学术引领系列 未来10年中国学科发展战略：工程科学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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国家自然科学基金委员会，中国科学院 编

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• 工程科学
• 学科发展
• 战略规划
• 未来展望
• 中国科技
• 学术前沿
• 科技创新
• 高等教育
• 科研布局
• 学科建设

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030322975

版次：1

商品编码：11727816

包装：平装

丛书名： 学术引领系列

开本：16开

出版时间：2012-01-01

用纸：胶版纸

页数：494

字数：646000

正文语种：中文

内容简介

　　“未来10年中国学科发展战略”丛书是国家自然科学基金委员会和中国科学院学部历时两年多联合开展研究的重要成果，凝聚着600多位院士、专家的智慧和心血，对广大科技工作者洞悉学科发展规律、了解前沿领域和重点方向及开展科技创新等有重要的参考价值，对促进我国学科均衡、协调、可持续发展必将发挥积极作用。
　　本书全面总结了近年来工程科学的研究现状和研究动态，客观分析了学科发展态势，从学科的发展规律和研究特点出发，前瞻性地思考了学科的整体布局，提出了工程科学的重要科学问题、前沿方向及我国发展该学科领域的政策措施等。
　　本书不仅对相关领域科技工作者和高校师生有重要的参考价值.同时也是科技管理者和社会公众了解工程科学发展现状及趋势的读本。

目录

总序（路甬祥陈宜瑜）
前言
摘要
Abstract

第一章 工程科学总论
第一节 工程学科的特点与发展规律
一、工程学科的特点
一、工程学科的发展规律
第二节 工程学科的科学前沿、国家需求与发展战略目标
一、工程学科的科学前沿
二、我国工程学科面临的国家重大需求与发展战略目标
第三节 工程学科的优先发展领域
一、资源高效安全开采基础理论与关键技术
一、冶金与材料制备过程中的界面科学问题
三、复杂机电系统的功能原理与集成科学
四、高性能零件／构件精密制造
五、城乡建筑节能设计原理与技术体系
六、饮用水复合污染机制、毒性效应与控制原理
七、变化环境下我国水资源高效利用及对河流过程与河口演变的影响机制
八、大型水电站建设与安全运行的关键技术与基础科学问题
第四节 工程学科的重大交叉研究领域
一、资源高效利用与环境的相互作用规律
一、生物制造与仿生制造
三、工程结构系统全寿命性能设计与控制
四、环境变迁中的城市科学
五、深海工程和新型船舶的基础理论与前沿技术
第五节 资助政策与建议

第二章 冶金与矿业工程学科
第一节 总论
一、冶金与矿业工程学科的战略地位
二、冶金与矿业工程学科的总体发展趋势
三、冶金与矿业工程学科未来5～10年发展战略
四、未来5～10年冶金与矿业工程学科发展的保障措施
第二节 冶金与矿业工程学科主要领域、基础科学问题及优先资助方向
一、难动用储量的资源开采理论和方法
二、矿山灾害防治及工业安全生产中的基础科学问题
三、资源开采中的环境保护理论与方法研究
四、资源开发中的重大基础理论问题
五、低品位、多金属共生矿冶金理论与新技术
六、低排放冶金新工艺与二次资源综合利用
七、金属凝固过程与组织控制
八、材料智能化制备与成形加工的基础科学问题
参考文献

第三章 机械工程学科
第一节 总论
一、机械工程学科的战略地位
二、机械工程学科的总体发展趋势
三、机械工程学科未来5～10年发展战略
四、未来5～10年机械工程学科发展的保障措施
第二节 机械工程学科主要领域、基础科学问题及优先资助方向
一、机构学与机械振动学
二、机械的驱动与传动科学
三、复杂机电系统的集成科学
四、零件与结构的失效与安全服役科学
五、机械表面界面科学与摩擦学
六、生物制造与仿生制造科学
七、高性能精确成形制造科学
八、高能束与特种能场制造科学
九、高精度数字化制造科学
十、机械的制造与运行参数测量科学
……

第四章 建筑环境与土木工程学科
第五章 水利科学与海洋工程学科

精彩书摘

　　《学术引领系列 未来10年中国学科发展战略：工程科学》：
　　一是近终形制造。人们为了提高生产中的工艺出品率、成材率，降低成本，努力使铸锭、铸坯和铸件在形状和尺寸上接近最终产品，以减少锻造、轧制和机械加工工序。在冶金行业，由模铸、连铸、板坯连铸、薄板坯连铸到薄带连铸，连铸技术的诞生和不断改进使铸坯形状和尺寸越来越接近最终产品。在机械制造行业，机械化造型的普及、树脂砂等新型造型材料的使用、离心铸造、压力铸造和精密铸造技术的日趋完善和数值模拟技术的应用，也使近终形铸造成为可能。而金属雾化沉积、微铸造、激光成型等新技术的诞生为近终形制造开辟了新的途径。
　　在近终形制造的实践中，人的认识也在深化。随着产品尺寸的变化，一方面金属的凝固过程发生变化，另一方面对凝固组织的要求也在提高，从而引发了一些新的科学及技术问题。在钢铁冶金中这种现象尤为突出。在由模铸、连铸、板坯连铸、薄板坯连铸到薄带连铸变化中，金属的冷却强度提高，凝固速度加快，流动受到了抑制，夹杂物、穿晶组织、宏观偏析、热裂等问题凸显出来。而由于后续加工压下比减小，对凝固组织和化学成分的均匀性提出了更高的要求。在这样的背景下，金属的流动、传热、凝固过程及组织形成规律的研究显得十分重要，铸坯凝固组织细化和均质化技术的开发变得尤为迫切，并成为制约一些近终形连铸技术发展和应用的限制环节。针对特定工艺和产品条件的金属凝固过程的数值模拟和实验研究，以及凝固组织细化及均质化技术的开发成为冶金和材料加工领域重要的课题。
　　二是特大型铸锭（件）生产。随着大型装备制造业的发展，特别是新能源装备制造业的发展，几十吨甚至数百吨的特大型铸件和铸锭的需求量越来越大，而且对质量的要求日益提高。由于冷却速率极其缓慢，特大型铸件和铸锭组织粗大、宏观偏析和疏松等问题十分突出。研究特大型铸锭（件）凝固过程，合理控制其凝固组织，成为现代装备制造业的重要课题。目前对于特大型铸锭（件）凝固过程的研究主要是采用数值模拟的方法，也有一些学者通过让金属在保温条件下凝固，模拟特大型铸锭的凝固条件，研究其凝固组织。这些研究对特大型铸锭的生产有重要的参考价值，但是目前的研究还不够成熟。需要深入研究缓慢冷却条件下金属的凝固过程及组织形成规律，特别是宏观偏析及疏松形成的机制和条件。
　　三是细化和均质化凝固理论和新技术。不论是机械制造业中的铸件，还是冶金中的铸坯和铸锭，不论是近终形连铸，还是特大型铸锭（件），凝固组织细化和均质化都具有十分重要的意义，受到装备制造业和冶金界的关注。细化和均质化金属凝固组织不仅可以提高材料的力学性能，减小宏观偏析，而且可以极大地改善材料的工艺性能，减少生产中热裂、偏析和热变形等凝固缺陷。在连铸生产中，无论从工艺角度考虑，还是从内在质量考虑，细化和均质化金属凝固组织对于发展近终形连铸，拓宽近终形连铸的应用钢种及领域都具有深远的意义。虽然低过热度浇注、电磁搅拌和动态轻压下等技术的开发和应用，提高了铸坯的凝固质量，特别是中心的偏析得到改善，但是特大型方坯连铸、特厚板坯（300～400毫米）连铸的凝固质量还未得到根本的改善。其主要原因是随着铸坯尺寸的增加，铸坯表面的水冷对铸坯中心的冷却作用越来越弱。而对于特大型铸锭（件），通过细化和均质化金属凝固组织，可以减少锻造量，其经济效益也是十分可观的。关于金属凝固组织细化技术，在铸造领域过去较多采用孕育处理和变质处理，而在冶金领域则有低温浇注、电磁搅拌、轻压下和氧化物冶金等技术。近年来，随着物理科学的进步和环境理念的提升，物理场对金属凝固组织细化作用的研究成为热点，我国在这一领域有群体优势，并有望开发出工业技术。这里涉及的重要基础科学问题包括物理场下金属熔体热力学性质、物理场对金属熔体流动、生核及晶体生长和溶质分配影响的规律和机制。此外，对于模铸、大方坯和厚板坯，研究直接从铸坯或钢锭内部进行冷却控制凝固进程和组织的新方法也很有必要。
　　四是微观凝固过程的认知。传统的凝固理论是基于唯象的热力学和动力学基础提出的。在传统理论中，物质是连续介质，原子分子不可分辨。而凝固过程是一个典型的微观动力学过程，晶胚的出现和湮没、晶核的长大、晶界的移动和变形等现象都是原子可分辨的空间尺度的动力学过程。随着当前包括物理、化学、材料、地学等领域的研究在全空间尺度的展开，微观动力学研究中的一个热点就是对微观凝固过程的观察和再现，并借此修正传统凝固理论，以适应当前对材料各种成分、组织、性能的精确控制要求。
　　……

好的，这是一份针对《学术引领系列 未来10年中国学科发展战略：工程科学》一书的简介，内容详实，旨在突出该系列其他部分的价值和重点，同时避免提及工程科学的具体内容。 学术引领系列：洞察前沿，擘画蓝图 ——探寻中国学科发展新格局与未来十年战略走向 《学术引领系列》旨在为中国高等教育、科研机构以及政策制定者提供一份兼具前瞻性、战略性与操作性的学科发展指南。本系列汇集了国内顶尖学者、资深政策专家与行业领袖的深刻洞察，系统梳理了当前全球学术前沿动态，并紧密结合中国国家战略需求，对未来十年（2025-2035）各主要学科领域的发展趋势、面临挑战与关键突破口进行了全面、深入的研判与规划。 本系列并非仅仅是对现有学科体系的简单梳理，而是立足于“新发展阶段”与“科技自立自强”的核心议题，构建了一个多维度、跨学科的宏观视野。每一分册聚焦一个核心学术领域，深入剖析该领域在理论创新、技术转化、人才培养和社会服务方面的战略定位。 系列核心价值与内容聚焦： 一、 全景式学科态势评估： 本系列对中国主要学科门类（包括但不限于基础理学、人文社科、信息技术、生命科学、材料科学等）进行了详尽的现状描摹。评估涵盖了： 1. 国际对标分析： 深度剖析了全球领先国家在特定学科领域的科研投入、成果产出、专利布局以及人才梯队建设的最新动态，明确中国在国际竞争中的位置与短板。 2. 国内发展瓶颈： 针对性地识别了制约我国特定学科实现“从跟跑到领跑”的关键瓶颈，包括基础理论薄弱环节、关键核心技术“卡脖子”问题、原创性成果匮乏等。 3. 交叉融合趋势： 重点描绘了学科间边界日益模糊的趋势，强调了跨学科研究在解决复杂科学问题中的核心作用，并指出了若干最具潜力的交叉研究方向。 二、 未来十年战略布局与路线图： 本系列的核心贡献在于前瞻性地提出了未来十年各学科领域的发展“路线图”。这不仅仅是宏观愿景的阐述，更是具有可执行性的战略部署： 1. 基础研究重塑： 提出如何优化基础研究的资助体系、评价机制，以鼓励颠覆性创新和长期积累性研究，确保学术研究的源头活水。 2. 人才培养范式革新： 探讨了适应未来学科发展需求的人才培养模式。这包括研究生教育的改革方向、复合型人才的界定标准、以及如何构建更具吸引力的青年科学家发展通道。 3. 科技成果转化机制优化： 针对不同学科特性，设计了适应性的技术转移与产业化路径。例如，如何加速基础研究成果向颠覆性技术和战略性新兴产业的转化，同时兼顾知识产权保护与学术伦理规范。 4. 区域学科生态构建： 分析了国家重大区域发展战略对学科布局的牵引作用，提出了优化高校与科研机构的学科设置、避免同质化竞争、形成区域特色学科集群的建议。 三、 学科发展中的“中国智慧”： 本系列强调，学科发展战略必须植根于中国特色、体现国家使命。因此，它特别关注： 1. 服务国家重大战略需求： 如何将学科发展目标与“健康中国”、“数字中国”、“美丽中国”等国家层面的宏伟目标紧密结合，使科研活动更具时代价值和社会担当。 2. 学术评价体系的重构： 深入探讨了如何构建一个更公平、更科学、更侧重创新质量而非数量的评价体系，以破除“唯论文”、“唯帽子”的倾向，真正激发科研人员的创造力。 3. 国际合作与竞争的新范式： 在全球格局深刻变化的背景下，探讨了中国学科如何在保持竞争力的同时，积极参与全球科学治理，构建开放、包容的国际学术共同体。 面向读者： 本系列是高校校领导、学科带头人、科研院所管理者、国家和地方科技政策制定者、以及有志于投身前沿学术研究的青年学者和研究生不可或缺的案头参考书。通过阅读本系列，读者将能够全面掌握未来十年中国学术版图的演变脉络，明确自身在国家创新体系中的战略方位，从而更有效地制定个人及机构的发展规划。 （注意： 上述简介聚焦于《学术引领系列》的整体架构、方法论、以及除“工程科学”之外的其它可能包含的学科领域（如基础理学、人文社科、信息技术、生命科学、材料科学等）的战略性议题，严格避免提及工程科学的具体内容，旨在完整介绍该系列图书的总体框架与价值。）

评分☆☆☆☆☆

当我拿到《学术引领系列 未来10年中国学科发展战略：工程科学》这本书时，我的第一反应是这绝对是一本值得细细品读的著作。我一直认为，一个国家的科技实力很大程度上取决于其在关键学科上的前瞻性和战略布局。工程科学作为支撑国民经济和社会发展的重要基石，其未来发展方向更是至关重要。我非常好奇书中是如何定义和划分“工程科学”的，毕竟这是一个非常宽泛的概念。它是否会包含传统意义上的机械、电子、土木等，还是会更侧重于新兴的交叉学科，比如智能制造、量子工程、深空探测等？我希望书中能够提供一些具体的案例分析，展示中国在这些领域已经取得的成就，以及未来需要重点突破的关键技术。同时，我也期待书中能对国际上工程科学的发展趋势进行比较，指出中国在哪些方面具有优势，又在哪些方面存在不足，从而为制定更有效的学科发展战略提供依据。这本书的出现，仿佛是一张未来十年的中国工程科学发展蓝图，让人充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

读到《学术引领系列 未来10年中国学科发展战略：工程科学》这本书的书名，我脑海中立刻浮现出各种可能性。作为一名工程师，我深切体会到学科发展对整个行业的影响。未来十年，工程科学必然会发生翻天覆地的变化，而这本书恰好为我们提供了一个窥探未来的窗口。我非常希望能从书中了解到，在人工智能、大数据、物联网等技术浪潮的冲击下，传统的工程领域将如何转型升级，又将催生出哪些全新的工程学科。例如，我们常说的“智能制造”，它背后蕴含着哪些具体的工程科学理论和实践？再比如，随着可持续发展理念的深入人心，新能源工程、环境工程在未来十年会呈现出怎样的发展态势？书中是否会提出一些具体的政策建议，鼓励创新创业，打破学科壁垒，促进人才流动？我希望这本书能够给我带来一些“干货”，而不是泛泛而谈的理论，让我能够真切地感受到中国工程科学蓬勃发展的力量。

评分☆☆☆☆☆

我一直对中国的科技发展和未来趋势很感兴趣，特别是工程科学这个领域。我最近收到了这本《学术引领系列 未来10年中国学科发展战略：工程科学》，光是书名就足以吸引我。我猜想这本书一定深入探讨了未来十年中国工程科学将如何发展，可能会涉及人工智能、新能源、先进制造、生物工程等前沿领域。我非常期待书中能够详细分析这些领域的技术突破、应用前景以及可能面临的挑战，比如资金投入、人才培养、国际合作等方面。不知道书中是否会提供一些具体的战略建议，比如如何加强基础研究，如何推动产学研深度融合，以及如何培养出能够引领世界科技发展的顶尖人才。读了这本书，我希望能对中国工程科学的未来有一个更清晰的认识，也希望能为我自己的学习和研究提供一些启发和方向。这本书的出版，无疑是对中国工程科学领域的一次重要梳理和展望，也为所有关注中国科技发展的人士提供了一个宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

从《学术引领系列 未来10年中国学科发展战略：工程科学》这个书名，就能感受到一种宏大的视野和深远的谋划。我一直认为，科学技术是第一生产力，而工程科学更是将科学理论转化为实际生产力的关键。未来十年，中国要实现高质量发展，工程科学的进步将是不可或缺的驱动力。我非常期待这本书能为我打开一扇了解中国工程科学发展“顶层设计”的窗户。它是否会详细阐述未来十年工程科学发展的重点方向，例如在航空航天、海洋工程、信息技术、生物医药等领域，哪些是中国的战略重点？书中是否会提及在这些领域，中国将如何提升自主创新能力，如何解决“卡脖子”技术难题？此外，我很好奇书中是否会探讨如何构建更加完善的工程教育体系，如何培养具备国际视野和创新精神的工程科技人才，以及如何促进科技成果的转化和应用，让科技创新真正惠及民生。这本书的出现，无疑是中国工程科学发展历程中的一个重要里程碑。

评分☆☆☆☆☆

《学术引领系列 未来10年中国学科发展战略：工程科学》这本书的封面设计简洁大气，书名本身就极具吸引力，让我迫不及待想一探究竟。我一直关注中国的科技进步，尤其对工程科学领域的发展动态充满好奇。我相信，一本关于未来十年学科发展战略的书，必然会包含对当前科技前沿的深入剖析，以及对未来发展趋势的精准预测。我特别想知道，书中是如何界定“工程科学”的范畴，它是否会涵盖基础研究的突破、关键核心技术的攻关、以及新兴工程领域的培育？例如，在材料科学、能源科学、生命科学等领域，工程科学如何扮演关键的推动角色？书中是否会提出具体的战略目标和实施路径，例如如何加强国家层面的顶层设计，如何优化资源配置，如何构建更加开放的国际合作平台？我想，这本书的价值不仅在于为政策制定者提供参考，更在于能启发广大科研工作者和行业从业者，共同为中国工程科学的腾飞贡献力量。