時(shí)間：2022-03-10 16:36:05
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇材料科學(xué)與工程，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
英文名稱：Journal of Materials Science and Engineering
主管單位：國(guó)家教育部
主辦單位：浙江大學(xué)
出版周期：雙月刊
出版地址：浙江省杭州市
語(yǔ)
種：中文
開
本：大16開
國(guó)際刊號(hào)：1673-2812
國(guó)內(nèi)刊號(hào)：33-1307/T
郵發(fā)代號(hào)：
發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間：1983
期刊收錄：
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
期刊榮譽(yù)：
聯(lián)系方式
期刊簡(jiǎn)介
《材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào)》是由國(guó)家教育部主管，浙江大學(xué)主辦的材料領(lǐng)域?qū)W術(shù)性中文科技期刊（雙月刊）。本刊主要刊登材料科學(xué)與工程科學(xué)研究領(lǐng)域的評(píng)論論文、研究論文和研究快報(bào)。
材料科學(xué)與工程專業(yè)金屬方向多進(jìn)入鋼企和相關(guān)研究院，材料科學(xué)與工程專業(yè)高分子及非金屬方向多進(jìn)入陶瓷、玻璃、涂料、家電等行業(yè)，多屬大型國(guó)企、軍工、民企和科研院校。
材料科學(xué)與工程下屬三個(gè)學(xué)科，分別是材料物理與化學(xué)、材料學(xué)、材料加工工程。材料科學(xué)與工程專業(yè)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)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的三大支柱之一。主要專業(yè)方向有金屬材料、無(wú)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。
（來(lái)源：文章屋網(wǎng) ）
所屬學(xué)院： 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
專業(yè)班級(jí)： 應(yīng)用物理0801班
學(xué) 號(hào)：
姓 名： 海宇澤亞
指導(dǎo)老師：
王 世 良
實(shí)習(xí)時(shí)間： XX.7.1—XX.7.2
實(shí)習(xí)地點(diǎn)： 長(zhǎng)沙市太陽(yáng)人電子有限公司
湖南科力遠(yuǎn)新能源股份有限公司
目 錄
前 言 ……………………………………………………2
實(shí)習(xí)目的 ……………………………………………………2
實(shí)習(xí)內(nèi)容 ……………………………………………………3
太陽(yáng) 人 ……………………………………………………3
1.1 公司簡(jiǎn)介 ……………………………………………………3
1.2 產(chǎn)品介紹 ……………………………………………………3
1.3 實(shí)習(xí)見聞 ……………………………………………………4
科力 遠(yuǎn) ……………………………………………………4
2.1 公司簡(jiǎn)介 ……………………………………………………4
【關(guān)鍵詞】化工材料科學(xué)與工程 發(fā)展現(xiàn)狀 趨勢(shì)分析 研究
化工材料科學(xué)與工程是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力之一，同時(shí)能夠帶動(dòng)信息技術(shù)與生物技術(shù)的發(fā)展。在以科學(xué)技術(shù)為主導(dǎo)的當(dāng)今社會(huì)中，無(wú)論是高校中還是化工企業(yè)中，都需要培養(yǎng)化工材料科學(xué)與工程的專業(yè)人才，創(chuàng)新材料科學(xué)與工程的發(fā)展。從化工材料科學(xué)與工程的發(fā)展中找尋其中存在的問題，以便于后期的工程技術(shù)研發(fā)。
1 化工材料科學(xué)與工程的發(fā)展現(xiàn)狀分析
1.1 化工材料科學(xué)與工程的發(fā)展歷程
化工材料科學(xué)與工程的從個(gè)個(gè)單一分來(lái)的學(xué)術(shù)系統(tǒng)中，逐漸實(shí)現(xiàn)走向了科學(xué)之間的相互融合。在社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程中，材料科學(xué)的應(yīng)用與社會(huì)建設(shè)步伐息息相關(guān)。單一化的材料科學(xué)發(fā)展不能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求，各個(gè)材料學(xué)科之間應(yīng)該實(shí)現(xiàn)相互交叉、滲透、移植，從細(xì)分最終走向綜合化的發(fā)展。在20世紀(jì)40年代，基礎(chǔ)科學(xué)與工程之間的相互滲透較差，固體物理學(xué)與材料工程學(xué)之間的互不融合。從60年代起，材料科學(xué)與工程學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)交互，材料科學(xué)與材料工程之間的大部分內(nèi)涵能夠?qū)崿F(xiàn)重疊，化工材料科學(xué)與工程得到了教育界的廣泛認(rèn)可[1]。
1.2 化工材料科學(xué)與工程在教育界的發(fā)展
化工材料科學(xué)與工程是高校教育中的重點(diǎn)內(nèi)容，該門學(xué)科經(jīng)過多變的研究與演變，衍生出中諸多的子學(xué)科。以美國(guó)麻省理工學(xué)院材料學(xué)科專業(yè)演變?yōu)槔?，與化工材料科學(xué)與工程相關(guān)的專業(yè)課程有：地質(zhì)與采礦工程、采礦與冶金、冶金與材料科學(xué)等。歐美等國(guó)家將在材料教育方面的認(rèn)識(shí)比較深，將很多高校中的冶金、陶瓷、電子材料等科目統(tǒng)稱為材料，材料教學(xué)內(nèi)容逐漸擴(kuò)大，應(yīng)用到社會(huì)建設(shè)中的諸多領(lǐng)域中。目前，我國(guó)重點(diǎn)高校相繼設(shè)立材料科學(xué)與工程學(xué)院，針對(duì)于化工方面的教學(xué)改革，在原設(shè)置專業(yè)的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充了非金屬的工程材料的內(nèi)容?；げ牧峡茖W(xué)與工程的發(fā)展能夠打破原專業(yè)設(shè)置的界限，加強(qiáng)專業(yè)間的滲透和聯(lián)系，教學(xué)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)了更新。截止至2003年7月份，具備材料科學(xué)與工程的院校占據(jù)我國(guó)的高校的總數(shù)的34%?；げ牧峡茖W(xué)與工程的教學(xué)逐漸展現(xiàn)出了新思路[2]。
2 化工材料科學(xué)與工程的發(fā)展趨勢(shì)
2.1 化工材料科學(xué)與工程教學(xué)中創(chuàng)新性人才培養(yǎng)
化工材料科學(xué)與工程的發(fā)展，以來(lái)社會(huì)化工企業(yè)的技術(shù)研發(fā)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，為了更好的促進(jìn)化工材料科學(xué)的發(fā)展，在未來(lái)的科技社會(huì)中，化工材料科學(xué)與工程還需要與教育實(shí)現(xiàn)緊密結(jié)合。促進(jìn)化工新材料的研發(fā)與應(yīng)用，需要在高校中培養(yǎng)優(yōu)秀的材料科學(xué)人才，與社會(huì)高精尖材料研發(fā)機(jī)構(gòu)構(gòu)成聯(lián)動(dòng)機(jī)制。對(duì)于材料科學(xué)的人才培養(yǎng)要求極為嚴(yán)格，一方面需要學(xué)生具有較好的結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)，另一方面還要向?qū)W生傳授學(xué)生微系統(tǒng)、納系統(tǒng)、生物系統(tǒng)。同時(shí)還需要進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)、性能、工藝等工程的研究，以計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行材料科學(xué)的模擬研發(fā)。高校能夠?yàn)樯鐣?huì)輸送創(chuàng)新性的人才，是社會(huì)化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步發(fā)展的關(guān)鍵。創(chuàng)新性人才的能夠促進(jìn)化工新材料的研發(fā)，保障化工材料領(lǐng)域更新[3]。
2.2 化工新材料的研發(fā)
在科技信息不斷發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)中，對(duì)于化工材料的研發(fā)技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，我國(guó)化工材料科學(xué)與工程的未來(lái)發(fā)展，需要與科技信息技術(shù)相互融合，研發(fā)出具有更多功能的化工新材料。這些新材料的研發(fā)與應(yīng)用能夠在傳統(tǒng)材料的優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上，為人們的生活提供更多的便利。
2.2.1 纖維材料
化工新材料“十三五”發(fā)展規(guī)劃在即，很多具有高技術(shù)含量、高價(jià)值知識(shí)密集和技術(shù)密集的新型材料，在社會(huì)建設(shè)中能夠發(fā)揮出無(wú)線的潛力。這些新材料與傳統(tǒng)的材料相比，在質(zhì)量上更加的輕便，在性能上的更加的好，在功能上更加的強(qiáng)大，附加值更加的高。那么何為化工新材料，化工新材料是指一些包含高性能纖維復(fù)核材料，這些才能夠在國(guó)防軍工、航空航天、新能源及高科技產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用廣泛，同時(shí)化工新材料在建筑、通信、機(jī)械、環(huán)保以及海洋開發(fā)中用途更大。有專家指出，全球纖產(chǎn)量在近十年內(nèi)的長(zhǎng)幅為3%，而高性能的纖維在全球范圍內(nèi)產(chǎn)量增長(zhǎng)能夠達(dá)到30%，也就是說(shuō)，在未來(lái)的幾年間是高性能纖維發(fā)展的黃金期[4]。
2.2.2 聚酰亞胺
有機(jī)高分子材料也是化工新材料的另一類，與傳統(tǒng)的高分子材料相比，聚酰亞胺的綜合性比較強(qiáng)，特點(diǎn)突出。聚酰亞胺作為一種特種工程材料，已廣泛應(yīng)用在航空、航天、微電子、分離膜、納米、液晶、激光等領(lǐng)域。在物理性質(zhì)上，耐高溫達(dá) 400℃以上，長(zhǎng)期使用溫度范圍-200～300℃，熔點(diǎn)特征不明顯。并且該種材料絕緣性能極高。通常情況下，103赫下介電常數(shù)為4.0；在化學(xué)性質(zhì)上，聚酰亞胺可以被分為脂肪族、芳香族、半芳香族聚酰亞胺三種。聚酰亞胺，因其在性能和合成方面的突出特點(diǎn)，不論是作為結(jié)構(gòu)材料或是作為功能性材料，其在微電子領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，化工材料科學(xué)與工程化工研發(fā)領(lǐng)域中的重點(diǎn)內(nèi)容，提升對(duì)于化工材料科學(xué)與工程的研發(fā)，能夠有效的促進(jìn)化工領(lǐng)域發(fā)展。本文對(duì)化工材料科學(xué)與工程的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，與社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)相互結(jié)合，研究其在未來(lái)的發(fā)展方向。在未來(lái)，需要對(duì)化工材料科學(xué)與工程教學(xué)中進(jìn)行創(chuàng)新性人才培養(yǎng)，鼓勵(lì)化工新材料的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)造未來(lái)。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉海定，湯愛濤，潘復(fù)生，左汝林.材料科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J].材料報(bào)，2004，09：5-7.
[2]張鈞林.材料科學(xué)與工程的學(xué)科發(fā)展、現(xiàn)狀及人才培養(yǎng)[J].甘肅科技，2008，15：165-168+132.
依據(jù)《北京科技大學(xué)2021年博士研究生入學(xué)考試綜合考核（復(fù)試）與錄取工作辦法》等文件，制訂我院2021年博士學(xué)位研究生擬錄取方案如下。
一、學(xué)院研究生招生工作領(lǐng)導(dǎo)小組
組長(zhǎng)： 張秋曼王魯寧
成員：董文鈞、曹文斌、李靜媛、王海波、施振蓮
職責(zé)：合理設(shè)置本單位錄取管理組織及機(jī)構(gòu)，合理配備人員；根據(jù)教育部及學(xué)校規(guī)定，制定本單位博士學(xué)位研究生招生錄取工作方案或細(xì)則，并組織實(shí)施；受理考生申訴，協(xié)調(diào)本培養(yǎng)單位招生錄取工作中出現(xiàn)的爭(zhēng)議；負(fù)責(zé)解釋本培養(yǎng)單位招生錄取工作結(jié)果。
二、學(xué)院研究生錄取工作小組
組長(zhǎng)：董文鈞
成員：強(qiáng)文江、劉泉林、宋仁伯、陳俊紅、李立東、郭翠萍、魯啟鵬
職責(zé)：負(fù)責(zé)考核錄取工作的具體實(shí)施。指導(dǎo)考核小組參考考生的申請(qǐng)材料審查評(píng)價(jià)結(jié)果、考生科研能力和已獲學(xué)術(shù)成果的評(píng)價(jià)以及考核成績(jī)、思想政治素質(zhì)和品德考核結(jié)等對(duì)考生做出綜合判斷，提出擬錄取名單并提交招生工作領(lǐng)導(dǎo)小組審定。
三、招生計(jì)劃數(shù)
我院2021年材料科學(xué)與工程專業(yè)招生計(jì)劃數(shù)為111（含5個(gè)聯(lián)合培養(yǎng)招生計(jì)劃，1個(gè)少數(shù)民族高層次人才骨干計(jì)劃），其中定向就業(yè)計(jì)劃數(shù)為9。
四、基本分?jǐn)?shù)要求及總成績(jī)計(jì)算辦法
1.基本分?jǐn)?shù)要求：外語(yǔ)水平考核、專業(yè)水平考核、綜合素質(zhì)考核均不低于60分，英語(yǔ)加試成績(jī)不低于60分。
2.總成績(jī)計(jì)算辦法：總成績(jī)=外語(yǔ)水平考核成績(jī)+專業(yè)水平考核成績(jī)+綜合素質(zhì)考核成績(jī)。
五、錄取原則
1.根據(jù)教育部有關(guān)規(guī)定，博士學(xué)位研究生錄取工作應(yīng)堅(jiān)持公平、公正、公開原則及擇優(yōu)錄取、保證質(zhì)量、寧缺毋濫原則。
2.明確和強(qiáng)化考核組在人才選拔中的學(xué)術(shù)權(quán)力和責(zé)任，規(guī)范和發(fā)揮考核組在博士學(xué)位研究生選拔中的作用。
3.考核成績(jī)低于我院基本分?jǐn)?shù)要求、思想品德考核不合格者均不予錄取。
4.不破格錄取，不跨一級(jí)學(xué)科、培養(yǎng)單位調(diào)劑。
5.學(xué)科專業(yè)內(nèi)按導(dǎo)師招生計(jì)劃數(shù)依據(jù)總成績(jī)從高到低依次錄取。
6.本院同一學(xué)科專業(yè)內(nèi)可根據(jù)導(dǎo)師招生計(jì)劃情況，在征得成績(jī)合格考生、報(bào)考導(dǎo)師及擬調(diào)劑導(dǎo)師三方同意的情況下進(jìn)行調(diào)劑。調(diào)劑需遵循原報(bào)考導(dǎo)師成績(jī)排名。
7.少數(shù)民族高層次人才骨干計(jì)劃錄取原則：該專項(xiàng)計(jì)劃考生單獨(dú)排序，優(yōu)先少數(shù)民族考生，同等條件下按總成績(jī)由高到低依次錄取。
六、監(jiān)督與咨詢
工作小組電話：62332721；cly@mater.ustb.edu.cn。
監(jiān)督舉報(bào)電話：62332506；clxydw@ustb.edu.cn。
本方案由材料科學(xué)與工程學(xué)院負(fù)責(zé)解釋。
technological studies
(761)growth of zno nanostructures on biopolymer films bayram kilic didem
omay ergin kosa levent trabzon huseyin kizil
(769)heat-resistant composite with nano-reinforcement andrei smolikov
alexander vezentsev vyacheslav beresnev mikhail dolmatovskiy viacheslav
pavlenko alexander solokha
(779)viscosity of （teo2）0.70-（wo3）0.22-（la203）0.08 tellurite glass melt
in 780-830 k temperature range lyubov shabarova sergey smetanin gennady
snopatin mikhail churbanov vasiliy shabarov
(786)research of thermal stability of water mixtures of aliphatic
alcohols dzhapparov tamerlan absalam-gadzhievich bazaev akhmed
ramazanovich
(791)a study of hardness change on 25 hrbw reference blocks due to the
number of indentations tassanai sanponpute nitiwat sasom
(799)study coefficient and optical application of kci single crystal
with sn impurity growth on czochralski method under visible radiation
feridoun samavat ebrahim haji ali somayeh solgi
theoretical studies
(803)broadband antireflective properties of two-dimensional
subwavelength structures with cone shape on glass substrate keming jiang
xiao yuan juntao liu guiju zhang kuaisheng zou xiang zhang
review
(807)theoretical study of strong and moderate hydrogen bonds within the
在材料科學(xué)與工程專業(yè)的本科教學(xué)工作中，本科生進(jìn)入大三和大四的學(xué)習(xí)生活中，就要學(xué)習(xí)材料科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程。其中在材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程教學(xué)中，在講述材料的合成與制備方法，材料科學(xué)基礎(chǔ)等課程中都將講述過金屬間化合物材料。金屬間化合物材料已經(jīng)作為金屬材料教學(xué)研究中的重要內(nèi)容。金屬間化合物材料是指金屬與金屬間形成的金屬互化物或者金屬與非金屬元素間形成的化合物。金屬間化合物的種類比較多，而且一些常用的金屬間化合物已經(jīng)在工程領(lǐng)域得到應(yīng)用。金屬間化合物材料中所含元素都是普通元素，是金屬合金材料，所以可以將金屬間化合物材料的制備和性能的知識(shí)內(nèi)容引入到材料科學(xué)與工程專業(yè)的課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以作為本科學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)和專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。
一、金屬間化合物材料的概述和應(yīng)用
金屬間化合物是指以金屬元素或類金屬元素為主組成的二元或多元系合金中出現(xiàn)的中間相。金屬間化合物主要指金屬與金屬間，金屬與類金屬之間按一定劑量比所形成的化合物，金屬間化合物有的已是或?qū)⑹侵匾男滦凸δ懿牧虾徒Y(jié)構(gòu)材料。金屬間化合物的歷史由來(lái)已久，金屬間化合物的研究已經(jīng)成為材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。人們發(fā)現(xiàn)許多金屬間化合物的強(qiáng)度并不是隨溫度的升高而單調(diào)地下降，相反是先升高后降低。因?yàn)檫@一特性，掀起了新一輪金屬間化合物的研究熱潮，使金屬間化合物具備了成為新型高溫結(jié)構(gòu)材料的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在已研究出許多方法和措施，用來(lái)改善和提高金屬間化合物的塑性，為將金屬間化合物材料開發(fā)成為有實(shí)用價(jià)值的結(jié)構(gòu)材料打下基礎(chǔ)。金屬間化合物是航空材料和高溫結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域內(nèi)具有重要應(yīng)用價(jià)值的新材料。金屬間化合物強(qiáng)度高，抗氧化性能好和抗硫化腐蝕性能優(yōu)良，優(yōu)于不銹鋼和鈷基，鎳基合金等傳統(tǒng)的高溫合金，而且具有較高的韌性，因此金屬間化合物被公認(rèn)為是航空材料和高溫結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域內(nèi)具有重要應(yīng)用價(jià)值的新材料。金屬間化合物材料作為近20年內(nèi)才發(fā)展起來(lái)的新材料，相對(duì)于傳統(tǒng)金屬材料具有特殊的優(yōu)點(diǎn)和規(guī)律，廣泛用于制備金屬間化合物基復(fù)合材料。金屬間化合物相對(duì)于金屬材料為脆性材料，相對(duì)于其他材料則具有一定的韌性，并且具有相當(dāng)高的塑性。某些金屬間化合物還具有反常的強(qiáng)度-溫度關(guān)系，在一定的溫度范圍內(nèi)，強(qiáng)度隨著溫度的升高而升高，這對(duì)高溫結(jié)構(gòu)材料的開發(fā)和應(yīng)用給予很大的希望。此外許多金屬間化合物材料具有良好的抗氧化性能，耐腐蝕性能和耐磨損性能，如Ni-Al金屬間化合物和Fe-Al金屬間化合物材料。因此采用金屬間化合物和其他材料相復(fù)合制備復(fù)合材料可以提高金屬間化合物材料的力學(xué)性能。
金屬間化合物具有一系列的優(yōu)異性能是最具有吸引力的新一代高溫結(jié)構(gòu)材料和表面涂層材料。金屬間化合物的種類非常多，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外主要研究集中于Ni-Al金屬間化合物，Ti-Al金屬間化合物，F(xiàn)e-Al金屬間化合物等含Al金屬間化合物的研究。目前金屬間化合物材料已經(jīng)研究和開發(fā)的較為廣泛。許多金屬間化合物材料已經(jīng)用于鑄造，鍛壓和高溫熔煉等。金屬間化合物材料具有高溫強(qiáng)度好，高溫抗蠕變性能強(qiáng)，抗腐蝕性能好，抗氧化性能好等優(yōu)點(diǎn)，且在一定的溫度范圍內(nèi)金屬間化合物的屈服強(qiáng)度隨著溫度的升高而升高。但是金屬間化合物材料作為使用的結(jié)構(gòu)材料，還存在硬度低，斷裂韌性差以及高溫強(qiáng)度低等缺點(diǎn)。將金屬間化合物與其他材料進(jìn)行復(fù)合制備金屬間化合物基復(fù)合材料，以制備出兼具有二者優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合材料是當(dāng)前的重要研究和發(fā)展方向。金屬間化合物材料具有較高的加工硬化率和較特殊的高溫性能，因而被認(rèn)為是下一代高溫結(jié)構(gòu)材料和高溫耐磨損材料之一，特別是在改善金屬間化合物材料的塑性后，更是受到了廣泛的重視和研究。為了進(jìn)一步提高金屬間化合物材料的綜合性能，很多研究工作者在金屬間化合物材料中加入強(qiáng)化相制備金屬間化合物復(fù)合材料，即形成金屬間化合物基復(fù)合材料?？梢韵蚪饘匍g化合物中加入碳化物硬質(zhì)相制備耐磨損的金屬間化合物基復(fù)合材料。金屬間化合物材料具有許多優(yōu)秀的性能而被廣泛的應(yīng)用到工程領(lǐng)域中。
二、金屬間化合物在材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)實(shí)踐中的研究和應(yīng)用
金屬間化合物材料由于具有許多優(yōu)異的性能而被廣泛的應(yīng)用在工程領(lǐng)域中，所以應(yīng)該在材料科學(xué)與工程專業(yè)的課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中增加一些金屬間化合物的知識(shí)和內(nèi)容。金屬間化合物材料主要包括Al系金屬間化合物材料，主要有Fe-Al金屬間化合物，Ni-Al金屬間化合物，Ti-Al金屬間化合物等，還有其他的如Cu-Al合金，Cu-Zn合金以及Ni-Ti合金體系等金屬間化合物材料。由于一般常用的金屬間化合物是由兩種金屬元素形成的化合物并具有典型的二元相圖，所以可以通過認(rèn)識(shí)和了解金屬間化合物學(xué)習(xí)和掌握二元相圖的知識(shí)內(nèi)容。此外金屬間化合物材料的制備工藝方法也有很多，主要有金屬熔煉法，高溫自蔓延反應(yīng)合成法，機(jī)械合金化法，反應(yīng)燒結(jié)法，粉末冶金工藝等多種方法。其中反應(yīng)熔煉法是將不同種金屬元素放到熔煉爐中進(jìn)行熔化形成金屬合金熔體使其均勻混合并冷卻形成金屬間化合物材料。高溫自蔓延反應(yīng)合成方法是通過反應(yīng)放出大量的熱量維持反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行最終形成所需要的金屬合金材料。機(jī)械合金化工藝過程是利用高能球磨機(jī)把兩種純金屬粉末放入球磨罐中并加入適量的添加劑進(jìn)行球磨，粉末的制備由機(jī)械合金化過程完成，塊體的制備則由燒結(jié)過程實(shí)現(xiàn)，機(jī)械合金化工藝是一種固態(tài)反應(yīng)的過程。機(jī)械合金化技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種材料制備方法，機(jī)械合金化工藝通過對(duì)粉末反復(fù)的破碎，焊合來(lái)達(dá)到合金化的目的，由于合金化過程中引入大量的應(yīng)變，缺陷以及納米級(jí)的微結(jié)構(gòu)，機(jī)械合金化制備的材料具有一些與傳統(tǒng)方法制備材料不同的特性。通過機(jī)械合金化工藝就可以制備出金屬間化合物粉末。粉末冶金技術(shù)是制備金屬間化合物材料比較常用的一種方法。以單質(zhì)或合金粉末為原料，一般是先用塑性加工的方法把粉末制備成所需要的復(fù)合材料制件，然后在燒結(jié)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了制件的成型。反應(yīng)燒結(jié)法是將不同種金屬元素粉末通過熱壓燒結(jié)工藝或者常壓燒結(jié)工藝形成金屬間化合物塊體材料。金屬間化合物材料的制備通常采用粉末冶金工藝進(jìn)行制備。
由于金屬間化合物材料原料成本較低，制備工藝不復(fù)雜，所以對(duì)于金屬間化合物材料的制備和性能的研究工作可以引入到材料科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中?？梢栽趯?shí)驗(yàn)教學(xué)的課程中增加金屬間化合物材料的制備和性能的研究?jī)?nèi)容，例如通過反應(yīng)熔煉法，機(jī)械合金化方法和粉末冶金法等制備金屬間化合物材料，并對(duì)金屬間化合物材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行研究。通過以上實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程可以鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力和分析能力，還可以加深學(xué)生對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)知識(shí)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和了解。在上述實(shí)驗(yàn)方法中，其中機(jī)械合金化工藝是比較實(shí)用并且能夠在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行的。機(jī)械合金化工藝是將兩種不同的金屬粉末混合并經(jīng)過高能球磨過程制成金屬間化合物粉末，并通過燒結(jié)過程制備金屬間化合物塊材。機(jī)械合金化工藝可以在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行，可以安排學(xué)生通過機(jī)械合金化工藝制備金屬間化合物材料。此外在本科學(xué)生的專業(yè)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)期間也可以安排學(xué)生進(jìn)行金屬間化合物材料的制備和性能的研究工作。通過對(duì)金屬間化合物材料的制備和性能的研究工作，使得學(xué)生充分的認(rèn)識(shí)和了解金屬間化合物材料的性能特點(diǎn)，并加深學(xué)生對(duì)所學(xué)習(xí)的材料科學(xué)與工程專業(yè)課程知識(shí)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和了解，使得學(xué)生對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程內(nèi)容有一定的掌握和熟悉，并通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和分析問題解決問題的能力，擴(kuò)展了學(xué)生的知識(shí)面。所以本文作者認(rèn)為應(yīng)該在材料科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)過程中增加一些關(guān)于金屬間化合物材料的實(shí)驗(yàn)課程，并以金屬間化合物材料的制備和性能的研究?jī)?nèi)容作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，這將有助于提高學(xué)生的實(shí)踐能力并擴(kuò)展了學(xué)生的知識(shí)面，這為本科學(xué)生以后學(xué)習(xí)材料科學(xué)與工程專業(yè)的知識(shí)內(nèi)容打下堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
三、金屬間化合物材料未來(lái)的研究方向和發(fā)展趨勢(shì)
金屬間化合物材料由于具有許多優(yōu)異的性能而被廣泛的應(yīng)用在工程領(lǐng)域中。近年來(lái)金屬間化合物材料發(fā)展迅速，一些常用的金屬間化合物已經(jīng)被應(yīng)用到實(shí)際的工程領(lǐng)域中，還有些新型的金屬間化合物正在研究和開發(fā)中，而且有些金屬間化合物作為結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行使用，還有些金屬間化合物成為先進(jìn)功能材料和具有特殊性能的新材料。所以金屬間化合物材料的發(fā)展和應(yīng)用前景比較廣闊。所以本文作者認(rèn)為應(yīng)該在材料科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)過程中增加一些關(guān)于金屬間化合物材料的實(shí)驗(yàn)課程，并以金屬間化合物材料的制備和性能的研究?jī)?nèi)容作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程。通過實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)可以提高本科學(xué)生對(duì)材料專業(yè)課程內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和了解。
本文主要講述金屬間化合物材料的概述和應(yīng)用，并講述金屬間化合物材料在材料科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究和應(yīng)用，并介紹金屬間化合物材料的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和方向。作者認(rèn)為在材料科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增加金屬間化合物材料的制備和性能方面的實(shí)驗(yàn)課程，通過實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)可以提高學(xué)生對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)所學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和掌握。
摘 要：文章以安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)為例，分析高等農(nóng)林院校新建材料科學(xué)與工程專業(yè)的特色，即在于以農(nóng)林生物質(zhì)材料為主要教研對(duì)象，因具有循環(huán)再生及環(huán)境友好等特征，成為21世紀(jì)熱點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，在時(shí)代需求、發(fā)展方向與專業(yè)依托等方面富有特色，并結(jié)合其專業(yè)創(chuàng)建過程中的師資隊(duì)伍建設(shè)、專業(yè)性教材建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等問題，提出采取夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)、加大人才引進(jìn)力度、加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)、優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)體系、開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)等措施，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，以實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)。
關(guān)鍵詞：高等農(nóng)林院校；材料科學(xué)與工程；特色；路徑
中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2017）05-0030-03
材料是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料科學(xué)是21世紀(jì)的支柱學(xué)科和技術(shù)先導(dǎo)，是眾多學(xué)科發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)后盾，材料在某些領(lǐng)域已成為制約我國(guó)關(guān)鍵技術(shù)的瓶頸。隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇，高新材料的地位日益凸顯，社會(huì)對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)技術(shù)人才的需求越來(lái)越高。
材料科學(xué)與工程專業(yè)是一門主要涉及物理、化學(xué)、計(jì)算科學(xué)、工程學(xué)和材料學(xué)的綜合叉學(xué)科，其內(nèi)涵極為豐富，涵蓋金屬材料、冶金、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料、材料物理和材料化學(xué)等二級(jí)學(xué)科，是研究材料的組成與結(jié)構(gòu)、合成與制備、性質(zhì)及使用性能、測(cè)試與表征等四個(gè)基本要素及其相互關(guān)系與制約規(guī)律的一門科學(xué)[1-2]。
目前，我國(guó)大部分院校開設(shè)有材料類及其相關(guān)專業(yè)，根據(jù)院校自身發(fā)展特點(diǎn)，大致分為兩種類型：一類存在于理工院校，與冶金、機(jī)械、金屬、非金屬和高分子材料交叉融合，側(cè)重于從實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)探求新材料的制備、性能評(píng)價(jià)與使用；另一類存在于綜合性大學(xué)，由物理學(xué)和化學(xué)孕育并分化形成材料物理與材料化學(xué)，側(cè)重于基礎(chǔ)研究方向[3-4]。由此可見，基于不同起點(diǎn)和研究重點(diǎn)，這兩類材料學(xué)科研究方向在發(fā)展中自我完善又相互靠近，形成了基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究逐步融合發(fā)展的方向。
一、新建材料科學(xué)與工程專業(yè)的特色
（一）時(shí)代需求方面
隨著時(shí)代的發(fā)展，材料科學(xué)與工程研究方向正從傳統(tǒng)領(lǐng)域向新型生物質(zhì)功能材料拓展，農(nóng)林生物質(zhì)材料主要以木本、禾本和藤本植物及其加工剩余物和廢棄物為原材料，通過物理、化學(xué)和生物等高科技手段，加工成性能優(yōu)異、環(huán)境友好、附加值高的新型材料[5]。2010年教育部明確提出要大力發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)、綠色經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)、環(huán)保技術(shù)、生物醫(yī)藥等關(guān)系到未來(lái)環(huán)境和人類生活的重要戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，要加大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)力度，支持和鼓勵(lì)有條件的高等學(xué)校申報(bào)與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)的專業(yè)，其中新材料產(chǎn)業(yè)中的新型生物質(zhì)功能材料就是優(yōu)先申報(bào)的領(lǐng)域[6]。目前，高等農(nóng)林院校每年向社會(huì)輸送此類人才最多400人，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)家未來(lái)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)人才之需求，在此背景下，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)成功申報(bào)了材料科學(xué)與工程專業(yè)。
（二）發(fā)展方向
所謂專業(yè)特色是指學(xué)校根據(jù)所具備的優(yōu)勢(shì)條件，經(jīng)過長(zhǎng)期的辦學(xué)實(shí)踐逐步積淀形成，具有優(yōu)于其他學(xué)校的、獨(dú)特的、穩(wěn)定的、鮮明的個(gè)性特點(diǎn)并為社會(huì)所承認(rèn)的專業(yè)風(fēng)格[7]。高等農(nóng)林類院校在農(nóng)業(yè)和林業(yè)等方面積累了深厚的研究基礎(chǔ)。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源等資源供給存在巨大缺口，已成為可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。目前，世界上每年主要以石油為原料生產(chǎn)約1.57億噸的高分子聚合物，同時(shí)產(chǎn)生8000多萬(wàn)噸的塑料廢棄物，從理論上講，聚烯烴塑料在環(huán)境中自然降解需要200年甚至100萬(wàn)年的時(shí)間，大量的廢棄塑料積累在環(huán)境中，給環(huán)境修復(fù)帶來(lái)了巨大的壓力和破壞，而且石化資源是有限的?？稍偕⒖裳h(huán)利用、無(wú)污染的植物資源在自然界中儲(chǔ)量豐富，發(fā)展?jié)摿Υ?，加快生物質(zhì)資源的培育、研究和利用，發(fā)展農(nóng)林生物質(zhì)材料產(chǎn)業(yè)，對(duì)緩解資源與環(huán)境壓力意義重大，符合可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，將成為不可逆轉(zhuǎn)的歷史潮流[8]。我國(guó)生物質(zhì)資源品種及產(chǎn)量位居世界前列，年均生產(chǎn)量約21億噸，其中僅農(nóng)業(yè)秸稈年產(chǎn)量就達(dá)7億噸，目前只有約5000萬(wàn)噸得到初級(jí)利用，發(fā)展?jié)摿艽骩9-10]。農(nóng)林生物質(zhì)材料作為材料科學(xué)與工程專業(yè)的研究對(duì)象，其發(fā)展前景具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，專業(yè)性人才的培養(yǎng)勢(shì)必能夠推動(dòng)生物質(zhì)材料研究的步伐，滿足社會(huì)對(duì)人才的需求。
（三）專業(yè)依托
全國(guó)大約有7所高等農(nóng)林院校在木材科學(xué)與工程本科專業(yè)基礎(chǔ)上，以新型生物質(zhì)功能材料為方向新建材料科學(xué)與工程專業(yè)，借助木材科學(xué)與工程專業(yè)的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，短期內(nèi)提升材料科學(xué)與工程專業(yè)發(fā)展的水平和質(zhì)量。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)是一所具有80多年辦學(xué)歷史、學(xué)術(shù)積淀深厚的省屬重點(diǎn)高等農(nóng)林院校，長(zhǎng)期以來(lái)，與林業(yè)生物質(zhì)材料相關(guān)的林業(yè)工程、農(nóng)業(yè)工程、紡織工程等學(xué)科得到了飛速發(fā)展，在木材功能材料、纖維功能、農(nóng)作物秸稈改性材料等方面已取得了一系列的研究成果，具有較好的學(xué)術(shù)積淀和較強(qiáng)的師資隊(duì)伍。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)以木材科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室、林產(chǎn)化學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室、高分子材料與工程實(shí)驗(yàn)室、紡織材料實(shí)驗(yàn)室等為基礎(chǔ)，整合現(xiàn)有資源，進(jìn)行優(yōu)化組合，創(chuàng)建了材料科學(xué)與工程專業(yè)，培養(yǎng)生物質(zhì)材料與工程專業(yè)人才，滿足了國(guó)家和安徽省新型戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展之需要。
二、新建材料科學(xué)與工程專業(yè)面臨的挑戰(zhàn)
新建材料科學(xué)與工程專業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。如何抓住機(jī)遇迎接挑戰(zhàn)，需要認(rèn)真剖析建設(shè)過程中的諸多“障礙”，才能將挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)化成機(jī)遇。
（一）師資隊(duì)伍建設(shè)
新專業(yè)師資隊(duì)伍存在的問題主要集中在教師資源少，專業(yè)教師年輕化，教學(xué)科研成果缺乏積淀上，因此如何在短期內(nèi)建立起職稱結(jié)構(gòu)、學(xué)歷層次、年g梯度合理的師資隊(duì)伍，是新專業(yè)建設(shè)亟待解決的關(guān)鍵問題。
（二）專業(yè)教材建設(shè)
以生物質(zhì)材料為發(fā)展方向的高等農(nóng)林院校新建材料專業(yè)，由于辦學(xué)時(shí)間短，針對(duì)生物質(zhì)材料的系列教材缺乏，目前選擇的或是理工院校，或是綜合大學(xué)同類專業(yè)的教材，或是農(nóng)林院校相近專業(yè)的教材，因此針對(duì)性、系統(tǒng)性不強(qiáng)，生物質(zhì)材料特色不明顯，教師和學(xué)生都不甚滿意。
（三）實(shí)踐教學(xué)
實(shí)踐教學(xué)作為人才能力培養(yǎng)的核心，在“雙創(chuàng)型”、“復(fù)合型”人才培養(yǎng)過程中起到十分重要的作用。新專業(yè)在建立之初，通常存在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)不完善，實(shí)習(xí)基地建設(shè)不規(guī)范，實(shí)習(xí)點(diǎn)較少，創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)缺乏新穎性等問題。如何建立“網(wǎng)絡(luò)化”、“系統(tǒng)化”的實(shí)踐教學(xué)模式是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。
（四）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育
大學(xué)生就業(yè)形勢(shì)嚴(yán)峻，緩解就業(yè)壓力的一條重要途徑是走創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)之路，學(xué)校有責(zé)任培養(yǎng)他們的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)和能力。我們都知道要o學(xué)生一杯水，教師得有一桶水的道理，因此，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的質(zhì)量和效果，首先取決于學(xué)校及教師自身創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的水平，這就為學(xué)校和教師提出了新的更高要求。顯然，對(duì)于新建專業(yè)，教師的精力更多尚在適應(yīng)課堂教學(xué)的努力中，自身創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗(yàn)缺乏，教師和學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)水平亟待同步提升。
三、新建材料科學(xué)與工程專業(yè)的發(fā)展路徑
在新建材料科學(xué)與工程專業(yè)的過程中，為了彌補(bǔ)發(fā)展中的不足，解決發(fā)展瓶頸，提升專業(yè)發(fā)展層次，針對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)知識(shí)特點(diǎn)，進(jìn)行教學(xué)體系改革，調(diào)整專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)，變革教學(xué)方式，不斷優(yōu)化專業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)，解決建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題。
（一）夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)，拓寬專業(yè)口徑
農(nóng)林院校材料專業(yè)雖然以農(nóng)林生物質(zhì)材料為主要方向和特色，但課程的設(shè)置要充分考慮材料學(xué)科的共性基礎(chǔ)，考慮多學(xué)科的交叉融合，使得培養(yǎng)的學(xué)生既有學(xué)科特色，又有廣泛的社會(huì)適應(yīng)性，如安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)開設(shè)了理論力學(xué)、材料力學(xué)、高分子化學(xué)與物理、物理化學(xué)、高分子材料學(xué)、生物質(zhì)資源材料學(xué)、復(fù)合材料學(xué)、材料裝備學(xué)和膠合材料學(xué)等基礎(chǔ)課程，學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)或深造可在高分子材料、以植物資源為基礎(chǔ)的生物質(zhì)材料及復(fù)合材料等領(lǐng)域，為學(xué)生今后的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和寬廣的空間。
（二）加大人才引進(jìn)力度，建設(shè)結(jié)構(gòu)合理的教師隊(duì)伍
師資隊(duì)伍的水平是辦學(xué)質(zhì)量的根本。新建專業(yè)的教師緊缺，是亟待解決的最重要的工作之一。雖然有校內(nèi)傳統(tǒng)相關(guān)專業(yè)部分教師能夠承擔(dān)新專業(yè)的教學(xué)，但僅僅是一種應(yīng)急措施，教師知識(shí)構(gòu)成的局限性、師資整體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性，都遠(yuǎn)不能滿足新專業(yè)建設(shè)和發(fā)展的需求，因此師資隊(duì)伍的建設(shè)刻不容緩，必須要加大人才引進(jìn)的力度，采用靈活多變的政策廣納人才，包括從師資隊(duì)伍充沛的老牌兄弟院校、科研院所等，通過人才合理流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教師資源的優(yōu)化配置。同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)新進(jìn)青年教師的培養(yǎng)，激勵(lì)他們參與國(guó)際、國(guó)內(nèi)訪學(xué)交流和社會(huì)實(shí)踐，促進(jìn)師資隊(duì)伍快速成長(zhǎng)。如安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)在人事引進(jìn)制度上采用“一人一議”政策，最近從國(guó)外著名大學(xué)引進(jìn)1位材料專業(yè)的30歲博士后，并破格聘他為教授。
（三）加強(qiáng)基礎(chǔ)條件建設(shè)，全面服務(wù)新專業(yè)的發(fā)展
在新專業(yè)建設(shè)之初，教材、實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)基地等基礎(chǔ)條件都很不足，對(duì)這些基礎(chǔ)條件必須同步建設(shè)，才能在短期內(nèi)適應(yīng)新專業(yè)教學(xué)所需。
1.教材建設(shè)。教材是學(xué)生課堂前后預(yù)習(xí)和溫故知新的物質(zhì)條件，必須跟進(jìn)，但新建專業(yè)教材的配套性總是不盡如人意，雖然現(xiàn)在教材版本繁多，表面上選擇余地很大，但不可否認(rèn)，粗制濫造現(xiàn)象也不罕見，因此對(duì)現(xiàn)有教材的選取必須高度重視，要充分發(fā)揚(yáng)民主精神，集思廣益，將真正優(yōu)秀的、適合的教材甄別出來(lái)。同時(shí)加強(qiáng)教材編寫力度，對(duì)尚不成熟的腳本，先作為講義印發(fā)給學(xué)生，經(jīng)過一屆學(xué)生的試用，在修改完善后正式出版，逐步建立起一套針對(duì)性強(qiáng)的教材體系。
2.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是新專業(yè)建設(shè)中資金投入最大的部分，涉及實(shí)驗(yàn)用房的建設(shè)、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的購(gòu)置及實(shí)驗(yàn)教師的培養(yǎng)等諸多方面，牽涉面廣，需要學(xué)校多部門的磋商協(xié)調(diào)。往往基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)條件建設(shè)容易實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榛A(chǔ)課實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的剛性強(qiáng)，建設(shè)思想易統(tǒng)一；而專業(yè)課實(shí)驗(yàn)室建設(shè)彈性大，投入多，易受到擠壓或拖延，但專業(yè)課實(shí)驗(yàn)室恰恰是體現(xiàn)專業(yè)特征的地方，是學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練的主要場(chǎng)所，也是教師科研的主要依托，因此在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，對(duì)建設(shè)目標(biāo)的充分論證、建設(shè)過程的細(xì)致規(guī)劃，是專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)得到學(xué)校理解支持的關(guān)鍵。如安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)在材料科學(xué)與工程新專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備購(gòu)置方面，近三年投入300多萬(wàn)元。
3.實(shí)習(xí)基地建設(shè)。實(shí)踐教學(xué)離不開實(shí)習(xí)基地，離不開相關(guān)行業(yè)的企事業(yè)單位。讓這些企事業(yè)單位樂于接收學(xué)生的實(shí)習(xí)，必須從實(shí)習(xí)安全、產(chǎn)學(xué)研合作、人才輸送與就業(yè)等多方面為企業(yè)著想。學(xué)院動(dòng)員所有領(lǐng)導(dǎo)和教師主動(dòng)出擊、多方聯(lián)系，在誠(chéng)信的基礎(chǔ)上，解除企業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)習(xí)的顧慮。如安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)在竹材的基礎(chǔ)研究方面具有較多成果，積極探討竹材深加工的應(yīng)用方向，因此與安徽龍華竹業(yè)有限公司達(dá)成了合作共識(shí)，建立了良好的校企合作實(shí)踐教學(xué)基地。
（四）優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)體系，提升學(xué)生的實(shí)踐能力
實(shí)踐教學(xué)是確保學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用的重要環(huán)節(jié)，這也是工科專業(yè)的一個(gè)重要特征，材料科學(xué)與工程專業(yè)更是如此[9-11]。如安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)為了學(xué)生將來(lái)更快地適應(yīng)工作需要，成為社會(huì)需要的精英人才，在專業(yè)課設(shè)置中幾乎都有配套實(shí)驗(yàn)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合，為了突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過程化，通過開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
（五）開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力
校內(nèi)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育需要鼓勵(lì)和氛圍，通過宣傳大學(xué)生創(chuàng)業(yè)先進(jìn)典型，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的意識(shí)、信心和勇氣；通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)講座和科研活動(dòng)，形成以項(xiàng)目和社團(tuán)為組織的“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育”實(shí)踐群體，如安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)每年開展“創(chuàng)客”大賽，每個(gè)班級(jí)組成若干團(tuán)隊(duì)參賽，讓學(xué)生在參賽過程中得到鍛煉和提高。另外每年都有國(guó)家級(jí)、省級(jí)和學(xué)校創(chuàng)新基金項(xiàng)目，鼓勵(lì)二年級(jí)以上的學(xué)生組團(tuán)申報(bào)，到大四時(shí)，基本上每位學(xué)生都是創(chuàng)新基金項(xiàng)目的參與者。
此外，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)需要走出校園、走進(jìn)社會(huì)，從專業(yè)的角度去發(fā)現(xiàn)問題、需求和不足，尋找專業(yè)的創(chuàng)新點(diǎn)，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)創(chuàng)業(yè)的切入點(diǎn)，提升創(chuàng)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。要求學(xué)生走進(jìn)社會(huì)，首先教師要密切與社會(huì)的聯(lián)系，如安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)對(duì)新建專業(yè)給予一定經(jīng)費(fèi)上的投入，支持教師通過參加學(xué)術(shù)會(huì)議、加入行業(yè)協(xié)會(huì)等途徑，開拓社會(huì)資源，為學(xué)生搭建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練的橋梁和平臺(tái)。
四、結(jié)語(yǔ)
材料科學(xué)與工程專業(yè)已呈現(xiàn)出與多學(xué)科相互滲透、交叉綜合的發(fā)展趨勢(shì)，以生物質(zhì)資源為材料主體是高等農(nóng)林院校材料科學(xué)與工程專業(yè)的特色，順應(yīng)了當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)對(duì)高素質(zhì)人才需求。它在新建過程中出現(xiàn)了一系列的問題，這些問題要在實(shí)踐中予以解決，最終目的是為了辦好新專業(yè)，引領(lǐng)新專業(yè)走入正軌，邁向一個(gè)較高的發(fā)展平臺(tái)。因此，我們要探索出一條適合我國(guó)國(guó)情的、具有國(guó)際化與工程背景、富有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)材料類人才培養(yǎng)的路子，提高我國(guó)材料工業(yè)水平并使之具有可持續(xù)發(fā)展能力，使我國(guó)盡快從一個(gè)材料大國(guó)走向材料強(qiáng)國(guó)。
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收稿日期：2016-08-29
關(guān)鍵詞：材料科學(xué)與工程；材料科學(xué)基礎(chǔ)；應(yīng)用型本科教育；課程改革
在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，材料科學(xué)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的三大支柱之一。近年來(lái)，我國(guó)在材料領(lǐng)域的發(fā)展突飛猛進(jìn)。目前，國(guó)內(nèi)眾多知名高校已經(jīng)開設(shè)了材料科學(xué)相關(guān)專業(yè)，如清華大學(xué)、北京科技大學(xué)等開設(shè)了金屬材料學(xué)科；北京化工大學(xué)、浙江大學(xué)等開設(shè)了高分子材料；西北工業(yè)大學(xué)、中南大學(xué)等開設(shè)了材料加工學(xué)科等。2016年，合肥師范學(xué)院成功獲批了材料科學(xué)與工程專業(yè)，并開始招生。作為應(yīng)用型高校，該學(xué)科的建設(shè)處起步階段，雖經(jīng)過3年的教學(xué)實(shí)踐，但在專業(yè)課程設(shè)置、教學(xué)方法以及考核模式等方面存在很多的問題亟待解決。
1課程教學(xué)的問題剖析
材料科學(xué)與工程是研究材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝和使用性能以及四者之間相互關(guān)系的學(xué)科，因而將成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝和使用性能成為材料科學(xué)的四要素，把四者聯(lián)在一起就構(gòu)成了材料科學(xué)四要素的四面體結(jié)構(gòu)，如圖1所示。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》這一門課程便是以材料科學(xué)四要素為主要內(nèi)容，從教學(xué)要求出發(fā)，著重于基本概念和基礎(chǔ)理論，并引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用理論解決材料工程中的實(shí)際問題。該課程中材料學(xué)知識(shí)十分復(fù)雜，理論性強(qiáng)，涉及大量的名詞、概念等等，要求學(xué)生具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)基礎(chǔ)。而對(duì)于我校本科生而言，大多數(shù)同學(xué)數(shù)理化基礎(chǔ)比較薄弱且在學(xué)習(xí)該門課程之前并未系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過無(wú)機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等課程，因此在教學(xué)過程中會(huì)產(chǎn)生一系列的問題，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：第一，該課程的部分內(nèi)容理論性強(qiáng)且難度大，涉及大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程和復(fù)雜的文字解釋，使同學(xué)們難以理解和識(shí)記，因而易產(chǎn)生抵觸情緒，教學(xué)效果不理想。第二，在國(guó)內(nèi)大部分高校，包括我校，目前該課程的教學(xué)方式仍以板書與多媒體教學(xué)相結(jié)合的方式。這種教學(xué)方式以文字、公式推導(dǎo)和曲線圖為主，圖片、視頻等影音資料很少，使得學(xué)生上課期間缺乏興趣，難以集中注意力；第三，該課程的考核模式以考試為主，且占比很大。考試內(nèi)容多以課本上的概念、定理以及理論計(jì)算為主，應(yīng)用類題目較少涉及，因而難以達(dá)到指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的教學(xué)目標(biāo)。第四，目前國(guó)內(nèi)外材料科學(xué)發(fā)展更新迭代較快，新材料、新技術(shù)、新工藝層出不窮，書本上的內(nèi)容較為有限，在教學(xué)上應(yīng)用部分課時(shí)講授材料前沿發(fā)展方向及應(yīng)用，為學(xué)生就業(yè)及科研提供參考，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。第五，材料科學(xué)具有理論知識(shí)與應(yīng)用廣泛結(jié)合的性質(zhì)，在教學(xué)上，應(yīng)該適當(dāng)培育學(xué)生們的科研及實(shí)踐能力。因此，基于以上教學(xué)經(jīng)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，結(jié)合材料科學(xué)的特點(diǎn)，本文將以“夯實(shí)基礎(chǔ)、注重應(yīng)用”為指導(dǎo)，探索該課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核模式等方面上的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
2課程教學(xué)的改革措施
2.1夯實(shí)理論基礎(chǔ)
材料科學(xué)基礎(chǔ)涵蓋較多的基礎(chǔ)概念，這些概念與科學(xué)研究及實(shí)際應(yīng)用都有深刻的聯(lián)系。基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度對(duì)于學(xué)習(xí)材料科學(xué)非常重要。無(wú)論是前沿研究還是基礎(chǔ)應(yīng)用，都需要有扎實(shí)的基本功。如利用高分辨透射電子顯微鏡研究材料結(jié)構(gòu)時(shí)，需要掌握材料中原子排列的相關(guān)知識(shí)，包括晶面指數(shù)、倒易空間等；針對(duì)材料的拉伸或壓縮過程，需要掌握材料的彈性模量、屈服強(qiáng)度。同時(shí)，相關(guān)概念不僅僅只用于某一個(gè)領(lǐng)域，如關(guān)于材料結(jié)構(gòu)，即可用于分析材料的相變，又可用于分析二維材料的電磁性能。原子的擴(kuò)散，即可用于研究金屬的熱處理，又可用于研究鋰離子電池。材料科學(xué)基礎(chǔ)的相關(guān)概念復(fù)雜難懂，且課時(shí)有限，教師在授課時(shí)應(yīng)將相關(guān)概念的背景、定義及應(yīng)用講清講透，確保學(xué)生理解和掌握，積累扎實(shí)的理論基礎(chǔ)知識(shí)。
2.2培養(yǎng)實(shí)踐能力
材料科學(xué)基礎(chǔ)是一門理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科。其中，相關(guān)內(nèi)容是從實(shí)踐的基礎(chǔ)上總結(jié)提煉得到的，如材料的相變，相圖的制作是根據(jù)各個(gè)成分及溫度下，進(jìn)行熱處理得到的結(jié)果。本科生僅僅學(xué)習(xí)書本上的內(nèi)容，很難建立起直觀的認(rèn)識(shí)。在課程學(xué)習(xí)初期，教師應(yīng)將材料科學(xué)基礎(chǔ)的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合、抽象概念與具體圖像相結(jié)合，以直觀性的事物或圖像引導(dǎo)學(xué)生對(duì)抽象性的理論進(jìn)行掌握。如在學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，可用實(shí)物模型展示晶體的FCC、BCC等結(jié)構(gòu)。在講解原子擴(kuò)散時(shí)，提示學(xué)生通過想象構(gòu)建原子在材料中運(yùn)動(dòng)的圖像。
同時(shí)，為使學(xué)生更加全面的理解所學(xué)內(nèi)容，建議學(xué)校開設(shè)一定學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課程，如材料的熱處理過程、材料的力學(xué)性能、材料的微觀結(jié)構(gòu)等等。使得在提升運(yùn)用理論知識(shí)分析解決實(shí)際問題能力的同時(shí)，進(jìn)一步鞏固自己的知識(shí)體系。此外，本學(xué)院的教師均有科研經(jīng)歷，研究方向各有側(cè)重，如計(jì)算材料學(xué)、太陽(yáng)能電池，催化、二維材料等等，有豐富的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷及理論知識(shí)。因此可以鼓勵(lì)學(xué)生在課外時(shí)間積極參與到教師的相關(guān)課題研究中，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題，結(jié)合所學(xué)內(nèi)容加以分析，進(jìn)一步加深對(duì)知識(shí)的理解與應(yīng)用。
2.3豐富教學(xué)方法
首先，科學(xué)合理控制每課時(shí)授課量。確保知識(shí)點(diǎn)高質(zhì)量的被學(xué)生吸收，而非對(duì)學(xué)生進(jìn)行數(shù)量上的灌輸。其次，調(diào)節(jié)授課內(nèi)容的輸出速率。通過板書、調(diào)節(jié)語(yǔ)速等方式，在難點(diǎn)、重點(diǎn)如材料中的缺陷、擴(kuò)散等知識(shí)點(diǎn)上講懂講透，使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容充分吸納和梳理。再者，利用多種方法將相關(guān)概念實(shí)物化、圖像化。在學(xué)習(xí)材料的結(jié)構(gòu)時(shí)，可以通過硬球模型展示材料中FCC，BCC等簡(jiǎn)單晶體結(jié)構(gòu)。在學(xué)習(xí)材料的力學(xué)性能時(shí)，可以利用多媒體技術(shù)，展示材料在受到壓縮或拉伸時(shí)的變形過程。此外，利用現(xiàn)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。利用微信、QQ等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立課堂內(nèi)容學(xué)習(xí)交流群，以便及時(shí)上傳教學(xué)內(nèi)容、作業(yè)，分享參考書目，解決問題等。讓學(xué)生充分利用課余時(shí)間主動(dòng)學(xué)習(xí)，及時(shí)解決遇到的問題，進(jìn)一步提高授課效率。
2.4把握學(xué)科前沿
近幾年，材料科學(xué)發(fā)展日新月異，前沿?zé)狳c(diǎn)難點(diǎn)時(shí)常更新，新材料、新技術(shù)、新工藝層出不窮。然而書本上的內(nèi)容較為有限，針對(duì)材料科學(xué)的前沿進(jìn)展，在課堂教學(xué)時(shí)應(yīng)設(shè)置部分學(xué)時(shí)介紹材料科學(xué)相關(guān)進(jìn)展，講授基礎(chǔ)知識(shí)在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，為學(xué)生就業(yè)及科研提供參考。結(jié)合現(xiàn)有條件，可以邀請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域教師來(lái)校開展專題知識(shí)講座，講解本領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、前沿進(jìn)展。授課教師也可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立微信群或者微信公眾號(hào)，向?qū)W生推送材料領(lǐng)域最新的成果，文獻(xiàn)或者方法等等，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)材料領(lǐng)域的興趣。
2.5完善考核方式
目前，對(duì)于材料科學(xué)基礎(chǔ)的評(píng)分方法，總成績(jī)中期末成績(jī)占到70%，平時(shí)成績(jī)占30%，其中在平時(shí)成績(jī)中平時(shí)作業(yè)占主要比例。由此可以看出最終成績(jī)主要取決于期末考試的成績(jī)，而平時(shí)成績(jī)主要取決于平時(shí)作業(yè)。結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)以下問題：①關(guān)于期末考試。僅僅只在期末考核一次，會(huì)造成學(xué)生在期末階段突擊學(xué)習(xí)，而忽視了平時(shí)的積累；②關(guān)于平時(shí)成績(jī)。平時(shí)作業(yè)在總分中占據(jù)20%左右的比例。學(xué)生往往偏重平時(shí)作業(yè)，而忽視其他課堂表現(xiàn)。教師難以對(duì)每個(gè)學(xué)生的課堂表現(xiàn)作出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)；③材料科學(xué)是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)的課程，在本課程的教學(xué)過程中缺乏相應(yīng)的實(shí)踐課程。因此難以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。鑒于以上因素，可以在材料科學(xué)基礎(chǔ)一課的成績(jī)?cè)u(píng)定制度上進(jìn)行如下改進(jìn)。
一是引入階段性考核。首先，建議在第9周前后增加一次期中考試。在檢驗(yàn)前期所學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并整改。將期中考試的成績(jī)按照一定比例納入到總成績(jī)中。在期末考試中，主要考核后期的學(xué)習(xí)內(nèi)容，前期的學(xué)習(xí)內(nèi)容也要有所涉及。其次，提高課堂表現(xiàn)的分值比例，建立周期性的課堂問答方法，如按照學(xué)號(hào)讓學(xué)生參與教學(xué)環(huán)節(jié)，確保至學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)每人都有機(jī)會(huì)能參與到課堂教學(xué)。對(duì)于主動(dòng)提問，經(jīng)常與教師討論問題的學(xué)生給予較高的平時(shí)成績(jī)。
二是設(shè)立相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程，考核實(shí)踐能力。材料科學(xué)是一門注重實(shí)踐的課程，書本上的知識(shí)點(diǎn)最終要運(yùn)到到材料的實(shí)際性能、制備及應(yīng)用上。紙上得來(lái)終覺淺，通過實(shí)踐考核可以綜合考查學(xué)生對(duì)于材料科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。如通過實(shí)驗(yàn)方法畫制Fe-C相圖及分析合金的力學(xué)性能等。在畫質(zhì)Fe-C相圖時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)FeC合金進(jìn)行熱處理，得到不同成分下的合金相，并在顯微鏡下進(jìn)行觀察、分析合金相的形成過程。在分析合金的力學(xué)性能時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)如何對(duì)合金進(jìn)行拉伸或者壓縮，并繪制應(yīng)力應(yīng)變曲線。進(jìn)一步掌握根據(jù)得到的曲線分析合金的塑性變形、彈性變形及屈服強(qiáng)度等。
三是增加研究報(bào)告的考核形式。結(jié)合材料科學(xué)基礎(chǔ)的特點(diǎn)，由教師羅列出熱點(diǎn)領(lǐng)域，在班級(jí)分成若干小組，每個(gè)小組自行選取興趣領(lǐng)域，形成研究報(bào)告，并在課堂上以PPT的形式進(jìn)行報(bào)告。講述該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀及問題，形成PPT并向老師和同學(xué)做報(bào)告，最后形成綜合評(píng)分。這一考核方式有助于培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)調(diào)組織能力及團(tuán)隊(duì)意識(shí)。在促進(jìn)學(xué)生自身思考以及激發(fā)學(xué)習(xí)主動(dòng)性的同時(shí)，也能讓學(xué)生及時(shí)了解最新的國(guó)際研究動(dòng)態(tài)。
作為一種現(xiàn)代工具，計(jì)算機(jī)技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用日益廣泛，并在很大程度上促進(jìn)了材料科學(xué)研究的深入發(fā)展?！队?jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用》作為我校材料成型及控制工程本科專業(yè)的一門專業(yè)課，在整個(gè)課程體系中占有重要地位。為培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)分析和解決材料科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)實(shí)際問題的能力，筆者對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法進(jìn)行了初步探索與設(shè)計(jì)，力爭(zhēng)提高該課程的教學(xué)質(zhì)量與效果。
1 課程教學(xué)大綱要求
《計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用》課程共32學(xué)時(shí)，其中，理論教學(xué)16學(xué)時(shí)，上機(jī)實(shí)踐16學(xué)時(shí)。本課程教學(xué)大綱要求：通過理論與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)技術(shù)在材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，初步掌握利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、材料設(shè)計(jì)、材料成型過程模擬以及利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)材料科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)資料進(jìn)行檢索等，以培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)分析和解決材料科學(xué)與工程領(lǐng)域相關(guān)實(shí)際問題的能力，以期到達(dá)本專業(yè)對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)。
2 理論與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)
結(jié)合材料成型及控制工程本科專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)以及課程教學(xué)大綱要求，本課程的理論教學(xué)內(nèi)容主要包括四大模塊，即：計(jì)算機(jī)用于數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)用于材料設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)用于材料成型過程模擬、計(jì)算機(jī)用于文獻(xiàn)檢索。
根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容，與之配套的上機(jī)實(shí)踐內(nèi)容同樣包括四大模塊，即：數(shù)據(jù)處理模塊，主要包括Origin、Excel軟件的操作與使用；材料設(shè)計(jì)模塊，主要包括Thermal-Calc相圖計(jì)算軟件、Materials Studio材料計(jì)算軟件的操作與使用；材料成型過程模擬模塊，主要包括ProCast鑄造模擬軟件、Deform金屬塑性變形模擬軟件、Moldflow塑料注塑成型模擬軟件的操作與使用；文獻(xiàn)檢索模塊，主要包括中國(guó)知網(wǎng)、維普、萬(wàn)方、ScienceDirect、SpringerLINK等中外文數(shù)據(jù)庫(kù)的操作與使用。
3 教學(xué)方法設(shè)計(jì)
由于本課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，因此，在實(shí)際教學(xué)過程中，我們采取軟件介紹與操練為主、理論知識(shí)講解為輔的教學(xué)思路，具體教學(xué)方式如下。
（1）充分利用多媒體技術(shù)，立體展現(xiàn)計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用功能
《計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用》課程涉及了較多的計(jì)算軟件及其在材料科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的具體案例，如果以單純的口頭述說(shuō)方式或者在黑板上簡(jiǎn)單地畫些示意圖，來(lái)給學(xué)生介紹這些軟件及其功能，則會(huì)讓學(xué)生感覺到抽象乏味，達(dá)不到學(xué)習(xí)的效果。我們應(yīng)該充分利用集聲、光、電于一體的多媒體輔助教學(xué)手段[1]，盡可能多地搜集計(jì)算機(jī)技術(shù)在材料科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的相關(guān)圖片、視頻、動(dòng)畫等，尤其在上第一堂課的緒論部分時(shí)，讓學(xué)生更為清楚地了解各種軟件的具體功能及其應(yīng)用，則有助于增學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣。
（2） 結(jié)合具體案例，介紹軟件的使用功能及其操作步驟
在課堂教學(xué)中，教師除講解基礎(chǔ)知識(shí)外，應(yīng)結(jié)合材料科學(xué)研究中的具體案例，對(duì)相關(guān)軟件的使用功能及其具體操作步驟加以介紹。如針對(duì)數(shù)據(jù)處理模塊，我們可將學(xué)生熟悉的應(yīng)力―― 應(yīng)變曲線、X射線衍射圖譜等作為案例，利用Origin、Excel軟件對(duì)其圖形繪制、樣式編輯、圖形導(dǎo)出等功能進(jìn)行詳細(xì)介紹；針對(duì)材料設(shè)計(jì)模塊，我們可將學(xué)生熟悉的鋁合金強(qiáng)韌化設(shè)計(jì)作為案例，利用Materials Studio軟件對(duì)鋁合金及其強(qiáng)韌化理論模型的構(gòu)建、計(jì)算參數(shù)的設(shè)置、計(jì)算運(yùn)行及結(jié)果分析等進(jìn)行詳細(xì)介紹；針對(duì)材料成型過程模擬模塊，我們可將學(xué)生日常生活中經(jīng)常見到的肥皂盒、鋼管等作為案例，結(jié)合學(xué)生此前學(xué)過的《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》[2]與《金屬塑性成型原理與工藝》[3]課程理論知識(shí)，利用Moldflow、Deform軟件分別對(duì)其成型過程進(jìn)行模擬與分析；針對(duì)文獻(xiàn)檢索模塊，我們可將“計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用”作為主題，讓學(xué)生在了解文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，查閱與該主題相關(guān)的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)。通過結(jié)合具體案例對(duì)軟件及其功能加以介紹，一方面使學(xué)生更易于掌握軟件的操作與使用功能，另一方面，將實(shí)際問題引入到理論教學(xué)中來(lái)，更有助于增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新意識(shí)。
（3）注重上機(jī)操練，培養(yǎng)學(xué)生分析與解決問題的實(shí)踐能力
學(xué)生僅憑課堂上傾聽或觀看教師的軟件操作過程，顯然達(dá)不到軟件學(xué)習(xí)的效果，必須經(jīng)過一定的上機(jī)操練。教師可根據(jù)每一堂理論課所講的內(nèi)容，給學(xué)生布置相應(yīng)的上機(jī)任務(wù)，具體任務(wù)可以是理論課所講的具體案例操練，也可以增加與之相近案例的操練，一方面可以使學(xué)生對(duì)課堂講解內(nèi)容加以掌握，另一方面還有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題、利用計(jì)算機(jī)分析和解決材料科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)實(shí)際問題的能力。此外，教師還應(yīng)注重學(xué)生上機(jī)任務(wù)完成情況的考核，將每堂上機(jī)課學(xué)生完成任務(wù)情況作為平時(shí)成績(jī)，即可以及時(shí)了解學(xué)生對(duì)軟件知識(shí)的掌握程度，還可以督促學(xué)生充分利用寶貴的上機(jī)操練時(shí)間，提高軟件的學(xué)習(xí)效果。
【關(guān)鍵詞】 材料學(xué);材料科學(xué)基礎(chǔ);教學(xué)改革
材料是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)?？v觀人類利用材料的歷史，可以清楚地看到，每一種重要材料的發(fā)現(xiàn)和利用，都會(huì)把人類支配和改造自然的能力提高到一個(gè)新的水平，給社會(huì)生產(chǎn)力和人類生活帶來(lái)巨大的變化，把人類物質(zhì)文明和精神文明向前推進(jìn)一步?？梢哉f(shuō)沒有半導(dǎo)體材料的開發(fā)和工業(yè)生產(chǎn)，便不可能有目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)革命;沒有現(xiàn)代的高溫高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料，便沒有今天的宇航科技;沒有低損耗的光導(dǎo)纖維，便不會(huì)出現(xiàn)光纖維的長(zhǎng)距離傳輸，也無(wú)當(dāng)前的光通信可言。高等院校深刻感受到材料對(duì)社會(huì)影響的方方面面，深刻認(rèn)識(shí)到現(xiàn)代社會(huì)對(duì)材料學(xué)方面人才的需求。
我國(guó)各大高校紛紛設(shè)立了材料學(xué)院，并建立健全了材料學(xué)方面各類培養(yǎng)課程。材料科學(xué)基礎(chǔ)是材料學(xué)專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)， 可使學(xué)生掌握材料科學(xué)基礎(chǔ)領(lǐng)域的基本理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作技能，以利于學(xué)生學(xué)習(xí)材料學(xué)專業(yè)的后續(xù)課程。[1-6]本論文通過分析材料學(xué)專業(yè)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)中存在的問題，闡明了材料學(xué)專業(yè)進(jìn)行材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)改革的必要性，并結(jié)合本人講授材料科學(xué)基礎(chǔ)過程中的體會(huì)，初步探討了如何提高材料科學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)效果，并對(duì)教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法等方面的改革進(jìn)行了探討。
1.材料學(xué)專業(yè)材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)改革的必要性
隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)材料學(xué)人才的大量需求，材料學(xué)專業(yè)已逐步成為全國(guó)各大高校重要的組成部分，但由于專業(yè)的性質(zhì)，材料學(xué)專業(yè)也是高校中最難學(xué)習(xí)的專業(yè)之一。要成為一個(gè)材料學(xué)專業(yè)合格的本科畢業(yè)生，既要具備化學(xué)方面的基礎(chǔ)，又要物理方面的基礎(chǔ)，還要掌握材料化學(xué)，材料物理等材料專業(yè)的知識(shí)。但由于學(xué)生大學(xué)學(xué)習(xí)的時(shí)間是有限的，這就造成材料學(xué)專業(yè)課程設(shè)置時(shí)，存在“課時(shí)緊，任務(wù)重” 的問題。以材料科學(xué)基礎(chǔ)為例，材料學(xué)專業(yè)材料科學(xué)基礎(chǔ)授課時(shí)間一般不少于120學(xué)時(shí)，而縱觀全國(guó)各大高校材料學(xué)專業(yè)，材料科學(xué)基礎(chǔ)通常為54學(xué)時(shí)，個(gè)別為72學(xué)時(shí)，且大多沒有實(shí)驗(yàn)。這并不意味著材料學(xué)專業(yè)對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)的要求低，而是由于材料學(xué)專業(yè)課程多、學(xué)時(shí)緊等原因?qū)е碌臒o(wú)奈之舉。材料科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)時(shí)少造成學(xué)生對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)的知識(shí)掌握膚淺，很難真正體會(huì)材料科學(xué)基礎(chǔ)的本質(zhì)，同時(shí)也影響了后續(xù)材料學(xué)專業(yè)課的學(xué)習(xí)。另外，不設(shè)材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的動(dòng)手能力得不到鍛煉，在進(jìn)行后續(xù)課程時(shí)沒有任何基礎(chǔ)，從而影響了其它材料學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行?？傊?，材料學(xué)專業(yè)材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)存在的諸多弊端已嚴(yán)重地影響了材料學(xué)專業(yè)學(xué)生的正常學(xué)習(xí)，因此，材料學(xué)專業(yè)材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)改革勢(shì)在必行。
2.材料科學(xué)基礎(chǔ)的課程內(nèi)容和特點(diǎn)
材料科學(xué)基礎(chǔ)是一門古老又新興的課程，它是一門理論性強(qiáng)，內(nèi)容豐富，掌握起來(lái)有相當(dāng)難度的課程。同時(shí)，它也是一門重視實(shí)驗(yàn)，能夠培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的課程。具體來(lái)講，材料科學(xué)基礎(chǔ)主要內(nèi)容分為三大模塊:第一模塊為晶體結(jié)構(gòu)和缺陷，包括各種晶體的空間結(jié)構(gòu)、可能出現(xiàn)的各種缺陷及缺陷的表示法。本模塊內(nèi)容約占總學(xué)時(shí)的25%～35%;第二模塊為原子及分子運(yùn)動(dòng)、材料的變形和再結(jié)晶，本模塊內(nèi)容約占總學(xué)時(shí)的45%～55%;第三模塊為單元及多元相圖，包括晶體的凝固和相圖的關(guān)系、相圖的分析等，本模塊內(nèi)容約占總學(xué)時(shí)的15%～25%。分析各模塊的主要內(nèi)容，可以提煉出材料科學(xué)基礎(chǔ)主要包括晶體的結(jié)構(gòu)及表示方法。[7-9]
3.材料學(xué)專業(yè)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程改革研究
3.1 教學(xué)內(nèi)容改革
根據(jù)材料科學(xué)基礎(chǔ)的主要內(nèi)容和課程特點(diǎn)，結(jié)合材料學(xué)專業(yè)對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)的要求，我們對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容主要進(jìn)行了如下改革:“精簡(jiǎn)內(nèi)容，把握重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)相關(guān)。”材料科學(xué)基礎(chǔ)經(jīng)過上百年的發(fā)展，內(nèi)容已經(jīng)相當(dāng)豐富，而且還在不斷更新。如此龐大的內(nèi)容僅僅通過短短的54學(xué)時(shí)或者72學(xué)時(shí)來(lái)順利完成全部教學(xué)內(nèi)容幾乎是不可能的，因此，精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容是材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)必須進(jìn)行的環(huán)節(jié)。針對(duì)材\料學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)和材料學(xué)專業(yè)對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)的要求，并考慮到材料學(xué)專業(yè)材料科學(xué)基礎(chǔ)沒有實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況，我們對(duì)這三大模塊進(jìn)行了以下改革:首先，精簡(jiǎn)第三模塊的內(nèi)容，使其僅占總學(xué)時(shí)的5%，同時(shí)在第三模塊中加入15%的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從而使學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)操作;其次，把握第一模塊的內(nèi)容，第一模塊為材料科學(xué)基礎(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，是材料科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，這部分的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生初步了解材料科學(xué)基礎(chǔ)的本質(zhì)，同時(shí)在第一模塊增加材料科學(xué)基礎(chǔ)的X衍射、透射電鏡等基本的表征手段的學(xué)習(xí)，這部分內(nèi)容達(dá)到總學(xué)時(shí)的40%;最后，強(qiáng)調(diào)第二模塊中與材料學(xué)專業(yè)相關(guān)的材料科學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容， 占總學(xué)時(shí)的40%。第二模塊的內(nèi)容非常繁多，我們通過學(xué)習(xí)原子和分子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、材料的形變及再結(jié)晶規(guī)律，使學(xué)生能熟練掌握與材料學(xué)專業(yè)有關(guān)的材料科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，為后續(xù)材料學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
3.2 教學(xué)方法改革
材料科學(xué)基礎(chǔ)是一門看似簡(jiǎn)單，但掌握起來(lái)卻有相當(dāng)難度的課程。在教學(xué)過程中必須盡快讓學(xué)生掌握材料科學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)方式，跟上上課節(jié)奏，學(xué)生才能有效地掌握這門課程。這就要求在教學(xué)過程中必須改革傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法。在教學(xué)實(shí)踐中通過借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)自己的教學(xué)過程中的教訓(xùn)，在教學(xué)方法上主要做了以下改革:(1)通過現(xiàn)實(shí)的例子，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)材料科學(xué)基礎(chǔ)的興趣。針對(duì)材料是科技的基礎(chǔ)這特點(diǎn)，通過材料的突破實(shí)現(xiàn)國(guó)家的科技發(fā)展的例子，增加學(xué)生學(xué)習(xí)材料科學(xué)基礎(chǔ)的興趣。同時(shí)，介紹材料科學(xué)基礎(chǔ)與材料學(xué)專業(yè)其他課程的關(guān)系，使學(xué)生了解材料科學(xué)基礎(chǔ)對(duì)其專業(yè)學(xué)習(xí)的重要性，引起學(xué)生對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的高度重視。比如講到晶體結(jié)構(gòu)和由于摻雜引起的缺陷內(nèi)容時(shí)，可以介紹當(dāng)前高科技領(lǐng)域的發(fā)展基本都是通過摻雜引起材料能帶發(fā)生變化的特點(diǎn)，激勵(lì)同學(xué)們努力學(xué)習(xí)好這門大部分高科技所需要的基礎(chǔ)知識(shí)，為將來(lái)祖國(guó)的發(fā)展作出自己的貢獻(xiàn);同時(shí)介紹材料學(xué)專業(yè)方面的所有專業(yè)課或多或少的與這們課有關(guān)聯(lián)的特點(diǎn)，使學(xué)生了解材料科學(xué)基礎(chǔ)對(duì)其專業(yè)學(xué)習(xí)的重要性。(2)以晶體結(jié)構(gòu)為主線，引導(dǎo)學(xué)生深刻理解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的原理。為了讓學(xué)生更好地掌握晶體的結(jié)構(gòu)缺陷和性質(zhì)的關(guān)系，如必須使學(xué)生真正理解什么是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)中的位錯(cuò)是什么樣子。(3)通過課本目錄，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)總結(jié)，比較，歸納。材料科學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容瑣碎繁多，在學(xué)習(xí)過程中，必須及時(shí)總結(jié)，比較和歸納，才能將材料科學(xué)基礎(chǔ)的內(nèi)容形成整體，不致前面學(xué)的很快就忘記，影響后面內(nèi)容的學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，針對(duì)學(xué)生在長(zhǎng)期學(xué)習(xí)過程中不看目錄的缺點(diǎn)，我們強(qiáng)調(diào)了目錄的作用。比如學(xué)習(xí)完一章后引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)目錄回憶本章主要內(nèi)容，象本章包括幾節(jié)，每節(jié)主要講了什么主要內(nèi)容，其中重點(diǎn)是什么等。然后引導(dǎo)學(xué)生比較這一章與前面幾章的聯(lián)系和區(qū)別。最后，分析學(xué)過的內(nèi)容，總結(jié)和歸納出要掌握的主要內(nèi)容。(4)逐步引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)。大學(xué)教學(xué)的一個(gè)很重要的任務(wù)就是教會(huì)學(xué)生自學(xué)，學(xué)生在學(xué)習(xí)材料科學(xué)基礎(chǔ)的過程中對(duì)于晶體的結(jié)構(gòu)和三元相圖，掌握起來(lái)具有較大難度，需要老師講解，但對(duì)于原子結(jié)構(gòu)和鍵合相對(duì)簡(jiǎn)單，可以通過在老師引導(dǎo)下，學(xué)生自學(xué)的方式掌握。這既節(jié)約了學(xué)習(xí)時(shí)間，又有效地鍛煉了學(xué)生的自學(xué)能力。(5)通過做凝固和晶體結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)書本上學(xué)的凝固原理和晶體結(jié)構(gòu)缺陷有更深入的了解，如讓同學(xué)門把鐵碳合金熔化后澆注在砂型腔里鑄造成鋼錠，研究是凝固原理對(duì)其結(jié)構(gòu)的影響，然后把凝固后的鋼錠用XRD(X射線衍射)，研究其晶體結(jié)構(gòu)和晶體缺陷，同時(shí)把鋼錠磨平后在顯微鏡下研究其晶相，找出成分中的馬氏體等晶相組織，與書上的相圖對(duì)比，加深對(duì)書本上知識(shí)的理解。
3.3 考試方式改革
課程成績(jī)的考核是課程的重要內(nèi)容，考核方式對(duì)教學(xué)效果有很大的指導(dǎo)作用。針對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)的特點(diǎn)和主要內(nèi)容，我們將材料科學(xué)基礎(chǔ)的考試方式分為三塊，一是傳統(tǒng)的閉卷考試，占總成績(jī)的60%，二是平時(shí)成績(jī)，主要是作業(yè)完成情況和每章主要內(nèi)容總結(jié)等，占20%，三是實(shí)驗(yàn)情況，在學(xué)生的實(shí)際操作中，考察學(xué)生的動(dòng)手能力，以及通過實(shí)驗(yàn)考察學(xué)生對(duì)課本內(nèi)容的理解能力占20%。其中在閉卷考試中，我們強(qiáng)調(diào)了課本的基本知識(shí)，同時(shí)，有相當(dāng)數(shù)量的綜合題主要考察學(xué)生對(duì)所學(xué)的內(nèi)容的綜合應(yīng)用情況，而概念題則考察學(xué)生對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和本質(zhì)的理解情況。
4.結(jié)論
通過以上教學(xué)改革探索，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)材料科學(xué)基礎(chǔ)的興趣，加深了學(xué)生對(duì)材料科學(xué)基礎(chǔ)這門課的理解，為后續(xù)的材料學(xué)專業(yè)的課程學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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摘 要：新能源技術(shù)、輕量化和智能化是未來(lái)汽車的發(fā)展方向，汽車材料的創(chuàng)新和應(yīng)用是推動(dòng)我國(guó)由世界汽車工業(yè)大國(guó)走向強(qiáng)國(guó)的必由之路。為了培養(yǎng)具有源頭創(chuàng)新能力、車輛工程和材料科學(xué)與工程學(xué)科交叉的高端人才，該文介紹了同濟(jì)大學(xué)“材料-汽車-新能源復(fù)合型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)”的培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系設(shè)立，為我國(guó)學(xué)科交叉和創(chuàng)新型汽車工業(yè)人才培養(yǎng)探索新路。
關(guān)鍵詞：車輛工程 材料科學(xué)與工程 學(xué)科交叉 源頭創(chuàng)新 未來(lái)汽車
中圖分類號(hào)：G643 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）08（a）-0150-03
Subject Crossing Talent Cultivation for Source Innovation of Future Automotive Industry
Lin Jian
（School of Materials Science and Engineering，Tongji University，Shanghai，201804，China）
Abstract：New energy， lightweight and intelligent technologies are the future direction of the automobile revolution.The innovation and application of automotive materials is the one route to change Chinese automobile industry from industrial giant to the power.In order to cultivate talents with source innovation ability and subject crossing in vehicle engineering and materials science & engineering，the Materials-Automobile-New energy innovation experimentation area for inter-disciplinary talent cultivation in Tongji University was introduced in this paper.A new kind subject crossing and innovative talent cultivation system for automotive industry was also discussed.
Key Words：Vehicle engineering；Materilas science and engineering；Subject crossing；Source innovation；Future automotive
自1886年第一輛汽車誕生以來(lái)，人類社會(huì)生產(chǎn)與生活發(fā)生了深切的變化。汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為許多工業(yè)大國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)。20世紀(jì)50年代起中國(guó)開始自主建設(shè)汽車工業(yè)，并于20世紀(jì)80年代起通過大規(guī)模引進(jìn)和消化吸收、自主開發(fā)，我國(guó)的汽車工業(yè)已發(fā)展成為世界汽車大國(guó)，產(chǎn)量占全球第一，不過在汽車技術(shù)領(lǐng)域與國(guó)際先進(jìn)國(guó)家仍有較大差距[1]。
隨著人類社會(huì)對(duì)資源消耗的大幅增加，化石能源短缺、溫室效應(yīng)、環(huán)境污染已成為人類所面臨的一個(gè)重大問題，而建立在大規(guī)模資源消耗的汽車工業(yè)則走到了一個(gè)十字路口。為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，新能源技術(shù)、輕量化、智能化已成為未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路，諸如：鋰電池、輕量化材料、傳感器材料等一大批汽車新材料不斷涌現(xiàn)，成為新一輪汽車工業(yè)革命的源頭動(dòng)力[2]。
1 我國(guó)汽車相關(guān)本科專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及需求
為了培養(yǎng)我國(guó)汽車工業(yè)研發(fā)、技術(shù)與管理人才，國(guó)內(nèi)一些高校相繼建設(shè)了車輛工程、汽車服務(wù)工程等一批汽車類專業(yè)，成效顯著。但目前該類專業(yè)的人才培養(yǎng)模式與我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展模式相近，即偏重于汽車生產(chǎn)制造和汽車服務(wù)保障，各高校車輛工程專業(yè)培養(yǎng)方案同質(zhì)化現(xiàn)象較為嚴(yán)重[3，4]，在汽車技術(shù)源頭開發(fā)創(chuàng)新人才培養(yǎng)上則有所欠缺。近年來(lái)，我國(guó)許多高校在車輛工程等本科專業(yè)教學(xué)實(shí)踐中已逐漸認(rèn)識(shí)到，單純偏重于車輛機(jī)械工程領(lǐng)域的教學(xué)模式已不完全適應(yīng)汽車產(chǎn)業(yè)的高端人才培養(yǎng)所需，因此，相繼開展了跨學(xué)科培養(yǎng)試點(diǎn)。如同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院近年來(lái)除了在車輛工程專業(yè)中新增了“新能源汽車”專業(yè)方向外，還與工業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合建立了汽車造型專業(yè)人才模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)。江蘇理工學(xué)院將車輛工程與電子信息工程兩個(gè)專業(yè)相結(jié)合開展了跨學(xué)科人才培養(yǎng)試點(diǎn)。許多高校相繼開設(shè)了一些汽車材料類課程，為車輛工程或材料類專業(yè)課程體系中增加了一些跨學(xué)科元素。[5-7]
自古以來(lái)，材料科學(xué)始終是人類文明發(fā)展的基石、推動(dòng)現(xiàn)代工程技術(shù)創(chuàng)新的源頭動(dòng)力。未來(lái)汽車技術(shù)的變革離不開在汽車材料領(lǐng)域的源頭創(chuàng)新[8-11]。在目前國(guó)內(nèi)高校車輛工程專業(yè)的課程設(shè)置中，一般偏重于機(jī)械、汽車技術(shù)方面的知識(shí)點(diǎn)教學(xué)，而對(duì)于汽車生產(chǎn)所用材料科學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)點(diǎn)則多局限在應(yīng)用范圍，汽車工業(yè)人才的培養(yǎng)缺乏汽車材料科學(xué)與技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域的積淀。
因此，為了適應(yīng)國(guó)家對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新需求，培養(yǎng)兼具汽車材料源頭創(chuàng)新和汽車設(shè)計(jì)制造創(chuàng)新的高端研發(fā)和工程技術(shù)人才，同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、汽車學(xué)院結(jié)合各自優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)勢(shì)聯(lián)合，在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)“材料-汽車-新能源復(fù)合型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)”，將新材料與新能源技術(shù)、汽車技術(shù)有機(jī)結(jié)合，重點(diǎn)培養(yǎng)服務(wù)于新一代汽車工程技術(shù)與汽車材料創(chuàng)新、具有源頭創(chuàng)新思維的汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域高端人才，以滿足國(guó)家發(fā)展之急需。
2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)建設(shè)理念及思路
從現(xiàn)有的本科培養(yǎng)體系來(lái)看，車輛工程專業(yè)是研究汽車等各類車輛的理論、設(shè)計(jì)及制造技術(shù)、培養(yǎng)從事上述領(lǐng)域高級(jí)研發(fā)和工程技術(shù)人才的本科專業(yè)，目前我國(guó)數(shù)十個(gè)高校開設(shè)了此類專業(yè)。該專業(yè)除了要求掌握必需的車輛工程專業(yè)知識(shí)外，還要求具備扎實(shí)的力學(xué)、電工、電子、機(jī)械、設(shè)計(jì)等方面的工科基礎(chǔ)知識(shí)。其主干課程包括車輛工程、機(jī)械原理、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、電工與電子技術(shù)、汽車構(gòu)造、汽車?yán)碚摗?nèi)燃機(jī)理論、汽車設(shè)計(jì)等。
材料類專業(yè)則是全國(guó)綜合性高校大都擁有的本科專業(yè)，是一類涉及材料學(xué)、工程學(xué)和化學(xué)等方面知識(shí)的寬口徑專業(yè)，其以材料學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)研究材料成分、結(jié)構(gòu)、加工工藝與其性能和應(yīng)用。材料類專業(yè)又可細(xì)分為材料科學(xué)與工程、金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料等本科專業(yè)或?qū)I(yè)方向，隨著新材料研究和應(yīng)用開發(fā)的不斷深入，功能材料、納米材料、光電子材料等一些新的本科專業(yè)也都有招生。
2014年在上海汽車集團(tuán)考察時(shí)就強(qiáng)調(diào)，發(fā)展新能源汽車是我國(guó)從汽車大國(guó)邁向汽車強(qiáng)國(guó)的必由之路。未來(lái)汽車的發(fā)展必定圍繞著新能源技術(shù)、輕量化節(jié)能減排和智能化方向發(fā)展，而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就必須在汽車材料上的進(jìn)行不斷創(chuàng)新，才能進(jìn)而實(shí)現(xiàn)汽車技術(shù)上的變革。
為了培養(yǎng)服務(wù)于未來(lái)汽車工業(yè)領(lǐng)域源頭創(chuàng)新、能夠從事新能源、輕量化、智能化汽車相關(guān)材料、裝備及整車開發(fā)的綜合性高級(jí)科學(xué)研究和工程技術(shù)人才，同濟(jì)大學(xué)近年來(lái)通過不斷深入研討汽車、材料、新能源技術(shù)領(lǐng)域?qū)W科交叉及復(fù)合型人才培養(yǎng)機(jī)制，于2016年設(shè)立了“材料-汽車-新能源復(fù)合型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)”，并正式對(duì)外招生，以培養(yǎng)兼具物理、化學(xué)、力學(xué)、機(jī)械、設(shè)計(jì)等工科基礎(chǔ)知識(shí)以及材料科學(xué)與工程、車輛工程等必備專業(yè)知識(shí)的學(xué)科交叉復(fù)合型拔尖人才為目標(biāo)，定位于依托材料科學(xué)與工程專業(yè)、同時(shí)與車輛工程專業(yè)開展學(xué)科交叉密切合作，在未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)緊缺人才培養(yǎng)上協(xié)同創(chuàng)新，為未來(lái)汽車工業(yè)的發(fā)展和新一輪變革提供源頭推動(dòng)力。
3 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)的課程體系建設(shè)
在同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程本科專業(yè)課程體系中，分別開設(shè)了物理、化學(xué)類基礎(chǔ)課程、電工、設(shè)計(jì)等工科基礎(chǔ)課程以及大量材料類專業(yè)課程，專業(yè)總學(xué)分為175。而車輛工程為5年制本科專業(yè)，除了大量的車輛工程專業(yè)課程外，還開設(shè)了力學(xué)、機(jī)械、電子、電工等工程基礎(chǔ)課程，5年總學(xué)分達(dá)211.5，即使在扣除其第二外語(yǔ)課程設(shè)置后，總學(xué)分也高達(dá)179.5學(xué)分。由于國(guó)家及學(xué)校對(duì)本科教育的總學(xué)分有嚴(yán)格的限制，因此，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)的課程體系設(shè)置不能簡(jiǎn)單合并兩個(gè)專業(yè)的課程體系，需保證學(xué)生有適宜的課堂學(xué)習(xí)強(qiáng)度和足夠的課外學(xué)習(xí)時(shí)間。
因此，在設(shè)定實(shí)驗(yàn)區(qū)課程體系建設(shè)目標(biāo)時(shí)，根據(jù)人才培養(yǎng)定位，遵循以材料科學(xué)與工程本科專業(yè)課程體系為基礎(chǔ)、融合汽車工程核心課程教學(xué)、強(qiáng)化新能源技術(shù)、輕量化技術(shù)、智能化技術(shù)等特色交叉課程教學(xué)的培養(yǎng)模式，開展復(fù)合型人才的教學(xué)與培養(yǎng)工作。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)課程體系在保證完整的材料類專業(yè)基礎(chǔ)課程體系和必要的物理、化學(xué)類、電工、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，增加車輛工程類專業(yè)基礎(chǔ)課程和必要的力學(xué)、機(jī)械等基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)大規(guī)模開展材料-汽車-新能源技術(shù)學(xué)科交叉課程建設(shè)，在保證材料科學(xué)與工程專業(yè)必須的專業(yè)課程總學(xué)分和畢業(yè)要求基礎(chǔ)上，同時(shí)滿足車輛工程專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)要求。
因此，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)的課程設(shè)置中，除了開設(shè)高等數(shù)學(xué)、普通物理、三大化學(xué)、電工學(xué)等理工科基礎(chǔ)課程外，還增設(shè)了理論力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械制圖、制造技術(shù)基礎(chǔ)等力學(xué)、機(jī)械類基礎(chǔ)課程。在材料類課程中則保持了材料概論、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料工程基礎(chǔ)、材料研究方法等全部材料專業(yè)基礎(chǔ)課程以及材料力學(xué)性能、材料物理性能、功能材料學(xué)、功能材料制備工藝基礎(chǔ)等重要專業(yè)課程。對(duì)于車輛工程專業(yè)課程來(lái)說(shuō)，則根據(jù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)培養(yǎng)目標(biāo)開設(shè)了車輛工程導(dǎo)論、汽車?yán)碚?、汽車?gòu)造、車用新能源及動(dòng)力系統(tǒng)、自動(dòng)控制原理等核心專業(yè)課程。與此同時(shí)實(shí)驗(yàn)區(qū)通過深入研討開設(shè)了諸如汽車工程材料、新能源材料、輕量化汽車技術(shù)與材料、車用傳感器技術(shù)與材料、新能源汽車產(chǎn)業(yè)概論等學(xué)科交叉課程，同時(shí)兩院合作設(shè)立了材料專業(yè)與車輛工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、車用新能源技術(shù)及材料綜合實(shí)驗(yàn)、汽車構(gòu)造實(shí)習(xí)等一批學(xué)科交叉型實(shí)驗(yàn)實(shí)踐類課程。這些學(xué)科交叉課程的設(shè)立不僅使創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)學(xué)分分布可滿足材料科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)要求，也能夠滿足學(xué)生在車輛工程專業(yè)繼續(xù)深造和就業(yè)的要求。同時(shí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)的總學(xué)分控制在17分，保證了學(xué)生能順利完成在4年本科階段學(xué)習(xí)。（如圖1）
為了進(jìn)一步加強(qiáng)材料-汽車-新能源技術(shù)學(xué)科交叉領(lǐng)域的高端人才培養(yǎng)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)采用本-碩-博貫通式復(fù)合型人才培養(yǎng)模式，即學(xué)生通過本科階段學(xué)習(xí)訓(xùn)練，完全具備同時(shí)在材料科學(xué)與工程、車輛工程專業(yè)繼續(xù)學(xué)習(xí)深造、工作的能力。學(xué)生可以通過選拔進(jìn)入材料科學(xué)與工程或車輛工程專業(yè)的研究生階段學(xué)習(xí)，同時(shí)也提供赴美、英、法國(guó)等知名高校進(jìn)行國(guó)際聯(lián)合學(xué)位培養(yǎng)的機(jī)會(huì)，以培養(yǎng)在汽車工業(yè)領(lǐng)域國(guó)家急需之才。學(xué)生也可以經(jīng)過本科學(xué)習(xí)直接進(jìn)入汽車、新材料、新能源等相關(guān)行業(yè)工作。
4 結(jié)語(yǔ)
創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)的學(xué)生經(jīng)過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)的跨學(xué)科模式人才培養(yǎng)，將兼具材料學(xué)科和車輛工程的專業(yè)知識(shí)，材料研究和汽車工程開發(fā)相結(jié)合，在車用材料開發(fā)時(shí)直接掌握汽車應(yīng)用之需，而在汽車研發(fā)和生產(chǎn)、維護(hù)時(shí)則明晰各類車用材料的特點(diǎn)和可能面臨的挑戰(zhàn)。材為車用，車以材先，對(duì)于現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展和未來(lái)汽車技術(shù)源頭創(chuàng)新具有重要意義。同濟(jì)大學(xué)將在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)的建設(shè)中不斷探索，優(yōu)化并健全實(shí)驗(yàn)區(qū)課程體系，并由學(xué)科交叉型本科教學(xué)逐漸向教學(xué)、科研并重的研究生跨學(xué)科培養(yǎng)延伸，并希望在不久將來(lái)建設(shè)成一個(gè)汽車材料相關(guān)學(xué)科交叉新專業(yè)，為我國(guó)汽車工業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供強(qiáng)力支持，同時(shí)為高等教育跨學(xué)科融合式人才培養(yǎng)樹立典范。
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