发布时间：2023-03-25 10:49:27
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工艺实践是结合专业课程而制定的与现场实习类似的一类实践教学，通过自己动手，能够对无机非金属材料工程专业工厂的主要生产环节产生更为实际的感性认识，能对其生产过程有一个完整的了解，进而熟练掌握水泥、玻璃、陶瓷等工艺的操作流程，了解常用和现代无机非金属材料设备的性能和用途，能借鉴材料工艺应用的成功经验，通过工艺实践的开展，为毕业设计和今后从事的专业工作打下基础。
1．2专业实习
无机非金属材料工程专业实习包括教学实习和生产实习两个环节，实习均安排在企业进行。教学实习以现场参观、集中讲解和简单操作的形式完成，通过实习使学生获得对无机非金属材料工程工厂生产的感性认识，加深理解所学的理论知识，逐步提升学生分析问题、解决问题和动手实践的能力，并让学生对生产过程有全面的了解，生产实习安排在专业课程教学之后，采用集中学习、分散跟岗的模式，为避免学生在进入实习基地对专业课与实习内容产生脱节感，在学生进行实习之前，将安排学生自主查阅相关教材和资料，使学生在实习之前对所实习的工厂基地有一个全面的了解，这样有利于学生认真对待实习、重视实习。通过系统的专业实习后，学生能够熟悉无机非金属材料工程的各个生产环节，从原料准备到生产、运输与管理的全过程，了解先进的生产技术与装备，为今后的学习、工作及科研打下坚定的实践基础。学院要选择一个好的实习基地，要求实习基地配备经验丰富的指导老师，为学生提供实践、教学、科研场所以及设备，并且给学生可以参加实践的机会，力争通过生产一线的工程训练，提高学生的工程实践能力。另外，对于学生的考核不应该一味追求实习结束后撰写实习报告，可以采取灵活的手段进行考核，比如以现场提问，答辩的形式，结合实习报告的形式来完成。
1．3毕业设计(论文)
毕业设计目的在于训练学生运用所学基础理论和工艺知识独立地解决有关无机非金属材料工程工厂设计中的工程技术问题。通过毕业设计把所学的理论知识和实际技能有机地结合起来，并应用于工程设计，进一步提高分析问题和解决问题的能力及运算和绘图能力，同时，要学会利用文献资料、查阅图表、手册等方法，初步掌握无机非金属材料工程工艺设计的基本原理、方法、步骤和编制设计文件的基本能力。毕业设计(论文)是学生在校学习期间一个重要的实践性教学环节，利用无机非金属材料专业加入“卓越计划”的契机，选派相关教师到合作企业中锻炼，加强教师的工程素养。建立一支“双师型”指导队伍，联合指导学生的毕业设计(论文)。学生在选题时，一方面结合学院对卓越计划的培养目标，另一方面结合学生在现场实习时所遇到的问题，共同为学生制定毕业设计(论文)题目，让学生能够“真刀真枪”完成毕业设计(论文)，提高学生研发和工程设计的能力。
2加强实践教学基地建设
校外实习基地是高校开展实践教学的重要场所，学院积极与相关企业联系，开展实习基地建设，根据企业规模和学生就业意图，经过广泛调研，无机非金属材料工程专业分别在淮南、淮北、蚌埠、南京，湖南等地二十多个单位建立了长期的实践教学基地，可以满足学生开展创新实践教学的需要。实践对于学生来说是非常重要的一个环节，学生在第7学期开始熟悉所在企业的工艺流程，做到所学理论知识与实践的相结合，到第8学期实行企业同老师双师型指导教学，可以聘请企业技术人员进行现场讲解，座谈，加深学生对实际生产与所学理论知识的融合，齐全的实践教学基地和产学研基地为无机非金属材料工程专业人才培养质量提供了支持和保障。
3加强教师队伍建设
无机非金属工程专业现有教师大部分是博士，硕士，参加工作就直接从事教学，现场经验不足，工程实践能力欠缺，为了使卓越计划的成功实施，需要加强无机非金属材料工程专业教师队伍的建设:一是加强对现有教师工程能力的培养，鼓励部分教师到企业工程岗位工作学习1～2年，丰富青年教师的工程实践背景;二是直接从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员担任兼职教师，为学生在企业学习提供全面指导，让其承担专业课程教学，指导毕业设计等任务或担任本科生、研究生的联合导师。着力建设一支具有一定工程经历的高水平专、兼职教师队伍，强化师资队伍的教育素质和技能培训，提高教师的工程实践能力，加强和完善教学团队的教师队伍力量，使工程型教师达到专任教师总数的90%以上，形成专业水平高、实践能力强的教学团队。
4鼓励学生积极参与教师科研项目
将教师的科研课题与实践教学相结合，鼓励学生参与到教师的研究课题里，目的是提高学生的动手能力和对本专业的兴趣，学院鼓励学生以卓越计划为依托，尽早与导师联系，尽早走入实验室，自主进行研究。在学生进入实验室时，摒弃以往教师是实验的设计者，学生是实施者的角色，让学生积极查找文献、制定技术方案、研究探讨、方案实施、优化方案和撰写总结报告，这样就使学生在实验过程中把握学习主动性，加深对知识的理解，扩大学生的知识面，提高学生的科研创新能力和实践动手能力。
5加强实践教学管理
制定实践教学计划和实践教学标准，同时加大监督、管理、检查力度，合理制定各层次的管理规章制度，并建立和完善各层次的管理目标责任制，加强实训教学的考核管理，制定合理的实训教学考核办法，如教学制度的执行情况，实验教学内容的安排及完成情况。将实验设备的维护管理都融入到教学管理体制中，将教师实践教学的积极性充分调动起来，形成一个良好的实践教学机制，让实践教学真正落到实处。学生校内的实践课程考核主要由作业、出勤、考试、实验等几部分组成，根据课程的性质不同，还可以加入项目设计及测验等形式;对于企业实践环节的考核，将由学院和实习基地共同完成，但主要评定由实习基地的导师根据学生参加工程训练的情况给出。具体考核方法:单独对每个培训环节进行考核，在现场由每个实训导师按照实习基地的标准对学生进行考核，考核方式可采取提问答辩、现场操作等，学生的实习成绩由学生在该实习基地的实际表现给出。
6结语
关键词：无机非金属材料系；人工晶体；教学研究；新就业模式
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）35-0198-02
一、前言
人工晶体是无机非金属材料的重要分支，随着相关产业的快速发展，直接刺激着人工晶体方向的人才需求也在逐步扩大，也逐渐成为无机非金属材料专业就业的主流方向，而不再是局限于传统的硅酸盐材料这一单一方向。因此在这种双就业方向情况下，高等工程教育应着力培养相关的专业型人才，以适应当前就业形势，为学生进入工作阶段做知识的储备和引导。同时，晶体学是无机非金属材料学科必须夯实的理论基础，然而，人工晶体具有较强的专业技术性，并没有相对系统的教学体系，仍然存在着诸多问题。因此，如何完善人工晶体教学体系，提高教学质量，如何在有限的教学时间内教授足够的必要内容并提高教学效果，激发学生的学习兴趣及能动性，以便更灵活地掌握专业知识，成为教学面临的现实问题。
二、课程现状
根据无机非金属材料专业的专业设计及人工晶体定位，人工晶体课程既服务于无机非金属材料专业，又服务于材料科学与工程一级学科下的其他工学专业[1]，然而，目前针对该课程教学还存在以下问题：（1）相关课程设置少，没有专门的理论知识教材配套；（2）实验及实践教学缺乏，常规的实验仪器与设备供给不足，难以实现理论与实践相结合；（3）教学方法单一，教学模式固定化，学生积极性不高。基于人工晶体课程存在的以上问题，提出合理的教学方法，进行实际、可行的教学完善改革，以实现教学的目标是亟待解决的问题。
三、课程改革措施初探
根据人工晶体课程较强的专业技术性、理论知识的抽象复杂性及多学科的交叉性等特点[2]，我们对人工晶体课程教材建设、实践教学改革、教学方法创新和考核形式调整等各个环节进行了探讨。
1.进行教材建设，实现课程重组。针对当前人工晶体课程没有专业的理论知识教材相配套的状况，课题小组将重新设计理论教学的知识结构，编写出适于本科生和研究生的教材。内容涉及人工晶体的种类（如激光晶体、半导体晶体、闪烁晶体等分类讲解）、合成生长机理及应用领域等基本专业知识，并补充和晶体内容相关的国内外先进的前沿性知识，让学生及时了解人工晶体的最新动态和切实应用。并适时地编写双语教材，在专业术语标注英语的基础上，将每章前面的概要用双语同时写出，使学生在学习专业知识的同时，熟悉英语专业术语。
2.优化实验教学体系，重视实践教学。在实验教学的安排上，首先课题小组要增加人工晶体的实验教学内容，设计出完整的晶体制备和生长过程实验，再要增设练习基本方法、基本操作技能的实验。并且要打破以往实验教学的固定模式[3]，积极调动学生的主动性，要求学生自己查阅资料，自主设计实验，完成实验操作，锻炼学生的实践动手能力，为将来就业打好基础。实践教学环节是学生直接接触实际工作和锻炼能力的关键环节，本课题小组精心策划了人工晶体的实践教学内容。无机非金属材料专业的生产实习阶段增加通信等光电信息领域的实习基地，让学生了解人工晶体在生产领域的基本情况，也让学生思想上有从实验领域到工程领域的过渡认识。适时安排综合性课题设计，立题多样化，紧贴晶体材料工程实际，让同学们亲自动手操作，加深学生对专业课程的理解和巩固。毕业设计不再局限于传统无机非金属材料的设计，要充分利用人工晶体实验室资源，开设人工晶体设计题目，设计一些光电子领域能够反映前沿工作的课题，能够让学生充分接触研究前沿的毕业设计，在培养学生科研的基本素质和能力的同时，也为学生走入社会储存能量。
3.改变教学模式，创新教学方法。如前文所述，传统教学模式已不能满足现代培养需求[4]，因此教师应积极尝试采用更多的现代教学方式，如：讨论式、体验式、提问式或观摩教学、多媒体教学、互动教学等，把现代教学方法和技巧渗透到人工晶体相关课程中，改变“一言堂”“独角戏”的模式[5-6]，要调动学生思维，营造思考氛围，对于一些较深的理论问题，还可采用文章研讨、小组讨论的方法，这样既提高了学生的学习兴趣，又锻炼了他们分析问题的能力和逻辑思维能力。由于晶体的结构、形貌等内容较抽象，对学生的空间想象能力要求较高，因此除一般的多媒体平面教学外，我课题小组拟制作三维格式的课件，除了在课堂上演示外，学生也可在教学网站上实时观察。也可以针对内容放映视频或flash课件，如工程生产的过程记录、教学录像或国内外有关晶体的最新研究成果报道等，都有助于培养学生学习兴趣。而且在实验课上的多媒体教学也可以应用到人工晶体课程中，如为学生演示晶体光学现象，可以通过连接偏光显微镜和计算机投影仪，实现显微互动教学，教师可以随时与学生对显微镜里看到的现象通过计算机上的图像进行交流。实验教学多媒体化使教学内容生动形象，提高了教学效率和质量。
4.调整课程考核形式，激发学习积极性。在实施教学方法改革创新，主观上提高学生积极性的同时，还应该通过考核方式上的改进，客观上改变学生学习的态度。因此，理论课程中，教师应根据学生平时出勤、课堂发言、参与讨论、发表见解、书写小论文等情况，适当分配所占成绩比例（70%），再加上笔试测试的成绩（30%），最终得到考核成绩。实验课程中，应根据学生预习报告、实验报告、课堂问题讨论、操作规范程度、顺利解决实验过程中问题等作为平时实验成绩，最终考试要有基本实验技能考核，若有自主设计的实验要给予加分。而且实践教学中的表现也要计入大学期间的总学分，使学生能够认真对待，不断培养未来就业所需的综合素质。
四、总结
基于当前无机非金属材料专业的就业形势，人工晶体方向的专业人才需求逐步扩大，而我们的教学目的就是要培养具有主动和创造能力的高素质专业型人才，来推动学生的职业生涯发展。本文提出的教学内容及教学方法是根据就业和人才市场的需要不断进行调整的，形成一种“动态”的课程设置和教学方式。我们坚信随着课程建设的逐步深入，人工晶体的教学质量和效果必将提高。
参考文献：
[1]张英.大材料背景下晶体学课程的改革与创新[J].科教文汇，2011，10（28）：71-72.
[2]侯翠红，张婕，陈卫航，汤建伟，任保增，万亚珍，雒延亮.化学工程与工艺专业课程体系与教学内容的改革[J].高等理科教育，2012，（4）：115-118.
[3]田光佩，徐倩.大学实验教学改革综述[J].中国教育研究论丛，2007，（00）：151-153.
[4]郑举功，陈泉水，刘晓东，杨婷，刘云海，任广元.材料专业应用型创新人才培养模式与课程体系建设[J].高等理科教育，2011，（6）：143-147.
[5]陈明，雷芝峥，王彩燕.课程教学和科学研究相结合的教学方式[J].桂林电子科技大学学报，2008，28（2）：163-166.
[6]金应燮.浅议教学模式的改革[J].中国教育研究论丛，2006，（00）：105-106.
一、教学方面
自入校参加工作以来，__老师先后讲授过的课程有《材料科学基础》、《材料物理》、《新型无机材料》和《专业基础实验》等课程。其中《材料科学基础》、《材料物理》、《专业基础实验》为材料科学与工程专业的核心课程。作为负责人，他还担任校级精品课程《材料科学基础》的建设任务。__老师也非常重视教学改革，不断探索和尝试新的教学方法。在繁琐的日常教学和教学管理工作，不忘总结经验，撰写多篇教改论文。
在实践教学方面，为无机非金属教研室的实验室建设做了奠基工作。具体情况如下:1、主持制定无机非金属材料实验室建设规划并组织实施，2、担任1项进口大精设备的技术负责人。3、负责无机非金属实验室的布局及规划工作;4、负责编写无机非金属综合实验大纲;5、指导03、04、05级本科生的材料科学基础实验和专业基础实验的工作;6、负责实验室设备购进安装及调试工作。7.编写了相关的指导书籍。
二、科研方面
到我校工作以来，承担了一项国家863计划专题课题、两项校级自然科学基金和多项横向课题。
三、教书育人方面
在薛老师的带领下，无机非教研室充分发挥了科研工作在学科建设、人才培养特别是本科生教学等方面的积极作用，研究生和本科生通过参与教研室(来源：文秘站 ）承担的国家级、省级和校级各个级别的科研项目，综合能力得到很大提高，实现了科研与教学协同发展，在以科研促教学方面取得了突出成就，获得了学校科研促教学一等奖。
[关键词]循环经济 再生资源 专业建设
[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）01-0046-02
科技部、发展改革委、工业和信息化部、环境保护部、住房城乡建设部、商务部及中国科学院于2012年4月13日正式印发《废物资源化科技工程“十二五”专项规划》。其发展总体目标是：“十二五”期间，重点选择再生资源、工业固废、垃圾与污泥等量大面广和污染严重的废物，以废物资源化全过程清洁控制为基本前提，加强废物循环利用理论研究，大力推进废物资源化全过程污染控制技术研发，发展废物预处理专用技术，加快废物资源化利用技术研发，形成100项左右重大核心技术，开发100项左右市场前景好、附加值高的废物资源化产品。
由以上可以看出，废物资源化即资源再生技术将是国家优先发展的领域之一。我校适应国家经济发展的要求，在冶金与资源学院筹建了“再生资源科学与技术”新专业。根据这一学科的特点，我们认为，专业建设必须与循环经济发展需要紧密结合，只有这样才能培养出高素质、符合经济发展需要的人才。因此，本文提出基于循环经济发展需求的再生资源专业建设模式，围绕专业建设目标，积极开展该专业各个环节的探索与创新，为本校及其他院校再生资源专业的发展积累有益的探索经验。
一、再生资源科学与技术专业目标、特色定位
本专业的培养目标，是要求学生树立“资源再生”的基本意识，充分认识到资源再生在循环经济发展中的地位，从而对本专业课程展开积极、主动的学习。本校专业核心是“资源再生”，因此“再生”这一导向始终贯穿于专业培养目标中。本专业培养目标为：具备再生资源科学方面知识，能在钢铁、有色金属和无机非金属材料等部门从事再生资源利用的生产、科研开发、应用研究、经营管理等方面的工程应用技术人才。掌握再生金属资源回收、再生和利用、冶金固废资源化基本理论，具备良好实验操作技能。专业口径宽，适应能力强，能在钢铁、有色金属和无机非金属材料等领域从事生产、科研开发、应用研究和管理等方面工作。
该专业的特色是密切结合经济发展需要，着重于工程技术人才的培养。相关的学科包括：无机非金属材料、钢铁冶金、有色金属冶金、金属材料、有机高分子材料、选矿工程等专业。本专业与上述专业的根本区别在于：上述所有的相关专业全部是研究一次资源（即原生资源），而再生资源科学与技术专业则是研究二次资源 （再生资源）。此外，研究一次资源的领域已按材料的分类设置了许多专业，而再生资源与技术专业却是二次资源领域里的唯一专业，这就使得该专业具有多门基础理论学科、多种工程技术学科复杂交叉的特点。
二、基于循环经济发展需要的专业建设思路
在专业培养目标的指导下，该专业的建设思路紧紧围绕“面向循环经济需要”这一时代主题，以课堂教学为基础，积极拓展实践与创新教育空间，实现理论、实践与创新的无缝对接，激发学生的学习兴趣，深化学生对“资源再生”的认识，努力将其培养成高素质的、符合循环经济发展需要的复合人才。基于这一思路，我们在专业课程设置、实践教学及学生创新教育等方面进行了探索。
三、再生资源科学与技术专业建设模式探索
（一）课程设置
课程教学内容的安排必须为专业发展目标服务，充分反映课程教学的目的。在参考本校冶金专业、材料专业及无机非金属专业课程设置的基础上，同时参考其他院校相关专业的课程设置，我们提出了本专业的课程设置。根据教学目标，我们将课程设置分为通识教育类课程、专业基础课程、专业课程、选修课程。具体如下：
通识教育类课程：包括德育教育类、外语、数学、物理、基础化学、制图、计算机、体育以及其他适合本学科的特色课程。
专业基础课程：包括物理化学、冶金原理、传输过程基本原理、材料科学（金属材料、无机非金属材料）、工程力学、工业生态学、机械设计基础等。
专业课程：包括再生金属冶金、冶金固废资源化、冶金工艺学、资源加工学以及其他与本专业相关的特色核心课程。
选修课程：包括循环经济学、环境材料、冶金过程物流管理、冶金资源综合利用、再生资源利用新技术等。
具体如图1所示。
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图1 再生资源科学与技术课程设置体系
（二） 实践教学探索
实践教学密切联系课堂、社团和合作基地广泛开展。进入专业课的学习后所需要进行的实习包括认识实习、生产实习、毕业实习三类。
认识实习的目的主要在于通过教师和工程技术人员的授课，以及工人师傅的现身说法全面了解相关的工艺过程。在实习的过程中，学会从技术人员和工人们那里获得直接的和间接的生产实践经验，积累相关的生产知识。通过认识实习，学习本专业方面的生产实践知识，为专业课学习打下坚实的基础，同时为毕业后走向工作岗位积累有用的经验。本专业学生2014年将进行认识实习，为了使学生能够真正认识资源的再生过程，我们选取了几个比较有代表性的厂家作为我们的合作伙伴。比如我们选择电弧炉厂，这样既可以使学生对冶金过程有所了解，又可以对废钢的回收利用有一个基本的认识。比如选择转底炉厂，可以使学生知道钢铁粉尘回收以后在经过转底炉的处理，就可以生成金属率非常高的球团，可以直接进入转炉或电炉。这是钢铁厂资源回收的一个重要途径，这必将加深学生对本专业的认识。
比如生产实习，是学生在生产现场以工人、技术员、管理员等身份，直接参与生产过的程。但是目前由于各种原因，学生没有办法真正参与到生产过程中。为了解决这一矛盾，我们考虑将学生分成小组的形式，将集中实习期变为分散实习。比如将学生分为若干组，每组4～6人，每周有固定的1～2天以企业员工的身份直接参与到企业的生产中。学生除了在生产现场实践以外，还要帮助企业整理相关资料，如有必要可利用自己的理论知识对相关工人开展讲座，这样应该会受到部分企业的欢迎。这对于企业和学生来说是一个双赢的局面，既锻炼了学生的能力，又帮助企业解决了部分问题，部分学生毕业后还可能到相关企业工作。
（三）创新教育
本专业作为一个新兴专业，担负着为循环经济发展做出贡献的使命。因此在对学生的培养过程中，必须抓住“创新”这一重要命题开展相关教学。为此，我们在教学过程中采取了以下措施强化学生的创新意识。
1.本专业所有学生须参加“创造力与创新能力开发”这门课程的教学。这门课程由本校从事多年素质教育的教师担任主讲，这对于加深学生对创新的认识有重要的启发作用。
2.鼓励学生积极参与相关的科研课题。从大学二年级开始，鼓励学生参与到教师的科研项目中，并为学生指定相应的导师；同时也鼓励学生到当地的再生资源企业中开展相关的社会实践，了解目前资源循环产业的发展现状及趋势。
3.鼓励学生积极参与专利的撰写、申报，强化学生的知识产权意识；鼓励学生积极申报本校SRTP（大学生科研训练项目），撰写相关的科技论文，强化学生的科研意识。
关键词： 辉光放电质谱 深度分析 应用 定量分析
辉光放电质谱法（GDMS）被认为是目前对固体导电材料直接进行痕量及超痕量元素分析的最有效的手段。由于其可以直接固体进样，近20 年来已广泛应用于高纯金属、合金等材料的分析。
1、基本原理
辉光放电（G10w Discharge）是一种低压气体放电现象，由于气体放电的操作简单，可以产生很强的离子流，所以在早期的质谱研究中，气体放电就被用作离子源。在真空火花源发展之前，气体放电源体现了巨大的实用价值。火花源质谱（SSMS）得到发展后，表现出了很强的分析能力，在相当长的一段时间里，辉光放电淡出了研究者的视野。然而，随着火花源研究的不断深入，这种离子源的局限性也逐渐显露，而辉光放电源则以自身出色的稳定性重新获得了重视。
2、辉光放电质谱的特点
2.1 辉光放电质谱的工作原理
辉光放电质谱由辉光放电离子源和质谱分析器两部分组成。辉光放电离子源（GD源）利用惰性气体（一般是氩气，压强约10-100Pa）在上千伏特电压下电离产生的离子撞击样品表面使之发生溅射，溅射产生的样品原子扩散至等离子体中进一步离子化，进而被质谱分析器收集检测。辉光放电属于低压放电，放电产生的大量电子和亚稳态惰性气体原子与样品原子频繁碰撞，使样品得到极大的溅射和电离。同时，由于GD源中样品的原子化和离子化分别在靠近样品表面的阴极暗区和靠近阳极的负辉区两个不同的区域内进行，也使基体效应大为降低。GD源对不同元素的响应差异较小（一般在10倍以内），并具备很宽的线性动态范围（约10个数量级），因此，即使在没有标样的情况下，也能给出较准确的多元素半定量分析结果，十分有利于超纯样品的半定量分析。
2.2 GD源的供电方式
GD源的供电方式可分为直流辉光放电（DC-GD）、射频辉光放电（RF-GD）和脉冲辉光放电（pulsed-GD）。后二者与质谱的结合还处于实验室阶段，尚无商品化的仪器出现。部分DCGDMS配备四极杆质谱，其结构简单，质谱与辉光放电离子源的结合较容易实现，但由于四极杆质谱为单位质量分辨，测定干扰较大，检出限也不理想。Thermo Elemental 公司于80 年代中期推出了第一台高分辨辉光放电质谱仪VG9000，采用了反向双聚焦磁质谱仪，常规质量分辨率为4000，最高可达到10000，元素典型检出限可达0.01 ng/g。VG9000配备Farady cup 和Daly 两种检测器，可同时给出从主量到痕量元素的分析结果。这也是目前唯一采用高分辨磁质谱仪的商品化GDMS。
3、辉光放电质谱的应用
直流辉光放电质谱（dc―GDMs）主要的用途是高纯金属、半导体等导电材料的痕量杂质分析，由镀层、电沉积、渗透等工艺制备的层状样品的深度分析。除此之外，还可以用于沉积物、氧化物等非金属材料的杂质分析以及对精确度要求不高的同位素丰度分析中。
国内有Element GD辉光放电质谱仪十余台，多个研究单位能够进行GDMs分析与测试，例如中国计量科学研究院、国家有色金属及电子材料分析测试中心、中国科学院福建物质结构研究所、金川集团镍钴合金研究院等，在高纯基准物质研究，有色金属、太阳能级硅材料、金属合金检测等方面发挥着重要的作用。
3.1 高纯材料分析
高纯材料杂质分析主要有两个难点：其一是杂质的浓度很低，对仪器的检测能力、本底控制、消除干扰等要求较高；其二是基体元素浓度很高，容易对被测元素造成干扰。高分辨GDMs去除干扰能力强，动态范围宽，可以实现常量、微量、痕量、超痕量分析，较容易克服以上困难，因此特别适合高纯物质的分析。
3.2 深度分析
GDMS的溅射进样方式决定了它可以进行深度分析。辉光放电非常稳定，可以在样品表面获得几乎相同的取样坑，而且通过控制放电条件可以对溅射的速率进行控制。已有很多文献报道了GDMs在深度分析方面的应用。深度分析在研究薄层材料方面有着重要的意义，有助于对一些表面化学或物理现象的原理进行研究，对防腐、表面材料的生产工艺提供指导。
3.3 导体材科分析
dc―GDMs不能直接分析非导体材料，常用的用于分析非导体材料处理方法主要有两种：第二阴极法和混合法。第二阴极法对第二阴极的材料要求较为苛刻，一般情况下基体信号强度比导体弱，稳定性较差，而且无法区分第二阴极杂质本底和样品杂质；对于粉末样品，可与导电物质混合，如石墨、金、铜、钽、银粉，压制成型，然后进行分析。这种方法容易产生污染，同样添加物会增加背景信号，而且会稀释样品降低灵敏度。
4、定量分析
4.1 辉光放电质谱定量测量的原理
GDMS可以对常量、微量、痕量元素进行分析。灵敏度是在定量测量中经常涉及的概念，对于元素L的灵敏度（SFL），可以用其质量数为肘的同位素定义：
SFL=
式中，I是质量数为M的同位素的离子计数，CL是元素L的浓度，b是同位素丰度。灵敏度受到很多因素的影响，随着测量条件、环境、仪器条件等因素的变化而变化。
4.2 定量分析方法
常见的GDMS定量分析方法主要有：通过测量基体匹配的标准物质获得相对灵敏度因子（RsF）值，用RSF进行定量测量；利用标准物质或人工合成的校正样品绘制标准曲线，借助标准曲线进行定量分析。
5、结论
GDMS虽然已经在很多领域得到了广泛应用，并在金属和半导体分析中显示出它的优越性，但是它的潜力仍然没有得到完全开发，对绝缘体、粉末、液体、有机物和生物样品的分析应用正在积极进行研究和完善，类似的工作将开创GDMS应用的新领域。
参考文献：
[关键词]创新型人才培养;创新精神;高校大学生
[中图分类号] C961 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）11-0042-02
创新能力和实践能力已经成为现今社会衡量优秀人才的重要指标，高等学校在创新型人才培养中扮演着重要角色。创新型人才是指富于开拓性，具有创造能力、实践能力，能够开创新局面，对社会发展具有推动作用的人才。我国的高等教育现今已经进入大众化阶段，在谋求数量增长的同时，我们更应该注重质量的建设，而我国高校是否具有创新性，能否培养出创新型人才，是衡量高校办学质量的重要标准。[1]
一、创新型人才培养的内在意义
（一）创新型人才是推动国家发展的强劲动力
创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界先进民族之林。[2]建设创新型国家是我国从全面建设小康社会，开创中国特色社会主义事业新局面的全局出发做出的重大战略决策，而建设创新型国家，关键是人才，基础在教育。创新型人才是促进国家经济发展的动力，而创新型人才培养则为国家的发展，民族的进步提供了源源不断的能量。
（二）有利于促进高校素质教育的发展
培养创新型人才是为了培养具有创新精神、创新思维、创新人格、创新能力和创新知识结构五种基本素质的新型人才。[3]高校通过在培养创新型人才的过程中积累经验，为社会源源不断输送新鲜血液的同时，也扩大了学校对社会的影响力，得到社会的认可，为高校的升级、学生资源的涌入提供无可争议的事实依据。而优秀的创新型人才在迈出校园的那一刻起代表的不仅仅是自己，还代表着学校，对尚未毕业的学生起到良好的榜样作用，有利于促进高校素质教育的发展。
二、创新型人才培养的策略
（一）采用互动启发教学模式调动学习积极性
在现有的教学模式中互动启发式教学无疑是最有效可行的教育教学模式。互动启发式教学就是在教学过程中，将学生作为学习的主体，充分调动他们对学习的主动性，引导他们对新知识的积极思考与探索并提高他们分析问题和解决问题的能力。[4]学生是否具有学习的积极性是体现“学生为主体”的关键，而学习的积极性又离不开老师的引导，因此通过这种教学模式来引导学生积极思考，让学生学会主动学习，对培养创新型人才显得尤为重要。除此之外，我们还可通过采用探究式、讨论式、参与式方法帮助学生学习，使学生能够始终保持创新性思维，面对问题能够沉着应对，处理问题能够充满创新性和高效性，成为社会需要的创新型人才。
如我们在讲授本校无机非金属材料与工程系的专业课无机非金属材料物理性能时，涉及p-n结部分时，先把p-n结的构建原理、能有效分离电子和空穴的特点交代给学生。在科研课题“设计、构建新型光催化剂以光催化效率”中，光激发产生的电子与空穴的有效分离和迁移是提高光催化效率的关键，可让学生结合教材的相关概念、原理，大量查阅相关的文献资料，开展科研调研，设计合理的p-n结以解决实际科研问题。学生们因此对科研课题产生浓厚兴趣，课外及时查阅大量文献资料，既有了对所学材料的深刻认识，又加深了对相关概念、原理等理论的理解。
（二）采用产学研合作教育培养学生综合创新能力
所谓产学研合作教育就是把学生的综合素质、综合能力作为培养重点，在学校与企业、科研单位之间建立起纽带，达到教育环境和资源充分利用的目的，在培养创新型人才方面各显其能，把只以单一的课堂传授知识为主的学校教育与直接能够获取实践经验、创新能力为主的生产、科研单位有机结合的一种新型教育模式。[5]产学研合作教育可以促进高校科研成果产业化，而同时产业化所带来的经济效益能促进学校的发展，并反哺教学和科研;能获取更多的专业知识，提高学生素质和适应未来工作的能力;使教师和学生都会意识到教学中理论知识与实践过程中需要到的知识的差距并意识到创新的重要性，有助于教学的实用化并提高学生的创新能力。
我们在以往的教学工作中，会在理论课教学、实验教学、教学辅导以及毕业设计指导和学生竞赛指导中加强本校与其他单位尤其是地方企业的合作，为学生提供生产实践的机会和科研机会。参与试点的学生毕业设计题目的拟定来自于企业的攻关课题或科研单位的科研项目;安排学生在毕业设计期间到相关企业或科研单位，加入不同的课题科研小组，面向科研前沿参与科研或技术攻关。通过“双指导教师”的方式聘请一些具有较强的科研工作能力和丰富的工程实践经验的技术骨干，共同指导毕业生的毕业设计工作，让学生在完成毕业论文的同时，切实而直观的感受到通过创新来实现自我价值所带来的巨大成就感，深刻体会到理论与实践相结合的重要性，进而引起学生对如何提升自己的创新能力产生浓厚的兴趣，有效提高了学生把理论知识付诸实践的应用能力。
（三）积极组织课外活动增强创新型人才的实践能力
课外活动是学生在校园生活中必不可少的一部分，也是教育工作者挖掘学生兴趣所在的重要途径，教育工作更应该充分合理的利用好这一重要环节培养学生的创新能力、实践能力。通过课外活动，有利于学生在实践中总结经验，并在实践当中追溯理论，把实践与理论有机结合，提高学生的综合实践能力。高校要想培养出适应新时代的创新型人才，更应注重课外活动对培养大学生的重要意义，坚持利用开放式、疏导式与其他教育方法的有效结合，最大限度上提高学生的创新实践能力。此外，课外活动还便于使单线教育与多渠道教育相结合，融合了思想性、知识性、趣味性，利于培养学生综合素质，利于培养出全面创新型人才。
我们在讲授本校无机非金属材料与工程系的专业课材料制备原理时，鼓励学生课后加入各类科研训练小组，让学生明白，在科研和工作中如何正确使用材料以及改善和提高材料物理性能，以充分发挥材料性能潜力有着重要的影响。例如，在讲到光学材料时，把荧光材料的发光原理和特点介绍给学生，让学生了解到荧光是物质吸收光照或者其他电磁辐射后发出的光。然后结合日常生活，让学生了解荧光颜料的最早及最广泛的商业应用是各色各类的广告。接着多媒体展示商店内外的广告招牌，高速公路旁的巨幅广告，各类商品包装，各类杂志封页和广告插页等，让学生思考耀眼夺目的荧光在哪些领域还能应用，以及如何应用。通过将教师的课题融入教学，使学生对所学基本理论和规律有了更形象、深刻的了解，这样，学生既了解了所学学科专业的前沿知识，又有利于学生科研素养的形成，同时也激发了学生的学习兴趣。
（四）设计创新课程，探索实验室开放
实验室开放涉及实验室资源的配置、队伍建设和科学规范的管理制度的建设等，是一项系统工程。需要组织有丰富教学和实践经验的教师建立核心实验教学团队，融入科技创新和实验教学改革成果，实现开放实验项目的不断更新。以校级实验示范中心建设为契机，将院系的实验室进行整合，推进实验资源共享，破除过去设在各专业实验室之间的资源共享壁垒，建立共用开放型实验室。加强师生互动，让教师与学生之间沟通顺畅，并且学校定时统计教师辅导学生实验工作量，对工作积极且科研成果突出的教师给予适当奖励。同时，利用校园网络及时实验室开放的信息，使学生及时了解相关实验室开放的信息，尽快与相关人员取得联系，尽早走进实验室与教师合作，开展创新实验学习。
（五）构建良好的校园文化是滋养创新型人才的摇篮
良好的校园文化既包括良好的校园环境，优越的教育设施和科学的教学、生活管理制度，还包括良好的校风、教风、学风、校园文化活动等。良好的大学校园文化对培养创新型人才有着至关重要的作用，良好的环境能够营造良好的学术气氛，激起学生对创新实践的热情。我们必须遵循科学的发展规律，为科学发现和发明提供一个宽松的环境。
三、结语
随着现代社会知识更新的速度不断加快，社会发展日新月异，社会需要大批的创新型人才来适应这样的发展速度与规模，创新型人才培养已成为推进社会发展的重要主题。高校教育必须紧随时代步伐，吸纳、借鉴古今中外合理的教育思想，创造性地运用当代素质教育的研究成果，全面改变传统教育模式，培养具有创新精神、创新能力的创新型人才。
[ 注 释 ]
[1] 许青云.高校创新型人才培养研究[J].国家教育行政学院学报，2010（3）：11-14.
[2] 张立明.培养创造型人才的时代意义和操作实施[J].考试周刊，2008（26）：183.
[3] 王青耀，周瑛.基于创新型人才培养的创新教育研究[J].科技进步与对策，2007（3）：184-186.
关键词 材料科学与工程专业 提升 策略
中图分类号：G642 文献标识码：A
Combined with School Characteristics to Promote Training Quality
of Materials Science and Engineering Professional
ZHANG Lanfang， LI Li
（School of Civil Engineering and Architecture， Chongqing Jiaotong University， Chongqing 400074）
Abstract Improve materials science and engineering professional， mainly through innovative training model， the revised professional training programs， teaching team building， curriculum and teaching content optimization， improve students' practical ability， the measures to broaden the practice platform， highlighting the school characteristics to meet the "wide caliber， thick foundation， strong capacity， high-quality" personnel training objectives， reflecting the principles of quality， competence and knowledge of the structure of the coordinated development and to foster a community need， identify material class talent.
Key words material science and engineering; improve; strategy
0 引言
材料科学与工程是21世纪国家重点发展领域。材料科学与工程专业属于一级学科，涵盖了金属材料工程、冶金工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程、材料物理和材料化学等二级学科专业，目前，我国大部分理工科高校都设有材料类学科，各学校的定位和特色也有所区别。
重庆交通大学材料科学与工程专业始于上世纪50年代的建材教研室，2000年成立了以公路工程材料应用为特色的材料科学与工程专业，同年获得材料学专业硕士学位授权资格。材料科学与工程专业自2001年招生，立足学校在交通土建方面的行业优势，结合土木工程专业培养满通建设需要的材料专业技术人才，通过吸收兄弟院校的办学经验，遵循“厚基础、宽专业、强能力、高素质”的原则，强化基础理论，不断优化组合土木相关课程;加强基本实验技能和实践环节训练提高学生的实践能力。为进一步理清专业建设思路、明确专业建设目标、明晰专业建设方向，立足长远，拟定切实可行的具体措施，扎实推进专业内涵建设，完善专业人才培养体系，规范教学过程，切实增强专业的办学水平、社会适应度和社会声誉，从2011年开始进行专业提升计划的实施，目前正按计划、有步骤地逐步实现。
1 明确专业定位，凝练专业特色
重庆交通大学材料科学与工程专业依托我校在交通土木行业的优势，与交通土建材料的研究、开发和应用方面的学科交叉，以无机非金属材料、有机高分子材料为基础，向相关功能材料领域拓展，教学与科研并举，立足重庆，面向西南，走向全国，建设市内绝对领先，在国内有一定影响的教学研究型材料科学与工程专业，为交通土建行业培养高层次的人才，提供高水平的科技服务。本专业经过几年的办学实践，已经形成了以土木工程材料、复合材料为特色的专业，构建了科学合理、特色鲜明的人才培养方案、课程结构体系及实践教学体系，并建立了较为完善的本科教学质量监控及质量保障体系，且运行良好，保证了教学质量，目前，已为国家特别是西部地区培养了大批优秀交通建设材料科技人才。
2 材料科学与工程专业培养水平的提升策略
2.1 人才培养模式的创新
继续发挥学校特色优势，在材料科学与工程专业现有的人才培养模式基础上，改革单一化的人才培养模式，突出学生个性发展的同时，探索具有交通特色的材料科学人才培养模式。
（1）加强学科专业调研，深入把握重庆市、西部地区及全国经济结构调整、人才市场需求和国际竞争能力的需要，结合我校由教学型向教学研究型过渡的特点，进一步明确材料科学与工程专业建设和结构调整的方向，突显办学特色。
（2）以材料科学与工程专业班级为依托，调整和完善人才培养方案、课程体系、实践教学体系等，不断完善具有交通特色的材料科学创新型人才培养方案。
（3）以全面性、开放性、主体性、实践性、差异性为培养方法，实现个体创新能力的挖掘和培养。主要体现在以下几个方面：①建立以本科生导师制为核心的全过程引导的培养模式。从入学起，就建立专业老师、辅导员联系、沟通的制度，加强学生的人生目标规划，加强对学生的指导，根据每个学生的自身特点提出阶段性的发展计划，帮助学生形成优良的计划能力和实现目标的执行能力。②在兼顾共性和个性的基础上，制定个性化培养方案。根据每个学生的特点来制定学习方案，充分发挥学生的个人特长，最大程度地挖掘每个学生的潜力。③针对现代研究型人才素质培养特点，鼓励本科生参与指导教师的科研项目研究，重在研究意识、过程与方法，学习与研究相互促进，实现个体创新能力的挖掘和培养。
2.2 培养方案修订
按照学校材料科学与工程专业人才培养目标和规格的要求，并针对我国、尤其西部地区公路工程材料人才培养方面的专业几乎为空白，进一步开展学科多层次、多尺度交叉，构建适合交通行业的高素质人才培养方案和培养模式，实现教学与科研相结合、科学与工程相促进，深化专业内涵，进一步完善以公路工程材料应用为特色的人才培养方案，同时考虑培养方案能够适应社会需求的动态变化。突出本专业的特色，按照“以科研促教学，以实践促创新，以特色促发展”的思路，培养大批在工程材料领域内的高层次、高质量、高能力的创新性复合人才。具体措施是：（1）在已重点调研国内高校办学情况的基础上，对材料科学与工程专业人才培养方案进行修改和调整，将力求与社会对材料学科人才的需求相统一，并与对应的行业单位、 企业开展对话，进一步分析并把握未来的市场需求;（2）注重专业间的协调与发展，完善课程体系，优化理论教学与实际教学环节体系及比例，扩大选修课程设置，增加实践环节，既满足人才全面发展的共性要求，又顾及学生的个性需要。（3）在材料科学与工程专业人才培养方案中将继续体现边缘学科的交叉和前沿学科的发展，并将进一步丰富其内容，及时将本专业科研成果作为专题进行讲座，以开拓学生的视野。
2.3 课程及教学内容优化
材料科学与工程专业的课程设置不但要符合专业规范，还必须突出交通行业的特色，并随着社会和专业不断发展的需求而进行必要的调整，做到需求为首，与时俱进。材料科学与工程专业的课程建设主要考虑了以下几个方面：（1）以工程材料应用特色为主线，加强工程实践能力为核心来构建本专业的核心课程、特色课程;（2）对原有课程设置加以调整，优化核心、特色课程的知识结构体系。例如，近年来本专业先后对建材实验与检测技术基础、胶凝材料学、混凝土学、沥青与沥青混合料等主干课程进行优化和教学内容的改革，取得了明显效果;（3）加强重点课程和精品课程的建设，加强课程整合，更新教学内容、不断改革教学方法和教学手段;（4）在课程教材的建设上，坚持编、选并重的原则，选用质量上乘、科学适用的优秀教材，同时也进一步加强自编教材的编写水平和出版工作;（5）利用现有试验条件，为专业课程服务，促进本科教学质量的提高。
2.4 教学团队建设
根据材料科学与工程专业特色方向所建设的目标，重点建设宽容、和谐的教学团队，培养教学团队的核心竞争力，激发团队的凝聚力。积极展示团队学术成果，加强对团队及团队带头人的宣传，从而培养一个优秀的教学团队。目前具体采取的主要措施有：
（1）重视教学队伍“双师”结构建设，利用学校的优惠政策引进高层次的人才，有效吸引骨干教师积极参与专业建设和人才培养，采取多种措施鼓励本校青年老师脱产攻读博士学位，安排出国或在国内名牌大学访学、进修，鼓励教师参加校内外多种形式的学术交流活动，并发挥每个团队成员的特长，实现每个人都是所学专业领域的专家，教学和科研都很出色，锻炼和培养一个高水平的教师团队。
（2）在教育教学研究方面，本专业全体教师积极开展课程建设、教材建设、多媒体课件建设等;编写先进、适用的高教特色教材;积极开展教学标准、课程体系、教学内容、课件、案例、实训实习项目、教学指导等教学资源的建设，同时，促进与外校各专业合作、同校各系、教研室的合作交流，进行跨学科、跨院系、跨专业的教学改革尝试，从而提高人才的培养质量，也为形成教师的教学合作机制和协作氛围起到积极推动的作用。
（3）扩大和吸引材料专业领域的一线人员到校，通过讲学、做报告、开设短期课程等形式，形成专兼结合的高水平教师队伍，并进一步建立与企业进行更深层次的资源共享与人员交流的机制。
2.5 提高实践能力，拓宽实践平台
实践教学是通过调查、实验、实习实训、课外实践活动、科研训练、毕业论文等方式培养学生的实践动手能力，实践教学是理论教学的巩固与升华。目前，实践教学环节主要是实验环节和实习环节。实验环节要增加综合型和设计型实验内容，增加实验设备和学生实验时间。实习环节要扩大实习单位的数量，到设备先进和与教学内容相关的企业去，并联系企业的生产和课堂学习内容，制定合适的实习题目，让学生带着问题去学习，观察或解决问题。通过强化理论和实践两个课堂互动的方式，来提高学生的动手实践能力，同时，从解决社会或企业实际问题入手，以提高综合训练的实践效果出发，做好综合设计（论文）工作的选题和过程管理，使毕业设计环节理论联系实际，真正做到“真题真做”。
3 结论
目前，材料科学与工程已呈现出与多学科相互渗透、交叉综合的发展趋势。单一的行业工程师人才已经满足不了人才市场对材料类专业人才的要求，材料科学与工程人才的培养，应结合实际办学条件，在突出学校特色的同时，还必须要满足“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养目标，培养出社会需要的、认同的材料人才，这是材料科学与工程专业建设的重任，也是材料科学与工程专业提升的最终目的。
重庆交通大学教育教学改革研究基金资助项目（1203005）
参考文献
[1] 陈一胜，张雪辉，朱志云.材料科学工程专业教学改革研究――基于MOI人才培养模式的探讨与实践.中国电力教育，2011（19）.
[2] 刘昭明，韦巧燕.人才培养模式创新探讨.现代商贸工业，2009.21（18）：204-205.
[3] 宁春花，曾小君，袁荣鑫.材料科学与工程专业教学改革思路.中国电力教育，2008（21）.
关键词：金属材料 性能 组织 使用
能源、信息、材料是社会发展的三大支柱。其中材料是人类生存和发展的物质基础，它是社会发展和进步的标志，是人类文明的重要支柱。而材料又主要分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料，这其中，金属材料是人类历史上系统的应用研究时间最长，在目前应用也较为广泛的一种重要材料。
一、金属材料对人类社会的意义
金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。金属材料可以说是人类社会发展的见证者，因为它在人类社会各个转型期起到了举足轻重的作用。人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现在，种类繁多的金属材料已经成为人类社会发展的重要物质基础，尤其是钢铁，对人类文明发挥着重要的作用。一方面是由于它本身具有比其他材料更加优越的综合性能，能够更适应科技和生活方面提出的各种不同的要求；另一方面，是由于它始终蕴藏着的在性能、数量、质量方面的巨大潜力，能够随着日益增长的要求不断发展和更新。作为人类最早发现并开始加以利用的一种材料，金属可以说从方方面面影响着人类的历史发展进程。
二、金属材料的应用
金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。①黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳 2%～4%的铸铁，含碳小于 2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金是以一种有色金属为基体（通常大于50%），加入一种或几种其他元素而构成的合金。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。高性能金属结构材料指与传统结构材料相比具备更高的耐高温性、抗腐蚀性、高延展性等特性的新型金属材料，主要包括钛、镁、锆及其合金、钽铌、硬质材料等，以及高端特殊钢、铝新型材等。金属功能材料指具有辅助实现光、电、磁或其他特殊功能的材料，包括磁性材料、金属能源材料、催化净化材料、信息材料、超导材料、功能陶瓷材料等。
农业现代化、工业现代化、国防和科学技术现代化都离不开金属的支持，小到农具、机械零件、日常用品，大到飞机、导弹、火箭、卫星、核潜艇等尖端武器以及原子能、电视、通讯、雷达、电子计算机等尖端技术所需的构件或部件大都是由金属制成。现在世界上许多国家，尤其是工业发达国家，竞相发展金属、有色金属工业，增加金属的战略储备。所以说金属材料是国民经济、人民日常生活及国防工业、科学技术发展必不可少的基础材料和重要的战略物资。
三、影响金属材料性能的因素
金属材料，尤其是钢铁，因其本身具有优越的综合性能和在数量、质量方面的无限潜力，能够适应社会不断发展和需要，所以金属材料对人类文明发挥着重要的作用。对其成分、组织结构、性能三者之间的关系及变化规律的研究也显得至关重要。
金属材料中往往会含有不同种类的金属元素，不同金属元素成份对金属材料影响不同。例如，钢除含碳以外，还含有少量锰（Mn）、硅（Si）、硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）和氢（H）等元素。一些元素是为改善钢材质量有意加入的，而另一些是由矿石及冶炼过程中带入的，称为杂质元素。这些杂质对钢的性能是有一定影响，从而降低钢材使用性能，为了保证钢材的质量，在国家标准中对各类钢的化学成分都有严格的规定。决定金属材料性能的基本因素是化学成分和组织结构。同一化学成分，或是同一结构的金属材料，其某些性能可以在一个大的范围内变化，从而影响其性能（最主要是工艺性能和使用性能）。
金属材料的工艺性能和使用性能是既有联系又不相同的两类性能。金属材料从冶炼到制造成器件使用，需要经过铸造、压力加工、机械加工、热处理以及铆焊等一系列的工艺过程，其所具有的那种能够适应实际生产要求的能力统称为工艺性能，如铸造性、锻造性、深冲性、弯曲性、切削性、焊接性、淬透性等。而金属的使用性能是说金属材料制作成工件后，在使用过程中，要求其能适应或是抵抗作用到它上面的各种外界作用（诸如力学、化学、辐射、电磁场以及冷热作用等，这些作用有强有弱，有大有小，有单一有复合）。金属材料的这两种性能及相辅相成又互相制约，平衡两者之间的关系会促进金属材料发展，更有效利用资源。
四、新型金属材料的应用
由于金属材料具有其他材料体系不能完全取代的独特性质和使用性能，例如它具有很高的模量，较高的韧性，并且具有磁性和导电性等优异的性能。而且，在其他材料发展的过程中，金属材料也在不断地推陈出新。现在，许多新兴的金属材料应运而生，传统的钢铁材料正在不断提高质量、降低成本、扩大品种规格，在其加工和处理等工艺上不断革新。近些年，中国制造业迅速崛起，作为制造业的基础行业之一的金属加工、成形行业，发展更为明显：在过去几年，整个行业以年均增长20-30%的速度发展，产品品质也在以惊人的速度提升，逐渐获得整个世界制造业的认可。新型金属材料在整个发展浪潮中更是炙手可热。
现如今，节能减排已深入人心，而汽车工业更是改革重点。汽车工业节能减排的首选便是轻量化材料。据测算，汽车自重减轻10%，其燃油效率可提高5.5%，而镁、铝作为实际应用中最轻的金属结构材料，在汽车的减重和性能改善中发挥出重要作用。铝合金具有密度小、导热性好、易于成形、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。镁合金具有密度小，比强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好等有点。如果每辆汽车能使用70公斤镁，CO的年排放量就能减少30%以上。世界各大汽车公司已经将镁合金制造零件作为重要发展方向。现在世界各国的汽车厂商正极力争取采用镁合金零件的多少作为自身车辆领先的标志。
五、合理利用金属材料
如今金属材料工业中，钢铁工业已经具有了一套相当完整的生产技术并拥有相应的生产能力，且具有质量稳定，供应方便，性价比高等优势。金属是可以回收循环使用的，其本身对环境并没有污染，但是在提炼过程中却会对环境产生污染。如有色金属，在生产过程中通常产生大量废气、废水和废渣，其中含有多种有用组分，有时含有有毒物质。因此，在生产过程中，必须注意综合利用与环境保护。金属矿石中常是多种金属共生，因此必须合理提取和回收有用组分，做好综合利用，以便合理利用自然资源。
自从人类发现了金属，金属就与我们的生活息息相关，密不可分。人类在不断的求知探索中，对金属材料的运用逐渐成熟，成熟的技术和先进的工艺方法使得金属材料为人类社会不断提供更便捷、更高效的服务。
参考文献：
[1]刘宗昌，任慧平，郝少祥 金属材料工程概论【M】；冶金工业出版社。
[2]马秋 镁合金汽车零件压铸模具设计与数值模拟研究 [学位论文] 硕士2005 [3]燕来生 工程材料 内蒙古人民出版社，2000。
[4]赵玉祥，沈颐身 现代冶金原理.北京：冶金工业出版社，1993.。
