中国教育

    材料科学作为基础科学，近20年来为推动世界经济发展发挥了巨大作用。我国现行的教育模式所培养的学生过分强调专业个性，学生知识面窄，要改变和适应新领域需要一个较长的学习过程。这种方式已经不适合当代社会经济和科学技术发展的需要。材料教育进行全面改革与创新是摆在我们面前的一个迫切的问题。教育改革与创新应以提高教学质量为主要目标，培养学生的创新意识和能力为核心。必须采取具体措施，从建立新型的教学模式和多样化的培养模式、培养方案的优化、课程体系的创新设计等方面推动材料科学与工程（材料科学与工程）的教育改革。

    1. 建立以理论教学、实验教学、科学研究三个维度基本框架的新型教学模式

    材料科学与工程是一门实用的、直接的科学与技术，它不同于抽象的衍生的科学。从某种意义上来说，材料科学与工程是以90多种元素为原料,从理论研究、应用，到制造成为人类需要的、有价值的新物质的一个科学技术领域。它横跨对微观世界（≤0.1mm）的探索到宏观（以m计）的制造、性质和应用。它是一座连接微观和基础研究到工程应用的桥梁。

     材料科学与工程的应用越来越广，它渗透到与材料制备、结构、性质和应用有关的许多领域，与物理化学等学科有非常密切的关系。多学科性成为材料科学与工程的一种重要特征。

     因此，材料类专业人才的培养应以理论教学、实验教学、科学研究三个维度构成教学基本框架，改变传统教学中三个维度衔接不够的状况，通过三个维度相互交叉、有机结合构建新型的教学模式，以促进学生积极地投入到学习活动中，提高教学质量。
理论教学：作为构建框架的基础，以全面系统的知识学习和综合思考能力培养为主。强调宽厚的基础教育、学科知识横向与纵向间的联系，在基础教育中人文素质教育与科学素质教育并行，重视多学科交叉渗透和边缘学科的教学。在专业学习中消除单一的专业烙印，注重几大材料之间的内在联系和共性。同时,注重科学研究与理论教学的结合。

      实践教学：作为理论教学的延续，通过对学校资源和教学内容有效整合，开设综合性、设计性实验，使实验教学不再仅是理论的再现和简单证明，而是强调理论在应用中的相关性和综合性。同时,也是引导和激发学生走向科学研究的起点。
科学研究：一方面,把理论教学和实验教学中学到的知识和技能用于解决实际的科学研究问题中，另一方面,在解决这些问题的过程中充分发挥和体现个体的主动性和创造性。可通过在教学安排上的调整、导师制的实施等方式使学生尽早地进入实验室，参与教师的研究工作。
高等教育的目标,一是为学生在企业有效地工作提供足够的基础；二是为在材料科学与工程领域继续深造打下坚实基础。理论教学、实验教学、科学研究从不同层面、不同方向满足了培养目标的要求。

    2。建立多样化的人才培养规格和培养模式

     在现代材料研究和材料科学与工程的发展过程中，科学与技术的结合越来越紧密，基础研究和需求牵引研究越来越难以分开，多学科的交叉已经成为材料科学与工程发展的一个重要特征。在材料研究、开发、应用和产业化过程中，系统组织和全面协同是发展和利用现代科学技术的有效方法，不同层次、不同专长背景的人才的有机组合是实现这一目标的基础。
改革开放以来，我国的高等教育得到迅速发展，已经完成了从精英教育向大众化教育的初级阶段的转变。随着我国计划经济向市场经济的转化，毕业学生就业模式发生变化，过去在材料类专业人才培养中按工种（行业）分割专业的单一培养模式受到冲击，培养模式由“专业培养”向“学科培养”发展。

     “九五”期间，教育部面向21世纪教改计划“工科材料类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践”项目的研究认为，以材料科学与工程一级学科为基础，按二级学科设置工科材料类专业的思路是完全符合我国的国情，切实可行的。不同的学校可根据不同的类型、不同的办学条件按一级学科、二级学科、三级学科设置不同专业并选择确定不同的培养模式。培养模式的选择和确定首先可根据各个学校的教学软件和硬件条件，或是按是否“211工程”重点大学或学科，划分研究型大学和技术型的大学，前者着重培养高层次的研究型人才，后者重点培养工艺工程师和高等职业技术人才。在同一所大学中，通过大二后的分流教育使一部分学生直接面向技术和应用型工作，一部分学生则为继续深造侧重基础科学研究的教育。

      由于培养模式要反映当代科学和社会、经济、文化的发展，必须与时俱进地不断进行动态调整。允许各个学校的材料专业独立地、交叉地或者在其他专业内以专业方向的形式自由发展。同时，必须克服重专业外延发展，轻职业内涵建设的倾向，加强材料学科专业内部的交流。探讨各种层次教育的不同定位，鼓励各个学校办出自己的专业特色，全方位满足社会的需求。

     各个学校的准确定位、互补和协同是促进材料科学与工程高等教育继续发展的关键。

     3。构建和优化适应社会需求的培养方案
为适应21世纪知识经济的挑战，不少发达国家已在对材料科学与工程学科教育进行改革，如麻省理工学院实施旨在培养创新人才的“本科生科研计划”，把学生的创新思想、创新能力、实践能力和终身学习能力的培养放在教育的首位。

    目前，我国是按苏联的教育模式实行分专业培养学生，狭窄的专业范围使教师的课堂教学比例加大，严重影响教师的“教”和学生的“学”的积极性和创造性，制约了学生创新思维创新能力、实践能力、就业适应能力的培养和发展及优秀人才的脱颖而出，不适应知识经济对人才综合素质的要求。因此，新的培养方案的制定应注重使学生具有较宽的基础知识和专业知识，专业设置不可过细，使素质教育、能力培养贯穿于学校教育的各个环节中，同时培养方案能够适应社会需求的动态变化。

    以终身教育、素质教育和创新教育的思想观念为指导，根据不同层次人才培养模式从培养目标、培养体系、培养环节等方面确定人才培养方案的基本框架。

     培养目标：根据学校对培养学生的层次不同、学生的知识结构要求不同，学校应确立明确的培养目标。有些学校在发展规模的同时，对学生结构调整中以发展高等职业教育为主。有些学校以发展培养工程型人才为主，有些学校则以发展研究型人才为主。由于知识和技术更新速度越来越快，受中等教育的在岗人员的再教育也将成为现在和未来高等教育中的主要内容，也同样应得到关注。
培养体系：⑴素质教育，包括人文素质教育和科学素质教育。科学精神和人文精神犹如高等教育这部飞驶之车的两个轮子，超越专业教育的界限，带动人才的发展。素质教育应贯穿与整个教学计划中，体现在各个培养环节中。⑵知识教育，根据与日俱增的社会需求，拓宽知识面，调整专业课与基础课的比重，增加基础课的比重。各个学校根据自身定位及专业特色，在专业设置、比例分配上可有相应的变化。⑶能力培养体系，通过系统的实践教学环节实现。

     培养环节：⑴课堂教学，是目前学校教育的主要环节。课程的设置应以培养创新精神和思考能力为重点，教学内容进行合理整合，做到适当精炼，并充分应用现代化教学手段完善教学方法。⑵实验教学，是理论学习的延伸。可以在原有的验证性和演示性实验的基础上，根据学科特点和专业特色增设一些综合性、设计性实验，在加强学生科学研究能力培养的同时对创新能力的培养提供较大空间。武汉理工大学与四川大学等七所高校共同承担的面向21世纪教学改革项目“材料类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究”中，武汉理工大学根据自身实际，结合材料科学与工程课程体系，对无机非金属材料的专业实验课程体系进行了全面改革。从传统的单一实验到综合性设计实验，分别从“材料研究”、“材料制备”、“材料分析”三方面对学生的能力进行训练，实践中取得了良好的效果。⑶工程实践环节教学：通过认识实习、生产实习、课程设计及毕业环节对学生进行基本工程技能的训练。⑷课外活动是素质教育的主要环节。

    4。课程体系的创新

    根据21世纪国际高等教育的发展趋势，我们必须树立素质是前提、能力是关键、知识是载体的新型人才观。传统的把每一类材料作为一个独立学科或从属于某一学科进行研究和教学的做法，已经不能适应新时代的要求。只有把各类材料和相关的合成加工技术及分析测试技术作为一个整体考虑，形成“大学科”，才能满足时代发展的要求。根据我国原有的专业设置和课程设置情况，材料类专业的课程体系的创新设计应在材料“大学科”背景下，从课程平台的建设、实验和工程实践环节的设计、跨学科课程和专业主修课程之间关系、基础课与专业课比例等方面进行。

    各高校已经在结合本校实际对材料类专业人才培养的课程体系进行改革，建立了不同的课程体系。中南工业大学按照条块结合构建课程体系，设置了“基础教育”、“工程教育与训练”、“课外素质教育与养成”、“拓宽视野”、“专业方向与培养类型”五个模块。武汉理工大学和北京航空航天大学按不同层次设计各种课程平台，包括“公共基础平台”、“学科基础平台”、“专业基础平台”、“专业方向”四个层次。西安科技大学根据课程性质构建课程体系的框架，把课程分为“基础课程”、“核心课程”、“相关课程”、“特色课程”和“实践课程”。实际上，不管专业如何设置和组织，不管采取那种课程体系，对材料类专业人才培养的课程和教学大纲主要以材料制备与加工、组织结构与成分、性能及应用性能等四要素及其关系构成的材料学科共同基础知识作为重要的教学内容，这是当代材料科学与工程教育的一个共同点。同时，在课程设置上注意克服数学、物理基础较薄弱的现象，加强学生的外语和计算机教学。

      在教学安排上，考虑到不同课程教学内容之间的相互需求和启发，考虑学生学习和实践之间的相互需求和启发，打破传统工科教育先2年基础后2年专业的分割式安排，改善传统教学计划的线性格局，保证教学计划实施中各部分的系统集成、整体优化。

    教材建设应该与课程体系和教学内容的改革相适应，采取措施鼓励教师投入精力编写高水平的教材，教师应通过教材编写充分展示科研水平对教学的影响。

     材料科学与工程教育的改革是一项复杂的系统工程。它不仅是理论教学体系的改革与建设，还包括实验与工程实践体系、教学方法和教学手段的改革与建设。必须研究现代教育和现代科学技术发展规律，进行教育思想的更新和改革，必须进行人才培养模式、专业设置、教学计划及教学管理等一系列的改革与建设工作。

     材料科学与工程学科和人才培养体系的详细建议，见《材料科学与工程专业规范》。