工科物理论文范文精选

本科毕业论文是教育部对高等学校进行本科教学质量评估和审核评估一个非常重要的考核点，本科毕业论文也是教学计划中的一个重要教学环节，本科毕业论文的质量能够反映高等学校的教学质量，能够客观评价教与学，体现学生的创新创业能力，是学生毕业取得学位资格认定的重要依据。可以说本科毕业论文对于高等学校本科教育具有重要意义，但是本科毕业论文在管理系统[1]、质量评估[2]、档案管理[2]、重复率检测[3]、质量监管[2,4,5]、写作方法[6,7]等方面还存在各种不完善，从而导致本科毕业论文质量得不到保障。体现本科毕业论文的核心是本科毕业论文的内容，学生能否独立查阅论文，并对获取的信息进行正确的分类、归纳、总结和应用，并应用所学习的专业知识提出问题，并找到问题的切入点，应用科学的计算方法解决问题，使研究内容具有一定的创新型。计算机仿真是科学的计算方法之一，如何有效学习和利用计算机仿真方法决定着毕业论文的内容和质量。本论文以理工科毕业论文中计算机仿真的应用进行探索和研究。

一计算机仿真的必要性

计算机仿真在理工科本科毕业论文中的应用是必要的，是由理工科的学科特点决定的。理工科知识的学习以高等数学、专业英语和基本的计算机语言等专业知识为基础，专业知识根据理工科学科特点的不同而有所不同，课本知识都有一个共同点，那就是理论性都比较强，以电磁场理论这门课程为例，课程的基础课程是高等数学、大学物理学，学完这两门课程，打下一个基础才能学习电磁场理论这门课程，电磁场理论也是基于数学理论知识开始学习的，在课程的第一章一般要介绍一些数学基本知识梯度、散度和旋度的基本概念，有了这些概念为基础，将电磁学知识按照数学思路进行展开，研究电场、磁场的梯度、散度和旋度，以及所表现出来的各种电磁特性，学生在学习的过程中，如果数学知识打得不是很牢固，那么学习电磁场理论这门课程就比较困难，如何破解这个难题，将计算机仿真应用其中是将抽象的理论课程变成可视化过程的方法之一。理工课程的这一特点也直接反映到本科生毕业论文上面，本科毕业论文就是在所学习基本知识基础上开展科学研究的，而计算机仿真能够很好地拓展现有基本知识，并且可以验证你手工完成的计算结果，为你提供了一个后台检查工具，同时可将抽象的难懂的物理概念变得可视化，也可将无法实现的动态物理现象展现出来，因此计算机仿真在本科毕业论文的应用就有一定的必要性。

二几种典型的计算机仿真软件

以电子信息、光学工程和通讯工程为例介绍几种典型的计算机仿真软件。

（一）MATLAB语言编程。MATLAB语言是科学工程中一个广泛使用的计算工具，是理工科学生应用最为广泛的计算机编程语言。MATLAB是MatrixLaboratory(矩阵实验室）的缩写，20世纪80年代初，MATLAB的创始人CleveMoler博士在美国NewMexico大学讲授线性代数时，发现采用高级编程语言编写程序很不方便，为了减轻学生编程的负担，他构思开发了MATLAB软件[8]，经过不断发展，MATLAB已经成为国际上最流行的编程软件之一。MATLAB语言以数学矩阵为基本编程单元，编程语言简单，具有强大的图形表达功能，还可以提供许多面向应用问题求解的工具箱函数，并且具有强有力的系统仿真功能，MATLAB还可以与其他计算软件进行很好的兼容。根据中国知网统计数据，以MATLAB与主题关键词的有2976篇，以MATLAB仿真为主题关键词的有1756篇，以MATLAB/Simulink为主题关键词的有749篇。上面是在文章题目中含有MATLAB字句的检索结果，还有论文中应用MATLAB编程的没有统计在内，可见用MATLAB语言编程进行论文写作是大家常采用的一种科研方法。

一、高校工科类毕业设计特征及问题分析

1.工科类毕业设计的特征一般来说，工科学生的毕业作业偏重于解决工程技术问题，而被称作毕业设计，其实质是一个模拟现实工程的过程。高等教育人才培养中工科毕业设计的目的主要有以下三项：第一，培养大学生严谨地进行科学实验研究的态度；第二，鼓励大学生积极投身科学实践研究，大胆运用所学知识科学的进行实践设计与研究，勇于实践、勇于探索；第三，培养运用所学知识的能力，做到学有所用，在毕业设计中要善于运用所学之知识解决遇到的实际问题，使学生在毕业设计中获得从事本专业工程技术人员必须的专业能力。毕业设计不同于毕业论文，一般包括毕业论文，还包括一些与课题相关的设计图纸，实验设计、实物制作、外文翻译、文献综述、开题报告等内容。以“机械类相关专业毕业设计”举例，2004年以前毕业设计内容一般为：设计图纸+说明书（即毕业论文）；2005年以后国家相关部门提出新的要求，结合生产实践需要加入了三维设计、模拟仿真及程序分析研究。其中包括：毕业设计图纸+开题报告+任务书+实习报告+说明书正文（即毕业论文）。从上述的培养目的和国家相关要求中不难看出工科类毕业设计必须具有实际性和可操作性，需要在前期做大量的实验来解决具体的问题，这就需要消耗相当长的时间和精力，并且要在整个过程中将所学知识融会贯通。

2.工科类毕业设计存在的问题当前大部分学校都把毕业设计放在第八学期进行，而此时正是大四学生找工作、参加企业面试，复习考研的阶段，在现今的就业压力下，学生一定不会将大部分的精力放在毕业设计的完成上，用人单位为了考察所招聘学生的个人素质和能力，一般都会要求签约学生提前到单位实习，实习时间一般都会与毕业设计时间相冲突。但是要正常毕业拿到文凭又必须拿到该项学分，这就使得学生大部分只进行简单的实验甚至根本不进行实验直接采取复制、粘贴，东拼西凑的方式仅完成一篇毕业论文应付了事。另外，随着高等院校的大幅扩招导致学生数量剧增，造成了师资力量的严重不足，出现了一个指导教师指导数名毕业生的情况，这就使得指导教师选题时需要提出多个毕业设计题目，导致题目与实际脱离，超出专业要求范围等问题。表1，表2分别是某高校安全工程专业五年内的毕业设计题目性质和题目来源统计表。从表中统计数据也可以看出，虽然每年都会有一部分与科研和生产实际相结合的工程设计类、技术科学研究和工程技术研究类、软件开发类的毕业论文（设计）题目，但是理论研究类题目的数量依然占据较大的比重，在毕业论文（设计）选题方面存在着与生产实践脱节，创新能力不足等诸多问题。

二、高校工科类毕业设计质量关口前移管理方式

基于质量管理八项原则对高校毕业设计（论文）管理探讨，提出了以学生为关注焦点，关口前移，提出提高题目质量和指导水平的新方式；基于事实决策，持续改进，完善现有质量监控体系；全过程质量管理，预防为主，构建毕业设计质量保障体系三种管理方式，本研究即是对第一种管理方式的进一步拓展和实践应用，包括毕业设计时间前移及毕业设计形式多样两方面展开具体讨论。

1.毕业设计时间前移本科生毕业设计时间前移是指在完成基础课程和相关专业课程的基础上，利用学校及学院的实验和科研条件，让本科生提前进入实验室，由学生本人主导并依据自己兴趣在相关指导教师的指导下直接参与科研项目及各种科研活动，并提出毕业设计的整体思路和题目。这种方式不仅体现了“以学生的关注为焦点”的基本原则，还在很大程度上避免了在第七学期末由指导教师集中出题所出现的题目质量不高，题目与科研脱离的问题。毕业设计提前的时间不宜过早，过早会导致学生没有足够的基础知识储备，难以完成相对复杂的实验和实践过程。经过对某高校安全工程专业教学大纲及专业课程体系的研究，本科生提前进行毕业设计的时间宜从大三结束的暑假开始。在大三年级结束时，安全工程专业的学生已经完成了高等数学、线性代数、普通物理、物理实验、大学英语、大学计算机基础等公共基础课的学习，大部分学生已经通过了计算机等级考试和英语的等级考试，已经具备了初步的理论知识、计算机能力和英文水平；完成了组织行为学、系统分析与安全系统工程、质量安全管理与ISO9000族标准、职业健康与环境管理体系、安全风险管理原理等学科基础与专业基础课的学习，具备了安全工程专业所要求的基本的理论知识；完成了安全心理学及测试实验、安全管理学及实验、认知实习和金工实习等实践实习科目的学习，具备了安全工程专业所要求的基本的实验技能。在具备这些基本的知识技能后，本科生已经拥有初步的论文写作的能力。在此时尽早的进行毕业设计的相关工作，可以使传统上一个学期就要完成的工作扩展到包含有寒暑假的一年之内，时间上有了充分的保证。另外，在第七学期的专业课选课及学习过程中也会更加有针对性，学生可以带着相关课题进行课程的学习，提高学习效率，加深对课程的理解。另外由于提前进行毕业设计，指导教师与学生接触交流的机会增多，指导教师可以更系统全面的掌握学生毕业设计的总体情况，更有效的对症下药指导学生完成毕业设计。这样，通过半年的工作和学习，在最后一个学期前，包括文献查阅、实验、调研等毕业设计的大部分工作已经完成，在第八学期，毕业生只需要对前期的工作进行总结就可以顺利的完成论文的撰写工作，参加毕业答辩，有效地缓解找工作与论文撰写的时间冲突的问题，顺利毕业进入工作岗位。

摘要：大学物理教学对工科学生综合素养以及科技创新能力的提高起着重要作用．结合工科类地方院校大学物理授课现状，分析了物理教学中存在的问题，并结合教学实践，从4个方面深入地探讨了物理课堂教学模式和方法改革，达到了提高学生自主参与物理课堂的积极主动性，对工科院校大学物理教学质量的提升具有借鉴意义．

关键词：大学物理；多元化；教学改革

1大学物理的地位以及教学现状

物理学是一门用于研究各种物质结构与物理运动变化规律的基础学科，其基础理论渗透到自然学科的各个领域[1-2]．它的各种基础概念对培养学生独立分析问题能力、解决实际问题能力、自主创新意识等各个方面具有十分重要的指导性作用．然而，随着高校的扩招和专业课程门数的增多，工科院校的大学物理课程教学存在一系列问题．为了寻找到一种适合当前时代形势下的大学物理教学方式和教学手段，结合当前的实际教学情况，分析地方类工科院校大学物理教学中存在的问题．

1.1不被重视，学时少

许多地方类工科院校对大学物理学科的重视程度较低．教育部规定大学物理教学学时不少于144，不同学校授课学时参差不齐，有的学校只有64学时，而河南工学院大学物理上册48学时，下册32学时，严重限制了大学物理授课的系统性．课本知识教师难讲，学生接受起来也困难，更谈不上学生领略物理的奥妙，从而达不到好的教学效果．

摘要:新工科已成为改革话语中最为醒目的词语。对于本科教育来说，材料工程基础在材料类专业培养中占有极其重要的地位。该文在新工科建设背景下，对目前材料工程基础课堂面临的挑战进行探讨，并提出通过优化教学内容、改革教学方法和评价方法等措施来提高教学质量；通过激发学习兴趣、挖掘潜力、改革考核体制等措施提高学生学习的主动性、积极性、创造性，培养出适用于材料行业发展的高素质人才。

关键词:新工科；材料工程基础；课程改革

1前言

当前，世界经济和产业格局正在经历大调整、大变革和大发展的新历史时期。一方面，全球金融危机的影响导致经济增长步伐缓慢，发展的不确定因素增多；另一方面，全球新一轮科技革命和产业变革酝酿新突破，特别是新一代信息技术与制造业深度融合，加上新能源、新材料、生物技术等方面的突破，正在引发影响深远的产业变革。因此，各国都纷纷制定相关政策加以应对。美国提出将互联网、高级计算机等应用于工业生产中；德国政府则提出充分利用物联信息技术将工业化生产中的多个复杂工程问题进行有效融合，从而达到快速、便捷的目标；而中国政府提出“互联网+”、“一带一路”倡议等重要决策，预示着我国工业产业技术将从低端人工化走向高端智能化、从依赖进口到自主创新。面对全球产业竞争局面的变化和抢占未来产业竞争制高点的新挑战，我们必须前瞻布局、主动应对，在新一轮全球竞争格局中赢得主动权。因此，在知识经济、新一轮科技和产业革命快速发展的局势下，传统的工科教育在很大程度上已经无法满足当前经济和科技的发展需求，国家亟须建设新技术和发展新工科。为此，自2017年2月以来，教育部力推新工科建设，相继促成“复旦共识”“天大行动”以及“北京指南”的问世，构成了新工科建设的“三部曲”，拉开了人才培养改革的新篇章，促使全国高校在工程教育领域掀起了一场教学模式的改革风暴。我国要想在世界高等工程教育中占据一席之地，就要始终坚持走创新之路，在“空白区”勇往直前、开拓创新，以技术创新及颠覆构筑先发优势，切实提升我国新工科在国际中的影响力和学科竞争力[1]。当前，许多高校均存在一个显著的共性问题：办学现状与行业、产业需求不相适应。具体表现为：首先，人才培养特色不明显，许多进入工程岗位的毕业生能力不足。其次，学科基础过于薄弱，协同创新与服务社会能力不足。最后，课程体系与教学模式、知识体系建设不完善[2]。因此，新工科建设为高校的发展指明了方向，即要求高校以产业需要为导向，定位相应的卓越工程人才培养目标，构建以成果为导向的本科教育新模式，这对工程教育质量的提高、助推经济转型升级、应对未来新技术和新产业竞争都具有重要的现实意义，为把我国建设成为引领世界制造业发展的制造强国做出重大贡献。

2新工科背景下材料工程基础课程教学面临的挑战

材料工程基础是材料学科的一个重要组成部分，主要介绍了各种材料的共性规律及金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料的个性特点和多种组分复合体系的基本特征[3]。随着新材料和新技术的不断发展，人们对材料的组成、结构与性能之间关系的研究不断深入，加之测试表征技术的迅猛发展，科研工作者对材料的内部结构与性能的关系也有了更深层次的了解。材料工程基础着重研究以物质结构为基础，阐述原子结构、原子间相互作用和结合的方式，与材料内部和表面原子的空间排列状态、聚集态结构及变化规律之间的相互关系，阐明了在应力、热、电、光、磁、化学介质、氧等外界因素的作用下，各类材料所表现出来的宏观性质及内部结构的变化规律。此外，还学习材料的制备原理和主要方法。因此，在材料类相关专业中，材料工程基础作为一门专业基础课，越来越受到大家的重视。该课程可以提升学生的理论水平和分析问题的能力。因此，材料工程基础课程建设对材料学科发展具有重要的作用。苏州科技大学材料科学与工程学院是新成立的学院，学院瞄准材料科学与工程前沿，紧密结合国家重大战略需求，注重学科交叉，致力于培养具有广阔视野、坚实理论基础、较强创新能力的高素质人才。因此，为响应国家新工科政策的号召，为国家培养高素质人才，对材料工程基础进行课程改革刻不容缓。

为社会培养合格的“高级材料化学专业人才”是材料化学专业教育的本质［1］。目前，各高等院校不断优化材料化学课程体系，使其更加科学化和合理化。科学完备的课程体系是知识结构和能力培养的优化组合，材料化学专业课程体系是材料化学人才培养方案的核心，对材料化学专业人才培养起着至关重要的作用。材料化学专业课程体系的优化首先是课程体系和教学内容的整体优化。

一、优化材料化学专业课程体系的必要性

1．高等教育改革的需要。目前，优化课程体系，改革教学内容，构建合理的知识结构，注重理论联系实际，更新教学手段是高等教育改革的需求。优化课程体系不仅要使它所包含的专业基础课、专业课、实践课等形成相互联系的统一整体，而且要充分体现培养目标和培养规格。

2．现代科学技术发展的需要。近年来，随着材料化学专业教育课程论及教育理念的发展，我们根据材料科学发展规律，对材料化学专业课程体系进行了两次优化调整（分别为2008年下半年和2012年上半年）。我们优化的材料化学专业课程体系能够体现材料化学专业教育特色，完善材料化学专业课程体系，加强材料化学专业的学科方法论教育。

3．市场经济发展的需要。优化材料化学专业课程体系能够反映社会和市场经济对综合性专业人才的要求。优化的材料化学专业课程体系应该充分体现以就业为导向的思想。我们倡导与专业相关的知名企业家走进课堂开展必修课教学，实现在校内与企业的对接，强化学生的就业意识，提高学生的专业技能。

二、现行课程体系存在的问题及其成因