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材料科学工程论文范文1
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.
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[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.
材料科学工程论文范文2
教学和科研是衡量一所学校,一个专业发展水平的重要指标体系。教学和科研可以相互促进,提高学校的办学水平。科学研究为学生提供接触本专业最新专业知识理论和方法的机会,锻炼学生的动手能力和创新思维能力,有效推动专业人才培养质量的提升,为地方及区域经济的发展输送高素质的工程技术人才。结合专业建设的机遇,鼓励教师强化科学研究,努力提高科研水平,以科学研究成果促进教学水平的提高,具有重要的现实意义。
武汉工程大学材料科学与工程学院高分子材料与工程专业教师科研成果促进本科教学工作在实践探索中取得了初步成效。笔者将以此为例,就这方面的工作进行一些探讨。
二、教师科研成果促进本科教学工作的思路与实践
(一)实施的背景
1.是当今社会发展对人才培养质量的要求。随着人类社会的进步和科技的迅猛发展,材料、能源和信息已被公认为科学技术的三大支柱。将教师的研究成果融入本科教学内容,扩大学生知识面,了解和掌握学科前沿的最新动态,是培养技术开发和应用的创新科技人才,为地方及区域经济的发展输送高质量的工程技术的重要举措。
2.是学校建设规划实施的需要。
武汉工程大学是一所化工特色鲜明的多科性教学研究型大学,人才培养目标定位于高素质应用型人才的培养。学校明确提出,要以素质教育、工程实践能力和创新意识培养为教学工作出发点,培养一批适应社会发展需求的“基础扎实、知识面宽、实践能力强、具有创新精神的应用型人才”。为进一步贯彻落实学校关于本科教学质量与教学改革工程的精神,我校高分子材料与工程专业几年来的教学改革与实践都是围绕推进素质教育和质量工程建设,培养符合知识、能力、素质三方面要求的创新型人才进行的。让学生参与到教师的科研工作中,是实施人才培养计划的有效途径之一。
3.高分子材料与工程专业具备科研促进教学工作的优势。
(1)专业优势。该专业成立于1994年,是我校的优势特色专业,是学校博士点的两个一级学科之一。2007年获得“2007-2010中央地方省部共建材料科学与工程特色专业实验室”立项建设,“2007-2010中央地方省部共建高分子化学与高分子物理特色专业实验室”2008年获准通过。本专业的橡胶加工和塑料加工设备齐全、先进,专业实验教学条件领先,为本业专和相近专业提供起点高、装备齐全、适用性强的高分子材料与工程专业实验示范基地。
(2)专业师资优势。突出表现在:拥有楚天学者岗、教师的博士比例高、SCI和EI收录数量多。所属学科“材料科学与工程”一级学科是湖北省重点学科,设有硕士学位授予点(含材料学、材料加工工程和材料化学与物理三个二级学科硕士点)。“高分子化学与物理”二级学科也是湖北省重点学科,设有硕士点,同时,“材料科学与工程”一级学科已通过博士点立项建设验收,现有兼职博导3名。另外,所属专业主干课“高分子化学与物理”等课程为省级精品课程,为本科生、硕士和博士研究生的培养提供良好的理论教学和科研条件。专业教师搞好教学的同时,还积极开展科学研究,通过承担科研课题,撰写高水平论文,发明专利,举办、参加学术活动等方式,极大地提高了本学科教师的理论水平。
(二)科研促进教学工作的思路及措施
几年来,本专业教师在积极开展科研工作的同时,特别注重科研成果在教学活动中的应用,努力丰富教学内容,提高教学效果。除了一般性的结合自身的科研经历于理论教学中外,许多老师将科研课题直接用于教学实践活动中,开设创新性实验项目,提高了学生的学习兴趣,加强了学生工程实践能力的培养。
1.科研成果促进教学的平台构建
本专业多年的办学经验显示,教学与科研训练是不可分离的,二者的有机结合为培养研究创新型人才,提高学生对新产品、新工艺、新材料的研究、开发能力大有裨益。通过实践,我们总结了如下的科研促进教学体系:
2.科研成果促进教学的方式方法
科研成果促进教学的方式方法可归纳为以下几种:
(1)作为理论教学的补充内容
高分子材料与工程专业的理论基础课,如高分子物理、高分子化学,高分子的专业主干课如聚合物加工原理,都是与实际紧密相连的课程。例如,高分子化学课程中讲授的许多原理都将直接运用于工业生产的控制中。因此,将科研成果融合在理论课的教学中,对学生加强理论的理解,提高学习理论课的兴趣,是十分有用的。比如老师在讲解《聚合物加工原理》课程时,将自己的科研成果,如聚丙烯的改性、加工融入讲课内容,丰富了课堂教学的内容和层次。
(2)作为实验教学的内容
高分子材料与工程专业教师充分利用科研的优势,将研究成果应用于实验教学中。高分子材料与工程《专业实验》课的基本实验项目中的科学研究实验如下表(部分):
科研成果转化为实验教学内容清单(部分)
(3)作为学生毕业设计(论文)的课题
近年来,该专业本科学生的毕业论文题目均出自指导教师的科研课题,获得很好的效果,学生的本科毕业论文多人次获湖北省优秀本科毕业论文奖励。
(4)作为大学生课外科技创新活动的内容
本专业的教师积极吸纳学生参与在研科研项目的研究,指导学生独立完成大学生课外科技创新活动,培养了学生独立分析问题、解决问题的能力,激发了学生的创新意识,为今后的考研、读研打下了良好的基础。比如学生在教师科研项目的基础上提出了新的子课题,并积极申报了“武汉工程大学校长基金”,使高分子材料与工程专业连续成为获得资助项目最多的专业。在大学生化学实验技能竞赛中该专业学生也获得很好成绩。
(5)作为本院教授(博士)论坛的讲座内容
武汉工程大学的教授(博士)论坛是由材料科学与工程学院创办并推广的。高分子材料与工程专业的教授(博士)将科研成果通过讲座的形式传授给低年级学生,拓宽了本专业学生的知识面,使他们了解了本学科的前沿科学研究,促进了本专业学生参与科研的热情,成为科研成果促进教学的新方式。
三、 科研促进教学工作的实践意义
材料科学工程论文范文3
关键词:材料科学基础;实验教学改革;预期效果
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)08-0036-02
材料科学基础是材料科学方法与工程专业一级学科公共主干课,是介于一般基础课与专业课之间的专业基础课,在教学中占有极其重要的地位,是学习其他相关专业课程的基础。材料科学基础实验是与材料科学基础课程教学配套的实践性课程,该课程的主要目的是培养学生的基本实验、实践能力,能应用所学的基本知识分析实验现象,解决实验中出现的问题。能根据要求查阅资料,设计实验方案,正确分析实验结果。通过实验培养学生分析和解决问题的能力以及创新精神。
随着国家高教改革的实施,实验课在教学中越来越受重视,很多高校以把实验课作为一门独立的课程来计算学分,为提高学生的动手能力,使实验与教学有机的结合起来,让学生在以后的工作中能学以致用,我们进行了一些探索和讨论,希望目前实验教学中一些不合理、不适合的方面能得以改进,充分发挥发挥实验教学在专业教学中的作用。
一、课程的主要内容及实验教学的现状
本课程将系统全面介绍材料科学的基础理论知识,诸如固体材料的结合键,材料的结构与性能,材料中的扩散,材料的相变,材料的塑性变形与强化,以及材料科学研究方法等,将金属材料、无机非金属材料、聚合物材料紧密地结合在一起。通过学习,要求学生掌握材料组织结构―成分―工艺―性能相互关系的基本规律和基本理论,深入理解他们之间的相互关系,培养学生应用所学的知识,分析、解决材料研究、开发和使用中实际问题的能力。初步掌握材料科学研究的思路和方法,为后续课程的学习和进一步深造奠定理论基础。
目前,我院材料科学基础实验课程存在着一个全国高校实验教学普遍存在的问题――实验与专业课之间为隶属关系。实验内容往往各自独立,实验之间缺乏连贯性,由于实验主要以分析材料的组织为主,因此常常出现重复实验操作的现象,往往造成实验室效益低下,教师、设备、房屋等的极大浪费。实验的模式,往往是以验证性实验为主,大多是按照实验指导书,在实验室人员的指导下按部就班地进行实验,学生做完实验后常常不知道做此实验的目的、意义是什么,使学生缺乏对实验过程的理解及相关理论知识的融会贯通,不能充分掌握和利用所学知识进行创新。同时,目前实验主要以验证实验为主,大大阻碍了学生创新能力的培养。有的实验操作具有重复性,学生常常由于重复相似的实验,而失去对实验的兴趣,进而对实验抱着敷衍的态度。如,钢铁平衡组织及铸铁组织的观察、马氏体形态观察、金属的低倍组织缺陷观察等,目前主要是学生用金相显微镜对各种组织的标样进行观察,实验具有相似性,学生做实验时实验兴趣逐渐减退,往往做完实验很快就忘了。
二、实验教学改革的内容
1.验证型实验加深学生对基本理论的理解。由于材料科学基础实验是学生首次进入专业实验室,因此他们对实验室的基本情况都不了解。基础实验,主要使学生了解实验室的规章制度、注意事项及实验设备的相关知识,掌握实验设备的结构、功能,及其操作方法。本部分的实验包括金相显微镜结构与使用、金相试样的制备、金相显微摄影技术,要求学生能按实验指导书的要求,正确进行实验,联系课堂所学知识,加深对所学知识的理解,使学生掌握金相试样的制备方法,金相显微镜的使用方法和金相显微镜的数码照相法。
2.综合型实验培养学生综合实践能力。在这一实验环节中,要求学生能根据实验目的,合理设计实验方案,正确进行实际操作,应用所学的理论知识分析问题实验结果,解决实验中出现的问题。如铁碳合金平衡组织的观察与分析等。这些实验可与材料热处理、材料工艺学课程的学习一起进行。将一个班的学生分成若干个组,每组4~6名学生,由学生根据材料热处理、材料工艺学课程所学知识,在老师的指导下,学生从原料的选择、加工开始,进行配料、成型、热处理、制备金相试样,进而进行金相实验,分析各组间观察到的金相图像不同的原因。
3.设计型实验提高学生创新能力。在有关教师的指导下,学生应用所学本课程的理论知识,在本学科的前沿进行一些探索性的实践,可以在本课程时间内提出有创新性的设想和研究方案,而后在开放实验室中进行,也可以是教师科研工作中与本课程内容有关的小课题,鼓励学生应用所学的知识提出创新性的设想。如:“高强铝合金组织与性能研究”的实验。首先,学生在研究生的指导下完成相关文献的查阅,通过查阅文献,拟定出实验目的。提高铝合金强度的方法很多,如添加合金元素、制定合理的热处理工艺、采用最佳的制备工艺等,本实验的实验目的即选取适当的方法以提高铝合金的强度。其次,学生在结合文献的基础上,根据实验室条件,选择适当的实验设备。如,我院实验室可选相应实验设备有:电阻熔炼炉、金相显微镜、硬度计、力学性能实验机、扫描电子显微镜等。学生可通过所选实验设备进行合金熔铸、合金热处理、力学性能分析、显微结构分析等实验。然后,学生结合文献在老师的指导下拟定切实可行的实验步骤。在研究生的参与下完成实验。在实验实施过程中,可以几个同学一起完成,这样又可培养学生的协作能力。
4.实验报告的撰写。目前,大多数学生在撰写专业实验报告时,仍按照大学物理实验报告的模式来撰写,包括实验题目、实验目的、实验器材、实验原理、实验步骤、实验数据处理以及问题的分析讨论几个主要部分。但综合型实验与设计型实验的实验报告要求按正规期刊上发表的小论文的格式进行撰写。这样有利于培养学生的逻辑思维、文字表达能力。较好的小论文还可以进行发表,以此来提高学生学习的兴趣、学习自信,及学院的教学影响力。
三、教学实验改革的预期效果
材料科学基础通常开设在第五学期,是我院材料类本科生接触的第一门专业基础课程,课时多,课程难度也比较大,其实验课主要围绕组织的金相分析为主,有一定的操作重复性,学生实验后往往记不住实验的内容,缺乏实验兴趣。经过实验教学改革,开设综合型实验及设计型实验后,在实验过程中,学生都是实验的主体,整个实验都是在实验室老师的指导下由学生独立完成,综合实验对培养学生主动学习、灵活运用所学理论知识及创新的能力,激发学生的学习热情,提高学生解决分析问题的能力,都具有一定的效果。
四、结束语
以上是本人在材料科学基础实验教学过程中,对实验教学改革的一些思索。实验环节是工科学生学习期间的重要环节,实验教学工作的好坏,直接影响到学生专业知识学习能力、实践动手能力及创新能力的培养,因此,实验教学的改革是一项势在必行的艰巨任务,如何开展材料科学基础实验的教学改革是值得进一步深思和探讨的。
参考文献:
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[2]那顺桑.金属材料工程专业实验教程[M].北京:冶金工业出版社,2004.
材料科学工程论文范文4
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
材料科学工程论文范文5
英文名称:Journal of Dalian Jiaotong University
主管单位:辽宁省教育厅
主办单位:大连交通大学
出版周期:双月刊
出版地址:辽宁省大连市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1000-1670
国内刊号:21-1219/U
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发行范围:国内外统一发行
创刊时间:2010
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
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材料科学工程论文范文6
[关键词] 北京航空航天大学;材料专业研究生;创新型实验;特色实验课程;功能材料
[中图分类号] G643 [文献标识码] A [文章编号] 1674-893X(2012)03?0073?02
创新有三层含义:一是更新;二是创造新事物;三是改变。创新性人才指掌握一定专业知识技能,在社会实践中能推陈出新,以自己的创新性意识和行动,在利用自然改造自然,推动社会进步中做出贡献的人。随着知识经济时代的到来,在世界各国的综合国力竞争中,创新人才被越来越多的国家视为战略性资源和决定性因素。培养具有创新能力的高素质人才,顺应了时代的呼唤和国家发展的要求。研究生教育是培养高层次专业人才的主要途径。我国的研究生数量已跨入世界大国行列,研究生成为目前参与和推动我国科学技术发展的重要力量,其知识创新能力与科研实践能力的培养对于提高我国的科技竞争力至关重要。而大量研究表明,当前我国研究生的创新实践能力严重不足,主要表现在科研实践参与度低、国际性的学术论文数量偏少、学术成果质量不高、原创性成果稀少等等。
北京航空航天大学作为我们国家自己创建的第一所航空航天大学,学校面向国家重大战略需求、面向世界航空航天发展的前沿,为国家经济事业的发展、特别是为航空航天事业做出了不可替代的贡献。北京航空航天大学培养了11万学生,这些高素质人才大部分在我国的航空航天领域担当重任,为我国的航空航天事业提供了人才支持。北京航空航天大学多年来服务大局、特色兴校、培育人才、不断创新,突出航空航天特色和工程技术优势,形成了独具特色的高水平研究型大学建设模式。
北京航空航天大学提出了新时期“重基础、强交叉、拓视野、推创新”的研究生教育思路,对调整研究生教育结构,提高生源质量,改革招生指标分配办法,修订培养方案,促进研究生课程国际化,推广试点班教育模式,建设专业学位研究生实践基地,创新学科交叉机制体制等,提出了明确要求。
一、研究生培养模式和实验教学体系
北京航空航天大学在研究生培养模式上分为理论教学、实验教学和学位论文研究三个阶段。在强化研究生理论教学和学位论文研究的同时,采取了重大举措来培养研究生的实践能力:针对不同学科专业的特点增加了研究生教学的实验环节;通过“211”和“985”条件建设逐步构建了开放适用的研究生实验教学设备条件,并构筑人性化的实验环境;打破了传统实验教学模式,确立了开放式的多元化的研究生公共实验和研究生专业实验课体系;最大限度地挖掘出研究生的知识潜能,养成创造性品格,掌握创造性技能,最后在研究生学位论文的写作中得到深入和升华,使得研究生培养的三个阶段构成了一个由浅入深、循序渐进、具有内在联系的有机体。
在实验教学体系的构建方面,在一级学科层面,将关联密切的研究生理论课程的实验整合成数门独立设置的综合性实验课。结合专业培养目标和其他相关课程,建立一个包括基础验证实验、综合设计实验和创新型实验3个层次的课程体系。
北京航空航天大学还构建了整体性的开放式创新实践基地。例如自2004年以来,先后建设了“先进计算机网络技术研究生创新基地”“复杂产品现代设计与先进制造技术研究生创新基地”和“先进航空航天飞行器创新基地” 等开放性的创新实践基地。基地以航空航天与信息类优势学科群为中心,以重点实验室为依托,在创新人才培养和研究生教育改革的创新方面进行了积极的探索。
二、材料专业研究生特种功能材料特色试验课程设计
北京航空航天大学材料学院多年来一直非常重视研究生教育,研究生的课程设置及内容为研究生从事科学研究打下了坚实的理论基础。但材料学院研究生的实验设备主要来自各科研课题组,设备种类、台套数、完好率受限制,特别是使用时间无法保证,影响研究生试验运行。课时数虚,授课内容待充实。
随着多年来对实验室建设的不断投入,北京航空航天大学材料学院实验室建设遵循“以软带硬”的原则,即以教学改革为前提,投入的实验设备要服务于所开设的实验项目,硬件建设服从软件建设。目前材料学院用于研究生实验教学的设备已经初具规模,拥有多套透射电子显微镜、扫描电子显微镜、电子探针显微镜、原子力显微镜、磁力显微镜、X射线衍射仪、ICP分析仪、拉曼光谱分析仪等先进的分析检测设备,并对各学科实验室进行了优化整合和重组资源配置,发挥了实验室的复合功能和规模效益。材料学院还承担着大量国家级和省部级的重大科研项目,取得了一系列令人瞩目的研究成果,具有良好的培养研究生的客观条件。材料学院将逐步彻底改造研究生实验课内容和实验条件,建立具有航空航天特色、涵盖材料学科重要研究方向的材料制备、测试及评价方法的研究生公共实验平台,以国家建设和经济发展对材料科学与工程学科复合型人才的重大需求为导向,确定材料科学与工程学科实验课程的具体设置方案。
北京航空航天大学材料学院以教育部“空天材料及其服役性能实验室”为依托,开设了“先进结构材料”和“特种功能材料”研究生创新型实验课。该实验室多年来立足于航空航天材料前沿研究,旨在将先进的和学科交叉性强的科研成果高质量地融入到研究生实验教学上,取得了多项重大科研成果。下面以“特种功能材料”的设置为例,从创新型实验课和综合实验课的区别、创新型实验课和研究生毕业论文研究实践的区别、创新型实验课与研究生创新基地三个方面来进行分析。
1. 创新型实验课和综合实验课的区别
创新型实验课和综合实验课在内容上都涉及到培养学生多学科知识综合应用的能力。差别在于综合实验课相对而言内容更为固定,比如“材料电镜分析实验”是侧重于使学生理解各种电子显微分析方法的基本概念和原理,熟悉仪器结构,掌握样品制备方法及实验参数选择,并学会对各种电镜图像及信息进行识别、计算和分析处理等。而创新型实验课是在课程内容、形式和目的上存在更多的创新元素。这类实验是学生在教师的指导下独立自主完成 ,或者在指导教师的研究领域和学科方向上进行有目的有意识的探索研究,其教学目的在于激发学生的创新意识,培养学生的科研兴趣和研究创新能力。培养学生的创新精神和创新能力,关键在于教师是否有创造性的实践活动的经验和体会,如大的创新团队(课题组)和实验室就是培育创新精神的沃土。以“特种功能材料”为例,北京航空航天大学“空天材料及其服役性能实验室” 针对智能机翼、机载设备和航空发动机等的应用,在航空航天特种功能材料上积累了大量研究成果。其科研设备齐全,在“特种功能材料”实验课中设立了相变材料、磁性材料等相对宽的方向,在实验中指导教师演示其中课题组“成熟”材料从设计-制备-功能特性研究的完整的实践过程,然后在大方向内自由选题,运用理论课程中的基础知识,综合设计实验方案和内容,在任课教师的指导下自主探索研究。如果说综合实验课是学生从理论到实践的第一步,那么创新型实验则是学生开展创新科研工作的第一步。
2. 创新型实验课和研究生毕业论文研究实践的区别
这两者同为科研训练。创新型实验课是“常做常新”的实验课,指导教师要不断开发新的实验方法,搭建不同的新架构。学生则应该不断丰富自主实验的新内容,成为填充架构的新单元。从时间尺度上来说,创新型实验课比研究生毕业论文研究短的多,创新型实验课会对科研的过程有完整的体验,为了保障进度,增强协作沟通能力,学生可以自由结合成小项目组,分工共同完成实验内容。实验课的考核以小组答辩的形式,根据选题的创新性、综合性、协作情况等打分。研究生毕业论文研究一般都是学生在其导师的指导下单独完成的。限于不同实验条件、经费保障条件、课题组的创新实践成果积累等的不同,毕业论文研究的创新实践程度会有很大差异,研究生也往往得不到自主选题和自主研究的机会。
3. 创新型实验课与研究生创新基地的区别
两者的教学资源开放程度和范围不同。研究生创新实践基地是一个面向全校开放的,融教学、科研为一体的实践活动平台。研究生创新基地在学科综合性和交叉性上,可以面向更大范围的不同学科、不同年级的研究生,实现教育资源的整体优化。学科的集中交叉得资源能更集中整合,如“复杂产品现代设计与先进制造技术研究生创新基地”和“先进航空航天飞行器创新基地”等开放性的创新实践基地就是如此。目前,“特种功能材料”研究生创新型实验课还是材料学院研究生实验课程体系的一部分,“特种功能材料”与物理、化学、航空、航天、电子、机械等领域有广泛的学科交叉,可以成为培养研究生的综合设计和研究探索创新能力的有效平台。随着教学实践成果的积累、教学改革的深化和实践教学条件建设的增强,材料学院可以向学校申报加入研究生创新基地的实践活动内容,最大限度地为学生提供更多的科技创新实践机会。
三、结语
北京航空航天大学材料学院“特种功能材料”研究生创新型实验课的教学实践才刚刚起步,深厚的科研成果积累和良好实验课程的资源配置,以及是否能高质量地转化到研究生实验教学上,这些都还需要在实践中不断探索。指导教师团队成员如何利用崭新的实验内容引导学生主动参与科研训练,培养学生的创新思维和探索未知的能力,还需要不断创新教学,与时俱进地转变教育思想,更新教育观念,才能真正在教学改革中收到实效。
参考文献:
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