李 惠焦 雷蘆 笙陳洪美周 虎

（1.江蘇科技大學 先進焊接技術省級重點實驗室，江蘇 鎮(zhèn)江212003；2.江蘇大學 材料科學與工程學院，江蘇 鎮(zhèn)江212013）

創(chuàng)新精神是民族進步的靈魂，知識創(chuàng)新是一個國家經濟、文化、科技發(fā)展、文明進步的直接動力。隨著21世紀知識經濟時代的到來，科技、經濟的國際競爭日趨激烈，為積極而有效地應對目前的國際形勢，必須加強對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，而培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要核心在于培養(yǎng)高科技人才。高等教育作為國家創(chuàng)新體系的重要載體，必須擔負起培養(yǎng)高科技人才的重任，在高等教育中研究生的培養(yǎng)正是高層次人才培養(yǎng)的主要模式。隨著國家科技、經濟的迅猛發(fā)展，社會對高科技人才提出了更高的需求和要求，希望進入到社會各個行業(yè)的高科技人才不光理論水平高，還能理論結合實際，解決生產實際問題，同時還具有潛在的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，為社會創(chuàng)造更大的價值。所以在現(xiàn)代高等教育中研究生的培養(yǎng)工作不僅要求學生進行系統(tǒng)的理論課程的學習，還要結合生產實際進行科學研究，并能提出新見解，建立新理論，在此培養(yǎng)過程中應將創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的訓練貫穿于其中。在研究生培養(yǎng)環(huán)節(jié)中課程教學發(fā)揮著重要的作用，如何培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神的綜合型高層次人才，是每位高等教育工作者需要思考和解決的問題。本文針對材料類研究生課程《相變理論》的教學改革與教學創(chuàng)新問題，結合研究生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)進行深入探討，研究《相變理論》課程的改革措施，以期達到提高研究生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的重要目標。

1 《相變理論》在材料類研究生科學研究與課程教學中的重要性

著名化學家唐有祺教授說過：在自然科學中，探明物質的結構始終代表著基本理論研究的一個頭等重要的方向。而金屬的結構取決于滿足一定的熱力學動力學條件的相變過程，所以材料類研究生要做好科學研究，就一定要有深厚的固態(tài)相變的理論知識作為堅實的基礎。上海交通大學徐祖耀院士一生致力于金屬的固態(tài)相變過程及機理的揭示與研究，在M相變、B相變、形狀記憶合金及金屬材料熱力學諸領域取得了豐碩的研究成果。揭示了在無擴散型的M相變中存在原子的擴散，由此重新定義了M相變的基本概念，修正了經典動力學方程；成功地利用熱力學計算鐵基、銅基合金等材料的Ms點;運用群論分析馬氏體相變晶體學；創(chuàng)建了銅基合金貝氏體相變熱力學，論證了貝氏體相變的擴散機制并發(fā)現(xiàn)Zr02-Ce02中的貝氏體相變；建立形狀記憶合金的物理-數(shù)學模型，發(fā)展了形狀記憶材料；優(yōu)化了一些實用材料的相圖，推出Cu-Zn相圖熱力學，以及雜質元素在鋼中分布熱力學等。因此《相變理論》是為材料類專業(yè)研究生開設的一門十分重要的專業(yè)課，是材料類研究生在科學研究中進行理論分析的基本依據(jù)，是培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、理論指導實踐能力的重要課程，也是材料類研究生進行科技創(chuàng)新實踐的基礎。

2 《相變理論》研究生課程改革的目標

研究生教育中非常重要的環(huán)節(jié)就是課程教學、科研訓練，這兩個環(huán)節(jié)相互融入、相互貫通、相互促進。因此研究生課程教學也肩負著實現(xiàn)“傳授知識、轉換知識、提高科技創(chuàng)新能力”的重要任務。在傳統(tǒng)的研究生課程教學中，重點突出老師的教，而欠缺學生的“學”，這個“學”包括學生學會將理論知識應用于科研，學會運用所學的知識解決科學問題、學會一種科學的思維模式、學會應用所學的科學知識進行科技創(chuàng)新。

針對以上課程教學中存在的“教與學”不能相長的問題，本文認為在《相變理論》課程教學改革的過程中，首先要提出的目標是：在教師講課的過程中，在鞏固與加深本科基礎理論和專業(yè)知識的同時，還要多思考一些好的教學理念和教學方法，培養(yǎng)學生的科學精神、批判性思維、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，幫助研究生通過本門課程的學習來提高將理論知識應用于實踐的能力。

3 材料類創(chuàng)新型高層次人才培養(yǎng)與《相變理論》研究生課程建設、改革的關系

著名教育家洛克菲勒曾說:“知識是外在的，是我們對所見事物的認識；智慧則是內涵的，是我們對無形事物的了解。只有二者兼?zhèn)洌瞬拍苋姘l(fā)展”。這說明知識是能力轉化的基礎和前提，也是創(chuàng)新性復合型人才培養(yǎng)的基本保證。研究生教育的重要目標是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的高水平高素質科技人才。所謂的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力正是建立在合理堅實的基礎理論知識之上，所謂的創(chuàng)新是對所學理論知識的轉化和整合。所以在培養(yǎng)研究生的過程中，讓研究生很好地掌握基礎理論知識是創(chuàng)新意識培養(yǎng)的基石。創(chuàng)興意識就像一棵大樹，要長成棟梁，必須有堅實有力的根系和肥沃的土壤，堅實的理論知識就是提供養(yǎng)料的土壤，為創(chuàng)新提供源源不斷的動力。研究生課程作為理論知識的載體，課程內容的完善與合理性在一定程度上決定著研究生基礎理論的合理形成和創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的發(fā)展。

《相變理論》是材料學科非常重要的一門課程，是材料類研究生進行科學研究的最基本的理論知識，所以針對本門課程在教學過程中存在的問題對其進行課程建設與改革是非常重要的，通過對本課程的改革來保障我校材料類創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)質量。

4 《相變理論》課程教學目前存在的主要問題

4.1《相變理論》課程在江蘇科技大學研究生課程教學大綱中幾經修訂，由原來的學位課改變?yōu)檫x修課，課時數(shù)壓縮為32學時。本門課程是非常重要的理論基礎課，是研究生從事材料學領域科學研究，分析問題中會用到的非常重要的理論知識。從學時來看，32學時的課程教學時數(shù)遠遠不能滿足教學的需求，另外也會造成研究生認為學時數(shù)少不重要，影響學習積極性。學生學習《相變理論》的熱情和興趣明顯不足，影響教學效果。

4.2《相變理論》課程教學內容相對較為陳舊，實踐性教學環(huán)節(jié)內容缺乏新穎性。首先，本課程屬于傳統(tǒng)課程，教材內容雖然經典，但是材料領域的新型產業(yè)日新月異，光講述一些基本理論已經遠遠不能滿足培養(yǎng)創(chuàng)新型研究生的要求。所以應對本課程進行教學改革，將一些與本校辦學特色比如船舶海洋相關材料的固態(tài)相變新進展引入到課堂中來，一方面開拓學生的視野，另一方面還能促進研究生的就業(yè)。

4.3《相變理論》課程實踐性教學環(huán)節(jié)內容缺乏新穎性、創(chuàng)新性。因為研究生的培養(yǎng)任務是使學生具有較高的科研素質和良好的創(chuàng)新實踐能力，所以對于研究生的教育來說，實踐性環(huán)節(jié)的教學過程是非常重要的。以往《相變理論》課程的實踐性環(huán)節(jié)突出了解鋼鐵材料的相變過程，由于學校測試手段有限，弱化了相變過程中微觀結構及物相晶格變化，而這部分內容正是理解相變本質非常重要的環(huán)節(jié)。由于缺失此環(huán)節(jié)，研究生做完實驗后，無法獲知材料實際相變后的微觀變化，無法真正掌握相變理論知識。

5 以改革和創(chuàng)新為導向的研究生課程建設嘗試

5.1 教學思路的改革

我國長期以來以應試教育為主，造成學生僅滿足于混學分，答辯蒙混過關，缺乏科學創(chuàng)新的能力，習慣于用考試的分數(shù)來代替科研能力、創(chuàng)新素質的考查。長此以往，高校培養(yǎng)的研究生缺乏挑戰(zhàn)意識、創(chuàng)新意識。然而隨著科學發(fā)展的日新月異，社會對科技人才的要求越來越高，不僅要求其掌握扎實的理論知識，還要求高科技人才具有積極的科研興趣和較高的創(chuàng)新能力，這樣才能更好地促進科學的進步，進而帶來社會的跨越式發(fā)展。所以目前非常緊迫的事就是轉變研究生培養(yǎng)環(huán)節(jié)中教師和學生的授課與聽課的觀念，要求教師積極參與研究生創(chuàng)新模式的課程建設與改革，在課程改革中強調創(chuàng)新能力培養(yǎng)。應嘗試在教學環(huán)節(jié)中增設創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學內容，改革研究生原來卷面考試的單一模式等方法，突出課程教學中的創(chuàng)新性、前沿性和綜合性要求。

5.2 教學內容改革

探索以課程理論為基礎，以教學方法為手段，以實踐為目的的教學改革思路，其主要培養(yǎng)研究生主動運用理論知識發(fā)現(xiàn)、分析、解決實際問題的能力，培養(yǎng)研究生獨立自主的科研創(chuàng)新能力，最終實現(xiàn)科學知識、科研能力以及科研創(chuàng)新素質的共同提高。應結合學校的辦學特色和人才培養(yǎng)的模式，對研究生課程《相變理論》進行改革，具體內容如下。

（1）結合本校辦學特色，增加本行業(yè)內最新研究內容，反映最新的科學研究方向，拓寬研究生視野。結合本校以船舶行業(yè)為背景的辦學特色，增加金屬材料表面相變內容，比如增加等離子噴涂、激光熔敷、電子束和離子束等高能束對材料表面處理和改性方面的內容，研究表面經過處理后材料的相變規(guī)律，拓寬僅限于鋼鐵材料的相變理論的知識面。

（2）結合新興產業(yè)形勢，反映當前市場需求，激發(fā)學生積極探索進取精神。例如本校新辦的電子封裝專業(yè)，就是在電子芯片的加工制造過程中，為了減少微缺陷，對硅片進行快速熱處理。向學生介紹這些新興的產業(yè)技術，并告知學生我國的這個行業(yè)在世界上還處于較為落后的水平，由此激發(fā)學生為祖國富強而努力學習。

（3）將近現(xiàn)代材料分析測試手段引入到課程教學中，增加一定的實踐性環(huán)節(jié)，通過具體的實驗讓學生理解相變的過程、相變的機理，并引導學生積極思考與自身科研課題相關的問題，拓展學生的創(chuàng)新思維。隨著學校材料學科近年來的快速發(fā)展，學校購置了大量先進的測試儀器，因此在課程實踐教學環(huán)節(jié)中，加入了這些大型儀器設備的使用內容，對研究生開放先進的實驗儀器設備。比如TEM、SEM、XRD、DSC等先進的儀器，使研究生親自操作儀器，積極主動地去理解和辨識經過不同的溫度處理后的金屬材料相變前后微觀結構的變化、相變點的測試等方面的知識。這種開創(chuàng)性的實踐教學環(huán)節(jié)的改革將大大促進研究生實踐動手能力的提高，激發(fā)學生的科研熱情和探知未知科學知識的興趣，進而提高學生的知識創(chuàng)新的能力。

5.3 教學方法與課程考核的創(chuàng)新性改革

改變了過去教學課堂講授與板書相結合的傳統(tǒng)方法，采用多媒體課件進行教學，集文字、音、像、聲、動畫、圖像、視頻等于一體。重點輔以必要的文字板書，向學生傳授的信息量、知識點得到大幅度增加。學生的感官得到多種刺激與吸引，調動了學生的積極性，大大提高了教學效果和教學質量。注意用教改成果、學科發(fā)展成果來充實教學內容。在教學方法上，本課程引入了新的教學模式，比如教師在講授完相變的基本理論和基本概念后，采用專題教學、研討式教學的方式，讓學生分成5-6個小組，分配不同的主題。讓研究生親自查閱資料，制作多媒體，自己講解，學生提問，老師幫助解疑，進而完成主題內容。這樣就避免了學生單一地記錄筆記，改變了以往灌輸式的教學，讓每個學生都能積極參與到教學活動中來，享受獲取知識的快樂，感到更充實，同時也培養(yǎng)了研究生的自學能力和自我思考能力。通過這種教學模式的改革，研究生們在學習完這門課程后，不僅能夠了解相變的概念和公式，而且還能準確掌握該課程涉及的國內外新理論、新方法、新技術，甚至能提出新的見解。

另外，本門課程也積極探索了新的考核模式，比如在課程的總成績中加大了實踐成績的比例，改革了以前卷面考試的單一模式，增加了專題研討的分值。另外學生在課后還要將自己的科研課題與本門課程結合起來，通過查閱資料撰寫一篇3000-5000字的科技論文。這些新的考核模式更有利于學生積極主動地學習科學知識，并將本課程的基本理論運用于自己的科研實踐中，極大程度地提高研究生的科研素養(yǎng)和科技創(chuàng)新能力。