复合材料结构设计论文范文

复合材料结构设计论文范文第1篇

【摘要】本文介绍了热电材料的研究进展，重点介绍了Half-Heusler金属间化合物、方钴矿、纳米技术和超晶格材料等新型热电材料的研究状况。

【关键词】热电材料金属间化合物超晶格材料

0 引言

热电材料又称温差电材料，是一种利用固体内部载流子的运动实现热能和电能的直接相互转化的功能材料。随着新材料合成技术的发展以及用X射线衍射技术和计算机来研究化合物能带结构参数等新技术的出现，使得热电材料的研究日新月异。

1热电材料的研究进展

1.1 传统热电材料的研究进展

50年代，苏联的Ioffe院士提出了半导体热电理论，Ioffe及其同事从理论和实践上通过利用两种以上的半导体形成固溶体可使ZT值提高，从而发现了热电性能较高的致冷和发电材料，如Bi2Te3、PbTe、SiGe等固溶体合金。

常规半导体的ZT值主要依赖于载流子的有效质量、迁移率和晶格热导率，优良热电材料一般要求大的载流子迁移率和有效质量，低的晶格热导率[1]。根据这些理论原则，发现了上述的一些较好的常规半导体热电材料，如适合室温使用的Bi2Te3合金、适合中温区（700K）使用的PbTe、高温区（1000K）使用的SiGe合金，更高温度（>100K）下使用的SiC等。

1.2 新型热电材料的研究进展

1.2.1 Half-Heusler金属间化合物

Half-Heusle金属间化合物的通式为ABX，A为元素周期表左边的过渡元素（钛或钒族），B为元素周期表右边的过渡元素（铁、钴或镍族），X为主族元素（稼、锡、锑等）。Half-Heusler金属间化合物是立方MgAgAs型结构。这种材料的特点是在室温下有较高的电导率和Seebeck系数，可以达到300μV/K，在700～800K时，材料的ZT值可达到0.5～0.6，但缺点是热导率也很高（室温下为5～9W/（M·K））[2]。

1.2.2填充Skutterudite化合物

Skutterudite化合物是指具有CoAs3型结构的材料，中文名为方钴矿材料，结构通式可表示为AB3，其中A为Rh、Co、Ir等金属元素，B为Sb、As、P等非金属元素。其具有复杂的立方晶体结构，如图1所示，每个单胞中存在两个大的空隙，大质量的金属原子可以填充到空隙中，形成填充方钴矿结构。填充原子在空隙中振动，对声子产生很大的散射，大幅度降低晶格热导率[3]。填充原子越小，质量越大，晶格热导率的降低就越明显。

早期的填充方钴矿材料研究主要集中在稀土原子的填充，且多为P型材料，ZT值可达到约1.0，但是稀土元素在CoSb3结构中的填充率较低。在N型系统中，Chen等[4]在2001年首次报道了碱土金属原子Ba在CoSb3中的稳定填充结果，且实现了高达44%的填充量以及高于1.0的ZT值。研究表明，通过多原子复合填充可以显著降低晶格热导率。

1.2.3金属氧化物

金属氧化物具有高的热稳定性和化学稳定性，可以在高温以及氧气氛中使用，并且大多数氧化物都无毒、无污染、环境友好，是一种环境友好型热电材料。1997年Terasaki等[5]发现层状金属氧化物NaCo2O4具有很好的热电性能，具有很高的Seebeck系数和低的热导率。Funahashi等[6]制备了Ca2Co2O5单晶晶须Seebeck系数在100K时为100μVK，并随温度升高而增大973K时达210Μvk。金属氧化物热电材料的不足在于电导率偏低。

1.2.4纳米技术和超晶格材料

HickslDetal[7]对Bi2Te3二维叠层状结构材料热导率的理论计算表明，随材料叠层厚度的降低，热导率大大降低，若能制成纳米厚度且各层晶体取向不同的纳米级超晶格，材料的ZT值将比块体材料提高10倍，室温下达到6.9。AnnHetal[8]有关不同晶粒尺寸的CoSb3材料的传输性能研究表明，微米级晶粒尺寸的减小可以检测出热电性能的提高。因此，制备亚微米级特别是纳米级小晶粒尺寸的多晶材料将是制备高性能热电材料的重要途径之一。

超晶格材料是由两种或两种以上不同材料薄层周期性交替生长而成。当两种材料的带隙不同时，能把载流子限制在势阱中，形成超晶格量子阱，产生不同于常规半导体的输运特性，提高了態密度。Dresselhaus的近似计算表明，随量子阱阱宽的减小，ZT值单调增大。

2结语

随着能源的日益紧缺以及环境污染的日趋严重，热电材料作为一种环保、清洁的新能源材料近年来备受关注。以Half-Heusler金属间化合物和方钴矿为代表的新型热电材料在温差发电领域具有广阔的应用前景，材料微观结构的纳米化是提高材料热电性能的重要用途之一。

参考文献

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复合材料结构设计论文范文第2篇

摘 要：应用型专业人才培养是高校人才培养面临的新课题，本文介绍了战略性新兴产业专业应用型人才培养的探索与实践，形成了人才培养新思路，以期为战略性新兴产业专业教育提供参考。

关键词：新兴产业；人才培养；探索实践

一、前言

战略性新兴产业对我国经济社会发展具有全局带动和重大引领作用，因此，培养战略性新兴产业专业工程技术人才是我国高等学校特别是理工科院校十分重要的任务。战略性新兴产业涉及领域多为交叉学科，在战略性新兴产业专业应用型人才培养的过程中，实践教育是至关重要的环节。然而，战略性新兴产业专业的实践教育是摆在所有教育工作者及合作企业之间的全新课题，需要广大教育工作者不断进行探索。

二、应用型人才教学模式探索

1.实施工程教育，着力完善人才培养方案

为了加强学生的工程实践能力，培养应用型人才，粉体材料科学与工程专业构建了工程岗位实习、专题培训与实践、在企业全程做毕业设计的“三段式”实践教学形式，实践教学累计时间不少于一年，分别为工程岗位实习9周、专业课程实践19周、毕业设计16周。“三段式”实践教学形式由浅入深，难易层次分明，可以有效增强学生实践环节的学习效果。

2.突出工程实践，建立逐渐深入的校内实践教学体系

校内实践教学环节是实践教育环节不可或缺的一部分，为提高学生实践能力应将专业实践教学贯穿于大学四年。大学一年级，通过宣传、鼓励、教师指导的方式让大部分学生参与到各级竞赛中，通过一系列竞赛，使学生对实践环节有初步的接触。大学二年级，安排有能力的学生进入教师的课题组，开展各种基础性实验，使学生对实践工作有了充分接触。大学三年级，实行导师与学生双向选择制，由导师对学生所做的毕业设计（实验）工作进行总体布置，使学生提前接触毕业设计（实验）工作。同时，鼓励学生到粉体专业的校外实践基地进行相关课程的课程设计工作，以实际问题为研究对象，与企业导师共同探索完成课程设计工作。大学四年级，学生进入毕业设计阶段，鼓励学生在完成课程设计环节之后继续进入校外合作企业开展毕业设计工作，在毕业设计期间，为学生配备专门的毕业设计导师，全程与学生一起完成毕业设计工作，以企业亟须解决的技术问题为课题，实现“真题真做”，大大缩短了学生毕业设计与工程实践的距离。毕业设计工作完成后，学生在企业进行毕业答辩，由企业兼职教师和校内专职教师共同给出毕业答辩成绩。

通过大学四年不同阶段对学生的实践教育，使学生适应了从开始接触到与直接面对工程实践的过程。粉体专业学生在获得荣誉的同时，从根本上锻炼了工程实践能力，也为应用型人才培养打下了十分坚实的基础。

3.突出社会实践，结合专业特点选择校外实践基地

校外实践是实践教育环节不可或缺的部分，校外实践基地的选择和建设工作直接决定了实践教育环节的效果。粉体材料科学与工程专业在选择校外实习基地的过程中准确把握“与本专业相关度高，涵盖面广，与专业方向一致”的原则，与合作企业一道，共同开展实践教育。现有的实践教育基地中，既有“抚顺东方碳素有限公司”和“方大集团抚顺碳素有限公司”等传统碳材料的生产企业，又有“大化国瑞”和“阜新久伟新型碳材料有限公司”等新型碳材料生产企业；既有“合陆重科有限公司”这样的传统破碎设备生产企业，又有“丹东百特仪器科技有限公司”这样的新型颗粒检测设备生产企业。以上几种不同的实习基地，涵盖了粉体材料科学与工程专业领域的大部分内容使学生在参加实践教育的过程中，对粉体领域既有总体的认识，又有深入的了解。

三、结语

通过实践改革，粉体材料科学与工程专业毕业生培养取得了丰硕的成果。2015、2016、2017三屆毕业生的一次结业率达到92%以上，均从事与在校实践环节高度相关的工作，并且受到了用人单位的好评，实现了从人才培养到走向工作岗位的无缝对接。由此可见，通过不断强化实践教学，大大提高了粉体专业学生的就业竞争力和职业能力，真正使学生实现了终身受益。

参考文献：

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基金项目：2016辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目：“基于CDIO工程教育理念共建共管共享的校外实践教育基地模式的研究与实践”；“2015沈阳理工大学校级教学改革研究项目”（项目编号：4721008a045）。

复合材料结构设计论文范文第3篇

摘 要：在现代化展示空间设计的过程中，使用视觉传达设计元素以后，不仅能将信息传递出去，而且还会给人以美的享受。在视觉传达设计和展示空间设计共同发展的进程中，二者之间的关系变得更加紧密。展示空间构建好以后，在短时间内不会出现太大的波动，所以要将视觉传达设计元素应用到其中，使其视觉效果达到最佳水平。本文详细论述了视觉传达设计元素和展示空间的相关信息，剖析了视觉传达设计在展示空间中所发挥的积极作用，深入探究了展示空间中体现视觉传达设计的方式与方法，以及展示空间中使用视觉传达元素应遵循的原则，从而使展示空间设计水平上升到一个新的高度。

关键词：展示空间;视觉传达;设计元素;原则;运用

DOI：10.12245/j.issn.2096-6776.2021.08.27

在现代展示空间设计的过程中，视觉传达设计的新思路、新观念层出不穷，这些设计元素不仅发挥了积极的信息传递作用，而且同时还表现出了较强的商业宣传作用和商业价值。然而，视觉传达设计元素最为关键的作用就是使已经建好的展示空间环境的视觉效果达到最佳水平。著名设计师艾默里·文森特指出：当平面设计摆脱了印刷页面以后，当其进入到空间环境里，就具有了形成与众不同的与人类交流的全新模式。此时，平面设计不单纯是信息交流的载体，同时也会发挥出规划空间和界定空间的作用。目前设计工作的主要发展趋势逐渐向综合化方向迈进，展示空间设计与视觉传达设计有机地融合在一起后，协调了平面二维与三维空间环境之间的关系，不仅使两个设计学科的研究空间变得更加宽阔，而且还会使学科之间的协作性变得更加强大。

1 展示空间设计中视觉传达设计元素的表现形式

1.1 文字

视觉传达设计的核心为文字，文字在展示空间设计中也发挥着积极的促进作用，其在空间的构建和组成上也起到了无与伦比的作用。在视觉传达设计的过程中，文字作为一种媒介，将有关规范予以积极宣扬，在人类视觉传播中起到了至关重要的作用。对于展示空间设计中的文字来说，具有装饰性图形符号和可视传递符号的作用。文字是视觉交流的外在表象，文字的主要作用就是传递信息，其形状受阅读功能的制约，文字的核心作用就是装饰，对于大量的展示空间而言，它们会使用文字来装饰空间和建模。

1.2 图形

视觉传达设计的关键性要素就是图形，同时也是该设计的核心，图形的一般性发挥着非常重要的作用。随着科学技术水平的不断发展和进步，数字化节拍浏览成为一种主旋律。图形可以将信息表达更加直观、准确，同时也具有较强的鉴赏价值，使人们在享受视觉盛宴的过程中，引发情感的共鸣。世界上的所有事物共同组成了三维世界，同时也对二维图形空间进行积极的构建，图形的终极目标就是将信息传播出去。

1.3 色彩

视觉效果最为浓烈的就是色彩，色彩会使参观者的心理领悟变得更加激烈。在展示空间设计中，颜色发挥着至关重要的作用，视觉元素中的色彩是无法被取代的，其作为一种特殊的表现形式将展示空间理念清晰、直观、简明扼要地体现出来。空间不同，其表现形式也存在着巨大的差别。例如，在提升特别关注的空间效果时，可以使用类似颜色的空间环境，提高对比度等方式对其关注点给予削弱。通过改变颜色，使载体根据需要被变小或者是变大，使展示空间环境的形式变得更加丰富多彩。

2 展示空间设计中视觉传达设计元素遵循的原则

2.1 简化视觉传达设计元素

在设计展示空间的过程中，要以展示空间的特点为基础，使其体现的内容变得更加全面、具体和完整。因此，设计师们要从细节出发，使用完整无缺的模型创设不同构成形式。展示空间设计要与视觉传达设计有机地融合在一起，将视觉传达设计元素简化到最佳状态，使其实现有序、科学、合理的展现。通过对形态元素和视觉元素的合理化使用，显著地提升了展示空间的视觉审美效果。

2.2 容易辨别的视觉传达设计元素

在使用视觉传达设计元素的过程中，保证参观者在展示空间内可以准确地发现视觉传达元素的所在位置，这就要求所选择使用的视觉传达设计元素要具有鲜明的特点，能够被准确、及时地辨认出来。其核心目标就是吸引参观者的眼球，让他们对其产生浓厚的兴趣，使视觉传达设计元素能够感染到每一位参观者，使他们能够发自内心地、积极主动地去了解每一件展品所表现的价值。

2.3 注意美观

美是全人类都能够感受到的东西，它不会受民族文化、地理位置和种族不同的影响。在展示空间设计中使用视觉传达设计元素以后，要将美观性放在第一位，全面考虑其设定的规则和空间造型，使其色彩实现科学、合理的配置。如果传播的信息量过大或者是色彩使用得不科学都会给视觉效果造成负面的影响，使得展示空间效果也会大打折扣。

3 展示空间设计中视觉传达元素的运用

3.1 空间造型

在展示空间设计的过程中，要以环境和场馆地形为基础，使用不一样的几何造型予以展示，给人们带来视觉上的冲击。例如，可以将展台设计成梯形、圆形和长方形等形状。设计师将站台设计在展会的中间位置，参观者以圆形路线参观;也可以將站台设置在展区的四周，参观者以直线路线参观，使最终的营销效果达到理想的状态。

3.2 形体形状

随着科学技术的发展和进步，近代对艺术心理和视觉心理的研究取得了阶段性的胜利，使其在现代展示设计中得以广泛的应用。从视觉行为的共性特点出发，展示设计中对立体构成原理、多平面构成原理进行了积极的引入，使其在展示设计的过程中，形成了具有较强系统性的设计原则。视觉中普遍存在的就是直线，同时也在展示设计中被普遍地应用，如果直线使用恰当，其表现出来的视觉效果会更加的完美。如果曲线在展示设计中得到合理的使用，会使展品的整体效果发生巨大的改变，使其具有丰富的韵律感和节奏感，将单纯使用直线设计导致的空洞感得以及时化解。从几何学的角度出发，曲线包围的形状被称之为圆形，曲线上每一个点与圆形中点的距离都是一样的。在展示设计的过程中，圆形的使用频率非常高，不仅可以设计成圆环，而且还可以设计成圆盘。

3.3 色彩设计

在视觉传达设计时，如果色彩使用恰当，会给参观者带来心理、生理等一系列的物理效应，展示空间设计中体现出来的理想化空间意向与其有着千丝万缕的联系。以展示作品的特点和性质为基础，使用专门的颜色来表达其意蕴。例如，悬挂旗帜、海报等，参观者在走进展厅以后，与其标志性的颜色发生视觉上的撞击，使参观者对其产生深刻的印象，使展览的品牌效应发挥到极致。在营造商业展示环境的色调时，将冷色系和暖色系有机地融合在一起，可以使顾客对整体环境产生全新的认知，从而使商场购物环境更加吸引顾客。展厅的环境尽管作为一种辅助工具，但是其作用却非常大，展厅展示的效果和气氛与展厅环境色彩密不可分。在色彩调节作用下，展厅陈设、材料和空间上的欠缺可以得到弥补，使整个展厅表现出和谐的氛围。在设计展厅内环境色彩时，要将展区内色彩基调把握好，使用统一的色彩基调来创设温馨、舒适的展览环境。色彩的和谐统一，可以使互相竞争和排斥的展区之间构成一种内在和谐的色彩空间环境。在展示空间里，使用具有较强韵律感的节奏性色彩，使每一展区之间既相互独立，又互为彼此，每个展区依托自身展品的特点和性质，将本展区营造出与众不同的空间色彩魅力，使其具有张扬的个性。诺基亚公司始终秉持“以人为本”的科技指导理念，该公司的显著特点为科技，因此其使用蓝色基调来制作各种产品，使其将公司科技、理智、冷静的核心宗旨表现得淋漓尽致。比如，有些展区与冬季相关，就可以使用红色进行设计，红色可以给人热情、温暖的感觉，从而使整个展示空间活力四射。

3.4 文字

视觉设计的基础元素为文字，其在展示空间设计中也发挥着积极的作用，推动版面设计和空间构成朝着更加完美的方向发展。展示空间设计字体的作用表现为装饰图形符号和视觉传达符号。文字作为视觉传达符号，使文字的内在信息得以有效地体现，以阅读功能为基础创造最佳的造型寓意。文字的核心作用就是装饰性，将文字的结构和笔画作为基础来延伸其外在表现形式。在展示空间设计的过程中，文字发挥着较强的推动作用，具有独特的装饰效果和造型魅力。在2012年米兰家具展览会上，德国家具品牌Brunner在展墙上所使用的文字，就将公司的地区信息传达得比较到位，参观者在走进展区后，看似随意搭配的文字，却将产品的精髓展现给了参观者，吸引他们的注意力，使他们对该品牌产生深刻的印象。如今在展示设计的过程中，立体化的文字得以全面的应用。比如上海世博会韩国馆中，他们使用立体文字来设计场馆的外观，给人以强烈的视觉冲击感，同时也将文化内涵呈现在人们的眼前。

3.5 图形

在视觉传达设计的过程中，图形占据着首要位置，视觉传达设计的核心组成部分就是图形，主要是图形具有无国界性，不管使用的是何种语言，不管是哪个国家的人，他们都可以通过分析、观察图形而获得直观的认识。图形的字面意义就是“图”与“形”的有机融合，“图”主要指的是二维平面，而“形”主要指的是多维度的拓展和延伸，当“图”与“形”完美地结合在一起后，使得平面设计元素概念被拓展和延伸，使其具有了更加丰富的内涵和外延。图形具有独具魅力的广泛性，如今社会数字化发展成为了主要趋势，人们已经进入到了读图时代，图形能够形象、生动地将信息传递给所有人，其具有的艺术赏析性，使参观者在享受视觉审美的同时，与作者表达的情感产生共鸣。

4 视觉元素在现代展示空间中运用的展望

视觉元素设计主要是借助二维物质材料来对艺术进行形象、直观的塑造，使其视觉吸引力得到不断地提升，也就是说，使用视觉传达形式将空间艺术处理得更加唯美。一件物品的物理轮廓被称之为形式，其在空间范围之内，艺术设计师们精心打造和刻画的一种意识形态或者是某种形式的体现。不管最终创造出来的是一种意识形态，还是一种艺术表象形式，他们都是借助视觉感受来将作品的美感展现在参观者的眼前，让他们与作品表达的情感产生共鸣，能够感受到作品所表达的情感。将凹凸形式、肌理形式、材料形式、线条形式、色彩形式以及块面形式等视觉形式实现和谐统一发展。形式的心理感受内容与视觉表现形式之间互为彼此，我们要积极采取有效的措施和方法，对形式的表达效果和组织结构进行深层次的剖析，并将视觉传达元素应用到商业展示空间或者是艺术展示空间中，使其发挥出积极的促进作用，使展示空间变得更加吸引人。

5 结语

在视觉传达设计时，通过使用视觉符号将其表达的信息生动、直观、高效地体现出来，使参观者在展示空间中赏心悦目地观赏每一件展品，使空间氛围的感染力发挥到最佳水平。将视觉传达设计元素应用到展示空间设计中，能够为设计活动提供优质、高效的服务，吸引大量参观者，带动商业会展实现快速发展，使其展示水平上升到一个新的高度。

参考文献

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林楠.探究中国传统元素在视觉传达设计中的应用[J].艺术家，2020（03）：92.

石家庄理工职业学院  陈静

复合材料结构设计论文范文第4篇

摘 要：随着时代的不断进步与发展，高校日益重视教育，特别是美育和德育，致力于培养德智体美劳全面发展的高素质学生。在高校美育中，综合材料绘画教学不仅能帮助学生进一步探索绘画语言与表现形式，还能提升学生对艺术的感知力和创造力，促进传统绘画与当代艺术的高度融合。基于此，分析综合材料绘画的艺术价值，探讨新时代综合材料绘画教学模式的创新路径，以培养学生的创新思维与发散思维，促进当代综合材料绘画教学不断创新。

关键词：综合材料绘画;新时代;教学模式

新时代的综合材料教学是美术教育与当代艺术接轨的重要纽带，更是促进传统美术与现代艺术高度融合的途径。综合材料的应用是教师进行美育的重要途径之一，不仅能够增强学生个人的思维意识，帮助学生对周边材料产生新的认知，还能激发学生对综合材料创作的兴趣与潜能，培养学生的艺术思维与能力。为了帮助教师更好地开展综合材料绘画课程，本文将对综合材料绘画价值、课程开发方法进行探讨。

一、综合材料绘画的艺术价值

综合材料绘画源于西方，于20世纪80年代进入国人视野，打破了传统绘画语言和形式的束缚，在科学技术和信息化的推动下逐渐进入大众视野，是激发学生思维创造力、进行多种艺术形式表达的主要途径。从综合材料绘画教学和研究情况来看，其价值主要体现在以下三个方面：

第一，综合材料绘画从使用材料本身寻找美感与艺术价值。传统的绘画往往是作者通过对客观事物加以主观处理，借用纸、笔等工具通过大脑加工和绘画语言转换，将所要表达的东西呈现在纸张等载体上，如中国画、西方传统油画都是借助纸、笔等传统绘画工具进行艺术创作。而综合材料绘画直接以各种材料进行创作，材料本身即内容本身。创作者通过发掘材料的精神内涵和功能并对不同材料进行分解、加工、组合，赋予它新的意义和艺术内涵，实现了物质从物质到概念和形式的转化。

第二，综合材料绘画突破了绘画语言、造型手段等的束缚，将媒介、自然、科学等领域的材料融入画面。与传统绘画相比，综合材料绘画所使用的材料非常丰富，树叶、木棍、卫生纸、布料等都可以是综合材料绘画创作和表达的工具。

第三，综合材料绘画利用各种材料的特殊性，不断寻求技法的改进和发展，增强了绘画的开放性和多样性。例如，在综合材料绘画创作中，使用流动性质的材料可以充分表达液体流动的美，使用表面粗糙的材料可以展现画面粗犷之美，只要充分利用好材料的性质特征就能充分展现出绘画对象的美感。同时，综合材料绘画者通过创作观念、绘画语言的创新，不断提升绘画的艺术价值。

二、新时代高校综合材料绘画教学模式的创新路径

（一）充分利用生活中的材料，培养学生的资源整合能力

材料作为一种独特的绘画形式语言，不仅能够组成画面内容，也能够展现画家的内心世界。一方面，材料在被运用的过程中，能展现自身的特性，丰富画面内容;另一方面，丰富多样的材料运用到现代绘画中，能充分表达画家的内心情感。在开展综合材料绘画教学时，教师应当改变传统的教学观念，根据专业特点和学生学习情况调整课程目标、课程设计、班级安排和内容设置，结合不同年级学生的知识储备与身心发展特点开展教学活动。

首先，教师应以传统材料为基础媒介，将一切生活中可以使用的材料纳入课堂教学，引导学生充分挖掘物质语言的艺术美、生命感，物尽其用，充分发挥生活中材料的功能和价值，突破传统绘画工具的限制。其次，应开设综合材料创作课和写生课，让学生感受大自然的美，还应通过艺术实践等途径引导学生深入观察、体验生活，感受周边生活环境的美，明白艺术来源于生活且高于生活。最后，在综合材料绘画教学过程中，教师需要开发学生的发散思维和联想能力，需要有目的、有计划、有组织地开展从具象到抽象的造型训练，帮助学生进行思维转换，使学生在学习和训练中转换观察视角，从多个角度来看待和解构同一物体。

此外，教师应提高学生对技能掌握的熟练度，培养学生对新事物、新观念的接受能力和判断能力，使其充分适应时代与社会变化。在教学过程中，鼓励学生使用多种物质材料进行创作，而不是局限于一种常用的材料，引导学生大胆尝试、反复组合与练习，借用多种物质作为造型语言和心理感知的切入点，寻找材料和绘画的结合点，将原本单调、死板的物质材料转换成极具艺术价值的绘画语言。

在信息技术高速发展的今天，培养学生的资源整合能力越来越重要。很多学生搜集了一大堆实用且具有独特造型美的材料，但不知道如何将这些材料进行有效的整合，充分发挥材料的价值，难以创作出具有高度艺术价值、独特绘画语言的综合材料绘画作品。对此，教师要有意识地培养学生的资源整合能力，帮助学生主动汲取、接受各方面的知识，提高学生的材料创作能力。

（二）促进学生个性发展，培养学生的审美意识

教师要将学生看作一个独立的人，要充分尊重学生的个性和想法，发展学生个性，在综合材料绘画教学中充分激发学生的创意思维。综合材料绘画教学可以在很大程度上提升学生发现生活美的能力和对不同材料特性的感知能力。帮助学生挖掘美、感受美、表现美、揭示美是美术教学、综合材料绘画课堂教学的重要任务。可以说，如果一位学生无法感知美，那么他将难以具备表达美的能力，因此教师必须着重培养学生的审美意识，帮助学生从多个角度分析美。

（三）改变教学思路，创新教学方法

教师应坚持以学代教的教学思路，根据综合材料本身的性质有目的地开发和设計教学课程，例如：以材料为基本元素，采用演示法、小组合作法等方法引导学生进入绘画创作状态。首先，可以播放一段综合材料绘画创作的教学视频，激发学生对综合材料绘画创作的兴趣，之后教师可以进行理论知识讲解，如讲解综合材料绘画的定义、综合材料绘画的表现形式以及综合材料绘画创作的步骤，帮助学生解决课堂疑惑。在讲解理论知识的过程中，教师应当着重进行不同材料特性的讲解，让学生对材料的特征有一定的了解和认知，帮助学生从材料的物理性质出发，寻找改变材料外在形式和内在性质的方法，从精神层面重新认识和再创造材料，进而形成新的事物和艺术作品。学生只有对材料性质进行充分的了解，才能得心应手地运用各种材料创作出想要的综合材料绘画作品。其次，教师在帮助学生解答疑惑后，在时间允许的情况下可以进行示范教学，运用自己先前准备的材料当场创作出简单的综合材料绘画作品，让学生在观摩的过程中对综合材料绘画创作产生初步的印象。在示范教学结束以后，教师可以让学生自主创作综合材料绘画，充分利用身边各种材料加上主观想象进行绘画创作。在学生创作过程中，对于有疑惑的学生，教师可以给予其适当的点拨，而不是完全替学生做决定或者直接帮助学生创作，这样不利于学生主观能动性的发挥。最后，当学生完成综合材料绘画创作后，教师可以对学生作业进行点评，将有创意、独具艺术美感的作品进行展示，供学生之间相互学习和借鉴。同时，教师还要引导学生在实践中学会自我反思，比如思考“这个部分可不可以用别的材料来替代，那样效果会不会更好？”等诸如此类的问题，激发学生的绘画兴趣，不断提高学生的绘画能力。

在开展综合材料绘画教学的过程中，教师应将当代文化与传统文化相结合，有意识地突出传统文化特色，还可以将东方和西方艺术进行比较，设置开放性问题，引发学生思考，开展多样化的实践教学活动，引导学生从多个角度了解不同文化理念，培养学生的创新思维。教师可以运用主题教学法引导学生积极参与综合材料绘画创作，鼓励学生积极参加各类主题的综合材料绘画创作比赛。例如：在海洋保护主题的绘画创作中，有学生利用黑色、蓝色等不同颜色塑料袋拼接出各种动物的外形，呼吁人类不要再往大海随手丢弃垃圾，因为无法降解的塑料袋会加速海洋动物的死亡。此类主题综合材料绘画创作活动不仅能激发学生的创作思维，还能引发学生进行深层次的思考。

（四）进行交互式教学，鼓励学生独立思考

应改变传统的以教师为中心的教学思想，以学生为主体，围绕学科进行师生平等交流和互动，拉近师生之间的距离，从而形成和谐的师生关系。教师可以导入实验性课题，如以森林、海洋等为主题，鼓励学生对主题、对综合材料进行深层次的思考，在实践中探索全新的绘画表达形式，引导学生之间相互沟通、互相帮助，在创作构思、动手实践、调整修改的过程中激发学生的创作思维，培养学生的独立思考和合作探究能力。

（五）加强综合材料绘画和传统文化的融合

综合材料绘画逐渐改变了传统的绘画形式和审美观念，让绘画材料不再局限于纸、笔，丰富了绘画材料。在过去，传统绘画主要是借助笔、纸、颜料、画布等工具进行绘画创作，而综合材料绘画打破了形式的束缚，对绘画材料和工具进行了拓展，丰富了绘画材料类型，不同材料的使用让绘画充满了立体感和空间感，从而给人们带来强烈的视觉冲击力，使人们领略到生活中的美，彰显了生活处处都是美的理念。在高校综合材料绘画教学中，由于大多数大学生具备一定的理解能力和认知水平，所以教师要注重突出材料的物质属性与精神属性，引领学生发现材料的美并重视艺术作品的文化内涵，不能仅以单一的好看与否作为绘画的评价指标。艺术来源于生活且高于生活，因此，教师要从学生的生活环境出发，引领学生认真观察生活与体验生活，感受周围环境中材料的特性，探索新的创作方法。同时，教师还需要加强对传统文化的讲解，可以古风为创作主题让学生用现代的绘画形式来展现传统文化，实现现代绘画艺术与传统文化的有效融合。

（六）加强装饰性艺术表现手法的融合

综合材料绘画的技法有多种，如拼贴法、拓印法、减色法以及水油分离法。一般来说，在综合材料绘画中，为了呈现独特的艺术效果，绘画者往往会采用两种或者两种以上的手法进行创作表达。比如，可以先在画面上拓印树叶的脉络或者动物表层皮肤的纹路，随后在此基础上进行多种材料的拼贴，如此一来，平面的拓印与三维立体的拼贴就实现了有效融合，给人以独特的视觉感受。

图1是美国女画家Christina Massey的拼贴绘画作品。她在画面中剪出了树叶与玉米的外形轮廓并进行了拼贴，并且将拼贴的纸张与画布用不同的颜色进行了渲染，而且画面中的绿色、蓝色以及黑色是具有层次感的。比如，右下角的绿色仔细放大看可以看到不同的纹路与脉络，并且颜色也实现了从浅绿色到墨绿色的渐变，其中还夹杂着浅黄色等其他相近色，让色彩变化不再显得单调。此外，Christina Massey在拼贴的基础上拓印了芭蕉叶和玉米的纹路，这些不均匀的纹理通过不断按压、拓印形成极具艺术感的装饰画。并且，画家通过联想与再造在画面上进行自由创作，或者进行二次拓印制作各种生动、有趣的图案，让整个画面看起来更加生动与形象，完美实现了拓印与拼贴的融合。

三、结语

综合材料绘画逐渐改变了传统的绘画形式和审美观念，让绘画材料不再局限于纸、笔，丰富了绘画材料，突破了绘画语言、造型手段等的束缚，将媒介、自然、科学等领域的材料融入画面，增强了绘画的开放性和多样性，具有极高的艺术价值。综合材料绘画课程教学是教师开展美育的有效手段，在提升学生审美能力、美术素养方面有着不可替代的重要作用，不仅能够帮助学生了解生活中各种材料的特性与功能，还能提高学生的绘画创作能力，提升学生对艺术的感知力和创造力，促进传统绘画与当代艺术的高度融合。在新时代，高校要创新综合材料绘画教学模式，充分利用生活中的材料培養学生的资源整合能力，进行交互式教学，鼓励学生独立思考。在综合材料绘画课程教学中，教师必须坚持以学生为本的教学理念，不断更新美术课堂教学形式和内容，改变教学思路，创新教学方法，培养学生的艺术创作能力，推动艺术教育改革创新发展。

参考文献：

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[6]刘亮宏.物与心的交融[D].重庆：四川美术学院，2020.

作者简介：

陈果，武汉科技大学艺术与设计学院副教授、硕士生导师。研究方向：漆画、漆艺、公共艺术。

复合材料结构设计论文范文第5篇

摘要：材料类专业是实践性较强的专业之一。文章针对材料科学与工程腐蚀和防护专业本科毕业设计（论文）现状，分析了影响毕业论文质量的因素，并提出了提升材料类本科毕业论文质量的对策。

关键词：材料类；毕业设计；质量；对策

理工科学生教育培养的目标是培养德智体全面发展的高级工程技术人才，学生应具有坚实的理论基础和较强的工程实践能力。毕业设计（论文）是大学生在四年本科教育学习阶段的一门必修课，是培养学生动手能力、创新能力非常重要的实践教学环节，更是对学生四年来能否将所学的理论知识与实践相结合的一个检验[1]。材料类专业是实践性非常强的专业之一，专业培养的目的就是要培养出具有就业的知识、技能和能力的专业技术人员、卓越工程师，因此毕业设计的重要性不言而喻。然而，从笔者近几年指导本科毕业论文的情况看，结果不容乐观，学生毕业论文的质量逐年下滑。如何提高学生论文的质量，应成为每个高校教育工作者必须关注和解决的问题。本文针对西南石油大学材料科学与工程专业腐蚀与防护方向近五年毕业设计（论文）中所存在的问题进行分析，探讨出解决这些问题的相应措施。

一、本科毕业设计（论文）的现状

对2009—2013届腐蚀与防护专业方向的毕业论文答辩后的总成绩进行统计，见表1。

表1腐蚀与防护专业方向近五年毕业论文成绩

图1 近五年毕业论文等级分布比例

从表1和图1可以看出，近几年毕业论文优良率由2009年的52.5%下降到2013年的44.6%，虽然有所下滑，但总体的优良率达到50%以上，而二次答辩率仅2.3%，基本符合学校指标的要求，毕业论文总体上是稳定的。但也可以看出，2013年的优良率仅达到44.6%，而二次答辩人数竟然达到7.1%，远远超过前几年数字的总和，究其原因各不相同，却说明了一个问题，那就是论文质量明显下滑，急需整改。

二、影响本科毕业论文质量的因素

（一）选题问题

选题作为本科毕业论文的第一步，甚为关键，在不同程度上直接影响学生毕业设计（论文）的质量。目前，西南石油大学材料与工程学院毕业设计（论文）的选题程序是首先由任课教师根据自己的研究方向或课题任务出好题目后，交由学院学术委员会进行可行性论证，题目审核通过后组织学生进行选择。从前几届学生选题的情况看，大部分学生在指导教师公布题目后，能够理性地选择论文题目，或是自己感兴趣，或是与就业单位相结合，或是在征得教师同意后自立题。但是以笔者亲身经历所知，仍有小部分学生对毕业论文选题不重视，有的让学生代选，有的搞个人崇拜拉帮结伙，盲目跟风，甚至有的学生因为选题而发生口角争执，其实从他们后面做毕业论文的过程和结果来看，他们并非是真正对这个题目感兴趣，而是抱着简单易做的想法来选题。同时，选题过程或多或少也暴露出教师的出题弊端，尤其是青年教师，由于实践经验的欠缺，对课题把握不好，有的题目过于简单，任务不饱满，造成学生时间过于充足，无事可做，达不到预期效果；有的题目未能紧密联系生产实际，学生兴趣不大，积极性受挫；有的课题同组同学差异太小，导致论文大同小异，毫无新颖性。因此，选题至关重要。

（二）开题报告和开题答辩重视度不够

开题报告是毕业设计（论文）写作过程中不可或缺的组成部分，主要是让作者通过查阅了解文献，明白自己所研究课题的思路、方法，一篇论文是否有价值都要在最开始的开题报告中明确地体现出来，而不是等到论文完成后。开题答辩亦是如此，主要是让教师了解学生是否真正理解了课题的内容，是否有自己的思想和想法。而有些学生却非常不重视开题，不去查阅文献资料，就算是教师指定的几篇文献也懒得看，更别说代表前沿学术水平的外文文献，缺乏主动性，对于教师在开题答辩过程中给予的指导性意见和建议，当成耳边风，该怎么样还怎么样。有些指导教师自认为自己学术水平高，对于其他教师给学生提出的一些需要与指导教师探讨的问题，比如论文题目的完善或改进等，不虚心接受，听之任之。这些都会对后期的论文质量产生很大的影响。

（三）学生精力投入不足

学校本科毕业设计（论文）开始于大四下学期，历时16周，放寒假前教师会给学生下任务书，和学生见面以了解课题的任务，要求学生在寒假期间查阅文献资料，为开学后的开题做准备。但以笔者的经验来看，90%的学生在放假期间根本没有开展工作，30%的学生延后进入实验室，原因诸多，有的要利用假期找工作，有的在为参加研究生复试做准备，有的需要到用人单位参加实习，还有的要忙于参加各种各样的公招考试，所以学生根本没有把太多的精力投入到毕业论文中。另外，部分学生对毕业论文的重要性认识不足，虽然有精力、有能力，但是不愿意投入太多，认为工作问题已解决，设计（论文）好坏无关要紧，只要能够毕业就行，毕业设计的质量难以保证。

（四）学生学习能力不足，教师缺乏工程实践经验

工科类本科毕业设计（论文）实际上是对大学四年所学知识的一个系统模拟训练，很多学生学习课程的主要目的是通过考试，而不是真正掌握这门知识，对于实验课程也是得过且过，而根本没掌握仪器设备的使用和测试方法。拿材料学科来说，开设的专业基础实验和专业综合实验基本上使用了实验室所有的仪器设备，包括大精设备，电化学工作站、XRD等。但毕业设计期间，很多学生仍不懂试样的制备、仪器的观察和使用，动手能力欠缺。在论文开展过程中缺乏独立性，不会查阅文献资料，尤其不会对数据进行分析和整理，生搬硬套，所撰写的论文缺乏系统性和完整性；个别学生格式混乱，语病百出，英文摘要翻译错误多，这都是平常学习积累太少造成的。另外，教师在对学生的指导方面也有很多不到位的地方，有些资历深厚的老教师、教授由于自己科研工作忙，学术会议多，将本科生的论文直接交予研究生指导、管理，还有些青年教师，尤其是入校不久的新教师，对毕业论文缺乏指导经验，导致本课题组学生论文内容相似度太高，无法调动学生的积极性，造成本组学生集体论文质量不高。

三、提升本科毕业论文质量的对策

（一）加强毕业设计（论文）的宣传和动员工作

首先， 在毕业设计（论文）开始前，学院应通过召开动员大会、辅导讲座等形式对指导教师和学生进行宣传和动员，使大家了解毕业设计（论文）开展的程序和步骤，引导学生正确处理好毕业设计（论文）与考研、就业、实习及日常课程的关系，明白毕业设计（论文）的重要性。其次，应在学生中营造出学习的气氛、科研的气氛，让他们进入教授实验室，了解实验室的科研成果，感受教授和师兄师姐们的科研文化氛围， 会对他们有促进和激励作用[2]。最后，指导教师应认真对待毕业设计（论文）工作，这不仅是对学生负责的一种表现，也能提高自己的科研能力。近年来，材料类毕业设计（论文）的开展基本上都是建立在实验研究的基础上，学生要通过做大量的实验和测试才能获得较好的论文质量，必须有足够的充足的时间做保障，因此，思想上首先应引起重视，思想认识到位后，毕业设计（论文）与就业、考研等的关系就会得到很好的处理，不会影响毕业设计（论文）的质量[3]。只有学生和教师真正意识到毕业设计（论文）的重要性，才有可能出高质量的毕业设计（论文）。

（二）提高毕业设计（论文）的选题质量

经过不断的实践和改进，材料与工程学院在毕业设计（论文）的选题、审核等环节已经建立了一系列的制度规范，但是选题中暴露出来的问题还是很多。个人认为，无论是教师指定的题目，还是学生自选题目，首先应选择有科学应用价值的课题，题目要经过充分的调研，要选择能为国民经济的发展服务而且又是科技亟待解决具有一定创新性的题目。其次必须要与专业结合，作为石油高校中的材料专业，要从自己的实际情况出发，学生应充分考虑自己的研究兴趣、学术专长，自己的专业水平以及就业方向，要选择有利于自己题目开展所必需的有利条件，比如实验场所、设备情况及导师指导能力等，扬长避短，才能发挥自己的主观能动性，提高毕业设计（论文）的质量。

（三）注重毕业设计（论文）的过程管理

加强毕业设计（论文）的过程控制是做好毕业论文的关键[4]，过程管理包括学生实验（设计）管理和指导教师的指导过程管理。首先应形成一个闭环，围绕“初期检查—中期检查—后期检查”的方式进行全过程监控，重点检查学生的实验进度以及实验仪器设备能否满足要求，以及实验过程中遇到到困难等等；其次，应检查教师是否对学生进行了真正有效的指导，可通过在学生中开座谈会或个别谈话，调查问卷等的方式进行，对教师的指导能力、指导力度进行监控；最后，必须建立完善的制度，并形成行之有效的长效机制，应完善学生在毕业论文期间的请假制度，考勤制度，以及教师每周应指导学生的次数、学时数等等，要求学生和教师认真做好实验记录和指导记录，并要求双方签字。对于需要在企业做毕业设计（论文）的学生，应制定相关规定并明确校企双方导师职责与义务，要求学生定期向校内导师汇报论文的进展情况。

（四）采用团队方式指导毕业设计（论文）

采用科研团队的方式指导本科毕业设计（论文）已经在很多高校进行了尝试，并取得了良好的效果[5]。这是因为科研团队本身具有很多优势。其一，科研团队优化了本学科的资源，具有良好的科研基础，学生可利用团队的科研经费和试验设备开展工作，弥补了毕业设计经费投入少和实验设备不足的问题；其二、团队有利于提高青年教师的指导能力。科研团队中的负责人都由教学和科研骨干担任，具有丰富的科研实践经验和教学经验，可以对青年教师的科研能力、实践能力进行帮助和指导，对本科毕业论文的完成有促进作用；其三、团队中的教师可以相互交流，分工合作，从而解决因为课时、科研任务重而对毕业设计投入精力不足的问题。

对于团队指导这种方式，腐蚀与防护专业在以往的毕业设计（论文）指导过程中也有类似的经验，往往参与科研创新团队，或做科研项目的学生，其毕业设计（论文）的质量明显高于其他同学，但是因为材料科学与工程学院建院时间不长，科研积淀浅，团队建设数目较少，因而整体效果不理想。因此，希望学院继续加强团队建设，使学生参与到科研项目中，这样既保证了论文质量，又能提高学生的创新能力。

（五）严格毕业设计（论文）答辩

很多学生都是抱着及格的目标来开展本科毕业论文的，认为答辩只是一种形式而已，根本没花太多的心思，论文质量何以能保证。笔者认为，要想提高论文质量，这个环节必须“狠”。首先，对平时自由涣散，达不到毕业要求的学生要“狠”，指导教师应取消其答辩资格或整改后进行答辩，这样才能对平时不认真学习的学生起到震慑作用；其次，答辩过程中要“狠”，答辩必须按照程序要求执行，严控答辩时间，采用指导教师回避制度，确保答辩过程“公平、公正”，对学生一视同仁，不搞“平衡”，答辩不通过者一律进行二次答辩；最后，还应对指导教师“狠”，如果一个教师指导的学生有三分之一不合格，就应该减少其下一届指导毕业设计（论文）的数量。只有这样，才能对学生有制约性，才能引起教师的足够的重视，也才能对后面的低年级学生起到促进作用，否则，情况只会越来越糟。

专业教育的目的是能够培养出为产业和经济服务的专业性人才，而目前的工科教育却存在着一个突出矛盾，那就是学生找不到理想工作而企业也招不到自己需要的人才，主要原因是学生实践能力差，理论水平低，求职盲目，而企业需要的是具有很强实践经验和动手能力强的大学毕业生。所以，作为实践性很强的材料学科，要培养出用人单位喜欢的学生，必须不断提高学生的培养质量，除了日常开展的教学实验、开放实验外，毕业设计更是对综合能力的一个培养，需要引起足够的重视。中北大学李大赵等人在“大材料”背景下研究应用型材料类本科生培养模式中探索出了多层级项目化运作的方式来优化实践教学，取得了很好的效果[6]，值得我们借鉴和参考。

参考文献：

[1]武卫莉.提高大学生毕业设计（论文）的教学质量研究[J].实验技术与管理，2012，(2).

[2]王宗善，施盛威.探索新形势下高校毕业设计(论文)工作的运行与管理模式[J].实验室研究与探索，2012，(3).

[3]张丽丽.提高本科毕业设计（论文）质量的探索与研究[J].中国电子教育，2013，(1).

[4]成密红，李周岐，王娟娟.林学类专业本科生毕业论文存在问题及对策探析[J].高校实验室工作研究，2013，(1).

[5]斯庭智，张庆安.对材料类专业实施团队指导毕业设计 （论文）的思考[J].科教导刊，2011，(11).

[6]李大赵，刘亚青，侯华.“大材料”背景下研究应用型材料类本科生培养模式探讨[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2013，(9).

复合材料结构设计论文范文第6篇

摘要：经过十余年的探索，结构设计竞赛的目标越来越倾向于模拟和简化当今时代面临的重大工程问题，从而彰显出其在土木工程专业大学生工程意识培养方面的突出优势。文章针对工程综合意识的内涵和结构设计竞赛的自身特点，构建了包含工程应用意识、结构创新意识、团队协作意识、工作信心构建四个方面及其子项目在内的综合工程意识培养效果检验指标体系。以两年的校级结构设计竞赛调研数据为依托，对竞赛前后学生综合工程意识的变化进行了统计分析。结合多年组织和参加各类竞赛的经验，提出了土木工程专业大学生综合工程意识培养的改革方向。

关键词：结构设计竞赛；土木工程；综合工程意识； 指标体系；改革方向

目前，在全国大学生结构设计竞赛的引领和带动下，各省市、地区以及高校内部的结构设计竞赛也在不断开展，竞赛对学生工程意识的促进作用已得到普遍认知，但现有文献均只进行了定性分析[2-3]，量化分析的改革方向鲜有研究。鉴于此，文章针对工程综合意识培养的内涵和结构设计竞赛的自身特点，构建综合工程意识体系，根据连续两年的校内竞赛，对调查数据进行深入分析，掌握竞赛前后学生综合工程意识的改善情况，将学生存在的共性薄弱点向理论教学反馈，并提出在实践教学工作中培养大学生综合工程意识的改革方向。

一、综合工程意识的内涵及其体系构建

现代工程的本质在于将工程理论科学知识、安全环保知识、管理知识等应用于工程实际。所谓工程意识，是指创新意识、实践意识、竞争意识、管理意识等。工程意识外化则构成工程能力，工程能力指思维能力、自学能力、研究能力、操作能力和创造能力等[4]。结构模型的设计、制作、加载等一系列过程实际上就是上述能力培养的一个过程。竞赛模型的设计几乎涵盖了土木工程专业基础课和专业课的大部分内容，需要一定的理论知识和创新思维。模型的制作过程是动手操作并不断改进和优化的过程，需要在团队的协作下实践和探索，模型的加载试验则是对这些能力的评判和检验。

根据工程综合意识培养的内涵，分为工程应用意识、结构创新意识、团队协作意识、工作信心构建四个方面，而基于结构设计竞赛自身的特点，这四个方面又包含若干子项目。结合多年组织、指导结构设计竞赛的实践经验，笔者构建了综合工程意识的培养体系，如图1所示。高等建筑教育2016年第25卷第3期

武贤慧 ， 等土木工程专业大学生工程意识培养研究——以结构设计竞赛为例

二、 竞赛分析样本选择

长安大学从2005年开始举办每年一届的校级竞赛，学生参加积极性非常高，竞赛已成为校内最具影响力的科技活动之一。笔者选择了2013年和2014年长安大学校级结构设计竞赛为分析样本，一是由于参赛学生人数多，样本具有广泛性；二是因为经过十几年的发展，竞赛已经植根于学生和教师的实践教学中，具有可靠性。

2013年竞赛题目为“重檐歇山式仿古殿宇结构模型制作与测试”，模型采用木质材料制作。2014年赛题为“多层塔式结构模型制作与测试”，采用竹质材料制作。两次竞赛分别“以歇山式仿古殿宇结构”和“多层建筑结构抵抗地震灾害”为主题，具有重要的科学价值和工程意义。

两次竞赛共收到调查问卷223份，有效问卷177份。2013年有效问卷64份。为区分不同年级的应用水平，2014年对土木工程专业大三和大二分别进行统计，大三学生有效问卷44份，大二学生有效问卷69份。

三、结构设计竞赛对学生综合工程意识培养的成效分析

文章以上述两次长安大学校级竞赛为依托，将竞赛前后学生综合工程意识各调查子项均设定为无变化、有所改变、显著提高、根本性提高这四种情况，图2—图5为竞赛前后综合工程意识不同调查项目的统计结果。

（一）工程应用意识分析

可以看出，在工程应用意识方面，50%以上的学生认为自己竞赛前后在结构、构件及工艺的优化意识方面得到了显著提高。特别是在构件截面优化和工艺制作方面，优化意识已经深植于参赛选手的设计和制作理念中。例如，在所提交的作品中，杆件类型有H型、圆形、箱型、三角形、T型等截面，结构类型包括空间桁架式、斜拉式、梁式、拱式结构等，而在制作工艺上，将木质材料进行了水泡等加工处理形成了预拱度，有的施加了预应力。这些结构细节方面的改进，充分体现了参赛学生的工程优化意识。

同时，2013年竞赛前后学生理论联系实践的感性认识和即时学习-弥补-应用的应急思维有所改善的学生分别占67%和57%，而显著提高的学生为33%和42%，2014年显著提高的学生分别为45%和49%。在比较短的竞赛准备时间内，及时学习、弥补现有知识的不足对大多数学生来说并不容易，只能在赛后进一步完善，2014年较2013年有了一定提高即是很好的例证。

（二）结构创新意识分析

可以得出，在结构创新意识方面，2013年分别有68%和55%的学生在结构概念设计、结构优化创新思维上有所改善，有显著提高的学生所占比例较小，分别为28%和36%。2014年显著提高一项占有较大比例，根本性提高的比例也明显上升。

2014年大二与大三学生相比，近30%大三学生在基于专业背景的合理创新思维一项上有根本性提高，而大二学生这一比例为18%，大二很多专业课刚开始，而大三已经学习了核心的专业课程，表明专业课程在其创新思维方面起到了积极作用。

结构概念设计和结构优化设计相互促进，不可或缺。结构概念设计的目的是在初步设计前为所设计的结构模型设想一个概念性的总体方案，为后续的设计工作提供正确的思路。结构优化设计则是指通过合理的结构布置、科学的计算论证、适度的构造措施，充分发挥材料性能，合理节约造价的设计方法。而学生在这两方面的创新思维则是其核心竞争力，将已掌握的专业知识与实际工程相结合，大胆改进、创新是结构专业人才培养的最高层次。在竞赛中，有的参赛队在传统榫卯连接基础上进行工艺改进，在节点制作上创新性强。然而对于多数学生来讲，现阶段如何将所学转化为所用并不是一个简单的问题，需要在课堂教学中不断渗透，在竞赛的培训中不断提高。同时可以看出，约50%的学生在创新探索精神方面有了显著提高，假以时日，通过结构设计竞赛培养的探索精神将会带入到工作实践中，对学生今后的工作产生积极影响。

（三）团队协作意识分析

调查显示，2013年和2014年将近60%的参赛学生团队协作能力得到了显著提升，这表明以团队为基本单元的结构设计竞赛对培养学生的团队意识有着先天的优势。具体原因在于，合作是团队项目的基石，结构设计竞赛不仅仅是对学生个人能力的考验，更是对团队协作能力的挑战。从拿到比赛题目到完成参赛作品，一般需要一个月以上的时间。这期间，参赛队员需要付出艰辛的劳动，进行反复的试验、繁琐的计算和分析，非一人之力所能完成，每一位学生需要有为集体负责的使命感和责任心，一切从大局出发，能听取别人的意见。相应地，约56%的学生责任意识得到了显著提高。

（四）工作信心变化分析

竞赛对学生工作信心的构建也起到了积极的作用，2014年数据明显优于2013年。这是因为结构设计竞赛相对来说是一项极具挑战性的工作，通过竞赛紧张的制作和加载过程，选手们经历了专业知识应用、思维拓展、动手操作等系列过程，对专业知识的应用从理论转向了实践，增强了信心。

（五）总体分析

对统计结果进行总体分析，可以得出：竞赛前后学生综合工程意识有所改善和显著提高占到了很大的比例，无变化或根本性提高所占的比例较小，这说明结构设计竞赛在培养学生综合工程意识方面具有一定成效。两年的数据结果表明，除工程应用意识外，2014年学生在结构创新意识、团队协作意识、工作信心构建方面都有显著提高，明显好于2013年，且各项指标有根本性提高的比例也明显增加。这与2013年竞赛后，根据学生的薄弱环节向专业基础课和专业课进行及时反馈有很大关系，说明反馈机制成效显著。但同时也应看到，各项指标中根本性提高所占比例较小，综合工程意识的提高是一个长期过程，而学生仅在指定时间段内参与竞赛，这是竞赛不能从根本上提高学生综合工程意识的客观原因。

四、土木工程大学生综合工程意识培养模式的改革方向

（一）建立结构设计竞赛反馈指标体系，促进教学改革

目前，竞赛与常规教学之间的互动与互补模式尚未形成，因此，亟需建立一套结构设计竞赛对专业课程的反馈指标体系，将竞赛中折射的问题向专业课程反馈，形成以专业知识指导结构设计竞赛，反过来以结构设计竞赛促进专业课程教学的有效互动模式，发挥结构设计竞赛对综合工程意识培养的促进作用。2014年的统计数据明显优于2013年，就是团队在竞赛反馈指标体系与教学改革互动模式方面研究和推广成果的例证，继续优化这一模式，并在教学中进一步推广应用。

（二）将赛前培训作为常规课程体系的拓展

在结构设计竞赛的前期，各学校一般采取的做法是教师为参赛学生集中指导和答疑，但这种一对一的交流效率不高，影响面较小。教师以专题讲座形式，紧密结合竞赛要求向学生传授材料性能利用、构件设计与制作、结构体系构建等相关知识，引导参赛学生的思维模式从课堂走向实践创作，对学生的创新思维将起到积极作用。在当前全国土木类院校参赛人数众多的情况下，开设创新实践类系列课程将使绝大多数学生受益，也是发挥实践教学模式的新思路。

（三）进一步加强实验创新基地的开放

实验教学是高等教育的重要组成部分，是抽象思维与形象思维、传授知识与训练技能相结合的过程[5]。传统的实验教学方法多表现为灌输式，偏重于所学知识的验证。由于实验内容都是设计好的，在专业应用上处在被动地位，难以激发学生的学习兴趣和创造性思维。而将实验室开放，学生按照创新实验的要求，在教师的宏观指导下根据自己的实际情况选择时间，选择题目，独立设计方案并完成实验，教师对学生的教学方式由以前的灌输式“教” 改为启发式“导”，循循善诱，启迪思维。这种模式对创新意识乃至工程综合意识的培养具有积极的作用。

参考文献：

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[4]王贵和，吕建国.工科大学生工程意识的内涵与培养途径[J].中国地质教育，2006（4）：62-64.

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（编辑周沫）