北京师范大学学术学位研究生培养方案.docx
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北京师范大学学术学位研究生培养方案
北京师范大学
材料科学与工程研究生培养方案
(2015版)
北京师范大学学术学位研究生培养方案(2015版)
一级学科:
材料科学与工程 (代码:
0805 )
本专业具有 硕士 学位授予权
一、培养目标
(按照《学位授予和人才培养一级学科简介》中对硕士学位培养目标的要求,结合自身情况制定)
1.硕士生
材料科学与工程主要研究材料的组成与结构、合成与加工、性质、使用性能等要素和它们之间相互关系的规律。
本专业培养在材料科学领域具备扎实的基本理论和较高的实践能力的高素质、高层次材料科学与工程技术人才。
通过硕士研究生阶段的系统学习和综合训练,学生具有一定的学术素养、创新意识和创新精神,基本上获得可独立进行材料科学研究及工程设计的能力,并可独立承担相关领域的教学、科研和管理工作,具有优良的道德品质和科学素质的材料科学领域高级人才,为国家的发展乃至整个人类文明的进步做出较大贡献。
二、学科方向与主要研究内容
序号
学科方向
研究方向
主要研究内容
1
材料物理与化学
材料表面与界面
采用离子注入技术和薄膜沉积技术进行材料表面改性;采用射线束技术进行材料表面改性,研究其组织结构及性能;采用微弧氧化技术进行材料表面改性,研究其组织结构及性能
半导体器件物理
新型半导体材料、半导体器件及半导体加工工艺。
光与物质相互作用
主要研究光子与物质的相互作用原理,以及利用这种相互作用的物理和化学效应开发出的各种光触媒材料等。
结构表征
X光分析技术的原理和应用;X光聚束系统的设计和应用;离子束技术在材料分析中的应用。
2
材料学
薄膜与多孔材料
研究金属薄膜、陶瓷薄膜、纳米薄膜等制备、结构与磁、光、电性能。
多孔材料的制备及力学、物理性能。
纳米材料与器件
主要研究低维材料的结构、性能与制备技术及其相关器件。
能源与电磁材料
a.太阳能材料;b.热电材料;c.电极材料;d人工电磁材料在毫米波成像技术中的应用。
三、学习年限
1.硕士生
硕士生实行弹性学制,学习年限为2.5-3年。
按规定修满学分、成绩合格、答辩通过的硕士生可以在2年半完成学业。
四、课程设置与学分要求
1.硕士生(最低学分:
35分)
课程类别
科目和门数
最低学分要求
公共必修课
政治、外语
9学分
方法课1门(文/理)
学位基础课
一级学科平台课程
7-10学分[1]
跨一级学科课程
0-3学分
学位专业课
学科方向课程
6-9学分
专业方向专题课
(含专业方向方法课)
0-2学分
必修环节
实践(实证、实验)活动
2学分
中期考核
2学分
学术交流[2]
1学分
公共选修课
公共选修课
不计学分
注:
公共选修课由研究生院培养处组织开设,除一外为小语种的研究生必修二外英语以外,其他研究生可以不修公共选修课。
[1]6-9学分为最低学分,学位基础课原则上不能低于三门,总学分不低于6学分。
[2]培养单位自行规定,主要培养学生进行学术交流和成果展示的能力,由培养导师根据学生开展学术报告和的参加国内外会议情况给予评分。
窗体顶端
窗体底端
2.港澳台研究生
总学分要求与普通研究生相同,免修公共政治课。
3.外国留学研究生
免修公共政治和外语课,必修“中国概况”(2学分),硕士生总学分不低于32学分,博士生不低于20学分。
指导教师应根据研究生的学业基础和学业规划指导研究生修读课程。
对于非本校生源和跨学科生源研究生应要求相应的补修和先修课程。
五、培养方式与培养环节
1.实践(实证、实验)活动要求
实践活动是研究生课程教学必修环节的重要组成部分。
研究生实践活动的内容是指涉及本学科或相关学科前沿领域知识的实际应用,是提高研究生综合素质,锻炼研究生工作能力的重要途径,通过实践活动为专业学习和科研服务,为社会经济发展服务。
社会实践形式多样、注重实效。
可以是进入相关科研单位进行短期的实习工作;结合论文选题参加必要的工程实践等活动;参加院(系)或导师组织的科技咨询和技术服务等活动。
实践活动原则上安排在研究生入学第三个学期前的假期进行。
指导教师评定其表现,并在第三学期末上交实践活动考核表。
2.培养单位自行规定的培养环节
学术交流能力培养:
此环节目的在于培养和加强研究生的英文文献搜集、整理、综述、写作能力以及口头表达能力。
具体要求如下:
一年级研究生在第一或第二学期,在导师指导下,仔细阅读三到五篇专业文献,在此基础上,写一篇3000字左右的英文综述报告,并在组会做口头报告。
或者根据自己的研究结果整理论文并参加相关国内会议进行交流,相关工作应当在第三学期期末前由各培养方向组织完成,在中期考核之前需上交相关报告或论文,分数由导师根据报告或交流的效果评定。
3.中期考核要求
中期考核是在研究生培养过程中,对研究生入学以来德、智、体等各方面所进行的一次全面综合考查评价。
考核内容包括研究生入学以来思想品德、学业水平、科研能力、社会实践和身心健康状况等。
参加中期考核的学生应按要求完成相关课程的考试,在导师指导下阅读一定数量的科研文献,并制定合理、可行的研究计划。
中期考核的开题报告由学院统一组织,安排在二年级进行,对学生的学习情况、科研潜力、研究计划进行综合考察,并按优、良、合格、不合格打分。
中期考核不合格者,应在3个月之内再次进行考核。
若考核仍不合格,则劝其退学或按研究生院有关规定处理。
六、导师责任
1、研究生导师担负着全面培养研究生的责任,应对研究生的思想、学习、科研工作进行全面指导,尤其应以科学研究为主导来提高研究生的培养质量。
2、导师须定期和研究生见面,了解其情况并进行指导,有重要问题及时向导师组或学院汇报。
3、导师应以提高研究生综合素质和创新能力为核心,全面负责研究生培养:
1)新生入学后的60天内,应根据本专业培养方案,指导其制定有利于专业化和个性化发展的个人培养计划;
2)指导学生选课,定期了解其课程学习情况,督促学生在规定时间内完成课程学习。
3)指导学生的科研活动及学术论文写作,积极组织学生参与本人科研工作,对学生的优秀论文和研究成果给予评价和积极推荐;
4)创造浓郁的学术氛围,组织学生进行学术研讨和学术交流,为研究生定期作专题学术报告,参与其学术讨论;
5)定期检查指定书目的阅读、实习实践及其它培养环节的实施。
4、在指导毕业(学位)论文方面,导师应做好以下工作:
1)指导学生完成学位论文选题、开题和答辩;
2)具体指导学位论文的写作,认真修改并最终审定论文;
3)对研究生的科研工作,提供必要的经费支持。
5、导师要参与研究生管理,协助有关部门做好学生思想政治教育、各项考核、就业推荐等工作。
6、对按要求完成指导工作任务的导师,学校按标准计工作量;对于认真履行导师职责、成绩显著的,在各种评优或奖励活动中予以优先推荐;对存在指导工作不投入、学生学位论文质量差、大量研究生不能按期毕业等问题的导师,要采取约谈、通报批评、暂停招生资格等处理办法。
对在全国学位论文抽检中被评为不合格论文的指导教师,暂停其次年度硕士生招生资格;对在全国抽检中累计两次及以上被评为不合格,或所指导研究生存在严重学术不端行为的导师,取消其招生资格。
对在本校学位论文匿名评审中所指导论文多篇(次)被评为不合格的导师,暂停其次年度研究生招生资格,情节严重的,取消其招生资格。
七、学位论文与论文答辩
1.硕士生学位论文
论文选题应在理论上或在实际应用上有一定的意义,力求选择本专业研究方向上有重要学术价值的开拓性的课题。
在正式进行论文工作之前研究生应独立地开展调查和研究,进行开题报告阐明论文选题的创新性及学术上的意义。
导师应指导学生论文工作的全过程,及时发现问题,在必要时根据科研进展和困难等情况,可调整和修改课题内容,以保证学生在规定期间完成学位论文。
申请硕士学位的论文必须是申请者科学研究作出的成果。
学生按学校规定撰写出格式规范的学位论文,经专业教研室初审合格后方可送出评审和申请答辩。
申请论文答辩前,需聘请两位硕士生导师以上的专家评审论文(其中一位必须是校外专家)。
答辩委员会由3~5位硕士生导师以上的专家组成,其中必须有一位论文评审人,主席由教授担任。
如答辩不合格,答辩委员会可以作出申请人在一年内修改论文重新答辩的决定,报学位分会批准。
课程学习达到要求且学位论文答辩通过者,经两级学位委员会审定后,即可准予毕业并授予硕士学位。
八、课程一览表
课程类别
层次
课程中文名称
课程英文名称
学分
学时
开课
学期
一级学科
平台课
硕士
数值分析
NumericalAnalysis
4
72
秋
固态相变
PhysicalFoundationsofMaterialsScience
2
36
秋
高等材料化学
AdvancedMaterialsChemistry
2
36
秋
现代分析技术
ModernAnalysisTechniques
3
54
春
粒子与固体相互作用物理学
ParticlesandSolidInteractionPhysics
3
54
春
学位专业课
硕士
功能材料
FunctionalMaterials
3
54
秋
表面科学与工程
surfaceScienceandEngineering
3
54
春
薄膜物理与工艺
ThinFilmPhysicsandTechnology
3
54
春
电化学
Electrochemistry
3
54
秋
材料腐蚀与防护
corrosionandProtectionoftheMaterials
3
54
春
表面与界面物理
SurfaceandInterfacephysics
3
54
秋
材料科学前沿选讲
LecturesonAdvancedMaterialsScience
2
36
春
固体理论(物理系)
PhysicsofSemiconductorDevices
4
72
春
半导体器件物理
Physicsofsemiconductordevice
3
54
秋
专业方向
专题课
硕士
半导体材料与器件表征
SemiconductorMaterialandDeviceCharacterization
3
54
春
表面工程实验技术
Theexperimentaltechnologyofsurfaceengineering
1
18
春
纳米材料与技术
NanoMaterialsandTechnology
3
54
春
多孔固体引论
IntroductiontoPorousSolids
3
54
春
宽带隙半导体材料
WideBand-gapSemiconductors
3
54
秋
核材料导论
IntroductiontoNuclearMaterials
2
36
春
辐射技术及应用
Nuclear radiation technology and application
2
36
春
陶瓷材料学
CeramicMaterials
2
36
春
晶体缺陷
CrystalDefects
2
36
春
附件:
课程大纲
数值分析
课程中文名称:
数值分析课程英文名称:
NumericalAnalysis
总学时:
72学分:
4
适用专业(学科方向):
核技术及应用
先修课程(含已具备的学识基础的要求):
VB、VC、Delphi等基础编程能力
教学目标:
通过本课程学习,使得学生掌握常用的数值分析、推理方7法,并将其转换为特定编程环境下计算机程序,在以后的科研工作中具备较强的实验数据处理能力。
预期效果:
通过学习使学生掌握数值分析的基本知识,学会使用数值分析方法解决实际问题的技能技巧,并为后科研活动奠定基础。
本课程是核技术及应用专业比较重要的专业课程。
主要内容:
绪论、非线性方程数值解法、线性方程组的数值解法、插值法与数值逼近数值积分、常微分方程的数值解法,课堂讲授、上机实践
主要章节:
第一章:
绪论【3学时】
第一节数值分析的对象与特点
第二节误差基础知识
第三节误差分析
核心要点
§1.了解数值分析的对象与特点。
§2.误差来源,误差度量。
§3.初等运算的误差估计,误差分析的原则和方法。
第二章:
非线性方程的数值解法【10学时】
第一节根的搜索法
第二节迭代法
第三节牛顿法
第四节弦截法与抛物线法
核心要点
§1.逐步搜索法,二分法。
§2.迭代过程的收敛性,迭代公式的加工。
§3.牛顿公式,牛顿法的局部收敛性,牛顿法应用举例。
§4.弦截法,抛物线法。
第三章:
线性方程的数值解法【15学时】
第一节高斯消去法
第二节高斯主元素消去法
第三节高斯消去法的变形
第四节向量和矩阵的范数
第五节误差分析
第六节迭代法的一般形式
第七节几种常用的迭代法
第八节迭代法的收敛条件
上机实践环节1-2
核心要点
§1.高斯消去法,矩阵的三角分解,计算量。
§2.高斯完全主元消去法,高斯列主元消去法,高斯-若当消去法。
§3.杜利特尔分解,平方根法,改进的平方根法,追赶法。
§4.向量范数,矩阵范数。
§5.方程组的性态,条件数。
§6.迭代法的一般形式
§7.雅可比迭代法,高斯-塞德尔迭代法。
§8.迭代法的收敛条件,从系数矩阵判断的收敛条件
第四章:
插值法和数值逼近【18学时】
第一节引言
第二节拉格朗日插值
第三节逐次线性插值法
第四节均差与牛顿插值公式
第五节埃尔米特插值
第六节分段低次插值
第七节三次样条插值
第八节最佳一致逼近多项式
第九节最佳平方逼近
第十节正交多项式
第十一节函数按正交多项式展开
第十二节曲线拟合的最小二乘方法
上机实验环节:
穿插在授课环节中
核心要点
§1.插值的基本概念。
§2.插值多项式的唯一性,△○拉格朗日插值公式,插值余项。
§3.逐次线性插值。
§4.均差,牛顿插值公式。
§5.埃尔米特插值
§6.分段线性插值,分段埃尔米特插值。
§7.三次样条函数,三转角方程,三弯矩方程。
§8.最佳一致逼近多项式的定义,切比雪夫定理,最佳一次逼近多项式。
§9.内积空间,最佳平方逼近多项式。
§10.勒让德多项式,切比雪夫多项式。
§11.函数按正交多项式展开。
§12.一般的最小二乘逼近,用正交函数作最小二乘拟合。
第五章:
数值积分与数值微分【14学时】
第一节引言
第二节牛顿—柯特斯公式
第三节龙贝格算法
第四节高斯公式
第五节数值微分
核心要点
§1.数值积分的基本思想,代数精度、插值型求积公式的概念。
§2.柯特斯系数,偶阶求积公式的代数精度,几种低阶求积公式的余项,
§3.复化求积法及其收敛性。
§4.梯形法的递推化,龙贝格公式,龙贝格算法。
§5.高斯点,高斯—勒让德多项式,高斯—切比雪夫多项式。
§6.中点方法,插值法型的求导公式。
第六章:
常微分方程数值解法【12学时】
第一节尤拉方法
第二节龙格-库塔方法
第三节单步法的收敛性和稳定性
第四节线性多步法
核心要点
§1.尤拉公式,后退的尤拉公式,梯形公式,改进的尤拉公式。
§2.泰勒级数法,龙格-库塔方法的基本思想,二阶龙格-库塔方法,
§3.四阶经典龙格-库塔公式。
§4.单步法的收敛性与稳定性。
§5.基于数值积分的构造方法,△基于泰勒展开的构造方法。
教学方式:
教师课堂讲授为主,结合具体实验数据数值分析实例,向学生们演示从算法到程序代码的详细过程。
考核方式:
1.平时成绩:
包括作业、出勤、课堂提问、讨论情况及期中成绩。
2.试卷成绩:
期末成绩。
3.实验成绩:
上机情况。
4.综合考核成绩:
平时成绩30%+期末成绩70%
教材(含经典学术名著)及参考文献(含境内外学科主流名刊):
教材:
《数值分析》第三版,李庆扬等,清华大学出版社,1986;
参考书:
1.《数值计算方法》,林成森,科学出版社,1998;
2.
3.《数值分析》,杨大地等,重庆大学出版社,1998;
4.
5.《数值分析》第二版,孙志忠等,东南大学出版社,2002;
6.
7.《数值分析》,王德明等,哈尔滨出版社,2001。
8.
对任课教师的要求:
学习本课程时,要注意掌握方法的基本原理和思想,要注意方法处理的技巧及与计算机的结合,重视误差分析、收敛性及稳定性的基本理论。
大纲撰写人:
刘志国
固态相变
课程中文名称:
固态相变
课程英文名称:
SolidPhaseTransformation
总学时:
40学分:
2
适用专业(学科方向):
材料、核技术
先修课程(含已具备的学识基础的要求):
大学物理
教学目标:
学习并掌握固态相变的特征及其材料学和物理学基础。
预期效果:
通过学习,了解固态相变科学的发展和研究动态,掌握固态相变的材料学和物理学基础,认识固态相变对材料性能的影响机理,提高学习者解决科研中相关问题的能力。
主要内容:
本课程探讨固态相变科学发展和动态、固态相变热力学、固态扩散、重构型固态相变、位移型固态相变、相变的统计理论简介等内容。
主要章节:
第一章固态相变概论
核心要点:
固态相变的特征和类型
1.1相、相图及相转变
1.2固态相变的特征
1.3固态相变分类
1.4非匀相固态相变
第二章固态相变热力学
核心要点:
固态相变的热力学基础
2.1固态相变热力学
2.2热力学参数与相图
2.3金属间化合物及其物理学基础
第三章固态扩散
核心要点:
固体扩散的机制、形式及其物理学基础。
3.1PhenomenologyandBasicLaws
3.2TheDiffusionConstant
3.3AtomisticsofSolidStateDiffusion
3.4CorrelationEffects
3.5ChemicalDiffusion
3.6Thermodynamicfactor
3.7GrainBoundaryDiffusion
3.8DiffusioninNonmetals:
IonicConductors
第四章重构型固态相变
核心要点:
重构型固态相变的特征和动力学问题。
4.1脱溶沉淀
4.2胞状沉淀
4.3相间沉淀
4.4调幅分解
4.5共析分解
4.6固溶体有序化
第五章位移型固态相变
核心要点:
位移型固态相变的特征和动力学问题。
5.1位移型固态相变概论
5.2调位型转变
5.3马氏体转变
第六章相变的统计理论简介
核心要点:
相变的统计理论发展和学派。
5.1理论发展和基本概念
5.2临界现象与平均场近似
5.3朗道理论
5.4标度律与普适性
5.3重正化群理论
教学方式:
授课与学生查阅资料、讨论方式教学;主要手段:
多媒体教学。
考核方式:
综合考试和作业。
教材(含经典学术名著)及参考文献(含境内外学科主流名刊):
9.Gottstein,PhysicalFoundationsofMaterialScience,Springer.
10.
11.徐祖耀,相变导论,上海交通大学出版社.
12.
13.朱景川,来忠红,固态相变原理,科学出版社。
14.
15.AppliedPhysicsLetters,Science等刊物.
16.
对任课教师的要求:
副教授及以上
大纲撰写人:
张涛
高等材料化学
课程中文名称:
高等材料化学
课程英文名称:
AdvancedMaterialChemistry
总学时:
36
学分:
2
适用专业(学科方向):
核学院材料物理与化学专业及全校相关专业研究生
先修课程(含已具备的学识基础的要求):
大学数学、大学物理、大学化学
教学目标:
本课程教学使学生获得比较系统的专业基本知识,在本科学习的基础上,进一步了解材料科学研究中的有关化学问题,认识材料在制备和使用过程中的有关物理化学现象,掌握材料研究中的有关化学问题的处理方法。
预期效果:
通过本课程的学习,学生掌握材料科学领域中有关化学问题的研究方法,并具备分析和解决材料在使用和制备过程中有关问题的基本能力。
主要内容:
本课程属于材料物理与化学专业的学科基础课。
虽然材料化学课程对于本科教学已有若干正式出版的教材供不同高校使用,但其内容往往不外乎是物理化学、量子理论、固体物理、固体化学、无机化学等课程中某一或某些课程内容在某一或某些特定领域的深化或/和展开,因此讲授的基础内容与其他课程有较大的重复性。
为了给我院研究生系统地传递一些与其他课程内容尽量少重复但又不失为一些基础问题的知识,我们本课程主要讨论材料科学研究中的一些有代表意义的比较重要的化学问题。
主要介绍材料科学中的有关化学原理,内容包括材料晶体结构与扩散、晶体缺陷化学、材料高温化学、材料表面化学、固相反应与烧结、材料制备化学等方面的知识。
主要章节:
第一章:
晶体结构与扩散
核心要点:
晶体结构特点与扩散机制.
§1.引言
§2.晶体结构及特征
§3.晶体类型与结构间隙
§4.晶体扩散规律及微观机制
§5.扩散热力学
§6.离子晶体扩散
第二章:
晶体缺陷化学
核心要点:
晶体中的缺陷反应和平衡处理.
§1.引言
§2.缺陷的基本知识
§3.缺陷反应的表示
§4.点缺陷平衡
§5.非整比化合物
§6.基本缺陷反应
§7.点缺陷的缔合和缺陷簇
§8.色心
第三章:
材料高温化学
核心要点:
金属氧化的内在机制和行为表现.
§1.引言
§2.金属的氧化机制
§3.金属氧化动力学
§4.纯金属的高温氧化
§5.合金的高温氧化
§6.混合气体中的氧化
第四章:
材料表面化学
核心要点:
发生在材料表面的典型性化学过程.
§1.引言
§2.表面热力学
§3.等离子体化学与材料表面
§4.光化学与材料表面
§5.表面分析
第五章:
固相反应与烧结
核心要点:
固相结合过程中的动力学问题.
§1.引言
§2.固相反应动力学
§3.固相烧结及动力学模型
§4.液相烧结动力学理论
§5.特种烧结法方式
第六章:
材料制备化学
核心要点:
若干类型的材料在制备过程中的化学问题.
§1.引言
§2.单晶材料制备及原理
§3.非晶材料制备及原理
§4.低维材料制备及原理
§5.复合材料制
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