時間：2022-01-30 01:05:34
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇材料科學工程論文，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：培養(yǎng)計劃；培養(yǎng)目標；材料科學與工程；麻省理工學院
歐美國家在20世紀60―70年代開始設立材料科學與工程系。名稱變更反映了對材料領域研究認識的變遷，即“材料研究需要依據其行為和特征，而不是依據材料類型來進行”。1998年教育部對材料類本科專業(yè)目錄進行了調整，將原來劃分過細的十多個材料類小專業(yè)合并成了現在的冶金工程、金屬材料工程、無機非金屬材料工程、高分子材料與工程、材料物理、材料化學等六個專業(yè)。同時，在引導性專業(yè)目錄中還設置了材料科學與工程一級專業(yè)。雖然以材料科學與工程一級大學科來設置專業(yè)是必然趨勢，但材料科學與工程人才培養(yǎng)模式仍在探索之中[1]。同濟大學當年就設置了材料科學與工程本科專業(yè)，期望以歐美的模式來培養(yǎng)材料學科人才。實際上，早在20世紀80年代，當時的同濟大學建筑材料工程系就為建筑材料專業(yè)的本科生開設了材料科學導論、斷裂力學、表面物理化學和傳熱、傳質與動量傳遞（簡稱三傳）4門基礎課程。近幾年因為參與學院材料科學與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃的修訂工作，查閱了國內外許多大學這個專業(yè)的培養(yǎng)計劃，國內高校在材料科學與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃上的認識一直存在爭議。美國麻省理工（MIT）材料科學與工程專業(yè)本科培養(yǎng)計劃的公開信息最多，不僅有課程列表和學分要求，還有課程的詳細簡介。尤其是麻省理工的開放課程服務（OpenCourseWare），使得我們還能夠進一步了解課程大綱和部分內容。此外，MIT材料學科是USNews全美排名第一的，他們的培養(yǎng)
計劃應該具有更好的借鑒意義。本文在反復仔細研究其有關本科培養(yǎng)的各種公開資料的基礎上，對其培養(yǎng)計劃進行了分析，結合自己的教學工作實踐，總結了一些心得體會，希望與國內同行共享。
一、麻省理工材料科學與工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃
MIT材料科學與工程系設3個專業(yè)（Course）。其一為一般意義上的材料科學與工程專業(yè)（Course 3），學生所得學位是材料科學與工程理學學士（Bachelor of Science in Materials Science and Engineering），其所授學位是被ABET（Accreditation Board for Engineering and Technology，美國工程與技術鑒定委員會）授權的，絕大部分學生都選讀這個專業(yè)。其二為課程選擇度更大的一般專業(yè)（Course 3-A），這個專業(yè)的畢業(yè)生將獲得沒有特別指定專業(yè)領域的理學學士（Bachelor of Science without specification）學位，系里并不尋求ABET對這個學位的授權，只有很少學生選擇這個專業(yè)，常常是醫(yī)學、法學、MBA預科生選擇這個專業(yè)。第三是考古與材料專業(yè)（Course 3-C），學生所得學位是考古與材料理學學士（Bachelor of Science in Archaeology and Materials），系里也不尋求ABET對這個學位的授權。從系里是否尋求對所授學位授權就可以看到，MIT材料科學與工程系本科生的主要專業(yè)是一般意義上的材料科學與工程專業(yè)（Course 3）。后面的討論主要針對Course 3的培養(yǎng)計劃進行。
1. 課程和學分要求
該培養(yǎng)計劃的要求包括：（1）MIT的一般要求，共17門課程，其中自然科學6門，人文社科8門，限選科技課程2門，實驗課程1門。（2）交流能力課程（Communication Requirement）4門。（3）系內課程，包括一套核心課程（Core subjects，共10門課），一個論文或2個實習以及4門限選課程，合計184～195學分。其2011―2012版本的課程和學分要求見表1，表中課程名稱前面的數字表示課程號，后面跟表示學分的數字、課程性質、前修或同修課程號。MIT每門課程的學分由三部分組成，表示學習課程所需要的時間分布，中間用短線隔開，第一個數字表示講課時間，第二數字表示實驗、設計或者野外工作時間，第三個數字表示預習的時間，是以中等學生所需要時間估計的。1個學分大約相當于一學期需要14小時的學習時間。從表 1可見，一般專業(yè)課程，預習所需時間是講課時間的2～3倍。
備注
*可以代替本先修課程的其他先修課程列在課程描述頁面。
（1）這些課程可以算作必修課程或者限選課程的一部分，但不能同時計算。
（2）可以選9-12學分。
（3）通過申請，可以被類似課程替代。
2. 限選課程的選擇
中列出了21門限選課程，每個學生只需要選擇4門課（48學分）。理論上，學生可以在21門課程中任選48學分，甚至經過批準，還可以選擇其他系的課程或者研究生課程來代替。實際上，由于材料的范圍很廣，這些選修課程是根據主要的研究領域來設置的，它們是： 生物與聚合物材料（Bio-and Polymeric Materials），電子材料（Electronic Materials），結構與環(huán)境材料（Structural and Environmental Materials），基礎與計算材料科學（Fundamental and Computational Materials Science）。
因此，在MIT材料學院的網頁上，曾經列出了各領域推薦的限選課程。網頁上還列出了每一個方向的咨詢教授，以方便對上述領域某一方面更感興趣的學生選課。
3. 部分課程大綱和教學情況分析
（1）材料科學與工程基礎課程
這個課程為15學分（5-0-10），總是與“材料實驗”一起選修。課程安排也是交叉進行，實驗周不上課，一共有4個實驗周。這樣，材料科學與工程課程講課時間就縮短為9周（一個學期14周，最后一周為考試）。其課程安排為周一、三、五各2小時的講課（lecture），周二和四各1小時的復習課（recitation）。所以一共27次講課，18次復習課。實際講課為24次，另外3次課為測驗和考試。最后一次考試并不是考全部課程內容，即每次測驗和考試都是分段內容。
這個課程由兩個教授分別講授，每個教授都是24次課，因此可以推論，每次每個教授將講1小時。一個講授結構和化學鍵（Structure and Bonding），一個講授熱力學和統(tǒng)計力學學（Thermodynamics and Statistical Mechanics）。
兩部分課程分別布置6次作業(yè)，每部分每次都是2～3個題目，都有交作業(yè)的期限，沒有按期交作業(yè)的，該次作業(yè)成績?yōu)?。作業(yè)答案在交作業(yè)期限過后就會立即公布。課程總成績由作業(yè)成績占20%、三次測驗占80%構成。得分標準為：總評80分以上A，70～79分為B，55～69分為C，低于55分為不及格。
（2）實驗課程
MIT材料系內有2門必修的實驗課程，即材料實驗和材料綜合實驗。這兩門課程同時還是加強專業(yè)交流能力培養(yǎng)的課程，所以，教學過程特別注意專業(yè)交流方面（包括論文寫作、口頭技術報告等）的形式要求。材料實驗與材料科學與工程課程同時選修，在2年級第一學期進行。材料綜合實驗課（Materials Project Laboratory）基本上就是幾個同學合作的科研項目，在3年級下學期進行。下面以二年級的材料實驗為例，介紹其教學和考評辦法。
如前所述，材料實驗共4個實驗周，實驗周沒有其他專業(yè)課。實驗內容包括量子力學原理演示、熱力學和結構，同時囊括了幾乎全部現代材料分析研究方法（XRD、SEM/AFM、DSC、光散射等），并通過口頭和書面方式加強交流能力培養(yǎng)。從教學內容看，這門實驗課承擔了教授材料研究方法的任務。
一般將50個左右學生（2011年的2年級學生只有43人）分成6個組。每個實驗周有3個實驗主題，每個主題下面2個實驗，2個組共選一個主題，每組選做其中一個實驗。6個實驗同時進行。一周3次實驗，每次4小時。因此，每個組每周只做3個實驗（每個主題做1個實驗），共12個實驗。由于每個組只做了一半的實驗，對另一半實驗的了解，通過每周2次的1小時交流課程（recitation sections，一般隔天舉行）來實現。交流課上，大家各自在黑板上即興介紹實驗的發(fā)現，回答教師和同學的提問。
該實驗課由3個教授上，其中一個總負責。課程成績評分標準
二、分析和討論
1. 關于必修課和選修課
系內必修課程除畢業(yè)論文或企業(yè)實習外，共有10門。大學一般要求的17門課，理論上可以自由選擇，但從表1系內課程的先修課程可以看出，微積分I和II，物理I和II是需要先修的，大學一般要求的6門自然科學課程就去掉了4門，能夠自由選擇的大學自然科學課程剩下2門。從系里建議的選課表（roadmap）可以看到，另外2門自然科學是化學和生物。所以，自然科學的必修課程實際上相當于14門。
限選課程要求包括GIR類型2門和48學分的系內選修課。有3門系內課程（共39個學分）可以作為GIR課程來選，但不能同時作為系內課程要求的學分。大多數系內選修課程的學分為12分，這樣的話，系內限選課48學分需要選讀4門。所以，每個學生可以有6門專業(yè)選修課程。有意思的是，在表1中只有21門限選課程，而該系主要的研究領域（或者說相當于我們的專業(yè)方向）有4個，平均每個方向只有5.25門課。如果去掉2011―2012年新增的2門課程，過去幾年只有19門課，平均每個方向只有4.75門課程。看來，MIT材料科學與工程專業(yè)的課程設置，并不鼓勵學生選單一專業(yè)方向的課程。實際上，在以前分專業(yè)方向限制選修課時，每個專業(yè)方向僅僅提供2～3門課程，進一步的分析見下文。
反觀我們的培養(yǎng)計劃，我們的專業(yè)方向必修課程有5門（14學分），選修課程應選4門（8學分），合計9門課程22學分。因為我們的學分是按照每周上課學時數計算的。如果按照MIT的學分計算方法，學分約為每周上課學時數的3～4倍，考慮到我們的上課周數為17～18周，而MIT才14周，因此，我們的專業(yè)方向應選學分至少相當于MIT的88學分，比其4門課程（48學分）的要求多了5門課程（40學分）。可見，我們的培養(yǎng)計劃更加注重學生專業(yè)方向知識和技能的培養(yǎng)。
另外，MIT材料科學與工程系的研究領域非常廣泛，關于其主要研究領域的介紹出現在3個網頁上。其一是在該系的學位要求中關于限選課程的介紹網頁，4個主要的研究領域分別是生物與聚合物材料、電子材料、結構與環(huán)境材料、基礎與計算材料科學。其二是在MIT的招生網頁，4個主要的研究領域分別是：半導體材料和低維系統(tǒng)（Semiconductor materials and low-dimensional systems）、能源材料（Materials for Energy）、納米結構材料（Nanostructures）、材料的生物工程（Bioengineering of Materials）。在介紹全體教師（Faculty）的網頁，列出了30個研究方向（discipline），共122人次（有重復計算，因為實際教師只有35人），平均每個研究方向4.07人次（或1.17人）。少的方向僅1人如微技術、半導體，最多的是納米技術，23人次。上面列出的生物工程（包括生物物理和生物技術）9人次，能源材料（包括能源與環(huán)境、儲能）9人次。人數比較多的研究方向還有結構與環(huán)境材料9人次，高分子材料7人次，電、光和磁材料7人次。
可見，盡管MIT研究的材料類型很多，但其本科生培養(yǎng)計劃中，涉及具體材料類別方向的課程特別少。
2. 關于考核與成績
MIT很多課程的成績評定都包括平時作業(yè)和出勤與課堂參與情況。有的課程，考試以外的項目在成績評定中所占份額可達到50%，有的實驗課程則更是高達85%這在一定程度上反映了MIT對大學生平時學習的管理是非常嚴格的，與我們頭腦中關于國外大學生“自由”學習的圖像截然不同。
3. 關于選課進度安排
MIT材料系沒有規(guī)定統(tǒng)一的選課進度表。但從其推薦的選課安排（roadmap）看，具有如下特點：
（1）8門大學一般要求的社科課程（GIR）分布在8個學期選修，即每學期選修1門社科課程；
（2）一年級把大學要求的6門自然科學課程（GIR）學完，包括數學、物理和化學。
（3）二年級起全面進入專業(yè)學習。第一學期學習材料科學與工程基礎、材料實驗2門課程，兩門課交叉進行，實驗周不上課。上課周每天都有材料科學與工程基礎課，實驗周每天都有實驗或交流，學習安排非常集中。
（4）每學期的課程一般為4門，其中1門為社科課程。
MIT二年級第1學期就學習專業(yè)基礎課程，這比我們的教學計劃提前很多。國內的教學計劃進度安排曾經強調，前兩年不安排專業(yè)課，以至于我們的材料科學與工程課程被安排在第5學期，材料研究方法更是被安排在第6學期，使得高年級學習特別緊張，深入接觸專業(yè)知識和方法的時間被推遲。
4. 關于培養(yǎng)計劃的修訂
從網頁上能夠追溯到MIT材料系1998年的培養(yǎng)計劃，其培養(yǎng)計劃在2003年做了很大的調整。兩者的比較
這兩個培養(yǎng)計劃的最大差別在必修課，課程名稱幾乎完全變了。但對比課程名稱和教學內容可以發(fā)現，新培養(yǎng)計劃中的“材料科學與工程基礎”包含結構與化學鍵、熱力學與統(tǒng)計力學兩大部分內容，分別由兩位教授講授，似乎代替了原來的“材料熱力學”、“材料物理化學”和“材料化學物理”3門課程，因為其教材之一仍然是物理化學（Engel， T.， and P. Reid. Physical Chemistry. San Francisco， CA： Benjamin Cummings， 2005. ISBN： 9780805338423）。“材料實驗”應該與原先的“材料結構實驗”對應，“材料綜合實驗”應該與原來的“材料加工實驗”對應。“材料的微結構演變”與原來的“材料結構”相似。取消了“材料力學”、“材料工程中的輸運現象”2門課程。增加了“材料的電光磁性能”、“材料的力學性質”、“有機和生物材料化學”、“材料加工”4門課程。取消2門，合并2門，增加4門，課程總數不變。
選修課變化較小，只是增加了若干課程，特別是生物材料和納米材料的課程。其實，兩門生物材料課程是2000年增加的，當時選修課由4方向增加為5個方向。選修課的最大變化是理論上不再分專業(yè)方向，學生可以任意選課。但實際操作時，仍然向學生推薦各專業(yè)方向的課程組合。無論如何，每個專業(yè)方向的課程不足4門，學生必然需要選修其他方向的課程。
從2003年至今，必修課沒有變化，選修課則有一些小的調整（表5）。其中2005年減少了高分子化學、化學冶金學（Chemical Metallurgy）2門課程。增加了2門數學，材料熱力學（原來的必修課），先進材料加工，衍射和結構，材料的對稱性、結構和張量性質，材料選擇，共7門課程。可見，增加的這些課程仍然是與具體材料種類無關的。2007年和2011年分別增加了1門生物材料方面的課程。可見，即使是選修課的調整，仍然在繼續(xù)加強有關材料行為特征方面的課程，減少有關具體材料種類的課程。
5. 關于培養(yǎng)目標與課程設置
過去，MIT材料科學與工程系培養(yǎng)目標分四類，研究型學位（Course 3）、預科型學位（Course 3A）、實踐型學位（Course 3B，2003年取消）和考古型學位（Course 3C）。其中，研究型學位與實踐型學位培養(yǎng)要求的唯一差別是不變的，即前者在四年級做畢業(yè)論文，后者在二年級暑假和三年級暑假做2個20周的企業(yè)實習，其他課程要求完全相同。現在把實踐型學位取消了，但仍然保留了學生向這個方向發(fā)展的渠道，即學生仍然可以選擇做畢業(yè)論文或者企業(yè)實習，學位合并在研究型學位（Course 3）中。
從2003年培養(yǎng)計劃大調整來看，MIT材料科學與工程專業(yè)（Course 3）的主要培養(yǎng)目標是讓本科畢業(yè)生繼續(xù)深造。也可能是社會需求的變化促使MIT對培養(yǎng)計劃進行調整。這從MIT選讀實踐型學位人數變遷或許可以看出一些端倪（表6）。從1998年到2002年，實踐型學位人數多于研究型學位的人數，2002年突然降低，與研究型學位相當。查看大學2年級實踐型學位學生注冊數，從2002年起突然減少，由原來每年約20人突然減少為6人。2003年培養(yǎng)計劃調整當年，還有5人注冊為實踐型學位，這應該是此前培養(yǎng)計劃延續(xù)所致。
那么，沒有了實踐型（Course 3B）學位，是否還有學生仍然會選擇實習代替論文呢。下面從2002～2008年MIT材料系本科畢業(yè)生去向分析。除了一些研究生院，網頁一共列出了38家企業(yè)和17家政府部門或咨詢機構。統(tǒng)計2002年以后（至2005年結束，當年僅剩下1人）各年4年級實踐型學位人數（也約等于當年畢業(yè)人數）總和恰為38人，與畢業(yè)生去向統(tǒng)計的企業(yè)單位數剛好相同。這難道是巧合？是否可以推論，2003培養(yǎng)計劃修改之后幾乎就沒有學生選擇去企業(yè)實習了？
MIT材料專業(yè)取消實踐型學位，以及此后可能幾乎沒有人選擇實習代替畢業(yè)論文事實，一方面可能與美國產業(yè)向國外轉移，本國企業(yè)對工程師的需求減少有關；另一方面，MIT培養(yǎng)計劃中的課程設置調整也起了一定作用。因為選擇實踐型學位人數銳減在前（2002年），培養(yǎng)計劃調整在后（2003年）。培養(yǎng)計劃中去掉的必修課“材料力學”和“材料工程中的輸運現象”，顯然屬于工程類課程。因此，其培養(yǎng)計劃課程中增加材料研究型基礎知識、減少工程知識的傾向十分明顯，也說明其培養(yǎng)計劃隨社會需求進行了及時調整。
另外，盡管2003年培養(yǎng)計劃中的必修課有較大調整，但選修課調整比較有限。而且調整前后，沒有改變其材料類本科生寬專業(yè)培養(yǎng)的模式。
但在選修課中，把專業(yè)方向的基礎課程去掉，仍然讓人有點匪夷所思。例如，高分子化學在高分子材料領域歷來就被認為是專業(yè)基礎課。MIT在2005年卻把這門課從本科生培養(yǎng)計劃中去掉了。查看其高分子方向研究生培養(yǎng)計劃核心課程，可以看到高分子物理化學、高分子合成、高分子合成化學等基礎課程。可見，MIT把專業(yè)方向的一些基礎知識培養(yǎng)放在了研究生階段。
以上似乎給人這樣的印象，如果不繼續(xù)讀研究生，則專業(yè)方向的基礎知識是不太夠的，無形中將人才培養(yǎng)的周期拉長到研究生階段了。但從我自己教學的經驗來看，學習高分子物理就可以了解高分子材料的行為和特征，未必需要清楚地知道高分子材料的合成與制備方法。我的一些研究生以前從未學習高分子方面的課程，為了讓他們在研究中能夠理解和使用高分子材料，我就是先給他們講授高分子物理的基本知識。
另外，注意到MIT材料專業(yè)研究生數量是本科生數量的2.2倍，有很多研究生來自校外，特別是來自國外。所以，MIT材料專業(yè)培養(yǎng)計劃中對專業(yè)方向選修課程的調整，結合研究生階段的課程安排，既考慮到了本科寬專業(yè)基礎的培養(yǎng)模式，又打通了本科生培養(yǎng)與研究生培養(yǎng)之間的關聯(lián)，在研究生階段加強專業(yè)方向基礎知識的培養(yǎng)，也便于接受其他教育背景的學生來讀研究生，還是十分合理的。
MIT材料專業(yè)的本科培養(yǎng)計劃，不斷強化了按照材料大類進行培養(yǎng)的模式，必修課和選修課都加強了材料基本行為知識的課程，減弱了材料類別基礎知識的課程，把后者移到研究生教育階段。這說明國外關于“材料研究依據其行為和特征，而不是依據材料類型來進行”的認識形成30多年以來，不僅沒有改變，還在進一步加強。MIT在2003年對培養(yǎng)計劃大調整時，加強了材料研究基礎知識課程，減少了工程類課程，其本科生的主要去向是進一步深造，直接到企業(yè)就業(yè)的比例急劇減少。本科生階段加強研究基礎知識課程，把專業(yè)方向基礎知識培養(yǎng)放在研究生階段，加強了研究生的知識培養(yǎng)，可能是其材料研究能夠長期在美國名列前茅的原因之一。
新材料作為高新技術發(fā)展的物質基礎和先導，其戰(zhàn)略地位極其重要，其中固體材料的合成、加工與設計是我國重點關注與優(yōu)先發(fā)展的新興產業(yè)之一。隨著全球家電、電腦、電動工具和玩具等加速向我國轉移，新材料正逐漸在我國成為全球最大的潛在市場和拉動需求增長的主要動力。其中，無機固體功能材料是該領域中非常重要的和亟需發(fā)展的一部分。小到手機芯片的制備大到航空航天零件的加工，從數據存儲、信號計算與處理、光電能量轉換、超級電容、到防火耐高溫涂層等等，無機固體功能材料的日趨發(fā)展為我們的生活帶來了日新月異的變化。我校材料科學與工程專業(yè)于2011年成立并開始招生，無機固體功能材料方向是該學科專業(yè)的辦學特色之一。在本科生教學與培養(yǎng)方面，本專業(yè)力求培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，學習并掌握系統(tǒng)的材料科學與工程專業(yè)基礎理論及工程技術基礎知識、具有較強的綜合素質以及熟練的實驗技能，為地方經濟建設、產業(yè)科技創(chuàng)新和社會發(fā)展培養(yǎng)特色人才，使之服務于國家無機非金屬材料和金屬材料產業(yè)，在材料設計、材料開發(fā)、材料研究等方面具有熟練的應用能力和勇敢的創(chuàng)新精神，能夠在無機固體功能材料和金屬表面處理領域從事材料生產、加工、銷售和管理等工作的高級復合型應用型人才［1］。新專業(yè)建設需要在不斷地摸索中逐漸取得進步。為滿足并加強材料科學與工程專業(yè)實踐教學建設，我們針對無機固體功能材料實驗室的規(guī)劃與建設進行思考并付諸實踐，主要包括以下方面:
一、無機固體功能材料實驗室硬件基礎設施的規(guī)劃與建設
吉林化工學院材料科學與工程專業(yè)始建于理學院，2013年統(tǒng)編入新成立的材料科學與工程學院。作為一個新專業(yè)，需要從教學環(huán)境、教學設施、實驗場地等多方面籌備和建設。實驗室的硬件建設很重要，沒有恰當先進的實驗設備，就無法保證高質量的實驗教學課程，無法讓學生更好地接觸材料科學領域發(fā)展的前沿課題。無機固體功能材料，同樣離不開材料的四個基本要素:制備與加工、組成與結構、性質、使用性能。為此，我們規(guī)劃與建設的無機固體功能材料實驗室，涵蓋了材料合成實驗室、材料加工實驗室、測試分析實驗室、金相實驗室、XRD測試與結構計算實驗室。為無機固體功能材料實驗室提供實驗場地，科研儀器和教學研究素材等。依托我校材料科學與工程研究中心，建立起包含有球磨機、水熱反應設備、旋涂機磁控濺射儀等設備，可開展高溫固相及水熱等液相合成方法用于材料合成的材料合成實驗室;包含有液壓機、拋光儀、馬弗爐等設備的材料加工實驗室;依托材料中心的X射線衍射測試分析儀、掃描電子顯微鏡及原子力顯微鏡、紅外測試光譜儀、介電阻抗分析儀等大型實驗設備以及依托學校本專業(yè)購置的固體比表面積分析儀、電化學工作站等實驗測試設備，建立起能針對無機固體功能材料進行結構、組織成分分析以及材料性能測試的材料測試分析實驗室;此外我們依托學校購置了數臺計算機，并配有MSModeling晶體結構計算模擬軟件，聯(lián)合XRD實驗設備，建立了XRD測試與結構計算實驗室。在此基礎之上，我們按實驗室的建設，設計并規(guī)劃購置實驗室通風櫥及實驗臺等基礎設施，目前也已順利投標，在年底即將投入使用。另一方面，師資隊伍的建設也是實驗室建設的關鍵。師資隊伍是實驗室建設的靈魂［2］。我院領導高瞻遠矚，于2013年成功引入兩位無機固體功能材料方向青年教師，協(xié)助并組織材料科學與工程專業(yè)無機固體功能材料專業(yè)方向的建設。沒有好的師資，沒有好的實驗項目，創(chuàng)造不出好的實驗條件，帶不好實驗課程。所以必需有一支踏實進取、有實力的年輕有力的師資隊伍。以材料學院院長為學科帶頭人的師資力量正逐漸擴大。因此，為完善實驗室的基礎硬件建設不僅需要引進先進的科學儀器設備為學生們開闊視野、培養(yǎng)專業(yè)技能，同時也需要加強師資隊伍建設，引進和發(fā)展高水平人才教學和科研骨干，更好地開拓本實驗室的學科特色和功能。
二、完善實驗教學內容
材料科學與工程專業(yè)以無機固體功能材料方向為專業(yè)培養(yǎng)特色。在實驗教學內容上，根據材料科學與工程專業(yè)的培養(yǎng)要求，針對材料科學與工程專業(yè)不同年級學生的理論基礎水平，設計開展多層次、多角度的實驗課程，包括材料無機化學實驗、材料科學基礎實驗、材料化學實驗及材料科學專業(yè)實驗等實驗教學內容。為實現材料科學專業(yè)的人才培養(yǎng)特色，在基礎實驗材料無機化學實驗中為學生安排基礎玻璃工操作、高精密天平的使用、多種化學藥品溶液的配制等基本功操作訓練的實驗內容，同時設計和帶領學生練習五水合硫酸銅晶體的制備、粗食鹽的提純等實驗，不僅使學生將高中以及大學化學學習的基本內容與實踐很好地結合起來，同時也為后續(xù)實驗課程打下良好實驗操作基礎。在材料科學基礎實驗與材料化學專業(yè)實驗中，注重專業(yè)培養(yǎng)特色，為學生設計并開展具有專業(yè)特色的水熱法、共沉淀法等基礎固體材料合成方法，合成包括具有鈣鈦礦型、尖晶石型等復雜結構的無機固體功能材料;在稀土摻雜母體鈦酸鋇介電陶瓷材料的合成與表征綜合實驗中，借助吉林化工學院材料研究中心實驗室的實驗平臺，實驗進展順利，鍛煉了學生系統(tǒng)的科研工作思想、動手能力及分析解決問題的能力，得到了良好的效果。在材料科學與工程專業(yè)實驗中，我們設計安排了“傳統(tǒng)高溫固相合成方法合成無機固體功能材料及表征”的開放性實驗，在學生查閱文獻及相關參考資料的基礎上，自主進行實驗設計及操作，鍛煉學生的自主動腦及動手能力。實驗內容的設計包括實驗室硬件設備及學生培養(yǎng)需要等多方面的考量。目前實驗內容已基本成型并順利開展，為適應學科發(fā)展及學生培養(yǎng)方向，實驗內容還將進一步完善。
三、完善教學手段，設計考核方式
學校在教育思想定位中能否堅持以學生為主體，以教師為主導，以能力為根本，是提高教學質量的前提，是檢驗教學成果的標準，是學校發(fā)展成敗的關鍵［3］。在實驗教學中，同樣要本著以學生為主體，教師為主導的原則。積極發(fā)揮教師的主導作用，做好課前準備及課堂講授工作［4］。在實驗課備課中，首先要熟悉實驗講義，做到“我與他相識，我請他跳舞，他在我心中”的三個境界，講實驗講義與所講專業(yè)理論課融會貫通，明確實驗目的;其次要做好實驗準備工作，即做好預實驗。在學生進入實驗室開展實驗前，教師必需做好預實驗工作，細化實驗步驟，積極發(fā)現并解決實驗過程中可能出現的問題，做好實驗記錄。在講授實驗課程時，做好課程導入，調動學生的學習動手興趣。在實驗課進行過程中，注意發(fā)現總結學生實驗操作過程中存在的問題，及時指導學生改正。
在教與學的關系中，教師的教為外因，學生的學為內因。實驗前規(guī)定學生做好實驗預習工作，并寫好預實驗報告。在預習的過程中，讓學生自己提出問題，“學起于思，思源于凝”，學生自主提出的問題往往會帶來更好的學習效果。在實驗過程中，隨著實驗的進行，教師要及時提出適時地發(fā)現問題并提出問題，同時學生遇到問題時，要讓學生積極自主解決問題。努力培養(yǎng)學生從“要我學”向“我要學”的過程積極轉變［6］。實驗課程的考核分為三個部分。第一部分為學生實驗預習的效果，占總成績的10%，第二部分為學生實驗操作成績，占總成績的20%，第三部分為對實驗的總體理解學習成果，以課堂提問及實驗報告的形式進行考核，占總成績的70%。部分實驗課程安排開放型實驗，運用已學的實驗及理論知識制定具體要求，由學生自行選題，在規(guī)定時間內進行實驗方案設計并實施。最后以論文形式結課。綜合評定學生成績。調動學生學習積極性，培養(yǎng)學生自主解決問題能力及創(chuàng)新能力。
四、結語
材料科學與工程學院剛剛成立兩年，作為一個新專業(yè)，無機固體功能材料實驗室的建設還有很多需要進一步發(fā)展和完善的地方。我們將秉承以培養(yǎng)專業(yè)特色人才為原則，加快加強實驗室建設，在實驗室硬件、教學方法、教學手段、教學內容上不斷摸索進步。隨著材料科學基礎實驗室的建設工作逐步完善，材料科學與工程專業(yè)的學生能夠得到與專業(yè)相關的動手能力的培養(yǎng)，使學生將專業(yè)理論知識與實踐內容有機的結合，形成對自身所學專業(yè)更為直觀、更為形象、更為深刻的認識。既能培養(yǎng)學生理論與實踐相結合的能力，又能訓練學生在實踐中動腦思考的能力，讓本專業(yè)學生得到全方位的訓練、擁有更為全面的材料科學與技術的技能。在他們走出校門進入、社會之時，擁有更強的競爭力，成為有用的的高水平高素質材料科學與技術的開發(fā)和建設人才。
作者：王珊 路大勇 韓丹丹 單位：吉林化工學院 材料科學與工程學院
關鍵詞：以研促教；材料科學與方法；教學；創(chuàng)新
作者簡介：李保家（1979-），男，湖北黃岡人，江蘇大學材料科學與工程學院，講師。（江蘇?鎮(zhèn)江?212013）
基金項目：本文系江蘇省普通高校博士研究生科研創(chuàng)新計劃資助項目（項目編號：CX08B_053Z）的研究成果。
中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）29-0068-02
為了順應現代科技的快速發(fā)展以及現代企業(yè)對人才的要求，高校不僅要使學生掌握扎實、寬厚的基礎理論和專業(yè)知識，更要注重培養(yǎng)學生科研創(chuàng)新能力和知識應用能力，使他們真正成為復合型、創(chuàng)新型和應用型人才。而教學和科研是高校的兩大支柱，它們相輔相成、相互促進、不可分離。[1]教學和科研的雙向效應隨著知識經濟的激烈競爭而愈來愈明顯，尤其是在本科教學中，如何圍繞人才培養(yǎng)這一中心任務，在主動利用高校教學資源提高教學質量的基礎上，進一步引入科學研究形成的創(chuàng)新知識和創(chuàng)新成果來反哺和提升教學水平，形成教學和科研的互動促進，是目前高校應當樹立的科學理念和亟待解決的重點問題。
一、以研促教對高校教學的重要性
早在19世紀初，德國的威廉·馮·洪堡就正式提出了“教學與科研相結合”的大學理念，從此，教學和科研成為高校的主要活動。[2]從根本上說，科研是源，教學是流，現在的教學內容都是過去的研究成果。在搞好教學工作的同時，一定要從事科研；否則，高等教育的水平很難提高，在新技術革命挑戰(zhàn)的前沿也是不會有所突破、有所創(chuàng)新的。也就是說，高水平的教學需要高水平的科研來支撐，高水平的科研也需要高水平的教學實現其價值，人才的培養(yǎng)離不開教學和科研的相互滲透。2011年總書記在清華大學建校100周年大會上發(fā)表重要講話時也指出，“全面提高高等教育質量，必須大力增強科學研究能力”，要“以高水平科學研究支撐高質量高等教育，要積極推動系統(tǒng)創(chuàng)新”。[3]可見，以研促教對提高高等教育水平以及促進高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)都具有十分重要的意義。
二、“材料科學與方法”教學中以研促教的關鍵
高校的教學工作不是一種簡單的重復性的活動，而是具有較強的專業(yè)理論性、獨立性、創(chuàng)造性和實踐性的活動。它不僅要傳授知識，還擔負著發(fā)現未知和培養(yǎng)學生探求新知能力的任務。作為一名高校教師，在教學中一方面應基于學生的新見解和新問題進行深入思考和研究，努力形成科學研究新的增長點，另一方面更重要的是要將科學研究（包括教學研究）的成果引入到課堂教學中，豐富教學內容，以實際案例激發(fā)學生學習和思考的興趣，引導他們掌握科學研究的方法、培養(yǎng)科學探索的精神，真正實現創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目的。
“材料科學與方法”是作為高校材料類各專業(yè)的專業(yè)基礎教學知識平臺之一而設置的課程。江蘇大學將戴起勛等編著的《材料科學研究方法》作為該課程教材，[4]其教學的總體目標是通過對材料的作用和意義、各類材料的共同特點與共同效應、現代材料研究的基本方法和思路以及材料研究發(fā)展趨勢等的學習，培養(yǎng)學生一種材料研究創(chuàng)新思維的主動意識、材料研究創(chuàng)新活動的科學方法和材料研究創(chuàng)新成果的分析能力。[5]科學知識和理論總是在不斷發(fā)展的，材料科學和材料研究的方法也是一樣，其前沿性的特點要求教師在教學過程中不能拘泥于教材內容，要不斷補充材料研究的最新知識、成果和動向，引導學生從中領悟材料科學的創(chuàng)新思維和研究思路。這樣的教學，最終會使得學生愛思考、善于思考，學生學到的不僅僅是一門課的知識內容，還有材料研究的思維和新材料研發(fā)的能力，這有利于他們今后本科畢業(yè)論文的順利完成，甚至可為他們投身于材料科學事業(yè)奠定堅實的基礎。
三、以研促教在“材料科學與方法”教學中的實踐
“材料科學與方法”課程所涉及的內容非常廣泛，對于剛結束基礎課程學習、對材料專業(yè)相關知識以前了解不多的學生來講，單純圍繞書本內容的教學是比較枯燥的，他們接受知識也較為困難。基于此，以提高學生主動學習的興趣和積極性為出發(fā)點，在教學過程中進行了一系列的嘗試和實踐。一方面通過查閱國內外最新科技文獻，了解材料研究前沿的發(fā)展動態(tài)，并把相關內容寫進教案；另一方面把自己在科研中獲得的新知識和新成果轉化到教學內容中，很自然地以例證的形式與學生進行交流，取得了一定的成效。
1.以研促教，豐富教學內容
教學中時刻意識到該課程的教學內容不應當停留于簡單的重復，而應當及時更新和補充相關材料，剔除過時的一些內容，保證其新穎、特色鮮明、實用性強。例如在第一章講解“當代材料發(fā)展和展望”時，對教材淺而泛的內容不作太多的照本宣科式介紹，而是根據當時的熱點話題“2010年上海世博會”，介紹了在上海世博會上展示的新材料，如具有自潔功能的碳素纖維、用于光伏建筑一體化的太陽能電池材料、超輕“膜結構”材料、可循環(huán)利用的建筑布料、以標簽紙和塑料的邊角余料做成的外墻材料、比不銹鋼更便宜耐用的“耐候鋼”新材料等，并配以清晰、實用的圖片，講解各種新奇材料的功能特征和技術要點。另一方面，還計劃將2012年6月“神九”發(fā)射和“蛟龍”號入水深潛的內容補充進教學內容，向學生介紹在國家重大工程中應用到的高性能密封材料、特種紡織增強材料、特種玻璃鋼和耐高溫燒蝕材料等高技術尖端材料。這些最新研發(fā)的材料作為材料發(fā)展中的典型代表，豐富了相關章節(jié)的教學內容，可使學生獲得深刻印象，激發(fā)學生的求知欲。
【關鍵詞】地方產業(yè)需求 技能型 人才培養(yǎng)體系 能源化工
基金項目：陜西省高等教育改革研究項目（項目編號：11BY60）；榆林學院教學改革與課程建設研究項目（項目編號：HGY2015-10，JG1530，ZD1508）。
榆林學院在陜西省高等學校“質量工程”和“本科教學工程”項目的導引下，以“育人為本、夯實基礎、廣泛聯(lián)合、突出實踐、注重應用、提高能力”為指導思想，以知識、技能及素質的培養(yǎng)為主線，在地方應用型高校中首次構筑并實踐了“重基礎、寬口徑、廣聯(lián)合、突實踐、強能力”的能源化工技能型人才培養(yǎng)新體系[1-2]，即從傳統(tǒng)化學工程與工藝理論課程體系向“化工課程群―化學課程群―材料科學課程群―裝備與控制課程群”四元三階的交叉學科理論課程體系演變；從傳統(tǒng)實踐教學體系向“三層次實驗―三模塊實習實訓―多途徑技能創(chuàng)新訓練”三元三階的立體化實踐教學體系演變。
四元三階理論課程體系
現代化工學科的發(fā)展已經和能源、材料、機械等多個學科深度交叉，化學工程與工藝專業(yè)的傳統(tǒng)課程體系已經無法為這一發(fā)展提供充足動力，能源化工生產過程中也急迫需要化工工藝師、化工設備師、化工儀表師、化工產品分析師等復合技能型人才，這意味著傳統(tǒng)化學工程與工藝專業(yè)課程體系面臨重新“洗牌”的形勢，不少課程需要減少學時，一些新課程又需要開設。化學工程與工藝專業(yè)從傳統(tǒng)課程體系向“化工課程群―化學課程群―材料科學課程群―裝備與控制課程群”四元三階的現論課程體系演變。全新的現論課程體系可以使學生在知識結構上達到“產教融合，卓越培養(yǎng)”，既具備扎實的工科基礎，又具備與時俱進的工程思維，有力地提升了學生的綜合應用能力[3]。榆林國家級能源化工基地的產業(yè)發(fā)展為化學工程與工藝專業(yè)新課程體系的建設提供了思路。圖1顯示了已構建的四元三階理論課程新體系的框架。
“化工課程群―化學課程群―材料科學課程群―裝備與控制課程群”均由學科平臺課（必修課）、專業(yè)方向課（必選課）和選修課組成，使學生具有扎實的化工基礎和良好的工程素養(yǎng)，為學生提供了適應地方產業(yè)特色的知識體系，為區(qū)域能源化工基地的建設提供了大量復合技能型人才。
三元三階實踐教學體系
新形勢下，應用型本科院校教學改革的重點是注重應用、重視實踐、突出工程思維能力的培養(yǎng)。化工學科作為一門注重實踐能力培養(yǎng)的應用型學科，人才培養(yǎng)更需要深入了解實際能源化工生產過程，加強基本技能培養(yǎng)，強化應用能力訓練并提升綜合工程素質。[4-5]我校構筑的化學工程與工藝專業(yè)實踐教學體系已從傳統(tǒng)單一的“基礎實驗―專業(yè)實驗（實習）”演變?yōu)椤叭龑哟螌嶒灗D三模塊實習實訓―多途徑技能創(chuàng)新訓練”三元三階的立體化實踐教學體系。圖2顯示了三元三階實踐教學新體系的框架。
三元三階實踐教學體系中，三層次實驗包括基礎實驗、綜合實驗、專業(yè)技能實驗；三模塊實習實訓包括課程設計與專業(yè)見習、仿真與綜合實訓、生產實習；多途徑技能創(chuàng)新訓練包括畢業(yè)論文、科創(chuàng)活動、產教融合。其中，三層次實驗、三模塊實習實訓和畢業(yè)論文為必修內容，科創(chuàng)活動、產教融合為選修內容。立體化的實踐教學體系貫穿了本科四年的學習，使學生掌握嫻熟的實踐應用技能。通過系統(tǒng)的、綜合的技能訓練，使學生了解了產業(yè)發(fā)展方向和地方經濟特點，強化了學生工程意識和實踐能力的培養(yǎng)，全面提升了技能型能源化工人才培養(yǎng)質量。
3、寬口徑大類培養(yǎng)與特色化分類提高
化學工程與工藝專業(yè)工程特色顯著、專業(yè)口徑寬、覆蓋面廣，作為榆林學院升本后的第一個本科專業(yè)，在榆林煤、氣、油、鹽四種資源轉換驅動下，專業(yè)培養(yǎng)目標不能局限于單一方向，適應性要廣，因此只能實行化工大類招生。新形勢下應用型本科教學改革的趨勢一是加強專業(yè)基礎、實行大類培養(yǎng)；二是重視實踐、突出創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，實施“寬口徑大類培養(yǎng)與特色化分類提高”的培養(yǎng)方案，對于國家能源化工基地經濟建設所需的技能型能源化工人才的培養(yǎng)具有十分重要的意義。
參考文獻：
[1] 張鵬、高維平、李健秀：《化工專業(yè)人才培養(yǎng)的教育內容和知識體系的構建》，《化工高等教育》2007年第24卷第5期，第1-4頁。
[2] 劉崢、陶慧林：《地方高校化工專業(yè)人才培養(yǎng)方案構建與實施》，《教育教學論壇》2010年第35期，第214-215頁。
[3] 姚干兵、王雅瓊、張曉紅：《拓展化工專業(yè)實踐 優(yōu)化創(chuàng)新人才培養(yǎng)》，《廣州化工》2012年第40卷第23期，第170-172頁。
[4] 陳田田、趙宜江、徐繼明：《新建化工類本科專業(yè)實踐教學體系的研究與實踐》，《陜西教育：高教》2012年第12期，第58-59頁。
新材料科學的研究者
陳學安出生于1965年11月，是我國材料科學事業(yè)發(fā)展的中堅力量。早在上世紀80年代末期，他考入中科院化學研究所求學深造，1991年獲得博士學位后留在化學所工作四年，從理論到實踐方面都積累了豐富的經驗。
從1995年起，陳學安赴國外工作，先后在美國、德國、日本等國家做了將近8年的科研工作，期間曾獲得美國Rutgers大學化學系博士后，并獲得德國的洪堡基金會獎學金，旅日期間還曾任廣島大學助理教授職位。
國外優(yōu)越的研究和生活條件沒能留住陳學安，在異國他鄉(xiāng)求學和工作的經歷對他而言是一種磨練、一筆寶貴的人生財富，而他事業(yè)的根基在祖國。2003年7月，他毅然回國工作，受聘于北京工業(yè)大學材料科學與工程學院，投身在祖國的新材料科學研究事業(yè)當中。
陳學安的主要研究方向是新晶體材料的探索及其晶體結構研究，多年來，因為對科學真理的執(zhí)著探索精神，他在新晶體材料的探索合成、晶體結構、光譜性質以及電子結構計算方面取得了一系列令人矚目的研究成果。迄今為止，他已在國內外的權威學術刊物上發(fā)表學術論文達70余篇，其中被SCI收錄的就有大約60篇，因為在科研工作上做出的突出成績，2006年入選北京市的人才工程“中青年骨干教師培養(yǎng)計劃”。
探索創(chuàng)新科研之路
因為材料科學在工業(yè)發(fā)展、國民經濟生產中所具有的特殊地位，對新型晶體材料的探索和研究已在近幾十年內成為受到廣泛關注的熱門學科項目之一，同時因為激光技術的飛速發(fā)展，具有非線性光學效應等功能的晶體材料被廣泛應用于激光技術、光學通訊、光學信號存儲和光數據處理等方面，所以在科學研究中對晶體材料的要求也拓展了新的方面。除了對現有的晶體材料設法繼續(xù)提高質量或摻質改變性能外，關于晶體組成的研究、晶體結構與性能間的相互關系、探索尋找新型晶體等均是國家重點課題研究項目。
陳學安目前的在研項目――新型硼酸鹽氧化物的探索合成和晶體結構研究，是國家自然科學基金項目。因為形成壓電、熱釋電、鐵電和非線性光學(NLO)等功能材料的先決條件是化合物具有非對稱中心結構，而在眾多研究體系中，硼酸鹽由于在晶體化學方面廣泛的可變性令其有可能產生數目眾多、結構各不相同的硼酸鹽類型，所以在研究試驗中最受青睞。陳學安的項目即是系統(tǒng)地探索合成結構中包含易形成畸變配位多面體的高價態(tài)過渡金屬離子（或者含有Bi3+,Pb2+等載有孤對電子的離子）的復合硼酸鹽，力爭得到多個具有非對稱中心的化合物，進而探索合成出新型的硼酸鹽功能材料。
科學是嚴謹的，科研工作注定了不可能一蹴而就。經過幾年時間的研究探索和上百次反復試驗，陳學安的課題組利用高溫溶液緩慢降溫和固相反應相結合的方法，成功制備并得到了一系列新型硼酸鹽化合物，共計有二十多種，并且進行了結構和性能關系的研究。因此課題組的研究不僅豐富和發(fā)展了既有的硼酸鹽結構化學，而且對新型硼酸鹽功能材料的探索合成具有積極的指導意義，也正因為此，陳教授帶領的課題組在硼酸鹽的合成和結構研究領域內開始獲得國際上的認可，擁有了一定的國際知名度。
Bi2ZnB2O7和CaBiCaB2O7由加拿大學者Barbier等人首先發(fā)現，陳學安教授帶領研究課題組生長出硼酸鹽單晶，進行了精確的結構測定和系統(tǒng)理論計算，發(fā)現硼酸鹽化合物Bi2ZnB2O7具有較強的粉末倍頻效應（其強度大約為KDP（KH2PO4）的4倍），在比較寬的頻率范圍內能夠實現相位匹配，UV漫反射光譜表明其吸收邊約為360nm；而另一種化合物CaBiGaB2O7的粉末倍頻效應相當于KDP的2倍，其吸收邊大約為427nm，也能實現相位匹配。Bi2ZnB2O7和CaBiGaB2O7是潛在的新型非線性光學晶體材料，如果能生長成大塊晶體，并將其制作成有用的器件應用于激光系統(tǒng)中，能夠促進光電技術等高技術產業(yè)的發(fā)展，產生社會、經濟效益。
到目前為止，陳學安和他的團隊對硼酸鹽體系進行了系統(tǒng)的研究，不僅制得了多類型的硼酸鹽化合物，而且已在國際學術刊物上發(fā)表了近三十篇論文，在固體化學領域擁有了一定的國際影響力。同時，從2007年起，課題的項目負責人陸續(xù)為“Inorganic Chemistry”和“Journal of Solid State Chemistry”等國際著名學術刊物評審論文二十余次,贏得了國際上同行業(yè)科學家的認可。
對綜合利用礦產資源的技術研究
礦產資源是不可再生資源，但是運用循環(huán)經濟模式強化廢棄物的綜合回收利用、對礦產資源進行最大限度的開發(fā)、提高利用效率，有利于減少浪費、獲得較高的經濟效益。總理在視察甘肅省蘭州金川科技園時提出來要對礦產資源“吃干榨盡”，金川集團有限公司為了積極響應號召、實現尾礦中資源的綜合利用，提高經濟效益，將“尾礦酸浸液中鐵和鎂分離技術研究”作為2010年的重大科研課題，由陳學安負責該項目的研究工作。
在此科研項目中，如何經濟除鐵以及鐵的合理資源化成為能否成功回收金屬的關鍵課題，并且同時還需要對如何從殘液中提取、分離硫酸鎂，如何利用綜合工藝技術開發(fā)高附加值產品等問題做系統(tǒng)研究。
陳學安帶領研究團隊經過將近一年時間的努力，制定出了本項目的技術方案，首先對酸浸液進行絮凝劑法除硅，再進行針鐵礦法沉鐵。對沉鐵所得的濾餅進行煅燒制備粗鐵紅，用一定濃度的稀酸對粗鐵紅進行酸洗除雜，最終得到了符合工業(yè)氧化鐵國家標準的高純度鐵紅，實現了鐵的回收和產品化。經過陳教授及團隊進行的一系列系統(tǒng)的實驗室研究，將尾礦酸浸液除鐵之后所得的粗制硫酸鎂溶液加入氧化劑，令Mn2+氧化成MnO2，使之沉淀除去，然后再通過將溶液蒸發(fā)濃縮至硫酸鈣析出、趁熱過濾去除鈣的方法，獲得精制的硫酸鎂溶液，最后完成蒸發(fā)、結晶、干燥等提純步驟獲得符合工業(yè)硫酸鎂國家標準規(guī)定的I類一等品質量指標的高純硫酸鎂產品，又實現了鎂的回收和產品化。
英文名稱：Journal of Sichuan University(Engineering Science Edition)
主管單位：國家教育部
主辦單位：四川大學
出版周期：雙月刊
出版地址：國家教育部
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1009-3087
國內刊號：51-1596/T
郵發(fā)代號：62-55
發(fā)行范圍：國內外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間：1957
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
Caj-cd規(guī)范獲獎期刊
聯(lián)系方式
學貫中西 赤心報國促交流
朱教授作為海外留學杰出的歸國人才，2003年回國以后，為了適應納米多學科交叉研究、聯(lián)合攻關和相應人才培養(yǎng)新需要，他利用自己與澳大利亞和美國材料領域尤其是納米材料領域科學家有廣泛的學術合作關系和學術聯(lián)系，率先簽署了“中國―澳大利亞功能納米材料聯(lián)合實驗室合作協(xié)議”和“昆士蘭大學學術合作協(xié)議”，創(chuàng)建了我國目前在功能納米材料前沿領域唯一的中國-澳大利亞功能納米材料聯(lián)合實驗室，打造了一個由院士、教授、副教授、博士后、博士及碩士生組成的研究團隊（包括10余名中國科學院院士和澳大利亞聯(lián)邦教授院士組成的實驗室學術委員會），形成了一個有特色的、多學科交叉的納米研究國際合作和研究生聯(lián)合培養(yǎng)（尤其是聯(lián)合授予博士學位）平臺。聯(lián)合實驗室研究方向被集中在當前納米材料界的熱點問題：通過非平衡熱力學過程來可控制備、加工、改性、組裝納米結構和器件。以超快過程新效應和納米尺寸新效應為理論基礎，以非平衡熱力學過程為工具，將不同材料整合或改性成一個全新的納米結構或器件，實現其全新功能。
朱教授先后聯(lián)合澳洲和美國科學家申請合作研究項目10余項，聯(lián)合培養(yǎng)研究生10余名，邀請澳洲、美國等國知名院士、教授、專家來華訪問、講學、交流、合作20多人次。共計實現了中澳、中美研究人員互訪交流合作近100人次，合作申請專利6項，30余篇，相關合作成果被重點推選在2010上海世博會澳大利亞-中國科技周上展示。
聯(lián)合實驗室創(chuàng)建與正式成立引起近100家行業(yè)媒體關注與報道，標志著中澳雙方合作進入一個新的歷史階段。聯(lián)合實驗室將聯(lián)合中澳雙方實驗室技術力量，進一步發(fā)揮中澳雙方實驗室各自的優(yōu)勢和特長，開展納米科學與技術在生物能源、信息技術、生態(tài)環(huán)境等領域中前沿戰(zhàn)略性的研究與應用，推動和促進物理、化學、材料、生物醫(yī)學等學科的交叉發(fā)展，為發(fā)展我國的納米科學做出貢獻。同時在促進亞太地區(qū)納米研究的國際交流與合作上扮演重要角色。
兢兢業(yè)業(yè)科研方面結碩果
1986年，朱教授在中國科學院固體物理所開始納米材料研究，是中國為數不多最早開展納米研究的科學家和國際功能納米材料領域青年學術帶頭人之一。親歷了納米材料科學和技術研究三個發(fā)展階段。在納米材料設計、制備、改性及納米結構穩(wěn)定性方面有二十余年的研究經驗。近十五年在澳大利亞國立大學、美國伊利諾大學香檳分校、阿貢國家實驗室、杰弗遜國家實驗室、Univ of Georgia的納米科學與工程中心及廈門大學等單位，用多種非平衡方法制備出納米粒子、納米膜、納米孔、多孔硅、納米球殼有機無機復合結構、納米線和納米管及其宏觀有序陣列等新型低維納米結構（多種結構屬首次發(fā)現），并對各種納米結構穩(wěn)定性進行了大量系統(tǒng)的電鏡原位和非原位觀察。發(fā)展了納米結構亞穩(wěn)性新理論。工作得到Nature編委重視和許多位國際知名同行專家高度評價。
他認為，納米結構是一個非平衡的亞穩(wěn)結構，具有很大不確定性，納米實驗是一個長期的、仍需不斷實踐的過程，納米研究不能僅停留在其表面現象或被其表面現象所迷惑，而是要深入系統(tǒng)探究其物理本質。他首次指出現有數學工具和物理概念原理不再適用于非平衡、非線性、非對稱有序納米現象的描述，納米學科研究本質是對傳統(tǒng)學科的不斷挑戰(zhàn)和突破過程，納米學科的建立必須是傳統(tǒng)學科的一個質飛躍，這個突破飛躍不是依靠個人就能夠完成的，需要經過長期甚至幾代人學術理論、科研實踐的長時間積累。為了能全面系統(tǒng)證明他提出的“納尺寸（nanosize）”和“納時間（nanotime）”新概念和建立相應的納米穩(wěn)定性新的理論體系，他目前手頭已積累大量實驗室數據和論文稿件，并沒有為了一時的功利和榮譽，而急于發(fā)表。
教書育人 桃李滿園爭天下
回國后，朱教授利用自己雙語和國外經歷優(yōu)勢, 每學年為廈門大學開設并承擔了四門研究生雙語課程和一門本科生雙語課程。他已先后指導博士后2名、博士生5名（畢業(yè)一名）、碩士生10余名（畢業(yè)6名）、本科生畢業(yè)論文20余名。并在教學方面實現以下改革：1）他提倡培養(yǎng)學生學習興趣、主動性，強調要授予學生自己得到知識的方法，而不僅是知識的傳教；2）他采用中英文相結合的方式講解，授課形式不僅局限于講解，而且穿插形式靈活多變的學生自己講座、提問和討論；3）他特別注意科研對教學的促進與融合，通過教學研究與自己最新科研成果轉換，開發(fā)、凝練了內容新穎、方法靈活的開放式創(chuàng)新性本科和研究生實驗教學和課程教學方式，自編課件, 把具基礎性、研究性、前沿性及學科最新發(fā)展成果引入到教學中來。其中, 朱賢方負責的《大學物理實驗》課程在2007年獲得福建省省級精品課程稱號，目前正在積極爭取申請國家省級精品課程。
朱教授極推動和參與了廈門大學985工程建設論證申請、凝聚態(tài)物理省重點學科建設申請、校院十一五211工程建設論證申請、校納米學科建設和其他學科建設工作。
另外，他以學術帶頭人身份申請和組建了廈門大學凝聚態(tài)物理國家重點學科、物理系工程碩士、福建省材料重點實驗室、材料科學與工程系一級博士和碩士授權點、生物材料系博士和碩士授權點及電子工程系一級博士和碩士授權點、智能型生物醫(yī)用材料團隊及光電子與信息技術創(chuàng)新團隊。
精勤不倦的他，而今仍奮戰(zhàn)在教育第一線上……
想知道材料物理專業(yè)學點什么，先得搞明白――
什么是材料物理？
一切物品的制造都離不開材料。“材料物理”就是從電、光、熱、聲、磁、力等物理性能角度出發(fā)，研究各種材料的成分、結構、性能特點以及制備合成、加工應用。
比如家中安裝的寬帶網絡、數字電視，都依靠光纖傳播信號。光纖的全名是光導纖維，是根據光的全反射原理制成的。一根光導纖維由高折射率的內芯和低折射率的外套兩層組成，光由一端進入，在內芯和外套的界面上經多次全反射，從另一端射出。用特殊的接收儀器，就能接收光纖傳遞的信號。
又比如很多人家中使用的白光LED燈，也是利用光學原理研發(fā)的。眾所周知，在可見光的光譜中是沒有白光的，因為白光不是單色光，它是由至少兩種單色光混合得到的，白色的太陽光甚至是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種單色光合成的。白光LED燈的發(fā)光芯片一般發(fā)藍光，在燈內壁涂抹發(fā)黃光的熒光層，藍光照射出來的時候部分被吸收，另一部分則與黃光混合得到白光。
你看，材料物理就是這樣一門實用的學科。從光導纖維內外芯材料的研發(fā)制造，到白光LED燈芯片和熒光層的設計，甚至是用于航空航天、國防科技項目的新型合金、高分子復合材料……可以說社會需要什么，我們就研究什么。
即使在本科學習階段，你也要盡可能地去創(chuàng)新。
研究出新材料，或者找到材料的新性質和新應用，是材料物理研究的終極目標。正因如此，學校非常鼓勵學生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目。老師們會一些材料學研究的前沿問題，有的偏重理論計算，有的側重實驗，大家可以根據自己的興趣自由選擇課題和相關導師。我就在大二學年末申請參與了“光學超晶格中的非對易效應的理論研究”項目。
上過物理課就會知道，當光線入射到某一均勻材料時，會產生折射現象。我們希望有這樣一種材料，可以按照人們的需求控制光線入射后產生的折射光的強度。這有什么用呢？舉個例子，在光纖通信中，在光源和光導纖維的銜接處設置這種材料，從光導纖維端面反射回來的光通過這種材料時，折射光強度被減弱，就能有效地抑制它對光源的影響，信號也就更清晰。我參與的研究項目就是要設計這種理想中的材料。
從物理學角度說，同樣的元素組成，只是內部原子排列方式的不同，也可以形成具有不同性質的材料。把不同材料一層一層有序地疊加起來，或者把某一種材料的內部原子結構重新排列，就可能得到控制光線折射強度的“光學超晶格”材料。
經過大量的研究和計算，對于想要得到多大強度的折射光，相應的光學超晶格材料的結構應該是怎樣的，我們最終給出了具體的數學解析表達式。實驗、生產中需要產生多少光強偏差的材料，參考解析式給出的結構參數直接制作就可以了。
科研之路非常難走，物理、數學基礎要打好。
科研之路本來就是困難重重的，更別提像我們這樣剛起步的本科生了。接手“光學超晶格中的非對易效應的理論研究”項目之初，我們甚至都不知道從哪里著手研究。大學里雖然有物理學方面的課程，從牛頓力學、熱學、電磁學、光學到電動力學、量子力學都不缺；我們也會學習材料科學方面的知識，包括材料的成分、組織結構、性能特點、加工的工藝技術，但這些都只是入門課，是打基礎用的。對超晶格材料，我們只有一些基礎概念，到底哪些材料的內部結構經過人工處理可以讓光的折射強度產生偏差、哪些材料不適合這樣做、推算偏差程度能用哪些公式……根本就是一頭霧水啊！
好在前人已經有了一些研究成果。在項目進行之初，我們先花了一段日子閱讀大量論文，從中找尋適合的材料。在整個研究過程中，遇到任何問題我們都會先到文獻中尋找是否有可以借鑒的解決方案。
做科研還必須具備很強的數學能力。入射與折射本身是一個光學現象，角度和光強計算需要用到數學知識；材料內部的原子排列順序更要通過數學建模與計算得出。雖然大一、大二學了高等數學、微積分、線性代數等課程，但看到那些動不動就占一兩行的復雜公式還是讓人傻眼。要解決這個問題，只能不斷請教導師，認真看《數學手冊》學習公式秘籍。
通過計算得出了解析式，還要由計算機來模擬折射過程，驗證解析式是否正確，這時就需要用上MATLAB語言編寫程序。這就需要我們熟悉程序語言，所以一有空我們就會上網找編程例子，反復練習。
功夫不負有心人，經過兩年的努力，大四那年我們終于提出了自己的研究方案和實驗方法，在國際期刊《Optics Communications》上發(fā)表了研究成果，我還是這篇論文的第一作者！
轉變眼光看事物，抽象思維研究微觀世界。
在眾多參與創(chuàng)新項目的本科生中，我是幸運的。有些項目因為實驗設備不齊全導致實驗結果不理想，有些則因為參與者能力不足等原因夭折了。但不管結果如何，這都是大學里難得的科研經歷。并且通過科研，我們慢慢地開始具備一個材料物理人的專業(yè)素養(yǎng)。
這首先反映在看事物的眼光改變了，我們能站在材料科學的角度認識生活中隨處可見的事物。比如路上開過一輛跑車，過去我們會更關注它的外觀：“哇，這車真拉風！”現在，我們關注的是這輛跑車輪胎是什么橡膠材料做的、車身的鋼材中會添加哪些金屬元素、擋風玻璃用什么材料制成……因為材料的選擇對汽車的美觀、耐用和安全性能有很大影響。比如，輪胎大多用合成橡膠或天然橡膠制作，在制作中，必須加入各種化學添加劑，其中一種很重要的添加劑叫炭黑，主要用來提高輪胎的硬度、強度和耐磨性。
另外，我們開始建立強大的抽象思維和空間想象能力，透過物質表面，研究微觀結構和性能。
比如，你知道激光是如何形成的嗎？一個原子中的電子有很多能級，當電子從高能級向低能級躍遷時，電子的能量就減少了。這些減少的能量轉變成光子發(fā)射出去，大量的這種光子就形成激光。那么在躍遷的前后，電子處于什么樣的能量狀態(tài)？重量是多少？運動軌跡是怎么樣的？……這可比看得見的橡膠、塑料難懂得多。研究這些存在于微觀世界里我們看不見摸不著的物質，離不開各類數據的曲線圖、各種模型圖像。要在腦子里建立起它們的結構圖像，理解它們的性能和變化，不得不佩服自己“腦洞”還挺大呢！
學成之后……
經過四年辛苦的學習，也有了一定的科研經驗和成果，難免憧憬未來之路怎么走。
客觀地說，材料物理專業(yè)本科畢業(yè)生的就業(yè)機會還算多，哪里需要制造材料，哪里就有我們的身影。比如我的同學就有進入華為電子、瑞聲科技等電子科技公司，或者海力士半導體公司等材料研發(fā)制造公司，去設計芯片等通信材料、手機內存等存儲記憶材料、電池等能源材料，或者做產品測試，驗證產品材料是否滿足設計的需求。還有一些同學利用課余時間自學了不少編程知識，畢業(yè)后去互聯(lián)網公司干起了各種APP、游戲軟件的開發(fā)工作。
1存在的問題
1．1內容廣，概念多
材料化學工程是以化學和化工基礎，研究、開發(fā)、生產和應用金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料和復合材料的工程領域。研修的主要課程包括物理化學、材料科學基礎、材料力學、材料工藝、高分子材料、金屬材料、無機非金屬材料等。在基礎課程中概念多、公式多，如在物理化學中的熱熔、積分溶解熱、積分稀釋熱等，有些概念相似如果不仔細區(qū)分容易混淆。在諸如高分子材料這類介紹性的課程中名稱特別多，如聚丙烯、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂等，這些材料在我們的生活中經常接觸。但通過學習很多學生還是不能識別基本的材料，掌握它們的基本制備工藝和用途。
1．2敘述性的內容多
關于三大材料的學習主要是敘述性的內容多，比較抽象。例如，金屬加工中熱處理的四把火:退火、正火、淬火、回火，退火又分好幾個種類，每種鋼材根據用途不同，而選擇不同的工藝條件。但是只通過課本的敘述，對于很多材料依舊沒有直觀的認識。雖然很多同學有參加過金工實習課，但是時間不長，很難做到全面深入的了解，對一些材料的性質、加工方法感到陌生，從而逐漸喪失學習興趣。另外，在材料的合成中，每合成一種材料，需要通過一系列檢測看所得物質是否為目標產物。又或者合成一種新的物質，也可以通過檢測分析出其結構性能。材料專業(yè)的學生都有一門必修課《材料結構表征及應用》詳細介紹了材料表征中各種檢測手段。但是很多同學拿到檢測結果卻不會分析。
1．3課程教學與現實聯(lián)系不夠緊密
研究生與本科生最大的不同就在于，在接受系統(tǒng)知識的同時，必須加強研究意識、創(chuàng)新意識和研究能力的培養(yǎng)［1］。材料化學工程是一門應用型學科，與實際應用密不可分。課程安排之前的金工實習，目的是鍛煉學生動手能力，對材料的加工有所了解。此外，還有一些實驗操作課，但是很多時候由于時間安排不合理又或者設備少學生多，平均幾人一臺設備，學生動手機會操作不夠，有時候老師只能靠演示的方法讓學生觀摩，學生完全處于一種被動的學習狀態(tài)。還有部分同學在實習中怕臟、怕累，不愿動手操作。另外，在課程結束后還有參觀見習，對材料的加工制作有個直觀的認識，但是很多時候由于人員過多，加上工廠環(huán)境復雜，很多同學在見習過程中往往走馬觀花，只停留在看熱鬧的表面功夫上。
2解決辦法
2．1培養(yǎng)學習興趣
科學家愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師。”老師首先要做的就是激發(fā)學生的最大興趣并使之保持這種熱情。材料化學工程與我們的生活密切相關，老師可以在講授過程中結合我們實際生活中的用途。比如高分子材料中的聚丙烯腈，常與羊毛混紡制成毛織物等，可以制作毛毯、軍用帆布、帳篷等。被稱為“人造羊毛”。又如我們生活中常見的木制家具，其實很多都是由木塑復合而成:以木材為主要原料，經過處理使其與各種塑料通過不同的工藝復合而成。既保留了木材良好的加工性能，同時具有塑料的耐水、耐腐蝕、使用壽命長等優(yōu)良性能，還符合環(huán)保的大前提。通過這種理論結合實際，能激起學生學習興趣，鼓勵學生自己查閱資料了解更多信息。
2．2疏通知識結構，掌握各學科之間的聯(lián)系
在材料化學工程形成前，高分子材料、無機非金屬材料、金屬材料科學都已自成體系，而且他們之間存在著很多相似之處，可以相互借鑒，促進本學科的發(fā)展。如馬氏體相變本來是金屬學提出來的，廣泛地用來作為鋼材熱處理的理論基礎。但在氧化鋯陶瓷材料中也發(fā)現了馬氏體相變現象［2］，并用來作為陶瓷增韌的有效手段。另外，各類材料的研究設備與生產手段也有很多相似之處。雖然不同類型的材料各有專用測試設備與生產裝置，但更多的是相同或相近的，如顯微鏡、電子顯微鏡、物理性能測試和力學性能測試設備等。在材料生產中，很多加工裝置也是通用的。比如生活中很多塑料用品大多是通過注塑成型加工而成，但其實與粉末冶金工藝中的壓坯過程相似。隨著科學技術的發(fā)展，各學科間已無明顯界限，甚至不同材料之間能相互代替。不過凡事都有規(guī)律可循，只要掌握規(guī)律很多問題便迎刃而解。作為材料的規(guī)律就是:組織決定性能，性能決定應用［3］。再根據性質選擇材料，依據用途確定工藝路線。抓住這一規(guī)律，學習時就不會感到毫無頭緒。
2．3傳統(tǒng)教學與現代教學方式相結合
傳統(tǒng)教學大都采用“填鴨式”方式，學生聽課主動性、積極性不高。新的教學改革中應采用啟發(fā)式、互動式和討論式等新的教學方式。老師在課前布置問題，分小組完成不同的部分，讓學生帶著問題去學習，查找資料，每組選擇代表在課堂進行發(fā)言，然后再各組進行討論。這樣不但發(fā)揮了學生的主觀能動性，活躍課堂氣氛，減輕了老師的授課負擔，還鍛煉了學生自己分析問題、解決問題的能力，達到事半功倍的效果。相比傳統(tǒng)教學，計算機匯集了圖像、文字、聲音等元素，極大的豐富了教學色彩，調動學生學習積極性，具有直觀、生動、形象的元素，可以將抽象的理論知識和工藝方法生動的展現在學生眼前，增加課堂趣味性，提高學生的感性認識，有利于知識點的理解和掌握。同時可以結合一些相關視頻比如:注塑成型、擠出成型、模壓成型以及金屬材料的冷加工熱加工等。這些視頻網絡上都可以找到，如HOWITISMADE、TEDSHOW等。通過相關的視頻，既可以活躍課堂氣氛，也能調動學生學習積極性，甚至激勵學生自己在課外繼續(xù)學習觀看。這種多媒體教學與視頻教學相結合的方法，既減輕了老師的負擔，同時激發(fā)學生學習興趣，調動積極性，促進教學任務順利完成。
2．4開設軟件分析課程
作為材料化學工程研究生，材料檢測分析應該成為一種必備的基礎技能。但是很多時候拿到檢測結果卻不會分析。軟件分析課程可以很好的解決這個問題。所有的檢測結果都有軟件可以分析，比如FTIR、XRD、NMR等，借助這些軟件，可以快速地分析所得結果。比如JADE，作為一款分析XRD數據的軟件，它可以對物相進行定性定量分析。雖然軟件分析不一定完全正確，更多的時候還是根據理論基礎來判斷，但軟件分析可以作為一個輔助手段。這樣學生既掌握了一門技能，而且大大提高了學習效率。
2．5課堂教學與實踐相結合
俗話說“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。作為一門應用型學科，課堂所學的最終都是要能應用到實際生產中去。在涉及如注塑成型、擠出成型等高分子材料成型工藝時，可以穿插一些參觀實習課。通過參觀實習，直觀地了解材料加工制備過程，將自己所學知識配合生產。理論上可行的事情，在實際應用中還需要考慮到原材料、工藝條件的控制、銷售渠道、成本控制等。如果有可能，可以盡量選擇一些大型的工廠基地，接觸現代化的機器設備，體會先進生產力的發(fā)展，感受到世界一流水平的實力。為學生豐富見聞開闊視野提供機會，這將對培養(yǎng)學生的自信很有幫助，尤其是對于一些非重點名校的學生。另外，通過與企業(yè)或者研究單位聯(lián)合培養(yǎng)，即“產學研結合”。“產學研結合”一般指企業(yè)、學校、研究單位之間的相互合作和優(yōu)勢互補。李元元等認為產學研結合是培養(yǎng)工科碩士的最佳途徑，學位論文的選題和相關實踐應當與工礦企業(yè)的工程實際相結合，密切結合其技術改造、革新、引進等技術難題或科研攻關項目。這將有利于從根本上解決學校教育與社會需求脫節(jié)的問題。縮小學校人才培養(yǎng)與社會需求脫節(jié)之間的差距，增強學生就業(yè)競爭力。
3結語
[關鍵詞]分形 自相似 分維 高分子
分形理論與耗散結構理論、混沌理論被認為是70年代科學上的三大發(fā)現。1967年曼德布羅特(b.b.mandelbort)在美國權威的《科學》雜志上發(fā)表了題為《英國的海岸線有多長?》的著名論文。指出海岸線在形貌上是自相似的，也就是局部形態(tài)和整體形態(tài)的相似。實際上，具有自相似性的形態(tài)廣泛存在于自然界及社會生活中，曼德布羅特把這些部分與整體以某種方式相似的形體稱為分形(fractal)。并在此基礎上，形成了研究分形性質及其應用的科學，也就是現在的分形理論(fractaltheory)，自相似原則和迭代生成原則是分形理論的重要原則。
由于分形理論研究的特殊性，以及他在自然界應用的廣泛性，目前分形理論已迅速成為描述、處理自然界和工程中非平衡和非線性作用后的不規(guī)則圖形的強有力工具。自分形理論發(fā)展以來，國內外對分形理論在各方面的應用進行了大量的理論和實踐，材料學中也一樣，分型理論目前已滲透到了材料學的各個領域，尤其是高分子材料，下面就分形理論在高分子材料學中的應用做一淺議。
一、分形維數的測定方法
根據研究對象的不同，大致可以分為以下五類：改變觀測尺度求維數；根據觀測度關系求維數；根據相關函數求維數；根據分布函數求維數；根據頻譜求維數，分形在材料科學中應用時，一般應用的測定分維方法是：盒維數法、碼尺法和小島法。
二、分形理論在高分子結構中的研究
(一)高分子鏈結構中的分形
由于高分子尺寸隨鏈結構象而不斷變化，對這類問題的處理屬于統(tǒng)計數學中的“無規(guī)飛行”。但若從分形的角度來看，則高分子具有明顯的分形特征并可以跟蹤監(jiān)測。對高分子中普遍存在的自回避行走也是如此，只是表現出不同的分形行為。又因為這類問題與臨界現象很相似，故我們亦能采用重整化群等有力工具。并且分數維的另一獨特功能是可靈敏地反映單個高分子的單個構象[4]。
(二)高分子溶液中的分形
由于高分子溶液中的大分子鏈使得其和普通液體在很多方面存在差異性，如普通液體所不具備的流變行為、應力傳輸等。在實際研究中。分形結構主要存在于高分子溶液中的凝膠化反應中，高分子溶液的凝膠化反應主要是指聚合物的凝膠化過程，是一種臨界現象，是介于晶態(tài)與非晶態(tài)之間的一種半凝聚態(tài)，這個過程中高分子鏈之間會形成的網絡結構，該結構是一類形狀無規(guī)、無序且不規(guī)整的錯綜復雜的體系。但該體系是可以用分形的方法研究的凝膠化反應，在亞微觀水平上存在自相似性。例如左榘等研究的苯乙烯一二乙烯的凝膠化反應。
(三)固體高分子中的分形
對于高分子材料，當固體高分子材料斷裂時，不同力學性質的材料將形成不同的斷面形貌，而斷面形貌一般為不規(guī)則形態(tài)，是一種近似的或統(tǒng)計意義的分形結構，可用分形理論進行分析表征，從而根據斷面的形狀定量評價材料的力學性能。而微孔材料中由于分布著大量微小的孔洞，這些微孔具有不規(guī)則的微觀結構，使得微孔材料無論在總體還是在局部都呈現出較復雜的形態(tài)，無法用傳統(tǒng)的幾何學理論進行描述，但可用分形幾何理論對微孔形態(tài)的復雜程度作量化的表征[5]。
(四)結晶高聚物中的分形
關鍵詞：金屬材料工程專業(yè) 培養(yǎng)模式 教學改革
Education mode reform of metal material engineering specialty
Qiao Junwei， Liang Wei， Zhou Hefeng
Taiyuan university of technology， Taiyuan， 030024， China
Abstract： This study expatiates the evolution of metal material engineering specialty in Taiyuan university of technology. Specially， the detailed projects， including the reformation of the education mode， the study of theory， the improvement of experimental skills， the teaching contents， and the optimum of teachers， are focused on. These projects can enhances advantage intelligence of students， facilitate the practice skills， improve the compressive diathesis.
Key words： metal material engineering specialty； education mode； teaching reformation
我校材料科學與工程學院金屬材料工程專業(yè)是1957年全國高校中首批建立的金屬材料及熱處理專業(yè)，后更名為金屬材料工程專業(yè)。50多年來培養(yǎng)本科生2 000余名。我校材料學科的第一個碩士學位點―金屬材料及熱處理工學碩士學位點（1986年）就是依托金屬材料及熱處理專業(yè)建立起來的。在此基礎上，先后獲得了材料加工工程二級學科博士學位點（1998年）、材料學二級學科博士學位點（2003年）、材料科學與工程一級學科博士點（2005年），并獲得博士后流動站（2003年）和材料加工國家重點學科（2001年）等。
我校金屬材料工程專業(yè)建設的目標為以材料加工工程國家重點學科為依托，強化金屬材料工程專業(yè)內涵，將山西省地方經濟發(fā)展以及產業(yè)資源優(yōu)勢與學校教學資源優(yōu)勢結合，進一步夯實理論基礎，加強實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)適應國家和地方經濟、科技、社會發(fā)展的高素質人才。山西省是我國能源大省，例如與金屬材料專業(yè)密切相關的金屬鎂占據國內龍頭地位。在山西經濟轉型跨越的大環(huán)境背景下，如何發(fā)展綠色金屬鎂合金和走鎂合金可持續(xù)發(fā)展的道路不僅僅是政府的高層決策，而且關系到高等院校特別是作為山西省唯一一所“211”重點院校――太原理工大學金屬材料專業(yè)的學生的就業(yè)。目前，金屬材料專業(yè)在傳統(tǒng)的金屬材料及熱處理的基礎上，把本專業(yè)建設成為具有“新型金屬材料（包括新型不銹鋼、鎂鋁合金等）開發(fā)”“新型不銹鋼及輕合金鋁鎂鈦等的加工與改性”以及“材料表面改性”等特色的人才培養(yǎng)、專業(yè)知識創(chuàng)新和服務社會經濟的重要基地。
教育部“高等學校教學質量和教學改革工程”中要求各高校應在高等教育人才培養(yǎng)模式、教學內容、課程體系、教學方法等方面進行綜合改革研究與實踐，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的高素質人才，為實施科教興國戰(zhàn)略和人才強國戰(zhàn)略奠定堅實的人才基礎。我校金屬材料工程專業(yè)的前身金屬材料及熱處理專業(yè)從成立時起，一直以發(fā)展鋼鐵材料及其熱處理新工藝為主。進入21世紀以來，各種新型金屬材料層出不窮。例如：航空鈦合金、輕質汽車用鋁鎂合金、磁致伸縮鐵鎵合金等。為了滿足當前形勢下社會對金屬材料工程專業(yè)畢業(yè)生的要求，結合山西省作為金屬鎂、不銹鋼等資源大省的優(yōu)勢，利用表面工程研究所和材料界面與表面教育部重點實驗室等科研平臺，我校對金屬材料工程專業(yè)的培養(yǎng)模式進行了綜合改革。該項改革獲得了山西省省級特色專業(yè)專項經費資助，培養(yǎng)模式的具體改革措施如下：
1 延伸培養(yǎng)計劃，拓展培養(yǎng)模塊
過去，金屬材料工程專業(yè)的學生在大學一、二年級學習基礎課程，包括高等數學、大學物理、大學英語等課程，進入三年級后開始學習課程，專業(yè)課程一直沿用與熱處理高度相關的專業(yè)課程，如金屬凝固原理、塑性成型原理、鑄造合金學等課程。而今，本專業(yè)大學生在學習完基礎課程后，進入專業(yè)課學習時，專業(yè)必修課保留原來課程，如材料科學基礎、材料工程基礎、金屬材料學等，而其他專業(yè)課程則根據專業(yè)模塊進行選修。我們劃分了兩個專業(yè)模塊：第一個模塊保留了原來的設置，為材料熱加工模塊；第二個模塊為拓展的新模塊，名稱為表面工程與新材料模塊。在表面工程與新材料模塊中開設了諸如表面冶金原理與技術、輕合金及其復合材料、非晶態(tài)合金、功能材料概論等課程。該模塊一方面培養(yǎng)金屬材料領域新型專業(yè)化技術人才――表面改性技術專業(yè)人才，另一方面開闊學生思維，將金屬行業(yè)領域前沿學科知識傳授給學生。同時，該模塊中開設的新材料課程也適合有志于繼續(xù)深造的學生學習專業(yè)高深知識。學分設置上，兩個并行模塊選修學分最低均為14.5學分，足以滿足必要的課時學習。設置專業(yè)培養(yǎng)模塊的目的：一是體現人才培養(yǎng)的特色和辦學的優(yōu)勢；二是扎實推進高等本科教育質量工程，更好地符合經濟社會發(fā)展的要求。
2 夯實基礎，提升實踐技能
2012年，本專業(yè)重新修訂了培養(yǎng)計劃，除了拓展專業(yè)模塊，我們還對課程進行了調整和改革，體現在以下幾方面：
（1）增加或新增專業(yè)基礎課課堂課時量。原來的材料科學基礎課堂課時量為88學時，而新課時量調整為96學時，調整的目的是加強專業(yè)基礎課基礎知識學習。近年來高校普遍發(fā)現學生專業(yè)基礎掌握程度下滑，原因是大大壓縮重要專業(yè)課程的課時量，導致教師為完成講授不得不“照本宣科”，這樣使得本來應重點講授的內容“輕描淡寫”“一筆帶過”，學生掌握不了學科核心內容。鑒于此，我們增加了重要課程的課時量。同時，近年來高校考研率節(jié)節(jié)攀升，越來越多高校在考研初試和復試中加大對專業(yè)基礎課的考查。因此，為進一步夯實金屬材料工程專業(yè)學生的學科基礎，本專業(yè)開設了金屬物理學、固態(tài)相變等課程，該類課程學習過程中從不同角度重復講解材料科學的基礎知識。
（2）注重學生實踐技能。傳統(tǒng)的以培養(yǎng)“學術型人才”為目標的單一高等教育培養(yǎng)模式已難以滿足市場經濟的發(fā)展需求，市場更需要能夠解決實際工程問題的“理論+技術實踐”型的“應用型人才”。《中華人民共和國高等教育法》明確提出：“高等教育的任務是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才。”在發(fā)達國家，如德國，工科學生約有一半的在校時間用于工程素質訓練；美國麻省理工學院學生累計用于實踐的時間相當于全部課程時間的1/3[1]。我校金屬材料工程專業(yè)培養(yǎng)計劃中增加實驗所占比重，并將專業(yè)課程中的實驗單獨列為實驗課程，委派專業(yè)課教師講解實驗，學生分組動手操作，并完成實驗報告。實驗課期末成績?yōu)槎鄠€專業(yè)課實驗的結果，綜合反映學生的實驗能力。此外，拓展專業(yè)實踐知識一直是本專業(yè)堅持奉行的原則。新培養(yǎng)計劃中在不同模塊中開設了提高專業(yè)綜合實驗技能的專業(yè)拓展實驗，學生可以根據興趣愛好自行組團在專業(yè)指導教師幫助下進行創(chuàng)新實驗。拓展實驗大部分是創(chuàng)新能力較強、前沿性強的專業(yè)應用基礎實驗。這樣在鍛煉學生創(chuàng)新能力的同時，還可以為以后攻讀研究生學位的本科大學生儲備知識技能。
此外，本著激發(fā)學生對本專業(yè)學習的熱情，培養(yǎng)實踐型人才的理念，我們組織校內和省內的金屬材料工程專業(yè)大學生開展金相技能大賽，通過該平臺的鍛煉，使得本專業(yè)大學生優(yōu)質高效地掌握基本技能。在實驗過程中，鼓勵學生敢于想象，大膽質疑，并圍繞實驗內容，設計適當的提問激發(fā)學生的思考質疑[2]。例如：不同含量Fe和C元素組成的鐵碳合金為什么組織相差甚遠？教師通過這些問題把知識點轉化為疑點，調動學生思維，加深學生對鐵碳合金相圖和“C”曲線等專業(yè)理論知識的學習和理解，從而使學生提高實驗積極性和興趣。實踐技能的提高是高校金屬材料工程專業(yè)大勢所趨，因此國內很多高校非常重視[3，4]。
（3）加強本科畢業(yè)設計環(huán)節(jié)。在多年經驗基礎上，本專業(yè)制定了本科畢業(yè)設計大綱。畢業(yè)設計（論文）以綜合性專業(yè)訓練和初步科研訓練為目的，堅持與科研、生產實際相結合。采取師生互選原則，確保學生真正開展自己感興趣的課題，督促教師開展中期檢查和不定時抽查。結合學生的就業(yè)情況，把畢業(yè)設計內容和企業(yè)的實際問題相結合，合理安排學生到與學院教師有多年合作歷史的企業(yè)現場進行畢業(yè)設計。通過此項措施，可以使學生盡早進入企業(yè)，了解生產現狀，為畢業(yè)后盡快適應工作、融入社會打下堅實基礎。例如：太鋼集團在業(yè)界久負盛名，本專業(yè)利用人力資源優(yōu)勢和地理優(yōu)勢，安排本科生在太鋼實驗室開展聯(lián)合實驗，讓學生接觸現場環(huán)境，解決現場問題，使企事業(yè)單位更加青睞我校金屬材料工程專業(yè)的畢業(yè)生。此外，對于繼續(xù)深造的學生，指導其選擇前沿基礎性課題，這樣更利于鍛煉創(chuàng)造性思維。例如：對于21世紀初才出現的多組元高熵合金，目前研究甚少，諸多奇特的物理和力學性能使得該合金極具研究價值。把該課題列入本科畢業(yè)選題，使得本科生在畢業(yè)前，充分發(fā)揮主動性，提出自己的研究方案并合理實施。
3 改革課程教學內容及教學方法
金屬材料專業(yè)課程涉及熱處理原理、金屬凝固原理、材料性能學以及熱設備及儀表等多方面的理論與工程知識，學科之間相互涵蓋、穿插滲透，內容繁雜抽象。教師在課堂教學時如果處置不當，學生容易感到枯燥乏味，產生厭學情緒。我校金屬材料工程專業(yè)以教學改革項目研究帶動教學內容和教學方法的改革，不斷更新課程教學內容，使課程的教學內容充分反映金屬材料領域及相關產業(yè)的新發(fā)展、新要求。在課堂教學過程中，將典型案例引入其中，即開展例證教學。例如：在講授金屬材料疲勞失效的機理時，以美國空客飛機由機表面蒙皮在起飛和降落過程中受到反向作用力循環(huán)作用，使得在一定時間后發(fā)生開裂導致疲勞失效，引發(fā)災難為實例，啟發(fā)學生設計避免疲勞的飛機金屬蒙皮，引導學生探討疲勞失效機理。在課堂書本知識傳授的同時，開展討論式教學，使得學生更加積極主動地參與到專業(yè)知識討論中。例如：布置專業(yè)命題，當堂開展小組討論，各抒己見，充分培養(yǎng)他們的獨立觀察、分析和解決問題的能力，教師及時進行總結點評，從而培養(yǎng)學生專業(yè)課程學習的興趣，激發(fā)他們的工程潛能。同時，本專業(yè)開展以科研帶動教學的方式提升學生綜合能力。教研室教師以自己的科研項目吸引本科生加入團隊，開展本科生創(chuàng)新實驗，將學習到的專業(yè)知識用于揭示基本現象。
本專業(yè)積極開展教學研究，并將教學研究成果加以推廣，及時應用于教學實踐中，同時根據本專業(yè)畢業(yè)生的反饋意見和建議調整課程。大力推廣多媒體輔助教學，推行網絡教學，不斷提高教學水平。積極鼓勵教研組教師在金屬教研室討論會上建言獻策，鼓勵青年教師參加學校開展的教學名師示范課。
4 優(yōu)化專業(yè)教師隊伍，合理配備師資
我校金屬材料工程教研室共有10名教師，其中教授4名，副教授2名，講師4名，全部具有博士學位。本專業(yè)教研室敦促青年教師深入生產企業(yè)一線學習交流，加強與國內外高校及科研院所的交流合作，積極參與各類科研項目與社會服務，形成了一支科研能力強、教學經驗豐富、熱愛教學工作的高水平專業(yè)教師隊伍。此外，實行青年教師導師制，讓具有博士學位的講師擔任學生輔導員，幫助青年教師盡快提高業(yè)務水平；實施教師到企業(yè)生產一線學習、鍛煉制度，豐富教師的實踐經驗，提高解決工程實際問題的能力。
此外，教研室注重本科生師資力量調配，重點專業(yè)基礎課全部由教授講授，堅持教授上講臺，傳道授業(yè)。同時，堅持青年教師代課前先助課、試講等原則，以防缺乏授課經驗的青年教師發(fā)生錯講、誤講等事件。
本專業(yè)將充分利用學校現有人才引進政策，加大學科帶頭人和學術骨干的引進力度，整合學術梯隊力量，促進科研創(chuàng)新團隊的建設。此外，高度關注新學科的形成和發(fā)展，由于大量引進師資，使得我們有條件在原有成形的科研團隊的基礎上適當發(fā)展新研究方向。
5 結束語
我校金屬材料工程專業(yè)為適應21世紀對應用型金屬材料專業(yè)人才的需求，堅持不斷地改變傳統(tǒng)教學觀念和模式，在培養(yǎng)模塊、專業(yè)課理論教學、實踐性教學改革、師資隊伍優(yōu)化等環(huán)節(jié)上與時俱進，創(chuàng)造條件，加強對學生工程實踐素質的培養(yǎng)，優(yōu)化學生的知識、能力和素質結構，培養(yǎng)出了能滿足當前經濟社會需要的金屬材料專業(yè)人才。
參考文獻
[1] 樊澤恒，張輝，孫垂謙.中外高等工程教育工程訓練模式的比較及啟示[J].南京航空航天大學學報：社會科學版，2006（3）：76-80.
[2] 汪冬梅，鳳儀，劉家琴.金屬材料工程專業(yè)實驗教學改革探討[J].合肥工業(yè)大學學報，2009，23（1）：26-29.
關鍵詞：專業(yè)英語；教學實踐；教材內容
作者簡介：趙君（1980-），男，山東泰安人，三峽大學機械與材料學院，副教授；吳亞盤（1978-），男，陜西西安人，三峽大學機械與材料學院，講師。（湖北 宜昌 443002）
基金項目：本文系三峽大學教學研究項目（項目編號：J2012053）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）28-0233-02
隨著經濟全球化、一體化以及信息資源的國際化、網絡化的深入發(fā)展和我國對外開放的不斷擴大，國際間的技術信息交往日趨頻繁，英語作為一門國際通用語言，其地位和作用愈顯重要。尤其在科技界英語已經成為一種通用的國際語言。新材料是21世紀我國新興支柱產業(yè)之一，作為材料重要分支的金屬材料也在不斷地發(fā)展，全球最新的材料研究進展報告以及各類測試結果多數是首先用英文形式宣布發(fā)表的。因此，為了在新世紀、新形勢下讓大學畢業(yè)生較好地勝任與國際接軌的工作，訓練其熟練掌握本專業(yè)的專業(yè)術語、詞匯以及良好專業(yè)文獻閱讀能力是一個重要的大學知識培養(yǎng)環(huán)節(jié)。金屬材料工程專業(yè)本科生“專業(yè)英語”課程的開設一般是在兩年的大學基礎英語學習完成之后，學生在日常用語以及閱讀理解方面有一定的基礎，但是閱讀金屬材料方面的英語書刊以及在學術報告上進行交流的能力仍然不足，亟需通過相關課程進行進一步加強和提高。[1-2]因此，加強金屬材料工程專業(yè)“專業(yè)英語”的課程建設，不但可以幫助學生了解該領域的英文前沿進展，而且有助于培養(yǎng)一批創(chuàng)新能力強、適應社會經濟發(fā)展需要的高質量工程技術人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略作出重要的貢獻。另外，對于學生以后從事金屬材料領域的相關國際公司的工作也有很好的鋪墊作用。
一、高校工科專業(yè)英語課程教學現狀
1.專業(yè)英語課課程地位不高
目前，各高校公共英語教學都由學校基礎部或者外語學院承擔，而專業(yè)英語幾乎都是由各專業(yè)教研室自己安排，沒有學指導，教學大綱、教學要求也都由部分專業(yè)教師自己制定，教學監(jiān)督很難發(fā)揮良好的效果，所以教學質量也無法保證。此外，由于專業(yè)英語不是必修課，而是專業(yè)限選課，甚至是選修課，專業(yè)知識本身的深奧再加上非母語的學習難度，使得學校和學生都普遍認為專業(yè)英語是可有可無的課程，致使專業(yè)英語的開課率和選課率普遍偏低。[3]這種現象必然導致專業(yè)英語教學的滯后和學生后期英語水平和科研能力的下降。
2.教材內容未能緊跟時代要求
近年來，為了適應經濟的快速發(fā)展以及世界經濟的一體化對我國復合型人才的需求，各個高等院校在不斷深化英語教學改革的同時，相繼開設了系列專業(yè)英語課程，以期切實提高學生的專業(yè)英語水平。高質量的教材對提高學生的語言學習效率以及教師的教學效果起著重要的作用。目前，各高校普遍使用的專業(yè)英語教材所采用的模塊基本上為“閱讀”+“翻譯”、“閱讀”+“寫作”、“詞匯”+“閱讀”等形式。加上教師所選教材與本專業(yè)的方向不盡相宜，在實際的教學過程中部分教師照本宣科式教學，使得學生對書本的文字產生了很大的抵觸情緒，激增了學生對英語特別是深奧的專業(yè)英語的厭惡。
3.專業(yè)英語教學效果不夠理想
作為一類特殊的材料，金屬材料在日常生活中扮演著不可替代的地位，如何利用現代信息數據庫和網絡資源獲取金屬材料方面的研究和相關知識是專業(yè)英語課程的授課目標之一。然而，令人可惜的是，從現在學生利用所學的專業(yè)知識來進行實際應用的情況來看，專業(yè)英語的實際教學效果并不太理想，其中主要體現在以下幾個方面：通過命題作業(yè)讓學生搜索相關知識環(huán)節(jié)中學生對檢索關鍵詞的選擇、數據庫的使用非常模糊，不知從何下手；在課程設計過程中，學生翻譯相關產品的英文說明書出入太大，有的甚至背道而馳；在大四學生畢業(yè)課題論文環(huán)節(jié)中的外文翻譯的譯文可讀性差，抄襲和借助翻譯工具的現象比比皆是。由于部分學生英語底子薄、基礎差，加之專業(yè)英語的枯燥性和詞匯的難懂性造就了學生上課的積極性、主動性偏差，這就要求任課教師要勇于探索教學方法、合理組織課堂內容、改進教學方法、提高實際應用性。唯有讓學生們能夠獲得所學有所用的滿足感，教學目標才會得以達到和體現。
二、提高“專業(yè)英語”教學的幾點探討
針對上述一些問題，為提高課堂教學質量和學生的綜合素質，筆者通過近幾年的專業(yè)英語教學體會，認為在以提高教學效果為核心的目標下，任課教師可從以下幾方面改進。
1.重視專業(yè)英語的教學
專業(yè)英語的教學目的是培養(yǎng)學生在未來實際工作中的英語應用能力，當然也是所有教學的最終目標。所以教學管理部門要從思想上提高對專業(yè)英語教學重要性的認識，加強對該部分教學的管理，規(guī)范課程設置，嚴格考查，及時研究和解決教學過程中出現的各種問題。同時也要求專業(yè)老師能夠因材施教，用長遠的眼光看待專業(yè)英語的地位，特別是那些以后將跨入研究生行列的學生更要重視專業(yè)英語的學習。應堅持以教材為主，并補充一些金屬材料以及材料科學工程領域的發(fā)展動態(tài)和最新前沿新聞，充分利用機會多給學生介紹一些時下新材料、新技術研究成果的英文資料，還可簡略介紹本領域的相關英文期刊和雜志，讓學生閱讀通俗易懂的小文章。總之，教師應首先要從思想上重視此課程的重要性，在以內容吸引學生的基礎上，積極引導他們主動閱讀專業(yè)文獻，開闊學生眼界，培養(yǎng)其對本專業(yè)的熱愛和對相關專業(yè)英語知識的興趣。
2.合理選取專業(yè)英語的教材
教材是教師上課的依據，也是學生學習的基本載體，專業(yè)英語教學效果的好壞與教材的選取有著密切的關系。目前大多數工科院校的金屬材料專業(yè)英語教材多數以專業(yè)閱讀理解的形式，多采用“課文”+“詞匯”+“翻譯”，課文內容枯燥無味，使大多數學生對這樣的課本知識產生很大的厭煩和抵觸情緒，從而在內因上極大影響了學生學習的積極性和主動性。因此，選擇教材時，應在符合本校本專業(yè)的特色方向下，盡量選取集專業(yè)科普知識與實際應用并重于一體、內容編排圖文并茂的科技新書，在此基礎上，適當增加緊密相關的專業(yè)英文期刊和雜志內容來作為輔助教材。輔助教材的內容應做到貼近本專業(yè)課程，反映該領域的學科方向和內容，并能夠及時體現全球研究者的最新成果和報告。這些生動有形的教輔內容無疑會吸引學生的注意力和好奇心，從而調動其學習積極性，同時也開闊他們專業(yè)知識的眼界。
3.優(yōu)化教學內容，注重教學側重點
金屬材料工程專業(yè)英語絕大多數為選修課程，教學課時較少，因此，教師在眾多教學素材中必須有所側重，教學的進行應能夠反映該專業(yè)的知識體系，比如：從材料內部結構的組織成分到材料宏觀性能再到合理選擇材料制備工藝為主線的教學體系，能夠使學生較好地加深專業(yè)知識。在實際教學過程中，應分別從簡單的專業(yè)詞匯、閱讀、翻譯及寫作方面逐步提高學生的專業(yè)英語能力。大學工科專業(yè)的英語教學目的，不僅僅是單純地傳授詞匯和語法，而應以提高學生的主動學習能力為主。這就要求任課教師在實際講課時要圍繞金屬材料學科，從基本詞匯入手，通過將日常生活能夠接觸到的材料制備、表征、評價等知識融合于課堂知識當中，增強專業(yè)英語知識的樸素性和趣味性，提高學生的主動性和積極性。材料科學與工程專業(yè)英語的教學內容不應該僅僅局限于教材。充分利用學校圖書館數據庫及網絡資源，下載最新的材料類英文科研學術論文，既能拓寬學生的專業(yè)知識面，也能使其了解科研論文的寫作規(guī)范，同時能夠接觸到最新的專業(yè)詞匯，從而增加對專業(yè)英語的學習興趣。
4.采用專題討論形式，充分調動學生學習主動性
在課堂授課中，任課教師可采用專題討論的方式進行相關知識的分解和細化，根據金屬材料的相關性質，結合部分學生的畢業(yè)設計或者科技創(chuàng)新所涉及到的知識點，分別成立不同的專題匯報小組，由學生根據本小組內部的相關研究領域和進展情況進行咨詢和選題，通過查閱部分的英文文獻、會議報告，并將小組所獲得的信息匯總，統(tǒng)一制作PPT進行課堂交流和討論。在分組討論匯報的整個過程中，教師可適當引導學生正確使用網絡期刊文獻、各種專業(yè)數據庫以及各類工具書，在具體任務中充分體現專業(yè)英語的實用性，調動學生學習的主動性。在實際課堂中，采用此形式不僅可以充分發(fā)揮學生的主體性，而且能使他們在實踐中切實發(fā)揮自己的所學，提高獲取知識的能力，激發(fā)學生的科技熱情，提高其實際應用能力。
5.改變傳統(tǒng)教學方法，多采用聲像視頻資料，提高教學效果
與傳統(tǒng)教學方法的板書和口述相比，聲像視頻資料在調動學生的興趣上面有著絕對性優(yōu)勢。專業(yè)英語的教學不同于其他課程，它既有英語作為非母語給學生帶來的困難，又有專業(yè)詞匯、專業(yè)知識給學生帶來的困惑，因此，教學方法如果枯燥單一極易引起學生的抵觸情緒。為了充分提高教學質量和教學效率，教師可適當準備一些英文原版的聲像資料，比如：英文版的熱處理簡介、機械加工過程等視頻資料。通過這些知識熟悉而語言陌生的資料，不但可使枯燥的教學帶來新的生機，而且還能讓學生提高專業(yè)聽力，極大調動其學習的興趣。另外一些專業(yè)學術會議和講座的視頻、影像也是材料專業(yè)英語聽說訓練的素材。與材料關系密切的產品說明書、進口大型儀器操作規(guī)范等，也是很好的貼近生活現實的教材。
三、結語
根據金屬材料工程專業(yè)英語的特點以及專業(yè)特色和學生的實際情況，在授課中優(yōu)化知識內容，多采用能夠調動學生積極性的分組討論的教學方法，不僅能夠使學生在理論學習的過程中獲取本專業(yè)領域的最新科研成果和知識，更能使學生掌握收集、整理相關信息知識的動手能力，達到培養(yǎng)復合型人才的教學目的。融無限的趣味于有限的教學內容中，將單調枯燥的專業(yè)詞匯、文獻變得生動形象，這樣不但能夠增加學生為獲得知識而學習的動力和興趣，而且也會提高顯著提高教學效果，使學生更能適應未來的專業(yè)崗位，使教學質量得到真正的提高。
參考文獻：
[1]吳慶華，胡前庫.材料類專業(yè)英語的教學思考[J].職業(yè)時空，2010，6（4）：113-114.
