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1、 无机非金属材料论文无机非金属材料工程专业课程群的建设摘要结核我院实际，构建了无机非金属材料工程专业 5 大基本课程群。选择材料科学基础、现代材料分析方法、固体物理导论、无机材料物理性能、超细颗粒导论和表面物理基础六门课程组建了无机非金属材料工程专业核心课程群。指出该课程群的组建有利于实践教学，为培养应用型人才提供保障。关键词无机非金属材料；课程群；课程建设；实践教学 0.引言 无机非金属材料作为三大主要材料之一，应用涉及范围极其广泛，不同院校的无机非金属专业所从事教学及研究工作的侧重点有所不同，如清华大学的无机非金属材料专业主要研究方向几乎覆盖了整个无机非金属材料范围：合肥工业大学无机非金属
2、材料工程专业以粉末冶金和工程陶瓷为主要培养方向：安徽工业大学等省内院校则以陶瓷，耐火材料以及水泥建材为其主要特色。尽管各有特色，但各高校所开的主干课程都相似。在课程群建设方面，已有部分高校开始进行试验，如清华大学进行“大材料” 课程群建设，整合了材料学课程，加强材料基础课程建设，但相当一部分院校仍按公共基础教育课程、专业基础教育课程和专业课程进行教学。 我院(合肥学院) 新设立的无机非金属材料工程本科专业，培养目标是培养学生德、智、体、美全面发展；学生应掌握坚实的基础理论、系统的无机非金属材料科学与工程方面的基本理论和必要的材料工程应用技术、基本的实验技能和科学创新的研究方法，具备从事无机非金
3、属材料生产运行、科学研究、技术开发和经营管理等工程技术人员的能力，并具有进一步深造和成为各行业高级人才的能力。与重点院校比较，我们更加注重培养学生创新实践能力：培养学生工程技术方面的素质培养。围绕着上述培养目标，整合本专业相关的系列课程、相应的师资队伍及教学资源，尝试建立体现我院办学特色的主干课程群，加快课程的模块化建设，为学生提供套餐式的选择模式，逐步向学分制教学过渡，最终形成学科建设特色。因此建设主干课程群将具有很强的现实意义，也将是对本专业本科教育改革的一项创新性研究。 1.无机非金属材料工程专业核心课程群的组建 一般无机非金属材料与工程本科教学的课程设置分公共基础课程、专业基础课和专业
4、课程，但是往往基础课程与专业课程衔接不好，使得基础课程在一定程度上成了万金油式的基础教育，一方面与后两年专业的教学体系脱节，另一方面则是两者往往有过多的重复内容。为了解决这一问题，拟在建设好公共基础课的前提下，将专业基础课和专业课程中教学内容相关的课程组建为若干个课程群。 材料科学基础课程群：该课程群则是本科教学材料科学方面的基础课程群，课程包括材料科学基础、材料研究与测试方法、固体表面物理化学应用基础、固体物理导论、无机材料基础、无机材料物理性能及超细颗粒导论等课程： 工程与技术基础课程群：该课程群是无机非金属材料工程本科教学工程与技术方面的基础课程群，课程包括电工电子技术基础、工程力学、工
5、程制图、计算机绘图、机械设计基础、测量仪表及自动化、化工原理(材料化工基础)、热工基础与设备、无机非金属材料工学、粉体工程、材料工程计算机应用技术等课程： 无机非金属材料应用课程群：该课程群主要是按照我系专业的培养方向即粉体工程和功能材料方向所涉及的应用研究领域而设置，突出材料学科的应用特点及学科间交叉的前瞻 l 生。课程包括粉体性能及测试技术、复合材料概论、高技术陶瓷材料、膜材料与膜技术、特种陶瓷、电子与工程陶瓷材料、功能陶瓷加工技术、纳米材料及技术等课程。 2.无机非金属材料工程专业核心课程群的组建与教学内容 课程群建设是一个课程群融合与分解的过程，在这整个过程中，融合打破了教学资源的壁垒
6、，删除重复、过时的内容，增加了新的有利于提高学生竞争力、提高教学质量、提高办学特色的新内容。可见，为有效实施课程群建设，必须将教学资源进行融合，打破课程、实验、师资等方面的壁垒，根据培养目标，从逻辑上和结构上 加强各门课程的联系和综合，以提高教学资源的办学效益。为此，结合具体实际，我院化工系选择材料科学与工程基础、现代材料分析方法、固体物理导论、无机材料物理性能、超细颗粒导论和表面物理基础六门课程组建了无机非金属材料工程专业核心课程群。该的构建综合了组成该课程群的子课程之间的密切联系和相互统一性，因此，构建后的课程群是一个新的集合体，具有新的内容和性质。 2.1 材料科学与工程基础 是材料类和
7、冶金类的主干课。通过讲课、实验、讨论和实践等各教学环节，将金属学、陶瓷学和高分子物理的基础理论融为一体，以研究材料共性规律，即材料成分、组织结构、制备工艺和性能之间的相互关系，指导材料设计和应用，并为学习后继课程、从事材料研究和工程技术工作打下坚实的理论基础。1996 年 12 月全国高校材料工程类专业教学指导委员会决定将原金属学原理、金属学与热处理等课程合并、扩展、融合为材料科学基础，作为材料类各专业共用的技术基础课。材料科学基础综合介绍了热力学、动力学理论及纳观、微观尺度组织、细观尺度断裂机制及宏观性能。主要目的是介绍材料的成分、微观结构、制备工艺及性能之间的关系，为材料性能测试和材料加工
8、奠定基础，该课程是材料类专业最主要的技术基础课。 2.2 现代材料分析方法 课程教学基本内容包括：材料结构及其研究方法，主要包括材料的晶体光学和电子显微分析、x 射线衍射分析、热分析、光谱分析、质谱分析的测试原理、制样技术、影响因素、图谱解析和它们在材料研究中的综合应用技术等。实验或课程设计的内容：光学显微镜的使用和操作，电子显微分析、热分析和傅立叶变换红外光谱分析等仪器的演示实验。通过学习材料研究领域所涉及的最常用的近代仪器分析的测试原理，掌握主要分析方法的制样技术、影响因素、图谱解析和它们在材料研究领域中的具体应用技术。 2.3 固体物理导论 固体物理导论是从理论出发讨论材料的特性，包括晶
9、体结构、晶体振动、固体能带论、半导体电子论和固体磁性等部分，同时反映了表面物理、非晶态物理、超导物理、低维系统和无序系统的理论。本课程以晶体结构和晶体振动与晶体的热学性质等内容为基础，重点讨论能带理论及其应用等内容。通过本课程的学习，使学生了解并掌握固体物理研究的发展过程和基本理论以及在实际研究中的应用。 2.4 无机材料物理性能 “无机材料物理性能”是材料学科一门重要的基础课，它从材料的组成、结构的角度阐述无机材料的物理性能及本质，包括力学、热学、电学、光学、磁学、以及材料的各种耦合性能，例如压电、压磁、热电、电光、声光、磁光等性能。这些性能基本上都是各个 领域在研制和应用无机非金属材料中对
10、材料提出的基本技术要求，即所谓的材料本征参数，掌握这类本征参数的物理意义在实际工作中具有重要的意义。无机材料物理性能的研究方法可以分为两种：一种是经验方法，在大量获取实验数据的基础上，经过对数据的分析处理，整理为经验方程，来表示它们的函数关系：另一种是从机理着手，即从反映本质的基本关系，如原子、电子间的相互作用出发，按照性能的有关规律，建立物理模型，用数学方法求解，得到有关理论方程式。通过以上两种方法的相互验证促进了材料科学的发展。 “无机材料物理性能”课程的内容随着无机非金属材料的发展而发展。现代材料的发展特点明显的超出了传统组成和工艺范围：要求创造出具有各种性能的新材料，材料在现代工业和科
11、学技术上获得广泛的应用等，因此，在严格控制无机材料组成和结构的基础上，深入了解和研究各项物理性能，从分子、原子级、微观结构等方面设计材料成为材料发展的重要途径。 2.5 超细颗粒导论 粉体工程学亦称颗粒学，是一门新兴的综合性技术科学。由于其跨学科、跨技术的交叉性和基础理论的概括性，因此，它既与若干基础科学相毗邻，又与工程应用广泛相联系。正因为颗粒同人类有着极其广泛的联系并具有重要的作用。80 年代以来，随着世界范围内新技术、高技术的突飞猛进，新型材料层出不穷。例如，现在 人们创造的超硬、超强、超导、超纯、超塑等材料，使科学发展到了利用极端参数的阶段。要使材料达到极端状态，则往往要改变材料原有属
12、性，而改变属性的方法之一就是使材料粒度细化至微细或超微细状态后再行组合。因此，近年来，在颗粒学中超细颗粒成为最引人入胜的研究课题。有关颗粒学中许多课题的研究日益表明，它已成为新兴产业和高新技术发展的关键。因此，开设此课程对学生了解和综合运用各学科知识起到很大的引导和促进作用。 2.6 表面物理基础 随着近几十年来凝聚态物理和物理、晶体学、化学、生物学及材料科学等交叉学科的发展。表面和界面物理成为一门日益重要的学科。其中，半导体技术、新材料、晶体生长学及化学催化是该领域发展的主要动力。许多物理和化学过程均涉及固体表面。在现代化学工业中占据十分重要地位的多相催化反应发生在固体催化剂表面，因而，对固
13、体表面以及发生在其上的化学过程的理解和认识是从事工业催化领域研究所必须的重要基础。本课程为使无机非金属材料专业的本科生系统地了解并掌握固体表面化学的基础知识及研究手段，培养具有相关领域坚实的基础理论并顺利地开展科研而设置的。 3.结束语 课程群的组建从当初的提出到现在已经经历了很长一段时间，其目的是打破学科界限，整合群内课程，减少内容重复，有效利用 教学资源，加厚基础；同时，扩大课程的覆盖面，引入新的材料和工程科技成果，更新教学内容，拓宽口径，使学生毕业后能通过进一步的自学来掌握所需的知识。因此，课程群的构建是在一定的程度上有利于实践教学，为应用型人才培养提供保障。同时，课程群的组建还可以为模块化教学提供指导和借鉴。 参考文献 1陈文山，组建课程群，打造学科优势J.琼州大学学报，2003，(5)： 73-75. 2范守信，试析高校课程群建设J. 扬州大学学报(高教研究版) ，2003，(3)： 25-27. 3郭必裕，对高校课程群建设中课程内容融合与分解的探讨J.现代教育科学，2005.2.66-68 4孙伟民，大力加强实践教学，提高人才培养质量J.中国大学教育，2006.3.42-43.
