材料科学与工程学报
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材料科学与工程学科研究生全英文课程体系建设

一 引言

人类发展的历史上,新材料的使用是人类文明与发展进步的重要标志,比如石器的使用、青铜器的使用、铁器的使用等都标志着一个时代的来临。而在现代科技发展下材料科学仍然有着举足轻重的作用,材料科学被称为21世纪发展的“三大支柱”之一,它是国防军事、国民经济、工业建设、航空航天、电子通信等领域发展的基础。在我国,高校理工科的第二语言教学始于20世纪晚期,起步较晚。在目前全球化的趋势下以及国家“一带一路”倡议的实施,国际化的人才是当今社会最重要的人才,因此推进全英文教学对于国际合作交流以及国际化人才的培养至关重要[1]。

中南大学是以冶金材料、生物医学、轨道交通等主干学科为特色的一所综合性大学。近年来,学校不断提升国际化办学水平,以高水平的国际交流合作和高质量的国际教育为培养具有中国灵魂、全球视野的一流人才提供助力。2018年起,学校着力建设一批全英文课程项目,全英文课程的建设不仅是“双一流”高校的建设需求,更有助于提升办学实力与国际影响力[2]。我校材料科学与工程一级学科是我国有色金属、粉末冶金、复合材料等领域重要的科研与人才培养基地之一,本文对我校在材料科学与工程学科研究生全英文教学中的改革和探索进行了总结。

二 全英文课程建设的目的与意义

本学科全英文课程体系的设计以材料科学与工程一级学科的核心专业课为基础,结合我校材料领域的科研特色,综合国外顶尖高校相关学科的课程设计特点,设计了6门专业课程,包括:相图、相变及合金设计(Phase diagram, phase transition and alloy design);材料的力学行为(Mechanical Behaviors of Materials);实用电子显微分析(Microstructure Analysis by Electron Microscopy);材料物理性能(Physical Properties of Materials);清洁能源材料:挑战与机遇(Materials for Clean Energy: Challenges and Opportunities);物理陶瓷(Physical Ceramics)。这6门课程内容均涉及我校材料科学与工程一级学科的重要传统研究方向和新兴研究方向,包括材料的基础设计与热力学、有色金属结构材料的力学行为、材料结构的先进表征方法、材料的物理性能、陶瓷材料、能源材料。通过课程体系的设计让学生建立材料科学的知识体系,激发学生对材料科学学习的兴趣,并能将所学的知识与科研和实践紧密联系起来[3,4]。在科学研究中,英语是论文发表、学术交流的通用语言。因此,进行全英文教学能够使学生熟悉专业名词及科技英语的表达方式,培养和训练学生的英语思维,同时提高学生英文文献阅读和学术论文撰写的能力,为国际合作交流奠定基础[5,6]。通过全英文课程体系建设的推进,改革创新研究生课程教学方法、更新优化教学内容,建设材料科学与工程学科全英文课程体系和国际化研究生培养体系,提高材料科学与工程学科研究生的学术能力和创新能力,促进我校研究生教育的国际化。

三 全英文课程建设具体措施

(一) 课程建设目标

邀请国外顶尖专家与学者参与每门课程的建设,形成一支以我校教授为主讲教师、国外顶尖专家参与的高水平全英文教学团队;建设完整的全英文课程授课资料,包括全英文授课课件、课堂练习题等,确定英文参考教材及主要文献追踪;建设完整的全英文课程考核制度,包括全英文课程考试试题题库、全英文随堂小考题库和课堂问答;丰富课堂教学手段,课程的全英文讲授、全英文互动、提升学生课题全英文研讨能力、英文阅读和表达能力。通过全英文教材和授课的实践,使得材料科学与工程研究生专业核心课程尽可能的反映近代物理学和现代材料科学的巨大成就;并按照各个前沿研究领域所使用的研究方法来介绍材料科学与工程学科的基础理论和原理;重塑现代材料科学培养模式及课程体系,以满足未来的工程和技术发展(智能机器人、量子计算机、新能源技术、航空航天和微纳米增材制造技术等)对材料科学知识体系的需求。通过教学团队、教学方法、教学内容、考核制度等改革,建设材料科学与工程学科全英文课程体系和国际化研究生培养体系,不断加强人才培养的国际化水平,为逐步形成与国际接轨的多学科全英文教学模式奠定基础。

(二) 课程建设内容

根据现代和未来的工程技术发展对材料科学基础理论知识的需求,打好课程框架、丰富授课内容、编撰英文讲义、结合企业实践,并聘请国际高水平专家定期讲学和讲座,以新颖的教学方法和交叉的学科内容,扎根中国大地、融汇国际视野,以课程教学和讲义向学生展示近代物理学和现代材料学的巨大成就,同时按照当前材料科学工作者在各个前沿研究领域所使用的方式来介绍材料科学与工程学科的基础理论和原理,保证课程质量与实用性。首先是以调研确立课程教学目标,通过深入调研国内外高校和高新材料技术企业,了解对材料学科知识与人才的需求,以此为确立课程教学目标的重要依据;其次是以查阅明确课程教学重点,通过研究相关资料与文献,整理最新学科研究进展与成果,从而形成教学重点大纲;最后是以调研论证确定课程教学细节,组织有关专家进行研讨论证,并结合实践最终确定课程教学方向、教学目标、教学模式、考核方式等。以学生更好接纳的知识体系和讲授顺序形成明确的教学大纲与讲义,收集整理经典材料科学研究案例和最新研究进展,并视情况查阅最新研究文献和教材,确定课程教学内容、教学方式、考核形式等具体事项。编写讲义和教案、编写教学案例、制作PPT、完成课程设计、课堂教学与课后作业。根据教学情况进一步修改和优化课程,根据讲义制作PPT及视频资料等辅助教学内容,完成课程设计及教学前的准备工作。本阶段将具体实施课程的教学,主要教学内容分为两大模块,第一部分是主讲教师对相关内容的讲解,包括对基础理论的讲解、阐述,对结构和功能材料研究案例的介绍、分析,以及对典型性和代表性研究文献的解读等;第二部分为对材料科学研究领域的最新研究现状进行讲述和交流,此部分以师生互动为主,包涵师生角色互换式教学、学科史阅览、经典案例探讨、情景式测验等形式。充分利用“粉末冶金国家重点实验室”、“有色金属先进结构材料与制造协同创新中心”(“2011”计划)、“有色、稀有及粉末冶金材料学科创新引智基地”(“111”计划)、“金属材料基因工程创新引智基地”(“111”计划)等国家级平台,邀请海外高水平教授和专家开展讲座及短期授课等方式,按照当前材料科学工作者在各个前沿研究领域所使用的方式介绍材料科学与工程学科的基础理论和原理。在促进教学效果和质量的同时,也能够带动相关学科的研究生教育的国际化。依托平台进行讲座和交流可对课堂教学成果进行验证和反馈,不断与国内外开设类似课程的高校进行交流,总结经验的同时完善优化教学体系,持续跟进凝聚态物理学和材料科学的最新研究成果,保证教学内容的实用性与前沿性,确保教学高质量开展。