什么是“材料科学导论”?

今天跟90后师弟小吐了几下“材料科学导论”这种本科课程的槽。地铁上一直在想,觉得问题很多,千头万绪。到最后又像往常的问题一样总结到“中国人是没有希望”。于是关于“中国人如何垃圾”我先写了一小段。现在回到正题。

“材料科学导论”这门课,让90后师弟很郁闷,看书实在看不下去。我翻了一下这个课本,应该已经是经过多次改良的版本了。问题主要还是在于“材料科学导论”这一命题本身。这一标题的课,到底要给谁上,达到什么目标呢?

《材料科学导论》为材料科学的入门教科书。强调了不同类型材料问题的共同基础。对全局“综览”之后分四篇来论述。第一篇为“材料的结构”。首先揭示了理解材料结构的主要线索,然后分别讨论了晶态(包括了准晶)和晶态以外(包括玻璃与软物质)的结构。接着四章讨论了材料的实际结构,其中包括了点缺陷,位错与错,表面与界面,以及多层次与非均质结构。

第二篇为“材料的物性”。在介绍了理解特性的必要理论基础之后,逐章论述了输送性质,磁性,超导电性,光学性质与力学性质。

第三篇为“材料制备的科学基础”。在简单介绍材料制备技术之后,分章论述了相图,与固相反应及相应的基本原理。进而论述了材料制备的前沿问题,诸如外延生长,生长界面的稳定性(枝晶与分形生长)和软物质的自组织。

最后殿以“展望”一篇,分别对材料表征,材料设计,计算相图和新材料探索等方面的前沿进行了综述和展望。

摘自http://baike.baidu.com/view/6039417.htm

各个“材料科学导论”类的课本,大至上也是遵循上述的体系的。从内容上揣摸这门课的目标,我能想到两种可能。一是要让学生在没专门学高分子、或金属、或无机非金材料之前,先知道各种材料的特点;二是,认为高分子、金属和无机非金属材料存在一些共性问题,想抽取这些共性出来讲给学生听。

第一篇“材料的结构”,就类似想满足第二种目的。但是,这里面的具体内容,不就是“凝聚态物理”么?认认真真地上好《物理化学》、《统计热力学》、《固体物理学》不就行了吗?所谓“材料科学导论”,是不是希望学生不需要去学物理化学、统计热力学和固体物理,通过从中抽取出“材料学中用到的物理化学”,或者讲述“物理化学在材料中的应用”,直接让学生变成“材料学专业”毕业生?

假如“材料科学导论”是希望在学生已经有比较好的物理化学等基础,已经具备分析材料学研究的问题的能力时才上,仅作为一种面向材料科学研究的入门介绍的话,那现行的《材料科学导论》类课本中50%的内容就是多余的——它们其实是从《物理化学》或《固体物理学》里面,省去推导论述,仅抽取出来的结论而已。

我觉得我本科的时候是“好学生”,90后师弟也是“好学生”。所谓“好学生”的意思是,我们试图真心相信我们准备要学习的知识,因此期望这些知识能够有可信度。什么结论是可信的?那就是要经过论证的结论!所以,我们学习是具有强烈的“知其然知其所以然”的内在要求的。这种学生是宝贵的未被中学的应试教育毁灭的学生,在一个班里面,往往是少数。对材料科学导论课,令我们满意的上法,就是拖长成为多学时《物理化学》、多学时《统计热力学》和多学时《固体物理学》来上!你前因后果来龙去脉不说清楚,上来就告诉我一个科学结论,美其明曰“怎么得来的不用知道,懂用就行了”,我们是半信半疑的,不会满意的,不愿意收货的。

我上本科的时候,专业叫“生物医学工程”。课程设置里,要上大学物理。但是,老师说,“力学对于你们专业用不上,直接上电磁学吧”。物理化学老师说“化学动力学不讲”。类似的情况几乎出现在所有课程当中。选用的课本当然就是市面上最薄、最“少学时”的版本。对于一个爱学习的学生来说,他会误以为,那些什么物理什么化学,真的就是像堂上的老师和手中的课本所呈现的那样扯蛋。往往失去了对真理和信奉和向往:世界原来并不存在什么可靠的东西。那么,还是去参加学生会,争做学生干部吧!

我觉得我比较幸运的是由于爱逛图书馆,我较早地发现了本科教育的这一骗局,因为我接触到了真正的教材。因此我很早就形成了上课不听课,自己看一本厚教材(往往还是外文的),期末不看重点凭自己所学去考试,能过及格就行。

所以老有人问我当初为什么不申请出国?我GPA这么低,怎么申请得了名校?!

现在我做老师了。有的老师说,上课,就是要照顾大多数学生的程度。不能搞得太深。有的老师还说:“复杂问题简单化,深奥的问题科普化”。我觉得很有智慧。但是,是否本科的所有课程都只能这样?并不是大多数学生都爱动脑筋,非要“搞清楚来龙去脉”不可。对于大多数学生,确实只能要求“怎么来的不管,懂用就行”。于是期末给学生划重点的时候,可能不划“§x.x.1 扩散第一定律”和“§x.x.2 扩散第二定律”,只划“§x.x.3 扩散定律的应用”!再有,“由于学时限制无法深入”的课,只能压缩成“少学时”版本,推荐“少学时”课本,了解就行。学生不知道的话,以为这门学科就是这么贫乏无趣。我理解,学时永远是不够的。但觉得奇怪的是,既然教的时候要求无法提高,为什么考试出题难度又要高到不划重点学生及格不了?你上课“复杂问题简单化,深奥问题科普化”,为什么你的期末试题又不如此体现?

我前面说过了,那种爱思考爱学习,不满足于记背结论,主动要求知其然知其所以然的的学生,是有幸未被中学的应试教育摧残的宝贵学生。一个班里这样的学生往往是少数不会是多数。换句话说,大部分学生是被应试教育摧残过的产物。如果这样的话,“上课要照顾大多数学生的水平”这一条,是否还成立?是否要继续把那“一小搓”民族希望也扼杀掉?在知识的殿堂里“走群众路线”的错误,我们在文某期间已经犯过了。

最后,请看看国外一个网站。我们给大学本科上生的材料科学导论,效果是否还比不上人家这个面向儿童科普网站?

Update——来自微博的终极治愈系解答:没这么多鸟课没法提供工作量评职称啊……因此,各位爱学习本科生们,请看清你所受的本科教育的本质,自求多福吧!我建议你们把上大学的憧憬和希望从课堂转移到图书馆去,这是我作为过来人的肺腑之言。