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【論文關鍵詞】課程建設 教學改革 材料科學基礎
【論文摘要】本文根據上海工程技術大學材料科學與工程專業教學培養目標的特點,從課程體系與內容,教學理念,教學方法及手段,實踐教學環節改革,考核評價方式,師資隊伍建設等方面討論了“材料科學基礎”課程教改中的一些熱點問題及教改實踐。根據我校培養優秀工程師的辦學定位,結合材料學科的發展方向,初步建立了居于“基礎適度、口徑寬廣、應用為先”標準的“材料科學基礎”課程的新教學體系,從中取得了一些較好的教改效果和經驗。
上海工程技術大學是一所以培養優秀工程師為主要目標的教學型大學。根據我校的辦學定位和特色,作為材料科學與工程學科重要基礎課程之一,“材料科學基礎”有必要在加強基礎、拓寬專業知識面和加強實踐訓練等方面進行課程改革。
1 課程的性質
材料科學是一門揭示研究固體材料性質規律、設計及控制材料性能的科學,其目的在于揭示材料的結構與性能之間的基本關系。研究表明,材料結構是決定材料性能的核心要素,而材料的顯微結構與材料的加工過程有密切的關系。因此,材料科學也需要研究材料在各種過程中的行為,這些過程包括加熱過程、冷卻過程、反應過程、界面過程、擴散過程、相變過程等。
“材料科學基礎”是材料科學與工程學科的主干基礎課程和核心課程,是材料科學與工程學科人才的基本知識和基本能力的重要組成部分,是本學科專業人才的整體知識結構、能力結構、素質結構的重要基石。根據我校的教學培養目標,本門課程的教學實踐必須著眼于培養未來的材料工程師,緊貼上海市發展先進制造業的需求,結合本校材料科學重點學科的發展方向,在進行材料科學基礎理論和基本技術教育的基礎上,側重進行材料開發應用、材料改性和材料加工的工程教育。
2 課程教學的改革實踐
“材料科學基礎”課程建設和課程教學改革的指導思想是根據專業發展規劃,主動適應上海經濟、科技與社會的發展對材料學科專業人才知識結構和實踐能力的要求,強調理論與實踐結合,在寬專業知識面上對學生進行綜合素質的提高,培養既掌握材料科學與工程基本原理,又通曉材料制備與加工、組成與結構、性能與應用等系統知識的寬專業人才。作為材料學科最為基礎和重要的平臺課程,“材料科學基礎”在學科知識構建中起著“基石”的作用,其教學內容的設定、寬度和深度決定著學生培養中關于材料學知識的基礎深度和知識面的廣泛程度,并影響著后續課程的展開、實施及教學效果。本著“基礎適度、口徑寬廣、應用為先”的教學原則,我們對課程教學目標、課程體系和內容、實踐教學環節、教學方法和手段、考核評估等方面進行了教學改革的實踐。
2.1 課程教學目標
作為應用型本科材料專業的基礎課程,“材料科學基礎”課程的教學目標具有多重指向性。一方面,應打下材料科學與工程領域的基本理論基礎,為學習材料專業其他知識做準備,同時也為部分學生進一步深造做準備,為此要根據不同學生的情況,有區別地加以培養;其次,要注重培養學生運用基礎理論分析和解決實際問題的思路和能力,掌握材料科學與工程學科的思維方法,為今后自學材料領域的相關知識打下良好的基礎;最后,根據社會經濟的發展需求,強調學生對材料科技進展與人類文明及經濟發展關系的認知,能從價值工程的角度研發、選擇和應用材料,從環境保護和可持續發展角度評價使用材料。
2.2 課程體系和內容
在課程體系上,貫徹“基礎適度、口徑寬廣、應用為先”的課程體系改革原則,在保持金屬材料為主的專業特色的基礎上,全面介紹了金屬材料、高分子材料、陶瓷材料及復合材料的共性與個性特點,在材料科學理論模型的介紹上盡量拓展其適用的材料范圍,如晶體結構,位錯模型,界面結構模型等。教學內容的取舍以“精、寬、新、用”為原則,從材料科學與工程的基本原理出發,以固體材料結構為重點,從微觀、宏觀、物質內部、表面與界面、靜態及動態過程等不同層面角度,闡述固體材料結構、結構缺陷及變化規律,以及固態材料的相平衡、相圖、擴散、相變等,在材料應用方面,結合材料科學的理論內容,介紹相關的新材料、新工藝,如納米材料、功能材料的最新進展,使學生對材料組成與物質結構的內在聯系、材料結構與性能間關系有系統的理解和掌握,為今后相關專業課程的學習打下扎實的寬專業口徑的理論知識基礎。
2.3 實踐教學環節
在加強實踐的教學改革中,采取實驗教學課程建設與學院平臺實驗室建設相結合的方式,推進課程實踐教學的全面提高。材料科學基礎的實踐教學環節分為兩個部分,一是課內實驗,現配置了16 學時的實驗課,二是單列了一門“材料科學綜合實驗”課程,時間安排為連續的3周。針對課程教學目標和教學內容改革的要求,重新討論制定了課內實驗內容,加大綜合性實驗的比重,如金屬塑性變形與再結晶綜合實驗、金相分析綜合實驗等,編寫了新的實驗教學指導書。課內實驗以學生材料學基礎技能訓練為目標,如金相試樣的制備、金相組織觀察、材料塑性變形過程組織變化的特征,強調對不同材料顯微結構基本特征的掌握。材料科學基礎綜合實驗課程的主要目的是通過一個完整的實驗過程,包括明確實驗目的、設計實驗過程、實施實驗和分析實驗結果,培養學生材料科學與工程的基本素養,提高實驗動手能力和分析、解決問題的能力,進一步鞏固對材料科學基礎核心內容,即“材料結構決定材料性能、材料加工過程與材料結構密切相關”的認知。課內實驗和綜合實驗內容互為補充、相益得彰,取得了新教學培養模式的良好的教學效果。
2.4 教學手段和教學方法
在課堂教學和課內實驗教學實踐中,充分利用多媒體教學手段,自編CAI 多媒體課件,在有限的學時內最大限度的發揮多媒體教學的應用效果。一些實驗室目前難以實現而對學生的學識教育較為重要的內容也通過多媒體形式使學生有一個較為直觀的認識。與此同時,還對教學方法進行了相應的改進,授課力求重點突出、邏輯清晰,強調教學互動,提倡師生間平等討論,倡導探索性和研究性的學習方法,達到理論融會貫通的目的。
2.5 考核方式
在課程建設過程中我們對課程的考核方式也進行了深入的討論,大家認為合理的考核評價制度應該以提高學生的綜合素質為主要目標,為此有必要改進傳統的閉卷考試形式,避免“一考定終身”的方法。對此我們正在探索一種更為全面均衡的考核方法。具體考慮為將平時作業、實驗報告、小論文、隨堂考試和期末考試相結合的方式。重視對平時學習過程和階段學習效果的評價,將上課聽講與課堂交流、作業習題解答的獨特性及完成質量列入考評,鼓勵學生自主學習、創新學習,鼓勵學生發表有自洽性合理性的不同見解。在階段學習后,設計一些隨堂考試卷,隨堂考試允許學生參考課堂筆記和教材,但每個學生必須獨立完成試卷,重點考查學生對基礎知識的應用能力,檢驗學生分析解決問題的能力。將實驗報告作為獨立考查的重要部分,注重培養學生獨立完成實驗并撰寫規范的實驗報告的能力,檢驗與評價學生的動手能力和創新思維能力。適當調低期末考試在學生學業成績中的權重,例如由原來的70%降低到50%或更低,試卷內容要充分體現教學大綱的基本要求,重點考查學生的臨場應變能力,對基本知識的掌握、熟練和提煉的程度。
2.6 師資隊伍建設
課程建設主要依靠教師推動。近年來,我們以全面提高教師隊伍素質為中心,以培養優秀年輕骨干教師為重點,在職教師再培訓和引進高素質人才并重,著眼于學科可持續發展的需求,建設一支結構優化、素質良好、富有活力、具有創新能力的高水平的教師隊伍,取得了很大成效。教師隊伍的科研和工程實踐能力有了極大的提升,在“材料科學基礎”教學團隊中,有校學科帶頭人、上海市曙光學者、校青年學術骨干等,科研及學科建設的成果反哺教學的結果,促進了學生科研實踐能力的提高和材料工程意識的形成。教師團隊通過公開課觀摩學習,加強教學法研究,極大地提升了教師整體的業務水平和教學效果。
3 結語
作為上海市重點課程建設的“材料科學基礎”正在我校材料學院相關專業范圍內進行教學實踐,在課程目標、課程體系和內容、實踐教學環節、教學手段和方法、考核方式改革等方面進行了探索實踐并取得了一定的成績。課程建設下一步的工作重點將放在網絡教學平臺建設上,以進一步提高教學效益和教學質量。教育教學改革是一項永無止境的事業,只有通過對學生培養的各個環節進行更具體的探索和調查研究,不斷地實踐以總結其中的經驗教訓,才能逐漸探索出一條適合于應用型本科材料專業人才培養的成功之路。
參考文獻
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關鍵詞:材料科學基礎 功能材料專業 教學改革
Teaching experience of material science foundation course for functional materials major
Bai Jing, Teng Fei, Huang Mingli, Luo Shaohua, Qi Jianquan
Northeastern university at Qinhuangdao branch, Qinhuangdao, 066004, China
Abstract: The materials science of the metallic materials, the inorganic non-metallic materials and the polymer materials has been combined for the functional materials major in our university, and added the latest research results to the traditional knowledge of fundamentals materials science to gain better teaching effect. In this paper, based on the idea of teaching reform, several important reforming measures have been discussed in detail for the teaching reform of the materials science foundation course, aimed at improving the teaching quality and teaching efficiency; enhance students' analytical ability and innovative ability.
Key words: material science foundation; functional materials major; teaching reform
21世紀,材料科學與工程技術是國家經濟建設的重要基礎和支撐之一。材料科學基礎是材料科學與工程類學科的一門專業基礎課程,這門課程既要密切聯系理論,又要為其他專業課程打下扎實的基礎[1]。通過材料科學基礎課程教學,學生能較好地了解材料的成分與組織結構,合成與制備,材料的性能及應用的基本知識,相互關系及其影響規律;對培養學生科學的思維方法、創新能力及運用基礎理論知識解決實際問題的能力作用巨大。高等教育專業設置變化和課程體系的改革以及材料科學技術的迅猛發展,對材料科學與工程類人才素質提出了新的要求,已從原來較單一的技術人才轉變為高素質、寬口徑的復合型人才,材料科學基礎課程教學中存在的問題也日益顯現。研究和探討課程體系的優化,兼顧金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料的共性和個性,對提高該課程教學效果,培養復合型人才具有十分重要的意義。
1 材料科學基礎教學改革的基本思路
材料科學基礎教學改革的基本思路是:以厚基礎、寬口徑、面向現代工程為前提,根據本校實際情況進行。2011年,我校應教育部要求開設功能材料新學科,而功能材料以所需知識領域寬、學科發展迅速區別于常規的結構材料學科。
(1)我校集合常年工作在金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料教學和科研一線的教師編寫了一本《材料科學基礎》(功能材料用)新教材,融入金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料的共性和個性知識,并結合經濟與科技的發展以及本校學科建設的進展,突出《材料科學基礎》理論的共性,書中尤其注意了不同種類材料之間知識的交叉和滲透。
(2)著重培養學生科學的思維方法和創新能力以及運用基礎理論解決實際問題的能力,即注重培養學生獲取知識、運用知識、創新知識的能力。功能材料領域材料科學發展非常迅速,課本的知識永遠落后于最新的科研成果,因而,能力的發展重于知識的傳授。
①我校對大學二年級的學生采用導師制培養方式,每位導師都有自己的專攻學術領域,而學生根據自己的興趣愛好可以自主選擇導師。在導師帶領下,學生開始進入實驗室,學習使用相關的實驗儀器設備以及最新的學科動態。學校方面,給予大學二年級和三年級的學生一定的實驗經費,通過創新實踐培養學生的科研興趣和自學能力。很多學生在教師的帶領下參加各種國家級、省級科技競賽,如全國大學生節能減排大賽和全國大學生挑戰杯科技競賽等,并多次獲得獎項。2013年我院81002班本科生張溪溪等人“利用提釩棄渣制備鋰離子電池正極材料LiFePO4及其電化學性能研究”,81002班侯瑞等人的“基于廢棄鋅錳干電池制備ZnMn2O4及其電化學性能研究”獲得2013年“力諾瑞特”杯第六屆全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽三等獎。
②為切實做到“強專業、重實踐”,我校采用3+1教學模式,即3年授課+1年畢業設計。在“3+1”模式的導向下,越來越多的學生在本科階段有了更為清晰的專業成長目標。充足的畢業設計時間,使大四本科生充分參與到指導教師的科研課題中,對本專業的前沿領域和基礎知識的實際應用有了深刻的了解,優秀大四學生能多次發表學術論文以及申請專利項目。例如,羅紹華(本校教師)、翟向樂(學生)、張雅倩(學生)、田勇(學生)、李輝(學生),申請的發明專利“硅酸錳鋰/納米氧化物復合正極材料及其制備方法”(專利號:ZL 2011 1 0109725.0)已獲國家知識產權局授權。
在教學過程中,適當安排部分章節讓學生自學。學生通過查找相關參考書籍,總結概括自學部分的知識要點,科研領域的名人軼事,材料領域發展中的重大里程碑進展等,然后分小組分析討論,提高學生的自學能力和對材料專業課的學習興趣。此外,在教學安排中,每年度安排兩次參觀。一次是參觀本校太陽能電池和鋰離子電池實驗室,一次是參觀磁性材料生產企業,讓學生可以理論聯系實際,運用理論知識解決實際問題。我們還通過加強實驗教學,提高學生的動手能力[2]。
2 將最新科研成果融入材料科學基礎課程講授中
在材料科學基礎課程備課過程中,注意融入最新的相關領域的科研成果。學生覺得所學知識非常新鮮和超前,能夠及時了解本學科的前沿動態,從而提升學習興趣,對傳統知識的理解亦會更為深刻。這種教學方法抓住了“90后”學生喜歡新鮮事物的特性,獲得了良好的教學效果。
圖1 強磁場對Fe-C二元合金相圖共析點的影響
例如:在講授Fe-C二元相圖時,加入了全國優秀百篇博士論文獲得者張宇東博士(東北大學畢業)關于10特斯拉強磁場對Fe-C相圖影響的內容[2]。強磁場的使用會使共析點向高溫高碳的方向移動(如圖1所示)。從而將課本中平衡相圖的局限打破,引入了外場對平衡相圖的影響。
另外,在講述固態相變―馬氏體轉變章節時,講授應用馬氏體相變過程中的體積效應可以實現溫控形狀記憶效應。在該部分,融入了最新的研究成果,說明由馬氏體相變引起的形狀記憶效應不僅可以由溫度場驅動,還可以由磁場驅動,由此產生一類新的智能材料被稱為磁控形狀記憶合金,它兼具大的磁場誘導應變(傳統的溫控形狀記憶合金)以及快速的響應頻率(壓電陶瓷和磁致伸縮材料),現已成為國際范圍內智能材料的研究熱點,從而補充和擴展了原有的知識體系。
3 合理運用板書與多媒體教學方式
材料科學基礎課程內容多且抽象性、理論性強,為了提高該課程的教學效果,應該采用有效的教學手段和教學方法。
傳統的板書教學是課堂教學的一種重要手段[3,4]。板書這種教學手段數百年來在教學發展史上起到了重要的作用,即使在科技高度發達的今天,也始終沒有退出歷史舞臺。但是單純使用板書教學的局限性也是顯而易見的,如信息容量小且板書內容不易保存,缺乏生動性和趣味性,學生很難保持持續的注意力,已不能完全滿足課堂教學的需求。
隨著社會的不斷進步和科學技術的迅速發展,多媒體教學已經啟動并迅速開展。與板書相比,多媒體教學有很多優點,能創造出一個有聲有色、圖文并茂的教學環境,把抽象的事物直觀化,把復雜的問題簡單化,為教師教學的順利實施提供形象的表達工具,從而可以激發學生的學習興趣。如將F-R位錯源、位錯掃過、位錯的多滑移和交滑移、熱聚合物拉伸變形、馬氏體的表面浮凸現象等由書本的平面教學轉為多媒體3D教學,使原來單調的課堂教學直觀生動、新奇有趣,易于學生理解和接受,激起學生的學習興趣。多媒體教學省去教師板書的時間,可以增加課堂信息量,提高課堂教學效率。
當然,也有教師指出過多使用多媒體手段的弊端,如教師備課不充分,多媒體教學要求教師制作課件,因而沒有充足的時間備課;有的教師自己不制作課件,使用其他教師的課件,不能把課本知識充分消化理解,把講課變成了“念課”,不利于學生學習能力、思維能力和創新能力的培養。而且一旦停電,講課教師便束手無策,影響正常上課秩序。因此,授課教師必須充分備課、認真備課,將課本知識深刻理解,并且充分了解學生的知識水平,將學生難于理解的知識點用通俗易懂的語言流利地表達出來。課堂教學時使用恰當的教學方式,利用板書和多媒體課件相結合的方式來授課。將理論知識和一些不易使用板書的教學內容用多媒體課件呈現;對于一些學生應重點掌握的知識點則使用板書的形式著重強調。將每堂課的知識點精心組織,恰當地設置問題進行啟發,并預見學生的回答。從而達到板書、多媒體與啟發式教學完美地結合,保證教學按照預期效果順利完成。
4 結束語
綜上所述,材料科學基礎是一門傳統的基礎課程,在建設創新型國家以及材料科學快速發展、本科教育向應用型方向轉變的背景之下,該課程的教學要求、目標、重點、手段都已發生了根本性的變化。緊跟現代材料科學發展的步伐,及時更新和充實材料科學的最新理論及應用成果,使課堂教學與實踐教學相結合,才能卓有成效地提高材料科學基礎課程的教學質量。
參考文獻
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[2] 張宇東.強磁場下鋼的擴散型相變的理論與實驗研究[D].沈陽:東北大學,2007.
[3] 范群成,徐彤,席生岐.研究型教學在“材料科學基礎”課程的實踐與思考[J].中國大學教學,2012(8):61-62.
關鍵詞:高分子課程;全英語課程;比較研究
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)06-0063-02
為適應我國加入WTO之后經濟全球化的新形勢,早在2001年教育部就明確要求“本科教育要創造條件使用英語等外語進行公共課和專業課教學”。相應地,在為上海“四個中心”建設培養具有國際競爭力人才的背景下,上海市教委從2009年開始了上海高校示范性全英語教學課程建設。上海理工大學材料科學與工程專業積極開展專業課程的全英文教學實踐[1],迄今為止已有9門課程入選該項目,其中包括筆者所負責的《高分子科學基礎》課程。
目前內已有一些對中外本科教學的比較研究,但對具體課程的比較研究還較少[2,3],特別是對我國全英語課程與國外相應課程的比較研究尚未見報道。為了提高我校全英語專業課程與世界一流大學專業課程接軌的程度,本文以我校材料科學與工程專業和英國曼徹斯特大學材料科學與工程專業為例,選擇有代表性的高分子課程,對中英兩國的教學內容、方法和評價手段等進行了訪談調研,獲得了一些認識和體會。
一、曼徹斯特大學高分子課程的特點
1.課程概況。曼徹斯特大學為英國老牌名校,擁有歐洲最大的材料學院。眾所周知,英國(蘇格蘭除外)大學本科學制為3年,該校材料科學與工程專業與高分子相關的課程名稱為《聚合物制備和表征》,是一門面向大三學生開設的必修課。該課程旨在使學生能夠理解重要的聚合方法和聚合物表征技術。
英國大學沒有統一的教材。該門課程推薦了如下幾種參考書:Polymer Chemistry:An Introduction”,MP Stevens,3rd Ed.,OUP,1999;Introduction to Polymers”,R.J. Young and P.A. Lovell,3rd Edition,CRC Press,2011,2nd Edition,CRC Press,1991;Principles of Polymerisation”,G. Odian,all editions;Polymers:Chemistry and Physics of Modern Materials”,J.M.G. Cowie,all editions;Organic Chemistry of Synthetic High Polymers”,R.W. Lenz,Interscience,1967。這些教材都是高分子領域的經典教材。
2.教學方法。英國大學在教學方法上比較靈活,有多種教學形式:包括授課(lectures)、實踐課程(practical classes & workshops)、小組輔導(group tutorials)、自主學習(independent study)等。具體課時安排為:授課22學時,實踐課6學時,小組輔導3學時,自主學習6時。
授課是本門課程的主要教學方式。教師用幻燈片等多種方式講解專業知識,講課的速度會較快。教師在課前一般會布置閱讀任務,并在課上就其中的問題進行討論,因此對學生來講,課前閱讀非常重要。高分子的制備與表征是一門實踐性較強的課程,因此這門課程安排了專門的實驗學時,學生需要單獨或以小組為單位完成指定的實驗,最后上交實驗報告。在英國高校的課程安排中,輔導課是一個重要的組成部分。小組輔導是教師對學生學習進程進行集中的指導,同學可以就課程上的問題與教師進行交流。此外,還安排了遠多于授課學時的自主學習課時。
3.評價手段和學習效果。該課程的評分為書面考試和書面作業(包含小論文)相結合,分別占70%和30%。課程評價中注重對“學習效果(learning outcomes)”的考查,這是一個從上世紀80年代就開始引入西方教育界的概念。就本課程而言包括以下四個方面:知識和理解、智力技能、實踐技能和可轉換技能(transferable skill)。具體而言,知識和理解包括:理解重要聚合方法的原理,聚合條件對聚合動力學和聚合物性能的影響,聚合物常用表征技術的原理,選擇適當的技術來制備和表征某一聚合物。智力技能包括:展現改進的邏輯推理和解決問題的能力,能確定制備具有某一性能的聚合物的條件和表征某一聚合物所需要的技術,能評估和解釋聚合物結構表征數據和熱分析數據。實踐技能包括:能在實驗室進行一個標準的聚合,能分析材料加工實驗的結果,能選擇適當的技術來解決聚合物表征中的問題。可轉換技能包括:能使用適當的方法來解決問題,評估結果,可靠并有效地交流結果和完成簡單的技術報告,等等。
二、上海理工大學高分子科學課程的特點
1.課程概況。《高分子科學基礎》全英語課程是為材料科學與工程專業三年級本科生所開設的專業選修課。這門課程的主要內容包括緒論、高分子的制備、高分子的結構與性能、高分子溶液、高分子的降解與環境等五個部分,涵蓋了高分子化學和物理的基本內容。本課程選用美國Joel R. Fried教授所編寫的Polymer Science and Technology(Prentice Hall,2014年第3版)作為主要教材,該教材為美國多所大學所采用。在課程建設項目的資助下,每個學生都能使用到英文原版教材。
2.教學方法。教學形式主要包括授課、學生陳述和答疑等。具體課時安排為:授課3時,學生陳述時,課外答疑48學時。學生陳述要求學生分別選擇一種高分子材料,用英文制作PPT來進行介紹。課外答疑是教師在公布的時間和地點解答學生的疑問。
3.評價手段。課程評分包括平時成績和期末成績,分別占30%和70%。平時成績包括出勤、課堂表現和課后作業評分,期末成績則包括學生陳述和小論文評分。
三、比較研究和啟示
1.在教學內容上,英方課程側重于高分子的制備和表征,實踐性較強;而我校課程則側重于高分子化學和物理知識,理論性較強。
2.在教學方法上,英方雖然也以授課為主,但突出了實踐課程和小組輔導,并要求學生花大量的時間進行自主學習;而我校的課程是一門純理論課程,教學方法相對單一,我校的答疑活動則類似于英方的小組輔導,但屬于課外活動,且不局限于單個的學生或小組。
3.在評價手段上,英方課程沒有基于考勤和課堂表現等的平時成績,而書面考試成績占總成績的大部分;在這一點上,我們的課程評價手段似乎需要調整,以小論文代替考試導致成績評定往往存在較多主觀因素,不利于全面考察學生對知識點的掌握程度。因此,在期末成績評定上,恢復書面考試似乎有必要。
通過上述對中英兩國高分子課程的對比,有如下幾點啟示:(1)教學內容上增加實踐教學環節;(2)在教學過程中增加分組討論環節;(3)改進課程評價手段,使書面考試占有一定的權重,并注重考查“學習效果”,特別是“可轉換技能”。
參考文獻:
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1)生物學、化學、物理學占據上海自然科學領域科技發展與學科建設的主導地位。
上海自然科學領域中生物學、化學、物理學分別名列前三位,占據上海自然科學領域學科發展的主導地位。排在后面的依次為信息與系統科學、地學、數學、天文學和力學。除生物學、化學、物理學三個學科科技發展的主成分得分為正外,其他五個學科科技發展的主成分得分均小于零,表明上海自然科學領域的多數學科的科技發展低于整體水平(見表1)。
表1 上海自然科學領域學科發展的綜合評價
投入
產出
綜合
排序
生物學
1.7461
0.98206
1.79619
1
化學
0.87113
1.18576
0.83031
2
物理學
0.81642
1.32005
0.76775
3
信息與系統科學 -0.41952 -0.77932 -0.37558 4
地學
-0.54201 -0.6447
-0.52783 5
數學
-0.71232 -0.20092 -0.7645
6
天文學
-0.88765 -1.14172 -0.84543 7
力學
-0.87214 -0.7212
-0.8809
8
2)上海自然科學領域的科技發展與學科建設在全國具有明顯優勢,但與北京差距明顯。
在自然科學學科中,上海除地學外,其他學科國際科技論文數均進入前三名,其中數學、力學、物理學、化學、天文學、生物學六個學科在大陸排名第二(僅次于北京),信息與系統科學國際科技論文數排在北京、湖南之后,名列第三(見表2)。雖然上海自然科學領域各學科國際科技論文數均位居前列,但與北京相比,差距明顯,特別值得注意的是除天文學外,上海其他學科國際科技論文數均不足北京的1/2。在國內科技論文方面,上海自然科學領域中的力學、物理學、化學、信息與系統科學、天文學和生物學有明顯優勢,數學與地學國內科技論文未能進入前三名(見表2)。特別值得注意的是除數學外,上海其他學科國內科技論文均不足北京的1/2。
表2 2001年自然科學領域各學科國際國內前三名地區
國際論文
國內論文
第一名 第二名 第三名 第一名 第二名 第三名
數學
北京 上海 江蘇
北京 江蘇 湖北
力學
北京 上海 陜西
北京 上海 陜西
信息與系統科學 北京 湖南 上海
北京 湖北 上海
物理學
北京 上海 江蘇
北京 上海 安徽
化學
北京 上海 江蘇
北京 上海 江蘇
天文學
北京 上海 江蘇
北京 江蘇 上海
地學
北京 湖北 江蘇
北京 江蘇 湖北
生物學
北京 上海 湖北
北京 廣東 上海
資料來源:2001年度中國科技論文統計與分析(年度研究報告),中國科學技術信息研究所,2002,23-24。
3)知識流動不足、系統失靈是制約上海自然科學領域科技發展與學科建設的瓶頸。
科技發展與學科建設的效率,就其實質而言,是新的知識在一個系統中創造、流動和利用的效率。它取決于諸創新要素的創新動力、能力和互相之間相互作用的效率。而決定創新要素的創新動力、能力和互相作用則取決于經濟科技制度的安排,政策體系的設計,基礎設施建設的水平和創新文化的氛圍。建設知識創新體系,提升學科建設與科技發展能力的關鍵是通過制度、政策和環境的作用,提高創新各要素的創新動力、能力和達到創新目標的要素間的互動。從本質上看,創新體系是由存在于企業、政府和學術界的關于科技發展方面的相互關系與交流所構成的。在這個系統中,相互之間的互動作用直接影響著創新的成效和整個經濟體系。創新體系的核心內容是科學技術知識的循環流轉。表3所示上海自然科學領域R&D項目按項目合作單位分組情況,2/3左右的項目為獨立完成,表明知識流動不足、系統失靈成為制約上海自然科學領域科技發展與學科建設的瓶頸,如何采取有效措施加速知識流轉、戰勝科技發展與學科建設中的系統失靈是上海自然科學領域知識創新體系建設面臨的長期任務。
表3 上海自然科學領域R&D項目按項目合作單位分組情況
項目數 項目參加人員全時當量 科學家和工程師 項目經費支出
與境外機構合作
114
343
275
5122
與國內高校合作
127
305
221
7258
與國內獨立研究院所合作
107
243
177
2526
與境內注冊外商獨資企業合作 38
127
118
2360
與境內注冊其他企業合作
915
2103
1895
25427
獨立完成
2545
4408
2707
32311
其他
26
124
102
1384
資料來源:上海市全社會R&D資源清查工作小組。上海市R&D清查數據匯編,2001,72。
2 上海工程與技術領域科技發展的學科結構與績效評價
1)學科在國內的比較優勢。
在工程與技術科學領域20個學科的國際科技論文排名中,北京包攬了20個學科的第一名,上海只有材料科學、冶金與金屬學、機械與儀表、動力與電氣、電子通訊與自動控制、計算技術、化工、土木建筑、交通運輸9個學科排名第二(僅次于北京),上海能源科學技術和環境工程兩個學科國際論文排名第三(見表4)。
表4 2001年工程與技術科學領域各學科國際國內前三名地區
國際論文
國內論文
第一名 第二名 第三名
第一名 第二名 第三名
工程與技術基礎學科 北京 河北 山西
北京 陜西 江蘇
測繪科學技術
北京 四川 陜西
北京 湖北 江蘇
材料科學
北京 上海 遼寧
北京 上海 陜西
礦山工程技術
北京 江蘇 湖南
北京 湖南 江蘇
冶金、金屬學
北京 上海 遼寧
北京 遼寧 上海
機械、儀表
北京 上海 陜西
北京 江蘇 陜西
動力與電氣
北京 上海 江蘇
北京 湖北 陜西
能源科學技術
北京 湖北 上海
北京 山東 黑龍江
核科學技術
北京 安徽 四川
北京 四川 甘肅
電子、通信與自動控制 北京 上海 陜西
北京 陜西 上海
計算技術
北京 上海 江蘇
北京 江蘇 上海
化工
北京 上海 湖北
北京 江蘇 上海
輕工、紡織
上海 北京 四川
北京 廣東 上海
食品
北京 江蘇 廣東
廣東 浙江 江蘇
土木建筑
北京 上海 江蘇
北京 上海 江蘇
水利
北京 湖北 江蘇
湖北 北京 江蘇
交通運輸
北京 上海 江蘇
北京 上海 湖南
航空航天
北京 陜西 黑龍江
北京 陜西 江蘇
環境
北京 江蘇 上海
北京 江蘇 上海
安全科學技術
北京 湖南 安徽
北京 湖南 江蘇
資料來源:2001年度中國科技論文統計與分析(年度研究報告),中國科學技術信息研究所,2002,23-24。
在工程與技術科學領域20個學科國內科技論文排名中,北京有18個學科排名第一,只有食品和水利分別由廣東和湖北名列第一,而上海只有9個學科進入前3名,其中材料科學、土木建筑、交通運輸3個學科名列第二,冶金與金屬學、電子通信與自動控制、計算技術、化工、輕工與紡織、環境工程名列第三(見表3)。
2)上海工程與技術科學領域科技發展與學科建設占主導地位的學科。
上海工程與技術科學領域中占據科技發展主導地位的8個學科依次是電子通信與自動控制、機械與儀表、航空航天、材料科學、化工、計算技術、動力與電氣、交通運輸。上海工程與技術科學領域科技發展最為薄弱的5個學科是測繪科學與技術、水利、礦山工程技術、安全科學技術和食品。特別值得注意的是2/3的學科科技發展的主成分得分小于零,表明上海工程與技術科學領域60%的學科科技發展低于平均水平(見表5)。
表5 上海工程與技術科學領域學科發展的綜合評價
投入
產出
綜合
排序
電子、通信與自動控制
2.93105
2.48946
2.96681 1
機械、儀表
1.38674
0.06872
1.29458 2
航空航天
1.16586
-0.81414 0.98384 3
材料科學
0.57576
1.29195
0.67626 4
化工
0.61197
0.94682
0.66216 5
計算技術
0.35117
1.86971
0.51358 6
動力與電氣
0.49477
0.42028
0.50252 7
交通運輸
0.45473
-0.19787 0.40005 8
土木建筑
-0.32659 0.6906
-0.23377 9
工程與技術基礎學科
-0.26822 -0.66067 -0.31811 10
冶金、金屬學
-0.46472 0.25968
-0.40773 11
輕工、紡織
-0.46716 -0.475
-0.47954 12
環境
-0.69617 -0.31043 -0.67619 13
核科學技術
-0.72349 -0.79265 -0.75082 14
能源科學技術
-0.79072 -0.50098 -0.78198 15
食品
-0.76882 -0.90066 -0.80184 16
安全科學技術
-0.81005 -0.84276 -0.83462 17
礦山工程技術
-0.8642
-0.85314 -0.88633 18
水利
-0.89218 -0.8347
-0.91028 19
測繪科學技術
-0.89975 -0.85423 -0.91858 20
3)上海工程技術領域科技論文產出與北京差距懸殊。
在工程與技術科學領域國際科技論文方面,上海排在前3名的11個學科中,除材料科學與土木建筑兩個學科外,冶金與金屬學、機械與儀表、動力與電氣、電子通信與自動控制、計算技術、化工、交通運輸、能源科學技術和環境工程9個學科的國際科技論文數均不足北京的1/2。
在工程與技術科學領域國內科技論文方面,上海進入前3名的9個學科,除材料科學、輕工與紡織兩個學科外,土木建筑、交通運輸、冶金與金屬學、電子通信與自動控制、計算技術、化工、環境工程等7個學科國內科技論文均不足北京的1/2。
4)加強產學研合作、戰勝系統失靈是上海工程技術領域科技發展與學科建設面臨的基本任務。
表6所示上海工程技術領域R&D項目按項目合作單位分組情況,70%左右的項目為獨立完成,表明知識流動不足、系統失靈成為制約上海工程技術領域科技發展與學科建設的瓶頸,如何采取有效措施加強產學研合作、戰勝系統失靈是上海工程技術領域科技發展與學科建設面臨的基本任務。
表6 上海市工程與技術科學領域R&D項目按項目合作單位分組情況
項目參加人
項目數 員全時當量 科學家和工程師 項目經費支出
與境外機構合作
201
3341
2169
74523
與國內高校合作
437
1762
1415
21865
與國內獨立研究院所合作
644
3021
1745
24587
與境內注冊外商獨資企業合作 94
854
608
19073
與境內注冊其他企業合作
1431
4551
3454
52744
獨立完成
6934
22836
15879
219665
其他
293
1592
1198
10703
資料來源:上海市全社會R&D資源清查工作小組。上海市R&D清查數據匯編,2001,75。
3 上海農業科學領域科技發展的學科結構與績效評價
1)農學和水產學占據上海農業科學領域中科技發展與學科建設的主導地位。
上海農業科學領域中占據科技發展主導地位的學科是農學和水產學,林學、畜牧與獸醫科學相對薄弱(見表7)。
表7 上海農業科學領域學科發展的綜合評價
投入
產出
綜合
排名
農學
1.21943
1.45978
1.26327
1
水產學
0.28854
-0.26992
0.2164
2
畜牧、獸醫科學 -0.3714
-0.38479
-0.37749 3
林學
-1.13657
-0.80507
-1.10218 4
2)上海農業科學領域各學科與國內先進地區有相當差距。
在農業科學領域4個學科國際科技論文排名中,北京的農學和林學、甘肅的畜牧獸醫、湖北的水產學國際科技論文排名第一,上海在農業科學領域各學科國際科技論文無一進入前3名(見表8)。在農業科學領域4個學科國內科技論文排名中,北京的農學、浙江的林學,江蘇的畜牧獸醫、山東的水產學國內科技論文排名第一,上海在農業科學領域各學科國內科技論文無一進入前3名(見表8)。無論是國際科技論文、還是國內科技論文,上海農業科學領域各學科與國內先進地區都有相當大的差距。
表8 2001年農業科學領域各學科國際國內科技前三名地區
國際論文
國內論文
第一名 第二名 第三名
第一名 第二名 第三名
農學
北京
浙江
江蘇
北京 江蘇 浙江
林學
北京
黑龍江 安徽、福建、 浙江 北京 福建
廣東、陜西
畜牧、獸醫科學 甘肅
云南
北京
江蘇 北京 甘肅
水產學
湖北
山東
廣東
山東 廣東 福建
資料來源:2001年度中國科技論文統計與分析(年度研究報告),中國科學技術信息研究所,2002,23-24。
4)知識流動不足是上海農業科學領域科技發展與學科建設相對薄弱的重要原因。
表9所示上海農業科學領域R&D項目按項目合作單位分組情況,64%的項目為獨立完成,表明知識流動不足是上海農業科學領域科技發展與學科建設相對薄弱的重要原因,如何采取有效措施加強產學研合作、戰勝系統失靈是加強上海農業科學領域科技發展與學科建設面臨的重要任務。
表9 上海農業科學領域R&D項目按項目合作單位分組情況
項目數 項目參加人員全時當量 科學家和工程師 項目經費支出
與境外機構合作
24
46
38
229
與國內高校合作
25
72
45
613
與國內獨立研究院所合作
48
86
68
442
與境內注冊外商獨資企業合作 2
5
4
18
與境內注冊其他企業合作
69
124
99
506
獨立完成
312
420
269
3716
其他
9
8
3
25
資料來源:上海市全社會R&D資源清查工作小組。上海市R&D清查數據匯編,2001,73。
4 上海醫藥科學領域科技發展的學科結構與績效評價
1)上海醫藥科學領域科技發展與學科建設在全國具有明顯優勢,但與北京仍有相當差距。
在醫藥科學領域6個學科國際科技論文排名中,北京的預防醫學、基礎醫學、臨床醫學、中醫學四個學科排名第一,上海的藥物學和特種醫學兩個學科排名第一。此外,上海的基礎醫學、臨床醫學排名第二,中醫學排名第三(見表10)。在醫藥科學領域國際科技論文方面,上海除藥物學和特種醫學外其他4個學科與北京均有一定的差距。
表10 2001年醫藥科學領域各學科國際國內前三名地區
國際論文
國內論文
第一名 第二名
第三名 第一名 第二名 第三名
預防醫學 北京 浙江、廣東
北京 廣東 上海
基礎醫學 北京
上海
廣東
北京 廣東 上海
藥物學
上海
北京
江蘇
北京 廣東 上海
臨床醫學 北京
上海
廣東
北京 廣東 上海
中醫學
北京
云南
上海、江蘇 北京 廣東 江蘇
特種醫學 上海
北京
廣東
北京 陜西 上海
資料來源:2001年度中國科技論文統計與分析(年度研究報告),中國科學技術信息研究所,2002,23-24。
國內科技論文排名中,北京包攬了6個學科國內科技論文的第一,上海除中醫學國內科技論文未進入前三名外,預防醫學、基礎醫學、藥物學、臨床醫學和特種醫學國內科技論文均排名全國第三(見表11)。在醫藥科學領域國內科技論文方面,上海6個學科與北京均有一定的差距,特別值得注意的是中醫學和特種醫學國內科技論文不足北京的1/2。
表11 上海醫藥科學領域學科發展的綜合評價
投入
產出
綜合
排名
臨床醫學
1.495
1.583
1.56579 1
藥學
0.89727
-0.15227 0.79183 2
基礎醫學
-0.33507 0.84777
-0.246
3
中醫學與中藥學
-0.21555 -0.8431
-0.27284 4
預防醫學與衛生學
-0.69136 -0.64275 -0.70052 5
軍事醫學與特種醫學 -1.1503
-0.79264 -1.13826 6
2)上海醫藥科學領域中占據科技發展主導地位的學科是臨床醫學和藥學。
上海醫藥科學領域中占據科技發展主導地位的學科是臨床醫學和藥學,中醫學與中藥學、基礎醫學、預防醫學與衛生學、軍事醫學與特種醫學科技發展相對薄弱。
3)知識流動不足是影響上海醫藥科學領域科技發展與學科建設的制約因素。
表12所示上海醫藥科學領域R&D項目按項目合作單位分組情況,85%的項目為獨立完成,表明知識流動不足是上海醫藥科學領域科技發展與學科建設相對薄弱的重要原因,如何采取有效措施加強產學研合作、戰勝系統失靈是加強上海醫藥科學領域科技發展與學科建設面臨的重要任務。
表12 上海醫藥科學領域R&D項目按項目合作單位分組情況
項目參加人
項目數 員全時當量 科學家和工程師 項目經費支出
與境外機構合作
37
124
114
7510
與國內高校合作
142
258
170
1607
與國內獨立研究院所合作
113
234
171
1921
與境內注冊外商獨資企業合作 6
10
7
119
與境內注冊其他企業合作
97
195
166
2343
獨立完成
3074
4857
3192
20038
其他
139
125
關鍵詞:教學改革;精品課程建設;材料科學基礎
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)08-0239-02
精品課程建設是高等學校教學質量與教學改革工程的重要組成部分。《材料科學基礎》課程是材料學科重要的專業基礎課,也是材料類專業本科生的必修課程,其基礎性強,適應面寬。適合“金屬材料工程”、“材料成型與控制工程”及相近專業學生的學習,是后續專業課如“金屬材料及熱處理”、“先進材料制備技術”等的理論基礎。通過精品課程的建設,在教學內容和課程體系的建設、現代化教學方法與教學手段的建設及實踐教學建設等方面進行了有益探索和實踐。
一、《材料科學基礎》課程教學體系的建立
《材料科學基礎》是進行材料科學研究的基礎理論,它將金屬、陶瓷、高分子材料等各種材料的微觀結構和宏觀結構規律建立在共同的理論基礎上,用于指導材料的研究、生產、應用和發展。按照我校“加強通識教育,拓寬學科基礎,凝練專業主干,靈活專業方向,強化實踐環節”的總體思路,以學生為中心,完善理論教學、實踐教學、素質拓展的“三位一體”培養體系,遵循教育教學基本規律,優化教學內容和課程體系,形成了適應學生個性發展、創業就業需要,符合培養目標和人才培養規格的新的課程教學體系。新的課程體系由理論教學模塊和實驗教學模塊兩部分組成。理論教學模塊將書本上的理論知識部分進行梳理、歸類,分為三個子模塊,并且三個子模塊之間相互聯系,保持《材料科學基礎》課程在內容上的連續性。第1章原子結構和鍵合、第2章固體結構和第3章晶體缺陷為模塊一,即材料結構模塊;第6章單組元相圖及純晶體的凝固、第7章二元系相圖及其合金的凝固和第8章三元相圖等為模塊二,即材料結構模塊;第4章固體中原子和分子的運動、第5章材料的形變和再結晶、第9章材料的亞穩態和第10章材料的功能特性等模塊三,即材料組織結構變化模塊。實驗教學模塊也分為三個子模塊,這三個子模塊在操作上具有遞進的關系。以新的課程體系為核心,重新修訂不同專業的教學大綱,并對授課計劃、教案、實驗等相關教學文件和資料進行規范和檢查。
二、《材料科學基礎》課程教學內容的優化
1.理論教學內容。根據新的課程教學體系,對《材料科學基礎》課程教學內容進行相應的調整和遴選,將材料發展前沿的新動向、新知識、新技術和新工藝及時補充到《材料科學基礎》課程教學內容中。按照學校的“三重一高”應用型人才培養新模式,培養專業基礎牢、技術水平好、實踐能力強、綜合素質高的高級應用型人才的要求,梳理、調整教學內容,優化課程結構。以金屬材料工程專業為例,《材料科學基礎》課程體系中,對于“材料的形變和再結晶”和“二元系相圖及其合金的凝固”部分課時增加,在前面各章內容的基礎上,增加一些綜合的訓練。相應地“材料的亞穩態和材料的功能特性”這部分內容與其他一些如“材料科學導論”等課程,在內容上有所重復,故課時相對減少。
2.實驗教學內容。對“材料科學基礎”課程來說,基本的實驗內容有:①金相顯微鏡的構造與使用;②金相試樣的制備;③鐵碳合金平衡組織的觀察;④材料的硬度試驗等,這些實驗都是驗證性的實驗。根據《材料科學基礎》新課程體系,將實驗教學劃分為三個子模塊即驗證性實驗、綜合性實驗和創新性實驗。所有的學生都能順利完成規定的驗證性實驗。在此基礎上,根據學生實際情況,通過開放實驗室,進行綜合實驗和創新實驗。
三、《材料科學基礎》課程教學方法和手段更新
1.理論教學。深入改革理論教學方法和手段,培養學生的學習興趣,為學生打下深厚、扎實的理論基礎,培養真正的“專業基礎牢、技術水平好、實踐能力強、綜合素質高”的高級應用型人才。①以CAI教案為主的教學手段。對傳統的教學思想觀念、教學方法和教學手段進行改革,采用現代信息技術的教學方法和手段,以CAI教案為主,黑板、模型相結合的教學手段,實現精品課程的資源共享。《材料科學基礎》課程概念術語多,相關學科多,死記硬背多。要求學生要掌握基礎理論和基本概念,要理論聯系實踐,學以致用。如講晶體結構時,學生在觀看模型的同時,通過CAI教案的動畫、視頻等三維空間演示,將枯燥的概念和術語變為直觀的、立體的畫面展現在學生面前,讓學生能清晰地了解晶體中各原子的排列情況,培養學生的興趣,激發他們對材料世界的好奇心和求知欲,在提高教師授課效率的同時,也提高了學生的學習效果。②基于項目的課堂教學方式。基于項目的課堂教學方式是集引導法、討論法、案例法于一體的教學方式。教師通過自身的科學研究項目,設計一些小項目,引導學生從科學研究成果中學習基本概念,增加學生的興趣,讓學生課外獨自或以小組的形式完成。學生在接下來的上課時間,通過主講或討論的形式,完成自己的項目任務。項目教學法讓陌生抽象的材料科學的基本概念和基本原理,成為學生日常的課堂語言,讓學生感覺《材料科學基礎》書本知識和實際應用的零距離。通過基于項目的教學方法,將死記硬背的一些枯燥無味的抽象概念變為探究、理解和解決問題的手段。采用項目教學,以某一材料的成分、組織和性能為案例,進行講解或討論,讓學生由被動學習變為主動學習,培養學生的獨立思考及解決問題的能力。
2.實驗教學。為培養學生的應用能力,對實驗教學方法進行改革和創新,開放綜合性和創新性實驗。根據學生的能力不同,部分學生在掌握一般的驗證性實驗的基礎上,能綜合該課程幾個基本試驗的主要內容,如“材料樣品制備、組織分析過程”或“材料樣品制備、組織分析過程和硬度測試”等,通過這樣的綜合實驗,能培養學生的綜合素質,讓學生能主動、自覺地參與學習過程,不但能全面理解和掌握教材的內容,而且能培養學生綜合分析問題、解決問題的能力。部分同學對材料科學興趣濃,動手能力強,還可以通過教師的科研項目、大學生創新項目等,進行創新性實驗,為學生的主動學習創造條件。
通過精品課程建設,學校的教風學風日益上升,教學質量明顯提高。許多教師攻讀了碩士/博士學位,積極開展教研教改活動。學校培養了兩名材料加工工程專業的博士,同時引進兩名博士。2010年的湖南省教育廳教研課題“地方工科院校材料成型及控制工程專業創新人才培養的研究與實踐”,2011年湖南省教學改革研究項目“地方本科院校教學質量監督保障體系的研究與實踐”等。學生也積極參加學校各項課外活動。如2008級邵錦鐘等同學獲2010年全國大學生數學建模競賽獲三等獎,2009級于琴等同學獲2011年全國大學生數學建模競賽獲一等獎;又如邵錦鐘同學成功申報2011年度湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目“機械零件仿生非光滑表面耐磨性能的有限元模擬”,課題組公開發表相關論文兩篇。從2011年起,材料成型和金屬材料專業的許多同學都考上碩士研究生,例如中南大學(王藝淋)、湖南大學(謝配儒)、華南理工大學(程銳)、重慶大學(吳明放)、廈門大學(戴拖)、東南大學(張望成)、北京科技大學(尹志中)等。但是,圍繞“三重一高”應用型人才培養新模式,培養專業基礎牢、技術水平好、實踐能力強、綜合素質高的高級應用型人才是一個長期而艱苦的過程,教師隊伍需要調整,實驗教學還要不斷加強,以促進《材料科學基礎》精品課程建設不斷完善,教學改革不斷深入。
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16年前,金展鵬突發疾病致癱,但他以病軀堅守崗位,培養了一大批學術精英,創造了中國科技界的奇跡。
無私奉獻為祖國
金展鵬是中南大學材料科學與工程學院的教授、博士生導師,主攻相圖學。1979年,他得到改革開放后的首批出國留學機會,赴瑞典皇家學院做訪問研究。
在留學期間,金展鵬潛心鉆研,將傳統材料科學與現代信息學糅合,首創了三元電子擴散偶――電子探針微區成分分析方法,實現了用一個試樣測定出三元相圖整個等溫截面。而在此之前,德國科學家必須用52個試樣才能達到同樣目的。這一方法,轟動了國際相圖界,被譽為“金氏相圖測定法”。
盡管國外科研機構極力挽留,金展鵬仍堅持回國,組建了自己的相圖室,取得了多項重大研究成果。聲名鵲起的金展鵬,被國際上業界同行譽為“中國金”。從他團隊走出來的“金家軍”,大多成為國際相圖界的高端人才。
“每次開國際相圖大會,只要是黑頭發黃皮膚的人,就會有人主動走來問,你是從‘中國金’那里來的嗎?”學生鄭峰說。
正當金展鵬意氣風發地走向事業巔峰之際,不幸發生了。1998年,因嚴重的頸椎病,他全身癱瘓,僅脖子以上部分可以動彈。
除了腦袋能思維,金展鵬吃飯要人喂,衣服要人穿,看書要人翻。然而,這樣一位重度殘疾者,卻以非凡的毅力跟命運做著不屈的抗爭。
在輪椅上教書育人、潛心科研16年,金展鵬完成了1項國家863、3項自然科學基金和1項國際合作項目;培養了20多位博士和碩士;撰寫了17份關于中國材料科學發展戰略的建議書。2003年,金展鵬成為中國科學院院士。
16年來,究竟是什么力量在支撐著這位高位截癱的老人,能克服巨大的生理病痛繼續奉獻?“因為,我活著對國家還有用。”金展鵬這樣回答。
一世情深系桃李
16年來,每天10時到12時、16時到18時,金展鵬的夫人胡元英都會推著輪椅,送他到學校相圖室,風雨無阻。
“冬天特別冷,夏天特別曬,可金老師天天準時來。有一回下大雨,師母推他走進相圖室的時候,鞋子都濕透了。”金展鵬的工作助手蔡格梅說,“他的心里滿滿地裝著學生。”
高位截癱、青光眼、高血壓……金展鵬的身體狀況讓人擔心,但他總顯得平靜而堅強。
蔡格梅說:“有時在工作過程中突然感到身體不適,金老師就在沙發上躺一躺。他總是自己扛著,讓人心疼。”
當輪椅上的這位老者神采飛揚地馳騁在他的精神殿堂時,或許正經歷著常人難以想象的肉體痛苦。
“學生是他的止痛藥。”胡元英告訴記者,病床上的老伴常被病痛折磨,但只要學生帶著論文來和他探討,“他就立馬忘了疼”。
鄭峰是中南大學材料科學與工程學院的教授,30多年前,金展鵬是他的畢業論文指導老師,這讓他們結下了如同父子一樣的深情。在國外留學時,每年春節鄭峰都會收到金老師寄來的賀卡,還有相圖室發表的論文清單。“金老師就像一根風箏線,無論我們飛得多高,他都牽著我們。”
“我有點小成就,首先向金老師報喜,遇到困難,首先向金老師求助,就連我檢索日語資料所用的詞典,都是金老師從長沙寄到美國去的。”鄭峰記得,電話里每次問及老師身體,金老師總說“馬馬虎虎”。
2003年,鄭峰回國看望恩師時,才發現電話里侃侃而談的老師已癱瘓5年多。“我們通過無數次電話,金老師卻只字未提自己的病情。”
學生劉華山記得,由于經常加班錯過飯點,金老師多次叫他到家里吃飯。“師母做的‘芋頭扣肉’,我們每次想起來還覺得有家的味道。”
惟愿后浪推前浪
金展鵬培養的50多名弟子,分布在17個國家,活躍在材料科學的國際前沿,“美國相圖專業委員會有27名成員,其中6名華裔中的4名是金老師的學生。”鄭峰說。
每當有學生選擇從海外學成歸國,他比誰都高興。“中國是他們的根,有他們的家,我相信學成之后他們都會回來的。”金展鵬告訴記者,“成績大小不重要,只要能盡自己的力量為國家作貢獻,就很好。”
“長江學者”杜勇是2003年回國的,“一想起金老師在輪椅上還指導學生搞科研,我就覺得,沒有理由不把在國外學到的東西傳授給下一代。”
“金老師總會千方百計為學生提供一切可能的深造機會。”劉華山記得,畢業留校后,他得到去日本做博士后的機會。但當時正是金展鵬病倒住院時,實驗室人手極少,劉華山猶豫了。“我還扛得住”“困難是暫時的”“眼光放遠點”,金展鵬一再鼓勵劉華山赴日留學。因為感念師恩,兩年后劉華山如期歸國。
“評為院士之后,總有很多企業、學校開價不菲邀請他去當顧問、客座教授。對這種掛名式的兼職,金老師總是拒絕,因為他覺得自己‘幫不了什么忙’。”劉華山說。
[關鍵詞]材料科學與工程專業 實踐教學質量 監控途徑
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)01-0031-02
高等學校的根本任務之一就是要培養具有扎實理論基礎和良好實驗技能的學生,提高學生實踐動手能力是完成上述任務的重要途徑。[1] [2] [3] [4] [5]準確把握實驗教學的現狀,找出其薄弱環節,并進行相應的改進,加強教學環節的訓練,是提高實踐教學質量的方法。近年來,我們圍繞材料科學與工程專業實踐教學質量的監控進行了一系列探索。
一、實踐教學是高素質人才培養的重要途徑
培養全面發展的高素質人才既包括理論知識的學習,又包括實踐技能的提升。“沒有實踐的理論是空洞的理論,沒有理論的實踐是盲目的實踐”。要運用所學的知識去解決實際問題,從而進一步獲得知識,甚至創造知識。在整個學習過程中,理論學習和實踐技能的提高密不可分,要綜合、全面地發展。
二、教學方式的多樣性
湖南大學材料學科的歷史可追溯到20世紀初開辦的礦科、窯科和機械科,而材料科學與工程學院則成立于2000年底,具有“老學科,新學院”的特點。學院現有材料科學與工程和材料成型與控制兩個本科專業。材料科學與工程專業是國家級特色專業。其實踐教學環節主要有兩部分,即培養計劃中的課程實驗及實驗課程。課程實驗隸屬于核心課程,隨課程開出實驗課、課程設計等教學內容;實驗課程則是指單獨開設的,主要以創新性、設計性及綜合性為特色的實驗教學課程。此外,還有未列入培養計劃的實踐教學環節,如大學生創新實驗計劃、學科競賽和社會實踐活動等。
三、監控實踐教學質量的途徑
要提高實踐教學效果,除了設計實踐教學體系外,還要有與之相配套的實驗教學監控途徑。這個過程既是對學生實踐過程的檢查督促,也是實踐教學指導的重要內容。與通過實踐教學進行人才培養一樣,實踐教學過程與質量的監控方式同樣具有多種形式。實踐教學的監控,既是對學生學習狀況的掌握,也是對實踐教學過程的了解,是一種實踐教學質量保證的重要手段。在監控過程中,要以教師為主導,以學生為主體,充分發揮師生的教學積極性。下面就我們所采取的監控途徑進行逐一說明。
(一)結果監控
結果監控,也就是成績監控,是教學質量在實踐教學環節中的綜合表現,是一個具體的成績。學院十分重視學生的成績,但也不唯成績論英雄。學院目的是要培養既有較好的學習成績,又有實踐動手能力的學生。
從2012年開始,學院組織了全院本科生參加的金相大賽,并在此基礎上選拔成績優秀的學生參加全國性的比賽。2013年選拔的3名學生在第二屆全國金相大賽中獲得特等獎、一等獎和二等獎,學院還獲得團隊優勝獎。除此之外,學院還組織學生參加各種不同級別的大學生英語競賽、物理競賽、數學競賽、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、“道達爾”高校環保科技創意設計大賽、“挑戰杯”湖南省大學生課外學術科技作品競賽、長沙市大學生科技創新創業大賽等,都取得了不錯的成績。2014年3月,學院在第五屆全國大學生數學競賽決賽中更是獲得一等獎的好成績。這充分表明,通過鍛煉,學生已具有良好的實踐能力。
(二)過程監控
經過多年的實踐,作為工科專業的任課教師都深知實踐教學的重要性,更加注重學生實踐動手能力的培養。學院各級機構和實驗中心也為各位教師提供了良好的條件,讓教師將更多的精力投入到實踐教學中去。
核心課程所屬的課程實驗,任課教師都會準備詳細的教學日歷,對每次實驗內容進行規定,不會隨意減少實驗內容。在教學過程中,教師不會因為是課程實驗而降低教學要求,反而更加注重實踐教學的特點,每隔一定時間就對實驗內容進行更新和補充。
實驗課程和課程設計是提高學生實踐動手能力的重要環節,為了讓每個學生都意識到其重要性,并提前做好準備,教師將學生實驗內容的預習情況納入考核,每次上課前,任課教師都會對預習情況進行提問,并做好記錄,作為預習部分的成績。在教學過程中,教師還會對學生在實驗中的具體表現情況進行記錄,確保每個學生都經歷了真正的實驗環節鍛煉,而不是僅僅得到一個最終的總成績。
實習環節的監控相當重要。不論是認識實習、生產實習,還是畢業實習,帶隊教師都制訂了明確的實習目的和計劃安排。實習開始前,教師都會把實習單位的相關資料發給學生,讓學生提前掌握實習的基本情況,通過查閱資料,帶著問題去實習。對于時間較長的生產和畢業實習,學生以頂崗實習或跟班勞動的方式,深入生產一線,掌握現有的生產流程。從具體的操作中,獲得真正的工程體驗,發現問題并積極思考。期間,還通過向實習單位有關人員了解學生的實習表現等情況。在實習過程中,每位學生都要做好實習記錄、實習鑒定,書寫實習感想和心得,最后參加學院組織的實習答辯。同時匯總學生在實習期間的表現,給學生一個客觀、公正的實習成績。
畢業論文(設計)則是學生動手能力的集中培養,其分散性更強。除了指導教師的評價外,學院和學校還加強了過程監督,在畢業論文環節開始前,指導教師確定的選題經學院審核通過后下達任務書,學生在教師的指導下根據任務書查閱資料、撰寫開題報告、開展實驗工作。在學期的中間,學院還組織中期檢查,對學生前階段的實驗工作進行檢查,督促后續的實驗工作。畢業論文答辯環節,則要求學生將實驗所取得的結果形成規范的論文,給學生創造展示自己的平臺,讓每個學生都走到講臺前講述自己的工作,并接受教師和同學的提問。
通過過程監控的實施,學生在每個實踐環節都得到鍛煉,提高了發現問題、分析問題和解決問題的能力,實踐動手能力得到明顯的改善。
(三)學科競賽監控
學院積極組織學生參加各級各類學科競賽,全面啟動了大學生科技創新計劃,鼓勵結合專業特點,跨學科、跨專業參加校內外各類學科競賽,豐富了學生的課外科技活動,增強了學生實踐創新能力。
為了增強學生的實踐動手能力,學院從2012年開始,就在全院范圍內組織金相大賽。2013年學院第二屆金相大賽就有51人積極報名參賽,經過競賽評比,有4人獲一等獎、11人獲二等獎。然后,學院在暑假期間,安排有關教師帶領獲獎的15位同學進行集中訓練,再選拔成績優秀的同學參加全國性的學科競賽。通過實踐教學的鍛煉,學生的實踐能力得到了顯著提高。現在,全院已形成通過參加學科競賽來拓寬視野、提高自己的氛圍。學生通過實踐教學,基本技能得到鍛煉和提高,通過參加學科競賽有了展示自己的機會。在證實自己后,他們會更加珍惜后續的實踐環節的學習,這樣就形成了良好的循環。
(四)畢業后工作監控
大學教育培養的是能適應未來工作環境的人才,無論畢業后是直接就業,還是繼續深造,在未來實際工作環境中的能力和表現才是衡量大學教育的試金石。為了更好地了解學生在校期間實踐教學質量的好壞,推動后續的教學改革,我們定期向用人單位或就讀學校了解學生的情況。分析原來實踐教學過程中存在的不足之處,從而對實踐教學提出具體的改進意見,以促進實踐教學向著更好的方向進行改革。
調查發現,近年來,繼續攻讀碩士、博士的學生,在學習、論文的實驗過程中,大多數都能迅速適應要求,開展實驗工作。有的順利完成碩士學位,有的由于學業優秀,直接或提前攻讀博士學位,還有的獲得國家資助成為公派出國研究生,前往荷蘭、加拿大、美國等知名大學攻讀博士學位。2013年有6名同學獲得湖南大學博士研究生校長獎學金、8位碩士生獲得國家獎學金。很多走上工作崗位的學生,經過鍛煉,紛紛成為所在單位的技術核心,有的還走上了領導崗位。目前,這些做法不僅讓我們掌握了實踐教學過程的優劣,還很好地推動了實踐教學的進步。
四、結論
為了更好地提高實踐教學質量,我們將原有的成績監控拓寬到過程監控、學科競賽監控和畢業后工作監控等。通過近幾年的探索,這些措施已在我院材料科學與工程專業取得良好的效果。希望這些監控途徑對于其他理工科專業也有一定的借鑒作用。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 卿大詠,魯紅升,張太亮.加強實踐教學,提高應用化學專業教學質量[J].化學高等教育,2010(6):61-63.
[2] 趙偉強,魏佩敏,林春梅.工科實踐教學質量監控體系的構建[J].紹興文理學院學報,2013(8):109-113.
[3] 李靜,郁漢琪,殷埝生.構建高校實踐教學質量監控體系的初步探討[J].中國電力教育,2010(28):130-131.
關鍵詞:創新能力;學術交流平臺;多層次
中圖分類號:G643 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)03-0171-02
一、研究生學術交流平臺的現狀及存在問題
目前,國內大部分研究生的創新能力明顯不足,主要體現為四個簡單:簡單移植、簡單揭示表面現象、簡單延伸及簡單推理,發達國家研究生教育的成功和他們對研究生學術交流的重視是分不開的。當前,高校舉辦的一些專業學術講座通常是門可羅雀,甚至部分研究生是“被安排”參加,講座后的提問交流環節無人響應是常有之事。究其原因,主要有三點:首先,在“填鴨式”傳統教學模式的影響下,由于我國工科研究生習慣于被動地接受教師灌輸的知識,自身的“想”和“問”的能力欠缺。其次,由于很多研究生沒有意識到學術的相融相通及知識結構完整的重要性,對和自己研究方向不同的講座或是討論,缺乏興趣,認為參與其中是浪費時間。最后,學校方面缺乏系統的學術交流平臺,部分學術活動流于形式化,使研究生教育仍存在一定的盲點。
目前國內開展研究生學術交流活動較好的是一些“985”和發達地區的“211”高校。例如,北京航空航天大學構建出普及型的校內學術交流平臺,研討式、實踐式和訪學式學術交流模式;北京科技大學從學術活動的層級性、模塊選擇及整體規劃三個方面,構建研究生學術交流平臺。普通高等高校甚至欠發達地區“211”高校的研究生學術交流活動,開展得均不太理想。
二、提升創新能力的研究生學術交流平臺思路
在總結學院學術交流經驗的基礎上,構建學術交流活動模式應突出創新理念,鼓勵創新思維,以學校材料科學與工程學院現有材料學、材料物理化學和材料工程三個碩士點研究生為對象,依據培養現代科技發展創新人才為前提,主旨是激發學術靈感,啟迪創新思維,達到增強交流協作能力、培養科學精神的目標。
1.把學術交流納入研究生培養計劃,構建所有研究生均可以自主交流、導師能深度參與、跨專業師生能夠共同研討的普及型的院內及不同學院的學術交流平臺。
2.構建把國內外高水平學者“請進來”,學校與學校(如學院學生到四川大學做課題)、學校與科研院所(學院學生到北京航空材料研究院做課題)合作培養,及研究生“走出去”到國內外著名大學訪學交流的共同研討平臺,拓寬研究生學術視野,開闊思路,啟迪創新思維。
3.構建讓研究生投入與學校和方大特鋼科技有限公司合作的江西省“材料科學與工程”研究生創新教育基地及其他實踐基地中鍛煉科技實踐能力的拓展型的校外學術交流模式。
三、提升創新能力的多層次學術交流平臺的主要模式探索
1.課題組定期進行學術交流活動。導師或課題組之間定期開展學術研討,就學科的最新問題或難點進行討論。定期舉行課題進展情況交流會,要求每個學生輪流在會上做報告,報告自己最近的研究進展情況和所遇到的問題,除教師提問外,要求在場學生針對報告進行提問,集思廣益,最大限度地提高學生的思維能力。由課題組自發舉辦的小型交流會或學術論壇形式相對輕松,有利于培養學生善于思考、敢于發言的能力,營造濃厚的創新研究學術氛圍。學院課題組均會定期舉行學術交流活動,這也是學院研究生比學校其他學院研究生在和論文評審方面較好的重要原因。
2.通過研究生科研創新項目申報、結題答辯機制,建立研究生之間、研究生與專家之間的學術交流長效機制。學院研究生之間應建立學術交流長效機制。研究生院每年均會給學院下達研究生創新基金申報指標,由學院自行推薦。以往學院在推薦時采取抽取專家通過閱讀申請書投票決定推薦項目,這種情況下,專家往往難以掌握學生對該項目的理解,出現學生上交的申請書是導師撰寫或學生從導師課題申報書上抄過來的情況,難以選擇有創新的課題和有創新思維能力的學生。建立學院研究生科研創新項目申報、結題答辯機制,可以避免這種現象,答辯和結題時要求該年級研究生均須到場,專家提問,根據學生回答情況現場打分,既公平、公正、公開,又能讓專家了解學生對項目的理解,鍛煉創新思維能力。更重要的一點是,通過現場答辯的方式,鼓勵研究生相互學習,相互借鑒,相互競爭,相互激勵,也鼓勵不同學科的研究生組成團隊,聯合申報。
3.建立參加研究生論壇激勵措施,促進相互交流。以前研究生論壇報名的學生很少,經常要學院和導師指定學生參加。現在,除在研究生論壇設置獎勵外,也把參加研究生論壇作為研究生國家獎學金評定的重要依據,把參加研究生論壇與各類評先、評優掛鉤,極大地激發研究生參加研究生論壇的積極性。
在研究生論壇實施過程中,來自不同年級的學生進行口頭報告,緊密結合學術研究領域及當前研究熱點問題,為與會者呈現一場場精彩紛呈的學術報告。在評委點評和現場觀眾提問環節,大家你來我往,不斷碰撞出新的思想火花。論壇的舉辦,進一步活躍學院的學術氛圍,促進不同研究方向的交融,極大地提高學生的學術表達能力,激發廣大研究生的研究和創新熱情,對學院學術交流平臺的建設工作起到良好的促進作用。
4.開設博士論壇,提升研究生從事科研的創新能力。學院每兩周舉辦青年教師博士論壇,由學院具有博士學位的教師對研究生做講座,內容既可以是教師最新科研成果,也可以是學科前沿知識介紹。博士論壇旨在通過主題演講帶動討論,通過討論促進主題深化,形成良好互動,凝練具有學科前沿性意義的課題,標準在于“新”、“嚴”、“和”,即“新”,要勇于創新,不斷探索;“嚴”,是要科學嚴謹;“和”要團結協作,和衷共濟。
博士論壇的一個非常重要的目的是讓大家通過這個平臺分享各自的研究成果,促進課題組之間、學科之間的交流,讓研究生能有新的收獲和啟發,從而更加努力地投入研究領域中去。研究生能從博士論壇中獲取知識,加深對科研工作的認識和理解,樹立更加明確的發展目標,制訂更為詳盡的學習研究計劃。博士論壇還可以為研究生營造濃厚的團隊學術氛圍,提高研究生課題組的凝聚力。
5.建立不同學院之間的學術交流平臺,開闊研究生的學術視野。學院層面舉辦的學術講座往往受學科限制,規模較小,可聯合航空制造工程等學院一起建立學術交流平臺,采用講座和學術論壇等形式,渲染學術交流氛圍,豐富學術交流方式。
6.建立校際間的學術交流和信息溝通平臺。由于理工類院校和綜合類院校具有不同的學術特色,各學科存在一定的差異,因此,在研究生的教學過程中,有必要建立校際間的學術信息溝通平臺,將各學校優秀學術講座信息予以(如與南昌大學材料學院建立講座信息機制),這有利于研究生接收更多的學術信息。通過與北京航空材料研究院、四川大學、南昌大學等科研院所和高校聯合指導、互派研究生、短期訪問、聯合申請項目等形式,鼓勵校際之間不同學科的研究生進行科研交流,尋找學科交叉、科研協作的切入點,聯合開展創新項目,提高科研創新能力。
7.建立校企間的交流合作平臺。學院通過學校與方大特鋼科技有限公司合作的江西省“材料科學與工程”研究生創新教育基地以及其他拓展型企業合作,共建研究生教育創新人才聯合培養基地,既可以使學院的教學科研領域得以全面拓展,為學院和企業創造一個知識共享的環境,又能發揮學院人才和學科集中的優勢,幫助解決企業在生產經營中亟需解決的技術難,構建新的校企科研合作平臺。
對工科研究生來說,創新能力在以后的工作中具有很重要的作用,但創新能力僅僅依靠課本學習是遠遠不夠的,除了培養理論知識創新外,尤其應加強他們在工程實踐的動手能力。研究生教育創新人才聯合培養基地,可以更好地避免這一弊端,如在對研究生學習、科研、論文撰寫、專業實踐及就業創業等方面,尤其是在研究生論文選題上,可以提供可靠的項目支持和豐富的課題來源,為高層次人才的培養和成長創造良好的環境和條件。除此之外,在研究生教育創新人才聯合培養基地,研究生可以參與企業相關技術難題的討論,由企業技術骨干給研究生上課,通過科研、教育、生產不同社會分工在功能與資源優勢上的協同與集成化,真正落實“產學研”一體化。
[關鍵詞]開放存取期刊 質量 學科差異 動態變化
[分類號]G255.2
1 引言
隨著OA期刊數量不斷增多,所覆蓋學科領域和分布地域不斷擴大以及語言種類的不斷豐富,OA期刊對學術交流系統產生了相當積極的影響。正如美國科學公共圖書館發展與戰略聯盟高級顧問Helen Doyle在“科學信息開放獲取戰略與政策國際研討會”上所說的那樣,“不同的主體從開放獲取中獲益不同。作者可以使自己的成果得到盡可能多的讀者利用,從而提高了其學術影響力;讀者可以免費利用全部的科學文獻;出版者可以最廣泛地傳播其出版的期刊文章;經費資助機構可以產生最大的投資影響;大學可以提高其學術成果的顯示度”。近年來OA期刊已經被多種國際上著名的檢索工具收錄,如潘琳研究發現,2006年2月20日烏利希國際期刊指南收錄的1996種OA期刊中被國際著名的檢索工具SCI、SSCI、A&HCI、EI、ISR(Index to Scientific Reviews)和BIOSIS Previews收錄的數量分別是161種、70種、14種、47種、104種、208種。另外OA期刊的影響因子平均百分位數從2002年的39.77%升高到2004年的43.07%。Lawrence S研究發現,計算機科學期刊中OA論文被引頻次是非OA論文的2.6倍,Hajjem C、Gingras Y等對生物學、商業、心理學和社會學的OA期刊研究發現,OA論文的被引用優勢((OA-非OA)/非OA)在25%到250%之間,Brody T等人對物理學領域的期刊研究發現,OA論文與非OA論文的引用影響率(OA/非OA)在233%到557%之間。
可見,國內外學者非常關注OA期刊的質量和學術影響力,并認為OA出版模式有助于提高期刊/論文的顯示度和引文率。然而OA期刊的質量是否存在學科差異,OA模式對OA期刊的質量是否持續影響等問題,有待進一步研究。為此,本文采用平均影響因子、平均即年指數、平均IF百分位數和平均Imlnd百分位數等指標,對2001―2005年9個學科領域596種OA期刊進行了統計分析,從而科學、客觀地評價OA期刊質量的學科差異及其動態變化。
2 材料與方法
2.1 OA期刊的收集
首先從開放存期期刊目錄(DOAJ)、海威爾出版社(High Wire Press)、科技在線圖書館(SeiE―LO)、科學公共圖書館(PLoS)、PubMed中心(PMC)、生物醫學中心(BMC)、日本電子科學技術信息集成系統(J-STAGE)、免費醫學期刊網站(FMJS)等國際上較為著名的OA期刊數據庫/網站收集OA期刊及其相關資料。經過去重后,共收集了3953種OA期刊。
2.2 引文數據及期刊免費訪問模式等數據的收集
將收集的3953種OA期刊與JCR中的期刊進行比較,從中抽出被SCIE(Scientific Citation Index Ex―pand)2001-2005年版收錄的OA期刊596種及其相關數據,包括刊名、ISSN、期刊出版所用語種、期刊所屬學科類別、被引頻次、影響因子、即年指數、引文半衰期等數據。
2.3 評價指標
平均影響因子是某學科領域和某一年度期刊的影響因子之和與某學科領域和某一年度期刊數的比值。平均影響因子越大,某學科領域和某一年度的期刊的學術影響力越大,學術質量也越高。
平均即年指數是某學科領域和某一年度期刊的即年指數之和與某學科領域和某一年度期刊數的比值。該指標反映某學科領域和某一年度期刊發文當年平均被引用的頻率,可衡量某學科領域和某一年度期刊被引用的程度。
平均被引頻次是某學科領域和某一年度期刊的被引頻次之和與某學科領域和某一年度期刊數的比值。該指標可以測度某學科領域和某一年度期刊的學術影響力,反映其在學術界的顯示水平以及在科學交流中的地位和作用。
百分位數(Percentile)是2004年McVeigh M.E.和James T.對ISI引文數據庫收錄OA期刊的影響因子和即年指數進行分析時提出的一種新的評價期刊學術影響力的指標。計算方法如下:百分位數=[1-期刊在對應類目的排名/該類目的期刊總數]*100。按照影響因子或者即年指數大小排序時排列在對應學科類目較前面的期刊,其百分位數就較大,其學術影響力也較大。第99位是一個學科類目中最高位的期刊,即該刊在該學科類目下的影響力最高。
3 結果與分析
3.1 OA期刊與非OA期刊質量的學科差異分析
為了從學科的角度對OA期刊的學術質量進行分析,本文參照《中國圖書館圖書分類法》(第四版)和馬景娣對ISI引文數據庫收錄OA期刊分類方法,把SCIE中168個學科收錄的OA期刊分為九個大類,分別是醫學、生命科學、工程與技術、農業與食品科學、化學化工與材料科學、地理與環境科學、物理與天文學、數學與統計、人文與社會科學。然后利用2005年的JCR中的數據,計算各學科收錄的OA期刊數、百分比以及平均影響因子和平均即年指數,結果如表1所示:
從期刊數量及其比例來看:各學科OA期刊分布不均。醫學類的OA期刊數量和比例都是最大的,數量為338種,占13.13%;其次是生命科學,數量為177種,占10.59%;OA期刊數量最少的是人文和社會科學,僅20種,OA期刊比例最小的是工程和技術,僅占2.89%。究其原因是:①SCIE收錄各學科的期刊數量不等,醫學以及生命科學的期刊最多,其他類的期刊則相對較少;②醫學以及生命科學都是發展非常迅速的學科,OA運動蓬勃發展,該領域創辦了大量的OA期刊,或者把傳統出版模式轉變為OA出版模式。
從OA期刊的平均影響因子和平均即年指數來看,醫學、生命科學、數學與統計學三個學科OA期刊的平均影響因子和平均即年指數均顯著高于非OA期刊,這表明,醫學、生命科學、數學與統計學三個學科OA期刊的質量及學術影響力超過非OA期刊。而在化學化工與材料科學、地理與環境科學、物理與天文學三個學科的OA期刊的平均影響因子和即年指數則明顯低于非OA期刊,這說明這三個學科的OA期刊的質量及學術影響力次于非OA期刊。工程與技術、農業與食品科學、人文與社會科學三個學科下的OA期刊與非OA期刊的影響因子和即年指數相差不大,表明這三個
學科的OA期刊和非OA期刊的質量相差不大。結果表明,OA期刊的質量和學術影響力存在學科差異。
3.2 OA期刊質量學科差異的百分位數分析
為了進一步比較各學科OA期刊的質量,把各學科類目中收錄的期刊按照影響因子和即年指數所得的排序結果轉換成百分位數排序,然后計算各學科平均IF百分位數和平均ImInd百分位數,結果如表2所示:
從表2中可以看出:
各學科平均IF百分位數從41.39到64.17(中位數是:58.46,總平均IF百分位數是61.72),平均ImInd百分位數從46.79到66.24(中位數為:62.71,總平均Imlnd百分位數是64.19)。因此,從總體而言,OA期刊的質量處于中等偏上水平,但是對具體學科而言,卻存在較大差異。如醫學、生命科學、數學與統計學、人文與社會科學的OA期刊的平均IF百分位數和ImInd百分位數均在第60位以上,物理與天文學、地理與環境科學、化學化工與材料科學三個學科的平均IF百分位數排列在第50位以下,工程與技術和農業與食品科學三個學科的OA期刊的IF百分位數都排列在第50位以上。
平均ImInd百分位數均大于平均IF百分位數,兩者差值從1.31到7.46(中位數為2.24,平均值為3.57)。這充分證實了OA出版模式有助于提高期刊/論文的顯示度和引文率,加快科學成果交流的速度。主要原因是OA期刊(主要是完全OA期刊)一出版或者待出版時就免費提供給讀者,而傳統期刊只有期刊出版以后讀者才能利用,并且還有支付昂貴的訂閱費。
3.3 OA期刊質量的動態分析
為了研究OA期刊的學術質量的動態變化,本文采用平均IF、平均ImInd、平均年載文量、平均引文頻次4個指標對OA期刊于非OA期刊進行動態分析(結果見表3)。
從表3可以看出2001-2005年間OA期刊在平均IF、平均ImInd、平均年載文量、平均被引頻次4個指標均明顯優于非OA期刊,并且這4個指標值均逐年穩步增長。這表明OA期刊的質量和學術影響力逐年提高,并越來越多被科研人員所接受,已成為科研人員進行學術交流的重要工具。
為了進一步揭示OA期刊質量的動態變化,本文從醫學、生命科學、工程與技術、農業與食品科學、化學化工與材料科學、地理與環境科學、物理與天文學、數學與統計、人文與社會科學9個不同學科中各抽取一種影響因子最高的OA期刊,然后對它們的影響因子、即年指數進行動態分析,結果如表4所示。
從表4中可以看出:在2001―2005年間9個不同學科類目下的9種OA期刊除GENEDEV外,其他8種期刊的影響因子和即年指數都呈現較穩定的增長態勢。其中增長最快的是CA-CANCER J CLIN,影響因子從35.93增長到49.79,其影響影子在有些年份甚至超過了Nature、Science等著名期刊,即年指數也從10.11增長到21.30,COLD BULL和BIOINFORMATICS兩種期刊的影響因子和即年指數均有較大的增長。但是也有部分期刊的影響因子處于下滑趨勢,如GENEDEV2001年到2005年其影響因子從20.88下滑到15.61。從個案揭示了絕大多數OA期刊的質量和學術影響力日益增強。
4 結語
醫學、生命科學、數學與統計學三個學科OA期刊的平均影響因子和即年指數均顯著高于非OA期刊;化學化工與材料科學、地理與環境科學、物理與天文學三個學科OA期刊的平均影響因子和即年指數則明顯低于非OA期刊;工程與技術、農業與食品科學、人文與社會科學三個學科OA期刊與非OA期刊的影響因子和即年指數相差不大。因此,各學科OA期刊的分布不均,OA期刊的質量存在學科差異。