材料科学与工程专业发展战略研究

材料科学与工程专业发展战略研究

材料科学与工程教学指导委员会

2006-01-16 16:27:38 全国高等学校教学研究中心

根据教育部高教司2003年10月下发的《关于理工科各教学指导委员会研究课题立项的通知》（教高司函[2003]141号）精神，材料科学与工程专业教学指导委员会及时召开了会议进行认真讨论和布署，高分子材料与工程、材料物理与化学、无机非金属材料工程教学指导分委员会分别对相关高校下发了专业调查报告。在国内几十所高校、中国建筑材料工业协会的支持和配合下，我们积极开展调研，广泛收集资料，经过半年的辛勤劳动，撰写出本专业的发展战略研究。

本课题研究报告是以中国工程院、中国科学院《中国材料发展现状及迈进新世纪对策》咨询项目总报告、我国无机非金属新材料中长期科技发展战略研究报告、绿色和节能型建材制造技术发展战略研究报告为指导，以教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”中工科“材料类专业人才培养方案和教学内容体系改革的研究与实践”项目（33项）所取得的成果为依据，结合材料科学研究趋势、材料工业发展现状及人才需求情况，进行综合分析和整理而形成。

本课题分五个子课题进行：研究社会经济发展与材料科学与工程学科演变之间的关系；研究社会需求与材料科学与工程学科专业结构、人才素质之间的相互关系；研究我国材料科学与工程人才培养规格与培养模式的演变规律；研究社会对材料科学与材料工程相结合的综合性人才的规格要求；提出材料科学与材料工程专业教育改革建议与创新的措施。本研究报告是这五个子题研究结果的汇总。五个子题的研究结果详见子报告。

一、社会经济的发展与材料科学与工程学科演变之间的关系

在人类社会的发展过程中，材料的发展水平始终是时代进步和社会文明的标志。人类和材料的关系不仅广泛密切，而且非常重要。事实上，人类文明的发展史，就是一部如何更好地利用材料和创造材料的历史。同时，材料的不断创新和发展，也极大地推动了社会经济的发展。在当代，材料、能源、信息是构成社会文明和国民经济的三大支柱，其中材料更是科学技术发展的物质基础和技术先导。以下从三个方面来分析社会经济发展与材料科学与工程学科发展之间的密切关系。

1. 社会经济的发展对材料学科的发展始终发挥着巨大的推动作用

材料是人类社会进步的象征，也是社会经济发展的结果。

传统材料不仅为现代社会大量使用，同时在高新技术的推动和社会经济发展的要求下，其性能不断提高，满足了不同层次的社会需求。

近代的两次工业革命，给社会创造出巨大的财富，促进了社会经济的巨大发展。随着石油天然气的广泛应用，促进了高分子材料产品的石化工业迅速发展，于20世纪30年代形成了高分子学科，高分子材料发展至今，已经渗透到人类社会生活的方方面面。进入21世纪以后，新时期国民经济可持续发展对高分子材料的发展提出了更高的要求。在材料科学与工程学科

领域中，高分子学科与金属材料学科、无机非金属学科并列成为材料学科的重要分支。

当今社会正处于信息时代。这场始于20世纪中叶的信息革命，是人类科学技术上的一次重大飞跃，它对人类社会产生了深远影响，信息时代的快速发展和信息产业的巨大增长，给材料学科带来了史无前例的推动和促进作用。

总之，自从有了人类社会的历史以来，社会经济的发展对材料学科的发展始终发挥着巨大的推动作用。

2. 材料科学与工程学科的发展对社会进步产生的巨大影响

材料科学与工程学科有着丰富的内涵，不仅包括金属、陶瓷等传统的结构材料，而且包含了具有众多特殊性能和用途的功能材料。材料科学与工程的学科内涵和人才培养与社会经济发展的水平具有密切的关系。

20世纪60年代以来，随着材料工程技术的迅猛发展，材料已经不仅在种类上得到拓展，而且在包括光、声、电、磁、力、超导、高塑，以及超强、超硬、耐高温等机能与性能上获得极大的扩展与深度发掘。此类新材料的出现，推进了高技术产品的智能化与微型化，从而极大地影响着人类的现代生活、社会结构与文化价值。新材料与新能源，以及新材料与新能源中的高新技术的发展，正在极大地丰富着人类的物质与精神生活。材料与能源是人类文明的奠基石。

材料是支承工业生产与工业技术的物质基础。在现代社会的经济生活中，诸多高新技术产品都是与新材料技术的发展密切相关。新材料技术已经成为一个国家工业水平与技术能力的一个十分重要的标志。在现代经济结构中，新材料技术在国家发展中的战略意义是不容忽视的。

20世纪80年代出现的新技术革命,把新材料、信息技术、生物技术并列为新技术革命的重要标志。子报告中举例说明了材料学科的发展对20世纪文明发展的重要性以及对20世纪社会经济的巨大推动作用。

3. 社会经济及其他相关学科的发展与材料学科发展之间的关系

材料是一门实用的直接的科学和技术，所以，社会经济发展的需求，总是对材料的研究和发展产生了巨大的推动和牵引作用。

一般来说，材料的基础研究和带有明确目的的开发性研究都各有它们的价值。它们的效用有长有短，在实际生产上的体现有快有慢，但有一点是相同的，那就是要不断探索。材料的应用研究一旦成功，即一种材料诞生之后，它的应用价值和市场开发可以产生较大的辐射作用。现在的材料科学与工程学科是多学科性的，由于材料的应用越来越广泛，并渗透到各行业，许多领域都与材料的制备、性质、应用等密切相关，使得材料成为机械、电子、化工、建筑、能源、生物、冶金、交通运输、信息科技等行业的基础，并与这些相关学科交叉发展。所以，材料学科与其他学科的交叉是一个必然趋势，也是材料学科发展的一个重要特征。

现代科学技术发展的特点是，一方面学科呈现出多科性，新兴学科不断涌现；另一方面，学科发展又呈现出高度综合的趋势，交叉学科和边缘学科层出不穷。学科交叉的形

式可以多种多样。

国内绝大部分理工科高校一般都设有材料科学与工程系（或学院），包含的专业主要为材料类专业。未来科技的发展将是多学科的交叉和综合。为了迎接未来的知识创新和人才培养的新趋势，有必要在大学里建立新的结构层次，即跨学科的交叉中心。比如把材料科学、生物科学、医学工程科学结合在一起，构成交叉学科中心，这样必将大大推动材料学科在新领域的增长点。

二、社会需求与材料科学与工程学科专业结构、人才素质之间的相互关系

从传统的培养人才、科学研究，到后来的服务社会，现在又提出了教育具有传承文明、创造文明的使命，教育的功能得到了极大的扩展，大学已从社会的边缘走向社会的中心。从我国材料教育的四个发展阶段可以看出，材料科学与工程教育的形成和发展过程正遵循着从宽广到细分，又从细分到综合的科学发展普遍规律，也体现了社会需求与材料科学与工程学科专业结构、人才素质之间的相互作用关系。

1. 我国不同时期的社会需求决定了材料学科专业结构的特点

综观不同时期材料科学与工程教育的特点，不难发现，材料科学与工程学科专业结构、人才素质与社会需求之间的关系密切。

在新中国成立之前，为适应开发材料资源和满足当时的社会需求，我国材料教育主要是培养矿冶人才；新中国成立以后，工程人才极其缺乏，主要培养毕业后能够立即到国营工业领域担任设计、施工、运行等事业性工作的工科人才；改革开放以来，随着经济、社会和科学的发展，材料科学与材料工程之间的界线开始模糊，几大材料之间有了更多的内在联系和共性。于是，国内许多高等学校抓住机会，开拓学科领域，开展交叉、渗透、新型学科的科学研究，逐步打破原专业设置界限，加强二、三级专业学科间的相互渗透与联系，更新教学内容的改革思路；20世纪90年代，随着我国经济体制从计划经济向市场经济转轨，从拓宽专业口径出发，教育部对中国高等学校材料类本科专业的设置进行了整合，进一步推动了我国材料科学与工程教育的改革与发展，为探索与形成有中国特色的材料教育培养模式开创了新的局面。

2. 材料科学与工程技术的发展趋势对材料类人才素质提出新的要求

近年来，我国材料科学领域十分活跃，新概念、新构想、新方法不断出现，新材料在理论和技术上都有长足进展，其发展趋势有以下几个特点：

⑴在各类材料多样化基础上的一体化。

⑵合成—结构—性质—加工—实用性能五位一体，成为现代材料科学与工程的主要内涵。

⑶材料科学与工程的相互融合，两者间的相互影响和作用增强。

⑷多学科和跨学科的交流和合作是现在材料学科与工程主要发展模式。

⑸材料领域的研究进展速度极快，各种新材料、新工艺、新技术和新理论大量涌现，学术活动异常活跃，正进入一个史无前例的“材料时代”。

因此，作为新世纪高新科技的支撑，21世纪材料类专业人才必须具有良好的综合素质，必须通晓材料的制备与加工、组成与结构、性能与应用的材料科学与工程的全面知识。

3. 我国典型材料产业现状及存在问题

建筑业和建筑材料工业是我国国民经济的支柱产业。水泥、建筑玻璃、建筑卫生陶瓷和建筑墙体材料作为我国的四大类建筑材料，产量很大，居世界前列，但产品质量、产品结构及综合技术经济指标等方面与国际先进水平存在很大差距，主要表现在：产量大，但“大而不强”，产品质量档次低；集约化生产规模小，工艺技术装备落后，小、散、乱现象普遍存在；开发能力薄弱。

我国无机非金属材料是20世纪50年代末期为配合研制“二弹一星”创建和发展起来的，初步形成了生产、设计、科研、教育配套的新型产业。与发达国家相比，差距主要体现在几个方面：基础研究和关键技术落后；材料性能低、品种少、批量生产质量不稳定；制备技术及装备落后。

我国高分子工业起步较晚，但近年来发展很快，呈逐年上升的趋势，与世界发达国家水平相比，我国高分子材料的品种、产量、制造工艺、技术水平和人均消耗量均存在非常大的差距，研究能力比发达国家落后近10年，产业化能力比发达国家落后近20年。

由此可见，我国材料产业的研究力量和技术水平都还比较落后，急需具有开阔视野，有很强的工程实践能力，勇于探索，具有吃苦耐劳精神，有创新思维、创新能力高素质人才。

4. 社会对材料人才的需求现状分析

自20世纪60年代材料科学与工程学科作为一个统一的学科以来，经过几十年的努力，我国的材料类专业高等教育已取得了很大的成就和发展。在此，以11所院校无机非金属材料工程专业、11所院校高分子类专业、26所院校材料物理、材料化学专业本科毕业生就业情况及研究生招生情况的调查结果作为依据，进行我国社会对材料人才培养及的需求现状分析。

⑴无机非金属材料工程专业需求现状

我们对武汉理工大学、吉林大学、重庆大学、西南科技大学、武汉化工学院、东华理工学院、福州大学、河北理工学院、安徽建筑工业学院、沈阳建筑工业大学、西安建筑科技大学等11所院校2000—2003年的无机非金属材料工程专业招生与就业情况进行了调查。

结果表明，连续四年，社会对无机非金属材料工程专业人才的需求量大于本科毕业生毕业人数，需供比为2左右；对无机非金属材料专业本科生的需求主要来自于具有工程应用背景的企业，而提供了23%就业岗位的研究院所中也有相当多的是对工程、工艺知识要求高的设计院所；同时，有平均58%的学生在材料领域就业，21%的学生跨行业就业，有1%比例的学生自主创业，四年考取研究生的比例逐年上升，平均比例为19%；“211工程”院校学生就业结构与一般院校有一定区别，考研率、研究院所就业率及跨学科就业率都高于一般院校，用人单位对重点院校提供的岗位数大于一般院校，需供比可达3以上。

但企业对本科生的需求量仍是主流。这样的社会需求状况也就决定了我国高等学

校本科生培养目标的定位，应在重视工程教育的同时，兼顾科学研究能力的培养。

⑵高分子科学与工程专业需求现状

对11所“211工程”重点建设院校的高分子类专业本科毕业生就业情况和研究生招生情况所做的调查表明：高分子科学与工程本科毕业生从事本专业工作（包括考上硕士研究生的人数）占毕业总人数的％，表明目前毕业生人数与社会需求总体相适应；本科毕业生向往取得更高学历；从事高分子合成的毕业生人数逐年减少，从事高分子材料加工工作的毕业生人数大致持平，而从事高分子材料应用工作的毕业生人数略有增加，约占三者比例的50％。这一比例与我国高分子材料消费量的快速增长是完全吻合的。

可以预言，在今后一段时期，随着我国高分子材料工业的迅速发展和人均消费量的不断提高，以研发和营销为主的高分子材料应用人才的需求将进一步增大。从学位教育调查统计中可以看出，高分子材料类专业在学位教育方面已形成了合理的多层次的人才梯队：即以本科教育为基础，包括硕士、博士的培养体系已经形成。其中，高层次人才培养中的理工比例也显示以工科为主的明显特点，从而体现高分子材料是应用性较强，对工程人才需求较大的一个领域。

⑶材料物理、材料化学专业需求现状

我们对我国近4年24所高校的材料物理与化学类专业招生时间和规模、毕业生就业情况进行了统计，结果表明，本科生的招生规模上升最快，而博士生和硕士生的招生规模是在2003年有了一个明显的增加。招生规模的扩大表明社会对材料物理与化学类专业人才的需求在逐年赠加；各高校在材料类、非材料类的就业情况相差很大，攻读硕士学位的比例略有增加，这种差别应该与各高校的办学特色是分不开的，同时也表明，材料物理与化学类专业毕业生的就业面比较广泛，而并不仅仅限于材料类。因此，在材料物理与化学类专业的技术教育中，要结合市场需求，注重发挥本校的特色。

5. 社会需求与材料科学与工程学科专业结构、人才素质之间的相互关系

由上述分析可见，随着我国现代化建设的不断发展，材料科学与工程学科正向复合型、功能型发展，具有单一材料专业基础的人才已经不能满足社会需求，社会对材料类人才的需求已从原来需要较单一的技术人才转变为能适应不同生产力水平、不同产业部门的多层次、多规格的复合型人才，要求学生基础知识全面，具有扎实的理论和实践功底，并且能够胜任变化了的不同岗位。这些转变对高等教育人才培养模式、办学观念、管理体制等带来重大冲击，给材料类人才的培养提出了更高的要求。

在人类的这场历史性转变中，工程教育包括材料工程教育具有重要地位。加快材料学科教育的改革，培养能够适应社会迅猛发展，并能持久与健康地为人类材料技术和经济持续发展服务的创造性人才，已经迫在眉睫。这一时期改革的主要特点应是针对近年来我国材料科学与工程人才培养质量方面尚存在学生创新思维、创新能力和实践能力培养不足等问题，进一步加强材料科学与工程类专业教育改革的力度，拓宽专业口径，根据大材料的共性，将金属材料、无机非金属材料、高分子材料融合，开阔学生视野。重点对材料科学与工程类专业学生综合素质培养、工程实践能力培养、创新精神与创新能力培养进行研究，探索出一条适合我国国情的培养富有创新精神和实践能力的高素质材料类人才的路子，这对迎接21

世纪知识经济时代的挑战，提高我国材料工业水平并使之具有持续发展能力均具有重要意义。

三、材料科学与工程人才培养规格与培养模式的演变规律

材料是人类社会发展和科学技术进步的物质基础和技术先导，与社会、经济发展渊源密切。工业的迅猛发展要求与之相适应的科学技术与专门人才，17世纪中叶英国成立了皇家学会，之后又在大学设立工程学科，大大促进了科技人才的培养和发展。

20世纪前半叶，材料学科教育主要在冶金系。60—70年代，原设置冶金系的大学逐步将系名更改为材料系或冶金与材料系。随着非金属材料的发展化学化工系也部分转向材料。历史上看，材料系多由冶金系演变而来。

我国材料科学与工程教育起始于旧中国部分高校中采矿系、矿冶系等，形成和发展大体上可以分为四个历史阶段：1949年以前，在若干大学设置了矿冶学科，开创了我国现代材料教育的先河；1949—1966年，依照苏联模式进行院校调整，建立和发展了较完整的材料高等教育体系，造就了一支宏大的材料学科队伍；1978年至20世纪90年代初，材料教育在苏联教学模式的基础上在某些局部开始学习欧美，但是尚无突破性进展，形成了有中国特色的材料教育模式；20世纪90年代后期，在国家面向21世纪进行专业调整以及课程体系与教学内容改革方针的指引下，教育部对中国高等学校材料类本科专业的设置进行了整合，进一步推动了我国材料科学与工程教育的改革与发展，为探索与形成有中国特色的材料教育培养模式开创了新的局面。

20世纪后半叶，世界高等教育发生了巨大变化，出现了大众化、民主化、多样化、国际化和信息化的共同趋势。本科教育国际主流趋向：研究型或重点大学培养本科生把广博教育放在首位，专业培养放在次要位置。课程设置充分考虑当前材料发展的总体趋势，注意加强本科生关于材料的现代基础科学与人文社会科学的课程，使学生具有宽厚的基础理论知识和广泛的兴趣和视野。

在一个高度国际化、信息化的时代，中国高等教育在21世纪必将紧随国际发展的潮流，以适应社会发展和科技进步的需求。

我国材料科学与工程教育的发展趋势主要表现：（1）材料科学与工程的招生专业及招生规模发生变化。1994年，我国有144所高校设有材料类专业，涵盖的专业有20余个。1998年，教育部对本科专业目录进行调整，将上述20余个专业合并为6个专业，同时在引导性专业目录中提出材料科学与工程专业。我国高校2003年材料类专业招生达20300人，在校人数达73300人。从每年的招生人数看，材料科学与工程专业的招生规模有继续上升的趋势，而以金属材料工程专业、无机非金属材料工程专业招生的规模在下调，这也体现了培养宽口径材料类人才的发展趋势；（2）材料教育内容及范围不断扩大，已有专业的界限逐渐打破。我国材料科学与工程教育改革迅速发展，几乎全国所有设有材料专业的院校均已程度不同地参与了材料科学与工程教育改革，培养模式由“专业培养”向“学科培养”发展；课程设置从学科式课程向整合式课程转变，专业课程从中心地位向载体地位转变，课程内容从以学科发展为中心向以培养学生为中心转变。我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束，向其他专业甚至其他一级学科渗透；（3）材料教育中培养学生实际能力的条件在不断改善。随着高等院校科研工作的不断提高，以及国家对教育的重视和大量的投入，用于培养学生实践能力的基础设施不断得到完善，使学生的实际操作动手水平、分析和解决问

题的能力得到了明显的提高。

四、社会对材料科学与材料工程相结合的综合性人才的规格要求

材料科学与材料工程学科是伴随着社会发展对材料研究的需要而形成和发展的。作为人类赖以生存和发展的物质基础，尽管材料的使用几乎和人类社会的形成一样古老，但材料科学与工程学科的发展历史却非常短暂。但是，在仅仅50年的发展过程中，材料科学与工程学科已经充分显示了其在现代科学技术发展、人类社会进步中所处的重要地位。在我国材料科学与工程学科的发展过程中，由于历史的原因，材料科学与材料工程的研究内容逐步形成了明显的界限，其人才培养的规格也存在显著的区别，即分别进行材料理论研究的科学家和材料应用研究的工程师的培养。而随着社会的发展及国际竞争日趋激烈，社会对材料研究专门人才的需求已经淡化了材料科学与材料工程的概念，更多的需求转向了材料科学与材料工程相结合的综合性人才。这体现了现代社会经济发展中对人才知识结构和能力结构的实际需要，在材料科学与工程专门人才培养的过程中，必须将更多的注意力放在这种社会变化上，结合各高等院校的特点，使传统的材料科学与材料工程人才的培养向实现二者的有机结合逐渐过渡。

1. 社会对材料科学与材料工程相结合的综合性人才的要求有其历史根源

1956年苏联第一颗人造地球卫星的发射成功，使美国认识到材料的重要性，并广泛开展了材料的研究，于是材料科学与工程便以此为契机，茁壮地发展起来了。因此，材料科学与工程的诞生就是由于社会对材料科学与材料工程相结合而产生出的惊人的科技成果的应激性反馈。

材料科学与工程的形成与发展有着内在的、更深刻的原因。材料的研究涉及到多种学科，材料科学与材料工程必须相结合才能转化为生产力，从而为人类社会的进步做出应有的贡献。

因此，社会对材料科学与工程综合性人才的需求是有其历史性根源的。

2. 社会对材料科学与材料工程相结合的综合性人才的要求的现实原因

随着现代社会经济的发展，对材料研究专门人才的知识结构与能力结构的要求也同步发展，特别是我国实现传统计划经济向现代社会主义市场经济转型的现实和加入WTO后面临的更激烈的国际竞争，使社会对材料科学与工程的综合性人才的需求有了更深层次的扩展。

3. 材料科学与材料工程相结合的内涵

材料科学与工程的定义是：研究有关材料成分/结构、制备/合成、性能和使用效能及其关系的科学技术与生产。对材料四要素的认识和理解，要有动态的观念，材料科学与工程四个基本要素的说明和控制应放在更高、更深的层次。

从材料的基本教育来说，它面向材料四要素。

材料科学与工程的研究领域与纯科学研究领域及与某些专业工程研究领域都会有重叠，而且应该鼓励这些合作与交叉研究。但从学科与基本教育看，与纯科学的区别以及化工

是有区别的。

因此，我们需要材料科学家，要对材料从合成到服役的全过程进行综合性的研究，应该特别重视材料在制备过程中的重现性和材料品质的一致性等非常重要的实际问题。

4. 社会对材料科学与工程综合性人才的规格要求

社会对材料科学与工程学科综合性人才的规格要求是多元化并具有显著地方性特征的，但其对材料科学与工程综合性人才规格的总体要求是具有一定共性的，主要体现在素质结构要求、能力结构要求和知识结构要求三个方面：

（1）素质结构要求包括思想道德素质、文化素质、专业素质、身心素质。

（2）能力结构要求包括获取知识的能力、应用知识能力、创新能力。

（3）知识结构要求包括工具性知识、人文社会科学知识、自然科学知识、工程技术知识包括、经济管理知识包括、专业知识包括。

五、材料科学与工程专业教育改革与创新的措施与建议

材料科学作为基础科学，近20年来为推动世界经济发展发挥了巨大作用。我国现行的教育模式所培养的学生过分强调专业个性，学生知识面窄，要改变和适应新领域需要一个较长的学习过程。这种方式已经不适合当代社会经济和科学技术发展的需要。对材料教育进行全面改革与创新是摆在我们面前的一个迫切的问题。教育改革与创新应以提高教学质量为主要目标，培养学生的创新意识和能力为核心。必须采取具体措施，从建立新型的教学模式和多样化的培养模式、培养方案的优化、课程体系的创新设计等方面推动材料科学与工程（材料科学与工程）的教育改革。

1. 建立以理论教学、实验教学、科学研究三个维度基本框架的新型教学模式

材料科学与工程是一门实用的、直接的科学与技术，它不同于抽象的衍生的科学。材料科学与工程的应用越来越广，它渗透到与材料制备、结构、性质和应用有关的许多领域，与物理化学等学科有非常密切的关系。多学科性成为材料科学与工程的一种重要特征。因此，材料类专业人才的培养应以理论教学、实验教学、科学研究三个维度构成教学基本框架，改变传统教学中三个维度衔接不够的状况，通过三个维度相互交叉、有机结合构建新型的教学模式，以促进学生积极地投入到学习活动中，提高教学质量。

理论教学：作为构建框架的基础，以全面系统的知识学习和综合思考能力培养为主，强调宽厚的基础教育、学科知识横向与纵向间的联系。

实践教学：作为理论教学的延续，通过对学校资源和教学内容有效整合，开设综合性、设计性实验，使实验教学不再仅是理论的再现和简单证明，而是强调理论在应用中的相关性和综合性。同时，也是引导和激发学生走向科学研究的起点。

科学研究：一方面把理论教学和实验教学中学到的知识和技能用于解决实际的科学研究问题中，另一方面在解决这些问题的过程中充分发挥和体现个体的主动性和创造性。可通过在教学安排上的调整、导师制的实施等方式使学生尽早地进入实验室，参与教师的研究工作。

2. 建立多样化的人才培养规格和培养模式

多学科的交叉已经成为材料科学与工程发展的一个重要特征。在材料研究、开发、应用和产业化过程中系统组织和全面协同是发展和利用现代科学技术的有效方法。不同层次上、不同专长背景的人才的有机组合是实现这一目标的基础。

过去在材料类专业人才培养中按工种（行业）分割专业的单一培养模式受到冲击，培养模式由“专业培养”向“学科培养”发展。

不同的学校可根据不同的类型、不同的办学条件按一级学科、二级学科、三级学科设置不同专业并选择确定不同的培养模式。培养模式的选择和确定，首先可根据各个学校的教学软件和硬件条件，或是按是否为“211工程”重点大学或重点学科，划分研究型大学和技术型大学，前者着重培养高层次的研究型人才，后者重点培养工艺工程师和高等职业技术人才。在同一所大学中，通过大二后的分流教育，使一部分学生直接面向技术和应用型工作，一部分学生则为继续深造侧重基础科学研究的教育。

由于培养模式要反映当代科学和社会、经济、文化的发展，必须与时俱进地不断进行动态调整。允许各个学校的材料专业独立地、交叉地或者在其他专业内以专业方向的形式自由发展。同时，必须克服重专业外延发展，轻职业内涵建设的倾向，加强材料学科专业内部的交流。探讨各种层次教育的不同定位，鼓励各个学校办出自己的专业特色，全方位满足社会的需求。各个学校的准确定位、互补和协同是促进材料科学与工程高等教育继续发展的关键。

3. 构建和优化适应社会需求的培养方案

新的培养方案的制定应注重使学生具有较宽的基础知识和专业知识，专业设置不可过细，使素质教育、能力培养贯穿于学校教育的各个环节中，同时培养方案能够适应社会需求的动态变化。

以终身教育、素质教育和创新教育的思想观念为指导，根据不同层次人才培养模式，从培养目标、培养体系、培养环节等方面确定人才培养方案的基本框架。

培养目标：根据学校对培养学生的层次不同、学生的知识结构要求不同，学校应确立明确的培养目标。有些学校在发展规模的同时，在学生结构调整中以发展高等职业教育为主。有些学校以发展培养工程型人才为主，有些学校则以发展研究型人才为主。由于知识和技术更新速度越来越快，受中等教育的在岗人员的再教育也将成为现在和未来高等教育中的主要内容，也同样应得到关注。

培养体系：⑴素质教育，包括人文素质教育和科学素质教育。科学精神和人文精神犹如高等教育这部飞驶之车的两个轮子，超越专业教育的界限，带动人才的发展。素质教育应贯穿于整个教学计划中，体现在各个培养环节中。⑵知识教育，根据与日俱增的社会需求，拓宽知识面，调整专业课与基础课的比重，增加基础课的比重。各个学校根据自身定位及专业特色，在专业设置、比例分配上可有相应的变化。⑶能力培养体系，通过系统的实践教学环节实现。

培养环节：⑴课堂教学是目前学校教育的主要环节。课程的设置应以培养创新精

神和思考能力为重点，教学内容进行合理整合，做到适当精炼，并充分应用现代化教学手段完善教学方法。⑵实验教学是理论学习的延伸。可以在原有的验证性和演示性实验的基础上，根据学科特点和专业特色增设一些综合性、设计性实验，在加强学生科学研究能力培养的同时对创新能力的培养提供较大空间。

4. 课程体系的创新

21世纪世界高等教育的发展趋势提出了新要求，只有把各类材料和相关的合成加工技术及分析测试技术作为一个整体考虑，形成“大学科”才能满足时代发展的要求。根据我国原有的专业设置和课程设置情况，材料类专业的课程体系的创新设计应在材料“大学科”背景下，从课程平台的建设、实验和工程实践环节的设计、跨学科课程和专业主修课程之间关系、基础课与专业课比例等方面进行。

各高校不管采取哪种课程体系，对材料类专业人才培养的课程内容应主要以材料制备与加工、组织结构与成分、性能及应用性能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，这是当代材料科学与工程教育的一个共同点。同时，在课程设置上注意克服化学、物理基础较薄弱的现象，加强基础理论教学。

在教学安排上，考虑到不同课程教学内容之间的相互需求和启发，考虑学生学习和实践之间的相互需求和启发，打破传统工科教育先2年基础后2年专业的分割式安排，改善传统教学计划的线性格局，保证教学计划实施中各部分的系统集成、整体优化。

教材建设应该与课程体系和教学内容的改革相适应，采取措施鼓励教师投入精力编写高水平的教材，教师应通过教材编写充分展示科研水平对教学的影响。

材料科学与工程教育的改革是一项复杂的系统工程。它不仅是理论教学体系的改革与建设，还包括实验与工程实践体系、教学方法和教学手段的改革与建设。必须研究现代教育和现代科学技术发展规律，进行教育思想的更新和改革，必须进行人才培养模式、专业设置、教学计划及教学管理等一系列的改革与建设工作。

材料科学与工程基础300道选择题(答案)

第一组 材料的刚性越大，材料就越脆。F 按受力方式，材料的弹性模量分为三种类型，以下哪一种是错误的：D A. 正弹性模量（E） B. 切弹性模量（G） C. 体积弹性模量（G） D. 弯曲弹性模量（W） 滞弹性是无机固体和金属的与时间有关的弹性，它与下列哪个因素无关B A 温度； B 形状和大小； C 载荷频率 高弹性有机聚合物的弹性模量随温度的升高而A A. 上升； B. 降低； C. 不变。 金属材料的弹性模量随温度的升高而B A. 上升； B. 降低； C. 不变。 弹性模量和泊松比之间有一定的换算关系，以下换算关系中正确的是D A. K=E /[3(1+2)]； B. E=2G (1-)； C. K=E /[3(1-)]； D. E=3K (1-2)； E. E=2G (1-2)。 7.Viscoelasticity”的意义是B A 弹性；B粘弹性； C 粘性 8.均弹性摸量的表达式是A A、E=σ/ε B、G=τ/r C、K=σ。/（△V/V） 9.金属、无机非金属和高分子材料的弹性摸量一般在以下数量级范围内C GPa A.10-102、＜10，10-102 B.＜10、10-102、10-102 C.10-102、10-102、＜10 10.体心立方晶胞的金属材料比面心立方晶胞的同类金属材料具有更高的摸量。T 11.虎克弹性体的力学特点是B A、小形变、不可回复 B、小形变、可回复 C、大形变、不可回复 D、大形变、可回复 13、金属晶体、离子晶体、共价晶体等材料的变形通常表现为，高分子材料则通常表现为和。A A 普弹行、高弹性、粘弹性 B 纯弹行、高弹性、粘弹性 C 普弹行、高弹性、滞弹性 14、泊松比为拉伸应力作用下，材料横向收缩应变与纵向伸长应变的比值υ=ey/ex F 第二组 1.对各向同性材料，以下哪一种应变不属于应变的三种基本类型C A. 简单拉伸； B. 简单剪切； C. 扭转； D. 均匀压缩 2.对各向同性材料，以下哪三种应变属于应变的基本类型ABD A. 简单拉伸； B. 简单剪切； C. 弯曲； D. 均匀压缩 3.“Tension”的意义是A A 拉伸； B 剪切； C 压缩 4.“Compress”的意义是C A 拉伸；B剪切； C 压缩 5.陶瓷、多数玻璃和结晶态聚合物的应力-应变曲线一般表现为纯弹性行为T 6.Stress”and “strain”的意义分别是A A 应力和应变；B应变和应力；C应力和变形

材料科学与工程学科的发展历程和趋势

材料科学与工程学科发展历程和趋势 摘要：本文结合国内几所高校材料学科的具体实例，综述了材料科学与工程学科的国内外发展的历史进程，讨论了材料科学与工程学科的发展趋势，同时展望了材料科学与工程学科在未来的发展前景。 关键词：材料科学与工程，发展历程，趋势 Abstract In this paper,on the basis of practice of materials science and engineering discipline in several domestic universities, the development process of materials science and engineering at home and abroad were reviewed, and the development trend of this discipline were discussed. Meanwhile, the prospect of this subject in the future were prospected. Keywords:materials science and engineering,development process,trend 1 引言 上个世纪70年代以来，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。80年代又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。随着科学技术的高速发展，新技术、新产品及新工艺对新材料的要求越来越强烈，也促进了当代材料科学技术的飞速发展。现在，材料学科及教育的重要性已被人们认识，国内外许多工科院校及综合性大学都相继成立了材料科学与工程学院（系）。 2 材料科学与工程学科发展历程 “材料科学”这个名词在20世纪60年代由美国学者首先提出。1957年，苏联人造地球卫星发射成功之后，美国政府及科技界为之震惊，并认识到先进材料对于高技术发展的重要性，于是一些大学相继成立了十余个材料科学研究中心，从此，“材料科学”这一名词开始被人们广泛使用。 材料学科的发展过程遵循了现代科学发展的普遍规律，也是从细分走向综合。各门材料学科通过相互交叉、渗透、移植，由细分最终走向具有共同理论和技术基础的全材料科学[1]。20世纪40年代以前，基础科学和工程之间的联系并不十分紧密。在20世纪20年代固体物理和材料工程两学科是分离的，到40年代两学科才有交叉。从60年代初开始出现了材料科学，到了70年代，材料科学和材料工程的学科内涵大部分重叠，材料科学兼备自然科学和应用科学的属性，故“材料科学与工程”(MSE)作为一个大学科逐步为科技界和教育界所接受[2]。 2.1 国外材料科学与工程学科发展历程 美国西北大学M.E.Fine教授等人首先于20世纪60年代初提出了材料科学与 工程(MSE)这一概念。在上20世纪60年代以前，国内外高校均没有明确完整的MSE教育。此时，材料科学与技术人才的培养分属冶金、化工或机械等专业。从60年代初起，欧美等国家高校中冶金、机械或化工等与材料有关的系或相关的专业及学科开始改设“材料科学与工程系”、“材料科学系”、“材料工学系”。至80年代中后期，欧美等国大部分高校已完成此项工作。这种教育符合材料科学技术发展趋势。近年来，美国与欧洲在材料教育方面的最显著特点就是把材料科学与工程看作是一门学科。在大学不再需要专门的材料主题。这些材料不再是冶金、陶瓷或电子材料学，而统称为材料，材料教育涉及的范围包括金属、陶瓷、高分子、

材料科学基础第三章答案

第三章 1. 试述结晶相变的热力学条件、动力学条件、能量及结构条件。 2. 如果纯镍凝固时的最大过冷度与其熔点（tm＝1453℃）的比值为0.18，试求其凝固驱动力。（ΔH＝-18075J/mol） 3. 已知Cu的熔点tm＝1083℃，熔化潜热Lm＝1.88×103J/cm3，比表面能σ＝1.44×105 J/cm3。（1）试计算Cu在853℃均匀形核时的临界晶核半径。（2）已知Cu的相对原子质量为63.5，密度为8.9g/cm3,求临界晶核中的原子数。 4. 试推导杰克逊（K.A.Jackson）方程 5. 铸件组织有何特点？ 6. 液体金属凝固时都需要过冷，那么固态金属熔化时是否会出现过热，为什么？ 7. 已知完全结晶的聚乙烯（PE）其密度为1.01g/cm3,低密度乙烯（LDPE）为0.92 g/cm3，而高密度乙烯（HDPE）为0.96 g/cm3，试计算在LDPE及HDPE中“资自由空间”的大小。8欲获得金属玻璃，为什么一般选用液相线很陡从而有较低共晶温度的二元系？9. 比较说明过冷度、临界过冷度、动态过冷度等概念的区别。 10. 分析纯金属生长形态与温度梯度的关系。 11. 什么叫临界晶核？它的物理意义及与过冷度的定量关系如何？ 12. 简述纯金属晶体长大的机制。13. 试分析单晶体形成的基本条件。 14. 指出下列概念的错误之处，并改正。(1) 所谓过冷度，是指结晶时，在冷却曲线上出现平台的温度与熔点之差；而动态过冷度是指结晶过程中，实际液相的温度与熔点之差。(2) 金属结晶时，原子从液相无序排列到固相有序排列，使体系熵值减少，因此是一个自发过程。(3) 在任何温度下，液体金属中出现的最大结构起伏都是晶胚。

四川大学材料科学与工程基础期末考 题库

选择题第一组 1.材料的刚性越大，材料就越脆。（）B A. 正确； B. 错误 2.按受力方式，材料的弹性模量分为三种类型，以下哪一种是错误的：（）D A. 正弹性模量（E）； B. 切弹性模量（G）； C. 体积弹性模量（G）； D. 弯曲弹性模量（W）。 3.滞弹性是无机固体和金属的与时间有关的弹性，它与下列哪个因素无关（） B A 温度； B 形状和大小； C 载荷频率 4.高弹性有机聚合物的弹性模量随温度的升高而（）。A A. 上升； B. 降低； C. 不变。 5.金属材料的弹性模量随温度的升高而（）。B A. 上升； B. 降低； C. 不变。 6.弹性模量和泊松比ν之间有一定的换算关系，以下换算关系中正确的是（） D A. K=E /[3(1+2ν)]； B. E=2G (1-ν)； C. K=E /[3(1-ν)]； D. E=3K (1-2ν)； E. E=2G (1-2ν)。 7.“Viscoelasticity”的意义是（）B

A 弹性； B粘弹性； C 粘性 8、均弹性摸量的表达式是（）A A、E=σ/ε B、G=τ/r C、K=σ。/（△V/V） 9、金属、无机非金属和高分子材料的弹性摸量一般在以下数量级范围内（GPa）C A、10-102、＜10，10-102 B、＜10、10-102、10-102 C、10-102、10-102、＜10 10、体心立方晶胞的金属材料比面心立方晶胞的同类金属材料具有更高的摸量。 11、虎克弹性体的力学特点是（）B A、小形变、不可回复 B、小形变、可回复 C、大形变、不可回复 D、大形变、可回复 13、金属晶体、离子晶体、共价晶体等材料的变形通常表现为，高分子材料则通常表现为和。A A 普弹行、高弹性、粘弹性 B 纯弹行、高弹性、粘弹性 C 普弹行、高弹性、滞弹性 14、泊松比为拉伸应力作用下，材料横向收缩应变与纵向伸长应变的比值υ=ey/ex （）B A. 正确； B. 错误

材料科学与工程专业简介

材料科学与工程专业简介 材料科学与工程专业简称材料专业。 大千世界中的材料无所不包、无处不在。吃、穿、住、行，每个人每天会碰到诸如金属、橡胶、磁性、光电等众多材料，小到一根针、一张纸、一个塑料袋、一件衣服，大到交通工具、医疗器械、工程建筑、信息通讯、航天航空，处处都有材料科学的身影。 材料科学与工程是一个涉及材料学、工程学和化学等方面的较宽口径专业。该专业以材料学、化学、物理学为基础，主要研究的是材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用。事实上，人类文明发展史，就是一部如何更好地利用材料和创造材料的历史，材料的不断创新和发展，也极大地推动了社会经济的发展。 材料科学与工程专业依据各地区的发展历史，专业教学的侧重点略有不同。比如，材料专业中材料可以分为金属、无机非金属、高分子材料等。辽宁省各个高校由于历史沿乘的原因，多以金属材料为主。金属材料包括钢铁、有色金属及新型金属材料。 各高校材料专业学生，在大学二年级下学期会接触到本专业课程。主要的专业课程有：材料科学基础、金属学、金属学与热处理、材料力学性能等。 在专业课学习之前，需要学习一些涉及化学、机械的相关课程。 比如：工程制图、机械设计、电工电子技术、普通化学、物理化学等。

材料专业的学生除了需要掌握材料的相关知识和技能，还需掌握机械、电子等知识及技能。 材料专业学生除了要掌握课程内容外，还需掌握建模软件、有限元分析软件、科学分析软件等工具。 就业去向 材料科学与工程专业的毕业生多从事工艺、技术、质检、检验、研发等工作。除此之外，还有从事采购、高精尖大型设备的技术售后等工作。职业发展较好，由于材料专业的特点，使得材料专业的用处存在于产品的研发、性能的保障、产品的质量检验等重要的核心环节中，从业人员可快速展现自己的专业优势。

材料科学基础第三章答案

习题：第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章答案：第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章 3-2 略。 3-2试述位错的基本类型及其特点。 解：位错主要有两种：刃型位错和螺型位错。刃型位错特点：滑移方向与位错线垂直，符号⊥，有多余半片原子面。螺型位错特点：滑移方向与位错线平行，与位错线垂直的面不是平面，呈螺施状，称螺型位错。 3-3非化学计量化合物有何特点？为什么非化学计量化合物都是n型或p型半导体材料？ 解：非化学计量化合物的特点：非化学计量化合物产生及缺陷浓度与气氛性质、压力有关；可以看作是高价化合物与低价化合物的固溶体；缺陷浓度与温度有关，这点可以从平衡常数看出；非化学计量化合物都是半导体。由于负离子缺位和间隙正离子使金属离子过剩产生金属离子过剩（n型）半导体，正离子缺位和间隙负离子使负离子过剩产生负离子过剩（p型）半导体。 3-4影响置换型固溶体和间隙型固溶体形成的因素有哪些？ 解：影响形成置换型固溶体影响因素：（1）离子尺寸：15%规律：1.（R1-R2）/R1>15%不连续。 2.<15%连续。 3.>40%不能形成固熔体。（2）离子价：电价相同，形成连续固熔体。（ 3）晶体结构因素：基质，杂质结构相同，形成连续固熔体。（4）场强因素。（5）电负性：差值小，形成固熔体。差值大形成化合物。 影响形成间隙型固溶体影响因素：（1）杂质质点大小：即添加的原子愈小，易形成固溶体，反之亦然。（2）晶体（基质）结构：离子尺寸是与晶体结构的关系密切相关的，在一定程度上来说，结构中间隙的大小起了决定性的作用。一般晶体中空隙愈大，结构愈疏松，易形成固溶体。（3）电价因素：外来杂质原子进人间隙时，必然引起晶体结构中电价的不平衡，这时可以通过生成空位，产生部分取代或离子的价态变化来保持电价平衡。 3-5试分析形成固溶体后对晶体性质的影响。 解：影响有：（1）稳定晶格，阻止某些晶型转变的发生；（2）活化晶格，形成固溶体后，晶格结构有一定畸变，处于高能量的活化状态，有利于进行化学反应；（3）固溶强化，溶质原子的溶入，使固溶体的强度、硬度升高；（4）形成固溶体后对材料物理性质的影响：固溶体的电学、热学、磁学等物理性质也随成分而连续变化，但一般都不是线性关系。固溶体的强度与硬度往往高于各组元，而塑性则较低， 3-6说明下列符号的含义：V Na，V Na'，V Cl˙，（V Na'V Cl˙），Ca K˙，Ca Ca，Ca i˙˙解：钠原子空位；钠离子空位，带一个单位负电荷；氯离子空位，带一个单位正电荷；最邻近的Na+空位、Cl-空位形成的缔合中心；Ca2+占据K.位置，带一个单位正电荷；Ca原子位于Ca原子位置上；Ca2+处于晶格间隙位置。 3-7写出下列缺陷反应式：（l）NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体；（2）CaCl2溶入NaCl中形成空位型固溶体；（3）NaCl形成肖特基缺陷；（4）Agl形成弗伦克尔缺陷（Ag+进入间隙）。

《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案

《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案 第二章 2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。 2-2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。 2-3.试计算N壳层内的最大电子数。若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？ 2-4.计算O壳层内的最大电子数。并定出K、L、M、N、O壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。 2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。 2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式： （1）CO2的分子键合（2）甲烷CH4的分子键合 （3）乙烯C2H4的分子键合（4）水H2O的分子键合 （5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合 2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？ 2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？ 2-9.0℃时，水和冰的密度分别是1.0005 g/cm3和0.95g/cm3，如何解释这一现象？ 2-10.当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？ 2-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量？(b)每mm3的金有多少个原子？(c)根据金的密度，某颗含有1021个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(r Au=0.1441nm),并忽略金原子之间的空隙，则1021个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？ 2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca2+离子和4个O2-离子，每边的边长是0.478nm，则CaO的密度是多少？ 2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？ 2-14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径r Na+=0.097，r Cl-=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？

同济大学材料科学与工程学院-TongjiUniversity

同济大学材料科学与工程学院 同材[2019]8号 关于印发《同济大学材料科学与工程学院研究生优秀学 生奖学金评审办法》的通知 各单位： 《同济大学材料科学与工程学院研究生优秀学生奖学金评审办法》经二〇一九年六月二十六日材料科学与工程学院党政联席会议审议通过，现予以印发，望遵照执行。 特此通知 附：《同济大学材料科学与工程学院研究生优秀学生奖学金评审办法》 材料科学与工程学院 二〇一九年六月二十八日

同济大学材料科学与工程学院研究生优秀学生奖学金 评审办法 根据《同济大学研究生奖励管理办法》（同济学[2018]58号）和《同济大学研究生优秀学生奖学金评定细则》（同济学[2018]60号）中关于同济大学研究生优秀学生奖学金评审的若干要求和规定，结合材料科学与工程学院研究生的实际情况，现制定材料科学与工程学院研究生优秀学生奖学金评审办法。 一、奖励对象 同济大学研究生优秀学生奖学金的奖励对象是具有中华人民共和国国籍且纳入全国研究生招生计划的全日制（全脱产学习）我校在读研究生。除特别说明外，一般为以下各类研究生：非定向学术型硕士研究生，非定向专业学位硕士研究生，非定向学术型博士研究生，非定向专业学位博士研究生，以及非在职的少数民族高层次骨干人才计划研究生。 在规定学制内的研究生，因国家和单位公派出国留学或校际交流在境外学习的，仍具备研究生奖学金参评资格；由于因私出国留学、疾病、创业等未在校学习的，在此期间原则上不具备研究生奖学金参评资格。当年毕业的研究生，不再具备申请研究生奖学金资格。超出学制的研究生，除2018级之前入学的博士研究生可在原学制后适当延长一年参评外，其他超学制学生原则上不再具备研究生奖学金参评资格。 硕博连读研究生在注册为博士研究生之前，按照硕士研究生身份申请；注册为博士研究生后，按照博士研究生身份申请；直博生按照博士研究生身份参与评定；当年入学的博士研究生按照博士研究生新生身份参与评定。 二、评奖条件 1、基本条件 （1）热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的路线、方针、政策，具有良好的政治素质和品德修养，积极践行社会主义核心价值观； （2）遵守宪法和法律，遵守学校各项规章制度； （3）诚实守信，道德品质优良； （4）积极参加校内外科研和各种有益活动。

完整版材料科学与工程专业建设规划

材料科学与工程专业建设规划材料科学与工程学院材料工程系 2005．9 1 材料科学与工程专业建设的目标 1.1 专业建设基本思路 加快教改步伐，通过课程体系建设、加强实践教学环节的调控、科研素质的培养来大力推进专业学科建设，拓宽专业覆盖面，全面推进素质教育，显著提高教学质量和科研水平，建成基础厚实、特色突出、实力较强的专业。 1.2 专业建设整体目标 通过5 年乃至更长时间的建设与发展，打造出特色、优势专业，建设成高水平学科，培养出高素质创新型人才。 (1)科学合理地定好自己的位置，确定好人才培养类型和层次。在专业性质上加强材料科 学与工程基础、侧重材料制备和表征训练，以现代科学与工程体系为主干构建专业和组织教学，培养“厚基础、宽专业、高素质、强能力、具创新精神、面向生产第一线的优秀工程型人才”。 (2)专业方向紧密结合产业科技进步需要、地方经济及区域经济的发展需要(尤其是高新技术产业的发展需要)。 (3)突出优势，保持和发展自己的办学特色和专业方向特色，提高办学水平。 ( 4)以教学内容和课程体系改革为中心，以培养目标和培养模式改革为重点，辅以实践教学改革、教学方法和教学手段改革，全面推进、整体优化。形成特色鲜明的人才培养模式、教学计划、课程体系与教学内容。 (5)强化学生大工程意识的培养与训练，培养适应2l 世纪时代特征要求的创新性人才，为 我国材料产业的产品更新换代、产业科技进步作出贡献。 (6) 把专业建设和学科建设结合起来，通过若干年的努力，打造出特色品牌专业，建设成高水平学科，培养出高素质、创新型人才。 2 材料科学与工程专业建设措施 2.1 建立具有特色的人才培养模式 (1)以新的人才培养观确立了本专业的人才培养目标 在专业建设和教学改革的探索和实践中，我们进一步认识到转变教育思想和教育观念以及树立新的人才培养观的重要性。高等工程教育应从“授技型”向“育才型”转变，从单纯传播知识向全面培养学生的能力转变，从狭窄的专业技术教育向提高学生的综合素质转变，应将工程专业技术人员应具有的爱国主义、集体主义、社会责任感、奉献精神、大工程观念、市场经济观念、开拓创新精神、独立深入学习获取知识的能力、分析解决工程技术问题的能力的培养贯穿于整个教育过程之中。 (2)建立起了新的人才培养模式——两段式、三平台、多专业方向 两段式人才培养模式——三年的基础教育阶段和一年的专业技术教育阶段的人才培养过程；基础教育阶段的三级教学平台——通式教育基础教学平台，大学科基础教学平台，按一级学 科设置专业基础教学平台；多专业方向。 2.2 以“大学科、大材料、大工程”的人才培养观，以创新的思路构建起了新型课程体系 21 世纪人才需求对高等教育提出了新要求，我们必须树立素质是前题、能力是关键、知识是载体的新型人才观，以“大学科、大材料、大工程”的意识，以创新的思路构建起新型课程体系。注重课程体系的整体优化，充分发挥知识平台和课程群（教学模快）的整体功能作用。如何做到厚基础，在工作中我们体会到，

怎样选专业之材料科学与工程专业

怎样选专业之材料科学与工程专业 对于考生和家长来说，报考一个合适的专业，就要全面的了解不同专业学什么、适合什么人学、就业前景如何。新浪教育为大家分享一些大学生对常见专业的介绍，通俗易懂。以下是材料科学与工程专业的介绍。 804材料类80401材料科学与工程 我毕业于清华大学(分数线,专业设置)，本科和研究生学的都是材料科学与工程专业，今天应高考填志愿看看通邀请说下这个专业。 专业概述 材料科学与工程专业属于工科专业，这个专业算是材料类的一个总括专业吧，你在学校发的那个志愿填报指南上肯定还能看到有材料物理、材料化学、金属材料、无机非金属材料等等专业名称。材料科学与工程这个专业基本就是以上那些材料类专业的总括。那些方向的知识我们都会学习一些，但是学习内容也不是很深入。 因为专业囊括知识太多，所以很多学校是有具体倾向方向的，就比如说我们清华就含材料物理与化学、材料加工工程、无机非金属材料、金属材料及复合材料等方向。一般大学都会在“材料”这个大背景下，再细分专业方向。比如大二学完基础知识之后，绝大多数学校就会让学生们进行专业方向的选择：你到时候可以选的专业方向有金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等等，到时候选了哪个就专攻哪个方向。 专业详解

说了这么多那究竟什么是材料科学与工程？可能一看到材料科学与工程这个专业，大部分人的第一反应是“一头雾水”。的确，与其他诸如“电子信息”、“计算机”、“物流工程”等一眼就可以看出“研究什么”的专业相比，“材料”这一概念显得相当的宽泛。 但其实这个专业理解起来也很简单的，观察一下我们生活的周围，你会发现处处都可以看到材料专业知识的影子。举些例子你就明白了： 你坐在家里看电视——电视机显示图像的元器件还有遥控器里的发信号装置是什么做的？是电子信息材料和光电材料。 电视看腻了出门逛街要坐车，汽车是什么做的？车外壳是金属材料；挡风玻璃是非金属材料，可能是有机的，也可能是无机的；车内饰是橡胶材料。 逛街累了要回家做饭，买好晚饭的食材，到了超市购物要付钱，纸币是有机木纤维加油机印刷油墨印制的，硬币是金属材料冲压制成的。OK，你不用现金而选择刷卡，信用卡是什么做的？有机聚合物材料，还有磁性材料。 买好东西拎着袋子回家，用的是现在大力提倡的环保可降解塑料袋——这是有机生物材料…… 你想吧，生活中这么多材料的影子，总得有人去详细的研究了解各种材料的性质以后才能更好更合理的开发利用吧？比如汽车外壳、挡风玻璃的材料怎么才能更坚固？塑料袋用哪种材料设计才能更环保？我们材料科学与工程的学生就是研究这个的。

材料科学基础课后作业第三章

3-3.有两个形状、尺寸均相同的Cu-Ni合金铸件，其中一个铸件的w Ni=90%，另一个铸件的w Ni=50%，铸后自然冷却。问凝固后哪一个铸件的偏析严重？为什么？找出消除偏析的措施。 答： 合金在凝固过程中的偏析与溶质原子的再分配系数有关，再分配系数为k0=Cα/C L。对一给定的合金系，溶质原子再分配系数与合金的成分和原子扩散能力有关。根据Cu-Ni合金相图，在一定成分下凝固，合金溶质原子再分配系数与相图固、液相线之间的水平距成正比。当w Ni=50% 时，液相线与固相线之间的水平距离更大，固相与液相成分差异越大；同时其凝固结晶温度比w Ni=90%的结晶温度低，原子扩散能力降低，所以比偏析越严重。 一般采用在低于固相线100~200℃的温度下，长时间保温的均匀化退火来消除偏析。 3-6.铋（熔点为271.5℃）和锑（熔点为630.7℃）在液态和固态时均能彼此无限互溶，w Bi=50%的合金在520℃时开始凝固出成分为w Sb=87%的固相。w Bi=80%的合金在400℃时开始凝固出成分为w Sb=64%的固相。根据上述条件，要求： 1)绘出Bi-Sb相图，并标出各线和各相区的名称； 2）从相图上确定w Sb=40%合金的开始结晶终了温度，并求出它在400℃时的平衡相成分及其含量。

解：1 ）相图如图所示； 2）从相图读出结晶开始温度和结晶终了温度分别为495℃（左右），350℃（左右） 固、液相成分w Sb(L) =20%, w Sb(S)=64% 固、液相含量： %5.54%10020-6440-64=?=L ω %5.45%100)1(=?-=L S ωω 3-7.根据下列实验数据绘出概略的二元共晶相图：組元A 的熔点为1000℃，組元B 的熔点为700℃；w B =25%的合金在500℃结晶完毕，并由73-1/3%的先共晶α相与26-2/3%的(α+β)共晶体所组成；w B =50%的合金在500℃结晶完毕后，则由40%的先共晶α相与60%的(α+β)共晶体组成，而此合金中的α相总量为50%。 解：由题意由（α+β）共晶含量得 01.03226--25.0?=+）（）（）（αβααωωωB B B 6.0--5.0=+）（）（）（αβααωωωB B B

“材料科学与工程基础”习题答案题目整合版

“材料科学与工程基础”第二章习题 1. 铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm ，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子数。 ρ铁＝7.8g/cm31mol 铁＝6.022×1023个=55.85g 所以，7.8g/1(cm)3=(55.85/6.022×1023)X/(0.287×10-7)3cm3 X ＝1.99≈2（个） 2.在立方晶系单胞中，请画出： （a ）[100]方向和[211]方向，并求出他们的交角； （b ）（011）晶面和（111）晶面，并求出他们得夹角。 （c ）一平面与晶体两轴的截距a=0.5,b=0.75,并且与z 轴平行,求此晶面的密勒指数。 （a ）[211]和[100]之夹角θ＝arctg 2=35.26。 或 cos θ==35.26θ=o （b ） cos θ==35.26θ=o （c ）a=0.5b=0.75z=∞ 倒数24/30取互质整数（320） 3、请算出能进入fcc 银的填隙位置而不拥挤的最大原子半径。 室温下的原子半径R ＝1.444A 。（见教材177页） 点阵常数a=4.086A 最大间隙半径R’=（a-2R ）/2=0.598A 4、碳在r-Fe （fcc ）中的最大固溶度为2.11﹪(重量百分数),已知碳占据r-Fe 中的八面体间隙,试计算出八面体间隙被C 原子占据的百分数。 在fcc 晶格的铁中，铁原子和八面体间隙比为1：1，铁的原子量为55.85，碳的原子量为12.01 所以（2.11×12.01）/(97.89×55.85)＝0.1002 即碳占据八面体的10％。

5、由纤维和树脂组成的纤维增强复合材料，设纤维直径的尺寸是相同的。请由计算最密堆棒的堆垛因子来确定能放入复合材料的纤维的最大体积分数。 见下图，纤维的最密堆积的圆棒，取一最小的单元，得，单元内包含一个圆（纤维）的面积。 2 0.9064==。 即纤维的最大体积分数为90.64％。 6、假设你发现一种材料，它们密排面以ABAC 重复堆垛。这种发现有意义吗？你能否计算这种新材料的原子堆垛因子? fcc 和hcp 密排面的堆积顺序分别是ABCABC……和ABAB…,如果发现存在ABACABAC……堆积的晶体，那应该是一种新的结构，而堆积因子和fcc 和hcp 一样，为0.74。 7.在FCC 、HCP 和BCC 中最高密度面是哪些面？在这些面上哪些方向是最高密度方向？ 密排面密排方向 FCC{111)}<110> HCP(0001)(1120) BCC{110)}<111> 8.在铁中加入碳形成钢。BCC 结构的铁称铁素体，在912℃以下是稳定的，在这温度以上变成FCC 结构，称之为奥氏体。你预期哪一种结构能溶解更多碳?对你的答案作出解释。 奥氏体比铁素体的溶碳量更大，原因是1、奥氏体为FCC 结构，碳处于八面体间隙中，间隙尺寸大（0.414R ）。而铁素体为BCC 结构，间隙尺寸小，四面体间隙0.291R ，八面体间隙0.225R ；2、FCC 的间隙是对称的，BCC 的间隙是非对称的，非对称的2

四川大学材料科学与工程学院简介

四川大学材料科学与工程学院简介 一、学院概览 四川大学材料科学与工程学院于2001年7月，由原材料科学系、金属材料系和无机材料系等三个实体系组建而成，主要从事材料科学与工程、生物医学工程及相关领域的人才培养、科学研究和技术开发的学院。新的材料科学与工程学院既保持了我校材料科学与工程学科的传统优势，同时又突出了理、工、医结合及新兴交叉学科的特色，在材料科学与工程、生物医学工程等领域取得了显著的成绩。 目前学院下设4个教学系（即材料科学系、金属材料系、无机材料系及生物医学工程系）和1个中心实验室。学院拥有1个省级重点实验室、4个省级工程研究中心及7个校级研究所（中心），已形成了5个主要的研究方向——稀土及纳米复合材料技术、新型能源材料与技术、化合物半导体晶体材料与制备技术、特种介电功能材料与制备技术、人体硬组织修复材料及人工器官相关材料与技术。 四川大学材料科学与工程学院师资队伍职称及学历结构 四川大学材料科学与工程学院教师学术职务及学术兼职

“十五”期间，学院先后承担国家“863”计划、“973”计划、国家攻关计划、国家自然科学基金及民口配套等二十余项国家级科研项目，其中1项为经费逾千万元的特大型研究项目；另外还承担了近100项省部级科研项目，总计经费达8388.5余万元。有关科研成果先后获得了国家发明二等奖、四川省科技进步一、二等奖、国家教委科技进步三等奖等多项国家级、部省级奖励。发表论文828篇，其中被SCI或EI检索330多篇，省部级以上奖励9项，专利近20项，各项指标位居学校前列。 在2001年全国重点学科评审中，学院的材料学学科和生物医学工程学科双双被评为全国重点学科。在2002年和2003年分别组织生物医学工程学科和材料学学科参加了全国学科评估，生物医学工程学科的评估结果为全国第六；材料学学科的评估工作评估结果为全国第十八名。 学院现有在校博士生70名，硕士生199名，工程硕士近20名，本科生1003名，成教自考学生100余名。学院高度重视创新人才的培养，积极与国内外大学、研究院所密切配合，全方位积极培养适应国际化教育要求的高素质创新性人才。先后与美国的University of Washington，University of Maryland，University of California at LosAngles，英国的Queen Marry，University of London（QMUL），University of Loughborough，以及我国的清华大学、北京大学、中国科学院北京物理研究所、中国科学院沈阳金属研究所、中国科学院上海硅酸盐研究所等建立了合作培养关系。学院优秀学生可以有机会到国内外著名大学、研究所进行高水平创新人才联合培养。学院已与美国华盛顿大学联合进行了五届共22名中国学生和三届共六名美国学生“环境材料与制备技术”专业方向的创新班学生的培养，效果良好。 二、研究所与研究中心 四川大学材料科学与工程学院科学研究机构

材料科学与工程专业英语第三版 翻译以及答案

UNIT 1 一、材料根深蒂固于我们生活的程度可能远远的超过了我们的想象，交通、装修、制衣、通信、娱乐（recreation）和食品生产，事实上（virtually），我们生活中的方方面面或多或少受到了材料的影响。历史上，社会的发展和进步和生产材料的能力以及操纵材料来实现他们的需求密切（intimately）相关，事实上，早期的文明就是通过材料发展的能力来命名的（石器时代、青铜时代、铁器时代）。 二、早期的人类仅仅使用（access）了非常有限数量的材料，比如自然的石头、木头、粘土（clay）、兽皮等等。随着时间的发展，通过使用技术来生产获得的材料比自然的材料具有更加优秀的性能。这些性材料包括了陶瓷（pottery）以及各种各样的金属，而且他们还发现通过添加其他物质和改变加热温度可以改变材料的性能。此时，材料的应用（utilization）完全就是一个选择的过程，也就是说，在一系列有限的材料中，根据材料的优点来选择最合适的材料，直到最近的时间内，科学家才理解了材料的基本结构以及它们的性能的关系。在过去的100年间对这些知识的获得，使对材料性质的研究变得非常时髦起来。因此，为了满足我们现代而且复杂的社会，成千上万具有不同性质的材料被研发出来，包括了金属、塑料、玻璃和纤维。 三、由于很多新的技术的发展，使我们获得了合适的材料并且使得我们的存在变得更为舒适。对一种材料性质的理解的进步往往是技术的发展的先兆，例如：如果没有合适并且没有不昂贵的钢材，或者没有其他可以替代（substitute）的东西，汽车就不可能被生产，在现代、复杂的（sophisticated）电子设备依赖于半导体（semiconducting）材料 四、有时，将材料科学与工程划分为材料科学和材料工程这两个副学科

材料科学与工程基础英文版试题

材料科学与工程基础”考试试题–英文原版教材班 （注：第1、2、3题为必做题；第4、5、6、7题为选择题，必须二选一。共100分） 1. Glossary (2 points for each) 1) crystal structure: The arrangement of the atoms in a material into a repeatable lattice. 2) basis (or motif): A group of atoms associated with a lattice. 3) packing fractor: The fraction of space in a unit cell occupied by atoms. 4) slip system: The combination of the slip plane and the slip direction. 5) critical size: The minimum size that must be formed by atoms clustering together in the liquid before the solid particle is stable and begins to grow. 6) homogeneous nucleation: Formation of a critically sized solid from the liquid by the clustering together of a large number of atoms at a high undercooling (without an external interface). 7) coherent precipitate:A precipitate whose crystal structure and atomic arrangement have a continuous relationship with matrix from which precipitate is formed. 8) precipitation hardening: A strengthening mechanism that relies on a sequence of solid state phase transformations in a dispersion of ultrafine precipitates of a 2nd phase. This is same as age hardening. It is a form of dispersion strengthening. 9) diffusion coefficient: A temperature-dependent coefficient related to the rate at which atom, ion, or other species diffusion. The DC depends on temperature, the composition and microstructure of the host material and also concentration of the diffusion species. 10) uphill diffusion: A diffusion process in which species move from regions of lower concentration to that of higher concentration. 2. Determine the indices for the planes in the cubic unit cell shown in Figure 1. (5 points)

《材料科学与工程基础》.

《材料科学与工程基础》 课程讲授要点 3-5 复合材料组成与结构（45分钟，1学时） 3-5-1 复合材料的定义及分类 定义：组成、结构、制备、性能四方面特征 分类：重点介绍现代复合材料体系 3-5-2 复合材料的组成及特性 组成：基体、增强体（或功能体）、界面相 PMC、MMC、CMC、C/C及无机胶凝复合材料的基本组成 特性：一般特性和性能特点 3-5-3 复合材料的结构 常见结构、典型结构、“连通性”概念 3-5-4 复合材料的界面 界面的形成过程：三个阶段、界面的相互置换 界面结构及性能特点：相当体积分数的界面相、“梯度”性能、界面缺陷、残余应力界面相的功用：力的传递、力的分配、破坏过程中应力的再分配组合力学性能和复合 效应产生的根源所在。 界面破坏机制：5种基本破坏形式、组合破坏机制 界面理论：5种基本界面理论、界面设计与控制的概念 界面处理：玻纤、碳纤、有机纤维的一般表面处理方法、偶联剂处理的作用机理 4-1 复合材料的性能（90分钟、2学时） 4-7-1 复合材料性质的复合效应 1. 复合材料各组元（相）不同功用：基体、增强体、功能体、界面相 2. 复合效应 混合效应（组分效应）：适合于材料固有性质，对材料界面、缺陷、结构局部挠动 等不敏感，表现为各种形式的混合律。 混合律公式：材料性能取决于材料组成（体积分数或重量 分数） 协同效应：包括界面效应、尺寸效应、量子尺寸效应、乘积效应、系统效应、混杂效应、诱导效应等。适合于材料的传递性质（力、声、光、电、磁）不 仅取决于材料的组成，更取决于材料的结构、界面性质、缺陷局部挠动、 工艺因素等，复合材料的本质特征

材料科学与工程专业英语第二版翻译答案老师的

Unit1： 2.英译汉 材料科学石器时代 肉眼青铜器时代 光学性质集成电路 机械(力学)强度热导率 1.材料科学指的是研究存于材料的结构和性能的相互关系。相反，材料工程指的是，在基于材料结构和性能的相互关系的基础上，开发和设计预先设定好具备若干性能的材料。 2. 实际上，固体材料的所有重要性质可以概括分为六类：机械、电学、热学、磁学、光学和腐蚀降解性。 3. 除了结构和性质，材料科学和工程还有其他两个重要的组成部分：即加工和性能。 4. 工程师与科学家越熟悉材料的结构-性质之间的各种相互关系以及材料的加工技术，根据这些原则，他或她对材料的明智选择将越来越熟练和精确。 5. 只有在极少数情况下材料在具有最优或理想的综合性质。因此，有必要对材料的性质进行平衡。 3. 汉译英 Interdispline dielectric constant Solid materials heat capacity

Mechanical properties electro-magnetic radiation Materials processing elasticity modulus 1.直到最近，科学家才终于了解材料的结构要素与其特性之间的关系。 It was not until relatively recent times that scientists came to understand the relationship between the structural elements of materials and their properties . 2.材料工程学主要解决材料的制造问题和材料的应用问题。 Material engineering mainly solve the problems of materials processing and materials application. 3.材料的加工过程不但决定了材料的结构，同时决定了材料的特征和性能。 Materials processing process determines not only their structure but also their characteristic and performance. 4.材料的力学性能与其所受外力或负荷而导致的形变有关。 Material mechanical properties is relative with(relates with) its deformation coming from(resulting from, due to ) outside(applied) force or load. Unit2： 2.英译汉 复合材料游离电子 先进材料刚度、刚性