材料科学与工程范例6篇

材料科学与工程

材料科学与工程范文1

英文名称:Ordnance Material Science and Engineering

主管单位:中国科学技术协会

主办单位:中国兵器工业第五二研究所

出版周期:双月刊

出版地址:浙江省宁波市

种:中文

本:大16开

国际刊号:1004-244X

国内刊号:33-1331/TJ

邮发代号:

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1978

期刊收录:

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊:

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

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材料科学与工程范文2

关键词:学科建设;平台建设;科学研究;人才培养

中图分类号:G647 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)29-0197-03

高等学校是知识创新和创新人才培养的基地,其核心是学科建设。大学在国际及国内的排名主要取决于该校学科的发展水平。世界上一流的院校,首先是拥有一流的学科。“材料科学与工程”学科既是基础科学,又是新技术革命的先导。津工业大学“材料科学与工程”学科近年来围绕学科建设这条主线,以学科评估为契机,在师资队伍、学科平台建设、科学研究水平、人才培养等方面开展了卓有成效的工作。但国家对新材料的要求不断提高、国际材料领域发展迅猛,学校对材料学科的总体发展寄予了更高的希望,学科建设工作仍存在较大的努力空间,如:①学科尚缺乏在国际、国内具有较大影响力的领军人物;②学科尚无部级的科研平台;③学科在教学方面尚无部级的教学名师及教学成果。在我校“材料科学与工程”学科现有的基础下,如何采取积极有效的措施,保持我校材料学科在市属高校现有的领先地位,实现跨越式可持续发展,尽早步入国家重点学科的行列,仍然是材料学科目前面临的紧迫任务。

一、师资队伍的现状与未来发展

1.师资队伍的现状。有了高水平的学科领军人才建设高水平学科,才能出高水平成果,提高学科的整体水平。有了高水平的学科,才能吸引高水平的学科骨干人才。因此师资队伍建设对学科水平的提升起着至关重要的作用。目前,材料学科有教职员工84人,学历层次、职称层次较高,学缘结构、年龄结构合理,已拥有国家百千万一层次人才2人、中科院百人计划入选者1人、教育部新世纪人才2人。但部分学科人员分散在学校其他部门,总人数在相同学科中仍属于中等偏少的状态。部级人才较少,仍达不到高水平师资队伍的要求。

2.师资队伍的建设及未来发展。学科现有5个特色研究方向:高性能与功能纤维材料、膜材料与膜过程、新型功能材料物理与化学、材料设计、结构与性能和无机功能材料。2012年学科以自由组合的方式形成了7支年龄、学历、职称结构合理的学术团队,每个团队根据自己的优势科研方向建立了学术梯队,取得了显著的科研成果,有效地提升了学科的科研水平。近年来,我校材料学科积极贯彻落实校人才工作会议精神,广开引进人才渠道,坚持培养本学科优秀学术人才与选拔、引进国内外材料学科优秀中青年科研工作者相结合的方法。2010~2013年已引进加拿大滑铁卢大学、日本东北大学、中科院山煤化所等国内外著名科研院所的优秀中青年学者来校工作。2014~2015年材料学科将继续依据各方向的发展需要,适度引进树脂基复合材料、生物医用材料和金属材料方面的优秀科研、教学人才,充实和加强师资队伍。目前已意向引进美国宾州大学、加拿大卡尔加里大学等国际知名院校优秀博士毕业生。“十二五”末学科教职工总数预计达到100人左右,整合分布在院外的本学科骨干教师,总体形成专职教师95人左右的队伍。材料学科将继续对教师实行分类考核,加强完善教师的考核机制,根据教师的能力和特点,强化教师自身的特长,确定以教学、应用基础理论研究、应用研究等为重点的发展方向。重视青年教师的培养,结合青年教师的专业和科研方向,帮助青年教师尽快融入现有科研团队,促进他们专业专长的发展,做到“人尽其才、才尽其用”,充分发挥每一位人才的作用。近年来,学科通过实施国内外访问学者、中青年学术骨干教师出国访学研修等项目,着力培养了一批年轻有为、有较大科研潜力的中青年学术骨干学者,储备了学科拔尖人才和学术领军人才后备力量。目前,材料学科已具备冲击部级人才称号的实力,将在教育部新世纪人才、国家教学名师、青年等方面有所突破,预计到“十二五”末新增部级和省部级称号人才5人次,为材料学科建设以及整个教师队伍科研能力的提升发挥重要作用。

二、学科平台的现状与未来发展

1.学科平台的现状。“材料科学与工程”学科是天津市重中之重学科、天津市高等学校“十二五”综合投资I类建设学科,建有一级学科博士点、一级学科博士后流动站。高水平的科研创新平台和基地不仅是凝聚人才、科研工作者展示智慧的舞台,更是学科创新和进入当代国际科学研究前沿的重要基础平台。多年来,天津工业大学材料学科重视科研平台的建设和管理,目前已建有“部级实验教学示范中心”、“中空纤维膜材料与膜过程”省部共建重点实验室、“改性与功能纤维”天津市重点实验室、天津市膜技术工程中心、膜分离技术协同创新中心等科研平台。实验室面积16000m2,设备总金额达9000万以上,万元以上设备400余台套。实验室管理体制健全,制定了一系列规章和管理制度,如《天津工业大学实验室工作规程》、《天津工业大学校级、学院(系)管实验室管理办法》等。

2.学科平台的建设与未来发展。材料学科既重视提高本学科的科研水平,还不断加强与其他学科的交叉融合,发现和形成新的学科生长点。2013年“材料科学与工程”一级学科与“环境科学与工程”学科交叉设置了“环境材料科学与工程”二级学科硕士点,与“电子信息工程”学科交叉设置了“材料检测与系统”和“生物医学工程”二级学科硕士点。通过与其他学科的交叉融合,进一步优化了“材料科学与工程”学科的结构,提高了学科整体水平,促进了相关学科的发展。目前,材料学院的“无机非金属材料工程”专业教师承担着多项国家高技术研究发展(863)计划课题、国家自然基金等部级、省部级课题,无机功能材料与器件相关研究已处在国内该领域的前沿,已形成自己的优势与特色。2014~2015年,材料学科拟在现有工作的基础上,继续组织力量论证、筹建“能量存储材料”天津市重点实验室,加速材料学科建设的发展。材料学科及时跟踪国家重点学科建设情况,对比学科发展找差距,积极组织实施,确保全面完成天津市“十二五”综合投资I类学科建设任务,争取市重点学科建设取得更大成绩,早日具备申报国家重点学科的条件。此外,未来几年材料学科将进一步健全管理体制和激励政策,争取尽快建成省部共建国家重点实验室、部级协同创新中心,实现市属高校部级科研平台的突破,通过协同创新,做大、做强学科科研平台。

三、科学研究水平的现状与未来发展

1.代表性学术论文质量。代表性学术论文质量的衡量标准包括ESI情况、SCI影响因子、他引次数等几个方面。材料学科已出台激励政策加强引导、鼓励教师发表高水平科研论文、出版专著和教材。在学科奖励政策的指导下,2011~2013年教师和研究生发表的科研论文被SCI、EI、ISTP检索的数量及JCR一、二区论文数出现了较大幅度的增加,科研论文的质量迅速提高,但高影响因子和高他引次数的论文数仍相对较少,国内学术刊物论文的他引次数也有待提高。2013年材料学科制定了“材料科学与工程学院学术资助计划”,并从学科建设经费中给予支持。一年来学院教师参加国内外学术交流30余人次,提升了学院的学术氛围,同时,教师的质量也有较大提高,鼓励教师“多出成果、出高水平成果”,巩固和提高学科整体科研水平。

2.科研获奖。近年来,学科在中空纤维膜材料、功能及智能纤维、相变材料微/纳胶囊、高性能纤维等领域形成了较大的优势和特色。过去5年中连续获得了3项国家科技二等奖,2012年获得天津市科学技术一等奖和中国纺织工业协会一等奖各1项,2013年获得中国粮油学会科技奖三等奖1项,2012~2013年获得天津市滨海新区技术发明奖等省市级其他奖项9项。近几年科研获奖是材料学科的优势,但未来应注意培养新的增长点,继续引导教师培育国家和省部级科技奖励成果,保持不断有新的成果出现。

3.专利转化与签订技术合同情况。“专利转化”是我校的强项,材料学科2011年获得授权发明专利12项,2012年获得授权发明专利22项,2013年获得授权发明专利38项,取了迅猛发展的好形势。未来几年,材料学科将有计划、有组织的加强科技成果转化工作,加大对取得显著成绩的教师的奖励力度,提高成果转化率。对转化前景好的专利,积极寻找转化对象,对于暂时难以转化的专利,以授权使用的方式转让高新技术企业,为提高转化水平积累经验。近年来材料学科引进青年教师人数较多,学科通过实施“青年教师下企业”、“青年教师进企业博士后工作站”、“滨海新区科技特派员”等措施,加强培养青年教师的实践能力,加强其与企业合作的意识,及时引导青年教师进行成果转化。

4.科研项目。2012年材料学科新获批国家科技支撑计划1项、973前期预研项目1项、国家“十二五”军工配套科研项目1项、参与承担国家863计划项目1项、国家自然基金14项。2012年材料学科新增科研项目数、纵向科研立项以及项目总经费均较2011年有较大幅度的增加,总体发展较为平稳,科研经费到位相对充裕,但至今无主持承担973重大科研项目。未来几年,材料学科将继续巩固和加强在科研立项方面的成绩,组织教师培训交流,稳步提高科研经费额,年增长率保持在25%以上,到“十二五”末达到年新增科研经费2000万元,五年累计科研经费6800万元。

四、人才培养的现状与未来发展

1.教学与教材质量。近年来,笼统的“学科专业建设”已被“学科建设”与“专业建设”所取代,概念的分离反映出提高教学质量在“学科建设”中的作用日益提升。在政策的导向作用下,材料学科教师出版专著和教材的积极性逐年增加,但缺少部级精品教材与部级教学成果,教学与教材建设亟待加强。学科拟尽快组织开展全国调研和学科内研讨会,认真探索、总结经验、迅速研究出台相应的奖励政策,以减免工作量和学校实验教学团队建设经费,奖励教师出版部级和省部级规划教材和实验教材,积极发展交叉学科的教材建设,使教材建设与学科建设同步发展。

2.优秀学位论文及优秀学生。学位论文作为研究生学习的最终结果,学位论文质量是研究生教育的重要体现,也是评价研究生培养质量的综合指标。本学科近年来部分优秀硕士毕业生攻读了本校纺织学科的博士研究生,累计为纺织学科培养了4名博士生获得国家优博论文提名奖,材料学科目前只获得两篇天津市优秀博士学位论文,总体上差距较大。2013年本学科分别出台了“材料科学与工程学科硕士、博士研究生优秀学位论文培育基金和助学金管理办法”和“博士研究生国际会议交流资助计划”。学科对有潜力的研究生重点培育,鼓励研究生参加高水平国际会议,加快取得发明专利等科研成果的进度,鼓励研究生安心论文工作,早出成果。材料学科将在现有水平的基础上,继续提升天津市优秀博士学位论文和硕士学位论文数量,期待在“十二五”末在国家优秀百篇博士学位论文提名奖方面取得突破。

师资队伍、科研平台建设、科学研究水平、人才培养是高校建设高水平学科长期性、基础性的工作。本论文针对天津工业大学“材料科学与工程”学科的现状进行了全面的分析与探讨,立足于充分发挥学科的优势,以政策为导向,对本学科未来的发展和建设提出行之有效的对策,也为其他地方院校材料学科的建设和发展提供了一定的参考与借鉴。

参考文献:

[1]周焕福,陈秀丽,方亮,等.地方高校材料学科建设的几点思考[J].今日南国,2010,(154):61-63.

[2]韦春,吴志强,张发爱,等.以教师队伍建设为契机促进材料科学与工程学科建设和人才培养[J].教育教学论坛,2013,(4):37-39.

[3]李小雷,王海娟,曹新鑫,等.坚持科学发展观,实现材料学科跨越式可持续发展[J].中国冶金教育,2009,(5):16-18.

[4]陈益芳.高等学校教材建设和管理探究[J].福建农林大学学报(哲学社会科学版),2009,12(3):91-93.

[5]王芬,沈可.关于提高研究生学位论文质量问题的探讨[J].教育教学论坛,2013,(46):246-248.

材料科学与工程范文3

实习名称

毕业实习

实习时间

2019-02-25至2019-03-24

实习地点

材料学院实验室

学生姓名

贺秀龙

学生学号

150500201

专业班级

金材1502

指导教师

石银冬

 2019年 4 月 3日

一、实习目的

毕业实习通过实验使学生将理论与实践结合起来,通过用实践的方式让学生将课本中学到的知识得以利用,并且在实验的过程中发现问题,提出问题并积极的解决问题。通过这次实习锻炼了自己的动手能力,将学习的理论知识运用于实践当中,学以致用,有利于将学到的知识融会贯通。同时,也能开拓视野,完善自己的知识结构,达到锻炼能力的目的。动手能力、思考能力、解决问题的能力,可以让学生提高独立处理问题。

1.学会管式加热炉的使用,熟练掌握真空加热保温时间温度设定的操作过程。

2.掌握微机控制拉伸试验机的使用方法,对试样进行拉伸实验。

3.熟练掌握线切割对试样各种形状需求的使用方法。

4.熟练掌握观察金相的流程及金相显微镜的使用方法。

二、实习内容

1、实验材料与仪器(1)实验材料    高纯度Zr板(99.95 wt%)。

(2)实验仪器 电火花线切割机 电火花线切割机只需简单的细金属丝电极就可加工出各种复杂二维图形;切割造成 的切缝非常细、浪费的材料少、消耗能量少;可以通过换新金属丝来得到更高的加工精 度降低切割面粗糙度、效率高、切割厚度大。这些特点是线切割机得到广泛应用的主要 原因,由于它的体积不是很大且结构操作简单,可以加工各种工件,制备各种形状,因此被广泛用于高校实验室,为学生们提供良好的实验条件。

微机控制拉伸试验机拉伸试验机(英文名cupping machine)也叫材料拉伸试验机、万能拉伸强度试验机,是集电脑控制、自动测量、数据采集、屏幕显示、试验结果处理为一体的新一代力学检测设备。适用于金属、非金属材料的力学性能测试,为材料开发、物性试验、教学研究、质量控制等不可缺少的检测设备。拉伸夹具作为仪器的重要组成部分,不同的材料需要不同的夹具,也是试验能否顺利进行及试验结果准确度高低的一个重要因素。

管式加热炉管式加热炉是一种直接受热式加热设备,主要用于加热液体或气体化工原料,所用燃料通常有燃料油和燃料气。管式加热炉的传热方式以辐射传热为主。

异步轧制异步轧制是一种速度不对等轧制,上下工作辊表面线速度不等,以降低轧制力;因此又称差速轧制,也称搓轧。

异步轧制是一个新的轧制工艺,有许多优点。采用异步轧制可以大大地降低轧制力,所以设备重量轻,能耗低,轧机变形小,产品精度高;减少了轧辊的磨损和中间退火,降低了生产费用;轧制道次少,生产率高;轧机可轧厚度大。异步轧制不但适用于冷轧板带,并且可以用于热轧板等,是一项很有发展前途的生产工艺。异步轧制的不足主要是容易引起轧机震颤。

异步轧制用于轧制双金属板,将引起轧件的弯曲变化,异步轧制可以调节双金属板的弯曲曲率,而且在同一异步比的条件下,两金属组元的厚比在某一变形程度条件下。可以得到平直的轧件。

金相显微镜金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美的结合在一起而开发研制成的高科技产品,可以在计算机上很方便地观察金相图像,从而对金相图谱进行分析,评级等以及对图片进行输出、打印。 众所周知,合金的成分、热处理工艺、冷热加工工艺直接影响金属材料的内部组织、结构的变化,从而使机件的机械性能发生变化。

2、实验过程本次研究以金属锆作为研究对象

1、 首先将两块纯锆分别采用异步轧制处理与普通轧制处理将他们轧成薄板。

2、 然后采用线切割机将通过不同轧制工艺两块纯锆板分别每块锆板切出12块小样,并将其两块为一组,共分为12组(将经过异步轧制处理与普通轧制处理的材料,分开装袋)

3、 经异步轧制处理的6组,其中1组不进行热处理 。其他5组在管式加热炉中真空分别加热到400℃,450℃,500℃,550℃和600℃保温1小时然后进行退火处理。经普通轧制的6组同上述操作处理。

4、 然后对处理过的试样进行打磨抛光并进行蚀刻,利用光学显微镜和扫描电镜观察各组样品的整个梯度结构层,并拍照。

5、 最后对每组试样做拉伸实验获得应力-应变曲线及抗拉强度等数据,记录并保存所有数据。

通过对经过异步轧制处理与普通轧制处理的金属锆在固定热处理温度的组织与力学性能的对比,找到最佳的轧制工艺进行金属锆板材的制备。然后通过对比异步轧制处理的金属锆不同热退火温度下的组织与力学性能的对比,找到最佳的热处理温度。通过上述对比分析,最后找到最佳的工艺条件进行金属锆板材的制备。

(1)     异步轧制和普通轧制

首先将两块纯锆分别采用异步轧制处理与普通轧制处理将他们轧成薄板。异步轧制是一种速度不对等轧制,上下工作辊表面线速度不等,以降低轧制力;因此又称差速轧制,也称搓轧。

实验目的:金属锆分别经过普通轧制与异步轧制处理对组织结构与力学性能影响的区别。

(2)     线切割

我们在东校实验室采用电火花线切割机对锆进行线切割。将通过不同轧制工艺两块纯锆板分别每块锆板切出12块小样,并将其两块为一组,共分为12组(将经过异步轧制处理与普通轧制处理的材料,分开装袋)

(3)     热处理

我们在东校实验室采用管式加热炉对锆进行热处理。

普通轧制锆:管式加热炉中真空分别加热到400℃,450℃,500℃,550℃和600℃保温1小时然后进行退火处理。

异步轧制锆:利用管式加热炉将铝合金真空加热到700℃保温2小时,然后进行水淬处理。

主要目的是:(1)释放应力,(2)增加材料延展性和韧性,(3)产生特殊显微结构。

研究不同热退火温度对异步轧制金属锆组织结构与力学性能的影响。

(4)拉伸试验

我们去做经过热处理后的锆的拉伸实验。拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法,又称抗拉试验,它是材料机械性能试验的基本方法之一,主要用于检验材料是否符合规定的标准和研究材料的性能。利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。

对材料进行拉伸处理,来检测实验样品的力学性能,判断实验得到的结果是否与预期相符合。拉伸试验则拉伸到断裂为止。使用一个规格为50 mm的接触式变形测量计来对这些变形量进行测量。在本实验中,每种条件至少使用三个试样,得到的应力-应变曲线具有良好的重现性。通过拉伸实验测得  黄铜,铝合金,低碳钢,的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。

三、参考资料

1、K. Lu. The future of metals. Science 328 (2010) 319-320.

2、 K. Lu, L. Lu, S. Suresh. Strengthening materials by engineering coherent internal

boundaries at the nanoscale. Science 324 (2009) 349-352.

2、《金属材料工程实践教学综合实验指导书》,冶金工业出版社,吴润、刘静编著。

3、《金属学与热处理》 哈尔滨工业大学  第2版崔忠圻 覃耀春主编

4、《金属疲劳》(英)佛罗斯特 马什 普克著 汪一麟等翻译。

材料科学与工程范文4

【关键词】化工材料科学与工程 发展现状 趋势分析 研究

化工材料科学与工程是社会经济发展的主要驱动力之一,同时能够带动信息技术与生物技术的发展。在以科学技术为主导的当今社会中,无论是高校中还是化工企业中,都需要培养化工材料科学与工程的专业人才,创新材料科学与工程的发展。从化工材料科学与工程的发展中找寻其中存在的问题,以便于后期的工程技术研发。

1 化工材料科学与工程的发展现状分析

1.1 化工材料科学与工程的发展历程

化工材料科学与工程的从个个单一分来的学术系统中,逐渐实现走向了科学之间的相互融合。在社会发展的进程中,材料科学的应用与社会建设步伐息息相关。单一化的材料科学发展不能适应社会发展需求,各个材料学科之间应该实现相互交叉、渗透、移植,从细分最终走向综合化的发展。在20世纪40年代,基础科学与工程之间的相互渗透较差,固体物理学与材料工程学之间的互不融合。从60年代起,材料科学与工程学能够实现交互,材料科学与材料工程之间的大部分内涵能够实现重叠,化工材料科学与工程得到了教育界的广泛认可[1]。

1.2 化工材料科学与工程在教育界的发展

化工材料科学与工程是高校教育中的重点内容,该门学科经过多变的研究与演变,衍生出中诸多的子学科。以美国麻省理工学院材料学科专业演变为例,与化工材料科学与工程相关的专业课程有:地质与采矿工程、采矿与冶金、冶金与材料科学等。欧美等国家将在材料教育方面的认识比较深,将很多高校中的冶金、陶瓷、电子材料等科目统称为材料,材料教学内容逐渐扩大,应用到社会建设中的诸多领域中。目前,我国重点高校相继设立材料科学与工程学院,针对于化工方面的教学改革,在原设置专业的基础上,补充了非金属的工程材料的内容。化工材料科学与工程的发展能够打破原专业设置的界限,加强专业间的渗透和联系,教学内容实现了更新。截止至2003年7月份,具备材料科学与工程的院校占据我国的高校的总数的34%。化工材料科学与工程的教学逐渐展现出了新思路[2]。

2 化工材料科学与工程的发展趋势

2.1 化工材料科学与工程教学中创新性人才培养

化工材料科学与工程的发展,以来社会化工企业的技术研发还远远不够,为了更好的促进化工材料科学的发展,在未来的科技社会中,化工材料科学与工程还需要与教育实现紧密结合。促进化工新材料的研发与应用,需要在高校中培养优秀的材料科学人才,与社会高精尖材料研发机构构成联动机制。对于材料科学的人才培养要求极为严格,一方面需要学生具有较好的结构力学基础,另一方面还要向学生传授学生微系统、纳系统、生物系统。同时还需要进行材料结构、性能、工艺等工程的研究,以计算机技术进行材料科学的模拟研发。高校能够为社会输送创新性的人才,是社会化工企业实现稳步发展的关键。创新性人才的能够促进化工新材料的研发,保障化工材料领域更新[3]。

2.2 化工新材料的研发

在科技信息不断发展的当今社会中,对于化工材料的研发技术越来越先进,我国化工材料科学与工程的未来发展,需要与科技信息技术相互融合,研发出具有更多功能的化工新材料。这些新材料的研发与应用能够在传统材料的优势基础上,为人们的生活提供更多的便利。

2.2.1 纤维材料

化工新材料“十三五”发展规划在即,很多具有高技术含量、高价值知识密集和技术密集的新型材料,在社会建设中能够发挥出无线的潜力。这些新材料与传统的材料相比,在质量上更加的轻便,在性能上的更加的好,在功能上更加的强大,附加值更加的高。那么何为化工新材料,化工新材料是指一些包含高性能纤维复核材料,这些才能够在国防军工、航空航天、新能源及高科技产业中应用广泛,同时化工新材料在建筑、通信、机械、环保以及海洋开发中用途更大。有专家指出,全球纤产量在近十年内的长幅为3%,而高性能的纤维在全球范围内产量增长能够达到30%,也就是说,在未来的几年间是高性能纤维发展的黄金期[4]。

2.2.2 聚酰亚胺

有机高分子材料也是化工新材料的另一类,与传统的高分子材料相比,聚酰亚胺的综合性比较强,特点突出。聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、分离膜、纳米、液晶、激光等领域。在物理性质上,耐高温达 400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,熔点特征不明显。并且该种材料绝缘性能极高。通常情况下,103赫下介电常数为4.0;在化学性质上,聚酰亚胺可以被分为脂肪族、芳香族、半芳香族聚酰亚胺三种。聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其在微电子领域发挥着重要的作用。

3 结语

综上所述,化工材料科学与工程化工研发领域中的重点内容,提升对于化工材料科学与工程的研发,能够有效的促进化工领域发展。本文对化工材料科学与工程的发展现状进行分析,与社会发展趋势相互结合,研究其在未来的发展方向。在未来,需要对化工材料科学与工程教学中进行创新性人才培养,鼓励化工新材料的研发,实现科技创造未来。

参考文献:

[1]刘海定,汤爱涛,潘复生,左汝林.材料科学数据库的研究现状及其发展趋势[J].材料报,2004,09:5-7.

[2]张钧林.材料科学与工程的学科发展、现状及人才培养[J].甘肃科技,2008,15:165-168+132.

材料科学与工程范文5

[关键词]实验室;实践教学;工程实践能力;人才培养

[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]10054634(2016)05005103

0引言

“材料科学与工程”专业是一级学科专业,深刻理解专业内涵,是保证实现专业人才培养目标的关键。从培养专业人才的角度,专业教学自然包括学科理论知识与专业实践能力协调统一的两个部分。如何进行专业实践能力的培养是高校普遍关注的问题,也是目前高校教育工作者的重点研究课题[15]。伴随国家对教育的重视和大量投入,用于培养学生实践能力的基础设施得到完善。然而,这并不意味着专业实践能力培养的问题得到解决,恰恰相反,社会要求高校改革实践教学模式,培养高素质工程实践能力人才的呼声日益强烈。深刻思考高校实践教学现状,目光聚焦教学实验室,高校教学实验室的性质、作用与地位值得再审视。高校教学实验室的建设方向对高校实践教学模式改革的影响作用值得探究。

1从“材料科学与工程”的学科内涵理解专业实践教学的涵义“材料科学与工程”学科是研究有关材料成分/结构、制备/合成、性能和使用效能及其关系的科学技术与生产。对此,材料科学与工程专业的基本教育要面向学科的要素,自然科学知识与工程技术知识应该是构成知识结构的主要方面。就理论教学而言,要以系统的知识学习和综合思考能力培养为主,强调宽厚的基础、学科知识横向与纵向间的联系。理论教学的核心任务,就是培养专业理论素质。实践教学不应该仅是理论的再现和简单证明,而是强调理论在应用中的相关性和综合性,同时引导和激发学生走向科学研究和工程实践的起点。实践教学的任务和目的就是培养大学生获取科学知识的能力与工程实践的能力。基于此,确立了高校实践教学改革以及实践教学基地建设的方向。高校教学实验室是完成实践教学任务,实施学生工程实践能力培养计划的主体,高校实践教学改革以及实践教学基地建设的对象是教学实验室(以下简称实验室)。

2我国材料科学与工程专业教育的发展现状对实践教学的要求2.1重视宽口径材料类人才的培养

材料类型已经覆盖了金属材料、无机非金属以及高分子材料材料工程方面,覆盖了金属的成型与加工、无机非金属工程、高分子材料工程以及冶金工程等。材料科学与工程专业的实践教学应该与此对应,重视宽口径的科学研究和工程实践能力的培养[3]。

实际上,在专业人材培养过程中,各个学校依据自身条件和发展定位而限定“宽口径”的“度”,即办学特色。由此,也决定了“宽口径的科学研究和工程实践能力的培养”的实践教学内涵对于每个学校来讲是有一定限度的。实验室对于实现“宽口径”的科学研究和工程实践能力的培养目的具有了可行性。

2.2培养模式由“专业培养”向“学科培养”方向发展各教学环节的学科性特点日益突出:在课程设置上,普遍注重学科式课程,专业课程已从中心地位转向了载体地位;在课程内容上,围绕学科发展和技术进步,培养学生适应社会科技发展的大方向。实践教学与学科性内容的关联性日益紧密[4]。例如,大功率X射线衍射仪、透射电子显微镜等高、精、尖设备大量向本科教学开放;普遍提倡本科生低年级开始进入科研团队,参与导师的科研工作;毕业论文或设计题目普遍要求真题真做。实验室对于实现宽口径的科学研究和工程实践能力的培养的有效性日益彰显。宽口径的科学研究与工程实践能力培养的主体地位也日益凸显。

2.3实践教学方面的投入由基础转向专业

伴随国家对教育的重视和大量投入,培养学生实践能力的基础设施得到完善,学生的实际操作动手水平、分析和解决问题的能力得到了明显的提高。以天津理工大学为例,在经历“十五”、“十一五”基础实验室专项投资建设基础上,投资0.24亿元进行了“十二五”建设,以学科与专业综合建设作为重点,加强教学科研创新平台以及人才培养质量建设。实践教学方面的投入已由基础转向专业,投入的趋向突显学科性。科学研究和工程实践能力的培养越来越可以立足于实验室。

2.4材料科学与材料工程相结合的综合性人才的培养日益受到重视随着社会的发展及国际竞争日趋激烈,社会对材料研究专门人才的需求淡化了材料科学与材料工程的概念,对材料科学与材料工程相结合综合性人才的需求增加。

伴随专业教学内容学科化、综合化,实践性更强,探索性更强。以专业认识实习或企业化的现场实践为实施方式的教学模式呈现出不适应性。实验室建设作为学校教学改革的重要部分,其建设易于朝向保障实现材料科学与材料工程相结合的综合性人才培养目标发展。从高校的性质与任务、高校实验室建设的目的,以及从现实条件来看都是符合逻辑的。

3高等学校实验室实践教学现状的思考与改革措施3.1高等学校实验室实践教学现状的思考

1) 以科学实验教学涵盖实践教学。实验室的实践教学过于强调学科性:教学内容突出学科化,教学方式强调科学探索。与此对应,用于实践教学的投资趋向于科学研究设备。实验设备现代化、高精尖化以及专门化。这种实践教学现状使科学探索深度不断加大,基础实践能力逐渐淡化。虽然对教师与大学生双方的科学素质要求越来越严格,但基本技术的实际操控能力越来越弱化。如果以宽口径的科学研究与工程实践能力的培养标准来衡量高等学校实验室的实践教学,对学生工程实践能力的培养会被弱化。

从材料测试分析方法的课程教学来讲,由于侧重电子探针、原子探针等现代分析手段,材料成分分析最基础的化学分析方法被淡化,而化学分析方法是工程实际中测定钢平均成分的基本方法。大学生就业主体还在企业,仍面向工程实际。大学教育,特别是工科的大学教育,工程知识的教学偏弱,大学生就业难,社会接受度低,这些也是需要考虑在内的客观原因。

另外,先进科研手段层出不穷,先进工程技术不断发展。在先进科技面前,面对高精尖、高价值科技手段,存在看得见却摸不得的客观现实。不能上手,实践能力无从培养。

除此之外,在科技飞速发展的今天,要求大学生群体在一个相对较短的、确定的时间段内了解新的科学研究方法,培养出相适应的科学研究能力,是不可能的,也是不可行的。

2) 实验室实践教学存在明显的教学实验性。高等学校实验室的实践教学受传统的思想影响,实验教学依课程开设,且在内容上注重理论知识的验证,正所谓教学实验,而非实验教学。而且,在实验教学内容中对科学发现的历史缺乏重视。科学发现的历史,不仅在于体现知识体系的形成过程,有助于学生更好地理解、掌握知识,而且在于展现了探究科学的思想方法、在探究科学问题中所采用的技术手段以及技术手段的选择使用、改进与发展的过程,这些恰恰表现的是工程实践的核心内容。

在实验教学形式上,所谓基础性、设计性及综合性实验的划分,多是从实验内容的量、涉及知识性的面及工作难度角度,而非从实验教学的内涵上来考虑。项目之间相互独立,缺乏系统性,且实验项目在内容设置上重复现象严重;实践教学在培养学生创新意识、专业实验能力及科学研究基本能力方面的主体地位与作用上没有有效体现;学生创新意识不能得到有效激发;教学过程未能切实体现以学生为本、学为主体的教育理念。

传统的实验室教学模式不适应宽口径的科学研究与工程实践能力的培养这一实践教学的内涵,实验室教学的实质作用未有效体现。

3) 高校实验室教学的优势尚待发挥且不能与工程实践相协调。按照传统观念,实验室的实践教学注重科学理论相关的工作。在此观念下,设立的实验室多属于科学实验型实验室,而非工程实践基地。为弥补这一不足,高校多致力于建设校外工程实践基地,使本属于学校自身的实践教学体系,被分成校内的实验室实践教学与校外的工程实践教学两部分,使得科学研究和工程实践能力的培养出现脱节,不能协调统一。

校外实践基地的建设有效支撑高校实践教学。因而,许多高校大力建设校外产学研基地,实施“卓越工程师”培养计划等。在“十二五”期间,天津市投资了4.25亿元用于实施卓越人才教育培养计划,建设10个可共享的工程实践教育中心。在实践中发现,所谓工程实践基地实践教学的内容与形式偏向工程,一定程度上弱化实践教学的科学研究与工程实践能力的协调统一,对材料科学与材料工程相结合的综合性人才培养目标的实现具有一定局限性。同样,工程实践基地建设为适应科技飞速发展的现实,满足大学生群体在一个相对较短的、确定的时间段内掌握不断涌现的新的科学技术是不可能的,也是不可行的。另外,由于企业客观现实的限制,校外产学研基地的工程实践教学效果确实大打折扣。况且,在信息交流高度发展的今天,是否需要花大力气建设校外产学研基地以完成工程实践教学是一个值得商榷的问题。

3.2高等学校实验室实践教学改革措施

1) 提高对实验室工作重要性的认识。高等学校实验室是学生实践能力培养及实施工程素质教育的重要场所,保证教学质量及实现人才培养目标的重要基地。党的十八届五中全会已经明确,内涵发展、提升教育教学质量是“十三五” 高等学校改革的核心。必须树立以学生为本,实施知识传授、能力培养、素质提高协调发展的实验教学观念,提高实验教学对培养创新型人才重要性的认识,深化实验教学改革,支撑教育教学质量的提升。

2) 加强实验室建设,深化实验教学改革。首先,通过管理体制创新,实现实验室的角色转换。高等学校实验室建设,要以深化改革现有实验教学体系和管理体制为核心。通过体制创新,打通实验教学与理论教学的教师身份界限,在建立起满足实验教学需要的高素质实验教学队伍基础上,形成设备先进、资源共享与开放服务的实验教学环境,提高实验教学水平,支持实践教学质量的提升,使实验室真正成为实施实践教学任务的主要基地。

其次,通过理念创新,打通科学研究与教学实践之间的界垒,有效地实现教研相长,培养了学生的实践能力。通过理念创新,形成科学研究与教学实践协调一致、科研研究室与教学实验室协调统一的机制,实现教研相长。学术性的教学模式,打通了科研研究验室与教学实验室的管理界垒,专业教学任务由团队协调处理,应该是一个积极的探索。

材料科学与工程范文6

关键词:材料科学与工程 专业英语 课程教学

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)02(a)-0044-02

从石器时代、铁器时代到信息新纪元,人类前行的每一个脚印无不印证着材料科学技术的发展,人类文明史就是材料发展史,材料是人类社会进步的里程碑。目前中国材料科学的发展与世界发达国家相比还存在较大差距,为了解国际上材料发展与应用的最新动态,学习国外材料科学领域的先进技术、缩小差距,阅读外文专业文献、与老外沟通交流必不可少,而世界上科技情报资料的交流主要靠英语,没有对材料科学与工程专业英语的理解和掌握,无法开展上述活动。当前在高等院校本科阶段普遍开始的《材料科学与工程专业英语》课程显得非常及时和重要,它对于培养能够用英语进行交流的专业人才、对于消化吸收西方发达国家先进科技成果都具有重大意义[1~2]。因此,探讨高校本科《材料科学与工程专业英语》课程教学现状,对该课程的教学进行改革以提高培养质量日显迫切。

1 当前高校《材料科学与工程专业英语》课程教学现状

1.1 思想上认识的欠缺

相当一部分师生和主管领导认为材料专业英语是一门可有可无的课程,在思想认识上不够重视。在学时设置上,一般是32学时或更少,使得教学时间不够、教学深度缺乏;课程性质多设为考查课、选修课等,而考查课、选修课多被认识是次要课程而重视不够。课程设置日期多在第五、六学期,而材料类专业课的教学则安排在第七、八学期,学生对专业知识不理解,直接影响其对专业英语的掌握[3]。

1.2 教师素质有待提高

专业英语的授课教师不仅要求具有能很好的将英语知识与专业知识有机结合的能力,还应具备一定的英语教学的理论和方法。目前,本专业的专业英语教师一般由英语能力相对较强的专业课教师或是英语教师兼任,虽然他们各自具备深厚的专业背景,但由于专业课教师缺乏系统的专业英语的教学方法与经验,使得英语表达能力、教学方式和方法上存在诸多问题;英语教师缺乏材料专业知识与背景,专业知识很难讲透,很容易将专业英语课上成普通英语,两者都无法做到将专业知识与英语知识融会贯通,达不到预期教学效果[4]。

1.3 教学方法简单滞后

受传统基础英语学习阶段的影响,目前专业教学普遍采用的是教师先朗读讲解词汇,然后带领学生阅读课文,教师逐句讲解和翻译,学生多处于被动地位记笔记,整个过程主要是以教师为中心进行。这种“满堂灌”的“填鸭式”教学方法不能引起学生的兴趣,学生参与课堂教学的主动性差,课堂气氛沉闷,教学效果不佳。为此,作者结合自身教学实践经历,以匡少平主编的、国内普遍使用的《材料科学与工程专业英语》(第二版)教材为蓝本,对课程教学活动进行了探索,力争使学生在短暂的32课时专业英语教学中具有较大的收获。

2 教学内容和手段的组织

2.1 加强专业英语词汇的学习

专业英语词汇构词方法和基础英语差不多有合成、转化和派生,以派生法构词能力最为强大,派生是通过对词根、单词加上各种前缀或后缀来构成新词,专业英语词汇大部分都是用派生法构成的,常用的词缀(前缀、后缀、词根)却多达百个,作为一个专业技术人员,至少应掌握50个常用词缀。笔者花费了一堂课的时间对70多个常见词缀按照其意思、词性进行了分类总结、举例分析,受到了学生的欢迎。在上每一新单元朗读、讲解单词时,有意识的和这些词缀相联系,比如“isotropic和anisotropic”、“disciplinary和interdisciplinary”、“aerodynamic和dynamic”、“paramagnetic和magnetic”等等。另外还可以把一类词方在一起让学生来记忆,如表示材料力学性能的几个词“brittle,elastic,toughness,ductile,plastic,strain,stress,hardness”等。

2.2 将语言讲解和专业知识讲解相结合

专业英语中的学习材料基本都是围绕某一个具体专业内容而展开的论述性文字,具有较强的逻辑性、学术性和专业性。我在翻译讲解每一单元内容前,先用几张中英文双语幻灯片介绍本单元内容涉及到的专业背景知识,然后再让学生用几分钟时间自己阅读教材内容一段或几段,这些专业知识的介绍和掌握对于帮助学生正确地理解教材内容有很大的帮助。根据讲课内容适时补充专业知识,不仅可以加深学生对句子的理解,还可以扩大学生的专业知识面、增加对专业知识的理解、丰富教学内容,同时还可以活跃课堂气氛,增强学生学习兴趣。

2.3 要努力培养学生深厚精确的阅读理解能力

笔者认为对专业英语教材内容的学习要以准确理解为主,阅读速度是次要的。各种翻译技巧的运用都是建立在准确理解基础之上的。长句子多、句子结构复杂是专业外语最重要的语言特征,同时也是一个难点,三年级学生虽然具备了一定的阅读能力,但对分析复杂句子还缺乏一定的训练,因此对复杂句型的语法结构要讲透、讲清。在教学过程中,当遇到复杂句子时,要先弄清楚句子的性质(简单句、并列句或复合句),然后再分析其结构。只有把句子的结构理顺,才能做到准确地理解它才能忠实于原文表达。

2.4 丰富活泼课堂教学内容

可将那些与教学有关的、有助于帮助学生理解课文内容的专业词汇和相关专业背景知识制作成双语多媒体课件.运用这种直观的教学手段,以收到较好讲课效果。比如笔者在讲解第五单元材料的力学性质时,可用一张拉伸曲线图(tensil curve)将材料的弹性(elasticity)、塑性(palsticity)、模量(modulus)、强度(strength)、硬度(hardness)、刚度(stiffness)、韧性(toughness)、延性(ducitility)等力学指标一网打尽。讲解第四单元材料的物理和化学性质时,可结合水单组分相图(phase diagram)联系物理化学中的克拉贝龙(Clapeyron)方程讲解水凝固成冰时的反常密度变化。讲解磁导率(magnetic permeability),可用不同物质在通电线圈磁场(magnetic field)中产生的磁感应强度(magnetic induction)的不同来理解材料顺磁(paramagnetic)、反磁(diamagnetic)、铁磁(ferromagnecic)性,都收到了不错的教学效果。除了传统的教学方法以外,还可以采用启发、提问、讨论等多种互动式教学方法。

参考文献

[1] 孙丽丽,毕凤芹,张旭昀.金属材料工程专业英语教学改革实践的认识和思考[J].时代教育,2010(5):62-63.

[2] 王选伦,盛旭敏,黄琳琳.高分子材料与工程专业英语多谋体教学方法探讨[J].中国科教创新导刊,2013(19):158-159.