地方應(yīng)用型本科院?！断冗M(jìn)功能材料及其應(yīng)用》課程內(nèi)容優(yōu)化與教學(xué)實(shí)踐—以成都工業(yè)學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)為例）摘要：隨著材料科學(xué)與工程技術(shù)的蓬勃發(fā)展，先進(jìn)功能材料的種類和用途日益增多，材料科學(xué)與工程本科專業(yè)開設(shè)的《先進(jìn)功能材料及其應(yīng)用》課程所涵蓋的教學(xué)內(nèi)容也需要不斷延伸。針對(duì)地方應(yīng)用型本科院校材料科學(xué)與工程本科專業(yè)人才培養(yǎng)的機(jī)制和目標(biāo)，作者探索并實(shí)踐了如何以學(xué)生為本、以社會(huì)和行業(yè)的人才需求為導(dǎo)向，緊密聯(lián)系地方經(jīng)濟(jì)與行業(yè)格局，因時(shí)因勢(shì)對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和完善。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)科學(xué)合理的課程內(nèi)容設(shè)置和教學(xué)實(shí)踐，使學(xué)生從應(yīng)用的角度出發(fā)，牢固掌握先進(jìn)功能材料的基礎(chǔ)理論知識(shí)，了解本領(lǐng)域最前沿的科學(xué)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，提高學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)對(duì)專業(yè)的認(rèn)可與對(duì)行業(yè)的期待。關(guān)鍵詞：先進(jìn)功能材料；課程內(nèi)容優(yōu)化；行業(yè)格局；地方經(jīng)濟(jì)信息、能源和材料是現(xiàn)代文明的三大支柱，而材料又是一切技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。功能材料是指具有特定聲、光、電、磁、熱等物理、化學(xué)或生化特性的各類材料。這些材料在能源、通信、電子、激光、計(jì)算和生物醫(yī)藥等現(xiàn)代技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。材料科學(xué)的迅速發(fā)展，要求即將成為材料工作者的在校本科生有一個(gè)較高的學(xué)習(xí)起點(diǎn)，掌握這一領(lǐng)域的基本概念、原理和方法，能涉獵一些材料科學(xué)前沿領(lǐng)域和新進(jìn)展。《先進(jìn)功能材料及其應(yīng)用》就是在這種思想指導(dǎo)下，作為材料科學(xué)與工程專業(yè)高年級(jí)本科生的一門專業(yè)課，具有很強(qiáng)的理論性、應(yīng)用性和前沿性。學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程之前，已經(jīng)具有一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，但并沒(méi)有針對(duì)先進(jìn)功能材料的某種性能而深入展開，如何運(yùn)用前期所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)理解先進(jìn)功能材料的功能性原理，在前面的基礎(chǔ)課中沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)。因此，必須對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行合理的設(shè)置，采取科學(xué)的教學(xué)方法，讓學(xué)生通過(guò)《先進(jìn)功能材料及其應(yīng)用》這門課程的學(xué)習(xí)，既掌握相關(guān)的理論知識(shí)，同時(shí)又學(xué)會(huì)將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的先進(jìn)功能材料的設(shè)計(jì)、制備、結(jié)構(gòu)與性能，以及工業(yè)應(yīng)用等過(guò)程之中。一、緊密聯(lián)系行業(yè)格局與地方經(jīng)濟(jì)，突出重點(diǎn)，科學(xué)合理地優(yōu)化課程內(nèi)容設(shè)置《四川省“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確了“十三五”時(shí)期，我省將進(jìn)一步發(fā)展壯大新一代信息技術(shù)、高端裝備、新材料、生物、新能源、新能源汽車、節(jié)能環(huán)保、數(shù)字創(chuàng)意等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。成都工業(yè)學(xué)院作為一所以電子信息和智能制造為特色的地方性應(yīng)用型本科院校，依托行業(yè)優(yōu)勢(shì)，以培養(yǎng)具有現(xiàn)代職業(yè)素養(yǎng)、適應(yīng)四川地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的工程技術(shù)人才為目標(biāo)。所以，在學(xué)科專業(yè)設(shè)置和課程內(nèi)容的選擇上必須首先考慮四川省地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)和行業(yè)的需要。在材料科學(xué)與工程專業(yè)的《先進(jìn)功能材料及其應(yīng)用》課程中重點(diǎn)設(shè)置先進(jìn)電子信息功能材料、先進(jìn)生物醫(yī)用功能材料、先進(jìn)能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)材料、先進(jìn)生態(tài)環(huán)境功能材料和特種功能材料等幾個(gè)專題。二、以學(xué)生為本，與時(shí)俱進(jìn)，緊跟科學(xué)前沿，基于專題式學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐1、先進(jìn)電子信息功能材料及其應(yīng)用專題近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域得到飛速發(fā)展，大學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)、通信和網(wǎng)絡(luò)等都有著濃厚的興趣，同時(shí)對(duì)這些領(lǐng)域所要用到的材料也有著特別的感情。鑒于此，在電子信息功能材料及其應(yīng)用專題中設(shè)置先進(jìn)半導(dǎo)體材料、先進(jìn)微電子器件材料、先進(jìn)磁性材料和先進(jìn)光學(xué)材料等內(nèi)容。半導(dǎo)體材料的發(fā)展與各種電子元器件密切相關(guān)，電子工業(yè)的發(fā)展和半導(dǎo)體器件對(duì)材料的需求是促進(jìn)半導(dǎo)體材料研究和開拓的強(qiáng)大動(dòng)力；而材料質(zhì)量的提高和新型半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)，又有花了半導(dǎo)體器件的性能，產(chǎn)生新的器件，兩者相互影響，相互促進(jìn)。微電子技術(shù)的興起使人類從工業(yè)社會(huì)進(jìn)入信息社會(huì)，從而促使對(duì)半導(dǎo)體材料提出越來(lái)越高的要求，使半導(dǎo)體材料更明顯地朝著高純度和大尺寸方向發(fā)展。在信息時(shí)代，信息的記錄、處理、存貯與傳遞越來(lái)越重要，先進(jìn)磁性記錄材料逐漸成為研究的熱點(diǎn)。專題以被“卡脖子”的中國(guó)芯為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生透過(guò)中興、華為等事件認(rèn)識(shí)到“中國(guó)芯痛”的痛點(diǎn)之一就是先進(jìn)信息功能材料。2、先進(jìn)生物醫(yī)用功能材料及其應(yīng)用專題先進(jìn)生物醫(yī)用功能材料是先進(jìn)功能材料的一個(gè)重要組成部分，是一類用于診斷、治療和組織器官修復(fù)、再生和替代的材料，具有延長(zhǎng)患者生命，提高患者生存質(zhì)量的作用，是材料科學(xué)與生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)交叉的發(fā)展領(lǐng)域。先進(jìn)生物醫(yī)用功能材料的研發(fā)既具有重大的社會(huì)需求，又具有重大的經(jīng)濟(jì)需求，高性能的生物醫(yī)用功能材料是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)各種診斷和治療技術(shù)賴以存在的基礎(chǔ)。此專題重點(diǎn)設(shè)置體外用的醫(yī)療器械如醫(yī)用口罩、輸液袋、輸液管和注射器等，以及體內(nèi)用的組織工程支架和人造器官如心、腦血管組織工程支架材料、骨及軟骨組織工程支架材料、口腔材料、人工心臟和人工腎臟等先進(jìn)生物醫(yī)用功能材料此專題以抗擊新冠病毒所需的醫(yī)用防護(hù)服和KN95口罩為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生透過(guò)疫情初期的口罩“缺貨”、“無(wú)貨”、“下架”等全民搶購(gòu)口罩的緊張狀態(tài)事件認(rèn)識(shí)到“口罩慌”的痛點(diǎn)之一就是先進(jìn)生物醫(yī)用功能材料。3、先進(jìn)能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)材料及其應(yīng)用專題隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，作為主要能源的石油、煤炭和天然氣由于長(zhǎng)期的過(guò)量開采已瀕臨枯竭，為了開發(fā)新能源，人們想到了利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮芎蜌淠艿?，試圖將它們轉(zhuǎn)化為二次能源。在新能源的利用過(guò)程中，遇到的問(wèn)題主要是這些新能源的轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)。此專題重點(diǎn)設(shè)置光電材料、熱電材料和貯氫材料等能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)材料。太陽(yáng)能電池材料是新能源材料研究開發(fā)的熱點(diǎn)，IBM公司研制的多層復(fù)合太陽(yáng)能電池，轉(zhuǎn)換率高達(dá)40%。美國(guó)能源部在全部氫能研究經(jīng)費(fèi)中，大約有50%用于儲(chǔ)氫材料的研發(fā)。固體氧化物燃料電池的關(guān)鍵是電池材料，如固體電解質(zhì)薄膜和電池陰極材料，還有質(zhì)子交換膜型燃料電池用的有機(jī)質(zhì)子交換膜等，都是研究的熱點(diǎn)。專題以學(xué)生熟悉的“光電效應(yīng)”為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)先進(jìn)能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)材料的基本原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制備與應(yīng)用進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)。4、先進(jìn)生態(tài)環(huán)境功能材料及其應(yīng)用專題先進(jìn)生態(tài)環(huán)境功能材料是伴隨著環(huán)境污染問(wèn)題而出現(xiàn)的一大類用于環(huán)境污染治理、修復(fù)或?qū)Σ挥押貌牧咸娲男滦凸δ懿牧?。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，生態(tài)環(huán)境功能材料會(huì)逐漸融入到現(xiàn)代工業(yè)和生產(chǎn)之中，成為現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)優(yōu)先考慮的材料。此專題重點(diǎn)設(shè)置環(huán)境友好生物可降解材料、環(huán)境工程控制材料、環(huán)境吸附分離材料、環(huán)境凈化修復(fù)材料和輻射防護(hù)材料等內(nèi)容。5、特種功能材料及其應(yīng)用專題當(dāng)今，材料已又石器材料、鋼鐵材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)材料進(jìn)入智能材料時(shí)代。所謂智能材料就是同時(shí)具有感知功能、自己判斷并自己做出結(jié)論的功能和自己指令并自己進(jìn)行行動(dòng)的功能的材料。智能材料是在原子、分子水平上進(jìn)行材料控制，與不同層次上寓于自檢測(cè)、自判斷、自結(jié)論和自指令、執(zhí)行所設(shè)計(jì)出的新材料。智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)材料之后的第四代材料，是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一，將支撐未來(lái)高技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結(jié)構(gòu)材料之間的界線逐漸消失，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化。此專題重點(diǎn)設(shè)置形狀記憶材料、磁致伸縮材料、光致變色、敏感材料與傳感器材料等特種功能材料的基本原理、制備、結(jié)構(gòu)、性能及工業(yè)應(yīng)用?？傊?，課程以人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱為基本，基于地方應(yīng)用型院校學(xué)生自身的特點(diǎn)和學(xué)校的實(shí)際情況，結(jié)合地方行業(yè)格局以及相配套產(chǎn)業(yè)所涉及的先進(jìn)功能材料以及相應(yīng)的人才需求特點(diǎn)，精選教學(xué)內(nèi)容；并通過(guò)本領(lǐng)域最新研究進(jìn)展與成果動(dòng)態(tài)更新和完善課程體系。使學(xué)生能保持持續(xù)的學(xué)習(xí)興趣、自信心和內(nèi)在動(dòng)力，既能牢固掌握先進(jìn)功能材料的基礎(chǔ)知識(shí)，又能了解本領(lǐng)域最前沿的科學(xué)發(fā)展動(dòng)態(tài)，拓寬思路，提高學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)對(duì)專業(yè)的認(rèn)可與對(duì)行業(yè)的期待，從而最終實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果與目的。參考文獻(xiàn)潘懋元,車如山.做強(qiáng)地方本科院校——地方本科院校的定位與特征研究[J].中國(guó)高教研究,