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矿物材料学科研究生基础知识和课程体系的构架与建议.pdf

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1、中国地质教育CHINESE GEOLOGICAL EDUCATION452023 年第 2 期一、矿物材料学科发展背景矿物材料是基于天然矿物直接制备可使用的结构或功能材料,或经过物理、化学加工使得矿物具有某些特殊性质而获得的功能材料1-3。研究矿物向材料化转化加工的技术、方法和原理等科学规律的研究方向,即为矿物材料学科,属于地质学、矿业工程学和材料科学与工程的交叉学科方向。学科的发展目标,是设计、开发和制备以矿物为基础或为直接原料的功能或结构材料,并研究材料开发和制备过程中的科学规律和基本原理,培养具备从事矿业和材料相关行业的硕士、博士毕业生3-10。矿物材料学科的发展,对国民经济的发展提供了

2、重要的基础原材料和新型功能材料,是交叉学科体系中的重要组成部分,为我国建筑材料、环境材料、特种功能材料等领域的科矿物材料学科研究生基础知识和课程体系的构架与建议欧阳静1,2,张 毅1,2,金胜明1,2,刘 琨1,2,许向阳1,2,刘赛男1,2,张 帆1,21.中南大学 湖南省矿物材料与应用重点实验室,湖南 长沙 410083;2.中南大学 资源加工与生物工程学院,湖南 长沙 410083摘要:矿物材料学科方向是矿业工程和材料科学与工程的交叉学科方向,通常归属于不同一级学科下的自设二级学科,全国多所高校已设立了相关专业并建立了博士和硕士学位授予点。但因为研究生生源专业的不同,目前尚未建立起较有代

3、表性的矿物材料学科研究生培养的知识体系框架。本文根据矿物材料学科研究生培养过程中发现的相关问题,从通识课程、学科基础、专业基础、分析技术和应用方向等层次,倡导并建议构建矿物材料学科基本知识体系和课程框架,初步提出矿物材料学科博士、硕士生的课程清单。关键词:矿物材料;核心知识体系;主干课程;培养方案中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1006-9372(2023)02-0045-07Title:Frameworks and Suggestions of Fundamental Knowledge and Courses System for Graduate Students Major

4、ed in Mineral MaterialsAuthor(s):OUYANG Jing,ZHANG Yi,JIN Shengming,LIU Kun,XU Xiangyang,LIU Sainan,ZHANG FanKeywords:mineral materials;system of core knowledge;main courses;training plan收稿日期:2022-08-05;修回日期:2022-10-05。基金项目:湖南省学位与研究生教学改革研究重点项目(2021JGZD013);中南大学研究生教学改革重点项目(2021JGA009);国家自然科学基金项目(5177

5、4331)。作者简介:欧阳静,男,教授,主要从事矿物材料、无机功能材料的教学与科研工作。投稿网址: 联系邮箱:引用格式:欧阳静,张毅,金胜明,等.矿物材料学科研究生基础知识和课程体系的构架与建议 J.中国地质教育,2023,32(2):45-51.技革新与进步提供了新的发展驱动力9,11-13。矿物材料科学的概念最早资料是陈丰老师在1985 年发表于矿物岩石地球化学通讯的论文中提出14。经多年的发展,1994 年,由西南工学院(今西南科技大学)提出了培养矿物材料本科专业的倡议,并初步勾画了专业培养的课程模块15,但主要是从地质和材料方向进行设计的教学模块,并没有提出具体的教学体系和课程清单。经

6、过 20多年的发展和积累,矿物材料方向已吸引了国内多个高校和研究所从事相关的科学研究,建立了多个以矿物材料命名的省部级重点实验室和工程研究中心12,16-19。全国高校中,由于不同高校的专业配置差异,目前尚没有设置矿物材料的本科专业,只有少量高校自主设置有矿物材料学科方向,全部属于自设二级学科学位授予点,归属于学科与专业46中国地质教育CHINESE GEOLOGICAL EDUCATION2023 年第 2 期包括矿业工程、材料科学与工程、地质学、资源与循环等不同的一级学科12-13,19。中南大学矿物材料研究团队是最早提出并发起该领域研究的单位之一,基于国家对矿业工程、材料科学与工程学科长

7、期和大力的支持,在杨华明教授的团结带领下,在矿业工程学科下设了矿物材料方向,开展了关于矿物材料高值化利用的深入研究工作7,11,20-25。经过长期的积累和发展,已积累了大量有关矿物材料研究和开发的经验,取得了丰富的研究成果,建立了“矿物及其应用湖南省重点实验室”“湖南省矿物材料国际联合实验室”等省部级平台。在发展过程中,逐渐总结并凝练成了具有一定特色的矿物材料学科发展方向,形成了具有矿业学科背景的专业研究生培养方案体系,为我国培养了一批高水平的人才队伍。同时也发现,由于各高校研究生生源、本科专业、知识背景的差异等现实问题,不同专业背景的研究生在培养过程中存在知识体系不完整、基础理论掌握不全面

8、、没有明确的知识体系和较统一的研究生培养方案等问题,学生在遇到相关知识要求的时候只能临时抱佛脚式地查阅资料以补充相关基础科学知识。这样也容易引起培养出来的研究生后续发展乏力、不能适应进一步发展需要的问题。主要原因在于,目前国内尚未建立和提出一套较完整、详细的矿物材料学科研究生需要掌握的知识体系核心构架、没有建设统一明确的矿物材料学科研究生培养方案。因此,建立一套合理、具体的矿物材料学科研究生知识体系,提出一套符合学科发展规律的课程体系或培养方案,能够解决我国矿物材料学科发展中的知识构架不完整的问题,有利于提升研究生的培养质量。基于笔者和团队在矿物材料学科硕士、博士研究生培养过程中的规律以及研究

9、生管理和培养环节中的经验,本文归纳和提出矿物材料学科研究生所需要的基础知识体系和架构,初步设计一套矿物材料学科研究生的课程体系,供本学科领域专家讨论,以期逐步完善、补充和优化,共同促进矿物材料学科的快速、高质量发展。二、矿物材料学科的知识体系构建思路依照学科知识体系的基本架构和学习的基本规律,本文按照循序渐进掌握知识的规律以及材料科学有关科学研究的基本特征、学习时序,将矿物材料学科的知识体系划分为“通识课程”“学科基础课”“专业基础课”“性质分析课”“应用技术课”这五个层面。以相对应需要掌握知识对应的课程名称来概括本学科知识体系的具体组成内容,初步探讨培养过程中的核心和关键知识点,理清该学科研

10、究生培养过程中需要先期修学以及在读研究生优先掌握的相关课程体系。根据以上思路概括的矿物材料学科知识体系基本构成如图 1所示。图中 5 个“课程类型”条目对应的是知识体系图 1 矿物材料学科知识体系基本构成从下往上式的渐进式认知层面,最左侧的“学科领域”部分用以说明矿物材料学科属于地质学、矿业工程与材料科学与工程的交叉领域。右侧的 5 横排课程或知识体系名称,则是对应的 5 个层面中,按学习时序建议的先修或重点研修课程或知识点掌握要求;其中指向的是本学科的 7 门核心课程,不同课程可以在本科阶段先修,或是在研究生阶段选修或补修,且不同高校的课程名称可能会有一定的差异,但不影响课程核心教学内容的设

11、置和讲授。以下将从“通识课程”开始,分层次对本欧阳静等:矿物材料学科研究生基础知识和课程体系的构架与建议47总第 126期学科的知识结构图进行详细分析与讨论,解释不同课程的归类原因和相互关系。三、关于矿物材料学科的分析与讨论在学科领域层面,目前较为认同的是,矿物材料学科属于地质、矿业和材料科学与工程的交叉学科,具有明显的工程与技术应用属性,突出的是材料的结构、组成与性能及应用的研究属性,同时也从矿物的角度出发来理解材料化转变过程中的晶体学、表面物理化学等科学属性。1.通识课程这一层面主要是大学本科阶段的工科类专业的通识课程,由数学类、物理类、化学类(包括“无机化学”“物理化学”“有机化学”“分

12、析化学”)课程组成,将夯实本科生的基本数理功底,培育并扩展学生的科学文化素养,属于大学期间必修课程。其中化学类课程,是材料与矿物相关学科的主要应用基础型知识根底,宜作为核心课程,提醒和督促本科阶段学生们打好这一通识阶段的核心课程基础22,26。有的高校把“工科大学化学”作为材料类本科生的主要化学类课程,其核心基础知识对四大化学都有涉及,但又不完整、深度也不够,同时部分内容又与“物理化学”内容重复,以化学为背景的院校可选择四大化学均修习,但以工科为主的非化学类专业,全部修习四大化学的学生将可能课程太多、重点不突出。语言类课程是大学阶段的必修课程,其学习对提高所有专业学生的阅读、理解和分析资料的能

13、力有很大的帮助,虽不属于本学科的专业知识范畴,但也可加入通识课程列表。“固体物理”课程则是材料类专业学生的建议选修课,对于矿业工程的学生则没有具体要求,很多高校也未纳入材料专业本科生的教学体系。但是该课程对理解矿物向材料转变过程中的物理性能的转变的根本原理与物理基础知识具有重要意义,也可以为后续的材料设计、理论模拟与计算等研究和课程内容提供基础知识,因此建议该课程纳入本学科的本科阶段先修基础课程范畴,并作为研究生专业考核体系。中国科学院系统早已将“固体物理”作为考研专业课之一进行考核。2.学科基础课程学科基础课主要面向大学所学专业的总体学科范围,学习和掌握从事相关专业所需的核心和基础知识,该类

14、课程决定了学生的专业和学科理论素养水平,是学生掌握专业知识技能必修的重要先修课程。本层面知识的学习将帮助学生们理解矿物和材料交叉学科的重要意义,并掌握矿物材料加工、改性和应用过程的基本物理化学原理。其知识为本学科的核心专业基础知识。基于矿物材料学科的特点,建议将“资源加工学”“材料科学基础”“胶体与界面化学”“矿物学”作为学科基础课。“资源加工学”学习根据物理、化学原理并通过分离、富集、纯化、提取、改性等技术对矿物资源、非传统矿物资源、二次资源及非矿物资源进行加工以获得其中有用物质的科学技术。这是一门集重、磁、浮、电四大选矿技术与理论、分离科学与工程、胶体化学等矿物加工方法和基础理论课程。对从

15、事矿物加工、矿物材料的研究生而言,该课程的学习将为矿物精细化加工和材料化应用提供较全面的基础科学理论知识和相关技能,相关理论是解释材料化转变过程中矿物的赋存状态和表界面性质的重要科学依据,是具有学科基石作用的、建议选修的重要课程。对于本科为非矿物加工专业背景的学生,在攻读硕士学位期间建议补修该课程。“材料科学基础”则是材料科学工程学科中的重要学科基础课,主要学习晶体结构与缺陷,非晶态结构与性质,固体表面与界面,相平衡和相图,固体中的扩散、固相反应、相变过程,烧结过程,无机材料的环境效应等,属于材料学科课程体系中重要的主干课程和必修的学科基础课 程11,24。该课程阐释材料学科的内涵及材料结构-

16、性能-工艺与应用效能之间的关系,是矿物材料设计与应用开发的主要科学依据来源、材料设计的理论根基、解释材料应用效能来源及机理的基础理论依据,对于从事矿物材料研究的学生有重要的参考意义。目前,较多的高校采用的研究生入学考试的专业课程即以“(无机)材料科学基础”的知识点为主,这也充分体现了本课程对矿物材料学科的重要地位。对于本科为非材料背景的学生,在攻读硕士学位期间建议补修该课程。在这一层面,“结晶学与矿物学”是本行业专家们公认的矿物材料方向研究生建议先修和学习的基础知识27-29。该课程以地壳中产出的无机晶质矿物作为主要研究对象,学习矿物的化学成分、内部结构、对称性、空间点阵特点、外表形态、物理性

17、质、成因产状、分类和鉴定及其相互关系,探讨矿物形成的时间和空间分布的规律、变化历史及其实际用途的科学知识,是地质学科的一门48中国地质教育CHINESE GEOLOGICAL EDUCATION2023 年第 2 期重要知识体系。将该课程列入矿物材料的核心课程体系十分必要,将对材料制备过程中的矿物本征特性转变规律的研究提供基础知识。另外,“胶体与界面化学”课程(有的高校把该课程内容融入了“物理化学”或“资源加工学”课程),是矿业工程专业的必修基础课程,对矿物的表界面分析与讨论有重要的指导意义,为矿物原料的分散、分级、表界面组装与改性等后续处理提供理论基础知识。对于非矿业学科背景的研究生,建议选

18、修该课程作为重要的基础知识。3.专业基础课程专业基础课程是一个学生所学专业方向的基础知识课程,对学生发展本专业的技能和以后从事专业相关工作有重要帮助。矿物材料学科的研究生毕业后较大概率将会继续从事相关专业的技术和开发等相关工作,专业基础课程的知识对其尤为重要。在专业基础层面,建议将“矿物材料加工学”“粉体工程”“材料合成化学”“纳米材料”“材料设计方法”纳入选修课程范畴,其中“矿物材料加工学”为本学科的主干核心课程。“粉体工程”主要学习粉末表征方法,粉体的表面化学、制备原理,破碎、粉磨设备及原理,超细粉制备,粉体分级,固气、固液分离,粉体输送、捏合造粒及应用等,为矿物粉体材料制备方法提供重要的

19、工程技术知识补充30-31。“材料合成化学”学习现代材料制备技术的原理、方法与技术的课程,包括液固、固固、气固转变方法与原理,薄膜材料,晶体生长,多晶、非晶态材料的制备方法等,是材料化学方向的一门重要专业必修课,对矿物材料的合成原理和实验技术具有重要的理论指导意义。此两门课程一般在材料学专业的本科阶段开设,对于非材料专业的研究生建议作为专业基础课选修。“纳米材料”主要讲授纳米尺度下材料的主要性质、奇特的物理效应,以及纳米材料的制备方法、表征与检测方法、应用领域和相关产品等;还需学习矿物纳米化加工的技术与原理、开发纳米矿物应用领域的相关基础理论知识。该课程为纳米矿物材料的设计与应用提供关键的基础

20、知识,是材料类专业学生的重要选修课程,其他相关专业的学生也经常选修或自学该课程的知识。“矿物材料加工学”学习非金属矿物初加工及深加工的基本原理,掌握矿物材料加工过程的物理提纯、化学提纯、化学改性、超细粉碎等工艺技术,了解不同矿物原料的加工方法,学会针对不同的矿物原料合理运用不同的加工技术,并深入分析相关原理。这是本学科的一门特色及重点学习的课程,一般在本科阶段学习,对于未研习该课程的研究生,建议补修该课程27,32-33。“实验设计方法”学习如何正确地设计试验和对实验数据进行统计分析,是数理统计学的一个重要分支。学习基础统计知识、单因素试验、复因子设计、正交设计、回归分析等科学知识。该课程教会

21、学生掌握实验的设计与方法、进行数据分析、避免重复实验、少做无效分析等,具有重要指导意义。该课程一般在本科阶段课程学习,在以前的研究生培养过程中发现,有些学生缺乏该课程理论的研习,造成实验过程中大量的实验资源、研究时间等的浪费。因此,建议研究生阶段可根据实际的科研需要和先修情况决定是否补修5,34。通过本层面课程和知识点的学习,将让学生充分了解和学习矿物材料的制备方法以及相关原理,对后续的材料开发、设计、生产制备以及工程化应用提供原理等的知识积累。4.性质分析课程材料是人类用于制造有用的构件、器件或物品的物质,是人类赖以生存和发展的物质基础35。矿物材料学科的研究目标是面向对国民经济发展有重要贡

22、献的高性能矿物基新型功能与结构材料8,29,36-37。因此,材料的检验与表征、性能的测试也是矿物材料学科的研究生非常重要的先修课程。在本层面,建议将“材料分析测试技术”“矿物物理学”“材料物理性能”“材料模拟计算”作为本科阶段的先修或硕士阶段的选修课程。“材料分析测试技术”介绍材料现代测试技术理论基础以及现代材料常用的各种测试技术,包括 X-射线衍射分析技术、电子显微分析技术(SEM,TEM,STM)、热分析技术(DTA,DSC,TG,DMA)、光谱分析技术(FTIR,Raman)、色谱分离技术(GC,LC)、原子吸收光谱-波谱技术(XRF,ICP,MS)等相关知识,是材料相关专业本科生和研

23、究生的主干和核心技能。测试技术原理的掌握程度和测试结果的分析水平,是判断一个学生的专业素养的最直观的依据,对所有与材料专业有关的学生都有非常重要的作用38。有些高校已把该课程作为研究生入学考试的专业课,足见该课程的关键作用与地位。“矿物物理学”是欧阳静等:矿物材料学科研究生基础知识和课程体系的构架与建议49总第 126期用固体物理学和量子化学的理论和实验方法研究矿物的结构、组成、性能、成因及其相互关系等问题的学科14,39。它的基本内容包括:矿物的化学键理论、晶格动力学理论和缺陷理论;先进的矿物实验方法,特别是矿物谱学和电子显微镜方法;矿物的物理性质(诸如光、热、电、磁和声性质等)和化学性质(

24、诸如溶解、吸附和催化等);矿物的能量状态;实际矿物晶体研究(例如矿物中的缺陷、位错、有序和调制等),以及高压矿物物理学研究。该课程与“材料科学基础”“材料物理性能”的理论基础部分有一定的重复,但在矿物的特定研究手段等的基础知识等方面有独特的优势,建议作为核心课程进行修学。“材料物理性能”主要学习材料的热、光、导电、介电、磁学、弹性变形与内耗等性能参数的测量方法与原理、影响因素、控制方法及在材料研究中的应用。该课程对研究矿物材料的本征性质具有重要的指导价值,对培养矿物材料专业研究生的专业素养具有明显的促进作用,是材料专业本科生的必修课程,建议非材料类研究生补修该课程。“材料模拟计算”是一门涉及材

25、料科学、计算物理学、计算化学等多领域的交叉学科。其特点是基于一定的物理化学原理,利用计算机对特定体系进行原子尺度的模拟计算,研究体系的结构、性质、动力学行为等,预测新材料、发现新机制,为实验提供理论解释和指导,在理论科学和实验科学之间架起一道桥梁10,34。课程基于量子力学和固体物理知识,阐述第一性原理、密度泛函理论、电子能带论、晶格振动理论和 CASTEP 等模块的操作方法及在材料中的设计、模拟与计算。由于计算与模拟方法的通用性和交叉性与矿物材料学科的交叉特点非常吻合,因此这一方法也特别适合于矿物表界面微结构分析、矿物组装的电子能带转变以及态密度构成新特点的分析,有助于理解并分析材料特殊性质

26、的来源和本质。对于有余力的研究生,可推荐选修并使用这一重要的理论研究工具。本层次的学习内容,对于矿物材料学科研究生的基础理论和应用分析水平有明显的提升,对从事相关行业的研究和开发工作有重要的支撑作用。5.应用技术课程在应用层面,课程主要是从矿物材料在不同领域的应用目标来进行分类,并按研究领域进行选修。矿物材料的应用主要是在功能材料领域,因此“新型功能材料”是本层面的核心课程,主要介绍具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学功能的新型材料种类和应用特点、性质需求以及制备方法7,12,37,40-42,对矿物材料的应用具有引领作用。非金属矿物在日用生活中的应用也非常普遍,如在牙膏、肥皂、化妆品、食品、

27、药物生产中也有大量的应用技术和产品开发,该类产品也属于矿物材料在功能材料中的应用,教师在讲授时也需把相关内容作详细介绍。“结构材料”课程学习材料的结构、缺陷以及材料机械性能、物理性能、化学性能之间的关系,使学生掌握材料学的科学思维方法、基本概念,对于从事以矿物为原料的陶瓷、玻璃、复合材料等研究的学生,具有一定理论指导意义及参考价值。其他课程如“环境材料”包含材料的环境协调与评价理论、环境材料的设计与加工、清洁生产、循环经济、应用举例等内容,结合专业特点可着重关注非金属类矿物在环境保护、净化、固废处理等方面的基本类型和应用原理。“能源材料”介绍锂离子电池材料、燃料电池材料、太阳能电池材料、核能材

28、料等的基本类型、工作原理、主要特点及常用测试技术,培养学生具备科学构建并实施能源材料与器件测试的综合实验的能力;因为矿物材料在石油化工领域是重要的催化剂载体、吸附剂主体,以及气体分离的重要原料,因此,建议从事以矿物为原料的能源材料开发的研究生可修习“能源材料”课程。“生物材料”主要阐述生物用功能材料的基本概念和原理,包括天然生物材料的组成、分级结构和组装原理、细胞的调制生长、复合过程、细胞与材料作用的过程以及医用材料的生物相容性等。本层面的知识和课程因涉及的专业性较强,对基础知识和专业领域的基础能力要求较高,不可能要求所有研究生都全部选修,学生可根据专业特色有针对性地学习。四、讨论与建议以上初

29、步建设的知识体系中,“结晶学与矿物学”“矿物物理学”属于地质学科开设的主干课程,“资源加工学”“粉体工程”“胶体与界面化学”等属于矿业工程学科开设的主干课程20,27,33,其他课程则属于材料科学与工程相关专业开设的课程,因此也就产生了由于本科阶段专业背景不同而需要补充相关知识的需求。如地质和矿业背景的本50中国地质教育CHINESE GEOLOGICAL EDUCATION2023 年第 2 期科生录取为矿物材料专业的研究生后,可补修“材料科学基础”“材料测试技术”等图 1 所示的核心课程;而材料背景的本科生录取为本专业研究生后,则可补修“资源加工学”“结晶学与矿物学”相关课程。基于以上体系

30、的讨论和分析,笔者在调研国内多个设有矿物材料博士点或硕士点高校的研究生培养方案后,结合从事矿物材料研究工作和研究生培养管理工作的经验,初步设计了一套适合矿物材料学科博士、硕士研究生培养的课程体系,如表 1 所示。所有课程归属为公共学位课、前沿进展课、学科基础课、专业基础课和选修课。其中,公共学位课是所有研究生的必修课;“矿物材料前沿进展”是由所有从事相关研究的导师轮流给学生讲解自己研究方向的最前沿成果,所有博士和硕士生都参加,也可介绍教师本人在本领域的研究成果。学科基础课程则在数学类课程中选择其一(必修),在“胶体与界面化学”“结晶学与矿物学”课程中视专业基础以及本科先修课程情况至少选修 1

31、门;在专业基础课中,根据图 1 中的知识体系构成,建议根据基础学科情况在所列的 3门课程(表 1)中至少选修 2 门。选修课则是研究生与导师在根据自己未来的研究方向基础上,根据需要选择两门或以上的课程修习,同时,还可以根据发展需要,从其他院系自行决定选修的课程。表 1 矿物材料学科(方向)博士、硕士研究生课程设置建议方案课程 类别硕士生课程设置博士生课程设置公共学 位课思政课程、学术论文写作与规范(博、硕士生共同 上课)前沿进 展课矿物材料前沿进展(博、硕士生共同上课)学科基 础课数值分析(或应用统计)、胶体与界面化学、结晶学与矿物学材料构效 理论专业基 础课矿物材料加工学、材料高等测试技术、

32、材料合成化学材料设计 与计算选修课环境矿物材料、纳米材料、生物医用矿物材料、先进功能材料、新型建筑材料、宝玉石加工与检测、分离科学与工程(补修或选修)新型矿物 材料对于矿物材料方向的博士生,则以“材料构效理论”为学科基础课,该课程主要学习典型无机材料的微观结构、表面特性、复合材料的界面特征,以及产品性能与使役效能之间的联系、从属关系理论和应用实例,从而帮助博士生们掌握材料的成分-工艺-结构-性能之间的本质原理,对毕业后独立从事科学研究有重要作用。博士生的专业基础课建议为“材料设计与计算”,以利于博士生们在科研过程中解释相关实验现象的本质,理解材料设计的原理与基本原则,为后续深入的科学研究打下深

33、厚的专业知识基础。选修课则以“新型矿物材料”为修习课程,这是一门以介绍矿物材料领域内近年相关研究成果、分析每一种材料的设计思路与原理的课程,在后半段还将安排学生自选一个领域内的主题开展自查文献以及交流讨论的环节;该课程以自查和讨论为主要学习手段,与前沿进展课的方式有较大的差别,可以分别理解为主动式学习和被动式学习两种形式。博士生的学习过程是以交流和讨论为主的过程,不会有太多的课程要求。根据表 1 中建议的课程培养博士生,有望为本行业培养具扎实基础理论知识的高层次人才。当然,在不同的单位,研究生是以单位的特色研究方向为背景来培养的,因此,以上针对矿物材料方向研究生的培养知识和课程体系,不可能覆盖

34、所有单位的知识需求,需要根据研究方向和学科背景特色补充相应的课程。如对于矿业工程为背景的高校,还可以增加尾矿利用、资源循环学等为主的课程;对于材料科学为学科背景的单位,可以增加如材料加工工程、高等测试研究方法等课程;对于地质学为背景的单位,则可增加或补修地质学、成矿原理等相关背景知识课程;还有对于以化学工程为学科背景的单位,则可以补修化工过程、量子化学等核心知识;而以冶金工程为背景的单位,也可以补修冶金原理等专业课程。还可根据学生的实际情况,开设相关或类似的课程,甚至整合某些课程,以节省培养时间和课时。以上课程(或知识点)的体系,是针对矿物材料方向研究生的培养过程中课程体系不健全的问题,提出的

35、一套建议选修的课程体系,是一个贯穿从本科阶段至研究生培养过程中的总体的“应学应会”的知识框架,当然也不可能要求所有从事矿物材料研究的学生都需要全部研修这些课程,需要根据学生的专业和培养方向进行选择。本文是为全国有关高校和科研院所提供选择知识点的初步框架和依据。研究生根据实际需要可开展自学、选修等,以完善自身的知识体系,也体现了大力倡导的“自主学习”的教育宗旨,本文也为相关专业方向的研究生和导师在制定培养方案时提欧阳静等:矿物材料学科研究生基础知识和课程体系的构架与建议51总第 126期供一定的选课参考。相关科研单位可通过本体系的实施,努力培养高水平的矿物材料领域研究人才,建设高水平的研究队伍,

36、为我国矿物材料领域的发展提供源源不断的动力。致谢:衷心感谢成都理工大学汪灵教授、中国地质大学(北京)廖立兵教授、中国矿业大学(北京)郑水林教授和孙志明教授、中国科学院广州地球化学研究所朱建喜研究员等同行在笔者撰写此文过程中提供的支持和帮助。参考文献:1 汪灵,张振禹.矿物材料及矿物材料学 J.建材地质,1995,78(2):7-10.2 汪灵.矿物材料的概念与本质 J.矿物岩石,2006,26(2):1-9.3 廖立兵.矿物材料的定义与分类 J.硅酸盐通报,2010,29(5):1067-1071.4 徐惠忠,周明.矿物岩石材料的概念和分类 J.中国非金属矿工业导刊,1991(6):44-46

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40、339.20 胡岳华,王淀佐.矿物加工学科的发展历史、现状与未来 J.矿冶工程,1999,19(1):3-6.21 邱冠周,杨松荣,胡岳华.从矿物直接提取技术的工业化看资源材料一体化的发展前景 J.中国工程科学,2003,5(4):88-93.22 袁明亮,胡岳华.矿物材料化学加工与合成的研究现状和发展方向 J.现代化工,2004,24(1):12-15.23 杨华明,张花,金娇.硅酸盐矿物介孔材料的分形表征 C/中国矿物岩石地球化学学会第 13 届学术年会论文集.广州,2011.24 宋晓岚,金胜明,刘琨,等.多学科交叉视角下的创新人才培养新模式探索与实践以中南大学无机非金属材料工程专业为例

41、 J.创新与创业教育,2017,8(2):52-56.25 葛鹏,王丽,韩海生,等.“矿物材料”课程大数据信息化改革研究 J.中国金属通报,2021,15(2):178-179.26 周风山,张以河.中国地质大学(北京)材料化学专业建设的特色 J.中国地质教育,2010,19(9):86-89.27 葛鹏,王丽,韩海生,等.矿物加工工程专业新兴方向与“矿物材料”教学改革的思考 J.化工管理,2020,9(26):13-14.28 廖立兵.从第 32 届国际地质大会看矿物材料研究进展 J.现代地质,2004,18(4):487-492.29 万朴.试论矿物材料科学及其建设 J.四川建材学院学报,

42、1992,7(1):1-4.30 韩跃新,印万忠,王泽红.加强基础研究、促进矿物材料工业的发展 J.中国非金属矿工业导刊,2003,12(35):3-5.31 彭同江,宋功保,刘福生,等.非金属矿深加工方向纳米矿物材料 J.中国建材,2002(3):81-83.32 孙志明.浅谈地矿类院校矿物材料学科现状与发展趋势 J.教育教学论坛,2018,4(1):8-9.33 张凌燕,高惠民,李晔.矿物加工工程本科专业的建设和发展 J.理工高教研究,2007,26(3):98-100.34 任瑞晨,梁天书,李彩霞,等.论矿物材料计算与设计 J.资源科学,2006,27(3):167-174.35 才磊.

43、材料是 21 世纪发展的物质基础记材料科学技术名词审定工作 J.中国科技术语,2010,12(4):5-8.36 廖立兵,汪灵,彭同江.关于建立矿物科学与工程学科的一点思考 J.矿物学报,2015,35(1):1-5.37 郑水林.功能化非金属矿物材料永恒主题 J.中国建材,2002(6):69-70.38 徐文炘,郭陀珠,李蘅.矿物材料的研究方法 J.矿冶,2002(11):234-235.39 陈丰,林传易,张蕙芬,等.矿物物理学概论 M.北京:科学出版社,1995.40 司琼,董发勤.电磁屏蔽功能矿物材料 C/中国矿物岩石地球化学学会第十届学术年会论文集.武汉,2005.41 管登高,王树根.矿物材料对电磁波的吸收特性及其应用 J.矿物岩石地球化学通报,2006(5):24-31.42 刘昊,江东洲.非金属矿物材料:21 世纪的朝阳产业 N.科技日报,2006-08-17(8).

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