材料科學(xué)技術(shù)范文10篇

摘要：本篇文章從低碳經(jīng)濟(jì)的概念、核心以及主要內(nèi)容方面進(jìn)行了分析，根據(jù)低碳經(jīng)濟(jì)的各項(xiàng)需求，介紹了國內(nèi)外材料科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用狀況，并分析了材料科學(xué)和加工技術(shù)在各種材料領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀以及未來發(fā)展前景，提出了發(fā)展低碳技術(shù)和低碳經(jīng)濟(jì)的具體對策。

關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟(jì)；低碳技術(shù)；材料科學(xué)

低碳經(jīng)濟(jì)是指減少溫室氣體排放量的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，特別是有效控制二氧化碳這種主要的溫室氣體的對外排放。低碳經(jīng)濟(jì)的主要目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)排放的最小化以及污染的最小化，實(shí)質(zhì)在于提升資源的利用率并創(chuàng)設(shè)新型的清潔能源發(fā)展結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和觀念更新。同時(shí)，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)涉及到生活、生產(chǎn)方式以及價(jià)值觀乃至國家利益等多個(gè)范疇。世界氣候變化關(guān)乎人類的生產(chǎn)和延續(xù)，因此各國都圍繞低碳經(jīng)濟(jì)做出了努力，通過科學(xué)技術(shù)的研發(fā)以及生活方式、生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變來減少資源消耗、降低污染排放。實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會發(fā)展的雙贏，在這樣的背景下，材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展逐漸引起世界各國的重視。

一、低碳經(jīng)濟(jì)下材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展概述

在當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，很多國家為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展，踴躍發(fā)展科學(xué)技術(shù)。材料科學(xué)技術(shù)是其中很重要的一個(gè)范疇，很多國家將材料科學(xué)技術(shù)看作國家發(fā)展策略當(dāng)中重要的構(gòu)成成分，應(yīng)當(dāng)?shù)玫街攸c(diǎn)的扶持。在國際范圍內(nèi)歐美國家較先發(fā)展材料科學(xué)技術(shù)，并且無論在科學(xué)理念還是科學(xué)研究成果方面都位居前列。其中美國的材料科技戰(zhàn)略的目的在于保持本國在全球范疇內(nèi)的領(lǐng)先地位，掌握信息技術(shù)以及生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)乃至納米技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)能源、信息等重要的部門和領(lǐng)域的要求。歐洲國家的新材料科技戰(zhàn)略的目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)航空材料、電信材料等領(lǐng)域在世界范圍內(nèi)的領(lǐng)先，在歐洲的一些國家大力發(fā)展光電材料，納米技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)等。通過產(chǎn)品的創(chuàng)新以及技術(shù)的創(chuàng)新，在新材料制造裝備、加工以及應(yīng)用等三個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在亞洲國家當(dāng)中，具有代表性的國家比如日本，重視材料科學(xué)技術(shù)的實(shí)用性，同時(shí)也注重產(chǎn)品的先進(jìn)性，追求產(chǎn)品的高端化發(fā)展，爭取在頂尖的領(lǐng)域趕超美國等發(fā)達(dá)國家。日本對于新材料的研究和傳統(tǒng)材料的優(yōu)化采用的是齊頭并進(jìn)的策略，重視對現(xiàn)有材料的性能提升以及對舊產(chǎn)品的回收利用等。在新世紀(jì)新材料技術(shù)發(fā)展籌劃當(dāng)中，重視環(huán)保型以及再生型產(chǎn)品的發(fā)展，以資源友好特性和環(huán)境保護(hù)特性為主要的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，通過開發(fā)新的材料科學(xué)技術(shù)以解決資源匱乏和環(huán)境污染的問題。國內(nèi)對于材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也十分重視，具體體現(xiàn)在各大國家發(fā)展計(jì)劃當(dāng)中，為材料領(lǐng)域提供了可觀的篇幅，在材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域我國已經(jīng)有了比較充分的技術(shù)體系，并且在材料領(lǐng)域的研發(fā)方面有了明顯的進(jìn)步，在一些新材料領(lǐng)域的研究上取得了明顯的成效。但是我國缺乏自主創(chuàng)新能力，不夠重視帶有自主知識產(chǎn)權(quán)的材料以及技術(shù)的發(fā)展，嚴(yán)重妨礙了新材料以及技術(shù)的研究和發(fā)展。所以，我國依舊需要努力，改善材料技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

二、低碳經(jīng)濟(jì)對于材料產(chǎn)業(yè)的具體要求

1關(guān)于”材料”

能源、信息和材料是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的三大支柱，而材料更是基礎(chǔ)。沒有先進(jìn)的材料就沒有先進(jìn)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和科學(xué)技術(shù)．重大的技術(shù)革新往往起始于材料的革新。如20世紀(jì)50年代鎳基超級合金的出現(xiàn)，將材料使用溫度由原來的700℃提高到900X2從而使得超音速飛機(jī)問世。而高溫陶瓷的出現(xiàn)則促進(jìn)了表面溫度高達(dá)1000~2的航天飛機(jī)的發(fā)展。近代新技術(shù)(原子能、計(jì)算機(jī)、集成電路、航天工業(yè)等)的發(fā)展又促進(jìn)了新材料的研制。當(dāng)前可稱為精密陶瓷時(shí)代、復(fù)合材料時(shí)代、塑料時(shí)代或合成材料時(shí)代等等。材料可以從不同角度分類．根據(jù)材料的組成可分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料(聚合物)和復(fù)合材料；根據(jù)特性和用途可將它分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類。結(jié)構(gòu)材料主要是利用其力學(xué)性能，制造需承受一定載荷的設(shè)備、零部件、建筑結(jié)構(gòu)等。功能材料主要是利用其特殊物理性能(電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)性能等)，用于制造各種電子器件、光敏元件、絕緣材料等。根據(jù)材料內(nèi)部原子排列情況分為晶態(tài)和非晶態(tài)材料；根據(jù)材料的熱力學(xué)狀態(tài)分為穩(wěn)態(tài)和亞穩(wěn)態(tài)材料；根據(jù)材料尺寸分為一維(纖維及晶須)、二維(薄膜)和三維(大塊)材料等。

2“材料科學(xué)”與“材料科學(xué)與工程”

材料科學(xué)(MaterialsScience)~科伴隨著生產(chǎn)力發(fā)展和科技進(jìn)步產(chǎn)生與發(fā)展。材料的各種性能是其化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)等內(nèi)部因素在一定外界條件下的行為表現(xiàn)。研究材料主要是為了更有效地使用材料，即了解影響材料性能的各種因素，從而掌握提高其性能的途徑。材料科學(xué)是闡明材料的性能和行為與其成分及內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。一般認(rèn)為，學(xué)科間的區(qū)別不是絕對的。材料科學(xué)是由多種學(xué)科分化而產(chǎn)生，而又通過集成走向成熟的。材料科學(xué)產(chǎn)生之初，有學(xué)者認(rèn)為：冶金學(xué)仍然是一門健全的學(xué)科，擁有基本理論、方法和界限，但隨著工程中日益不斷地使用聚合物、陶瓷、玻璃和復(fù)合材料，其研究拓展為材料科學(xué)(Calvert，1997)。20世紀(jì)50年代，材料科學(xué)(MaterialsScience)這一新概念，主要源于冶金學(xué)，1958至于959年間美國大學(xué)教育性質(zhì)的改變和各種新材料科學(xué)研究組織的形成，是材料科學(xué)形成的標(biāo)志。西北大學(xué)(NorthWesternUifiversity)是最早將材料科學(xué)作為系名的大學(xué)(1954年)，并為本科生的研究生開設(shè)了相關(guān)課程，出版了《材料性能原理(PrinciplesofthePropertiesofMaterials))(1954年)一書，材料科學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展出多個(gè)分支，包括固體物理、冶金學(xué)、高分子化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、礦物學(xué)、玻璃與陶瓷技術(shù)。一門學(xué)術(shù)型學(xué)科抽涉及的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于由大學(xué)里院系、學(xué)會和專業(yè)雜志所構(gòu)成的群體，它是一所“看不見的學(xué)院(hwisiblecollege)”，它們的成員共享某一特定的研究傳統(tǒng)，學(xué)者們從中學(xué)到了基本的理論框架、操作規(guī)范和技術(shù)方法。DavidTumbul(1983)~E《對“材料科學(xué)”產(chǎn)生和發(fā)展的評述》一文中，將材料科學(xué)定義為：在超分子水平上表征，認(rèn)識和控制物質(zhì)的結(jié)構(gòu)．并建立這一結(jié)構(gòu)與性能(力學(xué)、磁、電等)間的關(guān)系，即所謂的超分子科學(xué)。

MSE(MaterialsScienee&Engineering)的概念最初產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代，到1960年已經(jīng)基本穩(wěn)固建立。在COsMT(1974)的報(bào)告中，將MSE定義為：涉及將材料成分、結(jié)構(gòu)和制備與其性能和使用建立關(guān)系所形成并應(yīng)用的知識。1957年美國政府出臺了資助l2個(gè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃，首批三個(gè)材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室分別建立在康奈爾大學(xué)、賓西法尼亞大學(xué)和西北大學(xué)。這些實(shí)驗(yàn)室1972年由國家科學(xué)基金會(NSF)正式負(fù)責(zé)。此后各個(gè)大學(xué)教授的課程，也深受這些材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室所從事工作的影響。1958年，為了更好地已經(jīng)建立的新學(xué)科的特征，又在系保后面加上了。與工程，并開始了。材料科學(xué)與工程的教育，如牛津大學(xué)的材料科學(xué)系也簡單地更名為“材料系(DepartmentofMaterials)”。同期還有一批大學(xué)，如德克薩斯大學(xué)的奧斯分校等沒有設(shè)立材料科學(xué)系，但已經(jīng)開始了系間合作，進(jìn)行了與材料科學(xué)相關(guān)的研究生教育，通常這種教育也不僅限于在“工程學(xué)院”之內(nèi)。雖然沒有這個(gè)系名，但老師的專業(yè)知識和研究生的研究工作集中在材料制備、固體化學(xué)、高分子工程與科學(xué)、X射線晶體學(xué)、生物材料、結(jié)構(gòu)材料、材料理論和凝聚態(tài)材料及器件等相關(guān)領(lǐng)域。1964年麻省理工學(xué)院(MIT)也將系名以為“冶金與材料科學(xué)系”，1974年正式改名為“材料科學(xué)與工程系”。20世紀(jì)60年代，材料科學(xué)被引入歐洲的大學(xué)，如北威爾士大學(xué)、蘇賽克大學(xué)和伯明翰大學(xué)。1956年，中國在西方工作過的科學(xué)工作者們制定一份科學(xué)技術(shù)規(guī)劃時(shí)，認(rèn)識當(dāng)時(shí)的中國已經(jīng)培養(yǎng)了具有金屬材料方面知識的科技人員，但對合金及其熱處理方面的科技人員數(shù)量不足，到1980年，已經(jīng)有l(wèi)7個(gè)院校的金屬物理專業(yè)改為材料科學(xué)專業(yè)。

3“材料科學(xué)”研究的實(shí)踐與方向

【摘要】我國材料科學(xué)與工程專業(yè)近幾年在素質(zhì)教育改革的推進(jìn)下不斷發(fā)展不斷地發(fā)展，材料科學(xué)與工程專業(yè)的本科教育應(yīng)符合時(shí)展要求，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力為核心，提高教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo)，材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系與實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)是材料科學(xué)與工程專業(yè)能夠正常發(fā)展的基礎(chǔ)，為促進(jìn)我國材料科學(xué)與工程專業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，筆者以《材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程體系和實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)》為課題，從材料科學(xué)與工程專業(yè)相關(guān)概念解析入手，分別對材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系建設(shè)策略與材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)策略進(jìn)行了全方位、深層次地解析，并給出了筆者具有代表性的個(gè)人建議。希望對推動我國材料科學(xué)與工程專業(yè)的發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

【關(guān)鍵詞】材料科學(xué)與工程；課程體系；實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；策略

1材料科學(xué)與工程專業(yè)相關(guān)概念解析

材料科學(xué)與工程專業(yè)是對材料的制備與加工、性質(zhì)、使用性能等要素和這些要素間相互關(guān)系的規(guī)律研究。由于無機(jī)非金屬材料、高分子材料等各類材料在科學(xué)內(nèi)涵、研究方法與設(shè)備上具有相似或共同的特點(diǎn)。與此同時(shí)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在客觀上需要對不同種類的材料進(jìn)行全面的了解和研究，材料科學(xué)與工程專業(yè)正在逐步壯大并迅速發(fā)展成為一門獨(dú)立的一級學(xué)科，體現(xiàn)了大學(xué)科一體化。近幾年，我國材料科學(xué)與工程教育在素質(zhì)教育的改革下得到迅速的發(fā)展，探究材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程體系和實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)對專業(yè)教學(xué)質(zhì)量的提升、學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有重要的推動作用。

2材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系建設(shè)策略

材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系建設(shè)是該專業(yè)能夠正常發(fā)展的基礎(chǔ)，為此首先應(yīng)該加強(qiáng)該方面的工作。課程體系建設(shè)是個(gè)大工程，要想讓所建體系既能滿足專業(yè)發(fā)展的需要，又能符合學(xué)生實(shí)際需求，就需要做好前期的調(diào)研工作。該專業(yè)課程體系建設(shè)主要涉及四個(gè)方向，即材料制作以及加工方法研究、材料成分以及組織結(jié)構(gòu)研究、材料相關(guān)物化性質(zhì)的研究以及所得材料使用性能的研究。當(dāng)然，在對專業(yè)課程體系的建設(shè)過程中也要主次分明，能夠根據(jù)相關(guān)理論知識的實(shí)用性對學(xué)生所學(xué)知識內(nèi)容做好規(guī)劃。2.1教學(xué)內(nèi)容分清主次。為了讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)獲得最具實(shí)用性的內(nèi)容，就要求相關(guān)課程體系建設(shè)負(fù)責(zé)人在安排教學(xué)內(nèi)容過程中要分清主次，最好能分成像了解、掌握、理解等這種層次分明、要求明確的課程體系。明確而清晰的材料科學(xué)與工程專業(yè)課程體系不僅能夠?yàn)槭谡n教師提供更便捷的教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)，而且還能減輕學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)。當(dāng)然，要保證該專業(yè)課程體系建設(shè)能夠符合社會發(fā)展實(shí)際的需要。材料科學(xué)與工程專業(yè)屬于工科類專業(yè)，而工科類專業(yè)對學(xué)生實(shí)踐操作能力有著較高的要求，因此在該課程體系建設(shè)過程中應(yīng)該重點(diǎn)突出對實(shí)踐教學(xué)的重要性，完善理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合的過程，避免學(xué)生眼高手低、只會紙上談兵。2.2對相關(guān)課程進(jìn)行合理地定位。對于材料科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生來說，他們在大學(xué)期間要接觸很多不同性質(zhì)、不同類別的課程，為了能夠讓學(xué)生清楚地了解到他們所學(xué)課程所屬類別，在對該專業(yè)課程體系建設(shè)過程中要對相關(guān)課程分門別類，對這些課程進(jìn)行合理地定位。為此，要將所修課程分為公共基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)重點(diǎn)課程、專業(yè)選修課程、公共選修課程、實(shí)踐教學(xué)課程。這種分類方法不僅有助于學(xué)生合理分配他們的業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)時(shí)間，而且還能夠保證所建體系的合理性、科學(xué)性，有利于教學(xué)過程的高效進(jìn)行。雖然這些課程對于學(xué)生今后的發(fā)展都非常重要，“學(xué)如初起之苗不見其增，日有所長”，任何一門課程的學(xué)習(xí)都可能會對他們今后產(chǎn)生影響，所以雖然按照課程的性質(zhì)對這些課程進(jìn)行了分類，但是這并不能代表其對學(xué)生重要性的大小。

摘要：材料科學(xué)涉及的內(nèi)容比較多，屬于一門綜合性比較強(qiáng)的學(xué)科，在發(fā)展的過程中融入計(jì)算機(jī)技術(shù)在很大程度上提升了材料科學(xué)的發(fā)展水平。例如，鋼鐵行業(yè)的發(fā)展和經(jīng)營及煉鋼過程中溫度和流體運(yùn)動的監(jiān)測等，這些精細(xì)化的活動都需要計(jì)算機(jī)技術(shù)作為必要的支持。如今，人們對材料提出了更高的需求，這也為計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的發(fā)展奠定了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。因此，文章結(jié)合具體的應(yīng)用方式及其注意事項(xiàng)進(jìn)行更為細(xì)致的論述，旨在為促進(jìn)材料科學(xué)的發(fā)展提供支持。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；材料科學(xué)；具體運(yùn)用

現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用，尤其在材料液態(tài)成型、連接成型和塑性成型的過程中，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的先進(jìn)性可以對材料成型工藝進(jìn)行升級和優(yōu)化，運(yùn)用定量預(yù)測的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)模式中的動向描述。有關(guān)技術(shù)人員能夠借助這種方式來提升自身的工作效率，同時(shí)防止人工誤差對材料、工藝和環(huán)節(jié)造成的影響[1]。如今，經(jīng)驗(yàn)試錯(cuò)法已經(jīng)不適于當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展趨勢，在計(jì)算機(jī)的協(xié)助之下，工作人員能夠以更加便捷可靠的操作形式進(jìn)行試驗(yàn)。將計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到材料科學(xué)中，有助于形成質(zhì)量好、實(shí)用性強(qiáng)的材料。

1計(jì)算機(jī)技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用

1.1在新材料設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在分析材料設(shè)計(jì)的具體方式和尺寸測量等知識的過程中，應(yīng)該將人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)等當(dāng)下比較火熱的新技術(shù)運(yùn)用到新材料設(shè)計(jì)工作中，這樣能夠拓展研究人員的思維，讓他們在實(shí)際工作中加入更多的創(chuàng)新理念。利用傳統(tǒng)模式進(jìn)行工作的過程中需要運(yùn)用復(fù)雜的化學(xué)理論和物理理論，計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠?qū)⑦@些雜亂的試驗(yàn)資料進(jìn)行整合，并且衍生出全新的材料研發(fā)形式，從而有效提升工作效率，也提高了材料設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量[2]。

【論文課程建設(shè)教學(xué)改革材料科學(xué)基礎(chǔ)

【論文摘要本文根據(jù)上海工程技術(shù)大學(xué)材料科學(xué)和工程專業(yè)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的特征,從課程體系和內(nèi)容,教學(xué)理念,教學(xué)方法及手段,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革,考核評價(jià)方式,師資隊(duì)伍建設(shè)等方面討論了“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程教改中的一些熱點(diǎn)新問題及教改實(shí)踐。根據(jù)我校培養(yǎng)優(yōu)秀工程師的辦學(xué)定位,結(jié)合材料學(xué)科的發(fā)展方向,初步建立了居于“基礎(chǔ)適度、口徑寬廣、應(yīng)用為先”標(biāo)準(zhǔn)的“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程的新教學(xué)體系,從中取得了一些較好的教改效果和經(jīng)驗(yàn)。

上海工程技術(shù)大學(xué)是一所以培養(yǎng)優(yōu)秀工程師為主要目標(biāo)的教學(xué)型大學(xué)。根據(jù)我校的辦學(xué)定位和特色,作為材料科學(xué)和工程學(xué)科重要基礎(chǔ)課程之一,“材料科學(xué)基礎(chǔ)”有必要在加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)知識面和加強(qiáng)實(shí)踐練習(xí)等方面進(jìn)行課程改革。

1課程的性質(zhì)

材料科學(xué)是一門揭示探究固體材料性質(zhì)規(guī)律、設(shè)計(jì)及控制材料性能的科學(xué),其目的在于揭示材料的結(jié)構(gòu)和性能之間的基本關(guān)系。探究表明,材料結(jié)構(gòu)是決定材料性能的核心要素,而材料的顯微結(jié)構(gòu)和材料的加工過程有密切的關(guān)系。因此,材料科學(xué)也需要探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(yīng)過程、界面過程、擴(kuò)散過程、相變過程等。

“材料科學(xué)基礎(chǔ)”是材料科學(xué)和工程學(xué)科的主干基礎(chǔ)課程和核心課程,是材料科學(xué)和工程學(xué)科人才的基本知識和基本能力的重要組成部分,是本學(xué)科專業(yè)人才的整體知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、素質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要基石。根據(jù)我校的教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo),本門課程的教學(xué)實(shí)踐必須著眼于培養(yǎng)未來的材料工程師,緊貼上海市發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)的需求,結(jié)合本校材料科學(xué)重點(diǎn)學(xué)科的發(fā)展方向,在進(jìn)行材料科學(xué)基礎(chǔ)理論和基本技術(shù)教育的基礎(chǔ)上,側(cè)重進(jìn)行材料開發(fā)應(yīng)用、材料改性和材料加工的工程教育。

摘要：材料科學(xué)技術(shù)對航空航天領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的支撐作用。“工程材料學(xué)”是航空主機(jī)類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)掌握材料知識的主要渠道。本文以相關(guān)專業(yè)實(shí)施“卓越工程師”教育培養(yǎng)計(jì)劃為背景，研究了航空類不同專業(yè)對材料知識的需求，探討了在不增加總課時(shí)的前提下改善課程教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量的途徑。

關(guān)鍵詞：“工程材料學(xué)”；航空航天專業(yè)；教學(xué)改革

“工程材料學(xué)”是航空主機(jī)類專業(yè)（包括飛行器設(shè)計(jì)與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機(jī)械工程等專業(yè)）的學(xué)科基礎(chǔ)課程。該課程雖然僅有48學(xué)時(shí)，但承擔(dān)著為未來的航空工程師構(gòu)建材料知識體系的重任，對學(xué)生今后的發(fā)展起著重要作用。本文結(jié)合近年的工作實(shí)踐，對該課程在教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面的改革進(jìn)行研討。

一、高度重視航空和材料領(lǐng)域發(fā)展對“工程材料學(xué)”課程教學(xué)的影響

材料學(xué)既是基礎(chǔ)科學(xué)，也是應(yīng)用科學(xué)。材料科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，解決了很多工程領(lǐng)域的關(guān)鍵問題，有力地推進(jìn)了相關(guān)科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步，使得材料科學(xué)成為最活躍的科學(xué)領(lǐng)域，材料產(chǎn)業(yè)也成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。“工程材料學(xué)”以物理學(xué)、化學(xué)等理論為知識基礎(chǔ)，系統(tǒng)介紹材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技能，著重培養(yǎng)學(xué)生把這些知識應(yīng)用于解決工程實(shí)際中提出的對材料結(jié)構(gòu)、性能等方面問題的能力。作為一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程，“工程材料學(xué)”具有較長的開設(shè)歷史，在人才培養(yǎng)中發(fā)揮了重要的作用。航空航天領(lǐng)域的發(fā)展對工程技術(shù)人員的能力素質(zhì)提出了更高的要求，特別是“卓越工程師”教育培養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施，對工程類課程建設(shè)的需求更加迫切，有必要以新的形勢為背景反思該課程的教學(xué)改革。航空以眾多學(xué)科知識、先進(jìn)研究成果為基礎(chǔ)，已發(fā)展成為一個(gè)由多個(gè)分系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)，需要工程技術(shù)人員采用系統(tǒng)工程的方法進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。現(xiàn)代航空技術(shù)一百多年的發(fā)展，使得人們可以在更大的范圍內(nèi)探索天空，也使得飛行器的工作條件更加惡劣，工作環(huán)境更加嚴(yán)苛。現(xiàn)代飛行器不僅要具有速度快、航程大、載重多等特點(diǎn)，還要滿足節(jié)能低碳等要求。材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為解決航空航天領(lǐng)域的諸多難題提供了可能，“一代材料，一代飛機(jī)”已成為飛行器發(fā)展公認(rèn)的規(guī)律。這對航空航天工程技術(shù)人員的材料知識提出了更高的要求。在飛行器及其主要部件的設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)工作中，要全面認(rèn)識材料的性質(zhì)和特點(diǎn)，才能挖掘材料的潛能，充分利用材料的特性，滿足工作需要。面對航空航天迅猛的發(fā)展形勢，僅了解和掌握已有材料的知識是不夠的。具有創(chuàng)新素質(zhì)的工程技術(shù)人員，要了解材料科學(xué)與工程的發(fā)展方向和趨勢，分析材料領(lǐng)域的發(fā)展對航空航天領(lǐng)域的影響，同時(shí)要認(rèn)真研究具體工作對新材料、新工藝的要求，明確材料發(fā)展的需求。在新型飛行器的研發(fā)過程中，要綜合考慮用戶對飛行器總體性能的多種要求，對各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一的優(yōu)化。在落實(shí)對飛行器性能的要求時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，很多要求是相互矛盾的，比如飛機(jī)的航程和機(jī)動性就存在著較大的矛盾。為了獲得較好的綜合性能，需要對飛機(jī)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，要及時(shí)掌握各種設(shè)計(jì)方案對飛機(jī)主要材料和工藝的要求，對飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合優(yōu)化。在此過程中，各部門工程師都需要和材料系統(tǒng)密切配合，才能實(shí)現(xiàn)信息和資源共享，降低全系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，提高系統(tǒng)的可靠性和綜合性能。材料科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展也對課程教學(xué)提出了新的要求。材料科學(xué)與技術(shù)是研究材料成分、結(jié)構(gòu)、加工工藝與其性能和應(yīng)用的學(xué)科。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，材料科學(xué)是發(fā)展最快速的學(xué)科之一，在金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料、耐磨材料、表面強(qiáng)化、材料加工工程等主要方向上的發(fā)展日新月異，促使“工程材料學(xué)”課程內(nèi)容的不斷充實(shí)。“工程材料學(xué)”課程要系統(tǒng)講授材料科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技能，使得學(xué)生掌握工程材料的合成、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用等方面的知識。早期的航空工程結(jié)構(gòu)以自然材料為主，如在美國萊特兄弟制造出第一架飛機(jī)上，木材占47%，普通鋼占35%，布占18%。隨后，以德國科學(xué)家發(fā)明具有時(shí)效強(qiáng)化功能的硬鋁為代表，很多優(yōu)質(zhì)金屬材料被開發(fā)出來，使得大量采用金屬材料制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)成為可能，也使得研究者們投入了更多的精力于金屬材料的探索。相應(yīng)地，這一時(shí)期“工程材料學(xué)”課程內(nèi)容也以金屬材料為主。上世紀(jì)70年代以后，復(fù)合材料開始在航空領(lǐng)域應(yīng)用。復(fù)合材料具有較高比強(qiáng)度和比剛度的優(yōu)點(diǎn)使得工程技術(shù)人員對其抱有很大的希望。航空工程師首先采用復(fù)合材料制造艙門、整流罩、安定面等次承力結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)在復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于機(jī)翼、機(jī)身等部位，向主承力結(jié)構(gòu)過渡。復(fù)合材料因其良好的制造性能被大量應(yīng)用在復(fù)雜曲面構(gòu)件上。復(fù)合材料構(gòu)件共固化、整體成型工藝能夠成型大型整體部件，減少零件、緊固件和模具的數(shù)量，降低成本，減少裝配，減輕重量。復(fù)合材料的用量已成為先進(jìn)飛行器的重要標(biāo)志。相應(yīng)地，復(fù)合材料必然要在“工程材料學(xué)”課程中占重要地位。鈦合金的開發(fā)和應(yīng)用使得飛行器具有更好的耐熱能力，提高了發(fā)動機(jī)、蒙皮等結(jié)構(gòu)的性能，有效解決了防熱問題。“工程材料學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該及時(shí)反映材料科學(xué)在提高飛行器性能方面的新應(yīng)用與新進(jìn)展。與此同時(shí)，其他相關(guān)學(xué)科也取得了長足的發(fā)展，使得主機(jī)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容大幅度增加，“工程材料學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)之間的矛盾愈加突出。

二、認(rèn)真分析專業(yè)教學(xué)對“工程材料學(xué)”課程的不同要求

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，中國加入WTO和經(jīng)濟(jì)全球化時(shí)代的到來，加之科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各學(xué)科知識體系不斷交叉融合。為了縮短與他國的信息交流距離，盡快與世界接軌，我國迫切需要既有很強(qiáng)的專業(yè)知識又精通外語的復(fù)合型高素質(zhì)人才。雙語教學(xué)已經(jīng)成適應(yīng)時(shí)代需要的教學(xué)改革的必然趨勢，成為當(dāng)前高校教學(xué)改革的一個(gè)熱點(diǎn)。2001年9月教育部高等教育司頒發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》，明確提出要在高校積極推動使用英語等外語進(jìn)行教學(xué)，其中“本科教育要創(chuàng)造條件使用英語等外語進(jìn)行公共課和專業(yè)課教學(xué)”，還特別強(qiáng)調(diào)“高新技術(shù)領(lǐng)域的生物技術(shù)、信息技術(shù)、新材料技術(shù)等專業(yè)，更要先行一步，力爭三年內(nèi)，外語教學(xué)課程要達(dá)到所開課程的5％至10％”。這份文件的頒發(fā)，不僅使高校開展雙語教學(xué)的目的、意義、必要性和重要性得以升華，而且對推動全國高校開展雙語教學(xué)提高教學(xué)質(zhì)量將發(fā)揮重要的指導(dǎo)價(jià)值J。國內(nèi)的一流院校已率先引進(jìn)國外先進(jìn)的原版教材，在研究生和本科生中推行雙語教學(xué)。而地方院校也應(yīng)該積極科學(xué)地應(yīng)對高等教育的國際化趨勢，根據(jù)自身的條件和特點(diǎn)，選擇合適的學(xué)科和模式，積極探索和開展雙語教學(xué)。

一、制約材料科學(xué)與工程導(dǎo)論雙語教學(xué)開展的現(xiàn)狀

長期以來，我國高等院校理工專業(yè)課程教學(xué)一般僅使用母語授課，只在有限的公共英語課和專業(yè)英語課上采用英語教學(xué)。造成這種局面的主要原因一方面是高校對雙語教學(xué)重視不夠，另一方面是專業(yè)課教師的英語水平有限。盡管理工專業(yè)課教師多數(shù)具備很強(qiáng)的專業(yè)知識背景，并且在長期跟蹤領(lǐng)域前沿的過程中形成了較優(yōu)秀的英語讀寫能力，但由于缺乏英語交流環(huán)境，其英語口語能力普遍較弱，甚至有的發(fā)音還不夠標(biāo)準(zhǔn)。這就導(dǎo)致了教師在授課時(shí)不敢或是不愿說英語，從而限制了雙語教學(xué)的開展。另外，學(xué)生們長期以來普遍重視讀寫，忽略聽說，一定程度上給雙語教學(xué)帶來了困難此外，相關(guān)外文課外參考資料也不夠豐富，雖然互聯(lián)網(wǎng)上知識繁多，但是內(nèi)容散亂，無法形成系統(tǒng)的教學(xué)資料。盡管可以采用引進(jìn)國外優(yōu)秀教材的方式彌補(bǔ)這一缺陷，但是由于地方院校的學(xué)生英語水平參差不齊，若直接使用引進(jìn)的原版教材，大部分的學(xué)生都會感覺理解困難，甚至失去學(xué)習(xí)的信心和興趣。這樣不僅難以達(dá)到提高學(xué)生英語能力的目的，而且會導(dǎo)致學(xué)生失去本該輕松掌握的專業(yè)知識。因此，編寫結(jié)構(gòu)合理、詳略得當(dāng)、有所側(cè)重的中英文對照教材顯得尤為重要。

綜上所述，傳統(tǒng)的教法、學(xué)法和教材都制約了雙語教學(xué)的開展，但開展材料科學(xué)與工程導(dǎo)論雙語教學(xué)仍勢在必行。材料科學(xué)與工程導(dǎo)論是湖南科技大學(xué)金屬材料工程專業(yè)本科生的必修學(xué)位課，于大三第一學(xué)期開設(shè)，在金屬材料專業(yè)(本科)的教學(xué)中，材料科學(xué)與工程導(dǎo)論既涉及到材料的發(fā)展和各種材料的特點(diǎn)，又需要講述材料科學(xué)與材料工程的基礎(chǔ)知識。其主要特點(diǎn)如下：

(1)覆蓋面廣——涉及史學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、工程學(xué)等多種學(xué)科知識的綜合；

(2)內(nèi)容新——盡管人類使用材料已有幾百萬年的歷史，但材料科學(xué)與工程在2O世紀(jì)五六十年代才形成一門完整的學(xué)科，目前仍處在高新技術(shù)的前沿領(lǐng)域，內(nèi)容日新月異；

摘要:本文針對高校課程改革的迫切需求及該課程在教學(xué)中存在的現(xiàn)實(shí)問題，嘗試對“計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用”這門課程的教學(xué)進(jìn)行改革，提出“四位一體”教學(xué)模式和該模式的具體實(shí)施策略。將研究型探究式教學(xué)、線上線下體驗(yàn)教學(xué)、前沿知識教學(xué)和課程思政教學(xué)四個(gè)方面在教學(xué)實(shí)施中進(jìn)行有機(jī)整合，使該課程在教學(xué)中實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做、評的融合，有利于學(xué)生厚植理論基礎(chǔ)、啟發(fā)創(chuàng)新思維、拓展學(xué)科視野、樹立文化自信，助力應(yīng)用研究型人才培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī);材料科學(xué);四位一體;教學(xué)模式

隨著計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的快速發(fā)展，材料科學(xué)研究已經(jīng)從傳統(tǒng)的試錯(cuò)法逐步走向多元化、多尺度化研究［1-2］，材料研發(fā)模式的變革對人才培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)。因此，國內(nèi)各高等院校認(rèn)識到“計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用”課程的重要性［3-4］。該課程是材料類專業(yè)本科生的一門專業(yè)必修課程，其目的是為了培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行材料科學(xué)研究和解決材料工程領(lǐng)域?qū)嶋H問題的能力，提升學(xué)生創(chuàng)新精神和科技探索能力。然而，在教學(xué)過程中存在重理論輕實(shí)踐、教學(xué)模式單一、前沿性不足、思政育人單調(diào)等問題。在新工科背景下，迫切需要進(jìn)行教育教學(xué)改革，不斷提升學(xué)生利用計(jì)算機(jī)技術(shù)工具分析和解決問題的能力，進(jìn)而提高課程教學(xué)效果。

一、當(dāng)下“計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用”課程教學(xué)存在的問題

“計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用”課程涉及的理論知識面較廣，是融合計(jì)算機(jī)技術(shù)和材料科學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)的跨學(xué)科課程。課程對該專業(yè)學(xué)生的發(fā)展具有重要奠基作用，因此這門課程的教學(xué)質(zhì)量日益受到重視。但因各個(gè)高校學(xué)科設(shè)置和師資力量不同，該課程教學(xué)主要采用傳統(tǒng)的理論授課的形式進(jìn)行，通過對這門課程教學(xué)過程的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在教學(xué)中還存在以下問題。

(一)教學(xué)觀念上重理論輕實(shí)踐

全球氣候變暖對人類的生存和發(fā)展具有嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，由此提出“低碳經(jīng)濟(jì)”。所謂低碳經(jīng)濟(jì)，是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、新能源開發(fā)等多種手段，盡可能地減少高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，[1l達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)。低碳經(jīng)濟(jì)實(shí)質(zhì)是能源高效利用、清潔利用和低碳或無碳能源開發(fā)；核心是能源技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新以及人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變。低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式，是人類社會繼農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后的又一次重大進(jìn)步。在談到減排時(shí)，不少人首先想到的是可再生資源和清潔能源供應(yīng)，但這是不完全正確的。減排最大的潛力在于人們開發(fā)新材料新技術(shù)，如綠色制造技術(shù)，納米材料和納米技術(shù)，碳捕捉及封存技術(shù)(CCS)，12]新型電子信息技術(shù)，新的鋼鐵生產(chǎn)方法，清潔煤技術(shù)等，這些才是人們應(yīng)該廣泛關(guān)注的問題。

一、低碳經(jīng)濟(jì)形勢下國內(nèi)外材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

在低碳經(jīng)濟(jì)形勢下，為爭取其經(jīng)濟(jì)和科技的領(lǐng)先地位，世界各國都十分重視材料科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，把新材料新技術(shù)作為科技發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，予以重點(diǎn)支持。美國新材料科技戰(zhàn)略目標(biāo)是保持本領(lǐng)域在全球的領(lǐng)導(dǎo)地位，支撐信息技術(shù)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和納米技術(shù)等發(fā)展，滿足能源、信息等重要部門和領(lǐng)域的需求。美國氫燃料研發(fā)主要集中在生產(chǎn)、儲存和氫的配送技術(shù)及驅(qū)動汽車的幾乎無空氣污染物和溫室氣體排放的燃料電池技術(shù)開發(fā)上，研制的高效堆積式多結(jié)砷化鎵太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到31％。通過在宇航發(fā)動機(jī)中增加先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料，把發(fā)動機(jī)的推重比提高到20，大大降低飛機(jī)的重量，節(jié)約能源。歐盟新材料科技戰(zhàn)略目標(biāo)是，在航空航天材料、電子信息材料等領(lǐng)域競爭領(lǐng)先優(yōu)勢。歐盟科研公司大力發(fā)展光學(xué)材料、磁性材料、燃料電池技術(shù)、納米技術(shù)、超導(dǎo)體、信息存儲技術(shù)、鈦基復(fù)合材料等。通過產(chǎn)品創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，在新材料制造裝備、加工和應(yīng)用三個(gè)方面來發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，并計(jì)劃到2020年溫室效應(yīng)氣體在1990年的基礎(chǔ)上至少減少20％。H1日本新材料科技戰(zhàn)略目標(biāo)是保持產(chǎn)品的國際競爭力，注重實(shí)用性，在尖端領(lǐng)域趕超歐美。日本對新材料的研發(fā)與傳統(tǒng)材料的改進(jìn)采取并進(jìn)的策略，注重已有材料性能的提高及回收再生。15]在21世紀(jì)新材料發(fā)展規(guī)劃中將研究開發(fā)與資源、環(huán)境協(xié)調(diào)的材料以及減輕環(huán)境污染且有利于再生利用的材料作為主要考核指標(biāo)。通過開發(fā)新的材料科學(xué)技術(shù)以解決資源短缺和環(huán)境污染問題。我國歷來重視材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在各項(xiàng)國家計(jì)劃中都給予了材料領(lǐng)域重點(diǎn)支持，如973、863、科技攻關(guān)計(jì)劃等。在低碳經(jīng)濟(jì)形勢下，我國已形成了比較完善的材料科技體系，在材料領(lǐng)域的研發(fā)方面取得了長足進(jìn)步，某些新材料領(lǐng)域具有明顯的資源優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，如納米碳管、有機(jī)發(fā)光材料、稀土永磁材料等方面進(jìn)入國際先進(jìn)行列。但我國自主創(chuàng)新能力弱，缺乏有自主知識產(chǎn)權(quán)的新材料產(chǎn)品及技術(shù)，嚴(yán)重阻礙新材料新技術(shù)的研究發(fā)展。因此，我國正通過各方面的不斷努力，改進(jìn)材料的加工制備技術(shù)、工藝及裝備，大踏步向低碳經(jīng)濟(jì)邁進(jìn)。

二、低碳經(jīng)濟(jì)對新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求

展望世界經(jīng)濟(jì)的未來，低碳經(jīng)濟(jì)要帶動實(shí)體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，必須借助新材料新技術(shù)的支撐。低碳經(jīng)濟(jì)對新材料產(chǎn)業(yè)提…的總體要求是：為推動經(jīng)濟(jì)向低消耗、低碳排放的轉(zhuǎn)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。具體包括：

1產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級。低碳經(jīng)濟(jì)形勢下，根據(jù)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的低碳升級改造和新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，新材料產(chǎn)業(yè)需要加速調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，壓縮初級材料加工：[業(yè)產(chǎn)能，推動產(chǎn)業(yè)鏈向精深升級發(fā)展，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和區(qū)域布局。

作為我國高素質(zhì)人才主要來源的高校畢業(yè)生，實(shí)踐能力不足的缺點(diǎn)成為制約其職業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方面，也使得社會對其評價(jià)和期望值大大降低…。畢業(yè)設(shè)計(jì)作為材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的一環(huán)，對于學(xué)生工程技術(shù)素質(zhì)培養(yǎng)有重要的作用。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)生在一段較長的時(shí)間內(nèi)集中精力進(jìn)行某一科學(xué)技術(shù)問題的研究或設(shè)計(jì)。這一過程既是其現(xiàn)有知識綜合運(yùn)用，也是其拓展知識結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的環(huán)節(jié)，并在科學(xué)思維、科學(xué)方法等方面得到較好的訓(xùn)練，因而在整個(gè)實(shí)踐教學(xué)中具有不可替代的地位。而近年來，已有的教學(xué)方式不能適應(yīng)形勢的發(fā)展，因此河南理工大學(xué)材料學(xué)院在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)上進(jìn)行了一定的探索與改革。

1新形勢下現(xiàn)有畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)方式存在的問題

1．1教學(xué)時(shí)間集中。效果不理想

材料科學(xué)與工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要分為研究型設(shè)計(jì)和工藝型設(shè)計(jì)。研究型設(shè)計(jì)圍繞指導(dǎo)教師指定的科學(xué)技術(shù)問題展開試驗(yàn)性或分析性研究，而工藝型設(shè)計(jì)以指定的條件進(jìn)行生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計(jì)。這兩個(gè)過程都涉及到大量的科學(xué)技術(shù)知識，且所需的知識很多在教學(xué)中并未涉及，而大部分學(xué)生沒有充分的時(shí)間進(jìn)行文獻(xiàn)閱讀并進(jìn)行相應(yīng)知識的積累，因此不了解設(shè)計(jì)內(nèi)容的背景和科學(xué)問題，在設(shè)計(jì)過程中處于被動的狀態(tài)，很難有自己的見解。因而，這一過程對其科學(xué)素養(yǎng)與工程技術(shù)素質(zhì)的培養(yǎng)效果大打折扣。

1．2與考研、找工作時(shí)間重合，受到?jīng)_擊

近年來，隨著本科畢業(yè)生就業(yè)難問題的突顯，考研和找工作占據(jù)了大學(xué)高年級學(xué)生相當(dāng)一部分時(shí)間和精力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，河南理工大學(xué)材料學(xué)院近年來的考研率一直維持在35％以上，而且進(jìn)一步呈現(xiàn)低年級化。許多學(xué)生從一年級就關(guān)心考研問題，而一部分學(xué)生為了增大考研成功率，在三年級上學(xué)期開始上考研班。這對本科教學(xué)造成了嚴(yán)重沖擊。而由于畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間集中于四年級下學(xué)期，與研究生考試、復(fù)試以及單位招聘的時(shí)間重合，因此許多學(xué)生忙于考研和找工作而在畢業(yè)設(shè)計(jì)中投入精力少。這使畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)間集中的問題惡化，進(jìn)一步降低了教學(xué)效果。