摘要:在信息材料與納米技術(shù)研究院和“信息材料”博士學(xué)位點(diǎn)的基礎(chǔ)上,我們開始了創(chuàng)新型材料科學(xué)人才培養(yǎng)體系的規(guī)劃與實(shí)踐,其中包括三個(gè)部分的內(nèi)容:人才培養(yǎng)體系框架的建立、課程體系的建立、創(chuàng)新性的教學(xué)活動(dòng)。
關(guān)鍵詞:創(chuàng)新型;材料科學(xué);人才培養(yǎng)體系
作者簡(jiǎn)介:唐超(1975-),男,四川仁壽人,南京郵電大學(xué)信息材料與納米技術(shù)研究院院長助理,副教授,理學(xué)博士,主要研究方向:有機(jī)半導(dǎo)體與軟物質(zhì)信息科學(xué)。(江蘇 南京 210046)。
基金項(xiàng)目:本文系南京郵電大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):JG03008JX39)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):20904023)的研究成果。
材料是一個(gè)很大的范疇,涉及整個(gè)人類文明所賴以依存的物質(zhì)世界,除天然材料外,傳統(tǒng)上可以將材料分為無機(jī)非金屬材料、金屬材料、有機(jī)和高分子材料。材料類本科專業(yè)既同物質(zhì)科學(xué)的前沿密切相關(guān),又直接同生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系,因而很多高校都根據(jù)自己的學(xué)校特色和優(yōu)勢(shì)開設(shè)了相應(yīng)的材料科學(xué)本科專業(yè),雖然專業(yè)名稱都類似,但具體內(nèi)容卻不盡相同。
信息材料是指信息獲取、處理、傳輸、顯示、存儲(chǔ)的物質(zhì)基礎(chǔ),是整個(gè)信息科技的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。南京郵電大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“我校”)是一所以大信息學(xué)科為其特色的大學(xué)。基于此,2006年10月,學(xué)校依托信息材料研究團(tuán)隊(duì)成立了信息材料與納米技術(shù)研究院(以下簡(jiǎn)稱“我院”)。2007年11月,江蘇省科技廳批準(zhǔn)建設(shè)“江蘇省有機(jī)電子與信息顯示重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”。2010年初,國家科技部批準(zhǔn)建設(shè)“有機(jī)電子與信息顯示國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地”。在人才培養(yǎng)方面于2006年12月,獲得“信息材料”二級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)的授權(quán),并在此基礎(chǔ)上,依托研究院和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,于2008年5月成立了材料科學(xué)與工程學(xué)院,開始了創(chuàng)新型材料科學(xué)人才培養(yǎng)體系的規(guī)劃和實(shí)踐工作。本文就重點(diǎn)討論了材料科學(xué)本科生教育。
一、創(chuàng)新型材料科學(xué)人才培養(yǎng)體系框架的建立
我校此前并無材料科學(xué)類學(xué)科專業(yè),為達(dá)到高質(zhì)量的本科教育水平,在本科專業(yè)建設(shè)方面采用的方法是先有博士學(xué)位點(diǎn),再有本科點(diǎn)的思路,先有研究院,再有學(xué)院的具體做法。2008年9月,第一屆材料化學(xué)和材料物理專業(yè)本科生正式入學(xué),2009年9月,除了材料化學(xué)與材料物理外,高分子材料與工程專業(yè)本科生也正式入學(xué)。同時(shí),信息顯示與光電技術(shù)已經(jīng)獲得批準(zhǔn),今年將正式招生,該專業(yè)是全國第一個(gè)專門培養(yǎng)信息顯示類高層次人才的專業(yè),同我院的學(xué)科主體和學(xué)校的特色優(yōu)勢(shì)密切相連。從2010年9月開始,我院將擁有上述4個(gè)本科專業(yè),即材料化學(xué)、材料物理、高分子材料與工程和信息顯示與光電技術(shù)。
整個(gè)本科專業(yè)依托信息材料博士學(xué)位點(diǎn),分為三個(gè)大塊,即信息材料基礎(chǔ)專業(yè)(包括材料化學(xué)與材料物理專業(yè))、特色專業(yè)(高分子材料與工程專業(yè))和創(chuàng)新專業(yè)(信息顯示與光電技術(shù)專業(yè))。
材料化學(xué)、材料物理和高分子材料與工程這三個(gè)專業(yè)屬于傳統(tǒng)的本科專業(yè),其中我院大約50%的骨干教師都在從事高分子材料與工程方面的研究工作(比如很多國家的自然科學(xué)基金項(xiàng)目都從基金委化學(xué)部高分子處獲得),因而高分子材料與工程專業(yè)屬于我院的特色專業(yè),而信息顯示與光電技術(shù)專業(yè)則是結(jié)合國內(nèi)外高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和我院學(xué)科優(yōu)勢(shì)而新建的本科專業(yè)。傳統(tǒng)專業(yè)和新專業(yè)之間各有特色,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),至此,我院已經(jīng)較為完善地建立了材料科學(xué)人才培養(yǎng)體系的框架。
二、材料科學(xué)人才培養(yǎng)體系的課程體系的構(gòu)建
在課程設(shè)置方面,我們采取穩(wěn)健與創(chuàng)新相結(jié)合的方針,高分子材料與工程專業(yè)沒有專門設(shè)置信息材料的有關(guān)課程,而是以厚重的傳統(tǒng)為基礎(chǔ)。材料化學(xué)與材料物理專業(yè)則在信息材料與相關(guān)技術(shù)方面有所拓展。
在學(xué)科基礎(chǔ)課方面,材料化學(xué)和高分子材料與工程專業(yè)都是以化學(xué)為基礎(chǔ)的,因而其學(xué)科基礎(chǔ)課都包括無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、儀器分析、物理化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程。材料物理是以物理學(xué)為基礎(chǔ)的,專業(yè)則包括了物理學(xué)的基本課程,如“數(shù)學(xué)物理方法”、“量子與統(tǒng)計(jì)物理”、“固體物理”、“薄膜物理”等。在專業(yè)基礎(chǔ)課方面,體現(xiàn)了各自的專業(yè)特色。高分子材料與工程的專業(yè)基礎(chǔ)課包括“高分子化學(xué)”、“高分子物理”、“聚合物成型工藝與原理”和“高分子材料研究方法”等課程。材料化學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課則包括“材料加工原理”、“材料物理”、“材料結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試”和“材料分析”等課程。材料物理的專業(yè)基礎(chǔ)課則包括“材料物理”、“材料化學(xué)”、“半導(dǎo)體材料與器件”、“材料化學(xué)”等課程。
在專業(yè)課方面,高分子材料與工程的公共選修課包括“涂料與粘結(jié)劑”、“高分子材料的穩(wěn)定與降解”和“塑料制品設(shè)計(jì)”等課程。其包括兩個(gè)專業(yè)方向,即功能高分子材料、高分子材料制備與加工。前者課程包括“功能高分子材料”、“塑料電子學(xué)導(dǎo)論”、“聚合物結(jié)構(gòu)與性能”;后者課程包括“高分子材料制備與加工”、“高分子材料成型機(jī)械及模具基礎(chǔ)”、“高分子共混與復(fù)合材料”。
材料化學(xué)和材料物理的專業(yè)課體現(xiàn)了我院的信息材料研究特色。材料化學(xué)專業(yè)設(shè)置信息材料與有機(jī)電子方向,其中信息材料方向設(shè)置了“信息材料概論”、“半導(dǎo)體材料與器件”、“傳感材料及其應(yīng)用”等課程,有機(jī)電子方向設(shè)置了“有機(jī)電子學(xué)基礎(chǔ)”、“有機(jī)波譜分析”、“有機(jī)功能材料與器件”等課程。材料物理專業(yè)課設(shè)置光電材料與信息顯示兩個(gè)方面。光電材料方向包括“光電子器件與工藝”、“發(fā)光學(xué)與發(fā)光材料”和“現(xiàn)代功能材料”等課程。信息顯示方向包括“薄膜光學(xué)”、“真空技術(shù)基礎(chǔ)”和“平板顯示技術(shù)”等課程。
信息顯示與光電技術(shù)專業(yè)是我院新設(shè)的專業(yè),不在教育部1998年《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹》黃皮書中。[1]這個(gè)學(xué)科是材料學(xué)、物理學(xué)、電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的交叉學(xué)科。在課程設(shè)置上,除了上述三個(gè)學(xué)科的一些必要內(nèi)容外,還開設(shè)了“信息材料導(dǎo)論”、“有機(jī)電子學(xué)基礎(chǔ)”、“發(fā)光學(xué)與發(fā)光材料”、“光電子器件與工藝”、“半導(dǎo)體材料與器件”、“平板顯示技術(shù)”和“現(xiàn)代薄膜技術(shù)”等專業(yè)基礎(chǔ)課程。專業(yè)包括平板顯示和有機(jī)光電方向,開設(shè)“液晶材料與顯示技術(shù)”、“等離子體顯示技術(shù)”、“電致發(fā)光材料與器件”、“場(chǎng)致發(fā)射及激光顯示”、“有機(jī)太陽能電池”、“有機(jī)薄膜場(chǎng)效應(yīng)管”、“有機(jī)光電信息存儲(chǔ)”、“光電信息與生物傳感”、“納米科學(xué)與技術(shù)”、“真空技術(shù)基礎(chǔ)”、“大屏顯示技術(shù)”和“顯示驅(qū)動(dòng)技術(shù)”等課程。
三、初步探索出在以科研為主要工作的研究院基礎(chǔ)上建設(shè)創(chuàng)新型材料科學(xué)本科培養(yǎng)體系的共性規(guī)律
一般而言,大部分的本科專業(yè)都經(jīng)過了數(shù)十年的發(fā)展和完善,大廈早已建成,格局已經(jīng)布就,因而在基礎(chǔ)課程本身上很難有大的改動(dòng),能夠改革的只有專業(yè)課程的設(shè)置。但從科學(xué)技術(shù)的微觀角度看,不管是與前沿的還是基礎(chǔ)的課程有關(guān)的學(xué)科內(nèi)容,都在不斷地發(fā)展中。作為教育者,要做到及時(shí)地將新的學(xué)科進(jìn)展應(yīng)用到本科教學(xué)中,而又不能過多地占用基礎(chǔ)理論的時(shí)間,筆者認(rèn)為,最重要的環(huán)節(jié)是在以教師為主導(dǎo)的教學(xué)過程中。要做到創(chuàng)新型教學(xué),培養(yǎng)創(chuàng)新性人才,除了在整體培養(yǎng)的體系框架上加以適當(dāng)改革外,最重要的是要求教師既要具備厚重的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí),又要長期戰(zhàn)斗在科學(xué)技術(shù)研究的前沿。
綜上所述,教師的授課是教學(xué)活動(dòng)中最為基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)之一,而具體的授課方式通常決定于教師的知識(shí)內(nèi)涵和授課習(xí)慣。我院的教師隊(duì)伍特點(diǎn)完全滿足了創(chuàng)新型教學(xué)的要求,教師隊(duì)伍全部具有博士學(xué)位,而最大的特色體現(xiàn)在前沿學(xué)術(shù)研究中。教師隊(duì)伍中絕大部分都至少為碩士研究生導(dǎo)師,在上本科生課程的同時(shí)指導(dǎo)研究生從事課題研究。我院承擔(dān)了973項(xiàng)目(首席單位)、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目和青年基金等眾多國家級(jí)項(xiàng)目,人均國家級(jí)項(xiàng)目為一項(xiàng)。除了自然科學(xué)研究外,教師們也逐漸開始探索教學(xué)研究本身的課題,發(fā)表了一系列教學(xué)研究論文。[2-4]總之,我院具有濃厚的學(xué)術(shù)氛圍,教師隊(duì)伍的最大特點(diǎn)是精于科研、善于思考,同整個(gè)學(xué)科的前沿緊密聯(lián)系,這樣,教師在授課時(shí)便能夠推陳出新、與時(shí)俱進(jìn),避免了很多基礎(chǔ)課教育存在的僵化和知識(shí)內(nèi)容老化的問題。
除了課題學(xué)習(xí)外,學(xué)生的創(chuàng)新性活動(dòng)本身也是創(chuàng)新型體系的重要內(nèi)容。我院濃厚的學(xué)術(shù)氛圍培養(yǎng)了本科生創(chuàng)新性學(xué)習(xí)的習(xí)慣。大部分教師通過自由組合而形成了幾個(gè)課題組,這些教師和研究生們一起,定期召開學(xué)術(shù)討論會(huì),就最新的研究問題進(jìn)行討論。通過大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃,大部分學(xué)生加入到指導(dǎo)教師所在的學(xué)術(shù)討論會(huì)中。參與的項(xiàng)目既有很具體的應(yīng)用性的項(xiàng)目,比如食品農(nóng)藥殘留量檢測(cè)器,也有很前沿的項(xiàng)目,比如有機(jī)半導(dǎo)體的研究。在這些活動(dòng)中,就具體的科技前沿問題展開討論,本科生們獲得了最新的知識(shí)信息,收獲很大。
學(xué)院教師隊(duì)伍的另外一個(gè)特色就是具有海外學(xué)習(xí)工作和交流經(jīng)驗(yàn)的教師所占的比重較大,這為雙語課的開展提供了天然的基礎(chǔ)。考慮到學(xué)生的具體基礎(chǔ)情況,學(xué)院現(xiàn)在已經(jīng)暫定了幾門較有特色的課程為雙語課程。同時(shí),正在考慮將雙語課程的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。對(duì)于雙語課而言,我們進(jìn)行過較為深入的思考,認(rèn)為如果要讓化學(xué)化工類(包括材料科學(xué))雙語課教學(xué)取得全面的實(shí)效,可以考慮在這些專業(yè)課程領(lǐng)域內(nèi)全面開展雙語教學(xué)。[4]
四、結(jié)論
綜上所述,在以科研為基礎(chǔ)的研究院的基礎(chǔ)上建設(shè)本科專業(yè),容易形成創(chuàng)新型的材料科學(xué)培養(yǎng)體系。具體內(nèi)容包括三個(gè)方面:以創(chuàng)新專業(yè)信息顯示與光電技術(shù)為代表的培養(yǎng)體系框架;以信息材料學(xué)科相關(guān)內(nèi)容為代表的特色專業(yè)課程;活躍在科學(xué)技術(shù)前沿的教師隊(duì)伍所主導(dǎo)的創(chuàng)新性教學(xué)過程。
參考文獻(xiàn):
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(責(zé)任編輯:張中)
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