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材料科學與工程論文

時間:2022-05-04 05:09:25

序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了一篇材料科學與工程論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。

材料科學與工程論文

材料科學工程論文:材料科學與工程專業《晶體學基礎》教學改革的探討

摘要:《晶體學基礎》是材料科學與工程專業的重要專業課程之一,也是進一步學習材料專業其他課程的基礎。本文根據材料專業《晶體學基礎》教學中存在的問題,從教學內容和次序、教學手段以及教學模式三個方面,提出了課程教學改革的詳細思路。

關鍵詞:晶體學;教學內容;教學手段;研討式教學;教學改革

一、前言

《晶體學基礎》課程是為地質學、材料科學、礦物學等專業學生在完成高等數學、普通化學和物理學等公共課程后而開設的一門專業基礎課[1-4]。對于材料科學與工程專業的學生而言,《晶體學基礎》課程中的晶體結構、晶體對稱性、倒易點陣、晶體投影、晶體生長、晶體缺陷等晶體學基本知識,是進一步學習《X射線衍射》、《電子顯微分析》、《材料科學基礎》、《材料力學性能》以及《材料物理性能》等專業課程的基礎[2]。在材料科學領域,調控材料的性能是人們追求的目標。如果一種材料的成分確定,那么它的電學、光學、磁學以及力學等性能將取決于材料的晶體結構類型和晶體中存在的缺陷特征(如雜質原子的濃度、位錯密度和晶粒尺寸等)。因此,《晶體學基礎》課程的基礎知識不僅在材料科學與工程專業各門專業課程的教學中起到重要的作用,而且將對學生們將來的材料科學與工程實踐起到重要的指導作用。

開設《晶體學基礎》課程以前,北京航空航天大學材料科學與工程專業的晶體學教學計劃主要安排在《材料科學基礎》課程中,大約講解4學時。另一方面,在《X射線衍射》和《電子顯微分析》等專業課程教學過程中,過去通常要利用2~4學時來講解布拉斐點陣、倒易點陣等晶體學知識。這使得部分晶體學知識被重復講授,而一些重要的晶體學知識沒有得到無法全面、系統和深入地講解。基于以上原因,北京航空航天大學自2010年起對材料專業的本科2年級學生開設了《晶體學基礎》課程。

通過過去幾年的《晶體學基礎》課程教學實踐,學生們普遍反應對晶體學基礎知識的理解更加全面和深入了,同時在學習與晶體學相關的其他材料專業課程時,也更加得心應手。但是,目前的晶體學教學中還存在以下3個主要問題。

1.晶體學涵蓋的內容十分廣泛,它是多個學科的重要基礎課程,不同學科對于晶體學知識的側重點有所差別。目前,國內《晶體學基礎》的教材主要是面向地質和礦物專業而編寫的[5],其包含的內容以及章節編排次序也是為了使地質和礦物專業學生更好地掌握相關晶體學知識而設計的。所以,現有教材的教學內容以及講授次序并不完全適用于材料專業《晶體學基礎》課程的教學。

2.《晶體學基礎》課程中包含著很多晶體學基本概念,同時還有非常抽象的宏觀和微觀對稱操作以及晶體的投影操作。在以往的晶體學教學過程中,主要借助一些靜態的二維或者三維圖片進行講解,其表現力度有限,無法有效地使學生理解和掌握抽象的晶體學基本概念和理論。

3.在《晶體學基礎》的授課形式上,過去主要以教師講授為主,學生主動參與較少。僅僅通過教師對《晶體學基礎》中復雜空間對稱變換進行講解,難以使學生深入理解晶體中對稱特點、內部質點的堆積規律以及復雜的空間概念。同時,這樣也不利于學生創造性思維和解決實際問題能力的培養。

由以上分析可見,現有的《晶體學基礎》教學已經難以滿足材料科學與工程專業學生培養目標的要求。因此,我們有必要對該課程的教學內容、教學手段和教學模式進行改革,以充分調動學生的學習積極性和主動性,提高學生的學習興趣,使學生真正理解和掌握晶體學知識的精髓,為學生在將來的材料科學與工程實踐中打下良好基礎。

二、教學內容和講授次序的改革

目前,本校《晶體學基礎》的教學課時共32學時,與地質學和礦物學專業相比,總授課時間較少[3,4]。為了在有限的教學時間內講授材料科學專業學生所必需掌握的晶體學基礎知識,有必要將那些與材料科學專業相關性不大的內容進行刪減。例如,晶體理想形態和晶體規則連生方面的內容對地質學和礦物學專業十分重要,但是對于材料專業學生來說,只需要在課程緒論中加以概述就能夠滿足本專業的教學要求了。同時,對于后續材料科學的其他專業課程將詳細講解的知識點,也可以進行適當刪減,如晶體相變、晶體物理學等內容。另一方面,對于進一步學習材料專業其他課程而需要用到的一些重要晶體學基礎知識,應該增加講解內容的深度。例如,倒易點陣、吳氏網等基礎知識對于分析材料的微觀結構特征至關重要,但是,現有教材中的以上相關內容過于簡單,無法滿足材料專業學生的培養要求,所以,需要增加相關的授課內容。

教學內容的變更促使我們進一步思考授課內容編排的邏輯性。由于晶體學授課內容和側重點發生了變化,所以,我們就不能按照現有教科書中針對地質和礦物專業的教學目的來安排授課次序,而應該按照材料專業對晶體學教學內容的要求,研究如何安排授課次序才能更有利于本專業學生由淺入深、循序漸進地學習相關晶體學基礎知識。例如,在講解晶體宏觀對稱性之前,有必要先講解一些典型晶體結構的實例,以幫助學生形象地理解復雜的空間對稱操作;將晶體的微觀對稱和空間群知識從原教材的第七章提前到第三章[5],使其與晶體宏觀對稱合并成晶體宏觀和微觀對稱一章,這樣有利于從宏觀和微觀相互聯系的角度進行講解;另外,倒易點陣知識應該從原教材的第一章后移到第四章,在講解完晶體定向和晶體學符號之后,學生們熟練掌握了晶體正空間的晶面和晶向指數,此時講授倒易點陣知識更有利于學生理解復雜的正空間和倒易空間的相互變換。

三、教學手段的改革

《晶體學基礎》課程的難點是晶體宏觀和微觀對稱、晶體的投影以及內部質點的堆積。除了采用傳統的板書和二維圖形對這些晶體學難點知識進行講解以外,我們應該更加注重利用一些三維模型。例如,在講解晶體的球面投影和吳氏網過程中,利用地球儀作為三維實物模型,能夠更好地說明晶體的各個晶面在進行球面投影過程中的操作次序,以及解釋如何利用吳氏網來計算晶面夾角。在講解晶體的旋轉對稱時,可以利用一些特制的三維立體模型,形象地顯示出不同軸次的旋轉對稱;另外,在講解晶體的極射赤平投影時,可以針對一些具有特殊對稱特點的宏觀晶體,讓學生自己動手制作相關的三維實物模型,通過觀察各晶面的投影特點,加深對極射赤平投影知識的理解。

同時,為了使學生更加形象地把握各種對稱變換特征和晶面投影規律,我們應該進一步利用三維多媒體軟件,制作一些三維動畫作為輔助教學手段[6]。這樣能夠通過三維旋轉來觀察晶體的宏觀對稱特點以及晶體結構中的質點(原子、分子或離子)位置,滿足晶體宏觀和微觀對稱要素及其操作等抽象教學內容的教學目的,使學生能夠直觀地觀察不同宏觀和微觀對稱操作的特點,從而加深對這些抽象晶體學概念的理解。

四、研討式教學模式的改革

本校《晶體學基礎》課程在開課初期的授課形式為大班整體授課,包括所有材料專業大二的學生(約150名)。由于聽課學生人數較多,導致教師難以實時掌握學生的聽課效果。故而,本校自2013年起對《晶體學基礎》課程進行了“小班化”教學實驗(每班70~80人),有效地提高了授課效果。但是,目前的教學模式基本上還是以教師的“填鴨式”教學方式為主要授課模式,學生缺乏學習的主動性,沒有積極地思考問題。因此,應該實現教師和學生共同主導本課程的教學過程,通過師生之間以及學生之間“研討式”的教學模式,使學生在研討過程中理解和掌握《晶體學基礎》的基本概念和抽象知識。針對每堂課的重點講授內容,教師在課堂中提出相關問題,將學生分成若干小組,每組4~6人,在教師的引導下,通過學生之間反復討論將復雜的晶體學問題進行逐步闡明,這樣也有利于檢驗學生對每堂課知識的掌握情況。同時,將分組討論的結果納入平時成績的考核體系,鼓勵學生主動提出問題,并積極地通過討論來相互啟發,進而解決各個難點問題。

另外,師生應該充分利用本校在校園網上建立的晶體學課程中心平臺。一方面,鼓勵學生在網絡上進行自由討論,另一方面,讓學生針對以上問題在課堂上以小組為單位進行發言和討論。通過以上“研討式”教學模式及時獲得學生學習效果的反饋,從而調整講課速度,提高學生的學習效果。

五、總結

《晶體學基礎》是材料科學與工程專業的重要基礎課程,應該按照材料科學專業學生應該掌握的晶體學知識,優化編排授課內容和次序,提高授課效果;利用三維晶體學動畫模型,加深學生對晶體對稱要素及其操作等復雜晶體學概念和理論的理解;建立“研討式”教學模式,針對課程的重點和難點,提出學生課堂和課后研討的主題,檢驗學生對授課內容的掌握情況,提高學生通過主動提問以及相互討論而獲取知識的能力,最終使學生更好地掌握材料科學專業必需的晶體學基礎知識,培養學生分析問題和解決問題的能力。

材料科學與工程論文:金屬材料科學與工程專業生產實習教學改革與探討

摘要:生產實習是高校人才培養的重要環節之一,也是工程教育認證現場考察的重點環節之一。本文針對金屬材料科學與工程專業生產實習中存在的問題,進行了教學改革的嘗試,獲得了良好的實習效果。

關鍵詞:金屬材料科學與工程專業;生產實習;教學改革

據統計,我國每年工科大學畢業生的數量居世界之首,但畢業生的質量卻令人堪優。在工程教育認證新形勢下,如何強化工程意識,培養解決復雜工程實踐能力是高等工程教育中刻不容緩的事情之一[1-3]。生產實習的目的是將理論教學與企業生產密切結合,提高專業興趣,擴寬專業認識,為同學即將選擇考研專業和就業提供指導,培養同學專業工程實踐和復雜工程實問題的解決能力。因此,生產實習承前啟后至關重要。

目前盡管建立了眾多的校外實習基地,但企業考慮到實習安全、生產效率、生產車間場地空間等問題,導致生產現場停留參觀時間短。同時,車間噪音大,實習小組人數多,在“只許看,不許動”動的束縛下,實習變成了參觀、走馬觀花[4,5]。因此,同學對生產設備、生產工藝過程的了解和認識浮淺,甚至是囫圇吞棗。在工程認證新形勢下,探索教學模式改革將具有重要的意義。

一、生產實習教學改革

1.生產實習基地的選擇。在市場經濟和目前企業經濟運行困難形式下,企業在生產活動中均把經濟效益作為首要考慮因素,學生實習一般不會給企業帶來直接的經濟效益,反而可能會對工廠正常的生產秩序和安全造成或多或少的影響。因此,企業對接納學生實習一般持消極態度,能安排學生實習時間和次數有限。同時,由于實習經費限制,對生產實習基地只能就近選擇。因此,在實習經費和實習基地均有限的情況下,合理資源安排尤為重要。

(1)建立校外精習基地。所謂精習,選擇典型的產品,熟悉零件的整個生產加工過程,既包括材質選擇、進廠檢測、生產設備型號、生產工藝制定、相關的性能檢測與質量控制、產品的市場定位與銷售情況、企業管理與企業文化。讓同學以工程技術人員的角度去熟悉、分析產品零件圖、加工工藝圖、焊接工藝圖等生產工藝過程。采用先課堂講解(興趣引導)―同學現場實習(感性認識)―課堂交流討論(啟發深入)―再次現場實習(理解領悟)―課堂討論交流(融會貫通)的方式進行。

精習基地選擇一是交通方便,便于學生多次實習往返,節省實習經費;二是精習基地要有獨立功能產品或運動部件,既涵蓋金屬原料質量控制、加工成型(鑄造、鍛壓、焊接、塑性成型、熱處理中的一種或一種以上成型工藝)、質量檢測、裝配等工序。三是廠家積極配合,能提供產品生產圖紙、生產和檢測工藝文件、生產設備資料,并可接納多次實習。

精習基地給同學一個全面系統的材料成型工程概念,讓同學由淺入深,由表及里,歸納總結其工藝選擇的理論依據、質量控制的方法,根據工況和經濟性,選擇零件熱處理、耐磨、耐蝕處理方法,探索思考該產品生產質量提升空間,進而培養解決復雜工程實踐問題的能力。

(2)建立校內精習基地。大學一般建有科技成果轉化孵化器,既高校技產業園。雖然高校企業產業園的企業規模小,對生產實習來說,具有得天獨厚的優勢。輔助教學是高校產業園的職責之一,便于聯系落實實習任務,時間安排靈活。二是交通便利,便于往返多次實習。另外,高校科研成果成功轉化案例的學習,有助于激發同學學習的興趣和激情,培養同學創業的意識。

(3)建立校外泛習基地。所謂泛習基地是指學生在企業實習1~2次,主要是讓同學了解熟悉不同零部件的生產成型工藝過程,掌握金屬零件不同的成型工藝,擴寬對產品生產加工視野。由于企業接納實習時間的限制,同學對泛習基地的生產工藝過程難以深入的理解和貫通,因此指導老師的預先講解、同學對企業相關產品、工藝的預先資料的收集、查閱和實習后現場答疑講解是決定泛習基地實習效果的關鍵環節。

一般精習基地選擇1~2個企業,每個小組安排3~4次進廠實習機會,每次實習0.5~1天。泛習基地安排4~6個企業,每個企業安排1~2次進廠實習機會,每次0.5~1天。精習基地、泛習基地實習時間和次數的安排,可根據企業生產工序、生產規模、設備開工使用情況靈活調整。

2.指導教師工程素養的培養。目前高校師資評聘過分依重科高層次科研項目和論文,忽視了高校教師的工程應用能力的培養和引導。同時,很多高校教學重課堂理論教學的考核與評價,輕工程實習的投入與考核。另外,實習現場環境工況復雜,指導生產實習不僅需要投入時間和精力多,還要求老師具有較好的身體素質。因此,要到達預期的生產實習效果,具有工程開發或企業工作背景的指導老師尤為重要。選擇有經驗的老教師帶年輕教師,培養實習指導教師教學梯隊,是完成實習的有效保障[6]。

指導教師到精習、泛習基地企業同技術人員交流座談,預先調研、制定實習計劃,收集編制實習報告。同時,做好預先動員,講解和指導工作。這些工作已遠遠的超出了“教學工作量”所能體現出的工作量,需要指導老師相互合作,共同完成。指導教師工程背景培訓需要學院、學校領導的重視和教學規章指導的引導。

3.教學模式改革。

(1)實習前沿。同學第一次到企業實習,帶著對未來工作環境的憧憬,也充滿了對企業的好奇與迷茫。愿望是美好的,但現實是殘酷的。所選擇的精習、泛習基地在企業規模、技術先進性、企業管理、車間環境等諸多方面可能差強人意,實習動員要預先化解同學心中的就業觀與實習現實企業的落差,樹立正確的擇業觀念,引導同學走進企業,培養興趣,擴寬對專業的認識。同時,鼓勵同學不僅帶著眼睛去實習,更要帶著腦子去思考,去發現問題,并運用所以理論,探討解決實踐工程問題的可行性。

(2)編寫實習報告。指導教師根據安排企業實習時間、企業設備開工情況,修改、編寫實習報告,避免同學實習報告流水賬、抄襲雷同、言之無物。實習報告采用啟發、討論,研究與探討的方式,引導同學對產品選材、成型工藝、質量控制、產品性能逐漸深入分析研究,將所學理論與產品加工制造工藝、技術相結合,培養同學解決復雜工程問題的能力。因此,實習報告的編寫是針對精習基地、泛習基地有的放矢,引導同學在實習過程中抓住重點環節,透過實習產品,回歸到理論的運用,將課堂理論與生產實踐融匯貫通。

(3)實習考核。實習成績的考核與評定是實習學風引導的指揮棒。同時,考評制度也影響下一級同學學風和實習態度。制定合理的實習考核辦法是實習效果保障之一。一般從實習紀律(10%)、實習筆記(20%)、實習報告(40%)、實習答辯(30%)四個環節進行評價。實習筆記采用時抽查,即可可以監督同學,也可以及時了解同學實習掌握情況,合理的安排實習時間。實習答辯采用分組座談式答辯,同學主動講述和提問回答相結合,為同學進行理論的深化和梳理。

二、生產實習改革應用及效果

金屬材料科學與工程專業生產實習教學計劃3周15天,我們安排青島扎克船用鍋爐有限公司、青島金海納有限公司作為精習基地,萊鋼錨鏈、青島海立、城陽豐東熱處理、濰坊豐東熱處理、高密高鍛5家公司作為泛習基地,其產品包括:船用鍋爐、采煤機截齒、海上平臺錨鏈、冰箱變頻壓縮機、活性屏離子氮化爐、壓力機等。

實習參觀公司按其產品成型工藝分,焊接成型:鍋爐壓力容器埋弧焊、CO2保護焊、氬弧焊、錨鏈閃光對焊、截齒釬焊。塑性成型:爐體的卷壓成型、汽車殼體零件的板料沖壓成型、錨鏈橫檔的熱鍛成型。鑄造成型:壓力機及其零件的砂型鑄造、消失模鑄造成型。機械加工成型:變頻冰箱壓縮機機械加工。板料和棒料下料:剪板機下料(≤8mm)、火焰和等離子氣割,棒材和管材的帶鋸切割下料。此外還涉及熱處理工藝:截齒的感應淬火、滲碳淬火、離子氮化、氣體氮化及其噴丸、噴砂除銹預處理工藝。按檢測方式可以分為探傷檢測:壓力容器X射線探傷、著色探傷和錨鏈超聲探傷。力學性能檢測:鍋爐焊縫的拉伸試驗、沖擊實驗。產品性能檢測:鍋爐的水壓檢測、變頻壓縮機噪聲檢測。鍋爐材料和錨鏈材料的元素檢測分析。從實習內容看涉及了本科課程中的金屬材料學、材料的力學性能、成型原理與工藝、熱處理工藝與裝備、無損檢測等課程。

學生在實習過程中,經過與指導老師、企業技術人員互動,在實習報告的引導下,通過課堂探討交流,能夠積極主動地完成各項實習任務,實習效果良好。另一方面,生產實習企業與學生獲得了互相認可,既企業在進行安全教育的同時,也給同學做了下一年度的招聘需求,同學可以帶著企業的技術問題在企業完成本科畢業設計,促進了學生的就業工作。

三、結論

在新的工程認證形勢下,通過學校、教師、學生、企業多層次全方位的精習基地、泛習基地建設、實習指導報告的引導、實習指導教師隊伍的形成,探索培養養具有解決復雜工程問題的工程技術人才新的生產實習改革正在付諸實施并初顯效果。

材料科學與工程論文:航空航天方向材料科學與工程專業英語教學改革

摘要:通過對航空航天材料專業英語教材、課堂教學內容與方法的改革與優化,培養學生具有較強的專業文獻的閱讀能力,進一步提高學生的聽、說、寫、譯能力,使學生能夠熟練應用英語交流、獲取知識。同時促進學生掌握良好的語言學習方法,提高文化素養,以適應社會發展和航空航天技術進步的需要。

關鍵詞:航空航天材料;專業英語;教學;改革

航空航天材料是指飛行器及其動力裝置、附件、儀表所用的各類材料,是航空航天工程技術發展的決定性因素之一,也是材料科學中富有開拓性的一個分支。飛行器及其裝置的設計,不斷地向材料工程提出新的課題,推動了航空航天材料科學的進步。各種先進材料的出現也為飛行器及其裝置的設計提供更多的可設計性,極大地促進了航空航天技術的發展。因此,先進航空航天材料的開發、研究與應用反映了一個國家的工業水平與航空航天技術,關系到一個國家的綜合實力與國際影響力。因此,各國都把先進材料的研究和開發放在重要地位。盡管我國近年來在航空航天材料的研發方面取得了巨大進展,但仍然與發達國家存在較大的差距。因此,需要不斷學習和引進國外的先進技術和經驗。而國外相關資料都是英文出版,這就需要航空航天材料方向的學生具有較高的材料科學與工程專業英語的聽、說、讀、寫能力,以完成獲取專業所需信息等任務。

材料科學與工程專業英語是一門語言應用與材料專業知識緊密結合的課程。它不但涉及英語科技文體的語法特征和材料專業技術文獻的語言特點,而且涉及一定的專業技術內容及科技信息交流。課程目標是培養學生具有較強的專業文獻的閱讀能力,進一步提高學生的聽、說、寫、譯能力,使學生能夠熟練應用英語交流、獲取知識。同時促進學生掌握良好的語言學習方法,提高文化素養,以適應社會發展和航空航天技術進步的需要。課程的教學目標是:掌握一定量的與材料科學與工程專業有關的常用單詞和常用詞組,并掌握一定的構詞法知識,具有識別生詞的能力,能順利閱讀專業相關的英文原版教科書、參考書及專業論文。但現行的教學模式在教學管理與培養方式中存在許多問題亟待解決,目前也沒有針對航空航天方向的材料科學與工程專業英語教材。因此,迫切需要完善教學內容,優化教學方式,改編教材,以全面提高材料科學與工程專業英語的教學質量。

一、改編現有專業教材,擴展學生專業視野

瀏覽現有大部分的《材料科學與工程專業英語》教材可發現,內容基本是《材料科學概論》或《材料科學基礎》的英文版本的改編,實際是英文版的專業教材,不具專業英語教材特點。而且教材內容的更新速度慢,與國際上材料科學的快速發展不相適應,學生閱讀起來單調、枯燥。因此,在現有教材的基礎上,急需編寫新版實用性教材。新版教材需兼顧英語的語法特點和材料專業技術知識,既強調專業基礎理論知識又涵蓋國際研究前沿趨勢。

從提高學生的聽、說、讀、寫及翻譯的綜合能力著手,按照從難到易的教材內容順序,突出航空航天行業背景及新技術特點,完成《材料科學與工程專業外語》教材的設計與撰寫。從教材章節編排上,按照先介紹語言知識后介紹材料專業的順序布局。可以在開始的章節介紹科技英語的構詞、語法的特點以及專業學術文章的撰寫規則。隨后的幾個章節,簡單介紹材料的基礎理論知識,學生可以結合以前學習的材料專業知識進行這部分的學習。目的是給學生介紹英文專業詞匯,讓學生逐漸熟悉專業英語的閱讀。隨后,在材料學的專業知識內容上,結合專業基礎課程,著重介紹和航空航天技術緊密相關的材料研究內容,例如飛機結構復合材料、高溫材料、隱身材料、非晶材料、太陽能材料等。同時,為了進一步提高學生閱讀和理解專業文獻資料的能力,提高學生從專業文獻中獲取重要信息和跟蹤學術研究前沿的能力,教材還可以向學生介紹利用互聯網站和相關的學術期刊網站獲取最新專業文獻的方法。并且,從材料專業高質量的國際期刊上精心選取一些難度適中的綜述性和研究型的論文作為課堂教學內容。由于這些論文內容新穎且緊密跟蹤本領域的研究前沿,學生也易于接受。這樣,既提高了教學效果,也使學生對專業英語的重要性有了更深地認識和理解。

二、豐富課堂教學內容,夯實學生基本功

調研各高校材料專業的本科生教學計劃,發現專業英語課程設置在第七至第八學期,大四學生對英語學習逐漸變得陌生,如果直接面對專業英語的學習,勢必會造成學生學習的困難。因此,教師除了教授教材的內容外,可以適當拓展相關內容的英語學習,提高學生的學習興趣。

從知識結構設置上,可以根據學生畢業后學習、就業及工作的實際需要,突出對學生專業英語實際應用能力的培養和訓練。為了突出實際應用能力培養及常用交流,可按照先讀后寫,先聽后說的思路,來對學生進行專業英語實際應用能力的訓練。通過由學習模仿到實際應用的教學模式,重點培養撰寫英文摘要、寫推薦信、求職信、會議常用發言以及模擬求職對話等能力。除此而外,還可以就學生即將面臨的畢業設計論文撰寫,展開介紹和講評。“學以致用”,而實際應用是學生學習的動力。學生一旦體會到能從專業外語的學習中獲益,便會提高學習的積極性,促進專業英語的教學。

為了增加教學內容的趣味性,在實際教學過程中增加一些與課文內容相關的最新外文視頻。材料科學與工程是一個大專業,其中又有金屬材料、高分子材料及陶瓷材料等二級專業,因此除了完成教材的教學內容外,還應針對不同專業分門別類地介紹材料的最新的實際應用。介紹時,可以從互聯網上搜索最新的文字資料,也可以搜索最新的視頻資料,其中視頻資料更生動,因此受到學生們的歡迎。比如在講解金屬材料和復合材料時,可以給學生播放波音、空客等制造飛機發動機及機身結構的最新技術視頻。還可以通過播放如太陽能電池、風力發電技術及3D打印技術等視頻,加深學生對陶瓷材料、功能材料及復合材料在新能源及新技術領域的應用認識。因此,通過利用多媒體技術的視頻資料,不但可以提高學生的英語聽力,擴充學生的詞匯量,還可以使學生在輕松的學習氛圍中了解相關技術的應用前沿,深化在學生對航空航天材料科學與工程的認識。

三、改革課堂教學方法,提高課堂教學質量

材料專業英語是一種正規的書面體,專業詞匯多詞形復雜、句子長,且與專業知識結合緊密,相對于基礎英語來說,缺少文學作品中的韻律、節奏感,讀起來抽象、枯燥,造成教師講授、學生學習的興趣不高。如果采用傳統的專業課程的講課為主的教學方法,勢必不能有良好的教學效果。因此,應該結合英語課堂教學和專業課的教學特點,采取多元化的教學方法,對學生進行課堂教學。

可以采取英語課堂的教學,讓學生隨堂朗讀教材內容,學生在讀的過程中,既熟悉了教材內容,又對英語的“說”有提高。隨后,對學生進行分組,討論分析教材內容,或者也可以提出一個小話題,學生可進行問題的分析并提出解決方案。這樣,既提高了學生的英語口語技能,也加強了學生分析專業問題的能力。課后布置適量的課后翻譯作業,可以是對教材內容的翻譯也可以是對課堂增補內容的翻譯,通過英漢互譯的環節,鞏固課堂教學內容。在課程結束前,還可以穿插學生就自己的畢業設計方向,做一個簡短的英文講座,既可以對課堂教學效果進行測試,也可以提高同學們的口頭表達能力,增加同學們英語交流的信心。

在進行課堂教學的時候,如前所述,可以圍繞課堂教學時的內容,充分利用互聯網技術,為學生補充國際上航空航天材料的最新研究成果和先進的應用實例,可以是文字資料也可以是視頻文件的學習。進行文字資料的學習時,可以采用先朗讀后分析、翻譯的方法,逐步分解。進行視頻資料的學習時,教師應提前將語音資料轉換成文本資料,課堂上可以進行邊視聽邊進行講解,讓學生在愉快的氛圍中進行學習,進而達到良好的課堂效果。

四、結語

我國航空航天技術的發展對航空航天材料的研究提出更高要求。航空航天材料的研究人員必須及時關注國際發展,密切和國外學術交流,才能保障材料領域的不斷進步,這就對科技人員的專業英語要求也不斷提高。因此,通過對航空航天材料專業英語教材、課堂教學內容與方法的改革與優化,來全面培養學生的讀、聽、說、寫、譯的綜合能力,增強學生的國際競爭力,為航空航天材料技術領域輸送優秀人才。

材料科學與工程論文:化工材料科學與工程的發展現狀及趨勢研究

【摘 要】隨著社會不斷進步,化工生產備受關注,化工生產為社會發展提供相應的材料,是社會工程建設中的重點內容。化工材料科學與工程研究是化工生產中的重點內容,本文對化工材料科學與工程的發展現狀進行分析,針對其中存在的問題,提出促進化工材料科學與工程發展的對策,并對未來社會發展的化工材料科學趨勢演變進行暢想。希望相關的研究能夠促進我國化工產業的發展。

【關鍵詞】化工材料科學與工程 發展現狀 趨勢分析 研究

化工材料科學與工程是社會經濟發展的主要驅動力之一,同時能夠帶動信息技術與生物技術的發展。在以科學技術為主導的當今社會中,無論是高校中還是化工企業中,都需要培養化工材料科學與工程的專業人才,創新材料科學與工程的發展。從化工材料科學與工程的發展中找尋其中存在的問題,以便于后期的工程技術研發。

1 化工材料科學與工程的發展現狀分析

1.1 化工材料科學與工程的發展歷程

化工材料科學與工程的從個個單一分來的學術系統中,逐漸實現走向了科學之間的相互融合。在社會發展的進程中,材料科學的應用與社會建設步伐息息相關。單一化的材料科學發展不能適應社會發展需求,各個材料學科之間應該實現相互交叉、滲透、移植,從細分最終走向綜合化的發展。在20世紀40年代,基礎科學與工程之間的相互滲透較差,固體物理學與材料工程學之間的互不融合。從60年代起,材料科學與工程學能夠實現交互,材料科學與材料工程之間的大部分內涵能夠實現重疊,化工材料科學與工程得到了教育界的廣泛認可[1]。

1.2 化工材料科學與工程在教育界的發展

化工材料科學與工程是高校教育中的重點內容,該門學科經過多變的研究與演變,衍生出中諸多的子學科。以美國麻省理工學院材料學科專業演變為例,與化工材料科學與工程相關的專業課程有:地質與采礦工程、采礦與冶金、冶金與材料科學等。歐美等國家將在材料教育方面的認識比較深,將很多高校中的冶金、陶瓷、電子材料等科目統稱為材料,材料教學內容逐漸擴大,應用到社會建設中的諸多領域中。目前,我國重點高校相繼設立材料科學與工程學院,針對于化工方面的教學改革,在原設置專業的基礎上,補充了非金屬的工程材料的內容。化工材料科學與工程的發展能夠打破原專業設置的界限,加強專業間的滲透和聯系,教學內容實現了更新。截止至2003年7月份,具備材料科學與工程的院校占據我國的高校的總數的34%。化工材料科學與工程的教學逐漸展現出了新思路[2]。

2 化工材料科學與工程的發展趨勢

2.1 化工材料科學與工程教學中創新性人才培養

化工材料科學與工程的發展,以來社會化工企業的技術研發還遠遠不夠,為了更好的促進化工材料科學的發展,在未來的科技社會中,化工材料科學與工程還需要與教育實現緊密結合。促進化工新材料的研發與應用,需要在高校中培養優秀的材料科學人才,與社會高精尖材料研發機構構成聯動機制。對于材料科學的人才培養要求極為嚴格,一方面需要學生具有較好的結構力學基礎,另一方面還要向學生傳授學生微系統、納系統、生物系統。同時還需要進行材料結構、性能、工藝等工程的研究,以計算機技術進行材料科學的模擬研發。高校能夠為社會輸送創新性的人才,是社會化工企業實現穩步發展的關鍵。創新性人才的能夠促進化工新材料的研發,保障化工材料領域更新[3]。

2.2 化工新材料的研發

在科技信息不斷發展的當今社會中,對于化工材料的研發技術越來越先進,我國化工材料科學與工程的未來發展,需要與科技信息技術相互融合,研發出具有更多功能的化工新材料。這些新材料的研發與應用能夠在傳統材料的優勢基礎上,為人們的生活提供更多的便利。

2.2.1 纖維材料

化工新材料“十三五”發展規劃在即,很多具有高技術含量、高價值知識密集和技術密集的新型材料,在社會建設中能夠發揮出無線的潛力。這些新材料與傳統的材料相比,在質量上更加的輕便,在性能上的更加的好,在功能上更加的強大,附加值更加的高。那么何為化工新材料,化工新材料是指一些包含高性能纖維復核材料,這些才能夠在國防軍工、航空航天、新能源及高科技產業中應用廣泛,同時化工新材料在建筑、通信、機械、環保以及海洋開發中用途更大。有專家指出,全球纖產量在近十年內的長幅為3%,而高性能的纖維在全球范圍內產量增長能夠達到30%,也就是說,在未來的幾年間是高性能纖維發展的黃金期[4]。

2.2.2 聚酰亞胺

有機高分子材料也是化工新材料的另一類,與傳統的高分子材料相比,聚酰亞胺的綜合性比較強,特點突出。聚酰亞胺作為一種特種工程材料,已廣泛應用在航空、航天、微電子、分離膜、納米、液晶、激光等領域。在物理性質上,耐高溫達 400℃以上,長期使用溫度范圍-200~300℃,熔點特征不明顯。并且該種材料絕緣性能極高。通常情況下,103赫下介電常數為4.0;在化學性質上,聚酰亞胺可以被分為脂肪族、芳香族、半芳香族聚酰亞胺三種。聚酰亞胺,因其在性能和合成方面的突出特點,不論是作為結構材料或是作為功能性材料,其在微電子領域發揮著重要的作用。

3 結語

綜上所述,化工材料科學與工程化工研發領域中的重點內容,提升對于化工材料科學與工程的研發,能夠有效的促進化工領域發展。本文對化工材料科學與工程的發展現狀進行分析,與社會發展趨勢相互結合,研究其在未來的發展方向。在未來,需要對化工材料科學與工程教學中進行創新性人才培養,鼓勵化工新材料的研發,實現科技創造未來。

材料科學與工程論文:材料科學與工程專業的實驗室教學地位思考

[摘要]站在一級學科專業角度理解“材料科學與工程”實踐教學的含義,剖析目前我國高等學校本科實驗室在實踐教學方面存在的問題。提出高等學校的實踐教學應該以培養大學生科學實驗及工程實踐的能力為目的,以傳授科學發現的實驗方法、研究手段以及工藝技術為任務,并在認知學科知識、掌握專業技能基礎上實現大學生創新能力的培養;實驗室應該是完成實踐教學任務的主要基地,實驗室建設應該是高校實踐教學基地建設的落腳點與主要方向。

[關鍵詞]實驗室;實踐教學;工程實踐能力;人才培養

0引言

“材料科學與工程”專業是一級學科專業,深刻理解專業內涵,是保證實現專業人才培養目標的關鍵。從培養專業人才的角度,專業教學自然包括學科理論知識與專業實踐能力協調統一的兩個部分。如何進行專業實踐能力的培養是高校普遍關注的問題,也是目前高校教育工作者的重點研究課題[15]。伴隨國家對教育的重視和大量投入,用于培養學生實踐能力的基礎設施得到完善。然而,這并不意味著專業實踐能力培養的問題得到解決,恰恰相反,社會要求高校改革實踐教學模式,培養高素質工程實踐能力人才的呼聲日益強烈。深刻思考高校實踐教學現狀,目光聚焦教學實驗室,高校教學實驗室的性質、作用與地位值得再審視。高校教學實驗室的建設方向對高校實踐教學模式改革的影響作用值得探究。

1從“材料科學與工程”的學科內涵理解專業實踐教學的涵義“材料科學與工程”學科是研究有關材料成分/結構、制備/合成、性能和使用效能及其關系的科學技術與生產。對此,材料科學與工程專業的基本教育要面向學科的要素,自然科學知識與工程技術知識應該是構成知識結構的主要方面。就理論教學而言,要以系統的知識學習和綜合思考能力培養為主,強調寬厚的基礎、學科知識橫向與縱向間的聯系。理論教學的核心任務,就是培養專業理論素質。實踐教學不應該僅是理論的再現和簡單證明,而是強調理論在應用中的相關性和綜合性,同時引導和激發學生走向科學研究和工程實踐的起點。實踐教學的任務和目的就是培養大學生獲取科學知識的能力與工程實踐的能力。基于此,確立了高校實踐教學改革以及實踐教學基地建設的方向。高校教學實驗室是完成實踐教學任務,實施學生工程實踐能力培養計劃的主體,高校實踐教學改革以及實踐教學基地建設的對象是教學實驗室(以下簡稱實驗室)。

2我國材料科學與工程專業教育的發展現狀對實踐教學的要求2.1重視寬口徑材料類人才的培養

材料類型已經覆蓋了金屬材料、無機非金屬以及高分子材料材料工程方面,覆蓋了金屬的成型與加工、無機非金屬工程、高分子材料工程以及冶金工程等。材料科學與工程專業的實踐教學應該與此對應,重視寬口徑的科學研究和工程實踐能力的培養[3]。

實際上,在專業人材培養過程中,各個學校依據自身條件和發展定位而限定“寬口徑”的“度”,即辦學特色。由此,也決定了“寬口徑的科學研究和工程實踐能力的培養”的實踐教學內涵對于每個學校來講是有一定限度的。實驗室對于實現“寬口徑”的科學研究和工程實踐能力的培養目的具有了可行性。

2.2培養模式由“專業培養”向“學科培養”方向發展各教學環節的學科性特點日益突出:在課程設置上,普遍注重學科式課程,專業課程已從中心地位轉向了載體地位;在課程內容上,圍繞學科發展和技術進步,培養學生適應社會科技發展的大方向。實踐教學與學科性內容的關聯性日益緊密[4]。例如,大功率X射線衍射儀、透射電子顯微鏡等高、精、尖設備大量向本科教學開放;普遍提倡本科生低年級開始進入科研團隊,參與導師的科研工作;畢業論文或設計題目普遍要求真題真做。實驗室對于實現寬口徑的科學研究和工程實踐能力的培養的有效性日益彰顯。寬口徑的科學研究與工程實踐能力培養的主體地位也日益凸顯。

2.3實踐教學方面的投入由基礎轉向專業

伴隨國家對教育的重視和大量投入,培養學生實踐能力的基礎設施得到完善,學生的實際操作動手水平、分析和解決問題的能力得到了明顯的提高。以天津理工大學為例,在經歷“十五”、“十一五”基礎實驗室專項投資建設基礎上,投資0.24億元進行了“十二五”建設,以學科與專業綜合建設作為重點,加強教學科研創新平臺以及人才培養質量建設。實踐教學方面的投入已由基礎轉向專業,投入的趨向突顯學科性。科學研究和工程實踐能力的培養越來越可以立足于實驗室。

2.4材料科學與材料工程相結合的綜合性人才的培養日益受到重視隨著社會的發展及國際競爭日趨激烈,社會對材料研究專門人才的需求淡化了材料科學與材料工程的概念,對材料科學與材料工程相結合綜合性人才的需求增加。

伴隨專業教學內容學科化、綜合化,實踐性更強,探索性更強。以專業認識實習或企業化的現場實踐為實施方式的教學模式呈現出不適應性。實驗室建設作為學校教學改革的重要部分,其建設易于朝向保障實現材料科學與材料工程相結合的綜合性人才培養目標發展。從高校的性質與任務、高校實驗室建設的目的,以及從現實條件來看都是符合邏輯的。

3高等學校實驗室實踐教學現狀的思考與改革措施3.1高等學校實驗室實踐教學現狀的思考

1) 以科學實驗教學涵蓋實踐教學。實驗室的實踐教學過于強調學科性:教學內容突出學科化,教學方式強調科學探索。與此對應,用于實踐教學的投資趨向于科學研究設備。實驗設備現代化、高精尖化以及專門化。這種實踐教學現狀使科學探索深度不斷加大,基礎實踐能力逐漸淡化。雖然對教師與大學生雙方的科學素質要求越來越嚴格,但基本技術的實際操控能力越來越弱化。如果以寬口徑的科學研究與工程實踐能力的培養標準來衡量高等學校實驗室的實踐教學,對學生工程實踐能力的培養會被弱化。

從材料測試分析方法的課程教學來講,由于側重電子探針、原子探針等現代分析手段,材料成分分析最基礎的化學分析方法被淡化,而化學分析方法是工程實際中測定鋼平均成分的基本方法。大學生就業主體還在企業,仍面向工程實際。大學教育,特別是工科的大學教育,工程知識的教學偏弱,大學生就業難,社會接受度低,這些也是需要考慮在內的客觀原因。

另外,先進科研手段層出不窮,先進工程技術不斷發展。在先進科技面前,面對高精尖、高價值科技手段,存在看得見卻摸不得的客觀現實。不能上手,實踐能力無從培養。

除此之外,在科技飛速發展的今天,要求大學生群體在一個相對較短的、確定的時間段內了解新的科學研究方法,培養出相適應的科學研究能力,是不可能的,也是不可行的。

2) 實驗室實踐教學存在明顯的教學實驗性。高等學校實驗室的實踐教學受傳統的思想影響,實驗教學依課程開設,且在內容上注重理論知識的驗證,正所謂教學實驗,而非實驗教學。而且,在實驗教學內容中對科學發現的歷史缺乏重視。科學發現的歷史,不僅在于體現知識體系的形成過程,有助于學生更好地理解、掌握知識,而且在于展現了探究科學的思想方法、在探究科學問題中所采用的技術手段以及技術手段的選擇使用、改進與發展的過程,這些恰恰表現的是工程實踐的核心內容。

在實驗教學形式上,所謂基礎性、設計性及綜合性實驗的劃分,多是從實驗內容的量、涉及知識性的面及工作難度角度,而非從實驗教學的內涵上來考慮。項目之間相互獨立,缺乏系統性,且實驗項目在內容設置上重復現象嚴重;實踐教學在培養學生創新意識、專業實驗能力及科學研究基本能力方面的主體地位與作用上沒有有效體現;學生創新意識不能得到有效激發;教學過程未能切實體現以學生為本、學為主體的教育理念。

傳統的實驗室教學模式不適應寬口徑的科學研究與工程實踐能力的培養這一實踐教學的內涵,實驗室教學的實質作用未有效體現。

3) 高校實驗室教學的優勢尚待發揮且不能與工程實踐相協調。按照傳統觀念,實驗室的實踐教學注重科學理論相關的工作。在此觀念下,設立的實驗室多屬于科學實驗型實驗室,而非工程實踐基地。為彌補這一不足,高校多致力于建設校外工程實踐基地,使本屬于學校自身的實踐教學體系,被分成校內的實驗室實踐教學與校外的工程實踐教學兩部分,使得科學研究和工程實踐能力的培養出現脫節,不能協調統一。

校外實踐基地的建設有效支撐高校實踐教學。因而,許多高校大力建設校外產學研基地,實施“卓越工程師”培養計劃等。在“十二五”期間,天津市投資了4.25億元用于實施卓越人才教育培養計劃,建設10個可共享的工程實踐教育中心。在實踐中發現,所謂工程實踐基地實踐教學的內容與形式偏向工程,一定程度上弱化實踐教學的科學研究與工程實踐能力的協調統一,對材料科學與材料工程相結合的綜合性人才培養目標的實現具有一定局限性。同樣,工程實踐基地建設為適應科技飛速發展的現實,滿足大學生群體在一個相對較短的、確定的時間段內掌握不斷涌現的新的科學技術是不可能的,也是不可行的。另外,由于企業客觀現實的限制,校外產學研基地的工程實踐教學效果確實大打折扣。況且,在信息交流高度發展的今天,是否需要花大力氣建設校外產學研基地以完成工程實踐教學是一個值得商榷的問題。

3.2高等學校實驗室實踐教學改革措施

1) 提高對實驗室工作重要性的認識。高等學校實驗室是學生實踐能力培養及實施工程素質教育的重要場所,保證教學質量及實現人才培養目標的重要基地。黨的十八屆五中全會已經明確,內涵發展、提升教育教學質量是“十三五” 高等學校改革的核心。必須樹立以學生為本,實施知識傳授、能力培養、素質提高協調發展的實驗教學觀念,提高實驗教學對培養創新型人才重要性的認識,深化實驗教學改革,支撐教育教學質量的提升。

2) 加強實驗室建設,深化實驗教學改革。首先,通過管理體制創新,實現實驗室的角色轉換。高等學校實驗室建設,要以深化改革現有實驗教學體系和管理體制為核心。通過體制創新,打通實驗教學與理論教學的教師身份界限,在建立起滿足實驗教學需要的高素質實驗教學隊伍基礎上,形成設備先進、資源共享與開放服務的實驗教學環境,提高實驗教學水平,支持實踐教學質量的提升,使實驗室真正成為實施實踐教學任務的主要基地。

其次,通過理念創新,打通科學研究與教學實踐之間的界壘,有效地實現教研相長,培養了學生的實踐能力。通過理念創新,形成科學研究與教學實踐協調一致、科研研究室與教學實驗室協調統一的機制,實現教研相長。學術性的教學模式,打通了科研研究驗室與教學實驗室的管理界壘,專業教學任務由團隊協調處理,應該是一個積極的探索。

4結束語

實踐教學改革是高校特別是工科院校教育改革的重要部分。實踐教學改革是保障學校培養滿足社會發展需要的,科學發現與工程實踐能力相結合的綜合性人才的重要支撐。從高等教育發展面臨的形勢要求、高校的性質與任務,以及學科專業建設內涵與發展方向的邏輯出發,高校實驗室應該培養大學生獲取科學知識能力與工程實踐能力的能力。借助體制創新,使實驗室真正成為實施實踐教學任務的核心載體。教育者應通過理念創新,打通科學研究與教學實踐之間的界壘,使實驗室真正成為學生獲取科學知識與進行工程實踐能力培養的主要基地。

材料科學與工程論文:讀議練課堂模式在《材料科學與工程基礎》中的應用

摘要:以我校《材料科學與工程基礎》課程為例,介紹了讀議練課堂教學模式的實施過程與效果。通過“讀”的實施強化學生對相應知識點的深入理解,并充分結合利用教師提供學習資源和網絡資源,開拓學生視野;通過“議”的實施,充分開展知識點的討論,通過團隊合作合理分工,同時強化師生網絡互動和課堂互動,加深理解;通過“練”的實施,提高感性認知,強化實踐知識和能力。通過兩學年的實踐,實施效果較好,同時提出相應存在的問題,供同行參考。

關鍵詞:課堂教學模式;材料科學與工程;結構教學法;閱讀;討論

一、前言

“讀、議、練”課堂教學模式是指運用“啟、讀、議、講、記、練、結”結構教學法,充分發揮教師的主導作用和學生的主體地位,通過教師的組織、引導、幫助和促進,使學生主動探索,充分利用各渠道的學習資源,積極參加課堂討論,在頭腦中對相應專業知識形成整體化,并學會運用,從而提高教學質量,提升教學效果。《材料科學與工程基礎》課程是我校高分子材料科學與工程專業的專業核心基礎課程,該課程作為該專業的學位課程,旨在使學生開始接觸材料科學,樹立科學的材料觀和專業認知,通過“讀、議、練”課程教學建設,突出學生在學習中的作用,構建有利于學生自主學習和師生互動的教學模式,一定程度上提升了學生學習效果。

二、“讀、議、練”教學模式的實施過程

1.“讀”的實施及評價。通過為學生指定相關參考書籍和促使學生充分利用網絡資源,將精讀、課外必讀和瀏覽泛讀相結合,掌握和了解不同層次的專業知識內容和最新前沿進展。具體本課程,為學生指定了6份參考資料,有選擇性地指定內容,要求精讀15萬字和泛讀53萬字,使學生掌握材料科學基礎知識和材料科學領域進展知識。將閱讀材料分四次結合課程進度告知學生,并指導學生有效閱讀,大部分閱讀資料均以數字資源形式放在網絡教學平臺中共享,為學生閱讀提供條件。同時每次閱讀要求學生反饋閱讀報告以督促學生進行有效閱讀。在課程的網站上公布讀的要求與評分標準:每位同學要充分利用指定的相關參考書籍和豐富的網絡資源,將精讀、課外必讀和瀏覽泛讀相結合,掌握和了解不同層次的專業知識內容和最新前沿進展。

在實施有效的閱讀之后,要求撰寫相應的讀書報告。(1)精讀材料1:第1章,閱讀1~8頁,寫出500字的理解。第2章,閱讀9~10頁和第3章,閱讀30~68頁。寫出800字以上的閱讀報告。第4章,閱讀,寫出800字以上的閱讀報告。(2)閱讀材料2:泛讀至少10萬字。閱讀材料3:泛讀至少20萬字。以上兩材料在閱讀后撰寫主題為“我眼中材料的發展未來”的小論文一篇,不少于1000字。(3)閱讀材料4:泛讀至少10萬字。閱讀材料5:泛讀至少8萬字。閱讀材料6:泛讀至少5萬字。以上三材料在閱讀后,促進對教材內容的理解,補充對材料性能的學習和掌握。撰寫主題為“我最關注的材料性能”的小論文一篇,不少于800字。從眾多性能中選擇1~2種進行闡述,要求有理有據。“讀”材料的過程主要在課后完成,評價學生學習情況主要根據所提交的讀書報告。五份讀書報告,每份總分20分進行評價,納入期末綜合考核。

2.“議”的實施及評價。在本課程中開展了三次課堂討論,通過分組,全班學生均有效參與。討論主題既結合上述“讀”的內容,也要求學生能利用網絡資源充分思考和搜索。同時,主題討論不僅限于課堂,還在網絡上繼續進行相關關注的知識進行答疑、討論、互動。在網絡課堂公布的“議”的實施要求與評價方法如下:“議”的過程由課前準備、課堂討論和課后總結三部分進行實施。(1)成立學習小組進行實施:固定4~5人/小組。(2)課前準備。每個討論主題中有6個問題,全班每位同學課前通過閱讀教材、所提供的閱讀材料或互聯網資源等的學習,在課程的“答疑討論”模塊中的相應主題貼中提交“回復”對問題的理解。(3)每次提前指定三個小組在討論課上進行討論。①第1小組負責問題1和問題2,第2小組負責問題3和問題4,第3小組負責問題5和問題6。②要求每個小組成員進行合理分工。要求1人在課堂上進行對問題的解答和相關知識點的介紹(準備PPT)。至少1人,根據相關知識點提出3個問題供大家回答與討論。至少1人,回答其他同學關于該主題的提問。至少1人通過文字和照片等對全程進行記錄,并整理課堂討論的結果。(4)課后撰寫討論總結。要求每小組提交一份討論實施總結,內容包括實施情況說明、討論情況整理、總結與體會。內容不少于1000字。“議”的評分分課前準備、課堂評述討論和課后總結三部分,課前準備100分,課堂200分,課后總結提交200分。其中,課前準備部分,只要分工明確,每位同學積極參與,均給基本分50分;另50分根據網絡課堂同學提交的回貼進行給分。課堂評述討論,根據所提交的介紹PPT、課堂介紹情況、提問、解答、記錄等綜合給分,也將根據所討論內容其他同學的響應情況進行加分。課后總結部分根據所提交的討論總結和過程資料完整性進行評價。

3.“練”的實施。“練”的過程包括課堂練習與課后練習兩方面。在課堂上進行口頭回答,促使學生現場思考;課后則將書面練習和實驗操作相結合:偏理論知識的理解通過書面練習,加深理解;同時將可以在實驗室展現的材料科學知識讓學生進行實驗操作,促進學生的感性認識,提升學生興趣。本課程安排四次綜合性作業,涉及“收集身邊的三大類材料”、“材料微觀結構的玄妙”、“如何有效地描述材料的使用性能”、“高分子材料的優異特性”四個主題,四個項目式作業的實施,使學生能夠了解材料、深入材料、感知材料并對材料保持高度的探索欲望。

三、“讀、議、練”教學模式的實施效果

從兩學年的課程建設和實施經驗來看,通過“讀、議、練”的過程確實能讓學生在課外忙起來,并且對于比較認真的學生在此過程中也實現了比較大的收獲。從學生期末考核成績來看,學生對于基本知識的掌握也有所提高,尤其是對于本課程中材料的大概念和總體情況了解更加準確和深入。從與學生的私下交流、期中教學檢查以及學生的讀書報告的反饋來看,大部分學生,尤其是學習認真的學生非常歡迎和接受這種形式,學習的效果也比較好。具體體現在以下三個方面。

1.大大提升學生學習過程的參與度。上述組織實施,全班同學都有參與,其中大部分學生能積極主動地參與,下表為網絡課程的訪問數據統計情況。具體可訪問杭州師范大學教務處網絡教學平臺。通過表中數據可知,所有學生都有參與“讀、議、練”的過程,且參與程度很高。

2.學習時間和空間的充分拓展。在本項目中“讀、議、練”的實施,課程網站的充分利用,充分拓展了學生學習的時間和空間,不局限到課堂的時間和教室中與教師的面對面。

3.師生互動的增強。通過網絡課堂、學習讀書報告、討論總結、練的總結報告等,教師除了“議”過程中在課堂上提高與學生的互動性外,也在評閱與討論中進行評價與反饋。同時,廣泛的學生思路寬泛,四面開花,有效促進教與學的互動,使教師也能從教中得到知識的提升。

四、項目實施存在的問題和改進策略

本項目的實施也是對“讀、議、練”課程形式的一次探索,因缺乏經驗,在實施過程之中也存在以下一些問題,有待改進。

1.讀書報告和學生總結報告的形式和內容不夠規范。本項目實施過程初期,考慮不夠周全,未對讀書報告和學生總結報告的形式和內容進行明確和詳細的要求,從而導致最后學生提交上來的比較隨意。

2.“議”的主題選擇可更多樣化,學生“議”的準備要更充分。“議”的過程重點在于主題的選擇,本項目的實施過程中充分進行了思考,使每個主題確定了6個問題,而對于每組學生而言,涉及的問題中既有基本概念的問題,也有在書本上無現成答案的擴展性問題。但在后續項目的實施過程中,主題的選擇需進一步多樣化。同時,在“議”的過程中,有部分學生準備得不夠充分,以至于在講臺上介紹時講不清,使討論無法高效進行。應當想策略使學生更重視準備。

3.學生工作量不夠均衡,尤其是“議”的過程。在項目的過程中發現學生工作量不夠均衡,對于一些比較認真的學生投入明顯比其他課程多一些精力,收獲自然也大。但也有混水摸魚、濫竽充數者,尤其是“議”的過程,雖然已考慮到這個問題,盡量合理地進行了分工,但實施過程中根據學生的主動性差異,其工作量體現較大差異。應當想法鼓勵學生更加主動地進行準備。

4.教師工作量過大,沒有充分的準備,有點力不從心。項目實施中通過“讀、議、練”的各過程確實提升了學生的工作量,讓學生“忙”了起來,但隨之而來的對教師而言,工作量增加了很多。本項目實施過程中,僅讀書報告的評閱和修改,每位學生5份報告,每份各異,教師閱讀起來的工作量就非常大。而“議”的過程中,為要求每位學生的積極參與,要求每位學生在網絡課堂提交討論發言,每個主題有6個問題,每位學生的回答要求不能完全相同,而且向學生承諾每個發言教師有點評和回復。因此實施過程中工作量比預想的要大很多。

5.有少量學生抱怨工作量過大,不盡力配合。在實施過程中,也有少量學生抱怨工作量過大,主要原因在于學生沒有養成過程考核的習慣,總是與一般課程進行比較,缺乏參與的積極性。應當想法更進一步激發學生的積極性,主要策略可以是進一步提高過程考核,讓學生明確學習過程的重要性。

五、結語

“讀、議、練”課堂教學模式在《材料科學與工程基礎》課程中得到了很好的實施,總體效果明顯,有利于提升課程學習過程中學生的參與度,如果能進一步規避存在的問題,應該可以獲得更佳的效果。

材料科學與工程論文:材料科學與工程專業物理化學課程教學改革的幾點建議

摘要:物理化學是高校材料類專業重要的基礎課程。介紹了石河子大學近幾年來材料科學與工程專業物理化學課程體系中出現的一些問題,以及教學改革與探索的幾點建議,包括教學體系的重構、改進教學方法、強化實驗配套教學。以此為舉措,推動提高教學質量提高。

關鍵詞:材料類專業;物理化學;教學改革;建議

物理化學課程是高校化學專業最重要的一門基礎課程,該課程內容豐富、前后連貫、邏輯推理清晰、理論性強,不僅可對化學、化工、環境專業學生開設,也可為生物、材料、食品、水建等專業學生設置。隨著社會的發展和科學技術的進步,高等學校不斷深化教學改革,全面提高教學質量,對物理化學學科的課程講授和發展也提出了更高的要求。結合我校的實際情況,以及我們近幾年在建設校級精品課程的探索與實踐,重新審視材料科學與工程專業物理化學課程的教學內容、教學方法和教學環節,發現目前我校材料專業物理化學課程教學中還存在以下的問題:

1.現行的教學計劃中,無機化學相關課程以及后續一些專業課,與物理化學授課內容中有一些重復之處。

2.教材中抽象理論太多,造成了學生對這門基礎課程產生了比較枯燥無味的感覺;加之內容多,課時量有限,老師在課堂講授中不能針對某一化學原理或原理推導過程進行深入的剖析和講解。

3.與之配套的物理化學實驗課,經常采用多個班級集中循環進行試驗的模式,有時理論部分未講授到,但實驗課程因為循環時間到,又必須開始,即實驗內容超前于理論教學的進度,或者理論課早已講授完畢,而實驗課程卻推后進行,學生不能及時將理論和實驗相聯系,無法達到預期的教學效果。目前我校物理化學的實驗內容,基本以驗證基礎理論為主,缺少綜合性、設計性及性能測試試驗,因此物理化學實驗體系缺少培養學生創新思維的意識以及提高學生動手能力的舞臺。

因此,需要積極推進課程體系改革,充實和更新教學內容、改進教學方法、豐富實驗教學,從而全面提高物理化學課程的教學質量和效果。

一、優化整合相關學科內容,打破學科壁壘,構建新的教學體系

對于我校材料科學與工程專業,按照2013版教學大綱的要求和已制定的教學計劃,其中包含的課程,如無機化學、無機非金屬材料、催化作用原理、膠體與界面化學等專業課,它們都與物理化學課程密切相關,有些課程如催化作用原理和膠體與界面化學,直接是從物理化學的大體系中劃分出去的。由于我院材料專業招生時間不長,而這些課程總是不同的教師授課,教師之間就授課內容未來得及進行充分的交流,經過幾年的授課,發現同一知識點的簡單重復難以避免。因此,建議課程組就這一現象,加強教師間的交流與合作,將這些課程的內容進行有效的整合,突破原來以學科和專業來劃分的粗放型的課程體系,建立起適合于自己專業的有效課程體系,是目前我院物理化學教學改革的一項重要任務。

我校材料學科專業物理化學課程采用的是南京大學沈文霞主編的《物理化學核心教程》第二版教材,主要的授課內容包括熱力學(熱力學第一定律、熱力學第二定律、化學平衡和相平衡)和動力學部分(包括化學反應速率、電化學、表面現象和膠體化學),共56課學時,大學二年級上半年授課;而無機化學,同分析化學一起共48學時,無機部分主要講授熱化學(熱力學第一定律)、稀溶液的性質、膠體溶液、化學平衡及化學反應速率;根據教學大綱的安排,膠體和界面化學、催化作用原理這兩門課程各安排24個學時,在大學三年級下學期開展。通過幾年授課,經老師觀察和學生反映不難發現,以上所述這些課程,在知識內容上相互之間都存在著一定的重復性和交叉性。

針對課程內容重復的問題,為了避免盲目浪費學時數,有效改善不同課程之間的重復授課,充分利用大學課堂掌握更多的知識,使我們在課堂上的幾十分鐘內有效地完成教學任務,這里提議對材料系開設的幾門相關課程教學內容進行整合,使每門課都有其側重點,建議組建一個全新的教學體系,同時要照顧到這些學科知識的完整性和獨立性。例如,講授無機化學課程時,建議把化學熱力學和化學平衡作為重點內容詳細講授,而其他內容,如電化學、相平衡和化學反應速率這些內容作為物理化學課程的授課側重點。物理化學理論課程中的膠體、表面現象則可放在膠體和界面化學以及催化作用原理這兩門課程中主要講授,物理化學課程就不講授這部分內容。這樣既節省了時間,又突出了重點,不僅使教學內容獨立而完整,還可以適當減輕因課時量小帶來的物理化學的教學壓力,彌補了物理化學課程內容多、課時少的矛盾,老師在授課的過程中再也不擔心時間不夠用而只能淺顯的表述;對于學生來說,仍然是掌握了整個物理化學的原理,而且更加堅實。

二、掌握專業知識框架,改革教學方法

通過對物理化學課堂的觀察,發現學生們剛開始對這門課還保持有神秘感,大多數同學對這門課還是很有興趣的,加之從師哥師姐們那里聽說這門課容易掛科,因此學生們剛開始上課的時候都很認真。但是隨著課程的深入,部分同學開始松懈,開始排斥這門課程,以至于后來干脆放棄學習。經過細心調查分析發現,學生們在失去學習興趣后,慢慢迷失在這門課程中。盡管老師在課堂上一再強調要理清楚各章節之間內容的聯系,重點記憶關鍵結論,但大部分同學仍然做不到,不能掌握物理化學課程的知識框架,也沒有選擇性的記憶關鍵問題,總是被動地接受課堂上講授的內容,甚至被很多的數學推導過程迷惑。而實際上這門課程內容銜接緊密,邏輯性很強。把各章節之間的知識框架理清楚之后,就坦然的接受和明白了各章的結論,也有利于知識點的重點記憶。在教學過程中,注重課程之間的聯系,通過知識點的連接和相關內容銜接相關的課程,及時引導學生把所學的內容納入到學科的框架中,幫助學生建立較完整的知識框架,不要迷失在盲目的理論推導中。

物理化學這門課理論性很強,內容較多而抽象,公式又多,學生接受很困難,這就對老師的課堂教學提出了更高的要求。為了能夠進行有效的課堂教學,激發學生的學習興趣,常把日常生活現象中涉及的物理化學原理介紹給學生。比如,舉例高溫下食物容易變質的問題,聯系化學動力學的理論加以說明;講解溫度對反應平衡和反應速率的雙重影響時,例舉合成氨工業中如何選擇最佳溫度;涉及講授表面化學的理論時,可以例舉農民鋤地能防止水分蒸發的現象,或者小氣泡、液滴、呈球形的現象,加以解釋后,學生就會對表面性質有清晰的認識;講授滲透壓的時候,聯系滲透壓的作用,提問為什么肥料用多了農作物會“燒死”?打吊瓶時為什么會感覺到疼痛?讓學生帶著問題聽課,面對生活中各種現象去思考,多問幾個為什么,自己到物理化學中去尋找答案,激發學生學習這門課程的興趣,也就達到了提高教學質量的目的。

除此之外,在課堂上還可以采用小班討論或者Seminar討論式教學模式,以教師和學生為共同的教學主體,就某些共同關注的問題,在和諧的氣氛中進行討論,加強教師和學生之間的交流和溝通。課下,利用我校教務處網站的網絡教學平臺,與學生進行課下的交流和習題討論、小測驗等,與傳統的課堂教學模式相比,它具有互動性、合作性、學術性的優勢。

三、強化配套實驗教學

實驗教學在物理化學課程的教學中占有十分重要的地位,它與物理化學課程緊密配合,鞏固和加深對物理化學原理的理解,提高學生對知識靈活應用的創新能力,還培養了觀察和分析問題的能力。

為了避免實驗課程超前理論課程,建議在學習完物理化學相關理論后,及時在學期后半學期開設實驗課程。課程組已經設置獨立的實驗課并計算學分,如:配合表面現象,開展了液體表面張力的測定實驗、粉體粒度分析實驗;為了鞏固反應速率反應章節的學習,開設蔗糖反應速率常數、乙酸乙酯反應速率常數的測定實驗等。同時,也應鼓勵學生根據所學理論,合理設計實驗項目,開展綜合性創新實驗,增加設計研究型實驗,根據設計實驗的題目、要求等內容,讓學生查閱相關資料,并利用學過的理論知識,選用相關的儀器、藥品,分析實驗中的難點和關鍵步驟等,自行完成實驗內容、并上講臺講授實驗,以培養學生發現和解決問題的能力。

經過幾年的探索和實踐,我院化學化工學院材料專業物理化學課程的教學改革將有助于提高學校物理化學課程的教學質量和效果,促進了物理化學這門校級精品課程的建設和發展。

材料科學與工程論文:工科院校“材料科學與工程”專業基礎課的全英語教學實踐

摘要:本文介紹了上海理工大學材料科學與工程學院在“材料科學與工程”本科專業開展專業基礎課全英語教學的實踐與經驗。通過高水平師資隊伍建設、激發學生的學習興趣與改進教學方法,可在傳授專業基礎知識的同時,培養學生綜合運用專業英語的能力。

關鍵詞:專業基礎課;全英語教學;材料科學與工程

隨著經濟全球化的加深與國家對外開放的不斷推進,如何培養大批具有國際視野、通曉國際規則、能夠參與國際事務與國際競爭的國際化人才,成為我國高等教育急需解決的重要問題。教育部早在2001年頒發的《關于加強高等學校本科教學工作,提高教學質量的若干意見》中就提出,“本科教育要創造條件使用英語等外語進行公共課和專業課教學”,“力爭三年內,外語教學課程達到所開課程的5%~10%。”[1]。近來,《上海市中長期教育改革和發展規劃綱要(2010―202O年)》中明確提出,“提升教育國際化水平,注重培養學生的國際視野和國際交流能力,增強上海教育的國際吸引力、影響力和競爭力”,凸顯了高等教育中專業課程英語教學問題的重要性。全英語教學,是指用英語進行全程授課,讓學生在全英語環境中學習專業知識。與一般的雙語教學相比,全英語教學對學生和師資隊伍的要求更高,教學難度也更大。盡管在專業課教學中如何恰當地運用英語授課,英語與中文兩種語言的運用比例如何把握,仍然是一個充滿爭議的話題,但近年來人們逐漸認識到,雙語混合授課既不利于專業課程教學目的的貫徹,也不適應國際化合作辦學的需求[2]。因此,推廣專業課程的全英語教學,是實現高等教育國際化的重要途徑。建立國際化的課程體系,培養全英語教學的師資隊伍,是實現教育國際化的重要內容[3]。上海理工大學材料科學與工程學院從培養國際化、工程化人才的宗旨出發,自建院起即開展了本科專業全英語教學的探索。“材料科學與工程”本科專業作為教育部和上海市卓越工程師教育培養計劃試點專業,在課程設置方面突出了全英語專業課教學,特別是在專業基礎課方面強調全英語授課,使學生從一開始就接受英語的專業知識教育,有利于培養英語思維的習慣及通過英語交流的專業能力,提高學生的競爭力。該專業的基礎課主要由“材料科學基礎”、“材料工程基礎”和“材料結構與性能”三門課程構成;在教學內容的選擇與設置方面,力求完美體現材料學科“成分―結構―加工―性能―應用”的主線。在專業基礎課程體系的層面上進行全英語教學,是高等教育中一個大膽的嘗試和創新,雖然符合教育國際化的要求,但是對師資隊伍和教學方法等都提出了更高的要求。總結上海理工大學材料學院五年來在專業課程全英語教學方面的經驗,不僅對培養材料科學與工程專業的國際化人才至關重要,而且可為其他專業類似課程體系的建設提供借鑒。

一、“材料科學與工程”全英語專業基礎課程體系的特點

“材料科學與工程”的專業基礎課由“材料科學基礎”、“材料工程基礎”和“材料結構與性能”三門全英語課程構成。課程體系的構建參考了美國有關大學的專業基礎課程,并選用美國猶他大學Callister教授編寫的英文原版教材為主要參考教材。三門課程的教學內容彼此關聯,共同組成一個完整的、材料學科基礎的知識體系。其中,“材料科學基礎”作為先行課程,主要介紹金屬、陶瓷與聚合物材料的組成、結構與缺陷等基礎知識和概念;“材料工程基礎”作為銜接課程,涉及不同材料的分類、加工方法及影響復合材料性能的主要因素;“材料結構與性能”作為后續課程,側重于金屬力學性能及其強化機制與材料的光、電、熱、磁性能的介紹。通過全英語專業基礎課程的教學,不僅使學生掌握材料科學與工程學科的基本概念與基礎理論,并且可熟悉有關專業名詞的英文表達,從而為后續專業課程的學習、出國深造與攻讀研究生奠定良好的專業基礎。

二、教學方法的實踐與創新

對工科專業的基礎課程開展全英語教學實踐,是高等教育中一項充滿挑戰與爭議的工作。一般而言,專業基礎課是高校中設置的為專業課學習奠定必要基礎的課程,作為基礎課與專業課之間承前啟后的橋梁與紐帶,關系到學生專業基礎知識體系的構建與后續專業課程的學習[4],因此不宜采用全英語教學。然而,上海理工大學材料科學與工程學院近五年的教學實踐表明,通過配備高素質的師資隊伍,并采用有針對性的教學方法,完全有可能在不犧牲教學效果的前提下,兼顧傳授專業基礎知識與培養專業英語運用能力的教學目的。

首先,為了保證全英語授課教學質量,學院以具有多年海外留學經歷的教師為骨干組成專業基礎課的全英語教學團隊,通過定期的教學研討總結教學經驗、相互取長補短,不斷改進教學方法,提高教學效果。另外,學院通過邀請海外高水平師資來華授課、骨干教師觀摩教學的方式,使教學團隊成員獲得了寶貴的全英語授課經驗。材料學院經過近五年來的全英語教學團隊建設,已形成一支以中青年教授為骨干、講師為后備力量的教學梯隊。考慮到三門課程教學內容的關聯性,學院成立了全英語專業基礎課教學協調組,由主管教學的領導擔任組長,三門課程的負責人為組員,通過定期開會,協商不同課程間知識內容的劃分,并針對每學期教學中遇到的新問題開展討論,既避免了各課程授課內容的重復,又有效實現了不同課程間知識結構的連貫性。例如,當教學中涉及到先行課程有關知識時,教師注意梳理知識脈絡,通過回顧先行課程基礎知識的方式,逐漸引出后續課程的重點講述內容。

其次,為了保證教學效果,全英語授課均采用小班化教學,每班學生人數控制在20人左右。小班化教學不僅有利于教師與學生的互動交流,根據學生的水平做到因材施教,并且可采用主題討論等多種靈活的教學方法。在專業基礎課程的全英語授課中,教師普遍采用啟發性教學方法,注重激發學生的學習興趣和參與課堂教學的積極性。例如,針對“材料工程基礎”課程中的復合材料,可讓學生列舉所熟知復合材料的特點及用途,并進一步引導學生,通過查閱資料拓展對復合材料概念及其設計思路的理解。針對“材料結構與性能”課程中的力學性能,啟發學生深入思考如何提高金屬的綜合力學性能及各種強化方法的微觀機理。另外,對已講授的教學內容,鼓勵學生進行自我總結,在每一章節學習結束后,要求學生通過自由分組討論的方式對重要知識點進行復習,并在課堂上對有關內容進行闡述和講解,然后由教師和其他組的同學對講述內容進行點評。通過以上方法的實施,可充分調動學生參與課堂教學及主動學習的興趣。

再次,授課過程中我們綜合采用了多種教學手段。針對學生閱讀英文原版教材困難的現狀,通過教師的精心備課,精練教學內容,突出教學重點;針對重點的概念和理論,通過反復強調、輔以中文解釋的方式,幫助學生準備理解和掌握。課件制作時避免大段的文字描述,加入大量的圖片、視頻與動畫,以直觀圖示的方式幫助學生克服語言障礙,加深對教學內容的理解。日常教學中,強調課前預習與課后復習的重要性,為了方便學生自主學習,我們為每門課程都建立了內容豐富的課程網站,為學生提供有用的知識與網站鏈接,并定期上傳課件。每次上課前,教師都通過課堂提問等方式,回顧總結上次課講授的重點內容,幫助學生強化記憶。

然后,全英語專業基礎課程改變了傳統的課堂教學評價方法,更加注重學生在教學過程中的課堂表現。除關注學生對知識技能的掌握,還關注他們自主學習、師生互動、團隊協作、課堂問答及課后作業中的綜合表現,即關注學生的整個學習過程。課堂表現的優劣在平時成績中體現,占到課程總成績的40%,從而改變了以往完全由考試成績評價學生及教學效果的方法。

三、取得的成果與經驗

材料學院成立五年來,一如既往地堅持開展專業課程的全英語授課,取得了一定的成績與經驗。目前,“材料科學與工程”專業的專業基礎課程體系中的三門全英語課程均獲得了上海市有關教學內涵建設項目的支持。其中,“材料科學基礎”與“材料工程基礎”先后獲得上海高校示范性全英語課程建設項目的立項,“材料結構與性能”獲得了上海市教委重點課程建設項目的資助。同時,三門全英語課程都被列為校級的專業核心課程。通過近幾年的課程建設,我們在專業基礎課程體系的完善、教學內容的規劃、教學方法的改進與課程網站建設方面都取得了一定的成績。

另外,在專業基礎課開展全英語教學的基礎上,材料學院進一步拓展了全英語教學專業課程的范圍,陸續開展了“材料科學與工程”專業其他專業課的全英語教學,包括“現代材料分析方法”、“高分子科學基礎”、“功能材料學”、“納米材料學”、“復合材料學”等。通過上述專業課程的全英語教學實踐,我們不僅向學生傳授了專業知識技能,而且從學生開始接觸專業即培養其專業英語的能力,因而獲得了學生的認可與好評。我們相信,隨著上海理工大學材料學院國際交換生與合作辦學項目的開展,我們的全英語課程建設項目必將獲得更大的發展空間。

材料科學與工程論文:常壓燒結技術在材料科學與工程專業實驗教學中的研究和應用

摘要:常壓燒結工藝是在燒結過程中對材料不進行加壓而使其在高溫燒結爐中進行燒結制備致密的燒結塊材,常壓燒結工藝是目前應用最普遍的一種燒結方法。常壓燒結工藝可選擇的材料種類比較廣泛,適用面比較廣泛,所以常壓燒結工藝廣泛應用在材料科學與工程領域。本文主要講述常壓燒結工藝的原理和工程應用,并講述常壓燒結工藝在材料科學與工程專業實驗教學中的研究和應用,并對常壓燒結工藝的未來發展趨勢和發展方向進行分析和預測。本文作者認為應該在材料科學與工程專業教學實驗中增加采用常壓燒結工藝制備復合材料的實驗課程。

關鍵詞:常壓燒結技術 材料科學與工程專業 實驗教學 研究 應用

一、前言

在材料科學與工程專業的本科教學工作中,學生在高年級就開始學習材料科學與工程專業的基礎課程和專業課程。其中在材料科學與工程專業課程教學中,在講述材料的制備工藝方法中講述過常壓燒結工藝制備和合成復合材料。常壓燒結工藝是制備金屬陶瓷復合材料以及其他類型復合材料的主要方法。常壓燒結工藝首先將原料粉末通過壓力成型工藝制備出具有一定形狀的試樣坯體,并放入到高溫燒結爐中進行高溫燒結得到致密的燒結試樣,所以通過常壓燒結工藝得到較高致密度的燒結制品。所以常壓燒結工藝制造的燒結制品的致密度較高,力學性能較高。常壓燒結工藝可以制備復合材料和梯度功能材料等。常壓燒結工藝燒結速度慢,燒結時間較長,但是燒結溫度較高,可以制備比較致密的燒結塊材。采用常壓燒結工藝可以制備復合材料等。常壓燒結工藝制備復合材料由于具有可以達到凈近尺寸成形的優勢,常壓燒結工藝可以根據工程需要制造形狀復雜的燒結制品和零部件,所以常壓燒結工藝能夠廣泛應用于工程領域中。在材料科學與工程專業的本科課程教學中,在材料加工工程和材料制備方法中都講述過常壓燒結技術。此外還可以將常壓燒結技術制備復合材料作為一項實驗教學內容安排學生進行實驗,使學生認識和了解常壓燒結技術制備復合材料的工藝過程。所以常壓燒結工藝制備復合材料在材料科學與工程專業教學實踐中得到廣泛的應用。本文主要講述常壓燒結工藝的原理和工程應用,并講述常壓燒結工藝在材料科學與工程專業實驗教學中的研究和應用,并對常壓燒結工藝的未來發展趨勢和發展方向進行分析和預測。

二、常壓燒結技術的原理和工程應用

常壓燒結工藝首先是將原料粉末通過壓力成型工藝制備出具有一定形狀的試樣坯體,并放入到高溫燒結爐中進行高溫燒結得到致密的燒結試樣。常壓燒結工藝是在燒結過程中對材料不進行加壓而使其在高溫燒結爐中以一定的氣氛壓力下燒結制備致密的燒結制品,常壓燒結工藝是目前應用最普遍的一種燒結方法。常壓燒結工藝包括了在空氣條件下的常壓燒結工藝和某種特殊氣體氣氛條件下的常壓燒結工藝。普通陶瓷材料一般是在氧化氣氛下燒結,大氣條件下的常壓燒結在陶瓷生產中經常采用。對于在空氣中難于燒結的陶瓷制品如透光體或非氧化物常用氣氛燒結法。這種方法是在爐內通入氣體形成所要求的氣氛,使制品在特定的氣氛下燒結。用這種方法可防止陶瓷材料在高溫下氧化可直到促進燒結提高制品的致密度。常壓燒結工藝屬于在大氣壓條件下坯體自由燒結的過程。在無外加動力下材料開始燒結,常壓燒結溫度通常比較高。其中常壓燒結工藝普遍采用的是高溫燒結工藝,常壓燒結工藝只需要高溫燒結爐,所以制備工藝比較簡單。常壓燒結工藝燒結溫度較高,可以制備比較致密的燒結制品。采用常壓燒結工藝的工藝過程是,首先將粉末原料通過壓力成型工藝制成所需要形狀的預制體,此預制體具有一定的致密度,并將預制體放入到高溫燒結爐中進行高溫燒結工藝,在一定的燒結溫度下保溫一段時間得到致密度較高的燒結制品。常壓燒結工藝可選擇的材料種類比較多,適用面也比較廣泛。采用常壓燒結工藝可以制備各種復雜形狀的燒結制品和零部件,所以常壓燒結工藝在材料科學與工程領域有著廣泛的研究和應用。

三、常壓燒結技術在材料科學與工程專業實驗教學中的研究和應用

常壓燒結工藝是首先是將原料粉末通過壓力成型工藝制備出具有一定形狀的試樣坯體,并放入到高溫燒結爐中進行高溫燒結得到致密的燒結試樣。常壓燒結工藝是在燒結過程中對材料不進行加壓而使其在高溫燒結爐中以一定氣氛壓力下燒結制備致密的燒結試樣,常壓燒結工藝是目前應用最普遍的燒結方法。常壓燒結技術具有燒結溫度較高,燒結時間較長,燒結效率高,可以實現燒結成型工藝,所以常壓燒結技術主要用于制備金屬陶瓷復合材料以及其他復合材料等。在材料科學與工程專業的教學課程中,其中材料加工工程和材料制備與合成方法講述過常壓燒結工藝。常壓燒結工藝同粉末冶金技術一樣都是材料的制備工藝技術。常壓燒結工藝同樣也是熱加工工藝,常壓燒結工藝是首先是將原料粉末通過壓力成型工藝制備出具有一定形狀的試樣坯體,并放入到高溫燒結爐中進行高溫燒結得到致密的燒結試樣。常壓燒結試樣坯體在高溫燒結作用下形成致密的燒結體。在材料科學與工程專業課程的課堂教學中,有些專業課程中對常壓燒結工藝只是作為了解,對于常壓燒結工藝制備復合材料的具體內容和制備工藝步驟的研究和應用了解很少。所以就需要在材料科學與工程專業的實踐教學課程中增加一些關于常壓燒結工藝制備復合材料的實驗課程。通過常壓燒結工藝制備復合材料的實踐教學活動可以使學生認識和了解常壓燒結工藝制備復合材料的原理,制備工藝過程以及對經過常壓燒結工藝后得到復合材料制品的物相組成,顯微結構和力學性能進行研究,使學生通過對材料的制備與研究過程可以加深學生對材料科學與工程專業課程學習的認識和了解。對于本科學生的教學實踐課程,可以在本科學生的本科專業課程設計和本科畢業設計過程中安排常壓燒結工藝制備金屬陶瓷復合材料的教學內容。例如采用常壓燒結工藝可以制備金屬陶瓷復合材料,先將金屬陶瓷混合粉末通過壓力成型工藝制成具有一定形狀的預制體或坯體,并將成型的預制體放入到高溫燒結爐中并通過高溫燒結工藝并保溫一定時間的常壓燒結工藝制備金屬陶瓷復合材料。通過常壓燒結工藝制備致密的復合材料燒結塊材。通過實驗教學過程使學生認識和了解到常壓燒結工藝制備金屬陶瓷復合材料的制備工藝過程,提高學生對課程學習的認識和了解。使學生通過實驗教學過程認識和了解常壓燒結工藝制備復合材料的制備工藝原理,使用方法和制備過程,以及對常壓燒結制備工藝得到的燒結制品的物相組成和顯微結構進行分析和測試。常壓燒結工藝可以制備復合材料和功能材料等。常壓燒結工藝可以制備具有復雜形狀的燒結制品或零部件,所以常壓燒結工藝在工程領域得到了廣泛的應用。

材料科學與工程論文:材料科學與工程專業化工原理實驗的教學與思考

【摘要】化工原理實驗是培養學生的科學研究能力、創新能力,分析和觀察實驗現象的能力,針對我院材料科學與工程專業化工原理實驗課程的現狀,通過教學模式改革、教學方式改革和教學內容改革等多手段提高學生的實驗積極性和參與性,提高實驗的教學效果。

【關鍵詞】化工原理實驗 實驗教學 教學改革

一、材料科學與工程專業化工原理實驗教學目的與要求

1.化工原理實驗教學目的

該實驗課程主要講述化工原理中單元操作所涉及的各種設備,以鞏固學生加深對化工實際生產的理解,由實驗數據和實驗現象得出結論并提出自己的見解,增強創新意識,同時,對學生的科學研究能力、創新能力的培養也起著十分重要的作用[1-5]。

2.化工原理實驗教學要求

通過實際操作使學生驗證有關化工單元操作的理論,熟悉實驗裝置的結構、性能、工藝流程,掌握化工單元操作方法,培養學生從事實驗研究的能力,其中包括:分析和觀察實驗現象的能力、正確選擇和使用測量儀表的能力、利用實驗的原始數據進行數據處理以獲得實驗結果的能力、運用文字表達技術報告的能力[4-5]。

二、化工原理實驗中存在的不足

1.人數較多,儀器裝置較少,學生動手能力受到限制,由于連年的擴招,每個班的學生人數基本都是35人以上,而實驗儀器的臺套數并沒有增加, 7-8個學生用一臺裝置的現象非常普遍,個別學生根本沒有機會動手操作儀器。

2.學生被動的做實驗,完全按照實驗書上的照搬照抄,“照單抓藥”式的教學,學生花大量的時間寫預習報告,來到實驗室也不知道到底為什么做實驗,怎么做實驗。

3.學生工程實踐性意識淡薄,不知道化工原理實驗的重要性,只是為了學分被動的做實驗,達不到理論聯系實踐的作用。

三、化工原理實驗的教學改革與思考

1.化工原理實驗教學模式的改革與思考

針對“僧多粥少”的問題的教學模式,材料科學與工程專業化工原理實驗充分打破以往“大水漫灌”、“放羊”式的教學模式,分小班、小組教學,每一個小組為3-4人,每一位同學在實驗中都有不同的分工, 比如過濾實驗(恒壓過濾),一個學生要負責壓力閥、料漿閥、料液閥的暢通,一個學生負責記時,一個學生要看濾液量和記錄,大家還要共同清洗濾布,傾倒濾渣,每組學生只有默契合作,才能將實驗做完,這樣就充分調動了學生的積極性、參與性和團隊合作意識,老師再根據實驗操作和小組合作進行現場打分,教學效果明顯提高。

2.化工原理實驗教學方式的改革和思考

每次課授課之前,給學時留20-30min的時間熟悉實驗裝置的結構、性能、工藝流程,掌握化工單元操作方法,正式講課時,以分組提問的方式讓學生自己講解工藝流程和操作步驟,以引導的方式把理論課本上講解的內容和實際操作中遇到的問題相結合,比如傳熱實驗(強化管傳熱),改變原來只做實驗、測數據的單一教學手段,通過強化管的強化方法,引申到化工中常見的傳熱設備的改進方法,討論如何從材料的角度降低成本,從傳熱的角度提高傳熱速率等,學生積極參與發言,各抒己見,當實驗中出現的現象和理論不符時,引導學生從實驗的源頭到實驗過程中分析誤差,充分解決“照單抓藥”式的教學模式。

3.化工原理實驗教學內容的改革與思考

充分聯系課本理論知識,讓學生感覺化工原理實驗非常實用。比如傳熱實驗,告訴學生熱電偶溫度計的測溫原理,溫度計冷端溫度補償的含義,用電腦記錄數據的方法,通過數據處理,雙對數作圖、線性回歸等方法,了解計算機技術在化工原理實驗中的重要性,實驗結束后,學生要對實驗數據進行處理,還要總結和分析,分析實驗數據誤差產生的原因等,根據實驗報告上的數據處理為依據,數據處理主要以電腦處理為主,可以鍛煉學生應用Word、Excel、Origin等辦公軟件的能力。

以上教學內容和教學方法的改革充分調動了學生的實驗積極性,增強了工程觀念,充分做到了理論聯系實際。

材料科學與工程論文:地方本科院校材料科學與工程專業“3+1”人才培養模式之初探

摘要:以我校的“專業綜合改革、深度轉型發展”為契機,構建并運行了我院材料科學與工程專業“3+1”人才培養模式,對該模式下的實訓內涵進行了探究,簡述了該模式的運行效果,結果表明,該模式的運行既有利于應用型創新人才的培養,又有利于教師實踐能力、服務社會能力提升,也有益于社會經濟的發展。

關鍵詞:人才培養;教學模式;轉型發展;實踐教學

湖南文理學院是一所1999年專升本的地方本科院校,被湖南省教育廳列為專業轉型試點院校之一。湖南文理學院化學化工學院的材料科學與工程專業又是我校“專業綜合改革、深度轉型發展”的五個試點專業之一。專業轉型的目的就是使專業教育要更好地滿足人才培養目標實現的需要,為培養高質量的人才提供合適的軟、硬環境。近幾年來,我們從人才培養的目標定位、體制機制建立、培養模式探索、培養方案設計、教學內容與方法改革、師資隊伍建設、實訓基地建設等諸多方面,進行了較為系統地研究與實踐,取得了較好的成效。本文旨在對我院材料科學與工程專業“3+1”人才培養模式進行探討與交流,有關其他方面的研究,我們將另外報道。

一、我院材料科學與工程專業“3+1”人才培養模式的構建

“3+1”模式是將本科生的學習分成兩個時段,第一時段也就是大學期間的前三年,學生在學校接受基本理論課程、基本實驗課程學習。為了更好地實施“3+1”模式,在第一時段的專業理論課程教學中,加大了課程設計訓練力度。原來的材料科學與工程專業培養方案中,只有一些專業基礎課程設置了課程設計訓練環節,而專業課的課程設計在培養方案中并沒有體現,這樣導致學生在學習了專業知識后,不知道如何利用所學的知識來分析和解決具體的專業工程技術方面的問題,建立不了專業工程意識。我院的材料科學與工程專業人新的才培養方案中,要求在與地方經濟聯系緊密的專業課程中必需增設課程設計環節與創新訓練內容,加大課程設計與創新訓練力度,突出專業知識應用。一是要增加課程設計門數,如增加了《高分子合成工藝學》、《高分子材料加工工藝學》、《無機材料制備》、《無機材料生產之工廠設計》等課程的設計,每門課程設計的教學時數為2~3周。二是要增加專業綜合創新實驗,實驗時數為3~5周。綜合創新實驗不拘于哪一門課程,目的是為了提高學生專業知識綜合運用能力。創新實驗在老師的指導下進行,為了提高學生的學習積極性,創新實驗研究內容可以由指導老師提出供學生選擇,學生也可以與指導老師共同討論提出研究課題。通過綜合創新實驗,提高學生對材料專業知識的整體把握能力、利用專業知識分析問題和解決問題的能力[1,2]。

第二時段也就是最后1年,將生產實習、畢業實習、畢業論文及設計結合在一起,在校內外進行集中實訓。課程體系分為大類基礎課程平臺、專業課程平臺和專業特色課程平臺。整個課程體系中,實踐環節58個學分,占整個課時的35.4%,其中,集中實踐有軍事訓練、金工實習、認識實習、創新實驗、生產實習、畢業實習、畢業論文等。為了提高學生的實踐技能,材料科學與工程專業課程體系中,學生在校內外基地集中訓練的時間為40周。課程結構分類與學分分配如表1。

我院2009年版、2012年版的材料科學與工程專業人才培養方案,比較注重學生學術研究素質的培養,而對學生的實踐能力的培養方面相對弱了些。“3+1”模式的運行,既保證了學生的人文素質教育,擴展了學生的知識視野,又保證了學生的專業基礎知識教育,使學生具有扎實的專業知識功底,特別是加大了學生創新能力、實踐能力的培養力度,保證學生有較充足的時間,在實踐中學習,在實踐中訓練,在實踐中思考,在實踐中創新,為使學生成為“卓越工程師”打下堅實基礎。

二、我院材料科學與工程專業“3+1”人才培養模式的實訓內涵

根據專業轉型發展的需要,我院建立了校內外系列專業實訓基地。在校內,在學生創新訓練方面,建立了“湖南省材料科學與工程大學生創新訓練中心”一個,依靠學院現有的七個省、市、校級科研平臺及我院與企業聯合組建的近二十個實驗室,可以較好地對學生進行創新訓練;在學生實訓模擬方面,我院建設了無機材料生產模擬線2條(陶瓷生產模擬線1條,無機粉體生產模擬線1條)、高分子材料加工生產模擬線4條(塑料吹瓶生產模擬線1條,塑料制袋生產模擬線1條,塑料制管生產模擬線1條,模壓成型生產模擬線1條)、新材料應用生產模擬線1條(動力電池裝配模擬線)、樹脂生產模擬線1條、化工工藝示范線六條。在校外,重點建設了六個與校內生產模擬線相對應的生產實訓基地,其支撐企業如下:湖南金帛化纖有限公司、常德力元新材料有限公司、湖南中鋰新能源材料有限公司、湖南鄧權復合材料管業有限公司、湖南南方水泥有限公司、湖南陶瓷集團公司。在基地的構建過程中,明確了支撐企業、學院與學院教師、學生三方面的義務與職責、任務與工作內容、目的要求與權益;學院與相關企業共同編制實踐教學計劃與評價指標體系、擬定實踐教學環節與形式、組織編寫教學綱要與內容;企業與學院共管實踐教學基地。

通過“遞進式”實踐訓練方式[3,4],使學生先在校內進行為期半年的專業基礎實訓、工業模擬實訓、創新實訓,然后,學生必需在二個企業呆半年時間,了解企業的生產原理、生產工藝與設備、生產的關鍵技術與配方、原材料及產品的技術標準與檢驗方法、安全生產知識、企業管理體制與運營機制、企業在行業中的地位與技術水平、技術發展趨勢與產品應用前景,熟悉生產操作,掌握操作技能,提出革新要點,進一步可做針對性的創新設計、創新性研究工作。學生在每個企業具體的課時安排如下:生產工藝與設備課6學時,生產原理、關鍵技術、配方介紹課6學時,原材料與產品標準、檢測方法課6學時,三級安全教育課2學時,企業文化、經營管理、運營機制課2學時,企業研發與創新課2學時,現場集中介紹2學時,即企業授課1周,師徒式教學與實踐訓練8周,總結與交流1周。學生在二個企業的時間共計二十周。

三、運行“3+1”人才培養模式之成效

我院的材料科學與工程專業“3+1”人才培養模式的運行主要帶來了三個方面成效。一是增強了學生的大工程意識、理論聯系實際的意識,提高了學生的實踐能力、創新能力,縮短了大學畢業生服務社會的“熟化期”。二是提高了教師教書育人的本領與水平以及服務社會的能力。“3+1”模式的運行,不僅學生有大量的時間和較多的機會接觸實踐,而且也大大增加了教師深入社會實踐的時間與機會,擴展了教師的視野,使教師對相關知識有更深入地理解,與此同時,教師可獲得應用性研究課題,針對性地開展研究。三是企業受益。一方面,學生頂崗實習,在學生得到經濟收益的同時,企業也降低了人力成本;另一方面,企業可充分利用高校的人才資源、信息資源、實驗室及儀器設備資源為企業技術進步及企業發展服務,近五年來,湖南文理學院的化學化工學院已助推十余家企業成功上市或成為高新技術企業或成為行業規模企業,聯合企業申請專利近50件,鑒定成果近20項,鑒定成果中有90%達國內領先水平,還有的成果被鑒定為國際領先水平,成果轉化產生了30余億元的經濟效益,顯著地促進了地方的經濟發展。

材料科學與工程論文:材料科學與工程專業實驗教學改革探討

摘要:實驗實踐教學是培養工科學生的動手能力的重要教學環節。但因為多方面的原因,國內很多工科高校在這一環節出現弱化的趨勢。在這方面急需進行改革予以對本科教學的實踐環節進行改革完善。本文以本學院的實驗、實踐教學體系的改革經驗為基礎,提出對材料科學與工程專業本科實踐教學環節進行改革的方案進行總結探討,為兄弟院校的相關專業提供借鑒和參考。

關鍵詞:材料科學與工程;實驗教學;教學改革

一、引言

實驗實踐是工科學生培養創新能力的最重要環節。一般大學本科教學期間,學生實踐能力的培養主要靠教學實驗、實習和畢業論文/設計三個環節來完成。其中畢業實習是學生進入生產實際、了解生產實際的一個非常重要的環節,對培養工科學生的動手能力、工程能力至關重要,然而,目前畢業實習是各高校所遇到的一個重要難題:一是經濟上的原因,一般高校都難以拿出大筆實習經費資助學生駐在企業進行生產實習。二是企業積極性不高,學生實習不能動手等種種原因,使畢業實習效果不理想。這勢必影響工科院校學生的教育質量,目前國內各高校都在積極想辦法解決這一問題。然而,這一問題不是短時間能解決好的,在這樣的背景下,一方面,對外我們要積極尋求穩定的、適合高校本科專業進行生產實習的合作單位進行長期合作,這是長遠的解決途徑;另一方面,對內我們應做好實驗教學的調整和改革,通過高校自身實驗教學改革,大力加強和調整實驗教學畢業論文/設計環節的內容,來彌補生產實習過程不足的這一缺憾。面對21世紀,對于高校材料科學與工程專業而言,必須通過這樣的改革途徑,建立符合材料科學與工程學科發展規律,適應本校辦學實際的實驗教學體系,培養學生的工程能力和創新能力[1,2,3]。

二、注重課程體系建設,整合優化實驗課程內容

1.注重實驗課程設置的科學、合理和完整性。材料科學與工程專業的專業課程設置中包括專業基礎課、專業課、專業選修課等內容,這些課程基本都設置有實驗內容,但有些實驗課程內容的設置彼此間沒有很好地協調與配套,有的甚至有重復。比如,對X射線內容的學習,專業課《晶體學》、《材料研究方法》、《無機材料測試技術》等課程均有與X射線衍射檢測技術相關的實驗內容,目前在內容設置上很多高校都有重復的現象。因此,考慮三門專業課的課程特點,每門課程的實驗內容調整應各自有所側重,彼此協調配套,設置科學合理,可以讓學生由淺入深,逐漸達到對X射線檢測這一專業檢測技術有很深入的了解和應用的目的。所以,要對這些專業的實驗課程進行科學、完整、合理優化。

2.強化專業基礎實驗。專業基礎實驗在工科類課程設計中有著重要的地位,它使學生對專業課程的理解和專業實踐能力的提高起著基礎的、承上啟下的作用。我們在進行材料科學與工程專業實驗課程體系建設時,提到一個重要的培養目標,就是將材料科學與工程專業的本科生作為材料工程師和研究型人才來培養,他們應具備相應的材料生產、制備、材料研究和材料分析檢測的知識和能力。需要在本科教育過程中結合本專業的特點,加強相應基礎實驗項目訓練。如,將水泥、玻璃、陶瓷、耐火以及新型建材等領域的原料處理、制備工藝、分析檢測等內容融入到實驗教學中。使這些相關行業的基礎實驗內容所占比例加大,為以后學習相關專業實驗的操作與理解打下堅實的基礎。

3.增加綜合、設計性實驗數量,減少演示、驗證性實驗。目前演示性、驗證性實驗內容一般都是由教師演示,學生觀摩,或觀摩后由學生動手按照老師演示和敘述自己操作一遍。這類實驗主要是訓練學生對一些實驗儀器、實驗原理、實驗方法的熟悉和掌握,而對科學方法的探索、獨立思考、自主創新等方面的訓練則相對欠缺。因此,這種按部就班、照方抓藥式的演示性、驗證性實驗過多,不容易引起學生對科學實驗和探索的興趣,不利于培養學生獨立思考和自主創新的能力。因此,需要在實驗課程設置時對其數量應進行合理控制,選取具有代表性的實驗內容開設就行;同時,也應對演示性、驗證性實驗內容和形式進行改進,在其中合理融入探索性和研究性的內容,使學生在驗證、操作的同時達到對基本知識、技能的系統化、完整化理解。如,我們在設計粘土交換容量測試實驗時,每組學生除了按照驗證實驗的步驟測試完老師指定的粘土外,再測試一種特性未知的粘土,讓學生們自己處理實驗中可能出現的和已知粘土不同的實驗現象,比較各自的實驗結果,總結粘土交換容量測試過程會出現的問題,以及相應的改良方案。

4.加強實驗內容間的銜接,減少重復性實驗。目前,由于儀器設備條件的限制和課程體系設置的原因,各專業課實驗項目的設置都比較獨立,再加之各課程教學小組之間的協調、溝通相對欠缺,因此,對不同課程之間的實驗項目設置時會有重復或相似的現象。比如,我們學院的《無機材料檢測技術》、《材料研究方法》等幾門涉及材料分析檢測技術的課程在設置實驗教學項目時有部分實驗內容有重復或相似現象。為此,我們在選定實驗內容時首先會了解學生所學的其他實驗課程,對里面有重復或相似的地方進行修改或刪除。同時,可以增加一些相應專業方向的適應性實驗內容,比如,水泥專業的學生,增加一些水泥行業生產實際中常見的檢測實驗內容。

5.增加探索性、研究性實驗。通過上述對實驗項目進行優化整合之后,實驗實踐教學在學時數安排上相對合理寬松,這為在課程教學進度中增加探索性、研究性綜合實驗項目成為可能。如我院學生自己設計的建陶廠拋光廢料的綜合利用的實驗項目,首先讓學生對建陶廠的生產情況進行調研,使其對這一行業的生產情況有大致了解,然后再設計不同的廢料利用方案,學生們可以分組進行,讓他們在實驗中互相交流,彼此評價出相對合理可行的利用方案。這一實驗項目的推出很受學生好評,學生積極性空前提高。學生依次實驗項目內容為主體組成研究團隊,多次獲得國家級的經費資助。此類實驗使教與學、學與解決實際問題融為一體,能充分發揮學生的智慧,為他們進行自主創新訓練提供實踐平臺。

6.有計劃地推進實驗室開放。實驗室開放對提高學生的知識創新能力具有促進作用。應該逐步地推進實驗室的開放程度,學院逐漸從經費、師資等方面為有創新欲望強的學生提供嘗試的平臺,讓其在相關教師的指導下,自己提出研究問題,自己擬訂實驗方案并動手開展實驗研究,這樣讓那些有科研天賦的學生能迅速脫穎而出[4]。

三、改進實驗教學方法

理想教學效果和目的的獲得,除了需要科學合理設置實驗項目外,實驗教學方法的影響也不容忽視。現階段,我國高校實驗教學方式主要是以教師為中心的傳授模式,學生反饋的意見普遍認為,做完實驗后收獲不大,教師對學生實驗成績和教學效果的評價也較為難。因此,改進教學方法對于提高專業課程教學水平和人才培養目標的實現具有重要意義[5]。

1.改進實驗教學過程。將以前由教師準備實驗的做法,改變為以學生為主體、學院實驗中心針對本科生由學院出資長期設置八個實驗助教崗位,由熱愛科學實驗、科研素養好、動手能力強的大三、大四的學生擔任。實驗課程開始前,由教師提供實驗指導書,儀器、試劑的準備由實驗助教組織上課的學生分組、獨立地完成,教師只負責監督指導。這樣可以讓每個學生從實驗準備階段就開始對即將進行的實驗內容有所了解。教師在實驗講授時盡量不講述具體的實驗步驟和過程,只強調實驗過程中的關鍵環節、注意事項,把時間留給學生自己思考。教師負責在學生實驗過程中按小組輪流巡視、觀察、指導學生注意操作方法的規范,及時糾正實驗中發現的問題,保證每個學生實驗操作水平基本達標。

2.改進實驗考核指標的改革。實驗教學效果和實驗教學考核的方法是主要依據實驗報告,結合學生平時實驗堂表現來進行。由于學生平時實驗課堂表現考核難以把握和量化,所以目前對實驗教學效果和考核的方法大多依據實驗報告。而實驗教學是一個多因素的過程,僅憑實驗報告作為評定學生實驗成績的好壞,顯然不盡合理,因為,這樣并不能完全反映出一個學生的真實成績。所以需要改進學生課堂表現評價,對這一點,我們學院也正在積極嘗試各種辦法。對于那些設計性、解決實際問題以及學生自主創新性的實驗內容,應單獨設立評價標準。

四、結束語

實踐環節是高校工科學生教學環節中非常重要的環節,它包括課程實驗、實習和畢業論文/設計環節。本文僅針對目前高校生產實習逐漸下滑的背景下,對實驗課程體系內容進行改革進行一些初步探討,以希望高校一方面對外繼續加強生產實習單位的建設,逐步建立長期穩定的生產實習基地;另一方面對外加強和調整實驗教學環節的內容,彌補暫時實踐教育環節的不足,從而繼續保持或增強工科學生的創新能力的培養,為國家培養出更多更優秀的工程技術人才。

材料科學與工程論文:材料科學與工程專業特色培養方向設置的探討

摘要:針對專業現有培養模式與學生就業之間存在部分錯位缺陷,材料科學與工程專業以專業特征為基準,面向就業市場,以學生為本,靈活設計專業培養方向,拓寬了就業渠道。通過構建特色培養方向課程體系,改革教學方法、手段,加強師資隊伍建設等措施,實現專業共同性與特色方向專長化的有機統一,探索出了緊跟行業發展的專業人才培養模式。

關鍵詞:材料科學與工程專業;設置;專業方向;學生就業

貴州省是航天航空產品生產研發基地集中地區。近年來,隨著先進制造業引進涌入,對材料學科專業相關從業人員的需求量大為增加。然而,貴州大學材料科學與工程專業的設置是以傳統金屬材料方向為主,與高新制造業對材料壓力加工、材料質量檢測方面的人才需求有些錯位。單一專業方向培養模式,與社會需求和行業發展分工明確細化顯得不適應、脫節。學生不能根據自己的興趣、個性、就業愿望選擇專業方向,制約了學生的多樣化、個性化發展及創新能力的培養[1-4]。此外,貴州師范大學、貴州理工學院等區域高校也相繼開設材料類學科專業,使得本地區材料學科畢業生數猛增,就業壓力增加,就業渠道必須拓展。

為了解決材料科學與工程專業人才培養模式不能完全滿足市場對人才個性化、多樣化的需求問題。依據貴州省材料產品制造業的發展現狀和趨勢,以及材料科學與工程專業學生就業市場現狀。材料科學與工程專業以專業特征為基準,面向就業市場,以學生為本,靈活設計金屬材料、壓力加工以及材料檢測及表征三個專業特色培養方向。通過構建方向課程體系,教學內容,教學方法、手段改革,加強師資隊伍建設,堅持知識、能力及素質協調發展,有針對性地著重培養學生創新能力和創新精神,強化學生多樣化、個性化發展,拓寬就業渠道。

一、特色專業方向課程設置

廣泛進行調研,重點了解金屬制造行業對人才知識、素質、能力的要求。我們按“通識公共基礎+夯實大材料學科基礎+明確專業專長方向”的方式實施材料科學與工程人才的培養,確定了具備相同口徑的通用基礎知識課程群和材料科學與工程專業核心課程群,為專業方向課程的學習奠定基礎。學生根據社會需求和個性特長,自主選擇專業方向,以滿足學多樣化、個性化發展需求。

通用基礎知識課程群主要包括公共基礎與人文素養等課程,重點培養學生文化素質、身體素質、思想品德素質。專業基礎課是課程體系的中心組成部分,緊密圍繞材料學科專業共性特征和人才培養目標設置,是三個專業方向共同開設的課程。避免課程間內容重疊,整合《固態箱變》、《金屬熱處理》、《熱處理新技術》三門課程課程為一門核心課程――《熱處理原理及工藝》,構建以《材料科學基礎》、《材料力學性能》、《材料分析方法》等課程組成的專業核心課程群[5]。便于學生掌握有關材料制備合成、組織結構、性能和使用效能等四要素構成的材料學科共性基礎知識規律。

專業方向課程群體與社會需求密切聯系,有不同特色的專業方向實用性課程群。金屬材料專業方向有《金屬材料學》、《鋼鐵冶金概論》、《有色金屬合金》、《復合材料》、《高溫合金》、《航天材料》、《模具材料》等課程。壓力加工方向有《材料成型工藝》、《軋制工藝學》、《擠壓與拉拔》、《塑性成形數值模擬技術》、《鍛壓設備與工藝》、《快速成形技術》等課程。材料檢測及表征方向有《材料性能測試技術》、《材料工業分析》、《無損探測》、《超聲檢查》、《渦流檢測》、《常用檢測設備與維修》等課程。

二、專業方向實踐教學設置

材料科學與工程實踐教學踐行“理論教學與實踐教學并重,更加注重實踐教學,偏重專業方向”理念。改革傳統實習教學模式,認識實習圍繞實習基地的制備(壓力加工)-檢測-裝配流程組織展開,學生初步掌握材料制備-組織結構-性能-使用效能為主線的科學研究方法。生產實習則各自偏重金屬材料、壓力加工、檢測與表征專業方向,身臨其境,與社會溝通,培養學生綜合應用專業知識解決相應的專業方向領域中的生產實際問題。近年來,本專業實驗室采購了透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀等大型精密儀器和實用設備,構建冶金制備、壓力加工和測試與表征實驗平臺,為培養不同專業方向學生的創新意識和實踐能力奠定了堅實基礎。按照自編的《材料科學與工程專業實驗教程》指導教材,以“課程綜合性實驗、專業方向綜合性實驗、專業綜合性實驗和創新創業實踐應用開放性實驗”分層次逐步深入展開。畢業論文環節實行導師制,采取自主挑選導師、過程互動的方式,激發學生研究創新的興趣,理論聯系實踐,培養學生的實踐認知和創新能力,保證高質量的畢業論文。近幾年共有10余篇本專業學生畢業論文獲學校優秀論文獎勵。

激勵學生參加著名專家和企業家講授高水平專業講座,讓學生了解專業方向前沿發展動態,新成果、新理論、新技術、新產品和新理念,拓寬學生的專業視野。鼓勵學生自由選題,

自主設計方案,申報大學生創新實驗項目。在導師指導下,獨立完成制備(加工)、檢測、表征、分析實驗過程。推薦優秀學生參加全國金相、節能技能大賽,提高學生主動學習興趣,并充分展示學生創新意識和創新能力。近年來獲國家級、省級、校級大學生創新實驗項目及SRT項目10余項,國家級節能大賽獲獎3項。

三、教學方法、手段改革

課堂教學中重視以學生為主體的教學原則,采用多媒體、科研成果案例、小組討論、精品課程交流平臺網絡等方法,將繁雜的概念、原理,產品制備過程,微觀組織結構以及性能檢測過程、檢測設備操作和維護過程等以形象化、動態化、具體化的形式,逐步深入,側重向各專業方向學生講授,利于提高學生學習的主動性和興趣,以及培養學生創新和批判性思維能力。《材料科學導論》實行雙語教學,學生閱讀翻譯外文文獻的能力明顯提高,有利于了解全球材料學科的前沿科研狀態和知識。在實踐教學改革中,材料科學與工程專業各方向充分發揮學院與企業的科研實踐優勢,拓寬就業渠道。從時間、教學內容以及管理措施上保證“以科研促進教學,更好地培養學生的創新能力和工程實踐能力”[6]。我院于2011年開始與臺灣義守大學合作辦學,材料科學與工程專業各方向選派1~2名優秀學生到該校學習,這將進一步探索出國際國內合作辦學之路,給本專業更多優秀學生優化知識結構、開闊學科視野提供跨校學習平臺。

四、加強師資隊伍建設

貴州大學材料科學與工業專業經過60多年的專業建設,儲備了大批的材料學科專家學者和寬厚的工程學術文化底蘊。近幾年,經過貴州大學品牌專業、省級示范性專業、國家一類特色專業,以及重點學科、碩士點、博士點授予專業建設,采用傳幫帶培養、引進、進修提高等方式,建立了一支教學、科研兼容,結構合理,愛崗敬業,勇于創新的專業方向教師隊伍。目前本專業共有教師15人,其中教授6人,副教授6人;博士5人,碩士5人。35歲以下教師全部在讀博士。本專業青年教師全部到省級材料結構與強度重點實驗室兼職,掌握大型檢測與表征儀器的操作和維護,為師生展開科研教學提供了技術便利。與貴州南方匯通、安大集團公司等校外實習基地建立了長期師資培養機制,以解決不同性質的企業生產問題為契機,與培養學生并舉,為各專業方向師生提供了科學研究和工程實踐的條件,目前有三位教師在這些企業攻讀博士后。加強教師隊伍團隊合作,鼓勵教師教學與科研并重。目前,本專業教師發表相關教研論文30余篇,出版教材《材料科學基礎》、《金屬材料學》、《材料科學》、《材料科學與工程專業實驗教程》等4部教材。《材料科學基礎》獲評省級精品課程,《材料力學性能》獲評校級精品課程,帶動了本專業方向課程的建設。

五、結論

與時俱進,貴州大學材料科學與工程專業緊跟材料制造業發展趨勢和用人市場需求,及時調整專業特色培養方向,不斷深化構建特色培養方向課程體系,改革教學方法、手段,加強師資隊伍建設等措施,逐步實現了專業“寬專業、厚基礎、高素質、重實踐、強能力”與培養方向專長化的有機統一,不僅彌補了現有專業培養模式的不足,而且也滿足了學生多樣化、個性化發展的需求,提升了學生就業市場競爭力。最近幾年,材料科學與工程專業學生就業率一直名列貴州大學前茅,獲得2011―2013年全校就業率一等獎,已呈現出學生就業自信、社會歡迎的良好互動局面。

材料科學與工程論文:原位反應自生法制備復合材料在材料科學與工程專業實驗教學中的研究和應用

摘要:本文主要講述原位反應自生法制備復合材料的原理和制備工藝過程,并詳細講述原位反應自生法制備復合材料在材料科學與工程專業實驗教學中的研究和應用,以及原位反應自生法的研究發展趨勢。原位反應自生法廣泛應用在制備金屬基復合材料、金屬陶瓷復合材料等方面。本文作者認為原位反應自生法制備復合材料可以應用在材料科學與工程專業的教學實踐中,應該增加一些原位反應自生法制備復合材料的實驗課程,從而提高實踐教學質量。

關鍵詞:原位反應自生法 復合材料 材料科學與工程專業 實驗教學 研究 應用

一、前言

在材料科學與工程專業的本科教學工作中,本科學生在高年級就開始學習材料科學與工程專業的基礎課程和專業課程。其中在材料科學與工程專業課程教學中,在講述材料的制備工藝方法中講述過原位反應自生法制備復合材料。原位反應自生法是制備金屬基復合材料,金屬陶瓷復合材料,以及金屬間化合物/陶瓷基復合材料的主要方法。原位反應自生法是在一定條件下通過化學反應在基體內原位生成一種或幾種增強相從而達到強化的目的。這種方法可得到增強體顆粒尺寸細小,熱力學性能穩定,界面結合強度高的復合材料,是一種很有前途的顆粒增強復合材料制造工藝。原位反應自生法制備復合材料由于具有可以達到凈近尺寸成形的優勢,所以能夠廣泛應用于工程領域中。在材料科學與工程專業的本科課程教學中,在材料加工工程和材料制備方法中都講述過原位反應合成技術。此外還可以將原位反應自生法制備復合材料作為一項實驗教學內容安排學生進行實驗,使學生認識和了解原位反應自生法制備復合材料的工藝過程。所以原位反應自生法制備復合材料在材料科學與工程專業教學實踐中得到廣泛的應用。本文首先講述原位反應自生法制備復合材料的原理和制備工藝過程,并講述原位反應自生法制備復合材料在材料科學與工程專業教學實踐中的研究和討論。并對原位反應自生法制備復合材料的未來發展趨勢進行分析和預測。

二、原位反應自生法制備復合材料的原理和制備工藝過程

為了克服傳統方法制備的復合材料存在增強體顆粒尺寸粗大,熱力學不穩定以及界面結合強度低等缺點,出現了原位合成技術,即在一定條件下通過化學反應在基體內原位生成一種或幾種增強相從而達到強化的目的。原位自生法是通過原料粉末中的某些化學反應生成所需要的反應產物并通過熱壓燒結工藝制備出復合材料試樣。原位反應自生法可得到增強體顆粒尺寸細小,熱力學性能穩定,界面結合強度高的復合材料,是一種很有前途的顆粒增強復合材料制造工藝。目前報道的原位合成技術主要有原位反應熱壓燒結技術,原位復合技術,定向氧化技術,熔體浸漬技術,反應結合技術及自蔓延高溫合成技術等。定向氧化合成技術是利用放熱反應在金屬或金屬間化合物基體中原位分散金屬間化合物或陶瓷顆粒或晶須的原位復合技術。原位自生法是通過反應物之間的反應生成所需要的反應產物并通過熱壓燒結工藝實現致密化。原位合成法是利用化學反應在原位生成補強組元-晶須或長徑比較大的晶粒來補強基體材料的制備工藝。原位合成法主要具有如下優點:簡化工藝,降低材料成本,實現特殊顯微結構設計和獲得特殊材料性能,具有很好的熱力學穩定性。金屬間化合物/陶瓷基復合材料的制備方法主要有原位復合技術和定向氧化技術以及原位反應熱壓燒結工藝。可以采用原位反應熱壓燒結工藝制備金屬間化合物/陶瓷基復合材料。原位復合技術是由于金屬間化合物反應的形成熱相對較低,因而采用自蔓延燃燒時系統不易達到較高的絕熱溫度,故一般采用原位復合技術制備和合成復合材料。原位復合技術是利用放熱反應在金屬或金屬間化合物基體中原位分散金屬間化合物或陶瓷顆粒或晶須的原位復合技術。傳統的方法是將粉末壓坯在恒定速率下加熱到可使反應自發的產生并在整個混合物中處處發生反應。定向氧化技術是定向金屬氧化工藝可用于制備金屬基復合材料。原位反應熱壓燒結工藝是將原位反應和熱壓燒結工藝相結合制備致密的復合材料。

三、原位反應自生法制備復合材料在材料科學與工程專業實驗教學中的研究和應用

原位反應自生法主要用于制備金屬陶瓷,金屬間化合物,金屬間化合物/陶瓷復合材料等。在材料科學與工程專業的教學課程中,其中材料加工工程和材料制備與合成方法講述過原位反應自生法。原位反應自生法同粉末冶金技術和液相燒結技術一樣都是材料制備技術。原位反應自生法同樣是熱加工工藝,原位反應自生法涉及到反應物高溫化學反應制備產物的過程。在材料科學與工程專業課程的課堂教學中,在有些專業課程中原位反應自生法只是作為了解,對于原位反應自生法制備復合材料的具體內容和制備工藝步驟的研究和應用了解很少。所以就需要在材料科學與工程專業的實踐教學課程中增加一些關于原位反應自生法制備復合材料的實驗課程。通過原位反應自生法制備復合材料的實踐教學活動可以使學生認識和了解原位反應自生法制備復合材料的原理,制備工藝過程以及對經過原位反應自生工藝后得到的金屬基復合材料燒結制品的物相組成,顯微結構和性能進行研究,使學生通過對復合材料的制備與研究過程可以加深學生對材料科學與工程專業課程學習的認識和了解。對于本科學生的教學實踐課程,可以在本科學生的本科專業課程設計和本科畢業設計過程中安排采用原位反應自生工藝制備金屬基復合材料和金屬陶瓷復合材料的教學內容。例如采用原位反應自生工藝可以制備金屬陶瓷復合材料,先將金屬陶瓷粉末通過壓力成型工藝制成坯體,并通過原位反應自生工藝和高溫燒結工藝制備金屬陶瓷復合材料。高溫燒結工藝可采用常壓燒結工藝,熱壓燒結工藝和放電等離子燒結工藝以及熱等靜壓燒結工藝。采用原位反應合成工藝可以制備金屬間化合物/陶瓷基復合材料,通常先將金屬間化合物粉末和陶瓷粉末通過壓力成型過程在一定壓力下壓制成具有一定形狀和致密度的預制件,通過原位反應自生法和高溫燒結工藝形成金屬間化合物/陶瓷基復合材料。高溫燒結工藝可采用常壓燒結工藝,熱壓燒結工藝和放電等離子燒結工藝以及熱等靜壓燒結工藝。有時將原位反應自生法和熱壓燒結工藝相結合制備致密的復合材料燒結塊材。通過實驗教學過程使學生認識和了解到原位反應自生法制備金屬陶瓷復合材料的制備工藝過程,提高學生對專業課程學習的認識和了解。使學生通過實驗教學認識和了解了原位反應自生工藝制備復合材料的制備工藝原理,使用方法和制備過程,以及對得到產物的物相組成和顯微結構進行分析和測試。原位自生法可以制備金屬基復合材料,金屬陶瓷復合材料等。采用原位反應自生法可以制備顆粒增強的金屬基或陶瓷基復合材料。

原位反應自生工藝制備復合材料涉及到反應物在高溫下發生化學反應生成反應產物的過程,原位反應合成技術操作過程比較簡單,對設備要求較低,只需要高溫燒結爐,可以進行現場操作,因此可以作為本科學生的實驗課程教學內容,可作為材料科學與工程專業課程的輔助教學實驗,也可以作為本科專業課程設計和本科畢業設計教學內容。使學生通過實踐教學來加深對材料科學與工程專業課程的認識和掌握。使學生認識到金屬基復合材料的制備過程以及金屬陶瓷復合材料的制備過程等,并使得學生對原位反應自生法得到的燒結制品進行分析和測試,使學生對材料的分析和檢測水平有較大的提高。對于拓展學生的知識面有很大的幫助。為本科學生以后的本科專業課程設計和本科畢業設計打下堅實的實驗基礎。

四、原位反應自生法制備復合材料的未來發展趨勢和應用

原位反應自生法制備復合材料在材料科學與工程領域有著廣泛的研究和應用。原位反應自生技術由于制備工藝簡單,成本較低,對設備要求較低,只需要高溫燒結爐,所以被廣泛的應用到金屬基復合材料,金屬陶瓷復合材料,金屬間化合物/陶瓷基復合材料等的合成與制備中。利用原位反應自生法可以開發新型的金屬基復合材料和金屬陶瓷復合材料以及金屬間化合物/陶瓷基復合材料。采用原位反應自生技術可以開發出很多種類型的金屬基復合材料和金屬陶瓷復合材料。所研究和開發的材料種類也逐漸增多,應用范圍也越來越廣泛。原位反應自生技術在材料科學與工程專業教學與實踐中也得到廣泛的推廣和應用,原位合成技術已經成為材料科學與工程專業實踐教學課程進行的實驗內容。所以本文作者認為應該在材料科學與工程專業的教學實踐中增加一些采用原位反應自生技術制備復合材料的實驗課程。

五、結論

本文主要講述原位反應自生法制備復合材料的原理和制備工藝過程,并詳細講述原位反應自生法制備復合材料在材料科學與工程專業實驗教學中的研究和應用。原位反應自生法廣泛應用在制備金屬基復合材料,金屬陶瓷復合材料等領域中。本文作者認為原位反應自生法制備復合材料可以應用在材料科學與工程專業的教學實踐中,應該增加一些原位反應自生法制備復合材料的實驗課程,擴大學生學習的知識面,提高學生的認識了解能力,從而提高實踐教學質量。通過原位自生法制備復合材料的實驗教學過程提高學生的知識水平和認識能力。

材料科學與工程論文:材料科學與工程專業英語教學改革思考

摘要:專業英語教學是繼傳統英語教學之后,提高材料科學與工程專業大學生對本專業英語應用能力的重要手段。本文通過對現行專業英語教學現狀進行分析,針對目前教學中存在的問題,探討今后教學內容及教學方法,著重培養學生專業外語的自學能力及應用能力。

關鍵詞:專業英語;材料科學與工程;教學改革

1. 專業英語教學現狀

專業英語是一門綜合性較強的課程,即包括基礎英語的基本知識又包含了特定專業的專業知識,因此其既具有語言教學的規律性又具有專業教學的規律性[1]。但目前,專業英語教學任務分散在各個學院,專業外語教師師資力量較薄弱,而且專業外語課時少,很難實現科技英語系統教學[2]。而學生從基礎英語教學模式一下子轉變為專業英語教學模式,面對大量復雜的專業詞匯及長句、難句,同學們初學時不易掌握,不會進行長句結構分析,不會詞性的轉換及詞序的靈活處理,因此翻譯課文經常不能表達原意。而且,一般專業英語課程開設在第六學期,此時同學們剛剛接觸本專業基礎課程,對專業知識和技能的理解和掌握有限,因此對于教材中一些專業性很強的知識很難理解,學生掌握起來較吃力而使其失去學習興趣,課堂中形成了老師為主的翻譯模式[3,4]。由于缺少了對科技英語體系的系統學習部分,同學們對科技論文的結構及撰寫格式不甚了解,在畢業設計環節,本科生撰寫英文摘要等方面的表現很差。

為了提高材料科學與工程專業學生的專業英語水平,本文從教學內容及教學方法上進行了一系列探索,力求提高學生專業外語的自學能力及應用能力。

2. 教學內容改革

目前,材料科學與工程專業選擇的專業英語教材主要內容包括水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料等傳統工程材料的制備原理及工藝,專業性很強,部分內容因為學生未接觸本專業課程,缺乏專業背景而很難理解。因此。針對本專業學生的實際情況,在充分調研國外相關教材的基礎上,將國外原版教材中過于水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料的精華部分作為課堂教學的一部分,讓同學們掌握科學、客觀、較標準的英文表述習慣,而內容和難易程度則與專業知識結合緊密,以各種材料概述、制備工藝、性能及應用為主,不再涉及一些專業性太強的理論知識。課程中除了講解專業知識外,在課程緒論部分給學生一個過渡,讓學生了解專業英語與基礎英語之間的區別以及專業英語句式結構的特點,使學生能夠對專業英語的語法結構有一個大致的了解。同時,為了提高學生科技論文查閱及寫作能力以及國際交流能力,教材中將設置有關專業論文結構與撰寫的章節。

3. 教學方法改革

專業外語課時設置都較短,一般為32~48學時,在短短的32學時內,要求學生“聽、說、讀、寫”全面發展幾乎是不可能的。因此,課內教學主要仍以“能讀會寫”為主要教學目標。但教學方法將不再以教師為主角,改變原來“老師講、學生聽”這種填鴨式的教學方式,通過翻轉課堂,讓同學們走上講臺,完成課文的翻譯及講解過程。老師主要負責專業詞匯的講解及引伸,擴展同學們的專業詞匯,通過討論對同學們在翻譯過程中產生的問題進行糾正及講解,剖析復雜長句及難句的句式結構。結合目前同學們專業外語學習現狀,將在課堂上引入大量的科技外文文獻,使同學們掌握其主要結構及撰寫要求,重點培養同學們掌握本專業論文英文摘要的撰寫。

專業外語聽說能力的培養同樣至關重要,而且培養過程需要一個長期的過程,并非通過 一兩次課堂教學就能一蹴而就,因此,這部分能力的培養主要是通過鼓勵學生自主學習來完成,鼓勵學生觀看相關材料介紹的視聽文件,在課堂翻譯過程中要求同學首先對原文進行朗誦然后進行講解,這就要求同學們在課前要做好充分的預習,提高他們的自學能力。此外,根據同學們撰寫的專業論文英文摘要,要求學生在課堂上做一個presentation,逐步提高同學們專業英語表達的自信,最終目的是培養同學們國際交流及應用的能力。

4. 結語

隨著時代的發展,在英語日益成為國際主要交流工具的今天,加強材料科學與工程專業外語教學水平,根據教學目標的正確定位來及時調整教學內容以及采用豐富有效的教學方法是培養學生學習興趣以及提升英文閱讀、寫作及交流能力的重要方面。因此,積極進行專業英語有效教學方法改革的研究,對于提高學生專業外語的自學能力及應用能力有著重要的意義。

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