材料科學(xué)與工程導(dǎo)論精選(九篇)

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第1篇：材料科學(xué)與工程導(dǎo)論范文

根據(jù)卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)，通過到企業(yè)調(diào)查走訪、問卷調(diào)查、畢業(yè)生反饋等方式，收集了對(duì)課程體系設(shè)置的意見和建議，結(jié)合“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)材料科學(xué)與工程卓越工程師課程體系進(jìn)行了模塊化設(shè)置。也就是將課程體系設(shè)置為由若干個(gè)完整的課程模塊構(gòu)成的課程體系形式。材料科學(xué)與工程卓越工程師課程體系由材料制備基礎(chǔ)、材料加工技術(shù)、材料的性能、材料的檢測(cè)等四個(gè)模塊組成。每一個(gè)模塊又由若干門課程組成，分為必修課和選修課兩類。材料制備基礎(chǔ)模塊由材料物理化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、金屬塑性成型理論、材料科學(xué)導(dǎo)論（雙語）等組成；材料加工技術(shù)模塊由熱處理原理及工藝、金屬塑性成型工藝學(xué)、現(xiàn)代材料制備技術(shù)、金屬焊接工藝等組成；材料的性能模塊由材料力學(xué)性能、材料腐蝕與防護(hù)、材料物理性能等組成；材料的檢測(cè)模塊由材料分析技術(shù)、失效分析、計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程的應(yīng)用等組成。這樣的課程設(shè)置，能夠突破學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域的界限，靈活地設(shè)計(jì)和組織具有不同作用的課程模塊，從而構(gòu)建具有不同價(jià)值取向的課程體系，以滿足學(xué)生的全面發(fā)展和個(gè)性發(fā)展需要。

2.科學(xué)合理地進(jìn)行課程的整合和重組

根據(jù)教育部“卓越工程師”培養(yǎng)模式，結(jié)合材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)課程進(jìn)行了整合與重組；在制訂材料科學(xué)與工程專業(yè)“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃過程中，在原來的培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上，對(duì)課程進(jìn)行重新的整合和重組。在進(jìn)行課程體系的整合重組過程中，打破了各學(xué)科領(lǐng)域的界限，增加金屬凝固、塑性成型、焊接等內(nèi)容，真正達(dá)到了“寬口徑、厚基礎(chǔ)”的目的。同時(shí)不受原有課程和體系結(jié)構(gòu)的束縛，對(duì)課程進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性的有機(jī)融合和重新組織。具體而言，改變了以往按人文科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)分類或按照等級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)置課程的做法，打破了原有專業(yè)、課程之間的壁壘，擺脫了學(xué)科知識(shí)系統(tǒng)的束縛；強(qiáng)調(diào)課程內(nèi)容的綜合性，以跨學(xué)科的方式選擇課程內(nèi)容、組織和整合課程體系。同學(xué)科知識(shí)的相互滲透、融合和新知識(shí)的吸收利用，保證知識(shí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性和完整性；改變過于講究學(xué)科自身結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的課程設(shè)置過細(xì)、過多和缺乏整體性的狀況；避免課程內(nèi)容的脫節(jié)和交叉重復(fù)，精簡(jiǎn)課程門類，減少必修課比例。比如：將以往的《固態(tài)相變》和《熱處理工藝學(xué)》整合為《熱處理原理及工藝》，將《材料力學(xué)性能》和《材料物理性能分析》整合為《材料性能》，將《金屬材料學(xué)》和《模具材料》整合為《金屬材料學(xué)》，將《現(xiàn)代材料制備技術(shù)》和《熱處理新技術(shù)》整合為《現(xiàn)代材料加工技術(shù)》等。并處理好理論與工程實(shí)踐、必修課與選修課之間的關(guān)系，大力加強(qiáng)實(shí)踐課程的體系改革。

3.結(jié)合企業(yè)需求，制訂企業(yè)培養(yǎng)方案

企業(yè)學(xué)習(xí)階段是材料科學(xué)與工程專業(yè)的工程教育不可或缺的階段，是整個(gè)教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分，也是實(shí)施“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的重要環(huán)節(jié)，按照材料科學(xué)與工程卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃，將嚴(yán)格按照“3+1”培養(yǎng)模式，其中1年企業(yè)實(shí)踐培養(yǎng)，著重完成學(xué)生的基本操作技能、分析解決工程實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。使學(xué)生通過企業(yè)學(xué)習(xí)階段的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，基本掌握金屬加工車間、熱處理車間、鍛造車間、表面處理車間、金屬材料檢測(cè)中心等部門的工作內(nèi)容和基本生產(chǎn)操作技能，了解工程技術(shù)人員在熱處理車間表面車間、檢測(cè)中心等部門的作用及技術(shù)職責(zé)范圍，培養(yǎng)具有較強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的材料科學(xué)與工程專業(yè)人才。同時(shí)具有靈活運(yùn)用材料科學(xué)與工程專業(yè)知識(shí)與材料工程規(guī)范、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、跨文化環(huán)境交流、競(jìng)爭(zhēng)與合作的能力，以及較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和進(jìn)行熱處理工藝設(shè)計(jì)、技術(shù)改造與創(chuàng)新的能力。所以企業(yè)培養(yǎng)方案包括：初步能力培養(yǎng)實(shí)訓(xùn)、專業(yè)基本能力培養(yǎng)實(shí)訓(xùn)、工程能力訓(xùn)練、行業(yè)領(lǐng)域?qū)嵙?xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)將依托企業(yè)、工程中心、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開展，由校企共同參與培養(yǎng)過程，共同監(jiān)控培養(yǎng)過程。

4.課程體系與能力培養(yǎng)的關(guān)系

第2篇：材料科學(xué)與工程導(dǎo)論范文

（鹽城工學(xué)院材料工程學(xué)院無機(jī)非金屬材料工程系，江蘇 鹽城 224051）

【摘要】本文探討了《功能材料》雙語選修課的幾種教學(xué)方法，分析了各種教學(xué)方法的作用和實(shí)施手段，為材料科學(xué)與工程等相關(guān)專業(yè)開設(shè)的其他雙語專業(yè)選修課提供參考。

關(guān)鍵詞 功能材料；雙語教學(xué)；案例教學(xué)法；互動(dòng)式啟發(fā)教學(xué)法；對(duì)比式啟發(fā)教學(xué)法

基金項(xiàng)目：感謝鹽城工學(xué)院2014年度校級(jí)教學(xué)改革項(xiàng)目的資助，項(xiàng)目編號(hào)JY2014C36。

0引言

目前，材料科學(xué)與工程有關(guān)學(xué)科在本科教學(xué)中，為了使學(xué)生更加全面的了解材料科學(xué)前沿、掌握材料學(xué)科專業(yè)英語，很多學(xué)校都開設(shè)了《材料導(dǎo)論》雙語課和《材料科學(xué)基礎(chǔ)》雙語課。而《功能材料》雙語課這門課程一般是材料科學(xué)與工程有關(guān)專業(yè)研究生階段開設(shè)的一門課程，該課程涉及的知識(shí)面較廣，包含了各種功能材料的制備與合成、結(jié)構(gòu)與性能、應(yīng)用特點(diǎn)等，因此對(duì)學(xué)生知識(shí)面的廣度和專業(yè)英語的要求都比較高。在本科教學(xué)中，很多學(xué)校也都開設(shè)了《功能材料》漢語課程，甚至作為專業(yè)主干課程介紹各種功能材料。然而《功能材料》雙語課目前在國(guó)內(nèi)材料科學(xué)與工程有關(guān)學(xué)科本科教學(xué)中開設(shè)的比較少。桂林電子科技大學(xué)的王江探討了功能材料課程應(yīng)用雙語教學(xué)的可行性、雙語教學(xué)過程中需要注意的一些問題并推薦了英文教材，指出這門課程引入雙語教學(xué)，更能起到良好的教學(xué)效果。

本文探討了《功能材料》雙語選修課的幾種教學(xué)方法，分析了各種教學(xué)方法的作用和實(shí)施手段，就如何提高《功能材料》雙語選修課教學(xué)效果做了一些思考和探討。

1案例教學(xué)法在《功能材料》雙語教學(xué)中的應(yīng)用

案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)方法，近年來廣泛為廣大教師采用到教學(xué)中去?！豆δ懿牧稀冯p語課的教材雖然國(guó)外出版過幾本很相關(guān)的功能材料教材，但是這些教材價(jià)格比較貴，學(xué)生負(fù)擔(dān)不起，而且知識(shí)深度也跟本科生所掌握的知識(shí)體系不符。同時(shí)，《功能材料》雙語課作為選修課開設(shè)，學(xué)校設(shè)置的學(xué)時(shí)數(shù)有限，一般為32個(gè)學(xué)時(shí)，國(guó)外的教材多數(shù)長(zhǎng)達(dá)300多頁，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能完成整本教材的教學(xué)內(nèi)容。因此《功能材料》雙語選修課可以采用自編教材，以各方面功能材料的英文綜述作為該功能材料的基本知識(shí)和基本理論，通過學(xué)習(xí)頂級(jí)期刊雜志的文章來了解該功能材料的制備與合成、結(jié)構(gòu)與性能以及應(yīng)用特點(diǎn)，從而全面了解了該材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)，使學(xué)生既學(xué)習(xí)到了科學(xué)前沿，又能在同步翻譯的過程中學(xué)習(xí)專業(yè)英語。因此英文綜述和英文期刊作為案例開展《功能材料》雙語選修課教學(xué)，既符合《功能材料》選修課的性質(zhì)，又滿足《功能材料》雙語課的特點(diǎn)，同時(shí)解決了英文教材的問題，而且案例體系是可以實(shí)時(shí)更新的，使學(xué)生能夠了解功能材料最前沿的科學(xué)研究，甚至可以學(xué)習(xí)《science》和《Nature》上相關(guān)材料的研究進(jìn)展，用最權(quán)威的期刊雜志來向?qū)W生灌輸知識(shí)是可以引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的。

2互動(dòng)式啟發(fā)教學(xué)法在《功能材料》雙語教學(xué)中的應(yīng)用

《功能材料》雙語教學(xué)中以各方面功能材料的英文綜述作為該功能材料的基本知識(shí)和基本理論，通過學(xué)習(xí)頂級(jí)期刊雜志的文章來了解該功能材料的制備與合成、結(jié)構(gòu)與性能以及應(yīng)用特點(diǎn)，因此在專業(yè)英語的學(xué)習(xí)任務(wù)很重，需要課前提前布置教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)。如果可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生自己通過查閱文獻(xiàn)，翻譯文獻(xiàn)，了解該領(lǐng)域功能材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)，教師可以通過分組的方式讓學(xué)生在課堂上通過課堂展示的方式，讓學(xué)生自己講述通過翻譯和學(xué)習(xí)掌握的知識(shí)，一方面加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，另一方面可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且可以提高專業(yè)英語的學(xué)習(xí)效率。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)和與組員的互動(dòng)學(xué)習(xí)過程中，會(huì)產(chǎn)生疑問、提出疑問，最后通過與組員和老師的互動(dòng)過程中解決疑問，這樣可以提高學(xué)習(xí)效率。

3對(duì)比式啟發(fā)教學(xué)法在《功能材料》雙語教學(xué)中的應(yīng)用

以各方面功能材料的英文綜述作為該功能材料的基本知識(shí)和基本理論，往往存在一個(gè)問題，英文綜述一般都比較長(zhǎng)，教師同步翻譯講解的過程中會(huì)很枯燥，使學(xué)生喪失聽課興趣，而且功能材料種類繁多，涉及到聲光電磁熱等各方面功能，同時(shí)每一種性能的功能材料都有很多種具體的相關(guān)材料可以實(shí)現(xiàn)改性能，因此，在學(xué)習(xí)的過程中，教師如果能多采用對(duì)比式啟發(fā)教學(xué)法能夠使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到不同材料的區(qū)別和關(guān)系，可以加深記憶，并提高學(xué)習(xí)效率。采用對(duì)比的方法往往會(huì)使學(xué)生記住材料間的差別，提高教學(xué)效果。

4總結(jié)

《功能材料》雙語課程的教學(xué)還處于探索階段，教學(xué)方法的選擇和實(shí)施尤為重要，初步探索了案例教學(xué)法、互動(dòng)式啟發(fā)教學(xué)法和對(duì)比式啟發(fā)教學(xué)法在《功能材料》雙語教學(xué)中的應(yīng)用，還需要在今后的教學(xué)過程中進(jìn)一步完善和實(shí)踐。希望本文能夠?yàn)槠渌牧项愓n程的雙語教學(xué)提供參考。

參考文獻(xiàn)

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第3篇：材料科學(xué)與工程導(dǎo)論范文

在《材料化學(xué)》緒論課的教學(xué)過程中，采用啟發(fā)引導(dǎo)教學(xué)方式，以“材料、材料與化學(xué)、材料化學(xué)”為主線進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，通過講解材料發(fā)展中的化學(xué)，引入材料科學(xué)與化學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系，重點(diǎn)從材料結(jié)構(gòu)、制備、性能和應(yīng)用四個(gè)方面講授了材料研究中的化學(xué)問題，使學(xué)生對(duì)本課程的內(nèi)容有了清晰的認(rèn)識(shí)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的信心和興趣，并取得了滿意的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:

材料化學(xué);緒論課;教學(xué)設(shè)計(jì)

材料化學(xué)是材料科學(xué)與化學(xué)的交叉學(xué)科，伴隨著材料科學(xué)的發(fā)展而誕生和成長(zhǎng)，即是材料科學(xué)的重要部分，又是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)分支［1］。目前，很多高等學(xué)校的化學(xué)和材料類專業(yè)開設(shè)了《材料化學(xué)》這門課程。《材料化學(xué)》是南陽師范學(xué)院材料化學(xué)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的材料科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，分析和解決材料制備和應(yīng)用中的化學(xué)問題的能力起到了關(guān)鍵作用。但是該課程涉及的知識(shí)面廣泛，內(nèi)容龐雜、概念甚多、加上課程改革，理論課時(shí)數(shù)減小，學(xué)生在學(xué)習(xí)《材料化學(xué)》課程過程中，普遍存在概念混淆、重點(diǎn)難以掌握等問題。緒論是一門課程的開場(chǎng)白和宣言書，是師生之間學(xué)習(xí)和交流的起始點(diǎn)，能為學(xué)生建立起一門課程的知識(shí)輪廓。通過對(duì)緒論進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解課程在所學(xué)專業(yè)中所處的地位和作用，以及該課程的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法和考核方式等問題［2］。如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣，提高課程的教學(xué)質(zhì)量，緒論課在整個(gè)課程教學(xué)中有著舉足輕重的地位。結(jié)合近年來的教學(xué)實(shí)踐，就如何講好《材料化學(xué)》緒論課談一些心得。

1首先明確課程性質(zhì)、特點(diǎn)及地位

教學(xué)之初，首先明確該課程作為專業(yè)核心課程的重要地位，是學(xué)習(xí)后面材料專業(yè)課程的基礎(chǔ)課程，同時(shí)明確考核方式，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本課程的重視程度。材料化學(xué)是材料科學(xué)和化學(xué)學(xué)科的交叉學(xué)科，課程內(nèi)容既涉及工程材料應(yīng)用中的實(shí)際問題，又包括材料結(jié)構(gòu)及制備中的化學(xué)問題。作為一門交叉學(xué)科，很多知識(shí)點(diǎn)與材料學(xué)和化學(xué)課程中的相關(guān)內(nèi)容重復(fù)，很多學(xué)生以為學(xué)過相關(guān)知識(shí)，就會(huì)從思想上松懈。然而，相關(guān)知識(shí)點(diǎn)雖然出現(xiàn)重復(fù)，但在不同學(xué)科中講授的重點(diǎn)是不同的。在講授材料化學(xué)課程的過程中，要著重培養(yǎng)學(xué)生利用化學(xué)的思維解決材料科學(xué)中的問題，使學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)化學(xué)與材料科學(xué)交叉的重要意義。通過一些實(shí)例，講解本課程與化學(xué)和材料相關(guān)課程的區(qū)別和聯(lián)系，使學(xué)生更加深入了本課程的性質(zhì)和地位。材料科學(xué)是偏實(shí)際應(yīng)用的工科課程，化學(xué)是偏理論的理科課程，材料化學(xué)則是利用化學(xué)的理論解決材料應(yīng)用中的實(shí)際問題。

2材料

以材料的實(shí)際應(yīng)用為引子，如材料在航天航空、交通運(yùn)輸、電子信息、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生回想什么是材料?材料的種類?提出材料是對(duì)人類有用的物質(zhì)，是人類賴以生存和發(fā)展，征服自然和改造自然的物質(zhì)基礎(chǔ);是人類進(jìn)步的里程碑。然后介紹材料的發(fā)展歷史，說明人們對(duì)材料的使用，是從最早的天然材料，依次經(jīng)歷了陶瓷、青銅、鐵、鋼、有色金屬、高分子材料以及新型功能材料。根據(jù)材料的發(fā)展史，啟發(fā)學(xué)生思考材料研究和發(fā)展過程中的規(guī)律和特點(diǎn)。人們對(duì)材料的使用經(jīng)歷了從天然材料到合成材料，從傳統(tǒng)材料到新興材料。傳統(tǒng)的材料主要以經(jīng)驗(yàn)，技藝為基礎(chǔ)，材料靠配方篩選和性能測(cè)試，通過宏觀現(xiàn)象建立的唯象理論對(duì)材料宏觀性能定性解釋，不能預(yù)示性能和指明新材料開發(fā)方向，而新型材料則以基礎(chǔ)理論為指導(dǎo)。材料科學(xué)的歷史表明，當(dāng)一種全新的材料在原子或分子水平上合成后真正巨大的進(jìn)展就常常隨之而來?；瘜W(xué)的發(fā)展往往導(dǎo)致材料技術(shù)的實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在新材料的研發(fā)和材料工藝的發(fā)展中，化學(xué)一直擔(dān)當(dāng)著關(guān)鍵的角色［3］。任何新材料的獲得都離不開化學(xué)，以石墨烯為例，物理學(xué)家主要關(guān)注其電子結(jié)構(gòu)及輸運(yùn)理論，材料學(xué)家主要測(cè)試材料的電磁、光電、傳感和催化等性能，而化學(xué)家的任務(wù)則是利用化學(xué)氣相沉積和插層剝離等方法制備該材料。只有通過化學(xué)氣相沉積法制備出高質(zhì)量大尺寸的石墨烯，才能推動(dòng)石墨烯在電子信息領(lǐng)域走向?qū)嵱没?/p>

3材料與化學(xué)

材料化學(xué)是材料科學(xué)與化學(xué)學(xué)科的交叉，很多學(xué)生容易混淆材料科學(xué)和化學(xué)的研究范疇。在本課程的第一節(jié)課，一項(xiàng)重要的任務(wù)是使學(xué)生明確材料科學(xué)和化學(xué)的研究?jī)?nèi)容和范疇，這對(duì)于后續(xù)相關(guān)概念的講解至關(guān)重要。材料科學(xué)的研究對(duì)象是材料，材料是對(duì)人類有用的物質(zhì)，指的是人類用于制造物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器或其他產(chǎn)品的那些物質(zhì)。而化學(xué)的研究對(duì)象是物質(zhì)，物質(zhì)是構(gòu)成人類物質(zhì)世界的基礎(chǔ)。材料是物質(zhì)，但不是所有物質(zhì)都可以稱為材料;材料科學(xué)是一門研究材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝與材料性能及應(yīng)用之間相互關(guān)系的科學(xué);而化學(xué)則是從原子和分子角度研究物質(zhì)的組成，結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)變規(guī)律的科學(xué)。因此，化學(xué)研究的尺度范圍是原子、分子、分子納米聚集體。材料科學(xué)最早研究的尺度范圍在微米以上，如鋼和陶瓷的組織結(jié)構(gòu)。隨著一些新興材料的出現(xiàn)和發(fā)展，人們對(duì)材料的研究甚至小到電子結(jié)構(gòu)。如近些年發(fā)現(xiàn)的拓?fù)浣^緣體，其表面導(dǎo)電，體內(nèi)不導(dǎo)電的性質(zhì)由其拓?fù)涞哪軒ЫY(jié)構(gòu)決定，而該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則與電子的自旋運(yùn)動(dòng)有關(guān)，研究拓?fù)浣^緣體必須從電子自旋角度認(rèn)識(shí)其結(jié)構(gòu)。因此，材料科學(xué)的研究范疇不斷拓展，并于其它學(xué)科交叉。

4材料化學(xué)

通過學(xué)習(xí)材料的發(fā)展歷程、材料科學(xué)與化學(xué)之間的區(qū)別和聯(lián)系，學(xué)生已經(jīng)對(duì)材料化學(xué)有了一定的認(rèn)識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生給材料化學(xué)下一個(gè)定義。材料化學(xué)是關(guān)于材料結(jié)構(gòu)、制備、性能和應(yīng)用的化學(xué)。本校材料化學(xué)專業(yè)選用曾兆華、楊建文編著第二版《材料化學(xué)》作為教材，教材的章節(jié)也是按照材料結(jié)構(gòu)、制備、性能和應(yīng)用進(jìn)行安排的［4］。在這部分內(nèi)容講授過程中，可以讓學(xué)生以教材目錄為參照，講到相關(guān)內(nèi)容可以與教材相關(guān)章節(jié)進(jìn)行對(duì)應(yīng)。

4.1材料的結(jié)構(gòu)

從三個(gè)層次講解材料的結(jié)構(gòu)，分別是電子原子結(jié)構(gòu)、晶體學(xué)結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)。電子原子結(jié)構(gòu)在很大程度上影響材料的電、磁、熱和光的行為，并可能影響到原子鍵合的方式，因而決定材料的類型。在這個(gè)層次上研究的化學(xué)問題主要涉及原子序數(shù)、相對(duì)原子量、電離勢(shì)、電子親核勢(shì)、電負(fù)性、原子及離子半徑等。原子序數(shù)決定了材料的化學(xué)組成，電負(fù)性決定材料內(nèi)部原子之間的鍵合方式，從而影響材料的導(dǎo)電性、強(qiáng)度和熱膨脹系數(shù)等。晶體學(xué)結(jié)構(gòu)主要指原子或分子在空間排列的方式，根據(jù)原子排列的有序性，將材料分為晶體和非晶體。晶體中出現(xiàn)局部無序，或?qū)硐刖w的產(chǎn)生偏離，則出現(xiàn)缺陷。缺陷的存在影響材料的力學(xué)性能和電學(xué)性能等。如在本征硅內(nèi)部摻雜磷元素，磷原子替代硅原子的位置，形成雜質(zhì)原子缺陷，增加本征硅的導(dǎo)電性，形成N型半導(dǎo)體。組織結(jié)構(gòu)主要指材料的物相組成及結(jié)構(gòu)、晶粒的大小和取向等。在大多數(shù)金屬、某些陶瓷以及個(gè)別聚合物材料內(nèi)部，晶粒之間原子排列的變化，可以改變它們之間的取向，從而影響材料的性能。一般來說，減小金屬的晶?？梢越档推淙埸c(diǎn)。在這一結(jié)構(gòu)層次上，顆粒的大小和形狀起著關(guān)鍵作用。大多數(shù)材料是多相組成的，控制材料內(nèi)部物相的類型、大小、分布和數(shù)量可以調(diào)控材料的性能。

4.2材料制備

材料合成與制備就是將原子、分子聚集在一起，并轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏卯a(chǎn)品的一系列過程。材料制備的方法和工藝影響材料的結(jié)構(gòu)，從而影響材料的性能。根據(jù)制備原理的不同，材料制備方法可以分為物理法和化學(xué)法。物理法指在材料制備過程中，僅改變材料內(nèi)部原子或分子的聚集狀態(tài)，不涉及化學(xué)反應(yīng)的方法。如真空鍍膜、濺射鍍膜、脈沖激光沉積法等?；瘜W(xué)法則在材料制備過程中，涉及化學(xué)反應(yīng)，并且有新物質(zhì)的生成。如固相反應(yīng)法、有機(jī)合成法、水熱法、沉淀法、化學(xué)氣相沉積法等。以石墨烯材料為例講解材料的制備方法。石墨烯作為二維單原子層材料，既可以采用物理法制備，也可以采用化學(xué)法制備。2004年發(fā)現(xiàn)石墨烯的報(bào)道，便是采用簡(jiǎn)單的膠帶對(duì)撕方法制備，該方法依靠外力使石墨片層克服層間范德華力，使層與層之間分離，從而獲得單層石墨，該方法也稱為物理機(jī)械剝離法。利用甲烷、乙烯等烴類氣體作為碳源，鎳、銅、金等金屬作為基片，采用化學(xué)氣相沉積法則可以制備高質(zhì)量大尺寸的石墨烯。另外，以石墨為原料，利用化學(xué)插層剝離的方法也可以用來制備石墨烯［5］。但不同方法制備獲得石墨烯的尺寸及性能差別較大，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域采用的石墨烯制備方法是不同的。

4.3材料性能

材料的性能由其結(jié)構(gòu)決定，與材料制備的工藝和方法有關(guān)。性能是指材料固有的物理、化學(xué)特性，材料性能決定了其應(yīng)用。廣義地說，性能是材料在一定的條件下對(duì)外部作用的反應(yīng)的定量表述，例如力學(xué)性能是材料對(duì)外力的響應(yīng)、電學(xué)性能是對(duì)電場(chǎng)的響應(yīng)、光學(xué)性能是對(duì)光的響應(yīng)等。因此，材料的性能可分為力學(xué)性能和特殊的物理性能。常見的力學(xué)性能包括材料的強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等。力學(xué)性能決定著材料工作的好壞，同時(shí)也決定著是否易于將材料加工成使用的形狀。鍛造成型的部件必須能夠經(jīng)受快速加載而不破壞，并且還要有足夠的延性才能加工變形成適用的形狀。微小的結(jié)構(gòu)變化往往對(duì)材料的力學(xué)性能產(chǎn)生很大的影響。材料特殊的物理性能包括電、磁、光、熱等行為。物理性能由材料的結(jié)構(gòu)和制造工藝決定。對(duì)于許多半導(dǎo)體金屬和陶瓷材料來說，即使成分稍有變化，也會(huì)引起導(dǎo)電性很大變化。過高的加熱溫度有可能顯著地降低耐火磚的絕熱特性。少量的雜質(zhì)會(huì)改變玻璃或聚合物的顏色。

4.4材料應(yīng)用

材料化學(xué)已經(jīng)滲透到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的眾多領(lǐng)域，如電子信息、環(huán)境能源、生物醫(yī)藥和航天航空等領(lǐng)域。例如，在電子信息領(lǐng)域，現(xiàn)代芯片制造離不開化學(xué)。光刻過程使用的光刻膠和顯影液，鍍膜過程中的化學(xué)氣相沉積和原子層沉積，刻蝕過程中的反應(yīng)離子刻蝕，這些工藝過程都離不開化學(xué)的作用。在環(huán)境能源領(lǐng)域，新型光催化材料和太陽能電池材料的研究和開發(fā)，離不開化學(xué)法制備材料和對(duì)材料進(jìn)行化學(xué)摻雜改性。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，對(duì)傳感材料進(jìn)行化學(xué)改性提高其傳感特性，對(duì)仿生材料進(jìn)行表面改性可以提高其生物相容性。在航天航空領(lǐng)域，各種輕質(zhì)、耐高溫、耐摩擦等結(jié)構(gòu)材料和功能化智能材料的研發(fā)都離不開化學(xué)。

5結(jié)語

通過對(duì)“材料化學(xué)”緒論課的精心設(shè)計(jì)，使學(xué)生明確了該課程的性質(zhì)和重要地位，大量的實(shí)例激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和求知欲，樹立了學(xué)生學(xué)好該課程的信心，為課程的深入學(xué)習(xí)起到了奠基石的作用。以“材料、材料與化學(xué)、材料化學(xué)”為主線進(jìn)行講授，使學(xué)生對(duì)本課程的內(nèi)容有了更加清晰和深入的認(rèn)識(shí)，取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

［1］禹筱元，羅穎，董先明.材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革與實(shí)踐［J］．高教論壇，2010，1(1):23－25.

［2］楊卓娟，楊曉東.關(guān)于高校課程緒論教學(xué)的思考［J］．中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2011(12):39－41.

［3］唐小真，楊宏秀，丁馬太.材料化學(xué)導(dǎo)論［M］．北京:高等教育出版社，1997.

［4］曾兆華，楊建文.材料化學(xué).2版［M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

第4篇：材料科學(xué)與工程導(dǎo)論范文

    計(jì)算機(jī)工程是涉及現(xiàn)代計(jì)算系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制設(shè)備的軟硬件設(shè)計(jì)、制造、操作的科學(xué)與技術(shù),建立在計(jì)算、數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程學(xué)的基礎(chǔ)上,主要研究計(jì)算機(jī)處理器、多處理器通訊設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和存儲(chǔ)器體系,著重研究硬件設(shè)計(jì)以及與軟件和操作系統(tǒng)的交互性能,如嵌入式系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)與大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)。絕大多數(shù)美國(guó)學(xué)校的電氣工程和計(jì)算機(jī)工程是在一個(gè)系,除數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)外,課程體系主要包括計(jì)算機(jī)科學(xué)和電氣工程等學(xué)科的相關(guān)課程、設(shè)計(jì)和構(gòu)建計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的相關(guān)軟硬件課程。培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具備從事計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作的能力,或具備基于計(jì)算機(jī)相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、應(yīng)用和集成工作的能力,具有扎實(shí)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論、良好的科學(xué)素質(zhì)和工程實(shí)踐能力,包括良好的團(tuán)隊(duì)合作和人際交流溝通能力[5]。下面主要介紹美國(guó)這4所大學(xué)的計(jì)算機(jī)工程課程設(shè)置情況。

    1.1UIUC計(jì)算機(jī)工程專業(yè)本科課程設(shè)置

    UIUC計(jì)算機(jī)工程專業(yè)學(xué)生需要修滿128個(gè)學(xué)分,這些課程分為如下7大類:1)科學(xué)基礎(chǔ)與數(shù)學(xué)課程(31學(xué)分),包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)在內(nèi)的10門課程。2)計(jì)算機(jī)工程核心課程(34學(xué)分),這些課程重點(diǎn)介紹計(jì)算機(jī)工程領(lǐng)域的基本概念、基本原理、基本實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù),共有10門課程。3)專業(yè)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程(6學(xué)分),包括離散數(shù)學(xué)和概率、工程應(yīng)用兩門數(shù)學(xué)課程。4)寫作課程(4學(xué)分),1門寫作原理課程,主要講授研究報(bào)告的寫作方法。5)專業(yè)技術(shù)選修課(23學(xué)分),其中1門必須選自計(jì)算機(jī)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)技術(shù)選修課程之外的課程,其他必須均選自計(jì)算機(jī)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)技術(shù)選修課程。這些課程強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐中用到的主要分析方法和設(shè)計(jì)原則。6)社會(huì)科學(xué)與人文科學(xué)課程(18學(xué)分),這些課程被工學(xué)院認(rèn)可并滿足學(xué)校對(duì)學(xué)生社會(huì)科學(xué)與人文科學(xué)課程通識(shí)教育的要求。7)自由選修課程(12學(xué)分),這些幾乎沒有限制的選修課可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)任何領(lǐng)域的知識(shí)。學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)工程專業(yè)深入學(xué)習(xí)課程,也可以學(xué)習(xí)生物工程、技術(shù)管理或語言等課程。

    1.2普度大學(xué)計(jì)算機(jī)工程專業(yè)本科課程設(shè)置

    普度大學(xué)計(jì)算機(jī)工程專業(yè)學(xué)生需要修滿125個(gè)學(xué)分,這些課程分為如下6大類:1)通識(shí)教育課程(24~25學(xué)分),包括6~7學(xué)分的兩門交流技巧課程和18個(gè)學(xué)分的社會(huì)與人文學(xué)科選修課程。2)數(shù)學(xué)課程(21~22學(xué)分),數(shù)學(xué)課程有兩種套餐,各6門課,學(xué)生可以根據(jù)自己的情況任選一種。3)科學(xué)基礎(chǔ)課程(18~19學(xué)分),包括物理、化學(xué)、生物及面向?qū)ο缶幊痰?門課程。4)工程基礎(chǔ)課程(7學(xué)分),包括工程導(dǎo)論兩門課程及計(jì)算機(jī)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)以外學(xué)科的工程學(xué)科選修課1門。5)計(jì)算機(jī)工程專業(yè)課程(49學(xué)分),包括32~33學(xué)分的13門計(jì)算機(jī)工程專業(yè)核心課程;兩門共計(jì)1學(xué)分的研討課程;2門3~4學(xué)分的高級(jí)設(shè)計(jì)課程;2門8學(xué)分的研究生課程;1~2門計(jì)算機(jī)專業(yè)選修課程,使計(jì)算機(jī)工程專業(yè)課程總學(xué)分達(dá)到49學(xué)分。6)任選課程(4~6學(xué)分),根據(jù)輔修要求或個(gè)人興趣,任選課程可以從理學(xué)院或文理學(xué)院中適合工科學(xué)生的數(shù)學(xué)、科學(xué)課程中選擇,目的是使總學(xué)分達(dá)到125學(xué)分。

    1.3伊利諾伊理工學(xué)院計(jì)算機(jī)工程專業(yè)本科課程設(shè)置

    IIT計(jì)算機(jī)工程專業(yè)學(xué)生需要修滿130~134個(gè)學(xué)分,這些課程分為如下3大類:1)限選課程(109學(xué)分),學(xué)分分配如下:計(jì)算機(jī)工程專業(yè)限選課程47學(xué)分,包括計(jì)算機(jī)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)兩類課程;數(shù)學(xué)限選課程24學(xué)分;物理限選課程11學(xué)分;化學(xué)限選課程3學(xué)分;工程科學(xué)限選課程3學(xué)分;社會(huì)科學(xué)與人文學(xué)科限選課程21學(xué)分。2)選修課程(15~19學(xué)分),包括專業(yè)選修課程9~12學(xué)分,其中含1門硬件設(shè)計(jì)選修課;科學(xué)選修課程3學(xué)分。3)跨專業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目課程(6學(xué)分),包括IPROI跨專業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目I和IPROII跨專業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目II兩門課程。

    1.4西北大學(xué)計(jì)算機(jī)工程專業(yè)本科課程設(shè)置

    西北大學(xué)計(jì)算機(jī)工程專業(yè)學(xué)生需要修48門課程,這些課程分為如下7類:1)通用工程方法、數(shù)學(xué)、科學(xué)基礎(chǔ)課程(15門),必修計(jì)算方法與線性代數(shù)GenEng205-1、線性代數(shù)與力學(xué)GenEng205-2、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模GenEng205-3和微分方程GenEng205-4等4門通用工程方法課程;必修微積分(I)MATH220,微積分(II)MATH224,微積分(III)MATH230及多元積分與矢量微積分MATH234四門數(shù)學(xué)課程;必修普通物理(I)Physics135-2和普通物理(II)Physics135-3兩門科學(xué)基礎(chǔ)課程;從McCormick工學(xué)院科學(xué)基礎(chǔ)課程中任選其他2門課程;另外必修IDEA106-1工程設(shè)計(jì)與交流(I)、IIDEA106-2工程設(shè)計(jì)與交流(II)兩門工程設(shè)計(jì)和交流課程。2)工程基礎(chǔ)課程(5門),必修4門,包括EECS202電氣工程導(dǎo)論、EECS203計(jì)算機(jī)工程導(dǎo)論、EECS211編程基礎(chǔ)(C++)、EECS302概率系統(tǒng)與隨機(jī)信號(hào),并從McCormick工學(xué)院工程基礎(chǔ)課程熱電力學(xué)、系統(tǒng)工程與分析、材料科學(xué)和流體與固體中任選1門。3)交流與社科人文學(xué)科課程(8門),選修GenCmn102演講或GenCmn103課程的其中1門,另外選修7門滿足McCormick工學(xué)院要求的社科人文學(xué)科課程。4)專業(yè)核心課程(5門),必修EECS205計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)、EECS303高級(jí)數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)、EECS361計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、EECS311數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)管理和EECS343電路基礎(chǔ)這5門課程。5)技術(shù)選修課程(10門),西北大學(xué)計(jì)算機(jī)工程專業(yè)分高性能計(jì)算、VLSI與CAD、嵌入式系統(tǒng)和算法設(shè)計(jì)與軟件系統(tǒng)4個(gè)方向,每個(gè)方向開設(shè)若干門技術(shù)課程,每個(gè)學(xué)生必須在這4個(gè)方向中選修5門課;從專業(yè)基礎(chǔ)課程EECS213計(jì)算機(jī)系統(tǒng)導(dǎo)論、EECS222信號(hào)與系統(tǒng)基礎(chǔ)、EECS223固態(tài)工程基礎(chǔ)、EECS224電磁場(chǎng)與光學(xué)基礎(chǔ)、EECS225電子學(xué)基礎(chǔ)5門課中根據(jù)學(xué)習(xí)方向選修2門;剩下3門從計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、數(shù)學(xué)、科學(xué)基礎(chǔ)等課程中選修,如可以是生物學(xué)BIOL210-1,2,3和化學(xué)原理CHEM210-1,2,3課程,也可以經(jīng)申請(qǐng)同意選修相關(guān)計(jì)算機(jī)工程研究生課程。6)自由選修課程(5門),共修5門,學(xué)生可以根據(jù)自身情況和興趣愛好自由選修。若從未學(xué)習(xí)過任何計(jì)算機(jī)編程語言,建議其中1門選修編程入門(Python)EECS110課程。7)高級(jí)項(xiàng)目課程(1門),至少在微處理器系統(tǒng)項(xiàng)目EECS347-1、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)項(xiàng)目EECS362和VLSI設(shè)計(jì)項(xiàng)目EECS3923門課中選修1門。

    24所大學(xué)計(jì)算機(jī)工程課程設(shè)置特色

    4所大學(xué)計(jì)算機(jī)工程本科專業(yè)的課程設(shè)置都通過美國(guó)工程教育認(rèn)證機(jī)構(gòu)ABET的EC2000指標(biāo)體系認(rèn)證,有如下特點(diǎn):

    1)注重基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí),在貫徹通識(shí)教育中培養(yǎng)學(xué)生的各種能力?；A(chǔ)知識(shí)直接決定學(xué)生未來的發(fā)展?jié)摿7-8],而基礎(chǔ)知識(shí)的掌握通常是通過通識(shí)教育實(shí)現(xiàn)的。與我國(guó)高校通識(shí)教育不同的是,這4所美國(guó)大學(xué)按照各種完整的項(xiàng)目組織基礎(chǔ)知識(shí),讓學(xué)生在基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)中形成各種能力。他們還特別重視人際溝通能力的培養(yǎng)和學(xué)生對(duì)廣泛深入的人文社科知識(shí)的理解,使所有工科學(xué)生在數(shù)學(xué)、物理、信息、物質(zhì)、生命、技術(shù)和能源科學(xué)方面及人文社科方面打下廣泛的基礎(chǔ)。這種比知識(shí)更重要的能力是學(xué)生取之不盡、用之不竭的資源。普度大學(xué)第一年的工程基礎(chǔ)培養(yǎng)及UIUC第一年的計(jì)算機(jī)工程訓(xùn)練從一開始就圍繞能力培養(yǎng),使學(xué)生能更好地理解和應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)。

第5篇：材料科學(xué)與工程導(dǎo)論范文

我國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育起步較晚，1998年國(guó)務(wù)院和教育部第一次出臺(tái)指導(dǎo)性政策意見，提出要重視大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。1999年，清華大學(xué)舉辦了第一屆創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽，同年，全國(guó)首屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽開賽，標(biāo)志著我國(guó)高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的開始[5]。近年來我國(guó)的雙創(chuàng)教育在國(guó)家政策指導(dǎo)下取得了很大的進(jìn)展，制定了具體的要求，做了相應(yīng)的詳細(xì)部署，同時(shí)還創(chuàng)建了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的試點(diǎn)單位，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步推廣。針對(duì)于應(yīng)用型本科院校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，除了起步晚、起點(diǎn)低、資金和政策制度保障不力等共性問題[6]，還有一些自身特點(diǎn)，比如，應(yīng)用型本科院校是傳統(tǒng)精英式本科教育應(yīng)對(duì)社會(huì)需求變化的轉(zhuǎn)型定位，本身對(duì)自身辦學(xué)定位、辦學(xué)特點(diǎn)、辦學(xué)道路的就尚在探索當(dāng)中，結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育之后，對(duì)雙創(chuàng)教育的理解不夠深入，教育形式及內(nèi)容流于表面，創(chuàng)新不夠，對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)定位易不明確，容易造成人才培養(yǎng)模式不科學(xué)的后果。再有就是應(yīng)用型本科“雙師雙能”型教師較多，但創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的專業(yè)教師師資力量不足，雙創(chuàng)教育會(huì)有發(fā)展不平衡的問題。第三個(gè)，本身應(yīng)用型本科有重實(shí)踐的特點(diǎn)，實(shí)踐平臺(tái)、實(shí)習(xí)基地本應(yīng)是其長(zhǎng)處，但將這些與雙創(chuàng)教育有機(jī)融合卻做的不夠，造成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)依然缺乏平臺(tái)。

二應(yīng)用型本科院校材料專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的對(duì)策建議

本研究認(rèn)為，要提升應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)質(zhì)量，除了要建立完善以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為根本目標(biāo)的創(chuàng)業(yè)教育體系，還可以從優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)、構(gòu)建課程體系、設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目、強(qiáng)調(diào)實(shí)踐訓(xùn)練、創(chuàng)新教學(xué)方法、加強(qiáng)師資建設(shè)、搭建校企聯(lián)合平臺(tái)、改革考核方式等具體方面來凸顯其實(shí)踐性、應(yīng)用性、技術(shù)性、創(chuàng)新性，從而促進(jìn)應(yīng)用型本科學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供富有創(chuàng)新精神、勇于投身實(shí)踐的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。研究以應(yīng)用型高?！靼埠娇諏W(xué)院的“材料科學(xué)與工程專業(yè)”的人才培養(yǎng)模式為具體改革的專業(yè)方向，基于以上思路提出了一系列改進(jìn)和完善的策略和構(gòu)想，以期對(duì)我國(guó)應(yīng)用型本科院校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育發(fā)展起到實(shí)質(zhì)性的推動(dòng)作用。具體對(duì)策有以下幾點(diǎn)。

（一）建立健全應(yīng)用型本科院校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程體系

在明確應(yīng)用型本科院校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的目標(biāo)前提下，優(yōu)化當(dāng)前課程系統(tǒng)設(shè)置，結(jié)合現(xiàn)有的專業(yè)課程體現(xiàn)，建立多層次、立體化的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程體系。本研究在學(xué)校滿足修改要求的前提下，在西安航空學(xué)院材科科學(xué)與工程2017版培養(yǎng)方案中，試點(diǎn)性開設(shè)以專業(yè)為基礎(chǔ)的創(chuàng)新思維訓(xùn)練先導(dǎo)課程一門（《無機(jī)非金屬材料創(chuàng)新研究方法導(dǎo)論》，24課時(shí)），開設(shè)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)一門（材料科學(xué)基礎(chǔ)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)課），增加和改革課內(nèi)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)8課時(shí)（《材料成形基礎(chǔ)》、《金屬材料》、《材料加工方法》、《航空材料概論》各2課時(shí)）。在2019版大綱中又增加校企合作的企業(yè)高工參與授課的《材料科學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)系列學(xué)術(shù)講座》16課時(shí)；另外，原版培養(yǎng)方案中一直在實(shí)踐教學(xué)板塊包含《材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)》、《材料創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)》兩個(gè)部分針對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的環(huán)節(jié)，在新版培養(yǎng)方案中得用保留。至此已經(jīng)形成了先有研究方法教育（創(chuàng)新研究方法導(dǎo)論），緊接理論課程中運(yùn)用此方法的訓(xùn)練（課內(nèi)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)），再聯(lián)合貼近企業(yè)生產(chǎn)實(shí)操和生產(chǎn)需求的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)講座，最后銜接實(shí)踐環(huán)節(jié)的集中課設(shè)和實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)方案中創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)部分的課程體系已經(jīng)相對(duì)完整：有方法論教學(xué)，有對(duì)在理論知識(shí)中對(duì)方法論的運(yùn)用訓(xùn)練，有貼合企業(yè)實(shí)操的講座，最后再結(jié)合集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的夯實(shí)。

（二）改革創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)方法和考核方式，突出可遷移能力的培養(yǎng)

培養(yǎng)方案中課內(nèi)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)置與專業(yè)理論知識(shí)的結(jié)合最緊密，如果采用傳統(tǒng)的授課方法很容易淪為單純對(duì)理論知識(shí)的重復(fù)性驗(yàn)證，而喪失創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的效能。改變單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而體現(xiàn)對(duì)理論課學(xué)習(xí)的基本原理的應(yīng)用，并突出對(duì)創(chuàng)新思維方法的運(yùn)用，一方面可以聚焦復(fù)雜工程問題，同時(shí)也可以強(qiáng)化雙創(chuàng)教育。另外在實(shí)驗(yàn)過程中分小組進(jìn)行，突出學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通交流、解決問題等可遷移能力的培養(yǎng)。相應(yīng)的在集中實(shí)踐環(huán)節(jié)中，改參觀實(shí)習(xí)為動(dòng)手操作加分組討論加頭腦風(fēng)暴，針對(duì)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問題，分析討論并實(shí)地提出整改建議，這種“問題導(dǎo)向”的模式進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，并寫入實(shí)習(xí)報(bào)告。除了授課方式，在考核的時(shí)候，突出能力目標(biāo)導(dǎo)向，綜合檢驗(yàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育效果。理論課程考核時(shí)考試題目增加開放類、創(chuàng)新論述類、舉一反三類試題，沒有固定答案，讓學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮，根據(jù)思辨能力打分。實(shí)踐類課程實(shí)行允許偏差的單一變量參數(shù)表征法，讓學(xué)生用自己的方法去完成任務(wù)，根據(jù)完成程度和創(chuàng)意效果打分，突出對(duì)創(chuàng)新和信息處理這兩類可遷移能力的量化考核。以上所述的授課方式要求和考核要求改革已經(jīng)寫入新版課程大綱，并在其中有詳細(xì)的量化型要求，對(duì)哪種授課方式支撐哪一個(gè)課程目標(biāo)，哪種考核方式支撐哪一個(gè)課程目標(biāo)都有清晰表述，深刻容易培養(yǎng)方案的量化產(chǎn)出體系當(dāng)中。

（三）建立一支“數(shù)量足、理論精、實(shí)踐強(qiáng)”的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育師資隊(duì)伍

目前，我國(guó)大多數(shù)應(yīng)用型本科院校并沒有專門的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育師資隊(duì)伍，如何提高教師的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育能力，并將其與實(shí)踐教育、雙師型教師培養(yǎng)相結(jié)合是本項(xiàng)目的一個(gè)研究重點(diǎn)。首先要加強(qiáng)“雙師型”教師的人數(shù)比例，同時(shí)對(duì)全校教師進(jìn)行雙創(chuàng)培訓(xùn)，采用開交流報(bào)告、邀請(qǐng)校外專家談創(chuàng)新方法做講座、組內(nèi)成員互相交流創(chuàng)新心得、邀請(qǐng)教育學(xué)專家談創(chuàng)新教育等方式提高教師的雙創(chuàng)和雙創(chuàng)教育能力。近年來，西安航空學(xué)院在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)下，以“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃等各級(jí)雙創(chuàng)競(jìng)賽、學(xué)科競(jìng)賽為契機(jī)，開展各種大賽輔導(dǎo)培訓(xùn)會(huì)，不僅針對(duì)參賽學(xué)生，更主要正對(duì)指導(dǎo)教師的能力進(jìn)行培訓(xùn)，以此將對(duì)雙創(chuàng)教育有興趣也有能力的“雙師型”教師集中起來，有針對(duì)性的進(jìn)行培訓(xùn)。此舉不僅使提高了學(xué)生的競(jìng)賽成績(jī)，更有形的提升了教師創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學(xué)能力。

（四）切實(shí)利用好校企合作平臺(tái)，夯實(shí)雙創(chuàng)教育的“轉(zhuǎn)化”環(huán)節(jié)

應(yīng)用型本科有眾多實(shí)習(xí)實(shí)踐基地、校企合作平臺(tái)等好的實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)所，但是如何真正用好這些平臺(tái)，發(fā)揮其更大的作用卻尚有許多工作要做。傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生僅僅能夠在企業(yè)中進(jìn)行參觀、觀摩、聽講解之類的實(shí)踐教學(xué)模式，即便能夠上手實(shí)操也僅僅是單一工位、單一設(shè)備的簡(jiǎn)單操作，如雙創(chuàng)教學(xué)并沒有任何聯(lián)系。但其實(shí)，如果能夠找到連接學(xué)生和企業(yè)需求的橋梁紐帶，就可以深化與實(shí)踐基地的交流合作，實(shí)現(xiàn)學(xué)?？萍紕?chuàng)新人才資源與基地企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新需求的有效對(duì)接，積極探索校企合作、產(chǎn)教融合的長(zhǎng)效性和常態(tài)化工作機(jī)制。在學(xué)校層面，西安航空學(xué)院西安航空基地通過校企合作方式在航空基地科創(chuàng)大廈建設(shè)“筑夢(mèng)藍(lán)天創(chuàng)客匯”眾創(chuàng)空間，幫助入駐的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的孵化，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化；在學(xué)院層面，材料工程學(xué)院有“材料創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)會(huì)”，召集學(xué)生參與教師的各類科研項(xiàng)目，尤其是學(xué)院校企合作平臺(tái)科研項(xiàng)目，幫助學(xué)習(xí)提供創(chuàng)新能力、貼近企業(yè)實(shí)際需求、尋找創(chuàng)業(yè)契機(jī)。另外學(xué)校還有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)系列沙龍、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育培訓(xùn)基地等多層次、多方位的平臺(tái)設(shè)置，來增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

第6篇：材料科學(xué)與工程導(dǎo)論范文

計(jì)算機(jī)工程是涉及現(xiàn)代計(jì)算系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制設(shè)備的軟硬件設(shè)計(jì)、制造、操作的科學(xué)與技術(shù)，建立在計(jì)算、數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程學(xué)的基礎(chǔ)上，主要研究計(jì)算機(jī)處理器、多處理器通訊設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和存儲(chǔ)器體系，著重研究硬件設(shè)計(jì)以及與軟件和操作系統(tǒng)的交互性能，如嵌入式系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)與大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)。絕大多數(shù)美國(guó)學(xué)校的電氣工程和計(jì)算機(jī)工程是在一個(gè)系，除數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)外，課程體系主要包括計(jì)算機(jī)科學(xué)和電氣工程等學(xué)科的相關(guān)課程、設(shè)計(jì)和構(gòu)建計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的相關(guān)軟硬件課程。培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具備從事計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作的能力，或具備基于計(jì)算機(jī)相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、應(yīng)用和集成工作的能力，具有扎實(shí)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論、良好的科學(xué)素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，包括良好的團(tuán)隊(duì)合作和人際交流溝通能力[5]。下面主要介紹美國(guó)這4所大學(xué)的計(jì)算機(jī)工程課程設(shè)置情況。

1.1UIUC計(jì)算機(jī)工程專業(yè)本科課程設(shè)置

UIUC計(jì)算機(jī)工程專業(yè)學(xué)生需要修滿128個(gè)學(xué)分，這些課程分為如下7大類：1)科學(xué)基礎(chǔ)與數(shù)學(xué)課程(31學(xué)分)，包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)在內(nèi)的10門課程。2)計(jì)算機(jī)工程核心課程(34學(xué)分)，這些課程重點(diǎn)介紹計(jì)算機(jī)工程領(lǐng)域的基本概念、基本原理、基本實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)，共有10門課程。3)專業(yè)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程(6學(xué)分)，包括離散數(shù)學(xué)和概率、工程應(yīng)用兩門數(shù)學(xué)課程。4)寫作課程(4學(xué)分)，1門寫作原理課程，主要講授研究報(bào)告的寫作方法。5)專業(yè)技術(shù)選修課(23學(xué)分)，其中1門必須選自計(jì)算機(jī)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)技術(shù)選修課程之外的課程，其他必須均選自計(jì)算機(jī)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)技術(shù)選修課程。這些課程強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐中用到的主要分析方法和設(shè)計(jì)原則。6)社會(huì)科學(xué)與人文科學(xué)課程(18學(xué)分)，這些課程被工學(xué)院認(rèn)可并滿足學(xué)校對(duì)學(xué)生社會(huì)科學(xué)與人文科學(xué)課程通識(shí)教育的要求。7)自由選修課程(12學(xué)分)，這些幾乎沒有限制的選修課可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)任何領(lǐng)域的知識(shí)。學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)工程專業(yè)深入學(xué)習(xí)課程，也可以學(xué)習(xí)生物工程、技術(shù)管理或語言等課程。

1.2普度大學(xué)計(jì)算機(jī)工程專業(yè)本科課程設(shè)置

普度大學(xué)計(jì)算機(jī)工程專業(yè)學(xué)生需要修滿125個(gè)學(xué)分，這些課程分為如下6大類：1)通識(shí)教育課程(24～25學(xué)分)，包括6～7學(xué)分的兩門交流技巧課程和18個(gè)學(xué)分的社會(huì)與人文學(xué)科選修課程。2)數(shù)學(xué)課程(21～22學(xué)分)，數(shù)學(xué)課程有兩種套餐，各6門課，學(xué)生可以根據(jù)自己的情況任選一種。3)科學(xué)基礎(chǔ)課程(18～1分)，包括物理、化學(xué)、生物及面向?qū)ο缶幊痰?門課程。4)工程基礎(chǔ)課程(7學(xué)分)，包括工程導(dǎo)論兩門課程及計(jì)算機(jī)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)以外學(xué)科的工程學(xué)科選修課1門。5)計(jì)算機(jī)工程專業(yè)課程(4分)，包括32～33學(xué)分的13門計(jì)算機(jī)工程專業(yè)核心課程；兩門共計(jì)1學(xué)分的研討課程；2門3～4學(xué)分的高級(jí)設(shè)計(jì)課程；2門8學(xué)分的研究生課程；1～2門計(jì)算機(jī)專業(yè)選修課程，使計(jì)算機(jī)工程專業(yè)課程總學(xué)分達(dá)到4分。6)任選課程(4～6學(xué)分)，根據(jù)輔修要求或個(gè)人興趣，任選課程可以從理學(xué)院或文理學(xué)院中適合工科學(xué)生的數(shù)學(xué)、科學(xué)課程中選擇，目的是使總學(xué)分達(dá)到125學(xué)分。

1.3伊利諾伊理工學(xué)院計(jì)算機(jī)工程專業(yè)本科課程設(shè)置

IIT計(jì)算機(jī)工程專業(yè)學(xué)生需要修滿130～134個(gè)學(xué)分，這些課程分為如下3大類：1)限選課程(10分)，學(xué)分分配如下：計(jì)算機(jī)工程專業(yè)限選課程47學(xué)分，包括計(jì)算機(jī)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)兩類課程；數(shù)學(xué)限選課程24學(xué)分；物理限選課程11學(xué)分；化學(xué)限選課程3學(xué)分；工程科學(xué)限選課程3學(xué)分；社會(huì)科學(xué)與人文學(xué)科限選課程21學(xué)分。2)選修課程(15～1分)，包括專業(yè)選修課程9～12學(xué)分，其中含1門硬件設(shè)計(jì)選修課；科學(xué)選修課程3學(xué)分。3)跨專業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目課程(6學(xué)分)，包括IPROI跨專業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目I和IPROII跨專業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目II兩門課程。

1.4西北大學(xué)計(jì)算機(jī)工程專業(yè)本科課程設(shè)置

西北大學(xué)計(jì)算機(jī)工程專業(yè)學(xué)生需要修48門課程，這些課程分為如下7類：1)通用工程方法、數(shù)學(xué)、科學(xué)基礎(chǔ)課程(15門)，必修計(jì)算方法與線性代數(shù)GenEng205-1、線性代數(shù)與力學(xué)GenEng205-2、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模GenEng205-3和微分方程GenEng205-4等4門通用工程方法課程；必修微積分(I)MATH220，微積分(II)MATH224，微積分(III)MATH230及多元積分與矢量微積分MATH234四門數(shù)學(xué)課程；必修普通物理(I)Physics135-2和普通物理(II)Physics135-3兩門科學(xué)基礎(chǔ)課程；從McCormick工學(xué)院科學(xué)基礎(chǔ)課程中任選其他2門課程；另外必修IDEA106-1工程設(shè)計(jì)與交流(I)、IIDEA106-2工程設(shè)計(jì)與交流(II)兩門工程設(shè)計(jì)和交流課程。2)工程基礎(chǔ)課程(5門)，必修4門，包括EECS202電氣工程導(dǎo)論、EECS203計(jì)算機(jī)工程導(dǎo)論、EECS211編程基礎(chǔ)(C++)、EECS302概率系統(tǒng)與隨機(jī)信號(hào)，并從McCormick工學(xué)院工程基礎(chǔ)課程熱電力學(xué)、系統(tǒng)工程與分析、材料科學(xué)和流體與固體中任選1門。3)交流與社科人文學(xué)科課程(8門)，選修GenCmn102演講或GenCmn103課程的其中1門，另外選修7門滿足McCormick工學(xué)院要求的社科人文學(xué)科課程。4)專業(yè)核心課程(5門)，必修EECS205計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)、EECS303高級(jí)數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)、EECS361計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、EECS311數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)管理和EECS343電路基礎(chǔ)這5門課程。5)技術(shù)選修課程(10門)，西北大學(xué)計(jì)算機(jī)工程專業(yè)分高性能計(jì)算、VLSI與CAD、嵌入式系統(tǒng)和算法設(shè)計(jì)與軟件系統(tǒng)4個(gè)方向，每個(gè)方向開設(shè)若干門技術(shù)課程，每個(gè)學(xué)生必須在這4個(gè)方向中選修5門課；從專業(yè)基礎(chǔ)課程EECS213計(jì)算機(jī)系統(tǒng)導(dǎo)論、EECS222信號(hào)與系統(tǒng)基礎(chǔ)、EECS223固態(tài)工程基礎(chǔ)、EECS224電磁場(chǎng)與光學(xué)基礎(chǔ)、EECS225電子學(xué)基礎(chǔ)5門課中根據(jù)學(xué)習(xí)方向選修2門；剩下3門從計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、數(shù)學(xué)、科學(xué)基礎(chǔ)等課程中選修，如可以是生物學(xué)BIOL210-1,2,3和化學(xué)原理CHEM210-1,2,3課程，也可以經(jīng)申請(qǐng)同意選修相關(guān)計(jì)算機(jī)工程研究生課程。6)自由選修課程(5門)，共修5門，學(xué)生可以根據(jù)自身情況和興趣愛好自由選修。若從未學(xué)習(xí)過任何計(jì)算機(jī)編程語言，建議其中1門選修編程入門(Python)EECS110課程。7)高級(jí)項(xiàng)目課程(1門)，至少在微處理器系統(tǒng)項(xiàng)目EECS347-1、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)項(xiàng)目EECS362和VLSI設(shè)計(jì)項(xiàng)目EECS3923門課中選修1門。

24所大學(xué)計(jì)算機(jī)工程課程設(shè)置特色

4所大學(xué)計(jì)算機(jī)工程本科專業(yè)的課程設(shè)置都通過美國(guó)工程教育認(rèn)證機(jī)構(gòu)ABET的EC2000指標(biāo)體系認(rèn)證，有如下特點(diǎn)：

1)注重基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，在貫徹通識(shí)教育中培養(yǎng)學(xué)生的各種能力?；A(chǔ)知識(shí)直接決定學(xué)生未來的發(fā)展?jié)摿7-8]，而基礎(chǔ)知識(shí)的掌握通常是通過通識(shí)教育實(shí)現(xiàn)的。與我國(guó)高校通識(shí)教育不同的是，這4所美國(guó)大學(xué)按照各種完整的項(xiàng)目組織基礎(chǔ)知識(shí)，讓學(xué)生在基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)中形成各種能力。他們還特別重視人際溝通能力的培養(yǎng)和學(xué)生對(duì)廣泛深入的人文社科知識(shí)的理解，使所有工科學(xué)生在數(shù)學(xué)、物理、信息、物質(zhì)、生命、技術(shù)和能源科學(xué)方面及人文社科方面打下廣泛的基礎(chǔ)。這種比知識(shí)更重要的能力是學(xué)生取之不盡、用之不竭的資源。普度大學(xué)第一年的工程基礎(chǔ)培養(yǎng)及UIUC第一年的計(jì)算機(jī)工程訓(xùn)練從一開始就圍繞能力培養(yǎng)，使學(xué)生能更好地理解和應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)。

2)注重相關(guān)學(xué)科的交叉和融合，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科處理問題的本領(lǐng)?，F(xiàn)代工程是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，不是狹隘的技術(shù)知識(shí)背景所能勝任的。解決現(xiàn)代工程問題要求工程師能夠打破學(xué)科壁壘，把被學(xué)科割裂開來的工程再還原為一個(gè)整體。這要求學(xué)校在課程設(shè)置上必須充分考慮學(xué)科的交叉和融合，為學(xué)生提供綜合的知識(shí)背景，以利于復(fù)雜工程問題的解決[6,8]。UIUC、普度大學(xué)、西北大學(xué)和IIT在課程設(shè)上均體現(xiàn)了學(xué)科交叉、學(xué)科融合的思想。UIUC規(guī)定學(xué)生在技術(shù)選修課中必須選1門計(jì)算機(jī)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)系以外的課程，例如宇航工程、農(nóng)業(yè)與生物工程、土木工程、化學(xué)工程、生理學(xué)、生物工程、生物物理學(xué)、生物化學(xué)、大氣科學(xué)、天文學(xué)、材料科學(xué)與工程、機(jī)械工程等。普度大學(xué)的計(jì)算機(jī)工程專業(yè)學(xué)生也必須選修1門電氣工程和計(jì)算機(jī)工程領(lǐng)域以外的課程，以滿足工程拓寬要求，可以是航空力學(xué)、化學(xué)工程計(jì)算、噪音控制、核工程導(dǎo)論、材料結(jié)構(gòu)與特性、環(huán)境工程中的物理化學(xué)原理、環(huán)境可持續(xù)工程以及運(yùn)籌學(xué)-優(yōu)化、運(yùn)籌學(xué)-隨機(jī)模型中的任何1門。西北大學(xué)的計(jì)算機(jī)工程本身就是該校電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)交叉和融合的結(jié)果，學(xué)生除必須選修科學(xué)基礎(chǔ)選修課中的普通物理-電磁學(xué)、普通物理-波現(xiàn)象和現(xiàn)代物理外，還必須在遺傳和進(jìn)化生物學(xué)、工程分子和細(xì)胞生物學(xué)中任選1門。IIT規(guī)定科學(xué)選修課必須選1門生物學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)原理，工程選修課必須選1門機(jī)械學(xué)導(dǎo)論或熱動(dòng)力學(xué)。

3)強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生“以解決問題為中心”的工程設(shè)計(jì)能力。工程本身就意味著實(shí)踐，意味著更加重視工程實(shí)際和工程的系統(tǒng)性和完整性。這4所大學(xué)都十分強(qiáng)調(diào)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，在課程設(shè)置上不僅有豐富的實(shí)驗(yàn)課程，而且通過更為靈活多樣的基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)(Project-basedLearning)課程培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。如IIT有IPRO跨專業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目，西北大學(xué)要求學(xué)生在微處理器系統(tǒng)項(xiàng)目(EECS347)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)項(xiàng)目(EECS362)、VLSI設(shè)計(jì)項(xiàng)目(EECS392)等項(xiàng)目課程中必須至少選修1門。普度大學(xué)要求學(xué)生選修電氣工程設(shè)計(jì)導(dǎo)論(ECE402)、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與樣機(jī)(ECE437)、操作系統(tǒng)工程(ECE469)、編譯器與翻譯器工程(ECE495S)和數(shù)字系統(tǒng)高級(jí)項(xiàng)目(ECE495C)等項(xiàng)目課程。UIUC則有計(jì)算機(jī)組成與設(shè)計(jì)(ECE411)、高級(jí)數(shù)字系統(tǒng)項(xiàng)目(ECE395)、微處理器項(xiàng)目(ECE412)、數(shù)字信號(hào)處理項(xiàng)目(ECE410)等項(xiàng)目課程供學(xué)生選擇。

4)發(fā)揮和保護(hù)學(xué)生的個(gè)性及興趣，激發(fā)學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性。工程教育應(yīng)該在最大程度上發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性并促進(jìn)其創(chuàng)新能力的發(fā)展。在專業(yè)學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以根據(jù)自己的水平、學(xué)習(xí)興趣、個(gè)性特長(zhǎng)選擇不同的課程，從而促進(jìn)個(gè)性和創(chuàng)造性的發(fā)展。為學(xué)生提供不同的培養(yǎng)計(jì)劃是這4所大學(xué)的共同特點(diǎn)。西北大學(xué)為計(jì)算機(jī)工程學(xué)生提供了高性能計(jì)算、VLSI與CAD、嵌入式系統(tǒng)和算法設(shè)計(jì)及軟件系統(tǒng)4個(gè)不同的學(xué)習(xí)路徑。UIUC、IIT及普度大學(xué)則采用龐大的選修課程及明確的課程分類，使學(xué)生可以依據(jù)興趣愛好自行組織課程和學(xué)習(xí)內(nèi)容，以發(fā)展個(gè)性，提高創(chuàng)新能力。

5)堅(jiān)持課程設(shè)置機(jī)構(gòu)的開放性，改變只按學(xué)科知識(shí)、由教師單方面設(shè)置的做法。在課程設(shè)置機(jī)構(gòu)方面，這4所大學(xué)均根據(jù)產(chǎn)業(yè)界對(duì)計(jì)算機(jī)工程師的能力、素質(zhì)、技能和知識(shí)等要求，學(xué)生求職的需求，畢業(yè)校友學(xué)習(xí)和工作的經(jīng)驗(yàn)反饋及ABET2000指標(biāo)體系，成立由有工程背景的教師、產(chǎn)業(yè)界、教育認(rèn)證機(jī)構(gòu)、學(xué)生及畢業(yè)生等利益相關(guān)者組成的專門委員會(huì)，討論、確認(rèn)、不斷改進(jìn)計(jì)算機(jī)工程專業(yè)的課程體系及教學(xué)大綱。這與我國(guó)由高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主導(dǎo)、以學(xué)科為導(dǎo)向，追求知識(shí)完備性為基礎(chǔ)，由缺乏產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)和工程背景的教師確定的課程設(shè)置和教學(xué)計(jì)劃相比，在滿足學(xué)生求職和產(chǎn)業(yè)界需要等方面有明顯優(yōu)勢(shì)[8]。

3改進(jìn)我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的思考

截至2006年，我國(guó)高校工科專業(yè)在校生為600萬人，其中計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)在校生近45萬人，在規(guī)模上基本適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求。問題是我國(guó)計(jì)算機(jī)工程教育與計(jì)算機(jī)工業(yè)界脫節(jié)較嚴(yán)重，不同類型、層次學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)趨同[8]。通過深入研究、分析和比較美國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及課程設(shè)置特色，我們深刻認(rèn)識(shí)到我國(guó)工科院校計(jì)算機(jī)專業(yè)本科教育存在的諸多弊端。比如工程實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱；工科教師隊(duì)伍的非工化趨向嚴(yán)重；評(píng)價(jià)體系錯(cuò)位；課程體系落后，學(xué)科交叉欠缺，導(dǎo)致創(chuàng)新與實(shí)踐雙向不足，計(jì)算機(jī)畢業(yè)生得不到產(chǎn)業(yè)界的認(rèn)同，普通工科院校計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率低下。以下是我們對(duì)工科院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的一些思考：

1)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的改革應(yīng)從培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、師資建設(shè)和評(píng)價(jià)體系、產(chǎn)學(xué)合作等方面綜合考慮。

2)從培養(yǎng)目標(biāo)上，工科計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)應(yīng)從學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)為求職導(dǎo)向，也就是以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向。這使學(xué)生能形成勝任今后工作的能力，成為合格的公民和稱職的產(chǎn)業(yè)人員，而不僅僅是只掌握系統(tǒng)、完備的學(xué)科知識(shí)。

3)課程體系要符合大工程觀的要求，注重學(xué)科的交叉和融合，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)強(qiáng)化對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。實(shí)踐教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程、項(xiàng)目課程和企業(yè)實(shí)習(xí)項(xiàng)目的建設(shè)，強(qiáng)調(diào)做中學(xué)、用中學(xué)，提倡學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)和實(shí)踐是實(shí)踐教學(xué)改革的重點(diǎn)內(nèi)容。

4)評(píng)價(jià)體系涉及如何評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，是關(guān)系到教學(xué)是否能達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的重要因素。如果要培養(yǎng)符合計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)界需要的具有各種能力和素質(zhì)的工程師，以理論考試為主評(píng)價(jià)學(xué)生能力的評(píng)價(jià)體系就尤顯片面。如何制定科學(xué)有效的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)學(xué)生的各種能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，特別是在基于項(xiàng)目的實(shí)踐學(xué)習(xí)中對(duì)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力、交流溝通能力、解決工程實(shí)際問題的能力進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，是一個(gè)有待探索的問題。

第7篇：材料科學(xué)與工程導(dǎo)論范文

關(guān)鍵詞：課程項(xiàng)目；功能材料；工程教育模式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568（2011）35－0090－02

一、引言

我國(guó)傳統(tǒng)的通識(shí)教育過于強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)科學(xué)理論，弱化專業(yè)內(nèi)容和工程實(shí)踐，企業(yè)普遍反映畢業(yè)生缺乏創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。而西方國(guó)家針對(duì)這一問題開展了大量的研究實(shí)踐，成果豐富，其中尤以工程教育模式更為突出。它是以工程項(xiàng)目為載體，以從科研到運(yùn)行為生命周期，讓學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)踐，以課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。“做中學(xué)”是工程教育改革的戰(zhàn)略之一，中國(guó)教育部于2008年開始組織課題組進(jìn)行試點(diǎn)。

《功能材料》是一門既有一定的理論基礎(chǔ)知識(shí)，又與實(shí)際應(yīng)用密切相關(guān)的多學(xué)科交叉的課程。以教師講解為主的傳統(tǒng)教學(xué)方式無法充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與積極性，解決實(shí)際問題的能力得不到體現(xiàn)。本文就是根據(jù)這一實(shí)際需要，適應(yīng)北京石油化工學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我院”）素質(zhì)教育，滿足培養(yǎng)綜合性、創(chuàng)新性、應(yīng)用型人才的要求，就工程教育模式下《功能材料》課程在教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行探究。

二、工程教育模式應(yīng)用到《功能材料》課程的依據(jù)

將工程教育模式應(yīng)用到《功能材料》課程，符合高等院校工程教育培養(yǎng)的目標(biāo)要求。工程教育模式突破了傳統(tǒng)教學(xué)模式，通過選取項(xiàng)目創(chuàng)設(shè)情景，協(xié)作學(xué)生學(xué)習(xí)開展教學(xué)，通過完成項(xiàng)目達(dá)到意義建構(gòu)，通過解決問題實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，充分體現(xiàn)我院以研究型和應(yīng)用型人培養(yǎng)為目標(biāo)的教育特點(diǎn)。

功能材料作為能源、計(jì)算機(jī)、通訊、電子等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究的基礎(chǔ)，近年來已成為材料科學(xué)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一。種類繁多、功能各異的新型功能材料正在眾多不同領(lǐng)域?qū)萍嫉倪M(jìn)步、社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生了越來越大的影響。目前根據(jù)我院2009版新大綱要求，《功能材料》課程涉及面廣、頭緒多、內(nèi)容繁雜、系統(tǒng)性不強(qiáng)，而且課程的理論教學(xué)時(shí)數(shù)相對(duì)較少。如果還像以前一樣照本宣科，在課堂上根本不能吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果不理想。而且，事實(shí)也證明，按照傳統(tǒng)方式培養(yǎng)出來的畢業(yè)生在今后的工作中的應(yīng)用能力也比較差，不能達(dá)到用人單位對(duì)人才的要求標(biāo)準(zhǔn)。

三、工程教育模式應(yīng)用于《功能材料》教學(xué)的實(shí)踐

以真實(shí)項(xiàng)目為載體開展項(xiàng)目式教學(xué)，能使學(xué)生親身經(jīng)歷產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作的項(xiàng)目開發(fā)生命周期，在與課程緊密聯(lián)系的項(xiàng)目實(shí)踐中積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生的成就感，充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能。

1.構(gòu)思

根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容選取研究項(xiàng)目。課程研究項(xiàng)目是《功能材料》課程學(xué)習(xí)的一個(gè)重要組成部分。通過實(shí)施課程研究項(xiàng)目，學(xué)生可以深入掌握課程的理論知識(shí)體系，提高綜合應(yīng)用已有知識(shí)解決問題的能力，更好地培養(yǎng)材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力和綜合素質(zhì)。

2.課程研究項(xiàng)目設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)，我院設(shè)計(jì)了《功能材料》課程研究項(xiàng)目指導(dǎo)書，主要內(nèi)容包括：①項(xiàng)目的題目；②項(xiàng)目組成員；③項(xiàng)目的研究背景及意義；④項(xiàng)目擬開展的主要研究?jī)?nèi)容；⑤擬采用的主要研究方法或研究工具等；⑥項(xiàng)目主要的日程安排或時(shí)間節(jié)點(diǎn)；⑦主要參考文獻(xiàn)。讓學(xué)生在完成研究項(xiàng)目指導(dǎo)計(jì)劃書的過程中掌握項(xiàng)目所包含的理論知識(shí)，真正實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”。

3.任務(wù)實(shí)現(xiàn)

教師經(jīng)過簡(jiǎn)單的理論介紹和導(dǎo)入之后，帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)施項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生自己選取感興趣的項(xiàng)目。把學(xué)生分成小組（每組最多3個(gè)學(xué)生），每一小組選出一個(gè)組長(zhǎng)，全面負(fù)責(zé)該組的任務(wù)。所有環(huán)節(jié)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)都靠小組成員的共同努力。

研究項(xiàng)目選取的難易程度，研究?jī)?nèi)容的多少，都會(huì)影響到每組的最終成績(jī)。每個(gè)小組要在項(xiàng)目報(bào)告中標(biāo)明每個(gè)人在總體工作中的貢獻(xiàn)和工作比例，或者每個(gè)人負(fù)責(zé)的內(nèi)容。

4.成果展示

所有的項(xiàng)目都要按照規(guī)定的時(shí)間對(duì)教師和全體學(xué)生進(jìn)行演示匯報(bào)。演示匯報(bào)的主要目的是讓教師和其他學(xué)生了解各組的工作和研究成果。小組的學(xué)生都要在臺(tái)前匯報(bào)，匯報(bào)前由教師指定主匯報(bào)人。每個(gè)項(xiàng)目演示匯報(bào)時(shí)間不超過10分鐘，另外有5分鐘的提問時(shí)間。每個(gè)組必須嚴(yán)格控制演示時(shí)間，超過時(shí)間1分鐘以上要扣分。

不同項(xiàng)目的設(shè)定有利于滿足不同層次學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求，便于開展個(gè)性化、差異化教學(xué)。通過個(gè)體和合作的形式進(jìn)行項(xiàng)目學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)，學(xué)生不僅能培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力，而且能培養(yǎng)合作、溝通和組織能力。項(xiàng)目完成后的及時(shí)反饋，又有利于學(xué)生間經(jīng)驗(yàn)的分享。該模式構(gòu)建出一個(gè)開放性、研究性的學(xué)習(xí)環(huán)境，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為中心、以學(xué)生的全面發(fā)展為中心的教育思想。

四、在工程教育模式下教師的角色

將工程教育模式應(yīng)用到“功能材料”課程，有利于教師教學(xué)科研水平的提高。要將工程教育模式應(yīng)用到課程教學(xué)，教師必須結(jié)合院校教學(xué)實(shí)際，以及本校學(xué)生的知識(shí)層次、結(jié)構(gòu)能力，合理制定教學(xué)大綱，優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)教材建設(shè)，不斷改進(jìn)教學(xué)方法、教學(xué)手段，理論結(jié)合實(shí)踐，設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目，體現(xiàn)以能力培養(yǎng)為主的原則。這個(gè)過程本身就是一個(gè)學(xué)習(xí)知識(shí)、提高理論層次和教學(xué)水平的過程，也是工程教育的具體體現(xiàn)。這個(gè)過程有利于進(jìn)行多種資源的有效整合，不僅要求教師具有良好的專業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)組織能力，而且利于發(fā)揮學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)地位，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，能極大地提高教師的業(yè)務(wù)能力和教學(xué)科研水平。

五、結(jié)語

《功能材料》課程結(jié)合工程教育理念的教學(xué)模式，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容本質(zhì)性理解，促使學(xué)生結(jié)合課程主動(dòng)考慮并構(gòu)思滿足要求的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的任務(wù)緊扣《功能材料》課程的核心內(nèi)容，并具有豐富的題材和多樣的結(jié)果。注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及系統(tǒng)調(diào)控能力。使學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)查找書籍資料的良好習(xí)慣，讓學(xué)生學(xué)會(huì)關(guān)注科技發(fā)展，極大地提高學(xué)生的系統(tǒng)調(diào)控能力。

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第8篇：材料科學(xué)與工程導(dǎo)論范文

一、“礦物材料工程”課程教學(xué)改革與實(shí)踐

1．課程教材建設(shè)

礦物材料工程學(xué)科主要教學(xué)體系包括礦物基本特性、材料研究基礎(chǔ)、材料制備與分析測(cè)試、材料功能化設(shè)計(jì)等內(nèi)容，據(jù)此編寫了《非金屬礦物材料》《非金屬礦加工與應(yīng)用》《超微粉體加工技術(shù)與應(yīng)用》《超細(xì)粉碎工程》《粉體表面改性》等系列教材叢書。系列教材的編寫主要是結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，一方面注重礦物材料結(jié)構(gòu)與組成、加工工藝、材料性能與應(yīng)用性能等材料科學(xué)要素內(nèi)部關(guān)系，另一方面融合了礦物學(xué)、結(jié)晶學(xué)、礦物加工學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科理論知識(shí)體系，突出礦物材料的功能性與應(yīng)用特性。教材深入淺出，內(nèi)容翔實(shí)，注重新的技術(shù)發(fā)展以及基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用融合。由于礦物材料相關(guān)產(chǎn)品的加工技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)不斷創(chuàng)新，應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，新的國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不斷更新，相關(guān)教材也在不斷修訂，例如《非金屬礦加工與應(yīng)用》已于2013年完成第三次修訂，及時(shí)補(bǔ)充了相關(guān)內(nèi)容的新變化與新發(fā)展，刪除了已不再先進(jìn)或已淘汰的技術(shù)和已廢棄的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，這些教材建設(shè)工作保證了本學(xué)科發(fā)展方向的前沿性，從而能夠滿足日新月異的新時(shí)代背景下礦物材料領(lǐng)域?qū)I(yè)高級(jí)人才培養(yǎng)的需要。

2．課程內(nèi)容優(yōu)化改革

在礦物學(xué)、礦物加工學(xué)等相關(guān)理論課程基礎(chǔ)上，對(duì)本學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了新的優(yōu)化改革，刪除了重復(fù)和陳舊過時(shí)的教學(xué)內(nèi)容，建立了以《非金屬礦加工與應(yīng)用》課程為核心，配合《粉體表面改性》《非金屬礦物材料》等特色鮮明的專業(yè)方向選修課的課程體系，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力?！斗墙饘俚V加工與應(yīng)用》課程考慮到礦物材料的加工與應(yīng)用開發(fā)重在其功能性的開發(fā)，著重通過課堂教學(xué)介紹我國(guó)非金屬礦加工與應(yīng)用技術(shù)的一些共性規(guī)律，并通過聯(lián)系當(dāng)前我國(guó)非金屬礦加工技術(shù)的實(shí)際生產(chǎn)與技術(shù)發(fā)展水平，突出介紹非金屬礦物材料新工藝、新方法及新產(chǎn)品方面的研究進(jìn)展，內(nèi)容上有意將礦物的應(yīng)用特性、結(jié)構(gòu)與組成特性及功能性相結(jié)合，注重新的技術(shù)發(fā)展。課程內(nèi)容的設(shè)置上，強(qiáng)調(diào)不同相關(guān)學(xué)科之間的融合，脫離枯燥乏味的原理與理論知識(shí)，通過更多的實(shí)例，尤其是生活中所熟悉的能夠激發(fā)學(xué)生興趣的例子，達(dá)到舉一反三，靈活運(yùn)用課本知識(shí)的教學(xué)目的。建立以“礦物材料結(jié)構(gòu)與組成－制備與加工－材料性能－工藝原理”為主體的教學(xué)體系，不僅提高了課堂教學(xué)質(zhì)量與效率，而且也培養(yǎng)了該學(xué)科學(xué)生的就業(yè)能力。

3．教學(xué)方法與手段

課堂教學(xué)主要采用啟發(fā)－討論式的教學(xué)手段，通過單獨(dú)設(shè)課、綜合設(shè)課或者前沿研究講座等多種形式，充分使學(xué)生融入到課堂教學(xué)活動(dòng)中，并了解學(xué)科當(dāng)前的前沿理論與新技術(shù)。充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，開發(fā)新的多媒體教學(xué)課件，不斷提高教學(xué)效果與質(zhì)量。在課堂教學(xué)中，通過引入趣味性、互動(dòng)性強(qiáng)的閱讀教材與自學(xué)內(nèi)容，避免傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的求知欲與學(xué)習(xí)興趣。對(duì)較難理解的教學(xué)內(nèi)容，通過多媒體教學(xué)軟件和信息資源來輔助教學(xué)，增強(qiáng)教學(xué)的說服力，加深學(xué)生對(duì)難點(diǎn)知識(shí)的消化與理解。對(duì)一些與科研和生產(chǎn)密切相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，教師結(jié)合自己的科研活動(dòng)與經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)記錄的錄像及收集的圖片資料向?qū)W生形象地展現(xiàn)，讓學(xué)生能夠充分了解該領(lǐng)域新的研究動(dòng)態(tài)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。針對(duì)一些礦物新材料的熱點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生撰寫綜述性論文，通過閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料，提出自己的想法，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究和探索的主動(dòng)意識(shí)。

4．創(chuàng)新與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)

本學(xué)科除了要求學(xué)生掌握基本的礦物材料工藝流程及其原理外，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力同樣尤為重要。我校近幾年通過設(shè)立專業(yè)性的“科研導(dǎo)論”“科研選題訓(xùn)練”“大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目”等創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)各種礦物材料工藝方法的基本原理、制備工藝及相關(guān)設(shè)備與材料性能測(cè)試方法的理解。通過實(shí)驗(yàn)室教學(xué)，掌握試驗(yàn)方法、熟悉試驗(yàn)手段，培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣，提高專業(yè)技術(shù)水平。除了常規(guī)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)外，通過開設(shè)畢業(yè)論文結(jié)合科研、研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生能夠從生產(chǎn)實(shí)際中去選取自己的畢業(yè)課題，鍛煉學(xué)生的實(shí)際工作能力。另外，通過鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表學(xué)術(shù)論文、科技創(chuàng)新與發(fā)明，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生科研的思維與能力。

二、結(jié)語

第9篇：材料科學(xué)與工程導(dǎo)論范文

【關(guān)鍵詞】壓電陶瓷;摻雜;鋯鈦酸鋇

Piezoelectric Properties and Modification of 0.9 K0.5Na0.5NbO3-0.1Ba (Zr1-xTix)O3Ceramics

CHENYun

(Department of Chemistry and Material EngineeringHefei UniversityHefei230022China)

【Abstract】Considering the practicality , A new-type a 0.9 K05Na0.5NbO3-0.1 Ba(Zr1-xTix)O3 piezoelectric ceramic were prepared by traditional ceramic sintering technique, and their piezoelectric properties was also studied. These results of research indicate that this new type ceramics sintered at 1165℃ for 4 hours, and when x is 0.50, every properties show the best, d33 is 128 pC/N, kp is 33%, Qm is 117,tanδ is 2.1%, and εr is 1283.

【Key words】Piezoelectric ceramics;Doped;Barium zirconate titanate

1946年，在美國(guó)麻省理工學(xué)院絕緣研究室發(fā)現(xiàn)，在鈦酸鋇鐵電陶瓷上施加直流高壓電場(chǎng)，使其自發(fā)極化沿電場(chǎng)方向擇優(yōu)取向國(guó)家,除去電場(chǎng)后仍能保持一定的剩余極化,它便具有壓電效應(yīng)，從此誕生了壓電陶瓷?，F(xiàn)在提倡和支持研發(fā)和使用高新材料，在近年來，壓電陶瓷和壓電器件的原材料和制造工藝有了很大的發(fā)展。壓電陶瓷目前已在高科技信息、航空航天和生物化學(xué)等諸多高新科技領(lǐng)域具有不可代替的地位，這是因?yàn)閴弘娞沾删哂蟹€(wěn)定的化學(xué)特性、優(yōu)異的物理性能、易于制備成各種形狀和具有任意極化方向的特性。 [1-3]

然而，當(dāng)前使用的壓電陶瓷的生產(chǎn)原料都含有大量的重金屬鉛，陶瓷中的PbO(或Pb3O4)的含量約占原材料總重量的70%，不僅難以制備緊密的壓電陶瓷，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，因?yàn)槟壳斑€沒有大規(guī)?；厥樟粼诘孛婧陀坞x于空氣中的鉛。隨著環(huán)保已經(jīng)成為世界發(fā)展的主要前提，無鉛壓電陶瓷的研發(fā)已經(jīng)迎來最有力的契機(jī)，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了許多具有實(shí)用價(jià)值的陶瓷體系，鈦酸鹽系壓電陶瓷成為此領(lǐng)域許多科學(xué)家與學(xué)者實(shí)驗(yàn)課題。雖然無鉛壓電陶瓷可以緩解環(huán)境污染，但是目前的無鉛壓電陶瓷的性能與PZT基壓電陶瓷相比還有一定的距離，但是無鉛壓電陶瓷已經(jīng)獲得眾多科學(xué)家和學(xué)者的青睞，相信不久的將來無鉛壓電陶瓷取代PZT基壓電陶瓷[1-3]。

本實(shí)驗(yàn)考慮到實(shí)用性，因此采用傳統(tǒng)陶瓷制備技術(shù)和電子陶瓷工業(yè)用原料，制備了0.9 K0.5Na0.5NbO3-0.1Ba (Zr1-xTix)O3 壓電陶瓷，并研究了該體系壓電陶瓷的介電壓電性能。

1．實(shí)驗(yàn)

本著實(shí)用化的目的，采用傳統(tǒng)的陶瓷制備工藝技術(shù)，以Na2CO3、K2CO3、Nb2O5、BaCO3、ZrO2、TiO2為起始原料，根據(jù)0.9K0.5Na0.5NbO3-0.1Ba(Zr1-xTix)O3（簡(jiǎn)記為KNN-BZT）,陶瓷體系的化學(xué)計(jì)量進(jìn)行配料，其中x分別為0.20，0.50，0.80，0.95，并依次簡(jiǎn)記為BZT20, BZT50, BZT80, BZT95。首先將原料混合加入無水乙醇混合、振動(dòng)球磨48小時(shí)，充分研磨后進(jìn)行干燥，然后在800～860°C下，經(jīng)2小時(shí)的預(yù)燒生成陶瓷粉體；生成后的陶瓷粉末球磨12小時(shí)并60目分樣篩后，加入粉末質(zhì)量的10%～15%粘結(jié)劑再次球磨12小時(shí)，得到流動(dòng)性好的陶瓷顆粒；在80MPa壓力下干壓成型，獲得厚度為1.2～1.7 mm、直徑為 12.0 mm的生坯片；然后在1100°C下、燒結(jié)4小時(shí)得到致密的陶瓷片并清洗其表面雜質(zhì)；將清洗干凈的陶瓷片用真空濺射儀鍍上銀電極，再在硅油溫度為90°C～100°C、極化直流電壓為4.0 Kv/mm～4.5 Kv/mm的條件下極化30～40分鐘，放置24小時(shí)后，測(cè)試各項(xiàng)性能。用LCR數(shù)字電橋（TH2816A）在常溫下測(cè)得1kHz時(shí)陶瓷樣品的介電常數(shù)εr和介電損耗tanδ；用ZJ-3A準(zhǔn)靜態(tài)測(cè)量?jī)x測(cè)量d33；采用HP4294A阻抗分析儀測(cè)量陶瓷樣品的諧振頻率、反諧振頻率、諧振阻抗和電容，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算出陶瓷的機(jī)械品質(zhì)因素Qm和機(jī)電耦合系數(shù)kp。

2.結(jié)果與討論

2.1 KNN-BZT陶瓷的壓電性能

圖2給出了KNN-BZT系壓電陶瓷的壓電性能隨Ti元素摩爾分?jǐn)?shù)的變化規(guī)律。圖2(a)、(b)和(c)分別顯示隨著Ti4+ 含量的不斷升高，其壓電性能也隨之增強(qiáng)，在Ti4+含量為0.50（摩爾分?jǐn)?shù)）時(shí)，壓電性能達(dá)到最強(qiáng)，根據(jù)圖表所示：此時(shí)壓電常數(shù)d33為128pC/N，機(jī)電耦合系數(shù)kp為33%，機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qm為117；而當(dāng)Ti元素含量繼續(xù)升高時(shí)，壓電性能迅速減弱。

(a) (b)

(c)

圖2 組成x與陶瓷樣品的d33、kp和Qm的關(guān)系

2.2 KNN-BZT陶瓷的介電性能

圖3給出了KNN-BZT系壓電陶瓷1KHz頻率下的介電性能隨Ti元素的摩爾分?jǐn)?shù)x的變化規(guī)律。從圖3可以看出，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗先隨x的增加而增大并在x為0.50處出現(xiàn)達(dá)到最高峰，二者達(dá)到最大，此時(shí)經(jīng)測(cè)量與計(jì)算得介質(zhì)損耗tanδ為2.1%，介電常數(shù)εr為1283。然后隨x的增加，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗逐漸下降，這主要由于電導(dǎo)和馳豫過程引起的損耗最大，而且電疇的極化反轉(zhuǎn)變得更為容易，于是介電常數(shù)也達(dá)到最大。

（a） （b）

圖3 組成x對(duì)陶瓷樣品的tanδ和εr的關(guān)系

3.結(jié)論

x為0.50時(shí)性能達(dá)到最佳，其壓電常數(shù)d33為128 pC/N，機(jī)電耦合系數(shù)kp為33%，機(jī)械品質(zhì)因素Qm為117，tanδ為2.1%，介電常數(shù)εr為1283?！?/p>

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