材料科学技术范例

摘要:《材料科学与工程基础》课程是工科类高等院校中材料类专业的专业基础课程。四川大学的《材料科学与工程基础》课程是早期的国家级精品课程。近年来，基于网络在线课程的新型开放教育资源MOOC，得到快速发展，能够为更多的人提供免费学习优秀课程的机会。本文介绍了该课程在四川大学的发展概况，重点叙述了该课程在MOOC建设中的探索过程，以及近期的教学实践情况。MOOC的引入极大地调动了学生的学习积极性，培养了学生的自学能力，取得了较好的教学效果。

关键词:材料科学与工程基础;MOOC;教学实践

材料在人类的生产生活中是必不可少的物质基础，是人类社会发展的巨大推动力。材料的使用和发展与生产力和科学技术的水平密切相关，人类的历史发展按照使用材料的变化分为石器时代、陶器时代、铜器时代和铁器时代，目前，新材料已成为科技发展的重要标志之一。材料科学是以材料为研究对象的科学，在于认识材料的本质，而材料工程是材料科学知识的综合及运用。材料科学与工程基础是20世纪60年代初期创立的研究材料共性规律的一门学科，其研究内容涉及金属、无机非金属、有机高分子及复合材料的成分、结构、加工同材料性能及材料应用之间的相互关系［1］。在此背景下，为了培养材料学相关的专业人才，《材料科学与工程基础》课程应运而生。目前，该课程已经成为工科类高等院校中材料类专业学生的公共基础课程，通过该课程的学习使学生具备对“大材料”的基本认知，从而能够更加从容地进入专业课程的学习［2－4］。MOOC(慕课)是MassiveOpenOnlineCourse的缩写，直译为“大规模在线开放课程”，是互联网与教育成功结合的产物。MOOC是一种在线教育模式，于2008年由加拿大爱德华王子岛大学网络传播与创新主任DaveCormier与国家人文教育技术应用研究院高级研究员BryanAlexander联合提出来［5］。2011年秋，斯坦福大学开出了《人工智能导论》在线课程，之后MOOC得到迅速发展。MOOC最大的特点和优势在于任何人都能够免费注册使用，且具有在线学习、参与讨论、完成作业、在线考试等一套系统的课程授课和课程学习的模式，使愿意学习的人足不出户就能够获得全国乃至全世界优质课程的学习机会［5］。我国的MOOC建设起于2013年，先后有众多高校参与其中，经过几年的发展，上线慕课数量已达5000门，学习人数超过7000万人次，足以说明MOOC的受欢迎程度和继续发展MOOC的必要性。本文介绍了四川大学的《材料科学与工程基础》课程的发展概况，重点叙述了该课程在MOOC建设中的探索过程，以及该MOOC在爱课程“中国MOOC”平台上的实践情况，最后，对该MOOC的进一步发展提出了几点认识。

1《材料科学与工程基础》课程的发展

四川大学的《材料科学与工程基础》课程源于1989年开设的本科生专业核心课程《高分子材料导论》中的部分内容，于1996年正式开设此课程。经过不断的打磨和锻造，四川大学的《材料科学与工程基础》课程于2004年被评为国家级精品课程。该课程从材料科学与工程的“四要素”出发，采用“集成化”的模式，详细讲授了金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料等四大类材料的共性规律及个性特征。该课程主要面向高分子科学与工程学院的本科二年级学生，通过该课程的学习使学生建立材料的组成/结构－制备加工－性能－应用关系的一级学科整体概念，从原理上认识金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等各种材料的基本属性，为后续专业课程的学习奠定良好的基础。该课程分为五章，分别为绪论、材料结构基础、材料组成与结构、材料的性能和材料的制备与成型加工。整个课程分为16讲，每讲3个学时，共48学时，安排在大二下学期进行授课。课程采用的教材为本课程负责人赵长生教授和顾宜教授主编的《材料科学与工程基础》，该书第一版由化学工业出版社于2002年出版，2006年列入普通高等教育“十一五”国家级规划教材，累计发行超过1.5万册;第二版于2011年出版，同年被评为国家级精品教材，2013年获得中国石油和化学工业出版物奖(教材奖)一等奖，2014年列入“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，累计重印11次，共发行4万余册;第三版于2020年2月首次印刷，已经有众多高校将其定为材料专业教材。此外，作为双语课程，该课程还选用了WilliamD.Callister，Jr主编的《FundamentalsofMaterialsScienceandEngineering(第五版)》作为英文教材，在教学过程中采用了中英文结合的讲义、课件、作业题和试卷。课程网站是课程教学的重要组成部分。本课程早在2009年就建立了课程网站，并拥有本课程的全程授课录像。2012年，本课程依托四川大学课程中心，建立并完善了新的课程网站，采用新技术重新进行了课程全程录像，并增加了自测评模块，帮助学生在课后稳固所学的知识点。目前，该课程网站的浏览量已经超过35万人次。在此基础上，经过精心准备，该课程于2014年在“爱课程”平台上线成为国家级精品资源共享课程，影响力进一步扩大。

2《材料科学与工程基础》MOOC建设

MOOC作为大规模开放在线课程，具有打破时空限制、开放程度高、可重复学习、良好的互动体验等特点。MOOC的建设首先要求教师设计好课程中准备讲授的重要知识点及相关内容，之后由专业的视频制作技术团队协助教师制作成5～20分钟的微视频，配以相应的PPT课件，作为MOOC的核心资源。随后，再配合随堂测验、课后讨论以及最后的课程考试。四川大学的《材料科学与工程基础》MOOC于2017年开始筹备建设，2018年进行微视频的录制，2019年9月在爱课程平台上线。课程团队共录制微视频54个，每个微视频均配合一个PPT课件，包括:第1章“绪论”(1个);第2章“材料结构基础”(12个);第3章“材料组成与结构”(5个);第4章“材料的性能”(34个);第5章“材料的制备与成型加工”(2个)。该MOOC包含88个知识点，遍布各个章节。课程设计为17周，每周3学时，其中:第1～5周学习第1～2章，第6～9周学习第3章，第10～16周学习第4章，第17周学习第5章。学习周次的分配主要基于学习单元中教学内容的数量、难易程度和知识点的重要性，使学生有充足的时间学习和理解新的知识。本课程的考核成绩分为3部分:(1)单元测验，占40%;(2)课程讨论，占10%;(3)期末考试，占50%。这就要求学生注重平时的学习，循序渐进积累课程知识，仅通过考前的突击复习无法获得好的成绩。其中，在完成每周一个课程单元的学习后，有一个包含约20道题的单元测验，要求学生在规定时间内完成作答。此外，在每个学习单元后，会有1～2道基于本单元知识点的讨论题在讨论区，由学生跟帖回复，同时，学生也可发帖公开自己的问题，老师和其他学生均可对帖子上的问题进行释疑。最后，在完成所有课程单元的学习后，有一套围绕课程知识点的期末试卷，要求学生在约定的时间点进行线上答题，在规定的时间内完成答卷。针对单元测验和期末考试，系统能够进行自动评判并给出相应的得分，省时高效。考核成绩达到60分及以上可申请合格证书，85分及以上可申请优秀证书。该课程的参考资料主要有:(1)《材料科学与工程基础(第三版)》，赵长生，顾宜主编，化学工业出版社;(2)《FundamentalsofMaterialsScienceandEngineering(材料科学与工程基础)》，WilliamD.CallisterJr.主编，化学工业出版社。结合中英文参考资料，可以增加学生的专业英语词汇量，提升专业英语的理解和应用能力。四川大学的《材料科学与工程基础》MOOC的建设立足于课程团队在该课程多年的教学实践经验，教学目的明确，教学内容丰富，教学思路清晰，教学安排合理，借助平台创新了教学模式，将学生作为课程的主体，由老师“认真教”向学生“主动学”转变，鼓励学生多向老师问问题，培养学生的自学能力、提出问题和分析问题的能力。该MOOC可以作为材料类专业本科生学习“材料”相关课程的课外辅导以及SPOC的源课程，也可供其他材料类工程技术人员在业余时间补充相关基础知识，提升专业理论素养。

摘要:

在《材料化学》绪论课的教学过程中，采用启发引导教学方式，以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行教学设计，通过讲解材料发展中的化学，引入材料科学与化学的区别与联系，重点从材料结构、制备、性能和应用四个方面讲授了材料研究中的化学问题，使学生对本课程的内容有了清晰的认识，激发了学生学习本课程的信心和兴趣，并取得了满意的教学效果。

关键词:

材料化学;绪论课;教学设计

材料化学是材料科学与化学的交叉学科，伴随着材料科学的发展而诞生和成长，即是材料科学的重要部分，又是化学学科的一个分支［1］。目前，很多高等学校的化学和材料类专业开设了《材料化学》这门课程。《材料化学》是南阳师范学院材料化学专业的核心基础课程，对于培养学生的材料科学基础知识，分析和解决材料制备和应用中的化学问题的能力起到了关键作用。但是该课程涉及的知识面广泛，内容庞杂、概念甚多、加上课程改革，理论课时数减小，学生在学习《材料化学》课程过程中，普遍存在概念混淆、重点难以掌握等问题。绪论是一门课程的开场白和宣言书，是师生之间学习和交流的起始点，能为学生建立起一门课程的知识轮廓。通过对绪论进行学习，学生可以了解课程在所学专业中所处的地位和作用，以及该课程的教学内容、学习方法和考核方式等问题［2］。如何激发学生学习该课程的兴趣，提高课程的教学质量，绪论课在整个课程教学中有着举足轻重的地位。结合近年来的教学实践，就如何讲好《材料化学》绪论课谈一些心得。

1首先明确课程性质、特点及地位

教学之初，首先明确该课程作为专业核心课程的重要地位，是学习后面材料专业课程的基础课程，同时明确考核方式，加强学生对本课程的重视程度。材料化学是材料科学和化学学科的交叉学科，课程内容既涉及工程材料应用中的实际问题，又包括材料结构及制备中的化学问题。作为一门交叉学科，很多知识点与材料学和化学课程中的相关内容重复，很多学生以为学过相关知识，就会从思想上松懈。然而，相关知识点虽然出现重复，但在不同学科中讲授的重点是不同的。在讲授材料化学课程的过程中，要着重培养学生利用化学的思维解决材料科学中的问题，使学生深刻领会化学与材料科学交叉的重要意义。通过一些实例，讲解本课程与化学和材料相关课程的区别和联系，使学生更加深入了本课程的性质和地位。材料科学是偏实际应用的工科课程，化学是偏理论的理科课程，材料化学则是利用化学的理论解决材料应用中的实际问题。

摘要:

实验教学是材料学科本科教育的重要环节。近年来，实验教学改革在各大高校中受到越来越多的重视，旨在提高实验教学质量，培养学生的动手能力、创新能力等综合素质。本文论述了工程教育背景下高校材料类专业实验教学的重要性以及传统教学的主要问题，并以福州大学材料科学与工程学院为例，以提高实验教学效果和提高学生整体素质为基本出发点，从改革实验教学模式，实行开放式实验教学、构建与工程教育接轨的教学课程体系、优化教学方法和搭建多功能实验教学平台等多方面提出了实验教学改革的切实可行的建议。

关键词:

材料学科;教学模式;教学体系;开放实验;实验教学平台

随着现代科学技术和社会的不断发展，材料学科发展迅猛，社会对材料领域人才的需求越来越趋向综合型、创新型、实践型人才，因此对高等教育的实验实践教学环节提出了更高的要求。而对于材料科学与工程这样的理工科传统专业，实验实践教学在专业教育中起着非常重要的作用，同时其作为大学生创新能力合和综合素质培养的重要环节之一，已经受到越来越多高校教育者们的关注。因此，为适应社会和学科发展需要，培养具有较强动手实践能力、创新能力，并能为我国材料技术和经济发展服务的创造性人才任务重大。

1材料专业实验教学特点及教学中存在的问题

材料科学与工程专业是理工科传统专业，它要求有直观的工程专业知识及背景。目前，材料学广泛地应用于工业生产、农业种植等各个领域［1］。一般来说，学生在进行材料专业实验初期阶段，由于缺乏相关的感性认识，同时又因为面临一些新设备或新的方法技术，很容易陷入理论与实践脱节，理论无法联系实际的困境。此外，材料科学与工程专业涉及的知识面广，这就要求学生具有较强的分析能力和灵活运用所学理论知识解决实际问题的能力。材料科学与工程专业实验教学内容包括专业基础实验和专业实验，以培养学生综合能力为宗旨，具体来说就是培养学生进行材料研究、材料制备和材料生产等各个环节的基本能力。传统实验教学中，教学模式是实验课依附于理论课，实验时间和实验内容均取决于理论教学内容及其进度，这种按部就班的教学模式最明显的缺点在于使各个实验项目之间相对独立，且每个实验项目内容单一，难以融会贯通。另外，传统的实验教学，使教育者们比较注重培养学生正确规范的实验操作技能以及如何操作仪器设备。此外，传统的实验项目类型多为演示型和验证型实验。这样的实验教学模式、内容和教学方法无法做到理论知识与实验教学内容的有效结合，更无法做到融会贯通。因此不能有效提高培养学生分析问题、解决问题的能力和创新能力。要真正实现素质教育，必须从教学模式、教学内容和教学方法等方面深入思考，进一步实施实验教学改革。

摘要：工科学生的工程伦理素养对社会发展的影响不可忽视。根据材料专业课程体系，采用分阶段、逐步渗透、不断加强的方式，强化学生责任意识、底线意识和工程决断能力，帮助学生在材料工程建设中做出符合工程伦理的最优决策，为培养高质量的材料专业科技人才提供保障。

关键词：工程伦理；材料专业；底线意识

工科学生未来从事的工程建设活动具有复杂的社会属性，对社会影响大。如果工程师缺乏足够的责任意识和正确的价值观，或是缺乏足够的工程伦理决策能力，将无法做出正确、合理的决策，产生如豆腐渣工程、水域污染事件、毒奶粉事件、疫苗事件，等等[1-3]。工程伦理是指工程技术人员在工程活动中所应遵循的道德原则和行为规范，核心是责任意识，价值塑造是工程伦理教育的内涵和主旨[4-5]。材料是人类社会进步和国民经济发展的基础，也是科学技术发展的物质基础和技术先导[5]。国家大力扶持、发展材料制造业的同时，材料生产过程对资源能源的依赖，以及所造成的环境问题日益突出。工程伦理教育的目标为唤醒学生的道德敏感性、激发道德勇气、提高道德决断力、鼓励道德实践，使其在遭遇面对价值冲突的两难抉择时，坚守底线、不昧良善心和慈悲心[5-8]。大力培养具备良好工程伦理素养的材料工程师，对提升中国制造的能力意义重大。

一、工程伦理教育模式

工程伦理教育是一种科学教育与人文教育交叉融合的教育。目前，高校工程伦理教育通常采用两种课程模式：独立设课或者在专业课程中融入工程伦理内容[9-11]。独立设课模式是开设工程伦理课程，教师与学生系统讨论工程伦理问题。工程伦理课程与其它专业课程分离，授课内容比较枯燥，实效性越来越受到学生群体排斥和其他专业课程教师的非议。将工程伦理养成教育结合或融入相关专业教学，对现有工程课程进行伦理成分渗透，采用隐性课程的方式完成工程伦理教育，既不需要对原有课程进行大幅度修改，学生的排斥心理也少。教师在专业课教学中坚持工程伦理的灌输，促使学生重视并在潜移默化中接受工程伦理教育。这种模式将工程伦理内容分散到各个独立专业课中，教学的深度和连续性可能不如独立设课模式。

二、树立专业课教师工程伦理教育意识

很多高校没有单独开设工程伦理课程，而以目前的教育现状来看，大多数专业课教师并不重视对学生工程伦理素养的教育。专业课教师很多时候只重视本课程相关的专业技术问题传授、讲解，认为工程伦理素养的培养属于思政课教师的责任，有的教师甚至从未关注过本校学生是否接受过、在哪个环节接受了工程伦理素养教育。专业课教师在学生工程伦理素养教育方面的消极，必然导致学生工程伦理素养不够，部分学生在大学毕业后从事工程活动中做出的一些工程决断不符合社会主义核心价值观，不利于国家的长久发展。只有当每一位专业课教师重视对学生的工程伦理教育，才能自发地利用专业特长，在专业课教授过程中融入工程伦理教育，提高教育效果。

作者：刘志明 单位：东北林业大学材料科学与工程学院

绪论是引导学生快速进入材料化学主体内容比较关键的部分，在绪论这章应该让学生尽快对材料化学这门课程的一些基本概念、材料化学的主体内容范围及其地位和作用以及一些学习方法，包括思维方式的转化和训练方面有一些了解，同时由于是双语教学，不断渗透英语教学内容仍是主体，所以在绪论内容设计上，逐步导入英文教材内容，用英语表述一些概念，对概念的理解上，采取中英文表述，主要是照顾英文理解较差的学生，同时给学生一个适应的过程。在“以学生为本”的教学理念下，对材料化学绪论内容进行设计和实践，以下是教学实践中的尝试和总结，以其今后更好地进行材料化学课程双语教学，教学方法上“重视学”，“以学生为本”，提高教学质量，实施以培养能力为中心的素质教育。

材料概念的导入

1材料的定义有关材料的定义有以下几种：材料是具有结构、光、磁、电的用途的物质(Matterisamaterialwhenthatformofmatterhasstructural,optical,magnetic,orelectricuse)。材料是能为人类社会经济地制造有用器材(或物品)的物质(Matterisamaterialwhenthatformofmattercanbemanufacturedintousefulobjectseconomicallyforthehumansociety)[13]。材料是人类用来制作物件，如用具、工具、元器件、设备设施、系统等的物质。《辞海》给材料下的定义是：经过人类劳动所取得的劳动对象称为原料，而经过工业加工的原料如钢材、水泥等则称为材料[14]。这是以往对材料的定义，随着时代的发展，材料基本含义没有太大变化，内容上丰富许多。与时俱进，现在采用英文教材的最新定义，是需要学生理解和掌握的。英文教材的定义为：材料可广泛定义为可用于解决当前或未来社会需要的任何固态组件和设备(Thetermmaterialmaybebroadlydefinedasanysolid-statecomponentordevicethatmaybeusedtoaddressacurrentorfuturesocietalneed)[15-16]。例如，钉子、木材、涂料等解决我们住房需求的简单建筑材料(Forinstance,simplebuildingmaterialssuchasnails,wood,coatings,etc.addressourneedofshelter)。

2材料的分类材料分类有很多种，现代材料一般分为金属(metals)材料，高分子(polymer)材料如塑料、橡胶、纤维等，无机材料如陶瓷(ceramics)、玻璃、水泥、砖瓦等和复合(composites)材料四大类[17]。英文教材将材料分为天然的(natural)和合成的(synthetic)两大类材料。天然的材料分为无机(inorganic)和有机(organic)材料。无机天然材料包括矿物(minerals)、黏土(clays)、砂(sand)、骨(bone)和牙(teeth)。有机天然材料包括木材(wood)、皮革(leather)、糖(sugars)和蛋白质(proteins)。合成的材料包括大块(bulk)、微米(microscale)、纳米(nanoscale)材料。大块(bulk)材料包括非晶态(amorphous)和结晶(crystalline)材料[15-16]，这种材料分类更贴近材料化学的定位。

3复合材料复合材料广义上是指由两个或多个物理相(以微观或宏观的形式)所组成的固体材料。狭义上是指用高性能玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、晶须、芳香族聚酰胺纤维等增强的塑料，金属和陶瓷材料等。国际标准化组织把复合材料定义为由两种以上物理和化学上不同的物质组合起来而得到的一种多相固体材料[18-19]。

4新材料与功能材料为适应国民经济、科学技术与国防建设的发展，满足生产力发展与社会进步的要求新近出现或研发出来的、或正在发展中、具有传统材料无法比拟或更为优异的性能之各种新型材料，均称为新材料。新材料一般具备表征性、先导性、依托性、时间性、优能性和新颖性6个特征[14]。材料通常可分为结构材料与功能材料两大类。结构材料是以强度、刚度、韧性、塑性、耐磨性、硬度等力学性能为其基本特征，用于制造以承受重力或传递应力为主要服役方式之结构构件的材料。功能材料则是具有特殊物理性能、化学性能或生物学性能等，主要用于制造各种功能元、器件的材料[14,20-21]。1965年，美国贝尔实验室Morton博士提出功能材料的概念，20世纪70年代日本材料科技界完善确立，20世纪80年代在我国逐渐被人们接受。功能材料的定义，国内外尚无统一定论，国内比较一致的定义，功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理学、化学、生物学效应，能完成功能相互转化、并被用于非结构用途的高技术材料。这些材料在元件、器件、整机或系统中，可实现对信息与能源的感知、采集、计测、传输、屏蔽、绝缘、吸收、贮存、记忆、处理、控制发射和转换等目的[14]。

[摘要]《高分子科学》是一门集基础与应用于一体的课程，本文根据材料科学与工程专业的学科特点及“新工科”对高校教学内容改革的要求，结合学校《高分子科学》课程的实践与探索，在提高教学效果的同时满足“新工科”建设对工科应用型人才的需求。

[关键词]高分子科学；新工科；课程改革

2016年在中国工程院、住建部、教育部以及国内部分高校参与的多次研讨会后，在2017年先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”，引起了社会的强烈反响。2017年2月20日，教育部高等教育司《关于开展新工科研究与实践的通知》，正式拉开了国内高等院校开展新工科研究和实践的帷幕。“新工科”研究和实践围绕工程教育的新理念、学科专业的新结构、人才培养的新模式、教育教学的新质量和分类发展的新体系开展，面向未来布局新兴工科专业。因此，高校需建立与之相匹配的课程体系和教学模式，以满足“新工科”建设对人才的需求，推动“新工科”专业课程的改革与创新。高分子科学作为材料科学与工程专业学生的专业基础课程，介绍高分子科学的基础知识，为合理制备和选用所需要的高分子结构解决相关领域内实际问题奠定基础。因此，在教学过程中需充分把握《高分子科学》课程的特点，在突出课程功课特色的基础上，将高分子科学的理论与工业生产过程相结合。下面结合重庆交通大学材料专业特色，提出了《高分子科学》课程教学改革的几点建议。

1“新工科”建设对高校和教师的要求

国内经济快速发展，新经济对工程教育提出了新要求，以材料科学与工程专业为例，以新能源、新材料、生物科学为代表的新技术不断升级，需要加快培养新兴产业相关专业人才。“新工科”背景下，地方高校应主动对接国家和地方经济社会发展需要和企业技术创新要求，做好工程科技人才的需求调研，并以此创建相关专业，培养具有较强行业背景知识、工程实践能力和胜任行业发展需求的应用型和技术型人才。高级应用技术型人才的特点要求高校在设置人才培养体系时，必须以服务产出为导向，以能力提升为根本，围绕对知识、能力、素养综合发展的培养目标，构建既独立又协同作用的人才培养模式。因此，对高校教师的综合素养也提出新的要求，不仅要求教师有扎实的专业知识，还要求教师有一定的工程应用能力和良好的道德素养。高校教师面向新兴技术的发展和产业需求，需深化教学内容和课程体系改革，构建科学、合理的理论教学和教学实践体系，以突出知识的服务型、应用型为目标，构建模块化知识理论体系，以经济发展对人才的需求为导向，有效整合课程体系，增加新技术、新产业相关课程，充分发挥教师讲授在应用型工程人才培养中的作用。此外，要求高校教师要树立正确的世界观、人生观和价值观，坚持以学生为中心的理念，在强化教学方法、教学手段和教学理念改革的同时，做好学生思想政治教育，努力做到传授知识与思想育人的同向而行。

2课程教学改革

2.1适度扩充教学内容。高分子科学不仅包括高分子化学和高分子物理两个主要分支，还包括高分子工程这一重要应用，因此，高分子科学既是一门基础科学又是一门应用科学。目前，《高分子科学》的相关教材主要有《高分子科学导论》、《高分子科学基础(第二版)》及《高分子科学基础)》。根据学院专业在行业中的明显特色及学院教师的科研方向，在科学理论的基础上，增加了混凝土用高分子材料、沥青路面用高分子材料、光电功能用高分子材料、电池用高分子材料和阻燃高分子材料及其工程案例的授课内容，编制符合学校材料专业特色的授课讲义，采用项目和案例教学法，深入浅出地介绍了高分子科学理论在工程中的应用，推动学科交叉融合，孕育产生交叉专业，推进跨院系、跨学科、跨专业培养的工程人才。近年来，以新材料为代表的新技术的成熟、应用与推广，充实了高分子科学的前沿领域。因此，教师应将教学内容与老师的科研成果相结合，在制定新的课程教学计划时，适度增加相关的前沿应用。如在讲解热塑性高分子材料的热转变特性时，用火灾的惨痛教训向学生介绍日常生活中无处不在的高分子材料是非常易燃，通过对热塑性高分子的分类、不同温度下的状态、分解程度等讲解，使学生在掌握该理论知识的同时了解发生火灾中高分子材料的燃烧情况[2]，拓展火安全技术、最新研究进展及常用的防火技术，使学生体会到科研与生活的密切相关性，通过教学、科研及实际应用相结合的方法，培养学生的科研素养和以解决实际问题为目的学习态度，为满足“新工科”发展对学生知识和能力的需求奠定基础。

作者：德格吉呼 单位：内蒙古师范大学化学与环境科学学院

目前，材料化学专业培养出的学生也不能完全适应社会和市场对人才的需求。这就要求材料化学专业课程体系必须充分体现以就业为导向的思想，提高学生的专业技能，强化学生的就业意识，使学生在考研、就业方面具有较强的竞争力。因此，材料化学专业课程体系的改革迫在眉睫。

现行课程体系存在的问题及其成因

1．办学特色不明确。自我校材料化学专业招生以来，在办学过程中发现在专业建设上存在一些薄弱环节，如专业学科定位不确定，专业人才培养目标不够明确、课程体系中基础课平台不够规范，课程设置不够科学、合理等。究其原因，主要由于材料化学专业建立时间短，办学经验不足。

2．课程设置理念滞后。合理的课程设置理念是让每一位学生不仅受到严格的专业训练，而且还应受到广泛的通识教育，把学生培养成有专业知识、有爱心、有责任心、有雄心的智者。在材料化学专业课程设置中，由于受传统观念的影响，侠义专业概念的限制，只要求知识的传授，对学生独立思考能力、自学能力、动手能力和生存能力方面的培养没有足够的重视。同时，在课程设置中存在对社会需求、学生就业、市场前景等考虑不周等问题。

3．实践、实验教学条件欠缺。实践、实验课程是培养学生的动手能力、分析问题和解决问题能力必不可少的教学环节。起初，我们以三、四十人组成的实习队伍进入企业、经济实体实习。而今，大型企业自动化程度很高，实习生很难进入车间进行实践操作，另外，经济欠发达地区的大型企业为数不多，小型企业又没有能力接收大量的实习生，加上实习经费的短缺等原因，无法实现“大部队”形式的实习。在实验教学方面，由于条件所限，只能开出部分专业课的实验。

4．专业教师缺乏。师资队伍是优化课程体系的执行者，也是人才培养的主导者。先有优秀的教师，后有优秀的学生，再有品牌专业［2］。我校材料化学专业建立以来，虽然引进了固体材料化学、无机功能材料、催化材料、分子生物学等领域的数名博士研究生充实本专业的教师队伍，但是由于地域和待遇的局限，专业教师数量有限，还是不能完全满足教学的需求，目前正在通过各方努力引进高水平的教师，以加强本专业的师资队伍建设。

随着互联网技术快速发展，大数据时代已经到来，科研人员所面临的问题不再是如何获取足够多的科技文献信息，而是如何在海量信息中快速有效地甄别和筛选符合自己工作需求的精准信息，科研需求正在由单一的信息索取向线性化、层次化、连接化的数据分析，乃至向结构化、网络化、智能化的知识探索利用转变[1]。如何转型升级，以满足科研工作的新需求，进而服务于科研创新，是传统科技出版面临的新挑战，也是新机遇。从国际上传统大型科技出版商的发展实践来看，以期刊集群为基础，打造一站式科研服务平台，是一条可行的发展路径。

1国际大型STM出版商服务于科研工作的数字产品

爱思唯尔（Elsevier）集团是世界上最大的STM（科学、技术与医学）出版商之一，旗下拥有全文数据库ScienceDirect、全球最大的文献摘要和引文数据库Scopus、参考文献管理器和学术社交网络Mendeley以及ClinicalKey超级医学平台等数字产品。其中，ClinicalKey于2012年上线，以爱思唯尔拥有的医学相关的500多种期刊为基础，整合了1000多种图书、13000多个视频以及众多合作的第三方资料和数据，与医生在整个医疗过程中相辅相成，支持如诊断、治疗、预防、护理、疾病管理和预测等多种临床活动。平台的内容都经过同行评议，具有较高的权威性；操作界面的设计也充分考虑了用户的使用习惯，帮助用户节省时间。同时，该平台还在持续不断地更新完善，针对用户在使用过程中提出的需求升级平台功能。ClinicalKey为期刊集群服务于科研创新提供了范例。2015年，施普林格科学与商业媒体（SpringerScience+BusinessMedia）与麦克米伦科学与教育（MacmillanScienceandEducation）多数业务进行合并，合并后的新公司被命名为“施普林格·自然”（SpringerNature）。施普林格·自然集团所拥有的科技期刊数量甚至超过了爱思唯尔，同样拥有专业领域海量、权威的资源，并且整合了行业其他出版商的优质内容资源。旗下的科学技术和医学类在线全文电子数据库平台SpringerLink是一个较为典型的专业领域知识服务平台，其内容资源已进行了XML结构化拆分，将图书的内容单元（篇、章、节）,期刊内容单元（文章）以及对象数据（图片）分别按照学科知识体系进行知识关联，实现了一键式精准检索[3]。施普林格·自然集团的期刊资源还包括Nature、BioMedCentral和SpringerOpen。在这些大量的原始数据资源基础上，开发了一些专业化的数字产品。例如，用于药品研发、疾病治疗和决策的数据库SpringerNatureAdisInsight；材料科学平台SpringerMaterials；发表经过同行评审的实验室指南、分步骤指导生物学与生物医学研究技术的使用及改进的平台NatureProtocols；数学数据库zbMATH等，从而满足科研人员的不同需求。

2国内服务于科研创新的数字产品简介

中国知网（CNKI）和万方数据是国内最大的两家信息服务商，收录了国内出版的大部分期刊数据，特别是中国知网，通过全文数据独家购买的模式，收录了国内绝大部分期刊自创刊以来发表的几乎全部论文的全文。除了期刊以外，它们还收录了大量的硕博士学位论文、会议论文、专利、科技报告、标准甚至报纸的内容资源。这种“大而全”的数据库虽然为信息检索提供了一定的便利，但也存在一些问题：首先，在内容上，缺失了与期刊同样重要的一类科技出版资源——图书资源；其次，缺少各学科的专业化人才队伍对前端内容质量的监控，导致内容资源质量参差不齐，精品资源的优势被稀释；再者，缺少对检索系统的优化，导致检索结果精准度差，冗余信息多，检索效率低。近些年，中国知网和万方数据也在探索开发基于自身海量数据的科研服务产品。中国知网主要开发了行业知识服务与知识管理平台、研究学习平台、出版平台与评价、专题知识库等，从产品设计和服务定位上看，涵盖了行业、科研、教学、出版等各个方面。万方数据开发的产品有万方医学网、EarthInsight（地球与环境科学一站式知识发现平台，与科学出版社合作）、创新助手（科技信息挖掘分析，科技创新能力评估）等。这些数字产品各具特色，在科研领域发挥了一定的支持科研活动的作用。但与国际出版商的数字产品相比，比如与科研工作的契合度、数字内容的颗粒度、支持工具的丰富度等方面还存在一定的差距。

3基于学科期刊集群的数字产品

除了上述这些基于全学科海量数据资源的数字产品之外，国内还有一类服务于科研人员的线上数字产品，即以某一学科领域的优秀期刊集群为核心，整合该学科领域的行业资源与最新资讯，为科研工作者提供本学科领域的信息交流与服务的学科专业化平台。下面以“材料期刊网”为例，分析这类平台的现状及未来发展思路。