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材料科学研究范文1
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材料科学研究范文2
一、金属间化合物材料的概述和应用
金属间化合物是指以金属元素或类金属元素为主组成的二元或多元系合金中出现的中间相。金属间化合物主要指金属与金属间,金属与类金属之间按一定剂量比所形成的化合物,金属间化合物有的已是或将是重要的新型功能材料和结构材料。金属间化合物的历史由来已久,金属间化合物的研究已经成为材料科学研究的热点之一。人们发现许多金属间化合物的强度并不是随温度的升高而单调地下降,相反是先升高后降低。因为这一特性,掀起了新一轮金属间化合物的研究热潮,使金属间化合物具备了成为新型高温结构材料的基础。现在已研究出许多方法和措施,用来改善和提高金属间化合物的塑性,为将金属间化合物材料开发成为有实用价值的结构材料打下基础。金属间化合物是航空材料和高温结构材料领域内具有重要应用价值的新材料。金属间化合物强度高,抗氧化性能好和抗硫化腐蚀性能优良,优于不锈钢和钴基,镍基合金等传统的高温合金,而且具有较高的韧性,因此金属间化合物被公认为是航空材料和高温结构材料领域内具有重要应用价值的新材料。金属间化合物材料作为近20年内才发展起来的新材料,相对于传统金属材料具有特殊的优点和规律,广泛用于制备金属间化合物基复合材料。金属间化合物相对于金属材料为脆性材料,相对于其他材料则具有一定的韧性,并且具有相当高的塑性。某些金属间化合物还具有反常的强度-温度关系,在一定的温度范围内,强度随着温度的升高而升高,这对高温结构材料的开发和应用给予很大的希望。此外许多金属间化合物材料具有良好的抗氧化性能,耐腐蚀性能和耐磨损性能,如Ni-Al金属间化合物和Fe-Al金属间化合物材料。因此采用金属间化合物和其他材料相复合制备复合材料可以提高金属间化合物材料的力学性能。
金属间化合物具有一系列的优异性能是最具有吸引力的新一代高温结构材料和表面涂层材料。金属间化合物的种类非常多,近年来国内外主要研究集中于Ni-Al金属间化合物,Ti-Al金属间化合物,Fe-Al金属间化合物等含Al金属间化合物的研究。目前金属间化合物材料已经研究和开发的较为广泛。许多金属间化合物材料已经用于铸造,锻压和高温熔炼等。金属间化合物材料具有高温强度好,高温抗蠕变性能强,抗腐蚀性能好,抗氧化性能好等优点,且在一定的温度范围内金属间化合物的屈服强度随着温度的升高而升高。但是金属间化合物材料作为使用的结构材料,还存在硬度低,断裂韧性差以及高温强度低等缺点。将金属间化合物与其他材料进行复合制备金属间化合物基复合材料,以制备出兼具有二者优点的复合材料是当前的重要研究和发展方向。金属间化合物材料具有较高的加工硬化率和较特殊的高温性能,因而被认为是下一代高温结构材料和高温耐磨损材料之一,特别是在改善金属间化合物材料的塑性后,更是受到了广泛的重视和研究。为了进一步提高金属间化合物材料的综合性能,很多研究工作者在金属间化合物材料中加入强化相制备金属间化合物复合材料,即形成金属间化合物基复合材料。可以向金属间化合物中加入碳化物硬质相制备耐磨损的金属间化合物基复合材料。金属间化合物材料具有许多优秀的性能而被广泛的应用到工程领域中。
二、金属间化合物在材料科学与工程专业教学实践中的研究和应用
金属间化合物材料由于具有许多优异的性能而被广泛的应用在工程领域中,所以应该在材料科学与工程专业的课堂教学和实践教学中增加一些金属间化合物的知识和内容。金属间化合物材料主要包括Al系金属间化合物材料,主要有Fe-Al金属间化合物,Ni-Al金属间化合物,Ti-Al金属间化合物等,还有其他的如Cu-Al合金,Cu-Zn合金以及Ni-Ti合金体系等金属间化合物材料。由于一般常用的金属间化合物是由两种金属元素形成的化合物并具有典型的二元相图,所以可以通过认识和了解金属间化合物学习和掌握二元相图的知识内容。此外金属间化合物材料的制备工艺方法也有很多,主要有金属熔炼法,高温自蔓延反应合成法,机械合金化法,反应烧结法,粉末冶金工艺等多种方法。其中反应熔炼法是将不同种金属元素放到熔炼炉中进行熔化形成金属合金熔体使其均匀混合并冷却形成金属间化合物材料。高温自蔓延反应合成方法是通过反应放出大量的热量维持反应继续进行最终形成所需要的金属合金材料。机械合金化工艺过程是利用高能球磨机把两种纯金属粉末放入球磨罐中并加入适量的添加剂进行球磨,粉末的制备由机械合金化过程完成,块体的制备则由烧结过程实现,机械合金化工艺是一种固态反应的过程。机械合金化技术是近年来发展起来的一种材料制备方法,机械合金化工艺通过对粉末反复的破碎,焊合来达到合金化的目的,由于合金化过程中引入大量的应变,缺陷以及纳米级的微结构,机械合金化制备的材料具有一些与传统方法制备材料不同的特性。通过机械合金化工艺就可以制备出金属间化合物粉末。粉末冶金技术是制备金属间化合物材料比较常用的一种方法。以单质或合金粉末为原料,一般是先用塑性加工的方法把粉末制备成所需要的复合材料制件,然后在烧结同时实现了制件的成型。反应烧结法是将不同种金属元素粉末通过热压烧结工艺或者常压烧结工艺形成金属间化合物块体材料。金属间化合物材料的制备通常采用粉末冶金工艺进行制备。
由于金属间化合物材料原料成本较低,制备工艺不复杂,所以对于金属间化合物材料的制备和性能的研究工作可以引入到材料科学与工程专业的实验教学工作中。可以在实验教学的课程中增加金属间化合物材料的制备和性能的研究内容,例如通过反应熔炼法,机械合金化方法和粉末冶金法等制备金属间化合物材料,并对金属间化合物材料的结构和性能进行研究。通过以上实验教学过程可以锻炼学生的实践能力和分析能力,还可以加深学生对材料科学与工程专业知识内容的认识和了解。在上述实验方法中,其中机械合金化工艺是比较实用并且能够在实验室里进行的。机械合金化工艺是将两种不同的金属粉末混合并经过高能球磨过程制成金属间化合物粉末,并通过烧结过程制备金属间化合物块材。机械合金化工艺可以在实验室里进行,可以安排学生通过机械合金化工艺制备金属间化合物材料。此外在本科学生的专业课程设计和毕业设计期间也可以安排学生进行金属间化合物材料的制备和性能的研究工作。通过对金属间化合物材料的制备和性能的研究工作,使得学生充分的认识和了解金属间化合物材料的性能特点,并加深学生对所学习的材料科学与工程专业课程知识内容的认识和了解,使得学生对材料科学与工程专业的课程内容有一定的掌握和熟悉,并通过实验教学过程提高了学生的实践能力和分析问题解决问题的能力,扩展了学生的知识面。所以本文作者认为应该在材料科学与工程专业的实践教学过程中增加一些关于金属间化合物材料的实验课程,并以金属间化合物材料的制备和性能的研究内容作为实验教学课程,这将有助于提高学生的实践能力并扩展了学生的知识面,这为本科学生以后学习材料科学与工程专业的知识内容打下坚实的实验基础。
三、金属间化合物材料未来的研究方向和发展趋势
材料科学研究范文3
[关键词]土木工程材料;教学模式;科研项目;创新
土木工程学科历来是国家经济建设的支柱产业和支柱学科之一,随着科技的发展及时代的需求,社会对土木工程专业人才也提出了更高的要求,土木工程专业的学生必须具有良好的实践能力及创新能力。《土木工程材料》作为土木工程专业的一门重要专业基础课,具有基础性、实践性强的特点,且与其他公共基础课及专业课紧密衔接,起着承上启下的作用,是学生接触专业知识的桥梁。后续的各门专业课几乎都要涉及“土木工程材料”的内容,在土木工程专业人才培养方案中占有重要地位。笔者在多年的教学中发现土木工程材料种类繁多,从无机到有机,从金属到非金属,各种材料的成分、性质差异很大,各种材料相对独立、联系较少、综合性强、系统性差、跳跃性大,所以学生难以建立概念,易感到枯燥乏味,学习兴趣不高,导致教学难度加大。因此,研究与探索对现有土木工程材料传统教学模式的改革与创新,探索科研实践、课堂教学与工程能力培养有机结合的教学模式,从而为学生进一步学习土木工程专业基础课及创新能力的培养具有重要的意义。
1 土木工程材料课程与科研项目相结合教学模式的必要性
土木工程材料的发展日新月异,新材料、新技术、新工艺、新产品层出不穷,因此,课堂讲授的内容应具有很强的适应性、先进性和适度的超前性。授课教师若掌握各种材料的最新研发动态,并能结合在研科研项目,将其作为教材内容的补充,从而克服教材内容的局限性。在传统的教学模式下,学生对教学内容的工程背景不了解,缺乏基本的感性认识,学生对土木工程材料课程与后续专业课程之间的关系不了解,更不[楚土木工程材料课程对今后所从事的工作的重要性和意义。此外,土木工程材料课程具有教学内容繁多,且各章节内容相对独立,逻辑性不强,叙述性知识多等特点。采用传统的课程教授方法使学生很难分清主次,且学生学习时易感枯燥。笔者除进行日常教学外,还承担了较多的科研工作,研究领域涉及新型绿色胶凝材料及其混凝土、高性能混凝土及其应用、普通混凝土高性能化研究、混凝上掺合料、新型墙体材料、高性能减水剂等,其中很多成果己经应用于工程中,并取得了良好的经济效益。若将科研成果与日常教学相结合,不仅能提高课堂授课效果,使学生知识层次更丰富,还有益于推进现有土木工程材料课程教学模式的改革创新与实践。
2 嵌入科研项目的土木工程材料课程教学改革探究
根据笔者多年的教学经验和上述探索,构建出嵌入科研项目的土木工程材料课程教学模式,如图1所示。
2.1 根据土木工程材料技术的新发展,不断优化课程内容
《土木工程材料》课程具有理论性、实践性和应用性很强,且同时材料科学、新技术、新理论发展很快等特点,因此教师在对课程的授课内容中应重视土木工程材料课程体系结构的基础性、系统性、先进性、技能性和前沿性。在课堂的教学中,教师可将经典的土木工程材料理论与现代材料技术相互结合,这样一方面可以加强经典理论与现代应用技术体系的联系,另一方面可以加深学生对重要基本概念和理论以及新材料应用技术的理解。此外,还可根据课程章节适当引入典型的工程实例,开阔学生的视野。除了结合工程实际案例外,特别注意及时引进新材料和新技术,以及教学团队近年取得的高水平研究成果。经典理论和工程实际案例的引入,有助于提高学生的学习兴趣,能更好地将理论专业知识与实际工程应用结合起来,增强理论联系实际的能力。
2.2 结合科研项目创新改进理论课程的教学方法
以往的填鸭式教学方式往往导致学生学习的内动力不足,学生的兴趣和求知欲望不高,因此如何激发学生的学习兴趣是课程改革必须解决的一个重要课题。为了丰富教学手段,应在教学方法中加以创新,培养和调动学生学习兴趣。把一些已有的科研成果或科研项目引入教学过程中,有目的、有计划地使学生掌握和具备一些基本的科研能力,使学生能逐渐熟悉和掌握解决实际问题的基本科学方法;通过教学培养学生的智能,着力培养思维方法;结合教学开展科研,通过对学生进行科学思维的训练,使学生从接受知识逐渐转向探索问题、解决问题,进而培养学生的创造性和独立工作能力,使学生感觉到基础理论课的重要性,从而激发他们对基础理论课程的学习热情。
2.3 改革与加强实践教学,突出培养创新意识与工程能力
土木工程材料课程的教学目的是让学生能够熟练掌握各种建筑材料的性能、用途、制备和使用方法,以便在设计和施工中合理地选择和正确地使用。因此,如何在土木工程材料课程中培养学生的实践能力和创新能力显得尤为重要。为提高学生的参与度,提高学生的实践能力,学院对实践教学大纲进行了改革, 开设了开放实验,增设设计型、研究型和综合型实验,同时注重理论课与实践环节的有机结合。此外,针对部分学生对教师的科研项目比较感兴趣的情况,结合土木工程材料课程教学的基础理论和方法,指导老师根据其国家基金项目、校级课题等科研项目合理确定本科毕业设计课题,让学生直接参与部分科研工作。整个过程学生通过参与课题研究,锻炼了动手能力,提高了学习能力,协助老师解决与研究项目相关的科学难题,培养学生应用所学知识解决科研问题的能力及创新意识,为学生今后从事科学研究打下基础。
3 结语
针对当前土木工程材料课程教学模式的特点和存在的问题进行分析,提出并构建与科研项目相结合的《土木工程材料》课程教学模式,包括根据土木工程材料技术的新发展,不断优化课程内容;结合科研项目创新改进理论课程的教学方法;改革与加强实践教学等方面。通过这些方面的改革能够极大地激发学生的学习积极性,培养学生的实践能力和创新能力,同时也能提高学生的科研水平和兴趣。这对人才培养和课堂教学质量具有重要的意义。
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材料科学研究范文4
市环境保护科学研究院自1980年成立以来,在市环保局的正确领导和大力支持下,先后完成了基本设施建设、机构建设、人才队伍建设、学科建设和制度建设等方面的工作任务,使科研、发展与建设同步推进。到20世纪90年代末期和21世纪初期,奠定了市规模较大、学科较全、科研成果较多,为市环境保护事业提供科技支持最为有力的地区级综合性环境科学与技术研究机构的地位。
20多年来,市环境保护科学研究院的科研机构已发展为9个研究所、中心和实验室,即大气环境研究所、水环境研究所、生态环境研究所、环境规划研究所、环境评价所、环境工程所、固体废物管理中心、科技信息中心、综合实验室。科研能力及部分实验仪器设备能够基本满足社会的空气、水、生态环境及固废污染控制、环境管理、环保技术与产品开发等研究的需求。同时形成了一支在省内外环保科技领域具有较大影响的科技人才队伍,研究成果多项获国家、四川省、市科技进步奖,并为市出台的环境保护规章与规范性文件,以及专项规划等的制订提供了重要的理论和技术支持。
经过多年特别是近几年的努力,市环境保护科学研究院在队伍建设上有了长足发展。现有科研与辅助人员近100人,其中教授级高工4人,高工12人,研究人员中多名具有博士、硕士学位。年龄结构逐渐合理,专业配置逐步完善。在以科研工作为中心的前提下,各项工作得以稳步推进。
二、牢记历史责任,正视工作不足
党的以来,是我国经济发展、全面建设小康社会的重要时期,而在建设中面临的突出问题之一就是资源短缺和生态环境问题。党的“十六大”为我国环境科技发展指明了目标,按照“五个统筹”的要求,我们要进一步转变思想观念,走新兴工业化道路,大力发展循环经济。贯彻落实“五个统筹”、“五个坚持”,是实现科学发展观的根本要求,也是全面建设小康社会的根本保障。特别是近年来市委、市政府在推进城乡一体化建设,努力实现“建设中国西部创业环境最优、人居环境最佳、综合实力最强的现代特大中心城市”的“三最”战略目标中,作为环保科技工作者,我们对解决环境问题,建设资源节约型、环境友好型社会和实现可持续发展负有重大的责任。我们将以循环经济理念作为相关重点科研方向,为市的社会经济发展提供更强有力的环境科学技术支持。我们始终认为,经济发展不能破坏环境和人的健康,削弱社会全面发展和可持续发展的能力;人与自然和谐发展,是我们社会发展的长远大计。因此,我院把坚持生产发展与环境保护和生态建设的统一,大力发展循环经济,形成有利于减少环境污染的生产模式和消费模式作为科技工作重要的指导思想。我们始终以保护环境为已任,以科学技术为先导,全面提升科技能力,努力实现单一管理型研究方式向以紧紧围绕市委、市政府重大战略部署和中心工作的战略性、前瞻性重大环境问题的认识、管理、决策的创新型研究方式的转变,以提高政府在环保科学决策中发挥更重要的作用。在发生重大环境问题的认识和跟踪上,建立相关机制,开展相关问题的研究与判断,提出对策和解决方法。在开发和推广生态工业与循环经济产业链接技术上,引导资源高效利用,促进区域可持续发展。
近年来,市经济发展正处在快速发展的关键时期,环保任务十分艰巨和繁重。对照新形势对环境保护工作的要求和我们肩负的历史重任,我们认为在工作中还存在不少差距和不足,应从多方面加以解决。一是人才建设,需要培养更多影响力较大的学科带头人;二是学科发展,需要对最新动向掌握更及时更全面;三是实验室建设,需要加大力度,购置更多的先进仪器设备;四是体制和机制建设,需要进一步调整,以适应形势;五是科研经费,需要稳定投入渠道。
三、坚持大胆改革,促进科技创新
2004年,我院按照市的统一部署,在实行人事制度改革的同时,紧紧围绕以科技发展为中心,对院体制、运行机制及科技创新等进行了大胆改革,并在实施中不断调整和完善,运行情况良好,达到了预期效果,实现了在改革中稳步推进,在推进中不断发展。一是在整体发展上,迈向规模化。2004年将原科研所改为科研院,扩大了规模,提高了层次,为科技工作上台阶提供了更好的条件;2005年经批准,市固体废物管理中心成立并在我院挂牌,实行一套人马、两块牌子,有利于市固体废物污染控制的研究处理和规范管理。二是在体制建立上,实行“一院两制”。针对财政拨款的严重不足和院发展需要,将院部门分类别设置,即设科研专门部门,属非营利性部门,使科研力量相对集中,保持了一支精干高效的研究队伍,保证为政府环保决策、环境管理服务提供技术支持和从事公益性研究任务的完成,研究中的保障经费由院提供;设科技服务部门,实行半企业和市场化管理;设行政后勤部门,主要为科研工作做协调管理服务。三是在制度创新上,突出实效性。建立了《科研课题管理办法》、《科技人员技术考核标准》、《科技人员业务考核办法》、《质量管理手册》、《绩效考核办法》,以及逐步建立以聘用制为基础、竞争为核心的用人制度和符合现代管理需求的分配制度等。四是在人才建设上,实行培养与引进相结合。积极派送人员到国内外培训、学习。近年来,共培训人员200多人次,投入经费近100万元,并广泛引进社会高层次人才。五是在学术交流上,努力营造科研氛围。院定期不定期地组织内部学术交流,还经常与大专院校、兄弟科研院所进行广泛交流。
四、加强基础研究,增强服务能力
随着形势的发展和社会进步,环境管理的要求越来越高。市环境保护科学研究院领导和职工深刻认识到要能很好地为市政府环境管理提供高质量、高层次的技术支持,必须洞晓国内外环境管理科学发展动态,掌握相关基础理论和现代科学技术,才能提供具有科学性、前瞻性、实用性的服务。为此,我院非常注重选择市环境管理,特别是市在创建国家环境保护模范城市中迫切需要解决的课题,集中优势科研力量攻关。近年来,组织申报和承担了市及所属区、市、县一系列重点科研项目,取得了丰硕的成果。
近年来,市在建设发展中实施了一系列的重大战略举措,如走在全国前列的推进城乡一体化建设,实行“项目年”、创“实现工业新跨越,增创服务新优势,开拓现代农业新局面”等,使得战略实施与环境保护之间的矛盾更为突出。既要发展经济,又不破坏环境,要求必须在两者间找到一个平衡点,也就是要找到环境的承载力,才能保证发展是健康和可持续的。对此,市环境保护科学研究院承担并完成了大量的市环境管理的规章、规范性文件、专项规划和管理办法等编写工作,主要有:“市大气污染防治规划”、“市生态环境保护与建设规划”、“市医疗废物集中处置设施建设规划”、“市有机食品发展规划”、“市环境保护十一五规划”、“市重点小流域水污染防治规划”、“沱江、岷江段污染防治规划”、“市十一五生活垃圾处理规划”、“市水污染防治管理办法”、“市固体废弃物管理办法”,以及辖区内区、市、县的相关课题等,不少课题已达到国内领先水平,为政府管理提供了很好的服务和技术支持。
“市大气质量现状调查和污染控制对策研究”,该课题对市的工业布局、电力行业、机动车、扬尘等污染源提出切实可行的控制对策,研究成果整体水平居国内前列,其中大气颗粒物理化特征分析、污染源解析和大气污染控制对策等研究达到国际同类研究工作的水平。
“市危险废物现状调查及污染控制对策研究”课题,对市危险废物的产生量、贮存量、处理能力及情况等摸清了底数,并提出了解决问题的具体办法和措施,研究成果达国内先进水平。
“市中心城区水环境管理及决策支持仿真服务系统”研究项目,是我院利用航天仿真技术在城市环境治理与仿真科技的结合方面开创了成功先例,该研究成果在系统性、综合性和创新性方面均在国内同类研究处于领先水平,将为市政府进行水环境治理提供动态的、科学的、定量的决策支持与咨询服务。
近年来,生物多样性保护是国际上普遍关注的热点之一,也是我国生态环境管理的重要方面。“市府南河(城区段)水生生物多样性保护对策研究”课题,对建设城市水生生态环境,拓展城区水域环境的多种功能,以及提高城区水域的景观、休闲和娱乐等其他功能,进一步改善水环境质量,为建成生态城市打下了良好基础。超级秘书网
“袋装食用菌固体废料再利用的示范研究”课题,取得了解决农村面源污染问题的有效途径,达到了资源再利用的目的,同时在建设社会主义新农村中实现了很好的环保价值和经济价值。
“市沙河上游小区域污水治理方案研究”课题,主要针对沙河上游的区域内不能进入排污管网的污水,提出了小型污水处理技术推荐方案,该方案对实施市沙河综合整治工程重大项目中起到了很好的指导作用。
此外,研究成果还有:“市危害废物现状调查及污染控制对策研究”、“市机动车大气污染健康影响评价研究”、“新型高效絮凝剂的开发研究”、“秸杆综合利用有机肥种植蘑菇”、“市循环经济发展对策研究”、“市风景名胜区生态环境调查及保护对策研究”等。
材料科学研究范文5
高等教育的职能是培养人才、发展科技、服务社会,对于大多数高校来说培养人才是首要的和主要的职能。高等教育在人才培养上可以归结为两大方面的问题:“培养什么样的人”和“怎么样培养”,即人才培养模式问题。[1]对于不同类型的高校,其人才培养模式的建立是不相同的,[2]如研究型大学侧重于培养基础知识宽厚、创新意识强烈、具有良好自学、自主研究能力和动手能力的通识性人才,实施通识教育基础上的宽口径专业教育,而教学研究型大学则以通识教育为基础,以传授知识、培养能力和提高素质作为构建人才培养模式的基准。同时对于不同专业又有着不同的人才培养模式,材料科学工程专业的人才培养应以培养应用型、复合型人才为出发点,以适应社会经济和科学发展为要求,以扎实的专业理论基础、突出的创新思维与动手实践能力为手段,以人为本,并结合各高校的自身优势,充分体现国家“十二五”规划对于材料科学领域作出的明确要求。基于这一认识,为了提高材料科学工程专业人才培养质量,提出了“大材料”(material)教育背景下开放式(open)个性化(individuation)人才培养模式(简称为moi人才培养模式),通过该培养模式的实行旨在以学生为本,因材施教,为国家培养高素质的材料工程专业人才。
一、moi人才培养模式的由来
目前,国内绝大多数高校材料科学工程专业人才培养主要遵循小专业模式,即按材料的特性和用途进行细致的具体分类(如金属、非金属、高分子材料等),分别学习材料结构、性能、加工、使用等方面的专业知识。由于不同专业间的彼此界限分明,知识体系缺乏相互联系,致使学生除了对本专业领域的知识有相当了解外,对其他材料领域知之甚少,特别是在涉及学科领域交叉或新材料开发方面倍感吃力,这样培养出来的学生学科基础知识薄弱,知识面狭窄,并不能顺应时展的潮流。显然,“小材料”人才培养模式已经不能适应当前的社会经济和当代科技发展对本科人才的需求。因此,在“大材料”学科教育背景下,实施开放式个性化的人才培养模式势在必行。
二、moi人才培养模式的思路及培养理念
为培养材料工程专业的优秀人才,在“大材料”教育背景下,结合江西理工大学(以下简称“我校”)区位优势与学科特色,形成了“开放式、个性化”、“以生为本、因材施教”的教育理念,即以学生个体差异为出发点,以教学科研平台建设为切入点、以企业需求和学科发展为导向、以课程体系改革为手段、以能力培养为关键,以多元化人才培养为目标,全面开展材料工程专业人才培养模式的改革。改革的总体思路是通过构建学科基础教育平台,消除单一专业烙印;注重“大材料”各专业之间的内在联系和共性,从社会需求、学科发展和学生个性出发,实施人才分流培养机制;重构基本核心课程体系,“量身订制”专业课程并完善实践教学环节;推行教师培养导航制,优化师资队伍;实现“共性培养与个性培养、理论与实践、学校与企业”的紧密结合,全面提高人才的培养质量。
三、moi人才培养模式的基本举措
1.实施人才分流培养机制
从社会需求、学科发展和学生个性差异出发,以生为本,为充分实现因材施教,moi人才培养模式拟对学生进行分流培养,即在通识教育和学科基础教育之后,结合学生兴趣及特长分方向、分层次进行个性化培养。
首先,实施“工科专业+人文管理”教学,培养通用型的复合人才,即对学生进行工程素质培养的同时,加强外语、法学、管理等人文素质的培养,以满足社会对既懂工程又会外语、掌握法律和管理知识的复合型人才的需求。在“大材料”教育背景下,以全面系统的知识学习和综合思考能力培养为主,加强基础教育、学科知识横向与纵向间的联系,允许学生在学科基础教育平台上根据自我兴趣、自主选择专业导师,淡化专业界限,打破专业壁垒,真正做到以生为本,培养具有更宽专业视野而且对材料科学领域适应性强的通用型人才。
其次,在完成了通识教育及学科基本专业课程学习的基础上,根据自愿报名和专业考核相结合的方式,从中选拔出数理基础扎实、外语水平较高、对科研有浓厚兴趣的学生组建材料学科“试点班”,突破常规意义的导师制,实行本科生导师制管理,由导师“量身订制”培养方案,在导师指导下以科研项目为驱动,培养具有相当创新能力的学术型精英人才。并且对于优秀人才直接推免,进入研究生学习。
最后,根据企业的特殊人才需求,建立“工程应用型”人才的“定单式”培养模式。企业、学生、学校通过签订三方培养协议,实行定向培养机制。学生前三年在校以学习为主,即理论教学和部分实践教学环节由学校组织完成,专业实习、毕业实习、毕业设计等实践教学环节由学位和企业共同组织完成,实行学校和企业共同培养模式。学生毕业后签订劳动合同、正式上岗。该人才培养机制具有岗位针对性和实用性。
2.理论课程体系改革
理论课程体系的改革总体上需按照“材料科学基础”、“材料制备”、“材料结构及性能表征”及“应用”等四要素原则重构“大材料”基本核心课程体系,夯实学科基础,突出学科基础教育的平台性,并结合不同类型人才的培养,专业课程的设置需突出个性化,进行“量身订制”。对于复合型人才培养而言,在夯实学科基础之上,引导学生选择性修习法学、经管、外语等人文素质课程;对于工程应用型人才培养,要加大职业操守的培养和职业拓展训练,重视生产技能实训,促进学生就业时与企业“无缝对接”;对于研究创新型人才培养而言,将基于材料学科已形成的特色方向(如钨、稀土及铜合金新材料、锂电池材料材料、光伏材料等),通过强化“固体物理”、“高等化学”、“材料热力学”等基础知识,开展科研方法训练和创新能力培养。
3.完善实践教学环节
(1)moi人才培养模式要求在人才培养的过程中合理设置实验教学进程,突出实验教学的全过程化,使教学内容分层次、分模块,并通过综合性、设计性实验开设,不断提高学生实验技能水平。具体而言,实验教学进程分割成体验期、学习期和创新期,相应地,在各期设置不同要求的实验模块。例如在体验期,开出普通化学实验之类的公共基础实验;在学习期,主要开出专业基础课程实验(如样品制备及金相显微镜使用实验等)及专业课程实验(如有色金属显微组织观察实验等);在创新期,由学生自主选择方向、设计实验内容并开出实验(如有色金属压力加工实验等)。通过不同阶段开出不同类型的实验,使实验全过程化、层次化、模块化,引导学生顺利实现“知识迁移”,最终做到对基础理论知识的融会贯通,活学活用。
转贴于
(2)在公共实验的基础上,提倡并鼓励学生申请开放式创新实验基金。多年实践证明,创新实验活动在本科生中对于推动学术风气方面收效良好。moi人才培养模式要求在前期活动成功开展的基础之上,制订并完善开放式创新实验基金审批、立项制度,保障资金支持切实到位。创新实验基金制度将为学有余力的研究型、学术型学生提供更宽阔的专业发展空间。在开放式创新实验活动的基础上,进一步推介成果,如推介参加省级大学生科技创作挑战杯竞赛。在近年挑战杯竞赛中,材料工程专业学生已连获佳绩。
(3)在金工实习、认识专业等公共实习的基础上,针对不同类型人才培养规格,个性化地制订专业实习内容。在成绩评定时,注重对实际效果的考核评价。
对于研究创新型人才专业实习以科研团队为实习基地,通过结合导师的研究方向,积极参与导师的科研课题来完成。在专业实习过程中实施本科生导师制,通过提交学术报告或以的形式进行成绩评定考核;对于工程应用型人才,其专业实习依托于企业并服务于企业,以工厂为实习基地,紧密结合企业对应用型人才的实际需求,跟踪行业技术发展现状,广泛调研,在理论与生产实践相结合中进行定向式学习,将依据企方的评价结果和意见进行成绩评定;相对工程应用型而言,复合型人才的专业实习环节设置更为灵活,可以在本行业的相关工厂,也可以在有色冶金行业相关公司从事实习,遵从“宽口径”原则,对实践效果的评价也主要是基于企方评价结果和意见。
(4)人文实习是moi人才培养模式对于提高本科生人文素质、丰富大学生精神世界所提出的重要举措。通过人文素质拓展,可以进一步健全大学生人格,陶冶大学生情操,同时营造良好的人文素质环境和氛围,从而成为课堂教育的有机延伸和必要补充。
4.优化师资队伍
(1)moi人才培养模式对于师资队伍的规划遵循导航制,即结合我校“育人为本、质量立校、特色强校、和谐兴校”的办学方针,紧抓江西省有色金属行业的区域优势和我校学科特色,根据材料科学领域长期发展所凝练出的教学科研方向,教师进行培养规划的统筹兼顾、发展方向的灵活修饰,因势诱导,通过师资梯队建设和教师队伍锤炼促进学科发展。
(2)大力推行“青年教师导师制”,即确定青年教师队伍建设目标,制定《青年教师教育教学指导教师职责》,成立“青年教师导师制”领导小组,提高认识,统一思想,协调行动,使青年教师培养工作日常化、制度化。在导师制的大前提下,大力开展各种教育教学促进活动,通过专家讲座、名师辅导、交流研讨、参与互动、合作学习、案例分析、示范模仿、反思构建等方法,不断提高青年教师教育教学的整体水平。
(3)教学科研团队在moi人才培养模式上承担着本科生导师的重要职责,团队的教学水平将直接影响到人才的培养质量。通过推行教学科研团队首席讲师制,由首席讲师来负责本科生人才培养计划,并通过首席讲师在科研教学方面的领军作用,以点带面,进而促进团队的科研教学水平整体提高。
(4)为突出开放式实践型教学,弥补课堂理论教学与生产实践脱节的不足,并进一步充实实践教学内容,通过引进兼职教师充实师资队伍,通过定期邀请企方高级技术人员及管理高层进入本科生讲堂,对本科生进行工程实践知识培训和职业操守教育。
材料科学研究范文6
关键词:项目化教学;建筑材料;课程改革
1概述
总所周知,目前我国大学生的就业特别困难。那么,就业难的原因到底是什么?其中一个非常重要的原因就是在激烈的市场竞争条件下,企业都比较实际,希望应聘者具备基本的理论知识的同时具有较强的实践能力,希望招聘到的人拿过来就可以用,对应聘者的实际操作能力、适应工作环境变化的能力提出了越来越高的要求。在这样的大背景下,高校就面临着更严峻的挑战,高校只有不断的去适应社会,提高学生的实践能力,才能使学生毕业时达到用人单位的选聘标准。而对于每一门课程来讲,教师应该改变传统的应试教育的教学方式,应强调学生的主动性和积极性,培养学生综合运用已学知识亲自动手解决企业实际问题的能力,全面提升学生的综合素质。为此,本文对工程管理专业《建筑材料》课程提出项目化教学的研究和实践,希望通过本课程的研究与实践,改革学科化的课程设置和教材体系,建立以应用能力为本位、以专业实践为主线、以项目课程为主体的模块化课程新体系,找出适合应用型本科院校的课程项目化教学的模式与方法。
2项目化教学的涵义
“项目化教学”是在杜威的“做中学”理论基础上发展起来的一种教和学的模式,其是通过师生共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。其基本思路是打破原来课程的教学内容和教学目标,按照教学目标,将课程综合的化分成若干个操作性强的设计项目,然后以具体项目为载体开展教学。这种教学方法同时融入“理论知识、实践操作、素质培养”等于一体,能培养学生的分析能力、实践能力和合作能力。与传统的“老师教、学生学”或“理论+案例”的教学模式相比,教师通过从各企业、公司别选取出来的项目给学生下发任务,让学生的实践与企业紧密相连,使枯燥的理论变得生动有趣,让学生在实施项目任务的过程中理解理论知识,强化应用能力。因此,“项目化教学”就是以项目为载体、任务为驱动,突出学生主体地位、加强学生实训能力,实现学生理论知识和实践能力一体化的教学模式。
3项目化教学课程体系的构建
为了实现课程的项目化教学,课程的开展是在规定的时间内,在同一间教室内,让学生5人一组组建若干个工程项目团队,在紧张激烈的竞争氛围内,每个小组成员一起协商、配合,共同完成项目的全过程。通过教师组织学生真实的参加某个项目的设计、实施和管理的全过程,学生在课堂上接受老师下发的工作任务完成某个项目,让学生围绕具体项目进行自主探索和解决问题,教师更多的是引导、总结和评价学习效果。其实施包括教学项目导入、相关知识铺垫、项目计划制定、项目任务实施、项目总结评价和相关知识拓展六个流程,具体见图1项目化教学流程图。
4《建筑材料》课程项目化教学应用
现以“商洛学院5#教学楼加层改造工程现浇钢筋混凝土梁配合比设计”项目为例,谈谈项目化教学的过程。4.1教学项目导入。商洛学院5#教学楼加层改造工程现浇钢筋混凝土梁在施工过程中,由于所需混凝土工程量小,施工单位必须现场配制混凝土,工程具体情况如下:该钢筋混凝土梁位于室内,不受雨雪影响。设计要求混凝土强度等级为C20,塌落度为30~50mm,采用机械拌合,机械振捣。试确定混凝土的施工配合比。可选用的原材料如下:水泥:32.5级普通硅酸盐水泥砂:中砂碎石:公称粒级4.75~19.0mm水:自来水(符合拌制混凝土的用水标准)任务一:在拌制混凝土时所选用的原材料(水泥、砂、碎石、水)应满足哪些质量要求;任务二:测定普通硅酸盐水泥的密度、强度和强度等级等技术指标;任务三:测定砂和石的含水率、堆积密度、表观密度、强度和坚固性;任务四:做砂和石的筛分试验,并根据试验数据,绘制筛分曲线,判定砂石级配;任务五:测定混凝土拌合物的和易性;任务六:做混凝土标准试块,测定混凝土强度,并根据混凝土抗压强度,判定混凝土强度等级;任务七:对普通混凝土进行配合比设计、试配与调整、施工配合比换算;任务八:根据施工单位所给出的混凝土强度历史资料,对施工单位混凝土质量进行合格性判断。4.2相关知识铺垫。讲解水泥、混凝土等与项目相关的理论知识,具体如下:知识一:普通硅酸盐水泥的技术性质;知识二:普通混凝土的组成材料;知识三:普通混凝土的和易性、强度、变形性和耐久性;知识四:普通混凝土配合比设计与质量控制。4.3项目计划制定。通过分析项目资料,结合相关任务和理论知识,制定项目计划如图2普通混凝土配合比设计计划图:4.4项目任务实施。根据图2普通混凝土配合比设计计划图实施设计方案,由组内成员分工实施,相互协作完成每一项任务。在“自主协作,具体实施”的过程中,教师进行“点拨引导,过程检查”。教师巡查学生自主协作的参与情况,督促小组长组织完成每项学习任务,寻找学生合作探究难以克服的难点,学生难以达到操作规范时,教师要进行动作示范,并适时点拨引导,纠偏纠错,防止学生掉队,帮助学生完成学习任务。4.5项目总结评价。最后,为小组搭建一个展示成果的平台,可以安排人人展示,也可以推荐小组代表来完成。通过小组展示,可以反映出小组的设计风采和创新成果,也能够充分反映出学生自主和协作过程中存在的不足和问题。在小组展示完后,教师进行评价和修正完善,对学生的表现按小组进行积分评比。最后学生的分数由自我评价、小组成员互评、老师评价三个方面构成,保证了最大限度的客观公正。4.6相关知识拓展。为了拓展学生的思维,应该想办法把一节课的内容与学科的知识体系联系起来,把学生所学知识及技能与学生的职业生涯联系起来,把一节课的学习与终生学习联系起来。对于“商洛学院5#教学楼加层改造工程现浇钢筋混凝土梁配合比设计”这个项目完成后,可以启发学生思考加了外加剂以后的混凝土如何进行配合比设计?不同的外加剂加入后又会有哪些性能,等等。
5效果评价
通过上述《建筑材料》课程对“商洛学院5#教学楼加层改造工程现浇钢筋混凝土梁配合比设计”项目化教学模式的应用,可以看出这种教学模式强调技能应用,强调知识创新,发挥教师的创造性来培养学生的各种能力,有效地建立了课堂与社会的联系,具体效果如下:5.1提高了学生的主动性。项目化教学改革,改变了以往“老师教、学生学”传统的教学模式,让学生在“做中学”,能够自觉在教师的引导下完成各个任务,充分调动了学生学习的积极性和主动性。5.2开发了学生的潜能。项目化教学给学生提供了更多表现自我、展示自我的机会。在课堂教学中,学生可以把理论与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,使学生在做中学、学中做,不仅提高了学生的专业知识应用能力、专业技能水平、与人交流合作沟通的能力和实际操作技能,更培养了学生学习运用相关知识解决实际问题的综合能力。5.3培养了学生的创新性。在项目化教学过程中,将学生是分成了几个项目团队,每一个项目从计划到实施完成都集中了团队集体的智慧,大家在相互争论、相互补充中对项目进行逐渐完善,所用到用到的知识是非常丰富的,有书本的知识、书本外的知识、已学过的知识、未学过的知识。所以,项目完成的过程是对知识综合运用的过程,也是一个自主探索创新的过程。5.4促进了教师自身的发展。实施“项目化”教学,对教师素质提出了更高要求。首先,教师不仅要对所所讲的科目融会贯通,还要随时对学生提出的各种问题进行指导,还要为学生创设学习的情景、审核项目的选取等。其次,教师不仅要将重心放在学生实际运用技能培养上,更要具有与专业相关的丰富系统理论知识和很强的实践能力。再次,教师要熟悉与本课程相关的行业或企业的生产实际,进行有效的课堂教学管理。5.5有效的建立了课堂与社会的联系。首先,教师所选取的项目都是从各企业、公司别选取出来的,使学生的实践与企业紧密相连。其次,学生在完成项目的过程中,可以进入企业、行业考察调查。有效的建立了课堂与社会的联系。
6结语
课程项目化教学作为目前比较新的一种教学方法,其既符合学生的认知规律,又能引发学生的求知欲和成就感,我们应该大力推广。但在实施的过程中肯定还会遇到很多问题,这就需要我们不断学习、探索和实践,构建完善项目化教学的体系和方法。
作者:曹蕾 单位:商洛学院
参考文献:
[1]何文敏.项目教学法在建筑材料课程教学中的应用[J].徐州建筑职业技术学院学报,2010,(03).
[2]何文敏.项目教学法在《建筑材料》教学中的应用[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2011,(01).