新材料導(dǎo)論論文精選(九篇)

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第1篇：新材料導(dǎo)論論文范文

關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng)工程；導(dǎo)論課程；整體設(shè)計；綜合素質(zhì)

TN0-4；G642

隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的興起、移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的拓展、云計算等計算模式的應(yīng)用、泛在服務(wù)的推廣，物聯(lián)網(wǎng)被麥肯錫全球研究院（MGI）在2013年5月的預(yù)測報告中認(rèn)為是12項顛覆性技術(shù)之一[1]。車聯(lián)網(wǎng)是典型的物聯(lián)網(wǎng)，涉及汽車業(yè)、通信業(yè)和信息業(yè)三大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，因此車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，必然會帶動全新的產(chǎn)業(yè)鏈的建立和快速成型。

湖北汽車工業(yè)學(xué)院（以下簡稱“我校”）位于湖北省十堰市，該市因車而建、因車而興，不僅是東風(fēng)汽車公司的發(fā)源地，而且擁有國家級汽車關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)基地和國家商用車零部件高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地，汽車工業(yè)在十堰市國民經(jīng)濟中處于主導(dǎo)地位[2]。因此，在我校專業(yè)建設(shè)規(guī)劃中，學(xué)校依據(jù)自身的發(fā)展定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)，充分發(fā)揮大工程背景優(yōu)勢，緊密圍繞“汽車產(chǎn)業(yè)鏈”，優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)，拓寬專業(yè)面，按照“調(diào)整結(jié)構(gòu)，突出特色，發(fā)揮優(yōu)勢，注重內(nèi)涵，提高質(zhì)量”的專業(yè)建設(shè)與發(fā)展路徑，分層次、分類別的開展專業(yè)建設(shè)，并提出要圍繞“汽車產(chǎn)業(yè)鏈”積極培育汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和地方經(jīng)濟建設(shè)急需的新專業(yè)，如：新材料、新能源汽車、車聯(lián)網(wǎng)等國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)或?qū)I(yè)方向。

因此，我校結(jié)合當(dāng)前車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大趨勢和在科研、教研中積累的科研和教學(xué)資源，設(shè)置了電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（車聯(lián)網(wǎng)工程方向）。在車聯(lián)網(wǎng)專業(yè)方向的綜合改革過程中，需要面對的一個重要課題是如何對新生進(jìn)行專業(yè)教育，激發(fā)學(xué)生對本專業(yè)方向的興趣，進(jìn)而為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。導(dǎo)論課程將承擔(dān)這一任務(wù)[3]?！盾嚶?lián)網(wǎng)導(dǎo)論》課程首次對2011級學(xué)生開課。在課程的教學(xué)過程中，借鑒了國外大學(xué)的教學(xué)方法，注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，經(jīng)過4年的教學(xué)過程，取得了較好的效果。

一、《車聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》課程整體設(shè)計

（一）內(nèi)容和方法并重

《車聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》課程是本專業(yè)方向?qū)W生接觸到的第一門具有專業(yè)內(nèi)容的課程，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計十分重要。不僅要能夠全面概括本專業(yè)方向所涉及到的大學(xué)四年的教學(xué)內(nèi)容，而且要能夠清楚地說明大學(xué)四年的教學(xué)課程之間的關(guān)系，讓學(xué)生對本專業(yè)方向的專業(yè)相關(guān)課程有一個有機整體的概念。

因此，設(shè)計本課程的目的和內(nèi)容是“車聯(lián)網(wǎng)是能夠?qū)囉眯畔⑦M(jìn)行采集、識別、傳輸、融合和利用的一種物聯(lián)網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，被認(rèn)為是最容易形成系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、最具備產(chǎn)業(yè)潛力的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。本課程從車聯(lián)網(wǎng)的感知層、傳輸層、支撐層和應(yīng)用層這四層分別進(jìn)行闡述，使電子信息科學(xué)與技術(shù)（車聯(lián)網(wǎng)工程）專業(yè)學(xué)生對車聯(lián)網(wǎng)的基本概念、技術(shù)框架、應(yīng)用范圍具有初步認(rèn)識，為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)?！?/p>

好的教學(xué)方法能夠?qū)虒W(xué)起到錦上添花的作用。在本門課程中，對學(xué)生的考核方法是“課程報告（60%）+課堂匯報（40%）?！边@個考核方法要求學(xué)生在課后發(fā)揮主觀能動性，查閱資料，針對一個主題，以正式的科技文獻(xiàn)的形式完成相應(yīng)課程報告，同時，還要以PPT演示的方式對課程報告進(jìn)行匯報。這對學(xué)生來說，不僅具有很大的挑戰(zhàn)性，而且具有很強的趣味性。挑戰(zhàn)性體現(xiàn)在，學(xué)生剛剛從高中被動式學(xué)習(xí)向大學(xué)的主動式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，課程考核要求學(xué)生從查、思、寫、講等多個方面全面挑戰(zhàn)自己以前的學(xué)習(xí)方法；趣味性體現(xiàn)在，學(xué)生以團隊的形式完成考核，不僅能夠在合作中找到樂趣，而且能夠在PPT匯報過程中，體驗評價他人和自我對比的樂趣。

（二）前后知識貫穿

《車聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》課程的一個重要內(nèi)容是要清楚地說明本專業(yè)方向的專業(yè)相關(guān)課程之間的關(guān)系[3]。為了能夠組織教學(xué)課程關(guān)系，本課程在感知層、傳輸層、支撐層和應(yīng)用層等四層的車聯(lián)網(wǎng)分層基礎(chǔ)上，通過把專業(yè)相關(guān)課程和車聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)各層進(jìn)行分學(xué)期的對應(yīng)，使學(xué)生能夠清楚地了解未來所學(xué)專業(yè)相關(guān)課程在車聯(lián)網(wǎng)中處于什么位置。專業(yè)相關(guān)課程與某層的分學(xué)期對應(yīng)關(guān)系如下圖所示，其中，左圖分類課程中紅色字體的課程表示該課程與車聯(lián)網(wǎng)直接相關(guān)。

另外，本門課程在大一上學(xué)期開設(shè)，同期，學(xué)生正在學(xué)習(xí)《計算機操作基礎(chǔ)》課程，其中包括Word和PowerPoint等內(nèi)容。本門課程要求學(xué)生用Word軟件完成課程匯報，用PowerPoint軟件完成課堂匯報的演示文稿。這不僅鍛煉了學(xué)生對所學(xué)知識的應(yīng)用能力，而且讓學(xué)生體會到學(xué)有所用的成就感。

二、培養(yǎng)綜合素質(zhì)

在《車聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》課程的教學(xué)過程中，還對學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行了培養(yǎng)。這種培養(yǎng)主要表現(xiàn)在三個方面。

一是對學(xué)生文獻(xiàn)檢索和科技寫作能力的培養(yǎng)。由于課程考核要求學(xué)生以正式的科技文獻(xiàn)的形式完成相應(yīng)課程報告，因此，不僅需要學(xué)生在課外查閱大量資料，而且需要學(xué)生對科技寫作進(jìn)行實踐。文獻(xiàn)檢索能力的培養(yǎng)過程以中國知網(wǎng)CNKI中的文獻(xiàn)檢索為例，給學(xué)生演示了如何從學(xué)校主頁找到圖書館主頁，進(jìn)而一步步找到所需要的數(shù)據(jù)庫并進(jìn)行關(guān)鍵字檢索。盡管演示很簡單，但是學(xué)生了解了文獻(xiàn)檢索的基本過程，為學(xué)生后續(xù)的文獻(xiàn)檢索工作打下了基礎(chǔ)。在科技寫作能力的培養(yǎng)過程中，以“湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報”為例，給學(xué)生演示了如何查找期刊主頁，進(jìn)而一步步找到所需要的投稿模版和論文撰寫要求。這里面涉及到的內(nèi)容包括論文格式、論文組織方式、參考文獻(xiàn)，以及摘要、引言、結(jié)論等各個部分的撰寫要求等。同樣地，盡管演示很簡單，但是學(xué)生了解了科技寫作的基本要求，為學(xué)生未來的畢業(yè)論文以及科技資料撰寫打下了基礎(chǔ)。特別令人欣喜的是，通過任務(wù)式的教導(dǎo)方法，學(xué)生對文獻(xiàn)檢索和科技寫作的目的有了深刻的認(rèn)識，不僅能夠找到所需要的參考文獻(xiàn)，而且撰寫了在形式和內(nèi)容上都頗為專業(yè)的課程報告。

二是對學(xué)生表達(dá)能力的培養(yǎng)。由于本門課程還要求學(xué)生以10分鐘PPT演示的方式對課程報告進(jìn)行匯報，因此，學(xué)生還要準(zhǔn)備正式的課堂匯報。這不僅要求學(xué)生能夠清楚地表達(dá)課程報告內(nèi)容，而且在匯報內(nèi)容組織、課堂過程、儀態(tài)等方面都要做精心的設(shè)計。雖然部分學(xué)生是第一次以這樣的形式完成課程考核，但是都認(rèn)真對待，順利完成了課堂匯報。每一屆學(xué)生的都能夠帶來驚喜，例如，有的學(xué)生充分利用圖文并茂、視頻穿插的設(shè)計，使得匯報內(nèi)容豐富多彩；有的學(xué)生進(jìn)行課堂互動，活躍課堂氣氛；有的學(xué)生語言幽默，結(jié)合當(dāng)前時事和網(wǎng)絡(luò)語言，提升學(xué)習(xí)興趣。教師對每一組同學(xué)的課堂匯報都要即時點評，包括PPT的內(nèi)容和形式、學(xué)生的表達(dá)能力和課堂組織等；這里需要特別注意的是，點評要突出優(yōu)點，使得學(xué)生增強自信，但同時也不能回避缺點，但是要注意語言表達(dá)，不能挫傷學(xué)生的積極性。另外，還有一個附加效果是在最初設(shè)計課程教學(xué)時所沒有想到的，即學(xué)生對站在三尺講臺的教師課堂教學(xué)有了直接和深刻的感受，即這并不是一件隨意可以完成的事情，只有在課前做好充分的準(zhǔn)備才能夠真正上好一堂課。

三是對學(xué)生團隊精神的培養(yǎng)。本門課程要求學(xué)生分組完成課堂匯報和課程報告，學(xué)生可以自由組合。在任務(wù)分配過程中，學(xué)生也需要自己選擇主事人，分配各個任務(wù)。只有大家分工合作才能夠出色地完成課程考核要求。在學(xué)生提交課程報告時，需要注明本組成員的分工，在考核成績上，會根據(jù)分工給予考慮。從對2011級學(xué)生開設(shè)本門課程開始，學(xué)生基本都屬于90后，大部分都是獨生子女。通過本門課程的小組任務(wù)，學(xué)生們理解了團隊精神的重要性。

三、課程教學(xué)效果

盡管《車聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》只有16個學(xué)時的授課時間，但是課程信息量大，同時盡可能地對學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)，取得了較好的效果，如圖2所示。

四、結(jié)束語

《車聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》課程是我校電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（車聯(lián)網(wǎng)工程方向）新生進(jìn)行初步專業(yè)教育的重要課程。本文對該課程的課程教學(xué)進(jìn)行了研究和實踐，主要包括課程內(nèi)容和考核方法的設(shè)計，如何通^本門課程把前后知識貫穿起來，并闡述了在課程教學(xué)中對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，特別強調(diào)了學(xué)生課堂匯報的有益效果。通過上述方法，課程教學(xué)取得了較好的效果；未來還需要在學(xué)生自我評價方面進(jìn)行改進(jìn)和探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧錫城；顛覆性創(chuàng)新與信息技術(shù)――兼談高水平計算機人才培養(yǎng)[J].中國大學(xué)教學(xué)， 2015（8）：4-8.

[2]楊風(fēng).全力推進(jìn)“國際商用車之都”建設(shè)――記十堰市汽車產(chǎn)業(yè)基地[J].專用汽車， 2015（10）：72-75.

第2篇：新材料導(dǎo)論論文范文

【關(guān)鍵詞】材料化學(xué)；改革；探索

中圖分類號：G64　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A　文章編號：1006-0278(2011)10-098-03

現(xiàn)代高科技的競爭在很大程度上依賴于人才的培養(yǎng)，因而社會對人才的綜合素質(zhì)提出了更高的要求。培養(yǎng)專業(yè)知識面寬、實踐能力強、具備創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才，是高等院校義不容辭的責(zé)任，是歷史賦予的使命。近年來，為了全面推進(jìn)素質(zhì)教育，提升大學(xué)生的社會競爭力，學(xué)院以教學(xué)為中心，不斷深化課程教學(xué)改革，創(chuàng)新教學(xué)體系，取得了顯著的成效。實踐表明，課程教學(xué)改革是一項圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)而展開的系統(tǒng)工程，需要學(xué)校各方面的支持、配合以及全體師生的共同參與。筆者結(jié)合本校的課程教學(xué)改革實踐對《材料化學(xué)》課程進(jìn)行了定位，并討論了該課程教學(xué)方法和內(nèi)容的改革探索與實踐。

一、材料化學(xué)的定位

(一)材料化學(xué)的定義

材料化學(xué)是一門研究材料的制備、組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用及其相互關(guān)系的科學(xué)，它是材料科學(xué)的一個重要分支，又是核心內(nèi)容。材料化學(xué)是一門新興的邊緣學(xué)科，是在學(xué)科的生長和發(fā)展中互相交叉、互相滲透下形成的，是作為基礎(chǔ)學(xué)科的化學(xué)更直接地介入到材料科學(xué)中的一個具體體現(xiàn)。因此，可以說《材料化學(xué)》課程是化學(xué)基礎(chǔ)課和材料學(xué)專業(yè)課程之間的一個重要橋梁。

為打破原有專業(yè)劃分的界限，在制定《材料化學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容時，必須進(jìn)行以加強基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)知識面和加強實踐訓(xùn)練為主要目的的課程改革；在課程建設(shè)中，必須結(jié)合實際，明確了《材料化學(xué)》課程的定位：通過對這一課程的理論學(xué)習(xí)，使學(xué)生在掌握材料化學(xué)的基本原理基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)運用基礎(chǔ)化學(xué)理論解決實際問題。

(二)材料化學(xué)教材的選擇

材料化學(xué)學(xué)科的著眼點是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，而課程教學(xué)是實現(xiàn)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，它對全面加強學(xué)生知識、技能、能力、創(chuàng)新精神和綜合素質(zhì)培養(yǎng)有著舉足輕重的作用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展與知識的不斷更新，教材的選擇是關(guān)鍵點。自從2005年開設(shè)《材料化學(xué)》這門課程，我國出版的教材在質(zhì)上發(fā)生了一些微妙的變化。最早的教材是1994年廈門大學(xué)丁馬太教授出版的《材料化學(xué)導(dǎo)論》，該教科書還被復(fù)旦大學(xué)、西北大學(xué)等采用，但內(nèi)容相對比較陳舊。其后，北京師范大學(xué)李奇老師主編了《材料化學(xué)》，上海交通大學(xué)唐小真教授主編了《材料化學(xué)導(dǎo)論》以及南京師范大學(xué)周志華教授主編了《材料化學(xué)》等。直到2008年，中山大學(xué)曾兆華老師根據(jù)自己多年的教學(xué)經(jīng)驗和實踐體會出版了《材料化學(xué)》教材，前半部分涉及材料的制備、結(jié)構(gòu)、性能等材料化學(xué)的基本內(nèi)容，后半部分則以金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料四大類材料為主線，對不同種類的材料進(jìn)行介紹，其中涉及各種現(xiàn)代先進(jìn)材料如高性能金屬材料、電子信息材料、納米材料、功能陶瓷、感光材料、生物醫(yī)用材料、航空航天材料、能源材料等，并敘述各種材料的性能和行為與其成分及內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，這些內(nèi)容與本課程以前的教學(xué)內(nèi)容不謀而合。總之，教材是指引學(xué)生入門的工具，作為教師一定要把好教材關(guān)，找到適合自己學(xué)生的教材，方能做到事半功倍。

二、材料化學(xué)課程教學(xué)改革探索與實踐

雖然材料化學(xué)是一門理論性較強的專業(yè)基礎(chǔ)課程，但隨著材料科學(xué)的飛速發(fā)展，材料化學(xué)領(lǐng)域的研究成果逐漸得到應(yīng)用。例如Motorola、保潔等公司每年都會招聘材料化學(xué)方向的人才到其研發(fā)中心進(jìn)行新產(chǎn)品新工藝的開發(fā)。因此，從培養(yǎng)創(chuàng)新型人才角度來看，教學(xué)過程中應(yīng)加強實踐性教學(xué)內(nèi)容，增強材料化學(xué)理論知識與科研、生產(chǎn)實踐中的實際問題的聯(lián)系，從而提高學(xué)生綜合運用材料化學(xué)知識解決實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。然而，由于受傳統(tǒng)教學(xué)方法的影響，其教學(xué)主要以教師、課堂、教材為申心教學(xué)模式。該模式過于依賴?yán)碚摻虒W(xué)，由于材料化學(xué)綜合了材料學(xué)，普通化學(xué)等方面的內(nèi)容，涉及的理論知識較為抽象，內(nèi)容較為難懂，因此，單純地采取傳統(tǒng)教學(xué)模式，在授課過程中，教師很難將復(fù)雜的知識簡單化，把抽象的知識具體化，降低了學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣。我們要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，就必須建立有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教學(xué)體系，因此，進(jìn)行材料化學(xué)課程的教學(xué)模式改革是十分必要的。

(一)教學(xué)方法與手段的改革探索與實踐

(1)采用循環(huán)式教學(xué)方法，加強理論與實際的聯(lián)系

科學(xué)地組織教學(xué)內(nèi)容，采用循環(huán)式教學(xué)方法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的同時，加強能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。在教學(xué)過程中，首先從生活或生產(chǎn)實際出發(fā)，讓學(xué)生了解一些材料的性能及應(yīng)用知識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的基本理論的興趣，再運用材料化學(xué)基本理論來解釋材料結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，凝煉出材料設(shè)計與制備的原理和方法，并以此原理和方法來設(shè)計和制各出有一定社會需求的新型材料。這種循環(huán)式教學(xué)方法既能提高學(xué)生的理論水平，又能培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的綜合能力。

2、實施三結(jié)合教學(xué)方式，營造生動活潑的教學(xué)氛圍

在教學(xué)中，我們采用自創(chuàng)三結(jié)合教學(xué)方式，即講解與討論相結(jié)合、講授與自學(xué)相結(jié)合、期末考試與平時小論文相結(jié)合。我們改革了傳統(tǒng)的“注入式”教學(xué)，建立了“啟發(fā)式”教學(xué)模式，采取“以學(xué)生為主體、教為引導(dǎo)”的方式，突出學(xué)生的學(xué)習(xí)主導(dǎo)地位。在教學(xué)過程中注意調(diào)動學(xué)生參與教學(xué)的積極_陛，隨時讓學(xué)生提出問題，然后大家共同討論，以此不斷提高他們分析問題的能力和對問題的理解、認(rèn)知和表達(dá)能力。通過我們有意識地將講解與討論相結(jié)合，較大力度地變教師為主的傳統(tǒng)教學(xué)方式為教師與學(xué)生互動的教學(xué)形式。在教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn)，最新的科研成果往往最能激發(fā)學(xué)生的興趣和開發(fā)學(xué)生的思維。因此在相應(yīng)的章節(jié)教學(xué)中，我們會及時有效地插入一些最新的研究成果與數(shù)據(jù)，通過這種方式培養(yǎng)學(xué)生掌握學(xué)科最新發(fā)展動態(tài)和開拓知識的能力。

通過近幾年教學(xué)實踐表明，我們的教學(xué)方法在培養(yǎng)學(xué)生的新思維和新思路方面發(fā)揮了獨到的作用。通過三結(jié)合教學(xué)方式進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生解決問題的能力、表達(dá)能力、自學(xué)能力以及撰寫科技論文的能力，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

3、豐富教學(xué)手段，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

現(xiàn)代化教育技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上促進(jìn)了教學(xué)手段的多元化，首先在參考其他學(xué)校相近課程課件的基礎(chǔ)上結(jié)合本課程的教學(xué)內(nèi)容制作了《材料化學(xué)》電子課件。綜合運用圖片、動畫、文字等多種形式向?qū)W生提供豐富的感性材料，直觀而又形象地揭示事物的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系，有效地突破教學(xué)難點，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。例如在緒論部分，將材料科學(xué)發(fā)展的相關(guān)圖片做成課件在課堂上放映，使學(xué)生對本課程的發(fā)展、意義、主要內(nèi)容有生動而深刻的印象；在納米材料章節(jié)中，一些納米材料的圖片能更形象、直觀，有效地幫助學(xué)生理解和掌握 知識點。此外，我們還充分利用flas直觀易理解的優(yōu)勢，例如在材料的結(jié)構(gòu)一章中，插入14種空間點陣結(jié)構(gòu)模型，金屬晶體的3種典型堆積模型，晶體間隙的形成、缺陷和位錯的形成等：在材料的制各一章中，插入多個物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積裝置動畫；在無機非金屬材料一章中針對石英光纖的制各，插入了多幅動畫。在整個教學(xué)過程中，該課件產(chǎn)生了很好的教學(xué)效果極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

另外，互聯(lián)網(wǎng)也是老師和學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間交流的平臺，將主講教師的電子信箱告訴學(xué)生，學(xué)生可以給教師發(fā)電子郵件談學(xué)習(xí)、談思想，交流學(xué)習(xí)中存在的問題，以及學(xué)習(xí)、生活中的感受和困難，利用現(xiàn)代化的手段，拉近師生間以及學(xué)生之間的距離。

(二)教學(xué)內(nèi)容改革探索與實踐

材料化學(xué)是從化學(xué)的角度研究材料的制備、組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的一門科學(xué)。它既是材料科學(xué)的一個重要分支，又是化學(xué)學(xué)科的一個組成部分，具有明顯的交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科的性質(zhì)，并且是材料科學(xué)的核心部分，具有明顯的應(yīng)用理科性質(zhì)，在理論和實踐上的重要性是不言而喻的。

1、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)

優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)的重點在于突出理論知識的應(yīng)用和實踐能力的培養(yǎng)，基礎(chǔ)理論教學(xué)以應(yīng)用為目的，專業(yè)課教學(xué)強調(diào)針對性和實用性。在構(gòu)建新的課程體系過程中一方面要規(guī)劃好專業(yè)的主干課程，另一方面以技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線，理順相關(guān)課程開課順序，加大實踐教學(xué)的比例，強化實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)理論教學(xué)和實踐教學(xué)并重。我院在課程設(shè)置上力求反映材料化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)特點和培養(yǎng)要求，注意改變知識簡單任意拼湊、課程之間相互脫節(jié)的狀況，整個課程以通識教育課程、學(xué)科類基礎(chǔ)課程、專業(yè)必修課、選修課、跨學(xué)科任意選修課和實踐教學(xué)構(gòu)成。選修課開設(shè)的原則是：有利于培養(yǎng)學(xué)生的一專多能、拓寬學(xué)生的知識面以及培養(yǎng)學(xué)生的實際工作能力和創(chuàng)新精神等。根據(jù)專業(yè)方向的不同，開設(shè)課程也有所區(qū)別。同時，結(jié)合專業(yè)特點，在課程體系中實施改革，增加人文教育內(nèi)容，強化人文素質(zhì)教育，促進(jìn)專業(yè)教學(xué)質(zhì)量的提高。

2、教學(xué)內(nèi)容與特色學(xué)科建設(shè)相結(jié)合

材料化學(xué)以普通化學(xué)基礎(chǔ)和材料學(xué)理論為基礎(chǔ)，涉及的理論知識比較抽象，從學(xué)習(xí)的角度將，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中從宏觀的概念轉(zhuǎn)化到微觀。如從電子，原子、分子水平來理解材料的基本性能。因此，教學(xué)難度比較大，如果單純地采用單一的教學(xué)方式，會導(dǎo)致理論與試劑脫離，增加了教學(xué)難度，在一定程度上不利于培養(yǎng)學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣。所以，在教學(xué)過程中，應(yīng)該結(jié)合我院材料學(xué)科建設(shè)的特點，拓寬教材內(nèi)容，結(jié)合我院材料學(xué)科的優(yōu)勢和特色，在教學(xué)內(nèi)容中融入我院金屬材料、無機納米材料的物理化學(xué)性能，以使學(xué)生更加容易接受，增強教學(xué)效果。同時結(jié)合材料的最新研究動態(tài)，理論聯(lián)系實際地將新興材料的最新進(jìn)展向?qū)W生介紹，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和實際應(yīng)用能力。

3、教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)材料化學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)方案

針對材料化學(xué)課程特點，依托學(xué)科特色，圍繞培養(yǎng)和造就富有創(chuàng)新意識和能力的寬口徑、厚基礎(chǔ)、高素質(zhì)、顯個性的人才培養(yǎng)理念并結(jié)合本專業(yè)現(xiàn)有的教學(xué)科研條件，對材料化學(xué)學(xué)課程進(jìn)行了改革和探索。材料化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的選材要體現(xiàn)基礎(chǔ)寬、起點高、內(nèi)容新、知識活的原則，強調(diào)從化學(xué)角度提出問題、分析問題、解決問題的方法和思路。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)讓學(xué)生了解材料學(xué)科的概況和發(fā)展趨勢；了解材料制各過程中的化學(xué)現(xiàn)象和反應(yīng)特征；了解所制得材料的形貌、物相和物理化學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系：掌握材料制備過程中的化學(xué)原理與方法：了解材料的化學(xué)改性方法和新材料設(shè)計和開發(fā)的研究方法，同時也要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。實踐證明，通過改革，學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)明顯得到提高。

(三)教師隊伍的建設(shè)

高校師資隊伍是學(xué)校發(fā)展的根本所在，是學(xué)科建設(shè)的重中之重。一所高水平大學(xué)必須擁有一支高水平的教師隊伍。師資是衡量大學(xué)水平的最重要的指標(biāo)和要素。由于材料化學(xué)課程是介于材料學(xué)和化學(xué)之間的一門邊緣學(xué)科，所涉及面較廣。單純有純化學(xué)背景的教師或純材料學(xué)背景的教師上課，由于知識面的問題，會導(dǎo)致教師教的費勁，學(xué)生學(xué)得困難。對于材料化學(xué)課程教師隊伍應(yīng)該持續(xù)充電，完善知識結(jié)構(gòu)。要鼓勵材料材料化學(xué)課程教師積極對外交流，這樣有利于學(xué)科交叉和吸取其他高校的成功經(jīng)驗，同時還要做到教學(xué)和科研相結(jié)合，緊跟材料科學(xué)研究的前沿。在教學(xué)過程中，教師要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行延伸，不僅僅是單純地講述課本上的內(nèi)容，這樣就使本來很單調(diào)的內(nèi)容變得比較有趣，活躍了課堂氣氛，讓學(xué)生學(xué)到最新和最現(xiàn)代的知識和技術(shù)。因此，在材料化學(xué)課程教學(xué)改革探索與實踐中，必須加強高校師資隊伍建設(shè)。

第3篇：新材料導(dǎo)論論文范文

他是分管科研工作的校領(lǐng)導(dǎo)，同時又是浙江省應(yīng)用化學(xué)“重中之重”學(xué)科帶頭人、化學(xué)工程與技術(shù)一級學(xué)科博士點及應(yīng)用化學(xué)博士點負(fù)責(zé)人、綠色化學(xué)合成技術(shù)國家重點實驗室培育基地主任、浙江省國家大學(xué)科技園發(fā)展有限公司董事長。他還是一個科技事業(yè)活動家，不僅兼任著中國化學(xué)會理事、中國有機電化學(xué)和工業(yè)協(xié)會副理事長、中國石油和化工理事會常務(wù)理事、浙江省化學(xué)會副理事長、浙江省化工學(xué)會副理事長和浙江省納米材料協(xié)會副理事長等近20個職務(wù)，還兼任著《化學(xué)學(xué)報》、《化工學(xué)報》等10余種雜志的編委、主任等職。

為了事業(yè)嘔心瀝血

畢業(yè)于北京大學(xué)化學(xué)系物理化學(xué)專業(yè)的馬淳安，在學(xué)校從事教學(xué)、科研和管理工作已28年。2000年12月，原擔(dān)任科技處處長的他被任命為副校長，分管學(xué)?？蒲泄ぷ?。馬淳安覺得壓力更大，時間更緊了。他不斷地感慨自己的時間不夠用，要做的事情實在太多太多。他說：“雖然科學(xué)研究是我這輩子的愛好和追求。也是我的本行，但學(xué)校把這么重大的擔(dān)子交給我，我不能不擔(dān)負(fù)起這個責(zé)任，更不能辜負(fù)大家對我的期望?！?/p>

這位在常人眼里“執(zhí)著”得有些“癡”的校領(lǐng)導(dǎo)，28年來，一共只回東陽老家過了3次年。每年的年三十、年初一，他幾乎都在學(xué)校的實驗室或辦公室度過：不分晝夜、不分節(jié)假日，平均每天十四、五個小時，他都是在學(xué)校里工作。

為了更好地調(diào)動廣大教師和科研人員從事科研和學(xué)術(shù)探討的積極性，多出高水平的科研成果。促進(jìn)學(xué)?？蒲兴降目焖侔l(fā)展，馬淳安協(xié)助學(xué)校主要領(lǐng)導(dǎo)開展了創(chuàng)新性的工作――學(xué)校及時調(diào)整了縱、橫項科研分配政策。有效地設(shè)立了專利基金、論文獎勵基金、獲獎成果獎勵基金、學(xué)術(shù)交流基金、重大項目配套基金以及研究生教材和專著基金。幾年來，學(xué)校的科研經(jīng)費、研究論文、發(fā)明專利等各項工作取得了令人矚目的成績。如，科研經(jīng)費從幾千萬突破到2005年的2.43億元、SCIE論文數(shù)量在全國高校中排名第55位、專利申請和授權(quán)數(shù)排名全國高校第10位。此外，一些具有突破性和標(biāo)志性的大項目、大成果、大獎項不斷出現(xiàn)，從而凸顯了浙工大在省屬高校以及國內(nèi)高校中的地位。

多年來，在校黨委的正確領(lǐng)導(dǎo)下。馬淳安還致力于國家重點實驗室、一級學(xué)科博士點、國家級大學(xué)科技園等具有標(biāo)志性的學(xué)科平臺建設(shè)項目的建設(shè)工作。

2002年，為了申報成功綠色化學(xué)合成技術(shù)國家重點實驗室培育基地．馬淳安多次往返于北京和學(xué)校之間。答辯期間，為了確保成功，馬淳安全神貫注地整理申報材料、準(zhǔn)備答辯演習(xí)，連續(xù)十多天忙至凌晨2、3點鐘，然后又奔赴北京參加緊張的答辯。由于長時間睡眠不足，精神高度緊張，回學(xué)校后的馬淳安漸漸感覺到身體的不適，他卻未當(dāng)一回事，繼續(xù)忙著學(xué)校的工作，直至累倒住院。

此后，由學(xué)校牽頭組織建起的浙江省國家大學(xué)科技園，申報過程中遭遇“非典”和國家對園區(qū)嚴(yán)格整頓的干擾，這時。馬淳安教授和其他校領(lǐng)導(dǎo)采取了積極措施。如今，浙江省國家大學(xué)科技園已獲國家科技部和教育部批準(zhǔn)，成為全國50家國家級大學(xué)科技園之一。

為了社會無私奉獻(xiàn)

作為國內(nèi)知名的電化學(xué)工程專家，馬淳安的追求就是如何利用自己的電化學(xué)工程技術(shù)，為國家和社會多作貢獻(xiàn)。因此，馬淳安非常強調(diào)在國際前沿領(lǐng)域開展自主創(chuàng)新工作，他認(rèn)為，原始創(chuàng)新是科學(xué)，過程創(chuàng)新是技術(shù)，集成創(chuàng)新是產(chǎn)品，科學(xué)研究的最終目標(biāo)是在自然界中獲取更多的物質(zhì)利益。為人類所用。要想讓一個新產(chǎn)品走向市場，轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟效益，就必須走學(xué)科交叉、集成創(chuàng)新的道路。只有這樣，才能讓國家富強、人民受益。

幾十年來。馬淳安從未因各種事務(wù)繁忙而停止過教學(xué)和科研工作。至今他已培養(yǎng)和指導(dǎo)本科生100余人、碩士生和博士生40余人。他先后主持和完成了納米碳化鎢的微結(jié)構(gòu)及催化性能研究等30余項國家873前期專項、國家自然科學(xué)基金、浙江省重大攻關(guān)等國家計劃項目，其中15項已通過技術(shù)鑒定，均處于國內(nèi)領(lǐng)先或國際先進(jìn)水平。

近年，馬淳安又帶頭先后完成了“1500T／Y丁二酸電解合成生產(chǎn)技術(shù)”等10多項技術(shù)合同項目，其中有5項已投AT業(yè)化生產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。

在這些工業(yè)化生產(chǎn)項目中，有的是廠家慕名找上門來要求合作研究的。 “二氯吡啶甲酸綠色電合成生產(chǎn)技術(shù)”就是這樣的一個例子。2004年，浙江某化工有限公司在國際上了解到一種利用有機電化學(xué)方法生產(chǎn)的高效、無毒的新農(nóng)藥在國內(nèi)尚無人研究開發(fā)，就到處尋求合作單位。他們跑遍了長春、北京、上海等一些高校和中國科學(xué)院的電化學(xué)研究機構(gòu)，然而，令他們感到驚訝的是，他們每跑一處找到該領(lǐng)域的專家，該領(lǐng)域的專家就以該項目難度大、承擔(dān)不了為由，一致推薦馬淳安教授。

已在有機電化學(xué)領(lǐng)域研究了近20年的馬淳安，接到該項目后，僅花了1年多的時間。就突破了許多關(guān)鍵技術(shù)，順利完成了小試和中試的研究工作，并于2005年11月建成了我國第一條二氯吡啶甲酸綠色電化學(xué)合成生產(chǎn)線。由于該產(chǎn)品高效、無毒，國外定單源源不斷，經(jīng)濟效益十分顯著。

電化學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，加之馬淳安非常強調(diào)多學(xué)科交叉，所以，他研制和開發(fā)的產(chǎn)品種類也較多。2005年，馬淳安研究了20多年的碳化鎢電催化材料又有了重大突破。馬淳安等人不但在國際上首次成功制備了具有介孔結(jié)構(gòu)空心球狀的納米碳化鎢粉體，而且利用該材料通過表面激光熔覆方法，使基體合金材料表面的硬度、韌性大幅度增強，遠(yuǎn)優(yōu)于未經(jīng)熔覆的合金材料?！斑@一新技術(shù)和新材料在國際上屬首創(chuàng)?？赡軙诒砻娌牧项I(lǐng)域掀起一場小小的革命?！苯ǔ闪宋覈谝粭l二氯吡啶甲馬淳安自信地表示。

一分耕耘，一分收獲。幾十年如一日默默耕耘的馬淳安先后獲國家教育部科技進(jìn)步二等獎2項，浙江省科技進(jìn)步一、二等獎4項，浙江省高?？萍歼M(jìn)步一、二等獎5項，聯(lián)合國TIPS中國國家分部頒發(fā)的“發(fā)明創(chuàng)新科技之星獎”1項?！皣壹壭庐a(chǎn)品”1項等數(shù)十項獎項。他研制的產(chǎn)品有5項被授權(quán)為中國發(fā)明專利，另外還有4項發(fā)明專利已被國家知識產(chǎn)權(quán)局受理。

第4篇：新材料導(dǎo)論論文范文

關(guān)鍵詞:梯度功能材料,復(fù)合材料,研究進(jìn)展

TheAdvanceofFunctionallyGradientMaterials

JinliangCui

(Qinghaiuniversity,XiningQinghai810016,china)

Abstract:Thispaperintroducestheconcept，types，capability，preparationmethodsoffunctionallygradedmaterials.Baseduponanalysisofthepresentapplicationsituationsandprospectofthiskindofmaterialssomeproblemsexistedarepresented.ThecurrentstatusoftheresearchofFGMarediscussedandananticipationofitsfuturedevelopmentisalsopresent.

Keywords:FGM；composite；theAdvance

0引言

信息、能源、材料是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展的三大支柱?，F(xiàn)代高科技的競爭在很大程度上依賴于材料科學(xué)的發(fā)展。對材料,特別是對高性能材料的認(rèn)識水平、掌握和應(yīng)用能力,直接體現(xiàn)國家的科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟實力,也是一個國家綜合國力和社會文明進(jìn)步速度的標(biāo)志。因此,新材料的開發(fā)與研究是材料科學(xué)發(fā)展的先導(dǎo),是21世紀(jì)高科技領(lǐng)域的基石。

近年來,材料科學(xué)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展[1]。究其原因,一方面是各個學(xué)科的交叉滲透引入了新理論、新方法及新的實驗技術(shù);另一方面是實際應(yīng)用的迫切需要對材料提出了新的要求。而FGM即是為解決實際生產(chǎn)應(yīng)用問題而產(chǎn)生的一種新型復(fù)合材料，這種材料對新一代航天飛行器突破“小型化”，“輕質(zhì)化”，“高性能化”和“多功能化”具有舉足輕重的作用[2]，并且它也可廣泛用于其它領(lǐng)域，所以它是近年來在材料科學(xué)中涌現(xiàn)出的研究熱點之一。

1FGM概念的提出

當(dāng)代航天飛機等高新技術(shù)的發(fā)展，對材料性能的要求越來越苛刻。例如：當(dāng)航天飛機往返大氣層，飛行速度超過25個馬赫數(shù)，其表面溫度高達(dá)2000℃。而其燃燒室內(nèi)燃燒氣體溫度可超過2000℃，燃燒室的熱流量大于5MW/m2,其空氣入口的前端熱通量達(dá)5MW/m2.對于如此大的熱量必須采取冷卻措施，一般將用作燃料的液氫作為強制冷卻的冷卻劑，此時燃燒室內(nèi)外要承受高達(dá)1000K以上的溫差,傳統(tǒng)的單相均勻材料已無能為力[1]。若采用多相復(fù)合材料,如金屬基陶瓷涂層材料,由于各相的熱脹系數(shù)和熱應(yīng)力的差別較大,很容易在相界處出現(xiàn)涂層剝落[3]或龜裂[1]現(xiàn)象，其關(guān)鍵在于基底和涂層間存在有一個物理性能突變的界面。為解決此類極端條件下常規(guī)耐熱材料的不足，日本學(xué)者新野正之、平井敏雄和渡邊龍三人于1987年首次提出了梯度功能材料的概念[1]，即以連續(xù)變化的組分梯度來代替突變界面,消除物理性能的突變,使熱應(yīng)力降至最小[3],如圖1所示。

隨著研究的不斷深入，梯度功能材料的概念也得到了發(fā)展。目前梯度功能材料(FGM)是指以計算機輔助材料設(shè)計為基礎(chǔ)，采用先進(jìn)復(fù)合技術(shù)，使構(gòu)成材料的要素（組成、結(jié)構(gòu)）沿厚度方向有一側(cè)向另一側(cè)成連續(xù)變化，從而使材料的性質(zhì)和功能呈梯度變化的新型材料[4]。

2FGM的特性和分類

2.1FGM的特殊性能

由于FGM的材料組分是在一定的空間方向上連續(xù)變化的特點如圖2,因此它能有效地克服傳統(tǒng)復(fù)合材料的不足[5]。正如Erdogan在其論文[6]中指出的與傳統(tǒng)復(fù)合材料相比FGM有如下優(yōu)勢:

1)將FGM用作界面層來連接不相容的兩種材料,可以大大地提高粘結(jié)強度;

2)將FGM用作涂層和界面層可以減小殘余應(yīng)力和熱應(yīng)力;

3)將FGM用作涂層和界面層可以消除連接材料中界面交叉點以及應(yīng)力自由端點的應(yīng)力奇異性;

4)用FGM代替?zhèn)鹘y(tǒng)的均勻材料涂層,既可以增強連接強度也可以減小裂紋驅(qū)動力。

圖2

2.2FGM的分類

根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)FGM有多種分類方式。根據(jù)材料的組合方式，F(xiàn)GM分為金屬/陶瓷，陶瓷/陶瓷，陶瓷/塑料等多種組合方式的材料[1]；根據(jù)其組成變化FGM分為梯度功能整體型（組成從一側(cè)到另一側(cè)呈梯度漸變的結(jié)構(gòu)材料），梯度功能涂敷型（在基體材料上形成組成漸變的涂層），梯度功能連接型（連接兩個基體間的界面層呈梯度變化）[1]；根據(jù)不同的梯度性質(zhì)變化分為密度FGM，成分FGM，光學(xué)FGM，精細(xì)FGM等[4]；根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域有可分為耐熱FGM，生物、化學(xué)工程FGM，電子工程FGM等[7]。

3FGM的應(yīng)用

FGM最初是從航天領(lǐng)域發(fā)展起來的。隨著FGM研究的不斷深入,人們發(fā)現(xiàn)利用組分、結(jié)構(gòu)、性能梯度的變化,可制備出具有聲、光、電、磁等特性的FGM,并可望應(yīng)用于許多領(lǐng)域。FGM的應(yīng)用[8]見圖3。

圖3FGM的應(yīng)用

功能

應(yīng)用領(lǐng)域材料組合

緩和熱應(yīng)

力功能及

結(jié)合功能

航天飛機的超耐熱材料

陶瓷引擎

耐磨耗損性機械部件

耐熱性機械部件

耐蝕性機械部件

加工工具

運動用具:建材陶瓷金屬

陶瓷金屬

塑料金屬

異種金屬

異種陶瓷

金剛石金屬

碳纖維金屬塑料

核功能

原子爐構(gòu)造材料

核融合爐內(nèi)壁材料

放射性遮避材料輕元素高強度材料

耐熱材料遮避材料

耐熱材料遮避材料

生物相溶性

及醫(yī)學(xué)功能

人工牙齒牙根

人工骨

人工關(guān)節(jié)

人工內(nèi)臟器官:人工血管

補助感覺器官

生命科學(xué)磷灰石氧化鋁

磷灰石金屬

磷灰石塑料

異種塑料

硅芯片塑料

電磁功能

電磁功能陶瓷過濾器

超聲波振動子

IC

磁盤

磁頭

電磁鐵

長壽命加熱器

超導(dǎo)材料

電磁屏避材料

高密度封裝基板壓電陶瓷塑料

壓電陶瓷塑料

硅化合物半導(dǎo)體

多層磁性薄膜

金屬鐵磁體

金屬鐵磁體

金屬陶瓷

金屬超導(dǎo)陶瓷

塑料導(dǎo)電性材料

陶瓷陶瓷

光學(xué)功能防反射膜

光纖;透鏡;波選擇器

多色發(fā)光元件

玻璃激光透明材料玻璃

折射率不同的材料

不同的化合物半導(dǎo)體

稀土類元素玻璃

能源轉(zhuǎn)化功能

MHD發(fā)電

電極;池內(nèi)壁

熱電變換發(fā)電

燃料電池

地?zé)岚l(fā)電

太陽電池陶瓷高熔點金屬

金屬陶瓷

金屬硅化物

陶瓷固體電解質(zhì)

金屬陶瓷

電池硅、鍺及其化合物

4FGM的研究

FGM研究內(nèi)容包括材料設(shè)計、材料制備和材料性能評價。FGM的研究開發(fā)體系如圖4所示[8]。

設(shè)計設(shè)計

圖4FGM研究開發(fā)體系

4.1FGM設(shè)計

FGM設(shè)計是一個逆向設(shè)計過程[7]。

首先確定材料的最終結(jié)構(gòu)和應(yīng)用條件,然后從FGM設(shè)計數(shù)據(jù)庫中選擇滿足使用條件的材料組合、過渡組份的性能及微觀結(jié)構(gòu),以及制備和評價方法,最后基于上述結(jié)構(gòu)和材料組合選擇,根據(jù)假定的組成成份分布函數(shù),計算出體系的溫度分布和熱應(yīng)力分布。如果調(diào)整假定的組成成份分布函數(shù),就有可能計算出FGM體系中最佳的溫度分布和熱應(yīng)力分布,此時的組成分布函數(shù)即最佳設(shè)計參數(shù)。

FGM設(shè)計主要構(gòu)成要素有三:

1)確定結(jié)構(gòu)形狀,熱—力學(xué)邊界條件和成分分布函數(shù);

2)確定各種物性數(shù)據(jù)和復(fù)合材料熱物性參數(shù)模型;

3)采用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)—力學(xué)計算方法,包括有限元方法計算FGM的應(yīng)力分布,采用通用的和自行開發(fā)的軟件進(jìn)行計算機輔助設(shè)計。

FGM設(shè)計的特點是與材料的制備工藝緊密結(jié)合,借助于計算機輔助設(shè)計系統(tǒng),得出最優(yōu)的設(shè)計方案。

4.2FGM的制備

FGM制備研究的主要目標(biāo)是通過合適的手段,實現(xiàn)FGM組成成份、微觀結(jié)構(gòu)能夠按設(shè)計分布,從而實現(xiàn)FGM的設(shè)計性能。可分為粉末致密法:如粉末冶金法(PM),自蔓延高溫合成法(SHS);涂層法:如等離子噴涂法,激光熔覆法,電沉積法,氣相沉積包含物理氣相沉積(PVD)和化學(xué)相沉積(CVD);形變與馬氏體相變[10、14]。

4.2.1粉末冶金法(PM)

PM法是先將原料粉末按設(shè)計的梯度成分成形,然后燒結(jié)。通過控制和調(diào)節(jié)原料粉末的粒度分布和燒結(jié)收縮的均勻性,可獲得熱應(yīng)力緩和的FGM。粉末冶金法可靠性高,適用于制造形狀比較簡單的FGM部件,但工藝比較復(fù)雜,制備的FGM有一定的孔隙率,尺寸受模具限制[7]。常用的燒結(jié)法有常壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)及反應(yīng)燒結(jié)等。這種工藝比較適合制備大體積的材料。PM法具有設(shè)備簡單、易于操作和成本低等優(yōu)點,但要對保溫溫度、保溫時間和冷卻速度進(jìn)行嚴(yán)格控制。國內(nèi)外利用粉末冶金方法已制備出的FGM有:MgC/Ni、ZrO2/W、Al2O3/ZrO2[8]、Al2O3-W-Ni-Cr、WC-Co、WC-Ni等[7]。

4.2.2自蔓延燃燒高溫合成法(Self-propagatingHigh-temperatureSynthesis簡稱SHS或CombustionSynthesis)

SHS法是前蘇聯(lián)科學(xué)家Merzhanov等在1967年研究Ti和B的燃燒反應(yīng)時,發(fā)現(xiàn)的一種合成材料的新技術(shù)。其原理是利用外部能量加熱局部粉體引燃化學(xué)反應(yīng),此后化學(xué)反應(yīng)在自身放熱的支持下,自動持續(xù)地蔓延下去,利用反應(yīng)熱將粉末燒結(jié)成材，最后合成新的化合物。其反應(yīng)示意圖如圖6所示[16]：

圖6SHS反應(yīng)過程示意圖

SHS法具有產(chǎn)物純度高、效率高、成本低、工藝相對簡單的特點。并且適合制造大尺寸和形狀復(fù)雜的FGM。但SHS法僅適合存在高放熱反應(yīng)的材料體系,金屬與陶瓷的發(fā)熱量差異大,燒結(jié)程度不同,較難控制,因而影響材料的致密度,孔隙率較大,機械強度較低。目前利用SHS法己制備出Al/TiB2,Cu/TiB2、Ni/TiC[8]、Nb-N、Ti-Al等系功能梯度材料[7、11]。

4.2.3噴涂法

噴涂法主要是指等離子體噴涂工藝,適用于形狀復(fù)雜的材料和部件的制備。通常,將金屬和陶瓷的原料粉末分別通過不同的管道輸送到等離子噴槍內(nèi),并在熔化的狀態(tài)下將它噴鍍在基體的表面上形成梯度功能材料涂層?？梢酝ㄟ^計算機程序控制粉料的輸送速度和流量來得到設(shè)計所要求的梯度分布函數(shù)。這種工藝已經(jīng)被廣泛地用來制備耐熱合金發(fā)動機葉片的熱障涂層上,其成分是部分穩(wěn)定氧化鋯(PSZ)陶瓷和NiCrAlY合金[9]。

4.2.3.1等離子噴涂法(PS)

PS法的原理是等離子氣體被電子加熱離解成電子和離子的平衡混合物,形成等離子體,其溫度高達(dá)1500K,同時處于高度壓縮狀態(tài),所具有的能量極大。等離子體通過噴嘴時急劇膨脹形成亞音速或超音速的等離子流,速度可高達(dá)1.5km/s。原料粉末送至等離子射流中,粉末顆粒被加熱熔化,有時還會與等離子體發(fā)生復(fù)雜的冶金化學(xué)反應(yīng),隨后被霧化成細(xì)小的熔滴,噴射在基底上,快速冷卻固結(jié),形成沉積層。噴涂過程中改變陶瓷與金屬的送粉比例,調(diào)節(jié)等離子射流的溫度及流速,即可調(diào)整成分與組織,獲得梯度涂層[8、11]。該法的優(yōu)點是可以方便的控制粉末成分的組成,沉積效率高,無需燒結(jié),不受基體面積大小的限制,比較容易得到大面積的塊材[10],但梯度涂層與基體間的結(jié)合強度不高,并存在涂層組織不均勻,空洞疏松,表面粗糙等缺陷。采用此法己制備出TiB2-Ni、TiC-Ni、TiB2-Cu、Ti-Al[7]、NiCrAl/MgO-ZrO2、NiCrAl/Al2O3/ZrO2、NiCrAlY/ZrO2[10]系功能梯度材料

圖7PS方法制備FGM涂層示意圖[17]（a）單槍噴涂（b）雙槍噴涂

4.2.3.2激光熔覆法

激光熔覆法是將預(yù)先設(shè)計好組分配比的混合粉末A放置在基底B上,然后以高功率的激光入射至A并使之熔化,便會產(chǎn)生用B合金化的A薄涂層,并焊接到B基底表面上,形成第一包覆層。改變注入粉末的組成配比,在上述覆層熔覆的同時注入,在垂直覆層方向上形成組分的變化。重復(fù)以上過程,就可以獲得任意多層的FGM。用Ti-A1合金熔覆Ti用顆粒陶瓷增強劑熔覆金屬獲得了梯度多層結(jié)構(gòu)。梯度的變化可以通過控制初始涂層A的數(shù)量和厚度,以及熔區(qū)的深度來獲得,熔區(qū)的深度本身由激光的功率和移動速度來控制。該工藝可以顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱及電氣特性和生物活性等性能,但由于激光溫度過高,涂層表面有時會出現(xiàn)裂紋或孔洞,并且陶瓷顆粒與金屬往往發(fā)生化學(xué)反應(yīng)[10]。采用此法可制備Ti-Al、WC-Ni、Al-SiC系梯度功能材料[7]。

圖8同步注粉式激光表面熔覆處理示意圖[18]

4.2.3.3熱噴射沉積[10]

與等離子噴涂有些相關(guān)的一種工藝是熱噴涂。用這種工藝把先前熔化的金屬射流霧化,并噴涂到基底上凝固,因此,建立起一層快速凝固的材料。通過將增強粒子注射到金屬流束中,這種工藝已被推廣到制造復(fù)合材料中。陶瓷增強顆粒,典型的如SiC或Al2O3,一般保持固態(tài),混入金屬液滴而被涂覆在基底,形成近致密的復(fù)合材料。在噴涂沉積過程中,通過連續(xù)地改變增強顆粒的饋送速率,熱噴涂沉積已被推廣產(chǎn)生梯度6061鋁合金/SiC復(fù)合材料?？梢允褂脽岬褥o壓工序以消除梯度復(fù)合材料中的孔隙。

4.2.3.4電沉積法

電沉積法是一種低溫下制備FGM的化學(xué)方法。該法利用電鍍的原理,將所選材料的懸浮液置于兩電極間的外場中,通過注入另一相的懸浮液使之混合,并通過控制鍍液流速、電流密度或粒子濃度,在電場作用下電荷的懸浮顆粒在電極上沉積下來,最后得到FGM膜或材料[8]。所用的基體材料可以是金屬、塑料、陶瓷或玻璃,涂層的主要材料為TiO2-Ni,Cu-Ni,SiC-Cu,Cu-Al2O3等。此法可以在固體基體材料的表面獲得金屬、合金或陶瓷的沉積層,以改變固體材料的表面特性,提高材料表面的耐磨損性、耐腐蝕性或使材料表面具有特殊的電磁功能、光學(xué)功能、熱物理性能,該工藝由于對鍍層材料的物理力學(xué)性能破壞小、設(shè)備簡單、操作方便、成型壓力和溫度低,精度易控制,生產(chǎn)成本低廉等顯著優(yōu)點而備受材料研究者的關(guān)注。但該法只適合于制造薄箔型功能梯度材料。[8、10]

4.2.3.5氣相沉積法

氣相沉積是利用具有活性的氣態(tài)物質(zhì)在基體表面成膜的技術(shù)。通過控制彌散相濃度,在厚度方向上實現(xiàn)組分的梯度化,適合于制備薄膜型及平板型FGM[8]。該法可以制備大尺寸的功能梯度材料,但合成速度低,一般不能制備出大厚度的梯度膜,與基體結(jié)合強度低、設(shè)備比較復(fù)雜。采用此法己制備出Si-C、Ti-C、Cr-CrN、Si-C-TiC、Ti-TiN、Ti-TiC、Cr-CrN系功能梯度材料。氣相沉積按機理的不同分為物理氣相沉積(PVD)和化學(xué)氣相沉積(CVD)兩類。

化學(xué)氣相沉積法(CVD)是將兩相氣相均質(zhì)源輸送到反應(yīng)器中進(jìn)行均勻混合,在熱基板上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并使反映產(chǎn)物沉積在基板上。通過控制反應(yīng)氣體的壓力、組成及反應(yīng)溫度,精確地控制材料的組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài),并能使其組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)從一種組分到另一種組分連續(xù)變化,可得到按設(shè)計要求的FGM。另外,該法無須燒結(jié)即可制備出致密而性能優(yōu)異的FGM,因而受到人們的重視。主要使用的材料是C-C、C-SiC、Ti-C等系[8、10]。CVD的制備過程包括：氣相反應(yīng)物的形成；氣相反應(yīng)物傳輸?shù)匠练e區(qū)域；固體產(chǎn)物從氣相中沉積與襯底[12]。

物理氣相沉積法(PVD)是通過加熱固相源物質(zhì),使其蒸發(fā)為氣相,然后沉積于基材上,形成約100μm厚度的致密薄膜。加熱金屬的方法有電阻加熱、電子束轟擊、離子濺射等。PVD法的特點是沉積溫度低,對基體熱影響小,但沉積速度慢。日本科技廳金屬材料研究所用該法制備出Ti/TiN、Ti/TiC、Cr/CrN系的FGM[7~8、10~11]

4.2.4形變與馬氏體相變[8]

通過伴隨的應(yīng)變變化,馬氏體相變能在所選擇的材料中提供一個附加的被稱作“相變塑性”的變形機制。借助這種機制在恒溫下形成的馬氏體量隨材料中的應(yīng)力和變形量的增加而增加。因此,在合適的溫度范圍內(nèi),可以通過施加應(yīng)變(或等價應(yīng)力)梯度,在這種材料中產(chǎn)生應(yīng)力誘發(fā)馬氏體體積分?jǐn)?shù)梯度。這一方法在順磁奧氏體18-8不銹鋼(Fe-18%,Cr-8%Ni)試樣內(nèi)部獲得了鐵磁馬氏體α體積分?jǐn)?shù)的連續(xù)變化。這種工藝雖然明顯局限于一定的材料范圍,但能提供一個簡單的方法,可以一步生產(chǎn)含有飽和磁化強度連續(xù)變化的材料,這種材料對于位置測量裝置的制造有潛在的應(yīng)用前景。

4.3FGM的特性評價

功能梯度材料的特征評價是為了進(jìn)一步優(yōu)化成分設(shè)計,為成分設(shè)計數(shù)據(jù)庫提供實驗數(shù)據(jù),目前已開發(fā)出局部熱應(yīng)力試驗評價、熱屏蔽性能評價和熱性能測定、機械強度測定等四個方面。這些評價技術(shù)還停留在功能梯度材料物性值試驗測定等基礎(chǔ)性的工作上[7]。目前,對熱壓力緩和型的FGM主要就其隔熱性能、熱疲勞功能、耐熱沖擊特性、熱壓力緩和性能以及機械性能進(jìn)行評價[8]。目前,日本、美國正致力于建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)特征評價體系[7~8]。

5FGM的研究發(fā)展方向

5.1存在的問題

作為一種新型功能材料,梯度功能材料范圍廣泛,性能特殊,用途各異。尚存在一些問題需要進(jìn)一步的研究和解決,主要表現(xiàn)在以下一些方面[5、13]:

1）梯度材料設(shè)計的數(shù)據(jù)庫（包括材料體系、物性參數(shù)、材料制備和性能評價等）還需要補充、收集、歸納、整理和完善；

2）尚需要進(jìn)一步研究和探索統(tǒng)一的、準(zhǔn)確的材料物理性質(zhì)模型，揭示出梯度材料物理性能與成分分布，微觀結(jié)構(gòu)以及制備條件的定量關(guān)系，為準(zhǔn)確、可靠地預(yù)測梯度材料物理性能奠定基礎(chǔ)；

3）隨著梯度材料除熱應(yīng)力緩和以外用途的日益增加，必須研究更多的物性模型和設(shè)計體系，為梯度材料在多方面研究和應(yīng)用開辟道路；

4）尚需完善連續(xù)介質(zhì)理論、量子（離散）理論、滲流理論及微觀結(jié)構(gòu)模型，并借助計算機模擬對材料性能進(jìn)行理論預(yù)測，尤其需要研究材料的晶面（或界面）。

5)已制備的梯度功能材料樣品的體積小、結(jié)構(gòu)簡單,還不具有較多的實用價值;

6)成本高。

5.2FGM制備技術(shù)總的研究趨勢[13、15、19-20]

1）開發(fā)的低成本、自動化程度高、操作簡便的制備技術(shù)；

2）開發(fā)大尺寸和復(fù)雜形狀的FGM制備技術(shù)；

3）開發(fā)更精確控制梯度組成的制備技術(shù)（高性能材料復(fù)合技術(shù)）；

4）深入研究各種先進(jìn)的制備工藝機理，特別是其中的光、電、磁特性。

5.3對FGM的性能評價進(jìn)行研究[2、13]

有必要從以下5個方面進(jìn)行研究：

1）熱穩(wěn)定性，即在溫度梯度下成分分布隨時間變化關(guān)系問題；

2）熱絕緣性能；

3）熱疲勞、熱沖擊和抗震性；

4）抗極端環(huán)境變化能力；

5）其他性能評價，如熱電性能、壓電性能、光學(xué)性能和磁學(xué)性能等

6結(jié)束語

FGM的出現(xiàn)標(biāo)志著現(xiàn)代材料的設(shè)計思想進(jìn)入了高性能新型材料的開發(fā)階段[8]。FGM的研究和開發(fā)應(yīng)用已成為當(dāng)前材料科學(xué)的前沿課題。目前正在向多學(xué)科交叉,多產(chǎn)業(yè)結(jié)合,國際化合作的方向發(fā)展。

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第5篇：新材料導(dǎo)論論文范文

論文摘要： 物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。物理實驗在物理教學(xué)乃至整個科學(xué)教育中占有重要的地位，實驗是中學(xué)物理教學(xué)的重要內(nèi)容，新課程標(biāo)準(zhǔn)的實施為物理實驗提供了一片沃土。作者通過對相關(guān)文獻(xiàn)及資料的分析，以及新課程標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下的高中物理實驗課教學(xué)，對物理探究性實驗的界定、物理探究性實驗的內(nèi)容的選擇和設(shè)計原則進(jìn)行了探討。

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。實驗是物理探究的重要科學(xué)方法，高中物理實驗教學(xué)的改革應(yīng)當(dāng)關(guān)注探究思想的介入，改變將實驗的功能僅歸于驗證理論和培養(yǎng)動作技能的觀點。2003年3月31日教育部頒布了《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》，指出高中物理的課程的基本理念是：①在課程目標(biāo)上注重提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng);②在課程結(jié)構(gòu)上重視基礎(chǔ)，體現(xiàn)課程的選擇性;③在課程的設(shè)置上體現(xiàn)時代性、基礎(chǔ)性、選擇性;④在課程實施上注重自主學(xué)習(xí)，提倡教學(xué)方式多樣化;⑤在課程評價上強調(diào)新觀念，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。課程目標(biāo)從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度提出了要求?？茖W(xué)探究被提到前所未有的高度，科學(xué)探究己經(jīng)成為物理課程的基本理念之一，被列入課程目標(biāo)和內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，同時還被作為重要的教學(xué)建議之一。

基于以上原因，在新課程實施的初期，對新課標(biāo)下物理探究性實驗進(jìn)行研究具有一定的理論和實踐意義，可以為課改和新課程的實施提供參考。

1.物理探究性實驗的定義

物理探究性實驗是為了探求物理知識，學(xué)會一定的物理研究方法等而進(jìn)行的涉及提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作等活動。它是物理領(lǐng)域中的科學(xué)探究。在具體的教學(xué)實施過程中，可以涉及科學(xué)探究的某幾個環(huán)節(jié)，也可以是全過程，分別是“部分探究”和“完整探究”。實驗探究現(xiàn)己成為理科教學(xué)的重要標(biāo)志，也是日前一些發(fā)達(dá)國家的中小學(xué)理科教學(xué)的基本教學(xué)手段和學(xué)生活動的主要形式。

2.物理探究性實驗的設(shè)計原則

2.1主體性原則。整個探究性實驗學(xué)習(xí)活動始終要圍繞學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)—選擇—探究—解決問題這個研究活動過程來設(shè)計，以學(xué)生的活動為中心，放手讓學(xué)生自己去研究、探索，把學(xué)習(xí)活動的主動權(quán)交給學(xué)生，教師在其中只起點撥的指導(dǎo)、領(lǐng)路作用。在設(shè)計探究性實驗時，要充分考慮如何激發(fā)學(xué)生對問題情境或探究內(nèi)容的興趣和探究動機，要保證探究活動過程對學(xué)生的開放性，給學(xué)生提供自主探索、自主創(chuàng)造的機會，讓他們各盡所長，充分發(fā)揮。

2.2目標(biāo)的原則。做每個實驗都要有明確的目的，具體到探究的每一步也要有明確的目標(biāo)。這里的目標(biāo)包括知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三方面。當(dāng)然具體到每個探究性實驗，其目標(biāo)可能有所側(cè)重。只有明確了要達(dá)到的目標(biāo)，探究就有正確的方向，學(xué)生就能在探究過程中經(jīng)受住困難或挫折的考驗，從而對探究過程的艱辛與樂趣體驗得更深刻。

2.3科學(xué)性原則。探究性實驗設(shè)計中的實驗原理科學(xué)、裝置合理、操作程序和方法正確，探究性實驗設(shè)計的全過程都科學(xué)、合理，所采用的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、方法、步驟等都有一定的理論依據(jù)或?qū)嵺`基礎(chǔ)，得出的實驗結(jié)論就可能是正確的。在整個探究過程中，要著重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法，觀察和記錄實驗的方法，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，這也正是探究性實驗設(shè)計的宗旨。

2.4趣味性原則。探究性實驗的設(shè)計要充分考慮學(xué)生心理特點和認(rèn)知水平，實驗設(shè)計要生動、有趣，能使學(xué)生在進(jìn)行實驗探究時，自始至終保持很高的興趣。

2.5簡約性原則。簡約性是指要用盡可能簡單的實驗方法和實驗裝置，用較少的實驗步驟和器材，在較短時間內(nèi)達(dá)到預(yù)期的日的。用簡單易行的、合理的實驗設(shè)計，沖淡學(xué)生怕實驗準(zhǔn)備工作麻煩的情緒;用新材料、新工具降低實驗的操作難度。實驗設(shè)計簡約，裝置簡單，操作簡便，節(jié)約時間，整個實驗過程中沒有過多的干擾，學(xué)生將主要精力集中在探究目的上。簡單就是美，恰當(dāng)?shù)膶嶒炘O(shè)計既突出實驗重點，又沒有冗長的實驗步驟。

2.6互動性原則?，F(xiàn)代教育理論指出，教學(xué)過程是師生交往、積極互動、共同發(fā)展的過程，師生互教互學(xué)形成一個真正的“學(xué)習(xí)共同體”。在教學(xué)中，存在著師生間、生生間的交往。交往的基本屬性是互動性和互惠性。信息交流實現(xiàn)了師生互動，相互溝通、相互影響、相互補充，從而達(dá)到了共識、共享、共進(jìn)。

3.新課標(biāo)下高中物理探究性實驗內(nèi)容的選擇

實驗內(nèi)容是實施物理實驗并使教學(xué)效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的根本。物理實驗中蘊藏著極為活躍的因素，隨時會出現(xiàn)許多學(xué)生意想不到的問題，對與活化學(xué)生學(xué)習(xí)的知識和訓(xùn)練思維有很大的好處。在實際選擇內(nèi)容時要考慮到以下幾個問題。

3.1目標(biāo)的全面性。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)在目標(biāo)上主要強調(diào)知識的獲取，包括一些具體的實驗技能。而探究實驗教學(xué)應(yīng)具有更加全面的目標(biāo)，不僅包括知識方面，而且應(yīng)該包括態(tài)度、情感、能力等諸多方面。按照新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求就是知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀這三個維度的要求。課程標(biāo)準(zhǔn)對科學(xué)探究及物理實驗?zāi)芰σ?，即提出問題、猜想和假設(shè)，制定計劃與設(shè)計實驗，進(jìn)行實驗與收集數(shù)據(jù)，分析與論證、評估，以及交流與合作。

3.2內(nèi)容要在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)。所謂“最近發(fā)展區(qū)”，就是學(xué)生獨立解決問題時的實際發(fā)展水平與學(xué)生在教師引導(dǎo)下解決問題時的潛在發(fā)展水平之間的距離。教師的引導(dǎo)應(yīng)高于學(xué)生原有的水平，否則學(xué)生得不到應(yīng)有的發(fā)展;但也不能差異過大，否則會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)失敗，對學(xué)習(xí)失去興趣。

3.3內(nèi)容要貼近生活、貼近社會。很好地聯(lián)系學(xué)生的生活實際和社會實際，可以提高學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生感到物理就在自己身邊，也可以使學(xué)生在知道和理解物理知識的基礎(chǔ)上，能夠清楚所學(xué)的知識能用于做什么和怎么做，同時對物理的本質(zhì)和價值，有一個正確的認(rèn)識。

3.4內(nèi)容要結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)。新課程標(biāo)準(zhǔn)中的實驗可以分成幾類。

第一類是在表述上有“通過實驗，探究……”等字樣的實驗，是一類基本的探究性實驗，是課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了的。這樣的實驗的例子有以下一些：通過實驗，探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系；通過實驗探究決定導(dǎo)線電阻的因素，知道電阻定律；通過實驗，探究單擺的周期與擺長的關(guān)系。

第二類是在表述上有“通過實驗知道……”“通過實驗認(rèn)識……”“通過實驗了解……”“通過實驗理解……”“經(jīng)歷……實驗過程，了解……”等字樣的實驗。這樣的例子有：通過實驗認(rèn)識滑動摩擦、靜摩擦的規(guī)律，能用動摩擦因數(shù)計算摩擦力；通過實驗了解物體的彈性；通過實驗理解光的折射定律；通過實驗知道常見傳感器的工作原理。對于這樣的一類實驗，可以根據(jù)實際需要，把它們設(shè)計成探究性實驗。

有些課程標(biāo)準(zhǔn)上要求“通過實驗演示……”等字樣的實驗，這類實驗，也可根據(jù)情況設(shè)計成探究性實驗，比如：用錄像片或計算機模擬演示以粒子散射實驗。

還有些實驗是不適合被設(shè)計成探究性實驗的，主要是儀器使用、操作訓(xùn)練等類型的實驗。比如：初步了解多用電表的原理；通過實際操作學(xué)會使用多用電表；以多用電表為測量工具，判斷二極管的正負(fù)極，判斷大容量電容器是否斷路或者漏電。

4.展望

新課程的實施勢在必行，科學(xué)探究作為基礎(chǔ)物理課程改革的基本理念，體現(xiàn)在課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)方式、學(xué)習(xí)目標(biāo)和課程評價等方面。實驗是物理探究的重要科學(xué)方法，高中物理實驗教學(xué)的改革應(yīng)當(dāng)關(guān)注探究思想的介入，改變將實驗的功能僅歸于驗證理論和培養(yǎng)動作技能的觀點。從這個意義上說，物理探究性實驗教學(xué)的升展是必然趨勢。在新課程標(biāo)準(zhǔn)下如何更好地進(jìn)行物理探究性實驗的教學(xué)，還有很多問題值得探討，比如，如何安排實驗探究的內(nèi)容、時間，如何對物理探究性實驗進(jìn)行評價，如何開發(fā)物理實驗方面的教學(xué)資源比如實驗室資源、教師人力資源，等等。

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［8］保羅·朗格朗著.終身教育導(dǎo)論［M］.華夏出版社，1988年版.

第6篇：新材料導(dǎo)論論文范文

論文摘要:管理科學(xué)研究中的學(xué)術(shù)規(guī)范問題已受到廣泛關(guān)注。明確管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系構(gòu)成與其分析框架是規(guī)范研究中的核心。通過與霍爾的系統(tǒng)工程方法論的類比，從邏輯、范式、類型三維視角建立管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系與分析框架，從學(xué)術(shù)創(chuàng)新、學(xué)術(shù)編撰、學(xué)術(shù)評價角度闡明了管理學(xué)學(xué)術(shù)道德規(guī)范、學(xué)術(shù)過程規(guī)范、學(xué)術(shù)表達(dá)規(guī)范的基本內(nèi)容、分析規(guī)范與特征。

0引言

    近年來，學(xué)術(shù)規(guī)范與學(xué)術(shù)規(guī)范體系的建立已經(jīng)受到整個學(xué)術(shù)界的關(guān)注。在對學(xué)術(shù)規(guī)范問題探討過程中，建立整個學(xué)術(shù)規(guī)范體系、從更高的層面、從更廣闊的領(lǐng)域正視學(xué)術(shù)規(guī)范問題在學(xué)術(shù)界已形成共識。然而，學(xué)術(shù)規(guī)范問題的界定必然涉及學(xué)術(shù)規(guī)范體系。國內(nèi)史學(xué)研究領(lǐng)域似乎對學(xué)術(shù)規(guī)范的問題有較早的介人以及深人的研究。在2002年4月召開的“史學(xué)期刊發(fā)展研討會”上，對學(xué)術(shù)規(guī)范體系作了如下陳述:“學(xué)術(shù)規(guī)范是一個多層次的體系，是一個立體的系統(tǒng)。它包括學(xué)術(shù)研究規(guī)范、學(xué)術(shù)道德規(guī)范、學(xué)術(shù)批評規(guī)范和學(xué)術(shù)寫作的技術(shù)規(guī)范等四個方面。學(xué)術(shù)研究規(guī)范包括學(xué)術(shù)價值觀取向、思維方式、指導(dǎo)思想、理論方法、選題指向等方面，是學(xué)術(shù)規(guī)范的最深層次;學(xué)術(shù)道德規(guī)范，包括尊重前人的研究成果，科學(xué)誠實的研究態(tài)度，將把握學(xué)術(shù)史的發(fā)展作為研究的基礎(chǔ)和前提等;學(xué)術(shù)批評規(guī)范，是專門就如何開展學(xué)術(shù)批評所制定的行為準(zhǔn)則;學(xué)術(shù)寫作的技術(shù)規(guī)范，是簡單的技術(shù)層面的東西，是科研成果表述方式的規(guī)范化。這是國內(nèi)基于史學(xué)研究對學(xué)術(shù)規(guī)范探索的完整闡述。學(xué)術(shù)規(guī)范的研究也在此基礎(chǔ)上得到進(jìn)一步深化。《學(xué)術(shù)規(guī)范導(dǎo)論》《學(xué)術(shù)規(guī)范讀本》等對學(xué)術(shù)規(guī)范的研究成果，以學(xué)術(shù)規(guī)范研究規(guī)范著作的問世以及《高等學(xué)校哲學(xué)社會科學(xué)研究學(xué)術(shù)規(guī)范》的頒布為標(biāo)志，奠定了學(xué)術(shù)規(guī)范理論與實踐研究的基礎(chǔ)。

    追溯管理科學(xué)的發(fā)展歷史不難發(fā)現(xiàn)，管理學(xué)研究的先驅(qū)十分關(guān)注管理學(xué)的規(guī)范研究，已經(jīng)深人地探索了管理學(xué)的范式問題，分析了管理科學(xué)規(guī)范性研究蘊涵著管理的科學(xué)性、邏輯性、結(jié)構(gòu)化及信度、效度評價等內(nèi)容。應(yīng)該說，管理學(xué)的規(guī)范研究有著較好的范式與傳統(tǒng)。但應(yīng)該看到，由于種種原因，目前國內(nèi)管理研究存在著令人擔(dān)憂的“失范”現(xiàn)象，這些“失范”現(xiàn)象使管理學(xué)研究中需要思考管理學(xué)規(guī)范研究體系的重建問題。本文在目前學(xué)術(shù)規(guī)范研究成果集成的基礎(chǔ)上，建立管理學(xué)規(guī)范研究的分析框架，闡明管理學(xué)規(guī)范研究的基本內(nèi)容與方法，運用系統(tǒng)分析方法，通過邏輯、范式、類型三維視角建立管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系與分析框架，從學(xué)術(shù)創(chuàng)新、學(xué)術(shù)編撰、學(xué)術(shù)評價角度闡明管理學(xué)學(xué)術(shù)道德規(guī)范、學(xué)術(shù)過程規(guī)范、學(xué)術(shù)表達(dá)規(guī)范的基本內(nèi)容、分析規(guī)范的特征。本研究對于推進(jìn)管理科學(xué)的規(guī)范研究、建立和完善規(guī)范研究體系有重要意義。

1管理學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本分析框架

1.1管理學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系的系統(tǒng)工程方法論分析

1.1.1霍爾(a. d hall)系統(tǒng)工程方法論體系

    美國系統(tǒng)工程專家霍爾(a. d hall )1969年所提出的系統(tǒng)工程方法論為大型工程分析與決策提供了統(tǒng)一的思想方法，在許多對象系統(tǒng)分析中有重要的參考價值。這一分析方法將研究對象描繪成展示系統(tǒng)工程各項工作內(nèi)容的三維(時間維、邏輯維、知識維)結(jié)構(gòu)圖。霍爾三維結(jié)構(gòu)集中體現(xiàn)了系統(tǒng)工程方法的綜合化、最優(yōu)化、程序化和標(biāo)準(zhǔn)化的特點。這一方法將系統(tǒng)工程整個活動過程分為前后緊密銜接的七個階段和七個步驟，同時還考慮了為完成這些階段和步驟所需要的各種專業(yè)知識和技能。這一系統(tǒng)工程的方法論框架也是解決其他類型的重要參考范式。

1.1.2基于霍爾(a.d hall)系統(tǒng)工程方法論體系的管理學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系

    顯然，比較霍爾的系統(tǒng)工程方法論體系，管理學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系與之有許多相近之處。基于霍爾的系統(tǒng)工程方法論體系，可以從研究維度、各維度的主要內(nèi)容，研究問題的思想方法等不同方面對管理學(xué)術(shù)規(guī)范體系進(jìn)行類比研究。以下是兩種體系主要部分的類比，見表。

    由表1的類比可知，管理學(xué)學(xué)科體系是一個由多元要素組成的具有層次性的系統(tǒng)。霍爾的系統(tǒng)工程方法論體系對于管理學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系在目標(biāo)維、階段維、步驟維、知識維方面有許多相似之處，其系統(tǒng)工程方法論體系是完全可以用于解決管理學(xué)科體系的規(guī)范性研究。

1.2管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系的分析框架

    一項完整的管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動首先有眾多學(xué)術(shù)活動主體的參與;其次，管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動一定在一個特定的學(xué)術(shù)環(huán)境中;再者，管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動必然有一個從學(xué)術(shù)活動起始到學(xué)術(shù)活動結(jié)束以及繼續(xù)發(fā)揮作用的循環(huán)往復(fù)過程。涉及眾多要素，由于這些要素各有不同的歸屬，在管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動中扮演著不同的角色，比如一項管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動，可以按照不同的特征將其要素分為不同的維度。

    管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系框架是多項完整的管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動的概括和提煉。顯然每一項管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動都經(jīng)歷一個起始、發(fā)展、終結(jié)的過程，它是在一定的時間坐標(biāo)中完成的，因而時間維度的存在是必然的。另一方面，這一管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動具有學(xué)術(shù)共同體所共有的學(xué)科規(guī)范，即“范式”(paradigm)或“學(xué)科基質(zhì)”(disciplinarymatrix )，在這些學(xué)科規(guī)范的基礎(chǔ)上，各學(xué)科在長期管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動中形成了一定的學(xué)術(shù)規(guī)范即一定學(xué)術(shù)系統(tǒng)中的邏輯范式。這是學(xué)術(shù)規(guī)范體系中的邏輯范式維。與時間維組成了一定的學(xué)術(shù)規(guī)范體系平面。我們知道，不同的學(xué)

科體系所形成的學(xué)術(shù)規(guī)范是有差異的，也就是說，按學(xué)科的不同形成學(xué)術(shù)規(guī)范體系的另一視界，即學(xué)術(shù)規(guī)范體系的知識維。從而我們看到管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本框架如圖1。管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系框架從三個相互獨立的視角表征其規(guī)范體系，這些包括方法論邏輯、范式、類型。由于每一個視角表征整體學(xué)術(shù)規(guī)范體系都體現(xiàn)出某種局限性，只有從多維角度能夠更全面表征學(xué)術(shù)規(guī)范體系。

    一項管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動首先是一個從活動起始、活動進(jìn)展到活動過程完成幾個主要環(huán)節(jié)，從而體現(xiàn)出持續(xù)性、過程性，這是管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動所具備的時間維度，這些管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動體現(xiàn)一定的生命周期。因而這些過程包括問題闡述、研究假設(shè)與設(shè)計、文獻(xiàn)收集與分析、結(jié)論與理論闡釋。在這里，管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動的規(guī)范體現(xiàn)為一定的結(jié)構(gòu)性、一定范圍內(nèi)的程式，這種程式在一般管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動范圍內(nèi)是必要的;另一方面，在管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動的每一個階段都要遵守一定的學(xué)術(shù)規(guī)范，這些包括學(xué)術(shù)研究道德、研究過程、研究表達(dá)三個主要內(nèi)容，這是學(xué)術(shù)規(guī)范體系的邏輯維，體現(xiàn)學(xué)術(shù)規(guī)范的不同側(cè)面，表明規(guī)范的全過程;顯然，學(xué)術(shù)規(guī)范體系在不同的學(xué)科體系中有不同的內(nèi)容框架。因此，學(xué)術(shù)規(guī)范體系有一重要的側(cè)面即類型維。體現(xiàn)不同學(xué)術(shù)研究內(nèi)容對其的影響。這些類型包括:學(xué)術(shù)創(chuàng)新、學(xué)術(shù)編撰與學(xué)術(shù)評價。因此，從三維視角我們可以清晰地了解科學(xué)研究規(guī)范的內(nèi)容。

2管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本內(nèi)容

    從方法論邏輯維、范式維、學(xué)術(shù)類型維，可以更為清晰地了解管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本框架，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將其涉及內(nèi)容細(xì)化，可得到學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本內(nèi)容。以下對管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動過程中類型維學(xué)術(shù)創(chuàng)新、學(xué)術(shù)編撰、學(xué)術(shù)評價三種類型分別進(jìn)行分析，從而確立學(xué)術(shù)規(guī)范體系的一般內(nèi)容。

2.1管理科學(xué)學(xué)術(shù)創(chuàng)新學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本內(nèi)容

    一般管理科學(xué)學(xué)術(shù)創(chuàng)新是指在管理科學(xué)學(xué)術(shù)共同體內(nèi)的主要學(xué)術(shù)活動，是以人類知識寶庫中增加新的知識元素為目標(biāo)。其主要是在繼承、消化既有管理知識體系和管理科學(xué)學(xué)術(shù)成果的基礎(chǔ)上，運用管理學(xué)科專業(yè)的理論與方法，基于承繼、結(jié)合、開拓的不同過程提出的新論點、新見解、新材料、新理論、新方法，從而達(dá)到豐富和深化人們對研究對象的演變規(guī)律及本質(zhì)的認(rèn)識。按照管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范的體系框架，管理科學(xué)學(xué)術(shù)創(chuàng)新學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本內(nèi)容如表2。

2.2管理科學(xué)學(xué)術(shù)編撰學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本內(nèi)容

    管理科學(xué)學(xué)術(shù)編撰學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本內(nèi)容可以在以上闡述的基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展，如表3。管理科學(xué)學(xué)術(shù)編撰是指對已有管理學(xué)科領(lǐng)域現(xiàn)有成果進(jìn)行鑒定、評價、綜述或總結(jié)。其在管理科學(xué)學(xué)科發(fā)展與學(xué)術(shù)研究中起著展示學(xué)術(shù)動態(tài)、闡明管理科學(xué)學(xué)術(shù)研究趨向、確立本領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究定位的作用。雖然管理科學(xué)的創(chuàng)新并沒有使學(xué)術(shù)成果有明顯增加，但對學(xué)術(shù)發(fā)展的意義不容忽視。隨著當(dāng)代科技的迅猛發(fā)展以及學(xué)術(shù)研究的系統(tǒng)化、規(guī)范化，目前，管理科學(xué)學(xué)術(shù)成果海量增加、管理科學(xué)學(xué)術(shù)研究的門類與學(xué)術(shù)形式全面拓展。因而，給學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域的學(xué)術(shù)成果更新、不同學(xué)派觀點的梳理、學(xué)術(shù)成果價值的評價提出了更高的要求。因此，需要對研究成果進(jìn)行進(jìn)一步的鑒定、評價、分類，分析其重要程度、應(yīng)用價值、歸屬領(lǐng)域，并對研究成果進(jìn)行梳理、做出評述，進(jìn)而進(jìn)行總結(jié)，作為新的知識體系，將更為便捷、更有指導(dǎo)意義提供給使用與研究者。比如多數(shù)工具書的編纂也屬此類工作，編纂者在文獻(xiàn)的梳理過程中，需要對現(xiàn)有全部相關(guān)成果進(jìn)行鑒定和分類，并將它們概括并凝練為簡明和完整的文字。顯然，這種編撰的過程和結(jié)果是重要的學(xué)術(shù)過程，需要遵循規(guī)范的學(xué)術(shù)研究標(biāo)準(zhǔn)。按照道德規(guī)范、過程規(guī)范、內(nèi)涵與表達(dá)規(guī)范及科學(xué)問題設(shè)定、設(shè)計與假設(shè)、文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)收集與分析、結(jié)論與理論闡述可以對管理科學(xué)學(xué)術(shù)編撰類型作深人的探析，見表3。

2.3管理科學(xué)學(xué)術(shù)評價學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本內(nèi)容

    管理科學(xué)學(xué)術(shù)評價是同行學(xué)者對評價對象是否符合一定學(xué)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及符合程度做出權(quán)威判斷的學(xué)術(shù)活動。在當(dāng)今社會不斷重視科技創(chuàng)新及科技成果推廣與應(yīng)用的宏觀環(huán)境下，管理科學(xué)學(xué)術(shù)評價正在經(jīng)濟社會中發(fā)揮著越來越重要的作用。從管理科學(xué)學(xué)術(shù)視角看，這一領(lǐng)域?qū)W術(shù)

評價具有界定性、權(quán)威性與導(dǎo)向性作用。目前，管理科學(xué)學(xué)術(shù)評價效應(yīng)的主流是積極的。學(xué)術(shù)評價在學(xué)術(shù)活動中發(fā)揮著鼓勵學(xué)術(shù)創(chuàng)新、引領(lǐng)學(xué)術(shù)發(fā)展方向、規(guī)范和控制學(xué)術(shù)行為、引導(dǎo)學(xué)術(shù)研究資源分配的作用;另一方面，由于學(xué)術(shù)評價“失范”現(xiàn)象，學(xué)術(shù)評價過程中的負(fù)面效應(yīng)也是明顯的，在大量的學(xué)術(shù)評價過程中，出現(xiàn)了學(xué)術(shù)資源的不合理與不公正分配，學(xué)術(shù)成果評價的失衡、失準(zhǔn)，行政權(quán)力、不正當(dāng)競爭介人學(xué)術(shù)資源分配過程，因而造成學(xué)術(shù)質(zhì)量下降與學(xué)術(shù)資源的不合理分配，從而污染圣潔的學(xué)術(shù)殿堂、滋生學(xué)術(shù)腐敗。可見，推進(jìn)學(xué)術(shù)評價的規(guī)范化是極為重要的。

    管理科學(xué)學(xué)術(shù)評價的主要要素與內(nèi)容包括學(xué)術(shù)評價主體與客體、學(xué)術(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)術(shù)評價過程、學(xué)術(shù)評價方法四個方面。

    (1)管理科學(xué)學(xué)術(shù)評價的主體與客體。學(xué)術(shù)評價主體指學(xué)術(shù)評價過程的實施者，主要是針對評價客體所選擇的具備一定評價能力與水平的評價者對評價對象進(jìn)行直接或間接地評估，確定評價對象的綜合能力及水平的價值判斷。主要包括學(xué)術(shù)共同體、學(xué)術(shù)組織、個體學(xué)者等。學(xué)術(shù)評價的客體是指學(xué)術(shù)評價的主要對象，主要涉及國家與組織學(xué)術(shù)實力、學(xué)術(shù)規(guī)劃與計劃、學(xué)術(shù)項目、學(xué)術(shù)人員的學(xué)術(shù)水平、學(xué)術(shù)能力、學(xué)術(shù)成效的評價。

    (2)管理科學(xué)學(xué)術(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)術(shù)評價的基本原則是堅持客觀、公正、公開性。對于從事管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動的主體及學(xué)術(shù)成果評價應(yīng)以學(xué)術(shù)價值或社會效益為基本標(biāo)準(zhǔn)，對基礎(chǔ)研究成果的評價，應(yīng)以學(xué)術(shù)積累和學(xué)術(shù)創(chuàng)新為主要尺度，對應(yīng)用研究成果的評價，應(yīng)注重其社會效益或經(jīng)濟效益。對于理論成果一般側(cè)重于是否揭示了客觀現(xiàn)象之間的相互關(guān)系，闡明研究成果所提供的對客觀現(xiàn)象更準(zhǔn)確、更符合實際的認(rèn)知結(jié)論，表明這些對知識積累和知識創(chuàng)新是否發(fā)揮了積極作用。

    (3)管理科學(xué)學(xué)術(shù)評價過程。學(xué)術(shù)評價過程是指學(xué)術(shù)評價活動中評價主體與評價實施組織按一定程序規(guī)范進(jìn)行計劃、組織與實施，達(dá)到評價過程的客觀、公開與公正。

    (4)管理科學(xué)學(xué)術(shù)評價方法。學(xué)術(shù)評價方法是指學(xué)術(shù)評價過程中每一個環(huán)節(jié)所應(yīng)用的具體工具、方法。是評價主體為達(dá)到對評價對象的客觀公正評價所采取的不同評價方式與評價定式。

    按照學(xué)術(shù)規(guī)范的三維度范式表述，對于學(xué)術(shù)評價規(guī)范，在范式維與方法論邏輯維，其基本內(nèi)容如表4。

3結(jié)論與討論