材料科学与工程专业

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材料科学与工程专业范文第1篇

1. 专业英语教学现状

专业英语是一门综合性较强的课程，即包括基础英语的基本知识又包含了特定专业的专业知识，因此其既具有语言教学的规律性又具有专业教学的规律性[1]。但目前，专业英语教学任务分散在各个学院，专业外语教师师资力量较薄弱，而且专业外语课时少，很难实现科技英语系统教学[2]。而学生从基础英语教学模式一下子转变为专业英语教学模式，面对大量复杂的专业词汇及长句、难句，同学们初学时不易掌握，不会进行长句结构分析，不会词性的转换及词序的灵活处理，因此翻译课文经常不能表达原意。而且，一般专业英语课程开设在第六学期，此时同学们刚刚接触本专业基础课程，对专业知识和技能的理解和掌握有限，因此对于教材中一些专业性很强的知识很难理解，学生掌握起来较吃力而使其失去学习兴趣，课堂中形成了老师为主的翻译模式[3，4]。由于缺少了对科技英语体系的系统学习部分，同学们对科技论文的结构及撰写格式不甚了解，在毕业设计环节，本科生撰写英文摘要等方面的表现很差。

为了提高材料科学与工程专业学生的专业英语水平，本文从教学内容及教学方法上进行了一系列探索，力求提高学生专业外语的自学能力及应用能力。

2. 教学内容改革

目前，材料科学与工程专业选择的专业英语教材主要内容包括水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料等传统工程材料的制备原理及工艺，专业性很强，部分内容因为学生未接触本专业课程，缺乏专业背景而很难理解。因此。针对本专业学生的实际情况，在充分调研国外相关教材的基础上，将国外原版教材中过于水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料的精华部分作为课堂教学的一部分，让同学们掌握科学、客观、较标准的英文表述习惯，而内容和难易程度则与专业知识结合紧密，以各种材料概述、制备工艺、性能及应用为主，不再涉及一些专业性太强的理论知识。课程中除了讲解专业知识外，在课程绪论部分给学生一个过渡，让学生了解专业英语与基础英语之间的区别以及专业英语句式结构的特点，使学生能够对专业英语的语法结构有一个大致的了解。同时，为了提高学生科技论文查阅及写作能力以及国际交流能力，教材中将设置有关专业论文结构与撰写的章节。

3. 教学方法改革

专业外语课时设置都较短，一般为32～48学时，在短短的32学时内，要求学生“听、说、读、写”全面发展几乎是不可能的。因此，课内教学主要仍以“能读会写”为主要教学目标。但教学方法将不再以教师为主角，改变原来“老师讲、学生听”这种填鸭式的教学方式，通过翻转课堂，让同学们走上讲台，完成课文的翻译及讲解过程。老师主要负责专业词汇的讲解及引伸，扩展同学们的专业词汇，通过讨论对同学们在翻译过程中产生的问题进行纠正及讲解，剖析复杂长句及难句的句式结构。结合目前同学们专业外语学习现状，将在课堂上引入大量的科技外文文献，使同学们掌握其主要结构及撰写要求，重点培养同学们掌握本专业论文英文摘要的撰写。

专业外语听说能力的培养同样至关重要，而且培养过程需要一个长期的过程，并非通过 一两次课堂教学就能一蹴而就，因此，这部分能力的培养主要是通过鼓励学生自主学习来完成，鼓励学生观看相关材料介绍的视听文件，在课堂翻译过程中要求同学首先对原文进行朗诵然后进行讲解，这就要求同学们在课前要做好充分的预习，提高他们的自学能力。此外，根据同学们撰写的专业论文英文摘要，要求学生在课堂上做一个presentation，逐步提高同学们专业英语表达的自信，最终目的是培养同学们国际交流及应用的能力。

材料科学与工程专业范文第2篇

【关键词】材料科学与工程专业 新创新型人才 培养模式

【中图分类号】G647【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)06-0031-02

一、引 言

现阶段我国高等教育从“知识传授”向“能力培养”转变,从“精英教育”向“大众教育”转型,单一的学科发展很难培养出社会适应性好、厚基础、宽口径、高素质复合型创新人才。[1]材料科学与工程专业作为我校的优势学科,担负着服务西部地方经济建设的重任。探索如何培养适应服务西部、面向全国的厚基础、宽口径材料类人才是学校人才培养方面的重点研究课题。

过去在材料类专业人才培养中,按工种(行业)分割专业的单一培养模式已很难适应当前市场经济发展及毕业学生就业模式发生的变化。[2]国家通过四次专业大调整、四次材料学科专业目录调整和修订,在学科领域发展上已从单一的材料物理;材料化学;金属、非金属材料;高分子材料领域向交叉融合的方向发展,较大程度的拓宽了专业知识面。[3]随着材料科学与工程专业规范、专业目录的制定,学科知识体系趋向多学科、交叉融合发展,新材料的研发和工业化生产与材料的应用管理之间的有机联系正成为发展的主要趋势,这些变化将导致材料类专业教学体系、教育手段、教学方法与内容等诸多因素发生变革,势必导致专业教育模式的重大转变。

近年来,依托材料工程领域国家级人才培养模式创新实验区建设,我校材料科学与工程专业在人才培养模式的探索上取得了很大的发展。建立了以材料的结构与成分、合成与加工、服役行为和性能四个基本要素为核心的知识体系,以材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养的创新型人才培养模式。从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。

二、我校材料科学与工程专业发展历程

我院材料科学与工程专业最早可追溯到1956年开办的“混凝土及建筑制品”专业,即为后来的“水泥”专业前身,1979年撤销。1970年增设了西北地区唯一一家“耐火材料”专业,1993年,经原国家教委批准,又增设了“无机非金属材料”专业。1999年国家专业大调整,将“硅酸盐工程”专业和“无机非金属材料”专业合并为“无机非金属材料工程”专业。学院为了较大程度地扩大学生知识面,结合我院本专业发展历程,当时的“无机非金属材料工程专业”按一二年级统一培养,三年级分为“水泥、无机即耐火材料、建材”三个模块培养,这就成为当前新创新型人才培养模式的前身。2002年“无机非金属材料工程”专业调整,将其提升为“材料科学与工程”专业一级学科招生。三、新创新型人才培养模式的构建

1.培养模式的确定

全国200多所普通高校都设有材料科学与工程专业,其主要教育模式有三类:①基地班/试点班模式;②一、二年级统一开课,不分专业,三、四年级按二级学科分专业进行教学;③按照一级学科招生,按二级或三级学科进行培养。

结合我校办学实际,以及我校材料科学与工程专业的专业改革,从2002年开始我校材料科学与工程专业按材料科学与工程一级学科招生,以原有无机非金属材料工程专业为背景,下设的材料科学、材料工程、材料应用自主设立办学方向,这是独立于前三种教育模式之外的,具有我校特色的办学模式。这一培养模式的建立对其它开设有材料类专业的本科院校具有一定的参考和示范作用。

2.培养目标的定位

依据材料“四要素”,坚持“以无机非金属材料为主,向金属材料渗透,与土木建筑学科交叉融合”为特色的办学思想,在本科培养方案及课程设置制定中,将一级学科分为三个专业方向培养:即材料科学、材料工程与材料应用。

材料科学方向重点培养具有从事材料性质研究和新材料研发方面知识的高级专门人才;材料工程方向重点培养掌握各种材料工业化的生产技术、工艺过程和系统控制等方面知识的高级专门人才;材料应用方向重点培养具有材料的应用推广、流通中的材料管理、性能检测、商务活动等能力的高级专业人才。

3.培养方案的修订

学校在2004版、2008版培养方案的基础上,围绕教学改革的主导思想,结合社会人才市场的需要,按照材料科学与工程专业3个方向具体培养目标,对教学计划进行认真细致的研讨与修订,我校材料科学与工程专业2009版培养计划更加突出三个办学方向各自的办学特色。

(1)材料科学方向以高温陶瓷材料为背景,注重材料性能及结构表征研究、新材料研发,兼顾材料工艺设计与开发,以高温陶瓷材料和冶金工程专业的交叉融合为特色。

(2)材料工程方向以无机非金属材料为背景,注重与材料的规模化工业生产相关的理论及技术,以生态建筑材料新工艺、新设备开发为特色。

(3)材料应用方向以建筑材料为背景,注重建筑材料在土木工程中的应用,相关理论和技术以及土建施工过程中建筑材料的物流和管理,以建筑材料与土木工程及工程管理专业交叉融合为特色。

4.课程设置体系的构建

结合学校学分制改革,材料科学与工程专业2009版培养方案对原有培养方案总学分进行了压缩,课程设置由必修课、选修课(公选课、限选课、任选课)、实践性教学环节3部分组成,其中适当压缩必修课(尤其是专业必修课),增加了专业类选修课,提高了实践环节的比重,更加注重扩大学生知识面,培养学生的实践、创新能力。2009版培养计划中必修课、选修课、实践性教学环节三者比例为53∶22∶25。

课程体系设置在充分满足三个培养方向所需的共同理论与实践基础的同时,还按照三个方向各自的特点处理好各个方向之间的交叉、渗透和融合。三个方向具有相同的基础课和专业基础课,如:数理化、制图、英语以及材料科学基础、材料工程基础、材料研究方法等公共基础及专业基础课;在专业课模块中,开设具有各自特色的专业方向课和专业方向选修课,在满足学生兴趣的同时,扩大学生的知识面。

为了规范课程内容及知识体系,学校以材料科学与工程专业规范为依据,结合材料四要素,确定了知识领域、知识单元和知识点三个层次的知识体系。由知识点的任意组合来确定教学大纲,使课程体系更具体,实现课程设置、教学大纲的规范化,克服了任意设课、课程名称与教学内容不符等弊端。

5.教学手段、方法的改进

随着现代化教学手段不断成熟,多媒体课件、各类专业课程网站逐渐走进课堂,多媒体动画将繁杂的公式、实验等以动态化的形式向学生讲授。通过近几年的努力,我院《材料工程基础》、《土木工程材料》已获评省级精品课程,《材料科学基础》、《材料物理性能》获评校级精品课程。并在原有“材料与标本陈列馆”的基础上,结合先进网络技术和数字技术,建设“材料与矿物数字博物馆”网站,提高材料类相关学科及课程的教学质量。在双语教学方面,2007年开始在专业选修课部分增加双语内容,为了让学生更快的了解材料学科的前沿发展,学校在2009版培养方案中将双语课程提升为专业必修课,极大地促进了双语教学的开展。

6.创新平台的搭建

近年来,学校利用多年来在材料科学与工程领域所积累的雄厚的科研实力和完备的科研设施条件,不断为本科教学搭建平台。以“产学研”结合的培养模式,科研带动教学,加强本科生实践创新能力培养。学院依托“省部共建西部建筑科技重点实验室”;“国家级材料工程领域人才培养模式创新试验区”;8个国家级、省部级以上工程中心;10个校企工程中心和12个校外实习基地的建设,听取来自科研、生产一线的校外专家意见,着力实现理论教学和实践教学内容与社会的发展需求紧密结合,解决好青年教师和学生实践能力不强的问题,提高师资总体水平,改进实习基地及实验室条件。确保既有“科工贸并举,理工管渗透”的培养方向,又具有培养知识面宽、基础雄厚、综合实力、实践能力较强的复合型、创新型材料类本科专业人才的培养目标。

四、结束语

1.我校材料科学与工程专业本科按照材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养,从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。

2.我校材料科学与工程专业按照材料的四要素确定了合理的专业培养目标及课程教学体系,并按照学科发展不断完善培养方案、规范课程教学,促进教学质量的提高。

3.学校通过创新平台的搭建,使教学内容及实践环节更贴近社会发展的需要,按照“产学研”结合的培养模式,以科研带动教学,同时促进学生实践能力及创新能力的提高,有助于培养知识面宽、基础扎实、实践能力较强的创新型材料类专业本科人才。

参考文献

1 张胜利、张小绒.厚基础宽口径培养高素质人才――关于高校本科教育培养模式的思考.中国林业教育,2007(4):11～14

材料科学与工程专业范文第3篇

关键词：道路材料科学与工程；研究生；实践教学；创新型人才

中图分类号：G643.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）14-0152-02

一、引言

道路工程作为国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化的交通工具，在现代运输体系中发挥着极为重要的作用。目前，我国公路交通建设正在由规模扩张型向规模与质量效益并重型转变，国家日益重视交通特种材料的研究与创新人才培养体系建设，组织开展了多项技术难题的科技攻关和研究团队建设，在基础理论研究和新材料开发等方面取得了丰硕成果，特别是具有自主知识产权的新材料在工程建设中的应用，对建立资源节约型、环境友好型交通所要求的节能减排、环境保护等技术起到了有力的推动作用，并培养了大批优秀的研究和工程技术人员。然而，由于缺乏先进的实践教学模式和创新体制，限制了广大研究生实践能力的提高和创新型人才的培养，不利于交通材料领域人才培养体系建设和可持续发展。

作为工程科学技术的承载者，新的生产力的创造者，工科研究生创新与实践素质的水平不仅制约着工科科学与技术的传承与发展，还决定着工程实践的开展乃至工业化进程的推M。同时，作为一门材料科学与工程和交通运输工程相结合的学科，其在实践教学方面的成熟模式很少。因此，为了适应现代工程教育与建设的需要，本论文结合道路材料科学与工程专业特点，提出合理的创新型人才培养实践方案，并根据长安大学材料学院道路材料科学与工程专业实验、实践教学改革实践经验，推进道路材料科学与工程专业实验教学内容、方法、手段、队伍、管理及实验教学模式的改革与创新。

二、道路材料科学与工程专业创新型人才培养实践教学模式的理论依据

首先从当代公路交通建设对道路材料科学与工程专业人才的需求特性出发，研究创新型人才的特质与具体表现形式，依赖创新学、材料学理论，研究道路材料科学与工程专业创新型人才的特质，同时调查分析目前我省各高校道路交通领域研究生的创造能力表现，采用对比分析查找我国道路材料科学与工程专业研究生与国际上先进国家相比在创新力上存在的差距，查找我国道路材料科学与工程专业在研究人才培养模式上与国外的差异，从中研究分析研究生创新培养存在的问题。然后研究道路材料科学与工程实践教学的理念、教学机理，制定适合我校的道路材料科学与工程专业创新型人才培养实践教学模式的理念和教学机理，作为深化教学改革，全面推广和系统设计道路材料科学与工程专业创新型人才培养实践教学模式的重要理论依据。

三、我国道路材料科学与工程专业现行实践教学发展现状

首先，在全国分别选取5所不同类型的兄弟院校，根据学校的办学定位以及社会对不同层次人才的需求分析，依照工科研究生创新素质的构成要素、内在结构、要素间的交互作用机理以及其三要素驱动模型，运用层次分析法构建出我国道路材料科学与工程专业研究生创新素质发展现状的评价指标体系。其次，依照设计出的评价指标体系、遵循量表设计的一般原则，设计出道路材料科学与工程专业创新素质发展现状量表，并选取研究样本进行测量。再次，依托测量数据，从整体视角和分类视角对道路材料科学与工程专业研究生创新素质的发展现状进行分析，实现对学生实践能力和创新素质发展现状及存在问题的总体把握。

四、实践教学模式框架构建和系统设计

结合我校传统专业特色与教学经验，改革实验教学内容，在相关学科专业和课程建立包括基础实验、综合实验和工程实验等不同能力层次，既与理论教学有机结合又接近交通运输、土木建筑等工程实际的综合实验教学体系，设计实验教学项目与教学大纲，实行因材施教。

为促进高层次人才培养与社会经济建设的有效沟通与有机结合，联合领域内具有优质资源的科研院所、大型企业集团组建联合培养基地，建立以培养研究生创新思维和创新能力为核心、以培养高层次研发型、应用型人才为重点的研究生培养平台。其中，“长安大学―青海交科院研究生联合培养示范工作站”已获陕西省教育厅批准，成为陕西省研究生联合培养示范工作站（如图1所示）。

并且，已建立严格的校外实践管理细则。将负责人听课制度，以任课教师考勤为基础、负责人听课为辅助、管理部门不定期抽查为重点、学生评课为补充的方式，构建考勤、听课、查课、评课四位一体的教学检查制度。要将教学检查结果与学生评奖评优及中期考核等环节挂钩、与教师考核评价挂钩，督促学生与任课教师重视课堂教学环节。要按照学校及设站单位制定的文件要求加强研究生论文开题和中期考核工作，严格工作纪律，对未通过开题报告及中期考核者，提出学业预警，给予延期开题、补修、延期毕业等相应处理，不允许其进入研究生培养的下一阶段。研究生院组织工作人员对研究生论文开题、中期考核情况进行随机抽查，审核预警制度的执行情况。将进一步加大学位论文重复率检测力度，对重复率超过15%的，研究生院将通报导师、约谈学生并要求限期整改。还将进一步加大学位论文盲审比例，尤其加大未参加盲审的硕士学位论文的抽查力度。校外研究生培养平台的建立，不仅能加快科技转化，还将大幅提升我国交通领域高端科技人才的培养质量和水平，提高学生创新性综合素质，完善创新型人才培养体系。

五、加强实验室管理的软件建设

根据材料学院实验室建设现状，制定或修订《高等院校道路材料科学与工程专业实验室管理条例》、《道路材料科学与工程专业实验教学工作规程》、《道路材料科学与工程专业实验教学研究中心开放管理条例》等管理文件，建立一套科学合理的实验教学管理规章制度，包括：实验教学人员、实验工作人员岗位职责，实验人员考核、培训办法；仪器设备维护与管理制度；实验操作基本制度；安全检查制度；实验室基本信息收集制度等。

六、Y语

通过研究与国际交通建设发展水平实质对等的、基于工程教育专业的实践教学方案和人才培养体系，为我国的道路材料科学与工程专业研究生实践教学培养探索了新途径。本文提出道路材料科学与工程专业创新型人才的特质与要求，为我校高等教育发展到新阶段一切以学生为本、注重专业内涵建设、重视质量提升提供了新思路。

参考文献：

[1]王伟，王殿君，申爱明，林顺英，陈亚，代峰燕.基于CDIO人才培养模式的机械电子工程专业实践教学体系的改革与探索[J].安徽师范大学学报（自然科学版），2010，33（2）：136-138.

[2]王振军，李辉，俞鹏飞，陈华鑫.材料类大学生创新能力培养新举措[J].教育教学论坛，2016，（9）：48-50.

[3]闫绍峰，廖国进，曾红，王宏祥.工程型人才培养模式下的实践教学体系构建[J].实验室研究与探索，2014，33（6）：223-226.

[4]王斌.全日制工程硕士研究生实践能力培养研究――以T大学为个案[D].广州：华南理工大学，2012.

[5]穆晓星.全日制工程硕士研究生实践能力培养的研究[D].北京：北京工业大学，2013.

材料科学与工程专业范文第4篇

在材料科学与工程专业的本科教学工作中，本科学生在高年级就开始学习材料科学与工程专业的基础课程和专业课程。其中在材料科学与工程专业课程教学中，在讲述材料的制备工艺方法中讲述过原位反应自生法制备复合材料。原位反应自生法是制备金属基复合材料，金属陶瓷复合材料，以及金属间化合物/陶瓷基复合材料的主要方法。原位反应自生法是在一定条件下通过化学反应在基体内原位生成一种或几种增强相从而达到强化的目的。这种方法可得到增强体颗粒尺寸细小，热力学性能稳定，界面结合强度高的复合材料，是一种很有前途的颗粒增强复合材料制造工艺。原位反应自生法制备复合材料由于具有可以达到净近尺寸成形的优势，所以能够广泛应用于工程领域中。在材料科学与工程专业的本科课程教学中，在材料加工工程和材料制备方法中都讲述过原位反应合成技术。此外还可以将原位反应自生法制备复合材料作为一项实验教学内容安排学生进行实验，使学生认识和了解原位反应自生法制备复合材料的工艺过程。所以原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业教学实践中得到广泛的应用。本文首先讲述原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程，并讲述原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业教学实践中的研究和讨论。并对原位反应自生法制备复合材料的未来发展趋势进行分析和预测。

二、原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程

为了克服传统方法制备的复合材料存在增强体颗粒尺寸粗大，热力学不稳定以及界面结合强度低等缺点，出现了原位合成技术，即在一定条件下通过化学反应在基体内原位生成一种或几种增强相从而达到强化的目的。原位自生法是通过原料粉末中的某些化学反应生成所需要的反应产物并通过热压烧结工艺制备出复合材料试样。原位反应自生法可得到增强体颗粒尺寸细小，热力学性能稳定，界面结合强度高的复合材料，是一种很有前途的颗粒增强复合材料制造工艺。目前报道的原位合成技术主要有原位反应热压烧结技术，原位复合技术，定向氧化技术，熔体浸渍技术，反应结合技术及自蔓延高温合成技术等。定向氧化合成技术是利用放热反应在金属或金属间化合物基体中原位分散金属间化合物或陶瓷颗粒或晶须的原位复合技术。原位自生法是通过反应物之间的反应生成所需要的反应产物并通过热压烧结工艺实现致密化。原位合成法是利用化学反应在原位生成补强组元-晶须或长径比较大的晶粒来补强基体材料的制备工艺。原位合成法主要具有如下优点：简化工艺，降低材料成本，实现特殊显微结构设计和获得特殊材料性能，具有很好的热力学稳定性。金属间化合物/陶瓷基复合材料的制备方法主要有原位复合技术和定向氧化技术以及原位反应热压烧结工艺。可以采用原位反应热压烧结工艺制备金属间化合物/陶瓷基复合材料。原位复合技术是由于金属间化合物反应的形成热相对较低，因而采用自蔓延燃烧时系统不易达到较高的绝热温度，故一般采用原位复合技术制备和合成复合材料。原位复合技术是利用放热反应在金属或金属间化合物基体中原位分散金属间化合物或陶瓷颗粒或晶须的原位复合技术。传统的方法是将粉末压坯在恒定速率下加热到可使反应自发的产生并在整个混合物中处处发生反应。定向氧化技术是定向金属氧化工艺可用于制备金属基复合材料。原位反应热压烧结工艺是将原位反应和热压烧结工艺相结合制备致密的复合材料。

三、原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用

原位反应自生法主要用于制备金属陶瓷，金属间化合物，金属间化合物/陶瓷复合材料等。在材料科学与工程专业的教学课程中，其中材料加工工程和材料制备与合成方法讲述过原位反应自生法。原位反应自生法同粉末冶金技术和液相烧结技术一样都是材料制备技术。原位反应自生法同样是热加工工艺，原位反应自生法涉及到反应物高温化学反应制备产物的过程。在材料科学与工程专业课程的课堂教学中，在有些专业课程中原位反应自生法只是作为了解，对于原位反应自生法制备复合材料的具体内容和制备工艺步骤的研究和应用了解很少。所以就需要在材料科学与工程专业的实践教学课程中增加一些关于原位反应自生法制备复合材料的实验课程。通过原位反应自生法制备复合材料的实践教学活动可以使学生认识和了解原位反应自生法制备复合材料的原理，制备工艺过程以及对经过原位反应自生工艺后得到的金属基复合材料烧结制品的物相组成，显微结构和性能进行研究，使学生通过对复合材料的制备与研究过程可以加深学生对材料科学与工程专业课程学习的认识和了解。对于本科学生的教学实践课程，可以在本科学生的本科专业课程设计和本科毕业设计过程中安排采用原位反应自生工艺制备金属基复合材料和金属陶瓷复合材料的教学内容。例如采用原位反应自生工艺可以制备金属陶瓷复合材料，先将金属陶瓷粉末通过压力成型工艺制成坯体，并通过原位反应自生工艺和高温烧结工艺制备金属陶瓷复合材料。高温烧结工艺可采用常压烧结工艺，热压烧结工艺和放电等离子烧结工艺以及热等静压烧结工艺。采用原位反应合成工艺可以制备金属间化合物/陶瓷基复合材料，通常先将金属间化合物粉末和陶瓷粉末通过压力成型过程在一定压力下压制成具有一定形状和致密度的预制件，通过原位反应自生法和高温烧结工艺形成金属间化合物/陶瓷基复合材料。高温烧结工艺可采用常压烧结工艺，热压烧结工艺和放电等离子烧结工艺以及热等静压烧结工艺。有时将原位反应自生法和热压烧结工艺相结合制备致密的复合材料烧结块材。通过实验教学过程使学生认识和了解到原位反应自生法制备金属陶瓷复合材料的制备工艺过程，提高学生对专业课程学习的认识和了解。使学生通过实验教学认识和了解了原位反应自生工艺制备复合材料的制备工艺原理，使用方法和制备过程，以及对得到产物的物相组成和显微结构进行分析和测试。原位自生法可以制备金属基复合材料，金属陶瓷复合材料等。采用原位反应自生法可以制备颗粒增强的金属基或陶瓷基复合材料。

原位反应自生工艺制备复合材料涉及到反应物在高温下发生化学反应生成反应产物的过程，原位反应合成技术操作过程比较简单，对设备要求较低，只需要高温烧结炉，可以进行现场操作，因此可以作为本科学生的实验课程教学内容，可作为材料科学与工程专业课程的辅助教学实验，也可以作为本科专业课程设计和本科毕业设计教学内容。使学生通过实践教学来加深对材料科学与工程专业课程的认识和掌握。使学生认识到金属基复合材料的制备过程以及金属陶瓷复合材料的制备过程等，并使得学生对原位反应自生法得到的烧结制品进行分析和测试，使学生对材料的分析和检测水平有较大的提高。对于拓展学生的知识面有很大的帮助。为本科学生以后的本科专业课程设计和本科毕业设计打下坚实的实验基础。

四、原位反应自生法制备复合材料的未来发展趋势和应用

原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程领域有着广泛的研究和应用。原位反应自生技术由于制备工艺简单，成本较低，对设备要求较低，只需要高温烧结炉，所以被广泛的应用到金属基复合材料，金属陶瓷复合材料，金属间化合物/陶瓷基复合材料等的合成与制备中。利用原位反应自生法可以开发新型的金属基复合材料和金属陶瓷复合材料以及金属间化合物/陶瓷基复合材料。采用原位反应自生技术可以开发出很多种类型的金属基复合材料和金属陶瓷复合材料。所研究和开发的材料种类也逐渐增多，应用范围也越来越广泛。原位反应自生技术在材料科学与工程专业教学与实践中也得到广泛的推广和应用，原位合成技术已经成为材料科学与工程专业实践教学课程进行的实验内容。所以本文作者认为应该在材料科学与工程专业的教学实践中增加一些采用原位反应自生技术制备复合材料的实验课程。

材料科学与工程专业范文第5篇

关键词： 环境材料 环境工程 教学实践

材料是人类社会进步和人民生活水平提高不可缺的物质基础。生产材料是消耗资源与能源的大户，也是造成环境污染的主要源头，但是材料还是开发能源和治理环境污染的重要保障。

90年代初，人类认识到在生态环境保护的重要战略意义和世界各国纷纷走可持续发展道路的背景下，国际材料界出现一个新的领域――环境材料。它是一个涉及材料科学、环境科学、管理学及经济学等多学科的综合与交叉的新领域。

农业院校环境工程专业开设环境材料课程可以使环境工程专业的学生毕业后，把可持续发展的思想运用于科研、生产，使各种环保产品的生产工艺流程更合理更趋于环保，对提高环保素质是一种有益尝试。

近年来，有些高校为环境相关专业的本科生或研究生开设了环境材料课程，但作为一门新课程，知识信息量迅速增加，课程内容不断得到拓展和更新，深化教学研究迫在眉睫。

为了促进农业院校环境工程专业开设环境材料的教学工作，笔者从农业环境工程专业的自身学科特点和人才培养目标，从教学内容、教学方式和课堂教学与自主学习的分配等方面进行了探讨。

1.课程的定位和特点

目前，在国内清华大学、北京工业大学、兰州大学等高校针对高年级大学生开设了环境材料课程，都取得了较好效果。我校作为一个地方性农业高校，为适应社会发展，以服务地方经济为目标，2010年针对环境工程专业拓展课里增设了环境材料选修科。该课程密切联系科研和生产实际，旨在使学生掌握主要环保材料的制备方法的基础上，了解一些新型材料在环境中的应用潜力，了解产业化的环境材料产品商业化的状态、程度和应用情况及经济性，拓宽学生的知识面，提高其继续深造和就业能力，同时提高他们的环保意识。

由于本课程涉及面广，尤其涉及很多材料化学方面的知识，因此在讲授过程中尽可能地使多学科相融合、贯通；同时，课堂教学采用启发式或讨论式的教学方法，理论结合实际，引导学生加深对所学知识的理解和应用，提高学生学习本课程的兴趣和积极性。

2.教学的实践与探索

2.1整合教学内容，凝练教学特色。

环境材料课程涉及领域非常广泛，如能源材料、净化材料、环境替代材料、功能高分子材料、智能材料及降解环境材料等。我校开设的环境材料作为一门专业选修课，设在第5学期，课时为32学时，因而结合农业院校特色，课程教学内容的精练和整合必不可少。通过对几种环境材料教材的对比和筛选，并结合教学实践，选用冯玉杰编著的《环境功能材料》作为参考，主要针对近年来适用于农业地区的特殊条件的环境净化材料、吸附分离材料、新能源材料进行讲授。具体教学内容和学时分配如下表所示。

表 教学内容和学时分配

第一章净化材料中主要讲授目前环境领域的科研热点和商业前景的材料电催化材料、光催化材料、湿式氧化材料、微波材料；第二章吸附分离材料中主要讲授环境监测和污染治理领域有关的离子交换分离材料，吸附树脂分离材料，纤维吸附分离材料；第三章新能源材料中主要讲授与农村固废资源化有关的生物质能和21世纪最有潜力能源氢能。讲授中重点放在这些新材料的组成、制备方法、环境中应用原理基础上，分析各种材料的研究现状和发展趋势。讲授过程中不必面面俱到，在深入钻研教材的基础上确定授课内容，重新整合，用简练、准确、通俗的语言把讲授内容表达出来，使学生一听就懂。

2.2结合科研和商业案例，提高学习兴趣。

因为该课程中涉及内容较多，理论深，如果进行抽象的讲解则对于环境工程专业本科生来说枯燥，难度大，且与他们关系不大，所以学生兴趣不浓厚。教师对环境材料教学内容，一般由理论易到难，逐步深入，此外要考虑对学生学习兴趣的一定的刺激程度，增强案例的趣味性。在本课程教学中，为了优先吸引学生的注意力，每讲一种新型材料时，讲解材料的制备和应用远离前，想办法为学生创设新颖真实的科研和商业案例的情境，由此吸引学生的注意力，再由该情景过渡到课本核心部分――材料的组成、制备及应用原理。比如讲光催化材料时，先采用生动的形象、真实的画面展示“自洁玻璃”在浴室门窗、厨房门窗玻璃、汽车玻璃等应用；结合“非典”事件，展示TiO■光催化剂，投入台湾使用收效显著案例。另外，介绍世界上发达国家知名公司，如英国PilkingtonActiv公司、日本TOTO公司、美国PPG公司、德国GEA公司等，研发光催化材料产品推向市场的现状。讲生物质能时，首先以动画形式介绍农村新能源开发典型案例，如浙江富春江环保热电股份有限公司和山东京能生物质发电有限公司等。根据这些事实，先丰富学生的想象力，激发学生的兴趣和求知欲，然后讲解材料的制备和净化原理，达到教学目的。

2.3教学过程中“以人为本”发挥学生的主体作用。

教学的实质是教和学有机结合、教师和学生的良性互动过程，在以往的教学中强调教师的主导性而把学生单纯地视为教育对象，忽视学生主体地位，往往以教师为主导，无视学生的主观能动性。在本课教学过程中，讲授重点放在使学生掌握新材料的组成、制备方法、应用原理，理解相应内容的基础上，把材料的实际应用现状和趋势采用讨论和讲座形式，发挥学生主体作用。具体实施方式如下：

2.3.1讨论部分：讲授一种材料后将所对应材料的应用现状任务下达给部分学生，一般每种材料分给两组，学生三名一组，针对每种材料学生根据兴趣自愿报名，但保证每人都轮到一次。等学生根据数据库、相关报道、汇总内容，在消化基础上进行PPT汇报。汇报内容经班级交流，教师引导学生讨论，对不足内容给予补充和修正，汇报成绩由学生给定，作为平时成绩。在汇报和讨论中，学生非常积极，气氛特别活跃。这样就充分发挥了学生的主体性和创造性，帮助他们跳出被动灌输的困境，成为学习的主人。

2.3.2讲座部分：讲座是大学中的一种重要学习途径。在听讲座过程中，有助于学生在短时间内较全面地掌握科研动态、商业行情并开阔视野，还可以领略各行各业专家的口才艺术，学到课堂上学不到的知识，提高他们综合素质的一种教学活动形式。本课中每章结束后通过课外时间，针对各种新型材料的应用现状和发展趋势方面邀请周边材料领域企业家和专家安排讲座，讲座过程中安排答疑，解决学生的疑问，提高学生的学习兴趣。

2.4网络环境下强化引入材料发展新信息，打破课堂教学的时空限制。

随着科学技术的不断发展，新型环境材料不断出现，不断有新的研究成果被报道，但课程的学时有限，案例教学往往难以让学生在单位时间内获得全面。为了充分利用业余时间，让学生进一步拓宽学生的知识面，利用网络环境，组建班级QQ群、微信群等，创造开放、民主、轻松活跃的学习环境。首先，教师可以利用学校的网络数据库资源作为课堂教学的辅助手段，提供最新科研成果的链接，也可以有目的地当今国内外环境功能材料研究中的一些最新研究成果或科教片。其次，给学生一定的认知时间，让学生多角度、深层次地对研究成果进行剖析。最后，网上互动交流，学生与学生、教师与学生可以即时互动。通过不同观点之间的碰撞、辩驳、补充，进一步提高对最新研究成果的认识。

3.结语

环境材料作为新世纪材料科学发展的方向，渗透于各门材料专业课的教学之中，尤其是对环境工程专业学生来说，是在以可持续发展的思想制备材料，应用材料，保护环境，提高环保素质教育方面作出的有益尝试。经过三年来对农业院校环境工程专业学生开设环境材料课程的实践，在教学内容及教学方法上结合专业特点，采用灵活多样的教学方法，促使学生积极参与教学互动，提高教学质量，取得一定的教学效果。在以后的教学中应继续就课程教学体系建设进行进一步的探讨与实践。

参考文献：

[1]朱光明.材料化学课程的内容设置及其与材料科学的关系[J].大学化学，2004，6.