材料科学范文10篇

材料科学范文篇1

1新形势下现有毕业设计教学方式存在的问题

1．1教学时间集中。效果不理想

材料科学与工程专业本科毕业设计的内容主要分为研究型设计和工艺型设计。研究型设计围绕指导教师指定的科学技术问题展开试验性或分析性研究，而工艺型设计以指定的条件进行生产工艺流程的设计。这两个过程都涉及到大量的科学技术知识，且所需的知识很多在教学中并未涉及，而大部分学生没有充分的时间进行文献阅读并进行相应知识的积累，因此不了解设计内容的背景和科学问题，在设计过程中处于被动的状态，很难有自己的见解。因而，这一过程对其科学素养与工程技术素质的培养效果大打折扣。

1．2与考研、找工作时间重合，受到冲击

近年来，随着本科毕业生就业难问题的突显，考研和找工作占据了大学高年级学生相当一部分时间和精力。据统计，河南理工大学材料学院近年来的考研率一直维持在35％以上，而且进一步呈现低年级化。许多学生从一年级就关心考研问题，而一部分学生为了增大考研成功率，在三年级上学期开始上考研班。这对本科教学造成了严重冲击。而由于毕业设计的时间集中于四年级下学期，与研究生考试、复试以及单位招聘的时间重合，因此许多学生忙于考研和找工作而在毕业设计中投入精力少。这使毕业设计教学时间集中的问题恶化，进一步降低了教学效果。

1．3教学内容不尽合理，形式单一

近年来大学毕业生工程技术素质的下降使用人单位对大学生的期望降低，而激烈的就业竞争使学生在实现就业的过程中处于弱势。因此，对于选择就业的毕业生，提高其对工作岗位的适应能力，有针对性地拓展其知识结构，对其职业发展有很大的帮助。但是目前的毕业设计教学内容很难达到与工厂对学生的要求一致。因此，增加其他形式的教学内容，丰富毕业设计内容势在必行。

2毕业设计教学改革的内容与措施

2．1打破时间限制。增加教学时限为了使学生有足够时间进行文献阅读和研究工作，毕业设计提前至本科教学的三年级开始。从这一阶段开始，毕业设计教学与专业理论知识的教学相辅相成，科研和设计的实践活动促进学生对理论知识学习的兴趣。对刚刚学过的知识应用，也可以有效地拓展科研或设计的思路。同时，这样的教学方式使学生有充足的时闻进行毕业设计的文献阅读，积累相关的知识，了解设计背景，改变了学生过去“仓促上阵”的状况。在材料科学与工程专业08级本科生中以自愿的形式选择部分学生实施新的教学方式，并以其余的学生进行对照。结果表明，从三年级开始毕业设计的学生毕业论文或设计说明书的质量明显高于对照组，其对研究工作的理解好于对照组，工作量大大超过对照组从答辩成绩分析，实行新教学方式的学生毕业设计成绩普遍高于对照组，优秀率达~1]52．6％，其余为良好，无中或中以下成绩。

2．2结合教师科研项目合理选题让学生在毕业设计中参与教师的科研工作，一方面可以为教师的科研课题增加一支新生力量，另一方面学生通过参与科研可以得到科研能力和其他能力与素质的培养，为今后考研继续深造奠定基础。河南理工大学材料学院材料学系设有水泥、混凝土、玻璃、陶瓷、耐火材料、新型功能材料等研究方向，近几年承担国家、省、市、校级及企业委托1o0多项科研课题，为学生选题提供了较大空间。另外，我们还充分利用新进博士所具有的外联关系，选派优秀本科毕业生到相关知名院校和科研室所进行毕业论文工作，收到了良好效果。据统计，自2005级~1J2006级已毕业的2届250多名学生中，总共有超过80％的人选择与教师科研课题有关的研究题目，且呈增长趋势。

2．3借助外部力量进行工艺性设计的教学毕业设计是一个实践性很强的教学环节，以往这个环节完全与社会、工厂企业脱钩，设计题目由指导教师设定，一般除毕业实习阶段到有关工厂企业去实地考察外，大部分时间完全由教师指导学生在学校关门做设计，存在许多弊端。为此我们从2004级材料科学与工程专业毕业生开始，采用了“由指导教师与焦作千业水泥有限公司有关生产技术人员联合指导毕业设计”的做法，结合水泥工厂的工程实际问题和生产技术难题进行毕业设计的选题。在2005级和2006级毕业生中进一步推广，让学生到即将工作的企业和单位参加实际题目的设计。实践证明，这是工科类大学生进行毕业设计的一条有效途径。

3结语

从目前的效果来看，本科毕业设计的改革取得了初步的成功，这一环节的教学质量有较明显的提高，学生、用人单位的反馈较好。下一步改革的范围将扩展到所有学生，同时在以下方面进行更深入的改革。

材料科学范文篇2

1传统教学与多媒体教学的优势与劣势

1．1传统教学的优势与劣势

(1)有利于控制课堂教学进度。传统教学要求教师设计完整的教案和讲稿，课前备课充分，有利于控制课堂教学进度。

(2)有利于学生手脑协调并用。传统教学中的板书常写常擦，要求学生集中注意力边听边记笔记，锻炼了学生的手、脑协调并用能力。

(3)有利于多种教学形式的组织与转换。教师授课时可因时、因势变换启发、提问、讨论等多种形式组织教学，避免单调。

(4)有利于达到教与学的情感交流与互动。传统教学中，教师以独特的教态授课，学生可适时表达体会或置疑，教师全程监控学生的学习动态和接收反馈以及时调整教学节奏，实现教与学的情感交流与互动。

(5)不利于课堂效率的提升。传统教学中，大量课堂时间花在了板书文字和题图上，如相图单元，需要花相当的时间绘制相图才能有针对性地讲解；若板书过的重点在后续中需要强调时，往往需要重写，使得课堂效率难以提高。

(6)不利于直观、形象化授课。课程中的“材料结构”、“晶体缺陷”、“相图”等章节，仅靠模型、挂图，教师很难直观、形象地授课，学生感到抽象、不理解。

1．2多媒体教学的优势和劣势

(1)直观形象易扩充。好的多媒体课件图文并茂、声像共存，利于调动学生的多种感官和情绪学习；易于扩充课堂内容，再现或模拟教学场景。如在“晶体缺陷”章节，播放媒体文件“玉米粒的分布”和“毛毛虫的运动”，学生会心微笑的同时恍然大悟，原来我们的生活中就有与之相关的事物。

(2)高效轻松易互动。把教学内容浓缩进电脑，而教师只需一只鼠标就可灵活实现各种教具及内容间的转换，轻松提高授课效率；课后师生的交流与互动对于课程复习、学生创新能力培养很重要，多媒体教学提供了学习实时交流互动的可能性。

(3)重复再现易更新。课件可随时拷贝帮助学生课后学习；授课时教师利用鼠标就可再现知识点；同一课程在针对不同授课对象时，电子版课件可方便地实时更新。

(4)不利于教学进度的控制。多媒体教学信息量大，教学进度快，学生易跟不上思路；有了课件，学生大都不再记笔记，注意力易涣散，教师难以控制教学进度。

(5)不利于师生情感的交流。在多媒体课堂上，教师失去了表演的激情，而学生也习惯了注目于屏幕，双方交流出现真空，情感交流受阻。

(6)不利于学生能力的培养。课件中清晰的画面虽直观但制约了学生的想象力和创造力；课件频繁切换使学生跟不上思路而妨碍学习、思考能力的培养；学生过分依赖课件，疏于对知识的梳理和总结，难以将知识转化为实际能力。综上，两种教学模式各自存在固有优势和缺点，就本课程而言，应结合专业培养目标，从以下几方面力求两者有机结合，推动课程教学改革发展。

2传统与多媒体教学在材料科学基础课程中的有机结合

2．1在教学理念方面的和谐统一

在高教课程体系改革深化的今天，课程学时数的减少与要求掌握的知识、信息量的增多的矛盾升级警示我们，传统教育模式已不适应新形势下教学改革的发展，因此必须更新教学理念，从教师为主体转化为以学生为主体，实现自主学习和创新教育。而教学理念的转变，首先在于教师观念的转变，教师只有充分意识到自身在教学过程中的地位和角色，才有助于学生主体地位的实现；传统方式和多媒体技术作为不同形式下的授课手段，在教学理念的实现方面可以和谐统一。例如在“材料的凝固”一章中，用板书推导关键理论公式，能给予学生充分的理解时间，体现教与学的互动性，调动学生参与的积极性；而插播媒体文件演示金属的凝固过程，则直观形象地帮助学生理解和记忆，若再辅之以设问、置疑等手段，则不但可提高教学质量和效果，还利于学生创新思维和能力的培养。因此在新的教学理念的引导下，发挥传统教学优势，糅合先进多媒体技术，利于全面优化教学过程，提高教学质量和效率。

2．2在课件与教案要求方面的和谐统一

教案可以体现教师对课程的熟悉和掌控度，其逻辑性、条理性充分与否可以预测教师授课水平。那么在多媒体课堂，课件是不是可以完全取代教案而实现“无纸化”授课呢?答案显然是否定的。高校教师要清醒地意识到多媒体不是课堂的“主角”，运用现代化技术是为了更好地解决在传统教学中难以解决的问题，因此设计教案作为教师充分备课、系统整理授课思路的手段，依然不可或缺，而正因有了根据教学内容精心制作的多媒体课件，教案可以更加注重课程的系统化和条理化，而把需要扩展和具体化的内容在课件中以各种形式表现出来。例如在“相图”章节，教案涵括了各小节的主要内容、承接关系、主要概念、重要定律等，而多媒体课件中具体的文字说明避免了低效的板书；可以再现相图的绘制和分析的动画过程、展示金相显微组织图片，避免了手绘相图以及摆弄挂图和模型的麻烦；利用可视化技术将三元相图拆分、旋转、重组，直观表现出内部各个相区的位置和形态，避免了教师讲不清、学生听得一头雾水的尴尬。多媒体教学作为一种现代教育的新型模式，追根溯源还是在传统教学的基础上继承和发展起来的，教师应针对专业和课程特点，教学前充分分析和准备，设计提纲挈领的教案，编制独具优势的课件，结合教学的其他环节，相辅相成，切实提高教学质量和效果。

2．3在课堂教学组织方面的和谐统一

材料科学范文篇3

能源、信息和材料是现代经济发展的三大支柱，而材料更是基础。没有先进的材料就没有先进的工业、农业和科学技术．重大的技术革新往往起始于材料的革新。如20世纪50年代镍基超级合金的出现，将材料使用温度由原来的700℃提高到900X2从而使得超音速飞机问世。而高温陶瓷的出现则促进了表面温度高达1000~2的航天飞机的发展。近代新技术(原子能、计算机、集成电路、航天工业等)的发展又促进了新材料的研制。当前可称为精密陶瓷时代、复合材料时代、塑料时代或合成材料时代等等。材料可以从不同角度分类．根据材料的组成可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料(聚合物)和复合材料；根据特性和用途可将它分为结构材料和功能材料两大类。结构材料主要是利用其力学性能，制造需承受一定载荷的设备、零部件、建筑结构等。功能材料主要是利用其特殊物理性能(电学、热学、磁学、光学性能等)，用于制造各种电子器件、光敏元件、绝缘材料等。根据材料内部原子排列情况分为晶态和非晶态材料；根据材料的热力学状态分为稳态和亚稳态材料；根据材料尺寸分为一维(纤维及晶须)、二维(薄膜)和三维(大块)材料等。

2“材料科学”与“材料科学与工程”

材料科学(MaterialsScience)~科伴随着生产力发展和科技进步产生与发展。材料的各种性能是其化学成分和组织结构等内部因素在一定外界条件下的行为表现。研究材料主要是为了更有效地使用材料，即了解影响材料性能的各种因素，从而掌握提高其性能的途径。材料科学是阐明材料的性能和行为与其成分及内部组织结构之间的关系。一般认为，学科间的区别不是绝对的。材料科学是由多种学科分化而产生，而又通过集成走向成熟的。材料科学产生之初，有学者认为：冶金学仍然是一门健全的学科，拥有基本理论、方法和界限，但随着工程中日益不断地使用聚合物、陶瓷、玻璃和复合材料，其研究拓展为材料科学(Calvert，1997)。20世纪50年代，材料科学(MaterialsScience)这一新概念，主要源于冶金学，1958至于959年间美国大学教育性质的改变和各种新材料科学研究组织的形成，是材料科学形成的标志。西北大学(NorthWesternUifiversity)是最早将材料科学作为系名的大学(1954年)，并为本科生的研究生开设了相关课程，出版了《材料性能原理(PrinciplesofthePropertiesofMaterials))(1954年)一书，材料科学领域已经发展出多个分支，包括固体物理、冶金学、高分子化学、无机化学、矿物学、玻璃与陶瓷技术。一门学术型学科抽涉及的范围远远大于由大学里院系、学会和专业杂志所构成的群体，它是一所“看不见的学院(hwisiblecollege)”，它们的成员共享某一特定的研究传统，学者们从中学到了基本的理论框架、操作规范和技术方法。DavidTumbul(1983)~E《对“材料科学”产生和发展的评述》一文中，将材料科学定义为：在超分子水平上表征，认识和控制物质的结构．并建立这一结构与性能(力学、磁、电等)间的关系，即所谓的超分子科学。

MSE(MaterialsScienee&Engineering)的概念最初产生于20世纪50年代，到1960年已经基本稳固建立。在COsMT(1974)的报告中，将MSE定义为：涉及将材料成分、结构和制备与其性能和使用建立关系所形成并应用的知识。1957年美国政府出台了资助l2个相关实验室计划，首批三个材料科学实验室分别建立在康奈尔大学、宾西法尼亚大学和西北大学。这些实验室1972年由国家科学基金会(NSF)正式负责。此后各个大学教授的课程，也深受这些材料科学实验室所从事工作的影响。1958年，为了更好地已经建立的新学科的特征，又在系保后面加上了。与工程，并开始了。材料科学与工程的教育，如牛津大学的材料科学系也简单地更名为“材料系(DepartmentofMaterials)”。同期还有一批大学，如德克萨斯大学的奥斯分校等没有设立材料科学系，但已经开始了系间合作，进行了与材料科学相关的研究生教育，通常这种教育也不仅限于在“工程学院”之内。虽然没有这个系名，但老师的专业知识和研究生的研究工作集中在材料制备、固体化学、高分子工程与科学、X射线晶体学、生物材料、结构材料、材料理论和凝聚态材料及器件等相关领域。1964年麻省理工学院(MIT)也将系名以为“冶金与材料科学系”，1974年正式改名为“材料科学与工程系”。20世纪60年代，材料科学被引入欧洲的大学，如北威尔士大学、苏赛克大学和伯明翰大学。1956年，中国在西方工作过的科学工作者们制定一份科学技术规划时，认识当时的中国已经培养了具有金属材料方面知识的科技人员，但对合金及其热处理方面的科技人员数量不足，到1980年，已经有l7个院校的金属物理专业改为材料科学专业。

材料科学范文篇4

不知不觉个月的见习圆满结束了，这段时间见习我得到了一次较全面、系统的锻炼。生产实习的过程也使我完成了一个学生的校园迈向社会的过渡，提高了自己的独立思考各方面知识的运用能力，为以后正式走向社会走向工作岗位奠定了基础。实习期间我又学到各种知识和技能，给我的人生添上了浓重绚丽的一笔。

我坚信：一分耕耘一分收获。个月的时间在公司领导和车间师傅的关心和指导下，通过系统的学习合实践各方面得到了很大提高，对钢结构有了一定的了解：钢结构是一个新兴的产业，与传统混凝土结构相比较，具有重量轻、强度高、抗震性能好等优点。

适合于活荷载比例较小的结构，更适合于大跨度空间结构、高层建筑物并适合在软土地基上建造。也符合环保与资源再利用的国策，其综合经济效益越来越为各方投资者所认同，有很好的发展潜力。掌握熟悉了公司内部相关的规章制度和管理规程，在脚踏实地锐意进取的人生态度忠实肯干的准则下一方面拓宽自己的知识面另一方面注意在学习工作生活中有意识的科学的锻炼自己的思维方式和思维的深广度，学习和生活的积累中，我储备了充分的知识锻炼了自身的能力，也培养了广泛的爱好提高了综合素质。在专业方面，能汲取新知识，对自己不懂的问题积极向老师和车间的师傅请教，精益求精，与此同时我不仅仅囿与专业知识的圈子，学然后知不足，在不断的学习与进步之中，我觉得学的越是深入就越感到所知甚少，也正是这种强烈的求知欲，促使我不断的学习进步在实习过程中能将在校期间所学内容和生产实践有机的结合起来用所学的理论知识指导实践并从实践中加深对理论知识的认识，理解和掌握使之形成一个相辅相成的知识网。

经过半年的实习在各方面我都有了量的积累质的飞跃，学到了许多书本中学不到的东西既学习了知识又培养了能力，实现个人素质的提高，同时也认识到从理论知识到实践经验运用的过程中还有一定的距离，我深知以现有的知识水平还不能赶上钢结构事业发展的速度，我将以充沛的精力全身心的投入到工作中去努力提高自己全方面的素质。

读万卷书，行万里路，这些还需要在以后的实践工作和学习中不断提高。生活充满阳光，在今后的日子里我要本着“敬业、诚实、创新、拼搏”“清清白白做人，踏踏实实做事”的企业精神努力的工作，我将以饱满的热情和严谨的态度高度的责任感去迎接新的挑战。我相信自己的努力会让我的未来更加辉煌！

材料科学范文篇5

关键词：材料科学基础；多元化教学；设计与实践

材料科学基础是材料科学与工程专业学生必修的核心专业基础课，也是许多高校的考研课。该课程的教学目标是使学生扎实掌握材料科学基础理论知识，为后续专业课程的学习打下基础，同时注重培养学生综合分析问题、解决问题的能力，为其今后从事材料的设计、研究和开发创新做好准备。近年来，为提升教学质量，山东大学材料科学基础课程教学团队不断进行教学改革创新。教学团队坚持“以学生为中心”、以学生学习为中心，积极建设材料科学基础在线开放课程，创设了多元化、互动式课堂教学模式。受新型冠状病毒肺炎疫情(简称疫情)影响，2020春季学期学生未能返校。在此背景下，教学团队将以面授为主的课堂教学转变为全程的线上教学。为了帮助学生适应新的教学模式，实现教学目标，教学团队在教学过程中设计运用了多元立体式学习、小组协作学习、互动式教学、及时评价与反馈等多种教学策略，取得了良好的效果。

1多元立体式学习

材料科学基础课程的理论抽象，概念多且复杂，历来是让学生颇为头疼的课程。对于这门课而言，常规的课堂讲授法具有教师讲解细致、现场答疑及时等优势。而2020春季学期受疫情影响无法面授，为保证教学效果，从学生学习的角度出发，教学团队设计并实施了课前、课上与课后三位一体紧密配合的多元立体式学习策略。

1.1课前自学

在全程线上教学的情况下，如何恰当地引导学生自主学习对保证教学效果尤为重要。为此，教师在课前恰当时间通过雨课堂平台预习课件。预习课件的内容包括相关知识点的微视频，或相应内容的小测试。例如，第一章工程材料中的原子排列的第一节是原子键合，由于该内容属于中学化学的内容，故而教师制作了“结合健小测试”并在课前发送，让学生通过自测复习和回顾这部分的主要知识点，以测代学，课上就不再讲授。另外，除了教师推荐的参考教材和学习平台外，还特别鼓励学生自行寻找其他相关的学习材料进行自学。学生通过自学和小测可以了解自己存在的问题；教师则通过课前任务的完成情况一方面可以掌握学生的学习动态(学情)，另一方面可以整理学生存在的共性问题，有针对性地进行课堂教学设计。

1.2开展多元化的课堂教学活动

课堂学习是学生掌握教学内容、完成知识内化最关键的环节。对于每一次线上课堂教学活动，教师都要针对教学内容和学生课前的自学情况进行精心的组织和设计，保证教学活动形式丰富多样。教学活动包括重点难点精讲、小测验、小组PPT汇报、讨论、竞赛等，通过教学活动促使学生回顾、应用与拓展课前自学的内容，让学习由表层的问题回答和知识分享深入知识应用与解决层面。例如，在铁碳合金相图教学单元，开展了小组竞赛式课堂讨论活动，分为必答和抢答两个环节。在必答环节，每组先由一名学生作答，在限定时间内允许其他学生补充纠正，教师酌情打分。必答题主要考查学生对铁碳合金相图基本知识的掌握程度，相对容易，因此必答部分结束时往往各组得分相差不大。在抢答环节，打破按组答题的限制，所有学生均可抢答，一旦答错还可由其他学生重新抢答。该环节考查学生对铁碳合金相图基本知识进行分析与综合运用的能力，属于高阶教学目标，不容易一次答对，学生都跃跃欲试，小组竞争异常激烈，各组成绩随之拉开差距，课堂气氛十分热烈，使小组竞赛式课堂讨论达到高潮。竞赛结束后，教师当堂宣布小组及个人积分和名次，不但要对优胜个人和小组予以表扬和奖励，还要将结果计入课程总成绩[1]。教师对整个课堂讨论过程和教学内容进行总结、反思和提升，把学生的注意力引向最重要、深层次的铁碳合金结构特征，帮助学生形成完整的知识体系。

1.3课后巩固与提升

为了帮助学生复习和巩固所学内容，教师在每个教学单元结束后会布置适量的作业。此外，还通过雨课堂补充若干MOOC视频，便于学生进一步拓展知识。如第一章的晶体缺陷部分，内容抽象难懂，教学团队在雨课堂内置的MOOC视频中选择了大连理工大学叶飞教授的相关授课视频，并将其作为课后补充资料及时推送给学生。学生观看其他学校的MOOC视频不仅可以复习所学知识，而且可以拓宽知识面。

2小组协作学习

开课之初，教师要将全班学生分组，因为后续教学中许多活动都要以小组形式开展。小组协作学习借鉴了笔者学习英语的经历。当时每堂课外教都要求学生分组讨论，小组讨论时，气氛轻松活跃，学生积极思考，自由表达，学生之间相互启发，思维极度活跃，类似头脑风暴会，因此学生大大提升了英语学习的兴趣与效果，与单纯被动地听讲完全不同。后来笔者参加北京大学汪琼教授的MOOC“翻转课堂”学习，接触到小组协作学习理论，它的理论依据是建构主义学习理论，强调“以学生为中心”，学生对知识的掌握一方面通过自身的认知活动进行主观建构，另一方面依靠与同伴和教师一起进行有意义的学习来共同建构，在相互启发中不断调整思维，从而在更高层次上建构知识[2]。小组协作学习强调小组内的每个成员都要参与进来，共同协商和分享是其核心。小组协作学习强调学习产生在知识协作建构过程中，是一种相互依存的助长关系，是人与人之间的互动所带来的知识、经验的丰富和能力的共同提高[3]。2020春季学期线上教学期间，学生分散在家，比起以往的教室面授缺少了共同学习的氛围。因此，采取小组协作学习的方式可以增加学生之间的互动联系，创造更多交流合作的机会。具体而言，小组协作学习的形式有以下几种。

2.1小组课堂练习

材料科学基础课程的教学内容繁多，其中有不少难点，教学过程中必须通过及时的课堂练习加以强化巩固。在2020春季学期的教学中，针对篇幅较大、知识点较多的教学单元，课上练习时采取小组答题方式。例如，第四章相图的篇幅最大、内容最多且包含三元相图等多个教学难点，教材上附有大量习题和复习思考题以供学生练习。对此，教师除了布置课后作业外，还组织小组课堂练习，即要求从第一题起按小组顺序轮流作答，循环几轮，综合小组答题情况记入平时成绩。结果表明，小组课堂练习效果较好，一方面小组轮流答题模式促使学生在直播教学过程中保持精神高度集中；另一方面由于引入了组间竞争，小组成员的学习积极性大为提高，绝大多数学生能够主动思考，积极答题，学习效率提高。

2.2小组作业及互评

如前所述，课后作业是学生复习巩固所学知识和提升应用能力的重要环节。2020春季学期的课后作业采用了两种方式，一是常规的个人完成、教师评判的方式；二是某些章节以小组作业取代个人作业，即要求小组成员共同完成，提交之后进行小组互评、教师点评，小组作业成绩计入组内每名学生的平时成绩。对于小组任务，小组成员必须合作完成，因而创造了许多共同学习讨论的机会，在这个过程中学生可以互相学习借鉴，总结问题；同时小组互评有助于学生以更积极的态度完成作业，增强集体荣誉感。

2.3小组展示

材料科学基础课程理论抽象且知识点繁多，而与知识点相关的名人故事也很丰富。2020春季学期的小组活动之一就是要求学生搜集与教学知识点相关的名人故事，并选取一则进行小组展示。在查找相关文献资料的过程中，学生可以了解某个知识点的来龙去脉，深入理解其概念及演变，并且能够在研究名人故事的过程中获得启发，大大提升学习兴趣和效果。

3互动式教学

在常规的课堂教学中，教师是主角，学生是被动的听众，严重降低了学生学习的积极性和主动性，这种满堂灌的教学模式已不适应现在的大学课堂。近年来，笔者在教学实践中采取了多种形式的互动式教学，特别是线上课堂，互动式教学有助于增强学生的注意力，培养学生的创新思维能力，获得了良好效果。

3.1课堂提问式互动

教师在讲课过程中随时提问并点名回答。材料科学基础是一门逻辑性较强的课程，前几章的内容主要讲授基本概念与理论，如晶体学基础、晶体缺陷理论、凝固理论等，这个阶段的课堂提问偏重于考查学生对基础知识的理解和记忆，对于学生存在的问题教师应及时纠正。逐渐进入后几章时，教学内容转变为对材料科学基础基本理论的综合运用，相应的课堂提问则要考查学生综合运用基本理论知识分析、评价、解决相关问题的能力；在此阶段，教师不应只关注问题回答的正确与否，更应注重对学生的启发与引导，培养学生进行开放性思考与思维思辨的能力。

3.2雨课堂练习式互动

雨课堂是一款功能强大的教学辅助软件，近几年山东大学线下教室普遍安装了该软件。疫情防控期间，雨课堂平台强大的辅助教学功能使得线上教学更加便利。教师可以利用雨课堂在教学PPT中插入各种练习题，如填空、选择、判断等，课上随时，让学生随时练习。如第一章中的晶体学基础、晶体缺陷理论等内容抽象难懂，对此教学团队已经利用雨课堂制作了十余道相关的课堂练习题并在课上使用。雨课堂对互动式教学的促进作用在于，该软件不仅能够对练习中的客观题进行即时批改评分，还能为教师提供学生答题情况统计，方便教师根据错题和出错学生的情况在课堂上进行针对性讲解和个性化辅导。

4及时评价与反馈

常规的课程考核往往以最终的试卷考核为主，缺乏对学生综合能力与学习过程的测评，难以真实全面地反映学生的学习成果。对此，2020春季学期一方面增加了平时成绩在总成绩中的比例，由30%提高到40%，另一方面更加注重在学习过程中对学生进行及时评价与反馈。如每次课后作业，教师都会及时批改并返回给学生，同时还要在课上进行点评，坚持一段时间后学生作业中的抄袭现象明显减少，作业完成质量明显提高。课程平时成绩包含多项数据，有课前任务完成情况、课上出勤情况、课后作业质量、小组任务完成情况等，能够较为全面地反映学生的学习情况。

5结语

本文详细阐述了我校材料科学基础课程教学团队为保证疫情防控期间线上教学的顺利开展和教学质量而采用的多元立体式学习、小组协作学习、互动式教学、及时评价与反馈等教学策略的具体措施，这些措施在实践中取得了良好效果。

参考文献

[1]边洁,肖桂勇,刘东明,等.开展多元化课堂讨论翻转传统课堂[J].中国现代教育装备,2015(23):104-106.

[2]邱艳萍.大学生小组学习绩效的影响因素探究[J].高等教育,2018(3):121-122.

材料科学范文篇6

【关键词】材料科学与工程；课程体系；实验教学体系；策略

1材料科学与工程专业相关概念解析

材料科学与工程专业是对材料的制备与加工、性质、使用性能等要素和这些要素间相互关系的规律研究。由于无机非金属材料、高分子材料等各类材料在科学内涵、研究方法与设备上具有相似或共同的特点。与此同时，科学技术的发展在客观上需要对不同种类的材料进行全面的了解和研究，材料科学与工程专业正在逐步壮大并迅速发展成为一门独立的一级学科，体现了大学科一体化。近几年，我国材料科学与工程教育在素质教育的改革下得到迅速的发展，探究材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设对专业教学质量的提升、学生创新实践能力的培养具有重要的推动作用。

2材料科学与工程专业课程体系建设策略

材料科学与工程专业课程体系建设是该专业能够正常发展的基础，为此首先应该加强该方面的工作。课程体系建设是个大工程，要想让所建体系既能满足专业发展的需要，又能符合学生实际需求，就需要做好前期的调研工作。该专业课程体系建设主要涉及四个方向，即材料制作以及加工方法研究、材料成分以及组织结构研究、材料相关物化性质的研究以及所得材料使用性能的研究。当然，在对专业课程体系的建设过程中也要主次分明，能够根据相关理论知识的实用性对学生所学知识内容做好规划。2.1教学内容分清主次。为了让学生在有限的时间内获得最具实用性的内容，就要求相关课程体系建设负责人在安排教学内容过程中要分清主次，最好能分成像了解、掌握、理解等这种层次分明、要求明确的课程体系。明确而清晰的材料科学与工程专业课程体系不仅能够为授课教师提供更便捷的教学任务和教学目标，而且还能减轻学生的学业负担。当然，要保证该专业课程体系建设能够符合社会发展实际的需要。材料科学与工程专业属于工科类专业，而工科类专业对学生实践操作能力有着较高的要求，因此在该课程体系建设过程中应该重点突出对实践教学的重要性，完善理论教学与实践教学有机结合的过程，避免学生眼高手低、只会纸上谈兵。2.2对相关课程进行合理地定位。对于材料科学与工程专业的学生来说，他们在大学期间要接触很多不同性质、不同类别的课程，为了能够让学生清楚地了解到他们所学课程所属类别，在对该专业课程体系建设过程中要对相关课程分门别类，对这些课程进行合理地定位。为此，要将所修课程分为公共基础课程、专业基础课程、专业重点课程、专业选修课程、公共选修课程、实践教学课程。这种分类方法不仅有助于学生合理分配他们的业务学习时间，而且还能够保证所建体系的合理性、科学性，有利于教学过程的高效进行。虽然这些课程对于学生今后的发展都非常重要，“学如初起之苗不见其增，日有所长”，任何一门课程的学习都可能会对他们今后产生影响，所以虽然按照课程的性质对这些课程进行了分类，但是这并不能代表其对学生重要性的大小。

3材料科学与工程专业实验教学体系建设策略

正如上面所谈到的，材料科学与工程专业属于工科类专业，而工科类专业的一大特点就是对理论与实践结合的要求较高，这就要求对高校实验教学体系建设工作应该予以足够的重视。“实践是检验真理的唯一标准”，而对于学生来说，要想让他们能够真正意义上的体会到理论知识的重要性。3.1构建材料科学与工程专业实验教学平台。构建材料科学与工程专业实验教学平台是进行该专业实验教学体系建设工作的第一步，同时也是最重要的一步。只有当实验教学平台构建完毕以后，才能为师生提供学习、实践平台。在构建实验平台的过程中要始终秉承以“深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养”为教学目标的教学理念，改革教学过程、教学方法，以提高学生实践操作能力为教学重点，深化授课教师的教学责任，让教师能够承担起教育学生、监督管理学生的责任，保证学生在实践教学课堂的学习态度和学习质量。同时也为加强师生之间的互动而做出努力，活跃课堂气氛，提高学生学习的热情和兴趣。3.2为材料科学与工程专业实验教学提供优质的师资队伍。过去很多实验室负责教师并没有相关专业背景，当学生在实验过程中面临问题需要教师解答时，很多教师往往由于非本专业出身而回答不了学生所提出的问题。为了在材料科学与工程专业实验教学体系建设中碰到相似的问题，在实验教学体系建设过程中要做到防患于未然、未雨绸缪，为材料科学与工程专业实验室提供优质的师资队伍，保证实践教学的质量。实验教学对于学生将理论知识转化为实践操作能力的重要性很明显，因此，必须对建设实验教学体系工作重视起来。

【参考文献】

[1]石萍，刘伟东，张广安，谷志刚.材料科学与工程专业实验教学体系改革与实践[N].辽宁工业大学学报(社会科学版)，2011(04).

[2]周花，刘兴军，任磊，戴李宗，彭栋梁，熊晓鹏，肖祖法.建设面向全校开放的材料科学与工程实验教学平台[J].中国现代教育装备，2017(03).

材料科学范文篇7

材料的计算模拟方法介绍

材料的计算模拟研究是近年来飞速发展的一门新兴学科和交叉学科．它综合凝聚态物理学、理论化学、材料物理学和计算机算法等多个相关学科．它的目的是利用现代高速计算机，模拟材料的各种物理化学性质，深入理解材料从微观到宏观多个尺度的各类现象与性能，并对材料的结构和物性进行理论预言，从而达到设计和开发新材料的目的．材料的多尺度计算模拟方法主要有以下几种:

(1)第一性原理计算方法(First－principlesMethods)基于密度泛函理论的第一性原理计算方法是目前研究微观电子结构最主要的理论方法．第一性原理计算方法只用到普朗克常数(h)，玻尔兹曼常数(kB)，光速(c)，电子静态质量(m0)和电子电荷电量(e)这5个基本物理变量和研究体系的基本结构．从量子力学出发，通过数值求解薛定谔方程，计算材料的物理性质．在密度泛函理论，局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)框架下的计算已广泛应用于第一性原理的电子结构研究中，并已经取得很大的成功．结合一些能带结构计算的方法，对于半导体和一些金属基态性质，如晶格常数，晶体结合能，晶体力学性质都能够给出与实验符合得很好的结果，同时能够比较精确地描述很多体系的电子结构(如能带结构、电子态密度、电荷密度、差分电荷密度和键布局等)、光学性质(介电函数、复折射率、光吸收系数、反射光谱及光电导等)和磁性质，从微观理论角度分析和揭示材料物理性质的起源，使实验者主动对材料进行结构和功能的控制，以便按照需求制备新材料．

(2)分子动力学方法(MolecularDynamicsMethods)分子动力学是一种确定性方法，是按照该体系内部的内禀动力学规律来确定位形的转变，跟踪系统中每个粒子的个体运动，然后根据统计物理规律，给出微观量(分子的坐标、速度)与宏观可观测量(压力、温度、比热容、弹性模量等)的关系来研究材料性能的一种方法[5]．分子动力学方法首先需要建立系统内一组分子的运动方程，通过求解所有分子的运动方程，来研究该体系与微观量相关的基本过程．对于这种多体问题的严格求解，需要建立并求解体系的薛定谔方程．根据波恩－奥本海默近似，将电子的运动与原子核的运动分开来处理，电子的运动利用量子力学的方法处理，而原子核的运动则使用经典动力学方法处理．此时原子核的运动满足经典力学规律，用牛顿定律来描述，这对于大多数材料来说是一个很好的近似．只有处理一些较轻的原子和分子的平动、转动或振动频率γ满足hγ＞kBT时，才需要考虑量子效应．

(3)蒙特卡洛方法(MonteCarloMethods)蒙特卡洛方法是在简单的理论准则基础上(如简单的物质与物质或者物质与环境相互作用)，采用反复随机抽样的手段，解决复杂系统的问题．该方法采用随机抽样的手法，可以模拟对象的概率与统计的问题．通过设计适当的概率模型，该方法还可以解决确定性问题，如定积分等．随着计算机的迅速发展，蒙特卡洛方法已在材料、固体物理、应用物理、化学等领域得到广泛的应用[6]．蒙特卡洛方法可以通过随机抽样的方法模拟材料构成基本粒子原子和分子的状态，省去量子力学和分子动力学的复杂计算，可以模拟很大的体系．结合统计物理的方法，蒙特卡洛方法能够建立基本粒子的状态与材料宏观性能的关系，是研究材料性能及其影响因素的本质的重要手段．

材料专业引入计算模拟教学的探索

材料计算的目的在于理解和发现新的材料性能及其物理本质．计算已经与实验和形式理论一样成为材料研究的3大支柱之一．为学生将来能够有更高的起点研究材料科学，适应新形势下材料研究方法，培养具有宽广材料科学基础，掌握材料现代研究手段的“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的材料科学专业人才．我们在本科教学阶段就应该有计划的引入和加强计算模拟方法的教学．采用的教学形式可以结合实际情况，灵活的应用．近年来我们采取的教学方式主要有以下3种方式:(1)开设计算材料学类课程在2006年物理与电子信息学院材料物理与化学专业培养方案中已经确定《计算机在材料科学中的应用》和《计算物理》课程为专业选修课程，学时分别为36学时和54学时．《计算机在材料科学中的应用》课程偏重实践教学，通过上机操作学习计算软件的基本原理和使用方法．主要教学内容包括:材料学的发展现状及计算机在材料科学与工程中的应用;材料科学研究中的数学模型;材料科学研究中常用的数值分析方法;材料科学研究中主要物理场的数值模拟;材料科学与行为工艺的计算机模拟;材料数据库和新材料、新合金的设计;材料加工过程的计算机控制;计算机在材料检测中的应用;材料研究科学中的数据和图像处理;互联网在材料科学研究中的应用等9部分内容，基本涵盖当今计算机技术在材料科学研究中应用的各个方面．《计算物理》课程则以理论教学为主，偏重物理基本原理的介绍．主要教学内容包括:计算物理学发展的最新状况;蒙特卡洛方法及其若干应用;有限差分方法;分子动力学方法;密度泛函理论;计算机代数;高性能计算和并行算法等8部分内容．计算材料类课程的开设注重理论和实践并重的原则，在讲解基本原理的同时加强学生动手上机实践能力的培养，因此，经过课程的学习，学生已经初步具备利用计算机进行材料模拟的能力．部分选修计算材料类课程的同学在学习中对计算模拟产生了极大的兴趣，在大四时选择材料计算相关课题作为本科毕业论文选题．例如，08届学生的毕业论文《ZnS掺杂Cu光学性质的第一性原理研究》和《布朗运动的蒙特卡洛模拟》，09届学生的毕业论文《ZnO电子结构和光学性质的研究》，11届学生的毕业论文《晶格热容的理论计算》和《简立方晶体结构能量分布的理论模拟》等均为材料计算和模拟相关课题，并且有多人的毕业论文被评为优秀毕业论文．个别优秀的学生读研后继续从事材料的计算模拟相关研究．通过几年的教学实践，计算材料相关课程的开设对于扩大学生的知识面，提高学生的理论分析能力有极大地帮助．(2)在材料相关的理论课程中加入计算模拟方法介绍虽然已经在材料专业开设《计算机在材料科学中的应用》和《计算物理》等材料计算相关的课程，但这两门课均为专业选修课，只有选修相关课程的学生才能得到相应的计算模拟培训，受众面还比较窄．因此，为使更多的学生了解到材料模拟计算的相关理论和知识，在材料专业主干课的教学中也适时地加入相关的计算模拟方法的介绍，从而扩大计算模拟知识的普及面．例如，在《固体物理》课程中，当讲解到能带理论一章时，我们会在本章结束时，加入一次课，着重介绍基于第一性原理的平面波赝势计算方法计算材料的能带结构、电子态密度等以及第一性原理计算的常用软件(CASTEP、VASP等)．一方面，对学生学习的理论知识加以直观化和适度的扩展，另一方面也进一步普及第一性原理计算的相关知识．在《材料科学基础》教学中讲解到相平衡与相图一章时，我们会在本章内容结束后介绍相图计算近年来的发展现状，包括CALPHAD(CalculationofPhaseDiagram)计算方法、热力学与动力学的结合、第一性原理与相图计算方法的结合，并简要介绍今后相图计算可能的发展方向[7]．在晶体缺陷内容的教学中，穿插介绍利用分子动力学计算面心立方金属空位和间隙原子点缺陷的形成能的方法．通过在课程教学中穿插入计算模拟方法的介绍，一方面也加深了学生对所学内容的理解，另一方面开阔了学生的眼界．(3)举办计算模拟相关的学术讲座．自从2009年以来，物理与电子信息学院从事计算模拟研究的教师每学期都结合自身的科研情况举办面向全院学生的学术讲座．例如在2011至2012学年第二学期，我们举办两场学术讲座，分别是《氧化锌晶体及其掺杂的第一性原理研究》以及《可见光响应半导体光催化材料的结构和能带设计》，教师在讲座中介绍自己的科研情况，同时也使学生了解到如何把学到的计算模拟知识应用到科研实践中去，让学生体会到如何利用计算模拟预测材料的物理性质以及指导材料设计的研究方式，提高学生自觉学习计算模拟方法的积极性．

结束语

材料科学范文篇8

一、提高课堂注意力

在北京科技大学材料学院的课程设置中，材料科学基础课程的教学由两部分构成，堂教学和40学时的实验教学。课堂教学是实验教学的基础，要提升材料科学基础课程的整体教学质量，提高课堂讲授效果是重中之重。在课堂教学中，教学质量的决定因素不是教师讲授了多少知识，而是学生接受了多少内容。学生接受的信息量有两个影响因素：一是教师能否将抽象的概念形象化，使学生便于理解，也就是“听不听得懂”；二是学生上课注意力是否集中，是否紧跟教师的思路，也就是“在不在听”。为了阐明抽象的理论，使学生“听得懂”，各校的教师都做了大量的工作。例如，编写合适的教材，制作教学视频、动画，制作教学实物模型，等等。这些工作能将抽象的概念直观化、形象化，便于学生理解，收到了很好的成效，提升了教学质量。但是，关于集中学生注意力的教学改革则不多。尽管教学视频、模型等能够增强学生上课兴趣，提升其注意力，但其本身仍然是对专业知识的介绍，有一定的理解难度，未必每个人都能接受。理想的课堂教学状况是学生的注意力随时间呈现水平甚至是上升的趋势。听课需要学生持续用脑，经历了一个兴奋点后注意力逐渐下降的现象是无法避免的。维持学生注意力的一个可行方法是缩短相邻两个兴奋点之间的时问间隔。在课堂讲授中穿插名人典故能放松学生紧张的神经，并制造一个新的兴奋点。如果说在一节课中学生的注意力是不断下降的，那么介绍名人典故能使学生的注意力有一个突然的提高，达到一个新的峰值。介绍名人典故能活跃课堂气氛，明显的变化是抬头看黑板的学生人数增加了，一些原本精神溜号学生的注意力都被集中到课堂上。

导致学生上课注意力不集中的另一个原因是畏难情绪。一些学生上课时遇到听不懂的地方兴趣就会减弱，遇到更难懂的知识点甚至会放弃听课。而介绍材料科学名人典故能起到帮助学生克服畏难情绪的作用。例如，晶体的易磁化方向如今是一个简单的结论，但日本东北大学为了得到这个结论曾付出了巨大的努力：实验室连续几个月灯火通明，研究人员轮班24小时不间断地实验才得出了现在的简单结论。介绍这样的事例能让学生感受到科学研究的艰辛，从而正确地面对学习过程中遇到的困难。

二、端正实验态度

实验教学是材料科学基础教学的重要组成部分。通过实验，学生能更好地理解所学到的理论知识。在目前的材料科学基础实验课上，学生往往是被动地完成实验任务，缺乏自主探索的热情。有些学生甚至对实验本身的意义也发生了怀疑，不知道实验训练对于今后的科研或工作有什么作用。通过介绍材料科学名人取得成就的科研过程，能使学生明确实验课的价值和目的，从而端正对待实验课的态度。在实验教学中，手绘组织形貌图是一项基本的实验技能训练。很多学生对这项训练提出了质疑，认为在显微照相技术十分发达的今天，已经不再需要用手绘的方式来记录组织形貌。向学生展示阿道夫•马滕斯(AdolfMartens，1850—1914)的研究笔记就是端正学生实验态度的一个例子。他画出的组织形貌图可以同照片媲美，清楚地反映了组织的每一个细节，甚至还绘上了彩色，每一幅图都配了详尽的解释与说明。以前上实验课，学生只是把手绘组织形貌图当成一项任务来做。看到马滕斯的研究笔记后，学生意识到科学家在照相技术不发达的年代都是用手绘组织形貌的方式来进行研究的。即使在显微照相技术发达的今天，也不意味着手绘组织形貌就失去了意义，因为手绘的过程能加深对组织形成先后顺序的认识。显微照相与手绘组织形貌之间的差异就如同热力学与动力学的差异一样，前者只给出最终态，而后者则更注重组织形成的过程。

三、激发对材料科学的兴趣

材料科学从建立至今不过百年时间，与数学、物理等学科中的名人不同，材料科学中的名人生活的年代距现在并不遥远。很多对材料科学做出了卓越贡献的名人仍然健在，甚至与学校的任课教师有着直接或间接的联系。介绍这些名人的典故，能拉近学生与伟大科学家之间的心理距离。对于科学家的亲切感能培育出对他们理论建树的崇敬之情，进而增强对材料科学的兴趣。例如，美籍华人胡郇对于再结晶理论的研究有巨大的贡献。胡郇先生的国立矿冶学院毕业证的签名院长是著名科学家茅以升先生。这使得学生对胡郇先生的陌生感大大减少，并加深了对他的尊敬之情。当对科学家产生亲切感后，他们创立的理论也就不再显得那么枯燥。这就好比把一个二维的图像拉伸成三维的立体，而三维立体总是能给人更深的印象和更亲切的感觉。材料科学基础课程最大的特点是深奥难懂，许多学生认为其抽象晦涩，毫无美感可言。实际上，任何-I''''-J科学都有其独特的美。按照杨振宁的科学美学观，科学活动的过程也是审美的过程。科学家通过对宇宙和谐有序格局的逐步深入理解而不断地进入自然的本质层次，从而实现了自然界固有的结构与人的认识、人类心灵深处的渴望在本质上的吻合，亦即创造、发展和丰富了科学美。介绍材料科学名人与材料研究相关的一些趣闻轶事，能帮助学生发现材料科学中的美，进而激发对于材料科学研究的兴趣。例如，苏联研究马氏体相变的著名科学家库尔久莫夫(G．V．Kurdjumov)生日时，学生送给他一小块金属样品，样品上用马氏体相变的方法显示出他的名字。这一则小故事让学生体会到金属材料不仅是冷冰冰的物质，同样能被赋予人的情感，其本身也能成为一件艺术品。传统教育思想强调专业知识教育，理工科学生的人文素质较为薄弱，忽略了人的全面协调发展I5-63。在课堂上介绍材料科学名人典故能够起到培养学生的人文素质，帮助学生形成正确的人生观和价值观的作用。例如，休姆•罗瑟里(Hume—Rothery，1899—1968)一生命运坎坷，在18岁时丧生听力，并曾被剑桥大学拒绝。但他凭着顽强的毅力和对科研的热情坚持下来，在固溶体及合金相结构理论领域发现了电子化合物，并提出以原子百分比为横坐标的二元相图可更好地显示同类化合物的溶解规律。他的这种对科学的热忱和所取得的成就能使学生体会到，学习材料科学的过程可能是枯燥和艰苦的，需要耐得住寂寞、摒弃浮躁、真正精心钻研才能有所成就。

四、提升教师水平

“教学”是“教”与“学”两个部分的有机结合，除了促进学生的学习外，提升教师的授课水平也是提高课堂教学质量的一个重要途径。教师要通过学科建设、科学研究、参与各种学术报告等，努力拓宽知识面，更新知识结构，始终站在学科的前沿，这样才能自信地面对学生提出的各种问题嘲。而收集相关材料科学名人的生平典故能够很好地拓宽教师的知识面并加深教师的人文底蕴。收集材料的过程也是教师自身学习的过程，不光是了解了理论知识的来龙去脉，也能够学习到前辈大师的精神。要想在课堂教学中恰如其分地插入名人典故，就需要收集大量的相关资料，能够将相关知识、名人及社会背景以及知识应用的场合都联系在一起，融会贯通。这些都对教师提出了很高的要求。每个学生都喜欢讲课生动、富有人格魅力的老师。教师教学水平的提高有助于集中学生的注意力，提升教学效果。老师和学生共同学习，共同进步，这也是老师、学生所共同期望的研究型教学。

五、结语

材料科学范文篇9

一、制约材料科学与工程导论双语教学开展的现状

长期以来，我国高等院校理工专业课程教学一般仅使用母语授课，只在有限的公共英语课和专业英语课上采用英语教学。造成这种局面的主要原因一方面是高校对双语教学重视不够，另一方面是专业课教师的英语水平有限。尽管理工专业课教师多数具备很强的专业知识背景，并且在长期跟踪领域前沿的过程中形成了较优秀的英语读写能力，但由于缺乏英语交流环境，其英语口语能力普遍较弱，甚至有的发音还不够标准。这就导致了教师在授课时不敢或是不愿说英语，从而限制了双语教学的开展。另外，学生们长期以来普遍重视读写，忽略听说，一定程度上给双语教学带来了困难此外，相关外文课外参考资料也不够丰富，虽然互联网上知识繁多，但是内容散乱，无法形成系统的教学资料。尽管可以采用引进国外优秀教材的方式弥补这一缺陷，但是由于地方院校的学生英语水平参差不齐，若直接使用引进的原版教材，大部分的学生都会感觉理解困难，甚至失去学习的信心和兴趣。这样不仅难以达到提高学生英语能力的目的，而且会导致学生失去本该轻松掌握的专业知识。因此，编写结构合理、详略得当、有所侧重的中英文对照教材显得尤为重要。

综上所述，传统的教法、学法和教材都制约了双语教学的开展，但开展材料科学与工程导论双语教学仍势在必行。材料科学与工程导论是湖南科技大学金属材料工程专业本科生的必修学位课，于大三第一学期开设，在金属材料专业(本科)的教学中，材料科学与工程导论既涉及到材料的发展和各种材料的特点，又需要讲述材料科学与材料工程的基础知识。其主要特点如下：

(1)覆盖面广——涉及史学、物理学、化学、材料学、工程学等多种学科知识的综合；

(2)内容新——尽管人类使用材料已有几百万年的历史，但材料科学与工程在2O世纪五六十年代才形成一门完整的学科，目前仍处在高新技术的前沿领域，内容日新月异；

(3)教学时间短——实际理论教学时数只有32课时。随着现代科学技术的高度发展，材料科学与工程导论课程的教学逐渐显露出一些与之不相适应的地方，主要表现在：内容没有更新，教学手段比较落后，教学体系的调整缺乏系统性，理论与实践结合不够紧密。因此，笔者认为必须对本课程进行教学改革，推行双语教学。

二、多媒体双语教学的实践效果

通过对2003级和2004级金属材料专业的2轮材料科学与工程导论的教学实践，我们逐步完善了授课方案，为实行双语教学做了充分准备。在对2003级学生授课的过程中，采用的是传统的板书教学形式。由于在板书书写过程中花费了大量的时间和精力，加上教学时间又比较短，为了完成教学任务，无法对课程内容在深度和广度上进行拓展。因此，在对2004级学生授课的过程中，采用了多媒体教学，对电子教案进行了充分准备。大量的图、表、动画的展示，一方面增强了学生学习的兴趣，另一方面也使学生对材料科学与工程学科的内涵和发展趋势有了更为深刻的认识。但是由于目前材料学科发展很快，大部分新的研究成果都是用英文表述，仅仅通过翻译介绍最新的成果无法让学生理解材料科学与工程学科的奥妙与趋势，并且学生在接触到原汁原味的英语资料时也会感觉生涩。在这种情况下，我们提出了双语教学改革方案，并申请到学校的支持。在湖南科技大学教研课题《材料科学与工程导论双语教学研究与实践》的支持下，我们根据前期的准备工作和教学实践中发现的问题，挑选了合适的参考书，并重新对课件进行了修改和完善。首先，将原部分章节的双语内容扩展到整个课程；其次，增加了扩展学生视野的专题讲座部分和锻炼学生思考分析能力的讨论部分。2007年下半年正式在2005级金属材料1～2班实施了双语教学计划。在课程讲授到1／3的时候，我们对班级所有学生进行了关于双语教学效果的小调查。从反馈的结果来看，几乎所有的学生都表示喜欢这种双语教学的模式，大部分的同学反映，双语教学对专业词汇的学习有一定的帮助，75％的学生认为增加英语表达不会影响正常教学的容量，相反它更能为深奥而又枯燥的专业知识增添乐趣，加深学生对抽象名词的理解，提高学生的学习兴趣和积极性。同时，学生们也提出了一些意见和建议，如单词量大，英语基础不够，很多同学建议多媒体课件应该对重点内容配上中文对照，并配上录制的声音文件，给同学们展示标准化语音、语调等。根据反馈意见，我们对课程内容进行了调整，增加了中英文对照部分，增加了图片，并给每个同学发放了该课程相关的单词表，从而增强了学生参与课程的积极性，提高了教学效果。在教学过程中也发现了一些问题需要改进，如学生的英语基础相差比较大，部分同学跟不上课程；教师的英语口语有待进一步提高。经过一年左右的实践，我们对材料科学与工程导论双语教学过程中获得的经验和教训进行了总结。尽管取得了一些成绩，积累了一定的双语教学经验，但我们发现，仅靠一轮教学的实践就找到适合我们学校的双语教学方案还很不够。因此，一方面，我们决定延长该课题的研究期限，更加深入的进行本课题的研究：由于原计划主要参照了一些重点大学的教学实践方案，而我们的学生与重点大学的学生相比，英语基础较差，主动学习能力较弱，所以我们主动调整了教学内容中的中英文比例，最大限度地提高学生参与课程的积极性，并计划在2006级金属材料专业实施，对比效果。另一方面，也希望通过本课题的实施，将双语教学扩展到金属材料专业的其他专业课程，如笔者讲述的《粉末冶金原理》。为了尽快摸索出适合我校特色的双语教学模式，我们进行了对比教学实验H]。为了找到较为平衡的双语教学方式，在对2006级金属材料专业教学的过程中，我们采用了较多的中文内容，并在教学过程中及时调整中英文比例。从学生反馈的信息来看，中英对照的讲授方式应该是比较适合我校学生的双语教学方式，既有利于学生接受专业知识，又有利于学生英语水平的提高。

三、关于双语教学的思考

我校是一所地方性综合性大学，与双语教学起步较早的重点大学相比较，虽然取得了一些进展，但目前仍处于摸索和起始阶段，存在着一些问题，比如对双语教学的认识、双语师资队伍的建设和学生的外语水平、教材的选择、资金投入以及双语教学的评价一等问题。针对我校的具体情况，笔者认为可从以下几个方面进一步加强和推广双语教学。

(一)加强师资培训力度，积极引进人才优秀的师资是双语教学成功的保证。一方面，要抓好在职教师再培训工作，如选派教师到外国语学院培训，以提高英语应用特别是英语口语水平。同时，应该积极组织承担双语教学的教师到英语母语国家进行短期进修，或鼓励本校有海外留学背景的教师尽量采用双语教学。而本校培训是我校教师培训最切实可行的办法，学校可以聘请本校外国语学院的教师对非英语专业教师进行英语培训，切实提高教师的英语口语能力。另一方面，学校应制定优惠政策、开辟绿色通道，积极引进国外留学人员和国内高级人才，促进双语教学的开展。

(二)科学选用教材。引进与自编结合教材是教学之本。实施双语教学首先要有合适的外文教材。一是内容要合适，既能简明扼要的叙述基本理论，又能展示学科的研究前沿，以符合课程教学的基本要求；二是语言规范，文笔流畅，简明易读，便于中国师生使用。目前，国内大多数高校采用的英文教材都是国外的原版教材。这类教材语言规范，内容较新颖，信息量大，但其篇幅往往很长，内容与我国现行教学基本要求有较大偏差；并且由于这类教材编写的对象是英语为母语的学生，文字中有一些中国师生不大熟悉的标准和约定，增加了理解的难度，直接用于教学多有不妥。因此，我们在选择英语原版教材进行双语教学时，应参考和对比国内同类教材，既要注重本课程所需的基础理论，又要对比教材内容、逻辑结构；既要考虑跟踪学科前沿，又要分析其叙述方法和特点。避免教材选用出现偏差，影响教学效果。同时我们应鼓励高水平教师自主编写英文或中英文对照教材，并争取正式出版，以满足双语教学的需求。

(三)因材施教，区别对待地方院校的学生英语水平参差不齐，实施双语教学应该采取分阶段、分专业、有重点的方式进行推广。首先，在师资条件较好的某一专业、某一课程进行双语教学试点，可以全年级学生全选，也可部分选，要充分考虑学生的个体差异、外语水平等，优化多媒体课件中的中英文比例和授课过程中英文讲述比例；其次，也可以根据学生的外语基础，尝试将同一专业或者相近专业外语基础较好的学生集中在一个班级里，教师根据学生的实际情况实施双语教学。

材料科学范文篇10

关键词：低碳经济；低碳技术；材料科学

低碳经济是指减少温室气体排放量的一种经济发展方式，特别是有效控制二氧化碳这种主要的温室气体的对外排放。低碳经济的主要目标就是实现排放的最小化以及污染的最小化，实质在于提升资源的利用率并创设新型的清洁能源发展结构，实现技术创新、制度创新和观念更新。同时，发展低碳经济涉及到生活、生产方式以及价值观乃至国家利益等多个范畴。世界气候变化关乎人类的生产和延续，因此各国都围绕低碳经济做出了努力，通过科学技术的研发以及生活方式、生产方式的转变来减少资源消耗、降低污染排放。实现经济发展和社会发展的双赢，在这样的背景下，材料科学技术的发展逐渐引起世界各国的重视。

一、低碳经济下材料科学技术的发展概述

在当前低碳经济环境下，很多国家为了适应经济全球化发展，踊跃发展科学技术。材料科学技术是其中很重要的一个范畴，很多国家将材料科学技术看作国家发展策略当中重要的构成成分，应当得到重点的扶持。在国际范围内欧美国家较先发展材料科学技术，并且无论在科学理念还是科学研究成果方面都位居前列。其中美国的材料科技战略的目的在于保持本国在全球范畴内的领先地位，掌握信息技术以及生命科学、环境科学乃至纳米技术的发展，实现能源、信息等重要的部门和领域的要求。欧洲国家的新材料科技战略的目标在于实现航空材料、电信材料等领域在世界范围内的领先，在欧洲的一些国家大力发展光电材料，纳米技术、超导技术等。通过产品的创新以及技术的创新，在新材料制造装备、加工以及应用等三个方面来实现低碳经济的发展。在亚洲国家当中，具有代表性的国家比如日本，重视材料科学技术的实用性，同时也注重产品的先进性，追求产品的高端化发展，争取在顶尖的领域赶超美国等发达国家。日本对于新材料的研究和传统材料的优化采用的是齐头并进的策略，重视对现有材料的性能提升以及对旧产品的回收利用等。在新世纪新材料技术发展筹划当中，重视环保型以及再生型产品的发展，以资源友好特性和环境保护特性为主要的发展标准，通过开发新的材料科学技术以解决资源匮乏和环境污染的问题。国内对于材料科学技术的发展也十分重视，具体体现在各大国家发展计划当中，为材料领域提供了可观的篇幅，在材料科学技术领域我国已经有了比较充分的技术体系，并且在材料领域的研发方面有了明显的进步，在一些新材料领域的研究上取得了明显的成效。但是我国缺乏自主创新能力，不够重视带有自主知识产权的材料以及技术的发展，严重妨碍了新材料以及技术的研究和发展。所以，我国依旧需要努力，改善材料技术的发展现状，实现低碳经济的发展。

二、低碳经济对于材料产业的具体要求

（一）产业结构调整。在低碳经济形势下，新材料产业需要尽快调整产业结构，压缩初始材料加工产能，推动产业链的深入发展，改造产业结构以及区域布局等。（二）技术更新。当前的制造业的发展和升级对低碳材料提出了更高的要求，需要通过技术的更新来实现低碳技术的发展，需要先占据技术主导权，实现产业发展的生命力，促进新材料新技术的更新和发展。（三）调整能源结构，改善生态环境。优化能源结构，降低碳排放，提升一些清洁能源在生产发展当中的应用，以实现经济以及环境的持续性发展。

三、材料技术科学在低碳材料领域当中的应用展望

（一）碳纤维复合材料。碳纤维是现阶段高端复合材料当中使用较为广泛的材料。现阶段工程领域对于结构的轻质化要求给碳纤维复合材料提供了更为广阔的发展环境。主要的应用领域有航空航天、空中运输等，利用碳纤维材料制造的飞行器有很好的实用性，比如助推力强，质量轻、噪音小等，能够起到减少能源消耗的作用。（二）节能建筑材料。在低碳经济中，建筑材料逐渐走向轻质化，绿色化的发展方向。建筑中经常采用透明的绝热材料和外部墙面复合构成透明的隔热墙，减少了由于空气对流产生的热量的损耗，负荷保温玻璃具有多重保温的性能，能够维持室温的稳定，减少能源的消耗，在外界温度变化的时候依旧能够有效的维持室内温度的稳定。另外，对太阳能资源的利用，太阳能可以产生绿色化的能源，可以有效地控制碳排放，实现经济的绿色化发展。（三）新型能源材料。随着人们逐渐对环境和能源问题的重视，清洁能源已经成为了一种比较有竞争力的能源之一，比如汽车能源领域的氢能源，能够实现传统能源难以实现的高效率转化。另外在电气领域，应用新型的储电装置，能够提升电能应用效率，应用前景十分广泛。

低碳经济是当前世界经济发展实现持续化的关键路径，这也是社会经济发展的内在要求。在全球气候变化，环境恶化以及全球能源储备减少的情况下，需要将材料科学技术与低碳经济发展理念紧密融合，开发出新型材料以及先进的低碳能源技术，以实现经济的可持续发展。

参考文献：

[1]张煜州.低碳经济发展的科技创新研究[J].科技风，2018，(04):9-10.

[2]赵红.低碳经济背景下建筑新材料产业的发展与挑战[J].价值工程，2017，(24)：3-4.