材料专业论文范文

［关键词］复合材料与工程应用型高校人才培养方案新专业建设

［中图分类号］TB33；G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2014）03-0089-02

复合材料是一种科技含量较高的新材料，广泛应用在航空航天工业、汽车工业、高速铁路、军工领域以及风电叶片新能源等领域。随着我国制造业水平的不断提升，在新产品上应用新材料也越来越多，如大飞机项目的启动，复合材料是其制造的关键技术。复合材料和钢铁等材料不同，钢铁材料是在钢铁厂由自动生产线生产出来的，而复合材料即使在欧美等发达国家的飞机制造厂，也是由一线工程师在现场进行人工裁剪制造出来的，因而产品的质量在很大程度上取决于一线工程师的水平。而这样的企业也需要大量卓越的一线工程师，这也正好与上海应用技术学院对毕业生的培养目标定位相吻合。

复合材料与工程专业是一个新专业，在我国的许多大学都开始设置复合材料与工程专业。而国外的大学未见开设复合材料与工程专业，而是仍将其作为材料科学专业的一个方向。在我国的一些研究型大学，其专业培养方案的导向主要放在培养研究型人才上，原理性、理论性的课程较多，主要以培养研究生为主，学生毕业后也主要在高校研究所从事科研工作。伴随高等教育的大众化，产生了许多应用型本科高校。自改革开放以来，我国新建的地方高校和近年来由高等专科学校升格的本科高校，比如上海应用技术学院，都属于应用型本科高校。在这类高校中设置的复合材料与工程新专业，主要是以经济及社会发展需求为导向，结合国家和地方的战略性新兴产业，培养既具有一定的专业理论知识，又具有较强的实践性专业技能的应用型人才，学生毕业后主要到相关复合材料企业和行业从事技术和管理工作。[1][2][3][4][5][6]

复合材料与工程专业是上海应用技术学院2010年经教育部批准开设的几个本科新专业之一，2010年已开始招生。本文以经济社会对该专业高级应用型人才需求为导向，结合我校实际情况，并借鉴、比较国内其他大学本专业的培养方案与课程体系，找出构建并优化我校复合材料与工程专业理论教学体系和实践教学体系的对策。这对于提高应用型工程技术人才的培养水平，实现培养卓越一线工程师的目标定位，具有较大的理论和实践借鉴意义。

一、复合材料与工程专业人才培养目标的定位

作为应用型本科高校，在人才培养目标上应找准自己的定位，形成自己的特色。我们本着依托行业、按市场需求培养、实施产学研一条龙建设的理念，以上海及长三角地区对复合材料制备、加工、应用等领域的工程技术人才需求为依据，建立“宽基础、重技能”的人才培养模式。另外还引进具有丰富实践经验的企业与行业专家进入我校教学工作委员会，参与人才培养方案的制订。

我们制订的复合材料与工程专业的人才培养目标是：培养德、智、体、美、劳全面发展，适应上海及长三角地区经济建设以及现代制造业所需要的应用技术型人才。毕业生具备复合材料与工程专业的理论基础、专业知识与技能，具有良好的学习能力和团队工作能力、高度的社会责任感、良好的道德文化修养和健康的身心素质，可以胜任复合材料领域的研究与技术开发、材料加工工艺和设备设计、材料产品技术贸易与生产管理等工作。

具体要求是：掌握复合材料与工程方面的基础理论与专业知识，掌握复合材料的工业生产过程、设备和工艺；了解复合材料在不同行业中的应用及其相关知识，了解本专业的发展现状和趋势；掌握复合材料与工程工作所需的工程科学技术知识及较丰富的人文和社会科学知识；了解本专业领域技术标准及相关行业的政策、法律和法规。

同时要求具有以下素质和能力：复合材料与工程专业方面的研发，工程实际问题的分析和解决；能够阅读中英文专业文献，能够运用英文进行交流和翻译；懂得运用计算机知识解决复合材料与工程中的各类问题；善于科技创新、技术管理、工程项目管理与市场营销；善于沟通与交流。

二、复合材料与工程专业人才培养计划的构建

（一）复合材料与工程专业的特色

结合我校应用型本科高校的定位和二本的生源特点，我们提出了依托材料学院上海市材料加工工程重点学科建设，与其他高校错位发展，形成自己特色的办学思路。以复合材料制备工艺为突出重点；重视理论联系实际，增加实习课与实践课，形成系统的材料工艺教学体系；要求本专业学生动手能力要强，至少掌握一门复合材料工艺技术。

我校为上海市地方所属高校，大部分学生选择在上海市和长三角区域就业。随着商业大飞机产业和风力发电新能源产业成为上海及长三角的战略性新兴产业，对复合材料与工程专业的应用型高级工程技术人才需求较大。而这些行业的产品构件主要采用树脂基复合材料制造，因此在专业方向的设置上，我校以树脂基复合材料的制备、加工为主要方向。另外由于我校在无机陶瓷材料、铝基复合材料、碳/碳复合材料方面有科研方面的支撑，以及就业前景趋势方面的考虑，也设置了金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料等专业方向。

（二）复合材料与工程专业的人才培养计划

为了实现复合材料与工程专业的人才培养目标，达到培养要求，我们制订了本专业的人才培养计划，即课程体系的构建。[7][8][9]课程体系的知识层次框架包括公共基础课、公共选修课、学科大类基础课、学科专业基础课、专业课、专业选修课和实践教学等课程模块。其中，公共基础课和公共选修课是大学的通识课程模块，使学生掌握数学、物理、英语、计算机、企业管理、法律等方面的基础知识，提高其政治思想、文化艺术品德、身体素质等。学科大类基础课是应用型工科化工材料类课程模块，使学生掌握较宽的工科基础知识。学科专业基础课包括材料学概论、材料科学基础、计算机在材料科学中的应用、材料现代分析技术、高分子化学与物理基础、复合材料原理、复合材料聚合物基体、材料表面与界面等课程，目的是让学生扎实掌握专业基础理论知识。专业课的设置体现了本专业的特色，即适应地方经济战略性新兴产业对应用型高级工程技术人才的需求，以复合材料的设计与制备工艺技术为重点，课程包括复合材料工艺与设备、复合材料结构设计基础、金属基与陶瓷基复合材料、材料性能、材料科技英语等。为进一步拓宽学生的专业知识面，设置了专业选修课：复合材料制备新技术、航空材料、无机建筑材料、复合材料加工、表面工程、复合材料工厂设计概论、材料商品学、材料实验设计优化与数据处理。

我校复合材料与工程专业的另一特色是课程体系重视理论联系实际，安排了较多的实习课和实践课，开设的大型实验课具有设计性、综合性等特点。其中，实践性环节学分占总学分的比例达24.7%，学时占总学时的比例达43.7%，这符合应用型工科高校对学生专业实际动手操作能力、创新实践能力的要求。

三、结论

长三角地区是我国制造业最密集的地区之一，新材料是上海三大支柱产业之一。复合材料在大飞机、风力发电、高速铁路等战略性新兴产业中正在被越来越广泛地应用，为了满足这些行业的需求，作为上海市地方所属高校，我校开办了复合材料与工程新专业。基于我校培养卓越一线工程师的办学定位，我们确定了培养既具有一定的专业理论知识，又具有较强的实践性专业技能的应用型人才的培养目标。根据培养目标我们制订了以复合材料制备工艺为突出重点，重视理论联系实际，增加实习课与实践课，并形成系统的材料工艺教学体系的人才培养计划和课程体系。经过近三年的教学实践，我们修改和完善了人才培养计划，加强了专业实验室建设和实习基地建设，但复合材料与工程专业作为一个新专业，目前仍处于探索阶段。相信经过时间经验的沉淀，我们一定能够培养出符合经济社会要求的应用型高级专业人才。

［参考文献］

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［7］陈新民．应用型本科的课程改革：培养目标、课程体系与教学方法［J］．中国大学教学，2011（7）：27-30．

材料专业论文范文篇2

一、材料专业应用型人才的基本内涵

材料专业应用型人才是指材料专业的学生能将在自己所学专业知识与技能熟练地运用到自己所从事的实际工作中的人应用型人才主要是只将自己所学到的知识运用到实践中去即可，不需要发展创新出新知识目前市场中对这类人才的需求量越来越大，而高校输出的这类人才很多又不符合要求，因此高等学校要更加重视这类人才的培养，为社会的发展提供更高素质的人才。

二、材料专业应用型人才培养的实践教学改革方案

(一)实践教学内容体系的改革

实践教学具体内容体系是实践教学实施的导向，因此，首先要完善材料专业实践教学内容体系，材料专业实践教学内容体系包括实验、实习、社会实践、毕业论文设计等在人才培养中，应该减少理论课的课时比例，增加实践课学分比例在高等学校中，学生往往对课时学分多的课程学习更专注，适当增加实践课的学分有利于学生更积极地参与实践，从而提高学生的实践能力材料科学属于应用型学科，更需要学生自己去体验材料的组织结构、发现其性质，清楚相关材料的生产流程，所以更需要提高学生的实际操作能力，学校可增加学生实习的次数。

(二)加大对实践教学的投资

在大多数学校，由于资金投入不够等原因，很多必要的实验设备缺乏或不完善，因此，需要学校加大对实验室的建设，为学生提供更多的实验场地与更完善的实验设备，还可以将学校的实验室开放，让学生自由自主地进入实验室学习这样，既有利于学生得到更多的参与实验机会，还有利于提高学生的自主学习能力材料专业的学生可以通过自己的亲身实践，将抽象的理论知识与具体实践活动相结合，从而提高自身的专业技能。

(三)加强校企合作的实施

学校根据本学校材料专业的课程内容以及培养目标选择与相关企业进行合作，让材料专业的学生在校期间根据所学理论知识的进程去企业生产部门观看材料的生产过程，这样有利于学生更直观地学会材料生产流程在暑假期间，组织安排学生去合作的企业进行实习，学生在实习过程中，在相关的技术人员的指导下亲自参与实践活动，有利于将理论知识应用于实践，还可以提高对理论知识的理解在实践活动中，学生亲自参与材料的生产过程与试用检测过程，能够更好地掌握材料的性质、生产流程，这样学生在校期间就能学会基本的专业技能，达到应用型人才的培养目标。

(四)将实践活动与毕业论文(设计)相

结合

毕业论文(设计)是大学本科教学中的一个重要环节，在本科四年的教学中，可以让材料专业的学生在最后一个学期带着自己的毕业设计课题去参加实践活动，在实践活动中完成自己的毕业设计，这样既有利于锻炼学生将理论知识与实践相结合的能力，还可以锻炼学生在实践活动中发现问题、分析问题、解决问题从而提高自身的综合专业技能，还能提高毕业设计的质量。

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关键词：创新实践能力；材料专业；基础实验；教学改革；立体化实验教材

中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：1674-9324（2017）20-0278-03

当前，党中央、国务院高度重视创新创业人才培养，在国家“大众创业、万众创新”的号召下，基于创新实践能力培养的材料专业基础实验教学改革具有重要意义。辽宁省《关于推动本科高校向应用型转变的实施意见》中明确了本科高校向应用型转变的指导思想，要求高校培养应用型人才，增强学生就业创业能力。材料是工业的基础，也是各个领域科学技术进步的基石。材料类专业学生不但要掌握材料的制备、结构、性能和应用效能之间相互关系理论及其相关技能，而且，还要具备创新性思维、实践动手能力和研究能力。而无机材料科学基础及专业基础实验是培养学生创新实践能力的重要课程，也是学生日后从事新材料研究与开发的重要专业基础理论和实践课程。因此，为使无机材料专业创新能力和应用型人才培养的教学改革有效推行，本文结合大连工业大学无机材料专业基础理论课程和实验教学的目的和特点，分析探讨了基于创新实践能力培养的无机材料专业基础实验教学改革思路及其实施办法。

一、专业基础实验教学改革的重要意义

在无机非金属工程材料专业的教学过程中，“无机材料科学基础”理论课程及其相对应的“无机材料基础实验”在培养大学生创新思维和实践动手能力中发挥着重要作用。无机材料科学基础是无机非金属工程材料专业中一门理论性强、概念抽象、知识面广的专业基础课程。近年来，无机材料科学基础已经建立了课程教材、实验指导书、视频课堂、知识题库、多媒体教案等一系列教学方法和多媒体教学形式，并且在教学实践中取得了较好的效果，课程也成为辽宁省专业精品课程。2014年大连工业大学无机非金属材料工程专业在辽宁省专业评价中综合排名位居省内同类专业第2名，2015年获评辽宁省无机材料实验教学示范中心，这是本专业不断探索专业基础实验教学改革的成果体现，也是大连工业大学多年来重视大学生创新思维和实践能力培养目标的成果体现。

然而，随着科学技术和知识层次要求的进一步提高，尤其是新材料品种的日益发展，传统的平面知识和简单的模拟逐渐不能适应培养创新和应用型人才的要求。基于此，为了更好地发挥精品课程的作用，教研组积极探索新的无机材料专业基础实验教学思路和教学模式，力图结合专业发展、学科方向调整、就业形势需要和创新创业训练等不同要求，进一步提升专业基础实验教学效果，使学生真正掌握专业基础理论知识的精髓，提高其动手实践能力和分析问题、解决问题能力，并使其在技术实践过程中具有创新性思想。因此，对无机材料专业基础实验进行有效的教学改革，对于培养具有创新思想和实践能力的应用型人才具有重要意义。

二、专业基础实验教学改革的具体举措

无机材料专业基础实验教学改革的基本思路是，紧密围绕教育部提出的创新创业教育和辽宁省提出的应用型人才培养的战略部署，根据无机材料专业基础理论知识体系的构成和特点进行相应的实验教学改革。具体举措如下。

1.用科研实例提升实验教学效果。无机材料科学基础课程内容涉及了无机材料的制备、组成、结构、性质和应用效能的基本理论问题，主要包含4个模块：（1）无机材料微观结构理论知识模块：主要内容为材料结构基本知识，例如晶体结构基础、晶体结构缺陷和固溶体等；（2）无机材料表面与界面知识模块：主要内容为固体表面与界面以及浆体的胶体化学原理等；（3）无机材料热力学模块：主要内容为熔体和相平衡、相图等；（4）无机材料高温动力学模块：主要内容为扩散、相变、固相反应和烧结等基础理论[1-5]。

为了让学生真正理解和掌握专业基础理论知识，在实验教学中，教师要注重将科研和生产实例融入到基础理论的讲解中，特别是教师自身的科研实例往往会引起学生的极大兴趣和学习动力。例如，在讲授晶体结构缺陷内容时，一方面通过比喻、类比法等介绍晶体通过热振动产生的本征缺陷以及通过杂质原子掺杂、取代产生的非本征缺陷；另一方面，通过介绍具体的科研实例来形象地说明由于杂质引入而产生缺陷的机理及其对材料的影响，如教师正在进行的钛酸钡基热敏陶瓷的研究，就是由于La3+掺杂和取代部分Ba2+，使材料微观结构中产生缺陷和载流子，从而获得室温能够导电的低电阻钛酸钡陶瓷；而Mn2+的掺入又会因晶界的改变而使其达到良好的热敏电阻效应。教师对某种新材料在研究中遇到的问题及其涉及到的相关理论知识的介绍，常常会使学生产生一种豁然开朗的感觉：噢，原来专业基础理论知识在材料研究中起到如此重要的作用。这样可使学生深刻地体会到，只有学好专业基础理论知识才能产生创新思想，提高分析问题和解决问题的能力，进而研究和发明一种性能更好的新材料。在一个个科研实例的穿插讲解中，学生不但很轻松地深刻理解了相关的专业基础理论知识，而且还提高了学好无机材料专业基础理论知识的兴趣和动力。

2.通过虚拟仿真促进实验教学。在无机材料专业基础理论教学中，晶体结构和缺陷部分是学生感到最抽象、最难学的内容。为了让学生充分体会材料晶体结构对材料性能的重要影响，课堂上教师可通过模型、动画举例、类比法加深学生对基础理论知识的理解；同时，在实验教学中，还可通过增加对晶体结构的虚拟仿真实验，让学生在电脑上自行组装晶体结构，使其充分理解晶体密堆积原理、立方结构、六方结构和四方结构的不同以及其他有关晶体结构的理论知识。

无机材料晶体结构虚拟仿真实验不仅可以展现不可视的晶体结构或原子排列原理，而且对于培养学生自主学习、自我训练及创新意识具有重要作用。目前，虚拟仿真实验已成为实验室建设的一个重要l展方向[6]。

3.通过创新性和研究性实验加强创新实践能力培养。在无机材料专业基础实验教学中，应始终把创新思维和实践动手能力的培养目标放在首位。构建多层次、模块化的实验课程体系，特别是加强综合设计性实验和研究性实验的建设[7]。高级应用型人才的培养目标，要求学生必须具有系统的专业基础理论知识和很强的创新能力和实践动手能力[8，9]。近几年，教研组教师在响应国家培养大学生创新精神和实践动手能力的号召下，相继开设了一系列的专业基础综合设计实验教学内容，例如涉及到相变以及成核和析晶理论知识的“陶瓷结晶釉的综合设计实验”和涉及到缺陷和扩散知识的“掺杂钛酸钡功能陶瓷的综合设计实验”等，在培养学生实践动手能力方面取得了显著成效。为了进一步培养和提高学生的实践动手能力，培养应用型人才，教师还要在实验教学中增加更多有利于培养学生创新精神和实践动手能力的科研创新性实验，提高其分析问题和解决问题的能力。

综合设计性实验和研究性实验对于促进学生创新精神和实践能力的培养起着重要作用。在材料结构与性质关系的实验教学中，除了通过虚拟实验仿真使学生理解、掌握和巩固相关理论知识基础外，还要让学生亲自动手组装一些最新功能材料的晶体结构，使学生在学到基础理论知识的同时，还能掌握材料领域最新的技术发展动态及其相关理论。例如，钙钛矿结构、钨青铜结构和尖晶石结构是目前新型功能材料研究中经常涉及的晶体结构，它们在光催化材料、电子功能陶瓷和其他新材料领域中发挥着重要角色。其中，具有较高实际应用意义的钨青铜结构材料，在制备过程中，微观结构的空穴中会由于进入不同直径的金属离子，导致材料的晶体结构、晶面指数等参数发生较大的变化，直接影响到材料的光学、电学等宏观性质，而这些微观变化仅仅通过平面文字描述及简单的多媒体模拟很难做出全面系统的描述。这一点，在教学实践中我们深有体会，学生往往更愿意看得到和摸得到这种材料，如果能够自己组装这种材料的晶体结构就更有效果了，用“身临其境”表示这种情况可能更恰当些。因此，鼓励学生尝试用基本单元“原子”为骨架自己搭建出材料的微观结构，能够促使学生更快明白这种材料的结构与性能的相互关系理论。

在加强学生创新精神培B方面，还要力争每个实验内容都涉及到一种新材料的制备及应用，使所涉及的材料制备过程及性能测试能够充分利用到无机材料专业基础理论知识。也就是说，在新材料的制备过程中，要让学生充分体会课堂学到的基础理论知识在实验和新材料制备中的体现，增强学生的学习兴趣和动力。在此基础上，进一步让学生自己设计新的实验过程，培养其创新精神和实践能力。

4.努力建设立体化实验教材。立体化实验教材体系的建设是实验教学改革中注重培养学生创新精神和实践能力、培养应用型人才的有力保证[10]。针对无机材料专业基础实验立体化教材建设，教研组将从完善实验内容、电子课件和网络课程三个方面入手：（1）在实验内容方面，进一步完善实验内容，增加基础理论知识与实验内容及新材料应用之间相互关系方面的介绍，让学生对所要进行的实验有一个全面的基础理论知识框架及其在实际科研、生产中的应用背景的认识，以此促进学生对理论知识的掌握和提高实验的兴趣和动力。（2）在电子课件方面，通过制作动画、拍摄视频等，制作生动形象的电子课件，使学生对所要用到的实验仪器和操作步骤有一个完整的了解和掌握。（3）进行实验网络课程建设，使学生通过实验网络课程，可完成实验原理预习、操作步骤预习、实验重点与难点、思考问题、在线讨论、辅导答疑和文献资源下载等几方面内容。通过实验网络课程的开设，学生对实验的自学、预习、复习和总结突破了传统的时空限制而变得轻松灵活，为真正的动手实践奠定了坚实的基础。

三、结语

随着经济技术的快速发展，材料在电子、信息、生物、环境等科学技术发展中的作用日益显著。许多新产品的开发和新技术的进步，都依赖于材料的改进和新材料的研发。材料专业基础实验教学在培养大学生的创新思想和实践能力方面发挥着重要作用。实验教学不再单单是为了增强和巩固专业基础理论知识，而且，更为重要的作用是通过实验环节培养学生的创新性思维和实践动手能力，培养学生分析问题和解决问题的能力。将实验教学与教师的科研项目和成果相结合，会大大提高学生对基础理论知识掌握和科学研究的兴趣和动力；而实验仿真和立体化实验教材有助于进一步提高专业基础实验教学效果，使学生都能成为具有创新精神和实践能力的应用型人才，从而满足社会对相关领域的人才需求。

参考文献：

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