材料科学与工程导论

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材料科学与工程导论范文第1篇

关键词：卓越工程师；课程体系；培养；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）06-0191-03

教育部于2010年6月正式启动“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量的各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。在《国务院关于进一步促进贵州经济社会又好又快发展的若干意见》和《贵州省工业十大振兴产业规划》中都把材料产业确定为贵州省支柱产业之一，工业总产值占全省工业总产值的37%。贵州省材料产业急需一批高质量的工程技术人才。2011年贵州大学正式启动了“卓越工程师培养计划”，材料科学与工程专业成为试点专业。材料科学与工程是贵州大学传统优势和特色专业、贵州省示范专业、国家一类特色专业、国家专业综合改革试点专业，具有材料科学与工程一级学科博士学位和硕士学位授予权。要实现材料科学与工程卓越工程师的培养目标得通过相应的课程体系来完成，科学合理的课程体系是成功实现培养目标的主要载体，它能够培养学生具有良好的知识、能力和素质结构。本文对材料科学与工程卓越工程师培养计划中课程体系进行深入分析，总结了启动卓越工程师培养计划试点工作以来，材料科学与工程专业根据学校的办学定位和学科特点，利用与贵州省材料产业企业紧密合作的优势，积极开展优化专业课程体系工作。

一、材料科学与工程专业课程体系及实施的现状

贵州大学材料科学与工程专业目前的课程体系可以概括为“通识课程+通识拓展+学科大类+专业教育+个性课程+实践环节”的结构体系。多年来，我校材料科学与工程专业课程体系形式上发了一些变化，但多数课程都是延续了以前金属热处理专业的课程，理论教学内容无太大变化，知识体系相对稳定。教学方法与手段上除了增加了多媒体技术之外，理论教学过程与工程师培养尚存在差距。当前，由于高校普遍存在“重学历、重科研、轻教学”的现象，真正走上讲台为学生授课的老师趋于高学历、年轻化；真正有工程经验的教授却很少走上讲台，这很不适宜于工程师培养。而作为工科高校人才培养的重要环节方面――实践教学环节，材料科学与工程专业实践教学环节由校内工程训练和校外实习组成。其中校内专题实验是经过实践教学改革整合为单独的实验课程：《材料专题实验Ⅰ》、《材料专题实验Ⅱ》、《材料专题实验Ⅲ》。但多年来，由于学校的人才政策的原因，导致专业实验师资队伍严重不足，使其理论教学与实验教学总是存在脱节的现象，且实验内容简单，不系统，而学生对实验教学也不够重视。另外，在校外实习方面，材料科学与工程专业实习也存在一些问题，一是实习经费低，不利于实习的安排；二是由于企业存在安全和保密的问题，企业不愿意接收学生到现场实习。以上原因导致学生认识实习和生产实习都形同走马观花，以至于学生对实际工程缺少直接接触，对材料制备和检测技术认识不够深入，实习达不到应有效果。

二、卓越工程师课程体系的设置与改革

材料科学与工程导论范文第2篇

关键词：材料专业;创新型本科人才培养;教学改革实践

目前，材料科学迎来新一轮高速发展，半导体材料、结构材料、高分子材料、敏感与传感转换材料、纳米材料、生物材料及复合材料等成为材料科学与工程科学领域研究与发展的主导方向。我国材料科学领域中长期发展规划立足于国家重大需求，将自主创新、提高核心竞争力和增强材料科学领域持续创新能力作为战略重点，对材料类人才培养提出了新的要求，其中创造力是最核心的要求。然而，我国高校传统的教育模式过于重视教师的主导作用，忽视了学生批判性思维的训练、创新精神的培养及创新能力的提高，限制了高水平创新型人才的挖掘和发展。

近年来，我校充分依托学科优势，在材料类本科教学上不断进行新的探索，逐步确立了“启发创新思想、强化创新基础、培养创新能力”的人才培养理念，建立了“四阶递进，三体并举”的材料学科高水平创新型本科人才培养体系，实现了创新人才培养的系统性和长效性。

一、“四阶递进，三体并举”创新型本科人才培养体系的内容与实践“四阶递进，三体并举”创新型本科人才培养体系是指针对不同阶段学生的特点，通过创新文化氛围建设依次递进地帮助学生激发学习兴趣、启发创新思想、训练实践技能、提升创新能力，进而培养创新人才;按照培养创新型人才要求的知识结构，依托学校雄厚的师资、先进的研究平台及高水平的科研成果，开展师资体系、课程体系、实践体系“三体”建设，对创新型人才培养形成强有力的保障。该体系旨在推进和加强创新文化的熏陶和影响，切实落实创新人才培养目标，真正实现学生创新能力的培养和提高。

1.改革教学计划，“四阶递进”，培养创新人才

我校针对新材料技术发展特点和趋势，探索设立了强化数理基础的“理科班”、与国际接轨的“国际班”和瞄准前沿方向的“纳米班”，在通识教育基础上根据培养目标和学生需求分类培养，制定专门的培养方案，完善课程间的衔接，去除陈旧重复内容，并将工艺教学内容纳入自主学习平台和创新实践过程中。强化“理论物理”、“量子力学”等基础课程，增加计算材料学、集成计算材料工程、材料基因组技术等材料研究新方法的内容。在保障材料学科创新型人才必需的基础上，在教学体系中引入“四阶递进”的创新思想培养方案，解决了教学体系中涉及的知识面较窄、教学内容相对陈旧及“灌输式”课堂教学等问题。

一是依托优质师资力量，名师导学，激发学习动力。我校材料学科目前拥有教授189人，其中包括院士5人，首届国家级教学名师1人，国家级教学团队1个，长江、杰青等领军人才10人。新生入学伊始，依托材料学科教学名师、科研领军人物的人格魅力和最新科研成果，按“一班一师”由知名学者小班授课，讲授“材料科学工程导论”课程（1学分），使学生初入大学就有机会接受名师指导。通过与名师进行课堂交流，使新生感受到教师对科学的执着热爱和钻研精神;通过名师讲授，开通“本科生课堂”与“世界一流科研工作”之间的“直通车”。同时，授课名师担任该班大学四年的学术导师，引导学生了解专业，开阔视野，激发学习动力。通过该课程的设置，在大一阶段激发学生专业兴趣、引导学生确立正确学习目标。

二是依托学科国际影响力，创办中国材料名师讲坛，启发创新思想。我校材料学科在美国的ESI检索中始终排在全球前1%，特别是已位列第9位，在国际上有重要影响。依托学科国际影响力，2003年在教育部、科技部和国家自然科学基金委员会的支持下，我校创办了“中国材料名师讲坛”，至今已邀请65位（国外33位、国内32位院士）世界顶级材料大师来校授课（可获1学分），为广大学生创造聆听大师教诲、与大师面对面交流的平台。在此基础上，《中国材料名师讲坛（第一辑）》于2012年出版公开发行。

三是依托高水平科研平台，开展创新活动训练实践技能。我校材料学科拥有强大的科研团队、一流的科研平台（1个国际研究机构、7个国家级研究平台、1个国家级教学示范实验中心）。从大二下学期到大四上学期，鼓励学生自主联系教授，开展课外创新活动，每年组建80个左右的创新训练团队，完成项目的学生可获1学分。大学生的科研训练项目（SRTP）全部来自学院教授的国家级、省部级科研项目。通过实践锻炼和检验，使学生接受基本的科研创造训练，增强实践技能，其中表现突出的学生在本科阶段发表文章或申请专利。

四是依托学科最新研究成果，改革毕业设计环节，提升创新能力。学生第七学期在教授指导下开展调研，自主发现问题并提出研究方案，第八学期直接进入实验环节。通过这一举措，有效地延长了学生毕业设计时间，加深了学生对课题的认识，使学生毕业设计工作真正与教授的最新研究进展相结合。教授积极将自己的最新研究内容应用于本科生毕业设计，大大提高了毕业设计的水平和取得创新成果的几率。

2.完善培养体系，“三体并举”，提供强力保障

在教学团队、课程体系、实践平台方面开展创新，通过构筑师资体系、课程体系、实践体系“三体”建设，建立了将教师科研成果及时融入本科教学内容的有效机制，探索出将科研平台服务于学生自主创新平台的有效途径，以满足学生自主创新的需要。

一是通过团队建设构筑优质师资体系。完善考核制度，将承担本科生课堂教学32学时作为教授年度考核合格的必要条件，实现了教授给本科生上课率达到100%;设计了以课程或课程体系为单位，高水平科研团队向高水平教学团队“转变”的战略。以课程体系为单位组织教学团队，开展教改研究，在岗位评聘和职称晋升方面向优秀教学团队倾斜。例如，材料学教学团队（首届北京市优秀教学团队，2010年国家级教学团队）充分发挥团队中3位教学名师的带头作用，借鉴国家精品课程“材料科学基础”的建设经验，定期开展集体教学研讨活动，全面提高团队教师队伍的教学工作水平。

二是通过课程改革丰富专业课程体系。鼓励教师将最新科研成果纳入本科生教材，与专业课教学相结合，使学生尽早接触学科前沿，实现“以研促教”，培养学生创新精神。曲选辉教授将课题组在粉末冶金方面的最新研究成果作为“材料科学与工程导论”的重要内容，极大地激发了学生的创新兴趣。每年申请到该课题组开展创新实践的学生络绎不绝。康永林教授在本科生课程“轧制工程学”中引入“新一代钢的薄板坯连铸连轧工艺”（国家“973”课题）的研究成果，并编写出版了教材《轧制工程学》（北京市精品教材）。

三是通过平台建设拓宽学生实践体系。建设“材料科学基础”等自主学习平台（该成果获北京市高等教育教学成果二等奖）和材料虚拟实验室，使学生不受时间空间限制，自主学习和开展创新研究;依托国家重点实验室等18个国家和省部级研究平台以及46个团队实验室，建设了51个本科生创新实践平台;在实践环节中，组织本学科特色比赛，主办全球显微结构摄影大赛、全国大学生金相技能大赛，提供成果展示平台;与美国“量子设计”公司、德国“卡尔蔡司”建立联合实验室，在材料测试、科学研究和实验教学方面进行合作。

3. 面向未来，“未雨绸缪”，多模式培养

创新型人才成长受到多种因素影响，科研、工程建设中不同的岗位需要不同类型的创新型人才。未来创新型人才的培养，需要不断更新教育理念，更需要不间断的教育实践。为此，我校进行了多模式培养的探索。2007年，“理科实验班”探索数理基础对高水平创新人才成长的作用。2008年，“国际班”探索国际化视野如何促进人才成长。2010年，申请“纳米材料与技术专业”并进行专业综合改革，探索“厚基础、大科学、融合创新”的培养模式。

各模式下的成功经验相互借鉴，不断凝练，共同促进，有力地推进了我校材料学科的本科教育教学改革。相关经验对提高我国高校本科教育教学质量具有参考意义和推广价值。

二、人才培养体系的实施效果

培养高水平创新型人才是当今时代的呼唤，“四阶递进，三体并举”人才培养体系的构建，为进一步完善和探索高校本科生创新教育模式奠定了基础。该体系着重解决了在材料专业创新人才培养过程中存在的四个方面的教育教学问题：传统课程以知识讲授为主，教学体系涉及的知识面较窄，内容相对陈旧，难以调动学生主动性，缺乏对于学生创新兴趣、创新思想的启发以及对创新能力的培养;缺少将教师科研成果及时融入本科教学内容的有效机制;受实验教学资源制约，专业课实验教学缺乏将科研平台服务于学生自主创新的有效途径，不能满足学生自主创新的需要;教学设计不能充分满足社会对材料类人才的需求，不能满足学生多样化的学习发展需求。

经过近十年的探索，我校实现了材料类高水平创新型人才培养的突破，对新时期材料专业高水平创新型人才培养具有重要的示范作用和推广价值，受到其他高校和社会的好评。该成果也获得了2014年度国家级教学成果一等奖。

1. 形成了崇尚创新的文化氛围，培养学生创新精神

“中国材料名师讲坛”已成为我国材料领域最重要的讲坛之一，吸引了一些著名学者主动要求前来讲学。学院累计万余名学生聆听了世界大师的教诲，同时还吸引了清华大学、钢铁研究总院等近20所高校、科研院所学生参加，达到了以世界大师为我校之大师、以科学之思想为创新之思想的目的。同时，高水平多层次的科学论坛、学术交流和科技竞赛培育了崇尚创新的文化氛围。

2.搭建了长效实践平台，学生创新能力得到显著提高

5年来，本科毕业生深造率从46%提高到65%，特别是到清华大学、北京大学以及美国斯坦福大学、英国剑桥大学、德国亚琛工大等国内外著名单位深造的人数从每年80余名增加到了220余名;学生课外创新活动参与率从不到40%增加到80%以上;获得了30个国家级和北京市级创新项目奖，其中5项获全国“挑战杯”奖项;本科生发表SCI论文179篇，申请专利79项。缪成亮同学获2011年度“Charles Hatchett”奖（Nb微合金化领域国际最高奖），这是该奖项设立33年来首次由中国研究团队获得;王乐在Nature Materials、 Applied Physics Express等杂志上发表13篇论文，总影响因子达50.5。

3.体系应用情况良好，示范作用突出

材料科学与工程导论范文第3篇

“化学工程与工艺专业”是工科专业，是与实际生产联系紧密的一个专业。所以我们在本科的四年的学习中，不仅要掌握化工相关的理论知识，跟要理论联系实践，逐渐接触实际的工业生产过程，为将来毕业参加工作打下坚实的基础。这次的认识实习课正是我们面向实践的一地步，让我们实地参观常见机械，了解电工知识和技能，了解工件生产的基本流程。

大二的时候我们已经学习了《化工导论》和《画法几何与工程制图》这两门课，对常见的机械零件（如内外螺纹紧固件、轴、齿轮等）有了一定的了解，但仅仅是停留在书本图片上的认知。此次去材料所的认识实习，让我们对机械设备、机械零件有了立体的、感性的认识。

认识实习的目的是理论联系实际，使课堂的理论教学与生产实践中的机械设备密切结合，使学生加深理解已学过的机械设计方面的基本理论知识；在实习中初步培养学生对机件和机械的感性认识；增强学生读懂复杂图纸的能力；为提高学生的工程设计能力，为下一步专业课程的全面学习打下良好基础。

二、实习内容简述

12月14日，我们来到化院材料科学研究所，展开了约两个小时的“认识实习”课程，王老师是我们此次课程的主讲人。中山大学材料科学研究所成立于1985年，前身是国内第一所abs中试车间。主要研究方向是高分子复合材料及功能材料的应用基础研究和新材料的开发研究；固态变相理论和实验研究；金属和陶瓷功能材料研究；高tc超导材料及超微粉末、非晶等新材料制备技术等。

王老师向我们介绍了金工的三大工种：机床工、钳工和电焊工。其中对机床工、常用机床及钳工做了详细的解析，并亲自向我们演示了车床的车削过程和钳工用锯的方法。我将实习笔记结合网上查找的相关资料，整理如下：

1.机床工

材料科学与工程导论范文第4篇

关键词：材料科学概论;教学模式;高职

中图分类号：G642.2 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）36-0258-02

材料与人类密切相关，是人类物质文明的重要基础。材料、信息和能源是现代文明的三大支柱，而材料又是一切发展和进步的前提。作为当代大学生，尤其是材料专业的大学生，有必要对生活中出现的各种材料有所了解、熟悉，拓宽专业及相关专业的知识面，《材料科学概论》就是在此背景下开设的一门课程。该课程是我院材料工程系冶金、热处理和质检三个专业开设的一门材料类理论限选课，授课时间集中在第三学期，内容包含广泛，有金属材料、陶瓷材料、有机高分子材料、复合材料和新型材料（纳米材料、智能材料、超导材料、生物材料、非晶态合金、形状记忆材料）等，大纲要求尽量让学生对各种材料有一个广泛的系统认识，为后续的专业课学习打下一定的相关理论知识基础。结合我系教师和学生的实际情况，对《材料科学概论》的课程教学模式进行了教学内容、教学方法、教学手段和考评机制等多方面的积极探索，取得了一定的成绩，并提出了一些建议。

一、调整教学内容

目前国内关于各种材料概论的教材有数十种，针对高职院校学生的学习特点和教材的难易程度，对教材进行了筛选，选定了王主编的《材料科学与工程导论》（机械工业出版社出版的普通高等教育规划教材）作为教学用书。全书共有十章，主要讲授了人类四大基础材料（金属材料、陶瓷材料、有机高分子材料、复合材料）的基本理论知识，并对一些传统的以及近年来新型的热点材料（纳米材料、智能材料、超导材料、生物材料、非晶态合金、形状记忆材料）进行了重点介绍，通过对材料的特点、用途和发展前景的阐述，激发了学生对材料专业的兴趣。

根据大纲要求，本课程学时安排为32学时。对于教材中的任何一种材料，都可以是一门专业，在32学时内不可能让学生全部详细地掌握各种材料，如果教师一味地追求教学进度，肯定会导致教学效果受到严重影响[1]。教师应当仔细分析教材，根据教学计划的安排，及时调整授课内容，对章节内容进行筛选优化。材料系所有专业学生在第二学期均开设了一门《工程材料》课程，学生对金属材料的知识已经基本掌握，对《材料科学概论》课程内容进行调整，剔除金属材料章节，重点讲授陶瓷材料、有机高分子材料和复合材料三部分，新型材料主要以生活中的实物实例辅助讲授，非重点章节要求学生自主学习。

二、丰富教学方法

《材料科学概论》由于内容的多样性和复杂性，要求学生记忆的知识点非常多，尤其是遇到一些抽象的内容，学生更提不起学习兴趣，如何引导学生对所学知识产生兴趣是非常重要的。

首先，改变传统的“填鸭式”教学，使学生觉得上课是一件有趣的事。在教学中，教师可以适当增加教学互动环节，让学生的思维活动起来，脑子运转起来，加强师生间的直接沟通。比如非重点章节可以要求学生课后去搜集资料，做一个相关内容的PPT，在课堂上由学生进行讲解，其他学生对不懂的地方或有不同见解的地方进行提问、讨论，师生共同去解决问题。

其次，教师也可以将近年在材料方面与课本内容相关的科研、专利或课题成果引入课堂中，让学生对“神秘的”研究有一个感性结合理性的认识，比如在讲授无机非金属材料时，结合当前的热点，把“一种对烧结温度敏感的钛酸铋基无铅介电陶瓷材料”的新专利引入到教学中，让学生在学习功能陶瓷材料基本理论的同时，对相关的最前沿的技术有所了解，拓展学生的知识面[2]。

再者，课堂上教师可以运用幽默的语言和动作来描述讲解的内容，让学生在轻松欢乐的氛围下学习，减轻学习压力，增加学习兴趣。

三、优化教学手段

传统的黑板教学已经不再适应现代教学（尤其对于工科生），教师应当积极地去探索新的科学的教学手段。教学手段应当充分发挥为教学服务的特点，不应拘泥于一种手段，只要能提高教学效果都应当主动尝试。多媒体是现代教学中非常重要的一种辅助工具，教师应充分发挥其优势，将文字内容结合图片、动画、视频等资源，充分调动学生的好奇心，激发学生的学习兴趣，让学生变被动、厌学为主动、想学。在使用多媒体辅助教学时要注意，教师不能一味地依赖PPT来完成教学任务，PPT的教学相较板书而言，其速度快得多，适当地结合板书，使学生在PPT学习过程中更容易做好笔记并记住知识点。其次，教师对于每堂课PPT的内容应当把握适当，内容如果太多，教师不但讲得吃力，而且学生吸收也困难;内容如果太少，对于32学时的内容而言，授课进度会受到极大的拖延[3]。结合学生的学习能力，上课内容的深浅程度，把握好每堂课的量，根据经验，最好控制在25～30页。

每节大课的最后十分钟留给学生进行讨论，对本次课的内容进行交流，查漏补缺;也可以给学生布置预习任务，为下节课的学习作好准备。

四、完善考评机制

传统的期末闭卷考试“一卷定高低”的考核形式已经不再合适，教师应当结合学生平时的各方面表现来评价一个学生的成绩。我院结合学生的实际情况，实行了“6+4”评分机制，期末卷面成绩占总评分的60%，平时成绩占总评分的40%，其中平时成绩可以根据学习内容的差异和教师的灵活掌控调整比例。比如在本门课中，授课教师采取了多种不同的考核方式进行评分：平时作业、考勤情况、堂内测验、回答问题、分组讨论、课堂纪律表现、笔记记录情况等，通过这些评分，了解学生的学习态度、学习兴趣、学习能力和知识掌握情况，根据学生的真实表现，加分、扣分，不偏不倚，让学生获得一个真实的平时成绩。学生在期末考试前获得自己的平时成绩，针对期末目标，及格抑或高分，做出相符的复习方案。

五、结语

通过近几年对《材料科学概论》的教学内容、教学方法、教学手段和考评机制等方面教学模式的探索，教师积累了一定的经验，学生在新知识获取上也更加轻松。在取得一定成绩的同时，我们也应当注意，在实践中发现仍有一小部分学生在本门课的学习中非常吃力，究其原因，很大程度上因为他们是文科生，这类学生物理、化学基础差，有些甚至没学过，在碰到无机非金属材料和有机高分子材料时完全摸不到方向，最基本的概念诸如“化学键”、“官能团”等都没听说过。作为理论限选课，主要目的是让本专业学生学习与专业相关的前沿科学技术知识，但32学时的课时安排不允许教师花太多时间在讲解基本概念上，建议学院在招收材料专业学生时尽可能以理科生为主。伴随着新材料的不断涌现，知识的更新换代也异常迅速，新的教学问题也会不断呈现，只有教师紧跟时展、及时更新知识、调整教学模式，才能在传授知识的道路上立于“不败之地”。

参考文献：

[1]刘丰收，王婴，申东升.高分子材料课程教学改革与实践[J].广东化工，2011，38（1）：222-223.

材料科学与工程导论范文第5篇

[关键词]表面工程技术；研究生课程；教学方法

[中图分类号]G643[文献标识码]A[文章编号]10054634（2016）05004403

0引言

表面工程是指对机械零件表面进行涂覆、改性或复合处理，以改变零件表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，并获得所需特殊表面性能的系统工程。表面工程技术的最大优势是能够制备出优于零件本体材料性能的表面渗层/镀层/涂层等改性层，赋予零件更好的耐磨、耐蚀、抗疲劳、耐高温等性能[1]，已成为现代科学研究高新技术发展和机械工程应用中新材料制备的关键技术之一。

目前，表面工程技术已经成为一门独立的技术和研究领域，世界上各高校均开设相关表面工程类的学科或方向，如英国伯明翰大学冶金与材料学院设有表面工程方向、美国凯斯西储大学工程学院等设有表面工程方向、加拿大阿尔伯塔大学化学与材料工程系设有表面科学与工程方向等等。国内已有大连理工大学开设材料表面工程专业，南昌航空大学开设的材料表面与界面工程专业，这些专业为学校自主开设的专业，为材料科学与工程专业下的二级学科。其它工科类院校虽然没有设立专门的学科专业，但一般均开设有相应的研究方向，如材料表面工程、材料表面改性等。

随着我国科教兴国、人才储备等战略的提出，以及家庭对教育重要性的认识提高逐步，我国各大高校的规模不断扩大，研究生招生的数量也不断增加，如何保证研究生培养质量，对各大高校提出了更高的要求[2]。

1中美大学新生教育内容的比较分析对材料表面工程专业或表面工程方向的学生来说，目前市面上见到的相关书籍或教材主要有徐滨士等编著的《材料表面工程》、赵文轸等编著的《材料表面工程导论》以及王振廷等编著的《材料表面工程技术》等。以赵文轸等编著的《材料表面工程导论》为例，该教材首先从理论上论述了固体表面的晶体构造、理化特点以及表面强度等问题，然后就表面工程中10个大类表面技术的原理、工艺特点、应用领域进行了论证和说明，最后介绍了表面工程中常用的一些分析和测试方法。尽管教材突出了先进性，但其中理论性的内容相对较多，应用方面的内容较少，一些新兴的复合技术等未能涉及[3]。目前大多数高校的教师对材料表面工程类课程的讲解均是以这些教材为蓝本，这对注重基础、课时充足的本科生教学是比较合适的。研究生与本科生相比，是一个特殊的学生群体，学生自身的理解能力进一步增强，且研究生教学学时比本科课时少，往往少于32学时，一般为24学时甚至16学时，因此，如果采取和本科生同样的教学方式，一方面讲解的内容难以取舍和完成。另一方面难以调动学生的积极性，往往教学效果一般[4]。

2适合研究生的新型讲授思路和方法探讨

研究生课程培养目标：通过课堂教学，使学生了解表面工程的相关理论，掌握表面工程技术的工艺方法，为将来从事材料科学与工程方面的生产、管理及研究奠定基础。培养要求：通过本课程的学习，使学生能够了解目前主流表面工程技术的基本原理，掌握典型表面工程技术的制备方法和工艺过程，掌握材料成分、组织结构及性能的测试分析和评价方法，具有获取表面工程技术新知识和运用新知识的能力，将来能够解决材料领域生产及研发过程中遇到的实际问题[5，6]。

基于笔者多年对材料表面工程类课程的学习和笔者对《材料表面工程导论》《功能薄膜等离子体辅助加工技术》和《材料合成与制备方法》等研究生课程的教学实践，根据表面工程学科“综合、复合、交叉、系统”的特色，经认真归纳总结和分析，提出了《材料表面工程技术》研究生课程讲授的结构体系：由传统制备技术到现代制备技术，由固态制备技术到气态（真空）制备技术，由污染环境型技术到环境友好型技术，由单一制备技术到复合制备技术，采用逐步过渡、逐层推进的方式进行讲授。以1门24学时的《材料表面工程技术》研究生课程为例，应该采用的典型教学框架为：基础知识部分4学时，典型专项技术部分16学时，新型复合技术部分4学时，如图1所示。具体讲授方法如下。

课程的第一部分应利用4个学时进行基础知识方面的介绍，包括表面工程技术的意义及发展历程，在这一部分，要首先介绍表面工程技术出现的背景和现实意义，回顾整个技术的发展历程，以及标志性的历史事件，以激发学生的学习兴趣，为进一步学习各种专项技术奠定理论基础。

课程的第二部分利用16学时重点对典型的专项技术进行介绍，主要是基于表面工程技术的发展进步和各类专项技术之间的关系，由传统制备技术到现代制备技术，即先讲授热扩渗技术（包括渗氮、渗碳、渗金属、热浸镀等），再讲授高能束技术（包括离子束技术、电子束技术、激光束技术等），最后介绍沉积技术（包括喷涂、蒸发镀、溅射镀等），各类专项技术之间内在的逻辑联系是改性层与基体之间的结合状态由冶金结合到机械结合逐渐过渡，如图2所示。

各类专项技术的讲授方法是由固态制备技术到气态（真空）制备技术，由污染环境型技术到环境友好型技术。以热扩渗技术的讲授为例，该部分内容可分两个层次进行讲解，第一部分讲授热扩渗非金属元素（包括氮、碳、硼、硅等），由固体热扩渗（固体渗碳），接着讲授液体热扩渗（盐浴渗氮），再讲授气体热扩渗（气体渗氮、渗碳）、真空热扩渗（真空渗氮、真空渗碳、等离子渗氮等），最后讲授该类技术的最新发展（活化屏等离子体渗氮、渗碳）；第二部分讲授热扩渗金属元素（包括锌、铝、铬、钛等），这部分亦是先讲授液体热扩渗技术，再讲授气体（真空）热扩渗技术。

以上这些工艺技术主要通过“渗进去”和“长出来”两种工艺过程实现，使材料表面组织发生相变（化学反应），进而使材料表面具备新的力学性能（硬度、抗疲劳等）或功能性（热、电、磁等性能），达到材料表面改性的目的。因此，在具体讲授某一种技术时，可以采用案例式教学结合生产实践[5，6]，首先向学生介绍该技术的工艺过程，明确该工艺过程实现的是材料的“渗进去”还是“长出来”，接着让学生认识到该工艺过程是否是材料表面组织发生相变，发生什么相变，然后让学生理解发生相变的原因，最后向学生介绍这种技术特点及其应用。

以热扩渗技术为例，在讲授气体渗碳时，可以汽车齿轮渗碳为案例，借助多媒体软件（PowerPoint和视频）进行讲解。首先向学生介绍该技术的工艺过程：即渗碳工艺制定―齿轮预处理―装炉―升温―通入含碳介质―保温―降温―出炉。在讲授过程中要重点强调工艺制度的制定，包括齿轮热处理工艺的制定和渗碳工艺的制定。而预处理的过程包括齿轮的淬火和回火以及装炉前的除油、除垢。通过讲解，使学生认识到：（1）该工艺过程实现的是碳元素的渗入；（2）由于碳元素的扩散渗入，在齿轮的表面与铁元素发生化学反应，形成铁的碳化物，由于表面碳化物的生成，在齿轮表面由表及里形成了典型的ε-Fe3Cε-Fe3C+α-Feα-Fe梯度组织；（3）表面组织的改变，使齿轮表面的硬度、耐磨性和疲劳强度显著提高，实现汽车齿轮的改性。其中在（2）的介绍中，向学生重点强调在碳元素在扩散过程中，碳浓度的变化规律，然后结合Fe-C相图，分析扩散过程中可能生成的新化合物相。这样，在整个技术讲授过程中既有理论又有实践，两者协同统一，达到良好的教学效果。

鉴于表面工程新的发展趋势以及复合表面工程技术的优越性，在各类专项技术讲授完毕后，在课程的第三部分利用4学时讲授一些新型复合表面工程技术，如热扩渗和气相沉积薄膜复合、离子注入和磁控溅射镀膜复合、微弧氧化和强流脉冲电子束复合、等离子喷涂和激光氮化结合等。

以上是以24学时为例进行说明的，如果讲授学时少于或多于24学时，教师只需要对上述各个部分、各个层次内容的学时作相应的调整即可。

3结束语

针对研究生教学对象和教学课时的特殊性，根据笔者多年学习和讲授经验，设计出更适合表面工程类研究生接受和学习的新型讲授体系、思路和和方法，经笔者及相关教师的教学实践证明，教学效果良好，受到学生的普遍欢迎，值得推广应用。

参考文献

[1] 师昌绪，徐滨士，张平，等.21世纪表面工程的发展趋势[J].2001（1）：17.

[2] 王辉，徐晓莉，王环.浅谈研究生实践教学与理论教学[J].中国科教创新导刊，2012（29）：4547.

[3] 赵文轸.材料表面工程导论[M].西安：西安交通大学出版社，2003.

[4] 张微，张津，曾英.“材料表面工程”课程教学改革[J].四川兵工学报，2008，29（2）：125126.

[5] 王云龙，王淼，秦月梅. 将“表面文章”做到实处―高校“表面工程”课程教学初探[J].考试周刊，2012（84）：155156.

[6] 谭晓京，李本昌，胡颖慧，等.高等工科院校全日制专业学位研究生实践教学的探究[J].课程教育研究（新教师教学），2013（16）：16.

Discussion on a new teaching method for graduate course of material

surface engineering technology

Liu Ruiliang1，Yan Mufu2，Qiao Yingjie1

（1. Key Laboratory of Superlight Material and Surface Technology of Ministry of Education，College of Material Science

and Chemical Engineering，Harbin Engineering University， Harbin，Heilongjiang 150001，China；

2. National Key Laboratory for Precision Hot Processing of Metals，School of Materials

Science and Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin，Heilongjiang 150001，China）