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【论文关键词】课程建设 教学改革 材料科学基础
【论文摘要】本文根据上海工程技术大学材料科学与工程专业教学培养目标的特点,从课程体系与内容,教学理念,教学方法及手段,实践教学环节改革,考核评价方式,师资队伍建设等方面讨论了“材料科学基础”课程教改中的一些热点问题及教改实践。根据我校培养优秀工程师的办学定位,结合材料学科的发展方向,初步建立了居于“基础适度、口径宽广、应用为先”标准的“材料科学基础”课程的新教学体系,从中取得了一些较好的教改效果和经验。
上海工程技术大学是一所以培养优秀工程师为主要目标的教学型大学。根据我校的办学定位和特色,作为材料科学与工程学科重要基础课程之一,“材料科学基础”有必要在加强基础、拓宽专业知识面和加强实践训练等方面进行课程改革。
1 课程的性质
材料科学是一门揭示研究固体材料性质规律、设计及控制材料性能的科学,其目的在于揭示材料的结构与性能之间的基本关系。研究表明,材料结构是决定材料性能的核心要素,而材料的显微结构与材料的加工过程有密切的关系。因此,材料科学也需要研究材料在各种过程中的行为,这些过程包括加热过程、冷却过程、反应过程、界面过程、扩散过程、相变过程等。
“材料科学基础”是材料科学与工程学科的主干基础课程和核心课程,是材料科学与工程学科人才的基本知识和基本能力的重要组成部分,是本学科专业人才的整体知识结构、能力结构、素质结构的重要基石。根据我校的教学培养目标,本门课程的教学实践必须着眼于培养未来的材料工程师,紧贴上海市发展先进制造业的需求,结合本校材料科学重点学科的发展方向,在进行材料科学基础理论和基本技术教育的基础上,侧重进行材料开发应用、材料改性和材料加工的工程教育。
2 课程教学的改革实践
“材料科学基础”课程建设和课程教学改革的指导思想是根据专业发展规划,主动适应上海经济、科技与社会的发展对材料学科专业人才知识结构和实践能力的要求,强调理论与实践结合,在宽专业知识面上对学生进行综合素质的提高,培养既掌握材料科学与工程基本原理,又通晓材料制备与加工、组成与结构、性能与应用等系统知识的宽专业人才。作为材料学科最为基础和重要的平台课程,“材料科学基础”在学科知识构建中起着“基石”的作用,其教学内容的设定、宽度和深度决定着学生培养中关于材料学知识的基础深度和知识面的广泛程度,并影响着后续课程的展开、实施及教学效果。本着“基础适度、口径宽广、应用为先”的教学原则,我们对课程教学目标、课程体系和内容、实践教学环节、教学方法和手段、考核评估等方面进行了教学改革的实践。
2.1 课程教学目标
作为应用型本科材料专业的基础课程,“材料科学基础”课程的教学目标具有多重指向性。一方面,应打下材料科学与工程领域的基本理论基础,为学习材料专业其他知识做准备,同时也为部分学生进一步深造做准备,为此要根据不同学生的情况,有区别地加以培养;其次,要注重培养学生运用基础理论分析和解决实际问题的思路和能力,掌握材料科学与工程学科的思维方法,为今后自学材料领域的相关知识打下良好的基础;最后,根据社会经济的发展需求,强调学生对材料科技进展与人类文明及经济发展关系的认知,能从价值工程的角度研发、选择和应用材料,从环境保护和可持续发展角度评价使用材料。
2.2 课程体系和内容
在课程体系上,贯彻“基础适度、口径宽广、应用为先”的课程体系改革原则,在保持金属材料为主的专业特色的基础上,全面介绍了金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料的共性与个性特点,在材料科学理论模型的介绍上尽量拓展其适用的材料范围,如晶体结构,位错模型,界面结构模型等。教学内容的取舍以“精、宽、新、用”为原则,从材料科学与工程的基本原理出发,以固体材料结构为重点,从微观、宏观、物质内部、表面与界面、静态及动态过程等不同层面角度,阐述固体材料结构、结构缺陷及变化规律,以及固态材料的相平衡、相图、扩散、相变等,在材料应用方面,结合材料科学的理论内容,介绍相关的新材料、新工艺,如纳米材料、功能材料的最新进展,使学生对材料组成与物质结构的内在联系、材料结构与性能间关系有系统的理解和掌握,为今后相关专业课程的学习打下扎实的宽专业口径的理论知识基础。
2.3 实践教学环节
在加强实践的教学改革中,采取实验教学课程建设与学院平台实验室建设相结合的方式,推进课程实践教学的全面提高。材料科学基础的实践教学环节分为两个部分,一是课内实验,现配置了16 学时的实验课,二是单列了一门“材料科学综合实验”课程,时间安排为连续的3周。针对课程教学目标和教学内容改革的要求,重新讨论制定了课内实验内容,加大综合性实验的比重,如金属塑性变形与再结晶综合实验、金相分析综合实验等,编写了新的实验教学指导书。课内实验以学生材料学基础技能训练为目标,如金相试样的制备、金相组织观察、材料塑性变形过程组织变化的特征,强调对不同材料显微结构基本特征的掌握。材料科学基础综合实验课程的主要目的是通过一个完整的实验过程,包括明确实验目的、设计实验过程、实施实验和分析实验结果,培养学生材料科学与工程的基本素养,提高实验动手能力和分析、解决问题的能力,进一步巩固对材料科学基础核心内容,即“材料结构决定材料性能、材料加工过程与材料结构密切相关”的认知。课内实验和综合实验内容互为补充、相益得彰,取得了新教学培养模式的良好的教学效果。
2.4 教学手段和教学方法
在课堂教学和课内实验教学实践中,充分利用多媒体教学手段,自编CAI 多媒体课件,在有限的学时内最大限度的发挥多媒体教学的应用效果。一些实验室目前难以实现而对学生的学识教育较为重要的内容也通过多媒体形式使学生有一个较为直观的认识。与此同时,还对教学方法进行了相应的改进,授课力求重点突出、逻辑清晰,强调教学互动,提倡师生间平等讨论,倡导探索性和研究性的学习方法,达到理论融会贯通的目的。
2.5 考核方式
在课程建设过程中我们对课程的考核方式也进行了深入的讨论,大家认为合理的考核评价制度应该以提高学生的综合素质为主要目标,为此有必要改进传统的闭卷考试形式,避免“一考定终身”的方法。对此我们正在探索一种更为全面均衡的考核方法。具体考虑为将平时作业、实验报告、小论文、随堂考试和期末考试相结合的方式。重视对平时学习过程和阶段学习效果的评价,将上课听讲与课堂交流、作业习题解答的独特性及完成质量列入考评,鼓励学生自主学习、创新学习,鼓励学生发表有自洽性合理性的不同见解。在阶段学习后,设计一些随堂考试卷,随堂考试允许学生参考课堂笔记和教材,但每个学生必须独立完成试卷,重点考查学生对基础知识的应用能力,检验学生分析解决问题的能力。将实验报告作为独立考查的重要部分,注重培养学生独立完成实验并撰写规范的实验报告的能力,检验与评价学生的动手能力和创新思维能力。适当调低期末考试在学生学业成绩中的权重,例如由原来的70%降低到50%或更低,试卷内容要充分体现教学大纲的基本要求,重点考查学生的临场应变能力,对基本知识的掌握、熟练和提炼的程度。
2.6 师资队伍建设
课程建设主要依靠教师推动。近年来,我们以全面提高教师队伍素质为中心,以培养优秀年轻骨干教师为重点,在职教师再培训和引进高素质人才并重,着眼于学科可持续发展的需求,建设一支结构优化、素质良好、富有活力、具有创新能力的高水平的教师队伍,取得了很大成效。教师队伍的科研和工程实践能力有了极大的提升,在“材料科学基础”教学团队中,有校学科带头人、上海市曙光学者、校青年学术骨干等,科研及学科建设的成果反哺教学的结果,促进了学生科研实践能力的提高和材料工程意识的形成。教师团队通过公开课观摩学习,加强教学法研究,极大地提升了教师整体的业务水平和教学效果。
3 结语
作为上海市重点课程建设的“材料科学基础”正在我校材料学院相关专业范围内进行教学实践,在课程目标、课程体系和内容、实践教学环节、教学手段和方法、考核方式改革等方面进行了探索实践并取得了一定的成绩。课程建设下一步的工作重点将放在网络教学平台建设上,以进一步提高教学效益和教学质量。教育教学改革是一项永无止境的事业,只有通过对学生培养的各个环节进行更具体的探索和调查研究,不断地实践以总结其中的经验教训,才能逐渐探索出一条适合于应用型本科材料专业人才培养的成功之路。
参考文献
[1]师昌绪.跨世纪材料科学技术的若干热点问题[J].自然科学进展,1999,(1):1-12.
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[3]郭齐勇.大学的教育理念与目标[J].中国大学教学,2002,10:18-20.
关键词:材料科学基础 功能材料专业 教学改革
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世纪,材料科学与工程技术是国家经济建设的重要基础和支撑之一。材料科学基础是材料科学与工程类学科的一门专业基础课程,这门课程既要密切联系理论,又要为其他专业课程打下扎实的基础[1]。通过材料科学基础课程教学,学生能较好地了解材料的成分与组织结构,合成与制备,材料的性能及应用的基本知识,相互关系及其影响规律;对培养学生科学的思维方法、创新能力及运用基础理论知识解决实际问题的能力作用巨大。高等教育专业设置变化和课程体系的改革以及材料科学技术的迅猛发展,对材料科学与工程类人才素质提出了新的要求,已从原来较单一的技术人才转变为高素质、宽口径的复合型人才,材料科学基础课程教学中存在的问题也日益显现。研究和探讨课程体系的优化,兼顾金属材料、无机非金属材料和高分子材料的共性和个性,对提高该课程教学效果,培养复合型人才具有十分重要的意义。
1 材料科学基础教学改革的基本思路
材料科学基础教学改革的基本思路是:以厚基础、宽口径、面向现代工程为前提,根据本校实际情况进行。2011年,我校应教育部要求开设功能材料新学科,而功能材料以所需知识领域宽、学科发展迅速区别于常规的结构材料学科。
(1)我校集合常年工作在金属材料、无机非金属材料和高分子材料教学和科研一线的教师编写了一本《材料科学基础》(功能材料用)新教材,融入金属材料、无机非金属材料和高分子材料的共性和个性知识,并结合经济与科技的发展以及本校学科建设的进展,突出《材料科学基础》理论的共性,书中尤其注意了不同种类材料之间知识的交叉和渗透。
(2)着重培养学生科学的思维方法和创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力,即注重培养学生获取知识、运用知识、创新知识的能力。功能材料领域材料科学发展非常迅速,课本的知识永远落后于最新的科研成果,因而,能力的发展重于知识的传授。
①我校对大学二年级的学生采用导师制培养方式,每位导师都有自己的专攻学术领域,而学生根据自己的兴趣爱好可以自主选择导师。在导师带领下,学生开始进入实验室,学习使用相关的实验仪器设备以及最新的学科动态。学校方面,给予大学二年级和三年级的学生一定的实验经费,通过创新实践培养学生的科研兴趣和自学能力。很多学生在教师的带领下参加各种国家级、省级科技竞赛,如全国大学生节能减排大赛和全国大学生挑战杯科技竞赛等,并多次获得奖项。2013年我院81002班本科生张溪溪等人“利用提钒弃渣制备锂离子电池正极材料LiFePO4及其电化学性能研究”,81002班侯瑞等人的“基于废弃锌锰干电池制备ZnMn2O4及其电化学性能研究”获得2013年“力诺瑞特”杯第六届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛三等奖。
②为切实做到“强专业、重实践”,我校采用3+1教学模式,即3年授课+1年毕业设计。在“3+1”模式的导向下,越来越多的学生在本科阶段有了更为清晰的专业成长目标。充足的毕业设计时间,使大四本科生充分参与到指导教师的科研课题中,对本专业的前沿领域和基础知识的实际应用有了深刻的了解,优秀大四学生能多次发表学术论文以及申请专利项目。例如,罗绍华(本校教师)、翟向乐(学生)、张雅倩(学生)、田勇(学生)、李辉(学生),申请的发明专利“硅酸锰锂/纳米氧化物复合正极材料及其制备方法”(专利号:ZL 2011 1 0109725.0)已获国家知识产权局授权。
在教学过程中,适当安排部分章节让学生自学。学生通过查找相关参考书籍,总结概括自学部分的知识要点,科研领域的名人轶事,材料领域发展中的重大里程碑进展等,然后分小组分析讨论,提高学生的自学能力和对材料专业课的学习兴趣。此外,在教学安排中,每年度安排两次参观。一次是参观本校太阳能电池和锂离子电池实验室,一次是参观磁性材料生产企业,让学生可以理论联系实际,运用理论知识解决实际问题。我们还通过加强实验教学,提高学生的动手能力[2]。
2 将最新科研成果融入材料科学基础课程讲授中
在材料科学基础课程备课过程中,注意融入最新的相关领域的科研成果。学生觉得所学知识非常新鲜和超前,能够及时了解本学科的前沿动态,从而提升学习兴趣,对传统知识的理解亦会更为深刻。这种教学方法抓住了“90后”学生喜欢新鲜事物的特性,获得了良好的教学效果。
图1 强磁场对Fe-C二元合金相图共析点的影响
例如:在讲授Fe-C二元相图时,加入了全国优秀百篇博士论文获得者张宇东博士(东北大学毕业)关于10特斯拉强磁场对Fe-C相图影响的内容[2]。强磁场的使用会使共析点向高温高碳的方向移动(如图1所示)。从而将课本中平衡相图的局限打破,引入了外场对平衡相图的影响。
另外,在讲述固态相变―马氏体转变章节时,讲授应用马氏体相变过程中的体积效应可以实现温控形状记忆效应。在该部分,融入了最新的研究成果,说明由马氏体相变引起的形状记忆效应不仅可以由温度场驱动,还可以由磁场驱动,由此产生一类新的智能材料被称为磁控形状记忆合金,它兼具大的磁场诱导应变(传统的温控形状记忆合金)以及快速的响应频率(压电陶瓷和磁致伸缩材料),现已成为国际范围内智能材料的研究热点,从而补充和扩展了原有的知识体系。
3 合理运用板书与多媒体教学方式
材料科学基础课程内容多且抽象性、理论性强,为了提高该课程的教学效果,应该采用有效的教学手段和教学方法。
传统的板书教学是课堂教学的一种重要手段[3,4]。板书这种教学手段数百年来在教学发展史上起到了重要的作用,即使在科技高度发达的今天,也始终没有退出历史舞台。但是单纯使用板书教学的局限性也是显而易见的,如信息容量小且板书内容不易保存,缺乏生动性和趣味性,学生很难保持持续的注意力,已不能完全满足课堂教学的需求。
随着社会的不断进步和科学技术的迅速发展,多媒体教学已经启动并迅速开展。与板书相比,多媒体教学有很多优点,能创造出一个有声有色、图文并茂的教学环境,把抽象的事物直观化,把复杂的问题简单化,为教师教学的顺利实施提供形象的表达工具,从而可以激发学生的学习兴趣。如将F-R位错源、位错扫过、位错的多滑移和交滑移、热聚合物拉伸变形、马氏体的表面浮凸现象等由书本的平面教学转为多媒体3D教学,使原来单调的课堂教学直观生动、新奇有趣,易于学生理解和接受,激起学生的学习兴趣。多媒体教学省去教师板书的时间,可以增加课堂信息量,提高课堂教学效率。
当然,也有教师指出过多使用多媒体手段的弊端,如教师备课不充分,多媒体教学要求教师制作课件,因而没有充足的时间备课;有的教师自己不制作课件,使用其他教师的课件,不能把课本知识充分消化理解,把讲课变成了“念课”,不利于学生学习能力、思维能力和创新能力的培养。而且一旦停电,讲课教师便束手无策,影响正常上课秩序。因此,授课教师必须充分备课、认真备课,将课本知识深刻理解,并且充分了解学生的知识水平,将学生难于理解的知识点用通俗易懂的语言流利地表达出来。课堂教学时使用恰当的教学方式,利用板书和多媒体课件相结合的方式来授课。将理论知识和一些不易使用板书的教学内容用多媒体课件呈现;对于一些学生应重点掌握的知识点则使用板书的形式着重强调。将每堂课的知识点精心组织,恰当地设置问题进行启发,并预见学生的回答。从而达到板书、多媒体与启发式教学完美地结合,保证教学按照预期效果顺利完成。
4 结束语
综上所述,材料科学基础是一门传统的基础课程,在建设创新型国家以及材料科学快速发展、本科教育向应用型方向转变的背景之下,该课程的教学要求、目标、重点、手段都已发生了根本性的变化。紧跟现代材料科学发展的步伐,及时更新和充实材料科学的最新理论及应用成果,使课堂教学与实践教学相结合,才能卓有成效地提高材料科学基础课程的教学质量。
参考文献
[1] 周细应,李培耀,童建华.《材料科学基础》教学改革的实践探讨[J].上海工程技术大学教育研究,2005(2):1-3.
[2] 张宇东.强磁场下钢的扩散型相变的理论与实验研究[D].沈阳:东北大学,2007.
[3] 范群成,徐彤,席生岐.研究型教学在“材料科学基础”课程的实践与思考[J].中国大学教学,2012(8):61-62.
关键词:高分子课程;全英语课程;比较研究
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)06-0063-02
为适应我国加入WTO之后经济全球化的新形势,早在2001年教育部就明确要求“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”。相应地,在为上海“四个中心”建设培养具有国际竞争力人才的背景下,上海市教委从2009年开始了上海高校示范性全英语教学课程建设。上海理工大学材料科学与工程专业积极开展专业课程的全英文教学实践[1],迄今为止已有9门课程入选该项目,其中包括笔者所负责的《高分子科学基础》课程。
目前内已有一些对中外本科教学的比较研究,但对具体课程的比较研究还较少[2,3],特别是对我国全英语课程与国外相应课程的比较研究尚未见报道。为了提高我校全英语专业课程与世界一流大学专业课程接轨的程度,本文以我校材料科学与工程专业和英国曼彻斯特大学材料科学与工程专业为例,选择有代表性的高分子课程,对中英两国的教学内容、方法和评价手段等进行了访谈调研,获得了一些认识和体会。
一、曼彻斯特大学高分子课程的特点
1.课程概况。曼彻斯特大学为英国老牌名校,拥有欧洲最大的材料学院。众所周知,英国(苏格兰除外)大学本科学制为3年,该校材料科学与工程专业与高分子相关的课程名称为《聚合物制备和表征》,是一门面向大三学生开设的必修课。该课程旨在使学生能够理解重要的聚合方法和聚合物表征技术。
英国大学没有统一的教材。该门课程推荐了如下几种参考书: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。这些教材都是高分子领域的经典教材。
2.教学方法。英国大学在教学方法上比较灵活,有多种教学形式:包括授课(lectures)、实践课程(practical classes & workshops)、小组辅导(group tutorials)、自主学习(independent study)等。具体课时安排为:授课22学时,实践课6学时,小组辅导3学时,自主学习6时。
授课是本门课程的主要教学方式。教师用幻灯片等多种方式讲解专业知识,讲课的速度会较快。教师在课前一般会布置阅读任务,并在课上就其中的问题进行讨论,因此对学生来讲,课前阅读非常重要。高分子的制备与表征是一门实践性较强的课程,因此这门课程安排了专门的实验学时,学生需要单独或以小组为单位完成指定的实验,最后上交实验报告。在英国高校的课程安排中,辅导课是一个重要的组成部分。小组辅导是教师对学生学习进程进行集中的指导,同学可以就课程上的问题与教师进行交流。此外,还安排了远多于授课学时的自主学习课时。
3.评价手段和学习效果。该课程的评分为书面考试和书面作业(包含小论文)相结合,分别占70%和30%。课程评价中注重对“学习效果(learning outcomes)”的考查,这是一个从上世纪80年代就开始引入西方教育界的概念。就本课程而言包括以下四个方面:知识和理解、智力技能、实践技能和可转换技能(transferable skill)。具体而言,知识和理解包括:理解重要聚合方法的原理,聚合条件对聚合动力学和聚合物性能的影响,聚合物常用表征技术的原理,选择适当的技术来制备和表征某一聚合物。智力技能包括:展现改进的逻辑推理和解决问题的能力,能确定制备具有某一性能的聚合物的条件和表征某一聚合物所需要的技术,能评估和解释聚合物结构表征数据和热分析数据。实践技能包括:能在实验室进行一个标准的聚合,能分析材料加工实验的结果,能选择适当的技术来解决聚合物表征中的问题。可转换技能包括:能使用适当的方法来解决问题,评估结果,可靠并有效地交流结果和完成简单的技术报告,等等。
二、上海理工大学高分子科学课程的特点
1.课程概况。《高分子科学基础》全英语课程是为材料科学与工程专业三年级本科生所开设的专业选修课。这门课程的主要内容包括绪论、高分子的制备、高分子的结构与性能、高分子溶液、高分子的降解与环境等五个部分,涵盖了高分子化学和物理的基本内容。本课程选用美国Joel R. Fried教授所编写的Polymer Science and Technology(Prentice Hall,2014年第3版)作为主要教材,该教材为美国多所大学所采用。在课程建设项目的资助下,每个学生都能使用到英文原版教材。
2.教学方法。教学形式主要包括授课、学生陈述和答疑等。具体课时安排为:授课3时,学生陈述时,课外答疑48学时。学生陈述要求学生分别选择一种高分子材料,用英文制作PPT来进行介绍。课外答疑是教师在公布的时间和地点解答学生的疑问。
3.评价手段。课程评分包括平时成绩和期末成绩,分别占30%和70%。平时成绩包括出勤、课堂表现和课后作业评分,期末成绩则包括学生陈述和小论文评分。
三、比较研究和启示
1.在教学内容上,英方课程侧重于高分子的制备和表征,实践性较强;而我校课程则侧重于高分子化学和物理知识,理论性较强。
2.在教学方法上,英方虽然也以授课为主,但突出了实践课程和小组辅导,并要求学生花大量的时间进行自主学习;而我校的课程是一门纯理论课程,教学方法相对单一,我校的答疑活动则类似于英方的小组辅导,但属于课外活动,且不局限于单个的学生或小组。
3.在评价手段上,英方课程没有基于考勤和课堂表现等的平时成绩,而书面考试成绩占总成绩的大部分;在这一点上,我们的课程评价手段似乎需要调整,以小论文代替考试导致成绩评定往往存在较多主观因素,不利于全面考察学生对知识点的掌握程度。因此,在期末成绩评定上,恢复书面考试似乎有必要。
通过上述对中英两国高分子课程的对比,有如下几点启示:(1)教学内容上增加实践教学环节;(2)在教学过程中增加分组讨论环节;(3)改进课程评价手段,使书面考试占有一定的权重,并注重考查“学习效果”,特别是“可转换技能”。
参考文献:
[1]钱微.材料科学与工程全英语教学专业核心课程群构建与实践[J].上海理工大学学报(社会科学版),2012,34(4):320-324.
1)生物学、化学、物理学占据上海自然科学领域科技发展与学科建设的主导地位。
上海自然科学领域中生物学、化学、物理学分别名列前三位,占据上海自然科学领域学科发展的主导地位。排在后面的依次为信息与系统科学、地学、数学、天文学和力学。除生物学、化学、物理学三个学科科技发展的主成分得分为正外,其他五个学科科技发展的主成分得分均小于零,表明上海自然科学领域的多数学科的科技发展低于整体水平(见表1)。
表1 上海自然科学领域学科发展的综合评价
投入
产出
综合
排序
生物学
1.7461
0.98206
1.79619
1
化学
0.87113
1.18576
0.83031
2
物理学
0.81642
1.32005
0.76775
3
信息与系统科学 -0.41952 -0.77932 -0.37558 4
地学
-0.54201 -0.6447
-0.52783 5
数学
-0.71232 -0.20092 -0.7645
6
天文学
-0.88765 -1.14172 -0.84543 7
力学
-0.87214 -0.7212
-0.8809
8
2)上海自然科学领域的科技发展与学科建设在全国具有明显优势,但与北京差距明显。
在自然科学学科中,上海除地学外,其他学科国际科技论文数均进入前三名,其中数学、力学、物理学、化学、天文学、生物学六个学科在大陆排名第二(仅次于北京),信息与系统科学国际科技论文数排在北京、湖南之后,名列第三(见表2)。虽然上海自然科学领域各学科国际科技论文数均位居前列,但与北京相比,差距明显,特别值得注意的是除天文学外,上海其他学科国际科技论文数均不足北京的1/2。在国内科技论文方面,上海自然科学领域中的力学、物理学、化学、信息与系统科学、天文学和生物学有明显优势,数学与地学国内科技论文未能进入前三名(见表2)。特别值得注意的是除数学外,上海其他学科国内科技论文均不足北京的1/2。
表2 2001年自然科学领域各学科国际国内前三名地区
国际论文
国内论文
第一名 第二名 第三名 第一名 第二名 第三名
数学
北京 上海 江苏
北京 江苏 湖北
力学
北京 上海 陕西
北京 上海 陕西
信息与系统科学 北京 湖南 上海
北京 湖北 上海
物理学
北京 上海 江苏
北京 上海 安徽
化学
北京 上海 江苏
北京 上海 江苏
天文学
北京 上海 江苏
北京 江苏 上海
地学
北京 湖北 江苏
北京 江苏 湖北
生物学
北京 上海 湖北
北京 广东 上海
资料来源:2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告),中国科学技术信息研究所,2002,23-24。
3)知识流动不足、系统失灵是制约上海自然科学领域科技发展与学科建设的瓶颈。
科技发展与学科建设的效率,就其实质而言,是新的知识在一个系统中创造、流动和利用的效率。它取决于诸创新要素的创新动力、能力和互相之间相互作用的效率。而决定创新要素的创新动力、能力和互相作用则取决于经济科技制度的安排,政策体系的设计,基础设施建设的水平和创新文化的氛围。建设知识创新体系,提升学科建设与科技发展能力的关键是通过制度、政策和环境的作用,提高创新各要素的创新动力、能力和达到创新目标的要素间的互动。从本质上看,创新体系是由存在于企业、政府和学术界的关于科技发展方面的相互关系与交流所构成的。在这个系统中,相互之间的互动作用直接影响着创新的成效和整个经济体系。创新体系的核心内容是科学技术知识的循环流转。表3所示上海自然科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况,2/3左右的项目为独立完成,表明知识流动不足、系统失灵成为制约上海自然科学领域科技发展与学科建设的瓶颈,如何采取有效措施加速知识流转、战胜科技发展与学科建设中的系统失灵是上海自然科学领域知识创新体系建设面临的长期任务。
表3 上海自然科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况
项目数 项目参加人员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出
与境外机构合作
114
343
275
5122
与国内高校合作
127
305
221
7258
与国内独立研究院所合作
107
243
177
2526
与境内注册外商独资企业合作 38
127
118
2360
与境内注册其他企业合作
915
2103
1895
25427
独立完成
2545
4408
2707
32311
其他
26
124
102
1384
资料来源:上海市全社会R&D资源清查工作小组。上海市R&D清查数据汇编,2001,72。
2 上海工程与技术领域科技发展的学科结构与绩效评价
1)学科在国内的比较优势。
在工程与技术科学领域20个学科的国际科技论文排名中,北京包揽了20个学科的第一名,上海只有材料科学、冶金与金属学、机械与仪表、动力与电气、电子通讯与自动控制、计算技术、化工、土木建筑、交通运输9个学科排名第二(仅次于北京),上海能源科学技术和环境工程两个学科国际论文排名第三(见表4)。
表4 2001年工程与技术科学领域各学科国际国内前三名地区
国际论文
国内论文
第一名 第二名 第三名
第一名 第二名 第三名
工程与技术基础学科 北京 河北 山西
北京 陕西 江苏
测绘科学技术
北京 四川 陕西
北京 湖北 江苏
材料科学
北京 上海 辽宁
北京 上海 陕西
矿山工程技术
北京 江苏 湖南
北京 湖南 江苏
冶金、金属学
北京 上海 辽宁
北京 辽宁 上海
机械、仪表
北京 上海 陕西
北京 江苏 陕西
动力与电气
北京 上海 江苏
北京 湖北 陕西
能源科学技术
北京 湖北 上海
北京 山东 黑龙江
核科学技术
北京 安徽 四川
北京 四川 甘肃
电子、通信与自动控制 北京 上海 陕西
北京 陕西 上海
计算技术
北京 上海 江苏
北京 江苏 上海
化工
北京 上海 湖北
北京 江苏 上海
轻工、纺织
上海 北京 四川
北京 广东 上海
食品
北京 江苏 广东
广东 浙江 江苏
土木建筑
北京 上海 江苏
北京 上海 江苏
水利
北京 湖北 江苏
湖北 北京 江苏
交通运输
北京 上海 江苏
北京 上海 湖南
航空航天
北京 陕西 黑龙江
北京 陕西 江苏
环境
北京 江苏 上海
北京 江苏 上海
安全科学技术
北京 湖南 安徽
北京 湖南 江苏
资料来源:2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告),中国科学技术信息研究所,2002,23-24。
在工程与技术科学领域20个学科国内科技论文排名中,北京有18个学科排名第一,只有食品和水利分别由广东和湖北名列第一,而上海只有9个学科进入前3名,其中材料科学、土木建筑、交通运输3个学科名列第二,冶金与金属学、电子通信与自动控制、计算技术、化工、轻工与纺织、环境工程名列第三(见表3)。
2)上海工程与技术科学领域科技发展与学科建设占主导地位的学科。
上海工程与技术科学领域中占据科技发展主导地位的8个学科依次是电子通信与自动控制、机械与仪表、航空航天、材料科学、化工、计算技术、动力与电气、交通运输。上海工程与技术科学领域科技发展最为薄弱的5个学科是测绘科学与技术、水利、矿山工程技术、安全科学技术和食品。特别值得注意的是2/3的学科科技发展的主成分得分小于零,表明上海工程与技术科学领域60%的学科科技发展低于平均水平(见表5)。
表5 上海工程与技术科学领域学科发展的综合评价
投入
产出
综合
排序
电子、通信与自动控制
2.93105
2.48946
2.96681 1
机械、仪表
1.38674
0.06872
1.29458 2
航空航天
1.16586
-0.81414 0.98384 3
材料科学
0.57576
1.29195
0.67626 4
化工
0.61197
0.94682
0.66216 5
计算技术
0.35117
1.86971
0.51358 6
动力与电气
0.49477
0.42028
0.50252 7
交通运输
0.45473
-0.19787 0.40005 8
土木建筑
-0.32659 0.6906
-0.23377 9
工程与技术基础学科
-0.26822 -0.66067 -0.31811 10
冶金、金属学
-0.46472 0.25968
-0.40773 11
轻工、纺织
-0.46716 -0.475
-0.47954 12
环境
-0.69617 -0.31043 -0.67619 13
核科学技术
-0.72349 -0.79265 -0.75082 14
能源科学技术
-0.79072 -0.50098 -0.78198 15
食品
-0.76882 -0.90066 -0.80184 16
安全科学技术
-0.81005 -0.84276 -0.83462 17
矿山工程技术
-0.8642
-0.85314 -0.88633 18
水利
-0.89218 -0.8347
-0.91028 19
测绘科学技术
-0.89975 -0.85423 -0.91858 20
3)上海工程技术领域科技论文产出与北京差距悬殊。
在工程与技术科学领域国际科技论文方面,上海排在前3名的11个学科中,除材料科学与土木建筑两个学科外,冶金与金属学、机械与仪表、动力与电气、电子通信与自动控制、计算技术、化工、交通运输、能源科学技术和环境工程9个学科的国际科技论文数均不足北京的1/2。
在工程与技术科学领域国内科技论文方面,上海进入前3名的9个学科,除材料科学、轻工与纺织两个学科外,土木建筑、交通运输、冶金与金属学、电子通信与自动控制、计算技术、化工、环境工程等7个学科国内科技论文均不足北京的1/2。
4)加强产学研合作、战胜系统失灵是上海工程技术领域科技发展与学科建设面临的基本任务。
表6所示上海工程技术领域R&D项目按项目合作单位分组情况,70%左右的项目为独立完成,表明知识流动不足、系统失灵成为制约上海工程技术领域科技发展与学科建设的瓶颈,如何采取有效措施加强产学研合作、战胜系统失灵是上海工程技术领域科技发展与学科建设面临的基本任务。
表6 上海市工程与技术科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况
项目参加人
项目数 员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出
与境外机构合作
201
3341
2169
74523
与国内高校合作
437
1762
1415
21865
与国内独立研究院所合作
644
3021
1745
24587
与境内注册外商独资企业合作 94
854
608
19073
与境内注册其他企业合作
1431
4551
3454
52744
独立完成
6934
22836
15879
219665
其他
293
1592
1198
10703
资料来源:上海市全社会R&D资源清查工作小组。上海市R&D清查数据汇编,2001,75。
3 上海农业科学领域科技发展的学科结构与绩效评价
1)农学和水产学占据上海农业科学领域中科技发展与学科建设的主导地位。
上海农业科学领域中占据科技发展主导地位的学科是农学和水产学,林学、畜牧与兽医科学相对薄弱(见表7)。
表7 上海农业科学领域学科发展的综合评价
投入
产出
综合
排名
农学
1.21943
1.45978
1.26327
1
水产学
0.28854
-0.26992
0.2164
2
畜牧、兽医科学 -0.3714
-0.38479
-0.37749 3
林学
-1.13657
-0.80507
-1.10218 4
2)上海农业科学领域各学科与国内先进地区有相当差距。
在农业科学领域4个学科国际科技论文排名中,北京的农学和林学、甘肃的畜牧兽医、湖北的水产学国际科技论文排名第一,上海在农业科学领域各学科国际科技论文无一进入前3名(见表8)。在农业科学领域4个学科国内科技论文排名中,北京的农学、浙江的林学,江苏的畜牧兽医、山东的水产学国内科技论文排名第一,上海在农业科学领域各学科国内科技论文无一进入前3名(见表8)。无论是国际科技论文、还是国内科技论文,上海农业科学领域各学科与国内先进地区都有相当大的差距。
表8 2001年农业科学领域各学科国际国内科技前三名地区
国际论文
国内论文
第一名 第二名 第三名
第一名 第二名 第三名
农学
北京
浙江
江苏
北京 江苏 浙江
林学
北京
黑龙江 安徽、福建、 浙江 北京 福建
广东、陕西
畜牧、兽医科学 甘肃
云南
北京
江苏 北京 甘肃
水产学
湖北
山东
广东
山东 广东 福建
资料来源:2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告),中国科学技术信息研究所,2002,23-24。
4)知识流动不足是上海农业科学领域科技发展与学科建设相对薄弱的重要原因。
表9所示上海农业科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况,64%的项目为独立完成,表明知识流动不足是上海农业科学领域科技发展与学科建设相对薄弱的重要原因,如何采取有效措施加强产学研合作、战胜系统失灵是加强上海农业科学领域科技发展与学科建设面临的重要任务。
表9 上海农业科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况
项目数 项目参加人员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出
与境外机构合作
24
46
38
229
与国内高校合作
25
72
45
613
与国内独立研究院所合作
48
86
68
442
与境内注册外商独资企业合作 2
5
4
18
与境内注册其他企业合作
69
124
99
506
独立完成
312
420
269
3716
其他
9
8
3
25
资料来源:上海市全社会R&D资源清查工作小组。上海市R&D清查数据汇编,2001,73。
4 上海医药科学领域科技发展的学科结构与绩效评价
1)上海医药科学领域科技发展与学科建设在全国具有明显优势,但与北京仍有相当差距。
在医药科学领域6个学科国际科技论文排名中,北京的预防医学、基础医学、临床医学、中医学四个学科排名第一,上海的药物学和特种医学两个学科排名第一。此外,上海的基础医学、临床医学排名第二,中医学排名第三(见表10)。在医药科学领域国际科技论文方面,上海除药物学和特种医学外其他4个学科与北京均有一定的差距。
表10 2001年医药科学领域各学科国际国内前三名地区
国际论文
国内论文
第一名 第二名
第三名 第一名 第二名 第三名
预防医学 北京 浙江、广东
北京 广东 上海
基础医学 北京
上海
广东
北京 广东 上海
药物学
上海
北京
江苏
北京 广东 上海
临床医学 北京
上海
广东
北京 广东 上海
中医学
北京
云南
上海、江苏 北京 广东 江苏
特种医学 上海
北京
广东
北京 陕西 上海
资料来源:2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告),中国科学技术信息研究所,2002,23-24。
国内科技论文排名中,北京包揽了6个学科国内科技论文的第一,上海除中医学国内科技论文未进入前三名外,预防医学、基础医学、药物学、临床医学和特种医学国内科技论文均排名全国第三(见表11)。在医药科学领域国内科技论文方面,上海6个学科与北京均有一定的差距,特别值得注意的是中医学和特种医学国内科技论文不足北京的1/2。
表11 上海医药科学领域学科发展的综合评价
投入
产出
综合
排名
临床医学
1.495
1.583
1.56579 1
药学
0.89727
-0.15227 0.79183 2
基础医学
-0.33507 0.84777
-0.246
3
中医学与中药学
-0.21555 -0.8431
-0.27284 4
预防医学与卫生学
-0.69136 -0.64275 -0.70052 5
军事医学与特种医学 -1.1503
-0.79264 -1.13826 6
2)上海医药科学领域中占据科技发展主导地位的学科是临床医学和药学。
上海医药科学领域中占据科技发展主导地位的学科是临床医学和药学,中医学与中药学、基础医学、预防医学与卫生学、军事医学与特种医学科技发展相对薄弱。
3)知识流动不足是影响上海医药科学领域科技发展与学科建设的制约因素。
表12所示上海医药科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况,85%的项目为独立完成,表明知识流动不足是上海医药科学领域科技发展与学科建设相对薄弱的重要原因,如何采取有效措施加强产学研合作、战胜系统失灵是加强上海医药科学领域科技发展与学科建设面临的重要任务。
表12 上海医药科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况
项目参加人
项目数 员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出
与境外机构合作
37
124
114
7510
与国内高校合作
142
258
170
1607
与国内独立研究院所合作
113
234
171
1921
与境内注册外商独资企业合作 6
10
7
119
与境内注册其他企业合作
97
195
166
2343
独立完成
3074
4857
3192
20038
其他
139
125
关键词:教学改革;精品课程建设;材料科学基础
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)08-0239-02
精品课程建设是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分。《材料科学基础》课程是材料学科重要的专业基础课,也是材料类专业本科生的必修课程,其基础性强,适应面宽。适合“金属材料工程”、“材料成型与控制工程”及相近专业学生的学习,是后续专业课如“金属材料及热处理”、“先进材料制备技术”等的理论基础。通过精品课程的建设,在教学内容和课程体系的建设、现代化教学方法与教学手段的建设及实践教学建设等方面进行了有益探索和实践。
一、《材料科学基础》课程教学体系的建立
《材料科学基础》是进行材料科学研究的基础理论,它将金属、陶瓷、高分子材料等各种材料的微观结构和宏观结构规律建立在共同的理论基础上,用于指导材料的研究、生产、应用和发展。按照我校“加强通识教育,拓宽学科基础,凝练专业主干,灵活专业方向,强化实践环节”的总体思路,以学生为中心,完善理论教学、实践教学、素质拓展的“三位一体”培养体系,遵循教育教学基本规律,优化教学内容和课程体系,形成了适应学生个性发展、创业就业需要,符合培养目标和人才培养规格的新的课程教学体系。新的课程体系由理论教学模块和实验教学模块两部分组成。理论教学模块将书本上的理论知识部分进行梳理、归类,分为三个子模块,并且三个子模块之间相互联系,保持《材料科学基础》课程在内容上的连续性。第1章原子结构和键合、第2章固体结构和第3章晶体缺陷为模块一,即材料结构模块;第6章单组元相图及纯晶体的凝固、第7章二元系相图及其合金的凝固和第8章三元相图等为模块二,即材料结构模块;第4章固体中原子和分子的运动、第5章材料的形变和再结晶、第9章材料的亚稳态和第10章材料的功能特性等模块三,即材料组织结构变化模块。实验教学模块也分为三个子模块,这三个子模块在操作上具有递进的关系。以新的课程体系为核心,重新修订不同专业的教学大纲,并对授课计划、教案、实验等相关教学文件和资料进行规范和检查。
二、《材料科学基础》课程教学内容的优化
1.理论教学内容。根据新的课程教学体系,对《材料科学基础》课程教学内容进行相应的调整和遴选,将材料发展前沿的新动向、新知识、新技术和新工艺及时补充到《材料科学基础》课程教学内容中。按照学校的“三重一高”应用型人才培养新模式,培养专业基础牢、技术水平好、实践能力强、综合素质高的高级应用型人才的要求,梳理、调整教学内容,优化课程结构。以金属材料工程专业为例,《材料科学基础》课程体系中,对于“材料的形变和再结晶”和“二元系相图及其合金的凝固”部分课时增加,在前面各章内容的基础上,增加一些综合的训练。相应地“材料的亚稳态和材料的功能特性”这部分内容与其他一些如“材料科学导论”等课程,在内容上有所重复,故课时相对减少。
2.实验教学内容。对“材料科学基础”课程来说,基本的实验内容有:①金相显微镜的构造与使用;②金相试样的制备;③铁碳合金平衡组织的观察;④材料的硬度试验等,这些实验都是验证性的实验。根据《材料科学基础》新课程体系,将实验教学划分为三个子模块即验证性实验、综合性实验和创新性实验。所有的学生都能顺利完成规定的验证性实验。在此基础上,根据学生实际情况,通过开放实验室,进行综合实验和创新实验。
三、《材料科学基础》课程教学方法和手段更新
1.理论教学。深入改革理论教学方法和手段,培养学生的学习兴趣,为学生打下深厚、扎实的理论基础,培养真正的“专业基础牢、技术水平好、实践能力强、综合素质高”的高级应用型人才。①以CAI教案为主的教学手段。对传统的教学思想观念、教学方法和教学手段进行改革,采用现代信息技术的教学方法和手段,以CAI教案为主,黑板、模型相结合的教学手段,实现精品课程的资源共享。《材料科学基础》课程概念术语多,相关学科多,死记硬背多。要求学生要掌握基础理论和基本概念,要理论联系实践,学以致用。如讲晶体结构时,学生在观看模型的同时,通过CAI教案的动画、视频等三维空间演示,将枯燥的概念和术语变为直观的、立体的画面展现在学生面前,让学生能清晰地了解晶体中各原子的排列情况,培养学生的兴趣,激发他们对材料世界的好奇心和求知欲,在提高教师授课效率的同时,也提高了学生的学习效果。②基于项目的课堂教学方式。基于项目的课堂教学方式是集引导法、讨论法、案例法于一体的教学方式。教师通过自身的科学研究项目,设计一些小项目,引导学生从科学研究成果中学习基本概念,增加学生的兴趣,让学生课外独自或以小组的形式完成。学生在接下来的上课时间,通过主讲或讨论的形式,完成自己的项目任务。项目教学法让陌生抽象的材料科学的基本概念和基本原理,成为学生日常的课堂语言,让学生感觉《材料科学基础》书本知识和实际应用的零距离。通过基于项目的教学方法,将死记硬背的一些枯燥无味的抽象概念变为探究、理解和解决问题的手段。采用项目教学,以某一材料的成分、组织和性能为案例,进行讲解或讨论,让学生由被动学习变为主动学习,培养学生的独立思考及解决问题的能力。
2.实验教学。为培养学生的应用能力,对实验教学方法进行改革和创新,开放综合性和创新性实验。根据学生的能力不同,部分学生在掌握一般的验证性实验的基础上,能综合该课程几个基本试验的主要内容,如“材料样品制备、组织分析过程”或“材料样品制备、组织分析过程和硬度测试”等,通过这样的综合实验,能培养学生的综合素质,让学生能主动、自觉地参与学习过程,不但能全面理解和掌握教材的内容,而且能培养学生综合分析问题、解决问题的能力。部分同学对材料科学兴趣浓,动手能力强,还可以通过教师的科研项目、大学生创新项目等,进行创新性实验,为学生的主动学习创造条件。
通过精品课程建设,学校的教风学风日益上升,教学质量明显提高。许多教师攻读了硕士/博士学位,积极开展教研教改活动。学校培养了两名材料加工工程专业的博士,同时引进两名博士。2010年的湖南省教育厅教研课题“地方工科院校材料成型及控制工程专业创新人才培养的研究与实践”,2011年湖南省教学改革研究项目“地方本科院校教学质量监督保障体系的研究与实践”等。学生也积极参加学校各项课外活动。如2008级邵锦钟等同学获2010年全国大学生数学建模竞赛获三等奖,2009级于琴等同学获2011年全国大学生数学建模竞赛获一等奖;又如邵锦钟同学成功申报2011年度湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目“机械零件仿生非光滑表面耐磨性能的有限元模拟”,课题组公开发表相关论文两篇。从2011年起,材料成型和金属材料专业的许多同学都考上硕士研究生,例如中南大学(王艺淋)、湖南大学(谢配儒)、华南理工大学(程锐)、重庆大学(吴明放)、厦门大学(戴拖)、东南大学(张望成)、北京科技大学(尹志中)等。但是,围绕“三重一高”应用型人才培养新模式,培养专业基础牢、技术水平好、实践能力强、综合素质高的高级应用型人才是一个长期而艰苦的过程,教师队伍需要调整,实验教学还要不断加强,以促进《材料科学基础》精品课程建设不断完善,教学改革不断深入。
参考文献:
[1]常云龙,李润霞,袁晓光,等.我国材料成型及控制工程专业人才培养模式研究[J].中国电力教育,2008,(8):94-95.
[2]范群成.研究型教学在“材料科学基础”课程的实践与思考[J].中国大学教育,2012,(8):10-14.
[3]张联盟.材料科学与工程专业教学改革与发展设想[J].理工高教研究,2002,21(4):35-38.
16年前,金展鹏突发疾病致瘫,但他以病躯坚守岗位,培养了一大批学术精英,创造了中国科技界的奇迹。
无私奉献为祖国
金展鹏是中南大学材料科学与工程学院的教授、博士生导师,主攻相图学。1979年,他得到改革开放后的首批出国留学机会,赴瑞典皇家学院做访问研究。
在留学期间,金展鹏潜心钻研,将传统材料科学与现代信息学糅合,首创了三元电子扩散偶――电子探针微区成分分析方法,实现了用一个试样测定出三元相图整个等温截面。而在此之前,德国科学家必须用52个试样才能达到同样目的。这一方法,轰动了国际相图界,被誉为“金氏相图测定法”。
尽管国外科研机构极力挽留,金展鹏仍坚持回国,组建了自己的相图室,取得了多项重大研究成果。声名鹊起的金展鹏,被国际上业界同行誉为“中国金”。从他团队走出来的“金家军”,大多成为国际相图界的高端人才。
“每次开国际相图大会,只要是黑头发黄皮肤的人,就会有人主动走来问,你是从‘中国金’那里来的吗?”学生郑峰说。
正当金展鹏意气风发地走向事业巅峰之际,不幸发生了。1998年,因严重的颈椎病,他全身瘫痪,仅脖子以上部分可以动弹。
除了脑袋能思维,金展鹏吃饭要人喂,衣服要人穿,看书要人翻。然而,这样一位重度残疾者,却以非凡的毅力跟命运做着不屈的抗争。
在轮椅上教书育人、潜心科研16年,金展鹏完成了1项国家863、3项自然科学基金和1项国际合作项目;培养了20多位博士和硕士;撰写了17份关于中国材料科学发展战略的建议书。2003年,金展鹏成为中国科学院院士。
16年来,究竟是什么力量在支撑着这位高位截瘫的老人,能克服巨大的生理病痛继续奉献?“因为,我活着对国家还有用。”金展鹏这样回答。
一世情深系桃李
16年来,每天10时到12时、16时到18时,金展鹏的夫人胡元英都会推着轮椅,送他到学校相图室,风雨无阻。
“冬天特别冷,夏天特别晒,可金老师天天准时来。有一回下大雨,师母推他走进相图室的时候,鞋子都湿透了。”金展鹏的工作助手蔡格梅说,“他的心里满满地装着学生。”
高位截瘫、青光眼、高血压……金展鹏的身体状况让人担心,但他总显得平静而坚强。
蔡格梅说:“有时在工作过程中突然感到身体不适,金老师就在沙发上躺一躺。他总是自己扛着,让人心疼。”
当轮椅上的这位老者神采飞扬地驰骋在他的精神殿堂时,或许正经历着常人难以想象的肉体痛苦。
“学生是他的止痛药。”胡元英告诉记者,病床上的老伴常被病痛折磨,但只要学生带着论文来和他探讨,“他就立马忘了疼”。
郑峰是中南大学材料科学与工程学院的教授,30多年前,金展鹏是他的毕业论文指导老师,这让他们结下了如同父子一样的深情。在国外留学时,每年春节郑峰都会收到金老师寄来的贺卡,还有相图室发表的论文清单。“金老师就像一根风筝线,无论我们飞得多高,他都牵着我们。”
“我有点小成就,首先向金老师报喜,遇到困难,首先向金老师求助,就连我检索日语资料所用的词典,都是金老师从长沙寄到美国去的。”郑峰记得,电话里每次问及老师身体,金老师总说“马马虎虎”。
2003年,郑峰回国看望恩师时,才发现电话里侃侃而谈的老师已瘫痪5年多。“我们通过无数次电话,金老师却只字未提自己的病情。”
学生刘华山记得,由于经常加班错过饭点,金老师多次叫他到家里吃饭。“师母做的‘芋头扣肉’,我们每次想起来还觉得有家的味道。”
惟愿后浪推前浪
金展鹏培养的50多名弟子,分布在17个国家,活跃在材料科学的国际前沿,“美国相图专业委员会有27名成员,其中6名华裔中的4名是金老师的学生。”郑峰说。
每当有学生选择从海外学成归国,他比谁都高兴。“中国是他们的根,有他们的家,我相信学成之后他们都会回来的。”金展鹏告诉记者,“成绩大小不重要,只要能尽自己的力量为国家作贡献,就很好。”
“长江学者”杜勇是2003年回国的,“一想起金老师在轮椅上还指导学生搞科研,我就觉得,没有理由不把在国外学到的东西传授给下一代。”
“金老师总会千方百计为学生提供一切可能的深造机会。”刘华山记得,毕业留校后,他得到去日本做博士后的机会。但当时正是金展鹏病倒住院时,实验室人手极少,刘华山犹豫了。“我还扛得住”“困难是暂时的”“眼光放远点”,金展鹏一再鼓励刘华山赴日留学。因为感念师恩,两年后刘华山如期归国。
“评为院士之后,总有很多企业、学校开价不菲邀请他去当顾问、客座教授。对这种挂名式的兼职,金老师总是拒绝,因为他觉得自己‘帮不了什么忙’。”刘华山说。
[关键词]材料科学与工程专业 实践教学质量 监控途径
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)01-0031-02
高等学校的根本任务之一就是要培养具有扎实理论基础和良好实验技能的学生,提高学生实践动手能力是完成上述任务的重要途径。[1] [2] [3] [4] [5]准确把握实验教学的现状,找出其薄弱环节,并进行相应的改进,加强教学环节的训练,是提高实践教学质量的方法。近年来,我们围绕材料科学与工程专业实践教学质量的监控进行了一系列探索。
一、实践教学是高素质人才培养的重要途径
培养全面发展的高素质人才既包括理论知识的学习,又包括实践技能的提升。“没有实践的理论是空洞的理论,没有理论的实践是盲目的实践”。要运用所学的知识去解决实际问题,从而进一步获得知识,甚至创造知识。在整个学习过程中,理论学习和实践技能的提高密不可分,要综合、全面地发展。
二、教学方式的多样性
湖南大学材料学科的历史可追溯到20世纪初开办的矿科、窑科和机械科,而材料科学与工程学院则成立于2000年底,具有“老学科,新学院”的特点。学院现有材料科学与工程和材料成型与控制两个本科专业。材料科学与工程专业是国家级特色专业。其实践教学环节主要有两部分,即培养计划中的课程实验及实验课程。课程实验隶属于核心课程,随课程开出实验课、课程设计等教学内容;实验课程则是指单独开设的,主要以创新性、设计性及综合性为特色的实验教学课程。此外,还有未列入培养计划的实践教学环节,如大学生创新实验计划、学科竞赛和社会实践活动等。
三、监控实践教学质量的途径
要提高实践教学效果,除了设计实践教学体系外,还要有与之相配套的实验教学监控途径。这个过程既是对学生实践过程的检查督促,也是实践教学指导的重要内容。与通过实践教学进行人才培养一样,实践教学过程与质量的监控方式同样具有多种形式。实践教学的监控,既是对学生学习状况的掌握,也是对实践教学过程的了解,是一种实践教学质量保证的重要手段。在监控过程中,要以教师为主导,以学生为主体,充分发挥师生的教学积极性。下面就我们所采取的监控途径进行逐一说明。
(一)结果监控
结果监控,也就是成绩监控,是教学质量在实践教学环节中的综合表现,是一个具体的成绩。学院十分重视学生的成绩,但也不唯成绩论英雄。学院目的是要培养既有较好的学习成绩,又有实践动手能力的学生。
从2012年开始,学院组织了全院本科生参加的金相大赛,并在此基础上选拔成绩优秀的学生参加全国性的比赛。2013年选拔的3名学生在第二届全国金相大赛中获得特等奖、一等奖和二等奖,学院还获得团队优胜奖。除此之外,学院还组织学生参加各种不同级别的大学生英语竞赛、物理竞赛、数学竞赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“道达尔”高校环保科技创意设计大赛、“挑战杯”湖南省大学生课外学术科技作品竞赛、长沙市大学生科技创新创业大赛等,都取得了不错的成绩。2014年3月,学院在第五届全国大学生数学竞赛决赛中更是获得一等奖的好成绩。这充分表明,通过锻炼,学生已具有良好的实践能力。
(二)过程监控
经过多年的实践,作为工科专业的任课教师都深知实践教学的重要性,更加注重学生实践动手能力的培养。学院各级机构和实验中心也为各位教师提供了良好的条件,让教师将更多的精力投入到实践教学中去。
核心课程所属的课程实验,任课教师都会准备详细的教学日历,对每次实验内容进行规定,不会随意减少实验内容。在教学过程中,教师不会因为是课程实验而降低教学要求,反而更加注重实践教学的特点,每隔一定时间就对实验内容进行更新和补充。
实验课程和课程设计是提高学生实践动手能力的重要环节,为了让每个学生都意识到其重要性,并提前做好准备,教师将学生实验内容的预习情况纳入考核,每次上课前,任课教师都会对预习情况进行提问,并做好记录,作为预习部分的成绩。在教学过程中,教师还会对学生在实验中的具体表现情况进行记录,确保每个学生都经历了真正的实验环节锻炼,而不是仅仅得到一个最终的总成绩。
实习环节的监控相当重要。不论是认识实习、生产实习,还是毕业实习,带队教师都制订了明确的实习目的和计划安排。实习开始前,教师都会把实习单位的相关资料发给学生,让学生提前掌握实习的基本情况,通过查阅资料,带着问题去实习。对于时间较长的生产和毕业实习,学生以顶岗实习或跟班劳动的方式,深入生产一线,掌握现有的生产流程。从具体的操作中,获得真正的工程体验,发现问题并积极思考。期间,还通过向实习单位有关人员了解学生的实习表现等情况。在实习过程中,每位学生都要做好实习记录、实习鉴定,书写实习感想和心得,最后参加学院组织的实习答辩。同时汇总学生在实习期间的表现,给学生一个客观、公正的实习成绩。
毕业论文(设计)则是学生动手能力的集中培养,其分散性更强。除了指导教师的评价外,学院和学校还加强了过程监督,在毕业论文环节开始前,指导教师确定的选题经学院审核通过后下达任务书,学生在教师的指导下根据任务书查阅资料、撰写开题报告、开展实验工作。在学期的中间,学院还组织中期检查,对学生前阶段的实验工作进行检查,督促后续的实验工作。毕业论文答辩环节,则要求学生将实验所取得的结果形成规范的论文,给学生创造展示自己的平台,让每个学生都走到讲台前讲述自己的工作,并接受教师和同学的提问。
通过过程监控的实施,学生在每个实践环节都得到锻炼,提高了发现问题、分析问题和解决问题的能力,实践动手能力得到明显的改善。
(三)学科竞赛监控
学院积极组织学生参加各级各类学科竞赛,全面启动了大学生科技创新计划,鼓励结合专业特点,跨学科、跨专业参加校内外各类学科竞赛,丰富了学生的课外科技活动,增强了学生实践创新能力。
为了增强学生的实践动手能力,学院从2012年开始,就在全院范围内组织金相大赛。2013年学院第二届金相大赛就有51人积极报名参赛,经过竞赛评比,有4人获一等奖、11人获二等奖。然后,学院在暑假期间,安排有关教师带领获奖的15位同学进行集中训练,再选拔成绩优秀的同学参加全国性的学科竞赛。通过实践教学的锻炼,学生的实践能力得到了显著提高。现在,全院已形成通过参加学科竞赛来拓宽视野、提高自己的氛围。学生通过实践教学,基本技能得到锻炼和提高,通过参加学科竞赛有了展示自己的机会。在证实自己后,他们会更加珍惜后续的实践环节的学习,这样就形成了良好的循环。
(四)毕业后工作监控
大学教育培养的是能适应未来工作环境的人才,无论毕业后是直接就业,还是继续深造,在未来实际工作环境中的能力和表现才是衡量大学教育的试金石。为了更好地了解学生在校期间实践教学质量的好坏,推动后续的教学改革,我们定期向用人单位或就读学校了解学生的情况。分析原来实践教学过程中存在的不足之处,从而对实践教学提出具体的改进意见,以促进实践教学向着更好的方向进行改革。
调查发现,近年来,继续攻读硕士、博士的学生,在学习、论文的实验过程中,大多数都能迅速适应要求,开展实验工作。有的顺利完成硕士学位,有的由于学业优秀,直接或提前攻读博士学位,还有的获得国家资助成为公派出国研究生,前往荷兰、加拿大、美国等知名大学攻读博士学位。2013年有6名同学获得湖南大学博士研究生校长奖学金、8位硕士生获得国家奖学金。很多走上工作岗位的学生,经过锻炼,纷纷成为所在单位的技术核心,有的还走上了领导岗位。目前,这些做法不仅让我们掌握了实践教学过程的优劣,还很好地推动了实践教学的进步。
四、结论
为了更好地提高实践教学质量,我们将原有的成绩监控拓宽到过程监控、学科竞赛监控和毕业后工作监控等。通过近几年的探索,这些措施已在我院材料科学与工程专业取得良好的效果。希望这些监控途径对于其他理工科专业也有一定的借鉴作用。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 卿大咏,鲁红升,张太亮.加强实践教学,提高应用化学专业教学质量[J].化学高等教育,2010(6):61-63.
[2] 赵伟强,魏佩敏,林春梅.工科实践教学质量监控体系的构建[J].绍兴文理学院学报,2013(8):109-113.
[3] 李静,郁汉琪,殷埝生.构建高校实践教学质量监控体系的初步探讨[J].中国电力教育,2010(28):130-131.
关键词:创新能力;学术交流平台;多层次
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)03-0171-02
一、研究生学术交流平台的现状及存在问题
目前,国内大部分研究生的创新能力明显不足,主要体现为四个简单:简单移植、简单揭示表面现象、简单延伸及简单推理,发达国家研究生教育的成功和他们对研究生学术交流的重视是分不开的。当前,高校举办的一些专业学术讲座通常是门可罗雀,甚至部分研究生是“被安排”参加,讲座后的提问交流环节无人响应是常有之事。究其原因,主要有三点:首先,在“填鸭式”传统教学模式的影响下,由于我国工科研究生习惯于被动地接受教师灌输的知识,自身的“想”和“问”的能力欠缺。其次,由于很多研究生没有意识到学术的相融相通及知识结构完整的重要性,对和自己研究方向不同的讲座或是讨论,缺乏兴趣,认为参与其中是浪费时间。最后,学校方面缺乏系统的学术交流平台,部分学术活动流于形式化,使研究生教育仍存在一定的盲点。
目前国内开展研究生学术交流活动较好的是一些“985”和发达地区的“211”高校。例如,北京航空航天大学构建出普及型的校内学术交流平台,研讨式、实践式和访学式学术交流模式;北京科技大学从学术活动的层级性、模块选择及整体规划三个方面,构建研究生学术交流平台。普通高等高校甚至欠发达地区“211”高校的研究生学术交流活动,开展得均不太理想。
二、提升创新能力的研究生学术交流平台思路
在总结学院学术交流经验的基础上,构建学术交流活动模式应突出创新理念,鼓励创新思维,以学校材料科学与工程学院现有材料学、材料物理化学和材料工程三个硕士点研究生为对象,依据培养现代科技发展创新人才为前提,主旨是激发学术灵感,启迪创新思维,达到增强交流协作能力、培养科学精神的目标。
1.把学术交流纳入研究生培养计划,构建所有研究生均可以自主交流、导师能深度参与、跨专业师生能够共同研讨的普及型的院内及不同学院的学术交流平台。
2.构建把国内外高水平学者“请进来”,学校与学校(如学院学生到四川大学做课题)、学校与科研院所(学院学生到北京航空材料研究院做课题)合作培养,及研究生“走出去”到国内外著名大学访学交流的共同研讨平台,拓宽研究生学术视野,开阔思路,启迪创新思维。
3.构建让研究生投入与学校和方大特钢科技有限公司合作的江西省“材料科学与工程”研究生创新教育基地及其他实践基地中锻炼科技实践能力的拓展型的校外学术交流模式。
三、提升创新能力的多层次学术交流平台的主要模式探索
1.课题组定期进行学术交流活动。导师或课题组之间定期开展学术研讨,就学科的最新问题或难点进行讨论。定期举行课题进展情况交流会,要求每个学生轮流在会上做报告,报告自己最近的研究进展情况和所遇到的问题,除教师提问外,要求在场学生针对报告进行提问,集思广益,最大限度地提高学生的思维能力。由课题组自发举办的小型交流会或学术论坛形式相对轻松,有利于培养学生善于思考、敢于发言的能力,营造浓厚的创新研究学术氛围。学院课题组均会定期举行学术交流活动,这也是学院研究生比学校其他学院研究生在和论文评审方面较好的重要原因。
2.通过研究生科研创新项目申报、结题答辩机制,建立研究生之间、研究生与专家之间的学术交流长效机制。学院研究生之间应建立学术交流长效机制。研究生院每年均会给学院下达研究生创新基金申报指标,由学院自行推荐。以往学院在推荐时采取抽取专家通过阅读申请书投票决定推荐项目,这种情况下,专家往往难以掌握学生对该项目的理解,出现学生上交的申请书是导师撰写或学生从导师课题申报书上抄过来的情况,难以选择有创新的课题和有创新思维能力的学生。建立学院研究生科研创新项目申报、结题答辩机制,可以避免这种现象,答辩和结题时要求该年级研究生均须到场,专家提问,根据学生回答情况现场打分,既公平、公正、公开,又能让专家了解学生对项目的理解,锻炼创新思维能力。更重要的一点是,通过现场答辩的方式,鼓励研究生相互学习,相互借鉴,相互竞争,相互激励,也鼓励不同学科的研究生组成团队,联合申报。
3.建立参加研究生论坛激励措施,促进相互交流。以前研究生论坛报名的学生很少,经常要学院和导师指定学生参加。现在,除在研究生论坛设置奖励外,也把参加研究生论坛作为研究生国家奖学金评定的重要依据,把参加研究生论坛与各类评先、评优挂钩,极大地激发研究生参加研究生论坛的积极性。
在研究生论坛实施过程中,来自不同年级的学生进行口头报告,紧密结合学术研究领域及当前研究热点问题,为与会者呈现一场场精彩纷呈的学术报告。在评委点评和现场观众提问环节,大家你来我往,不断碰撞出新的思想火花。论坛的举办,进一步活跃学院的学术氛围,促进不同研究方向的交融,极大地提高学生的学术表达能力,激发广大研究生的研究和创新热情,对学院学术交流平台的建设工作起到良好的促进作用。
4.开设博士论坛,提升研究生从事科研的创新能力。学院每两周举办青年教师博士论坛,由学院具有博士学位的教师对研究生做讲座,内容既可以是教师最新科研成果,也可以是学科前沿知识介绍。博士论坛旨在通过主题演讲带动讨论,通过讨论促进主题深化,形成良好互动,凝练具有学科前沿性意义的课题,标准在于“新”、“严”、“和”,即“新”,要勇于创新,不断探索;“严”,是要科学严谨;“和”要团结协作,和衷共济。
博士论坛的一个非常重要的目的是让大家通过这个平台分享各自的研究成果,促进课题组之间、学科之间的交流,让研究生能有新的收获和启发,从而更加努力地投入研究领域中去。研究生能从博士论坛中获取知识,加深对科研工作的认识和理解,树立更加明确的发展目标,制订更为详尽的学习研究计划。博士论坛还可以为研究生营造浓厚的团队学术氛围,提高研究生课题组的凝聚力。
5.建立不同学院之间的学术交流平台,开阔研究生的学术视野。学院层面举办的学术讲座往往受学科限制,规模较小,可联合航空制造工程等学院一起建立学术交流平台,采用讲座和学术论坛等形式,渲染学术交流氛围,丰富学术交流方式。
6.建立校际间的学术交流和信息沟通平台。由于理工类院校和综合类院校具有不同的学术特色,各学科存在一定的差异,因此,在研究生的教学过程中,有必要建立校际间的学术信息沟通平台,将各学校优秀学术讲座信息予以(如与南昌大学材料学院建立讲座信息机制),这有利于研究生接收更多的学术信息。通过与北京航空材料研究院、四川大学、南昌大学等科研院所和高校联合指导、互派研究生、短期访问、联合申请项目等形式,鼓励校际之间不同学科的研究生进行科研交流,寻找学科交叉、科研协作的切入点,联合开展创新项目,提高科研创新能力。
7.建立校企间的交流合作平台。学院通过学校与方大特钢科技有限公司合作的江西省“材料科学与工程”研究生创新教育基地以及其他拓展型企业合作,共建研究生教育创新人才联合培养基地,既可以使学院的教学科研领域得以全面拓展,为学院和企业创造一个知识共享的环境,又能发挥学院人才和学科集中的优势,帮助解决企业在生产经营中亟需解决的技术难,构建新的校企科研合作平台。
对工科研究生来说,创新能力在以后的工作中具有很重要的作用,但创新能力仅仅依靠课本学习是远远不够的,除了培养理论知识创新外,尤其应加强他们在工程实践的动手能力。研究生教育创新人才联合培养基地,可以更好地避免这一弊端,如在对研究生学习、科研、论文撰写、专业实践及就业创业等方面,尤其是在研究生论文选题上,可以提供可靠的项目支持和丰富的课题来源,为高层次人才的培养和成长创造良好的环境和条件。除此之外,在研究生教育创新人才联合培养基地,研究生可以参与企业相关技术难题的讨论,由企业技术骨干给研究生上课,通过科研、教育、生产不同社会分工在功能与资源优势上的协同与集成化,真正落实“产学研”一体化。
[关键词]开放存取期刊 质量 学科差异 动态变化
[分类号]G255.2
1 引言
随着OA期刊数量不断增多,所覆盖学科领域和分布地域不断扩大以及语言种类的不断丰富,OA期刊对学术交流系统产生了相当积极的影响。正如美国科学公共图书馆发展与战略联盟高级顾问Helen Doyle在“科学信息开放获取战略与政策国际研讨会”上所说的那样,“不同的主体从开放获取中获益不同。作者可以使自己的成果得到尽可能多的读者利用,从而提高了其学术影响力;读者可以免费利用全部的科学文献;出版者可以最广泛地传播其出版的期刊文章;经费资助机构可以产生最大的投资影响;大学可以提高其学术成果的显示度”。近年来OA期刊已经被多种国际上著名的检索工具收录,如潘琳研究发现,2006年2月20日乌利希国际期刊指南收录的1996种OA期刊中被国际著名的检索工具SCI、SSCI、A&HCI、EI、ISR(Index to Scientific Reviews)和BIOSIS Previews收录的数量分别是161种、70种、14种、47种、104种、208种。另外OA期刊的影响因子平均百分位数从2002年的39.77%升高到2004年的43.07%。Lawrence S研究发现,计算机科学期刊中OA论文被引频次是非OA论文的2.6倍,Hajjem C、Gingras Y等对生物学、商业、心理学和社会学的OA期刊研究发现,OA论文的被引用优势((OA-非OA)/非OA)在25%到250%之间,Brody T等人对物理学领域的期刊研究发现,OA论文与非OA论文的引用影响率(OA/非OA)在233%到557%之间。
可见,国内外学者非常关注OA期刊的质量和学术影响力,并认为OA出版模式有助于提高期刊/论文的显示度和引文率。然而OA期刊的质量是否存在学科差异,OA模式对OA期刊的质量是否持续影响等问题,有待进一步研究。为此,本文采用平均影响因子、平均即年指数、平均IF百分位数和平均Imlnd百分位数等指标,对2001―2005年9个学科领域596种OA期刊进行了统计分析,从而科学、客观地评价OA期刊质量的学科差异及其动态变化。
2 材料与方法
2.1 OA期刊的收集
首先从开放存期期刊目录(DOAJ)、海威尔出版社(High Wire Press)、科技在线图书馆(SeiE―LO)、科学公共图书馆(PLoS)、PubMed中心(PMC)、生物医学中心(BMC)、日本电子科学技术信息集成系统(J-STAGE)、免费医学期刊网站(FMJS)等国际上较为著名的OA期刊数据库/网站收集OA期刊及其相关资料。经过去重后,共收集了3953种OA期刊。
2.2 引文数据及期刊免费访问模式等数据的收集
将收集的3953种OA期刊与JCR中的期刊进行比较,从中抽出被SCIE(Scientific Citation Index Ex―pand)2001-2005年版收录的OA期刊596种及其相关数据,包括刊名、ISSN、期刊出版所用语种、期刊所属学科类别、被引频次、影响因子、即年指数、引文半衰期等数据。
2.3 评价指标
平均影响因子是某学科领域和某一年度期刊的影响因子之和与某学科领域和某一年度期刊数的比值。平均影响因子越大,某学科领域和某一年度的期刊的学术影响力越大,学术质量也越高。
平均即年指数是某学科领域和某一年度期刊的即年指数之和与某学科领域和某一年度期刊数的比值。该指标反映某学科领域和某一年度期刊发文当年平均被引用的频率,可衡量某学科领域和某一年度期刊被引用的程度。
平均被引频次是某学科领域和某一年度期刊的被引频次之和与某学科领域和某一年度期刊数的比值。该指标可以测度某学科领域和某一年度期刊的学术影响力,反映其在学术界的显示水平以及在科学交流中的地位和作用。
百分位数(Percentile)是2004年McVeigh M.E.和James T.对ISI引文数据库收录OA期刊的影响因子和即年指数进行分析时提出的一种新的评价期刊学术影响力的指标。计算方法如下:百分位数=[1-期刊在对应类目的排名/该类目的期刊总数]*100。按照影响因子或者即年指数大小排序时排列在对应学科类目较前面的期刊,其百分位数就较大,其学术影响力也较大。第99位是一个学科类目中最高位的期刊,即该刊在该学科类目下的影响力最高。
3 结果与分析
3.1 OA期刊与非OA期刊质量的学科差异分析
为了从学科的角度对OA期刊的学术质量进行分析,本文参照《中国图书馆图书分类法》(第四版)和马景娣对ISI引文数据库收录OA期刊分类方法,把SCIE中168个学科收录的OA期刊分为九个大类,分别是医学、生命科学、工程与技术、农业与食品科学、化学化工与材料科学、地理与环境科学、物理与天文学、数学与统计、人文与社会科学。然后利用2005年的JCR中的数据,计算各学科收录的OA期刊数、百分比以及平均影响因子和平均即年指数,结果如表1所示:
从期刊数量及其比例来看:各学科OA期刊分布不均。医学类的OA期刊数量和比例都是最大的,数量为338种,占13.13%;其次是生命科学,数量为177种,占10.59%;OA期刊数量最少的是人文和社会科学,仅20种,OA期刊比例最小的是工程和技术,仅占2.89%。究其原因是:①SCIE收录各学科的期刊数量不等,医学以及生命科学的期刊最多,其他类的期刊则相对较少;②医学以及生命科学都是发展非常迅速的学科,OA运动蓬勃发展,该领域创办了大量的OA期刊,或者把传统出版模式转变为OA出版模式。
从OA期刊的平均影响因子和平均即年指数来看,医学、生命科学、数学与统计学三个学科OA期刊的平均影响因子和平均即年指数均显著高于非OA期刊,这表明,医学、生命科学、数学与统计学三个学科OA期刊的质量及学术影响力超过非OA期刊。而在化学化工与材料科学、地理与环境科学、物理与天文学三个学科的OA期刊的平均影响因子和即年指数则明显低于非OA期刊,这说明这三个学科的OA期刊的质量及学术影响力次于非OA期刊。工程与技术、农业与食品科学、人文与社会科学三个学科下的OA期刊与非OA期刊的影响因子和即年指数相差不大,表明这三个
学科的OA期刊和非OA期刊的质量相差不大。结果表明,OA期刊的质量和学术影响力存在学科差异。
3.2 OA期刊质量学科差异的百分位数分析
为了进一步比较各学科OA期刊的质量,把各学科类目中收录的期刊按照影响因子和即年指数所得的排序结果转换成百分位数排序,然后计算各学科平均IF百分位数和平均ImInd百分位数,结果如表2所示:
从表2中可以看出:
各学科平均IF百分位数从41.39到64.17(中位数是:58.46,总平均IF百分位数是61.72),平均ImInd百分位数从46.79到66.24(中位数为:62.71,总平均Imlnd百分位数是64.19)。因此,从总体而言,OA期刊的质量处于中等偏上水平,但是对具体学科而言,却存在较大差异。如医学、生命科学、数学与统计学、人文与社会科学的OA期刊的平均IF百分位数和ImInd百分位数均在第60位以上,物理与天文学、地理与环境科学、化学化工与材料科学三个学科的平均IF百分位数排列在第50位以下,工程与技术和农业与食品科学三个学科的OA期刊的IF百分位数都排列在第50位以上。
平均ImInd百分位数均大于平均IF百分位数,两者差值从1.31到7.46(中位数为2.24,平均值为3.57)。这充分证实了OA出版模式有助于提高期刊/论文的显示度和引文率,加快科学成果交流的速度。主要原因是OA期刊(主要是完全OA期刊)一出版或者待出版时就免费提供给读者,而传统期刊只有期刊出版以后读者才能利用,并且还有支付昂贵的订阅费。
3.3 OA期刊质量的动态分析
为了研究OA期刊的学术质量的动态变化,本文采用平均IF、平均ImInd、平均年载文量、平均引文频次4个指标对OA期刊于非OA期刊进行动态分析(结果见表3)。
从表3可以看出2001-2005年间OA期刊在平均IF、平均ImInd、平均年载文量、平均被引频次4个指标均明显优于非OA期刊,并且这4个指标值均逐年稳步增长。这表明OA期刊的质量和学术影响力逐年提高,并越来越多被科研人员所接受,已成为科研人员进行学术交流的重要工具。
为了进一步揭示OA期刊质量的动态变化,本文从医学、生命科学、工程与技术、农业与食品科学、化学化工与材料科学、地理与环境科学、物理与天文学、数学与统计、人文与社会科学9个不同学科中各抽取一种影响因子最高的OA期刊,然后对它们的影响因子、即年指数进行动态分析,结果如表4所示。
从表4中可以看出:在2001―2005年间9个不同学科类目下的9种OA期刊除GENEDEV外,其他8种期刊的影响因子和即年指数都呈现较稳定的增长态势。其中增长最快的是CA-CANCER J CLIN,影响因子从35.93增长到49.79,其影响影子在有些年份甚至超过了Nature、Science等著名期刊,即年指数也从10.11增长到21.30,COLD BULL和BIOINFORMATICS两种期刊的影响因子和即年指数均有较大的增长。但是也有部分期刊的影响因子处于下滑趋势,如GENEDEV2001年到2005年其影响因子从20.88下滑到15.61。从个案揭示了绝大多数OA期刊的质量和学术影响力日益增强。
4 结语
医学、生命科学、数学与统计学三个学科OA期刊的平均影响因子和即年指数均显著高于非OA期刊;化学化工与材料科学、地理与环境科学、物理与天文学三个学科OA期刊的平均影响因子和即年指数则明显低于非OA期刊;工程与技术、农业与食品科学、人文与社会科学三个学科OA期刊与非OA期刊的影响因子和即年指数相差不大。因此,各学科OA期刊的分布不均,OA期刊的质量存在学科差异。