北京工业大学材料加工工程专业教学改革的实践与效果

为了使材料加工专业人才更好地适应经济发展和社会需求，材料加工专业教学必须注意授课方式的改革，加强实践训练，突出创新能力和创新意识的培养，形成“以学强学”的良性循环；同时应将教学计划同国际材料加工工程师培训课程结合起来，拓展学生未来的就业及发展空间。

材料基因工程数据生态系统

在全球数字化飞速发展的时代,互联网、物联网和计算机技术使数据的获取、存储和分析变得非常高效便捷。数据科学作为科学发现的第四范式,进一步加快了数据在科学研究中的应用。政府、企业、科研院所甚至个人都积累了大量数据,越来越多的人充分认识到数据对社会经济和科技的推动作用,因此对数据生态系统的需求应运而生,需要从全生命周期的角度来构建从数据的生产到输出、应用的全过程的生态系统。对材料数据生态系统的七要素:材料数据分类、材料数据标准、数据采集、数据存储、材料数据知识产权保护、数据质量管控以及材料数据库的重要性和最新进展进行论述,描述了材料基因工程数据生态系统的建设情况。

面向21世纪的材料科学与工程本科教育

本文介绍了我校材料科学与工程学科按一级学科招收和培养本科生教学计划的特点 ,在分析国内外材料专业教育及其发展趋势的基础上 ,论述了材料教育改革的背景及改革的驱动力 。

材料类专业大学生渐进式专业认知教育体系建设初探

专业认知教育是大学生教育活动的重要内容。本文指出专业认知教育是有效提高材料类专业大学生专业认同的重要手段,在分析专业认知教育对促进学生专业学习,指导学生职业生涯规划和提高学生求职就业率方面均能起到重要作用的同时,提出渐进式专业认知教育体系的构建方法,并讨论了实现该体系的有效途径。

材料科学与工程实践教学体系的建立与实施

21世纪材料科学与工程学科高素质创新性人才的培养需要建立完整的实践教学体系。本文介绍了北京工业大学材料科学与工程实践教学体系诞生的背景、总体规划思路及建设运行情况，并且展望了教学、科研互相促进的新型实验平台运行模式。

无机材料卓越工程师的大学生“实培计划”培养体系构建

北京市教委推行“北京市高等学校高水平人才交叉培养计划”,其中“实培计划”让学生到实验室、企业、科研院所实践锻炼,促进学生“学思结合”“知行合一”“优势发挥”。文章着重分析了北京工业大学材料学院实施“实培计划”的特点与优势,有效构建工作实习、科研训练、毕业设计三个子项目有机结合,时间、内容、环境一体化的无机材料卓越工程师特色的“实培计划”培养体系,揭示了“实培计划”对促进学生实践创新思维与工程实践能力的培养的重要作用。

基于遗传算法的宽带渐变电阻膜超材料吸波器设计

近年来,基于超材料的电磁吸波器件由于其宽带、易制备等优势而备受各国研究者的广泛关注.本文为实现宽带电磁低可探测,提出一种渐变电阻膜-介质复合结构的超材料吸波器.基于传输线理论和阻抗匹配原理,对强吸波条件进行了分析.在单元结构设计方面,采用遗传算法在多变量域内全局搜索最优解,快速地确定出能够兼顾低频与宽带吸波性能的超材料单元结构与电阻参数,并对器件吸波性能与吸波机理进行了深入的探讨.仿真结果表明,在垂直入射下,所设计的超材料吸波器对1.62—19.16 GHz(相对带宽168.8%)之间的入射波吸收率均大于90%,有效地向L和K波段拓展了吸收带宽.虽然在部分频段测试和仿真结果之间存在一定偏差,但两种类型的曲线随频率的变化趋势基本一致,这充分证明了所设计的超材料吸波器在低频宽带吸波领域具有潜在应用价值.

“纳米磁电材料”混合式课程教学初探

混合式教学模式是一种将网络技术与课堂教学相结合,建立以学生学习为主导的学习模式。传统的以知识传授为主的课堂教学已难以担负培养世界一流人才的重任,依托“互联网+”与移动通信技术的信息化教学理念为高校教学改革实践提供了新的机遇。针对“纳米磁电材料”课程涉及知识面广和概念抽象等特点,将“日新学堂-超星学习通”混合式教学法引入教学实践,并利用全过程评价方法,深入分析和研究了其在激发学习兴趣、改善学习效果等方面的积极作用。

新能源材料重塑未来产业格局

把新能源材料产业贯穿新型工业化全过程,将为中国式现代化构筑强大的未来产业基础。新型工业化五个方面的内涵驱动力。新型工业化的内涵是以科技创新为核心驱动力,追求经济效益与社会效益的双重目标,遵循绿色、低碳、循环的发展原则。

激光技术前沿笔谈:从阿秒到纳秒--跨越时间尺度的脉冲激光的产生、发展及在大科学装置中的应用

2023年10月27日第十九届北京激光技术前沿论坛在北京工业大学知新园学术报告厅隆重开幕,本次学术论坛由北京光学学会与中国光学光电子行业协会、中国光学学会激光加工专业委员会、固体激光技术重点实验室、北京工业大学科协、北京工业大学理学部联合主办,旨在把握激光技术发展前沿和热点、共享研究成果,促进我国激光光电子技术的科技创新与合作,为与会者搭建高水平交流平台。本刊从论坛选取了北京工业大学黄婷研究员、中国科学院空天信息创新研究院李捷研究员、中国电子科技集团公司第十一研究所眭晓林研究员的分享报告整理为笔谈,以飨读者。

三元醇胺对胶凝材料水化影响的研究进展

三元醇胺是一类常用于胶凝材料中的外加剂,能显著改变胶凝材料的水化进程,并对胶凝材料的强度造成影响,但不同分子结构三元醇胺的性能及作用机制差异尚未得到统一解释。本文总结了三元醇胺对胶凝材料强度及水化的影响,探索了不同分子结构三元醇胺导致胶凝材料力学性能不同的原因,最后对三元醇胺未来的研究发展趋势进行了展望。

《电子封装技术与材料(双语)》课程本土国际化教学实践

《电子封装技术与材料(双语)》课程是为材料科学与工程专业大学四年级学生开设的专业课程,本课程着眼于电子封装领域相关技术与材料的应用及发展,旨在为电子封装及其他信息高新技术产业培养优秀人才。本课程采用中英文双语教学,经过多年的摸索,逐渐形成了一套包括课堂设计、课程教材、教学资源、考核方式、评价体系、师资队伍等多方面的本土国际化教学模式。本文探讨了开展课程本土国际化教学的意义,并对本课程各教学环节的国际化方法进行实践总结,为推动专业课程的国际化建设、培养具有多元文化意识和国际视野的专业技术人才打下基础。

基于教研思融合的纳米光电材料新工科课程创新探索

以服务国家重大战略需求为导向,近年北京工业大学开设纳米光电材料本科专业课程,为培养国家战略急需的纳米科技和半导体相关领域的高素质专业人才提供必要的知识储备。该文基于作者2021—2023年承担纳米光电材料课程积累的一些教学实践经验,通过教学、科研与思政三者相互渗透与融合的新型教学模式,围绕课程目标定位、课程内容设置和教学方法探讨进行阐述,旨在为新工科课程教学创新模式建设及复合型高素质新工科高级人才培养提供一定借鉴。

聚羧酸改性氧化石墨烯对水泥基材料性能的影响

将氧化石墨烯(GO)表面活化后接枝共聚丙烯酸和异戊烯醇聚氧乙烯醚,制备聚羧酸改性氧化石墨烯(GO-PCE)。通过红外光谱和热重分析确定了GO-PCE的分子结构,并测试了掺GO-PCE水泥净浆和砂浆的性能。结果表明:掺入适量的GO-PCE能明显改善水泥净浆的工作性,当GO-PCE掺量为0.03%时,比掺GO的水泥净浆流动度增大102.86%;当GO-PCE掺量为0.03%、0.05%时,砂浆的28 d抗压强度比掺GO的分别提高17.95%、19.44%;GO-PCE在水泥浆体中的分散性优于GO,能充分发挥GO片层的增强性能,且GO-PCE可以加速水泥的水化进程,促进水化产物成核生长,细化氢氧化钙晶体尺寸,使水泥基体结构更致密。

基于教赛融合模式的《大学生焊接创新实践》课程教学改革与探索

总结了基于教赛融合模式的《大学生焊接创新实践》课程教学改革项目实施过程的主要内容。以“三全育人”为指导思想,通过建设创新型教学与竞赛融合的课堂模式、沉浸式多媒体课堂教学及全国大学生焊接创新大赛校园预选赛,实现提高本科生对焊接科学与工程专业的认识和兴趣、促进学生的综合素质提升,以及推动焊接科学与工程专业发展的教学改革目标。

用于VOCs消除的功能材料研究进展

随着经济快速发展,人类活动产生的挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)不仅会破坏大气环境,还会严重危害人体健康。在治理VOCs废气的典型技术中,吸附法、等离子体法、催化燃烧法、光催化氧化法等均具有良好的应用前景。材料性能是影响VOCs治理效率的关键因素,不同的技术原理使材料制备和优化方向存在差异,如吸附法需重视所选材料的孔道结构等与VOCs分子尺寸、性质的关系;等离子体法要强化催化剂与等离子体的协同作用;催化燃烧法涉及材料的氧化还原能力;光催化氧化法则是材料对光能的有效转化能力等。所以,明确各类技术中所用功能材料的改进重点,才能为相关材料的设计提供思路,大幅改善VOCs消除的效率。最后,对用于VOCs消除的材料研发提出了更高要求,包括具有良好抗中毒性能的材料、可协同消除多组分污染物的材料、取长补短的组合技术以及资源化利用技术。

材料生命周期工程与材料生态设计的研究进展

材料生命周期工程以生态设计为主导,以满足性能需求、节约资源、保护环境为目标,将毒害组分替代、绿色工艺规划、清洁生产、资源循环等诸多技术与理论应用到产业链的各个环节,系统优化材料产品全生命周期的环境表现,是由材料科学、制造科学和环境科学深层次交叉而形成的国际重要科学研究前沿领域。回顾了国内外材料生命周期工程的发展与应用现状,通过分析其技术内涵,解释了生命周期工程与生态设计等关键技术要素的科学关联,并指明了生态设计是实现生命周期工程思想的关键技术问题。结合我国材料行业的发展现状,提出了适用于材料产品的生态设计理论框架与实施步骤,分别构建了基于性能-需求矩阵、资源耗竭模型、生命周期评价的材料性能、资源消耗与环境影响的量化分析方法,形成了可综合统筹不同设计指标、面向材料产品的生态设计评价方法,为生态环境材料的开发与应用提供了理论支撑。

“生活中的材料科学”通识教育课的研究性教学初探

通识教育课程(简称通识课程)是指根据通识教育目的和所要达到的目标而专门设计的课业及其进程的总称,是实施通识教育的重要环节,也是学校课程的有机组成部分。针对工科院校非理工专业的学生基础、兴趣以及理工类通识课的跨越式目的要求,通过"生活中的材料科学"通识教育课程的教学实践,进行课程及教学内容、教学方法、课堂管理方式、考核评价方式等方面的研究性教学,可以培养学生综合素质,拓宽学生知识面,提高跨学科类通识课的教学质量,切实达到通识教育的目的。

材料类本科专业工程伦理教育体系的阶梯式设计与实践

现代社会需要具有工程伦理素养和管理能力的新工科工程专业人才。本文介绍了在国家工程教育认证背景下,北京工业大学材料类专业的培养目标,以"资源节约和环境友好"为特色的课程体系,以及在专业课程中阶梯式的工程伦理教育,以培养学生的工程伦理意识、工程伦理规范认知以及工程决策能力。从新生研讨课、学科基础必修、专业选修理论与实践课程、毕业设计,四年不断线的阶梯式连续工程伦理教育,充分挖掘课程思政元素,将"材料、资源、环境协调发展"理念贯穿于整个培养过程,对培养学生的"意识和责任"起到重要作用。

材料裂纹体J～Q断裂准则的工程化方法研究

结合现有材料裂纹体断裂参量的表达式,详细讨论了均匀材料裂纹体的J^Q 双参数准则,并对该准则中各参量的计算方法进行了简化。为了工程应用方便,进一步分析了Q 参量有限元数值解的分布规律,并曲线拟合得到了该参量的工程化计算方法,最后对工程化Q 参量计算方法在断裂参量计算中的有效性进行了讨论。