材料科学论文:材料科学与工程专业 材料科学基础 大平台教学研究

[摘要]为适应高等教育改革的要求，本文根据暨南大学材料科学与工程专业的培养目标和方案，对“材料科学基础”大平台教学进行探讨。从课程发展的历史、性质及定位出发，挑选教材，并依据“奠定学科基础”的角度，对教材中的教学内容进行了科学地扬弃，从而合理组织教学，科学运用教学手段，从中取得了一些较好的教改效果和经验。

[关键词]材料科学与工程专业　材料科学基础　教学

“材料科学基础”是研究材料的成分、结构、性能之间的关系及其变化规律的一门基础学科，是材料科学与工程专业一级学科公共主干专业基础课。根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路和1997年国务院学位办颁发的新专业目录，材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料。为此，各相关高校在材料科学与工程专业主干课程“材料科学基础”的教学上都进行了教学改革。暨南大学材料科学与工程专业自2002年设立以来，就依据教育部的要求，将专业培养目标设定为培养“大材料”科学研究与工程技术所需的人才。故“材料科学基础”课程内容设置为介绍三大材料的基础知识，在教学模式、手段及课程配套方面也具有鲜明的特色。本文阐述了暨南大学材料科学与工程系以“奠定学科专业基础，培养学生科学的思维能力”为宗旨，开展“材料科学基础”教学工作的经验和体会。并以此为契机，进一步优化教学内容，探索新的教学模式和教学手段，进一步提高教学质量。

一、课程发展历史、性质与定位

材料是人类文明发展的基石。人类发展的文明史就是按石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代来划分的，可见材料对人类文明进程的重要贡献。与人类使用材料的漫长历史相比，对材料的研究即材料科学的历史比较短暂。19世纪中叶，开始采用金相显微镜研究钢铁，相平衡热力学和统计热力学则为建立材料的相平衡与相变提供了理论基础。20世纪20年代，原子结构和量子力学提供了研究材料微观结构的理论，x射线衍射技术和电子显微技术为探索材料的微观结构提供了手段。20世纪50年代，金属学已初具规模。高校金属材料专业都开设了《金属学》课程。到20世纪60年代，世界经济的腾飞促使陶瓷学和高分子材料学建立，其代表作分别为wg金格瑞的《陶瓷导论》(introduction to ceramics)和pj flory的《高分子化学与物理》(polymer chemistry and physics)。前者，wg金格瑞教授将金属学的原理应用于无机材料的结构、热力学、动力学、相变及性能分析当中，成功地指导了水泥、玻璃和陶瓷材料的生产和科研。而pj flory教授则主要围绕聚合物的合成过程、聚集态结构以及物理、化学等行为特征，阐述了高分子材料的结构及性能。到今天，三大材料的研究相互渗透，研究方法相互借鉴，产生了21世纪的材料科学。

“材料科学基础”着眼于材料基本问题诸如材料的结合键、材料的晶体结构及缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散，材料的塑性变形、材料的亚稳态。从金属材料的基本理论出发，将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起，使学生能把握材料的共性，熟悉材料的个性。本课程横向融合金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基础理论于一炉，纵向则充分利用学生已经学过的基础知识(包括高等数学、普通物理、物理化学、材料力学等)，并能连接后续的材料的分析与表征、材料物理、材料加工工艺学等必修课程及高分子材料、无机非金属材料、金属材料等模块的选修课程。

二、教学内容的优化和选择

现代材料工业和技术的发展推动材料从组成、结构和功能的单一化向复合化、一体化发展，使培养大材料、宽专业人才的教学改革迫在眉睫。在此形势下，2002年暨南大学材料科学与工程专业设立并开始招收首届本科学生，确定了《材料科学基础》为专业基础课(必修，72学时，4学分)。本课程内容旨在以物质结构和结构形成为主线将三大固体材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)的基础知识有机结合，构建大材料专业公共性专业基础课教学体系。该课程体系旨在强化对学生重基础的通才教育模式，在教学内容上力求共性教学，突出个性特点。为此。从选择教材着手，优化教学内容，强化基础教学，着重培养学生科学的思维方法、创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力。

目前， “材料科学基础”教材体系可分为两大类。及时类沿袭“金属学”课程的教学内容，增加了少量无机非金属材料、高分子材料和复合材料等内容，往往侧重金属材料。这类教材基本上适合以金属材料为主导的材料科学与工程专业的教学。第二类教材则是在增加非金属材料、高分子材料、复合材料等新材料内容的同时，对该课程的所有内容进行了全新的组合，将它们有机地融入整个教材体系中，形成新的包含各种类型材料的教学体系。由于低年级本科学生的专业知识有限，这类教材在教学中要突出构建整个教学内容的逻辑性和条理性，避免学生掌握了各材料的个性，却忽视了各材料的共性，从而使整个课程陷入一个“材料学概论”的泥潭。为达到突出共性教学的目的，搭建一个合理材料科学与工程的知识平台，根据整个学科的培养方案和教学计划，我们选择上海交通大学出版社出版的面向21世纪新教材《材料科学基础》作为教材，从教学目标出发，该教材最显著的特点是着重于基本概念和基础理论，便于在教学中掌握深度和广度。根据本专业培养目标的要求和培养方案的特点，在确立教材内容、体系与后续课程的相互关联的基础上，在保持课程自身体系的完整性的条件下，兼顾到不同材料的特点及知识体系与要素课程内各个环节之间的逻辑关系，对该教材的内容进行了“扬弃”，将课程教学内容分为三大模块：

1　材料的结构。①微观结构：原子的排列方式、高分子链结构；②结构的完整性：晶体学基础、金属的晶体结构、合金、离子晶体结构规则、共价晶体结构、聚合物的晶态结构；③结构的不完整性：晶体缺陷、表面和界面、非晶态、亚稳态、准晶态。

2　固体中原子及分子的运动。①扩散：菲克及时、第二定律、扩散的热力学分析、扩散原子理论、影响因素；②高分子的分子运动：分子链的运动及其柔顺性、分子的运动方式及影响因素。

3　材料的组织结构变化。①材料的形变和再结晶：单晶和多晶体的塑性变形、回复和再结晶；②相图。单元系相图：凝固、形核和晶体长大；二元系相图：匀晶、共晶和包晶相图、混溶间隙、相图分析；三元系相图：相图基础、三元匀晶和共晶相图。

为了在上述教学内容中力求共性教学，以较大限度地淡化三大材料各自的专业色彩，力求突出共性的内容。例如，相平衡与相图的内容，选择了相律、相平衡热力学理论、一元、两元和三元基本相图类型的阅读等为重点内容，而淡化与此相关的教材中有关金属材料的冶金和铸造

方面的内容。

通过多年的教学实践，上述教学内容的优化既得到了后续课程教师的肯定，又使学生学以致用，达到了奠定学科专业基础、培养科学思维的目的。

三、教学内容组织方式与目的

本课程教学内容的特点是“三多一少”，即叙述性的原理、规律多，需要记忆的概念、定义多，课程内容知识点多。理论计算少。因该课程内容枯燥、抽象，学生感到难学。具体表现在：不能很好地将数学理论应用到材料科学的基础课程、无法判定从而掌握教学内容中的重点、不能将所学的知识点和实际的材料联系起来。所以，我们在教学内容的组织上做了一些探索：

1　突破传统的“一本教科书”的局限性。本课程的教学内容在严格按照教学大纲和教学计划授课的同时，综合多种中文教材、英文教材等，力图做到知识面完整、讲授描述通俗易懂。如针对本专业每年都有数目不等的海外学生的特点，在教学提倡采用台湾晓园出版社出版的《材料科学与工程》作为补充性教材，提升外招学生对学科知识的认同感和认知度。

2　探索课堂教学，有所为，有所不为。课堂讲重点、难点，讲思路，留给学生充分的思考时间和空间，以调动他们的主动性和积极性。对难点和重点内容，尽量举出其应用实例，结合学科前沿知识，使学生知道该原理的用处，听课时不感到抽象、空洞，达到了理论联系实际的目的。而且，对重点和难点内容务必做到举一反三，确保学生能够掌握，以达到以点带面，进而掌握所学知识的目的。

3　注重教学内容的连贯性，连通性，提高学生对所学知识点的融会贯通能力。本课程在教学过程中，提倡预习，并将即将讲授的知识点与所学基础知识点的关联告知学生，使其掌握学习的主动性。对部分关联度高的章节，采用课堂讨论、换位讲授等方法，调动课堂气氛，使学生自觉地运用基础知识解决教学过程中的难点，从而提高他们通晓所学知识点的能力，达到提升专业素质和人文素质的目的。例如，在相图的学习中，尝试让学生利用所学的物理、化学知识换位讲授一元相图和二元相图的基础，一方面使他们学会对所学知识点进行归纳和演绎，另一方面提升他们的口头表达、演讲技巧。

4　充分、恰当地采用现代化多媒体教学方法，并辅之以动画，实现图、文、声、像的视听一体化教学。特别是对那些教学难点和需要丰富空间想象力的内容，形象、生动地展示在学生面前，既直观又富动感，可明显提高教学效果。

四、教学方法与教学手段

“材料科学基础”课程内容抽象、概念性强，学生在学习时容易感到枯燥难学。因此，在课堂上应常采用启发式教育，常用提问、问答或引而不发方法，调动学生的积极思维能力。在讲授时使用ppt演示文稿，尽量多用教学模型、挂图、照片和曲线图表等形象化语言。涉及部分教学内容如位错运动等，应结合动画生动地用图像演示给学生，以加深他们对课程内容的理解，提高学习兴趣。对于部分与前期知识关联度高的基本理论如单元相图，组织学生进行课堂讨论(seminar)，并以学生发言为主，让他们直接参与教学。对需要运用较多数学知识且理论性较强的内容，如扩散及时、第二定律，应多采用板书推导，加强逻辑性学习。另外，为了提高学生对那些需要有丰富空间想象力的晶体结构、金相组织的转变和识别、位错、位错增殖和缠结过程等知识难点的理解和掌握，将先进的多媒体现代化教学手段引入材料科学基础教学中，并让它们以二维或三维动画形式生动形象地展示在学生面前，弥补传统教学在时间和空间等方面的不足，以提高教学效果。在课外，还可建立qq空间，在群聊中解决课堂中来不及解决的问题，通过师生交流，提高学生探索性自学能力和学习的积极性。

在“宽口径，大平台”培养模式下开展材料科学与工程教学， “材料科学基础”作为专业必修的主干课程，突出共性教学是打好学科专业知识的必备条件。从时代的需要出发，合理选择及组织教学内容、创新教学手段和方法，使其与教学内容相互协调，是构建新时代“材料科学基础”教学体系的关键。今后， “材料科学基础课程”将继续围绕以符合时展、符合教育规律为中心开展课程建设，不断探索和实践，为成功培养宽专业人才奠定基础。

材料科学论文:材料学专业材料科学基础教学改革初探

【摘要】 文章从分析材料学专业材料科学基础教学中存在的问题,结合笔者对材料科学基础教学的经验,阐述了高等院校材料学专业材料科学基础改革的必要性,并对教学内容、教学方法等方面的改革进行了探讨。

【关键词】 材料学;材料科学基础;教学改革

材料是人类生存和发展的基础。纵观人类利用材料的历史,可以清楚地看到,每一种重要材料的发现和利用,都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平,给社会生产力和人类生活带来巨大的变化,把人类物质文明和精神文明向前推进一步。可以说没有半导体材料的开发和工业生产,便不可能有目前的计算机技术和现代信息技术革命;没有现代的高温高强度结构材料,便没有今天的宇航科技;没有低损耗的光导纤维,便不会出现光纤维的长距离传输,也无当前的光通信可言。高等院校深刻感受到材料对社会影响的方方面面,深刻认识到现代社会对材料学方面人才的需求。

我国各大高校纷纷设立了材料学院,并建立健全了材料学方面各类培养课程。材料科学基础是材料学专业学生必修的专业基础课。通过材料科学基础课程的学习, 可使学生掌握材料科学基础领域的基本理论知识和实验操作技能,以利于学生学习材料学专业的后续课程。[1-6]本论文通过分析材料学专业材料科学基础课程教学中存在的问题,阐明了材料学专业进行材料科学基础教学改革的必要性,并结合本人讲授材料科学基础过程中的体会,初步探讨了如何提高材料科学基础的教学效果,并对教学内容,教学方法等方面的改革进行了探讨。

1.材料学专业材料科学基础教学改革的必要性

随着现代社会对材料学人才的大量需求,材料学专业已逐步成为全国各大高校重要的组成部分,但由于专业的性质,材料学专业也是高校中最难学习的专业之一。要成为一个材料学专业合格的本科毕业生,既要具备化学方面的基础,又要物理方面的基础,还要掌握材料化学,材料物理等材料专业的知识。但由于学生大学学习的时间是有限的,这就造成材料学专业课程设置时,存在“课时紧,任务重” 的问题。以材料科学基础为例,材料学专业材料科学基础授课时间一般不少于120学时,而纵观全国各大高校材料学专业,材料科学基础通常为54学时,个别为72学时,且大多没有实验。这并不意味着材料学专业对材料科学基础的要求低,而是由于材料学专业课程多、学时紧等原因导致的无奈之举。材料科学基础学时少造成学生对材料科学基础的知识掌握肤浅,很难真正体会材料科学基础的本质,同时也影响了后续材料学专业课的学习。另外,不设材料科学基础实验,学生的动手能力得不到锻炼,在进行后续课程时没有任何基础,从而影响了其它材料学专业实验的顺利进行。总之,材料学专业材料科学基础教学存在的诸多弊端已严重地影响了材料学专业学生的正常学习,因此,材料学专业材料科学基础教学改革势在必行。

2.材料科学基础的课程内容和特点

材料科学基础是一门古老又新兴的课程,它是一门理论性强,内容丰富,掌握起来有相当难度的课程。同时,它也是一门重视实验,能够培养学生动手能力的课程。具体来讲,材料科学基础主要内容分为三大模块:及时模块为晶体结构和缺陷,包括各种晶体的空间结构、可能出现的各种缺陷及缺陷的表示法。本模块内容约占总学时的25%～35%;第二模块为原子及分子运动、材料的变形和再结晶,本模块内容约占总学时的45%～55%;第三模块为单元及多元相图,包括晶体的凝固和相图的关系、相图的分析等,本模块内容约占总学时的15%～25%。分析各模块的主要内容,可以提炼出材料科学基础主要包括晶体的结构及表示方法。[7-9]

3.材料学专业材料科学基础课程改革研究

3.1 教学内容改革

根据材料科学基础的主要内容和课程特点,结合材料学专业对材料科学基础的要求,我们对材料科学基础教学内容主要进行了如下改革:“精简内容,把握重点,强调相关。”材料科学基础经过上百年的发展,内容已经相当丰富,而且还在不断更新。如此庞大的内容仅仅通过短短的54学时或者72学时来顺利完成全部教学内容几乎是不可能的,因此,精简教学内容是材料科学基础教学必须进行的环节。针对材\料学专业的特点和材料学专业对材料科学基础的要求,并考虑到材料学专业材料科学基础没有实验的实际情况,我们对这三大模块进行了以下改革:首先,精简第三模块的内容,使其仅占总学时的5%,同时在第三模块中加入15%的实验内容,从而使学生掌握基本的实验操作;其次,把握及时模块的内容,及时模块为材料科学基础基础知识和基本理论,是材料科学基础学习的重点,这部分的学习可以使学生初步了解材料科学基础的本质,同时在及时模块增加材料科学基础的x衍射、透射电镜等基本的表征手段的学习,这部分内容达到总学时的40%;,强调第二模块中与材料学专业相关的材料科学基础内容, 占总学时的40%。第二模块的内容非常繁多,我们通过学习原子和分子的运动规律、材料的形变及再结晶规律,使学生能熟练掌握与材料学专业有关的材料科学基础知识,为后续材料学专业学习打下基础。

3.2 教学方法改革

材料科学基础是一门看似简单,但掌握起来却有相当难度的课程。在教学过程中必须尽快让学生掌握材料科学基础的学习方式,跟上上课节奏,学生才能有效地掌握这门课程。这就要求在教学过程中必须改革传统的灌输式教学方法。在教学实践中通过借鉴前人的经验和总结自己的教学过程中的教训,在教学方法上主要做了以下改革:(1)通过现实的例子,引发学生学习材料科学基础的兴趣。针对材料是科技的基础这特点,通过材料的突破实现国家的科技发展的例子,增加学生学习材料科学基础的兴趣。同时,介绍材料科学基础与材料学专业其他课程的关系,使学生了解材料科学基础对其专业学习的重要性,引起学生对材料科学基础学习的高度重视。比如讲到晶体结构和由于掺杂引起的缺陷内容时,可以介绍当前高科技领域的发展基本都是通过掺杂引起材料能带发生变化的特点,激励同学们努力学习好这门大部分高科技所需要的基础知识,为将来祖国的发展作出自己的贡献;同时介绍材料学专业方面的所有专业课或多或少的与这们课有关联的特点,使学生了解材料科学基础对其专业学习的重要性。(2)以晶体结构为主线,引导学生深刻理解物质的结构决定性质的原理。为了让学生更好地掌握晶体的结构缺陷和性质的关系,如必须使学生真正理解什么是位错运动,实际晶体结构中的位错是什么样子。(3)通过课本目录,帮助学生学会总结,比较,归纳。材料科学基础内容琐碎繁多,在学习过程中,必须及时总结,比较和归纳,才能将材料科学基础的内容形成整体,不致前面学的很快就忘记,影响后面内容的学习。在教学过程中,针对学生在长期学习过程中不看目录的缺点,我们强调了目录的作用。比如学习完一章后引导学生根据目录回忆本章主要内容,象本章包括几节,每节主要讲了什么主要内容,其中重点是什么等。然后引导学生比较这一章与前面几章的联系和区别。,分析学过的内容,总结和归纳出要掌握的主要内容。(4)逐步引导,培养学生自学。大学教学的一个很重要的任务就是教会学生自学,学生在学习材料科学基础的过程中对于晶体的结构和三元相图,掌握起来具有较大难度,需要老师讲解,但对于原子结构和键合相对简单,可以通过在老师引导下,学生自学的方式掌握。这既节约了学习时间,又有效地锻炼了学生的自学能力。(5)通过做凝固和晶体结构分析实验使学生对书本上学的凝固原理和晶体结构缺陷有更深入的了解,如让同学门把铁碳合金熔化后浇注在砂型腔里铸造成钢锭,研究是凝固原理对其结构的影响,然后把凝固后的钢锭用xrd(x射线衍射),研究其晶体结构和晶体缺陷,同时把钢锭磨平后在显微镜下研究其晶相,找出成分中的马氏体等晶相组织,与书上的相图对比,加深对书本上知识的理解。

3.3 考试方式改革

课程成绩的考核是课程的重要内容,考核方式对教学效果有很大的指导作用。针对材料科学基础的特点和主要内容,我们将材料科学基础的考试方式分为三块,一是传统的闭卷考试,占总成绩的60%,二是平时成绩,主要是作业完成情况和每章主要内容总结等,占20%,三是实验情况,在学生的实际操作中,考察学生的动手能力,以及通过实验考察学生对课本内容的理解能力占20%。其中在闭卷考试中,我们强调了课本的基本知识,同时,有相当数量的综合题主要考察学生对所学的内容的综合应用情况,而概念题则考察学生对材料科学基础结构和本质的理解情况。

4.结论

通过以上教学改革探索,激发了学生学习材料科学基础的兴趣,加深了学生对材料科学基础这门课的理解,为后续的材料学专业的课程学习打下了坚实的基础。

材料科学论文:材料科学工程专业教学改革研究

材料科学工程专业教学改革研究

高等教育的职能是培养人才、发展科技、服务社会，对于大多数高校来说培养人才是首要的和主要的职能。高等教育在人才培养上可以归结为两大方面的问题：“培养什么样的人”和“怎么样培养”，即人才培养模式问题。[1]对于不同类型的高校，其人才培养模式的建立是不相同的，[2]如研究型大学侧重于培养基础知识宽厚、创新意识强烈、具有良好自学、自主研究能力和动手能力的通识性人才，实施通识教育基础上的宽口径专业教育，而教学研究型大学则以通识教育为基础，以传授知识、培养能力和提高素质作为构建人才培养模式的基准。同时对于不同专业又有着不同的人才培养模式，材料科学工程专业的人才培养应以培养应用型、复合型人才为出发点，以适应社会经济和科学发展为要求，以扎实的专业理论基础、突出的创新思维与动手实践能力为手段，以人为本，并结合各高校的自身优势，充分体现国家“十二五”规划对于材料科学领域作出的明确要求。基于这一认识，为了提高材料科学工程专业人才培养质量，提出了“大材料”（material）教育背景下开放式（open）个性化（individuation）人才培养模式（简称为moi人才培养模式），通过该培养模式的实行旨在以学生为本，因材施教，为国家培养高素质的材料工程专业人才。

一、moi人才培养模式的由来

目前，国内绝大多数高校材料科学工程专业人才培养主要遵循小专业模式，即按材料的特性和用途进行细致的具体分类（如金属、非金属、高分子材料等），分别学习材料结构、性能、加工、使用等方面的专业知识。由于不同专业间的彼此界限分明，知识体系缺乏相互联系，致使学生除了对本专业领域的知识有相当了解外，对其他材料领域知之甚少，特别是在涉及学科领域交叉或新材料开发方面倍感吃力，这样培养出来的学生学科基础知识薄弱，知识面狭窄，并不能顺应时展的潮流。显然，“小材料”人才培养模式已经不能适应当前的社会经济和当代科技发展对本科人才的需求。因此，在“大材料”学科教育背景下，实施开放式个性化的人才培养模式势在必行。

二、moi人才培养模式的思路及培养理念

为培养材料工程专业的人才，在“大材料”教育背景下，结合江西理工大学（以下简称“我校”）区位优势与学科特色，形成了“开放式、个性化”、“以生为本、因材施教”的教育理念，即以学生个体差异为出发点，以教学科研平台建设为切入点、以企业需求和学科发展为导向、以课程体系改革为手段、以能力培养为关键，以多元化人才培养为目标，开展材料工程专业人才培养模式的改革。改革的总体思路是通过构建学科基础教育平台，消除单一专业烙印；注重“大材料”各专业之间的内在联系和共性，从社会需求、学科发展和学生个性出发，实施人才分流培养机制；重构基本核心课程体系，“量身订制”专业课程并完善实践教学环节；推行教师培养导航制，优化师资队伍；实现“共性培养与个性培养、理论与实践、学校与企业”的紧密结合，提高人才的培养质量。

三、moi人才培养模式的基本举措

1.实施人才分流培养机制

从社会需求、学科发展和学生个性差异出发，以生为本，为充分实现因材施教，moi人才培养模式拟对学生进行分流培养，即在通识教育和学科基础教育之后，结合学生兴趣及特长分方向、分层次进行个性化培养。

首先，实施“工科专业+人文管理”教学，培养通用型的复合人才，即对学生进行工程素质培养的同时，加强外语、法学、管理等人文素质的培养，以满足社会对既懂工程又会外语、掌握法律和管理知识的复合型人才的需求。在“大材料”教育背景下，以系统的知识学习和综合思考能力培养为主，加强基础教育、学科知识横向与纵向间的联系，允许学生在学科基础教育平台上根据自我兴趣、自主选择专业导师，淡化专业界限，打破专业壁垒，真正做到以生为本，培养具有更宽专业视野而且对材料科学领域适应性强的通用型人才。

其次，在完成了通识教育及学科基本专业课程学习的基础上，根据自愿报名和专业考核相结合的方式，从中选拔出数理基础扎实、外语水平较高、对科研有浓厚兴趣的学生组建材料学科“试点班”，突破常规意义的导师制，实行本科生导师制管理，由导师“量身订制”培养方案，在导师指导下以科研项目为驱动，培养具有相当创新能力的学术型精英人才。并且对于人才直接推免，进入研究生学习。

，根据企业的特殊人才需求，建立“工程应用型”人才的“定单式”培养模式。企业、学生、学校通过签订三方培养协议，实行定向培养机制。学生前三年在校以学习为主，即理论教学和部分实践教学环节由学校组织完成，专业实习、毕业实习、毕业设计等实践教学环节由学位和企业共同组织完成，实行学校和企业共同培养模式。学生毕业后签订劳动合同、正式上岗。该人才培养机制具有岗位针对性和实用性。

2.理论课程体系改革

理论课程体系的改革总体上需按照“材料科学基础”、“材料制备”、“材料结构及性能表征”及“应用”等四要素原则重构“大材料”基本核心课程体系，夯实学科基础，突出学科基础教育的平台性，并结合不同类型人才的培养，专业课程的设置需突出个性化，进行“量身订制”。对于复合型人才培养而言，在夯实学科基础之上，引导学生选择性修习法学、经管、外语等人文素质课程；对于工程应用型人才培养，要加大职业操守的培养和职业拓展训练，重视生产技能实训，促进学生就业时与企业“无缝对接”；对于研究创新型人才培养而言，将基于材料学科已形成的特色方向（如钨、稀土及铜合金新材料、锂电池材料材料、光伏材料等），通过强化“固体物理”、“高等化学”、“材料热力学”等基础知识，开展科研方法训练和创新能力培养。

3.完善实践教学环节

（1）moi人才培养模式要求在人才培养的过程中合理设置实验教学进程，突出实验教学的全过程化，使教学内容分层次、分模块，并通过综合性、设计性实验开设，不断提高学生实验技能水平。具体而言，实验教学进程分割成体验期、学习期和创新期，相应地，在各期设置不同要求的实验模块。例如在体验期，开出普通化学实验之类的公共基础实验；在学习期，主要开出专业基础课程实验（如样品制备及金相显微镜使用实验等）及专业课程实验（如有色金属显微组织观察实验等）；在创新期，由学生自主选择方向、设计实验内容并开出实验（如有色金属压力加工实验等）。通过不同阶段开出不同类型的实验，使实验全过程化、层次化、模块化，引导学生顺利实现“知识迁移”，最终做到对基础理论知识的融会贯通，活学活用。

（2）在公共实验的基础上，提倡并鼓励学生申请开放式创新实验基金。多年实践证明，创新实验活动在本科生中对于推动学术风气方面收效良好。moi人才培养模式要求在前期活动成功开展的基础之上，制订并完善开放式创新实验基金审批、立项制度，保障资金支持切实到位。创新实验基金制度将为学有余力的研究型、学术型学生提供更宽阔的专业发展空间。在开放式创新实验活动的基础上，进一步推介成果，如推介参加省级大学生科技创作挑战杯竞赛。在近年挑战杯竞赛中，材料工程专业学生已连获佳绩。

（3）在金工实习、认识专业等公共实习的基础上，针对不同类型人才培养规格，个性化地制订专业实习内容。在成绩评定时，注重对实际效果的考核评价。

对于研究创新型人才专业实习以科研团队为实习基地，通过结合导师的研究方向，积极参与导师的科研课题来完成。在专业实习过程中实施本科生导师制，通过提交学术报告或以的形式进行成绩评定考核；对于工程应用型人才，其专业实习依托于企业并服务于企业，以工厂为实习基地，紧密结合企业对应用型人才的实际需求，跟踪行业技术发展现状，广泛调研，在理论与生产实践相结合中进行定向式学习，将依据企方的评价结果和意见进行成绩评定；相对工程应用型而言，复合型人才的专业实习环节设置更为灵活，可以在本行业的相关工厂，也可以在有色冶金行业相关公司从事实习，遵从“宽口径”原则，对实践效果的评价也主要是基于企方评价结果和意见。

（4）人文实习是moi人才培养模式对于提高本科生人文素质、丰富大学生精神世界所提出的重要举措。通过人文素质拓展，可以进一步健全大学生人格，陶冶大学生情操，同时营造良好的人文素质环境和氛围，从而成为课堂教育的有机延伸和必要补充。

4.优化师资队伍

（1）moi人才培养模式对于师资队伍的规划遵循导航制，即结合我校“育人为本、质量立校、特色强校、和谐兴校”的办学方针，紧抓江西省有色金属行业的区域优势和我校学科特色，根据材料科学领域长期发展所凝练出的教学科研方向，教师进行培养规划的统筹兼顾、发展方向的灵活修饰，因势诱导，通过师资梯队建设和教师队伍锤炼促进学科发展。

（2）大力推行“青年教师导师制”，即确定青年教师队伍建设目标，制定《青年教师教育教学指导教师职责》，成立“青年教师导师制”领导小组，提高认识，统一思想，协调行动，使青年教师培养工作日常化、制度化。在导师制的大前提下，大力开展各种教育教学促进活动，通过专家讲座、名师辅导、交流研讨、参与互动、合作学习、案例分析、示范模仿、反思构建等方法，不断提高青年教师教育教学的整体水平。

（3）教学科研团队在moi人才培养模式上承担着本科生导师的重要职责，团队的教学水平将直接影响到人才的培养质量。通过推行教学科研团队首席讲师制，由首席讲师来负责本科生人才培养计划，并通过首席讲师在科研教学方面的领军作用，以点带面，进而促进团队的科研教学水平整体提高。

（4）为突出开放式实践型教学，弥补课堂理论教学与生产实践脱节的不足，并进一步充实实践教学内容，通过引进兼职教师充实师资队伍，通过定期邀请企方高级技术人员及管理高层进入本科生讲堂，对本科生进行工程实践知识培训和职业操守教育。

四、结束语

综上所述，材料科学工程专业moi人才培养模式是结合当代高校教育改革的总体趋势，顺应当今社会经济和科学发展对高素质人才需求而提出的一种全新的人才培养模式。经过多年实践证明：moi人才培养模式的创建对拓宽材料科学工程专业学生的知识面，培养学生的创新精神，提高学生的创新能力是行之有效的。通过moi人才培养模式的实施，促进了教学、科研和实验室建设工作的完善和发展，在新形势下为高校培养高素质、创新型材料专业人才作出了突出贡献。 转贴于论文联盟 //

材料科学论文:材料科学与工程专业开设《磁性材料》课程的探索和思考

材料科学与工程专业开设《磁性材料》课程的探索和思考

人们通常把材料、信息和能源　人们通常把材料、信息和能源并列为现代科学技术的三大支柱，并认为他们是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。在这三大支柱中，材料科学显得尤为重要，可以说材料科学是现代科学技术发展的重要支撑，这主要体现在材料是人类社会进步的里程碑，而先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导，也因为信息和能源技术的发展都与材料科学的进步和发展密切相关。材料一直是人类赖以生存和发展的物质基础，但材料科学的提出却是20世纪60年代初的事情，也是科学技术发展的必然结果。随着人们对材料的制备、微观结构与宏观性能之间关系等研究的逐步深入，各种材料体系，如金属材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相继建立起来。对不同材料的研究可以相互借鉴，也使得不同材料之间的相互替代和补充成为可能，由此也出现了复合材料的概念并得到了广泛应用。随着人们对材料研究的深入，逐渐形成了材料科学与工程这门学科。这门学科除了研究材料的组成、结构与性质的关系等基础研究之外，还研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题。现在一般认为，材料科学与工程主要包括组成与结构、合成与制备、性质及使用效能等四个方面，它是关于材料成份、结构、工艺与它们的性能和用途之间的有关知识的开发和应用的科学。由此可以看出，材料科学与工程科学有多学科交叉、与实际应用密切相关等特点，并且也是一门正在发展中的科学。作为一级学科，材料科学与工程学科下设有材料物理与化学、材料学、材料加工工程三个二级学科。按照我国的专业规划，材料科学与工程学科以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面。更进一步讲，材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的科学研究与工程技术人才。金属材料领域涉及的金属磁性材料和无机非金属材料领域涉及的陶瓷基铁氧体材料都已经得到了非常广泛的应用。高分子领域的有机磁体，目前正在成为国际上研究的热点，也是软物理研究的一个重要领域。由此可以看出，材料科学与工程领域涉及的各个方面，都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成结构材料和功能材料两大类，磁性材料作为具有特定物理功能的材料，在功能材料中占有很大的比重。当前功能材料的研究和开发的热点集中在光电子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物医用材料、超导材料、功能高分子材料、先进复合材料、智能材料以及生态环境材料等领域，这几类材料几乎都与磁性材料有直接或间接的关系，各类材料的磁学性质无疑也是当今研究的热点问题。

随着社会的发展，特别是信息功能材料的发展和应用的日益广泛，作为功能材料基础的磁性材料得到了日益广泛的应用。与此相适应的，在材料科学与工程学科的教学体系中，特别是在一些主干课程中都出现了与磁性材料相关的内容也就成为历史的必然。因为磁性材料从材料微观结构上涉及到晶态材料、非晶态材料、纳米晶材料，也涉及到金属材料、陶瓷材料等无机材料，所以在《材料物理导论》中把“材料的传导性和磁性”作为一个章节，《新材料概论》中与磁性有关的有“磁性材料”和“超导材料”两个章节，《金属功能材料》涉及到磁性的章节更多，有“磁性材料”、“金属薄膜材料”、“非晶态金属材料”、“信息材料”、“超导材料”及“智能金属材料”等章节，在涉及到材料物理性能及测试的教材中，都会不可避免地涉及到磁学知识。在国外的教材中，情况也是如此，如《工程材料科学与设计》一书。在无机材料、陶瓷材料等课程中，也都会涉及到磁性材料，在材料物理性能的讲授中，也必然会涉及到电性及磁性的内容。考虑到磁学知识的广泛性及分散性，我校在教学实践中发现，有必要充分利用学校在这方面的优势，把磁学的相关知识单独作为一门学科进行讲授，这样既有利于学生对磁学知识有一个系统的理解，也可以适应社会发展的需要。磁性材料作为一种非常重要的基础功能材料，在社会中已经得到了广泛的应用，作为材料科学与工程专业的学生，非常有必要对磁学及磁性材料的知识有一个专门的了解，这样做会使学生受益终生。因为一方面有利于扩大他们的知识面和视野，也非常有利于他们就业；另一方面有的学生进入研究生阶段后，如果具备一些磁学相关知识，也非常有利于他们的学习和研究工作，《金属材料结构与性能》属于材料科学与工程学科领域的基础教材和国内外材料专业硕士的必修教材，也把“材料的磁性能”作为一个章节进行讲授。

作为重要的现代信息功能材料的磁性材料，其发展具有悠久的历史，在这方面已经有许多专门的文献资料进行了介绍，在此不再赘述。人类很早就开始了磁学的研究，但直到量子力学创立后，才对磁性的起源有了一个较为清晰的认识，也就是说，磁性本质上起源于物质的量子性质。这就说明要研究与磁性相关的现象，就必须具有《量子力学》的学习背景；要研究大量微观粒子聚集体的磁学性质，就必然要用到《热力学统计物理》的知识；要研究固体的磁学性质，也必然要对《固体物理》有深入的了解。所以，在学习《磁学》课程之前，必须要以这三门课程的学习为先导，而在材料科学与工程专业中作为专业基础课，都会专门开设这三门课程，这也就为磁学课程的开设创造了有利条件。我校的探索实践表明，在讲授中应以《磁性材料》课程为主线来进行讲授，并且适当增加一些必要的磁学知识和磁测量知识，以利于学生的理解，也有利于学生对其他相关课程的学习。我校几年来的实践教学都收到了良好的效果。人们对纳米结构体系与新的量子效应器件的研究已经取得了许多新的进展，有许多成果已经产业化，并由此带动了传统产业的技术升级和技术进步，从而掀起了纳米科技热潮。纳米结构由于具有纳米微粒的特性，如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等特点，又存在由纳米结构组合引起的新的效应，如量子耦合效应和协同效应等，这些都属于量子力学现象，现代纳米科技研究也多是以这些效应为出发点来进行的，这些内容也是材料科学与工程学科各门主干课程的重点内容。磁学主要研究物质的磁性及其起源，也就是研究与电子的自旋相关的性质及理论。磁学从创立之初就一直在从事与量子效应有关的知识研究。从量子力学创立至今，磁学从理论上对这些问题的探索已经有将近一个世纪的时间，积累了丰富的知识，对磁学相关知识的学习，必然会大大促进学生对材料科学与工程学科的学习和理解。

并列为现代科学技术的三大支柱，并认为他们是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。在这三大支柱中，材料科学显得尤为重要，可以说材料科学是现代科学技术发展的重要支撑，这主要体现在材料是人类社会进步的里程碑，而先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导，也因为信息和能源技术的发展都与材料科学的进步和发展密切相关。材料一直是人类赖以生存和发展的物质基础，但材料科学的提出却是20世纪60年代初的事情，也是科学技术发展的必然结果。随着人们对材料的制备、微观结构与宏观性能之间关系等研究的逐步深入，各种材料体系，如金属材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相继建立起来。对不同材料的研究可以相互借鉴，也使得不同材料之间的相互替代和补充成为可能，由此也出现了复合材料的概念并得到了广泛应用。随着人们对材料研究的深入，逐渐形成了材料科学与工程这门学科。这门学科除了研究材料的组成、结构与性质的关系等基础研究之外，还研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题。现在一般认为，材料科学与工程主要包括组成与结构、合成与制备、性质及使用效能等四个方面，它是关于材料成份、结构、工艺与它们的性能和用途之间的有关知识的开发和应用的科学。由此可以看出，材料科学与工程科学有多学科交叉、与实际应用密切相关等特点，并且也是一门正在发展中的科学。作为一级学科，材料科学与工程学科下设有材料物理与化学、材料学、材料加工工程三个二级学科。按照我国的专业规划，材料科学与工程学科以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面。更进一步讲，材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的科学研究与工程技术人才。金属材料领域涉及的金属磁性材料和无机非金属材料领域涉及的陶瓷基铁氧体材料都已经得到了非常广泛的应用。高分子领域的有机磁体，目前正在成为国际上研究的热点，也是软物理研究的一个重要领域。由此可以看出，材料科学与工程领域涉及的各个方面，都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成结构材料和功能材料两大类，磁性材料作为具有特定物理功能的材料，在功能材料中占有很大的比重。当前功能材料的研究和开发的热点集中在光电子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物医用材料、超导材料、功能高分子材料、先进复合材料、智能材料以及生态环境材料等领域，这几类材料几乎都与磁性材料有直接或间接的关系，各类材料的磁学性质无疑也是当今研究的热点问题。

随着社会的发展，特别是信息功能材料的发展和应用的日益广泛，作为功能材料基础的磁性材料得到了日益广泛的应用。与此相适应的，在材料科学与工程学科的教学体系中，特别是在一些主干课程中都出现了与磁性材料相关的内容也就成为历史的必然。因为磁性材料从材料微观结构上涉及到晶态材料、非晶态材料、纳米晶材料，也涉及到金属材料、陶瓷材料等无机材料，所以在《材料物理导论》中把“材料的传导性和磁性”作为一个章节，《新材料概论》中与磁性有关的有“磁性材料”和“超导材料”两个章节，《金属功能材料》涉及到磁性的章节更多，有“磁性材料”、“金属薄膜材料”、“非晶态金属材料”、“信息材料”、“超导材料”及“智能金属材料”等章节，在涉及到材料物理性能及测试的教材中，都会不可避免地涉及到磁学知识。在国外的教材中，情况也是如此，如《工程材料科学与设计》一书。在无机材料、陶瓷材料等课程中，也都会涉及到磁性材料，在材料物理性能的讲授中，也必然会涉及到电性及磁性的内容。考虑到磁学知识的广泛性及分散性，我校在教学实践中发现，有必要充分利用学校在这方面的优势，把磁学的相关知识单独作为一门学科进行讲授，这样既有利于学生对磁学知识有一个系统的理解，也可以适应社会发展的需要。磁性材料作为一种非常重要的基础功能材料，在社会中已经得到了广泛的应用，作为材料科学与工程专业的学生，非常有必要对磁学及磁性材料的知识有一个专门的了解，这样做会使学生受益终生。因为一方面有利于扩大他们的知识面和视野，也非常有利于他们就业；另一方面有的学生进入研究生阶段后，如果具备一些磁学相关知识，也非常有利于他们的学习和研究工作，《金属材料结构与性能》属于材料科学与工程学科领域的基础教材和国内外材料专业硕士的必修教材，也把“材料的磁性能”作为一个章节进行讲授。

作为重要的现代信息功能材料的磁性材料，其发展具有悠久的历史，在这方面已经有许多专门的文献资料进行了介绍，在此不再赘述。人类很早就开始了磁学的研究，但直到量子力学创立后，才对磁性的起源有了一个较为清晰的认识，也就是说，磁性本质上起源于物质的量子性质。这就说明要研究与磁性相关的现象，就必须具有《量子力学》的学习背景；要研究大量微观粒子聚集体的磁学性质，就必然要用到《热力学统计物理》的知识；要研究固体的磁学性质，也必然要对《固体物理》有深入的了解。所以，在学习《磁学》课程之前，必须要以这三门课程的学习为先导，而在材料科学与工程专业中作为专业基础课，都会专门开设这三门课程，这也就为磁学课程的开设创造了有利条件。我校的探索实践表明，在讲授中应以《磁性材料》课程为主线来进行讲授，并且适当增加一些必要的磁学知识和磁测量知识，以利于学生的理解，也有利于学生对其他相关课程的学习。我校几年来的实践教学都收到了良好的效果。人们对纳米结构体系与新的量子效应器件的研究已经取得了许多新的进展，有许多成果已经产业化，并由此带动了传统产业的技术升级和技术进步，从而掀起了纳米科技热潮。纳米结构由于具有纳米微粒的特性，如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等特点，又存在由纳米结构组合引起的新的效应，如量子耦合效应和协同效应等，这些都属于量子力学现象，现代纳米科技研究也多是以这些效应为出发点来进行的，这些内容也是材料科学与工程学科各门主干课程的重点内容。磁学主要研究物质的磁性及其起源，也就是研究与电子的自旋相关的性质及理论。磁学从创立之初就一直在从事与量子效应有关的知识研究。从量子力学创立至今，磁学从理论上对这些问题的探索已经有将近一个世纪的时间，积累了丰富的知识，对磁学相关知识的学习，必然会大大促进学生对材料科学与工程学科的学习和理解。

材料科学论文:材料科学基础课程教学方法探析

摘要:

《材料科学基础》课程是材料专业一门重要的专业基础课。本文分析了课程在教学过程中出现的各种问题，提出了几点教学方法改进意见，具体为:抓好及时节课，激发学生兴趣，重视应用多媒体教学;课堂上引入当今新出现的材料，激起学生的好奇心和兴趣，改变理论教学的枯燥。通过以上改进，希望能够提高学生学习积极性。

关键词:

材料科学基础;教学方法;材料结构;材料性能

随着科技的发展及进步的不断加快，材料在生活、生产及工业、军事等的应用不断加强，迫切需要加快材料方面人才的培养。《材料科学基础》是成都大学“材料成型与控制工程”本科专业的一门重要专业基础课，主要介绍材料的基础知识，其内容包括材料成分、组织、结构与工艺性能等［1］，涉及理论知识繁杂、内容抽象，概念性强，是从事材料方面工作人员的必修专业基础课，也是很多院校研究生入学考试的必考科目，与《材料成形原理》、《工程材料》、《塑料模设计与制造》等课程密不可分。大部分学生都迫切希望学好这门课，但对于初步接触材料的同学来说，多而繁杂的感念和内容，及宏观上看不见摸不着的微观结构抽象、难理解，对于这些枯燥的专业基础知识很难提起学生的学习兴趣更难抓住重点。因此，《材料科学基础》作为材料专业的基础课，如何增强其授课效果成为当务之急。很多任课教师都对此进行了研究，黑龙江大学的赵霞、王永东、党振乾等提出，在《材料科学基础》的教学过程中改革教学方式和考核方式［2］;河南理工大学的张建新提出运用实例激发专业激情，结合案例解释抽象理论等［3］。针对《材料科学基础》课程的特点以及同学们在学习过程中出现的各种问题，作者结合多年该课程教学的经验教训，提出以下几点改进意见。

1上好及时节课激发学生兴趣

及时节课是打开学生对缤纷复杂材料的微观知识一无所知知识的一扇门，是入门课。通过这一课，要引起学生对材料基础知识的好奇心，带着问题和好奇心去寻找和探索门后面的秘密。因此要让学生短短时间内明白学习这门课的目的和意义、和其他专业课程的关系及本课程的学习方法。所以上课之前要仔细斟酌和研究如何开始及时节课，如何激发学生的求知欲。我们主要从以下几点激发学生的学习兴趣:因此每学期的开始，都要仔细的及时节课如何开始，讲哪些内容来激发学生的求知欲，着重从以下几个方面来激发学生的兴趣:

(1)通过鲜活实例引发学生思考。众所周知TITANIC的沉没是海难事故，这部惊魂影视大片给很多同学深刻印象。多种原因和TITANIC轮船的服役条件造成了它的解体，通过和学生的共同分析，得出最重要和不可忽略的因素是船体的材料质量问题:①含有大量缺陷的船体钢板，只考虑到了增加钢的强度和硬度，而忽略了增加其韧性，导致撞击到冰上时的脆性锻炼;②钢板连接处使用的铆钉，由于含有矿渣，强度减低，导致船体撞击到冰山时，船头铆钉松动，防水隔板开裂，海水涌入船内。钢板冶炼过程中硫化物的加入增加了钢的强度，而降低了韧性及铆钉中含有的矿渣降低了其强度是TITANIC沉船首当其冲的材料质量因素。另一个例子是1938年冬季比利时的阿尔伯特运河钢桥突然坠河，其原因是造桥用的钢材磷含量太高，磷的冷脆性是造成灾难的罪魁祸首。同学们听到这里，有的惊叹、有的微笑、有的窃窃私语。由此可见，同学们对材料概念和兴趣已经建立，那么学习这门课的目的和重要性也就不言而喻了。

(2)结合自己的科研成果及科技前沿吸引学生对材料科学的好奇心。例如:引用诺贝尔物理奖中出现的材料新发现和新发明带给科技发展的巨大动力，让学生明白材料的神奇和作用，特别是2011年的诺贝尔物理奖———英国曼彻斯特大学的AndreGeim和KonstantinNovoselov教授用胶带粘粘的方法制备出单原子层二维结构的石墨烯，是至今发现的厚度最薄和强度较高的材料［4］，其具有优异的性能，先后发现其力学性质中杨氏模量E达到1.0TPa、电学性质中电子迁移率高达106cm2•V－1•s－1、热学性质中热导系数高达5000W•m－1•K－1、光学性质中单层石墨烯的可见光吸收仅有2.3%和优异的锁模特性［5－6］。可以想象这种神奇的材料一旦投入实际应用，人类社会将会带来的革命性变化。由此激发学生的创新意识、创新精神。

(3)强调改课程在所有课程学习中的重要性，激发学生的学习热情。及时，让学生明白《材料科学基础》是学习后续各门专业课程的必备基础理论，如果这门课程没有学好、理解透彻，后续专业课程的学习可能会不明白所以然，会非常吃力。第二，让同学们知道他们以后从事相关工作或和科学研究活动时，《材料科学基础》中的专业基础知识是他们重要的理论指导。在后期的课程设计、毕业设计和工作过程中的各种机器或设备上，每个零件如何选材，如何进行热处理及加工工艺等都和本门课程息息相关。

(4)声明本课程的学习要求及课堂纪律。《材料科学基础》很多内容抽象、难理解，因此必须严格要求同学们的听课纪律，及时完成课下作业和课后复习，坚决杜绝无处不在的手机游戏在课堂上的出现，从而保障学生的听课效果。这些在及时节课中必须和同学们强调。

2重视多媒体现代教学方法的应用

《材料科学基础》内容多，信息量大，教学课时有限，如果任课教师再把过多的时间用于板书，讲授的时间将大大减少，也就无法完成大量内容和信息的传授;另外本课程中设计很多微观上看不见、摸不着的原子、分子、离子等微粒的排列和组织结构等，很难使学生展开空间想象和理解，而多媒体应用能解决此问题。因此需要制作出适合本门课程的教学课件，增强了课堂授课的趣味性和多变性。本课程中各种材料的晶体结构涉及很多复杂图形，如面心立方(FCC)、体心立方(BCC)、密排六方(HCP)、闪锌矿、纤锌矿结构等，特别是FCC结构中的八面体间隙、原子等微粒的空间堆叠、位错的运动及各种交互作用等，需要丰富的空间想象力来理解，通过图形或动画的展示，可以帮助学生理解和掌握此类知识。二维和三维动画形式的多媒体教学既可以解决本课程教学过程中学时少、内容多的矛盾，弥补传统教学在时间和空间等方面的不足，又可以提高课程的生动性，使学生在有限课堂中学到更多的专业基础理论，又感觉不到课程的枯燥。

3结合学科及科研前沿拓宽知识，激发兴趣

科技的进步和学科的快速发展，使具有一定出版周期的专业教材滞后于学科前沿知识。因此专业课老师的教学应将教材作为教学的主要参考书，但又不能依赖教材，使教学内容源于教材，又要适当高于教材。所以，《材料科学基础》课程的教学，需要多方收集各类教学素材，特别是注意吸收与教学内容相关的近期研究成果和实例，在授课过程中结合基础理论知识介绍。如:通过引入湖北江陵出土的公元前500年越王勾践剑及西安秦始皇兵马俑二号俑坑出土的青铜剑的图片展示，让学生了解这两把剑出土时之所以光亮如初，是因为表面分别被镀上了一层金属铬和铬盐化合物。在讲解晶粒概念时，可引入纳米晶和微晶的概念，并结合对应的具体制备工艺，让学生明确纳米晶与微晶材料的区别，这样学生既掌握了所学学科专业的前沿知识和技术。在学习材料强度与塑性时，通过讲解告诉学生材料的强度与塑性在常规处理工艺下是两个互为矛盾的性能指标，提高某一指标值，另一指标值必然下降，但通过细化晶粒的方法可同时提高两者性能，如快速冷却技术的引入形成的非晶、微晶和纳米晶等。类似这样问题的提出，增强了学生学习的兴趣，激发了学生的创新意识。

4课堂理论教学紧密结合实践教学

《材料科学基础》是为了培养工程技术人员正确合理选择使用材料能力而设立的一门专业基础课，因此，其实践教学意义重大。实践教学环节，可以让学生更好地理解材料结构与性能及各种工艺处理与性能的关系，加深对材料基础知识的认知，又可以培养学生动手能力，操作能力。若有条件，建议到相关单位进行参观，让同学更直接地了解材料在机械生产，工程项目的应用，各种工艺处理的流程及其目的，为将来从事工程事业打下良好的基础。

5结语

良好的授课效果是每个教师的美好愿望。随着科技的进步和社会的发展，每一个有责任感的教师都需要不断的探索、运用和总结层出不穷的教学方法，把各项教学工作推进到一个更高的高度上，把培养高质量的人才作为自己义不容辞的责任，在自己为材料发展事业奋斗的同时，为其培养更多栋梁之才，为中国的强国之梦和社会科技的发展进步贡献力量。

作者：宋慧瑾 鄢强 李玫 朱晓东 冯威 单位：成都大学机械工程学院 建筑与土木工程学院

材料科学论文:材料科学基础下的多媒体教学解析

摘要：根据实际的书本内容与教学状况对材料科学基础这门学科的多媒体教学进行一定的分析研究，并且结合这门课的教学特点，在本文中提出这门课程多媒体教学的必要性，在对现在材料科学基础这门课程教学方式分析的基础上提出相应的教学改进方法。

关键词：材料科学基础；多媒体；教学

一、多媒体教学的必要性

在材料科学基础这门课程中，主要是介绍材料成分以及机构性能等各方面的关系。一方面来说，在课程的学习中，晶体结构以及晶体的具体使用途径是不能通过传统的学习方式进行的阐释的，多媒体教学可以运用图片以及影像对晶体结构进行展示，可以让学生更好的理解，对于更小的微观结构，多媒体教学可以生动形象的进行展示，不用只是依靠书本的图片或者教师的讲解进行天马行空的想象。 从另一方面来说，传统的教学方式只是依靠书本以及教师的讲解来对知识进行讲解。黑板讲解是最原始也是被应用最多的教学方式，但是板书对于材料教学来说既浪费时间又浪费精力，还不能保障学生可以很好的理解。这种教学方式很难保障教学内容的完成以及教学内容的质量。

二、材料科学基础多媒体教学的优点

1.吸引学生注意力提高学生学习兴趣。多媒体教学可以吸引学生的注意力。对于学生的学习来说，兴趣是好的老师，如何提高学生的学习兴趣是教学的重点。在多媒体教学中，微观分子的知识结构通过影像或者图片的方式进行讲解，对于这方面知识欠缺的学生来说，这种方式的讲解吸引了学生的学习兴趣，让学生对于未知的微观世界想要进行一定的学习了解。因此这种方式吸引了学生的注意力，提高了学生的学习兴趣，为之后的学习进行更好的铺垫，为之后的材料学习奠定一定的基础。2.突出学习重点，加大课堂容量。在材料科学的教学当中，多媒体教学可以突出材料学习的重点。在教学的过程中，在材料的学习过程中，多媒体教学可以将零散的知识点串联起来，并且以影像或者图片的形式来向同学们进行展示，可以让同学们对于知识点掌握的更加。对于材料的学习来说，空间感受是一个很重要的学习点，但是有很多同学都没有空间感受，并不能很好的学习理解分子结构，但是如果结合多媒体教学的话，分子结构模型再加上多媒体所展示的立体的分子结构可以让学生更好的理解这种材料科学的知识内容。在材料科学的教学过程中，多媒体教学可以加大课程容量。传统的教学方式因为教学内容难以理解，并且教师所用的教学方式也是相较于现在是比较传统的，因此在材料的教学方面，课堂的整体学习时间是有限的，因此教师并不能保障在学期末学习完整门课程。但是引入多媒体教学之后，学生对于知识的理解并不再立体化、抽象化。因此整体课堂的学习效率是有所提高的，课堂容量也会变的增大，对于材料科学的学习也会更加容易。

三、多媒体教学应注意的事项

多媒体教学是一种辅助的教学方式，其目的是为了让学生更好的学习材料科学这门学科，但是在学习的过程中，为了可以达到更好的学习效果因此在多媒体教学中应该还有一些注意事项的。首先应该注意的是多媒体所展示的内容是对于书本来说相对独立的但是又是有联系的。相对书本独立指的是在多媒体展示的内容中是可以脱离书本独立理解的，又有联系指的是书本上的内容与多媒体又是不可分离的。这样学生对于多媒体就有自己所理解的东西同时又可以不依靠书本。学生可以更好的学习材料内容。其次应该注意的是多媒体课件应该做的条理清晰让人一目了然，这样让学生对于知识有一个更深层次的理解。这种情况应该依靠教师来加以实现，教师应该对多媒体的使用有更深层的了解以便于更好的使用。应该注意的是教师应该积极使用多媒体课件，这种方式弥补了传统教学方式的不足，让学生可以生动的学习材料科学的知识。结语综上所述，多媒体教学对于学生学习材料科学基础是很有必要的。教学的最终目的是为了知识的传播以及教学质量的提高。多媒体教学方式是众多学习方式的一种，教师只有更好的利用多媒体同时结合传统的学习方式才会让材料可以学习变得生动有趣。

材料科学论文:自媒体在材料科学教学的应用

摘要：材料科学是一门与人类社会应用和科学技术发展紧密相连的学科，在当前互联网和计算机技术高速发展的年代，传统的材料科学课堂教学已无法满足材料科学学子的需求。本文从我校材料学科的自媒体教学改革出发，探讨了自媒体在教学改革中的重要意义以及其应用方式，并结合我校统计数据进行分析，探索自媒体教学改革方向。

关键词：自媒体；公众平台；材料

科学教学材料是人类用来制造生产工具、器件以及产品的物质。从100万年前的石器时代到青铜器时代再到现在的新材料时代，人类社会的发展历程就是以材料发展为主要标志。在新媒体普及的今天，我院从培养专业应用型人才的目标出发，深入探索了自媒体对材料科学教学的辅助作用，取得了较好的效果，但也有不足之处，需要进一步完善和改进。

一、自媒体应用于材料科学教学的背景和意义

目前，在高等教育教学环节中，基于自媒体的QQ、微信、博客、论坛和电子邮件等工具已被高校教师逐渐采用，成为师生交流的一个重要平台。其中QQ群被广泛用于教学内容的讨论和通知场所，学生可以在QQ群里就课堂疑问进行提问，而教师也能够即时回复，消除学生的课堂疑虑。微信平台具有操作便利、信息即时、内容丰富和消息推送精准等特点，深受大学教师的喜爱，成为信息交流和消息推送的重要工具。而私人博客以及公众论坛则已成为专业知识学习的一种途径，其中专业教师的私人博客中经常会相关行业近期动态以及近期知识。据调查显示，在专业课的教学中使用自媒体可以有效的将传统的课堂教学进一步的延伸到课堂之外，进而发挥大学生的自学能力，使其突破传统课堂学习所需要的时间和地点限制，能够让学生真正做到随时随地对自己进行充电学习。目前，在材料专业的教学过程中，自媒体的使用仅仅是作为一种特有的教学工具来使用来对课堂进行简单延伸，例如通知、布置作业、收作业以及师生间交流等。自媒体应用的不充分，大大削弱了其作为一个学习和交流平台的作用。究其根源，主要在于两个方面：一是教师传统的教学理念和自我学习上的创新不足。在大多数高校中，有较多数量的教师对新事物具有一定的排斥感。在面临新的教学理念和方式采取消极的态度对待，不愿意花时间和精力去充电学习提升自我。二是学生对于自媒体的观念还停留在娱乐层面上。自媒体在日常生活中出现频率较高的功能就体现在娱乐方面，尤其是在智能手机、便携笔记本及平板电脑普及的年代，学生更多的是使用这些工具进行娱乐而非用来学习。在此背景下，探索新媒体在材料专业的教学过程中的应用对材料科学的发展就显得极为有意义。

二、自媒体在材料科学教学中的具体应用

1.自媒体在课前预习中的应用。课前预习在传统科学教学中占据有比较重要的地位，它是对课堂知识学习的一个先前认识。倘若预习不充分，就会导致课堂学习的效率低下，增加了学习的时间和知识的理解难度。目前，在高校课堂教学中，教师很难去把控学生的课前预习情况，从而导致大部分学生课堂掌握知识效率低下。针对这种问题，可以采用自媒体的学习平台对学生的课前预习情况进行掌控。教师可以采用自媒体平台将上课需要掌握的知识列出，并配有一定的课前趣味练习，让学生带着问题在上课之前就通过网络平台查找所需要的知识，为课堂学习打好基础。在此过程中，利用自媒体所具备的电子访问记录来对学生的课前预习情况进行掌控。2.自媒体在课堂教学中的应用。自媒体平台的一大特点就是能够实时交流，基于这个功能，可以将传统课堂教学设计成能够实时互动的新型课堂教学。实时互动课堂教学主要包括了课堂讲授、在线互动讨论以及知识点在线测评这三个模块，其中课堂讲授为教师主导，在线互动讨论为教师引导学生主导，知识点测评则以学生为主导的方式展开。南京工程学院材料工程学院曾就“腐蚀与防护”这门课进行了实时互动课堂探索。在探索过程中，专业授课教师采用多种自媒体手段向材料科学专业的学生介绍了专业课程的相关知识点，并针对相关知识点引导学生结合课前预习的成果，提出自己的见解或者疑问，然后以小组方式讨论解决，最终由每个小组得出一个结论并通过自媒体平台将结论以图文形式传送给教师端，由授课教师收集并展示于投影上进行点评。课堂测验则利用设计好的习题在自媒体终端，由学生打开并完成测试，教师可以实时查看每个学生的测试结果，并对其进行现场点评。3.自媒体在课后复习中的应用。课程复习的目的就是对所学知识进行深化和转化，回忆并理解各部分知识点之间的关系，将知识的点连接起来形成知识链甚至是知识网。高校教学过程中的复习过程是非常难以把控的，学生的复习与否、复习成功与否教师均无从考证。因此，针对上述情况，可以采用自媒体学习平台来辅助学生的课后复习。教师可以在自媒体学习平台上通过布置企业面临的项目问题，让学生以领任务的形式领取问题，然后利用课堂上所学的知识进行分析问题并提出解决方案，这样一方面可以让学生起到复习课堂所学知识的作用，另一方面也可以提升学生对所学知识有一个认同感，让其明白所学的专业课知识与我们的生产生活紧密相连。

三、自媒体在材料科学教学中的具体分析

我校材料工程学院对材料学科的学生利用自媒体学习专业课程的情况进行了分析。图1为一个学期的自媒体形式使用率的分布情况。从图1中可以看出，学生对于自媒体平台学习方式已然有了较大的认同感，能够主动采用不同的自媒体平台进行自我学习。在这几种自媒体平台上，学生采用最多的是QQ和微信这两个自媒体平台，说明类似于QQ和微信这样能够实现即时通讯的自媒体平台容易让年轻学生接受，这也得益于智能手机的普及。另一方面也说明了学生越来越习惯于在自媒体平台上与教师进行互动沟通。仅次于QQ和微信之后是BBS自媒体平台，其较大的缺点就是无法获得即时回复，进而造成学生对其使用率比QQ和微信低了很多。电子邮件自媒体平台主要用于任务的过程以及各种通知的发放。飞聊作为移动的一款聊天软件具有兼容于PC机和智能手机的功能，学生在学习过程中使用频率也较高。使用频率低的为微博，主要是由于微博传播知识面过于专业和狭窄，并且沟通非常不及时。综合上述分析，在自媒体平台中，具有实时交流的平台最受学生和教师的欢迎，而实时交流性越差的平台使用频率也相对越低。

四、结语

21世纪是新“互联网+”的时代，高校课堂教育也在这个科技突飞猛进的时代面临着巨大的变革。高等学校的教育使命促使高校课堂教育发展的大趋势是从传统学校教学的教室中“走出来”，解放掉传统课堂教育的时间和空间限制。利用新媒体来实现师生之间随时随地的互动沟通，使学生在学的过程中产生兴趣，更能使学生在实践中体会到知识的力量，这对于材料科学领域的教学来说有着重要的意义，也对其他学科教学改革有着一定的借鉴意义。

材料科学论文:环境与材料科学技术的前沿进展

资源与环境已成为当今世界发展的主题。经济与资源、环境之间的和谐发展日益广泛受到关注。如何合理利用资源、保护环境，同时促进经济的增长，这对相应学科的科学与技术提出了高要求，也已成为全球化的重要议题。2015环境与材料科学技术学术研讨会在武汉理工大学资源与环境工程学院院长宋少先教授的主持下拉开帷幕。出席开幕式的人员包括圣路易斯波多西自治大学校长ManuelVilla、武汉理工大学副校长康灿华、圣路易斯波多西自治大学物理研究所所长JoséLuisArauzLara、武汉理工大学新材料研究所所长余家国教授等，还包括武汉理工大学资环学院、理学院、化生学院、材料复合新技术国家实验室等单位百余名师生参加。研讨会主题是“环境与材料科学技术”，会议旨在为中墨两国合作搭建潜在的平台，为环境、材料、能源等多方领域交流近期研究成果提供一个交流的机会。研讨会主题围绕环境、材料、能源、地理空间科学与技术等领域进行了交流，包括1场大会报告与4组分会场报告，双方与会代表共进行37场次报告，展示了双方各自近期研究成果，探讨了环境、材料与能源等领域的发展趋势，为日后合作发展提供了机会。本研讨会获得了中国教育部、武汉理工大学以及圣路易斯波多西自治大学的大力支持。武汉理工大学康灿华副校长在研讨会开幕式上发言，希望利用本次机会充分展示该校在环境与材料科学技术领域的研究成果和特色，推动该校在该领域学科建设的发展并提升国际影响。ManuelVilla校长介绍了圣路易斯波多西自治大学的学校历史、学科结构及对外合作项目，希望两校在科研合作与学生交流等方面开展深入合作，为双方学者和学生搭建良好的学术交流平台。武汉理工大学余家国教授在大会报告中介绍了用于生产太阳能燃料的石墨烯光催化材料的研究进展与发展趋势。利用太阳能转化制备太阳能燃料目前被认为是解决未来全球能源与环境问题的主要策略之一。其中利用光催化水产氢和还原二氧化碳制甲烷已经成为利用太阳光制备太阳能燃料的重要且有前景的方法，可以实现清洁、经济以及再生等生产。通常基于TiO2光催化产氢强烈依赖于触媒类型与数量，这是因为仅有TiO2不具备很高的光催化性能，需要添加Pt作为触媒，这样才能增强TiO2的光催化产氢性能，然而Pt更是稀有且昂贵的材料。因此，便宜且来源丰富的材料便成了触媒的另外选择。比如基于石墨烯的纳米复合材料作为光催化剂具备增强光催化产氢和二氧化碳还原的能力，能将太阳能转化成化学能。余家国教授对在基于石墨烯的纳米复合材料在光催化产氢和二氧化碳还原方面的设计与制造研究成果进行了介绍与分享。

圣路易斯波多西自治大学的MagdalenoMedi-na-Noyola教授作了题为“StructuralRelaxiationandAgingofGlassesandPhysicalGels:aNon-equilibriumStatisticalThermodynamicTheory的大会报告。有一项关于非均衡液体不可逆过程的非均衡统计热力学理论被用来表述淬火液体结构与动力学的非稳态演变，该理论提出一个方案：演变时间是一个基础的变量。该方案为类玻璃材料在高填充率下的老化行为以及低密度的类凝胶材料的形成过程，方案设计符合通用情况，也符合各系统下的分子内作用过程。比如硬体系和Lennard-Jones简单液体等具体模型体系都能很好地解释这个预计方案。其定性定量度可以通过对比模拟和实验结果进行评估。武汉理工大学资源与环境工程学院张一敏教授作了题为“VanadiumExtractionfromVanadium-bearingCarbonaceousShaleinChina”的大会报告。钒作为稀有元素之一，被广泛用于钢铁、合金和化工等行业。含钒碳质页岩是中国重要的含钒资源，总储存量达到钒储备的87%。因此钒提取技术得到很大的发展。传统的高盐焙烧-滤沥技术是最早的提钒技术，对设备要求不高，所以得到很多小型工厂的使用。由于许多腐蚀性气体及超高盐废水的产生，且总钒回收的产率不高，使得该技术逐渐淘汰。虽然空白焙烧-滤沥、钙化焙烧-滤沥和直接酸滤技术比高盐焙烧技术更环保，但是各自有其缺点，并未得到大范围推广应用。低盐焙烧-循环氧化技术同样面临高成本和长周期的问题。一种近期技术———一步焙烧-酸滤技术实现了高达77%的钒回收率。而且废水经过处理之后可以全部回收利用，滤沥残留也可以用来生产不同类型的建筑材料，比如土工聚合物、陶粒、高压砖等。尽管提钒技术已经发展了很多年，但从含钒碳质页岩中的提钒工业在国内仍然没得到发展，要进行大范围的经济性开发，则需要开展更进一步的研究工作。圣路易斯波多西自治大学物理研究所所长A-rauzLara教授作了题为“PhysicsofConfinedColloids”的大会报告。

胶体体系在天然材料和人造材料中一直都普遍使用，如在生物流体、蛋白质溶液、细胞质、DNA溶液、颜料、化妆品及食品等方面。胶体介质的物理性质已经被广泛研究很长时间，但只是具备某些基础了解，而对于胶体系统处于限制条件下的情况却不明确。本报告介绍了关于胶体颗粒在不同限制条件下的静态结构与动态性质的研究结果。该研究以聚苯乙烯球溶液为系统，限制在①两板之间，②接近墙面，③在球状室。在不同限制形状条件下颗粒间的静态与动态联系通过数字光学显微镜测量和定量结果分析，包括两体关联方程、位移方差和动力结构因素等。武汉理工大学化生学院蔡卫权教授作了题为“PAASAssistedHydrothermalSynthesisofMesoporousMgOCubewithStrongAdsorptionPerformancetowardsAO7fromAqueousSolutions”的报告。介孔氧化镁颗粒具备十分优良的吸附性能，尤其在吸附AO7方面。该报告介绍了通过对PAAS进行水热法和焙烧法制备成介孔氧化镁颗粒吸附剂。制备的样品通过XRD，FE-SEM,TEM,TPD,FTIR等技术表征。该颗粒吸附剂呈现立方形状与大孔分布。实验数据符合郎格缪尔吸附等温线。动力学方程显示二级模型可以更好描述AO7在样品上的吸附行为。另外氧化镁立方颗粒比不添加PASS粉末状的吸附性能更优。该吸附量较高达到3388mg/g。重要的是，该立方状颗粒可以通过简单的焙烧过程进行再生，且再生过程不影响它的吸附性能。圣路易斯波多西自治大学YuriNahmad-Moli-nari教授进行了题为“OpportunitiesinRenewableEnergiesSectorinNexico:ExamplesandProjectsinSanLuisPotosi”的演讲报告。国内电力生产可以在任何范围内通过太阳能辐射收获或者光子采矿实现。由于竞争性的矿物燃料技术带来的经济障碍需要有经济工程师通过对CO2信用点补助金以及退税鼓励或者在生产者的能源固定分配组合里设计方案，而第三世界国家公共政策十分薄弱，响应慢，甚至不存在，因此，城市、大学以及医院等可以在激发能源向再生发现发展方面扮演重要角色。Molinari教授介绍了墨西哥在再生能源领域的发展概况。石油、钢铁、水泥、采矿、食品以及化工厂都需要由矿物燃料产生的热能和电力，而墨西哥的矿物燃料却呈现降低的趋势。干旱和半干旱地区有大范围的太阳能辐射面积，这在很大程度上促进了光热和光电太阳能设备的商业贸易。太阳能在再生能源生产方面的潜力需要创新和发掘，这一点已经在相应能源部门得到了支持，比如一些法律改革。报告里提到了太阳能项目的3个案例，包括：①在墨西哥圣路易斯中心医院楼顶安装太阳能热点系统；②针对师生提供的一项有关国内太阳能辐射收获的微型计划；③满足学校电力需求的光伏电站设计。武汉理工大学资源与环境工程学院张高科教授在分组报告中作了题为“PreparationandApplica-tionofNovelEnvironmentalMaterials”的报告，介绍了B（iGe）光催化剂的合成与表征。表征手段包括XRD,FE-SEM,XPS等。报告揭示了这些光催化剂的催化特性通过降解水体或者空气中的污染物进行评估，讨论了光催化剂形貌与微观结构对催化特性的影响，另外分析了光催化反应中活性自由基及可能的光催化机理。圣路易斯波多西自治大学A.López-Valdivieso教授在分组报告中作了题为“SynthesisofSilverNanostructures”的演讲报告。银纳米结构因其独特的物理化学与生物特性一直受到广泛关注，并在催化剂、传感器、光学器件、杀菌化合物以及电子设备制造方面有很多应用。以氰化银为银源、十二烷基硫酸钠作为聚合物催化剂、亚硫酸根或者柠檬酸根离子作为还原剂的银纳米结构新合成方法得到了发展。这种合成方法制得的银纳米线平均直径9.7±3.8nm，长度为毫米量级。武汉理工大学资源与环境工程学院吴浩教授在分组报告中作了题为“AssessingtheEffectsofLandUseSpatialStructureonUrbanHeatIslandsUsingHJ-1BRemoteSensingImageryinWuhan,China”的报告。城市热岛效应因其对生态多样性和人类健康的影响得到广泛关注。评价该区域土地使用的空间结构的影响对于提高和理解城市化生态进程非常重要。报告指出了利用半径分形维数定量不同土地利用类型的空间变量。通过集成HJ-1B卫星、植被指标、景观指数和分形维数获得的遥感图像，比较并分析了土地利用图形对武汉城市热效应的影响。

圣路易斯波多西自治大学FacundoRuiz教授在分组报告中作了题为“MetellicNanoparticles:LargeScaleProductionandAntibacterialProperties”的演讲报告。纳米颗粒最近的新研究使得其在某些产品中的应用显得十分显著。一旦纳米颗粒及其特性的范围可以实现，很多新产品将会出现。纳米颗粒包括制备、表征、动力学、处理及应用等领域，制备也许是其中研究最多的领域。溶液法因其操作简单且容易量化生产而倍受关注。本研究提出利用溶液介质制备金属和半导体等纳米颗粒，这些方法可以实现大范围生产，尤其银、金、氧化锌和氢氧化镁颗粒的结果显示如此。纳米颗粒制备已经应用于很多材料方面，包括塑料、陶瓷和颜料等。研究显示了金属纳米颗粒的杀菌性，特别是银纳米颗粒。研究结果还发现银纳米颗粒的大小与杀菌性存在很强的联系，并找到了银纳米颗粒对抗微生物的主要机制。2015年4月，武汉理工大学与墨西哥圣路易斯波多西自治大学签署了一项学术合作意向，鼓励和支持双方学者及学生进行交流合作。而该研讨会作为协议的及时项议程，取得了圆满成功。今后我们还会定期举办该学术研讨会，促进和提升武汉理工大学在学科建设水平上的国际发展和影响。

作者：刘艳艳 单位：武汉理工大学资源与环境工程学院

材料科学论文:材料科学发展对现代建筑的影响

摘要：现代建筑正以人难以预想的速度不断的发展，特别是新型材料的应用，给建筑带来美观、舒适、经济的同时还带来了许多神奇的作用，使人类的居住环境得到了很大的改善。结合当前材料科学的发展，针对目前建筑工程建设中存在的一些问题的研究，探讨材料科学发展对现代建筑的影响，有利于更好的把握材料科学研究的方向、完善各种类型材料的应用，给人提供一个更加安全、舒适的居住、工作环境，推进我国的城市化进度和现代文明的发展。

关键词：材料科学；发展；影响分析；发展趋向；思维转变

中图分类号：F573文献标识码：A文章编号：1671-1009（2015）22-0076-02

材料科学的发展给现代人的生活带来了许多意想不到的奇迹，现代人生活中人工材料的应用远远超过了天然材料的应用，给人类的生活带来了难以想象的方便、美感、舒适感和艺术感等，将现代建筑提升到一个更高的层次。

一、材料科学的发展

材料科学的发展使建筑使用材料的种类不断的丰富，也是建筑的风格日益多元化，给当代人提供了美观、舒适、安全的居住、休闲、工作、娱乐等空间，也是人们获得了不同的建筑艺术体验。在材料科学的发展下，当前的建筑使用的材料主要有复合材料、智能材料、生物材料等，并且材料的性能、种类还在不断的发展。例如耐高温的复合材料，这种材料可以承受上千度的高温，随着材料科学的发展，这类材料的耐高温性能还在不断的优化；又如可防火的纳米材料，这种材料具有很好的隔火、隔热效果，可应用到厨房的装修中，提高了人类居住环境的安全性，降低了火灾的危险风险。再如性能优越的钢化玻璃，被广泛的应用于建筑的外墙等领域，结实、耐用、施工方便、美观时尚，总之，材料科学的发展不但给建筑业带来了很多的惊喜，也为城市发展提供了更多的科技支撑，使现代城市更加美观、智能、舒适。

二、材料科学的发展对现代建筑的影响分析

（一）材料科学对现代建筑工程安全性的影响

传统建筑中人类使用土、木材、石材等进行建筑活动，随着材料科学的发展，合成材料、生物材料等成为人类建筑活动中的主流应用材料，在这些材料中由于化工工艺发展的不完善及人们对材料生产成本等的控制和要求，造成了新型材料对人的一些不好的影响，例如，有毒有害、具有放射性、对环境会造成污染和破坏等，在实践中因材料问题致人生病、死亡的案例也不少，如室内装修造成的室内空气严重污染，致使居住着患上呼吸道疾病、神经系统疾病等，甚至更为严重的不治之症。在建筑实践中，有些材料对人的危害不仅仅来自材料的本身，还与人的使用方式、方法有关，例如，为了使建筑物更早的投入使用，在施工过程中会用到一些化学方法加快材料的凝结速度，进而达到缩短工期的目的，实际却造成了材料应用的危害风险增加。随着材料科学的发展，人们对材料应用思维的转变，当前工程的安全性、环保性以有巨大发展，如框架结构代替了传统的混凝土结构，建筑物不但结实耐用，还大大缩短了工期，例如2015年长沙用十九天建起了近二百米高的大楼，且大楼的巧妙设计、材料应用及施工不但减少了混凝土的应用，还减少了二氧化碳的排放量、避免了尘土污染等，由此可见材料科学的发展对于建筑物安全性、环保性的巨大影响，且随着材料科学的进一步发展，在未来的材料研究、应用上，稳固、健康、环保等安全问题的解决将成为建设施工的主流，材料科学的发展将大大提高人类居住环境的安全性、舒适性。

（二）材料科学发展对现代建筑工程造价的影响

材料科学的发展给人类生活带来了巨大的变化，同时也使建筑工艺、建筑质量得到了很大的提升。例如，过去人们通过加厚墙体、燃烧煤炭达到保温效果，这样不但浪费资源、增加了建筑成本，且对环境造成了较大的污染，而现代建筑采用保温墙进行建筑物的外墙处理，这样不仅节省了建筑成本，还提高了室内的采暖效果，有利于降低室内取暖的排污量，使人们获得了更加舒适、优越的生存环境。此外，照明、电梯等方面施工，在材料科学发展的基础上都得到了很大的发展，例如，利用新材料通过采集太阳光达到照明目的，节省了电能，降低了火力发电对环境的影响，又确保了城市的用电量。如太阳能路灯，利用新材料在白天吸收太阳光能量，到晚上发光。可是，由于成本、制作工艺等限制，目前一些科技含量高的材料成本较高、材料的制造技术掌握在某些国家后企业手里，这给新材料的应用造成了一定的影响，也使这些材料在建筑工程中的应用成本增加，致使工程造价提升，人们难以广泛的享受到新科技带给人类的舒适、便捷的生活。例如，建筑物的墙体保温，传统的材料保温性能差、施工手段单一，新型材料的应用可以解决这些问题，如保温墙纸的应用不但保温效果好且美观、实用的，但是施工的成本就会增加。因此，在解决材料的研发和材料的应用的成本问题上还需要材料制造工艺的进一步发展和完善，力求材料科学的发展带来材料应用的廉价、高效、环保。

（三）材料科学对现代建筑工程美感的影响

随着材料科学的发展材料的种类越来越多，人工合成材料的迅速增长不断的丰富着建材市场，当前应用于建筑业的材料种类繁多，其特色、质感、性能等还在不断的不断优化和发展，光泽、纹理等不断的带给人感官的震撼，使人欣赏到建筑物的美、畅想现代生活的舒适、优雅。例如，瓷砖与木质地板，一个给人以明亮、现代的美感，一个则给人一种自然、素雅的美感。又如，玻璃墙，这种特殊玻璃在建筑物中的应用，使建筑物具有独特的光感和艺术形象，从不同角度展示了建筑物的美感。再如，鸟巢的建筑，向上追溯几年，我国不具备生产一些新型材料的技术，将鸟巢的设计变为现实就有些困难，直到一些材料的生产工艺完善后，这种建筑形式才能被实践出来。可见建筑设计的进步与材料科学的发展息息相关，再好、再美的建筑设计没有材料的支持就只能是“纸上楼阁”，事实证明材料科学发展对于现代建筑的影响是巨大的。综上所述，材料的发展使建筑实现了建筑领域更多的可能，使建筑从质量、品质等方面都得到了较大的发展。

三、材料科学发展的趋向和人思维的转变

（一）材料科学的发展趋向

新材料在建筑中应用的实践证明，材料科学的发展还有很多的瑕疵，例如，环境污染、含有有毒有害物质等，在实践中，人们逐渐认识到一些材料的不安全性、高成本等缺陷，未来材料的发展将向环保、节能等方向发展，例如，利用废弃物制作建筑材料，如雾霾砖、加气砖等；又如抗甲醛油漆，降低了涂料对环境的污染和对人体的伤害，这些表现了材料科学的发展趋于环保方向。又如，材料科学发展的节能趋向主要表现了人们在建筑过程中对于建筑物及建筑材料使用长期效益的追求，例如加气砖，用石粉（一种石材加工的废弃物）制成，节省资源的同时这种砖的保温、隔热性能还好，其重量还轻，减轻了建筑物的符合，同时还廉价、实用，降低了建筑工程的造价。再如材料科学发展的智能趋向，随着城市的发展人们对智能居住环境的需求逐渐增强，这就促进了智能材料的发展，如集成电路材料单晶硅、信息的存储材料等，这些材料实现了现代建筑的智能化，使材料与材料器件形成一体化结构，方便了人们的生活。此外，新工艺、新流程也使材料科学有了更广阔的发展前景，与其他科学的交叉发展使材料的性能、品质等得到了更加的发展，在现代建筑中材料科学的发展发挥了重要作用。

（二）材料科学发展与人思维的转化

材料科学的发展和材料的实践应用，使人类对材料的研究、应用、发展等有了新的认识，人在建筑中应用材料的思维也发生了很大变化。现代建筑兴起之初，人们选择应用材料的主流观点是美观、华丽，对于材料的环保性、舒适性、安全性考虑不足，随着材料科学的发展，人们认识到材料科学发展的新趋势，逐渐的认可了环保、节能、智能等材料发展的新趋向，也将现代建筑的材料选择思维由材料的美感转向舒适度高、安全性能好的方向，寻求材料应用的经济、实惠、安全。同时，也使建筑活动的单一模式得到了改变，人们对建筑物性能的单一需求转向多元化需求，材料的应用也迎来了多样化，促进了材料科学更广阔范围的发展和进步。

四、结语

材料的研究和发展是一个漫长的过程，人类用自然界的物制成自己需要的材料，如用土制成砖瓦、瓷片等，可见材料科学发展的最初都是朝着有利于人类社会发展的方向进行的，在不断的实践中，问题逐渐出现，材料科学的发展呈现了一定的曲折性和循序渐进性，这就需要我们客观的认识现代材料科学的发展和发展趋向，结合现代建筑的性能需求，为人类创造更安全、舒适、美好的家园。参

材料科学论文:材料科学实验创新教学模式

0引言

《材料科学实验》是材料专业的主要实验基础课之一，主要面向高年级本科生和低年级硕士研究生开设。《材料科学实验》以物理学、化学、物理化学、材料科学基础、材料性能学等课程为基础，教学内容涵盖材料的力学、电学、磁学、光学、以及材料加工、材料成型等诸多领域，是材料专业基础理论的重要实践环节，也是搭建课堂教学与实验实践之间的桥梁。《材料科学实验》力求通过了解和掌握材料的合成、制备、性能测试、分析等基本实验实践操作和数据分析能力，解决科研生产和实践工作中的实际问题。本文针对当前形势下社会对创新性综合型人才的需求，提出以拓宽基础、突出应用为目标导向，对《材料科学实验》课程的教学模式进行创新与实践探索。

1当前课程教学分析

在国家对材料专业人才培养的高度重视与大力支持下，大部分高校具备了材料专业本科生和硕士研究生人才培养的资格。但材料专业的主要实践课程之一《材料科学实验》的现有教学内容、教学模式与教学效果之间还存在一些问题，主要体现在以下三个方面：一是学科分工精细化使知识缺乏系统性。在高年级本科生和研究生阶段，学生的知识领域逐渐向二级学科和三级学科（即研究方向）靠拢，忽视了一级学科的总体目标要求。例如高分子材料方向的学生对金属材料方面的知识重视不够。二是对知识的理解与运用缺乏连贯性。如前所述，学生的知识范畴通常是局限在二级学科或三级学科领域，忽略了大学（在某种程度上）作为一种通式教育以及综合型人才培养的重要载体这一特征。更有甚者，目前很多以考研为目的的学生只掌握了所需考试的那几门课程的知识，其它课程便是无人问津，更加谈不上实验实践了。即，过于强调知识的“点”，而缺乏“线”和“面”层次的理解。三是重理论轻操作。理论固然重要，但是少了实践环节，很多创新性思维就难以得到发挥，也容易导致教学与实践的脱节。因此，从新形势下社会对材料专业人才的需求与高校人才培养目标的一致性出发，本着培养创新性综合型材料专业人才的宗旨，我们提出在《材料科学实验》的课程设置和教学模式上进行创新，以拓宽基础、突出应用为目标导向，努力培养出满足当今国家和社会需求的高素质人才。

2创新教学模式与实践探索

2.1课程设置上体现创新性和综合性

近年来，通过不断摸索，规划，以掌握材料的合成、制备、测试、分析等方面的知识和实践能力作为出发点，围绕材料的力学、电学、磁学、光学、以及材料加工、材料成型、材料表面处理等诸多领域开设实验项目，以拓宽基础、突出应用为目标导向，为开展与材料专业有关的实验实践活动打下宽广而坚实的基础，并搭建材料专业的基础理论和实践应用之间的桥梁。把各知识点连接起来，融会贯通，使知识由“点”的层次跃迁到“线”和“面”的层次，举例如表1所示。

2.2创新教学模式、提高教学效果

通过不断探索，建立了一套比较完善的教学体系、考评体系以及质量保障体系，重点解决了以下几个关键问题。1）多学科交叉授课的协同性。《材料科学实验》涉及到材料的力学、电学、磁学、光学、以及材料加工、材料成型、材料表面处理等诸多领域，每个实验项目均由教学经验较丰富的副教授及以上人员担任，每名教师只负责一个实验项目，解决了多学科知识背景与多名教师授课之间的协同性。2）创新教学方式。首先通过实验原理、实验目的、设备结构和工作原理等方面知识的系统讲解与分析，阐述本实验项目与基础理论知识之间的关联性；然后老师做出演示实验，进一步展示实验原理和有关的操作方法；每个学生自己动手开展实验，结合老师的讲解和自己在实验操作过程中的体会，对有关实验现象进行总结、对实验结果进行分析、对所遇到的问题进行剖析并提出解决途径，将所学的理论知识与实验实践紧密结合起来。3）完善知识体系。通过《材料科学实验》课程的系统学习和实践操作，补充以前所学知识的漏洞。同时也为不同专业方向的学生拓宽视野、扩充知识范畴，并且利用各专业方向各自的优点和不同学科之间的互补性提高学生综合运用知识的能力。4）搭建公共实验平台。在《材料科学实验》平台建设方面，通过购置新设备、综合利用部分科研设备、改造或扩展现有仪器设备功能等三个方面为《材料科学实验》课程的教学搭建先进和较为齐全的实验教学平台，平台建设注重基础知识和跟踪科技前沿的双重目标。在材料科学实验这个平台上，使学生的创新能力和知识运用能力得到了充分的锻炼和培养。同时该平台也为学生的课外实践、第二课堂、国家大学生创新训练计划、广西大学生创新训练计划等提供了重要场所，深受广大学生的欢迎。5）构建公平合理的考评体系。按照实验现场操作、数据分析与解决实际问题能力、期末考核三方面对学生的基础知识运用和实验实践操作进行综合测评。6）建立健全的质量保障体系。实验项目的现场指导均由从事一线教学的骨干教师负责，教学管理员负责协调各实验项目的开展，分管领导进行督查，这样一整套的实验实践教学和管理系统确保了教学的顺利进行并取得了预定的效果。

3结语

以先进教育思想为指导，系统规划课程的各实验项目，以拓宽基础、突出应用为目标导向，构建了具有鲜明特色的《材料科学实验》课程教学软硬件平台，形成了有利于培养学生实践能力和创新能力的教学模式，提高了实验教学水平和教学效果。

作者：张小文 单位：桂林电子科技大学材料科学与工程学院

材料科学论文:材料科学与工程课程机制建设初探

1.构建“模块化”专业课程体系

根据工程师的培养目标，通过到企业调查走访、问卷调查、毕业生反馈等方式，收集了对课程体系设置的意见和建议，结合“工程师”培养目标，对材料科学与工程工程师课程体系进行了模块化设置。也就是将课程体系设置为由若干个完整的课程模块构成的课程体系形式。材料科学与工程工程师课程体系由材料制备基础、材料加工技术、材料的性能、材料的检测等四个模块组成。每一个模块又由若干门课程组成，分为必修课和选修课两类。材料制备基础模块由材料物理化学、材料科学基础、金属塑性成型理论、材料科学导论（双语）等组成；材料加工技术模块由热处理原理及工艺、金属塑性成型工艺学、现代材料制备技术、金属焊接工艺等组成；材料的性能模块由材料力学性能、材料腐蚀与防护、材料物理性能等组成；材料的检测模块由材料分析技术、失效分析、计算机在材料科学与工程的应用等组成。这样的课程设置，能够突破学科专业领域的界限，灵活地设计和组织具有不同作用的课程模块，从而构建具有不同价值取向的课程体系，以满足学生的发展和个性发展需要。

2.科学合理地进行课程的整合和重组

根据教育部“工程师”培养模式，结合材料科学与工程专业人才培养长期的实践经验，对课程进行了整合与重组；在制订材料科学与工程专业“工程师”培养计划过程中，在原来的培养方案的基础上，对课程进行重新的整合和重组。在进行课程体系的整合重组过程中，打破了各学科领域的界限，增加金属凝固、塑性成型、焊接等内容，真正达到了“宽口径、厚基础”的目的。同时不受原有课程和体系结构的束缚，对课程进行了实质性的有机融合和重新组织。具体而言，改变了以往按人文科学、社会科学和自然科学分类或按照等级结构设置课程的做法，打破了原有专业、课程之间的壁垒，摆脱了学科知识系统的束缚；强调课程内容的综合性，以跨学科的方式选择课程内容、组织和整合课程体系。同学科知识的相互渗透、融合和新知识的吸收利用，保障知识结构的系统性和完整性；改变过于讲究学科自身结构而导致的课程设置过细、过多和缺乏整体性的状况；避免课程内容的脱节和交叉重复，精简课程门类，减少必修课比例。比如：将以往的《固态相变》和《热处理工艺学》整合为《热处理原理及工艺》，将《材料力学性能》和《材料物理性能分析》整合为《材料性能》，将《金属材料学》和《模具材料》整合为《金属材料学》，将《现代材料制备技术》和《热处理新技术》整合为《现代材料加工技术》等。并处理好理论与工程实践、必修课与选修课之间的关系，大力加强实践课程的体系改革。

3.结合企业需求，制订企业培养方案

企业学习阶段是材料科学与工程专业的工程教育不可或缺的阶段，是整个教学计划的重要组成部分，也是实施“工程师培养计划”的重要环节，按照材料科学与工程工程师培养计划，将严格按照“3+1”培养模式，其中1年企业实践培养，着重完成学生的基本操作技能、分析解决工程实际问题能力的培养。使学生通过企业学习阶段的学习和实践，基本掌握金属加工车间、热处理车间、锻造车间、表面处理车间、金属材料检测中心等部门的工作内容和基本生产操作技能，了解工程技术人员在热处理车间表面车间、检测中心等部门的作用及技术职责范围，培养具有较强创新意识和实践能力的材料科学与工程专业人才。同时具有灵活运用材料科学与工程专业知识与材料工程规范、团队协作、跨文化环境交流、竞争与合作的能力，以及较强的创新意识和进行热处理工艺设计、技术改造与创新的能力。所以企业培养方案包括：初步能力培养实训、专业基本能力培养实训、工程能力训练、行业领域实习、毕业设计等环节。整个教学环节将依托企业、工程中心、重点实验室开展，由校企共同参与培养过程，共同监控培养过程。

4.课程体系与能力培养的关系

材料科学与工程专业工程师的主要任务是培养具备坚实理论基础与专业知识、具有创新素质和工程能力，能在冶金、材料结构研究、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事设计、研发、制备、加工、分析检测、管理等方面的高级工程技术和管理人才。根据工程师的培养目标，在整个培养过程中的课程设置紧紧围绕这一主题，如图1所示。如及时学年和第二学年的课程：大学英语、马克思主义基本原理概论、思想和中国特色社会主义理论体系概论、高等数学、大学物理、大学化学等，能够为工程师提供工作所需的工程科学技术基础知识以及一定的人文和社会科学知识。第二学年第2学期和第三学年的课程：电工学、机械设计基础、材料物理化学、材料科学基础、热处理原理及工艺、金属塑性成型理论、材料力学性能、材料分析技术等，为工程师奠定专业的基本理论知识；校内的工程实训：金工实习、专题实验，让学生初步接触生产实际，使学生具备解决工程技术问题的初步技能；1年的企业工程训练项目包括：认识实习、生产实习、专业实训、毕业论文等，让学生全身心地投入到企业的生产实践中去，接触生产一线，体味企业文化，使学生逐步掌握解决工程实际问题的能力，并学习与同事相处、团队合作、交流沟通等方面的知识。在工程师培养计划中，课程体系的设置是至关重要的。它的合理与否，直接决定了人才培养的质量。我校材料科学与工程专业作为“工程师”培养的试点专业后，与我省金属材料相关企业进行深入沟通，听取各方面的意见，对原来的材料科学与工程专业工程师培养计划的课程体系进行优化。课程体系的优化坚持了“厚基础、宽口径、广适应、强能力”的人才培养理念，体现了“优化基础、强化能力、提高素质、发展个性、鼓励创新”的应用研发型人才培养教学改革要求，并体现我专业的人才培养特色，在今后的工程师培养过程中将继续地完善和优化。

作者：万明攀 张晓燕 向嵩 马瑞 雷源源 单位：贵州大学

材料科学论文:独立学院“材料科学基础”课程的教学现状及改革

【摘 要】《材料科学基础》是材料科学与工程专业一门重要的专业基础课，是本专业学生后续专业知识学习的重要理论基础。因此，提高学生对该课程学习的积极性和主动性，改善课程的教学效果、提高教学质量是一项迫在眉睫的任务。本文从课程的教学现状进行分析，主要从教学方法、教学手段以及考核机制入手探讨改善该课程教学效果的措施以及提高教学质量的方法。

【关键词】独立学院；材料科学基础；教学现状；教学改革；教学质量

《材料科学基础》课程是材料科学与工程专业一门重要的专业基础课，是后续相关专业课学习的基础，也是本专业研究生入学的必考课程。该课程内容对构建本专业学生的专业知识体系，培养学生科学的思维方法、创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力具有非常重要的基础奠基作用。但由于该课程自身的特点以及独立学院学生的特点，从一定程度上影响了课程的教学效果和教学质量。

针对该课程的教学现状，主要从教学方法、教学手段以及考核机制入手，探讨如何提高学生的学习积极性和主动性，进而提高课程的教学效果和教学质量，最终以适应我院对应用型人才的培养目标。

1 《材料科学基础》的教学现状

1.1 课程自身的因素

该课程的主要内容为：晶体结构、晶体缺陷、玻璃熔体、表面与界面、相图、扩散、固相反应以及烧结等[1]。从课程内容上看，该课程具有“四多一少”的特点：即大纲内容多、概念名词多、微观机理多、理论推导多、宏观现象少，而且大部分的概念、理论比较微观、抽象，使学生对知识点难以理解，更谈不上利用理论知识指导实践应用。因此，学生在学习过程中逐渐失去对该课程学习的热情和积极性。

1.2 学生自身的因素

独立学院是依托于母校成立，在办学模式和课程设置上相似[2]，但是独立学院的生源家庭背景较优越、个性较强；学生的基础知识相对薄弱、学习的自主性较差。在学习过程中缺乏刻苦钻研的精神，主观能动性较差，对自身的定位不明确，导致其在学习过程中容易失去自我，容易放纵自己的个性发展。在学习过程中碰壁之后容易止步不前，逐渐失去学习的动力和积极性。

针对我院该课程的教学现状，主要从教学方法、教学手段以及考核机制入手对该课程进行教学改革，从根本上提高该课程的教学质量，以适应我院的人才培养目标。

2 合理调整教学方法、教学手段，提高学生学习的积极性

2.1 注重理论与实际的联系，提高学生的学习兴趣

《材料科学基础》课程涉及材料的组成、结构、工艺及性能等方面的问题[3]，主要内容较多、较抽象，而且各个理论知识之间关系紧密，环环相扣，对学生整理、理解知识的能力要求较高。这就要求教师在教学过程中应注重理论知识联系实际生产生活，化抽象为形象，让学生更容易的接受新知识。如在介绍晶体的线缺陷时，可纳活中找出相关晶体线缺陷的实例，如玉米棒中玉米粒的排列，让学生有比较直观的印象，帮助学生更好的理解相关理论知识；再如，学习变质剂和非均匀形核时，由于学生对结晶、形核、析晶等现象缺乏直观的认识，在理解上比较困难，限制了知识的灵活运用。我们可以以冬天池塘中的树叶等杂物上较容易结冰来解释变质剂对非均匀形核过程的影响。

2.2 适当增设前沿科技成果，增强学生的求知欲

当今社会是一个信息时代，即知识、科技的更新速度非常快。因此，在教学过程中为了保障理论知识与实际生产、生活的密切联系，在教学过程中应合理的穿插与理论知识相关的前沿科技成果，以提高学生的求知欲和学习的主动性。

2.3 注重重点知识的复习回顾，增强知识之间的系统性

在介绍新课之前，可通过巧妙的设问来对上节课作个简单的复习回顾，使得新旧知识之间形成良好衔接，使学生对新课自然而然的接受、理解。通过巧妙的设问，容易让学生将所学知识系统化，进而提高学生利用所学知识分析、解决问题的能力。如在介绍结晶过程时，首先提出问题“当熔体的温度降到熔点以下时，析晶过程就会自发进行吗？”，此问题不仅可以让学生对上节课内容―析晶的条件等知识进行回顾，也可以顺利地引入新课，即晶核形成过程的学习。

2.4 采用启发式教学，以培养学生思考问题、解决问题的能力

在教学过程中避免采用传统“满堂灌”的教学方式，而应在教学过程中适当的采用启发式、讨论式的教学方法[4]，在介绍一些较难理解的知识点时，采用承上启下、循序渐进、深入浅出、实例讲解的方法，引导学生更容易的接受新知识，进而提高学生学习的积极性和自主性。在教学过程中，根据实际情况，适当的让学生作为教学的主体，以培养学生提出问题、思考问题、解决问题的能力。可根据教学计划适当的在课程教学过程中穿插学生讲课，老师总结、点评的方式来提高学生对教学活动参与的积极性，进而提高教学效果和教学质量。

2.5 巧妙结合多媒体和板书的教学手段，提高教学效果

多媒体与板书的良好结合，可更大程度的提高和改善教学质量和教学效果[5-6]。合理安排两者的结合情况，可使教学效果达到事半功倍的效果。对课程中微观、抽象的知识点，单靠板书并不能让学生更直观的理解新知识。此时，可通过合理穿插教学图片、动画、视频等帮助学生更直观的掌握微观、抽象的理论知识。如在介绍晶体结构、晶体缺陷时，可将相关晶体结构的实物模型、多媒体的动画、图片等有效的结合，让学生更直观的认识不同晶体的结构、晶体缺陷，增强学生的空间想象能力，从而提高学生的求知欲和学习的主动性；再如，相图是该课程的重点章节，在三元系统相图的教学过程中，明显感觉学生的学习热情有所降低，主要原因是三元系统相图是以投影图进行判读分析的，导致相图的直观性降低。此时，可以合理采用多媒体的动图、动画，将三元系统相图的各部分拆分讲解，让学生更直观的掌握立体图和投影图的对应关系。通过多媒体和板书的有效结合，可很大程度提高课堂效果，提高学生的学习兴趣和积极性。

3 完善考核机制，提高学生学习的自主性

改变传统期末一张试卷的考核方法，采用“平时（出勤+课堂表现+作业+笔记+讨论）+实验+期末”的考核模式，通过平时成绩、实验的实践、期末的考核等环节，增强了学生的求知欲望，加大了学生平时的学习力度，提高了学生自主学习的能力，将末端控制改变为对学生学习过程的控制，较大化的改善该课程的教学效果。

4 结论

《材料科学基础》课程是材料科学与工程专业非常重要的一门专业基础课，该课程的学习效果决定了学生后续专业课学习的积极性和主动性。因此，对该课程进行教学改革势在必行。在实际教学过程中应根据课程大纲，坚持以学生为教学的中心，不断的进行课程改革。根据我院实际情况，通过调整教学内容、更新教学方法及手段、完善考核机制等才能从一定程度上提高教学质量，进而培养出有扎实理论基础和较强实践能力的学生，以适应我院的人才培养目标，并满足新时代对大学生综合素质的要求。

材料科学论文:GE深耕材料科学百年根基改造消费电子设计新形貌

电子产品性能的好坏，除了元器件本身，相应材料的使用也有着至关重要的影响力，对讲究外观的消费类电子终端甚至堪称居功厥伟。消费类电子是一个竞争异常激烈的领域，不仅功能要丰富多元、外形要出彩小巧、成本要经济有效，且产品能够盈利的黄金周期非常短，稍纵即逝。这些，都为设计人员带来了相当的难度。

面对这些挑战，GE(通用电气)公司有着自己独到的解决方案，为电子设备生产商提供高性能、环保而美观的材料及应用。这些看似遥远的材料学，与我们生活中许多触手可及的终端电子产品其实可谓“关系匪浅”；我刊特邀请GE塑料集团大中华消费电子总经理卢瑞明，以及GE塑料集团特种薄膜板材亚太区产品经理周军，带领读者一窥GE应用于消费电子领域，包括树脂、薄膜和相关复合材料等各项产品和新型技术。

领跑消费电子设计制造

消费类电子由于是我们日常生活中触手可及的物什，使得在基础的性能之外，耐用、灵活与轻巧美观也成了衡量这类产品的重要指标。体现在上游的设计和制造方面，必要的绝缘与散热固然是根本，对抗腐、耐刮、防潮、防尘、耐冲击，乃至于外观配色及加工灵活性，少不得有一定的要求。

相关功能性的全球性标准是“设计与技术”保持增长的关键，而“个性化”的设计和风格则是推动具体产品销量提升的基础。对此，GE提供多样化的高性能材料产品系列为时下流行的多种便携式电子器件设计的发展提供先进专业的解决方案，并且不断专注于如散热性能、屏蔽、外观等一些关键功能。

GE塑料集团大中华消费电子总经理卢瑞明表示，GE为各类细分市场提供多种解决方案，包括：移动电话、便携式电子设备、微电子产品、家庭网络和娱乐、计算机、笔记本电脑、监视器/显示器、投影仪、打印机、扫描仪、RFID、电线和齿轮等，以及出类拔萃的美学设计。GE精选的各类树脂和薄膜材料，带来了传统金属及喷涂材料所没有的设计灵活性。除了优异的抗冲击、耐化学腐蚀、耐水解稳定性与的结合线强度外，GE的材料技术还可提供着色选择和独特的外在感官效果，使产品更具个性化。

树脂代替金属绝缘体，设计更自由

见证了家电产品从高保真立体声接收设备，到无线保真计算机工作站的演变，GE在特定尺寸稳定性、抗冲击和阻燃性的轻质材料颇具心得。卢瑞明向编辑着重介绍了GE符合UL标准的Lexan和Cycoloy树脂产品系列，其具有较高的模量(纤维体积含量)、优异的延展性和阻燃量，以及LNP品牌特种复合材料，其在刚性、热学管理、EMI屏蔽、阻燃剂等方面均可与金属相媲美，又不失塑料本身可弯曲变形的优点。

图1：美国Polyonics Inc.()公司采用GE Ultem 1000B薄膜制造的条形码标签

GE生产的Lexan和Cycoloy树脂以及LNP特种复合材料赋予更大的设计空间，适合应用于电池盖、手机的A件和B件及框架部件设计；因这些材料具有不同的“刚性”(一般用“弹性模数”代表)，可依需求塑形，方便内部结构、完整结构和“无框架结构”(Frameless)的设计。卢瑞明指出，Lexan树脂特别适合应用于背光框，他们具有良好的薄膜可塑性，易脱模，而且高度反光或不透光。它们还具有耐化学腐蚀的特性，即便长期使用也经得起考验。

GE塑料集团特种薄膜板材亚太区产品经理周军，则举例说明Lexan薄膜在手机上的4个方面的应用。首先，其光学级加硬薄膜，可应用在手机显示屏上，耐刮擦性强；其次是可以用作特殊视觉效果外壳薄膜材料，例如有些Lexan薄膜可以变色，内部有闪亮的晶点或是材料边缘可以聚光，使手机外观更加绚丽；再者，有些Lexan薄膜有钢琴烤漆效果，使质感大为提高；是Lexan薄膜可以印刷上各种图案，做成个性化手机外壳。由于Lexan薄膜有不同的显示效果，可省去电镀、硬化、蒸镀和烤漆等一些传统的表面处理工艺，不但缩短了加工链条，且更加环保。

此外，GE即将于近期推出一款专为亚洲市场度身定做，可适用于手机外壳和键盘、笔记本电脑外壳，以及多种手持设备的薄膜产品。这款产品的推出，预料将彻底改变现有市场上薄膜产品铅笔硬度和三维成型性不能两头兼顾的状况，为手机和笔记本电脑产业的外观设计带来突破性的飞跃。

阻燃、屏蔽EMI、防潮/防尘与热管理，给予内部元件保护

随着更多的手机采用内置天线，GE的Ultem树脂有助于生产用作传导天线基座的成形塑料元件。“这些材料还具有低介质损耗和薄壁可塑性，降低了元件内应力；对于应用在通风或墙壁内的网络部件，Ultem树脂在着火后会自动熄灭”，卢瑞明给出了这样一个评语：“它符合RoHS标准，而且微细尺度的阻燃性达到UL VTMO等级，是一种出色的材料。”

很多客户都希望在条形码标签中采用高性能的不透明塑料薄膜，因为这样无需进行表面处理就可以获得令人满意的印刷反差比。为顺应客户的这一需求，GE塑料集团与其遍布全球的客户携手合作，开发出新型白色牌号Ultem聚醚酰亚胺(PEI)薄膜。白色Ultem WH217薄膜经过调色处理，遮盖力非常高，可以充分保障条形码标签的正确读取。采用该薄膜后，印刷反差比可以提高到98%。Ultem WH217薄膜不仅可以帮助标签制造商节省涂覆不透明外涂层的成本和时间，还具备其竞争对手PEN薄膜所欠缺的阻燃性；与聚氟乙烯薄膜相比，它还具备更好的耐高温性和尺寸稳定性。GE的Ultem薄膜是一款不含溴及其化合物的阻燃等级薄膜，符合并RoHS，是印刷电路板等电子应用方面的极佳备选材料。

卢瑞明进一步解释，Lexan树脂和Ultem聚合物制成的薄膜有助于增强显示器镜头盖的清晰度、导旋光性和耐刮擦性，与玻璃或丙烯酸相比，Lexan聚碳酸酯简化了设计。此外，GE还提供丰富的阻燃ABS树脂，适用于态势及和服务器外科、键盘、监视器和其它外设，并针对要求符合环保标志和TC108阻燃性要求的一些应用，提供了一系列聚碳酸酯和ABS混合材料；另有一种称为Faradex的树脂，适用于有EMI屏蔽的零部件。上述所有树脂都具有优异的流动性和可加工性，可实现薄壁设计和出众的结合线强度。

“保护内部元件的完整性和性能尤其重要”，薄膜板材产品经理周军补充说。对于需要电气绝缘以避免短路，Ultem聚合物制成的薄膜材料为笔记本电脑提供了耐高温型和高介电强度，亦有助于在手机内部提供电绝缘性。针对EMI屏蔽应用，这种薄膜还可金属化加工，并在金属化后进行热成型，满足了多数内部应用的要求(包括LCD背光模块中使用的逆变反相器)。与此同时，在LCD变得越来越薄、工作时发热量越来越大的情况下，GE为LCD提供了新的设计选择。周军特别提到，基于Lexan树脂，集先进的光学薄膜制造技术和光学专利技术之所长，GE设计出了新一代光学薄膜──Illuminex扩散薄膜，特别适合在LCD背光模块的内部使用。Illuminex扩散薄膜在高温高湿环境中具备的性能。

图2：用于显示器和照明应用的15cm2柔性有机发光二极管

GE全球研发团队还成功开发出了用于制造柔性有机发光二极管(OLED)的基材系统，该系统兼具GE塑料集团开发的高温Lexan聚碳酸酯(PC)薄膜和透明、超高阻隔涂层的特点，有助于防止OLED器件氧化和受潮。使用塑料基材取代玻璃基材制造OLED在设计和使用方面具有许多优点：塑料基材坚固耐用且重量轻，便于运输，适合进行大批量生产，从而降低系统成本。而这种柔性特点便于设计和配置当前各种刚性显示器所望尘莫及的新型显示器。GE系统充分利用了Lexan薄膜的耐高温性和高清晰透明性的特点，这些特点使125μm厚的基材能够承受在OLED加工制造过程中产生的高温，并使器件具有的透光性能。

胸有成竹，已做好万全准备迎接欧盟及中国RoHS环保指令

继去年欧盟宣布实施RoHS指令后，中国也将于今年3月开始实施RoHS，与国际接轨。对于中国的绿色指令，GE是如何应对的呢？周军告诉编辑，为了应对未来更严格的环保指令的出台以及新一轮的竞争，GE早已未雨绸缪，在现有以及新一代产品的设计和生产上运用了更严于RoHS指令的内部标准，生产出令客户满意的产品。

“就如去年我们高兴地看到欧盟RoHS的生效，我们也很欢迎中国RoHS指令将于近期生效执行。作为一个全球经验丰富的薄膜材料供应商，我们一贯以生产符合RoHS和各项环保要求的产品为己任，为各类终端产品提供品质的绿色环保薄膜。这些薄膜产品的应用为国内许多电子电器产品加工厂商出口产品至世界各地，特别是欧盟国家，提供了环保方面的保障，也为中国继续拓展成为真正意义的‘世界工厂’做出自己的贡献。”

的美学效果

卢瑞明还向编辑力赞以Visualfx系列为代表的GE独特设计平台。这些平台可以轻松营造烟雾等有机散射体效果、雾金效果、可随不同视角而变换颜色的“位变异构颜料”效果、能以节能颜料获得动态磷光或荧光外观并减少流痕以增加质感，适用于GE各种树脂技术，特别适合用来开发着重外观差异化的产品，且可消除了与喷漆过程相关的成本、排放物或额外的加工工序。一旦客户有特殊需求，还可通过GE的3个创新中心(分别位于美国纽约、荷兰贝亨奥普佐姆和中国的上海)寻求自定义的解决方案；除了为产品和工具设计提供与颜色相关的咨询外，各中心还可以在48小时内提供配色服务。

卢瑞明表示，GE塑料非常看好中国市场。除了在中国设立全球研发中心，为客户提供全球互联网的产品测试及配色服务外，还提供线上培训和研讨会，与中国客户进行交流，其中不乏知名厂家。作为国内经验丰富的MP3数字音乐播放器制造商之一，魅族电子科技有限公司以其产品的精密设计、出色的音质和优异的整体质量而著称。该公司与GE合作为新型MP3播放器赋予独特的色彩效果。GE的Visualfx树脂不仅免去了二次喷漆加工，而且还具有传统工艺所无法取得的独特视觉效果。

对于魅族X6系列，GE推荐采用黑白类系列中的“钢琴黑”效果。“钢琴黑”效果以GE的Lexan力显聚碳酸酯材料为基础，具有真实的钢琴键般的黑色质感，其效果和一件上佳的漆器一样：色彩饱满、富有光泽且具有深度感。顺带一提的是，保护MP3播放器、Apple iPod与其他音乐播放器免受摔落、撞击或踩踏的伤害也十分重要。一些公司针对iPod研制了时尚精美的防护壳，这其中大部分产品都采用了GE推出的Lexan聚碳酸酯。这种材料既坚固又轻便，还可以防止刮伤。

结语

由于意识到性能并非客户评判质量的惟一标准，GE同时还提供的现场技术支持、各种在线工具以及完整的生产制造经验，从而帮助确保新设计经久耐用，例如：从选材指导到虚拟试验室和在线研讨会在内的多种在线电子工具、适用于热塑性材料的特种复合材料和个性化色彩解决方案、产品批次跟踪能力、批量和包装灵适性、采用六西格玛和精益流程方法，以及获得ISO和QS认证的工厂。

作为运作良好的国际性大企业，GE还拥有全球供应能力。对于消费电子产品而言，延迟商业会对制造商的投资造成重大影响。凭借80余家制造、技术与合资工厂以及分布在世界各地的应用开发转嫁，相信GE“有能力帮助产品设计人员准时完成工作、且提供丝毫不差产品”的保障，应非空谈。

材料科学论文:材料科学与工程专业综合设计型实验在本科生创新能力培养中的作用

（1.天津工业大学材料科学与工程国家实验教学示范中心，天津 300387；2.天津工业大学材料科学与工程学院，天津 300387）

摘要：针对天津工业大学大学材料科学与工程专业实验教学中存在的问题，分析了开设综合设计型实验对创新型人才培养的必要性，介绍了实验教学中心在改革与实践中所取得的建设成效。

关键词：材料科学与工程专业；综合设计型实验；实验教学

2016年8月中共中央、国务院印发了《国家创新驱动发展战略纲要》[1]，到2020年我国要进入创新型国家行列，基本建成中国特色国家创新体系。《纲要》对高等学校的人才培养提出了明确的要求。人才培养是高等学校最重要的职能，如何优化人才成长环境，培养更多的创新创业人才是当前的首要任务。目前的高等学校实验教学过程中主要开设基本型实验，包括基础性实验和专业实验[2]，实验的类型比较固定，教师讲解或演示后学生按照实验教程完成即可，对创新能力的培养作用有限，简单的重复性工作对提升实验教师队伍的水平不利[3]。如何利用现有的实验条件提高本科生的创新能力，是当前面临的一个难题。

一、专业实验教学的现状与主要问题

材料科学与工程专业具有很强的实验性，要求培养的本科生具有良好的“动手能力”，为了培养学生的实验技能，从大学一年级起，根据自己专业特色，陆续开设“物理、无机、有机、物化实验”等基础实验，以及“金属材料、非金属材料、高分子化学和物理、材料近代分析测试和材料科学实验”等专业性实验，逐渐培养学生的基本实验动手能力和素养。天津工业大学材料科学与工程实验教学中心则根据自己的专业特色开设《化学纤维实验》和《橡胶塑料实验》等基本型实验。基本型实验的设置、操作要求达到规范化、标准化，通过严格要求进一步夯实实验技能基础。引导学生树立科学态度对待实验，帮助学生提高观察问题、分析问题和解决问题的能力，为后续的综合性设计实验、研究创新型实验（毕业论文）打下良好的基础。基本型实验也存在一些难以克服的问题：⑴教学大纲制定过程中，实验教学是为配合理论教学设置的，把实验学时依附于理论总学时，学生在教师的指导下，按照“规定动作”完成“规定任务”，得到早已估计到的实验结果，实验内容相对陈旧；⑵实验注重单项实验技能的培养，缺乏多个实验技能的相互关联、协同；⑶实验课程的评价考核体系不健全。实验考核方式主要是依据实验报告，以实验结果的与否评价实验成绩而忽略了对实验方法、实验过程以及分析解决问题能力的考核。考核方式对学生的创造性要求较低，学生在实验中的能动性不大，无形中降低学生对实验课的重视程度，加之F在部分学生的学习主动性不强，极易造成对实验课程不重视和互相抄袭实验报告等问题。为了培养更多的高水平创新型人才，必须对实验教学内容进行改革，以适应“厚基础、宽专业、强能力、高素质”创新型材料科学与工程专业人才培养的需要。

二、基础型实验的改革

天津工业大学材料科学与工程实验教学中心经过论证，引入近年来近期高分子科研成果，增加了一些创新性强、有利于提高学生实验兴趣和实验能力的实验，结合中心教师科研项目开发的“反相聚合制备聚丙烯酰胺微球实验”、“高聚物结晶结构的计算机模拟实验”等特色实验项目，一方面满足了传统《高分子化学实验》、《高分子物理实验》等基本型实验的内容要求，另一方面对实验内容进行了设计性、思考性、趣味性提升，在学生中受到广泛好评。为开设综合设计型实验做准备。

三、综合设计型实验

在基本型实验课程基础上，天津工业大学材料科学与工程实验教学中心在第三学年及时学期开设《材料科学研究方法实验》、《材料科学与工程大型综合实验》等实验课，学生分成3―5人小组，在教师指导下查阅相关文献，设计实验内容，确定操作方案，实施操作，最终完成实验，撰写实验报告，整个实验过程强化了学生对材料各种性能测试和分析手段的运用能力，以及围绕材料“设计合成加工制备性能检测应用”主线的综合实验能力。学生在教师指导下，内部分工协作，查阅资料、选定材料、设计实验工艺流程和参数、实施操作、完成预定目标，实验过程中学生既各司其责又密切配合，在规定时间内完成实验工作，通过每个成员的努力，合作完成实验课程。综合设计型实验方案要求在阅读相关文献基础上完成，教师通过阅读学生提交的书目报告或小组会面谈掌握学生对实验的掌握情况，决定是否批准开始实验。为了紧跟材料科学发展的前沿，中心开设的综合设计型实验中有50%的实验是从教师获得部级或省部级技术发明奖、科学技术进步奖或发表的SCI收录论文的内容简化而来的，使本科生有机会接触到学科发展的前沿，有利于调动学生的实验积极性。如，根据国家技术发明二等奖的获奖内容设立的“中空纤维超滤膜的制备与性能测试”和“储热调温纤维的制备及性能表征”实验，报名人数达到60人，不得不开设4―6轮才能满足学生的需要。由于学生参加综合型设计实验的积极性提高，教师开设实验的积极性也得到了促进，教育部创新团队负责人、教育部新世纪人才、天津市高层次创新型科技领军人才、天津市特聘教授、天津市131创新型人才及时层次入选者等知名教授亲自开设综合设计型实验，显著提高了实验教师的职称和学历水平，使学生不但在课堂上，还能在实验室中近距离接触知名教授。实验个数已经由2011年6个，提升到2016年的30个，学生的选择范围大大拓宽，一些学生兴趣不大的实验被自然淘汰。2015年，中心在中央财政支持地方高等学校建设专项资金资助下，购进了3D打印机，2016年首次开设的“3D打印技术在生物医用材料制备中的应用”受到学生热捧，新技术的应用加深了学生对材料科学与工程专业知识的认识。

四、实验教学示范作用明显

随着实验教学内容的日益丰富、实验教学设施的日益完善，天津工业大学材料科学与工程实验教学中心在被批准为天津市实验教学示范中心之后，又被评为天津市实验教学中心，2013年获批为部级实验教学示范中心。目前中心开设的基础型实验和综合设计型实验服务于校内五个本科专业，年实验教学达到60000人・时[4]，2015年还为中国民航大学和新加坡的访学团开设特色实验课程。中心成立以来，先后有北京工业大学、燕山大学、沈阳化工学院、黑龙江工业大学等学校的教师代表来校学习、交流，并在天津市教育委员会举办的实验教学中心建设大会上作经验介绍，对其他高校的实验教学中心建设起到了一定的示范作用。

实验教学是材料科学与工程方面创新型人才培养的必备手段，实验中心的建设是一个综合性的系统工程，涉及到实验教学体系的改革，实验内容的调整，实验方法与手段的改变，实验室管理模式与运行方式的改进，实验技术队伍的建设等方面，必须要领导重视，教师和学生共同努力，才能取得良好的效果，也才能在创新型国家建设中发挥更大的人才培养作用。

材料科学论文:工程教育认证体系下材料科学与工程专业的毕业要求建设

（南京理工大学，江苏 南京 210094）

摘 要： 工程教育专业认证是当今我国高校工科专业发展的必然趋势，是提升工程教育国际竞争力的有效途径。本文结合材料科学与工程专业的发展特点，围绕《工程教育认证标准》，重点介绍在毕业达成标准、评价内容、评价机制等方面所开展的工作和体会，这有助于改进和完善材料科学与工程专业的建设与发展。

关键词： 工程教育认证 材料科学与工程 毕业要求

20世纪末，美国、英国、加拿大等国家联合签订“华盛顿协议”，此后“华盛顿协议”的影响力不断扩大，逐渐成为国际工程互认协议中体系相对最完整、性和国际化程度较高的协议[1]。为了加快与国际工程教育体系接轨，我国在2006年启动工程教育专业认证制度的研究和认证试点工作，在2013年成功申请成为“华盛顿协议”临时签约组织，并在2014年成立中国工程教育专业认证协会[2]。工程教育认证就是由教育部高等教育教学评估中心和中国工程教育专业认证协会联合发起的一项重要工作，目的是推进工程教育改革，提高工程教育质量，加强工程教育与行业企业的联系，增强工程人才培养对经济社会发展的适应性，进而促进工程教育的国际互认，提升工程教育的国际竞争力，这将对我国高等工程教育产生重要影响[3][4]。

2014-2016年，南京理工大学开展了材料科学与工程专业的工程教育认证工作，并顺利通过，以下将介绍我校在本科学生毕业要求方面开展的建设工作。

一、毕业要求标准

《工程教育认证标准》提出认证专业必须有明确、公开的毕业要求，毕业要支撑培养目标的实现，同时覆盖工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人与团队、沟通、项目管理、终身学习等12项内容[5][6]。

结合我校材料科学与工程专业的发展历程和特点，学生应具备以下能力：

（1）能够将数学、自然科学、工程基A和专业知识用于解决复杂材料工程问题；

（2）能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，并通过文献研究，识别、表达、分析复杂材料工程问题，以获得有效结论；

（3）能够设计针对复杂材料工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境因素；

（4）能够基于科学原理并采用科学方法对复杂材料工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论；

（5）能够针对复杂材料工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂材料工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性；

（6）能够基于材料工程相关背景知识进行合理分析，评价材料科学与工程专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律及文化的影响，并理解应承担的责任；

（7）能够理解和评价针对复杂材料工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响；

（8）具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在材料工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任；

（9）能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员及责任人的角色；

（10）能够就复杂材料工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令，并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流；

（11）理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用；

（12）具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

二、毕业要求达成的评价内容

我校材料科学与工程专业立足毕业要求，通过课堂教学和实践教学等方式对学生的各项能力进行培养；通过教师评价、教学委员会评价、毕业生和用人单位对达成要求的反馈信息等多种手段对毕业生能力达成度进行评估；根据反馈信息的综合分析，提出改进措施，对教学活动进行持续改进，持续提高毕业生的能力达成度。

对照标准，专业进行了详细的评价与实施，如表1所示。

三、毕业要求达成的评价机制

1.评价周期

专业会从三个方面对学生毕业要求的达成情况进行评估，分别是学院教学委员会对于毕业要求的达成评价、毕业生能力达成度的自我评价、用人单位对毕业要求达成度评价。学院教学委员会每两年对各课程满足毕业要求目标值情况进行评估，通常以学生二年级、四年级结束为评价年份；在学生二年级学习结束后评估中，主要评价课程对于毕业要求的达成情况，根据评估结果，找到各课程与目标值的差异，提出课程的改进措施；在学生学满四年毕业时，完成各项毕业要求指标的达成度评价，根据各项毕业要求达成度评价值，由此判定本届学生对于毕业要求的达成情况。

2.达成标准

毕业生在专业领域的表现是学校教学效果的真正体现，是对毕业生是否达到毕业要求的好评估。学校对学生专业知识的教学活动实行学分制管理，要求本专业学生完成172个左右学分课程学习，教学效果采用百分制成绩及成绩等级方式考评。根据《南京理工大学授予学士学位的规定》，学生被授予学士学位的必要条件之一是：“学生修满本专业指导性培养计划规定的学分，学位课程平均学分绩点≥2.0。”因为2.0绩点对应于百分制成绩的68～71.5，即相当于68%及以上的满足度，因此将学生毕业要求达成目标值规定为毕业要求对应课程的目标值总和，视为本项指标完成。另外，根据每项毕业要求细化分为数个指标点以后，本项毕业要求的目标值为各分解后指标的目标值总和中最小者，即要求各指标点均应满足目标值总和才能视为本毕业要求的达成。

取以上12条能力达成度的最小值即为本专业学生的达成度，为0.682。依据“评价机制”的规定，本专业的合格标准为不小于0.68。由此可见，本专业学生的培养活动，对于毕业要求已经“达成”。

工程教育认证是一项全新而复杂的系统工程，专业必须有明确、公开的毕业要求，且能够支撑培养目标的达成。专业应通过评价证明毕业要求的达成，这就需要理解和不断提升关于工程教育认证问题的认识，而地贯彻落实中国工程教育认证协会制定的《工程教育认证标准》，以确保达成提高工程教育质量的根本目的，这将有助于提高高校人才培养质量，顺应国际工程教育发展潮流。