发布时间：2023-11-28 14:47:18
绪论：一篇引人入胜的材料科学与工程研究方向，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
2011年，北京科技大学、北京航空航天大学、大连理工大学、苏州大学和南京理工大学五所高校开始招收纳米材料与技术专业本科生。五所大学中，北京科技大学、北京航空航天大学和大连理工大学三所北方高校在材料科学上属传统名校，而南方院校苏州大学和南京理工大学把纳米材料成果产业化，形成了自己的特点。
北方三所高校算是材料科学与工程领域传统名校，值得注意的是，它们却均未设置专门的纳米材料研究机构，更多的是依托原有的强势学科，在传统材料研究领域引入纳米科技，寻求突破。
北京科技大学
北京科技大学原名北京钢铁学院，曾被誉为“钢铁摇篮”，其材料科学研究侧重点是金属材料。除了材料学院这个重点学院外，从事材料科学研究的还有新金属国家重点实验室、高效轧制国家工程研究中心、国家材料服役安全科学中心等机构，侧重点也不局限于金属材料，在无机非金属、高分子、生物医药材料等方面亦有建树。
目前，北科大纳米材料课题组主要研究纳米材料制备与表征、纳米材料改性、功能纳米材料等方面。此外，亦有部分老师研究纳米加工、纳米组装、纳米器件等应用方向。
北京航空航天大学
与北科大不同，北航材料学院在北航不属于重点学院，规模较小，师资力量仅百来人，这决定了北航材料学院的研究方向不会太广。作为航天航空院校，北航材料学院也有自己的优势，正在筹建的航空科学与技术国家实验室（航空领域最高级别实验室），它的侧重点在金属材料、树脂基复合材料及失效分析、先进结构材料、新型功能材料等方面。
在纳米材料上，北航材料学院重点关注纳米器件和纳米涂层。材料学院的纳米材料研究发展趋势可能是纳米技术在航天航空领域的应用。
大连理工大学
大连理工大学的材料学院在金属材料、材料加工方面实力强，基于大连的地理位置，材料学院还开设了五年制金属材料工程日语强化班。不过，纳米材料与技术专业并非隶属于材料能源学部，而是化工与环境学部。因而，大连理工大学的纳米材料研究偏化工类，包括纳米粒子合成化学技术、无机纳米功能材料、纳米复合材料等方向。纳米材料与技术专业开设的专业课中，亦有化工原理、基础化学、材料化学等化工类课程。可以说，这是大连理工大学纳米材料与技术专业的一大特色。
与北方三所高校相比，苏州大学和南京理工大学纳米材料与技术专业的发展方向截然不同。两所南方高校均成立多个纳米材料研发机构，在研究方向上，两所高校侧重于纳米材料器件应用，尝试产业化。这些特点可能与江浙一带出现纳米高新技术企业有关。
苏州大学
苏州大学没有材料科学与工程学院，而是材料与化工学部，研究偏向化工，在无机非金属、高分子材料方面实力不错。纳米材料与技术专业并没有开设在材料与化工学部，而是2010年成立的纳米科学技术学院。除了纳米科学技术学院，苏州大学研究纳米材料的机构还有2008年成立的苏州大学功能纳米与软物质研究院、2011年成立的苏州大学-滑铁卢大学苏州纳米科技研究院。其中，以中科院院士李述汤教授领衔组建的功能纳米与软物质研究院已初具规模，它以功能纳米材料和软物质为研究对象，侧重于功能纳米材料与器件、有机光电材料与器件、纳米生物医学技术等，寻求在纳米器件以及新能源、环保、医用等领域的应用。
南京理工大学
南京理工大学由军工学院演变发展而来，其材料科学与工程学院的材料学研究侧重于金属材料及复合材料。不过，南理工是国内最早开展纳米材料与技术研究的大学之一，正筹建纳米结构研究中心，研究侧重点是与纳米结构材料相关的分析、材料力学、电化学性能评估等。由南理工化工系和南京部分企业共同支持的南京市高聚物纳米复合材料工程技术中心，研究侧重点是纳米材料制备、应用、纳米催化聚合反应、纳米复合材料，该中心已与江苏部分纳米企业开展纳米技术产业化合作。此外，南理工还共建了金属纳米材料与技术联合实验室。
其他高校纳米特色
上海交通大学
上海交通大学材料科学与工程学院在各类相关排名中居首，教职工200多人，研究侧重点包括金属材料、复合材料、塑性成形、轻合金精密成型等，在中国是材料科学与工程学子公认的梦想学府。其材料学院也涉及纳米材料，比如，复合材料研究所部分老师从事纳米复合材料研究，微电子材料与技术研究所从事纳米电子材料研究。此外，上海交通大学还成立了微纳科学技术研究院，研究方向为纳米生物医学、纳米电子学与器件。生物医药工程学院也开展纳米材料的可控合成与制备、纳米生物材料等方面的研究。
清华大学
与北京航空航天大学相似，清华大学材料科学与工程系是学校名气大于院系实力，每年有数百人争夺材料系不足30个研究生名额。材料系建有新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，研究侧重点以陶瓷材料为主，同时涉及磁性材料、复合材料、电极材料和核材料。在纳米材料方面，清华材料系主要研究纳米材料结构、纳米材料合成和微纳米颗粒等。2010年，清华大学成立了微纳米力学与多学科交叉创新研究中心，主要研究微纳米器件、纳米复合材料在电能存储上应用和微纳米设备研发等。
北京大学
北大材料科学与工程系成立于2005年，教职工10余人，成立之初就把材料科学与纳米技术结合起来，欲在纳米材料与微纳器件方面有所突破。此外，北大成立了纳米化学研究中心，教职工7人直博生却达45人，主要研究领域包括低维新材料与纳米器件、纳米领域的基本物理化学问题。
西北工业大学
西工大是西部材料科学与工程实力最强的院校，其材料学院师资队伍近200人，有凝固技术国家重点实验室和超高温复合材料国防科技重点实验室。因此，其研究侧重点在凝固，复合材料和金属材料的实力亦不俗。在纳米材料方面，西工大成立了微/纳米系统研究中心，致力于航空航天微系统技术、微纳器件设计制造技术、微纳功能结构技术。总之，西工大的纳米材料研究可能集中于纳米器件在航天、航空、航海方面的应用。
留学两大国
纳米技术是交叉学科，包括纳米科技、物理、化学、数学、分子生物学等课程。报考纳米专业或方向的研究生在本科一般学的是材料学、材料物理与化学、凝聚态物理、物理化学等。就留学而言，由于纳米材料处于基础研究阶段，容易；各个国家在纳米材料方面投入大量资金，使得科研经费相对充足，相比于其他专业容易申请奖学金。这两点决定了留学攻读纳米技术专业研究生相对容易。
2000年，美国白宫国家纳米技术计划，美国的纳米技术得到飞速发展。总体上看，美国的纳米技术已经处在纳米技术实用化阶段，而其他各国仍处在纳米技术的基础研究阶段。美国各大高校也争相进入纳米材料各个研究领域——
实力强劲的麻省理工学院在太阳能存储、航空材料、燃料电池薄膜、封装材料耐磨织物和生物医疗设备领域的碳纳米管、聚合纳米复合材料等方面成果显著。
加州大学伯克利分校注重于纳米材料在能源、药物、环境等方面的应用，已卓有成效。
哈佛大学则侧重在生物纳米科技，即生物学、工程学与纳米科学的交叉领域。
康奈尔大学已经在纳米级电子机械设备、碳纳米管应用电池、纳米纤维等方面获得突破。
斯坦福大学重在纳米晶的光学性能、输运性能和生物应用，以及纳米传感器、纳米图形技术等。
普渡大学的纳米电子学、纳米光子学、计算纳米技术，尤其是计算纳米技术全球领先。
纽约州立大学奥尔巴尼分校专注于纳米工程、纳米生物科学，其纳米技术研究中心是全球该领域最先进的研究机构。
莱斯大学在纳米碳材料领域成果显著，在学校的研究人员中，纳米材料研究人员的比重约为四分之一，是美国纳米材料研究人员最多的大学之一。
此外，美国有很多研究纳米技术的实验室，它们比较愿意招中国大学生，这一点也值得注意。
日本算是最早开展纳米技术基础及应用研究的国家，早在1981年，日本政府就建立了纳米技术扶持计划。美国公布国家纳米技术计划前，曾派人去日本做调查。日本纳米技术的研发特点是企业界是主力军，它们试图将纳米技术融入到产业中。比如，日本企业纷纷斥巨资建纳米技术研究机构，同时建立纳米材料分厂实现产业化。此外，企业与大学、科研院所合作，开发纳米技术。比如，富士通和德国慕尼黑大学合作，三菱公司和日本京都大学合作。
与美国在纳米技术基础研究和生物工程技术领域领先不同，日本在精细元器件及材料的制造方面独占鳌头，日本对纳米材料研究的投入不断加大，也使得去日本读纳米专业是一个不错的选择。
Tips：何去何从
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）41-0216-02
面对21世纪的挑战，如何加强学生创新能力的培养，已成为我国当前高等教育改革的重要课题。随着社会经济发展和科学进步的需要，多学科已交叉渗透到与材料制备、结构、性质和应用各个领域。在科学技术高速发展，各种材料不断创新涌现，产业化的背景下，材料科学与工程专业以“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”原则，深化改革“材料工程应用复合型专业创新人才”培养方案，突破专业个性培养模式的约束。精心设计课程体系是实施创新教育的关键，是培养具有创新能力人才的核心环节，也是培养复合型人才的最有效途径之一。目前，“大材料”学科相互交叉渗透融合已成共识，专业课程却内容相对陈旧，逻辑和结构衔接不够紧密；设计性、综合性、创新性、开放性实验相对较少，支持专业培养目标的力度不够等问题日益凸显。在此背景下，本专业以材料的材料制备/加工、组织结构/成分、性能、应用四个要素及其相互关系为基础，构建专业核心课程群、专题选修课群、工程实践课程群为基本框架的课程体系。
一、整合课程内容，构建专业核心课程群
材料科学与工程专业培养计划从2007年开始，以全面系统的知识学习和综合思考能力培养为主，以材料制备/加工、组织结构/成分、性能及应用等四要素及其关系构成的材料学科共同基础知识作为重要的教学内容，构筑了“理论教学、实践教学、科学研究三个维度基本框架的新型课程教学体系”。目前，贵州大学材料科学与工程专业设置了“金属材料”、“材料压力加工”方向课程。为了满足“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”的培养目标，材料科学与工程专业按金属材料、材料压力加工二个方向的共同的或相近的学科基础、科学内涵、研究方法与研究设备，设计专业核心课程群，体现“大材料”学科共同的知识体系。如《固态相变》与《热处理工艺学》整合成《热处理原理及工艺》，《材料分析方法》与《材料物理性能》整合成《材料现代研究方法》，融入CAD、Origin、Matlab等软件组建新《计算机在材料中的应用》课程等；构建6～8门具有基础性、系统性、发展性特点的“专业核心课程群”（图1）。专业核心课程群以材料科学基础作为主线，安排各门课的教学内容，既相互衔接、循序渐进，又各有侧重、特点突出。便于学生学习材料共性规律，掌握有关材料及其关系构成的材料学科共同基础知识。鼓励教师把科研项目涉及核心课程相关的基础原理理论引入课堂教学，帮助学生树立完整、基本的知识观念，最大限度地拓展学生的知识结构，是培养应用复合型专业人才的重要组成部分。
二、设置专题选修课群，适应学生个性发展
加强理论基础同时，适当拓宽知识面，注重培养学生适应社会多样化、复杂化的能力。根据地方经济发展需求和学生个性发展，结合材料科学进展、专业教师科研特色，本专业在培养方案个性课程模块中设置“专题选修课程群”，让学生拓宽渠道获取更多学科专业知识，各得其所、各展其长，完善学生的知识结构系统，满足学生个性发展。学生根据其兴趣、未来发展、就业需要，自主选择相关课程。具体措施是：确定3～4个重点学术方向，每一方向下设置由3～4门课程组成的专题选修课程（图2）。学生可选择进入其中一个方向学习相关专业课程，使学生在熟悉共性知识基础上，掌握一种在国内处于领先水平的材料制备及组织控制技术。从而培养学生运用宽口径专业基础知识解决具体实际问题的应变能力和素质，提高学生适应知识经济社会的能力。
三、强化工程实践课程群，培养学生创新能力
实践课程是理论教学的延续。实践课程群主要包括《综合实验》、《认识实习》、《生产实习》、《毕业实习》、《毕业论文（设计）》及《综合素质拓展》等课程。为了进一步增加实验教学的综合性、研究性、设计性、先进性，对专题实验1、2、3内容进行整合，开设《综合实验》，强化学生创新能力和实践能力。专题实验1中验证性、演示性实验设计成综合性实验；专题实验3中引入3个教师科研项目创新性实验。鼓励学生积极参加国家数学建模比赛、省级节能减排设计研究、校级SRT计划等素质拓展活动，培养学生专业素质技能和实践创新的能力。校外实习基地涵盖材料制备—过程处理—组织观察—性能测试—应用的生产流程，可以满足各种实习教学的要求。引入电化教学等改革手段，学生能在短时间内吸收消化更多学科知识，掌握专业实习重点、难点，提高了实习质量。毕业论文采用“本科导师制”，选定基地技术人员或专业老师为导师，让学生提前进入导师课题组，熟悉设备操作，以不同的企业生产问题或科研课题内容加以培养创新能力。
从自身实际出发，材料科学与工程专业构建了应用复合型创新人才的课程体系。课程体系实施是一项系统工作，不可能一蹴而就，还需强化试验平台建设、教学改革、师资建设，课程评价体系等措施，才能确保其顺利实施和有效运行。
参考文献：
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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）39-0050-02
《材料科学基础》是材料类专业的一门重要基础课，自材料学院成立以来，就非常重视该课程的建设。然而由于该课程具有理论性强、内容繁杂、知识点多而且抽象等特点，如何解决好教与学的问题，一直是该课程教学改革的重点。
一、课程建设历程与教学改革背景
我校无机非金属材料专业自1994年开始招生后，就开设学科基础课程《无机材料物理化学》，主要讲授无机材料结构、性能等，教学内容及其适用面较窄。2005年根据教育部提出的拓宽专业口径，按专业大类进行人才培养的基本思路，将《无机材料物理化学》进行课程改革，增加内容，拓宽知识面，同时将课程更名为《材料科学基础》。1997年国务院学位办颁发的新专业目录，材料类的专业设置重新布局，新设置材料物理、材料化学等专业。我校1999年开始相继申办材料物理、材料化学专业并获省教育厅批准，作为这2个专业的学科基础，也相继开设了《材料科学基础》课程。经过多年建设，《材料科学基础》课程现已经成为材料学院所属各专业：无机非金属材料（含绿色建材方向）、材料物理（含邮电与信息学院、三本）、高分子材料与工程（含塑料成型与模具设计、包装材料方向）、材料化学等专业的必修专业基础课程。随着学科建设发展，为适应材料类专业的教学内容和课程体系改革的需要，适应21世纪材料学科的发展，改革传统的按材料分类的专业理论基础课，与国内外的“材料科学与工程”学科接轨，课程的教学内容和教学对象也逐渐拓宽，成为面向本院本科生开设的专业基础课，以强化基础、突出共性、拓宽专业面向。通过近几年的建设，现在已经初步建立了科学合理的材料科学基础课程体系，全部课程实现多媒体教学，达到了良好的教学效果。2005年《材料科学基础》建设成为武汉工程大学校级重点建设课，2007年评为武汉工程大学精品课程，并于2011年评为湖北省精品课程。
二、课程改革与实践
《材料科学基础》课程理论体系完备，理论与实际的结合性强，我们将金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料的基本知识进行了有机融合，拓宽了本课程的知识面，这将有利于构建和实施学生综合创新能力培养的教学体系，适应新世纪对人才培养“宽口径、厚基础、高素质、重创新”的要求。同时在教学过程中，为充分体现教学过程中“以教师为主导，以学生为主体”的教育理念，课程组对该课程教学方法和手段、实验课教学内容、课程考核办法等方面进行综合改革，并具体应用于教学实践中。实践证明教学改革措施为学生的自主性学习提供空间，为学生的创新性学习创造环境，为进一步的专业课程学习打下坚实的基础。具体措施如下：
1.改变教学方法和手段，采取启发式教学模式。改变传统的教师讲课，学生被动听棵的单向传输型传授知识模式，建立以学生为主体、以教师为主导的基于探索和研究的教学模式。调动学生思考能力，培养学生发现问题、解决问题的能力。注意理论和实践的接合，启发学生用所学理论进行思维，例如讲解“非均匀形核理论”后，引导学生分析雨的形成、人工降雨的原理，再深入到工业上广泛应用的晶粒细化，循序渐进，通过师生间互动式探讨，引导学生学以致用，现学现用，激发学生主动学习的兴趣。既有利于开发每个学生的潜能，激发他们的好奇心和探索精神，有利于创新能力的培养，又可加深对基础理论的理解。
2.应用现代化信息技术。在本课程建设中重视信息化技术手段在教学中的应用。授课教师精心编写了全部课程章节的多媒体教案，并且每年都进一步修订完善。多媒体教案具备非常丰富的图表实例和动画演示，讲员授课时用它取代传统的板书，传授给学生的知识更加直观鲜明、印象深刻，取得了好的教学效果。课堂教学和实验教学有配套的多媒体课件、网络课件，使用大屏幕课堂讲授与学生通过电子教材等自学相结合的方式。例如，对于“典型无机化合物晶体结构”难点内容，如果讲授时只通过教材上的示意图介绍，同学很难接受，效果不理想。若使用三维动画模型教学，学生很快就会建立起晶体结构、晶体中质点的堆积方式等一系列空间概念，掌握晶体结构、组成、性质之间的关系，并且为后面学习硅酸盐晶体结构打下很好的基础；对于“缺陷形成和运动”难点内容，通过flash模拟能形象地表示出各种点缺陷及位错的形成、运动和相互作用；对于“三元相图分析”难点内容，通过制作flas能动态展示不同组成点随状态变化在相图上的相变过程及相变过程表达式，包括相的变化、固液相组成的变化及自由度的变化以及它们之间相互影响的变化规律；对于“过程动力学”难点内容，通过制作flas模拟能清楚地表现无机材料制备的生产工艺流程和高温过程，如质点扩散、陶瓷烧成、水泥煅烧等。以现代化教学提高教学水平、教学质量和教学效果。利用现代教学手段进一步加强以学生学习为主体，教师起指导和解惑作用的教学理念。
3.构筑先进的实验体系。实验教学对于提高学生的动手能力、创新能力和综合解决问题的能力有着重要作用。在课程建设中，为加强实践教学，将实验教学建设与学院学科建设密切配合，无机非金属材料专业开设专门的《材料科学基础实验》课程，增加实验课时，增强实验体系的系统性，推进课程实践教学的全面提高。结合课程的内容，开设了3个基础性实验和2个综合性实验以及2个创新性实验，取得了新教学培养模式的良好教学效果。在设计性、创新性实验设计过程中，教师根据自己的科研项目和研究热点，结合科研实践，让学生学会科学的思维方式，让他们体会本课程的作用，明白学到的理论到底能解决什么样的实际问题。
4.重视课后习题以巩固课堂知识。每两个学时课程结束后都布置一定数量的习题，按课程进度要求学生按时完成作业，通过作业习题了解学生对课程知识的掌握情况。学生通过习题练习，加深了对理论和概念的理解，训练了学生分析问题和解决问题的能力。一章内容结束后要回头来依据教学大纲.将本章要求掌握的基本概念、基本理论、与前后章节之间的逻辑关系及要解决的关键问题进行总结。这样就等于给了学生个复纲，而且易于把握重点和难点内容，最后就很容易掌握好这门课。
5.全面的课程考核方式。为了更客观、合理、全面地考核学生的课程学习，最后的成绩由平时作业、课堂表现、考试等多部分取一定权重计算，学生平时的学习态度、努力情况以及对知识的真正掌握程度都会影响最后成绩，相比以往只计考试成绩的方法，更加科学合理。
三、教学效果分析
1.学生学习到的专业知识更加广泛，不再仅仅局限在自己所学的专业，如：高分子专业就只学高分子材料。这对学生所学知识的融会贯通是有利的，同时也有利于结合自身兴趣选择合适的研究方向。
2.实验课程与课程知识点结合得更加紧密，特别在后期开设创新性实验，学生根据自己对老师提出专业问题的理解，通过查文献、设计实验方案、开展实验这一系列过程加深对本课程所学知识点的理解。
3.近年来，材料科学基础课程组教师的学生评教分数保持在较高水平，特别是课程负责人在多次学生评教中排在全院第一名，并于2010年被评为武汉工程大学“教学名师”称号，课程组其他教师在学生教学评分中也位于学院前列，材料科学基础课程的教学受到学生的普遍赞扬。
4.材料科学基础是材料学、材料科学与工程专业的考研课程，考研成绩也可以反映出本课程的教学效果。近两年材料科学与工程学院考研率一直位于学校前列，稳定在30%以上，而且考上国内重点大学的考研率保持在10%以上。
参考文献：
[1]宋晓岚.《无机材料科学基础》课程建设与教学改革探讨[J].理工高教研究，2004，23（2）.
[2]张联盟，黄学辉，宋晓岚.材料科学基础[M].武汉：武汉工业大学出版社，2004.
