新工科视角下地方高校现代产业学院的探索与实践--以河北科技大学材料科学与工程学院为例

河北科技大学材料科学与工程学院以校企联合内涵式建设为重点,以专业综合改革建设为核心,进行新工科背景下依托现代产业学院的教育教学改革实践,推进产教深度融合,创新人才培养的进程。以河北省首批现代产业学院先进金属材料产业学院为例,分析现代产业学院的建设基础、组建管理模式、教学改革措施、师资队伍建设等,介绍产业学院人才培养取得的成效,为产教融合、校企协同培养高质量实践型人才提供借鉴。

河北科技大学材料科学与工程学院简介

河北科技大学材料科学与工程学院自1977年开始招收本科生,2002年开始招收硕士研究生,经过40年的建设与发展,已形成了大材料学科的办学格局.“精确成形及连接技术”学科为国家国防科下局确立的“国防特色学科”.现有“金属材料工程”、“无机非金属材料工程”、“高分子材料与工程”、“材料成型及控制工程”、“冶金工程”、“焊接技术与工程”6个本科专业.其中“金属材料工程专业”与新西兰怀卡托大学联合招收国际合作学生.学院拥有材料科学与工程-级学科硕士点和材料工程领域工程硕士点.河北省铸造学会、河北省热处理学会、河北省焊接技术协会等均挂靠在本院.

新工科背景下研究生专业课程教学改革与实践——以河北科技大学金属材料理论基础课程为例

研究生教育担负着培养高水平、高素质以及创新创造型人才的重要使命,而课程学习是保障研究生培养质量的必要环节。以河北科技大学研究生课程金属材料理论基础为例,在分析研究生课程存在问题的基础上,从课程内容重构、教学方法改革、评价方式建立三个维度,阐述了工科研究生专业课程教学改革的实施,为其他课程的教学实践提供一定的参考与借鉴。

工程教育专业认证背景下热处理设备课程的改革与实践——以河北科技大学为例

基于工程教育专业认证的成果导向教育(Outcome Based Education,OBE)理念,以金属材料工程专业热处理设备课程为例,针对课程存在的问题,从教学目标、教学内容、教学方法、考核方式等方面进行改革,探讨工程教育专业认证背景下专业课程的改革实施方案。

面向河北就业市场材料工程专业的培养模式

结合河北就业市场的人才需求,对“材料成型及控制工程”专业的培养方案和课程体系进行了修订,在新的培养模式中,设置了三个培养方向,优化了学科基础课;同时增加了专业综合实验、技能培训、外语文献阅读及学年论文等实践教学环节。

原位聚合法制备连续玻璃纤维增强尼龙6复合材料的改性和性能

尼龙6(PA6)树脂具有优异的性能,其连续纤维复合材料在汽车、航空航天领域具有广泛应用。但是PA6树脂熔融后黏度较高,不易对连续纤维充分浸渍,并且连续纤维与PA6的复合材料界面黏附性较差,限制了其复合材料的性能和应用。针对这些问题,文中对连续玻璃纤维增强尼龙6(CGF/PA6)复合材料开展了研究。首先,采用阴离子开环聚合制备PA6,确定了其最佳制备工艺;其次,用硅烷偶联剂KH550(AP)对连续玻璃纤维(CGF)进行改性,并对其进行了红外光谱表征;最后,通过原位聚合法制备了CGF/PA6复合材料,研究了AP改性对CGF/PA6复合材料力学性能的影响,并对CGF/PA6复合材料的拉伸断口进行了扫描电镜分析。结果表明,AP被键合到了CGF表面,AP改性可以增强CGF/PA6复合材料的界面黏附性,从而使CGF/PA6复合材料的拉伸强度得到改善,当AP用量为2%时,CGF/PA6复合材料的拉伸强度高达88.52 MPa,此时,复合材料的断裂伸长率最低,为4.90%。CGF/PA6复合材料的冲击强度变化不大,均在50 k J/m2左右,说明复合材料的韧性受CGF表面改性影响较小。

地方高校工科学生“双创”实践教育改革路径探索——以河北某大学新能源材料与器件专业为例

目前,我国地方高校创新创业教育过程中还存在着对实践教育重视不够的问题。该文以河北某大学新能源材料与器件专业学生为例,针对地方高校工科学生开展“双创”实践教育进行探索与实践,分析地方高校“双创”实践教育的现状,总结地方高校工科“双创”教育存在的共性问题与根源,提出解决思路,并进行改革实践。通过贯穿大学四年的个性化教育,组建本科生创新创业团队,由具有博士学历的教师作为团队指导教师,可以显著提高学生的创新创业能力,进而提高“双创”实践教育的质量。

二维层状材料MXene的制备及其在表面涂层的研究进展

阐述了MXene的组成和分类,详细描述了MXene的制备方法,分析了MXene化学结构对性能的影响,总结了其在传感器、水处理、金属防腐、电磁屏蔽等表面涂层领域的研究现状。最后对MXene材料的制备及其在表面涂层应用中的挑战和发展趋势做出展望,指出MXene的无毒或低毒刻蚀、高效插层剥离以及端基官能团调控等是MXene材料在制备环节未来发展的方向,而提升与其他材料的界面作用力则是MXene在应用领域亟需优化的设计难点。

铝基复合材料制备方法及成型工艺的最新进展

介绍了铝基复合材料当前的发展状况,总结了铝基复合材料的多种制备方法。增强相不同,铝基复合材料的制备方法也不同。铝基复合材料的增强相按照其不同的形貌特征主要分为颗粒增强相、纤维增强相、片状增强相。首先介绍了铝基复合材料的典型制备方法,之后以三种增强相为中心,对其成型工艺进行了说明,列举了不同方法当前的研究进度,最后总结了各种方法在目前研究中存在的问题,并对不同增强相的铝基复合材料的发展前景进行了展望。

多元颗粒协同增强铝基复合材料研究进展

由于颗粒增强铝基复合材料具有优良的综合性能,其成型及制备技术是现阶段关注的热点,也是未来多元颗粒的重要研究领域之一。本文归纳总结了多元颗粒增强铝基复合材料的制备方法,以及搅拌铸造、粉末触变成形、粉末冶金等成型及制备工艺的优缺点。对增强颗粒和基体合金界面润湿性改善的方法及多元颗粒协同增强对铝基复合材料显微结构、力学性能、磨损性能的影响进行了概述,并对未来多元颗粒增强铝基复合材料进行了展望。

材料成型及控制工程专业虚拟仿真实验教学系统建设

针对材料成型及控制工程专业一些实验因现实条件不能系统开展的情况,结合具体实验过程的特点,通过建设虚拟仿真实验教学系统解决前述问题。论述了虚拟仿真实验的重要性和优势,对现有课程实验进行了整合,提出了基于Web网络技术的虚拟仿真实验系统的构建和具体实施方式,形成了一套完整的材料成型及控制工程课程虚拟实验教学体系。系统有效地增加了实验教学的灵活性和教学资源的共享。通过虚拟仿真实验教学系统的建设与实施,激发了学生的学习兴趣和想象力,提高了学生的创新能力和综合素质。

材料成型及控制工程专业"培养和课程改革初探

结合我国高校课程体系改革的现状,对材料成型与控制工程专业的培养方案和课程体系改革进行了初步的探讨,并就如何加强基础理论课的教学和实践教学环节、拓宽专业知识面,如何提高学生综合能力和参与竞争的能力提出了具体的做法和设想,充分体现了"厚基础、宽专业、注重能力培养,增强适应性"的原则,从而保证人才的培养质量。

“四四制”人才联合培养过程——以材料成型及控制工程专业模具方向为例

联合培养阶段是“四四制”人才培养的重要过程,如何培养人才并提高其综合能力,是教学过程探索的重点。河北科技大学理工学院“四四制”人才培养的目标为培养全面发展、富有创新精神和实践能力的应用型人才。文章以材料成型及控制工程专业模具方向联合培养阶段的实施过程为例,分析了人才培养的重要性,介绍了具体实施方案及过程,确立了专业、企业和学生间的关系。

金属材料工程专业实践教学模式的改革

为提高理工学院金属材料工程专业学生的专业技能和实践应用能力,进行了实验内容及教学模式的改革,建立了专业实验、材料测试与分析综合实验及技能训练三级实验平台,实施一体化的教学模式。通过一体化实验教学并与见习材料热处理工程师认证培训相结合的实践,突出了对学生的实践技能和综合能力的培养与训练,提高了学生的实际应用能力和社会竞争力,为向应用型学院的转型积累经验。

材料工程专业实验与技能一体化教学模式的探索

针对金属材料工程专业实验与课程捆绑教学的弊端,提出了专业实验与技能一体化教学模式,建立了四级实验平台,将原来分散孤立的实验有机联系起来。通过平台建设整合优化实验,集中技能训练,理论授课教师与实验教师联合教学,科学考核等措施,使学生在专业实验与技能一体化教学模式下发挥主观能动性,提升综合素质。

石墨烯增强铜基复合材料强度及机理研究

为了提升金属基复合材料的力学性能,采用FSP(friction stir processing)方法制备铜/石墨烯复合材料,通过金属显微组织观察试验和力学试验对试样进行分析,探究搅拌工具转速和石墨烯添加量对复合材料微观组织特征、抗拉强度的影响规律,并对复合材料的强化机理进行研究。结果表明,石墨烯对铜基体的作用主要体现在载荷传递和阻碍铜基体中的位错运动和晶界长大方面,随着石墨烯的引入,焊核区晶粒发生了明显细化;晶粒细化的原因是搅拌工具的机械搅拌作用和晶粒再结晶过程中石墨烯对晶粒长大产生了阻碍作用;与母材相比,铜/石墨烯复合材料的抗拉强度提升了5%,最高可达277.49 MPa。因此,采用FSP方法可制备性能良好、石墨烯分布均匀的铜/石墨烯复合材料,新方法有效提升了铜合金材料的力学性能,可为复合材料的广泛应用提供理论基础和技术参考。

基于一流课程的材料科学基础课程改革与实践

结合一流本科课程建设要求,针对材料科学基础课程,从课程内容、教学方法、实践教学、考核方式方面进行改革与实践,提出“一中心,六结合”的教学方法。通过课程改革激发学生的学习兴趣,提高学生解决复杂工程问题的能力、高阶思维的能力和创新实践的能力,最终实现价值塑造、知识传授和能力培养的有机融合。

FSP制备TiO_(2)铝基复合材料的组织与性能研究

为了解决铝基复合材料强韧性的问题,采用搅拌摩擦加工(friction stir processing,FSP)的方法制备TiO_(2)铝基复合材料。分别采用显微组织观察试验、拉伸试验和显微硬度试验等方法,对复合材料的强化机理、显微组织以及力学性能进行表征与分析。结果表明,TiO_(2)的加入对复合材料具有细化晶粒作用,FSP改变了铝合金的结晶形式,由无形核的连续性动态再结晶转变为颗粒刺激形核机制;FSP制备TiO_(2)铝基复合材料的抗拉强度及显微硬度均得到了提高,当添加量达到4.8%(质量分数)时,复合材料的抗拉强度达到456 MPa,硬度值达到130 HV,与未添加颗粒相比较,分别提高了17%和16%,而延伸率仅下降了4%。FSP制备TiO_(2)铝基复合材料不仅可以有效提高力学性能,可以改善强韧性不匹配的问题,研究结果可为新型复合材料的应用提供理论基础和技术参考。

“新工科”背景下冶金工程专业实践创新教育体系构建与实施

“新工科”对冶金工程专业人才培养提出了新的要求,要求学生有创新意识、创新能力,特别是解决实际问题的实践创新能力,提升工程实践和创新创业能力是专业教育的重中之重。对冶金工程专业实验环节教育教学进行分析,深化产学研创新发展,搭建创新人才培养的“基础实践-工程实践-创新实践”实践教学平台,形成三者融合协同发展的实践教学模式。

表面工程课程教学创新改革探索

在一流课程建设和教师教学创新大赛的背景下,表面工程课程积极探索教学改革的创新举措。课程构建了“一中心、三结合”的教学模式。一中心:以提高教学质量为中心;三结合:线上和线下结合、理论与实践结合、中文和英文结合。通过创设情境,结合BOPPPS目标驱动,构建以学习目标为核心的教学闭环;通过丰富多彩的课堂活动,提高学生的学习兴趣;通过引入虚拟仿真实验、材料综合实验及工程案例,提高学生的工程实践能力;通过录制教学视频、制作中英文课件,扩充学生的知识面,提升学生的英语水平;通过课程思政的全覆盖,实现全员全过程全方位育人。创新式的教学模式促进了理论在实践中的运用,具有很好的效果和应用价值。