单位文秘网 2021-07-09 08:11:22 点击: 次
企业界、工业界和科研机构的专业人士加入课程顾问委员会,提供咨询意见,及时调整研究生课程,帮助毕业生在激烈的科技、工商业竞争中保持竞争优势[11,12]。由于学院没有材料专业,化学与化学工程专业又和材料专业联系密切,本文以化学与化学工程系的硕士研究生课程为例进行分析。
化学与化学工程系(Chemistry and Chemical Engineering,简称CCE)的历史悠久,开设化学、化学工程、生物和分子化学三个专业,1925年便具有博士学位授予权。多名卓越的科学家在CCE任教,如创造化学键理论、揭示化学键本质的化学家鲍林。学校还设有先进计算研究中心、材料动态响应仿真中心、分子材料研究中心等与化学化工相关的研究中心[13,14]。
化学与化学工程系的研究生可以从化学、化学工程、生物和分子化学三个专业方向中选择研究方向。化学专业为学生提供物理化学、有机化学、无机化学、电化学、有机金属化学、生物化学和分子生物学等方面的课程,培养学生在这些领域的学术研究能力。化学工程专业为学生提供应用化学、数学、工程学、物理学、生命科学相关的课程,通过学习加深学生对化学反应和化工反应系统的理解。生物和分子化学专业是一个学科交叉专业,与加州理工学院的生物和生物工程系联合开设。该专业的设置旨在使学生掌握生物大分子、分子组装、生物化学和生物物理等领域的知识[15]。
表3为化学与化学工程系研究生的课程列表。化学与化学工程系硕士研究生毕业要求至少修读7—8门课程,其中必修4门课程(物化反应速率过程、非均相反应动力学和反应工程、统计热力学概论、化学热力学)。同时,选择1个课程组合(课程组合一般由3—4门相关方向的专业课组成)。此外,必须完成一个专业外的“辅科”(subject minor)学习,学生在选择辅科课程时须咨询导师。研究生辅科课程的修读必须有一定体系,不能在非专业领域课程中随机选择。学校设立选课负责人,每名研究生的选课情况须得到选课负责人的审核批准[15]。
五、斯坦福大学、麻省理工学院和加州理工学院研究生课程设置理念
通过对三所学校材料及化学专业研究生课程设置情况的梳理,可以发现,它们十分重视课程在研究生培养过程中的作用,力图通过课堂学习提升研究生的创新实践能力。在课程设置理念上,三所学校均体现出“重基础—强交叉—个性化”三位一体的设置理念。
(一)强调研究生课程学习的重要性,要求学生高度投入和重视
三所高校均十分重视研究生课程的修习,学分要求多,对学生的学习投入度要求高(硕士研究生最低课程数:斯坦福大学12—15门,麻省理工学院6—8门,加州理工学院7—8门)。美国高校研究生教育比较重视课程修习,因为其研究生包括课程型研究生(修读课程取得学位)和科研实践型研究生。在研究生课程设置方面,形成了较为成熟的课程设置理念,课程体系日趋科学完善,且注重不断更新、调整。高品质的课程学习为研究生未来从事各项工作打下了坚实的知识基础。
同时,严格淘汰制是美国名校研究生教育体制的重要组成部分。研究生课程学习达不到要求,会被淘汰。美国高校授课教师为了获得学生的认可,往往使出浑身解数来提高课程质量,确保每个学生能学有所得。哈佛大学资深教授哈维·曼斯菲尔德说:“教授将溢美之词毫无原则地送给学生,当时看来也许赢得了学生的关心。但是,学生并不是傻瓜,他们能够分辨严格和敷衍,他们在给这些教授好评的同时不乏轻蔑。毕业后让他们终身铭记的竟是那些在学业上给过他们挑战的教授。”
(二)强调基础理论课程学习,重视专业基础技能的培养
学生基础知识的积淀厚度,直接决定他们未来的发展潜力和创造能力,因此三所高校对专业基础课程均十分重视。斯坦福大学为研究生开设的“热力学与相平衡”、“固体的波和衍射”、“纳米表征实验”、“X射线衍射实验”等课程均为材料专业基础课程,麻省理工学院为研究生开设的“材料动力学过程”、“材料的光电和磁学性质”、“材料对称性、结构和拉伸性质”等都是强调材料科学行为和特征的基础理论课程,加州理工学院化学与化学工程系要求必修4门化学领域基础课程:物化反应速率过程、非均相反应动力学和反应工程、统计热力学概论、化学热力学。必修课的设置表明,三所院校均重视专业基础课程学习,期望通过此类课程确保研究生能掌握相关科研方向的基本理论知识和基础实验技能。
(三)设置大量学科交叉课程,提供多学科知识背景
交叉学科课程学习,可使学生了解更广阔的学科领域,有助于打破专业局限,培养学生以不同学科角度看待科学问题,有利于更好地培养创新思维[17]。三所大学在研究生课程的设置上都力求体现学科交叉、多学科融合的思想。
斯坦福大学课程中的“电子和光子学材料与器件实验”、“有机和生物材料”等融合了电子学、光学、有机化学、生物材料、生物医学的内容;加州理工学院化学与化学工程系为研究生设置的“半导体光电化学的基本原理和应用”、“生物分子和系统的设计概论”、“生物分子细胞工程”等课程涵盖了物理、化学、电子、生物等多个领域,呈现出极强的交叉学科特点;麻省理工学院材料科学与工程系强调“材料研究依据其行為和特征,而不是依据材料类型来进行”,这样的培养理念在学科交叉课程设置方面得到体现。研究生课程中的“电子材料设计”、“集成微电子器件”、“光子材料与器件”、“生物材料:组织相互作用”、“分子、细胞和组织生物力学”等课程内容,涵盖电子学、光学、生物材料、生物医学等学科,充分鼓励学生进行学科交叉领域学习。麻省理工学院设有考古研究方面的课程,此课程由材料科学与工程系以及考古学和人种学材料研究中心联合开设,学科交叉性质十分突出。
麻省理工学院材料科学与工程系的课程设置说明中指出,“如今材料领域的进展一半取决于材料科学,一半取决于材料工程。满足特殊应用材料的设计、制备和生产过程中,材料工程师必须掌握诸如热力学、传热、传质、化学动力学等基础知识,而且必须要考虑经济、社会和环境因素。今天的材料科学家和工程师已经做好充分的准备来解决人类面对的关键挑战,包括能源生产和储存、人类活动对环境的影响以及提升人类的身心健康[8]”。因此,麻省理工学院还开设了创新和商业化、材料制造、工业实践等与工程及商业领域相关的课程,培养学生专业技能的同时,培养他们在经济、商业、社会等方面的知识。
(四)鼓励按兴趣自主选课,突出自主性和创造性的培养
美国是地方分权制国家,许多高校为私立高校,享有很大的独立自治权,能够根据社会需求灵活设置课程。各高校院系及学术委员会、教授有较大的学术自主权,学生培养制度制定及出台较为灵活,且能较好地得到贯彻。学生也能结合自身特点和需要,对教学计划和课程提出相关建议。这些使研究生的课程体系设置比较灵活,能够最大程度上考虑学生的个性需求,有利于创新能力的培养。这种开放、自由的课程设置理念,充分保证了学生课程体系的个性化。
斯坦福大学材料学科设置了硕士课题研究课程(6—9个学分),鼓励研究生跟随导师积极开展科学研究,注重突出学生科研自主性和创造性的培养。麻省理工学院材料学科研究生可以根据自身兴趣选择侧重工程、侧重科学或两者兼具的课程组合。在科研方向确定方面,学生必须参与到科研方向的选择中,充分尊重他们的意见。加州理工学院化学与化学工程系规定,学生可以结合自身兴趣,以课程组合的方式自由选课,提升学生的学习主动性和灵活性。这些措施都体现出个性化培养的教育理念。
国情、校情不同,我们不能照搬美国一流高校的相关做法,但“他山之石,可以攻玉”。三所大学研究生课程体系设置理念和措施的优秀方面,我们可以有选择地借鉴,结合国内高校研究生教育实际,优化研究生课程体系,体现课程对研究生创新实践能力的培养价值。
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[17]胡志刚,徐晖,谭跃进,赵炜,李喜先.跨学科的辨证视野[J].学位与研究生教育,2008,(1):21-26.
收稿日期:2016-12-01
基金项目:国防科学技术大学本科教育教学研究课题;国防科学技术大学研究生教育教学改革研究课题(编号:yjsy2014022);国防科学技术大学研究生教育教学改革研究课题(编号:yjsy2013010)
作者简介:李宇杰(1980-),男,山西忻州人,国防科学技术大学航天科学与工程学院材料科学与工程系讲师,博士,主要研究方向为能源材料与研究生课程。
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