材料工程基础十篇

材料工程基础篇1

    论文摘要:材料工程基础是教育部21世纪初高等教育教学改革项目“材料科学与工程专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究”中主干专业基础课程,是材料专业的专业基础课程,本文从课程体系、教学手段、能力培养和评价体系等方面阐述了课程改革的思路。 

“材料工程基础”是教育部21世纪初高等教育教学改革项目“材料科学与工程专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究”中主干专业基础课程,是材料科学与工程专业的专业基础课程,长期以来,备受学校和院领导的重视,这对材料工程基础课程的改革就提出了更高的要求,如何进行课程改革,培养适应社会发展对材料工程需要的新型人才是材料工程教学团队需要认真思索的关键问题。 

 

1 课程体系 

材料学是一门试验性科学,涵盖金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料四个方向,材料科学与工程专业的学生,毕业后主要从事材料制备与加工的科研与生产工作,材料的多样性,各种材料制备、加工方法千差万别,材料工程问题就显得错综复杂了,这就要求从这多种多样的工程问题中提炼出各种材料制备与加工的共同涉及基础问题,建立材料学学的平台课程—材料工程基础完整的知识体系。 

“工程”是科学的某种应用,通过这一应用,使自然界的物质和能源的特性能够通过各种结构、机器、产品、系统和过程,是以最短的时间和精而少的人力做出高效、可靠且对人类有用的东西。在现代社会中,“工程”一词有广义和狭义之分。就狭义而言,工程定义为“以某组设想的目标为依据,应用有关的科学知识和技术手段,通过一群人的有组织活动将某个(或某些)现有实体(自然的或人造的)转化为具有预期使用价值的人造产品过程”。就广义而言,工程则定义为由一群人为达到某种目的,在一个较长时间周期内进行协作活动的过程。又根据两院院士师昌绪先生的定义:材料是人类制造生活和生产用的物品、器件、构件、机器或其他产品的物质。显然,材料工程属狭义工程的范畴,材料工程应为是有组织活动将自然的或人造的物质制造成生活和生产产品的活动或过程。因此,从这个定义出发,凡是材料制备过程中所涉及技术和方法问题都属材料工程问题包括原材料的输送、原材料精制、合成、产品精制、后加工、包装、运输等生产工序原理以及为完成上述工序的一些配套工序如生产过程中的传热问题、三废处理问题。由于材料的多样性,各种材料制备、加工方法千差万别,材料工程问题就显得内容庞大、错综复杂了,避开各种材料的制备的特殊工艺问题,各种材料在制备过程中所涉及的共同的基本原理应成为材料工程课程中的基本问题。我们以自编《材料工程基础》为教学的教材,教授物质输送原理及设备、热量传递、质量传递,并对质量衡算、能量衡算、经济衡算做简单介绍。 

 

2 教学手段 

课程改革的目的是提高教学质量,提高教学质量是通过一定的教学手段得以实现的。材料工程基础的教学拟采取小班教学的方式,除在知识点的传授方面如基本公式的推导、理论的讲解仍采用传统的以教师授课为主方式外,在课堂教学中还采用一下的教学手段。 

2.1 多媒体课件 

当今的学生,从校门到校门,多数学生既没有生活经验,更无工程概念,要学好材料工程基础这一工程类课程,老实说,有一定的难度,充分利用现代化教学手段进行教学,制作了多媒体课件,模拟实际生产工艺和流程,使抽象的概念具体化,复杂的问题简单化,繁琐的内容精炼化,实际问题形象化,为学生生动形象的理解生产原理和过程起了重要的作用。 

2.2 讨论式教学及设计演练 

课堂设置讨论课,引导学生探究各种材料制备过程中所共性问题,生产过程技术经济评价问题,分层次布置工程设计任务,使学生能全面思考工程问题。例如在传热部分,进行板式换热器的设计;在传质的几个章节中,吸收部分设计煤气中苯类物质吸收工艺流程;精馏章节中,进行年产8000吨乙醇板式精馏塔工艺设计等。使学生初步了解设计程序与步骤:设计任务下达后,通过资料的收集,流程选择,基本计算,确定工艺路线,确定生产设备大小,进行设备平面布置,完成设计任务。 

2.3 双语教学 

随着全球一体化进程的加速,在国际交流日夜频繁的今天,语言显得尤为重要。采用原版教材,双语教学无疑能使学生掌握原汁原味的英语,为其日后的交流扫清障碍。更重要的是可以拓宽学生的国际视野、国际交流能力和竞争意识,同时可以吸引更多的留学生优质生源,提高国际化办学能力。 

3 能力培养 

在互联网时代,全民都面临同样的信息平台,甚至我们的学生比教师有更好的计算机能力,轻点鼠标就可能获得一门学科的基础理论。这就给我们提出新的问题和面临严峻的挑战:在互联网时代,专业课我们应该教学生什么以及如何教,培养学生那些能力。首先是收集信息的能力,现代社会是信息时代,大量信息资源都可以通过网络共享,除此之外,还有大量的数据库可以利用,掌握了信息资源,就是掌握了该学科的发展前沿。然后是自主学习能力,收集到信息,怎样才能转化为自己的知识,建立自己的知识体系这就需要培养学生严谨求实创新的科学思维与人格以及为科学献身的精神和健康向上的学习精神;接下来是合作精神,随着社会分工的越来越细,完成一个工程问题往往是一个系统工程,需要多方面人员的相互合作,因此合作能力就显得十分重要了,在教学中,有意识地培养学生分工合作是教育的一个重要组成部分,对本门课而言可以采用分组进行课程设计,同组同学之间分工协作,共同完成一个课题,已达到培养学生合作能力的目的。 

 

4 评估体系 

理论考试不在作为学业成绩的唯一标准,可以从多层面进行评价如理论考试成绩、课程设计成绩、课堂讨论成绩、平时作业成绩等。 

 

5 结论 

材料工程基础课程改革是一个系统工程,需要执行者有强烈的社会责任感,从课程的内容体系、教学手段、能力培养目标,评价体系进行研究和探索,真正实现培养合格人才的教育目标。 

 

参考文献： 

[1] 王昆林.材料工程基础 [m].北京:清华大学出版,2009,9. 

[2] 冯晓云,童树亭,袁华.材料工程基础 [m].北京:化学工业出版社,2007,7. 

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[6] 谷臣清.材料工程基础[m].北京:机械工业出版社,2004,2. 

[7] 蔡珣.材料科学与工程基础[m].上海:上海交通大学出版社,2010,7. 

材料工程基础篇2

[摘要]为适应高等教育改革的要求，本文根据暨南大学材料科学与工程专业的培养目标和方案，对“材料科学基础”大平台教学进行探讨。从课程发展的历史、性质及定位出发，优选教材，并依据“奠定学科基础”的角度，对教材中的教学内容进行了科学地扬弃，从而合理组织教学，科学运用教学手段，从中取得了一些较好的教改效果和经验。

[关键词]材料科学与工程专业　材料科学基础　教学

“材料科学基础”是研究材料的成分、结构、性能之间的关系及其变化规律的一门基础学科，是材料科学与工程专业一级学科公共主干专业基础课。根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路和1997年国务院学位办颁发的新专业目录，材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料。为此，各相关高校在材料科学与工程专业主干课程“材料科学基础”的教学上都进行了教学改革。暨南大学材料科学与工程专业自2002年设立以来，就依据教育部的要求，将专业培养目标设定为培养“大材料”科学研究与工程技术所需的人才。故“材料科学基础”课程内容设置为介绍三大材料的基础知识，在教学模式、手段及课程配套方面也具有鲜明的特色。本文阐述了暨南大学材料科学与工程系以“奠定学科专业基础，培养学生科学的思维能力”为宗旨，开展“材料科学基础”教学工作的经验和体会。并以此为契机，进一步优化教学内容，探索新的教学模式和教学手段，进一步提高教学质量。

一、课程发展历史、性质与定位

材料是人类文明发展的基石。人类发展的文明史就是按石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代来划分的，可见材料对人类文明进程的重要贡献。与人类使用材料的漫长历史相比，对材料的研究即材料科学的历史比较短暂。19世纪中叶，开始采用金相显微镜研究钢铁，相平衡热力学和统计热力学则为建立材料的相平衡与相变提供了理论基础。20世纪20年代，原子结构和量子力学提供了研究材料微观结构的理论，X射线衍射技术和电子显微技术为探索材料的微观结构提供了手段。20世纪50年代，金属学已初具规模。高校金属材料专业都开设了《金属学》课程。到20世纪60年代，世界经济的腾飞促使陶瓷学和高分子材料学建立，其代表作分别为wG金格瑞的《陶瓷导论》(Introduction to Ceramics)和PJ Flory的《高分子化学与物理》(Polymer chemistry and physics)。前者，wG金格瑞教授将金属学的原理应用于无机材料的结构、热力学、动力学、相变及性能分析当中，成功地指导了水泥、玻璃和陶瓷材料的生产和科研。而PJ Flory教授则主要围绕聚合物的合成过程、聚集态结构以及物理、化学等行为特征，阐述了高分子材料的结构及性能。到今天，三大材料的研究相互渗透，研究方法相互借鉴，产生了21世纪的材料科学。

“材料科学基础”着眼于材料基本问题诸如材料的结合键、材料的晶体结构及缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散，材料的塑性变形、材料的亚稳态。从金属材料的基本理论出发，将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起，使学生能把握材料的共性，熟悉材料的个性。本课程横向融合金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基础理论于一炉，纵向则充分利用学生已经学过的基础知识(包括高等数学、普通物理、物理化学、材料力学等)，并能连接后续的材料的分析与表征、材料物理、材料加工工艺学等必修课程及高分子材料、无机非金属材料、金属材料等模块的选修课程。

二、教学内容的优化和选择

现代材料工业和技术的发展推动材料从组成、结构和功能的单一化向复合化、一体化发展，使培养大材料、宽专业人才的教学改革迫在眉睫。在此形势下，2002年暨南大学材料科学与工程专业设立并开始招收首届本科学生，确定了《材料科学基础》为专业基础课(必修，72学时，4学分)。本课程内容旨在以物质结构和结构形成为主线将三大固体材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)的基础知识有机结合，构建大材料专业公共性专业基础课教学体系。该课程体系旨在强化对学生重基础的通才教育模式，在教学内容上力求共性教学，突出个性特点。为此。从选择教材着手，优化教学内容，强化基础教学，着重培养学生科学的思维方法、创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力。

目前， “材料科学基础”教材体系可分为两大类。第一类沿袭“金属学”课程的教学内容，增加了少量无机非金属材料、高分子材料和复合材料等内容，往往侧重金属材料。这类教材基本上适合以金属材料为主导的材料科学与工程专业的教学。第二类教材则是在增加非金属材料、高分子材料、复合材料等新材料内容的同时，对该课程的所有内容进行了全新的组合，将它们有机地融入整个教材体系中，形成新的包含各种类型材料的教学体系。由于低年级本科学生的专业知识有限，这类教材在教学中要突出构建整个教学内容的逻辑性和条理性，避免学生掌握了各材料的个性，却忽视了各材料的共性，从而使整个课程陷入一个“材料学概论”的泥潭。为达到突出共性教学的目的，搭建一个合理材料科学与工程的知识平台，根据整个学科的培养方案和教学计划，我们选择上海交通大学出版社出版的面向21世纪新教材《材料科学基础》作为教材，从教学目标出发，该教材最显著的特点是着重于基本概念和基础理论，便于在教学中掌握深度和广度。根据本专业培养目标的要求和培养方案的特点，在确立教材内容、体系与后续课程的相互关联的基础上，在保持课程自身体系的完整性的条件下，兼顾到不同材料的特点及知识体系与要素课程内各个环节之间的逻辑关系，对该教材的内容进行了“扬弃”，将课程教学内容分为三大模块：

1　材料的结构。①微观结构：原子的排列方式、高分子链结构；②结构的完整性：晶体学基础、金属的晶体结构、合金、离子晶体结构规则、共价晶体结构、聚合物的晶态结构；③结构的不完整性：晶体缺陷、表面和界面、非晶态、亚稳态、准晶态。

2　固体中原子及分子的运动。①扩散：菲克第一、第二定律、扩散的热力学分析、扩散原子理论、影响因素；②高分子的分子运动：分子链的运动及其柔顺性、分子的运动方式及影响因素。

3　材料的组织结构变化。①材料的形变和再结晶：单晶和多晶体的塑性变形、回复和再结晶；②相图。单元系相图：凝固、形核和晶体长大；二元系相图：匀晶、共晶和包晶相图、混溶间隙、相图分析；三元系相图：相图基础、三元匀晶和共晶相图。

为了在上述教学内容中力求共性教学，以最大限度地淡化三大材料各自的专业色彩，力求突出共性的内容。例如，相平衡与相图的内容，选择了相律、相平衡热力学理论、一元、两元和三元基本相图类型的阅读等为重点内容，而淡化与此相关的教材中有关金属材料的冶金和铸造 转贴于 方面的内容。

通过多年的教学实践，上述教学内容的优化既得到了后续课程教师的肯定，又使学生学以致用，达到了奠定学科专业基础、培养科学思维的目的。

三、教学内容组织方式与目的

本课程教学内容的特点是“三多一少”，即叙述性的原理、规律多，需要记忆的概念、定义多，课程内容知识点多。理论计算少。因该课程内容枯燥、抽象，学生感到难学。具体表现在：不能很好地将数学理论应用到材料科学的基础课程、无法判定从而掌握教学内容中的重点、不能将所学的知识点和实际的材料联系起来。所以，我们在教学内容的组织上做了一些探索：

1　突破传统的“一本教科书”的局限性。本课程的教学内容在严格按照教学大纲和教学计划授课的同时，综合多种中文教材、英文教材等，力图做到知识面完整、讲授描述通俗易懂。如针对本专业每年都有数目不等的海外学生的特点，在教学提倡采用台湾晓园出版社出版的《材料科学与工程》作为补充性教材，提升外招学生对学科知识的认同感和认知度。

2　探索课堂教学，有所为，有所不为。课堂讲重点、难点，讲思路，留给学生充分的思考时间和空间，以调动他们的主动性和积极性。对难点和重点内容，尽量举出其应用实例，结合学科前沿知识，使学生知道该原理的用处，听课时不感到抽象、空洞，达到了理论联系实际的目的。而且，对重点和难点内容务必做到举一反三，确保学生能够掌握，以达到以点带面，进而掌握所学知识的目的。

3　注重教学内容的连贯性，连通性，提高学生对所学知识点的融会贯通能力。本课程在教学过程中，提倡预习，并将即将讲授的知识点与所学基础知识点的关联告知学生，使其掌握学习的主动性。对部分关联度高的章节，采用课堂讨论、换位讲授等方法，调动课堂气氛，使学生自觉地运用基础知识解决教学过程中的难点，从而提高他们通晓所学知识点的能力，达到全面提升专业素质和人文素质的目的。例如，在相图的学习中，尝试让学生利用所学的物理、化学知识换位讲授一元相图和二元相图的基础，一方面使他们学会对所学知识点进行归纳和演绎，另一方面提升他们的口头表达、演讲技巧。

4　充分、恰当地采用现代化多媒体教学方法，并辅之以动画，实现图、文、声、像的视听一体化教学。特别是对那些教学难点和需要丰富空间想象力的内容，形象、生动地展示在学生面前，既直观又富动感，可明显提高教学效果。

四、教学方法与教学手段

“材料科学基础”课程内容抽象、概念性强，学生在学习时容易感到枯燥难学。因此，在课堂上应常采用启发式教育，常用提问、问答或引而不发方法，调动学生的积极思维能力。在讲授时使用PPT演示文稿，尽量多用教学模型、挂图、照片和曲线图表等形象化语言。涉及部分教学内容如位错运动等，应结合动画生动地用图像演示给学生，以加深他们对课程内容的理解，提高学习兴趣。对于部分与前期知识关联度高的基本理论如单元相图，组织学生进行课堂讨论(seminar)，并以学生发言为主，让他们直接参与教学。对需要运用较多数学知识且理论性较强的内容，如扩散第一、第二定律，应多采用板书推导，加强逻辑性学习。另外，为了提高学生对那些需要有丰富空间想象力的晶体结构、金相组织的转变和识别、位错、位错增殖和缠结过程等知识难点的理解和掌握，将先进的多媒体现代化教学手段引入材料科学基础教学中，并让它们以二维或三维动画形式生动形象地展示在学生面前，弥补传统教学在时间和空间等方面的不足，以提高教学效果。在课外，还可建立QQ空间，在群聊中解决课堂中来不及解决的问题，通过师生交流，提高学生探索性自学能力和学习的积极性。

在“宽口径，大平台”培养模式下开展材料科学与工程教学， “材料科学基础”作为专业必修的主干课程，突出共性教学是打好学科专业知识的必备条件。从时代的需要出发，合理选择及组织教学内容、创新教学手段和方法，使其与教学内容相互协调，是构建新时代“材料科学基础”教学体系的关键。今后， “材料科学基础课程”将继续围绕以符合时展、符合教育规律为中心开展课程建设，不断探索和实践，为成功培养宽专业人才奠定基础。

参考文献：

[1]石德珂，材料科学基础[M]，北京：机械工业出版社，2003。

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[7]杨雄，材料科学基础－教学大纲和教材的改革与建设[J]，科教文汇，2008，(7)。

[8]董兵海等，材料科学基础课程教学模式探讨[J]，新课程研究(职业教育)，2008，(135)：18—20。

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[10]崔占全等，材料科学基础的教学改革与实践[J]，教学研究，2007，30(1)：53-57。

材料工程基础篇3

近日，我局认真贯彻落实都江堰市委、市政府会议精神，紧紧围绕维护灾后重建大局稳定的实际，采取“五抓五突出”措施，全面推进我市农村工作“四大基础工程”建设，努力实现“夺取灾后重建全面胜利、率先构建新型城乡形态”的奋斗目标。

一、抓基础，突出工作常态化

按照正规化建设标准深化派出所工作，建立健全与新型城乡形态相适应的社区警务机制，实现从反应型警务向主动型警务、从单纯型警务向社会型警务、从安置型警务向永久型警务的转变，切实把社区警务室建设成为维护治安的第一道防线、服务群众的第一个平台，为深入推进农村工作“四大基础工程”建设创造良好的治安环境。

二、抓打击，突出专业信息化

继续坚持“露头就打、主动进攻、从重从快”的方针，始终保持严打高压态势，全力维护重建市场治安稳定。大力推行网上异地同步调查取证、侦查破案和( ）网上追逃，着力降低打击成本，增强打击效益，提升打击水平；强化以互联网为首的阵地控制，善于在日常工作中收集线索。充分发挥专门力量和科技优势，快侦快破各类现行案，强化打击震慑力度，实现专业化、精确化打击目标。

三、抓防控，突出防控社会化

按照“综合整治，无缝布防”的指导思想，织密全市整体联动网络，完善健全有效的整体防控联动机制，注重与乡镇、部门用捆绑考核手段衡量社会面防控工作成绩。充分整合各种社会治安资源，着力打造无缝衔接的治安防范网络。不断强化服务理念，进一步创新治安管理模式，紧紧围绕“争当灾后重建样板”和建设现代国际田园城市的总体目标，创建良好的治安环境。

四、抓管理，突出服务实效性

不断拓展和提升公安行政管理，坚持管理为打击服务、管理与服务统一的理念，突出服务实效性。深入开展“春风10”行动，健全完善流动人口服务管理机制，改进和加强流动人口服务管理工作，充分发挥打击预防犯罪的基础性作用。继续深化板房消防安全监管和消防审批监督工作，坚持群防群治，人人参与的消防工作社会化格局，实现“零火灾事故”工作目标。推进乡镇成立“交通安全委员会”工作，积极探索适应城乡发展的交管模式，以严密管理、严格查处为手段，促进交通管理工作。

材料工程基础篇4

关键词：积极性 教学方法 教学效果

中图分类号：G421 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）09（b）-0140-01

工程材料与加工基础课程是为建筑环境与工程本科生开设的必修课，本课程的主要目的是使学生通过本课程的学习，掌握工程材料的性能和特点及常用机械零件的制造工艺等方面的技术基础知识，为学习其它有关课程及以后从事涉及机械设计和加工制造方面的工作奠定必要的基础。但是由于这门课的抽象概念多、教具少、实验少、到工厂观摩学习的机会少、且在日常生活中一般只能看到加工出的成品而对于加工过程接触较少，教学内容枯燥难以模拟，学生学习积极性差[1]。鉴于此，任课教师应在认真备课，精心组织授课内容的基础上，钻研教学方法，采取多种有效的教学手段，端正学风，明确这门课的意义，让学生从思想上从态度上意思到这门课的重要性，引导学生转变学习方法，激发、提高并保持学生的学习积极性。本文主要结合工程材料与加工基础课程的教学实践，就如何激发、提高并保持学生的学习积极性提高本课程的教学效果进行探讨。

1 端正学风，明确这门课的意义

在老师认真讲解的条件下，学好本课程的关键因素是学生是否努力，而学生是否努力又取决于学生主观认识，如果学生主观认为该门课不重要，从思想上和态度上就不会认真对待这门课程，自然也学不好。鉴于此种情况，在开始上课之前教师可以通过介绍本课程的学习目的、学了这门课的作用、学习内容等来强调此课程是后续专业课程的基础。强调这门课对以后的毕业设计及将来的实际工作都有非常重要作用，这样才能让学生充分认识本门课程的重要性，从而促使学生在思想上和行动上保持一致努力学习此门课程。

2 用生活事例类比，激发学生，辅助学生理解

此课程抽象概念多，有些微观层面的概念不易讲清楚，也没有现成模型时，为了帮助学生理解，教师可以适当借用生活上的事例类推，比如在讲间隙半径时，教师可以用在排列有序的石头缝隙中装沙子的事例讲解，沙子的半径比石头小，所以能够装进去，当沙子半径增大到一个缝隙只能放一个沙子时，那么沙子的半径就与微观世界里的间隙半径是等价的，这么一讲学生就很容易理解了。在讲位错，致密度等时教师同样可以采用生活事例类比微观世界，帮助学生深入理解这些微观世界的概念。

3 灵活多样教学方法

3.1 利用多媒体手段

在讲铸造成型、塑性成型、焊接成型及车削加工时，有很多立体图，有些概念虽然表述了但是学生因为没有到工厂看到加工过程，不能在脑子里行成一个直观的印象，仅凭讲解很难帮助学生透彻理解这些概念，鉴于此种情况，每上到对应章节时，可以放一些关于这些器材结构及工厂加工过程的视频，这样学生看到这些视频不仅把书本上看不懂的图消化了，还犹如到工厂观摩学习，能起到事半功倍的效果。

3.2 树立榜样与负强化相结合

大学成绩统计方法不同于高中，最终成绩由期末考试成绩和平时成绩综合得到，并且平时成绩占了相当大的比例。因此，教师可以用平时成绩这块来激励学生学习，对于平时学习认真的同学可以树立榜样，奖励平时成绩，而对于平时不太认真的同学可以采用负强化扣分的方式刺激其好好学习，另外平时在上课的时候，教师要经常到教室后面走动下，对于那些不认真听讲的学生可以点名让其回答问题，如果能回答出来最好，不能回答出来要给予适当的暗示，以此来提醒他好好听讲，但是即使回答不出来，因为学生毕竟是成年人也要尽量保住学生所谓的面子不能打击让他难堪。

3.3 分配学生讲课

教师讲授一直是处于主动地位，有些时候教师可以与学生的角色互换，教师可以适当安排一些内容让学生准备后讲授，学生在准备的过程中不仅对课本知识进行了很好的学习，并且在查阅资料过程中可以收获到课本以外的知识，在这个过程中教师要急时对那些做的比较好的同学给予奖励，这个过程让学生有成就感、感觉十分新鲜，从而激发学生的兴趣和主动探索知识的欲望，大大提高学生的学习积极性和获取知识的能力，同时，这样也很好的鼓励学生认真学习这门课程。

3.4 鼓励学生互相提问，向同学向老师提出疑问主动亲近学生

提问可以起到正面作用，比如起到提醒学生深入思考理解所讲内容同时也可以通过提问拉近学生与老师的关系从而让学生亲近老师，但是也有可能起到负面作用，比如提问以后学生因爱面子有时会不懂装懂，不敢说出自己的疑点，这样就会使得学生疏远老师，很多问题以后也许不再问老师。到底起正面作用还是起负面作用，这就取决于教师当时的言语和态度，如果一个老师对于不能回答问题的学生进行打击，那么他就有可能以后再也不敢提问进而疏远老师，甚至自暴自弃放弃此课程的学习；如果一个教师对学生不会回答的问题进行适当的引导使其能回答出来，并且给予适当的鼓励，就会大大减轻了学生的心理负担，学生对于不懂问题，也会踊跃发言提问，同时也提高了学生的积极性。

总之，提高学生学习此课程的积极性不仅需要教师备好此门课内容还需要教师在课堂上视教学内容和需要精心设计，巧妙的安排；根据课堂情况灵活处理一些课堂突发事情，就一定能在教学中充分发挥学生的能动性、激发学生学习兴趣。在教学过程中围绕教学内容设计教学方法，注重与学生互动，逐步提高学生学习积极性，增强学生解决问题的能力，为后续课程打下坚实的基础。

材料工程基础篇5

关键词：工程材料与机械制造基础系列课程；教学理念；创新意识和创新能力；工程实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）32-0216-03

一、研究背景

“工程材料与机械制造基础”系列课程原名“金属工艺学”，该系列课程经过长期的建设和发展，其内容已从金工实习、金属材料、热加工以及冷加工工艺分别拓宽为“工程训练”、“工程材料”、“材料成形技术基础”以及“机械制造技术基础”等系列课程。到目前为止，该系列课程虽然已构建了较完整的理论、实践、知识、能力、素质教学体系，但随着科学技术的不断进步和大工程背景下“中国制造2025”的提出，现代制造业对高校培养出来的人才规格和能力有了新的要求。由此，产生了工程材料与机械制造基础系列课程的有机整体与“分片包干式”教学体制之间的矛盾、“学时锐减与新知识点剧增”之间的矛盾以及课程的改革进程滞后于当今创新型人才需求之间的矛盾。因此，如何在新形势下，培养和造就学生的创新意识和创新能力是摆在所有工科院校机械类专业教师面前无法回避的现实问题。

二、大工程背景下工程材料与机械制造基础系列课程存在的主要问题和解决方案

1.工程材料与机械制造基础系列课程有机整体与“分片包干式”教学体制之间的矛盾。在20世纪60～80年代，我国高等学校的工科类学生除了有相应的实验教学外，一般还要在校内的金工实习6～8周，在企业认识实习1周、生产实习4周和专业实习4周，以保证工科类学生工程素质的培养和工程能力的提高。而且金属工艺学课程是理论教学、实验与工程训练紧密结合的工程应用型课程。绝大部分高校的金属工艺学课程由来自同一教研室的教师讲授，讲授工程材料及冷热加工的教师可方便地进行教学研究和探讨。另外，金工实习的时间、地点的选择与安排也符合工科院校学生“认知实习―理论学习―实践―再学习―再实践―探索性认知实践”这一工程知识的认知规律[1-3]。但随着“九五”期间高校的扩招和高校对学生的知识与能力结构的拓展要求，绝大多数工科院校的金属工艺学理论课程（现在的工程材料与机械制造基础系列课程）已细分成工程材料、材料成形技术基础和机械制造技术基础等三门课程，而且分属于不同的学院或专业的教师讲授。这样，有些院校在课程内容的取舍和凝练过程中，因未充分理顺课程关系，存在知识体系分化、割裂、相互脱节现象；在组织形式上存在课程的学期安排不合理，未充分体现在知识传授上的由浅入深、能力培养上的由认知实践过程向创新实践过程的过渡；在主讲教师的所属关系上由于教师之间因不属于同一个教研室，甚至是不同学院，因此很难从行政角度组织相应的教学研究和教学探讨。即尽管这三门理论课程的内容是紧密相连、相互交叉渗透的，但讲授这门系列课程的教师之间业务联系少，少有教学经验的交流，出现了低效率的“分片包干式”教学管理体制。早在1998年，清华大学基础工业训练中心主任傅水根教授就指出[4]，我国高等院校的教育教学改革是涉及培养人才的长远战略大计，也是一件十分艰巨和慎重的工作。课程的改革是整个教学改革中的一个局部，局部要服从于整体。而且，随着高等教育改革的不断向前推进和改革内涵的不断深入，人们从系统论的观点愈来愈清醒地认识到“局部优化”不等于“整体优化”。因此，不能从一两门课程的角度来探讨改革，而必须站在教育改革的全局上，站在21世纪需培养什么样高级科技人才的战略全局上来探讨改革。具体地说，从体制上，工程材料与机械制造基础系列课程应该与实践教学部分构成一个完整的教学体系，由学校或机械工程学院实施统一指导和管理，这样才有利于发挥教师的主导作用，才能确保工程训练和有关工艺性课程的有机结合，保证工程材料与机械制造基础系列课程的稳定发展。

2.解决方案。傅水根教授在多次的报告中指出[5]，直到今天，在我国的高等工科教育中，“重理论轻实践、重设计轻工艺、重软件轻硬件”的传统习惯势力和偏见仍普遍存在。纵观国内外，任何先进的制造技术，最后都要落实在工艺方法和工艺装备上，落实在电子技术、计算机技术、信息技术与工艺装备硬件的集成上。没有普及的工艺教育，没有先进的工艺技术，现代制造技术只是一句空话。随着国家提出大工程背景下的“中国制造2025”以来，“教育回归工程，教学回归实践”成为当代高等工程教育改革的主流趋势[6-8]。因此，我们应当摈弃“以理论课程教学为主、实践教学为辅”的传统教学思想[9]，把工程材料与机械制造基础系列理论课回归到“工程实践”中去。这种回归有两层含义，一个是从教学管理“体制”上，应把与工程实践密切相关的课程群的任课教师的编制归到“工程训练中心”去，确保工程训练中心的人员由理论课教师、实践课教师、实践技术人员（高级技工）和管理人员构成。让工程训练中心发展成为名副其实的实践教学单位，而不是教辅单位。另外，把与工程实践密切相关课程群的课堂搬到工程训练中心的“实践教室”，这样，学生每次习得理论知识后，走出来就可感受、体验、领会、掌握课堂所学的知识。这不但会极大地提高学生的学习兴趣，而且对学生未来胜任现代制造业工作岗位有无可替代的作用。

3.工程材料与机械制造基础系列课程“学时锐减与新知识点剧增”之间的矛盾。新中国诞生后，中国高校的发展和探索前进的道路得到了前苏联的大力支持和帮助。而前苏联的高等教育更多地是与行业和工种的发展相联系，高校专业的设置和教学内容紧紧与具体的工种相结合。这样培养出来的大学生知识体系是“倒金字塔”型的，即越深入到专业课程，所学习的专业知识面越深且窄。在机械的集成化程度不高的上世纪八九十年代，这种教育模式培养出来的本科生基本能够满足当时的制造业要求。但随着计算机技术、信息技术以及智能制造的快速发展，制造技术已衍变为多学科交叉和综合的产物，许多学科乃至新兴学科的最新研究成果都有可能应用到现代制造领域中来。例如数控机床，它是机械、电机、电子和计算机结合的产物；超声波加工机床是机械、电机、电子和声学结合的产物；快速激光原型/零件制造机床是机械、电机、电子、计算机、材料科学和光学结合的产物。因此，高校的发展为了适应和迎合这种快速的现代工业发展，纷纷提出“拓展学生知识体系、淡化专业”的理念，即高校培养出来的人才知识和能力体系不再是针对就业为主的某一工种和行业，而是培养具有丰富的知识体系、具备“项目驱动式”综合能力的通识人才。在这种形势下，目前高校面对着课程的知识体系和能力体系不断纳新而学时却不断地缩减的严峻问题。

4.解决方案。解决工程材料与机械制造基础系列课程的学时锐减和“新材料、新技术、新工艺”内容剧增带来矛盾的关键是彻底改变“教”与“学”的传统教学理念[10]。今后的教学不应该是以课堂教学为主导、以教师为主体的教学模式，而应该是“项目驱动下的教师引导、学生探求知识”的目标指向式教学。这样获取知识的过程可以改变学生被动地听、被动地接受知识的传统“填鸭式”学习习惯，而变成项目驱动下需要什么知识，学生“主动”地追寻和探求相关的知识。学习方式也不仅仅局限于课堂教学，而可以到图书馆查阅文献、与教师进行讨论式学习。学习内容也打破了传统的学校设置什么课程学生学什么课程，而是项目需要什么知识点和能力点，学生选修相关的课程学习。师生关系也不再仅仅是教与学的关系，而是面对同一个项目下的共同探讨者和引导者。

5.工程材料与机械制造基础系列课程的改革进程滞后于创新型人才需求之间的矛盾。通过比较全面地收集各高校的工程材料、材料成形技术基础、机械制造技术基础以及工程训练的教学大纲，并经深入分析和研究表明，反映当今现代制造的新材料、新技术、新工艺所占课程讲授比例，一般工科院校往往不足10%，重点高校一般较高，在10%～30%。部分地方工科院校至今还停留在“金属材料”而不是工程材料、“金属材料热加工”而不是材料成形技术基础、“机械加工技术基础”而不是机械制造技术基础的低层次阶段。说明我国相当一部分工科院校的知识传授和能力培养在一定程度上滞后于当今先进制造业的发展，对人才培养的先导性、基础性认识不足。而且，在很多院校中，工程材料与机械制造基础系列课程教学大纲的制定过程更多局限于各专业人才培养自身的特点和教学需求，一定程度上缺少基于工科和复合创新型人才培养所需的“顶层设计”和统一指导。这与“中国制造2025”、“华盛顿协议”和欧洲大陆工程教育互认体系组成的“博洛尼亚进程”[11]等国际工程教育认证[12]要求有一定差距。

6.解决方案。长期的教学经验表明，21世纪最重要的人才特征就是创新。因此，在大工程背景下，为了提高学生的创新意识和创新能力，有必要在保留工程材料与机械制造基础系列课程的传统核心知识体系并加以凝练的基础上，在工程材料课程上由金属材料发展为非金属材料、功能材料、复合材料、高分子材料、环保材料以及智能材料；针对材料成形技术基础课程，要在传统的铸锻焊成形工艺的基础上，增加新的表面工程技术、粉末冶金技术、高分子塑料成形技术以及快速成形技术等；在机械制造技术基础课上，增加数控加工技术、特种加工技术（包括电火花成形加工、电火花线切割加工、激光加工、电化学加工和超声波加工）等。在工程训练方面，毫无疑问，机械制造工程训练是工程材料与机械制造基础系列课程中的重要实践环节，也是工程训练中的核心内容。因此，必须协同用力才能促进工程材料与机械制造基础系列课程的发展与提高。总之，新的制造技术在课程中要不断得到体现，课程知识体系的更新与完善也要为机械制造实习不断提供新的训练内容，使其能持续为实践教学提供“活水”。

三、结论

1.针对工程材料与机械制造基础系列课程的有机整体与“分片包干式”的教学体制之间的矛盾，根据创新型人才培养的客观规律、培养规格和目标，学校和院级教学管理部门要从“顶层设计”或“统一思想”来系统地优化课程体系。

2.针对大工程背景下工程材料与机械制造基础课程“学时锐减与新知识点剧增”的矛盾，要彻底改变“教”与“学”的传统教学理念。今后的教学不应该是以课堂教学为主导、以教师为主体的教学形式，而应该是“项目驱动下的教师引导、学生探求知识”的知识创造过程。

3.针对工程材料与机械制造基础系列课程的改革进程滞后于当今创新型人才需求之间的矛盾，解决问题的关键是新的制造技术在课程中要不断得到体现，课程知识体系的更新与完善要为机械制造实习不断提供新的训练内容，使其能持续为实践教学提供“活水”。另外，教师应把创新过程中的最新科研成果源源不断地转化为生动的教学内容，实现科研的二次创新和“反哺”教学，使学生获取的知识始终是当代最前沿的创新知识，获得的能力也始终是当代最前沿的创新能力。

致谢：本文是在教育部机械基础课程教学指导委员会“工程材料与机械制造基础课程现状与存在主要问题”课程指导小组调研报告的基础上完成的（JJ-GX-jy201401）。参加课题组的专家有黄根哲、于化东、张树仁、朱振华、徐颖、李学光、李晓舟。同时，清华大学傅水根教授对论文写作提出了宝贵意见，在此深表谢意。

参考文献：

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[3]孙康宁，张景德，李爱菊.高校工程实践教学改革的探究与实践[J].山东高等教育，2015，（1）：38-43.

[4]傅水根，张学政.金工课程改革应处理好五个关系[J].教学与教材研究，1998，（3）：25-27

[5]傅水根，张学政，要家枢，张万昌.论“工程材料及机械制造基础”课程的深化改革与发展方向[C].探索工程实践教育，2007：159.

[6]李志华，陈正伟，朱建华.德国“双元制”模式在工程实践教学中的应用研究[J].实验技术与管理，2011，28（9）：172-174.

[7]周玲，孙艳丽，康小燕.回归工程 服务社会：美国大学工程教育的案例分析与思考[J].清华大学教育研究，2011，32（6）：117-124.

[8]梁延德.我国高校工程训练中心的建设与发展[J].实验技术与管理，2013，30（6）：6-8.

[9]孙康宁，傅水根，梁延德，等.赋予实践教学新使命 避免工科教育理科化[J].中国大学教学，2014，（6）：17-20.

[10]孙康宁，张景德，傅水根.“工程材料与机械制造基础”课程知识体系研究[J].中国大学教学，2015，（5）：63-66.

材料工程基础篇6

关键词：工程材料学 教学体会 教学方法

Fundamental teaching combined with frontier research： teaching experiences in engineering materials

Yuan Guangyin

Shanghai jiao tong university， Shanghai， 200240， China

Abstract： The article introduces a teaching method and experiences in engineering materials education. The course will be better understood if students learn basic theories along with the introduction of latest research progress in relevant area. Also， students will learn to think independently when applying theories to practice by finishing certain surveys and reviews in engineering materials.

Key words： engineering materials； teaching experiences； teaching method

凡与工程有关的材料都称为工程材料。工程材料按其性能特点分为结构材料和功能材料两大类。结构材料以力学性能为主，兼有一定的物理、化学性能；功能材料以特殊的物理化学性能为主。工程材料主要应用于机械制造、航空、航天、化工、建筑及交通运输等部门，对社会经济的发展起到不可替代的作用。

工程材料学作为高校工科材料类和大机类本科生专业基础课，在目前宽口径复合型人才培养中发挥着越来越重要的作用。笔者在工程材料学课程中运用基础理论与前沿研究相结合的教学方法获得了不错的教学成果。

1 工程材料学课程内容与目标

工程材料学课程属于材料科学与工程类专业的技术基础课。材料科学与工程类专业的学生在学完材料科学基础和材料加工原理等基础理论课后，头脑中堆满了有关材料科学的概念和现象，但是在遇到实际问题时往往不知从何处下手。工程材料学就是从材料科学和实际使用的角度出发，根据学生已有的材料科学的基础理论、概念和现象，建立整体统一的概念和体系，阐明它们之间的内在联系，帮助学生学会分析问题和解决问题的方法，培养在实际工程中正确地选择材料和使用材料的能力。

通过该课程的学习，学生需要掌握各类金属材料的基本特征，改善材料性能的技术途径以及合理地选择材料、使用材料的原则和方法，具备能根据零部件实际服役条件正确合理地选用材料、安排其大致的加工工艺路线，制定其相应的热处理工艺的能力，为今后实际科研和生产奠定技术基础。

2 基础理论与前沿研究相结合的教学方法

工程材料学课程重点讲授常规工程材料的组织结构特征和性能特点，改善性能的热处理工艺以及常规工程材料的选用等方面的内容。采用课堂讲授、课堂讨论以及有关材料热处理、加工等工厂实际情景录像、现场观摩等多种教学方式加强学生对课程基本知识的掌握和理解。

2.1 理论与科研实际相结合提升学生的认知程度

仅通过文本、图片、声音及图像等多种形式来向学生传达课程信息，并不能让学生对工程材料学这一应用型课程具有直观与深刻的理解与体会。因此，为了使课程内容多样化，增加学生学习兴趣，提高工科材料类和大机类本科生对工程材料学课程的认知程度，加强基础课程理论与前沿科研信息的衔接，笔者在授课过程中将自己相关的科研工作与体会灵活地穿插在课堂内容中加以介绍。

如在第一章讲解“非晶”与“准晶”的概念时，笔者用一节课时间介绍自己在该领域的研究工作以及国际上在非晶、准晶材料领域研究的最新进展和非晶、准晶材料的应用现状。这一做法在唤起了一些学生对非晶和准晶材料的研究兴趣的同时，多层次深入的介绍让学生对非晶的理解不仅仅停留在“非晶是一种没有原子的三维周期性排列的金属或合金固体”的概念上，而是对非晶这一特殊结构材料的发展及应用价值有了较为直观的了解。不仅如此，通过对特殊原子排列结构的理解与学习更能促进学生对金属结构相关内容的联想与反思。这样，对于工程材料学课程中其他相关内容的理解也起到较大帮助作用。

又如，在《有色金属》章节介绍“镁合金材料”时，笔者将自己在镁合金材料领域多年的研究积累浓缩在一节课中对学生做了生动的介绍，特别注重高性能镁合金材料研究思想的介绍。可降解镁合金材料作为生物医用材料有着巨大的发展潜力，笔者在课程中向学生介绍了由上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心自主研发的JDBM可降解生物医用镁合金的研究现状。在丰富课程理论内容的同时，也向学生传达了前沿的研究思想与发展趋势，不仅有助于学生对工程材料领域的认识，也有助于学生建立材料科学整体的宏观认知与理解。

2.2 理论联系实际促进学生独立思考

“学而不思则罔，思而不学则殆”，在教学过程中还应注重学生被动学习与主动思考的结合。因此，在基础理论与前沿研究相结合的教学方法中，笔者针对提高学生主动思考这一问题，通过启发学生完成在工程材料领域中的相关调研加深学生对工程材料行业的思考与了解。

笔者针对所讲授的主要工程材料的最新研究及应用现状布置了以下调研题目：

（1）民用建筑用钢的研究现状和发展趋势。

（2）汽车用超高强度钢板的研究现状和发展趋势。

（3）核电用钢的研究现状和发展趋势。

（4）大型飞机关键结构用先进钢铁材料的研究现状和发展趋势。

将学生分成4个小组，每个小组从以上4个调研题目中选择一个专题，通过网络或者查阅文献等方法了解相关的知识。每个组员要求提交一份不少于2 000字的专题综述报告，不仅仅要求学生撰写文献综述，而且鼓励学生在综述中大胆发表自己的观点，同时每个小组制作PPT并合作完成一个15分钟的专题报告展示。

这一做法不仅能调动学生学习的主动性和积极性，也能提高学生检索文献及团队合作的能力。

此外，本课程成绩的考核强化了平时学习效果的考核。课堂讨论、调研报告、考勤等占总成绩的50%，期末考试成绩占总成绩的50%。所以，学生对这门课程一直保持着较高的学习热情，很好地实现了本课程教学大纲的目标。笔者前后对7届学生讲授工程材料学课程，学生网上评教结果均为优秀，本门课程的教学方式和效果受到了学生的充分肯定。

3 结束语

总体看来，采用基础理论与前沿研究相结合并辅助多种教学手段的教学方式取得了显著的成效。通过该课程的学习，学生较好地掌握了各类常见金属工程材料的组织、结构特点、改善性能的基本途径和相应的工程材料的选用。通过7届学生的期末试卷完成情况来看，大部分学生可自主完成基本工业零部件的选材、加工与热处理工艺，很好地实现了本课程教学大纲的目标。

材料工程基础篇7

国内许多材料专业是在之前的铸、锻、焊、热处理等专业基础上建立起来的，国家振兴东北老工业基地的政策，使得以金属材料为主体的专业仍然担负着人才培养的重要任务。我校金属材料工程专业在设立之初，立足专业教师优势科研方向及社会经济发展，结合国家重大战略需求，设置了先进材料和无损检测专业方向模块，学生既能掌握深厚的金属材料工程专业基础知识，同时又能在新材料研发及金属材料缺陷、损伤评价等方面得到训练。2011年，为了配合国家战略性新兴产业需要，以先进材料专业方向为基础筹建的功能材料专业，获得教育部第七批高等学校特色专业建设点的支持，成为国家战略性新兴产业相关建设专业之一。在我校2012年的培养计划中，顺应国家“高等学校创新能力提升计划”中提出的“提升人才、学科、科研三位一体的创新能力，构建面向行业产业以及区域发展重大需求”以及国家“十二五”科技规划中“科技与经济紧密结合，将促进科技成果转化为现实生产力作为主攻方向”的战略需求，结合本专业教师近年来承担国家重点基础研究发展计划(973计划)、863计划等科技项目的实际发展，设立了金属材料工程与技术专业方向，培养在材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备与成型、金属材料工程质量管理以及材料检测与表征等领域的高素质人才。材料专业的课程设置有基础课、专业基础课和专业课。专业基础课程包括材料科学基础、固态相变原理及应用、材料成型原理、金属材料学、近代材料分析技术、材料力学性能、材料物理性能等。在专业课程中，设置了材料表面工程技术、工程安全及质量管理、腐蚀及防护、热处理工艺及设备、失效分析等。其中，新设的工程安全及质量管理课程，旨在加强学生在标准规范及产品质量管理方面的知识积累，提高学生的国际竞争意识。在选修课中，有目的地新增材料工程的节能环保课程，引导学生关注专业技术的发展，同时补充有关知识，开阔学生视野，使其具备技术伦理学知识，能够认识技术发展可能带来的社会问题，并加以判断和自我约束。由于金属材料工程是一个与工程实际有着紧密联系、实践性很强的专业，因此专业基础课程和专业课程中的实验教学是整个教学体系的重要组成部分。实验教学可以增强学生对所学知识的感性认识，并培养学生分析实际问题的能力，对于强化工程素质、启迪创新思维和创造能力有重要作用。金属材料工程专业的实验课注重学生对材料基本结构、工艺、性能及其相互间关系的认识，并培养学生通过实验环节完成上述分析的能力。实验课程的设置及实验内容，对学生专业知识的掌握、能力的培养等具有重要作用。

2面向专业方向课程群的综合实验平台与模块化实验教学体系

在专业基础课的实验设置上，每门专业基础课均设置了独立的实验课，即材料科学基础实验、固态相变原理实验、材料分析方法实验、材料成形原理实验、金属材料学实验、材料物理/力学性能实验等，进一步系统整合专业基础课程体系的实验教学内容，优化实验项目，合理配置实验装置和设备，主要目的是培养学生的基本实验技能，配合理论教学深入理解材料科学与工程的知识体系。在专业课程的实验设置上，基于专业整体学时有限的实际情况，分别在两个学期设置了金属材料工程与技术综合实验I和金属材料工程与技术综合实验II，通过系统规划、整合各课程的实验环节，使之与专业方向课程群的理论教学相辅相成，培养学生专业实验实践能力，并能够在工程问题的解决和工程思想的培养上得到进展。

专业基础课和专业课实验的设置按照演示性、验证性、综合性和设计性实验层次系统布局，渐次推进。其中演示性、验证性实验在课程学习的早期进行。重点对各类材料基础课程中的重要定理、现象、过程进行实践上的验证和事实的说明，从而使学生对该部分内容加深理解，增强记忆，牢固掌握基本理论知识。综合性实验以综合应用性实验为主体，重点是专业基础课程、专业课程所涉及的综合性、系统性、实践应用性、专业性较强及知识面较宽的工作原理、工艺过程、系统分析与设计等教学内容的实验。综合性实验使学生在综合应用、实践操作、分析问题、解决问题等基本技能方面得到训练和提高。设计创新性实验以学生设计、创新为主体。学生利用学过的理论及专业知识，通过科学的命题、选题，开设、开发创新性实验，旨在调动学生的创新积极性，启发学生的创新思维，增强创新能力培养。为完成实验课程教学内容，达到实验教学目的，有效利用实验资源，我们为实验人员及学生提供灵活的选择，在专业基础课和专业课系列实验的大框架下，设置六个二级平台：(1)样品制备平台；(2)显微组织观察及表征实验平台；(3)相变测试及分析实验平台；(4)性能测试及表征实验平台；(5)金属材料工程与技术综合实验平台；(6)无损检测综合实验平台。在各二级平台中建设模块化的实验单元，为各类实验提供平台。例如：在样品制备平台二级平台下设置块材样品制备技术、薄膜样品制备技术、电镜样品制备技术、性能样品制备技术等实验模块；在显微组织观察及表征实验平台二级平台下设置金相显微镜的构造、成像原理与使用方法，金相组织的观察与分析方法，物相定性、定量分析方法，材料成分分析、表征方法，晶粒尺寸测定及评定方法，铁碳平衡组织观察，钢的非平衡组织观察，铸造组织及缺陷的观察，有色金属及合金的组织观察等模块。学生可以结合课程学习的内容、实验的要求，选择各模块开展实验。建立演示性、验证性、综合性和设计性实验层次合理、功能基本齐全、规模适当的教学实验体系。

3结束语

材料工程基础篇8

材料化学专业主要课程

在学习高等数学、化学、物理等基础理论知识及相关实验技能的基础上，本专业主要学习材料科学基础、结晶化学、高分子化学、高分子物理、现代材料分析技术、材料研究与测试方法、材料性能学、材料化学、材料工艺学以及材料基础实验、材料化学专业实验等专业基础课和专业课，接受计算机课程模拟及应用，实验技能、信息获取、工程设计、科学研究等方面的技能培训。该课程体系设置使学生既掌握了材料化学方面的扎实宽广的基础理论知识又具备材料专业特长。主要实践性教学环节：包括生产实习、毕业论文等，一般安排10--20周。

材料化学专业就业方向

本专业学生毕业后可在无机材料、高分子材料等材料及相关技术领域从事质量检验、产品开发、生产、教学及技术管理工作。

从事行业：

毕业后主要在石油、新能源、电子技术等行业工作，大致如下：

1、石油/化工/矿产/地质;

2、新能源;

3、电子技术/半导体/集成电路;

4、制药/生物工程;

5、原材料和加工;

6、其他行业;

7、建筑/建材/工程;

8、环保。

从事岗位：

毕业后主要从事研发、工艺、材料工程师等工作，大致如下：

1、研发工程师;

2、工艺工程师;

3、化验员;

4、质检员;

5、材料工程师;

6、销售工程师;

7、技术员;

8、实验员。

1.掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识;

2.掌握材料制备(或合成)、材料加工、材料结构与性能测定及材料应用等方面的基础知识、基本原理和基本实验技能;

3.了解相近专业的一般原理和知识;

4.熟悉国家关于材料科学与工程研究、科技开发及相关产业的政策，国内外知识产权等方面的法律法规;

5.了解材料化学的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及材料科学与工程产业的发展状况;

材料工程基础篇9

《材料科学基础》课程是从事材料科学研究所必须具备的基础理论，是材料科学与工程学科一门重要的专业核心课，也是学生接触的第一门专业课，对后续专业知识的理解和掌握有着至关重要的作用。该课程涵盖了材料科学与工程专业下的所有二级方向的基础理论，它将金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料的基本理论融合在一起，提炼了各种材料共性的基础知识，从材料的组织结构出发，研究材料的性能与材料结构和制备工艺之间的关系，内容涉及晶体的结构、晶体的缺陷、凝固与相图、变形与断裂、回复与再结晶、扩散、钢的热处理原理及常用热处理工艺等方面的基础理论和研究材料学有关问题的基本方法，学生通过该课程的学习，除了可以掌握材料领域相关的基础知识，更是能够学会分析、解决科学研究或工程应用过程中遇到的实际问题，为从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的基础。该课程涉及的内容广泛、抽象，理论较深，晶体结构和晶体缺陷部分还包含许多复杂的图形，比如晶体的空间结构、晶体缺陷的形成过程、位错的交互作用等，另外三元合金相图部分也很枯燥、抽象。因此在授课过程中，教师感到难教，学生感到难学。为解决这些问题，本教学课题组在教学内容、教学方法与教学手段的改革等方面进行了有益探索和实践，旨在提高该课程的教学质量和教学效果。

一、教学内容优化

哈尔滨工程大学《材料科学基础》课程主要针对材料科学与工程专业开设，材料科学与工程专业下设金属材料与表面工程、材料成形与控制工程、无机功能材料、高分子和复合材料四个方向。根据学校厚基础、宽口径的人才培养要求，选用由赵品主编，哈尔滨工业大学出版社出版的《材料科学基础教程》，该教材是高等学校“十一五”规划教材。教材内容以金属材料为主，但存在部分章节内容不够具体深入的问题。因此，授课过程中参考了胡庚祥主编，上海交通大学出版社出版的《材料科学基础教程》，对教学内容进行了重新组合遴选，遵循以金属材料为重点，以材料成分-组织结构-制备工艺-性能之间的关系作为主线，提炼出材料的共性规律，并辅以包括晶体结构、晶体缺陷、金属凝固、二元和三元合金相图、金属材料中的塑性变性与断裂、回复与再结晶、扩散、金属固态相变等的相关内容，适当地增加与课程内容相关的材料实例来进一步阐明材料的成分、组织结构、制备工艺和性能之间的内在联系，增强学生的理解能力。考虑到本校材料科学与工程专业的四大方向，在重点介绍金属材料理论体系的前提下，要考虑到全部材料领域的基础理论范畴，并站在科学体系层面上进行课程内容的整合，兼顾到金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料等的各自特性，利于学生在更宽阔的视域中掌握材料科学的基础知识。并紧跟学科发展，将材料科学的发展前沿知识与最新科研成果融入课堂，及时补充到《材料科学基础》课程教学内容中，这样既可以保持教学内容的新颖性，又可以开阔学生的视野，使学生对相关科研领域的国内外发展动态有所了解，并可能从中产生一些新的想法。教师在教学过程中也可以穿插适当的科研实例，有意识使学生接触前沿科学知识，调动学生的学习积极性，提高学习兴趣和创新意识，变被动学习为主动学习，以兴趣引导学习，势必事半功倍。同时，根据我校的特色，尝试将课题组或相关学科的科研成果渗透入课堂教学，有重点、有针对性地引入诸如用于船舶工业中的合金、用于海洋装备上的材料等知识。增强教学的时效性，使学生感觉学有所用，加强理论知识与生产实际的联系。

二、教学方法改革

传统的教学方法主要以教师课堂讲授、板书为主。但是材料科学基础涉及的理论知识比较复杂、抽象，较难理解，如晶体的空间结构、显微金相组织、三元合金相图、金属的塑性变形等许多概念和知识都是学生难以想象和教师难以用语言描述的。对这类内容仍采用传统的授课方法，会导致学生学习的难度大，兴趣差，教学效果不佳。所以有必要对传统的教学方法和教学手段进行改革。相对传统的教学方法，多媒体教学具有直观、形象、生动的特点，而且它传授的知识量更大。但是，多媒体教学的使用往往导致教师把更多的精力放在课件的新颖性和备课的便捷性上，理解不到位而囫囵传授的情况和过量灌输的事情时有发生。针对这种情况，应该采用多媒体教学与板书相结合的方式，注意教学过程中信息的传递量和教学内容的科学性、先进性。将多媒体教学与板书相结合，可弥补板书在时空上的不足，使抽象的知识形象化，同时能够增加课堂信息量，开阔学生思维。例如，晶体结构中面心立方和密排六方结构的空间堆垛、晶体结构缺陷中位错的形成和运动过程、晶体结晶和固态相变过程中的形核及生长过程、三元合金相图的各相区划分、金属塑性变形的滑移和孪生过程等内容都是教学中的重点和难点，学生理解起来很困难。如果采用多媒体技术中的二维或三维动画对这些内容进行演示，就可以使其更形象和生动化，便于加深学生对这类内容的理解，明显地提高教学效果。但是教师在授课过程中还不能过多地依赖多媒体教学，如果一味地应用多媒体授课，学生也可能会因为课件变化快或信息量过大而难以消化，反而影响学习的积极性。因此，有效的方法是将多媒体课件与板书相结合，二者相互取长补短，而且在授课过程中，将二者恰当有效地结合也是提高教学质量和教学效果的关键。教学内容中涉及到的一些基本理论和公式应使用板书的方法讲解，这样在基本理论或公式的推导过程中，能够给予学生充分的理解时间，引导学生全程跟住教师的思路，更好地理解和掌握，还可以调动学生参与的积极性。涉及到的新材料开发、具体制备工艺和加工过程以及应用情况，可以通过视频形式更形象、直观地来帮助学生理解，加强学生对基础知识与实际生产联系的理解，同时也激发学生对科研的兴趣。

此外，在教学过程中要坚持“以学生为主体、教师为主导”的理念，采用集引导法、讨论法、案例法于一体的教学方式，充分调动学生在课堂上参与的积极性和主动性。每次在讲授新内容之前，可以结合工程实际列举相关的科研或生产实例，提出需要解决的问题，在此基础上引出解决问题所涉及到的理论知识，进而引出授课内容，这样不仅可以激发学生的学习兴趣，而且可以启发学生理论联系实际的思维方式。授课过程中，注意各章节内容的前后贯通，说明各部分内容之间的相互关系，理清各知识点的联系和区别，体现课程教学的整体性，使课程内容清楚、简单。转换教学内容时，一定要交待交代清楚前后两部分内容间的衔接关系，以使学生明白课程教学内容的延续性、完整性以及编排的必然性。

授课时可以结合教师的科研课题，引入基于项目的课堂教学方式。教学中引入部分科研工作的内容，引导学生从科学研究成果中学习基本概念，将死记硬背的一些枯燥无味的抽象概念变为探究和解决问题的手段，增加学生的兴趣，提高学生对理论知识的理解和掌握程度，激发科研兴趣。同时将科学研究方法和手段融入教学中，使教学真正成为培养学生创新能力的重要环节。

三、实践教学方法的应用

材料专业基础课，是培养学生科研能力和创新能力的重要课程。在教学时必须注重理论和实际的紧密联系，在课程安排上要坚持理论授课与实验操作齐头并进。我校通过独立开设的《材料科学基础》实验，不仅有利于加深学生对理论知识的理解，培养创新思维，而且还有利于锻炼学生的动手能力，使他们愿意去主动探究，培养学生从事科研的能力。我校开设的《材料科学基础》实验分为三个环节，即验证性实验、设计性实验和创新性实验。其中，验证性实验是使学生验证已学过的理论，巩固和加深对已学过知识的理解。对于某些未能开设的实验，在课堂上以图片、动画或插播媒体文件的形式展示实验过程和实验结果，从而使学生对所学知识的理解更加透彻。在此基础上，通过开放实验室，进行设计性实验和创新性实验，主要培养学生综合应用所学知识的能力，提高学生亲自设计实验、解决工程实际问题的能力。在这三个环节的实验中，将设计性和创新性实验教学列为重点，通过这两个实验的开设，可以加强学生实践能力和创新能力的培养。也可以通过为大二或大三对科研有兴趣的学生配备导师，让他们参与到某些教师的科研项目中，这样可以让学生尽早地把所学的理论知识真正应用到实践中，从而锻炼学生从事科研工作的能力、掌握科学的研究方法和培养创新思维。

四、结语

通过多年的教学实践，对《材料科学基础》课程的教学内容、教学方法和手段进行了有益的探索和研究，取得了较好的效果。通过课程内容的优化、引入材料科学发展的前沿知识和基于项目的课堂教学模式，提高了学生的学习和科研兴趣。应用实践教学的方法，使学生更好地掌握基础理论知识，提高分析问题和解决问题的能力，增强创新意识。

参考文献：

材料工程基础篇10

【关键词】房屋建筑；基础性工程；常见问题；施工质量控制

房屋建筑工程中的基础性工程施工既是整个工程项目施工的重要组成部分，又是形成建筑实体的主要过程，同时也是决定工程质量的最基本内容。因此，想要提高整个工程项目的施工质量，就要从加强对房屋建筑工程中的基础性工程施工质量控制入手。房屋建筑工程中的基础性工程施工质量主要包括两方面内容：一是工程实体的质量，也就是要满足业主所要求的如主体结构安全、建筑地基基础的牢固以及合理的通风采光等使用功能；二是施工的管理质量，也就是指工程施工人员的技术水平和完善程度。随着我国人民生活水平的不断提高，人们对建筑工程质量的要求也越来越高，房屋建筑工程中的基础性工程施工质量管理由此变得越来越复杂。因此，相关部门在对房屋建筑工程进行监督和管理过程时，要立足于对基础性工程施工质量的管理，在实际工作中不断总结经验并积极进行管理方式的创新，从而真正实现我国房屋建筑工程行业施工质量的不断提高。

1.基础性工程的常见问题及成因分析

1.1混凝土构件出现裂缝

混凝土构件出现裂缝是房屋建筑工程中常见的质量问题，它的主要成因有两种：一是由于在堆放混凝土构件时没有将枕木摆放在一条垂直线上，由此产生的拉应力使构件出现裂缝；二是混凝土中的水分蒸发速度过快，导致表面因收缩变形而产生拉应力，从而使混凝土构件出现裂缝。

1.2结构漏水

房屋建筑工程的渗漏部位一般是在檐口、山墙和变形缝处。产生渗漏的原因一方面是由于温度变化过快使防水层产生破坏等自然原因；另一方面是因为施工人员在细部处理上没有严格按照规范执行等人为原因。

1.3施工材料质量低劣

施工材料不符合要求的原因一是在进行图纸设计的时候，没有对所需材料的各项技术指标进行明确的标注；二是在选材的时候，因片面追求低造价而偷工减料。

1.4通风孔道堵塞

通风孔道堵塞的原因是由于在施工过程中没有严格按照设计要求进行，导致建筑质量不过关，使在施工过程中产生的杂物落到通风孔道内，最终堆积造成通风孔道堵塞。

通过上述分析，可以发现，尽管在房屋建筑工程中出现问题的产生原因各有不同，但总的来看主要还是基础性工程施工质量控制工作不到位、管理人员的质量安全保障意识不强、责任落实不到位造成的。

2.防治措施

2.1建立健全施工质量管理规范

想要做好房屋建筑工程的质量控制工作，首先就是要建立完善的基础性工程施工质量管理规则制度，如施工质量责任制和事故报告处理责任制，同时还要将这些制度落到实处，使其真正的发挥监督基础性工程施工质量的作用。

2.1.1施工质量责任制

在基础性工程施工过程中，人是最基本的要素。它既是操作者，又是组织者；既是被控制的对象，又是控制的对象；既是质量的保障，又是工程事故和不合格产品的源头。因此，整个质量控制工作要以人这个最基本要素为核心，明确参与施工人员各自的权限和职责，落实施工质量责任制。

2.1.2事故报告处理责任制

在基础性工程施工过程中，难免会出现因材料、半成品、构件不合格或因设计失误、施工方式不正确而导致的工程质量不合格甚至工程事故的情况，需要施工单位对其进行及时的处理，避免造成更大的损失，而这正是落实事故报告处理责任制所起到的作用。

2.2要不断的完善质量保证体系

质量保证体系能否真正的发挥作用是基础性工程施工质量控制工作能否真正进行的重要环节，这就要求施工单位在确保质量保证体系能够有效运行的前提下，从工程施工的基本环节进行改进和完善。

2.3提高施工人员的职业素质

参与施工人员职业素质的高低是工程质量优劣的决定性因素，而现在不少施工单位的施工和技术人员职业素养较低，不少人在对房屋建筑工程基本常识都不清楚的情况下就仓促上岗，以至于在施工过程中经常发生一些施工与设计不符的现象，给施工质量的控制工作带来不必要的麻烦。因此，想要控制施工质量就要从严格限制准入资质和提高施工人员职业素质抓起，将素质教育落到实处。

2.4确保施工所使用材料的质量

对施工材料控制的主要内容就是检测施工所需的原材料、建筑构件和施工设备等的质量，因此有关部门必须严把材料的采购关、检验关和使用关，以此确保基础性工程的质量。

2.4.1严把材料采购关

在当前市场经济的环境中，各种违规销售的手段层出不穷，回扣、提成等对材料采购人员的诱惑力极大。因此，在采购员的委任上，应选择那些诚实守信、爱岗敬业的专业人员担任，并提高他们的思想觉悟和材料鉴定水平，以便在保证材料质量的同时降低材料成本。

2.4.2严把材料检测关

现阶段的建材市场产品鱼龙混杂、良莠不齐，因此要建立完善的材料送检制度，即使是对于那些具有正规质量保证书的材料也要进行必要的检测，以便确保检测报告的真实性。而对于那些质量保证书不齐的产品，则应追查到底，确保“三无产品”和不合格材料不进入施工现场。

2.4.3严把材料使用关

对于施工材料的合理使用也是建设优质工程的重要组成部分。因此，在施工前就要预先为材料的保管和使用创造良好仓库、场地、道路等条件。在施工过程中应根据实际需要合理进行材料的使用，降低对原材料的浪费。同时，还要注意对施工使用到的试验仪器、机械设备等进行管理和检查，从而保证工程质量。

2.5优化施工方式

所谓优化施工方式，就是增强施工方案和施工工艺的先进性和实用性。想要保证施工质量，就必须采取符合施工要求的质量标准、施工方案和操作规程。一般来说，虽然采取先进的工艺会带来较高的生产率和产品质量，但同时也会提高项目投资。因此，在选择施工工艺的时候，要对企业的经济实力进行充分的了解，并根据企业自身的工程项目的实际情况选择最适合的方法，从而实现对施工工艺的合理优化。

3.结论

综上所述，要保证建筑工程的质量，不仅需要认真对待规范的制定、原材料的选用以及施工人员素质的培养等工作，更需要管理人员在实际工作中不断总结经验，只有这样才能使此项工作不断的得到完善，从而更好的发挥其控制房屋建筑工程中的基础性工程施工质量的作用。

【参考文献】

[1]王宗昌.建筑工程施工质量控制与防治对策[M].北京：中国建筑工业出版社，2010，7.