TOTAL ENGINEERING EDUCATION

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出版者:上海华东理工大学
作者:涂善东,王正东主
出品人:
页数:274
译者:
出版时间:2007-2
价格:88.00元
装帧:
isbn号码:9787562819851
丛书系列:
图书标签:
  • 工程教育
  • 通识教育
  • 高等教育
  • 工程思维
  • 实践教学
  • 创新能力
  • 学科建设
  • 人才培养
  • 教育理念
  • 未来工程师
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具体描述

DESPITE having the world's largest number of engineering students,China still lacks high quality education and professionals in the field......To solve the problem,the university plans a "total engineering education".It will require engineering majors to take basic art and management courses.

  RACHELYAN,ShanghaiDaily,18,August,2006

  It seems obvious that it is very difficult to grow the number of engineering graduates as quickly as China and India are while retaining the same capability per graduate.Acknowledging the challenge is better than pretending the number of graduates is the only factor.

  John Hunter,American Society for Engineering Education.

好的,这是一本名为《Advanced Materials Science and Technology》的图书简介,该书专注于材料科学的前沿研究与工程应用,内容详实,不涉及《TOTAL ENGINEERING EDUCATION》中的任何主题。 --- 《Advanced Materials Science and Technology》 图书简介 作者/编者: [此处可填写具体作者或编者姓名] 出版社: [此处可填写具体出版社名称] 页数: 约 850 页 出版年份: [此处可填写具体年份] --- 概述 《Advanced Materials Science and Technology》是一部全面而深入探讨当代材料科学核心原理、尖端技术以及关键工业应用的权威著作。本书旨在为材料科学家、工程师、研究人员以及高年级本科生和研究生提供一个理解和掌握下一代功能性材料所需理论基础与实践工具的综合平台。本书摒弃了对传统工程教育中基础力学、项目管理等通用课程的冗余描述,而是将全部篇幅聚焦于材料的原子结构、性能调控、制备工艺的创新以及在能源、生物医学、信息技术等前沿领域的集成应用。 本书结构严谨,逻辑清晰,从微观结构与宏观性能之间的内在联系入手,逐步深入到复杂材料系统的设计与合成。全书涵盖了从经典金属合金到尖端纳米复合材料的广阔范围,强调实验技术与计算模拟的结合,以期指导读者在材料设计中实现精准控制与性能优化。 核心内容模块 本书内容分为六个主要部分,共计二十章,详细阐述了材料科学的最新进展和挑战: 第一部分:结构与性能的微观基础(Microstructural Basis for Properties) 本部分奠定了理解材料行为的理论基础,重点关注原子排列、晶体缺陷及其对材料宏观力学、电学和热学性能的影响。 第 1 章:晶体结构与衍射技术 深入探讨了晶体学的基本概念,包括布拉维点阵、密堆积结构,以及X射线衍射(XRD)、中子衍射在确定晶体结构和相变中的应用。强调了电子密度分布在理解化学键合中的作用。 第 2 章:位错理论与塑性形变 详细分析了线缺陷(位错)的类型、运动机制及其在金属和陶瓷塑性中的核心地位。引入了位错芯结构和位错-位错交互作用的定量模型。 第 3 章:界面、晶界与材料性能调控 重点讨论了二维缺陷——晶界对材料性能的决定性影响。涵盖了高角度和低角度晶界的结构模型、能量学,以及如何通过晶粒细化和晶界工程来增强材料的强度和韧性。 第二部分:先进结构材料的开发(Development of Advanced Structural Materials) 此部分聚焦于在极端环境下仍需保持高可靠性的结构材料,特别是对传统材料的突破性改进。 第 4 章:高性能合金设计原理 涵盖了超高强度钢、镍基高温合金的微观结构控制策略。引入了基于计算热力学(CALPHAD)的相图预测方法,以及快速凝固技术在细化晶粒和形成非平衡相中的应用。 第 5 章:先进陶瓷与复合材料 探讨了氧化物、非氧化物陶瓷(如碳化硅、氮化硅)的制备、烧结动力学和断裂韧性提升技术。重点分析了纤维增强复合材料(FRC)的界面粘结、损伤容限机制。 第 6 章:疲劳、蠕变与断裂力学 超越基础的材料强度概念,深入研究了裂纹的萌生、扩展和最终断裂的物理过程。详细阐述了疲劳寿命预测模型(如Paris定律的修正)、蠕变机制(扩散蠕变与位错蠕变)以及断裂韧性($K_{IC}$)的实验评估。 第三部分:功能材料的电子与光子特性(Electronic and Photonic Properties of Functional Materials) 本部分是关于材料如何与电磁场及光相互作用的深入研究。 第 7 章:半导体材料的能带理论与掺杂 详尽解释了能带结构、费米能级、有效质量等关键参数。深入分析了施主和受主杂质的激活能,以及PN结的形成与载流子输运机制。 第 8 章:磁性材料与磁矩调控 考察了铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性的微观起源。重点介绍了巨磁阻效应(GMR)和隧道磁阻效应(TMR)在信息存储技术中的应用,以及磁性薄膜的外延生长技术。 第 9 章:介电材料与铁电现象 探讨了电介质响应的分子/原子机制,包括极化率、介电常数和损耗因子。详细分析了铁电畴壁运动、电畴翻转,及其在存储器(FeRAM)中的应用潜力。 第四部分:纳米材料与表面工程(Nanomaterials and Surface Engineering) 本部分聚焦于尺度效应带来的新现象,以及如何通过表面改性来赋予材料新的功能。 第 10 章:纳米材料的量子限制效应 讨论了量子点、纳米线和二维材料(如石墨烯、过渡金属硫化物)的特殊电子结构。强调了尺寸依赖性对光吸收和发射光谱的显著影响。 第 11 章:纳米复合材料的设计与制备 涵盖了利用无机纳米粒子(如碳纳米管、石墨烯片层)增强聚合物基体或金属基体的策略。着重分析了界面有效载荷传递的理论模型。 第 12 章:薄膜沉积与表面改性技术 系统介绍原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)、磁控溅射等关键薄膜制备技术。讨论了离子注入、激光熔覆等用于改善材料表面耐磨损、耐腐蚀性能的方法。 第五部分:能源材料与可持续发展(Materials for Energy and Sustainability) 本部分密切关注当前全球能源转型的关键材料需求。 第 13 章:电化学储能材料:电池 深入研究了锂离子电池的正极(层状氧化物、磷酸铁锂)、负极(石墨、硅基材料)和电解质(有机、固态)的材料科学挑战。讨论了体积变化导致的结构退化机制。 第 14 章:光伏与光电转换材料 详细分析了硅基太阳能电池的效率极限,并重点介绍了钙钛矿太阳能电池的晶体缺陷容忍度和长期稳定性问题。 第 15 章:热电材料与能量回收 解释了塞贝克效应、珀尔帖效应,以及如何通过优化材料的塞贝克系数(S)、电导率($sigma$)和热导率($kappa$)来提高材料的无量纲优值(ZT)。 第六部分:生物医学与先进加工技术(Biomedical Applications and Advanced Processing) 最后一部分连接了基础研究与实际的工程应用,特别是高精度制造的挑战。 第 16 章:生物相容性与植入材料 探讨了金属(如钛合金)、陶瓷(如羟基磷灰石)与生物体组织(骨骼、血液)的相互作用。关注生物腐蚀、应力遮蔽效应以及可降解植入物的降解动力学。 第 17 章:增材制造(3D 打印)中的材料行为 专门分析了选择性激光熔化(SLM)和电子束熔化(EBM)过程中,材料经历的快速加热和冷却循环导致的微观结构演变,如残余应力和孔隙率的控制。 第 18 章:计算材料学与高通量筛选 介绍了密度泛函理论(DFT)在预测材料稳定性和电子结构中的应用,以及分子动力学模拟(MD)在研究扩散和界面动力学中的作用。强调如何利用机器学习加速新材料的筛选流程。 本书特色 1. 深度与广度兼顾: 本书内容覆盖了材料科学的“广阔领域”,从基础的晶体缺陷到复杂的纳米功能器件,确保读者对整个学科有宏观的把握。 2. 前沿聚焦: 超过三分之一的篇幅专门用于介绍过去十年间取得突破性进展的领域,如二维材料、钙钛矿、增材制造材料科学。 3. 定量分析驱动: 每一章节都包含了大量的数学模型和计算推导,使读者能够量化地理解性能与结构之间的关系,而非停留在定性描述层面。 4. 面向应用: 理论讨论紧密结合实际工程需求,如高可靠性、极端环境适应性以及可持续性要求,为解决现实世界中的材料问题提供理论支撑。 《Advanced Materials Science and Technology》是材料领域研究人员和决策者不可或缺的参考书,它提供了一个通往下一代材料技术创新的坚实知识桥梁。

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读后感

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用户评价

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读完这本巨著,我最大的感受是它的“排他性”。它似乎在用一种居高临下的姿态对读者说:“如果你不能理解这些,那说明你还不够格。”书中充满了专业术语的堆砌,每一个概念的引入都带着一种“我已经解释过很多次了,你不懂是你的问题”的傲慢。我曾尝试用它来准备一个关于流体动力学的认证考试,结果发现书中的习题设计充满了陷阱和歧义,很多题目依赖于对作者特定语境的猜测,而不是对物理规律的清晰应用。更令人沮丧的是,书中引用的参考文献列表也显得年代久远,很少能看到近十年内发表的具有突破性的研究成果。这让人不得不怀疑,作者是否真的在关注当前工程科学的前沿进展,或者他只是将自己多年前的学术笔记进行了一次粗略的装订和出版。对于任何希望站在行业前沿、掌握最新工具和思维模式的年轻工程师而言,这本书提供的价值几乎为零,它更像是一座用以缅怀过去辉煌的纪念碑,而非一座通往未来的桥梁。

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这本书的排版和装帧,简直是对当代阅读习惯的一种无声抗议。想象一下,一个铅字拥挤、行距窄小、纸张泛黄的厚本子,你不得不戴着老花镜(即使你才三十出头)才能勉强分辨那些密集的字符。如果不是为了完成某个“挑战阅读厚书”的任务,我恐怕早就把它束之高阁了。内容上,它最大的缺陷在于缺乏有效的“可视化学习”辅助。在讲解复杂的几何形状或动态过程时,它仅仅依赖于几张静态的、黑白分明的工程视图,这使得读者必须在脑海中进行极其复杂的空间构建和动态模拟。对于需要直观理解的读者来说,这简直是噩梦。每一次试图理解一个三维应力场是如何分布时,我都感觉像是在徒手操作一个看不见的、极其精密的仪器。相比之下,市面上许多新的教材都大量运用彩色图示、交互式模拟链接甚至二维码指向在线动画,而这本书却像是铁了心要用最原始、最费力的方式来传授知识。我甚至怀疑作者对“教育”的理解仅仅停留在“信息堆砌”的层面,而完全忽视了信息传递的效率和接受者的体验。最终,我放弃了对其中深奥部分的深究,转而去寻找那些更注重清晰度和现代教学方法的替代资源。

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这本号称包罗万象的工程学巨著,拿到手里沉甸甸的,光是厚度就让人望而生畏。我本来满心期待它能像一位经验丰富的老教授,用深入浅出的方式,将那些晦涩难懂的工程原理娓娓道来。然而,翻开第一页,扑面而来的却是密密麻麻、仿佛从上世纪印刷机里直接抠出来的枯燥文字和线条僵硬的示意图。阅读过程简直是一场艰苦卓绝的拉力赛,每读完一个章节,我都感觉自己的脑细胞正在以肉眼可见的速度凋零。它似乎认定读者已经拥有了坚实的数学和物理基础,对任何概念都没有做任何必要的铺垫或类比,直接就抛出了复杂的公式和理论模型。我试着用它来梳理一下最近在做的项目中的某个结构受力分析,结果发现书里提供的案例分析陈旧得令人发指,图纸的风格和所使用的材料标准都已经是历史的尘埃了。更要命的是,它对新兴的数字化工具和仿真技术只字未提,仿佛时间停在了上一个世纪的绘图板时代。我花了好大力气才勉强啃完了前几章关于材料力学的引言,最大的收获大概是确认了我对“冗长”这个词的理解又得到了新的拓展。如果有人想找一本能提神醒脑、激发学习热情的入门指南,请务必绕开这本“大部头”,它更像是一份被遗忘在图书馆最深处的、布满灰尘的参考手册,散发着一股浓郁的“学术遗产”味。

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说实话,我购买这本书完全是出于一种“万一有用呢”的侥幸心理,毕竟它占据了书店工程类推荐榜单的显眼位置。但真正开始研读后,我立刻意识到,这可能是一次冲动消费的完美案例。这本书的叙事风格,用一个不太恰当的比喻,就像是听一位喝醉了酒的专家,在凌晨三点向你滔滔不绝地倾诉他毕生的研究心得,逻辑跳跃,重点全无。它在理论深度上确实做到了“深入”,但这种深入更像是一种无休止的钻牛角尖,而非系统性的知识建构。例如,在讨论热力学第二定律的应用时,它用了整整六页的篇幅来推导一个在实际工程中几乎不会被直接采用的特殊边界条件下的简化方程,而对于现代高效能热交换器的设计优化,却只是寥寥数语带过,仿佛那些才是“不入流”的末流学问。我期待的是那种能够指导我“如何做”的工程智慧,而不是一味地沉溺于对基础理论的纯粹数学化演绎。这本书的结构松散得像是被散弹枪扫射过一样,章节之间的过渡生硬得让人想把书合上。我感觉作者的重点似乎在于展示自己知识的广度和计算的精度,却完全忽略了作为一本教育用书最起码的责任——引导和启发读者。看完它,我没有感到自己“学到了”什么,反而更像是完成了一次令人筋疲力尽的智力体操。

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我对这本书的“教育”属性表示深深的怀疑。如果说工程教育的目的是培养解决实际问题的能力,那么这本书提供的解决方案大多脱离现实场景,如同空中楼阁般虚无缥缈。我记得有一章专门讲授项目管理,结果内容居然全部集中在帕累托图和甘特图的早期(上世纪六十年代)原型阶段,对敏捷开发、风险量化评估等现代项目管理方法论,连提及都没有。这让我想象着一个刚毕业的大学生拿着这本书去面对一个要求快速迭代的初创公司项目,那画面感简直是灾难性的。这本书更像是一部为十九世纪末的工程师准备的教科书,它对现代工程领域所依赖的复杂系统集成、跨学科协作以及数据驱动决策的趋势,表现出了惊人的“失聪”。它似乎固执地认为,只要把力学、电磁学、热力学的基础“完美”地罗列出来,工程学的精髓就自然而然地显现了。但现实是,现代工程是个高度综合的艺术,这本书却坚持着将学科孤立化、碎片化的老旧思路。因此,它非但不能教育我,反而可能在无形中给我构建起一个过时且片面的工程世界观。

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