矿物材料学科建设与人才培养模式探索

白志民，马鸿文，廖立兵

中国地质大学（北京）材料科学与工程学院，北京 100083

20世纪80年代以来,我国陆续出现了“岩石矿物材料”、“矿物岩石材料”、“矿物材料”等学术术语，与其相关的科学研究与人才培养日趋活跃，并逐步形成了“矿物材料学”这一新兴边缘与交叉学科。

矿物材料是指可直接利用其物理、化学性能的天然矿物岩石或以天然矿物岩石为主要原料加工、制备而成，而且组成、结构、性能和使用效能与天然矿物岩石原料存在直接继承关系的材料[1-2]。

矿物材料学是研究天然矿物岩石材料属性以及矿物材料的组成与结构、加工与制备、性能与使用效能、理论及工艺设计及其相互关系和规律的学科[2-3]。

一、矿物材料学科体系建设

中国地质大学是我国最早开展矿物材料研究的重点大学之一，也是我国为数不多设有岩石矿物材料学博士和硕士学科点的院校。

早在20世纪50年代，我校就开始从事应用矿物、工艺岩石、实验岩石学研究，培养了数十名研究生，为我国矿物材料学科的发展奠定了基础。1978年，我校恢复在岩石学—矿物学学科招收培养岩石矿物材料方向的博士和硕士研究生，并逐步形成了具有明显优势的岩石矿物材料学硕士与博士学科。1992年在全国最早招收“非金属矿物材料”大专专业；1994年招收“无机非金属材料（矿物材料学）本科专业”；1999年始，则按照工学一级学科“材料科学与工程”宽口径专业招生，但仍坚持以无机非金属材料为主要方向，以矿物材料为特色的人才培养模式。经过数十年的努力，我校建立了由岩石矿物材料学博士和硕士学科点以及以矿物材料科学与技术为特色的材料科学与工程本科专业组成的结构较为完善的矿物材料学科体系，并逐步形成了现今在国内该领域的优势学术地位[4]。

二、矿物材料学科平台建设

我校紧紧围绕学科建设目标，扎实开展了实验平台、团队、课程与教材建设；同时，不断凝练学科方向，扎实开展科学研究，取得了有效成果。

1.实验平台建设

1993年，国家计划委员会和地质矿产部批准在我校建设了国内唯一的“岩石矿物材料开发应用国家专业实验室”，为我校发展矿物材料学科奠定了基础。之后，在“211工程”连续三期的建设过程中，始终坚持矿物材料学科这一主线，建立了由矿物超细粉体加工与功能改性、矿物材料合成与精细加工、矿物资源绿色加工、矿物材料性能表征与使用效能评价、矿物材料设计等组成，能够体现学科特点、功能较为完善的实验平台，在我校矿物材料学科的人才培养、科学研究和技术研发等方面发挥了重要作用。

2.团队建设

矿物材料学科建设伊始，由数位具有扎实岩石学、矿物学、矿床学学科背景并长期从事矿物材料研究的骨干教师组成了精干的学科团队。其后，又陆续培养、引进了一大批具有地学背景和博士学位的中青年骨干教师。经过长期建设，形成了一支由20余人组成、以教授副教授为主体、年龄与学科方向结构合理的团队。团队成员全部具有博士学位，70%以上具有6个月以上的海外学习或工作经历；有北京市教学名师2人，北京市优秀教师1人，教育部新世纪优秀人才1人，北京市科技新星1人；该团队2007年被评为北京市优秀教学团队，为我校矿物材料学科的建设以及人才培养发挥了关键作用。

3.教材与课程建设

教材与课程建设是学科建设的基础，也是矿物材料学科团队高度重视并积极实施的建设项目，且已取得有效成果。依据学科特点以及人才培养目标，规划了由11部教材组成的《矿物材料科学系列教材》编写计划，已经出版的《工业矿物与岩石》和《结晶岩热力学概论》2005年被遴选为北京市精品教材；即将出版的《陶瓷热力学与材料设计》已入选北京市高等教育精品教材立项项目（2009）。《工业矿物与岩石》课程重视教学建设、改革与研究，成果显著，2004年被评选为北京市精品课程；团队集体完成的“《工业矿物与岩石》课程体系建设与实践”， 取得了有显示度的创新成果，获得北京市优秀教学成果一等奖和国家级优秀教学成果二等奖（2005）。

4.学科方向凝练与科学研究

学科建设过程中，我校高度重视岩石学、矿物学、矿床学国家重点学科对矿物材料学科发展的支撑作用，充分发挥在晶体精细结构表征与理论研究的优势，扎实开展新型微孔-介孔材料合成与结构表征、层状结构矿物材料纳米化改性以及矿物/聚合物复合材料制备工艺研究及结构-性能表征，逐步形成了无机非金属新材料以及复合材料合成与精细结构研究领域新的优势；发挥我校在非金属矿物研究与开发应用以及工艺与实验岩石学研究领域的传统优势，创新开展非水溶性富钾资源高效综合利用以及硅酸盐固体废弃物资源化利用技术，形成了矿物资源绿色加工与新材料开发的创新技术优势，实现了天然矿物资源高效开发利用与无机非金属新材料产业发展的有机结合，8项成果通过技术转让等形式进入了工业化试验和应用阶段；强调岩石学—矿物学—矿床学与材料学的有机融合，开展新型耐高温高强材料、功能型节能环保新材料的理论研究与工程实践，形成了体现材料学科属性的新方向。总之，通过学科方向的不断凝练与优化以及坚持不懈的科学研究，形成了我校在矿物材料这一新型交叉学科的整体优势。

三、创新型人才培养模式探索

以矿物材料学科建设为载体，扎实开展了贯穿于博士研究生—硕士研究生—本科生培养全过程的多层次培养创新型人才的探索与实践，逐步形成了体现矿物学—岩石学—材料学交叉学科特色的人才培养模式：以培养具有扎实岩石学—矿物学—材料学专业理论基础、具有较强的工程实践能力、具有显著创新意识和创新能力、对矿物材料学科前沿具有较强把握能力的人才为目标，以课程与教学内容改革、教学方式与方法创新、管理模式与评价体系探索为手段，以课程—实验—实践教学体系建设为载体，以产出创新成果为具体体现。

我们认为，本科阶段既是学生打牢专业基础的关键时期，也是创新意识形成的重要时期。教学实践中，我们按照学科特点，不断优化课程结构与内容，构建了强化实践能力、培养创新精神的开放型、设计型、探索型特色课程体系；建立了满足本科教育与研究生教育有机衔接、理论与实践结合、教学与科研融合的专业基础课课程群以及特色明显的专业核心课程群。专业基础课课程群由“材料科学概论”、“材料工程基础”、“材料工艺学”、“材料物理”、“材料化学”、“无机材料物理化学”、“技术陶瓷导论”等课程组成，旨在为本科生从事材料科学与工程宽口径专业打下坚实的理论与专业基础；专业核心课程群由“结晶学与矿物学原理”、“工业矿物与岩石”、“矿物资源加工学”、“材料工艺学”、“硅酸盐材料学”、“人工晶体材料”、“新型建筑与装饰材料”等课程组成，旨在培养本科生从事矿物材料研究的能力，并体现我校材料科学与工程本科专业的特色。

经过多年实践，逐步形成了“打好基础、拓宽专业、坚持特色、培养能力、提高素质”的人才培养模式。我们完成的“无机非金属材料新专业教学与建设”成果，1997年获得湖北省优秀教学成果三等奖。我校以矿物材料为特色的“材料科学与工程专业”，2010年入选高等学校本科教学质量与教学改革工程，开始国家级特色专业建设。集体完成的“材料科学与工程特色专业建设与实践”成果，2012年获得校级优秀教学成果一等奖，并获推参加北京市优秀教学成果的评选。

硕士及博士生培养过程中，我们坚持把研究生综合素质以及科研与创新能力培养作为首要任务。硕士研究生课程设置上，除通过专业基础课（硅酸盐物理化学）和专业课（晶体化学与晶体物理）2门课程继续加强研究生从事矿物材料研究的基础理论外，重点通过“陶瓷热力学与材料设计”、“X射线晶体学”、“计算材料学”、“硅酸盐分析”、“材料结构性能与表征”等特色课程培养研究生综合素质与创新能力。同时，我们高度重视硕士阶段课程及教学内容的优化设计，实现了与前端本科生阶段以及后端博士生阶段课程与教学内容的有机融合与衔接，有效避免了三个不同阶段课程内容的重复与脱节。研究方向设置上，通过不断凝练与优化，形成了“陶瓷材料设计与制备、纳米矿物材料、矿物材料结构与性能、环境矿物材料、矿物材料加工工程、固体废物资源化、无机孔道结构材料”等7个方向，并实现了硕士与博士研究生研究方向的完全一致。这些研究方向既可与国内外材料学宽口径学科方向对接，同时又具有鲜明的矿物材料学特色，还能体现我校的人才培养优势。通过长期坚持不懈的努力，在学科建设与研究生培养方面取得了一系列有显示度的成果：我校以矿物材料为特色和重要支撑的材料科学与工程一级博士学科点获得了学位授权资格（2011），材料科学与工程博士后流动工作站获批成立（2012），材料学学科进入省部级重点学科行列（1999，2012）；3名硕士生的学位论文被评为省部级优秀论文，1篇博士论文获得全国百篇优秀博士学位论文提名奖。研究生在SCI、EI和国内核心期刊特别是SCI期刊发表的论文数量逐年增加，2011年全年为15篇，2012年上半年14篇。

[1]廖立兵.矿物材料的定义与分类[J].硅酸盐通报，2010， 29（5）：1067-1071.

[2]廖立兵，汪灵，董发勤，等.我国矿物材料研究进展(2000—2010 )[J].矿物岩石地球化学通报，2012，31(4)：323-339.

[3]汪灵.矿物材料学的内涵与特征[J].矿物岩石，2008，28(3)：1-8.

[4]马鸿文.工业矿物与岩石（第三版）[M].北京：化学工业出版社，2011.