2.无机非金属材料工程专业“工程化"师资队伍实践水平的提高必须寻求校企合作，依托校企合作交流平台，建设双师型师资队伍，要求企业定期为教师开展培训班，教师直接从生产第一线获取企业的新技术、新知识、新工艺、新材料、新方法，并应用于教学过程。支持教师参加岗位职业资格培训，强化师资队伍的工程实践能力。我系逐步建设一支熟悉行业企业需求、工作经验丰富、实践教学能力强的专兼职结合的“双能型"教师队伍。同时，企业可以推荐专业骨干教师与高技能人才承担无机非金属材料工程实践教学任务，保证实践队伍高素质、高水平。组织“双能型"专业教师的培养，鼓励教师到企业进行整个工程实践进行针对性训练，提高师资队伍的工程化教学能力。对于工厂实践教学我们将学生带到工厂，利用工厂的生产设备，聘请生产一线的企业工程师现场授课，比如玻璃窑炉的实验课程，我们就组织学生到企业去，聘请企业技术人员依据企业的窑炉现场讲解整个窑炉的结构、工作原理及工作过程，非常生动形象，也大大提高了学生的学习兴趣，提高了工程化实践能力。同时现场教学也增强了学生“工程化"思想，在工程化实践教学过程中让学生明确自己的学习目标是成为工程师，将来能将科技转化为现实生产力。“工程化"教育中学生体会和掌握工程设计、工程实践的基本分析方法，提升综合实践素质。
二、促进实习实践基地建设
实习实践基地建设一直是工科专业的薄弱环节，如何借助“工程化"提升专业实习实践基地建设是值得考虑的问题。利用无机非金属材料工程专业实习基地和产学研基地工程化方面的优势，对学生进行工程化方面的培养，包括校内实习基地和企业实习基地建设。校内实习基地建设，通过基本仪器设备的添置与更新组建成工程中心，尽可能贴近生产实际，满足专业工程实践教学的基本需要，满足相关专业内涵与外延拓展需要。我院无机非金属材料工程专业利用蚌埠玻璃设计院等具有丰富工程化水平和实践经验的智力资源，利用中航三鑫太阳能光电玻璃有限公司、安徽鑫民玻璃制品有限公司、安徽德力集团、凤阳珍珠水泥集团、海螺水泥集团等企业先进的实践教学基地，共同提高无机非金属材料专业工程化人才培养质量。
中图分类号：G642 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2014）08-0072-03
目前，工程技术人才培养已提升到国家战略高度。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》明确提出实施“卓越计划”，探索建立工程技术人才校企联合培养的新机制，创新工程师培养模式，完善卓越工程师培养体系，以期培养适应我国社会发展需要的工程技术人才 [1]。
洛阳理工学院是一所具有鲜明建材特色的本科院校。无机非金属材料工程专业作为河南省特色专业，在长期的办学过程中，一直以为建材行业和地方经济建设培养优秀人才为己任，工程实践教学中高校、科研院所与企业广泛参与，全程监督，重视技术能力的训练，重视工程素养的发展，培养了一大批“下得去、用得上、留得住”的工程技术人才。本文以无机非金属材料工程专业为例，根据教育部卓越工程师计划的培养目标及学校办学特色和专业建设经验，对卓越工程师人才培养体系的构建进行研究与探索。
1 卓越工程师的培养模式
国外卓越工程师培养模式 国外卓越工程师培养具有代表性的是以美国为代表的《华盛顿协议》成员模式和以德、法为代表的欧洲大陆国家模式。美国工程教育经历了最初的以实用主义为目的的工程技术教育（20世纪30年代以前）、重基础科学研究（20世纪40―50年代）、通识教育与基础科学教育并重（20世纪60―80年代）和回归工程教育（20世纪90年代以后）等过程，即美国在经历了“技术模式”“科学模式”后，正实践着当前的“工程模式”[2]。美国大学生在校期间完成基础科学、人文与社会科学和工程科学的学习，毕业后通过职业教育考试获取职业资格认证后成为工程师。而欧洲大陆国家工程教育呈现“分合辩证统一”的特点，如德国工程教育采用了由理工科大学（TU/TH）培养研究型工程师和应用技术大学（FH）培养应用型工程师的办学模式，法国则采用“双轨制”高教体制，通识教育与精英教育在职业教育中互为补充[3]。德法国家大学生在校期间完成工程师的基本训练，毕业时获得工程师学位以及职业资格。国外卓越工程师的培养，都要求注重实践教学，企业的参与和支持非常普遍。
我国卓越工程师的培养模式 对应于目前我国高等教育的人才培养模式，卓越工程师的培养采用三段式人才培养模式：应用型工程师培养阶段（四年制本科）、设计型工程师培养阶段（2年全日制硕士）和研究型工程师培养阶段（3～5年工程博士）。各个培养阶段安排相应的企业实习时间，强化工程能力的培养。不同类型的高校对工程人才的培养目标定位不同，洛阳理工学院作为新建应用型本科院校，在办学定位、服务面向、人才培养目标以及教学模式与途径等方面有别于办学实力雄厚的传统大学，应结合自身发展特点，在应用型卓越工程师人才培养上找到突破点，创新工程技术人才培养模式，提高人才培养质量。
2 卓越工程师培养方案的设计
培养方案应充分体现培养工程技术人才的工程知识、工程素质和工程能力的特征[4]。洛阳理工学院无机非金属材料工程专业在实施卓越工程师计划试点时，以为企业培养所需的工程师储备人才为目标，加大实践教学环节比例，培养基础扎实、素质全面、工程实践能力强且具有一定创新能力的应用型技术人才和工程管理人才。
人才培养模式的构建 根据学校办学特色与办学规格，“卓越工程师”人才培养模式采用“3+1”培养模式，即累计有3年时间在校学习，1年时间在企业学习。企业学习阶段主要包括两方面的训练内容，即企业培训内容和专业培训内容。企业培训内容包括企业课程、企业文化与规章制度教育、行业法规与技术标准学习、生产技能培训、生产过程控制与生产实习等，这部分内容主要由企业的人力资源部门和企业兼职教师负责实施。专业培训是针对承担具体企业业务所需要的相关专业知识的学习，并通过毕业设计（毕业论文）培养学生综合应用所学知识解决工程实际问题的能力，为其后续的发展打好基础。专业培训可以在学校教师和企业兼职教师的共同指导下在学校相关平台或企业工作平成。
专业方向的定位 洛阳理工学院无机非金属材料工程专业以服务建材行业为主，对国内建材企业进行充分调研，了解当前与未来的市场和企业对人才的需求，分析、比较国内设置同专业高校的培养目标与学生工作定位。根据学校建材方向上的传统优势，确定水泥工艺方向为“卓越工程师”计划的主要实施点。学校选择洛阳水泥工程设计研究院、河南天瑞集团水泥有限公司、中国联合水泥集团公司等企业作为合作伙伴，与其建立产学研战略联盟，协助完成本专业“卓越工程师”企业学习阶段的培养。企业的参与是实施“卓越计划”人才培养的关键，因此，学校与河南省内具有较强实力和良好合作基础的多家企业共同承担培养无机非金属材料工程专业卓越工程师的任务，培养的后备人才可以直接进入对口的企业就业，既解决了学生的就业问题，也为企业培养了“下得去、用得上、留得住”的合格人才，企业参与积极性很高。
课程体系的设置 在课程体系的设置上，按“通识教育、专业教育及综合教育”的方式实施无机非金属材料工程专业卓越工程师人才培养。通识教育与专业教育以第一课堂（校内）为主要形式实施，教学任务的实施由学校和合作企业共同完成。“通识教育”课程主要包括公共基础课与人文社会科学等课程，通过这些课程对学生的价值观、个人品德、职业道德、逻辑思维及语言表达等基本能力和素质进行培养。“专业教育”课程包括专业基础课程和专业课程。专业基础课主要包括无机化学、物理化学、分析化学、工程图学、机械设计与制造基础、材料工艺CAD基础、热工检测与自动控制、电工与电子技术、材料科学基础、材料工程基础和材料研究与测试方法等。在这些课程的教学中，明确要求教师在授课时要引入相应工程案例，让学生在学习中了解专业基础知识在实际生产中的实用性，激发他们的学习兴趣。专业课程主要包括水泥工艺学、新型干法水泥生产技术与设备、水泥厂工艺设计概论、水泥性能检测、混凝土工艺学和低温余热发电技术等。综合教育在人才培养中起到开拓视野、强化能力、提高素质、增强团队协作和交流等作用，通过课外科技创新、学术讲座活动、基础技能竞赛等形式，对学生的动手能力、创新能力和团队协作能力进行培养[5]。
3 卓越工程师的培养方式与途径
校企共建，联合培养 洛阳理工学院先后与中国建材国际工程有限公司、河南天瑞集团公司、中国联合水泥有限责任公司、河南省同力水泥集团、洛阳水泥工程设计研究院等建立了产学研战略联盟，以此为平台，建立了学科链、专业链对接产业链的办学模式，专业设置紧贴产业需求。采取校企联合培养的方式，邀请企业全过程参与学校相关专业培养方案的制订、课程教学内容的优化、实践教学工作的安排等人才培养环节，共同实施培养方案，共同评价培养质量，实现学校与企业的零距离对接，人才培养规格很好地满足社会需求，成为培养具有“勤奋、求是、创新、奉献”精神的卓越工程师的摇篮。
构建校内实践平台，培养学生工程能力 近年来，实践教学受到学生人数规模、工程实践条件等限制，实践要求与实践条件存在巨大反差，其教学效果明显下降。为了有效保障实践教学效果，进一步深化专业教学改革和满足高等工程教育培养应用型人才的需要，不断加强具有建材特色的校内实践教学平台的构建[6]。目前，学校与建材专业相关的省级实践教学平台有水泥工程实验教学中心和建材机械基础实验教学中心，此外，还有粉体工程实训中心、材料测试中心、河南省固废开发利用工程实验室和洛阳市硅酸盐材料重点实验室等。借助校内实践教学平台，有效开展教学与科研工作，学生熟练掌握工程设计、生产操作、材料设计与检测等基本技能，培养学生工程观念与工程实践能力。同时，这些平台也是企业的技术人员培训基地，如中国建筑材料工业协会、中国机冶建材工会全国委员会的洛阳培训基地就是以此为依托建立的。校内实践教学平台的构建，包含有一项重要的内容就是具有自主知识产权工程教学软件系统的研究开发，通过产、学、研的紧密结合，既锻炼教师队伍，又培养了大批工程技术人才，取得良好的成绩。如水泥工程的仿真教学系统获得河南省教学成果一等奖，学生在参加全国首届水泥中控操作技能大赛中获得团体一等奖。
构建产学研实践基地，服务建材行业 产、学、研的紧密结合，有利提升科研水平，加快科技转化，解决企业生产难题，是企业与高校专业服务对接、互动的桥梁与纽带。自洛阳理工学院升本以来，该专业与国内20多家建材企业签订了实习基地协议，开展产、学、研的互动活动。一方面，企业生产上的难题可以提出、讨论，通过校企之间的合作解决生产问题，企业获得技术支持，学生得到实践锻炼；另一方面，学校也可为企业提供优秀人才和优质的职工技术培训服务。
4 “卓越计划”的组织与管理
为了加强对无机非金属材料工程专业实用型“卓越工程师”教育培养工作的领导与指导，材料系成立了一个由系领导、专业教师和企业专家组成的“卓越工程师培养计划”项目工作小组，负责制定“卓越工程师培养计划”的培养目标、培养方案等，并聘请专家对“卓越计划”实施内容进行论证。
无机非金属材料工程专业“卓越工程师”培养计划试点班的生源采取“学生自愿报名，学院择优录取”的双向选择原则，建立了“因材施教、分流培养、能进能出”的“卓越工程师计划”试点班动态管理机制，旨在培养实践能力突出、富有创新精神且有志于从事水泥工程设计、技术开发、生产技术管理的工程技术人才。
5 结语
卓越工程师培养是一项长期的、复杂的人才培育工程。地方高校在构建应用型人才培养体系时，应突出自身的专业特色，找准专业技术人才培养的定位，在实际操作中积极探索，在发展中不断完善，将应用型人才培养专业越办越出色。
参考文献
[1]教育部高等教育司.2011年教育部关于卓越工程师教育培养计划实施与工程技术人才培养方案及专业课程教学标准：上卷[M].北京：高等教育出版社，2011.
[2]王世斌，郄海霞，余建星，等.高等工程教育改革的理念与实践：以麻省、伯克利、普渡、天大为例[J].高等工程教育研究，2011（1）：18-23.
[3]刘鸿.法、美、德、俄高等工程教育“卓越”之缘[J].大学教育科学，2012（2）：46-50.
“卓越工程师培养计划”是指高等学校培养具有工程师基本能力、并有获得工程师执业资质或者工程师职称潜力的后备工程师。借鉴世界先进国家高等工程教育的成功经验，创建具有中国特色工程教育模式，通过教育和行业、高校和企业的密切合作，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，培养造就一大批创新能力强、适应企业发展需要的多种类型优秀工程师。通过实施“卓越工程师培养计划”，主动服务国家战略、服务社会需求。
一、无机非非金属材料专业特点
沈阳建筑大学是以建筑、土木等学科为特色，因此学校各专业人才培养的主要目标是围绕建筑、土木学科展开的。材料是土木工程实施的物质基础，二十一世纪建筑业迅猛发展，新材料、新工艺的不断更新，对材料的人才需求提出了新得挑战。因此无机专业的培养是为土木工程材料的研发、生产及应用等服务。
无机非金属材料工程专业人才应具备无机非金属工程材料相关领域的基础理论，掌握土木工程材料的研究开发、生产应用、工程施工管理质量检测的基本方法，实验技能和工程应用技术，能够从事各类土木工程材料的工程应用、质量检测及研究、开发和生产的高级工程技术人才。
二、卓越工程师培养模式研究的背景
教育部启动“卓越工程师教育培养计划”以来，以清华大学为首的61所高校成为第一批“卓越工程师教育培养计划”高校，2013年沈阳建筑大学无机非金属材料工程专业获批教育部第三批“卓越工程师教育培养计划”建设高校。
“卓越工程师培养计划”对于本科生制定通用标准和专业标准两方面要求。通用标准是指对所有工科学生的毕业生的基本要求。在通用标准的基础上，为满足各行业对工程技术人员职业资格要求，各行业根据具体专业特点制定工程型人才培养要求。本科层次卓越工程师工程能力的评价重点在学生分析和解决实际工程问题的能力、生产系统运行和维护能力、创新意识、新产品开发和设计能力、技术改造和创新能力等。因此培养计划的制定应围绕着专业特点和卓越工程师培养计划要求制定。
依据卓越工程师培养计划要求，通过对长安大学、西北建筑科技大学等多个“卓越工程培养计划，建设院校相关专业进行调研的基础上，修改制定了本校的专业培养方案。明确了本专业卓越工程师培养计划的定位，加强了实践环节的设置和过程管理，增加了工程界参与的深度，克服了理论和实践脱节的现象，保证了理论与实践环节的连续性。
三、培养模式的建设
1、优化培养方案：为了卓越工程人才培养计划的顺利实施，保证卓越工程师培养过程中有足够的工程实践训练，首先调整教学培养方案的进程，调整理论课内容至五一六学期完成，专业实验和课程设计调整到第七学期的13-20周。通过对课程进程的调整，保证卓越培养计划的学生有足够时间参与工程实践和顶岗实习。其次修改教学内容，增设了设计性实验内容和顶岗实习实践，调整校内的实验教学内容和方式，并聘请了企业工程技术人员作为导师，强化实践环节的过程管理。
2、加强实验实践教学过程建设：
教学实验实践主要是指与通识课程和专业课程相关联的各种课程教学需要的实验实践、以及专门实验课的实验实践。实践场地以校内的各种基础实验室、工程训练中心和专业实验室为主，以校外实践基地为辅。通过校内外导师联合培养和强化实践环节的过程管理，训练学生的工程实践能力和创新思维。
（1）强化校内教学实验体系建设
培养方案增加了综合、设计性实验内容。在现有专业实践教学内容基础上，对于“卓越工程培养计划”的学生增加了4周的材料设计试验，材料设计实验以土木工程背景下的新型建筑材料发展的热点问题进行，实验内容强调开发设计性、综合性和创新性实验，实验内容灵活多样，学生可自行选择。增加课程设计部分的工艺设计内容，同时工厂设计采取局部和整体结合的方式，学生根据生产工艺进行组合设计，创新探索新的生产工艺的可行性，让学生掌握行业发展动态。
（2）凸显专业特点的实习实践教学环节
顶岗实习实践是加强学生实践能力训练的另一个重要的实践教学环节。无机非金属材料工程专业依托建筑行业背景，结合现代的建筑产业的发展趋势，建立了具有行业特色卓越工程师培养计划校外实践教学体系建设，
首先是以混凝土生产及应用为主线的实践教学。中建商品混凝土有限公司是国内商品混凝土行业内的领军企业，具有鲜明的行业特点，契合无机非金属专业的培养方向，企业可为学生的生产实践提供了良好的践基地和大量的就业机会，使学生实践能力培养和工作培训融合，缩短了学生适应岗位能力的时间。本专业第一批学生已经顺利完成顶岗实习，并取得良好的效果。
其次是以建筑装配式产业化生产为主线的实践教学。装配式建筑是国家近几年推荐的新型建筑结构形式，住建部已经在沈阳开展了试点，并逐步在多个撑死推广。在这种行业需求下，学院与沈阳亚泰装配式建筑有限公司建立了校外实践基地，引导部分学生参与到装配式建筑设计、生产和应用过程，培养符合装配式建筑设计生产应用复合型人才。
此外与辽宁秦恒科技、恒威水泥，利盟高科等建立了一批实习实践基地，这些实践基地为学生提供了建筑行业背景下的特色培养需求。
校外实践基地是对校内实践训练的有益补充，是实践教育环节的重要组成部分。基于无机非金属材料专业结构和特色优势，实践体系的建设思路是：以建筑行业为背景，以水泥混凝土生产应用为主，结合玻璃、陶瓷、建筑装配式化等建立培养面向建筑领域的工程技术人才的实践教育体系。
（3）增加与企业相关毕业设计的环节
人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。 历史 上,材料被视为人类社会进化的里程碑。对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志:如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代……
100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪,钢铁 工业 的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶, 现代 平炉和转炉炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。直到20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。20世纪中叶以后, 科学 技术迅猛发展,作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。首先是人工合成高分子材料问世,并得到广泛应用仅半个世纪时间,高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱,并在年产量的体积上已超过了钢,成为国民 经济 、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的发展。陶瓷是人类最早利用 自然 界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和特殊制备工艺的发展,使陶瓷材料产生了一个飞跃,出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变,许多新型功能陶瓷形成了产业,满足了电力、 电子 技术和航天技术的发展和需要。
现在人们也按化学成分的不同将材料划分为金属材料,无机非金属材料和有机高分子材料三大类以及他们的复合材料。
金属材料科学主要是研究金属材料的成分组织、结构、缺陷与性能之间内在联系的一门学科。金属材料科学与工程的工作者还要研究各种金属冶炼和合金化的反应过程和相的关系,金属材料的制备方法和形成机理,结晶过程以及材料在制造及使用过程中的变化和损毁机理。对其按化学成份进行分类可以分为钢铁、有色金属以及复合金属材料。按用途分类包括结构材料和功能材料。
金属基复合材料(mmc)因其良好的性能而得到了人们广泛的关注。它是一类以金属或合金为基体,以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物,其共同点是具有连续的金属基体。目前,特别是航空航天部门推进系统使用的材料,其性能已经达到了极限。因此,研制工作温度更高、比刚度和比强度大幅度增加的金属基复合材料,已经成为发展高性能结构材料的一个重要方向。1990年美国在航天推进系统中形成了3250万美元的高级复合材料(主要为mmc)市场,年平均增长率16%,远高于高性能合金的年增长率1.6%。
无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的 电子 。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。无机非金属材料已从传统的水泥、玻璃、陶瓷 发展 到了新型的先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维、半导体材料以及光学材料。由于新型无机非金属材料除具有传统无机非金属材料的优点外,还有某些特征如:强度高、具有电学、光学特性和生物功能等,因此它们已成为 现代 新技术、新产业、传统 工业 技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。
高分子材料为有机合成材料,亦称聚合物。自20世纪20年代德国著名 科学 家斯托丁格开创这一学科以来,高分子科学和技术的发展极为迅猛,如今已形成非常庞大的高分子工业。它具有较高的强度,良好的塑性,较强的耐腐蚀性能,很好的绝缘性能,以及重量轻等优良性能,在是工程上的发展最快的一类新型结构材料。高分子材料按其分子链排列有序与否,可分为结晶聚合物和无定型聚合物两类。结晶聚合物的强度较高,结晶度决定于分子链排列的有序程度。工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为三大类:塑料、橡胶以及合成纤维。其中,我国的合成纤维、合成树脂和合成橡胶已分别居世界产能的第一、二和三位。
人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。历史上,材料被视为人类社会进化的里程碑。对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志:如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代……
100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。直到20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。20世纪中叶以后,科学技术迅猛发展,作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。首先是人工合成高分子材料问世,并得到广泛应用仅半个世纪时间,高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱,并在年产量的体积上已超过了钢,成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的发展。陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和特殊制备工艺的发展,使陶瓷材料产生了一个飞跃,出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变,许多新型功能陶瓷形成了产业,满足了电力、电子技术和航天技术的发展和需要。
现在人们也按化学成分的不同将材料划分为金属材料,无机非金属材料和有机高分子材料三大类以及他们的复合材料。
金属材料科学主要是研究金属材料的成分组织、结构、缺陷与性能之间内在联系的一门学科。金属材料科学与工程的工作者还要研究各种金属冶炼和合金化的反应过程和相的关系,金属材料的制备方法和形成机理,结晶过程以及材料在制造及使用过程中的变化和损毁机理。对其按化学成份进行分类可以分为钢铁、有色金属以及复合金属材料。按用途分类包括结构材料和功能材料。
金属基复合材料(MMC)因其良好的性能而得到了人们广泛的关注。它是一类以金属或合金为基体,以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物,其共同点是具有连续的金属基体。目前,特别是航空航天部门推进系统使用的材料,其性能已经达到了极限。因此,研制工作温度更高、比刚度和比强度大幅度增加的金属基复合材料,已经成为发展高性能结构材料的一个重要方向。1990年美国在航天推进系统中形成了3250万美元的高级复合材料(主要为MMC)市场,年平均增长率16%,远高于高性能合金的年增长率1.6%。
无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。无机非金属材料已从传统的水泥、玻璃、陶瓷发展到了新型的先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维、半导体材料以及光学材料。由于新型无机非金属材料除具有传统无机非金属材料的优点外,还有某些特征如:强度高、具有电学、光学特性和生物功能等,因此它们已成为现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。
高分子材料为有机合成材料,亦称聚合物。自20世纪20年代德国著名科学家斯托丁格开创这一学科以来,高分子科学和技术的发展极为迅猛,如今已形成非常庞大的高分子工业。它具有较高的强度,良好的塑性,较强的耐腐蚀性能,很好的绝缘性能,以及重量轻等优良性能,在是工程上的发展最快的一类新型结构材料。高分子材料按其分子链排列有序与否,可分为结晶聚合物和无定型聚合物两类。结晶聚合物的强度较高,结晶度决定于分子链排列的有序程度。工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为三大类:塑料、橡胶以及合成纤维。其中,我国的合成纤维、合成树脂和合成橡胶已分别居世界产能的第一、二和三位。
参考文献:
[1]谢盛辉.《材料科学发展史》课程构想及教学纲要. 2006,26,(5).
人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。历史上,材料被视为人类社会进化的里程碑。对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志:如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代……
100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。直到20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。20世纪中叶以后,科学技术迅猛发展,作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。首先是人工合成高分子材料问世,并得到广泛应用仅半个世纪时间,高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱,并在年产量的体积上已超过了钢,成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的发展。陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和特殊制备工艺的发展,使陶瓷材料产生了一个飞跃,出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变,许多新型功能陶瓷形成了产业,满足了电力、电子技术和航天技术的发展和需要。
现在人们也按化学成分的不同将材料划分为金属材料,无机非金属材料和有机高分子材料三大类以及他们的复合材料。
金属材料科学主要是研究金属材料的成分组织、结构、缺陷与性能之间内在联系的一门学科。金属材料科学与工程的工作者还要研究各种金属冶炼和合金化的反应过程和相的关系,金属材料的制备方法和形成机理,结晶过程以及材料在制造及使用过程中的变化和损毁机理。对其按化学成份进行分类可以分为钢铁、有色金属以及复合金属材料。按用途分类包括结构材料和功能材料。
金属基复合材料(mmc)因其良好的性能而得到了人们广泛的关注。它是一类以金属或合金为基体,以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物,其共同点是具有连续的金属基体。目前,特别是航空航天部门推进系统使用的材料,其性能已经达到了极限。因此,研制工作温度更高、比刚度和比强度大幅度增加的金属基复合材料,已经成为发展高性能结构材料的一个重要方向。1990年美国在航天推进系统中形成了3250万美元的高级复合材料(主要为mmc)市场,年平均增长率16%,远高于高性能合金的年增长率1.6%。
无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。无机非金属材料已从传统的水泥、玻璃、陶瓷发展到了新型的先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维、半导体材料以及光学材料。由于新型无机非金属材料除具有传统无机非金属材料的优点外,还有某些特征如:强度高、具有电学、光学特性和生物功能等,因此它们已成为现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。
高分子材料为有机合成材料,亦称聚合物。自20世纪20年代德国著名科学家斯托丁格开创这一学科以来,高分子科学和技术的发展极为迅猛,如今已形成非常庞大的高分子工业。它具有较高的强度,良好的塑性,较强的耐腐蚀性能,很好的绝缘性能,以及重量轻等优良性能,在是工程上的发展最快的一类新型结构材料。高分子材料按其分子链排列有序与否,可分为结晶聚合物和无定型聚合物两类。结晶聚合物的强度较高,结晶度决定于分子链排列的有序程度。工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为三大类:塑料、橡胶以及合成纤维。其中,我国的合成纤维、合成树脂和合成橡胶已分别居世界产能的第一、二和三位。
参考文献:
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中图分类号：TH122 文章编号：1009-2374（2017）11-0104-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.053
1 概述
机械设备在日常生活中无处不在，大到飞机、火车、轮船、各种工程设备，小到手机、手表、各种电子产品等，都属于机械设备。在机械制造过程中，设计是第一步。而在机械设计中，材料的选择又是非常关键的一环。材料选用合理是实现机械产品价格合理、质量耐用、产品寿命长的基础。在历史上，一种新材料的问世，往往会开辟一个新的时代。例如，人类掌握了青铜的冶炼技术以后，就进入了青铜器时代；掌握了炼铁技术后，人类进入了铁器时代。从20世纪下半叶到21世纪初，又有很多新材料相继问世，如碳纤维复合材料、石墨烯、钛合金等，每一种材料的出现都会给工业，特别是机械制造业带来革命性的变化。下面本文就浅显地谈一谈机械设计中材料的选用问题。
2 常见材料的分类
目前在机械制造中应用的材料主要有四类，即金属材料、无机非金属材料、有C高分子材料和复合材料。下面分别叙述：
2.1 金属材料
金属材料是现代社会中使用非常广泛的一类材料，从汽车、飞机、轮船，到手机、打火机等机械产品，都有金属材料的身影。金属材料按照颜色分，可以分为黑色金属和有色金属，黑色金属主要有三种：铁、锰和铬，其他金属如金、银、铜等均为有色金属。按照密度来分，可以分为轻金属和重金属，轻金属有铝、镁等，重金属有铜、汞等。
2.2 无机非金属材料
无机非金属材料包括陶瓷、氮化硅、玻璃、氮化硼、金刚石、石墨、碳化硅等，这类材料一般具有硬度高、抗压强度高、耐腐蚀等特点，但是许多材料价格偏高，容易脆断。这类材料使用相对较少，主要用于制造密封性原件、显示屏等。
2.3 有机高分子材料
有机高分子材料主要是塑料、橡胶以及合成纤维。塑料自从发明以来，便得到广泛的应用。它价格便宜、轻便、耐腐蚀，具有一定的强度，还可以与碳纤维等制成玻璃钢等复合材料。在机械制造中，塑料应用相当广泛，主要用于机械外壳、导线绝缘层等。
2.4 复合材料
复合材料是从20世纪末开始兴起的一类新型材料，它是通过化学或物理的方法将两种或两种以上的材料进行复合，最终得到具有特定应用性能、满足不同工艺要求的材料。目前应用得比较多的复合材料有碳纤维、玻璃钢等，这些材料密度小、强度高、韧性好，应用前景广阔。相信随着科技的发展，这些材料还会得到更多的应用。
3 机械设计中材料选用的原则
3.1 注重材料的经济性与适用性
所谓经济性与适用性，就是选材要量体裁衣，根据机械产品的质量要求、用途以及机械制造过程中的铸造工艺、装配工艺和焊接工艺等环节的要求，选择既能满足要求，又价格低廉的材料。比如，在金属材料中，钢铁的价格是很便宜的，因此在选材时，在满足要求的前提下，可以尽可能地选择钢铁。再比如，铜和铝都是电的良导体，铜的电阻率比铝更小，但是铝的价格比铜便宜许多，当满足需要时，尽量选用铝而不是铜作导电材料。这样就可以在保证产品质量的前提下实现最大的经济效益。
3.2 在选材时考虑节能与环保因素
节能与环保是21世纪以来全球广泛关注的话题，我党提出了“绿色发展”“人与自然和谐相处”等议题。在机械设计中，尤其要重视节能与环保。尽量选择可再生、易回收、环境友好的材料。在选材过程中，要优先选用可再生资源材料，优先选用环境友好材料，优先选用便于回收的材料。例如在选用塑料时，要避免选用不可降解的塑料，在可行的前提下优先选用可降解塑料。再比如，尽量减少金属材料等不可再生资源的使用，尝试用可再生资源代替。
4 机械设计中材料选用的几点注意事项
机械设计中材料的选择应用直接影响到机械产品的实用性能。在进行机械加工过程中，首要前提是满足机械设计的要求，在此基础上考虑资源供应的可靠性、材料的功能与特性等。基于此，下文针对不同材料的特点对其选择及应用进行了分析。
4.1 材料的荷载能力要满足要求
材料的荷载能力是材料性能的一个非常重要的方面，也是非常基础的一个方面。如果荷载能力达不到要求，材料在加工过程中就有可能发生断裂、失效等情况。即使在加工过程中没有出现故障，在使用中也很容易出现故障，缩短机械设备的使用寿命。在根据荷载能力选材时，材料的荷载能力需留有一定的余量或者说安全系数，这个安全系数具体是多少，要根据使用场合来确定。越是重要的场合，越是对安全要求高的场合，安全系数越大。如果所选材料的荷载能力不清楚，则需要用实验的方法进行测试。
4.2 尽量避免选用有毒有害的材料
有一些材料会对周围环境造成危害或者危害人体健康，比如金属铅、镍、汞，还有一些塑料等，这些都容易对环境造成污染。在机械设计中，要尽量不用或者少用这些材料。如果必须要选用这些材料时，要采取一定的措施，防止这些有害物质进入环境当中。
4.3 尽可能选择便于回收或可再生的材料
到目前为止，构成机械产品的大部分材料都是金属材料，其中最常见的就是钢铁。而金属资源属于不可再生资源，其在地球上的蕴藏量也是很有限的。因此对资源特别是金属资源的回收利用就成了一个值得研究的课题。金属材料的种类很多，比如钢材的种类就有很多种，低碳钢、中碳钢、高碳钢、各种合金钢等。每一种金属材料的回收难度是不同的，有的容易回收，而有的回收起来则比较困难。在机械设计中，在同等条件下，要尽可能选用回收方便的材料，让资源得以回收
利用。
当然，也可以尽可能地选用可再生材料代替不可再生材料。比如在一些场合使用塑料代替金属材料。
4.4 尽可能选用加工过程中资源消耗少、环境友好的材料
在材料选用过程中，不仅要考虑材料的荷载能力、材料本身的资源属性、材料本身对环境的影响，还要考虑将材料制成产品的过程中，加工过程、加工工艺是否节能环保。例如，现在的许多金属材料，在加工过程中需要进行热处理，而热处理过程消耗的能源等资源较多，对环境的污染也偏大，如果能够选择在冷和热轧状态下仍可保持较好性能的材料，就可以避免热处理过程，从而节约资源，保护环境。如果不能找到理想的材料，加工过程中不得不使用热处理，那也要尽量选用操作流程方便的材料，从而减少资源的消耗和对环境的
破坏。
5 结语
材料是机械制造的基石，材料的合理选用对于机械产品的质量、成本、寿命等都有巨大的影响。随着科学技术的发展，新的材料在不断被发现、发明，新材料在不断推动人类社会的进步。作为一名机械制造领域的从业者，要密切关注材料科学的发展，敢于尝试使用新的材料、新的技术，只有这样才能推动机械制造行业不断向前发展。
参考文献
近几年新型材料迅速发展，无机非金属材料从传统的硅酸盐材料水泥、耐火、玻璃和陶瓷材料，逐渐涵盖了包括由某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料，成为与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一，因此无机非金属材料相关产业成为国民经济中不可或缺的支柱型产业，各工科院校都增设了无机非金属材料专业。随着国家西部大开发政策的推行，内蒙古中西部呼包鄂地区的矿产资源为我国新型材料的发展注入了新的活力，除钢铁产业外，与煤矿资源、黏土矿、稀土矿和沙漠硅砂等相关的无机非产业也得到了蓬勃发展。因此，我国中西部高校无机非专业的学生培养宜与当地资源和就业要求相适应，具备自身的特点。
一、结合当地矿产及企业资源，因地制宜指引学生专业方向
内蒙古地区拥有丰富的矿产资源，除金属资源外，还有大量煤矿资源、黏土矿、稀土矿和沙漠硅砂等，这极大促进了本地区无机非金属材料产业的发展。如内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗三垧梁工业园区，地处蒙、陕、晋三省交汇处，陶瓷生产资源丰富，能源成本优势突出，高速公路、铁路主干线贴近工业园，物流运输十分方便，吸引了大量企业进驻，如陶瓷厂、电厂、氧化锆粉体制备企业、稀土氧化物加工企业等。另外，内蒙古地区地广人稀，太阳能和风能的开发成了热点。这些企业及产业的迅猛发展，需要引入大量高素质无机非金属专业人才。
内蒙古中西部工科院校生源的50%来自内蒙古，学生就业意向留在当地，因此，该地区的无机材料专业应有针对性地进行培养，既满足本地市场要求又解决学生就业问题。目前的主要方向包括水泥生产、建筑用陶瓷生产、稀土矿提取与加工、玻璃生产、耐火材料生产及光伏产业等，因此要根据学生兴趣加强这几方面的专业素质培养。
二、应新技术发展要求，加强创新型人才的培养
在专业人才培养方面，除了要求学生稳扎稳打地掌握基础知识外，还要应新技术的发展要求，全面提高个人能力，增强学生的创新能力。这就要求学生不仅夯实基础学科的知识，如数学、物理学和化学等方面的自然科学知识，以及专业学科知识如无机非金属材料的结构组成、材料的制备、材料的表征、材料的性能与应用的基本理论、基本方法及相关的基本实验技能等，还要增加交流拓展类学科的知识，如外语、计算机及信息技术应用等，工程技术类知识，如工程制图、工程设计基础、电工电子学等方面的知识，从而具备一定的创新能力，在设计、制备、研究新材料等方面展现出一定的素质。与此同时，除专业能力以外，学生还要具有良好的身体心理素质，具备良好的专业品质和与主要面向工作岗位相适应的踏实敬业、吃苦耐劳、团结协作的职业素养。
三、加强应用科学和实践教学，培养“上手快，留得住”的优质专业人才
工科院校的毕业生，普遍的就业对象是工矿企业，工作环境较枯燥和艰苦，很多学生的就业思想比较理想化，真正参加工作后往往觉得与想象差距太大，不能吃苦也不能坚持，对个人发展没有规划和定位，容易频繁跳槽。加强应用科学和实践教学，使学生认识到科学的价值和学习的目的，激发学生的学习兴趣，培养创造精神，使学生改变“眼高手低”的学习态度，增加专业知识，开阔视野，认识到本专业在国民经济和社会生产中的重要性。这就要求在教学环节中，加强实践环节的教育，让学生多进实验室培养动手能力，多进企业和厂区了解现场环境及工作要求、与企业领导接触、与技术人员沟通，有目的有方向地进行专业规划，制订学习计划，增强专业信心，且不好高骛远。这样，学生就业后就可以很快上手工作，并且在企业环境中稳扎稳打，开辟自己的职业生涯。
四、根据社会发展要求，增强学生专业环保意识
随着社会发展，环境保护日益受到人们的关注，经济发展的同时拥有良好的生活环境成为我国发展的新目标。无机非金属材料工业生产大多具有能耗高、排放污染大的缺点，如何保持产业的继续发展，又与环境相协调，成为企业发展的新目标，同时对无机非专业人才的培养提出了新的挑战。近几年，内蒙古中西部的生产企业逐渐在向废物利用和节能减排方面发展。如水泥厂原料采用电石渣和煤矸石取代熟料，陶瓷厂采用粉煤灰和沙漠硅砂取代黏土和石英，并在相关领域取得发明专利。因此，在无机非金属材料专业人才培养过程中加强环境保护教育是一条有效且必要的措施，让学生认识无机非金属材料工业潜在污染的来源和危害，了解污染控制的相关标准，学习污染控制的各种技术手段，掌握个人防护的技能，通过环境教育培养学生的环境意识，使学生树立环境保护和可持续发展的观念。
随着我国“一带一路”发展战略的推进，内蒙古中西部的无机非材料相关产业将进一步持续发展，各学科之间的交互作用越来越强，这对该地区本专业人才培养将提出更高的要求，由对口培养逐渐向适应型教育转变，因此无机非金属材料专业的高校学生培养既要多样化，又要具备地区适应性强的特点，为促进本地区经济发展作出贡献。
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：1005-2909（2012）05-0105-03随着建筑行业的不断发展，土建类用人单位对无机非金属材料工程专业学生的要求也不断提高。目前，材料员、建筑材料（结构工程）试验员、材料检测工程师等材料工程质量检测技术人员成为当前需求最旺盛的人才。材料工程检测技术课程围绕土建类用人单位和高等学校特色专业建设点的要求，依据无机非金属材料工程专业培养计划，以大土木特色教育为基点，以提高学生学习兴趣为突破口，以培养学生创新能力为中心，以加强素质教育为宗旨，结合专业教学改革和专业课程建设，对无机非金属材料工程专业材料工程检测技术课程的质量教学进行系列改革和优化。
一、材料工程检测技术课程教学现状与质量教学目标
（一）材料工程检测技术教学现状
材料工程检测技术课程是无机非金属材料工程专业重要基础课程，土建类高校教学重点应关注建筑材料基本性能检测、建筑材料（结构工程）性能检测和建筑工程质量控制三个方面。从当前开设无机非金属材料工程专业的土建类高校培养计划看，无机非金属材料工程的材料检测教学主要关注常用建筑材料的检测[1-2]，包括水泥、砂、石、钢筋、砂浆、混凝土、沥青等基本性能的检测，很少涉及建筑结构和建筑工程质量控制。材料检测、结构检测和质量控制的分离，完全背离了实际工程中对材料检测工程师的要求。无机非金属材料是当前建筑结构中应用最广泛的材料，材料检测要与结构检测和质量控制结合，才能保证建筑结构的安全性。目前，仅有同济大学针对无机非金属材料工程专业开设了材料检测技术课程，教材采用同济大学主编的《混凝土非破坏检查与评估》，主要讲授混凝土结构的检测技术。安徽建筑工业大学无机非金属材料工程专业开设的材料工程检测技术课程，虽然涉及建筑材料（结构工程）检测技术相关内容，但重点仍是建筑工程质量控制。
（二）质量教学目标
当前建筑领域要求检测人员既懂材料又懂结构，这也成为无机非金属材料工程专业的培养目标。通过材料工程检测技术的学习，学生能对建筑材料（结构工程）检测技术有一个全面的认识，为日后从事的材料工程应用行业打下基础。
材料工程检测技术的教学必须在加强常用建筑材料（水泥、砂、石、钢筋、砂浆、混凝土、沥青等）基本性能检测的基础上，增设相关建筑结构检测课程，加强建筑结构（混凝土结构、砌块结构、钢结构、钢管混凝土结构、木结构、柱梁结构、路面结构、桩基基础等）的性能检测。此外，作为一名合格的材料检测工程师，必须掌握检测试验管理与计量认证等工程管理相关知识，熟悉监理工程师对建筑材料和建筑结构质量控制的要点、程序、质量问题（质量事故）处理等。
综上所述，土建类高校无机非金属材料工程专业在材料工程检测技术课程的教学目标是培养材料与结构、质量与管理相结合，能利用现代化测试分析技术从事建筑材料与结构工程检测鉴定、质量监督、施工、监理和结构加固等方面的综合技术人才。
二、材料工程检测技术质量教学优化措施
（一）优化教学方案、更新培养计划
教学方案、培养计划要做好课程间的衔接工作，避免重复教学。同时，在教学内容上推陈出新、与时俱进，尽可能反映本学科国内外的最新成就。
学校修订了2011级无机非金属材料工程专业的培养方案，以CDIO相关规范[3-5]要求为指导，以有利于提高学生工程实践能力、团队领导和协作能力、交流与表达能力及系统思维能力等为目标，构建以项目制为导向的理论与实践一体化的课程体系。
另外，各相关课程重新修订了教学大纲。新教学大纲把材料工程检测技术界定为无机非金属材料工程专业的专业基础课程，主要讲述结构工程现场质量无损检测技术和建设工程质量控制两个方面的内容，如无损检测混凝土结构的强度和内部缺陷、雷达法检测技术与红外成像无损检测技术等。该课程以建筑结构为主要对象，与工程实践紧密结合，根据相关规范标准，利用现代化测试分析技术，对建筑结构的强度、内部缺陷进行测试分析和质量控制。
（二）改善教学手段、增加案例实训
教学手段是提高教学质量、改善教学效果的重要途径。在教学过程中，不断改善教学手段，加强学生的主动性，创造性地运用多种教学方法（如讨论式、互动式、学导式、启发式、案例式、情境式、网上助学式等）以提高学生学习兴趣。教师要努力从“以传授知识为主”的教学模式转向“以促进能力发展为主”的教学模式。
进一步加强多媒体教学[6-8]，充分讲解课程的重点、难点、实训案例分析等，借助多媒体教学软件的演示，将实训案例的语言、文字、声音、图形和图像等多种信息显示在屏幕上，使学生进一步深化对实训案例内容的理解和记忆，大大激发了学生学习的积极性和主动性，授课效率大大提高。充分利用校园网，在保证各级精品课程上网的同时，进一步加快网络课程和远程教育建设的步伐，实现优质教学资源网上共享。
（三）建设实训中心、完善实践教学
实训中心是实践训练场所，包括校内实训和校外实训，其基本功能为：完成实训教学与职业素质训导、职业技能训练与鉴定的任务，并逐步发展为培养高等教育人才的实践教学、职业技能培训、鉴定和高新技术推广应用的重要基地[9]。另外，实训中心还具有窗口功能、实践教学功能和校企联合纽带功能。
根据培养职业能力的需要，与企业紧密结合实行校企共建，建设资源共享的校内材料工程检测技术实训基地。按照“营造真实性环境，进行生产性实训”的原则，加大专项投资力度，更新教学设备，营造与建筑企业生产一线一致的职业环境，以满足学生生产实训和企业员工职业资格培训的需要。
在学校无机非金属材料工程专业2011级培养计划中规定，实践教学以项目为主体，辅助以其他教学形式。材料工程检测技术课程的实践教学与水泥基材料设计与控制、建筑节能围护体系选择与评价、材料工程设计三个实践项目的训练相结合，把材料工程检测技术穿插安排在三个实践项目中间，达到构思—设计—实现—运作能力的训练。
（四）提高动手能力、参加工程实践
实践教学是提高学生动手能力的根本，而参加实践比赛和科学研究是强化学生动手能力、培养学生学习兴趣的主要途径。材料工程检测技术课程除了培养计划内的实践教学以外，还积极开展大学生创新活动，动员广大教师利用业余时间，带领学生结合各自科研方向参与科研创新和实践比赛，如积极参与“挑战杯”“水泥轻舟赛”“混凝土设计大赛”等科技创新比赛。另外，有能力的教师结合自身科研项目，带领学生到工程现场进行实践指导，借此拓宽学生实践学习的渠道，创新实践学习的方式，切实提高学生的实践动手能力。
（五）改革考核方式、培养学生兴趣
构建灵活多样的考核体系，推进考试制度改革，改变一考定成绩的做法，采取多种考核方式，加强对学生综合能力的考察。
课程的考核应是对知识掌握、学习能力、态度、表现、方法和实践能力的综合评价，应建立综合化的考评机制，把考试与学习全过程有机地联系起来。要按照课程内容的特点，选择合理科学的考试方式。
三、结语
随着科技的不断进步，材料工程的各种检测技术也将不断发展，也将不断给材料工程检测技术课程教学提出新的目标和要求。我们仍然需要不断探索，不断调整教学内容，改进教学方法，丰富教学手段，采取多种途径，提高教学质量，培养学生的创新能力，实现教与学、学与用的最佳统一。
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Reform and practice on the education of detecting technology of materials engineering
ZHANG Gaozhan
（School of Materials & Chemical Engineering， Anhui University of Architecture， Hefei 230601，
随着社会的发展，特别是信息功能材料的发展和应用的日益广泛，作为功能材料基础的磁性材料得到了日益广泛的应用。与此相适应的，在材料科学与工程学科的教学体系中，特别是在一些主干课程中都出现了与磁性材料相关的内容也就成为历史的必然。因为磁性材料从材料微观结构上涉及到晶态材料、非晶态材料、纳米晶材料，也涉及到金属材料、陶瓷材料等无机材料，所以在《材料物理导论》中把“材料的传导性和磁性”作为一个章节，《新材料概论》中与磁性有关的有“磁性材料”和“超导材料”两个章节，《金属功能材料》涉及到磁性的章节更多，有“磁性材料”、“金属薄膜材料”、“非晶态金属材料”、“信息材料”、“超导材料”及“智能金属材料”等章节，在涉及到材料物理性能及测试的教材中，都会不可避免地涉及到磁学知识。在国外的教材中，情况也是如此，如《工程材料科学与设计》一书。在无机材料、陶瓷材料等课程中，也都会涉及到磁性材料，在材料物理性能的讲授中，也必然会涉及到电性及磁性的内容。考虑到磁学知识的广泛性及分散性，我校在教学实践中发现，有必要充分利用学校在这方面的优势，把磁学的相关知识单独作为一门学科进行讲授，这样既有利于学生对磁学知识有一个系统的理解，也可以适应社会发展的需要。磁性材料作为一种非常重要的基础功能材料，在社会中已经得到了广泛的应用，作为材料科学与工程专业的学生，非常有必要对磁学及磁性材料的知识有一个专门的了解，这样做会使学生受益终生。因为一方面有利于扩大他们的知识面和视野，也非常有利于他们就业；另一方面有的学生进入研究生阶段后，如果具备一些磁学相关知识，也非常有利于他们的学习和研究工作，《金属材料结构与性能》属于材料科学与工程学科领域的基础教材和国内外材料专业硕士的必修教材，也把“材料的磁性能”作为一个章节进行讲授。
作为重要的现代信息功能材料的磁性材料，其发展具有悠久的历史，在这方面已经有许多专门的文献资料进行了介绍，在此不再赘述。人类很早就开始了磁学的研究，但直到量子力学创立后，才对磁性的起源有了一个较为清晰的认识，也就是说，磁性本质上起源于物质的量子性质。这就说明要研究与磁性相关的现象，就必须具有《量子力学》的学习背景；要研究大量微观粒子聚集体的磁学性质，就必然要用到《热力学统计物理》的知识；要研究固体的磁学性质，也必然要对《固体物理》有深入的了解。所以，在学习《磁学》课程之前，必须要以这三门课程的学习为先导，而在材料科学与工程专业中作为专业基础课，都会专门开设这三门课程，这也就为磁学课程的开设创造了有利条件。我校的探索实践表明，在讲授中应以《磁性材料》课程为主线来进行讲授，并且适当增加一些必要的磁学知识和磁测量知识，以利于学生的理解，也有利于学生对其他相关课程的学习。我校几年来的实践教学都收到了良好的效果。人们对纳米结构体系与新的量子效应器件的研究已经取得了许多新的进展，有许多成果已经产业化，并由此带动了传统产业的技术升级和技术进步，从而掀起了纳米科技热潮。纳米结构由于具有纳米微粒的特性，如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等特点，又存在由纳米结构组合引起的新的效应，如量子耦合效应和协同效应等，这些都属于量子力学现象，现代纳米科技研究也多是以这些效应为出发点来进行的，这些内容也是材料科学与工程学科各门主干课程的重点内容。磁学主要研究物质的磁性及其起源，也就是研究与电子的自旋相关的性质及理论。磁学从创立之初就一直在从事与量子效应有关的知识研究。从量子力学创立至今，磁学从理论上对这些问题的探索已经有将近一个世纪的时间，积累了丰富的知识，对磁学相关知识的学习，必然会大大促进学生对材料科学与工程学科的学习和理解。
并列为现代科学技术的三大支柱，并认为他们是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。在这三大支柱中，材料科学显得尤为重要，可以说材料科学是现代科学技术发展的重要支撑，这主要体现在材料是人类社会进步的里程碑，而先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导，也因为信息和能源技术的发展都与材料科学的进步和发展密切相关。材料一直是人类赖以生存和发展的物质基础，但材料科学的提出却是20世纪60年代初的事情，也是科学技术发展的必然结果。随着人们对材料的制备、微观结构与宏观性能之间关系等研究的逐步深入，各种材料体系，如金属材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相继建立起来。对不同材料的研究可以相互借鉴，也使得不同材料之间的相互替代和补充成为可能，由此也出现了复合材料的概念并得到了广泛应用。随着人们对材料研究的深入，逐渐形成了材料科学与工程这门学科。这门学科除了研究材料的组成、结构与性质的关系等基础研究之外，还研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题。现在一般认为，材料科学与工程主要包括组成与结构、合成与制备、性质及使用效能等四个方面，它是关于材料成份、结构、工艺与它们的性能和用途之间的有关知识的开发和应用的科学。由此可以看出，材料科学与工程科学有多学科交叉、与实际应用密切相关等特点，并且也是一门正在发展中的科学。作为一级学科，材料科学与工程学科下设有材料物理与化学、材料学、材料加工工程三个二级学科。按照我国的专业规划，材料科学与工程学科以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面。更进一步讲，材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的科学研究与工程技术人才。金属材料领域涉及的金属磁性材料和无机非金属材料领域涉及的陶瓷基铁氧体材料都已经得到了非常广泛的应用。高分子领域的有机磁体，目前正在成为国际上研究的热点，也是软物理研究的一个重要领域。由此可以看出，材料科学与工程领域涉及的各个方面，都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成结构材料和功能材料两大类，磁性材料作为具有特定物理功能的材料，在功能材料中占有很大的比重。当前功能材料的研究和开发的热点集中在光电子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物医用材料、超导材料、功能高分子材料、先进复合材料、智能材料以及生态环境材料等领域，这几类材料几乎都与磁性材料有直接或间接的关系，各类材料的磁学性质无疑也是当今研究的热点问题。
