《材料科学基础》在新能源科学与工程专业课程中的教学思考

杜文汉　熊超　陈磊　肖进　赵宇　魏晓金　朱锡芳

【摘要】《材料科学基础》是新能源科学与工程专业的一门重要专业基础课，本文结合新能源科学与工程专业的专业背景和应用前景，从近年教学实践中讨论了《材料科学基础》课程的教学内容选取，以突出新能源科学与工程的具体要求，从而提高学生学习效果。

【关键词】《材料科学基础》 新能源科学与工程

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）02-0236-01

一、《材料科学基础》课程的重要性

2012年5月30日，国务院讨论通过了《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，从而确定七大新型战略产业，主要包括：节能环保、新兴信息产业、生物、新能源、新能源汽车和高端装备制造与新材料。在这所有的七大产业中材料作为基础都是必不可少的。

新能源科学与工程专业是2011年教育部批准设置的本科专业，2012年将原有的风能与动力工程和新能源科学与工程合并统一改为“新能源科学与工程”。主要学习新能源的种类和特点、利用的方式和方法、应用的现状和未来的发展趋势。具体内容涉及风能、太阳能、生物质能、核能、锂离子电池、燃料电池等等。《材料科学基础》作为一门重要的专业基础课，在后续的专业课如《光伏电池原理》、《锂离子电池》、《新能源材料》等课程的学习中具有重要的基础作用。

材料科学与工程的四要素包括材料的结构、性能、加工和使用状况，其最基本的是结构与性能的关系，而《材料科学基础》这门课程的主要任务就是研究材料的结构、性能及二者的关系。

近年来，《材料科学基础》的教学和改革实践已经见诸各种文献，如张宝丰[1]等对课程模式进行探索，郭宁[2]等对研究性教学模式的探索，宋慧瑾[3，4]等对课程教学方法的探索；基于材料科学的工程应用基础特点，张庆丰[5]和王永东[6]等对应用型本科院校该课程的课程建设和教学方法进行先期探索，取得一定的研究进展。

常州工学院在2012年建立新能源科学与工程专业，当年即招收1班40名学生，在2013年招收2班80名学生，2014年招收3班120名学生，2015年招收3班120名学生，且2012级学生即将于2016年7月毕业。通过上述几届学生的教学实践，我们摸索出一套合适的课程体系和教学内容，具体内容阐述如下。

二、《材料科学基础》的课程体系

材料科学基础理论综合了数学、物理和化学等各种基础知识来分析实际的材料问题。传统上该课程的体系包括下述六大块内容：

（1） 晶体学基础

（2） 晶体缺陷理论

（3） 固体材料的热力学和平衡态理论（包含相图）

（4） 固体动力学理论（包含扩散和相变理论）

（5） 固体材料的结构理论

（6） 固体电子论（包括分子轨道理论和能带理论）

三、新能源科学与工程专业中《材料科学基础》课程内容的选择

随着高等教育课程教育的改革，专业知识面越来越宽，《材料科学基础》的教学课时在逐渐调整，在各种教材中可以见到的课时数有120学时[7]、96学时[8]、64学时[9，10，11]、48学时等；以常州工学院电气与光电学院为例，基于该课程在新能源科学与工程专业中的应用基础考虑，选择48学时进行教学。具体的学时安排如下：

通过12级、13级、14级三个年级的教学实践，学生认为上述课程安排合理，既能使得学生掌握该门课程的基本要求，又突出位错、相图、凝固原理、扩散和相变这五种重要概念的理解应用。

四 总结及致谢

《材料科学基础》作为新能源科学与工程专业的一门重要基础课，存在课程教学短程化和内容日渐丰富的矛盾，做好相关内容的取舍是该课程取得教学目标的重要依据，以满足学生学习后续专业课的专业基础，又能突出该课程的主要特点。

参考文献：

[1]《材料科学基础》课程教学模式改革探讨；张保丰，蒋爱云，朱世杰；《实验科学与技术》，2014，12（1）：161-162

[2]《材料科学基础》课程研究性教学模式的探索；郭宁，刘晓魁，覃丽禄；《西南师范大学学报：自然科学版》，2014，39（6）：138-140

[3]《材料科学基础》课程教学方法改进探析；宋慧瑾，鄢强，李玫，朱晓东，冯威；《广州化工》，2015（18）：153-154

[4]《材料科学基础》课程的教学思考与改革；代辉，宋祖伟，白玉兰，徐香，梁爱琴；《考试周刊》，2015（76）

[5]应用型本科“材料科学基础”课程教学方法的改革与实践；张庆丰；《科教文汇旬刊》，2015（2）：52-53

[6]应用型本科材料科学基础课程建设与改革实践；王永东，王振廷，李柏茹，孟君晟，赵霞等；《中国冶金教育》，2013（3）：44-46

[7]《材料科学基础》；石德珂等著；机械工业出版社，2012，第2版

[8]《材料科学基础》；胡赓祥，蔡洵主编；上海交通大学出版社，2000年

[9]《材料科学基础》；潘金生，仝健民，田民波著；清华大学出版社，2011，第1版

[10]《材料科学基础》；刘智恩等著；西北工业大学出版社，2014年，第4版

[11]《材料科学基础》；余永宁等著；高等教育出版社，2012，第2版