时间：2022-05-25 20:06:11
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关键词：培养计划；培养目标；材料科学与工程；麻省理工学院
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。
MIT材料专业的本科培养计划，不断强化了按照材料大类进行培养的模式，必修课和选修课都加强了材料基本行为知识的课程，减弱了材料类别基础知识的课程，把后者移到研究生教育阶段。这说明国外关于“材料研究依据其行为和特征，而不是依据材料类型来进行”的认识形成30多年以来，不仅没有改变，还在进一步加强。MIT在2003年对培养计划大调整时，加强了材料研究基础知识课程，减少了工程类课程，其本科生的主要去向是进一步深造，直接到企业就业的比例急剧减少。本科生阶段加强研究基础知识课程，把专业方向基础知识培养放在研究生阶段，加强了研究生的知识培养，可能是其材料研究能够长期在美国名列前茅的原因之一。
一、组织保障、制度管理
我们充分认识信息化建设在提升学校办学特色，提高行政管理效率，优化课堂教学效益，全面推进素质教育中的积极促进作用。为了进一步深化信息化工作，学校建立了信息化工作领导组织机构，成立三个小组即：信息技术应用领导小组、信息技术工作小组、教育教学资源开发小组，形成由校长主管、书记、副校长分管，信息技术小组教师具体贯彻实施的管理网络和运行机制，确保了我校运用信息技术应用管理在组织上、技术上、资金上得保证和支持。职责明确，强化过程，制度约束。
学校先后建立了《计算机网络安全管理制度》《网络管理人员工作职责》《微机室管理制度》《微机室学生守则》《学校资源开发工作管理办法》等相关制度，确保信息技术课程计划的落实，开足开齐上课与上机操作两课时。
二、有限经费、有效投入
我们学校经济基础很薄弱，把有限的经费用在刀刃上，就是有限经费做到有效投入，那就是促进教师发展和学校发展。学校把加强对全校教师运用信息技术能力的培训纳入教师专业化队伍建设的重要一环。这项工作主要分三步走：一是，学校拿出经费组织教师参加全国中小学教师教育技术信息技术相关知识培训，确保了专任教师培训合格率为100%，适龄教师参加国家教育技术考试通过率为100%；占教师总数80%。二是，为了进一步提高我校教师信息技术的应用能力，提高课堂教学的使用率和覆盖率，我们经常组织本校教师的校内培训相关信息技术育培训，学校领导及信息技术教师经常为老师做计算机应用培训，并随时为教师答疑解难。三是，对资源开发小组成员的提高培训，以青年教师为龙头，提高教师整体的运用信息技术开展教育教学活动的能力和水平。学校对资源开发小组成员给与不同等次的奖励，奖金不多但是一种肯定和鼓励。
三、发挥专长，全员提高
我校计算机专任教师队伍一直不稳定，缺少专任教师一直困惑着我们。可我们还很庆幸，我校王洪波书记通过自己的自学研究，对信息化建设方面有较强的实践和指导能力。王书记作为分管领导充分发挥了作用，培训教师、专干；为资源开发小组提供有效的技术保障的基础上，参与日常信息化管理工作和校园网的开发，协助校长规划设计学校未来的信息化发展。
随着专职教师的不断补充，学校为计算机专职教师提供机会和平台，积极支持他们的在职培训，并发挥计算机专职教师作用以点带面，强化校本培训，促进全员提高。根据教师年龄情况，我们提出信息技术的应用能力要分层次不断提高。老教师学有新得，永不落伍；青年教师学有创新，脱颖而出；骨干教师带头打样，率先示范，全面提高教师运用信息技术开展教育教学活动的能力和水平。
学校要求教师对信息技术教育的管理和应用达到“四会”、“三能”，即一般教师会原理、会操作、会整合、会管理；担负培训任务的专职教师能讲课、能示范、能辅导。我们重点是加强对教师合理运用信息技术手段进行教学的指导，促进课件开发能力的提高，提高设备利用率和课程覆盖率。围绕着教学课件的开发、设计与制作我们提出了教学课件要具有“四性”：科学性、艺术性、实用性、趣味性，学校进行培训的基础上，进行教学课件展示汇报活动。我们先后进行了班主任家长会讲座的ppt交流展示，围绕教学重点进行“教学重点重点说”交流汇报，青年教师的说课展示活动等；交流展示的内容丰富和更新了学校的教育教学资源库的内容。目前，合理运用信息技术手段进行教学已经覆盖了完全学科。
在教学实践中，能够应用信息技术进行学科整合的教师100%；学校信息技术资源开发小组的老师围绕授课内容对“课标解读、教学法指导、家庭作业、教学反思”等文本资源及其“动画、课件、视频”等相关素材进行搜集整理。我校关于北师大版数学教材四年级下册第六单元《方向与位置》部分，在区第一次资源开发活动中获一等奖。徐一楠老师代表沙区参加了大连市第二届中小学教师教育技术技能说课比赛，获小学组二等奖。上学期，徐老师还参加了辽宁省中小学教师教育技术能力建设工作应用成果评比与展示活动优秀教学设计方案评选活动。
学生的培训我们结合教材，对学生进行局域网共享文件设置、安全使用网络的教育指导。通过开展电脑小报展评以及校本课的延伸，不断提高学生的信息技术的应用能力。
从材料化学专业的人才培养目标出发,结合仪器分析学科的特点,针对上海第二工业大学环境与材料工程学院实际情况,阐述了仪器分析课程教学体系的构建,从教学内容、教学方法等方面对仪器分析教学改革进行了探讨。
关键词:
材料化学专业;仪器分析;教学改革
材料化学专业是材料科学与现代化学相结合的新兴交叉边缘学科。上海第二工业大学材料化学专业以绿色电子材料为培养特色,与学院环境工程专业电子废弃物资源化方向互为补充,以社会需求为导向,为电子信息产业中电子产品制造及其废弃物资源化处理等重要领域培养具有宽厚材料化学专业知识、掌握科研技能和具备创新能力的应用型人才。“仪器分析”是一门介绍如何利用现代仪器分析手段来获得物质的组成、结构、性质以及某些化学过程的原理的课程[1]。科学技术的进步,在促进仪器分析技术飞速发展的同时,也使仪器分析手段在材料科学领域起到至关重要的作用。“仪器分析”已成为材料化学专业重要的专业基础课程。对仪器分析相关理论课程与实践课程进行教学探索,一直是当前教学改革的重点和热点[2-5]。以上海市为例,设置材料化学专业的院校共有4所,包括复旦大学、华东理工大学、上海第二工业大学及上海电力学院,每所学校均将仪器分析教学根据专业培养特点进行了系列规划。详见表1。为满足专业需求,构筑以学生为主体、以实践能力培养为中心的教学理念,探索符合应用创新型人才培养的教学模式,笔者从上海第二工业大学材料化学专业仪器分析相关系列课程多年的教学经验出发,对课程体系的构筑与实施进行了探索研究。
1仪器分析课程教学体系的构建
仪器分析是化学、物理学、数学和计算机科学等多学科交叉渗透、相互关联的综合性学科,是理论性和实践性很强的应用性学科,具有发展性和前沿性的特点,随着科学技术的发展,现代分析仪器汇集了众多学科的前言理论和最新成果。因此,仪器分析课程具有理论深、实践强、更新快的特点[6]。然而,在很多大学课程体系安排中,仪器分析课程教学面临着诸多的矛盾,如课时少与教学内容多的矛盾,教材内容更新慢与学科发展快的矛盾,教学设备严重短缺与学生人数多的矛盾,理论知识讲授多与实践应用安排少的矛盾[7]。上海第二工业大学材料化学专业“以适应学科发展需要,体现学科进展,提高素质能力,加强实践应用”为原则,在仪器分析课程体系安排中,精简化学分析,增加仪器分析的比重,特别是增加适应学科发展的仪器分析方法的应用实例,有利于培养学生创新能力和实践能力的培养。同时,随着近年来教育投入的增加以及为了积极适应现代仪器分析的发展和对学生实践能力、创新精神培养要求的提高，上海第二工业大学引进了大量分析仪器,将大型分析仪器培训与操作纳入仪器分析课程体系中,注重学生实践能力的培养,实现与材料相关领域仪器分析操作应用的零对接。该校材料化学专业仪器分析教学体系是由本科生第3学期的分析化学(包含仪器分析)理论与实践课程、第5学期的材料分析与测试课程,以及第2、5、6学期的仪器培训实践课程构成的,从大学二年级开始的学生参与教师科研的活动也是这个体系的重要组成部分。其中“分析化学”和“仪器培训”为必修课,“材料分析与测试”为限选课。目前,这一系列教学工作已初步形成了具有特色的实践教学新体系,在为学生打下坚实的仪器分析理论与实践基础的同时,充分发挥大型仪器对应用型创新人才的培养功能,基本上达到了预期的优生优培、因材施教的目的。
2根据培养目标组织教学内容
“仪器分析”作为材料化学专业本科生的专业基础课程,在内容上一定要保证学生掌握主要的、常用的分析仪器的原理、方法、性能、操作及应用等知识。如在分析化学课程的仪器分析部分要求学生掌握色谱分析、光谱分析等方法的原理、操作和应用。但是由于学时的原因,不能够面面俱到地进行介绍,由于后续还有仪器培训课程,故只需对部分内容重点讲授,使之与后续仪器培训课程成为互补。在内容选择时,主要使学生掌握各类基本仪器的原理、构造和应用特点,为将来的进一步实践操作和应用打好基础。由于“仪器分析”具有内容新、更新快的特点,教师在教学过程中应该根据教学和培养学生的需要,跟进仪器分析相关的研究前沿,以拓展学生的知识面,促进学生创新能力的培养。仪器分析学科具有系统性与完整性,但是仍然存在一些不足,例如在教学中主要注重理论论证,与实际就业岗位需求脱节;实验教学主要为学生提供感性认识,对学生能力培养的重视不足[8]。为此,我们提出利用仪器培训实践课程使课程内容贴近就业、贴近热点,反映学生未来工作的实际,教学原则以就业为导向,教学内容与学生未来就业领域关系密切。实践证明,这些与就业领域相关的教学内容不仅能激发学生的求知欲,还大大提高了学生在实际就业岗位的实践能力。
3教学方法与教学手段的改革与实践
开设“仪器分析”课程是为了让学生更好地掌握分析仪器的理论知识及相关仪器使用的方法,理解理论知识在实际操作中的运用。该课程着眼于学生素质、创新精神和创新能力的培养,实现学生的全面发展,使学生更好地适应未来社会对于人才的需要。因此,仪器分析课程在教学方法与教学手段上都应该适应新时期人才培养的需要。近几年来,笔者对“仪器分析”课程在教学方法与教学手段上进行了改革和实践,采用符合学生实际的教学方法和现代化的教学手段,取得了良好的效果。
3.1采用兴趣驱动教学方法,激发学生学习兴趣仪器分析的基本概念是基于化学、物理、数学等基础课程的,因此,要清楚透彻地理解此课程的基础理论就必须充分联系已学过的知识,这对学生综合运用基础知识的能力要求较高,学生学起来往往有些困难。为此,笔者采用兴趣驱动教学方法,将科学研究的新成果引入课堂教学,让学生了解到仪器分析发展的最新动向,开拓视野,激发学习兴趣。例如:红外光谱以往主要用于有机化合物/高分子化合物的鉴定和分析,然而随着科学技术的迅猛发展,红外光谱的应用不再局限于此,现在已成为原位表征、反应机理研究的有效工具。将这些新知识、新领域适时地反映到课堂上,对教和学都起到了很好的促进作用,并以动画、图片和音视频等形式展现给学生,调动他们学习的积极性和主动性,效果显著。
3.2采用启发式、讨论式教学模式在教学的过程中适当采用启发式、讨论式教学模式,使学生充分投入到课堂教学过程中,将教师的身份由知识供给者变为学习指导者,将学生由被动学习者变为主动参与者,力求每个学生以一个学习主体的身份出现。教师根据授课内容的需要编制一些讨论题,在课堂上以提问的方式,引导学生积极思考,并应用所学知识解决问题,使学生参与到教学过程中来。或者采用课堂讨论的方式,让学生将他们对知识的理解、解决问题的思路讲出来,教师则以倾听为主,通过点评及时纠正学生的错误,另一方面也有利于教师适时调整教学思路,不断提高教学水平。
3.3采用研究式教学方法,注重学生思维及创新能力的培养在学习分析化学(大二)期间,鼓励学生跟随教师开展科研活动,在研究中加深对基础知识的理解,利用现代分析仪器手段,充分提高利用理论知识解决问题的能力和实践创新的能力。在参与科研的过程中,多位学生获得了上海市和国家创新计划资助,并在国内外期刊发表了多篇论文。
3.4注重实践教学,强化理论知识在实践中的应用,锻炼学生动手能力在实践教学中,通过开设综合性、设计性实验,激励学生学以致用,在实践中加深对教学内容的理解。在实验过程中,学生始终是实验活动的主体,有利于发挥学生的主观能动性和创造性,给学生提供更多的适合自己特点的实践与创新的机会,使学生真正体会到从准备实验开始直到实验完成的全部过程,使实验过程更接近于实际分析工作过程,达到真正培养学生科学素养的目的,为后续毕业设计打下坚实的基础。3.5构建网络教学平台支持下的网络课堂面对仪器分析技术和手段的不断更新,笔者在教学中促使学生充分利用网络资源,鼓励他们利用中国期刊网及相关的英文网站查阅文献,了解本学科的发展动态,认识基础知识应用的实例,并知晓自己知识和能力的不足,进一步激发学生们的学习积极性和主动性。依托上海第二工业大学课程中心网站,不断丰富网络教学资源,为学生通过自主学习来掌握新知识创造条件。笔者在网站中放置了内容丰富的教学辅助材料,包括习题集、试卷库、课程教学录像、多媒体课件等教学辅助材料,让学生检索相关内容,以扩大知识范围,加深知识层次,同时满足少课时和大信息量的需要,提高学生自主学习的积极性。通过上海第二工业大学课程中心网站,学生可以方便地在网络上看到专业教学计划、课程教学大纲、授课教案、习题、实验指导等,以加强学习效果,提高教学质量。利用论坛、QQ和飞信等方式及时答复学生课程中的疑问。网络课堂的建设和使用,使更多的学生从中受益,充分发挥学生自主学习的能力。
4结语
随着材料行业的飞速发展,材料已广泛应用于科学技术的各个领域和日常生活的每个角落,材料科学的发展对人才培养提出了新的要求,需要大批高层次的掌握材料分析的科研和技术人员。为积极适应人才培养的需求,笔者通过构筑新型仪器分析教学体系,根据人才培养目标进行仪器分析教学内容改革,结合理论与实践教学,立足学科特点,顺应学科发展的前沿方向,改进教学方法,激发学生学习的兴趣,充分调动学生的主动性,培养学生良好的科学精神和创新意识,为后续专业课程的学习奠定坚实的基础,为电子信息产业中电子产品制造及其废弃物资源化处理等重要领域培养合格的分析检测人才,以及掌握科研技能和具备创新能力的应用型人才。
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在教学内容上要针对材料学专业特点，调整分析化学有关内容。分析化学是材料专业的基础课，与后面的很多专业课联系紧密，只有掌握了分析化学的基本理论、原理及操作方法，才能更好地进行材料分析的学习。目前本校材料专业分析化学课程的教学只有45学时，但现在的教材中各类分析方法讲述比较全面，如何解决内容多与学时短的冲突是当前分析化学教学的首要任务之一。在教材内容上删去了材料专业应用很少的化学定性分析、与无机化学重复的氧化还原反应的基础知识、与统计学重复的统计学基础知识；删去了应用较少的非水溶液滴定法及过时的理论内容和陈旧的实验仪器内容，将分析化学解构和重组。打破了原来知识体系的完整性和教材内容的编排顺序，以适应材料专业基于工作过程的需要。并围绕完成工作任务所需学习的内容和先后顺序设计教学环节。将整个教学内容优化成两个教学模块：一是分析化学基础模块，主要包括分析化学介绍、分析化学仪器与试剂、定量分析的误差与有效数字、滴定分析概论；二是定量分析模块，主要包括酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、重量分析法、沉淀滴定法。
二、教学方法
采取怎样的教学方法，应视课程性质、特点和内容而定。教改目的是优化教学模式，按不同教学内容采取相应的手段和方法，激发学生的学习动力，提高教学质量，培养学生的综合能力。1.教师引导教师是教学改革的主体，充分发挥教师主导作用是教改成功的关键。为让学生能进行课程衔接及为课后自学铺垫，每次课开始时应简单回顾上节课内容，勾起学生的回忆，结束时对下次课内容提要，以利于学生自学。同时将四大滴定理论的原理、指示剂的联系与区别讲透，便于学生在实践中准确地应用。另外，学生在课堂上有发言的欲望，如能正确引导，增加学生讨论环节，则会收到很好的效果，提高学生的学习兴趣。2.采用多媒体教学教师无法强迫学生学习，只能吸引学生学习，在教学过程中起引导作用。多媒体教学手段是将文字、声音、图像、动画等集于一体通过课堂教学来实施，通过多种方式来刺激学生的感官，促进学生开展记忆、思考、探讨等活动，使教学内容从单调的文字形式转变为多种生动的形式，将枯燥乏味的理论知识变得直观、形象，使学生更易理解所学内容。多媒体教学通过声像可以激发学生的好奇心，突出重点，有利于学生掌握知识点，还可以加大信息量，减少板书量，在有限的课时内讲授更多的知识。例如，可以将酸碱滴定、配位滴定、指示剂变色、指示剂僵化及封闭现象等以动画展示，突破语言的障碍，加深学生的理解，而不是领悟老师的理解。利用网络对教学内容进行适时更新，做到教学与科研互动，多引用与课程有关的实例，增加教学内容，加强学生对书本知识的掌握。3.课堂教学与课后自学相结合由于教学学时有限，如何在有限的时间内使学生学到更多的分析化学知识，除教师摒弃传统板书，采用多媒体对基础理论等重要内容进行授课外，还可促使学生发挥主观能动性，结合目前已出版的分析化学书籍和研究论文，有选择地引导学生自学一些应用及发展前沿的内容，作为课堂教学内容的补充，加深学生的理解。4.开设与日常生活相关的实验课分析化学是一门实践性极强的学科，在基础理论教学中，应将分析化学的知识渗透到生活中，激发学生学习分析化学的兴趣。帮助学生形成分析化学概念，获得分析化学知识和实验技能，还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度。比如将分析化学实验扩展到环境污染物的检测，可以使学生对环境的污染有更直接、更具体的了解，增强环境保护意识。如在配位滴定实验中，可让学生测定饮用水中的Ca2+、Mg2+的含量，看其硬度是否超标。在氧化还原滴定实验中，让学生尝试测定废水中的化学需氧量（COD），看水中的还原性物质是否超标；可以让学生测定自己平时吃的水果和饮料中的维生素C的含量。这样既可引导学生分析测定过程中误差的来源及必需的防范措施，又可进一步引导出碘量法滴定的两种应用实例，有效调动学生参与的积极性。
三、成绩评定
严格的考核是调动学生的学习积极性，监督和检查学生学习效果及应用能力，提高分析化学教学质量的有效手段。在分析化学教学中，我们将成绩考核与过程管理紧密结合起来，既考核学生专业基础知识掌握的情况，又考核学生的操作能力。考核由平时考核、基础理论考试、实验考核三部分组成，其中平时考核占总成绩的10％，基础理论考试占60％，实验考核占30％。平时考核根据平时上课出勤率，课上参与互动的主动程度，以及作业的完成情况综合评定。基础理论考核包括分析化学基础知识、四大滴定理论的原理、指示剂的作用原理、分析数据的有效性判断、分析方法是否存在系统误差等。实验基本操作技能采用随机抽题并现场操作的方式，学生在给定的时间内完成操作考试，教师当场评分；综合性考核是考查学生综合运用本课程知识解决实际问题的能力，相当于一个小型的开放性实验，将题目提前发给学生，让他们查阅有关文献资料，设计实验原理、操作步骤，提交设计方案，教师审查合格后，学生自己动手测定，并对实验过程、实验数据进行分析，得出结论，提交实验报告或实验小论文。这种综合考试的形式，避免了以前考试的片面性、随机性等情况，能够客观真实地评价学生实验的水平，激励学生重视实验，树立勤奋、严谨的学风，最终达到提高教学质量的目的。
四、结语
关键词 材料专业 分析化学 创新教学
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.04.045
On Materials Analytical Chemistry Curriculum Innovative Teaching
HE Xiulan， ZHENG Wei， QI Shuyan， WANG Jihua
（Materials Science and Engineering， Harbin University of Science and Technology， Harbin， Heilongjiang 150040）
Abstract Aim at existing problem of analytical chemistry course of materials major， the transformation of education of analytical chemistry course is carried through optimizing teaching content， reforming teaching method and establishing experiment specifically on the basis of course content and subject characteristic. The student's interest is increased and teaching quality is improved with organic bonding course content and subject characteristic， and helpful reference and consult are provided for transformation of education of analytical chemistry course of materials major.
Key words Materials major; Analytical chemistry; creative teaching
分析化学是化学的一个重要分支，主要是鉴定物质化学组成、测定组分含量、确定物质的结构及存在形态。①分析化学是哈尔滨理工大学材料类专业的一门重要的专业基础课程，主要讲述定性与定量分析、误差与分析数据处理及各种滴定分析等内容。材料学专业是研究材料的组成与结构、工艺及使用性能之间相互关系的学科，发展前景广阔。②③分析化学是材料专业目前开设的课程体系中不可缺少的学科基础课程之一，对学生专业知识的学习起着承前启后的作用，与学生的毕业设计、生产实习及就业等方面都有重要联系。因此该课程的学习对培养人才的思维模式及知识体系的构建起着重要的作用。④目前，我校材料类专业分析化学课程还存在着一定的问题。
1 分析化学课程目前存在的问题
（1）教学内容与人才培养需要脱节。目前分析化学的教学内容与不同专业人才的培养需求不适应。比如我校材料专业中有机高分子专业与无机非金属专业，两个专业分析化学课程的理论教学内容与开设的实验基本相同，未能与各自的专业特点有机结合，学生“学”“用”明显脱节，导致学生缺乏科学思维分析实际问题。
（2）实验缺乏针对性。分析化学的实验教学是整个课程教学中的重要环节，理论教学的大部分知识点及相关原理，在实验内容中会有所体现。但目前所开设的分析化学实验均是以完成教学为目的，未针对不同的专业特点开设不同实验，学生做实验积极性差，学生只是机械性地完成实验，未认真思考实验原理，甚至连实验报告也不认真总结，只是完成这个学习任务而已。因此，目前开设的分析化学实验对提高理论教学效果不明显，学生学以致用的能力也未能有所提高。
（3）教学方法枯燥。分析化学课程的基础原理与基本理论较多，化学反应繁多，各类滴定曲线及滴定原理复杂，在授课过程中，与相关的材料专业知识很难融合。按传统的授课方式，过分强调授课教师的主导作用，在课程的讲解过程中会使学生感觉课程内容枯燥乏味，束缚学生的思维，导致学生缺乏学习的主动性及趣味性，不但学生学习效果差、效率低，也降低了教师授课的积极性。
（4）评价方法单一。目前我校分析化学课程的考核基本上还是采用期末闭卷考试来评定学生学习效果，通过一张期末测试卷很难全面、公正、真实地反映学生的学习状况。部分学生在临考前突击背笔记、做练习题，即可侥幸过关，不利于培养学生良好的学风。
为激发材料专业学生学习分析化学课程的学习兴趣，提高该课程教学效果，培养学生发现问题、分析问题及解决问题能力，提高学生的动手能力及创新能力，针对分析化学课程教学中存在的问题以及专业特点，对该课程进行了创新性教学改革。
2 分析化学课程创新教学
2.1 根据专业特点优化教学内容
对于不同专业，分析化学的教学内容、教学大纲及教学计划学时的安排应有所不同。首先，针对同层次、不同专业的学生，应先统一界定基本的理论教学内容（此部分占整体知识点的70%左右），这部分内容要求所有学生必须掌握，以保证该门课程的基本原理、基本知识点的教学要求，也方便日后考核。其次，根据不同专业特点，教师可对部分教学内容实行自主性教学（占整体知识点的30%左右），结合各专业的特点界定教学侧重点，精细安排教学内容，使学生在掌握基本原理与知识点的基础上，能拓宽专业知识面，激发学生学习兴趣。
例如，第二章误差、可疑值的处理这部分内容涉及计算，公式多且繁杂，单纯依靠讲解例题授课，学生会感觉枯燥。在授课过程中，可将相关专业知识引入。例如，学生将来做毕业设计及技能训练等时，均会遇到数据处理，某些实验中不可避免地会出现可疑数据。如在测量试样的抗弯强度时，需要5～6个试样进行测定并取平均值，某些存在缺陷的陶瓷样品获得较低的抗弯强度，此时可以利用分析化学的四倍法与Q值法进行可疑数据的处理，培养学生对实验结果处理的能力，又提前了解部分专业知识，提高学生学习的兴趣。我校材料专业分析化学课程均在大学一年级开设，很多学生对自己的专业方向了解很少，在此阶段学生的思维模式、学习态度及今后的职业规划是非常重要的，因此在给这些学生授课时，结合分析化学课程内容及专业特点，给学生更多的专业指导是非常必要的。
2.2 有针对性地开设实验
分析化学的基本原理与知识点可通过实验来验证和巩固，在有限的学时内，不能将所有的分析化学实验都开设。为提高学生专业素质培养效果，在分析化学教学改革中，根据专业特点，对开设的实验进行了大胆改革。根据现有实验室条件，有针对性地将所有的实验项目与专业特点结合起来，尽可能地让所开设的实验与专业有联系，提高学生动手能力、培养创新精神。
例如，吸光光度法这一章的分光光度计相关实验对于无机非金属专业是十分重要的，可以利用分光光度计测量无机非金属光催化材料的吸光度。通过开设此类实验，使学生掌握分光光度计的基本原理及使用方法，为学生将来做毕业设计奠定良好的理论与实践基础。配位滴定法涉及高分子专业的知识点较多，因此相关的实验高分子专业一定要开设。通过有针对性地开设实验，将分析化学知识与专业实践有机结合，在丰富学生专业知识的同时，提高学生的实验动手技能，培养学生的创新能力，使学生对专业知识产生兴趣，也提高了分析化学理论的授课效果。另外，在实验过程中，注重培养学生实验数据的处理能力，比如在绘制标准曲线时，可教会学生利用Origin或Excel软件进行曲线的线性拟合，提高学生微机应用能力及分析数据的准确性，有利于学生综合素质的提高。
2.3 课堂教学方法革新
课堂教学方法创新不但可以提高教学效果，也有利于创新型人才的培养。分析化学教学方法的改革主要包括如下三方面：首先，分析化学基本理论与原理在实际工业中的应用比较广泛，因此在授课过程中，教师可以结合自身的专业特长，与生产实际相结合。⑤比如，提出无机非金属专业学生分析陶瓷粉体质量检测的问题，并列出解决方案，这里应用了沉淀滴定、氧化还原滴定等分析化学原理，采用学生分组讨论形式，提高学生解决问题能力，活跃课堂气氛，增加师生课堂互动，激发学生学习兴趣，调动学生学习主动性与积极性。其次，制作分析化学课程课件，采用现代化教学手段，制作出分析化学课程的课件，利用多媒体进行该课程理论教学，通过图片、动画、音频等丰富课程内容。通过多媒体上课，不但可以加大传授知识的信息量，开拓学生的视野，还有利于教师及时更新授课内容，方便教师授课。
2.4 建立灵活多样的综合考评体系
分析化学课程的考查主要是通过期末考试闭卷方式进行考核（占总成绩的60%）。另外，由于该课程的基本原理与知识点均可通过实验来加深学生印象，因此该课程的实验尤为重要，实验成绩根据实验动手能力、实验报告等进行考核（占总成绩的20%）。另外，平时成绩由任课老师给出（占总成绩的20%），这部分成绩主要包括出勤、作业、课堂讨论三个方面，尤其是课堂讨论部分，主要根据是学生查阅资料整理资料，在课堂上分组讨论，理解知识，在讨论中培养团队精神、思考能力及综合表达能力。通过以上几方面的综合成绩，建立公平、合理的综合考评体系。
3 结语
分析化学是非化学专业学生必修的一门重要基础理论课程，是学生后续课程的基础，学生掌握其基本原理与内容，提高发现问题、分析问题及解决问题的能力，对其综合素质的培养具有非常重要的意义。针对目前对材料类专业人才素质的要求，哈尔滨理工大学材料学科在分析目前的教学状况及专业特点的前提下，对传统的分析化学课程进行了创新性教学改革，注重专业知识与化学知识的有机结合，不仅使学生掌握了基本的分析化学基础内容，而且使学生对本专业产生浓厚的兴趣，为高等院校材料类专业分析化学课程教学改革进行了有益探索，并提供了一定的参考及借鉴。
基金项目：哈尔滨理工大学教育教学研究项目（项目编号：C201300018）
注释
① 黄昊文.分析化学课程教学改革与实践探析[J].当代教育理论与实践，2011（3）：42-44.
② 顾佳丽，马占玲.在分析化学实验中发挥学生的主体作用[J].中国电力教育，2011（213）：147-148.
③ 赵明，白丽明，张文治.“Seminar”教学模式在本科化学教学中的应用[J].教育探索，2014（1）：56-57.
关键词：材料化学专业；课程体系；优化策略
为社会培养合格的“高级材料化学专业人才”是材料化学专业教育的本质［1］。目前，各高等院校不断优化材料化学课程体系，使其更加科学化和合理化。科学完备的课程体系是知识结构和能力培养的优化组合，材料化学专业课程体系是材料化学人才培养方案的核心，对材料化学专业人才培养起着至关重要的作用。材料化学专业课程体系的优化首先是课程体系和教学内容的整体优化。
一、优化材料化学专业课程体系的必要性
1．高等教育改革的需要。
目前，优化课程体系，改革教学内容，构建合理的知识结构，注重理论联系实际，更新教学手段是高等教育改革的需求。优化课程体系不仅要使它所包含的专业基础课、专业课、实践课等形成相互联系的统一整体，而且要充分体现培养目标和培养规格。
2．现代科学技术发展的需要。
近年来，随着材料化学专业教育课程论及教育理念的发展，我们根据材料科学发展规律，对材料化学专业课程体系进行了两次优化调整（分别为2008年下半年和2012年上半年）。我们优化的材料化学专业课程体系能够体现材料化学专业教育特色，完善材料化学专业课程体系，加强材料化学专业的学科方法论教育。
3．市场经济发展的需要。
优化材料化学专业课程体系能够反映社会和市场经济对综合性专业人才的要求。优化的材料化学专业课程体系应该充分体现以就业为导向的思想。我们倡导与专业相关的知名企业家走进课堂开展必修课教学，实现在校内与企业的对接，强化学生的就业意识，提高学生的专业技能。
二、现行课程体系存在的问题及其成因
1．办学特色不明确。
专业建设存在一些薄弱环节，如材料化学课程体系的基础课平台不够规范，课程设置不够科学，教学进程安排不够合理，等等。此外，由于材料化学专业办学时间短，存在专业学科定位不准，专业人才培养目标不够明确，课程体系不够科学等问题。近年来，为提高教学质量，适应社会对人才的需求，很多高校开展了人才培养和教学体系研究。因此，有必要对材料化学专业课程体系的建设进行思考。
2．课程设置理念滞后。
在材料化学专业课程设置中，我们受传统的重视知识传授的狭义专业概念的限制，不够重视独立思考习惯、自学能力、动手能力和生存能力的培养。同时，在课程设置中存在社会需求、学生的就业取向、市场前景等的考虑程度不够周到等问题。合理的课程设置理念是让每一位学生不仅受到本专业的学术训练，而且受到广泛的通识教育，把学生培养成有专业知识、有爱心、有责任心和有雄心的智者。
3．实验教学条件欠缺。
优化实践教学应该体现以下三个方面内容：一是毕业实习、毕业论文（设计）实行“分类指导，分流培养”。学生可根据个人从业需要，撰写高水平的实习报告，获取名副其实的学分。二是优化实践教学进程。各专业可根据专业特点和人才培养需要，科学、合理地确定毕业实习的时间和进程。三是增设创业实践环节。学生可通过创业训练、第二课堂与创新活动，获得创新、创业学分。而我们现行的材料化学专业的实践教学环节，因人力资源和物质资源等原因，欠缺根据学生需要安排实习和创新性实践内容。
4．师资队伍建设力度不够。
师资队伍是优化课程体系的执行者，也是培养材料化学专业人才的主导者。先有优秀的教师，后有优秀的学生，再有品牌专业［2］。材料化学专业成立以来，我们加大力度引进了固体材料化学、无机功能材料、催化材料、分子生物学等领域的博士研究生数名，充实了本专业的教师队伍。目前我们正在通过各方努力引进高水平教师，加强材料化学专业的师资队伍建设。
三、课程体系的优化策略
课程体系是高校人才培养目标、课程指导思想、课程设置、课程结构及教学管理模式的综合体现，是学校办学特色、学科专业特色和人才培养特色的综合反映。
课程体系是构建人才培养方案的核心内容，其是否科学合理，对培养高质量人才目标具有决定性的意义。我们通过选择、整合与调适课程体系等措施优化了材料化学专业课程体系。
1.调整教学计划，优化专业基础课内容。
（1）优化材料化学专业的无机化学课程内容
材料化学专业课程体系是材料化学专业人才培养方案的核心，课程体系的科学性直接影响材料化学专业的人才培养质量。因此，随着材料化学专业办学条件的改善和教学理念的科学化，有必要优化材料化学专业课程体系。我们现行的材料化学专业课程体系中无机化学课程是大学一年级学生的必修课程。此门课程的指导思想直接影响学生在大学学习的思维模式和获取知识的习惯，这个阶段也是在大学一年级学生从中学学习模式转变成大学学习模式的关键时期。因此我们有意识地培养学生的独立思考意识和自学能力，为学生将来的学习工作打下良好的基础。
无机化学课程内容包括理论部分和元素部分。我们认为无机化学理论部分内容是无机化学课程的核心部分，元素部分内容是辅助部分。目前无机化学课程详细介绍理论部分内容和元素部分内容。我们对材料化学专业的三届（2007、2008、2009级学生）90名同学进行问卷调查，结果80名同学不赞成全部介绍无机化学元素部分内容，而是希望在老师的指导下以自学方式完成无机化学元素部分内容的学习。
对元素部分内容我们采取了抓典型元素性质的分析和讨论，引导学生掌握学习元素化学知识的方法；通过实例指导学生去认识一个元素、一族元素或一类元素；逐步了解结构—性能—功能之间的关系；初步掌握如何通过查阅参考书、手册汲取知识的模式。其余元素部分内容我们设置为自学内容。
（2）优化材料化学专业的高等数学课程内容
高等数学作为高等院校的基础学科，承担着培养学生数学能力，提高学生逻辑思维能力，为专业课程学习提供数学思想和数理方法论的任务。高等数学是化学、生物、物理、材料物理、材料化学专业的基础课程。目前一些普通高等院校的课程设置中有生物、化学、材料化学专业的“生化材”类高等数学教育教学。而随着材料化学学科与数学学科的交叉日益加深，定性定量分析发展迅速，材料结构分析、材料物理性能测试计算时需要更深的高等数学知识，所以我们把材料化学专业的“生化类”高等数学调整为“理工类”高等数学教学。同时我们在材料化学专业的高等数学课程内容中增加了线性代数的内容，以便达到材料结构测试和性能计算的知识要求。
（3）材料结构分析方法课程的教学形式的优化
测试方法在材料化学专业的发展起着非常重要的作用。随着科学技术的发展，人们对材料性能的要求日益广发和苛刻，对材料性能及其组分和微观结构的关系越来越感兴趣，因而不断出现新的研究方法。测试手段也越来越多样化，实验方法的数量随着科学技术的发展而急速增加。因此我们把材料结构分析方法课程的教学形式进行优化。具体做法是任课老师在课堂上介绍材料结构和性能测定仪器的原理，然后到实际仪器设备房间进行教学。学生在仪器管理人员的指导下，利用化学与环境科学学院和内蒙古功能材料物理与化学重点实验室的科学仪器设备完成本课程的学习内容。这样设置学生自己动手测定样品的结构和性能的课程，有助于提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
（4）以专业前沿知识讲座充实课程内容
课程内容应当随着社会、企业、科技的发展及时充实新知识。材料化学专业教材的内容常常是数年，甚至数十年前的人类材料科学知识的概括。所以，任课老师要根据自身研究工作经历及时充实现代材料科学知识，优化课程内涵结构。材料化学专业老师可以采用以下三种方法：一是将现代材料科技成果恰当地融入到基础课教学中，用新的材料科技内容去改造、替代、充实陈旧的教学内容，并处理好知识的继承和发展的关系，使其有机地融合在一起；二是开设材料加工新技术课程内容或开展材料设计加工科技活动，激发学生的兴趣，提高他们的动手能力；三是开展能够反映本学科专业前沿知识、最新科技成就的专题讲座。
2.加强实践教学，优化课程类型。
根据“高等院校理工科教学指导委员会通讯”所提倡的高等院校材料化学专业规范讨论稿的要求，材料化学专业的实践课程有基础课实验、专业基础课实验、专业课实验、专业实习、毕业论文等内容［3］。
多元化的实践教学是培养学生创新和动手能力的最有效手段，通过实验来研究物质及其变化规律，使学生获取基本的实验动手能力、综合分析问题的能力、解决问题的能力，一定的科学研究能力和创新能力［4］。在材料化学专业实验教学上，充分考虑实验内容的科学性和系统性，选择具有一定难度和较大覆盖面的交叉型综合实验作为实验教学的主要内容，着重培养学生的创新能力。全面开放所有实验室，给学生创造开展专业综合技能训练的场所，提高学生的专业素质。
目前，在各级有关部门的支持下，按材料化学课程体系要求能完成基础课、专业基础课和专业课的实验教学任务。但是经济欠发达地区的高等院校的材料化学专业的实践教学课程出现了一些新情况。以往三四十人的实习队伍进入企业、经济实体完成实践教学任务。而今，大型企业自动化程度很高，实习生很难进入车间进行实地实践学习，微小企业又没有能力接收大量实习生，加上专业实习经费的缺乏等原因，材料化学专业的实践教学课程无法实现“大部队”形式的实习任务。所以，我们对材料化学专业实践教学课程进行了优化。我们设置了适合地区特点的、按学生兴趣分成由五—八人组成的“小组”进入不同的微小企业进行不同内容的实践的多元化实践教学模式。在不同的微小企业完成实践教学课程时我们注重学生自身管理和实践指导老师巡视管理相结合，保证实践教学过程中的实习效率和学生安全问题。
改变材料化学专业现行毕业论文模式，允许学生做毕业论文时根据自身兴趣爱好和就业取向选择课题，可以在学院老师的指导下完成毕业论文课题，也可以在科研所、企业、经济实体完成毕业论文课题。
3.增设自学选修课程，优化课程结构。
目前我院材料化学专业的课程体系中没有设置自学性选修课程。材料化学专业教育不仅仅是传授材料科学相关的知识，更重要的是传授获取知识的方法，以便学生顺应社会需求选择性地学习新领域的新知识而提高生存能力。社会需求多元化的当今时代，需要的人才不是单一性人才，而是综合能力较强的复合人才。所以，在材料化学专业课程体系中增设自学性选修课程是社会和科学发展的必然要求。
培养学生的自学能力是丰富学生知识面的重要措施，是教师的基本职责，是素质教育的必然要求，是终身学习的客观需要。优化教学理念和教学观点是培养学生自学能力的前提条件，激发学生的学习兴趣是培养学生自学能力的关键所在，营造学生自主主动学习的舆论氛围是培养学生自学能力的重要环节，科学指导学生自学是培养学生自学能力的基本内容，科学的评价标准是促使学生自学的原动力［5］。在材料化学专业课程体系中增设自学性选修课是提高学生自学能力的一种措施。
目前，材料化学专业课程体系中的化学与社会、化学史等课程完全可以设置为自学性选修课程。优化的材料化学课程体系中应有无机化学元素部分的一些内容，还应有自学性选修课程。只有这样才能给学生创建重视自学，提高自学能力的学习环境。
总之，优化材料化学专业课程体系是材料科学发展的客观需求，是培养合格的材料化学专业人才的要求。优化材料化学专业课程体系是我们办学条件改善和教学理念提升的产物。我们主张在课程体系设置中遵循学生的认知规律，留给学生足够的空间，让学生独立思考自己有兴趣的材料科学问题。同时，我们给学生创造进行独立或在老师指导下的半独立实践活动的条件。采取上述无机化学课程、高等数学课程、实践教学课程和自学性选修课程的优化措施，可培养具有独立思考材料化学专业问题、具有一定自学能力和动手能力的符合社会需求的专业人才。
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[关键词]化工材料 科学技术 应用
中图分类号：U214.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0135-01
随着化学化工产业的不断发展，各个行业对化学化工材料的应用也有了更为广泛的要求，如何在传统产业链中谋求创新和突破，也成为了化学化工应用技术发展的主要方向，目前，现代建筑业以及新型农业现代产业都对化学化工材料提出了绿色环保的要求。那么化学化工材料在现代建筑业以及新型农业现代产业中的应用具体情况是怎样的呢，现在本文一一阐述。
一、化学化工材料在现代建筑业上的应用
从2008年北京成功举办奥运会开始，世界开始进一步瞩目中国，同时，绿色化工材料也被人们更为广泛的认同。从某个意义上来说，绿色奥运的北京奥运会环保理念，拉开了绿色化工材料在我国建筑行业的应用新纪元。虽然奥运会短暂的过去了，但是绿色化学化工材料在我国的应用还有广阔的市场。
奥运会以来，在“水立方”等奥运场馆中采用的零挥发性有机化合物和低挥发性有机化合物水性涂料更为广泛的在现代建筑业中得到应用。其中水性聚氨酯涂料有着粘合持久、无污染、干燥快的性质，维护起来也更为容易，同时，水性聚氨酯涂料还具有阻燃性，防火性能首屈一指。在“鸟巢”钢结构中使用的氟碳涂料，也是值得现代建筑业关注的化学化工材料的一种绿色涂料。它不但耐溶剂、耐候，还有耐酸碱性的优势。并且其涂刷后性质高度稳定，无害无毒，是当之无愧的“涂料之王”。
谈到化学化工材料在现代建筑业上的应用，不得不说的就是隔热保温材料。像“鸟巢”建筑过程中采用的聚氨酯硬泡材料，其具有保温节能、防止噪音和绿色环保的功能。是现代建筑业中不可或缺的化工材料之一。同样，在奥运场馆座椅上采用的聚丙烯材料，具有阻燃和耐候的特性，同样可以实现回收再次利用。还有值得关注的膜材料。在“水立方“建筑上广泛使用的新型化学化工材料：乙稀-四氟乙烯共聚物。它主要用于膜材料，有着节能、保温隔温、自我清洁的功能。在控制温度方面，其节能效果更为显著，曾为“水立方”节省百分之三十的电能。对于新型建筑产业来说有突破性的建树。
应该说，化学化工材料的应用渗透到了整个现代建筑行业，在绿色环保节能创新方面给现代建筑业带来了新的春天。
二、化学化工材料在新型农业现代产业中的应用
随着社会经济的发展，人们在消费农产品时不再单单重视产品的质量和价格，而是更加注重对品味、特色和安全保健等感性的因素。因此，为了适应这一要求，新型农业应运而生，要想满足新型农业的要求，就要求化学化工材料在微生物肥和生物农药研发上进一步发展。然而农业生产并不是一朝一夕的事，也并不是满足了一代人就可以了，它是关系着我们下一代的发展问题。所以，持续性、发展性以及可循环性就成为了新型农业发展的一个重要特性。而要想能持续发展，与自然和谐共存，就需要化学化工材料应用技术着眼长远，从可持续发展角度进行应用和推广。
传统农药的害处不言而喻，因此绿色农药在新型农业中的应用就越来越为重要。“十一五”以来，加强环境保护成为新的主要目标之一。大力发展“安全、低毒、高效”的环保型农药，保持生态平衡，保障农业产品安全环保成为国家以及人民对农业的更新要求。从而，有机农药应运而生。有机农药中重要的一种腐殖酸类的农药作用更为突出，一方面，腐殖酸类农药产自大自然，并没有传统农药的毒副作用。同时，大自然有丰富无穷的资源，使得有机农药丰富广泛，是可持续发展的前提之一。另一方面，此类有机农药的经济效益可观，又无毒无害，所以深受现代农业好评。是发展前景大好的新型农药之一。
当然，要想农作物增产丰收，还需要一些促进农作物生产效率的有机农药。而这些增效方法可分为物理增效、化学增效、生物增效以及综合增效四类。物理增效，就是不改变农作物的分子，在农作物的细胞间进行各种性能的增效和提升。主要改善农作物的细胞通透性、渗透性和表面活性和粘着性等。化学增效，就是在分子间进行组合和作用，以达到改善农作物的生长形态的方法。生物增效，就是利用生物酶在农作物之间进行调整，进而增加农作物的生长效率。而综合增效就是利用以上各种方法，在不同要求下使用两个以上的增效方法对农作物进行增效生长，以达到增产增收的效果。
随着化学化工材料的不断发展，人们也在尝试将化学化工材料应用到生物菌剂中。在生物菌剂的应用构成中，研究在实验室内取得了较为明显的效果，但是当将这些研究完成的生物菌剂应用到农业生产的农田中，还是遇到了一些问题，因为农田环境对生物菌群的发展环境有所破坏，使得菌剂不能发挥在实验室中的效果。然而，当将化学化工材料与生物菌剂经过合理配比后，再应用到农业生产中，我们可喜的发现了生物菌剂的完美优势，从而完成了生物菌剂与化学化工材料的完美组合，对控制土壤中的农作物病原菌起到了显著的作用。
我国针对现代农业对农药的要求，通过农药企业在技术上进行创新和改革，以达到农业企业发展多元化。这也要求化学化工材料应用技术得到更为多元化以及多方面更为全面的研究，尤其是在现代农产品的生产方面，对化学化工材料的应用技术也要求更为系统和全面的研究和发展。现在，国家对农业化工材料应用和建筑化工材料应用越来越为重视，经过文章的深入分析，希望能对我国化学化工材料的应用和发展起到积极的影响。虽然现在我国的农药生产已经有了一百万吨的突破，但还是不能满足现代农业产业的需求，同时，进出口业务的发展，也使得化学化工材料的应用技术优势更为突出，在平稳中促进全国乃至全球化工化学材料的全面发展。
三、结语
在现代建筑业和新型农业的发展过程中，新型创新性化学化工材料得到了广泛的应用和重视，当然，在全球经济不断升温的今天，只着眼眼前的化学化工材料应用技术是远远不够的，我们还要不断的研究和实验，使化学化工材料的应用技术更为全面和多元化，应用到生产生活的各个领域，从而给我们的日常生活带来更为专业、健康的产品和服务。相信只要通过不断的追求和谨慎的研究，化学化工材料的应用技术一定会得到进一步的完善和升华。
参考文献
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关键词：专业导论；质量保障系统；教学实践；材料化学
中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1671-0568(2012)41-0035-03
一、引言
随着对大学新生开设专业导论课的背景、价值和目的日益充分的探讨，越来越多的学校开始重视专业导论课程的设立，任课教师也提出了许多教学改革方法和措施。专业导论课主要对本专业性质、学习内容、学习方法、课程设置及未来就业前景和领域进行介绍，目的是培养学生专业思想和兴趣，引导正确的学习方法，规划四年学习计划和未来就业。专业导论课程的授课质量将会影响本科生大学四年的学习质量，甚至外延到学生的职业生涯。课程教学质量是学校教学水平的具体体现，是教学评估的重要指标，建立课程教学质量保障体系是必要的。
材料化学专业(绿色电子材料方向)是教育部批准2009年开始招生的新专业。上海第二工业大学(以下简称“我校”)基于电子产品制造绿色化和从源头上解决废弃电子产品环境污染问题的行业背景，根据国家环境保护政策和企业需求开设了本专业。材料化学专业(绿色电子材料方向)培养掌握电子信息制造基础知识、材料化学专业知识和电子废弃物资源化技术，从事绿色电子材料设计与制备的专业技术人才，满足微电子及光电子材料与器件制造、电子原辅材料制备、电子废弃物处理等高新技术和环保产业需求。在新专业的培养方案中，大学一年级第一学期开设了“材料化学专业导论”课程。对于新专业建设，应当始终把教育评估的质量观贯穿于教学活动的每个环节。从2009年开始，我校制订和完善了教学大纲、教学进程表；自编了讲义，并制作多媒体课件；在教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了探索，从课程目标、课程实施、课程管理和课程评价四方面初步建立了“材料化学专业导论”课程教学质量保障系统。
二、课程目标
材料化学专业导论课是大一新生最早接触到的一门和专业相关的必修课程，1学分，16学时。建立清晰、准确的课程目标是保证教学质量的首要前提。课程教学必须解答新生心中的三大困惑，即这个专业是“干什么”的?要“学什么”?毕业后自己能“做什么”?学生学完之后将对材料化学专业(绿色电子材料方向)有全面的了解，包括本专业在社会发展中与国民经济中的地位与作用；本专业涉及的科学技术研究内容与发展趋势；本专业的教学培养计划及课程设置；本专业学生的知识结构、能力结构与素质要求。从而使学生更明确大学四年学习目标与内容，掌握正确的学习方法，了解就业方向与领域。
三、课程实施
1.课程教学内容
材料化学专业导论课程教学内容涉及专业知识、思想教育、职业创业教育等方面的内容，要实现教育和教学双重目标。通过三部分材料化学专业知识的讲解，使学生首先了解这个专业是“干什么”的。第一部分从什么是材料、材料的分类、材料的用途、新材料入手，让学生有一个从感性到理性的认识过程；第二部分包括一级学科材料科学与工程的内容以及学科专业发展过程；第三部分先介绍传统的材料化学专业涵盖的内容，在材料化学专业框架下讲解材料化学专业(绿色电子材料方向)的设置背景、研究范畴、专业特点等。电子信息产业的迅猛发展带来的电子废弃物对环境的污染问题日益严重，欧盟相继出台了WEEE指令、RoHS指令来应对，电子废弃物的资源化以及电子产品的绿色设计与制造是解决问题的主要技术和方法，本专业的特点就是培养掌握这方面专业知识和技能的应用性人才。为了使学生更深入理解本专业在社会发展和国民经济中的重要性以及开设本专业的意义，在这一部分增加了电子材料概述、电子辅料概述，无公害电子制造技术的发展趋势三个模块的内容。
针对学生希望知道在我校这个专业能“学什么”，课程重点介绍了本专业培养方案，讲述专业学习的课程体系，也增加了本专业学生所能参加的技能考试所需的知识点。培养方案包括本专业对学生的基本要求、毕业生应获得的知识和能力、修学年限、毕业与学位的授予、四年课程安排和学分要求。对专业主干课程要学习的主要内容作一概括。针对公共课、专业基础课、专业课和实践课不同课程的特点，介绍学习这些课程的基本方法。材料化学专业(绿色电子材料方向)有着全新的课程体系，以四大化学(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)课程为基础，材料化学、材料物理、高分子材料、胶体与界面化学等课程为主，增开了电子信息材料、印制电路技术、电子化学品(电子原辅材料)、封装技术与材料等专业课，让学生较全面地了解电子信息产业和产业链；增加了废弃物资源化技术、电子产品和电子化学品中有毒有害物质和毒理学的专业必修课和选修课，让学生了解电子产品和电子化学品中有毒有害物质及其危害，以及资源化技术。增加了纳米材料、薄膜材料制备技术的专业课和绿色电子材料设计的实验课，让学生了解和掌握电子原辅材料绿色设计和制造技术与制备方法。增加的这些课程与材料化学专业的材料制备／合成、组成，结构、测试，表征、性能，应用的专业课程相互衔接，形成了独特的知识体系。
对于学生毕业后能“做什么”的问题，从几个方面来讲授。第一是材料类人才的现状和需求；第二是已开设环境工程(电子废弃物方向)专业、相关材料类专业的学校以及研究所的简介；第三，结合我校开设的职业生涯规划以及自主创业教育，为本专业学生明晰就业方向，树立正确的择业和就业观。
材料化学导论课程中还设计了专题讲座，包括欧盟WEEE指令、欧盟RoHS指令、PCB与绿色生产，通过听取专题报告学生对本专业进行更深层次的了解。
2.课程教学方法与手段
根据材料化学专业导论课的特点分析和教学内容可以看出本课程的教学难度并不大，因此在教学方法上可以实现多层次、多样化，避免单纯枯燥的讲解。在专题讲座中，邀请有经验的企业技术骨干作1～2个报告；以学生为中心，学生体验式教学，学生课后通过各种途径来查阅相关资料，并在课堂上相互交流成果，比如调研电子原辅材料企业、查找开设材料化学专业的学校等；实践环节方面安排学生参观我校的学生实验室以及各研究课题组的专业实验室，激发学生对科研的感觉。
利用多媒体课件与板书相结合的教学手段，教师通过精讲的方式促进学生对重点概念的理解。在课堂上采用讨论教学法，拟定能引起学生兴趣的、有启发性的讨论题目，结合学生课后自己查阅的资料开展讨论。在考核方式上采用期末考试与小论文相结合的方式进行。
四、课程管理与评价
1.课程管理
课程质量不仅受静态的课程资源要素的影响，也与课程管理对课程活动进程中的动态控制有关。材料化学专业导论课程教学质量保障系统包括教师工作的规范管理、学生学习的规范管理和施教过程规范管理。成立了材料化学专业导论课程教学团队，上好导论课不仅需要统观专业教学体系，还应通晓专业应用领域，同时还要对专业就业市场有一定的了解，因此，任课教师团队由系主任和两位教授组成。任课教师严格按照教学大纲制定教学进程表。教学大纲中明确了这门课程的性质与任务、课程基本要求、课程内容、教学时数分配，考核方式，教材。教学进程表是严格按照教学大纲分配一学期内16学时课程，每周1个课时的上课内容。所有相关本课程的教学文件每学期进行归档，由教务部门统一管理。学生学习规范包括有学习条件、学习任务、学习要求，有课后作业，接受诚信教育。教师在施教过程中必须遵守学校的一切教学管理规定。
2.课程评价
材料化学专业导论课程的教学评价包括学生评教，督导和同行评议。学生评教和督导听课由学校层面组织，并将结果反馈到学院；同行评议是由学院组织其他教师听课，结果由学院的学术委员会反馈给授课教师。此外，授课教师在课程学习期中和期末运用课堂调查了解学生的学习情况，以此构成今后改进教学的基础。
随着人类文明和社会经济以及美术史的发展，美术创作材料也不断地丰富起来，美术创作技法也不断地得到改革创新。然而，一些经济发展落后地区或教育欠发达地区的小学美术教育教学，美术创作材料依然匮乏，美术创作技法依然单一。这就直接造成了美术教学效果无法保证，学生学习热情不高的困境。解决这一困境的思路之一是加大教育投入，让这些地区的学校和学生能拥有和使用更多的资源；但这是一种“坐等天下雨”的懒人思维。为此，笔者提出另一个思路，就是在美术教学实践中因地制宜的挖掘一些生活中的材料，发现更多的美术教学和学习的资源，以丰富美术创作材料的多元化。
一、美术教学困局
传统的美术课堂，特别是经济发展落后地区或教育欠发达地区的小学校，受制于办学条件，往往课堂上教师只能依赖一本美术课本、几支粉笔和几张作品图片进行授课。低年级学生只能依靠铅笔、水彩笔和图画本等工具，依照老师在黑板上画出来的样子进行临摹；高年级的学生可能在此基础上增加一些美术作品赏析之类的教学内容。即便如此，也难于逃脱美术教学形式刻板、教学内容单一、教学气氛压抑困境，也就难以提高课堂教学的效果，更难以激发学生的学习兴趣。
二、美术教学的另一出路：创作材料多元化
面对上述困局，教育资源匮乏地区的小学美术教育工作者，要做的工作就是：
一方面，积极要求国家改革发展红利不断本地区倾斜，教育理念也不断向教育发达地区教育看齐。
另一方面是积极挖掘本地区的美术教学资源，自行制作美术教学和美术创作的工具，多形式的进行美术教学手段，特别是因地制宜的收集和利用能便捷、廉价获取的美术创作材料。使学生在美术学习和创作过程中使用的材料多元化，进而提高学生的学习兴趣、深化美术教学的效果。
第一层眼光：关注地区性资源。
生活中，其实身边随处都有很多美术创作的材料，并且不同的地区有不同的特色，表现在因为地理位置、气候差异、社会生活习惯和经济发展程度等多方面因素造成的差异上。
首先，地理位置的差异，往往意味着自然生物资源的差异。例如沿海地区具有内陆地区所缺乏的海洋生物资源，海洋生物的躯壳就是具有丰富形态、色彩的美术材料，海南就属于沿海区域，能很便利利用这些资源进行美术创作。
其次，气候的差异主要是不同气候带的植物生长周期和季节变化不同。
第二层眼光：关注白纸。
纸在美术创作过程中是十分常见和重要的材料，就一张简单的白纸，其实可以给学生带来丰富的想象。
第三层眼光：关注日常用品。
生活中有许许多多的日常用品可以进入美术教学的课堂中来。
例如各种动植物的壳。像各种各样的贝壳、鸡蛋的外壳、花生等坚果的外壳等等。利用鸡蛋的外壳，就能通过乳胶粘贴做成一副表现各种画面内容的手工艺作品。
三、美术创作材料多元化对美术教学的深化作用
美术创作材料的多元化，在美术教学实践中，具有重要的作用，应该引起我们的重视，更应该在教学过程中引导学生发挥想象、去挖掘身边的材料应用于美术作品创作。美术创作材料多元化，对于提高美术教学效果，特别是教育欠发达地区和经济发展落后地区的美术教学效果具有显著的深化作用。
笔者在长期的教学实践中，认为美术创作材料多元化对于美术教学效果具有以下几点深化作用。
（一）弥补经济发展落后地区和教育欠发达地区的教学资源缺乏的不足，减轻学生美术学习花费
在经济发展落后地区和教育欠发达地区，没有充足的资金保障美术教学设施的建设，不具备完善的美术教学条件。教学活动一般在常规教室进行，可利用的教学资源也缺乏。美术创作材料的多元化创新，可利用生活中能便捷收集到的材料补充到美术创作中来，而且这些材料获取的成本较低、存量较大，同时我们美术教学的创作一般是在利用和尊重材料属性的前提下进行简单却极具创意的创作，材料收集和美术创作的可行性、可操作性强，能进行有效推广，能有效缓解经济发展落后地区和教育欠发达地区教育资源匮乏的状况。
（二）提升课堂教学趣味性，激发学生学习美术的兴趣和创作热情
可以想见，如果小学的美术课堂，只是简单的老师一本书在讲台上讲、一只粉笔在黑板上画，学生一本图画本和一支铅笔，对照着老师黑板上给出的样子依葫芦画瓢地去简单临摹，课堂将会乏善可陈、索然无味，学生难以对美术这门课程感兴趣。
（三）引导学生关注生活，培养学生深入生活并能发现生活之美的能力
美术创作材料的多元化，建立在这些材料是来自生活、美术与生活结合的基础上。这要求我们要善于观察生活，发现生活，挖掘生活中的美术材料。将课堂与生活紧密结合，将美术创作与生活紧密结合，能引导学生去关注生活，锻炼学生观察生活、感受生活的能力。
（四）激发学生的想象力，拓宽个人的思维空间
引导和鼓励学生去利用不同的材料去进行美术作品创作，能有效激发学生的想象力和拓宽学生的思维。
