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材料科學基礎

時間:2023-05-29 17:43:51

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,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篇材料科學基礎,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

材料科學基礎

第1篇

1傳統教學與多媒體教學的優勢與劣勢

1.1傳統教學的優勢與劣勢

(1)有利于控制課堂教學進度。傳統教學要求教師設計完整的教案和講稿,課前備課充分,有利于控制課堂教學進度。

(2)有利于學生手腦協調并用。傳統教學中的板書常寫常擦,要求學生集中注意力邊聽邊記筆記,鍛煉了學生的手、腦協調并用能力。

(3)有利于多種教學形式的組織與轉換。教師授課時可因時、因勢變換啟發、提問、討論等多種形式組織教學,避免單調。

(4)有利于達到教與學的情感交流與互動。傳統教學中,教師以獨特的教態授課,學生可適時表達體會或置疑,教師全程監控學生的學習動態和接收反饋以及時調整教學節奏,實現教與學的情感交流與互動。

(5)不利于課堂效率的提升。傳統教學中,大量課堂時間花在了板書文字和題圖上,如相圖單元,需要花相當的時間繪制相圖才能有針對性地講解;若板書過的重點在后續中需要強調時,往往需要重寫,使得課堂效率難以提高。

(6)不利于直觀、形象化授課。課程中的“材料結構”、“晶體缺陷”、“相圖”等章節,僅靠模型、掛圖,教師很難直觀、形象地授課,學生感到抽象、不理解。

1.2多媒體教學的優勢和劣勢

(1)直觀形象易擴充。好的多媒體課件圖文并茂、聲像共存,利于調動學生的多種感官和情緒學習;易于擴充課堂內容,再現或模擬教學場景。如在“晶體缺陷”章節,播放媒體文件“玉米粒的分布”和“毛毛蟲的運動”,學生會心微笑的同時恍然大悟,原來我們的生活中就有與之相關的事物。

(2)高效輕松易互動。把教學內容濃縮進電腦,而教師只需一只鼠標就可靈活實現各種教具及內容間的轉換,輕松提高授課效率;課后師生的交流與互動對于課程復習、學生創新能力培養很重要,多媒體教學提供了學習實時交流互動的可能性。

(3)重復再現易更新。課件可隨時拷貝幫助學生課后學習;授課時教師利用鼠標就可再現知識點;同一課程在針對不同授課對象時,電子版課件可方便地實時更新。

(4)不利于教學進度的控制。多媒體教學信息量大,教學進度快,學生易跟不上思路;有了課件,學生大都不再記筆記,注意力易渙散,教師難以控制教學進度。

(5)不利于師生情感的交流。在多媒體課堂上,教師失去了表演的激情,而學生也習慣了注目于屏幕,雙方交流出現真空,情感交流受阻。

(6)不利于學生能力的培養。課件中清晰的畫面雖直觀但制約了學生的想象力和創造力;課件頻繁切換使學生跟不上思路而妨礙學習、思考能力的培養;學生過分依賴課件,疏于對知識的梳理和總結,難以將知識轉化為實際能力。綜上,兩種教學模式各自存在固有優勢和缺點,就本課程而言,應結合專業培養目標,從以下幾方面力求兩者有機結合,推動課程教學改革發展。

2傳統與多媒體教學在材料科學基礎課程中的有機結合

2.1在教學理念方面的和諧統一

在高教課程體系改革深化的今天,課程學時數的減少與要求掌握的知識、信息量的增多的矛盾升級警示我們,傳統教育模式已不適應新形勢下教學改革的發展,因此必須更新教學理念,從教師為主體轉化為以學生為主體,實現自主學習和創新教育。而教學理念的轉變,首先在于教師觀念的轉變,教師只有充分意識到自身在教學過程中的地位和角色,才有助于學生主體地位的實現;傳統方式和多媒體技術作為不同形式下的授課手段,在教學理念的實現方面可以和諧統一。例如在“材料的凝固”一章中,用板書推導關鍵理論公式,能給予學生充分的理解時間,體現教與學的互動性,調動學生參與的積極性;而插播媒體文件演示金屬的凝固過程,則直觀形象地幫助學生理解和記憶,若再輔之以設問、置疑等手段,則不但可提高教學質量和效果,還利于學生創新思維和能力的培養。因此在新的教學理念的引導下,發揮傳統教學優勢,糅合先進多媒體技術,利于全面優化教學過程,提高教學質量和效率。

2.2在課件與教案要求方面的和諧統一

教案可以體現教師對課程的熟悉和掌控度,其邏輯性、條理性充分與否可以預測教師授課水平。那么在多媒體課堂,課件是不是可以完全取代教案而實現“無紙化”授課呢?答案顯然是否定的。高校教師要清醒地意識到多媒體不是課堂的“主角”,運用現代化技術是為了更好地解決在傳統教學中難以解決的問題,因此設計教案作為教師充分備課、系統整理授課思路的手段,依然不可或缺,而正因有了根據教學內容精心制作的多媒體課件,教案可以更加注重課程的系統化和條理化,而把需要擴展和具體化的內容在課件中以各種形式表現出來。例如在“相圖”章節,教案涵括了各小節的主要內容、承接關系、主要概念、重要定律等,而多媒體課件中具體的文字說明避免了低效的板書;可以再現相圖的繪制和分析的動畫過程、展示金相顯微組織圖片,避免了手繪相圖以及擺弄掛圖和模型的麻煩;利用可視化技術將三元相圖拆分、旋轉、重組,直觀表現出內部各個相區的位置和形態,避免了教師講不清、學生聽得一頭霧水的尷尬。多媒體教學作為一種現代教育的新型模式,追根溯源還是在傳統教學的基礎上繼承和發展起來的,教師應針對專業和課程特點,教學前充分分析和準備,設計提綱挈領的教案,編制獨具優勢的課件,結合教學的其他環節,相輔相成,切實提高教學質量和效果。

2.3在課堂教學組織方面的和諧統一

第2篇

關鍵詞:“材料科學基礎”;課程教學;改革

材料物理與化學是材料科學與工程的二級學科,“材料科學基礎”這門課程是連接基礎課與專業課的橋梁。學生在學習過程中普遍反映概念多、抽象、學習起來困難。對相關專業的學生來說,學好這門課程意義重大,筆者對這門課程的改革作以下探討:

一、精簡課程內容,保留課程精華

“材料科學基礎”內容繁多,在保證達到教學目標,保證教學質量的前提下,結合教學中的實際情況對該課程內容進行有目的的刪除和保留,使學生明確學習重點。

1.突出課程重點,讓學生學有所得

“材料科學基礎”涉及材料的組成、性質及結構等方面的問題,對材料及材料的使用性能進行了探討。“材料科學基礎”中公認的重要知識點有:晶體的結構、位錯、晶界、相及相的組成、組織特點、合金元素的作用及熱處理等,這些知識點環環相扣,內容繁多且對學生的理解能力要求較高。教師在課堂教學中應當注意與實際生活相聯系,運用生活中的物品、材料進行講解,加深學生對知識點的理解。

2.聯系學科進展,增添學生的學習興趣

當前我國載人航天及新功能復合材料領域與“材料科學基礎”的內容息息相關,學生對新事物往往有著好奇的心理,在授課時穿插一些建立在本課程知識基礎之上的科技前沿動態,通過新材料具體性能的介紹調動學生學習的積極性。例如:在講授晶粒的概念時,可以將納米技術的應用及進展介紹給學生聽,展現納米材料獨特物理化學性質,來吸引學生。

3.溫故而知新,讓學生所學的知識成為一個體系

科學編排“材料科學基礎”課程內容,教授新內容時,帶領學生復習上節課的學習內容,通過合理的教學安排使每節課的授課內容具有承前啟后的作用。學生學習新內容就不再感到突兀和陌生,有助于學生對整個課本知識的融會貫通,提高他們利用所學知識分析和解決問題的能力。

二、教學手段的改革

1.角色互換教學

傳統教學手法一般以教師為中心,教師的說教,學生只能被動聽課,容易造成學生聽課不在狀態,甚至酣然入睡的情況發生。為了避免這種情況發生,有必要將重心從老師轉移到學生身上,開展學生之間,學生和老師之間的互動。比如嘗試讓學生去講課,老師點評的辦法來提高學生的參與度。

2.多媒體教學

多媒體作為輔助教學的手段,能否利用好多媒體達到教學事半功倍的效果,關鍵在于老師的運用。多媒體教學應用較廣泛,但真正達到教學預期的目標比較困難。結合筆者經驗,在使用多媒體教學前,要做好所講內容的圖片,比如講授晶體時,就需要老師收集各方面資料,制作好晶體模型,以便學生可以對晶體結構有直觀認識。

三、對課程實驗的改革

要學好“材料科學基礎”,就需要理論與實驗結合,用理論來指導實驗,用實驗結果來驗證理論。一般來說,本課程傳統實驗主要安排有:鐵碳合金的平衡組織觀察、鋼的熱處理和硬度實驗、鋼熱處理后的顯微組織觀察和其他材料的顯微組織觀察等實驗項目。這些實驗多為驗證性的,不利于學生實驗創新能力的提高。我們可以對傳統的實驗項目進行變革,合理整合相關實驗,引進對學生創新能力要求較高的實驗來達到提高教學質量的目的。例如:我們可以將原本是幾個獨立實驗的鋼的熱處理和硬度實驗、鋼熱處理后的顯微組織等實驗合并起來,既避免了實驗耗時太長的缺點,又加強了學生對材料科學基礎重要知識點的理解。

支持學生對教學重點內容開發新的實驗,嘗試設計實驗方案,鼓勵學生運用實驗室的器材進行驗證,并對實驗結果進行分析。教師只要對學生的實驗步驟或目的提出合理化建議,有利于學生動手能力的培養,有利于學生自主創新能力的提高。實驗項目的確定,可以通過交流探討,發揚民主,結合課程、當地實際與學生興趣來進行選擇。

對“材料科學基礎”進行教學改革,要綜合考慮各方面因素,抓住學生的興趣,通過對教學課程的合理設置,教學方法的提高及實驗內容的創新來達到預期改革目標。筆者結合教學經驗對“材料科學基礎”課程的教學改革及探索作了簡單分析,還望廣大同仁進行批評指正。

第3篇

【關鍵詞】材料科學基礎;核心課程;教學質量;教學效果

材料是社會文明和科技進步的物質基礎和先導,材料科學和能源科學、信息科學一起被列為現代科學技術的三大支柱,其發展水平更是成為一個國家綜合國力的主要目標之一[1]。為了培養更多材料領域的人才,國內自20世紀70年代開始,在不同高校設置材料科學與工程一級學科并相應的開設了一系列材料相關的專業課程,而在這些課程中《材料科學基礎》的地位可以謂之為重中之重,它立足于闡明材料制備、組成、組織結構與性能之間關系的基本規律,訓練學生材料設計、材料性能和產品質量控制、材料開發與檢測的基本能力,在公共基礎課和專業課程之間起著紐帶的作用,對構建材料科學與工程學科人才整體能力結構、知識結構及素質結構具有奠基性的作用[2-3]。

具體到筆者所在的安徽理工大學材料科學與工程學院無機非金屬材料工程專業,《材料科學基礎》在學生大二學年下學期開放,是學生最先學習的一門專業課程,它既是學生學習后續各門專業課程的保障,也是學生以后從事材料相關生產和科學研究所必備的理論基礎,因而保證該門課程的教學質量意義非常重大。然而,就筆者備、授課的經歷來看,該課程具有術語概念多、涉及知識面廣及抽象枯燥等特點,學生在學習過程中不易抓住重點,且學習難度大,學生不易產生足夠的學習興趣,針對上述問題,結合本院的具體情況,筆者提出提高該課程教學效果的幾點想法。

1 重視基礎,注重術語解讀

針對無機非金屬材料工程專業的特點,筆者目前所使用的教材為武漢理工大學出版社出版,由張聯盟、黃學輝、宋曉嵐主編的《材料科學基礎》。該教材能較全面的覆蓋一級學科的基本內容,既闡述了金屬、無機非金屬、高分子等典型材料結構上的共性,又突出了無機非金屬材料的個性;既描述了崍ρ平衡狀態下的問題,又兼顧了非平衡條件下的材料結構的形成過程;既以材料制備、加工過程中的科學原理及共性規律為主,又兼顧了材料服役中的環境行為效應,做到了將科學與工程融為一體。但在教學時,筆者發現學生在自己研讀教材時會感覺到生澀難懂,究其原因是由于很多涉及到材料類的專業術語教材沒有詳細的介紹,而這些專業術語是學習材料科學的基礎,一旦一知半解、含混不清就會影響到對相關整個知識點的掌握,而一個個小知識點的理解不清最終導致學生對整門課程的掌握不到位,失去對課程的學習興趣。例如在學習第二章的晶體結構時,學生對晶面及晶界的概念理解不清,為此筆者做了很生動的動畫來解釋,單晶材料是由一個晶粒生長而成的,因而它只具有一圈大大的晶界,同時它的(hkl)晶面是唯一的平行族;而多晶材料是由多個晶粒生長而成的,因而它的晶界包括各個小晶粒一圈圈的界,同時每一個晶粒由于生長取向不同具有自己的(hkl)晶面,因而多晶材料的(hkl)晶面是多個相互交叉的平面。結合筆者的繪圖,學生很快對這些基本概念有了很深的理解和認識,因而在學習后續的結晶學指數、晶向與晶面關系等結晶學基本內容時非常順利,收到了不錯的教學效果。

2 突出重點,注重理論體系融會貫通

《材料科學基礎》這門課程內容繁多,在本院有限的72個學時里對每個章節均仔細講解,做到面面俱到是一項不可能完成的任務。因而,需要對知識點進行梳理,在有限的時間里突出重點,同時將知識點串聯起來,讓整個理論體系融為一體,這樣學生在學習完課程后也會倍感輕松,受益匪淺。例如在學習晶體結構時,考慮到金屬結構模型主要為等徑球體堆積模型,而無機非金屬材料的晶體結構主要為不等徑球體堆積模型,兩者的知識點是相通的。因而在講述時,筆者著重以金屬結構模型為例進行動畫展示,從立體結構的各個方向講述,如何堆垛,并結合制作的球棍模型讓學生充分理解最密排堆積及配位數這些基礎概念,學生對金屬堆垛有了全面、深刻的認識后,自己主動對教材上關于無機化合物的晶體結構進行理解,在提問時發現學生對AX、AX2、A2X3的空間結構均有著較正確的認識,抓住了重點,很多知識的傳授就變得容易了很多。另外,理論體系的融會貫通對該課程的學習也大有裨益,在學習鮑林規則時,筆者要求學生認真掌握鮑林第二及第四規則,運用第二規則去判定離子化合物的可靠性,運用第四規則去檢驗硅酸鹽晶體島群結構的穩定性,加深了學生對硅酸鹽晶體結構的認識,促進了學生對硅酸鹽晶體具有的結晶、解離及介電性能差異的理解。

3 拓寬專業,加強前沿成果介紹

由于我院無機非金屬材料工程專業的學生畢業后不僅是進入各種傳統建材(包括玻璃、水泥、陶瓷、耐火材料)企業工作,近幾年的簽約情況看相當部分的學生最終會從事納米、新材料開發等領域的工作。拓寬專業,在教學中適度的把目前社會上較前沿和熱點的知識引入課堂教學,并對傳統材料科學基礎教學內容進行適當的知識延伸和拓展,這不僅讓學生強烈地感受到科學發展的脈搏和動力,有效的拓寬學生的知識結構,開闊學生的視野,而且也給課堂教學增添了活力[4]。例如在講授共價鍵晶體結合時,筆者通過查閱最新發表的相關文獻,介紹了目前碳納米管和石墨烯的一些最新研究進展,結果學生在課堂上自發的展開了針對石墨烯結構與性能的討論,表現出對新材料探索的強烈欲望。事實表明,在教學中加強前沿成果的介紹能夠激發學生的學習興趣,大大提高《材料科學基礎》課程的教學效果。

【參考文獻】

[1]代凱.大學本科材料科學基礎課程教改初探[J].牡丹江師范學院學報(自然科學版),2011(1):66-68.

[2]潘建梅,唐麗永,喬冠軍.材料科學基礎課程教學改革的探索與實踐[J].廣州化工,2016,44(3):148-149.

第4篇

關鍵詞:解惑為道;課程線索;辯證法;傳授知識;啟發式教學

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)39-0093-02

《無機材料科學基礎》課程的前身為《硅酸鹽物理化學》,是我國各大學無機材料專業的專業基礎課。它包含水泥、玻璃、陶瓷等各門無機材料課程最基礎的理論內容,涉及晶體結構、無機材料熱力學和無機材料過程動力學等幾部分內容。過程動力學部分是本課程的重要內容,包含擴散、固相反應、相變、燒結四個部分。相比本課程中晶體結構和熱力學部分的內容,過程動力學課程具有各章之間聯系較弱、公式和數學推導較多的特點,是教學中比較難以把握的一部分。文章根據對本部分內容的教學體會,就該部分的課程線索、內容把握和教學方法等方面提出了一點看法,期待與各位同行交流。

一、從學生基礎出發,深入淺出解惑為道

師說云:師者,所以傳道、授業、解惑也。從古至今,為人師者均擔負著這三個重任。孔夫子的足跡遍布當年的六國,通過收徒授課的方式將他的儒家之道廣為傳播。但隨著網絡時代的到來,當今社會的教育尤其是大學教育有了新的特點。一方面,網絡帶來了爆炸型的知識增長,資訊高度發達,通過網絡可得到的信息相當豐富。另一方面,大學生的綜合素質也發生了飛躍,多元化的渠道使他們獲得知識相當容易,遠勝于老師所能傳授的內容。這種情況下,大學傳統的以傳授知識為目的教育模式受到了挑戰。在這樣一個時代,教學理念面臨轉變的必要性,為師者傳道、授業、解惑的三大功能中,前二者的功能一部分為網絡取代。因而解惑已成為大學老師幫助學生進步的最重要的內容。以學生已經具有的知識為出發點,找到學生的困惑之處,然后通過解惑,幫助學生加深對知識的理解,深入淺出地對課程內容進行剖析,將更有利于學生加深對所學內容的理解和掌握。在無機材料科學基礎的教學中,筆者就充分體驗到這種教學方法的益處。以相變為例,水結冰首先從邊上開始,這是很多大學生通過生活和互聯網的途徑早已積累的知識。但對為什么會這樣,在大學生中可能知道的比例并不大,這就存在了“惑”,有了“解惑”的必要性。通過這樣的解惑,筆者很容易地引出了“均勻成核”和“非均勻成核”的概念。在課堂教學中,筆者首先提出了大家所熟知的水從邊界結冰的事實,然后問學生為什么是這種情況。大部分學生是面露疑惑,很多學生更是議論紛紛。這樣,筆者就在學生已有的知識基礎上,找到了學生的“惑”。以解決這個“惑”為目的,筆者在一盤水中設定了二個參照點:盤邊、盤中表面以下。從盤中表面以下的水結冰講起,把冰的晶核考慮為球形,則得到了結冰所引起的界面能上升和冰粒自由焓下降的平衡關系,根據這種結冰時的體系自由焓平衡關系,由此得到均勻成核臨界核半徑的關系式。再考慮邊緣潤濕情況,考察形成該臨界半徑“球帽”所需要的晶相轉變數量,學生很容易就可得到這樣的結論:在邊界由于形成“球帽”,形成臨界半徑所需要的相變量比盤中表面以下結冰容易得多。正是通過以學生已有的水從邊上開始結冰的現象,通過為學生解決疑惑,筆者較為方便地解決了均勻成核和非均勻成核的知識傳授問題,深入淺出地使學生較好地掌握了均勻成核、非均勻成核的相關概念和機理問題。這樣的教學方法,以解決學生的疑惑為基礎,提高學生的興趣,取得了較好的教學效果。

二、確定各章關鍵詞,找到課程理論線索

無機材料科學基礎的過程動力學內容看似零散,其實也存在一個總體線索,一言以蔽之,就是以粒子微觀移動為本質,以體系宏觀變化為表象和目的。以粒子微觀移動和體系宏觀變化為著眼點,筆者在教學中嘗試確定了各部分內容的關鍵詞,確定課程各部分內容的關聯線索。擴散部分的內容,其微觀粒子移動的本質特征為擴散系數,其宏觀表象為體系中由于濃度差而引起的粒子移動的通量。而菲克第一定律和菲克第二定律則處理濃度差和通量的關系,這二者通過描述微觀粒子移動特征的擴散系數相關聯。空位擴散是無機材料的主要擴散機制,空位濃度及空位產生機制不僅對擴散系數產生重要影響,而且空位濃度差則導致產生通量。根據上述線索,本部分內容的關鍵詞可確定為菲克定律、擴散系數和空位擴散。固相反應一章中,最為令人注目的是一個轉化率的問題,是宏觀變化的表象。而大量的篇幅在轉化率如何計算,很多內容著墨于數學問題,固相反應的機制問題則牽涉到擴散能力也即擴散系數及擴散機制問題。反應機制的差別——化學反應控制還是擴散控制方面的問題,解決的粒子微觀移動的本質問題。本部分的關鍵詞為非均相反應、轉化率、反應機制。相變一章最關鍵的內容為在相變時界面對相變的阻礙,成核成長和不穩分解的機理的區別盡管說可以從分相引起的微小自由焓變化來加以判定,但從直觀的角度來講,界面的形成與否則更容易讓人理解。如果把著眼點定位于界面的產生與否,成核生長和不穩分解的很多問題就可以迎刃而解。從界面的角度出發,學生就很容易理解二者在勢壘、相變速度、擴散類型乃至分相初期形貌等方面的差別。該部分內容的微觀移動的本質問題為在界面作用下的微觀擴散機制的變化,其表象為分相初期的形貌。因而這部分的課程關鍵詞為界面、勢壘、擴散。至于燒結則相對復雜,涉及不同的燒結機理以及燒結過程中,涉及微觀粒子的移動問題主要有擴散、塑性流動、粘性流動和蒸發凝聚和溶解沉淀,其宏觀表象為顆粒堆積體的收縮。盡管從表面上看來,各種燒結機制之間存在很大的差異,但從本質上來看,燒結可以看成為粉體堆積體減小表面積為目的而進行的大顆粒吞并小顆粒(簡稱以大吞小),凹面吞噬凸面(簡稱以凹吞凸)的過程。可以將這部分內容的關鍵詞歸結為比表面積、以凹吞凸、以大吞小和體積收縮。綜上所述,以粒子微觀移動和宏觀變化的總線索為出發點,可提煉出各章的具有特色的關鍵詞,形成各章節內容的理論線索。掌握了這些關鍵詞,然后從微觀移動和宏觀變化對這些關鍵詞進行思考和分類,有利于形成課程的本部分內容的總體線索。

三、以辯證法為指導,掌握課程哲學內涵

眾所周知,哲學可對具體的自然科學產生指導作用,辯證法是哲學的重要內容,包括對立統一規律、量變質變規律和否定之否定規律。對立統一規律強調任何事物均有正反二個方面,且隨條件變化兩方面的主次地位可以發生變化,量變質變規律揭示任何事物的變化均存在一個“孕育和積累”過程;否定之否定則體現螺旋式上升過程和曲折性。無機材料科學基礎的過程動力學部分可找到反映上述三個規律的典型案例。無機材料科學過程動力學部分內容中能夠詮釋矛盾論的例子有很多,典型的為有極值點的一些曲線。以相變部分內容為例,成核-生長機理的相變尺寸和自由焓變化的關系曲線、成核速率和晶體生長速率與過冷度的關系曲線均存在極值點,它們體現的是矛盾主要方面和次要方面相互轉化的矛盾運動規律。筆者針對相變尺寸-自由焓曲線提出了相變尺寸增大導致體系自由焓下降這一矛盾的一個方面,要求同學根據極值出現的特點及矛盾論的基本原理,啟發學生找到矛盾的另外一個方面,通過主動思考,學生很容易地就理解了界面的形成對相變的牽制作用,通過矛盾主要方面和次要方面在一定條件下相互轉化的規律,理解了相變尺寸這一條件對自發成核的重要意義,并從哲學高度理解了臨界尺寸這一轉折點含義:顆粒尺寸增大而引起的成核自由焓下降的因素,和顆粒尺寸增大而引起的界面增大在相變過程中所起的牽制作用,這一對矛盾的二個方面,其主次地位發生了轉變。晶體-熔體相變的等溫臺階,則是質量互變規律的一個典型案例。眾所周知,平衡狀態下,相變處自由焓不變。以一級相變為例,在相變溫度處,ΔG=ΔH-TΔS=0。隨著外界熱量的不斷進入一個物相體系,體系的溫度升高。但當到達相變點時,盡管有能量進入,體系將在一個階段保持溫度恒定。這里存在一個質量互變規律,能量不斷進入體系,導致體系的混亂度增大,也就是熵增大,隨著量的不斷積累,混亂度達到一定程度,體系的性質產生了質變,由一種相完全轉變為另一種相。在相變溫度下停留的過程,是一個新相的“積累和孕育”的過程。在教學中,從辯證法的角度給學生講授相變過程中熵增大這一質量互變規律,有利于加深學生對這部分內容的理解。至于否定之否定規律,則是我們材料制備的目的。以陶瓷制備為例,其原料本為礦石,為具有強度的塊體材料。在陶瓷制備過程中,首先要破壞這些塊體,將其制成粉體,實現第一次否定過程,通過成形和燒結過程,又將粉體材料變成為具有強度的塊體材料,實現第二次否定過程。通過這樣一個否定之否定的過程,原來的塊體礦石,通過一個螺旋式上升的過程,形成更好服務于人類的塊體材料。在教學中,通過闡明這二個否定過程,可以啟發學生深入探索其中緣由,理解第一否定過程中由于能量通過球磨等過程進入體系,使物料比表面積增大,從而為第二個否定過程奠定基礎。并掌握在成形過程中體系在粉體表面能及水的表面張力的作用下形成塊體以及燒結過程中體系在一定溫度下表面張力降低的過程中的能量變化原理。學生可通過了解陶瓷制造過程中體系由塊體變為粉體,然后又變為塊體的否定之否定規律,深入了解在這一規律后面的能量方面的否定之否定規律即由礦石塊體的低表面能到粉體的高表面能然后又回到陶瓷塊體的低表面能這一否定之否定過程。從而加深陶瓷制備過程、燒結推動力及機理方面的理解。

網絡時代的教學,老師的職能——傳道、授業、解惑三方面作用的重要性發生了變化,解惑為道可提高學生學習的興趣,加深學生對課程相關內容的理解,提高教學效率和效果。以微觀粒子移動和宏觀變化表象為出發點,可確定無機材料科學基礎過程動力學各部分關鍵詞,通過這些關鍵詞,然后從微觀移動和宏觀變化對這些關鍵詞進行思考和分類,有利于形成課程的本部分內容的總體線索。從課程具體內容中尋找無機材料過程動力學部分存在的辯證法規律,通過揭示其內在的辯證法規律,有助于學生從更深層次掌握課程內容。

第5篇

關鍵詞:材料科學與工程;材料科學基礎;應用型本科教育;課程改革

在現代科學技術中,材料科學是國民經濟發展的三大支柱之一。近年來,我國在材料領域的發展突飛猛進。目前,國內眾多知名高校已經開設了材料科學相關專業,如清華大學、北京科技大學等開設了金屬材料學科;北京化工大學、浙江大學等開設了高分子材料;西北工業大學、中南大學等開設了材料加工學科等。2016年,合肥師范學院成功獲批了材料科學與工程專業,并開始招生。作為應用型高校,該學科的建設處起步階段,雖經過3年的教學實踐,但在專業課程設置、教學方法以及考核模式等方面存在很多的問題亟待解決。

1課程教學的問題剖析

材料科學與工程是研究材料的成分、組織結構、制備工藝和使用性能以及四者之間相互關系的學科,因而將成分、組織結構、制備工藝和使用性能成為材料科學的四要素,把四者聯在一起就構成了材料科學四要素的四面體結構,如圖1所示。《材料科學基礎》這一門課程便是以材料科學四要素為主要內容,從教學要求出發,著重于基本概念和基礎理論,并引導學生應用理論解決材料工程中的實際問題。該課程中材料學知識十分復雜,理論性強,涉及大量的名詞、概念等等,要求學生具有扎實的數學、物理和化學基礎。而對于我校本科生而言,大多數同學數理化基礎比較薄弱且在學習該門課程之前并未系統的學習過無機化學、物理化學等課程,因此在教學過程中會產生一系列的問題,主要表現為以下幾個方面:第一,該課程的部分內容理論性強且難度大,涉及大量的數學推導過程和復雜的文字解釋,使同學們難以理解和識記,因而易產生抵觸情緒,教學效果不理想。第二,在國內大部分高校,包括我校,目前該課程的教學方式仍以板書與多媒體教學相結合的方式。這種教學方式以文字、公式推導和曲線圖為主,圖片、視頻等影音資料很少,使得學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。考試內容多以課本上的概念、定理以及理論計算為主,應用類題目較少涉及,因而難以達到指導學生應用已學知識解決實際工程問題的教學目標。第四,目前國內外材料科學發展更新迭代較快,新材料、新技術、新工藝層出不窮,書本上的內容較為有限,在教學上應用部分課時講授材料前沿發展方向及應用,為學生就業及科研提供參考,培養學生的創新思維。第五,材料科學具有理論知識與應用廣泛結合的性質,在教學上,應該適當培育學生們的科研及實踐能力。因此,基于以上教學經驗中出現的問題,結合材料科學的特點,本文將以“夯實基礎、注重應用”為指導,探索該課程在教學內容、教學方法和考核模式等方面上的優化設計。

2課程教學的改革措施

2.1夯實理論基礎

材料科學基礎涵蓋較多的基礎概念,這些概念與科學研究及實際應用都有深刻的聯系。基礎知識的掌握程度對于學習材料科學非常重要。無論是前沿研究還是基礎應用,都需要有扎實的基本功。如利用高分辨透射電子顯微鏡研究材料結構時,需要掌握材料中原子排列的相關知識,包括晶面指數、倒易空間等;針對材料的拉伸或壓縮過程,需要掌握材料的彈性模量、屈服強度。同時,相關概念不僅僅只用于某一個領域,如關于材料結構,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。材料科學基礎的相關概念復雜難懂,且課時有限,教師在授課時應將相關概念的背景、定義及應用講清講透,確保學生理解和掌握,積累扎實的理論基礎知識。

2.2培養實踐能力

材料科學基礎是一門理論知識與實踐相結合的學科。其中,相關內容是從實踐的基礎上總結提煉得到的,如材料的相變,相圖的制作是根據各個成分及溫度下,進行熱處理得到的結果。本科生僅僅學習書本上的內容,很難建立起直觀的認識。在課程學習初期,教師應將材料科學基礎的理論知識與實際應用相結合、抽象概念與具體圖像相結合,以直觀性的事物或圖像引導學生對抽象性的理論進行掌握。如在學習晶體結構時,可用實物模型展示晶體的FCC、BCC等結構。在講解原子擴散時,提示學生通過想象構建原子在材料中運動的圖像。

同時,為使學生更加全面的理解所學內容,建議學校開設一定學時的實驗課程,如材料的熱處理過程、材料的力學性能、材料的微觀結構等等。使得在提升運用理論知識分析解決實際問題能力的同時,進一步鞏固自己的知識體系。此外,本學院的教師均有科研經歷,研究方向各有側重,如計算材料學、太陽能電池,催化、二維材料等等,有豐富的實驗經歷及理論知識。因此可以鼓勵學生在課外時間積極參與到教師的相關課題研究中,針對發現的問題,結合所學內容加以分析,進一步加深對知識的理解與應用。

2.3豐富教學方法

首先,科學合理控制每課時授課量。確保知識點高質量的被學生吸收,而非對學生進行數量上的灌輸。其次,調節授課內容的輸出速率。通過板書、調節語速等方式,在難點、重點如材料中的缺陷、擴散等知識點上講懂講透,使學生對所學內容充分吸納和梳理。再者,利用多種方法將相關概念實物化、圖像化。在學習材料的結構時,可以通過硬球模型展示材料中FCC,BCC等簡單晶體結構。在學習材料的力學性能時,可以利用多媒體技術,展示材料在受到壓縮或拉伸時的變形過程。此外,利用現狀網絡技術進行學習。利用微信、QQ等網絡技術,建立課堂內容學習交流群,以便及時上傳教學內容、作業,分享參考書目,解決問題等。讓學生充分利用課余時間主動學習,及時解決遇到的問題,進一步提高授課效率。

2.4把握學科前沿

近幾年,材料科學發展日新月異,前沿熱點難點時常更新,新材料、新技術、新工藝層出不窮。然而書本上的內容較為有限,針對材料科學的前沿進展,在課堂教學時應設置部分學時介紹材料科學相關進展,講授基礎知識在相關領域的應用,啟發學生的創新思維,為學生就業及科研提供參考。結合現有條件,可以邀請相關領域教師來校開展專題知識講座,講解本領域的研究現狀、前沿進展。授課教師也可以利用網絡技術,建立微信群或者微信公眾號,向學生推送材料領域最新的成果,文獻或者方法等等,營造良好的學習氛圍,培養學生對材料領域的興趣。

2.5完善考核方式

目前,對于材料科學基礎的評分方法,總成績中期末成績占到70%,平時成績占30%,其中在平時成績中平時作業占主要比例。由此可以看出最終成績主要取決于期末考試的成績,而平時成績主要取決于平時作業。結合教學經驗發現以下問題:①關于期末考試。僅僅只在期末考核一次,會造成學生在期末階段突擊學習,而忽視了平時的積累;②關于平時成績。平時作業在總分中占據20%左右的比例。學生往往偏重平時作業,而忽視其他課堂表現。教師難以對每個學生的課堂表現作出準確評價;③材料科學是一門實踐性和應用性較強的課程,在本課程的教學過程中缺乏相應的實踐課程。因此難以培養學生的實踐能力。鑒于以上因素,可以在材料科學基礎一課的成績評定制度上進行如下改進。

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。在檢驗前期所學內容的同時,及時發現問題并整改。將期中考試的成績按照一定比例納入到總成績中。在期末考試中,主要考核后期的學習內容,前期的學習內容也要有所涉及。其次,提高課堂表現的分值比例,建立周期性的課堂問答方法,如按照學號讓學生參與教學環節,確保至學習結束時每人都有機會能參與到課堂教學。對于主動提問,經常與教師討論問題的學生給予較高的平時成績。

二是設立相關實驗課程,考核實踐能力。材料科學是一門注重實踐的課程,書本上的知識點最終要運到到材料的實際性能、制備及應用上。紙上得來終覺淺,通過實踐考核可以綜合考查學生對于材料科學基礎知識點的掌握程度。如通過實驗方法畫制Fe-C相圖及分析合金的力學性能等。在畫質Fe-C相圖時,培養學生學會對FeC合金進行熱處理,得到不同成分下的合金相,并在顯微鏡下進行觀察、分析合金相的形成過程。在分析合金的力學性能時,培養學生學會如何對合金進行拉伸或者壓縮,并繪制應力應變曲線。進一步掌握根據得到的曲線分析合金的塑性變形、彈性變形及屈服強度等。

三是增加研究報告的考核形式。結合材料科學基礎的特點,由教師羅列出熱點領域,在班級分成若干小組,每個小組自行選取興趣領域,形成研究報告,并在課堂上以PPT的形式進行報告。講述該領域的發展現狀及問題,形成PPT并向老師和同學做報告,最后形成綜合評分。這一考核方式有助于培養學生的協調組織能力及團隊意識。在促進學生自身思考以及激發學習主動性的同時,也能讓學生及時了解最新的國際研究動態。

第6篇

關鍵詞 材料科學與工程專業 提升 策略

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

Combined with School Characteristics to Promote Training Quality

of Materials Science and Engineering Professional

ZHANG Lanfang, LI Li

(School of Civil Engineering and Architecture, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074)

Abstract Improve materials science and engineering professional, mainly through innovative training model, the revised professional training programs, teaching team building, curriculum and teaching content optimization, improve students' practical ability, the measures to broaden the practice platform, highlighting the school characteristics to meet the "wide caliber, thick foundation, strong capacity, high-quality" personnel training objectives, reflecting the principles of quality, competence and knowledge of the structure of the coordinated development and to foster a community need, identify material class talent.

Key words material science and engineering; improve; strategy

0 引言

材料科學與工程是21世紀國家重點發展領域。材料科學與工程專業屬于一級學科,涵蓋了金屬材料工程、冶金工程、無機非金屬材料工程、高分子材料工程、材料物理和材料化學等二級學科專業,目前,我國大部分理工科高校都設有材料類學科,各學校的定位和特色也有所區別。

重慶交通大學材料科學與工程專業始于上世紀50年代的建材教研室,2000年成立了以公路工程材料應用為特色的材料科學與工程專業,同年獲得材料學專業碩士學位授權資格。材料科學與工程專業自2001年招生,立足學校在交通土建方面的行業優勢,結合土木工程專業培養滿通建設需要的材料專業技術人才,通過吸收兄弟院校的辦學經驗,遵循“厚基礎、寬專業、強能力、高素質”的原則,強化基礎理論,不斷優化組合土木相關課程;加強基本實驗技能和實踐環節訓練提高學生的實踐能力。為進一步理清專業建設思路、明確專業建設目標、明晰專業建設方向,立足長遠,擬定切實可行的具體措施,扎實推進專業內涵建設,完善專業人才培養體系,規范教學過程,切實增強專業的辦學水平、社會適應度和社會聲譽,從2011年開始進行專業提升計劃的實施,目前正按計劃、有步驟地逐步實現。

1 明確專業定位,凝練專業特色

重慶交通大學材料科學與工程專業依托我校在交通土木行業的優勢,與交通土建材料的研究、開發和應用方面的學科交叉,以無機非金屬材料、有機高分子材料為基礎,向相關功能材料領域拓展,教學與科研并舉,立足重慶,面向西南,走向全國,建設市內絕對領先,在國內有一定影響的教學研究型材料科學與工程專業,為交通土建行業培養高層次的人才,提供高水平的科技服務。本專業經過幾年的辦學實踐,已經形成了以土木工程材料、復合材料為特色的專業,構建了科學合理、特色鮮明的人才培養方案、課程結構體系及實踐教學體系,并建立了較為完善的本科教學質量監控及質量保障體系,且運行良好,保證了教學質量,目前,已為國家特別是西部地區培養了大批優秀交通建設材料科技人才。

2 材料科學與工程專業培養水平的提升策略

2.1 人才培養模式的創新

繼續發揮學校特色優勢,在材料科學與工程專業現有的人才培養模式基礎上,改革單一化的人才培養模式,突出學生個性發展的同時,探索具有交通特色的材料科學人才培養模式。

(1)加強學科專業調研,深入把握重慶市、西部地區及全國經濟結構調整、人才市場需求和國際競爭能力的需要,結合我校由教學型向教學研究型過渡的特點,進一步明確材料科學與工程專業建設和結構調整的方向,突顯辦學特色。

(2)以材料科學與工程專業班級為依托,調整和完善人才培養方案、課程體系、實踐教學體系等,不斷完善具有交通特色的材料科學創新型人才培養方案。

(3)以全面性、開放性、主體性、實踐性、差異性為培養方法,實現個體創新能力的挖掘和培養。主要體現在以下幾個方面:①建立以本科生導師制為核心的全過程引導的培養模式。從入學起,就建立專業老師、輔導員聯系、溝通的制度,加強學生的人生目標規劃,加強對學生的指導,根據每個學生的自身特點提出階段性的發展計劃,幫助學生形成優良的計劃能力和實現目標的執行能力。②在兼顧共性和個性的基礎上,制定個性化培養方案。根據每個學生的特點來制定學習方案,充分發揮學生的個人特長,最大程度地挖掘每個學生的潛力。③針對現代研究型人才素質培養特點,鼓勵本科生參與指導教師的科研項目研究,重在研究意識、過程與方法,學習與研究相互促進,實現個體創新能力的挖掘和培養。

2.2 培養方案修訂

按照學校材料科學與工程專業人才培養目標和規格的要求,并針對我國、尤其西部地區公路工程材料人才培養方面的專業幾乎為空白,進一步開展學科多層次、多尺度交叉,構建適合交通行業的高素質人才培養方案和培養模式,實現教學與科研相結合、科學與工程相促進,深化專業內涵,進一步完善以公路工程材料應用為特色的人才培養方案,同時考慮培養方案能夠適應社會需求的動態變化。突出本專業的特色,按照“以科研促教學,以實踐促創新,以特色促發展”的思路,培養大批在工程材料領域內的高層次、高質量、高能力的創新性復合人才。具體措施是:(1)在已重點調研國內高校辦學情況的基礎上,對材料科學與工程專業人才培養方案進行修改和調整,將力求與社會對材料學科人才的需求相統一,并與對應的行業單位、 企業開展對話,進一步分析并把握未來的市場需求;(2)注重專業間的協調與發展,完善課程體系,優化理論教學與實際教學環節體系及比例,擴大選修課程設置,增加實踐環節,既滿足人才全面發展的共性要求,又顧及學生的個性需要。(3)在材料科學與工程專業人才培養方案中將繼續體現邊緣學科的交叉和前沿學科的發展,并將進一步豐富其內容,及時將本專業科研成果作為專題進行講座,以開拓學生的視野。

2.3 課程及教學內容優化

材料科學與工程專業的課程設置不但要符合專業規范,還必須突出交通行業的特色,并隨著社會和專業不斷發展的需求而進行必要的調整,做到需求為首,與時俱進。材料科學與工程專業的課程建設主要考慮了以下幾個方面:(1)以工程材料應用特色為主線,加強工程實踐能力為核心來構建本專業的核心課程、特色課程;(2)對原有課程設置加以調整,優化核心、特色課程的知識結構體系。例如,近年來本專業先后對建材實驗與檢測技術基礎、膠凝材料學、混凝土學、瀝青與瀝青混合料等主干課程進行優化和教學內容的改革,取得了明顯效果;(3)加強重點課程和精品課程的建設,加強課程整合,更新教學內容、不斷改革教學方法和教學手段;(4)在課程教材的建設上,堅持編、選并重的原則,選用質量上乘、科學適用的優秀教材,同時也進一步加強自編教材的編寫水平和出版工作;(5)利用現有試驗條件,為專業課程服務,促進本科教學質量的提高。

2.4 教學團隊建設

根據材料科學與工程專業特色方向所建設的目標,重點建設寬容、和諧的教學團隊,培養教學團隊的核心競爭力,激發團隊的凝聚力。積極展示團隊學術成果,加強對團隊及團隊帶頭人的宣傳,從而培養一個優秀的教學團隊。目前具體采取的主要措施有:

(1)重視教學隊伍“雙師”結構建設,利用學校的優惠政策引進高層次的人才,有效吸引骨干教師積極參與專業建設和人才培養,采取多種措施鼓勵本校青年老師脫產攻讀博士學位,安排出國或在國內名牌大學訪學、進修,鼓勵教師參加校內外多種形式的學術交流活動,并發揮每個團隊成員的特長,實現每個人都是所學專業領域的專家,教學和科研都很出色,鍛煉和培養一個高水平的教師團隊。

(2)在教育教學研究方面,本專業全體教師積極開展課程建設、教材建設、多媒體課件建設等;編寫先進、適用的高教特色教材;積極開展教學標準、課程體系、教學內容、課件、案例、實訓實習項目、教學指導等教學資源的建設,同時,促進與外校各專業合作、同校各系、教研室的合作交流,進行跨學科、跨院系、跨專業的教學改革嘗試,從而提高人才的培養質量,也為形成教師的教學合作機制和協作氛圍起到積極推動的作用。

(3)擴大和吸引材料專業領域的一線人員到校,通過講學、做報告、開設短期課程等形式,形成專兼結合的高水平教師隊伍,并進一步建立與企業進行更深層次的資源共享與人員交流的機制。

2.5 提高實踐能力,拓寬實踐平臺

實踐教學是通過調查、實驗、實習實訓、課外實踐活動、科研訓練、畢業論文等方式培養學生的實踐動手能力,實踐教學是理論教學的鞏固與升華。目前,實踐教學環節主要是實驗環節和實習環節。實驗環節要增加綜合型和設計型實驗內容,增加實驗設備和學生實驗時間。實習環節要擴大實習單位的數量,到設備先進和與教學內容相關的企業去,并聯系企業的生產和課堂學習內容,制定合適的實習題目,讓學生帶著問題去學習,觀察或解決問題。通過強化理論和實踐兩個課堂互動的方式,來提高學生的動手實踐能力,同時,從解決社會或企業實際問題入手,以提高綜合訓練的實踐效果出發,做好綜合設計(論文)工作的選題和過程管理,使畢業設計環節理論聯系實際,真正做到“真題真做”。

3 結論

目前,材料科學與工程已呈現出與多學科相互滲透、交叉綜合的發展趨勢。單一的行業工程師人才已經滿足不了人才市場對材料類專業人才的要求,材料科學與工程人才的培養,應結合實際辦學條件,在突出學校特色的同時,還必須要滿足“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的人才培養目標,培養出社會需要的、認同的材料人才,這是材料科學與工程專業建設的重任,也是材料科學與工程專業提升的最終目的。

重慶交通大學教育教學改革研究基金資助項目(1203005)

參考文獻

[1] 陳一勝,張雪輝,朱志云.材料科學工程專業教學改革研究――基于MOI人才培養模式的探討與實踐.中國電力教育,2011(19).

[2] 劉昭明,韋巧燕.人才培養模式創新探討.現代商貿工業,2009.21(18):204-205.

[3] 寧春花,曾小君,袁榮鑫.材料科學與工程專業教學改革思路.中國電力教育,2008(21).

第7篇

關鍵詞:材料工程基礎;課程;教學內容;建設;改革實踐

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2013)36-001-01

材料工程基礎作為一門課程主要是材料科學和工程學科的基礎課,其中主要講了有關金屬、陶瓷、有機高分子以及復合型等材料的生產、加工和材料改性的理論、方法。這門課程主要是培養學生分析問題、解決問題的能力,同時教學生掌握應用工程基礎知識的能力。通過對材料工程基礎的學習,使得學生的知識面更廣,除此,更要注重提高學生的綜合素質、材料的應用能力以及工程的意識。

一、材料工程基礎的教學內容

在對材料工程基礎課程的教學內容進行設置時,首先,一定要注意在材料科學和工程四要素的基礎上,介紹金屬、陶瓷、有機高分子以及復合性等材料的制備、合成和加工的基本原理與方法,滿足學生對學識的要求,也使學生更加了解材料的思維方法、工程意識以及應用技能。其中材料科學和工程的四要素指的是材料組成及結構、材料性能、材料使用效能和材料的合成及加工。其次,引進新技術、新材料的內容在材料工程中的應用,同時對其進行分析、評價,還引進可持續發展的內容應用在材料工程中,加強學生對材料工程的認識。

二、材料工程基礎課程的建設

材料工程基礎是材料科學和工程的基礎課程,我們對材料工程基礎課程進行的建設主要有以下幾點:

1、課程目標

做好材料基本知識的傳授,為學生學好材料科學和工程的基礎理論打下一個堅實的基礎,培養學生運用材料科學和工程基礎理論分析、解決問題的能力。

2、課程體系

材料工程基礎課程中講了有關材料生產、材料加工和材料改性的理論及方法。其中的中心是金屬材料的學習,同時引進其他材料(陶瓷、高分子以及復合型等材料)共性和個性的特點內容,統籌材料科學和工程的系統性、實踐性,顯示出材料的應用性能。確定課程的重點,將材料科學中的共性與材料的多樣性結合,確定專業研究的方向。

3、課程內容

吸取先進的教學經驗,結合經濟發展的需要,處理好課程建設之間(本課程與專業系列課程的建設)的關系,在傳授材料知識的基礎上,注重高新技術中新的材料、工藝、技術。

4、實踐教學

通過新的技術方法(如多媒體)將理論教學與實踐教學結合起來,關注內容綜合化以及形式的多元化,提升教學效果。

三、材料工程基礎課程的改革實踐

在材料工程基礎的課堂教學中,我們通過多種教學方法的結合來培養學生的綜合素質和能力。

首先,基礎知識的加強。1、重點關注課程的基礎性;2、在制定教學大綱時,主要側重基礎理論知識的整編;3、學習時注意將相關的學習內容做好連接,規避重復性。

其次,專業知識面的拓寬。打破材料之間的界限,站在材料科學和工程的角度思考,拓展知識面。

第三,理論體系的舉一反三。從理論規范與科學體系上展開舉一反三。比如馬氏體相變理論應用在鋼的熱處理方面等,不同材料中電子的遷移理論解釋不同材料的行為。這些都給材料工程基礎課程的內容整合打下了良好的基礎。同時,為學生今后在材料領域的學習與知識的掌握打下良好的基礎。

第四,教學手段的改革。由于材料工程基礎課程的內容抽象化且具有較強的概念性,使學生學習起來常常感覺到枯燥乏味。所以在教學中,可以多用一些形象化的語言(教學模型、照片、曲線圖以及掛圖等),便于加深學生的記憶、理解,同時又提高了學生對學習的興趣。教師也可以引進先進的多媒體教學手段,將其應用在材料工程基礎的課程教學中,提高學生對知識的重點、難點的掌握。還可以通過三維動畫形式將這一課程展現在學生面前,讓學生在課堂中學到更多的知識,同時亦有助于教學效果的提升。

第五,新材料研究成果的引入。我們必須在掌握材料知識原理、概念及應用的基礎上,建設材料工程基礎課程。這些往往是最吸引學生的,所以在教學中要不斷引入新的材料研究成果的應用,注重課程內容的更新,讓課程同時具有基礎性、先進性。

第六,實驗環節的加強。這是鍛煉學生的動手能力,同時對學生學習過的知識進行鞏固、加深記憶,讓學生分析問題、解決問題的能力有所提高。通過實驗課的訓練,對培養學生實踐能力與創新能力有很大幫助。

綜上所述,材料工程基礎課程的建設和實踐是一項非常艱巨、復雜的工程,在課程建設改革的過程中我們要注意,教師是主導,學生是主體,堅持以學生為本,提高學生學習的自主能力,保證教學效果,全面培養高素質 、高專業、高技術、高能力的復合型人才。

參考文獻:

[1] 侯治富.金祥雷.精品課程建設目標及實現途徑的研究與實踐[J].中國大學教學.2006(01).

[2] 王永東.王振廷.李柏茹.孟君晟.趙 霞.黨振乾.鮑愛蓮.應用型本科材料科學基礎課程建設與改革實踐[J].中國冶金教育,2013(3).

第8篇

關鍵詞 電子理論;密度泛函理論;材料科學

中圖分類號 TU5 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2016)161-0184-02

近幾年,密度泛函理論與分子動力學相結合,在材料設計、合成、計算等諸多方面有明顯進展,成為計算材科學的重要基礎和核心技術。其他量子力學多體問題往往會具有一些“硬傷”,在計算的效率上,計算結果的精確度上,甚至于計算的方法上都難以達到一定的高度,隨著密度泛函理論的出現,使量子力學的研究又提升到另一個層次,與其他解決量子力學多提問題的方法相比,采用密度泛函理論所進行的研究能夠給出讓人滿意的結果,尤其使數據的精確,更能夠應用到其他領域的研究中,例如化學、數學等,甚至應用于工業生產和人們的生活中。

1 電子理論概述――以密度泛函理論為例

近年來隨著物理學的快速發展,人類在探索與發現量子力學和微觀事物本質問題上的研究成果越來越多,現今科學學科的分支確定更加細致化,僅就材料物理學科來說,建立了計算機材料分支學科。物理材料的基本性質多數會受到電力結構的影響,故而研究電子理論也必須借助于量子力學。發展電力理論為研究材料科學奠定了堅實基礎,同時也給材料科學的研究提供了有利的預測依據,能在一定程度上提高材料科學的發展速度,因此在材料物理科學中論述電力理論的意義和可行性是十分明顯的。

電子理論是一種傳統理論的統稱,但實際上電子理論中包含很多小的概念和理論,不同的理論也有不同的表述方式,密度泛函理論是較早的一種量子理論,他是以Thomas-Fermi的理論為基礎,產生于1960年到1970年。對于密度泛函理論來說,它與傳統的量子理論的不同在于對基本物理性質的描述方法,也是一種基準。前者是將粒子密度作為基本物理量,而后者則將研究重點放在粒子密度上,使得二者有很大的不同。

密度泛函理論并不是一成不變的,而是隨著科學研究的愈加深入而逐步發展的。從基本理論到現在的非局域泛函,不斷有新的理論來擴充這一理論所涵蓋的范圍,同時,這些理論互相彌補,也使得計算結果越來越精確和有效。可以說,這一理論是一種活的理論,它不但在本身領域不斷深入發展,還與其他理論相互聯系,活躍前進。

我們所稱的密度泛函理論具有很強的特點,主要在于需要通過計算機的運算來進行,運行的計算機中需要裝載相聯系的軟件。在市面上我們可以看到許多有關軟件,上面我們說到,不同的密度泛函理論所計算出的結果也不盡相同,主要差別在于數據的精確性,中間的差別在一定程度上與所使用的軟件有關。這一理論由于它的應用性廣泛,被用于多個領域的計算中,但也存在其本身的問題。但是,總體來說,密度泛函理論是一種相對較成熟的理論體系,今后其發展也將會更加多樣。

2 密度泛函理論在材料科學中的應用

如上所述,密度泛函理論在應用中已經得到了廣泛的實踐。“近幾年來DFT同分子動力學方法相結合,在材料設計、合成、模擬計算和評價諸多方面有明顯的進展,成為計算材料科學的重要基礎和核心技術”。

2.1 電性材料科學中的應用

在電能與熱能之間的轉換的領域上,各國的研究者都在深入進行研究,試圖找到一種新的電子特征。有的科學家利用密度泛函理論研究出某種材料的導電性能與金屬相比的優劣;有些科學家利用密度泛函理論框架中的小的理論,研究了電子、磁及其相互作用的問題,“結果表明,體系的性質隨原子位上庫侖相互作用參數U的改變而顯著變化”。有的科學家運用密度泛函理論,將增強的表面超導和圖像翻轉現象進行了計算和預判。

2.2 磁性材料科學中的應用

磁性材料科學是起源很早的一門科學,我們都知道,鐵是最早被發現具有磁性的物質,千百年來,人們對磁性科學的態度從神秘到了解,現在已經通過多種方法在研究。有些科學家通過密度泛函理論獲得了FeN的結構、結合能和磁矩,并且研究出團簇的尺寸的不同對原子的磁矩沒有必然的影響,反而原子會在某一范圍內變化。

2.3 光學材料上的應用

光學材料一般是指傳輸光的介質材料,有些科學家利用密度泛函理論研究而得出:“在有機多層光電子發射二極管、光族材料和高密度光數據貯存材料上有潛在應用。”

2.4 在納米材料上的應用

納米材料是指物質的3個緯度中至少有一個緯度的量級是納米。納米材料自被發現以來,逐步廣泛應用在生產、生活中,我們生活中所常見的納米防爆膜、納米微針等,現在在信息產業、能源產業、環境產業等都有廣泛的應用,同時科學界對納米的研究還在更加深入和精確。一些科學家利用密度泛函理論,研究出某些物質能夠吸收紅外,并且這種吸收能力極強。

3 結論

經典的電子理論認為,正離子所形成的電場是均勻的,而自由電子由于是運動的而不具有這種特性,自由電子和正離子相互碰撞不能形成新的物質,而僅僅是作為一種機械運動。正因為自由電子的不規律運動,所以沒有顯性的表現形式,但一旦給自由電子一個外在的力,例如磁場,自由電子就會有規律有方向地進行移動,從而形成電流。本文所討論的密度泛函理論,是在電子理論中具有重要地位的一種理論,盡管它現在已經廣泛應用于化學計算中,但是電子理論是包含多種其他理論,因此密度泛函理論更需要其他理論作為依據和支撐,其本身也能夠為其他理論研究提供理論支持,因此,無論是主要利用該理論或者是借鑒密度泛函理論的原理或計算方法,做出的研究也漸漸投入到實踐中,從而真正有益于人類。

參考文獻

[1]Hasnip Philip J,Refson Keith,Probert Matt I J,Yates Jonathan R,Clark Stewart J,Pickard Chris J. Density functional theory in the solid state.[J]. Philosophical transactions. Series A, Mathematical, physical, and engineering sciences,2014,3722011:.

第9篇

關鍵詞:計算機;材料科學;具體運用

現階段,計算機在材料科學領域得到了非常廣泛的應用,尤其在材料液態成型、連接成型和塑性成型的過程中,借助計算機技術的先進性可以對材料成型工藝進行升級和優化,運用定量預測的方式代替傳統模式中的動向描述。有關技術人員能夠借助這種方式來提升自身的工作效率,同時防止人工誤差對材料、工藝和環節造成的影響[1]。如今,經驗試錯法已經不適于當今時代的發展趨勢,在計算機的協助之下,工作人員能夠以更加便捷可靠的操作形式進行試驗。將計算機技術運用到材料科學中,有助于形成質量好、實用性強的材料。

1計算機技術在材料科學中的應用

1.1在新材料設計中的應用

在分析材料設計的具體方式和尺寸測量等知識的過程中,應該將人工智能和大數據技術等當下比較火熱的新技術運用到新材料設計工作中,這樣能夠拓展研究人員的思維,讓他們在實際工作中加入更多的創新理念。利用傳統模式進行工作的過程中需要運用復雜的化學理論和物理理論,計算機技術能夠將這些雜亂的試驗資料進行整合,并且衍生出全新的材料研發形式,從而有效提升工作效率,也提高了材料設計的整體質量[2]。

1.2在材料研究中的應用

在進行材料研究的過程中,對于技術工作人員來說,其日常工作過程中一項非常重要的內容就是進行系統模擬試驗,為了達到實驗的理想效果和目的,需要技術人員掌握計算機的操作知識和專業技能,在進行材料研究的工作中發揮自身的價值。通過計算機模擬出來的結果能夠使技術人員獲得有效的數據,并且為后續各項工作提供必要的數據基礎。計算機模擬需要結合新材料設計的具體工作來展開,如果能夠將計算機的模型作為實體體系的主要參照,那么后續模擬試驗的進行將會更具有真實性[3]。借助這種方法得出的結果不僅準確有效,還能夠將一些繁雜的環節簡化,還能夠對工作的狀態進行實時的觀察和分析。在以往的傳統模式下,實驗室具有一定的局限性,其中有很多難以探索的模型,但是這些模型均可以借助計算機模擬出結果,這種全方位預測的模式是其他技術無法比擬的。

1.3在優化和自動控制材料以及工藝中的應用

目前,科學技術水平的快速發展已經帶動很多技術在各個領域中得到了全面的應用,在材料加工領域也是如此。在技術的支撐下,工作人員可以利用可編程控制器來實現材料加工的自動化發展,這種技術能夠有效提升產品的整體質量和水準。在材料加工環節也可以借助計算機技術,為相關技術人員提供更多的便利,一些利用傳統模式進行加工的復雜環節均可以借助這種技術變得更加簡便,技術人員只需要通過簡單的操作流程就可以完成材料加工[4]。由此觀之,計算機能夠有效地提升材料加工的整體效率,同時還能夠達到控制材料或創新工藝的效果。例如,材料科學技術人員在展開材料加工工作的過程中,可以在計算機模型中輸入相應的數據,在數據輸入之后就可以通過計算機的自動化設置和轉換得出最終的結果。這種模擬方式比較精確,同時還能夠對后續材料制備的各個環節進行全面的監管。尤其是在傳統模式下比較常見的材料表面問題處理工作中,計算機技術能夠發揮非常重要的作用,在對制造材料過程中的內容進行控制時,確保各項數據在要求的范圍內。在此基礎上,如果能夠進一步將計算機應用到自動控制材料的工作中,能夠有效發揮出計算機在材料制作和工藝優化等方面的優良特性。此外,除了能夠有效提升材料科學領域發展的實效性,還能夠從質量和自動化控制的標準上對其進行全面的提升。

1.4在處理數據和圖像中的應用

在對材料科學進行研究的過程中,無論是借助什么方式都必須經過試驗的步驟,在不斷實驗的過程中會產生海量的數據和信息,對此,可以借助計算機強大的存儲功能來保存數據。除了錄入信息和數據,計算機還可以承擔處理圖像的任務,關于材料科學的研究很多時候都需要應用到相應的圖像,尤其是在研究的過程中,可能會涉及材料特性和凝聚態結構之間的關系,因此需要借助電子顯微鏡技術和光學顯微鏡等形式來展現凝聚態結構的二維圖像[5]。在呈現出圖像之后,計算機將會進一步對后續圖像和數據進行處置,在此基礎上獲得的結果將更加直觀可靠。例如,計算機能夠直接產生聚合方式的具體分布情況和有關的信息,同時結合自身整合數據的方式展現出信息材料的實際性能,這些結果能夠為后續材料的應用和與結構方面有關的研究提供參考。

2計算機技術自身實際應用表現

2.1計算機模擬技術在液態金屬成形中的應用

計算機數值模擬技術在液態金屬充型期發揮著非常重要的作用,只有在保障各項數值精確可靠的基礎上才能夠達到液態金屬充型期的理想效果。借助計算機技術能夠在處理自由表面工作的過程中充分利用體積函數和流量的有關數據,同時還能夠計算出與修正流量和傳熱有關的結果。經過對層流模型和有關工作的實驗驗證之后,能夠準確地模擬出液態金屬充型期的雙方模型結構[6]。如今又衍生出了很多的算法和模式,例如并行算法、三維有限差分法和三維有限單位法等。在使用這些方法的時候,需要結合具體情況來進行選擇,每一種方法都存在著雙面性,因此應該盡量發揮算法中的優良特性,選擇主要的側重點,這樣不僅能夠發揮出理想的效果,還能夠保障整體工作的有效性和準確性。

2.2計算機模擬技術在熱處理工藝中的應用

計算傳熱學和熱彈性力學對當今計算機模擬技術的發展和應用起到了不可忽視的作用,借助這種技術不僅能夠提高計算機模擬研究的速率,還能夠借助熱處理計算機模擬技術為后續工作的開展奠定基礎。在此基礎上,如今很多領域都應用了真空加熱、控制爐溫和感應加熱等技術,不僅取得了舉世矚目的成果,還有效推動了我國經濟的發展。其中,計算機模擬技術在熱處理工藝中應用的頻率比較高,運用計算機模擬技術能夠實現熱處理工藝的優化。例如,利用計算機技術進行鋼淬火方面的模擬試驗時,為了能夠提高計算機的運行速率,同時保障各項數據和模型具備準確性,需要保證實際模擬需求能夠和熱彈性模型的構建工作相結合,除此之外,應該控制周圍的環境,使其保持合理的溫度和殘余應力,從而實現鋼淬火流程的優化和改良。在此基礎上,此技術在氣體滲碳的過程中也發揮了不小的作用。借助離子滲碳數學模型和計算機模擬技術,可以得到與碳濃度有關的曲線,將得出的結果與具體的情況和特點進行對比,并且找出二者之間相同的部分。在進行真空加熱和感應加熱的過程中,整個系統中的工藝參數能夠及時錄入計算機模擬的模型中,通過這種方式能夠解決傳統模式中存在的人工誤差因素,這樣不僅能夠提升產品的整體水準,還能充分保障數據的真實性。技術人員在接觸到計算機技術之前容易造成各種誤差,還面臨著繁雜的操作流程。利用這種方式不僅能夠通過參數的控制來掌握各項工藝,還能夠避免上述問題的發生。除了上文列舉的幾種應用形式,在塑性成型、連接成型和金屬熱處理工作中也能夠有效地借助計算機技術。因此,計算機技術在材料學的應用所產生的效果是顯而易見的,在未來的發展過程中具有較高的應用價值。

3結束語

計算機技術的應用,使材料科學在各方面水平都得到了有效的提升,但是仍然有部分工作人員沒有認識到計算機技術的重要性,仍然采用傳統的模式來進行工作,將自身的經驗作為主要的參照標準。在未來的發展過程中,應該摒棄這種思想,提升計算機的利用率,借助計算機技術來解決傳統模式中存在的一些問題和弊端,通過正確的使用方法來提高材料科學研究工作的整體效率和質量,相信在計算機技術的支持下,材料科學將會朝著更加科學和健康的方向發展。

參考文獻:

[1]萬志華.計算機技術用于材料數據和圖像處理:評《計算機在材料科學與工程中的應用》[J].材料保,2020,53(11):191.

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[3]鄭建秋.計算機模擬技術在材料科學研究中的應用淺析[J].廈門城市職業學院學報,2020,22(2):91-96.

[4]董抒華,張明偉,焦學健,等.《計算機在材料學中的應用》課程說課設計[J].山東化工,2019,48(21):210-211.

[5]陳錕,劉克家,施宇濤,等.“計算機在材料科學中的應用”課程改革與實踐[J].廣州化工,2019,47(1):125-126.

第10篇

__老師思想政治素質好,堅持四項基本原則,能夠正確地貫徹執行黨的教育方針和各項方針政策,在大是大非面前立場堅定,旗幟鮮明。自參加工作以來,擔任了無機非金屬教研室主任一職,能很好地配合院領導[文秘站:]的工作,表現出較強的組織觀念和大局意識,在平凡的工作崗位上始終把教書育人、管理育人、服務育人貫穿在工作中,成績突出。

一、教學方面

自入校參加工作以來,__老師先后講授過的課程有《材料科學基礎》、《材料物理》、《新型無機材料》和《專業基礎實驗》等課程。其中《材料科學基礎》、《材料物理》、《專業基礎實驗》為材料科學與工程專業的核心課程。作為負責人,他還擔任校級精品課程《材料科學基礎》的建設任務。__老師也非常重視教學改革,不斷探索和嘗試新的教學方法。在繁瑣的日常教學和教學管理工作,不忘總結經驗,撰寫多篇教改論文。

在實踐教學方面,為無機非金屬教研室的實驗室建設做了奠基工作。具體情況如下:1、主持制定無機非金屬材料實驗室建設規劃并組織實施,2、擔任1項進口大精設備的技術負責人。3、負責無機非金屬實驗室的布局及規劃工作;4、負責編寫無機非金屬綜合實驗大綱;5、指導03、04、05級本科生的材料科學基礎實驗和專業基礎實驗的工作;6、負責實驗室設備購進安裝及調試工作。7.編寫了相關的指導書籍。

二、科研方面

到我校工作以來,承擔了一項國家863計劃專題課題、兩項校級自然科學基金和多項橫向課題。

三、教書育人方面

在薛老師的帶領下,無機非教研室充分發揮了科研工作在學科建設、人才培養特別是本科生教學等方面的積極作用,研究生和本科生通過參與教研室(來源:文秘站 )承擔的國家級、省級和校級各個級別的科研項目,綜合能力得到很大提高,實現了科研與教學協同發展,在以科研促教學方面取得了突出成就,獲得了學校科研促教學一等獎。

同時,材料學院系新建院系,學生在實習和就業工作方面存在較大困難,__老師利用自身的資源,協助學院建立了山東勝油固井和峨眉半導體材料廠兩個生產基地,為學生實習提供了便利,而且為學院學生就業創造了條件。

綜上所述,5年以來,__同志認真、圓滿完成了各項工作任務,在思想、教學、科研各方面都取得了突出成績。

第11篇

關鍵詞:實踐教學體系創新型人才培養目標材料科學與工程

一、前言

材料是社會進步的物質基礎與先導,和能源、信息并稱為現代文明社會的三大支柱,該領域也正受到社會越來越多的重視并隨其蓬勃發展而日新月異。材料科學與工程學院是我國培養無機非金屬材料科學與工程領域專門人才的搖籃,擔負著為材料科學領域輸送專業技術人才的重任,基于人才質量的培養直接關系到現代文明進步的考慮,對提高經濟全球化背景下我國的國際核心競爭力具有重要作用。

教育部在2007、2008兩年工作重點中明確指出:“切實把教育、教學重點放在提高質量上,進一步提升高等學校中人才培養質量和自主創新的能力;切實提高高等教育質量,進一步提高創新人才培養水平”。教育部文件要求高校需深化人才培養模式改革,探索以能力培養為核心的教學模式;抓好教學內容、課程體系和實踐環節的綜合改革,支持和鼓勵大學生開展研究性學習、創新性實驗,積極推進學生到企業、事業單位進行科學研究、掛職鍛煉等實踐活動;建設國家級實驗教學示范中心,資助大學生開展創新性實驗,最終全面增強畢業生就業的核心競爭力。

二、實踐教學體系與創新人才培養的關系

致力于成為地球科學領域世界一流大學的中國地質大學(北京)以建設高水平、研究型大學為發展目標,特別是依托礦物學、巖石學、礦床學、晶體學等特色學科而衍生的材料科學與工程學院,定位于以理論創新,科技創新為主;以原創性、基礎性科學研究為主要職責,為社會培養大量高層次拔尖的創新型人才。這勢必要求學校、學院以及細化到專業的教學工作更多的加強對學生創新性意識的培養,實踐教學便是培養學生創新意識最為有效的途徑之一。

實踐教學一方面可以鍛煉學生的動手操作能力,另一方面也是培養學生的科研能力的重要環節。王充的“施用累能”,朱熹的“知行合一”和“踐履”,都充分說明知識轉化為能力離不開大量的實踐,理論聯系實際,將所學知識與理論能夠以實踐的形式反映出來,通過實踐教學可以培養學生對科學研究的基本認識與興趣,并在學習實踐的過程中養成科學嚴謹的治學態度和持之以恒勇于探索自然的精神;此外,實踐教學還可以培養學生的創新能力,創新能力的培養是高校教書育人的重要目標之一。創新能力的培養主要通過實踐環節來實現,在實踐中質疑、探索、求新求變、追求創新,在實踐中培養分析問題、解決問題的能力。因此,為培養“品德優良、基礎厚實、知識廣博、專業精深”適應性強、具有較強實踐能力和創新能力的高素質應用型人才,就必須不斷深化實踐教學改革,構建完善實踐教學體系,努力提高實踐教學質量和育人質量。

三、實踐教學體系的構建

1.構建思路與原則

專業培養目標是構建、完善實踐教學體系的主要依據,理工科強調學生的動手實踐能力,均以實踐教學為主,人才培養定位在“培養德智體美全面發展、具有創新意識、實踐動手能力的基礎厚實、知識廣博、專業精深的創新型人才。”因此,材料科學與工程專業構建實踐教學體系的總體思路為:以培養既掌握材料科學與工程領域的基本理論與技術,又具備無機非金屬材料及其復合材料科學與工程領域的扎實基礎,還要具有較強的實踐動手能力為目標,培養適應面廣,能在材料科學與工程及其相關領域從事教學、科研、技術開發及管理工作的專門人才,構建科學、規范的實踐教學體系,全方位拓展學生實踐能力、創新能力提高的新方法、新途徑和新模式,使材料學院的實踐教學工作達到一個新的高度。

在具體構建思路的指引下,必須緊緊圍繞人才培養目標和人才培養模式,立足于培養動手實踐能力強的創新型人才的基本目標。以學生的具體需要為出發點,結合學生今后就業發展的需要,在學生專業知識、能力和綜合素質等全面發展的同時,突出提升學生的實踐能力,體現出人才培養的目的性。

提升實踐教學質量的同時需本著因材施教、因地制宜的基本思想,綜合全面考慮影響實踐教學質量的諸方面因素,建立健全各項規章制度。制定和完善實踐教學相關人員崗位責任制度、教學評估制度、實習基地、實驗室建設與管理等規定,使實踐教學管理科學化、制度化、規范化。

考慮到良好的實踐教學體系是教學內部各課程等教學環節之間密切配合、合理分工并相互銜接的產物,所以,在實踐教學體系的構建中,需實現優勢互補,處理好世家教學和理論教學之間的關系,使之有機結合起來發揮更大的作用,進而培養出“又紅又專”能夠滿足社會需求的復合型人才。為此,在實踐教學中,要重視學生在認知過程中的客觀規律,體現出育人的階段性和層次性。

2.具體構建舉例

(1)擴大校內外實習基地范圍,提高認識、生產實習質量

認識實習作為從公共基礎課到專業課的一門重要過渡課程,起著承上啟下的作用。材料科學與工程是材料科學和工程應用的交叉學科,因此,對于剛進入該專業學習的學生,對本專業還不夠了解,為此,認識實習過程對理工科學生認識本專業便顯得尤為重要。生產實習過程作為專業主干課結束后,將所學知識運用于具體實踐的又一重要環節,是對學生所學知識的檢驗,也是考驗學生靈活應用所學解決實際實驗生產問題能力的一個步驟。因而,實習在實踐教學體系的構建中具有舉足輕重的作用。

實習基地建設是高等教育教學工作的重要組成部分,是培養高素質應用型專門人才的基本條件之一。實習基地建設可分為校內實訓基地建設和校外實習基地建設兩個方面。根據創新型人才培養的要求,學院應充分利用已有資源,以本專業、本學院實驗室為依托,建立以校內實訓基地為核心,擴大校外實習基地范圍,校內外共建相結合的思路。此外,可以引進和聘請校外專家、專業技術人員參加指導部分實習教學環節,提高其影響力和加強學生認識印象;與企業建立合作關系,并為單位推薦優秀畢業生,建立互惠互利,共同合作的關系。

(2)加強課程訓練和實驗教學,充分利用實驗室資源

課堂教學是實行素質教育的主要渠道,素質教育與實踐教學過程的有機融合是實踐教學改革的關鍵。課堂作為實踐性教學的第一場所,應積極鼓勵教師根據課程實際情況,探索各種教與學方式的優勢互補和應用,充分發揮校內外實習基地作用,如開展實踐導向、討論式學習、探索研究式教學等來加強課程訓練,加深學生對專業知識的理解和認知。實驗教學以提高學生動手能力為主線,以掌握基本技能和方法、融會知識、促進科學思維和創新思維為主要教學目的。需高度重視實驗教學,不斷整合和優化實驗教學內容,做到基礎知識的不重不漏,相得益彰。另外,也需減少驗證性實驗、模仿性實驗,結合教師的課題項目和實驗室資源,增加綜合性、設計性和研究創新性實驗,使得實驗室得到最有效的利用,并為實踐教學工作提供充足的硬件設施。

(3)重視學生畢業論文質量管理

畢業論文是實現培養創新型人才目標的重要教學環節,是培養學生的實踐能力、創新精神與自主創新能力的重要實踐環節,也是檢驗高校教學水平,以及學生畢業與學位認證的重要依據。從狠抓畢業論文質量管理開始,由論文的選題、指導、答辯、評分全程監控,嚴格把好環節關,這樣可以有效培養學生探求真理、訓練基本科研能力、提高綜合實踐能力,進而加強和完善畢業生綜合素質的蛻變。

四、結語

構建與完善創新型人才培養所需的實踐性教學體系,特別要突出實踐性教學環節在創新型人才培養中的重要地位,進一步理順教學觀念,在摸清實踐性教學環節基本數據的基礎上,做到從教學計劃制訂、課程安排、教學環節組織到實踐經費的落實等各方面都要全面合理地體現實踐性教學環節在整個創新型人才培養目標實現中的地位與作用。不斷優化實踐教學體系,整合實踐教學資源,逐步有效促進學生實踐能力與創新能力的提高。材料科學與工程專業在實踐教學的探究中走在了前列,學院畢業生以“專業精深、知識廣博、勇于創新、特別能吃苦、特別能戰斗”良好的精神面貌和嚴謹的“做人、做事、做學問”的干勁受到了用人單位和社會的一致好評。

但是,在取得一定成績的同時,我們應該清醒的認識到,實踐教學體系的設計、實施與運行是一項既重要復雜又艱巨的任務,為此需要長期探索,特別是尋求一套科學合理的實踐教學體系來實現實踐教學目標、教學體系內容的圓滿完成并能夠推進學院軟、硬件條件的有機整合。另外,在完善實踐教學體系的同時,如何完成其與理論教學體系的匹配,共同推動培養創新型人才這一目標的順利實施,等等,都需要我們進一步探索和研究。

參考文獻:

[1]教育部2007年工作要點.

[2]教育部2008年工作要點.

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[5]杜承銘.本科應用型人才培養目標的選擇、構建及實現[J].教育與職業,2006,(32):20-22.

[6]薛景梅,葛永紅.論我國高等教育的新型教學模式構建[J].人才培育,2008.61.

基金項目:

第12篇

高分子專業

尊敬的領導:

您好!

我是XX大學材料科學與工程學院高分子材料與工程專業XX屆的一名學生,即將面臨畢業。

XX大學是我國著名的汽車、機械、材料科學等人才的重點培養基地,具有悠久的歷史和優良的傳統,并且素以治學嚴謹、育人有方而著稱;XX大學材料學院則是我國材料科學研究基地之一。在這樣的學習環境下,無論是在知識能力,還是在個人素質修養方面,我都受益匪淺。

四年來,在師友的嚴格教益及個人的努力下,我具備了扎實的專業基礎知識,系統地掌握了材料科學基礎、物理化學、有機化學、分析化學、材料實驗學、機械原理及化工原理等有關理論;熟悉涉外工作常用禮儀;具備較好的日語聽、說、讀、寫、譯等能力;能熟練操作計算機辦公軟件。同時,我利用課余時間廣泛地涉獵了大量書籍,不但充實了自己,也培養了自己多方面的技能。更重要的是,嚴謹的學風和端正的學習態度塑造了我樸實、穩重、創新的性格特點。

此外,我還積極地參加各種社會活動,抓住每一個機會,鍛煉自己。大學四年,我深深地感受到,與優秀學生共事,使我在競爭中獲益;向實際困難挑戰,讓我在挫折中成長。前輩們教我勤奮、盡責、善良、正直;吉林大學培養了我實事求是、開拓進取的作風。 我熱愛貴單位所從事的事業,殷切地期望能夠在您的領導下,為這一光榮的事業添磚加瓦;并且在實踐中不斷學習、進步。

收筆之際,鄭重地提一個小小的要求: 無論您是否選擇我,尊敬的領導,希望您能夠接受我誠懇的謝意! 祝愿貴單位事業蒸蒸日上!

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