1、本文檔相關內容參見 視頻 1-4 材料科學與工程基礎培訓課主講教師：顧宜 趙長生2011年8月10-11日 講課內容“材料科學與工程基礎”課程建設概況 較深入、全面介紹材料科學與工程基礎”國家級精品課程的建設思路、理念及心得體會 課程教學示范 以章為單元, 通過選擇典型的主題，采取示范課形式，及難重點講解等形式，幫助學員理解本課程的教學設計思想、教學方法和技巧, 專題講座 教學與科研， 專業規范覆蓋內容 教學理念、教學態度、教學技術和方法、知識難重點的梳理、對于不同層次學生的教學手段、常見教學問題及建議解決方案、教學與科研的關系、專業發展前沿熱點、人才選拔和培養、專業規范和標準等材料科學與工程

2、基礎FUNDAMENTALS OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING“材料科學與工程基礎”課程建設概況提 綱材料科學與工程基礎”課程建設背景四川大學材料科學與工程基礎”精品課程建設情況材料科學與工程基礎”課程教學改革的基本思路及理念 材料科學與工程基礎”課程的教學設計思想材料科學與工程基礎”課程的教學手段和方法材料的定義材料在人類社會發展中的地位和作用材料科學與工程學科“材料科學與工程基礎”類課程的基本情況一、材料科學與工程基礎”課程建設背景為什麼要開設這門課程?材料的定義 Materials Material：材料科學 （工科） 物質科學 （理科）Webst

3、er編者“New International Dictionary（1971年）”中關于材料（Materials）的定義為：材料是指用來制造某些有形物體（如：機械、工具、建材、織物等的整體或部分）的基本物質（如金屬、木料、塑料、纖維等）邁爾新百科全書中材料的含義：材料是從原材料中取得的，為生產半成品、工件、部件和成品的初始物料，如金屬、石塊、木料、皮革、塑料、紙、天然纖維和化學纖維等等。 材料是指具有滿足指定工作條件下使用要求的形態和物理性狀的物質。圖材料在人類社會發展中的地位和作用材料科學與工程學科學科建立 1960s 金屬材料金相學金屬學 無機非金屬材料無機化學陶瓷學 高分子材料高分子化學

4、高分子物理 (2) 學科的內容和任務 材料科學：從理論上研究金屬、無機非金屬和有機高分子等材料的成分、結構、 加工工藝同材料性能及材料應用之間的相互關系。 材料科學與工程：關于材料組成、結構、制備工藝與其性能及使用過程間相互關系的知識開發及應用的科學 學科性質：是介于基礎科學與應用科學之間的應用基礎科學，（邊緣學科）。材料科學與工程研究內容：科學性 a. 從化學角度出發，研究材料的化學組成、鍵性、 結構與性能的關系 b. 從物理角度，闡述材料的組成原子、分子及其運 動狀態與各物性之間的關系 技術性 c. 材料的制備工藝 d. 材料的性能表征 e. 材料的應用工程性 (3) 材料工程 Mater

5、ials Engineering 對于工程技術人員：如何選擇特定應用環境下需要的材料，來滿足使用要求，如何按實際要求設計新材料，須弄清以下三個關系 （材質）材料內部結構與性能 （內部形態）加工工藝與性能 （使用環境，耐久性）材料的性能與使用過程材料高等教育國內；前蘇聯模式、計劃經濟、專業劃分細 按材料類別（三級學科, 20余個） 按應用領域1995年，國家教委提出面向21世紀高等工程教育教學內容與課程體系改革計劃。設置了工科和理科材料類專業人才培養方案及教學內容體系改革的研究與實踐（第33項）教改成果：提出了以材料科學與工程一級學科為基礎，按二級學科設置工科材料類專業的思路；提出了一級學科平臺

6、課體系： 材料概論 材料科學與工程基礎 材料研究方法與測試技術1998年教育部本科專業目錄調整 材料類專業劃分與設置冶金工程金屬材料工程無機非金屬材料工程高分子材料與工程專門化方向材料工程一級學科材料專業（大材料）二級學科材料類專業（中材料） 三級學科專業（小材料）（工科）引導性專業：材料科學與工程2001年教育部組建新一屆教學指導委員會，材料科學與工程學科教學指導委員會 四個專業教學指導分委員會 材料化學與物理 金屬材料及冶金工程 無機非金屬材料工程 高分子材料與工程“十一五”國家級規劃教材（九本）材料科學與工程導論王高潮 南昌航空工業學院機械工業出版社材料科學基礎學習輔導范群成 西安交通大

7、學機械工業出版社材料科學與工程基礎楊慶祥 燕山大學機械工業出版材料科學與工程基礎陳錚、王永欣西北工業大學科學出版社材料科學與工程概論顧家琳清華大學清華大學出版社材料科學基礎田民波等清華大學清華大學出版社材料科學與工程基礎蔡珣上海交通大學上海交通大學出版社材料科學與工程基礎(第2版)宗亞平東北大學冶金工業出版社材料科學與工程基礎（第2版）顧宜四川大學化學工業出版社專業規范專業教學知識體系（高分子材料與工程專業）： 工程基礎：機械制造基礎、電工電子基礎、化工原理專業科學基礎： 材料科學與工程基礎，高分子物理， 高分子化學，聚合物表征與測試 專業工程知識： 聚合反應工程，聚合物加工工程 專業知識：

8、高分子材料，聚合物復合材料工程二、四川大學材料科學與工程基礎”精品課程建設情況課程建設的特點課程建設進程 課程建設的主要成果 成果的特色與創新性 如何進行課程建設？課程建設的特色以符合學科和社會發展特征為基本方向以提高教學質量為核心和目標 建立以先進性、科學性、新穎性和適應性為特色的課程 教學內容新體系 編寫教育部“面向21世紀課程教材”和引進高水平的英 文原版教材 建立先進的課堂教學內容新體系 以培養學生的學習能力和創新能力為中心，實施教學手 段和教學方法的改革 以建設高水平的教師隊伍為重點全方位投入，長期積累，反復實踐第二階段（19962001年）改革的重要時期背景 20世紀90年代，材料

9、科學與工程學科已發展成為一門獨立的完整學科 材料是國民經濟發展的三大支柱之一，隨著高新技術的發展，各類材料的相互交叉、滲透和復合 圍繞適應市場經濟體制的需要，以“拓寬專業”為中心的教育教學改革，我國材料類專業人材的培養進入了一個改革發展的新階段 1998年教育部本科專業目錄調整，三級學科專業 二級學科專業教育部“面向21世紀”工科材料類專業人才培養方案及教學內容體系改革的研究與實踐項目（1996-2000），各校共同認識到：現代材料工業和科學技術的發展正推動著各類材料從多樣化和單一性走向一體化和復合化；培養既掌握材料科學與工程基本原理，又通曉某一類材料制備與加工，組成與結構、性能與應用系統知識

10、的寬專業人才，是21世紀材料類專業人才培養思路的重要內容材料科學與工程基礎列為工科材料類專業的一級學科平臺課程通過材料科學與工程基礎課程的學習，使材料類專業中金屬材料工程、無機非金屬材料工程和高分子材料與工程各二級學科“中材料”專業的學生掌握和了解材料科學與工程的基礎理論知識，建立大材料的整體概念，打破材料類各專業原有專業學科在材料領域專業性過強，知識面窄的現狀，有利于拓寬專業學科和知識面，為以后“中材料”專業課程的學習、材料設計、以及材料的應用等奠定良好基礎。第三階段（20022004年）背景 教育部2001年4號文件關于提高本科教學質量的精神， 2003年， “四川省精品課程”建設項目 課

11、程建設引進英文原版教材和“雙語”教學更新課堂教學內容-融入部分英文教材內容，定量描述編輯電子課件（PPT）和多媒體教學 現代化手段探索新的教學方法 編寫系統的教學資料建立教學組織和管理體制方面 課程網站建設第四階段（20052010年）背景2004年， “國家級精品課程”建設項目教育部2005 1號文，關于印發關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見的通知教高20071號文，教育部財政部關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見課程建設完善課程網站和教學資料充實課堂教學內容，集成化思路編輯Authware電子課件編輯自測評體系修訂教材（十一五規劃教材）完善教學組織和管理 充實教學隊伍

12、，培養青年教師課程講授全程錄像推廣、輻射課程建設的主要成果2002年，第六屆石油和化學工業優秀教材獎一等獎2003年，四川大學優秀教學獎二等獎（顧宜,列第一名） 四川大學教學名師獎（顧宜） “四川大學精品課程”建設項目 “四川省精品課程”建設項目2004年， 四川省高等教育教學成果獎一等獎 四川大學優秀教材獎一等獎 國家級精品課程2006年 國家級教學名師獎 編寫了“面向21世紀課程”教材 引進了原版教材，實施了“雙語“教學建立了課程教學內容新體系形成了結構合理的高水平教師隊伍編寫了較完整的教學資料編寫了特色鮮明的電子教案并試行多媒體教學 探索出了先進的課堂教學方法 建立了教學組織和管理體制編

13、寫了自測評體系建立了課程網站 課程建設的主要成果1、編寫了“面向21世紀課程”教材材料科學與工程基礎 ，2002年4月化學工業出版社正式發行，全書共五章，61萬字。與國內大多數同類課程的教材不同，該教材從材料科學與工程的基本原理出發，力求較全面地說明各種材料的共性規律及金屬材料、無機非金屬材料和有機高分子材料的個性特點和多種組分復合體系的基本特征。有利于學生建立大材料的整體概念，尤其適用于非金屬材料類專業的學生學習使用。已印刷多次、約2萬冊，東華大學、浙江大學、鄭州大學等多個高校的本科材料專業均在使用該教材 。第二版， “十一五”國家級規劃教材，2011年7月出版。連2、引進國外原版教材 實施

14、“雙語“教學按照教育部2001年4號文件關于提高本科教學質量、推動英語等外語進行教學的精神，我們選用了國外原版教材“Fundamentals of Materials Science and Engineering”（William D.Callister,Jr主編），該英文教材的文字通俗易懂、內容面廣而精練，概念清晰，習題和例題豐富，水平高，其編排和內容體系與我們編寫和使用的教材有很好的匹配性。在2003年春季以后的教學中實施了以中文為主線、中英文相結合的“雙語”教學，取得了較好效果。2004年1月該教材的英文影印本由化工出版社出版發行。 原版教材 “雙語”教學 連新版本，新體系，更易于教和

15、學傳統的方式：金屬-結構/表征/性能 陶瓷- 聚合物-集成的方式：結構/表征/性能（1）-三大類材料 結構/表征/性能（2）- 結構/表征/性能（3）- - ISBN：9787122112231 第二版教材特點與2002年版教材相比，修訂版的材料科學與工程基礎教材發生了一些顯著的變化。通過刪減一些不必要的內容和融入國外同類高水平教材部分內容，進一步完善了教材內容，使之更具先進性、科學性、系統性和適應性；通過增設教學例題和進一步豐富習題和思考題，更有利于學生學習和理解教學內容;通過在每一章節后添加一些小故事，介紹材料科學與工程領域中的著名科學家、高新技術領域的新材料，可擴展學生的知識面、激發學生

16、的學習熱情。3、建立了課程教學內容新體系從材料科學與工程的四大要素出發，按照集成化思路，將三大類材料作為整體，調整比例，避免了過去偏重某一類材料、知識面較窄的現象。講一門課，不是講一本書。以揉合中英文教材內容構筑新的教學內容體系為目標，按照科學性、系統性、先進性和有效性的要求，在廣度和深度上較好地組織編排了講授內容。新的教學內容體系思路更清晰，層次更分明，重點更突出，定量描述更充分，內容更豐富。為保持教學內容的新穎性，在課程教學中及時補充材料研究和應用中的重要新成果，并對材料科學領域中的部分諾貝爾獎金獲得者進行了介紹。既適于高分子材料類專業，也適于材料學科其它專業。自2003年在教學中應用以來

17、，效果良好4、形成了結構合理的高水平教師隊伍顧宜 男，61歲，教授，博導，主編面向21世紀課 程教材材料科學與工程基礎 項目總負責人，課程主講教師趙長生 男，41歲，教授，博士，赴日博士后，博導 主講教師, 項目第二負責人, 參編教材 謝邦互 男，56歲，教授，主講教師湯嘉陵 男，48歲，教授，主講教師，參編教材李曹 男，37歲，副教授，主講教師，凌紅 女，37歲，講師，主講教師冉起超 男，29歲，博士后， 知識結構合理，職稱和年齡結構梯度合理的課程組 5、編寫了較完整的教學資料課程簡介課程講授思路課程講授要點（即教學大綱）課程講授提綱（文本教案）習題庫和試題庫 材料科學與工程基礎課程 講授思

18、路 講授要點 （教學大綱） 詳細講授提綱 （教 案）材料科學與工程基礎名詞解釋填空題判斷題作圖題問答題計算題中文習題解答及答案英文習題答案英文習題解答習題及試題集解題過程及參考答案6、編寫了特色鮮明的電子教案電子課件并實行多媒體教學POWERPOINT形式的電子教案 POWERPOINT格式的電子課件AUTHORWARE格式的電子課件 按照課堂講授要求進行編排，中英文相結合 電子課件 多媒體教學PPT電子課件演示AUTHORWARE電子課件 7、探索出了先進的課堂教學方法“材料科學與工程基礎”課程的內容面廣、理論性強，概念多，加之引入英文原版教材和“雙語”教學，課堂教學的難度較大。結合課程特點

19、，探索了先進的教學方法該課程為理論課，以課堂講授為主，輔以課堂討論、集體答疑和課后個別答疑, 要求學生課前預習、課后復習和做作業。將傳授知識與培養學生的學習能力和知識運用能力相結合，引導學生積極思維，理解和掌握課程的基本思路和要點，建立以啟發式和互動性為特色的教學方法體系。8、建立了教學組織和管理體制課程組實行組長負責制，定期進行教學研討（授課期間每月一次教學研討，半期一次書面教學總結），組織教學觀 摩，及時發現、解決教學中出現的問題。建立了教學資料檔案。考試逐步實行了“考教分離”。試卷評閱實行了“流水線”作業。試卷1，試卷2，教學研討試卷分析教學總結編寫了自測評體系針對課程教學中的知識要點和

20、難點編寫了600多道選擇題、是非題或填空題，開啟了網上自測評體系，供學生在課后自我檢查對所學知識的掌握程度，也在一定程度上解決了由于新校區學生與老師交流較難、網上答疑也不能有效滿足學生求知所帶來的問題 .連建立了課程網站網站地址為：四川大學高分子學院教育教學本科生教育教學成果 學院精品課程 ，內容包括課程介紹、教學大綱、中英文教材介紹、學習方法、主要參考書、課程負責人和課程組教師介紹、電子教案、教學例題、中英文復習題和答案匯總、自測評體系、網上討論和答疑，并隨時通過網絡將與課程相關的信息通知學生。連五、成果的特色先進性和時代特征 是面向二十一世紀“工科材料類專業人才培養方案和課程內容體系改革”

21、項目的研究成果之一，是在“立足二級學科材料專業，面向一級學科材料基礎”的總體思路下構造的反映大材料共性知識和基礎理論的系列課程之一。 科學性和系統性 材料科學與工程的內容十分廣泛，本課程通過引進高水平的英文原版教材與中文“面向21世紀課程”教材相結合，在有限的學時數內，在廣度和深度上較好地組織編排講授內容，思路清晰，層次分明，重點突出，從組成、結構、性能和制備與加工較全面地說明了各種材料的共性規律和個性特征，實現了科學理論基礎和工程應用知識的結合，并注意引入了材料科學發展中的新原理、新方法。具有科學性、先進性和新穎性。 完整性 本課程經過15年的教學積累，已形成了包括教材、教學大綱、教案、習題

22、、電子課件的較完整體系，形成了職稱、年齡、知識結構合理的師資隊伍。通過精品課程建設的實施，將使課程體系更加完整。本課程通過英文原版教材的使用和實施“雙語”教學，將使學生在獲取專業知識的同時，熟悉英文專業詞匯，培養專業英語的閱讀能力。 啟發式和互動性 在課堂傳授知識的同時，通過啟發式教學，開闊學生的思路，通過互動教學，調動學生的積極性，培養學生的學習能力和創新能力，這是本課程教學方法的特色，也是本課程建設的重要內容。創新性新的課程內容體系 材料科學與工程的內容十分廣泛，本課程在有限的學時內，在廣度和深度上合理組織編排了講授內容，從組成、結構、性能和制備與加工較全面地說明了各種材料的共性規律和個性

23、特征，實現了科學理論基礎和工程應用知識的結合，并引入了材料科學發展中的新原理新方法。“面向21世紀課程”教材 該教材體系新穎，從材料科學與工程的基本原理出發，較全面地說明各種材料的共性規律及三大類材料的個性特點和多種組分復合體系的基本特征，有利于學生建立材料制備-加工-結構-性能（應用）關系的整體概念。“雙語”教學 引進了國外高水平的原版教材，實施了 “雙語”教學。編寫了中英文結合、特色鮮明的“電子教案”和“習題庫”。課程內容更豐富，概念更清晰，大大提高了教學水平。 三、材料科學與工程基礎”課程教學改革的基本思路及理念“九五”期間：面向21世紀教改項目，拓寬專業，以材料科學與工程一級學科為基礎

24、，按二級學科設置工科材料類專業是符合我國國情的、是切實可行的。讓二級學科“中材料”專業的學生在進入專業課程學習前，建立大材料的整體概念通過材料科學與工程基礎課程的學習，使材料類專業中金屬材料工程、無機非金屬材料工程和高分子材料與工程各二級學科（中材料）專業的學生掌握和了解材料科學與工程的基礎理論知識，建立材料科學與工程（大材料）的整體概念，打破材料類各專業原有專業學科在材料領域專業性過強，知識面窄的現狀，有利于拓寬專業學科和知識面，為以后二級學科（中材料）專業課程的學習、材料設計、以及材料的應用等奠定良好基礎。拓寬專業、整體概念、創新思維、專業英語、提高質量從專業角度從教學內容體系以“四要素”

25、為核心，按照集成化的思路，從材料科學與工程的基本原理出發，較全面地講述各種材料在組成/結構、制備/加工、性能和應用方面的共性規律及金屬材料、無機非金屬材料和有機高分子材料的個性特點和多種組分復合體系的基本特征。有利于學生建立“大材料”的整體概念。強調基本概念、基本原理、宏觀性、整體性和關聯性四、材料科學與工程基礎”課程的教學設計思想課程建設的思路和理念-目標，課程定位教材的編寫和選擇-確定課程教學內容體系和“雙語教學”方案教學大綱制定-確定教學基本要求詳細講授提綱（教案）的編寫-對教學內容按照教學大綱、重點和難點進行組織和編排電子課件的編輯和制作-實施課堂教學課程定位授課對象：二級學科工科材料

26、類專業教學內容： 有限的學時數內，建立“大材料”的整體 概念 以四大要素為核心，按照集成化的思路 “雙語”教學 以中文教材為主線，融入部分英文教材內容進行 教學內容和學時安排(51學時)第一章 緒論 Introduction （1學時） 材料的定義、分類 及基本內容第二章 物質結構基礎 （15學時） Fundamentals of Material Structure 各類材料結構上的共性基礎、原子分子、聚集 態、表面、轉變第三章 材料的組成及結構 （8學時） Compositions and Structures of Materials 從材料的組成入手，闡述各種材料的聚集態結 構和宏觀組

27、織結構。（小節：1學時）第四章 材料的性能 （21學時） Properties of Materials 闡明在應力、熱、光、電、聲、化學介質等各種外界因素下，各類材料所表現的宏觀性質、破壞形式及其內部結構的變化規律。第五章 材料的制備和成型加工 （4學時） Preparation and Manufacturing of Materials 從不同種類材料出發，闡明材料的制備原理和方法。（總結：1學時） 通過材料組成、結構、性能的基本理論的學習，掌握材料的組成和結構性能內在關系； 通過對比，了解高分子材料、金屬和無機非金屬材料在材料結構和性能特點上的主要異同點； 運用結構性能關系的原理，了解主要材料品種的制備和應用的特點，具有一定材料設計的基礎知識。 材料科學是六十年代初期創立的研究材料共性規律的一門學科，其研究內容涉及金屬、無機非金屬和有機高分子等材料的成分、結構、加工同材料性能及材料應用之間的相互關系。材料科學、材料工業和高新技術的發展要求高分子材料與工程專業的學生必須具備“大材料”基礎和“中材料”專業的寬厚知識結構。本課程詳細闡述高分子材料、金屬材料、無機非金屬材料、復合材料等。從材料科學與工程的角度出發，說明各種材料的共性規律及個性