時(shí)間：2023-05-19 16:04:59
導(dǎo)語(yǔ)：在工程材料的發(fā)展的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：智能材料；土木工程；混凝土；應(yīng)用前景
0引言
隨著材料技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的高新技術(shù)被運(yùn)用到工程材料的研發(fā)中，各種新型材料層出不窮，以復(fù)合材料為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)的智能材料，為解決相應(yīng)材料的力學(xué)問(wèn)題提供了科學(xué)牢靠的途徑。作為有著多學(xué)科交叉背景的綜合學(xué)科，智能材料為土木工程中日益復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提供了實(shí)現(xiàn)的可能性，因此這一學(xué)科的研究也日益受到重視。諸如大跨度橋梁、高層建筑、水利樞紐、海洋鉆井平臺(tái)以及油氣管網(wǎng)系統(tǒng)之類的基建設(shè)施，在其較長(zhǎng)的使用期中，外界各種不利作用會(huì)使得組成這些結(jié)構(gòu)的材料發(fā)生不可逆的變化，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度地性能衰減、功能弱化，甚至?xí)T發(fā)重大工程事故。若是能將智能材料運(yùn)用到對(duì)這些超規(guī)模的工程結(jié)構(gòu)物中，能夠時(shí)刻評(píng)定相應(yīng)的安全性能、監(jiān)控?fù)p傷，并智能修復(fù)，則將為未來(lái)工程建設(shè)提供新的發(fā)展思路。所謂智能材料，是指隨時(shí)能夠?qū)Νh(huán)境條件及內(nèi)部狀態(tài)的變化做出精準(zhǔn)、高效、合適的響應(yīng)，同時(shí)還具備自主分析、自我調(diào)整、自動(dòng)修復(fù)等功能的新材料。受仿生學(xué)科的啟發(fā)，其目標(biāo)是要開發(fā)出能運(yùn)用到具體工程中、將無(wú)機(jī)材料變得有生命活力。二十世紀(jì)90年代初逐漸興起的智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，吸引了包括物理、化學(xué)、電子、航空航天、土木工程等領(lǐng)域的研究者涉足其中，取得了豐碩的成果。
1智能材料的概念及特點(diǎn)
智能材料發(fā)源于“自適應(yīng)材料”（AdaptiveMate-rial），在Rogers和Claus等人的努力下，智能材料系統(tǒng)逐漸受到全世界各國(guó)官方機(jī)構(gòu)的認(rèn)可與重視，發(fā)展迅速。智能材料（IntelligentMaterial，IM）當(dāng)前沒(méi)有一個(gè)明確的定義，不過(guò)大體上都是根據(jù)功能做出相應(yīng)的定義，是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)材料之后的第四代材料，具有不可限量的前景。智能材料產(chǎn)生的背景決定了其所具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，決定了其終將會(huì)帶來(lái)材料科學(xué)的重大革新。通常而言，智能材料主要以下七大功能：（1）傳感：能夠?qū)?nèi)外部的作用進(jìn)行監(jiān)控與鑒別；（2）反饋：將監(jiān)控獲取的信息進(jìn)行傳輸以及反饋；（3）信息識(shí)別與積累：識(shí)別并記憶反饋來(lái)的信息；（4）響應(yīng)：對(duì)內(nèi)外部的變化做出靈活有效的反應(yīng)；（5）自診斷：對(duì)內(nèi)外部信息實(shí)施自行診斷、分析、評(píng)判等；（6）自修復(fù)：依特定的方法修復(fù)系統(tǒng)的故障；（7）自適應(yīng)：待外部作用消失后可恢復(fù)原狀。在具體的工程中，若要實(shí)現(xiàn)這么多的功能，僅僅依靠單一材料是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，因此通常情況下都是通過(guò)多種智能材料的組合才能達(dá)到目的。
2智能材料在土木工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
2.1光導(dǎo)纖維
光纖維的主要化學(xué)成分為二氧化硅，作為信息傳遞的絕佳介質(zhì)，有著其他任何材料無(wú)法比擬的傳導(dǎo)能力。材料主要由內(nèi)層圓柱形透明介質(zhì)和外層圓環(huán)形透明介質(zhì)組成，內(nèi)層為纖芯，外層為包層。內(nèi)外層折射率的差異能夠保證攜帶信息的光在纖維里面能量損失少，傳輸距離大。將光纖維植入到混凝土結(jié)構(gòu)中，制成光纖維混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)因外部因素的變化而產(chǎn)生變形時(shí)，植入砼結(jié)構(gòu)中的纖維也隨之發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致纖維中的光發(fā)生改變，相應(yīng)的傳感器能夠直接獲取變化，從而間接確定混凝土結(jié)構(gòu)的各種性能變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的全方位監(jiān)測(cè)，為工程的可持續(xù)性提供技術(shù)指導(dǎo)。并且，分布監(jiān)控的模式可保證混凝土結(jié)構(gòu)任何部位的改變均能被監(jiān)測(cè)到，相當(dāng)于在混凝土結(jié)構(gòu)中創(chuàng)造了一個(gè)全覆蓋、光角度、無(wú)死角的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，兩者組合而成的光纖維混凝土可以認(rèn)為是一種具有強(qiáng)大自我調(diào)節(jié)的智能材料。當(dāng)前，光纖維混凝土結(jié)構(gòu)主要的工程應(yīng)用包括：混凝土的溫度及溫度應(yīng)力監(jiān)測(cè)、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的監(jiān)測(cè)與診斷、混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與變形監(jiān)測(cè)、混凝土結(jié)構(gòu)配合的鋼索應(yīng)力和變形監(jiān)測(cè)等。
2.2形狀記憶合金
何謂記憶合金，即材料具有形狀記憶能力。當(dāng)材料的形狀被改變后，其內(nèi)在的記憶效應(yīng)可被激發(fā)出來(lái)，進(jìn)而自動(dòng)產(chǎn)生回復(fù)應(yīng)力與應(yīng)變，驅(qū)使材料恢復(fù)原狀。同時(shí)，合金材料能夠傳輸能量并實(shí)現(xiàn)能量?jī)?chǔ)存。鑒于此，工程中可將記憶材料安置在結(jié)構(gòu)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形、裂縫、損傷以及外界動(dòng)荷載影響時(shí)，大部分的能量可被記憶合金材料消耗掉，可極大提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，若將材料運(yùn)用到多震地區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)中，則會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)地震能力的吸收與耗散，極大地提高建筑物的抗震性能，此舉屬于材料的智能被動(dòng)控制。形狀記憶合金材料所具有的相變超彈性，使其可用來(lái)制作耗能阻尼器，這種阻尼器實(shí)現(xiàn)了智能被動(dòng)控制。同時(shí)，由于其相變會(huì)引起超彈性滯回環(huán)的產(chǎn)生，使得材料具有極高的抗疲勞性，以此為基礎(chǔ)制作的阻尼器使用周期遠(yuǎn)勝于普通的阻尼器，可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)品質(zhì)的大幅度提高。
2.3壓磁材料
土木工程領(lǐng)域中常規(guī)的壓磁材料主要包括磁流變材料和磁致伸縮智能材料等。在外部磁場(chǎng)作用下，磁流變液懸浮體系的黏彈塑性會(huì)發(fā)生明顯的變化，并且這種變化是可逆的。當(dāng)外部磁場(chǎng)超過(guò)一定強(qiáng)度后，磁流變也會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)變成固態(tài)，微觀上表現(xiàn)為材料的分散相顆粒沿著磁場(chǎng)方向結(jié)成了鏈狀結(jié)構(gòu)。磁流變液介于液體與固體之間的這種獨(dú)特的可變屬性，以及對(duì)這種特性實(shí)施控制時(shí)耗能低、變化范圍廣、成本低等特性，使得磁流變液成為工程結(jié)構(gòu)中作動(dòng)器件的重要材料。當(dāng)前，磁流變液主要被應(yīng)用到元器件的控制橋路以及電源的高速開關(guān)等多個(gè)領(lǐng)域。且磁流變液在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在高層建筑、塔形建筑物、大跨框架和大跨度結(jié)構(gòu)等。同時(shí)，有著高磁致伸縮效應(yīng)的磁致伸縮智能材料，可以保證材料在機(jī)械與電磁直接進(jìn)行可逆轉(zhuǎn)換，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。
2.4碳纖維混凝土材料
工程中混凝土的作用范圍很廣泛，因此對(duì)混凝土材料的改善也日益得到科研人員和工程從業(yè)者的支持，碳纖維混凝土的產(chǎn)生正是這一領(lǐng)域發(fā)展的重要產(chǎn)物，在混凝土中摻加一定比例的碳纖維，可賦予混凝土材料以驅(qū)動(dòng)功能和本征自感應(yīng)。作為一種高強(qiáng)度、高彈性、大導(dǎo)電性的材料，碳纖維的加入能極大改善混凝土的強(qiáng)度與韌性，并且碳纖維之間會(huì)形成具有電阻的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，在材料中起到阻隔導(dǎo)電的勢(shì)壘，大大降低混凝土材料的電阻率，從而使得材料的導(dǎo)電能力得到數(shù)量級(jí)上的顯著變化。不可忽視的是，這種混凝土的電導(dǎo)率與溫度及應(yīng)力的變化而表現(xiàn)出規(guī)律性的響應(yīng)。同時(shí)，碳纖維混凝土在溫度上表現(xiàn)為溫度變化造成電阻的變化，并且材料內(nèi)部的溫差也會(huì)衍生出熱電效應(yīng)，在電場(chǎng)的作用下碳纖維混凝土?xí)a(chǎn)生熱變效應(yīng)（熱效應(yīng)與變形）。碳纖維的含量和混凝土材料的結(jié)構(gòu)共同影響材料的溫敏性，當(dāng)碳纖維的含量超過(guò)一定比例時(shí)，材料才有可能形成較為穩(wěn)定的電動(dòng)勢(shì)。而碳纖維的摻入方式主要有兩種：短切亂向分布和連續(xù)碳纖維束單向增強(qiáng)。采取不同的摻入方式能使得碳纖維混凝土的力學(xué)性能得到不同程度的強(qiáng)化與提高，工程實(shí)踐表明：第一種方式更具有實(shí)用性。
2.5壓電材料
具有壓電效應(yīng)的壓電材料，經(jīng)常被用作驅(qū)動(dòng)元件和傳感元件。當(dāng)壓電材料受到外部因素作用時(shí)會(huì)因?yàn)槠渥陨戆l(fā)生變形而產(chǎn)生電勢(shì)，而對(duì)材料再施加一定電壓時(shí)又會(huì)改變材料的尺寸，壓電效應(yīng)由此而來(lái)。利用這一特點(diǎn)，壓電材料可用作傳感元件，通過(guò)壓電元件的變化來(lái)判斷元件所在位置處結(jié)構(gòu)的變形量。與此同時(shí)，若能在壓電元件外部形成電場(chǎng)，進(jìn)而對(duì)壓電元件內(nèi)部的正負(fù)電子施加定向電場(chǎng)力，從而迫使元件發(fā)生變形，制成驅(qū)動(dòng)元件。利用驅(qū)動(dòng)元件，可改變材料的應(yīng)力狀態(tài)，甚至?xí)绊懖牧系慕Y(jié)構(gòu)變形。壓電材料的變化均在極短時(shí)間內(nèi)完成，因此壓電效應(yīng)主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的控制上。
3智能材料的未來(lái)發(fā)展
3.1智能材料性能的發(fā)展
智能材料有著獨(dú)特的優(yōu)越性能、廣闊的發(fā)展前景，但是由于這一領(lǐng)域處于多學(xué)科交叉的研究前沿，所存在問(wèn)題也亟待深究：（1）形狀記憶合金的發(fā)現(xiàn)，改變了很多傳統(tǒng)理念，胡克定律在合金材料這里基本上不再適用了，其所具有的智能功能使得傳統(tǒng)的力學(xué)研究方法難以合理地解釋其內(nèi)在的機(jī)理，因此需要研究者另辟蹊徑，從宏觀與微觀的角度重新去探究這種新材料的原理，建立一些實(shí)用性較強(qiáng)的理論和模型，以對(duì)具體的工程實(shí)際進(jìn)行規(guī)范化的指導(dǎo)。同時(shí)，當(dāng)前形狀記憶合金還不完善，耗能高、功能單一等缺點(diǎn)使得其實(shí)用性不強(qiáng)，能夠開發(fā)出低能耗、出力大、多功能的控制器則是未來(lái)研究的重要方向。（2）可以預(yù)見(jiàn)，壓電材料將會(huì)成為工程結(jié)構(gòu)中力學(xué)測(cè)量的首選感測(cè)元件，但是其存在的主要問(wèn)題就是驅(qū)動(dòng)力小，雖然已經(jīng)有一些技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)這一缺陷，但是對(duì)于大規(guī)模的土木工程結(jié)構(gòu)而言，壓電材料并不能直接應(yīng)用，復(fù)雜的理論分析、高難度的集成技術(shù)研發(fā)，以及壓電驅(qū)動(dòng)器的開發(fā)技術(shù)和設(shè)計(jì)方法難度較大，都是制約壓電材料未來(lái)發(fā)展的瓶頸，是研究的難點(diǎn)、熱點(diǎn)和重點(diǎn)。（3）壓磁材料所面臨的問(wèn)題是在長(zhǎng)期的放置之后，會(huì)產(chǎn)生固體顆粒沉降，這種沉降對(duì)材料的穩(wěn)定性有著怎樣的影響效應(yīng)也需要更深入的研究。并且，其溫度適應(yīng)范圍較小，若能夠拓寬溫度作用范圍，將使得壓磁材料有著更廣的發(fā)展前景。
3.2智能材料研究難題
針對(duì)材料本身所面臨的主要問(wèn)題，未來(lái)在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用研究主要有下列一些難題：（1）結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)與保養(yǎng)；（2）形狀自適應(yīng)材料與結(jié)構(gòu)；（3）結(jié)構(gòu)減振抗震抗風(fēng)降噪的自適應(yīng)控制。這些問(wèn)題的進(jìn)一步研究將有助于工程質(zhì)量的提高，有助于降低工程災(zāi)害性事故的概率，有助于強(qiáng)化工程的安全可靠性，有助于推動(dòng)土木工程領(lǐng)域的高技術(shù)發(fā)展，有助于為土木工程領(lǐng)域注入新的發(fā)展動(dòng)力與機(jī)遇。
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關(guān)鍵詞 材料成型與控制工程 課程體系 教學(xué)改革
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
新能源主要包括太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能、氫能和核聚變能以及由可此衍生出來(lái)的各種非常規(guī)能源。相對(duì)于傳統(tǒng)能源，新能源普遍具有儲(chǔ)量大、可再生、污染少的特點(diǎn)。因而也常被稱為可再生能源或清潔能源。在2010年制定的全省“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃中，積極推進(jìn)可再生能源發(fā)電。重點(diǎn)發(fā)展生物質(zhì)能發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電。以湖北省為例，預(yù)計(jì)2015年湖北電網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)容量6220萬(wàn)kw，其中水電裝機(jī)3771萬(wàn)kw，火電裝機(jī)2332萬(wàn)kw，新能源發(fā)電裝機(jī)120萬(wàn)kw（風(fēng)力發(fā)電20萬(wàn)kw、光伏發(fā)電30萬(wàn)kw、生物質(zhì)能50萬(wàn)kw、垃圾發(fā)電20萬(wàn)kw）。①
新材料與新能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的命脈，廣泛滲透于人類的生活之中，影響著人類的生存質(zhì)量。新材料是高新技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性與先導(dǎo)性行業(yè)，每一次材料技術(shù)的重大突破都會(huì)帶動(dòng)一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)群的發(fā)展，其研發(fā)水平及產(chǎn)業(yè)化規(guī)模已成為衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步和國(guó)防實(shí)力的重要標(biāo)志。新能源的迅速發(fā)展，最終離不開新材料推進(jìn)。新能源材料的開發(fā)已經(jīng)越來(lái)越引起世界各國(guó)研究機(jī)構(gòu)的廣泛重視，新的技術(shù)和成果不斷涌現(xiàn)?？梢哉f(shuō)，新能源材料的開發(fā)和利用已成為社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要影響因素。
為適應(yīng)時(shí)代的需要，國(guó)家大力培養(yǎng)這一新興產(chǎn)業(yè)的專業(yè)人才。工學(xué)材料類專業(yè)的調(diào)整幅度最為突出。新設(shè)置的材料類冶金工程、金屬材料工程、無(wú)機(jī)非金屬材料工程、高分子材料工程等四個(gè)專業(yè)從原則上覆蓋了原來(lái)的（1993年教育部頒布的高等學(xué)院本科專業(yè)目錄）材料類的有色金屬冶金、冶金物理化學(xué)、冶金、金屬材料與熱處理、金屬壓力加工、粉末冶金、復(fù)合材料、腐蝕與防護(hù)、鑄造、塑性成形工藝及設(shè)備、焊接工藝及設(shè)備、無(wú)機(jī)非金屬材料、硅酸鹽工程高分子材料與工程以及化工類的高分子材料及化工等近十五個(gè)專業(yè)。近幾年來(lái)我國(guó)材料科學(xué)教育改革的迅速發(fā)展，幾乎全國(guó)所有設(shè)有有關(guān)材料專業(yè)的院校均已程度不同地參與了材料學(xué)科教育改革，并且開始出現(xiàn)了力圖根本突破原教育模式的新思路新方案。教育部2010年7月批準(zhǔn)在浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、中南大學(xué)等十一所高校設(shè)立新能源科學(xué)與工程專業(yè)，在四川大學(xué)、中南大學(xué)、湘潭大學(xué)等十五所高等院校設(shè)立新能源材料與器件專業(yè)。目前，湖北省武漢市共有高校26所，大部分的工科院科都設(shè)置有材料學(xué)科，且教學(xué)和科研實(shí)力都較強(qiáng)。其材料專業(yè)中以金屬材料、無(wú)機(jī)材料、高分子材料為主，華中科技大學(xué)、武漢大學(xué)等一流大學(xué)已經(jīng)進(jìn)入了新能源材料的研究。
1 當(dāng)前課程體系存在的問(wèn)題
自1998年國(guó)家教育部將原鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等專業(yè)合并成為“材料成型及控制工程”專業(yè)后，原鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等老專業(yè)變成了新專業(yè)所包含的學(xué)科方向。我國(guó)新的“材料成型及控制工程”專業(yè)的專業(yè)課程設(shè)置、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱等，總體上的一致之處是壓縮了原來(lái)的專業(yè)知識(shí)的教學(xué)內(nèi)容，但目前還沒(méi)有形成統(tǒng)一模式。②“材料成型及控制工程”是寬口徑的新專業(yè)，辦學(xué)歷史很短，完善的課程體系尚處于初始探索階段?，F(xiàn)行的材料成型及控制工程專業(yè)課程體系中以金屬材料為主要方向，與新能源產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展不適應(yīng)，對(duì)學(xué)生的就業(yè)也造成一定影響。
1.1 學(xué)科導(dǎo)論課定位不準(zhǔn)
在目前“材料成型及控制工程專業(yè)”的課程體系中，金屬材料仍占有較大的份量，教學(xué)內(nèi)容對(duì)非金屬材料，特別是新型復(fù)合材料的闡述較少，沒(méi)有體現(xiàn)新能源的發(fā)展對(duì)新材料的重大影響。
1.2 課程分配沒(méi)有結(jié)合新材料的發(fā)展
雖然在現(xiàn)行的課程體系中，理論課時(shí)較多，但專業(yè)課程中力學(xué)基礎(chǔ)理論課時(shí)少，相關(guān)的基礎(chǔ)理論支持性理論不全面，綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少，致使學(xué)生面對(duì)大型結(jié)構(gòu)件材料的認(rèn)識(shí)不足，對(duì)新能源領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)軟件的接觸機(jī)會(huì)較少。
1.3 所開課程與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系不夠緊密
目前開設(shè)的課程中，學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)較少，生產(chǎn)實(shí)習(xí)中，學(xué)生大多以參觀的形式進(jìn)入相關(guān)企業(yè)，時(shí)間倉(cāng)促，無(wú)法深入地認(rèn)識(shí)企業(yè)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限，與新能源材料相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備更少。學(xué)生很難理解課程內(nèi)容，實(shí)際應(yīng)用更難。在課程體系中，只注意傳統(tǒng)材料科學(xué)與技術(shù)教學(xué)的設(shè)置，不能滿足現(xiàn)代工程教育的需要。
1.4 實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)不明確
實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用金屬材料工程的設(shè)置內(nèi)容較多，大多數(shù)為對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容與知識(shí)的驗(yàn)證。實(shí)踐教學(xué)的系統(tǒng)性不強(qiáng)，缺乏創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)性強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐內(nèi)容，不能對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位系統(tǒng)的工程思維進(jìn)行訓(xùn)練。實(shí)踐課程設(shè)置形式單一，理想狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)脫離了“面向崗位”的宗旨。③
2 面向新能源發(fā)展的優(yōu)化方向
為滿足社會(huì)需求，材料成型及控制工程專業(yè)培養(yǎng)的人才應(yīng)比原來(lái)單一專業(yè)的人才所具備的知識(shí)結(jié)構(gòu)應(yīng)更合理，知識(shí)面應(yīng)更寬，所具備的綜合素質(zhì)應(yīng)更好，適應(yīng)性應(yīng)更強(qiáng)。④課程體系的可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。
2.1 面向新能源的快速發(fā)展，提升專業(yè)的方向特色
隨著新能源的不斷發(fā)展，新型復(fù)合材料及大型材料結(jié)構(gòu)件的覆蓋面越來(lái)越廣，與其他學(xué)科間的交叉滲透也在不斷加強(qiáng)，本學(xué)科目前的專業(yè)設(shè)置和學(xué)科研究方向要能滿足本學(xué)科相關(guān)行業(yè)今后對(duì)人才的需求，結(jié)合地理優(yōu)勢(shì)加強(qiáng)特色內(nèi)容的教學(xué)，不斷通過(guò)專業(yè)課程的調(diào)整和改革，培養(yǎng)出合格人才，推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
2.2 優(yōu)化課程體系，培養(yǎng)綜合素質(zhì)，突出“實(shí)踐、實(shí)用”
課程體系可按圖1的模式進(jìn)行優(yōu)化，在完善現(xiàn)有的培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上，注重知識(shí)體系的構(gòu)建和課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)培養(yǎng)的科學(xué)性和專業(yè)化。從知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力培養(yǎng)來(lái)滿足新能源發(fā)展的素質(zhì)要求，同時(shí)抓好課程內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)，梳理完整的學(xué)科結(jié)構(gòu)，重視生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用和獲取知識(shí)的科學(xué)方法，以綜合能力的提高為目標(biāo)，并推動(dòng)專業(yè)建設(shè)的可持續(xù)性發(fā)展。
2.3 模塊分類強(qiáng)化，突出“實(shí)踐、實(shí)用”教育理念
對(duì)課程體系進(jìn)行模塊分類（如圖2）后，逐一完善和改進(jìn)。新的課程體系強(qiáng)化核心基礎(chǔ)課程，形成理論力學(xué)——材料力學(xué)——結(jié)構(gòu)力學(xué)——工程熱力學(xué)等不同層次的力學(xué)知識(shí)體系。引進(jìn)新能源材料的熱點(diǎn)，加入桿塔設(shè)計(jì)、大型材料結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)方向的課程。實(shí)踐學(xué)習(xí)類課程加強(qiáng)對(duì)當(dāng)前新能源科技發(fā)展信息的吸取，增加應(yīng)用軟件的學(xué)習(xí)，以工程軟件實(shí)訓(xùn)的形式加強(qiáng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。在人文社會(huì)科學(xué)類模塊中，加入鍛煉學(xué)生的溝通及表達(dá)能力的課程，如學(xué)術(shù)講座、論文寫作、溝通與交流等內(nèi)容，培養(yǎng)未來(lái)現(xiàn)代工程的職業(yè)精神。優(yōu)化的課程體系既夯實(shí)基礎(chǔ)又提高綜合素質(zhì)，學(xué)生也具有了相應(yīng)的材料應(yīng)用維護(hù)、管理所必需的設(shè)計(jì)和測(cè)試能力，突出了“實(shí)踐、實(shí)用”教育理念。
2.4 探討專業(yè)新需求，實(shí)現(xiàn)本專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展
對(duì)“材料成型及控制專業(yè)”畢業(yè)生的社會(huì)就業(yè)情況進(jìn)行全面的社會(huì)調(diào)查，研究本學(xué)科專業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)和對(duì)專業(yè)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、人文素質(zhì)、創(chuàng)新素質(zhì)的具體要求，探討新能源的發(fā)展對(duì)“材料成型及控制工程專業(yè)”的課程新需求，一方面實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的專業(yè)辦學(xué)特色；另一方面，通過(guò)課程體系的優(yōu)化，促進(jìn)教學(xué)思想的不斷更新，以“新材料”推動(dòng)師資培訓(xùn)的“新發(fā)展”，以合理的課程體系幫助學(xué)生順利就業(yè)。
3 結(jié)語(yǔ)
在結(jié)合當(dāng)前新能源快速發(fā)展的條件下，探索“材料成型及控制專業(yè)”課程體系特色，新的專業(yè)培養(yǎng)模式既要體現(xiàn)國(guó)內(nèi)外的“大材料”思想，又要具有較為鮮明的新能源和地方特色，以適應(yīng)專業(yè)發(fā)展的要求。優(yōu)化的課程體系既滿足“大材料”通才教育，又合理規(guī)劃好新能源發(fā)展條件下“材料成型及控制工程”專業(yè)的新內(nèi)涵和外延，突出金屬材料、復(fù)合材料的在新能源行業(yè)的應(yīng)用和設(shè)計(jì)專業(yè)范圍，探索新的專業(yè)課程結(jié)構(gòu)和完整的培養(yǎng)體系。
注釋
① 周世平.新能源技術(shù)與湖北能源發(fā)展綜述[J].湖北電力，2011.35（5）：1-6.
② 樊自田，魏華勝，陳立亮，等.建設(shè)新型課程體系 培養(yǎng)寬知識(shí)面人才[J].高等工程教育研究，2004（1）：11-12.
關(guān)鍵詞：復(fù)合材料;成型工藝;發(fā)展
一、復(fù)合材料成型工藝的概述
根據(jù)復(fù)合材料的使用情況來(lái)看，質(zhì)量較好的復(fù)合材料，性能、可設(shè)計(jì)性等都比較好，可以在醫(yī)療、化工等行業(yè)中得到合理應(yīng)用。一般在進(jìn)行復(fù)合材料的成型工藝生產(chǎn)時(shí)，需要對(duì)制品的尺寸、性質(zhì)、表面質(zhì)量等給予高度重視，才能確保材料可以按照預(yù)設(shè)好的要求進(jìn)行合理設(shè)置，從而保證制品的整體性能。通過(guò)上述操作，結(jié)合面、增強(qiáng)材料能夠很好的結(jié)合在一起，并將揮發(fā)出來(lái)的氣體排出，最終有效降低制品的孔隙率。但是，受到操作技能、操作人員專業(yè)水平等多種因素的影響，復(fù)合材料成型工藝生產(chǎn)過(guò)程會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，大大降低制品的質(zhì)量、性能等。所以，根據(jù)制品的情況，做好生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作，選擇合適的工藝、設(shè)備等，才能真正降低生產(chǎn)陳本，最終滿足各行業(yè)的發(fā)展需求。
二、常見(jiàn)的幾種復(fù)合材料成型工藝
對(duì)復(fù)合材料成型工藝進(jìn)行全面分析發(fā)現(xiàn)，其與制品的使用效果、生產(chǎn)水平等有著直接聯(lián)系，因此，必須根據(jù)制品的實(shí)際情況，選擇最合適的復(fù)合材料成型工藝，才能達(dá)到制品的預(yù)期效果。目前，最常見(jiàn)的幾種復(fù)合材料成型工藝有如下幾種：
（一）模壓成型工藝
通常情況下，模壓成型工藝是在預(yù)先加熱過(guò)的模具內(nèi)放入已經(jīng)處理好的模壓材料，然后將比較合適的壓力施加到模壓材料上，以確保模具內(nèi)腔充滿有模壓材料，從而在一定溫度下使模壓材料被固化，最終將固化后的制品從模具內(nèi)部取出，并進(jìn)一步進(jìn)行加工。在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，很多因素都會(huì)給制品的質(zhì)量帶來(lái)不良影響，其中，壓制工藝產(chǎn)生的影響最大。目前，模壓成型工藝有著生產(chǎn)效率快、尺寸非常精確、可大量生產(chǎn)、表面光滑與整潔等多種特點(diǎn)，因此，在中小型復(fù)雜制品的生產(chǎn)上非常適用。但是，模具的設(shè)計(jì)、制造都有著較強(qiáng)復(fù)雜性，第一次進(jìn)行模具制造需要較高的投資，并且，在受到設(shè)備限制的情況下，只能制作出比較小型的模具。在先進(jìn)技術(shù)不斷推廣的現(xiàn)代社會(huì)中，增強(qiáng)材料大部分變成了長(zhǎng)短纖維，基礎(chǔ)性材料基本上是熱塑性、熱固性樹脂，從而促進(jìn)上述符合材料模壓成型工藝不斷發(fā)展，不但可以提高制品的性價(jià)比、生產(chǎn)效率，還能減少環(huán)節(jié)污染，其中，樹脂傳遞技術(shù)是非常重要的一種模壓成型技術(shù)，在滿足汽車、航天等多個(gè)領(lǐng)域的需求上有著重要影響。
（二）擠壓成型工藝
在實(shí)踐應(yīng)用中，復(fù)合材料的擠壓成型工藝是指在牽引結(jié)構(gòu)拉力的作用下，將浸泡過(guò)樹脂膠液的、連續(xù)的纖維束制作成產(chǎn)品的過(guò)程，通常是在固化爐或模具中固化，以將復(fù)合材料連續(xù)引。通常情況下，這種擠壓成型工藝有著產(chǎn)品穩(wěn)定性強(qiáng)、工藝控制較容易、生產(chǎn)效率較高的特點(diǎn)，但是，制品的橫向強(qiáng)度很弱，不能輕易中斷生產(chǎn)過(guò)程，生產(chǎn)設(shè)備有著較強(qiáng)復(fù)雜性，生產(chǎn)型材是限定的。隨著社會(huì)不斷發(fā)展，復(fù)合材料的擠壓成型工藝有著新的發(fā)展，其制品的性能得到了有效提高，不但具有一定可設(shè)計(jì)性，還能滿足更多行業(yè)的發(fā)展需求。
（三）纏繞成型工藝
從1946年纖維纏繞技術(shù)被注冊(cè)開始，這項(xiàng)技術(shù)在導(dǎo)彈頭錐、壓力容器、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體等多種產(chǎn)品的制造上得到了廣泛應(yīng)用，從而在社會(huì)不斷發(fā)展的過(guò)程中，其成為了聚合物基復(fù)合材料的重要成型工藝。一般情況下，纏繞成型工藝是指將已經(jīng)浸膠過(guò)的增強(qiáng)材料，按照相關(guān)規(guī)律在芯模上進(jìn)行纏繞，待其固化后成為制品。因此，通過(guò)纏繞成型工藝制作出來(lái)的制品，纖維可以伸直，并能按照相關(guān)規(guī)律進(jìn)排列，從而將纖維的強(qiáng)度充分發(fā)揮出來(lái)。所以，通過(guò)纏繞成型工藝制作出來(lái)的產(chǎn)品，有著較強(qiáng)的比剛度、比強(qiáng)度，其選擇的材料大部分是纖維和布帶，而纖維基本上玻璃纖維，再者是碳纖維和芳綸纖維。在自動(dòng)控制技術(shù)不斷推廣的情況下，纖維纏繞已經(jīng)發(fā)展到纖維鋪放，其制品可以是回轉(zhuǎn)體、表面呈現(xiàn)凹凸?fàn)睿部梢允怯泻艽笄首兓漠a(chǎn)品，對(duì)于擴(kuò)大纖維力學(xué)設(shè)計(jì)的自由度有著重要影響。
結(jié)束語(yǔ)：
綜上所述，在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和不斷變化的情況下，復(fù)合材料的成型工藝正在快速向著自動(dòng)化、智能化、現(xiàn)代化方向前進(jìn)，在一定程度上促進(jìn)復(fù)合材料成型工藝不斷創(chuàng)新。因此，復(fù)合材料構(gòu)件生產(chǎn)自動(dòng)化、快速固化技術(shù)等的推廣，給復(fù)合材料成型工藝不斷發(fā)展提供了重要支持，對(duì)于促進(jìn)各行業(yè)更好發(fā)展有著極大作用。
參考文獻(xiàn)
[1]李彩林，文友誼，竇作勇.復(fù)合材料成型工藝仿真技術(shù)[J].宇航材料工藝，2011，03：27-30.
關(guān)鍵詞：土木工程；材料工程；復(fù)合型人才
中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）09-0196-02
一、土木工程行業(yè)發(fā)展與材料的關(guān)系
土木工程屬于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展支柱性產(chǎn)業(yè)，它包括建筑工程，橋架工程，水利工程及港口工程等[1]。資源短缺、土地縮減、植被減少等問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，傳統(tǒng)的土木工程行業(yè)模式已逐漸顯現(xiàn)出自身的不足，急需要新技術(shù)，新材料的支撐[2]。目前，世界各國(guó)的城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)都強(qiáng)調(diào)以綠色建筑為宗旨的綠色環(huán)境[3]。人們?cè)诎l(fā)展的同時(shí)，更要注重可持續(xù)發(fā)展。
土木工程材料構(gòu)成整個(gè)工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定著土木工程的質(zhì)量及使用壽命。土木工程材料的發(fā)展，亦是整個(gè)土木工程界發(fā)展和前進(jìn)的基礎(chǔ)和動(dòng)力[4]。為適應(yīng)土木工程發(fā)展趨勢(shì)，綠色環(huán)保的建筑材料必將得到廣泛應(yīng)用[3-4]。
二、全國(guó)主要高校土木工程專業(yè)有關(guān)材料類課程設(shè)置
目前，全國(guó)主要高校對(duì)土木工程本科生培養(yǎng)模式大體相同[5-6]。以清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、廈門大學(xué)的土木工程材料課程為例，材料類課程設(shè)置如表1。表1表明，土木工程專業(yè)的學(xué)生在本科階段基本要求學(xué)習(xí)一門有關(guān)土木工程材料的必修課程及開展相關(guān)建筑材料實(shí)驗(yàn)。
三、土木工程專業(yè)增設(shè)材料類課程必要性
近二十年來(lái)，出現(xiàn)了多種新型土木工程材料，并在很多工程中得到了成功的應(yīng)用。為此，絕大多數(shù)企業(yè)正在著力進(jìn)行技術(shù)改造與引進(jìn)土木工程與材料工程復(fù)合型人才[7]。學(xué)校土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案應(yīng)該與社會(huì)需求實(shí)際相吻合[8]。市場(chǎng)對(duì)土木工程與材料工程復(fù)合型人才的需求增加，增設(shè)材料類課程很有必要。問(wèn)卷調(diào)查表明（圖1），絕大部分同學(xué)認(rèn)為現(xiàn)有的材料課程知識(shí)無(wú)法滿足將來(lái)就業(yè)的需要，希望開設(shè)更多的材料類課程。
四、“土木工程+材料工程”復(fù)合型人才培養(yǎng)模式
目前我校土木工程專業(yè)的學(xué)生只在本科階段學(xué)習(xí)《土木工程材料》這一門有關(guān)土木工程材料的必修課程。對(duì)于將來(lái)從事土木工程行業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，有必要深入地了解材料的性能、特點(diǎn)、施工等方面的基本知識(shí)。因此，本專業(yè)在依托學(xué)校現(xiàn)有的資源和在土木工程專業(yè)的人才培養(yǎng)大框架下，整合相關(guān)的材料課程，提出了“土木工程+材料工程”復(fù)合人才培養(yǎng)模式。
結(jié)合學(xué)院土木工程專業(yè)的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)原有計(jì)劃的調(diào)整，形成“土木工程+材料工程”復(fù)合型人才的培養(yǎng)計(jì)劃，主要措施如下。
（1）增加材料類課程：增設(shè)建筑材料科學(xué)與技術(shù)、建筑材料實(shí)驗(yàn)與檢測(cè)技術(shù)、建筑功能材料、建筑結(jié)構(gòu)材料、再生混凝土作為“土木工程+材料工程”復(fù)合型人才試驗(yàn)班的必修課程。各課程學(xué)分及學(xué)時(shí)要求如表2所示。
（2）增加相關(guān)實(shí)驗(yàn)：防水材料性能的測(cè)定；防火材料性能的測(cè)定；絕熱材料性能的測(cè)定；共振、敲擊法檢測(cè)混凝土動(dòng)彈模量實(shí)驗(yàn)；混凝土模擬缺陷超聲波探傷實(shí)驗(yàn)。
五、結(jié)論
（1）未來(lái)土木工程行業(yè)更加重視綠色、健康、環(huán)保建筑材料應(yīng)用。因此，開展“土木工程+材料工程”復(fù)合型人才培養(yǎng)非常有必要。（2）基于調(diào)研結(jié)果，提出了“土木工程+材料工程”復(fù)合型人才培養(yǎng)材料類課程及有關(guān)要求。
參考文獻(xiàn)：
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Exploration on the Compound Talent Training Mode of Civil Engineering and Materials Engineering
YANG Ping1，WANG Mu-chen1，SUN Zhen-ping2，XIAO Jian-zhuang1，SU Jing1
（1. College of Civil Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China；
2.School of Materials Science and Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China）
一、高校材料類本科專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀
目前，我國(guó)本科教育，特別是地方高校教育普遍存在的問(wèn)題是嚴(yán)重缺乏創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，難以適應(yīng)快速發(fā)展的人才市場(chǎng)需求。一方面，在實(shí)際教育過(guò)程中，學(xué)校注重理論教育，輕視實(shí)踐操作技能培訓(xùn)，只滿足在現(xiàn)有知識(shí)的記憶和再現(xiàn)，不能使用知識(shí)大膽創(chuàng)新探索。另一方面，學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入社會(huì)，在面對(duì)不斷變化的科學(xué)技術(shù)和先進(jìn)的生產(chǎn)手段的實(shí)際工作中遇到的創(chuàng)新主題，從自己的知識(shí)儲(chǔ)備的質(zhì)量和能力方面，似乎嚴(yán)重不足。近年來(lái)，材料科學(xué)與工程教育改革在中國(guó)發(fā)展迅速，許多高等院校材料從人才培養(yǎng)模式、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)方法等許多方面進(jìn)行了大膽的改革和創(chuàng)新。材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科，在淡化專業(yè)個(gè)性教育模式的基礎(chǔ)上，構(gòu)建“大學(xué)科”主題共用知識(shí)，培養(yǎng)面寬，在高質(zhì)量研究型人才培養(yǎng)方面取得了一些好的經(jīng)驗(yàn)和成果。對(duì)于“985工程”和“211工程”院?？赡芎苓m合，但對(duì)于生源差和科研實(shí)力不高的地方高校而言，不能盲目地復(fù)制其他重點(diǎn)大學(xué)的改革模式。
二、地方性高校金屬材料工程專業(yè)培養(yǎng)模式
1.地方性高校金屬材料工程專業(yè)定位。金屬材料工程是工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，在航空航天工業(yè)、能源化工領(lǐng)域、國(guó)防軍工方面、冶金機(jī)電行業(yè)均發(fā)揮著相當(dāng)重要的推動(dòng)作用。如何依托地方，為地方工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)具有金屬材料工程專業(yè)背景知識(shí)的應(yīng)用型創(chuàng)新人才，是目前國(guó)內(nèi)高校金屬材料工程專業(yè)建設(shè)面臨的重大課題。地方本科院校金屬材料工程專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)基于地域化目標(biāo)定位，結(jié)合自身資源條件和區(qū)域工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)人才的需求狀況，構(gòu)建金屬材料工程本科專業(yè)人才的培養(yǎng)體系，并通過(guò)突出地方特色培養(yǎng)金屬材料工程專業(yè)人才的核心競(jìng)爭(zhēng)力。根據(jù)江西省新材料產(chǎn)業(yè)和工程技術(shù)發(fā)展的實(shí)際需要，為江西省材料產(chǎn)業(yè)和工程技術(shù)發(fā)展儲(chǔ)備工程技術(shù)人才；同時(shí)增進(jìn)學(xué)校與政府、與金屬材料表面技術(shù)行業(yè)、金屬材料熱處理行業(yè)以及相關(guān)企業(yè)之間的互動(dòng)，聯(lián)合培養(yǎng)應(yīng)用型人才。此外，通過(guò)理論與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為載體，突出創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；以企業(yè)工程項(xiàng)目為載體，培養(yǎng)工程應(yīng)用意識(shí)，提升工程方面的素質(zhì)和能力，出于這種原因，我校金屬材料工程專業(yè)人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)定位是：具備金屬材料工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)，了解材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的相關(guān)專業(yè)知識(shí)，能在材料制備與質(zhì)量檢測(cè)分析、金屬材料熱處理、鋼鐵冶金與機(jī)械加工企業(yè)和相關(guān)行業(yè)工作，適應(yīng)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高層次、高素質(zhì)的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。
2.地方性高校金屬材料工程培養(yǎng)模式。金屬材料工程建設(shè)將學(xué)校的現(xiàn)實(shí)與當(dāng)?shù)貐^(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合，堅(jiān)持技術(shù)應(yīng)用研究人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，從而有效地開展錯(cuò)位競(jìng)爭(zhēng)、拓展生存和發(fā)展空間較大的專業(yè)。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，積極探索切實(shí)可行的人才培養(yǎng)體系、機(jī)制和人才培養(yǎng)模式。人才培養(yǎng)模式改革是各種教學(xué)過(guò)程改革的重中之重，應(yīng)該遵循高等教育的發(fā)展規(guī)律，仔細(xì)研究適應(yīng)未來(lái)高等教育的科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)培養(yǎng)高素質(zhì)人才的總體要求，建立起能夠充分激發(fā)在校大學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)積極性和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神，能使學(xué)生的個(gè)性得到充分發(fā)展，同時(shí)也能整體增長(zhǎng)知識(shí)、能力和素質(zhì)，具有新時(shí)代新特征的多樣化應(yīng)用型高層次工程人才培養(yǎng)模式。結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)的工業(yè)發(fā)展，九江學(xué)院的金屬材料工程專業(yè)在整個(gè)教學(xué)體系中，理論主干課程包括物理化學(xué)、電工電子學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、金屬工藝學(xué)、熱處理原理、熱處理工藝及設(shè)備、金屬材料學(xué)、材料研究方法、材料失效分析、材料力學(xué)性能、金屬材料工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)。與此同時(shí)，開設(shè)了兩個(gè)專業(yè)方向，（1）金屬材料塑性成型與模具方向：金屬塑性成形原理、鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)、沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)、擠壓工藝及模具設(shè)計(jì)、模具CAD/CAM軟件應(yīng)用、模具制造工藝學(xué)、Pro/E造型及模具設(shè)計(jì)、壓鑄工藝及模具設(shè)計(jì)。（2）金屬材料熱處理與測(cè)試方向：先進(jìn)材料制備技術(shù)、粉末冶金原理、無(wú)損檢測(cè)、材料的腐蝕與防護(hù)、冶金質(zhì)量分析、材料物理性能檢測(cè)、材料表面技術(shù)工程、先進(jìn)復(fù)合材料。為了配合理論教學(xué)，大量安排實(shí)踐性課程與之配套，讓學(xué)生能夠利用理論知識(shí)解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題，實(shí)踐性教學(xué)課程主要包括金工實(shí)習(xí)、金屬材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)、熱處理工藝及設(shè)備課程設(shè)計(jì)、粉末冶金原理課程設(shè)計(jì)、材料表面技術(shù)課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等。
三、地方性高校金屬材料工程專業(yè)培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新
1.培養(yǎng)模式進(jìn)行改革探索。作為地方性高校的金屬材料工程本科專業(yè)，應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到地方性區(qū)域工業(yè)經(jīng)濟(jì)未來(lái)發(fā)展對(duì)自己學(xué)校所設(shè)置的金屬材料工程本科專業(yè)人才的確實(shí)需求，根據(jù)該本科專業(yè)的定位和特色，確定專業(yè)人才培養(yǎng)模式。金屬材料工程專業(yè)的培養(yǎng)模式要從我校的實(shí)際出發(fā)，根據(jù)目前九江及周邊區(qū)域工業(yè)經(jīng)濟(jì)與本專業(yè)相關(guān)單位的現(xiàn)狀及發(fā)展，在原有培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上，逐漸將原有的一味培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才過(guò)渡到應(yīng)用技術(shù)研究創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)和定位，這樣才能有效地開展多層次培養(yǎng)，避免將學(xué)生培養(yǎng)成一個(gè)模子技能的技術(shù)人才，根據(jù)學(xué)生的特色，因材施教，拓展專業(yè)培養(yǎng)的發(fā)展空間，形成專業(yè)的辦學(xué)特色，形成應(yīng)用技術(shù)研究創(chuàng)新型多層次人才的培養(yǎng)新模式。
2.授課體系進(jìn)行改革修訂。為了能更好的對(duì)金屬材料工程應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)計(jì)劃和課程進(jìn)行改革，我們?cè)诂F(xiàn)有基礎(chǔ)之上進(jìn)行了以下準(zhǔn)備性的工作：在相關(guān)大學(xué)進(jìn)行調(diào)查研究，學(xué)習(xí)專業(yè)課程體系建設(shè)的成功經(jīng)驗(yàn)，探索課程建設(shè)的內(nèi)涵和專業(yè)內(nèi)容集成優(yōu)化，訪問(wèn)有關(guān)材料企業(yè)，了解社會(huì)對(duì)金屬材料工程本科專業(yè)所需要的新知識(shí)、新能力和高素質(zhì)要求，對(duì)九江學(xué)院近幾年畢業(yè)的金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行系列性的跟蹤調(diào)查，了解就業(yè)單位對(duì)我們學(xué)校該專業(yè)畢業(yè)生的滿意程度，以及該專業(yè)畢業(yè)生對(duì)現(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式、課程體系、專業(yè)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的意見(jiàn)及建議，邀請(qǐng)校內(nèi)外知名教學(xué)專家，召開系列專家指導(dǎo)會(huì)，制定該本科專業(yè)課程體系和專業(yè)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)方面改革的確實(shí)可行的方案，撰寫新的人才培養(yǎng)方案，專業(yè)教學(xué)大綱內(nèi)容將隨之進(jìn)行整合優(yōu)化。專業(yè)主干基礎(chǔ)課程建設(shè)得以加強(qiáng)，并根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的社會(huì)需求，設(shè)置相應(yīng)并可行的必修課程，同時(shí)形成金屬材料熱處理與測(cè)試方向、金屬材料塑性成型與模具方向兩個(gè)具有一定地域工業(yè)特色的專業(yè)方向，使該專業(yè)的在校大學(xué)生形成比較完整的基礎(chǔ)性知識(shí)及社會(huì)所需要的專業(yè)性知識(shí)。
3.配套平臺(tái)進(jìn)行改革探索。為配合模式及課程改革，必須對(duì)教學(xué)及研究平臺(tái)進(jìn)行更新建設(shè)，充分并有效地發(fā)揮本專業(yè)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備優(yōu)勢(shì)。近兩年，本專業(yè)在原有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過(guò)多渠道項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)購(gòu)置了200多萬(wàn)元的教學(xué)兼科研實(shí)驗(yàn)設(shè)備，滿足了本專業(yè)各種專業(yè)理論課程的配套實(shí)踐性教學(xué)需要。目前，九江學(xué)院金屬材料工程的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室有：表面技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、粉末冶金材料及工藝實(shí)驗(yàn)室、材料化學(xué)制備實(shí)驗(yàn)室、材料物性檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、材料熱處理實(shí)驗(yàn)室、金相制樣及分析實(shí)驗(yàn)室、鑄造技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)室和材料微納結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)室。通過(guò)這一系列實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)，金屬材料工程專業(yè)的發(fā)展將得以支撐。根據(jù)本專業(yè)的特色，在九江和周邊地區(qū)與九江新聯(lián)傳動(dòng)機(jī)械有限公司、九江森源科技有限公司、九江博德新材料研究公司、九江奧盛鋼纜科技有限公司等企業(yè)進(jìn)行實(shí)質(zhì)性地合作，建立產(chǎn)學(xué)研及學(xué)生實(shí)習(xí)見(jiàn)習(xí)基地，并聘請(qǐng)企業(yè)技術(shù)骨干和學(xué)校教師聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作，學(xué)生的實(shí)踐操作能力和工程技術(shù)應(yīng)用能力得以較好的培養(yǎng)。
四、結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞：“工程材料學(xué)”；航空航天專業(yè)；教學(xué)改革
“工程材料學(xué)”是航空主機(jī)類專業(yè)（包括飛行器設(shè)計(jì)與工程、飛行器動(dòng)力工程、飛行器制造工程和機(jī)械工程等專業(yè)）的學(xué)科基礎(chǔ)課程。該課程雖然僅有48學(xué)時(shí)，但承擔(dān)著為未來(lái)的航空工程師構(gòu)建材料知識(shí)體系的重任，對(duì)學(xué)生今后的發(fā)展起著重要作用。本文結(jié)合近年的工作實(shí)踐，對(duì)該課程在教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面的改革進(jìn)行研討。
一、高度重視航空和材料領(lǐng)域發(fā)展對(duì)“工程材料學(xué)”課程教學(xué)的影響
材料學(xué)既是基礎(chǔ)科學(xué)，也是應(yīng)用科學(xué)。材料科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，解決了很多工程領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題，有力地推進(jìn)了相關(guān)科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步，使得材料科學(xué)成為最活躍的科學(xué)領(lǐng)域，材料產(chǎn)業(yè)也成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)?！肮こ滩牧蠈W(xué)”以物理學(xué)、化學(xué)等理論為知識(shí)基礎(chǔ)，系統(tǒng)介紹材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技能，著重培養(yǎng)學(xué)生把這些知識(shí)應(yīng)用于解決工程實(shí)際中提出的對(duì)材料結(jié)構(gòu)、性能等方面問(wèn)題的能力。作為一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程，“工程材料學(xué)”具有較長(zhǎng)的開設(shè)歷史，在人才培養(yǎng)中發(fā)揮了重要的作用。航空航天領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)工程技術(shù)人員的能力素質(zhì)提出了更高的要求，特別是“卓越工程師”教育培養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施，對(duì)工程類課程建設(shè)的需求更加迫切，有必要以新的形勢(shì)為背景反思該課程的教學(xué)改革。航空以眾多學(xué)科知識(shí)、先進(jìn)研究成果為基礎(chǔ)，已發(fā)展成為一個(gè)由多個(gè)分系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)，需要工程技術(shù)人員采用系統(tǒng)工程的方法進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。現(xiàn)代航空技術(shù)一百多年的發(fā)展，使得人們可以在更大的范圍內(nèi)探索天空，也使得飛行器的工作條件更加惡劣，工作環(huán)境更加嚴(yán)苛?，F(xiàn)代飛行器不僅要具有速度快、航程大、載重多等特點(diǎn)，還要滿足節(jié)能低碳等要求。材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為解決航空航天領(lǐng)域的諸多難題提供了可能，“一代材料，一代飛機(jī)”已成為飛行器發(fā)展公認(rèn)的規(guī)律。這對(duì)航空航天工程技術(shù)人員的材料知識(shí)提出了更高的要求。在飛行器及其主要部件的設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)工作中，要全面認(rèn)識(shí)材料的性質(zhì)和特點(diǎn)，才能挖掘材料的潛能，充分利用材料的特性，滿足工作需要。面對(duì)航空航天迅猛的發(fā)展形勢(shì)，僅了解和掌握已有材料的知識(shí)是不夠的。具有創(chuàng)新素質(zhì)的工程技術(shù)人員，要了解材料科學(xué)與工程的發(fā)展方向和趨勢(shì)，分析材料領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)航空航天領(lǐng)域的影響，同時(shí)要認(rèn)真研究具體工作對(duì)新材料、新工藝的要求，明確材料發(fā)展的需求。在新型飛行器的研發(fā)過(guò)程中，要綜合考慮用戶對(duì)飛行器總體性能的多種要求，對(duì)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一的優(yōu)化。在落實(shí)對(duì)飛行器性能的要求時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，很多要求是相互矛盾的，比如飛機(jī)的航程和機(jī)動(dòng)性就存在著較大的矛盾。為了獲得較好的綜合性能，需要對(duì)飛機(jī)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，要及時(shí)掌握各種設(shè)計(jì)方案對(duì)飛機(jī)主要材料和工藝的要求，對(duì)飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合優(yōu)化。在此過(guò)程中，各部門工程師都需要和材料系統(tǒng)密切配合，才能實(shí)現(xiàn)信息和資源共享，降低全系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，提高系統(tǒng)的可靠性和綜合性能。材料科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展也對(duì)課程教學(xué)提出了新的要求。材料科學(xué)與技術(shù)是研究材料成分、結(jié)構(gòu)、加工工藝與其性能和應(yīng)用的學(xué)科。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，材料科學(xué)是發(fā)展最快速的學(xué)科之一，在金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料、耐磨材料、表面強(qiáng)化、材料加工工程等主要方向上的發(fā)展日新月異，促使“工程材料學(xué)”課程內(nèi)容的不斷充實(shí)。“工程材料學(xué)”課程要系統(tǒng)講授材料科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技能，使得學(xué)生掌握工程材料的合成、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用等方面的知識(shí)。早期的航空工程結(jié)構(gòu)以自然材料為主，如在美國(guó)萊特兄弟制造出第一架飛機(jī)上，木材占47%，普通鋼占35%，布占18%。隨后，以德國(guó)科學(xué)家發(fā)明具有時(shí)效強(qiáng)化功能的硬鋁為代表，很多優(yōu)質(zhì)金屬材料被開發(fā)出來(lái)，使得大量采用金屬材料制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)成為可能，也使得研究者們投入了更多的精力于金屬材料的探索。相應(yīng)地，這一時(shí)期“工程材料學(xué)”課程內(nèi)容也以金屬材料為主。上世紀(jì)70年代以后，復(fù)合材料開始在航空領(lǐng)域應(yīng)用。復(fù)合材料具有較高比強(qiáng)度和比剛度的優(yōu)點(diǎn)使得工程技術(shù)人員對(duì)其抱有很大的希望。航空工程師首先采用復(fù)合材料制造艙門、整流罩、安定面等次承力結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)在復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于機(jī)翼、機(jī)身等部位，向主承力結(jié)構(gòu)過(guò)渡。復(fù)合材料因其良好的制造性能被大量應(yīng)用在復(fù)雜曲面構(gòu)件上。復(fù)合材料構(gòu)件共固化、整體成型工藝能夠成型大型整體部件，減少零件、緊固件和模具的數(shù)量，降低成本，減少裝配，減輕重量。復(fù)合材料的用量已成為先進(jìn)飛行器的重要標(biāo)志。相應(yīng)地，復(fù)合材料必然要在“工程材料學(xué)”課程中占重要地位。鈦合金的開發(fā)和應(yīng)用使得飛行器具有更好的耐熱能力，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)、蒙皮等結(jié)構(gòu)的性能，有效解決了防熱問(wèn)題?！肮こ滩牧蠈W(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該及時(shí)反映材料科學(xué)在提高飛行器性能方面的新應(yīng)用與新進(jìn)展。與此同時(shí)，其他相關(guān)學(xué)科也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，使得主機(jī)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容大幅度增加，“工程材料學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)之間的矛盾愈加突出。
二、認(rèn)真分析專業(yè)教學(xué)對(duì)“工程材料學(xué)”課程的不同要求
“工程材料學(xué)”課程是一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)課，是基礎(chǔ)課與專業(yè)課間的橋梁和紐帶，在航空航天主機(jī)類專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手和創(chuàng)新創(chuàng)造能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)等方面具有重要作用。在多年的教學(xué)實(shí)踐中，該課程對(duì)主機(jī)類各專業(yè)采用同一標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)。雖然主機(jī)類各專業(yè)人才培養(yǎng)有其共性要求，但隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，專業(yè)分工越來(lái)越細(xì)，差異化特征也越來(lái)越明顯，因此“工程材料學(xué)”課程應(yīng)該充分考慮不同專業(yè)的具體需求，結(jié)合各專業(yè)的課程體系安排教學(xué)。飛行器設(shè)計(jì)與工程、飛行器動(dòng)力工程、飛行器制造工程和機(jī)械工程等主機(jī)類專業(yè)根據(jù)航空領(lǐng)域中的分工培養(yǎng)學(xué)生，畢業(yè)學(xué)生的工作要求有所不同，對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求也不一樣。就材料方面知識(shí)而言，不同專業(yè)學(xué)生也會(huì)有所區(qū)別，應(yīng)按照專業(yè)特點(diǎn)縱向劃分對(duì)“工程材料學(xué)”課程的要求。不同專業(yè)主要服務(wù)對(duì)象的材料特點(diǎn)是確定課程要求的主要依據(jù)。飛行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)要全面統(tǒng)籌飛行器產(chǎn)品及各部件的設(shè)計(jì)和制造，主要從事飛行器總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、飛機(jī)外形設(shè)計(jì)、飛機(jī)性能計(jì)算與分析、結(jié)構(gòu)受力與分析、飛機(jī)故障診斷及維修等工作，要求了解材料科學(xué)與工程的發(fā)展對(duì)現(xiàn)代飛行器設(shè)計(jì)技術(shù)的影響，因此要較全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知識(shí)，了解輕質(zhì)高強(qiáng)材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。飛行器動(dòng)力工程專業(yè)要求學(xué)生學(xué)習(xí)飛行器動(dòng)力裝置或飛行器動(dòng)力裝置控制系統(tǒng)等方面的知識(shí)，主要培養(yǎng)能從事飛行器動(dòng)力裝置及其他熱動(dòng)力機(jī)械的設(shè)計(jì)、研究、生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)和技術(shù)管理等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。飛行器動(dòng)力的重要部件對(duì)抗氧化性能和抗熱腐蝕性能要求較高，要求材料和結(jié)構(gòu)具有在高溫下長(zhǎng)期工作的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此，材料在高溫下的行為、性能和分析、選擇方法應(yīng)該是該專業(yè)“工程材料學(xué)”課程的重點(diǎn)。飛行器制造工程和機(jī)械工程等專業(yè)要針對(duì)現(xiàn)代飛行器工作條件嚴(yán)酷、構(gòu)造復(fù)雜的特點(diǎn)，采用先進(jìn)制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，并為飛行器維護(hù)提供便利。該專業(yè)要求學(xué)生理解飛行器各部件的選材要求，掌握材料的制造工藝。飛行器零部件形狀復(fù)雜，所用材料品種繁多，加工方法多樣，工藝要求精細(xì)。很多新材料首先在航空航天領(lǐng)域得到應(yīng)用，其制造技術(shù)具有新穎性的特征，設(shè)計(jì)、材料與制造工藝互相融合、相互促進(jìn)的特點(diǎn)非常明顯，這就要求學(xué)生在“工程材料學(xué)”課程中把材料基礎(chǔ)打好，適應(yīng)工藝和材料不斷發(fā)展的要求。雖然各專業(yè)對(duì)“工程材料學(xué)”課程的要求有所不同，但課程基礎(chǔ)一致。該課程名稱為“工程材料學(xué)”，即明確其重點(diǎn)在于將材料科學(xué)與技術(shù)的成果運(yùn)用于航空航天工程，把材料基本知識(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力?！肮こ滩牧蠈W(xué)”是相關(guān)專業(yè)材料學(xué)科的基本課程，學(xué)生要通過(guò)該課程了解金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料等微觀和宏觀基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)習(xí)材料研究、分析的基本方法，掌握材料結(jié)構(gòu)與性能等基礎(chǔ)理論，研究主要材料的制備、加工成型等技術(shù)，為更好地學(xué)習(xí)專業(yè)課程創(chuàng)造條件，為將來(lái)從事技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)等打下基礎(chǔ)。由此可見(jiàn)，在明確了各專業(yè)對(duì)該課程的個(gè)性化要求的基礎(chǔ)上，更要明確共性要求?！肮こ滩牧蠈W(xué)”課程要培養(yǎng)學(xué)生材料方面的科學(xué)概念，提升材料方面的科學(xué)素質(zhì)，扎實(shí)的材料科學(xué)與技術(shù)知識(shí)基礎(chǔ)是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程、提高綜合素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的必備條件，是進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，“工程材料學(xué)”課程采用“公共知識(shí)+方向知識(shí)”的模式比較合適，即把教學(xué)內(nèi)容劃分為每個(gè)專業(yè)均要求了解的材料領(lǐng)域知識(shí)和根據(jù)各個(gè)專業(yè)特色需要重點(diǎn)介紹的知識(shí)兩部分，既滿足了寬口徑、厚基礎(chǔ)的教學(xué)需要，又注重了后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)的要求，促進(jìn)了基礎(chǔ)理論和專業(yè)應(yīng)用的融合滲透，較好地滿足了材料、設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)一體化發(fā)展的需要，增強(qiáng)了跨學(xué)科、跨專業(yè)認(rèn)識(shí)問(wèn)題、思考問(wèn)題和研討問(wèn)題的能力。
三、多管齊下建設(shè)豐富的教學(xué)環(huán)境
作為一門學(xué)科基礎(chǔ)課程，“工程材料學(xué)”課程要根據(jù)學(xué)校人才培養(yǎng)創(chuàng)新目標(biāo)和相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、方案，結(jié)合卓越工程師教育培養(yǎng)的要求，注重與專業(yè)課程體系的融合，注重與工程實(shí)踐教育的結(jié)合，注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)業(yè)能力及綜合運(yùn)用知識(shí)能力的培養(yǎng)。在充分調(diào)研與分析專業(yè)人才培養(yǎng)對(duì)課程教學(xué)要求的基礎(chǔ)上，要對(duì)課程的教學(xué)大綱和內(nèi)容進(jìn)行修訂，與相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)有效整合，拓展教學(xué)活動(dòng)的空間，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍，加強(qiáng)與后續(xù)課程及實(shí)踐活動(dòng)的聯(lián)系，解決學(xué)科基礎(chǔ)課的教學(xué)與專業(yè)人才培養(yǎng)需求的脫節(jié)或不銜接等問(wèn)題?！肮こ滩牧蠈W(xué)”在第四學(xué)期開設(shè)，是一門承前啟后的課程。在前期開設(shè)的課程中，“大學(xué)物理”和“航空航天概論”是兩門直接相關(guān)的課程?！按髮W(xué)物理”提供了學(xué)習(xí)“工程材料學(xué)”的科學(xué)基礎(chǔ)，認(rèn)真分析“大學(xué)物理”知識(shí)點(diǎn)在“工程材料學(xué)”中的應(yīng)用，有助于學(xué)生更好地理解相關(guān)概念。“航空航天概論”以航空航天領(lǐng)域的發(fā)展為主線，介紹飛行器的組成及工作原理。如果在“工程材料學(xué)”課程講授之初讓學(xué)生重新回到機(jī)庫(kù)，從材料發(fā)展的角度再次審視航空航天的進(jìn)步，結(jié)合材料學(xué)的概念研究飛行器的組成及工作原理，會(huì)使得學(xué)生對(duì)該課程有比較全面的認(rèn)識(shí)。在相關(guān)專業(yè)的后續(xù)課程中，有好多課程與“工程材料學(xué)”密切相關(guān)，如“飛行器總體設(shè)計(jì)”、“發(fā)動(dòng)機(jī)原理”、“先進(jìn)制造技術(shù)”等，如果在“工程材料學(xué)”中對(duì)有關(guān)知識(shí)點(diǎn)作簡(jiǎn)單介紹，可以使學(xué)生更好地綜合分析相關(guān)概念，加深理解。在主機(jī)類專業(yè)培養(yǎng)方案中，“工程訓(xùn)練”是集中式的工程能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，其教學(xué)內(nèi)容與“工程材料學(xué)”密切相關(guān)?！肮こ逃?xùn)練”教學(xué)內(nèi)容以機(jī)械制造工藝和方法為主，包括熱處理、鑄造、鍛造、焊接、車削加工、銑削加工、刨削加工、磨削加工、鉗工、數(shù)控加工、特種加工、塑性成型等，每一種制造工藝和方法都與工程材料密切相關(guān)。在以前的教學(xué)工作中，材料是加工對(duì)象，對(duì)材料的性能等的介紹很簡(jiǎn)單，學(xué)生的認(rèn)識(shí)較淺。如果在“工程訓(xùn)練”教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)不同的加工工藝和方法對(duì)材料作較深入的介紹，從應(yīng)用的角度分析不同材料加工工藝和方法的適應(yīng)性，可以促進(jìn)學(xué)生把材料理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和工程實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。通過(guò)讓學(xué)生分析研究實(shí)際材料在加工過(guò)程中的表現(xiàn)來(lái)認(rèn)識(shí)材料的性能，通過(guò)感性認(rèn)識(shí)來(lái)體會(huì)材料變化的規(guī)律，把深?yuàn)W的材料科學(xué)理論知識(shí)和生動(dòng)形象的加工過(guò)程結(jié)合起來(lái)。這樣不僅強(qiáng)化了工程訓(xùn)練效果，還能讓學(xué)生把材料的知識(shí)學(xué)活，留下更深刻的影響，更好地發(fā)揮學(xué)生的潛力。航空航天主機(jī)類專業(yè)的課程設(shè)計(jì)是重要的綜合學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)任務(wù)一般是完成一項(xiàng)涉及本專業(yè)一門或多門主要課程內(nèi)容的綜合性、應(yīng)用性的設(shè)計(jì)工作，通過(guò)一系列設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)方案等文件體現(xiàn)工作成果。很多主機(jī)類專業(yè)的課程設(shè)計(jì)涉及材料的選用、處理等方面的問(wèn)題。按照教學(xué)計(jì)劃，“工程材料學(xué)”先行開設(shè)。因此，在相關(guān)課程設(shè)計(jì)中，有目的地提出材料問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生在更廣的范圍里選材，在更加深入的層面上分析材料性能，可以更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生自主探究材料科學(xué)的積極性，幫助學(xué)生把材料知識(shí)轉(zhuǎn)化為初步的工作能力，克服課程知識(shí)的碎片化傾向。
四、結(jié)語(yǔ)
航空航天是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的集大成者，該領(lǐng)域發(fā)展很大程度上取決于材料科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。材料學(xué)是航空航天工程技術(shù)人員知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要組成部分?！肮こ滩牧蠈W(xué)”要按照現(xiàn)代大工程觀的要求組織教學(xué)，才能實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，提高培養(yǎng)質(zhì)量。航空航天領(lǐng)域和材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展，極大地豐富了“工程材料學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容。要根據(jù)學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展需要選擇教學(xué)內(nèi)容，按照理論實(shí)踐結(jié)合、突出工程應(yīng)用的要求構(gòu)建知識(shí)體系。在教學(xué)工作中，應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)要求，深入研究材料學(xué)的基本要求和各專業(yè)的發(fā)展方向，形成“公共知識(shí)+方向知識(shí)”的“工程材料學(xué)”課程結(jié)構(gòu)，提高教學(xué)效率。統(tǒng)籌考慮專業(yè)教學(xué)與其他課程的聯(lián)系，以及課程設(shè)計(jì)、工程訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)，以“工程材料學(xué)”課程為中心，注重課程的縱向推進(jìn)和知識(shí)的橫向聯(lián)系，不斷加深對(duì)材料學(xué)的理解和掌握，培養(yǎng)多角度研究分析、跨專業(yè)交流合作、多學(xué)科解決問(wèn)題的能力。
作者:汪濤 周克印 單位:南京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
參考文獻(xiàn)：
[1]朱張校,姚可夫.工程材料[M].北京:清華大學(xué)出版社,2011.
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[3]王少剛,鄭勇,汪濤.工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)[M].國(guó)防科技出版社,2016.
關(guān)鍵詞：新型建筑材料；工程經(jīng)濟(jì)；工程性能
1新型建筑材料的現(xiàn)狀
21世紀(jì)是中國(guó)新型建筑材料工業(yè)發(fā)展的重要機(jī)遇期。在“十五”規(guī)劃期間，我國(guó)將新型建筑材料確定為重點(diǎn)發(fā)展行業(yè)。在“十一五”規(guī)劃和“十二五”規(guī)劃期間，新型建筑材料工業(yè)不斷在競(jìng)爭(zhēng)中進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化和升級(jí)，更是成為了國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要的一部分。“新型建筑材料”，即新應(yīng)用于建筑的有別于傳統(tǒng)的建筑材料，包括新出現(xiàn)的建筑原料和原料制品、基于原有建筑材料而出現(xiàn)的新制品。根據(jù)功能大致可分為以下四類[1]：新型墻體材料、型防水密閉材料、新型隔熱保溫材料、新型裝飾材料。新型建筑材料其材料性能在很大程度上超越了傳統(tǒng)建筑材料的局限，表現(xiàn)出節(jié)能、環(huán)保、輕質(zhì)高強(qiáng)等優(yōu)越實(shí)用性能的同時(shí)，大多數(shù)新型建筑材料都已實(shí)現(xiàn)了建筑材料功能的多樣化、質(zhì)量的優(yōu)越化和實(shí)用的人性化,也體現(xiàn)出如工業(yè)化生產(chǎn)、復(fù)合化、多功能以及極具鮮明的時(shí)代感等特點(diǎn)[2]。
2新型建筑材料對(duì)工程經(jīng)濟(jì)的影響
2.1新型建筑材料的工程經(jīng)濟(jì)影響分析
(1)新型建筑材料的不確定性難以作為工程所需數(shù)據(jù)的采集依據(jù)。建筑工程的相關(guān)預(yù)算過(guò)程中，必須依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)建筑工程量進(jìn)行相關(guān)換算，但是由于定額要求進(jìn)行工程量換算，或者依據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行定額子目選擇性采用，有些工程量無(wú)法進(jìn)行預(yù)算定額[3]。在新型建筑材料的應(yīng)用過(guò)程中，由于新型設(shè)備和新型建筑材料規(guī)格及型號(hào)難以同此類關(guān)鍵性數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)號(hào)，所以很容易產(chǎn)生了無(wú)法對(duì)定額準(zhǔn)確套用的問(wèn)題。(2)新型建筑材料的實(shí)用難以與現(xiàn)有相關(guān)定額進(jìn)行配合。新型建筑材料的快速應(yīng)用，很大程度上超越了我國(guó)現(xiàn)行的《全國(guó)統(tǒng)一市政工程預(yù)算定額》。在其相關(guān)施工工藝中，不僅很難對(duì)新型建筑材料進(jìn)行歸類和對(duì)號(hào)，而且還難以進(jìn)行定額。(3)新型建筑材料的發(fā)展突破了現(xiàn)有材料管理機(jī)制。我國(guó)的建筑材料管理機(jī)制在傳統(tǒng)建筑材料管理體系的影響下，發(fā)展相對(duì)滯后，其中很多指定的統(tǒng)計(jì)圖與登記表都難以與新型建筑材料的發(fā)展要求相適應(yīng)，因此很難將這些新型建筑材料進(jìn)行有效歸類，加之對(duì)部分新型建筑材料的規(guī)格和型號(hào)缺乏準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，因此，對(duì)建筑材料管理信息的準(zhǔn)確性、全面性和及時(shí)性都造成了不同程度的影響，嚴(yán)重制約了新型建筑材料應(yīng)用市場(chǎng)的發(fā)展，同時(shí)也妨礙了建筑工程經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)工作的有效開展。(4)新型建筑材料對(duì)工程建設(shè)成本與使用成本的影響不同。在工程建設(shè)過(guò)程中，由于新型建筑材料凝聚了較高的科技價(jià)值，使其價(jià)格的變化較為敏感，因此往往對(duì)工程建設(shè)成本造成很大的不確定性影響。而且其高科技性的特點(diǎn)，使其應(yīng)用操作費(fèi)用（包括人力費(fèi)用、器械費(fèi)用等）也相對(duì)較高。
2.2新型建筑材料的工程經(jīng)濟(jì)控制和管理
(1)優(yōu)化建筑工程投資項(xiàng)目規(guī)劃。在制定項(xiàng)目投資規(guī)劃時(shí)，要對(duì)影響工程經(jīng)濟(jì)的各方面因素進(jìn)行全面分析，要從建筑工程投資項(xiàng)目的投資決策、資源配置及技術(shù)運(yùn)用等多方面進(jìn)行科學(xué)有效的監(jiān)督與管理，從而建立一個(gè)相對(duì)健全的信息管理系統(tǒng)，以便對(duì)建筑工程項(xiàng)目的資金、人員、設(shè)備等進(jìn)行全面準(zhǔn)確的控制[4]。(2)加強(qiáng)對(duì)工程施工過(guò)程中的價(jià)格管理。施工環(huán)節(jié)的材料消耗量及材料價(jià)格對(duì)整個(gè)建筑工程的造價(jià)有直接的影響。新型建筑材料的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)建材市場(chǎng)的價(jià)格格局，因此，工程經(jīng)濟(jì)管理者應(yīng)該時(shí)刻深入關(guān)注市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，掌控好新型建筑材料的價(jià)格信息，以加強(qiáng)對(duì)工程施工過(guò)程中的價(jià)格管理。
3新型建筑材料對(duì)工程性能的影響
新型建筑材料以傳統(tǒng)建筑材料為基礎(chǔ)，通過(guò)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行改造，突破了傳統(tǒng)建筑材料的局限，使建筑工程的性能得到了極大地提升，更好的滿足了人們對(duì)建筑工程性能的多樣化需求。新型建筑材料所具有的輕質(zhì)高強(qiáng)、節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)越性能，促成了建筑工程性能的多樣化[5]。
3.1輕質(zhì)高強(qiáng)
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，建筑工程高層化逐漸成為解決城市建筑面積不足的主要方法。高層建筑的首要解決問(wèn)題是抗水平力，新型建筑材料所具有的輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)，在很大程度上減輕了建筑物的自重，同時(shí)加強(qiáng)了建筑物的工程質(zhì)量，從而有效地減小了地震作用給高層建筑所帶來(lái)的危害，推動(dòng)了建筑工程的高層化發(fā)展。
3.2節(jié)能
新型節(jié)能建筑材料的廣泛應(yīng)用，使建筑工程的外墻、門窗、屋頂及地板的保溫隔熱性能和密閉性能得到了大幅改善，在很大程度上提升了建筑工程的能源利用效率，減少了建筑工程對(duì)社會(huì)能源的消耗量。
3.3環(huán)保
新型建筑材料對(duì)原料和能源依賴的減少，以及對(duì)建筑垃圾、農(nóng)作物秸稈等生產(chǎn)生活廢棄物的二次利用，極大地減輕了新型建筑材料工業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，同時(shí)，增強(qiáng)了建筑工程的環(huán)保性能，推動(dòng)了建筑工程的生態(tài)化進(jìn)程。除此之外，新型建筑材料的其他優(yōu)越性能也推動(dòng)著建筑工程的綜合性能的提升，如人們對(duì)新型建筑材料智能化需求就在漸漸推動(dòng)著建筑工程的智能化，使建筑工程在未來(lái)社會(huì)發(fā)展中能夠更好地滿足人們的需求。
4新型建筑材料發(fā)展的意義
4.1經(jīng)濟(jì)意義
隨著未來(lái)新型建筑材料發(fā)展，及其社會(huì)市場(chǎng)的不斷拓展，新型建筑材料工業(yè)將為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增添無(wú)盡的活力。
4.2社會(huì)意義
新型建筑材料的低能耗、低污染、多功能等諸多符合我國(guó)當(dāng)前社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)優(yōu)勢(shì)，逐漸受到社會(huì)的認(rèn)可和需要。
4.3生態(tài)意義
新型建筑材料生產(chǎn)方式的進(jìn)步，在提高了資源利用率的同時(shí)，還極大地減少了其對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染和破壞。新型建筑材料的發(fā)展，從根本上說(shuō)，就是將研制低能耗、低污染和高價(jià)值的新型建筑材料的科學(xué)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)一步先進(jìn)化，其重要因素是科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。我國(guó)對(duì)新型建筑材料，特別是擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型建筑材料的需求市場(chǎng)相當(dāng)廣闊。面對(duì)目前民用建筑行業(yè)需求飽和化趨勢(shì)，高端功能性新型建筑材料將帶動(dòng)新型建筑材料工業(yè)的新發(fā)展。
作者:程國(guó)強(qiáng) 張楚鑫 單位:西北大學(xué)現(xiàn)代學(xué)院
參考文獻(xiàn)：
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新材料新工藝在裝飾工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，城市化建設(shè)水平逐漸深入，建筑行業(yè)得到蓬勃發(fā)展，同時(shí)帶動(dòng)了裝飾裝修行業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，建筑裝飾市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，國(guó)家資源能源和環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越突出，人們對(duì)裝飾材料、裝修風(fēng)格的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的建筑材料、工藝、技術(shù)難以滿足行業(yè)發(fā)展要求。為了適應(yīng)市場(chǎng)需求，裝飾行業(yè)在材料、工藝方面進(jìn)行了系列技術(shù)創(chuàng)新，一些新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)，并在實(shí)踐中得以應(yīng)用。
目前，我國(guó)許多建筑裝飾應(yīng)用了新材料、新工藝和技術(shù)，有些發(fā)展成為極具亮點(diǎn)和活力的標(biāo)志性建筑。如我國(guó)國(guó)家大劇院在音樂(lè)廳的天花吊頂和墻面裝飾上采用了一種“GRC”的玻璃纖維板，用于加固水泥的新型建筑材料，公共區(qū)域也采用這種裝飾材料，讓整個(gè)劇院更加美觀，同時(shí)最大化的利用了空間；人造塊材加工和掛裝等技術(shù)的應(yīng)用，塑造了紹興市國(guó)家檔案館的裝飾特色，它的大廳背景墻面是一副宋代紹興城區(qū)圖，這幅圖看似簡(jiǎn)單，其實(shí)它是采用一種銅浮雕施工的新工藝，凸顯了整個(gè)大廳的古典、素雅；江蘇省的美術(shù)館在裝飾工程中按照大理石、花崗巖的設(shè)計(jì)寬度斷面斜向鏤空，采用了石材百葉的新材料。此外，一些建筑的會(huì)議室背景墻面采用木塑板等裝飾新材料以及新型干掛工藝的使用等。新型的材料、工藝技術(shù)在裝飾工程中具有顯著的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在建筑行業(yè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技等多方面的共同促進(jìn)下，新材料、新工藝的應(yīng)用將日益廣泛，并最大化地滿足人們的多元需求。而作為裝飾裝修工程的從業(yè)人員，必須不斷學(xué)習(xí)，努力掌握和熟練各種新材料、新工藝新技術(shù)的使用方法，否則很容易被競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境所淘汰。
裝飾工程中新材料、新工藝的具體應(yīng)用
裝飾工程新材料、新工藝的應(yīng)用范圍是非常廣泛的，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，建筑及房屋裝飾裝修設(shè)計(jì)行業(yè)蓬勃發(fā)展起來(lái)，與此同時(shí)新材料新工藝的應(yīng)用范圍也得到了擴(kuò)展。在建筑行業(yè)的帶動(dòng)下，新材料新工藝在“建筑及景觀工程、室內(nèi)裝飾工程、給排水工程、強(qiáng)弱電工程計(jì)、空調(diào)系統(tǒng)工程、消防系統(tǒng)工程、監(jiān)控系統(tǒng)工程”等各項(xiàng)專業(yè)領(lǐng)域里得到應(yīng)用，其作用更加明顯。如此多的工程項(xiàng)目不可能完全詳述，因此文中只選取室內(nèi)裝飾工程來(lái)探討新材料新工藝的使用。
1.住宅建筑裝飾工程中節(jié)能環(huán)保材料的應(yīng)用
一個(gè)健康、舒適、美觀、實(shí)用、環(huán)保的住宅環(huán)境是現(xiàn)代居民的基本要求。通常情況下在住宅室內(nèi)裝飾中存在耗能較大的設(shè)施有很多，因此在裝飾過(guò)程中節(jié)能環(huán)保的新型材料成為首選。如室內(nèi)墻面和門窗設(shè)計(jì)中要采取隔溫性能較好的材質(zhì)，減少室內(nèi)熱量的流失和房間之間熱量的傳遞，墻面應(yīng)該保持光滑平整，門窗宜選擇導(dǎo)熱性能較低的材料。室內(nèi)屋頂面，頂層房間可以安置吊頂，同時(shí)在吊頂內(nèi)加入保溫隔熱層，可以在夏季避免高溫?zé)崃客ㄟ^(guò)吊頂傳入室內(nèi)。樓地面是保存室內(nèi)溫度的，可以選用硬木地板或厚層塑料地板等導(dǎo)熱性能較小的材料，從而加強(qiáng)其保暖效果，同時(shí)給人以溫暖舒適的感覺(jué)；還可以在地面構(gòu)造層中鋪保溫板或采用低溫輻射地板，更有利于提高室內(nèi)舒適度以及改善樓板保溫性能?，F(xiàn)在流行的有暖芯地板和軟木地板。室內(nèi)的燈光照明設(shè)備，根據(jù)實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的原則，應(yīng)該采用先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備，選擇具有高效性、節(jié)能性的照明設(shè)備；盡量選擇自動(dòng)開關(guān)的照明燈具，例如運(yùn)用聲控設(shè)備或者安裝翹板開關(guān)。采用節(jié)能型家電裝置如購(gòu)買節(jié)水省電型洗衣機(jī)、節(jié)水環(huán)保型座便器以及太陽(yáng)能熱水器，這些既為居民提高生活方便，又能大大節(jié)省家庭用電、用水，節(jié)約能源，降低家庭開支。相比室內(nèi)裝飾節(jié)能措施的復(fù)雜多樣，室外裝飾就比較簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)的建筑理念中，人們認(rèn)為外墻只起裝飾的作用，設(shè)計(jì)師沒(méi)有相關(guān)的節(jié)能技術(shù)，只能做到提升墻體防水效能的程度，但在保溫節(jié)能方面卻沒(méi)有作用。在環(huán)保節(jié)能理念的倡導(dǎo)下，建筑外墻體在漆料上應(yīng)該進(jìn)行保溫處理，或者可以用具有防紫外線且導(dǎo)熱值低的外墻貼面磚來(lái)代替。
2.建筑裝飾中新工藝的應(yīng)用和實(shí)施
目前我國(guó)裝飾工程中比較廣泛的應(yīng)用工藝和技術(shù)主要體現(xiàn)在墻面和地面上。給墻體和地面貼磚采用“墻地磚定位網(wǎng)格”工藝，它是一種特殊的網(wǎng)格，主要成分是廢舊塑料。這種工藝具有傳統(tǒng)工藝不可比擬的優(yōu)勢(shì)：如它技術(shù)要求簡(jiǎn)單，一般普通施工人員即可操作；工程施工速度是傳統(tǒng)工藝的5倍左右；節(jié)約水泥，外形效果整齊；工程工期短，節(jié)省大量成本；外墻墻面瓷磚粘貼牢靠沒(méi)有縫隙、防水性能較好，而且這種工藝技術(shù)在施工過(guò)程中發(fā)生意外事故的可能性較小。除了上述建筑裝飾工藝技術(shù)，在工程中還有“鋼筋工藝、高強(qiáng)混凝土配制工藝、海水拌制泥漿新工藝”等。
人們通常把材料、信息和能源 人們通常把材料、信息和能源并列為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱，并認(rèn)為他們是現(xiàn)代社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基本條件之一。在這三大支柱中，材料科學(xué)顯得尤為重要，可以說(shuō)材料科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要支撐，這主要體現(xiàn)在材料是人類社會(huì)進(jìn)步的里程碑，而先進(jìn)材料是高新技術(shù)發(fā)展和社會(huì)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，也因?yàn)樾畔⒑湍茉醇夹g(shù)的發(fā)展都與材料科學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展密切相關(guān)。材料一直是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，但材料科學(xué)的提出卻是20世紀(jì)60年代初的事情，也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。隨著人們對(duì)材料的制備、微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間關(guān)系等研究的逐步深入，各種材料體系，如金屬材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相繼建立起來(lái)。對(duì)不同材料的研究可以相互借鑒，也使得不同材料之間的相互替代和補(bǔ)充成為可能，由此也出現(xiàn)了復(fù)合材料的概念并得到了廣泛應(yīng)用。隨著人們對(duì)材料研究的深入，逐漸形成了材料科學(xué)與工程這門學(xué)科。這門學(xué)科除了研究材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系等基礎(chǔ)研究之外，還研究材料在制備過(guò)程中的工藝和工程技術(shù)問(wèn)題?，F(xiàn)在一般認(rèn)為，材料科學(xué)與工程主要包括組成與結(jié)構(gòu)、合成與制備、性質(zhì)及使用效能等四個(gè)方面，它是關(guān)于材料成份、結(jié)構(gòu)、工藝與它們的性能和用途之間的有關(guān)知識(shí)的開發(fā)和應(yīng)用的科學(xué)。由此可以看出，材料科學(xué)與工程科學(xué)有多學(xué)科交叉、與實(shí)際應(yīng)用密切相關(guān)等特點(diǎn)，并且也是一門正在發(fā)展中的科學(xué)。作為一級(jí)學(xué)科，材料科學(xué)與工程學(xué)科下設(shè)有材料物理與化學(xué)、材料學(xué)、材料加工工程三個(gè)二級(jí)學(xué)科。按照我國(guó)的專業(yè)規(guī)劃，材料科學(xué)與工程學(xué)科以材料學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)材料科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技能，并將其應(yīng)用于材料的合成、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用等方面。更進(jìn)一步講，材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)具備包括金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料等材料領(lǐng)域的科學(xué)與工程方面較寬的基礎(chǔ)知識(shí)，能在各種材料的制備、加工成型、材料結(jié)構(gòu)與性能等領(lǐng)域從事科學(xué)研究與教學(xué)、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)、技術(shù)改造及經(jīng)營(yíng)管理等方面工作的科學(xué)研究與工程技術(shù)人才。金屬材料領(lǐng)域涉及的金屬磁性材料和無(wú)機(jī)非金屬材料領(lǐng)域涉及的陶瓷基鐵氧體材料都已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。高分子領(lǐng)域的有機(jī)磁體，目前正在成為國(guó)際上研究的熱點(diǎn)，也是軟物理研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。由此可以看出，材料科學(xué)與工程領(lǐng)域涉及的各個(gè)方面，都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類，磁性材料作為具有特定物理功能的材料，在功能材料中占有很大的比重。當(dāng)前功能材料的研究和開發(fā)的熱點(diǎn)集中在光電子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物醫(yī)用材料、超導(dǎo)材料、功能高分子材料、先進(jìn)復(fù)合材料、智能材料以及生態(tài)環(huán)境材料等領(lǐng)域，這幾類材料幾乎都與磁性材料有直接或間接的關(guān)系，各類材料的磁學(xué)性質(zhì)無(wú)疑也是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。
隨著社會(huì)的發(fā)展，特別是信息功能材料的發(fā)展和應(yīng)用的日益廣泛，作為功能材料基礎(chǔ)的磁性材料得到了日益廣泛的應(yīng)用。與此相適應(yīng)的，在材料科學(xué)與工程學(xué)科的教學(xué)體系中，特別是在一些主干課程中都出現(xiàn)了與磁性材料相關(guān)的內(nèi)容也就成為歷史的必然。因?yàn)榇判圆牧蠌牟牧衔⒂^結(jié)構(gòu)上涉及到晶態(tài)材料、非晶態(tài)材料、納米晶材料，也涉及到金屬材料、陶瓷材料等無(wú)機(jī)材料，所以在《材料物理導(dǎo)論》中把“材料的傳導(dǎo)性和磁性”作為一個(gè)章節(jié)，《新材料概論》中與磁性有關(guān)的有“磁性材料”和“超導(dǎo)材料”兩個(gè)章節(jié)，《金屬功能材料》涉及到磁性的章節(jié)更多，有“磁性材料”、“金屬薄膜材料”、“非晶態(tài)金屬材料”、“信息材料”、“超導(dǎo)材料”及“智能金屬材料”等章節(jié)，在涉及到材料物理性能及測(cè)試的教材中，都會(huì)不可避免地涉及到磁學(xué)知識(shí)。在國(guó)外的教材中，情況也是如此，如《工程材料科學(xué)與設(shè)計(jì)》一書。在無(wú)機(jī)材料、陶瓷材料等課程中，也都會(huì)涉及到磁性材料，在材料物理性能的講授中，也必然會(huì)涉及到電性及磁性的內(nèi)容?？紤]到磁學(xué)知識(shí)的廣泛性及分散性，我校在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，有必要充分利用學(xué)校在這方面的優(yōu)勢(shì)，把磁學(xué)的相關(guān)知識(shí)單獨(dú)作為一門學(xué)科進(jìn)行講授，這樣既有利于學(xué)生對(duì)磁學(xué)知識(shí)有一個(gè)系統(tǒng)的理解，也可以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。磁性材料作為一種非常重要的基礎(chǔ)功能材料，在社會(huì)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，作為材料科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生，非常有必要對(duì)磁學(xué)及磁性材料的知識(shí)有一個(gè)專門的了解，這樣做會(huì)使學(xué)生受益終生。因?yàn)橐环矫嬗欣跀U(kuò)大他們的知識(shí)面和視野，也非常有利于他們就業(yè)；另一方面有的學(xué)生進(jìn)入研究生階段后，如果具備一些磁學(xué)相關(guān)知識(shí)，也非常有利于他們的學(xué)習(xí)和研究工作，《金屬材料結(jié)構(gòu)與性能》屬于材料科學(xué)與工程學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)教材和國(guó)內(nèi)外材料專業(yè)碩士的必修教材，也把“材料的磁性能”作為一個(gè)章節(jié)進(jìn)行講授。
作為重要的現(xiàn)代信息功能材料的磁性材料，其發(fā)展具有悠久的歷史，在這方面已經(jīng)有許多專門的文獻(xiàn)資料進(jìn)行了介紹，在此不再贅述。人類很早就開始了磁學(xué)的研究，但直到量子力學(xué)創(chuàng)立后，才對(duì)磁性的起源有了一個(gè)較為清晰的認(rèn)識(shí)，也就是說(shuō)，磁性本質(zhì)上起源于物質(zhì)的量子性質(zhì)。這就說(shuō)明要研究與磁性相關(guān)的現(xiàn)象，就必須具有《量子力學(xué)》的學(xué)習(xí)背景；要研究大量微觀粒子聚集體的磁學(xué)性質(zhì)，就必然要用到《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》的知識(shí)；要研究固體的磁學(xué)性質(zhì)，也必然要對(duì)《固體物理》有深入的了解。所以，在學(xué)習(xí)《磁學(xué)》課程之前，必須要以這三門課程的學(xué)習(xí)為先導(dǎo)，而在材料科學(xué)與工程專業(yè)中作為專業(yè)基礎(chǔ)課，都會(huì)專門開設(shè)這三門課程，這也就為磁學(xué)課程的開設(shè)創(chuàng)造了有利條件。我校的探索實(shí)踐表明，在講授中應(yīng)以《磁性材料》課程為主線來(lái)進(jìn)行講授，并且適當(dāng)增加一些必要的磁學(xué)知識(shí)和磁測(cè)量知識(shí)，以利于學(xué)生的理解，也有利于學(xué)生對(duì)其他相關(guān)課程的學(xué)習(xí)。我校幾年來(lái)的實(shí)踐教學(xué)都收到了良好的效果。人們對(duì)納米結(jié)構(gòu)體系與新的量子效應(yīng)器件的研究已經(jīng)取得了許多新的進(jìn)展，有許多成果已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，并由此帶動(dòng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)和技術(shù)進(jìn)步，從而掀起了納米科技熱潮。納米結(jié)構(gòu)由于具有納米微粒的特性，如量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)等特點(diǎn)，又存在由納米結(jié)構(gòu)組合引起的新的效應(yīng)，如量子耦合效應(yīng)和協(xié)同效應(yīng)等，這些都屬于量子力學(xué)現(xiàn)象，現(xiàn)代納米科技研究也多是以這些效應(yīng)為出發(fā)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行的，這些內(nèi)容也是材料科學(xué)與工程學(xué)科各門主干課程的重點(diǎn)內(nèi)容。磁學(xué)主要研究物質(zhì)的磁性及其起源，也就是研究與電子的自旋相關(guān)的性質(zhì)及理論。磁學(xué)從創(chuàng)立之初就一直在從事與量子效應(yīng)有關(guān)的知識(shí)研究。從量子力學(xué)創(chuàng)立至今，磁學(xué)從理論上對(duì)這些問(wèn)題的探索已經(jīng)有將近一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間，積累了豐富的知識(shí)，對(duì)磁學(xué)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，必然會(huì)大大促進(jìn)學(xué)生對(duì)材料科學(xué)與工程學(xué)科的學(xué)習(xí)和理解。
并列為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱，并認(rèn)為他們是現(xiàn)代社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基本條件之一。在這三大支柱中，材料科學(xué)顯得尤為重要，可以說(shuō)材料科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要支撐，這主要體現(xiàn)在材料是人類社會(huì)進(jìn)步的里程碑，而先進(jìn)材料是高新技術(shù)發(fā)展和社會(huì)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，也因?yàn)樾畔⒑湍茉醇夹g(shù)的發(fā)展都與材料科學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展密切相關(guān)。材料一直是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，但材料科學(xué)的提出卻是20世紀(jì)60年代初的事情，也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。隨著人們對(duì)材料的制備、微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間關(guān)系等研究的逐步深入，各種材料體系，如金屬材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相繼建立起來(lái)。對(duì)不同材料的研究可以相互借鑒，也使得不同材料之間的相互替代和補(bǔ)充成為可能，由此也出現(xiàn)了復(fù)合材料的概念并得到了廣泛應(yīng)用。隨著人們對(duì)材料研究的深入，逐漸形成了材料科學(xué)與工程這門學(xué)科。這門學(xué)科除了研究材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系等基礎(chǔ)研究之外，還研究材料在制備過(guò)程中的工藝和工程技術(shù)問(wèn)題?，F(xiàn)在一般認(rèn)為，材料科學(xué)與工程主要包括組成與結(jié)構(gòu)、合成與制備、性質(zhì)及使用效能等四個(gè)方面，它是關(guān)于材料成份、結(jié)構(gòu)、工藝與它們的性能和用途之間的有關(guān)知識(shí)的開發(fā)和應(yīng)用的科學(xué)。由此可以看出，材料科學(xué)與工程科學(xué)有多學(xué)科交叉、與實(shí)際應(yīng)用密切相關(guān)等特點(diǎn)，并且也是一門正在發(fā)展中的科學(xué)。作為一級(jí)學(xué)科，材料科學(xué)與工程學(xué)科下設(shè)有材料物理與化學(xué)、材料學(xué)、材料加工工程三個(gè)二級(jí)學(xué)科。按照我國(guó)的專業(yè)規(guī)劃，材料科學(xué)與工程學(xué)科以材料學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)材料科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技能，并將其應(yīng)用于材料的合成、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用等方面。更進(jìn)一步講，材料科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)具備包括金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料等材料領(lǐng)域的科學(xué)與工程方面較寬的基礎(chǔ)知識(shí)，能在各種材料的制備、加工成型、材料結(jié)構(gòu)與性能等領(lǐng)域從事科學(xué)研究與教學(xué)、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)、技術(shù)改造及經(jīng)營(yíng)管理等方面工作的科學(xué)研究與工程技術(shù)人才。金屬材料領(lǐng)域涉及的金屬磁性材料和無(wú)機(jī)非金屬材料領(lǐng)域涉及的陶瓷基鐵氧體材料都已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。高分子領(lǐng)域的有機(jī)磁體，目前正在成為國(guó)際上研究的熱點(diǎn)，也是軟物理研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。由此可以看出，材料科學(xué)與工程領(lǐng)域涉及的各個(gè)方面，都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類，磁性材料作為具有特定物理功能的材料，在功能材料中占有很大的比重。當(dāng)前功能材料的研究和開發(fā)的熱點(diǎn)集中在光電子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物醫(yī)用材料、超導(dǎo)材料、功能高分子材料、先進(jìn)復(fù)合材料、智能材料以及生態(tài)環(huán)境材料等領(lǐng)域，這幾類材料幾乎都與磁性材料有直接或間接的關(guān)系，各類材料的磁學(xué)性質(zhì)無(wú)疑也是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。
隨著社會(huì)的發(fā)展，特別是信息功能材料的發(fā)展和應(yīng)用的日益廣泛，作為功能材料基礎(chǔ)的磁性材料得到了日益廣泛的應(yīng)用。與此相適應(yīng)的，在材料科學(xué)與工程學(xué)科的教學(xué)體系中，特別是在一些主干課程中都出現(xiàn)了與磁性材料相關(guān)的內(nèi)容也就成為歷史的必然。因?yàn)榇判圆牧蠌牟牧衔⒂^結(jié)構(gòu)上涉及到晶態(tài)材料、非晶態(tài)材料、納米晶材料，也涉及到金屬材料、陶瓷材料等無(wú)機(jī)材料，所以在《材料物理導(dǎo)論》中把“材料的傳導(dǎo)性和磁性”作為一個(gè)章節(jié)，《新材料概論》中與磁性有關(guān)的有“磁性材料”和“超導(dǎo)材料”兩個(gè)章節(jié)，《金屬功能材料》涉及到磁性的章節(jié)更多，有“磁性材料”、“金屬薄膜材料”、“非晶態(tài)金屬材料”、“信息材料”、“超導(dǎo)材料”及“智能金屬材料”等章節(jié)，在涉及到材料物理性能及測(cè)試的教材中，都會(huì)不可避免地涉及到磁學(xué)知識(shí)。在國(guó)外的教材中，情況也是如此，如《工程材料科學(xué)與設(shè)計(jì)》一書。在無(wú)機(jī)材料、陶瓷材料等課程中，也都會(huì)涉及到磁性材料，在材料物理性能的講授中，也必然會(huì)涉及到電性及磁性的內(nèi)容?？紤]到磁學(xué)知識(shí)的廣泛性及分散性，我校在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，有必要充分利用學(xué)校在這方面的優(yōu)勢(shì)，把磁學(xué)的相關(guān)知識(shí)單獨(dú)作為一門學(xué)科進(jìn)行講授，這樣既有利于學(xué)生對(duì)磁學(xué)知識(shí)有一個(gè)系統(tǒng)的理解，也可以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。磁性材料作為一種非常重要的基礎(chǔ)功能材料，在社會(huì)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，作為材料科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生，非常有必要對(duì)磁學(xué)及磁性材料的知識(shí)有一個(gè)專門的了解，這樣做會(huì)使學(xué)生受益終生。因?yàn)橐环矫嬗欣跀U(kuò)大他們的知識(shí)面和視野，也非常有利于他們就業(yè)；另一方面有的學(xué)生進(jìn)入研究生階段后，如果具備一些磁學(xué)相關(guān)知識(shí)，也非常有利于他們的學(xué)習(xí)和研究工作，《金屬材料結(jié)構(gòu)與性能》屬于材料科學(xué)與工程學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)教材和國(guó)內(nèi)外材料專業(yè)碩士的必修教材，也把“材料的磁性能”作為一個(gè)章節(jié)進(jìn)行講授。