材料科學與工程專業精選(九篇)
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第1篇：材料科學與工程專業范文
中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）06-0180-02
貴州省是航天航空產品生產研發基地集中地區。近年來，隨著先進制造業引進涌入，對材料學科專業相關從業人員的需求量大為增加。然而，貴州大學材料科學與工程專業的設置是以傳統金屬材料方向為主，與高新制造業對材料壓力加工、材料質量檢測方面的人才需求有些錯位。單一專業方向培養模式，與社會需求和行業發展分工明確細化顯得不適應、脫節。學生不能根據自己的興趣、個性、就業愿望選擇專業方向，制約了學生的多樣化、個性化發展及創新能力的培養[1-4]。此外，貴州師范大學、貴州理工學院等區域高校也相繼開設材料類學科專業，使得本地區材料學科畢業生數猛增，就業壓力增加，就業渠道必須拓展。
為了解決材料科學與工程專業人才培養模式不能完全滿足市場對人才個性化、多樣化的需求問題。依據貴州省材料產品制造業的發展現狀和趨勢，以及材料科學與工程專業學生就業市場現狀。材料科學與工程專業以專業特征為基準，面向就業市場，以學生為本，靈活設計金屬材料、壓力加工以及材料檢測及表征三個專業特色培養方向。通過構建方向課程體系，教學內容，教學方法、手段改革，加強師資隊伍建設，堅持知識、能力及素質協調發展，有針對性地著重培養學生創新能力和創新精神，強化學生多樣化、個性化發展，拓寬就業渠道。
一、特色專業方向課程設置
廣泛進行調研，重點了解金屬制造行業對人才知識、素質、能力的要求。我們按“通識公共基礎+夯實大材料學科基礎+明確專業專長方向”的方式實施材料科學與工程人才的培養，確定了具備相同口徑的通用基礎知識課程群和材料科學與工程專業核心課程群，為專業方向課程的學習奠定基礎。學生根據社會需求和個性特長，自主選擇專業方向，以滿足學多樣化、個性化發展需求。
通用基礎知識課程群主要包括公共基礎與人文素養等課程，重點培養學生文化素質、身體素質、思想品德素質。專業基礎課是課程體系的中心組成部分，緊密圍繞材料學科專業共性特征和人才培養目標設置，是三個專業方向共同開設的課程。避免課程間內容重疊，整合《固態箱變》、《金屬熱處理》、《熱處理新技術》三門課程課程為一門核心課程――《熱處理原理及工藝》，構建以《材料科學基礎》、《材料力學性能》、《材料分析方法》等課程組成的專業核心課程群[5]。便于學生掌握有關材料制備合成、組織結構、性能和使用效能等四要素構成的材料學科共性基礎知識規律。
專業方向課程群體與社會需求密切聯系，有不同特色的專業方向實用性課程群。金屬材料專業方向有《金屬材料學》、《鋼鐵冶金概論》、《有色金屬合金》、《復合材料》、《高溫合金》、《航天材料》、《模具材料》等課程。壓力加工方向有《材料成型工藝》、《軋制工藝學》、《擠壓與拉拔》、《塑性成形數值模擬技術》、《鍛壓設備與工藝》、《快速成形技術》等課程。材料檢測及表征方向有《材料性能測試技術》、《材料工業分析》、《無損探測》、《超聲檢查》、《渦流檢測》、《常用檢測設備與維修》等課程。
二、專業方向實踐教學設置
材料科學與工程實踐教學踐行“理論教學與實踐教學并重，更加注重實踐教學，偏重專業方向”理念。改革傳統實習教學模式，認識實習圍繞實習基地的制備（壓力加工）-檢測-裝配流程組織展開，學生初步掌握材料制備-組織結構-性能-使用效能為主線的科學研究方法。生產實習則各自偏重金屬材料、壓力加工、檢測與表征專業方向，身臨其境，與社會溝通，培養學生綜合應用專業知識解決相應的專業方向領域中的生產實際問題。近年來，本專業實驗室采購了透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀等大型精密儀器和實用設備，構建冶金制備、壓力加工和測試與表征實驗平臺，為培養不同專業方向學生的創新意識和實踐能力奠定了堅實基礎。按照自編的《材料科學與工程專業實驗教程》指導教材，以“課程綜合性實驗、專業方向綜合性實驗、專業綜合性實驗和創新創業實踐應用開放性實驗”分層次逐步深入展開。畢業論文環節實行導師制，采取自主挑選導師、過程互動的方式，激發學生研究創新的興趣，理論聯系實踐，培養學生的實踐認知和創新能力，保證高質量的畢業論文。近幾年共有10余篇本專業學生畢業論文獲學校優秀論文獎勵。
激勵學生參加著名專家和企業家講授高水平專業講座，讓學生了解專業方向前沿發展動態，新成果、新理論、新技術、新產品和新理念，拓寬學生的專業視野。鼓勵學生自由選題，
自主設計方案，申報大學生創新實驗項目。在導師指導下，獨立完成制備（加工）、檢測、表征、分析實驗過程。推薦優秀學生參加全國金相、節能技能大賽，提高學生主動學習興趣，并充分展示學生創新意識和創新能力。近年來獲國家級、省級、校級大學生創新實驗項目及SRT項目10余項，國家級節能大賽獲獎3項。
三、教學方法、手段改革
課堂教學中重視以學生為主體的教學原則，采用多媒體、科研成果案例、小組討論、精品課程交流平臺網絡等方法，將繁雜的概念、原理，產品制備過程，微觀組織結構以及性能檢測過程、檢測設備操作和維護過程等以形象化、動態化、具體化的形式，逐步深入，側重向各專業方向學生講授，利于提高學生學習的主動性和興趣，以及培養學生創新和批判性思維能力。《材料科學導論》實行雙語教學，學生閱讀翻譯外文文獻的能力明顯提高，有利于了解全球材料學科的前沿科研狀態和知識。在實踐教學改革中，材料科學與工程專業各方向充分發揮學院與企業的科研實踐優勢，拓寬就業渠道。從時間、教學內容以及管理措施上保證“以科研促進教學，更好地培養學生的創新能力和工程實踐能力”[6]。我院于2011年開始與臺灣義守大學合作辦學，材料科學與工程專業各方向選派1～2名優秀學生到該校學習，這將進一步探索出國際國內合作辦學之路，給本專業更多優秀學生優化知識結構、開闊學科視野提供跨校學習平臺。
四、加強師資隊伍建設
貴州大學材料科學與工業專業經過60多年的專業建設，儲備了大批的材料學科專家學者和寬厚的工程學術文化底蘊。近幾年，經過貴州大學品牌專業、省級示范性專業、國家一類特色專業，以及重點學科、碩士點、博士點授予專業建設，采用傳幫帶培養、引進、進修提高等方式，建立了一支教學、科研兼容，結構合理，愛崗敬業，勇于創新的專業方向教師隊伍。目前本專業共有教師15人，其中教授6人，副教授6人；博士5人，碩士5人。35歲以下教師全部在讀博士。本專業青年教師全部到省級材料結構與強度重點實驗室兼職，掌握大型檢測與表征儀器的操作和維護，為師生展開科研教學提供了技術便利。與貴州南方匯通、安大集團公司等校外實習基地建立了長期師資培養機制，以解決不同性質的企業生產問題為契機，與培養學生并舉，為各專業方向師生提供了科學研究和工程實踐的條件，目前有三位教師在這些企業攻讀博士后。加強教師隊伍團隊合作，鼓勵教師教學與科研并重。目前，本專業教師發表相關教研論文30余篇，出版教材《材料科學基礎》、《金屬材料學》、《材料科學》、《材料科學與工程專業實驗教程》等4部教材。《材料科學基礎》獲評省級精品課程，《材料力學性能》獲評校級精品課程，帶動了本專業方向課程的建設。
五、結論
與時俱進，貴州大學材料科學與工程專業緊跟材料制造業發展趨勢和用人市場需求，及時調整專業特色培養方向，不斷深化構建特色培養方向課程體系，改革教學方法、手段，加強師資隊伍建設等措施，逐步實現了專業“寬專業、厚基礎、高素質、重實踐、強能力”與培養方向專長化的有機統一，不僅彌補了現有專業培養模式的不足，而且也滿足了學生多樣化、個性化發展的需求，提升了學生就業市場競爭力。最近幾年，材料科學與工程專業學生就業率一直名列貴州大學前茅，獲得2011―2013年全校就業率一等獎，已呈現出學生就業自信、社會歡迎的良好互動局面。
參考文獻：
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第2篇：材料科學與工程專業范文
[關鍵詞]實驗室；實踐教學；工程實踐能力；人才培養
[中圖分類號]G642[文獻標識碼]A[文章編號]10054634（2016）05005103
0引言
“材料科學與工程”專業是一級學科專業，深刻理解專業內涵，是保證實現專業人才培養目標的關鍵。從培養專業人才的角度，專業教學自然包括學科理論知識與專業實踐能力協調統一的兩個部分。如何進行專業實踐能力的培養是高校普遍關注的問題，也是目前高校教育工作者的重點研究課題[15]。伴隨國家對教育的重視和大量投入，用于培養學生實踐能力的基礎設施得到完善。然而，這并不意味著專業實踐能力培養的問題得到解決，恰恰相反，社會要求高校改革實踐教學模式，培養高素質工程實踐能力人才的呼聲日益強烈。深刻思考高校實踐教學現狀，目光聚焦教學實驗室，高校教學實驗室的性質、作用與地位值得再審視。高校教學實驗室的建設方向對高校實踐教學模式改革的影響作用值得探究。
1從“材料科學與工程”的學科內涵理解專業實踐教學的涵義“材料科學與工程”學科是研究有關材料成分/結構、制備/合成、性能和使用效能及其關系的科學技術與生產。對此，材料科學與工程專業的基本教育要面向學科的要素，自然科學知識與工程技術知識應該是構成知識結構的主要方面。就理論教學而言，要以系統的知識學習和綜合思考能力培養為主，強調寬厚的基礎、學科知識橫向與縱向間的聯系。理論教學的核心任務，就是培養專業理論素質。實踐教學不應該僅是理論的再現和簡單證明，而是強調理論在應用中的相關性和綜合性，同時引導和激發學生走向科學研究和工程實踐的起點。實踐教學的任務和目的就是培養大學生獲取科學知識的能力與工程實踐的能力。基于此，確立了高校實踐教學改革以及實踐教學基地建設的方向。高校教學實驗室是完成實踐教學任務，實施學生工程實踐能力培養計劃的主體，高校實踐教學改革以及實踐教學基地建設的對象是教學實驗室（以下簡稱實驗室）。
2我國材料科學與工程專業教育的發展現狀對實踐教學的要求2.1重視寬口徑材料類人才的培養
材料類型已經覆蓋了金屬材料、無機非金屬以及高分子材料材料工程方面，覆蓋了金屬的成型與加工、無機非金屬工程、高分子材料工程以及冶金工程等。材料科學與工程專業的實踐教學應該與此對應，重視寬口徑的科學研究和工程實踐能力的培養[3]。
實際上，在專業人材培養過程中，各個學校依據自身條件和發展定位而限定“寬口徑”的“度”，即辦學特色。由此，也決定了“寬口徑的科學研究和工程實踐能力的培養”的實踐教學內涵對于每個學校來講是有一定限度的。實驗室對于實現“寬口徑”的科學研究和工程實踐能力的培養目的具有了可行性。
2.2培養模式由“專業培養”向“學科培養”方向發展各教學環節的學科性特點日益突出：在課程設置上，普遍注重學科式課程，專業課程已從中心地位轉向了載體地位；在課程內容上，圍繞學科發展和技術進步，培養學生適應社會科技發展的大方向。實踐教學與學科性內容的關聯性日益緊密[4]。例如，大功率X射線衍射儀、透射電子顯微鏡等高、精、尖設備大量向本科教學開放；普遍提倡本科生低年級開始進入科研團隊，參與導師的科研工作；畢業論文或設計題目普遍要求真題真做。實驗室對于實現寬口徑的科學研究和工程實踐能力的培養的有效性日益彰顯。寬口徑的科學研究與工程實踐能力培養的主體地位也日益凸顯。
2.3實踐教學方面的投入由基礎轉向專業
伴隨國家對教育的重視和大量投入，培養學生實踐能力的基礎設施得到完善，學生的實際操作動手水平、分析和解決問題的能力得到了明顯的提高。以天津理工大學為例，在經歷“十五”、“十一五”基礎實驗室專項投資建設基礎上，投資0.24億元進行了“十二五”建設，以學科與專業綜合建設作為重點，加強教學科研創新平臺以及人才培養質量建設。實踐教學方面的投入已由基礎轉向專業，投入的趨向突顯學科性。科學研究和工程實踐能力的培養越來越可以立足于實驗室。
2.4材料科學與材料工程相結合的綜合性人才的培養日益受到重視隨著社會的發展及國際競爭日趨激烈，社會對材料研究專門人才的需求淡化了材料科學與材料工程的概念，對材料科學與材料工程相結合綜合性人才的需求增加。
伴隨專業教學內容學科化、綜合化，實踐性更強，探索性更強。以專業認識實習或企業化的現場實踐為實施方式的教學模式呈現出不適應性。實驗室建設作為學校教學改革的重要部分，其建設易于朝向保障實現材料科學與材料工程相結合的綜合性人才培養目標發展。從高校的性質與任務、高校實驗室建設的目的，以及從現實條件來看都是符合邏輯的。
3高等學校實驗室實踐教學現狀的思考與改革措施3.1高等學校實驗室實踐教學現狀的思考
1） 以科學實驗教學涵蓋實踐教學。實驗室的實踐教學過于強調學科性：教學內容突出學科化，教學方式強調科學探索。與此對應，用于實踐教學的投資趨向于科學研究設備。實驗設備現代化、高精尖化以及專門化。這種實踐教學現狀使科學探索深度不斷加大，基礎實踐能力逐漸淡化。雖然對教師與大學生雙方的科學素質要求越來越嚴格，但基本技術的實際操控能力越來越弱化。如果以寬口徑的科學研究與工程實踐能力的培養標準來衡量高等學校實驗室的實踐教學，對學生工程實踐能力的培養會被弱化。
從材料測試分析方法的課程教學來講，由于側重電子探針、原子探針等現代分析手段，材料成分分析最基礎的化學分析方法被淡化，而化學分析方法是工程實際中測定鋼平均成分的基本方法。大學生就業主體還在企業，仍面向工程實際。大學教育，特別是工科的大學教育，工程知識的教學偏弱，大學生就業難，社會接受度低，這些也是需要考慮在內的客觀原因。
另外，先進科研手段層出不窮，先進工程技術不斷發展。在先進科技面前，面對高精尖、高價值科技手段，存在看得見卻摸不得的客觀現實。不能上手，實踐能力無從培養。
除此之外，在科技飛速發展的今天，要求大學生群體在一個相對較短的、確定的時間段內了解新的科學研究方法，培養出相適應的科學研究能力，是不可能的，也是不可行的。
2） 實驗室實踐教學存在明顯的教學實驗性。高等學校實驗室的實踐教學受傳統的思想影響，實驗教學依課程開設，且在內容上注重理論知識的驗證，正所謂教學實驗，而非實驗教學。而且，在實驗教學內容中對科學發現的歷史缺乏重視。科學發現的歷史，不僅在于體現知識體系的形成過程，有助于學生更好地理解、掌握知識，而且在于展現了探究科學的思想方法、在探究科學問題中所采用的技術手段以及技術手段的選擇使用、改進與發展的過程，這些恰恰表現的是工程實踐的核心內容。
在實驗教學形式上，所謂基礎性、設計性及綜合性實驗的劃分，多是從實驗內容的量、涉及知識性的面及工作難度角度，而非從實驗教學的內涵上來考慮。項目之間相互獨立，缺乏系統性，且實驗項目在內容設置上重復現象嚴重；實踐教學在培養學生創新意識、專業實驗能力及科學研究基本能力方面的主體地位與作用上沒有有效體現；學生創新意識不能得到有效激發；教學過程未能切實體現以學生為本、學為主體的教育理念。
傳統的實驗室教學模式不適應寬口徑的科學研究與工程實踐能力的培養這一實踐教學的內涵，實驗室教學的實質作用未有效體現。
3） 高校實驗室教學的優勢尚待發揮且不能與工程實踐相協調。按照傳統觀念，實驗室的實踐教學注重科學理論相關的工作。在此觀念下，設立的實驗室多屬于科學實驗型實驗室，而非工程實踐基地。為彌補這一不足，高校多致力于建設校外工程實踐基地，使本屬于學校自身的實踐教學體系，被分成校內的實驗室實踐教學與校外的工程實踐教學兩部分，使得科學研究和工程實踐能力的培養出現脫節，不能協調統一。
校外實踐基地的建設有效支撐高校實踐教學。因而，許多高校大力建設校外產學研基地，實施“卓越工程師”培養計劃等。在“十二五”期間，天津市投資了4.25億元用于實施卓越人才教育培養計劃，建設10個可共享的工程實踐教育中心。在實踐中發現，所謂工程實踐基地實踐教學的內容與形式偏向工程，一定程度上弱化實踐教學的科學研究與工程實踐能力的協調統一，對材料科學與材料工程相結合的綜合性人才培養目標的實現具有一定局限性。同樣，工程實踐基地建設為適應科技飛速發展的現實，滿足大學生群體在一個相對較短的、確定的時間段內掌握不斷涌現的新的科學技術是不可能的，也是不可行的。另外，由于企業客觀現實的限制，校外產學研基地的工程實踐教學效果確實大打折扣。況且，在信息交流高度發展的今天，是否需要花大力氣建設校外產學研基地以完成工程實踐教學是一個值得商榷的問題。
3.2高等學校實驗室實踐教學改革措施
1） 提高對實驗室工作重要性的認識。高等學校實驗室是學生實踐能力培養及實施工程素質教育的重要場所，保證教學質量及實現人才培養目標的重要基地。黨的十八屆五中全會已經明確，內涵發展、提升教育教學質量是“十三五” 高等學校改革的核心。必須樹立以學生為本，實施知識傳授、能力培養、素質提高協調發展的實驗教學觀念，提高實驗教學對培養創新型人才重要性的認識，深化實驗教學改革，支撐教育教學質量的提升。
2） 加強實驗室建設，深化實驗教學改革。首先，通過管理體制創新，實現實驗室的角色轉換。高等學校實驗室建設，要以深化改革現有實驗教學體系和管理體制為核心。通過體制創新，打通實驗教學與理論教學的教師身份界限，在建立起滿足實驗教學需要的高素質實驗教學隊伍基礎上，形成設備先進、資源共享與開放服務的實驗教學環境，提高實驗教學水平，支持實踐教學質量的提升，使實驗室真正成為實施實踐教學任務的主要基地。
其次，通過理念創新，打通科學研究與教學實踐之間的界壘，有效地實現教研相長，培養了學生的實踐能力。通過理念創新，形成科學研究與教學實踐協調一致、科研研究室與教學實驗室協調統一的機制，實現教研相長。學術性的教學模式，打通了科研研究驗室與教學實驗室的管理界壘，專業教學任務由團隊協調處理，應該是一個積極的探索。
第3篇：材料科學與工程專業范文
關鍵詞：協同創新；材料科學與工程；工程實踐
作者簡介：張旺璽（1967-），男，河南淮陽人，中原工學院材料與化工學院院長，教授；彭竹琴（1964-），女，河南三門峽人，中原工學院材料與化工學院，副教授。（河南 鄭州 450007）
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0181-02
一、專業發展背景及工程實踐教育面臨的主要問題
我國現有高等學校中有170多所大學設有材料科學與工程類本科專業330個（包括金屬材料工程、無機非金屬材料工程、高分子材料工程、復合材料工程、冶金工程、材料物理、材料化學等專業），各學校由于發展的歷史不同形成了各自的特色，適應了社會發展對不同材料的人才需求，為國家培養了大量的材料科學與工程技術人才。[1]新材料是21世紀支柱產業或戰略性新型產業之一，材料科學與工程學科不斷快速發展與演化，新知識、新理論、新方法、新技術層出不窮，學科交叉日益深化。同時，隨著社會經濟的快速發展，高新技術產業急速發展，人民的生活質量日益提高，基礎產業需要改造和不斷升級，這些重大需求都對材料科學與工程專業人才培養提出了更高要求。
中原工學院是一所省屬地方普通高等學校，長期具有明顯的紡織機電行業特征。經過50多年的奮斗歷程，現在已經發展成為以工為主、以紡織服裝為特色，工、管、文、理、經、法、藝協調發展的教學型大學。為適應學校的規模發展和學科、專業建設的需要，學校于2002年設立了材料科學與工程本科專業。對于一個快速發展的省屬地方高校來說，由于專業設立時間不長，資本投入不足，高層次人才匱乏，材料科學與工程專業發展面臨很多問題，因此如何培養適應社會和科技發展需求的具有較強工程實踐能力的高級應用型人才，成為目前最迫切需要解決的問題。[2]
教學過程中存在的影響工程實踐能力提高的主要問題有：專業辦學歷史較短，校內實驗教學條件不足；校外實習實踐教學時間不充分、效果差；實踐教學組織和管理不能滿足工程實踐能力培養目標的要求。
二、建立有區域優勢特色的協同創新中心
2011年總書記在慶祝清華大學建校100周年大會上提出，要積極推動協同創新，通過機制創新和政策項目引導，鼓勵高校同科研機構、企業開展深度合作，建立協同創新的戰略聯盟，促進資源共享。2012年教育部實施了以推進協同創新為核心內容的“高等學校創新能力提升計劃”，即“2011計劃”。推進協同創新成為國家全面提升高等教育質量的重要戰略舉措。在這一背景下，中原工學院積極聯合相關科研院所和行業知名企業等單位，建立了校級“超硬材料制品工程”協同創新中心。
選擇超硬材料制品工程這一方向作為材料科學與工程學科的協同創新中心是基于如下考慮：中國是世界上超硬材料生產第一大國，占全球產量95%，而河南省是超硬材料大省，產量占全國的70%以上。河南省是全國唯一的“國家火炬計劃超硬材料產業基地”、全國唯一的“超硬材料特色產業鏈”建設基地。目前河南省超硬材料產業已形成明顯的產業鏈，專業化特點明顯。鄭州是我國超硬材料及制品產業的主要發源地和行業中心，是技術和人才的輻射源，是我國超硬材料的重要生產研發基地。根據服務于中原經濟區建設的要求，作為一所地方高校，選擇具有突出區域特色產業優勢的超硬材料制品工程建設協同創新中心，通過建立協同創新聯盟，真正促進政產學研用緊密協作，是實現人才培養工程實踐能力快速有效提高的新要求。
三、通過協同創新提高工程實踐能力的路徑和效果
1.促進校企科學研究水平提升
作為一所地方高校，教師的科研活動受到實驗室條件、儀器設備、研究經費和研究人員等多方面的制約，原創性、高層次的項目難以立項。為了完成學校對科研經費任務的考核，教師們主動到企業聯系橫向課題。材料與化工學院也有目的的組織教師到企業進行產學研合作、培育科研團隊。通過產學研合作，以企業為主體，以市場為導向，教師有了科研項目、經費，研究的課題解決了企業的實際問題，雙方受益形成了良性循環，不斷擴大了雙方合作的空間。
協同創新中心把企業同高校、研究機構結合起來，實現了單個主體所無法實現的組織目標和結果，類似于復合材料因為基體材料和增強材料的協同作用，使得復合材料的某些性能既優于其基體材料，又優于增強材料。企業同高校、研究機構協同創新的效率遠遠高于企業獨立創新和模仿創新的效率，[3]尤其是通過協同創新中心建設的實施，協同創新聯盟各方都感受到了實實在在的受益，效果顯著。協同的本質是復雜系統中各子系統相互協同和作用，以實現單個主體所無法實現的組織目標和結果。如2011年由中原工學院提出，把與鄭州華晶、鄭州三磨所三方合作多年的“觸媒法合成高品級金剛石關鍵設備與成套工藝技術開發”項目，聯合申報國家科技進步獎，最后該成果獲得了國家科技進步二等獎，對提升學校美譽度和企業創新能力及聲譽具有重要影響。
2.促進共建科學研究平臺建設
作為一所地方高校，設備投入和實驗室條件都很有限。中原工學院通過實施協同創新，聯合鄭州三磨所、鄭州華晶、中南杰特、河南富耐克等國內知名研究所和企業，申報共建了高檔超硬材料工具河南省工程實驗室、鄭州市金剛石鋸切工具工程技術研究中心。另外，還聯合鄭州博特硬質材料有限公司共建了鄭州市超硬復合材料刀具工程研究中心。協同創新思想突破了傳統線性、鏈式創新模式，呈現出非線性、多角色、開放性的多元主體互動協同特征。通過實驗室共建，共享分析儀器和實驗設備資源，促進了人員交流，提高了科研效率。
3.促進教師工程實踐教學水平提高
在協同創新中心，學校與研究所、企業各方可以實現有條件的互相兼職和聘任。材料與化工學院根據政策，通過“博士服務團”、“企業博士后科研工作站”、“科技特派員”等多種形式選送教師到企業掛職鍛煉。如材料與化工學院一教授通過與許昌恒源公司的合作，作為帶頭人建設了“基于發制品用途的化學纖維綠色工藝技術研究”河南省創新型科技團隊。現在材料與化工學院大部分教師都有了在企業工作或兼職科研工作的親身經歷，學生感受到教師的授課不再空洞乏味，而是非常實際和富有興趣，對提高材料科學與工程專業學生的工程實踐教育教學質量具有較大影響。
4.促進創新人才培養模式優化
“協同創新”已經成為學校人才培養活動中的重要理念，并在教育實踐中形成了一系列富有成效的人才培養模式。[4，5]通過協同創新使原本各單位獨立的資源變成了創新聯盟內共享的資源，一些潛在的能量得到了充分釋放。形成的新機制和新體制為協同創新各方激發了無限生機與活力，對人才培養模式的影響尤其深刻。協同創新實施之前，按照傳統的人才培養模式，理論教學和實驗教學都在學校內進行，全部由高校教師授課，教學效果不理想，學生普遍感到枯燥乏味、不感興趣；而需要到企業進行的認識實習、生產實習和畢業實習等實踐教學環節，由于資金投入不足和企業不愿意接待等諸多難題，實習質量大打折扣，學生的實習環節基本上變成了“參觀”，走馬觀花下來，學生受益很少。協同創新實施以后，學生可以根據個人愛好加入不同的科研興趣小組和導師制教學團隊，學生到企業“出入自由”，在科研中遇到的實際問題，可以及時在企業聯絡員的幫助和許可下到現場獲得第一手資料與信息，隨著參與時間的延長，學生很容易親自動手進行操作。在課堂教學環節，聘任了企業技術人員和高層管理人員為學校兼職教授，可以給學生進行生動的具有豐富實踐經驗的教學，學生的興趣明顯提高，也收到了良好的教學效果。
5.促進學生工程實踐能力提高
通過協同創新工作的不斷深入，科研促進教學的效果極其明顯。教師聯合企業進行科學研究，把獲得的成果有針對性的在教學過程中傳授給學生，這種知識的傳授不僅可以在理論課堂上進行，也可在科研興趣小組的科研活動中進行；而同時學生在該科研創新活動中會發現很多問題，提出的問題也可反饋給教師。這種知識傳授和學習的過程是一個雙向激勵的過程，雙方通過互相影響和碰撞，教學效果和質量在潛移默化中快速提高。
學生在協同創新中心聯盟單位內共享資源，教育活動的空間和時間都被擴大，在參與科研和實習創新活動中，不僅可以使用實驗室、儀器和設備等硬件資源，同時還得到了研究所和企業技術人員及一線工人的親身教育，對社會及企業對人才的真實需求有了實在的認識和了解，對學習目的和就業導向有了明確的方向。在研究生教育和本科生畢業論文環節聘任研究所和企業技術人員為指導教師或合作導師已成為常態。
在參與科研活動時，學生能親臨企業參與生產一線的科研課題，通過解決實際問題和獲得一定的薪酬，不僅提高了興趣，感受到了成功的快樂，還能在自己實實在在的科研活動中提高工程實踐能力。通過接觸和工作實踐，學生畢業后能快速適應工作崗位，強化的工程實踐能力將會在新的工作崗位上充分顯現其效果，協同創新中心聯盟企業對此也非常認可。
四、結語
國家實施協同創新戰略的目的是把政產學研用具有不同功能的主體聯合到一起，產生綜合創新能力質變提升效應。中原工學院材料與化工學院結合超硬材料在河南省的區域優勢特色，聯合研究所和行業內知名企業建立了超硬材料制品工程協同創新中心，通過促進共建科學研究平臺、提升科學研究水平、強化教師工程實踐教學水平、革新創新人才培養模式和提高人才培養質量，獲得了協同創新中心聯盟單位的一致認同，大大強化了材料科學與工程專業工程實踐能力的教育教學效果。
參考文獻：
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[2]張旺璽，潘瑋，王艷芝，等.高分子材料與工程專業建設改革與實踐[J].河南化工，2010，27（5）：59–61.
[3]王子鎬.大力加強行業特色大學協同創新能力建設[J].北京教育高教，2012，（1）：14-16.
第4篇：材料科學與工程專業范文
一、金屬間化合物材料的概述和應用
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將是重要的新型功能材料和結構材料。金屬間化合物的歷史由來已久，金屬間化合物的研究已經成為材料科學研究的熱點之一。人們發現許多金屬間化合物的強度并不是隨溫度的升高而單調地下降，相反是先升高后降低。因為這一特性，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構材料的基礎。現在已研究出許多方法和措施，用來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成為有實用價值的結構材料打下基礎。金屬間化合物是航空材料和高溫結構材料領域內具有重要應用價值的新材料。金屬間化合物強度高，抗氧化性能好和抗硫化腐蝕性能優良，優于不銹鋼和鈷基，鎳基合金等傳統的高溫合金，而且具有較高的韌性，因此金屬間化合物被公認為是航空材料和高溫結構材料領域內具有重要應用價值的新材料。金屬間化合物材料作為近20年內才發展起來的新材料，相對于傳統金屬材料具有特殊的優點和規律，廣泛用于制備金屬間化合物基復合材料。金屬間化合物相對于金屬材料為脆性材料，相對于其他材料則具有一定的韌性，并且具有相當高的塑性。某些金屬間化合物還具有反常的強度-溫度關系，在一定的溫度范圍內，強度隨著溫度的升高而升高，這對高溫結構材料的開發和應用給予很大的希望。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合制備復合材料可以提高金屬間化合物材料的力學性能。
金屬間化合物具有一系列的優異性能是最具有吸引力的新一代高溫結構材料和表面涂層材料。金屬間化合物的種類非常多，近年來國內外主要研究集中于Ni-Al金屬間化合物，Ti-Al金屬間化合物，Fe-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研究和開發的較為廣泛。許多金屬間化合物材料已經用于鑄造，鍛壓和高溫熔煉等。金屬間化合物材料具有高溫強度好，高溫抗蠕變性能強，抗腐蝕性能好，抗氧化性能好等優點，且在一定的溫度范圍內金屬間化合物的屈服強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構材料，還存在硬度低，斷裂韌性差以及高溫強度低等缺點。將金屬間化合物與其他材料進行復合制備金屬間化合物基復合材料，以制備出兼具有二者優點的復合材料是當前的重要研究和發展方向。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，因而被認為是下一代高溫結構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化相制備金屬間化合物復合材料，即形成金屬間化合物基復合材料。可以向金屬間化合物中加入碳化物硬質相制備耐磨損的金屬間化合物基復合材料。金屬間化合物材料具有許多優秀的性能而被廣泛的應用到工程領域中。
二、金屬間化合物在材料科學與工程專業教學實踐中的研究和應用
金屬間化合物材料由于具有許多優異的性能而被廣泛的應用在工程領域中，所以應該在材料科學與工程專業的課堂教學和實踐教學中增加一些金屬間化合物的知識和內容。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，所以可以通過認識和了解金屬間化合物學習和掌握二元相圖的知識內容。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，高溫自蔓延反應合成法，機械合金化法，反應燒結法，粉末冶金工藝等多種方法。其中反應熔煉法是將不同種金屬元素放到熔煉爐中進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。高溫自蔓延反應合成方法是通過反應放出大量的熱量維持反應繼續進行最終形成所需要的金屬合金材料。機械合金化工藝過程是利用高能球磨機把兩種純金屬粉末放入球磨罐中并加入適量的添加劑進行球磨，粉末的制備由機械合金化過程完成，塊體的制備則由燒結過程實現，機械合金化工藝是一種固態反應的過程。機械合金化技術是近年來發展起來的一種材料制備方法，機械合金化工藝通過對粉末反復的破碎，焊合來達到合金化的目的，由于合金化過程中引入大量的應變，缺陷以及納米級的微結構，機械合金化制備的材料具有一些與傳統方法制備材料不同的特性。通過機械合金化工藝就可以制備出金屬間化合物粉末。粉末冶金技術是制備金屬間化合物材料比較常用的一種方法。以單質或合金粉末為原料，一般是先用塑性加工的方法把粉末制備成所需要的復合材料制件，然后在燒結同時實現了制件的成型。反應燒結法是將不同種金屬元素粉末通過熱壓燒結工藝或者常壓燒結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，制備工藝不復雜，所以對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與工程專業的實驗教學工作中。可以在實驗教學的課程中增加金屬間化合物材料的制備和性能的研究內容，例如通過反應熔煉法，機械合金化方法和粉末冶金法等制備金屬間化合物材料，并對金屬間化合物材料的結構和性能進行研究。通過以上實驗教學過程可以鍛煉學生的實踐能力和分析能力，還可以加深學生對材料科學與工程專業知識內容的認識和了解。在上述實驗方法中，其中機械合金化工藝是比較實用并且能夠在實驗室里進行的。機械合金化工藝是將兩種不同的金屬粉末混合并經過高能球磨過程制成金屬間化合物粉末，并通過燒結過程制備金屬間化合物塊材。機械合金化工藝可以在實驗室里進行，可以安排學生通過機械合金化工藝制備金屬間化合物材料。此外在本科學生的專業課程設計和畢業設計期間也可以安排學生進行金屬間化合物材料的制備和性能的研究工作。通過對金屬間化合物材料的制備和性能的研究工作，使得學生充分的認識和了解金屬間化合物材料的性能特點，并加深學生對所學習的材料科學與工程專業課程知識內容的認識和了解，使得學生對材料科學與工程專業的課程內容有一定的掌握和熟悉，并通過實驗教學過程提高了學生的實踐能力和分析問題解決問題的能力，擴展了學生的知識面。所以本文作者認為應該在材料科學與工程專業的實踐教學過程中增加一些關于金屬間化合物材料的實驗課程，并以金屬間化合物材料的制備和性能的研究內容作為實驗教學課程，這將有助于提高學生的實踐能力并擴展了學生的知識面，這為本科學生以后學習材料科學與工程專業的知識內容打下堅實的實驗基礎。
三、金屬間化合物材料未來的研究方向和發展趨勢
第5篇：材料科學與工程專業范文
關鍵詞：智能材料與結構；研究生教學；實踐與探索
中圖分類號：G6432文獻標志碼：A文章編號：
10052909（2015）02004103
智能材料結構是材料學與多學科交叉融合發展起來的高新技術結構，是集傳感、驅動及信息處理等功能于一體的功能性材料結構，具有自診斷、自適應、自學習、自修復、自增值、自衰減等六大生命功能 [1]。近20年來，智能材料結構隨著材料科學、力學、控制理論、計算機技術、信息理論等學科的發展已成為國內外最活躍的研究領域之一，國內外學者對智能結構的研究及探索不斷深入，智能結構領域及技術迅速發展[2]。智能材料與智能結構是力學的重要分支，其研究涉及土木工程、力學、材料學、化學、信息論、電子技術、機械工程、光學、計算機技術、仿生學、控制理論等一系列學科中的先進技術，同時引發出新的研究領域。如仿生機器人、結構健康監測、傳感材料、驅動材料、元器件及材料制造新技術和新的控制理論等[3]。
智能材料與結構在土木工程領域中有著巨大的應用前景，其發展不僅意味著增強結構功能，提高結構使用效率及優化結構設計形式，而且也打破了許多土木工程結構在設計、建造、維護和使用控制等方面的傳統觀念。目前，在土木工程結構領域，智能材料結構系統的應用主要集中在結構的健康監測，形狀自適應記憶合金材料及結構減振抗風降噪的自適應控制等方面[4]。為提高工程結構質量和結構安全性及使用可靠性，將智能材料中先進的自診斷理念引入研究領域，針對重大工程中結構損傷特征及應用對象和領域，研制應用于土木工程結構的主動減振、精密位移控制、損傷主動在線監測技術的智能材料與結構。
在土木工程專業研究生教學中開設智能材料與結構課程非常有必要。目前，智能材料與結構課程教學在課程體系上較封閉，學生知識面不夠導致
學習積極性不高，且由于該門課程學時的限制，教師授課時只能挑選部分章節講授，疑難問題不斷增加，給研究生科研指導不大，忽略了這門課程對研究生實踐能力的培養，嚴重影響了學生學習內容的深度和廣度。
文中針對土木工程專業研究生的研究及專業工作背景，將智能材料與結構課程作為選修課，對如何實現這門課程的教學目標，提高教學質量，提高研究生學習的科研興趣和實踐能力進行了思考，對這門課程的選修內容及教學、實踐、成績評定等環節進行了探索研究。
一、教學內容
智能材料與結構是以材料—器件—結構—系統為主線，將基本理論與工程應用緊密結合，從材料與智能、智能材料、智能器件、智能材料結構和智能結構系統等方面循序漸進地介紹智能材料與結構系統的基本概念、性能特征、發展和應用等。結合土木工程專業研究生研究課題及就業背景，選擇與土木工程行業緊密相關的智能材料與結構內容作為教學主講內容。
首先介紹智能材料與結構的一些基本概況，包括驅動材料、驅動器與傳感器，以及自適應復合材料系統中的模型與應用、自適應系統、旋翼應用、航空器控制和智能結構應用等。根據實例引入形狀記憶合金的概況，包括工作原理及應用，重點介紹形狀記憶合金在土木工程中的隔震體系、粘彈性阻尼器、自修復埋入式智能監測的實例。在工程結構無損中應用最為廣泛的領域中，需介紹壓電復合材料的力學原理及應用，重點介紹其作為智能驅動器與傳感器時在土木工程領域中結構健康監測方面的應用實例。在土木工程結構抗震設計中，介紹電/磁致伸縮與電/磁流變體的工作原理，磁致伸縮智能材料是一種磁致伸縮效應強烈，具有高磁致伸縮系數并具有電磁能/機械能轉換功能的材料。磁致伸縮材料作為智能材料與結構在土木工程領域中主要用于傳感、監測和遠距離信息傳輸方面，具有較好的應用前景。將智能器件置于土木工程結構中，實現其自適應的結構功能，主要介紹智能光纖材料的工作原理及其應用，復合材料中埋入光纖傳感器和驅動器是目前應用前景最廣、技術基礎最成熟的一種智能材料。最后對智能材料與結構的應用前景及發展進行總結和展望。
二、教學實踐與探索
（一）不同研究方向教師的正確引導
研究生階段的學習關鍵已不再是掌握某個知識點，死記一些書本知識，更重要的是培養學生的實踐創新能力，提高學生的自主學習能力，需要在自己學習的基礎上進行創新性思維，實現再創造，這就需要教師的正確引導。同樣在智能材料與結構這門課程中，對土木工程類研究生的教學，需要通過師生
互動形式展開，在課堂上進行課堂互動，讓研究生體驗從未知到新知的探索過程，將智能材料與結構系統的各個方面實行科普性的講解，促成研究生學習的主動性，教師的基本職能從“授”轉變為“導”，讓教師真正成為學生學習的導師。在學習智能材料與結構這門課程中，江蘇大學創新地采用多位教師講授同一門課程的方式，針對所學內容。選擇相關研究方向的專業課程教師來上這一章節內容。由于所選教師對研究方向的熟悉程度明顯高于以往同一位任課教師，這無形中大大提高了課程的深度和廣度，調動了學生學習的熱情，拓展了研究生科研知識面。
（二）理論聯系實際
智能材料與結構作為一門交叉性的課程，必須與實際相結合才能鞏固學習，激發學生的興趣。所以，在課程教學中，盡量多舉土木工程中的實例來說明各智能材料與結構的工作原理，可以從學生感興趣的結構和目前應用較廣的智能材料來闡述，如智能蒙皮、結構監測和壽命預測、土木結構的減振與降噪、環境自適應結構以及住宅智能化等。將理論知識寓于工程應用背景中，效果顯著。如在課堂上會增加手工制作環節，采用層合空心板制作橋梁模型，采用硬幣搭建省材工程結構，將智能材料的節能減排理念運用到結構設計中。
（三）板書與多媒體演示的結合
智能材料與結構課程信息量大，屬于多學科交叉綜合，不能完全采用板書教學，插入多媒體教學，可加快教學進程，提高教學效率，結合圖案或聲音，能大大提高學生的 學習興趣和學習積極性。與傳統的板書形式相比，多媒體教學信息量輸入緊湊，文字圖像信息清晰直觀，風格多樣，內容豐富，也能活躍課堂氣氛，增進教學過程中的互動。但當講解一些重要的力學基本原理時，也需要放慢講課速度，通過板書的形式來講解清楚，尤其是傳感器與驅動器等智能元器件的工作原理解釋。例如：在講解形狀記憶合金工作原理時，Ti-Ni合金的管接頭處于低溫狀態時，套在需要連接的兩根管子上，升溫到Ti-Ni合金母相狀態的室溫，套管內徑即可回復到原來的尺寸，從而把兩根管子咬緊，完成管子的連接。采用一個版面的動畫演示即非常形象直觀地向學生解釋清楚，可以從中插入大量的工程應用實例圖片和錄像，調動課堂氣氛。同時，在課堂教學中，增加與學生之間的互動，針對不同研究方向的研究生，選擇性地
講解智能材料與結構的運用問題，從而不斷提高學生的學習興趣。因此，在課程教學中板書與多媒體教學相結合更有助于土木工程專業研究生掌握智能材料與結構的相關概念，加深學生印象，提高學習效率。
（四）實踐能力的培養
以智能材料與結構課程中搭建土木工程結構超聲無損檢測平臺實驗為例，采用預埋損傷的標準試塊進行結構檢測（4學時+課余時間），構建一個自動監測、自動控制的橋梁監測系統模型，可將形狀記憶合金、磁流變材料及無線傳感理念融入其中，學生分組進行，最后分組比較創新性（4學時+課余時間），電測應變測量及應力計算（2學時）。
通過搭建實驗，進一步鍛煉學生的動手能力，訓練學生的研究方法，培養學生分析和解決問題的能力。在實驗課堂上，讓部分土木工程專業優秀本科生參與其中，學生通過實踐訓練把所學知識應用于解決科研問題。
三、成績評定
智能材料與結構課程共設30學時，其中實驗10學時，需要預修壓電測量學。課程教學分為課堂教學、研討、實驗三部分，考核方式采用筆試（閉卷）+平時成績+實驗成績，實驗成績通過三部分的實驗總結報告及學生答辯綜合評定。其中考試成績占70%，平時成績占10%，實驗成績占20%。通過智能材料與結構課程三部分的考核與過程管理，既考核了學生的專業基礎知識掌握情況，又考核了動手操作能力，更培養了學生的創新意識，開拓了視野。
四、結語
智能材料與結構課程列舉了很多實用性和工程性強的實例，融入了最新的科研成果，是一門理論與實驗相結合的課程。因此，該領域為廣泛新興行業產業的快速引進和應用提供了巨大的潛力。通過本課程的學習，研究生將了解智能材料結構在土木工程領域的最新動態和進展，為后續相關課程的學習及科研打好基礎。通過智能材料與結構課程在土木研究生教學中的實踐與探索，為土木工程專業研究生創新能力的培養提供了指導。參考文獻：
[1] 楊大智. 智能材料與智能系統[M].天津：天津大學出版社， 2000.
第6篇：材料科學與工程專業范文
關鍵詞： 高分子化學 高分子物理 生物功能材料 教學探索
高分子化學和高分子物理是高分子科學相關專業的專業基礎課。在專業課程設計中，一般兩門課程獨立設置，其中各占有48到72學時不等。我校的生物功能材料專業開設了高分子方面的課程，其中高分子化學與物理是該專業的專業基礎課。根據該專業特點，生物功能材料涉及領域較廣，從無機陶瓷材料到有機高分子材料都有涉及。該專業學生只需掌握有關高分子化學和高分子物理的基本理論知識和應用技能，因此我們開設了高分子化學與物理課程，所設學時為56學時，開設時間安排在二年級下學期，為三年級開設《高分子材料化學》等課程打下一定基礎。該課程內容涉及高分子材料的合成與實施方法，高分子材料的結構、性能、成型加工及其應用，是一門多學科交叉、實用性很強的學科。根據該課程具有涵蓋內容廣，物理化學和有機化學知識運用較多等特點，這樣有限的課時設置就給授課帶來了一定困難，導致學生在理解和應用本課程知識方面具有一定難度。另外，我校該專業物理化學課程設置在二年級下學期和三年級上學期，其中物理化學反應動力學部分講授時間較晚，這也給高分子化學與物理的授課帶來了一定困難。那么如何在有限的學時內系統地講授高分子學科基礎知識，是本文需要重點探討的問題。
1.選擇教材，合理安排教學內容
受授課學時的限制，我們選用的教材是化學工業出版社出版的《高分子化學與物理基礎》，由魏無際等主編。該教材系統地闡述高分子化學與物理的基本概念、基本知識、基本原理和基本測試方法，教材內容全面，難度適中，比較適合生物功能材料專業的教學要求。針對課時較少的現狀，我們對教學內容進行了合理安排。對于高分子化學部分，重點講解高分子的基礎概念、縮聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、陰離子聚合等內容，自由基共聚合、陽離子聚合、配位聚合等可較簡單講解，聚合物的化學反應章節主要由學生自學。這樣既保證了學生能夠掌握高分子化學的基本概念及反應，又沒有因為課程過難給學生造成學習困難。對課程中的某些內容，例如聚合動力學的推導，在物理化學中化學動力學部分還沒講解的情況下，我們在教學中不要求學生記住所有推導和公式，僅提出聚合動力學基本知識，引導學生自己進行動力學推導。對于高分子物理部分，我們重點講解高分子的結構、高分子的分子運動、力學狀態及其轉變，簡單講解高分子固體的基本力學性質、高分子溶液的基本性質章節，對高分子電學、熱學和光學的基本性質章節主要由學生自學。這樣課程的安排，重點講解能夠加強學生對高分子學科基本知識的掌握；簡單講解能夠擴大學生的知識面、引導有科研需求的學生課下加強該部分內容的掌握；自學部分主要為了深化學生對高分子學科知識的理解。重點講解、簡單講解與學生自學相結合的教學方法，突出了本課程重點、拓寬了學生知識面，克服了高分子學科教學中內容多、概念多、數學推導多等難于克服的難點。
2.理論聯系實際，提高學生學習興趣
高分子化合物廣泛存在于日常生活中，如穿著用的化學纖維、自然界存在的棉、麻、絲綢等，食品行業中的蛋白質、淀粉、纖維素，建筑行業中用的涂料、各種高分子管材、膠黏劑、有機玻璃，行駛工具中應用的橡膠、工程塑料、增強纖維等。高分子科學在人們的日常衣、食、住、行中發揮著極其重要的作用，其是一門應用基礎型的學科。高分子化學與物理的教學，單純的講解很難引起學生的學習興趣，教學效果不顯著。為提高學生學習興趣，我們在講解基本知識的同時，注重理論和實際相結合，列舉了大量實例。例如講解縮聚反應時，對滌綸、尼龍等一些重要的縮聚物的生產原理進行了重點講解，對聚乳酸生物材料進行了系列概述，包括其生產方法、原理和應用等；自由基共聚合部分，講到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS樹脂）、丁苯橡膠（SBR橡膠）等一些著名共聚物和常見聚烯烴產品及它們的制備原理、主要性能和用途。其中舉例聚四氟乙烯（PTFE）用于流量泵、反應釜內襯和攪拌棒外面涂層，聚氯乙烯（PVC）用于各種集成吊頂和各種垃圾袋等。在高分子發展史中，講授諾貝爾獎成果和獲得者的發明典故，例如電高分子的發現、齊格勒-納塔催化劑的發展，以增強課堂的趣味性；講述了第二次世界大戰期間高分子的發展典故。此外，讓學生翻看塑料水杯的材質、衣服標簽讓學生認識各種標志上一些材質的名稱，指出我們的水杯、服裝由哪些合成高分子構成，并討論目前常用的化學纖維名稱和聚合原理；通過舉例講解方式，激發學生自主學習興趣。
3.多媒體與板書教學方法相結合，提高教學質量
高分子化學與物理基礎課程知識面廣，其涵蓋了高分子化學、高分子物理、高分子加工等方面內容。該課程教學信息量大、理論性強，學生理解相對比較困難。因此，我們在教學過程中注意多種教學形式相結合，提高教學質量。課堂主要采用多媒體教學方式，同時輔以板書講解，取得了不錯的教學效果。利用多媒體教學方法既能夠將理論的知識直觀體現出來，又能夠將難于理解的教學內容形象地展示出來，這樣可以使學生更容易理解所學內容。例如，在講解配位聚合時，利用動畫演示雙金屬活性中心機理和單金屬活性中心機理中單體分子的插入過程與鏈增長過程；自由基聚合實施方法中，利用制作動畫模擬懸浮聚合和乳液聚合過程中單體的分散過程，高分子物理中拉伸對高分子結晶形態的影響、動態黏彈性模型，等等。通過多媒體的運用，可以使抽象的教學內容具體化，有效提高學生學習的趣味性。多媒體課件也會存在一些缺陷，比如講課節奏過快，學生難以吸收；教師過于關注幻燈片屏幕，減少了和學生的交流互動，等等。在實際教學過程中，還應注意和板書的有效結合，對重點知識內容采用板書的形式進行講解，取得了不錯的效果。
4.網絡教學方法的運用
針對多媒體教學存在講課節奏過快，學生難以吸收等缺陷和板書教學進度緩慢等特點，對重要章節，我們采取課堂與課下網絡教學相配合的方法。網絡教學在原來多媒體教學基礎上，對教學過程和教學內容提供了全面支持。目前學校構建了一個比較完整的網上教學支撐環境，提供多媒體錄播室進行教學視頻的錄制，最后把課件與錄制視頻統一上傳到網絡教學平臺。網絡教學有許多傳統學習方法無可比擬的優點，例如學生學習自主性增強，真正發揮學習的主觀能動性，學生學習在時間和空間上少了許多限制，學習的探究性更加深入。另外，網絡背景下學生在獲取不同的資源時可以進行比較，相互之間取長補短，知識面更廣。隨著現在網絡技術的發展，學生可以在宿舍、教室和學校多媒體教室通過網絡對課堂內容進行學習。網絡教學方法的運用，大大彌補了課堂多媒體課件存在一些不足，大大提高了教學效率。
5.開展互動式教學，發揮學生的學習主動性
教學是教師和學生的共同行為，學生是課堂的主體，教師是學生學習知識的引導者。目前高校教學方式偏重以教師“教”為主，忽視了學生“學習”的主動性，學生始終處于“被動學習”地位。這樣的“被動學習”，導致學生具有學習壓力大、心理負擔重等特點。針對這一現狀，我們采取課堂互動的教學方式，包括師生提問、討論和學生上講臺相結合的方式進行教學活動，取得了一定效果。比如在下課前教師先提出下一節課的預習內容，提出一些討論問題，例如在講述縮聚反應時，提出不同聚合時間獲得聚合物分子量是否相同、什么樣的單體能夠發生縮聚反應、什么樣的單體能夠獲得支化的高分子等問題。讓學生通過查閱資料，自己尋找答案，并在下次課堂上讓學生進行討論，然后教師補充。這樣既提高了學生的學習思考能力，又增強了學生的學習主動性，提高了學習興趣。另外，我校為農業院校，雖然學習《高分子化學與物理課程基礎》課程的學生是非農業專業，但是部分學生畢業后或許從事涉農相關服務業。考慮到此種情況，我們在授課內容安排上，對目前農業應用的高分子材料和高分子在農業方面的潛在應用進行了討論，給他們提供了創造性思維。比如在講自由基聚合章節時，我們就對強吸水樹脂的制備現狀和發展前景，主要針對其在農業生產中的應用進行了講述，對高分子薄膜在農業中的應用及帶來的“白色污染”與應對措施進行了討論。通過這樣的討論，我們鍛煉了學生分析思考問題的能力，這為學生工作與科學研究的創新思維形成打下了基礎，提高了學生的學習積極性和學習興趣，加深了對本課程的理解。
6.結語
通過對本校生物功能材料專業《高分子化學與物理基礎》課程教學中的一些課程設計特點、面臨的問題及目前采取的措施進行了總結。《高分子化學與物理基礎》雖然是一門專業基礎課，但其理論性強、概念抽象難懂，如何讓學生在掌握該課程基本理論的同時，調動學生的學習積極性，培養學生的自主學習能力和創新意識，是教學工作中需要不斷探索的問題。我們將在總結已有教學經驗的基礎上，繼續對本課程教學方法的改善與創新進行探索，以提高該課程的教學質量。
參考文獻：
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第7篇：材料科學與工程專業范文
能源、信息和材料是現代經濟發展的三大支柱，而材料更是基礎。沒有先進的材料就沒有先進的工業、農業和科學技術．重大的技術革新往往起始于材料的革新。如20世紀50年代鎳基超級合金的出現，將材料使用溫度由原來的700℃提高到900X2從而使得超音速飛機問世。而高溫陶瓷的出現則促進了表面溫度高達1000~2的航天飛機的發展。近代新技術(原子能、計算機、集成電路、航天工業等)的發展又促進了新材料的研制。當前可稱為精密陶瓷時代、復合材料時代、塑料時代或合成材料時代等等。材料可以從不同角度分類．根據材料的組成可分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料(聚合物)和復合材料；根據特性和用途可將它分為結構材料和功能材料兩大類。結構材料主要是利用其力學性能，制造需承受一定載荷的設備、零部件、建筑結構等。功能材料主要是利用其特殊物理性能(電學、熱學、磁學、光學性能等)，用于制造各種電子器件、光敏元件、絕緣材料等。根據材料內部原子排列情況分為晶態和非晶態材料；根據材料的熱力學狀態分為穩態和亞穩態材料；根據材料尺寸分為一維(纖維及晶須)、二維(薄膜)和三維(大塊)材料等。
2“材料科學”與“材料科學與工程”
材料科學(MaterialsScience)~科伴隨著生產力發展和科技進步產生與發展。材料的各種性能是其化學成分和組織結構等內部因素在一定外界條件下的行為表現。研究材料主要是為了更有效地使用材料，即了解影響材料性能的各種因素，從而掌握提高其性能的途徑。材料科學是闡明材料的性能和行為與其成分及內部組織結構之間的關系。一般認為，學科間的區別不是絕對的。材料科學是由多種學科分化而產生，而又通過集成走向成熟的。材料科學產生之初，有學者認為：冶金學仍然是一門健全的學科，擁有基本理論、方法和界限，但隨著工程中日益不斷地使用聚合物、陶瓷、玻璃和復合材料，其研究拓展為材料科學(Calvert，1997)。20世紀50年代，材料科學(MaterialsScience)這一新概念，主要源于冶金學，1958至于959年間美國大學教育性質的改變和各種新材料科學研究組織的形成，是材料科學形成的標志。西北大學(NorthWesternUifiversity)是最早將材料科學作為系名的大學(1954年)，并為本科生的研究生開設了相關課程，出版了《材料性能原理(PrinciplesofthePropertiesofMaterials))(1954年)一書，材料科學領域已經發展出多個分支，包括固體物理、冶金學、高分子化學、無機化學、礦物學、玻璃與陶瓷技術。一門學術型學科抽涉及的范圍遠遠大于由大學里院系、學會和專業雜志所構成的群體，它是一所“看不見的學院(hwisiblecollege)”，它們的成員共享某一特定的研究傳統，學者們從中學到了基本的理論框架、操作規范和技術方法。DavidTumbul(1983)~E《對“材料科學”產生和發展的評述》一文中，將材料科學定義為：在超分子水平上表征，認識和控制物質的結構．并建立這一結構與性能(力學、磁、電等)間的關系，即所謂的超分子科學。
MSE(MaterialsScienee&Engineering)的概念最初產生于20世紀50年代，到1960年已經基本穩固建立。在COsMT(1974)的報告中，將MSE定義為：涉及將材料成分、結構和制備與其性能和使用建立關系所形成并應用的知識。1957年美國政府出臺了資助l2個相關實驗室計劃，首批三個材料科學實驗室分別建立在康奈爾大學、賓西法尼亞大學和西北大學。這些實驗室1972年由國家科學基金會(NSF)正式負責。此后各個大學教授的課程，也深受這些材料科學實驗室所從事工作的影響。1958年，為了更好地已經建立的新學科的特征，又在系保后面加上了。與工程，并開始了。材料科學與工程的教育，如牛津大學的材料科學系也簡單地更名為“材料系(DepartmentofMaterials)”。同期還有一批大學，如德克薩斯大學的奧斯分校等沒有設立材料科學系，但已經開始了系間合作，進行了與材料科學相關的研究生教育，通常這種教育也不僅限于在“工程學院”之內。雖然沒有這個系名，但老師的專業知識和研究生的研究工作集中在材料制備、固體化學、高分子工程與科學、X射線晶體學、生物材料、結構材料、材料理論和凝聚態材料及器件等相關領域。1964年麻省理工學院(MIT)也將系名以為“冶金與材料科學系”，1974年正式改名為“材料科學與工程系”。20世紀60年代，材料科學被引入歐洲的大學，如北威爾士大學、蘇賽克大學和伯明翰大學。1956年，中國在西方工作過的科學工作者們制定一份科學技術規劃時，認識當時的中國已經培養了具有金屬材料方面知識的科技人員，但對合金及其熱處理方面的科技人員數量不足，到1980年，已經有l7個院校的金屬物理專業改為材料科學專業。
第8篇：材料科學與工程專業范文
論文關鍵詞：跨專業；研究生；培養
隨著軍隊院校研究生招生制度的深化改革和招生規模的調整優化，跨專業招收、培養研究生在一些學科與專業正日益顯現并會更加突出。近五年來，在筆者培養的材料科學與工程專業工程碩士、同等學歷碩士、全日制碩士中，跨專業研究生占到了70%左右。分析跨專業研究生特點，研究培養跨專業研究生的有效措施，保證培養質量，提高培養水平顯得格外重要。
一、跨專業研究生的特點分析
1.生源和專業基礎分析
近年來解放軍軍械工程學院材料科學與工程學科跨專業招收的研究生主要有三種情況。
（1）跨專業調劑。由于受多種政策和因素影響，考生生源不足，上線研究生不多，夠復試條件的研究生數量小于招生計劃數量，每年不得不從其他富裕專業（通常是機械類專業）調劑研究生。這部分研究生除了在本科階段學習過40～50學時的“工程材料”課程外，基本上沒接觸材料科學方面的課程和知識。
（2）跨專業報考。這部分學生對材料科學與工程學科具有濃厚的興趣，立志從事材料科學與工程專業的學習與研究。為了考取研究生，他們自學了大量的“材料科學”課程，特別是對研究生入學考試確定的初試專業課程和復試專業課程下功夫較大，準備比較充分，成績也比較好，具有一定的專業基礎，但他們畢竟沒有系統學習過材料科學與工程專業課程，為了考取研究生，突擊學習痕跡明顯，死記硬背的東西較多，融會貫通、舉一反三、靈活應用的能力偏弱。
（3）為躲避研究生入學考試課目“數學一”而跨專業報考。我院材料科學與工程學科確定的研究生入學考試數學課目為“數學二”而非“數學一”，部分考生由于數學功底較弱，擔心“數學一”難度大，考不出好成績，受社會現實的驅動選擇報考了本專業，由于目的和動機不同，這部分學生材料科學的基本理論、基本知識、基本技能也較弱。
總之，跨專業報考的研究生相對于本專業研究生而言，在專業基礎知識的掌握和基礎理論積累方面比較薄弱。
2.心理和優劣勢分析
跨專業學習并不是一件簡單的事，一切從頭開始，這需要勇氣、動力和毅力。跨專業研究生能夠和本專業研究生坐在一起，站在一個起跑線上學習和研究，這本身就說明了跨專業研究生勇于挑戰、肯于付出和戰勝自我的精神。當遇到挫折、困難或不公正待遇時，跨專業研究生會表現出更加堅強的心態、信念和理想。
另外，跨專業研究生也具有非跨專業研究生所不具備的優勢。首先跨專業研究生大多具有交叉學科的知識結構，無論是基礎理論還是專業實踐，跨專業研究生受到來自不同學科方向文化和知識體系的熏陶，具有復合型人才的優勢；其次，跨專業研究生容易認識到自己的長處和不足，會注意取長補短，發揮長處。
二、跨專業研究生培養措施
1.搞好入學教育，樹立學習信心
材料科學與工程專業的本科生在大學期間除了學習高等數學、大學物理、外語、計算機等公共基礎課外，還要學習材料科學基礎、材料現代分析方法、材料制備工藝、材料性能分析、新材料、材料實驗、材料管理等專業課。本科四年的學習使得他們掌握了扎實的材料科學基礎理論知識，具有較強的實踐能力，建立起了材料科學概念，形成了材料思維習慣。而跨專業研究生在專業知識結構、知識積累上有所欠缺，常常會造成在進入研究生學習后“水土不服”、“消化不良”的現象，表現為不具備獨立思考問題和解決實際問題的能力，學習能力差，材料概念不清，不熟悉專業學術話語，缺乏創新思維。為此必須搞好他們的入學教育，糾正動機偏差，講清跨專業學習的利和弊，在認識差距的同時看到優勢，使他們明確學習目的，樹立學習信心，要求他們勇于克服困難，按期完成學業。
2.補修基礎課程，夯實專業基礎
對跨專業考入的研究生，解放軍軍械工程學院在課程設置上與本專業考入的研究生沒有區別，課程設置統一，培養計劃剛性，不考慮個體差異，不照顧個體要求。由于跨專業研究生與本專業研究生的專業基礎相差太遠，研究生授課教師往往顧此失彼，常常會使本專業的學生覺得授課深度不夠、提高有限，而跨專業研究生卻難以理解，從而使正常的研究生教學受到沖擊和困擾，影響教學效果。
材料科學學科具有一套獨立的理論體系和思維方式，它不僅在專業基礎上與計算機、自動化、電子類專業相去甚遠，而且思維方式獨特。盡管學生學習努力，但由于缺乏系統的材料科學基礎培訓和思維訓練，對材料類課程的學習難以擺脫夾生不熟的狀態，聽課的過程似乎明白，但難以用自己的語言表述出來并運用到實際工作中，對一些概念和理論似懂非懂。
授課教師應優化教學內容，注重因材施教。指導老師要加強個別指導，篩選本科階段“材料科學”3～5門重要核心課程作為補修課程，強化跨專業學生的“材料科學”基礎。為幫助跨專業學生建立對材料科學的感性認識，培養材料學思維習慣，安排他們到實驗室指導本科生畢業實習，做到教學相長。督導跨專業學生利用豐富的網絡資源自學相關知識，彌補跨專業研究生所需要的基礎理論未來向深度和廣度拓展的缺陷，從而為培養其研究能力、創新能力和綜合素質創造條件。
3.依據學生特點，選定研究方向
導師是培養研究生最為重要的環節，在研究生培養中起著其他個人和機構無法替代的重要作用。對學生的嚴格要求大多需要通過導師才能有效落實。導師在充分考察、了解學生的興趣和特長后，在征求學生意見的基礎上幫助其選好論文方向。如數學、計算機基礎較好的研究生更多地安排一些材料制備過程中與數值模擬、仿真有關的課題；動手能力較強而理論功底較弱的研究生，安排一些傾向于材料制備工藝方面的課題；機械制造專業的研究生安排一些注重與材料制備設備相關的課題，這樣有利于學生揚長避短，增強自信，提高對材料學研究工作的興趣。通過撰寫論文鍛煉和提高實際工作能力，他們畢業后達到與本專業生源同樣的培養質量。
4.凝煉導師文化，促進師生互動
（1）堅持師生在教育上是授受關系，導師處于主導地位。堅持師生在人格上是平等關系，導師應以尊重學生的人格、平等地對待學生、熱愛學生為基礎，進行正確地指導、嚴格要求和民主型的管理。
（2）堅持師生在道德上是相互促進關系。導師應該強烈感受社會的迅速變化和知識的不斷更新，加強與學生的互動，自覺不斷地自我充實和提高，不斷更新自己的觀念，形成有組織的討論、研究氛圍，在教育培養研究生活動中不斷發展自己。導師要注意對學生學習行為的觀察和評價，形成對學生新的了解和認識，及時修改對學生的某些要求與期望。導師通過自己的努力影響、感化學生，增進學生對導師的了解，從而激發學生更加自覺、主動地學習和工作。在研究生中間提倡互幫互學，博士生帶碩士生，高年級研究生帶低年級研究生，本專業研究生幫跨專業研究生，在研究生中廣泛開展學習研討活動。
5.加強學術交流，營造創新氛圍
要培養高質量的跨學科研究生，必須要有好的學術氛圍。廣泛開展學術交流，鼓勵學生參加多種多樣的學術活動，有利于學生了解本領域的前沿工作，提高專業水平和表達能力，有利于學生開闊眼界、拓寬知識面。近年來，我們堅持博士研究生在校期間外出參加學術交流會議人均不少于3次，碩士研究生人均不低于1.5次。研究生們通過參加國際、國內學術會議進一步了解到本領域科技與學術發展的信息，增長了他們的專業知識，提高了學術水平，拓寬了研究思路，并結交了一批同行，同時，也提高了他們對信息的認識程度以及捕捉、分析、判斷和吸收信息的自覺性。
6.嚴格跟蹤檢查，嚴把論文答辯關
嚴格研究生中期篩選制度，對課程學習成績出現黃牌的研究生進行個別談話，達不到要求的推遲開題。
第9篇：材料科學與工程專業范文
《晶體學基礎》是材料科學與工程專業的重要專業課程之一，也是進一步學習材料專業其他課程的基礎。本文根據材料專業《晶體學基礎》教學中存在的問題，從教學內容和次序、教學手段以及教學模式三個方面，提出了課程教學改革的詳細思路。
關鍵詞：
晶體學；教學內容；教學手段；研討式教學；教學改革
一、前言
《晶體學基礎》課程是為地質學、材料科學、礦物學等專業學生在完成高等數學、普通化學和物理學等公共課程后而開設的一門專業基礎課[1-4]。對于材料科學與工程專業的學生而言，《晶體學基礎》課程中的晶體結構、晶體對稱性、倒易點陣、晶體投影、晶體生長、晶體缺陷等晶體學基本知識，是進一步學習《X射線衍射》、《電子顯微分析》、《材料科學基礎》、《材料力學性能》以及《材料物理性能》等專業課程的基礎[2]。在材料科學領域，調控材料的性能是人們追求的目標。如果一種材料的成分確定，那么它的電學、光學、磁學以及力學等性能將取決于材料的晶體結構類型和晶體中存在的缺陷特征（如雜質原子的濃度、位錯密度和晶粒尺寸等）。因此，《晶體學基礎》課程的基礎知識不僅在材料科學與工程專業各門專業課程的教學中起到重要的作用，而且將對學生們將來的材料科學與工程實踐起到重要的指導作用。開設《晶體學基礎》課程以前，北京航空航天大學材料科學與工程專業的晶體學教學計劃主要安排在《材料科學基礎》課程中，大約講解4學時。另一方面，在《X射線衍射》和《電子顯微分析》等專業課程教學過程中，過去通常要利用2～4學時來講解布拉斐點陣、倒易點陣等晶體學知識。這使得部分晶體學知識被重復講授，而一些重要的晶體學知識沒有得到無法全面、系統和深入地講解。基于以上原因，北京航空航天大學自2010年起對材料專業的本科2年級學生開設了《晶體學基礎》課程。通過過去幾年的《晶體學基礎》課程教學實踐，學生們普遍反應對晶體學基礎知識的理解更加全面和深入了，同時在學習與晶體學相關的其他材料專業課程時，也更加得心應手。但是，目前的晶體學教學中還存在以下3個主要問題。
1.晶體學涵蓋的內容十分廣泛，它是多個學科的重要基礎課程，不同學科對于晶體學知識的側重點有所差別。目前，國內《晶體學基礎》的教材主要是面向地質和礦物專業而編寫的[5]，其包含的內容以及章節編排次序也是為了使地質和礦物專業學生更好地掌握相關晶體學知識而設計的。所以，現有教材的教學內容以及講授次序并不完全適用于材料專業《晶體學基礎》課程的教學。
2《.晶體學基礎》課程中包含著很多晶體學基本概念，同時還有非常抽象的宏觀和微觀對稱操作以及晶體的投影操作。在以往的晶體學教學過程中，主要借助一些靜態的二維或者三維圖片進行講解，其表現力度有限，無法有效地使學生理解和掌握抽象的晶體學基本概念和理論。
3.在《晶體學基礎》的授課形式上，過去主要以教師講授為主，學生主動參與較少。僅僅通過教師對《晶體學基礎》中復雜空間對稱變換進行講解，難以使學生深入理解晶體中對稱特點、內部質點的堆積規律以及復雜的空間概念。同時，這樣也不利于學生創造性思維和解決實際問題能力的培養。由以上分析可見，現有的《晶體學基礎》教學已經難以滿足材料科學與工程專業學生培養目標的要求。因此，我們有必要對該課程的教學內容、教學手段和教學模式進行改革，以充分調動學生的學習積極性和主動性，提高學生的學習興趣，使學生真正理解和掌握晶體學知識的精髓，為學生在將來的材料科學與工程實踐中打下良好基礎。
二、教學內容和講授次序的改革
目前，本校《晶體學基礎》的教學課時共32學時，與地質學和礦物學專業相比，總授課時間較少[3，4]。為了在有限的教學時間內講授材料科學專業學生所必需掌握的晶體學基礎知識，有必要將那些與材料科學專業相關性不大的內容進行刪減。例如，晶體理想形態和晶體規則連生方面的內容對地質學和礦物學專業十分重要，但是對于材料專業學生來說，只需要在課程緒論中加以概述就能夠滿足本專業的教學要求了。同時，對于后續材料科學的其他專業課程將詳細講解的知識點，也可以進行適當刪減，如晶體相變、晶體物理學等內容。另一方面，對于進一步學習材料專業其他課程而需要用到的一些重要晶體學基礎知識，應該增加講解內容的深度。例如，倒易點陣、吳氏網等基礎知識對于分析材料的微觀結構特征至關重要，但是，現有教材中的以上相關內容過于簡單，無法滿足材料專業學生的培養要求，所以，需要增加相關的授課內容。教學內容的變更促使我們進一步思考授課內容編排的邏輯性。由于晶體學授課內容和側重點發生了變化，所以，我們就不能按照現有教科書中針對地質和礦物專業的教學目的來安排授課次序，而應該按照材料專業對晶體學教學內容的要求，研究如何安排授課次序才能更有利于本專業學生由淺入深、循序漸進地學習相關晶體學基礎知識。例如，在講解晶體宏觀對稱性之前，有必要先講解一些典型晶體結構的實例，以幫助學生形象地理解復雜的空間對稱操作；將晶體的微觀對稱和空間群知識從原教材的第七章提前到第三章[5]，使其與晶體宏觀對稱合并成晶體宏觀和微觀對稱一章，這樣有利于從宏觀和微觀相互聯系的角度進行講解；另外，倒易點陣知識應該從原教材的第一章后移到第四章，在講解完晶體定向和晶體學符號之后，學生們熟練掌握了晶體正空間的晶面和晶向指數，此時講授倒易點陣知識更有利于學生理解復雜的正空間和倒易空間的相互變換。
三、教學手段的改革
《晶體學基礎》課程的難點是晶體宏觀和微觀對稱、晶體的投影以及內部質點的堆積。除了采用傳統的板書和二維圖形對這些晶體學難點知識進行講解以外，我們應該更加注重利用一些三維模型。例如，在講解晶體的球面投影和吳氏網過程中，利用地球儀作為三維實物模型，能夠更好地說明晶體的各個晶面在進行球面投影過程中的操作次序，以及解釋如何利用吳氏網來計算晶面夾角。在講解晶體的旋轉對稱時，可以利用一些特制的三維立體模型，形象地顯示出不同軸次的旋轉對稱；另外，在講解晶體的極射赤平投影時，可以針對一些具有特殊對稱特點的宏觀晶體，讓學生自己動手制作相關的三維實物模型，通過觀察各晶面的投影特點，加深對極射赤平投影知識的理解。同時，為了使學生更加形象地把握各種對稱變換特征和晶面投影規律，我們應該進一步利用三維多媒體軟件，制作一些三維動畫作為輔助教學手段[6]。這樣能夠通過三維旋轉來觀察晶體的宏觀對稱特點以及晶體結構中的質點（原子、分子或離子）位置，滿足晶體宏觀和微觀對稱要素及其操作等抽象教學內容的教學目的，使學生能夠直觀地觀察不同宏觀和微觀對稱操作的特點，從而加深對這些抽象晶體學概念的理解。
四、研討式教學模式的改革
本校《晶體學基礎》課程在開課初期的授課形式為大班整體授課，包括所有材料專業大二的學生（約150名）。由于聽課學生人數較多，導致教師難以實時掌握學生的聽課效果。故而，本校自2013年起對《晶體學基礎》課程進行了“小班化”教學實驗（每班70～80人），有效地提高了授課效果。但是，目前的教學模式基本上還是以教師的“填鴨式”教學方式為主要授課模式，學生缺乏學習的主動性，沒有積極地思考問題。因此，應該實現教師和學生共同主導本課程的教學過程，通過師生之間以及學生之間“研討式”的教學模式，使學生在研討過程中理解和掌握《晶體學基礎》的基本概念和抽象知識。針對每堂課的重點講授內容，教師在課堂中提出相關問題，將學生分成若干小組，每組4～6人，在教師的引導下，通過學生之間反復討論將復雜的晶體學問題進行逐步闡明，這樣也有利于檢驗學生對每堂課知識的掌握情況。同時，將分組討論的結果納入平時成績的考核體系，鼓勵學生主動提出問題，并積極地通過討論來相互啟發，進而解決各個難點問題。另外，師生應該充分利用本校在校園網上建立的晶體學課程中心平臺。一方面，鼓勵學生在網絡上進行自由討論，另一方面，讓學生針對以上問題在課堂上以小組為單位進行發言和討論。通過以上“研討式”教學模式及時獲得學生學習效果的反饋，從而調整講課速度，提高學生的學習效果。
五、總結
《晶體學基礎》是材料科學與工程專業的重要基礎課程，應該按照材料科學專業學生應該掌握的晶體學知識，優化編排授課內容和次序，提高授課效果；利用三維晶體學動畫模型，加深學生對晶體對稱要素及其操作等復雜晶體學概念和理論的理解；建立“研討式”教學模式，針對課程的重點和難點，提出學生課堂和課后研討的主題，檢驗學生對授課內容的掌握情況，提高學生通過主動提問以及相互討論而獲取知識的能力，最終使學生更好地掌握材料科學專業必需的晶體學基礎知識，培養學生分析問題和解決問題的能力。
作者：劉彤 單位：北京航空航天大學材料科學與工程學院 北京市材料科學與工程實驗教學示范中心
參考文獻：
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