本科生教学模式改革号召，专注于培养动手能力强、理论结合实践、高水平、综合素质的新世纪人才，许多高校的诸多专业课程都在进行教学模式改革。我校材料科学与工程专业为宽口径的大专业，主要培养无机非金属材料方向的毕业生。《复合材料》作为本专业的一门必修课，这门课程涵盖知识点很多，包括聚合物基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料等各个领域的基础知识、制备工艺和实际应用［1］。该课程对于扩大学生的专业知识面、提升学生的专业知识和实践技能具有重要的理论指导作用。针对目前该课程教学中存在的一些问题，本文提出了《复合材料》教学改革的一些方案和措施。
1课程的主要内容和培养目标
《复合材料》是材料科学与工程专业本科生的基础课、必修课，也是本科毕业生从事材料、复合材料等相关工作、科研、工程应用的必备课程。本课程主要讲授常见复合材料的分类、加工制备技术及应用背景，如聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、水泥基复合材料和纳米复合材料等。在毕业设计、科研实践中掌握上述几种复合材料的制备及工艺技术，是材料类专业毕业生能够胜任本专业工作的基础和保障。这门课程的培养目标是理解复合材料的界面优化设计及界面作用机理，掌握复合材料的种类和制备工艺方法。了解复合材料界面及性能测试表征方法，学会分析材料研究和生产中的复合材料如金属基、聚合物基、陶瓷基、水泥基复合材料及纳米复合材料的成分、组织形貌和结构性能，并能够适当的调整配方或改进制备工艺最终实现目标所需的力学性能或特殊功能。
2教学中发现的问题
《复合材料》课程内容繁多，涉及三大类材料金属、无机非金属和聚合物的配方、加工、性能及应用，涉及到大量的增强材料、基体材料制备工艺参数和配方，使得学生难于寻找重点内容，学习起来很难抓住重点，接收效果差。另外，学生也不清晰自己将来所面对的就业方向。因此，很有必要让学生自己动手查阅感兴趣的复合材料及相关产品，增强对某一材料产品及其知名企业的了解。在加深对这门专业课的认识和理解的同时，知道自己感兴趣的行业和就业方向［2－3］。这门课程一般期末考试成绩权重大于80%，平时成绩占的比重很小。因此，学生缺乏主动的学习意识，学生对于琐碎繁杂的知识点理解起来也很吃力，上课时容易产生懈怠的情绪、玩手机、精神溜号等现象。多年的教学经验发现:学生期末时候考前突击，只会应付期末考试，只求分数不求甚解，学生对知识的掌握不扎实、不系统，影响后续课程的学习效果和专业技能的培养。学生虽然经过突击性理论学习，但是仍然缺乏专业的实践、应用能力，不能学以致用。学生往往考完试后再问就什么也答不上来，遇到一些实际应用问题也不能马上想起课本上的理论知识体系。这些现象的根本原因在于学生缺少对知识点所对应的实践、范例的了解。
3《复合材料》课程的教学改革措施
3.1以工业产品、科研信息为导向，加深学生对不同类型复合材料的深入理解
本课程涉及到金属基、聚合物基、陶瓷基、水泥基复合材料及纳米复合材料等理论方面的内容，理论较深奥、知识面广、内容概念复杂，学生在学习过程中会遇到许多问题。在教学中充分考虑到知识面的拓宽和不同复合材料应用之间的相互关系，注重产品应用开发为导向，对复合材料的理论配方、制备工艺、性能要求、开发新产品的思路等方面的进行强化，在保持课程系统性的前提下，对一些次要的偏理论的内容适当删减。着重对近期出现的新型复合材料在结构材料和功能材料领域的应用实例进行介绍。通过引入实际产品和工业化生产问题，促进学生深入理解每种复合材料的基础知识和应用前景［4］。将目前与课程有关的科研动态带入课堂，让课程有足够的吸引力。如讲述通过介绍阻燃电缆护套料配方及工艺让学生深入聚合物基复合材料的加工原理和应用场合;通过介绍现有的锂电池正极材料让学生了解碳基复合材料以及纳米复合材料的应用;还有近期Science、Nature等顶级期刊发表的最新纳米尺度金属的伪弹性、功能材料，碳纳米管、石墨烯的微观尺度研究及其在复合材料、功能材料中的最新应用。这些科研实例的讲解可以激发学生的科研热情，调动学生的学习积极性。
3.2以查找和阅读期刊文献为导向，培养学生的主动学习意识
每一章节都给学生布置一定数量的关键词、主题词，让学生去期刊网或外文电子资源网站查阅相关章节关键词的期刊论文或发明专利，填写文献资料统计表。每个学生都要在课堂讲解文献，学生需要提问互动。通过这种能力培养，加深学生对某一复合材料的了解同时，也锻炼学生的查阅文献能力、阅读能力和课堂表达能力，发挥互动、让更多同学参与到课题讨论中，从兴趣和讨论中掌握复杂的知识点。“学生讲，教师听”的这种新模式可以增加教学互动效果，课堂上适当增加学生汇报文献、专利的内容，可以增进师生的相互交流、相互影响。这种方法可以活跃课堂气氛，加深学生对所学知识的理解，激发学生的创新意识和独立思考能力，显著提高课程的教学效果。培养学生一丝不苟、精益求精的学习和科研精神。
3.3增加学生的课外实训环节，让学生到实验室动
手参与复合材料的设计和制作除了课堂教学以外，还可以以材料生产和应用中的实际问题出发，培养学生的动手实践能力和团队协作意识。增加学生的课外实训环节，培养学生从发现问题、提出问题到解决问题的能力，真正意义摆脱课本的死知识［5］。要求老师到实验室亲自指导，让学生到实验室亲自动手参与某些复合材料的设计制备，要求每组学生实践不少于7个工作日，自己动手完成一个小实验，在课堂上互相交流自己的所学、所做、所感，是如何将文献知识转化为直接的功能或结构材料并实现其应用价值。让学生亲手参与实验设计和制作可以提高学生的主动性，再次回到课堂后能够更深刻听讲，认识到课本上基础知识的重要性。逐渐培养学生从提出问题，到寻找解决问题思路，最终解决问题的能力。实训结束后最终以实验报告形式上交并考核。这种实训环节可以在培养学生的应用技能的同时，培养学生团队协作意识，激发学生的课外学习热情。加强学生对知识的理解，提高对课本知识的应用能力，避免“读死书、死读书”。
4《复合材料》课程的教改考核及预期效果
该课程在增加课堂文献讲解、答辩和课外实训环节后，期末考核时弱化期末考试成绩的比重，侧重上课过程中文献讲解、答辩和课外实训的考核，即增加平时成绩的权重。具体成绩比例可以调整如下:(1)期末考试分数:占考核总成绩的50%。(2)文献调研、讲解、讨论环节分数:每名学生不少于两次文献调研、讲解、讨论，共计占总成绩的30%，其中文献整理情况10%、课堂讲解10%和回答问题10%。加分条件:学生查阅参考文献可以查阅英文文献，考察学生对英文文献的理解，根据实际情况给予加分0.5～1分;课堂讲解文献后能够准确回答课堂老师或同学提出所有问题的学生得满分。(3)课外实训环节分数:两次实验占总成绩的20%，其中两次实训过程中的动手实验及实验报告各占10%。通过在《复合材料》课程教学中增加文献讲解和课外实训环节进行教改，改革后的保守目标是:100%学生能系统掌握查阅期刊文献和发明专利的方法，并且能够读懂科技论文的核心研究思想和理论内涵;90%的学生应能掌握课程重点知识，熟悉课本知识中的某种复合材料的制备方法和应用实例;20%学生能掌握英文期刊文献的查阅能力并且能够读懂英文文献含义，具备书写科研论文的基本素质和功底。上述比例都以学生总数为基数，各部分不互相独立，存在相互重叠。希望通过任课教师和学生的共同努力，最终实现由大学的应试教育到应用型人才培养的转变。
5结语
作为一门材料类专业本科生的必修课，《复合材料》对于增加学生的知识面和了解专业方向具有重要作用。因此，这门课程的学习效果影响毕业生的综合素质和专业技能。作者针对平时教学中的一些问题，如上课死气沉沉，学生玩手机，期末考试突击复习等现象提出了一系列教改方法，主要是增加课堂上的工业产品、科研信息吸引学生的兴趣，增加文献讲解、答辩环节和课后的实训环节来弱化期末考试成绩的权重，这样来督促学生主动学习并且能够活跃课堂互动，通过课外实训环节提高学生的实践技能和对基础知识的应用能力。通过教师和学生的共同努力实现由应试教育到应用型人才培养的转变，进一步提升毕业生的专业技能和综合素质。
参考文献
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关键词：材料科学基础；课程体系；优化
中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0119-03
随着现代科学技术的高速发展，自然科学之间更加相互渗透、融合和交叉。陈旧的基础课教学内容和体系与新的科学前沿理论的矛盾日益突出，因此，有必要对现有的知识体系和专业格局进行调整和重组，建立综合性材料科学与工程专业，以适应未来知识经济的发展对材料类专业人才的需求。“材料科学与工程”专业在教育部1998年正式颁布的本科专业目录中作为引导性专业提出，体现了材料科学与材料工程相互交叉与相互渗透综合的发展趋势，也符合社会所需复合型人才成长的要求。“材料科学基础”是该专业的一门重要的专业基础课程，担负着公共基础课和专业课程之间的衔接作用，也是研究生入学的必考课程。该课程对材料科学与工程专业人才运用理论知识解决实际问题的能力的培养、创新能力的培养、科学的思维方法的培养和整体知识结构的构建具有奠基作用。因此，我们在教学内容方面进行了改革与优化整合。
一、教学内容优化的动因
根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路及1997年国务院学位办颁发的新专业目录中提出的引导性专业——材料科学与工程专业，部分高校材料类的专业设置不再分为无机非金属材料工程、高分子材料与工程和金属材料，而是按照材料科学与工程一级学科进行重新设置，“材料科学基础”作为材料科学与工程专业的专业基础课，其教学内容和教学体系也进行了相应的改革。安徽建筑工业学院作为建筑类一般本科院校，其材料类专业是按二级学科进行课程设置，设高分子材料与工程、无机非金属材料工程以及电子科学与技术（电子材料方向）三个材料类专业，各成体系。其中关于材料科学基础的教学从各专业课程的安排上看，无机非金属材料工程专业和电子科学与技术（电子材料方向）专业开设“无机材料科学基础”，其重点是无机材料的结构、组成和性能之间的关系及其变化规律，内容相近；而高分子材料与工程专业未单独开设材料科学基础课程，材料科学基础中大部分相关的理论分散在专业基础课程“高分子化学”和“高分子物理”中，其中涉及较多的是制备科学而关于高温烧结、扩散、固相反应和相变过程及晶体结构和缺陷理论则涉及的较少。然而，社会需要的人才正向着复合型人才发展，材料也正在向着功能型和复合型发展，因此为了满足社会对材料类人才的要求，培养人才应具有大材料专业的理论基础，故必须对无机材料科学基础的教学内容进行合理的优化和整合，同时考虑安徽建筑工业学院的特色，构建具有自己特色的“材料科学基础”一级学科平台课程体系。
二、教学内容的优化原则
围绕材料科学与工程专业培养目标和人才培养规格构建具有建筑类一般本科院校办学特色的材料科学基础学科基础平台课程，其重点是“厚基础、宽口径”，夯实学生的学科基础知识，强化实验技能的培养，增强学生对社会的适用能力；加强相关课程的综合，一起考虑高分子材料与工程、无机非金属材料工程以及电子科学与技术（电子材料方向）三个专业的相近课程，根据无机材料科学基础、高分子物理和高分子化学课程在人才培养中的作用，对其重新定位，整体优化课程体系；同时坚持先进性原则，突出高、新、精、实的特点，紧跟学科发展前沿。
[关键词]材料科学与工程专业 材料科学基础 教学
“材料科学基础”是研究材料的成分、结构、性能之间的关系及其变化规律的一门基础学科，是材料科学与工程专业一级学科公共主干专业基础课。根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路和1997年国务院学位办颁发的新专业目录，材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料。为此，各相关高校在材料科学与工程专业主干课程“材料科学基础”的教学上都进行了教学改革。暨南大学材料科学与工程专业自2002年设立以来，就依据教育部的要求，将专业培养目标设定为培养“大材料”科学研究与工程技术所需的人才。故“材料科学基础”课程内容设置为介绍三大材料的基础知识，在教学模式、手段及课程配套方面也具有鲜明的特色。本文阐述了暨南大学材料科学与工程系以“奠定学科专业基础，培养学生科学的思维能力”为宗旨，开展“材料科学基础”教学工作的经验和体会。并以此为契机，进一步优化教学内容，探索新的教学模式和教学手段，进一步提高教学质量。
一、课程发展历史、性质与定位
材料是人类文明发展的基石。人类发展的文明史就是按石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代来划分的，可见材料对人类文明进程的重要贡献。与人类使用材料的漫长历史相比，对材料的研究即材料科学的历史比较短暂。19世纪中叶，开始采用金相显微镜研究钢铁，相平衡热力学和统计热力学则为建立材料的相平衡与相变提供了理论基础。20世纪20年代，原子结构和量子力学提供了研究材料微观结构的理论，x射线衍射技术和电子显微技术为探索材料的微观结构提供了手段。20世纪50年代，金属学已初具规模。高校金属材料专业都开设了《金属学》课程。到20世纪60年代，世界经济的腾飞促使陶瓷学和高分子材料学建立，其代表作分别为wg金格瑞的《陶瓷导论》(introduction to ceramics)和pj flory的《高分子化学与物理》(polymer chemistry and physics)。前者，wg金格瑞教授将金属学的原理应用于无机材料的结构、热力学、动力学、相变及性能分析当中，成功地指导了水泥、玻璃和陶瓷材料的生产和科研。而pj flory教授则主要围绕聚合物的合成过程、聚集态结构以及物理、化学等行为特征，阐述了高分子材料的结构及性能。到今天，三大材料的研究相互渗透，研究方法相互借鉴，产生了21世纪的材料科学。
“材料科学基础”着眼于材料基本问题诸如材料的结合键、材料的晶体结构及缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散，材料的塑性变形、材料的亚稳态。从金属材料的基本理论出发，将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起，使学生能把握材料的共性，熟悉材料的个性。本课程横向融合金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基础理论于一炉，纵向则充分利用学生已经学过的基础知识(包括高等数学、普通物理、物理化学、材料力学等)，并能连接后续的材料的分析与表征、材料物理、材料加工工艺学等必修课程及高分子材料、无机非金属材料、金属材料等模块的选修课程。
二、教学内容的优化和选择
现代材料工业和技术的发展推动材料从组成、结构和功能的单一化向复合化、一体化发展，使培养大材料、宽专业人才的教学改革迫在眉睫。在此形势下，2002年暨南大学材料科学与工程专业设立并开始招收首届本科学生，确定了《材料科学基础》为专业基础课(必修，72学时，4学分)。本课程内容旨在以物质结构和结构形成为主线将三大固体材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)的基础知识有机结合，构建大材料专业公共性专业基础课教学体系。该课程体系旨在强化对学生重基础的通才教育模式，在教学内容上力求共性教学，突出个性特点。为此。从选择教材着手，优化教学内容，强化基础教学，着重培养学生科学的思维方法、创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力。
目前， “材料科学基础”教材体系可分为两大类。第一类沿袭“金属学”课程的教学内容，增加了少量无机非金属材料、高分子材料和复合材料等内容，往往侧重金属材料。这类教材基本上适合以金属材料为主导的材料科学与工程专业的教学。第二类教材则是在增加非金属材料、高分子材料、复合材料等新材料内容的同时，对该课程的所有内容进行了全新的组合，将它们有机地融入整个教材体系中，形成新的包含各种类型材料的教学体系。由于低年级本科学生的专业知识有限，这类教材在教学中要突出构建整个教学内容的逻辑性和条理性，避免学生掌握了各材料的个性，却忽视了各材料的共性，从而使整个课程陷入一个“材料学概论”的泥潭。为达到突出共性教学的目的，搭建一个合理材料科学与工程的知识平台，根据整个学科的培养方案和教学计划，我们选择上海交通大学出版社出版的面向21世纪新教材《材料科学基础》作为教材，从教学目标出发，该教材最显著的特点是着重于基本概念和基础理论，便于在教学中掌握深度和广度。根据本专业培养目标的要求和培养方案的特点，在确立教材内容、体系与后续课程的相互关联的基础上，在保持课程自身体系的完整性的条件下，兼顾到不同材料的特点及知识体系与要素课程内各个环节之间的逻辑关系，对该教材的内容进行了“扬弃”，将课程教学内容分为三大模块：
1 材料的结构。①微观结构：原子的排列方式、高分子链结构；②结构的完整性：晶体学基础、金属的晶体结构、合金、离子晶体结构规则、共价晶体结构、聚合物的晶态结构；③结构的不完整性：晶体缺陷、表面和界面、非晶态、亚稳态、准晶态。
2 固体中原子及分子的运动。①扩散：菲克第一、第二定律、扩散的热力学分析、扩散原子理论、影响因素；②高分子的分子运动：分子链的运动及其柔顺性、分子的运动方式及影响因素。
3 材料的组织结构变化。①材料的形变和再结晶：单晶和多晶体的塑性变形、回复和再结晶；②相图。单元系相图：凝固、形核和晶体长大；二元系相图：匀晶、共晶和包晶相图、混溶间隙、相图分析；三元系相图：相图基础、三元匀晶和共晶相图。
为了在上述教学内容中力求共性教学，以最大限度地淡化三大材料各自的专业色彩，力求突出共性的内容。例如，相平衡与相图的内容，选择了相律、相平衡热力学理论、一元、两元和三元基本相图类型的阅读等为重点内容，而淡化与此相关的教材中有关金属材料的冶金和铸造
方面的内容。
通过多年的教学实践，上述教学内容的优化既得到了后续课程教师的肯定，又使学生学以致用，达到了奠定学科专业基础、培养科学思维的目的。
三、教学内容组织方式与目的
本课程教学内容的特点是“三多一少”，即叙述性的原理、规律多，需要记忆的概念、定义多，课程内容知识点多。理论计算少。因该课程内容枯燥、抽象，学生感到难学。具体表现在：不能很好地将数学理论应用到材料科学的基础课程、无法判定从而掌握教学内容中的重点、不能将所学的知识点和实际的材料联系起来。所以，我们在教学内容的组织上做了一些探索：
1 突破传统的“一本教科书”的局限性。本课程的教学内容在严格按照教学大纲和教学计划授课的同时，综合多种中文教材、英文教材等，力图做到知识面完整、讲授描述通俗易懂。如针对本专业每年都有数目不等的海外学生的特点，在教学提倡采用台湾晓园出版社出版的《材料科学与工程》作为补充性教材，提升外招学生对学科知识的认同感和认知度。
2 探索课堂教学，有所为，有所不为。课堂讲重点、难点，讲思路，留给学生充分的思考时间和空间，以调动他们的主动性和积极性。对难点和重点内容，尽量举出其应用实例，结合学科前沿知识，使学生知道该原理的用处，听课时不感到抽象、空洞，达到了理论联系实际的目的。而且，对重点和难点内容务必做到举一反三，确保学生能够掌握，以达到以点带面，进而掌握所学知识的目的。
3 注重教学内容的连贯性，连通性，提高学生对所学知识点的融会贯通能力。本课程在教学过程中，提倡预习，并将即将讲授的知识点与所学基础知识点的关联告知学生，使其掌握学习的主动性。对部分关联度高的章节，采用课堂讨论、换位讲授等方法，调动课堂气氛，使学生自觉地运用基础知识解决教学过程中的难点，从而提高他们通晓所学知识点的能力，达到全面提升专业素质和人文素质的目的。例如，在相图的学习中，尝试让学生利用所学的物理、化学知识换位讲授一元相图和二元相图的基础，一方面使他们学会对所学知识点进行归纳和演绎，另一方面提升他们的口头表达、演讲技巧。
4 充分、恰当地采用现代化多媒体教学方法，并辅之以动画，实现图、文、声、像的视听一体化教学。特别是对那些教学难点和需要丰富空间想象力的内容，形象、生动地展示在学生面前，既直观又富动感，可明显提高教学效果。
四、教学方法与教学手段
“材料科学基础”课程内容抽象、概念性强，学生在学习时容易感到枯燥难学。因此，在课堂上应常采用启发式教育，常用提问、问答或引而不发方法，调动学生的积极思维能力。在讲授时使用ppt演示文稿，尽量多用教学模型、挂图、照片和曲线图表等形象化语言。涉及部分教学内容如位错运动等，应结合动画生动地用图像演示给学生，以加深他们对课程内容的理解，提高学习兴趣。对于部分与前期知识关联度高的基本理论如单元相图，组织学生进行课堂讨论(seminar)，并以学生发言为主，让他们直接参与教学。对需要运用较多数学知识且理论性较强的内容，如扩散第一、第二定律，应多采用板书推导，加强逻辑性学习。另外，为了提高学生对那些需要有丰富空间想象力的晶体结构、金相组织的转变和识别、位错、位错增殖和缠结过程等知识难点的理解和掌握，将先进的多媒体现代化教学手段引入材料科学基础教学中，并让它们以二维或三维动画形式生动形象地展示在学生面前，弥补传统教学在时间和空间等方面的不足，以提高教学效果。在课外，还可建立qq空间，在群聊中解决课堂中来不及解决的问题，通过师生交流，提高学生探索性自学能力和学习的积极性。
在“宽口径，大平台”培养模式下开展材料科学与工程教学， “材料科学基础”作为专业必修的主干课程，突出共性教学是打好学科专业知识的必备条件。从时代的需要出发，合理选择及组织教学内容、创新教学手段和方法，使其与教学内容相互协调，是构建新时代“材料科学基础”教学体系的关键。今后， “材料科学基础课程”将继续围绕以符合时展、符合教育规律为中心开展课程建设，不断探索和实践，为成功培养宽专业人才奠定基础。
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（一）材料工程专业研究生调查分析
我们清醒地认识到，中国石油大学（北京）材料工程专业型硕士的培养刚刚起步，比起国外著名高校材料工程专业硕士研究生的培养存在较大差距。我们就材料工程专业的教学、实践、企业工作站科研与生活、毕业论文等方面存在的问题调查了已经毕业和在站的材料工程专业硕士研究生。学生普遍反映，与同一工作站其他高校的材料工程专业硕士生相比，中国石油大学（北京）学生在站时间为1年半至2年，其他高校学生大多为1年，中国石油大学（北京）学生在进入工作站之前已经开展了10周的工程实践训练，学生进入企业工作站所安排的研究课题相对较快，他们在进站工作中和工作站的员工接触非常融洽，都能够很快地适应工作环境，增长了社会见识，增强了沟通能力，而且企业工作站导师与校方导师之间有良好的沟通，学生能够很快地融入企业工作站的科研工作中。学生可以经常到油气田现场工作，对现场工作的认识更加深刻，现场工作经验非常丰富。学生也反映，尽管已有10周的工程实践经验，但是由于缺乏科研经验，导致进入课题研究的时间比较长，而工作站还很少对学生的课题研究进度进行考核和监督，致使课题的进展缓慢，最终影响论文的完成进度。工作站地点离学校较远，学生很少能回到学校和导师进行深入的面对面交流，致使导师对学生的研究情况不了解，而学生在研究过程中遇到的问题也不能得到彻底的解决，导致学生不能对课题进行深度的研究。在实际的课题研究过程中，由于现场工作条件测试手段的局限性，学生只能学会一些简单的检测技术，导致学生的学术深度不够。学生对目前的情况提出了自己的解决办法，包括：（1）研究生应带着项目进工作站，且在进入工作站之前，应该进行一些有关项目的培训工作；（2）要求进站研究生定期回学校汇报工作情况；（3）加强和工作站的沟通，由工作站抽查学生的出勤情况；（4）根据情况，实行专业型硕士研究生与不同的企业工作站实行双向选择；（5）在派遣学生进入工作站之前，应考察工作站的食宿医疗状况。通过分析，我们总结出专业型研究生培养过程中所存在的一系列问题：（1）由于专业型硕士研究生没有科研经验，不知道如何开展课题研究；（2）学校导师不知道每个研究生的具体研究内容、研究过程中存在的困难、课题进展情况、现场导师的指导情况等；（3）作为专业型硕士研究生应该掌握现代化的检测手段，并能够利用这些手段分析研究材料的性能、结构，但由于现场实验室的实验手段、仪器设备相对比较落后，导致现场的学生只是从事比较简单的金相分析、硬度分析、尺寸测量等没有科技含量的工作，这对于提高研究生的创新能力极为不利；（4）学生到现场后，认为自己不属于单位的工作人员，上班时间不去单位，甚至长期不到试验现场，缺乏自律性的学生没有把自己看做是一名研究生，工作积极性和主动性不够高，而现场导师也不能及时把他们的状况反馈到学校，导致学校、企业工作站和研究生之间缺乏相互沟通。由此可见，真正培养出市场紧缺的应用型人才，仅靠企业工作站明显不能满足要求。
（二）授课与学术交流的现状
专业型研究生区别于学术型研究生最主要的特征就是实践和应用能力。教育部指导意见明确指出专业学位研究生在校期间，必须保证不少于半年的实践教学，但受传统教学模式的影响，对在校研究生的培养大多仍然采用“教师授课—学生听课—考试”的本科化模式，即以教师为授课主体，将课本知识灌输给学生，或者教师布置要讨论学习的内容，让学生自己准备某一专题的内容，然后由该生讲授。这种传统的授课方式会导致学生专业知识面狭窄、综合能力低和学生充分利用学校和教师资源来提升自己的学习水平较低。从学术交流角度来看，研究生本是学科前沿的代表，应主动参与学术交流活动，但从实际情况来看，参与学术交流活动的研究生比例偏小，尤其是到工作站后参与学术交流的机会更少，大多以课题研究代替社会实践居多，不少学生没有安排实践，参与科研课题级别分布明显，牵头主持过课题的学生数量不多。可见，突出实践能力培养是全日制专业型研究生教育与学术型研究生教育区别之所在。因此，我们应对学生的学术交流、工程实践训练、企业站实习等问题制订切实可行的方案，提高学生创新能力。
（三）毕业论文现状
学位论文是研究生科学研究的重要成果，也是衡量研究生能否获得学位的重要依据之一。为了实现全日制专业学位研究生的培养目标，在评价学位论文质量时要摒弃以学术需求为导向的传统思维。专业学位论文不像学术学位论文那样注重原创性，而是侧重实践探索的创新，体现综合运用相关专业知识分析和解决实际问题，以及独立承担专业领域实际工作和管理工作的能力。此外，专业学位论文要突出社会性、经济性和实用性。专业学位论文必须立足于实践，在调查研究的基础上针对实践工作中需要研究的问题，或者制约某个部门、行业或企业发展所亟须解决的问题进行研究。再次，学位论文形式可以多种多样，可采用调研报告、应用基础研究、规划设计、产品开发、案例分析、项目管理、文学艺术作品等多种形式，主要体现专业型研究生运用知识解决实际问题的能力。专业硕士的培养目标是培养更多应用型、复合型的高层次专门人才，但并不是不要求了解最先进的分析手段，只是解决具体的问题即可。而已经毕业的2009级材料工程专业硕士学位论文远没有达到上述目标，其存在一定缺陷。譬如，一名学生开展二氧化碳驱输送系统腐蚀控制研究，主要针对近年来国内几大油田均进行二氧化碳驱先导试验后发现，二氧化碳驱过程中存在不同程度的腐蚀问题，导致某些工艺设施使用寿命仅为1~2年，为此必须开展缓蚀剂、防腐涂料等技术攻关以解决二氧化碳驱油注采输系统中金属设施的腐蚀问题。该生研究了二氧化碳驱采出水的腐蚀规律，针对二氧化碳驱的腐蚀条件，选择了多种材料进行筛选试验，确定了两种可行的金属材料，并筛选了缓蚀剂和防腐涂层。文中采用的实验手段包括压腐蚀挂片试验、高压腐蚀试验、腐蚀速率的测定、缓蚀剂合成及筛选试验、涂层优选试验。在论文中，只是开展了腐蚀试验，测定了腐蚀速率，没有提出较为创新性的试验。大多专业型硕士研究生论文都存在类似的问题，即创新能力不强、所从事的工作大多是企业工作站工作人员就可以开展的工作、所使用的仪器设备大多是比较普通的仪器设备，这表明专业硕士的培养环节仍缺乏创新能力的培养。
二、提高材料工程专业研究生培养质量的对策
（一）授课方式
要求在完善研究生专业基础知识结构的基础上以启发讨论式为主，辅之以其他多种形式的教学形式。在讲授基础知识后，以小组讨论的方式开展启发式教学。研究生在探讨问题的过程中，可以发表各自见解，同时将点滴的灵感融入集体配合协作之中。在授课内容上，授课教师根据学生在实际中需要掌握的知识去组织内容，提供若干参考教材、课程相关论文以及在相关学科中具有影响力或者有争论的论文给学生，扩大学生阅读面，跟踪最新的与课程相关的热门理论和实际应用情况，从而提高学生的创新能力。同时，授课教师可讲授学科前沿领域所面临的技术难题以及所对应的措施，使研究生少走些弯路，研究生学位论文也能够站在更高的起点，引导研究生进行深入思考。
（二）招生与录取对策
我们对报考材料科学与工程系的研究生大力宣传国家关于发展全日制专业学位研究生教育的各项政策，大力宣传经济社会发展对于应用型、高素质人才的迫切需要，大力宣传发挥好全日制专业学位硕士研究生作用对于促进我国经济社会又好又快发展的重要意义，营造良好的舆论环境，形成优秀人才踊跃报考专业硕士的氛围。同时增加全日制专业学位推荐免试的人数并给予相关的政策支持。报考专业型硕士研究生的学生优先录取，报考学术型研究生若不能被录取，没有机会转为专业型硕士研究生。录取为专业型研究生的，给予全日制专业学位更高的待遇，奖学金的评选也采取倾斜政策，全日制专业学位研究生所享受的待遇高于学术型硕士研究生。与此同时，由于专业型硕士研究生都要到工作站开展毕业论文或毕业设计工作，学校导师也希望招学术型研究生而不希望招专业型研究生，为此，应制定政策要求带学术型研究生的导师每年缴纳不同数额的配套经费，带的人数越多缴纳的数额越高，而指导专业型研究生不需缴纳任何费用，并且给予一定补助。
（三）制订合理的培养方案
材料工程以材料科学、机械和力学等自然科学学科为基础，主要研究材料的组织结构、合成与加工、性质和使用性能之间的关系，解决实际生产中出现的材料问题。随着我国油气资源勘探开发不断向高原、沙漠、山地和海域等地质条件比较恶劣的地区扩展，恶劣地质条件对油气装备用材料性能提出了更高要求，材料工程专业研究生需解决复杂油气田开采及储运过程中所面临的复杂难题，因此提出材料工程专业研究生应能够运用现代信息技术获取信息并进行调研分析的能力，应具有较强的综合运用材料工程专业理论和技术手段提出、分析并解决材料工程实际问题的能力，确定了几个培养方向。（1）腐蚀与防护工程：开展油气装备金属材料的H2S/CO2腐蚀机制与寿命预测研究，研究钢和耐蚀合金在高温高压H2S/CO2条件下的腐蚀失效机理及防护措施，解决油气安全生产所面临的关键问题。（2）高分子材料工程：基于高分子材料的微观结构与性能关系，通过分子结构设计、修饰新方法新技术，以高分子材料在高温高压高H2S/CO2介质中的老化机理为指导，开展高强、耐磨、耐腐蚀橡胶、涂层及工程塑料的研究与应用。（3）石油工程材料：基于材料科学理论，开发石油新型装备材料以及材料性能表征，满足日益苛刻的油气田环境对材料的要求。（4）先进功能材料：以材料的多功能化与智能化为目标，研发先进的功能材料及智能材料，满足现代高技术发展对先进功能材料的需求。要求专业硕士研究生入学后在学校导师和现场导师的指导下，明确研究方向、学习相关课程及进行资料和文献调查研究。每位硕士研究生在论文开题之前，必须阅读至少40篇与所从事的研究工作相关的文献，其中外文文献的数量不得少于15篇，并写出文献综述报告。工程硕士专业学位论文形式可以是工程设计、技术研究或技术改造、工程管理类型。论文工作应有明确的工程应用背景或来源于工程实际，有一定的技术难度，论文成果具有一定的先进性和实用性。对不同形式的论文有不同的要求，对于工程设计类论文，应以解决生产或工程实际问题为重点，要求设计方案正确、布局及设计结构合理、数据准确、设计符合行业标准；对于技术研究或技术改造类项目论文，要求分析过程正确、实验方法科学、实验结果可信；对于工程管理的论文，要求应有明确的工程应用背景，研究成果应具有一定经济或社会效益，统计或收集的数据可靠、充分，理论建模和分析方法科学正确。在入学后的第四学期开展中期考核，包括考核学生的选题与工程实际、工程技术和产业背景的关联度，对工程实际产生作用或价值，以及是否有利于解决当前工程实际、工程技术面临的难题，是否对产业有重要技术创新。考核学生课题的进展情况，如与开题报告时相比，完成课题研究工作的比例，是否在中期考核前取得相应科研成果；考核学生是否完成实践活动并提交实践报告；考核学生参加课题组内报告和参加国内外教授的学术报告情况，以及下一阶段工作安排的合理性和可行性，是否能按期完成课题研究，是否能按期完成学位论文等相关工作。
（四）工程实践课程的制订
中国石油大学（北京）材料工程研究生工程实践课程，安排在入学一年课程学习之后。以腐蚀与防护工程方向为例，我们开展10周的涉及腐蚀与防护相关的专业实习，是全日制硕士专业学位研究生了解油气田生产开发过程中石油装备材料与腐蚀防护技术专业知识的重要实践教学环节。通过现场材料与腐蚀工况、防腐措施的调研实习，辅以现场工程技术人员和教师的讲授等实践环节，熟悉油气田生产开发的主要设备和工艺流程，了解我国油气田生产开发过程中使用材料以及材料腐蚀与防护技术应用现状，增强学生对油田现场所使用的金属材料、非金属材料以及材料腐蚀与防护专业的感性认识，培养学生综合应用专业理论知识解决现场腐蚀与防腐问题的工程实践能力。通过专业实习，学生应达到以下基本要求：（1）了解井下管柱系统、井口装置与阀门、集输站场等关键部件的材质、腐蚀工况条件及腐蚀失效现象；（2）了解油田现场主要采取的控制或预防腐蚀的各种措施及其效果；（3）了解油田现场采取的腐蚀速度监测检测技术、腐蚀评定方法和标准；（4）总结油田现场腐蚀失效规律，分析油田现场发生腐蚀失效的可能原因和腐蚀机理，评价防腐措施的有效性。
（五）试验平台建设
重点是筹措经费建立研究生专用实验平台，大力开展实验教学，着力培养研究生的创新思维、实践能力和动手能力。在实验室环境、硬件设置、软件安装方面，按照研究生的教学和科研要求进行规划。如腐蚀与防护工程方向的实验室，设有制样室、常温常压室、高温高压室、电化学室、环境力学室等。近年来，学校加大投入，先后买入了多台电化学测量仪器、高温高压釜、慢拉伸试验机、拉扭疲劳试验机等，完全可以满足学生在腐蚀与防护工程方面的教学和科研需求，所提供的优质科研条件在研究生实践教学环节中得到了充分利用，使研究生科研能力及实践能力的培养更加系统和全面，极大地提升了材料工程专业研究生的科研创新能力和实践能力。
（六）企业工作站与学校优势资源共享，合作申报科研课题
重点是拓宽企业工作站与学校的沟通渠道，大幅增加前沿实践性、创新应用性课程，打通学校和企业工作站的沟通渠道，让三大石油公司相关机构参与大学课程体系建设。为此，学校组织导师深入三大石油公司相关机构实践基地考察调研实践课题，根据企业工作站对专业型研究生培养的目标要求完善课程设置体系，强化课程的实践创新性。与此同时，我们聘请了大量企业工作站的导师，让有丰富实践经验的专家教授走进课堂，讲授实践性质较强的课程，导师和学生共同探讨实践性课题中的设计、研究和问题等，依托各企业工作站实践基地或以实践基地为主组织研究生课程教学，让学生身临其境地学习、感受。学术型研究生主要从事自然基金项目的基础研究工作，专业型研究生的创新能力的提高，需要从具有高技术难度的技术难题入手，其中作为技术骨干参与国家863项目、国家科技部中小企业创新基金、科技部星火计划和国家科技部科技支撑计划等项目，对于提高研究生的创新能力具有巨大推动作用。我们与部分企业工作站已经开展了这方面的合作，取得了良好的效果。譬如，我们与一家企业共同申报国家科技部科技支撑计划，主要开展采输系统二氧化碳腐蚀控制关键技术研究，进入该企业工作站的学生主要围绕该计划开展如下工作。（1）开展二氧化碳驱产出井及集输管线腐蚀影响因素及影响程度研究：针对二氧化碳驱高含二氧化碳采出液性质，找出影响二氧化碳驱产出井及集输管线腐蚀的主要因素。（2）产出井及集输系统耐二氧化碳腐蚀涂、衬层以及耐蚀材料的优选研究：针对二氧化碳驱体系的特点，研究玻璃钢环氧树脂内衬层、煤焦油环氧树脂防腐涂层、纳米陶瓷涂层、超高分子量PE内衬复合管、玻璃钢管、合金管等在该腐蚀体系中的耐蚀性能并优化耐二氧化碳腐蚀涂、衬层。（3）产出井及集输管线二氧化碳腐蚀体系缓蚀技术研究：在确定二氧化碳驱产出井及集输管线腐蚀的主要影响因素的基础上，利用筛选、复配、优化等技术手段研究适合二氧化碳驱腐蚀体系的缓蚀剂，并研究缓蚀剂可行的现场加注工艺技术。（4）产出井及集输系统阻垢技术研究：利用筛选、复配、优化等技术手段研究适合不同部位的阻垢剂并研究阻垢剂的加注工艺技术。通过共同攻关，许多技术难题得到克服，研究生的创新能力得到极大提高。实践证明，共同合作申报科技攻关项目，让学生参与其中是切实可行的培养途径。
三、结论与展望
关键词：磁性材料；专业研究素养；专业教学；实践教学
材料工程技术专业（磁性材料方向）主要从事磁性材料及器件制造、工艺技术管理、新产品开发、工艺研究、品质控制、生产管理、营销技术服务、对内及对外产品贸易、设备管理和维护等。由于该专业本科毕业生较少，磁性材料制造企业需要大量工艺技术人员，因此，工艺技术管理成为专业学生主要的就业岗位。该岗位的主要职责是从事现场生产工艺技术管理、生产工艺研究和改进、新材料及新产品的开发等。毕业生在具备一定的专业知识和较好的专业技能基础上，还要具备一定的研究素养和较好的学习能力。
一、专业研究素养
研究是有目的的观察、分析和思考，并取得一定的成果。素养是素质和修养。专业素养是指从事专业工作的素质和修养，专业研究素养从属于专业素养，是一种专门的观察、分析和思考的活动和习惯。
经过多次与行业专家和企业负责人的沟通和讨论，结合职业教育的目的和任务，对材料专业学生专业研究素养界定如下：（1）具有一定的磁学专业知识。（2）掌握磁性材料生产工艺和操作技能。（3）具有一定的研究性学习的能力和习惯。（4）具有一定的观察、分析和思考的能力和习惯。（5）具有一定的独立能力、较强的责任心、团队精神和执着的品德。
二、专业研究素养培养途径
1.专业教学计划的改进
根据职业教育的目的和任务，结合行业需求，明确学生专业研究素养培养目标。改进课程设置，在基础课程《磁性材料基础》上增加《材料化学》和《磁性物理学》，结合学生从事工艺研究和新材料开发工作需要，适量加入自发磁化、磁畴结构和技术磁化等理论分析，增强学生磁学理论基础；将实训课程《永磁铁氧体材料生产工艺》调整为《永磁铁氧体材料生产与开发训练》，《软磁铁氧体材料生产工艺》调整为《软磁铁氧体材料生产与开发训练》，增加材料开发能力训练；开展工学结合，建立实习基地，将《磁性材料工艺控制技术》课程由实验室转移到企业生产现场，进行实地教学，强化学生工艺研究和工艺改进能力训练；开设《磁性材料研发技能训练》等选修课程，加强研究和开发能力训练。
2.实训基地建设
为增强学生感性认识，现场体验和认识产品生产过程，在学院领导和实训中心的支持下，专业教师多方努力，与五粮液集团鹏程电子器材有限公司达成协议，并于2009年10月20日举行了“实践教学基地”授牌仪式，由学院罗院长亲自授牌。
3.研究性学习习惯的培养
研究性学习就是以出研究成果为主要目的的学习。它是为了研究而进行的学习，并在学习的过程中开展研究。教学中，引导学生培养研究性学习方法，并督促学生将这种学习方法转化为一种习惯。（1）在学习过程中进行积极思考。（2）围绕研究目的阅读相关的资料。（3）在学习过程中不断地对资料进行分类组合，归纳总结，并形成自己的新认识、新见解。（4）学习过程中注重边学习边思考边做卡片。
研究性学习习惯，一方面可以丰富学生的知识面，另一方面，可以及时了解行业发展动态，提高学生的学习兴趣，同时，可以培养学生的思考能力、理解能力、表达能力和概括能力。
4.专业教学方法的探讨和改进
（1）行动导向教学法。学习和借鉴职业教学先进模式，充分认识专业工作特点，利用《铁氧体生产工艺技术》部级精品课程建设成果，在《永磁铁氧体生产工艺技术》、《软磁铁氧体生产工艺技术》、《金属磁生产工艺技术》和《磁路设计与磁性器件》课程教学中，充分采用行动导向法教学。根据教学项目，模拟生产现场环境，明确扮演角色引导学生表演，并结合案例研究，以追求学生个人和团队的行为表现为教学目标，强化学生能力的培养。
（2）树枝图教学法。为增强学生思维的逻辑性和系统性，在专业理论课程的教学中，探讨和采用树枝图教学法。在充分认识树的形状和结构的基础上，将散乱的知识有机地形成一个整体。例如，将永磁铁氧体的生产工艺看成树干，备料、成型、烧结、磨加工、分类和包装工序则可以看作树枝，工序下的具体操作过程则可以看作树枝丫和树叶，而工序工艺参数则可以看作树的花朵，工序质量参数则看作树的果实。
（3）多途径提升能力。在专业教学过程中，专业教师在引导学生充分认识事物内涵和外延的基础上，引导学生对事物进行解释和界定；并在充分认识事物特征的基础上，选择标准，对事物进行分类描述。这样，一方面完成了对事物现象和本质的认识，另一方面，完成了对学生概念形成能力和分类描述能力的强化训练。为提升学生的归纳总结能力，在理论课程教学中，专业教师在进行归纳总结方法讲解和演示的基础上，尝试和坚持在每次课程前后、课程单元前后、课程结束前后，请学生进行课程内容总结，并引导进行完整性、准确性和重点性检查。为增强学生的职业发展能力，在专业教学过程中，专业教师结合具体事例讲解制造质量、成本和效率的关系，引导学生建立和强化质量、成本和效率意识，并进行提高质量和效率、降低成本的方法训练。
5.聘请行业专家讲学
为拓展学生视野，了解行业发展动态，专业聘请浙江凯文磁钢有限公司总工程师赵国法、广东惠州科力磁元公司高级工程师王守良、中国磁学研究院绵阳赛茂磁材公司高级工程师肖综等，举行定期和不定期讲学，认识行业现状、了解行业现存问题、探讨行业发展方向。专业教师引导学生对行业现存问题和发展方向进行思考，并组织学生讨论，形成方案和观点，提交老师评阅。
6.开展暑期实践活动
为加强学生专业认识，提升学生专业技能，专业教师充分利用磁性材料与器件行业协会平台，积极为学生联系暑期实践活动单位，并与单位沟通，共同确定传帮带师傅，跟踪学生学习成长情况。有条件时，给予学生能力范围内的项目和课题，指导和督促学生完成。
7.加强专业协会建设
在实训中心的大力支持下，加强专业实验室建设，鼓励学生加入材料专业协会。专业教师全力支持协会活动，指导学生阅读《磁性材料及器件》、《中国陶瓷工艺》等专业杂志，从事行业调查，了解行业动态，结合行业需求和个人兴趣，开展新材料开发和工艺改进试验活动。
8.加强毕业论文选题和撰写指导
进入专业学习的第二学年，鼓励学生在专业教师的指导下，根据行业动态和发展需求，结合个人的兴趣和特长，进行毕业论文题目选择，三个月后，以小组为单位，组织学生进行毕业论文选题讨论，并确定选题；在深入调查和广泛查阅资料的基础上，完成毕业论文写作；再根据论文类型，将学生分组，由专业教师组织进行小组讨论和质疑；学生修改后交老师评阅和组织答辩。
三、总结
经过近几年的探索和努力，材料专业学生已获得磁性材料及器件行业协会和成员单位的认同，并受到用人单位的肯定和较高评价：“贵院材料专业学生，品德优良，行为规范，具有一定的理论基础和较好的实践操作技能，具有较好的思考研究意识和素养，并具有较强的分析研究能力。”
关键词：土木工程材料，发展趋势
0引言
随着人类文明及科学技术的发展，土木工程材料的不断进步与改善。现代土木工程中，尽管传统的土、石等材料的主导地位已逐渐被新型材料所取代。目前，水泥混凝土、钢材、钢筋混凝土已是不可替代的结构材料；新型合金、陶瓷、玻璃、有机材料及其他人工合成材料各种复合材料等在土木工程折中占有愈来愈重要的位置。
1 土木工程材料现状及要求
与以往相比，当代土木工程材料的物理力学性能也已获得明显改善，随着现代陶瓷与玻璃的性能改进，其应用范围也有明显的变化。例如水泥和混凝土的强度、耐久性及其他功能均有所改善。随着现代陶瓷与玻璃的性能改进，其应用范围与使用功能已经大大拓宽。此外，随着技术的进步，传统的应用方式也发生了较大变化现代施工技术与设备的应用也使得材料在工程中的性能表现比以往好为现代土木工程的发展奠定了良好的物质基础。尽管目前土木工程材料在品种与性能上已有很大的进步，但与人们对于其性能要求的期望值还有较大差距。首先工程中的性能表现比以往好为现代土木工程的发展奠定了良好的物质基础。尽管目前土木工程材料在品种与性能上已有很大的进步，但与人们对于其性能要求的期望值还有较大差距。
1.1 从土木工程材料的来源来看
鉴于土木工程材料的用量巨大，尤其在应用方面，经过长期使用的不断累积，单一品种或数个品种的原材料来源已不能满足其持续不断的发展的需求。尤其是历史发展到今天，以往大量采用的粘土砖瓦和木材等已经给社会的可持续发展带来了沉重的负担。论文参考网。从另一方面来看，由于人们对于各种建筑物性能的要求不断提高，传统建筑材料的性能也越来越不能满足社会发展的需求。为此，以天然材料为主要材料的时代即将结束，取而代之的将是各种人工材料，这些人工材料将会向着再生化、利废化、节能化和绿色化等方向发展。
1.2 从土木工程对材料技术性能要求的方面来看
技术性能的要求也越来越多，各种物理性能指标的要求也越来越高，从而表现为未来建筑材料的发展具有多功能和高性能的特点。具体来说就是材料向着轻质高强、多功能、良好的工艺性和优良耐久性的方向发展。
1.3 从土木工程材料应用的发展趋势来看
为满足现代土木工程结构性能和施工技术的要求，材料应用也向着工业化的方向发展。例如，水泥混凝土等结构性能向着预制化和商品化的方向发展，材料向着半成品或成品的方向延伸，材料的加工、贮存、使用、运输及其他施工技术的机械化、自动化水平不断提高，劳动强度逐渐下降。这不仅改变着材料在使用过程中的性能表现，也逐渐改变着人们对于土木工程使用的手段和观念。
2新型土木工程材料——绿色建材
土木工程材料行业对资源的利用和对环境的影响都占据着重要的位置，在产值、能耗、环保等方面都是国民经济中的大户，为了保证源源不断地为工程建设提供质量可靠的材料，避免新型材料的生产和发展对环境造成危害，因此“绿色建材”应运而生。目前正在开发的和已经开发的绿色建材和准绿色建材主要以下几种：
第一、利用废渣类物质为原料生产的建材，这类建材以废渣为原料生产砖、砌块、材板及胶凝材料，其优点是节能利废，但仍需依靠科技进步，继续研究和开发更为成熟的生产技术，使这类产品无论是成本上，还是性能方面真正能达到绿色建材标准。
第二、利用化学石膏生产的建材产品，用工业废石膏代替天然石膏，利用先进的生产工艺和技术可生产各种土木建筑材料产品。这些产品具有石膏的许多优良性能，开辟石膏建材的新来源，并且消除了化工废石膏对环境的危害，符合可持续发展战略。
第三、利用废弃的有机物生产的建材产品，以废塑料、废橡胶及废沥青等可生产多种土木工程材料，如防水材料、保温材料、道路工程材料及其他室外工程材料。这些材料消除了有机物对环境的污染，还节约了石油等资源，符合在资源可持续发展方面的基本要求。
第四、利用各种代木材料，用其他废料制造的代木材料在生产使用中不会有害人的身体健康，利用高兴技术使其成本和能耗降低，将是未来绿色建材的主要发展方向。
第五、利用来源广泛的地方材料为原料，利用高科技生产的低成本健康建材，不同的地区都可能有来源丰富、不同种类的地方材料，根据这些地方的性质和特点，利用现代技术，可生产各种性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些复合性材料也是绿色建材的发展方向。
3 土木工程材料的发展趋向
众多现象表明进入21世纪以后，在我国甚至是全世界范围内，土木工程材料的发展应具有以下的一些趋向：
研制高性能材料，例如研制轻质、高强、高耐久性、优异装饰性和多功能的材料，以及充分利用和发挥各种材料的特性，采用复合技术，制造出具有特殊功能的复合材料。
充分利用地方材料，尽量减少天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物作为生产土木工程材料的资源，以及保护自然资源和维护生态环境的平衡。论文参考网。
节约能源，采用低能耗、无环境污染的生产技术，优先开发、生产低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的节能型材料。论文参考网。
材料生产中不得使用有损人体健康的添加剂和颜料，如甲醛、铅、镉、铬及其化合物等，同时要开发对人体有益的材料，如抗菌、灭菌、除臭、除霉、防火、调温、消磁、防辐射、抗静电等。
产品可循环在再生和回收利用，无污染废弃物，以防止二次污染。
总结：总而言之，土木工程材料往往标志一个时代的特点。土木工程材料的发展的过程是随着社会生产力一起进行的，它和工程技术的进步有着不可分割的联系。工程中选材料时通过对环境的影响对后来人的影响来决定土木工程材料的好换，在未来，基于材料原有的性质的基础上，“可持续发展”将是衡量建筑工程的一把尺子。
参考文献：
[1]《土木工程材料》中国建材工业出版社 王福川著
[2]《土木工程材料》重庆大学出版社 彭小芹主编
[3]《土木工程材料》武汉理工大学出版社 陈志源、李启令主编
[4]《土木工程概论》武汉理工大学出版社 罗福午著
[5]《土木工程材料》天津大学出版社 阎西康、赵方冉、伉景富、韩龙军
针对土木工程材料专业的特点，立足于实验教学的基础性、系统性和层次性，强调综合性和创新性，创新性的构建了土木工程材料专业的独立实验教学体系，单独设立材料科学基础、材料制备、性能测试、材料分析技术、专业方向综合实验、毕业论文设计等实验课程，并在教学中逐次推进，实现了实验教学的独立性和系统性。
关键词:
土木工程;材料专业;实验课程;教学体系
创新源于问题，始于实践［1］。实验是理论课程抽象知识的具体化，是理论的延伸，是理论再实践的深化。实验是所有工学和理学科技工作者必须掌握的基本手段。实验不同于理论，往往理论是美好的，实践时却经常因某个细节而造成实验结果与理论预期不相符，而某些细节经过研究探索，可能会促进理论的发展。因此，对以实验为基础的学科，实验和理论显得更相辅相成。土木工程材料属于传统材料，属于典型的应用型科学，更是以实验为基础的学科的典型代表，其大量的科学理论首先来源于实际经验的总结，来源于实验规律的总结和提升。
1实验教学的分析
良好的实验教学是促进并实现“工学并举”的重要手段。实验教学不同于理论教学，更注重于培养学生理论联系实际、综合运用知识、观察与思考的能力，即培养学生动手，用所学知识解决实际问题的能力;通过观察实验现象、分析实验问题和结果，培养学生在实践中的探索和创新意识。我校郑家茂校长指出:相对于理论教学，实验教学更有利于促进学生主动构建科学的知识体系、促进理论与实践结合;更有利于突出研究探索，培养学生创新意识和能力;更有利于提高学生综合科学素质、突出知、情、意、能的高级复合作用，帮助学生取得创新成果并得到全面综合发展［1］。如何通过实验有效地培养学生的动手能力呢？以往的实验教学一般均作为理论教学的一部分，采用非单独设课方式，以平时成绩计入课程总分，一般占10～30%，但多为论证性实验，仅针对某单一目标，对课程整体理论的连贯性理解不足，对知识的综合运用能力不足。事实上，培养一个学生动手能力和实践能力，应在满足若干学时的基础上，通过一个与课程紧密相关但又相对独立的完整实践体系的实施，才能实现［3］。同时，高水平的实验教师队伍也是提高实验教学、提高单独设课效果的基本保障。我校材料专业实验室拥有多位博士和全校仅有的两位教授级高工，在院系的支持下，构建了独立实验教学体系，建立了实验课程间、不同实验间的紧密联系，并从2011级学生开始实践。采用单独设课，实验教师具有较大的自，但同时对实验教师和学生的要求更高［2］，要求实验教师兼具扎实的理论知识、丰富的实践经验、足够的科研经历。
2实验教学体系的设置原则
为培养创新型人才，大学实验教学应在立足基础性、系统性和层次性的基础上，强调综合性和创新性。基础实验是扎实掌握相关专业知识点的重要手段，不能忽视基础实验的作用。虽然综合设计性实验项目对于培养学生创新意识、全面提升学生的知识应用能力和解决问题能力方面发挥着不可替代的作用。但基础不够，过多的强调综合性、设计性实验，很难达到预期的效果。二者应相得益彰，不可偏废［4］。综合性、设计性实验更不能片面强调实验教学的探索功能，甚至过高要求产生创新成果，应强调培养学生掌握如何综合设计的基本思路、基本流程和基本方法，强调方案设计的重要性，强调与理论知识的结合，强调合作与团队意识等［5］。事实上，综合性实验往往也是由一系列简单的基础实验组成，只是更强调各种结果之间的相关性。如某个简单实验的结果，能用来表征该材料的某些关键性能，无疑该简单实验本身就是一个完美实验设计的诠释。一个完整的综合性实验教学，应包含与该实验相关的知识体系，包含文献综述，熟悉和了解与实验内容相关的知识背景、材料性能、整个实验设计原理和方法、实验过程的影响因素、实验可能的结果，实验过程的操作，结果计算，对实验过程出现的现象进行分析总结等。实验前，应了解实验背景知识、基本理论和实验过程，了解实验设计方法，了解实验过程可能出现的偏差和现象，并初步预期实验结果;实验过程中，要认真观察实验现象，思考问题所在，对比实验结果与预期结果等;实验结束后，认真总结实验结论，分析实验过程中的现象和实验结果的偏离等。通过完成从了解实验、设计到结论分析的整个实验过程，通过有趣的实验现象和有效的实验结论，调动学生的求知欲，启发学生的创新性思维，使学生由被动接受转变为主动求知，从而达到提高实践能力的目的。
3全新实验教学体系的构建
从培养“创新研究型人才”和高素质人才的角度出发，我校土木工程材料专业基于实践教学体系全局化、整体构建的思路，制定了相对独立而又完整的实验课程体系。课程体系的设计以材料科学基础、材料制备、性能测试和分析为主线，以材料的组成、结构、性能、工艺的相关性为牵引，突出系统性和学科交叉性，同时设置专业方向大型综合实验、本科毕业论文设计，以强调综合性和创新性。实验课程具体设置了材料科学基础实验、材料制备技术实验、材料性能测试技术实验、材料分析技术实验、专业方向大型综合实验、本科毕业论文设计等独立课程。每门课程中，又同时包含基础性实验和综合型实验，充分体现了基础性和层次性。材料科学基础实验结合硅酸盐材料方向的材料科学基础理论课程，通过丰富多彩的显微世界和材料的鉴别技术，引导学生对材料的兴趣。而材料制备、性能测试与分析技术三门课程均偏重于方法的学习，同时注意学科交叉，制备技术偏重于材料的各种制备工艺与方法，性能测试则在充分考虑材料的物理、力学、声学、热学、电学等方面的基础上，对实验课程所制备的具体材料进行系列性能的测试，分析技术则偏重于所制备样品的微观分析，三者之间借助制备的材料相互联系，相互穿插，但同时又各有侧重;实验内容囊括了土木工程材料的各种典型实验，及相关性较强的部分金属材料性能试验，提升了实验内容的深度，突出“理论够用，实验为主”，基础性实验项目教学中，更强调理解实验原理、步骤的流程，重点讲解其中易引起实验结果产生偏离的步骤、原因及注意事项等;而综合性实验项目或课程注重学生对实验方案的设计，注重科研思维、科研方法等的教学，以实际工程应用问题和指标要求为目标，综合应用各种基础实验，分析材料组成、结构、工艺与性能之间的相关关系，通过对实验的理解、动手操作、对现象和结果的分析、总结和评估，培养学生独立解决问题及创新的能力。
4实验教学体系的构建说明
材料制备实验教学内容的设计，在考虑了专业特点的同时，又充分考虑了材料或产品在生产工艺上的延伸。大多数材料的更新发展和进步，主要通过配方的改进和工艺的更新来实现。配合比设计即材料的配方设计。混凝土的配合比设计为通过计算配方，实验验证性能，得到合理配方;各种泡沫轻质材料的制备原理基本相近，均为在基体中加入各种气体形成气孔，以金属为基体，加入气体即成为泡沫金属，以陶瓷为基体引入气孔，即成为泡沫陶瓷，以混凝土为基体引入气孔，即成为泡沫混凝土。而不同基体，因其特性不同，引入气孔的方式和方法也有所不同。模压法是采用预先制备好的模型，将所需制备的材料加入模具中，采用浇注或者加压的方法制备出与模型相同的产品，除广泛用于混凝土模型、构件或试件的浇筑、墙体材料的压制成型外，同时也是模具设计和工艺制品常用的方法。水热法广泛应用于各种材料领域，如用于生产纳米材料、陶瓷材料、生物材料、使合金变成超细粉末或结晶粉末等，是指温度为100～1000℃、压力为1MPa～1GPa条件下利用水溶液中物质，进行化学反应，从而制备出一种新材料的方法，其关键是根据所需制备的产品选择合适的原材料、合适的反应温度及反应时长等。高温烧结法是把各种原料粉末或粉末压坯，配入适量的燃料和熔剂，在高温炉或窑中加热到低于其中基本成分的熔点的温度，经过一系列的物理化学反应，然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程，采用不同原材料，在不同的烧结工艺制度下，可制得不同的产品。高温烧结是陶瓷材料制备的常用方法，也是合金等材料改性的主要方法，该制备方法的关键主要是选择合适的原材料，然后根据原材料的特性进行工艺的合理优化。性能测试实验课程的设置，注重实验间的对比与分析。如不同材料的力学性能有何异同?如同样是力学性能，木材、钢筋、高分子材料各有何特性，实际使用中如何考虑?另外，同样的检测方法，如超声无损检测，测试不同材料如金属和混凝土时，方法有何异同，是否可相互借鉴?通过课程中的综合实验，分析性能间的相互关系，如力学性能与渗透性的关系;同样是混凝土渗透性的表征，RCM法、电通量法、气渗法等，有何异同，结果之间的关联性如何?总之，就是培养学生分析材料组成、性能、结构与工艺等之间的相关性、对比材料性能之间或方法之间的异同、并分析异同产生之根本缘由等。综合实验中，还包含制备实验所制备材料的部分性能，从而进一步了解制备方法的合理性和有效性，最终形成对材料制备、性能的综合评估与分析。专业方向大型实验则在补充了前述缺乏的少量专业实验的基础上，设置以解决实际工程应用问题为目标的小型课题，其包含技术较成熟、目标相对简单且较易实现，结合学生理论课程试验设计与数据处理进行实验方案的设计，实验内容包含从原材料、性能指标、测试、分析技术的测试应用和综合分析，必须覆盖原材料的关键性能(含物理性能和形貌)、工作性、重要的力学性能和易于实现的耐久性或功能性(如吸声/导热/无损等特性)测试等，适当微观分析。且尽量控制工作量和学生的实验时间，工作量不宜太大，需轻重、难易结合，注重于前述知识的综合运用，注重于整个科研方法和思维的培养，注重于解决实际问题。作为毕业论文设计，结合科研项目，学生必须独立完成一个相对系统的微型课题。需要学习者较为全面地熟悉掌握专业和课程的基本原理，才能综合运用各种方法进行设计。如果学生不具备相应的理论基础和实践基础，难以达到预期的效果，所以，设计性实验的安排应与本专业的基础理论教学进程紧密结合。
5结语
以材料科学基础实验引导学生了解材料，以材料制备－性能测试－分析为主线，分析材料组成、性能、结构与工艺之间的相关性，对比材料性能之间或方法之间的异同，并分析异同产生之根本缘由，结合专业综合性实验和毕业设计，进一步掌握各种实验技能的综合应用，结合理论教学体系，培养学生实验或科研设计的思路和方法，从而培养学生的分析问题和解决问题的能力。
作者：庞超明 张亚梅 梅建平 张萍 韩雪芹 单位：东南大学材料科学与工程学院 江苏省土木工程材料重点实验室
参考文献:
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［3］庞超明，秦鸿根，张亚梅，等．材料专业本科实验教学课程设置的思考［J］．实验技术与管理，2011，28(6):271－275．
关键词：胶凝材料学;水工建筑材料;研究生教育;创新能力;教学模式
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）42-0149-03
引言：
建筑材料质量和性能的好坏，直接影响到建筑物的质量和安全，建筑材料的发展和革新对于经济发展社会进步具有十分重要的促进作用。同时，人们也更加关注混凝土技术的进步与发展，以期混凝土材料与技术与时俱进，性能更完善，使用寿命更长，技术更先进，与环境更协调，在节能减排、节约资源方面发挥作用并满足可持续发展的原则。新疆地区地理位置特殊，气候具有严寒干燥、昼夜温差大、年际温差高、干湿交替频繁、冻融循环剧烈，地下水硫酸盐含量高，天然砂石骨料碱活性高等特点。近年来，随着“丝绸之路经济带”战略的逐步深入，新疆的水利、交通、能源、工业与民用建筑、市政等基础设施建设稳步推进，混凝土，作为这些建筑物的主要建筑材料，其在新疆特殊气候和地质环境下的抗裂性能、抗冻性、抗碳化性、抗侵蚀性及抑制碱骨料反应等耐久性能就备受工程界和学术界的广泛关注。
混凝土建筑物的工作形态与混凝土中胶凝材料的组成、结构、水化进程以及硬化体的结构密切相关。要深入研究严寒干燥区混凝土的抗裂性能、抗冻性、抗碳化性、抗侵蚀性及抑制碱骨料反应等耐久性能，需系统掌握组成混凝土结构的胶凝材料的组成和性能以及水化硬化机理和改善硬化体结构与性能的途径。《胶凝材料学》作为普通高等学校建筑材料与制品专业、无机非金属材料专业必须课程，它系统介绍胶凝材料的基本原理和规律，突出常见胶凝材料的特性和应用的一门课程。
寒区工程结构与材料研究是新疆农业大学水利与土木工程学院水利水电工程二级学科下的一个重要的研究方向。而本质上，水工建筑材料属于水利工程和材料工程与科学之间的“交叉学科”，因此设在水利工程类院系下的材料方向研究具有其相对的独立性。本文结合教学经验，针对水利水电工程二级学科下的水工建筑材料专业研究方向的研究生培养问题，分析《胶凝材料学》课程教学现状，对加强学生创新教育提出一些改进教学模式。
一、教学现状
1.研究生课程设置现状及分析。在研究生教育中，课程设置是一个很重要的问题。近年来，我院已有十余位研究生围绕掺工业废气物（粉煤灰、粒化高炉矿渣、锂渣、钢渣等）的高性能混凝土进行选题，并从宏观方面对其抗裂性能、抗冻性、抗侵蚀性及抑制碱骨料反应等耐久性能展开研究，取得了较为丰硕的研究成果。但，我校对寒区工程结构与材料研究方向的研究生的课程设置中，主要以《高等水工结构》等水利水电工程主体课程为主，仅针对水工建筑材料研究方向设置了《胶凝材料学》等课程。经调研，以拥有国家重点一级学科――材料工程与科学的同济大学、武汉理工大学等国内重点高校的研究生培养计划为例，为该一级学科下建筑材料研究方向的研究生开设了《胶凝材料学》、《混凝土材料破坏原理》、《材料热力学》、《材料动力学》、《材料流变学》等专业理论课程，也开设了《材料谱学与分析技术》、《电子显微分析》、《材料现代测试技术》等介绍现代试验技术和微观测试手段的课程;国外高校里，以荷兰的Delft科技大学和英国的Dundee大学为例，开设有《Concrete Durability》、《concrete Fracture》、《Chloride Resistance of Concrete》及《CONCRETE：Microstructure，Properties，and Materials》等专业理论课程及测试技术和微观测试手段，取得具有学术意义或应用价值的研究成果。因此，对我校寒区工程结构与材料研究方向的研究生来讲，目前的相关课程设置偏少，研究生缺乏坚实的基础理论知识和创新意识，对本领域现代试验技术也缺乏了解，从而导致研究成果多停留在对混凝土宏观性能的描述阶段，缺少采用现代试验方法从微观角度进行表征，也缺乏采用基础理论知识从影响机理方面对混凝土宏观耐久性能及变化规律进行诠释[1][2]。
2.课程教学内容。《胶凝材料学》主要任务是要求学生从材料科学的基本原理出发，以硅酸盐水泥为重点，掌握胶凝材料的组成、结构与性能的关系;胶凝材料水化、硬化过程的基本规律;胶凝材料硬化体结构与工程性质的关系;硬化体形成过程与工艺参数的关系;胶凝材料硬化体结构、性能与环境的关系等[3]。
作为我校水工建筑材料研究方向专业知识的延续和补充，它不仅巩固了本科《建筑材料》中关于硅酸盐水泥生产原理、过程及方法，水泥水化反应进程，水泥组成、结构与性能间的关系，水泥硬化体形成及工程应用等相关知识，而且进一步要求学生掌握石膏、石灰、镁质胶凝材料等多种胶凝材料的特性和应用[4]。
3.教学对象特征。在教学内容方面，课程教学中内容涉及到水泥、石膏、石灰等胶凝材料的相关特性和应用，而不同的胶凝材料拥有不同的特点，课程要求学生掌握常用胶凝材料的特点和应用，这些内容中只有水泥、石灰等胶凝材料与日常生活联系相对紧密，其余胶凝材料与实际生活中联系相对较少，教学内容多而抽象枯燥[5];另一方面，由于胶凝材料教学课时较少未能安排实践环节，众多的胶凝材料的特性及应用只是在课堂教学中提及，教学内容中部分内容理论与实践脱节，学生无法通过自身实践去检验课本中的理论知识，从而影响到学生自主学习兴趣的培养，导致学生学习兴趣不高，自主学习动力不足，无法促进学生创新能力的培养，仍存在为考试而学的不良习惯[1]。
教学模式方面，教学仍然以教师讲授为主，由于课程教学学时有限，教学是片面强调教师的主导作用和权威性，忽视学生的主体地位，基本是老师上课“满堂灌”，学生上课“被动接受”，课程教学方式极大地限制学生的创新思维，使得学生上课没兴趣、注意力不集中，课程效果较差。
4.考核方式。传统考核方式是：考核成绩=平时成绩×30%+考试成绩×70%，平时成绩主要来源于出勤率和作业，为了掌控学生学习效果，教师也经常提出一些问题由学生查阅文献后交出作业，课后教师根据学生提交的文件对学生的作业进行评分，也可对课堂的教学效果进行评估。这种作业评价方式其实也是一种过程考核模式，而课堂教学是教师对着学生讲解各种胶凝材料的性质、应用，学生往往在考试前突击复习，这样的学习方式也可以得到很高总评成绩，但是这种过程考核方式忽略了对学生自主思考、自主探索未知知识的解决方案等能力的培养，即学生只要认真听课，不用独立思考，也能得到很好的作业成绩，但到期末考试时，问题就凸显无遗。具体表现为：针对一个新的问题，很多平时不注重思考能力锻炼的学生，不知道如何分析问题和解决问题，最终导致综合考核差。
二、教学模式探索与实践
针对传统的《胶凝材料学》课程教学模式中存在的弊端，笔者所在课题组通过多年教学经验，并结合科研和生产服务经历，在教学活动中采用多种教学方法和手段，逐步探索出适合本学科多民族学生的教学模式。
1.教学方法与手段。（1）多媒体结合案例教学。运用多媒体声、光、图像进行教学，不仅加快课程教学进度，而且还可以给学生以直接视觉听觉冲击，能加深学生对胶凝材料的认识，多媒体可以将胶凝材料的生产、工程应用等通过视频和动画的形式生动地表示出来，如水泥的生产和水化等过程，丰富学生生产实践知识，提高教学效果，再运用多媒体教学同时融入案例教学方法，激发学生兴趣和创新意识，如“635”水库枢纽发电洞结构腐蚀机理及防护措施的研究与应用、高性能混凝土在乌伦湖渡槽工程中的应用等课题组完成的经典案例，介绍所运用的胶凝材料学及高性能混凝土的相关知识。（2）实践教学。课程知识源于实践，最终也应用于实践，课程教学中，将理论教学与生产实践相结合，鼓励研究生走出课堂，到生产一线，丰富课堂学习的知识。利用课题组与水泥生产企业以及粉煤灰生产企业的合作关系，组织研究生赴天山水泥厂、全荣水泥厂、电厂、八一钢铁厂参观水泥生产线、粉煤灰分级收尘过程以及钢渣产生过程，并与企业技术人员座谈，加深研究生对水泥等胶凝材料的生产过程的认识。（3）理论结合实践。鉴于本专业研究生就业方向主要集中于水泥基材料方面的工作和研究，本课程重点放在硅酸盐水泥生产和粉煤灰等辅胶凝材料的产生及其水化进程与应用方面，并引导学生将其基本原理和学习思路用于其他胶凝材料的性质和运用中，着重区分比较各胶凝材料水化规律和应用条件之间的联系和区别。利用学院为学生搭建的实践平台，鼓励研究生参加或指导本科生混凝土设计大赛、水泥轻舟等行业竞赛，通过在实践中巩固所学知识，同时也激发学生对本专业的热爱，推动学生自主学习。（4）课堂研讨。适时组织相关方向的研究生、校内外相关方向教师，采取学术交流的形式对所学知识点进行讨论，激发研究生学习兴趣，引导研究生及时理解与掌握新型胶凝材料，解除学生对其神秘感，激发学生探索新材料的热情。值得一提的是，有些研究生受在胶凝材料学课程学习和研讨过程中的启发获得新思路，然后对新思路提炼出创新点并做深入研究和探索，进而围绕该内容作为学位论文的选题，取得了较好的效果。
2.考核方式。单一的试卷成绩的考核方式已经不能反映学生对课程知识的掌握程度和获取信息的能力，更不能反映学生的创新能力水平，多种考核方式并存将有利于全方位反映学生对课程知识把握程度和多方面能力。
本课程考核办法分为两种：（1）针对研究课题或感兴趣的方向，广泛查阅文献后，写出文献综述，并作相关研究方向的研究进展报告，也有同学将此作为开题报告。（2）运用胶凝材学及高性能混凝土的理论知识及原理，设计出新型的材料，并提供详细对比试验方案和试验成果。
以上两种考核办法中：考勤占5%，课堂表现为10%，考核成绩占85%。
三、结论
研究生创新能力培养是个复杂的系统工程，胶凝材料学对于水工建筑材料方向的研究生创新能力的培养至关重要，只有针对水利水利水电工程二级学科下的水工建筑材料研究方向的研究生课程设置以及传统《胶凝材料学》课程教学中出现的教学内容、教学方法等方面出现的问题，转变教学观念，合理安排教学内容，采用现代教育手段，强调理论联系实际，重视实践教学，采用多种考核手段，因材施教，引导学生自主学习，通过在身临其境的实践中巩固所学知识，激发学生对本专业的热爱，增加学生创新能力。
参考文献：
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Teaching Model and Practice of Cementious Materious for the Exploiting of Innovation Ability of Graduate Students Major in Hydraulic Material
GONG Jing-wei，LI Shuang-xi，SUN Zhao-xiong
（College of Hydraulic and Civil Engineering，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China）
[论文关键词]高职高专 “建筑材料”课程 教学改革
[论文摘要]文章阐述了高职“建筑材料”课程教学的特点和要求，分析了现阶段高职“建筑材料”课程教学存在的问题，并提出了相应的解决方案。
一、高职“建筑材料”课程教学的要求和特点
“建筑材料”课程作为高职土建类专业一门重要的基础课程，不仅是以数学、物理、化学、力学等课程为基础的专业基础课，还是“房屋建筑结构”“建筑设备”“工程概预算”等后续课程的前期基础课，开设这门课程的主要目的是针对建筑材料的发展方向，面对新材料、新技术、新标准不断出现的情况，使学生掌握常见建筑材料的技术特性、相关标准等基本知识，了解在实际工作中如何选用建筑材料，并为后续专业课程打下良好的理论基础。“建筑材料”课作为一门基础课程是研究各种建筑材料的构造、生产与加工方法、材料的技术性能、质量检验以及如何合理使用的课程。它涵盖的内容广泛，涉及学科较多，且综合性、实践性都很强。通过本课程的学习，不仅可以为学生的后续专业课程提供必要的专业基础知识，也为今后的工程实践打下理论基础，同时也可以培养学生一定的实验技能，可以说它是通往专业课程的必经之路，也是决定学生专业面宽窄和工作适应性的关键因素。
(一)高职“建筑材料”课程的要求
高职教育培养的目标是“培养具有必要的理论知识和过硬的实践能力，面向生产、建设、服务和管理第一线急需的技能型人才”，如何在以就业为导向的高职教育改革中，实现人才培养与社会需求的对接，已经成为高职教育面临的一项重大而紧迫的任务。
近些年来，我国高等职业教育迅速发展，为社会化培养了大量高素质专门人才，但其培养的人才与用人单位的需求存在着较大的差距。因此，高职院校的课程设置应根据用人单位的需求，针对岗位群设置专业，增强专业覆盖面，按市场需求的发展变化对课程设置及时地进行调整、补充、修订。同时，还要处理好理论教学和实践教学、能力培养和知识传授、现代内容和传统内容、基础课程和专业课程的关系，认真研究各类课程之间的结构、比例和权重，以满足学生从业和个性发展的需要。
培养目标是课程设置的依据，根据高职教育的培养目标，高职院校的课程教学应淡化基础理论教学的系统性、严密性，增强理论教学的针对性、应用性。把知识传授和动手能力的培养结合起来，在基础理论“必需”“够用”的基础上加大实践教学的比重。通过企业对岗位知识和能力需求的调研，我们认为课程教学目标的制定应根据一线施工与管理岗位的要求，针对一线施工与管理岗位群，整理出课程的知识点和能力点，并重新编排组合，形成教学大纲。笔者认为，“建筑材料”课程的教学目标包括以下几个方面:一是了解与掌握建筑行业中常用建筑材料的基础知识;二是基本掌握我国现行建筑材料的各种标准和常见的检测方法，比较熟练地对目前施工企业常用的建筑材料进行检测，并提供可靠的检测数据，基本上可以为工程建设质量控制和合格性评定提供依据;三是强化对专业研究工作的基本训练，提高分析问题、解决问题的综合能力。
(二)高职“建筑材料”课程的特点
“建筑材料”课程所包含的内容庞杂，以叙述性内容为主，涉及知识面广，教材涵盖了十多个大类，上百个材料品种，但其系统性差，各章节之间缺乏必要的联系。这是由于材料学本身的原因造成的，各类材料本身就是一门专业学科，如胶凝材料、金属材料、高分子材料及其他复合材料等。如此多的内容都汇集到“建筑材料”课程中，使其成为一门介于材料学科与建筑工程学科之间的综合课程。
“建筑材料”的课程内容庞杂混乱，主要是对各类材料定性、半定量的分析，是针对各类材料技术性质的总结，缺乏逻辑性和理论计算分析。同时，由于一系列和工程密切相关的试验资料和实践经验的总结，繁多的条文叙述及经验公式，而又缺少逻辑推理，使得其整体性、逻辑性、严密性、连贯性均较差。这就给学生学习这门课程造成了不少的困难，影响了学生的学习积极性。
二、高职“建筑材料”课程教学存在的问题
目前，我国高职教育发展迅速，为我国高等教育大众化做出了重要的贡献。但在高职教育极速发展的大背景下，不少高职院校缺乏鲜明的办学特色，依然沿袭本科院校的教学理念，重理论教育，轻技能训练，使高职生的实践能力不强，与社会需求脱节。在人才培养目标的制定上，许多高职院校并没有完全贯彻高等职业教育的人才培养要求，没有体现出职业教育的特点，在教学体系方面普遍存在着三方面的问题:一是课程设置基本上处在无人监管的状态，既没有统一编订的课程，也没有统一的课程标准，各学校自行其是。在课程设置上没有突出职业教育的特点，实践课的开课率没有达到实践教学大纲的要求，把实践课看成理论课的附属课。二是教学方法不适应职业教育的要求，仍沿用传统的“填鸭式”“满堂灌”的方法。三是对学生的考核多按传统的以考查学生对基础知识的掌握程度为主的单一闭卷考试方法。高职“建筑材料”课程的教学中存在的主要问题表现在以下几方面:
(一)没有统一的课程标准
高职院校对“建筑材料”课程还没有形成统一的认识，也就没有统一的课程标准，很多高职院校依然沿用以前的教材，这些旧教材的内容比较狭窄，很多教材缺乏对新材料、新设备、新工艺、新实验方法、新标准的介绍，导致这种现象的主要原因是近些年来我国建材领域发展速度非常快，而“建筑材料”课程的教学改革速度远远跟不上建材领域发展的速度，所以，高职教育应当注重“建筑材料”课程标准的制定，及时更新教材的内容，以应对工程实际的高速发展。
(二)沿用本科教学大纲
高职“建筑材料”课程只是对这门课程本科的教学内容作了局部删减，略降低教学要求。“建筑材料”课程的教学内容一般分为两大块:理论教学和实验教学。理论教学以传授理论知识为主，讲解教学大纲所规定的基本内容;实验课的教学内容包括土木工程材料性能的一些基本测试，属于验证性实验。这些实验仅仅是用来验证理论教学中的重要结论，缺乏综合性、设计性实验。因而，在现阶段的高职“建筑材料”课程的教学中，实验课只是处于从属地位，属于理论教学的一种辅助手段，而不是真正地把实验课作为学生理论联系实际的桥梁，着重培养学生动手能力、创新思维和创新能力，作为学生锻炼提高专业技能的重要手段。
(三)教学方法落后
现阶段高职“建筑材料”课程教学的主要形式仍旧停留在口头讲授、“满堂灌”的层面上，而建筑材料领域中涉及很多概念，有些概念教师在课堂上用语言、板书难以描绘。大多数理论知识只有在具备工程实际条件的情况下，才会被学生更好、更快地加以理解。此外，随着大学本科院校近年来的大幅度扩招，吸引了众多高中毕业生就读。这就导致了在高职就读的学生，其基础知识不扎实，且个体差异较大，很多学生缺乏良好的学习习惯。学生进入大学以后，可自由支配时间明显增多，主动学习的动力明显不足，这给“建筑材料”的课程教学带来了一定的困难。
三、高职“建筑材料”课程教学改革对策
针对“建筑材料”课程的特点和要求以及其教学中存在的问题，笔者认为应该从以下几个方面进行这门课程的教学改革。
(一)精研教材内容，突出重点教学
在课程教学过程中，由于教学时数的限制，教学内容不可能面面俱到，这样在组织教学内容时，就应该有所侧重，在深入分析岗位工作对本课程知识能力要求的前提下，打破学科框架，构建以理论知识够用为度，体现土建专业所需的技术应用能力为主线的新体系，突出课程内容的针对性和实用性;在教学过程中教师应当突出重点内容，在重点内容讲解透彻的同时，兼顾讲解其他一般内容，其余内容则可要求学生们课后自学完成。建筑材料虽然种类繁多，但结合专业的特点，应该突出两个重点，即材料的基本性质及结构材料。 材料的基本性质这一章很重要，它是研究建筑材料共性问题，是后继各章的基础知识。因此，应较详细地把材料性质的各个概念结合它们在工程中的应用介绍清楚，要求学生们牢固掌握。结构材料能否正确使用，直接影响建筑物的安危和正常使用。所以，应把水泥、混凝土、钢材、防水材料列为重点内容进行讲解。在讲解这些重点内容时，应尽量采用丰富的教学方法，诱导和启发学生去主动地、积极地进行正确思维，充分调动学生的学习积极性。对某些具体材料的教学，则宜采用在众多材料品种中选取典型品种予以对比的方法进行教学，突出重点，点面结合，才能取得良好的教学效果。如“水泥”一章，应选用建筑工程中使用最多的通用水泥作为主要讲解内容，其中又以硅酸盐水泥为主要研究对象，详细分析其熟料的矿物组成、水化反应、硬化机理、技术性质、腐蚀及应用、储存等问题。并以此为基础，展开介绍其他掺入混合材料的硅酸盐水泥，而水泥中快硬硅酸盐水泥、白色、彩色硅酸盐水泥不是重点内容，仅作简单介绍即可。特别要做说明的是在突出重点教学的同时，也要注意在其他非重点章节中也有重点内容，譬如在“砌体结构材料”这一非重点章节里烧结多孔砖、空心砖和砌块是重要的墙体材料，所以它们的技术性质是重点内容。确定重点和非重点内容教学，不仅能缩短授课时间，而且有利于教学时间的合理安排，有利于学生全面而重点地掌握建材方面的知识。
(二)加强章节内容间的联系，促使学生融会贯通
为了克服“建筑材料”内容多而散、系统性差的不足，同时也为了避免讲授时平铺直叙，学生听起来枯燥无味，教师特别要注意加强课程章节内容之间的联系，以各种工程材料服务与工程实际为主线贯穿于整个课程的教学活动之中，明确各种材料在工程实际中所处的地位为出发点;以材料的生产工艺流程、材料的技术性能、基本构造与组成、材料应用发展方向展开论述;以材料在工程实际中不同的功能作用作为结论来开展教学，会使学生感觉总体思路明确，条理清晰，前后上下知识融会贯通。
(三)丰富教学手段，增强感性认识
在具体的教学活动中针对教学手段单一、内容枯燥无趣等问题，可采用多元化的教学手段来增强学生的感性认识。
为此，应注意以下几方面:第一，采用样品教学，做好对比分析。“建筑材料”课程作为一门叙述性内容偏多的课程，为了让学生更加直观、感性地认识和了解各种建筑材料，我们应尽力收集相关的材料样品，进行展示，首先让学生对该材料有一个初步的直观认识，再介绍其性能、特点和应用等其他内容。同时，可运用对比的方法，使学生进一步了解土木工程材料的共性和特性，便于掌握和理解其技术性能。如讲解混凝土拌和物时，可以当场取少量水泥、天然砂、石子和水进行搅拌，介绍各组成材料在混凝土中所起的作用，可让学生亲自尝试一下，观察不同配合比的材料性能的差异。再如在介绍过火砖、欠火砖时，可直接用样品向学生进行展示，学生通过仔细观察这两类砖的外观颜色和形状，就能很快掌握这两类砖的特点和区别，学生的印象也会非常深刻。第二，采用电化教学手段。传统的教学方式是以口述为主要模式进行教学，教学效率比较低。采用电化教学，借用幻灯投影、多媒体课件等方式，不仅可以大幅度提高教学过程中的信息传递量，而且还能通过影像，真实而直观地反映出材料的“真面目”，使学生加深对材料性能的认识，达到事半功倍的效果。第三，引入工程实例教学。教师在课堂教学时应该根据教材的定义、概念，把工程的实际环节引入到课堂内容中来，以实际工程为例来讲解材料的特性、使用方法及效果、使用中存在的问题，这不仅是教学的客观需要，同时也可以避免课堂教学内容的单调、乏味。例如，在讲石灰的性质时，可列举石灰的应用、抹灰墙而出现爆裂点的具体工程实例，通过对此事故原因的分析，可使学生加深对石灰熟化时体积膨胀较大的了解，从而进一步认识石灰变储存期为陈伏期的必要性。另外，还可以在课堂上做演示。通过对这些简单试验的操作与观察，学生对生石灰熟化特性的了解和认识可进一步加深，同时也增加了课堂教学的趣味性。
(四)发挥实验在建材课教学中的特殊作用
由于建筑材料课程内容的叙述性和定性的(有时是半定量的)性质，它对某些概念的定义是不精确的，仅仅从定义本身难以作出精确的认识和严格的区分。这方面最典型的例子就是水泥的“凝结”和“硬化”、“初凝”和“终凝”这样一些成对出现的概念。这里不妨引用一下水泥的“初凝”和“终凝”这一对概念的定义:“初凝”为水泥加水拌和时起到水泥浆开始失去可塑性的时间;“终凝”为水泥加水拌和时起至水泥浆完全失去可塑性，随后开始具有强度的时间。这里的“开始失去”“完全失去”和“开始具有”等说法并没有严格的定量的规定。学生难以区分和掌握这样的定义。而水泥凝结时间的测定实验可以帮助学生明确这样的概念。这里不妨再引用一下该实验中有关试验结果的规定:由加水时算起，到试针沉入净浆中距底板0.5～1.0mm时，所经历的时间为初凝时间;到试针沉入净浆中不超过1.0mm所经历的时间为终凝时间。这样由实验对初凝时间和终凝时间的定量规定和区分，显然比上述的定义要精确，且实验形象、具体。通过这样的方式，在授课时，教师就结合实验把“初凝”和“终凝”概念量化、具体化，学生就容易理解和掌握这样的概念。“建筑材料”课程中类似的概念很多，如水泥的标准稠度需水量、沥青的黏性等概念，都可以用有关的实验来使其定义精确化、具体化，以利于学生对这些概念的准确理解和掌握。
尽管结合课程特点，在设计教学内容、教学方法、教学手段上和实践环节上，我们作了积极的探索，“建筑材料”课程改革已初步有了成效，但课程的特点决定了课程改革是一项长期的任务，不可能一蹴而就。因此，在课程的改革和实践的探索中，我们要积极稳妥地向前推进，以更好地实现高职应用型人才的培养。
[参考文献]
[1]教育部关于以就业为导向深化高等职业教育改革的若干意见(教高[2004]1号)[Z].2004-04-02.
[2]中国建筑工业出版社.现行建筑材料规范大全[M].北京:中国建筑工业出版社，2000.
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