机械工程专业学科简介(精选8篇)
(Mechanical Engineering)
该学科主要以现代工程机械和车辆为研究对象,研究工程机械和车辆的现代设计理论与方法、检测与维护所涉及的关键基础理论与工程技术。
专业和学科围绕“工程机械”和“工程车辆”这两种对湖南经济发展起重要作用的机械产品,开展以应用技术为主的科学研究和人才培养工作,建立了“机械设计及理论”、“机械电子工程”、“车辆工程”、三个二级学科硕士点。学科形成了“机电系统建模与控制”、“机械结构优化设计技术及可靠性设计理论”、“工程机械机电液一体化技术”、“车辆安全性设计理论与方法”四个稳定的研究方向。从系统建模、结构优化、可靠性设计三个方面研究工程机械及工程车辆的机械结构设计和性能分析的理论与方法;从机电一体化技术集成的角度,研究工程机械及车辆中微电子、信息、控制、计算机、管理等与机械工程科学的交叉融合;在机械制造方面,主要从CAD/CAE/CAM技术集成的角度研究机械制造过程的质量控制与管理技术;在车辆工程领域,着重研究车辆安全设计、车辆与环境作用的机制及安全控制工程领域,着重研究车辆安全设计、车辆与环境作用的机制及安全控制技术。在上述四个研究方向形成了一批国内外有影响的成果和专利,如某大型工业轧机辊系及液压自动厚控系统的建模与分析、结构拓扑与布局优化设计方法、沥青混凝土路面微波加热修复设备、水泥路面超高压水射流破碎设备、车辆碰撞能量吸收机理、车辆智能耐撞与避撞技术等,年均发表高水平学术论文80多篇。近五年获国家奖1项,省部级奖2项,发明专利7项,实用型专利6项。目前主持国家级项目6项,近五年年均科研经费达300多万元。四个方向的学术带头人均为所在领域有一定影响的专家,学术团队中有博士生导师5名,博士学位获得者26位,年均毕业硕士研究生30余人,已具备良好的科学研究和研究生培养条件。
本学位点现有导师20人,其中:教授13名,副教授7人。
一、培养目标
培养适应社会主义现代化建设,德、智、体全面发展的,掌握机械工程技术、自动化技术、电子与计算应用技术的跨学科复合型人才。具有本学科坚实的基础理论和系统的专业知 1
识,具有严谨求实的科学态度和扎实肯干的科研作风,具有良好的身体和心理素质。了解本学科的前沿发展动态,能用一门外国语熟练阅读本专业的技术文献,撰写论文及简单会话,具有较强的计算机应用能力。毕业后可胜任教学、科研、工程设计及产品开发的工作。
二、主要研究方向
1.机械设计及理论
(1)现代筑养路机械设计理论及设备
主要研究新原理、新技术在工程机械中的应用,为现代工程机械提供创新设计原理和技术。研究筑养路机械设计理论及设备产品结构,提高其性能参数,加快产品更新换代,主要目标是提高产品的广泛适应性、作业效率、降低能耗,提高其工作的可靠性和机械使用寿命。
(2)液压系统振动与噪声控制
主要研究工程液压系统流体脉动与冲击产生机理、传播特性、减振机理,研究液压系统振动控制方法与技术。
(3)机电液系统动力学建模与仿真
以提高工程机械系统可靠性、动力性、安全性、效率及环保等使用性能为目标,研究机电液系统动力学系统的建模理论和仿真技术,为现代工程机械机电液系统的性能评估、优化设计、节能设计提供科学依据,寻找改善现代工程机械机电液系统设计的途径。
(4)现代机械协同设计理论与方法
以系统的整体性能最优为目标,用多学科优化设计理论,研究复杂机械系统多目标协同优化设计的理论和技术,探索复杂机械系统新的设计途径。
(5)机械CAD/CAE/CAM
研究工程机械结构的有限元建模与分析技术和虚拟设计与制造技术,开发基于特征建模技术基础上的集成化设计系统,并针对CAD/ CAE/CAM集成中的产品信息建模技术以及面向实际应用的CAD/CAM集成系统进行研究。
2.机械电子工程
(1)机电液系统模型辨识与状态监测
主要针对工程机械及大型工业设备,研究机电液动力学系统动态测试与信号处理、模型辨识和状态监测的理论和技术。
(2)机电液系统集成与控制
以工程机械和工程车辆为对象,应用机电一体化技术进行机械产品的结构、驱动与控制的创新设计,探讨机电一体化技术的应用方法和理论。
(3)流体传动与控制
主要针对工程机械及其它机电液系统,基于流体传动与控制原理、先进控制理论与方法和计算机技术,研究虚拟流体传动与控制工程,流体传动计算技术,流体传动与控制系统的节能技术,液压及流体技术的可移动应用技术等。
(4)精密测控技术
主要研究几何量精密测量技术、现代公差技术、在线测量及监控技术、精密工程及仪器。
3.车辆工程
(1)车用内燃机工作过程仿真与排放控制
基于建模仿真和电子技术开展汽车排放控制,运用控制理论和单片机技术,为优化在用汽车发动机的排放性能提供理论依据与工程手段,所取得的科研成果处于国内先进水平。
(2)汽车安全集成技术
考虑汽车车身结构及其各子系统的瞬态冲击响应特性,将人—车—路作为一个动态耦合系统,进行车辆安全性数值模拟与试验研究;基于建模仿真和电子技术开展汽车主、被动安全控制,运用控制理论和单片机技术,为优化汽车主、被动安全性能提供理论依据与工程手段;研究结构拓扑和布局优化的理论与新方法,为提升车辆零部件和结构性能提供理论依据和实用技术。所取得的科研成果处于国内先进水平。
(3)汽车电子控制理论与技术
运用现代测控理论知识,结合电子技术、传感技术、单片机技术和试验研究等手段,展开现代汽车发动机、自动变速器、电控悬架和电子控制防抱死系统等方面的电子控制的理论与建模、系统抗干扰技术及相关的应用研究。
(4)汽车交通设施设计及制造技术
开展道路交通护栏的设计与制造。
三、学制与培养方式
1.学习年限:一般为2年。
2.实行学分制
总学分32学分(含课程学习学分、必修环节学分、学位论文学分),其中课程学习28学分,实践环节2学分,开题报告2学分。
3、采用全日制研究生管理模式,实行集中在校学习方式。
纺织领域的染整行业、轻工领域的制浆、造纸行业、皮革行业及添加剂是满足人类基本物质与精神需求的基础行业,历史十分悠久。据考古研究,甲骨文中已经出现了有关练、染的文字,这表明商朝已有练染工序,据记载周朝在官府作坊中设置了掌染草、染人等负责练染生产的专门管理机构[3]。染色、皮革技术较早的实物证据为湖南长沙马王堆出土的西汉时期的文物:彩帛与革制品(革履、革囊)。造纸技术按正史记载至少可从东汉蔡伦的造纸术算起。几千年来,制革术、染色术、造纸术作为人类文明标志始终支撑着行业的发展,满足着人类物质与文化的需求。其存在形式为作坊式,教育方式为师徒单向技艺传承。鸦片战争之后,西方文明强行进入中国,清末的洋务运动使得染整、皮革、造纸行业呈现出现代工业形态。与之相适应的教育方式也陆续产生:如1920年燕京大学的制革系,1912年苏南工业专科学校的染色科,1932年南通学院纺织科的染化系,1939年国立中央技艺专科学校的染织、造纸、皮革三个学科等等,旨在按西式教育方式培养有基础学科根底,理论与实践并重,有设计和经营管理能力的专修学科人才[4]。这时期的教育形式已从师徒间的技艺相授转向西方文明体系的教育方式,注重科学基础,引入化学、化工、物理、数学等教学内容。即由东方传统教学方式的教师自身的全面修炼再衰减式的传向学生,转变为西方教学方式的教师按特长分科相授,学生修习内化,全面素质提升。按照行业的多重需求,培养学生多方面的能力。这一基本形态经历几十载传承至今,已成为轻化工程专业面向行业办学的基本模式。
1 科学技术发展规律
1.1 生产、技术、科学的关系
根据科学学的研究成果,在早期的人类社会,生活、生产的需求,是技术和科学产生和发展的共同根源和动力,形成了生产→技术→科学的发展模式;18世纪中叶后,科学的革命引起的技术革命、产业革命,使得科技发展模式转变为科学→技术→生产;而进入现代社会则从上述的单向发展模式上升到科学技术生产的双向发展模式。在工业社会阶段上述双向发展模式进一步被扩展为“五联一中心”规律,即科学、技术、生产、经济、社会五个因素已经联结成不可分割的统一整体,技术处于这个整体的承上启下的位置(中心)。科学研究按照对象和任务的不同划分为基础研究、应用研究(技术研究)和发展研究(工程研究)三大类。科技研究发展战略存在选择规律,发达国家重视基础研究,以此带动应用研究和发展研究的突破,维持其领先地位和竞争优势,选择模式是基础研究→应用研究→发展研究;发展中国家受国力和科技水平制约,常重视引进、消化、使用国外先进技术,以积累国力和提升科技水平,并在此基础上再研发创新,其选择模式为发展研究→应用研究→基础研究;而处于两者之间的中等能力国家更为重视应用技术研究,以此为中心促进发展研究和基础研究,其模式为发展研究应用研究基础研究[5]。我国以及轻化工程专业所处的染整、造纸、皮革行业近30年来的科研发展战略,实行的实际上是发展中国家的选择模式。随着国家和行业的迅猛发展,现在国家的综合实力已居世界前五位,而染整、皮革、造纸的生产能力居于世界前列。不少发达国家因纺织、轻工领域的产业转移,已逐步放弃了相关的高等教育,并正在撤消该领域内国际顶尖的研发机构。一个很重要的现实问题摆在面前,即轻化工程专业所处行业的科研发展战略的选择模式需要调整。可以预见在不久的将来,已无现成的先进技术可供引进,而不得不面对的生态问题已成为制约该行业发展的瓶颈。结合前述科学学的研究成果以及国家所处发展阶段,选择以应用(技术)研究为中心的科研发展战略已成为必然。
1.2 高等专业教育的地位
科学教育是人类迄今所获得的科学知识和方法的传授以及科研技能的培养;技术教育是当代各类技术的传授和训练。前者在大学的理科教育中实施,后者则在大学的工、农、医等教育中实施。科学学的研究表明,这两者已呈现出一种合流的趋势,综合成科技教育。从结构上讲,高等专业教育是科技教育的核心部分,其发达程度是衡量一个国家科技教育水平的主要标志。科技教育是科学技术的主要基础,对于科技生产力的首要因素即科技人才的再生产及科技知识的再生产起到举足轻重的作用。而高等科技教育阶段,教育除具有知识简单再生产功能,还具有知识的扩大再生产功能。历史上,德国从洪堡教育入手,倡导科技教育,一度处于全球领先地位。二战后美国面对前苏联、日德等国的竞争,两次检讨科技教育体制,使其渡过危机,几十年来处于全球领先地位[5]。结合我国国情与前述科技发展战略研究,很显然其选择模式的调整应从科技教育入手,结合高等专业教育的教学改革来实现。
1.3 科学技术发展趋势
科学学的研究揭示:从综合到不断分化,又从分化到更高水平的综合,这种不断上升的“综合→分化→综合”的否定之否定式的运动,以及加速度式的发展,是纵贯全过程的,科学技术发展的两个客观时间过程性规律[5]。科学技术的分化在形式上的表现为专门化,精细化,实质上是其向纵深发展的途径。科学技术的综合在形式上更多的表现为横断学科与边缘性的交叉学科,其实质更多的是围绕某一领域的需求,在各门相关学科间产生新的结合层与结合点,形成一个新的结构的整体。现代科学技术的鲜明特点是科学的技术化和技术的科学化。科学技术大综合的趋势,突出表现在研究的完整性,研究对象的多样性和研究成果的统一性上[6]。轻化工程专业所处的学科:纺织科学与技术、轻工科学与技术处于技术领域,其发展历程同样也符合科技发展的一般规律,并遵循着科技发展趋势,也是该领域教学科研人员应自觉遵守的规律。
2 轻化工程专业内在的特殊规律
2.1 专业研究内容
染整的研究对象是纺织品,包括天然与合成的可纺纤维及其制成品;造纸的研究对象是纸浆及其制品,包括可制浆的植物与用于增加其强力的纤维;皮革的研究对象有两部分,其一是动物的毛皮,包含胶原与蛋白纤维;其二是合成革,与纺织、染整、高分子材料的研究对象有重叠。如果深究,造纸与皮革的研究对象在属性上各有侧重,前者偏于纤维素,后者重于蛋白质,但都与染整的研究对象有交集,纺织品中的天然纤维就包括纤维素纤维与蛋白质纤维。它们之间的差异表现在形态与规格的不同,化学属性相近。
染整、造纸、皮革虽分属三个行业,但研究任务大同小异:①通过加工的方式改变研究对象的服役性能与服役方式;不以制造材料为主要目的。如纺织品与毛皮不属于染整与皮革制造的;纸浆纸张虽是制浆造纸制造的,但其原料的化学性能没有根本的改变。②上述加工均以化学反应、化工操作为基础,并不改变加工对象的化学属性,只是将其纯化,如将天然的混合物趋向单一性并在一定程度上改变外观和形态。这其中各有不同的化学反应与化工操作。③因均面向行业需求办学,故加工工艺研制、操作与技术管理亦是共同的行为方式。但归属行业不同,加工手段与工艺各有不同。④均面临资源与环境这一制约行业发展的共同瓶颈,按工业生态学发展规律改变行业生产技术与产品循环亦为共同的任务。
2.2 与邻近学科的联系
化学是为人类进步提供物质基础的基础学科,不但能够大量制造各种自然界已有的物质,而且能够根据人类需要创造出自然界不存在的物质;能够提供组成分析和结构分析手段,使人们在分子层次上认识天然的、合成的物质与材料组成和结构,掌握和解释结构-性质-功能的关系,并且能够预测某种结构的分子是否可以存在,以及在什么条件下存在;依此可针对需要剪裁和设计分子;化学掌握了决定化学过程的热力学、动力学理论,从理论上指导新物质(如催化剂)和新反应条件(如高压、高温、超临界状态)的设计和创造,达到大自然所不能达到的目标[1]。
化学工程包括分离工程、反应工程和过程工程。研究物质的化学、物理、生化转化过程中的物质的运动、传递,形态和反应及其相互关系。其任务是创建高效清洁的物质转化工艺、流程和设备。涉及对化学过程系统地分析、设计及优化放大,研究层次从纳米规模(分子过程)、微观规模(颗粒、液滴、气泡等)、介观规模(反应及分离设备)、宏观规模(工厂系统)直至巨观规模(环境及生态系统)。在新的功能分子结构被发现和确立之后,通过化学工程技术向人类提供最经济的产品是实现这些物质价值的必经途径[7]。
高分子材料与工程是以化学和材料科学作为学科基础,以材料制备、成形加工和应用为工程背景,按材料科学二级学科设置的专业[1]。传统上是在化学化工类专业中形成、发展进而剥离出来的,现阶段是在结合材料共性规律(材料科学四面体的四要素之间的关系,四要素是指材料的成分结构、工艺、性能、服役应用[7])的基础上,研究高分子材料的专属规律。
轻化工程归属技术领域,化学化工学科是其主要的学科基础,与高分子材料科学亦有着紧密的联系。因为轻化工程的加工对象纺织品、纸品、皮革等归属于高分子材料,有天然的高分子材料,如纤维素纤维、蛋白质纤维等;也有合成的高分子材料,如聚酯纤维、聚酰胺纤维等。这些材料的生产制造并不是轻化工程的主要任务,但是对其结构性能的研究,尤其是在经轻化工程的加工前后性能变化的研究多采用高分子材料科学的研究方法和评价系统。对这些材料的除杂纯化,分子结构中键的结合与破坏,化学计量等均采用了化学化工学科的基本手段和分析方法。但轻化工程更多需处理非均相体系中的均匀性问题。这是科学诞生后,对染色术、制革术、造纸术进行系统改造重构的成果。在人类文明史上,由于轻化工程对口的三个行业在满足人类物质与文化需求上具有基础性地位,人们不断将当时最新技术用于该领域,以提高品质和生产效率,这一做法时至今日仍历久而不衰。这也使得轻化工程是一个开放性的学科专业,并不断吸收新的学科方法为己所用。如现阶段正在引入工业生态学的成果来有效的处理与自然生态学系统的关系以解决人类社会可持续发展问题等。针对自身发展中的瓶颈问题,不断吸收其他学科研究成果,并与之交叉综合是轻化工程专业发展的基本轨迹与走向。
2.3 专业发展趋势
西方工业国家在轻化工程的行业领域无法有效处理与自然生态学系统之间的关系,通过产业转移来保护本国的自然生态体系。发展中国家在接受产业转移的同时,其自然生态系统也遭到了破坏。中国如果不能在技术上有效解决行业发展与自然生态间的关系难题,也只能再次发生产业转移。如目前已开始的到东盟国家的投资设厂活动。西方工业国家的产业转移,使得该领域的从业人员大幅下降,已导致西方高校撤消这类专业,并关闭了研发机构。中国目前处于工业化社会的中期阶段,在轻化工行业又居世界前列。由中国来解决这个西方工业国家无法解决的难题,改变产业转移走向,已具备了相当的实力与社会需求。根据中国的社会发展阶段和科技发展规律,需要对科技发展战略做出调整,如前述实施技术为中心的研发战略。在国家层面,建设创新型国家引领了科技发展战略的转移。从科技教育入手,重点建设轻化工程的高等专业教育,是有效提高中国在该领域科技实力的基本措施。通过轻化工程与各门学科的有效结合、交叉,实现该领域知识的再生产与扩大再生产,使该专业办学从行业层面进入到学科层面,在专业建设上将获得更大的发展空间:使国内轻化工程专业教育始终滞后于行业技术发展的局面得到根本的改观,也将处于承接该领域高等教育的国际转移和研发的国际领先机遇的有利地位。将轻化工程专业办学从行业层次提升到学科层次,不仅是高等专业教育在该领域的教学改革方向,同时也是国家和行业科技发展战略调整转移对该专业教学改革的必然要求。
3 对轻化工程专业内涵的学科表述
在2001~2005教育部高等学校轻化工程专业教学指导分委员会承担的教育部高等教育司下达的教学研究项目《轻化工程学科专业发展战略研究》中,研究人员通过对科学学的学习研究,对化学、化工、高分子材料等学科领域、研究方法、主干课程等进行分析,并针对染整、皮革、造纸的学科特征在科学和技术哲学高度进行归纳、抽象后,进行了有益总结形成如下文字:
轻化工程学科是以改变和改进纤维材料服役行为为主要目的,以化学化工为主要手段的一门工程科学。该学科对纤维材料,特别是对天然动植物资源中所具有的纤维材料的化学成分、组织结构、性能和服役四要素的研究具有独到优势。该学科在以往常被认为是化学化工学科一个延伸的应用领域。以目前的认识,即便在化学化工范畴内,该学科不仅关心化学化工中流动相的梯度分布及影响,更关注本学科领域的纤维相(或纤维集合相)的梯度分布及影响。因此说,对轻化工程学科当前的认识应当是化学化工学科结合材料学科实际形成的交叉学科。
从已有的科学研究与生产实践考察,轻化工程学科还有与生物学、农学、林学、信息科学、资源环境科学、能源科学及数理科学等学科进一步交叉结合的可能。如对清洁生产技术、功能与智能材料的研究等,使该学科存在着更加广阔的发展空间。
这个表述得到了上届和本届轻化工程教学指导分委员会委员们和相关院校同行专家们的广泛赞同,为今后轻化工程专业办学从行业层面向学科层面发展提供了有效的科学路径。
参考文献
[1]教育部高等教育司组.高等理工学科专业发展战略研究报告[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]冯国涛,刘晓虎.四川大学2009届轻化工程专业毕业生就业情况探析[J].皮革科学与工程,2010,20(3):74-78.
[3]朱新予.中国丝绸史(通论)[M].北京:纺织工业出版社,1992.
[4]中国纺织大学校史编写组.中国纺织大学校史(1951-1986年)[M].上海:上海科学技术出版社,1989.
[5]关普西,汤步华.科学学[M].杭州:浙江教育出版社,1985.
[6]孟振庭,傅志军,陈永庄.自然科学概论[M].西安:陕西人民出版社,2004.
【关键词】机械学科;教育方向;培养计划;引导;改革
学科建设是高校的基本建设或基础建设之一,其目标是建设高水平学科,产出高水平成果,培养高水平人才。可见,高校的人才培养质量和科研水平,很大程度上通过学科水平来标定,学科的高水平决定了高校人才培养和科研成果输出质量的可靠性、稳定性和概然性。
1.明确教学方向、培养计划.促进机械学科建设
1.1机械专业教学对象
对许多机械专业学生来说,报考该专业并非首选,专业入学分数在相应的分数段中是相对较低的,加上扩招影响,生源质量呈下降趋势。这方面与社会对机械专业的认识仍然停留在“黑、大、粗”的概念上有关,根据调查,大多数学生对机械专业、尤其现代机械的认识比较模糊。另一方面,国内一些企业的研发能力不高,处于产品生产的低端水平,因而从业人员工资待遇偏低,工作环境较差。如何提高机械专业学生的培养质量,进一步吸引更多的优秀学生,各高校已在竭尽全力将精品课程、特色教育、证书与能力结合等各项教改活动展开。
1.2教学方向定位
面向市场的就业形势决定了专业培养方向必须定位准确。是培养研究型人才,还是工程应用型人才,应结合各校情况,以服务于制造业发展、服务于当地经济、满足市场需求为宗旨。不同的定位,也意味各种教学资源的不同组合与配备。办学定位准确、比较有特色学校的学生就业明显好于平均水平,用人单位想象中的专业人才与实际的毕业生很容易对号入座。
1.3培养计划与教学内容
面对制造业发展迅速的形势,教学内容落后于时代,教学过分依赖教材内容,缺乏反映学科发展前沿的新技术、新知识的内容,缺少对学生创新精神和综合素质的培养,学生知识面较窄,不利于学生进一步发展。教学方法、形式单调,课程教学仍以“满堂灌”为主,缺少启发式教学,教与学两方面缺乏互动。尤其是专业课,往往教的辛苦、学的枯燥,难以形成良好的教学氛围。对学生学习效果考核过分强调考试成绩,对学生思考问题能力、解决问题能力和动手能力培养不够。偏重理论教学,轻视实践内容。将实验教学放在一个次要位置,实验内容仅是验证性的,缺少设计性、创新性实验,实验设施不足,工程背景的实训不足,缺少实习基地,实习内容和时间大大“缩水”。这些方面欠缺都会对学生专业素质造成“硬伤”。现代设计制造很大程度上是在传统的内容与计算机应用技术相结合,机械与电子技术、控制论技术相结合发展起来的,出现一系列的新的设计、制造、分析方法。这部分内容在各高校机械专业培养计划中已有所体现,但在教学中还处于一个课程“孤岛”状态,有关内容与机械专业相关课程融合得不够。
2.机械专业人才培养模式
2.1不同定位的教学侧重面不同
“研究型人才”应加强理论知识的学习,学时分配需适当向基础课、专业基础课倾斜,实践教学环节要注重创新能力的培养,为今后深入研究工作打好基础;“技术型人才”培养计划就侧重应用能力的培养,适当加大机械专业课的比重,实践教学环节应注重培养学生动手能力和应用所学专业知识的能力。
2.2对学生的专业引导
业内权威专家蔡惟慈、张曙等人一直在呼吁,制造业也是高技术。从研究、设计、制造、销售等环节,所采用的方法和手段与传统机械大相径庭,产品的质量性能、可靠性、安全性、美观性等要求大为提高;现代机械面临着产品更新换代加速,交货时间大为缩短,要求品种多甚至是要求个性化产品,产品的功能增多、结构复杂等因素使设计与制造面对更多的困难,高技术的应用已成为现代机械的标志。澄清机械专业学生的模糊认识,对提高学生的学习兴趣,引导学生从被动学习转为主动学习,具有很大意义。在学习的不同阶段需要对学生做好专业引导,通过讲座、案例教学、走出去请进来等方式,使学生了解课程的意义和作用,了解工程实际问题。可以很大程度上为学生解决“为什么学?学什么?怎么学?”的问题,逐步建立起学生自己的专业思想和学习情况评判依据。提倡批判式、比较式学习思路,培育学生的学术创新精神。对所学知识、观点不盲从,对疑惑问题不轻易放过,对相似的知识、不同的观点进行比较、归纳、整理,形成自己的学术思想和严谨的学术风格,这对工程专业学生的将来发展可能是至关重要。
2.3加强实践教学环节和设计内容
实践教学是课程体系中一个重要环节。一方面起到巩固和加深理解理论知识、锻炼学生动手能力的作用;另一方面可以培养学生发现问题、思考问题、解决问题的能力。现有实验内容很大程度限于对课堂学习内容进行“规范化”的验证,还应该包括一定比例的“设计型”实验,让学生充分发挥想象力,自己设计实验,完成实验过程,对实验数据处理和结果分析。机械专业学生在学习过程中,必须完成大量的课程设计、毕业设计等内容训练,完成对所学知识的综合,积累宝贵的设计经验。综合性模拟课题是基本的要求,来源于工程实际的课题才是“大考”。
2.4机械专业的教学内容改革
教学计划的制定应有教育专家、工程专家及相关领域专家参与。要考虑专业素质的基本要求,课程包括基础课、专业基础课、专业课以及实践训练;对各课程的知识点和掌握程度作出要求,理顺课程顺序,避免知识点的盲区和重叠区。面对制造业高速发展、技术日新月异的局面,机械专业教学要把握适应这种变化,不断把新知识、新技术补充到教学中,甚至在某些方面抢占先机。整合现有课程体系,减轻学业负担,培养学生自学能力。对传统课程适当合并删减,补充一部分反映现代制造内容的课程。
重视学生各种能力的培养,摆正学分与能力的关系。能力是最基本的要求,学分是检查知识掌握情况的结果。设计灵活多样的考核办法,使考核结果全面反映学生的实情。
2.5努力建设一支跨世纪的优秀教师队伍
师资队伍建设是高校队伍建设的核心。没有优良的师资,难有较高的教学水平,不能出高质量的研究成果,也不可能培养出高质量的人才。办学的关键在教师。建设好一支素质优良、结构合理、整体配合好、整体实力强的教师队伍是教育事业的根本大计。教师是青年一代的培养者,是人类文化科学知识的传播者。对教师必须坚持高标准、严要求。首先要加強师德教育,教师应有高度的事业心和责任感,热爱和忠诚党的教育事业,发扬无私奉献和献身精神,重视自身素质的提高,具有正确的世界观、人生观、价值观,具有高尚的道德情操和崇高的精神境界,具有良好的工作作风。严于律己,为人师表,自觉地履行教书育人的职责和义务,做教书育人的有心人。其次是要潜心钻研高等教育学、教育心理学和现代教育理论,遵循和探索教育规律,改革教育思想和观念。再次要努力提高自身的业务素质,教师应该具有扎实的基础理论、渊博的专业知识和理论联系实际的好学风。坚持教学、科研相结台,达到既有较高的教学水平,又有较高的学术水平。为此,对教师应扶政治表现、教学水平、科研项目、获奖成果、论文数目、社会工作等方面进行年度业绩考核
3.密切结合现代科学技术,发展机电一体化 随着计算机的问世,以及由此发展起来的信息科学技术,使机械工业的发展面临新的挑战与机遇。机械工业只有以计算机、信息科学技术为依托,用最新科学技术武装才有可能赋予新的生命力,否则将作为传统工业日趋淘汰。
机械学科也必须借助于电子学和信息学等新学科,不断地在改造、完善、丰富、发展自身。未来机械学科的变革不仅体现在所设计制造机器的功能上,而且還将使机械设计方法产生质的飞跃。现代设计方法,主要包括:设计方法学、优化设计、可靠性设计、有限元法、工业艺术设计、价值工程、反求工程、计算机辅助设计、相似设计等。而这与计算机的发展与应用是分不开的,它使设计人员摆脱了个人思维的局限性及徒手作业,并达到较高的设计精度,这些先进的设计方法在2 1世纪将会得到进一步的发展而更加完善、科学。
目前的机电产品一般是由传统的机械系统、动力系统、信息系统和控制系统组成,在这样一个系统内,各子系统的连接方式是多样化的,它们之间相互作用、相互影响是多层次的;各个子系统之间的耦合表现为多个物理过程相互交错,界面是各个子系统的连接桥梁,是影响整个系统的关键因素。为了更好地把握这类复杂机电大系统基本规律和本质特性,给机电产品的开发、设计提供理论依据,不仅需要研究机械、动力、信息和控制各个子系统,更为重要是要研究整个系统中各个子系统之间相互作用、相互联系的规律,即各个子系统耦合机制。因此,机械学科的发展方向一定是向机电一体化系统设计的方向发展。
4.工业设计是机械学科发展的新方向
各种机械是人类器官的延伸,它为人类服务。人类物质文明愈发达,生活愈富裕,对各种机械的需求就愈多,乃至人类的日常生活都可以由机器人来料理。到那时,可以说人类将以机器为伴,生活在机器之中。人类的本能不可能喜欢与傻、大、笨、粗、带棱带角,令人产生威胁感而无法接近的机器为伴生活工作。因此,从以人为本的角度出发,各种机器的设计要讲究造型艺术,设计成由园弧和曲线组成具有美观的实体;要注意色彩设计,应采用明快鲜艳,与环境协调匹配的色调装扮机器,使机器具有一些“绅士”风度;更要注重机器外表的清洁,使其不漏油、不漏水、不漏气。总之。未来设计的机器要美观精巧,讨人喜欢,在实现其功能的同时,将成为人类生活环境的精美点缀。
5.展望
国家机械学科专业设置要求将机电一体化、包装机械、工业设计作为重点专业发展方向,以培养高素质人才,发展科研为最终目标,满怀信心,迎接挑战,开拓进取,追踪高科技的前沿,抓好机械学科的建设,好争取早日实现硕士申报成功。这就要求我们只有抓住机会,做好做细教学中每一环节的工作,增加实践教学环节设施的投入,抓好教师队伍建设,才能迎来机械专业教学的大发展。■
【参考文献】
[1]周林森,唐振科.面向2l世纪机械学科发展对策[J].华北水利水电学院学报,2OOl(12):13.15.
[2]胡粥成,黎淋.建设大学高水平学科持续发展高科技产业[J].南方冶金学院学报,2000(10):10-13.
[3]遇立基.制造业技术进步与学科发展的回顾及思考[J].制造技术与机床,l999(5):5-8.
[4]郭永松.论发展交叉、边缘学科与创新教育[J].中国高等教育研究,2000(3):53-54.
学科名称:材料加工工程 学科代码:080503
一、学科带头人简介
材料科学与工程首席学科带头人:许并社 教授
许并社:男,1955年12月生,教授,工学博士,博士生导师,2000年国家杰出青年基金获得者。1994年3月获日本东京大学工学博士学位,1994年4月在日本科学技术振兴事业团做博士后和研究员工作。现任太原理工大学副校长,兼任新材料界面科学与工程教育部重点实验室主任,山西省材料界面重点实验室主任、山西省新材料工程技术研究中心主任,太原理工大学—富士康材料研发中心主任,同时兼任中国电子显微镜学会、中国材料研究学会等学术团体常务理事和理事,《电子显微学报》、《复合材料学报》、《新型炭材料》、《金属热处理》等杂志编委会委员。
作为学科带头人,主要从事纳米碳功能材料、光电材料、纳米复合功能材料和材料界面结构计算模拟等科研工作。先后承担有国家“973计划”项目、科技部国际科技合作项目、国家自然科学基金重大基础研究计划纳米专项、国家杰出青年基金、国家自然科学基金中日国际合作项目等国家、省部级以上课题40余项, 并承担纳米SiO2、Al2O3、纳米光电材料等高水平科研成果的产业转化工程。近年来在国内外学术刊物和重大国际学术会议上发表论文近500篇,被SCI、EI、ISTP三大索引收录和被他人引用200余篇次;申请和授权多国专利100余项;被国际有关科技报报道过的研究成果6项;著书10部。1999年、2002年、2004年、2006年先后六次获省部级奖励,其中获山西省科学技术一等奖1项。先后荣获全国回国留学人员先进个人、山西省五一劳动奖章和十佳中青年优秀科技工作者等多项国家及省部级个人荣誉奖励。2004年,入选山西省高等学校中青年拔尖创新人才支持计划,2005年, 他所领导的科研团队获山西省高等学校优秀创新团队。2006年成为国务院享受政府特殊津贴的专家,2007年荣获中国侨联第二届归侨侨眷创业成果交流会“科技创新人才奖”。
材料加工工程学科带头人:王文先 教授
王文先:男,1963年12月生,教授,工学博士,博士生导师。1984年8月毕业于太原工学院焊接工艺与设备专业,获学士学位;1989年8月毕业于太原工业大学材料加工系,获硕士学位;2002年8月毕业于天津大学材料科学与工程学院,获博士学位;2002年10月至2004年10月天津大学机械学院博士后研究人员;2005年5月至2007年9月太原理工大学材料学院二站博士后研究人员。现任材料科学与工程学院材料加工工程系主任,兼任中国焊接学会理事,山西省焊接学会理事长,山西省无损检测学会副理事长,山西省焊接职工技术协会副理事长。为国际焊接工程师。近年来主持和参加国家自然科学基金资助项目3项,主持省部级自然科学基金资助项目2项,参加2项;横向科研项目20余项。发表第一作者科研论文50余篇,其中20余篇被SCI、EI、ISTP收录;获天津市(省部级)自然科学奖一等奖1项;山西省科技进步二等奖1项,申请国家发明专利8项、获授权专利7项;省级鉴定成果4项;书籍3本。获山西省教学成果奖二等奖1项,三等奖1项。2005年获得太原理工大学富士康奖教金,2007获得山西省“三育人”优秀教师,2008年获得太原市科技明星荣誉。
材料加工工程学科带头人:唐宾 教授
唐宾:男,1964年2月生,教授,工学博士,博士生导师。1985年太原工学院材料系本科毕业并留校表面所从事科研工作;1995年北京科技大学材料系获硕士学位;1998年西安交通大学材料学院获博士学位,2002年至2003年在比利时鲁汶大学(Katholieke Universiteit Leuven)材料系(MTM)从事薄膜力学性能方面的博士后研究。现任太原理工大学表面工程研究所所长,兼任中国电工技术学会电子束离子束分会委员,中国机械工程学会材料分会委员。近年来,在离子渗/镀金属、无氢离子渗碳渗氮等工艺及其对耐蚀和抗高温氧化、摩擦磨损性能方面进行了一些探索性研究工作。先后承担和完成科技部863高技术计划项目2项,国家自然科学基金项目2项。在国家自然科学基金及863项目的大力资助下分别研究了离子注入、IBED对轴承钢及钛合金摩擦学、电化学性能及膜基结合强度的影响,其中IBED CrN、Cu-Ni-In及MoS2等耐磨减摩镀层的研究在国内外产生良好反应,部分研究结果已得到应用。获2005年陕西省科学技术二等奖1项,在国内外主要刊物上发表学术论文80余篇,其中SCI收录33篇,EI收录50篇。2001年被评为“山西省优秀研究生指导教师”,2004年被评为“山西省高等学校青年学术带头人”,2008年被评为“山西省中青年拔尖创新人才”。
二、学科研究方向简介
材料加工工程是材料科学与工程三个二级学科之一,是研究纳米材料加工、材料表面改性、传统材料加工新技术及新材料等的应用技术学科。主要研究方向如下:
1、纳米复合功能材料的合成及加工
本研究方向以“电致发光材料及其产品,纳米抗菌功能材料的制备、抗菌机理,纳米碳功能材料和纳米晶块体材料的制备与性能”为主要研究内容,从材料的制备、结构表征、性能测试着手,解决材料中的物理化学问题,探讨各种材料的制备和功能机理,实现材料的功能化,进而使材料在各个领域得到广泛应用。
2、等离子表面冶金新技术 本研究方向以“钢铁材料等离子表面冶金及性能,钛合金表面改性及性能和薄膜制备及性能等”为主要研究内容。利用当今先进的真空等离子合金化及离子束增强沉积等表面改性技术,在金属表面制备扩散层及薄膜改性层。研究表面改性层的组织结构及其性能,包括摩擦学性能、薄膜/基体结合强度、高温氧化性能、电化学性能等,了解不同金属材料适用的表面改性方法及其适用条件,探索金属材料改性层组织结构和性能之间的相关联系。
3、高强度轻合金制备及加工
本研究方向以“高品质镁铝合金的产业化,高强度镁合金,耐高温钛铝基合金,纳米晶高强度轻合金及其复合材料”为主要研究内容,在轻质高强度合金制备及加工方面进行理论分析及产业化的研究;采用等通道弯角挤压新技术,结合高分辨透射电子显微分析技术开展对纳米晶高强度轻合金及其复合材料的制备、加工、结构分析、形成机理及性能测试方面的研究,获得性能优异的纳米晶轻合金及其复合材料;通过对TiAl基合金的渗硅处理, 获得优异的抗高温循环氧化性能。
三、学科近几年取得的主要成绩
材料加工工程080503
二、材料加工工程学科概况
材料加工工程学科2002年首次被评为国家级重点学科,2007年再次被评为国家级重点学科,也是目前河南省唯一一个工科类国家级重点学科。
材料加工工程学科1986年获硕士学位授予权,1984年起开始与清华大学、大连理工大学、西安交通大学、北京科技大学等重点高校联合或独立培养博士生27人,1998年获“材料加工工程”博士学位授予权。
材料加工工程学科现有专职教学、科研人员62人,其中中科院院士2人,教授16人,副教授15人,讲师18人,博士生导师5人,其中具有博士学位人员27人;国家级突出贡献专家3人,入选国家“百千万人才工程”2人。
学科点主要从事高分子材料成型及模具CAE技术、新型合金及加工技术、高分子材料及其制备技术、高温功能材料及其制备技术等方面研究及开发工作。近年来先后承担并完成包括国家“八五”“九五”“十五”重点科技攻关、国家 “十一五” 科技支撑计划,国家载人航天计划,国家“973”、“863”计划,国家自然科学基金重大、重点和杰出青年基金等在内的科研开发项目100余项,独立获得包括国家科技进步二等奖2项,省部级科技奖励30余项。
学科点实验室面积12000余平方米,拥有原子力显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱仪、GPC分子量测定仪、热分析系统(DMA、DSC和TG等)、流变仪、偏光显微镜、万能电子拉力实验机等材料分析、测试和加工设备,总值9000余万元。已形成“一级学科博士授予权点-博士后科研流动站-国家重点学科-国家工程研究中心-教育部及河南省重点实验室”一体化的培养高层次人才和进行高水平科学研究的基地。支撑本学科的主要科研基地有:
橡塑模具国家工程研究中心
材料成型过程与模具教育部重点实验室
高温功能材料河南省重点实验室
模具、材料工程及装备河南省高等学校重点学科开放实验室
高分子材料河南省高等学校重点学科开放实验室
高分子材料河南省高校工程技术研究中心
铝合金材料及加工河南省工程技术研究中心
镁合金及制品河南省工程研究中心
汽车材料郑州市重点实验室
郑州大学材料研究中心
三、主要研究方向及学术带头人
(1)高分子材料成型加工及模具技术
本方向主要从事塑料成型加工、塑料模具优化设计与制造等领域的理论、技术和数值模拟方法的研究。
塑料成型过程及模具设计中的数值模拟技术。针对塑料主要成型加工方
式和模具技术,以材料性能表征─成型过程模拟─微观结构演化─模具优
化设计─制品性能控制为主线,沿着多学科的交叉和渗透的技术路线,研究塑料成型过程的物理、力学机理,数学模型和计算方法,并开发相
应的CAD/CAM/CAE集成化软件。
塑料成型过程及最终制品的多尺度关联模型和相关的多尺度算法。重点
开展模塑过程中宏、介、微观耦合的过程动力学、非平衡热力学、复杂
流体动力学问题的多尺度关联模型和高性能计算方法等问题的研究。
国家战略用塑料制品的制造和结构性能分析。航天用恶劣环境下防辐射
和高光谱透过率塑料件成型、及模具设计制造技术;高铁用高低温环境
下的高抗冲击性能塑料件成型、及模具设计制造技术等。
塑料微成型和微加工理论和技术。重点开展微注塑模拟理论及方法,微
制品的可成型性和可复制性理论等问题的研究。
学术带头人:申长雨,中国科学院院士,博士生导师。1963年6月出生于河南南阳,1990获大连理工大学计算力学专业博士学位,国家杰出青年基金获得者。目前担任郑州大学橡塑模具国家工程研究中心主任,材料成型及模具技术教育部重点实验室主任,国家级重点学科“材料加工工程”第一学术带头人。兼任中国青年科协副主席、中国科协委员、中国模具协会技术委员会委员、中国塑料加工学会应用工程塑料分会副理事长、中国工程塑料学会加工专业委员会副主任委员、教育部高分子材料教学指导委员会副主任、河南省模具协会理事长、河南省科协副主席、河南省青年科协主席等职。并兼任《化工学报》、《应用数学
与力学》、《中国塑料》、《模具工业》、《塑料》、《工程塑料应用》等杂志编委。
长期从事塑料、橡胶等材料的加工理论和方法、塑料模具设计与制造技术等领域的研究。拓展了我国塑料成型宏观和微观模拟仿真新领域,发展了具有自主产权的塑料成型及模具设计CAE软件;建立起航天用结构塑料件制造新理论和方法,为2008年我国神七载人航天工程做出了重要贡献,所带领的团队,作为全国20个获奖集体之一,荣获“中国载人航天工程突出贡献”奖励;主持建立了我国首批利用世行贷款建设的47个国家工程研究中心之一──橡塑模具国家工程研究中心,发展了一系列塑料先进成型理论、方法和模具设计技术,为我国塑料加工、模具制造及相关产业的技术进步起到了积极的推动作用。共出版专著6部,发表学术论文260余篇,其中EI收录论文117篇,SCI收录论文33篇。作为第一完成人获得国家科技进步二等奖2项,省部级一等奖3项,二等奖2项,并获2008年河南省最高科技奖“河南省科学技术杰出贡献奖”。
主要团队成员:陈静波教授,刘春太教授,赵振峰教授,曹伟教授,王亚明教授,李海梅教授等。
(2)新型合金及加工技术
生物镁合金材料研究:本研究的重点为新型生物镁合金的制备和性能优
化、表面改性处理及形成机制研究;亚快速凝固工艺对新型生物镁合金
组织和腐蚀性能的影响;新型生物镁合金体外、体内降解规律及生物相
容性研究;新型生物镁合金心血管支架设计与加工;新型生物镁合金骨
固定器件设计与加工等。
高性能镁合金材料的研究:研究的重点包括高性能变形镁合金材料的开
发及其成形技术、耐热镁合金与高性能铸造镁合金。
高性能铝合金板带箔及细化剂研究:本研究的重点为高性能铝合金板带
箔的加工成型,包括6000系铝合金汽车车身板材、高压电子铝箔、哈兹
列特连铸连轧铝合金板带、电解铝液直接铸轧生产PS板及铝合金细化
剂的研究与开发等,研究高性能与高精度铝合金板带箔生产中的关键技
术问题,实现生产过程的短流程与节能降耗。
大块非晶合金研究: 制备含有准晶相、高熔点金属相、陶瓷颗粒以及
片状石墨的大块非晶复合材料,对这些不同种类第二项影响大块非晶塑
性变形行为的机理进行研究;通过合理设计合金成分,成功研制出具有
高强度和塑性的CuZr基金属玻璃材料,其断裂强度达1800 MPa以上,同时具有一般非晶材料中不具备的加工硬化效应;研究发现这种合金中的非晶基体在保证提供高强度的同时,生成的马氏体相将阻碍剪切带的快速蔓延,并提供塑性变形。
学术带头人:关绍康,博士,教授,博士研究生导师。1995年毕业于北京科技大学材料加工工程专业,获博士学位。现任国务院学位委员会第六届材料学与工程学科评议组成员,第二届全国教学名师,国务院政府特殊津贴专家,教育部材料成型过程与模具重点实验室副主任,河南省镁合金及制品工程研究中心副主任,郑州大学材料研究中心主任,中国材料研究学会常务理事,中国铸造学会理事,中国镁业协会专家,河南省铸造学会理事长,河南省有色金属学会副理事长,中国有色金属学报(中、英文版)和特种铸造及有色合金编委等职务。
一直从事材料科学与工程的研究工作,主持国家“863”高技术项目、国家“973”项目、国家自然科学基金、博士点基金项目等19项,通过国家及省部级以上鉴定12项,其中8项达到国际先进水平;获省部级以上奖励10项,其中河南省科技进步二等奖3项,授权国家发明专利8项; 在国内外著名期刊上发表学术论文208篇,被SCI、EI收录65次,撰写学术专著5部;先后指导博士研究生14人(其中8人已毕业获博士学位)、硕士研究生46人(其中31人已毕业获硕士学位)。
主要团队成员:孙玉福教授,赵红亮教授,李庆奎教授,刘胜新教授,李福山教授,孙玉峰副教授,王利国副教授,朱世杰副教授等。
(3)高分子材料及其制备技术
光电转换高分子材料:通过运用能带隙工程来调节聚合物的光吸收和把
光富集染料引入聚合物的主链或侧基上,设计并合成了含苝酰亚胺的聚
合物材料B12B,其吸收光谱在400-800nm之间,覆盖了整个可见光区,其可以有效地利用太阳光,是理想的n型半导体光吸收材料。通过在分
子主链中构筑Donor-Acceptor交替结构,有效地降低了聚合物半导体的能带隙,得到了两个在可见光区具有宽吸收波段的共轭聚合物材料
PQS和PQSe。利用这些材料作为光活性层构筑电致发光器件和太阳能电
池器件的研究正在进行中。
新型尼龙类工程塑料:开发出“中华牌”的长碳链尼龙,在长碳链尼龙
合成路线上另辟新径,以石油副产品轻蜡经微生物发酵得到的长碳链二
元酸为原料,经过近二十年的努力,攻克了原料提纯、腈化、胺化、成盐、聚合等多个技术难题,对有关基础理论进行了比较系统的研究,开
发出一套新工艺,合成出了一系列石油发酵长碳链尼龙。以其中尼龙
1212为例,它是世界上工业化生产的第三个长碳链尼龙、第一个双号码
长碳链尼龙,也是我国至今唯一一个具有自主知识产权的长碳链尼龙类
工程塑料品种;
超临界流体技术在高分子材料中的应用:首次发现了超临界二氧化碳中的高分子材料表面的同质诱导附生结晶现象,并首次引入溶度参数的概
念来讨论超临界二氧化碳、插嵌单体的相对溶解度以及在聚合物基质上的协同分配乃至竞争问题,这些研究对于在超临界条件下实现无污染、高效率、分布均匀和过程可控的高分子材料或复合材料的合成和改性具
有创新意义。
学术带头人:曹少魁教授,博士生导师,1960年出生,1988年由中国科学院化学研究所获理学博士学位,1991-1994年在日本东北大学工学部从事博士后研究,教育部第四届科学技术委员会材料学部委员、国务院政府特殊津贴获得者、河南省优秀专家、首批河南省高等学校创新人才培养对象、河南省化学学会常务理事、河南省化学学会高分子专业委员会主任委员。先后主持承担国家自然科学基金、国家教委优秀年轻教师基金、教育部骨干教师基金、河南省杰出青年基金等省部级以上科研项目多项。主要研究领域为由分子设计出发进行功能性高分子材料的制备与应用基础研究。迄今已在国内外正式出版的学术刊物上发表学术论文40余篇,其中被SCI收录的有10篇、被EI收录的有15篇。
主要团队成员:赵清香教授,许群教授,朱诚身教授,刘民英教授,石军教授,王玉东教授等。
(4)高温功能材料及其制备技术
高温功能材料。立足我国耐火材料资源优势,研究开发优质合成耐火原
料,并开展特种高温功能材料的制备工艺、结构与高温性能的研究,以
满足高温工业新技术发展的需要。已开发出有特色的矾土基优质合成原
料、电熔改性料、氮化还原转型料。在此基础上开发出特种功能耐火制
品,、主要用于滑动水口、连铸水口、透气塞、精炼包衬渣线、特种窑
具和高温耐磨部位等。
高性能水泥基复合材料研究。利用河南的资源优势,通过掺加引导性、功能性组分及应用特殊工艺,制备高性能与复合功能水泥基材料,尤其
在引导性和功能性组分的改性与功能引入机理以及结构特征对水泥基
材料性能影响、功能发挥与损毁机理进行深入研究。
生态环境材料的研究。近年来主要集中在工业废弃物(粉煤灰、煤矸石、低品位尾矿)和建筑垃圾等资源的高附加值成分的提取方法和全部资源
化利用的深加工机理和用途开发研究。
学术带头人:钟香崇,中国科学院院士,1921年11月生,1941年毕业于香港大学,1949年获英国里兹大学博士学位并回国投身新中国建设,1963年开始筹建洛阳耐火材料研究所并任所长、总工程师;1984年被批准为博士生导师,1991年当选中国科学院院士,1993年被评为联合国国际耐火材料学术会议的杰出终身会员并任国际执行委员会委员。
钟香崇院士从事耐火材料工作50余年,是我国耐火材料专业的首席科学家,在耐火材料的组成、结构和高温性能方面的系统研究有相当的深度和广度。他组织指导了我国铝镁砖和高铝砖、氧气转炉炉衬材料和连铸长水口,以及耐火纤维和绝热板等新型耐火材料的研究和开发;在耐火材料高温力学性能的研究上有独到之处,发展了耐火材料学科理论,在内容和水平上居国际前沿。为我国冶金工业和耐火材料研究开发做出了卓越贡献。
本专业培养具有机械工程、车辆工程基础知识与应用能力,能在车辆工程系统分析与设计制造,科研开发,应用研究,运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。设有汽车工程,热力发动机,摩托车和汽车运用等四个方面。汽车工程方向
本方向是为培养基本知识面广,实践能力强,具有现代汽车设计和制造方面的理论及先进科学技术,能从事汽车研究,设计,制造及汽车贸易方面的开拓性高级专门人才而设计的。
热力发动机方向
本方向的毕业生既具有系统的机械工程基础理论知识和机械设计工程方面的基本理论知识和基本技能,又具有较扎实的热力发动机方向的基础知识和基本技能和汽车发动机的结构和内燃机产品的设计、制造、实验、研究和运行以及设备控制、生产组织管理的基本能力。
摩托车方向
按照“服务地方支柱产业”的指导思想,为重庆和全国摩托车工业培养具有工程热物理及机械设计基础知识,能在相关企业从事摩托车产品的研究开发、设计制造、试验和企业运行管理的应用型高级工程技术人才。
汽车运用方向
本方向培养知识面广,实践能力强,既具有机械工程基础理论知识和机械实际基本技能,又具有汽车运用工程专业知识和基本技能,能从事汽车设计、汽车检测、汽车维修与保养以及汽车贸易等方面的高级应用型人才。
主干学科:力学、机械工程、车辆工程
主要课程:机械制图、理论力学、材料力学、计算机基础、电工电子技术、机械原理、机械工程材料、机械设计、机械制造工程基础、汽车构造、汽车理论、汽车试验学、汽车设计等。
车辆工程专业全国排名
1、吉林大学
2、清华大学
3、北京理工大学
4、湖南大学
5、同济大学
6、西南交通大学
7、武汉理工大学
8、华南理工大学
9、浙江大学
10、哈尔滨工业大学
11、重庆大学
12、湖北汽车工业学院
13、福州大学
14、长安大学
15、西华大学
16、中国农业大学
17、长春汽车工业高等专科学校(一汽教育培训中心)
18、江苏大学
从世界范围看, 纺织品的染整加工技术逐渐向高效率、低资源消耗和产品生态化发展。我国印染行业的节能环保技术较为薄弱, 节能降耗、清洁生产、绿色环保生产技术刚刚起步, 总体上未脱离高能耗、高污染、高投入、低效率的生产模式[1], 因此新技术、新设备和新理论在染整行业的运用是大势所趋, 其中学科平台课和专业基础课的学习对提高轻化工程专业学生的工程实践能力和创新能力具有重要的意义[2]。
轻化工程专业依托江南大学的学科综合优势, 按照“以人为本, 全面发展”的指导思想, 积极改革该方向人才培养的课程体系, 初步形成了以学生发展为中心、以创新精神和实践能力的培养为根本的人才培养模式。轻化工程专业是一个宽口径的大专业, 在坚持全流程通识培养方向的同时, 根据染整行业对人才国际化快速反应的市场需求, 实施“工程教育与创新能力”并重的人才培养方案, 采用分段教学, 给学生更多的自主选择。从应用型人才培养目标出发, 结合染整产业链特征, 构建新形势下染整专业“多学科交叉、培养复合型创新人才”的培养方案。同时以“创新型、高素质、重实践”的人才培养为核心, 形成特色鲜明的创新型工程人才培养体系。如何实现轻化工程专业学科平台课和专业基础课的有效衔接和有机融合, 解决“纸上谈兵”和“重理论、轻实践”的现实问题, 实现理论指导实践, 实践反哺教学, 提高学生的工程实践能力和创新能力, 因此学科平台课和专业基础课课程教学内容与教学方法的改革显得尤为重要。
二、轻化工程专业学科平台课与专业核心课课程教学存在的问题
专业知识的获取、操作技能的提高和创新能力的培养是轻化工程专业人才培养的最基本要求。虽然轻化工程专业开设了多门学科平台课, 涉及高分子、化学、材料、化学工艺和化工原理等多个学科, 但是往往与专业核心课缺乏有效的衔接与有机融合, 取得的学习成效并不明显, 仍存在偏重工程科学知识, 轻工程实践训练;偏重专业知识传授、轻综合素质与能力培养等工程实践教学环节相对弱化的现状, 主要存在以下两方面的问题:
1. 学科平台课与专业核心课, 衔接不够。
对于轻化工程专业的本科生来说, 高分子、化学、材料和化工原理等知识的学习是前提和基础, 因此学科平台课的学习显得尤为重要, 一方面后续课程 (如《纤维化学与物理》、《染整工艺原理》和《染整助剂》等) 的学习必须以这些学科知识为背景, 另一方面大学生的生产实习、工程实践、创新学分实验、创新训练计划和本科毕业论文等实验实践性环节的开展也必须以这些学科知识为基础, 但仍存在着学科平台课与专业核心课缺乏有效衔接和有机融合的现象。学科平台课都是些理论性较强的课程, 其中的一些基础理论都是建立在一定的假设基础上, 比较抽象, 难以理解。对于这些内容的合理安排与选择、讲授方式等尤为重要, 不能不讲又不能讲的太抽象, 应根据轻化工程专业的特征及课程内容的特点, 既要突出重点、难点及成熟理论, 还要突出与该方向后续课程学习关系密切的知识和理论, 与专业核心课做好衔接与融合。
2. 学科平台课的理论知识学习与专业核心课的实践能力培养相偏离。
轻化工程专业是实践性很强的专业, 而该方向本科生的实践动手能力以及工程技术的弱化是目前企业反映的普遍问题, 基本一致的观点是工科人才培养的重点是具有创新精神的工程师和高级技师, 而不是科学家。而目前该方向“厚基础, 淡专业”的培养模式带有很重的“去工程化”色彩, 工程专业技术训练“边缘化”和弱化使工程教育偏离了应用性、实践性和创新性三个基本属性。构建新形势下染整专业“多学科交叉、培养复合型创新人才”的培养目标, 需要联系实际开展理论课的教学, 增加启发式实验和创新性实验所占比例额, 开动学生的思维, 发挥学生的潜质, 提高学生的创新意识。
三、轻化工程专业学科平台课与专业核心课的课程教学改革举措
针对学科平台课和专业核心课的课程特点, 系统研究轻化工程专业本科生的课程学习和工程实践能力的现状及差异, 实现学科平台课和专业核心课的有效衔接与有机融合, 为培养理论基础知识扎实、工程实践能力强的复合型创新人才奠定坚实的基础。
1. 注重学科平台课的理论知识和专业核心课的工程应用的有效衔接与有机融合。
学科平台课侧重于基本概念、基本原理、基本方法等理论知识, 而专业核心课侧重于生产原理与方法、生产工艺流程和工艺配方等工程应用知识的学习, 因此对于在轻化工程专业的本科生来说, 学科平台课的理论知识不要求掌握的很深, 但要在理解基本概念和掌握基础理论的基础上能够灵活地运用, 所以在学科平台课的讲授过程中要注重与专业核心课的结合, 让理论联系实际, 理论指导实践。
2. 注重理论与实践互通的教学队伍建设, 为学科平台课与专业核心课衔接与融合提供师资基础。
学科平台课是一些相对来说比较抽象、枯燥的课程, 但也是对实践具有指导作用的一些课程。因而在学科平台课讲授时可以注重理论联系实际, 将抽象的概论、理论与实际应用有机结合, 将对课堂教学效果起到重要的促进作用。同时针对目前师资队伍中“重理论、轻实践”普遍现象, 加强不同学科背景老师的交叉与融合, 强化真实的工程实践背景, 解决“纸上谈兵”的教学诟病。
3. 实验课程的多元化设计和学生创新能力培养,
做到实验、实践和创新反哺学科平台课与专业核心课教学。实验课程是对理论课学习的有效补充, 是建立学科平台课与专业核心课融合的桥梁与纽带, 可以通过直观的现象和结果验证理论学习的真实性, 帮助学生理解所学理论知识, 因此实验课的教学显得尤为重要[3]。
实验课程采用自主设计实验, 在实验大纲的规范下完成实验要求, 结合学科平台课与专业核心课所学知识, 充分考虑实验的可操作性、重复性和可行性等方面, 认真编写实验讲义, 包括每个实验的实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果与误差分析等, 将验证性实验、启发式实验和创新性实验进行有机结合。
四、结语
学科平台课和专业核心课的课程学习在轻化工程专业的人才培养中具有重要的作用和意义, 针对轻化工程专业人才培养中课程教学现状及存在的问题, 结合染整产业链特征, 对学科平台课和专业核心课的教学实践进行了探索与思考, 提出了学科平台课和专业核心课课程教学的改革举措, 对提高轻化工程专业本科生的专业理论知识、工程实践能力和创新能力具有重要作用。为培养新形势下基础厚、专业宽、高素质和高水平的工程复合型创新人才奠定理论基础。
参考文献
[1]周岚, 柴丽琴, 李永强, 胡毅.节能减排印染新技术的教学与实践[J].轻工科技, 2012, (8) .
[2]白刚, 刘艳春, 钱红飞.轻化工程专业“综合实验”课程项目化教学改革[J].纺织教育, 2011, 26 (6) .
虽然跨学科专业是新兴的,但其基础是坚固的。通常,高校会依据当前社会的发展趋势,在原有专业目录之外,设立综合性、边缘性、交叉性或是复合性的新兴学科。采取的方式主要有以下三种:
不同学位的交叉——生物医学工程
首先要普及一个关于学位的知识,大学毕业后取得的学位分很多种,有文科学士学位、理科、工科、医科等等。现在不少高校都开始将不同学位的学科进行交叉,设立了不少新的专业,生物医学工程就是其中之一。它是理、工和医科相结合,工程学、生物学和医学交叉的学科。
从学习内容、课程设置到研究方向、就业倾向,生物医学工程都充分体现了多学科交叉的特点。课程中有医学类课程(如生理学)、电子类课程(电路原理)和计算机类课程(高级语言程序设计),注重将工程学的方法应用到医学领域中。培养的不是医生,而是帮助医生更好地使用医用器械的工程师。在研究方向上,它也非常地广泛,有医学图像、生理信号处理、生物材料等等。
就业的时候,学生可以到医疗器械行业的公司就职,也可以在医院的检验科做医学工程师。医疗设备的使用需要不断地进行校正和维护,并且因为会涉及一些特殊的问题,比如消毒技术对机器的损坏,对工程师的要求也更高。和别的器械不同,医疗器械和病人的就医息息相关,一个小故障就可能导致治疗过程变得不安全,而生物医学工程因其既懂医又懂电子机械的优势,岗位的需求不小。
点评:在这种类型的跨学科交叉专业中,理科和工科的结合尤其普遍,比如地理信息系统专业,就是将地理学、地图学(理学)和计算机科学与技术(工学)结合在一起。这类专业的特点是就业范围广,由于大多是新兴专业,随着相关技术的发展,需求正在不断地增大中。
理论和实际的交叉——文物保护技术专业
有一种工作,在外人看来非常神秘,实则精细。一求延年益寿,二求保存原味,能够还原历史,贯穿中西古今。有一群人,用艺术的才华,行华佗之志业。一手试颜料,一手调药剂,没有秘方,不用固定配方,他们的职业叫作文物保护修复师。以博物馆为例,除了展示文物,更重要的工作是提供专业文物的修护和支援工作。
文物保护技术专业正是为了培养这样的人才而设立的。这个专业不仅要学习人文知识,对文物考古方面的理论知识做到胸中有数,更要学习数理化,懂得如何使用文物保护材料,如何进行文物材质分析,以及如何进行文物保护修复。所以,这个专业既设置了中国书画这样的基础理论课程,又有有机化学及实验、防腐防霉杀菌化学等实践应用课程,颇有一点上知天文、下晓地理的味道。
我国是文物大国,全国的文物加起来超过千万件,现代科学的发展可以让我们用工程技术和化学处理的手段,让文物焕发新生。以香港公共博物馆为例,文物修复办事处就分设了八大专科——书画、档案及善本、出土文物等等。文物保护技术专业的学生毕业后,可进入文化、文物、公安、海关等部门,或是和文物产业相关的拍卖公司等企业进行就职。有不少学生在学习的过程中,不仅大开眼界,而且渐渐地爱上了这个神秘而又有历史感的专业呢。
点评:这类理论研究和实际应用一手抓的专业有不少。比如文化产业管理,把艺术学的理论基础融入到管理学和经济学中,让“懂艺术”的学生能够进行文化产业的运营和运作。在当今社会,不仅需要我们懂得理论基础,更需要我们能够卷起袖子干实事。
不同行业的交叉——法务会计
律师和会计,两种职业都是专业人士,同时也是非常不错的职业。一直以来,它们属于两个不同的行业。然而,随着我国金融体系的不断完善,越来越需要一种新型人才,即律师和会计的综合体,专业人士中的专业人士——法务会计。
律师和会计的专业性都很强,可以想象法务会计专业的课程设置有多么广泛,同时又必须有深度,法律、会计,甚至计算机(计算机和网络舞弊的比率正不断上升)和犯罪学、证据调查学,学习强度不小。
美国著名会计学家C.杰克·贝洛各尼与洛贝特·J.林德奎斯特曾这样定义它:所谓法务会计(Forensic Accounting),就是运用相关的会计知识,对财务事项中有关法律问题的关系进行解释与处理,并给法庭提供相关的证据,包括刑事方面和民事方面。在我国,该领域的研究始于上世纪末,可以预见将来的需求会日益增大。
如果你关注经济类的时事新闻,那么对各式经济犯罪和财务丑闻的频发一定不会感到陌生。2002年,拥有上千亿资产的美国安然公司在几周内破产,随之暴露出经过多年精心策划的并且制度化系统化的财务造假丑闻。这个时候,就需要法务会计来从财务报告中找出虚假财务数据,计算赔偿损失,判断损失和违规行为是否有必然联系。这是因为法务会计既懂法律知识,又精通会计业务。美国的FBI和香港的廉政公署的很多工作都需要法务会计的介入。
目前,法务会计主要工作于企事业单位、社会中介服务机构(律师事务所、会计事务所)和检察机关、公安机关、人民法院等司法机关。由于在校期间就有很多去事务所和法院的实习机会,参与经济案件的调查和取证等工作,因此毕业后能够比较快地适应工作,很受欢迎。
点评:在社会发展的过程中,会不断地诞生出新的职业,它们往往跨越不同的传统行业,对人才的要求也会相应提高。除了法务会计,网络经济学也是一个比较具有代表性的例子。经济学和网络信息技术、计算机科学的交集,代表的是计算机和经济管理这两个职业领域的结合,正是拥有了两种职业的技能,才能在全新的网络经济环境下应对新的机遇和挑战。
跨学科交叉专业并不是几个不同学科的简单叠加,而是相互复合渗透后重新形成的结合体。之所以会不断地诞生这些新兴的交叉专业,是为了满足市场对于人才的需求,这是目前国际上学科的发展趋势,也是创新人才培养的有效途径。特别是在国际竞争中,非常需要跨领域、跨行业、跨学科的复合型人才。当我们选择专业的时候,不妨把跨学科专业作为优先考虑的对象。
【机械工程专业学科简介】推荐阅读:
机械工程学科前沿讲座10-09
制药工程学科简介12-12
课件简介- 北华大学机械工程学院11-27
机械电子工程专业需求09-30
对机械电子工程专业10-27
哈工程机械招生专业07-22
机械工程毕业生专业简历10-25
英国各校机械工程专业留学的申请条件06-04
美国留学机械工程专业申请的条件10-02