材料科学与工程基础知识模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇材料科学与工程基础知识，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

主要包括物理实验、化学实验、计算机基本操作实验、电子电工实验等。

（2）专业基础实验

主要包括材料科学基础实验、材料工程基础实验、材料研究与测试方法专业基础训练及综合实验。依据相应课程大纲，每门课程至少开设4个实验项日，且能支持专业培养日标的达成。

（3）专业实验

主要包括专业技能训练、材料制备与性能综合实验等。要求开设材料的力学、热学、电学等性能相关实验至少7项，同时完成至少1种材料的制备，包括原料的选择—配方计算—工艺方案设计—制备—相关性能测试及结构分析等全过程训练。

2、材料物理

学科基础知识被视为专业类基础知识，包括材料科学基础、材料工程基础、材料结构表征等知识领城。

（1）材料科学基础知识包括材料结构、晶休缺陷、相结构与相图、非晶态结构与性能、固体表面与界面、材料的凝固与气相沉积、扩散与固态相变、烧结、变形与断裂、材料的电子结构与物理性能以及材料概论等。

（2）材料工程基础知误包括流体流动基础、热量传递、传质过程及其控制、材料及其产品设计、选材、制造加工成型以及失效分析等方面的基础知识，工程制图、机械设计及制造础、电工电子学等。

（3）物理化学知识包括气体、热力学第一定律、热力学第二定律、多组分系统热力学、化学平衡、相平衡、化学反应动力学、电化学、表面现象和胶体分散系统等。

3、冶金工程

篇2

欧美国家在20世纪60―70年代开始设立材料科学与工程系。名称变更反映了对材料领域研究认识的变迁，即“材料研究需要依据其行为和特征，而不是依据材料类型来进行”。1998年教育部对材料类本科专业目录进行了调整，将原来划分过细的十多个材料类小专业合并成了现在的冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料物理、材料化学等六个专业。同时，在引导性专业目录中还设置了材料科学与工程一级专业。虽然以材料科学与工程一级大学科来设置专业是必然趋势，但材料科学与工程人才培养模式仍在探索之中[1]。同济大学当年就设置了材料科学与工程本科专业，期望以欧美的模式来培养材料学科人才。实际上，早在20世纪80年代，当时的同济大学建筑材料工程系就为建筑材料专业的本科生开设了材料科学导论、断裂力学、表面物理化学和传热、传质与动量传递（简称三传）4门基础课程。近几年因为参与学院材料科学与工程专业培养计划的修订工作，查阅了国内外许多大学这个专业的培养计划，国内高校在材料科学与工程专业培养计划上的认识一直存在争议。美国麻省理工（MIT）材料科学与工程专业本科培养计划的公开信息最多，不仅有课程列表和学分要求，还有课程的详细简介。尤其是麻省理工的开放课程服务（OpenCourseWare），使得我们还能够进一步了解课程大纲和部分内容。此外，MIT材料学科是USNews全美排名第一的，他们的培养

计划应该具有更好的借鉴意义。本文在反复仔细研究其有关本科培养的各种公开资料的基础上，对其培养计划进行了分析，结合自己的教学工作实践，总结了一些心得体会，希望与国内同行共享。

一、麻省理工材料科学与工程专业的培养计划

MIT材料科学与工程系设3个专业（Course）。其一为一般意义上的材料科学与工程专业（Course 3），学生所得学位是材料科学与工程理学学士（Bachelor of Science in Materials Science and Engineering），其所授学位是被ABET（Accreditation Board for Engineering and Technology，美国工程与技术鉴定委员会）授权的，绝大部分学生都选读这个专业。其二为课程选择度更大的一般专业（Course 3-A），这个专业的毕业生将获得没有特别指定专业领域的理学学士（Bachelor of Science without specification）学位，系里并不寻求ABET对这个学位的授权，只有很少学生选择这个专业，常常是医学、法学、MBA预科生选择这个专业。第三是考古与材料专业（Course 3-C），学生所得学位是考古与材料理学学士（Bachelor of Science in Archaeology and Materials），系里也不寻求ABET对这个学位的授权。从系里是否寻求对所授学位授权就可以看到，MIT材料科学与工程系本科生的主要专业是一般意义上的材料科学与工程专业（Course 3）。后面的讨论主要针对Course 3的培养计划进行。

1. 课程和学分要求

该培养计划的要求包括：（1）MIT的一般要求，共17门课程，其中自然科学6门，人文社科8门，限选科技课程2门，实验课程1门。（2）交流能力课程（Communication Requirement）4门。（3）系内课程，包括一套核心课程（Core subjects，共10门课），一个论文或2个实习以及4门限选课程，合计184～195学分。其2011―2012版本的课程和学分要求见表1，表中课程名称前面的数字表示课程号，后面跟表示学分的数字、课程性质、前修或同修课程号。MIT每门课程的学分由三部分组成，表示学习课程所需要的时间分布，中间用短线隔开，第一个数字表示讲课时间，第二数字表示实验、设计或者野外工作时间，第三个数字表示预习的时间，是以中等学生所需要时间估计的。1个学分大约相当于一学期需要14小时的学习时间。从表 1可见，一般专业课程，预习所需时间是讲课时间的2～3倍。

备注

*可以代替本先修课程的其他先修课程列在课程描述页面。

（1）这些课程可以算作必修课程或者限选课程的一部分，但不能同时计算。

（2）可以选9-12学分。

（3）通过申请，可以被类似课程替代。

2. 限选课程的选择

中列出了21门限选课程，每个学生只需要选择4门课（48学分）。理论上，学生可以在21门课程中任选48学分，甚至经过批准，还可以选择其他系的课程或者研究生课程来代替。实际上，由于材料的范围很广，这些选修课程是根据主要的研究领域来设置的，它们是： 生物与聚合物材料（Bio-and Polymeric Materials），电子材料（Electronic Materials），结构与环境材料（Structural and Environmental Materials），基础与计算材料科学（Fundamental and Computational Materials Science）。

因此，在MIT材料学院的网页上，曾经列出了各领域推荐的限选课程。网页上还列出了每一个方向的咨询教授，以方便对上述领域某一方面更感兴趣的学生选课。

3. 部分课程大纲和教学情况分析

（1）材料科学与工程基础课程

这个课程为15学分（5-0-10），总是与“材料实验”一起选修。课程安排也是交叉进行，实验周不上课，一共有4个实验周。这样，材料科学与工程课程讲课时间就缩短为9周（一个学期14周，最后一周为考试）。其课程安排为周一、三、五各2小时的讲课（lecture），周二和四各1小时的复习课（recitation）。所以一共27次讲课，18次复习课。实际讲课为24次，另外3次课为测验和考试。最后一次考试并不是考全部课程内容，即每次测验和考试都是分段内容。

这个课程由两个教授分别讲授，每个教授都是24次课，因此可以推论，每次每个教授将讲1小时。一个讲授结构和化学键（Structure and Bonding），一个讲授热力学和统计力学学（Thermodynamics and Statistical Mechanics）。

两部分课程分别布置6次作业，每部分每次都是2～3个题目，都有交作业的期限，没有按期交作业的，该次作业成绩为0。作业答案在交作业期限过后就会立即公布。课程总成绩由作业成绩占20%、三次测验占80%构成。得分标准为：总评80分以上A，70～79分为B，55～69分为C，低于55分为不及格。

（2）实验课程

MIT材料系内有2门必修的实验课程，即材料实验和材料综合实验。这两门课程同时还是加强专业交流能力培养的课程，所以，教学过程特别注意专业交流方面（包括论文写作、口头技术报告等）的形式要求。材料实验与材料科学与工程课程同时选修，在2年级第一学期进行。材料综合实验课（Materials Project Laboratory）基本上就是几个同学合作的科研项目，在3年级下学期进行。下面以二年级的材料实验为例，介绍其教学和考评办法。

如前所述，材料实验共4个实验周，实验周没有其他专业课。实验内容包括量子力学原理演示、热力学和结构，同时囊括了几乎全部现代材料分析研究方法（XRD、SEM/AFM、DSC、光散射等），并通过口头和书面方式加强交流能力培养。从教学内容看，这门实验课承担了教授材料研究方法的任务。

一般将50个左右学生（2011年的2年级学生只有43人）分成6个组。每个实验周有3个实验主题，每个主题下面2个实验，2个组共选一个主题，每组选做其中一个实验。6个实验同时进行。一周3次实验，每次4小时。因此，每个组每周只做3个实验（每个主题做1个实验），共12个实验。由于每个组只做了一半的实验，对另一半实验的了解，通过每周2次的1小时交流课程（recitation sections，一般隔天举行）来实现。交流课上，大家各自在黑板上即兴介绍实验的发现，回答教师和同学的提问。

该实验课由3个教授上，其中一个总负责。课程成绩评分标准

二、分析和讨论

1. 关于必修课和选修课

系内必修课程除毕业论文或企业实习外，共有10门。大学一般要求的17门课，理论上可以自由选择，但从表1系内课程的先修课程可以看出，微积分I和II，物理I和II是需要先修的，大学一般要求的6门自然科学课程就去掉了4门，能够自由选择的大学自然科学课程剩下2门。从系里建议的选课表（roadmap）可以看到，另外2门自然科学是化学和生物。所以，自然科学的必修课程实际上相当于14门。

限选课程要求包括GIR类型2门和48学分的系内选修课。有3门系内课程（共39个学分）可以作为GIR课程来选，但不能同时作为系内课程要求的学分。大多数系内选修课程的学分为12分，这样的话，系内限选课48学分需要选读4门。所以，每个学生可以有6门专业选修课程。有意思的是，在表1中只有21门限选课程，而该系主要的研究领域（或者说相当于我们的专业方向）有4个，平均每个方向只有5.25门课。如果去掉2011―2012年新增的2门课程，过去几年只有19门课，平均每个方向只有4.75门课程。看来，MIT材料科学与工程专业的课程设置，并不鼓励学生选单一专业方向的课程。实际上，在以前分专业方向限制选修课时，每个专业方向仅仅提供2～3门课程，进一步的分析见下文。

反观我们的培养计划，我们的专业方向必修课程有5门（14学分），选修课程应选4门（8学分），合计9门课程22学分。因为我们的学分是按照每周上课学时数计算的。如果按照MIT的学分计算方法，学分约为每周上课学时数的3～4倍，考虑到我们的上课周数为17～18周，而MIT才14周，因此，我们的专业方向应选学分至少相当于MIT的88学分，比其4门课程（48学分）的要求多了5门课程（40学分）。可见，我们的培养计划更加注重学生专业方向知识和技能的培养。

另外，MIT材料科学与工程系的研究领域非常广泛，关于其主要研究领域的介绍出现在3个网页上。其一是在该系的学位要求中关于限选课程的介绍网页，4个主要的研究领域分别是生物与聚合物材料、电子材料、结构与环境材料、基础与计算材料科学。其二是在MIT的招生网页，4个主要的研究领域分别是：半导体材料和低维系统（Semiconductor materials and low-dimensional systems）、能源材料（Materials for Energy）、纳米结构材料（Nanostructures）、材料的生物工程（Bioengineering of Materials）。在介绍全体教师（Faculty）的网页，列出了30个研究方向（discipline），共122人次（有重复计算，因为实际教师只有35人），平均每个研究方向4.07人次（或1.17人）。少的方向仅1人如微技术、半导体，最多的是纳米技术，23人次。上面列出的生物工程（包括生物物理和生物技术）9人次，能源材料（包括能源与环境、储能）9人次。人数比较多的研究方向还有结构与环境材料9人次，高分子材料7人次，电、光和磁材料7人次。

可见，尽管MIT研究的材料类型很多，但其本科生培养计划中，涉及具体材料类别方向的课程特别少。

2. 关于考核与成绩

MIT很多课程的成绩评定都包括平时作业和出勤与课堂参与情况。有的课程，考试以外的项目在成绩评定中所占份额可达到50%，有的实验课程则更是高达85%这在一定程度上反映了MIT对大学生平时学习的管理是非常严格的，与我们头脑中关于国外大学生“自由”学习的图像截然不同。

3. 关于选课进度安排

MIT材料系没有规定统一的选课进度表。但从其推荐的选课安排（roadmap）看，具有如下特点：

（1）8门大学一般要求的社科课程（GIR）分布在8个学期选修，即每学期选修1门社科课程；

（2）一年级把大学要求的6门自然科学课程（GIR）学完，包括数学、物理和化学。

（3）二年级起全面进入专业学习。第一学期学习材料科学与工程基础、材料实验2门课程，两门课交叉进行，实验周不上课。上课周每天都有材料科学与工程基础课，实验周每天都有实验或交流，学习安排非常集中。

（4）每学期的课程一般为4门，其中1门为社科课程。

MIT二年级第1学期就学习专业基础课程，这比我们的教学计划提前很多。国内的教学计划进度安排曾经强调，前两年不安排专业课，以至于我们的材料科学与工程课程被安排在第5学期，材料研究方法更是被安排在第6学期，使得高年级学习特别紧张，深入接触专业知识和方法的时间被推迟。

4. 关于培养计划的修订

从网页上能够追溯到MIT材料系1998年的培养计划，其培养计划在2003年做了很大的调整。两者的比较

这两个培养计划的最大差别在必修课，课程名称几乎完全变了。但对比课程名称和教学内容可以发现，新培养计划中的“材料科学与工程基础”包含结构与化学键、热力学与统计力学两大部分内容，分别由两位教授讲授，似乎代替了原来的“材料热力学”、“材料物理化学”和“材料化学物理”3门课程，因为其教材之一仍然是物理化学（Engel， T.， and P. Reid. Physical Chemistry. San Francisco， CA： Benjamin Cummings， 2005. ISBN： 9780805338423）。“材料实验”应该与原先的“材料结构实验”对应，“材料综合实验”应该与原来的“材料加工实验”对应。“材料的微结构演变”与原来的“材料结构”相似。取消了“材料力学”、“材料工程中的输运现象”2门课程。增加了“材料的电光磁性能”、“材料的力学性质”、“有机和生物材料化学”、“材料加工”4门课程。取消2门，合并2门，增加4门，课程总数不变。

选修课变化较小，只是增加了若干课程，特别是生物材料和纳米材料的课程。其实，两门生物材料课程是2000年增加的，当时选修课由4方向增加为5个方向。选修课的最大变化是理论上不再分专业方向，学生可以任意选课。但实际操作时，仍然向学生推荐各专业方向的课程组合。无论如何，每个专业方向的课程不足4门，学生必然需要选修其他方向的课程。

从2003年至今，必修课没有变化，选修课则有一些小的调整（表5）。其中2005年减少了高分子化学、化学冶金学（Chemical Metallurgy）2门课程。增加了2门数学，材料热力学（原来的必修课），先进材料加工，衍射和结构，材料的对称性、结构和张量性质，材料选择，共7门课程。可见，增加的这些课程仍然是与具体材料种类无关的。2007年和2011年分别增加了1门生物材料方面的课程。可见，即使是选修课的调整，仍然在继续加强有关材料行为特征方面的课程，减少有关具体材料种类的课程。

5. 关于培养目标与课程设置

过去，MIT材料科学与工程系培养目标分四类，研究型学位（Course 3）、预科型学位（Course 3A）、实践型学位（Course 3B，2003年取消）和考古型学位（Course 3C）。其中，研究型学位与实践型学位培养要求的唯一差别是不变的，即前者在四年级做毕业论文，后者在二年级暑假和三年级暑假做2个20周的企业实习，其他课程要求完全相同。现在把实践型学位取消了，但仍然保留了学生向这个方向发展的渠道，即学生仍然可以选择做毕业论文或者企业实习，学位合并在研究型学位（Course 3）中。

从2003年培养计划大调整来看，MIT材料科学与工程专业（Course 3）的主要培养目标是让本科毕业生继续深造。也可能是社会需求的变化促使MIT对培养计划进行调整。这从MIT选读实践型学位人数变迁或许可以看出一些端倪（表6）。从1998年到2002年，实践型学位人数多于研究型学位的人数，2002年突然降低，与研究型学位相当。查看大学2年级实践型学位学生注册数，从2002年起突然减少，由原来每年约20人突然减少为6人。2003年培养计划调整当年，还有5人注册为实践型学位，这应该是此前培养计划延续所致。

那么，没有了实践型（Course 3B）学位，是否还有学生仍然会选择实习代替论文呢。下面从2002～2008年MIT材料系本科毕业生去向分析。除了一些研究生院，网页一共列出了38家企业和17家政府部门或咨询机构。统计2002年以后（至2005年结束，当年仅剩下1人）各年4年级实践型学位人数（也约等于当年毕业人数）总和恰为38人，与毕业生去向统计的企业单位数刚好相同。这难道是巧合？是否可以推论，2003培养计划修改之后几乎就没有学生选择去企业实习了？

MIT材料专业取消实践型学位，以及此后可能几乎没有人选择实习代替毕业论文事实，一方面可能与美国产业向国外转移，本国企业对工程师的需求减少有关；另一方面，MIT培养计划中的课程设置调整也起了一定作用。因为选择实践型学位人数锐减在前（2002年），培养计划调整在后（2003年）。培养计划中去掉的必修课“材料力学”和“材料工程中的输运现象”，显然属于工程类课程。因此，其培养计划课程中增加材料研究型基础知识、减少工程知识的倾向十分明显，也说明其培养计划随社会需求进行了及时调整。

另外，尽管2003年培养计划中的必修课有较大调整，但选修课调整比较有限。而且调整前后，没有改变其材料类本科生宽专业培养的模式。

但在选修课中，把专业方向的基础课程去掉，仍然让人有点匪夷所思。例如，高分子化学在高分子材料领域历来就被认为是专业基础课。MIT在2005年却把这门课从本科生培养计划中去掉了。查看其高分子方向研究生培养计划核心课程，可以看到高分子物理化学、高分子合成、高分子合成化学等基础课程。可见，MIT把专业方向的一些基础知识培养放在了研究生阶段。

以上似乎给人这样的印象，如果不继续读研究生，则专业方向的基础知识是不太够的，无形中将人才培养的周期拉长到研究生阶段了。但从我自己教学的经验来看，学习高分子物理就可以了解高分子材料的行为和特征，未必需要清楚地知道高分子材料的合成与制备方法。我的一些研究生以前从未学习高分子方面的课程，为了让他们在研究中能够理解和使用高分子材料，我就是先给他们讲授高分子物理的基本知识。

另外，注意到MIT材料专业研究生数量是本科生数量的2.2倍，有很多研究生来自校外，特别是来自国外。所以，MIT材料专业培养计划中对专业方向选修课程的调整，结合研究生阶段的课程安排，既考虑到了本科宽专业基础的培养模式，又打通了本科生培养与研究生培养之间的关联，在研究生阶段加强专业方向基础知识的培养，也便于接受其他教育背景的学生来读研究生，还是十分合理的。

篇3

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）43-0081-02

一、前言

《晶体学基础》课程是为地质学、材料科学、矿物学等专业学生在完成高等数学、普通化学和物理学等公共课程后而开设的一门专业基础课[1-4]。对于材料科学与工程专业的学生而言，《晶体学基础》课程中的晶体结构、晶体对称性、倒易点阵、晶体投影、晶体生长、晶体缺陷等晶体学基本知识，是进一步学习《X射线衍射》、《电子显微分析》、《材料科学基础》、《材料力学性能》以及《材料物理性能》等专业课程的基础[2]。在材料科学领域，调控材料的性能是人们追求的目标。如果一种材料的成分确定，那么它的电学、光学、磁学以及力学等性能将取决于材料的晶体结构类型和晶体中存在的缺陷特征（如杂质原子的浓度、位错密度和晶粒尺寸等）。因此，《晶体学基础》课程的基础知识不仅在材料科学与工程专业各门专业课程的教学中起到重要的作用，而且将对学生们将来的材料科学与工程实践起到重要的指导作用。

开设《晶体学基础》课程以前，北京航空航天大学材料科学与工程专业的晶体学教学计划主要安排在《材料科学基础》课程中，大约讲解4学时。另一方面，在《X射线衍射》和《电子显微分析》等专业课程教学过程中，过去通常要利用2～4学时来讲解布拉斐点阵、倒易点阵等晶体学知识。这使得部分晶体学知识被重复讲授，而一些重要的晶体学知识没有得到无法全面、系统和深入地讲解。基于以上原因，北京航空航天大学自2010年起对材料专业的本科2年级学生开设了《晶体学基础》课程。

通过过去几年的《晶体学基础》课程教学实践，学生们普遍反应对晶体学基础知识的理解更加全面和深入了，同时在学习与晶体学相关的其他材料专业课程时，也更加得心应手。但是，目前的晶体学教学中还存在以下3个主要问题。

1.晶体学涵盖的内容十分广泛，它是多个学科的重要基础课程，不同学科对于晶体学知识的侧重点有所差别。目前，国内《晶体学基础》的教材主要是面向地质和矿物专业而编写的[5]，其包含的内容以及章节编排次序也是为了使地质和矿物专业学生更好地掌握相关晶体学知识而设计的。所以，现有教材的教学内容以及讲授次序并不完全适用于材料专业《晶体学基础》课程的教学。

2.《晶体学基础》课程中包含着很多晶体学基本概念，同时还有非常抽象的宏观和微观对称操作以及晶体的投影操作。在以往的晶体学教学过程中，主要借助一些静态的二维或者三维图片进行讲解，其表现力度有限，无法有效地使学生理解和掌握抽象的晶体学基本概念和理论。

3.在《晶体学基础》的授课形式上，过去主要以教师讲授为主，学生主动参与较少。仅仅通过教师对《晶体学基础》中复杂空间对称变换进行讲解，难以使学生深入理解晶体中对称特点、内部质点的堆积规律以及复杂的空间概念。同时，这样也不利于学生创造性思维和解决实际问题能力的培养。

由以上分析可见，现有的《晶体学基础》教学已经难以满足材料科学与工程专业学生培养目标的要求。因此，我们有必要对该课程的教学内容、教学手段和教学模式进行改革，以充分调动学生的学习积极性和主动性，提高学生的学习兴趣，使学生真正理解和掌握晶体学知识的精髓，为学生在将来的材料科学与工程实践中打下良好基础。

二、教学内容和讲授次序的改革

目前，本校《晶体学基础》的教学课时共32学时，与地质学和矿物学专业相比，总授课时间较少[3，4]。为了在有限的教学时间内讲授材料科学专业学生所必需掌握的晶体学基础知识，有必要将那些与材料科学专业相关性不大的内容进行删减。例如，晶体理想形态和晶体规则连生方面的内容对地质学和矿物学专业十分重要，但是对于材料专业学生来说，只需要在课程绪论中加以概述就能够满足本专业的教学要求了。同时，对于后续材料科学的其他专业课程将详细讲解的知识点，也可以进行适当删减，如晶体相变、晶体物理学等内容。另一方面，对于进一步学习材料专业其他课程而需要用到的一些重要晶体学基础知识，应该增加讲解内容的深度。例如，倒易点阵、吴氏网等基础知识对于分析材料的微观结构特征至关重要，但是，现有教材中的以上相关内容过于简单，无法满足材料专业学生的培养要求，所以，需要增加相关的授课内容。

教学内容的变更促使我们进一步思考授课内容编排的逻辑性。由于晶体学授课内容和侧重点发生了变化，所以，我们就不能按照现有教科书中针对地质和矿物专业的教学目的来安排授课次序，而应该按照材料专业对晶体学教学内容的要求，研究如何安排授课次序才能更有利于本专业学生由浅入深、循序渐进地学习相关晶体学基础知识。例如，在讲解晶体宏观对称性之前，有必要先讲解一些典型晶体结构的实例，以帮助学生形象地理解复杂的空间对称操作;将晶体的微观对称和空间群知识从原教材的第七章提前到第三章[5]，使其与晶体宏观对称合并成晶体宏观和微观对称一章，这样有利于从宏观和微观相互联系的角度进行讲解;另外，倒易点阵知识应该从原教材的第一章后移到第四章，在讲解完晶体定向和晶体学符号之后，学生们熟练掌握了晶体正空间的晶面和晶向指数，此时讲授倒易点阵知识更有利于学生理解复杂的正空间和倒易空间的相互变换。

三、教学手段的改革

《晶体学基础》课程的难点是晶体宏观和微观对称、晶体的投影以及内部质点的堆积。除了采用传统的板书和二维图形对这些晶体学难点知识进行讲解以外，我们应该更加注重利用一些三维模型。例如，在讲解晶体的球面投影和吴氏网过程中，利用地球仪作为三维实物模型，能够更好地说明晶体的各个晶面在进行球面投影过程中的操作次序，以及解释如何利用吴氏网来计算晶面夹角。在讲解晶体的旋转对称时，可以利用一些特制的三维立体模型，形象地显示出不同轴次的旋转对称;另外，在讲解晶体的极射赤平投影时，可以针对一些具有特殊对称特点的宏观晶体，让学生自己动手制作相关的三维实物模型，通过观察各晶面的投影特点，加深对极射赤平投影知识的理解。

同时，为了使学生更加形象地把握各种对称变换特征和晶面投影规律，我们应该进一步利用三维多媒体软件，制作一些三维动画作为辅助教学手段[6]。这样能够通过三维旋转来观察晶体的宏观对称特点以及晶体结构中的质点（原子、分子或离子）位置，满足晶体宏观和微观对称要素及其操作等抽象教学内容的教学目的，使学生能够直观地观察不同宏观和微观对称操作的特点，从而加深对这些抽象晶体学概念的理解。

四、研讨式教学模式的改革

本校《晶体学基础》课程在开课初期的授课形式为大班整体授课，包括所有材料专业大二的学生（约150名）。由于听课学生人数较多，导致教师难以实时掌握学生的听课效果。故而，本校自2013年起对《晶体学基础》课程进行了“小班化”教学实验（每班70～80人），有效地提高了授课效果。但是，目前的教学模式基本上还是以教师的“填鸭式”教学方式为主要授课模式，学生缺乏学习的主动性，没有积极地思考问题。因此，应该实现教师和学生共同主导本课程的教学过程，通过师生之间以及学生之间“研讨式”的教学模式，使学生在研讨过程中理解和掌握《晶体学基础》的基本概念和抽象知识。针对每堂课的重点讲授内容，教师在课堂中提出相关问题，将学生分成若干小组，每组4～6人，在教师的引导下，通过学生之间反复讨论将复杂的晶体学问题进行逐步阐明，这样也有利于检验学生对每堂课知识的掌握情况。同时，将分组讨论的结果纳入平时成绩的考核体系，鼓励学生主动提出问题，并积极地通过讨论来相互启发，进而解决各个难点问题。

另外，师生应该充分利用本校在校园网上建立的晶体学课程中心平台。一方面，鼓励学生在网络上进行自由讨论，另一方面，让学生针对以上问题在课堂上以小组为单位进行发言和讨论。通过以上“研讨式”教学模式及时获得学生学习效果的反馈，从而调整讲课速度，提高学生的学习效果。

五、总结

《晶体学基础》是材料科学与工程专业的重要基础课程，应该按照材料科学专业学生应该掌握的晶体学知识，优化编排授课内容和次序，提高授课效果;利用三维晶体学动画模型，加深学生对晶体对称要素及其操作等复杂晶体学概念和理论的理解;建立“研讨式”教学模式，针对课程的重点和难点，提出学生课堂和课后研讨的主题，检验学生对授课内容的掌握情况，提高学生通过主动提问以及相互讨论而获取知识的能力，最终使学生更好地掌握材料科学专业必需的晶体学基础知识，培养学生分析问题和解决问题的能力。

参考文献：

[1]张恩.关于《结晶学与矿物学》教学模式的探讨[J].中国地质教育，2000，（4）：41-43.

[2]张英.材料大背景下晶体学课程的改革与创新[J].科技文汇，2011，（10）：71-72.

[3]何明跃.《结晶学与矿物学》教学改革探索[J].中国地质教育，2000，（4）：57-58.

篇4

材料是人类文明进步的里程碑，时代的发展需要材料，而材料又推动时代的发展，所以人们把材料视为现代文明的支柱之一[1]。《材料科学基础》是材料科学与工程类专业学科中一门重要的基础课程，是相关材料学学科的基础和媒介，它起着公共基础课与专业课程之间的纽带作用，特别是在各学科相互交叉融合不断加强的今天，《材料科学基础》在高校教学中的地位更加的突出和明显。通过《材料科学基础》课程的教学，使学生很好的掌握材料科学的基本理论，是学生学习其它专业课程的基础，也是今后从事材料科学研究工作的重要基础。

伴随着材料科学技术的迅猛发展，《材料科学基础》课程内容不断扩充更新，《材料科学基础》课程的教学改革问题也日益显现。学生在学习过程中，普遍反映课程内容枯燥、抽象，知识点太多，难于理解等，学习具有一定难度。结合近几年的教学实践和体会，本文探讨了《材料科学基础》课程教学改革的几点认识与实践。

1 优化教学方法，提高教学效果

1.1 多媒体辅助教学

《材料科学基础》课程涉及到物理、化学、高分子等多个相关学科，课程具有内容多，概念多，理论抽象等特点。针对这些特点，《材料科学基础》课程教学方法改革的主要措施是：改变过去单一的粉笔加黑板的传统教学方法，制作多媒体课件辅助教学，将看不见摸不着、又极为抽象复杂的材料内部结构形态，生动、直观的表达出来，使学生易于理解和接受。如三元相图的空间模型，晶体结构的大量空间堆叠，空间粒子间的错综复杂的相互联系，位错的各种交互作用等，需要很丰富的空间想象力去理解。这些教学内容单靠课本上简单的平面图形和教师的静态模型，难以让学生理解和掌握。结合《材料科学基础》课程内容及课程特点，采用多媒体教学为主的教学方式，大大提高了教学效果。在讲述三元相图时，将相图进行拆分、重组，可以很清晰的把点、线、面的具置及相互关系展示给学生。多媒体教学通过形象、逼真的动画形式，从静态到动态、从平面到立体、从单色到彩色、具有局部结构解析功能、全方位演示课程的重点和难点教学内容，极大的丰富了《材料科学基础》课程的教学信息量，扩充了教学内容，既有利于学生空间概念的建立，正确理解材料微观结构的特点和宏观性质及其应用之间的相互关系， 又提高了教学效率和学生的学习积极性，使教学效果得到了明显的提高。

1.2 “参与式”和“互动式”教学

在《材料科学基础》课程的讲授过程中，让学生作为学习的主体参与教学，针对不同的教学内容，采用学生分组讨论、学生代表上台讲授、同学间辩论、老师点评等教学方法，使学生感受到自己是教学的主体，引导他们在民主、宽松、和谐的课堂气氛中自主学习、合作学习与探究学习。让学生变“被动学习”为“自主学习”，变“要我学”为“我要学”。充分发挥学生的积极性、主动性、创造性为前提，培养学生的学习热情，使学生“爱学习”。促进学生掌握学习的正确方法，使学生“会学习”。另外，通过布置部分教学内容自学、阅读一些必要的参考书、撰写小论文等形式，引导学生提出问题，独立思考，大大提高了学习的能动性。

2 知识体系的融会贯通

高效的课堂要以扎实的教学内容为载体。扎实的教学内容是课堂教学促进学生发展的载体。课堂教学并不是教学内容越“多”越好，也不是越“难”越好[2]，而是要在了解学生的实际发展水平和特点的基础上，合理地确定教学内容的重点。因此，课堂上教师要以“精讲多练”方式落实教学重点，要让学生扎实掌握基础知识，发展熟练的基本技能。在分析和讲解各种材料理论体系时，我们都从理论范畴和科学体系层面进行融会贯通。例如在讲授材料中的质点扩散、结构缺陷类型、界面偏析、相变类型、表面带电等时均进行了整合贯通，使学生既能够把握材料的共性，又能熟悉材料的个性。

材料科学在理论上的交叉融合已日益明显，材料制备和使用过程中许多概念、现象和转变都存在着许多相似之处[3]。例如马氏体相变理论最初由金属学家建立，广泛应用于钢的热处理理论解释。而氧化锆增韧陶瓷中同样也发现了马氏体相变现象，并作为陶瓷增韧的一种有效方法。又如缺陷行为、平衡热力学、扩散、塑性变形和断裂机理、界面的精细结构与行为、晶态和非晶态结构、不同类型材料中的电子迁移理论等可以用来解释不同类型材料的行为。这些都为材料科学基础课程的内容整合提供了十分良好的基础和可能性。

3 注重实践环节，学以致用

《材料科学基础》课程所面临的学时数不足与当代知识信息量迅速增加、课程内容的不断拓展和更新的矛盾日益加剧，深化教学改革迫在眉睫。如何提高《材料科学基础》课程的教学效果，形成知识传授、思维方法与能力培养、创新精神相互渗透形成的完整系统，课题组成员进行了深入的尝试和探索，从教学内容的整合、教学方法与教学手段的改进，到融汇情感教育，千方百计调动学生学习积极性，注重实践环节，要求学生学以致用，达到了较理想的教学效果。实验环节可帮助学生巩固和加深对理论知识的理解，掌握基本实验技能，培养理论联系实际，自己动手分析、解决问题的能力。目前，我们材料科学基础实验室，通过实验课程的基本训练，学生拥有了较多的实践和动手机会，实践技能和创新能力得到较大程度的培养。实验教学在材料科学与工程专业人才的培养中占有重要地位，加强《材料科学基础》课程的实验教学，可以帮助学生巩固理论知识，掌握实验技能。

《材料科学基础》课程是一门与实验和工程实践紧密相联的学科。强化课程实验和实践环节的教学，无论对于学生基础理论的掌握还是工程实践能力的培养都具有举足轻重的作用。以提高学生分析和解决实际问题的能力是我们高校教育的重中之重，但长期以来《材料科学基础》实验的开设都是沿用实验教材上所设置的内容，大多是一些验证性实验。为了培养学生的动手能力，我们的实验部分逐步调整为两个部分：一部分为验证性实验，训练学生材料配置的基本技能和掌握相关基础知识；另一部分则为综合性实验，如样品的制备、材料的分析等，提前将实验内容布置给学生，让学生查阅资料，自拟实验方案，准备实验材料，一直到自主完成实验操作，处理好数据，上交数据报告等全过程。这对学生的独立性培养很有益处，对他们将来做科研也很有帮助，对我们老师也有了更高的要求。在教学实践中，将“粘土性能测定及差热分析”设计为综合实验，涉及到粘土白度、表面电位、阳离子交换容量、膨胀容、胶质价等物理性能测定，粘土的钠化、有机改性，差热分析等。学生在教师指导下分析粘土的物理性能，对改性前后粘土进行查热分析并对比，对实验结果进行数据处理，锻炼了实际动手能力，培养了分析问题能力。在实验教学中打破传统教学中学生被动接受的缺点，使学生逐步形成以自助式学习方式，将实验教学由封闭变为开放，有效地提高了学生的学习积极性和学习质量。针对材料科学基础课程已经学习过的内容安排验证性实验，巩固已学过的知识，培养学生动手和亲自设计实验的能力，通过加强实验和实践的教学环节，使学生加深了材料的成分结构的了解。

在加强实践的教学改革中，采取实验教学课程建设与学院平台实验室建设相结合的方式，推进课程实践教学的全面提高。通过加强实验和实践的教学环节，使学生加深了材料的成分、组织结构、材料制备工艺材料、使用性能之间有着相互依存、彼此影响的复杂关系的理念，有效地调动学生的主观能动性，激发学生的创新意识，使学生既提高了实验动手能力，又进一步巩固了课堂教学的内容，取得了新教学培养模式的良好的教学效果。

在不断的教学改革实践中，良好的教学效果已初见端倪。但教育教学改革是一个新的事物，总会出现这样那样的新问题，这就需要我们认真地区对待去解决，从中改进我们的教学效果，提高我们的教学质量。此外，从与科学技术和人类文明社会发展相适应的角度上说，教育教学改革也是永无止境的。教学质量是高等教育的主题，只有不断总结教学经验，深化《材料科学基础》课程教学改革，才能提高材料科学基础工程专业人才的培养质量。必须正确认识到《材料科学基础》教学改革是一项涉及面广、科学性强的系统工作。在教学改革中，必须始终抓住基础理论和工程实践相结合的特征。只有勇于实践和探索，并不断充实和完善，才能达到培养具有创新能力、高素质和复合型人才的目标。今后我们要对《材料科学基础》课程改革做更多的具体的探索和调查研究，以总结其中的教改效果和经验教训，通过不断地实践、不断地认识、不断地完善，相信我们定会走出一条适合于材料科学专业人才培养的成功之路。

【参考文献】

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2006年教育部全国高等学校教学研究中心、材料科学与工程教学指导委员会联合制定的《高等学校材料化学专业规范(讨论稿)》(以下简称“规范”)中所制定的专业知识体系对于我校应用型人才培养来说，显得内容偏多，理论偏深，要求偏理，工程意识不强，因此，结合我校应用型人才办学实际，对“规范”中所界定的专业知识体系中内容做了相应的调整，从而形成了我校材料化学专业发展的专业知识体系。该体系内容调整的思路和原则是:精简内容，保证基本理论和必要的基本知识，降低难度，突出应用特色，体现学科进展;达到学生具备继续学习的理论基础和应用所学知识于工程实践的能力，适于培养应用型、创新型人才的要求。如“规范”中的量子力学基础、计算化学、电子论、材料科学中的数学等理论性强的内容一律删除。调整后，体系由化学基础知识、材料科学基础知识、专业方向知识三个部分所组成，其中化学基础知识包括基本的化学知识，化学原理、化学方法;材料科学基础知识包括材料的结构、材料的化学制备，材料的分析测试、材料的物理性质以及材料的成型加工等;专业方向知识包括高分子材料的制备、结构、性能、加工以及应用等，详见表1。

2课程体系的设置

设置什么样的课程来贯彻实施上述专业知识是我们一直以来探索的一个重要的教学改革问题。课程设置不同所获得的教育效果也就不同。在这方面各学校办学情况不同其做法也不一样［2－4］。经过几年的教学实践，我们认为，材料化学既然是研究材料的化学问题的科学，材料化学专业人才培养理当强调化学基础的学习，只有具备厚实的化学基础，才有可能弄清材料的化学问题，并用化学方法去研究和解决材料的化学以及其他问题，未来发展才有后劲;另外，化学基础好更有利于学生就业。因此，我们设置了无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、化工原理、高分子化学、材料化学和材料科学基础、高分子材料等9门核心课程来完成化学基础、材料学基础和专业方向等三部分知识，并做到统一考虑内容取舍、不重叠，处理好课程的相对完整与课程间融合衔接;精简繁多的数学推导和叙述性的内容，做到“简明”而不弱化基本理论，以满足材料化学专业本科教育专业认证的基本要求;引进学科近展的新内容，反映学科发展的方向。在教学内容上，无机化学、有机化学、化工原理、高分子化学和高分子材料等都紧密联系工业生产实际，渗透工程意念;分析化学以仪器分析方法为主;物理化学强化热力学基础和界面与胶体化学及其在材料化学中的应用;材料化学注重材料制备和分析测试;材料科学基础主要介绍材料的物理性质和材料的成型与加工(如表1所示)。

3课程标准的制定

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材料是人类生存和发展的基础。纵观人类利用材料的历史，可以清楚地看到，每一种重要材料的发现和利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平，给社会生产力和人类生活带来巨大的变化，把人类物质文明和精神文明向前推进一步。可以说没有半导体材料的开发和工业生产，便不可能有目前的计算机技术和现代信息技术革命;没有现代的高温高强度结构材料，便没有今天的宇航科技;没有低损耗的光导纤维，便不会出现光纤维的长距离传输，也无当前的光通信可言。高等院校深刻感受到材料对社会影响的方方面面，深刻认识到现代社会对材料学方面人才的需求。

我国各大高校纷纷设立了材料学院，并建立健全了材料学方面各类培养课程。材料科学基础是材料学专业学生必修的专业基础课。通过材料科学基础课程的学习， 可使学生掌握材料科学基础领域的基本理论知识和实验操作技能，以利于学生学习材料学专业的后续课程。[1-6]本论文通过分析材料学专业材料科学基础课程教学中存在的问题，阐明了材料学专业进行材料科学基础教学改革的必要性，并结合本人讲授材料科学基础过程中的体会，初步探讨了如何提高材料科学基础的教学效果，并对教学内容，教学方法等方面的改革进行了探讨。

1.材料学专业材料科学基础教学改革的必要性

随着现代社会对材料学人才的大量需求，材料学专业已逐步成为全国各大高校重要的组成部分，但由于专业的性质，材料学专业也是高校中最难学习的专业之一。要成为一个材料学专业合格的本科毕业生，既要具备化学方面的基础，又要物理方面的基础，还要掌握材料化学，材料物理等材料专业的知识。但由于学生大学学习的时间是有限的，这就造成材料学专业课程设置时，存在“课时紧，任务重” 的问题。以材料科学基础为例，材料学专业材料科学基础授课时间一般不少于120学时，而纵观全国各大高校材料学专业，材料科学基础通常为54学时，个别为72学时，且大多没有实验。这并不意味着材料学专业对材料科学基础的要求低，而是由于材料学专业课程多、学时紧等原因导致的无奈之举。材料科学基础学时少造成学生对材料科学基础的知识掌握肤浅，很难真正体会材料科学基础的本质，同时也影响了后续材料学专业课的学习。另外，不设材料科学基础实验，学生的动手能力得不到锻炼，在进行后续课程时没有任何基础，从而影响了其它材料学专业实验的顺利进行。总之，材料学专业材料科学基础教学存在的诸多弊端已严重地影响了材料学专业学生的正常学习，因此，材料学专业材料科学基础教学改革势在必行。

2.材料科学基础的课程内容和特点

材料科学基础是一门古老又新兴的课程，它是一门理论性强，内容丰富，掌握起来有相当难度的课程。同时，它也是一门重视实验，能够培养学生动手能力的课程。具体来讲，材料科学基础主要内容分为三大模块:第一模块为晶体结构和缺陷，包括各种晶体的空间结构、可能出现的各种缺陷及缺陷的表示法。本模块内容约占总学时的25%～35%;第二模块为原子及分子运动、材料的变形和再结晶，本模块内容约占总学时的45%～55%;第三模块为单元及多元相图，包括晶体的凝固和相图的关系、相图的分析等，本模块内容约占总学时的15%～25%。分析各模块的主要内容，可以提炼出材料科学基础主要包括晶体的结构及表示方法。[7-9]

3.材料学专业材料科学基础课程改革研究

3.1 教学内容改革

根据材料科学基础的主要内容和课程特点，结合材料学专业对材料科学基础的要求，我们对材料科学基础教学内容主要进行了如下改革:“精简内容，把握重点，强调相关。”材料科学基础经过上百年的发展，内容已经相当丰富，而且还在不断更新。如此庞大的内容仅仅通过短短的54学时或者72学时来顺利完成全部教学内容几乎是不可能的，因此，精简教学内容是材料科学基础教学必须进行的环节。针对材\料学专业的特点和材料学专业对材料科学基础的要求，并考虑到材料学专业材料科学基础没有实验的实际情况，我们对这三大模块进行了以下改革:首先，精简第三模块的内容，使其仅占总学时的5%，同时在第三模块中加入15%的实验内容，从而使学生掌握基本的实验操作;其次，把握第一模块的内容，第一模块为材料科学基础基础知识和基本理论，是材料科学基础学习的重点，这部分的学习可以使学生初步了解材料科学基础的本质，同时在第一模块增加材料科学基础的X衍射、透射电镜等基本的表征手段的学习，这部分内容达到总学时的40%;最后，强调第二模块中与材料学专业相关的材料科学基础内容， 占总学时的40%。第二模块的内容非常繁多，我们通过学习原子和分子的运动规律、材料的形变及再结晶规律，使学生能熟练掌握与材料学专业有关的材料科学基础知识，为后续材料学专业学习打下基础。

3.2 教学方法改革

材料科学基础是一门看似简单，但掌握起来却有相当难度的课程。在教学过程中必须尽快让学生掌握材料科学基础的学习方式，跟上上课节奏，学生才能有效地掌握这门课程。这就要求在教学过程中必须改革传统的灌输式教学方法。在教学实践中通过借鉴前人的经验和总结自己的教学过程中的教训，在教学方法上主要做了以下改革:(1)通过现实的例子，引发学生学习材料科学基础的兴趣。针对材料是科技的基础这特点，通过材料的突破实现国家的科技发展的例子，增加学生学习材料科学基础的兴趣。同时，介绍材料科学基础与材料学专业其他课程的关系，使学生了解材料科学基础对其专业学习的重要性，引起学生对材料科学基础学习的高度重视。比如讲到晶体结构和由于掺杂引起的缺陷内容时，可以介绍当前高科技领域的发展基本都是通过掺杂引起材料能带发生变化的特点，激励同学们努力学习好这门大部分高科技所需要的基础知识，为将来祖国的发展作出自己的贡献;同时介绍材料学专业方面的所有专业课或多或少的与这们课有关联的特点，使学生了解材料科学基础对其专业学习的重要性。(2)以晶体结构为主线，引导学生深刻理解物质的结构决定性质的原理。为了让学生更好地掌握晶体的结构缺陷和性质的关系，如必须使学生真正理解什么是位错运动，实际晶体结构中的位错是什么样子。(3)通过课本目录，帮助学生学会总结，比较，归纳。材料科学基础内容琐碎繁多，在学习过程中，必须及时总结，比较和归纳，才能将材料科学基础的内容形成整体，不致前面学的很快就忘记，影响后面内容的学习。在教学过程中，针对学生在长期学习过程中不看目录的缺点，我们强调了目录的作用。比如学习完一章后引导学生根据目录回忆本章主要内容，象本章包括几节，每节主要讲了什么主要内容，其中重点是什么等。然后引导学生比较这一章与前面几章的联系和区别。最后，分析学过的内容，总结和归纳出要掌握的主要内容。(4)逐步引导，培养学生自学。大学教学的一个很重要的任务就是教会学生自学，学生在学习材料科学基础的过程中对于晶体的结构和三元相图，掌握起来具有较大难度，需要老师讲解，但对于原子结构和键合相对简单，可以通过在老师引导下，学生自学的方式掌握。这既节约了学习时间，又有效地锻炼了学生的自学能力。(5)通过做凝固和晶体结构分析实验使学生对书本上学的凝固原理和晶体结构缺陷有更深入的了解，如让同学门把铁碳合金熔化后浇注在砂型腔里铸造成钢锭，研究是凝固原理对其结构的影响，然后把凝固后的钢锭用XRD(X射线衍射)，研究其晶体结构和晶体缺陷，同时把钢锭磨平后在显微镜下研究其晶相，找出成分中的马氏体等晶相组织，与书上的相图对比，加深对书本上知识的理解。

3.3 考试方式改革

课程成绩的考核是课程的重要内容，考核方式对教学效果有很大的指导作用。针对材料科学基础的特点和主要内容，我们将材料科学基础的考试方式分为三块，一是传统的闭卷考试，占总成绩的60%，二是平时成绩，主要是作业完成情况和每章主要内容总结等，占20%，三是实验情况，在学生的实际操作中，考察学生的动手能力，以及通过实验考察学生对课本内容的理解能力占20%。其中在闭卷考试中，我们强调了课本的基本知识，同时，有相当数量的综合题主要考察学生对所学的内容的综合应用情况，而概念题则考察学生对材料科学基础结构和本质的理解情况。

4.结论

通过以上教学改革探索，激发了学生学习材料科学基础的兴趣，加深了学生对材料科学基础这门课的理解，为后续的材料学专业的课程学习打下了坚实的基础。

参考文献

1 张莉芹.“材料科学基础”多媒体教学浅析[J].中国冶金教育，2008，5:58-59.

2 张建新. 《材料科学基础》本科教学的改革与实践[J].科技信息，2009，21:114-115.

3 王小槐，张照军.《材料科学基础 综合设计型实验教学的探索[J].实验室研究与探索，2004，23(1):62-64.

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5 付猛，沈榕.论材料科学基础课程建设的基本原则[J].时代教育，2008，10:44-45.

6 王章忠， 张祖凤， 巴志新. 应用型本科《材料科学基础>>课程建设与改革[J]. 南京工程学院学报(社会科学版)，2005，5(2):65-66

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【论文摘要】本文根据上海工程技术大学材料科学与工程专业教学培养目标的特点，从课程体系与内容，教学理念，教学方法及手段，实践教学环节改革，考核评价方式，师资队伍建设等方面讨论了“材料科学基础”课程教改中的一些热点问题及教改实践。根据我校培养优秀工程师的办学定位，结合材料学科的发展方向，初步建立了居于“基础适度、口径宽广、应用为先”标准的“材料科学基础”课程的新教学体系，从中取得了一些较好的教改效果和经验。

上海工程技术大学是一所以培养优秀工程师为主要目标的教学型大学。根据我校的办学定位和特色，作为材料科学与工程学科重要基础课程之一，“材料科学基础”有必要在加强基础、拓宽专业知识面和加强实践训练等方面进行课程改革。

1 课程的性质

材料科学是一门揭示研究固体材料性质规律、设计及控制材料性能的科学，其目的在于揭示材料的结构与性能之间的基本关系。研究表明，材料结构是决定材料性能的核心要素，而材料的显微结构与材料的加工过程有密切的关系。因此，材料科学也需要研究材料在各种过程中的行为，这些过程包括加热过程、冷却过程、反应过程、界面过程、扩散过程、相变过程等。

“材料科学基础”是材料科学与工程学科的主干基础课程和核心课程，是材料科学与工程学科人才的基本知识和基本能力的重要组成部分，是本学科专业人才的整体知识结构、能力结构、素质结构的重要基石。根据我校的教学培养目标，本门课程的教学实践必须着眼于培养未来的材料工程师，紧贴上海市发展先进制造业的需求，结合本校材料科学重点学科的发展方向，在进行材料科学基础理论和基本技术教育的基础上，侧重进行材料开发应用、材料改性和材料加工的工程教育。

2 课程教学的改革实践

“材料科学基础”课程建设和课程教学改革的指导思想是根据专业发展规划，主动适应上海经济、科技与社会的发展对材料学科专业人才知识结构和实践能力的要求，强调理论与实践结合，在宽专业知识面上对学生进行综合素质的提高，培养既掌握材料科学与工程基本原理，又通晓材料制备与加工、组成与结构、性能与应用等系统知识的宽专业人才。作为材料学科最为基础和重要的平台课程，“材料科学基础”在学科知识构建中起着“基石”的作用，其教学内容的设定、宽度和深度决定着学生培养中关于材料学知识的基础深度和知识面的广泛程度，并影响着后续课程的展开、实施及教学效果。本着“基础适度、口径宽广、应用为先”的教学原则，我们对课程教学目标、课程体系和内容、实践教学环节、教学方法和手段、考核评估等方面进行了教学改革的实践。

2.1 课程教学目标

作为应用型本科材料专业的基础课程，“材料科学基础”课程的教学目标具有多重指向性。一方面，应打下材料科学与工程领域的基本理论基础，为学习材料专业其他知识做准备，同时也为部分学生进一步深造做准备，为此要根据不同学生的情况，有区别地加以培养;其次，要注重培养学生运用基础理论分析和解决实际问题的思路和能力，掌握材料科学与工程学科的思维方法，为今后自学材料领域的相关知识打下良好的基础;最后，根据社会经济的发展需求，强调学生对材料科技进展与人类文明及经济发展关系的认知，能从价值工程的角度研发、选择和应用材料，从环境保护和可持续发展角度评价使用材料。

2.2 课程体系和内容

在课程体系上，贯彻“基础适度、口径宽广、应用为先”的课程体系改革原则，在保持金属材料为主的专业特色的基础上，全面介绍了金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料的共性与个性特点，在材料科学理论模型的介绍上尽量拓展其适用的材料范围，如晶体结构，位错模型，界面结构模型等。教学内容的取舍以“精、宽、新、用”为原则，从材料科学与工程的基本原理出发，以固体材料结构为重点，从微观、宏观、物质内部、表面与界面、静态及动态过程等不同层面角度，阐述固体材料结构、结构缺陷及变化规律，以及固态材料的相平衡、相图、扩散、相变等，在材料应用方面，结合材料科学的理论内容，介绍相关的新材料、新工艺，如纳米材料、功能材料的最新进展，使学生对材料组成与物质结构的内在联系、材料结构与性能间关系有系统的理解和掌握，为今后相关专业课程的学习打下扎实的宽专业口径的理论知识基础。

2.3 实践教学环节

在加强实践的教学改革中，采取实验教学课程建设与学院平台实验室建设相结合的方式，推进课程实践教学的全面提高。材料科学基础的实践教学环节分为两个部分，一是课内实验，现配置了16 学时的实验课，二是单列了一门“材料科学综合实验”课程，时间安排为连续的3周。针对课程教学目标和教学内容改革的要求，重新讨论制定了课内实验内容，加大综合性实验的比重，如金属塑性变形与再结晶综合实验、金相分析综合实验等，编写了新的实验教学指导书。课内实验以学生材料学基础技能训练为目标，如金相试样的制备、金相组织观察、材料塑性变形过程组织变化的特征，强调对不同材料显微结构基本特征的掌握。材料科学基础综合实验课程的主要目的是通过一个完整的实验过程，包括明确实验目的、设计实验过程、实施实验和分析实验结果，培养学生材料科学与工程的基本素养，提高实验动手能力和分析、解决问题的能力，进一步巩固对材料科学基础核心内容，即“材料结构决定材料性能、材料加工过程与材料结构密切相关”的认知。课内实验和综合实验内容互为补充、相益得彰，取得了新教学培养模式的良好的教学效果。

2.4 教学手段和教学方法

在课堂教学和课内实验教学实践中，充分利用多媒体教学手段，自编CAI 多媒体课件，在有限的学时内最大限度的发挥多媒体教学的应用效果。一些实验室目前难以实现而对学生的学识教育较为重要的内容也通过多媒体形式使学生有一个较为直观的认识。与此同时，还对教学方法进行了相应的改进，授课力求重点突出、逻辑清晰，强调教学互动，提倡师生间平等讨论，倡导探索性和研究性的学习方法，达到理论融会贯通的目的。

2.5 考核方式

在课程建设过程中我们对课程的考核方式也进行了深入的讨论，大家认为合理的考核评价制度应该以提高学生的综合素质为主要目标，为此有必要改进传统的闭卷考试形式，避免“一考定终身”的方法。对此我们正在探索一种更为全面均衡的考核方法。具体考虑为将平时作业、实验报告、小论文、随堂考试和期末考试相结合的方式。重视对平时学习过程和阶段学习效果的评价，将上课听讲与课堂交流、作业习题解答的独特性及完成质量列入考评，鼓励学生自主学习、创新学习，鼓励学生发表有自洽性合理性的不同见解。在阶段学习后，设计一些随堂考试卷，随堂考试允许学生参考课堂笔记和教材，但每个学生必须独立完成试卷，重点考查学生对基础知识的应用能力，检验学生分析解决问题的能力。将实验报告作为独立考查的重要部分，注重培养学生独立完成实验并撰写规范的实验报告的能力，检验与评价学生的动手能力和创新思维能力。适当调低期末考试在学生学业成绩中的权重，例如由原来的70％降低到50％或更低，试卷内容要充分体现教学大纲的基本要求，重点考查学生的临场应变能力，对基本知识的掌握、熟练和提炼的程度。

2.6 师资队伍建设

课程建设主要依靠教师推动。近年来，我们以全面提高教师队伍素质为中心，以培养优秀年轻骨干教师为重点，在职教师再培训和引进高素质人才并重，着眼于学科可持续发展的需求，建设一支结构优化、素质良好、富有活力、具有创新能力的高水平的教师队伍，取得了很大成效。教师队伍的科研和工程实践能力有了极大的提升，在“材料科学基础”教学团队中，有校学科带头人、上海市曙光学者、校青年学术骨干等，科研及学科建设的成果反哺教学的结果，促进了学生科研实践能力的提高和材料工程意识的形成。教师团队通过公开课观摩学习，加强教学法研究，极大地提升了教师整体的业务水平和教学效果。

3 结语

作为上海市重点课程建设的“材料科学基础”正在我校材料学院相关专业范围内进行教学实践，在课程目标、课程体系和内容、实践教学环节、教学手段和方法、考核方式改革等方面进行了探索实践并取得了一定的成绩。课程建设下一步的工作重点将放在网络教学平台建设上，以进一步提高教学效益和教学质量。教育教学改革是一项永无止境的事业，只有通过对学生培养的各个环节进行更具体的探索和调查研究，不断地实践以总结其中的经验教训，才能逐渐探索出一条适合于应用型本科材料专业人才培养的成功之路。

参考文献

[1]师昌绪.跨世纪材料科学技术的若干热点问题[J].自然科学进展，1999，(1):1-12.

[2] 杨雄.材料科学基础.实验课程的改革与实践[J].科教文汇，2006，2:81.

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中图分类号：G642.4 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.05.030

1 引言

在现代材料科学与技术的发展历程中，航空材料一直扮演着先导和基础作用，机体材料的进步不仅推动飞行器本身的发展，而且带动了地面交通工具及空间飞行器的进步，发动机材料的发展则推动着动力产业和能源行业的推陈出新。“一代材料，一代飞行器”是航空工业发展的生动写照，也是航空材料带动相关领域发展的真实描述。可以说，航空材料反映结构材料发展的前沿，航空材料代表了一个国家结构材料技术的最高水平。近年来，各个航空类院校针对材料专业、机务维修专业、航空工程等专业纷纷开设航空材料课程，也出现了很多航空材料方面的教材，比如，哈尔滨工业大学出版社出版的《航空材料学》，国防工业出版社出版的《航空航天材料》，《航空工程材料》，西北大学出版的《航空材料及应用》。这些教材内容各有特点，有的是偏重于材料的基础知识，而真正关于航空用材的内容一带而过，有的是偏重于介绍航空材料的性能及研究进展，系统性不足。由于不同专业的培养目标不同，材料方面的基础知识掌握情况不同，航空材料课程内容必须具有针对性，不能搞一刀切，针对不同专业，课程定位和教学内容都应各有侧重。不应拘泥于某一本教材，要对教学内容进行针对不同专业的整合。

2 材料专业的航空材料课程内容

材料类专业一般从大学二年级就开设了材料科学基础，以后又陆续开设材料力学性能、材料物理性能、材料时效分析、功能材料、工程材料、材料加工成型原理与工艺等课程，通过这些课程的学习，学生已经很系统的掌握了材料的结构、性能、加工、使用性能之间的关系。所以航空材料课程的定位应该是专业课。从教学内容上，要舍弃材料科学基础的内容，舍弃大量基本原理、基本概念和方法，舍弃工程材料中重点讲述的一般钢铁材料的内容，重点讲述基础课程中所没有涉及的轻合金及高强钢、高温钛合金、镍基高温合金、金属间化合物、复合材料、航空用功能材料。介绍航空用材的发展趋势及科研走向，性能提高的主要障碍及克服的方法。不仅使学生对现有航空材料有所了解，同时激发学生对航空材料做进一步研究的兴趣。课程内容可做如下整合。

2.1 航空用结构材料

课程内容应以航空结构材料为主，重点讲授机体及发动机用结构材料。课程安排如下。

2.1.1 轻合金及超高强度钢

轻合金和超高强度钢都是航空飞行器的主要结构材料，其主要特点是比强度高、综合性能好。铝合金是应用最早的航空材料，具有密度小、塑性好、耐腐蚀、易加工、价格低等特点，至今仍被大量用于制造飞机机体材料。钛合金比强度高、热强性好，它的发展一开始就与在航空工业中的应用联系在一起，目前越来越多地被用于制造飞机机体和发动机的压气机等部位，在航空工业中占有越来越重要的地位。镁合金比铝合金和钛合金的密度更低，近年来由于其耐腐蚀性等问题得到一定程度的改进，使其在航空中的应用有上升趋势。超高强度钢主要用于制造飞机机体的重要承力件，在飞机用材中占有一定比例。

2.1.2 高温金属结构材料

高推重比、低油耗率发动机的关键是高温结构材料。发动机材料服役的基本环境特点是：高温，高载荷，高氧化腐蚀，高性能重量比，高可靠性与长寿命。针对服役的特点，选择材料出发点为：可承受的最高温度，高温比强度与比寿命，高温抗氧化能力，韧性，导热性，加工性。镍基高温合金由于具有最佳的综合性能一直是航空发动机涡轮和叶片材料的主要用材，各种新的加工方法的使用都是为了近一步提高它的性能，比如，定向凝固技术、单晶铸造、定向共晶自生技术、合金提纯等。随着涡轮前温度的不断提高，替代材料也成为研究的重点，在对比了陶瓷材料和金属间化合物六点性能之后，金属间化合物及以它为基的复合材料因为具有更高的耐热性和一定的塑性成为非常有前景的高温金属结构材料。

2.1.3 现代复合材料

复合材料是由两个或两个以上独立的物理相组成的一类固体产物。现在人们可以更能动地选择不同的增强材料和基体进行合理的性能设计，再采用多种特殊的工艺使其复合或交叉结合，从而制造出高于原先单一材料的性能或开发出单一材料所不具备的性质和使用性能，比如现代复合材料有高的比强度和比刚度，成为现代飞行器首选的结构材料之一。复合材料在飞机中的用量不断提高，在最新的波音787和空客380中的用量已经分别达到了30%和60%，作为结构材料最有前景的当属金属基或金属间化合物基复合材料和陶瓷基复合材料。

2.2 航空用功能材料

航空用功能材料主要指飞机机载设备用材，包括飞行保障设备、辅助动力装置设备、电子设备和武器设备四大类。机载设备用材的关键材料主要是各种微电子、光电子、传感器等光、声、磁、热的高功能及多功能材料。重点发展高灵敏度红外探测材料、高透过率红外罩材料、电致伸缩和磁致伸缩陶瓷材料、双脉冲点火发动机舱隔板材料、激光倍频材料、高强度激光材料、双模制导头罩材料、零膨胀微晶玻璃材料和极高反射率镀膜材料等。

3 非材料专业的航空材料课程内容

机务维修、航空工程等专业的没有系统学习材料类知识，对大量材料科学与工艺相关概念、术语等难以理解，针对这些专业的航空材料课程首先要对材料科学与工程的基础知识、基本概念和原理进行简要的介绍。

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【关键词】

材料科学与工程专业;课程体系;改革探索

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作为一门迅速发展起来独立的一级学科,材料科学与工程涉及到无机非金属材料、金属材料、高分子材料、复合材料等各类材料,它们具有共同的或相似的学科基础、科学内涵、研究方法与研究设备,体现了材料科学与工程相互渗透与交叉的发展趋势,符合复合型人才成长的要求。

在人才培养中,合理的知识体系和课程体系的建立至关重要。不同的高等院校具有不同的人才培养特点,它们的课程体系因人才培养目标的差异也有所不同。西安建筑科技大学曾隶属于建筑工程部,后划归冶金工业部,1998年国家教育体制改革调整时,由原冶金工业部划转地方,实行“中省共建”的新型管理模式。材料科学与工程专业前身为1956年开办的“混凝土及建筑制品”专业,多年来主要服务于建材和冶金行业,学生就业面窄。1999年正式开办“无机非金属材料工程”专业,2002年“无机非金属材料工程”专业提升为“材料科学与工程”专业一级学科招生。目前材料科学与工程专业人才培养模式为:按材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养。

随着进一步凝练专业特色的要求和学分制培养的需要,原有课程体系的设置上存在着的一些问题逐渐暴露出来。为了适应即将到来的专业评估,借鉴其它院校材料科学与工程专业教育改革的先进经验,根据教育部无机非金属材料专业规范的要求,近年来,我们对该专业的课程体系进行了改革,以体现素质结构、能力结构、知识结构协调发展的原则,满足“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的材料科学与工程人才培养目标的要求。

一、人才培养方案改革的基本思路

立足于材料与工程本科人才培养目标,分析当前及今后一段时期社会对材料与工程本科人才需求特点,结合课程体系设置现状,针对专业培养方案,提出了改革本科人才培养方案的基本思路,即:强化专业基础课程,优化专业方向课程,加强实践教学环节。根据材料科学与工程专业人才培养目标的定位,课程体系按知识领域中各个知识点进行设置,最后形成覆盖所有核心知识单元和部分非核心知识单元的知识体系,这样就可以最大限度地避免专业知识的遗漏或重复。最终的课程体系由综合素质教育教学模块、基础教育教学模块、学科专业基础教育教学模块、学科专业方向教育教学模块和实践教育教学模块构成。

专业基础课是课程体系的中心组成部分,紧密围绕学科专业的基本要求和人才培养目标设置,体现学科专业的共同特点,是三个专业方向共同开设的课程。现有专业基础课程体系中相关基础知识薄弱,知识面窄,部分课程知识内容重复设置,学时分配也不够合理,和专业方向课程之间相互衔接力度不够。面对日新月异的高新科技,学生在有限的大学本科阶段所获得的知识不可能涉及毕业后所遇到的所有问题,而基础理论、基本知识、基本技能的培养和训练则能拓宽他们的就业领域,使其受益终生。因此必须加强专业基础课程的教学力度。

专业方向课程体现各个专业方向的特色,每个专业方向有各自不同的专业方向课程。在原有课程体系中,专业方向课程之间逻辑衔接不强,很多课程学时偏多,造成选修课比例不足,门类少,学生可以选择的空间小,人才培养方案缺乏个性化。因此,有必要适当提高选修课比重,拓宽选修课领域。

尽管各专业都已经认识到了实践教学在人才培养中的重要性,并已经采取了一些措施加大实践教学力度,但距离专业人才培养目标的要求仍有一定差距。主要表现为实践教学中演示性、验证性实验偏多,开放性实验和依附于多门课程的综合设计性实验相对较少,且实践教学环节比重不够。实践教学是培养学生创新精神和创新能力的重要环节,理工科专业必须打破课程界限,遵循先进性、开放性、创新性的原则强化实践教学环节。

二、本科课程体系的设计

材料科学与工程专业课程体系是以材料制备合成/加工、组成与结构、材料固有性能和材料使用性能四个要素及其相互关系为基础的科学的知识体系。学生在入校时即分专业方向招生,不同专业方向的学生在综合素质教育教学模块、基础教育教学模块和学科专业基础教育教学模块所接触的课程内容基本相同,差别主要体现在学科专业方向教育教学模块和部分实践教育教学模块上。

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高校是培养人才的前沿阵地，肩负着人才培养的光荣任务，制定合理的人才培养方案和科学的管理制度是高素质人才顺利成长的有力保障。材料科学与工程创新基地班是郑州大学在工科院系设立的第一个人才培养实验班，实行精英型个性化培养方案，注重厚实的基础知识教学，进行全新的创新能力和科研素质的培养，以培养具有材料科学专业思想、熟悉掌握材料科学的基本特点最终能够制造先进材料的精英人才为目的。这一人才培养方案的实施为解决我国面临的高层次创新型人才匮乏等难题提供了有效途径，有望打开创新人才培养模式的新局面，加快我国从人力资源大国向人力资源强国转化的进程，为人才规划实施作出应有的贡献。

一、材料科学与工程创新基地班的定位

郑州大学材料科学与工程创新基地班于2006年12月正式成立，其定位为：“立足于为河南经济建设和社会发展服务，发挥学科齐全、梯次结构合理的优势，本科与研究生培养并重，全面提升学科、专业实力和水平，努力建设成为培养工程应用和科学研究创新型人才教学研究型学院。”依据学院学科和教学基础，结合所承担的国家教改项目“发挥学科与区域优势，构筑材料三级实践载体，培养具有创新意识的应用型人才”，以“厚基础、宽专业、重创新、高素质”的复合型人才为目标，培养适应未来发展要求具有科学前沿意识、创新精神和创业能力的高级研究型人才和实践应用型人才。

二、材料科学与工程创新基地班的培养方案

围绕专业建设和人才培养目标，材料科学与工程创新基地班对本科生的培养方案进行了较大规模的调整，体现了素质教育和创新教育理念，并遵循人才成长规律，注重系统性、前沿性和适应性，强调材料科学类课程与材料工程类课程的协调统一和同步建设。在学校政策引导和学院学科发展的统一要求下，构建起“平台+模块+课程群”的课程体系，其中平台课程注重学科基础教育，强调重视教育、体现宽口径；模块课程突出学科发展特色，设立了高分子材料科学与工程、无机非金属材料科学与工程、金属材料科学与工程三个模块，课程分别由主干课和实践教学环节构成；课程群由学科选修课和跨学科选修课组成，总学分控制在173学分。改革后的教学培养计划既体现了“厚基础”，又体现了“宽专业”，并强调学生创新能力的培养，在主体培养应用型人才的基础上，分层次、分步骤培养不同的人才，适应不同应用领域的需求，分别从事应用实践、技术创新、科研管理等工作。

1.注重基础，夯实理论教学

在课程体系方面，基地班强化国外名校、名教材英语教学课程和研究性教学课程，采用国际上通用的原版教材、自编教材及国内优秀教材，知名教授讲授基础课和专业课，采取双语授课。主要课程有高等数学、大学物理及实验、线性代数、物理化学、材料科学与工程基础（国家级精品课程）、材料近代研究方法（英文）、材料成型原理、材料科学与工程导论、工程制图、普通化学、电工学、工程力学、机械设计基础、高分子化学（英文）、高分子物理、材料成型原理、合金及熔炼、无机材料科学、无机复合材料学（英文）、陶瓷工艺原理（国家级精品课程）等。

在教学计划方面，实行第一、二学年所有课程打通，第三学年第一学期部分课程打通，第三学年第二学期必修课和全院范围内的限选课组中任选相结合。

2.加强技能，拓宽专业知识

基地班覆盖材料学、材料加工工程以及材料物理化学等领域，以金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的合成和成型加工为重点，学习现代新材料、新技术所依赖的基本知识和技能，掌握材料合成原理、工艺、结构与性能之间的关系，进行各种材料的成分设计、合成、成型加工和应用。

3.重视创新，强调因材施教

在夯实学生科学文化知识基础的同时，基地班还着力培养学生的创新精神和创新能力。

在实践教学环节，引导和鼓励学生尽早进入实验室参与科学研究。近三年内，学院已经有12个由学生主持的实验项目获得国家大学生创新实验项目支持，其中大部分学生是基地班的。学院实验中心对基地班学生全面开放，学生可以利用课余时间在实验中心开展实验实践活动，全面提高自己在实验中发现问题、分析问题和解决问题的能力。

此外，学院还积极与校内外国家级重点实验室、工程技术中心联合建立独特的实习基地；在毕业实习和设计环节中，引入类似硕士研究生的训练模式，以培养学生的前沿科学意识和独立的创新能力。

4.强化素质，注重全面发展

发达国家的高校都将提高学生的素质作为主要目标。他们充分利用学校的各种资源开展诸多实践教育，有效地开阔了学生的知识面，增强了学生认识科学和揭示科学的信心。基地班始终注重学生的德、智、体、美全面发展，鼓励学生选修学校的素质教育课程，并增设开放实验和暑期课堂学分，鼓励学生跨学科进行开放实验，拓展知识面。在暑期，鼓励学生走进高新企业研究机构或者国内知名科研院所进行跟班学习，使学生通过接触或参与实际科学和技术难题的攻关，掌握科学研究的基本思路和方法，并将所学习的基础理论知识与实践应用联系起来，提高学习兴趣和实践动手能力。这些实践教育可以强化素质教育，有效提高学生的实践创新能力。

三、材料科学与工程创新基地班建设和管理模式

1．基地班建设

成立基地班建设工作小组，由院长、分管教学的院长、骨干教师和管理人员组成。基地班建设工作小组的主要职责有以下6项。

（1）研究制定基地班建设总体规划和基地班建设管理办法等文件，审核基地班发展规划，对基地班发展方向和改革决策提出指导性意见。

（2）指导、监督和推进基地建设与改革，检查基地班教学效果和培养质量。

（3）筹措基地班建设的经费并监督经费的使用情况和使用效果。

（4）组织基地班建设项目和方案的筛选、审定。

（5）商讨解决基地班建设中存在的问题，协调教学、科研、实验室等有关部门的工作为基地班建设服务。

（6）迎接上级主管部门的检查和评估。

基地班建设工作小组实行例会制度，定期商讨基地班建设过程中出现的各种问题，帮助解决实际问题，重大问题直接向党政联席会汇报。

学院设基地班建设工作小组办公室，负责基地班建设与各基地班的日常教学管理工作，办公室设在本科教学办公室，并配设秘书负责基地班的日常教学工作。

2.基地班管理模式

基地班的管理采用“三制”，即班主任制、导师制和末尾淘汰制。实行班主任和导师双层管理，学院主管教学的副院长担任基地班班主任，负责全院各年级基地班的建设与培养工作。前两个学年按成绩高低实行滚动，基地班末尾5名学生与非基地班学生交换，实行末尾淘汰。

在博士生导师和部分知名教授中为基地班遴选导师，学生在导师的指导下完成基础平台课、专业基础课、专业课、素质课的学习以及毕业实习和毕业设计。

四、基地班学生选拔办法

基地班每届招收30人，首届自2006级本科生开始。基地班学生的选拔需经过3个步骤。

（1）材料科学与工程专业本科生根据第一学期末相关公修理论课程（含外语）的总成绩进行排名，初选前50名学生。

（2）以英语、数学、大学物理的三个学科的单科成绩为依据，低于75分者被淘汰，剩下的学生以三科总成绩排名，选出前36名。

（3）经专家面试，最终选取30名进入基地班学生。基地班学生确定后公示5天，对不符合条件的入选者经核实后取消其资格，所缺人员根据排名递推增补。

五、材料科学与工程创新基地班建设成效

经过近4年的成长，材料科学与工程创新基地班已经逐步形成完善的创新型应用人才的培养模式，并成功培养了第一届毕业生。这些学生中有多人在省级以上的大学生科技竞赛活动中获得奖项，其中白阳同学主持的“一种使用新型材料处理废水的装置”项目获得第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖。首届30名毕业生中有24人考入诸如浙江大学、中国科学研究院等国内著名院校或研究机构进行研究生阶段的学习，其余6人分别进入美的微波电器制造有限公司、比亚迪汽车销售有限公司、中铁隧道装备制造有限公司等著名企业从事技术研发和管理工作。

基地班人才培养模式的改革探索不仅是国家教改项目研究的一个重要研究内容，而且作为工科类基地班的试点，在三级实践载体建设、师资力量的配置、创新人才培养计划的调整、本科生提前进入实验室、开设开放性实验、实行导师制、学生的创新活动开展等方面都具有一定的可借鉴性，同时这一应用型人才培养经验还可进一步推广到其他工科专业，以提高相关专业本科生的培养质量。