工科物理論文范文精選

本科畢業(yè)論文是教育部對高等學校進行本科教學質(zhì)量評估和審核評估一個非常重要的考核點，本科畢業(yè)論文也是教學計劃中的一個重要教學環(huán)節(jié)，本科畢業(yè)論文的質(zhì)量能夠反映高等學校的教學質(zhì)量，能夠客觀評價教與學，體現(xiàn)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，是學生畢業(yè)取得學位資格認定的重要依據(jù)。可以說本科畢業(yè)論文對于高等學校本科教育具有重要意義，但是本科畢業(yè)論文在管理系統(tǒng)[1]、質(zhì)量評估[2]、檔案管理[2]、重復率檢測[3]、質(zhì)量監(jiān)管[2,4,5]、寫作方法[6,7]等方面還存在各種不完善，從而導致本科畢業(yè)論文質(zhì)量得不到保障。體現(xiàn)本科畢業(yè)論文的核心是本科畢業(yè)論文的內(nèi)容，學生能否獨立查閱論文，并對獲取的信息進行正確的分類、歸納、總結(jié)和應用，并應用所學習的專業(yè)知識提出問題，并找到問題的切入點，應用科學的計算方法解決問題，使研究內(nèi)容具有一定的創(chuàng)新型。計算機仿真是科學的計算方法之一，如何有效學習和利用計算機仿真方法決定著畢業(yè)論文的內(nèi)容和質(zhì)量。本論文以理工科畢業(yè)論文中計算機仿真的應用進行探索和研究。

一計算機仿真的必要性

計算機仿真在理工科本科畢業(yè)論文中的應用是必要的，是由理工科的學科特點決定的。理工科知識的學習以高等數(shù)學、專業(yè)英語和基本的計算機語言等專業(yè)知識為基礎，專業(yè)知識根據(jù)理工科學科特點的不同而有所不同，課本知識都有一個共同點，那就是理論性都比較強，以電磁場理論這門課程為例，課程的基礎課程是高等數(shù)學、大學物理學，學完這兩門課程，打下一個基礎才能學習電磁場理論這門課程，電磁場理論也是基于數(shù)學理論知識開始學習的，在課程的第一章一般要介紹一些數(shù)學基本知識梯度、散度和旋度的基本概念，有了這些概念為基礎，將電磁學知識按照數(shù)學思路進行展開，研究電場、磁場的梯度、散度和旋度，以及所表現(xiàn)出來的各種電磁特性，學生在學習的過程中，如果數(shù)學知識打得不是很牢固，那么學習電磁場理論這門課程就比較困難，如何破解這個難題，將計算機仿真應用其中是將抽象的理論課程變成可視化過程的方法之一。理工課程的這一特點也直接反映到本科生畢業(yè)論文上面，本科畢業(yè)論文就是在所學習基本知識基礎上開展科學研究的，而計算機仿真能夠很好地拓展現(xiàn)有基本知識，并且可以驗證你手工完成的計算結(jié)果，為你提供了一個后臺檢查工具，同時可將抽象的難懂的物理概念變得可視化，也可將無法實現(xiàn)的動態(tài)物理現(xiàn)象展現(xiàn)出來，因此計算機仿真在本科畢業(yè)論文的應用就有一定的必要性。

二幾種典型的計算機仿真軟件

以電子信息、光學工程和通訊工程為例介紹幾種典型的計算機仿真軟件。

（一）MATLAB語言編程。MATLAB語言是科學工程中一個廣泛使用的計算工具，是理工科學生應用最為廣泛的計算機編程語言。MATLAB是MatrixLaboratory(矩陣實驗室）的縮寫，20世紀80年代初，MATLAB的創(chuàng)始人CleveMoler博士在美國NewMexico大學講授線性代數(shù)時，發(fā)現(xiàn)采用高級編程語言編寫程序很不方便，為了減輕學生編程的負擔，他構(gòu)思開發(fā)了MATLAB軟件[8]，經(jīng)過不斷發(fā)展，MATLAB已經(jīng)成為國際上最流行的編程軟件之一。MATLAB語言以數(shù)學矩陣為基本編程單元，編程語言簡單，具有強大的圖形表達功能，還可以提供許多面向應用問題求解的工具箱函數(shù)，并且具有強有力的系統(tǒng)仿真功能，MATLAB還可以與其他計算軟件進行很好的兼容。根據(jù)中國知網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以MATLAB與主題關(guān)鍵詞的有2976篇，以MATLAB仿真為主題關(guān)鍵詞的有1756篇，以MATLAB/Simulink為主題關(guān)鍵詞的有749篇。上面是在文章題目中含有MATLAB字句的檢索結(jié)果，還有論文中應用MATLAB編程的沒有統(tǒng)計在內(nèi)，可見用MATLAB語言編程進行論文寫作是大家常采用的一種科研方法。

一、高校工科類畢業(yè)設計特征及問題分析

1.工科類畢業(yè)設計的特征一般來說，工科學生的畢業(yè)作業(yè)偏重于解決工程技術(shù)問題，而被稱作畢業(yè)設計，其實質(zhì)是一個模擬現(xiàn)實工程的過程。高等教育人才培養(yǎng)中工科畢業(yè)設計的目的主要有以下三項：第一，培養(yǎng)大學生嚴謹?shù)剡M行科學實驗研究的態(tài)度；第二，鼓勵大學生積極投身科學實踐研究，大膽運用所學知識科學的進行實踐設計與研究，勇于實踐、勇于探索；第三，培養(yǎng)運用所學知識的能力，做到學有所用，在畢業(yè)設計中要善于運用所學之知識解決遇到的實際問題，使學生在畢業(yè)設計中獲得從事本專業(yè)工程技術(shù)人員必須的專業(yè)能力。畢業(yè)設計不同于畢業(yè)論文，一般包括畢業(yè)論文，還包括一些與課題相關(guān)的設計圖紙，實驗設計、實物制作、外文翻譯、文獻綜述、開題報告等內(nèi)容。以“機械類相關(guān)專業(yè)畢業(yè)設計”舉例，2004年以前畢業(yè)設計內(nèi)容一般為：設計圖紙+說明書（即畢業(yè)論文）；2005年以后國家相關(guān)部門提出新的要求，結(jié)合生產(chǎn)實踐需要加入了三維設計、模擬仿真及程序分析研究。其中包括：畢業(yè)設計圖紙+開題報告+任務書+實習報告+說明書正文（即畢業(yè)論文）。從上述的培養(yǎng)目的和國家相關(guān)要求中不難看出工科類畢業(yè)設計必須具有實際性和可操作性，需要在前期做大量的實驗來解決具體的問題，這就需要消耗相當長的時間和精力，并且要在整個過程中將所學知識融會貫通。

2.工科類畢業(yè)設計存在的問題當前大部分學校都把畢業(yè)設計放在第八學期進行，而此時正是大四學生找工作、參加企業(yè)面試，復習考研的階段，在現(xiàn)今的就業(yè)壓力下，學生一定不會將大部分的精力放在畢業(yè)設計的完成上，用人單位為了考察所招聘學生的個人素質(zhì)和能力，一般都會要求簽約學生提前到單位實習，實習時間一般都會與畢業(yè)設計時間相沖突。但是要正常畢業(yè)拿到文憑又必須拿到該項學分，這就使得學生大部分只進行簡單的實驗甚至根本不進行實驗直接采取復制、粘貼，東拼西湊的方式僅完成一篇畢業(yè)論文應付了事。另外，隨著高等院校的大幅擴招導致學生數(shù)量劇增，造成了師資力量的嚴重不足，出現(xiàn)了一個指導教師指導數(shù)名畢業(yè)生的情況，這就使得指導教師選題時需要提出多個畢業(yè)設計題目，導致題目與實際脫離，超出專業(yè)要求范圍等問題。表1，表2分別是某高校安全工程專業(yè)五年內(nèi)的畢業(yè)設計題目性質(zhì)和題目來源統(tǒng)計表。從表中統(tǒng)計數(shù)據(jù)也可以看出，雖然每年都會有一部分與科研和生產(chǎn)實際相結(jié)合的工程設計類、技術(shù)科學研究和工程技術(shù)研究類、軟件開發(fā)類的畢業(yè)論文（設計）題目，但是理論研究類題目的數(shù)量依然占據(jù)較大的比重，在畢業(yè)論文（設計）選題方面存在著與生產(chǎn)實踐脫節(jié)，創(chuàng)新能力不足等諸多問題。

二、高校工科類畢業(yè)設計質(zhì)量關(guān)口前移管理方式

基于質(zhì)量管理八項原則對高校畢業(yè)設計（論文）管理探討，提出了以學生為關(guān)注焦點，關(guān)口前移，提出提高題目質(zhì)量和指導水平的新方式；基于事實決策，持續(xù)改進，完善現(xiàn)有質(zhì)量監(jiān)控體系；全過程質(zhì)量管理，預防為主，構(gòu)建畢業(yè)設計質(zhì)量保障體系三種管理方式，本研究即是對第一種管理方式的進一步拓展和實踐應用，包括畢業(yè)設計時間前移及畢業(yè)設計形式多樣兩方面展開具體討論。

1.畢業(yè)設計時間前移本科生畢業(yè)設計時間前移是指在完成基礎課程和相關(guān)專業(yè)課程的基礎上，利用學校及學院的實驗和科研條件，讓本科生提前進入實驗室，由學生本人主導并依據(jù)自己興趣在相關(guān)指導教師的指導下直接參與科研項目及各種科研活動，并提出畢業(yè)設計的整體思路和題目。這種方式不僅體現(xiàn)了“以學生的關(guān)注為焦點”的基本原則，還在很大程度上避免了在第七學期末由指導教師集中出題所出現(xiàn)的題目質(zhì)量不高，題目與科研脫離的問題。畢業(yè)設計提前的時間不宜過早，過早會導致學生沒有足夠的基礎知識儲備，難以完成相對復雜的實驗和實踐過程。經(jīng)過對某高校安全工程專業(yè)教學大綱及專業(yè)課程體系的研究，本科生提前進行畢業(yè)設計的時間宜從大三結(jié)束的暑假開始。在大三年級結(jié)束時，安全工程專業(yè)的學生已經(jīng)完成了高等數(shù)學、線性代數(shù)、普通物理、物理實驗、大學英語、大學計算機基礎等公共基礎課的學習，大部分學生已經(jīng)通過了計算機等級考試和英語的等級考試，已經(jīng)具備了初步的理論知識、計算機能力和英文水平；完成了組織行為學、系統(tǒng)分析與安全系統(tǒng)工程、質(zhì)量安全管理與ISO9000族標準、職業(yè)健康與環(huán)境管理體系、安全風險管理原理等學科基礎與專業(yè)基礎課的學習，具備了安全工程專業(yè)所要求的基本的理論知識；完成了安全心理學及測試實驗、安全管理學及實驗、認知實習和金工實習等實踐實習科目的學習，具備了安全工程專業(yè)所要求的基本的實驗技能。在具備這些基本的知識技能后，本科生已經(jīng)擁有初步的論文寫作的能力。在此時盡早的進行畢業(yè)設計的相關(guān)工作，可以使傳統(tǒng)上一個學期就要完成的工作擴展到包含有寒暑假的一年之內(nèi)，時間上有了充分的保證。另外，在第七學期的專業(yè)課選課及學習過程中也會更加有針對性，學生可以帶著相關(guān)課題進行課程的學習，提高學習效率，加深對課程的理解。另外由于提前進行畢業(yè)設計，指導教師與學生接觸交流的機會增多，指導教師可以更系統(tǒng)全面的掌握學生畢業(yè)設計的總體情況，更有效的對癥下藥指導學生完成畢業(yè)設計。這樣，通過半年的工作和學習，在最后一個學期前，包括文獻查閱、實驗、調(diào)研等畢業(yè)設計的大部分工作已經(jīng)完成，在第八學期，畢業(yè)生只需要對前期的工作進行總結(jié)就可以順利的完成論文的撰寫工作，參加畢業(yè)答辯，有效地緩解找工作與論文撰寫的時間沖突的問題，順利畢業(yè)進入工作崗位。

摘要：大學物理教學對工科學生綜合素養(yǎng)以及科技創(chuàng)新能力的提高起著重要作用．結(jié)合工科類地方院校大學物理授課現(xiàn)狀，分析了物理教學中存在的問題，并結(jié)合教學實踐，從4個方面深入地探討了物理課堂教學模式和方法改革，達到了提高學生自主參與物理課堂的積極主動性，對工科院校大學物理教學質(zhì)量的提升具有借鑒意義．

關(guān)鍵詞：大學物理；多元化；教學改革

1大學物理的地位以及教學現(xiàn)狀

物理學是一門用于研究各種物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理運動變化規(guī)律的基礎學科，其基礎理論滲透到自然學科的各個領(lǐng)域[1-2]．它的各種基礎概念對培養(yǎng)學生獨立分析問題能力、解決實際問題能力、自主創(chuàng)新意識等各個方面具有十分重要的指導性作用．然而，隨著高校的擴招和專業(yè)課程門數(shù)的增多，工科院校的大學物理課程教學存在一系列問題．為了尋找到一種適合當前時代形勢下的大學物理教學方式和教學手段，結(jié)合當前的實際教學情況，分析地方類工科院校大學物理教學中存在的問題．

1.1不被重視，學時少

許多地方類工科院校對大學物理學科的重視程度較低．教育部規(guī)定大學物理教學學時不少于144，不同學校授課學時參差不齊，有的學校只有64學時，而河南工學院大學物理上冊48學時，下冊32學時，嚴重限制了大學物理授課的系統(tǒng)性．課本知識教師難講，學生接受起來也困難，更談不上學生領(lǐng)略物理的奧妙，從而達不到好的教學效果．

摘要:新工科已成為改革話語中最為醒目的詞語。對于本科教育來說，材料工程基礎在材料類專業(yè)培養(yǎng)中占有極其重要的地位。該文在新工科建設背景下，對目前材料工程基礎課堂面臨的挑戰(zhàn)進行探討，并提出通過優(yōu)化教學內(nèi)容、改革教學方法和評價方法等措施來提高教學質(zhì)量；通過激發(fā)學習興趣、挖掘潛力、改革考核體制等措施提高學生學習的主動性、積極性、創(chuàng)造性，培養(yǎng)出適用于材料行業(yè)發(fā)展的高素質(zhì)人才。

關(guān)鍵詞:新工科；材料工程基礎；課程改革

1前言

當前，世界經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)格局正在經(jīng)歷大調(diào)整、大變革和大發(fā)展的新歷史時期。一方面，全球金融危機的影響導致經(jīng)濟增長步伐緩慢，發(fā)展的不確定因素增多；另一方面，全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革醞釀新突破，特別是新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，加上新能源、新材料、生物技術(shù)等方面的突破，正在引發(fā)影響深遠的產(chǎn)業(yè)變革。因此，各國都紛紛制定相關(guān)政策加以應對。美國提出將互聯(lián)網(wǎng)、高級計算機等應用于工業(yè)生產(chǎn)中；德國政府則提出充分利用物聯(lián)信息技術(shù)將工業(yè)化生產(chǎn)中的多個復雜工程問題進行有效融合，從而達到快速、便捷的目標；而中國政府提出“互聯(lián)網(wǎng)+”、“一帶一路”倡議等重要決策，預示著我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)將從低端人工化走向高端智能化、從依賴進口到自主創(chuàng)新。面對全球產(chǎn)業(yè)競爭局面的變化和搶占未來產(chǎn)業(yè)競爭制高點的新挑戰(zhàn)，我們必須前瞻布局、主動應對，在新一輪全球競爭格局中贏得主動權(quán)。因此，在知識經(jīng)濟、新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命快速發(fā)展的局勢下，傳統(tǒng)的工科教育在很大程度上已經(jīng)無法滿足當前經(jīng)濟和科技的發(fā)展需求，國家亟須建設新技術(shù)和發(fā)展新工科。為此，自2017年2月以來，教育部力推新工科建設，相繼促成“復旦共識”“天大行動”以及“北京指南”的問世，構(gòu)成了新工科建設的“三部曲”，拉開了人才培養(yǎng)改革的新篇章，促使全國高校在工程教育領(lǐng)域掀起了一場教學模式的改革風暴。我國要想在世界高等工程教育中占據(jù)一席之地，就要始終堅持走創(chuàng)新之路，在“空白區(qū)”勇往直前、開拓創(chuàng)新，以技術(shù)創(chuàng)新及顛覆構(gòu)筑先發(fā)優(yōu)勢，切實提升我國新工科在國際中的影響力和學科競爭力[1]。當前，許多高校均存在一個顯著的共性問題：辦學現(xiàn)狀與行業(yè)、產(chǎn)業(yè)需求不相適應。具體表現(xiàn)為：首先，人才培養(yǎng)特色不明顯，許多進入工程崗位的畢業(yè)生能力不足。其次，學科基礎過于薄弱，協(xié)同創(chuàng)新與服務社會能力不足。最后，課程體系與教學模式、知識體系建設不完善[2]。因此，新工科建設為高校的發(fā)展指明了方向，即要求高校以產(chǎn)業(yè)需要為導向，定位相應的卓越工程人才培養(yǎng)目標，構(gòu)建以成果為導向的本科教育新模式，這對工程教育質(zhì)量的提高、助推經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級、應對未來新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)競爭都具有重要的現(xiàn)實意義，為把我國建設成為引領(lǐng)世界制造業(yè)發(fā)展的制造強國做出重大貢獻。

2新工科背景下材料工程基礎課程教學面臨的挑戰(zhàn)

材料工程基礎是材料學科的一個重要組成部分，主要介紹了各種材料的共性規(guī)律及金屬材料、無機非金屬材料和有機高分子材料的個性特點和多種組分復合體系的基本特征[3]。隨著新材料和新技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的研究不斷深入，加之測試表征技術(shù)的迅猛發(fā)展，科研工作者對材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系也有了更深層次的了解。材料工程基礎著重研究以物質(zhì)結(jié)構(gòu)為基礎，闡述原子結(jié)構(gòu)、原子間相互作用和結(jié)合的方式，與材料內(nèi)部和表面原子的空間排列狀態(tài)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)及變化規(guī)律之間的相互關(guān)系，闡明了在應力、熱、電、光、磁、化學介質(zhì)、氧等外界因素的作用下，各類材料所表現(xiàn)出來的宏觀性質(zhì)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。此外，還學習材料的制備原理和主要方法。因此，在材料類相關(guān)專業(yè)中，材料工程基礎作為一門專業(yè)基礎課，越來越受到大家的重視。該課程可以提升學生的理論水平和分析問題的能力。因此，材料工程基礎課程建設對材料學科發(fā)展具有重要的作用。蘇州科技大學材料科學與工程學院是新成立的學院，學院瞄準材料科學與工程前沿，緊密結(jié)合國家重大戰(zhàn)略需求，注重學科交叉，致力于培養(yǎng)具有廣闊視野、堅實理論基礎、較強創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。因此，為響應國家新工科政策的號召，為國家培養(yǎng)高素質(zhì)人才，對材料工程基礎進行課程改革刻不容緩。

為社會培養(yǎng)合格的“高級材料化學專業(yè)人才”是材料化學專業(yè)教育的本質(zhì)［1］。目前，各高等院校不斷優(yōu)化材料化學課程體系，使其更加科學化和合理化。科學完備的課程體系是知識結(jié)構(gòu)和能力培養(yǎng)的優(yōu)化組合，材料化學專業(yè)課程體系是材料化學人才培養(yǎng)方案的核心，對材料化學專業(yè)人才培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。材料化學專業(yè)課程體系的優(yōu)化首先是課程體系和教學內(nèi)容的整體優(yōu)化。

一、優(yōu)化材料化學專業(yè)課程體系的必要性

1．高等教育改革的需要。目前，優(yōu)化課程體系，改革教學內(nèi)容，構(gòu)建合理的知識結(jié)構(gòu)，注重理論聯(lián)系實際，更新教學手段是高等教育改革的需求。優(yōu)化課程體系不僅要使它所包含的專業(yè)基礎課、專業(yè)課、實踐課等形成相互聯(lián)系的統(tǒng)一整體，而且要充分體現(xiàn)培養(yǎng)目標和培養(yǎng)規(guī)格。

2．現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的需要。近年來，隨著材料化學專業(yè)教育課程論及教育理念的發(fā)展，我們根據(jù)材料科學發(fā)展規(guī)律，對材料化學專業(yè)課程體系進行了兩次優(yōu)化調(diào)整（分別為2008年下半年和2012年上半年）。我們優(yōu)化的材料化學專業(yè)課程體系能夠體現(xiàn)材料化學專業(yè)教育特色，完善材料化學專業(yè)課程體系，加強材料化學專業(yè)的學科方法論教育。

3．市場經(jīng)濟發(fā)展的需要。優(yōu)化材料化學專業(yè)課程體系能夠反映社會和市場經(jīng)濟對綜合性專業(yè)人才的要求。優(yōu)化的材料化學專業(yè)課程體系應該充分體現(xiàn)以就業(yè)為導向的思想。我們倡導與專業(yè)相關(guān)的知名企業(yè)家走進課堂開展必修課教學，實現(xiàn)在校內(nèi)與企業(yè)的對接，強化學生的就業(yè)意識，提高學生的專業(yè)技能。

二、現(xiàn)行課程體系存在的問題及其成因