浅谈材料科学与工程专业教育现状

刘大钊 王 刚 段园培

（安徽工程大学<材料科学与工程学院>，安徽 芜湖 241000）

0 引言

材料是人类社会发展和进步的物质基础，并随着人类生活和社会发展需求的提高不断更新换代。 材料最早可以追溯到100 万年前的旧石器时代，之后经历了新石器时代、青铜时代、铁器时代和钢铁时代。 目前，传统材料已经远远不能满足社会发展和人们生活的需要，所以，全世界都在致力于开发具有优异性能、高可靠、 高技术含量的先进结构和功能材料包括：高性能金属材料、先进陶瓷材料、高分子材料、光电信息材料，能原材料、生物医学材料、纳米材料、超导材料等。 材料体系快速地更新换代带动着材料相关领域包括：材料合成制备、材料成型加工、材料分析测试等技术和化学、生物及物理学科的快速发展。 在这个以科技力量为主要竞争力的时代，信息技术、生物技术是全球关注的焦点，而材料是实现信息和生物技术的物质基础。 世界各国以培养大批适应材料产业和技术飞速发展的宽口径材料科学与工程专业人才为目标，正在逐步加大材料科学与工程的人才培养、科学研究和产业政策支持力度，同时颁布一些有利于材料学科快速发展和提高材料学科科研人员福利待遇的政策。

1 材料科学与工程发展现状

随着物理学、 数学和化学等基础学科以及先进检测设备和方法的快速发展，逐渐形成了一门以物理学、数学和化学等理论为基础的新型交叉学科——材料科学，研究对象从天然材料向人工合成材料转变，研究内容涉及材料的微纳尺度结构、合成方法、综合性能（结构性能和功能性能）、材料分析测试表征方法及材料成型工艺等。材料科学正式被广泛引用是在1957 年苏联成功发射第一颗人造卫星之后， 卫星的成功发射让世界认识到了先进材料研究的重要性， 也意识到了材料科学研究与材料工程应用是密不可分的。 材料科学是从“为什么”的角度进行材料组织性能研究，材料工程则是从“如何做”的角度将材料科学的研究成果应用到实际工程当中，实现材料科学研究成果转化，使其成果具有实际价值，这也是材料科学研究的最终目标，它是为工程应用服务的。 20 世纪后期，材料科学与材料工程逐渐演变为一门兼顾科学问题研究和工程应用的大型交叉学科—材料科学与工程学科。

建国初期，国内的材料科学教育是以苏联材料学科的教育培养模式为模板，开设了十几个与材料相关的专业，包括：热处理、铸造、锻压、焊接、粉末冶金、高温合金等。 随着材料科学的迅速发展，欧美国家在20世纪70 年代进行了材料科学与工程专业的教育改革，我国在实行改革开放以后积极吸取欧美国家材料科学与工程专业教育改革的经验和教训，进行具有中国特色的材料科学与工程专业教育改革。 教育部首先对材料学科专业进行调整，将原来的十几个专业整合为六个专业， 并对专业教学和培养内容进行了扩充。同时， 各大高校纷纷尝试设置了一些材料类新专业，加强材料与其他学科间的联系。 经过近二十年的教育改革，国内各大高校针对材料学科建立了突破原教育模式的新思路和新方案，材料学科的专业限制被完全打破，材料学科与其他专业学科的联系更加紧密。 由于材料学科是一门综合学科，跨度大，实践性很强，同时涉及了很多领域，所以，国内高校的材料学科人才培养还存在一些不足。 伴随着经济和科技飞速发展，国家和社会亟须一大批“宽口径” “厚基础” “能力强”“高素质”的材料专业高技能人才，这就对国内高校的材料科学与工程专业的人才培养提出了更高的要求。

2 材料科学与工程专业教育存在的共性问题

目前，全国设有材料科学与工程专业的大学共有216 所， 但是各大高校材料科学与工程专业的培养方案和培养目标各有侧重。 一部分高校的材料学科以基础性和创新性研究为重点，所以，其设置的培养方案和课程侧重于培养理论性研究型人才。 大部分高校则是以培养满足社会和企业需求的技术应用类人才为目标，安徽工程大学材料科学与工程专业旨在培养适应国家经济与科技发展的需求，能有效运用专业知识和工程技术原则解决复杂材料科学与工程问题，能在团队中担任骨干或领导角色，并能够有效地进行合作交流，能通过继续教育或其他途径增加知识、提升能力，具有良好的职业道德，有意愿并有能力服务社会，能在材料科学与工程领域从事金属液态成形及质量控制等方面的产品研究开发、设计制造和生产管理等工作的高素质应用型人才。 但是根据每年毕业生座谈会中针对教学方式和教学内容的反馈来看，目前本校材料学科的教学还是存在一些问题。 其中共性的问题包括以下几点：

（1）材料专业新生对本专业存在误解，学习兴趣不大：大一进校之后对本专业不了解，通过培养方案只知道本专业大学四年会学什么课程，但是不知道专业重要性和发展前景，不知道材料类专业社会地位以及毕业以后可以去干什么。 所以新生会对专业有误解，认为学材料以后就是下车间从铸造、锻压、焊接等工艺岗位，导致其缺乏对材料类专业的兴趣，影响学生大学四年的学习和发展。 此外，一些学生对个别课程的设置存在异议，认为有些课程和本专业没有太大关系，为什么要花时间和精力去学习。 存在这种现象的原因主要是学院和相关老师在新生入学后没有进行充分的专业介绍和引导。

（2）学生实践教学环节偏重较少（安徽工程大学实践教学课时占四年总课时的21.1%），学生动手能力有待提升：材料学科是一门综合性的实验学科，实践教学是提高材料专业学生实践能力主要方式，实践教学环节偏少会导致学生的实践能力和创新能力不能满足社会需求。

（3）在毕业设计过程中，部分同学对研究题目不了解，对课题的应用背景和研究意义认识不足，导致其对课题研究积极性不高， 研究过程往往止于形式，但究其根源是一方面学生不能正确认识毕业设计的目的与作用；另一方面是导师对毕业设计的教育和宣传动员工作有待加强。

3 材料科学与工程专业教育改革的几点建议

安徽工程大学办学始于1935 年，2010 年更名为安徽工程大学，是一所省属地方性工科高校。 笔者所在的学院以学科建设为龙头， 立足芜湖地方经济，面向安徽，辐射长三角。 以服务地方经济为宗旨，深度融入地方经济发展。 围绕地方支柱产业，引领社会创新驱动，打造学科特色和亮点。 笔者结合所在的材料成型及控制工程（教育部工程教育认证专业、国家一流专业建设点、省级卓越工程师教育计划“六卓越一拔尖”建设专业）为例，针对材料科学与工程专业存在的上述问题的解决提出以下几点建议。

3.1 材料学科新生入学正确引导

结合当下国家与社会的需求和材料领域研究热点，合理安排和调整专业介绍与导论课程内容，在保证教学内容的基础性与概括性的条件下，突出材料学科的重要性与创新性，唤起学生对材料学科的兴趣和求知欲；以身边实例为引导纠正学生对材料专业发展前景和工作性质的误解。

3.2 教学方法和手段的改革

利用现代化教学手段，采用电视录像、幻灯片、多媒体课件等多种形式促进教学； 科研与教学相结合，引导学生积极参与到科研活动中； 利用案例教学法，加强理论联系实际； 定期进行课堂教学师生互动，互换角色，培养学生综合能力。

3.3 毕业设计改革

毕业设计前期通过一些实例和通俗易懂的描述向学生普及课题的研究目的、研究意义和研究内容，让学生了解自己的工作和意义，提高学生的积极性；在选题阶段根据每个学生的兴趣有方向性地指导其进行选题；带领学生进行课题研究现状调研，引导学生自主进行文献和资料查阅，定期组织学生进行交流讨论；实验过程中充分发挥学生动手能力， 在保证安全的前提下让学生实操；严格研究学生按规范撰写毕业论文。通过指导学生完成毕业设计，培养其“发现问题、分析问题、解决问题”的科学思维，提高其实践能力。

4 结语

材料是人类社会发展和进步的物质基础，材料科学与工程学科是研究培养 “宽口径”“厚基础”“能力强”“高素质”的材料专业高技能人才重要学科，是国家和社会快速发展的重要保证。 针对目前高校材料学科存在的共性问题， 很有必要从新生入学正确引导、教学方法和手段及毕业设计多个方面进行改革以更好地适应新工科建设，更好地让学生学有所成，学有所用。