美章网 精品范文 新材料导论论文范文

新材料导论论文范文

前言:我们精心挑选了数篇优质新材料导论论文文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。

新材料导论论文

第1篇

【关键词】导师制;毕业论文;材料化学;本科

本科生毕业设计是高校本科教育的一个重要部分,是培养大学生综合素质的重要教学形式,提高学生运用知识和技能分析、研究、解决问题能力,是对大学生本科四年学习成果的阶段性总结和审核,同时也是大学生从事科学研究的最初尝试。

本科生,尤其是理工科的学生在大学阶段普遍缺乏系统的从事科学研究的经历,因此,有必要经过本科毕业设计这样一个过程的系统训练为以后继续深造从事科研或者服务社会打下基础。同时,本科生毕业设计对于高校实现人才培养目标、加强学生的知识综合运用能力、培养学生的科学研究能力及独立工作能力、培养具有创新精神和实践能力的专门人才等方面,都具有重要意义。因此,完成本科毕业论文是每个大学生毕业的基本条件[1-2]。

1 材料化学本科毕业论文的现状及原因

材料化学专业是研究从制备到废弃全过程中材料的化学性质,其研究范围很广,既包含了整个材料领域,又包括各类应用材料在有机和无机等多领域的化学性能,它是一门应用基础理论和方法研究解决在工业化生产中与化学和材料有关的问题的学科。它既是材料科学的一个重要分支,又是化学学科的一个组成部分。材料化学跨越了材料和化学两大类学科。是一门既具有交叉边缘学科性质又含有应用理学性质的综合性学科。同时,正由于材料化学学科的交叉性和复杂性,从而导致在日常的教学过程中凸显出相对于其他传统学科所不同的教学难点和盲区。这就给学生在平时的学习提高了难度,也对教师的教学过程提出了更高的要求。

于此同时,由于近年来高校的扩招,高等教育由精英化向大众化不断的转变,高校学生的综合素质也在逐年下降。高校教师指导的学生和毕业论文的数量大幅增加,从而导致每个学生得不到足够的指导。并且在考研、就业等诸多因素的影响下,很多大学生无法提供足够的时间和精力于毕业设计方面的工作,对毕业论文持应付态度,得过且过,导致论文质量普遍不高。毕业论文工作易流于形式有的选题偏大或选题落后于当前社会和科技的发展水平;有的理论与实践不相符,内容空泛,缺乏现实依据和说服力,更没有从理论到实践转化,解决实际问题的能力;有的试验设计和研究技术路线不合理,试验数据错误;有的毕业论文仅仅是罗列了相关的文献内容,简单概述他人的成果与现状,并没有提出自己的理念和想法,甚至存在着抄袭论文的恶劣行为。在这样的背景下,尽管学生完成的毕业论文已经达到了所需的某些硬性要求,但其论文的质量并没有实现质的变化。因此,改变本科毕业论文的现行状况,提高本科毕业论文的质量,已经成为当前高校迫切需要解决的现实问题[3]。

2 提高本科毕业论文质量的几点对策

2.1 提高对毕业论文重要性的认识

本科毕业论文不仅仅是一个常规的本科教学环节,它是高校实现高层次人才培养的重要辅助手段,是本科教育理论与实践相结合的首要环节,是学生对四年所学的理论知识进行深化和升华的重要过程,是学生进入社会前的综合技能训练。要想提高本科生毕业设计论文的质量,首当其冲的是要提高对其重要性的认识,不仅仅是对学生,同时也是对老师的要求。通常可以采取动员大会、学术论文大赛等多种方式,进行广泛宣传,从而使教师、学生乃至管理人员认识到毕业论文工作是教学环节的重要组成部分,是学生科研能力、实践能力、信息检索能力形成和提高的重要过程,是其他教学环节无法取代的。

2.2 加强过程管理,实施质量监控

毕业论文设计的全过程需要学生、指导老师和组织协同配合,以学生为毕设主体,指导老师为主导,组织管理提供保障。从毕业论文的实施过程来看,主要包括从选题到答辩等诸多环节,每一个部分都需要制定相关的规章制度和要求,从而使毕业设计的管理更加合理规范。具体到每个环节,首先应严把命题关,完善选题管理办法,所选题目应具有时效性。其次要明确指导教师的资格,指导教师的专业知识结构和教师的指导水平直接影响着学生毕业论文的质量。最好毕业论文的组织撰写,教师应明确各阶段的要求,检查进行情况,并及时总结出现的问题加以指导。毕业论文在经过指导老师和的审查合格之后,学生才可进行毕设答辩,同时成绩的评定标准必须坚持公平公正,实事求是的原则,只有这样才能够保证毕业论文的质量。

实施质量监控机制也是提高毕业论文质量的一项非常重要的措施,监控机制主要包括初期检查、中期检查和后期检查三个部分。由校、院、系三级共同承担整个机制的运行和管理,对毕业论文工作的每个环节实行跟踪监督,结合本科教学评估的标准和要求,强化过程管理,严格执行和落实各项制度,保证毕业论文质量的提高。

2.3 全面实施导师制,充分发挥教师的指导作用

指导教师作为毕业设计全过程的主导,发挥着重要的作用,建立指导教师的筛选机制,保证指导教师队伍的高质量,形成一支责任心强并且科研经验丰富的指导教师队伍,这是提高毕业论文指导质量的强有力保证。在学校鼓励学生进行学术探索和课题申报的大环境下,应尽快确定本科生指导老师,鼓励学生积极参加指导老师的研究课题。在科研实践过程中,学生发现新的问题,分析并解决了这些问题,在不断的发现和解决问题过程中,学生不仅可以巩固课堂所学知识,而且学生的思维也得到了应有的训练,使其科研创新意识和创新能力得到不断提高。这些不仅可为后期的毕业论文的开展奠定基础,为毕业论文质量的提高提供了可能,更为以后继续深造从事科研或者服务社会打下基础。

3 科研导师制的特点

科研导师制是多层次本科生导师制的实施模式之一[4-5]。以科研作为纽带,充分利用教师的科研能力让学生参与课题研究,促进教师在育人中的主导作用。本科生导师制度不同于研究生阶段实行的导师制。本科生导师制度的特点主要有以下几个方面:

3.1 以学生为本,师生积极互动

实行科研导师制,主要目的在于培养高校学生的创新思维,提出、分析并解决问题的能力,提高学生在科研方面的思维和能力。在高等教育大众化的时代,为了满足不同的需求,高等教育必须在实施群体化教育的同时适时的提供个性化学习的机制,以个性化教育的实施有效的补充群体化教育所带来的在个体方面的不足。

3.2 注重培养学生的科研意识和科研能力

在大众化高等教育的现行模式下,绝大多数的学生依然将大部分的精力停留在书本上,缺乏独立开展开学研究的能力和实践训练,也很难有机会将自己的想法和创新应用于实践。但在科研导师制的模式下,学生在老师的指导下有目标、有步骤的进行科研研究,既可以将自己的创新思维付诸研究实践,又能提高科研创新能力。在科学研究过程中,导师也可以全面深入的了解不同学生的特点和专长,从而制定出适合不同学生的学习方案,使学生在研究实践的整个过程中,科研意识和科研能力都能得到不断的提高[6]。

3.3 操作性、实践性较强

科研导师和学生之间通过一个有价值的科研课题相联系,围绕着这个课题双方展开交流和沟通。科研导师要想引导学生深入课题进行研究,产生独到的见解,富有创新性,实用性,就必须加强实践环节。只有深入到实践中去,才可以让学生对课题产生更深层次的理解。

3.4 工作具有延续性

通过本科生导师制度的建立,帮助学生树立正确的人生观、价值观、世界观,制定科学的专业学习计划,确立明确的专业发展方向。在校四年期间,除常规教育之外,学生还接受了导师从科研到工作、从思想到行为各个环节全方位的教导,使学生得到全方位的提高。

4 科研导师制在本科毕业论文指导过程中运用的重要意义

本科毕业论文中所存在的诸多问题,既有学生主观上的原因,也有教学和管理上的客观原因。总的来说,所反映出毕业生科研意识淡薄、科研态度不够端正、科研能力低下等问题是相当突出的。导师制有利于培养本科生的科研意识,端正科研态度,提高科研能力。为毕业论文指导工作提前打下坚实的基础,可以有效地解决毕业论文中存在的诸多问题,对毕业论文质量的提高具有显著的促进作用。

本科生导师制实行的根本目标不在于提高学生从事科研的能力,而是旨在锻炼学生的创新思维,促进学生的个性化发展,开拓其眼界,并同时使其科学实践能力得到提高。实施本科生导师制,可以让学生多层次领域学科的学习成为可能。这种教育模式也为大学生对自身潜能的在开发提供了机遇。同时,学生较早的参与到科研活动中去,在科学实践中学生可以不断的发现和提出问题,从而提高了学生观察和解决问题的能力。

本科生导师制也是一种教学相长的过程,在科研之余,导师同时要负担起引导学生树立正确的人生观、价值观、世界观,这些都要求导师在平时的工作和生活中不断提高对自身的要求,自觉加强专业知识的学习,以身作则,从而更好的发挥引导和榜样的作用。

本科生导师制也是对我们现有的学生思想政治工作的一种补充。随着网络对高校思想政治工作带来的强大冲击,以及大学生对新事务接受能力强但分辨能力弱的特点,更需要对他们进行正确的引导和教育。学生与导师之间、同学之间开展积极的思想交流,要求学生提出并论证自己的观点,并能够接受他人建设性的批评和建议。这种教学方法可以培养学生的独立思考能力,不仅有助于学生的学业,而且还有助于通过迁移培养学生的其他能力。

综合分析以上情况,本研究项目拟探讨将本科生导师制工作与学生毕业论文指导工作结合起来,本科生从低年级就开始参与到导师的科学研究工作中来,改变现有学生在大三下学期甚至大四才着手毕业论文工作的运行模式,改善现有导师制的运行状况和提高本科毕业论文质量。作为探索专业发展特色和提高教学质量的新运行模式,值得深入研究和探讨。

【参考文献】

[1]田春生.目前我国高校本科毕业论文的问题及对策[J].中国青年政治学院学报,2010(4):63-67.

[2]教育部办公厅.教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知.教高厅[2004]14号[Z].

[3]高慧,涂道伍.本科毕业论文存在的问题与对策[J].黑龙江教育:高教研究与评估,2010(7):77-78.

[4]方小玲,肖文.本科生导师制的实践与思考[J].湖北教育学院学报,2007:6.

第2篇

小学生思想政治教育工作是用正确的思想观念、政治观点、道德规范,对其施加有目的、有计划、有组织的影响,帮助孩子们在人生之初扣好第一粒扣子,使他们逐步成长为符合中国特色社会主义建设需要的有理想、有道德、有知识、有纪律,具有高尚思想品德的社会有用之才。小学生的思政教育工作,

要做到

“五个注重”:

一要注重循序渐进。

小学阶段的教育,

在人的一生中起着重要的启蒙作用。

小学生的思想既存在单纯、可塑性强的特点,又存在注意力难以集中、

心理承受能力较差的弱点。所以,对小学生进行思想政治教育要注重内外部因素相结合,

把情感态度和价值观的要求渗透于日常教学之中,

逐步提高学生的品德修养,

培养他们的良好个性和健全人格。

二要注重班风建设。班级是小学生的主要活动场所,营造一个健康向上的班集体,有利于培养学生积极进取的思想意识。

要注重因人施教,营造温馨班级,

充分发挥学生各自长处,

为班集体建设作出应有的贡献。要引导学生自觉投身于思想政治的学习当中,促动孩子们在积累个人学识的同时,积极投身集体活动和社会实践,培树自觉主动为大家、为班集体、为社会服务意识。

三要注重言传身教。“师者,传道授业解惑也。”教师在教学过程中坚持传播正能量,

做学生的榜样,

这是师者的天职,更是教师的毕生追求。教师要增强责任意识,

以良好的师德影响学生,要把管理与育人、教书与育人有机结合,沟通师生之间的感情,使学生在愉快的情绪体验中接受教育,以收到“亲其师、信其道”的效果。

四要注重正面教育。

教育好下一代任重而道远,

需要体现于日常润物细无声的教学工作之中。

教师要坚持以正面教育为主,

使小学生坚定爱党爱国的信念,

树立强烈的民族自豪感和自信心,

从小培养孩子们开放、创新、竞争意识。

工作中要“偏爱”后进生、严爱优等生、博爱中等生,

引导学生一起成长进步。

五要注重实践活动。

学生优良品德的培养,离不开广泛的实践活动。通过适时组织学生开展各种课堂内外系列实践教育活动,

为学生提供充足的“互动机缘”,让学生汲取更多的“优良养分”。

诸如开展文明服务、敬老爱幼、助人为乐等活动,可以最大限度地提升学生的兴趣爱好,

激发学生的求知欲望,淬炼学生的品格情操,从而促其不断自我成长,培养出新一代

“四有”新人。

总之,

单一的方法难以达到教育的目的,必须相互补充、配合,充分调动和激发小学生的积极性、能动性、主动性和创造性,

第3篇

《光电材料导论》是我校无机非金属材料专业2013年开设的专业课程。开设这门课程的原因是:(1)国家在十二五规划中提出了重点发展的七大战略性新兴产业,其中之一的的新材料产业包含了功能材料,而光电材料是功能材料的一种;(2)我校的无机非金属材料教研室的很多老师从事光电材料相关的研究,具备开设这门课程的师资力量。所以在课程的教学内容的选材方面,我们会着重从这两个方面考虑。而教学方法会利用现在的多媒体技术,与传统的板书相结合,让学生更加形象生动的加深对知识的理解[1]。

1 教学内容的选材

在教学内容的选材方面,我们综合考虑了以下几个因素:

首先,学生必须能够有所学,开设一门课程才是有意义的。光电材料是功能材料的一种,为了便于学生循序渐进地吸收理解光电材料的专业知识点,教学内容分成三个方面:光功能材料、电功能材料、光电材料及器件。首先,讲解光功能材料和电功能材料方面的知识点,在具有这些知识的基础上,再讲解光电材料及器件方面的知识,学生们就比较容易理解。

其次,我们结合现在的就业情况及研究热点。我们设置的教学内容,既考虑了学生们以后的就业,也考虑到想进一步深造读研究生的学生们的研究工作。光功能材料方面的教学内容包含了激光材料、发光材料、红外材料及光纤材料。电功能材料方面的教学内容包含了导电材料、半导体材料、介电材料、铁电材料及超导材料,其实半导体材料也是一种导电材料,之所以把半导体材料单独作为一个章节,是因为半导体材料是太阳能电池和LED照明灯的核心材料,这也是为后面的光电材料及器件的讲解做铺垫。光电材料及器件方面的教学内容包含了光电子发射材料、光电导材料、透明导电薄膜材料、光伏材料与太阳能电池及光电显示材料。

2 教学方法的探索

光电材料的内容更新很快,现在的学生不仅应该掌握传统基础的材料知识,更应该掌握最新的知识点,更应该了解光电材料的最新研究进展,而使用多媒体教学能够及时地更新课件的内容,使得教学内容能够跟上最新的研究成果[2],也能让学生及时了解学习最新的材料知识。

多媒体教学还有助于激发学生学习的兴趣[3],因为它在视觉上能够让学生很直观的学习知识,比如:太阳能电池的工作原理,我们可以在Powerpoint(PPT)上给出太阳能电池工作原理图,然后再对照图给学生详细讲解其原理,学生将更深刻的理解其原理。再比如,在讲解光纤的传输原理时,可以通过多媒体技术使用动画,让学生很直观地了解光纤的原理。

但是多媒体教学应该和传统的板书结合起来,因为有些知识仅仅通过多媒体展示,学生可能比较难理解,还需要老师再次将其中的重点和难点板书出来详细讲解,同时也可以加深同学的印象。

同时,我们在整个的教学过程中,采用的是启发式及提问式的教学方法。通过对学生进行提问,启发学生自主思考,加深学生对知识点的理解。

3 课程考核方式的选择

课程考核的成绩包含两个方面,一个是平时成绩的考核,一个是期末成绩的考核。

平时成绩的考核,我们通过上课提问、课后习题、出勤率等方面进行考核。上课提问可以考查学生对上节课内容的掌握程度,还可以考查学生是否认真听讲、是否认真思考问题。课后习题包括两个方面,一个是对课上内容的考查,帮助学生巩固课上知识,另一个是对课外知识的拓展,督促学生课后查阅文献,培养学生的学习能力。

期末成绩的考核,我们采用撰写科技论文的形式进行考核。《光电材料导论》开设在大四上学期,总共24个课时。因为光电材料的内容更新比较快,而教学课时比较有限,通过撰写科技论文的形式,既可以督促学生去更全面的了解光电材料最新的研究进展,又可以锻炼学生查阅文献的能力,培养学生总结文献的能力,有利于大四学生在下学期更快进入本科毕业论文的工作。

4 需要改进的地方

作为本专业开设的新课,在教学的探索与实践过程中,肯定存在一些不足,有很多地方需要我们去反省和改进。我们自己对此进行了总结,具体包括以下三个方面:

(1)在多媒体教学过程中,我们不仅只是使用了PPT这个软件,还应该引入视频,比如,在讲解使用直拉法制备单晶硅时,就可以引入一段视频,让学生更直观地了解使用直拉法是如何制备单晶硅的。

(2)在教学的过程中,我们还应该出示实物,让学生能够直接接触,加深印象。可以出示实物包括光纤、发光二极管LED,单晶硅片和多晶硅片(这时,还可以教学生从宏观上如何分辨单晶硅片和非晶硅片)、ITO玻璃、闪锌矿及纤锌矿结构模型等,不但增强生学习光电材料的兴趣,而且让他们对光电材料实体有直接的感性认识[4]。

(3)在教学过程中,我们还应该加入两个学时的讨论课,老师布置一个题目,让学生课后准备,几个学生一组,进行资料搜集与整理,然后让一个学生做代表,在讨论课上做PPT报告,其他组的学生进行提问,作报告的学生做解答。同时这个也要纳入平时成绩中,占总成绩的20%。

第4篇

关键词:材料科学与工程;材料导论;教学创新

中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)35-0053-02

材料是社会文明和科技进步的物质基础和先导,材料科学是现代科学技术的三大支柱之一,其发展水平已成为一个国家综合国力的主要标志。材料导论课程是介绍材料基本知识以及材料科学与工程基本概念的入门课程,本课程的授课时间一般设置在大一第一学期,作为一门先导课程,对于培养大一新生学习专业知识的兴趣非常重要。目前国内外许多知名高校均将《材料导论》课程作为一门核心和主干课程,还有许多高校将其列入拟将开设的重要课程,充分体现了本课程的重要地位。但是国内外现有的《材料导论》课程内容过于专业,难以满足专业基础课程尚未开展的本专业低年级学生初步了解材料科学与工程专业的需求。课堂不应是学生听取讲授的场所,而是学生获取信息的场所;教师的讲授不是信息本身,而仅仅是信息的载体。为了使学生通过课程学习,达到了解学科内容,激发学习兴趣,启迪思维,开拓视野的目的,需要对材料导论课程教学内容、教学方法、教学手段、教师团队等方面进行创新与改革。

一、课程内容设计

在课程内容体系上打破传统大类材料知识的灌输式教学,应多从生活常识中寻找材料实例,阐述材料特点、发展及其应用存在的问题,高度概括地介绍材料科学与工程的基本概念、发展历史、学科地位、研究范畴、核心要素、分类方法、各种新型材料与工艺,通过介绍材料科学与工程的最基本知识和相关的前沿应用,同时突出生物材料、信息材料、智能材料、纳米材料等新型材料的迅猛发展,激发学生对材料科学与工程的浓厚兴趣,实现系统性、普及性、趣味性和专业性四性统一。此外,材料种类繁多,每一种材料在各自领域都有其重要性,加之学时、专业性限制,课程内容不可能面面俱到或者平行设计,因此在课程内容设计上还应充分考虑本校材料学科研究的优势项目,在保证课程内容系统性的同时,应重点介绍本校的优势方向,这样有利于学生在了解学科结构的同时,了解本校的特色和科研动态,为学生在今后学习过程中起到导向作用。

二、教学方法与手段改革

在教学方法方面,知识不仅仅靠老师传授,要让学生能够主动获取知识,为学生营造一个自觉发现问题、思考问题和解决问题的环境。在实践本课程教学的过程中,要建立一种良好的教学模式,让同学们一方面全面接触材料科学相关的知识体系、研究方法等,另一方面培养同学如何自我获取材料科学知识的手段,如何表达自己的学术观点等。本课程将采用学生参与的互动式教学方法,以多媒体教学、课堂讨论等形式,鼓励学生进行研究型学习,启发学生在学习知识的同时,深入思考,培养创新意识。另一方面,尽可能采用双语授课,即使用英语讲授和中文解说相结合,或用英文辅助关键词语表达的方式进行教学,同时让学生接受更多的信息量。树立以学生为本的理念,积极实行启发式、讨论式、探究式、开放式等教学方法,实行因材施教,有效促进学生自主性学习和创造性学习;要充分尊重学生个性特长,注重教学民主和师生互动,实现教学相长。在教学手段方面,应巧妙使用多媒体技术。关于多媒体教学,目前大部分高校均已经实现,并应用多年,教师和学生并不陌生。但是,随着该项技术的长期使用,以及生活中随处可见多媒体信息,学生逐渐对此产生了审美疲劳,甚至出现上课思想不集中,下课拷贝授课ppt作为复习材料的现象。在国际学术组织中也有类似的认同,比如最近报道的,费米实验室大强子对撞机双周论坛的组织者就开始限制使用ppt做报告,他们认为,没有ppt,参与者可以脱离脚本,促进互动和激发好奇心。其实无论是使用或不使用ppt,其目的均是为了激发听者的兴趣,更好地传递讲授者的思路,因此,在教学手段方面应该以吸引学生注意力、便于学生理解为目的,而不是以方便教授讲授为目的,巧妙地使用多媒体技术,采用大量与生活紧密联系、切合教学内容的图片、图形、动画、音效、视频,降低学生理解知识点的难度,为学生创设更为生动、真实、准确的学习氛围,激发学生学习的兴趣。此外,在课程中还可以设计模拟国际会议教学,首先由教师指定会议主题,让学生课后自行查阅相关文献,撰写学术报告。在模拟会议中,由学生担任会议的主持人、学术报告宣讲人和翻译,作为观众的学生在宣讲结束后可自由提问,由宣讲人对所提问题进行解答,最后由教师进行点评。运用多种媒体展示学生对信息资料的搜集、加工、处理成果,为学生搭建一个表现自己思想的舞台。实践证明,通过模拟使学生搜集资料、整理资料、提炼知识、处理问题等方面的能力得到充分的锻炼和提高,也对本专业有了更深层次的认识,同时也使学生对于“自主学习”有了初步的认识,让学生能够逐渐从被动学习向主动学习转变。

三、教师团队建设

对于课程建设,教师队伍的建设是重要的工作之一,本课程将重视教学团队的建设,包括教师组成知识结构、教师能力培养、教师年龄结构设计几个方面。材料导论学科涉及知识面广,为了实现教学的系统性、普及性、趣味性和专业性,必须有一个知识结构合理、由老中青构成的教学团队。此外,积极开展对青年教师授课水平的培养工作,为青年教师安排经验丰富的辅导老师,并制定青年教师培养计划及培养目标,要求其跟班听课并担任助教,使青年教师更好地、全面地理解了课程的背景和知识要点、教学要求和内容,掌握各种教学方法。采取听课、研讨等活动,要求青年教师在担任主讲任务前必须在教研室对课程的主要章节进行试讲,通过开展观摩名师教学、青年教师授课竞赛、教案展评、多媒体课件制作评比等活动,使青年教师教学水平逐年提高,全部能够独立走上讲台。与此同时,充分调动教师的工作积极性,在教学团队建设中,做到意识超前、观念更新、措施和培养方案操作性强,本着“培养”、“引进”、“提高”并重的原则,采取学术交流、国内外访问进修与考察、学历提升、产学研结合项目开发等措施,建立健全管理机制,努力建成一支教学水平高、结构合理、责任心强、师德高尚的教师队伍。

以上是笔者对于材料导论课程教学的几点认识,在教学过程中需要进一步提高和改进,努力坚持探索和创新,通过课程内容设计、教学方法与手段改革、教师团队建设几个方面,提高教学质量,为学生今后专业课程的学习起到良好的引导作用。

参考文献:

[1]姚军龙,高琳.“材料导论”课程教学探索[J].科教文汇,2010,(12):69-70.

[2]刘生满.《新材料导论》教学探索[J].黑龙江科技信息,2009,(8):163.

第5篇

关键词:材料科学与工程专业 电子信息材料 教学改革

中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)01(a)-0-01

我国高等学校材料专业教学体系与教学内容沿袭前苏联模式近50年, 目前,需要对这门专业课程进行改革,才能跟上时代的步伐,适应经济建设的飞速发展。在专业培养目标达成共识后,该校调整了专业课程体系、增设多门专业课。其中《电子信息材料》(48学时)为其中之一。电子信息材料不仅应用于航空航天等国防尖端领域,还广泛用于民用工业和日常生活。作为材料学科与产业中一只蓬勃的生力军,电子信息材料在当今信息和知识的年代已成为世界诸多国家重要的经济增长点[1-2]。因此增设这门专业课旨在拓宽学生的知识面, 让学生了解一些材料科学的前沿领域和发展趋势,增加兴趣, 热爱专业, 为以后的学习和就业奠定基础[3]。

1 目前电子信息材料课程存在的问题

国内院校《电子信息材料》课程历来多是为材料专业学生而开设,已形成适合其专业特点的、较完备的教学内容体系;在教学研究方面业已取得许多具有鲜明专业特色的研究成果。但由于电子信息材料本身具有:(1)内容多,涉及面广。(2)内容更新快。(3)实践性强等特点,许多院校只把其作为选修课,课程内容大多只是具有普及知识的作用,学生学后并无多大印象。而且很多学校在课程教学上存在教材陈旧、教学方法和手段单一、没有实验课等这些不利于《电子信息材料》课程发展的弊端。

2 电子信息材料教学改革的内容

结合本校材料专业特点,并考虑天津市电子材料行业的工业特色,研究适用于材料专业的《电子信息材料》课程内容体系,希望在教学内容、教学手段和教学方法上有所突破。

2.1 整体设计教学内容

结合材料学院专业课程设置的具体特点,对国内外参考教材及课程体系进行系统的调查研究, 并广泛收集材料科学领域的参考文献及最新信息,选用合适的教材制定出新的《电子信息材料》教学内容,力争在教学内容上突出以下特色:根据材料科学发展的最新动态和材料专业课程设置的现实需求, 坚持简化理论、增加应用、拓宽知识面、更新内容的基本原则。充分考虑到本课程在专业培养目标中的地位, 在内容安排、表述手段等方面进行系统设计,同时充分考虑到本课程与其它相关课程之间的合理配置和支持, 对教学内容进行整体优化。兼顾各种电子材料共性与个性的结合, 实现多学科知识的交叉和渗透。在课程内容上,我们将对材料科学的五要素模型进行讨论, 试图在材料的组成、制备、结构、性能与应用之间建立一个整体和全貌的关系;对材料的组成、结构与性能、制造工艺与方法等内容进行深入讲解, 力求彰显材料的共性。然而材料是具体品种组成的, 不同的材料具有其鲜明的个性, 所以在材料的应用、材料的比较与选择等内容中又比较兼顾个性, 以利于学生在学习具体材料的基础上, 能做到举一反三, 更深刻地了解材料的共同之处。

2.2 更新教学手段

材料科学博大精深、变化无穷, 神奇而又充满魅力。电子信息材料这门课只是其中一个分支。为此在授课过程中切实做到动之以情, 导之以趣, 制作内容丰富、生动活泼的多媒体课件。在讲授中把传统的导电材料、电阻材料,磁性材料,神奇的超导材料、激光材料, 异军突起的集成电路半导体材料等材料科学发展的前沿领域的知识介绍给学生。另外,可以购置相关的电子音像资料,使学生能更直观地了解材料的制备及应用的一些情况。

2.3 改善教学方法

(1)互动教学。教学建设要注意提高学生学习的主观能动性,教学过程中,教师应多向同学提出问题,引导同学们思考和讨论。同时注意启发和鼓励学生发现问题、提出问题。在一些章节讲完之后还要提出后续和推广问题,为学生留下思考和研究的空间。通过这些方法,能够培养学生自主学习能力和创新能力,激发学生的创新意识和独立思考能力,提高课程的教学效果。

(2)实物教学。《电子信息材料》是一门实践性很强的课程。实践性如何体现,也是使学生对这门课感兴趣的关键之一。我们采用把科研、生产中的典型材料带到讲台上,如:导电材料中的导电银浆、半导体材料中的单晶硅片、介电材料中的钛酸钡电容器、光电材料中的荧光粉、敏感电子材料中的压电器件等。让学生观看实物,并参观实验室观看某些实验的制备过程,把一些抽象的理论通过实物展现出来,加深了学生的理解,也增加了学生的学习兴趣。

(3)撰写小论文。材料的发展日新月异,除了在课堂教学中不断更新材料领域的知识外,在课外还要求学生自己查阅国内国际专业期刊上发表的文献资料,了解有关材料的发展情况,并写出学习论文。这样不仅拓宽知识面,锻炼学生的自学能力、思考能力以及创新能力,还培养他们从多方面摄取知识营养的习惯,调动他们学习的主动性和积极性

(4)参与科研。介绍本专业教师正在从事的与教学内容相关的科研项目,如,半导体发光方面、铁电材料方面、铁磁体方面等。鼓励有兴趣的学生成立科研小组,参与到教师的课题研究中,撰写科研论文,以激发学生的学习热情,使课堂上学到的知识得到很快验证和应用。

2.4 加强实验教学

电子信息材料课程是和生产实践紧密联系的课程,应该合理安排实验教学和实习教学。这对于学生基本原理的掌握和工程实践能力的培养具有举足轻重的作用。

3 结语

《电子信息材料》是一门简化理论、侧重介绍材料特点及应用的专业课,其先修课程是在材料学专业中理论性较强的《材料科学基础》和《材料性能学》,因此如何将一些复杂的理论应用在课程中并与材料的实际应用紧密结合将是本课程的主要特色之一。根据专业要求开设实验课并采用实物教学是本项目的又一特色,体现了理论与实践相联系的宗旨。这要求教师有较宽的知识面和一定的电子材料的专业背景。采用这种教学方法,可以使教师在教学中实现学习、教学、实践、科学研究的良性循环,上课时能游刃有余,学生对于这样的教学方法也会增加

兴趣。

参考文献

[1] 李言荣,恽正中.电子信息材料导论[M].北京:清华大学出版社,2001.

第6篇

关键词 材料成型与控制工程 课程体系 教学改革

中图分类号:G642 文献标识码:A

新能源主要包括太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能、氢能和核聚变能以及由可此衍生出来的各种非常规能源。相对于传统能源,新能源普遍具有储量大、可再生、污染少的特点。因而也常被称为可再生能源或清洁能源。在2010年制定的全省“十二五”能源发展规划中,积极推进可再生能源发电。重点发展生物质能发电和太阳能发电。以湖北省为例,预计2015年湖北电网发电装机容量6220万kw,其中水电装机3771万kw,火电装机2332万kw,新能源发电装机120万kw(风力发电20万kw、光伏发电30万kw、生物质能50万kw、垃圾发电20万kw)。①

新材料与新能源是国民经济和社会发展的命脉,广泛渗透于人类的生活之中,影响着人类的生存质量。新材料是高新技术与产业发展的基础性与先导性行业,每一次材料技术的重大突破都会带动一个新兴产业群的发展,其研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志。新能源的迅速发展,最终离不开新材料推进。新能源材料的开发已经越来越引起世界各国研究机构的广泛重视,新的技术和成果不断涌现。可以说,新能源材料的开发和利用已成为社会可持续发展的重要影响因素。

为适应时代的需要,国家大力培养这一新兴产业的专业人才。工学材料类专业的调整幅度最为突出。新设置的材料类冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程等四个专业从原则上覆盖了原来的(1993年教育部颁布的高等学院本科专业目录)材料类的有色金属冶金、冶金物理化学、冶金、金属材料与热处理、金属压力加工、粉末冶金、复合材料、腐蚀与防护、铸造、塑性成形工艺及设备、焊接工艺及设备、无机非金属材料、硅酸盐工程高分子材料与工程以及化工类的高分子材料及化工等近十五个专业。近几年来我国材料科学教育改革的迅速发展,几乎全国所有设有有关材料专业的院校均已程度不同地参与了材料学科教育改革,并且开始出现了力图根本突破原教育模式的新思路新方案。教育部2010年7月批准在浙江大学、华中科技大学、中南大学等十一所高校设立新能源科学与工程专业,在四川大学、中南大学、湘潭大学等十五所高等院校设立新能源材料与器件专业。目前,湖北省武汉市共有高校26所,大部分的工科院科都设置有材料学科,且教学和科研实力都较强。其材料专业中以金属材料、无机材料、高分子材料为主,华中科技大学、武汉大学等一流大学已经进入了新能源材料的研究。

1 当前课程体系存在的问题

自1998年国家教育部将原铸造、锻压、焊接、热处理等专业合并成为“材料成型及控制工程”专业后,原铸造、锻压、焊接、热处理等老专业变成了新专业所包含的学科方向。我国新的“材料成型及控制工程”专业的专业课程设置、教学计划、教学大纲等,总体上的一致之处是压缩了原来的专业知识的教学内容,但目前还没有形成统一模式。②“材料成型及控制工程”是宽口径的新专业,办学历史很短,完善的课程体系尚处于初始探索阶段。现行的材料成型及控制工程专业课程体系中以金属材料为主要方向,与新能源产业的高速发展不适应,对学生的就业也造成一定影响。

1.1 学科导论课定位不准

在目前“材料成型及控制工程专业”的课程体系中,金属材料仍占有较大的份量,教学内容对非金属材料,特别是新型复合材料的阐述较少,没有体现新能源的发展对新材料的重大影响。

1.2 课程分配没有结合新材料的发展

虽然在现行的课程体系中,理论课时较多,但专业课程中力学基础理论课时少,相关的基础理论支持性理论不全面,综合性和设计性实验项目较少,致使学生面对大型结构件材料的认识不足,对新能源领域中计算机软件的接触机会较少。

1.3 所开课程与实际应用联系不够紧密

目前开设的课程中,学生的实际应用环节较少,生产实习中,学生大多以参观的形式进入相关企业,时间仓促,无法深入地认识企业。实验设备有限,与新能源材料相关的实验设备更少。学生很难理解课程内容,实际应用更难。在课程体系中,只注意传统材料科学与技术教学的设置,不能满足现代工程教育的需要。

1.4 实践教学目标不明确

实验教学中采用金属材料工程的设置内容较多,大多数为对理论教学内容与知识的验证。实践教学的系统性不强,缺乏创新性的设计性强的动手实践内容,不能对学生进行全方位系统的工程思维进行训练。实践课程设置形式单一,理想状态下的实验实训脱离了“面向岗位”的宗旨。③

2 面向新能源发展的优化方向

为满足社会需求,材料成型及控制工程专业培养的人才应比原来单一专业的人才所具备的知识结构应更合理,知识面应更宽,所具备的综合素质应更好,适应性应更强。④课程体系的可从以下几个方面进行优化。

2.1 面向新能源的快速发展,提升专业的方向特色

随着新能源的不断发展,新型复合材料及大型材料结构件的覆盖面越来越广,与其他学科间的交叉渗透也在不断加强,本学科目前的专业设置和学科研究方向要能满足本学科相关行业今后对人才的需求,结合地理优势加强特色内容的教学,不断通过专业课程的调整和改革,培养出合格人才,推动区域经济的发展。

2.2 优化课程体系,培养综合素质,突出“实践、实用”

课程体系可按图1的模式进行优化,在完善现有的培养方案的基础上,注重知识体系的构建和课程内容的设计,体现培养的科学性和专业化。从知识结构、能力培养来满足新能源发展的素质要求,同时抓好课程内容和实践环节,梳理完整的学科结构,重视生产技术的应用和获取知识的科学方法,以综合能力的提高为目标,并推动专业建设的可持续性发展。

2.3 模块分类强化,突出“实践、实用”教育理念

对课程体系进行模块分类(如图2)后,逐一完善和改进。新的课程体系强化核心基础课程,形成理论力学——材料力学——结构力学——工程热力学等不同层次的力学知识体系。引进新能源材料的热点,加入杆塔设计、大型材料结构件设计方向的课程。实践学习类课程加强对当前新能源科技发展信息的吸取,增加应用软件的学习,以工程软件实训的形式加强计算机应用能力。在人文社会科学类模块中,加入锻炼学生的沟通及表达能力的课程,如学术讲座、论文写作、沟通与交流等内容,培养未来现代工程的职业精神。优化的课程体系既夯实基础又提高综合素质,学生也具有了相应的材料应用维护、管理所必需的设计和测试能力,突出了“实践、实用”教育理念。

2.4 探讨专业新需求,实现本专业的可持续发展

对“材料成型及控制专业”毕业生的社会就业情况进行全面的社会调查,研究本学科专业的发展态势和对专业人才的知识结构、能力结构、人文素质、创新素质的具体要求,探讨新能源的发展对“材料成型及控制工程专业”的课程新需求,一方面实现可持续发展的专业办学特色;另一方面,通过课程体系的优化,促进教学思想的不断更新,以“新材料”推动师资培训的“新发展”,以合理的课程体系帮助学生顺利就业。

3 结语

在结合当前新能源快速发展的条件下,探索“材料成型及控制专业”课程体系特色,新的专业培养模式既要体现国内外的“大材料”思想,又要具有较为鲜明的新能源和地方特色,以适应专业发展的要求。优化的课程体系既满足“大材料”通才教育,又合理规划好新能源发展条件下“材料成型及控制工程”专业的新内涵和外延,突出金属材料、复合材料的在新能源行业的应用和设计专业范围,探索新的专业课程结构和完整的培养体系。

注释

① 周世平.新能源技术与湖北能源发展综述[J].湖北电力,2011.35(5):1-6.

② 樊自田,魏华胜,陈立亮,等.建设新型课程体系 培养宽知识面人才[J].高等工程教育研究,2004(1):11-12.

第7篇

关键词: 毕业论文 工科大学生 存在问题 解决对策

自1981年全国实行学位制度以来,本科毕业生都要通过撰写毕业论文这关,以获得学位。对于工科大学生而言,毕业论文是大学本科教育最后也是最重要的环节,它可以培养学生综合运用所学专业和基础理论知识进行解决和分析实际工程问题的能力,是训练学生独立工作和思考问题,参与科技创新及培养科学素养的重要实践环节。但近年来由于受到高校扩招、学生面试、就业等因素的冲击,教学质量持续下降。因此,如何做好毕业论文工作,与时俱进,是工科大学教学环节中亟待解决的重大课题。

一、工科毕业论文目前存在的主要问题

1.毕业生频繁就业面试,严重影响毕业论文工作正常进行。

工科本科生毕业论文工作包括选题、文献综述、开题、实验、论证、撰写论文、答辩等诸多环节,通常博士生、硕士生完成相同工作,需要2年以上时间,而本科生的毕业论文工作一般都安排在最后一学期,所有事务必须在短短4个月内完成,然而在此期间不少学生却把主要精力放在参加各种社会考试、面试及找工作上,根本无暇顾及毕业论文的各项工作,而学校也往往会为了提高学生就业率暗中降低对本科毕业论文的要求,这样就导致了论文质量的严重下滑。以我的工作实践为例,2006届到2011届染整专业本科毕业生进实验室工作情况如图1所示。

从图1中不难看出,学生实验时间逐年下降,工科毕业论文多属科学研究型或技术应用型,必须进行大量实验,摸索研究,充分论证。课题实验时间过短,一方面将导致无法完成既定任务,另一方面可能会得出错误结论,给高校的教学和学生本人能力的培养造成极大损失。

2.资金设备短缺,难以达到课题创新性要求。

总书记在2006年两院院士大会上指出:“创新型科技人才的成长是一个综合培养的过程,不可能一蹴而就,首先要从教育这个源头抓起”,“要以系统的观点统筹小学、中学、大学直到就业等各个环节,形成培养创新型科技人才的有效机制”。[1]

培养创新型人才,大学教学当之无愧是最重要的环节,而毕业论文质量的高低又直接反映了大学培养创新型人才的成败,所以指导教师制定课题应充分考虑实用性,强调创新性。但实际情况是很多课题既刻板又重复,究其原因主要是实验室条件及经费的限制。如今学科交错现象在毕业论文中屡见不鲜,不少指导教师在制定课题时往往突破自己的专业领域,向具有较好应用前景的领域探索,这就导致原有的实验室条件难以支持课题进行,比如纺织专业实验室原本侧重于物理机械性能检测及织造工艺设计,但现在整个学科向材料及染整靠拢,进行新材料合成及应用时,只能借用设备,支付高昂的使用费。此外,本科毕业论文实验经费过于紧张,购买实验药品尚显不足,故难以对课题进行反复研究,对实验中出现的问题,也无经费去加以解决,往往造成研究的中断、放弃,浪费了老师与学生的大量精力与时间。

市场经济下,不少高校为吸引生源,不惜负债经营,把学校扩建成豪华校区,据有关报导2002年底央属的76所高校贷款总额为88亿元,而至2005年底贷款总额已高达336亿元,2007年7月初,全国高校贷款总额已达到2500亿元左右[2]。高校负债扩建对高校日常教学造成许多不利影响,由于财务困难,不少地方高校在引进和培养高水平师资、改善教学和科研条件等方面资金不足。这无形中就给课题创新性戴上了无法突破的桎梏。

3.高校学员扩招导致高素质教师资源缺乏。

从1999年开始,高等教育开始由精英教育的培养模式发展为大众化教育的培养模式,普通高校招生人数迅速增加,而高校师资队伍建设速度却相对滞后。目前,不少专业师生比例失调,几年前每位教师指导3―5名学生,而如今增至8―10名,每位学生的面授指导时间成倍减少,而且学生的学习态度与水平本就参差不齐,在毕业论文工作中解决实际问题时的能力存在极大差别,一旦教师指导的学生太多,工作上难免会顾此失彼,这势必影响毕业论文的质量。此外,很多学校都规定,同级学生的毕业课题不得彼此一致,每个教师在规定年限内不得重复以前的课题,如此可促进教师积极创新,但每年教师必须针对多个不同的新课题进行指导,所以工作负担很重。

4.部分学校领导、教师和学生对毕业论文的重要性思想上认识不到位。

目前,由于学生的毕业论文成绩与教师的个人利益无太大联系,有些指导教师忙于私事,工作责任心不强,按照规定,毕业论文期间,教师每天至少有两个学时用于指导学生,但如今大多数高校教师很难达到这一要求,甚至有少数教师把往届的毕业论文直接交给学生抄袭,或者根本不指导,任由学生“发挥”,等等,造成严重后果。近年来实验室爆炸、灼伤、电击等事例屡有发生。而院校领导对指导教师管理相对松散,学院负责人往往对指导老师仅要求按时上交材料,至于材料的来源,质量如何,并不关心。就学生方面而言,有相当数量的学生对毕业设计不够重视,加上求职、网游和拜金主义等因素的影响,他们对毕业论文往往持消极应付的态度。所撰写的毕业论文如同“行尸走肉”,缺乏必要的“灵魂”,有的甚至直接抄袭或请人。“打假斗士”方舟子曾说:“毕业论文是刺激造假的温床。”大量的本科毕业论文导致了教育繁荣的假象,实际上却存在相当数量的糟粕,由此引发了本科毕业论文有没有必要存在的讨论。华中师范大学涂艳国教授建议取消本科毕业论文。“本科毕业论文并非必不可少。在美国,不仅本科生不写毕业论文,连硕士生都不用写毕业论文。高等教育日益大众化,取消本科毕业论文可能是大势所趋。”根据中国青年报在2007年的网络调查显示,有42.5%的人赞成取消本科毕业论文[3]。毕业论文成绩如同学生的各科学习成绩,如果仅仅是因为学生就业压力大,就可降低标准,甚至是干脆取消,那么学生在校的学分制度是不是也可以取消?是不是学生的学科成绩不合格,也可以降低标准让其顺利毕业?退一步说,取消了毕业论文,给学生一个学期的时间去找工作,学生就可以顺利就业吗?

二、提高工科毕业论文工作质量的对策措施

1.调整教学计划,优化课程设置,提前进入毕业论文阶段。

针对毕业论文工作中出现的时间冲突问题,不少院校进行了教学改革,大四上学期课程快结束时就开始布置毕业论文工作,放寒假前学生已经选好题目,指导教师下达任务书,学生利用寒假期间查找资料,开学时上交文献综述、开题报告。但这种做法仍有很大的不足之处,首先期末是同学们复习功课,迎接期末考试、研究生入学考试的重要时刻;其次,学生离开学校后,对于文献的查找相当困难,无论网络,还是当地图书馆都不能给予学生足够的帮助;再次,大多数同学放寒假都必须回家过年,活动很多,要求同学们静下心来做学问实在勉为其难;最后,即使学生在期末下载打印出材料,带回家研习,但在遇到疑难问题时,得不到指导老师及时的解惑,也无法找资料释疑,容易造成瓶颈,难以继续下去,所以寄希望同学们充分利用寒假,可行性不高。我认为毕业论文工作应进一步提前,以错开学生应聘、就业时间,与时俱进,适应新时代的社会需求,体现以人为本的教育理念。日本学生大三末期开始根据个人的爱好和兴趣选择研究室,学校根据学生的志愿进行分配和调剂,一进入四年级,就到各自的研究室上班,学生一进入研究室就完全体会到一种学术研究的氛围,博士生、硕士生和四年本科生搭配形成梯队式结构。我国本科毕业论文工作可以借鉴国外的先进经验,调整教学计划,优化课程设置,加长毕业论文的时间。可以参考博士、硕士的培养方法,把课程教学与毕业论文合理搭配。以染整工程专业为例,公共基础课程如高数、英语等合并,全校所有专业合并,分班滚动开课,由各专业学生自行选择上课班级;专业基础课如有机化学、无机化学等可安排在第一两个学年内完成,所有专业选修课如染整机械、染整环保工程等则安排在第三学年。在第五学期开始就进行毕业论文工作,主要完成师生双选、选题、文献综述、初步确定研究方向。学生可根据指导教师要求或课题研究需要选择专业选修课,而教学院部也应该对选修课的设置进行优化,多开设一些前沿课程,如测配色技术、光化学技术,并将部分原有课程进行撤并,如生态纺织品检测与仪器分析,等等;第六学期完成开题工作,并初步进行实验尝试,验证其可行性;第七学期建立严格的实验实施方案,系统进行科学实验研究;第八学期完成毕业论文的撰写,进行必要的补充性实验,进行毕业论文答辩。

本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文

2.扩大选题范围,加强实验室建设,提高课题的创新性与实用性。

毕业论文的教学过程为培养学生的创新意识提供了一个实践平台,所以毕业论文的选题要尽可能反映当代科技发展的水平,落后于时代的题目不能采用,在满足教学基本要求不变的前提下,可以广泛地从教师承担的科研任务、专业所处行业的生产实际、专业技术发展的最新领域中选题,使其具有一定的深度与广度,也可以引导学生到工厂调研,与工人师傅和技术人员座谈,分析生产实际问题,确定研究方向。

前教育部部长周济在第三届中外大学校长论坛的讲话中指出:“高水平实验室是培养创新人才的重要阵地,是科技创新的主要场所,实验室的数量与水平是一所高校科技创新能力的基本标志之一。”[4]毕业论文创新性成果得以实现,很重要的一点就是专业实验室的建设状况,如果学校不重视实验室资源建设,就很难向大学生提供实际动手操作的条件和机会,这将直接影响学生今后的发展方向,也难以在科学研究领域占一席之地。因此,在实验设备上应加大经费投入,改善实验室环境,提高本科生实验经费标准,更好地为高校创新人才的培养提供雄厚的物质基础,同时应加强生产企业、兄弟院校的联系,互通有无,确保毕业论文实验工作的顺利进行。

3.加强高素质指导教师队伍建设,引进高水平专业人士共同指导。

指出:“教师是人类文明的传承者,推动教育事业又好又快发展,培养高素质人才,教师是关键。”[5]目前,高校扩招对毕业论文的指导工作产生了巨大的压力,师生比例严重失调。为缓解压力,不少高校大量引进教师,但部分教师素质不高、责任心不强、缺乏创新能力,直接影响了学生素质能力的提高。因此,加强指导教师队伍的建设迫在眉睫,不仅要培养他们强烈的创造意识和善于创造的本领,广博精深的专业基础知识和技能及教学功力,更要培养他们爱岗、敬业、奉献的崇高精神境界和真挚的教育情感。古人云:“师者,传道授业解惑也。”但如今部分教师忙于拉关系、搞项目、开公司、为商人炒作,而给学生传道授业,却引不起他们的兴趣。上课时照本宣科,避重就轻,上一节课放一节课,或是干脆让他们的研究生给本科生上课。可以想象让这样的教师,即使是知名教授、社会达人,指导学生做论文,质量可想而知。大学四年是人生观形成的最后,也是最重要的时期,指导教师的人格、品德、人生观、科研能力和学术精神能随时潜移默化地影响着学生。老师尚不爱岗敬业,学生又怎能健康成长,所以在指导教师的选用上决不能滥竽充数,必须制定严格的制度。要严格考查指导教师职称等级、实践能力及论文水平;对于其他工作比较繁忙的教师,不推荐其指导论文;限制每位教师指导的学生数为2―4人;扩大指导教师选择范围,解决教师资源短缺的问题,可以聘用其他高校教师、离休教师、优秀博士生,甚至聘用企事业单位的高级工程师;打破专人指导的局限性,对于一些复杂的课题,可以多人联合指导,由不同研究方向的教师组成课题组,对学生进行指导。这样,可以弥补单个教师知识的缺陷,使学生遇到问题时,能得到最专业的指导,提高学生的综合设计能力。

4.加强毕业论文的规范管理,严把答辩关,综合评定学员成绩。

教育部袁贵仁部长指出:“要加强学风建设,坚决反对沽名钓誉、弄虚作假,大力倡导淡泊名利、科学严谨的学风,切实加强师德师风建设,引导学生养成勤奋好学、诚实守信的优良品质,严惩学术不端行为。”[6]良好学风的形成离不开严格的管理。毕业论文中,指导教师是主导,学生是主体,组织管理是保证。学校教学管理部门和各院(系)应层层负责,齐抓共管,加强过程化管理,抓好每一个环节。我们要充分发挥校院两级教学督导的作用,对毕业论文工作进行全程跟踪式检查和督导。

在论文选题阶段,本着因材施教的原则,从学生自身的兴趣出发,进行双向选择。每个老师必须提供多于所带学生数的题目,由专门成立的毕业论文选题专家组,对每一个题目的创新性、可行性、实用性进行分析、审核,在内容上严格保证工作量、难度和质量。学生根据兴趣、公布的题目、指导教师科研现状,填写2―3个志愿,再由老师选择学生,最后通过教研室进行调整。

在论文进行阶段,仿照博士、硕士培养方法,指导老师每周须组织学生开课题组组会,主要进行考勤、检查、答疑等工作,并做好记录,作为评定成绩的重要依据,同时学校须建设好网络教学平台,方便学生通过电子邮件、在线答疑等方式与指导老师联系。学院也应定期检查教师与学生双方面工作是否达到预定目标,发现问题及时改正。

在论文写作阶段,本科毕业论文应该注重实质,坚持原创,严禁找人、抄袭,凑字数。由于学生在进行毕业设计之前,没有撰写科技论文的经验,院系应用举办科技论文写作专题讲座或者直接开设相关选修课程,系统地向学生讲述论文写作需要注意的事项,指导教师在检查毕业论文时,严格把关,提高规范化程度。

在论文答辩时,推行学生答辩资格审查制,特别请专人进行外文摘要的评审,严把答辩关,对不遵守学校纪律,不符合答辩要求的学生,不允许答辩。答辩分组进行,导师一概回避,严格按程序进行,避免答辩走过场的现象。要加强公共监督,可以参照各种展览会的形式,将本专业学生分成3―4组,每组学员必须制作能反映课题意义、内容及成果的墙报,在规定时间、规定地点张贴,并回答参观学生或教师提出的各种问题。

毕业论文成绩评定既要做到标准化,又要注意灵活化。缺乏统一的标准,就难以给出公平的成绩。为了避免出现不公平的现象,必须对评定标准进行统一规范。比如可以细化量化成绩如表1所示。

各工科院校可以根据学校实际情况制定标准,但成绩的评定也不能僵硬地套搬标准,对于论文有重大突破,很高实用价值的学员应适当加分。可参照欧美学生论文考核的是4个方面:①论文的背景知识是否与专业相符,有何意义;②论文中应用了什么样的专业原理;③论文中得到了什么样的解决方案;④论文有没有给出什么特别的个人建议和创意,由院系组织专家组综合评定成绩。

三、结语

2001年教育部下发的《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》(4号文件)明确指出:“要高度重视毕业实习,提高毕业设计、毕业论文的质量。”我们要认真贯彻教育部4号文件精神,充分认识搞好毕业设计工作的重要性,共同努力,抓好毕业设计工作的每一个环节,促进学生的综合素质与创新能力的提高。

参考文献:

[1].在中国科学院第十三次院士大会和中国工程院第八次院士大会上的讲话.光明日报,2006-6-6.

[2]黄斌.浅议高等学校负债问题及其解决对策[J].青年与社会:中外教育研究,2010,(11).

[3]王兴芳,国芳.本科毕业论文不写也罢?中国青年报,2007-12-17.

[4]周济.创新与高水平大学建设―在第三届中外大学校长论坛上的演讲.中外大学校长论坛文集(第3辑),2006.7.14.

[5].在全国优秀教师代表座谈会上的讲话.人民日报,2007-8-31.

[6]袁贵仁.加强教育系统学风建设严惩学术不端行为.中国教育报,2011-2-12.

第8篇

关键词:全日制专业学位;研究生;培养方法

中图分类号:G643.2?摇 文献标志码:A?摇 文章编号:1674-9324(2013)45-0078-02

经过30年的改革与发展,我国学位与研究生教育事业发展迅速,已建立起了学科较为齐全、结构基本合理、具有中国特色的学位与研究生教育制度[1]。在过去的很长时间内,我国硕士研究生培养目标都定位在学术型人才上,从而保证高校及科研单位人才的连续性。随着我国研究生培养规模的不断扩大,研究生在数量上不断增多,导致研究生就业压力不断增大,越来越多的硕士、研究生的就业放弃科研单位和高校,逐步转向社会生产的其他部门[2]。今后,更多的硕士毕业生将进入国民经济建设的一线岗位,应用型高级人才需求加大,因此必须对硕士研究生的培养目标进行重新定位。

从2009年开始,教育部确定招收全日制专业学位硕士研究生,并逐年扩大全日制专业学位研究生的招生比例,预计到2015年,专业学位研究生将占整个硕士生招生比例的50%以上[3]。然而,目前的全日制专业学位研究生培养方法上还存在一些问题,合理解决这些问题,才能使全日制专业学位研究生教育健康发展。

一、全日制专业学位研究生的特点

1.生源的特点。全日制专业学位研究生的生源大多来自应届本科毕业生,有部分学生的第一志愿并非全日制专业学位,而是由于考研成绩不理想调剂到专业学位。这类生源不同于在职专业学位研究生的培养和学术型研究生的培养。

2.培养目标的特点。全日制专业学位研究生的学习年限一般为两年,其中必须要有一定时间的企业实训经历,主要是培养在某一领域具有坚实的理论基础和宽广的专业知识,具有较强解决实际问题的能力,能够承担专业技术或管理工作,具有良好职业素养的高层次应用型专门人才[4]。

二、存在的问题

1.认可度不高。认可度不高主要体现在两个方面,一是学生自身的认可度不高。由于全日制专业学位研究生教育尚处于初级阶段,学校对全日制专业学位研究生的招生宣传不够,学生对其了解不足,报考人数寥寥无几,最后的招生主要靠调剂,无形中造成学生自我贬低的心理;二是社会认可度不高,社会对全日制专业学位还不了解,加之目前培养模式还不成熟,导致全日制专业学位研究生工作后在应用、实践方面相对于学术型研究生并没有表现出明显的优势,从而使得全日制专业学位的社会认可度不高。

2.课程设置应用性不强。对于全日制专业学位研究生培养的课程设置方面,教育部早在2009年教研1号文件中就提出了课程体系要“以实际应用为导向,以职业需求为目标,以综合素养和应用知识与能力的提高为核心”[5]。而实际上,在全日制专业学位研究生的培养方面,目前大多高校的培养方案,以及指导老师的观念仍然停留在学术型研究生教育培养模式上,课程设置还是沿用学术型研究生的,并没有突出应用型、复合型、高层次的人才培养特色。

3.教学方式单一、内容过时。当前,在全日制专业学位研究生的实际教学过程中,存在着教学方式单一,太过注重理论学习的缺点,课堂上仍然是教师的“灌输式”教学,互动较少[5]。而模拟训练、案例分析等实践性较强的教学方式应用更少,学生对理论的实际应用能力没有得到提高。

在教学内容方面,一些高校仍沿用长期以来的学术型研究生的教材,不仅过于侧重理论研究,而且有些内容严重过时,不能及时体现由于科技进步所产生的新理论、新技术、新方法、新设备,与实际脱节。

4.专业实践环节缺失。目前,各高校全日制专业学位研究生的专业实践基地建设尚不到位,学校的重视程度还不够,建设的力度不足,有些高校学生的专业实践环节甚至无处可去。实践基地数量的多少、质量的高低直接影响着专业实践的效果,从而影响学生实践能力的培养。

5.“双导师”制度落实不完善。针对全日制专业学位研究生高层次、应用型的特定培养目标,教育部要求“建立健全校内外双导师制”,即校内和相关企业各一位导师。导师是研究生培养的第一责任人,在研究生培养方面起着不可替代的关键作用,但是从目前高校的培养情况来看,“双导师”制度在高校落实的并不理想。一方面,校内指导老师实践经验相对不足。高校教师的工作主要是科研工作,很多教师不具备特定专业领域的实践经验,不能很好地在实践环节对学生进行指导。另一方面,企业导师长期处于行业一线,忙于自身岗位的工作,闲暇时间较少,对学生的专业实践指导不足。

6.学位论文应用性不强。全日制专业学位研究生的学位论文,根据其培养目标和要求,选题应具有明显的应用性,针对具体实践工作中的实际问题进行研究。但就目前专业学位研究生学位论文的选题与质量的情况来看,不少学位论文缺少实践基础,理论性太强,没有很好地把理论与实践相结合,偏离了全日制专业学位研究生的培养目标和要求。

三、改进的方法

1.宣传力度。学校应加大对全日制专业学位研究生的招生宣传。让考生在报考前充分了解什么是全日制专业学位,全日制专业学位研究学什么、怎么学,从而使学生在学习态度、学习方法等方面有充分的准备,从而提高毕业生的质量,增强社会的认可度。

2.课程设置。围绕全日制专业学位研究生的培养目标,根据专业学位研究生知识、能力、素质的要求对课程体系进行一体化设计,将理论与实践有机结合、将课内与课外有机结合。注重课程内容的基础性、实践性,科学开设理论性课程与应用性课程,合理安排基础课、专业课与选修课,以及为取得行业执业资格开设的专业培训课程。

3.教学方式及教学内容。教学方式的灵活多样是全日制专业学位研究生的课程教学的特点,应注重理论与实践的充分结合,案例分析和实践研究的充分结合。将校企联合授课与校内单独授课相结合,将知识传授与能力培养相结合,将学习习惯与创新思维培养有机结合,实现知识、能力、素质的一体化培养。

4.专业实践环节。专业实践是全日制专业学位研究生培养重要的环节,高质量的专业实践是专业学位研究生培养质量的重要保证。专业实践要注意与课程学习的衔接,根据课程特点,分阶段进行校企联合学习。学校要提供和保障开展专业实践条件,注重吸纳和使用社会资源,建立多种形式的实践基地、联合培养基地,对专业学位研究生进行联合培养,改革创新实践性教学模式。

5.“双导师”制。推行双导师制,即校内导师和企业导师,校外导师与校内导师同等重要。校内导师应具有工程实践经验,企业导师应具有较高业务水平、较强责任心、高级技术职称。校内导师指导研究生选好研究课题,落实研究内容和技术实施方案,指导论文撰写及学位申请等,严把论文质量关;企业导师提供企业技术与管理改革中可供选择的论文课题,落实研究经费,确保论文工作顺利进行。鼓励吸收不同学科领域的专家、学者和实践领域有丰富经验的专业人员承担联合培养工作。

6.学位论文。专业学位研究生的学位论文选题应来源于生产实际、具有明确的生产背景和应用价值,应有一定的技术难度、先进性和工作量,比如一个完整的工程项目策划、技术攻关研究专题、工程设计项目或技术改造项目、新工艺、新设备、新材料、新产品的研发;研究生在论文撰写过程中,必须在导师指导下由研究生独立完成,要体现作者综合运用科学理论方法和技术手段解决实际工程问题的能力[6]。

四、结论

当前,我国的专业学位教育正处于快速发展的阶段,我们应当抓住机遇,在培养方法上加以改进,推动硕士研究生培养模式从学术型人才为主向应用型人才为主的转变,为国家经济社会发展培养高层次应用型专门人才,更好地为创新型国家和人才资源强国建设做出贡献。

参考文献:

[1]仲晓天,王世伟.基于社会需求下硕士研究生分类培养的思考[J].东北财经大学学报,2010,(5):88-92.

[2]牛换霞.新形势下硕士研究生分类培养模式探析[J].理工高教研究,2010,29(6):64-66.

[3]俞继仙,苏玉亮,肖立山.论全日制专业学位研究生教育存在问题及对策探讨——以中国石油大学(华东)为例[J].石油教育,2011,(6):62-64.

[4]胡娟,金红,方玉东.全日制专业学位研究生培养的特点、存在的问题及对策[J].教育与职业,2011,(12):165-166.

[5]夏守信,詹一虹.全日制专业学位研究生培养工作的现状分析与改进路径[J].湖北民族学院学报(哲学社会科学版),2011,29(6):146-148.

[6]郑冬梅.产学研相结合探索全日制专业学位研究生培养模式[J].中国高校科技与产业化,2009,(6):46-47.

第9篇

关键词:材料专业;创新型本科人才培养;教学改革实践

目前,材料科学迎来新一轮高速发展,半导体材料、结构材料、高分子材料、敏感与传感转换材料、纳米材料、生物材料及复合材料等成为材料科学与工程科学领域研究与发展的主导方向。我国材料科学领域中长期发展规划立足于国家重大需求,将自主创新、提高核心竞争力和增强材料科学领域持续创新能力作为战略重点,对材料类人才培养提出了新的要求,其中创造力是最核心的要求。然而,我国高校传统的教育模式过于重视教师的主导作用,忽视了学生批判性思维的训练、创新精神的培养及创新能力的提高,限制了高水平创新型人才的挖掘和发展。

近年来,我校充分依托学科优势,在材料类本科教学上不断进行新的探索,逐步确立了“启发创新思想、强化创新基础、培养创新能力”的人才培养理念,建立了“四阶递进,三体并举”的材料学科高水平创新型本科人才培养体系,实现了创新人才培养的系统性和长效性。

一、“四阶递进,三体并举”创新型本科人才培养体系的内容与实践“四阶递进,三体并举”创新型本科人才培养体系是指针对不同阶段学生的特点,通过创新文化氛围建设依次递进地帮助学生激发学习兴趣、启发创新思想、训练实践技能、提升创新能力,进而培养创新人才;按照培养创新型人才要求的知识结构,依托学校雄厚的师资、先进的研究平台及高水平的科研成果,开展师资体系、课程体系、实践体系“三体”建设,对创新型人才培养形成强有力的保障。该体系旨在推进和加强创新文化的熏陶和影响,切实落实创新人才培养目标,真正实现学生创新能力的培养和提高。

1.改革教学计划,“四阶递进”,培养创新人才

我校针对新材料技术发展特点和趋势,探索设立了强化数理基础的“理科班”、与国际接轨的“国际班”和瞄准前沿方向的“纳米班”,在通识教育基础上根据培养目标和学生需求分类培养,制定专门的培养方案,完善课程间的衔接,去除陈旧重复内容,并将工艺教学内容纳入自主学习平台和创新实践过程中。强化“理论物理”、“量子力学”等基础课程,增加计算材料学、集成计算材料工程、材料基因组技术等材料研究新方法的内容。在保障材料学科创新型人才必需的基础上,在教学体系中引入“四阶递进”的创新思想培养方案,解决了教学体系中涉及的知识面较窄、教学内容相对陈旧及“灌输式”课堂教学等问题。

一是依托优质师资力量,名师导学,激发学习动力。我校材料学科目前拥有教授189人,其中包括院士5人,首届国家级教学名师1人,国家级教学团队1个,长江、杰青等领军人才10人。新生入学伊始,依托材料学科教学名师、科研领军人物的人格魅力和最新科研成果,按“一班一师”由知名学者小班授课,讲授“材料科学工程导论”课程(1学分),使学生初入大学就有机会接受名师指导。通过与名师进行课堂交流,使新生感受到教师对科学的执着热爱和钻研精神;通过名师讲授,开通“本科生课堂”与“世界一流科研工作”之间的“直通车”。同时,授课名师担任该班大学四年的学术导师,引导学生了解专业,开阔视野,激发学习动力。通过该课程的设置,在大一阶段激发学生专业兴趣、引导学生确立正确学习目标。

二是依托学科国际影响力,创办中国材料名师讲坛,启发创新思想。我校材料学科在美国的ESI检索中始终排在全球前1%,特别是已位列第9位,在国际上有重要影响。依托学科国际影响力,2003年在教育部、科技部和国家自然科学基金委员会的支持下,我校创办了“中国材料名师讲坛”,至今已邀请65位(国外33位、国内32位院士)世界顶级材料大师来校授课(可获1学分),为广大学生创造聆听大师教诲、与大师面对面交流的平台。在此基础上,《中国材料名师讲坛(第一辑)》于2012年出版公开发行。

三是依托高水平科研平台,开展创新活动训练实践技能。我校材料学科拥有强大的科研团队、一流的科研平台(1个国际研究机构、7个国家级研究平台、1个国家级教学示范实验中心)。从大二下学期到大四上学期,鼓励学生自主联系教授,开展课外创新活动,每年组建80个左右的创新训练团队,完成项目的学生可获1学分。大学生的科研训练项目(SRTP)全部来自学院教授的国家级、省部级科研项目。通过实践锻炼和检验,使学生接受基本的科研创造训练,增强实践技能,其中表现突出的学生在本科阶段发表文章或申请专利。

四是依托学科最新研究成果,改革毕业设计环节,提升创新能力。学生第七学期在教授指导下开展调研,自主发现问题并提出研究方案,第八学期直接进入实验环节。通过这一举措,有效地延长了学生毕业设计时间,加深了学生对课题的认识,使学生毕业设计工作真正与教授的最新研究进展相结合。教授积极将自己的最新研究内容应用于本科生毕业设计,大大提高了毕业设计的水平和取得创新成果的几率。

2.完善培养体系,“三体并举”,提供强力保障

在教学团队、课程体系、实践平台方面开展创新,通过构筑师资体系、课程体系、实践体系“三体”建设,建立了将教师科研成果及时融入本科教学内容的有效机制,探索出将科研平台服务于学生自主创新平台的有效途径,以满足学生自主创新的需要。

一是通过团队建设构筑优质师资体系。完善考核制度,将承担本科生课堂教学32学时作为教授年度考核合格的必要条件,实现了教授给本科生上课率达到100%;设计了以课程或课程体系为单位,高水平科研团队向高水平教学团队“转变”的战略。以课程体系为单位组织教学团队,开展教改研究,在岗位评聘和职称晋升方面向优秀教学团队倾斜。例如,材料学教学团队(首届北京市优秀教学团队,2010年国家级教学团队)充分发挥团队中3位教学名师的带头作用,借鉴国家精品课程“材料科学基础”的建设经验,定期开展集体教学研讨活动,全面提高团队教师队伍的教学工作水平。

二是通过课程改革丰富专业课程体系。鼓励教师将最新科研成果纳入本科生教材,与专业课教学相结合,使学生尽早接触学科前沿,实现“以研促教”,培养学生创新精神。曲选辉教授将课题组在粉末冶金方面的最新研究成果作为“材料科学与工程导论”的重要内容,极大地激发了学生的创新兴趣。每年申请到该课题组开展创新实践的学生络绎不绝。康永林教授在本科生课程“轧制工程学”中引入“新一代钢的薄板坯连铸连轧工艺”(国家“973”课题)的研究成果,并编写出版了教材《轧制工程学》(北京市精品教材)。

三是通过平台建设拓宽学生实践体系。建设“材料科学基础”等自主学习平台(该成果获北京市高等教育教学成果二等奖)和材料虚拟实验室,使学生不受时间空间限制,自主学习和开展创新研究;依托国家重点实验室等18个国家和省部级研究平台以及46个团队实验室,建设了51个本科生创新实践平台;在实践环节中,组织本学科特色比赛,主办全球显微结构摄影大赛、全国大学生金相技能大赛,提供成果展示平台;与美国“量子设计”公司、德国“卡尔蔡司”建立联合实验室,在材料测试、科学研究和实验教学方面进行合作。

3. 面向未来,“未雨绸缪”,多模式培养

创新型人才成长受到多种因素影响,科研、工程建设中不同的岗位需要不同类型的创新型人才。未来创新型人才的培养,需要不断更新教育理念,更需要不间断的教育实践。为此,我校进行了多模式培养的探索。2007年,“理科实验班”探索数理基础对高水平创新人才成长的作用。2008年,“国际班”探索国际化视野如何促进人才成长。2010年,申请“纳米材料与技术专业”并进行专业综合改革,探索“厚基础、大科学、融合创新”的培养模式。

各模式下的成功经验相互借鉴,不断凝练,共同促进,有力地推进了我校材料学科的本科教育教学改革。相关经验对提高我国高校本科教育教学质量具有参考意义和推广价值。

二、人才培养体系的实施效果

培养高水平创新型人才是当今时代的呼唤,“四阶递进,三体并举”人才培养体系的构建,为进一步完善和探索高校本科生创新教育模式奠定了基础。该体系着重解决了在材料专业创新人才培养过程中存在的四个方面的教育教学问题:传统课程以知识讲授为主,教学体系涉及的知识面较窄,内容相对陈旧,难以调动学生主动性,缺乏对于学生创新兴趣、创新思想的启发以及对创新能力的培养;缺少将教师科研成果及时融入本科教学内容的有效机制;受实验教学资源制约,专业课实验教学缺乏将科研平台服务于学生自主创新的有效途径,不能满足学生自主创新的需要;教学设计不能充分满足社会对材料类人才的需求,不能满足学生多样化的学习发展需求。

经过近十年的探索,我校实现了材料类高水平创新型人才培养的突破,对新时期材料专业高水平创新型人才培养具有重要的示范作用和推广价值,受到其他高校和社会的好评。该成果也获得了2014年度国家级教学成果一等奖。

1. 形成了崇尚创新的文化氛围,培养学生创新精神

“中国材料名师讲坛”已成为我国材料领域最重要的讲坛之一,吸引了一些著名学者主动要求前来讲学。学院累计万余名学生聆听了世界大师的教诲,同时还吸引了清华大学、钢铁研究总院等近20所高校、科研院所学生参加,达到了以世界大师为我校之大师、以科学之思想为创新之思想的目的。同时,高水平多层次的科学论坛、学术交流和科技竞赛培育了崇尚创新的文化氛围。

2.搭建了长效实践平台,学生创新能力得到显著提高

5年来,本科毕业生深造率从46%提高到65%,特别是到清华大学、北京大学以及美国斯坦福大学、英国剑桥大学、德国亚琛工大等国内外著名单位深造的人数从每年80余名增加到了220余名;学生课外创新活动参与率从不到40%增加到80%以上;获得了30个国家级和北京市级创新项目奖,其中5项获全国“挑战杯”奖项;本科生发表SCI论文179篇,申请专利79项。缪成亮同学获2011年度“Charles Hatchett”奖(Nb微合金化领域国际最高奖),这是该奖项设立33年来首次由中国研究团队获得;王乐在Nature Materials、 Applied Physics Express等杂志上发表13篇论文,总影响因子达50.5。

3.体系应用情况良好,示范作用突出

第10篇

关键词先进陶瓷,结构陶瓷,研究进展

1前言

20世纪60年代以来,新技术革命的浪潮席卷全球,计算机、微电子、通信、激光、新能源、航天、海洋和生物工程等新兴技术的出现和发展,对材料提出了很高的要求,能够满足这些要求的先进陶瓷材料应运而生,并在这些技术革命中发挥着重要的作用[1~4],同时也极大地促进了陶瓷科学的发展和应用,使陶瓷材料又一次焕发出了青春, 在尖端科学领域得到广泛的应用, 如航天、航空、汽车、体育、建筑、医疗等领域[4,5]。

先进陶瓷是有别于传统陶瓷而言的,不同国家和不同专业领域对先进陶瓷有不同叫法。先进陶瓷也称高技术陶瓷、精细陶瓷、新型陶瓷、近代陶瓷、高性能陶瓷、特种陶瓷、工程陶瓷等[1]。先进陶瓷是在传统陶瓷的基础上发展起来的,但远远超出了传统陶瓷的范畴,是陶瓷发展史上一次革命性的变化。通常认为,先进陶瓷是指采用高度精选的原料,具有能精确控制的化学组成,按照便于进行的结构设计及便于控制的制备方法进行制造、加工的,具有优异特性的陶瓷。

先进陶瓷按用途可分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。结构陶瓷是指用于各种结构部件,以发挥其机械、热、化学相生物等功能的高性能陶瓷。功能陶瓷是指那些可利用电、磁、声、光、热、弹等性质或其耦合效应以实现某种使用功能的先进陶瓷。先进结构陶瓷材料由于具有一系列优异的性能,在节约能源、节约贵重金属资源、促进环保、提高生产效率、延长机器设备寿命、保证高新技术和尖端技术的实现方面都发挥了积极的作用。本文着重介绍近年来结构陶瓷的研究进展及发展趋势。

2先进结构陶瓷及其应用

先进结构陶瓷若按使用领域进行分类可分为:(1)机械陶瓷;(2)热机陶瓷;(3)生物陶瓷;(4)核陶瓷及其它。若按化学成分分类可分为:(1)氧化物陶瓷(Al2O3、ZrO2、MgO、CaO、BeO、TiO2、ThO2、UO2);(2)氮化物陶瓷(Si3N4、赛龙陶瓷、AlN、BN、TiN);(3)碳化物陶瓷(SiC、B4C、ZrC、TiC、WC、TaC、NbC、Cr3C2);(4)硼化物陶瓷(ZrB、TiB2、HfB2、LaB2等);(5)其它结构陶瓷(莫来石陶瓷、MoSi陶瓷、硫化物陶瓷以及复合陶瓷等)[1]。

由于先进结构陶瓷具有耐高温、高强度、高硬度、高耐磨、耐腐蚀和抗氧化等一系列优异性能[4],可以承受金属材料和高分子材料难以胜任的严酷工作环境,已成为许多新兴科学技术得以实现的关键,在能源、航空航天、机械、交通、冶金、化工、电子和生物医学等方面有着广泛的应用前景。

2.1 耐高温、高强度、耐磨损陶瓷

2.1.1 氮化物陶瓷[6~8]

氮化物陶瓷是近20多年来迅速发展起来的新型工程结构陶瓷。氮化硅陶瓷和一般硅酸盐陶瓷不同之处在于其中氮和硅的结合属于共价键性质的键合,因而有结合力强、绝缘性好的特点。

氮化硅的烧结与一般陶瓷的烧结工艺不同,采用的是反应烧结法,此法制造的氮化硅陶瓷,不能达到很高的致密度,一般只能达到理论密度的79%左右,不能制造厚壁部件。提高氮化硅陶瓷致密度的有效方法之一就是在高温下进行加压烧结,由此可得到热压氮化硅陶瓷,其室温抗弯强度一般都在800~1000MPa。如果在其中添加少量氧化钇和氧化铝的热压氮化硅,室温抗弯强度可达到1500MPa,在陶瓷材料中名列前茅,硬度很高,是世界上最坚硬的物质之一;极耐高温,强度一直可以维持到1200℃的高温而不下降,受热后不会熔成融体,一直到1900℃才会分解;有惊人的耐化学腐蚀性能,能耐几乎所有的无机酸(氢氟酸除外)和30%以下的烧碱溶液,也能耐很多有机酸的腐蚀,同时又是一种高性能电绝缘材料。由于其热膨胀系数小,抗温度急变能力很强,因此氮化硅陶瓷具有优良的力学性能,在工程技术的应用上已占有重要地位。

氮化硅陶瓷制品的种类很多,应用也日益广泛,例如可做燃气轮机的燃烧室、晶体管的模具、液体或气体输送泵中的机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道和阀门、铸铝用永久性模具、钢水分离环等。利用氮化硅摩擦系数小的特点用作轴承材料,特别适合作为高温轴承使用,其工作温度可达1200℃,比普通合金轴承的工作温度提高2.5倍,而工作速度是普通轴承的10倍;使用陶瓷轴承还可以免除系统,大大减少对铬、镍、锰等原料的依赖。氮化硅作为高温结构陶瓷最引人注目的就是在发动机制造上获得了突破性进展。美国用热压氮化硅制成的发动机转子成功地在5000转/min的转速下运转很长时间。

2.1.2 碳化硅陶瓷[9,10]

工业化生产碳化硅的方法是将石英、碳素(煤焦)、木屑和食盐混合,在电炉中加热到2200~2500℃下制成。碳化硅陶瓷和许多陶瓷的不同之处,在于它在室温下既能导电,又耐高温,是一种很好的发热元件。用碳化硅制成的电热棒叫硅碳棒,在空气中能经受1450℃的高温;质量好的重结晶法制成的硅碳棒甚至可耐1600℃的高温,远高于金属电热元件(除了铂、铑等贵金属外),这是因为它在高温空气中会氧化生成一层致密的氧化硅薄膜,起到隔离空气的作用,大大减慢了内层碳化硅的进一步氧化,从而使它能在高温下工作。用热压工艺可以制得接近理论密度值的高致密碳化硅陶瓷,它的抗弯强度即使在1400℃左右的高温下仍可达到500~600MPa,而其它陶瓷材料在1200℃以后,强度都会急剧下降。因此,碳化硅是在高温空气中强度最高的材料。

高温燃气涡轮发动机要提高效率,就必须提高工作温度,而解决问题的关键是找到能承受高温的结构材料,特别是发动机内部的叶片材料。碳化硅陶瓷在高温下有足够的强度,且有良好的抗氧化能力和抗热震性,这些优良品质都使它极其适合作为高温结构材料使用。用于在1200~1400℃下工作的高温燃气涡轮发动机叶片的材料,许多科学家认为它和氮化硅陶瓷是最有希望的候选材料。

碳化硅陶瓷的热传导能力仅次于氧化铍陶瓷。利用这一特性,可作为优良的热交换器材料。太阳能发电设备中被阳光聚焦加热的热交换器,其工作温度高达1000~1100℃,具有高热传导性的碳化硅陶瓷很适合做这种热交换器的材料,从试验情况来看,碳化硅陶瓷热交换器的工作状态良好。此外,在原子能反应堆中碳化硅陶瓷可用作核燃料的包封材料,还可作为火箭尾喷管的喷嘴及飞机驾驶员的防弹用品。

此外,为了提高切削刀具的切削性能,20世纪以来,刀具材料经过了高速钢和硬质合金两次发展过程,目前正在进入陶瓷刀具大发展的阶段。新型陶瓷以其耐高温、耐磨削的特点,已在20世纪初引起了高速切削工具行业的注意。陶瓷刀具不仅红硬性高,而且具有高硬度、高耐磨性,因此便成为制造切削刀具的理想材料。目前,制造陶瓷切削刀具的材料主要有氧化铝、氧化铝-碳化钛、氧化铝-氮化钛-碳化钛-碳化钨、氧化铝-碳化钨-铬、氮化硼和氮化硅等[11]。以这类材料制作的刀具没有冷却液也可以工作,比起硬质合金来具有切削速度高、寿命长等优点。目前,欧美各国都已广泛使用陶瓷材料做钻头、丝锥和滚刀;原苏联确定了7000多个品种的合金刀具,用喷涂表面陶瓷涂层的办法来提高车刀的工作速度和使用寿命。

陶瓷除作切削刀具外,利用其耐磨、耐腐蚀的特性还可用作各种机械上的耐磨部件。如用特种陶瓷制作农用水泵、砂浆泵、带腐蚀性液体的化工泵及有粉尘的风机中的耐磨、耐腐蚀件或密封圈等都已取得良好的实用效果。此外,高纯氧化铝(刚玉)可制作金属拉丝模,尤其在高温下的热拉丝更显示出陶瓷的优越性;工业陶瓷中纳球磨筒和磨球,金属表面除锈用的喷砂嘴,喷洒农药用的喷头等。总之,凡是需要耐磨、耐腐蚀的场合,几乎都会看到特种陶瓷的存在。

2.2 耐高温、高强度、高韧性陶瓷

新型陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨损、抗腐蚀等性能,因此在冶金、宇航、能源、机械等领域有重要的应用。由于陶瓷的韧性差,因此也限制了它的使用范围。1975年澳大利亚的伽里耶(Garie)首次成功地利用添加氧化锆来大大提高陶瓷材料的强度和韧性,自那时起世界各国利用氧化锆增韧这一办法,开发出多种具有高强度和高韧性的陶瓷材料,掀起了寻求打不碎陶瓷的热潮。

氧化锆能够增加陶瓷材料韧性和提高强度的原因,至今虽没有完全搞清楚,但研究结果已经表明,它和均匀弥散在陶瓷基体中的氧化锆晶粒的相变有关。一种增韧理论认为相变膨胀导致的微裂纹可以阻止造成脆断的裂纹扩展;另一种理论认为应力诱导相变,而相变可吸收应力的能量,从而起到增韧的作用[12~14]。总之,在某些陶瓷材料中引入一定量亚稳氧化锆微粒,并使其均匀分布都可大大提高陶瓷材料的强度和韧性。

氧化锆增韧陶瓷已在工程结构陶瓷研究中取得重大进展,经过增韧的陶瓷品种日益增多。现在已经发现可稳定氧化锆的添加物有氧化镁、氧化钙、氧化镧、氧化铈、氧化钇等单一氧化物或它的复合氧化物。被增韧的基质材料,除了稳定的氧化锆外,常见的有氧化铝、氧化钍、尖晶石、莫来石等氧化物陶瓷,还有氮化硅和碳化硅等非氧化物陶瓷。日本在氧化铝基质(强度为400MPa、断裂韧性为5.2 J/m2)材料中,添加16%体积百分数的氧化锆进行增韧处理,制得材料的强度高达1200MPa,提高了3倍,断裂韧性达到15.0J/m2,几乎也提高了3倍,基本达到了低韧性金属材料的程度[12]。最近的研究表明,强度和韧性是相互制约的。尽管如此,许多陶瓷材料通过氧化锆增韧,大大拓宽了应用领域,增强了取代某些金属材料的能力,出现了喜人的应用前景。利用氧化锆增韧陶瓷可替代金属制造模具、拉丝模、泵机的叶轮、特种陶瓷工业用的磨球、轴承,替代手表中的单晶红宝石。日本用增韧氧化锆做成剪刀,既不会生锈,又不导电,可以放心地剪断带电的电线。氧化锆增韧陶瓷还可用于制造汽车零件,如凸轮、推杆、连动杆、销子等。

2.3 耐高温、耐腐蚀的透明陶瓷[4,15]

现代电光源对构成材料的耐高温、耐腐蚀性及透光性有很高的要求,而同时满足这些性能的材料直到20世纪50年代后期才开始得到发展。1957年,美国通用电器公司的科布尔等人在平均尺寸只有0.3μm的高纯超细氧化铝原料中,添加氧化镁,混匀后压成小圆片,放在通氢气的高温电炉中烧制,意外地发现它像玻璃一样透明。科布尔还发现,把透明的陶瓷片放在显微镜下观察,几乎看不到微气孔。经过多次实验观察和研究分析发现,陶瓷的透光能力和内部气孔大小有很大关系,当微气孔的大小在1μm左右时,厚度为0.5mm的陶瓷试样只要含有千分之三的气孔就能使光线的透过率减少90%。一般氧化铝陶瓷中所含的气孔都超过这个数字。因此,构成氧化铝陶瓷的刚玉小晶体本身能够透过光线,而陶瓷还是不透明。使陶瓷透明的关键,是坯体中只能有一种晶型的晶体,而且对称性愈高愈好,否则会发生双折射,此外气孔要愈少愈好,有人做过试验,当气孔小到埃的数量级时,光会沿着微气孔发生绕射现象,这有助于透明度的提高。

氧化铝陶瓷是高压钠灯极为理想的灯管材料,它在高温下与钠蒸气不发生作用,又能把95 %以上的可见光传送出来。这种灯是目前世界上发光效率最高的灯。在相同功率下,一只高压钠灯要比2只水银灯或10只普通白炽灯发出的光还要亮,寿命比普通白炽灯高20倍,可使用2万小时以上,是目前寿命最长的灯。人眼对高压钠灯的黄色谱线十分敏感,而且黄光能穿过浓雾,特别适合街道、广场、港口、机场、车站等大面积的照明,效果极好。目前,许多国家正在推广使用,其发展速度之快,超过了以往任何一种电光源。由此不难看出,新型透明氧化铝陶瓷的出现,引起了电光源发展过程中的一次重大飞跃,带来了巨大的社会经济效益。

除半透明氧化铝陶瓷外,研究得较多的还有氧化镁、氧化钙、氧化铍、氧化锆、氧化钇、氧化钍、氧化镧等。透明氟化镁、氰化钙、硫化锌、硒化锌、硒化镉等也有报道。用氧化铝和氧化镁混合在1800℃高温下制成的全透明镁铝尖晶石陶瓷,外观极似玻璃,但其硬度、强度和化学稳定性都大大超过玻璃,可以用它作为飞机挡风材料,也可作为高级轿车的防弹窗、坦克的观察窗、炸弹瞄准具,以及飞机、导弹的雷达天线罩等。

2.4 纤维、晶须补强陶瓷复合材料[12,16~18]

近年来,以陶瓷为基体、纤维或晶须补强的复合材料由于其韧性得到提高而受到重视。碳化硅晶须增韧的氧化铝陶瓷刀具在20世纪80年代初开始研究,1986年已作为商品推向市场。碳化硅晶须的加入大大提高了氧化铝陶瓷的断裂韧性,改善了切削性能。用碳纤维和锂铝硅酸盐陶瓷复合,材料的强度已接近或超过1000MPa,其断裂功高达3000J/m2,即达到了铸铁的水平。用钽丝补强氮化硅的室温抗机械冲击强度增加到30倍;用直径为25μm的钨丝沉积碳化硅补强氮化硅,这种纤维补强陶瓷的断裂功比氮化硅提高了几百倍,强度增加60%;用莫来石晶须来补强氮化硼,其抗机械冲击强度提高10倍以上。可以认为,继20世纪70年代出现的相变增韧热后,晶须、纤维增强、均韧复合陶瓷已成为结构陶瓷发展的主流。高性能(强度、韧性)、高稳定性、高重复性的晶须、纤维复合陶瓷材料的获得,除要求晶须、纤维与基体间化学、物理相容性较好以外,从复合工艺上,还必须保证晶须纤维在基体中能均匀地分散,才能获得预期的效果。最近,利用“织构技术”,在某些陶瓷坯体中生长出纤维状态针状第二相物质如莫来石晶体进行“自身内部”复合,这种复合增韧是一项简便易行的陶瓷补强新技术。目前高性能陶瓷复合材料,还处在深化研究阶段,关键在于改进工艺和降低成本,提高其实际应用的竞争力。

2.5 生物陶瓷[4,5,19]

生物陶瓷材料是先进陶瓷的一个重要分支,它是指用于生物医学及生物化学工程的各种陶瓷材料。它的总产值约占整个特种陶瓷产值的5%。生物陶瓷目前主要用于人体硬组织的修复,使其功能得以恢复。全世界1975年才开始生物陶瓷的临床应用研究。但是,最近10多年间,各国在这方面的基础应用研究很活跃。

目前生物植入材料在人体硬组织修复中应用的有:金属及合金、有机高分子材料、无机非金属材料和复合材料。材料被埋在体内,在体内的严酷条件下,由于氧化、水解会造成材料变质;长期持续应力作用会造成疲劳或者破裂、表面磨损、腐蚀、溶解等,这些都可引起组织反应,腐蚀产物不仅在种植体附近聚集,还会溶入血液和尿中,引起全身反应。因此,对生物植入材料的要求是严格的、慎重的。陶瓷材料作为生物植入材料和其他材料相比,它和骨组织的化学组成比较接近,生物相容性好,在体内的化学稳定性、生物力学相容性和组织亲和性等也较好,因此,生物陶瓷越来越受到重视。目前国内一些高等院校已对羟基磷灰石及氧化铝陶瓷等进行了研究,并已开始临床应用。

随着人类社会物质文明的发展,人们对提高医疗保健水平和健康长寿的要求必然成为广泛的社会需要。可以相信,生物陶瓷材料今后必将会有重大发展。

3结构陶瓷的发展趋势

当今世界,材料,特别是高性能新材料由于以下原因而得到迅速发展:(1)国际军事工业激烈竞争,航空航天技术的发展需要;(2)新技术的需要促进了新材料的发展;(3)地球上金属资源与化石能源越用越少,石油、天燃气等在本世纪末将用尽,开发与节约能源成为当务之急;(4)科学技术的进步为新材料的发展提供了条件[14]。目前使用的金属合金,在无冷却条件下,最高工作温度不超过1050℃,而高温结构陶瓷,如Si3N4和SiC则分别在1400℃和1600℃以上仍保持着较高的强度和刚性[16]。先进结构陶瓷所表现出的优异性能,是现代高新技术、新兴产业和传统工业改造的物质基础,具有广阔的应用前景和巨大的潜在社会经济效益,受到各发达国家的高度重视,对其进行广泛的研究和开发,并已取得了一系列成果。但结构陶瓷的致命弱点是脆性、低可靠性和重复性。近20年来,围绕这些关键问题已开展了深入的基础研究,并取得了突破性的进展。例如,发展和创新出许多制备陶瓷粉末、成形和烧结的新工艺、新技术;建立了相变增韧、弥散强化、纤维增韧、复相增韧、表面强化、原位生长强化增韧等多种有效的强化、增韧方法和技术;取得了陶瓷相图、烧结机理等基础研究的新成就,使结构陶瓷及复合陶瓷的合成与制备摆脱了落后的传统工艺而实现了根本性的改革,强度和韧性有了大幅度的提高,脆性得到改善,某些结构陶瓷的韧性已接近铸铁的水平。

先进结构陶瓷今后的重点发展方向是加强工艺-结构-性能的设计与研究,有效地控制工艺过程,使其达到预定的结构(包括薄膜化、纤维化、气孔的含量、非晶态化、晶粒的微细化等),重视粉体标准化、系列化的研究与开发及精密加工技术,降低制造成本,提高制品的重复性、可靠性及使用寿命。目前,高性能结构陶瓷的发展趋势主要有如下三个方面:

3.1 单相陶瓷向多相复合陶瓷发展

当前结构陶瓷的研究与开发已从原先倾向于单相和高纯的特点向多相复合的方向发展[20]。复合的主要目的是充分发挥陶瓷的高硬度、耐高温、耐腐蚀性并改善其脆性,其中包括纤维(或晶须)补强的陶瓷基复合材料;异相颗粒弥散强化的复相陶瓷;自补强复相陶瓷(也称为原位生长复相陶瓷);梯度功能复合陶瓷[21]。以往研究的微米-微米复合材料中,微米尺度的第二相颗粒(或晶须、纤维)全部分布在基体晶界处,增韧效果有限,要设计和制备兼具高强度、高韧性且能经受恶劣环境考验的材料十分困难,纳米技术和纳米材料的发展为之提供了新的思路。

20世纪90年代末,Niihara教授领导的研究小组报道了一些有关纳米复相陶瓷的令人振奋的试验结果,如Al2O3-SiC(体积分数为5%)晶内型纳米复合陶瓷的室温强度达到了单组分Al2O3陶瓷的3~4倍,在1100℃下强度达1500MPa[8~12,22~26],这些都引起了材料研究者的极大兴趣。从那时直到现在,纳米复相陶瓷的研究不断深入[13~17,27~31],我国也相继开展了一系列的工作,目前对纳米复相陶瓷的研究已处于国际一流水平[18~22,32~36]。

3.2 微米陶瓷向纳米陶瓷发展

1987年,德国Karch等[37]首次报道了纳米陶瓷的高韧性、低温超塑。此后,世界各国对发展纳米陶瓷以解决陶瓷材料脆性和难加工性寄予了厚望。从20世纪90年代开始,结构陶瓷的研究和开发已开始步入陶瓷发展的第三个阶段,即纳米陶瓷阶段。结构陶瓷正在从目前微米级尺度(从粉体到显微结构)向纳米级尺度发展。其晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸以及缺陷尺寸都属于纳米量级,为了得到纳米陶瓷,一般的制粉、成形和烧结工艺已不适应,这必将引起陶瓷工艺的发展与变革,也将引起陶瓷学理论的发展乃至建立新的理论体系,以适应纳米尺度的需求。由于晶粒细化有助于晶粒间的滑移,使陶瓷具有超塑性,因此晶粒细化可使陶瓷的原有性能得到很大的改善,以至在性能上发生突变甚至出现新的性能或功能。纳米陶瓷的发展是当前陶瓷研究和开发的一个重要趋势,它将促使陶瓷材料的研究从工艺到理论、从性能到应用都提升到一个崭新的阶段。

纳米陶瓷的关键技术在于烧结过程中晶粒尺寸的控制。为解决这一问题,目前主要采用热压烧结、快速烧结、热锻式烧结、脉冲电流烧结、预热粉体爆炸式烧结等致密化手段[39~43],但总的来说,以上各种手段,虽对降低烧结温度、提高致密度有一定作用,但对烧结过程中晶粒长大的抑制效果并不理想,大块纳米陶瓷的制备一直是目前国际上纳米陶瓷材料研究的前沿和难点。目前纳米陶瓷在商业应用方面尚未取得突破性进展,若能制备出真正意义上的纳米陶瓷,则将开创陶瓷发展史上的新纪元,陶瓷的脆性问题也将迎刃而解[44]。大量的研究结果表明[45~49],将等离子喷涂技术与纳米技术相结合,以纳米陶瓷粉末为原料经等离子喷涂技术制备的纳米陶瓷结构涂层表现出极其优异的性能,已经使纳米材料的应用逐步进入大规模实用化的阶段。

3.3 由经验式研究向材料设计方向发展

由于现代陶瓷学理论的发展,高性能结构陶瓷的研究已摆脱以经验式研究为主导的方式,陶瓷制备科学的日趋完善以及相应学科与技术的进步,使陶瓷材料研究工作者们有能力根据使用上提出的要求来判断陶瓷材料的适应可能性,从而对陶瓷材料进行剪裁与设计,并最终制备出符合使用要求的适宜材料。

陶瓷材料常常是多组分、多相结构,既有各类结晶相,又有非晶态相,既有主晶相,又有晶界相。先进结构陶瓷材料的组织结构或显微结构日益向微米、亚微米,甚至纳米级方向发展。主晶相固然是控制材料性能的基本要素,但晶界相常常产生着关键影响。因此,材料设计需考虑这两方面的因素。另外,缺陷的存在、产生与变化、氧化、气氛与环境的影响,对结构材料的性能及在使用中的行为将产生至关重要的作用。所以这也是材料设计中要考虑的重要问题,材料的制备对结构与缺陷有着直接影响,因此人们力求使先进陶瓷材料的性能具有更好的可靠性和重复性,制备科学与工程学将在这方面发挥重要作用。

陶瓷相图的研究为材料的组成与显微结构的设计提供了具有指导性意义的科学信息。最近提出的陶瓷晶界应力设计,企图利用两相或晶界相在物理性质(热膨胀系数或弹性模量)上的差异,在晶界区域及其周围造成适当的应力状态,从而对外加能量起到吸收、消耗或转移的作用,以达到对陶瓷材料强化和增韧的目的[1]。为克服陶瓷材料的脆性而提出的仿生结构设计,通过模仿天然生物材料的结构,设计并制备出高韧性陶瓷材料的新方法也成为研究热点[12,50]。

4结语

先进结构陶瓷材料在粉体制备、成形、烧结、新材料应用以及探索性研究方面取得了丰硕的成果,这些新材料、新工艺、新技术,在节约能源、节约贵重金属资源、促进环境保护、提高生产效率,延长机器设备寿命以及实现尖端技术等方面,已经并继续发挥着积极的作用,促进了国民经济可持续发展、传统产业的升级改造和国防现代化建设。

先进结构陶瓷材料的研究,需要跟踪国际科技前沿,对新设想、新技术进行广泛探索。自蔓延高温燃烧合成技术(SHS)、凝胶注模成形技术、微观结构设计已成为研究热点。

陶瓷材料的许多独特性能有待我们去开发,所以先进陶瓷的发展潜力很大。随着科技的发展和人们对陶瓷研究的深入,先进陶瓷将在新材料领域占有重要的地位。

参考文献

1 郑昌琼主编.新型无机材料[M]. 北京:科学出版社,2003

2 朱晓辉,夏君旨. 从材料科学的发展谈陶瓷的发展前景[J].中国陶瓷,2006,42(5):7~9

3 韩以政. 高技术陶瓷发展简论[J].陶瓷研究与职业教育,2007,2:45~48

4 耿保友. 新材料科技导论[M]. 杭州:浙江大学出版社,2007

5 尧世文,王华,王胜林.特种陶瓷材料的研究与应用[J].云南冶金, 2007,36(8):53~57

6 代建清,马天,张立明. 粉料表面氧含量对GPS烧结氮化硅陶瓷显微结构的影响[J].稀有金属材料与工程,2005,34,2:8~11

7 祝昌军,蒋俊,高玲. 氮化硅陶瓷的制备及进展[J].江苏陶瓷,2001,34 (3):10~13

8 吴明明,肖俊建. 氮化硅陶瓷在现代制造业中的应用[J].机电产品开发与创新, 2004,17(2):1~4

9 李 缨,黄凤萍,梁振海.碳化硅陶瓷的性能与应用[J].陶瓷,2007,5:36~41

10 黄凤萍,李贺军等.反应烧结碳化硅材料研究进展[J].硅酸盐学报,2007,5:49~53

11 仟萍萍. 氧化铝基复合陶瓷的制备和性能测试:硕士学位论文[D]. 合肥:合肥工业大学,2004

12 穆柏春等.陶瓷材料的强韧化[M].北京:冶金工业出版社,2002

13 王柏昆. 结构陶瓷韧化机理的研究进展[J].中国科技信息,2007,19:264~273

14 王正矩,余炳锋. 陶瓷基复合材料增韧机理与CVI 工艺[J].中国陶瓷,2007,43(6):11~14

15 李双春. 激光陶瓷的粉体制备研究:硕士学位论文[D]. 西安:西安电子科杖大学,2006

16 周玉编著. 陶瓷材料学(第二版)[M].北京:科学出版社,2004

17 李 缨. 碳化硅晶须及其陶瓷基复合材料[J].陶瓷,2007,8:39~42

18 王双喜,雷廷权. 碳化硅晶须增强氧化锆复相陶瓷材料的组织观察[J]. 中国陶瓷,1998,34(2):9~11

19 孙玉绣. 羟基磷灰石生物陶瓷纳米粒子的制备、表征及生长机理的研究:博士学位论文[D]. 北京化工大学,2007

20GUO J K.The Frontiers of Research on Ceramic Science[J]. J Solid State Chem,1992,69(1):108~110

21 郭景坤,诸培南.复相陶瓷材料的设计原则[J].硅酸盐学报,1996,24(1):7~12

22 NIIHARA K. New Design Concept of Structural Ceramics-ceramic Nanocomposites[J].J Ceram Soc Japan,1991,99(10):974~982

23 NIIHARA K, NAKAHIRA A. Strengthening and Toughening Mechanisms in Nanocomposite Ceramics[J].Ann Chim Fr,1991,16:479~486

24 HIRANO T,NIIHARA K.Microstructure and Mechanical Properties of Si3N4/SiC Composites[J].Mater Lett,1995,22:249~254

25 HIRANO T,NIIHARA K.Thermal Shock Resistance of Si3N4/SiC Nanocomposites Fabricated from Amorphous Si-C-N Precursor Powders[J].Mater Lett,1996,26(6):285~289

26 SAWAGUCHI A,TODA K,NIIHARA K. Mechanical and Electrical Properties of Alumina/Silicon Carbide Nano-composites[J].J Ceram Soc Japan (Japanese), 1991,99(6): 523~526

27 EBVANSA G. High Toughness Ceramics[J].Mater SciEng,1988,A105/106(11-12):65~75

28 ZHAO J,STEARS L C, HARMER M P, et al. Mechanical Behavior of Alumina-silicon Carbide Nanocomposites. [J].J.Am CeramSoc,1993,76(2):503~510

29 KENNEDY T,BROWN J, DOYLE J,et al.Oxidation Behaviour and High Temperature Strength of Alumina-silicon Carbide Nanocomposites[J].Key EngMats,1996,113:65~70

30 PEZZOTTI G, AKAI M.Effect of A Silicon Carbide Nano-dispersion on the Mechanical Properties of Silicon Nitride[J].J.Am CeramSoc,1994,77:3039~3041

31 NAWA M. Microstructure and Mechanical Behaviour of 3Y-TZP/Mo Nanocomposites Possessing A Novel Interpenetrated Intragranular Microstructure[J].J.Mater Sci,1996,31:2849~2858

32 王 昕,谭训彦,尹衍升等.纳米复合陶瓷增韧机理分析[J].陶瓷学报,2000,21(2):107~111

33 焦绥隆,BORSACE.氧化铝/碳化硅纳米复合陶瓷的力学性能和强化机理[J].材料导报,1996,10(增刊):89~93

34 郭景坤.关于先进结构陶瓷的研究[J].无机材料学报,1999,14(2):194~202

35 SHAO G Q,WU B L,DUAN X L, et al. Low Temperature Carbonization of W-Co Salts Powder[A].Ceramic Engineering & Science Proceedings-23rd Annual Conference on Composites, Advanced Ceramics,Materials, and Structures:A[C]. Ohio: The American Ceramic Society,1999.45~50

36 张志昆,崔作林. 纳米技术与纳米材料[M].北京:国防工业出版社,2000

37 KARCH J, BIRRINGER R, GLEITER H. Ceramics Ductile at Low Temperature[J].Nature,1987,330(10):556~558

38 Liao S C,Mayo W E,Pae K D.Theory of High Pressure/Low Temperature Sintering of Bulk Nanocrystalline TiO2[J]. Acta Mater,1997,45(10):4027~4040

39 Yoshimura M,Ohji T,Sando M,et al. Rapid Rate Sintering of Nano-grained ZrO2-based Composites Using Pulse Electric Current Sintering Method[J]. Mater Let, 1998, 17(16): 1389~1391

40 Kim H G, Kim K T.Densification Behavior of Nanocrystalline Titania Powder Compact under High Temperature[J]. Acta Mater,1999,47(13):3561~3570

41 Li Ji guang,Sun Xudong. Synthesis and Sintering Behavior of A Nanocrystalline Al2O3 Powder[J].J Acta Mater,2000,48:3103~3112

42 李晓贺. 纳米复相陶瓷材料的烧结技术[J].中国陶瓷,2007,43(7):43~46

43 傅正义. 陶瓷材料的SHS 超快速致密化技术[J].硅酸盐学报,2007,35(8):949~956

44 高 濂,李蔚著. 纳米陶瓷[M]. 北京:化学工业出版社,2001

45 B H Kear. Plasma Sprayed Nanostructured Powders and Coatings[J].Thermal Spray Technology,2000,9(4):483~487

46 H Chen, S W Lee,H Du,et al.Influence of Feedstock and Spraying Parameters on the Depositing Efficiency and Microhardness of Plasma-Sprayed Zirconia Coatings[J]. Materials Letters,2004,58:1241~1245

47 E P Song,J Ahn,S Lee.Microstructure and Wear Resistance of Nanostructured Al2O3-8wt.%TiO2 Coatings Plasma-Sprayed with Nanopowders[J].Surface & Coatings Technology,2006,201 (3~4):1309~1315

48 J X Zhang. Microstructure characteristics of Al2O3-13 wt.%TiO2 Coating Plasma Spray Deposited with Nanocrystalline Powders[J]. J. of Materials Processing Technology,2008,197:31~35

49 徐滨士.纳米表面工程[M]. 北京化学工业出版社,2003

50 黄勇等.陶瓷强韧化新纪元――仿生结构设计[J].材料导报,2000,14(8):8~10

Research Progress on Advanced Structural Ceramic Materials

Lu XuechengRen Ying

(Handling Equipment Mechanical Department, Academy of Military TransportationTianjin300161)

第11篇

关键词:金属材料工程专业;卓越工程师;教学体系;工程实践;国际化

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)16-0029-03

“卓越工程师教育培养计划”是《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》提出的高等教育重大改革计划,旨在培养造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务[1,2]。培养卓越工程师后备人才,要面向工业界、面向世界、面向未来。立足于“卓越工程师项目”的主旨与重点,上海大学金属材料工程专业以提升学生的社会责任感、创新能力和工程实践为核心,强化工程能力和创新能力,在建立符合工程教育规律的教学体系的基础上,加强学生的企业工程实践环节,注重国际化的培养,鼓励学生积极参加材料热处理工程师的培训和全国大赛。通过一系列探索实践和教学改革,上海大学金属材料专业在培养适应国家建设需要的高水平卓越工程师方面取得了一些具有积极意义的成果。

一、建立符合工程教育规律的教学体系

上海大学金属材料工程专业是第一批“卓越工程师教育培养计划”批准的本科专业。围绕工程教育的核心问题,在听取企业专家意见的基础上,上海大学金属材料工程专业通过转变教育理念,构建了符合工程教育规律的、多层次、立体化的专业课程体系。通过对原有的教学计划进行修订,优化了课程设置,并对教学内容、教学方法、教学手段、教学考核与评价标准进行了相应的改革。新修订的教学计划具有以下特点:(1)夯实学科基础,强化工程文化。(2)增加实践性和研讨性课程比例,扩大开放性实验、实训,强化实践教学,突出以工程项目为载体的任务拉动式的研讨性和实践性环节设置。(3)引入“校企、科研院所联合培养”的机制,与企业共建课程,邀请企业专家对本科生进行职业生涯培训,聘请企业专家走进课堂主讲专业前沿讲座,充实授课内容。(4)增加企业学习环节,以工程项目为载体,聘请企业专家指导学生的工程训练,指导毕业设计,参与学生的培养。鼓励学生参与企业的课题研究,使学生在工程环境中接受熏陶,激发学习兴趣,实现知识到能力的转化,增强工程意识,提升工程和能力。除了对教学计划的修订之外,还相应地改变了传统的教学方式,更新了授课内容,改革了教学手段、教学考核与评价标准,以适合金属材料专业卓越工程师培养的要求。如:以项目为载体的任务拉动式教学模式贯穿于课程教学的全过程,以工程实例为核心,把知识点与工程应用有机地联系起来;理论与实践教学相结合,重视案例教学、基于项目的教学和工程实践教学,培养工程能力和素质;充分发挥学生的学习主动性,实现“课上、课下互动”、“课内、课外互补”;倡导在教师指导下的学生自主学习模式,通过启发式、探究式、讨论式、参与式教学,实现学生与教师课堂的上下互动交流;改革考试方法和考核机制,注重学习过程考查和学生能力评价,加强学生课外自主学习和参与课外活动的主动性,培养学生的创新性和工程实践能力。

二、加强企业工程实践

新教学计划的课程设置在加强实践环节,培养学生实践能力、解决实际问题能力方面进行了大胆尝试。为大力推进“卓越工程师”实践培育的环节,金属材料工程专业发动广大教师,选取“上海汇众汽车制造有限公司”、“山特维克材料科技公司”、“肯纳金属有限公司”、“艾伯纳工业炉有限公司”、“上海工艺研究所”等一批在行业领域颇具影响的国企和外企作为学生的企业实践基地。“金属材料工程专业”卓越工程师的培养在企业的工程实践采取了分散形式,以分阶段、逐步推进的模式实施。包括:“暑期实践(7~8月)深度实习(冬季学期)毕业设计(春季学期)”。每年的7~8月组织本科生先进入企业进行为期2个月的暑期企业工程实践活动。通过这一阶段在企业的工程实践,使广大学生学到了课本上未接触到的实践知识,加深了对所学专业的理解和认识,提高了自学能力和工程实践能力。更为重要的是在社会大课堂中锻炼了吃苦耐劳的精神,获得了与人交往的经验,增强了团队合作意识。在实践过程中,同学们虽然也暴露出书本知识与实际结合不够紧密,处理问题不够成熟等问题,但这些经历督促学生回到学校后更加努力掌握更多的知识,并不断深入到实践中,锻炼自己的能力,为今后更好地服务于社会打下坚实的基础。在经历了暑期实习环节后,冬季学期一部分学生重新回到原实习单位进行深度实习,并与企业导师一起探讨,提出合适的毕业设计题目。春季学期在企业完成毕业论文。学生在经历近一年的企业工程实践活动后,取得了卓有成效的成果。如:2008级4名本科生经过一年深度实践洗礼,圆满完成了毕业论文,取得优良成绩。其中赵小满同学的论文《耐热耐冲击球墨铸铁铸造工艺方案研究》被评为校优秀毕业论文,他本人也顺利进入原实习单位就业,并与另一位同学一起将毕业论文研究结果整理成文章,发表在《现代铸铁》杂志上。在企业期间他们积极参与“168中低压气缸排汽段下半”铸件的制造过程,该铸件在第十一届中国国际铸造博览会上荣获“2012年中国国际铸造博览会优质铸件金奖特别奖”。虽然我们的学生只是参与其中的局部工作,但实践给他们带来的收获以及集体荣誉感成为激励他们不断奋进的动力。4名学生实习之后全部与企业签约,这从一个侧面说明了校企共同培养的优异效果。这些学生在企业表现出色,已逐渐成为企业的中坚力量。为了更好地提升“卓越工程师”培养工作,我们对参加企业工程实践的同学进行了问卷调查。结果表明:企业为学生提供了各类有效的培训和实习岗位,绝大多数同学对此感到满意和认可;绝大多数提供的是技术相关岗位,有助于学生专业知识与实践能力结合,而一些市场、销售、客服等岗位,则有助于学生成为一个能迎合社会需求的复合型的材料工程技术人员。企业的实践活动为学生提供了深入生产和工作一线的机会,通过在知名企业实习,绝大多数同学认为成为一个优秀的工程师是有前途的,专业认同感得到了提升。这不仅有助于学生提前适应企业对各类技术的要求,并做好自己的职业生涯规划,明确自己的发展方向,同时在更好的理解所学专业后,不少同学愿意继续求学,“卓越工程师”在企业的实践活动对学生今后攻读研究生也起到良好促进作用。

三、注重本科生“国际化”的培养

通过与国外高校、科研院所互派学生访问交流,我们鼓励学生到海外大学或企业参加交流学习或短期实习,开拓视野,在国际联合实验室和海外实习基地进行实践活动,尝试以国际化的理念培养学生的创新能力和工程实践能力。已开展的主要项目有:IHEEC赴美暑期交流培训、台湾成功大学/台湾大学联合培养、美国罗格斯大学研修生、上海大学优秀本科生夏季学期赴海外交流项目、密歇根州MACOMB郡海外实习项目等。不同的交流项目均有相应的交流方案和培训课程,学生可以选择实习项目或者交流项目,可以选择短期或者长期项目。通过这些活动,不仅提高学生的英语交流能力,学生在享受异域文化特色的同时,更能开拓其国际化视野,思考问题的方式和视野都有一定的改变。这些海外学习、实习经历除了学生本人受益之外,还带回一些“国际化空气”,营造了学生更加努力开展专业学习、问题思考与探讨的良好氛围,不断集聚积极向上的正能量。

四、组织参加材料热处理工程师的培训与考取资格证书

“材料热处理工程师”是中国机械工程学会开展的职业技术资格认证,现已纳入我国专业工程师系列,是评定材料热处理工程师是否合格的重要依据。对在校学生主要是材料热处理工程师(见习)的认定,“材料热处理工程师(见习)资格证书”是检验金属材料专业工程应用型人才培养是否合格的具体体现。为此,在金属材料卓越工程师培养的最后阶段,我们组织一部分学生参加了材料热处理工程师(见习)的培训与考试。作为一名还未接触到实际工作的学生来说,热处理工程师(见习)的培训和考试给他们的影响非常大。学生普遍反映:这是一个很好的学习平台,一是巩固和拓展了专业知识,二是更多地接触了实践中的问题。在这里,接触到的都是资深的教授专家以及一线员工,他们对于热处理的认识是大学生从未涉及的深度和广度。在教学过程中,培训教师都会将已有的知识联系实际生产,也能更加灵活的运用专业知识且非常有意义。另外,在课余时间,很多来自各单位企业的员工学员都会提出一些实践中遇到的问题,各位教师也会根据自己的理解给予解答,这是培训的另一收获。

培训中既有重点院校教授讲授的基础理论知识,如:通过对工程材料的基础讲解,使学生对材料热处理的本质有了进一步的了解和掌握;工艺学的讲解通过大量实际案例的分析和讨论,理论和实践相结合,使学生学习到多方面的热处理实际经验,提高了专业技术水平;设备、质量控制及检测部分的讲解,使得学生在今后的生产工作中,对设备的合理选择和使用有了比较全面的认识,对热处理质量控制及材料检测有了系统的了解。此外,更有富有多年生产研发管理经验的高级工程师、厂长讲授热处理实际生产管理、质量控制等知识,尤其讲授了在大学课堂教学中涉及较少的热处理相关设备原理及应用知识,既扩充了知识面,又理论联系了实际,做到学以致用,为学生今后工作中安全生产、绿色生产打下了坚实基础。培训班上的最大亮点是院士的精彩报告,院士的博学多才、远见卓识,在教学中循循善诱、丝丝入扣,教书育人,给学生们留下了深刻的印象。中国工程院院士潘健生教授每期培训班安排20课时,为学生讲述由他主编的《热处理工艺学》书中的“导论”内容,包括热处理在制造业中的作用、热处理技术的特点、怎样搞好热处理等。中国科学院院士徐祖耀教授的“做一个优秀的热处理工程师”报告,阐述了科学与工程的关系、热处理工程师应具备什么知识、热处理工程师要有三个概念及产学研结合的重要性等四个方面内容。他们以亲身的经历生动地讲述自己在长期从事材料热处理理论研究和实践的体会,还结合教学内容引导学生分析解决生产实践中遇到的难题,以巩固和加深专业基础理论知识,受益匪浅。

金属材料工程专业自2012年开始组织学生参加材料热处理工程师(见习)的培训与考试。2015年又有14位学生顺利通过了“见习材料热处理工程师”资格考试,目前累计37名学生获得“材料热处理工程师(见习)资格证书”,并且获得资格证书的学生数逐年递增。

五、积极参加全国大赛

除材料热处理工程师(见习)的培训与考试外,我们还鼓励学生利用课余时间,积极参加各种专业技能大赛、大学生创新项目和大赛。在全国竞赛的大舞台上进一步提高学生的实际操作技能、创新和实践能力。

1.“永冠杯”中国大学生铸造工艺设计大赛。由中国机械工程学会等单位主办的“永冠杯”中国大学生铸造工艺设计大赛主要目的是通过为学生提供社会实践活动平台,鼓励在校学生学习铸造专业知识,为铸造企业培养优秀人才,促进我国铸造行业的发展。自举办以来,金属材料工程专业积极组织学生参与这项全国赛事。在教练组长杨弋涛教授的悉心指导下,参赛学生积极备战,克服缺乏实际设计经验的瓶颈,全面完整地完成了从铸件零件图、铸造工艺图、型板图、芯盒图到铸造工艺方案计算机辅助模拟优化的全部内容。在面对实际问题的过程中,同学们对书中的理论知识灵活应用、虚心求教,发挥团队合作精神,这些为他们日后走上社会积累了宝贵的经验。上海大学金属材料工程专业已连续参加了四届大赛,每次均有获奖。迄今为止共有63名学生取得22个奖项(2013年有8名金属材料工程专业本科生获奖,2014年有16名本科生获奖,2015年共有9名学生获奖)。特别是2014年和2015年,连续两年上海大学获得“永冠杯”中国大学生铸造工艺设计大赛一等奖,充分体现了金属材料工程学科在培育“卓越工程师”上取得的实战成效。

2.全国大学生金相技能大赛。金相制备是材料科学与工程领域应用广泛、行之有效的研究和检验方法,是材料学子的必备技能。全国大学生金相技能大赛是由教育部高等学校材料类专业教学指导委员会和高等学校实验室工作研究会(中国高等教育学会实验室管理工作分会)联合主办的一项全国性大学生赛事。旨在提高大学生的金相制备及观察的实验操作技能,增强金相图谱分析能力,加深对专业知识的理解与应用,增强实践操作能力。上海大学金属材料专业认真组织学生校内预赛,积极备战全国总决赛,已连续参加三届大赛,每次均有获奖。其中2013年获个人二等奖和团体优胜奖;2014年三名参赛选手分获个人一、二、三等奖,同时以名列前茅的得分为我校夺得团体优胜奖;2015年黄嘉豪、李笑玲和牟博维同学代表上海大学参赛,获得个人一等奖一名、二等奖两名,上海大学获团体优胜奖。值得一提的是在此赛事的组织过程中,年轻教师陈卓和徐京老师得到迅速成长,因出色的表现连续2年获优秀指导教师奖。此外,2014年在“华为杯”(首届)中国大学生新材料创新设计大赛中,上海大学金属材料工程专业本科生安立聪和王晓领衔的两支参赛队伍在指导教师杨弋涛和韦习成的精心指导下,在全国180余支队伍中过关斩将,均获得全国三等奖。2014年7月,第四届全国大学生电子商务“创新、创意及创业”挑战赛全国决赛中,王晓同学领衔的参赛团队在继“三创赛”上海赛区获得特等奖之后,喜获全国总决赛二等奖。2015“丰东杯”中国大学生材料热处理创新大赛本科生刘成杰和陈世超在指导教师韦习成和王武荣的指导下,经过激烈的比赛和答辩,论文《BR1500HS硼钢板热压淬火工艺及其性能的研究》获得全国总决赛二等奖。2015年8月,第二届上海市大学生先进材料创新创意大赛中,王晓与吴俊玮同学组成的参赛队以项目《新型耐磨金属基复合材料》获得二等奖。学生在各类赛事中的优异表现,侧面反映出上海大学金属材料卓越工程师的培养工作得到专家评委的肯定和认可。

通过一系列探索实践和教学改革,上海大学金属材料专业在培养适应国家建设需要的高水平卓越工程师方面取得了一些具有积极意义的成果。在收获成果的同时,也暴露出一些问题。如:在校大学生吃苦精神不够、动手能力不足、沟通欠缺,特别是因缺乏诚信给实习单位留下不好的印象,影响了实习单位对后续学生实习的接纳。这些现象日益突出,成为卓越工程师培养最大的障碍。今后,我们将针对这些问题做进一步的改革,以期培养出更多更优秀的卓越工程师。

致谢:本文的研究工作得到教育部“卓越工程师培养计划”(上海大学金属材料工程专业)和“上海大学校级重点课程建设项目”(材料类专业职业生涯培训)的支持。

参考文献:

第12篇

关键词:GPS技术 人工神经网络技术 电力负荷控制 自动发电控制

0 引言

目前中国电力系统正经历着一场以市场经济为主导向的据大变革。以数字电力系统(DPS)为代表的计算机技术、通信技术、控制理论及信息处理技术、新材料、新技术的高速发展,使得电力系统的技术更新速度大大加快,不同技术之间的相互渗透、相互融合也越来越普遍。电力系统高速发展,发电厂和变电站相应的实现了自动化,应用远动通讯技术和计算机技术,对电力系统进行自动监视、控制和调度。为了更好的保证安全、经济的运行并保证电能质量,对电力系统自动化提出了更高的要求,从而促成了电力系统自动控制技术的不断发展。

1 GPS技术在电力系统自动控制中的应用

GPS(Global Positioning System)又称为全球定位系统,随着电力系统往大容量大网络的不断发展,以及自动化水平的不断提高,GPS由于其高精度的定时功能,必将在电力系统发挥更加广泛的应用。利用GPS同步测量可以快速精确的获得电力系统的历史数据和实时状态,GPS技术的应用必将对电力系统的安全稳定控制带来革命性的变革,因此必然成为今后发展的重点,必将为电力系统的稳定控制和保护开辟一个新的领域。

2 人工神经网络在电力系统自动控制中的应用

经过近十几年的高速发展, 电力系统的规模已迅速地扩大, 对于这样一个存在着大量非线性的动态大系统来说, 传统的控制、诊断、保护、预测等方式已不再能完全适应这种发展的需要。人工神经网络(ANN Artificial Neural Networks) 理论, 作为人工智能的一个最活跃的分支, 其模拟人脑的工作方式, 为解决复杂的非线性、不确定性、不确知性系统的问题开创了一个崭新的途径。因而在电力系统应用研究中受到了广泛的关注。目前已在电力系统故障诊断、智能控制、继电保护和暂稳态计算、短期负荷预报等系统计算优化中获得了大量的研究成果。

作为一个新的信息处理理论,ANN 的应用在理论与实践中还有一些问题有待于进一步的研究和探讨。随着人工智能技术的发展,ANN 与专家系统和模糊控制的综合对电力系统这样一个复杂的动态大系统来说, 应用潜力更大。

3 自动发电控制新技术应用研究

AGC是一种控制性能比较完善和作用较好的发电机输出功率的自动控制。它利用电子计算机来实现控制功能,是一个小型的计算机闭环控制系统,有时也称为AGC系统。

早期的AGC系统多采用模拟式的控制设备,近几年来由于数字系统的灵活性和可靠性是模拟式的AGC系统,逐渐被数字系统所取代。 在现代数字电力系统(DPS)中,AGC的执行,要求每隔2-4s测量一次联络线功率、系统频率和发电功率等数据,并通过遥测装置送到AGC的发电机控制回路和负荷分配回路,是这两个回路的程序计算开始工作。然后计算出需要增加或减少发电量的信息,再由遥控装置将此信息发送到发电机组已完成对发电机功率的控制和调整。由于AGC 资源需在更大范围内被调用,以及分级控制引起的时间延迟,还需对这种方式下电力系统的安全和控制的动态特性进行研究。

4 电力系统自动控制其它新技术的应用

4.1 电力负荷控制技术作用

电力负荷控制技术是指在高峰用电时,断开一部分可间断供电的负荷,以减少对电网的压力,可以将各用户的负荷按照改善负荷曲线的总要求,通过某种与用户联系的信道和装在用户处的终端装置,对用户的可间断负荷进行集中控制。在高峰之后,又可将这些负荷投入,增加系统的低谷用电,达到削峰填谷的目的,使电力系统负荷曲线更加平坦,以保证电网的安全经济运行。

我国电力供应长期短缺,负荷的监督和控制尤其显得重要。目前不少地方采用的在高峰时强行拉路的分片轮流停电的办法,给用户带来了极大的不便,对有些重要用户造成经济损失。在用户方面,由于电力使用不合理,浪费能源的现象也十分严重。因而有关方面对电力负荷控制十分重视,原国务院曾出资支持了四个试点,取得了可喜的效果。如今,以配电线载波、有线通信和无线电为通道的系统均有运行。在分散控制方面,我国自行研制的电力定量器都是适合我国国情的产品。但总的说来,我国的负荷控制水平和工业化国家的差距还是比较大的。

4.2 灵活交流输电系统控制技术

灵活交流输电系统控制技术(Flexible AC Transmission System)是现代电力电子技术与电力系统相结合的产物,其主要内容是在输电系统的主要部位,采用具有单独或综合功能的电力电子装置,对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行灵活快速的适时控制,以期实现输送功率合理分配,降低功率损耗和发电成本,大幅度提高系统稳定性和可靠性。随着电力电子技术的飞速发展,灵活交流输电技术的发展前景不可估量,必将改变电力系统的传统面貌,并促使电力系统发生重大变革。

电力系统的高速发展和不断扩大,使其结构和运行方式变得越来越复杂多变,对电力系统的自动控制技术水平的要求也越来越高。因此,研究电力系统自动控制技术的现状和发展具有重要的意义。

参考文献

[1] 汪德星. 电力系统运行中AGC 需求的分析[J ] . 电力系统自动化,2004 .

[2] 吴捷.现代控制技术在电力系统控制中的应用[J].全国高校电力系统及其自动化专业年会,广州,1997

[3]张晓缋 神经网络与神经计算机导论[M].北工业大学出版社, 1995.

第13篇

关键词:军校;装备保障;研究生培养

作者简介:邵新杰(1969-),男,河南西平人,军械工程学院车辆与电气工程系,副教授;田广(1981-),男,河北安国人,军械工程学院车辆与电气工程系,讲师。(河北 石家庄 050003)

基金项目:本文系总装军事训练理论研究课题“信息化条件下部队集成训练研究”的研究成果。

中图分类号:G643 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0026-03

当前,随着科学技术的迅猛发展,带动了全球范围的军革,传统的军事斗争理论、战争意识形态、作战方式手段和武器装备运用等均发生了翻天覆地的变化。新技术、新工艺、新材料的发展及其在武器装备上的大量应用促进了我军武器装备的飞速发展,武器装备操作运用和技术保障的难度越来越大,对部队技术保障人才的培养提出了更新、更高的要求。如何做好未来军事斗争准备,一方面部队要加强“杀手锏”武器装备的发展和提高,另一方面要加强高素质、高层次、适应部队武器装备技术发展的人才的培养。从某种意义上讲,后者更为重要。

军队院校研究生教育在高层次军事人才的培养中起着龙头和核心的作用,肩负着为国防现代化和信息化建设培养高素质新型军事人才的重任,担负着为部队培养满足部队各种岗位任职需要、适应部队武器装备现代化和信息化发展、具有创新能力和综合素质强的高层次人才的重要使命。

军队研究生教育经过近几十年的发展,为军队建设培养了一大批高层次人才,尤其是大量高层次毕业生走向了军队建设的重要岗位,对我军装备技术保障、优化人才结构、适应未来军事斗争需求作出了卓越的贡献。为切实进一步提高研究生培养质量,第六届全军研究生教育改革工作会议专门研究了新世纪我军高层次人才的培养和改革问题,明确提出了要全面推进素质教育,突出研究生创新能力、实践能力和创造精神的培养。会议明确指出,军队院校研究生教育要“实现由培养学术型研究生为主向以培养应用型研究生为主转变”。

因此,必须深化军队院校研究生教育改革,准确对军队院校研究生教育进行定位,落实研究生培养政策,完善研究生培养制度,改进研究生培养模式,优化研究生培养方案,创新研究生培养方法,提高研究生的培养水平。充分体现军队院校研究生的教育特色,严格遵循军队院校研究生教育的发展规律,培养和造就一支紧跟部队装备发展、精通装备性能、掌握装备结构和原理、利用先进的仪器设备排除各种故障、解决部队技术保障疑难杂症的技术专家队伍。

一、军队院校研究生培养存在的问题

随着军队现代化和信息化建设的发展,新知识、新工艺、新技术和新装备对军校研究生的知识、能力结构提出了更高的标准和要求。紧贴部队装备发展来提高军校研究生培养质量体现在研究生培养的方方面面。目前,军校研究生培养过程中还存在一些问题。

1.军校研究生培养重理论、轻应用

针对军事人才的培养,同志曾经深刻指出:“迎接新的军事发展的挑战,关键在人才。没有一大批高素质人才,无法掌握新的武器装备,就无法创造和运用新的战法,也就不可能赢得未来战争的胜利。”从世界军事斗争来看,未来战争就是高技术支撑的局部战争,决定战争胜负的关键在于是否拥有一支熟练驾驭高新技术武器装备、适应战争各种需求的新型军事人才队伍。而长期以来,我军研究生人才的培养一直以学术型人才培养为主,研究生教育目标定位在研究型人才上,主要面向院校和科研部门。但是,根据近几年我院研究生毕业的工作去向统计数据,绝大多数研究生毕业后还是到基层部队岗位任职。他们在面临部队工作实际时,经常会遭遇所学的用不上、所用非所学的困惑。如何将研究生培养过程中取得的研究成果与武器装备的技术保障特点结合起来,并将其应用到工作实际中,进而转化形成战斗力和保障力,成为目前研究生培养中面临的一个重要问题。

在研究生培养过程中,由于时间和精力的局限,研究生对新型武器装备的性能特点、结构形式、工作原理、维护保养和运用环境等往往没有清晰具体的认识,概念比较模糊。在平时学习和课题研究过程中,虽然做了一些与装备相关的小型试验,对装备相关知识有了一些了解,但与装备的全面知识掌握不是很全面,导致课题研究成果同装备技术保障实际之间有脱节现象。因此,军校研究生创新能力的培养绝不能仅仅停留在理论知识上,否则需要很长时间才能实现从理论研究到工程实践的素质提高。同时,如果缺乏针对装备在部队中技术应用方面的培养,走上工作岗位后就会对动手实践产生畏惧,解决不了装备的技术问题,难以实现部队第一任职的需要,久而久之很可能失去面对高技术装备解决实际难题的信心,更谈不上进一步的创新性研究。因此,培养应用型军事技术人才是应对当前装备科技发展大趋势的正确选择,是部队人才需求的根本所在,不仅有利于军校研究生素质培养的全面发展,也有利于军队战斗力和保障力的总体提高。

2.论文选题脱离部队装备实际,缺乏针对性和实用性

研究生的学位论文选题是研究生撰写论文的开端,是研究生进行科学研究的必经阶段,是研究生培养的一个重要环节。所选择的研究题目质量的高低直接影响着最后学位论文水平的高低:选题得当有利于研究生研究课题的顺利展开,有利于研究课题的顺利完成,有利于写出水平高的学位论文;选题不当,就不利于课题的研究,往往事倍功半,甚至半途而废。因此,科学选题是提高学位论文质量的关键。目前研究生对部队装备技术保障的重点和难点问题的把握不到位,缺乏对部队装备技术保障业务的了解,对选题的军事需求和应用价值的概念比较模糊,到部队调研往往是局限在形式上,不能深入了解部队亟待解决的装备技术保障重点和难点问题,脱离部队装备技术保障实际,研究课题缺乏部队装备技术保障的针对性和实用性。

3.实践操作技能相对薄弱,制约技术保障需求

近年来,计算机技术的高速发展为研究生的课题研究提供了良好的软硬件研究工具,使他们在理论推导、仿真模拟和理想化实验方面提供了便利条件,课题研究的测量精度、模型计算以及可靠性仿真的水平都比较高,同时,跟踪我军现役高技术装备和理论研究中的先进新概念武器的能力很强,往往容易造成军校研究生在课题研究过程中“以理论计算为主、实践操作为辅”的现象。虽然军队院校一般都拥有部队的所有大型复杂装备和相关的教学设备,但由于各种原因,研究生在课题研究的时候很少动用这些装备进行武器系统的实践操作。对于如何将自己的研究课题与实际装备紧密结合没有比较清晰的概念,根本谈不上熟练掌握武器装备的性能特点、结构形式、工作原理、维护保养、故障排除和技术保障等各种环节的技术要领,学位论文的结论也就会和武器装备的实际脱节。因此,研究生相对薄弱的实践操作技能必然制约研究生在部队的岗位任职,制约装备技术保障工作的胜任,甚至影响将来在部队的进一步发展。

4.培养目标滞后,难以适应部队岗位工作需要

目前,大部分军事院校的研究生培养目标仍主要以专业学科的划分来定位,利用相关武器装备的预研、型号研制和维修保障的研究课题,把相应学科的工程技术要求作为研究生培养目标。随着我国国力的大幅度提高,军事装备技术得到了很大发展,部队逐步装备了大量高新技术装备,军队院校就应该适应部队装备的发展趋势,以新武器系统为背景进行研究生培养必将成为军队院校的首选。

据不完全统计,我军目前具有硕士以上学位的军官主要集中在院校、科研单位等,在部队一线岗位的仍然是少数。因此,积极灌输研究生毕业之后到野战部队、基层部队的意识已逐渐成为一种趋势。为使研究生教育在部队军事活动中充分发挥效益,军校研究生教育必须贴近部队实际,紧贴装备办学,使具有一定的学术研究能力和解决装备实际问题能力的研究生运用所学理论和装备知识解决部队实际问题的能力和技术创新能力得到提高,尽快适应部队岗位任职的需求,缓解部队应用型人才严重不足的状况。

二、提高研究生培养质量的对策

1.面向基层,培养部队急需的装备人才

以前有人认为,基层部队建设任务重、管理严格、条件简陋、环境艰苦,高学历的研究生干部没有用武之地,也缺乏足够的吸引力。实际上,近年来我军研制和装备了大量新型复杂装备,基层部队建设非常需要高学历的装备人才。因此,军校研究生培养由学术型研究生向应用型研究生转变,面向基层,为部队服务,一方面引导研究生树立建设基层、扎根基层和在基层部队建功立业的意识;另一方面,通过调整学科结构、完善考评机制、加大模拟代职锻炼力度,让在校研究生想方设法了解基层,熟悉部队,为毕业后胜任基层岗位工作打下良好的基础。

2.利用院校优势,紧贴装备培养研究生

军校研究生培养转向部队建设实际,瞄准部队建设一线,并不意味着对研究生培养的档次降低了,要求放宽了,不注重用前沿理论武装头脑了。相反,更需要崭新的视角和超前的思维,探索和掌握新形势下部队建设的特点、规律。军校应充分利用自身的特点和优势,鼓励研究生参与高技术武器装备的应用技术研究,在科研中开阔研究生的视野,培养综合创新能力,采取各种措施提高研究生的培养质量。比如,在教学模式上,聘请总部领导、机关主管参谋和与装备知识相关的军区技术专家为研究生授课,了解总部政策和装备整体情况;在培训方式上,组织研究生到装备承研承制单位跟产学习,了解装备制造方面的知识;在实习组织上,组织研究生到部队参观见学,使研究生树立装备作战和保障的观念,了解装备作战与技术保障的特点,增强其对未来装备战场环境、技术保障、作战组织指挥的感性认识,激发他们对高技术战争装备指挥、技术保障等理论的研究热情。通过这些有效的指导、学习和交流,可使他们真正成为适应军队装备现代化建设需要、“学有所为、学有所用”的高层次军事人才。

3.改革教学方法,提高实践应用能力

培养学术型的军校研究生要求学员多读书、勤思考,着重培养逻辑思维能力;培养应用型的研究生,则更加注重实践环节,提高学员的实际应用能力和技术素养。首先,必须改革传统的填鸭式教学方法,采用讨论式和启发式等各种教学方法,引导研究生用所学的理论知识分析解决部队建设的实际问题。其次,要注重与学员的互动交流。军校研究生学员大多来自一线部队,对部队现代化建设中出现的新情况、新问题感受比较直接、真实,研究分析比较全面具体。加强与这类学员的交流,一方面能提高学员的逻辑思维能力,拓宽学员视野;另一方面,能够增强导师对部队的了解,使教学研究更加符合部队实际和学员的需求。同时,在指导学员论文的选题上更应强调应用性和实践性,结合装备技术保障实际直接为部队建设和装备保障服务。

4.紧贴装备实际,创新培养方式

军校要加强应用型研究生培养,使研究生在校期间所学的知识、所做的研究都离不开部队技术保障实际。结合部队工作实际和装备实际来进行学术科研既能取得较高水平的研究成果,又能为将来部队岗位任职打下良好的基础。研究生的培养方式改革要贴近部队装备实际,建立军队院校和野战部队联合培养的模式,采取双导师制度,聘任部队在装备技术保障一线工作的知名专家为研究生的第二导师,接受院校和部队两个导师、两种途径的共同指导,在培养过程中实行部队与院校的共同培养,达到理论解释问题与现实解决问题的统一,完成从理论到实践再到理论的良性循环过程,使研究生学习到部队导师丰富的任职经验和实践体会,了解部队装备使用、保障等过程中遇到的难题,全面提高自身素质。提倡军校研究生积极到部队代职锻炼和学习,多参加与本学科密切相关的部队演习和其他重大军事行动,以丰富基层阅历、拓展思维空间、加快知识更新,提高军校研究生从事部队岗位所需的决策指挥、维修保障和研究分析等方面的能力素质。同时,鼓励研究生多接触部队,了解熟悉部队,找准自己专业的研究方向和部队建设实践的结合点,增强课题研究的针对性和指导性。

5.把握部队建设需要,完善研究生课程教学模式

军队院校研究生培养工作必须全面跟踪部队装备技术保障的实际情况,准确把握部队装备的实际需要,立足现实、着眼未来,结合装备技术的发展及其战场运用特点,提出科学、合理的人才培养模式,以适应部队建设的需要。比如,引入一些与部队装备有关的课程,使得学员在学习本专业的课程时能够更好地将所学知识与部队装备现实相结合。另外,在课程设置和教学方法上也应当有所改革,加大装备实际案例课程以及现地装备教学、参观见学等课程的开设力度,使研究生愿意到部队一线去,勤于调查研究,掌握第一手的材料。还要根据部队装备发展情况及时更新课程内容,课程内容必须着眼于部队的实际,突出装备特点的课程内容的授课。

6.跟踪装备发展,科学指导论文选题

随着全球范围内科学技术的迅猛发展,科学技术转化为战斗力的速度也越来越快,世界各国都把最新的科学技术成果首先运用到军事领域,新型武器装备不断出现,在未来战场上必将出现各种各样的新式武器,未来战争必然是高技术战争。作为我军培养高层次、高素质人才的军事院校,承担着许多与装备前沿相关的科研课题。这些课题基本上都与部队装备建设紧密相关,与装备的发展结合紧密,目的是解决部队急需的技术运用和勤务保障问题,突出保证高新技术装备形成保障力和战斗力的需要。在导师的指导下,研究生在选题的时候要围绕解决军事斗争准备的重点、难点问题,充分利用院校科研课题,结合装备保障实际进行学位论文的选题工作。要有选择性、有针性地选题,对一些有关部队建设的重要的、根本性问题进行研究,使研究生尽快适应未来高技术条件下现代化战争,使他们“懂理论、会管理、精技术”,尽快成为具备较强分析综合能力和创造能力的新型军事人才。

三、结束语

紧贴装备实际,跟踪装备发展,把握部队急需,着眼部队需求,培养面向基层的应用型研究生,是当前军校研究生教育改革的一项重点工作。为了切实提高军校研究生的培养质量,适应装备维修改革需求,军队院校应该积极调整研究生培养类型结构,树立素质教育和创新教育的观念,逐渐将军校研究生教育从以培养学术型人才为主向以培养应用型人才为主转变,达到“加强基础,拓宽知识,重视实践,培养能力,激励创新,讲究综合,提高素质”的总要求,努力提高军校研究生自身的综合能力,加强对知识的实际应用能力,使他们积极投入到装备现代化建设的洪流中去。

参考文献:

[1]李加勇,白永生,叶和明,等.新形势下提高军校研究生创新能力的策略分析[J].中国电力教育,2012,(14).

[2]王铁宁.对改进军队院校研究生教育的几点思考[J].装甲兵工程学院学报,2003,(4):56-57.

[3]范精明,房京,崔莉莉,等.关于军校硕士研究生学位论文选题的几点思考[J].军事交通学院学报,2010,(5).

[4]李伟.创新动机对研究生创新行为影响的实证研究[J].教育理论与实践,2012,(9):15-17.

[5]孙红亮.军队院校研究生教育发展中的问题及对策研究[J].吉林省教育学院学报,2012,(2):18-19.

第14篇

关键词:优秀生培养;创新创业教育体系;质量保障机制

创新体制机制、探索构建有利于学生成长成才的培养体系,是高校全面提高教育教学质量、大力提升创新人才培养水平的重要内容。在长期的办学实践中,南京航空航天大学主动适应国家和社会发展的人才需求,遵循教育规律和学生成长规律,贯通融合培养机制,系统构建了以“点面结合、两线并举、两级融通”为主线的创新人才培养体系,有力促进了人才培养质量的提高。

一、点面结合,整体构建优秀学生培养平台

所谓“点面结合”,就是由点带面,实行“试点、大步走,带面、小步走”策略,积极稳妥地推进优秀生培养模式改革。从1996年组建强化班开始,学校陆续成立了工研班、中乌联合培养班、钱伟长班和理学实验班,不断探索和建设各类培养“点”,并综合试点改革的成果,于2010年成立“长空学院”,构建了宽基础、交叉性、研究型、个性化的优秀学生培养平台。

1. 培优班――“点”的探索实践

随着时代的演变,有关人才素质结构的研究已经逐步由知识结构转向能力结构,进而转向整体素质等各方面。人才培养效果的滞后性决定了必须不断探索培养过程的作用要素和机理,持续创新和完善培养模式。因此,“点”的探索围绕人才素质的形成逐步推进:第一阶段,重视知识结构的牢固基础,强化大类基础的培养,构建了以大数理类、大力学类、大电类课程为主干的学科专业基础课程体系,为学生系统学习创造条件。以强化班为例,学校采取“2+2”培养模式即前两年集中组班强化数理和学科基础,后两年回本专业学习,注重提高学生的学习能力。第二阶段,重视知识结构与能力结构的贯通培养。以工研班为例,工研班是从强化班演进而来的。但工研班并不是强化班的简单延续,在教学观念上摒弃“学时多加,内容多教”的量的强化,更加注重学习的自主探究性和能力素质的综合培养。按照“知行统一、寓教于研”的理念,大力推进启发式教学,让学生成为主动学习者和探究者。工研班实行本硕博连读培养,学生在一、二学年集中进行基础课程学习,第三、四学年按照个性化培养方案学习,并加入导师学术团队开展科研活动,注重培养综合实践能力。第三阶段,以“工研班”模式带动、辐射到各学科专业,形成定向学科专业的特色培养“点”。例如,发挥我校办学优势,面向航空等领域开设工程力学“钱伟长班”,培养力学素养深厚的拔尖人才;开设“中乌联合培养班”,通过实行本科生双导师制和双学历学位制,培养航天领域高素质创新人才。学生一、二学年在国内接受宽口径、厚基础的前期培养,三、四学年赴乌克兰学习并进行毕业论文答辩;开设理科实验班,实行数学+X的本硕博贯通培养机制,培养具备坚实数学基础、跨学科知识结构的理科高素质创新人才。其他如飞行器动力工程培优班、材料科学与工程培优班、适航技术与管理培优班等,都是根植于学科专业特色建立起的培养目标、课程体系与教学方法各有特色的“点”。通过各阶段“点”的探索,学校的人才培养模式日趋成熟和完善。

2. 长空学院――“面”的整体构建

耶鲁大学校长理查德・莱文尖锐地指出,跨学科知识的广度、批判性思维的培养是中国学生最缺乏的。中国大学急需补上“跨学科和创新思维培养”的“短板”。为了构筑宽、专、交的知识体系,激发学生的创新创造潜能,学校利用各“点”打下的良好基础,聚集优质教育资源,将分散的培优班凝聚为整体工程,成立了“长空学院”。长空学院按照“格物致知,融通致用,创新致善,弘毅致远”的理念,根据不同层次类型规格确定培养目标,注重因材施教,以自由选择和个性化培养的学分制取代按专业招生和培养的传统模式。以研究性教学和探究式学习培养学生的研究潜质和创新潜能,拓宽学生专业口径,系统实施跨学科培养、中外合作双学位培养、本硕博贯通培养。系统制定优秀生选拔方案、培养方案和课程体系,集中开展教学研究,创新教学模式。例如,通过菜单式课程选修,开设了工程教育、创新教育、创业教育专项教学,通过名师授课计划、长空讲坛,建立导师联盟等形式,实行特区式、广平台教学管理,为学生全面发展提供了广阔平台。学院通过下设院务委员会、院长联盟、导师联盟、学生联盟四大主要机构开展工作,实现了“虚体实办”,为创新培养模式提供了生动的个案。2010年,学校以此为基础组织申报的《人才培养模式改革》课题成为国家教育体制改革试点项目。

二、两线并举,全方位建立创新创业教育体系

所谓“两线并举”,即第一和第二课堂并举。学校按照“学以致用、学思结合、学研结合”的理念,强化培养过程和质量的全面性,将“第一课堂”与“第二课堂”并举,注重培养学生的工程实践能力和创新创业能力。

1. 创新工程教育模式,培养学生的工程实践能力

学校实施“工程教育行动计划”,开设了“工程专项教育”辅修专业,开出“工程导论”、“创造学技术”、“工程伦理学”、“工程组织与管理”等工程基础系列课程,在各工程专业的专业导论课程和专业基础课程的绪论课中强化工程背景和工程观念,突出现代工程师基本素质的培养。以强化工程师“角色训练”为重点,建立了工程训练教学服务质量管理体系(该体系通过ISO9000质量管理体系认证),实现了训练过程管理与工程过程管理的有机结合。鼓励教师把科研成果融入教学,组织学生依托教师承担的工程项目做课程设计、毕业设计和学位论文,在解决实际问题的过程中培养实践能力。经过不断探索,形成了工程基础教育、工程训练与工程实践“三位一体”的工程教育模式。同时,学校还把工程教育阵地延伸至校外,促进行业企业深度参与培养过程,构建校企联合培养机制。在顶层设计上,发挥行业特色,紧紧围绕大型飞机、载人航天与探月、核高基等国家重大科技专项,发挥学校在新材料、新能源等新兴产业中的技术研发优势,将“卓越工程师培养计划”列入与航空航天等领域大型企事业单位的战略合作,以此为导向,构筑联合培养平台,根据企业需求和学校人才培养定位确定培养目标,按通用标准和行业标准培养创新人才。例如,在“卓越计划”中实施连贯培养、分段管理的“4+2.5”模式,一、二年级实行基于问题的研究性学习,二、三年级实行基于项目的团队式学习,三、四年级实行集中式企业学习,研究生阶段实行工程顶岗学习。由校企双导师共同指导学生课程学习和毕业设计,以企业为主实施对学生的考核,形成了实习实践、毕业设计、顶岗见习“三连贯”模式,有效地避免了传统的实践时间短、连贯性差、效果不好等问题。目前,学校正探索建立工程实践和学生就业的“无缝对接”,依托中国第一飞机设计研究院、中国直升机研究院、“中国商飞”、东方航空公司等企事业单位,已建立了70余个稳定的联合培养平台,并着力打造具有行业规模效应的教学品牌。

2. 实施创新训练计划,开展以问题为核心的科技创新活动

鼓励优秀学生尽早进入科研训练阶段,是激发学生兴趣、促进学生自主、探索学习的重要手段。学校按照“寓创新于实践,在实践中体验创新”的思路,构建了“四个层次一个专项”的科技创新训练体系,即“院级、校级、江苏省、国家大学生实践创新基金项目或创新训练计划”加“科研素质训练专项”。同时,构建了以“挑战杯”科技作品竞赛为龙头的多层次、开放式的课外科技创新活动体系,如“飞豹杯”未来飞行器设计系列大赛、“挑战飞行员”和“机场模拟大赛”等等,为学生创造了参与创新、体验创新的广阔舞台。学校通过制订和实施《大学生创新性实验计划管理办法》,将上述“科技创新训练计划”和“课外科技创新活动”纳入人才培养方案,学生参与创新项目的情况记入学习档案。学校还通过组建“科技创新研修学院”,将各重点学科、工程研究中心和重点实验室也纳入科研创新训练体系,建设了飞机创新设计实验室、大学生科技中心等22个本科生创新实验室、24个研究生创新实验室和4个创新基地,建成了2个“国家级人才培养模式创新实验区”,为学生搭建了广阔的学习交流平台,每年有超过10000人次学生参与各类科技创新活动。

3. 全面开展创业教育,提升学生事业发展能力

学校立足学生未来发展,遵循“创新引领创业,创业推动创新”的理念,构建了“创新教育基础之上的创业教育,普惠教育基础之上的精英教育”的创业教育模式,形成了“创新引领创业,系统化创新实践、个性化创业培养、市场化创业活动”的培养机制。创业教育分两个层次展开,一是广泛开展“普慧式”创业教育,将创业教育融通专业教育,开设了“创业专项教育”辅修专业,实行“创新创业导师计划”和学分认定制度。例如,学校要求每门课的备课方案中,突出有关对学生创新思维、实践能力培养的内容,创新思维训练是教学检查的必查环节。学生选修创业课程满25个学分,将认定为创业辅修专业。二是开展“精英式”创业培育,鼓励学生开展科技创业,引导学生结合兴趣爱好订制创业方案,形成了“高科技、高层次、高成长、高素质”的精英人才培养特色。围绕上述两个层次,学校成立了创业教育学院,下设教学研究中心、科技创新中心、精英培育中心、创业孵化中心,系统实施创业教育教学研究。同时,统筹科技创新资源,加强与地方政府合作、与校外创业孵化资源进行广泛对接,共建大学生创业平台,形成了科技创业特色模式。自2008年以来,学生创业呈蓬勃之势,已涌现了60余个科技创业典型,学校因此获得江苏省首批“创业教育示范校”称号。

三、两级融通,不断完善人才培养质量保障机制

所谓“两级融通”,即学校、学院两个层级围绕创新人才培养体系的构建,上下联动互通,政策措施融合,共同致力于教学评价、激励和管理,切实保障人才培养质量的提高。

1. 建立“学习力”和“教学力”综合评价体系

遵循“学”的规律建立学生“学习力”形成性评价体系。学校一级抓“进出”两头,重点实施招生选拔和学位授予评价。例如,改革本科生入学选拔机制,建立统一考试录取为主、多元化评价相结合的优秀学生选拔机制,重点考察学生的知识面、综合应用能力和发展潜质等。学院一级管“中间”,实施学习过程评价。创新人才培养的关键在于培养批判性、创新性思维。因此,“学习力”评价改变以往注重学习结果、忽视学习过程,注重记忆能力、忽视逻辑能力,注重理论推导、忽视问题综合解决能力的简单方式,建立有利于学生自主探究学习的评价导向,除了将学生的课内表现(听课状态、作业情况等)纳入指标体系,还兼顾学科专业差异,突出学生的个性特质,将学生参与创新活动、自主学习表现等纳入考核,建立以“绩点制”为基础的多维评价体系。

遵循“教”的规律构建教师“教学力”状态评估体系。教学力包含了教师的学习能力、课程开发能力、专业教学能力和实践能力、技术服务能力以及教学研究能力等,具体表现为对学生的凝聚力、控制力和转化力等。学校依据“教学力”内涵,改革教学是“软指标”为“硬指标”,实施“教学力”评估。校院两级共同制订教学、实验等主要环节的质量标准,构建动态评价、多维评价、分类评价、团队评价“四位一体”的综合评价体系。例如,针对课堂教学,学校制订了《本科课堂教学质量评估办法》和《教学质量评价工作办法》,学校一级组成校评估专家组、学院一级组成同行专家评估组实行学生评估、同行评估和专家评估三结合的综合评估。同时强化“教学力”评估结果在任课资格制、教学质量一票否决制、职称评聘和奖励等监督管理中的作用。

2. 完善教学激励机制

为巩固本科教学的基础地位,引导高水平教师向教学一线汇集,学校加强教学激励,通过制定《教学优秀、优秀教学成果奖评审办法》等制度,设立了教学质量奖、“名师奖”等十多个专门奖项。学校制定了“课堂教学评估排名奖励和末尾淘汰制”,即按照课程大类(分基础课和专业课两大类)进行分类评价并排名,基础课由学校一级统一排名,专业课由学院一级排名后报学校统一协调。针对排名前30%且学生评教成绩为优秀的教师,按排名次序设立教学质量一、二、三等奖,并将奖励情况记入教师业务档案;对于教学工作质量评价排名后3%且学生评教成绩低于70分的教师学校给予相应的教学警示,促其改进提高。奖惩分明,极大地推进了课堂教学,促进了教学质量的提高。学校还制定了《教学、科研、学科建设奖励统一方案》、《“本科教育教学改革研究项目”立项管理办法》等制度,实现了教学成果、教材建设与科研成果同等对待;优先考虑从事教学一线的教师申报科研项目、评优选先、出国进修等,为激励教师投身教学提供了制度保障。学校正探索设立以教学为主的教授岗位,实行优秀教学晋升制,对于连续多年教学优秀的教师给予晋升。

第15篇

论文摘要:运用哲学中“互补方法论”的研究成果就当代城市历史文化遗产保护与再利用问题给出更加综合全面的方

法论指导原则。以“系统论与还原论”为基础,提出了历史文化遗产“整体保护”观念以及在保护过程中建立“复合层次性保护结构”的方法。

“认识世界,解决问题,一刻也离不开方法”。哲学家们从不同的角度去审视各种方法之后,提出了大量有价值的方法论思想。但是把这些方法论研究的成果摆在一起相互校正,我们常常发现从不同的视角出发,难以避免地会提出内容或形式恰好相反(互斥)的方法论思想或体系。在逐渐认识到这一规律后,哲学界提出了“互补方法论”研究。其主要思想就是“在宏观和多重视角下,在原来相互排斥的方法论之间发现彼此观点上的互补性,通过比较和澄明使各种方法论之间保持恰当的,必要的张力,针对不同的问题提出更加全面完整的解决之道”。它的提出是人类社会发展到相当高度的产物,只有当人于理论和实践两方面把握现实的能力比较发达时,才能产生对不同的方法,对它们的应用范围以及它们之间的关系进行哲学反思的必要和可能。也就是说,它并不是提出某种方法论的问题,而是解决了我们对于各类看起来都“言之有理”的方法论的认识态度和认识方法的问题,它的思想使我们的研究工作避免了方法论上的“先天缺陷”,其运用将是广泛的。

“系统观和还原论”就是一对互补的方法论思想。在人类的认识史上,“以分析为主的思维方式和以综合为主的思维方式”交替出现。近代科学的进步,是依靠经验的和机械论的思维方式达到的,分析还原论是主要手段。而现代科学的发展,却将系统观指导下的“以综合为主的整体”思维方式作为重要的方法论基础。“互补方法论”原理,认为系统论和还原论并不是此消彼长的关系。它提出,“真正的系统观应该是与还原论互补的,它不排斥并且还借助谨严精细的分析手段,还原论是研究的基础。在充分利用还原论的基础上,促使系统观上升为主导思想。”

我国历史遗产保护过程中面临一些认识上的问题。根本上来说核心问题就是如何客观全面评价历史遗产的价值,协调绝对保护与开发利用之间的认识矛盾。通过“互补方法论”的运用,可以获得认识与方法上的跃进。

1系统整体性与历史遗产“整体保护”观念的形成

目前我国的遗产概念在对一些重要环节和内容的理解上,由于价值认识的不完整,而出现了概念的脱节,使保护体系存在明显的缺失。最主要的就是对建筑遗产中“艺术价值与历史信息真实性价值,社会主流历史价值与平民、大众历史价值”的理解。可以说,我国到目前为止,获得官方认同的仍然是“文物古迹的艺术、教育的价值以及精英文化价值”。这种认识基本忽略历史遗产中作为建筑物质实体而存在的特征,割裂了它们与社会之间的关系,把它们当做古董冷藏起来。这种人为的割裂和分解导致我们的保护观念滞后,进而造成保护方法和政策措施的片面。以系统论的观点,我们应该建立“整体保护”的意识。它主要包括以下几个方面:

1)完整的认识历史遗产综合价值。1987年6月,联合国教科文组织起草了《世界文化遗产公约》,在第二章保护原则第二条价值中详细列出了关于历史文化遗产的价值构成(见表1)

2)从保护的硬件来看,参照国外历史文化遗产概念的形成,历史文化遗产的整体保护应该包含:有形遗产保护和无形遗产保护两大类。有形遗产包括:历史文化遗产与自然遗产。历史文化遗产包括:建筑遗产;历史文化(街)区;历史名城保以及它们中的精华“世界遗产”四大层次。建筑遗产包括:文物建筑和历史建筑。

在我国就建筑遗产而言,除了《文物保护法》中规定的保护内容(文物建筑)之外,还应该包括一般性历史遗存,即建立“历史建筑”保护概念。其实早在1999年国际古迹遗址理事会(ICOMOS )已经通过《保护民间建筑的国际》明确了对一般传统历史建筑的保护。适时的将“文物古迹”保护概念拓展为“建筑遗产”保护概念,有助于完善遗产的系统。

3)从软件来看,由于许多历史古迹、文化遗产是与它的环境同时存在的。从文化信息来说,保护历史遗迹最重要的就是保护历史信息。单体文物建筑所传承的历史信息是有限的,许多信息则承载于古迹周围的环境、区域的街区形态和结构,甚至包括在城市的景观风貌中。所以,我们必须以整体保护的观念看待历史环境保护。张松先生在《历史城市保护学导论》中谈到,“历史环境保护,是从文物保护出发,保护与此有关的建筑、建筑群、街巷、广场和历史街区,……历史环境保护不是要绝对地保护某些特定的建筑,而是要从整体上保护城镇特色”。

4)从保护脉络上看,保护遗产从保护建筑艺术珍品,如宫殿、教堂、官邸、寺庙等建筑艺术精品,发展到保护反映普通人生活的一般历史建筑,如祠庙、会馆、民居、作坊等;从保护单体的文物建筑,到保护建筑物周围的历史环境,再发展到保护成片的历史街区,直至保护完整的古城,这也是国际历史文化遗产保护工作的主要发展脉络。

2系统的层次性与保护结构的建设

富于生命力的系统都一必须建立“复合等级结构”的体系,因为组织性的维持和发展,有赖于一个连续的等级结构。我国历史遗产的保护在层次化建设方面也有待加强。

1)在遗产保护学科建设上,“遗产保护学”已形成一门专门的综合性强,跨“文、理、工、管”的新兴交叉学科。早在1973年印尼著名的婆罗浮屠(千佛坛)维修工程中,在修复设计之前,进行筹备工作涉及的学科就包括:航摄照片分析,考古学,建筑学,化学,保护技术,工程地震学,基础工程学,工艺学,园林规划,微生物学,气象学,岩相学,物理学,土壤力学,测量学,地球摄影测量学;而修复过程中还涉及到修复材料学、修复技术工艺学、修复经济学及修复施工管理学等一系列相关学科。

21世纪,各国遗产保护学发展迅速,研究的范围进一步扩大。具有“学科交叉性进一步突出,向着跨学科综合性的模式发展;基础保护科学理论进一步系统化以及实用技术与科学理论交融发展”三大特点。

在基础理论层面,保护活动的复杂性使得一系列文化精神的再领悟成为可能。21世纪的修复活动进人哲学高度思维的阶段,特别是“建筑的地域性受到重视,使保护学与地域自然环境,人文历史,社会科技条件等相关学科关联”。(摘自O.N普鲁金《21世纪文物建筑修复》)

在保护方法上,比如说:新的建筑修复方法将不断在新材料、新技术的帮助下得以完善;历史建筑再利用设计方法研究已明显脱离了单纯的文物修复范畴,设计手法日趋多样化,丰富了当代建筑创作的语言,成为当代建筑设计的重要分支。

在实用技术方面:拓展对文物建筑损坏机理、过程、产物、结构、缓蚀机理、作用过程等方面的研究,并逐渐形成专门理论体系。根据保护领域对材料性能的要求,拓展文物保护的材料、方法及技术。

在相关的建筑设计和城市规划方面:“从对纪念性建筑的关注开始,朝着关注城市和城市生活的方向发展,挖掘历史建筑本身深层的与城市发展脉络相通的生活结构问题”,是现代城市规划和历史遗产保护理论双方面都要着重研究的课题。

在遗产管理方面:从遗产保护中法律建设、管理机制的完善到以城市发展角度进行“城市策划以及城市特色区域开发更新”等城市课题都将深人遗产保护研究。

2)管理机制的“多层次,多途径”。既有国家有关法律法规建设;有政府相关管理部门的体系化管

理;又有社会专家社团以及市民良好的公众参与途径;还要有宣传机构的舆论监督等。

在西方保护遗产已经从“很大程度上依靠具有专业知识的专家和相关职能部门的专业保护体系转变成一套由行政管理体系、资金保障体系、监督体系、公众参与的社会化体系组成的综合保护体系”。

在法国,当巴黎的民居面临毁灭的厄难时,巴黎人挺身而出,在报上写文章,办展览,成立街区的保护组织(如历史住宅协会、老房子协会等等),宣传他们的观点。巴黎人认为,正是这些老屋、老街,构成了”历史文化空间”。在城市修复古迹的活动中,年轻人的历史文化敏感度提高了,保护古迹的意识增强了。这是一种文化熏陶,也是公民教育的一环。

3)保护与再利用方式的分级化。就历史建筑本身,就包括多个层次(见表2)

3“还原论”方法论对历史建筑保护方法研究的指导

我们认识事物的目的不仅在于解释还在于应用于社会的操作性研究,“前者致力于对社会活动及其产物的理解,探究其中的意义;后者着重为社会活动提供预测,评价和方案。”历史遗产保护具体到实际的操作层面,我们就要借助于还原论方法。

通过对保护历史遗产过程中遇到的各种问题的分别思考,我认为如果将这些问题纳人一个大系统中间的子系统来看,可以把解决问题的方法还原为具有可操作性的:文物建筑综合价值量化评估登录方法的探讨;保护资金多渠道方法的探讨;历史遗产保护法律法规建设;公共参与和民主决策以及建筑设计与技术层面的有关古建筑修复技术研究;新老建筑相结合的设计方法论研究等多个层面。这中间通过周密的调查,掌握大量的数据资料,运用数学工具进行定量分析,可以获得多种更具适应性的方法。

比如,针对我国传统历史遗产保护理论中有关文物建筑保护分级管理原则在指导具体工作的过程中可操作性不强的问题,本文提出了“建立综合价值评估体系的基本构想”。

该构想指出,制定综合评价标准,将“决定和影响历史性建筑综合价值的大量相互关联,相互制约的复杂因素层次化,条理化,并能够区分它们各自对评价目标影响的重要程度,并对评价的因素进行恰当的,方便的量化处理”,将得出我们在保护和再利用不同历史建筑的时候有完整的价值判断标准,它不仅可以决定历史建筑的保护级别,还可以针对性地运用不同的管理方法,不同的开发经营模式。发挥社会上各种可利用的资金和人员力量让全社会参与历史建筑的保护。

具体评估内容基本包括以下部分:

1)历史遗产内在价值评估,包括:按“历史价值,建筑美学,艺术价值,科学修复价值”的高低进行分档打分,归人一定的等级。对以上价值的认定通过固定的专家团评定。

2)历史遗产社会价值评估,包括:按本身所处地区,是“中心城市,一般乡镇,历史文化名城,历史街区,或者农村”等地理位置条件打分;按该文物在城市历史中所处对比历史价值,保存文物现状和多少打分;按文物在现在城市规划布局中是否纳人“重点历史保护规划区及建筑设计相关的历史城市规划因素”打分等。对以上价值的认定通过固定的专家团和市民代表共同评定。

3)再利用可行性价值评估,包括:区域地块土地旅游,商业利用价值调查,建立评估体系。对原有结构可靠性和结构适应性进行评估;再利用设计方案效益比较评估(按建筑预设计效益评估方式操作,加强对比性);再利用建设成本对比性评估以及加改建部分与文物建筑的适应性评估等。

精品推荐