高分子与材料工程就业方向范例6篇

高分子与材料工程就业方向

高分子与材料工程就业方向范文1

关键词:培养计划;培养目标;材料科学与工程;麻省理工学院

欧美国家在20世纪60―70年代开始设立材料科学与工程系。名称变更反映了对材料领域研究认识的变迁,即“材料研究需要依据其行为和特征,而不是依据材料类型来进行”。1998年教育部对材料类本科专业目录进行了调整,将原来划分过细的十多个材料类小专业合并成了现在的冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料物理、材料化学等六个专业。同时,在引导性专业目录中还设置了材料科学与工程一级专业。虽然以材料科学与工程一级大学科来设置专业是必然趋势,但材料科学与工程人才培养模式仍在探索之中[1]。同济大学当年就设置了材料科学与工程本科专业,期望以欧美的模式来培养材料学科人才。实际上,早在20世纪80年代,当时的同济大学建筑材料工程系就为建筑材料专业的本科生开设了材料科学导论、断裂力学、表面物理化学和传热、传质与动量传递(简称三传)4门基础课程。近几年因为参与学院材料科学与工程专业培养计划的修订工作,查阅了国内外许多大学这个专业的培养计划,国内高校在材料科学与工程专业培养计划上的认识一直存在争议。美国麻省理工(MIT)材料科学与工程专业本科培养计划的公开信息最多,不仅有课程列表和学分要求,还有课程的详细简介。尤其是麻省理工的开放课程服务(OpenCourseWare),使得我们还能够进一步了解课程大纲和部分内容。此外,MIT材料学科是USNews全美排名第一的,他们的培养

计划应该具有更好的借鉴意义。本文在反复仔细研究其有关本科培养的各种公开资料的基础上,对其培养计划进行了分析,结合自己的教学工作实践,总结了一些心得体会,希望与国内同行共享。

一、麻省理工材料科学与工程专业的培养计划

MIT材料科学与工程系设3个专业(Course)。其一为一般意义上的材料科学与工程专业(Course 3),学生所得学位是材料科学与工程理学学士(Bachelor of Science in Materials Science and Engineering),其所授学位是被ABET(Accreditation Board for Engineering and Technology,美国工程与技术鉴定委员会)授权的,绝大部分学生都选读这个专业。其二为课程选择度更大的一般专业(Course 3-A),这个专业的毕业生将获得没有特别指定专业领域的理学学士(Bachelor of Science without specification)学位,系里并不寻求ABET对这个学位的授权,只有很少学生选择这个专业,常常是医学、法学、MBA预科生选择这个专业。第三是考古与材料专业(Course 3-C),学生所得学位是考古与材料理学学士(Bachelor of Science in Archaeology and Materials),系里也不寻求ABET对这个学位的授权。从系里是否寻求对所授学位授权就可以看到,MIT材料科学与工程系本科生的主要专业是一般意义上的材料科学与工程专业(Course 3)。后面的讨论主要针对Course 3的培养计划进行。

1. 课程和学分要求

该培养计划的要求包括:(1)MIT的一般要求,共17门课程,其中自然科学6门,人文社科8门,限选科技课程2门,实验课程1门。(2)交流能力课程(Communication Requirement)4门。(3)系内课程,包括一套核心课程(Core subjects,共10门课),一个论文或2个实习以及4门限选课程,合计184~195学分。其2011―2012版本的课程和学分要求见表1,表中课程名称前面的数字表示课程号,后面跟表示学分的数字、课程性质、前修或同修课程号。MIT每门课程的学分由三部分组成,表示学习课程所需要的时间分布,中间用短线隔开,第一个数字表示讲课时间,第二数字表示实验、设计或者野外工作时间,第三个数字表示预习的时间,是以中等学生所需要时间估计的。1个学分大约相当于一学期需要14小时的学习时间。从表 1可见,一般专业课程,预习所需时间是讲课时间的2~3倍。

备注

*可以代替本先修课程的其他先修课程列在课程描述页面。

(1)这些课程可以算作必修课程或者限选课程的一部分,但不能同时计算。

(2)可以选9-12学分。

(3)通过申请,可以被类似课程替代。

2. 限选课程的选择

中列出了21门限选课程,每个学生只需要选择4门课(48学分)。理论上,学生可以在21门课程中任选48学分,甚至经过批准,还可以选择其他系的课程或者研究生课程来代替。实际上,由于材料的范围很广,这些选修课程是根据主要的研究领域来设置的,它们是: 生物与聚合物材料(Bio-and Polymeric Materials),电子材料(Electronic Materials),结构与环境材料(Structural and Environmental Materials),基础与计算材料科学(Fundamental and Computational Materials Science)。

因此,在MIT材料学院的网页上,曾经列出了各领域推荐的限选课程。网页上还列出了每一个方向的咨询教授,以方便对上述领域某一方面更感兴趣的学生选课。

3. 部分课程大纲和教学情况分析

(1)材料科学与工程基础课程

这个课程为15学分(5-0-10),总是与“材料实验”一起选修。课程安排也是交叉进行,实验周不上课,一共有4个实验周。这样,材料科学与工程课程讲课时间就缩短为9周(一个学期14周,最后一周为考试)。其课程安排为周一、三、五各2小时的讲课(lecture),周二和四各1小时的复习课(recitation)。所以一共27次讲课,18次复习课。实际讲课为24次,另外3次课为测验和考试。最后一次考试并不是考全部课程内容,即每次测验和考试都是分段内容。

这个课程由两个教授分别讲授,每个教授都是24次课,因此可以推论,每次每个教授将讲1小时。一个讲授结构和化学键(Structure and Bonding),一个讲授热力学和统计力学学(Thermodynamics and Statistical Mechanics)。

两部分课程分别布置6次作业,每部分每次都是2~3个题目,都有交作业的期限,没有按期交作业的,该次作业成绩为0。作业答案在交作业期限过后就会立即公布。课程总成绩由作业成绩占20%、三次测验占80%构成。得分标准为:总评80分以上A,70~79分为B,55~69分为C,低于55分为不及格。

(2)实验课程

MIT材料系内有2门必修的实验课程,即材料实验和材料综合实验。这两门课程同时还是加强专业交流能力培养的课程,所以,教学过程特别注意专业交流方面(包括论文写作、口头技术报告等)的形式要求。材料实验与材料科学与工程课程同时选修,在2年级第一学期进行。材料综合实验课(Materials Project Laboratory)基本上就是几个同学合作的科研项目,在3年级下学期进行。下面以二年级的材料实验为例,介绍其教学和考评办法。

如前所述,材料实验共4个实验周,实验周没有其他专业课。实验内容包括量子力学原理演示、热力学和结构,同时囊括了几乎全部现代材料分析研究方法(XRD、SEM/AFM、DSC、光散射等),并通过口头和书面方式加强交流能力培养。从教学内容看,这门实验课承担了教授材料研究方法的任务。

一般将50个左右学生(2011年的2年级学生只有43人)分成6个组。每个实验周有3个实验主题,每个主题下面2个实验,2个组共选一个主题,每组选做其中一个实验。6个实验同时进行。一周3次实验,每次4小时。因此,每个组每周只做3个实验(每个主题做1个实验),共12个实验。由于每个组只做了一半的实验,对另一半实验的了解,通过每周2次的1小时交流课程(recitation sections,一般隔天举行)来实现。交流课上,大家各自在黑板上即兴介绍实验的发现,回答教师和同学的提问。

该实验课由3个教授上,其中一个总负责。课程成绩评分标准

二、分析和讨论

1. 关于必修课和选修课

系内必修课程除毕业论文或企业实习外,共有10门。大学一般要求的17门课,理论上可以自由选择,但从表1系内课程的先修课程可以看出,微积分I和II,物理I和II是需要先修的,大学一般要求的6门自然科学课程就去掉了4门,能够自由选择的大学自然科学课程剩下2门。从系里建议的选课表(roadmap)可以看到,另外2门自然科学是化学和生物。所以,自然科学的必修课程实际上相当于14门。

限选课程要求包括GIR类型2门和48学分的系内选修课。有3门系内课程(共39个学分)可以作为GIR课程来选,但不能同时作为系内课程要求的学分。大多数系内选修课程的学分为12分,这样的话,系内限选课48学分需要选读4门。所以,每个学生可以有6门专业选修课程。有意思的是,在表1中只有21门限选课程,而该系主要的研究领域(或者说相当于我们的专业方向)有4个,平均每个方向只有5.25门课。如果去掉2011―2012年新增的2门课程,过去几年只有19门课,平均每个方向只有4.75门课程。看来,MIT材料科学与工程专业的课程设置,并不鼓励学生选单一专业方向的课程。实际上,在以前分专业方向限制选修课时,每个专业方向仅仅提供2~3门课程,进一步的分析见下文。

反观我们的培养计划,我们的专业方向必修课程有5门(14学分),选修课程应选4门(8学分),合计9门课程22学分。因为我们的学分是按照每周上课学时数计算的。如果按照MIT的学分计算方法,学分约为每周上课学时数的3~4倍,考虑到我们的上课周数为17~18周,而MIT才14周,因此,我们的专业方向应选学分至少相当于MIT的88学分,比其4门课程(48学分)的要求多了5门课程(40学分)。可见,我们的培养计划更加注重学生专业方向知识和技能的培养。

另外,MIT材料科学与工程系的研究领域非常广泛,关于其主要研究领域的介绍出现在3个网页上。其一是在该系的学位要求中关于限选课程的介绍网页,4个主要的研究领域分别是生物与聚合物材料、电子材料、结构与环境材料、基础与计算材料科学。其二是在MIT的招生网页,4个主要的研究领域分别是:半导体材料和低维系统(Semiconductor materials and low-dimensional systems)、能源材料(Materials for Energy)、纳米结构材料(Nanostructures)、材料的生物工程(Bioengineering of Materials)。在介绍全体教师(Faculty)的网页,列出了30个研究方向(discipline),共122人次(有重复计算,因为实际教师只有35人),平均每个研究方向4.07人次(或1.17人)。少的方向仅1人如微技术、半导体,最多的是纳米技术,23人次。上面列出的生物工程(包括生物物理和生物技术)9人次,能源材料(包括能源与环境、储能)9人次。人数比较多的研究方向还有结构与环境材料9人次,高分子材料7人次,电、光和磁材料7人次。

可见,尽管MIT研究的材料类型很多,但其本科生培养计划中,涉及具体材料类别方向的课程特别少。

2. 关于考核与成绩

MIT很多课程的成绩评定都包括平时作业和出勤与课堂参与情况。有的课程,考试以外的项目在成绩评定中所占份额可达到50%,有的实验课程则更是高达85%这在一定程度上反映了MIT对大学生平时学习的管理是非常严格的,与我们头脑中关于国外大学生“自由”学习的图像截然不同。

3. 关于选课进度安排

MIT材料系没有规定统一的选课进度表。但从其推荐的选课安排(roadmap)看,具有如下特点:

(1)8门大学一般要求的社科课程(GIR)分布在8个学期选修,即每学期选修1门社科课程;

(2)一年级把大学要求的6门自然科学课程(GIR)学完,包括数学、物理和化学。

(3)二年级起全面进入专业学习。第一学期学习材料科学与工程基础、材料实验2门课程,两门课交叉进行,实验周不上课。上课周每天都有材料科学与工程基础课,实验周每天都有实验或交流,学习安排非常集中。

(4)每学期的课程一般为4门,其中1门为社科课程。

MIT二年级第1学期就学习专业基础课程,这比我们的教学计划提前很多。国内的教学计划进度安排曾经强调,前两年不安排专业课,以至于我们的材料科学与工程课程被安排在第5学期,材料研究方法更是被安排在第6学期,使得高年级学习特别紧张,深入接触专业知识和方法的时间被推迟。

4. 关于培养计划的修订

从网页上能够追溯到MIT材料系1998年的培养计划,其培养计划在2003年做了很大的调整。两者的比较

这两个培养计划的最大差别在必修课,课程名称几乎完全变了。但对比课程名称和教学内容可以发现,新培养计划中的“材料科学与工程基础”包含结构与化学键、热力学与统计力学两大部分内容,分别由两位教授讲授,似乎代替了原来的“材料热力学”、“材料物理化学”和“材料化学物理”3门课程,因为其教材之一仍然是物理化学(Engel, T., and P. Reid. Physical Chemistry. San Francisco, CA: Benjamin Cummings, 2005. ISBN: 9780805338423)。“材料实验”应该与原先的“材料结构实验”对应,“材料综合实验”应该与原来的“材料加工实验”对应。“材料的微结构演变”与原来的“材料结构”相似。取消了“材料力学”、“材料工程中的输运现象”2门课程。增加了“材料的电光磁性能”、“材料的力学性质”、“有机和生物材料化学”、“材料加工”4门课程。取消2门,合并2门,增加4门,课程总数不变。

选修课变化较小,只是增加了若干课程,特别是生物材料和纳米材料的课程。其实,两门生物材料课程是2000年增加的,当时选修课由4方向增加为5个方向。选修课的最大变化是理论上不再分专业方向,学生可以任意选课。但实际操作时,仍然向学生推荐各专业方向的课程组合。无论如何,每个专业方向的课程不足4门,学生必然需要选修其他方向的课程。

从2003年至今,必修课没有变化,选修课则有一些小的调整(表5)。其中2005年减少了高分子化学、化学冶金学(Chemical Metallurgy)2门课程。增加了2门数学,材料热力学(原来的必修课),先进材料加工,衍射和结构,材料的对称性、结构和张量性质,材料选择,共7门课程。可见,增加的这些课程仍然是与具体材料种类无关的。2007年和2011年分别增加了1门生物材料方面的课程。可见,即使是选修课的调整,仍然在继续加强有关材料行为特征方面的课程,减少有关具体材料种类的课程。

5. 关于培养目标与课程设置

过去,MIT材料科学与工程系培养目标分四类,研究型学位(Course 3)、预科型学位(Course 3A)、实践型学位(Course 3B,2003年取消)和考古型学位(Course 3C)。其中,研究型学位与实践型学位培养要求的唯一差别是不变的,即前者在四年级做毕业论文,后者在二年级暑假和三年级暑假做2个20周的企业实习,其他课程要求完全相同。现在把实践型学位取消了,但仍然保留了学生向这个方向发展的渠道,即学生仍然可以选择做毕业论文或者企业实习,学位合并在研究型学位(Course 3)中。

从2003年培养计划大调整来看,MIT材料科学与工程专业(Course 3)的主要培养目标是让本科毕业生继续深造。也可能是社会需求的变化促使MIT对培养计划进行调整。这从MIT选读实践型学位人数变迁或许可以看出一些端倪(表6)。从1998年到2002年,实践型学位人数多于研究型学位的人数,2002年突然降低,与研究型学位相当。查看大学2年级实践型学位学生注册数,从2002年起突然减少,由原来每年约20人突然减少为6人。2003年培养计划调整当年,还有5人注册为实践型学位,这应该是此前培养计划延续所致。

那么,没有了实践型(Course 3B)学位,是否还有学生仍然会选择实习代替论文呢。下面从2002~2008年MIT材料系本科毕业生去向分析。除了一些研究生院,网页一共列出了38家企业和17家政府部门或咨询机构。统计2002年以后(至2005年结束,当年仅剩下1人)各年4年级实践型学位人数(也约等于当年毕业人数)总和恰为38人,与毕业生去向统计的企业单位数刚好相同。这难道是巧合?是否可以推论,2003培养计划修改之后几乎就没有学生选择去企业实习了?

MIT材料专业取消实践型学位,以及此后可能几乎没有人选择实习代替毕业论文事实,一方面可能与美国产业向国外转移,本国企业对工程师的需求减少有关;另一方面,MIT培养计划中的课程设置调整也起了一定作用。因为选择实践型学位人数锐减在前(2002年),培养计划调整在后(2003年)。培养计划中去掉的必修课“材料力学”和“材料工程中的输运现象”,显然属于工程类课程。因此,其培养计划课程中增加材料研究型基础知识、减少工程知识的倾向十分明显,也说明其培养计划随社会需求进行了及时调整。

另外,尽管2003年培养计划中的必修课有较大调整,但选修课调整比较有限。而且调整前后,没有改变其材料类本科生宽专业培养的模式。

但在选修课中,把专业方向的基础课程去掉,仍然让人有点匪夷所思。例如,高分子化学在高分子材料领域历来就被认为是专业基础课。MIT在2005年却把这门课从本科生培养计划中去掉了。查看其高分子方向研究生培养计划核心课程,可以看到高分子物理化学、高分子合成、高分子合成化学等基础课程。可见,MIT把专业方向的一些基础知识培养放在了研究生阶段。

以上似乎给人这样的印象,如果不继续读研究生,则专业方向的基础知识是不太够的,无形中将人才培养的周期拉长到研究生阶段了。但从我自己教学的经验来看,学习高分子物理就可以了解高分子材料的行为和特征,未必需要清楚地知道高分子材料的合成与制备方法。我的一些研究生以前从未学习高分子方面的课程,为了让他们在研究中能够理解和使用高分子材料,我就是先给他们讲授高分子物理的基本知识。

另外,注意到MIT材料专业研究生数量是本科生数量的2.2倍,有很多研究生来自校外,特别是来自国外。所以,MIT材料专业培养计划中对专业方向选修课程的调整,结合研究生阶段的课程安排,既考虑到了本科宽专业基础的培养模式,又打通了本科生培养与研究生培养之间的关联,在研究生阶段加强专业方向基础知识的培养,也便于接受其他教育背景的学生来读研究生,还是十分合理的。

MIT材料专业的本科培养计划,不断强化了按照材料大类进行培养的模式,必修课和选修课都加强了材料基本行为知识的课程,减弱了材料类别基础知识的课程,把后者移到研究生教育阶段。这说明国外关于“材料研究依据其行为和特征,而不是依据材料类型来进行”的认识形成30多年以来,不仅没有改变,还在进一步加强。MIT在2003年对培养计划大调整时,加强了材料研究基础知识课程,减少了工程类课程,其本科生的主要去向是进一步深造,直接到企业就业的比例急剧减少。本科生阶段加强研究基础知识课程,把专业方向基础知识培养放在研究生阶段,加强了研究生的知识培养,可能是其材料研究能够长期在美国名列前茅的原因之一。

高分子与材料工程就业方向范文2

问:高分子材料与工程专业的研究对象是什么?

答:高分子材料与工程是一门将理科、工科相结合的专业。高分子材料,又可以称作石油化学工业。在发达国家,石油化学工业里60%~70%的产值是由高分子来体现的。高分子专业涉及合成与加工两个方面,到了硕士阶段分设理科的“高分子化学与物理”和工科的“高分子材料”两个专业。

问:本科核心课程有哪些?高分子材料与工程专业的学生需要具备什么特质?

答:有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、高分子材料、功能高分子导论。其中的高分子化学、高分子物理和高分子材料都有相对应的实验课。

我认为一个专业需要各种各样的人,高分子也是一样。不能说哪类学生特别适合学这个专业,我倒觉得更应该是学生在选择高分子后,能够主动去适应这个体系,发挥自身的特点,不断深入,持之以恒,这样才能够学好。

小编插话:如果能够不断深入学习,持之以恒,说不定就会像美剧《生活大爆炸》中的谢耳朵、霍华德他们一样,成为厉害的物理学家或化学家!在学习的路上,就算脚踩荆棘也要大步前行,来看看都会遇到怎样的困难吧。

问:在高分子材料与工程专业的学习过程中,有可能遇到的困难是什么?

答:困难主要在于从经典化学到高分子化学的改变。高分子是混合物,所以高分子化学的化学式,结构不明确。在经典化学中,化合物有明确的分子式,但到了高分子化学,很多时候我们只能说大概是这样,不够明确,这会令学生困惑。

等到学习高分子物理,困惑就更多。因为学科体系尚未完全建立,很多东西只是在一定条件下的研究过程中,觉得应该是那么回事,至今没有定论。这种现象,对学生甚至老师来说,都是困惑的。

此外,高分子是大分子混合物,每一个聚合物的分子量有几万、几十万,甚至上百万,分子量庞大,且混在一起,此时就需要统计理论来总结规律。高分子物理里有大量统计理论,而统计理论对一般人来讲,很难理解。

问:大家是否有对高分子材料与工程专业的理解误区?

答:很多人认为高分子材料是不环保的,特别是所谓的“白色污染”,这样的说法并不科学。高分子材料从制造、使用、处置和无害化处理的多环节的综合评价结果来看,是对环境污染最小和能量消耗最少的材料。国内之所以出现“白色污染”,是因为人们没有养成良好的环境保护理念和垃圾分类处置的习惯。学习和掌握了高分子的相关知识,不仅可以成为你事业的方向,还可以使自己的生活过得更加健康和环保。

问:高分子材料与工程专业的毕业生,主要是面向哪些行业就业?

答:各行各业都可以。我们系大多数学生读研究生、出国,真正本科一毕业就去工作的好像很少,硕士毕业很容易找工作。

高分子与材料工程就业方向范文3

关键词:复合材料与工程;人才培养;专业面;工程能力

中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A?摇 文章编号:1674-9324(2014)01-0098-02

复合材料是材料科学与工程发展最为活跃的前沿领域之一,是国防和国民经济建设的关键高技术新材料。我国高校开设的本科复合材料与工程专业一般以聚合物基复合材料为主线,目标是培养具备复合材料与工程领域的基础理论、专业知识和实验技能,适应现代复合材料高科技化发展趋势,掌握复合材料设计与制备技术,能从事先进复合材料与结构的设计、制备、评价的高级专业技术人才。我国聚合物基复合材料工业发展迅猛,产销量居世界首位。但是相对于发达国家的研究和应用水平,还存在很大差距。因此,面对日益增加的技术需求与教学内容的大量更新,为适应现代教育培养的新形势,必须对复合材料与工程专业的人才培养进行全面研究与改革。济南大学复合材料与工程专业自1995年招收本科生,1999年获得硕士学位授予权。我校的人才培养教学实践和对其他高校的调研结果表明,复合材料与工程专业的课程体系中普遍存在四个方面的问题:①化学与力学知识薄弱,创新能力差;②专业面太窄,毕业生工作适应性差;③理论与实践环节脱节,学生解决实际工程能力弱;④没有很好体现办学特色。针对上述问题,如何根据当今复合材料的发展,开展先进的、科学可行的专业人才培养工作,具有重要的现实意义和深远的历史意义。

一、加强有机化学、高分子知识的讲授

聚合物基复合材料的基体材料是有机物。有机化学是一门探讨有机分子结构性质、有机反应途径机理以及相关产物分离与结构鉴定的基础科学,是本专业一门重要的专业基础课。有机化学是聚合物合成的反应类型和反应机理的坚实基础。教学过程中应培养学生从有机化学的角度学习和设计聚合物合成的反应过程,提高学生学习高分子化学的效率,启发学生对聚合物设计的创新思维。高分子化学和高分子物理是本专业两门重要的专业技术基础课,既是理论学科,又是应用学科,涉及理论和实验教学两方面[1]。其专业理论性强,概念复杂,抽象难懂,聚合反应机理都是微观的,内容较难掌握,容易影响学生的学习兴趣。同时,教学内容与学时数减少的矛盾日益突出。为了提高学生学习的积极性和主观能动性,授课过程应结合复合材料常用聚合物基体材料,注重对各知识点进行重组和精练,不拘泥于教材内容的排序,兼顾聚合物基体最新的科技进展,做到重点突出,主次分明,紧密结合工程实践应用。

二、加强力学与结构设计知识的讲授

复合材料既是一种材料又是一种结构。复合材料的组分材料和纤维的铺设方向可以按照设计要求进行选择,即复合材料具有可设计性。复合材料的非均匀性和各向异性是复合材料力学的重要特点。与常规材料的力学理论相比,普通力学问题在复合材料力学中需要重新研究,以确定常规材料的力学理论、方法、公式的适用性与如何修正。对于复合材料的结构进行力学分析和设计计算必须以准确的复合材料力学性能数据为前提。随着复合材料的开发和应用,复合材料力学已形成独立的学科分支并蓬勃发展。

三、扩宽专业面,提高毕业生工作适应性

复合材料与工程专业涉及面广,内容多,如何根据社会的不同需要设置不同的专业教学知识体系十分重要,也非常困难。从毕业生就业和工作情况分析,应进一步扩宽学生知识面,提高其工作适应性。复合材料行业的发展,一方面分工越来越细,出现高度专业化趋势;另一方面技术复合程度越来越高,出现高度综合化趋势。因此,在专业课与选修课的设置上应充分考虑,使学生的专业知识、技能、工程素质与管理素质得到提高,工作的适应性增强。针对这种情况,我校对课程体系设置进行了改革,主干学科还是材料科学与工程,主要课程包括工程力学、物理化学、高分子化学及物理、材料科学基础、材料复合原理、复合材料学、复合材料聚合物基体、复合材料工艺与设备、复合材料结构设计基础、复合材料测试技术、现代材料测试技术。选修课的设置充分考虑扩宽知识面和就业,具体科目包括无机非金属材料工艺概论、新型建筑材料、工业仪表与工程测试、计算机辅助设计、试验设计与数据处理、金属材料概论、材料科学研究方法、建筑装饰材料、建筑装饰艺术设计等。

四、进一步加强实践实训环节,提高毕业生工程能力

复合材料与工程专业属工程技术型专业,应侧重对学生工程能力、推广应用能力的培养。复合材料工业一直持续快速发展,其发展速度远超过经济发展速度,并且没有任何减速的迹象。限制其发展的主要因素是不能提供足够的训练有素的工程师。针对这种情况,我们不断完善人才培养方案,重视实践教学环节,将教学实验、实习、科研实践相结合,将校内外实践教学相结合,增加开设了两周的综合性实验和一周的设计性实验。同时,与企业建立了多个复合材料教学实践基地,除了规定的认识实习、生产实习和毕业实习以外,再组织有兴趣的同学利用寒暑假在企业进行实地学习,并请企业参与专业建设和人才培养方案制定。定期邀请相关的专家报告他们的新产品开发研究,介绍行业新工艺与新设备。实践教学效果得到显著提高。

五、结合各校实际情况,体现学科的办学特色

各高校复合材料与工程专业的办学条件差异较大,应扬长避短,积累优势,形成自己的特色[2]。复合材料按照基体材料的分类可以分为聚合物基复合材料、无机非金属基复合材料、金属基复合材料。我校复合材料与工程专业在十多年的发展过程中,形成了自己的办学特色和科研方向,将专业教学与科研融为一体。结合我校传统无机非金属材料的基础优势,在课堂教学和实践教学中,将专业面从聚合物基复合材料拓宽到无机非金属基复合材料,并保持无机基复合材料的优势和特色。我校复合材料与工程专业于2009年被评为山东省品牌专业。实践表明,我们的特色办学促进了人才培养目标的实现,在提高人才培养质量方面发挥了独到的作用,也为学生就业扩宽了渠道,为山东省复合材料行业发展做出了贡献。总之,复合材料工程技术型专业人才的培养,应加强相关基础知识的讲授,扩宽学生知识面,努力提高学生工程能力和创新能力,着力解决学生工程能力弱的问题,使毕业生在复合材料生产、设计及研究开发等方面具有更快更高更强的工作适应性。

参考文献:

[1]郝智,伍玉娇,罗筑,黄彩娟.高分子化学课程教学改革与实践初探[J].高分子通报,2012,(5):116-118.

高分子与材料工程就业方向范文4

高分子材料是指由相对分子质量较大的化合物分子构成的材料。按其来源,高分子材料可分为天然,合成,半合成材料,包括了塑料,合成纤维,合成橡胶,涂料,粘合剂和高分子基复合材料。从1907年高分子酚醛树脂的出现以来,高分子材料因其普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展。然而,现在大规模生产的还只是在寻常条件下能够使用的高分子物质,即通用高分子。它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点,而现代工程技术的发展对高分子材料提出了更高的要求。于是新型高分子材料的开发与应用尤为重要。耐高温、高强度、高模量、高冲击性、耐极端条件等高性能的新型高分子材料的开发与应用不但能解决现阶段的高分子材料所面临的问题,而且也将积极地推动高分子材料向功能化、智能化、精细化方向的发展。与此同时,我国十二五计划也将高分子材料的开发研究纳入了其中,作为其重要研究方向之一的新型高分子材料的开发研究必将会极大地推动我国材料技术的发展。

1.国内外高分子材料开发现状

21世纪是一个科学技术飞速发展进步,生产力大幅度提高的新纪元。材料工业与信息工业,生物工程,能源工业一起成为世界经济的四大支柱产业。高分子材料与金属材料和无机非金属材料共同构成了应用性材料科学的最重要的三个领域。高分子材料凭借其独特的优势占领了巨大的市场。

世界高分子材料工业正在高速地发展着。世界合成树脂量从1950年的1.5M工增长到2005年的212M工,每年大概以5%的增长率在迅速地增长。现在塑料的产量早已超过了木材和水泥等结构材料的总产量。合成橡胶的产量也已超过了天然橡胶,而合成纤维的年产量在上个世纪80年代就已经达到了棉花、羊毛等天然和人造纤维的2倍。对于我国而言,目前我国是世界上最大的树脂进口国,每年进口的树脂数量大约是世界树脂总贸易的25%到30%。我国的树脂合成工业正高速地发展当中,树脂合成能力也在飞速地提高中。然而与西方发达国家仍然存在着差距。

2.开发新型高分子材料的重要意义和途径

从上世纪30年代高分子材料的出现开始到现代,世界工业科学不再只是满足与对基础高分子材料的开发研究,从90代开始,科学家们就将注意力集中到了高功能,高智能的高分子材料开发上。现代工业对于新型高分子材料的需求日益强烈。

新型高分子材料的开发主要是集中在制造工艺的改进上,以提高产品的性能,减少环境的污染,节约资源。就目前而言,合成树脂新品种、新牌号和专用树脂仍然层出不穷,以茂金属催化剂为代表的新一代聚烯烃催化剂开发仍然是高分子材料技术开发的热点之一。然而开发应用领域也在不断扩大。在开发新聚合方法方面,着重于阴离子活性聚合、基团转移聚合和微乳液聚合的丁业化。在第二次世界大战中发展起来的高分子复合技术,以及出现于50年代的高分子合金化技术后。新的复合技术和合金化技术层出不穷。同时,也更加重视在降低和防止高分子材料生产和使用过程中造成的环境污染。加快高分子材料回收、再生技术的开发和推广应用,大力开展有利于保护环境的可降解高分子材料的研究开发。

新型高分子材料的开发,不但能够满足现代工业发展对于材料工业的高要求,更能够促进能源与资源的节约,减少环境的污染,提高生产能力,更能体现出现代科技的高速发展。

3.新型高分子材料的应用

现代高分子材料是相对于传统材料如玻璃而言是后起的材料,但其发展的速度应用的广泛性却大大超越了传统材料。高分子材料既可以用于结构材料,也可以用于功能材料。现阶段新型高分子材料大致包括高分子分离膜,高分子磁性材料,光功能高分子材料,高分子复合材料这几大类。

高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择透过性功能的半透性薄膜。采用这样的薄膜,以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力,与以往传统的分离技术相比,更加的省能、高效和洁净等,被认为是支撑新技术革命的重大技术。

高分子磁性材料是磁与高分子材料相结合的新的应用。早期磁性材料具有硬且脆,加工性差等缺点。将磁粉混炼于塑料或橡胶中制成的高分子磁性材料,这样制成的复合型高分子磁性材料,比重轻、容易加工成尺寸精度高和复杂形状的制品,还能与其它元件一体成型等。

光功能高分子材料,是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料。目前,这一类材料已有很多,应用也很广泛。

高分子复合材料是指高分子材料和不同性质组成的物质复合粘结而成的多相材料。高分子复合材料最大优点具有各种材料的长处,如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质。

这些新型的高分子材料在人类社会生活,工业生产,医药卫生和尖端技术等方方面面都有着广泛的应用。例如,在生物医用材料界上,研制出的一系列的改性聚碳酸亚丙酯(PM-PPC)新型高分子材料是腹壁缺损修复的高效材料:在工业污水的处理上,在不添加任何药剂的情况下,利用新型高分子材料物理法除去油田中的污水:开发的聚酰亚胺等热固性树脂及苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂复合材料,这些材料比强度和比模量比金属还高,是国防、尖端技术方面不可缺少的材料;同样,在药物传递系统中应用新型高分子材料,在药剂学中应用,在包转材料中的应用等等。新型高分子材料已经渗透于人类生活的各个方面。

材料是人类用来制造各种产品的物质,是人类生活和生产的物质基础,是一个国家工业发展的重要基础和标志。作为材料重要组成部分的高分子材料随着时代的发展,技术的进步,越来越能影响人类的生活,工业的进步。区别于我们已经开发研究成熟的一些传统材料,高分子材料的研究开发存在着无穷的潜力。正如一些科学家预言的那样,新型高分子材料的开发将有可能会带来现代材料界的一次重大革命。

[参考文献

[1]程晓敏,高分子材料导论[M],安徽大学出版社2006,

[2]顾正超,高分子材料开发现状与展望[J],科技与经济,2000.(02).

[3]郝敬辉,新型高分子材料物理法处理油田污水[J],油气田地面工程,2010.(07)

[4]黄凯,高分子材料在药物传递系统研究中的应用[J],中国现代应用学2010.(SI)

[5]于金海,应用新型可降解材料修复腹壁缺损的实验研究[J].中国知网论文总库2010.

[6]黄丽,高分子材料[M].化学工业出版社2005.

[7]高分子材料,百度百科.

高分子与材料工程就业方向范文5

[关键词]工程意识;高分子材料专业;综合实验

我国的高等工程教育培养造就了大批工程科技人才,有力地支撑了我国工业体系的形成与发展。但与其它工业发达国家相比,我国高等工程教育虽然规模位居世界第一,但总体质量并不高。突出的问题就是高等工程教育培养出的人才工程性缺失和实践能力薄弱。针对高等工程教育存在的的问题,2010年6月,中国工程院、教育部启动“卓越工程师教育培养计划”,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,使我国培养的卓越工程师后备人才满足我国工业化和现代化建设的需求,使我国跻身工程教育强国之列。

一、目前高分子材料专业综合实验存在的问题

长期以来,我校高分子材料专业综合实验仅仅是停留在使学生巩固并加深对专业基本理论及概念的理解,对高分子材料性能检测,以及高分子材料成型加工设备的操作等层面。存在的最大问题就是实验内容陈旧、滞后,实验教学形式僵化。验证性的实验内容较多,与工程实际密切结合的实验内容太少。这种传统的高分子材料专业实验教学体系不利于学生工程观念的建立,不利于后续阶段的顶岗实习、毕业设计、及进入工作岗位后迅速完成从学生到合格的工程技术人员的转变。

二、加强高分子材料专业综合实验工程性的指导思想与原则

“卓越工程师教育培养计划”具有三个特点:一是企业深度参与培养过程,二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才,三是强化培养学生的工程能力和创新能力。我们认为高分子材料专业综合实验应该是在专业实践层面上安排的,能够与生产实际紧密结合,能够体现工程与教学相互联系、相互促进关系的一门实验课。通过实验培养学生建立初步的工程能力。在这门实验课中要创造出一种让学生真正感受到工程实践的氛围,促使学生从知识积累向工程能力生成的转化。

三、高分子材料专业综合实验改革的具体实施

(一)调整高分子材料专业综合实验开设时间

我校高分子材料专业综合实验原开设时间放在第3学年的第6个学期。通过几轮教学发现,在学生专业学习还没完全到位的情况下,学生并不完全具备很好完成实验的能力,严重影响专业实践能力的取得。因而将设置时间调整到第4学年第7个学期,时间从3周延长到4周。从实践结果来看,这一调整是合理的。

(二)企业参与高分子材料专业综合实验教学计划的制定

以往的实验教学计划完全由任课教师自行制订,由于教师的工程能力不足等原因,制订的实验教学计划脱离生产实际,即所谓的“理论性、研究性过强”。在新的实验教学计划修订时,我们积极争取企业具有丰富实践经验的生产技术人员参与进来,共同制定人才的培养目标,培养方案,共同制定实验教学大纲、实验教学计划。

(三)高分子材料专业实验内容的确定

1.原有实验内容优化。全面更新实验内容。只保留小部分经典的实验内容,这些经典实验可以训练学生系统地掌握原料的准备、材料的合成、性能测定与表征方法等。增加具有工程背景的实验,选择贴近实际的社会需求,符合高分子材料的变化潮流,适应企业对人才需求的内容。

2.教师科研课题转化。将部分教师完成的或在研的科研项目中的部分内容拿到专业实验中来,分解为学生有能力可以完成的实验项目。

3.到有合作关系单位完成部分实验。生产单位可以为人才培养提供先进的工程实践条件。此种实验方式最显著的特点是实验方案的应用性和工程性。更能激发学生动手实验的兴趣,发挥了学生自主实验和学习的主观能动性。

(四)实验教学方式的改革

1.题目自选与指定结合。由过去的分配到人改变为由学生在给定题目中自行挑选感兴趣的题目,使实验教学从传统的“以教师为主”的模式转变为“学生为主体、教师为主导”的模式,充分发挥学生的积极性和创造性。

2.改变实验指导方法,强化学生自主实践能力的培养。强调实验指导教师的“导师”作用,使学生成为实验的主动参与者、探索者。鼓励学生独立思考,引导而不是替代学生解决实验过程中出现的问题。

3.实验以课题组形式进行。每三名同学组成一个课题组,并选举一名组长。每课题组配备一名指导教师或生产单位的技术人员,为课题组提供技术上的指导和方向上的把握。通过具体的研究课题,培养学生团结协作的精神。

4.计算机辅助教学。引入新的教学手段,即利用高分子材料与工程设备素材库,对实验中涉及到和未涉及的工艺进行计算机模拟仿真实验,扩大实验范围。

(五)专业综合实验的考评方式改革

实验模拟本科毕业论文方式进行。结合实验内容给学生下达任务书,学生做出开题报告、开题答辩,以论文的形式完成实验报告,最后采用类似毕业论文答辩的方式总结实验。在同等的实验时间、实验条件下,增加了实验信息量,增强了团队意识,强化了工程理念。

四、专业综合实验改革取得的成效

(一) 直接促进了毕业教学环节的顺利进行

专业综合实验过后,就是毕业环节的教学工作。专业综合实验的过程就是一个微缩的毕业论文过程。有了专业综合实验的基础,很多同学在短时间内就适应了毕业论文过程。毕业答辩也充分体现了这个环节所起的作用。

(二) 促进了教师队伍工程能力的提高

从事高等工程教育的教师多数是从学校直接到学校,他们没有企业工程实践的经历,因而在实践教学中缺少工程思维、工程方法和工程文化的传授。专业综合实验内容及教学方式的改革以及企业专家的参与,极大促进了实验指导教师工程能力的提升。

五、结语

通过新的高分子材料专业综合实验教学体系的构建,从根本上改变了实验教学内容陈旧、滞后与生产实际脱节严重的现状。新的实验教学体系不仅加深了学生对整个高分子材料体系的理解,更重要的是培养了学生在实验中以工程意识去发现问题、分析问题和解决问题的能力。

基金项目:黑龙江工程学院教改项目:基于“卓越工程师教育培养计划”专业综合实验教学改革与实践(项目编号: JG2012042)

参考文献:

[1]刘宇艳,刘宇婷,刘立洵等.高分子材料与工程专业系统化实验体系的建立.[J]实验技术与管理,2011(1):9-11 .

高分子与材料工程就业方向范文6

关键词: 高分子材料 加工助剂 多媒体 案例教学

高分子材料在工业、农业、交通运输、国防工业、人民生活、医疗卫生等各个领域有广泛应用,是现代社会中衣、食、住、行、用各个方面不可缺少的材料[1]。高分子材料的成型加工是高分子专业研究的重要主题,相应助剂对提高高分子材料的合成效率、加工性能、使用性能有着至关重要的作用,随着助剂行业的发展,助剂品种日益繁多[2]。《高分子材料加工助剂》就是面向高职、高教学生开设的一门高分子专业课程,通过多年本门课教学,笔者总结出以下教学方法。

1.讲明本课程在高分子专业知识构成中的作用

合成与加工成型是高分子材料专业研究的两大主题,其中加工成型离不开高分子加工助剂相关专业知识,因为对助剂的品种和性能不了解,成型加工的工艺设计与控制难以进行[3]。助剂在配合塑炼和基本成型过程中起这样的作用:加工过程中改善聚合物的工艺性能,影响加工条件,提高加工效率;改进制品性能,提高它们的使用价值和寿命。概括起来说,助剂和聚合物是相互依存的关系。聚合物的研究和生产先于助剂,但只有在具备适当助剂和加工技术的条件下,它们才有广泛的用途。

因此,高分子材料加工助剂是高分子专业知识构成中重要组成部分,本专业学生应形成这样的概念:从事高分子材料加工成型过程的工艺设计和控制工作离不开高分子材料加工助剂的相关知识。

2.本课程教材的选择

目前,市面上有不同教材可供教学选择,针对不同教学对象和教学大纲的具体要求,老师应相应选择教材。笔者选用方海林主编的《高分子材料加工助剂》,该教材面向本科生教学,通过教材学习,学生对高分子材料加工中常用助剂的概况、作用机理、品种合成、性质及其应用等有全面深入的理解;通过具体工艺及配方学习,认识它们对材料的工艺和性能的影响,具有一定解决实际问题的能力。当然,由于教学过程中课程设定为32学时,老师可根据学生学习兴趣适当取舍,如第九章剂、发泡剂、着色剂、发泡剂的讲解可以适当缩减一些,而第二章增塑剂内容可以适当补充一些书本以外的知识。

3.本课程的教学方法

3.1多媒体结合板书

信息拓展展示以多媒体为主,重点问题讲解以板书为主[4]。对于《高分子材料加工助剂》课程教学,多媒体课件重点在以下三个方面突出应用:(1)当涉及大量信息拓展或者多种形式的直观展示时,以多媒体为主,如各种助剂的外观图片、合成助剂的工艺流程图、同一类助剂各种典型的化学结构式展示等。(2)对于大量公式推导、文字描述可以通过多媒体方式进行,这样可以比较准确完整地反映同时节省大量授课时间。板书的引导会带动学生的思维层层深入,更容易将一个知识点讲透。如讲热稳定剂、光稳定剂的作用机理时,通过板书讲解与分析,可以引导学生思考,更容易将难点讲透。

3.2案例教学法

案例教学法是一项系统工程,需要教师精心创设教学情境,巧妙设置探究问题,引导学生在分析案例中研究问题,从而形成认识、发展能力、升华情感,并借助情境与问题实现教学目标[5]。对于《高分子材料加工助剂》课程教学,工厂已经采用的一些助剂配方设计实例都是鲜活的案例,教师可以在课堂上大量引入配方实例,通过对配方实例的分析,告诉学生各种助剂在配方中起什么作用,在配方设计时遵循什么样的设计规律,为学生将来从事配方设计打下良好的基础。

3.3课后在线答疑

现在学生几乎达到人手一台电脑,学生对电脑的常用操作基本熟练,特别是一些交流工具,如电子邮件、QQ在线聊天甚至视频对话等,笔者认为借助互联网进行学生课后答疑是一种教学辅助方法。学生在课后学习,如在做课后作业时遇到问题,借助电子邮件向老师提问,可以提高学生学习效率。当然,这种答疑方法有待进一步探索,如果老师每天进行大量邮件答疑会增加教学负担,这时可以采取更灵活的方法如建立QQ群,在指定时间内在线群聊进行答疑等。

4.成绩考核与评价

《高分子材料加工助剂》考核可以选用考试、小论文、大作业等方式进行,由于这是一门应用性很强的课程,学生将来运用相关知识时需要很强的主观能动性。笔者经过多年实践认为用小论文考核更符合这门课的学习规律,因为写小论文本身就是学生一个再次学习的过程,这个过程需要查阅比较多的资料,将内容很好地组织,还要形成自己的认识及评价。布置完小论文题目后,一般会提出以下写作要求:写作紧扣论文题目、不出现偏题、有学术性;写作条理清晰,内容安排有序;写作重点突出;写作参考资料充分、全面;写作中能提出自己的观点、对现代企业管理的认识;写作字迹清晰、工整,表达流畅,字数3000左右。批改小论文的时候按学生对以上写作要求的执行情况进行评分。学生最终成绩按学校、系部要求进行,结合平时考核和期末考试成绩综合评分。

5.教学效果与评价

通过本课程学习,需要实施培养专业面宽、知识面广和工程能力强的应用型本科人才这一课程教学目标,绝大部分学生应掌握常用高分子材料加工助剂的作用机理、结构、特点、性能、用量,并具有初步设计聚合物材料配方的能力。从已经毕业的学生反馈看,学习这门课为从事相关工作打下很好的基础,学生进入工厂后将在比较短的时间内满足岗位要求,从事聚合物配方设计及工艺设计、控制等工作。

目前,新的高分子材料加工助剂不断被研发出来,知识更新非常快,而学生的学习方式、学习兴趣也有时代特征,如何上好《高分子材料加工助剂》这门课需要不断探索、持续研究。

参考文献:

[1]周鹏.高分子材料的发展及应用.科技创新,2015(11):69.

[2]冯嘉春,郑德,陈鸣才.我国高分子助剂研发现状及思考.透视,2007(2):33-36.

[3]向明.高分子助剂在聚合物成型加工中的应用研究.年全国高分子学术论文报告会,2007:799.