以功能材料为特色的材料化学专业教学改革与实践*

张云飞，杜飞鹏，郭庆中，喻湘华，李 亮，鄢国平

(武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北 武汉 430073)



以功能材料为特色的材料化学专业教学改革与实践*

张云飞，杜飞鹏，郭庆中，喻湘华，李 亮，鄢国平

(武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北 武汉 430073)

参考国内部分知名大学材料化学专业的教学计划和课程设置，结合武汉工程大学材料学科的优势，我校材料化学教研组提出了以功能材料为特色的材料化学专业定位。修订了材料化学专业教学培养方案，优化了材料化学专业课程设置，增设了一些功能材料专业课程，同时加强了实践教学环节，旨在培养以功能材料为特色的材料化学专业应用型工科人才。

材料化学；专业定位；功能材料；教学改革；

如何通过专业建设培养出更多更好的服务地方经济建设的应用型人才，是地方高校需研究的重大课题[1]。材料化学是一门研究材料的设计、制备与表征、应用及其相互关系的科学。它属于材料与化学交叉边缘学科，材料化学专业应用性很强，讲究理论性和实践性的结合， 不仅培养学生逻辑思维能力, 还培养学生的实践能力，创新能力，材料化学在未来的科研领域、经济领域将发挥着重要的作用[2]。近年来，社会的发展，市场的需求对人才的培养提出了更高层次的要求。在广泛调研的基础上，参考国内部分知名大学材料化学专业的教学计划和课程设置，结合武汉工程大学高分子材料的优势，提出了以功能材料为特色的材料化学专业定位。对我校材料化学专业教学培养方案进行了修订， 优化了材料化学专业课程设置， 增设了一些以功能材料专业课程，同时加强了实践教学环节，旨在培养以功能材料为特色的材料化学专业应用型工科人才，促进材料化学专业教育更好地与市场需求对接。

1 材料化学专业现状

材料化学是材料学科与化学学科交叉专业，是研究材料的制备、表征和应用等方面的化学问题。1998年教育部对本科专业目录进行调整时首次认定材料化学为新的本科专业。目前已有复旦大学、中国科技大学、华中科技大学、四川大学等百余所高校开设材料化学本科专业。武汉工程大学材料化学专业始建于2005年, 由原高分子材料与工程专业发展而来。经过十多年的发展, 材料化学专业已经从最初单一的涂料及黏合剂领域发展成为涵盖涂料及黏合剂、生物医用材料、新能源材料、有机硅材料、复合材料等材料在内的教学研究领域[3]。材料化学专业的毕业生所从事的工作领域也越来越广，包括功能涂料、特种橡胶、医用高分子、锂电池、光伏电池、复合材料等行业。专业就业率也一直维持在93%以上。当前，社会对人才的要求越来越苛刻，应届毕业生的就业压力也越来越大，开展符合材料化学专业特色的教学改革，提高大学生实践能力与创新能力显得尤为紧要。为此，材料化学教研组对该专业的培养方案进行修订，包括材料化学专业定位与课程体系优化，突出材料化学专业的特色，促进以功能材料为特色的高水平应用型人才的培养。

2 材料化学专业定位

目前，国内各高校开设的材料化学专业大部分依托于自身的优势学科，形成自己的专业培养特色。中国科学技术大学、吉林大学等高校的材料化学专业主要是以无机非金属材料为特色；华中科技大学材料化学专业以能源与环境材料和微电子材料为特色；中山大学的材料化学以高分子材料和无机功能材料为特色；四川大学以无机非金属材料和电子材料为特色。所以尽管专业名称相同，但是各个学校材料化学专业的培养模式、课程设置都相差较大，侧重点有所不同。此外，由于材料化学专业的性质是理工结合以理为主,带有较大程度的应用特点，可以授予理学或工学学士学位。郑州大学材料化学专业定位于培养以高分子材料为特色的专业人才, 授予毕业生理学学士学位[4]。陕西科技大学材料化学专业定位于培养以工程应用为特色的专业人才, 授予毕业生工学学士学位[5]。为了突出武汉工程大学材料化学专业的培养特色，材料化学教研组将材料化学专业定位为工学，依托高分子材料与工程专业优势，以新能源材料、有机硅材料、生物医用材料、功能膜材料为特色，培养能从材料设计的角度来思考功能材料的结构与性能及应用之间关系的专门人才，授予毕业生工学学士学位。

3 材料化学课程体系建设

3.1 加强理论课程建设

武汉工程大学材料化学专业依托高分子材料与工程专业优势，开课课程与高分子专业开课课程有些类似，可以说学生学习了许多高分子材料的一般知识，如果不突出材料化学专业自身的专业特色，该专业的学生就业压力与继续深造的难度也会增大，因此，确定材料化学专业培养特色，优化现有教学内容是非常有必要的。我校材料化学专业目前确定了以新能源材料、有机硅材料、生物医用材料为特色的专业培养目标，但我们仍在考虑如何依托我校其它材料方向，在当前材料化学教学培养方案的基础上增加少量其它材料类课程，如纳米材料与技术、功能膜材料为特色的材料化学专业方向, 从而拓展本专业学生的分流方向。增强学生的就业能力。

在系统学习化学与材料科学知识的基础上，我们也开设了一些有特色的课程，如《复合材料》，该课程主要讲授复合材料的基本原理、基本概念，复合材料的设计、制备以及应用；《材料波谱分析》主要讲授紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱等材料表征手段，培养学生能够针对特定的材料选取合适的表征手段；再如《科技英语与信息技术》，帮助学生了解科技英语的特点，积累相关专业词汇及培养学生文献检索能力。在此基础上，将教师的科研成果直接应用于实际的教学中，有助于开阔学生的视野，增大学生的知识面，加强学生的创新意识、创新精神和创造能力的培养[6]。

3.2 加强实验课程建设

除开设《无机化学实验》、《 分析化学实验》、《有机化学实验》、《物理化学实验》与《化工原理》等课程。还先后开设了《高分子化学与物理实验》、《材料化学专业实验》等课程。经过十多年的努力，专业教师对相关实验教学内容有了更深的了解，为了更好地与市场需求衔接，我院加强了实验教学改革及教材建设。我院教师做了构建材料化学微型实验教学体系的探索，实践证明，构建微型实验教学体系有利于培养学生的创新意识和实践能力[7]；此外，我院教师完成了《高分子化学与高分子物理综合实验教程》与《材料化学创新实验》教材的编写。在此基础上，材料化学专业建设了较好的材料测试表征的平台，配置了红外光谱仪、紫外可见分析仪、动态光散射粒径分析仪、凝胶渗透色谱仪、电化学工作站、拉力机，热重分析仪等材料分析与表征仪器。让学生了解相关设备的操作、运行、以及维护方法。

3.3 加强实践教学环节

材料化学专业是一门实践性很强的专业，必须加强实践教学环节。武汉工程大学材料化学专业实践教学环节主要包括四大模块：实训、科研训练、实习以及毕业论文。实训是让学生在工人师傅的指导下完成一个金属锤子的制作。实训有利于培养学生动手实践和现场解决生产问题的能力；科研训练是安排学生参加《科学研究训练》、《科学实践》和《专业学术训练》，培养学生文献检索能力、阅读归纳文献能力，设计实验能力和论文写作能力，提高学生的科学研究素养和创新能力；材料化学专业的实习模块包括《认识实习》、《生产实习》，实习主要是选择合适的实习基地，安排学生到工厂并分班分组到车间实习，熟悉生产工艺流程, 实习后完成实习报告。实习报告内容包括学生参加实习的体会和绘制简要工艺流程，培养学生对本专业的学习兴趣，增进了对职业了解，锻炼了学生的实践能力；毕业设计是学生根据自身的兴趣爱好，选择合适的导师参加导师的科研，是综合运用所学的理论知识和掌握的实践技能来解决实际问题一项综合科学研究实验。此外，我校材料化学专业在实践教学环节加大了与其他高校、科研院所、企业的合作力度，学生的毕业论文可以通过宜化模式、联合培养等方式进行。实践结果表明：实训、科研训练等实践教学提高了大学生学习的积极性，加深了大学生对专业知识的理解，为学生毕业后进企业或科研单位能够较快地进入角色，更好更快的服务于社会打下了良好的基础。

4 结 语

面对社会的不断发展，材料化学专业毕业生就业压力的增大，武汉工程大学材料化学教研组修订了专业教学培养方案，提出了以功能材料为特色的专业定位，优化了材料化学专业课程设置, 增设了一些功能材料专业课程，同时加强了实践教学环节。面对不断发展的新材料与新技术，以功能材料为特色的材料化学专业毕业生将有广阔的就业前景。

[1] 卢维奇,张俊敏,梁舒萍,等.在构建材料化学专业实践教学创新体系中的双语教学[J].北京大学学报:哲学社会科学版,2007(S2):197-198.

[2] 许新江,朱立刚.关于材料化学专业实践教学体系的探索与改革[J].科技创新导报,2015(19):146-148.

[3] 郭庆中,杜飞鹏,喻湘华,等.材料化学专业有机硅材料课程的设置与教学探索[J].化工时刊,2012,26(7):63-65.

[4] 徐慎刚,王万杰,刘民英,等.以高分子材料为特色的材料化学专业定位及课程体系建设[J].高分子通报,2011(8):107-110.

[5] 刘辉,黄剑锋,殷立雄,等.工科背景下材料化学专业学生创新能力培养方式探索[J].大学教育,2016(1):140-141.

[6] 李龙芹,李青.科研与教研结合在“材料化学”教学中的实践研究[J].西南师范大学学报：自然科学版,2014,38(5):188-192.

[7] 喻湘华,鄢国平,李亮,等.构建材料化学微型实验教学体系的探索[J].化工时刊,2010, 24(12):63-66.

Innovation and Practice of Materials Chemistry Specialty Characterized with Functional Materials*

ZHANG Yun-fei, DU Fei-peng, GUO Qing-zhong, YU Xiang-hua, LI Liang, YAN Guo-ping

(School of Materials Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Hubei Wuhan 430073, China)

Taking the curriculum settings of Materials Chemistry specialty in some famous universities as references, the Materials Chemistry specialty of Wuhan Institute of Technology (WIT) was considered to be oriented as the functional materials with the advantage of materials subject. The cultivation plan for Materials Chemistry specialty in WIT was revised, the curriculum settings of materials chemistry were optimized, some functional materials courses were added and practical training programs was consolidated. The purpose of Materials Chemistry specialty in WIT was to cultivate applied engineering talent characterized with the functional materials.

Materials Chemistry; major orientation; functional materials; teaching innovation

武汉工程大学校级教学研究项目(No：X2015019)。

张云飞(1985-)，男，博士，讲师，主要从事水性聚合物材料的研发。

G642.0

A

1001-9677(2016)023-0143-02