机械设计论文:机械设计技巧挑战的思考 机械设计的基础 17世纪和18世纪初叶是钟表时代,18世纪末叶和19世纪是蒸汽机时代。机构学的发展,出现了曲柄滑块原理的内燃机、汽轮机和水轮机等,实现了将柴油和汽油的化学能转化为机械能;原煤的化学能经热能转化为机械能;水的动能和势能转化为电能或机械能。这些技术发展进程中,诞生了机械设计课程。机械设计包括机械原理、机械零件和机械系统设计三部分内容。机械原理讨论机构的设计、运动分析和动力学分析。机械零件部分讨论机械零件的强度、刚度、振动稳定性和耐磨性等设计方法,并且介绍机械的结构设计。机械系统设计部分讨论机械系统的动平衡、速度波动调节以及系统方案优化设计等。机械产品的创新设计以上述三部分内容为基础,对产品设计进行改进或革新。 1.机械原理。机构的设计与分析是机械原理的核心内容。常用的机构有:连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、蜗杆结构、摩擦轮机构、棘轮机构、槽轮机构等。机构的演变或创新方法有:机构的组合、机构的演绎、机构的逆向设计以及新原理的应用等。机构组合是常用的设计方法,通过不同类型机构组合或者同类型机构的组合,得到实现运动轨迹的新组合机构。机构的演绎是通过改变机构的运动副、构件几何设计、机构的变结构等方法,获得新的机构设计。机构的逆向设计,常用主动构件和输出构件互换、增加或减少自由度数即原动件数,来获得新的机构设计方案。机构的运动分析和动力学分析,常用计算机辅助设计的方法来分析,以获得运动轨迹、加速度和跃度的变化曲线。机构的创新设计是机械产品创新的基本内容,也是对产品在较大程度上的革新。 2.机械零件。机械零件分为通用零件和专用零件。机械零件部分介绍的是各类通用零部件,包括连接零件、传动零件、轴系零部件以及弹簧、机架和导轨等。连接零件有螺纹连接、销、键和花键、过盈连接、胶接、焊接和铆接等。传动部分有带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、摩擦轮传动等。轴系部分有轴承和轴的设计,其中轴承有滑动轴承、滚动轴承、空气轴承、电磁轴承和静电轴承等。机械零件的设计是针对零件的失效形式来进行的。首先由实践确定机械零件的失效形式,然后选择零件的材料和表面处理技术,以抵抗其失效形式,再依据相应的设计理论提出设计准则和设计公式,最后是设计零件的所有结构尺寸。另一方面,机械零件是物化的产品,其结构设计和制造工艺性设计也是关键方面。机械零件的创新设计方法有变结构的设计、组合设计以及采用新原理的设计等。 3.机械系统设计。机械产品越来越复杂,组成机械产品的零件个数越来越多。机械系统的传统设计内容有动平衡、速度波动调节和分系统之间的匹配等。机械子系统的设计,包括动力系统、传动系统、执行系统、控制系统和辅助系统的设计。在计算技术发展后,针对系统层面出现了系统优化设计、系统可靠性设计和系统摩擦学设计,并且在产品设计中得到应用和推广。随着生态设计、全寿命周期设计、维修设计和自动化设计的发展,基于系统分析和计算仿真的设计软件包日益增多。经典的设计内容都可以由软件包来完成,然而对于新材料的机械零部件设计及其系统设计,仍需要理论和实验的应用基础研究,以获得设计准则和相应的设计方法。 机械设计面临的挑战 我国的机械工程高等教育是从20世纪初开始的,落后于欧洲的第一次产业革命200余年。因此,我国的机械工程科学与技术距世界先进水平有差距是有其历史原因的。在改革开放后,国家的载人航天、高速铁路和青藏铁路等重大工程的建设推动了机械、电气、信息和材料等学科技术的进步,同时也促进了不同学科的技术整合,以新的系统产品提供给消费者。然而,我国的工程教育历史较短,仍有待借鉴国外先进的工程教育经验和教育方法。目前,机械设计教学与产品设计面临的挑战有创新能力的培养、系统性的思维观、新的科学原理带来的挑战等。 1.新材料带来的挑战。人类的发展史从某种意义上说也是人类利用和制造材料的历史。随着人们对石头、铜及其合金、铁及其合金、半导体材料的制造和使用,人类社会经历了石器时代、青铜时代、铁器时代和半导体时代。在上个世纪末,智能材料的发展非常迅速,例如压电材料、磁致伸缩材料、光敏材料等,机敏材料正得到更多的应用。在量子力学基础上出现的新智能材料,将为机械产品设计提供更广阔的空间。作为机械产品设计工程师,要时刻关注智能材料的进展及其制备技术。纳米材料作为一种介观尺度的材料,已在纳米润滑添加剂方面得到工程应用。另一方面,材料的成本与市场供应也是产品设计阶段需要考虑的内容。新材料的发展与研制,为机械产品设计提供了更多的设计选择,也同时使得以前不可实现的产品功能得以实现。生物材料及其仿生技术是新材料的发展方向之一,设计师应关注这一方面的新进展、新技术和制造过程,在较短时间内将其应用于产品设计,为人们的安全、舒适的生活和健康提供新的产品。 2.信息科技带来的挑战。从信息论和控制论的诞生开始,人们就进入了信息社会。计算技术的软件、硬件和系统技术,作为20世纪的标志性进展,以此为阶梯,人们开始了信息社会的生产与生活。信息技术使得地球变成了地球村,各地信息及时传递与互享共用,改变着人们的生活方式、生产方式和思维习惯等。毫无疑问,我们已经生活在信息社会里,信息技术对机械系统中的控制单元设计进行了彻底的变革。产品的设计涉及功能、结构、外部界面、用户界面和成本五个方面。产品的创新设计方法很多,例如前苏联学者G.S.Altshuller提出了创新问题解决方法。无人车间、无人制造工厂不再是人们的向往,而是已经成为现实。信息技术已经提供了虚拟战场、3D虚拟电影、虚拟产品模型、虚拟产品装配等一系列产品和相关的技术。机械制造的核心,机床已经是计算机控制的可编程设备,机械制造过程也已经是柔性的可变制造系统的生产线。可以预见,信息技术不仅会为人们的生活提供手机和无线网络等,也将提供虚拟的生活体验,例如虚拟的蹦极、虚拟侏罗纪公园等。信息科技对机械设计和机械制造的变革不会比电气化革命带来的少,而且更加深刻、更加深远。机械设计工程师要学习新的信息科学与信息技术,用其革新机械产品的设计、机械制造过程和管理过程。 3.智能科学带来的挑战。21世纪是生命科学与技术的时代,生命的基本特征就是智能与生长。智能科学的发展与信息科学密切相关,也可以说是以信息科技为基础的。简单智能产品,例如冰箱、空调等,已成为商用产品,而且新的更高智能程度产品也在日新月异的发展之中。基于信息技术的智能交通系统、公园导游系统、空中管制系统等产品已具雏形,随着信息处理的高度智能化发展,这些 信息管理系统也需不断地升级。1956年到1961年可以说是AI研究的形成时期,卡内基-梅隆大学、麻省理工学院和IBM公司开始了AI的早期研究。1961年到20世纪80年代是AI成长期,80年代是其快速发展期,80年代后人工智能技术步入实用化成熟期。取得了国际象棋、口语识别、机器视角和专家系统等研究成果。 4.生态环境带来的挑战。随着生产的规模扩大,对自然资源的消耗日益严重,伴随出现的环境污染也日益突出。在今天的生产发展阶段,保护自然生态环境的压力更加突出。为了保护人类的生活环境,必须从产品设计、产品制造到产品回收循环利用的全周期,考虑产品的环境绿色性。产品供应链的全球化、网络化与节能设计,是新世纪机械产品设计需要考虑的新问题。机械产品的设计阶段就很大程度上决定了产品的环境友好性。从材料选择来说,应采用材料种类更少的设计方案;从计算参数设计来看,应提高功能参数与质量之比,更大程度地发挥材料的性能;从结构设计来说,应尽可能地循环利用报废机器的零件,或者通过最低成本的再制造,然后循环利用零部件;在功能设计来说,应尽可能发挥产品的设计构思,提供更多、更便捷、更低成本的功能实现方案。如此等等,在整个产品设计阶段贯彻生态设计的理念,为保护自然环境和最大效能利用资源做出努力。 小结 机械产品创新设计必需解决新发展的挑战,新材料、信息技术、智能科学与生态环境等带来的将是长期面临的新问题。机械设计的发展是个动态的吐故纳新过程,只要我们睁开眼睛、敞开胸怀,以前期的机械机构设计、结构设计、强度和刚度设计、可靠性设计、优化设计和摩擦学设计等知识为基础,必将在新的世纪中创造出更多更好的新产品。 机械设计论文:机械设计加工问题的研究 0引言 近些年来,我国科技水平不断提高,与此同时对机械加工与设计的要求也相应提高。为了在激烈的市场竞争中获得一席之地,机械的加工与设计不仅需要提高其工作效率,也要在高效率工作下,严格保证其质量。在这种情况下,机械加工与设计人员需要做好严格的生产与检验工作。在机械加工与设计之前做好详细的考虑,保证机械生产与加工每个步骤有序完成。并采用现代技术降低损耗,高质高量的完成生产。在工作中遇到问题,不要恐慌,积极应对,在机械开展工作之前应该做好备案,减少问题发生的概率,努力生产出最优产品。 1中小型机械加工与设计中存在的问题 机械加工与设计中,总会出现各种各样的问题。可能是操作人员的操作问题,有可能是机器的磨损等问题。机械设计师应该对问题进行总结分析,减少问题发生的概率。本文对中小型机械设计与加工中常出现的问题进行了总结。 1.1操作过程中易出现的问题 操作误差:机械加工与设计的整个操作流程关系到产品的质量,因此应该引起关注。在机械加工与设计时不可避免的总会出现实际操作与标准操作之间的差距。这些问题的产生不是人为的原因,而是因为机械的老化或工艺系统受力情况等原因造成的。工作人员为了保证机械设计与加工正常操作,提高产品质量,应该在机械工作之前,做好预估,虽然这样在实际工作之前,还是难免有误差,但是在做好预案的前提下出现的误差会降到最小,机械设计加工数据也会更准确。产品变形:在机械设计与加工时操作过程中还经常出现的一个问题是产品变形的问题。产品的变形是因为机械大小、位置、性质等原因发生的变化。关于产品的变形原因可归结为以下三个方面:一是机械产品加工过程中,会有强大的内力将其吸住进行加工,但是当工作完成之后,卡爪会放下加工后的产品,形成冲力,造成产品的变形;二是机械产品在进行热处理后,因为其物理特性,很容易出现中间高、两边低的情况;三是机械在进行加工操作时,因为其本身的误差造成的产品变形,但是工作人员可以通过提前预案,控制误差,减少可能造成产品变形的因素,如使用高质量的加工器材减少造成产品变形的可能性。 1.2产品质量方面易出现的问题 材料选择上:机械设计与加工材料的选择至关重要。材料选择的好生产出来的产品质量才能过硬。如果材料选择质量较差,那么在机械设计与加工过程中出现问题的概率较大,影响整个加工生产,影响产品的质量。机械设计与加工的材料的选择须注意两个方面,一方面为材料的硬度,另外一方面是材料的耐加工性。如果材料的硬度不够,那么生产出来的产品不耐用,如果材料的耐加工性不强,那么在加工的过程中极容易造成产品的变形。如某加工厂在材料的选择时,没有充分考虑到材料的铸造性能,结果材料在加工中,因为熔点较高,结晶温度过大,造成产品难生产,生产出来的产品不达标,给加工厂造成巨大损失。质量监管上:在机械加工与设计中,应确保零件质量的完好无损,若在机械设计加工之时,零件质量不能保证,不能正常完成工作,那么生产出来的产品可能是无用的,甚至延误整个工期,造成整体系统性能效率的降低,让机械产品的使用年限大大的降低。在机械设计与加工时应注意塑性的材料其产品很容易变形,因此造成切割质量产品表面不够光滑,而硬性材料因为其硬度过于大,因此在切割时容易出现细碎;在机械产品冷却之后进行加工也可能出现组织结构变形的问题,导致生产出来的产品粗糙、不光滑。因此,在在机械加工时应严守质量问题,保证生产出来的产品是光滑的,寿命周期长的。 1.3新技术的开发与应用 市场经济体制下,要想在市场上获得一席之地,就必须不断提高劳动生产率。机械设计与加工市场同样如此,也应不断提高其劳动生产效率,降低生产成本,生产出价格低、质量好的产品,这样才能在激烈的市场竞争中脱颖而出。机械设计与加工应不断提高机械产品的质量,扭转传统的产品开发模式,加快产品生产速度,从而在市场中因为其独特的优势而被认可。 2中小型机械设计与加工问题解决措施 虽然在中小型机械设计与加工中存在各种各样的问题,但是问题的出现必有其原因,因此工作人员应勤于在机械设计与加工之前做好预案,出现问题时做好总结,以提高机械设计与加工出来的产品质量的保证。 2.1机械设计与加工操作问题具体办法 模拟实验:在进行大批量产品生产之前,可进行试验模拟,观看模拟中可能出现的问题,从而早做打算,提出解决方案。这样在生产过程中才能减少问题发生的概率,提高生产产品的质量,降低损耗。新型的机械产品开发也能够使用这样的模拟实验,强化新型机械的设计理念,提高机械产品的劳动生产率,从而生产出质量更好的产品,通过模拟,找好问题的所在,提高劳动生产率,提高产品质量。设置合理参数:机械设计与加工中,需设置合理的参数,合理的参数的设置能够保证生产出来的产品表面光滑,时间耐用。参数的科学设置直接关系到机械工作中切削的深度、速度、时间等问题,因此在机械开展工作之前,应首先确定好削割的时间、速度、深度等数值,从而保证机械的精细化作业。利用处理工具:机械加工设计中,需科学的使用处理工具,根据生产的产品与机械的工作选择合适的处理工具,加快产品生产的进度与精度。如在机械加工不能触及的地方,可选择小刀等精细工具进行加工,从而保证生产的产品精细,精准。 2.2机械设计与加工产品质量问题解决办法 谨慎选择材料:在机械设计与加工之前,应做好材料的选择,材料选择得好能够提高产品的质量,降低生产的难度,降低生产的消耗,从而提高整个的劳动效率。在材料的选择上应主要从材料的加工性能、切削性能、热处理性能几个方面做重点考虑,并结合实际的生产需要选择不同质地的生产材料,为不同的机器选择不同的材料,这样在保证机械设计与加工正常工作的前提下,生产出来的产品质量是达标的。定期保养设备:机械设计与加工中所使用到的设备应定期保养,保证机械正常作业。如清理机械周围的碎屑,使用中注意机器散热、定期进行维护等。如有部分机械在使用一段时间之后,就会发出声响,运转不顺畅,这种情况下,可使用润滑剂加快机械的运转,保证机械产品的质量,延长其寿命。例如有某工厂的机械设备应使用时间过长,热度极速上升,影响使用寿命,发现这种情况之后,其工作人员使用润滑剂对设备进行了冷却,从而延长了刀具使用的寿命,降低了生产中的损耗。 2.3机械设计与加工致力于提高新技术 着力于提高生产技术:在整个机械设计与加工中,其劳动生产效率的提高是根本,因此厂家应着力于跟上时代的步伐,不断的开拓新的技术理念,加强机械生产效率的监管,致力于在不降低产品质量的情况下提高劳动生产效率,提升市场竞争力,提高市场占有率。可优化整套机械设计与加工设备,大力弘扬机械设计加工工艺的推广,让整个的产品设计符合市场的需要,符合时代的要求。提高设计水平:机械设计与加工是一项高精准化作业,也是一项复杂的劳动,不断的提高其精准度,提高其劳动生产率,降低消耗,提高生产出来的产品是机械设计与加工的主要目标。不断提高机械的设计水平从而让机械根据已设定好的统一标准进行作业,提高整个工程产品的产量与质量。如在开展机械设计加工之前,有固定的组织机构进行商讨,制定出一整套的产品生产 计划,并让机械按照统一的计划进行生产,从而保证生产出来的质量上乘。 3结论 综上所述,可以看出,在中小型机械设计与加工过程中,首先认真对待材料的选择,其次,致力于劳动生产技术的提高,使用新技术、新方法进行生产;再次使用处理工具,处理机械处理不了的问题;设置参数,确定切割深度、切割时间等;定期对设备保养,保证设备的正常运转;进行模拟实验,将可能发生的问题做好预案,减少问题发生的概率。采取以上措施,强化中小型机械设计与加工的精准度与工作效率,促进产品质量的提升。 机械设计论文:机械设计与制造的绿色设计法 1.绿色设计的内涵 在机械产品的设计阶段,就应充分考虑到产品在使用废弃后的回收利用性以及可拆卸性。(2)绿色设计法提出了生产企业与产品设计者应在节约资源和保护环境上主动承担起一定的社会责任。尤其对于大型或大量的机械产品制造,企业在加工生产这些产品的同时,还应在可能的范围内,主动承担产品的回收与再次利用的义务。(3)在人类资源日益枯竭,生存环境不断恶化的新时期背景下,绿色设计法是对传统设计理念和设计方法的创新与改良,体现了人们对环境及资源的重视,以及对整个机械产品设计学科认识的深化。 2.机械设计与制造中绿色设计的主要内容 2.1绿色材料的选择与管理 绿色材料即可回收、可再生,且对环境污染较小、低能耗的材料。因此在机械设计中应首先选用环境兼容性好的材料与零部件,并尽量避免选用有辐射性、有毒或有害的材料。要求所用材料能够有利于回收、再利用、再制造或易于降解,从而实现机械制造业在资源利用率方面的上升,实现可持续发展。同时,在机械设计与制造中,还应当尽量减少所选用材料的种类,从而降低产品在废弃后的回收成本。例如:模具材料的绿色程度对最终产品的绿色性能有着重要的影响,可通过舍弃过往对材料表面进行化学处理的方法,而改用物理方法实现防腐与脱模;选用对环境危害较小的镍磷镀代替电镀铬;用不锈钢材料来加工防腐模具来代替电镀的方式等等。 2.2拆卸性设计 在传统的设计方法中多数只是考虑到产品的可装配性,而较少考虑到产品的拆卸性。绿色设计中着重要求将拆卸性作为机械设计与制造中,产品结构设计评价的一个重要准则,从而使产品在报废以后,能够对其零部件实现高效且不加破坏的拆卸,以便有利于材料和零部件的重新利用与循环再生,进而达到保护环境和节省资源的目的。拆卸性设计的基本原则主要包括以下几点:第一,应实现产品零件的多功能性,从而降低应拆卸零部件的数目以及拆卸时的工作量;第二,应避免在设计时,对有相互影响的材料进行组合,尽量避免零部件的污损;第三,在机械设计与制造中,应减少零件的多样性,并努力向着零件的标准化、模块化和系列化方向发展。 2.3可回收性设计 可回收性设计是指在设计中,充分考虑到产品各零件回收再利用的可能性,以及相应的回收处理方法和回收费用等问题。可回收性设计一般包括两种途径,即零部件的再利用和原材料的再循环,在当前鉴于材料再循环的困难与高昂的成本,因此较为合理的可回收性设计应重点突出零部件的再利用。可回收性设计的主要措施包括了以下几点:在机械设计与制造中,尽量使用可重新利用的材料;使用对环境影响较小的材料,例如可再生材料、易回收材料以及无毒无害材料等;对于已使用过的零部件进行再加工和翻新等措施。 2.4绿色产品的成本分析 在对机械制造业中绿色产品的成本分析,应与传统的成本分析有所区别,在绿色产品设计的初期,即综合考虑到产品在回收、再利用上的性能。因此在作绿色产品的成本分析时,必须考虑到产品拆卸、污染物替代、特殊产品相应的环境成本以及重复利用成本等等。绿色产品的成本分析应在每一次设计选择时进行,以便于设计出的产品更突出绿色环保性,且成本更低。 2.5绿色产品的设计数据库 绿色产品的设计数据库应详细包括了产品寿命周期中与经济性、环境性等相关的一切数据,如材料成分、各类材料对环境的影响数值、材料的自然降解周期、人工费用以及机械制造中装配、销售和使用所产生的附加数量与环境的影响值等等。因此绿色产品的设计数据库对了机械产品的设计与制造过程都有着举足轻重的影响与作用。 2.6绿色产品的包装设计 对绿色产品的包装设计,应重点突出以下几方面原则:首先应材料最省,即绿色产品的包装在满足销售、保护以及提供充足信息功能的前提下,所适应材料应最少且文明适度的包装;其次,应尽量选用可回收或易于降解,且对人体无毒害性的包装材料,例如使用EPS、聚乙烯产品等在大自然中易于自然分解且不会污染环境的材料;最后,所选用的包装材料应易于再循环和回收利用,通过再循环使用和重复使用的包装,从而提高包装物的生命周期,有效降低包装废弃物的出现。 3.总结 在我国加入WTO以及可利用资源日益枯竭的新时期背景下,机械设计与制造中的绿色设计应重点从节约能源和保护环境的角度出发,并充分体现以自然为本的设计思想,从而在保证产品应有的功能、使用寿命和质量等要求的基础上,近可能的设计出更加简洁、完美和长久的产品。 机械设计论文:设计技术在机械设计中的价值体现 稳健设计和模糊设计 这种设计主要是所设计出来的产品不管是在制造的时候,还是在使用的时候,当结构参数发生变化的时候,或者是在预定的使用期限内发生老化的时候,还能保证产品的性能稳定。 稳健设计的主要作用就是提高设计出来的产品的质量,从而减少损失。伴随着市场竞争越来越激烈,设计和制造出来质量比较好,成本也比较低廉的产品逐渐受到设计人员的关注。稳健设计已经逐渐的成为提高产品质量的一种很好的工程方法。在设计的时候要考虑到参数的随机性能和其他先关性能,采用稳健设计解决一些因素的不稳定性,从而推理出相关运算方法。 并且利用一些能够看得见的动态三维图形等建立系统,通过精确的数据运算,找出稳健设计的最优解。模糊设计主要是在设计中运用模糊数学的方法。随着科学技术的发展,需要设计的机构也在逐渐的变大,设计中出现的变量越来越多,空间关系也越来越复杂。这些变量中存在很大一部分的模糊现象,在很多时候我们并不能精确的描述设计师所设计出来的产品特点。 绿色设计 绿色设计主要是为了提高设计出来的产品的绿色程度,这是其主要的目标。设计出来的产品在满足的环境目标的要求之后,还不能降低其使用性能以及使用寿命。绿色设计一般也可以叫做环境设计,还可以是生态设计。对于传统的机械设计产品而言,设计者主要是根据设计出来的产品的性能,产品的质量以及产品的成本等这些指标进行设计。 很少可以到这些产品后期的维护、拆卸以及回收等,在淘汰一些废弃的产品的时候,要没有顾及到这些产品对于环境方面的影响。这些产品在生产制造出来之后,尤其是利用完毕之后,没有进行必要的合格的拆卸,也没有挖掘其可以回收的性能,这样就导致一些有害物质侵蚀到生态环境中去,严重污染了环境,对周围居民的生活质量产生了影响,与此同时,还造成了资源的巨大浪费。而绿色设计就是针对上述情况所进行的产品设计,遵循保护生态环境的设计理念,从产品的制造到产品的使用,直到产品利用完毕,其中涉及产品的整个生命周期,其中还强调了产品的开发阶段也依据生命周期的观点进行分析。绿色设计的基础是传统设计,在传统设计的基础上进行一定的补充和调整。 就我国目前的状况来看,已经开始实行绿色标志的认证这样一个制度。要求设计出来的产品在不危害生态系统的前提下进行生产运作,这些绿色产品才能保证生态环境不会遭受到破坏,不断减少废弃物的排放数量。 机械设计论文:机械设计教学革新思考与实践 一、前言 机械创新设计是指发挥设计者的创造力,结合现有科技成果,设计出具有创造性和使用性的机械产品的一种实践活动,涉及到机械设计理论与方法、制造工艺、材料及处理、机械结构、机械产品维护及管理等机械工程领域的多种创新。从目前来看我国大学生机械创新能力教育与国外相比还存在很大差距,这与历来对于机械创新教学研究重视不够有直接关系。随着科学技术的发展,社会对于大学生的创新意识、创新能力和工程实践能力要求越来越高。因此,加强机械工程类大学生创新精神和能力已经成为高等院校工科专业教学改革和学科建设的迫切而主要任务[1-7]。 二、存在问题探讨与分析 在指导机械设计制造及其自动化专业大学生机械创新设计过程中总结出存在以下几个方面的问题。 1.基础理论知识相对薄弱,创新思维不足。该专业在二年级、三年级主修与机械创新设计相关的基础理论知识,包括机械制图、工程力学、机械原理、机械设计、工程材料学、机械制造技术基础、机械控制工程基础、液压与气压传动、机电一体化技术、自动控制原理等。扎实掌握并灵活运用这些基础理论知识是大学生创新设计必备的基本条件。但是在实际教学过程中由于课时压缩、实践机会较少以及学生学习主动性较差等多种原因,造成学生掌握的基础理论知识相对薄弱。多数学生学习这些课程主要是应付考试,对这些基础理论进行深入思考并启发自己的创新思维的较少。 2.过度依赖计算机辅助软件,物理样机设计经验欠缺。随着计算机技术的飞速发展,在机械创新设计方面,出现了一系列新技术,主要表现在基于CAD软件的创新设计、虚拟设计[8]。机制专业的学生主要掌握的CAD软件有两类:一类是二维设计软件,如AutoCAD,另一类是以三维建模为基础的大型CAD/CAM软件主要有Pro/E,UG,Solidworks等。一般学生在二年级的时候通过自学和课堂学习等方式基本上掌握了这些软件。但是大部分学生主要精力放在学习虚拟样机相关绘图和建模技巧上,以绘出漂亮的图形为目的。由于对机械设计的理论掌握不够加上没有足够的实践机会去了解物理样机设计过程,在开始接触机械创新设计时,会过度依赖这些软件进行三维建模,不能将虚拟设计与物理样机设计有机结合起来。实际上机械创新设计的本质还应归结到机械本身,以计算机技术为基础的虚拟样机技术只是辅助设计的一个手段,不能完全代替传统的物理样机机械设计。在创新设计中应该坚持虚拟样机与物理样机并重的原则。 3.缺乏实际项目锻炼。参与实际项目锻炼,参加生产实习的核心在于通过某一产品设计、制造、检测、封装入库完整等环节的实习,使学生初步熟悉机械产品生产加工全过程所涉及的知识、技能、工装[9],是学生全面、综合掌握专业知识和技能的重要环节,也是培养学生创新能力的基础。但是现在由于课时压缩等多种原因,本科生多以理论学习为主,其创新能力的锻炼效果不尽如人意,这与创新设计所要求的能力差距还较大。由于没有接触实际的项目锻炼,学生对于机械设计的流程、要求以及机械创新设计的具体需求了解不多,导致学生学到的机械设计理论知识无法完全充分发挥出来,这也是制约机械创新能力发展的重要原因之一。 三、教学改革思考与实践 针对上述问题分析,在教学工作中对创新设计教学改革进行深入思考,结合实际情况提出了几点解决方案,并在教学实践中逐步实施。 1.加强基础理论知识培训激发创新思维。在基础理论知识教学过程中把重点放在理论联系实际方面的讲授,结合机械创新设计案例、机械创新设计新思维、新方法和新成就等多种方式将理论知识与应用技术结合起来,在吸引学生兴趣的同时也加深了学生对基础知识及其应用的理解,并积极引导他们在此基础上进行再思考再创新,为下一步机械创新设计打好坚实的基础。另一方面,开设文献查阅课程,培养学生文献综述能力,通过查阅专业书籍、学术期刊、专利、企业产品手册和网络查询等多种方式,了解国内外对相关技术的研究进展和市场需求。 2.虚拟样机与物理样机研究并重。虚拟样机技术集成和综合了可运行机械设计的环境:包括各种仿真工具、分析工具、控制工具、设备和组织协同工作的方法等[10],可以改善从产品的概念设计到动态仿真再到整机结构优化的各个阶段。利用虚拟样机技术可以建立零件的模型,进行虚拟装配,并检查零部件的装配间隙和干涉,应用分析软件对样机进行运动仿真并对关键部件进行校核、计算。及时发现错误,优化结构,可以方便地更改模型,从而提高设计效率、优化设计方案、缩短设计周期、降低生产成本。在教学过程中提倡以机械创新设计需求为主导进行技术学习的思想,虚拟样机技术的学习应该结合机械设计原理与机械设计的具体要求。课程注重对虚拟建模、虚拟装备、运动仿真和优化设计等各个阶段进行综合培训,同时在课程的不同阶段安排相应的设计实习任务,促使学生在学习这些操作技能的基础上增加对其在机械创新设计中具体应用的思考。在虚拟样机优化设计的基础上要同时加强学生对物理样机创新设计能力的培训,从加工图纸绘制、非标件加工、标准件选购到样机的装配和调试都让学生亲自动手参与,并且根据所设计产品的技术要求和使用要求进行试验。样机试验也是一门科学,根据培养进度应适时开设《试验设计与统计分析》课程,详细介绍机械设计中常用的正交试验、单因素试验、对比试验等科学的试验方法以及方差分 析、t检验等数据统计方法和数据结果分析方法。通过合理的试验和科学的数据分析可以进一步优化参数,修改样机结构,对虚拟样机的设计结果进行验证和修正,直至产品定型。 3.指导学生申请或参与相关项目。在具备了基础理论知识和基本的设计技能的基础上,吸引部分优秀学生参与到教师主持的相关科研项目,从基础设计工作做起,逐步了解和熟悉项目的论证、设计和运行过程,以提高学生的综合创新能力。在此基础上再指导学生组成团队申请校级、市级或者自治区级的大学生创新设计项目,从项目的可行性分析、立项、方案设计到具体的技术创新设计和产品设计都由学生亲自参与。在项目执行过程中注重对学生综合创新能力的培养,首先,要通过市场调研和查阅文献提出设计任务并通过可行性分析明确设计的功能目标;然后,进行团队讨论,根据成员的基础理论知识并发挥创造思维确定总体设计方案;下面进行团队分工,依据个人所掌握的不同的创新设计技术和方法进行虚拟样机创新设计,做出三维模型并进行仿真分析和结构优化,与此同时不断对总体方案进行修正;接着,团队合作完成物理样机加工、装配、调试和试验改进工作;最后,完成整个机械创新过程。 4.校企联合培养引导学生理论联系实际。经过参与项目锻炼后,学生对整个设计流程有了切身体会,同时对所学的基础理论知识也有了更加深刻的理解,具备了进行创新设计的基本能力和基本素质。在此基础上,教师应积极联系相关企事业单位为学生安排实习机会,进行校企联合培养,让学生到工厂一线去了解企业和社会对创新设计知识和能力的实际需求,并进一步了解企业创新设计流程。这样有利于引导学生在日常学习中将理论与实际结合,也使得高校对学生创新能力的培养与社会需求接轨,有利于培养真正符合社会需求的具有创新能力的机械人才。 四、结语 培养大学生的机械创新能力是高等院校工科专业的主要任务之一。本文结合实际教学过程中对大学生机械创新设计过程存在的问题的探讨和分析,通过对教学改革的思考提出了理论联系实际、物理样机与虚拟样机并重等四点解决方案,还需要通过不断地教学实践对方案进行补充和验证。期望通过这些行之有效的措施,能切实提高大学生的机械创新能力。 机械设计论文:机械设计材料选择和应用 机械设计需要考虑的问题很多,是一个产品具有先进性、适应性的依据和基础。其材料的选择也是在机械设计环节需要重点考虑的问题之一,本文重点分析了材料选择的重要性,探讨了材料具体选择和应用,提出了经济性、集约性与使用性能的兼顾统一的材料选择建议。 关键词: 机械设计;材料;经济;使用 1引言 机械设备作为现代工业发展的重要标志,不断改变着现代社会,实现人们生活、工作、学习的便利性,效率提升。机械设备的材料直接影响其工作的有效性,使用寿命等,是整个机械设计之初最为关键的问题,选择恰当的机械工程材料,可以实现机械的正常工作。目前,国内标准件在生产和加工工艺上还是存在一定的问题,主要就是因为标准件的材料在热处理等环节还存在一定的技术瓶颈,因此需要有国外的进口,由此可见材料在机械设备中的作用十分重要。在进行相关机械的设计时需要充分考虑一系列的综合因素,实现材料选择科学合理。 2材料选择的重要性 随着我国工业的发展,机械设备向着大型、微型的极限方向发展,其材料的重要性开始越发重要,由于国内的加工工艺的限制,很多机械在向着大型和微型方向发展的时候,出现了很多的问题,这些问题直接影响了机械设备工作性能,当机械材料强度达不到使用要求的时候,一些机械设备的工作范围将大大缩小。同时随着这些人们环境保护意识的不断增强,大家开始更多关注机械设备在使用过程中对环境的影响,一些机械材料在使用的过程中可能对周边环境产出影响,因此在选择机械材料的时候需要进一步构建建材的环保性,降低机械材料对周边操作人员的影响。 3材料具体选择和应用 3.1实用性考虑 在进行机械设计机械材料选择的时候,第一步需要考虑的就是材料的实用性,是否满足机械工作性能的要求,需要更加机械设备需要承受的工作性能进行相应的材料处理,例如在材料的热处理,加工切削,实现其内应力,硬度、韧性、表面粗糙度等方面的处理,以达到材料需要达到的基本要求。同一类零件在安装在不同位置的时候,所承受的外向应力是不同的,需要对其进行的处理也是不同的,在选择相关的材料时需要充分考虑其实用的具体情况。 3.2载荷的考虑 在相关机械设计中,需要对其承受的载荷进行有效计算[1]。这种计算的主要目的就是选择合适承载能力的材料进行加工装配,因为承载能力过强,材料的加工成本较大,选择这一材料所需要付出的成本较大,不利于机械的成本降低,提高设备的价格竞争优势,但是当选择的承载能力相对较弱的时候,材料在机械设备中的使用将大大受到影响,其设备的使用寿命将大大降低,可能经常性的出现一些机械事故,影响机械的正常使用。因此在进行材料载荷的考虑时,需要重点关注相关载荷的估算,选择与估算结论相匹配的材料,这样才能实现经济性和使用性的统一。 3.3环保性的考虑 实现机械设备的环保性是实现相关设备具有长期发展的决定因素,因为现代社会对环境保护的重视程度不断提高,国家也加大对工业企业环保工作的管理力度,因为机械材料的热处理等环节可能对周边的环境产生影响,需要在进行机械设计的时候,删去一些不必要的热处理,这样可以降低企业在进行热处理过程中产生的环境影响,降低企业能耗,这些都是需要在进行机械设计的时候重点关注机械设备在材料上不必要的一些工艺流程,这样可以达到环保性的考虑。 3.4低毒性的考虑 一些机械材料在使用的过程中可能产生一些对人体有害的物质,这样直接影响机械设备操作者的身体健康。因此在进行机械设计的时候需要重点关注选择材料的低毒性,例如镍元素就是一种工业中有毒的金属材料,在选择的过程中需要避免这种金属材料的选择和应用,就算是必须使用这种有毒的金属材料,需要在与人体产生接触的区域进行有效表面处理,降低有毒金属材料对操作人员的人生伤害。 3.5回收性的考虑 随着现代集约化社会的发展,人们开始更加注重材料的可循环使用[2]。金属材料在国内储量相对是有限的,需要我们进行可循环的使用,然而不同金属材料进行混合之后,再进行回收将出现一定的难度,由于现代材料学的研究发现,不同金属元素的混合将出现不同硬度、韧性、耐磨性等特征,所以有更多的材料选择的不同金属元素的混合,以增强其使用性能。这样也给材料的可循环使用带来的麻烦,因此需要在进行材料选择的时候,在没有必须选择混合金属材料的时候,就需要单一金属材料,这样可以保证其今后的回收性。 4材料选择和应用的建议 (1)兼顾经济与使用性能的统一。机械设计的过程中,需要对设计的设备进行有效的估算,对其需要承受的载荷进行充分的推算,这些推算的结论为选择材料的科学性、合理性提供必要的依据。因为材料性能远远超出使用上限的时候,将大大延长机械的使用寿命,造成材料选择的浪费,企业在生产这种材料的时候成本将大大提高,需要考虑其材料的经济性与使用性能的统一,只要满足机械使用要求的材料性能即可,这样可以大大降低材料的经济成本,提高产品的市场竞争力。 (2)兼顾集约性与使用性能的统一。现代社会的集约化发展趋势不断明显,需要企业也实现粗放型发展战略的转变,实现集约化的发展方式,其中的一个重要表现就是材料选择需要体现集约化的要求,不选择那些没有实际应用性的性能,因为这些用不着的性能只能增加材料的加工、处理的成本,这样就需要不断在集约化发展的道路上考虑材料的使用性能保证。只要可以实现材料使用性能的有效保证,可以大大降低材料的加工、处理的集约化发展。省去、兼并多余的加工工艺。 5结语 机械设备已经成为现代社会中不可缺少的重要产品,提高了工作效率,降低了工作强度[3]。在设计环节中,机械材料的选择是其实现其功能的基础,因此在设计的过程中需要兼顾经济性、集约性与使用性能的兼顾统一,实现材料选择和应用的科学性、合理性。 机械设计论文:分析机械设计形式的改革 1、现代设计方法 1.1计算机辅助设计。计算机辅助设计简称cai,利用计算机运算速度快、存储量大、运算准确、逻辑判断功能强等优点,通过人机交互进行的处理,完成设计工作。主要有以下特点:(1)由于可以存储大量的设计信息和设计经验。可以帮助缺乏设计经验的新手顺利完成工作。(2)计算机辅助设计与计算机辅助制造(cam)、计算机自动化管理结合起来形成计算机集成制造系统,进行产品设计、市场预测、生产、制造和销售等一系列工作。以企业的最高效益为目标,综合对人力、物力和时间各种资源进行最有效的利用。(3)还可以大大提高设计的效率,加快产品的更新速度,缩短设计周期,增强市场竞争力。(4)设计人员不仅能在很短时间里给出多种设计方案,分析比较后获得最佳设计方案:还可以从繁重的重复性工作中得到解脱,有更多的时间和精力进行创造性工作。 1.2模块化设计。模块化设计就是在对一定范围内的不同规格产品或相同功能不同性能的产品进行分析后,划分并设计出一系列的功能模块。然后通过对模块进行组合就可以组成不同产品来满足市场需求。其目的主要是以尽可能少的模块种类和数量构成尽可能多规格的产品。模块化设计不仅有利于产品的更新换代,还有利于提高产品的质量,降低成本,加快新产品的开发速度。 1.3并行设计。并行设计工程叉叫同步工程或集成工程,主要并行的设计产品以及各种制造和支持过程的系统化方法。机械产品的设计采用串行设计的缺点主要在于在产品设计过程中,必须要等到上一环节结束后才能进行后一环节,设计不仅改动量大,而且产品的开发周期长,成本高。采用并行设计的核心在于要打破内部各个单元界限,建立以人际关系为基础的协同工作模式。进一步提高产品质量、缩短产品上市时间等。 1.4机械系统设计。机械系统设计就是一种利用系统的观点进行产品的一系列设计的方法。设计过程包括计划、外部系统设计、内部系统设计以及制造销售阶段。传统设计注重内部系统设计,其重点主要在于改善零件或转自一些子系统的特性,但是很少考虑对于个零件之间或内部与外部之间的相互影响而系统设计要根据系统原则,综合研究内部外部和各个子系统之间的相互关系,协调各予系统之问的相互作用,使整个系统的功能表现为最佳状态。 1.5机械优化设计。优化设计是把设计的实际工程问题的模型转化为相应的模型,然后运用最优化设计理论,选择合适的优化方法,借助计算机进行求解。从而得到最佳设计方法。近年来,优化设计常结合一些其他方法。形成新的优化设计方法。如和模糊化设计结合,形成模糊优化设计:和可靠性设计结合起来形成可靠性优化设计。除此之外,还有可靠性设计、机械动态设计、疲劳设计、反求工程、摩擦学设计以及创造性设计等。随着技术的飞速发展,现代设计方法也在不断改善。 2、现代设计方法翻新研究 2.1创新设计原则。生态效益最好原则要在设计过程中尽量选择污染较低的材料。避免使用有毒有害以及有辐射的材料。这是由于在产品制造和使用过程中,都要求产品对周围环境要满足“零污染”原则。安全可靠性原则机械产品品质的保证要通过产品的安全可靠性来体现。产品在强度,刚度、稳定性、以及耐磨性均要满足设计要求,对于一些重型机械,要保证有一定的自锁和保险装置,确保操作人员的人身安全。 2.2经济效益最好原则。经济最佳性要从设计以及制造两方面考虑,设计上要选用正确的材料,保证合理的原理方案:制造上要保证零件的加工工艺和装配工艺。设计的产品不仅要满足客户的功能要求,还要保证成本低廉。 3、机械创新设计技术 机械创新设计是指充分发挥设计者的创造性思维,利用人类已有的科学技术成果,设计出具有新颖性、实用性以及创造性的机械装置。机械创新设计技术和机械系统设计、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、有限元设计等构成现代设计方法学库,吸收了邻近学科有利的设计思想与设计方法,是有待开发的一门新的设计技术方法。随着人工智能、专家系统、认识科学、思维科学以及人脑研究的发展,机械创新设计日益受到人们的重视。一方面,人工智能、专家系统、认识科学、思维科学、设计方法学等已经为创新设计提供了一定的理论基础:另一方面。创新设计的研究及发展有助于解释人类的创造思维机理,还可以促进一系列科学的发展。实现专家系统及智能工程创新设计要求能为发明创造机械和改善现有机械性能提供有效的理论和方法。创新设计包括两方面的内容,一是要改善生产生活中现有机械产品的性能,包括技术性、可靠性、适用性以及经济型;二是要创造设计出新的产品,以满足生产生活的新需要。创新设计的核心内容就是要探索机械产品创新发明的机理、模式及方法,将机械产品创新设计过程程式化、定量化。 4、结语 总之,企业竞争力的关键在于适应市场的需求,需要企业不断推出新产品,这就需要大力加强创新设计方法的学习和研究,使机械工业快速发展,国家兴旺发达。 机械设计论文:机械设计方法及进展 随着科学技术的进步,机械系统引入的新材料、新工艺、新方法越来越多,实现同一种技术功能所具有的功能载体和技术手段也很多,因此,现代机械系统设计工作者若使自己设计出的产品能立足市场,除要求机械系统能实现预期的功能外,还应使设计出的机械系统满足物美价廉、运行可靠、操作方便、对环境污染小等一系列要求。设计者只有通晓机、电、液等各种综合技术,才能设计出性能价格比优良的机械系统。 1机械设计 机械设计(machinedesign),根据使用要求对机械的工作原理,结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。 2现代机械设计的特点 现代机械种类很多,结构也越来越复杂。但从实现系统功能的角度上看,它主要包括动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统等,每个系统叉可根据需要继续分解为更小的子系统。现代机械设计有其鲜明的特点,即不但要求设计对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式,物流技术、各零部件的材料、形状、尺寸、润滑方法等进行构思、分析、计算,而且还需融通多门科学知识,如创造性工程、美学,仿生学、控制论、机械电子学、价值工程等,使设计出的产品在市场中具有竞争力。 3计算机辅助机械设计方法 计算机辅助设计(ComputerAidedDesign,简称cAD)技术是电子信息技术的一个重要组成部分。这一新兴学科能充分运用计算机高速运算和快速绘图的强大功能为工程设计及产品设计服务,彻底改变了传统的手工设计绘图方式,极大地提高了产品开发的速度和精度,使得科技人员的{慧和能力得到了延伸。CAD系统包括硬件系统和软件系统两大部分。硬件系统是计算机辅助设计技术的物质基础;软件系统是计算机辅助设计技术的核心,它决定了系统所具有的功能。硬件和软件的组合形成了CAD系统。汁算机辅助机械设计的一般过程包括: 1)建立数学模型:一般机械零件基本都有现成的数学模型,但对没有数学模型的则首先要建立正确的数学模型; 2)设计程序框图:程序框图根据手工计算的步骤来没计; 3)用高级语言编制程序:根据程序框图来编程; 4)程序调试:程序编好后,先仔细检查源程序,然后将其输入汁算机进行试算,再对程序适用范围的边界、转折点进行试算,要求与手算结果完全吻合。 4系统化机械设计方法 现代机械设计已突破传统的机械设计只注重机械产品单纯能实现预期功能的要求,使机械设计向自系统化、信息化,柔性化和智能化的方向发展。从系统的观点出发,机械系统设计及其控制技术把原有机械产品的眭能、功能以及制造技术提高到一个崭新的水平,甚至使原有的机械产品结构发生变化,所带来的经济效益和社会效益是巨大的。所以机构产品的系统化设计及其控制技术是机械工业发展的必然趋势,也是用新兴技术改造传统机械][业的有力措施。科学技术的飞速发展,产品功能要求的日益增多,复杂性增:响,寿命期缩短,更新换代速度加快然而,产品的设计,尤其是机械产品方案的设计手段,则显得力不从心,跟不上时展的需要。目前,计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究,并初见成效,而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。系统化设计方法将没计任务由抽象到具体(由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构)进行层次划分,拟定出每一层欲实现的目标和方法,由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起,使整个设计过程系统化,使设计有规律可循,有方法可依,易于设计过程的计算机辅助实现。系统化设计方法的主要特点是:籽设计看成由若干个设汁要素组成的一个系统,每个设计要素具有独立性,各个要素间存在着有机的联系,并具有层次性,所有的设计要素结合后,即可实现没汁系统所需完成的任务。在系统化机械设计过程中,为使设计工作更为科学合理,常把一个机械系统分解为若干个相联系的比较简单的子系统,可使设计和分析比较简便。根据需要和可能,各予系统还可再分解为更小的子系统,依次分解,直至能进行适宜的殴计和分析。系统分解时就注意以下几点: 分解数和层次应适宜。分解数太少,子系统仍很复杂,不便于模型化和优化工作,分解数和层次太多又会给总体系统的综合造成困难;2避免过于复杂的分界面。应尽可能选择在要素间结合枝数(联系数)较少和作用较弱的地方;保持能量流、物料流和信息流的合理流动途径。通常机械系统工作时都存在着能量、物料和信息3种转换,它们从系统输入到系统输出的过程中,按一定的方向和途径流动,既不可中断,也不可紊流,即使分解成各个子系统,它们的流动途径仍应明确和畅通;了解分系统分解与功能分解的关系与不同。系统分解时,每个系统仍是一个系统,它把具有比较密切结合关系的要素结合在一起,其结构组成虽稍微简单,但其功能往往还有多项。而功能分解时,是按功能体系进行逐级另懈,直至不能再分解的单元功能。 网络技术的蓬勃发展,异地协同设计与制造,以及从用户对产品的功能需求、设计、加工、装配、成品这一并行工程的实现成为可能。但是,达到这些目标的重要前提条件之一,就是实现产品方案设计效果的三维可视化。为此,不仅三维图形软件、智能化设计软件愈来愈多地应用于产品的方案设计中,虚拟现实技术以及多媒体、超媒体工具也在产品的方案没汁中初露锋芒。 目前,机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进,由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚,目前还没有成熟的、能够达到上述目标的方案设计工具软件。因此,机械设计方法的发展趋势是综合运用系统工程理论、人工智能理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的领域知识,以产品方案没计为方向。 机械设计论文:机械设计专业课程体系设计研究 我校以前的机械设计课程设计的题目主要是齿轮减速器的设计,在教学上以传统的经验型手工设计为目标,老师逐步讲解,学生机械僵硬地模仿,课程设计被误解为仅仅是翻手册、套公式,甚至有的学生一味参看其他的减速器设计,采用的方法主要是图解法。设计说明书照葫芦画瓢,对自己所设计的东西具体由哪些零部件组成,这些零部件的参数和形状如何,这些零部件之间的装配关系、运动关系如何等了解很少,知其然而不知其所以然[3]。同时,在课程设计期间,往往是很多班级同时或相继展开,造成设计教室、手册紧张,不仅严重影响了设计进程,而且影响了设计效果,甚至有的学生为赶进度,胡编设计数据。这些现状与当今的科学技术发展很不适应,与当前市场需求也不相适应。知识要更新,设计手段要先进,因此,机械原理、机械设计课程设计的传统教学模式已不能适应科学技术发展的需要,机械设计基础课程设计的改革势在必行。 课程体系综合设计研究 将机械原理、机械设计课程设计内容进行整合,探索机械原理、机械设计课程设计中如何培养学生的机械运动方案设计、机械创新设计和解决工程实际问题的能力,提出适合创新人才培养目标的机械原理、机械设计课程设计实施方案,并完成2008级机制班机械基础课程综合设计教学实践。同时,考虑机制、模具、汽车、机电方向的不同,选择适合不同方向的综合设计题目,以设计对象为主线,尝试在综合课程设计中引入机构运动演示,要求学生用计算机仿真验证机构运动设计的合理性[4],尝试在综合课程设计中引入机械方案创意设计模拟实验,要求学生利用运动方案进行模型拼装创新实验,验证机构运动设计的科学性、合理性。通过机械基础设计课程改革,加强学生创新能力培养。把机械原理、机械设计课程设计时间由原来的分开设计整合为一,机械原理、机械设计两门课程的课程设计题目选择范围加大,同时增加设计时间,激励学生对这类题目产生较大的兴趣,每一位学生都积极思考,差不多每人都提出一到几种运动方案,然后通过小组讨论,挑出最佳方案后,由各组确定自己的最终机械系统运动方案。通过这些创意设计活动,可大提高学生的创新设计能力,改革课程体系综合设计手段,加强CAD、CAM、CAE等技术应用[5]。运用虚拟样机技术,可以大大缩短产品的开发周期,因而受到了制造厂商、科研机构、大学、公司的极大重视。其中ADAMS是美国MDI开发的非常着名的虚拟样机分析软件。尝试以ADAMS为工具,让学生对自己设计出的机构进行建模与仿真,真实地仿真机构的运动过程。改革设计手段,将给课程设计赋予新的活力。 课程体系综合设计的实践及应用 1改革设计题目,注重学生素质的培养 机械CAD能力、综合应用与设计能力和创新设计能力是新世纪高素质机械工程技术人才的重要素质。因此,机械基础课程综合设计训练主线则是以典型机械系统设计为内容,并将机械原理和机械设计的两课程设计贯通,由根据设计要求到机械运动方案及其运动与动力设计(即机械运动简图设计),再到机械系统结构设计和工作能力设计(即装配图及零件工程图的设计),从而形成一条加强机械系统设计和综合设计能力训练的设计训练主线[6]。使学生经过原理方案的设计、执行机构的设计、传动方案的设计、结构设计等过程,加深对机械系统的整体认识,加强设计中的工程意识,培养综合创新设计的能力。目前各高校都在进行课程设计改革实践,但两门课程设计合在一起的课程设计指导书还很少见[7]。因此,根据我校实际情况,编写了适合于本科机械类的机械基础课程综合设计指导书,指导老师可根据不同方向教学班次选用设计题目。 2机械传动方案设计,培养学生创新能力 机械传动方案设计是一个重要的环节。在这一环节中应充分体现以学生为主体,以教师为主导的指导思想。教师在指导时,应因材施教、因人施教,对不同层次的同学要有所区别。在选题方面,提倡设计能力较强的同学选择指导书以外的题目。在指导方面,对这些同学应适当增加设计的难度和深度。方案设计时重点是要把握创新点[8]。在方案分析过程中,为了实现一个确定的设计目标,要求学生至少提出3种可行的方案,并对方案进行分析、比较,总结出其优点与不足。然后确定出设计者认为最优方案作为本次课程设计方案。最后对此方案进行详细设计,包括其运动过程和运动尺寸的确定,进行结构设计和强度设计直至计算。 3引入虚拟样机技术进行机构分析 虚拟样机技术又称为机械系统动态仿真技术,是国际上20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程技术。运用虚拟样机技术,可以大大缩短产品的开发周期,受到了制造厂商、科研机构、大学、公司的极大重视。其中ADAMS是美国MDI开发的非常着名的虚拟样机分析软件。基于贯彻实施培养卓越工程师思想,在机械基础课程综合设计中引入ADAMS软件对插床导杆机构、冲压机构、摆动式运输机机构、牛头刨床摆动导杆机构等进行运动学和动力学分析,自动绘制刀具的位移、速度、加速度曲线,自动绘制曲柄受到的平衡力矩曲线图等,能通过后期处理绘制最大动态剩余功曲线图,使曲线结果清晰、精确。导杆机构动态仿真时,观察在各位置时所对应曲线含义,加深对课本关于机构有关运动学、动力学相关参数优化设计的理解。ADAMS软件还能对机构采取参数化建模,学生可以通过输入机构不同原始参数,进一步比较不同结果。与过去用图解法或自编程序法进行机械原理课程设计相比,利用计算机对机械进行辅助设计,实现了教学创新,学生普遍反映用ADAMS软件进行课程设计快捷、方便、直观,课程设计能达到满意效果。 4理论联系实际,修改设计对象 在实际工程应用领域中,推荐采用的大多数齿轮减速器都是采用硬齿面。随着工业的发展,新技术新工艺不断涌现,在齿轮行业,特别是随着硬齿面齿轮加工技术的成熟,加工设备的完善,硬齿面齿轮减速器已经成为齿轮减速装置的主流,得到了广泛的实际工程应用,而软齿面齿轮减速装置有被逐步淘汰的趋势。因此,应结合实际,采用硬齿面齿轮减速器设计的题目来进行实践环节的训练。由于硬齿面齿轮减速器的设 计与实际结合紧密,学生的自觉性与积极性得到了很大提高[9]。与此同时,有关硬齿面齿轮设计的资料无法从现有资料中直接利用,这迫使学生主动查找相关资料,询问老师,学生的实际设计能力得到了更大的提高。从改用硬齿面齿轮减速器设计结果来看,整机的重量减轻、体积缩小,使用材料大幅减少,相应的造价也随之下降。这使学生认识到科技的进步给生产实际应用带来的巨大影响。 5学生的模仿型设计转变为思考型设计 以往的课程设计以教授传统的经验型设计为目的,学生总习惯于照搬指导书,一般是教师逐步讲解,学生机械模仿,知其然而不知其所以然。现在的设计中,教师应只给学生以必要的提示,并列出参考书目,鼓励学生去查资料、翻手册,培养他们对信息及数据的归纳和整理能力。在课程设计中,草图设计和装配图设计即机构设计阶段是重点,也是学生感到困难,失误较多的阶段。在《机械设计》课堂上重点讲解的都是基础理论,很少涉及结构方面的知识,而影响结构的因素很多。所以在此阶段,指导教师应悉心指导,多进行正确和错误结构的分析比较,另外要引导学生抓重点,培养学生树立整体设计的概念。 机械设计论文:关于高职《机械设计基础》五步创新教学模式探析 论文关键词：创新教育 创新教学模式 接受 体验 发现 研究 创造 论文摘要：高职院校是培养高素质应用型人才的摇篮，创新教学模式的建立与发展关系到人才创新能力的培养，接受、体验、发现、研究和创新相结合的五步创新教学模式是适应高职教育，培养具有创新能力的高素质应用型人才较好的创新教学模式。 创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力…1。培养具有创新意识与能力的一流人才，是一个庞大的系统工程。高校的创新教育是其中不可缺少的重要环节。作为直接为生产一线培养创新型、应用型人才的高等职业教育工作者，更应在教学中注重对学生创新意识与创新能力的培养。《机械设计基础》是一门与实践结合较为紧密的技术基础课，在教学中开展创新教育，是应该的也是必须的。对高职院校而言，仅仅做几个实验和一次课程设计是远远不够的。2006年在对机制0507／08班的《机械设计基础》课程教学中试探性的进行了创新教学改革，现将取得的经验总结如下。 1五步创新教学模式的建立 传统的教学方式主要以接受教学为主，教师讲学生听，重视书本知识的“灌输”，忽视了对学生知识运用能力和创新能力的培养。而要改变这一方式，就必须加强理论与实践的联系，倡导接受、体验、发现、研究和创新这一环环相扣，与实践结合极为紧密的五步创新教学模式。 1．1接受 接受就是指在处理基本理论教学时，要明确学生应接受哪些知识的问题。学生对基础知识的接受程度和对其初步的感性认知是五步创新教学模式的基础。接受也就是老师应重点讲解什么内容的问题。传统的重点在于因而不在于果，重视每一个公式、每一个论点的推导，而不重视知识的实际运用。创新教学要加大实践教学，就必然不能再一成不变的逐点讲解了。应只讲其结果而不讲其原因，以节省课时，然后尽可能多地进行实例分析，讲清机构的运动、特点和应用。 在对机制0507／08班试探性教学中，尽可能多的带现有模型和教具，在课堂上分析其运动和特点，并引入与之相应的实用简单机械，分析说明再此处利用该机构的优点，并尽可能多的带领学生到实验室进行现场教学。 1．2体验 体验是指要引导学生、要求学生从实际生产和生活中体验所学机构是如何应用的。也就是从实践出发，通过对各种简易机械进行机构分析，加深学生对各种常用机构的类型、特点与应用取得更深的认识。在接受教学的基础上，以作业的形式，要求学生对所学的机构按下面的表格进行分析： 该表要求学生独立完成，实例分析中若有N名学生的结果完全相同，则这些学生作业成绩X=100—30×N。实例分析要求画出机构运动简图，并分析该机构用在此处的优点，能否用其它机构代替等。 1．3发现 发现是指学生在体验中通过对简易机构的分析，发现其中设计不当或有待改进的地方。或通过对生活和生产的观察与思考，发现一些需要解决的问题。在教学中，要求学生完成两到三份通过观察、分析和思考而发现的一些需要改进或解决问题的分析报告，从而促使学生养成喜欢观察的好习惯，提高学生分析和思考问题的能力，这是一切创造和革新的前提。 1．4研究 研究是指学生对发现的问题再深一步研究讨论，提出改进或设计方案。在实施中，首先组织学生对提出的需要改进或解决问题的分析报告进行集体讨论，找出其中适合学生进行改进和设计的方案，然后以自愿的形式自行分组，在老师的指导和帮助下进行分析和研究，并提出改进或设计方案。为了保证教学质量，要求每位同学最少参加一个小组。设计方案不仅仅是纯机械的，大多数是机、光、电一体化，甚至纯电子的设计，应鼓励学生尽可能地利用所学、所知、或通过查阅资料所得的知识。这样，可以培养学生综合运用所学知识和查阅资料的能力，使本课程的教学效果，上升到一个新的高度。 1．5创新 创新是指对学生提出的比较好的、可行性高的设计方案进行初步设计和模型制作2。组织讨论、评比学生研究后提出的设计方案的可行性，从讨论结果中选出几个经过讨论、改进、可行性最大的设计方案，以小组成员为主干，全班学生为成员，在老师的指导下完成这些方案的初步设计和模型制作。 2选择性实施后发现的问题和改进设想 2．1改进评分标准。提高学生积极配合教师教学的程度 高职院校学生的知识基础和学习的积极性较差，好多学生在初期还能积极配合老师的教学，但当需要花费比较大的精力或遇到一点困难时，就不能即时完成老师布置的课外作业。因老师督促学生的手段较少，导致能按要求完成的学生仅有十几名。分数是评价学生学习成绩最直接、最重要的指标，也是老师约束学生最有力的手段。依据我院制定的考试成绩占70％，平时成绩占30％的评分标准，就算平时成绩为零分，学生也能及格。从而导致了一些学生的惰性心理。为了提高老师对学生的约束力，提议如图1对我院制定的评分标准加以改进。增强课外作业成绩，消除惰性因素，促使学生积极配合老师的教学工作。 2．2应加强实验和现场教学的管理 学生对实践兴趣极高，管理不好就无法进行教学。因而要充分发挥班干部的作用，并积极寻求其他老师和师傅的帮助，才能取得较好教学效果。 3教学效果分析 表2反映课程结束后，本班与未实施创新教学模式的机制0505／6班的教学效果对比： 从上表可以看出，虽然因自己能力和精力的问题，没有完全按照上述的教学步骤完成试点教学，但教学效果有较为突出的体现。 4未来展望 高职院校是高素质应用型人才的摇篮。产教研的进一步结合，是高职院校发展的必然趋势。这一创新教学模式可以在兴趣小组的基础上，保持与每一位成员的联系合作，不管其位于何地，从事怎样的职业，担任什么样的职务，都要以老师为主线，保持畅通的联系与合作。这样，随着时间的流逝，兴趣小组所研究课题的科技含量会越来越高，也会越来越贴近实际，必能吸取更多的老师、学生和企业的参与。此时，在学院的帮助与支持下，可以创建与之相适应的相关产业，从而实现招生、教学、研究、制造、销售、就业相辅相成的良性循环，促使高职院校发展到一个新的层次。 机械设计论文:基里隆一级电站水力机械设计 摘要：基里隆一级电站是柬埔寨最大水电站，1968年建成，在正常发电20个月后损坏于战乱。根据中柬双方达成的协议，中电技以投资、修复、经营方式，对基里隆一级水电站进行修复。本文对基里隆一级电站修复工程水力机械设计进行了回顾，对主要机组设备、辅助设备的选择及布置作了简要介绍。 关键词：机电设计 水力机械 水力发电设备 辅助设备 水力监测系统 柬埔寨 湄公河 1概述 基里隆一级电站位于柬埔寨王国西南部，湄公河盆地边缘，距离首都金边约120km，距离柬重要港口城市磅逊（西哈努克城）约110km，其厂房及升压站紧邻4号公路。 基里隆一级电站原为南斯拉夫在1968年提供资金和技术建成，水库最大库容980万m3，装机容量2×5．0MW。该电站在正常发电20个月后损坏于战乱。此后近30年里，虽几经努力但一直未能实施修复。目前大坝基本完好，引水钢管局部遭严重破坏，厂房和机电设备完全损坏，厂坝公路年久失修，到金边的110kV输电线路仅存少许塔架。 中国电力技术进出口公司（CETIC）组织专家对基里隆一级电站枢纽工程和输电线路进行了多次实地考察和充分论证。历经近1年的合同谈判，CETIC与柬埔寨工业矿产能源部（MIME）和柬埔寨国家电力公司（EDC）于2000年7月28日在金边正式签署了《实施协议》和《购电协议》。根据协议，CETIC以投资、修复、经营（BOT，Build，Operate，Trans／fer）方式，对基里隆一级电站进行融资、修复、建设、拥有、运营和维护，在电站特许经营期（自电厂商业运营日起30年）结束后，将该电站无偿移交柬埔寨政府。 电站原厂房和机电设备已完全损坏，主厂房里的水轮发电机组、调速器、进水阀装置、桥机以及辅助设备已无修复价值。经研究决定，主厂房在原厂址新建，所有水力发电设备，包括水轮发电机组、调速器、进水阀装置、桥机以及辅助系统的所有设备，都进行重新设计配置。电站主要参数为：装机容量2×6MW，额定水头363．00m，保证出力3．812MW，年发电量0．6419亿kW·h，年利用小时数5349h。 2机组设备简介 2．1水轮机 水轮机选用CJA734－W－136／2×12．5型双喷嘴冲击式水轮机，主要参数为：额定水头363．00m，额定流量1．95m3／s，额定出力6220kW，额定效率89．78％，额定转速600r／min，飞逸转速1080r／min。水轮机为卧轴冲击式，主要特点如下： 1）水轮机转轮装于发电机轴上，依靠摩擦传递扭矩，顺时针旋转（从发电机向水轮机看）。两个直流喷管分别由机壳和机壳小盖支承，喷管前装有Φ450直管并通过Φ650／Φ450分流管与Φ650伸缩节及球阀相连。 2）喷管喷嘴口处装有偏流折向器，通过连杆机构与折向器接力器相连，接力器与调速器油压系统相连。偏流折向器与喷针的位置没有协联关系，在正常运行时不与射流接触，也不参与水轮机小波动调节，始终保持在全开位置，只在事故停机时投入，切断水流。 3）机组正常运行时，各工况的调节是依靠喷针运动来实现的，喷针的调节作用是由喷针接力器油压操作实现的，喷针接力器操作油管与调速器油压系统相连。喷针的开度指示由喷针反馈系统完成，从喷管内引出的恢复杆通过钢丝绳及连杆与调速器电反馈装置相连，电反馈装置向调速器发送位置信号。 4）在机壳上与喷管射流相反方向装设反向制动喷嘴，制动喷嘴由DN80液压操作阀控制，停机时作机组制动用，液压操作阀油源引自调速器油压系统。 2．2水轮发电机 水轮发电机为SFW6000－10／2130型3相凸级同步发电机，采用卧式、密闭自循环空气冷却结构，主要参数为：额定功率6MW，额定容量7．5MVA，额定电压6．3kV，额定电流687．32A，额定转速600r／min，飞逸转速1080r／min。 发电机由定子、转子、主轴、导轴承、飞轮、空气冷却装置、油水管路等部分组成。定子机座为整体卧式结构，发电机轴为转子磁轭与主轴锻造为一体的实心轴结构。水轮发电机组为两支点结构，两个导轴承分别位于定子两侧，轴承瓦为筒式巴氏合金轴瓦。轴承润滑采用外循环方式，在主厂房内每台发电机组上游侧布置有外循环供油装置。空气冷却器两个，布置在发电机下面机坑中，冷却水管为T2铜管穿片结构。 2．3调速器 调速器选用武汉三联水电控制设备公司生产的CJWT2／1－4．0型微机调速器，额定工作油压4．0MPa。 CJWT型调速器是专为多喷嘴冲击式水轮机设计的，其主要特点如下： 1）在总体结构上，调速器为电气柜、机械柜、油压装置三位一体组合式，结构紧凑，便于安装布置及运行维护。 2）从控制原理上看，每个喷针接力器和折向器接力器各采用一套全数字式机械液压系统独立控制，取消了传统的机械协联、凸轮及复杂的连杆机构，结构大幅简化。 3）机械液压系统采用全数字液压技术，以电磁球阀作为电液转换元件，静态无油耗，抗油污能力强。 4）油压装置设自动补气阀组，提高了整机自动化水平。 5）电气部分以可靠性极高的可编程控制器（PLC）为控制核心，所有PLC本体的平均无故障运行时间≥30万h。 6）采用交直流双路电源供电，互为备用，无扰切换。 7）具有电手动调节功能及自动容错功能。 2．4进水阀 为保证水轮机安全可靠运行、机组检修时切断水流及机组调节系统失灵时保护机组，每台水轮机前装设有进水阀。进水阀为双面止水卧式球阀，采用接力器油压操作，球阀型号为QF500－WY－65，公称直径Φ650mm，设计压力5．0MPa。球阀上、下游侧分别设有检修密封和工作密封，活动密封环采用钢管的压力水操作。2套进水阀共用一套HYZ－1．0－4．0油压装置，额定油压为4．0MPa。 3辅助设备 3．1技术供水系统 技术供水系统主要用户是发电机空气冷却器和导轴承油冷却器。供水系统采用水泵集中供水方式，水源取自下游尾水，在主厂房右端水机副厂房下游侧设有取水池，通过联通管与尾水渠相连。设置KQL100－160型供水泵3台，其中1台备用，布置在供水设备室内。水泵出口设有自动滤水器，滤水器有自动排污功能，经过滤后的水由供水总管引至各用户。水泵采用轮换工作制，每台水泵配置1台软启动器，整个系统采用PLC控制。3．2高压气系统高压气系统主要供调速器油压装置和球阀油压装置用气，供气压力4．5MPa。设有2台SF－0．5／45型空压机和1只1m3、4．5MPa储气罐，空压机出口设有气水分离器。储气罐出气管上设有压力控制器，自动控制空压机的启停，整个系统采用PLC控制。 3．3透平油系统 透平油系统主要供机组轴承、调速系统和球阀操作系统用油。设有2只5m3透平油桶、1台KCB－55型齿轮油泵、1台LY－50型压力滤油机和1台ZJCQ－2型透平油过滤机。系统运行为手动操作。 由于本电站机组为小型卧式水轮发电机组，设备用油量较小，同时主厂房仅有一层，油管布置会影响厂房内的交通及美观，因此，主厂房内不设供排油管路。在油处理室设有活接头，机组设备供排油时，用软管与用油设备相连接。 3．4水力监测系统 水力监测系统包括全电站监测和机组段监测两部分。全电站监测项目有水库水位、拦污栅后水位、拦污栅前后压差及电站引用流量。根据购电协议要求，水库水位测量设有2套2311LT型投入式液位变送器，其中1套为主用，1套为备用（冷备）。拦污栅后水位测量设有1套2311LT型投入式液位变送器。在首部值班室设置1台SXJ水位监视仪，水位信号通过串行口通信方式传至电站中控室。电站引用流量监测采用UF－911型超声波流量计。机组段监测项目包括分流管进口压力、喷管压力、尾水位、冷却水压力和示流、水轮机和发电机振动、摆度等。水力监测系统中的主要量测项目均同时设有变送器，并与电站计算机监控系统相连。 3．5起重机 电站最重起吊件发电机转子重24．2t，起吊梁重3．5t。主厂房内设1台起重量32／5t，跨度14m电动双钩桥式起重机供机组安装、检修使用。由于电站主厂房在原厂址新建，利用原电站叉管及支管，机组间距已定。本电站机组为卧式水轮发电机组，容量由原来的5MW增加至6MW，机组设备尺寸加大，机组间距明显偏小，发电机转子抽芯极为困难。为控制大车运行速度和主钩起升速度，确保发电机安装检修的安全，起重机的大车运行机构和主起升机构采用变频调速方式，变频器采用三菱原装进口设备。 4厂房布置 电站主厂房为地面式，在原厂址新建，利用原电站叉管及支管，机组间距维持10．29m不变。主厂房净长32．85m，净宽14m（机组中心距上游柱边9．05m，距上游柱边4．95m）。电站最高尾水位高程?92．00m，据此确定主机间高程?95．00m，机组安装高程（机组中心线）?95．84m。主机间内上游侧布置有调速器、球阀装置和油压装置，下游侧布置机旁盘。左侧为安装场，长约10．4m，主要考虑机组大修时布置发电机转子、定子、水轮机转轮、机壳等。 主厂房右侧水机副厂房内布置有透平油罐室、空压机室、技术供水设备室。电气副厂房布置在主厂房左侧和下游侧，左侧副厂房内布置有中控室、继电保护盘室、通信室、电气试验室、低压配电室等，下游侧副厂房内布置有6kV中压配电盘、励磁变压器、厂用变压器及柴油机室等。 5结束语 基里隆一级电站修复工程是我国第一个B0T项目，2001年4月2日正式开工建设，2002年5月完工并投产发电。基里隆一级电站的修复对促进柬埔寨战后经济发展，增进中柬双方友谊，以及对我国全方位对外贸易格局的形成，都具有重要意义。 机械设计论文:论应用CAD技术的现代机械设计 论文关键词：机械设计；CAD技术 论文摘要：在机械设计中引入CAD技术,可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题,缩短产品开发周期,具有巨大的经济效益和应用前景。 1 CAD技术的发展 CAD(Computer Aided Design)是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Com-puter Aided Manufacturing，CAM）和产品数据管理技术（Product Data Management，PDM）及计算机集成制造系统（Computer Itegrated manufacturing system，CIMS）集于一体。 产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(Intelligent CAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。 以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。 2 三维CAD技术在机械设计中的优点 通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点: 2.1 零件设计更加方便 使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。 2.2 装配零件更加直观 在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。 2.3 缩短了机械设计周期 采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。 2.4 提高机械产品的技术含量和质量 由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CAD CIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。 3 CAD技术在机械设计中的应用 3.1 零件与装配图的实体生成 3.1.1 零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。 对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。 3.1.2 实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。 3.2 模具CAD/CAM的集成制造 随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。 一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。 3.3 机械CAE软件的应用 机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。 4 CAD前沿技术与发展趋势 4.1 图形交互技术 CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。 4.2 智能CAD技术 CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提供产品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。 4.3 虚拟现实技术 虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。 机械设计论文:关于多媒体教学在机械设计制造课堂的实践 论文摘要：多媒体因其声像并茂，对提高教学效果有很大作用，在课堂教学中越来越普遍，也越来越展示出其强大的生命力。但从目前大学院校多媒体教学环境来看，多媒体机械设计专业教学开展还存在一些问题。本文就相关情况进行了研究，并提出相应的对策。 论文关键词：多媒体教学 专业课 机械设计 对策 对大学院校而言，培养的机械设计与制造的专门人才，就要着眼于培养具备机械设计制造基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。 随着信息化建设的不断进步，多媒体教学已完全在各种教学中展开。机械设计教学更多注重的是空间、理性、科学和前沿，多媒体在教学中所起的作用已不仅仅是一个辅助工具，传统的教学方法已经不能很好地适应教学内容和教学节奏的需要。以考试成绩来衡量学生水平的终结性评价，不受学生的欢迎，评价机制有待完善。所以我们有必要加强多媒体技术与机械设计课程的整合，使学生从传统教学方法中的视觉单一模式互动向视觉、触觉、听觉等多模态发展，转变为空间概念。真正形成以学生为中心，发挥学生的主体作用，使学生在课堂学习中，朝着个性化和自主学习的方向发展，真正成为学习的丰人。 1多媒体机械设计教学的主要问题 目前，教育在我国无论从数量还是从规模上来讲，都达到了空前。然而，教学质量的高低，直接关系培养人才的质量。客观地讲，当前大学院校机械设计教学其中最突出的教学矛盾就是教学模式、教学方法不够灵活。具体地讲还在在以下问题。 1 1被动接受新技术的应用 因为种种原因，个别老师对多媒体教学缺乏深刻认识，甚至认为多媒体教学费时费力费工不讨好，是花架子，好看不管用，心里不同程度存在排斥心理，导致对多媒体教学模式不愿意做出更多的学习和没有兴趣，不愿意尝试，更不说付出努力和付出辛苦。这种心态，直接导致了多媒体教学质量不高。 1．2变“人灌”为“电灌” 个别授课老师错误地认为：多媒体教学，就是把以前的“黑板加粉笔”变成“电脑加屏幕”，在教学方法上看起来全用了多媒体教学，但在教学手段上仍然沿用了旧的教学模式，没有起到把多媒体手段引入机械设计教学课堂的初衷。这种盲目、机械地多媒体教学手段，不但不能真正起到有效的教学效果，克服传统教学的不足，还会给多媒体教学的发展带来负面的影响，反而影响到教学效果。其实这种现象的根源，在于老师对教学效果的认识不足，是一种“形而上学”的教学。 2实现机械设计课堂多媒体教学的可能性 根据目前我国教育的实际情况，进一步深化机械设计教学改革，推广实施多媒体教学模式，并通过改革全面提高机械设计制造教学水平和广大学生的机械设计实际综合应用能力的条件基本具备，而且也具有实现这一转变的可能。 (1)对机械设计制造教学的重要性各方已达成思想共识。广大院校领导和老师对推进机械设计教学改革的重要性都有深刻的认识和体会，并已尝到甜头，干劲更足。同时，学生普遍要求和接受机械设计课堂更多采用多媒体教学。这些因素，为我们机械设计的多媒体教学改革奠定了良好的思想基础。 (2)随着教育投资的增加，教学信息化设备的硬件设施越来越完善。这些年，随着我国社会经济的发展，国家加大了教学信息化建设，硬件设备得到了普遍加强，有些甚至达到了全球领先水平。大学院校普遍都建设有校园网，多媒体教室等，为计算机和校园网上学习机械设计课程提供了硬件技术条件。 (3)基于计算机和网络的机械设计制造教学软件已逐步配套。经过多年的发展，社会各方投入了相当的精力和技术设计了机械设计课堂教学软件和个人自学辅助软件，为推动以机械设计的多媒体教学改革提供了丰富的软件支持。 3积极应对机械设计多媒体教学的对策 多媒体教学与传统课堂教学，并不是矛盾的，而是互促互长的统一体。对教学来讲，最重要的就是整合。整合是网络信息技术与机械设计课程整合研究的核心问题，整合后网络信息技术将成为整个课程系统的一个有机组成部分，而不是可有可无的辅助工具。对认识上的误区和操作层面的一些问题，必须正确认识并在实践中注意解决。对教学中是否应用，如何合理科学地应用多媒体教学技术，确保教学效果的落实才是最根本。 (1)根据机械设计教学的需要，决定是否使用多媒体。把多媒体教学引入机械设计课堂，从手段上来讲，是为了“活化教材”，创造较为真实的教学环境，如果过多使用甚至会起到相反的效果。教学效果如何，并不是说多媒体手段越多效果越好。多媒体教学，从某个层面来讲，是体现的人机。对话，然而，人与人之间的对话，是最好的沟通手段。如果在教学环节中，授讲老师过多应用多媒体，就会使课堂教学成为老师对电脑的操作和学生观看演示的过程，这样的话，多媒体辅助教学的初衷就会受到了扭曲，这也违背了教学的规律。 (2)适度取材，注重多媒体课堂的“人文关怀”。多媒体本身是作为一种教学辅助工具引入机械设计教学的，其本身不带任何的感情色彩，要使课堂教学生动起来，就需要更多的人文关怀。作为教学的主导方，教师在应用多媒体进行机械设计教学时，面对海量的信息，必须结合各方实际快速作了抉择，通过其他手段表现出更多的亲和力和学生的可接受性，这样才能起到事半功倍的效果。 (3)多媒体模式与传统模式充分交融。多媒体教学是利用现代信息技术带动教学内容、教学方法和教学手段的全面改革，然而，多媒体教学只是一种在效的教学辅助手段，并不能完成取代传统的教学模式。因此，在机械设计教学中，我们不能完全依赖多媒体技术，只能是充分利用并与传统教学模式有机结合，只有这样，才能使做到张弛有度，互促互长，取得更好的教学效果。 4结语 机械设计教学模式的改革是机械设计制造教学改革的重点，机械设计制造教学模式的改革应使机械设计制造朝着个性化学习、主动式学习方向发展，应体现机械设计教学的实用性、趣味性，在技术上应是可操练，可实现和易操作的，应充分强调和发挥教师和学生两方面的积极性。改革的突破口是由以教师为中心的传统课堂教学模式转变为以学生为主的多媒体教学模式。 在多媒体环境下，我们要实事求是，正确对待，结合教学需要，保留吸收传统教学模式中的优良部分，充分发挥新旧两种机型模式的优势，确保教学质量稳定提高，这才是根本。多种教学模式的综合应用不仅是可行的，而且成效十分显著。 机械设计论文:关于高职《机械设计基础》五步创新教学模式探析 论文关键词：创新教育 创新教学模式 接受 体验 发现 研究 创造 论文摘要：高职院校是培养高素质应用型人才的摇篮，创新教学模式的建立与发展关系到人才创新能力的培养，接受、体验、发现、研究和创新相结合的五步创新教学模式是适应高职教育，培养具有创新能力的高素质应用型人才较好的创新教学模式。 创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力…1。培养具有创新意识与能力的一流人才，是一个庞大的系统工程。高校的创新教育是其中不可缺少的重要环节。作为直接为生产一线培养创新型、应用型人才的高等职业教育工作者，更应在教学中注重对学生创新意识与创新能力的培养。《机械设计基础》是一门与实践结合较为紧密的技术基础课，在教学中开展创新教育，是应该的也是必须的。对高职院校而言，仅仅做几个实验和一次课程设计是远远不够的。2006年在对机制0507／08班的《机械设计基础》课程教学中试探性的进行了创新教学改革，现将取得的经验总结如下。 1五步创新教学模式的建立 传统的教学方式主要以接受教学为主，教师讲学生听，重视书本知识的“灌输”，忽视了对学生知识运用能力和创新能力的培养。而要改变这一方式，就必须加强理论与实践的联系，倡导接受、体验、发现、研究和创新这一环环相扣，与实践结合极为紧密的五步创新教学模式。 1．1接受 接受就是指在处理基本理论教学时，要明确学生应接受哪些知识的问题。学生对基础知识的接受程度和对其初步的感性认知是五步创新教学模式的基础。接受也就是老师应重点讲解什么内容的问题。传统的重点在于因而不在于果，重视每一个公式、每一个论点的推导，而不重视知识的实际运用。创新教学要加大实践教学，就必然不能再一成不变的逐点讲解了。应只讲其结果而不讲其原因，以节省课时，然后尽可能多地进行实例分析，讲清机构的运动、特点和应用。 在对机制0507／08班试探性教学中，尽可能多的带现有模型和教具，在课堂上分析其运动和特点，并引入与之相应的实用简单机械，分析说明再此处利用该机构的优点，并尽可能多的带领学生到实验室进行现场教学。 1．2体验 体验是指要引导学生、要求学生从实际生产和生活中体验所学机构是如何应用的。也就是从实践出发，通过对各种简易机械进行机构分析，加深学生对各种常用机构的类型、特点与应用取得更深的认识。在接受教学的基础上，以作业的形式，要求学生对所学的机构按下面的表格进行分析： 该表要求学生独立完成，实例分析中若有N名学生的结果完全相同，则这些学生作业成绩X=100—30×N。实例分析要求画出机构运动简图，并分析该机构用在此处的优点，能否用其它机构代替等。 1．3发现 发现是指学生在体验中通过对简易机构的分析，发现其中设计不当或有待改进的地方。或通过对生活和生产的观察与思考，发现一些需要解决的问题。在教学中，要求学生完成两到三份通过观察、分析和思考而发现的一些需要改进或解决问题的分析报告，从而促使学生养成喜欢观察的好习惯，提高学生分析和思考问题的能力，这是一切创造和革新的前提。 1．4研究 研究是指学生对发现的问题再深一步研究讨论，提出改进或设计方案。在实施中，首先组织学生对提出的需要改进或解决问题的分析报告进行集体讨论，找出其中适合学生进行改进和设计的方案，然后以自愿的形式自行分组，在老师的指导和帮助下进行分析和研究，并提出改进或设计方案。为了保证教学质量，要求每位同学最少参加一个小组。设计方案不仅仅是纯机械的，大多数是机、光、电一体化，甚至纯电子的设计，应鼓励学生尽可能地利用所学、所知、或通过查阅资料所得的知识。这样，可以培养学生综合运用所学知识和查阅资料的能力，使本课程的教学效果，上升到一个新的高度。 1．5创新 创新是指对学生提出的比较好的、可行性高的设计方案进行初步设计和模型制作2。组织讨论、评比学生研究后提出的设计方案的可行性，从讨论结果中选出几个经过讨论、改进、可行性最大的设计方案，以小组成员为主干，全班学生为成员，在老师的指导下完成这些方案的初步设计和模型制作。 2选择性实施后发现的问题和改进设想 2．1改进评分标准。提高学生积极配合教师教学的程度 高职院校学生的知识基础和学习的积极性较差，好多学生在初期还能积极配合老师的教学，但当需要花费比较大的精力或遇到一点困难时，就不能即时完成老师布置的课外作业。因老师督促学生的手段较少，导致能按要求完成的学生仅有十几名。分数是评价学生学习成绩最直接、最重要的指标，也是老师约束学生最有力的手段。依据我院制定的考试成绩占70％，平时成绩占30％的评分标准，就算平时成绩为零分，学生也能及格。从而导致了一些学生的惰性心理。为了提高老师对学生的约束力，提议如图1对我院制定的评分标准加以改进。增强课外作业成绩，消除惰性因素，促使学生积极配合老师的教学工作。 2．2应加强实验和现场教学的管理 学生对实践兴趣极高，管理不好就无法进行教学。因而要充分发挥班干部的作用，并积极寻求其他老师和师傅的帮助，才能取得较好教学效果。 3教学效果分析 表2反映课程结束后，本班与未实施创新教学模式的机制0505／6班的教学效果对比： 从上表可以看出，虽然因自己能力和精力的问题，没有完全按照上述的教学步骤完成试点教学，但教学效果有较为突出的体现。 4未来展望 高职院校是高素质应用型人才的摇篮。产教研的进一步结合，是高职院校发展的必然趋势。这一创新教学模式可以在兴趣小组的基础上，保持与每一位成员的联系合作，不管其位于何地，从事怎样的职业，担任什么样的职务，都要以老师为主线，保持畅通的联系与合作。这样，随着时间的流逝，兴趣小组所研究课题的科技含量会越来越高，也会越来越贴近实际，必能吸取更多的老师、学生和企业的参与。此时，在学院的帮助与支持下，可以创建与之相适应的相关产业，从而实现招生、教学、研究、制造、销售、就业相辅相成的良性循环，促使高职院校发展到一个新的层次。

机械传动论文:机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用 摘要：在科学技术快速发展的当今，促使技术水平的提高，使得大功率大容量的技术设备研发出来并广泛投入使用，以促进机械设计制造业的快速发展。液压机械传动系统是一种新型的技术，在机械设计制造中得到较好的应用。文章通过对液压机械传动控制系统基本原理进行分析，研究了该系统的优缺点，并探讨了该系统在机械设计制造中的应用。 在工业得到快速发展的过程中，在机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用范围逐渐扩大，并且液压机械传动控制系统的作用越来越重要。尤其该系统主要是以液体作为介质，以便达到能量的传动与控制目的，在工业控制当中的应用范围比较广，能够更好地促进工业化的发展。目前，对液压机械传动控制系统需要详细了解，对其基本原理进行分析，以便将其更好地应用于机械设计制造中，从而发挥出最大的应用效果。 1 液压机械传动控制系统的基本原理 液压机械传动控制系统的基本原理主要是在确保液体平衡的系统中能够静止，同时，液压机械传动控制系统中的液体在每个阶段的压强是相同的，并且均处于一个相对平衡的系统中，活塞大小的不同，其承受的压力范围也就不同，还需要根据其大小来施加相应的压力。针对较大的活塞，需要增加相对较大的压力，并且需要以液体为传动媒介来将压力转换为需要的能力。当液压在传动的过程中，需要配备相应的元件设备，以便支持液压的传动。其中主要的元件包括：（1）执行元件。主要是将液压泵提供的液体转换为机械能量，该执行元件的主要装置为液压马达，能够高效地将液压能量转换为机械能，以便确保液体对外的作用力。同时，液压元件可以对液体的流动压力与方向等进行全面的控制，以便有效地保障执行元件能够满足各种工作的需求；（2）动力元件。该元件主要是为系统提供重要的运行动力来源，主要的装置为液压泵。该装置在运行的过程中主要是依靠容量的大小来运行的，其中动力部件也称之为容积液压泵，齿轮泵是其主要的容积液压泵，通常是以齿轮的变化来促进液体的传输；（3）辅助元件。该类元件主要为管道，在液压泵中主要是通过将动力元件、液压马达与管道等共同协作来完成的；（4）辅助元件。液压机械传送控制系统中的元件种类较多，其中辅助性元件的功能主要是建设液压回路，以便确保液压机械传动控制系统正常运行。液压机械传动控制系统主要由液压泵、液压控制阀、液压执行元件、液压辅件组成，其液压机械传动控制系统的原理如图1所示： 图1 液压机械传动控制系统原理图 2 机械设计制造中液压机械传动控制系统的优缺点 2.1 液压机械传动控制系统的优势 该控制系统具有较广泛的应用范围，并且在各个领域中均有不同程度的应用。不管是在一般性的工业施工塑料加工机械中，还是在钢铁工业冶金机械中均具有较好的实用性价值。在各个领域中使用液压机械传动控制系统，可以取得较好的进展，并通常具备高效率、高压以及高速等优势。同时，由于液压机械的传动动力能量相对较大，该系统自身也具备较高的集成化作用，从而可以更进一步地促进一体化、小型化以及轻量化目标的实现。另外，由于液压机械传动控制系统与相关的电子技术具有紧密的合作关系，能够在相对较小的空间内进行精准的操作，并且还可以在各个领域中均能够发挥出该系统的最大化价值与作用。在当今世界科学技术得到较快的发展前提下，各个行业对液压机械传动控制系统的要求也在不断提高。通过将该系统与电子技术相互结合应用，并且目前在海洋开发事业以及宇宙航行等事业中得到较好的应用，从而促进了该系统在各个领域中的应用进程。另外，由于电液伺服系统的研发与应用，极大地提高了液压机械传动控制系统的使用效率。并且在该系统的控制元件中，通过灵活、便捷的原则来布置，由于液压机械传动控制系统具有体积小、重量轻与反应速度快等特点，在使用过程中进行操作与控制比较方便。另外，这种系统可以在较大的范围内进行调度处理，液压机械传动控制系统还可以对载荷进行适当调整。在该系统中，其主要的工作介质为矿物油，不仅对自身具有一定的润滑作用，还可以有效地延长机械设备的使用寿命，并且能够快速地完成直线运行，可以促进系统的自动化进程，具有较高的自动控制能力，从而可以有效地满足人们工业生产的需求，适应当今时代的 发展。 2.2 液压机械传动控制系统的缺点与不足 首先，液压机械传动控制系统可能会出现漏油现象，并且会影响到该系统的正常运行，对其运行的稳定性与正确性具有一定的损害。其主要是由于漏油缺陷会导致液压机械传动的比率无法得到保存，从而使得液压机械传动控制系统的运行稳定与正确性受到影响。促使系统运行的稳定性与正确性水平下降，并影响整个系统的运行与运行效果。在一定程度上会影响工业的输出产品质量，对企业的经济效益造成一定的不利影响。其次，液压机械传动控制系统中主要是由液体为传动媒介，如果液体的温度发生变化，会导致系统的运动特性出现一定的变化。液压机械传动控制系统对温度的要求比较高。因此，需要在系统运行的过程中，对温度进行有效的控制，尽量减少温度的变化，避免运行结果由于温差而出现偏差。另外，液压机械传动控制系统的故障检查与排查工作存在一定的难度。液压机械传动控制系统在运行的时候，通常会由于液压元件的运行而产生一定的金属粉末，其对机械设备造成一定的污染，并且容易引发机械故障。并且，一些外部的环境灰尘与粉尘等容易吸附在液压机械设备上，从而对该系统造成一定的影响，尤其是对系统的稳定运行造成较大的不利影响。然而这些粉尘与金属粉末在系统的运行过程中是不可避免的，从而给故障的排查与修复提高了难度。最后，液压机械传动控制系统在运行前，需要对系统进行严格的检查与清扫。由于液压机械传动控制系统在运行之前，需要对系统进行全面的检查与清扫，以便确保系统的正常运行，避免在运行的过程中出现一些由于外界因素引起的不良结果。 3 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用 3.1 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的发展 目前，我国现代化进程在不断的加快，大多数行业在施工与运行的过程中需要借助大型的工程装备，而液压机械传动控制系统可以满足这一要求。另外，由于部分机械设备的功率要求较高，同时其生产效率与精准度也相对较高，使得液压机械传动控制系统在机械设计制造中的使用可以有效地满足高集成化的需求，可以较快地满足施工需求与相关环境与条件的需求，具有较高的应用效率。此外，我国一部分高水平的技术设备具备自身的核心技术，自主研发能力较好，可以为极端化的工作环境以及精准度化的工作需求提供较好的前提条件。而液压机械传动控制系统相关技术的发展，促使我国一些技术在研究方面取得了不错的成绩。液压机械传动控制系统的集成化发展也说明了及时把握住系统的研发方向，才能够研究出社会需求的产品，更好地满足当今社会的需求，并发挥出产品的最大化价值与作用。 3.2 液压机械传动控制系统在机械设计制造中应用的不足 我国液压机械哈攒动控制系统在机械设计制造中的应用取得了较好的效果，但是液压机械传动技术在使用的过程中仍然会存在一定的不足与缺陷。其中我国液压机械传动控制系统中的相关元件使用时，部分元件主要依靠国外的液压产品进行辅助，从而使得我国使用的部分产品与国际范围内使用的产品存在一定的差别。为了促进我国液压机械传动技术的发展，要想跻身世界前列，就必须要对液压机械传动控制系统在使用过程中存在的不足与缺陷进行详细的研究，以便采取相关措施解决，以便促进我国液压技术与产品达到国际标准水平。这样一来，才能够促使我国液压技术水平的提高，能够减少或消除液压机械传动技术在使用过程中的不足与缺陷，从而达到液压发展的目标。 3.3 液压机械传动控制系统在更多场合中的应用 随着计算机技术的广泛应用，液压技术得到了较好的应用与发展。液压技术与计算机技术的有机结合应用，可以不断扩大液压机械传动控制系统的应用范围与领域，并且发挥出更大的作用，同时可以高效率地完成预期目标与控制目标。另外，与传统的机械传动技术相比较，液压机械传动控制系统可以更加容易地实现运动与动力参数的控制。可以在一般的条件下提高液压工业的销售额，在工业领域中的应用比较重要。同时具有较好的传递效率，能够对输出进行有效的控制。另外，在该系统中配套的较大系统铜芯装置，可以对正反方向的运转进行有效的控制与实现，在机械操作的过程中能够实现各种操作动作。液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用具有广阔的前景，能够对变量系统进行开发与调节。 4 结语 在目前高科学快速发展的时代中，机械设计制造技术得到较好的发展，从而促使液压机械传动控制技术的应用领域在不断扩大，将液压机械传动控制系统应用于机械设计制造中，可以取得较好的成就。尤其是将液压机械传动技术与微电子技术相互结合起来，显著提高了液压机械传动技术在机械设计制造中应用的重要性，也促进了机械设计制造的良好发展。另外，目前液压机械传动技术仍存在一定的不足与缺陷，还需要对其进行深入研究，以便弥补不足与缺陷，促进液压技术的快速发展。 作者简介：刁志印（1975-），男，重庆人，四川凌峰航空液压机械有限公司工程师。 机械传动论文:液压机械传动设计制造理论研究 [摘 要]液压机械传动作为一种新型的技术在机械设计制造中不断得到应用，对机械设计制造起着关键性的作用。液压机械传动主要是以液体为介质进行能量传动和控制的方式，该系统以其较灵活的控制方式和便捷的控制属性在工业控制中的使用最为广泛。系统本身是以压流体为能源介质对各种机械进行控制，由一个元件回路的控制对若干个组合进行控制来完成能量的传递。文章就液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用进行分析。 [关键词]机械设计制造 液压 传动控制系统 1 液压机械传动的概述 1.1 系统的基本原理分析 液压机械传动的基本原理是保持液体在平衡的系统中能够静止。液压系统中的液体在各处的压强是一致的，在一个相对平衡的系统中，不同大小的活塞根据其本身承受压力的能力施加不同的压力就可以使得液体保持相对静止，小的活塞上面应该施加较小的压力，大活塞上面应该施加较大的压力。通过液体的传递可以达到变换的目的。液压在传动的过程中需要较多的元件，其中主要的元件有执行元件、动力元件、辅助性的元件和控制元件等，通过动力元件可以让系统产生运行的动力，主要代表元件有液压泵。液压泵在工作的过程中主要是依靠容量的变化进行工作，通常将这种动力部件称为容积液压泵。最常见的容积液压泵是齿轮泵，它通过齿轮的变动使液体进行运动。在对液压泵进行选择时需要注意能量的消耗问题，还需要解决一些液压效率问题。液压的执行元件可以将液压泵中提供的液压转换为机械能的装置，与液压泵相反的工作装置是液压马达，这种装置可以将液压能量转换为机械能，从而使液压对外做功。液压元件可以对液体流动的方向和压力的高低进行控制，能够确保其满足特定工作的要求。液压控制系统除了动力元件还有一些辅助性的元件，通过辅助性的元件可以建设液压回路。 1.2 液压机械传动的优缺点分析 1.2.1 液压机械传动的优势 液压机械传动的应用范围相对广泛，在各个领域都有基本的使用，无论是一般工业施工的塑料加工机械还是钢铁工业用的冶金机械都具有其自身的实用性。使用液压机械传动装置在各方面都能够取得较大的进展，这些装置具有高压、高速和高效率的特点，液压机械传动的功率较大，其本身也是高度集成化的系统，具有一体化、小型化和轻量化的特点，由于该系统和微电子技术可以紧密的配合，可以在小空间内实现对功率的准确控制，在各种行业的使用中发挥着较大的作用。 随着科学技术的发展，各个部门对液压机械传动的要求也逐渐提高。较多的液压机械传动控制系统和电子技术的配合在海洋开发领域甚至是宇宙航行等各个领域发挥着重要的作用。各种电液伺服系统的使用将液压机械传动的应用逐渐提高。总之，对于液压机械传动的元件应该根据需要灵活、方便的布置；液压机械传动具有体积小、重量轻、反应速度快和运动惯性小等特点，方便在使用的过程中进行操纵和控制，此外，这种系统在较大的范围内可以实现调速。传动控制系统还可以对载荷进行适当的调整。液压机械传动控制系统主要的工作介质是矿物油，可以自动润滑，具有较长的使用寿命。该系统比较容易实现直线运动和机械的自动化，如果使用电液联合控制，可以确保高程度的自动控制。 1.2.2 液压机械传动存在的缺点 影响液压机械传动控制系统运行的平稳性和正确性关键在于液压系统存在漏油的因素，从而导致液压机械传动的传动比例不能得到严格的保存。温度的变化对液压机械传动的影响相对较大，不同的温度会导致液压机械传动控制系统中的液体粘性发生变化，从而使得传动控制系统的运动特性发生改变，影响其工作的稳定性，为了保持液压机械传动控制系统工作较为稳定，应该避免在温度较高的环境条件下作业。此外，液压系统发生故障的情况下不能很好的对故障进行检查和排除。液压机械传动控制系统在运行的过程中容易造成污染，一些液压元件在机械加工的过程中容易产生金属粉末，这些粉末粘贴到金属管螺纹地区的胶带碎片上容易造成密封胶的脱落。液压机械传动控制系统在运转时其外部环境中的污染物也会吸附到液压油箱上面，导致系统运行不稳定。此外，系统在运行前没有对杂质清除彻底就会使得外部的杂质和系统本身附着的杂质复合，在元件的运行过程中产生一系列摩擦，不利于系统的正常运转。 2 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用 2.1 机械设计制造中对液压机械传动控制系统的应用和发展 无论是现代建设还是国防建设，都需要将一些大型的工程装备融入到里面，液压机械传动控制系统作为一种新型的机械化系统能够满足当代设备的多种要求，由于一些机器设备的功率相对强大，具有较高的生产使用效率，精度也相对高，液压系统在这些行业中的使用能够满足高集成化的要求，可以很好地适应施工环境和不同的工作条件。我国一些高水平的技术设备具有较好的自主研发能力，主要原因在于极端化的工作环境和精度化的施工技术。液压技术的发展使得我国一些技术在研究方面也取得了较好的成就，系统的集成化说明只有抓住系统研究发展的方向，才可以研发出社会所需要的技术产品。 2.2 我国液压机械传动技术应用中的不足 我国液压技术在应用的过程中虽然在一些产品的使用上面具有较大的进步，同时凸显出液压技术发展的潜力和发展动力，但是在使用和发展的过程中还存在较多的不足之处。我国的液压技术在一些重要的元件使用上任然依靠外国的液压产品进行辅助，我国使用的一些产品在国际范围内和其他国家使用的产品之间存在着明显的差别。需要将我国发展成为液压强国，就必须弥补液压研究方面存在的不足和缺陷，要对液压技术进行研究，从而形成我国的自主产品和液压技术制定详细的发展目标，使我国的液压产品和液压技术超过国际上其他国家的产品和技术。只有这样，才能够使得我国的液压技术水平逐渐提高，减少在装备制造过程中的缺陷和不足，从而实现最终的液压发展目标。 3 结束语 随着工程机械技术的发展，一些新的技术和工艺逐渐出现，使得工程机械逐渐向智能化的方向发展，对工程机械装置的要求也逐渐提高。液压机械传动技术的发展和其在工程机械中的使用也具有较大的优势，尤其是液压技术和微电子技术的结合使得液压机械传动技术在工程机械中的作用越来越突出，极大地促进了机械技术的发展。我国的液压机械传动控制系统还存在一些缺陷和不足，需要加强对该技术的研究，促进我国液压技术快速的发展。 机械传动论文:齿轮在机械传动系统中的应用 [摘 要]齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械传动，是传递机器动力和运动的一种主要形式，是机械产品的重要基础零部件。本文分析了齿轮在机械传动系统应用中常出现的问题与原因，并提出了有效的控制策略。 [关键词]齿轮；传动；磨损；折断 一、齿轮在机械传动系统应用中的损伤和失效形式 齿轮传动与带、链、摩擦、液压等机械传动相比，具有功率范围大、传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长等一系列特点。齿轮传动是许多机械产品不可缺少的传动部件，也是机器中所占比重最大的传动形式。近几年来，虽然其他机械部件的制造技术与电传动技术有了较大的发展，但在生产中起到重要作用的传动形式仍为各种齿轮传动。齿轮在机械传动系统应用中的损伤和失效形式主要如下： （一）齿面疲劳点蚀 齿轮轮齿在交变应力的作用下，当循环次数超过某一极限时，工作齿面便会产生微小的疲劳裂纹。如果裂缝内渗入了润滑油，在另一齿轮的挤压下，封闭在裂缝内的油压会急剧升高，加速裂纹的扩展，最终导致表面层上小块金属的剥落，形成小坑，这种现象称为疲劳点蚀。 （二）齿面磨损 磨损是轮齿在啮合传动过程中，轮齿接触表面上的材料摩擦损耗的现象。主要发生在开式传动中的轮齿齿顶边缘和齿根过渡曲线部位。在闭式传动中，润滑油不洁也可能发生。 （三）齿面胶合 在重载传动中，由于润滑不当或散热不良等造成两齿轮工作齿面发生金属表面直接接触并相互粘连，较软齿面上的金属被撕下来形成伤痕的现象。 （四）塑性变形 在过大的应力作用下，轮齿材料因屈服产生塑性流动而形成齿面或齿体的塑性变形。在较大载荷和摩擦力的作用下会产生。 （五）轮齿折断 轮齿折断是指轮齿的一个或多个齿的整体或其局部的断裂。通常有疲劳折断和过载折断两种。一般由于在载荷的反复作用下，齿根弯曲应力超过允许限度时，发生疲劳折断；用脆性材料制成的齿轮，因短时过载、冲击发生突然断裂。 二、传动齿轮出现问题的原因 （一）设计方面 齿轮的设计参数的技术要求，与不同应用领域机械的实际工况和使用条件结合不够紧密，针对性不够强，缺乏专项切实的科研和实验。有些标准、规范和测试方法、计算方法不统一、不先进。 （二）制造方面 制造误差齿轮制造时造成的主要异常有：偏心、齿距偏差和齿形误差等。所谓偏心，是指齿轮（一般为旋转体）的几何中心和旋转中心不重合。齿距偏差是指齿轮的实际齿距与公称齿距之差；而齿形误差是指渐开线齿廓有误差。装配不良齿轮装配不当，会造成齿轮的工作性能恶化。 三、传动齿轮问题的控制 （一）设计控制 对于传递功率较大的齿轮，齿根弯曲变形是主要影响因素，宜选用较大模数。而对于一般载荷不大的齿轮，应尽可能选用较小模数，因为此时的加工误差是主要影响因素，而且模数小可增加齿数，是啮合系数增大，有利于提高传动平稳性。 （二）制造控制 1、选择合适的齿轮材料 实践表明，工件材料的硬度大于HB240-260时，滚刀的磨损会明显上升，当走刀量过大时，引起切削过程的冲击和振动也会过大，甚至折断刀齿，进而造成齿轮表面加工质量的下降。因此在条件允许的情况下，被加工材料的硬度应尽可能控制在HB180-220范围内。 2、控制滚齿精度来提高齿轮的加工质量 对一般精度不高的齿轮可采用精滚方法达到产品质量要求，用标准齿轮滚刀加工即可；对汽车用齿轮加工工艺则采用滚剃珩磨工艺加工，滚齿时用剃前齿轮滚刀加工，加工精度应提高1-2级，特别是周节累积误差、公法线长度变动量和齿圈径向跳动必须严格控制，这些项目的精度将直接影响剃齿的加工质量，加工精度应提高2级。 3、正确装卡工件 在齿轮加工过程中，滚齿刀对齿轮的径向压力相当大，如果工件装卡不牢，滚齿刀会在齿轮的齿面产生震动，这种震动有时会使齿轮的齿面产生微裂纹。微裂纹的大小及密度与振动的频率和切削速度有关。？9级以下低精度的齿轮要求齿圈径向跳动在0.07mm之内，齿圈径向跳动过大的原因是工件安装的径向跳动及端面跳动。如果工装上的夹瓣牙形角太尖，开始时能夹紧工件，使用一段时间以后，牙形角开始磨损，并出现工件夹不紧的现象，造成齿轮齿圈径向跳动超差。如果把牙形角的角度改为70°角，并进行淬火处理，消除牙形角磨损的现象，齿圈径向跳动就会在公差允许的范围之内。 4、提高热处理能力 渗碳齿轮的热处理变形直接影响到齿轮的精度、强度、噪声和寿命，即使在渗碳热处理后加上磨齿工序，变形仍然会降低齿轮的精度等级。控制齿轮变形也必须在制造齿轮的全过程中设法去解决：减少齿轮材料冶金因素对变形的影响；采用控温正火或等温退火来处理齿轮锻件；改进设备，优化工艺，减少淬火对变形的影响。 （三）维护 使用齿轮传动时，在启动、加载、卸载及换挡的过程中应力求平稳，避免产生冲击载荷，以防引起断齿等故障。经常检查润滑系统的状况，油面过低则润滑不良，油面过高会增加搅油功率的损失。对于压力喷油润滑系统还需检查油压状况，油压过低会造成供油不足，油压过高则可能是因为油路不畅通所致，需及时调整油压，还应按照使用规则定期更换或补充规定牌号的润滑油。注意检查齿轮传动的工作状况，如有无不正常的声音或箱体过热现象。润滑不良和装配不符合要求是齿轮失效的重要原因。声响监测和定期检查是发现齿轮损伤的主要方法。 机械传动论文:煤矿机械传动齿轮失效形式分析及改进措施 [摘 要]随着煤矿机械化、现代化水平的提高，煤矿机械的功率日趋增大。煤矿机械的齿轮大多为中、大模数（模数6～20ram），多为低速（6m/s以下）重载传动，由于两传动齿轮之间是高副接触，单位齿宽的载荷值很高（20kN/cm），因此要求齿轮材料相应的应力达到一定的值。近年来，我国煤矿机械齿轮的制造质量和使用管理水平得到不断提高，但是从现场运转状况看，存在使用寿命不够长等问题，与世界先进水平相比，尚有一定差距。 [关键词]煤矿机械；齿轮失效；原因；改进 在煤矿生产过程中使用的机械设备广泛采用了机械传动齿轮新技术，使得煤矿机械可以有效进行节能控制，实现高效利用、可靠生产。大型、特大型矿井提升机功率达几千千瓦，采煤机的功率增加了4～6倍，掘进机的功率增加了2～3倍。功率的增大导致机械的输出扭矩增大，使煤矿机械的元部件特别是传动齿轮的受力增大，由于受煤矿使用条件和机器尺寸的限制，传动齿轮的外形尺寸却没有多大变化。为了提高煤矿机械的可靠性和使用寿命，对传动齿轮必然要提出更高的要求。 一、煤矿机械传动齿轮传动原理 随着煤矿机械现代化水平的提高，煤矿机械的功率日趋增大，为了提高煤矿机械的可靠性和使用寿命，在煤矿生产过程中煤矿机械传动齿轮应进行科学控制，煤矿企业中使用的现在机械设备中的轴承传动结构需要适应复杂多变的井下工作需求，机械传动齿轮的应用有效提高了开采设备的使用效率，它良好的传动效能比，科学解决了机械能耗的问题，煤矿机械传动齿轮的优势是体积较小，重量减轻，传动比大，结构紧密，承载力高，提高工作效能，较少机械能耗。在我国的煤矿企业中广泛使用，在煤矿机械传动齿轮中由于工艺以及设计问题，机械传动齿轮受到一些局限，这就使煤矿机械中减速器的设计使用成了障碍。 二、煤矿机械齿轮失效形式和失效原因 齿轮运转承载后，齿面相互接触并沿齿高方向滚动和滑动，接触应力使齿面表层内相应产生很大的剪应力，齿面的相对滑动又使滑动前方受压应力，后方受拉应力，齿面又受着拉、压交变应力的作用。除润滑不良、三体（磨粒）磨损、化学腐蚀外，一般地说，若轮齿承受的交变应力超过了材料的疲劳极限或强度极限应力，就会造成上述各种形式的磨损失效。 三、提高齿轮使用的措施 在煤矿生产过程中会存在煤矿机械齿轮传动轮轴承承载过量的情况，对生产工作存在安全隐患，在矿井机械设计中需要着重考虑。利用现在科技与先进的工程机械设备进行煤矿机械齿轮传动轮轴承的有效科学设计可以提高机械设备的使用寿命。在井下开采中煤矿机械齿轮传动轮轴承需采用合理安装以达到提高对煤矿机械齿轮传动轮轴承使用寿命的效果。加强使用管理注意观察噪声、温升是否正常、润滑油的使用是否合理等，可以有效提高齿轮使用寿命。高效生产是安全保障的第一标准，煤矿生产中的能耗大多集中在齿轮传动设备中，齿轮传动中应用新技术进行电机齿轮调速可以有效地提升工作效率，减少能源消耗。在煤矿生产过程中使用的机械设备广泛采用了高效的节能新技术。 1、煤矿机械齿轮的高效技术 煤矿机械齿轮的高效生产是节能的第一标准，煤矿生产中的能耗大多集中在电机设备中，采取煤矿机械齿轮电机功的变频控制可以有效促进高效生产。煤矿机械齿轮的使用中最重要的是应用先进的节能设备进行科学管理，在煤矿机械齿轮传动过程中，齿轮得到了广泛的应用，齿轮中应用数字技术进行交流电机调速可以有效地提升工作效率，减少能源消耗。在煤矿生产过程中使齿轮的机械设备广泛采用可以有效进行节能控制，实现高效利用、可靠生产。 2、煤矿机械齿轮的短圆柱滚子的应用 齿轮传动轮轴承采用短圆柱滚子或自润滑轴承是解决小直径齿轮轴承设计技术难点的有效途径。由于在煤矿生产过程中需要消耗大量的电力资源对机械设备进行科学控制，煤矿生产中的能耗大多集中在电机设备中，采取煤矿机械齿轮传动控制可以有效解决电机的高消耗低效益的问题，实现能源的高效利用。在这个过程中最重要的是应用先进的节能设备进行科学管理，在生产控制过程中，煤矿机械齿轮传动得到了广泛的应用。煤矿机械齿轮传动应用现代技术进行机械设计可以有效的提升工作效率，减少能源消耗。 3、煤矿机械齿轮的短圆柱滚子的结构 用轮内孔充当轴承滚子的外圈滚道，为保证多排圆柱滚子有良好的润滑，采用在轮齿根处钻几个直通排与排之间小孔和在挡环圆周上开设润滑油孔的方法。煤矿机械齿轮存在阻力较大、单位运输量较少，但是功率消耗大，牵引电机运输过程存在运输间断、生产消耗较大的问题，煤矿开采运输系统应延用煤矿机械齿轮以此减少电能消耗。为减少煤矿机械齿轮损耗，首先需要画出电气设计图以及继电器柜的布局，这样才可以安装调试，方便修改控制。但是使用煤矿机械齿轮，润滑油能顺畅地进入密集的圆柱滚子间。煤矿机械轮内圈与轴均充当了轴承滚道，这样就对轮和轴除要求有高的加工质量外，还要有很高的热处理硬度。 4、煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量的确定 煤矿机械的短圆柱滚子的型号、直径和长度等参数可在轴承样本上选取。煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量选择模型要具有估计归纳的最小错误，并且重新设定模型在煤矿机械的设计中体现。煤矿机械齿轮的短圆柱滚子数量的典型选择中使用k=10。虽然每次拥有的是数据1/k（比以前的数据少很多），但计算还是比较贵的相对于不运用交义验证，因此需要训练每一个模型k次。然而k=10是通常的选择，在真正的问题研究中数据往往是缺乏的，有时我们会用一种极端的选择k=m，目的是每一次尽可能的避免无数据状态。计算结果取整数部分，舍去的小数部分在0.2左右，如不符合，可修正轴承孔内径。 5、煤矿机械齿轮的自润滑轴承的应用 煤矿机械齿轮的滑动轴承有抗冲击、振动性好、定心精度高、径向尺寸较小等优点。滑动轴承的摩擦损耗大，煤矿机械齿轮对轴承材料的减摩耐磨性能要求较高，维护比较复杂，煤矿机械齿轮受国内材料业发展水平的制约。滑动轴承主要的失效形式为磨损，防止失效的关键在于能否保证轴颈和轴瓦间形成一层边界油膜。煤矿机械齿轮的自润滑轴承可以任意改变功能性间隔而不用真正改变任何有意义的东西。当压强P较小时，即使P与pv都在许用范围内，也可能因滑动速度v过大而加剧磨损。采用短圆柱滚子或自润滑轴承是解决小直径齿轮轴承设计技术难点的有效途径。机械齿轮直接影响机械设备的使用性能，承受外部载荷，仅有周向压缩应力把主轴受力传递给承力元件，机械内部没有支环，在大型矿井中，煤炭机械设备工作量大，保证安全生产，机械齿轮的工作构件、受力情况等均与所装配的工作元件有关。 结语 我国煤矿机械设备事故率多的现状一直困扰着煤炭生产和运输，是一个亟待解决的重要问题，其中机械齿轮的失效是造成煤矿机械设备不能正常运行的主要原因。因此，对各种齿轮的失效形式及原因的分析和讨论，对改进煤矿机械设备事故率多的现状有非常重要的现实意义。 机械传动论文:煤矿机械传动齿轮的失效问题处理研究 摘 要：煤矿工作一般都是比较严谨和危险的工作，煤矿机械故障不仅影响着工程的进度，降低生产效率，也影响着施工人员的生命安全，而传动齿轮的失效问题是煤矿机械最为常见的问题，所以加强对传动齿轮失效问题的研究具有重要的意义，文章先分析传动齿轮失效的表现形式，进而探索出现这些问题的原因，最后经过研究得出避免传动齿轮失效的有效措施。 关键词：煤矿机械；传动齿轮；失效；有效措施 在煤矿产业中，传动齿轮应用非常广泛，是煤矿机械的一个重要组成部分，但是煤矿的运输重量一般都很大，在施工过程中，很容易导致超重现象，长时间高强度的工作就会导致传动齿轮出现问题，导致机器瘫痪，影响煤矿的施工作业，降低生产效率，甚至造成安全隐患。 1 传动齿轮的工作环境及工作特点 煤矿的生产作业一般都是在矿井中进行的，传动齿轮的工作环境大多都是在地下进行生产作业，井下的环境比较复杂恶劣，所以传动齿轮要适应井下复杂的结构情况，因此相对而言传动结构也复杂一点。由于煤矿是重型产业，要求传动齿轮具有比较高的承载能力和性能，矿井一般空间不是很大，所以传动齿轮还要满足体积小，抗冲击能力强等特点，传动要求高效率，尽量减少过程中能量的损失。 2 传动齿轮失效的表现形式 2.1 传动齿轮磨损失效 磨损的程度分为很多种，一般分为：正常的磨损、中度磨损、破坏性磨损、磨料性磨损以及腐蚀性磨损等。一般性的磨损不会对齿轮的传动造成重大的影响，比如正常的磨损，这是齿轮传动过程中必然存在的，在齿轮的使用寿命中，不会造成齿轮失效，这个磨损是经过时间慢慢磨损的，不影响齿轮的正常转动；对于中度磨损，这个要比正常的磨损速度快一点，在齿轮传动工作的过程中，可能会发出噪音，由于磨损的程度比较大，损失机械能，会降低齿轮工作的效率；破坏性磨损，这个磨损的程度就很大了，齿轮表面会形成严重的损伤，严重影响传动齿轮工作的效率，破坏了齿轮的结构，大大缩短齿轮的使用寿命；磨料性磨损是指在齿轮中间进入了一些颗粒，增大了齿轮间的摩擦系数，摩擦力增大，加速了齿轮的磨损，可能会出现齿轮停止转动的现象；腐蚀性磨损就是在齿轮转动的过程中与周围的化学物质发生的反应，发生了齿轮表面的腐蚀，严重影响齿轮的工作效率。 2.2 传动齿轮疲劳失效 在加工过程中，齿轮的表面肯定存在初始裂纹，加之传动齿轮工作的过程中应力的反复作用下，造成材料的疲劳，当作用的应力超出了材料的疲劳极限时，裂纹就会延伸扩张，加速齿轮的损坏，出现齿轮失效。 2.3 传动齿轮胶合失效 齿轮的转动需要润滑油的帮助，在强重力作用下，齿轮间的润滑油不能及时的补充，造成两个齿轮接触面的油膜挤破，两个金属齿轮直接接触在一起，在高速运转的情况下，温度上升，可能造成齿轮的胶合，出现失效。 2.4 传动齿轮断裂失效 齿轮的断裂意味着彻底不能工作，断裂分为疲劳断裂，高负荷断裂以及淬性断裂等。疲劳断裂就是齿轮在弯曲应力的反复作用下，出现裂痕，当应力超出了齿轮的疲劳极限时，裂痕继续扩张，导致断裂；高负荷断裂是指在高强度的作业状态下，负荷已经超出了齿轮的额定负荷导致的破坏性断裂，或者由于腐蚀使得齿轮部分点出现点蚀，导致断裂等；淬性断裂是指传动齿轮经过热处理时产生了过大的内应力，产生裂纹，外界的压应力与弯曲应力的作用下，产生疲劳，当超过它的疲劳极限时就会促使裂纹延伸，导致淬性断裂，这种断裂的特点就是初始断裂的部位颜色会有点深，这是氧化的结果。 3 传动齿轮出现失效的具体原因 设计阶段：由于齿轮工作环境的特殊性，决定了煤矿机械齿轮设计的特殊性，在设计阶段，可能忽视了传动齿轮在矿井工作的特殊性，按照传统的设计来设计煤矿机械传动齿轮，造成传动齿轮不能满足矿井下高强度，环境复杂的要求，达不到韧度、抗冲击和耐疲劳的要求，这是导致传动齿轮失效的自身原因之一。 齿轮的制造加工阶段：即使齿轮的设计没有问题，若在制造加工方面不合格，齿轮一样会失效，如果质量把控不严格，锻造时化学成分超标或者化学成分有残留，降低了齿轮的性能，不能满足工作的需要。例如：在加工过程中C的含量超标，就会增加齿轮的脆性，容易发生断裂，造成失效。 齿轮的安装使用阶段：不正确的安装方式同样会导致传动齿轮的失效，安装的位置出现偏差，影响整个传动齿轮的安全，同时，传动齿轮的工作需要润滑油的不断补充，一旦缺少润滑油就会增大摩擦力，降低齿轮工作的效率，增加磨损，导致传动齿轮的失效。 4 避免传动齿轮失效的有效措施 根据上述传动齿轮出现时效的形式和失效的原因，制定防止传动齿轮失效的有效措施，避免失效问题的出现。 4.1 齿轮设计阶段控制 设计阶段要充分的对煤矿齿轮的工作环境进行研究考察，只有充分了解齿轮的工作环境和工作性能的需要，才能对齿轮提出合理化的设计。根据煤矿齿轮工作的特殊性，优化齿轮的设计方案，满足齿轮抗冲击力、耐疲劳性以及承载力的要求，进行精确的计算，在符合国家标准的前提下，选择适合煤矿特殊工作的材料，尤其是钢材的选用尤为重要，这直接影响着齿轮的强度，最好经过研究确定选材，确定润滑油等，以免后期工作出现漏洞。 4.2 齿轮工艺制造阶段控制 选材好工艺也好才能保证传动齿轮的质量，要严格控制齿轮制造过程中的质量，改善制造工艺，提高工艺质量。传动齿轮的表面不能过于光滑，研究表明，表面略微粗糙的齿轮要比表面光滑的齿轮使用寿命更长，这个粗糙度应该根据实验来确定，合理的控制粗糙度，将齿轮的性能提升到最佳状态。 4.3 齿轮安装阶段控制 齿轮的安装看起来很简单，其实有比较高的要求，对于传动齿轮的平衡度、垂直度都是有要求的，而且这个标准还很严格，稍微有一点偏差就会影响整体的性能，所以，在安装阶段应该有专业人士来进行指导，运用专业的工具辅助安装，最大限度的减少齿轮间的摩擦，降低损耗，提高工作效率，延长使用寿命。 4.4 齿轮使用及维护阶段控制 在传动齿轮的使用过程中，应尽量不要超过传动齿轮的额定负荷量，润滑油也要及时补充，保证传动齿轮是在润滑油的辅助下工作，此外，润滑油不能掺入杂质，保持纯净，杂质进入齿轮间会增大摩擦系数，影响齿轮的正常工作。设备的使用过程中应该定期维护保养，并检查传动齿轮，及时发现问题并处理问题，对于可能发生的问题做到及早预防，防患于未然，防止出现传动齿轮的失效问题。 5 结束语 煤矿产业是我国比较重要的一部分，煤矿的产量决定于煤矿机械的工作效率，影响着经济的发展，传动齿轮在煤矿机械中发挥着重要的作用，保证传动齿轮的正常工作是保证煤矿机械正常工作的重要前提，传动齿轮失效是齿轮常见的问题，我们必须对其进行研究，找到避免失效的有效措施，每个阶段严格把关，将失效概率降到最低，提高生产效率。 机械传动论文:关于机械传动技术发展探讨 【摘要】 随着科学技术水平不断提高，机械技术得以快速发展，机械传动技术是作为机械技术体系的核心组成部分之一，为机械产业的发展提供了重要的技术支持。本文就业机械传动技术发展现状和未来的发展趋势进行浅显探讨，以期能够为机械技术研究人员提供一定参考价值。 【关键词】 机械传动技术 发展现状 发展趋势 一、引言 近些年来，随着社会经济建设规模的不断扩大，机械在社会生产领域的应用力度越来越大，以机械代替传统的人工生产，在生产效率方面显现较强优势。机械系统有原动力系统、传动系统和执行系统三大部分组成。各个部分在机械系统中发挥着不同的作用。机械的动力由动力系统提供；机械执行系统的结构比较复杂，并具有功能多样性；传动系统是联系这两个系统的桥梁。如果机械系统没有传动系统，那么机械系统也就无法运转。所以，不管是在任何时期，不管是机械技术如何的发展，都离不开机械传动系统。本文就机械传动技术发展现状进行了探讨和分析，并对其未来的发展趋势进行了展望，以期通过本论文的浅谈，能够给机械传统技术研究者提供一定的参考。 二、机械传动技术的雏形 早在我国春秋时代，先人们就已经开始研究机械。桔槔就是先人们充分利用缸盖原理设计制造的简单的机械，这是我国机械的雏形。该种机械可谓是我国机械的鼻祖，对未来我国机械技术的发展有着历史性的影响。先人们所制造的桔槔采用的是缸盖原理。缸盖原理就涉及到传动系统。与其说桔槔是机械技术的雏形，不如说是人类智慧的结晶。随着历史车轮的滚滚向前，我们的先人们又发明了指南车，该种车是利用齿轮传动系统和离合装置开控制和指示车的方向。不过对于指南车的具体叙述在现有历史文献资料上没有详尽的记载。但这也从某种意义上表明了该种车确实存在和使用过，是人类机械技术发展的重要标志。到了西汉，人类发明了齿轮，通过齿轮传动完成某个简单动作。放眼于国外，许多文献资料上都能找到有关机械的记载。从罗马国的谷物碾磨机到法国的谷物磨中率先采用了斜齿轮传动，都见证了传动技术的发展历史。不过需要提出的是，该时期的齿轮的材质是石头，耐久性不是很好。这和当时的社会生产力和科技水平有着必然的联系。从上述我们可以得知不管是我国还是外国从古代就开始研究机械传动技术。到了十四世纪，欧洲所发明的钟表中使用了齿轮系统。基于时钟对工艺要求比较严格，相应地对传动齿轮的精密度要求也比较高，如果采用原始的石材作为齿轮制作原料。那么时钟的准确性将很难得到保障。这个时期，欧洲人使用金属作为齿轮的材质，极大地提高了时钟走时的准确性。不过，我们需要注意的问题是，在第一次工业革命爆发之前，机械和齿轮只是一种概念，尤其是机械传动技术并没有进行深入发展。机械传动技术真正意义的发展是在第一次工业革命爆发后；该时期世界上的一些国家都加大了对机械传动技术的研究力度。蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命的全面爆发。第一台蒸汽机器是一个名叫纽克曼的苏格兰铁匠发明制造的，这在当时是最先进的蒸汽机了。直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。 三、现代机械传动技术的发展现状 随着社会经济的发展，机械传动技术得到了广阔的发展空间。十九世纪末，内燃机和电动机在社会领域中得以广泛的应用，相应地对机械传动技术提出了更高要求。到了二十世纪，随着科学技术的发展，传动技术更是取得了巨大进步，一些构造比较复杂的齿轮在这个时期已经出现，比如直齿轮、斜齿轮、锥齿轮及蜗杆传动。这些齿轮在机械中的应用推动了工业的发展，使工业逐渐向机械化和精密化迈进。二十世纪五十年代，出现了齿轮几何学，并逐渐发展成为一门独立学科，该学科知识在高速重载汽轮发电机传动系统中涉及的比较多。自进入二十一世纪，机械传动技术已经相当成熟，齿轮作为传动系统的重要载体，在社会多领域中都有涉足。比如齿轮在航空航天领域的应用。基于航天领域特殊性，相应地对传动系统的要求也比较高，这就促使传动系统的发展也被推向了新的高度。就我国机械传动技术发展总体情况而言，同国外发达国家技术水平相比，还存在一定的差距，这是我国机械领域需要重点研究的技术课题。 四、机械传动技术未来发展趋势 随着社会生产力的不断提高，人们对机械传动技术势必会提出更高要求，以满足社会生产需求。当今时代是信息爆炸时代，计算机技术、微电子技术、通信技术这些先进成熟技术在当今机械传动系统中的融合力度越来越大。这也必将推进机械传动技术向智能化、信息化方向发展。在这样多种技术共存的年代，机械领域的科技人员应紧握时展脉搏，结合我国机械传动技术发展现状，积极探索机械传动新技术，研究出高品质的机械传动技术，逐渐缩短我国同世界发达国家机械传动技术水平差距，促使我国同世界机械传动技术水平接轨，成为技术强国，进而提升我国的国际地位。 机械传动论文:农业机械传动带的安全使用与维护 摘要：农业机械中传动皮带是负责带动各种辅助机构运转的部件，拖拉机安上皮带轮，可以进行各种固定作业，如抽水、脱粒和发电等。如果传动皮带出现了断裂或打滑故障时，将导致农机性能下降，直接影响到农业机械的正常使用。最常见的是三角形传动皮带，三角形传动皮带通常是数根并用，带轮上有相应数目的型槽，用三角形皮带传动时，带与轮接触良好、打滑小，传动比相对稳定，运行平稳。三角形皮带传动适用于中心距较短和较大传动比的场合，在垂直和倾斜的传动中也能较好工作。但在作业中，传动皮带因制造质量、使用维护等方面的原因，往往会出现不同的故障，使其使用性能下降，不能很好地完成工作，影响到农业机械的正常使用，因此要定期检查保养传动皮带的技术状态。 关键词：农业机械传动带;安全使用;维护 1 农业机械传动带安全拆装注意事项 农业机械上动力输出皮带轮是一个独立部件，可根据需要安装，不用时应拆下。各种机型的皮带轮结构大同小异，一般规定，15.7千瓦以上的拖拉机，在发动机标定转速下，皮带轮圆周速度为（16±1）米/秒。皮带轮的旋转方向可以改变。 更换、安装工作的复杂性取决于农业机械的构造，安装人员通常能够在发动机上或附近的路径图中找到所需的资料。假若没有路径图，下述简易规则将有助于安装人员：（1）传动皮带有V形槽的一边和传动轮槽相互啮合。（2）传动皮带一般环绕传动轮。（3）通常若只有一个传动轮绕带，安装可能不正确，该传动轮靠近传动轮组的中央，而且总是一个无槽传动轮。（4）假若安装的传动皮带显得过长或过短，那很可能是绕过传动轮的路径不对。（5）传动皮带应稳妥地安装在所有的传动轮槽上，传动皮带应自由地跨越而不触及发动机的任何部件。另外，还要注意以下事项： 一是更换传动皮带时，必须使皮带的张力降到最低，才能取出，严禁同步带在有高张力的情况下，利用非专业的工具硬性撬下来。 二是更换皮带时要断开蓄电池，以免手在引擎室内时，风扇叶会意外旋转。在卸下旧的传动皮带之前，先检查传动轮的校准。如果驱动轴不平行，或者传动轮偏离轴线位置，那么驱动装置就会磨损传动带，使其提前报废。 三是安装时要按厂家规定的安装张力要求进行安装。农业机械皮带传动是利用皮带与带轮之间的摩擦来传递动力的。皮带张力的大小很重要，过大会加剧皮带疲劳损伤，过小会引起皮带的打滑。安装时，应注意使皮带的松边在上，以增大带轮包角，可靠传递动力。 四是安装传动皮带时，首先将中心距缩小，将皮带套在带轮上后，慢慢增加中心距，满足规定的初拉力要求，严禁用其他工具强行撬入和撬出，以免对传动皮带造成不必要的损坏。安装传动皮带时两带轮轴线应相互平行。一组传动带的型号要相同，长度要相同，以免各传动皮带受力不均。要采用安全防护罩，以保证操作人员的安全。 2 农业机械传动带安全使用注意事项 一是产品选购的注意事项。要看好皮带轮的型号及选择合适的长度。选择好的品牌并注意其防伪标志。 二是传动皮带都是橡胶制品，因此在使用中要防止油、酸、碱对其腐蚀。在拆卸安装、检查调整传动皮带时，如果手上沾有油脂，要擦拭干净再进行操作，更不要将传动皮带放置在油污中。如果传动皮带不慎沾上油污，请谨慎使用，最好立即更换。 三是机器长期不使用，应放松传动皮带。避免弄上油污，否则应及时用肥皂水清洗。 四是注意传动皮带工作温度不能过高，一般不超过50℃～60℃。传动皮带应保存在阴凉干燥的地方，挂放时应避免打卷。 五是传动皮带靠两个侧面工作，如带底与带轮槽底接触摩擦，则需更换传动皮带。及时清理带轮槽中的杂物，防止锈蚀，以减少V型带和带轮的磨损。 3 农业机械传动带的维护保养 一是在日常检查中要特别注意皮带的磨损情况。如果皮带磨损严重，就会使皮带和皮带轮的接触面积锐减，这时只要用力一压皮带，皮带就深深地下沉到皮带轮的槽内。此外，如果发现皮带表面出现龟裂以及剥落等现象，或者皮带出现滑磨声，表示皮带可能会断裂，必须立即更换。如果不及时更换，皮带一旦在行驶途中断裂，机械将不能正常行驶。 二是定期检查皮带是否有松弛和断裂现象，如有一根松弛或断裂则应全部更换新带。在发动机正常工作的条件下，建议每4年换一次皮带。但发现皮带过度磨损或撕扯时必须随时更换。不同功能皮带的使用情况也影响到皮带的磨损程度。当传动皮带显示出以下情况，就应加以更换：底胶有规律地出现断层、带轮侧壁闪亮或光滑。 三是传动皮带在使用过程中要适当调整。传动系统在使用过程中，要经常检查皮带的张力。传动皮带过松，磨损会加快，而过紧则会使传动皮带拉长，同时还会缩短轴承的使用寿命。正常的张力是：用大拇指按压大小皮带轮切点中间时，能按下15～20毫米为合适。 四是三角形传动皮带在使用过程中，其受力面为两侧，三角形传动皮带两侧成楔形磨损后会自动向内走，继续保持原有的摩擦面。若是三角形传动皮带最窄处与皮带轮的底部接触，两侧的摩擦面就不能正常受力，这时就应该更换三角形传动皮带，否则传递效率会降低。 五是安装带轮时应保证同一回路中带轮槽对称中心面位置度偏差不大于中心距的0.3%。调校不准的情况下可以用直角加以检验。如果在传动轮表面和直角之前出现间隙，就表明存在着轴线不平行的现象。一旦轴线不平行，就必须调校或更换失效的传动轮、传动轮支架或轴。 作者简介：韩鹏，大专学历，公主岭市龙山乡农机技术推广站，助理工程师，研究方向：农机推广。 机械传动论文:液压机械传动控制系统在机械设计及制造中的应用 一、液压机械传动控制系统的原理 液压机械传动控制系统的原理：保持系统内各处压强相等，即保持在系统中的液体能够静止。对不同大小的活塞进行控制，根据不同大小的活塞本身受力能力的差异来调整各处压力，使得小活塞压力相对小一点，大活塞压力则相对大一点，即可保证系统内各处压强相对平衡，液体在系统内能够维持静止不动的状态。通过液体作为介质进行传递来达到能量变换的目的。整个变换过程需要液压控制阀作为控制元件、液压泵作为动力元件、液压马达等作为液压执行元件、管道等作为液压辅助性元件等共同完成。液压泵是一种常用的动力元件又称容积液压泵，能够在系统的运行过程中提供运行所需要的动力，工作原理是容量的变化产生压力的差异。注意事项是，在选择液压泵时应注意液压效率以及能量的消耗问题。液压马达在系统运行过程中充当执行元件，与液压泵的作用刚好相反，其作用是将容积液压泵提供的液压转换成机械能，达到液压对外做功的目的。液压控制系统以及一些辅助性的元件的作用则是建设液压回路，对系统内的液体进行控制，保证系统能够达到预计需要的效果，从而达到满足工作需求的目的。 二、液压机械传动控制系统的优势和缺陷 1.液压机械传动控制系统的优势。（1）高压、高速、高效率。液压机械传动控制系统在控制元件、动力元件、液压执行元件以及液压辅助性元件的共同作用下，使得液压机械传动的功率较传统的液压传动和机械传动要大。同时，系统与微电子技术相结合，使得系统本身高度集成化，能够实现小空间内对功率的准确控制。（2）小型化、轻量化、反应快、惯性小。由于液压机械传动控制系统本身又具有高度集成化的特点，所以系统具有轻量化、小型化、运动惯性小等特征。此外，各种元件的相互协调配合，能够使得系统操作灵活简单，系统内的控制元件可以对载荷做适当调整，从而实现自动变速换挡。并且整个系统与电液联合控制，将会实现机械高程度的自动化控制，能满足人们越来越高的需求，适应时代的发展趋势。 2.液压机械传动控制系统的缺陷。（1）液压系统漏油影响系统运行的平稳性和正确性。液压机械运动控制系统存在漏油的缺陷会导致液压机械传动的传动比率不能得到保存，导致液压传动系统运行的平稳性和正确性受到影响，使得液压传动系统的平稳性和准确性降低，对整个系统的运行以及运行的效果极为不利，进而影响到企业输出产品的质量。（2）温度的变化会导致系统的运动特性发生改变。液压机械运动控制系统对温度要求比较严格，当温度较高时，会改变系统中液体的黏性，从而使得液压机械运动控制系统的运动特性发生改变，造成工作的稳定性受到影响。因此，在系统的运行过程中应格外注意温度的变化，避免运行结果因为温度的变化产生偏差。（3）故障的检查和排除工作不易进行。液压机械运动控制系统在运行过程中会因为液压元件的运作产生一定量的金属粉末对机器设备造成污染容易发生故障。同时，一些外部环境的灰尘粉也极易吸附到机器设备上，从而对系统稳定性的运行产生影响。而这些在系统运行中都是不可避免的，又比较复杂对故障的检查和排除会造成很大麻烦。（4）系统运行前需要对系统进行严格的清扫。液压机械运动控制系统在运行前首先需要对系统进行全方位的严格清扫，最大限度的避免系统运行过程中一些外界因素可能对系统运行的结果产生影响。 三、液压机械传动控制系统在机械设计及制造中的具体应用 液压机械运动控制系统利用其自身系统的高度集成化能够满足各个领域中企业建设对一些大型的工程装备的需要、较大功率的需求、精度和工作效率较高的需求等。同时，由于其自身兼具惯性小、轻量化、小型化、反应快等特点，使得操作灵活简单，适应各种施工环境和施工条件。在一些自主研发的机械的设计及制造中，液压机械运动控制系统能够充分的发挥作用。机械设计可以跟液压机械运动控制系统的工作原理相适应，借助系统自身的各种优势不仅能弥补传统机械传动和液压传动的缺陷，而且将二者结合起来以后对机械制造的难度的降低，精准度的提高以及工作效率的大幅度提升都有促进作用。此外，液压机械运动控制系统能够较容易实现自动化的控制，将其引入到机械设计和制造的应用中，能够促进机械设计和制造的自动化进程，对机械业的发展具有极其重要的意义，是未来机械设计和制造的发展方向，能够较大的改善产品的质量，缩短产品生产周期，促进产品功能的高效，有效的满足人们对机械产品越来越高的要求。液压机械运动控制系统已经广泛应用到国防建设和现代建设中机械的设计和制造中了。 四、液压机械传动控制系统在机械设计及制造的应用中存在的问题 随着液压机械运动控制系统的提出和发展，液压机械运动控制系统已经开始广泛应用到各个生产领域，并为人们的生活带来了极大的便利。但是，在目前的系统中仍然存在着一些缺陷。一个突出的表现就是，我国目前液压机械运动控制系统中使用的一些动力元件、控制元件、辅助性元件、执行元件等都需要从国外进口，并且在国际范围和其他发达国家相比有明显的差异。根据液压机械运动控制系统的工作原理以及一些重要元件在系统运行过程中充当的角色，重要元件在系统运行中的重要性可想而知，重要元件的水平直接影响着液压机械运动控制系统的完善性以及功能的高低。因此，要想机械的设计和制造业能够自主创新稳固的发展，应该重点弥补液压系统中重要元件存在的缺陷，学习借鉴并实现创新，提高液压元件的功能和适应性以及液压机械运动控制技术。只有这样，才能从根本上发展我国的液压机械运动控制系统，并提高其在机械的设计和制造上的应用，带动各个行业领域的共同发展进步。 总结 液压机械运动控制系统，是一种新型的技术，能克服传统机械传动和液压传动的缺陷，运用液压使能量进行转换的原理，并通过控制系统进行一系列的控制，实现机械循环运转的目的，对各类需要大型设备的企业建设具有重要作用。将其运用到机械的设计和制造中能提高工作效率、产品质量，更好的满足人们的需求。但其在发展过程中，仍然存在一些不足，尚需进一步的改善和发展。 （作者单位：空军南京航空四站装备修理厂） 机械传动论文:伺服机械传动链刚度分析 摘要 ：在伺服系统中，传动链刚度是影响伺服性能的关键因素。本文主要对伺服机械的传动链刚度进行了特性分析及影响因素分析，在此基础上结合工程实际给出了传动链刚度的一些验证估算算法。 关键词 ：伺服机械 传动链 刚度 引言 在伺服系统中，机械结构占有比重很大，优良的机械结构是伺服系统的基础，没有该基础，即使有再好的伺服技术也发挥不了作用。因此如何提高动态性能成为机械结构设计的难点。一般常用机械谐振频率的高低来衡量系统的动态性能[1]，式中，K为传动链等效刚度，JA为负载转动惯量。目前，有两个可使谐振频率提高的方法，一是减小转动惯量。一般结构设计的目的就是减小转动惯量，但由于限制因素比较多，如果要达到一定的精度和承载能力，那么结构件就不可太单薄，这样会使重量和惯量都有所增加；二是提高（传动链）刚度，提高传动链刚度并不会明显增加转动惯量。 1、传动链刚度特性 传动链刚度是指传动链承受载荷时发生弹性变形的程度。当电机驱动负载运动时，因为受力不同，会令伺服机械系统的所有零部件都产生不同程度的弹性变形，这会降低整个系统的结构谐振频率，同时限制伺服带宽，从而影响伺服系统的稳定性、动态响应和伺服精度。因此，提高传动链刚度可提高整个系统的谐振频率，保证传动精度。 对于传动链来说，每根轴的扭转刚度折算到电机轴上，各轴刚度需除以减速比的平方。那从电机轴的角度来说，如果各轴按等效刚度条件来设计时，就需要相当大的末级输出轴直径，然而很难将这一设想在结构设计中实现。显然，传动链的末级就是传动链刚度的薄弱环节[2]。 2、影响传动链刚度的因素 影响刚度的主要因素有材料及其结构形式。增加刚度就会选用弹性模量较高的材料；而通过扭转刚度的公式可知，轴的扭转刚度与轴直径的四次方成正比，那么在结构允许的前提下，增加传动链末级轴的直径可明显提高刚度[3]。 设计传动链时，由于负载转动轴的本身刚度比较强，传动链的末级输出轴以及输出轴上的零部件就尤为关键，故而影响刚度的薄弱环节不适合安排在传动链的末级输出端。 在总传动比一定且结构尺寸许可的情况下，增加传动链末级速比，可以使末级输出轴的折算刚度相应提高。 3、传动链刚度的验证估算 伺服机械系统是精密的传动系统，通常为了减少弹性变形对伺服系统的影响，需在方案设计阶段对传动链刚度进行验证估算。 3.1 霍尔兹法计算验证 传动链的刚度是由扭转引起的，对传动链的每根传动轴来说，它的刚度主要是由轴的扭转刚度、齿轮轴弯曲变形引起的附加扭转刚度，以及齿轮的弯曲变形引起的扭转刚度串联叠加组成。一般计算时，分别计算每根传动轴上的各因素影响刚度，再按照串联系统等效刚度算法得出各传动轴的刚度。 现以某伺服系统为例，对传动链刚度的计算作简要介绍。图1是其双链伺服传动系统的结构简图，该系统是电机驱动减速机带动末级齿轮传动。在此传动链刚度计算时，选择轴的扭转刚度、齿轮轴弯曲变形引起的附加扭转刚度为主要影响因素。 齿轮传动链中齿轮轴的支撑方式有简支梁和悬臂梁，不同支撑方式下的齿轮轴弯曲刚度KW按各自方式计算，有辅助支撑的简支梁在计算时，可将该梁分为两段简支梁计算其各自的弯曲刚度后串联计算该梁的总刚度。本文示例中的齿轮轴为悬臂梁。 K为伺服传动链总的等效刚度。文中示例仅为简单的一级双链传动，伺服传动系统通常是多级传动，为了方便计算，一般都将其转化成等效直线系统，计算方法依据以上算法类推。 3.2 简要估算 上述的计算方法比较繁杂，因为传动链输出端是刚度比较薄弱的环节，故在实际工程中对刚度进行估算比对时可先进行简单的估算。通常情况下主要考虑末级小齿轮的扭转刚度对系统的影响，对末级小齿轮在ansys下进行模拟加载，求解出其扭转变形，再通过刚度的原始公式进行计算。 4、结论 本文分析了传动链刚度特性，结合工程实际情况，简单罗列出了传动链刚度的验证估算方法，可供结构设计人员在伺服传动链设计时进行参考。 机械传动论文:机械传动科学技术的发展历史与进展探讨 【摘要】在机械方面，主要包括三个部分，分别是原动力，传动和执行系统，三者是环环相扣紧密相连，原动力系统结构较为简单，主要负责给机械的运转提供相应的动力，相反执行系统种类就比较多。而我们通常所说的传动系统就是一种结合起来的系统，它既起到输出动力的作用，也起到执行的作用。传动系统在当今机械的发展中尤为重要，其优劣也是衡量一台机械好坏的重要指标，一个好的传动系统不仅意味着高效性，并且还具有多功能性和使用寿命长等优点，所以传动系统的优化和发展一直是当今机械领域的热点课题，本文针对机械传动系统的发展历程和前进方向作了相关的介绍和探讨。 【关键词】机械制造；传动系统；机械传动 1 机械传动的种类及起源1 当今机械的传动方式主要有以下几种，带传动、链传动、曲柄连杆传动、齿轮传动等。当然随着科技的不断发展，也有很多新兴技术应用在传动方面，使得传动系统的局限性变小，传动系统的发展所涉及的领域也会相应的扩宽，难度也就会相应的增加。但不管怎样，机械传动仍然是当今机械传动领域的主流，一个的传动系统的好坏直接决定了机器的优良与否。随着我国改革开放的进行，邓小平同志强调科学技术是第一生产力，使得我国各行业技术领域有了飞跃式的发展，尤其是最近这三十年，机械传动技术更是得到了日新月异的发展，当然机械传动技术的发展是与机械本身的发展离不开的，两者相辅相成，相互推进，传动技术的发展对于当今社会生产力的发展有着极其重要的作用，能够帮助我们解决生产过程中的很多问题，使我们的生产力得到飞速的发展。在古代，我国是世界上生产力最强的国家，最主要的原因是我们的农业文明发达，能够运用很多的机械原理去服务人们的生产和生活，现在想想觉得祖先们的智慧真是令人叹服啊，他们所发明的齿轮结构，在指南车方面的应用极大的提高了当时人们的生产效率，指南车更是在20世纪中期在美国进行展览。早至战国时期，齿轮已然诞生，但将齿轮运用于实际生产却花费了几百年的时间，在此期间人们也在不断地探索，直至宋代人们才发明了指南车，不过对于这一说法目前尚有争议。 2 机械传动的发展历程 据史料记载，机械传动的产生大致可以追溯到三千年以前。很早以前在罗马时代，人们用水力驱动齿轮来碾磨稻谷，使得传动首先出现。最难得的是瑞典人率先发明了斜齿轮技术，虽然只是用石头做的一点斜齿轮的样子，但却是传动发展史的一个伟大的进步。 到了14世纪，时钟被人们发明了出来，始终是起到计时的作用，因此时钟的机械设计要求就需要更加精准，这就使得时钟内部的零部件必须很精细，而这些零部件很多都是齿轮或与齿轮相关的结构，而最开始出现的木齿轮显然已经不能满足人们的要求，于是即有人开始研究能否用金属来制作齿轮，使得齿轮既能够满足精度要求，又不至于体积过大。到了18世纪的初期，人们发明了蒸汽机，而这一发明使得英国的工业革命迅速展开，蒸汽机也被广泛运用于个各行各业，英国的生产力大大提高，经济更是迅猛发展，一跃成为世界第一大国，自称为日不落帝国，由此可见机械传动的进步对于推进一个国家发展的重要性。蒸汽机其实也是由机械传动系统构成的，由于蒸汽机的动能更大，所以机器内部零部件的冲击力也会变大，而齿轮这种结构在较大冲击力情况下会损坏，这就使得高精度和高强度的金属齿轮的诞生迫在眉睫。 到了19世纪末期，电动机开始出现，随之出现的还有内燃机，这又是机械传动发展史上的一个伟大进步。紧接着在20世纪初期，更加先进的摆线齿轮和渐开线齿轮也开始出现。1940年左右，齿轮形状的设计和计算也得到了飞跃的发展。到了20世纪60年代，航天技术也在飞速发展，人们不仅在争夺地球上的空间，对于宇宙的争夺也是如火如荼，航天技术对齿轮的精度要求更高，因此齿轮精度在你这一时期也得到了飞速的发展。到了20世纪90年代，齿轮被广泛运用于各行各业，基本上所有机器都依赖于齿轮的传动，因此齿轮的故障诊断和排查监控显得尤为重要，人们根据传动系统的力学原理，开发出了相应的排查故障的方法。 3 机械传动的发展新方向 在传统的机械传动发展史上，机械传动的优化往往只会在宏观上对齿轮的形状，大小，表面粗糙度，平面度等等参数进行设计和调整，而随着现代科技在围观领域的发展，高新技术材料如纳米材料、陶瓷材料等也在高精密的卫星中得到使用，材料其实对于机械的发展也是至关重要的，材料的性能好坏也直接能决定机械传动性能的好坏，由于不同的材料性能各异，因此机械传动也因为材料的突破而有了更加长远的发展，机械的发展离不开材料科学的发展，而材料的发展也依赖于机械的发展，未来机械传动的进步将不再依赖于系统的机械结构，更多的是取决于机械传动系统的材料，因此不断探寻能够优化传动系统的材料将会是机械传动未来发展的主题。 机械作业不一定是在那种常规的环境中，有时候被发送到真空的宇宙中，也可能作业在高重力的深海中，以及腐蚀性的环境中，也有可能会工作在很强的电磁场中，像这类特殊的环境，我们的机械传动要保证不受影响，必须有与之相适应的传动系统，如果机械的传动系统不能满足机械使用环境的要求，那么不论这个机器多么精密高效，都将毫无意义。除此之外，微机械的重点研究对象也就是微型传动系统，由于微型传动系统体型很小，难免会使得其性能与普通的机械传动系统有所差别，如何在缩小机械零件体积的同时，使得机械的传动性能不受影响甚至更加优越，这需要我们更加深入的研究，因为体积减小意味着接触面积的减小，在散热，齿轮啮合以及传动等方面都需要仔细的探讨，不断研究和探索，设计出最合理的方案。 4 结语 21世纪是个科技迅猛发展的时代，尤其是信息能源技术和机械制造技术更加是突飞猛进，在很多方面都得到了充分的发展，但这显然还是不够的，我们必须清醒的认识到我们还是处在社会主义初级阶段，我们的首要任务还是要大力发展生产力，而生产力的发展离不开工业和农业，而工农都需要有先进的机械设备来促进生产力和生产效率的提高，所以机械传动技术的发展仍然会是社会生产力发展的主题，我们不能满足于已经取得的成就，要以更加饱满的热情投入到机械制造的洪流中，促进机械传动科学技术的发展，当然，机械传动科技的发展不是我们一两个人能够推动的，还有赖于广大研究人员的进一步探索。 机械传动论文:机械传动系统控制模块设计与操作 摘 要：随着科技化不断发展，机械传动系统作为大多数机器的主要组成部分，需要对其控制模块进行总体设计思路，并实现传动系统控制稳定操作。在这个过程中要运用Visual Basic6.0、Visual LISP及Visual FoxPro6.0来进行共同开发。在进行控制接口程序时，要对数据进行自行的运行和传递。本文就着重介绍了在机械传动系统中控制模块的程序接口设计技术。将机械传动模块根据系统进行划分，可以实现5种控制模块的任意排列和组合。在组合中有5级传动方案，在自动连续中实现总体设计的计算、承载能力的计算及传动零件图来绘制。 关键词：模块；传动系统；机械；设计 1 引言 在机械传动系统中，大多都是由于若干种串联形成的展开式、同轴式的多级系统。对于较为常用的单级机械传动而言，传动的零件在设计工作中存在强度计算、公差查询及自动绘制等，这些都可以实现可视化语言的协同开发，来完成可视化机械设计。在机械传动系统中控制模块设计是通过模块化设计方法来完成的，将基础模块作为单级可视化的机械设计，并不断的进行机械传动系统控制的开发，这样便会提高常用机械传动系统控制的设计质量及效率。这种开发模式可以解决传动系统在总体设计上的问题。主要是对传动系统的方案问题进行正确的解决。在进行传动系统方案的设计时，方案对系统具有随机性问题，但如果利用人工判断，这样系统使用便会较为灵活。但会存在干预较多，人工的劳动量较大，有着较低的效率，在开发方面较为复杂。对机械传动系统进行开发有这样两个较为关键的因素，一个是要对用户所选择的传动系统方案进行准确有效的判断，这包括传动级数传动类型、传动比及传动效率，另一个是对传动方案所匹配的各个基础模块进行自动的交换问题。 2 机械传动系统控制模块设计 在对机械传动系统进行模块设计时，要采用正确的设计方法，对系统功能进行合理的划分，可以将其划分为主、从模块，并利用调用的顺序及深度，将其继续划分为四级模块，具体如图1所示。 图1 系统功能模块结构示意图 在进行控制模块的设计时，可以将主模块分为四个子模块，在进行子模块设计时，主要是体现用户输入工作机的工作参数，并进行电机类型和同步转速的选择，从而使得若干种传动选择，并将相应级数的传动方案进行组合。在进行各级传动的传动比及传动效率选择的时候，可以实现传动系统与原动机的确定，从而确定工作机之间的联轴器是否可以完成使用。并对用户进行理论总传动在误差范围之内的基础下，实现各级传动比的准确修改，并利用各级传动比、功率、转速浏览的允许，将二级模块与方案匹配的传动设计计算模块进行调用，从而实现自动地依次调用，使公差数据库查询模块与传动零件自动绘制模块能够依次进行调用。 3 控制模块设计开发平台及操作计算 对一级模块与二级模块中的单级传动设计计算模块，可以运用Visual Basic6.0来进行开发，二级模块中还存在数据库维护模块，这与三级模块共同利用Visual FoxPro6.0来进行开发。这些都是通过将模块进行编码翻译的过程，成为可执行文件。但对于四级模块，其是不能够进行编译过程，其绘图模块是利用Visual LISP开发，并保存为.lsp文件，来在AutoCAD平台完成运行过程。 在机械传动系统中控制模块操作关键技术方面，模块在保存为文件时，在运行顺序上存在于数据之间的传递。这些传递都是通过各个模块的接口程序来实现的，所以这便是系统在开发中的关键技术。 对“设计”子模块的接口程序设计，为了操作更为便利、带给我们更深刻的记忆力，可以采用这样一些措施。 （1）BasDeclare模块进行全局建立，并将5个全局数组及1个全局变量进行定义过程。 （2）将1个文本框对象及4个对象数组进行在主输入界面的设置。这主要分为两个步骤，一是将文本框对象txtJishu来为用户进行传动级数的提供，并再将级数存储在变量Jishu中。二是对框架对象数组framel，进行传动类型组合框架对象数组的安置，及传动比文本框对象数组textl和传动效率文本框对象组textX的安置。从而形成具体的关系对应。 （3）对jishu个框架对象数组中的元素可见 这是利用文本框对象txtJishu的改变事件过程，使得其中的framel个对象数组中元素都可见，但其他的元素则不可见。 （4）对用户的输入进行接收 利用命令按钮对象在Click事件的过程中，完成对用户选择的接收机各级传动类型名称、传动比及传动效率的输入过程。 在进行“设计”子模块的接口程序中，要将传动比修改界面中的使命按钮进行写入时，主要包括这样两个核心部分。一是对修改后的各级传动比要进行数组lduan（）的存入，二是对调用的数据进行逐级实现，并将数据进行传输。 4 结束语 机械传动系统控制模块的设计和操作可以采用可视化的多平台进行协同开发技术的利用，这样可以将不同的平台特长都能够发挥出来，更好的实现自动连续的机械传动总体设计、各级承载能力的计算以及公差数据库的查询和传动零件图的绘制。对于关键的开发技术要进行细节上的注意，并善于利用对象数组及变量数组，从而更好的实现程序模块间的正确调用及数据的传输。 机械传动论文:机械传动系统扭转振动的有限元分析探讨 摘 要：对于大型机械的传动系统来说，扭转振动的有限元分析是确定其是否发生共振的主要方法。文章用有限元分析方法对机械传动系统扭转振动进行具体的研究，并基于灵敏度分析对传动系统的模型进行了修改，最后分析了扭转振动频率的概率分布，从而得到了在假设参数分布下系统不发生扭转振动可靠度，为研究人员对机械传动系统的振动分析提供了新的思路。 关键词：机械传动系统；有限元分析；扭转振动；可靠度 引言 随着现代机械工业技术的发展，越来越复杂的大型机械开始广泛应用于我们的生产和生活，在大型机械设备的设计阶段，对其动力传递系统的分析也越来越困难。在传统设计中，传动系统的分析计算往往是一项非常复杂的工作，手工调整参数计算，不仅劳动量大、效率低，而且往往因为简化过多而导致结果偏差过大。在现代设计中，人们可以借助于计算机仿真技术对其传动系统的动力学特性进行仿真模拟，对传动系统的传动型式、布局、结构等进行预估，从而以较低的制造成本获得最优的传动效果。基于这些方面的考虑，对大型机械传动系统的有限元分析，对系统的性能、传递方式、振动、固有频道等进行分析研究，具有很重要的理论价值和社会效益。文章对机械传动系统中的扭转振动进行了具体的探讨，尤其对系统的固有频率、振动以及不发生共振的可靠度等进行详细的论述，为大型机械的设计人员提供了有效的借鉴，同时为传动系统扭转振动的有限元分析的研究者提供了思路。 1 机械传动系统扭转振动的有限元分析探讨 1.1 机械传动系统扭转振动的有限元分析概述 传动系统的扭转振动问题是现代大型机械设计中的热点问题，主要是因为机械传动系统是一个连续、复杂的质量系统，很难进行模型简化和计算。目前工程机械中应用最广泛的一种扭转振动模型是当量扭转振动系统，它的建模方式是将惯量与轴段刚度向某一轴线转化，然后采用集中质量法，轴的刚度按两个集中质量件的有效长度计算，忽略齿轮以及轮齿的弹性，从而得到一个包含惯量、弹簧、阻尼的集中质量模型。 1.2 机械传动系统扭转振动的振动特性分析 一般来说，机械传动系统的振动由三个特性决定：固有频率、振型和频响，而系统共振会使系统的这三个特性得到很大改善。 对于复杂机械传动系统的扭转振动来说，共振是对传动系统破坏最大的，也是任何一个机械传动系统极力避免的。在整个传动系统中，每个元件和系统都有固有频率，传动系统本身也有自己的弯曲频率、扭转频率，一旦设计不当，就会发生严重的共振问题，对设备造成极大的损坏。通常来说解决共振问题需要从三个方面入手：振源、传递路径、振动体。其中振源的改变有两种方法，一是改变激振力的频率，二是改变激振力的大小；传递路径的改变主要是通过改变传递元件自身的大小、形状；振动体是指发生共振的元件或系统，改变振动体就是通过改变弹簧刚度、集中惯量单元的转动惯量改变振动体的固有频率，从而避免发生较大的共振。 1.3 机械传动系统扭转振动有限元分析的理论分析 对大型机械传动系统进行的有限元分析，需要对有限元模型的修改理论进行推导，其中扭转振动特征值灵敏度计算和模态匹配分析是理论推导的最重要组成部分，下面是具体的推导过程： 实践经验证明，利用这种计算机仿真方法对大型机械传动系统的扭转振动进行分析，有三个优点：（1）基于灵敏度分析的模型改变是可行的；（2）使用此种方法对模型修改，从而对系统不发生共振的可靠度进行不确定性分析，效果非常好；（3）通过模型修改和不确定性分析的机械传动系统不会发生共振。 2 结束语 文章对大型机械传动系统的扭转振动进行了有限元分析，并对系统模型的修改和不确定性分析理论进行详细的论述，为机械传动系统进行振动分析提供了一个新的思路。 机械传动论文:浅谈煤矿机械传动齿轮损坏原因及改进方法 摘要：在我国煤矿机械的使用中，受煤矿工作环境恶劣和工作时间比较长的影响，煤矿机械事故的发生频率非常频繁，其中煤矿机械传动齿轮的损害是煤矿机事故发生的主要导火线，对煤矿工作的安全运行产生着重要的影响。基于此，文章从煤矿机械传动齿轮损坏的原因出发，对其改进的方法进行了分析和总结。 关键词：煤矿机械 齿轮传动 损坏与改进 0.引言 煤矿机械生产设备中，由于传动齿轮的承载能力和精度都比较高，且拥有着恒功率传动的优势，因此，在煤矿生产中的使用范围非常广泛。但是，传动齿轮使用范围的广泛在某种程度上就增加了它的工作强度，以此导致着传动齿轮的损坏，降低着煤矿机械设备整体的使用性能，给煤矿企业造成了巨大的经济损失。受这些因素的影响，加强对煤矿机械传动齿轮损坏原因的分析，从分析中找出改进的方法，对煤矿企业的生产和发展有着重要的作用。 1.煤矿机械传动齿轮损坏原因分析 从煤矿机械传动齿轮损害的形式分析，其主要为：轮齿折断、齿面胶合、齿面点蚀、齿面塑性变形四种，并主要是由煤矿生产中对机械传动齿轮设计和选材不合理、热处理和加工制造不合理、齿轮安装和使用中缺陷的存在所引起的[1]。 1.1设计与选材的不合理 煤矿机械齿轮具有着机械类型多、低速重载齿轮多和井下工作环境差的特点。但是，目前煤矿机械传动齿轮在设计功能上，尚不能完全的满足这些特点，也无法满足煤矿机械化技术发展的需要和设计参数上的技术要求。在煤矿机械的实际工况和使用条件上，不仅缺乏专项切实的实验，还缺少着一定的针对性。同时，在部分标准、规范、测试和计算的方法上，还存在不统一和不先进的缺陷。煤矿机械传动齿轮在设计上的不合理，某种程度上就导致着齿轮选择的不合适，以此影响着传动齿轮的使用性能。 1.2热处理和加工制造的不合理 从市场中目前所制作的煤矿机械传动齿轮分析，它们在煤矿生产中的使用标准尚不达标，此时，对锻造齿轮要求的忽视就导致传动齿轮在煤矿使用中气孔的出现。在此基础上，由于传动齿轮在热处理上的质量也没有达标，以此导致着齿面硬度的不均匀，齿面出现淬火裂纹，在内应力过大的情况下导致着齿轮破裂情况的出现。同时，受煤矿工作环境的影响，煤矿机械传动齿轮在使用的过程中会渗入不同的碳层，以此导致着齿面粗糙度不合格现象的发生，对齿轮的承载能力和使用寿命都产生着严重的不良影响。 1.3安装与使用中的缺陷 煤矿生产中对机械的使用性能要求非常强大，但是，目前很多的煤矿机械设备在配置上都不是非常的完善，煤矿开采中对测量仪器的使用经常被忽视，以此导致着齿轮在安装的过程中，与质量上得不到有效的保证，并无法良好的满足齿轮安装的标准和要求。煤矿机械传动齿轮安装中，安装水平度、平行度和中心距不合格的现象时有发生。同时，在煤矿工作比较繁重和机械设备量比较大的情况下，齿轮定期清理和油脂的定期更换工作也无法得到良好的实施，以此导致着齿轮中杂质、缺油、漏油和齿轮润滑度不足情况的发生。煤矿器械传动齿轮的安装和使用中，这些问题的存在都导致着齿轮断裂、胶合、磨损等损坏形式的发生。 2.煤矿机械传动齿轮损坏改进方法研究 2.1设计与选材上的改进 在煤矿传动齿轮的设计上，齿轮在不加大外形尺寸时，如何提高它的强度和使用寿命是一个急需解决的问题。从煤矿对机械传动齿轮承载能力的需求出发，其弯曲的极限强度需要增加到1200MPa，在耐久性强度的接触上需要增加到1600MPa，因此，煤矿机械传动齿轮与设计上的要求需要从技术攻关和设计参数的优化上进行。其中，设计优化的实施中，强度计算公式的修正、齿轮结构的优化、加工和处理工艺的改进、装备需求的提升等均包含其中，并需要根据煤矿机械传动齿轮中的实际工作情况严格进行[2]。在齿轮材料的选择上，需要从齿轮的强度、韧性和工艺性能需求三个方面综合的考虑。在工业技术比较发达国家的齿轮钢材使用，以及我国工业的实际发展情况上可以得出，采用低碳合金渗碳钢制造齿轮，其在接触和弯曲的疲劳寿命上和普通电炉钢制造的齿轮相比较，能够有效的提升3-5倍，在齿轮的极限承载力上能够提高15%-20%。 2.2加工工艺和热处理的改进 煤矿机械传动齿轮在加工的过程中，其粗、精滚的工序要求需要分开进行。实施的过程中，先采用滚刀进行粗切，再采用专用的滚刀实施精滚齿，以保持滚刀的精度，对于切齿深度的控制需要采用百分表进行控制，精滚齿滚刀的齿形误差需要控制在0.03mm以内[3]。同时，齿形加工的精度需要达到9级，齿面的粗糙度一定要和设计的要求符合，由于齿面粗糙度好的齿轮在使用寿命上和粗糙度差相比能够提高15-20%，为了提高齿面的粗造度，磨齿后可采用振动抛光或电抛光进行。在热处理上，可将碳、氮共渗工艺应用其中，通常情况下，碳、 氮的伸入深度能够控制在0.02mm以内，这样不仅能够硬化齿轮表层，还能产生压应力，和单纯采用渗碳齿轮相比较，强度极限应力提升了13%以上，使用寿命能提高1倍。 2.3安装和使用的改进 从煤矿机械传动齿轮的使用情况分析，减速器齿轮副的安装精度对齿轮的使用寿命、承载能力和磨损程度都产生着严重的影响。因此，传动齿轮的新安装和检修与更换后的安装，都要严格的按照安装的技术标准和准则进行，尤其在齿轮轴心线的平行度、水平度和中线距上，一定要达到安装的技术要求和质量标准。对于新齿轮，投运前需要进行充分的跑合。在使用的过程中，为了增加传动齿轮的润滑度，减少磨损、胶合和断裂现象的发生，可根据各种润滑工况对齿面的强度的影响具体的实施，合理的选择润滑油的种类。首先需要从齿轮的接触面材质的局部弹性出发，然后对齿轮共轭啮合中，切点部位外滚、滑的运行特别处理。 3.结语 综上所述，我国煤矿生产中机械设备事故的频繁发生是一个急需解决的问题，在这些机械事故中，传动齿轮的损坏是造成煤矿机械设备无法正常运行的一个重要原因。此时，加强对煤矿机械传动齿轮损坏原因的分析，从原因中有针对性的探索改进的措施，这对煤矿机械设备事故的减少和机械设备运行能力的提升，以及煤矿企业经济效益的增长都有着重要的发展意义。 机械传动论文:机械传动科学技术的发展历史及其研究 摘要：机械系统中的传动有三种，分别是机械传动、流体传动和电传动，其中接卸传动具有精度高、响应快、传动效率高等优点，人们的生产生活中应用到的机械传动有很多，机械传动在生产生活中占有主导地位。本文对机械传动系统研究的重要性进行了简要分析，并概括总结了机械传动科学技术的发展历史和机械传动科学技术的研究。 关键词：机械传动；科学技术；发展历史。 一、机械传动系统研究的重要性 在机械系统中工作机、原动机和传动机是其三大基本组成部分，机械系统的原动机为机械系统的运动提供了基本的动力，工作机是机械的具体功能执行系统，机械功能的种类有很多，这就使得工作机的结构形式和运动方式存在一定的差异。原动机的运动具有单一性和简单性特征，工作机的运动具有多样性和复杂性特征，二者之间存在矛盾，因此，在机械系统工作的过程中需要使用传动机将原动机的运动和动力大小、方向进行转换，将其传递给工作机，使得工作机能够正常运转。在机械系统中的原动机运动和动力输出无法满足工作机的工作要求时，就必须将传动机应用到其中。随着科技的快速发展，机械系统开始朝着高速、高效、精密、多功能的方向发展，因此，人们的生产生活中对传动机的功能要求越来越高，机械系统的工作性能、能源消耗和振动噪声大多取决与机械传动系统的性能，因此对机械传动系统进行细致的研究是十分必要的。 二、机械传动科学技术的发展历史 机械传动是机械系统的重要组成部分，在机械诞生的同时就已经出现了机械传动。早在中国古代，指南车这种早期的机械就安装有累死齿轮传动的装置。14世纪，时钟的发明促进了齿轮传动的发展，人们开始研究金属齿轮传动，并在排水装置中采用大型机械传动系统，将风力机械传动装置用于工厂生产中，推动了制造业的迅速发展。18世纪初最早的蒸汽机诞生了，被运用到矿井排水、铁路机车和加工机械中，这就意味着机械传动的需求在极大程度上得到提升，此时，以水能为动力的机械传动系统在纺织和冶金工业中得到广泛应用。19世纪末，电动机和内燃机诞生，这些原动机的产生促进了机械传动的发展，并使机械传动在船舶、制造厂、发电站和铁路机车中得到广泛应用，但是交通和工业的发展对机械传动的需求也逐渐提升，实现机械传动的可靠性成为机械工业发展的主要目标。20世纪初期，摆线齿形和渐开线齿形的齿轮传动诞生了，这些齿轮传动在船舶、铁路机车中得到应用，且对齿形机械传动的精度要求越来越高，齿轮传动设计开始受到重视和关注。20世纪40年代，渐开线和非渐开线齿轮传动的齿形计算方法得以问世，多采用几何学分析方法对其进行计算。20世纪50年代，在大量机械传动试验研究的基础上，齿轮传动设计更加精细，齿轮传动设计要充分考虑齿轮表面的接触强度、弯曲强度和荷载，并将其应用到汽轮发电机传动系统的设计中，有效提高其承载能力。20世纪60年代，机械传动被应用到宇航技术发展中，火箭推注系统对机械传动装置的要求很高，要求其具有体积小但、承载能力大的有点，从宇航飞船安全性角度出发，对宇航机械装置的可靠性要求也更高，细致研究宇航飞船中的机械传动装置和传动装置材料性能，才能确保机械传动装置在宇航技术中应用良好。20世纪70年代，机械传动研究中的空间啮合理论研究成为研究的热点，这些研究成果被应用到新型传动装置的开发中，这在极大程度上推动了机械传动的科学发展步伐。在不同工作条件下，使用齿轮润滑油等添加剂能有效提高机械传动的使用性能，并延长其使用寿命。20世纪80年代，空间啮合理论的研究已经取得了相当可观的成果，空间啮合理论的研究已经达到了很高的水平，空间啮合齿轮受载接触分析方法诞生出来，在应力分析中得到广泛应用。此时，航空、船舶工业中的机械传动振动噪声问题成为人们关注的重点，在机械传动设计的过程中以减振降噪为主要目的，航空、船舶机械齿轮传动材料质量的控制更加严格，成本低、重量轻且润滑性能良好的非金属材料被运用到齿轮传动系统生产中。20世纪90年代，以齿轮传动和带传动为主的力学机械传动成为业界研究的热点，研究的主要目的是减振降噪，对多种类型的齿轮传动系统进行拓展研究。 三、机械传动科学技术的研究 21世纪时科技信息高速发展的时代，先进的信息技术、能源技术、环境保护技术、新材料技术和制造技术成为科技发展的重要技术手段，这些科学研究成果和先进的技术手段成为机械传动科学技术发展的基础。 1.机械传动具有信息化和智能化特征 目前，我国的机械传动呈现出信息化和智能化特征，机械传动研究中要将先进的计算机信息技术、控制技术和机械传动技术有效的结合起来，根据机械系统中原动机和工作机效率特征、功能要求的基本特征，使用计算机技术实现机械传动的智能控制，并对机械传动功率和速比进行实时控制，实现原动机和工作机的最佳匹配和有效协调，才能使得现代化机械装备呈现出自动化、信息化和智能化特征，例如，汽车生产中广泛应用到机械传动理论，并将机械传动的信息化和智能化应用在汽车自动变速传动中。 2.机械传动动力系统具有节能和环保作用 机械传动动力系统的节能和环保既包括传动系统本身的节能环保作用，还包括机械系统中原动机和工作机的节能和环保，在机械传动系统节能环保设计上，使用无污染的润滑剂能有效避免环境污染，并对以行星传动为代表的分流传动进行研究，使用功率流程设计方法实现机械传动系统的分流传动功率流的均载和协调。机械传动系统设计中，充分考虑原动机和工作机的节能和环保作用，根据原动机和工作机的功率和速度对传动系统进行合理设计，使原动机和工作机实现最佳匹配效果，确保原动机拥有最高效率的同时排放的污染物最少。例如在汽车生产中采用多档变速和无级变速实现汽车发动机工作的有效调节，将自动离合器和变速器构成的动力装置结合起来，确保汽车在行驶中达到节能减排的目的。混合动力汽车具有良好的节能环保功能，汽车的混合驱动系统使得汽车的使用性能更佳。 3.材料科学技术与机械传动的有效结合 21世纪的机械传动系统将材料科学应用到其中，促进科学技术的发展。随着新材料的研发，各种新材料在机械传动中的应用得到促进，在极大程度上实现了机械传动科学技术的发展和性能提高。梯度材料、高分子聚合物、智能材料等对机械传动的性能具有十分重要的影响。由表至里呈梯度变化的材料就是梯度材料，由于该类材料由表至里的变化很有规律，因此特别适合用作机械传动零件。高分子聚合物具有良好的耐磨损和润滑性能，在机械传动中的应用较广，塑料齿轮被广泛应用到办公设备中，并且在使用的过程中无需任何润滑介质。随着高分子聚合物复合材料种类的增多，其性能也得到提升。智能材料是通过信息技术来控制的，能有效改变其服役性能，实现机械结构智能可控性的材料。采用智能材料制作机械传动装置，能通过智能材料适时控制实现机械传动系统减振降噪的目的。 总结 通过对机械传动科学技术的发展历史和研究的分析可知，机械传动是机械系统的重要组成部分，机械传动科学技术的发展和人们的生产生活水平具有十分密切的关系。21世纪是科技信息高速发展的时代，各领域都应用到机械传动科学技术，将先进的新机技术、能源技术、环保技术和新材料技术应用到机械传动领域中，才能促进机械传动科学技术的可持续发展。

土木工程类论文:高职学生土木工程专业设计理论与实践研究 摘 要：高职学生土木工程设计是学生在大学期间职业技能的综合训练，对全面提高学生的专业素质和综合能力具有重要意义。本文对土木工程专业大学生在进行测试实验和土建施工图绘制中常出现的问题进行总结和探讨，并提出了改进方案。 关键词：土木工程专业；工程设计；测试实验；土建施工图 高职土木工程专业设计是学生对专业知识进行综合应用的体现，是在校期间重要的结合实际的学习实践活动。由于学生对如何在土木工程设计中应用所学基本理论缺乏经验，在土木工程设计中使用规范规程的意识也不强，往往对规范规程中的要求理解不透，土木工程设计中常出现—些貌似细微却导致整个过程失败的错误。总结多次土木工程设计的经验，高职土木工程设计中应该对以下问题加以注意。 1、测试实验设计 在试验设计前要先了解试验的目的，并加以理解，在试验时必须做好记录，每个小组必须要分工明确，要达到每个同学都能操作到仪器，并要知道原理，在实验课后要认真的写好试验报告，千万不要认为我会了，懂了，可以不写实验报告了，这是大错特错的。写实验报告不仅是对数据的整理，重要的是对整个过程的温习和确保下次使用仪器，读写数据的详细掌握。 设计前的归纳总结。通过一个学期的学习，学生对大部分的知识都已经掌握，但是在设计过程中的实际问题，书本上的知识是不能够完全解释的，所以要对自己的笔记加以详细的归纳如绪论中的核心问题是： 1.1点的位置确定； 1.2点位确定的原理和方法； 1.3基准面认为平面的限度。 这样以来在实现设计的时候哪里有问题不是很明白，拿出笔记查阅一下，就能快速的解决问题，这对将来在工作上遇到问题时，解决起来也是很方便的。 实地设计就好比自我测试，从中找出自己薄弱之处，并加以强化。不理解的问题千万不能逃避，因为这是最后的理解掌握的机会。比如经纬仪为什么要进行盘左盘右观测取平均值等的道理，教材中有一些内容只叙述方法，不讲为什么的道理。 2、土建施工图设计 2.1平面图与立面图、剖面图的配合 建筑施工图关键是平面图、立面图和剖面图之间图示内容一致，且相互补充。因为是初次绘制内容复杂的建筑施工图，学生没有全局观，造成平立剖面图的表达不一致。比如，平面图上有个侧窗，而立面图上却没有画出；立面图上有些凸凹的构造，在绘平面图时却忘记了画。在剖面上，不仅应完整表达各空间高度和楼梯间的剖面设计，也要正确反映柱子、主梁、次梁、楼板和墙之间的位置关系。只有平面、立而、剖面三者相互配合，才能完整地反映一幢建筑物的做法和特点。此外，各图所注的标高、尺寸、定位轴线等在每张图纸上都要认真核对无误，作为一项基本要求，要求高职学生务必落实做好。 2.2楼梯的平面图与剖面图设计 楼梯间首层休息平台板下如果有通向室外的门，应注意休息平台板下净高尺寸要能使人通过而不碰头，不能小于2000mm。楼梯顶层的栏杆位置高职学生也易出错。我们有这样一个经验：注意楼梯设计为双跑楼梯时，首层第一跑楼梯从哪儿上，顶层栏杆就应设计在哪一面。同时还要注意楼梯间窗口标高是否与立面图上窗口位置一致。 2.3结构施工图 2.3.1基础图反映的是地面以下结构的平面布置位置、尺寸和做法。基础平面图和基础详图应画在同一张图纸上，而高职学生却常把基础详图画在楼层结构平面图上，造成读图的不便。 2.3.2基础垫层尺寸不应作为设计尺寸，它只是结构构造要求，而有的高职学生所绘制的基础详图（条形基础）无论是埋深，还是基础底面宽度都包括例了混凝土垫层尺寸，使得基础底面宽度不够。 2.3.3基础平面图上应标注基础墙的厚度、基槽的宽度及其定位尺寸，而高职学生所绘图上往往只标注定位轴线间尺寸。 2.4结构施工图只是用来表示房屋内各种承重构件的位置、尺寸和做法，并不涉及它的帖面、抹灰等。有的高职学生概念不清，常在结构施工图中出现建筑标高，还有高职学生在结构施工图中根本就不注写标高，使得构件无法定位。针对这种情况，应提醒高职学生在绘制结构施工图时，注意定位轴线位置的准确性。核对轴线距离是否与建筑施工图相一致，保证构配件的正确位置及结构构造处理时尺度量值的准确性。 2.5钢筋混凝土结构施工图的构件详图 要是配筋图，最容易出差错的是钢筋的位置。在不同的削切位置，构件剖面图中钢筋的位置是不相同的。例如，梁的支座断面图与跨中断面图中钢筋的位置由于钢筋弯起而发生了变化。 3、土木工程设计应注意的问题 3.1建筑设计与结构平面布置问题 在建筑设计时高职学生需要考虑结构平面布置问题，例如，土木工程设计常用的结构形式为框架结构.框架结构在平面上力求柱网简洁、规整，柱距或梁的跨度尺寸要尽量统一，还要注意梁的经济跨度问题（有特殊要求者除外）。高职学生在进行柱网布置时，往往不注意基本要求，随意布置柱网。 3.2图面质量问题 有高职学生绘图基本功不扎实，对每种线型的适用范围不了解，图面质量较差。如钢筋线应采用粗实线，构件轮廓线应采用细实线，而有的高职学生把构件轮廓线也画为粗实线，主次不分。还有一些符号的画法不按“国标”规定，而是自己随意去画，如详图索引符号、标高符号等。 对构件编号及钢筋编号概念不清，常出现漏号或一号多示的现象，应分清构件编号与钢筋编号的不同表示方法.采用两种表示方式，这样就能使构件编号与钢筋编号区分开，从而使图面清楚.表示完整。 还有其他一些问题.如在构件详图中未注明分布钢筋、构造柱未伸入到屋顶女儿墙等等。这些问题具有普遍性，虽属细枝末节，但关系全局，直接影响高职学生土木工程设计的质量。教师在指导过程中应特别强调并认真把关，使学生在综合训练过程中掌握在校所学的基本原理与技术。 土木工程类论文:对如何加强土木工程施工中质量的控制探讨 摘要：随着我国社会经济水平的不断提高和城市化进程的加快，有效的推动了我国工程建筑行业的发展。土木工程是建筑工程施工的重要组成部分，也是我国国民经济发展的重要支柱。近年来，我国土木建筑施工在取得蓬勃发展的同时，其中也不断暴露出质量控制、安全隐患等诸多问题。加强土木工程施工中质量控制探讨，对我国土木工程建设的长远发展具有不容忽视的现实意义。本文主要分析了我国土木工程施工中质量控制存在的问题，及其相关解决策略。 关键词：土木工程 质量控制 探讨 土木工程施工与人类生活息息相关，紧密联系，对我国国民经济发展具有举足轻重的重要地位。工程质量是施工建设企业发展的命脉和血液，也是施工单位树立良好的企业形象，实现生产活动有序进展，提高企业经济效益，避免安全事故、工程隐患等现象发生的有效保证。土木工程建设是一项工种多、专业多和工期长的交叉性复杂作业工程，施工建设质量容易受到人、材料、机械、方法和环境等多方面的影响。现阶段，如何加强土木工程施工质量的管理控制已经成为施工企业单位不得不思考并付出实践的话题。笔者结合多年来的工作经验，从事前、事中和事后三个角度，对强化工程质量控制提出了浅要的几点思考。 一、工程施工质量的事前控制 （1）优化质量控制目标 质量控制目标方案是实施工程建设质量管理和控制的基础前提，也是评价质量控制管理活动成效的标准依据。随着人们逐渐意识到施工项目质量安全的重要性，在施工建设过程中，做好项目工程的质量控制管理工作，不断优化质量控制目标，提高质量控制方案的可行性和合理性已经成为工程建设施工准备阶段的重要任务。优化施工质量控制目标需要结合土木施工建设的工程特点及其施工过程中容易造成安全、质量事故的因素。同时，还必须考虑施工企业的质量目标、用户意见和合同要求等个方面条件。比如说，对于生产经验不是足够丰富的施工单位，新施工产品质量控制管理目标的设置，应当不断引进先进的管理控制方案，结合同类工程的质量标准，进而确保施工质量控制管理方案的科学性。 （2）提高施工人员的质量意识 物质决定意识，意识对物质具有能动的反作用。施工人员是土木工程建设的第一资源，在优化施工建设质量控制管理目标的基础上，还应当注重对施工人员工程质量意识的教育培训，使其树立“工程质量第一，速度第二”的安全生产认识，进而从源头上强化工程建设的质量控制管理，形成“‘预防为主”的管理模式。然而现阶段，大部分土木施工企业在工程建设中，过于看重施工进度给企业带来的经济效益的流入，忽视了工程主体核心质量安全重要性的认识。有些企业甚至存在质量控制管理是表面工程、样子作业的错误认识，在一定程度上加剧了工程施工质量控制的难度。因此，提高施工人员的质量意识，加大对施工人员对工程质量的专业培训，营造良好的质量管理控制环境等。 （3）材料采购控制 材料是土木工程建设施工的基础前提，也是影响工程质量安全问题的重要因素。研究表明，某些工程质量事故、安全问题出现的原因之一工程建设企业为了节约项目成本，缩减材料用款的支出，造成了购买的材料质量不达标，使用不合格的伪劣材料所导致的。因此，做好项目建设的质量控制管理，需要加大对建设材料的审核和监督。在材料采购之前，就应当就工程建设所需材料的品种、规格、数量和标准等方面做出相应的说明，对材料采购计划书或者采购合同进行严格的批阅。在材料采购过程中，对供应商提供的产品要对其产品质量进行了解，在需要的情况下，可以要求供应商提供相关的产品证书、经营证书等，对供应商的可靠度、生产能力、业务数量等进行深入调查。材料采购供应商的选择上，尽量选择长期性的合作伙伴。另外，对于采购采购资金，需要加强监督管理力度，落实每一笔材料用款的取向，为提高材料质量提供有力的物质基础和资金来源。 二、工程施工质量的事中控制 事中控制是工程施工质量管理控制的重要环节，也是提高工程质量控制管理效果，落实施工建设项目方案的重要保障。开展事中工程质量管理控制工作，具体可以采用以下的方法途径。 建立健全企业工程质量控制体系。现阶段，大部分施工单位在工程管理过程中，普遍使用项目经理责任制。以项目经理为工程建设的责任主体，打破了传统 “大锅饭”的管理模式，落实了工程建设责任承担者的义务，在一定程度上，规范了工程项目建设，为工程质量控制和管理提供了基础。其次，组建工程质量监管小组。工程项目施工是一个渐进的建设过程，因此工程质量控制必须贯穿整个施工建设过程。工程质量控制小组是整个工程建设活动监控管理的专职团队，是工程建设质量控制的主体核心。在工程小组监管过程中，应当严格的按照工程质量标准进行控制管理工作，加大施工文件批准、变更的确认，及其工序验收的质量标准审核等。另外，土木工程在施工建设过程中，由于其工程项目本身的工期长、投入量多、生产规模大等特点，再加上容易受到政府政策、环境等外在因素的影响。在质量管理过程中，需要结合具体的施工现状开展管理控制活动。 三、工程施工质量的事后控制 事后控制是工程质量控制的重要组成部分，也是完善企业监督控制工作的重要途径。事后工程质量控制主要是指项目质量的验收。因此，事后监控关系着工程质量认可、评定和办理验收交接手续等方面。在事后的控制过程中，需要根据工程项目合同书、项目质量控制目标对完工产品的材料、工艺、设备及其每一道工序进行审查验收。对项目验收存在分歧或纠纷的现象，应当组织专业的技术人员开展现场检验评定。对不符合生产要求和质量标准的项目工程，要及时的给予纠正的通知，并对该项目的责任人进行严肃处理，以示警戒。在确保工程建设项目各项指数达标、规范的前提下，才向发包人、监管部门提出工程竣工报告。 土木工程类论文:土木工程混凝土施工技术探析 摘 要：随着经济全球化的冲击和我国社会经济的快速发展，建筑行业如火如荼的崛起，与此同时对混凝土的施工技术和质量也提出了越来越高的要求。因为土木工程的混凝土施工技术与工程的质量和施工安全息息相关，但目前在建筑行业广泛应用的混凝土施工技术已经愈发无法适应社会发展的需求。文章着眼于目前土木工程商品混凝土的施工及其质量状况，为探索更为科学的施工技术提出一些建设性建议，力求在土木建设行业中形成一种更为科学有效的施工技术。 关键词：建筑工程；土木工程；混凝土；施工技术；工程质量 近年来，随着我国建筑行业的快速发展，商品混凝土因其具有可连续作业、输送能力强、容易成型等特点得到了广泛的应用。尤其是随着高层、小高层等建筑物快速发展，商品混凝土愈发呈现出炙手可热的趋势。但混凝土优良的建筑特性也是一把双刃剑。因其自身具有优良的性能所以混凝土成为了当下工程建设中应用最为广泛的建筑材料，正因为如此，在建筑质量保障方面，更是有国家颁布的建筑准则规定，在现在的建筑工程中必须使用商品混凝土。随着商品混凝土的广泛应用，商品混凝土的质量问题也受到多方的重视。商品混凝土是半成品，只要混凝土的生产商和应用单位都切实合作，遵循国家的有关标准安全生产，规范生产，才能保障质量。 1 混凝土质量保障难的原因 商品混凝土是指应用于商业用途，可出售、购买的混凝土。现代建筑施工大部分均是使用商品混凝土的。商品混凝土又称预拌混凝土，俗称灰或料；是指由胶凝材料将集料胶成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥做胶凝材料，砂、石作集料；与水按照一定比例配合，在搅拌站经过搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。混凝土的质量主要因以下几个方面而难以得到保障： 1.1 混凝土的强度较低 商品混凝土的配置按照一定的标准进行，按照相应的保证率进行配置。但是生产商由于从经济效益出发，考虑经济成本。因而在评定混凝土的强度上使用的是系统整体考虑，所以实际中的混凝配合比设计中更为经济，但与此同时混凝土的强度也较低。 1.2 施工应用中随意的水灰比例 混凝土的强度主要取决于配置过程中水和灰的配比。当水和灰的强度的增加混凝土的强度就会相应的降低。在建筑施工现场，由于劳动工人和技术操作人员的建筑知识水平有限，操作技术不规范。在配置过程中常常采用添加大量的水来稀释混合物，这样虽然便于搅拌、浇泵和泵送，增大了坍落度。但是由于水的比例的加大导致混凝土的强度大大降低，降低了混凝土的优质性能。 1.3 用水量不能迎合砂石含水量的变化 配置混凝土时，根据相关配置要求，要保障砂石骨料在配置过程中保持稳定的含水率。所以在每一天的工作中至少测量一次含水率，尤其是在遇到雨雪天气时更是应该增加测量含水率的次数，根据测量的标准随时调整含水量，以满足施工过程中对混凝土的强度要求。目前市场上用来测量混凝土含水率的机械主要是自动测定砂石含水率的机器，但在目前的施工现场这种用来测量的机械应用的并不广泛，多数搅拌站仍然采用的是原材料试验的含水率或者一些经验丰富的技术工人凭经验来判断含水率，随时根据情况进行含水量的调整。这种并不科学的检测方式不仅影响了工程的质量还增加了施工的强度和困难。 2 商品混凝土的检测控制 2.1 生产环节的监控 施工单位向商品混凝土的生产商提供自己的原材料质量标准，生产产家按照相关规定对交货的混凝土质量进行检测。检测标准主要是检测其坍落度、强度和拌合物的性能，并要考虑商品混凝土在运输过程中在坍落度上的损失值。 2.2 运输过程中的检测 生产加工之后的商品混凝土务必在1到2小时内进行卸料，以保障施工现场用料的连续性。 2.3 施工现场的检测监控 商品混凝土在运送到施工现场之后要严谨防止注水和二次运转和搅拌。对于某些超过初凝时期的混凝土不得再次应用于施工。 在整个建筑过程中，监理工程师要对生产产家、运输过程、施工单位各个环节严谨检测和监控。认真检测每一车商品混凝土并签认检验单。 3 商品混凝土在施工过程中的检测控制 3.1 合理选择商品混凝土的生产商 施工单位在施工过程中要仔细 甄选商品混凝土的供应商。选择一些信誉良好，生产资质好的供应商。除此之外还要考虑生产商的生产厂址的地理位置、交通运输状况。商品混凝土的搅拌商要和施工方保持联系，沟通了解施工现场的施工情况，了解施工现场用料的速度，安排好运输混凝土的时间表和运输车辆。以保障商品混凝土按时保质保量运送到施工现场。 3.2 合理甄选质量好的混凝土模板 模板影响混凝土的质量主要集中表现在以下几个方面： 3.2.1 模板的不完整 在目前的商品混凝土施工现场，许多生产模板常常存在空洞、肮脏不洁、凹凸不平、拼接不实、缺失隔离剂等缺陷[1]。使用这样质量的模板生产出来的商品混凝土表现极易出现类似蜂窝的麻面，影响混凝土的强度。 3.2.2 拆模时机不当 混凝土要达到一定时间才可以拆模。如果在商品混凝土还没有达到一定的强度时过早的拆模常常会导致混凝土出现缺掉棱角的情况产生。除此之外，过早的拆模还极易导致混凝土失去支撑力，因而无法与钢筋有效的结合。 3.2.3 振捣的不当 振捣时间得当才能生产出质量上乘的商品混凝土。如果振捣时间较短，混凝土强度将会较低，不够密实。若振捣时间过长又常常会导致在混凝土的表面积淀大量的石子和出现水泥浆漂浮的现象。 影响商品混凝土质量的因素除此之外还有很多。因此在施工过程中要加大监督管理的机制，强力促进生产产业诚信生产，强化行业的自律。实施施工过程的检测控制，保障生产的有效性、稳定性、连续性，切实提高和保障商品混凝土的质量。 3.3 加强施工现场的检测 制定合理有效的管理政策，通过培训提高施工现场技术操作人员和劳动人员的操作水平和生产质量意识、强化从业人员的生产责任心[2]。 3.4 严格施工操作 科学组织施工过程，合理安排施工的速度，杜绝过早的使用施工的材料，不盲目追赶施工的过程。堆放重物时要注意在房梁上添加方木，减轻对楼板混凝土的压力冲击。 3.5 混凝土养护措施 在施工现场常常会发现混凝土发生固化[3]。这是因为水和水泥常常会发生水化反应从而导致混凝土固化。发生水化反应的混凝土常常会出现裂缝。除了水化反应的影响，温度的骤降也极易造成浇筑体出现裂缝。因此在浇筑的初期利用相应的措施实施养护，对混凝土进行保温措施护理可以有效防止表面出现裂缝。保温措施主要集中在以下几个方面：首先要避免混凝土长期暴露在温度较低的地方，尽量保持稳定的混凝土表面温度。其次是要尽量减少混凝土的内外温度差，防止混凝土出现裂缝。最后是加大对混凝土的养护，保持混凝土的最佳品质保障施工的顺利进行。 随着经济的快速发展，建筑市场对混凝土的需求日益加大。只有不断研究、创新、不断提高混凝土的施工水平，从而保障施工的质量安全和施工过程的顺利进行。 土木工程类论文:浅谈土木工程施工技术及创新 摘 要：改革开放的不断深入与实施，经济建设的快速发展与前进，对于建筑施工行业而言，更是一种挑战又是一种机遇，土木工程建设作为建筑行业中最重要的一部分，现阶段土木工程的施工技术还处于初级阶段，很多技术和理念还不够完善，文章主要针对我国目前而言，土木工程施工技术进行简要的分析与总结，并针对其存在的问题提出相应的解决措施。 关键词：土木工程；工程施工；施工技术；创新 引言 土木工程建筑作为建筑施工中最重要的施工组成部分，在建筑行业中起到了至关重要的作用，随着经济建设的不断变化与发展，人们对于建筑行业的认识与了解，越来越多的建筑者们开始开始注重建筑施工的施工技术与理论基础。为了更好的完善土木工程建设，我们要针对现阶段存在的一些问题提出科学性的解决措施，不断加强土木工程建设的发展，采取针对性的发展对策，促进经济建设更好的发展。 1 土木工程概述 严格意义上来讲，土木工程施工建设涉及的内容很多，在建筑行业中得到了广泛了发展与使用，对于土木工程专业来讲，不仅仅要求其相关工作人员要具备相应的专业知识，还要具备完善的施工技术技巧以及其他相关专业知识的学习与掌握。就目前而言，土木工程施工已经在多项工程建设中有所发展，并逐渐成为建筑施工行业的重点。 2 传统的施工技术 2.1 地基基础施工 地基在进行建筑施工时，有着严格的标准与界定，所以在进行地基处理时，要不断的加强其稳定性与强韧性，增强其使用强度，保证在任何情况下，地基所承受的建筑物都不会出现裂缝或是施工质量问题。在进行地基检查测试的过程中，要采取沉降观测法进行有效的合理检测。常用的地基处理方法有：换填基层法、强夯法、沙石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤压桩法和土挤密桩法等。 2.2 混凝土结构施工 严格意义上来讲，混凝土结构施工有很多种，按照不同的划分，其结构施工也是有所不用的，按照浇制特点可以分为预制和现浇两种，预制由于其自身成本较低，性能较好，因此在建筑行业中将被广泛运用，它并非是在施工现场进行的一种结果施工作业，而是在施工现场外进行的。现浇混凝土这种施工作业方式是最早的结构施工作业，它主要是采用现场支模浇筑的方式进行混凝土施工作业，可以在现场进行尺寸的测量，便于更好的在建筑使用中发挥功效。 2.3 钢结构施工 钢结构施工的主要工作是构件的安装，在施工前要切实做好准备工作，包括场地清理、道路修筑、基础准备、构件运输、检查装备等。钢构件运送先后顺序要按照施工顺序进行，构件运到现场后，应尽量存放在起吊位置，并用足够支承面的木枕垫底。吊装前应该核准构件标号、位置。并清除表面，摩擦面要保持干燥清洁。考虑到钢结构工程的特殊性，可能会在施工过程中用到氧气、乙炔类焊接工具，所以要准备灭火器谨防发生火灾。同时高空作业人员在进行登高作业前，一定要仔细检查安全带是否正确佩戴，挂绳是否安全牢固，挂钩有否出现松动，如果发现安全带出现任何质量问题，必须立即更换，并在检查合格后方可进行登高作业。在高空作业过程中，安全带的挂钩必须时刻挂设在临时固定在钢梁侧面的钢丝绳上。 钢结构在施工过程中，关键点有还有连接的出来，主要有螺栓连接、焊接等，铆接因为其灵活性的限制而逐渐被淘汰。同时关键点还包含构件预制的尺寸和连接斜面的角度，控制不好，连接点会出现很大的缝隙，所以在钢构件在预制加工的过程中一定要注意检查和核实，保证构件的尺寸和斜面角度符合技术规格书和设计要求，避免在安装过程中出现不合格部位和不合格产品。在处理连接问题时分两个部分，一是选择连接方式，二是准确确定连接位置，如果连接不当对整个结构的整体性会产生不利影响，成为结构的薄弱点，构成安全隐患。 3 土木工程施工技术的创新 3.1 深基坑施工技术 随着人们对于建筑质量的越来越重视，城市建筑发展空间的局限性，越来越多的建设者们开始采用新的施工技术进行土木工程建筑的开展，深基坑这种施工技术就是应时而生，它有效的改善了土木工程建筑在安全方面所存在的问题，它是利用一种信息技术支护软件进行地下的检测，与建筑施工的实际情况进行有效的结合 不仅仅对周围建筑群体进行了有效的掌控与了解，还将加固其基础地基的使用性能，因此将在未来建筑中被广泛使用，现阶段我国应该大力提倡深基坑建设的使用及发展。 3.2 钻孔灌注桩基础施工技术 高层建筑的大量出现，对于建筑行业而言，正面临着严峻的形式，钻孔灌注桩技术也不断的发展起来，但是在技术使用上与其他发达国家而言，仍存在着一定的问题，对于施工设备，施工材料，施工工艺等都有着严格的要求。所以在进行使用过程中，必须加强对钻孔灌注桩基的质量重视，保证其在建筑行业的顺利开展与使用。 3.3 新型的预应力技术 （1）体系一是有粘结体外预应力体系，优点是预应力摩擦损失小，因为孔道管在结构体外，容易检查和控制管道的铺设质量及其水密性；（2）体系二是无粘结体外预应力体系，优点是可采用单根张拉工艺，易于操作，且单根无粘结筋的摩擦损失极小。体外预应力相对于传统预应力体系有很多优点，对工程经济效益有积极影响。 4 施工技术的发展方向 4.1 生态化方向发展 建筑施工设计的目标，设计的进程和施工的整个过程，都必须考虑到对生态环境的影响，尽量减少污染，减少能量的消耗，选择适当环保的建筑材料和技术设备。建筑材料的开发也必须考虑到生态因素，向低消耗，低污染，长寿命，性能完善，和废弃物影响程度小的方向去设计发展，来提高建筑物的寿命，并且和周围生态和谐共存。 4.2 复杂化方向发展 目前，我国的建筑业处于迅猛发展的阶段，传统的机械制造、运输、园艺、地质勘察、冶金等活动也不断被应用于建筑施工设计中。因此，这些外沿学科的相应的技术形态也被纳入了建筑技术体系，无限扩张了建筑施工技术的外延，体现了建筑施工技术的包容性和综合性，而复杂性是建筑施工技术综合性和包容性积累的结果。 4.3 高新技术方向发展 建筑施工技术的高技术化发展基本的表现形式是新技术革命成果向建筑领域的进行全方位和多层次渗透，凸显了现代特征。这样的渗透推动者建筑施工技术体系内涵与外延的快速拓展。出现了功能多元化、驱动电力化、布局集约化、控制智能化、操作初械化、结构精密化、运转长寿化的高新技术化发展趋势。新技术是建筑施工高新技术化发展的一个基本的形式，研究主要包括有空间结构技术、开发建筑节能技术、建筑地下空间技术等。尤其是计算机的应用更是大大提高了建筑施工工程的建设技术、信息服务和科学管理的水平。 5 结束语 土木工程建设作为一项综合性的工程，它关系着人们的生命和财产的安全，所以施工技术的好坏十分关键。此外，土木工程的施工存在着管理体制不完善、缺乏验收标准和规范、理论研究无法适应工程建设需要等问题，解决这些问题的办法便是努力发展和创新施工技术。 土木工程类论文:地方高校土木工程材料实验室开放的探索与实践 以培养大学生的创新精神和实践能力为重点的素质教育，是当前教育改革的重点。土木工程材料实验是土木工程专业的重要组成部分，是一门实践性很强的课程。传统的土木工程材料实验教学方法多表现为灌输式，偏重于所学知识的演示和验证。这种实验教学方法将学生限制在教师规定的框架里进行实验，难以激发学生的主观能动性和创新思维。因此转变教育观念，改革传统的实验教学方式势在必行。实践证明，实施开放性实验本文由论文联盟//收集整理教学可有效地避开传统实验教学的不足，为学生提供了自主学习和独立思考的空间。让学生处于教学的中心地位，有利于调动学生的学习积极性，培养学生分析问题和解决问题的能力。 1 实验室开放面临的问题 土木工程材料实验室开放是土木工程材料课程教学改革的重点内容，也是新形势下土木工程材料实验室工作的发展方向。土木工程材料实验室的开放应包含两个方面：一是时间和空间上的开放；二是实验内容和方法的开放，即学生实验的内容和方法，只要符合实验室管理制度，经过实验中心相关负责人的审批，都是许可的。实验室的开放有利于提高学生的实践能力和综合素质；有利于提高现有设备的使用效率，发掘实验室的潜力，加速实验室的建设。 但是，任何事情都有两面性，实验室开放在带来上述好处的同时，也会带来很多新的问题，例如使实验室管理工作量大大增加，实验教师的数量必须增加；学生实验内容的多样性，对实验指导教师提出了更高的要求；实验室开放使实验室的消耗材料、仪器设备维修等经费的支出也快速增长，必须加大投入，以保证实验室开放的正常进行等等情况。由此可见，实现实验室的完全开放需要有充足的开放基金，较强的师资队伍，先进的教学设备和管理制度，这对我国的一些重点部属院校来说尚难于完全达到，对广大的地方高校而言，要实现实验室的完全开放更是难上加难。 2 土木工程材料实验室开放的形式 基于地方高校的办学定位和生源素质的基本判断，为培养学生创新思维和实践能力，地方高校土木工程材料实验室应实行多层次开放，根据不同的教学对象、目的和条件，采取多种形式的开放，完成各种开放实验内容。实验室层次开放主要有以下三个层次： （1）基础实验型。此类开放主要是针对一些设计性、综合性实验教学内容。此类实验往往受课时限制，一般在实验规定的学时内无法完成。利用基本实验型开放模式，学生可以利用实验室开放时间，继续完成这些实验内容。 （2）科研助手型。此类开放是实验室根据老师科研项目，或者是各类学科竞赛活动的需要，预先公布一些开放实验项目，吸收部分优秀学生进入实验室参与教师的科研活动。指导教师引导学生学会用多种方法思考问题，用专业知识分析和解决问题，这种形式对于学生形成积极的学习态度和良好的学习策略都有重要的意义。 （3）自主创新型。此类开放是学生结合兴趣或自己的学生科研课题，自带项目进实验室，这种方法学生按要求独立查阅文献资料，设计实验方案，由老师审核同意后自主进行实验。学生通过对实验结果的分析得出结论，从而达到自我提高的目的。 3 实验室层次开放的实践及效果评价 基于创新人才的培养目标，笔者在管理土木工程材料实验室过程中做了一些有益的尝试，实行多层次开放模式，有效地培养了学生的创新精神和实践能力，同时也大大提高了实验室的利用效率。 3.1 基础实验型开放实践及效果评价 基础实验型开放主要是在正常实验教学计划外，专门安排一定的时间开放，为不能在课内完成的综合性或设计性实验提供平台。例如普通混凝土配合比设计实验，依据课程教学大纲的安排，该试验总共5个课时，其中混凝土的搅拌、测试并调整混凝土坍落度、测试混凝土拌合物表观密度以及试块成型只有2个课时，任务非常重。特别是混凝土坍落度的调整，对于混凝土初学者来说，由于缺乏经验和操作技术不熟练，为使混凝土坍落度符合设计要求，学生往往需要调整多次才能达标，这造成普通混凝土配合比设计实验要在课内完成，往往是无法达到的。针对此类情况，我们实验室制定了基础实验型开放模式。实验室首先将实验视频放入实验室网站，让学生结合实验教材和视频预习实验内容；然后将实验仪器和试验耗材准备好，在实验课内将学生统一召集到实验室内进行实验课的讲解；最后通过预约让学生进行分组实验。通过这种开放模式，有效的解决了实验课时不足的问题，同时还增强了学生的主体地位，提高了学习效果。 3.2 科研助手型开放实践及效果评价 科研助手型开放是安排一些有兴趣、有想法并学有余力的学生参加到老师的科研项目当中。我们学院近三年申请并立项各种纵横向项目80多项，大部分都是需要在土木工程材料实验室完成其实验部分内容的，其中一部分基础性工作吸引了大量感兴趣的学生参与。考虑到学生的理论知识水平情况，目前吸纳学生充当科研助手基本上都是让其参与项目的实验部分。在具体操作过程中，由项目负责人拿出一块实验内容，指导学生查阅文献资料，制定可行的实验方案，然后进入实验室熟悉仪器，最后通过预约让学生在老师的指导下进入实验室进行实验。在整个过程中，项目负责人都会循序渐进，逐步引导学生采用科学、合理的方式来完成各项实验任务。 3.3 自主创新型开放实践及效果评价 自主创新型开放模式是本实验室最高层次的开放，不仅实现了时间、空间上的开放，还实现了实验内容、手段和方法的开放。本层次的开放的实验内容由学生自己制定，只要通过实验中心的审批，最终都可以在土木工程材料实验室内完成其实验。笔者所在学院的学生每年都可以申请浙江省大学生科技创新项目4项，校立项目8项，开放性实验16项。例如我院2010年的一项浙江省大学生科技创新项目《混凝土管桩余浆用于制备环保型节能砌块的研究》，在指导老师的指导下，学生查阅相关文献资料，确定项目研究目标、研究内容、研究方案和技术路线，填写申报书；项目成功立项后，制定详细讲究方案，特别是包括实验设备、实验耗材和试验安排的实验方案的制定；然后进入实验室进行实验，观察实验现象、记录实验数据、分析并解决试验中出现的各种现象，整理实验报告，最终申请并授权国家专利1项。本层次的开放模拟了科学研究的基本过程，学生可以受到研究过程的全程的训练，提高了学生对知识的活学活用能力，锻炼了独立分析问题和解决问题的能力。 4 结语 地方高校土木工程材料实验室开放，是实施素质教育，培养学生创新精神和实践能力的重要途径。实验室开放是一项系统工程，涉及实验室资源的调配、师资队伍建设、实验室管理制度建设，同时必须与实验教学体系、教学方法和手段等的改革相配套，与各地方高校的实际条件相适应。实验室多层次开放，可较好地解决现阶段地方高校实验室开放与基本条件之间的矛盾，是一种比较切实可行的实验室开放模式。 土木工程类论文:探讨土木工程建筑混凝土结构施工技术 摘 要：木工程不仅为人类生活、生产提供了物质保障,而且大大推进了科技的进步,同时这是一门不断发展的学科,因而土木工程施工技术也在不断涌现新材料、新技术。近年来，土木工程建设随着经济的发展而不断发展，对混凝土结构的施工技术也提出了更高的要求。 关键词：土木工程； 混凝土施工 混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，通常是指用水泥作为凝胶材料，石子、砂等作为集料，加入一定量的水进行混合，经过搅拌形成的水泥混凝土。混凝土结构就是指以混凝土为主要材料的建造结构，包括素混凝土结构、预应力混凝土结构、钢筋混凝土结构等。 一、施工中存在的问题及原因分析 1、材料方面 在很多建筑工程项目中，选择的混凝土原材料不合格，达不到建筑工程行业的相关标准。混凝土材料中的辅助材料要求有一定的含水量，但大多工程项目中的沙石骨料都不具备含水量，使得混凝土结构的相关建筑质量达不到要求标准。因而，材料选择上必须严格按照相关标准进行，对沙石骨料的含水量进行定期的检测，确保混凝土的强度达到施工的要求标准。 2、技术规范方面 在土木工程建筑中，混凝土结构的施工技术没有统一的技术标准和规范，很多企业为了达到目标结果，使用一些不标准的工艺技术，从而达到立竿见影的效果，但这种做法，并不利于建筑物的长期使用。 另外，混凝土的配比在技术规范上存在一定差异。因为在施工的过程中对混凝土进行配比过程中比例要求不严格，存在了一定的主管弹性空间，不能达到技术规范规定的标准。因而，工过程中的混凝土配比应该按照实验室的标准进行，使得项目工程中的混凝土施工强度达到标准。 3、检测手段的方面 在土木工程建筑中，混凝土结构的施工技术没有严格的监督、检测体系，使得混凝土结构施工中没有严格监督检测机制技术规范的执行中存在的问题无法完全体现出来，从而建筑物的质量达不到标准。 二、土木工程混凝土施工技术 1、混凝土的浇筑技术。建筑物混凝土施工中，涉及到混凝土的浇筑，其中主要有墙体混凝土浇筑、基础底板混凝土浇筑、顶板混凝土浇筑、楼体混凝土浇筑等。因为基础底板一般来说都比较厚，混凝土的施工工作量比较大，所以要充分的考虑到混凝土的散热问题，避免产生温度裂缝，并且完好的保持混凝土的受力能力，所以施工中不能留有施工缝，注意材料和设备选择以及供应，从而确保基础底板浇筑的连续性。在墙体混凝土浇筑时，需要事先在地步浇筑5厘米与墙体所用混凝土成分相同的砂浆，浇筑要均匀，并且选用铁锹下料替代吊斗直接灌模，还要控制浇筑的高度在 40 厘米左右最佳。分层浇筑时，上下相邻层面见的浇筑时间间隔不能超过2个小时。进行顶板浇筑时，要保证虚铺的厚度大于板厚度，振捣器要选择平板类的，沿着垂直的方向往返的振捣。当板顶比较厚时，要根据实际状况选用插入式的振捣器来进行振捣。在混凝土浇筑完成后，需要用木抹子完成找平处理。 2、钢纤维混凝土的施工技术。建筑工程的施工，对于钢纤维混凝土的施工特别是其搅拌的过程要进行严格监管。在搅拌过程中，混凝土内含的钢纤维要均匀的分布，需要使用强制的搅拌机，从而保证搅拌的均匀度能够到达要求。同时，要不定时的进行施工抽查，确保施工的质量。在搅拌方式的选择上，主要有干拌和湿拌。搅拌时间和投料顺序也是需要注意的，这主要是要确保钢纤维在混凝土中能够结成团状，进而有利于施工进程和确保工程的质量。 3、混凝土拆模技术。对于混凝土模板的拆除，一般是按照 支先拆、先支后拆的顺序进行，并且要先拆除不承重的部分，再拆除承重的部分。拆模的时间也会影响到混凝土最终的质量，时间的设计应该根据要求、气温以及强度等级这些情况综合确定。对于不承重的部分，要在混凝土强度达到2.5mpa 后拆除这样就可以不会破坏其表面和棱角；对于承重的部件，需要在混凝土的强度达到规定的设计标号后才可拆除。模板的拆除不能对楼层造成冲击负荷并且拆掉的支架和模板要及时的运走。 4、混凝土养护技术。混凝土在完成浇筑以及振捣之后，需要在12 个小时以内，对混凝土进行覆盖处理，浇水和养护。在拆模之后，要对混凝土进行喷水，通常条件下这种喷水养护要大于7天，喷水的频率需要根据混凝土自身的湿润情况而且混凝土要保证具有足够的湿润状态。现在，常用的养护方法主要有围水养护法、浸水养护法、覆盖浇水养护法以及塑料薄膜法等，但是常用的通常为覆盖浇水发、浸水养护法以及塑料薄膜法这三种。在冬季施工时，如果气温连续 5天平均低于5℃，就要按照冬季施工进行处理，采用蓄热法以及添加外加剂等方法进行养护，防治混凝土受冻而降低强度。 5、混凝土的测温控制方法。混凝土施工时，混凝土内部热量较难散发，外部表面热量散发较快(在夜间及下雨天气时更甚)，内部和外部热胀冷缩过程相应会在混凝土表面产生拉应力。温差大到一定程度，混凝土表面拉应力超过当时的混凝土极限抗拉强度时，混凝土表面就会产生有害裂缝，有时甚至形成贯穿裂缝。另外，混凝土硬化后随温度降低也会产生收缩，由于受到地基约束，会产生很大外约束力，当超过当时的混凝土极限抗拉强度时，也会产生裂缝。为了解基础混凝土内部由于水化热引起的温度升降规律，掌握基础混凝土中心与表面、表面与大气温度间的温度变化情况，需要采取必要的措施。对于工程混凝土的测温， 施工者应制定严格的温控方案加以控制，即控制混凝土内外温差在25℃以内，根据混凝土的浇捣方向和底板厚度来考虑测温点的布置。 6、混凝土后期修补缺陷。在拆模之后，如果发现有缺陷，应该给予及时的修补，确保工程质量。对于面积较小、数量较少的露石或者是蜂窝的混凝土，要用钢丝刷进行基层的洗刷，之后用1：2 的水泥砂浆完成找平处理。而对于大面积的蜂窝、露石或者是露筋应该砸去薄弱的混凝土层，之后用钢丝冲刷，之后需要用比原来混凝土强的等级高的细骨料混凝土进行填塞，并捣实。对于那些对工程质量构成安全威胁的缺陷，需要跟设计单位、建设以及建立单位研究完成处理，确保施工质量。 三、土木建筑混凝土结构的施工的质量控制 在建筑物的施工过程中经常出现混凝土出现裂缝等质量问题。混凝土结构出现裂缝主要是由于水泥的质量、骨料的选择和施工会的护理养护等原因造成的。因此在混凝土结构的施工过程中要注意对其施工质量的控制。 1、要控制水泥和骨料的质量。应根据不同的建筑和建筑的不同部位，选择合适的水泥品种和水泥标号。在水泥进场时要检查水泥的包装标志是否齐全，是否有受潮结块等质量问题，对符合要求的水泥，还要进行抽样检查，待检验项目全部合格后才能进行施工。施工用的骨料必须满足混凝土对骨料的各种质量要求，建筑用砂应控制其中泥和有机物的含量，在储存时选择高程合适、储量大、场地开阔、具有防洪功能的储料场。 2、要设计合理的混凝土配比。如果混凝土中的水量小，则水泥浆的数量不能完全包裹骨料的表面，会使混凝土的保水性和粘聚性不够，影响混凝土的质量；当用水量过多时，混凝土会出现流浆、离析和分层的现象，同样会降低混凝度的质量。还要控制水泥和骨料的配合比，控制骨料的含水率和含泥率。一般为了改善混凝土的性能，提高其强度，有时会在混凝土中添加各种外加剂。混凝土的配合比一般是在实验室中完成的。 3、运输和施工过程中的质量控制。控制好混凝土从搅拌卸料到浇筑完毕的时间，如果需要运输，应采用罐装车运输，在运输的过程中应缓慢搅拌，防止混凝土凝固，保持混凝土的均匀性。在进行混凝土的施工时，当倾倒高度超过2米时，应使用溜槽或串筒。进行大体积的混凝土浇筑时，应分层进行浇筑和振荡。混凝土的振荡应按照施工技术采用振动棒进行。在进行墙、桩等竖向结构的浇筑时，底部应先预垫50-100mm的水泥泥浆，浇筑墙体洞口时， 振动棒应距洞边300mm 以上，并从两侧 同时振捣，防止洞口变形。混凝土不能连续浇筑施工完毕时，应留置合适的施工缝。 四、结束语 总之，土木工程施工技术不断的发展和成熟很大程度上提高了建筑的质量，加快了整个施工的速度，降低了施工的成本，从整体上提高了工程施工的经济效益及社会效益。从多个方面、各个角度来进行施工技术的掌握，可以确保土木工程项目顺利的进行，只有不断的提高土木工程施工中的技术水平，才可以使施工效果达到最佳的状态。 土木工程类论文:新型土木工程材料使用技术 摘要：新型材料在土木工程施工中的应用，不仅能够起到很好的节能效果，还能提高施工效率，并在施工的同时对环境进行保护，减轻传统材料在施工中对环境造成的污染程度。而材料是土木工程施工的基础保障，材料质量决定着整个工程的质量，因此，在实际的土木工程施工中，应把握好新型材料的使用技术。本文对新型土木工程材料的类型进行分析，并就其使用技术进行探讨，希望能够促进土木工程的顺利施工。 关键词：新型材料；使用技术；土木工程 科学技术的进步推动着土木工程材料行业的发展，各种新型的土木工程材料不断的涌现出来，并冲击着建筑材料市场。如果能对新型材料加以合理利用，则能够为施工企业节约施工成本，降低工程施工中的能源消耗，并对生态环境进行保护，从而提高土木工程的性价比。 1新型节能墙体材料的使用技术 1.1新型节能复合墙板材料 新型节能复合墙板材料是由三种材料复合而成的，一种是高效的绝热保温材料，一种是外墙板，还有一种是内墙板。工厂在生产这种材料时，一般是采用工业化生产模式进行的，新型节能复合墙板材料有标准的尺寸和模数，这也是生产的依据。门和窗等都可通过一体化制造，在制造完成后再运输到施工现场，将其安装在相应的结构框架下，成为房屋建筑的外围护结构。新型节能复合墙板材料的厚度一般为10-15cm，不会受到外力的影响，具有良好的保温性能。由于其尺寸的精准度很高，所以利用这种材料施工，能够提高施工效率。 1.2新型节能砌体材料 砌筑施工是我国土木工程施工使用频率最高的墙体施工方法，为提高墙体的保温性能，应选择导热系数比较小的砌体材料，且其要具备较好的隔热性能，所以空心砖在墙体施工中使用得比较多。随着保温材料生产技术水平的提升，实心黏土砖和混凝土开始应用于土木工程的墙体施工中。而在实际的墙体施工中，为提高建筑墙体的节能性，会采用常规性材料或者一些新型的复合材料。比如，将空心砖和泡沫塑料结合起来使用，能够达到跟好的施工效果，增强墙体的保温能力。目前，我国土木工程墙体施工中的复合墙体，其节能保温效果明显优于一般的单一施工材料。 2高性能新型混凝土材料的使用技术 2.1轻质混凝土材料 轻质混凝土材料主要是由三种原料组成的：首先，天然轻骨料，如浮石、凝灰岩。其次，工业废料轻骨料，如陶粒可利用粉煤灰制作而成；煤矸石可利用自燃酶制作而成。最后，人造轻骨料，如陶粒可用不同的材料制成，包括页岩、黏土等。轻质混凝土材料具有许多优点，不仅密度小，拥有较高的施工强度，还能起到很好的保温效果，其抗冻性能也很强。此外，由于工业废料的成本很低，所以由其制作而成的轻质混凝土材料在土木工程施工中的应用，能够大幅度的降低企业的施工成本。最重要的是，在节约成本的同时，还能确保工程质量。 2.2自密实混凝土材料 自密实混凝土材料是利用混凝土自重实现混凝土密实的，所以不需要利用机械对其进行振捣。自密实混凝土材料具有很高的流动度，但却能对离析现象进行有效的控制。自密实混凝土材料按照以下步骤配制：第一，原材料主要有四种，即粗骨料、固体混凝土、细骨料、砂浆。粗骨料与固体混凝土的体积比为1:2，细骨料与砂浆的体积比为2:5。第二，将混凝土的水灰比调整为0.9-1.0。第三，对自密实混凝土进行流动性试验，合理控制超塑化剂的用量，并确定出水灰比的最终值，以确保自密实混凝土能够达到最优的性能。自密实混凝土材料因为不需要利用机械进行振捣，所以在其施工过程中不会产生噪音，在夜间仍可施工。并且，此材料安全性很高，不会对施工人员的健康造成影响。此外，对于一些在钢筋布置上比较密集，或者体型比较复杂的构件进行施工时，也可采用这种材料，不仅施工效率高，还能降低施工人员的工作强度。 2.3低强度混凝土材料 低强度混凝土材料在土木工程的基础施工中红应用得比较多，在路基施工的填筑环节、孔洞施工中的使用频率也比较高。此外，低强度混凝土还可用于对地下工程结构进行改造，以提升结构的稳定性。这种类型的混凝土材料能够对混凝土的施工密度进行调整，增强其抗压能力，并对混凝土的各项参数进行调整，如弹性模数。低强度混凝土具有许多优点，在完成混凝土的施工后，基本不会出现收缩、裂缝等情况。 3其他新型土木工程材料的使用技术 3.1高掺量新型粉煤灰混凝土材料 随着研究者对粉煤灰颗粒各种效应研究力度的加大，人们逐渐认识到其形态、火山活性、微集料等效应的潜能。再加上混凝土外加剂技术的发展速度非常快，粉煤灰在建筑行业受到的关注越来越多。所以，除外加剂以外，粉煤灰也成为混凝土中必不可少的一种组分。在高掺量粉煤灰最初的研究中，粉煤灰的掺量在总胶凝材料的比例超过55%。高掺量粉煤灰在土木工程施工中的应用，不仅能够节约原材料费用，还能改善环境，创造更好的经济效益。西方国家向来比较重视环保问题，所以西方国家的工业废料二次利用率很高。随着我国经济水平的不断提升，土木工程施工所产生的环境效益和社会效益备受人们的关注，因此，工业废渣在未来的利用效率也会得到大幅度的提高。 3.2RPF复合材料 过早退化、结构功能不足，是土木结构中最为常见的问题。RPF复合材料是指纤维增强聚合物，其在土木工程施工中的应用能够有效的解决这两类问题。根据大量的实践研究，现代工程结构会逐渐向大跨、重载、轻质等方面发展，未来的工程结构能够承受更加恶劣的环境条件。而RPF复合材料能够满足现代工程结构的发展要求，所以其逐渐被广泛的应用于桥梁、建筑以及各地下工程结构的施工中。这类材料主要是通过两种方式应用的，一种是取代原有的钢筋和钢管，直接在新建结构中使用，还有一种是对旧的结构进行维修和加固，以提高结构性能。 3.3智能材料 土木工程结构和基础设施是使用年限一般都比较长，通常要达到几十年，而有的结构甚至要使用百年以上。但是，在过程结构和基础设施的使用工程中，受环境、荷载、腐蚀等因素的影响，会加快其老化的速度，使其产生疲劳效应，从而导致结构出现不同的损伤。随着损伤的累计，其抗力会逐渐衰退，从而引发一些安全事故。因此，为避免在土木工程建筑的使用过程中出现意外事故，就需要对过程结构和基础设施进行实时监测，智能材料的作用就在于此。智能材料是指碳纤维机敏混凝土材料，其能够对土木工程健康状况进行监测，与利于工程养护工作的顺利开展。 4结束语 综上所述，土木工程施工对材料的要求越来越高，新型土木工程材料的技术含量比较高，不仅能达到很好的节能效果，降低企业的施工成本，还能对环境进行保护。因此，在土木工程的实际施工中，要对新型节能墙体材料、高性能新型混凝土材料、智能材料等新型土木工程材料进行合理应用，以提高工程施工效率和质量。 作者:陈明明 单位:陕西铁路工程职业技术学院 土木工程类论文:土木工程结构设计问题及设计措施 摘要:工程设计人员对土木工程项目建设中设计阶段的控制与管理，必须全面了解此项工作的技术重难点，同时充分结合其实际情况，对设计阶段管理作出相应调整，从而构建完善的工程设计管理体系，不断适应其发展的现实需要，进而对设计阶段在土木工程项目建设中的强化控制与管理产生积极的作用。 关键词:土木工程;结构设计;存在问题;设计措施 一、引言 在土木工程项目管理过程中，其中一项重要的组成部分就是工程结构设计措施的控制与管理。而对于土木工程项目管理来说，各种内外部因素均容易影响工程项目中工程结构设计措施的管理应用工作，因此，工程设计人员在项目设计阶段必须将各种影响因素充分考虑在内，并制定相应的对策，尽可能在整个土木设计的阶段中运用最新的控制管理技术。只有这样，土木工程项目设计阶段的结构设计措施控制与管理才能得以强化，从而为土木工程项目设计阶段管理乃至整个项目管理打下扎实基础。 二、土木工程结构设计理念存在的问题及设计原则 (一)从设计理念上加深对土木工程结构使用寿命的理解 我国在土木工程结构的设计理念上，逐渐改变了原本的简单的设计符合荷载强度的设计原则，保证不但符合荷载强度需求，而且要符合使用寿命需求的设计思路，因而国际上要求的土木工程结构建设的使用寿命相一致。深刻理解土木工程结构的使用寿命，并对结构的重要性的确定手段展开研究。然而，在确定使用寿命上较为简单，而可靠性不够，必须由大量模拟实验进行验证。使用寿命得以确定后，必须全面考虑土木工程结构建设的规划、设计、施工、运行(包括养护、维修、管理)，保证修建的土木工程结构能实现预期寿命。 (二)进一步关注土木工程结构的耐久性问题 在建造和使用土木工程结构中，必然会受到环境、有害化学物质的影响，同时还会遭受巨大的交通荷载、地震荷载、风荷载、疲劳荷载甚至是超载，这会产生人祸等安全意外，并且土木工程结构使用的材料会随着时间不断老化损耗，结构中各个部门或多或少会被损坏。从大部分的病害实例可知，不仅包括施工和材料两个因素，而且构造上也就是设计上的不足对结构耐久性也有影响，并具有决定性作用。 (三)不能忽视环境对于土木工程结构及构件的影响 在设计土木工程结构耐久性时，特别要对环境因素对钢筋和混凝土产生的腐蚀反应给予高度重视。针对海边的土木工程结构来说，必须要对环境的氯离子侵蚀状况进行充分了解，该类型的环境因素会严重腐蚀土木工程结构耐久性，这会产生极大影响。 (四)更深入地研究土木工程结构在疲劳荷载作用下的反应及对策 因为在土木工程结构中承担着动荷载作用，包括活荷载作用和风荷载作用，该类的作用力会对土木工程结构内部形成循环往复并产生变化的应力，不仅会对结构产生影响，使其震动，甚至会给结构带来疲劳损伤，这一问题逐渐积累，对内部结构产生较大的伤害。因为土木工程结构使用的材料一般难以实现真正的均匀和连续，同时会导致出现较小的问题和不足，在上述循环往复并不断变化的应力的作用和影响下，这些细小的问题都会逐渐扩大，进而形成一定损伤，这些必须受到重视，否则会逐渐恶化，对整个结构产生不利，影响其安全性。而在研究疲劳荷载作用上，不单单是研究土木工程结构的整体结构，通过实践可知，一些土木工程结构关键部位上的构件由于未能有效抵抗疲劳荷载作用，进而导致局部失效，最终则造成了土木工程结构整体结构失效。 三、土木工程结构设计存在的问题及设计措施 (一)基础连系梁设计的常见问题及设计措施 对于桩基础而言，需要在单桩承台彼此呈90°角的方向安装连系梁;且设计安装过程中需要首先考虑短向问题。对于单一扩展型基础而言，实际施工阶段，需要提供对单一基础及其连系梁间的缝隙进行处理，选择混凝土填充，确保和基础顶面完成对齐，接着便可以开始基础连系梁浇筑工程。经过上述处理，能够让连系梁计算跨度合理减小，更加符合设计要求。如果是通过基础连系梁完善柱底弯矩，那么需要按照框架梁状态，对其配筋与截面尺寸实施合理的设计。在这种情况下，需要对所有梁正弯矩钢筋进行处理，且位置选择1/2跨处，对于基础连系梁而言，框架柱部分的纵筋需要采用箍筋的方式进行加密、锚固，确保和上层框架梁之间完美一致。 (二)框架结构柱设计的常见问题及设计措施 在考虑抗震性能问题时，需要按照抗震设计要求开展加密工程。除此之外，加密柱的高度不可以超过柱高区范围这一要求作为前提条件，采用加密方法，使楼梯和角柱间梯柱、框架柱得到有效保护。一般来讲，框架结构柱截面部分应当满足以下标准:如果土木工程结构需要达到1、2、3级抗震标准，那么截面边长需要超过400mm;如果土木工程结构需要达到4级抗震标准，那么边长需要超过300mm;如果并未考虑抗震问题，那么边长需要超过250mm。实际施工过程应当严格遵循以上标准进行处理，防止结构出现问题，引发严重的安全隐患。 四、结束语 综上所述，对于现代土木工程项目建设而言，在整个体系中，一个至关重要的部分就是工程建筑结构的设计措施管理，各种内外部因素都容易对其产生影响，因此，必须以工程结构设计措施的控制与管理作为其依据，有助于各设计单位有效提升土木工程项目的品质，保障广大社会人民群众的基本权益。工程设计人员对土木工程项目建设中设计阶段的控制与管理，必须全面了解此项工作的技术重难点，从而构建完善的工程设计管理体系。总而言之，唯有保证土木工程项目良好的设计措施应用质量，积极做好技术优化与创新的控制和管理，才能确保土木工程项目建设的质量和品质。而设计阶段的结构设计措施管理，对于土木工程的发展也将越来越重要。 作者:魏文君 孙耀辉 吕鹤 单位:长春市海威市政工程设计有限公司 长春市远胜房地产开发有限公司 土木工程类论文:土木工程边坡支护技术浅析 摘要：在土木工程中边坡支护是一项重要的施工技术，其施工质量和效果对整个土木工程的质量和效益有着直接的关系。本文首先分析了边坡支护技术的作用，接着提出了几种常用的边坡支护技术，最后工程实例论述了边坡支护技术的应用技术。 关键词：土木；边坡；支护；挡土墙；锚杆 引言 在土木工程施工中，边坡支护施工不断能够对整个工程的质量和安全进行保证，还能够避免对周边建筑物等设施产生影响。在土木工程边坡工程施工中，必须要充分的考虑到工程中的各类因素的影响，做好边坡支护施工，进而确保工程的顺利进行。 1边坡支护技术的作用 边坡支护技术指的是为了对边坡及其环境的安全进行保证，对边坡采取的合理的支挡、加固和防护措施。在边坡支护施工中，需要对施工周期、周边堆载、遭遇降雨以及振动等多种不利影响进行考虑。边坡支护工程包括护坡墙体结构、支撑锚固系统、土方开挖和加固等多个部分组成。边坡支护的主要作用是为了挡土、挡水，对边坡变形进行控制，主要有下面几个方面的作用：①确保基坑开挖和基础结构施工的安全和顺利；②对环境安全进行保证，也就是确保基坑附近的隧道、管线、地铁以及房屋建筑等正常使用；③确保主体工程地基和桩基的安全，避免地面出现塌陷和坑底管涌的情况。 2土木工程中常用的几种边坡支护技术 2.1重力式挡土墙 重力式挡土墙指的是利用自身对土体侧压力进行抵抗的挡土墙。挡土墙主要是利用片石或者块石作为砌体材料，或者是利用现浇钢筋混凝土，重力式挡土墙的形式主要有台阶式、倾斜式和直立式等。重力式挡土墙的主要优点是工艺简单、取材方便，具有良好的经济性，适合用在石料比较丰富的地区。但是重力式挡墙具有自重大、对地基承载力要求比较高的缺点，不适合用在软弱下卧层的地基以及边坡较高的情况下。如图1为重力式挡土墙示意图。 2.2加筋土挡土墙 加筋土挡土墙指的是将土作为填料，通过在土中布置适量的拉结筋，对拉结筋和土体之间的摩擦力进行利用进而对土体强度进行增强。加筋土挡墙主要是由面板、筋带及填料三部分组成柔性的复合支挡结构。加筋土挡土墙的主要有点事美观、材料消耗少、施工简便以及占地面积少等优势，同时对地基承载能力要求不高，具有较好的抗震性能，适合用在大型路堤墙和路肩墙边坡。由于加筋土挡土墙是利用拉结筋和填料直接的相互作用来达到效果，所以对拉结筋材料质量及其铺设和连接、填料压实等工艺要求较高。如图2为加筋土挡土墙受力示意图。 2.3喷锚支护 喷锚网支护边坡支护施工中的关键技术之一，该支护技术主要原理是给土体施加应力，对土体结构进行改变，进而对土体的抗剪能力进行增强，对喷射混凝土、锚杆、钢筋网和土体共同作用的支护体系对其后主动或者被动的土压力进行抵挡，进而起到围护土结构的支护作用，具有安全可靠以及施工方便的特点。 3案例分析 3.1工程概况 某土木工程边坡拟采用1：1.25坡率自道路边线进行放坡，坡面设置土钉，土钉采用1根20钢筋，孔径71mm，长度3m，倾角20，间距1.0×1.0m，挂钢筋网喷射混凝土封闭，混凝土厚度120mm，钢筋网采用准8@150单层钢筋网。每隔25m设置伸缩缝一道。坡脚处设置重力式挡墙，挡墙高5.5~6.5m，顶宽1m，台宽0.8~1.0m，挡墙基础应进入地面以下不小于1.0m，且进入坡脚排水沟沟底以下不小于0.5m。 3.2基础及墙身施工 3.2.1模板工程 该挡墙采用双面支模，模板采用18厚竹木组合模板，模板横向上下边缘采用3cm×8cm的方木固定，竖向设置3道固定方木。模板加固采用准48×3mm钢管作为竖向、横向支架和支撑，并在模板边缘上下10cm位置钻孔（50cm×50cm的梅花型），作为准12水平拉杆穿孔。水平拉杆经PVC管穿出，拉杆的两端长度必须留足足够的距离用燕尾扣加固。模板拆除时应经技术人员同意后方可拆模。 3.2.2脚手架工程 脚手架搭设采用准48无缝钢管、300×300带形混凝土底座（混凝土强度等级为C20），各种配套扣件。根据要求，立杆着地要求土质坚硬，如发现立杆区域土质松软，则应做地基处理，最好用夯锤夯紧夯实，上面覆盖一层混凝土。脚手架立杆纵向间距为1.5m，大横杆第一步高度按1.5m搭设，以后每步按1.2~1.4m高度搭设。底层应挂设一道水平安全网，操作面按相邻上下操作层铺设双层竹跳板，操作层还应铺设挡脚板和三道防护栏杆。整个外架立面挂密目安全网进行全封闭施工。外架每绑扎一层，应对脚手架进行检查验收，严格对照验收规范要求，发现问题及时整改，不留隐患，每验收一层，均应组织有关人员办理签字手续。沿纵向设置连续竖向剪刀撑。沿横向每隔五排立杆设置一道横向竖向剪刀撑。斜杆与地面的倾角按45°控制。 3.2.3基础及墙身混凝土浇筑 基础及墙身采用C20毛石混凝土浇筑，要求毛石占总体积的30%，混凝土含量70%。在浇筑混凝土时，应铺上一层8~15mm混凝土打底，再铺上毛石，毛石插入混凝土约一半后，再浇筑，填满所有空隙。每次（天）浇筑≤1m高度混凝土，混凝土浇筑注意按设计要求DN100mmPVC透水管的安装@2000mm梅花状设。混凝土浇灌除执行按正常的浇灌申请制度，混凝土浇灌前应与气象部门联系，掌握天气情况，确保顺利浇灌。混凝土采用商品混凝土，场外运输采用混凝土搅拌车，现场浇灌采用地泵施工。混凝土塌落度为180～200mm。混凝土浇灌应分层布料和振捣，层厚500mm，每阶浇筑高度为1000mm。布料时混凝土接槎时间严格控制在规范规定的时间内。混凝土浇灌顺序：原则上先深后浅，由一侧呈阶梯形分层向前推进。混凝土振捣应全面，不能只注意模板表面的振捣，忽视内部的振捣，混凝土内部的密实度对混凝土的抗裂、抗渗有着重要的意义，振捣过程中产生的泌水要及时排除，混凝土上表面用抹子压实抹光。在振捣时严禁振动棒接触预埋的钢筋、对拉螺栓、预留孔、止水带，以防引起变形和位移。对已浇筑完毕外露的混凝土及时派专人用麻袋加以覆盖并浇清水进行养护，养护期7d以上。 3.2.4施工缝处理 浇筑新混凝土前，在接缝面上应先铺一层厚度为1～1.5cm的水泥砂浆，将施工缝附近的混凝土细致捣实。当从施工缝处开始继续浇筑混凝土时，须待已浇筑的混凝土抗压强度达到12kg/cm2后才能进行，而且需对施工缝作一些处理，以增强新旧混凝土的连接，尽量降低施工缝对结构整体性带来的不利影响。 3.2.5墙背碾压回填 该部位挡土墙回填料按设计要求采用碎石土回填，含水量在25%以下的粘土，内掺入30%的碎块石填筑，块石粒径最大不超过200mm。挡墙采用分层回填夯实，每层厚度不超过0.5m，采用蛙跳式打夯机逐层夯实，压实系数不小于0.94。挡墙影响范围内填土压实严禁采用大型压路机或强夯，避免引起挡墙开裂或过大位移。墙背回填过程中逐层按设计要求设置泄水孔后反虑层，反滤层为墙顶下30cm，设置一道30cm厚的砂卵石，卵石底设一道15cm厚的不透水层，泄水管采用准100的PVC管，尾部设置在砂卵石里面。 4结语 综上所述，边坡支护施工是土木工程中的中环节之一。在实际工程施工中，需要结合工程实际情况选择合理的边坡支护方案，综合考虑各类边坡支护技术的适用性。上述工程综合各类情况采取了合理的边坡支护施工方案，取得了良好的施工效果。 作者:刘庆川 单位:大庆油田矿区服务事业部园林绿化公司工程二公司 土木工程类论文:土木工程项目施工管理浅析 摘要：随着我国建筑行业的不断改革，原先传统的管理方法已经不能适应现代土木工程的要求。施工企业对工程安全管理机制的建立不够健全，监督力度不够。对于我国颁布的管理办法实施不够到位，责任分工不明确，导致了在工程管理中责权脱节现象很严重，以前的大锅饭形式依然存在，是对土木工程质量得不到保证的另一个主要原因。本文就土木工程施工管理现状和管理方法做了简单的概述。 关键词：土木工程；项目管理 1前言 随着我国经济的快速发展，土木施工工程项目的管理标准和要求也越来越高。土木工程施工管理是施工企业对施工项目整个过程所实施的一种行为活动，其过程的内容包括对项目的设计、勘察、研究和施工等，以及对各个阶段都进行全方位的规划组织和协调发展。土木工程施工管理问题所涉及的内容很广泛，它包括对工程的质量管理、设备管理、安全管理以及施工项目的现场环境管理和项目成本管理等许多方面。因此，施工管理项目是一个很复杂、需要耗费诸多人力和物力的过程，它要求管理工作部门要研究出一套科学的方法来做到事半功倍的效果。 2土木工程项目施工管理的主要内容 土木工程的建设工作是建筑企业有效运转的重要保障，它不仅关系到施工的进度，更是整体施工品质的关键所在。可见，对于土木工程项目施工的管理理应被纳入建筑企业的日常管理工作当中，并结合多方面因素进行综合考虑。从项目施工管理的各个环节入手，合理进行管理工作的组织与安排，力求在每一个细节的处理上都做到最好。 2.1对于土木工程项目施工质量的管理 对于任何工程建设来说，工程项目的施工质量始终都是最为关键的。作为土木工程项目施工管理的基础环节，项目施工质量的管理可谓是最为基本也是至关重要的一个内容。这不仅体现了管理人员的能力和水平，更是工程整体质量的重要保障。不同的土木工程建设任务在施工时都有着其不同的施工特点，从建筑材料、建筑设备到建筑工艺的质量控制都必须经过严格把控，从而做好建筑施工的物质准备。 2.2对于土木工程项目施工进度的管理 土木工程的施工进度也是项目施工管理的重要内容之一。在保证施工质量的前提下尽可能地缩短施工周期，这不仅有效地减少了企业施工成本的支出，而且对于企业经济效益的提高也有积极的推动作用。项目施工前，基本都会规划好大概的施工进度和施工周期，若是不能在预定的周期内完成项目施工的任务，那势必会造成一定的经济损失，这对企业形象的树立也是极为不利的。可见，对于施工进度的管理也应引起相关人员的足够重视。 2.3对于土木工程项目施工成本的管理 随着建筑企业之间的市场竞争不断加剧，企业的建设成本支出也是逐年增加，企业的经济效益正面临着严峻的考验。如何在高质和高效的施工环境下最大程度地减少企业成本的支出，是建筑企业尤为关注的问题。因此，在土木工程的项目施工管理中着重对于企业成本的控制与管理，是降低企业成本保证经济收益的重要途径。在对施工成本进行管理时，必须有一套切实可行的成本管理体系作为依托，从而最大程度地扩大建筑企业的实际利润空间。 3土木工程项目施工管理分析 如何使得当前土木工程项目施工的管理工作跟上现代经济的发展步伐，是值得我们每一个人去深刻思考的问题。只有积极转变自身的管理理念，科学有效地提高对于项目施工管理各个环节的控制能力，才能最大程度地促进土木工程项目施工管理工作的有序开展，保障工程建设的质量，提升企业的经济效益。就如何提升土木工程项目施工的管理水平，可从以下几方面加以分析： 3.1做好土木工程项目施工原材料的检查与管理 从项目施工的设计方案入手，检查该方案是否确实可行，原材料的购置是否符合相关的政策规定，原材料的质量是否通过了相关的科学检测，原材料的发放与使用是否是按照相关的既定方案来执行的。原材料是土木工程建设重要的物质基础，原材料的质量优劣及使用情况对于项目施工的进行有着重要的促进意义，只有切实做好施工原材料的控制与管理才能保证项目施工的有序进行。 3.2管理中适当加入一定的奖惩机制 为了更好更有效地实现土木工程项目施工管理的功能，管理人员可在工作中适当地加入一些奖惩机制，来促使施工人员严格按照相关标准来开展自身的岗位工作，服从项目施工的管理，保证工程施工的质量与效率。对于严格遵守施工步骤和施工程序的人员，可给予一定的物质奖励，严厉抵制那些违反操作规定、不服从管理的施工现象。 3.3对于项目施工的全过程必须进行严格的管理与审查 对施工项目进行全方位的管理与审查也是施工管理重要任务之一。监督项目施工的全范围，处理好施工工序的转化，严格处理小项目的验收任务，对于特定的工程项目必须有负责人的亲自署名，才能进行下一阶段的施工任务。 3.4对于施工设备的检查与维护也是管理工作之一 在施工前，必须对可能用到的施工设备进行及时检测，确保它们能够在项目施工中发挥其最大功能，不影响项目施工的正常进行。此外，还应对施工设备进行定期的保养与维护，进而延长施工设备的使用寿命，促进使用效率的提高。对于使用人员的技术管理也应落实到位，尽量减少因设备使用不当而造成的安全隐患。 3.5做好项目施工各环节的抽样检查工作 做好施工环节的抽样检查既能最准确地获得项目施工的实际效果，又能及时发现施工过程中存在的安全与质量问题，进行积极整改与完善。同时，对于发现的施工问题，应作好书面记录，以便再次检查时能够进行有效核对，确保施工的质量。从施工人员的方面来看，也应做好自身的岗位工作，随时准备应对管理人员的检查与审核。只有管理人员与施工人员在意识和行动上都能达成一致，才能真正实现项目施工管理工作的功能和意义。 4结束语 对于建筑企业来说，保证土木工程的项目施工质量是极为重要的，它直接关系到建筑企业自身的发展以及经济效益的提高，是企业立足于市场经济体制下的重要保证。其中的施工项目管理更是一项极其复杂和系统的环节，需要配合高素质的管理人才和科学有效的管理方法，才能真正实现项目管理的职能，促进建筑企业的可持续发展。此外，合理的项目施工管理对于施工安全和施工质量方面也是一种强而有力的保障。 作者:焦建欣 土木工程类论文:土木工程管理施工过程质量控制措施 摘要：由于最近几年，城市建设的步伐十分迅速，并且也相应的带动了许多其他领域的发展，比如土木工程施工领域的建设，与此同时，后者在开展的过程中也同样的起到了带动城市发展的作用。本篇文章主要将研究重点放在了土木工程施工过程中的质量控制上来，并且针对可能有的控制措施做出了给出了一定的解释与分析。 关键词：土木工程管理；施工过程；质量控制措施 正文： 1.土木工程施工质量管理的概述 土木工程质量管理这一概念的引入，通常与建筑行业密不可分，为了最终能够确保工程项目的结果符合预期的期望与效果，就需要在施工的过程中严格把握各个环节的质量控制，并且有组织的对其进行监督与管理。由此可见，所谓质量管理，不仅考虑的是其计划阶段，同时对于后期的资源分配以及实际的施工过程，同样应该基于考虑。一般来说，在开展建筑土木工程之前，就应该根据最终需要达到的项目效果形成一个质量方针，该方针的制定能够在一定程度上为后期项目的各项指标提供一个大的前提与方向，在完成这个方针的过程中，整个项目的经理人、各个组织部门都应该以其为目标，并对该目标按照层级进行不断的分解，转换成为现阶段本部门应该达到的目标要求，这样一来才能够做到各个环节都切实的遵循质量控制管理的总方针要求。 2.土木工程管理施工过程质量控制中存在的问题 2.1缺乏有效的监督与制约机制。对于现阶段土木工程建筑项目来说，比较显著的一个问题就是难以形成实际有效的监督化管理体系，而对于类似的项目部门来说，建立一个系统化的管理机制有限的十分必要，这样就产生了一个必要严重的矛盾问题。现在许多的施工单位企业首先没有把质量作为其建设的根本目标，同时也就缺失建立一个质量监督与制约机制的意识，即使构建起来了，同样也存在着各种目标不明确，管理不到位的问题。这样一来为企业带来经济损失与名誉损失还是小事，如果后期所开设的工程项目在施工时出现了质量问题却又难以发现，后果将不堪设想。2.2施工设计方案频繁变更。一旦进入施工环节以后，就会出现较为频繁的变更现象。产生这类现象的原因，主要来讲还是质量难以过关所导致。通常情况下，会出现这样几种较为集中的情况：首先，在设计环节就出现了一定的问题，如果一旦设计出现不规范的情况，就会直接影响到后期项目的施工进程，甚至有可能影响最终的项目工期。其次，由于施工进度出现拖后的情况，出现了一个项目多人争抢的情况，这时项目企业就会忽视对工程质量的控制，最终的设计方案与原本的质量控制方案就会出现一定的差异，这样一来后期在施工的过程中还会因为各种指标不符合再次出现频频的变更情况。2.3施工人员素质有待提高。对于城市的大规模施工建设项目来说，在选择施工劳动力的过程较为单一，一般选择一些受教育水平不是很高的外来务工人员来进行，有些建筑人员甚至在很多技术指导指标上都难以过关。但是项目企业则为了更快的追求进度以及短期的效益指标而选择忽视对施工人员技能的相关要求，这样一来越来越多的施工建筑人员也就渐渐忽视了对自己的技能教育要求，因此对于后期的建筑工程质量也会存在一定的威胁。 3.土木工程管理施工质量控制的有效措施 3.1制定完善的质量管理体系。无论对于哪种建设项目来说，在开展施工项目之前，制定一个良好的质量监督管理体系都是十分重要的，施工过程每个环节都需要严格执行体系中的规定，各个部门各司其职，管理人员严格监督，只有做到这样，才能够在方针指导上首先满足后期工程项目的质量要求，切实的保障整个工程项目的整体质量要求。3.2施工对象的控制。所谓施工对象，不仅仅是所指是一些施工队伍，同时也涵盖了在施工过程中所使用到的一些大型设备、材料设施，对于这些项目开展的“必需品”而言，必须设置有专门的人员进行集中统一的质量检查，并且在后期进行妥善保管。对于管理人员来说，同样要求其具备较高的责任意识与管理能力，能够保证设备与材料在需要的时候以完好的质量运送到施工现场。对于选购的材料与设备来说，必须在选购的过程中就确保其质量与保质期是否符合施工的质量需求，这样才能够更好的保障后期的施工项目开展的质量符合要求。3.3建设资金管理力度要强。在整个项目开展的过程中，会使用到各种资金，因此资金成本问题同样不可小觑。对于企业来讲，就应该严格的记录与控制在施工环节的各项开支，将有限的资金进行合理的计划，企业内部还应该设置专门的财会机构，并且内部职员应该责任相互独立，保证资金使用质量的独立性与完整性，这样不仅能够为企业创造价值，同时也能够起到保障后期工程质量的作用。3.4对施工人员加强管理。在施工项目的各个环节中，无论是施工人员还是管理人员，都是整个项目的一部分，因此为了能够保证整体项目的质量符合规定，人员的管理必不可少。在日常的工作中，不仅要制定相应的规范来对职员行为进行约束，同时还应该主动开设一些课程的学习，让员工能够继续学习新的技能与知识，不断提高综合的技能水平。此外，企业还应该尽量通过宣传、会议等方式，来帮助各个岗位的员工将提高综合素质与职业道德作为后期教育的主要任务。最后，企业内部还应该根据员工的实际情况制定分明的奖罚制度。 4.结束语 质量控制环节一直都是土木工程项目开展过程中的一个关注重点，只有对质量控制足够重视，才能够更好的保证施工项目在后期运行过程中的安全与稳定。在这个过程中需要综合考虑许多方面，但是总的来说，还是应该形成这样一种质量控制的独立意识，只有这样才能够使城市建设的道路走得更将坚定有力。 作者:岳星 土木工程类论文:土木工程建设管理及发展方向 摘要：土木工程行业作为我国的重点产业项目，将直接影响了我国建设行业的发展速度。新型技术、新工艺、新材料的出现，对传统土木工程的建设造成了较大冲击。为了顺应科学技术发展，土木工程行业势必会向得到更好的发展。文章对土木工程建设管理及其未来的发展方向进行探讨，以供相关从业人员的参考借鉴。 关键词：土木工程；建设管理；发展方向 土木工程施工项目建设管理主要是施工企业对所实施的工程项目进行全过程、全方位的规划、组织、控制、协调。在社会经济的日益发展下，土木工程施工管理标准对施工企业提出了更加严格地要求，强化施工项目的管理，改变以往在施工项目管理方面的陈旧管理思想、方式、方法，文章主要分析了土木工程建设管理的特点以及未来的发展方向。 1现代土木工程的特点 为了在一定程度上符合当今社会经济高速发展的需求，我们需要建造出大规模、大跨度、大型、高耸、轻型等建筑物，不仅能够满足高质量的要求，还实现了经济效益高。使得现代土木工程出现新的特点，其特点主要如下。 1.1工程规划方面 结合以前工程项目的施工经验，提出诸多施工方案，并且就其中进行择优选择。因为土木工程施工规模的日益扩大下，应该不断的提高其建设规划的水平，实现工程项目不断发展。在特大土木工程施工过程中，比如水坝建设将在一定程度上造成自然环境变化，影响生态平衡与农业的发展，与社会效益之间存在着利弊关系。在实际规划的时候，我们需要全面的分析利害关系，趋利避害，促使土木工程项目顺利进行。 1.2工程施工地质与地基 土木工程施工区域的地质、地基构造将在自然状态下应力情况与理性性能是复杂多样的，不仅决定基础设计与施工，还影响到工程选址、结构构造、材料选择，对地下工程的影响则是更大。工程项目地址与地基的勘察技术，在现阶段通常都是采用现场钻探取样，为了满足建筑工程需求，应对其勘察方法进行不断的创新，利用现代化科学技术，使得土木工程行业不断发展。 1.3建筑材料 随着科学技术不断的发展，建筑工程施工原材料也呈现出多样化的发展趋势，一些高强度、轻质的新材料得以出现。比如，铝合金、镁合金、玻璃钢等都得到了广泛的应用。但是这些材料具有弹性模量较低、价格高的特点，促使其应用范围受到一定局限。所以，我们应该不断提升钢材、混凝土强度和耐久性，进行新材料研发，实现社会发展需求。 1.4工程设计方面 我们需要对其施工设计进行优化，以满足工程建设项目实际情况，达到经济、美观、安全和适用的目的。基于此，现在已经采用概率统计的方式，实现对荷载值、材料强度值的确定，研究自然界风力、地震波与海浪等的时间、空间分布，积极的发展反映出材料的非弹性、结构大变形、结构动态以及岩土共同作用的分析，进一步研究结构可靠度的极限状态设计法与结构优化设计的理论，应用计算机技术进行设计。 1.5项目施工方面 在进行土木工程施工建设阶段，土木工程随着建设规模不断扩大，因此，相应的施工设备及施工队伍也越来越多，让建设工程逐渐实现现代化和机械化。而且让施工单位管理更加科学合理，促进了建筑建设的进一步发展。因此，我们要加强对建筑建设的结构和体系全面的完善，实现标准化、科学化的建设，有利于降低建设成本，另外，还在一定程度上提高了劳动效率及缩短施工周期，针对性的解决了建设施工中所产生的问题。 2现代土木工程管理的要点分析 2.1施工企业的监管制度 建筑施工的系统十分复杂和庞大，其中不但会消耗大量的人力、物力，甚至严重的情况下回造成安全事故的发生。为了能够确保施工的质量，就需要规范施工企业的管理制度。只有不断的对施工企业的监管制度进行规范，才能够将管理与监督进行有效的结合，使得施工管理更加的严谨 2.2施工现场的管理 管理人员在施工过程中起到重要的监督作用，并成立相应的安全监管小组，要及时的调整和解决检查出来的安全问题以及质量问题。在每次检查之后，要进行相应的记录和汇报，以便给施工人员进行是供参考。 2.3对土木工程施工安全理论的深入 在土木工程的施工阶段，施工及其管理人员的安全管理理念属于企业开展安全生产管理的基本指导思想，加强对施工人员的安全教育、技术教育，以确保在实际施工阶段，施工人员技术能力可以确保工程质量和自身安全。合理确定每天休息的时间，以避免因为工作人员疲劳操作等所出现的安全事故，可以按照实际情况，合理安排其工程施工作业，以起到有效预防安全事故的发生。 2.4监督水平 土木工程的施工监督人员应该知法懂法，加深相关法律掌握的程度，就法律角度，明确出工程项目建设监理部门以及人员在建设工作中的法律赋予监督性行为的规范。不断的完善自身法制观念、法律意识，提升自身业务水平，使得工程项目的监督工作能够更加的规范化、标准化。 2.5加强施工质量的管理 企业若想获取市场核心竞争力，则需要把土建工程施工质量放在第一位，进而对企业未来的发展方向才能产生深远的影响。因此，加强质量管理工作是企业发展的重中之重。在施工的过程当中，首先就需要针对工程建设当中存在的难度较高的问题，详细的对方案进行研究和分析，要对质量问题进行严格的把关；其次，对于施工中出现的材料问题和施工工序问题进行强化，防止出现偷工减料的行为，按照相关的标准完成所有的工序。 3土木工程建设项目未来的发展方向 3.1指导理论继续的发展 就可以预见未工程来的分析，土木工程施工技术理论核心主要是力学，新分析方法和数值处理方法，使得土木力学研究能够突破方向。经过对其复杂结构、流体介质受力情况分析，发现了其方法还受到了限制，更加专业化地数学将在日后有着更大的发展空间，加强对土木工程施工技术复杂数值问题的处理，积极的引进了一些先进电子计算机，使得复杂的情况模拟，变得更加有把握。 3.2工程全过程信息化 随着科学技术不断的发展，土木工程行业也得到了不断发展，而土木工程信息技术的应用重点在于就工程施工设计至竣工阶段进行有效的控制，对建筑结构的强度、可靠性的分析，制定出相关应对的措施。 3.3主动控制技术 迄今为止，绝大多数的土木工程都是一项静态或是动态化的物体，对周围环境的影响主要依靠了自身的结构进行被动抵御，在日后土木工程的施工阶段，其发展方向就是应用主动控制技术在建筑施工阶段，采取计算机技术、模糊控制技术、预设控制结构使得建筑物能够对各种环境变化进行反应。 4结束语 总而言之，土木工程建设管理工作需要与时俱进，文章主要通过对工程项目进行全过程、全方位的规划，使工程项目管理工作不断优化。在社会经济的日益发展下，要不断严格要求、强化标准，加强施工项目的管理，改变以往在施工项目管理方面的陈旧的思想、方式和方法。 作者:徐飞 单位:南京高科置业有限公司 土木工程类论文:土木工程施工管理问题 摘要：本文以土木工程施工管理重要性为切入点，对现阶段土木工程施工管理面临的难点与问题进行分析，并以此为基础，提出几点强化土木工程施工管理工作的建议，意在从根本上促进土木工程整体质量的提升。 关键词：土木工程；施工管理；问题与对策 建筑业作为社会经济发展的主力军，需高度重视其发展的意义。而建筑业若要寻找发展空间，则难以离开土木工程的支持。对此，应在建筑业蓬勃发展的背景下，对土木工程予以高度重视，如施工管理工作的开展，以施工水平、施工质量逐步强化的手段，优化土木工程施工管理工作，促进建筑业长远发展。 1对土木工程施工管理重要性的分析 土木工程具有复杂化、规模化特点，其项目的开展需由大量施工材料、资金与人力、机械设备的支撑，而是施工技术则是维持土木工程建设的关键指标。针对此，土木工程若在施工环节缺少科学性、合理性管理工作的支持，则会导致工程建设难以进行。在此过程中，关于土木工程施工管理重要性，可从以下两点进行分析：首先，提升效益。项目施工管理工作的开展，可对项目周期与进度予以科学预算，使其能够在规定期限内完成建设目标，以便对工程造价的把控。其原因在于：土木工程作为庞大工程体系，其施工管理可在人力资源、资金投入与施工材料等层面进行针对性管控，即无论各项工程建设，均需对各类资源实施协调分配与运用，否则无法对工程安全问题予以有效预防。其次，保质保量。由于土木工程包含理论知识、施工技术等内容，甚至在施工环节易出现诸多工种同时作业现象，若因施工管理不严或执行力度较弱，则施工现场会呈现混乱无章的状态，使之工艺流程与工程工序难以得到合理协调。 2现阶段土木工程施工管理面临的难点与问题 （1）管理体系不健全。于土木工程施工建设过程中，施工质量作为施工管理的重中之重，也是影响工程整体效果的核心因素。因此，施工质量管理的重要性不容小觑。但是，实际情况却恰恰相反，质量管理体系不健全，致使各类问题频发。例如：材料设备采购环节，采购人员为获取自身利益，中饱私囊，以供应商回扣的方式，将劣质材料滥竽充数，最终对土木工程整体质量不合格，导致其难以投入运营。（2）安全意识薄弱。现阶段，经济社会的持续发展，促使建筑业呈现持续发展的局面，而房价飙升，导致商品房如雨后春笋般涌现。而在此过程中，商品房房产商仅依据自身利益层面，将建筑安全问题抛之东流，甚至在部分工程建设中，施工人员安全意识薄弱，也是诱发安全事故的关键点。例如：施工人员高处坠落；工作人员砸伤等，该类型安全事故的发生，导致伤员呈现轻重伤不等，最重者则为生命安全威胁。对此，施工人员、项目经理安全意识教育工作的开展，可对其安全意识予以唤醒，避免安全事故的发生。 3强化土木工程施工管理工作的几点建议 （1）制定岗位责任制。若要从根本上实现对土木工程施工管理问题的控制，降低系列漏洞的衍生，则应制定岗位责任制，通过对人员岗位职责的明确规定，切实土木工程施工管理工作的重要性。基于经济水平的快速发展，土木工程规模、数量均呈现大幅度上升的趋势，为保证项目施工质量，对其施工管理工作提出更为严格的规定。针对此，建设单位相关管理部门应制定岗位责任制，依据传统管理模式的演变，摒弃施工管理误区，使其能够在人员责任明确的前提下，切实政策规章落实的意义，用以保障土木工程建设项目的稳定进行。（2）加大进度管理。任何工程项目的开展，均需在施工前，通过现场勘探的方式，对施工进度予以科学编排，既是对项目工期、施工成本的控制，又是促进建设单位经济效益提升的核心手段，土木工程工程项目也同样如此。但是，经笔者实际调查工作发现，土木工程建设将施工进度管理工作流于形式，仅依据施工图纸，对其工期进行随意调配，不仅延误工期，还增加项目资本的投入。对此，建设单位应高度重视工程进度管理的意义，结合其全面分析与探究工作的进行，将进度管理贯穿于项目整体周期，即前期准备、中期施工与后期验收。只有做到上述工作，方可确保工程按期竣工。其中，施工进度、施工质量二者并未存在本质矛盾，需在具体项目施工管理中，利用二者兼顾的方式，预防盲目赶工。（3）注重质量管理。关于土木工程施工质量管理，需从以下几点入手：材料质量：由于施工材料是决定项目整体施工质量的关键，若发生材料质量不过关或不合格问题，则难以对土木工程施工质量进行管控；质量意识：施工人员作为项目建设的主体，对施工质量起到决定性作用，倘若施工人员质量意识的缺失，易诱发“豆腐渣”工程；技术培训：施工人员技术培训工作的开展，也是工程质量管理的重要内容，即以施工人员先进技术、先进工艺的学习为前提，促进土木工程施工质量的提升。（4）强化安全意识。安全教育、逃生演练是强化施工人员安全意识的关键手段。在此过程中，安全教育手段类型具有多元化的特点，如口头教育、安全规章、教育影片等，其通过对施工安全作用价值的着重强化，促使施工人员可将“安全意识”放于项目建设的首位。而逃生演练是施工人员对安全设施操作流程的熟悉，并结合自救、他救方法的掌握，促使其可在安全事故发生后，及时逃生。 4结束语 综上所述，虽然土木工程施工管理工作仍存在诸多问题，需要人们深入研究与探索。但是其对城市建设、经济发展的重要性不容忽视。对此，项目经理、管理人员与施工人员应善于寻找土木工程施工管理问题制因，结合制定岗位责任制、加大进度管理、注重质量管理、强化安全意识等针对性措施的执行，确保高质量、高水平土木工程建设。 作者:白晓敏 单位:包头铁道职业技术学院 土木工程类论文:土木工程施工管理问题与对策分析 摘要：土木工程建设包括前期设计、部门协调、道路交通、水利工程、防灾害工程等，只有通过有效管理，才能保证土木工程的顺利施工。当前，在土木工程施工中还存在许多问题，这些都影响着土木工程的施工管理，所以必须高度重视土木工程的施工管理。 关键词：土木工程；施工管理；存在问题；对策 1土木工程施工管理的意义 1.1降本增益 通过对土木工程进行有效管理，可以合理划分施工前、中、后各个阶段，对工程进度进行科学的预算，便于在工期内完成建设。大量实践证明，如果对工程建设进行科学预算，在很大程度上可以节约施工材料、建设资金，从而把节省的材料、资金等用到关键施工环节上，整个施工过程也可以得到有效的控制。其中，通过合理利用、分配施工材料、人力资源等，可以使工程预算更加明确，便于监督，施工建设也会更加稳定。倘若不对工程建设进行科学预算，那么在施工中必然存在各种浪费现象，工程建设质量也不敢保证，由此可见，通过科学预算深化土木工程施工管理是非常有必要的，既能保证工程建设的质量，也可以大大提高工程建设的经济效益。 1.2提高质量 土木工程涉及各种施工知识，牵涉的专业知识门类也多，由于施工前后持续时间长，在实际施工中，会出现各种类型的工种，如果对这些工种不进行管理，那么具体的施工协调、责任划分等就会出现混乱的现象，所有的工程技术细节、施工工艺等就不能按照技术标准进行，许多技术难题就不能得到有效的解决，很容易出现各种施工安全问题。在科学管理下，工种之间的关系将得到有效协调，岗位职责也将进一步明确，施工之间的推诿扯皮现象将大大减少[1]。 2土木工程施工管理中常见的问题 2.1管理人员专业理论素养有待提高 在当前的施工中，不少管理人员存在讲人情，靠关系，走门子现象，对现代的管理知识、经济知识、财务知识、技术知识等掌握不到位，缺少这些知识的支撑，对施工中出现的问题就很难妥善的解决，那么，就会影响整个工程建设。由于改革不彻底等原因，还存在着管理人员职责不清，权责交叉等，这就会导致管理脱节现象，这些都需要高度重视，进一步明确、理清。1）设备材料管理不完善。在材料选择上，很多施工企业的采购人员不按照既定方案采购，讲关系，将认清，在材料选择上存在很大的随意性，容易购买到质量不合格，型号不匹配，高出市场价等的材料，也会为工程质量埋下安全隐患。施工期间，材料往往都是堆积在施工现场，虽然便于材料选用，但是，很容易受到恶劣天气、偷盗等的影响，整个施工期间，都会因为管理不善损失为数不少的施工材料。同时，缺少专业的材料管理人员，他们对材料储存选址、注意事项、常见问题等不明确，不能提前发现各种影响材料安全的现象[2]。在材料质量检测上，很多企业沿用传统的观察、目测等方法对材料进行把关，在引进和使用专业的检测仪器上积极性不高。2）施工操作不规范。①在操作机械设备上，很多技术人员是靠经验操作，对一些基本的安全规程和操作指南掌握不牢固，不少年轻操作人员存在操作不熟练等现象，很容易出现安全事故。②不遵守施工标准。施工前都会制定一系列规章制度，但是，在施工中，却很少有人自觉地遵守，对安全管理认识明显不够，有些安全制度，一旦不遵守，很容易诱发严重的施工安全事故。 3提高土木工程施工管理水平的策略 3.1建立质量管理体系 施工前，对施工牵涉到的工程投资、使用的机械设备、专业技术人员数量、雇佣的民工数量、施工地址的地形、水文、责任划分等要准确掌握，形成专门的台账。施工中，各个环节出现问题后，及时补充到该体系的对应类目中，方便查找，准确把握施工中可能出现的问题，有针对性地进行预防；强化安全防范意识[3]。所有的管理人员、技术人员、一线民工，要主动的学习与工程建设相关的安全知识，明确质量对工程建设的重要性，自觉的配合各项协调工作，增强责任感和使命感。 3.2加强人员、机械设备管理 根据机械设备的种类，完善机械管理制度，将所使用的机械明确到个人，定期进行检修维护，防止机械长时间使用无人管理现象，尽可能地延长机械的使用寿命，定期组织施工人员学习机械使用指南，明确使用中的安全注意事项，防止麻痹大意出现安全事故。加强施工材料的控制，严格按照施工方案进行，施工材料严格登记审核，尽可能地减少不必要的浪费现象，控制好整个施工过程中的成本。 3.3加强施工现场的管理 根据施工进度，不断完善施工现场材料领用、纪律遵守、工程协调等方面的规章制度，通过制度进行管理，尽可能地减少人情关系，有助于工程有序进行，保证工艺流程的正确，保证工程质量。逐步建立一套严格的现场管理制度，实施责任式、赏罚分明的工作制度，既有利于管理，也能提高工作效率，提高整个工程建设人员的责任感。 4结束语 土木工程建设涉及的内容复杂，环节较多，在充分认识施工中常见问题的基础上，需要进行科学有效的施工管理，才能规避以往施工中常见的问题，提高工程建设质量，保证工程建设顺利完工。 作者:康立华 单位:西安工业大学

高分子化学论文:新疆少数民族《高分子化学》教学探索 摘要：《高分子化学》作为新疆少数民族大学生在化学教育专业的一门课程，因学习过程中存在的一些问题，本文探索了适合新疆少数民族学生特点的学习方法，探讨了如提高少数民族学生的教学质量、激发学生的学习兴趣、培养学生的创新意识等，提出合理安排教学内容、理论联系实际及开展互动式教学等具体措施。 关键词：少数民族；化学教育专业；高分子化学；教学方法 新疆维吾尔自治区是一个多民族地区，共有47个民族，全疆人口数据显示，全区人口中，汉族人口占总人口的40.1%，各少数民族人口占总人口的59.9%。在民族稳定基础之上，要加大基础建设力度，势必需要大量的化工企业在新疆地区建成，急需大批的化学化工专业人才充斥到工作一线，为此能够培养出适合于新疆地域特色，稳定人才留在新疆，一直是石河子大学化学化工学院培养人才的主要考虑因素，也是兵团教育系统化学学科目前急需解决的问题[1，2]。新时代下，无论中国还是各个省、市、自治区都面临着高速发展的时期，尤其是“十三五”规划项目中，对于产业调整，将我国、我区建立成依靠科技，加大竞争力，创立具有新疆特色的实力企业，独立品牌都需要高附加值的科技支撑。新疆地处祖国的边缘，和内地沿海城市或发达省份相比，不具有任何吸引人才的优势。因此，作为兵团的第一高校石河子大学化学化工学院的教师，我们深感责任重大，如何能将我们在内地高校学习到的先进技术、先进理念系统知识传授给学生，并将培养的人才稳定住，扎根兵团，发扬兵团第一代人的精神，继续将科技实施到垦区的各行各业。尤其在面对少数民族的学生时，我们尤感责任重大。他们的大学生教育已经全面纳入国家教育体系的整体发展规划之中。中央政府推出“西部大开发”战略已经有近二十年的时间，加上“一带一路”的国家大发展步伐，新疆少数民族地区的自然资源开发、传统文化演进、高等教育体系、人才储备、新建产业、族际交往在新的发展态势下必然会逐步呈现出新的模式。因此，我们在思考和规划我国自己少数民族教育事业的发展时，需要把与学校教育相关的核心问题放到这样的国际、国内大形势的背景中，拓展视野，在大量深入调查的基础上，从国家现代化和少数民族长远发展的角度和立场来分析当前教育体系中存在的问题，从我们教师的最基础教育上给予学生最好的知识体系和企业适应能力。《高分子化学》课程是化学化工学院非常关键的一门专业基础课程，设计到化工专业、材料专业、应用化学专业、师范类化学教育专业等，不同专业对于该课程的基础知识掌握程度不同，奠定了该生毕业后进入工作岗位对于现实需要的理解能力。因此针对我院学生进入化工企业较多的特点，学好高分子化学的课程，对他们进入化工企业意义重大[3]。 一、合理安排教学内容 我们选取潘祖仁主编的《高分子化学》第四版的经典教材为国家级优秀教材，普通高等教育“十一五”国家级规划教材。该教材是内地高校高分子化学的必选教材，全书我们选择多个章节进行系统阐述高分子化学涉及的基本知识、合成方法和基本结构性能测试，内容覆盖面广，难度较大[4]。针对32个课时的特点，我们重点讲述高分子化学绪论（基本概念）（5个学时）、缩聚和逐步聚合（5个学时）、自由基聚合（6个学时）、自由基共聚合（4个学时）、聚合方法（4个学时）、离子聚合（4个学时）以及配位聚合（2个学时）[5]。而开环聚合以及聚合物的化学反应以及做全书总结（2个学时）可简单介绍。这样既保证了学生对于高分子化学的基本概念和重点内容，又不失负担过重。针对民族学生的汉语水平以及中学化学基础较差的特点，我们将所讲述的内容均增加课时以讲解的更为清晰[6]。 二、教学技巧 1.以关爱为主，鼓励为辅。给民族生上课，首先要以关爱为导向，尤其是语言理解能力和文化差异，关心少数民族学生，引导他们树立学习的自信心，诚恳解答每一个问题。在与学生的交流中多讲述高分子化学课程在现实生活中的广泛用途，让学生内心感受到学习高分子化学的用处，对自己的未来有美好的憧憬以增强学习专业知识的动力[7]。课间和课余时间多关心少数民族学生的学习，了解他们在学习过程中遇到的困难，尽力解决每一个问题。同时，也可以多关心少数民族学生的生活，少数民族较为感性和热情，在有感情基础的情况下，更容易沟通[8]，也增强了学生对教师的信任。在学习过程中，要多表扬、多鼓励。少数民族学生在学习专业文化知识过程中有较强的自卑心理，这就限制了他们的求知欲望，在交流过程中，就要求教师多鼓励、多表扬他们的学习成果，增加少数民族学生的学习兴趣、自信心和积极性。在困难面前，勇于提出问题，解决一个小问题，就可以多掌握一个知识点。同时，一定要虚心学习少数民族学生的风俗、礼仪等，理解与尊重他们的民族自豪感[3，9]。 2.理论联系实际，提高学生兴趣。高分子本身是一门应用型学科，高分子材料已经普及到生活的方方面面，如橡胶、塑料、纤维织物等。在课堂讲解过程中，要注意与生活实际相结合，提高学生的学习兴趣，在学习中理解如何学以致用[10]。例如，讲解自由基聚合时，有聚乙烯、聚氯乙烯产品，结合我区农业特点，讲解地膜的材质和产品的合成过程。也可以结合高分子实验中的聚甲基丙烯酸甲酯的合成，讲解人工琥珀的合成。讲解基本概念时以表面活性剂为例，讲解日化产品洗发水等的工作原理，让学生切身体会到高分子化学知识无处不在[11]。 3.教学形式多样，提高教学质量。高分子化学的理论性强、信息量大，是不同于无机化学、分析化学、有机化学和物理化学四大化学的学科，有自己的一套系统，因此学生理解较为困难，尤其针对民族学生更为突出。在各大高校主张多媒体教学的大形势下，针对民族学生，可以增加Flash动画模拟悬浮聚合和乳液聚合过程中单体的分散，使抽象的教学内容形象化、简单化，以兴趣为导向，有效提高学生学习的趣味性和感性认识[12]。同时，一定要结合板书，尤其是在自由基共聚合的公式推导过程中，一定要在板书过程中一步一步地推导，推导过程中学生有不明白的地方可以直接打断教师进行询问，这种方法取得了不错的教学效果。多媒体课件中可以增加基础知识的图片，以增强理解[13]。 4.开展互动教学，发挥学生的主动性。学生是教学授课的对象，也是课堂的主体。常规课堂以教为主，针对民族学生，笔者认为应该多采取提问、让学生大胆回答问题等方式，调动学生的积极性[14]。比如在讲述过阳离子聚合后，讲述阴离子聚合时，多提问，让学生比较阴阳离子聚合的差异，这样不仅锻炼了学生的主动思考能力，也提高了其语言表达能力，加深其对课程的理解[15]。 在新疆少数民族高分子化学的讲述过程中，一定要把握好少数民族学生的情绪和学习特点，理解并包容他们的学习差异，充分尊重学生，报以能学就好的心态，让学生和教师形成和谐的教学环境。丰富教学手段，多媒体和板书相结合，讲解和提问相结合，新知识和旧知识相结合，重视学生理论联系实际能力的培养，这样才能满足新疆化工人才的需要。 高分子化学论文:《高分子化学》课程的教学实践与体会 [摘 要]《高分子化学》作为高分子材料专业的基础课，是化学相关专业学生的必修课或选修课，并称为“第五大化学”。本文根据作者本身多年的教学实践，结合自己的教学体会，从注重绪论课的教学、优化教学课程内容、教学方式的多样化以及教师自身专业知识水平的提高等方面总结了调动学生的学习积极性，提高教学效果的具体措施和方法。 [关键词]高分子化学、教学实践、教学体会 近年来，随着科学技术的不断进步和发展，高分子科学与物理、工程、材料、生物、医药以及信息等众多学科知识相互渗透、相互交叉，密不可分。作为高分子材料专业的基础专业课的高分子化学课程，与无机化学、有机化学、物理化学和分析化学并称为“五大化学”，已经被大多数理工科、师范类高校作为化学相关专业学生的必修课或是选修课。它以有机合成为基础，与化工原理、数学等学科紧密联系，其中包含了诸多的概念、反应推理，内容多，抽象难懂、学习难度大，同学们普遍反映较为枯燥，因此如何上好高分子化学这门课，提高同学们的学习兴趣，产生强烈的求知欲，变被动学习为主动学习，是我们教师在课程教学过程中面临的首要问题。针对以上问题，作者经过几年的教学实践、积累和探索，调动了学生的学习积极性，有效的提高了《高分子化学》课程的教学质量，取得了较好的教学效果。 一、注重绪论课的教学 第一堂课通常是老师简单的介绍本课程需要学习的内容以及一些要求后，就迫不及待的开始讲授教学内容，而作为一名讲授高分子化学课的主讲教师，发现高分子化学绪论课对于调动学生学习的积极性和主动性具有非常好的效果，能极大的激发学生学习本课程的兴趣。由于同学们对诺贝尔奖都具有极大的兴趣，首先，以专题形式介绍获得诺贝尔奖的高分子科学家的学术贡献，学习高分子学科的发展史，从而认识科学和科技的进步和发展，从1920年德国Staudinger发表了“ 论聚合 ”的论文，高分子概念的确立；50年代Zigeler和Natta发明配位聚合催化剂，解决了丙烯难以聚合的问题，使石油裂解产物得到充分利用，对化工业的贡献巨大；80年代麦克德尔米德发明导电高分子，直到现在功能高分子得到大力发展。同时，通过举例介绍高分子科学在工业、农业、国防、航空航天、能源、环境、建筑、生物医药以及日常生活中的广泛应用，让学生充分认识到高分子与我们的生活和国民经济的密切关系。如应用可降解的聚乳酸作为手术缝合线，可进行自降解吸收而不必进行拆线；应用在航空航天及国防上的各种特种高分子材料，以及现在我们日用的食品保险膜、塑料袋，所穿的衣服材质涤纶、尼龙和聚酯纤维等全都是高分子材料。使学生清楚的认识到高分子材料与人民的生活、工业生产都是息息相关，从而认识到高分子化学的重要性，极大的激发了学生的学习兴趣。 二、优化教学课程内容 高分子化学是以聚合反应和聚合物化学反应的机理和动力学为主线，主要包括高分子的基本概念、聚合物分类、逐步聚合、自由基聚合以及离子聚合方法等主要内容。在教学中，由于课时以及一些客观原因，不可能对全部的内容进行详细的讲解，因此需对高分子化学的课程内容进行调整、重组和优化，更好的完善教学内容体系。首先，保证基本原理、基本概念的讲解，其中，对传统经典的高分子理论即：高分子的基本概念、逐步聚合、自由基聚合以及自由基共聚进行重点讲解。例如，在讲授自由基聚合的时候，需重点讲授聚合机理和热力学、聚合速率及动力学和聚合度及其分布等内容，其中的阻聚、缓聚等内容作简单介绍就可。同时在授课过程中不拘泥于教材内容的排序，注重对各知识点进行重组和精炼，兼顾高分子化学最新的科技进展，适当增加最新的研究成果和研究热点的教学比例：如活性自由基聚合、ATRP聚合、RAFT聚合、生物医用高分子、超支化高分子、自组装高分子等内容的讲解，开阔学生的知识视野，从而提高学生的学习兴趣和主观能动性；做到重点突出，主次分明，在有限的学时分配中提高教学效率，改善教学效果。 三、教学方式的多样化 高分子化学有“ 五多” 的特点： 内容多、概念多、头绪多、关系多、数学推导多。由于高分子化学很多抽象的概念和理论，如果都是采取以老师在台上从头讲到尾的“填鸭”式教学方式，学生听课感觉枯燥，凭空想像难以理解。因而在讲课方式上采取形式的多样化来激发学生的学习兴趣：一、运用多媒体中图片、文字、声音和动画等方式来辅助教学，使一些抽象难以理解的概念形象、直观，生动、具体化，让学生易于理解和学习，从而提高教学效果；二、有意识地运用互动式教学，避免照本宣科，像有些认知性的章节采取让学生分成小组，课下一起准备PPT，课上让小组派代表来讲课；讲解公式推导的时候，让学生参与进来，和老师一起推导演算；激发学生参与教学的积极性，拉近老师与学生的距离，活跃课堂气氛，激发学生学习的兴趣，提高高分子化学的教学质量；除此之外，邀请本校从事高分子方向研究的老师来给学生就高分子科研的最新进展与动态做专题报告；三、以信息技术的迅猛发展为代表的网络时代已经来临，因此互连网技术在教学中的积极运用有着非比寻常的意义。因此，教师可以充分利用互联网工具，将电子教案、教学课件在校内的教学论坛上，通过高度的资源共享，让学生能随时查阅学习，发挥网络辅助教学快捷的优点。与此同时，授课教师将自己的电子邮件和QQ号公布给学生，当学生学习上碰到问题和困难时能及时快捷的与教师进行沟通交流，从而促进教学效果，调动学生学习的主动性和积极性。 四、教师自身专业知识水平的提高 作为一名主讲教师，在这科技进步日新月异的时代，一个老师要想使自己的专业知识不陈腐，能跟上科技的脚步，在课堂上能多给学生传授一些关于本专业的前沿知识和最新进展，激发学生的学习兴趣，自身的专业知识层次水平不断提升对于保证上课的质量是至关重要的。因而主讲教师可以从下面几个方面提高自己： 首先在上课之后需要多读专业文献，跟踪最新科研进展，把一些研究热点和前沿介绍给学生，利用学生对科研前沿的兴趣和热情来促进教学。同时，将本学院老师的科研研究工作或自身科研研究内容和最新进展与课程内容有机结合，如讲授聚合方法的时候，本人就自己的研究方向 “应用ATRP或RAFT可控聚合方法，合成一系列分子量可控的用于癌症治疗的功能性生物医用高分子材料” 拿到课堂上和学生讨论，进一步加强学生对 “活性可控高分子聚合“的理解，激发学生学习的积极性和科研热情；第二，教师同时需要多参加以促进科学发展、学术交流、课题研究等学术性话题为主题的学术会议；如每两年一度的高分子年会，了解高分子各领域的最新的研究动态，开阔眼界；并且现在每届高分子年会都有”关于高分子教育与学科发展的分会”主题，做报告的是高分子界的一些大牛和大家，对启发我们的教学和研究有非常大的帮助；除此之外，我们还需要多听一些名家名师的讲课，学习名家名师的讲课方法，找出差距，提高自身的教学水平。 作为一名在一线教学的任课教师，面对一群头脑活跃、求知率强、渴望新鲜事物的年轻大学生，我们在教学上需要不断的学习进步，推陈出新，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新意识和创新能力，为培养优秀的创新人才不懈努力。 高分子化学论文:《高分子化学实验》教学改革初探 摘 要：传统的《高分子化学实验》教学，从内容设置和教学方法等方面，已经不能适应于当前本科生教学的要求，该文从实验教学内容的改革、教学方法的改进等方面介绍了自己的经验，通过教学改革、时间和探索，形成了一套有利于相关专业实验教学的科学、合理、有效的高分子化学实验的教学方法。对培养和提高学生的科研能力创新能力，强化学生的综合素质和就业竞争力都有明显效果。 关键词：高分子化学实验 实验教学 教学改革 能力培养 材料之于现代人类活动是必不可缺的，《高分子化学实验》是材料学相关专业学生必不可缺的是专业实验课程，通过该课程可以进一步强化学生对《高分子化学》课程中理论知识的理解，实现了理论与实际的有机结合，巩固和加强基础理论和基本技能。通过几年的教学实践发现，由于传统的实验都是学生按照实验指导书的步骤操作，只要按照讲义“照本宣科”，很多学生并不能主动去理解实验的目的和意义，只是完成任务，实验的现象、结果以及操作过程等，并没有给学生留下深刻记忆，这对学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力，乃至创新能力的培养都是十分不利的。所以作为教育工作者应该认识到“授人以鱼不如授人以渔”，对于实验课程，不能让学生简单的重复操作指南，更应该调动他们的学习积极性，提高学生的学习品质。这样就要求教师要对《高分子化学实验》课程进行改革和创新，不仅是从教学内容上，教学方法和手段也要更新升级。结合该专业的教学体验，做了一些尝试，取得了一定效果。 1 优化课程内容，增强实验教学趣味 高分子化学的基础实验对于刚接触的学生来说非常陌生的、全新的。通过基础性实验可以使学生对实验室仪器设备的使用和基本实验操作技术的掌握，具有很好帮助作用，使学生将理论知识从书本落实到实际，增强理论知识的直观认识。但是单纯的验证性实验只是让学生“看”不能“记”，降低了学生的学习积极性和主动性。因此，必须对基础验证性实验进行改革，使其成为综合性、设计性的实验，同时要注意内容设计的趣味性和生动性。 例如：很多学校都开设了“聚甲基丙烯酸甲酯合成（PMMA）”的实验[1]，传统的教学方法，就是让学生预习实验指南，按照步骤操作做出结果即止，在实验的过程中不重视实验现象和过程的描述与分析，只考虑是否产出产品，学生很难引起兴趣。调整了实验内容，通过加入小昆虫等形成“人工琥珀”、制作特定形状的模具和定制预想的展示框等，调动学生进行实验的积极性。同时启发学生进行思考，通过查阅相关文献，比较自由基聚合以及离子聚合等机理的不同，在实验过程中掌握相关的合成原理、方法和工艺。在教学过程中，将往届学生遇到的问题在实验室投影仪中播放，如：各反应阶段气泡的形成及处理、影响等，让学生产生对照，并进行思考，采取相应的解决措施。学生和老师围绕实验产生的现象和问题进行讨论，讨论结束后老师进行总结，加深印象，并且对此次学生的实验过程进行影像存档。 2 改善教学方法，提高实验教学效果 在以往的实验课教学中，只是按照传统做法，让学生自己先预习，然后来到实验室以后进行简单说明，再让学生操作。学生很难形成直观有效理解。近几年，借助于该专业的仿真实训平台，采取了一些改革手段。每次实验开课之前，首现开设了“高分子化学实验技术讲座”，在仿真实验室，将高分子化学实验涉及的原料制备与精制、各种玻璃仪器和设备的使用、成套装置的安装过程、高分子化学几种聚合方法以及一些基本的材料性能测试过程，都通过仿真系统给学生展示，这样就能给学生奠定一个比较好的实验知识基础，保证了学生从高分子化学理论课过渡到实验课的知识结构的衔接性和完整性、针对性。同时，在指导学生实验过程中，注意积累材料。例如：每届学生做实验，在实验过程中都会出现各种各样的问题，一方面要在实验报告中体现；另外要及时保存影像，通过对比，总结出规律，使学生能够对实验现象更加深印象。高分子化学作为材料学等相关专业的基础课，为后续的课程奠定了理论基础，而高分子化学实验则是验证这一理论基础必不可缺的一环。后续课程的许多理论由于反应周期过长等原因，学生很难通过在实验室做实验来进行验证和理解，没有感性认识。对此，在高分子化学实验过程中合理引导学生对后续的课程开展感性认识，如：高分子流体的粘弹性、分级试验、结构和性能的关系等。由于实验时间有限，采取多种形式加深学生在高分子化学实验中的收获，例如：对于自选项目，建议两组学生一组做乳液聚合实验；另一组做反向乳液实验，两组同时进行，互相观察实验现象，分析问题解决问题，共同分享实验成果，可以共同形成两份实验报告，这样就提高了学生的实验能力，增加了他们的实验收获。在专业的实习基地中包括一家塑料薄膜加工企业，在进行高分子化学实验的过程中，联系企业带领学生入场参观，对整个企业的生产加工过程进行学习，这样就可以使学生对大规模的高分子材料实验加工过程有直观认识，并且回到学校实验室后通过实验进行基本的验证，对相关的现象进行分析，巩固了理论知识，调动了学生积极性。 3 科研促进教学，培养学生科研能力 在高分子化学实验的教学过程中，除了优化实验教学内容、改革教学方法以外，还要注重学生综合能力的培养，这其中对于理工科学生来说无论是就业还是继续深造，科研能力的培养是非常重要的。在高分子化学实验教学过程中，建议专业的教师利用自身的实验研究课题、实验室仪器和氛围，吸引学生参与到教师的科研项目中，一方面给研究团队注入了新鲜的血液；另一方面可以使学生在浓厚的学术氛围中得到熏陶和能力提升。学生通过参与到教师的科研项目中，可以进一步将基础实验加以提升，不仅对合成、结构分析等进一步深入，同时可以提高科技文献的阅读综合分析能力、科技论文的书写水平提高等；通过参与到科研项目中，提高了学生的学习积极性，使学生学到的实验知识和技能得到了用武之地，使学生由被动学习变为主动学习，让自身潜能得到了发挥。以教学与科研互动为教学模式，讲课内教学和课外教学形成有机的互动，形成了实验教学与教师科研的相得益彰，提高了科研仪器设备的使用效率，科研仪器为教学服务得到了大大提升，实现了实验室的科学合理的开放，提升了实验资源的共享，进一步能够开设源于科研项目的设计性实验，存进学生科研能力的培养。通过几年的实践，该专业学生中很多通过参与教师的科研项目，从而衍生出自身的一些课题想法，在教师的指导下，参与到校内外组织的“挑战杯”“创新创业项目”等竞赛，多名学生取得了好成绩，同时通过此举，很多学生发表了具有自己思路的论文，有部分学生的实验性论文在教师的指导下发表到了SCI、EI以及核心期刊上，这对学生的就业以及深造都提供了很好助力。 几年的高分子化学实验教学改革，为今后的实验教学积累了一定经验，同时也取得了阶段性的进展，学者们将继续深入研究高分子化学实验，积极探索本科实验教学方法，面向社会需求，不断丰富实验的内涵，调动学生学习的积极性和主动性，在提高学生综合能力的同时，注意可持续发展，走出不断创新之路，为培养能够服务于地方经济建设的实用型毕业生做出努力。 高分子化学论文:涂料工艺学课程中高分子化学知识的有效利用 摘 要：《涂料工艺学》课程与《高分子化学》课程紧密相连，后者是前者学习的基础。在涂料工艺学教学中，有效利用高分子化学知识解释涂料中树脂合成的一些概念，将有助于学生更好的理解和掌握涂料工艺学的树脂合成知识及结构变化。本文根据教学实践，介绍了利用高分子化学知识帮助解释涂料工艺学中树脂的合成和树脂结构及反应实例。关键词：教学；涂料工艺学；高分子化学 《涂料工艺学》课程是本校材料化学专业的必修专业课，是研究涂料制造原理和涂装技术的学科，对学生今后从事相关科研和工业生产具有重要的意义[1]。《涂料工艺学》方面教材较多，各具特色。我们选择的是鲁钢老师主编，化学工业出版社出版的《涂料化学与涂装技术基础》[2]作为教材。该教材将涂料化学与涂装技术有机结合，深入浅出的阐述了涂料的基础知识，注重理论与实践相结合，使初学者能很容易掌握涂料基本组分的特点及涂装技术和设备。 从本专业课程系统看，《涂料工艺学》和《高分子化学》紧密相关，可以说后者是前者学习的基础。《涂料工艺学》中涉及到主要成膜物质都是高分子物质，在讲解相关主要成膜物质合成及其结构特点时，将《高分子化学》有关合成知识与《涂料工艺学》结合起来，有助于学生对新学知识的理解与应用，同时可使教学方式从“填鸭式”变成“启发式”教育，使学生积极主动的学习，培养学生的学习能力。在此，作者根据自己的心得，从有效利用《高分子化学》知识来帮助解释《涂料工艺学》有关概念的角度出发，具体探讨几点《涂料工艺学》教学中的体会。 一、酚醛树脂的合成 在《涂料化学与涂装技术基础》教材中2.2.2节中讲到酚醛树脂的合成及其结构特点。关于酚醛树脂的合成原理及合成过程，教材中对此做了说明，但不太详细。例如酚醛树脂的合成用酸催化且酚过量，为什么形成的是线形缩聚物？用碱催化且且醛过量时，为什么得到的是体型缩聚物？这一点《涂料化学与涂装技术基础》教材中没有提及，很多学生表示对这个问题不了解。这个问题可以用高分子化学的相关知识进行解释。高分子化学中体型缩聚这部分提到当有3或3以上官能度单体参与聚合，则将有可能成为体型缩聚。合成酚醛树脂属于2-3官能度体系，苯酚的官能度为3，甲醛的官能度为2，因此本体系有可能形成交联聚合物。当体系中苯酚过量时，反应生成的羟甲基会和甲醛发生反应，而不是羟甲基之间发生反应，因此不能形成体型聚合物。当体系中甲醛过量时，反应生成的羟甲基之间会进一步发生反应，形成体型缩聚物。 如果学生在理解原理的情况下掌握知识，学习显然会更加有效。 二、环氧树脂的合成 在《涂料化学与涂装技术基础》教材中2.2.3节中讲到环氧树脂的合成及双酚A与环氧氯丙烷的配比不同时，其生成物结构也就不同。对于环氧树脂的合成过程教材中讲的并不详细，学生理解起来存在一定的困难。因此，我们可以先回顾在高分子化学中双酚A环氧树脂的合成原理，帮助学生理解新学的知识。 首先在碱催化条件下，双酚A和环氧氯丙烷先缩合成低分子中间体。然后，双酚A的羟基使中间体的环氧端基开环，而后环氧氯丙烷的氯与羟端基反应，脱HCl，重新形成环氧端基，如此不断开环闭环，逐步聚合成分子量递增的环氧树脂。在这个反应中环氧氯丙烷是过量的。如果双酚A过量则得不到双酚A环氧树脂。 三、醇酸树脂的合成 在《涂料化学与涂装技术基础》教材中2.2.4节中讲到由醇解法制备醇酸树脂，需要先用油与甘油进行醇解，形成甘油的不完全脂肪酸酯，在与苯酐酯化制备醇酸树脂。而油与甘油反应生成甘油不完全脂肪酸酯的作用是什么？为什么要先进行这个反应，教材上并没有说明，这给学生理解带来了一定的困难。因此，可以联系高分子化学知识对这个问题进行解释，帮助学生理解这个问题。油与甘油作用，会发生脂肪酸再分配，生成甘油一酸酯和甘油二酸酯。生成的甘油一酸酯是为了将甘油的一个羟基进行封端，最终甘油一酸酯会继续和邻苯二甲酸酐发生反应，生成线形结构的醇酸树脂，而不是体型结构的树脂。联系前面我们讲到的高分子化学缩聚反应知识，可以清楚的将醇酸树脂的合成过程解释清楚，帮助学生加深理解，激发学生的学习兴趣。 在一切教学过程中，使学生在理解原理的基础上领悟相关知识都是最可取的方法。在《涂料工艺学》课程中很多反应时高分子聚合反应，其反应机理是以高分子化学反应为基础。因此，在《涂料工艺学》教学中，和前面的高分子化学知识多联系，对学生理解和掌握课程内容会有很大的帮助，从而达到最佳的学习效果。 高分子化学论文:浅淡材料化学专业的高分子化学实验教学改革 [摘 要]高分子化学实验是我校材料化学专业学生学习的一门重要的实验课程，该课程既能使学生进一步理解和掌握理论知识，又能培养学生的动手能力及科研素养。通过让学生参与实验的准备工作、实验设计等活动，对高分子化学实验教学进行改革，激发学生的学习兴趣，提高学生的基本实验能力。 [关键词]材料化学专业；高分子化学实验；教学改革 《高分子化学》是有机化学的后续课程，但同时更是高分子材料科学的启蒙课程，是学生掌握高分子科学基本理论和分析、解决高分子材料加工过程中的问题的基础课程。考虑到我校材料化学专业的一个重要发展方向是高分子材料， 《高分子化学》被选为材料化学专业的核心课程。高分子化学是一门以聚合物合成实验为基础的课程，聚合物合成实验教学有别于一般有机化学实验，但又是以有机化学实验为基础，它是培育创业创新人才的一个重要环节，是材料化学专业联系生产实际的实用性教学。高分子化课程实验教学相比于理论课程教学更具趣味性、实践性、复杂性、研究创新性。高分子化学实验教学在整个高分子化学的教学活动中起着重要的推动作用。 高分子化学实验教学属于课程内教学，开设的实验课程内容中有一部分能够很好地体现高分子科学的发展成果，学生的实践与创新能力在某种程度上能得到锻炼。但是仍然存在相当一部分验证性、认知性的实验，而且实验教学环节依然偏重于理论，注重高分子材料实用性的实验不多，不利于学生学习有关高分子材料的制备与加工。在学生进行高分子化学实验过程中，学生一般是按照已有的实验过程进行实验。实验前教师对相关实验重点、难点、细节等方面进行集中讲解，学生只需按照教师提供的实验过程，即可顺利完成实验。如此实验教学，不但阻碍了学生发现问题的能力、分析与解决问题的能力以及创业创新意识的提高，还使学生对教师产生依赖，并且抑制了学生的独立思考及创新能力的挖掘。 我校材料化学专业具有工科特色，和高分子材料专业比，材料化学专业的高分子材料相关课程的课时相对较少，开设《高分子材料化学》（《高分子化学》）、《高分子物理》与《高分子材料加工工艺学》，总共课时不到140学时。如何在有限的时间内，使我校的材料化学专业的学生既能掌握高分子科学的理论基础知识与学科前沿，又可以激发学生学习高分子材料的兴趣，是一个非常值得探讨的问题。 一、分配学生参与教师的前期实验工作 前期实验工作是实验顺利进行的前提条件。相比基础课程中的无机、有机化学实验，高分子化学实验有更多的实验前期工作需要准备，包括检修与调试反应仪器装置、玻璃器皿的清洗、配制溶液（如提纯单体、引发剂）等。粘附在玻璃仪器上的聚合物难以清除，学生在清洗玻璃仪器等设备的过程中，既懂得实验的成功来之不易，又能初步掌握聚合物的溶解性质。如聚苯乙烯单体中一般要加入微量的对苯二酚等阻聚剂，以避免溶液在储存、运输的过程中发生聚合（变质）。所以为了使实验顺利进行，缩短反应时间，开始实验前，在教师的指导下学生采用减压蒸馏的方法对单体（加入阻聚剂）进行提纯。这样，学生既加深了对阻聚剂阻聚原理的理解，又掌握了减压蒸馏的操作方法。通过积极参与实验前的准备工作，学生懂得实验的成功不仅取决于实验过程，而且与实验前期工作密切相关，从而更加重视实验教学过程。更重要的是，通过参与教师实验前期工作的准备，加深了对课堂理论知识的理解，熟悉蒸馏、重结晶等提纯化学物质的方法。 二、设计能激发学生学习兴趣的实验 调动学生学习主动性的一个重要举措是激发学生的学习兴趣。要激发学生的学习兴趣，设计的实验最好是学生既熟悉又陌生的内容。如尼龙66的制备实验，尼龙绳、尼龙袜子等，生活中很常见，但是如何在实验中采用己二酰氯与己二胺的界面缩聚来制备学生却不清楚，这势必将大大提高学生主动参与实验的兴趣。而且实验装置相对简单，一个烧杯即可完成。当学生将有机相与水相混合后，在两相界面马上就能看到一层聚合物薄膜的生成，而且该层薄膜拉出之后，又立即生成新的聚合物薄膜，可以连续不断地拉出，形成纤维状物质。实验操作不复杂，成功率高，过程新颖，操作明了，学生学习的积极性高。 三、注重开设实用、应用型实验 高分子化学实验教学为学生的创业、创新意识的培养提供了良好的环境条件，尤其是一些能结合实际生活的应用型高分子材料的制备，能使学生体会到高分子化学实验的实用价值，有利于激发学生走向的创业、创新。如在“聚丙烯酸型高吸水性树脂的制备”实验中，高吸水性树脂可用于日常生活用品如尿不湿等，由于该产物的实用性强，一方面可以提高学生动手实验的积极性；另外一方面也使学生深刻认识到高分子材料是一个与人们的日常生产生活息息相关的学科方向。类似的高分子材料还有粘接剂、涂料等，这些实验的开出将会使学生对未来从事该行业的信心倍增。 四、适当设计综合型实验 教材内高分子化学实验大多数是认知和验证型实验，学生只需要按实验参考书的步骤操作基本就能完成。如此实验虽然可以使学生的动手能力得到一定程度的提高，却不能使学生的综合能力、分析和解决问题的能力、创新的能力等方面得到合适的锻炼。综合型实验是内容和步骤较为复杂的实验，其中包含多个的知识点和基本实验操作，需要结合多方面的理论知识和技能，才能够顺利完成。综合型实验既能够训练学生综合运用所学理论和实践的技能，又能培养和提高其发现问题、分析问题、解决问题的能力。在综合型实验训练过程中，学生主动思考，敢于提出问题、分析问题和解决问题，学生的科学思考和创新意识获得很大的提升。 五、开设研究型实验 学生经过综合型实验的基本训练后，实验理论知识和专业实验技能都有了一定程度的提高。为了使学生了解高分子科学学科前沿、激发学生创业创新的动机，教师允许学生采取自愿组合的方式组成若干个科研兴趣小组。通过查阅文献资料，小组讨论提出实验方案，并与指导老师讨论方案的可行性，最后开展实验。结束时，上交实验记录由指导教师批阅给出评价，并讨论实验的得失。整个过程中，要求学生提交文献综述、可行性方案、实验报告或科研论文，锻炼写作科研论文的能力。显然研究型实验需要教师付出更多的劳动，为学生创造一个独立完成、接近实际科学研究的环境。研究型实验有利于提升学生分析问题、解决问题、独立工作、团队精神及创业创新等方面的综合能力。 六、改革实验成绩的考核方式 一个好的实验成绩考核方式要能够反映学生在实验教学过程中各个环节的表现。仅凭一份实验报告来评定学生的成绩是远远不够的，学生在预习实验、搭建装置、清洗仪器设备、打扫卫生等方面的工作都将得不到很好的体现，缺乏客观性和公正性。因此，可以借鉴无机、有机化学实验的考核方式，将实验成绩的评定方式细化：平时实验成绩60分，包括书写预习10分、统一服装5分、装置搭建10分、规范操作10分、卫生情况5分和提交报告20分；期末实验操作考试40分（随机抽取）。将实验成绩的评定标准在开课前公布，使学生不得不复习巩固所有开设的实验，从而达到熟练掌握各项实验技能的教学目标。 七、结束语 高分子材料作为我校材料化学专业一个重要的培养方向，《高分子化学》成为材料化学专业的核心课程，直接影响《高分子物理》《高分子材料加工工艺学》等后续课程的学习。我校材料化学教研室已通过对高分子化学实验教学的改革，在激发学生学习高分子化学科学的兴趣，提高学生的实践技能、创新能力和创业意识等方面有所收获。2015年3月5日，全国人民代表大会第十二届第三次会议开幕，国务院总理同志在作政府工作报告中提及 “大众创业、万众创新”。今后，我们将秉成这一新理念，继续深入研究与探索，使高分子化学教学不断适应社会发展的要求，为培育更多材料化学领域的优秀人才做不懈的努力。 高分子化学论文:基于实验课程改造的《高分子化学》课程项目化实践与初步评价 摘要：本文针对《高分子化学》单一课程项目化实践过程中课程交叉和产品生产平台难实现的问题，从改造实验课程的角度入手，讨论了改造优势和注意事项，进行了项目设计和初步实践及评价。 关键词：实验课程；改造；高分子化学；项目化；实践 项目化教学已在职业教育领域基本推行，形成全项目化、附属项目化、单一项目化三种基本形式[1]。对教学改革刚刚起步的职业院校而言，单一课程项目化是最佳试点和切入点。本文从改造实验课程入手，以《高分子化学》课程为例进行了单一课程项目化的实践与评价。 一、实验课程项目化改造的优势 项目是以实际职业活动、企业工作为背景，按照认识论的要求改造过的一件具体工作[2]。课程项目化改造的核心是要将知识点、能力点转化为一个或多个可供学生参与、操作的工作项目，确保学生在完成工作的过程中学习专业知识、训练专业技能，同时培养有关的职业素养。目前，不少院校和教师在单一课程项目化过程中，坚持选择真实工作项目[1，3，4]，但在实践过程中需要面临从工作空间到教育空间的转换[4]，而对实验课程项目化改造则因为课程体系均属于教育空间而容易实践。 1.训练内容针对化。真实工作项目往往是综合的、复杂的，其知识涉及多门课程，教学实践难免出现知识的交叉。这一点对于单一项目化课程体系的教学实践影响巨大，容易导致教学目标和教学内容的分散。高分子材料合成生产过程中除了涉及合成机理、物料选择和配比、反应条件及控制原理、材料性能的控制及测定等高分子专业知识外，还涉及物料衡算、热量衡算、设备选型、工艺流程设计等应用化工技术专业知识。真实的工作项目很多内容与《高分子化学》结合并不紧密。实验课程改造更有利于针对高分子专业相关知识和技能进行传输和训练。 2.训练结果可视化。项目化课程教学评价更加重视形成性评价，即以项目完成过程中实现的结果或产品为依据，对学生知识水平和能力水平进行评价。形成性成果特别是真实工作项目的成果依赖于教学实践的硬件平台。化工类课程形成性成果产生需要的硬件平台相对于信息类和电子类而言较为复杂和庞大，产生形成性成果难度较大。实验课程改造可以利用实验和实训平台，不仅可以完成方案设计类的形成性成果，还能产生最终产品，实现训练结果可视化的直接效果。 二、项目化改造的注意事项 课程项目化设计要坚持以任务为中心、典型产品为载体的原则[2，5-7]，而改造现有的实验课程必须注意以下事项。 1.项目筛选要典型化。《高分子化学》是一门工程类课程，其中不少理论基于一定假设，为了指导生产，产生了经验公式、经验值。经验公式、经验值的出现导致了相同的产品可以由不同工艺设计实现，这也导致了教学内容和结论的不稳定。职业院校生源类型复杂化，学生素质参差不齐，要确保大多数学生能力能够得到提升，就需要稳定教学内容，确保结论的规律性。而典型化的实验项目正符合高分子聚合规律，合成工艺也相对成熟，有利于学生把握规律和训练要领。 2.能力训练要重复化。职业技能是心智技能和操作技能在特定职业场所的具体化。技能的培养不同于认知过程，必须经过原型定性、原型操作、原型内化三个阶段[8]。教学项目的设计必须为内化过程留有空间，可以通过反复训练来实现，同时配合操作对象多样化，以提高原型的概况程度和适用性。不同的项目和子任务设计时，必须体现训练的反复强化来提高训练效果。 3.项目和子任务的设计要具体化。明确的任务是科学设计和准确操作的前提，也是生产符合要求、产品获得合理评价的前提。方案设计过于宽泛就不能得到直接印证，教师就无法对学生是否掌握选择能力做出直接判断，学生也就不能明确知识、技能掌握情况，进行自我调节，保持学习主动性和积极性。只有项目和子任务设计具体化，才能实现项目化教学的完整性和有效性。 三、改造项目的设计 项目的设计分为确定筛选项目、确定子任务、设计评价体系三个环节。 1.确定筛选项目。项目的筛选按照4个步骤进行：确定课程能力培养目标，确定教学核心，比对聚合方法，对比高分子化学聚合实验。按照以上步骤，本项目化实践共确定了5个课程能力模块：物料选择、聚合方法选择、分子量估算、反应条件设置和反应平台搭建，比对并确定制备柱状有机玻璃产品、制备白乳胶和制备线性酚醛树脂三个项目及可视化产品。 2.确定子任务。首先，按照实验方案设计和实施过程对项目进行分解，形成单一操作训练环节，确保能够覆盖项目实施；第二，对相关单一操作进行适当整合，形成较为完整的训练过程，即子任务；第三，对各子任务进行设计对照检查，确保各项任务起始于训练的内容（或概括为标题），落实于形成性产品，能够涵盖教学知识点和能力点，具有操作性。以制备白乳胶为例，展示子任务设计对照检查，如表1所示。 3.设计评价体系。评价体系的设计按照知识和能力并重、过程和结果并重的指导思想进行，分过程评价、能力评价、知识评价三部分。过程考核评价内容包括日常考勤、子任务参与情况两个方面，其中子任务参与情况包括小组讨论情况、观点公开阐述情况、操作现场表现情况，占总体评价的20%；能力评价以形成性成果为依据，内容包括子任务成果评价、合成产品质量、项目完成汇报，占总体评价的40%；知识评价包括闭卷理论试题和开卷理论试题，其中闭卷题为基本知识，开卷理论试题为综合分析题。 通过三个评价模块，既可以对学生专业知识掌握程度做出评价，对操作、表达、书写、查阅资料的能力进行评价，又可以对学生在学习、讨论、交流、操作过程中表现出的敬业精神、团队协作精神做出判断。 四、课程项目的实施 整体教学按照3个项目依次实施，单一项目按照子任务顺序进行实施。其中，子任务8――实验室聚合可以依据学期或学年教学学时的多少进行调整训练次数，既能够机动安排教学过程，又能确保反复多次训练。教学组织形式基本模式为告知目标―引入任务―训练准备―训练―深化―归纳―评估。训练形式根据任务和工艺实践进行多样化设计，包括填写原料卡、设计工艺参数及流程、绘制工艺流程图、研讨、实操等。 五、初步评价 《高分子化学》项目化教学已经实践了3年，近2年运行较为稳定。对2012级和2013级学生成绩进行对比，平均分数分别为66.0和67.7；及格率分别为78.2%和92.8%。经过对两个年级的问卷调查，对《高分子化学》项目化教学法能够适应的占94.7%；通过完成3个项目24个子任务，认为对合成方案设计有基本思路的占36.8%，认为在实验操作能力方面有提高的占100%。2012级在1年之后，仍然能够回忆起教学内容的占42.1%；对于《高分子化学》项目化教学整体满意的占84.2%。基于实验课程改造实践，《高分子化学》项目化是针对单一课程项目化的一种尝试，就学生如何在训练能力的同时能够形成较为完整的知识体系和如何促进学生能力持续提升的问题上还存在不足。本项目化教学实践将从编写对应的项目化教材入手继续探索，以期达到更加良好的效果。 高分子化学论文:科学研究为导向的《高分子化学》双语教学方法探索 【摘 要】高分子科学已与化学、材料、生命科学、医学等多个学科领域有广泛地交叉、融合并对人们社会生活产生越来越重要的影响。高分子化学作为高分子科学重要组成部分，是化学、材料等多学科的重要基础课之一。本文从科学研究和研究生培养的角度对《高分子化学》双语教学之必要性与重要性进行分析和探讨。对教学内容、教学方法、教学预期与效果评价等方面的实践提出见解。希望能为提高《高分子化学》双语教学效果，促进相关学科双语教学协调发展、共同进步，为建立和完善培养高分子国际性专业人才的教育体系提供依据。 【关键词】高分子化学；双语教学；教学改革；科研导向 随着人类文明的进步与社会经济生活的发展，能源危机、人类重大疾病相关问题、环境问题等一系列对全球造成影响的科学技术问题的出现使得化学学科、特别是高分子学科成为所有学科的中心学科。例如，基于共轭聚合物半导体材料的有机发光二极管、场效应晶体管和聚合物太阳电池等最新的科研成果将成为未来社会生活中主要的半导体元器件；高分子药物的出现将能够很大程度上对药物释放、药物靶向性等方面进行控制而不需要增加更多的临床药物试验；生物医用高分子在改善人类生活质量方面更是意义非凡。而各种塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂等高分子材料更是关系到人们衣、食、住、行的方方面面。可以说，现代人的生活已经离不开高分子化学和高分子材料。因此，对高分子科学的研究越来越受到国内外学者的关注。 高分子科学的诞生源于高分子合成化学，其基本概念源自于有机化学、物理化学等化学、材料学科，这种情况导致我国现有的高分子科学领域从业人员来源多样。其中，从本科阶段即接受高分子化学教育的比例依然很低，很多从事高分子材料、高分子化学、高分子物理、高分子工程等领域研究的人员本科主修为无机化学、物理化学、有机化学、材料学等专业。一定程度上，这些研究人员存在对高分子化学体系缺乏系统认知的可能。在我国高等学校进行高分子化学教学教育活动，是提高我国现有的高分子科学领域的从业人员基本素养与技能、促进我国高分子科学发展、壮大的重要途径。 近年来，高等学校为主导的国家级或省级“协同创新中心”的设置，使我国高等学校进入新一轮的由教学型（教学科研型）大学向科研型大学转变的历程中。为快速实现这种转变，培养高层次、研究型的高分子科学领域人才愈发显得必要和重要。目前，主要的国际学术会议、顶级国际学术期刊均以英语为主。通过学术会议、、论文检索等在这些国际知名的学术舞台上进行高分子方面学术活动与信息交流，观察国际高分子学科的发展动向，无疑是我国高分子学科跟进国际学术发展步伐和超越世界学术水平的基本条件。为此，我们必须建立培养能够熟练使用英语进行高分子化学相关学科听、说、读、写应用的国际性专业人才的教育体制和培养机制，强化我国高分子方面的科技队伍建设。换言之，在本科阶段开展高分子化学双语教学，为培养具有国际化交流能力的研究生和高层次高分子科学从业者，对我国高分子学科的发展具有非常重要的意义。 在高等学校开展高分子化学双语教学存在诸多问题亟待解决。现有的双语教学限于学生专业英语基础薄弱、高分子化学本身内容庞杂、学生在以往几乎没有任何高分子化学学习经历和基础等多方面、多层次原因导致高分子化学双语教学过程中面临如下问题：1）学生的基础参差不齐，授课对象中有部分学生在高中阶段甚至从未学过化学；2）课程的知识体系中涉及较多的有机化学、物理化学理论；3）我们选用的教材是理工兼用、教材全面但缺乏系统和针对性，而英文教材价格昂贵、内容更是纷繁复杂；4）高分子化学双语课程的目标除了教给学生基本的高分子合成化学的基本原理和方法外，还需要使学生建立起英文思维的习惯和基础概念，如何实现这个目标，也是需要我们进行探索和研究的；5）高分子化学这门课程相关无论中英文教材均在理论综合性，如何将这些貌似无用的枯燥理论加以应用，同时，在教学中从工程的角度予以描述，以彰显其重要实用性作用，需要我们加以思考；6）某些高校尚不具备同时兼顾专业知识和相应英语水平的教师，学生极少有机会接触国际交流的学术活动，缺乏感性认识，无法调动学习积极性。更多情况则是双语教学流于形式，课上、课下全汉语，单纯的授课课件是英语；或者脱离了知识传递的根本目标，语言障碍导致学生不能有效的掌握高分子化学的知识。这样，双语教学的“形”与“体”脱节，成为“两张皮”。无论哪种情况的出现，对高分子化学双语教学都会产生严重影响。另外，高分子化学双语教学的执行情况的另一重要考量指标是教学质量。特别是以科学研究和国际交流为导向时，考察双语教学的教学质量和教学效果的指标也需慎重考虑，并加以确认。 在教学实践中，我们发现完善教学内容，教学方式与手段，通过激发学生学习兴趣和专业兴趣，能克服其对双语教学中英文的畏惧和排斥都有益处；制作精减的英文讲义、多媒体课件深入研制等方法和措施的实施，安排学习英文讲座视频等都有利于双语课程的讲授。 1）高分子化学双语教学的核心是知识而非形式。对于知识性的内容编排，我们的做法是做了三份相互关联的辅助教材：a）专业术语的定义和解释，并针对性的配插图，方便学生理解和记忆；b）对于课程内容去芜存菁，制作一份大约5万字的全英文简明读本，内容从高分子化学历史、命名法、聚合方法、原理、典型计算、逐步聚合和链式聚合、聚烯烃、活性聚合等内容进行覆盖，完善高分子化学知识体系，使学生从整体上把握教材的主线，掌握高分子化学概念、分子量概念、各种聚合方法、聚合反应原理、高分子材料分类与理化特性等；c）收集经典英文文献14篇。此外，对于上述内容另配置各一份讲义，辅助阅读。这样做的目的包括：简明读本覆盖了经典教材核心内容并包含教材内容总体的80%，重复利用教学和课余时间，让全部学生尽可能的掌握这部分分内容而不是试图让学生学100%的内容，但只是掌握更低比例――当然，对于学有余力的同学，鼓励其在教师辅助下，完成全部教学内容的掌握。 2）在教学方法上做出努力，采用高分子理论框架、线索教学法；讲薄到讲厚教学法；关键词教学法；避免按章节步步为营的方法等。例如，理论框架、线索教学法的执行发方法是，每次课都用5分钟左右，把课程内容以简短的内容说明，并指出其与其他章节内容之间的关联性，让学生能更好的把握课程脉络。“讲薄到讲厚”是指，每学期开学以两次课分别用中文和英文分别解释全部简明教程相关讲义，让学生一开始就熟悉全部内容的关键处，这样，其阅读辅助材料和课堂学习思路更明确清晰，真正能明白课程“精要80%”的含义。“关键词教学法”是指在厘清脉络框架的基础上，对辅助教材中文献部分涉及的理论相关关键词，集中突破，让学生能理论和实践两方面都获得提高。 3）利用视频和录像内容辅助教学。制作教学录音和录像，给学生共享，让学生课下可以继续观摩课堂内容，培养其听和说的能力。不断构建新的新的本科双语教育模式，使本科生能从双语教学过程中分享课程教育国际化的机会，从中受益，并获得在其他场所不能获得的实践和能力锻炼，从而提高整体素质、创新意识及综合能力。安排学生参加国际学术会议，到场听取英语母语国家的专家汇报，同时录制会议报告录像和录音。 4）组织学生检索高分子化学基础理论相关英文文献、制作课件，并互相评阅，提升学生使用英文交流的能力。从科研的角度让学生体会双语教学“重点在读懂、其次在会写，然后是能听懂和能说”的含义。 5）对于课堂教学效果的考察采用按照学习内容分段考核，并以英文形式呈现。例如，逐步聚合及其原理和聚酯、聚酰胺放在一起考核；自由基聚合物及其原理和实施方法一起考核；工程塑料、天然产物、环境污染和降解与稳定化放在一起考核等。这样的做法，让授课内容的排列更加紧凑，也让学生更好的把握知识点的相关性。 6）强调背景预备知识积累，强化双语教学对其他相关化学课程的关联性，培养学生专业英语综合素养，以期对学生阅读英文文献、其他相关英文课程教科书有所裨益。 上述的教学思想和教学新方法的采用虽然在一定程度上大幅度增加了教师备课、授课工作量，但是从全局的角度看，能通过高分子化学单独一门功课的教授，培养学生对专业英语的掌握，甚至到一定时间，可以接受全英文教学。在实施两年后，我们大体有以下一些感受。1）教与学双方的主动性都被调动起来，让教学过程变得更丰富；教师自编教学讲义，必然会更加熟悉，更加明白其意义，在讲授过程中，看到自己的成果被学生接受，会更加有热情。2）国际会议现场交流，前言文献和研究内容引入课堂等显著增加了学生对英文感性认识，增加其学习热情，更有利于双语教学的实施。3）全局教学、富有线索和逻辑的分段教学、合理的考核内容安排让学生能更好的认识到自己学习的不足，避免学生到了期末才开始突击学习的压力和无奈，把问题发现在平时。通过阶段考核，让教师能合理的调节讲授的节奏。4）课外文献调研和互评报告能提供学生自主学习的灵活空间，让学生能主动的进行自我培养，有利于独立学习能力的提高。 总之，在过去几年的高分子化学双语教学中，我们通过合理的教学改革措施的使用，提高教学质量和教学效果，为将来这些接受良好英语授课培养的学生进入科研岗位，从事研究生学习打下良好的基础。当然，这些方法也有继续改进的空间，我们也将继续进行深入研究与探索，总结经验，探索培养具有创新意识和创造能力的高分子科学人才的新思路和新方法。 高分子化学论文:基于实践能力培养的高分子化学实验课程教学研究 【摘 要】 在分析高分子化学实验课程的重要性及当前高分子化学实验课程教学现状基础上，本文主要从教学理念、教学内容、实验室开放制度建设三个方面对基于实践能力培养的高分子化学实验课程教学进行研究，希望对提升高分子化学实验课程教学有所帮助。 【关键词】高分子化学;能力培养;实践;实验教学 《高分子化学实验》是针对高分子科学相关专业学生编写的一部教材和参考书。在高校开设《高分子化学实验》课程，实现了与专业理论基础课程之间的有机结合，对于巩固学生理论知识和专业技能，提升学生的实验水平和科研能力具有重要的意义。本文将围绕基于实践能力培养的高分子化学实验课程教学展开研究。 1.高分子化学实验教学概述 1.1高分子化学实验课程的重要性 目前，各类高校均有开设《高分子化学实验》课程，该课程多针对年纪较高的本科生开设。《高分子化学实验》是一门具有较强的实践性的课程，而各类高分子化学实验则是该课程开设的实践基础。 通过开设该课程，可以培育材料化学、高分子材料与工程专业等专业学生的实践能力，使学生能够掌握实验技能和研究方法，更对培养学生创新精神具有关键作用。 1.2当前高分子化学实验课程教学现状 目前，国内许多高校《高分子化学实验》课程教学中，普遍存在实验教学缺乏独立性和主动性，对理论教学依附性太强，且实践教学所占比重低于理论教学。具体体现如下几个方面： 其一，从教学内容来看，理论验证性实验较多，而创新型实验、设计型实验以及综合型实验较少。 其二，从实验设置上来看，大多选择陈旧、老套的实验，缺乏现代实验。 其三，从实验教学方式上来看，学生进行的实验项目，多为固定的，学生只需按照实验步骤进行反复实验论证，这种实验教学方式对扎实学生理论知识，培养学生试验基本技能具有一定的积极作用，但不利于调动学生兴趣和激发学生的探索精神，难以使学生通过培养实践能力提升科研能力、解决问题能力和创新能力。 总之，学生通过课程学习能够掌握基本的理论知识和技能，实验操作也较为规范。但存在自主性较差，缺乏知识技能向科研创新能力的转化能力，不能将理论学习与实际应用有机结合。因此，如何在《高分子化学实验》课程中培养学生的创造性、主动性和探索性已成为《高分子化学实验》课程的重要研究课题。下文将基于实践能力培养对《高分子化学实验》课程教学进行探讨。 2. 基于实践能力培养的高分子化学实验课程教学策略研究 2.1学理念上，注重调动学生自身主动性与探索精神 高校应用型人才培养理念下，要求专业课程教学必须实现继承传统教学优势基础上的创新，必须坚持以学生为本，发挥学生的自主性和积极性。《高分子化学实验》作为一门实践性较强的课程，必须坚持学生为本、发挥学生创新性、积极性和主动性的教育理念。 首先，坚持学生主导地位，教师定位于实验指导者角色。在高分子化学实验中，教师的关键作用在于组织学生进行思考和实践。课堂中，教师将自身学生之中，与学生共同思考，让学生成为课堂的主人，便被动为主动。 其次，实验标准及预习报告设计由学生独立进行。高分子实验中，应鼓励学生制定标准。同时，实验前容许学生自主确定实验步骤和预习报告设计。实验中要求学生详细记录实验中遇到的现象和实验数据，并独立对实验中出现的问题等进行分析，碳素解决方法。实验后对本次实验进行点评，总结成功的经验，分析失败的原因。 2.2改革教学内容，增设综合性和设计性实验 教学中，为提升学生实践能力，应强调理论知识与实践技能的有机结合。具体如下： 首先，重编《高分子化学实验》教学大纲及参考书。在新版教学大纲和参考书中引入科研成果，改革实验教学内容。同时，应增设设计性实验、探索性实验和综合性实验，保证教学内容与时俱进，与科研前沿的保持一致。 其次，挑选应用性和综合性强的实验。教学中，应多安排应用性和综合性强的实验，使学生通过亲自参加实验，明确高分子化学实验的重要性所在，并通过参与实验实践获得动手能力和实验技能的提升。 第三，引入研究性和设计性实验。教师应提前告知学生本课程设计的实验内容和实验参考目录。学生可以独立选择实验项目并设计对应的实验可行性方案，经教师批准后方可进行实验。通过引入研究性、设计性实验，可以有效地调动起学生的主动性，激发学生积极进行学习。 2.3健全实验室开放制度配合学生探索性实验 课程学时有限，而实验室是学生《高分子化学实验》课程的重要补充。因此，高校应通过健全实验室开放制度，为学生提供更多的机会进行高分子材料的性能测试与表征等实验内容。一方面，通过开放实验室学生可以依据兴趣进行探索性实验，也可以方便学生之间进行讨论，互助答疑。《高分子化学实验》教师可以适当安排学生分组负责2-3项探索性实验，并可建立对应的课题组群组或网站，为学生与学生之间、学生与教师之间针对探索性项目进行交流。 3.结语 总之，基于实践能力培养的《高分子化学实验》课程教学研究是当前高校高分子相关专业教学的重要研究课题。在明确《高分子化学实验》课程重要性的基础上，立足当前高校《高分子化学实验》的教学现状，从教学理念、教学内容、实验室开放制度等多层面入手，有助于培养学生的实践能力，提升学生的实验技能和科研能力。 高分子化学论文:工科院校高分子化学教学改革的探索与创新 摘 要： 高分子化学是高分子材料专业重要的专业基础课。本文针对高分子化学课程的特点，从五个方面对高分子课程教学进行初步探索，包括教学结合科研，合理有效利用多媒体，开展师生互动教学，联系实验与生产实践等方面进行探讨。 关键词： 高分子化学 教学改革 教学创新 高分子化学是高分子专业理工科学生的必修课，也是高分子科学及材料科学的理论基础，在高等学校化学相关专业占有较大比重，与无机化学、有机化学、物理化学和分析化学并列成为第五大化学。因此，如何利用有限的教学时间和教学资源有效地将高分子化学专业知识传授给学生，并能够指导实践应用，已成为众多教学工作者的共同目标。作为一名高分子化学的教师，笔者在讲授高分子化学课程中，对课堂教学方式与方法，多媒体教学手段，实验教学，以及与生产生活的结合等方面进行了探讨和思考。 1.教学与科研讲解相结合 高分子化学是一门年轻的学科，发展历史较短，许多理论尚不成熟。随着时代的不断进步，新的聚合方法和新的合成技术不断涌现，对传统的高分子化学概念提出了挑战，同时也导致高分子化学教材的更新不能与科技同步。因此，在教学中，教师可以及时在传统教材内容的基础上补充近年发展的关于高分子化学的前沿科学技术和研究方法，结合国内外科研的最新研究成果和动向进行介绍与讲解，使教学内容始终跟上时代的步伐，开阔学生的视野，激发他们对高分子化学课程学习的热情。教师还可以推荐一些期刊、数据库和书籍，引导学生根据自己的兴趣自主学习，扩大学生的知识面，积极探索高分子化学的新领域。此外，在课堂上，对本专业老师的研究项目及最新研究成果进行介绍，如在配位聚合的讲解中，笔者就结合自己的研究方向，讲解通过开环易位聚合及非环二烯烃易位聚合方法合成不同拓扑结构的可降解聚合物用于纳米材料和生物医药。同学们对高分子化学的某些知识有了更深的了解，从而调动了学习和科研的积极性、主动性[1]。 2.多媒体和板书授课相结合 高分子化学中聚合反应机理与动力学理论比较抽象，难以理解[2]。多媒体教学作为一种当前基本普及的教学手段，可以实现传统教学无法实现的动态与三维效果，将高分子化学中微观反应历程形象逼真地显示在屏幕上，大大增加单位时间内学生掌握知识的数量。此外，对于工科院校高分子材料专业的学生，毕业以后多数去工业研究部门或工厂工作，除了要掌握理论知识外，还要将理论与实际相结合。因此，在高分子化学的讲授中应加入一些聚合物生产工艺部分的内容，对于这些内容的讲解，都涉及生产流程，应用Flash作出动态的流程图，帮助学生了解实际的生产过程，为以后的工作打下基础。然而，先进的教学手段不等于能达到良好的教学效果，关键在于多媒体技术如何与传统的教学手段相结合，从而实现它应有的价值。讲授中发现，有很多需要理论推导的公式，例如自由基聚合中关于聚合动力学公式的推导，通过多媒体与板书相结合进行讲解，学生能够更容易理解和掌握。首先利用板书对相关公式进行详细推导，一步一步地传授给学生，然后与多媒体结合讲解，并进行归纳和总结，这样可以将结果表示得更清晰明确，更有助于加深学生对公式的记忆。 3.探究式与启发式教学相结合 高等教育的任务不仅是传授知识，而且要教给学生学习知识的方法，让学生积极思考，充分发挥想象，勇于探索和创新，培养自学能力。教学是教师和学生的双边共同活动，在教学时，教师应经常向学生阐明“弟子不必不如师，师不必贤于弟子”的道理，引导学生自由发表观点，从而拓宽学生思路，变被动学习为主动学习，培养他们的语言表达能力和归纳总结能力。在课堂上，教师采用讲授、提问、练习、讨论相结合的互动式教学启发学生，学生积极参与。这样不仅活跃了课堂气氛，而且学生感到上课很轻松，渐渐对该课程感兴趣，从而促进对知识的理解和探索。如教师可以在课堂上就某一主题或知识点专门进行讨论，大家畅所欲言、各抒己见，培养发散思维能力。此外，还可以让学生走上讲台，参与到教学工作中。例如在讲到连锁聚合反应时，科研将学生分成小组，各自选择一种聚合反应，学生通过查阅文献，制作多媒体在课堂进行讲解，其他同学向其小组成员提问。通过文献调研、讲解、回答问题，锻炼学生学习的主观能动性与综合能力，对学生基本的科研能力进行培养，老师也能从学生图文并茂、生动形象地演讲中获得很多新的知识[3]。 4.理论知识与实验教学相结合 化学是一门以实验为基础的科学，在化学教学中，实验占有十分重要的地位。高分子化学实验是高分子化学理论教学课程的重要组成部分，也是工科学生理论联系实际的纽带。实验教学不仅能使学生更好地理解课程中的理论知识，而且对提高学生学习本课程的积极性，培养学生的思维能力，操作能力，观察和解决实际问题的能力也有着极其重要的作用。高分子化学重点讲述聚合反应的机理和实施方法，其实验结果往往得到的是一些聚合物产品。我们可以选择一些和学生平时生活、学习关系紧密的实验内容来做。比如，以前我们开设了“聚甲基丙烯酸甲酯的制备”实验，目的是让学生了解和掌握自由基聚合反应的原理及反应条件对产物性能的影响，在实验中发现，学生的积极性并不高。学生反映不了解聚甲基丙烯酸甲酯是什么东西。为此，我们将这个实验换成“聚乙醇缩甲醛的制备”这个实验，同学们的兴趣一下子提高了许多。因为他们了解到这就是平时用的胶水，在实验过程中尤其积极认真。很多同学还带着空瓶子，做完实验将自己制得的样品带回去。这虽然是一个实验的调整和改变，但是通过这些，不仅使学生进一步学习和掌握了高分子化学的相关理论知识和高分子化学实验的基本操作，提高了学生做实验的积极性和主动性，而且使学生深刻认识到了高分子化学是一个和人们的日常生产生活息息相关的学科，激发了他们对该专业的热爱[4]。 5.高分子化学与社会生活相结合 以塑料、橡胶、纤维、涂料等为代表的高分子材料与人类社会的生产实践密切相关，且已经深入到日常生活的各个方面。然而，目前许多高校在讲授时，对基础理论方面的介绍非常系统、深入，但在高分子的应用和日常生活的联系方面相对弱一些。因此，教师在进行理论教学的同时，应结合高分子的特点，注重积极联系实际的生活和应用，在传授学生理论知识的同时，还要培养其对身边各种聚合物的认知能力。例如，在第一次上课时，可以介绍身边的高分子材料，看到保鲜膜就知道是聚乙烯，看到一次性饭盒知道是发泡聚苯乙烯，看到塑料杯子、盆子就知道是聚丙烯等，掌握一些基本的生活技能。此外，有些高分子材料还能很好地引出课程内容。比如女生都非常熟悉的尼龙袜就是缩聚反应的典型代表――尼龙。此外，还可以提示学生在买鞋的时候，如果售货员告诉是聚氨酯材料的，你就可以知道并不是天然的“皮”，而是人工通过缩聚反应合成的高分子材料。在教学过程中，还应当密切结合社会热点与时事。如当前我们国家面临大量废弃塑料难以降解造成严重的白色污染问题、2010年上海市静安区“11.15”重大火灾等，培养学生社会的责任心、思考能力和研究能力[5]。 教学方法的改革是高校教育改革的重要组成部分。创新精神与实践能力的培养是一个长期的过程，需要对教学过程中的各个环节认真研究，层层贯彻。随着教学改革的不断深入，我们将继续探索，总结经验教训，为培养优秀的应用型创新人才作出不懈努力。 高分子化学论文:高分子化学的发展方向 【摘要】高分子化学在我国的材料研究的历史上具有非常重要的作用，对于我国现代化的建筑以及仪器的制造具有非常重要的作用，因此目前我国乃至世界的高分子化学的发展是非常不错的。但是随着高分子化学的发展，目前也遇到了一些瓶颈，本文基于这样的状况，对高分子化学的状况进行了详细的分析，并对未来高分子化学的发展方向进行了预测，供大家参考。 【关键词】高分子；化学；发展；方向 一、前言 我国高分子化学一直都是我国发展的重点，这项技术对于很多相关产业非常有帮助，高分子化学是高分子材料的研究基础，已经涉及到了机械行业，建筑行业等多个行业，因此发展高分子化学对于我国高分子材料行业是非常有帮助的。 二、现如今高分子化学的发展情况和应用范围 自从20世纪到现在，随着工业技术的快速发展，天然资源已经露出了疲态，科学家们已经开始使用高分子化学进行材料的合成。有数字表明，在之前的40年中，使用材料的速度正在以每10年五倍增长，人类三大合成材料，其中包括塑料、橡胶、纤维，在使用过程中表现出了令人惊讶的增长速度。新型的材料，特别表现在合成材料，在工业、建筑、农业、电子技术方面都被广泛使用，极大的支撑着人类的日常生活，是使国民经济持续发展的必要动力源泉。 相对分子质量和物质的性质是密切相关的，是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能，才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直链的烷烃化合物，但是分子量变化很大，其机械力学性能因而也有极大的区别。 三、高分子化学与高科技的结合 当今社会，人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起，人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 随着生产和科学技术的发展，许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来，如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域，下面简单介绍特种高分子材料：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料；高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴；特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂）的范畴。 第一，力学功能材料：强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；)弹性功能材料，如热塑性弹性体等。 第二，化学功能材料：分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。 第三，生物化学功能材料：人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。 可以预计，在今后很长的历史时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。 四、高分子材料化学的应用 材料是人类社会文明发展阶段的标志，是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用，把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料，家家离不开高分子材料，处处离不开高分子材料，是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的，高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料，另外许多精细化工材料也都是高分子材料。 第一，塑料：一类是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等；另一类叫工程塑料，其强度大，如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。 第二，纤维：人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物，通过不同的加工，生产出了各种纤维制品，极大地满足着人类的需要。 第三，橡胶：天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制，于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。 第四，精细化工：比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品，如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油，使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂，以及各种吸水树脂等都是高分子产品。 五、高分子化学的发展方向 1、使地球更加绿色化 在现在很多工业发达的城市，天空中都会飘着非常浓郁的黑烟，对人们的日常生活有非常严重的污染。绿色，在现在被认为是没有污染、再生性或者可以循环使用。在没有污染方面，我们需要做的就是减少工业废弃物的排放、相对的减少污染源。现在的情况表明，化学行业中具有污染和治理两个方面的性质，可以对绿色使用材料进行研究，也可以继续对环境造成恶化。例如：在研制的过程中使用的催化剂、溶解剂、中间物品等，在生产过程中产生的废气、废渣、废弃液体等都是对环境造成影响的主要元凶，若长期的进行排放，会对环境造成严重的影响，甚至会导致不可逆转的事情发生。 2、减少的自然资源的使用依赖 目前研究的高分子合成材料对石油具有很强的依赖性，众所周知，石油是经过地球非常漫长孕育才出现的，另外，石油也是现如今人类社会非常重要的能源，石油资源现在正在快速的减少，而且不能快速的进行补充，所以人们现在非常急切的找到可以代替石油使用的资源，这已经成为现在高分子化学研究中非常重要的课题。在对物质中原子和分子的比率进行调节，对物质的微观特性、宏观特性以及表面性质进行加强控制，也许这种物质就会满足一些行业的使用要求，当这种情况出现的时候就可以把这种物质作为材料使用。所以，在对材料进行配置的时候就会减少对不可再生资源的依赖程度，并对使用材料和环境进行相互协调，这是现如今化学研究当中非常重要的领域。现在很多高分子合成材料都非常依赖石油资源。想要解决目前的情况，可以对天然高分子进行利用，这其中也应该包含对无机高分子的不断探索和研究。 现在由石油合成的高分子材料，主要因为原子中以碳为主要元素，其中还含有少量的氮、氧等原子，所以被称为有机高分子。无机高分子是因为主链上的组成原子中不含碳。根据元素的性质进行判断，大约有40～50种元素可以成为长链分子。现在引起科学家高度重视的一种无机高分子，它的主链上都是硅原子，并且含有有机侧链的聚硅烷。 3、使高分子材料不断纳米化 现在很多高分子化学反应中的原子经过重新排列组合之后的反应空间要比原子的大小大出很多，所以，化学反应的研究要在一个受限空间之中进行。若在有限的空间中，像纳米量级的片层当中，小型分子由于和片层分子相互作用而且还在一个比较受限的空间内进行排列，之后产生单体聚合，聚合之后的产物的拓扑结构不会再受限的空间内进行全部的复制，这种情况和自由空间的结果完全不同。我们也许会在受限制空间内进行聚合反应的分子中提炼出高分子纳米化学的定义。化学的研究对象基本都是纳米量级的分子和原子，但是因为没有精细的方式，没有达到可以在纳米尺度上精确控制分子或者原子的程度，所以现如今很难做到对分子的精准设计，使化学的合成让人感觉非常的粗放。高分子化学在纳米程度上精要精确的按照分子设计，在此基础上确定分子链中的原子配比位置以及相互结合的方式，通过纳米技术对分子、原子和分子链进行非常精确的控制，达到对高分子各级结构的位置确定。这样就可以精确的控制新合成材料的功能和特性。 4、面向智能材料的高分子化学研究路线 20世纪的人类社会是以合成材料为标志的，在21世纪人类社会的标志将会是智能材料。高分子化学仍然是进入智能材料时期非常重要的组成部分。材料自身具有的功能可以根据外部条件的变化，有意识的进行调节和修复等一系列措施，这就是智能材料的基本定义。现在科学家已经了解高分子有软物质这一特征，简单说就是可以对外场具有反应。 六、结束语 综上所述，高分子化学已经发展到了非常不错的方向，在很多方面都有非常广阔的运用，目前高分子化学会朝着绿色以及环保方面进行发展，随着高分子化学不断取得突破，未来使用高分子材料的前景会更加的广阔。 高分子化学论文:食品包装工程专业《高分子化学与物理》课程教学初探 摘要：高分子科学已渗透于各个领域与学科，形成了一个无法替代的交叉学科，因此，除化学或材料专业外，相关专业纷纷开设高分子相关课程。高分子化学与物理作为北京农学院食品包装专业的专业主干课之一，向学生讲解高分子化学和高分子物理，其中高分子化学部分侧重高分子化学的基本理论知识，高分子物理部分则侧重于高分子的结构与性能的关系。本文基于食品包装工程专业的需求，分析了高分子化学与物理的课程授课特点，总结了在有限学时的情况下课堂教学中如何采取的行之有效的措施和教学尝试来提高学生的学习兴趣，加强教学效果。 关键词：CAI教学；高分子化学与物理；实例教学；教学改革 随着高分子科学与技术的不断发展，高分子科学已渗透于各个领域与学科，形成了一个无法替代的交叉学科[1]。对于与高分子相关的专业，专业课程一般设置高分子化学与高分子物理两门课，其中高分子化学侧重聚合反应机理的学习，高分子物理从分子运动的观点出发重点介绍高聚物的结构与性能间的关系。对于食品科学与工程学院的包装工程专业的学生一般将这两门课揉合在一起，开设高分子化学与物理，课程48～72学时之间，要求掌握有关高分子的基本理论知识和应用技能。 对于在食品学院中的包装工程专业，结合北京农学院的办学定位和服务对象，学校专业定位在食品包装技术以及与包装相关的食品质量安全与控制[2]。要培养学生这两个方面的能力，学生的学习内容必须涵盖包装中食品接触材料生产、监管、检测和风险评估等与卫生安全质量相关的各个方面。而讲述这些内容的前提是掌握高分子化学与物理以及包装材料学中关于食品接触材料的各种知识点。我们只有在介绍高分子食品接触材料的特性、用途、生产工艺的基础上，才能让学生懂得食品接触材料安全卫生相关的质量控制和管理要素，培养学生对食品接触材料安全卫生相关的质量控制能力，以及准确合理地选择包装材料进行食品产品包装设计的能力。所以，高分子化学与物理是我们食品包装专业非常重要的专业基础课。 在学校“3+1”的教学模式[3]影响下，高分子化学与物理课程的学时数压缩为56学时。在这样少的学时条件下，要使那些对于高分子完全陌生的学生理解并掌握高分子的基本概念与原理，授课内容的选择及讲授方式是非常重要的。通过几年不断地尝试和教学实践，作者结合非高分子专业学生的特点，积极进行教学改革探索，积累了一定的教学经验，取得了比较满意的教学效果。本文结合我校高分子化学与高分子物理课程教学改革与探索的实际，就教学内容的选择、完善以及教学方式与多媒体课件的研制方面提出一些自己的见解。 一、理论联系实际，调整教学内容，加强实例教学 在传统高分子专业的高分子化学课程中，高分子化学涉及的概念公式繁多，而且复杂难懂，要想完全靠死记硬背记住这些公式是比较困难的，而将这些公式熟练应用则更加困难[4，5]。对于食品包装工程系的学生学习高分子化学对聚合物的化学反应部分应当有目的地选择高分子包装材料所涉及的化学反应进行讲授，对于复杂的聚合反应速率方程的推导可以不学。可重点学习各种包装材料如：聚乙烯，聚碳酸酯，聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯，聚乙烯醇，聚对二苯甲酸乙二醇酯等现实经济生活中常用高分子材料的合成方法，重点讲述他们的化学合成方法，催化，以及包装材料中单体与催化剂的残留造成的健康风险。在充分体现学科特点的前提下，适当削减了与专业关系不大的聚合反应机理部分的内容，如配位聚合反应的机理。在“聚合物的化学反应”章节中，增添了与专业相关的化学反应。 比如讲述聚苯乙烯（PS）合成时，应当结合包装专业特点来举例聚苯乙烯合成过程对其在包装工业上的应用具有深刻的影响，如聚苯乙烯发泡餐盒白色污染的风波[6]。向学生解释为何2013年2月，国家发改委“21号令”，将被称做白色污染且长久被认为有毒的一次性聚苯乙烯发泡餐具解禁。解禁依据是什么？通过联系实际，同学们都急切想从专业角度得到解答。10年前国家禁止聚乙烯发泡餐盒的应用是基于以下考虑。 1.PS泡沫塑料餐具带来白色污染的问题。 2.PS泡沫塑料餐具受热65℃时或燃烧时会产生“二英”强致癌物的问题。 3.PS泡沫塑料餐具中含有残存单体苯乙烯或在65℃以上使用会释放出单体致毒的问题。 4.PS泡沫塑料餐具遇热会释放出二聚体、三聚体等危害人体物质的问题。 5.PS泡沫塑料餐具含双酚类，导致生殖机能失常的问题。 6.PS泡沫塑料餐具难以回收利用。 7.PS泡沫塑料餐具不能耐高温，高温变形，不能在微波炉里使用。 从向学生介绍高分子化学中聚苯乙烯的分子构造，聚合机理，聚合方法以及化学反应后处理，我们就能解释第2、3、4、5问题。从高分子化学专业的角度向学生讲述“白色污染”的成因是管理不善及随意丢弃垃圾的人，而不属聚苯乙烯材料本身，PS泡沫塑料餐具≠“白色污染”，更不是造成“白色污染”的元凶。PS的生产过程是苯乙烯单体在高温高压和催化剂作用下，在密封的反应内，无氯条件下进行聚合反应，从而无产生二英的条件。PS泡沫塑料饭盒是直接采用食品级的PS材料，加入滑石粉、硬脂肪酸钙、丁烷等，通过挤出、发泡制得，生产过程全部为物理混合过程，无化学反应，不具备产生二英的条件。如果我们工业界使用符合国家标准的食品级聚苯乙烯原料来制造一次性泡沫发泡饭盒，最终产品很难在单体残留量上超标。而且，国外公布相关报告研究结果，明确澄清有关二聚体、三聚体环境荷尔蒙的问题，它们不属所谓拢乱内分泌的化学物质。食品级PS材料中并没有双酚A，在加工过程中也不可能产生双酚A副产物等。以上解释都需要我们高分子化学的知识，通过理论联系实际，我们能让学生们对学习高分子化学对包装材料的认识加深印象。 再如，讲解聚碳酸酯（PC）[7]的逐步缩聚合成过程中，为了加深学生的理解，引入聚碳酸酯“双酚A风波”。生产聚碳酸酯用到双酚A，在材料与食品相接触后，残留双酚A单体迁移进食品，造成一定的健康风险。从高分子化学角度，向学生解析为何2011年在欧盟和加拿大，双酚A被列为有毒物质，被禁止用于生产婴儿奶瓶。在PC实例中，通过聚合机理，单体结构，聚合单体残留等高分子化学方面的知识向学生们展示PC食品接触材料的优缺点。 同理，我们在讲解聚氯乙烯（PVC）时[8]，从分子结构的特点引入“塑化剂风波”，讲述聚氯乙烯由于分子的刚性需要塑化剂才能加工成型，这与食品相接触后必然造成有毒塑化剂的迁移。我们在讲解各种包装材料的高分子合成化学时，就应该通过现实生活的同学们已经有所耳闻、鲜活的例子来帮助学生对知识点的理解与记忆，提升他们对专业的学习兴趣。 二、加强《高分子化学及物理》与《包装材料学》的有机联系 高分子物理部分以分子运动的观点来聚合物的转变与松弛，聚合物的粘弹性，聚合物的力学性能等内容。因为《高分子化学及物理》是为《包装材料学》服务的，应让学生重点掌握高分子结构与性能之间的关系。高分子物理部分是教学重点，在讲解基本概念时，同时注意结合《包装材料学》所涉及的结构与性能之间的关系，使《包装材料学》与《高分子化学及物理》真正有机地融合起来。比如，在讲解聚苯乙烯发泡餐盒的时候，我们还是可以通过餐盒禁止与解禁来讲解其分子的构效关系与应用。以前禁用一次性聚苯乙烯泡沫饭盒，存在很多知识的误区，比如对毒性的误解与使用方法的不当。当加热至聚苯乙烯的玻璃化转变温度（80～90℃）以上，PS转变为高弹态，且保持这种状态在较宽的范围内，PS开始热变形，熔融温度为240℃，PS在高真空和330～380℃下剧烈降解。由于其分子结构的特性，一次性聚苯乙烯饭盒不能在70度以上或微波炉的情况下使用，这和聚丙烯餐盒使用是有很大差异的。由于知识普及不到位，许多人把一次性聚苯乙烯泡沫饭盒在高温下加热，在微波炉使用，造成饭盒溶化变形，并伴有刺激性气味。如果我们知道使用说明，一次性聚苯乙烯餐盒在一定条件下使用是无毒，绿色，安全且价廉，比如，在外就餐，我们可以用价廉的一次性聚乙烯发泡餐盒打包你的冷却后的剩饭剩菜而无需采用价格昂贵的替代产品。我们在讲解聚苯乙烯高分子分子运动时，就应该把分子运动的特点引导到聚苯乙烯作为现实包装材料由于分子运动的特点所带来的优缺点。同理，我们讲解聚氯乙烯分子[8]时，就需要结合高分子物理中分子运动的特点来讲解的塑化剂溶出。讲解聚乙烯醇（PVA）时，就应该把高聚物的结晶与分子之间的氢键作用引入到结晶与分子材料透气透氧之间的关系上。 三、改进了教学手段，有效利用多媒体资源和化学作图软件，运用多种方法加深学生的理解 高分子化学与物理的基本概念繁多，有些概念很容易混淆，还有些概念很抽象，难于理解。针对抽象的概念，我们可以有效利用多媒体资源和化学作图软件，使基本概念的理解变得容易，大大增强了记忆的效果，避免了死记硬背。比如，高分子应力松弛与蠕变讲述。对于蠕变，只是通过经典的教科书上的举例，“如在悬挂的软质PVC丝下面勾住一段一定质量的砝码，软丝会慢慢伸长，撤销砝码后，软丝会慢慢地回缩”这种书本讲解，笔者觉得不足以让学生加深印象。而是应该通过形象的多媒体实验演示或现实实验来讲解。由于实验课时有限，笔者在课前对实验进行录像，然后在课堂上进行视频演示，能很好地帮助学生理解。利用实验能让学生充分理解高分子聚合物的结构与性能之间的关系。 例如，结晶概念的诠释，是比较难比喻生动而且易懂的。高聚物结晶分子的排列在书中被用很小的部分来讲述，但是高分子结晶对高分子薄膜材料物理性质影响显著，对于食品包装的学生，急切需要知道结晶度与透气性的构效关系，但是如此小的篇幅根本不能让学生掌握高分子结晶的知识点。书本上的高分子晶体图学生很难理解，这就需要我们教师去寻找更好的化学物质单晶图，我们可以找刚性的芳香有机物的单晶图来阐述分子间的各种力造成的分子有序堆积。通过这种举例，可以让学生更好的理解高分子链之间相互作用力造成的部分链段的有序堆积。可见，生动的举例对于抽象概念的理解是有很大帮助的。 使用多媒体可以将枯燥乏味的理论知识直观和形象化，可以将教学过程生动地展示给学生，使学生更容易理解所学内容。对于高分子化学与物理中一些概念的讲述，我们需要CAI教学[9]，多利用化学分子结构软件制作课件。通过化学软件制作三维空间构型，再结合三维动画，动态演示分子骨架旋转，能轻松地带学生进入微观的分子世界，让抽象的分子结构与概念形象化，有利我们教学。比如高分子链的柔性是由于分子内各个化学键和原子在不停地转动或振动，高分子链的形状时刻在变化着而造成的。如果我们制作动态三维的大分子的内旋转图，让学生亲眼目睹这个“动”，才能更好促进学生对分子动态旋转以及高分子柔性的理解。 四、创设开放性的交流空间，鼓励学生主动参与教学活动 在课程教学过程中，除老师引入实例教学、有效利用多媒体资源等教学措施以外，有时引申话题，创设开放性的交流空间，鼓励学生主动参与教学活动也是非常重要的[10]。采取让学生分组讨论，查找文献，撰写小报告的形式拓展学生的知识面，培养学生自主学习的能力。如，高分子聚合的教学中，结合聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等分子的结构特点说明其应用的基础上，提出问题：“为什么限制聚氯乙烯在食品包装保鲜膜上的应用？”“为什么限制聚碳酸酯在婴儿奶瓶上的应用？”“为何聚苯乙烯餐盒只能在70度以下使用？”以及“为何聚乙烯醇容易结晶以及吸水，这些性质会给作为包装材料的它带来哪些优缺点？”然后学生分组从聚合物分子结构、柔韧性等角度讨论，积极参与到教学活动中。每一个问题都与高分子的基础知识息息相关，都是从一些实际现象引出问题，再通过理论分析加以解释、归纳；这样不仅可以引起学生兴趣，重要的是可以加深学生对基本理论知识的理解和掌握，达到事半功倍的效果。 五、结语 高分子化学与物理是一门理论性强、概念抽象难懂且较难掌握的课程，作为包装工程专业，特别是偏重食品包装技术的学生的重要专业基础课，学生需要在有限的学时里掌握高分子的基本概念和理论，教师则需要不断地探索教学方法，采用多种手段提高教学的交互性和生动性，以调动学生学习的主动性和积极性，才能取得令人满意的教学效果。 作者简介：杜斌（1980-），男，浙江衢州人，就职于北京农学院，博士，中级二级，主要从事《高分子化学及物理》、《包装材料学》等课程的教学工作，研究方向为功能性包装材料以及果蔬保鲜。 高分子化学论文:浅谈有机高分子化学材料―塑料 【摘 要】塑料是高分子化学材料中的一种化合物，这种化合物制品的主要原料是合成树脂，在合成树脂的主要组成的基础上，向其加入适量的增塑剂、稳定剂和抗氧化剂等辅助性物质，营造特定的条件进行进一步的加工和塑造。塑料这种有机高分子化学材料作为化学领域的新型材料，凭借其自身独特的优势和特征被广泛使用，值得注意，塑料在日常生活中的应用十分普遍，应用于食品的塑料类型主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。 【关键词】有机高分子；化学材料；塑料 1.塑料化学材料简述 塑料是在合成树脂基础上添加增塑剂、稳定剂和抗氧化剂能辅助物质试剂的新型有机高分子化学材料。其中增塑剂的功效是增加化合物形成之后的形态固化，辅助高分子化学材料的塑造性能。稳定剂是对化学成分中不稳定的比较活跃的物质进行针对性、有效地稳定，使其原来所具备的活泼性质趋于平稳。抗氧化剂主要应用于某些容易受到氧或者氧化合物等物质的氧化作用而发生质变的物质，起到防止金属等物质被氧化和改变原有属性的化学作用。 新型有机高分子化学材料塑料具有质量轻、防水耐用、成本低等独特优势，并且随着科技不断的发展，塑料的制造工艺越来越趋于成熟，其在科技领域的优势也变得越来越突出。塑料的应用呈增长趋势。我国是世界十大塑料制品的生产和消费国之一。1995年，我国塑料产额为519万吨，进口额近600万吨，当年全国塑料消费总额约1100万吨，其中包装用塑料达211万吨。 2.有机高分子化学材料塑料的使用 2.1有害塑料制品的辨识 塑料被越来越多的应用于社会生活的各个方面，广泛性的使用使得塑料在生活生产中占据日益重要的地位。然而，在塑料被大部分应用时，塑料的安全性问题受到重视和关注。塑料制品安全性的检测和辨识十分急切，其实，有害的塑料制品可以通过直接的方式来辨别，例如通过嗅觉。一般来说，鼻子闻起来有刺鼻或反应不良的气味的塑料制品，存在安全隐患的可能性更大。可能很多人质疑这种方法的科学性和有效性，诚然，通过嗅觉来辨识有害塑料的方式不是十分科学，但却是判断塑料制品有害与否的直接而准确的方法。当有刺激性气味或者身体感觉不适用的气味释放时，此种塑料合成物必然存在问题，其多表现于此种塑料构成的物质中带有有害物质，造成塑料的有害性和毒性。 另外，一部分用塑料材料制成的厨具，例如塑料材质的锅柄，当锅柄高温时，会释放出刺激性气味，那么这种塑料制品也是有毒的。当遇到高温条件的情况下，有害的化学物质会发生相应的不同程度和表现的化学反应，在化学发生反应之后，原本无害的物质通过高温作用，变为其他的有害性的化学物质，释放出刺激性的气体，危害身体健康。因此，在日常生活中辨识塑料制品的毒性存在与否，可以通过直观的嗅觉和高温的附加作用来判读所使用的塑料制品是否有害身心健康。 2.2塑料制品的使用注意事项 2.2.1注意使用正规厂家生产的塑料制品 塑料制品业的发达使市场上塑料制品质量的参差不齐，存在质量上的差别，一些质次廉价的塑料制品在市场中大量的存在，并且很难和高质量的、安全性达标的塑料制品加以区别。这种低质低价的塑料制品缺乏明确注明的使用范围，即：是否可以加热；是否耐腐蚀或者在何种情况下有毒等注意事项的必要说明。与其不同的是高质量、严标准的塑料制品一般会标注清楚该塑料制品的使用范围和注意的事项，例如高温性的食物或者液态油量过度的物质的盛放，会有比较明确的规范，避免塑料制品在高温或被腐蚀的情况下造成严重的危害人体健康和生态环境的问题的出现。因此，塑料制品在使用和购买的过程中，尤其要注意使用正规厂家生产的塑料制品，严格防止劣质品的使用和危害。 2.2.2注意使用正规厂家生产的微波炉专用塑料制品 塑料制品在日常生活中广泛应用的主要领域是在厨具方面的使用，厨具中绝大部分都有塑料制品的使用。塑料制品在厨具中的各种应用一般都具有特定的严格要求和规范，例如，微波炉一般会使用区别于其他厨具的独特的塑料材料，其所谓的专用塑料制品的独特性特点一般包括半透明性、无色和耐高温。由于微波炉的外部客观性所以要求其塑料的半透明性，即可以实现食物操作的便捷使用观察性，又可以增加微波炉使用的安全性；无色性质是有对微波炉无害性的确保；当微波炉加热油量大的食物时，必须使用耐热性的塑料材料，防止普通塑料材料在高温条件下转化为有害物质的可能性。 2.2.3避免使用非耐热的塑料制品 非耐热性的塑料制品不具备耐高温的性能，会发生遇热变软、变形的情况，当耐热性差的塑料制品温度上升时，会释放出刺激性的气味，即有害的物质产生，这类塑料是有害的塑料制品。即使这类塑料在常温下是安全的，但在高温下由于被分解而释放有害的物质。例如，生活中的某些行为，将热水倒进矿泉水瓶或饮料瓶中，其实是危害健康的。 2.3有机高分子材料塑料的危害 2.3.1对土壤、农作物的危害 如聚乙烯、聚氯乙烯塑料薄膜，在土壤中约300―400年才能完全降解，塑料制品滞留在土壤里，会大大破坏土壤的透气性，降低土壤的蓄水能力，从而影响农作物对水分、养分的吸收，阻碍了作物生长，造成农作物的大幅度减产和耕地劣化现象。此外，塑料添加剂中的重金属离子及有毒物质会在土壤中通过扩散、渗透，直接影响地下水质和植物生长。 2.3.2对动物的危害 有毒的塑料添加剂会使动物降低食欲，降低类固醇激素水平，导致繁殖率降低，甚至死亡。据估计，每年至少有数百万只海洋动物因误食塑料导致丧生。 高分子化学论文:高分子化学灌浆材料及其在混凝土防渗堵漏工程中的应用探讨 【摘要】高分子化学灌浆材料作为新的工程技术，可将浆液注入需要工程需要修补的位置，浆液发生化学反应后，转变为高度聚合物，从而起到加固作用。本文通过高分子化学灌浆材料具有的特征，对防渗堵漏工程采用的化学灌浆材料和工艺进行了简单介绍，并举例说明此技术的防渗堵漏效果。 【关键词】高分子化学灌浆材料；混凝土；防渗堵漏； 高分子化学灌浆材料作为新的工程技术，可将浆液注入需要工程需要修补的位置，浆液发生化学反应后，转变为高度聚合物，从而起到加固作用，使整个工程融为一体，避免发生渗水、漏水等不良现象。灌浆材料自身具有显著特点，能够起到很好的堵漏效果，因此应用领域十分广泛，比如隧道开凿、大坝加固以及混凝土缺陷修复等工程。高分子灌浆材料的应用，提高了各种工程的建筑质量，可有效避免质量事故的发生。本文通过高分子化学灌浆材料具有的特征，对防渗堵漏工程采用的化学灌浆材料和工艺进行了简单介绍，并举例说明此技术的防渗堵漏效果。 一、简述高分子化学灌浆材料的特点 化学灌浆材料按照用途、目的，主要有两种，类型，一种是补强固结灌浆材料，比如甲基丙烯酸酯类和环氧树脂类都属于补强固结型的灌浆材料；另一种是防渗堵漏灌浆材料，比如木质素类和丙烯酰胺类都属于防渗堵漏类型的灌浆材料。化学灌浆材料具有比较明显的特点，如较好的可灌性、粘度地，防水性能显著，充填严密，渗透能力较强，灌浆材料固结之后具有很强的硬度，能自由调节固化时间，确保灌浆能够顺利完成。 二、混凝土防渗堵漏工程常用的化学灌浆材料及工艺流程 1、混凝土防渗堵漏工程的常用化学灌浆材料 1.1中化-798灌浆材料 目前，环氧-糠醛-丙酮体系在混凝土建筑中得到了广泛应用，主要目的便是加固、补强。稀释剂用量的不断增加，在一定程度上降低了灌浆材料的固结性能，从而对灌浆质量带来较大影响。在中化-798灌浆材料的组成基础上，辅助性的加上YDS复合增强剂以及改性剂D，可以使羧基化合物被活化，从而和环氧树脂发生固化反应。 1.2聚氨酯类灌浆材料 聚氨酯灌浆材料具有防渗堵漏、加固的作用，其突出特点是能够与水在任何条件下进行反应、固化，其固结体有多种形态，如延伸性强的橡胶体、硬性好的塑胶体等。聚氨酯灌浆材料的优势很明显，比如材料活性比较大，固结体强度大以及弹性好等，因此被广泛应用在各个领域。按照溶剂不同，可将其分为两类：一类是油溶性聚氨酯，由于其固结体抗压强度科达到10MPa，渗透系数十分高，因此常被用在防渗堵漏或者地基加固工程中。另一类是水溶性聚氨酯，其渗透力强，包水量大，可用于堵涌水、地表防护等。 1.3丙烯酰胺灌浆材料 即丙凝，此灌浆材料浆液粘度不大，在凝胶前粘度处于恒值；具有很强的渗透性，能融入0.1mm以内的裂缝中；具有很好的可变性及弹性；凝胶体的抗渗能力很强，渗透系数达到10-10cm/s，抗压强度比较低，对材料配方的要求比较小；可以按照工程需求，对其凝结时间进行自由控制，适用于含水工程当中，发挥防渗堵漏的作用。 1.4单宁类灌浆材料 单宁类灌浆材料的主剂是凝缩烤剂，溶剂为水。单宁类灌浆材料的舌渗透性较高，可根据实际情况调整固化时间，凝胶体制作方便、无毒，且性质较稳定。固结强度最高可达18.5MPa，不仅可以起到防渗堵漏的效果，还能够补强、加固。 2、混凝土防渗堵漏工程的工艺流程 防渗堵漏工程采用高分子化学灌浆材料的工艺流程较多，比如现场缺陷调查、凿缝、清理缝隙、布孔埋管、封缝、灌浆以及封闭浆孔。 ①调查现场情况。化学灌浆开始之前，工作人员要对现场情况进行仔细调查，对地质条件、裂缝原因、渗漏情况等要有足够的了解，在获得足够资料的情况下，再开始施工。将裂缝附近的渗漏水清理干净，干燥之后对裂缝的具体资料进行测量，便于施工等尺或。采用钢尺或者其他工具对裂缝宽度进行仔细测量，用钢丝或者放大镜对裂缝深度进行精确测量。当裂缝处于混凝土结构的重要位置时，要钻孔取样，在室内试验之后确定裂缝的走向、深度。如果地质条件比较复杂，则需要钻孔电视、超声波以及钻孔摄像等技术获取所需资料。②开凿裂缝。清理裂缝周边的砂浆，然后将裂缝处理为U型槽，深度值要根据实际情况而定，一般在4～9cm之间；根据漏水混凝土数量的实际情况确定宽度，通常情况下在4cm左右。③清理缝隙。清除干净槽内的残留物，使槽内环境保持干燥，尽量避免残留杂物或者有水。④布孔、埋管。布置注浆孔于裂缝的两边，将长度适中的注浆管预埋在布置注浆孔的位置，布置注浆孔时，其数量多少要符合裂缝越宽、间距越大的原则，每条缝至少有2个注浆孔。⑤封闭裂缝。注浆管填埋好以后，再用水泥水玻璃混合浆液浸入缝隙，保证其没有空隙，最后用混凝土砂浆把裂缝顶部抹平，确保其不会漏水。⑥浇灌浆液。正式操作之前，要将灌浆材料的性能调整到最佳状态，然后用注浆泵将其灌到裂缝内部。⑦封闭注浆孔。灌浆完成后，切除多余的注浆管，修正其表面。 等防渗堵漏工程结束之后，要对施工质量进行全面检查。比如表观检查法，在工程完成后，对灌浆位置进行查看，确定其补灌混凝土结构符合要求，从而确定补灌质量。也可采用盖帽灌溉法，注浆管埋好18h后，在注浆管头上盖上胶管套并固定住，观察两边是否存在漏水现象，就可以准确判断封缝的质量。 三、高分子化学灌浆材料在混凝土防渗堵漏工程的应用 1、高分子化学灌浆材料在某地铁防渗堵漏工程中的应用 2012年，某地铁管理处对7.4km的洞体渗漏情况进行了仔细调查，其中42处存在渗漏情况，漏水严重的位置达到15处。受到地铁隧道严重渗漏水情况的影响，地铁运行环境不断恶化，钢轨锈蚀严重，轨道和地面的绝缘值降低，导致信号传送逐渐失效，对行车安全带来很大的威胁。因此，某地铁管理处和有关专家对此情况进行了分析研究，选择氰凝和丙凝作为主要灌浆材料，对裂缝位置进行了有效处理，从而保证了地铁列车的安全运行。具体施工工艺为：用真空泵吸除渗漏水，以降低裂缝部位的水压值，然后将裂缝开凿为U型槽，按照操作流程预埋注浆管，最后用水泥砂浆抹平U型槽。由于地铁是地下工程，灌浆时要注意通风。 2、高分子化学灌浆材料在某大坝坝基中应用 低渗透介质灌浆理论在实践中取得了很大进展，中化-798灌浆材料可以充分渗透泥化夹层。某大坝坝基进行灌浆操作时，选择了中化-798，它可以渗透K值在10-6～10-8cm/s之间的软弱夹层，固结之后，软弱夹层的硬度有很大提高，十分坚硬，压缩强度最大为33.4MPa，而变形模量最高可以达到120GPa，在保证灌浆质量的同时还能够节省工程投资。 四、结束语 高分子化学灌浆材料不仅方便、简单，还能够起到很好的防渗堵漏、补强、加固的作用。在防渗堵漏工程中采用的防渗堵漏材料虽然有很好的水溶性，但其强度较差；补强固结材料虽然有很大的强度，但水溶性又难以满足要求，因此根据工程需要，采用多种材料，可发挥其各自的优势，为工程质量服务。 高分子化学论文:历史故事在高分子化学教学中的意义 摘要：简单介绍了高分子科学发展过程中的几个故事，并对其背后的科学精神和科学理念及在高分子化学教学中的意义进行了评述。 关键词：高分子化学；高分子科技发展史；历史故事 高分子发展过程中众多的趣闻轶事构成了高分子科技发展史的重要内容。我们在高分子化学教学过程中注意穿插相应的历史故事，并加以分析评价，帮助学生了解历史，让学生掌握科学的智慧，取得了较好的教学效果。以下就有关故事进行简单的介绍。 一、Staudinger与高分子学说的创立 1920年Staudinger发表了划时代的《论聚合》，首次提出了“长链大分子”的概念。共价长链分子的概念在今天不难理解。然而历史上高分子学说的确立却颇费周折，一些科学家已测到聚合物的高分子量，却拒绝接受这一实验结果。一方面，当时盛行的胶体说能解释部分实验现象；另一方面，个人认为可能还与化学史有关。1861年，格雷阿姆提出“胶体”这个名词时，近代的原子―分子论为人们接受不久。高分子长链假说的提出，无疑有悖于物质是由“简单分子”构成这一惯性思维。这个故事教育我们不仅要学习Staudinger坚持真理，不懈努力的精神，还要学会转变思维方式。“Think different”是一个科技工作者必备的素质。一个新学科的诞生、新研究方向的确立，往往都伴随着新思维的产生。 二、导电高分子的发现 导电高分子的发现充满了戏剧性。1967年，白川英树的研究生做实验时错用了一千倍的催化剂，加上搅拌器凑巧停止，在溶液表面生成了银色的薄膜状物。白川英树以此为切入点，进行了深入细致的研究，终于发现制备膜状聚乙炔的有效方法。1975年，美国的Macdiarmid教授偶然见到白川英树的金属光泽的膜状聚乙炔后，立即邀请他去美国与Heeger合作研究。后来，三人一起获得了2000年诺贝尔化学奖，也被传为佳话。与硝酸纤维素、炭黑增强橡胶等发现一样，聚乙炔膜的发现也是“偶然的”。这个故事也教育我们合作的重要性。“这是我的idea，说出去会不会被别人学去了？”具有知识保护意识固然重要，合作交流能够更快、更有效地促进研究的发展，科研中需要有团队精神。 三、Crothers与尼龙66 深受女士喜爱的尼龙袜无疑是引出缩聚反应的最佳例子。尼龙袜在全美首次发售时，每人限购一双，500万双当天告罄，没有买到尼龙袜的人在裸腿上画纹路冒充丝袜。那么引起如此轰动的商品是如何制造出来的？这个问题吊起了学生的胃口，他们对相应的知识特别用心。1928年，杜邦公司成立了基础化学研究所，Crothers受聘担任该所的负责人，并决心利用二元醇和二元酸的缩聚来支持当时刚刚提出的高分子学说。在实验中，同事偶然发现熔融的聚酯可以抽丝，Crothers意识到这是纺丝原料的特性，并展开了大量的研究。克服各种困难后，最终得到了尼龙66纤维。尼龙66的出现不仅有力的支持了高分子学说，也深入改变了人们的生活。尼龙的发现离不开Crothers。同样让人称道的还有杜邦公司，能够在经济大萧条时期拿出一笔巨款支持没有明确应用目的的基础研究，需要敏锐的眼光和巨大的勇气。注重基础研究，在今天也有着重要的借鉴意义。 四、塑料之父――Baekeland 作为第一种人造聚合物――酚醛树脂的发明者，Baekeland是一个传奇人物。他21岁就获得了博士学位，专利意识非常强。发明Velox相纸后，故意在专利中省略一两步。结果柯达公司不得不两次出资购买。在发明酚醛树脂后，Baekeland及时申请了专利（仅比同行早一天），也得到了塑料之父之称。Baekeland的幸运和知识产权保护意识让人感叹不已。酚醛树脂的发明也是一个成功的科研案例。Baekeland敏锐地意识到绝缘材料在刚刚兴起的电力工业中的巨大市场，将研究目标确定为寻找天然绝缘材料的替代品。他没有立即进行实验，先是充分进行了文献调研。发现早在1872年德国化学家Vaeyer曾把苯酚和甲醛混合产生一种树脂状物质，指出在实验中应防止它的产生。Baekeland反其道而行之，加热加压来加快反应，得到琥珀样的样品，并最终掌握了酚醛树脂的制备方法。他于1907年申请了专利，这年也被视为塑料元年。这个故事充分说明了科学研究的选题和文献调研的重要性，在阅读文献时要注意批判性阅读，不迷信已有的解释。 五、配位聚合和Ziegler-Natta 1953年Ziegler在用乙基铝使乙烯加成的一次偶然失败中发现，镍会抑制反应进行，其他过渡金属也有类似作用。他给博士生Breil的论文题目是“系统地实验整个周期表的元素”来对这一作用进行研究！有趣的是，最终研究得到了一种能使乙烯迅速聚合成为高分子量聚乙烯的催化剂。事实恰好与预料的相反，这充分说明，和预期不同的结果不见得是坏结果！Natta的成功无疑是跟踪世界研究前沿的结果。他在Ziegler催化剂研究之初就派人过去接受指导。在用改进后的催化剂进行了丙烯聚合后，Natta发现它含有高结晶部分，敏锐地“把新的结晶聚合物的结构归之于主链或至少相当长部分的主链上的不对称碳原子都采取了相同的构型”。Natta文章因未披露催化剂的本质这一关键问题，初审被拒稿。而作为编辑的Flory则意识到了文章不寻常的意义，更改了裁决才使得文章得以发表。与Ziegler-Natta的成功相对的是，1943年Fischer希望能找到使乙烯聚合成润滑油的方法，发现“当三氯化铝与四氯化钛并用作催化剂时，液态产物减少而有利于生成固态物”，因此似乎是失望多于希望。另外，Ziegler的学生Wesslan制备聚丙烯后，发现物质的熔点高于聚乙烯，他肯定自己错了，他不相信支化会提高石蜡烃的熔点。他没有认识到熔点升高的意义。这两个故事也从反面再次印证了如何看待实验中的意外。高分子史上还有更多的历史故事，如“的确良”（涤纶），田中耕一发现质谱离子化新方法，聚四氟乙烯和高压聚乙烯的发现等。在高分子化学教学中适当穿插相应的历史故事，不仅可以增加课堂的趣味性，还有助于学生了解科学家思考问题的方式，学习他们成功的经验和失败的教训，培养学生思考研究的能力。 最后要强调的是，故事可以有适当的艺术处理，但不应违背历史和科学常识。如有文章这样介绍导电高分子“楼道角落里的一堆既像塑料又闪着银光的薄膜吸引了艾伦教授的注意了。当他好奇地询问陪同的白川教授时，对方不以为然地回答：这只是一堆废品，毫无科学价值”。该描述对百川英树有失公允，引用后会给学生错误的印象。充分利用网络资源对故事进行甄别，可以避免这种事情的发生。 致谢：本文获教育部本科教学工程与专业综合改革试点建设项目；广西专业课程一体化建设项目；广西紧缺专业建设项目；广西高等教育教学改革工程立项项目资助。 高分子化学论文:高分子化学课程考试改革的几点思考 摘要：我们从高分子化学课程特点出发，结合学校的考试改革，提出除期末考试以外，结合课后作业、期中考试、课后专题调研报告等形式考核专业理论知识，通过分散考核的方式改变学生以往突击复习、突击考试的情况，让学生把工夫下在平时，通过考试内容的多变与考核方式的改革提高学生学习效果。 关键词：高分子化学；考试方法；考试改革 考试不仅是测定和检验学校教学质量最基本、最重要的方式，也是关系教学质量的重要环节。目前，国内工科高校各专业课程考试都存在着一个普遍的问题——考试偏重于理论内容的考核，而轻视学生解决实际问题能力的考查，考试形式集中单一，常常是“一纸考卷定成绩”。这种考试模式会导致学生平时不下工夫学习，考前突击复习，毕业后重理论、轻实践，综合素质下降而不能满足社会的需要。[1，2]因此，对传统的考试内容和形式进行改革，有意识地激发学生的创新意识、创新精神，加强学生科研能力的培养，调动学生学习的积极性和主动性的考试模式势在必行。结合学校的考试改革，针对本校高分子类专业的高分子化学课程考试的现状，提出如何通过课后作业、期中考试、期末考试相结合的形式考核专业理论知识，通过分散考核、课后专题调研报告等方式来考核学生解决实际问题能力，以分散期末考试的压力，有利于学生对所学知识的巩固和掌握，达到素质教育的目的。 一、高分子化学课程特点及考试现状 高分子化学课程是高分子材料以及相关专业的基础课程，是研究高分子的合成原理及其化学反应的一门科学。通过该课程的课堂教学及与课程配套的实验课程，使学生掌握高分子的基本概念、合成高分子化合物的基本原理、聚合方法的选择、控制聚合反应速度和分子量以及分子量分布的方法、高分子化学反应的特征等。该课程需要有机化学、物理化学等为基础，是后继的专业课程——聚合物制备工程基础、聚合物合成原理及工艺学等的必备课程。该课程在整个高分子科学知识体系中起到承前启后的作用，它的基础内容如缩聚反应、自由基聚合、共聚合反应、离子聚合、聚合反应实施方法、聚合物的化学变化等对本专业的其他基础课程——聚合物制备工程基础、聚合物合成原理及工艺学、高分子前沿、功能高分子等课程奠定理论基础。[3]由于高分子化学课程本身涉及物理化学、有机化学、化工原理等学科领域，且也是高分子类专业学生接触的第一门与专业相关的课程，课程内容又涉及大量化学反应，学生对此缺乏直观的认识，因此单一的讲授常常会使学生感觉非常枯燥而难于理解，进而缺乏学习兴趣，因此学生普遍感到此课程难学。针对以上问题，结合高分子化学课程省级精品课程建设，我们尝试进行了一系列教学方法的改革：采用在授课过程中提出一些与科研生产实际相关的问题，引导学生通过运用所学的授课内容相关知识予以解决，激发学生的学习兴趣，以此加深学生对授课内容的理解；采用多媒体给学生演示一些实验、工业生产过程；采用动画方式向学生展示相关原理，这样更生动、直观地将知识传授给学生，以达到较好的教学效果；对课后的习题分类处理，对难度较大的习题进行课间解答，对于一般难度的则课外解答。但根据多年的授课经验发现，仍有学生在期末面对考试时，还存在只死记硬背书本内容的现象和“临时突击”应付期末考试的现象。考试的目的是通过对课程教学效果的检测，帮助教师和学生发现课程教学中存在的问题，进而采取适当措施予以改进，不断提高教学质量。在科技飞速发展的新形势下，传统的考试已不能满足对学生知识掌握程度的评价要求。因此，有必要对考试制度、模式、内容和方法进行改革，使之更科学、合理，并能充分发挥其积极功能。于是，从我校高分子类专业的实际出发，我们提出对高分子化学课程考试进行改革，在课程考试中引入先进理念，注重平时考核，实施全学期分散式考试、动态考核的管理方式。过程中采用“全面性一体化”考试模式。 二、“全面性一体化”考试模式的总体思路及预期目标 改变专业基础课只重视理论教学、学生只是机械记忆专业理论课的弊端。通过考试改革使学生更加牢固地掌握本课程所学基础知识。除期末考试以外，还结合课后作业、期中考试、课后专题调研报告等形式考核专业理论知识，通过分散考核的方式改变学生以往死记硬背、“临时突击”的情况，让学生把工夫下在平时，通过考核方式的改变提高学生学习效果。 1.考核内容更全面、更综合。除全面考察学生对课程基础知识、基本理论和基本技能的把握外，在考核内容方面，加重对学生查阅资料能力、运用所学知识分析问题和解决问题综合能力的考核。以前的课程考试，主要注重考查学生对知识的接收和掌握情况，而往往忽视了对其分析、综合和运用的能力。考试范围一般局限于所用教材，考试重点常常在考前由任课教师划定，结果导致部分学生考前突击，“临时抱佛脚”，也使一部分学生产生了考试作弊等侥幸的想法，考试结果学生学习成绩优劣难分，不能真实反映学生的学习情况，学和不学一个样。这严重伤害了认真学习的学生的积极性，破坏了学校的考风和学风建设。因此，我们把考核内容的全面化作为考试改革的首要方面。 2.考试形式更丰富、题型更多样。考试形式的丰富化是促进目前教育思想转变的有效手段，高分子化学课程内容多，所涉及的知识面广，用简单的一张考卷，不论开卷、闭卷都不能检测出学生对课程知识的真实掌握水平。从新的教育理念出发，结合学校本科生创新实验计划的实施，我们采取了一系列灵活多样的有效形式，如开卷考试与科技小论文形式相结合的方式，口头报告与课堂讨论相结合，模拟操作式考试，等等。尽量避免使用过分偏重于对知识的知与不知的试题，使学生必须经历一个理解、分析、比较、综合过程才能得出答案。根据不同类型试题的特点，在兼顾内容的同时，进行合理搭配与组合，尽量减少名词解释、填空等客观题的比例，增加分析、解决实际问题类型的试题比例，最真实地检测出学生对知识的掌握与应用情况，最大限度地调动学生学习和思考的兴趣。另外，提供一部分选做题给学有余力的学生，以保证他们能充分地发挥与展示自己的才华。根据具体的考试内容和目标，灵活地选择与采用不同类型的试题，充分发挥其最佳测试点。在适当的阶段，进行科学而合理的考试，引导并敦促学生不断努力；通过考试结果的比较、评讲而调动学生的积极性、主动性，促进他们对知识的进一步掌握。完善试题库，推行与实施题库考试，实现教考分离。高分子化学试题库基本包括名词解释、选择、写反应式、简答、计算、论述等题型，可根据需要利用计算机随机抽取一套完整的试题，根据实际情况进行适当修改后形成试卷，评卷时可从计算机中输出相应的标准答案进行评分，再采取集体多人流水作业的形式评卷，以保证考试分数的公平性和准确性。

化学与生活论文:初中化学教学与生活实际的联系 摘 要：化学知识与人们的生活息息相关，在学习化学这门课程的时候更要与实际的生活相结合。这样才能使学生更好地领悟化学的内涵，同时，将所学习的知识更好地应用到实际的生活中去。初中开设化学的课程，是学生接触的新课程之一，通过教师结合实际的生活情景，更好地吸引学生的注意力，提高学生对化学知识的学习热情，提高学生的学习成绩，提高学校的教学质量。 关键词：初中化学教学；生活实际；联系 在初中化学教学中，教师在课堂教学中结合了现实的生活，使学生感受到化学并不陌生，而且是生活中不可缺少的一部分。通过生活中的某一场景，增强了学生学习的自信心，提高学生学习的积极性，并在生活中找到解决化学习题的方法，又能够利用化学知识丰富自己的生活，使学生在未来的生活中更好地展现自己的才能和学习潜能。 一、联系实际生活引入课题 初中的化学课堂上，教师可以在一节课的开始，用实际生活中常见的现象引入课题，吸引学生的学习兴趣。例如，在学习《保护生存环境》这部分知识内容的时候，教师可以根据改善大气质量、爱护水资源、垃圾资源化的实际案例来吸引学生的学习兴趣，接着再进入主题，讲解化学有关的知识内容，很容易就活跃了课堂气氛，使学生端正学习态度。通过这样的教学方法，能够激发学生学习化学课程的兴趣，开拓学生的学习思维，使学生感觉到化学与我们的生活密不可分，懂得化学知识的重要性，更加珍惜现在的学习环境，更好地进行学习。 二、联系实际生活进行分析 在初中化学教学过程中，化学是学生接触的新课程，为了使学生用积极的心态接受新的知识，教师可以结合生活中的实际案例，通过开展化学实验，让学生亲身实践，培养学生的实践能力，同时在学生学习的时候会更好地理解化学知识。例如，在学习《盐类的水解》这部分知识内容的时候，教师可以让学生共同实验，将含盐类的晶体放进水中，让学生观察其溶解过程。通过这样的教学方法，增强学生学习的兴趣，使其积极主动地配合教师进行实践操作，提高学生的动手能力，通过实验结果分析更好地理解化学知识的内涵，有效地提高学生的学习成绩，提高课堂教学效率。 在初中化学教学中，通过教师在课堂上渗透化学思想，使学生在学习化学知识的过程中，会发现自己学到的知识太少，远远达不到自己的需求，增强了学生对知识获取的欲望，开阔学生的视野。通过教师将实际生活与课程中的知识结合在一起，使学生更好地理解所学习的化学知识，并更好地在生活中利用化学知识解决问题。 化学与生活论文:化学教学与生活教育 摘 要：化学知识可以帮助学生认识生活，认识世界。让学生在学习中生活，在生活中学习，达到学以至用的目的。 关键词：生活；化学教育；生活经验 一、加强化学与学生生活经验联系的教育教学 化学的实用性表现在它与人们的生活紧密联系。在教育教学中使学生觉得学有所得、学有所用，从而引导学生学化学，用化学。在介绍与社会生活内容相关联的化学知识时，应适当地去启发学生，诱导学生用化学科学的眼光去观察生活，甚至结合其他学科知识来思考现实中的问题，如课本中讲到硫酸钡可用于钡餐，可以问学生钡餐喝下去在医院里是如何检查的，为什么可以在X光下检查胃及消化道是否发生病变，硫酸钡对人体是否有毒，硫酸钡最后怎样排出体外的等。 又如大家听说过鸡蛋、牛奶与豆浆对中毒的病人可以用作急救药，这是什么道理？ 鸡蛋、牛奶与豆浆的营养丰富，含有大量蛋白质。蛋白质有个特点，碰到重金属离子，例如汞、铝等金属离子会发生变性。重金属离子进入人体时会使构成人体的器官和血液的蛋白质发生变性而失去作用，造成中毒。这时，给病人服牛奶、生鸡蛋白与豆浆后，食物中丰富蛋白质会和重金属离子作用，于是就减轻了中毒的毒性。同时，这些食物还给中毒虚弱的病人提供营养，有助于病人康复。 这些化学知识都与我们的生活经验有密切的关系，了解这些知识不仅可以增强学生的学习兴趣，更可以激发他们去观察生活去思考调查化学现象，从而更好的去生活、学习。 二、加强化学与自然环境联系的教育教学 环境保护作为一个严重社会问题，已迫切地摆在了我们每一个人的面前。虽然中学生尚不能全面理解臭氧空洞的变大会有什么危害，长江三峡建设会有什么负面影响，很多学生也无法真正懂得赤潮的形成及其后果。但是我们通过可以接触到的一些化学知识来丰富学生的思路，增强他们的意识，引导他们善于发现化学现象，善于利用化学知识。 如在讲到化肥知识时，可以问为什么农田不能多依赖无机肥、土壤改良的措施；在硫酸及硝酸工业教学中可以问他们问何为酸雨，酸雨的危害有哪些，从而进一步阐述人为什么要进行尾气吸收，为什么尾气处理。在有机化学教学中此类问题更丰富，与生活更贴近，如白色污染问题、问题、无铅汽油问题，以及近年来发现的英国的疯牛病问题，比利时的二恶英问题等。这就有助对学生环保教育这些问题教师可以适时地与课本知识相联系，引导学生关注社会、关心社会，增强他们的社会责任感。 三、加强化学与日常生活联系的教育教学 生活中会遇到有许多废旧无用的东西：旧书报、牙膏皮、旧电池、废钢铁、碎玻璃、骨头……其实，这些生活中的废弃物品通过化学手段的改造，也是一笔巨大的物质财富。废钢铁制品可以回炉炼钢，十吨废钢铁可以炼出九吨好钢。有趣的是，炼优质钢还必须在原料里掺一点废钢铁呢！纸上写满了字，撕碎了，纸里的植物纤维仍然存在。送进造纸厂，打成纸浆，经过化学漂白，雪白的、平展的纸又出现在你的面前。各种碎玻璃投入玻璃熔融池熔化后，可以重新吹制成各式各样的玻璃制品。塑料凉鞋老化后，变硬，开裂，不能再穿了。可是，塑料并没有消失。把各种废塑料按照化学成分分门别类以后，只要是热塑性的塑料，如聚乙烯、聚氯乙烯等，加些增塑剂、抗氧化剂和颜料，再熔化均匀，崭新的塑料制品又生产出来了。有的废品站还上门为工厂、商店从废液、废渣里回收贵重金属。照相馆、电影制片厂排放的废定影液里，含有宝贵的银。怎样才能拿到它呢？加进硫化钠饱和溶液，废水里的银离子变成黑色的硫化银粉未，沉淀下来成为“银泥”。这黑漆漆的银泥经过灼烧，加硝酸溶解，得到硝酸银溶液，再在电解池里还原为银。 四、加强化学与时代科技发展联系的教育教学 化学与其他理工科一样，作为自然科学，教学内容具有较大的稳定性，但社会却是瞬息万变的。这就要求我们教师要具有时代气息，能结合时代要求教授知识。在生活中我们常可以接触到一些新产品和新材料，我们可以适时地鼓励学生去了解这些产品或材料的组成部分、合成、制造方法、主要用途以及它们的副作用。比如日常生活中塑料包装代最初生产出来时，以它方便、快捷的作用深得人们的青睐，而目前其降解难的问题却深深困扰着人们，多鼓励学生去作一些深层次的探讨，使学生了解化学在科技发展和社会进步中的重要作用，知道社会发展与化学有关问题，如资源的开发、新材料的合成、新药物的研制等，都要运用化学知识来解决；知道其他相关科学如医学、生命科学、环境科学、材料科学、信息科学等是与化学科学密切相关的，让学生更加全面客观地认识化学与科技的关系。 五、加强化学与卫生健康相互联系的教育教学 现代人对生活的质量要求越来越高，人们更加注重健康问题，日常生活中许多健康知识都和化学知识有着联系。在讲二氧化硫的性质和应用时，可以介绍二氧化硫在日常用途中的利弊。为什么可以用硫磺熏蒸食品？因为在硫磺的熏蒸过程中会与氧气结合产生二氧化硫，不法商贩利用其来漂白或增白食品；同时二氧化硫又有杀菌作用，可被用来防止食物腐败，延长保质期。可是二氧化硫遇水后会变成亚硫酸进入食品，不仅会破坏食品中的维生素B1，还能使钙形成不溶性物质，影响人体对钙的吸收。游离的亚硫酸对人的胃肠还有刺激作用。如果熏蒸食品使用的是工业用硫，人食用后还会发生更严重的中毒。因此在食用这些用硫磺熏蒸过的食品前要用清水多次浸泡，这样可以降低食品中亚硫酸盐的残留量。 化学学科虽然是一门自然科学课程，本身有其抽象性、逻辑性，但是只要我们能够在教学过程中考虑到学生的学习实际，多渠道、多角度地开发化学学科的趣味性、实用性，结合社会生活的事例进行教育教学，多多联系学生生活实际，就能提高学生学习化学的兴趣，这不仅可以提高学生学习化学的能力，更是对学生生活经验的丰富、社会责任的加强，具有重大的意义。 化学与生活论文:信息技术在《化学与生活》教学中的应用 摘 要：苏教版高二化学《化学与生活》中充分体现了信息技术的教育特色，在该文中将信息技术运用到该册教学中，并提出相关运用策略。新课标下，《生活与化学》充分体现了信息技术与课程的整合，在该课中可多处应用计算机软件，相关网络，尝试性地引导学生从因特网上获取信息，通过信息媒体获得不断更新知识的渠道。 关键词：信息技术 整合 生活 化学 获取 知识 正文： 信息技术拓宽了人们获取信息的渠道和范围，极大地丰富了信息资源，为个性化、自主及交互式的学习提供了实施的舞台，使生动、活泼、主动的学习得以进行，使终身教育、学习化社会的构想得以实现。信息技术不只是帮助教师传授知识的手段，而是服务于他们学科教学的得心应手的教学媒体，是提高教育教学活动效率、更好地进行素质教育的工具；对于学生来说，信息技术则是学习知识和提高技能的认知工具。随着课程教材改革的全面推行，教学手段的现代化已成为当前提高课堂教学效率的一个重要途径。信息技术与学科教学的整合是现代化技术教育的主要手段，即把教学资源和教学要素有机地集合起来，协调教学系统中教师、学生、教育内容和教学媒体等教学诸元素的相互之间的作用关系，使整个教学系统保持协调一致，产生聚集效应。 信息技术不只是帮助教师传授知识的手段，而是服务于他们学科教学的得心应手的教学媒体，是提高教育教学活动的效率，更好的进行素质教育的工具.对于学生来说，信息技术则是学习知识和提高技能的认知工具.信息技术与化学教学的整合，可以深化化学学科教学.，尤其是信息技术应用在《化学与生活》教学上，会使生活中化学教学更具有直观性，趣味性，牢固性，便于提高学生的学习兴趣。 现代信息技术与化学课堂整合的通常有几种模式：交互式网络教学模式――在多媒体网络教室里，以局域网为依据，以多媒体信息为传输媒介的开放式教学模式；基于网络资源的探究式教学模式――在教学中不是由教师向学生呈现现成的知识和结论，而是由老师提出问题，给出任务，让学生利用网络资源在复杂的情境中进行探索，去研究和发现隐藏在问题和学习材料中规律，获得新知识、方法及情感体验；以教师为主导的“演示型”教学模式――这是一种最常见的信息技术与化学课堂整合授课模式，授课容量大，媒体信息直观、生动、形象、丰富、被公认为是化学教学最有效的手段之一。下面结合我的教学实践浅谈一下我对信息技术与化学教学整合的认识以及实施的具体的教学模式。 一、信息技术与化学教学的整合可以达到优势互补 化学课堂教学离不开传统的教学手段，如依靠教师自身的高素质，对学生的高度责任感和无私的爱，通过教师富有启发式的讲解、恰当的肢体语言与学生之间的交流、清晰的板书、规范的实验操作等引导学生学习化学基础知识和基本技能，培养和发展他们的能力。同时也需要利用信息技术使学生在学习化学知识的同时，培养学习化学的兴趣，开拓学生的知识视野，促进他们创造性思维的发展，优化教学过程，提高教学质量。所以化学课堂教学既要依靠传统的教学手段，又要重视信息技术手段的应用，发挥各自的优势。化学课堂教学通过与信息技术的整合，可以获得和呈现化学教学所需的丰富资源和素材，通过教师的剪辑、重整、创造和合理呈现，通过学生对其自身作品和成果的展示，均可使化学教学收到意想不到的积极效果。尤其应用在《化学与生活》教学上，更能体现两者结合的优势。现代教育技术与传统教学手段、信息技术与学科教学、多媒体网络技术与化学教学的整合的核心是―优势互补。整合是创新教育的重要内容，是一种全新的教学模式，它为提高我国化学教学质量提供了一个新思路。 二、信息技术与化学教学的整合是必要的，也是可行的 从化学学科的主要特征看：第一，化学是一门从原子、分子水平研究物质的组成、结构性质及变化规律的科学，具有微观性和动态特征；第二，化学又是一门以实验为基础的学科，在教学中面临着一些具有挑战性的问题，如有毒、有污染、有危险的实验，常规操作难反应或操作困难的实验；第三，化学是一门理论性很强的学科，一些概念、原理、反应过程等很抽象、不可见、难理解、难解释；第四，化学更是一门应用很广的学科，它与社会，生活关系密切，贴近社会，贴近生活，能从生活走进化学，从化学走进社会。而现代教育技术的主要特征是信息多媒体的呈现，使信息量大、质量高，网络化传输速度快、交互性强。其突出的功能和主要表现是：①可以动态模拟展示微观的粒子如分子、原子、离子等的运动状态、形成过程，将摸不到的、抽象的知识形象地展示给学生，变微观为宏观，变抽象为具体。②可以通过录像将有毒、有严重污染的和难以操作的实验播放给学生，也可模拟组装那些具有危险性的实验，增强学生的感官认识。③通过图片，摄像直观生动地反应化学与生活、与社会的密切关系及化学对社会、对环境的影响。④学生利用网络教学可以了解更多的信息，还可以利用网络进行交流，对话、合作和讨论。形成发现学习、自主学习的态势，学会学习的能力。信息技术与化学教学的整合既是必要的，也是可行的，它可以极大地激发学生学习化学的兴趣，拓展学生的知识视野，发展学生的能力，提高教学效果。 三、信息技术与化学教学整合的课堂教学模式 在进行化学教学改革的实践的大潮中，我校通过不断的尝试、探索、改进，总结出以下有效且可行的课堂教学模式。 1.以教师使用信息技术为主的演示型“整合” 这种课型容量大，其丰富生动的直观媒体信息，被公认为是实施化学教学最有效的手段之一。例如有些有毒、有危险的药品与实验以及常规方法难于实现的化学反应无法在课堂上向学生演示，某些不易观察或用普通方法不易操作和实现的化学实验，易造成环境污染，而学生又必须知道的一些化学内容，现代化工设备与工艺流水线等，可借助现代信息技术进行动画模拟。常规实验教学的不足和缺陷，可通过网络教学来弥补。化学概念与原理抽象度较高，物质的微观结构既看不见，又摸不着，单靠语言和文字的描述，很难在学生的大脑中留下深刻的印象，许多用其他方法或手段效果不理想或难于实现的教学内容，如化学反应历程的模拟，网络教学可大显身手。 此类型的整合课是在现有教学模式的基础上，将多媒体素材库、计算机、大投影等作为新的教学媒体，应用于教学，需要先由教师启发精讲，然后运用媒体的辅助作用帮助学生分析讨论、对比归纳，完成意义建构。这是以多媒体计算机为辅助工具的课堂教学模式，这种模式是我国教育界目前普遍采用的一种模式。该模式（模式一）可以简单地归纳为：“设疑激趣―启发精讲―媒体辅助（创设情景、提供资源）―分析讨论―对比归纳―练习强化―总结”六个环节。 2.学生自主学习与教师演示相结合的“整合”课 此类整合课的教学环境既能充分体现教师的主导作用，又能给学生一定使用信息技术的机会。这类整合课的一般思路是，一、教师提出学习目标（包括必须的网络知识学习）以及相应的学习方式（个别学习或小组学习）二、学生依据教师的导入问题，相应自主的决定学习方式（登陆注册或上网查询）尝试性的解决老师提出的问题，三、利用BBS＼NETMEETING等手段，开展生生讨论、师生讨论，四、教师对学习过程进行讲评，对共性认识予以总结，对个别问题予以关注 。 此类型的课按照学习内容又分为局域网或网络教室学习。通过局域网的开放式网络环境教学，学生可以再互联网上寻找学习资源。一般是围绕课题，课下寻找资料，完成课题，课上汇报的形式进行。例如我们可以研究课题，《城市垃圾》、《饮水与健康》、《吸烟的危害》、《室内装修对空气的污染》等。学生通过申请，可以把自己选择的课题在网上，作为共同研究的项目。这样，全校不同年级，不同班级的学生都可以参加，围绕选题，或个人或结合成小组，通过网络等各种资源，查找有关资料。在教师指导下，整理成自己的研究成果。 化学与生活论文:浅谈初中化学教学与生活实际的联系 摘要：“从生活走进化学，从化学走向社会”是新课程编写的理念之一，本文从新课导入、讲授新课、突破难点、课后小结、课外活动五方面阐述了如何联系生活，进行化学教学，使化学教学在生活“活”起来，让化学教学充满生活的味道，让生活味时时围绕在化学课堂中，从而激发学生学习化学的兴趣和积极性。教学的过程中，适当地把生活中的化学知识与书本上的知识联系起来，通过对所学知识在生活中的应用，及应用后反馈问题的总结，在扩展学生的知识面，提高学生的实际应用能力方面，收到了良好的效果。 关键词：生活；化学；兴趣 浓厚的学习兴趣是学生学好化学课程的关键，许多教学方法，如视频演示、分组实验以及演示实验等手段都能在很大程度上激发学生们学习化学的兴趣。但是，如果在初中化学教学中教师能够始终坚持选择一些贴近实际生活、学生非常熟悉的事例和日常现象，通过选取实际生活中的题材，让学生参与到实践中，利用所学的化学知识来解决实际问题，化学教学就能起到非常好的教学效果。所以，初中化学学习应该从学生自己的生活实际经验出发，让丰富多彩的实际生活成为学生学习化学知识的源泉，使学生能够始终保持对实际生活和自然界的化学现象的强烈好奇心与求知欲，提高化学学习的兴趣。 1.在日常现象中教学生学习化学 从学生所熟悉的实际生活现象出发，引发出课堂所要解决的化学问题。例如：在学习气体的溶解度时，可以通过讲解为什么一些重要的档案文件必须用碳素笔来书写的问题，进而引入碳的性质；生活中打开啤酒瓶和易拉罐时饮料会涌出的现象，来引入影响气体溶解度因素的问题；还可以从日常生活中常见的净化水的多种方法逐渐引入水的净化等化学知识。这样做以后，不仅仅把枯燥乏味的化学知识变得更加简单和生动，而且也培养了学生理论联系生活实际的学习和实践能力。针对农村中学教学的特点，可以把初中化学的学习和农村的实际生产劳动更加紧密结合起来。例如：常见的化肥和农药的性能、使用方法和保管方法，市场上出售的农药和化肥的配制浓度以及配制方法。把化学肥料的化学式和计算常用的氮、磷、钾化肥有效成分的百分比含量等这些课本化学知识与实际生活中的化学知识结合起来学习，使对化学知识的学习不再那么枯燥和乏味，同时也培养学生把理论与实际相联系的能力，使学生们更加的热爱化学。 2.选取贴近生活的教学素材 将实际生活因素融入到初中化学教学活动中，就会使学生非常清晰地意识到他们所要学习的化学知识是和他们的生活密切相关的。例如，在讲解酸碱度时，很多教师是分组让学生测试硫酸溶液、盐酸溶液和氢氧化钠溶液的ph值，这时学生就可能会感到化学毫无意思，相反，如果在实验中让学生测试唾液、学生收集的工厂废水、果汁、洁厕灵等生活常见的材料，学生很可能会兴趣浓厚，因为那些东西都是实实在在的，而且课本上根本没有提到，测出来的结果完全是学生们自己的功劳，他们会很有成就感。在讲解“酸和碱”这一章节时，可以讲解一些生活中的小窍门。 3.让学生参与生活实践，充分认识化学问题 鼓励学生在生活中积极动手实践是学生学习过程中的重要环节，也是知识理解的延伸和升华。将学生手脚束缚，只是“纸上谈兵”的教学方法绝对是不科学的。在学习中，只有让学生充分的进行实践，才可能使学生真正的明白其所学知识的有用价值。如：在讲解氢氧化钙的时候，找雪饼中的干燥剂小包让学生亲手展开实验，学生学习的积极性则会非常的高涨，课堂气氛也非常活跃，学生不但认识了氧化钙，同时还感到氢氧化钙离自己很近，并从中感觉到学习化学并不是枯燥乏味，而是十分有意义的。 4.利用所学的化学知识服务生活 化学来源于生活，同时，也应让它服务于生活。在课外生活中，我们应当联系生活中的实际情况开展力所能及的化学实验并解释社会生产与生活中的一些化学现象。如：生活中利用燃烧法鉴别化学纤维与天然纤维；自制酸碱指示剂，并对花卉土壤的酸碱性进行检测；对某些工厂排放出来的废水成分进行分析并了解它们对自然界污染情况，以及如何进行防治；自制冰箱去味剂；建筑与合成材料的性能及应用的了解；对不同种类的钢铁制品进行防锈防蚀处理。通过这些实验与调查活动，运用化学原理积极培养和提高学生的思维能力，并逐步提高分析问题与解决问题的能力。让学生亲自体验，在实践活动中能理解知识，并掌握知识。 总而言之，初中化学是一门生活的科学，在人的现实生活与未来生活中无处不存在化学。因此，化学的教学要贴近生活，找化学并运用化学知识来解决现实生活中的实际问题，让学生意识到化学来源于生活，同时又服务于生活，从而达到使学生热爱学化学和会学化学的目的。 5.化学教学中联系生活实际的意义 在初中化学教学中，密切联系生活实际，能够培养学生对化学学习的浓厚兴趣。化学和生活密不可分，日常生活中存在的化学现象与问题各种各样。教师要注意将教学内容与生产生活中的实际联系起来，让学生感到生活中无处不存在化学，并让其体验到所学知识的价值与用途，从而培养学生热爱化学的兴趣，激发其热爱化学的情感与努力学习动机。例如：为什么发面做面包需要用小苏打？为什么衣物上的油渍能够用汽油洗掉？还可以在课堂上联系教学的内容，向学生介绍不能用工业酒精做饮料酒的原因，这样学生可以切实体会到生活中处处存在化学，体会到学习化学的必要性，从而，提高学生学习化学的兴趣和积极性。 化学教学要贴近学生，贴近生活，贴近社会，让化学教学充满生活的味道，让生活味时时围绕在化学课堂中。这样的教学不但符合学生的心理需要，而且也给学生留有一些遐想气息和时代色彩，真正调动学生学习化学的积极性，真正掌握有价值的化学，使不同层次的学生在化学上得到不同的发展。 化学与生活论文:注重初中化学实验与生活实践的联系 【摘要】化学新课程倡导“学生亲自动手完成实验”，重视实验教学已成为共识。家庭小实验作为化学实验的一个重要组成部分，内容与生活实际结合紧密，实验用品简单易得，有利于激发学生学习化学的兴趣，是教师演示实验和学生实验的必要补充，是课堂教学的延续、扩展和加深。 一、开展化学家庭小实验的意义 1.家庭小实验加强了化学教学与日常生活、生产的联系，可以提高学生的学习兴趣。化学中的概念、原理都比较抽象、枯燥，而家庭小实验以其贴近生活、趣味性强的特殊魅力引起了学生的好奇心和求知欲，深受学生的欢迎。例如，平日学生对蜡烛的燃烧、铁生锈、石灰池中的变化等现象视而不见，通过家庭小实验，学生懂得了蜡烛燃烧中的物理变化、化学变化、火焰的层次等知识，知道了铁生锈的原因及防止锈蚀的方法，明白了学习的内容与日常生活有着千丝万缕的联系，从而增强了学习的积极性和主动性，对教学起到了事半功倍的效果。 2.家庭小实验可以提高学生的动手操作能力。由于受客观条件和课时任务的限制，大部分学生在学校动手的机会较少，这对于学生动手操作能力的培养是一个很大的缺陷，而家庭小实验却可以很好地消除这一不足。例如：学习了水的净化知识后，可布置一个家庭小实验――自制简易净水器。学生可以在家中通过查阅教材和其他资料的方式自己动手设计完成，从而使自己动手操作的能力得到了进一步的提高。 3.家庭小实验可以培养学生的探究能力。家庭实验，在实验题目的选定、药品和仪器的代用以及实验过程中，都会存在各种问题，学生通过自己的努力去解决问题的过程实际上就是科学上的探究过程。家庭小实验没有现成的仪器和药品，需要学生在实验过程中寻求性能相似的替代品，无疑会让学生动手、动脑，并把课堂上所学的知识迁移运用。例如，学习了二氧化碳的实验室制取后，很多同学在家中尝试着用食醋和鸡蛋壳或水垢做反应物，用汽水瓶和饮料管做反应装置，实验非常成功。学生在这样的实验中通过动手操作，亲自观察、记录，并且动脑筋去比较、分析和思考，不仅获取了新的知识，而且学会了探求新知识的方法，久而久之，便逐步养成了初步进行科学研究的能力。 4.家庭小实验可以培养学生的创新精神、创造能力。新课程强调：“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力和交流与合作的能力。”对于一些在化学学习上有浓厚兴趣或天赋的学生，家庭小实验可以给他们提供一个心理状态比较宽松的环境。它不仅能培养学生的观察能力和分析解决问题的能力，促进学生科学方法和科学态度的养成，同时有利于提高学生的实验技能，大大激发了学生的创新精神、创造能力。 5.家庭小实验有利于巩固和深化课内知识，提高学生的环保意识。许多化学知识的教学由于受时间、地点等条件的限制，无法在课堂实验中完成。如“测定酸雨的PH值”、“化学肥料的使用注意事项”等教学内容，短时间内无法看到结果，课堂讲授也只能作为一般性的描述，因此学生听后印象不深、掌握不牢。对于这样的内容，如果课后辅之以家庭小实验，既可以克服时间限制，有利于巩固和深化课内知识，又能密切联系学生的生活实际，使学生认识到环境污染对人类社会的危害，树立环保意识，认识到可持续发展的重要意义。 二、如何开展家庭小实验 广大教师要认真学纲，深入理解教材，做到提前布置、精心安排，并做好家庭小实验的指导工作。 1.指导学生自制仪器和广泛收集生活中的化学药品。初中化学中有许多知识点可以在家庭实验中获取及验证，教师可以指导学生利用家中方便的材料自制一些常见仪器，“土洋结合”。例如：水杯、饮料瓶、吸管、注射器分别代替烧杯、集气瓶、导管、量筒；注射器既可以代替胶头滴管，也可以用做量筒；输液用的瓶子及输液管是最好的气体发生装置，且气密性良好；还有蒜臼子或碗做研钵、羹匙做药匙、瓷盆做水槽、电热炉代替酒精灯等 2.精心选择合适的家庭小实验。老师要结合教学内容，依据教学进度，从教材中精心选择一些实验，力求器材简单易得、操作简便安全、现象明显。例如学习了常见的金属后，布置用小瓶子、铁钉、凉开水、植物油等探究铁生锈的条件。还可以选择具有探索性、创造性的小实验。例如学习了酸碱指示剂后，知道许多植物的花、果、茎、叶中都含有色素，可启发学生自制指示剂，同时记录这些色素在酸性溶液或碱性溶液中的变色情况。 3.认真做好方法指导。教师在布置家庭小实验之前，要对下列问题作出指导：（1）实验用品的选择；（2）反应的原理；（3）实验操作中的要点；（4）安全注意事项；（5）观察的重点等等。同时要求学生记录实验中发现的各种现象，自己推导出结论。每过一段时间，经历一个阶段，教师要对学生的家庭实验活动及时进行总结，并提出一些建设性的改进意见。 三、开展家庭小实验应注意的问题 1.调动积极因素，鼓励学生大胆参与。生活离不开化学，应用化学知识解决生活中的实际问题，会使学习妙趣横生，使生活更加美好。但学生的个性有差异，对实验的态度也不同。对于那些不愿动手的学生，教师要动之以情、晓之以理，切不可把家庭小实验当作硬性的学习任务强加给学生。可以先让这些学生和比较自觉的学生结成对，并分担一定的任务，逐步让他们独立去完成。对于确实有困难的学生，教师要及时给予帮助，在行动上支持他们、感化他们，充分调动积极因素，引导学生去观察、去实验、去探索，培养学生“我要学、我乐学、我会学”的意识，使学生从兴趣的培养转化为稳定、持久的学习化学的热情。 2.注意培养学生良好的实验习惯。开展家庭小实验时，要根据教师所讲的要求、步骤开展实验，记录好现象，填写好实验报告，先由家长签字，再交给任课教师评定。每次实验后，学生要将实验过程中见到的异常现象作好记录，告知老师；教师也应及时安排时间答疑，鼓励学生大胆提出问题，共同分析，耐心解答，并指导学生进行科学探究。 3.教师及时验收评价。家庭小实验是学生利用课外时间所完成的实验，教师及时进行验收评价，能对实验的完成情况起到检查和督促作用，同时也体现了教师对学生实验成果的尊重。每次家庭小实验后，教师要及时组织学生交流，认真做好记录，适时鼓励做得好的同学，特别是有进步的同学，让学生相互交流过程和方法，拓展他们的思路，培养相互学习、相互竞争的学习氛围。 总之，化学来源于生活，学生只有亲身去经历，才能对知识有深刻的理解，也就更懂得化学与日常生活、化学与环境和社会发展的密切关系。开展家庭小实验可以使学生通过探究性的实验活动，把学校里学到的知识的来龙去脉弄清楚，这样产生的影响往往要比学校中相对纯粹的教学作用要大得多。 化学与生活论文:新课程实验教材《化学与生活》(鲁科版)分析 摘 要：针对新课程标准的要求，围绕三维教学目标、教材结构、内容及特点等方面对《化学与生活》（鲁科版）进行了详细的分析，并就三维教学目标的达成、知识的构建给出教学方法或教学实例。 关键词：新课程标准；化学与生活；教材分析 《化学与生活》（山东科学技术出版社出版，简称鲁科版）作为高中化学选修教材，涉及化学与社会、环境、生活等STS方面教育内容，突出了化学与生活的联系，从化学的视角认识生活中的问题，以学生的生活经验为基础，体验化学学科的价值，进而促进学生在今后的生活中更好地理解、改变生活。 一、三维教学目标分析 1.知识与技能目标 教材中的基本概念简单易懂并多来源于实际生活，如，防腐剂、保健品、抑酸剂的概念等。简单原理在必修1和2中基本上都已经出现，如，原电池的工作原理等。因此，目标的落实要以化学原理或者基本概念作为重点，又要以此作为基础和方式，实施体验过程，完成另外两个维度目标。 2.过程与方法目标 根据过程与方法目标的特征以及后文中所阐释的该教材在内容、结构、功能栏目设置等方面的特点，落实此维度教学目标可以采用“引导探究式教学”“情景式教学”“开放式教学”“互动式教学”“图示法”等教学方法。这些教学方法的运用既能使知识按照学生的认知规律得到构建，又能使学生充分享受体验化学学科价值的过程。 3.情感、态度与价值观目标 除主题1和3中含有人类与自然、环境和谐共存发展的思想外，贯穿教材始终的是：使学生形成良好的科学素养，激发学生学习化学的内驱力。此目标的实现应当是以前两个维度目标的实现为前提和基础，因此，在教学具体实施过程中可以通过给学生设置情景（可充分利用网络资源），使学生从中自我感受、体会，最终落实此维度目标。如，在完成《垃圾的妥善处理与利用》时利用从网络上获取的信息：“（1）牙膏：净含量120克装的“高露洁”全效含氟牙膏，其纸盒重14.9克，牙膏皮重16克，若每户一月用1支，300万户人家一年丢弃1112.4吨废纸和牙膏皮；（2）肥皂：净含量125克“舒肤佳”肥皂，其纸盒重7.4克，若300万户每月用1块，一年就丢弃266.4吨的纸盒……“用废旧包装纸可以生产笔记本、卫生纸、稿纸等，据统计，德国目前利用旧包装纸生产的新闻纸比例达50%～60%。”从这些数据中，学生自然而然地发现：生活中一些不被我们注意而随手丢弃的小东西，实际上都会成为垃圾的来源，而世界上没有真正的垃圾，只有放错了位置的资源，从而树立节约资源和保护环境的意识。 二、内容结构及特点 1.内容结构 课程内容主要涉及化学与健康、化学与能源材料和化学与环境保护三个方面，包括5个主题、18个课题。内容编写各自具有侧重点，却不是截然分开的，如，化学与环境保护中的《获取安全的饮用水》指出的“不宜长期饮用纯净水”涉及化学与健康的内容；化学与能源材料中的《如何选择家居装修材料》中讲到的室内空气污染物联系了化学与环境中的内容；化学与能源材料中的《选用适宜的化妆品》中的牙膏、防晒霜等和化学、健康的内容息息相关。 2.内容特点 （1）功能栏目的特点 教材涉及的常用术语达到167个（如，空气污染指数、膨松剂、SPF值等），化学物质122个（如，甘油、山梨酸、乙酰水杨酸等），如何使这么大量的、新增添的内容可以被学生以最简单的形式、最高效的方式接受和内化就成了必须解决的问题。因此，设置了12个功能栏目（见下表），以契合学生的认知规律来解决此问题。 《化学与生活》的功能栏目表 这些栏目形式多样，功能性强（见上表），如，“交流研讨”栏目，通过对此栏目所提出问题的交流讨论，既可以使学生各抒己见，相互交流从而获取更多的信息，又可以通过所提出的问题引导学生的思考方向，从而导入新课内容或衔接转换内容。这些功能栏目的功能及特点充分体现了学生的兴趣、需要、认识、应用规律，为教学组织方式的灵活多样和学生学习方式的创新创造了条件，提供了机会。 功能栏目的设置和内容选取上以贴近生活为原则，如“动手空间”和“活动探究”栏目，相对于其他模块中的相同栏目，不仅具有科学性和目的性，还具有更强的实践性、操作性，因为实验或学生活动所需的材料均为家庭或日常生活中可以找到的，并以定性实验为主，简便的操作使学生可以更有效地将自身的兴趣转化为实践，从实践中获得了认识。如，《关于衣料的学问》的“活动探究”――衣服的洗涤和熨烫、《我们需要食品添加剂吗》的“动手空间”――制作馒头，都是家庭中完成的学生活动，由于其目的性会使原本被学生认为枯燥的家庭活动变得充满挑战，而其操作的简便性又使学生能更好地完成理论联系实践。 （2）课题内容编排的特点 教材内容丰富（包含53个框题），主要以发生在身边的化学现象为切入点，18个课题有13个以“联想质疑”栏目联想生活中的实例作为问题主线展开内容；以各功能栏目为内容衔接方式和知识呈现方式；以化学与人类的生存和发展关系为内容主线，内容涵盖日常生活中的“衣、食、住、行、用”；以大量色彩鲜艳、生动活泼的图片为直观形式，共出现标志、实物、厂矿设备、原理示意图、流程图等各类插图多达214幅，这些图片作为文字内容的补充形式，更加直接而生动，极大地拓宽了学生的视野，激发了学生的兴趣；以密切关注并设法解决生活问题为目的，12个“生活指南”栏目提供了有使用价值的生活小窍门，如，保持空气清新、饮食的学问、气体燃料的安全使用等，18个“学以致用”栏目提供了49个贴近生活或生活实际问题给学生用以将所学运用到生活中去。 综上所述，此教材直面生活、贴近学生，从生活走进化学，从化学走进生活，展现与生活相关的化学问题和化学知识，激发学生学习化学的兴趣，又从化学走回生活，体现与化学相关的生活问题和生活知识，有利于学生利用化学解决生活中的问题，进一步提高生活质量。 （作者单位 广东省深圳市坪山高级中学） 化学与生活论文:浅谈化学与生活的密切联系 【摘 要】随着科学技术的发展和社会的进步，化学及化学制品与人类的吃、穿、住、用、行、医疗、工业、农业等诸多方面的联系日益密切。化学及化学制品在推动社会进步、为人类生活提供方便的同时，对人类耐以生存的环境造成了巨大的破坏，也威胁到了我们的健康。 【关键词】化学；化学制品；人类生活；环境；联系 随着人们生活水平的不断提高，人们对身边的环境和生活必需品有了更高的要求。那么，怎样才能使天变得更蓝？谁变得更清？草比把得更绿？物品变得更丰富？怎样发明新的药物来解除与病魔斗争的病人的痛苦，使人们的生活更健康？怎样才能变废为宝，让那些废旧塑料变成燃料，缓解能源紧缺问题？甚至还有人想用特殊材质制成一件衣服，可以调节温度还可以随着人的心情改变颜色……我们的这些美好愿望正在通过化学家的智慧和辛勤劳动逐渐实现。在我们生活的物质世界里不仅存在着形形色色的物质，各种物质还在不断地变化着。到目前为止，人类发现和合成的物质已经超过3000万种，极大地丰富了人类的物质生活。 一、化学的发展推动着社会的进步，人们的生活离不开化学 衣服可以用来遮丑、防寒。在物质紧缺的60年代，所用的衣料都是自己纺织的粗布，耐磨性差，颜色灰暗。到了今天，人们对衣服的要求越来越高，款式新颖了，衣料柔软，色泽也更鲜艳了。用合成纤维制成的衣服强度高，弹性好，耐磨和耐化学腐蚀，但它的吸水性和透气性很差。用天然纤维制成的衣服虽然柔软，但容易变形，耐磨性差。因此，合成纤维常常与棉麻纤维或羊毛纤维混和纺织，织成的布料会集各种材料的优点于一体。用这样的布料制作的衣服，及耐用又舒适漂亮。 当你买衣服时，怎样知道衣服面料的种类呢？你可以看服装上的标签。标签一般包括衣服的号码，面料的种类及含量，洗涤熨烫说明等内容。下面我介绍几种面料的鉴别方法：锦纶（尼纶），易燃，燃烧时有臭味，有火焰，余烬为白灰色；涤纶，近火时先融化，后燃烧，燃烧后余烬呈黑色块状；腈纶，近火时先收缩，后燃烧，冒黑烟，有臭味，余烬呈黑色圆球状；棉布，易燃烧，燃烧时无异味余烬呈灰色白球状；羊毛燃烧时发泡，有火焰，有烧焦羽毛的气味，余烬缩成团可压碎；丝绸燃烧缓慢，有臭味，余烬为深色小球容易压岁。 “民以食为天”。尤其在中国，人们对饮食是特别讲究的。那么怎样才能吃得尽兴、吃得健康呢？食物的成分主要有蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水等六大类，通常称为营养素。在饮食中各种营养素要合理搭配摄入过多或过少都不利于健康。 蛋白质能提供能量，维持人体生长发育和组织更新，血红蛋白在机体吸入氧气和呼出二氧化碳的过程中起着载体作用。蛋白质主要存在于肉类、乳及乳制品类、蛋类、豆类、鱼类。儿童正处于生长高峰期，饮食中应多补充蛋白质丰富的食物。糖类的主要作用是提供热量，人体所需的热量60%至70%来自糖类，它主要存在于稻米、小麦、马铃薯和蔗糖中。糖尿病患者要多吃粗粮，少摄入糖类。油脂能提供能量，单位质量提供的能量最多，约为糖的两倍。饮食中我们要少摄入油脂高的食物尤其是老年人和换营养过剩症（肥胖）青少年。维生素具有调节新陈代谢、预防疾病、维持身体健康的作用，维生素主要存在于水果和蔬菜中。人体缺乏维生素A会得夜盲症，缺乏维生素C会的坏血病。无机盐是调节新陈代谢，促进身体健康，构成人体组织的重要材料。缺钙时幼儿和青少年会的佝偻病和发育不良，老人会骨质疏松，容易骨折。缺铁会引起贫血。缺锌会食欲不振，生长迟缓，发育不良。缺硒会引起表皮角质化和癌症。缺碘会引起甲状腺肿大；幼儿会引起呆小症。缺氟会引起龋齿。缺钠和钾时会出现肌肉痉挛，心律不齐，疲乏，头晕，呕吐等症状。 在炒菜时放点醋，不但能调味，而且可保持维生素C不被破坏。煮鱼时放点醋，可使鱼的肉嫩骨酥。因为醋能同鱼骨（主要成分是碳酸钙）发生作用，生成易溶于水的醋酸钙。如同时再加点酒（乙醇），酸与醇相互反应生成具有芳香气味的乙酸乙酯，使鱼肉格外鲜美可口。酒、醋还可以除去造成鱼腥的三甲胺。有的人为了使食物容易煮烂，喜欢随意加一点碱，这是不好的，因为维生素遇到碱就会被破坏。 再谈谈我们住的房子所用的建筑材料：石灰，水泥，钢筋，铝合金的门窗，窗子上的玻璃，玻璃墙等材料，那件不是化学制品？装修房子用的各种材料，交通工具的制作材料以及所用的汽油、柴油、防冻剂和各种润滑油也都是化学制品。再如我们的日常生活用品，如牙刷，牙膏，香皂，化妆品，清洁用品等等无一不跟化学沾边，都是化学制品。 二、化学的迅速发展也给环境带来了一些问题 1.二氧化碳对生活和环境的影响 随着生活水平的提高，人们对化石燃料的需求量也不断增加。化石燃料燃烧后的主要产物是二氧化碳，这些急剧增加的氧化碳远远超过了空气的自净能力，使空气中二氧化碳的含量不断上升，这就是我们通常所说的温室效应。温室效应可以使全球变暖，导致两极的冰川融化，使海平面升高，淹没部分沿海城市，以及使土地沙漠化，农业减产等。 煤燃烧时会排放出二氧化碳的同时，还会排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物，这些气体或气体在空气中反应后的生成物溶于水，就会形成酸雨。酸雨对植物、金属制品、名胜古迹的破坏是非常严重的。 2.农药、化肥对环境的影响 农药和化肥的使用可提高农作物的产量，但不合理使用会带来许多环境问题。一方面化肥中的一些重金属元素，有毒有机物和放射性物质形成的土壤污染，另一方面化肥中的一些营养元素随雨水、地下水进入江、河、湖、海，水体富营养化，水中的藻类迅速生长使水质变坏，水中的生物大量死亡。 农药本身就是有毒物质，在杀灭病虫害的同时也带来了对自然环境的污染和对人体健康的危害。在施用农药时，要根据有害生物的发生，发展规律，对症下药，适时用药，并按照规定的使用量，深度，次数合理混用农药和交替使用不同类型的农药，以便充分发挥不同农药的特性，以最少量的农药获得最高的防治效果，同时又延缓或防止抗药性的产生，从而减轻农药对农产品和环境的污染。 化学与生活论文:让化学与生活相结合培养学以致用的能力 摘 要：知识是人类生活的一部分，离开生活的知识不存在。这句话同样适用于教育。新课改特别强调，初中化学教师在教育的过程中要联系生活。初中化学教师，要带着课本走进生活中，用学生的眼光寻找生活中的教学资源。用生活进行教学不仅是一种适用于新课改的教育方法，更是社会对于初中化学教师的要求。如何让化学与生活相结合，培养学以致用的能力，成为了初中化学教师的重要课题。 关键词：生活化；初中化学；学以致用 一、新课改下教学生活化的重要性 新课改指出，初中化学教学要结合生活展开。初中化学教师要在深刻理解课本基础上，走进学生的日常生活。初中化学教师要深入学生的生活，从生活中寻找与化学有关的教育资源。教育部严格要求初中化学教师进行生活化教育的目的，有三点：一是初中化学教师通过课堂教育生活化，帮助学生提高个人整体素质。无论是哪个阶段的教育，其教育目标都是提高学生对生活的理解力，增强学生对生活规律的认识。教师教导的知识来源于生活，教导学生的目的也是为了让学生将学习的知识融入到生活中去，初中化学教学生活化的目的就是为了引导学生将课堂上学习的知识带入到生活中去。二是初中化学教学生活化，有利于学生养成独立自主的学习习惯。新课改要求初中化学教师抛弃传统的教育模式，将学生作为教育的主体。初中化学教师要把培养学生独立自主的学习能力作为课堂教学的主要目标。初中化学教学生活化的主要教育材料源自学生的生活中，有利于学生对于知识的记忆。学生可以借助对生活的观察来完成课堂知识点的复习。学生在进行生活化学习的过程中，慢慢地养成观察生活、从生活中学习的良好习惯。初中化学生活化教学不仅是新课改对于教育的需要，更是社会发展对于化学的需要。随着地球工业化的加剧，污染情况越来越严重，各种化学污染等待解决，这些问题都是社会对于现在化学的需要。初中化学生活化是对初中生教育方式的一种改革，也是对初中生人生观的一种培养。 二、通过营造教学情景来进行化学教学 初中化学教师在对学生进行教育的过程中，要根据学生个性特点及知识掌握的具体情况，带领学生在课堂内建立一种良好的、幽默风趣的教学情景，从而达到调动学生学习兴趣引导学生进行学习的目的。教师在进行生活化教学情景营造时，一定要注意从生活出发。教师在备课阶段，要在对课本的知识点进行充分理解的基础上，通过对知识的观察、实验、联想等收集与课本知识密切相关的生活现象。化学本身就是一门从生活中衍生出来的学科，化学反应在生活中处处可见。同样，化学知识处处可见生活现象。教师要将这些知识搬到课堂上。比如，教师在讲氧化物这一章时，就可以提问学生：为什么铁在存放的过程中会变色？教师在进行燃烧的条件讲解时，可以问学生：为什么炒菜过程中，锅内着火时，盖上锅盖就能把火扑灭？化学教师只要提出这种与生活相关的知识点，就可以在学生的脑海里播下思考的种子。 三、让学生用化学去看待生活中的现象 初中化学的基础知识内容，是在对生活的研究中得到的，但化学和生活之间还存在一定的差异。初中化学教师在课堂上进行基础知识教育时，要着重从两个方面下手。一是，教师在进行生活化教学的选材过程中，注意生活化教学的内容要贴近学生的生活。初中学生的生活经历和社会阅历还没有成熟，初中化学教师要注意把生活化教育的选材同学生的生活经验相结合，不要超过初中学生对于生活的认知水平。二是，初中化学教师不仅要在课堂上注重生活化，更要鼓励和引导学生自主地将课堂上知识与实际生活相结合，实现从生活中学习，然后再用知识去进入生活，完成化学生活化的教学。 初中化学教师在进行生活化教学时，不能把眼光局限在讲台上，要把学生带入生活中进行教学。新课改之后，教育者在不断摸索中发现，实践教学是适用于现在社会的几种教学方法之一。初中化学教师碰到一些课堂不能充分表达或者晦涩难懂的知识点时，可以尝试一下把课堂带入生活中去。实践课堂可以更好地、直观地将知识点展现给学生。讲台上教师口述结合生活的教育方式，虽然能引导学生进行思考，但是效果要比实践课堂差很多。实践课堂教学中，能够充分发挥学生的动手能力，让学生实实在在地体会到生活化学在生活中的作用。实践课堂的学习方式，还能帮助学生养成独立思考，自主学习的方式，让学生渐渐将课堂与生活联系起来，学会把课堂学习当成提高生活质量的方法，养成把生活作为人生讲堂的良好习惯。学生在这种学习习惯下，能够不断扩充自己的知识面，将化学知识渗入到生活的各个层面。学生在生活化学习的趋势下，会主动去思考生活中发生的各种现象是否与化学有关，这种过程可以不断地强化学生学与思的能力。 结束语：初中化学教学生活化是有效开展化学教育，使化学基础知识更加贴近生活的创新式教学，也是新课改对于初中化学老师的教学要求。生活化初中化学教学不仅有利于学生学习化学基础知识，更有利于培养学生对生活的理解力，进一步帮助学生走进社会、适应社会。生活化教学在提高教学质量的基础上，引导学生慢慢地走进社会，参与到社会的变化中，符合社会对于学生的要求。初中化学教师在使用生活化教育理念进行教育的过程中，要从备课、课堂教导、课下引导等方面提高课堂生活化教学的效率。要帮助学生更好地走进生活，走出课本，养成学生学以致用的能力，增强学生独立思考，自主创新的学习习惯。 化学与生活论文:浅谈化学与生活 摘 要：化学本身就是一种生活，所以，学习化学的最高境界就是提高自己及家人甚至社会的生活质量。当你真正喜欢化学的时候，你会情不自禁地运用化学思维，会发现化学在生活中所呈现出来的魅力。 关键词：化学；食疗；生活 一、用化学的思维去观察和看待生活 比如，看到一种饮料想的是有哪些元素。再如，看到“镜子”，想到镜子是由银镜反应制得的。“钻石”无论多昂贵都只是碳，C原子作有规律的排列而组成的晶体而已。化学更关心的是物质的内部组成和结构，以及组成和性质的关系。化学的思维是一个发展的和联系的过程。因此，在化学的引导下你会深入到眼睛看不到、手模不到的微观世界去认识自然的奥秘。 二、化学在食疗和药疗的应用 如，醋的作用：在烹调蔬菜时，放醋不但味道鲜美，而且有保护蔬菜中维生素C的作用；在鱼类不新鲜的情况下，加醋烹饪不仅可以解除腥味，而且可以杀灭细菌；在煮排骨、鸡、鱼时，如果加一点醋，可以使骨中的钙质和磷质被大量溶解在汤中，从而大大提高了人体对钙、磷的吸收率。患有胃酸分泌过少的人，如果经常用少量的醋作调味品，可增进食欲，又可使疾病得到治疗；醋可以预防流行性感冒。将室内门窗关严，将醋倒在锅里慢火煮沸至干，便可以起到消灭病菌的作用。 三、运用化学知识提高审美和生活质量 喷泉、五颜六色的烟花，还有鸡尾酒的五彩斑斓都是化学物质的优雅体现。学会从化学的角度去分析生活的一切，你会发现原来化学是这么的美，这么的有用。好多养生之道也是从化学角度去分析和运用的。例如：由于胃酸过多的胃病，当然可以通过药物治疗，但是药三分毒，所以通过食疗是最好的，所谓的养胃就是这个意思了。如，常吃一些碱性食物，多吃新鲜蔬菜和水果，其中，杨桃和柠檬都是碱性水果。有胃溃疡的胃病者就不能吃小苏打成分的胃药。 生活上很多东西都跟化学紧密联系，只是我们缺少观察和分析。如，魔术师拿着两根玻璃棒分别蘸取两瓶无色的溶液后，只要靠近不需要接触就会看到冒白烟，看来很神奇甚至很邪乎，原来那两种溶液就是浓盐酸和浓氨水挥发出来的两种气体结合得到白色固体氯化铵的结果（固体小颗粒分散到气体中形成烟）。若是我们能从化学的角度去看事物，我想生活会更加精彩。 化学在给人类带来美和精彩的同时，由化学引起的环境污染，也给我们的生活甚至生命带来威胁。如，淡水资源受到威胁，空气污染严重，以上这些大多与化学工业的发展有关。此外，还有化石燃料带来的温室效应使全球变暖、天气异常；酸雨的危害；汽车产生的废气造成大城市光化学烟雾事件；赤潮、白色污染等。所以说，人类对环境的破坏是威胁人类的环境祸患。装修房屋的器材中挥发的甲醛及苯的同系物都是有毒的物质，这就是为什么新装修的房屋要通风一段时间才能入住，否则，会毒害我们的身体。 总之，化学改变着我们的生活。只要你运用得当就能给我们的生活带来无限的美感和乐趣，应用不当也会给我们的身体健康带来威胁甚至危害。学会从化学的角度去看事物，可以提高人们的生活质量。相信化学会成为你生活的快乐伙伴。 化学与生活论文:高中化学实验教学与生活化学联系初探 化学是一门以实验为基础的自然学科，实验是化学教学的基础。在整个中学化学的教学过程中，化学实验教学是必不可少的重要环节，是培养学生创新能力不可缺少的重要途径，是引导学生学习化学的重要手段。人们在日常生活中经常使用的大部分都是化工产品，身边随处可见化学现象，如肥皂、洗衣粉的使用，铁钉生锈，药品的使用等，化学已融入生活的每个角落。而如何激发学生学习化学的兴趣，将化学实验教学与生活中的化学联系起来，这就需要我们教师和学生来共同探讨一下。 现如今的高中化学教学，使用的是新版本的化学教材。在新课程标准下人教版的高中化学教科书上，加大了实验教学的力度。将原来高中化学教材三册课本上的部分知识有机融为一体，但对学生要求不高，难度不大。而且，新教材采用了大量的实物、实况彩图，让学生首先从视觉感官上乐于接受。同时，理论联系实际，将教材上的化学理论知识与社会生活实际中经常遇见的化学现象联系起来，使学生从熟悉的周围生活环境中认识化学，认识到学习化学知识的重要性，深入浅出，激发了学生学习化学的兴趣。例如，在高中化学教材《必修1》上的第三章《金属及其化合物》、第四章《非金属及其化合物》介绍的几种常见金属和非金属等，均是取材于实际生活，与社会生活紧密联系。这让学生易于理解，并能够解释在生活中经常遇见的化学现象，使学生获得成就感、满足感、优越感。因而能够促进学生积极主动地学习化学，提高学生学习的主动性。 现阶段，随着科技发展的日新月异，社会发展的不断进步，学生与社会生活的接触越来越密切。在实际生活中会遇到许许多多与化学有关的问题。这就要求教师在课堂教学中要注意联系实际，综合运用化学与其他学科的知识，分析解决相关问题，有效地将课堂教学融入社会生活实践中，将化学教学与生活化学联系起来。比如说，食物中各种营养素的含量，生活中各种金属制品的腐蚀与防护，菠菜的营养价值，如何安全地获取饮用水，生活中经常使用的各种橡胶制品，在饮食过程中是否需要使用食品添加剂，以及在家居装修房屋过程中如何合理、安全地选用各种装修装饰材料，以及茶叶中所含的咖啡因可以提神，海带中富含碘可以有效防治甲状腺肿大，等等。我们在日常生活中的衣、食、住、行都涉及化学知识，运用到化学知识，都与化学密不可分。在新课程标准中，明确要求学生了解化学与日常生活的密切关系，逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题。所以，现阶段高中化学教学与社会生活相互联系，互相融合，化学实验教学与生活化学紧密联系在一起。让学生走出课堂，走进生活，弥补课堂传授间接经验的不足。多组织一些贴近生活实际的教学活动，如组织学生参观自来水厂，听水厂工作人员介绍自来水的净化设备及其净化处理过程，让学生积极感受身边的化学。带学生参观化工厂，了解日常生活中某些化工产品的原料取用、生产过程以及使用途径等。让学生通过生活中的化学理解课堂教学，既提高了学生的学习兴趣，又可使教学知识与生活实际联系起来，使学生有学以致用的满足感、成就感。 现代高中化学教学，以实验为基础。若想获得良好的教学效果，就必须加大实验力度。若实验减少，教学效果就会大打折扣。而实验的方法多种多样，既可以由教师在课堂上进行演示，也可以由教师指导学生随堂进行，还可以引导学生在生活中自己动手制作安装实验装置进行实验。在生活中产生的许多废旧品，加以改良，均可制成自制教具，运用于化学实验教学。如日常生活中废弃的饮料瓶、矿泉水瓶、一次性注射器、输液管、气球、废旧电池、吸管等，均可用于化学实验教学。如氨气溶于水的喷泉实验、电解水实验、铜与浓硝酸的反应实验等，都可用自制教具完成，且效果良好。让学生自己收集矿泉水瓶作反应装置，用气球作收集气体的装置，一次性注射器可以随时补充反应溶液，用输液管充当导气管，还可以观察有色气体的流动状态。自己收集、制作实验装置进行实验，学生的学习兴趣更浓，态度更加认真。通过实验教学，让学生了解到化学与生活的相互关联，既可以极大地提高学生的学习兴趣，又可以培养学生的环保意识，不乱丢废弃物，一举两得。 由此可见，高中化学实验教学与社会生活密不可分。从人们在日常生活中的衣、食、住、行以及产生的生活垃圾到周围环境，处处联系、运用到化学知识。生活中的化学无处不在。 化学与生活论文:浅谈化学教学与生活 摘 要：化学是在分子、原子层次上研究物质的性质、组成、结构与变化规律的科学。我们的衣、食、住、行样样都离不开化学，生活中处处有化学，因此，学好化学非常重要。 关键词：化学 教学 生活 全日制义务教育化学课程标准要求教师在教学中注意从学生已有的经验出发，让他们在熟悉的生活情境中感受化学的重要性，了解化学与日常生活的密切关系，逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题。能否落实课标的要求，切实提高学生的整体素质，初中化学作为入门化学，教师则起到很重要的指引作用。因此，学好化学，可以引导学生更好地生活。 一、 教学内容与生活 化学课堂教学应从学生的实际出发，从学生熟知的生活情景和已有的生活经验入手，从丰富、生动的现实生活中寻找学习主题。通过化学教学与社会生活的紧密联系，使得课本知识鲜活起来，丰富了学生的生活常识，使学生体会到化学学科与人类生活和社会发展的密切关系，认识学习化学的重要性，体会到学习化学的乐趣。 （一）化学实验与生活 化学学科特点是以实验为基础，任何化学理论的提出和理解都要经过提出假设，验证假设，进行分析，得出结论。因此，在教学过程中，实验化学的地位不容忽视，除依据教材给定的探究实验等进行指导实验，还应紧紧围绕生活中常见的涉及化学变化的现象进行合理的模拟实验，教会学生学会探究，懂得合作学习，更重要的是让学生感受化学这一学科与实际生活的联系，能用化学知识去解决实际问题，在探究得出结论的过程中，尽最大努力激发学生自主探究兴趣，培养学生分析整理能力。这也正符合课程改革对于发展学生创新精神和实践能力的要求，紧扣新课标。 例如，在取用固体和液体药品中，做好课本操作的基础上，补充把生活中的白醋、酱油等液体倒入塑料瓶或把精盐、味精等固体放入塑料瓶中。学习水的净化后，可以利用生活中常见的用品自制简易净水器；学习了酸碱性质后，采用白醋做酸的性质实验等。这些生活用品，使得学生从新的角度去认识生活中的物质，也使得课堂更贴近生活，增加了课堂的生活性和生动性。 （二）学习情境与生活 新课程认为情境对理解和学习都非常重要，只有在与知识相关的、接近真实的情境中学习，学生才能理解知识的产生过程，知道知识在何时、何地、如何应用。现实的、有趣的、具有挑战性的问题情境，容易激活学生已有的生活经验和化学知识，激发学生学习的愿望。我们教学时要注意从学生熟悉的生活经验出发，选择学生身边的、生动有趣的、有利于学生探索的事物，创设鲜明的问题情境作为素材，以激发学生的学习兴趣和动机。如家中烧水的水壶为什么会出现水垢，做皮蛋豆腐为什么放些白醋味道会更鲜美呢？设置生活情境，引发学生的好奇心和求知欲。 二、教学环节与生活 （一）课堂“导入”与生活 教师应依据教学内容的要求来准备导入素材，不可哗众取宠。来自学生的直接经验和现实生活的问题是课堂教学得以进行的根基和源泉，应充分发掘生活中的素材，可以激发学生的求知欲望，从而使他们感到课堂活力。“生活化”导入资源，主要包括日常生活现象、社会现象、重大的社会事件、熟知的文学和历史素材等等。例如：在学习金属的化学性质时，教师可以从2008年北京奥运会祥云火炬上的祥云图案入手导入新课；讲到金属资源的利用和保护时可以从家中的铁锅放置久了会不会生锈呢？怎么防止铁制品生锈呢？从学生生活中常见的物品入手能帮助我们的教学简化、解决很多问题，所以，通过联系学生的生活经验、已有知识、能力实际和社会实际，不仅可以激发学生的兴趣，还能增强学生更加关注生活中各种化学问题的意识。 （二）课堂“探索”与生活 课堂教学过程是师生运用课程资源共同建构知识和人生的过程。教学即生活，生活即教学；学习的过程，即是生活的过程；课堂教学活动，就是师生共同体验生活的活动。一位学生颇有感触地说“只是告诉我，我会忘记；只是演示给我看，我会记住；如果让我参与其中，我会明白。”也许这真是“体验”的奇妙之所在吧！这启迪我们：在设计课堂教学过程要让学生参与教学生活，对生活素材进行剖析，提取其中的化学知识元素，在不断反复解释生活现象、尝试运用解决生活问题的过程中获取知识。 （三）课堂“训练”与生活 课堂训练应生活化，化学源于生活又高于生活，化学练习的设计一定要充分考虑化学发展进程中人类的活动轨迹，联系生活实际进行练习设计，可展现化学的应用价值，让学生体会生活中处处有化学，化学就在自己的身旁，从自己的身边情境中可以看到化学问题，运用化学可以解决实际问题，让学生觉得学习化学是有用的，使他们对学习化学更感兴趣。例如，对“溶液”这个知识点做了这样的练习（1）冬天水缸里的水结冰了，而咸菜缸里的水没结冰？（2）下雪的时候路面为什么要撒盐？把对知识的训练巧妙地设计为解释生活中遇到的问题，学生备感亲切、有趣，会积极地运用所学知识去分析思考，真正解决生活中的问题，亲历学习、思维的过程，感受真实、有用的化学，并获得愉快的情感体验。 三、课堂教学环境与生活 优化化学课堂教学环境，致力营造良好的育人环境，把孩子们从僵硬的“知识传授”的教学模式中解放出来，通过对教学环境的设计与优化构建有利于学生开展外部身体活动和内部心理活动的场景，从而使学生在活动中达成学习的目的。譬如创设一个整洁、幽静、宽敞的课堂教学环境，使课堂真正的成为孩子们学习的“天堂”和“乐园”。学生学习的需要能够从环境中得到最大限度的满足。再如让教室的布置充满生机活力并具有人文的、积极向上的文化氛围。“用勤劳坚持，换春华秋实”、“ 一路斩荆棘 三年磨一剑”等，这对维持学生的学习动机，营造民主、求知、勤奋的学习气氛很重要；教师要做一个优化课堂环境，做环境育人的有心人。给孩子怎么样的课堂，就意味着给孩子怎么样的生活。化学课堂应该是多彩的，应该是充满激情的；师生关系应该是和谐的；课堂环境应该是充满人性关怀的。 将化学教学与生活紧密的联系在一起使化学课堂活了，“课堂使学生“活”了。学生变得爱学习了，由被动学习变为主动参与，产生学习兴趣。学习的目标从单一到综合；学习的空间从封闭到开放，从课内向课外、向社会延伸。课堂使教师“活”了。让教师接受这样一种适应学生发展的教学方式，并愿意在教学中付诸实现，教师必须加强自身的专业化学习，注意搜集各种新知识，注重引导学生认识各科知识的普遍联系，只有这样才可以在教学中引导学生真正的进入化学学科的殿堂。 化学与生活论文:化学与生活息息相关 【摘 要】化学与人类的生活息息相关，表现在化学与社会的发展、人的日常生活、工农业生产和国防科学技术、人的身体健康及环境保护等方面存在着紧密联系。 【关键词】化学 生活 息息相关 生活处处皆化学。化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。自有人类以来就开始了对化学的探索，因为有了人类就有了对化学的需求。化学与我们的生活息息相关，在我们的日常生活中无处不在。“农、轻、重、吃、穿、用，样样都离不开化学。”没有化学创造的物质文明，就没有人类的现代生活。 一、化学与社会之间相辅相成共同发展 人是社会的人，社会是人的社会，社会的发展增强了人们对化学的需求，生产力的提高有助于人们对化学的认识与探讨，推动化学学科不断地发展；化学学科的发展又有助于社会生产力的提高，从而推动社会不断地发展。 化学作为一门研究物质的组成、结构、性质及反应规律的自然学科，能用来解决人类面临的诸多问题，满足社会的需要，为人类社会做出贡献。它的成就已成为社会文明的标志，深刻的影响着人类社会的发展。社会的发展离不开人类的发展，人类的发展离不开人的生存，而人的生存离不开化学。社会的一切发展，生命是基础。一切生命的起源离不开化学变化，一切生命的延续同样离不开化学变化。恩格斯说：“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”没有化学的变化，就没有地球上的生命，也就更不会有人类。是化学创造了人类，创造了美丽的地球。 二、化学与人的日常生活紧密相关 化学在我们的日常生活中无处不在，我们的衣、食、住、行无一不用到化学制品。“民以食为天”，我们吃的粮食离不开化肥、农药这些化学制品。化肥使农业增产增收，1909年哈伯发明的合成氨技术使世界产量粮食翻倍，如果没有他发明的这个化学技术，那么世界上就有一半的人得不到温饱，他们的生命将面临危机；农药能有效的防治病虫害对农作物的入侵，没有农药对病虫害的防治可能使粮食减产乃至颗粒无收，人类的生存就面临着威胁。食品的储藏、运输及加工也离不开各种食品添加剂，如甜味剂、防腐剂、香料、味精、色素等等，都是用化学合成方法或化学分离方法制成的化学制品。 在衣着方面，不再依赖于天然传统的棉、麻、丝等面料，各种化学纤维及功能材料的出现，使得人们的穿戴有了更多的选择性，不仅是为了遮体、保暖，而且为了具有某些特定功能（如：宇航员穿的宇航服）甚至是智能化，极大地丰富了人们的生活，提高了人们生活的质量。所谓“丰衣足食”，是生命得以延续的保证。没有了化学，就没了保证。 “安居乐业”这句成语道出了居住方面的重要性，要改善人们的居住条件建造现代化节能型智能家居，离不开建筑材料，无论是水泥、钢铁等传统建筑材料的生产，还是现在的各种新型节能材料及传统建筑材料的替代品的研制、开发与生产都离不开化学。还有我们的日常生活用品，如牙刷、牙膏、香皂、化妆品、清洁用品等等无一不跟化学沾边，都是化学制剂，这就是“生活处处皆化学”的最好体现。 化学反应产生的能量是交通工具得以行驶的动力。没有化学燃料燃烧所放出的热量，车辆根本无法开动，飞机也无法在天空中翱翔，化学能是它们得以行动的最原始的能量来源。新能源汽车（如：我国的比亚迪及美国的特斯拉）的问世，新型高效能化学电池功不可没。它的推广使用不但降低人类对传统能源石油的依赖，而且将大大降低汽车尾气排放所带来的空气污染，同时各种交通工具（如：汽车、火车及飞机等）上的许多零部件都是高分子化学材料加工而成的，还有机体所使用的各种金属材料也是化学制品，所以说：化学是现代交通工具的生命，对人们的出行起着重大作用。现代人类根本无法离开人造化学品，21世纪的生活对化学的要求和利用会日益加大，与化学的关系更加紧密。 三、化学在工、农业生产及国防方面也起着非常重要的作用 农业方面农药和化肥用来防止病虫使农业增产增收，除草剂的使用改变了农民面朝黄土背朝天的传统耕作方式，大大降低了农民的劳动强度，提高了人们的生活质量。我们还需要进一步研究高效低污染的新农药、长效复合肥料和各种生长激素，以促进农业的不断发展；工业方面我国古代的“四大发明”中的造纸、火药及印刷就是化学在生产实际中的应用，金属冶炼的原理就是利用化学反应将矿石中的金属还原出来，在机械制造业中还可以用电解加工的方法代替车床的切削，既方便又有准确，当今3D打印技术的广泛应用，得益于各种新型成型材料的问世；国防的现代化更是与化学紧密相关，无论是常规武器还是现代核武器的制造都需要化学知识。导弹的生产、人造卫星的发射，需要更多具有特殊功能的化学产品，如高能燃料及耐高温、耐辐射的特殊材料。 四、人的生命和健康也与化学息息相关 人体的健康与否与体内各种化学元素之间是否达到平衡有关，人体的生理过程实质上是体内各种化学物质之间的物理化学反应过程，当体内某些化学元素平衡失调时，就会导致某些危害人类健康的疾病，如血液中Na+过高时，会引起高血压病症的发生，所以每个人都应注意饮食结构的多元化，有利于身体健康。1965年和1981年，我国在世界上首次合成了牛胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸，蛋白质和核糖的形成是无生命到有生命的转折点，自此我们人类对自身的了解有了新的突破，为我们人类对生命和健康的研究打下了基础。正是有了合成各种抗生素和大量新药物的技术，人类才能控制各种类型的传染疾病，利用基因疗法、干细胞技术战胜癌症、艾滋病、SARS等病毒性疾病，战胜老年性痴呆、心脏病与中风等影响健康长寿的顽疾，使人类的寿命延长。人类的健康成长离不开各种营养品和药品，近年来发展起来的功能食品就是通过其所含特殊成分能充分显示人体的防御功能。如果没有这些化学药品，世上不知有多少人要受病魔的折磨，不知有多少人会被病魔夺去生命。 五、环境与化学已成为当下时代重要的话题 科学技术是一把双刃剑，化学在给人类带来益处的同时也给人类的生存环境造成了一些有害的影响。当前社会存在着两大亟待解决的问题：（1）食品安全问题，如苏丹红、甲醛啤酒、瘦肉精及农药残留等食品安全问题不断出现，严重危及人们的身体健康及生命安全。要解决这一问题除了要加强法治宣传和监管外，更要加强对食品的化学检测，确保食品的安全；（2）工业污染，如工业“三废”及汽车尾气的大量排放使大气中固体悬浮物超标而产生雾霾天气、土壤酸化及重金属对水土的污染等，使人的生存环境遭到破坏及人体的健康受到了威胁。环境化学作为一门学科浮出水面，人们利用化学开始对环境进行监测和治理。不断加强化工、冶金等大的污染源工业生产过程的技术改造，走发展高科技、高技术含量的产业之路，开发“全消化”生产工艺，使工业废物的排放减少到最低程度；其次是加强工业废物处理和监督，开发废物再利用的新技术，化害为利变废为宝，充分发挥化学的能动作用，用化学的方法处理人类社会发展过程中产生的环境污染问题，使我们的天更蓝、水更绿、空气更清新。 总之，现代生活与化学是紧密相连不可分割的。人们要用化学方法不断创造新的化学制品，如生态环保型服装、智能材料、生物质洁净能源、纳米材料等。 不管是生命本身作为一个过程，还是生命得以维持所必须依赖的外在物质条件，都离不开化学。没有生命还有化学，没有了化学就绝对不会再有生命存在。化学是生命存在的支柱，也是社会存在和发展的支柱和动力。我们应该努力学好化学知识，利用化学反应的规律不断创新开发出更多的化学制品，以丰富人们生活的内容，提高人们的生活质量。 化学与生活论文:浅谈化学与生活 摘要：我们的日常生活，形形色色，丰富多彩。随着人们生活水平的提高，人们越来越追求健康、高品位的生活，化学与生活的关系也日趋密切。可以说，人们的生活――衣食住行，都属于物质范畴；而化学，作为一门物质研究的基础性学科就与我们的生活息息相关。生活中处处有化学，化学在人类的生产和生活中发挥了不可估量的作用。 关键词：化学与生活 生活中的化学 《义务教育化学课程标准》对课程内容的选择突出了以下几个特点： （1）重视学生的生活经验对科学过程的感受。不过分强调知识的逻辑顺序，在一定程度上体现生活性、实用性，以及初中学生的年龄特点。（2）改变学生的学习方式，加强探究的力度，精心创设活动与探究的情境，以及多种形式的学习活动，以培养学生的科学素养。（3）内容的选择密切联系学生的生活和社会实际，反映最新科技成果，并注重培养学生运用，识解决实际问题的能力。 以上三个特点充分表明，实施化学教学，应舍弃传统的化学教学片面强调知识和技能目标，必须把培养学习化学的兴趣，提高科学素养放在首要的位置。因此，联系生活，努力创设生动活泼的学习情景，提高学生学习化学的兴趣尤为重要。化学是一门基础自然科学，它是人类认识世界、改造世界的锐利武器。只要你留心观察、用心思考，就会发现生活中的化学知识到处可见。人类生活坏境中的物质，有的是天然存在的，比如我们喝的水、呼吸的空气；有的是由天然物质改造而成的，如我们吃的酱油、喝的酒，是由粮食加工和经过化学处理得到的。更多的物质不是天生成的，而是用化学方法由人工合成的，如化肥、农药、塑料、合成橡胶、合成纤维等。它们形形色色、无所不在，使人类社会的物质生活更加丰富多彩。放眼四顾，我们都会看到各种各样的化学变化、五光十色的化学现象。可见，人们的生活离不开化学――生活处处显化学。生活中的化学常识： 1、 铝对人体健康的危害。铝一直被人们认为是无毒元素，因而铝制饮具、含铝蓬松剂发酵粉、净水剂等被大量使用。但近几年的研究表明，铝可扰乱人体的代谢作用，长期缓慢的对人体健康造成危害，其引起的毒性缓慢且不易觉察，然而，一旦发生代谢紊乱的毒性反应则后果严重。防铝中毒，生活中应注意：（1）减少铝的入口途径，如少吃油条，治疗胃的药物尽量避免氢氧化铝的药剂。（2）少食铝制品包装的食品。（3）有节制使用铝制品，避免食物或饮用水与铝制品之间的长时间接触。 2、食物的酸碱性。研究发现，多吃碱性食物可保持血液呈弱碱性，使得血液中乳酸、尿素等性物质减少，并能防止其在血管壁上沉积，因而有软化血管的作用，故有人称碱性食物为血液和血管的清洁剂。一般地说，大米、面粉、肉类、鱼类、蛋类等食物几乎都是酸性食物，而蔬菜、水果、牛奶、山芋、土豆、豆制品及水产品等则都是碱性食物。注意科学饮食，改进食结构，加强体育锻炼，并养成良好的生活习惯，血管硬化可望得到延缓和逆转。人体体液的酸碱度与智商水平有密切关系。在体液酸碱度允许的范围内，酸性偏高者智商较低，碱性偏高则智商较高。科学家测试了数十名6至13岁的男孩，结果表明，大脑皮层中的体液PH值大于7.0的孩子，比小于7.0的孩子的智商高出1倍之多。某些学习成绩欠佳、智力发育水平较低的孩子，往往多属酸性体质。 3、食品中的二氧化硫。二氧化硫是无机化学防腐剂中很重要的一位成员。二氧化硫被作为食品添加剂已有几个世纪的历史，最早的记载是在罗马时代用做酒器的消毒。后来，它被广泛地应用于食品中，如制造果干、果脯时的熏硫；制成二氧化硫缓释剂，用于葡萄等水果的保鲜贮藏等。二氧化硫在食品中可显示多种技术效果，一般称它为漂白剂，因为二氧化硫可与有色物质作用对食品进行漂白。另一方面二氧化硫具有还原作用，可以抑制氧化酶的活性，从而抑制酶性褐变。总之，由于二氧化硫的应用可使果干、果脯等具有美好的外观，所以有人称它为化妆品性的添加剂。二氧化硫在发挥化妆性作用的同时，还具有许多非化妆作用，如防腐、抗氧化等，这对保持食品的营养价值和质量都是很必要的。长期以来，人们一直认为二氧化硫对人体是无害的。 4、水垢的形成水中溶解有碳酸氢钙，一点也看不出来。但当把含有碳酸氢钙的水放到锅中烧时，碳酸氢钙在受热后，逐淅分解，又转变为原来的二氧化碳、水以及碳酸钙。这些含有碳酸钙的开水到在茶壶或者热水瓶内，碳酸钙就逐渐深入瓶底或附结在内壁上，时间一长，碳酸钙结起，就成了茶垢那么，为什么盐酸能除掉碳酸钙呢？这又是一个化学反应，生成一种叫做氯化钙的新物质。氯化钙能够溶解在水中，所以只要用水一洗就没有了。这样一来，茶垢就除掉了。用盐酸除茶垢。可得注意：首先，不要直接用手去抹，最好用根铜丝缠着布条来擦洗，其次，盐酸要配得稀一点，不能太浓，而且还不能太多，因为盐酸有腐蚀性。除掉茶垢后，要用水认认真真地冲洗几遍，才能把盐酸除去；或者在茶壶里盛些水，放上几只铁钉，过几天，那些残存的盐酸就没有了；亦或者，我们可以改用食醋――以醋酸这种弱酸为主要成分，降低腐蚀性且为厨房必备品，取料方便。 5、使运动员很快消除疼痛的医药在观看足球赛时，有时会看到绿茵场上，正在拼抢中的足球运动员，由于受伤突然摔倒，有时还抱着大腿痛得翻滚。为了让他能继续拚搏，医生跑过去，拿着一个小喷壶，向受伤部位喷射一种药，再用药棉不断地揉搓、按摩，稍待片刻，受伤的运动员重新站立起来，又投入了比赛。 医生用什么药使运动员很快消除疼痛呢？原来喷壶里装的是氯乙烷，这是一种没有颜色、极易挥发（沸点13.l ℃）的液体。当把它喷到受伤部位时，立即挥发。在挥发时要吸收热量，从而使皮肤表面温度骤然降低，使感觉变得迟钝，因而起到了镇痛和局部麻醉的作用。这就是医学上所说的“冷冻麻醉疗法”。 6、绘制装饰图案用的“金粉”、“银粉”。绘制装饰图案用的“金粉”、“银粉”是用什么做的？“金粉”是用黄铜（铜锌合金）制成的。将黄铜片和少量润滑剂经过碾碎和抛光就制成“金粉”，“金粉”广泛用于油漆和油墨中。银粉”是用价格便宜且和银一样有银白色光泽的铝制成的，铝粉质量轻，在空气中很稳定，反射光能力强。制铝粉有两种方法：一种将纯铝薄片同少量润滑剂混合后用机械碾碎；另一种是将纯铝加热熔融成液体，后喷雾成微细的铝粉。 生活中现存的化学情景，是无处不有，扣人心弦，有待于我们去开发，去利用，为使我们的化学教学焕发勃勃生机。

航空新技术论文:“福特级”航空母舰新技术 一提起航空母舰，映入人眼帘的往往是其海上巨无霸的形象。作为现代海上作战体积最大的移动堡垒，航空母舰不仅是一个国家大国地位的象征，更拥有极为强大的战斗力，是一国海上军事威慑的重要战略力量。美国是当前拥有航空母舰数量最多的国家。载有大量战机的核动力航空母舰，无疑是美国强大军事实力的招牌。在各国的武器库中，还找不出一款比航空母舰战斗群更具有惊人战力的进攻性武器。航空母舰能够在远离路基支援的战场条件下，驰骋于占地球表面积70.8%的海洋之中，并可在数个月的时间内对特定目标展开持续攻击。战力如此卓越的航空母舰战斗群显然早已成为美国各战区指挥官的“宠儿”。这也导致美国航空母舰在海外的战备值班周期不断延长。除了航空母舰战斗群的攻击实力外，航空母舰上所配备的各类高科技武器与装备，也是支撑其得以驰骋深蓝的重要利器。 从“尼米兹级”到“福特级” 美国当地时间2017年4月9日，全球第一艘“福特级”航空母舰福特号进行了海上测试。当天，“福特号”航空母舰被拖船从位于弗吉尼亚州的纽波特纽斯造船厂内拖出进行出海测试。作为“福特级”的首舰，“福特号”航空母舰的设计、施工和制造前后耗时十余年，总造价高达130亿美元。“福特号”航空母舰原计划于2015年正式在美国海军服役。不过，核反应推、发电机等部件的故障问题，导致“福特号”的出海测试时间一拖再拖。美国海军称，“福特号”航空母舰在出海测试期间，将进行飞行甲板测试验证等事项。待“福特号”航空母舰正式服役后，美国的核动力航空母舰将拥有11艘。作为新一代的航空母舰，美军计划最迟于2058年建造十艘同级航空母舰，以取代当前承担主力任务的“尼米兹级”航空母舰。 在“福特级”正式服役前，“尼米兹级”航空母舰乃是美国海军现役的主力航空母舰，且在数十年间中均为美军乃至全球范围内最大的军舰。“尼米兹级”航空母舰首舰“尼米兹号”自1975年正式服役后，美先后共建造了10艘同型航空母舰。“尼米兹级”航空母舰均采用核动力推进，属于大甲板弹射型航空母舰。其设计长度为330米，宽度为40米，吃水11米，满载排水量在10万吨左右，可以搭载一支约70架战机的舰载机联队。根据作战任务以及性质的不同，航空母舰上搭载的作战飞机类型也有所区别，通常包括了战斗机、预警机、固定翼反潜机以及电子战飞机等。每艘“尼米兹级”航空母舰都装载有四台蒸汽弹射器、四条拦阻索以及四座升降机，平均每20秒钟时间即可弹射出一架舰载作战飞机。 可以说，“尼米兹级”航空母舰战斗群能够控制的海域面积大、攻击性能强，是当前世界范围内作战能力最为顶尖的海上机动作战编队。不过，航空母舰战斗群并非仅仅只有一艘航空母舰所组成。航空母舰自身除配备少量用于自卫的武器外，其主要的武器装备即为所搭载的各类舰载作战飞机。这些作为重要武器装备的作战飞机可以对敌方的舰船、潜艇、飞机以及陆地目标等进行攻击，直接将敌方消灭于航空母舰数千米以外的区域，并对海上舰队进行保卫。除航空母舰所搭载的战机外，以其为核心的战斗群通常会由巡洋舰、驱逐舰、潜艇和补给舰等混编而成。 尽管“尼米兹级”仍是现役航空母舰中无人能匹敌的佼佼者，但其设计与制造毕竟发端于20世纪60年代，舰上的各项技术已显得较为老旧。譬如，“尼米兹级”所使用的弹射系统、推进系统等基本均采用机械结构，不仅极为复杂可靠性较低，且需要大量人员进行操作和维护。在此背景下，新一代“福特级”航空母舰应运而生。 “福特级”航空母舰的新技术 “福特级”航空母舰从外表来看，与“尼米兹级”航空母舰并没有较大的差异，两者在飞行甲板上也极为接近。从数据上而言，“福特级”首舰“福特号”航空母舰长度为330米，宽度为41米，设计的满载排水量为10万吨，这些数据与“尼米兹级”亦相差无几。“福特级”在吨位和尺寸等方面较之“尼米兹级”并未有多少提升，但在舰船的电力容量、舰载机的数量、舰船故障率等诸多关键性指标上，“福特级”航空母舰与“尼米兹级”相比有了质的飞跃。譬如，“福特级”航空母舰搭载的舰载机联队数量可达到75架，大大提升了作战飞机的出动率。通过采用全新的电磁弹射系统、电磁阻拦系统等所使用的各类前沿技术，“福特级”航空母舰真正成为了一艘适应未来战争环境下作战的超级航空母舰。 电磁弹射技术的应用 航空母舰诞生之初，舰载机均是依靠自身发动机带动螺旋桨产生拉力，进而使轰炸机或战斗机从航空母舰飞行甲板上起飞。彼时，这种起飞方式对于以轻金属和木质为主的螺旋桨飞机而言并非难事。不过，随着喷气式飞机的普及，其在短短一百多米的航空母舰甲板上的起飞，需要借助于外界的推力帮助，这也使得弹射系统随之产生。 “尼米兹级”核动力航空母舰所使用的是蒸汽弹射系统。其由核动力装置生成的热能来产生蒸汽，进而推动舰载机非短距离起飞。蒸汽弹射装置从结构而言较为复杂，包括了蒸汽系统、液压系统、起飞系统、归位系统、润滑系统以及控制系统等。 舰载飞机在从航空母舰甲板上起飞前，需要由位持器钢圈把尾部扣在一处坚固点上。当蒸汽弹射系统运作时，蒸汽由航空母舰上的锅炉输出，经增压后输入弹射装置唯一露在飞行甲板之上的滑梭中。被位持器扣住的飞机在起飞时需要开足马力，当蒸汽弹射系统一启动，飞机引擎的动力加之蒸汽的压力，令钢圈断开，飞机立即向前冲去，在短短数十米的距离内即可将时速提升至250公里每小时。当舰载机被弹射起飞并脱离滑梭后，滑梭回到原位，并继续推动下一架舰载机起飞。 从数量上来说，“福特级”航空母舰与“尼米兹级”航空母舰一样，都装载有四部弹射器。但两者在设计理念和技术层面上有着显著的区别。由于舰载机在“尼米兹级” 航空母舰第四号弹射器时，其机翼已接近甲板边缘，这也导致该级航空母舰的四号弹射器无法弹射满载起飞的作战飞机。为了提升舰载作战飞机的出动能力，“福特级”航空母舰对飞行甲板的构造进行了改进，从而令其第四号弹射器能够弹射满载起飞的作战飞机。 “尼米兹级”航空母上所用的蒸汽弹射系统，其体积和重量均较大，不仅需要消耗大量的海水，还需要大量的人力和资金进行维护和更换，这显然不利于长时间的海上持续作战。此外，由于在弹射过程中需要消耗大量的蒸汽，“尼米兹级”航空母舰在连续弹射出几架满载起飞的作战及飞机后，其航速就会受到较大的影响，从而限制了下一个攻击波中能够出动的战机的数量。蒸汽弹射系统的最大局限性，还在于其输出功率有限。“尼米兹级”航空母舰采用的蒸汽弹射方式，决定其只能弹射载重30吨以下的舰载飞机，难以满足舰载机未来发展的方向。加之蒸汽弹射系统存在功率无法调节的限制，只能有效弹射重量较轻的无人机。若要进行强行弹射，很可能会造成飞机受力过大，从而影响其服役时限。 在此情形下，美军在其最新型的“福特级”航空母舰采用了前沿的电磁弹射技术，以规避和完善当前“尼米兹级” 航空母舰蒸汽弹射系统所存在的实际问题。所谓电磁弹射技术，即是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外进行运动。电磁弹射技术的主要应用是大载荷物体的短程加速，其起步与发展相对较晚，目前在航空母舰的舰载飞机起飞弹射上已得到高度重视和应用。相较于蒸汽弹射系统，电磁弹射系统不需要使用蒸汽来驱动活塞，而是使用电来驱动。同时，电磁弹射技术的容积小、效率高、质量轻，对航空母舰上的辅助系统相对要求较低，且运行和维护的费用较为低廉。在功率损耗方面，电磁弹射系统要远小于蒸汽弹射系统。其可控性能也优于蒸汽弹射系统。当蒸汽弹射系统的蒸汽阀门打开后，飞机起飞的弹射过程中基本无法控制。但电磁弹射的全过程均可以有效掌握，并可根据不同机型、飞机速度与负载变化等进行调整。这也使得电磁弹射技术成为了未来航空母舰发展的核心技术之一。 电磁阻拦技术的应用 除了将重型飞机送上天空外，如何能够令舰载机顺利降落在航空母舰甲板上也是一项困难重重的任务。舰载飞机在运动的航空母舰上降落，其风险之大、难度之高，被全世界公认为“刀尖上的跳舞”！通常情况下，陆地机场的跑道会长达数千米，而航空母舰上的甲板长度不会大于300米，可供利用的降落距离仅有100米。然而，舰载机降落的速度却高达300公里每小时。在如此高的速度、如此短的距离，再加之随时处于颠簸中的航空母舰，如果没有航空母舰阻拦系统，现代喷气式飞机在航空母舰上的安全着落显然是一项难以实现的“天方夜谭”。航空母舰上安装的阻拦系统，能够有效帮助舰载机在极短的距离内强制制动。 “尼米兹级”航空母舰所使用的是液压式阻拦系统。其由液压缓冲系统、制动器具以及冷却系统共同组成。当舰载机降落时，其机尾钩挂上阻拦索后，阻拦索一边利用滑轮阻尼器来减缓飞机的速度，另一方面则持续将动能转化为压缩空气罐，从而令飞机趋于平稳并有效制动。不过，液压式阻拦系统的阻拦能力较为有效，但缺乏灵活机动性。面对不同的机型降落，航空母舰上的海军航空兵需要依靠人工对配重物进行更换，这也直接影响到了舰载机的出动频率。如果不对液压式阻拦系统予以适当的配重，在阻拦过程中产生的过大峰值拉力甚至可能造成飞机损坏。 为此，在全新的“福特级”航空母舰上，设计者采用了前沿的电磁阻拦技术。在这一技术中，阻拦机和电脑控制系统是最为核心的两部分。阻拦机的构成较为简单，包括了水力涡轮、感应电机、旋转轴以及机械制动装置等，在阻拦系统中起到吸能的作用。电子控制系统则包括了操作人员工作平台、维护人员工作平台以及动态子系统。该系统可以精准地对飞机阻拦着舰的即时受力情况进行分析和控制，并反馈给电动机后施予阻拦索合适的拉力，从而令舰载机在阻拦着舰的过程中能够获得更为平稳的力，进而也可控制舰载机在飞行甲板上制动的距离。作为电磁阻拦系统中的重要一环，阻拦索采用了新型轻质合成缆索，这不仅可以减少结构载荷，降低系统惯性，并可由此缩小滑轮减震装置的尺寸。 电磁阻拦技术的工作方式主要可以分为两个环节。第一个环节也就是初始接触阶段时，舰载机的机尾钩一旦与阻拦索相接触后，其就会牵动阻拦索，进而带动换轮索牵出，并令旋转轴转动。这一工作的关键，是为了令舰载机和阻拦索之间得以平稳接触。在实现了第一环节的既定目标后，第二环节则是如何对于舰载机的动能吸收。舰载机在降落时，其自身带有极大的动能。电磁阻拦系统中的水力涡轮、感应电机和摩擦制动器就是为了吸收舰载机的动能。通常情况下，水力涡轮和感应电机正常工作，即可吸收舰载机的动能，并实现飞机的安全着舰。可是一旦发生水力涡轮或感应电机不能正常工作，阻拦机的摩擦制动器就作为备用的吸能装置，以保障电磁阻拦系统的安全、可靠。较之液压式阻拦系统，电磁阻拦系统更为简洁、可靠，且无需大量的人力、物力进行维护，令其维护成本得以大幅度降低。 无论是电磁弹射技术，还是电磁阻拦技术，都是用于提升航空母舰战斗力的关键技术和措施。考虑到航空母舰在未来会搭载有各类无人飞机，前述新技术的应用，也可为未来航空母舰的发展奠定重要基础。 航空新技术论文:遥感及航空摄影测量中的新技术探讨 摘要：随着当前生产的发展需求，大比例尺航测成图技术的应用在国内各城市测绘单位快速得到推广应用；同时一些与航空摄影测量和遥感相关的测绘高新技术也在不断的投入。本文首先对摄影测量与遥感的发展的重要作用进行阐述，进而分析遥感及航空摄影测量中的新技术以及应用。 关键词：遥感技术；航空摄影测量；新技术；应用 一、摄影测量与遥感的发展的重要作用 从摄影测量与遥感的发展来看，在近三十年来，摄影测量与遥感技术已经进入了测绘、农业、林业、水利、气象、资源环境、城市建设、海洋、防灾减灾等各个行业，在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。从上世纪七十年代后半程起，摄影测量已经开始从模拟摄影中跨越出来，已经进入了数字摄影阶段，摄影测量正在经过传统测绘技术向数字化测绘技术体系的转变。 （一）摄影测量与遥感有利于推动测绘技术的进步 从二十世纪七十年代后期开始，我国的摄影测量经过了一个系统的转变。摄影测量逐渐从模拟摄影测量转化到解析摄影测量，并最终进入到了数字摄影测量的发展阶段，也标志着我国的传统测绘技术体系的解体，新的数字化的测绘技术体系的兴起。 首先，从数字影像的类型来说，我国目前已经建立了数字正射影像（DOM，Digital Orthophoto Map）、数字高程模型（DEM，Digital Elevation Model）、数字线划图（DLG，Digital Line Graphic）、数字栅格图（DRG，Digital Raster Graphic），同时还有其他相应的地名数据库与土地利用数据库，多样化的数据库与模型为摄影测量在现实生产生活中的应用提供了可能性，推动了测绘技术的发展。 其次，国家利用摄影测量与遥感技术绘制了大量各种比例尺地形图。除此之外，还建立了大量的全国级别的基础地理信息数据库。例如1：1000000、1：250000、1：50000比例尺级别的地理信息数据库；除了国家级外，省一级的1：10000比例尺级别的基础地理信息数据库、市县级1：500至1： 2000比例尺级别的地理信息数据库等等。 另外，我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等，于上世纪80年代中期、90年代中期和末期完成了全国土地利用调查，并建立了业务运行系统，具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现正在利用高分辨率遥感数据，开展第二次全国土地详查工作。我国还利用彩色红外遥感数据开展地质找矿应用研究，并成功地在新疆博罗霍乐北山地区发现矿藏。 （二）摄影测量与遥感有利于提升 空间数据的获取能力经过近50年的发展，我国在空间数据获取能力方面有了巨大的提升。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台，以此为核心建立了国产卫星遥感影像地面处理系统，并开展了定量遥感反演研究，为形成我国独立自主的对地观测数据获取、信息处理与分发服务体系奠定了基础。 首先，从数据获取能力方面来看，在国家973与863计划的支持下，成功研制了一系列传感器，发射了50多颗对地观测卫星，包括气象卫星、海洋卫星、资源卫星、通信卫星、导航定位卫星、返回式陆地卫星、科学实验卫星等，组成了风云、海洋、资源和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系，从地球同步轨道和太阳同步轨道上实现了对地球的多平台、多传感器观测，可以获取地球表面不同分辨率的光学和雷达图像，并将对地观测数据应用于气候、大气成分、水循环、植被变迁、海洋现象、自然灾害等地球空间环境变化的监测。 其次，在数据储备方面，已经积累覆盖全国陆地、海域以及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面数据。 二、几种测量新技术的应用探讨 （一）GPS在航空摄影中的应用 （1）GPS用于航摄飞机导航 在航空摄影测量获取航片的过程中，航空摄影飞行必须按航摄计划中的要求，在一定的高度沿设计的航线飞行，以保证所得影像具有一定的摄影比例尺、航向重叠度及旁向重叠度。随着GPS的广泛应用，已普遍使用GPS对航空摄影飞机进行导航。 （2）GPS辅助空中三角测量中的导航与定位 GPS辅助空中三角测量的目的是利用GPS精确测定的摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置，将所测数据应用于摄影测量内业加密，以便尽可能减少对地面控制点的数量要求。用于确定摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置时需采用高精度相位差分的GPS动态定位方法，其实时差分定位可用于摄影导航，而确定航摄仪物镜中心的位置则利用布设在地面的2～3台GPS基准站的观测数据进行后处理获得。目前已采用QPS/IMU。 （二）LIDAR激光测高扫描系统的应用 LIDAR激光测高扫描系统利用GPS辅助空中三角测量技术，可以减少地面控制点，缩短作业周期，降低成本，可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。利用该种测量技术，在有地面控制点的四角带，完全可以满足1∶10000比例尺的地图精度要求；在地面特征丰富、影像较好时，可以达到1∶50000比例尺的精度要求。这种测量技术对于实施西部大开发战略、完善国家基本地形图有重要意义。 （三）机载侧视雷达技术的应用 机载侧视雷达是利用装于飞机机身两侧或下方的天线，随着飞机向前飞行而扫描飞机下方两侧的带状地面，进行高分辨率地形测绘的雷达。飞行器上的侧视雷达包括发射机、接收机、传感器、数据存储和处理装置等部分。侧视雷达具有下列特点： （1）具有全天候工作性能； （2）分辨率高，所摄照片清晰； （3）覆盖面积大，提供信息快，把飞行中连续拍摄的照片拼接起来可构成大面积的地形图； （4）不易受干扰 航空新技术论文:浅析航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要：随着科学技术的进步与发展，航空摄影测量新技术被广泛应用于城市地形图测绘中，并取得了重大的成果。本文针对我国航空摄影测量的发展历程，分析我国航空摄影测量新技术的应用及注意事项，从而推动我国航空测绘的发展。 关键词：航空摄影测量；新技术；应用；发展 航空摄影测量即是在飞机上利用航摄仪器对地面进行连续拍摄，绘制地形图的过程，其原理是利用航摄仪器的摄影光束相交而确定地面点的位置。随着科学的进步，以及社会建设中对土地利用的现状，航空摄影测量技术在不断得到创新和完善，并推动了航测行业的发展。 一、我国航空测绘的发展现状 我国对航空摄影测量技术的应用可以追溯到20世纪80年代。当时，我国各大城市开始应用航空摄影测量技术进行对城市大比例尺地形图的测绘，以便科学合理的使用土地。在城市化进程以及生产的需要中，大比例尺城市测绘技术被广泛应用于各城市测绘企业单位。在科学技术不断发展的今天，数字化技术迅猛发展起来，在航空摄影测量技术上，涌现出数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR 激光测高扫描系统、雷达等先进技术设备，为城市大比例尺地形图的测绘创造了更多的技术条件，不断推动着航测行业的发展。然而，受诸多客观因素的影响，我国航空摄影测量技术力量还相对薄弱，其测绘精确度仍有待落实，航测工作有待进一步完善。 二、航空摄影测量主要新技术的应用 1、对数字航摄仪DMC的应用 数字化技术是现代信息社会不可或缺的技术手段呢，无论对人们生活和社会各项工作的开展都起到不可比拟的作用。而数字航摄仪DMC也是在数字化的基础上创造的航测产品，它是一种用于高精度、高分辨率的航空摄影测量的数字相机系统。这一航空相机摒弃了传统胶片相机的设计思想，由四个全色传感器及四个多波段传感器组成。其四个全色传感器用于捕捉每一个设想的特定区域，从而确定一个大的镶嵌影像；四个多波段传感器则主要用于捕捉红、蓝、绿色及进红外数据。因此，航摄仪DMC能满足小比例尺和高分辨率大比例尺航摄的需求。与此同时，在低空进行测绘时，DMC能够在无人控制的情况下实现机动、快速的摄影测量，其测量精度高。 2、对IMU/DGPS新技术的应用 IMU技术是惯性测量单元的简写，主要是由陀螺、加速度、电路构成，它能够独立提供高精度的导航参数，同时具有抗电子干扰、隐蔽性好等特点。但这一技术的不足之处在于不适合长时间单独飞行，否则容易造成导航位置参数的误差。而大家熟知的GPS全球定位系统功能强大，被广泛应用于航空摄影测量、工程测量等诸多领域。因此，将IMU与GPS集成起来构成组合导航系统，能有效提高系统的导航精度与其测绘性能，就是目前的IMU/DGPS航空摄影测量系统。这一新技术的应用能够减少地面控制的工作，提高了测绘效率，并降低了在高山荒漠等区域测绘的危险性，推动了航测事业的发展。 3、对LIDAR 激光测高扫描系统的应用 对LIDAR 激光测高扫描系统的应用，主要是针对困难地区、无图区及边界区而实施的新技术。该技术主要利用GPS辅助空中三角测量技术，从而减少地面控制点，完成对外空难度大的测绘区高精度及大比例尺的测绘工作，这一技术的应用有利于缩短作业周期，减低生产成本而提高生产效率。这一技术对于实施我国西部大开发战略、完善国家地形图有深远的意义。 4、SAR合成孔径雷达成像系统 SAR合成孔径雷达成像系统具有高分辨率的成像技术，不受客观恶劣天气条件的影响便能获取空间数据，大大改善了对困难地区地形图绘制的困境。这一成像系统的使用原理是将合成孔径雷达安置于飞机上，利用孔径雷达发射微波对地面目标扫描，从而经过对空间坐标的计算，记录回波特性得出地面目标的空间特性，再经过数据处理成像。这一系统的运行主要由天线系统、数据记录系统、监控系统、发射与接收系统协调运行而完成。 三、对航空摄影测量技术应用的和主要注意事项 1、落实测绘区选点工作 航测人员在开展航空摄影测量工作过程中，运用IMU/DGPS作业的前提必须对测绘区做好现场踏勘的选点工作，这一选点工作要按照前期设计图纸要求并结合GPS定位测量范围的选点要求进行实地选点定位。选点的点位要位于交通方便、便于安置设备便于埋石操作的区域；点位还要在视野开阔的地方，避开建筑物及水域便于信号及电磁波的传输。同时，点位之间还要做好加密与联测工作，以便测量工作的连续开展。 2、确定航摄仪、比例尺及航高 在航空摄影测量工作开展之前，首先要做好航摄仪、比例尺及航高的选择与确定工作。在选择航摄仪时要优先考虑其性能质量，进而保证航摄资料的准确性。在确定比例尺时，首先要按照国家对大比例尺地形图航空摄影标准并根据当地地形实际与相应的精度要求，以及配套仪器的利用，综合确定航摄比例尺与航高数据。 3、策划检校场的布设方案 检校场的布设方案主要针对IMU /DGPS 系统设备生产商而言的，这些生产商在从事 IMU /DGPS 系统设备生产过程中对于检校场的布设方案的策划，一般要考虑达到如下工作的因素：检校场要根据比例尺大小设置相邻的平行航线；检校场要能保证航向重叠和旁向重叠都是60%；采用直接定向法，使航测高度与摄区高度一致；对于检校场的位置可以选择在离摄区较远的区域或摄取中任意两条航线位置等。 四、结语 在科学技术迅猛发展的今天，我国航空摄影测量实现了岁数字测绘技术的应用与完善，取得了相应的进展。但是，我们也应看到在航空摄影测量新技术应用方面较西方先进国家还有很长的距离。我国的航测领域应该在认识航摄新技术优点的同时，找寻并探索其对于该技术应用中应注意的问题，有针对性的做好航摄工作，提高航摄效率，保证影像质量，进而推动整个数字摄影测量事业的发展，满足社会经济发展和环境的可持续发展需求。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘 要:随着科技进步,航空摄影测量技术广泛应用于城市测绘、复杂地形及国界等测绘区域。目前,航空摄影测量技术发展迅速,测绘技术向数字化转变,出现了数字航摄仪DMC、IMU／DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU／DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空航摄仪；新技术；应用与发展 引言 自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。随着生产发展的需要,各城市测绘单位,在航测机构增添航空摄影测量业务,大比例尺航测成图技术在国内各城市测绘单位得以快速的应用推广。目前,随着数字航摄仪DMC、IMU／DGPS新技术、LI-DAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用,航空摄影测量技术逐渐成为大比例尺地形图的主要测绘方法。但是,航空摄影测量技术应用于地籍测绘领域时间短,加之航测本身的技术缺陷以及测绘精度问题,有时仍然难以达到预期目标。 一、航空摄影测量技术的分类 （一）按处理方法分 在航空摄影测量技术的分类中按处理方法可分为模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。模拟摄影测量通过模拟测量的方式，使测量达到最真实的效果，同时减少了使用过程中的出错率，用模拟的方式实现了对实际的掌控能力，使技术取得最好的实用效果。解析摄影测量是指通过对形状、大小、和数据进行解析达到对综合数据的了解，使出现的问题和错误得到改善，并增加对具体内容的了解，让数据达到还原效果，增加图像的准确率，并通过分析和应用提供最真实的影像和数据，更好的为地形摄影和非地形摄影的发展服务。数字摄影测量使测量的结果更接近于对数字的掌控，通过对数字摄影的掌握加强测量的数字化能力，通过对数字及影像的综合处理达到理论和实际的有效结合，使摄影测量达到数字化和科学化，使数据更加准确，更加接近测量的实际。 （二）按研究对象分 在航空摄影测量技术的分类中按研究对象可分为地形摄影测量技术和非地形摄影测量技术。地形测量是指对地形图的测绘过程，通过对地表和地形在水平面的投影中显现的数据，把数据按比例尺进行缩放来实现摄影和测量的目地。地形的测量一般采用航空摄影测量技术，在飞机上就可以拍摄和掌握各种测量数据，实现数据和图像的高标准。非地形测量不以地形测量为目的，而是通过对各种指标的精确测量使理论知识更加丰富，它为生物领域、军事领域、建筑领域、矿山工程领域、文物领域的发展提供更多的理论基础，使各领域的技术得到发展，并通过摄影和测量使这些领域得到实际的发展，使非地形测量应用到这些领域中，取得更长远和丰富的发展。 （三）按摄影的位置分 在航空摄影测量技术的分类中，按摄影位置进行分类，包括航天摄影测量技术、航空摄影测量技术和地面摄影测量技术。其中航空摄影测量技术通过航天摄影来完成整体测量，要根据具体的测量对象进行不同的研究。航天测量的测量距离相对更远，技术水平也更难达到标准，对摄影及测量人员的要求也更严格，并且环境造成的干扰对摄影的影响也更大。工作人员需要更精细的测量，并对地形进行精准的勘测，来保证摄影测量技术符合测量和勘测的规定。航空摄影测量技术是指在空中进行摄影并根据比例尺对具体的距离进行计算的过程，航空摄影测量一般是在飞机上。而地面摄影测量技术一般需要对摄影进行处理，使形状、大小等综合数据达到预期的效果，通过采用地面测摄影测量技术使很多难以测量、难以勘测、难以计算的地形得到勘测，很多大坝和地形复杂铁路的测量就采用地面摄影测量技术，它攻克了地形勘测带来的危险，为地域勘测服务。 二、航空摄影测量技术的任务 （一）非地形测量 在非地形测量中不以地形测量为目的，而是通过对各种指标的测量促使理论知识更加丰富，达到为各种领域服务的目的。非地形测量的发展促进了生物领域的发展，使生物医学领域可以通过对地形的利用，取得更多的生物医学资源，带动更长领域发展。同时也有利于公安机关侦破案件，通过对非地形的勘测，了解罪犯的藏身之处，和犯罪窝藏点，使案件得到侦破。在文物和建筑领域也得到了发展，很多文物就存放在复杂的领域内，通过测量可以找到它们的位置，开垦出更多的古文物。非地形测量也有利于军事侦查，通过非地形测量检查各军事地点，保证军事地域内没有军火和其它领域的军事人员。 （二）地形测量 地形测量指加强对地形图的了解，通过对地表和地形在水平面投影来掌握数据，按比例尺进行准确的缩放，以此达到测量的目的。在测量中第一点要掌握具体的数据和具体的图像，按照比例尺来还原真实的指标，要建立专题的图片，对各种地图要进行了解，掌握各种硬件条件，要了解具体的摄影影像，对各种图形要分类型掌握。第二点，要建立相关的数据库，通过对数据的掌握，通过对数据的分类、筛选和汇总来了解各种数据的不同，了解测量的变化，使数据可以互相参考、互相借鉴，达到为测量服务的效果，达到测量的数字化。数据库的内容要系统化，方便管理人员查阅和掌控。 三、航空摄影测量的要点和作业方式应用 （一）质量检查准确，成果提交合理 在航摄摄影测量的最后阶段要对质量进行高标准的检查，对整体的过程进行准确核实和分析，达到整体质量的准确性，在最后的检查中一定要严把质量关。针对作业方式要加强各步骤的联系，区别各步骤的不同，对内容进行整体计算，并对结果进行重复的分析，使结果符合真实的效果。要对数字精度、数据完整性和准确性进行检查，检查的单位是质量检查机构，对检查和验收工作要合乎规定，以合同为根据。在检查合格后进行相应的验收工作，当检查资料不合格时验收单位可以拒绝验收。当核实无异议后要把成果提交给相关部门，提交过程中要把内容标记的详细些，确保相关部门能够根据数据开展以后的工作，作业方式也要列出相关数据和相关表格，使内容清晰易懂。 （二）空中采集准确，数据处理合理 在航空摄影测量中要对控制采集的数据和图像进行准确的处理，采集过程要正确，作业方式要符合标准，通过找准正确的距离和采用正确的拍摄方式，使效果更真实、更具准确性。拍摄人员也要掌握合理的拍摄方法，针对不同的高度，拍摄的方法也要有所不同。同时对数据的处理也要合理，要经过科学的研究和科研人员的重复计算，实现对不同数据的合理分析和比较，使航空摄影测量任务完美的完成。要在飞机上安装摄影仪，对地面垂直拍摄，获取相片或影像，使数据采集向自动化和数字化方向发展。数据处理过程中用绘制比例尺进行空中测量，用模拟法和解析法测绘，使精度和质量达到高标准。要用正确的采集方式取得最优异的内容，并通过科学的数据处理，达到整体测量的准确性。 （三）航摄准确，航摄设计合理 在航空摄影测量中要对航摄进行精准的计算，促使其它指标合理发展，并且要加强对航摄的设计。作业方式要通过找准目标和进行合理角度的拍摄实现精准化计算。拍摄过程一定要符合实际，通过合理的比例来还原数据和图像 , 要加入大比例尺的数字图，提高航摄的精度要素，提高航高、比例尺、焦距和影像质量，通过上述要素加深设计的合理性。还原的方式一定要合理，数据和图像设计也要有根据，要根据具体影像来开展数据和图像设计，测量不要局限在绘画图上，需要信息性的影像图件。要用科学的方式和科学的设计达到预期标准，实现测量的目的，实现测量的高标准，使作业方式合理的完成。 结束语 随着计算机技术和互联通信技术的发展,航测技术由模拟测绘向数字测绘转变,由计算机代替“人眼”,迈向信息化测绘时代。航空摄影测量已成为当前大比例尺地图绘制技术中的热门话题,各种航空摄影新技术一定会逐步完善。根据航摄地区的特点选择合适的技术获取影像,极大地提高航摄效率,缩短获取影像周期,提高影像质量。 航空新技术论文:航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要：伴随着计算机以及互联网通信相关的技术的开发与研究，航空摄影测绘技术已经从模式测量朝着数字化测量转化，从而做到了运用高科技技术来代替人进行测绘，令摄影测绘全面地走进数字信息化的测绘阶段。本文对航空摄影测量新技术的应用与发展进行了分析探讨。 关键词：数字航摄仪；DMC IMU/D GPS；激光测高扫描系统 引言 航空摄影测量就是在航空器中安装摄影仪器，进而在空中对需要测量的地形进行摄影。随着我国经济的发展，地形变化的速度非常快，同时由于我国地形结构复杂，依靠传统的测量技术很难对特殊地形进行实地测量，因此借助航空摄影技术可以实现对复杂地形的测量，并且航空摄影测量可以缩短测量工作周期，提高测量数据的准确。 一、航空摄影测量技术的任务 目前我国航空摄影测量技术的任务主要包括对地形面貌的测量和非地形测量两种： 1、地形测量 地形测量是航空摄影测量的主要任务，它是通过对测量地形的摄影，加强对地形的了解，并且按照比例尺寸对摄影的对象进行准确的浓放，以此实现测量的目的。在地形测量中需要做好以下三点工作：一是要保证摄影图形的具体数据和图形，并且按照预定的尺寸比例对航空摄影的图片进行数据还原，并且根据还原的数据图像，建立相应的图片库；二是要建立数据库，航空摄影要根据对地形的数据分析建立相应的数据库，掌握数据的不同分类以及数据之间参数的变化情况，以此实现在航空摄影时实现测量的数字化；三是积极掌握测量地形的相关数据，并且根据掌握的数据情况完成对地形的整体测量，最后实现摄影图像的真实还原。总之在航空摄影测量的时候要进行合理的分工，保证摄影的图像数据真实、准确，使测量数据更加符合标准。 2、非地形测量 航空摄影测量技术不仅仅应用在地形测量领域，其还应用在许多其它领域。非地形测量不是以测量地形为目的，而是通过对地形的摄影观察地形的变化，以此更加地形变化发现其中的问题，比如航空摄影技术应用在军事领域中，就可以通过航空摄影技术对某一区域内进行军事侦察，以此观察该地形是否存在军事设备以及该地区的变化情况；航空摄影技术应用在工程领域，通过航空摄影技术可以对地形进行勘测，分析该区域是否存在矿物质等，以此实现对该区域的合理开发利用。航空摄影技术的非地形测量功能被越来越多的领域所应用，其发挥的价值也越来越大。 二、航空摄影操作的关键和方式应用 1、摄影精确，设计科学 在航空摄影测绘的过程当中需要先对摄影实施准确的计算，从而令别的相关要求都有一个很好的发展，同时需要注意的是要优化航拍的设计。摄影办法是要先确定好摄影的地点以及实施一个适合的角度摄影从而能够进行准确的设计计算。进行摄影测绘必须要切合现实情况，利用适合的比例来对收集到的数据以及图像进行还原，此外还需要添加一个大比例尺的数字图，增加摄影的准确因子，增强摄影高度、比例尺、以及摄影的焦距以及图像的清晰度，经过以上的因素从而对摄影设计进行优化。另一方面，对图像进行还原的方案必须要是科学合适的，图片以及数据的收集设计需要有根有据，需要依据实际的图像从而进行数据以及图片的收集相关设计，测绘不能仅仅关注在绘制图像上，应当具有数据性的图像视频。 2、收集精确，处理科学 在航空摄影测绘过程当中需要对摄影器械摄影收集到的数据以及图片实施精确的计算分析，收集的方式要合理，满足相关的指标要求，利用精确的定位以及摄影的方式是科学合理的，从而使摄影的结果更加的切合实际情况、更加的精确。另一方面实施摄影的相关作业人员也需要对于摄影的方法有个准确的认识，根据摄影的高度不同，所采用的摄影办法都要根据实际做出调整。同样需要关注的是相关数据的处理方式，处理方式需要通过反复的分析探究以及相关人员的反复推算，从而可以完成对于各种数据的科学统计分析，因此令航空摄影测绘工作能够很好的被执行。航空摄影首先要在使用的飞机外体组装好测绘过程当中所需要使用到的相关装置，因此能够对地面实施竖直摄影，从而得到有关的图像视频，指导数据的采集朝着自主化以及数字化方面进行开发。 3、质量检测精确，结果提交科学有效 在实施航拍测绘的最终阶段需要针对收集到的相关数据实施高要求的检测，对于摄影的整个过程实施精确审核以及研究，从而达到整体的质量准确性标准，此外在最终阶段的检测作业中必须要把控好质量的这个标准。针对摄影的方式要增加每个操作单元智联的相互联系，能够分辨出各个操作单元之间的异同点，对于摄影的具体项目实施整体的计算，同时对于计算得到的结果要进行多次推导验证，验证结果是否符合实际情况，增加其真实性。此外对于数字的准确度、数据的完整性以及精确性都要实施验证，而进行验证的部门都是相关的质量检测部门，对于检测和验证的过程都需要依照相关的要求，将合同中的规定作为依据。在检测合格之后再实施相关的验证，如果出现检测资料不达标则验证部门能够拒绝验证。 三、航空摄影测量新技术的应用 1、数字航摄仪DMC DMC航空摄影相机是利用四个多频率的接收器分别接收红、蓝、绿三色光以及近红外数据；而四个全色传感器分别捕捉的影像，依靠少量的重叠区域生成一个大的768013824镶嵌影像。此系统能够在各种光线环境中，通过调整相机的曝光时间，保证图片的质量，该系统对于地面的分辨率能够达到5cm。低空数字航空摄影测量以2000万像素以上的小像幅数码相机为传感器，采用无人飞机进行低空航摄，具有机动、快速、经济等优势。此种技术可以在较短的时间内获得部门地区较为准确的高分辨率的数字图像，另外对于天气以及机场的依靠性较小，目前已经被广泛的应用在应急保证、防灾减灾、图形测绘等方面。 2、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 GPS，即是全球定位系统，运用在航空摄影测绘后，利用空三素的办法得到角元素，从而完成了部分直接得到投影光束。IMU/DGPS，即是惯性测量单元/差分GPS，运用在航拍之后，能够直接取得三个线元素以及三个角元素，极少需要甚至不需要地面控制点就能够实施航空摄影测绘，从而大大的简化了摄影测绘工作。IMU/DGPS协助航空摄影的工作原理是利用了IMU、DGPS两种新技术的综合分析验算，从而得到了具有十分高的准确度的航空摄影测绘相关的概念、技术以及方案。 这种摄影方法的工作方式是首先利用组装在飞机外体上的GPS接收装置或是地面站点的GPS接收装置，进行持续的并且同步的检测太空中的GPS卫星信号，接下来是利用GPS载波相位测绘差分定位技术的协助从而得到了航空摄影仪的有关定位数值。IMU/DGPS技术能够直接的得到每一张摄影到的图片外方位元素，把其当作加权检测值参加到摄影测绘区域网的平差，因此得到了准确度更加高的图片外方位元素结果，这种测绘的方法叫做IMU/DGPS协助航空三角测绘方法。高准度的差分GPS与惯性测绘部分得到航拍的曝光时间的图像定位期空间位置，之后再针对去实施变差的更正，因此得到个各张图片的高准度外方位元素的方法称作直接定向法。 3、LIDAR激光测高扫描系统 LIDAR激光测高扫描系统通过GPS辅助空中三角测绘技术，能够减小地表的控制点，减短测绘时间，降低成本，可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。 结束语 航空摄影测量技术的发展，为我国的经济发展提供了重要的贡献，带动了测量技术的发展。航空摄影测量技术的广泛应用，突破了地形复杂、摄影周期长等一些弊端，促进了我国测量事业的发展。 航空新技术论文:“地沟油”华丽转身新技术助其成为航空用油原料 “民以食为天”，中国人痛恨“地沟油”危害食品安全，却每天制造出成千上万吨的餐饮废油。如今能源技术的进步，给中国人带来了福音――“地沟油”转换成航空生物燃料。每多一千克“地沟油”转化成航空油，也就意味着餐桌上少了一份用“地沟油”回收做出来的“口水菜”！ 2014年8月14日，波音中国公司在北京召开航空生物燃料油研讨会，并在会上宣布，波音与中国商飞合作的“废气油脂”（包括地沟油、食用油边角料、餐饮废油等）研究项目正式进入到了筹建“中试车间”阶段，最早于八月底开通一条日产500千克航空生物燃料的生产示范线。 2012年8月16日，波音公司正式与商飞合作成立了节能减排技术中心，中心的第一个项目就是研究如何将“地沟油”转化成航空燃油。该项目在此前的一年当中均处于试验阶段，试验目的是为了打通“地沟油”转变成航空油的技术路线。然而餐饮废油变航油，波音-商飞并非首例，国外有荷兰航空的成功案例，国内也有中石油1号生物航煤的技术先例，波音与商飞之所以耗费一年多时间打通技术路线，是因为中国的“地沟油”与其他生物油脂存在不同的特性。 荷兰航空旗下SkyNRG与中石油1号生物航煤采用的多为石油化工技术路线，比较适用于结构较稳定，成份较纯的餐饮废油，如肯德基，麦当劳炸鸡剩下的油。而波音与商飞此次针对具有“中国特色”的”地沟油“采用油脂化工技术路线，其目的是为了适应中国八大菜系，蒸煮炒爆涮等各式各样烹饪手法所遗留下来废油。如全国闻名的重庆火锅，最地道的做法就是用一锅被重复利用的老油涮食，试想火锅废油的成份会何其复杂！ 解决这些“成份复杂”难题的最佳办法就是“去除杂质”。中国商飞-波音航空节能减排技术中心对此已研发出相适应的解决技术路线：“我们将首先对其进行去杂质处理，得到成份较纯的中间产品，之后再利用优化过的催化剂工艺对其进行转换。” 目前，中国商飞-波音航空节能减排技术中心已成功利用“地沟油”转换出了一定量的航空油，转换比例在40%左右，即100万千克“地沟油”可转化成40万千克航空油。但不得不承认，该转换技术在成本上仍需进一步优化，因为相对普通航油，“地沟油”转换航油的成本是其2倍左右。 在大多数人眼中，那些脏乱差的“地沟油”应该是一文不值，但事实并非如此。事实上，目前“地沟油”的收购并不容易，价格也远非我们想象的那么廉价。从食堂、餐馆回收的泔水价格很低，但现在并没有形成行业性的集中回收，而是被一些不法商贩零散回收炼制成泔水毛油获利，转手又卖回餐馆，扰乱食品安全环境。 对于民众一直期盼的“地沟油”转航油，其成熟商业化运作仍需要企业技术研发，社会自觉回收，政府政策扶持等多方面的持续努力。但好消息是通过诸如波音中国，中国商飞与中石油这类有社会责任感的企业的不懈努力，该事业离商业投产又更进了一步。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘要：随着测绘技术、信息技术和计算机技术的迅速发展，航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步，其空间数据获取已从单一的野外测量发展到内外业综合以内业为主的采集方式。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状，然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU／DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词：航空摄影测量；新技术；DMC；LIDAR 引言 摄影测量指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。它的主要任务是用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型，为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。自20世纪80年代，航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。伴随生产的不断发展，各航测机构都开始增添航空摄影测量业务，在我国个城市测绘单位中，大比例尺航测成图技术得到了广泛应用。 一、数字航空摄影测量的最新进展与应用领域 从本世纪初数字航空相机问世开始，ADS40、DMC、UCD、SWDC等航空摄影仪相继出现，近些年，GPS技术、惯导技术、数码扫描、激光扫描、雷达等高精端技术跟航空摄影联系紧密，产生了很多新的航空摄影技术，比如GPS辅助航空摄影技术、IMLJ（POS）/DGPS辅助航空摄影技术、运用高解像率的CCD阵列将胶片替换，获取地面的地物地貌光谱数字信息的数字航摄仪、SAR合成孔径雷达成像系统、LIDAR激光测高扫描系统等，都在很大程度上促进了数字航空摄影测量的良性发展。 二、数字航摄仪DMC 数字航摄仪(DigitalMappingCamera)简称DMC，是用于高精度、高分辨率航空摄影测量的数字相机系统（如图1）。基于替代胶片相机的设计思想，DMC具有历史意义的技术突破。DMC数字航空相机由8个内部传感器组成：4个全色传感器与4个多波段传感器。4个多波段传感器一个捕获红色数据，一个捕获蓝色数据，一个捕获绿色数据，一个捕获近红外数据。4个全色传感器每个捕获一个影像的某个特定区域，区域之间有少量重叠以便形成大的7680×13824镶嵌的影像。所有传感器的动态辐射分辨率均为12比特。 一次飞行中由4个全色传感器获取的数据产品：全色、真彩色与彩红外。还有由4个多波段传感器获取的分辨率为2048×3072数据产品：真彩色、彩红外、四波段和近红外。通过获取相机影像数据，可利用PPS软件得到各类影像输出。DMC兼顾小比例尺与高分辨率大比例尺航摄业务的具体需求，其地面分辨率为5cm。这一系统可光线不同的条件下，用多种曝光时间来曝光，保证影像的质量。 （一）1：20000比例尺摄影的试验 为了对DMC数字航摄仪1：20000比例尺摄影的成图精度情况进行研究，在某处选取一个Ⅱ地形测段进行航摄，共30个像对。控制点的布设采取双五点法，基线数16条，运用GPS对控制点进行观测。用VirtuoZo进行内业加密，全数字摄影测量系统进行量测，采用PATBNT光束法软件来平差，加密精度统计如表1。 表1 1：20000比例尺摄影的加密精度统计 从统计的加密精度看，完全符合规范要求。运用JX4数字摄影测量工作站恢复立体模型来测图，之后跟该区域GPSRTK实地量测的72个显著地物点进行精度统计，平面误差是0.167m，高程误差是0.15m。 （二）试验主要成果 1、DMC航空摄影分辨率高，影像清晰，加密自动选点成功率较好，连接差小，碎玉提升加密精度十分有利，且测图地物判读精度高。 2、运用DMC相机进行航空摄影，可放宽其摄影比例尺到传统摄影比例尺的115~ 2倍。 3、可在传统布设方法基础上将控制点的布设降一个地形等级。 4、通过现有设备，完全可完成DMC摄影的成图作业。 二、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 IMU/DGPS辅助航空摄影测量指的是运用装在飞机上的GPS接收机与设在地面上的一个或多个基站上的GPS接收机同步而连续地观测GPS卫星信号，通过GPS载波相位测量差分对技术获取航摄仪的位置参数进行定位，应用和航摄仪联系紧密的高精度惯性测量单元（IMU，InertialMeasurementUnit）对航摄仪的姿态参数直接测定，通过联合IMU，DGPS数据后的处理技术获取测图所需的每张像片高精度外方位元素的航空摄影测量理论、技术与方法。 IMU/DGPS辅助航空摄影测量的主要方法有直接定向法与IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 （一）直接定向法 运用高精度差分GPS与惯性测量单元（IMU），获得航空摄影曝光时刻影像的空间方位，通过校正系统误差，获取每张像片的高精度外方位元素。该方法就是直接定向法。 （二）IMU/DGPS辅助空中三角测量方法 把基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外方位元素，作为带权观测值参和摄影测量区域网平差，获取精度更高的像片外方位元素成果。该方法称为IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 四、LIDAR激光测高扫描系统 LiDAR（LightLaserDeteetionandRanging），是激光探测及测距系统的简称。用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是结合了激光技术和雷达技术的产物。主要是发射机、天线、接收机、跟踪架及信息处理等部分构成的。发射机是各种形式的激光器；天线是光学望远镜；接收机通过各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外与可见光多元探测器件等。激光雷达用脉冲或连续波2种工作方式，探测方法分直接探测和外差探测。 激光自身的测距能力就非常精确，其测距精度可达几厘米，而LIDAR系统的精确度不仅仅取决于激光自身因素，还由激光、GPS及惯性测量单元（IMU）三者同步等内在因素所决定。伴随商用GPS和IMU的不断发展，通过LIDAR从移动平台上（如在飞机上）获取高精度的数据已被广泛应用。 LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲，打在物体上并反射回来，从而被接收器接收。接收器准确地对光脉冲从发射到被反射回的传播时间进行测量。由于光脉冲以光速传播，因此接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。因为光速为已知，传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度，激光扫描角度，从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向，就可能够对每一个地面光斑的座标X，Y，Z准确进行计算。激光束发射的频率能够从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例来说，一个频率为每秒一万次脉冲的系统，接收器将会在一分钟内记录六十万个点。通常情况下，LIDAR系统的地面光斑间距为2-4m不等。 激光雷达是一种在从红外到紫外光谱段工作的雷达系统，其原理与构造和激光测距仪非常相似。科学家将利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达，把利用连续波激光束进行探测的称作连续波激光雷达。激光雷达的作用是可以对目标位置（距离和角度）、运动状态（速度、振动和姿态）和形状进行精确测量，对目标进行探测、识别、分辨和跟踪。在多年的努力之后，科学家们已经研发出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。 结语 我国航空摄影测量技术起步较晚，它用计算机代替“人眼”，在理论和实践中使数字摄影测量得到了快速发展，在三维可视化、GIS数据更新、数学近景摄影测量等方面它将会被应用的更加广泛。其发展使得胶片摄影被数字摄影所取代成为必然趋势，而新型数字航空摄影机的应用必将为航空摄影测量技术带来一次变革，并把我国航空摄影测量技术推向数字航空摄影时代。 航空新技术论文:探索民航空管新技术的应用情况 【文章摘要】 随着国家综合国力的提升，我国航空领域取得重大成就，民航空管新技术在现代高新技术的带领下，逐渐走向成熟；同时民航空管局也在尝试着改变发展模式，提高运行的安全性，以确保经济效益与社会效益的统一。在此民航空管新技术的应用发挥着不可代替的作用。 【关键词】 空管新技术；必要性；发展；问题 1 空管新技术应用的必要性 1.1 运输量逐渐提高为航空事业带来了巨大压力 改革开放以来，我国在航空运输领域有了很大突破，与往年相比，不管是安全性能还是技术层面都有了很大提高，同时我国也成为世界中航空总运输量排名第二的国家。根据最近几年的经济发展情况、以及我国现有的科学技术水平来推测，到二零一五年，我国的机队规模将超过两千六百架，全国的机场总数将增加到大约二百五十个，而每年的飞行次数将达到1143万，与二零一零年相比，将提高一倍。然而由于我国经济发展水平不平衡以及地理环境等因素的影响，我国的大部分机场位于华北、华东、中南以及西南这些地势相对优越的地区，随着技术条件的提高，西部等地质环境恶劣的这些地方，也将会感受到便捷航空带来的好处。正是这些运输需求的增加，对我国航空事业带来很大压力，这对于航空事业来说不仅仅是一次新的挑战，更是一次难得的机遇，因此空管技术的应用在很大程度上，促进了航空事业的快速发展。 1.2 航空运行环境复杂，有待进一步改善 我国的大部分机场，在建设过程中以及航线制定中，会受到当地经济发展水平的影响；一般情况下，机场建设地区是经济较为发达，或者具有非常显著政治地位的城市或地区，或者作为中转站而建设的，在机场运行过程中，会产生一定的放射圈，其中具有非常复杂的电磁波、地形特点等，这会在很大程度上影响到航空运输的安全性，再加上人民群众对航空运输安全性要求的提高，就增加了航空建设的难度。尤其是在西部地区一些机场的运行中，由于其经济发展水平有限、人流量有限，再加上地区环境十分恶劣，就需要在航空运行中，花费大量的财力物力去进行维护和检修工作，不仅仅没有实现经济效益，同时由于传统空管技术的落后，使航空运输的安全性、可靠性大大降低，因此空管新技术的应用就势在必得，也是确保航空运输实现精确性的重要手段。 1.3 是实现航空领域可持续发展的必然要求 伴随着我国经济的快速发展，现在航空领域面对的最大难题之一，就是资源供应不足，将可持续发展作为航空行业的发展宗旨，能够在很大程度上为未来的发展打下基础，具有非常重要的实际意义。针对这个问题，民航空管系统就不得不采取多种方式来提高航天领域的飞行效率，但是其前提条件是要确保飞行安全以及容裕度。我们要在科学统筹规划的基础下，对空域资源进行优化配置，缩短飞行距离、提高飞行准确率，尽可能的达到节能减排的效果，降低飞行成本，以实现经济最大化。 民航空管新技术的应用，需要在效率、服务、安全、容量等方面进行重点提高，这就对新技术的推广提出了更大挑战，同时也表现了提高飞行系统综合能力的迫切性，使新技术应用得到更快速的发展。 2 空管新技术的发展和问题研究 2.1 我国民航空管新技术的发展 我国民航局是在一九九四年成立的，在成立之初就特别重视新技术的研发和使用，并还开设了相应的技术研究部门，在相关法律法规的严格督促下，以及相关政策的支持下，将一系列先进技术投入研究实验中，如卫星导航、自动监视等；2000年，经过一段时间的研究，在我国西部地区建立了世界上第一条投入使用的FANS航路，即L888航路，这一成果为我国航空事业的发展奠定了扎实的基础，到如今，短短的十几年的时间内，在民航局的大力支持下，加强对新技术的研发力度，并成立了一系列科研基地，取得很大的科研成果。但是我们不能忽略在新技术研发应用中，所凸显的问题，要重视我们在实践中，积累的相关经验，并对航空领域的发展做进一步的贡献。现如今 2.2 空管新技术应用中应重点关注的问题 空管系统从构成上来讲，是一个相当复杂的系统，不管是哪一种的新技术，在实际应用中，总会或多或少的对目前的运行产生一定的影响，为了最大程度上确保飞行安全，在新技术投入使用时，要进行一定的测试工作，包括整体评估、工程验证、数据分析以及安全性考察等等，在新技术的应用中，我们需要对以下几点问题进行重点掌握。 首先是就是空管技术的软件功能，在科学技术的快速发展的影响下，空管设备的价值已经由原来的硬件主体转变成软件主体，并且逐渐实现了自动化操作系统；对于软件功能来讲，其主要的特点就是在系统性、兼容性以及验证性上，提出了更高的要求，需要在严格的管理中，提高运行效率，这些特征在间接说明了对新技术及逆行那个测试的必要性。 其次就是在系统验证方面，一项新技术从研发到最后的推广，需要经过一个非常复杂的验证工作，任何一种技术都是需要一定的外界环境或者操作技能来配合完成的，而是在一遍遍的实验中，不断整理相关数据，而明确其是否能够达到可靠、可用的效果，是否能够与我国的飞行条件和外界环境相适应，是否能够实现预期的运行效果。所以在整个测试过程中，我们要对评估、验证等工作进行严格的控制，并在新技术的测试中引进现代化、科学化的管理模式，为新技术的推广奠定基础。 然后就是在新技术应用中的过渡性，从多年工作经验中，我们可以看出，很多新技术的投入使用，都需要进行非常长的一段时期的过渡，在此过程中，要充分考虑到技术应用的可行性，对外界环境进行准确的测量，对技术的成熟度进行精确测定，在多种综合因素的考虑下，制定出长期的发展规划、以及各阶段的发展目标，以确保新技术的顺利使用。 最后就是在空管新技术的掌握上，我们要进行重点把握；纵观整个世界中的民航技术发展情况来看，每个国家之间在技术上都有一定的合作互助，但是国家与国家之间为了进一步保存实力，并不会将一些关键技术进行共享，一些西方发达国家仍旧在技术上保持着绝对优势，对于我国来说，我们要在技术上加大投资力度，将技术研发作为我们航空事业发展的重要内容之一，逐步实现国产化，并要逐渐提高航空管理的有效性。 3 结语 经过一段时间的发展，我国民航空管新技术的研发和应用，取得良好成效，在其中我们对民航空管新技术发展的必要性以及发展概况和要重点关注的问题，进行了简要的概述，希望能够为同行业的研究者提供一定的理论参考。 航空新技术论文:改变航空工业的制造新技术 引言 英国《经济学人》杂志2012年制作专题论述了当今全球范围内工业领域正在经历的第三次革命，认为这次革命是一种建立在互联网和新材料、新能源相结合的工业革命，它以“制造业数字化”为核心，并将使全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化。新材料、新工艺、新机器人、新的网络协同制造服务，生产会更加经济、高效、灵活、精简。3D打印技术作为“第三次工业革命的重要标志”，被认为是推动新一轮工业革命的重要契机，已经引起全世界的广泛关注。3D打印技术作为具有前沿性、先导性的新兴技术，正在使传统生产方式和生产工艺发生深刻变革。3D打印技术将以其革命性的“制造灵活性”和“大幅节省原材料”在制造业掀起一场革命，它最适合应用于多品种、小批量、结构复杂、原材料价值量高的结构制造领域，因此有望在航空制造领域获得广泛应用。 3D打印技术（3D Printing）是快速成型技术（Rapid Prototyping Manufacturing）的一种，也叫做增材制造（ Additive Manufacturing）。基本原理是把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面，然后一层一层打印出来并按原来的位置堆积到一起，形成一个实体的立体模型。3D打印技术使用的方法有很多种，表1给出了美国科技政策研究所对3D打印技术按过程、主要厂商、所用材料和典型市场进行的分类。 国内外3D打印技术及产业发展情况 世界主要国家竞相从战略高度重视发展3D打印 3D打印技术的历史由来已久。1986年，美国3D System公司推出了第一款工业化的“3D打印”设备，1990年开始销售，短短几年中，形成了巨大的市场。近年来，美国以企业和大学及科研机构等半政府半民间的组织为主导力量，明显加大加快了对3D打印技术研发的组织力度。2009年，以美国相关大学为主的“增材制造路线（RAM）研讨会”就未来5～10年的技术发展进行了广泛的讨论，并发表了较有影响的路线图研讨报告。根据这一报告的建议，由爱迪生焊接研究所（EWI）牵头于2010年成立“增材制造共同体AMC（Additive Manufacturing Consortium）”，试图将相关的制造商与供应商同大学与研究机构联结成为一个互动良性促进发展的生态组织，共同解决3D打印技术中还存在着的大量问题。AMC目前已有30余家企业、研究所、大学、军方和政府等机构成员，以金属材料的增材制造技术为主，每季度活动一次。目前，AMC整合EWI及其成员的设备、技术和专业知识，初步构成了一个分布式、网络化的增材制造“国家实验平台中心NTBC（National Test Bed Center）”。AMC和NTBC的使命就是提高3D打印增材制造技术的成熟度，促进相应的产业投资，在全美范围内将这一新兴的制造方式早日转化为主流的制造方式。自2011年起，AMC每年都向其会员增材制造的现状报告。此外，近3年来美国政府、军方及企业还多次组织3D打印技术的有奖挑战大赛，希望以此加速相关技术的发展、应用和普及。 尽管美国在3D打印的整体技术上领先全球，但在基础研究设施、研发组织和政府支持上，欧盟明显领先。首先，欧盟在政府研发方面的投入要大于美国（不计不公开的国防军事投入），著名的大型合作项目包括英国的增材制造创新中心、欧盟第六框架项目大航空航天组件快速生产Rapolac（Rapid Production of Large Aerospace Components），全程专注航空航天的SMD（Shaped Metal Deposition）技术等。其次，欧洲工业界也主动组织形成3D打印产业群，开发增材制造的市场。一度形成原始创新技术源于美国，但其后的研发和应用及商业化却是由欧盟等国家完成的局面。此外其他一些国家也都竞相从国家战略高度重视发展增材制造业，澳大利亚近期制定了金属堆积制造路线，南非正在扶持基于激光的大型堆积制造机器的开发，日本也在着力推动堆积制造技术的推广应用。 3D打印行业处于迅速兼并与整合过程中，专利成为竞争的重要武器 2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元。目前，快速成型技术的市场应用份额如图1所示，其中航空航天约占8%。目前，全球有两家3D打印机制造巨头，分别为3D System 和Stratasys，均在美国上市，2011年营业收入分别为2.3亿美元和1.6亿美元。3D Systems公司自2009以来已连续收购了25家公司，并于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后，一举奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司继2011年5月收购Solidscape公司之后，又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前，国际3D打印行业正处于迅速兼并与整合过程中，行业巨头正在加速崛起。 3D打印行业巨头积极展开收购行动，在扩大公司规模的同时也吸收了大量的相关专利，并以此专利优势，在专利上限制对手的发展。目前全球拥有3D打印专利前5名的公司见图2、表2。 从2005年开始，3D Systems利用自己的专利优势成功狙击了纳博特斯克的7项专利申请。2012年底，3D Systems又控告Formlabs公司推出的初级3D打印机涉嫌侵犯其专利技术。 我国3D打印的技术水平基本与国际同步，但在产业化方面严重落后 20世纪90年代初，我国开始推进增材制造设备，即3D打印机的研发，在快速成型技术方面取得了长足进展。我国的华中科技大学、清华大学、西安交通大学、北京隆源公司、中航重机激光和南京航空航天大学等单位，于上世纪90 年代初率先开发快速成型设备，以及进行相关技术的研究、开发、推广和应用。其中，清华大学成功开发了无木模铸造工艺 （Patternless Casting Manufacturing），即采用逐点喷洒粘结剂和催化剂的方法来实现铸造沙粒间的粘结。华中科技大学研发出世界最大激光快速制造装备，使得我国在快速制造领域达到世界领先水平。西安交通大学研制出了激光快速成型设备LPS、SPS 系列成型机，并成功推向国内外市场。在国家科技部领导和组织下先后成立了近10家旨在推广应用快速成型技术的“快速原型制造技术生产力促进中心”，863/CIMS 主题专家组还将快速成形技术纳入目标产品发展项目。可以说我国在典型的快速成形设备、软件、材料等方面的研究和产业化方面获得了重大进展，我国快速成形技术的研究工作基本与国际同步。但在快速成形技术新设备研发和应用方面我国则落后于国外。国外快速成形技术在航空领域有超过8%的应用量，而我国在这方面的应用量则非常低。据估计，3D打印设备在我国企业级装机量在400台左右，2010年以来年增速均为70%左右，市场规模超过1亿元。 3D打印技术在航空领域的应用情况 欧美已将3D打印技术视为提升航空航天领域水平的关键支撑技术之一。3D打印技术在航空领域的应用主要集中在3类：1）外形验证，整机和零部件外形评估和测试、验证；2） 直接产品制造，例如无人机的机翼、云台、油箱、保护罩等，美国一些大飞机中也有多个零部件采用3D打印直接制造；3） 精密熔模铸造的原型制造，采用精密浇铸工艺来制作部件前的原型等。 国外应用情况 波音公司已经利用3D打印技术制造了大约300种不同的飞机零部件，包括将冷空气导入电子设备的形状复杂导管。目前波音公司和霍尼韦尔正在研究利用3D打印技术打印出机翼等更大型的产品。 空客在A380客舱里使用3D打印的行李架，“台风”战斗机中也使用了3D打印的空调系统。空客公司最近提出“透明飞机概念”计划，制定了一张“路线图”，从打印飞机的小部件开始，一步一步发展，最终在2050年左右用3D打印机打印出整架飞机。“概念飞机”本身有许多令人眼花缭乱的复杂系统，比如仿生的弯曲机身，能让乘客看到周围蓝天白云的透明机壳等，传统制造手段难以使用，3D打印或许是一条捷径。 GE航空2012年11月20日收购了一家名为Morris Technologies的3D打印企业，计划利用后者3D打印技术打印LEAP发动机组件。GE把这次收购看作是对新制造技术的投资，认为具备处理新兴材料与复杂设计的工艺制造开发能力，对GE的未来至关重要。 美国空军对3D打印也报以厚望，近日与3D Systems签约，投资29.5亿美元用于其开发打印F-35战机部件和其他武器系统的3D打印系统。 国内应用情况 中航重机激光技术团队早在2000年前后，就已经开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发。目前，中航重机激光产品已经应用于我国多款新型飞机上，并起到关键作用。除了军用飞机，中航重机激光还在开拓世界最先进四代航空发动机最核心技术之一——整体叶盘应用市场，以及大型水面水下舰艇市场。 北航同我国主要飞机设计研究所等单位“产学研”紧密合作，瞄准大型飞机、航空发动机等国家重大战略需求，历经17年研究在国际上首次全面突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型复杂整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术，并已在飞机大型构件生产中研发出五代、10余型装备系统，已经受近十年的工程实际应用考验，使我国成为迄今世界上唯一掌握大型整体钛合金关键构件激光成形技术并成功实现装机工程应用的国家。2013年1月18日，王华明联合研发团队凭“3D激光快速成型技术”获国家技术发明一等奖。3D打印对生产方式的变革 相比较传统制造业，3D打印在制造模式、流程、供应链等方面发生巨大变化。1）定制成为新标准。制造模式上，过去是生产线规模化生产，今后则可能更多的是数字化、个性化、分散化的定制生产，不再需要库存大量零部件，也不需要大量生产。2）缩短上市时间。3D打印无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期。3）更优越的产品性能。3D打印的产品是自然无缝连接，结构之间的稳固性和连接强度要高于焊接等传统方法。4）开放式的产品设计。3D打印产品设计者与消费者之间可以通过互动改进产品，这个互动是双向的，消费者也可以自己设计产品。5）改变离岸经济模式。3D打印对产品供应链有重大影响，选择生产地时，劳动力成本不再那么重要，而是考虑如何接近消费者，传统过程的供应链就变得短了，使得传统的离岸经济模式得以改变。 3D打印产业的未来发展前景 对于3D打印未来的发展前景，业界普遍看好。作为全国工业的主管部门，工信部准备组织研究制订3D打印技术路线图、中长期发展战略，推动完善3D打印技术规范和标准制定，研究制定支持3D打印产业发展的专项财税政策。据报道科技部的3D打印相关战略规划也正在研究制定中，近期即将公布。高德纳（ Gartner ）公司2012年的新兴技术炒作周期报告判断：3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段，在5～10年的时间内将迎来发展高峰（见图3）。 据Wohlers Associates报告分析，全球3D打印产业产值在1988～2010年间保持着26.2%的年均增速。2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元，到2016年产业总产值将达到31亿美元，2020年将达到52亿美元，其中零部件制造将占80%。而对于快速成型应用领域，则市场更为广阔。2012年，全世界快速成型制造的产值估计为230亿美元，2015年产值将会达到350亿美元。 不过3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间，目前仍面临着一些瓶颈和挑战：一是成本方面，现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵，给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面，目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物，选择的局限性较大，成型品的物理特性较差，而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面，目前3D打印成品的精度还不尽如人意，打印效率还远不适应大规模生产的需求，而且受打印机工作原理的限制，打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面，3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散，制造业面对的盗版风险大增，现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。 3D打印技术未来发展的主要趋势 随着智能制造的进一步发展成熟，新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域，3D打印技术也将被推向更高的层面。未来，3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。 提升3D打印的速度、效率和精度，开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法，提高成品的表面质量、力学和物理性能，以实现直接面向产品的制造；开发更为多样的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等，特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点；3D打印机的体积小型化、桌面化，成本更低廉，操作更简便，更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求；软件集成化，实现CAD/CAPP/RP的一体化，使设计软件和生产控制软件能够无缝对接，实现设计者直接联网控制的远程在线制造。 航空制造业整合3D打印技术的建议 我国是制造业大国，3D打印技术对中国诸多企业将是颠覆性的变革。我国航空制造业必须未雨绸缪，积极为迎接此技术革命做好准备。 （1）推进“产学研用”结合，拓展应用领域，延伸产业链，提高产业化程度。 （2）改变产品，如研发现有产品的数字版及3D打印所需相应的硬软件。 （3）改变制造过程和方法，将现有制造系统智能化自动化，引入3D制造系统，形成复合体系。增材制造和减材制造相辅相成，复合制造体系在今后将成为主流。 （4）改变商业模式。这一次新工业革命要求完全不同的价值获取与盈利模式，及相关的流程设计，资源配置和组织机构的形式。 （5）提前专利布局，在发展初期就要将目光放长远，不能满足于现有已经被国外企业掌握的核心技术，而是要更多的走自己的专利之路，努力发展创新技术，抢占技术先机，积极进行合理的专利布局，包括国际市场专利布局，同时摆脱对国外3D打印耗材的依赖，避免陷入不必要的专利泥潭，争取在未来的市场竞争中占据有利地位。 （5）GE收购3D打印企业，某种程度上给航空企业提供了借鉴：通过一些资本化运作手段，兼并收购一些具有核心技术的3D打印企业，以核心制造能力为重点，打造航空企业自身的价值元宝曲线，或许是在这次工业革命中实现快速赶超的有效途径。 （作者单位系中国航空工业发展研究中心） 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机燃烧室新技术 航空燃气涡轮发动机燃烧室的功能是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能。在航空燃气涡轮发动机上燃烧室分为主燃烧室和加力燃烧室，主燃烧室是发动机核心机的三大高压部件之一，加力燃烧室主要用在战斗机发动机上以短时间增加发动机推力，使飞机加速，在除战斗机以外的其他飞机发动机上一般不设加力燃烧室。主燃烧室将燃料燃烧后形成的高温高压燃气驱动涡轮做功带动压缩部件，除去带动压缩部件所消耗的功之外，剩余的高温高压燃气的能量通过喷管排气产生推进力推动飞机前进，或通过动力涡轮带动螺旋桨、桨扇、旋翼产生拉力及升力。发动机吸入的空气中的氧气在主燃烧室燃烧过程中并未全部消耗，因此在涡轮后可以设置加力燃烧室，再次喷入燃料燃烧加热燃气，进一步提高燃气能量以增加发动机的推力，主燃烧室和加力燃烧室在发动机上的位置见图1。 随着航空发动机技术的发展，发动机的工作压力和涡轮前温度越来越高，燃烧室的工作条件和技术指标要求越来越苛刻，突出的技术矛盾是在燃烧室负荷越来高的情况下，满足高的燃烧性能和轻的重量要求，在传统燃烧技术基础上必须采用新的原理和技术方案以提高发动机总体性能指标。 主燃烧室新技术 航空燃气轮机主燃烧室的传统结构形式可分为单管燃烧室、环管燃烧室、环形燃烧室，这基本与航空燃气轮机的发展历程相对应。早期的燃烧室多为单管燃烧室，后来发展为环管燃烧室，上世纪60年代，环形燃烧室出现并成为燃气涡轮发动机的必然选择，随着燃烧技术的发展，短环形燃烧室是目前普遍采用的方案（图2）。在采用离心式压气机的燃气轮机中为了缩短轴距并利用离心压气机径向尺寸较大的特点，发展了环形回流燃烧室或环形折流燃烧室。 现代高性能发动机对主燃烧室提出了越来越高的要求，对于军用发动机主燃烧室而言，要求其具有更高的温升工作能力和更宽的工作范围；而民用发动机对燃烧室污染排放指标提出了极为苛刻的要求，以满足发动机适航取证。因此主燃烧室主要朝两个方向发展：高性能军用发动机使用的高温升燃烧室及民用发动机需要的低排放燃烧室；为应对上述挑战，提出了以下燃烧室新技术方案。 旋流器阵列多点喷射燃烧室（图3）。此类燃烧室是将常规燃烧室头部的旋流器和喷嘴的尺寸缩小，在传统燃烧室单个头部大小的空间内布置多个喷射点，每个喷射点的燃料和空气快速均匀的混合，每个喷射点有自己的回流区和燃烧区，燃烧时有多个火焰，由于每个喷射点的回流区长度短，燃烧驻留时间短，在降低污染物的生成方面有很大的潜力。同时该类型燃烧室由于有多个喷射点的存在，可以将喷射区域进行分区燃烧，兼顾燃烧室在低工况下的稳定工作及高工况下的高效燃烧，适合于工作范围宽广的高温升燃烧室；还可以对喷射点进行控制，具有温度场主动调节能力，能够满足高性能军用发动机高品质燃烧室出口温度场的需求。 驻涡燃烧室（图4）。驻涡燃烧室是一种采用独立凹腔进行稳焰的燃烧室，其原理是由超声速燃烧的背风台阶稳定火焰原理演变而来，最早在美国的IHPTET计划中提出。驻涡燃烧室由产生值班火焰的凹腔结构和钝体稳焰主燃区组成，其主要特点是可以实现分区分级燃烧，发动机在点火、慢车等小工况状态时，燃烧室只驻涡区工作，保证了燃烧室低工况稳定性；而在起飞等大功率状态下燃烧室驻涡区和主燃区同时工作，保证高工况下的高效燃烧性能；驻涡燃烧室其点火器位于驻涡区内，不易被吹熄，点火性能相对其他燃烧室更加优越。由于实现分级燃烧，能够有效控制氮氧化物等污染排放物的生成。美国GE公司在驻涡燃烧室研究方面处于领先地位，通过多年的研究已经发展了四代驻涡燃烧室，并开展了相关的试验，GE公司在2007年完成了全环形驻涡燃烧室设计和试验验证，拟应用在高推重比发动机上。 涡轮级间燃烧室及超紧凑燃烧室。涡轮内燃烧最初的目的是采用涡轮内燃烧取代主燃烧室建立定温循环， 定温循环的效率比常规燃烧室的定压循环高30%～40%，但定温循环超出了常规发动机的设计参数与运行参数，只能用于理论研究。在本世纪初，由Sirignano等人提出了在高低压涡轮之间的补燃燃烧形式，在此方案的基础上发展了涡轮级间燃烧室（Inter-stage Turbine Burner，ITB）及超紧凑燃烧室（Ultra-Compact Combustor，UCC）。 涡轮级间燃烧室（图5）是在高低压涡轮之间再布置一个小型燃烧室，由于有涡轮级间燃烧室的存在，可以拓展压气机总增压比的设计范围，适当降低涡轮前温度提高涡轮寿命，实现高飞行马赫数下发动机推力更大耗油率更低的目标。涡轮级间燃烧室由于受到结构布局的影响，需要在较小的空间内完成稳焰、燃烧等过程，所以一般采用驻涡凹腔稳焰燃烧的方案。 超紧凑燃烧室（图6）是涡轮间燃烧室的进一步提高和发展，其基本原理是将燃烧室与高、低压涡轮导叶整合，实现在涡轮导叶内燃烧，实现近似等温燃烧循环，提高发动机的热效率，此方案对发动机性能参数及结构的改变较多。超紧凑燃烧室是目前几种先进燃烧技术如：凹腔稳焰、多点喷射组织燃烧，周向燃烧、旋流燃烧、补气射流、驻涡燃烧等技术的综合应用的集成。 美国空军研究实验室针对超紧凑燃烧室开展了四个阶段的研究。阶段一：以替代主燃烧室为目标的研究；阶段二、阶段三：以替代涡轮级间燃烧室为目标的研究工作；阶段四：以实现涡轮内燃烧替代加力燃烧室为目标的研究工作，最终实施定温循环燃烧。超紧凑燃烧技术目前已经在涡轮间燃烧上进行了试验验证（图7），其贫油熄火油气比只有目前系统的25%～50%，同时在应用时可以和涡轮叶片整合一体，实现涡轮内燃烧构想，并且已经开始实施，更设想用以取代主燃烧室，实施定温循环，实现高效率动力输出，并且作为下一代燃烧室技术，减小发动机重量和尺寸。 低排放燃烧技术。其中包括：贫油预混预蒸发燃烧技术；富油燃烧技术。 贫油预混预蒸发燃烧技术燃烧室的污染排放物包括：一氧化碳（CO）、未燃碳氢（UHC）、氮氧化物（NOx）和冒烟等4种燃烧产物，目前除氮氧化物以外，其他排放物指标已相当低，低排放技术的重点是进一步降低氮氧化物的排放，直接的措施是缩短燃料的燃烧时间，降低燃烧区的燃烧温度。贫油预混预蒸发燃烧室是通过在燃烧区加入大量空气，并使燃油和空气预先混合并完成部分蒸发再进行燃烧，相对于传统的旋流扩散燃烧，燃烧均匀，燃烧温度低，因此燃烧产物中的污染排放特别是氮氧化物（NOx）显著降低，贫油预混预蒸发燃烧技术有很多种方案，目前取得成功的是GE公司研制的双环预混旋流（TAPS）燃烧技术（图8），燃烧室结合了分级分区燃烧和贫油预混燃烧的思想。由值班级（预燃级）和主燃级组成。值班级为扩散火焰模式，保证发动机启动点火可靠和较为宽广的燃烧边界；主燃级为贫油预混燃烧模式，主要工作于大工况，以减少NOx的生成。 目前，TAPS燃烧室已发展了三代，分别为TAPS1、TAPS2和TAPS3。TAPS1技术目标是要比传统富油头部设计的燃烧室或CAEP2标准降低NOx排放50%，成功用于GEnx发动机上；TAPS2的目标是在TAPS1的基础上再降50%，主要是针对总增压比大于40的发动机，比CAEP2标准NOx排放降低70%，首先用于我国大飞机C919的启动发动机LEAP-X上；TAPS3目标是比CAEP/6降低NOx排放75%，比CAEP/2降低85%。 富油燃烧技术。富油燃烧的基本特点是主燃区空气量低于燃料完全燃烧所需空气量，当燃烧区为富油燃烧时，因燃烧不完全，燃气温度较低，NOx生成量也较低，但是经过富油燃烧后，有大部分燃油未燃烧完全，随着燃气向下游流动，必定要在化学恰当比附近燃烧，此时，燃气温度很高，是NOx大量产生的区域，为了跳过该区域，通过在富油燃烧区末端加入大量空气瞬时降低燃气温度，此后未完全燃烧的可燃成分在贫油状态继续燃烧，从而整个燃烧过程的温度降低。典型的富油燃烧技术是PW公司研制的富油燃烧-快速淬熄-贫油燃烧（RQL，图9）技术。PW公司将RQL燃烧技术用在V2500发动机扇形试验段上试验，其结果比当时的排放标准低50%。之后，PW公司进行一系列的低排放燃烧室的研发，他的低排放燃烧室称为TALON燃烧室，分别发展了TALONⅠ、TALONⅡ和TALONⅩ等一系列低排放燃烧室，已在PW4084、PW6000、PW8000等发动机上成功应用。 加力燃烧室新技术 战斗机在起飞、爬升、规避导弹或机型作战机动飞行等状态需要更大的推力以实现短时间加速飞行，发动机使用加力是短时间内增加推力的最好办法。加力燃烧室是实现发动机加力的部件，它能保持发动机最大转速和涡轮前燃气温度不变的情况下，将燃油喷入气流中让剩余氧气再次燃烧，产生额外推力。现在军用涡扇发动机加力燃烧室（图10），大都采用V型稳定器来稳定火焰，这种加力燃烧室通过气流在钝体后形成的尾迹旋涡和回流区产生一个油气混合均匀的低速区，从而具备了火焰稳定的必备条件。 现代高推重比航空发动机加力燃烧室工作条件越来越恶劣，性能要求更高，主要特征表现在内涵进口温度更高、氧含量降低的情况下，进一步提高加力温度和燃烧效率，降低流体阻力，缩短长度，加力重量超轻。传统发动机加力燃烧室很难实现上述要求，未来加力燃烧室的发展必然将某些部件进行一体化设计，变得更加紧凑，以减少长度和降低重量，提高发动机推重比。涡轮后框架一体化加力燃烧室、旋流加力燃烧室、外涵加力燃烧室是目前研究的重要方案。 涡轮后框架一体化加力燃烧室。 涡轮后框架一体化加力燃烧室的主要特征是取消传统加力燃烧室的混合扩压器，将喷油杆和钝体稳定器整合到涡轮后支撑框架的支板上，形成超级紧凑的一体化结构，加力燃油从支板内的喷嘴孔喷入并进入支板后形成的回流区内稳定燃烧，涡轮后框架一体化加力燃烧室与传统加力燃烧室对比如图11所示。这种加力燃烧室的设计关键在于：合理的安排燃油喷射，既保证加力燃油浓度分布与氧浓度分布主动匹配，又避免燃油的自燃与结焦，还能保证燃油在支板后的回流区内形成稳定燃烧点火源，同时保证加力燃烧室较低的流阻损失；一体化加力燃烧室方案能适用于更高的加力热负荷，具有更简单的结构以及更高的喷杆和稳定器工作可靠性，在高推重比发动机研制中得到了深入广泛的研究。采用涡轮后框架一体化加力燃烧室的典型代表为美国PW公司研制的F119发动机，其推重比在10左右。 旋流加力燃烧室。旋流加力燃烧室是采用类似主燃烧室的旋流燃烧原理组织燃烧，以涡轮后承力框架作为旋流加力的叶片，燃油喷杆内置在叶片内，形成旋流器的流场结构，取消了喷油杆和钝体稳定器。该方案可大幅度强化油气混合，提高燃烧强度和燃烧稳定性，缩短燃烧段长度，降低尾喷流火焰辐射强度，从而缩短加力燃烧室的长度、减轻重量，提高发动机隐身性能，但旋流加力燃烧室出口气流存在较大的余旋，会引起发动机推力损失。 外涵加力燃烧室。 常规加力燃烧室是采用内外涵燃气和空气混合后再点火燃烧，外涵加力燃烧室是直接在外涵道贫油组织燃烧。与传统方案相比，外涵加力燃烧室结构尺寸更紧凑，有利于发动机减重设计；外涵空气含氧量高，有利于组织燃烧，但由于进气温度和压力较低，燃油蒸发困难，不利于油气混合，影响点火性能和燃烧效率。外涵加力燃烧室工作与常规加力燃烧室组织燃烧方式基本相同，采用喷油杆喷油与空气混合，钝体稳定器稳定火焰，原理图如图12所示。 外涵加力技术主要应用在两个方面：垂直/短距起降（STOVL）发动机技术和变循环发动机（VCE）技术。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功，驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中，涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向，涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中，根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件，所以，涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下，在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此，设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计，以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 （1）非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解，动静域之间采用直接数据传递的方式，能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展，现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术，如美国的IHPTET（综合高性能燃气涡轮发动机）计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振，并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用，极大地提高涡轮叶片设计水平。 （2）气膜冷却仿真技术 目前，工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法，它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动；该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法，生成气膜孔甚至内腔网格，并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟；此方法划分网格复杂、时间长、计算量大，但优点是可以获得非常详细的流动信息，实现气热耦合计算，对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真，例如：霍尼韦尔公司的Paul Vitt等（如图1）、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等（如图2）、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 （1）超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高，涡轮叶片数量越来越少，涡轮叶片载荷也越来越高，涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态，需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中，包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 （2）非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维，通过调整端壁的三维曲面形状，能够有效减小涡轮二次流损失，从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司，并申请相关专利，采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件（如图3）和先进中等推力E3E发动机核心机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁（如图4）均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。PW公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 （1）铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念，它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件（如涡轮叶片）之内，同时，在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案，此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段，Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合，研制出了铸冷高低压叶片（如图5，叶片前缘和尾缘采用气膜冷却，而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却），并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 （2）超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔，外形与常规冷却叶片一样，但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段，在CAESAR核心机中对超冷叶片技术进行了试验验证（如图6），并将此技术成功转化至F119核心机中验证。同时，惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术，冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 （1）高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术，但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上，也可用于民用涡扇发动机。 （2）双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规（单辐板）高压涡轮盘其AN2值已达到极限，面临的局面是，提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此，双辐板盘（图7）成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术，验证了涡轮盘重量减轻17%，同时转速提高9%。 （3）可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机：在第二代变循环发动机（GE21）的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破；在第三代变循环发动机（F120）的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破，并实现了发动机空中试飞验证；第四代变循环发动机是COPE方案，在GE与艾利逊公司（AADC）（罗罗公司参与）联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器，采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题，能使部分推力状态下SFC降低10%～25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机，其低速推进系统选用变循环涡扇发动机，低压涡轮采用了可变面积导向器，用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 （1）陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上，密度却是传统叶片材料的三分之一，热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中，目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有：涡轮间过渡段机匣部件，使冷却空气减少了100%，重量减轻50%；低压涡轮导叶，减重的同时减少了冷却气流；高压涡轮空心导叶，与典型的镍基合金导叶相比，重量减轻50%，冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁（如图8），并已用于F136发动机未来发展型。 （2）高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点，在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有：钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造，为了减轻重量而采用金属间化合物材料，使涡轮部件结构和设计复杂化，从而改变了涡轮叶片的加工技术。 （3）热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性，可用于高压涡轮叶片。微层压（Micro-Laminate）热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低，能有效提高涡轮叶片的工作温度，保证叶片寿命。目前，国外正在研制耐温水平1500℃以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放，提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率，排气温度减低10℃。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中，尤其是在巡航状态下保持一个最小值，同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处，减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍，高压压气机的2倍，而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前，热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息，而无法精确控制间隙的原因，国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证，预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失，增加推力，降低耗油率，显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封，与传统的篦齿封严相比，重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%～10%。德国MTU公司的研究也发现，用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严，则发动机的泄漏量可减少80%，相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计，这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下，刷式封严存在刷丝掉毛现象，同时也存在密封的滞后效应，MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功，驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中，涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向，涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中，根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件，所以，涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下，在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此，设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计，以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 （1）非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解，动静域之间采用直接数据传递的方式，能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展，现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术，如美国的IHPTET（综合高性能燃气涡轮发动机）计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振，并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用，极大地提高涡轮叶片设计水平。 （2）气膜冷却仿真技术 目前，工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法，它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动；该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法，生成气膜孔甚至内腔网格，并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟；此方法划分网格复杂、时间长、计算量大，但优点是可以获得非常详细的流动信息，实现气热耦合计算，对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真，例如：霍尼韦尔公司的Paul Vitt等（如图1）、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等（如图2）、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 （1）超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高，涡轮叶片数量越来越少，涡轮叶片载荷也越来越高，涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态，需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中，包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 （2）非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维，通过调整端壁的三维曲面形状，能够有效减小涡轮二次流损失，从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司，并申请相关专利，采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件（如图3）和先进中等推力E3E发动机核心机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁（如图4）均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。P W公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 （1）铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念，它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件（如涡轮叶片）之内，同时，在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案，此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段，Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合，研制出了铸冷高低压叶片（如图5，叶片前缘和尾缘采用气膜冷却，而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却），并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 （2）超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔，外形与常规冷却叶片一样，但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段，在CAESAR核心机中对超冷叶片技术进行了试验验证（如图6），并将此技术成功转化至F119核心机中验证。同时，惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术，冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 （1）高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术，但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上，也可用于民用涡扇发动机。 （2）双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规（单辐板）高压涡轮盘其AN2值已达到极限，面临的局面是，提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此，双辐板盘（图7）成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术，验证了涡轮盘重量减轻17%，同时转速提高9%。 （3）可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机：在第二代变循环发动机（GE21）的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破；在第三代变循环发动机（F120）的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破，并实现了发动机空中试飞验证；第四代变循环发动机是COPE方案，在GE与艾利逊公司（AADC）（RR参与）联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器，采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题，能使部分推力状态下SFC降低10%～25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机，其低速推进系统选用变循环涡扇发动机，低压涡轮采用了可变面积导向器，用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 （1）陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上，密度却是传统叶片材料的三分之一，热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中，目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有：涡轮间过渡段机匣部件，使冷却空气减少了100%，重量减轻50%；低压涡轮导叶，减重的同时减少了冷却气流；高压涡轮空心导叶，与典型的镍基合金导叶相比，重量减轻50%，冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁（如图8），并已用于F136发动机未来发展型。 （2）高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点，在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有：钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造，为了减轻重量而采用金属间化合物材料，使涡轮部件结构和设计复杂化，从而改变了涡轮叶片的加工技术。 （3）热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性，可用于高压涡轮叶片。微层压（Micro-Laminate）热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低，能有效提高涡轮叶片的工作温度，保证叶片寿命。目前，国外正在研制耐温水平150度以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放，提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率，排气温度减低10°C。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中，尤其是在巡航状态下保持一个最小值，同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处，减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍，高压压气机的2倍，而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前，热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息，而无法精确控制间隙的原因，国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证，预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失，增加推力，降低耗油率，显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封，与传统的篦齿封严相比，重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%～10%。德国MTU公司的研究也发现，用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严，则发动机的泄漏量可减少80%，相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计，这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下，刷式封严存在刷丝掉毛现象，同时也存在密封的滞后效应，MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:浅谈新技术下的航空维修人员培训 【摘要】随着新技术的发展，制造水平的提高，复合材料的大量使用，以及自动化检测技术和计算机技术的使用等对于航空维修人员有了更高的要求，而设备的更新、新装备的操作难度、技术含量等问题，对航空维修人员提出了新的要求。 【关键词】航空维修；人员培训 随着INTERNET和数字化技术的发展，自动化检测技术，计算机技术，复合材料等新技术的大量应用，大大加快了飞机设计、制造和服务的速度。航空公司的飞机一旦发生故障和失效问题，不仅会增加企业维修成本，而且会严重影响企业的生产效率，使企业蒙受巨大损失。但由于飞机故障的不可预知性，航空公司无法预先制定完美的维修和航班计划。为了提高服务效率和质量，提高航空产品的竞争力，在这种情形下维修方式已由传统模式下民航飞机维修，发展为数字化的维修，这种数字化维修方式对航空维修人员提出了新的要求。 一、飞机维修新技术 1.维护手册的数字化 2.维修信息系统与飞机系统的数字化、智能化对接 目前，新一代的飞机都已经能够实现由空中向地面传送飞机参数、故障和维护信息。这种技术就是目前为人们所熟知的远程传递技术，即应用飞机的通讯寻址和报告系统（ACARS）实时下载飞机系统故障（CFD）和飞机性能参数（DFD）报文，把它们传递到地面信息站点上。然后这些飞机的信息先经过分析、过滤和处理，形成与维修信息系统格式一致，可以相互交联对话的数据，再由维修信息系统进行分析、评价、处理用以形成维修决策，生成维修方案。同时自动生成维修调度报告送达各个相关部门，在飞机落地前就可做好维护准备。这样可以大幅度减少飞机维修停场时间，降低飞机航班延误率，减少维修费用开支，提高维修效率和飞机运营周转率。 3.智能化维护系统（IMS） 二、国内外航空维修队伍分析 1.我国航空维修人员存在以下问题 ①维修人才综合素质需进一步提高：飞机维修人员队伍尚待成熟，缺乏技术带头人和技术骨干。 ②飞机维修人员队伍维修类别结构失调：据统计2009年5年以下维修人员占人数的54%，小龄化现象造成维修经验严重不足，不能进行深度维修等工作，深度维修人才严重不足。 ③维修人员队伍管理存在的问题：飞机维修人才储备不足，飞机维修人员的培训不够，机务人员待遇低，人才流失严重。 2.国际航空维修人员存在以下问题 在西方国家，加入飞机维修队伍的年轻人的数量比离开的要少。此外，一些高技能和有经验的人员离开航空到其他行业寻找高薪职位；在世界各地均存在飞机维修工程师、技术员和机械师短缺的问题；航空运输业是工作人员的工作时间不利于社交。飞机工程师可能会突然转行到金融或者IT 行业。 三、新技术新形势维修人员要求 由上可以看出，国内外维修市场新技术都对我国航空维修人员的培训，在数量和质量上都提出了较高的要求。这些发展和变化都在要求航空维修人员的培训将由人员密集型向技术密集型转化，由常规经验维修向高技术科学维修转化。尤其是空客A380大面积使用复合材料，对复合材料的维修人员有了较大的需求。 因此，新的工程与维修课程应包括更多的结构和复合材料的培训。对计算机、网络等有了很高的要求。多数新的技术人员都将是IT实用专家，易于了解新的航电设备。机务维修领域的变革决定了机务人才培养的方向将向着：工程化、系统化、综合化、 信息化、集成化、国际化方向发展。新技术新形势对航空维修人员的培训提出以下要求： 1.多学科开展，由基本的结构课程为主，发展集结构、计算机、网络、电子于一体的多学科教学。 2.增强与MRO间的交流，及时与先进技术接轨，倾听企业对维修人员的要求，与企业合作办学，学习最新的维修方法。 3.加强国际国内院校之间的交流合作，做到与世界同步，学习最新的世界维修方法。 4.开设专门的复合材料修理培训课，以适应市场的需要。 5.引进虚拟维修训练系统，可以及时更新维修信息并缩短人员的培训时间，降低耗材成本。 6.加强学生自学能力的培养，以满足工作后的再学习；加强动手实际工程能力及自信心的培养。 7.培养严谨独立的工作作风和较好的团队沟通协作能力。 航空新技术论文:中苏《国防新技术协定》转让的航空技术探微 [摘要]中苏《国防新技术协定》中规定苏联向中国转让米格－19歼击机和图－16轰炸机，就其技术水平来说，两者都是苏联当时最新装备或最新型号之一。苏联向中国转让新技术最基本的原因是为巩固其国内与国际政治地位并寻求中国的支持。除此之外，苏联的导弹威慑观使其认为图－16作为轰炸机已无实际意义，歼击机也将被导弹所取代，因而同意进行转让；在转让最新装备的同时，苏联在科学研究上对中国严格保密，以便限制中国超越苏联；航空技术转让的主动权完全掌握在苏联手中，重要的技术资料、特殊材料、特殊部件设备都可以成为限制中国发展、控制技术转让进程的手段。 [关键词]航空技术转让　飞机　中苏《国防新技术协定》 1957年10月15日，中苏签订了《中华人民共和国政府和苏维埃社会主义共和国联盟政府关于生产新式武器和军事技术装备以及在中国建立综合性原子工业的协定》，简称《10月15日协定》或中苏《国防新技术协定》。目前，学术界对中苏《国防新技术协定》的关注集中于原子弹或导弹部分的技术转让，鲜有关于转让航空技术的内容。本文将综合各种史料，厘清中苏《国防新技术协定》中航空技术转让的内容、执行过程中实际转让的飞机型号以及在当时的技术水平，进而分析苏联转让的原因。 一、转让飞机的具体型号与内容 《当代中国的航空工业》明确指出：“议定转让制造权的航空产品有米格－19歼击机、图－16轰炸机和四种战术导弹。” 由于米格－19有多种改型，按规定转让给中国仿制的具体型号是什么呢?《沈阳市志-军事工业》称：徐昌裕、112厂设计室主任徐舜寿等人随中国工业代表团谈判购买米格19埃斯(米格－19C)、米格19坡(米格－19л)和米格19坡埃母(米格－19лM)飞机，并选定米格19坡(米格－19л)，于10月15日签订购买全套技术资料和样品的协议。由此可以确定转让仿制的歼击机型号是米格－19л。 《当代中国空军》记载：20世纪50年代，中国空军装备的歼击机有米格－19C、米格－19л。1959年4月，沈阳飞机制造厂仿制米格－19л成功，未正式生产。根据空军需要，转而仿制米格－19C，1963年12月仿制成功，命名为歼－6。不过，中国最后大规模仿制的是米格－19C而非协定中规定的米格－19л。这是因为1958年7月，中国空军在进驻福建前线通过与台湾当局空军的实战检验后，认为米格－19л机动性差，提出需要大量灵活机动的前线歼击机(即米格－19C)。但当时中国并没有就c型飞机向苏联订货。于是从1958年12月起，112厂在米格－19л的基础上进行改型设计，综合米格－19C和米格－19л的特点，利用米格－19л的后半部，并对米格－19c的机头稍作改进以提高机动性，自行设计了一个新型号，命名为东风－102。1959年2月投入试制，9月30日首次试飞。但后来由于东风－102质量不过关，于1960年停产整顿。从1961年起，重新选择原样仿制苏联米格－19c，1963年，飞机仿制成功，即后来有大量改型的歼－6。 事实上，转让图一16的时间比中苏《国防新技术协定》规定的时间有所提前。1958年9月16日，赫鲁晓夫在雅尔塔接见中国驻苏大使刘晓，主动提出苏联可派一批带有导弹的图一16轰炸机到中国，由苏联飞行员驾驶，以便为炮击金门时提供打击力量。10月12日，拒绝了此建议，但同时表示：中国决定提前制造图－16。10月，就提前试制图－16问题致电赫鲁晓夫。随即派张连奎、王西萍、陆纲等赴苏进行具体谈判。张连奎、王西萍、陆纲等23人于11月赴苏，主要落实各项技术资料和物资供应安排，经过谈判，苏方同意加班生产，备齐物资和资料，及时发货。1959年4月，中苏签订补充协议，苏方承诺1960年上半年供应中国20架份飞机本体、40台份P－3M发动机、96项仪表等机载成品及相应毛坯材料。 因此，根据中苏《国防新技术协定》的规定，苏联向中国转让的飞机型号是米格一19歼击机和图一16轰炸机，包括提供样机、零部件、图纸资料以及指导仿制的苏联专家。 二、转让飞机机型的技术性能 苏联方面普遍认为，对中国国防新技术的转让是毫无保留的，赫鲁晓夫甚至声称：“我们给了他们坦克、大炮、火箭、飞机、海军武器和陆军武器。事实上，我们的整个国防工业都是向他们敞开的。”而中方资料则通常指出，苏联转让的飞机大都是落后的型号。那么，苏联转让的航空技术水平究竟如何? 关于米格－19的技术性能 就当时而言，一般认为是很先进的：“以爬升快，加速性和机动性好，能全天候超音速作战、火力强和易于操纵等优势装备于苏联空军部队……米格一19为一件成功的设计”；“米格－19的机动性能极其出色”；“米格－19是前苏联研制的一种轻型超音速歼击机……主要用于空战，争夺制空权，也可实施对地攻击”。 苏联于1951年开始研制米格－19，1953年首次试飞，1955年开始装备部队。这是世界上第一种进入批量生产的超音速战斗机。1956年，米格－19首次公开亮相，由于其在爬升率、加速性、机动性、操纵性等方面的良好性能，先后有多种改型：c型(昼间型)、CФ型(高空型)、п型(加装雷达的全天候型)、YIM型(发射导弹的全天候型)，1961年停产。米格－19C没有雷达，于1956年投产、服役，中国大量仿制并在此基础上进行多种改型。苏联向中国转让的米格－19п于1955年投产并装备部队，加装了雷达；而米格－19пM则由米格－19п改来，从携带火炮改为可发射导弹，由于采用了米格－17пM上的RP－2U雷达和APU-4导弹发射轨等成熟技术，该型很快于1957年底生产。 由于米格－19п与米格－19пM都装备了雷达，但这两种雷达都存在不少问题，有时甚至因雷达故障使战机无法升空，而且加装雷达的米格－19п机动性较差。通过实战检验后，中国最后选择了不能发射导弹、没有雷达的米格－19C，并在此基础上做了大量改型。在实战中，歼－6表现良好，曾击落多架美制RF－101，并以负速度差击落过RF－104，还创造过平流层击落战机(无人高空侦察机BQM－147G)的世界纪录。

材料化学论文:高分子材料与工程专业高分子化学实验教学体系的构建与成效 摘要:概述了目前国内高校高分子材料与工程专业高分子化学实验教学存在的共性问题和关键问题。提出了高分子材料与工程专业高分子化学实验课程由基础技能实验,综合设计实验,研究创新实验三个模块组成的新教学体系,并在每个模块中引入一些综合性和应用性的实验教学内容。实践证明所构建的实验教学体系在培养学生的创新意识、应用与实践能力方面起到了较好的效果。 关键词:高分子材料;高分子化学;实验教学 高分子化学实验是高分子化学课程教学的一种最有效的实践教学形式,它可以帮助和促进学生课堂理论知识的学习与消化,建立和巩固高分子化学基本概念和理论,获取高分子化学知识,培养科学素质和操作技能。我国著名化学家戴安邦指出:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧,又训练科学方法与思维,还培养科学精神和品德,学生在化学实验中是学习的主体,在教师指导下进行实验,训练用实验解决化学问题,使各项智力皆得到发展”。这番话指出了开设化学实验课的深刻内涵和重要价值。2004年国家教育部颁布的《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》在评估指标的二级指标“实践教学”中,从“实践教学内容与体系,综合性、设计性实验课的比例及效果,实验室开放”三个方面明确了实践教学改革和发展的方向。近几年高校的化学类实验教学改革取得了令人瞩目的成果。高分子材料科学与工程专业是很多高校在近年来新开设的专业,在实验教学与改革方面的成果积累较少,尤其高分子化学实验教学采用陈旧的教学内容和教学方法依然居多。通过调研发现,目前国内高校高分子材料科学与工程专业的高分子化学实验教学依然不同程度地存在一些问题。 一、高分子化学实验教学现状剖析 1.实验教学体系和内容欠争理 多数的实验教学附属于理论教学,没有单独设课和单独考核,实验课时相对较少虽然有些高校高分子化学实验已经独立设课,但仅作为考查课。实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多,而体现现代科学技术发展成果的实验很少认知性、验证性实验所占的比理偏高,培养学生创新能力的综合性、设计性、应用性和创新性的实验偏少,而且实验环节偏重于理论,突出高分子材料应用性特点的实验太少,不利于培养学生的工程观念。 2.实验教学方法单一 学生按照实验讲义预习,然后进实验室。实验前教师把实验目的、实验原理、仪器使用方法、测试方法、实验步骤和数据记录表格及数据处理方法等进行详细的集中讲解。学生只需按教师指导的过程按部就班或者依照讲义“照方抓药”,就可以完成一个实验。一部分学生糊里糊涂地来到实验室,只动手不动脑地完成实验,然后又迷迷糊糊地离开实验室。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很不够。这种统一模式、统一要求、齐步走的教学方法,一方面造成了学生对教师的过分依赖,另一方面抑制了学生个性思维的发展和创新能力的培养。 3.实验嫩学手段落后 在现代信息技术迅速发展的今天,虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用,但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验,只能最低限度地开设,且开设过程中费用大和危险性高,导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。 二、新教学模块的实践性探索与成效 针对目前国内高校高分子材料科学与工程专业高分子化学实验教学中存在的一些问题,借鉴其他化学实验教学改革的优秀成果,提出了基础技能实验、综合设计实验、研究创新型实验的三个高分子化学实验教学模块体系,并在每个模块中结合常熟理工学院教师的科研成果引入_些新的实验教学内容,采用开放式实验教学方法。通过实验教学实践发现新的体系和教学方法在培养学生的创新意识和工程实践能力方面起到了较好的效果。 1.基础技能实验教学模块 基础技能实验模块构建的目的着重建立高分子化学实验与相关基础理论知识之间的有机联系。培养学生的实验安全意识、清洁卫生习惯和严谨的实验态度。训练学生掌握熟练规范的实验操作技能和技巧,为后续的实验教学模块的实施打下良好的基础。 基础技能实验模块的教学内容设计在课时总量的40%～50%为宜,课时数约30学时,开设8～10个实验。教学内容设计涉及到高分子化学反应机理,如自由基、阴离子,阳离子等连锁反应机理,缩聚、基团转移聚合等逐步反应机理,开环聚合反应机理等。在实验实施方法方面涉及到本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、熔融缩聚、界面缩聚等。如设计膨胀计发测定苯乙烯本体聚合动力学实验,让学生直观感受到了诱导期概念、聚合过程体积减小的现象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化学理论知识。设计过硫酸钾引发甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合实验,除让学生明确了乳液聚合的基本原理外,还了解到了聚合物大分子链端基的重要作用。设计己二酰氯和己二胺界面缩聚实验,让学生深入理解了界面缩聚的概念和聚合物的可纺成纤性能等主要高分子知识。通过设计一些自由基、阴离子、阳离子等连锁反应机理的实验,使学生进一步掌握了活性中心的概念,同时在实验过程中认知了这些引发剂的活性、安全使用和贮存事项。 2.综合设计实验教学模块 综合设计实验教学模块旨在培养学生较强的实际动手能力,自主设计和分析解决问题的能力。本实验模块是实验教学的较高层次,注重学生实验的自主设计性和综合性。 教学内容设计在课时总量的20%～25%为宜,课时数约15学时,开设2～3个实验。本教学模块的特点之一是实验内容的综合性,可以将同一门课的几个实验,或者是几门课的实验组合在一起,形成一个大实验。本教学模块的特点之二是实验方案的灵活性和设计性,侧重培养学生的自主实验和学习的意识和良好习惯。例如关于高分子合成实验先确定好采用的聚合机理和聚合方法,在原材料配方组成、引发剂种类及用量、合成温度等工艺条件方面给出一个大致的框架,然后让学生在所给的框架内进行自行设计和实施实验。譬如悬浮法制备聚苯乙烯珠粒实验,水的用量范围为苯乙烯质量的100%～200%、分散剂为磷酸钙或聚乙烯醇两种、引发剂过氧化二苯甲酰用量为苯乙烯质量的0.2%～1.0%、反应温度设定在75℃～85℃范围等。学生通过自行设计的方案实施实验获得了不同的实验结果,通过对不同组之间实验结果的综合分析,找到了影响悬浮法制备聚苯乙烯珠粒的一些因素,激发了学生动手实验的兴趣,发挥了学生自主实验和学习的主观能动性。 3.研究创新实验教学模块 设置研究创新实验教学模块培养学生的科研和创新意识、提高学生的综合素质和应用开发能力,为实现培养高质量的应用型人才的教育目标提供重要的教学内容实体支撑。 本实验模块是实验教学的最高层次,注重学生实验的独立自主陛、综合性、应用性和创新性,教学内容设计在课时总量的20%～25%为宜,课时数约15学时,开设2～3个实验。本实验教学模块的特点之一是实验项目的独立自主性和综合性。也就是说确定好实验项目之后,让学生在实验教师指导下独立自主地进行实验项目方案的调研、设计、实施和结果分析。本实验教学模块的特点之二是实验项目的应用性和创新性,所拟定实验项目必须关联生产实践中的聚合物产品,充分体现实验项目的应用性。实验项目设计主要针对这些高分子产品生产实践中存在的共性问题和关键问题的解决来进行设计。通过研究创新实验的实施,发现学生学习积极性很高,乐此不疲,为培养学生创新意识和展示高分子化学实验的应用性特征提供了最佳学习平台,尤其是开发一些联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到高分子化学实验的实用价值,能强烈激发学生的创造动机。此外,研究创新实验往往需要多名学生共同完成,有利于培养学生的团队合作精神。例如,聚氨酯绝缘漆的制备及性能测定实验,每个学生做一个实验配方,每5名学生一组,5名学生的实验结果综合在一起可以得出高分子树脂配方组成与漆膜性能之间的关系曲线,以及固化条件与漆膜性能之间的关系曲线。在实验过程中,5名学生要共同安排实验方案,尽量保持操作的一致性,最后得出的结果要呈规律性变化。如果有一名学生操作有误,这个实验点就会落在规律性以外,影响其他学生对实验现象的观察。因此,实施研究创新实验项目对教师也提出了更高要求。在每次实验前,教师要指导学生拟定方案,并对可能出现的实验现象和各种影响因素进行分析,实验过程中,又有多种意外的实验现象出现,这势必要求师生共同分析和讨论造成这些现象的原因,帮助学生透过现象深刻理解事物的本质。这样做需要教师有相当的知识储备量,并且要求教师也不断进取,充分体现了教学相长的教育理念。 三、结论 基础技能实验、综合设计实验、研究创新实验+教学模块教学的实践证明教学效果显著,特别对提高学生综合实践能力、激发学生理论课学习兴趣、培养学生创新意识和应用开发技能取得了预期效果。基础技能实验模块的教学效果主要体现在实验现象与相关基础理论知识之间的有机联系,高分子化学实验操作技能和技巧的掌握和规范。综合设计实验的教学效果主要体现在学生自主设计和分析解决问题的能力培养。研究创新实验的教学效果主要体现在学生科研和创新意识的建立,以及学生团队意识和应用开发能力的培养。 材料化学论文:浅析材料化学专业在高等林业院校的定位与建设实践 论文关键词：材料化学;专业定位;课程体系;实践教学;师资培养 论文摘要：文章从我国林业科技发展对材料化学专业人才的需要出发，探讨了在高等林业院校设置材料化学的专业定位，在对材料化学课程的教学体系进行思考的基础上，提出了培养适应林业科技发展需要的材料化学专业人才的培养模式和教学内容。 材料化学是一门材料科学与现代化学相结合的新兴学科，对于自然科学和国民经济的发展至关重要，是21世纪化学发展中的重要新兴学科之一。本专业密切联系国民经济、科学技术迅速发展的实际，研究材料制备、加工、性能和应用等的化学问题。上个世纪90年代初，复旦大学率先开设材料化学本科专业。随后，众多高校相继开设了该专业。由于材料种类很多，而且各个高校开设材料化学专业的背景和学校的优势学科不相同，虽然专业名称相同，但是各学校所制定的培养方案和体现的专业特色各不一样。中南林业科技大学是一所服务于区域经济和现代林业，地处中南地区的高等林业院校。在高等林业院校开设材料化学专业，相对于其它综合性高校的材料化学专业和本校的主流学科一一林学来说，该专业无论是在师资队伍，还是在科研水平与学科建设等方面都存在不小的差距。所以，我校开设的材料化学专业，只有办出自己的特色和优势，才能在材料化学专业领域占有一席之地。 1、专业定位明确，体现办学特色 人才的培养需要找准位置，明确方向。这是适应经济发展的需要，也是办好专业的关键。我校2004年初申报材料化学专业并获得省教育厅批准，2005年正式招生。经过5年的发展，积累了较为丰富的教学实践经验，基本建立了较为完备的材料化学专业办学条件。材料化学是一门多学科相互交叉的新型综合学科，就材料而言，包括金属材料、无机金属材料、高分子材料、功能材料、复合材料等多个领域。随着我国经济建设的全面发展，为了应对经济社会可持续发展的迫切要求，加强林业和生态环境建设至关重要。各种新材料在农业、林业领域的应用日益广泛，如生物质材料、木材阻燃材料、仿生材料和可生物降解材料等的开发都是材料优先发展的方向。但是，目前我国林业领域从事新材料技术开发和应用的专门人才比较匾乏，远远不能满足现代林业高速发展的需要。因此，高等林业院校设置材料化学专业对我国林业现代化具有重要意义。在高等林业院校设置材料化学专业既要考虑材料科学学科本身的体系，又要体现高等林业院校的特色与优势。为此，我们把专业定位在复合材料、生物质材料和高分子材料三大方向，使学生既具有扎实的材料科学基础知识和良好的专业素质，又能适应科学技术飞速发展的要求;培养能在材料开发、生产及应用领域，尤其是利用林产品资源进行新材料研制和开发以及新材料在林业领域的应用方面具有创新精神和实践能力的复合型人才，为我国林业生产现代化及林业产业化的发展提供坚实可靠的人才保障。 2、完善课程体系，优化课程设置 本专业秉承夯实基础，提高能力、拓宽范围、接触前沿的理念，根据国家经济建设对专业型、应用型、复合型和学习型人才的需要，在遵循“重基础、宽口径和强能力”教学改革原则的基础上，在构建材料化学专业课程体系时，主要采取下列原则:加强基础理论，拓宽专业口径，重视实验教学，适当增加选修课比例。因此，该专业的课程体系由公共基础课、专业基础课、专业必选课和专业选修课四个方面组成。其中:公共基础课程与化学工程类其它专业一致;专业基础课开设了材料化学、物质结构基础、材料科学与工程基础、材料物理性能等课程;在专业课程的设置上注意宽口径与突出特色相兼顾，如复合材料方向开设的复合材料学和复合材料工艺与设备课程;高分子材料方向开设的高分子化学、高分子物理和材料结构表征课程;生物质材料方向开设的木质复合材料、竹材及非木质材料等课程。同时，还加强了工艺设计和制造方面的课程，如开设材料加工与成型、材料加工与成型实验、材料合成与制备等课程;增加了阻燃材料及其应用技术、仿生材料、生态环境材料、活性炭制备改性与应用专题等特色课程。总之，在课程体系的总体构建原则下，经过两次培养计划的修订，对课程进行了认真仔细的整合，系统地确定课程门类，进一步明确各门课程的内容及课程间的分工与联系，删除一些内容陈旧或与其它课程内容重复的课程，增加反映最新研究成果方面的课程，如纳米材料，纳米复合材料等，创建一些理论联系实际、有利于培养学生综合运用知识的能力的课程，并加大前沿科技知识的教学比例。 3、改革实践教学体系，强化能力培养 材料化学专业是一门实践性很强的学科，在教学活动中，必须加强实践教学环节。首先，在加强基础化学实验教学的前提下，组建了材料合成与制备、材料结构表征和检测两个专业实验室。同时，利用多种渠道与企业建立联系，在株洲冶炼集团、湘潭钢铁公司和株洲化工集团等单位建立了实习基地。第二，实验教学是培养和提高学生的综合素质、探究与创新能力的重要途径。建立新型的材料化学实验教学体系，将传统的实验教学向开放性的教学模式进行转变，是培养创新意识、创新思维和创新能力的人才的有效途径之一。为此，在实验教学方法上，部分实验课试行开放式教学，实验课教师仅仅讲授实验的基本原理和基本要求，从查阅文献资料开始，到实验方案设计、实验操作规程、实验结果分析等均由学生独立完成，使学生变被动学习为主动学习。第三，按基础型、设计综合型、研究创新型三个层次规划实验，进一步改革实验教学内容。积极推行从验证模仿性实验向设计创新性实验转变，同时减少验证性实验，增设设计性、创新性和综合性实验。第四，鼓励学生参加科研活动，根据个人兴趣和爱好参加教师的科研项目，鼓励学生积极申报大学生研究性学习和创新性实验计划项目。通过具体的研究课题，独立设计、自查资料、自拟实验方法进行探索性、创造性实验。第五，结合专业实验室和实习基地搞好毕业实习和生产实习，鼓励已经签订就业协议的学生到单位联系生产实际选择课题，鼓励教师到实习基地结合实际指导学生的毕业论文。由此在整个实践教学活动中构建了“计划教学一开放实验一科研相结合”的新的实验教学体系。同时，在实践教学环节中，重视学生综合素质的培养，把素质教育贯穿于实践教学的全过程，为全体学生提供了一个全面发展的实践空间，培养与他人合作的团队精神。为学生将来适应现代企业的管理体制，确立优秀的职业道德素养打下坚实的基础。 4、加强师资队伍建设，优化师资队伍结构 建设一支高素质的师资队伍，是专业建设的基本保证，是提高教育质量水平的关键措施。材料化学专业刚成立之初，师资主要来自基础化学教研室。为此，学校加强了材料化学专业的师资队伍建设，有计划地选派老师到中南大学和湖南大学等高校进行培训，同时加大高层次人才的引进力度。经过几年的努力，初步建立了一支适合学科建设和专业发展需要的师资队伍，专业教师中具有博士学位的达到了50%，具有副教授职称以上的占50。专业教师所学专业包含了材料化学、高分子材料、材料科学与工程、材料表征、材料合成与制备等学科，为专业课的开设奠定了良好的基础，师资队伍的结构基本上达到了优化和合理的要求。同时，我们还鼓励年轻教师在职攻读博士学位和出国进修。 总之，高等林业院校建设材料化学专业只要定位准确，培养方案富有特色，一定能够培养出适应我国经济社会发展的高层次人才。 材料化学论文:材料化学专业人才培养模式及课程体系设置的初步探析 论文关键词：材料化学　人才培养　课程体系 论文摘　要：根据材料化学本科专业人才培养目标和材料化学学科专业特点，通过改革原有的课程体系，优化课程结构，修订完善了材料化学本科专业人才培养方案。新的培养方案更好地体现了材料化学专业的特色，体现了“厚基础、强能力、重实践”的人才培养要求。 材料化学作为化学和材料科学的一个交叉学科，受到了各国政府的重视，许多高校纷纷设立材料化学专业。为适应21世纪社会对材料化学专业人才的需求，经安徽省教育厅批准，我校于2003年增设了材料化学本科专业，并在当年正式招生，目前已经有5届毕业生，学生就业情况良好。材料化学作为材料科学与工程学科的二级学科专业，培养的是应用型理科人才，所以材料化学专业学生不但要加强数学、物理、化学及材料学科等基础理论知识的学习，还必须接受更多的应用性、实践性的知识教育。如何完成这一培养目标，使材料化学专业人才的培养能够满足现代化社会发展对本专业人才的需求，是高校材料化学专业教育工作者必须面对的现实问题。只有进一步转变教育思想和观念，深化教育改革，革新教学体系，优化课程体系中实践性教学环节，才能培养出掌握基本理论知识，动手能力强，富有创造精神的材料化学专业人才，才能办出高水平的材料化学专业，以满足经济建设和社会发展的需求。 1　材料化学专业人才培养方案基本框架 从“厚基础、强能力、重实践”的人才培养总体要求出发，设计培养方案、课程体系，优化教学内容。我校材料化学专业教育内容和知识体系由公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五大部分内容构成。 公共基础课程包括：思想教育，体育活动，大学英语和计算机基础等。 通识教育课程包括：人文社会类，自然科学和艺术类等知识体系。 专业课程包括：大类平台专业基础课程和材料化学专业课程。 专业选修课程包括：材料化学专业方向性选修课程。 实践性课程包括：课程设计、毕业实习、毕业论文、社会实践、科技活动等材料化学专业实践训练知识体系。 2　材料化学专业课程体系设计 材料化学作为化学和材料科学的交叉学科，其课程要求学生掌握材料化学的基础知识和基础理论，培养学生具有材料的制备、表征、技术开发和生产的基本能力。在构建材料化学专业课程体系时，我们一直强化教学环节的科学性、系统性和综合性，将所有教育环节分为公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五个知识体系。其专业课程体系以无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的理论课程和实验课程基础，把材料科学基础、材料化学、材料物理等作为本专业的入门专业课程。在经过这些课程的学习之后，陆续学习高分子化学、高分子物理、材料性能学、材料现代分析技术、机械制图等专业课程，在此基础上通过专业选修课程的学习形成专业特色方向。并通过开设材料科学导论、纳米材料导论等任选课程拓宽学生的知识面。为了淡化专业界限，我校材料化学专业和化学、应用化学专业实施按大类培养，统一设置通识教育和基础教育平台。在2011年修订的材料化学专业人才培养方案中，课程教学计划课内总学时为2633学时，学生毕业应取得总学分为154学分，其中，通识教育和基础教育与我校化学专业和应用化学专业一致；专业教育、实践教学和综合教育的课程体系与化学专业和应用化学专业有区别的开设，更加突显材料化学的特色。 3　构建相对完善的实践教学体系 3.1　构建新的实践教学体系 材料化学作为一门实践性很强的交叉学科，在教学计划中强化实践教学环节，确保实践教学环节的实施。按照本专业人才培养目标的定位，我们优化完善了实践教学体系。将实践教学体系分为三个层次：一是基础实验层次，注重基础技能训练，培养学生对科学现象的观察和分析能力；二是测量实验层次，注重专业技能训练，设置了课程设计、综合性和设计性实验等内容，培养学生的专业实践能力；三是综合实践层次，注重综合素质训练，设置了毕业设计（论文）、社会实践、科技竞赛和创新性实践活动等内容，培养学生对所学知识的综合运用能力。 3.2　更新重组实践教学内容 在2011年修订的人才培养方案中实践教学环节为35学分，占总学分的22.7%。实践教学内容重点强调以能力培养为核心，优化和重组了原四大化学（无机、有机、分析和物理化学）实验教学的内容与结构，将实践教学内容分层次进行教学，确立了基础实验、测量实验和专业实验三层次的实验教学体系，涵盖了验证性实验、综合设计性实验和研究性实验等教学内容。同时，积极推进实践教学内容的更新和方法手段的改革，减少验证性实验，积极创造条件增开综合性、设计性实验、研究性实验，强化毕业论文实践环节的检查和指导；加强校企合作，积极安排生产实习和社会实践活动，进一步加强对学生实验技能、实践能力的培养，培养学生的动手能力和创新能力。 4　结语 材料化学专业的培养方案、课程体系的探索和完善将是在科学发展观的指导下我们今后多年的一大工作任务。要坚持以就业为导向定位人才培养目标，结合社会需求和学科发展实际，研究建立专业人才培养模式，提高材料化学专业毕业生的就业能力；以能力培养为本位构建专业课程体系，提高学生的理论知识水平，课程体系遵循“厚基础、强能力、重实践”的人才培养模式制定教学计划，在四年教学计划的基础上，分析理论教学相关课程，优化教学内容，合理分配理论课程学时数，使课程体系逐渐趋于科学、规范，达到构建合理的专业课程体系、优化学生知识结构和促进专业人才培养的目的。 材料化学论文:浅谈纳米材料的化学锂化与电活性 近年以来，人们对于物质世界研究已经深入到原子、分子等微观领域，纳米技术被研发于上个世纪八十年代末，它指的是人类在纳米单位即0.1至100毫米间对物质特及互相作用进行研究，同时利用它的特性的多学科的技术，目前已经成为主流研究领域。 一、纳米材料概述 （一）纳米材料主要分为：零维纳米材料。即在空间的三维尺度都受到约束，如纳米颗粒、团簇等。一维纳米材料。即在空间中有二维处在纳米的尺度内，包括纳米管、金属、棒和半导体线、纳米带等。二维纳米材料。即在三维空间里有一维处在纳米的尺度内，如超薄膜、超品格等。三维纳米材料。它主要由纳米晶体构成的材料。 在这之中，一维纳米材料具有特殊物理化学性能与可作量子器件的优势而被人们所重视，一维纳米材料之中，电子于两个维度或者两个方向的运动受到约束，只可以在一个方向自动运动，进而为研究在量子的限域之下电子运输、力学、光学等特性均提供了效果极佳的模型系统。 二、纳米带锂化改性 实验的原料：溶胶，纯氧化锂为锂源，分子量42.39。 间接水热法。量取0.2克使用离子交换方法经水热合成的纳米带，放入装30毫升去离子水烧杯中，经超声分散半小时，然后把0.29克纯氧化锂放入已分散好的纳米带中，同时搅拌48小时后，把淡蓝色流变相液体转移到容量50毫升的聚四氟乙烯的内衬不锈钢的反应釜里，反应釜经180摄氏度、24小时的水热后，自然冷却至与室温相当，将所得到的沉淀物分别使用乙醇与去离子水进行数次洗涤，最终在80摄氏度条件下经12小时干燥后得到最终产品。 由相关xrd图谱显示可以得出，锂化并没有对纳米带的晶体结构进行破坏，但是锂离子嵌入已使晶面距稍微扩大，其表现为衍射峰朝角度低处偏移。在锂化前后，纳米带依旧保持着一维纳米的结构，相比之锂化之前，锂化以后纳米带在二次水热的过程中部分断裂，其长度缩短至2至6μm，产生了较多的200至400nm小尺寸纳米片，其表面更为粗糙。 锂化前后的纳米带晶面距均为0.2nm，对纳米带实施选区电子衍射就能清楚看到衍射的斑点，而且锂化前后的纳米带花样一致，也从另一方面说明纳米带结构仍然是单品正交相。 直接水热法。为将实验流程简化，以利用更为简便与直接的方法对纳米带锂化，对间接锂化加以改进。 首先使用双氧水的氧化法制备过氧钼酸溶胶，然后把纯氧化锂直接加入溶胶里，并对其搅拌48小时以后，把溶胶转移容量为50毫升，内衬为聚四氟乙烯制不锈钢反应釜里，后续的工艺和间接锂化方法相同，同样能获得淡蓝色产物。 该产物的xrd图谱峰位一致，表明锂盐的存在对于溶胶产生正交相并没有影响，且与二次水热后得到的锂化纳米带比较，其衍射峰并无明显偏移，说明可能因为层间的锂离子嵌入相较间接锂化的纳米带更少，因此其层间距并没有产生明显变化。 纳米材料与电活性 间接锂化改性。就本文二中所提到锂化改性的纳米带的电化学性能如下：通过得到锂化前后的纳米带初次放电曲线图可知，锂后的纳米带正极材料放电电压的平台仍然是2.75v。引较于纯纳米带的初次放电量301mah/g来说，锂化后纳米带降低至240mah/g，主要是因为在锂化的过程中，锂离子嵌入故占据了一定数量的嵌理位置，使初次放电的电量明显减小，随着循环的持续进行，锂化纳米带便体现出其相当稳定的优势，经15次的循环以后，比容量仍然保持220mah/g，同时容量的保持率达92%。 对纯纳米带循环15次以后180mah/g的比容量进行相对比，容量保持率达60%与3.48的δ数值，可直观发现经锂化后纳米带具备更好的循环稳定性，得益于锂离子嵌入对其层结构起到支撑作用，使得充放电的比容量始终维持于平稳的数值范围之内。 （二）纳米器材。采用静电纺丝的技术制备具备“线中棒”的分级结构钒氧化物超长型纳米线，发现该线作为锂离子的电池正极材料具备较高比容量与优良循环性能。相比于常规的纳米材料，这类新颖的分级结构可有效防止纳米材料因高比表面能而发生自团聚的现象，从而提升电池性能，为排除纳米材料的团聚从而对性能造成影响，设计单根纳米线电化学器材，通过原位的表征，建立该纳米线电输运、结构、电极充放电等状态间的直接联系，发现容量的衰减和电导率降低有着关联。为进一步研究出化学锂化后对纳米材料的本征电活性的影响，把锂化前后的单根纳米带装成纳米器件，并对其电输运性能进行测试。 测试结果表明，锂化之前i-v特性显示纳米带的两端不对称的肖特基势垒，这是半导体氧化钼与金/铂电极间产生的，在大约2v的时候，传输的电流约300pa。锂化之后，i-v的曲线显示欧姆特性，在大约2v的时候，传输的电流约10na，根据测定电阻、有效长与横截面积的计算，纳米带在锂化前后电导率大致分别是10-4与10-2s·cm-1。通过锂化后，电导率相应增加了数量级两个。因为纳米的带沿面生长，所以纳米带的导电性也增加，这意味着八面体层里载流子的浓度增加，表明锂离子被作为填隙的离子而被引入的。 在电化学的循环过程之中，纳米带层间距随锂离子嵌入或脱离而持续扩大或缩小，相比于未锂化的样品，具较宽层距的锂化后纳米带，在其充放电的过程中显示出更小的体积变化。因此锂化能够提高电极在锂离子的嵌入与脱离的过程中结构稳定性，第一次锂化所导入的锂离子始终保留于晶格之中，进而提升导电性，有利于在未来充放电的过程中锂离子嵌入与脱离。 深入研究纳米材料的化学特性，对合理及应用纳米材料有着相关重要的影响，也为我国在各行业、领域推广使用纳米材料打下良好理论基础。 材料化学论文:材料化学绪论课教学设计 摘要: 在《材料化学》绪论课的教学过程中，采用启发引导教学方式，以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行教学设计，通过讲解材料发展中的化学，引入材料科学与化学的区别与联系，重点从材料结构、制备、性能和应用四个方面讲授了材料研究中的化学问题，使学生对本课程的内容有了清晰的认识，激发了学生学习本课程的信心和兴趣，并取得了满意的教学效果。 关键词: 材料化学;绪论课;教学设计 材料化学是材料科学与化学的交叉学科，伴随着材料科学的发展而诞生和成长，即是材料科学的重要部分，又是化学学科的一个分支［1］。目前，很多高等学校的化学和材料类专业开设了《材料化学》这门课程。《材料化学》是南阳师范学院材料化学专业的核心基础课程，对于培养学生的材料科学基础知识，分析和解决材料制备和应用中的化学问题的能力起到了关键作用。但是该课程涉及的知识面广泛，内容庞杂、概念甚多、加上课程改革，理论课时数减小，学生在学习《材料化学》课程过程中，普遍存在概念混淆、重点难以掌握等问题。绪论是一门课程的开场白和宣言书，是师生之间学习和交流的起始点，能为学生建立起一门课程的知识轮廓。通过对绪论进行学习，学生可以了解课程在所学专业中所处的地位和作用，以及该课程的教学内容、学习方法和考核方式等问题［2］。如何激发学生学习该课程的兴趣，提高课程的教学质量，绪论课在整个课程教学中有着举足轻重的地位。结合近年来的教学实践，就如何讲好《材料化学》绪论课谈一些心得。 1首先明确课程性质、特点及地位 教学之初，首先明确该课程作为专业核心课程的重要地位，是学习后面材料专业课程的基础课程，同时明确考核方式，加强学生对本课程的重视程度。材料化学是材料科学和化学学科的交叉学科，课程内容既涉及工程材料应用中的实际问题，又包括材料结构及制备中的化学问题。作为一门交叉学科，很多知识点与材料学和化学课程中的相关内容重复，很多学生以为学过相关知识，就会从思想上松懈。然而，相关知识点虽然出现重复，但在不同学科中讲授的重点是不同的。在讲授材料化学课程的过程中，要着重培养学生利用化学的思维解决材料科学中的问题，使学生深刻领会化学与材料科学交叉的重要意义。通过一些实例，讲解本课程与化学和材料相关课程的区别和联系，使学生更加深入了本课程的性质和地位。材料科学是偏实际应用的工科课程，化学是偏理论的理科课程，材料化学则是利用化学的理论解决材料应用中的实际问题。 2材料 以材料的实际应用为引子，如材料在航天航空、交通运输、电子信息、生物医药等领域的应用，带领学生进入学习状态，引导学生回想什么是材料?材料的种类?提出材料是对人类有用的物质，是人类赖以生存和发展，征服自然和改造自然的物质基础;是人类进步的里程碑。然后介绍材料的发展历史，说明人们对材料的使用，是从最早的天然材料，依次经历了陶瓷、青铜、铁、钢、有色金属、高分子材料以及新型功能材料。根据材料的发展史，启发学生思考材料研究和发展过程中的规律和特点。人们对材料的使用经历了从天然材料到合成材料，从传统材料到新兴材料。传统的材料主要以经验，技艺为基础，材料靠配方筛选和性能测试，通过宏观现象建立的唯象理论对材料宏观性能定性解释，不能预示性能和指明新材料开发方向，而新型材料则以基础理论为指导。材料科学的历史表明，当一种全新的材料在原子或分子水平上合成后真正巨大的进展就常常随之而来。化学的发展往往导致材料技术的实质性进步。在新材料的研发和材料工艺的发展中，化学一直担当着关键的角色［3］。任何新材料的获得都离不开化学，以石墨烯为例，物理学家主要关注其电子结构及输运理论，材料学家主要测试材料的电磁、光电、传感和催化等性能，而化学家的任务则是利用化学气相沉积和插层剥离等方法制备该材料。只有通过化学气相沉积法制备出高质量大尺寸的石墨烯，才能推动石墨烯在电子信息领域走向实用化。 3材料与化学 材料化学是材料科学与化学学科的交叉，很多学生容易混淆材料科学和化学的研究范畴。在本课程的第一节课，一项重要的任务是使学生明确材料科学和化学的研究内容和范畴，这对于后续相关概念的讲解至关重要。材料科学的研究对象是材料，材料是对人类有用的物质，指的是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。而化学的研究对象是物质，物质是构成人类物质世界的基础。材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料;材料科学是一门研究材料的成分、组织结构、制备工艺与材料性能及应用之间相互关系的科学;而化学则是从原子和分子角度研究物质的组成，结构、性质及相互转变规律的科学。因此，化学研究的尺度范围是原子、分子、分子纳米聚集体。材料科学最早研究的尺度范围在微米以上，如钢和陶瓷的组织结构。随着一些新兴材料的出现和发展，人们对材料的研究甚至小到电子结构。如近些年发现的拓扑绝缘体，其表面导电，体内不导电的性质由其拓扑的能带结构决定，而该拓扑结构则与电子的自旋运动有关，研究拓扑绝缘体必须从电子自旋角度认识其结构。因此，材料科学的研究范畴不断拓展，并于其它学科交叉。 4材料化学 通过学习材料的发展历程、材料科学与化学之间的区别和联系，学生已经对材料化学有了一定的认识，引导学生给材料化学下一个定义。材料化学是关于材料结构、制备、性能和应用的化学。本校材料化学专业选用曾兆华、杨建文编著第二版《材料化学》作为教材，教材的章节也是按照材料结构、制备、性能和应用进行安排的［4］。在这部分内容讲授过程中，可以让学生以教材目录为参照，讲到相关内容可以与教材相关章节进行对应。 4.1材料的结构 从三个层次讲解材料的结构，分别是电子原子结构、晶体学结构和组织结构。电子原子结构在很大程度上影响材料的电、磁、热和光的行为，并可能影响到原子键合的方式，因而决定材料的类型。在这个层次上研究的化学问题主要涉及原子序数、相对原子量、电离势、电子亲核势、电负性、原子及离子半径等。原子序数决定了材料的化学组成，电负性决定材料内部原子之间的键合方式，从而影响材料的导电性、强度和热膨胀系数等。晶体学结构主要指原子或分子在空间排列的方式，根据原子排列的有序性，将材料分为晶体和非晶体。晶体中出现局部无序，或对理想晶体的产生偏离，则出现缺陷。缺陷的存在影响材料的力学性能和电学性能等。如在本征硅内部掺杂磷元素，磷原子替代硅原子的位置，形成杂质原子缺陷，增加本征硅的导电性，形成N型半导体。组织结构主要指材料的物相组成及结构、晶粒的大小和取向等。在大多数金属、某些陶瓷以及个别聚合物材料内部，晶粒之间原子排列的变化，可以改变它们之间的取向，从而影响材料的性能。一般来说，减小金属的晶粒可以降低其熔点。在这一结构层次上，颗粒的大小和形状起着关键作用。大多数材料是多相组成的，控制材料内部物相的类型、大小、分布和数量可以调控材料的性能。 4.2材料制备 材料合成与制备就是将原子、分子聚集在一起，并转变为有用产品的一系列过程。材料制备的方法和工艺影响材料的结构，从而影响材料的性能。根据制备原理的不同，材料制备方法可以分为物理法和化学法。物理法指在材料制备过程中，仅改变材料内部原子或分子的聚集状态，不涉及化学反应的方法。如真空镀膜、溅射镀膜、脉冲激光沉积法等。化学法则在材料制备过程中，涉及化学反应，并且有新物质的生成。如固相反应法、有机合成法、水热法、沉淀法、化学气相沉积法等。以石墨烯材料为例讲解材料的制备方法。石墨烯作为二维单原子层材料，既可以采用物理法制备，也可以采用化学法制备。2004年发现石墨烯的报道，便是采用简单的胶带对撕方法制备，该方法依靠外力使石墨片层克服层间范德华力，使层与层之间分离，从而获得单层石墨，该方法也称为物理机械剥离法。利用甲烷、乙烯等烃类气体作为碳源，镍、铜、金等金属作为基片，采用化学气相沉积法则可以制备高质量大尺寸的石墨烯。另外，以石墨为原料，利用化学插层剥离的方法也可以用来制备石墨烯［5］。但不同方法制备获得石墨烯的尺寸及性能差别较大，在不同的应用领域采用的石墨烯制备方法是不同的。 4.3材料性能 材料的性能由其结构决定，与材料制备的工艺和方法有关。性能是指材料固有的物理、化学特性，材料性能决定了其应用。广义地说，性能是材料在一定的条件下对外部作用的反应的定量表述，例如力学性能是材料对外力的响应、电学性能是对电场的响应、光学性能是对光的响应等。因此，材料的性能可分为力学性能和特殊的物理性能。常见的力学性能包括材料的强度、硬度、塑性、韧性等。力学性能决定着材料工作的好坏，同时也决定着是否易于将材料加工成使用的形状。锻造成型的部件必须能够经受快速加载而不破坏，并且还要有足够的延性才能加工变形成适用的形状。微小的结构变化往往对材料的力学性能产生很大的影响。材料特殊的物理性能包括电、磁、光、热等行为。物理性能由材料的结构和制造工艺决定。对于许多半导体金属和陶瓷材料来说，即使成分稍有变化，也会引起导电性很大变化。过高的加热温度有可能显著地降低耐火砖的绝热特性。少量的杂质会改变玻璃或聚合物的颜色。 4.4材料应用 材料化学已经渗透到现代科学技术的众多领域，如电子信息、环境能源、生物医药和航天航空等领域。例如，在电子信息领域，现代芯片制造离不开化学。光刻过程使用的光刻胶和显影液，镀膜过程中的化学气相沉积和原子层沉积，刻蚀过程中的反应离子刻蚀，这些工艺过程都离不开化学的作用。在环境能源领域，新型光催化材料和太阳能电池材料的研究和开发，离不开化学法制备材料和对材料进行化学掺杂改性。在生物医药领域，对传感材料进行化学改性提高其传感特性，对仿生材料进行表面改性可以提高其生物相容性。在航天航空领域，各种轻质、耐高温、耐摩擦等结构材料和功能化智能材料的研发都离不开化学。 5结语 通过对“材料化学”绪论课的精心设计，使学生明确了该课程的性质和重要地位，大量的实例激发了学生学习的兴趣和求知欲，树立了学生学好该课程的信心，为课程的深入学习起到了奠基石的作用。以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行讲授，使学生对本课程的内容有了更加清晰和深入的认识，取得了良好的教学效果。 作者:李涛 高利敏 单位:南阳师范学院化学与制药工程学院 南阳师范学院校医院 材料化学论文:高职化学教学工程材料分析 摘要： 《工程材料》是高校土木工程专业的一门重要的专业课，它不仅是一门应用技术，同时又是建筑施工等课程的基础，该课程中涉及到的材料的组成及性能等内容需要学生具备一定的化学知识方能学好，因此在开设该课程前，一般都需要学生具备基础化学知识，结合《工程材料》教学内容，主要总结了小高职基础教育阶段需要前修的化学知识模块。 关键词： 工程材料；高职；化学；教学内容 哈尔滨铁道职业技术学院是一所以高铁、隧道、桥梁、建筑为主打专业的国家骨干高职院校，同时也是中国中铁集团下属唯一一所高职院校。我校每年为国家高速铁路建设、城市轨道交通建设、土木工程检测、道路桥梁建设等方面输送大量的优秀人才。作为一个历史悠久的老牌土木工程类院校，我校在大一第二学期开设了《工程材料》这门课程。由于近些年高考不断改革，高中化学知识删减了很多，又由于高考适龄生源的减少，以及一些二本院校招生门槛的降低，使得我校招生学生的素质降低，此外，作为三年制高职教学的补充，五年制高职的学生没有经过高中系统的学习，化学知识更是为零，学生的化学基础知识不能够满足《工程材料》这门课程的学习，因此，需要在讲授这门课程之前，前修一部分化学基础知识，现结合我校的实际情况，前修基础课程并没有充足的课时，也不能像高中化学教学那样，重视基础，精讲运算，因此我们针对学生后学专业课学习的内容，总结出三个必须掌握的化学知识模块，即金属元素及其化合物、硅酸盐工业基础、有机物及新型高分子材料，便于学生学习掌握，为后续《工程材料》课程的学习打下坚实的理论基础。 1金属元素及其化合物 《工程材料》主要讲述建筑材料的性能和使用条件，现阶段建筑工程中常用的金属材料又可分为黑色金属，例如钢、铁、及其合金等，还有有色金属包括铜、铝及其合金。从事土木工程建设的技术人员必须了解和掌握这些材料有关的知识，土木工程材料是一切土木工程的物质基础，材料决定了建筑的形式和施工方法，因此我们的学生要想学好这部分知识，就必须先要掌握金属元素及其化学物有关的基础化学知识。金属及其化合物知识点较多，由于学时有限，我们只能选取与专业课联系比较紧密的内容重点讲解。例如：铝、铁、铜三种金属及其化合物的性质是重点讲解的内容。铝元素存在的形式主要是铝土矿，铁元素能够以游离态的陨铁和化合态的铁矿石存在；铝粉可以制成银粉（白色涂料）；铁（铬、锰）为黑金属，其余的都为有色金属；金属铝既能和强酸反应，又能和强碱反应；金属化合物与酸和碱的反应；常用的金属冶炼方法及原理，例如，电解法冶炼铝，热还原法冶炼铁，湿法冶炼铜等；其中最主要的还是工业炼钢、炼铁的原理。工业炼铁的主要原料是石灰石、铁矿石、焦炭，在炼铁高炉中发生三个化学反应这样可以得到生铁，生铁可以作为炼钢的原料，把生铁冶炼成钢的过程，就是除去大部分硫、磷等有害杂质，并且适当地降低生铁里的含碳量，调整钢里合金元素含量到规定范围之内。炼钢时常用的氧化剂是空气、氧气或氧化铁，主要化学方程式：大量铁变成氧化亚铁，调整硅、锰的含量，同时降低碳量，除去FeO，因它会使钢具有热脆性。 2硅及硅酸盐工业基础 建筑工程中把能够将散粒状材料（如砂子、石子等）和块状材料（各种砖或者砌块）粘结成为具有一定强度的整体材料，成为胶凝材料。胶凝材料根据化学成分可分为无机胶凝材料和有机胶凝材料，其中无机胶凝材料又可分为气硬性胶凝材料，例如石灰、石膏、水玻璃等，而水硬性胶凝材料主要为各类水泥。作为土木工程专业的学生，在学习这部分知识时要作为重点内容。因此我们在讲述这部分知识点时，首先要求学生要对这几种材料的化学成分、反应方程式有一定的了解，并且知道它们之间的联系。主要讲述的内容包括硅的性质及应用；二氧化硅的性质及用途，硅酸盐工业主要包括玻璃、水泥和陶瓷，这三种产品都是建筑工程中常用的材料，尤其是水泥，因此，学生要掌握这几种产品的制备原料、设备、反应原理、主要成分、特性、种类及用途。以水泥为例，其制备原料为石灰石、粘土和石膏（适量），设备为水泥回转窑，具有水硬性，水中空气中都可以硬化，是不可逆过程。 3有机物及高分子材料 随着国民经济的发展，对材料的需求越来越多，对材料的性能要求也越来越高，新型高分子复合材料越来越受到人们的重视。有机物知识点繁多，需要学生掌握的知识点主要包括：烷、烯、炔烃及笨和笨的同系物基本组成及化学性质；烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质，包括卤代烃、醇、醚、酚、醛、酮、羧酸、酯，硝基化合物等等；重要的有机反应及类型，包括：取代反应、加成反应、氧化反应、还原反应、消去反应、水解反应、热裂化反应，聚合反应、中和反应；高分子材料是由可称为单体的原料小分子通过聚合反应而合成的，包括碳链高聚物、杂链高聚物、元素高聚物，四类主要高聚物反应包括：加聚成碳链、缩聚成酯链、缩聚成肽链、酚醛（或酮）缩聚。传统高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中，塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。而新型高分子材料的性能更优越，应用更广泛，既具备了传统高分子材料机械性能，且在一定领域有特殊用途的若干种新型材料，例如有高分子分离膜、仿生的高分子材料、医用的高分子材料、液晶高分子材料、导电塑料等等。两者在化学结构和物质划分上，是基本一致的，只是合成难度上、实际用途上、出现时间上有差异。从事建筑工程的技术人员都必须了解和掌握土木工程材料的有关技术知识。土木工程材料是一切土木工程的物质基础，材料决定了建筑形式和施工方法。因此要学好这部分知识非常重要。知识的积累和学习是一个漫长的过程，不能一蹴而就，要循序渐进，要想学好专业课，就必须要先学好基础课。 作者：张巍 单位：哈尔滨铁道职业技术学院基础教育学院 材料化学论文:案例型材料化学教学探索 1案例型教学 1.1案例来源及积累 案例主要来源于媒体报道或经典案例。如生活中常见的“502胶水”、“矿泉水瓶”、“化妆品瓶”、“塑料手套”、“雨靴”、“衣服”、“汽车轮胎”、“尼龙绳”以及“石墨烯智能服饰”等，最近的新闻报道“2014年80岁老太换全髋关节次日下地”，小孩的卡通玩具“光敏印章”，“农用聚乙烯薄膜”、“工业上泡沫塑料的发泡剂”工业生产原料等。日常注意收集积累，并根据案例所产生问题、解决途径进行归类，建立案例库，进一步有助于理解书本知识。 1.2案例选择 案例引入为教学服务，选择适当的案例保证教学活动的顺利进行是前提。适当的案例既能融合学生所学课程的理论基础，又能结合实验室条件以及学生的实际情况。综合以上考虑因素，对于功能高分子材料教学，选用“2014年80岁老太换全髋关节次日下地”作为教学案例，该案例内容包括了功能高分子材料的理解以及如何在生活中应用进行扩展等内容。人们对“关节置换”这个词已不再陌生，但是它的原材料是什么?大家可能还是很陌生。它是指用生物相容性和机械性能良好的金属或复合材料制成的一种类似人体骨关节的假体，通过手术将其植入体内，替代病变的关节，清除疼痛，恢复关节的活动与原有的功能，而这种生物相容的材料就是咱们的高分子材料超分子量聚乙烯。这样进行案例引入，大家对于目前简单应用的高分子材料有了更深入的认识。案例选择应遵循难易适中、可操作性强等特点，照顾成绩下游学生的同时，给上游学生预留挑战空间，激发学生解决问题的强烈愿望。 1.3案例深入和小组讨论 案例引入为实现教学目标而设计的，学生以理解知识问题为目标，围绕知识问题进行思考、讨论，进而理解知识要点。如果这堂功能高分子课程只进行到这里，学生只是知道了一个熟悉的陌生人。我们下面还要对这个高分子材料超分子量聚乙烯进行讨论。大家对聚乙烯比较熟悉，聚乙烯(PE)是五大合成树脂之一，是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。以“聚乙烯的应用”为例，在方案设计前指导老师提出以下问题:“在日常生活中那些是聚乙烯的产品?”该问题引起了学生很大的兴趣和关注，为回答以上问题，学生自主进行了查阅。可以了解它可以应用在“保鲜膜、背心式塑料袋、塑料食品袋、奶瓶、提桶、水壶等”。紧接着又提出“聚乙烯的分类?它们的区别是什么?合成方法和用途是什么?”，该问题引导学生进一步扩展知识要点，聚乙烯主要分为线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)三大类，而案例里提到的是超高分子量聚乙烯，学生要如何回答这几种聚乙烯材料的区别是什么，可以引入小组讨论的方式，分成四个小组，每个小组负责一种材料，从它的物理性质、特性、合成方法及用途上进行材料整理，在课堂上用PPT讲解，最终由教师进行点评，通过方案设计中的讨论，每个小组经过归纳整理把这种材料的性能基本完成全掌握了，同时也培养学生的动手能力及团队合作精神。事实证明，案例型教学法在激发学生的探索欲和提高学生学习兴趣方面起到了积极的作用，在解决问题的过程中逐步形成分析素养。 1.4案例扩展 将科研项目引入具体的课程教学中去是利用其进行智能型人才培养的新途径，也是将书本知识扩展到实际应用的一种途径。以上案例用到的是超高分子量聚乙烯作为人工关节软骨(关节臼)材料，然而，临床实践显示，人造关节有效工作年限为10～15年。长期使用过程中产生的聚乙烯磨屑会引起骨骼发炎，发生无菌性松动和假体脱落等问题，从而需要更换新的人造关节。再次更换人工关节的手术费用和失败率比首次更换高很多，导致经济损失和对患者身体的伤害。因此必须要增强医用超高分子量聚乙烯的耐磨性能，这样就在该课程的教学过程中引入科研项目，激发学生的学习兴趣，锻炼其查阅文献资料的能力，积极引导其参与到科研活动中去。通过学生资料查阅，采用纳米粒子增强复合材料技术，合成氧化石墨烯基超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料，充分利用新型二维纳米材料石墨烯的高强度、高模量、高硬度和低摩擦系数的突出特点，提高了石墨烯/UHMWPE复合材料摩擦磨损性能。在这里学生又查到一个新的概念—石墨烯，它是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光;而电阻率只约1Ω•m，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。石墨烯具有非同寻常的导电性能，超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。与其他电池相比，具有能量转化效率高、无环境污染等优点。“质子传导薄膜”是燃料电池技术的核心部分，汽车中的燃料电池使用氧和氢作为燃料，转变输入的化学能量成为电流。现有的质子薄膜上常存在燃料泄漏，降低了电池有效性，但质子可以较为容易地“穿越”石墨烯等二维材料，而其他物质则很难穿越，那么我们研发石墨烯碳纸特种纸用作质子薄膜，既可以解决燃料渗透的问题，增加电池的有效性，还可以降低燃料电池的成本。而特种纸在日常生活中应用十分广泛，比如棉纸、宣纸、无尘纸、钞票纸、喷墨纸、热敏纸、过滤纸、茶袋纸、铝箔纸、拷贝纸、美术纸、复写纸、无碳复写纸、防霉纸、静电防止纸、导电纸、半导电纸、电池分离纸、电气绝缘纸、耐热纸、汽车用滤纸、空调滤纸、脱臭滤纸、医疗卫生用纸、药包纸、无菌纸、医疗胶布基材、手术衣等等。这样的学习过程最终实现让学生根据自身兴趣自主的寻找课题，参与到科研项目中，积极参与竞赛，培养他们将来在工作学习中“发现问题—方案设计—方案实施—结果讨论—问题扩展”的能力。 2培养学生的创新思维，树立绿色理念 开设课题开放性实验，培养学生独立查阅文献资料及设计开展实验的能力，在实验过程中积极引导、经常讨论总结进一步锻炼学生自主动手能力。增强现有学生实验室的开放性，组织学生参加各类竞赛、培养学生的专业技能和创新意识。同时，促进教师实验室、研究生实验室及校企联合研发中心的开放，带领学生去工厂实习，引导学生直接参与科研实验工作，使学生认识、了解科研，培养学生的创新意识和创新思维。此外，结合我国可持续发展战略及未来材料化学工业以及绿色造纸与特种纸绿色发展方向，在课堂、实验、实践等教学环节坚持融入绿色化学内容，渗透绿色化学思想，在丰富化工实验教学内容的同时培养学生树立绿色化工理念，增强绿色化学意识。 3加强卓越工程师的培养 为促进就业，培养学生的社会技能，增加课堂教学效果，积极组织学生参加材料化学专业和绿色造纸与特种纸的各项职业资格、技能考试，通过考证激发学生的学习兴趣，为学生今后就业和提升工作能力奠定基础。以“强化工程、工艺、设计和新兴特色学科交叉等方面基本理论、知识的培养;强化生产、研发、检测和管理等方面工作的基本工程能力的培养;强化国际化视野、企业家精神、市场头脑和创新思维等基本素质培养”为特色的强化“三基”人才培养方案，建立一个符合我院卓越工程师课程教学体系，培养满足地方产业发展需求的优秀材料化学以及绿色造纸与特种纸专业人才，增加学生就业渠道，提高学生的就业水平。 4结论 在案例型教学法中，学生主动性提高，并通过参与、完成科研项目获得成就感，探索欲得到激发，自信心得到提高;同时，在教师引导、学生逐步解决问题的过程中，学生形成了解决问题的思路，培养了解决问题的素养。此外，通过小组合作学习，学生的团队精神得到培养。此外案例型教学法有着较明显的优势，但同时也需要注意以下问题:需要指导老师投入大量的精力积累案例、指导方案设计、管理教学过程等，工作量大。需要充分调动学生积极性，否则案例型教学法容易流于形式。评价方式重要，不能以简单的实验报告进行评价，应重视学生表现，否则学生不重视参与过程而注重结果。教学改革在方法创新的基础上，应更加关注方法适用性，抓住学生兴趣，提高学生自主学习积极性，提高学生参与度，激发学生创新思维。 作者：张妍 沙力争 赵会芳 陈华 单位：浙江科技学院生物与化学工程学院/轻工学院 材料化学论文:材料化学实验室信息管理探索 1MCLIMS的实现目标 为了实现材料化学实验室高效管理实验室的人员、仪器、药品、无纸化实验记录，提高管理效率，保证科研工作的顺利进行，MCLIMS主要分为三个主体框架：上位机LIMS，嵌入式控制终端及药品存储柜的实体，上位机软件主要用于通过软件来实现基本信息的维护和药品的使用操作，嵌入式控制终端与存储柜构成一个整体，用于响应上位机LIMS的命令，并做出响应决定是否需要开启药品存储柜，药品存储柜用于存储材料化学实验室的药品。本系统的最终实现目标包括以下几个方面。 1.1上位机LIMS软件主要实现如下功能 用户信息管理模块：包括用户登录、用户信息录入、更新、检索、删除及用户权限管理，密码管理等；导师信息管理模块：主要是管理导师的基本信息及科研方面信息等；用户签到管理模块：主要是与指纹录入仪进行通讯、实现用户签到验证，主要包括：用户指纹录入、用户签到、签到查询、用户指纹删除、用户请假等；药品信息管理模块：包括药品信息录入、更新、检索、删除、余量更新、药品存储位置管理等；药品使用管理模块：包括药品检索、打印条形码药品清单、药品余量提醒、过期药品查看等；药品存储柜信息管理模块：主要是管理存储柜数量、位置IP、容量等信息；仪器信息管理模块：包括仪器信息录入、更新、删除、仪器预约、预约邮件提醒、外借管理等；热电参数测试仪数据读取模块：包括添加仪器测试用户、测试样品参数管理及测试数据管理等功能。 1.2嵌入式终端控制软件主要实现功能 （1）用户登录，只有登录成功后才能进行（3）的操作，否则（3）此操作无效，视为不合法用户。（2）终端串口管理，配置终端的串口通讯，用于条形码阅读器信息的读取。（3）终端存储柜柜门控制，用户在得到（1）的权限后直接可以操作柜门的开启与关闭。（4）终端信息显示，串口读取到的条形码信息后系统检索数据，更新显示信息，然后解析检索到的信息来控制存储柜的开启与关闭。 1.3存储柜物理设计 根据需要，本次对药品存储柜的设计采集2X2式的矩阵式设计方案并充分考虑了电路设计，信息读取的物理接口。 2MCLIMS系统架构 拓扑结构反应了应用系统或网络系统中各个结间点的互联表现形式，如文件服务器、工作站等的，常见的拓扑结构有总线型拓扑、星形拓扑、环形拓扑、树形拓扑、以及它们的混合形式。对于本系统，它主要体现在上位机软件、数据库服务器及嵌入式控制终端的连接方式及他们的数据响应关系。考虑到每个实验室的安装配置过程中，上位机软件与嵌入式控制终端的对应关系是1∶n的关系，n大于等于两台设备，本文选择了总线型拓扑，其特点：结构简单灵活，非常便于扩充；共享资源能力强，要实现总线型拓扑结构，只需上位机LIMS与MySQL服务器及嵌入式终端同在一个局域网中，保证MySQL服务器网络可达即可。系统的最终架构如这种架构方便药品存储柜数量的扩充，位置的放置也不受限制。 3MCLIMSR的具体实现 3.1系统软件架构 本系统以C/S模式为开发模式，以C#为上位机LIMS软件的开发语言，VisualStudio2010为开发功具；MySQL作为数据库服务器。嵌入式终端以基于ARM9为核心的S3C2440芯片作为处理器的TQ2440开发板作为嵌入式硬件平台，将嵌入式Linux作为底层系统，QT和C语言作为GUI设计和底层驱动开发语言；以UG为存储柜物理实体的建模工具。 3.2系统硬件架构 本系统涉及与多个硬件的通讯工作，其中包括：中控指纹仪，用于学生签到模块中的指纹录入及学生签到功能；POS打印机，用于实验室学生实验药品清单的打印，清单信息包括用户实验方案、所需药品的位置、用量、实验编号等信息并附带条形码；TQ2440开发板，是嵌入式控制终端的运行平台，用于运行嵌入式控制终端软件；条码扫描器，用于扫描条形码清单上的实验编号信息，并将编号传到嵌入式软件，软件做出相应的响应。 3.3系统功能模块设计 通过结合当前实验室对药品管理系统的需求分析，本系统设计出如下功能模块。 3.4数据库设计 数据库是实验室信息管理系统的基础和核心,它关系着实验室的工作效率和业绩，一个科学、合理的数据库是LIMS成功创建和稳定运行的基础。在材料化学实验室管理系统（MCLIMS）中数据库作为信息的来源及存储工具，也是连接上位机LIMS、嵌入式控制终端的数据共享的桥梁。根据对各模块的处理过程及需求分析，以MySQL作为数据库服务器，将数据库设计包括以下几个方面。①与用户相关的包括用户登录表，用户签到表，用户指纹表，用户请假登记表，用户科研信息表，用户基本信息表，用户导师信息表等。②与仪器信息相关的包括仪器预约信息表，仪器信息表，仪器外借信息表等。③与化学药品相关的有：化学药品信息表，化学药品使用信息表，化学药品剩余量信息表，药品短信验证表等。④与测试仪器相关的数据表有：仪器测试用户表，样品测试参数信息表，样品测试信息表等。 3.5系统的具体使用流程 本系统由上位机LIMS软件、嵌入式控制软件及存储柜实体构成。用户使用时对于非药品使用的模块都可以直接通过上位机LIMS软件完成，包括用户签到、实验室仪器、导师信息管理等。用户要完成实验，要经过几步：打开药品使用模块、检索药品的信息如余量、位置。然后根据实验规划分别添加药品信息；确认药品配方并打印清单，清单信息上会附带药品的位置，用量信息，实现学生实验无纸化记录；将药品清单携带到药品存储柜终端，扫描条形码，嵌入式终端检查条形码的合法性，然后检索并显示信息。同时，相应柜门开启，完成取药，每个条形研只能使用两次。 4结语 本文根据当前材料化学实验室对信息管理特别是药品的管理的功能需求，设计并研发了一套材料化学实验室信息管理系统，该系统主要分为3个功能框架：上位机LIMS、嵌入式控制软件及存储柜实体。然后给出了该系统的实现方案及系统架构，分别设计了系统的功能模块。该系统操作方便、安全性高、功能设计丰富并人性化。总线型拓扑结构也使得存储柜数量易于扩充布置。系统为实验室的管理提供为极大的便利，大大地实现实验室资源信息的共享，不管是导师还是学生，都能从此系统中感应到使用的便利性，提高实验工作的效率，加快高效实验室信息化。 作者：瞿秋亮 杨君友 单位：华中科技大学 材料化学论文:材料化学工程方向研究生教学探析 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，与信息、能源并称为社会文明的三大支柱。人类社会的发展历程，是以材料为主要标志的。从人类以石头为工具的旧石器时代到对石器进行加工进入新石器时代，再到后来的青铜器时代、铁器时代、钢铁时代，人类的发展历程可以说就是材料的发展史。现代社会，材料已成为国民经济建设、国防建设和人民生活的重要组成部分。材料化学工程在这种大背景下应运而生，本学科以化学、化工、物理学为基础，系统学习材料科学与工程的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成制备、结构表征、性能检测及其应用等方面的新兴学科，是一门交叉性与工程技术密不可分的应用科学。但随着社会进步，旧的研究生教育模式的弊端逐渐显示出来。本文基于材料化学工程的特点，分析了现今研究生教学中存在的问题，并提出了解决办法。 1存在的问题 1．1内容广，概念多 材料化学工程是以化学和化工基础，研究、开发、生产和应用金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的工程领域。研修的主要课程包括物理化学、材料科学基础、材料力学、材料工艺、高分子材料、金属材料、无机非金属材料等。在基础课程中概念多、公式多，如在物理化学中的热熔、积分溶解热、积分稀释热等，有些概念相似如果不仔细区分容易混淆。在诸如高分子材料这类介绍性的课程中名称特别多，如聚丙烯、聚氯乙烯、环氧树脂等，这些材料在我们的生活中经常接触。但通过学习很多学生还是不能识别基本的材料，掌握它们的基本制备工艺和用途。 1．2叙述性的内容多 关于三大材料的学习主要是叙述性的内容多，比较抽象。例如，金属加工中热处理的四把火:退火、正火、淬火、回火，退火又分好几个种类，每种钢材根据用途不同，而选择不同的工艺条件。但是只通过课本的叙述，对于很多材料依旧没有直观的认识。虽然很多同学有参加过金工实习课，但是时间不长，很难做到全面深入的了解，对一些材料的性质、加工方法感到陌生，从而逐渐丧失学习兴趣。另外，在材料的合成中，每合成一种材料，需要通过一系列检测看所得物质是否为目标产物。又或者合成一种新的物质，也可以通过检测分析出其结构性能。材料专业的学生都有一门必修课《材料结构表征及应用》详细介绍了材料表征中各种检测手段。但是很多同学拿到检测结果却不会分析。 1．3课程教学与现实联系不够紧密 研究生与本科生最大的不同就在于，在接受系统知识的同时，必须加强研究意识、创新意识和研究能力的培养［1］。材料化学工程是一门应用型学科，与实际应用密不可分。课程安排之前的金工实习，目的是锻炼学生动手能力，对材料的加工有所了解。此外，还有一些实验操作课，但是很多时候由于时间安排不合理又或者设备少学生多，平均几人一台设备，学生动手机会操作不够，有时候老师只能靠演示的方法让学生观摩，学生完全处于一种被动的学习状态。还有部分同学在实习中怕脏、怕累，不愿动手操作。另外，在课程结束后还有参观见习，对材料的加工制作有个直观的认识，但是很多时候由于人员过多，加上工厂环境复杂，很多同学在见习过程中往往走马观花，只停留在看热闹的表面功夫上。 2解决办法 2．1培养学习兴趣 科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”老师首先要做的就是激发学生的最大兴趣并使之保持这种热情。材料化学工程与我们的生活密切相关，老师可以在讲授过程中结合我们实际生活中的用途。比如高分子材料中的聚丙烯腈，常与羊毛混纺制成毛织物等，可以制作毛毯、军用帆布、帐篷等。被称为“人造羊毛”。又如我们生活中常见的木制家具，其实很多都是由木塑复合而成:以木材为主要原料，经过处理使其与各种塑料通过不同的工艺复合而成。既保留了木材良好的加工性能，同时具有塑料的耐水、耐腐蚀、使用寿命长等优良性能，还符合环保的大前提。通过这种理论结合实际，能激起学生学习兴趣，鼓励学生自己查阅资料了解更多信息。 2．2疏通知识结构，掌握各学科之间的联系 在材料化学工程形成前，高分子材料、无机非金属材料、金属材料科学都已自成体系，而且他们之间存在着很多相似之处，可以相互借鉴，促进本学科的发展。如马氏体相变本来是金属学提出来的，广泛地用来作为钢材热处理的理论基础。但在氧化锆陶瓷材料中也发现了马氏体相变现象［2］，并用来作为陶瓷增韧的有效手段。另外，各类材料的研究设备与生产手段也有很多相似之处。虽然不同类型的材料各有专用测试设备与生产装置，但更多的是相同或相近的，如显微镜、电子显微镜、物理性能测试和力学性能测试设备等。在材料生产中，很多加工装置也是通用的。比如生活中很多塑料用品大多是通过注塑成型加工而成，但其实与粉末冶金工艺中的压坯过程相似。随着科学技术的发展，各学科间已无明显界限，甚至不同材料之间能相互代替。不过凡事都有规律可循，只要掌握规律很多问题便迎刃而解。作为材料的规律就是:组织决定性能，性能决定应用［3］。再根据性质选择材料，依据用途确定工艺路线。抓住这一规律，学习时就不会感到毫无头绪。 2．3传统教学与现代教学方式相结合 传统教学大都采用“填鸭式”方式，学生听课主动性、积极性不高。新的教学改革中应采用启发式、互动式和讨论式等新的教学方式。老师在课前布置问题，分小组完成不同的部分，让学生带着问题去学习，查找资料，每组选择代表在课堂进行发言，然后再各组进行讨论。这样不但发挥了学生的主观能动性，活跃课堂气氛，减轻了老师的授课负担，还锻炼了学生自己分析问题、解决问题的能力，达到事半功倍的效果。相比传统教学，计算机汇集了图像、文字、声音等元素，极大的丰富了教学色彩，调动学生学习积极性，具有直观、生动、形象的元素，可以将抽象的理论知识和工艺方法生动的展现在学生眼前，增加课堂趣味性，提高学生的感性认识，有利于知识点的理解和掌握。同时可以结合一些相关视频比如:注塑成型、挤出成型、模压成型以及金属材料的冷加工热加工等。这些视频网络上都可以找到，如HOWITISMADE、TEDSHOW等。通过相关的视频，既可以活跃课堂气氛，也能调动学生学习积极性，甚至激励学生自己在课外继续学习观看。这种多媒体教学与视频教学相结合的方法，既减轻了老师的负担，同时激发学生学习兴趣，调动积极性，促进教学任务顺利完成。 2．4开设软件分析课程 作为材料化学工程研究生，材料检测分析应该成为一种必备的基础技能。但是很多时候拿到检测结果却不会分析。软件分析课程可以很好的解决这个问题。所有的检测结果都有软件可以分析，比如FTIR、XRD、NMR等，借助这些软件，可以快速地分析所得结果。比如JADE，作为一款分析XRD数据的软件，它可以对物相进行定性定量分析。虽然软件分析不一定完全正确，更多的时候还是根据理论基础来判断，但软件分析可以作为一个辅助手段。这样学生既掌握了一门技能，而且大大提高了学习效率。 2．5课堂教学与实践相结合 俗话说“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。作为一门应用型学科，课堂所学的最终都是要能应用到实际生产中去。在涉及如注塑成型、挤出成型等高分子材料成型工艺时，可以穿插一些参观实习课。通过参观实习，直观地了解材料加工制备过程，将自己所学知识配合生产。理论上可行的事情，在实际应用中还需要考虑到原材料、工艺条件的控制、销售渠道、成本控制等。如果有可能，可以尽量选择一些大型的工厂基地，接触现代化的机器设备，体会先进生产力的发展，感受到世界一流水平的实力。为学生丰富见闻开阔视野提供机会，这将对培养学生的自信很有帮助，尤其是对于一些非重点名校的学生。另外，通过与企业或者研究单位联合培养，即“产学研结合”。“产学研结合”一般指企业、学校、研究单位之间的相互合作和优势互补。李元元等认为产学研结合是培养工科硕士的最佳途径，学位论文的选题和相关实践应当与工矿企业的工程实际相结合，密切结合其技术改造、革新、引进等技术难题或科研攻关项目。这将有利于从根本上解决学校教育与社会需求脱节的问题。缩小学校人才培养与社会需求脱节之间的差距，增强学生就业竞争力。 3结语 按照教育部颁布最新的学科体系，材料化学工程是化学工程与技术的方向之一，主要以化学、化工和材料为基础的应用性学科。因而在材料化学工程研究生教学中存在理论多、知识点多、概念多及与实践联系不够紧密等问题。针对上述问题提出了激发研究生学习兴趣，疏通各学科知识结构、掌握它们之间的内在联系，教学中注重传统教学与现代教学方式相结合，开设软件分析等实用性课程，理论教学与实践相结合等解决办法。 作者：陈志彦 杨亿 单位：中南林业科技大学 材料化学论文:论无机材料物理化学的教学革新 无机材料物理化学课程现状 目前，无机材料物理化学课程沿用陆佩文[5]编写的硅酸盐物理化学课程体系，在多年教学过程中发现该课程体系存在如下的问题： 1知识点分散 无机材料物理化学课程的内容包含了材料科学基础的晶体学及晶体缺陷的内容，包含了材料加工的基础知识相平衡和相图，同时又涵盖了无机非金属加工过程特有的熔体和玻璃体，陶瓷加工过程的基础粘土水系化学，烧结加工过程的扩散、固相反应、固态相变和烧结等基础知识．课程体系分散复杂，课程的内容繁多，每一章单独成为体系，前后的联系不够明显． 2与实际接触的宏观事物距离较大 无机材料物理化学的教学体系以理论推导为主，涵盖了大量的前期科研工作者进行的理论推导，并且结合实践给出了很多应用．由于工科学生课程体系设置的特点，注重工程实际，注重在实践中解决问题．因此，在学生现有认识事物的体系中，对于宏观上能看到、能摸到的理解和掌握起来比较快，而对于微观的、抽象的体系认识起来难度比较大． 3与实际的生产不能有效结合 现有无机材料物理化学课程作为工科课程来讲，离实际工程应用距离比较远，对学生的吸引力不够，很多学生在课堂上经常问学了这么多公式、这么多图有什么用，而这个问题按照现有的课程体系无法回答． 无机材料物理化学课程体系改革 无机材料物理化学的知识点总体上概括起来可以分成两个主要方面，一是与陶瓷（水泥）生产密切相关的知识，二是与玻璃生产密切相关的知识体系．在此为分类基础上，对课程的知识点和讲授顺序重新进行了调整尝试． 1以陶瓷生产为主线的课程体系设置 在介绍与晶体相关的知识过程中，主要以实际中的陶瓷为例，首先进入晶体的微观世界，引出陶瓷的晶体结构，由晶体结构引出晶体概念、晶体化学知识，在晶体中漫游会发现很多缺陷，进而介绍缺陷的知识．简要介绍陶瓷的生产工艺，从原料加工到成品过程用动画演示，介绍原料过程中讲解粘土-水系的胶体化学，其中包含的胶体性质及一般的熔体性质通过固体的表面和界面部分来了解；利用陶瓷烧结过程中的烧结温度选择，引出相平衡和相图，重点介绍这部分内容，在烧结过程中的微观动画展示后引出扩散-固相反应-烧结．此部分中，重点是晶体的结构及相平衡的知识． 2以玻璃生产为主线的课程体系设置 与玻璃相关的课程知识介绍的过程中，首先展示玻璃，随后简要介绍玻璃的生产过程，该过程由于有无机非金属材料工学进行具体介绍．因此，只需描述即可，其后引出玻璃原料，简要复习晶体结构知识，按照生产流程加热熔融后的现象要有熔体和玻璃体部分来了解，结合玻璃的生产讲解相变过程中涉及到非晶体部分相平衡中的知识．在此部分的讲解中重点介绍非晶态物质的形成机理及过程．通过如上的体系改革使学生能够充分认识课程知识，并且知道整个体系的来龙去脉，使学生由过去的被动接受变为主动有意识的学习，形成良好的学习动力． 课堂教学过程中“四要素”的融会贯通 材料科学与工程的“四要素”始终作为课程讲授的主线，作为基础课程，主要授课的目标还是材料科学这四个要素之间是如何建立起联系的，为什么有这样的联系，影响因素等知识．在结晶学部分每介绍一个新概念，都有意识介绍该概念对无机材料工艺及性能的影响及其应用，如介绍空间群概念后简要介绍空间群分类后对压电性能的影响，丰富学生的知识体系，而且可以更好的融会贯通，理解概念．在熔体部分的性质概念介绍之后，要简要了解熔体的性质对玻璃加工工艺的影响．在讲粘度时，主要介绍粘度与温度和组成等因素的关系，但是到底会有什么样的影响并没有介绍．因此很多学生就是为了学习粘度知识而死记硬背，不知道粘度的具体应用，而在课堂上简要介绍过粘度会影响玻璃的加工温度及玻璃的成型性能时，同时简要介绍怎样影响的，就会使学生知道知识是有用的，学习起来目的性更强，而且方便对一些概念的理解记忆，而不是简单的死记硬背．在相平衡一章中，相图是一个重要的知识点，也是材料科学体系中一个非常重要的工具，学好相图对材料科学下一步学习至关重要．但是在以前的教学过程中按照书本的知识体系从头到尾介绍之后，很多学生都是一片茫然，似乎感觉是学习了几何学又或是物理学，不知道无机材料物理化学中为什么要单独拿出这一章来讲解这个图．经反思教学过程发现，在教学过程中过分重视教学内容的传授而忽略了这个工具实用性的介绍，按照“四要素”理论，相图这个工具应该是工艺制定的重要根据，因此在改革后的讲授过程中，在介绍过相率和简单的三元相图等基本知识后，就具体地举了一个Al2O3-SiO2-CaO三元体系陶瓷烧制的过程，简要介绍了如何利用三元相图进行原料配料计算，如何确定烧成温度，及得到的烧成体的主要成分和构成等知识．使学生先知道三元相图的作用，在材料学“四要素”体系中的位置，然后在具体地讲解三元相图的分析过程，并且在讲解过简单的三元相图后还要举1~2个实际的复杂例子进行实际应用． 教学改革的效果 经过2年多的教学改革试点，学生的课堂听课效果有了很大改观，原来每个自然班约有50%的学生坚持在课堂上听课，很多学生由于跟不上进度而睡觉或者干脆逃课．改革后，无机2009级学生坚持听课的达到了80%以上，学生听课状态明显好转，听课热情很高，而且课间休息时问问题的学生数目明显增加．对齐齐哈尔大学无机材料2008级和2009级学生进行了授课效果评价，90%的学生认为能够掌握课程基本内容，学生的考试及格率由90%提高到96%，平均分由77.6分提高到81.2分，有了较大幅度提高．在总结了无机材料物理化学课程教学过程中存在问题的基础上，通过以材料科学的“四要素”为基本思路，对无机材料物理化学课程中大量的知识点进行了重组，丰富了与实践结合更加紧密的知识内容，探索了一条实用性很强的无机材料物理化学教学改革新途径．（本文作者：王超会、顾晓华、李晓生、杨长龙 单位：齐齐哈尔大学材料科学与工程学院） 材料化学论文:建筑材料化学特性与耐久性分析 摘要:对于土木建筑材料的化学特性要充分进行掌握，才能够更进一步地将土木建筑材料运用到合适的位置，对土木建筑材料的运用，实际上就是对其化学上的变化进行运用，因此，要熟悉常见的建筑材料的化学特性，才可以更加适当地进行运用。 关键词:建筑材料；化学特性；耐久性伴 随着当前中国城市化的脚步越来越快，土木工程的质量也涉及到整个城市发展的方方面面，特别是土木工程所选用的各种土木建筑材料，实际上会影响到整个建筑物的建筑质量。选用合适的土木建筑材料，实际上应该充分考虑到这些建筑物本身的化学性质，还有这些土木建筑材料是不是能够更加耐久，这些实际上都是整个建筑物的质量保障。如果土木建筑物的材料在结构上面并不是非常优秀，或者是建筑材料本身出现的化学特性无法适应所建设地区的具体情况，那么在建筑的过程当中都可能降低其耐久性。所以，在建筑材料的化学特性和耐久性方面，应该充分考虑好这些材料的具体特征，要选用合适的建筑材料，这样才能够更好地推动城市化的发展。 1土木建筑材料的化学特性探究 土木建筑材料实际上是非常广泛的一类物质，比如混凝土或者砂浆等，都是属于土木建筑材料的范畴。而且每一种土木建筑材料的化学性质范围也非常大，不过针对土木建筑过程当中的一些具体状况，实际上选用土木建筑材料的过程中，重点还是关注这些建筑材料的化学稳定性。因为部分土木建筑材料在特定的环境当中会产生一些化学反应或者变化等，这些变化不同于物理形态上的变化，而是一种化学方面的变化，这样的变化是非常广泛，而且影响也非常深刻，所以应该要加以关注。如果一些土木建筑材料的化学变化是能够强化工程的稳定性的，那么就可以加以采用，但是如果一些土木建筑材料的化学变化可能会导致一些负面影响。所以对于土木建筑材料的化学特性要充分进行掌握，才能够更进一步地将土木建筑材料运用到合适的位置，对土木建筑材料的运用实际上就是利用其化学上的变化进行运用，因此，要熟悉常见的建筑材料的化学特性。下面本文将对混凝土和砂浆这两种常见的土木建筑材料的化学特性进行分析。 1．1混凝土的化学特性 混凝土，实际上划分为非常多的品种，不同品种的混凝土实际上化学特性也有一定的差别。比如轻骨料的混凝土，其骨料的孔隙比例也相对比较高，在抗拉的强度上面相对比较地，特别是表面上的密度是比较小的，对于水分的吸收比例也比较大，弹性模量比较低。从物理性质上看，其热膨胀的系数比较小，收缩和徐徐变动比较大，保持室内的温度上也有这比较好的性能。从化学的特性上看，轻骨料的混凝土重点是为了实现建筑物的保温和结构上的保持作用。多孔的混凝土，实际上也是轻骨料的混凝土的一种，其主要是有一些微小的气泡均匀地分布在整个混凝土当中。多孔混凝土一般而言都是采用一些硅类的材料和钙类的材料加工形成的，所以其在化学特性上也表现出上述两种元素的一些基本性质。由多气孔的混凝土形成的建筑材料，一般都是处理在屋子的面板，或者是堆砌的模块里面，在内外的墙板方面也是有一定的应用。这些成品，实际上都是在工业类的建筑，或者是民用类的建筑当中，在保温工程方面有着比较好的作用。另外一类的混凝土主要是抗冻的混凝土材料，这一类的混凝土材料重点是采用引气剂来提升混凝土自身的抗冻特征。有了引气剂，混凝土当中就会相对均匀地分布这些气孔，从而比较稳定和密闭。防渗漏的混凝土，其在防渗漏方面的一些基本化学原理，是因为加入了一些外加剂摻和在一起，这样控制了混凝土内在的一些构成材料，在质量上也相对比较稳定，更加合理地对混凝土进行配合比较，这样一些混凝土里面的毛细管就会被堵塞住，内部的结构也会比较严密，界面也不会产生一些裂缝之类的，在防渗漏的性能方面也就比较理想。高强度混凝土重点是能够在重载方面承受更多的重量，其跨度更大，在一些极端和恶劣的使用环境里面有着一定的应用价值。 1．2砂浆的化学特性 砂浆在土木建筑的建造过程当中应用也是非常广泛，特别是在砌筑或者抹面的过程当中，也都会运用到砂浆。砂浆的保水性能是比较好的，其一般而言都是运用了胶凝材料和细骨料、水等之间进行结合，这样的结合会根据一些具体的比例进行调整，以此帮助砂浆的化学性质更好地适应当前的土木建筑工程需求，在一定的时间下，这样的砂浆就会硬化形成一定的材料。所以砂浆的种类也会根据应用的途径进行划分，一般划分成为装饰、砌筑、抹面三种主要类型，而一些应用在特殊的建筑过程里面的砂浆，称之为特种砂浆。砂浆的强度一般都是一立方体试件作为检测。砂浆由于其化学性质上体现出来的特点，所以在对砂浆进行变形的时候一定要注重均匀，这样砂浆里面所包含的水分才不会容易出现六十的状况，砂浆和基底之间要粘结相对比较好，这样才不容易出现其他条件下的形变。防水砂浆也是当前比较常见的一种特种砂浆，其主要是在砂浆当中融入了一定比例的防水剂，这样有助于水泥砂浆的涂抹的过程当中处理好防水的问题。而普通的砂浆重点是其化学反应并不是非常活跃，所以能够对整个结构主体形成一定的保护作用，提升砂浆涂抹在外层的稳定性。 2建筑材料化学特性及其耐久性的归结分析 对于建筑材料而言，其化学特性和物理特性是相互结合在一起。建筑材料在应用在建筑的过程中，一般其内在的形态会产生一定的变化，特别是材料的内部缝隙或者体积等会膨胀或者收缩，不过其化学上的稳定性一般还是比较好的。在相对比较寒冷的条件下，比如冻结或者融化等气候变化情况都会对建筑材料产生比较明显的破坏作用。而在平均温度比较高的地带，建筑物所采用的各种土木建筑材料则是需要能够耐得住高温的影响。所以，无论是民用的建筑材料，还是公共的建筑物，这些建筑材料实际上都应该具备防火性能。而抵抗化学侵蚀，重点是抵御化学的酸类、碱类以及盐类等物质的侵蚀。土木建筑材料的耐久性，一般在建筑界都是认为在具体的环境里面可以抵抗各种不利因素的影响，可以长时间保持这样的一种形态。当前的建筑材料在形成建筑物之后，就会受到各种物理上或者化学上的负面影响，但是在这些影响的条件下，这些材料还应该保持其原来就具备的性能。如果具体的环境相对比较恶劣，或者建筑的条件比较差，在这些因素的长期影响之下，就容易让这些土木建筑材料丧失原来的性能。所以，维持土木建筑材料坚固耐用的特征，就需要关注到土木建筑材料的化学稳定性，特别是在耐久使用方面，要关注到建筑材料使用功能方面的发展。从本质上总结，土木建筑材料的化学特性对于耐久性的影响，重点还是体现在两个方面。一个方面，土木建筑材料本身的内在构成或者其组成的成分就容易形成一定的变化，其密度和实度等方面都会存在一些不利的因素，在相对固定的界面上，土木建筑材料也会因为各种化学生成物产生一些膨胀，这种热膨胀系数上面的差异，就会产生建筑材料的耐用程度不足。在长期荷载各种重量，或者金属疲劳、电解等化学反应等影响下，都会影响到土木建筑材料的耐用性。而从另外一个方面上看，土木建筑材料，实际上也应该看到建筑材料在外部因素下产生的各种化学影响，比如在一些干湿循环或者溶解的过程当中所出现的化学变化。如果是应用木材等，则是容易在温度或者湿度等条件下产生一些腐蚀的情况。因此，建筑材料的化学特性和其耐久性是紧密联系在一起。 3结束语 在应用土木建筑材料进行建设的过程中，一定要注重对土木建筑材料的化学特性和耐久性等进行分析，并且充分了解土木建筑材料的化学特性以及物质特性等方面的内容，从而更好地提升土木建筑材料的使用寿命。这样能够从经济效益上提升对建筑材料的应用，也可以让建筑材料所运用的资源得到充分的保障，避免这些资源造成了浪费。 作者：纪占斌 单位：西京学院 材料化学论文:高分子材料与有机化学教学现状分析 摘要：有机化学是高分子材料与工程专业一门重要的专业基础课，本文针对高分子材料与工程专业的专业特点及学生情况，分析了有机化学教学中存在的问题，从教学内容、教学手段和考核方式等方面提出了课程的改革措施。 关键词：高分子材料与工程专业；有机化学；教学现状；教学改革 有机化学是化学学科中的一个十分重要的组成部分，它的主要研究对象是有机分子，从有机物结构入手，研究有机化合物的化学性质，在分子水平上探知未知世界的基础学科。在我校，有机化学是面向化工学院、药学院二年级，以及海洋学院一年级学生开设的专业基础课程，是“大类培养”的主干课程。通过有机化学课程的学习，可使化学类学生掌握有机化学领域的基本理论、基本知识和实验操作技能，把握有机化学发展领域的新概念、新动向和新技术，同时为后续专业课的学习打下坚实的基础。 1.教学现状 在工科院校，有机化学的教学课时“缩水”，如我校有机化学虽然是“大类培养”的重要专业基础课，但是其课时数被压缩到64个学时，教师必须在一个学期之内完成教学。而有机化学作为高分子材料与工程专业的基础课，是高分子化学、高聚物合成工艺学、高分子材料学等后续专业课的基础，学生必须在有限的课时数里掌握《有机化学》这门课程，难度大，任务重。另外，由于江苏省高考制度，较大部分的学生高中阶段选修的“物生”，进入大学后化学知识特别是有机化学基础知识非常薄弱，一个教学班级里，学生的化学知识水平参差不齐。通常是刚进入大学的第一学期学习无机化学，对于选“物生”的学生来说，没有化学基础，一开始就挫伤他们学习化学的自信心。学习有机化学时，多数学生对有机化学的学习有畏惧感。如果入校时对专业认知不够，不能看到有机化学学习对高分子材料与工程专业学习的重要性，更是对有机化学失去兴趣。再者，有机化学课程自身的特点，由于有机物数量多，结构多变，机理难掌握。而工科院校的有机化学课时数又被压缩，教师为了教授完大纲的教学内容，不得不采取“满堂灌”教学方法，使得学生缺乏主动获得知识的能力，被动“填鸭式”教学必然导致教学效果不理想。一学期教学结束，发现学生知识掌握不好，除了少部分拔尖的学生，大部分学生对这门重要的专业基础课一知半解，学到的有机知识很少。 2.教学改革 结合有机化学学科规律，针对高分子材料与工程专业特点，对教学内容进行优化、取舍；改进教学手段，选聘高年级本科生、研究生做助理班主任，让他们参与本科生教学，形成多元化的本科生教学队伍；改革考核方式，实现高分子材料与工程专业有针对性的考核方式，教考分离。（1）改革教学内容有机化学的教学关键是引导学生“有机”这一学科，不同于其他几门基础化学课，有机化学基本不涉及计算，不涉及公式，说的是图片的拼接，化学键的断裂与重组，以构建新的有机分子。那么，在教学过程中如何引导学生使用“有机思维”思考问题才是关键。当我们谈到如何面对课时数被压缩这个问题，如果抓住“引导学生进入有机化学这个学科”这个关键问题，就能依据高分子材料与工程专业的培养方案，深入分析研究教学大纲和教学目标，对教学内容进行取舍。在改革教学内容时，还要考虑以下两个方面问题：一是研读多种版本的教材，最新版本的中、英文有机化学教材和专著等，从不同研读、分析深度的教材方面，准确把握“基础有机化学”教学重点、难点，结合高分子材料与工程专业的特点来取舍教学内容。二是关注高分子领域的研究前沿，发展动态，结合传统的知识，推陈出新，把最新的知识信息教授于学生，引导学生了解最新的前沿，激发他们的兴趣，使之感觉到目前所学知识的有用性。（2）改革教学手段我校近年实施了一项“班主任助理”制度，选派高年级本科生、研究生担任本科生班级班主任助理，取得了很好的教学效果。高年级本科生、研究生参与本科生教学，形成多层次、多元化的本科生教学队伍。高年级本科生已经学习了有机化学专业基础课，经历过有机化学的学习和考核，有自己的学习方法和技巧；他们已经进入高分子材料与工程专业课程学习，对哪些知识对专业课学习重要有切身体会；他们与低年级学生同属于一个年龄阶段，有更多的共同话题，沟通交流更容易，帮助学生及早发现自己的优缺点，扬长避短。高分子材料与工程研究方向的研究生，通常具有扎实的专业基础知识，已经接触了专业的前沿研究方向，可以对高分子材料与工程专业低年级学生的学业、思想及心理等方面给予关心和指导。而且本科生可以在研究生的带领下主动做一些创新创业项目，这使得本科生更清楚自己在课堂学习中哪方面有不足，增强本科生对基础知识学习的热情，使他们在有机化学课堂学习中更积极、努力。（3）改革考核方式良好考核方式可以极大地促进学生的学习热情，提高他们学习的积极性。目前，我院不同专业实行统一考试，如环境工程、化学工程、安全工程和高分子材料与工程等专业统一出卷，流水阅卷、统一登分，做到公正、准确。但是，这种“统一”的方法抹杀不同专业对有机化学需求的不同，使得教师和学生忽视基础课对后续专业课的影响，结果是为了考试而学习，不能真正掌握自己专业需求的有机化学知识。为了提高学生的整体素质和学习积极性，我们应实现不同专业单独出卷、单独考核的方式。卷面上可以体现出适合高分子材料与工程专业的题目，结合他们的后续专业课程。哪些知识是有机化学这门课程必须掌握的基础知识，哪些知识是关联高分子材料与工程的专业知识。同时，建立针对性的有机化学试题库，使学生接触更多不同的题型，拓宽知识面。建立适合高分子材料与工程专业的有机化学试题库，有机化学课程理论考试按照一定的难度系数、教学要求、考试范围等，统一从试题库里抽调，实现教考分离。 3.结语 为全面提升高分子材料与工程专业的有机化学教学质量，我们要结合有机化学学科规律，针对高分子材料与工程专业的专业特点，从学生的实际出发，认真分析总结，精选教学内容，创新教学手段，改革考核方式，不断激发学生的学习兴趣，以提高高分子材料与工程专业的人才培养质量。 作者：陶传洲 王慧彦 王建 许瑞波 程青芳 单位：淮海工学院化工学院 材料化学论文:化学化工材料应用技术初探 摘要：化学化工材料作为材料化学重要的分支之一，不仅关系化学化工领域同时也与材料科学息息相关。从目前的情况来看，化学化工材料已经被广泛应用到社会建设中的各个行业当中。而随着社会经济建设的发展，绿色型化学化工材料的应用也成了当前各个行业发展中重要的议题之一。在本文中，笔者主要针对化学化工材料在建筑以及农业生产这两个行业中的应用进行阐述。 关键词：化学化工材料；应用技术；研究 伴随着当前社会经济建设的不断发展以及科学技术的飞速进步，化学化工材料与人类社会的关系也越来越密切。而自从可持续发展社会这一概念的提出，在应用化学化材料时也有了更加严格的要求。在当前，化学化工材料不仅要能够满足应用过程中的各项参数，同时也应当要减少对环境的破坏，研究并应用绿色型化学化工材料，这样一来才能在发展社会经济建设的同时，保障生态环境的可持续发展，为国民以及未来的子孙后代创造出更加良好的生存环境。在当前，对于绿色型化学化工材料需求最高的就是建筑行业以及农业生产行业。 1化学化工材料在建筑行业中的应用 从当前建筑行业的实际发展状况来看，化学化工材料的应用是十分广泛的，从外部结构到内部装修都需要用到化学化工材料。然而，虽然应用十分广泛，但是在2008年以前绿色型化学化工材料在建筑行业中的应用却一直存在瓶颈。而到了2008年，在建造奥运会场馆之一的水立方时，大量的绿色化学化工材料被应用到建筑的施工当中。譬如说，水立方的主体结构采用的就是以水性聚氨醋为主要成分的有机化合物。该化合物不仅具备较高的粘合度，同时还兼具零挥发的特性，这样一来，既能够减少维护成本，同时也能够起到保护环境的作用。同时，水性聚氨醋的防火性也较好，对于提高场馆的安全性也有着极大的帮助。众所周知，在任何一座建筑的施工当中，建筑的防火性都是最受关注的问题之一。因此，水性聚氨醋的应用对于保障场馆的安全，延长场馆的使用寿命有着极大的帮助。而这也为建筑行业未来的发展当中，绿色型化学化工材料的使用奠定了基础。除了防火性以外，对于建筑来说，隔热性以及保温性也是较为重要的功能。当前，为了提高建筑的隔热性与保温性，施工单位在进行施工的时候倾向于使用聚氨醋硬泡材料，该材料的应用不仅能够有效提高建筑的隔热性和保温性，同时也具备降噪功能。而除了采用聚氨醋硬泡材料来加强建筑的隔热保温性能以外，也可以将乙烯一四氟乙烯的共聚物应用到建筑工程的建设当中，这是因为，乙烯一四氟乙烯的共聚物具备控制室内温度的功效，因此能够更好的调节建筑内部温度，同时还可以起到节能的效果。 2化学化工材料在农业生产中的应用 伴随着当前科学技术的不断发展，各式各样的化学化工材料已经被广泛的应用到农业生产当中。然而，随着绿色以及环保概念的提出，当前的国民也开始注重农副产品的绿色性，农副产品不仅要具备较高的品质和口感，同时也需要具备较高的安全性。在这样的情况下，绿色型化学化工材料的应用不仅能够更好的满足于国民对于农副产品质量以及价格上的要求，同时也能够满足与国民对于绿色、生态的要求。在农业生产过程当中，农药的应用是少不了的。然而，传统农药的应用，虽然能够提高农作物的产量以及品质，但是却忽略了对人体以及环境的伤害。而随着当前人们观念不断地刷新以及科学技术不断的进步，已经有许多人认识到农药对于人体和环境造成的危害。因此，安全绿色农药的研发迫在眉睫。从目前我国化学农药的研发成果来看，腐殖酸类农药对于农作物的生长以及环境的保护有着巨大帮助。这是因为，腐殖酸类农药不仅具备较高的降解性，同时残留物也较少，这样一来就能够减少农药在土壤、农作物上的残留，从而进一步保护生态环境以及国民的身体健康。除此之外，在农业生产过程当中，经常将生物菌剂与化学化工材料进行结合应用。之所以要这样做是因为在当前的农业生产当中，生物菌剂的应用虽然能够改善农田的土壤环境，保护生态环境。但是，在实际的农业生产过程中，由于农业生产中任何一项活动都有可能对农田土壤中的细菌结构造成影响，因此使得生物菌剂无法充分的发挥作用。这样一来，就使得生物菌剂无法发挥真正的效用。而生物菌剂与化学化工材料的结合应用，就能够有效的发挥生物菌剂作用，有效控制农作物生产过程中的病原菌，从而帮助农作物更好的进行生长。 3结语： 综上所述，无论是建筑行业还是农业生产行业，化学化工材料的应用都是必不可少的。然而，随着当前生态环境问题的加重，可持续发展社会概念的提出，在使用化学化工材料进行施工、生产等工作时，必须要注重化学化工材料的绿色性，这样一来才能促进我国社会经济建设的同时，保护我国的生态环境，为国民的生活创建更加优良的空间，实现社会主义现代化社会的建设。 作者：刘现泽 单位：河北正中实验中学2014级 材料化学论文:低热固态化学反应的合成材料 1.低热固态反应的发展过程 所谓固态反应，通常情况下都是表示在高温情形下固态的反应，截止到目前，已经有了大量固体材料。不过通常高温固态反应大多是只是用在热力学非常稳固的化合物上，而且一些属于低热条件下的稳化合物及动力学上稳定的化合物，通常运用高温合成的效果并不是非常理想。因此人们在提升固态反应速度的阶段中，降低了反应的温度，分析和研讨了一系列新的材料合成方法［1］。譬如水热法、微波法等其他相关的方法。不过这种合成方法出现非常大的问题，具体而言，操作较繁杂，成本费用偏高等，因此没有进行推广应用。在20世纪的80年代末，温室固态化学反应被人们发掘和研发出来。经过了多年实验改善，低热固态化学反应合成材料在技术技术已经有了很大进展，这种方法显著的优势就是在固态反应过程中的温度可以在一定程度上降到室温。另外其整体的操作非常简单，同时不使用溶剂、环保节约能源等，这一点比较满足现代绿色发展的需求，因而得以广泛推广。 2.低热固态化学反应的合成材料 2.1原子簇与三阶非线性光学材料 原子簇属于无机化学、结构化学、催化学等多种学科的综合领域，并且具有多样性、催化性、生物活性等多方面的化学特性。低热固态化学反应合成原子簇化合物能消除溶剂化作用，在合成过程中能得到溶液中得不到的化学物质。目前通过此种合成方法已经得到了200多种类型的簇合物，比如一些半开口类型：类立方烷结构的（Et4N）3［MoOS3Br3（u-Br）］2·2H2O，蝶形结构MoOS3Cu2（PPh3）2（Py）2，鸟巢状结构的［MoOS3Cu3（py）5X］（X=Br，I）三阶非线性光学性里面基本上涵盖了光线辐，自散焦聚焦，以及其他相关的内容，等等。运用该类非线性现象可以制作不同类型的器件，譬如混频调制及储存等类型的器件。 2.2纳米材料 纳米材料含有块状大颗粒材料没有的特点，使用固态化学反应法能合出纳米化合物所具有的优点。固态反应物颗粒的大小与产物成核、成长速度有着很大的关系，要是产物的成核速度比生长速度还要快，这样就能得到纳米粒子，反之就是块状物。固态化学反应通常情况下取得的球状纳米粒子，粒子的大小控制在1～100nm之间。在控制之后精确的处理好温度，就能控制纳米粒子的大小。在有模板是情况，能合成不同的现状和不同排列方式的纳米材料［2］。 2.3电学材料 玻璃电极被广泛地用在测量水溶液的pH值上。因为这一类电极比较脆弱，成本还比较高对温度具有不稳定性，体积较大等原因受到使用的限制。所以人们也不断寻求对于pH较敏感的全新材料。MnO2的发现被用于干电池、锂电池、镁锰电池等中作为正极材料，研制出了价格低廉的MnO2。制作MnO2的方法主要有：譬如二价锰的硝酸盐和碳酸盐，电解二价锰的溶液，以及其他类似的手段和措施。但是现在通过使用固态反应合成纳米的MnO2，将使用此方式得到的MnO2粉状物涂抹在电机上，就发现电极对pH值的反应就会变得灵敏并且稳定。 2.4金属有机化合物 金属有机化合物有优越的催化性能，被大量用在了有机合成领域。以前，有关金属有机化合物的研究不够深入，但是固态反应能进行100%的转化，经过转化所得出的反应产物也不同于液态的反应产物。相关的专业人员把金属有机固态进行归纳，目前有机金属反应被分为两类： （1）不同的反应物进行混合的反应过程；（n5-C5H4Me）Re（co）2Br和NaI合成（n5-C5H4Me）Re（co）2I2等产物。 （2）在反应过程中都属于共结晶过程。（n5-C5H4Me）W（co）3I与（n5-C5H4Bu）W（co）3Br在70℃，固态条件下［FcCHMeNMe3］I（Fc=二茂铁基）、HOC6H4CHO-4、K2CO3反应，制配出了有机金属化合物FcCHMeOC6H4CHO-4，此化合物所得产物率可达到84%。 2.5催化剂和催化反应 芳香族化合物的羟基化反应在化学中占有主导地位。过渡金属配合物使用低热固态化学反应能催化出芳香族化合物的羟基化。比如，酪氨酸酶活性还有木质素的生物合成都离不开Cu（II）催化芳香族化合物的羟基化反应。在催化过程中使用低热固态反应所合成的Cu（II）化合物配合催化剂，在有双氧水的条件下，催化苯酚羟基化H苯胺的低聚。低热固态化学反应及材料合成类别非常多，譬如多酸化合物，电学材料、超导材料、半导体，以及其他相关的内容［3］。 3.结语 固态合成属于一种比较有研究价值的合成方法，人们早就把这种合成方法运用到各种工业生产之中，通过多年的实践逐渐掌握了低热固态化学反应性，由于缺少必要性的系统指导，这种技术没能得到较大改进。低热固态化学反应所拥有的优点，比如：效率高、节能、环保、简单方便等。在材料合成方面有良好的发展前景。 作者：卢博文 单位：河南工业和信息化职业学院 材料化学论文:金属材料物理化学论文 1铁的相图图 与图1不同，铁有三种固态，分别是α-Fe、γ-Fe和δ-Fe，其中γ-Fe为密排面心立方结构，α-Fe和δ-Fe为体心立方结构。并且，图2中有三个三相点，分别为气-液-δ-Fe；气-γ-Fe-δ-Fe和气-γ-Fe-α-Fe。通常情况下，Fe是磁性的α-Fe，组织类型有铁素体、珠光体和贝氏体等；通过成分和工艺控制常温下可得到γ-Fe，如奥氏体不锈钢304、310等。Fe的p-T相图的讲解，增强学生识别单组分相图的能力。课堂上通过工业生产实例，加深了同学们对Fe的认识；并建立了物理化学相图知识与学生专业—金属材料之间的联系。解决学生“材料专业为什么学物理化学？”的困惑。 2两组分液态完全互溶系统的相图 虽然二组分系统的气—液平衡相图依据组分在液态的互溶情况各有其特点，但液态完全互溶系统构成了这部分内容的学习基础[4]。对于这种相图，我们除了让学生掌握相图中各相区的组成、相态和杠杆规则外，还注重让学生学习气相线和液相线的绘制方法和细节信息。其绘制过程如图3所示，先配制不同比例的二组分混合物，再升高温度测试混合物的熔点，通过描点—连线得到相图。从而培养学生设计实验绘制相图读取相图细节信息的全面能力。通过学习绘制相图，可使学生对相图的全部信息有较深刻的认识、理解及较好的运用。为了便于学生掌握此类相图及其应用，在教学中我们通过物相点随温度的变化的实例，讲解其液相与气相及组成在该过程的演变情况。重点分析了第一个气泡点产生的压力、组成及最后一滴混合液消失的压力、组成，以及其逆过程这一难点。并将相图理论与工业精馏装置联系起来，激发学生对该部分内容的学习兴趣。 3具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图 具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图，是学生学习中最难掌握的内容。我们通过讲解物相点的降温过程的物相变化和步冷曲线的绘制，并借助动画展示具体过程，使该部分内容更加形象和生动，便于理解和掌握。同时，提高了学生的学习兴趣和动手能力。 4相图在金属材料中的应用 4.1在金属材料设计中的应用在工业生产和科研实践涉及到的金属材料通常为多组分的平衡系统，所以其相图更为复杂。为了得到材料的拟服役性能，需要对材料进行设计和加工。相图在材料设计中起着至关重要的作用，例如，在设计奥氏体不锈钢时，为了得到单一奥氏体组织，需扩大相图中奥氏体区，使其在冷却过程中不发生γ-Feα-Fe的转变。根据相图，改变系统的组成，增加稳定奥氏体元素，如Ni、C等是最常用的方法。当然，为了系统的平衡，其他元素也需做相应的改变。应用相图时，为了提高设计组织的准确性，需要考虑平衡相图与实际相图的差别。 4.2在金属材料加工中的应用在金属材料的热加工过程中，随着加工温度的不同，其物相也发生相应的变化。可通过控制轧制参数和冷却过程，改变材料的相变温度和组织类型，得到高性能的金属材料。例如，在钢铁生产中，热轧钢板控制轧制与控制冷却(TMCP)工艺，通过加大压下量增加累积位错，为相变过程提供更多的高能量相变形核点，以得到细小晶粒组织，提高钢的强韧性。通过控制冷却速率，可改变相变后的组织形态，在650℃以上发生相变得到珠光体和铁素体组织，在450~600℃区间主要得到贝氏体组织的钢材，在更低温度下发生相变得到马氏体组织，不同的组织赋予材料的不同的性能[5]。4.3在金属热处理中的应用相图不仅在金属材料的设计和加工中具有指导下作用，而且在材料的热处理过程中也具有重要的应用价值。例如，在金属材料的退火、淬火和正火中具有重要作用。淬火过程主要是控制冷却速率，使相变温度发生在较低温度区，得到低温转变组织。正火温度需在γ-Fe相区，需要根据相图和化学成分判断其奥氏体化温度，从而确定正火的加热温度。严格的说，确定热处理的升温速率和降温速率也需要参考相应的相图。通过相图在金属材料领域的应用的介绍，学生对本专业和学习物理化学的重要性均有了清晰的认识，他们的学习积极性也显著提高。 5结语 相图在金属材料领域中起着非常重要的作用，本文将日常生活、作者在钢厂的工作经历、科研实践及相关相图知识链接至课堂，通过提出问题，实例讲解和动画演示等多种形式组织教学，建立金属材料专业与物理化学相图之间的内部联系，便于金属材料专业的学生掌握较广阔、深入的物理化学知识，以期为学生正确理解和应用相图提供指导。 作者：孙红英 李占君 单位：安阳工学院 机械工程学院 材料化学论文:材料化学人才培养化学实验论文 1改变课程考核评价体系，注重实验过程考核 在无机化学实验教学考核的过程中，仅凭实验报告成绩和期末考试成绩，不能准确地衡量学生的实际实验能力。为了科学地评估学生的实验能力，需要优化传统的实验课程考核体系，建立全面的无机化学实验综合考核办法。将学生的课程成绩分为实验过程成绩、实验报告成绩、实验理论考试成绩，单项成绩不合格，则总成绩不合格。这种考核方式促使学生认真地对待每个实验环节，有效地提高了学生的综合实验素养。实验过程成绩是教师在指导学生实验过程中，根据学生实际操作情况给出的评价;实验报告成绩主要是根据学生的预习实验报告和实验报告书写、数据处理及分析等来评判;在实验理论考试中，除了常见考题外，还结合材料化学专业特点，增加了实验方案设计等考核内容，突出了综合实验能力和创新能力的考核，促进学生实验能力的全面发展。 2创建适合材料化学专业发展需求的无机化学实验教学模式 进入21世纪以来，材料科学发展愈加迅速，新材料、新技术、新产品不断问世，与此相适应，对材料化学人才培养也提出了新的要求。材料化学专业无机化学实验授课模式必需紧跟时展步伐，及时调整课程结构与内容，引入学科发展的最新成果，介绍学科内容中的多种学术观点及学术背景和发展动态，开阔学生学术视野，提高学生的学习兴趣。教无定法，教要得法。要使课程教学生动活泼，教师必须不断更新教学内容，创新教学方法与手段，增强课程教学的趣味性，促使学生积极参与，在实验中勤于动手、动脑，实现教师教学方式和学生学习方法的转变。 2.1采用多媒体辅助教学和建设实验教学网络平台 多媒体教学是利用多媒体软件对文本、声音、图像、图形、动画等信息进行处理，教师配合多媒体放映进行讲解，将教学内容用特技方法显现出来，能充分创造一个有声有色、图文并茂、生动直观的教学环境，从视觉、听觉等多方面给学生留下深刻印象。无机化学实验教学可以采用多媒体(视频)教学，它不仅教学信息量大，而且可以非常直观地演示实验操作和过程。随着现代科学技术的发展，有些实验可以采用多媒体技术进行辅助教学，如基本操作单元、仪器的使用等。这些实验项目信息量大，操作细节多，仅靠教师在课堂教学有限的时间内进行演示和讲解往往是不够的，而且总有学生没有注意到一些具体操作细节，因此，可以将这些实验演示制成多媒体课件或视频资料，放在课程网络平台上，学生可以不受时间、空间的限制，反复观看，自主地开展预习、复习。这样不仅增强了课堂教学的可视性，而且增加了教师演示的可再现性，延长了学生的学习时间，从而有益于提高学生操作的规范性，使实验教学得到延伸。 2.2将生产生活实例和教师科研项目引入实验教学课堂 不同专业对无机化学实验教学的要求是不一样的。我院材料化学专业的培养目标是培养具备材料化学相关的基本理论知识和基本技能的应用型高级专门人才。因此，学生必须掌握物质的结构与性质、性能的关系，这需要在教学中注意教学内容的层次性。在无机化学实验教学中，我们尽可能选择与专业相关的真实实验课题和实验样品，将生产生活实例引入实验课堂，营造实战氛围，做到知识性、实用性、趣味性的统一。同时，我们还选取了一些与生活息息相关的实验，如锂离子电池正极材料的制备、胶囊壳中铬含量测定等，这样的实验学生感兴趣，实验热情高，有助于学生综合能力的培养。为了进一步提高实验课堂教学质量，我们还在课堂教学中引入教师最新科研课题成果，使实验教学更加贴近科研实际，既丰富了实验教学内容，又增加了实验教学的先进性、新颖性，在加深学生对所学知识的理解和实验技能的熟悉时，还能培养他们的科研兴趣，提高理论联系实际的能力，对科研工作产生感性认识。 2.3实施开放性实验教学 在传统的无机化学实验教学中，学生往往处于被动地位，教师处于主动地位。从实验项目选择、实验方案选择、实验仪器与试剂选择，都由实验老师预先完成。在这种照方抓药的实验教学模式中，学生往往兴趣不高，应付了事。在优化实验教学内容结构的前提下，实行开放式实验教学模式，可以提高学生实验兴趣，强化教学效果。在学生自主的基础上，利用学生课余自由时间开放实验室，对于实验技能较差的同学，让他加强基本操作单元和基本技能的练习。在学生较好地掌握实验基本操作技能后，可以让学生自主选择一些设计型、综合型、应用型实验。在教师的指导下，学生独立设计实验方案，独立完成实验，并认真进行总结，以全面锻炼学生的实验能力和提高综合素质。 3结语 为了适应地方工科院校工程应用型人才培养的要求，无机化学实验教学改革一直在讨论和进行中。我们根据我院材料化学专业人才培养方案，对目前无机化学实验教学内容、教学方法和教学手段及考核方式等方面进行了改革，以全面培养学生的工程应用能力，适应经济社会发展对人才的要求。通过几年来的教学实践与探索，我们已初步建立一套具有可操作性的无机化学实验教学方法与体系，使学生在实际操作能力、实验方案设计、求真务实的实验态度、分析问题和解决问题的能力及创新能力培养等方面得到了良好的锻炼。 作者：李谷才 单位：湖南工程学院化学化工学院 材料化学论文:电容器材料化学实验的教学论述 1材料结构表征探讨 (1)结合已有知识将理论简单化，培养学生对科学研究的兴趣。对实验结果所得产物，教师结合学生已有的知识，引导学生联想一般情况下有哪些方法来表征材料的结构，学生根据理论教学部分的知识，提出一些材料表征方法，如X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱、拉曼光谱、热分析等。教师可根据所制备材料的实际情况及实验条件，确定用哪些仪器进行表征。本实验只需要知道产物的成分、尺寸及形貌，因此采用简单的X射线衍射分析及扫描电子显微镜进行表征。教师可采用通俗易懂的语言对其测试原理进行讲解。例如:用X射线衍射判断物质成分的分析方法，若按理论来讲，涉及到光学、晶体学、电子学等较深奥的理论知识，简单的讲每种晶体本身的取向都对应一套标准衍射数据，根据实验测得X射线衍射数据中衍射峰的位置，从X射线衍射标准卡片库中找出相应的物质。如同人的指纹，每个人的指纹都是有区别的，可根据指纹判断不同的人。结合已有知识将理论简单化对测试原理有了一定了解，又减少了他们对研究型化学实验的畏惧感，培养了学生对科学研究的兴趣。 (2)实验与理论结合，培养学生科学研究的兴趣。仪器及测试条件对测试结果影响较大，首先教师介绍在本测试中的测试条件。此部分测试采用较贵重的仪器，操作需要具备一些专业知识，因此在教师测试时可让学生在旁边观察。图1是制备样品的XRD测试结果，学生根据理论知识从图1中观察三强峰的位置，根据三强峰的位置，从物质标准卡片库中找出可以与图中衍射峰位置对应的卡片，经过查找对比，学生发现与Ni(OH)2标准卡片一致(JCPDS:22-752)，且无杂峰出现，可判断所制备的样品为纯的Ni(OH)2。教师启发学生思考能否从理论上计算Ni(OH)2颗粒的大小，学生利用谢乐公式D=0．89λ/(Bcosθ)(λ为X射线波长，B为衍射峰半高宽，θ为衍射角)，结合图中半高宽计算其颗粒的大小，通过计算其晶粒大小为12nm，说明制备的材料为纳米Ni(OH)2。通过X射线衍射分析实验，使理论与实验紧密结合，培养学生对科学研究的兴趣。 (3)实验与观察结合，培养学生科学创造兴趣。合成的Ni(OH)2电极材料的形貌可借助于SEM进行观察。学生观察到的不同放大倍数图片如图2所示。学生发现合成的Ni(OH)2电极材料，由纳米片垂直交错连接形成的球状结构，纳米片厚度约10nm，与通过XRD理论计算的纳米尺寸相吻合。教师提出生成此结构的原因让学生进行讨论，主要从尿素及SDS在反应中的作用进行考虑。很多同学只考虑到尿素在高温下能分解产生氨提供OH－，而SDS起到表面活性剂的作用。教师对尿素与SDS的综合作用形成此结构的原因进行补充解释。首先，在静电力的作用下SDS逐渐被Ni2+替代［8］;由于Lewis的存在作用，配位效应使尿素能够与Ni2+进行配位［9］。反应温度的增加，尿素分子逐渐水解出氨分子，使前驱体晶体均匀成核。随着反应时间的持续，晶体逐渐聚集形成片状，片状晶体自组装形成3D花状结构［10，11］。学生对表面活性剂很感兴趣，提出不同表面活性剂合成出的样品形貌可能有差异，可通过不同表面活性剂合成不同形貌样品。通过SEM实验与观察结合，培养了学生科学创造兴趣。同时也使学生了解了研究型化学实验对结果分析的要求，不但要知道其表面现象，而且更重要的是对其进行理论分析与合理解释，为培养学生的科研能力打下良好的基础。 2电化学性能探讨 (1)培养学生动手能力，增加学生科学研究与创造兴趣。电极制备的好坏将直接影响电化学性能的测试，教师可先作示范，根据制备电极的要求，将Ni(OH)2粉末与乙炔黑、石墨及聚四氟乙烯乳液以一定的比例混合均匀，在对辊机上压成薄片。活性物质薄片在一定的压力下压在泡沫镍集流体上。将压制好的电极片放在真空干燥箱中干燥。同时要对电极制备过程中的注意事项进行说明，比如Ni(OH)2粉末与乙炔黑、石墨及聚四氟乙烯混合时尽量均匀，对辊机上压成薄片时应尽量薄，电极片彻底干燥后再称量等。通过示范讲解，学生都能做出较理想的Ni(OH)2测试电极，提高了学生的动手能力。教师根据电化学性能测试需要，提出电极的循环伏安、充放电及交流阻抗测试均在电化学工作站上进行。根据无机化学中所学的溶液配置，将KOH配成测试所需浓度的KOH溶液。再根据电化学性能测试连接图(图3)进行正确连接。通过提高学生的动手能力，调动了学生的主动性和积极性，激发他们对研究型化学实验的兴趣和热情。 (2)培养学生分析和解决问题的能力，增加学生科学研究与创造兴趣。为提高学生分析和解决问题的能力，在电化学测试中，要求学生测试不同扫描速度的循环伏安、不同电流密度下的恒流充放电及开路下的交流阻抗，并注意观察测试过程中曲线形状、溶液及电极附近出现的现象。在循环伏安测试时，学生观察到曲线形状非矩形，且随着扫描速度的改变发生改变;溶液中在电极附近会有气泡产生，表现为出现明显的峰P1与P2。此时，教师为发挥学生的主观能动性，培养学生的学习主动性，提出让学生从电化学资料上查找有关Ni(OH)2电化学反应的材料，学生查得在此过程中由Ni(OH)2氧化成NiOOH出现的阳极峰P1，阴极峰P2是其逆过程，学生由此可判断Ni(OH)2电极材料的电容主要来自于氧化还原反应的赝电容。还可从循环伏安的积分面积判断随扫描速度的增大比电容在减小。在循环伏安测试中，学生学会如何分析判断氧化还原反应及赝电容，加深了对电化学理论知识的理解，提高了分析和解决问题的能力。同一问题进行验证，培养学生分析和解决问题的能力。为了对循环伏安结果进行验证，进行恒流充放电测试。教师给定学生测试电压范围及不同电流密度，要求根据曲线形状判断所属电容性质，并且根据放电曲线、比电容计算公式计算比电容的大小，根据比电容大小绘出比电容随电流密度变化曲线，观察结果是否与循环伏安测试一致。学生发现不同电流密度放电曲线时间并非与电压成正比，说明主要是赝电容特征;且比电容随电流密度的增大而减小，此结果与循环伏安测试一致。从恒流充放电与循环伏安测试对比中，学生明白了研究型化学实验对同一个问题可从多方面进行验证，培养了学生分析和解决问题的能力，为以后从事科研工作打下良好的基础。通过实验类比，培养学生分析和解决问题的能力。在进行电化学阻抗测试时，教师要求学生设定测试频率范围及振幅。以此条件测试其开路电压，在开路电压下测试电极的电化学阻抗，画出电化学阻抗等效电路图并对阻抗图谱进行理论分析。教师要求学生可通过类比其它体系的电化学阻抗测试图解释此阻抗图谱。学生提出电极的交流阻抗图可分成三部分:高频区、中频区和低频区。高频区与实轴Z'的截距表示电极内阻Rb。高频区第一象限中出现一段较小的圆弧，该圆弧的直径为电化学反应电阻Rct。通过实验类比，增加了学生分析和解决问题的能力，培养了学生科学研究与创造兴趣。学生有意向将此法扩展到其他体系如Co3O4、NiO、MnO2等进行研究型实验，探讨影响电极材料电化学性能的各种因素。 3结语 通过超级电容器电极材料研究型化学实验的教学，使学生能够了解目前超级电容器电极材料方面的科学前沿问题，熟悉如何设计研究型化学实验方案，提高学生分析问题和解决问题的能力。对于研究型化学实验，采用启发式教学，合理设计研究型化学实验及问题，结合已有知识将理论简单化，实验与理论、观察相结合，培养学生的观察能力、思维能力、知识运用能力、分析和解决问题的能力，增加了学生对科学研究与创造的兴趣。有利于将学生培养成为具有创新能力的高素质人才，为以后的工作及研究深造打下良好的基础。 作者：于占军 殷榕灿 单位：阜阳师范学院 材料化学论文:烧结对材料电化学特性影响 本文作者：牟 菲 杨学林 代忠旭 张露露 温兆银 单位：三峡大学 机械与材料学院 三峡大学 化学与生命科学学院 中国科学院 上海硅酸盐研究所 近二十年来,绿色环保锂离子电池为便携式电子产品和通讯工具的发展做出了重要贡献,并作为下一代新型能源的代表,将进一步应用于交通动力系统.作为未来电动汽车(EV)和混合电动汽车(HEV)的动力电源,锂离子电池电极材料特别是正极材料的性能至关重要.自从Padhi等[1]首次报道LiFePO4正极材料以来,LiFePO4因其具有安全、稳定、环境友好、成本低、平台平稳及循环性能好等优良特性,成为下一代锂离子电池正极材料最具潜力的竞争者.LiFePO4的合成方法多种多样,如固相合成法[1-2]、溶胶–凝胶法[3-4]、共沉淀法[5]、水热法[6]、碳热还原法[7-8]、流变相法[9-10]以及仿生法[11-12].但这些方法中大多数都需要通过烧结工艺才能获得结晶良好的LiFePO4正极材料,烧结对LiFePO4材料的纯度、结晶度、颗粒大小有明显的影响.已有研究显示,适当提高烧结温度有利于LiFePO4晶体形成,但温度过高会导致晶粒持续长大并影响LiFePO4化学稳定性,而烧结时间过长则会使材料产生明显的团聚现象[13-15].然而烧结方式对合成材料性能的影响的报道则较少.本工作分别采用静态气氛烧结(SA)、动态气氛烧结(DA)和静态真空烧结(SV)三种方式对LiFePO4/C前驱体进行烧结得到LiFePO4/C复合正极材料,着重探讨了不同烧结方式对材料结构、形貌及电化学性能的影响. 1实验部分 1.1LiFePO4/C复合材料的制备以酒精为介质按化学计量比混合Li2CO3和FePO4,再加入5wt%葡萄糖,行星球磨6h,喷雾干燥得到LiFePO4/C前驱体(PRE).将装有前驱体的氧化铝料舟置于石英管式炉(OTF-1200X,合肥科晶)中,在氮气气氛下预烧(350℃,5h)后,分别在550、600、650、700和750℃烧结10h.随炉冷却后,在玛瑙研钵中研磨、过筛,得到的LiFePO4/C复合材料分别标记为SA550、SA600、SA650、SA700和SA750.真空烧结在自制真空炉(残压 50Pa)中进行,不同温度烧结所得复合材料分别标记为SV600、SV650、SV700和SV750.动态气氛烧结在回转炉(HB-In8•30,咸阳蓝光)中进行(转速2.5r/min),不同温度所得复合材料分别标记为DA400、DA500、DA550、DA600、DA650、DA700和DA750. 1.2复合材料物相及形貌表征用χ’PertPROX射线衍射仪(PANalyticalB.V,荷兰)分析复合材料的物相组成,铜靶,CuKα射线(λ=0.15406nm),扫描范围为10°~80°,加速电压为40kV,管电流为40mA.数据采用Jade5软件分析.复合材料的微观形貌用扫描电子显微镜(JSM-6700F,日本)进行观察.1.3复合材料电极制备及电化学性能测试将复合材料与乙炔黑(DENKA,日本)混合后,加入含有聚偏二氟乙烯(PVdF,KYNAR-HSV900)的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液(0.02g/mL),复合材料、乙炔黑和PVdF的质量比为75:15:10.得到的浆料借助于自动涂膜器(AFA-Ⅱ,上海现代环境)涂布于铝箔上,经红外干燥后冲成φ14mm的电极片并压片(压力6MPa),然后在120℃下真空干燥8h.将复合材料电极转移到充满氩气的手套箱(MIKROUNA, 1×106H2O, 1×106O2)中,然后以金属锂为对电极和参考电极,Celgard2400为隔膜组装成2025型扣式电池,电解液为1mol/L的LiPF6/(EC+DMC)溶液(LB-301,国泰华荣).充放电性能测试在电池测试系统(LANDCT2001A,武汉金诺)上进行,电压范围为2.5~4.2V.采用电化学工作站CHI614C进行CV测试,扫描电压范围为3.0~4.0V,扫描速度为0.1~0.5mV/s. 2结果与讨论 2.1材料物相及形貌分析图1(a)为650℃下采用静态气氛烧结、动态气氛烧结和真空烧结得到各种样品的XRD图谱,从图中可以看出,各样品的衍射峰峰位相同.与LiFePO4标准谱图(PDF81-1173)对照,合成材料衍射峰与LiFePO4标准谱图谱完全吻合,且没有出现杂质峰,表明由该前驱体采用三种不同烧结方式获得的样品均具有橄榄石型纯相结构.衍射峰峰形及强度是材料结晶性的一个指标[16].图1(b)比较了前驱体以及不同LiFePO4/C材料的XRD衍射峰与前驱体同角度衍射峰峰强度差(Δ),从中可以发现,不同烧结方式得到材料结晶度略有差别,真空烧结得到材料的衍射峰强度最大,这是由于在真空条件下发生碳热还原时产生的CO2和CO可以迅速排出,反应平衡正移,有利于LiFePO4颗粒生长[17].图2为在不同温度下采用三种烧结方式制得样品的SEM照片.从图中可以看出静态真空烧结制得材料的粒径在300~500nm之间,而静态气氛与动态气氛烧结制得材料的粒径都在200~300nm之间.晶粒大小差别既与真空条件下碳热反应平衡移动有关,又与颗粒表面包覆碳对晶粒生长的阻碍作用有关.碳热反应过程中碳对三价铁的还原由以下三个反应构成。系统温度低于650℃时发生反应(1),生成CO2,而温度高于650℃时发生反应(2),生成CO[18-19].在真空条件下烧结,产物CO会被迅速排出,在带走热量的同时也消耗了大量的热解炭,使得晶粒表面剩余碳量减少,晶粒生长阻力减小.而在气氛下烧结,CO在反应体系中滞留时间较长.由于CO的还原性大于热解炭,所以会继续发生反应(3),生成CO2,热解炭因还原消耗减少而附着于晶粒表面阻碍晶粒的长大.此外,与真空烧结相比,动态气氛烧结所得材料的颗粒大小和形貌均匀性更好,这是由于烧结时粉体物料随炉管旋转而被反复搅拌,受热更加均匀,并且动态烧结还可以有效阻碍长时间烧结导致的颗粒之间相互粘结与长大[20].采用文献[21]报道的碳含量测定方法,对不同烧结工艺所得材料进行碳含量测试,DA650、SA650和SV650的含碳量分别为2.23%、1.91%和1.77%.SV650材料含碳量最低,说明在真空下碳易以CO的形式被排出而损失.除烧结方式外,烧结温度对材料形貌也有显著影响.对比图2(d)~(g)可以看出.将动态气氛烧结温度由400℃逐渐提高到700℃,材料颗粒团聚现象越来越明显.700℃时已有大量颗粒融合为块状. 2.2复合材料的电化学性能分析图3为不同温度下采用三种烧结方式所得材料在0.5C倍率下的充放电循环性能.动态气氛烧结最佳温度为500℃,静态气氛烧结和真空烧结最佳烧结温度均为650℃,所得材料的首次放电比容量分别为163.4、141.5和143.3mAh/g,经历50次循环后动态气氛烧结材料容量保持率高达99.02%,静态气氛烧结和真空烧结材料容量则出现了缓慢上升的趋势.动态烧结温度低说明烧结过程中进行扰动利于热量传递,得到形貌及性能均匀的粉体物料,静态气氛烧结和真空烧结所得材料的容量上升现象则与材料在循环过程中的活化有关[22-23].锂离子电池能为电子设备提供稳定工作电压是因为其具有理想的电压平台.因此,平台放电比容量占总放电比容量的百分比(即平台率)才能真实反映材料的可利用率.如图4所示,放电起始和终止段曲线的切线与平台延长线相交于A、B两点,将A、B两点间的比容量定义为平台比容量,平台比容量与相应循环满比容量的比值则为平台率[24].据此计算650℃下真空烧结、静态气氛烧结和动态气氛烧结样品在0.5C倍率下放电平台率分别为92.76%、95.66%和95.21%.真空烧结材料平台率较低与所得材料晶粒尺寸增大有关,活性物质颗粒越大,Li+散的距离越长,这与SEM观察结果(图2)一致.图5(a)为650℃下动态气氛烧结材料电极在不同扫描速度下的系列循环伏安曲线.在0.1mV/s扫描速度下于3.59V和3.32V得到一组氧化还原峰,分别代表了Li+的脱出和嵌入反应.随着扫描速度的增大,氧化还原峰强度和峰面积都增大,同时氧化峰和还原峰分别向高电位和低电位移动,这说明电极极化加剧.但是即使在0.5mV/s的高扫描速度下,该材料仍具有非常好的循环可逆性.式中Ip为不同扫描速度下的峰电流,A为电极表面积,C为锂离子浓度,n为转移电荷数,γ为扫描速度.图5(b)即Ip–γ1/2关系图.通过线形拟合得到的斜率与等式(1)结合得到650℃动态气氛烧结样品脱锂和嵌锂过程的锂离子扩散系数Dc和Da分别为1.24×108和7.68×109cm2/s,远大于文献报道值[7,25-26].表1比较了650℃下真空烧结、静态气氛烧结和动态气氛烧结样品的Dc和Da计算结果.动态气氛烧结样品的锂离子扩散系数远大于另外两种烧结方式所得样品的锂离子扩散系数,这与材料烧结过程中因扰动而引入的晶格缺陷有关,缺陷可为锂离子扩散提供额外通道.扩散系数的提高对于LiFePO4正极材料在大功率放电(如HEV等)设备中的应用与发展具有重要意义. 3结论 通过三种不同烧结方式处理LiFePO4/C前驱体,发现烧结方式对材料的结晶度、形貌、最佳合成温度以及电化学性能都有一定影响.同一温度下,采用静态真空烧结得到材料的结晶度最好,而动态气氛烧结所得材料具有更细、更均匀的颗粒,更高的首次库仑效率和更大的锂离子扩散系数.另外,采用动态气氛烧结方式还可以降低材料的合成温度,在500℃下就可以得到性能优异的LiFePO4/C复合材料,0.5C倍率下该材料首次放电比容量达到163.4mAh/g,50次循环后容量保持率高达99.02%. 材料化学论文:材料化学学科特点及教学革新 高等院校能否培养出高素质、创新型的学生,是当前高等教育改革面临的重大课题和挑战。[1]主席在2010年5月26日召开的全国人才工作会议上强调,全党全国要统一思想,真抓实干,全面落实加快建设人才强国各项战略任务,努力培养造就数以亿计的高素质劳动者、数以千万计的专门人才和一大批拔尖创新人才。高等学校作为人才培养的主要机构,对以上人才培养任务有着义不容辞的责任。加强对大学生创新能力的培养,是高等学校素质教育的重要内容。在人才培养的过程中,课程作为传播知识、培养能力的载体,对实现人才培养的目标具有举足轻重的作用。无机材料化学是一门快速发展的交叉性和前沿性学科,有机地融合了化学和材料学两个一级学科的发展优势。该课程不断进行改革与实践,对于培养材料化工领域创新型人才具有重要意义。 一、无机材料化学的学科特色 材料是人类文明的物质基础和先导,是直接推动社会发展的动力。基于材料对社会发展的作用,人们将信息、能源和材料并列为现代文明和生活的三大支柱。在三大支柱中,材料又是能源和信息的基础。新材料既是当代高新技术的重要组成部分,又是发展高新技术的重要支柱和突破口。伴随着信息时代的来临和材料设计、制备及加工的信息化处理,世界各国都将目光转向具有“高、精、细”特征的新材料万面,我国也将新材料作为重点发展的行业之一。鉴于此,国家中长期科学和技术发展纲要(2006年-2020年)将新材料技术列为前沿技术,提出新材料技术将向材料的结构功能复合化、功能材料智能化、材料与器件集成化、制备和使用过程绿色化发展;要突破现代材料设计、评价、表征与先进制备加工技术,在纳米科学研究的基础上发展纳米材料与器件,开发超导材料、智能材料、能源材料等特种功能材料,开发超级结构材料、新一代光电信息材料等新材料。这一切都预示着材料科学正经历着一次重大的变革。因此,加强材料科学领域创新人才的培养是时代的要求。 无机材料化学是材料化学家从材料科学、材料工艺和技术的角度出发,把固体物理、固体化学相关理论和工程方面有关无机材料研究的化学内容集中起来,加以分析、综合和提高而形成的一门独立学科。[2]无机材料化学研究的范围非常广泛,包括材料相关的基本概念和理论、制备原理、结构表征、重要的材料类型及其相关性能等多方面的内容,涉及了固体物理、固体化学、材料科学等学科的相关理论,是一门典型的交叉性学科。进入20世纪90年代以来,材料科学技术的发展异常迅猛,材料科学与生命科学、信息科学、环境科学等共同构成了当代科学技术的前沿。展望21世纪,材料科学技术研究开发的前沿有微电子材料、新型光电子材料、稀土功能材料、先进陶瓷材料、高温超导材料、纳米材料等,[3]这些都属于无机材料化学的研究范畴。因此,无机材料化学又是一门具有前沿性的学科。基于学科背景和课程特点,我们在大连理工大学教改项目的支持下,以提高教学质量、培养学生的创新能力为主线,以建设精品课程为目标,进行了一系列教学改革和研究。 二、教学内容的选取 高等学校教学中教材内容的陈旧是影响创新型人才培养的突出问题,也是高校课程改革的重点。目前,高校教材内容不能适应现代化人才培养的需要,内容的先进性方面不能适应科学技术飞速发展的要求,不能适应知识经济时代创造型人才培养的要求。[4]特别是面对具有前沿性特点的材料化学,教材的内容相比于飞速增长和更新的新材料来说,严重滞后。而要培养创新型人才,掌握最新的科研成果对于激发学生的创新思维非常重要。[5]向学生讲授科学前沿知识可以激发学生们的求知欲,为他们提供一个创新的空间,使学生能够近距离地感受创新的价值和创新带来的激情。因此,挑选合适的教材是非常重要的。我们挑选了北京大学林建华、荆西平编写的《无机材料化学》。该书将无机材料化学中重要的基础问题做了全面的讨论,这本教材最大的特点在于它介绍了无机材料化学领域的最新进展,并附有近期发表在国际主流期刊上的相关文献,整本教材体现着材料科学、化学和物理等学科交叉与渗透的特点。如果学生对教材中的某些前沿内容感兴趣,可以在教材中找到相应的参考文献,在图书馆下载后仔细阅读。 课堂上仅传授知识是远远不够的,教学内容还要有一定的探索性,能让学生有一定的思考空间。教学中,我们发现学生对来自科研一线的事例非常感兴趣。因此在课堂上,我们以自身科研成果丰富教学内容,结合自身科研经历令课堂生动有趣,深化了教学效果。我们经常把自己在科研工作中的体会、最新科研成果转化为教学内容,设计一些开放式的问题与学生探讨,自觉地把创新意识、创新能力的培养融入课堂教学之中。我们还结合相关的教学内容,穿插讲解一些科学方法论的知识,培养学生的科学精神。例如,在讲到固溶体合金的形成规律时,我们向学生讲述了现代物理冶金学重要创始人William Hume Rothery在听力完全丧失、健康状况非常不佳的情况下,凭借坚强的毅力和非凡的生活热情,在异常简陋的工作条件下,开创性地提出了著名的Hume Rothery准则。这位杰出的科学家一生始终以乐观向上的生活态度,坚持不懈地勤奋工作着。学生们纷纷为Hume Rothery的人格魅力而倾倒,希望自己也能投身科学,在某一领域取得杰出成就。我们经常把本学科碰到的难题以及学科前沿的问题向学生进行适当的介绍,激发学生的民族自豪感,培养学生的创新思维和探究精神。例如,在讲到第八章电介质材料时,我们将著名纳米科学家王中林发表在《科学》上的氧化锌“纳米发电机”一文介绍给学生。在讲到第九章超导材料时,我们向学生们介绍了我国在超导材料的研制上一直处于国际领先水平,特别是2008年我国在高温超导研究上取得重大突破,发现了一类新的高温超导材料———铁基超导材料,在全球范围内掀起了超导材料研究的新热潮,并介绍了铁基超导材料的结构和性能。在讲到第十二章发光材料时,我们向学生介绍了大连路明集团开发的“水立方幔态LED”在研发、制造、安装中创造的7项“世界第一”。这些事例大大激发了学生学习相关章节内容的兴趣,同时也培养了学生的民族自豪感和投身科学的信心与决心。实践表明,将科研引入教学过程,有力地促进了学生对知识的掌握和能力的提高,促使学生形成了正确的科学精神和科学态度,大大提高了教学的实际效果。 三、教学方法的改革 教学手段和方法是提高教育质量非常重要的一个方面。传统的教学方法以教师为主导,以传授知识为目的,往往采取灌输式教学方法,在很大程度上忽略了学生的主体地位和创造性,学生被动地接受知识,学习积极性不高,教学效果不理想。要改变过去那种单纯传授专业知识的教学方法,把培养学生的创新能力和创新意识作为教学工作的重点,我们必须对原有教学方法进行改革,采取多样化的教学手段激发学生的学习兴趣。 本课程的特点是知识点多而且分散,学生容易只见树木、不见森林。为此,我们理出了一条课程主线,向学生清晰地展示各章节的作用以及章节之间的联系(如图1)。我们力争做到讲课内容少而精,重点突出,主次分明,出现在不同章节但内容相关的部分放在一起讲解。例如,与Fermi面附近的能态密度相关的性质有金属材料的电子热容和Pauli顺磁性(第四章)、金属材料的电导率(第九章)、超导材料的临界温度(第九章)等,将这些知识点放在一起进行对比和总结,学生对Fermi能级的概念就会有非常清晰和深刻的认识。课程教学的重点在于使学生掌握该学科的思维方式和研究方法,给学生留有思考的足够空间,能从多角度理解基本原理。古人云“授人以鱼不如授人以渔”,这里强调的就是教授学生学习方法的重要性。[6]材料的组成和结构决定了其物理性质,这是材料化学的核心和基础。将钙钛矿材料的结构(第三章)和其铁电性质(第八章)结合起来讲解,学生不仅对该类材料的结构和特殊的物理性质有了深刻的认识,更深化了对结构-性能关系的理解,掌握了该课程的学习方法。 在实践中,我们采取了传统教学与多媒体教学结合、自主学习与协作学习结合,基于问题学习、基于案例学习、研究型学习等多种形式的教学策略,提高了学生学习和思考问题的效率。实践表明,适度使用多媒体教学,将材料实际应用的照片、材料加工制作过程的视频等图片影视资料生动地展示给学生,能为教学过程提供丰富的感性材料,丰富课堂教学内容。鉴于新材料的发展日新月异,每天新概念、新构想、新方法都在不断涌现,我们在课堂上及时地将与课程内容相关的最新文献介绍给学生,课堂教学结束前提出下次课程内容的前沿课题,让学生在课前完成对这一前沿课题的研究报告。这样一方面可以使这些学有余力的学生接触到材料化学领域的最新研究进展,培养他们对教材内容的兴趣并找到自己的科研兴趣,另一方面可以让学生看到自己知识结构的不足,在学习中自觉地去完善自己。与此同时,这也锻炼了他们查阅文献和英文阅读的能力,为将来进行专业科学研究奠定了一定的基础。通过一个学期的尝试,我们感到教学效果非常好,学生经常在下课后围着教师交流,提出各种材料学领域的前沿问题与教师探讨。有几个表现突出的学生已经进入到某些课题组,开展创新实验了。另外,在课堂上,我们结合自己的科研实践,提出开放式的与课程内容相关的问题,让学生思考和回答。我们鼓励学生提出不同的见解,这样就增加了师生互动,活跃了课堂气氛,提高了学生的学习兴趣。我们将本课程教学方法作一总结列于表1中。 四、实验教学方案设计 材料化学与其他化学分支一样仍然是一门实验性很强的学科。[7]在实验教学环节上,我们结合自己的教学和科研设计了一些具有明显创新性且与材料化学教学内容密切相关的实验研究课题。人工晶体是一类重要的功能材料,它能实现光(第十二章光学材料)、电(第八章电介质材料;第九章材料的导电性质;第十章离子导电材料)、磁(第十一章磁性材料)等不同能量形式的交互作用和转换,在现代科学技术中应用十分广泛。同一种晶体往往会产生不同的形态,这些形态将影响晶体的性质。同一种晶体的各种形态是怎样产生的呢?不同形态与生长条件之间有何关系?第二章讲到了无机材料的各种制备方法,采用何种制备方法可以获得预期的形态?这些问题对学生具有强烈的吸引力。为此,我们设计了自主实验“显微镜下观察晶体的结晶形态”,使学生利用显微图像分析系统,实时观测晶体的结晶过程及结晶形态,研究不同的生长条件和实验方法对晶体结晶形态的影响规律,建立对晶体结晶的感性认识。 通过以上对教学内容、教学方法、实验教学等方面的探索与实践,学生的创新能力和创新意识得到了提高。实践表明,将科学研究引入课堂教学,能够激发学生的学习兴趣,深化教学效果。无机材料化学是一门具有广阔发展前景的学科,还需要我们不遗余力地在教学中进行大胆地改革和尝试,以培养更多具有创新能力的材料专门人才。 材料化学论文:复合材料专业物理化学教学探索 我校复合材料专业目标是培养具备复合材料基本理论和实践知识,能够在复合材料相关领域独立从事生产、设计、研发的技术人才。物理化学是复合材料专业一门非常重要的专业基础课,它为后续开设的专业课(高分子物理、高分子化学、复合材料原理和复合材料学等)奠定基础。因此学生对物理化学知识的掌握直接影响专业课的学习和理解,从而影响就业后的实践能力。物理化学是运用物理的理论和实验方法研究化学中最基本的规律和理论的科学。它所研究的内容普遍适用于各个化学分之,与材料学、生物学、地质学、天体学、海洋学等领域密切相关。但由于它是一门概念性、理论性、系统性和逻辑性很强的学科,涉及的公式多,应用条件严格,比较抽象,是学生学习过程中普遍感到困难较大的一门课[1]。随着当今科技迅速发展,交叉渗透日益突出,按照素质教育的要求,并考虑课时紧缩的实际情况,我们必须对物理化学的教学内容和方法进行改革[2]。 1教材的选择及教学内容的确定 针对我校复合材料专业的特点,选择的物理化学教材既要体现当前学科发展的概貌,同时又要使学生具备牢固的理论知识,为以后就业奠定一定的基础。考虑以上因素,我们选择了面向21世纪教材,由天津大学物理化学教研室编、高等教育出版社出版的《物理化学》教材(第五版)。同时结合复合材料专业的就业特点,精选了教学内容。该版教材中第一章气体的PVT关系,由于高中阶段已经讲述过,所以可以省略。第八、九章的量子力学和统计热力学都是从物质的微观难度着手讨论的,难度较大,可做简单讲授,若详细探讨可开设选修课单独进行讲授。其它章节的内容选择重点内容,尤其是与本专业相关的内容详细讲解,例如第六章的相图、第十章的界面现象内容等,并结合具体的实例,达到更好的授课效果。 2物理化学课堂教学改革 我校复合材料专业开设的物理化学课程是继无机化学、有机化学之后的理论性化学专业知识,它的知识内容除涉及无机、有机化学知识外,还与大量物理和高等数学知识有关.概念抽象,公式原理多,推导过程繁琐,内容难理解。因此学生普遍感觉物理化学课程更偏重理论,学习起来较难,从而导致对这门课程不抱有很大的热情,学习动力不大[3]。针对以上问题,对物理化学课堂教学进行改革就显得非常必要。具体的改革措施应遵循以下原则:整体设计课堂教学效果;教学方法和教学手段最佳;考核方法合理、科学。 2.1课堂教学效果的整体设计 (1)培养学生的学习兴趣。学习兴趣至关重要,学生若是对某些课程不感兴趣,老师即使讲授的再精彩,学生的学习效果也不会太好。因此培养学生的学习兴趣就显得十分必要了。开课伊始,教师就应该讲好绪论部分,充分讲述物理化学课程的重要性,课程内容的实用性,鼓励学生努力学好物理化学,培养学习兴趣。学生有了兴趣,教师才能较好地进行指导。 (2)提高知识的趣味性。知识的趣味性是主动学习的推动力。把理论性强、抽象而枯燥的内容变得生动有趣,是提高课堂教学效果的有效手段。在教学过程中穿插一些与生活实际密切相关的问题或是适当的趣例,则可以起到画龙点睛的作用,使课堂富于趣味性。例如,在给学生介绍水的相图时介绍了亚稳态这个概念,可以以人的健康状况来类比说明。现代社会人们的生活节奏加快,整天忙于工作,锻炼身体的机会很少,大多数人的身体状况不佳,多属于亚健康状态。亚健康就是一种亚稳态,不稳定,不可能长时间存在,必须向稳定状态转变;人要从事正常的生产、生活需要健康的体魄,因此必须锻炼身体,保持身体处于健康状态,而不是亚健康状态。又如,在讲授界面化学的时候,可以提问学生在春天光滑的墙壁和粗糙的墙壁哪个更容易回潮。然后用弯曲表面上的蒸汽压———开尔文公式解释原因。这种理论与实际应用的结合,可激发学生的学习兴趣,引起学生探求知识的欲望,是物理化学课堂教学获得成功的关键一步。 (3)理论教学与实践教学相结合。物理化学虽然是一门理论学科,但许多定理都是建立在大量的实验基础上,所以物理化学的知识是理论和实验相结合的。为了更好的理解课堂上的理论知识,开设对应的实验课程,这样既能锻炼学生的动手能力,又能加深学生对相关知识的理解程度,而且还能够建立学生对物理化学这门课程的实用性的信心,极大地提高了学生的学习动力。例如,我们讲授化学动力学这一章的一级反应时,讲完理论的同时,开设了“蔗糖水解反应速率常数的测定的实验”,学生普遍反应通过实验对课堂内容有了更深一层次的理解。 2.2优化教学方法和教学手段 (1)加强课前预习与课后复习。物理化学的公式推导过程繁琐,为此非常有必要进行课前预习。课前预习要求学生对将要讲述的内容先浏览一遍,不做具体推算,只要求对重点内容有个初步掌握,等老师讲述时学生的思路能与教师同步,使以后教学活动更易开展。同时知识讲授后还要要求学生经常复习,以免由于公式繁多而混淆或是遗忘,影响后面新知识的学习。在物理化学教学中,作业也是必不可少的教学环节,但作业太多学生疲于应付,太少达不到复习的效果。因此就要求精选习题,做到“少而精”,力求达到事半功倍的效果。同时为了弥补课堂教学时数少而教学内容较多的不足,可根据教学内容的安排,适当选留思考题,然后要求学生课后查资料,以论文格式上交,这样既锻炼了学生的写作能力,又提高了学生的积极性。 (2)改进教学方法和教学手段。在教学方法上,我们改进单一的讲授法,采用启发式、讨论式、互动式教学方法,努力为学生营造一个宽松的学习环境。具体做法是教师精心设计问题,通过提问、回答及组织学生进行讨论,在教师与学生之间形成一种良性互动式的教学模式。在教学手段上,我们采用多媒体教学与板书相结合的形式,使复杂抽象的问题简单化。对于难以讲解或表达的内容,可以运用动画、影片等手段把难以理解的概念形象化,引起学生的兴趣,加深学生的理解。但是多媒体教学也有它的不足之处,多媒体教学讲课速度较快,学生不能及时接受教师讲授的知识,更没有更多的时间做课堂笔记,不利于课后的复习和考试。因此要根据教学内容来确定是否选用多媒体教学。对于那些有图像,需要演示过程的教学内容,例如第六章相图的演示,第十章界面现象的毛细管现象、润湿现象等内容,多媒体教学能够化静为动,把枯涩的问题趣味化,便于学生深入地了解相关知识,能得到很好的教学效果;而对于重要公式的推导方面的教学内容采用板书的形式更合适。只有采用多媒体教学和板书相结合的形式,才能收到最佳的教学效果. 3合理、科学的考核方法 合理、科学的考核方法能够调动学生的学习兴趣和学习动力,提高学生主动学习的能力。签于此,我们结合本校的具体情况和专业特点,摒弃了传统的只以期末考试成绩为标准的考核方式,采用多项合并的方法综合测评。具体测评方法为期末考试成绩占总成绩的70%,体现学生动手能力的实验课程占总成绩的10%,平时成绩占总成绩的20%。平时成绩又分为三部分:出勤率占3分,作业成绩和平时的小测验成绩占12分,参与课堂讨论和随堂回答情况占5分。这样的考核方式明显提高了学生的学习热情,学生能积极参与课堂问题的讨论和回答,改变了物理化学枯燥,沉闷的课堂气氛,大大地提高了教学质量。 4结语 针对我校复合材料专业的具体情况对该专业开设的物理化学课程课堂教学进行了改革,包括教材的选择、课堂效果的整体设计、教学方法和教学手段的改革、课程考核体系的建立等。实践结果证明以上的教学改革方案大大提高了学生的学习兴趣,学生能够积极思考、回答问题,也极大地提高了教学质量。但是教研改革永无止境,我们会继续更深入地进行物理化学教学改革,使之建设成学生更受欢迎的课程。

材料科学论文:金属材料科学专业实习教学改革 摘要： 生产实习是高校人才培养的重要环节之一，也是工程教育认证现场考察的重点环节之一。本文针对金属材料科学与工程专业生产实习中存在的问题，进行了教学改革的尝试，获得了良好的实习效果。 关键词： 金属材料科学与工程专业；生产实习；教学改革 据统计，我国每年工科大学毕业生的数量居世界之首，但毕业生的质量却令人堪优。在工程教育认证新形势下，如何强化工程意识，培养解决复杂工程实践能力是高等工程教育中刻不容缓的事情之一[1-3]。生产实习的目的是将理论教学与企业生产密切结合，提高专业兴趣，扩宽专业认识，为同学即将选择考研专业和就业提供指导，培养同学专业工程实践和复杂工程实问题的解决能力。因此，生产实习承前启后至关重要。目前尽管建立了众多的校外实习基地，但企业考虑到实习安全、生产效率、生产车间场地空间等问题，导致生产现场停留参观时间短。同时，车间噪音大，实习小组人数多，在“只许看，不许动”动的束缚下，实习变成了参观、走马观花[4，5]。因此，同学对生产设备、生产工艺过程的了解和认识浮浅，甚至是囫囵吞枣。在工程认证新形势下，探索教学模式改革将具有重要的意义。 一、生产实习教学改革 1.生产实习基地的选择。在市场经济和目前企业经济运行困难形式下，企业在生产活动中均把经济效益作为首要考虑因素，学生实习一般不会给企业带来直接的经济效益，反而可能会对工厂正常的生产秩序和安全造成或多或少的影响。因此，企业对接纳学生实习一般持消极态度，能安排学生实习时间和次数有限。同时，由于实习经费限制，对生产实习基地只能就近选择。因此，在实习经费和实习基地均有限的情况下，合理资源安排尤为重要。（1）建立校外精习基地。所谓精习，选择典型的产品，熟悉零件的整个生产加工过程，既包括材质选择、进厂检测、生产设备型号、生产工艺制定、相关的性能检测与质量控制、产品的市场定位与销售情况、企业管理与企业文化。让同学以工程技术人员的角度去熟悉、分析产品零件图、加工工艺图、焊接工艺图等生产工艺过程。采用先课堂讲解（兴趣引导）—同学现场实习（感性认识）—课堂交流讨论（启发深入）—再次现场实习（理解领悟）—课堂讨论交流（融会贯通）的方式进行。精习基地选择一是交通方便，便于学生多次实习往返，节省实习经费；二是精习基地要有独立功能产品或运动部件，既涵盖金属原料质量控制、加工成型（铸造、锻压、焊接、塑性成型、热处理中的一种或一种以上成型工艺）、质量检测、装配等工序。三是厂家积极配合，能提供产品生产图纸、生产和检测工艺文件、生产设备资料，并可接纳多次实习。精习基地给同学一个全面系统的材料成型工程概念，让同学由浅入深，由表及里，归纳总结其工艺选择的理论依据、质量控制的方法，根据工况和经济性，选择零件热处理、耐磨、耐蚀处理方法，探索思考该产品生产质量提升空间，进而培养解决复杂工程实践问题的能力。（2）建立校内精习基地。大学一般建有科技成果转化孵化器，既高校技产业园。虽然高校企业产业园的企业规模小，对生产实习来说，具有得天独厚的优势。辅助教学是高校产业园的职责之一，便于联系落实实习任务，时间安排灵活。二是交通便利，便于往返多次实习。另外，高校科研成果成功转化案例的学习，有助于激发同学学习的兴趣和激情，培养同学创业的意识。（3）建立校外泛习基地。所谓泛习基地是指学生在企业实习1～2次，主要是让同学了解熟悉不同零部件的生产成型工艺过程，掌握金属零件不同的成型工艺，扩宽对产品生产加工视野。由于企业接纳实习时间的限制，同学对泛习基地的生产工艺过程难以深入的理解和贯通，因此指导老师的预先讲解、同学对企业相关产品、工艺的预先资料的收集、查阅和实习后现场答疑讲解是决定泛习基地实习效果的关键环节。一般精习基地选择1～2个企业，每个小组安排3～4次进厂实习机会，每次实习0.5～1天。泛习基地安排4～6个企业，每个企业安排1～2次进厂实习机会，每次0.5～1天。精习基地、泛习基地实习时间和次数的安排，可根据企业生产工序、生产规模、设备开工使用情况灵活调整。 2.指导教师工程素养的培养。目前高校师资评聘过分依重科高层次科研项目和论文，忽视了高校教师的工程应用能力的培养和引导。同时，很多高校教学重课堂理论教学的考核与评价，轻工程实习的投入与考核。另外，实习现场环境工况复杂，指导生产实习不仅需要投入时间和精力多，还要求老师具有较好的身体素质。因此，要到达预期的生产实习效果，具有工程开发或企业工作背景的指导老师尤为重要。选择有经验的老教师带年轻教师，培养实习指导教师教学梯队，是完成实习的有效保障[6]。指导教师到精习、泛习基地企业同技术人员交流座谈，预先调研、制定实习计划，收集编制实习报告。同时，做好预先动员，讲解和指导工作。这些工作已远远的超出了“教学工作量”所能体现出的工作量，需要指导老师相互合作，共同完成。指导教师工程背景培训需要学院、学校领导的重视和教学规章指导的引导。 3.教学模式改革。（1）实习前沿。同学第一次到企业实习，带着对未来工作环境的憧憬，也充满了对企业的好奇与迷茫。愿望是美好的，但现实是残酷的。所选择的精习、泛习基地在企业规模、技术先进性、企业管理、车间环境等诸多方面可能差强人意，实习动员要预先化解同学心中的就业观与实习现实企业的落差，树立正确的择业观念，引导同学走进企业，培养兴趣，扩宽对专业的认识。同时，鼓励同学不仅带着眼睛去实习，更要带着脑子去思考，去发现问题，并运用所以理论，探讨解决实践工程问题的可行性。（2）编写实习报告。指导教师根据安排企业实习时间、企业设备开工情况，修改、编写实习报告，避免同学实习报告流水账、抄袭雷同、言之无物。实习报告采用启发、讨论，研究与探讨的方式，引导同学对产品选材、成型工艺、质量控制、产品性能逐渐深入分析研究，将所学理论与产品加工制造工艺、技术相结合，培养同学解决复杂工程问题的能力。因此，实习报告的编写是针对精习基地、泛习基地有的放矢，引导同学在实习过程中抓住重点环节，透过实习产品，回归到理论的运用，将课堂理论与生产实践融汇贯通。（3）实习考核。实习成绩的考核与评定是实习学风引导的指挥棒。同时，考评制度也影响下一级同学学风和实习态度。制定合理的实习考核办法是实习效果保障之一。一般从实习纪律（10%）、实习笔记（20%）、实习报告（40%）、实习答辩（30%）四个环节进行评价。实习笔记采用时抽查，即可可以监督同学，也可以及时了解同学实习掌握情况，合理的安排实习时间。实习答辩采用分组座谈式答辩，同学主动讲述和提问回答相结合，为同学进行理论的深化和梳理。 二、生产实习改革应用及效果 金属材料科学与工程专业生产实习教学计划3周15天，我们安排青岛扎克船用锅炉有限公司、青岛金海纳有限公司作为精习基地，莱钢锚链、青岛海立、城阳丰东热处理、潍坊丰东热处理、高密高锻5家公司作为泛习基地，其产品包括：船用锅炉、采煤机截齿、海上平台锚链、冰箱变频压缩机、活性屏离子氮化炉、压力机等。实习参观公司按其产品成型工艺分，焊接成型：锅炉压力容器埋弧焊、CO2保护焊、氩弧焊、锚链闪光对焊、截齿钎焊。塑性成型：炉体的卷压成型、汽车壳体零件的板料冲压成型、锚链横档的热锻成型。铸造成型：压力机及其零件的砂型铸造、消失模铸造成型。机械加工成型：变频冰箱压缩机机械加工。板料和棒料下料：剪板机下料（≤8mm）、火焰和等离子气割，棒材和管材的带锯切割下料。此外还涉及热处理工艺：截齿的感应淬火、渗碳淬火、离子氮化、气体氮化及其喷丸、喷砂除锈预处理工艺。按检测方式可以分为探伤检测：压力容器X射线探伤、着色探伤和锚链超声探伤。力学性能检测：锅炉焊缝的拉伸试验、冲击实验。产品性能检测：锅炉的水压检测、变频压缩机噪声检测。锅炉材料和锚链材料的元素检测分析。从实习内容看涉及了本科课程中的金属材料学、材料的力学性能、成型原理与工艺、热处理工艺与装备、无损检测等课程。 学生在实习过程中，经过与指导老师、企业技术人员互动，在实习报告的引导下，通过课堂探讨交流，能够积极主动地完成各项实习任务，实习效果良好。另一方面，生产实习企业与学生获得了互相认可，既企业在进行安全教育的同时，也给同学做了下一年度的招聘需求，同学可以带着企业的技术问题在企业完成本科毕业设计，促进了学生的就业工作。 三、结论 在新的工程认证形势下，通过学校、教师、学生、企业多层次全方位的精习基地、泛习基地建设、实习指导报告的引导、实习指导教师队伍的形成，探索培养养具有解决复杂工程问题的工程技术人才新的生产实习改革正在付诸实施并初显效果。 作者：孙金全 谢鲲 李敏 崔洪芝 单位：山东科技大学 材料科学与工程学院 材料科学论文:材料科学研究教学的体会 1展示结果引导入门，直观易懂 《材料科学研究方法》涉及知识面广，综合性强，且是一门应用性强的课程。很多基础知识在课本上不可能详述，因此该课程相对来说比较难入门。笔者尝试采用展示测试结果的方法来引导入门，能让学生直观易懂，从开始就知道一种研究方法能得到什么结果，解决什么问题。比如在讲解热失重分析方法时，开头列出一张热失重曲线图，横坐标是样品温度，纵坐标是样品质量份数。让学生明白，热失重方法能得到一种材料在不同温度下的质量变化结果，表征热稳定性能。从而引发学生兴趣，去深入学习这种研究方法的细节和原理。这种方法在其他章节如红外光谱、核磁共振、电子显微、光电子能谱和X射线衍射等中都可以采用。有些结果学生可能开始看不懂，但这样更引发了他们的求知欲望。这样，从实例分析测试结果出发，引发学生好奇，能让学生主观能动的听讲和学习。 2强调注意事项，阐述原理 细节决定成败。《材料科学研究方法》中的仪器测试原理虽然明了，但是实现该原理的前提是要让测试条件符合理论，因此有很多细节必需注意。这些细节不但影响测试的准确性，更能够深入全面反应仪器的测试原理，从而让学生更深刻掌握该仪器的原理、操作和应用。比如热失重分析中，样品质量份数能准确测量的理论前提是样品在一个恒定气体氛围中，还要保护好天平。为达到这个条件，需要往炉子中通平衡净化气体，往天平装置中通平衡惰性气体和冷却水。这些细节强调了，学生对热失重分析的条件就会印象深刻，从而在测试中得到客观准确的结果。 3结合性能规律讲应用，提升兴趣 《材料科学研究方法》的课程目标是要让学生掌握各种材料分析方法，灵活应用各种材料分析工具。因此必须结合材料研究应用实例来讲解分析仪器的应用。但如果只将例子泛泛而谈，学生知其然不知其所以然，结果只能是蜻蜓点水，过眼云烟。如果能结合学生以前学到的材料物理和化学知识，阐明某种分析方法在材料结构性能规律上发挥作用的原理，则不但让学生温故了以前学到的理论知识，而且加深了学生对该分析方法在材料应用中的印象，极大提升了学生的学习兴趣。例如笔者在讲述DSC在聚合物结晶上的应用时，便结合DSC图谱，给学生回顾了大量聚合物结晶学知识，包括不同晶型、再结晶作用、结晶度、热历史的影响等。这使得学生不但学习了DSC的应用，更学会了对理论知识的科学论证，引发了强烈的学习兴趣。 4制作操作视频，增强实践 《材料科学研究方法》不仅要让学生学会基本原理，更要让学生会操作和应用。但是不同仪器具有不同的操作步骤和条件设置。这些操作步骤和条件设置即使记忆再好的人第一次学会后，在以后的操作中也会忘记某些细节。而制作操作视频则可以将一台仪器的操作步骤和条件设置完整的记录下来。这不仅有助于学生的操作实践，而且能起到保护仪器的作用。因此操作视频可以让学生学习该课程后有信心对该仪器和相应研究方法进行进一步的实践和探索。 5结论 材料科学研究方法是一门综合性和应用性很强的课程。对该课程事半功倍教学效果的方法有：授课教师知识面广；对分析方法讲解要通俗易懂；对仪器知识讲解细致入微；对应用实例讲解深入浅出；制作操作视频，增强实践。 作者：欧阳星陈大柱单位：深圳大学材料学院高分子材料与工程系 材料科学论文:剖析材料科学教学的微观机理 一、MaterialsStudio软件在教学中的应用 (一)简介材料计算模拟软件Materialsstudio是美国Accelrys公司为材料科学领域开发的一款科学研究软件，用于帮助用户解决当今材料科学中的一些重要问题。MaterialsStudio软件包集成了Visual-izer、CASTEP、Dmol3、Reflex等二十几个计算模拟模块，是一款强有力的计算模拟工具。用户可以通过Visualizer可视化模块进行一些简单的界面操作来建立材料分子的三维结构模型，之后通过软件包中相应的计算模块，对材料分子的构型优化、性质预测、X射线衍射分析及量子力学方面进行计算。通过计算得到的结果可以对各种晶体、无定型与高分子材料的性质及相关过程进行深入的分析和研究，其计算的结果精确可靠。CASTEP是CambridgeSequentialTotalEnergyPackage的缩写，最早由英国剑桥大学的一个凝聚态理论小组开发，是广泛用于计算周期性体系性质的一个先进量子力学程序。它可用于金属、半导体、陶瓷等多种材料的相关计算，可研究晶体材料的光学性质（折射率，反射率，吸收及发射光谱等）、缺陷性质（如空位、间隙或取代掺杂）、电子结构（能带及态密度）、体系的三维电荷密度及波函数等。 （二）教学环节设计1.知识点的设置。在材料科学的专业课中，如晶体物理、固体物理、半导体物理学、硅材料科学与技术等课程中,都会涉及材料的晶体结构，能带结构，带隙的分类，X射线衍射、缺陷，掺杂等知识点，也会涉及到材料的反射率、折射率、介电常数等材料的光学或化学性质。在完成这些基础知识点的讲解后，可以利用Mate-rialsStudio软件进行计算和演示，为这些基础理论给出直观形象的解释，把材料的宏观性质与微观机理衔接上，这样学生对材料科学的知识体系就会有一个整体的认识和了解。2.密度泛函理论及波函数的介绍。密度泛函理论是一种研究多电子体系电子结构的量子力学方法，其本质是以电子密度分布函数为变量代替波函数中的自变量来求解薛定谔方程，使求解复杂体系波函数的本征值成为可能。目前，密度泛函理论已广泛应用于物理、化学及材料相关领域，特别是用来研究分子和凝聚态的性质。目前密度泛函理论DFT（DensityFunctionalTheory缩写）被广泛应用到计算模拟软件中来求解薛定谔方程，可对材料的结构、性质、光谱、能量、过渡态结构和活化势垒等方面的进行计算研究。在与分子动力学结合后，在材料设计、合成、模拟计算等方面有明显进展，成为计算材料科学的重要基础和核心技术。3.软件的操作及相关内容的演示。MaterialsStudio程序包中的二十多个计算模块是通过Visualizer这个可视化核心模块整合在一起的，用户可以很方便地应用Visualizer模块构建有机、无极、聚合物、金属等材料分子、及周期性的晶体材料、表面、层结构等模型，通过鼠标控制这些分子构型，可从不同角度查看并分析体系结构，容易形成直观的概念。MaterialsStudio自带的数据库中的晶体结构可以用于教学演示，如在硅材料科学与技术和半导体物理等课程的教学过程中，需要用到单晶硅的晶体结构，可以很方便地从MaterialsStudio软件的Structures/semiconductors数据库文件夹中导入Si这个晶体数据文件，在课堂上为学生们演示，从（100）、（110）、（111）不同的晶面来进行展示（如图1），以说明硅单晶的晶体结构。也可以通过Visualizer模块中的菜单选项Build- Sym-metry- Supercell建立n×n超胞结构，通过调整角度，可以从不同晶向观察晶体的晶面，通过超胞结构也可以演示各种晶体的密堆积结构。这样就给学生一个生动、形象、直观动态的概念，使其易于在头脑中建立空间模型，理解所学知识点。通过Visualizer模块对硅单晶的元胞进行演示，我们可以知道每个硅原子至多与另外四个硅原子相连，借此可以说明硅原子的共价键取向及硅晶体属于金刚石型结构，源于硅原子的sp3杂化，形成了四个共价键。通过CASTEP模块对硅单晶的元胞进行计算，可以得出其能带结构和态密度，通过对计算结果的分析，可以得出硅单晶材料的带隙特点。在稀土化学的教学过程中，可以通过CCDC英国剑桥晶体数据库及WebofScience网站来获取稀土配合物的晶体结构，然后通过MaterialsStudioVisualizer读出晶体结构，用于课堂演示，有助于学生理解复杂的稀土配合物结构。在固体物理教学过程中，可以利用MaterialsStudio中的Re-flex模块模拟粉晶体材料的X光、中子以及电子等多种衍射图谱,可用于验证实验结果及演示教学。4.知识点的拓展。对于缺陷、杂质掺杂、空位等对晶体材料的影响，可以通过MaterialsStudio中Visualizer模块建立相应的模型，然后通过CASTEP计算模块进行计算。通过对计算结果的分析，说明这些因素对半导体材料性质的影响。MaterialsStudio软件同样可以计算材料的折射率、反射率、介电常数等性质。其计算的结果数据和图表可以与教科书或文献上的数据图表进行对比，来说明计算方法的正确性，以此为支点，采用同样的计算方法，我们可以尝试设计更多的新型材料并进行计算。通过这些详实的计算实例我们可以更生动地说明教学中的知识点，学生可以根据自己的兴趣爱好，尝试进行材料分子模型的设计并进行模拟计算。通过计算结果的对比，可以初步探讨晶体中缺陷、杂质、空位等因素对材料性质的影响，在此过程中增加了学生的学习自主性和兴趣。 二、GaussianView和Gaussian软件在教学中的应用 （一）简介Gaussian是一个功能强大的量子化学综合软件包。应用它可以计算分子能量和结构、过渡态的能量和结构、化学键以及反应能量、分子轨道、热力学性质、反应路径等等，功能非常强大。计算可以模拟气相和溶液中的体系,模拟基态和激发态，进而通过含时密度泛函研究材料分子体系的激发态，算出吸收和发射光谱。Gaussian扩展了化学体系的研究范围，可以对周期边界体系进行计算，例如聚合物和晶体。周期性边界条件的方法(PBC)技术把体系作为重复的单元进行模拟，以确定化合物的结构和整体性质。而GaussianView是一款为Gaussian设计的配套软件，其主要作用有两个：1.构建Gaussian的输入分子模型，2.以图形显示Gaussian程序的运算结果。 （二）知识点的设置1.在材料科学有机电致发光材料及稀土化学课程的教学过程中，会涉及到有机或稀土发光材料的吸收及发射机理。通过把Gaussian软件教学过程，我们可以很好结合这些算例讲解三重态，单重态发射过程，给出与发射过程相关的分子最高占据轨道HOMO和最低非占据轨道LUMO的电子密度图，这样就可以很形象地解释发射过程中的电子转移过程，对低能吸收和发射过程的电子跃迁性质进行判断。2.软件的操作及相关内容的演示。(1)通过CCDC晶体数据库或者WebofScience网站获得相应的配合物或者稀土配合物晶体的晶体结构（通常为cif文件）。(2)应用Mercury软件或者MaterialsStudio软件读取相应的晶体结构，转存为GaussianView程序可以读取的格式（一般选用*.cif、*.pdb、*.mol2格式）,通过Gaussian-View转存为Gaussian输入程序（*.gif-Gaussianinputfile)。(3)采用Gaussian程序进行计算。(4)通过GaussianView程序读入Gaussian03/09计算结果，通常为log文件，或者fchk文件，GaussianView可以很方便地读取Gaussian的计算结果并且以图形的形式显示出来，并可应用它对计算结果进行分析。(5)通过GaussianView对计算结果的进行处理，通过它显示出发光材料的分子轨道电子云密度分布情况，吸收光谱，发射光谱等情况，结合这些图形信息，我们可以对有机电致发光材料或者稀土发光材料的发光机理进行教学。3.知识点的拓展。GaussianView是由Gaussian公司开发的一款非常好的分子建模及显示工具，学生可以通过对它的使用，很方便地进行分子设计并输入到高斯程序中进行计算。可以安排学生在基础发光材料分子的基础上，在分子配体的外围添加外围取代基或者改变配体，进行尝试，进行配合物分子的设计，增强其动手能力，为今后走进实验室进行有机合成做准备。 三、预期的效果 计算模拟软件所用的计算资源可以采用多媒体教学中的电脑和学生自带的笔记本电脑。通过对软件进行简单的操作讲解，学生可以很方便进行建模和计算。在此教学过程中，可以培养学生的学习主动性、动手能力、以及一些基本的科学研究技能，增加其对材料科学的兴趣，对科研领域的了解。 作者：吴玉辉吴盼单位：长春理工大学材料科学与工程学院吉林大学附属中学 材料科学论文:材料科学引入计算模拟教学的研究 20世纪80年代以来，计算机已经成为各个材料领域研究专家的必备工具，并且随着计算机技术和算法的发展，计算模拟方法也已经成为材料研究新的重要手段．计算模拟技术以物理学、化学等相关的基本理论为基础，在计算机模拟环境下对宏观、介观以及微观的不同尺度的材料进行多层次的模拟研究，计算材料的力学、热学、光学、电学和磁学等多方面的物理性质，并进一步探求这些材料的组分、结构和功能之间的本质规律和内在联系，为实验制备新材料提供理论支持，变盲目的材料合成为针对材料性能的某类特定需求来主动地、有意识地设计材料的结构．计算模拟在材料科学中的作用已经不仅仅停留在计算机辅助和数据处理上，人们已经认识到计算模拟已经与实验、理论研究一样能够发现新的科学现象、新的科学概念，从而计算模拟已经成为第三条科学发现的途径．因此，现代材料科学已经不再是单纯的实验科学，计算模拟方法已成为与理论研究和实验方法同样重要的研究手段，实验、理论和计算成为材料研究的3大支柱[4]．而且随着计算材料科学的进一步发展，计算模拟方法在未来的材料研究中将显示出越来越大的应用潜力．因此，了解和掌握材料计算和模拟的基本知识已成为现代材料研究工作者必备的技能之一． 材料的计算模拟方法介绍 材料的计算模拟研究是近年来飞速发展的一门新兴学科和交叉学科．它综合凝聚态物理学、理论化学、材料物理学和计算机算法等多个相关学科．它的目的是利用现代高速计算机，模拟材料的各种物理化学性质，深入理解材料从微观到宏观多个尺度的各类现象与性能，并对材料的结构和物性进行理论预言，从而达到设计和开发新材料的目的．材料的多尺度计算模拟方法主要有以下几种: (1)第一性原理计算方法(First－principlesMethods)基于密度泛函理论的第一性原理计算方法是目前研究微观电子结构最主要的理论方法．第一性原理计算方法只用到普朗克常数(h)，玻尔兹曼常数(kB)，光速(c)，电子静态质量(m0)和电子电荷电量(e)这5个基本物理变量和研究体系的基本结构．从量子力学出发，通过数值求解薛定谔方程，计算材料的物理性质．在密度泛函理论，局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)框架下的计算已广泛应用于第一性原理的电子结构研究中，并已经取得很大的成功．结合一些能带结构计算的方法，对于半导体和一些金属基态性质，如晶格常数，晶体结合能，晶体力学性质都能够给出与实验符合得很好的结果，同时能够比较精确地描述很多体系的电子结构(如能带结构、电子态密度、电荷密度、差分电荷密度和键布局等)、光学性质(介电函数、复折射率、光吸收系数、反射光谱及光电导等)和磁性质，从微观理论角度分析和揭示材料物理性质的起源，使实验者主动对材料进行结构和功能的控制，以便按照需求制备新材料． (2)分子动力学方法(MolecularDynamicsMethods)分子动力学是一种确定性方法，是按照该体系内部的内禀动力学规律来确定位形的转变，跟踪系统中每个粒子的个体运动，然后根据统计物理规律，给出微观量(分子的坐标、速度)与宏观可观测量(压力、温度、比热容、弹性模量等)的关系来研究材料性能的一种方法[5]．分子动力学方法首先需要建立系统内一组分子的运动方程，通过求解所有分子的运动方程，来研究该体系与微观量相关的基本过程．对于这种多体问题的严格求解，需要建立并求解体系的薛定谔方程．根据波恩－奥本海默近似，将电子的运动与原子核的运动分开来处理，电子的运动利用量子力学的方法处理，而原子核的运动则使用经典动力学方法处理．此时原子核的运动满足经典力学规律，用牛顿定律来描述，这对于大多数材料来说是一个很好的近似．只有处理一些较轻的原子和分子的平动、转动或振动频率γ满足hγ＞kBT时，才需要考虑量子效应． (3)蒙特卡洛方法(MonteCarloMethods)蒙特卡洛方法是在简单的理论准则基础上(如简单的物质与物质或者物质与环境相互作用)，采用反复随机抽样的手段，解决复杂系统的问题．该方法采用随机抽样的手法，可以模拟对象的概率与统计的问题．通过设计适当的概率模型，该方法还可以解决确定性问题，如定积分等．随着计算机的迅速发展，蒙特卡洛方法已在材料、固体物理、应用物理、化学等领域得到广泛的应用[6]．蒙特卡洛方法可以通过随机抽样的方法模拟材料构成基本粒子原子和分子的状态，省去量子力学和分子动力学的复杂计算，可以模拟很大的体系．结合统计物理的方法，蒙特卡洛方法能够建立基本粒子的状态与材料宏观性能的关系，是研究材料性能及其影响因素的本质的重要手段． 材料专业引入计算模拟教学的探索 材料计算的目的在于理解和发现新的材料性能及其物理本质．计算已经与实验和形式理论一样成为材料研究的3大支柱之一．为学生将来能够有更高的起点研究材料科学，适应新形势下材料研究方法，培养具有宽广材料科学基础，掌握材料现代研究手段的“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的材料科学专业人才．我们在本科教学阶段就应该有计划的引入和加强计算模拟方法的教学．采用的教学形式可以结合实际情况，灵活的应用．近年来我们采取的教学方式主要有以下3种方式:(1)开设计算材料学类课程在2006年物理与电子信息学院材料物理与化学专业培养方案中已经确定《计算机在材料科学中的应用》和《计算物理》课程为专业选修课程，学时分别为36学时和54学时．《计算机在材料科学中的应用》课程偏重实践教学，通过上机操作学习计算软件的基本原理和使用方法．主要教学内容包括:材料学的发展现状及计算机在材料科学与工程中的应用;材料科学研究中的数学模型;材料科学研究中常用的数值分析方法;材料科学研究中主要物理场的数值模拟;材料科学与行为工艺的计算机模拟;材料数据库和新材料、新合金的设计;材料加工过程的计算机控制;计算机在材料检测中的应用;材料研究科学中的数据和图像处理;互联网在材料科学研究中的应用等9部分内容，基本涵盖当今计算机技术在材料科学研究中应用的各个方面．《计算物理》课程则以理论教学为主，偏重物理基本原理的介绍．主要教学内容包括:计算物理学发展的最新状况;蒙特卡洛方法及其若干应用;有限差分方法;分子动力学方法;密度泛函理论;计算机代数;高性能计算和并行算法等8部分内容．计算材料类课程的开设注重理论和实践并重的原则，在讲解基本原理的同时加强学生动手上机实践能力的培养，因此，经过课程的学习，学生已经初步具备利用计算机进行材料模拟的能力．部分选修计算材料类课程的同学在学习中对计算模拟产生了极大的兴趣，在大四时选择材料计算相关课题作为本科毕业论文选题．例如，08届学生的毕业论文《ZnS掺杂Cu光学性质的第一性原理研究》和《布朗运动的蒙特卡洛模拟》，09届学生的毕业论文《ZnO电子结构和光学性质的研究》，11届学生的毕业论文《晶格热容的理论计算》和《简立方晶体结构能量分布的理论模拟》等均为材料计算和模拟相关课题，并且有多人的毕业论文被评为优秀毕业论文．个别优秀的学生读研后继续从事材料的计算模拟相关研究．通过几年的教学实践，计算材料相关课程的开设对于扩大学生的知识面，提高学生的理论分析能力有极大地帮助．(2)在材料相关的理论课程中加入计算模拟方法介绍虽然已经在材料专业开设《计算机在材料科学中的应用》和《计算物理》等材料计算相关的课程，但这两门课均为专业选修课，只有选修相关课程的学生才能得到相应的计算模拟培训，受众面还比较窄．因此，为使更多的学生了解到材料模拟计算的相关理论和知识，在材料专业主干课的教学中也适时地加入相关的计算模拟方法的介绍，从而扩大计算模拟知识的普及面．例如，在《固体物理》课程中，当讲解到能带理论一章时，我们会在本章结束时，加入一次课，着重介绍基于第一性原理的平面波赝势计算方法计算材料的能带结构、电子态密度等以及第一性原理计算的常用软件(CASTEP、VASP等)．一方面，对学生学习的理论知识加以直观化和适度的扩展，另一方面也进一步普及第一性原理计算的相关知识．在《材料科学基础》教学中讲解到相平衡与相图一章时，我们会在本章内容结束后介绍相图计算近年来的发展现状，包括CALPHAD(CalculationofPhaseDiagram)计算方法、热力学与动力学的结合、第一性原理与相图计算方法的结合，并简要介绍今后相图计算可能的发展方向[7]．在晶体缺陷内容的教学中，穿插介绍利用分子动力学计算面心立方金属空位和间隙原子点缺陷的形成能的方法．通过在课程教学中穿插入计算模拟方法的介绍，一方面也加深了学生对所学内容的理解，另一方面开阔了学生的眼界．(3)举办计算模拟相关的学术讲座．自从2009年以来，物理与电子信息学院从事计算模拟研究的教师每学期都结合自身的科研情况举办面向全院学生的学术讲座．例如在2011至2012学年第二学期，我们举办两场学术讲座，分别是《氧化锌晶体及其掺杂的第一性原理研究》以及《可见光响应半导体光催化材料的结构和能带设计》，教师在讲座中介绍自己的科研情况，同时也使学生了解到如何把学到的计算模拟知识应用到科研实践中去，让学生体会到如何利用计算模拟预测材料的物理性质以及指导材料设计的研究方式，提高学生自觉学习计算模拟方法的积极性． 结束语 当今，随着计算机技术的高速发展，计算模拟方法在材料物理性质预测、材料设计、合成和评价诸多方面有许多突破性的进展，计算模拟已经和实验、理论成为材料研究的3大支柱，掌握计算模拟方法成为现代材料科学研究的必备手段之一，因此在材料科学相关专业中开展计算模拟方法的教学是十分迫切的．经过这几年对材料相关专业的教学实践发现，学生对计算模拟表现出极大的兴趣，教学上也取得相应的教学成果．总之，在材料科学专业教学中引入计算模拟方法的教学是可行的，也是十分必要的，它对于培养学生的思维和探索的能力具有重要的支持作用． 作者：刘建军尹新国张金锋路彦峰单位：淮北师范大学物理与电子信息学院 材料科学论文:材料科学教学体系研究 一、南昌大学材料专业人才培养与江西的资源和产业特色 南昌大学地处江西，江西有着非常丰富的铜、钨、稀土等矿产资源，经过几十年的发展，江西已经形成了从矿产开采、冶炼、再到加工的一套比较完整产业链。但江西金属企业多集中在产业链上游，利用高新技术生产高附加值产品的企业不多，特别是在铜、钨的深加工方面，无论是研究水平还是生产技术水平都与国外存在一定差距。由于缺乏相关专业人才使得江西省资源得不到充分的开发和利用，造成资源优势的浪费。作为中国高等教育的重点大学，南昌大学有义务也有必要积极培养与省情相适应的专业人才，将江西的资源优势转化为技术优势，为江西和国家的发展做贡献。然而此次调查发现，南昌大学虽然每年都培养出很多材料专业学生，但真正能进入到江西铜、钨和稀土领域的学生却很少。就目前情况来看，南昌大学虽然设置了大量的实践教学内容，但其实践教学体系研究内容相对比较分散，都是根据各个课程的特点开设一些实验课，没有形成比较系统的有针对性的实验实践教学体系。要改变这种现状，就需要对实验教学和实习实践进行有效的整合，开展富有江西资源和产业特色的材料科学与工程专业实践教学体系研究。通过本次对江西的资源特色和产业结构以及国内外著名大学实践教学模式的调查和研究发现，南昌大学可以从以下几个方面进行改进: 1．教学理念的转变发展着眼于省情，江西有着非常丰富的矿产资源，一方面，作为江西省教学和科研实力最强的重点大学，培养这方面的技术和研究型人才来服务于江西建设;另一方面，正因为有这种很好资源和产业的外在优势，南昌大学就应该充分的加以利用，在以后的研究和探索中形成自己独有的专业和技术优势。 2．课程设置方面首先，铜、钨生产和加工工艺都比较传统，学生在掌握好专业课的基础上完全可以自学;但稀土材料就不同，它涉及内容广泛，又自成一体，同时也是一门新兴学科，知识理论对本科生来讲还是有一定深度。为此，学校应该聘请在相关方面有深入研究的专家和教师，开设相关课程，教授学生相关方面的专业知识。其次，学校可以开设相关专题讲座，邀请一些大型企业的工程师或是技术人员进行定期或不定期技术介绍或给学生授课，这不仅可以促进学生对企业的生产过程、生产设备、生产技术以及产品的了解，也为将来的工作打下扎实的基础;同时也可以促进学生对专业知识的消化［3］。再次，学校应加强与国内外高校和研究所相关方面的交流与合作。 3．实验设置方面虽然实验课程较多，但就目前的实验安排来看，与本土优势资源相关的较少，实验设置可以向这方面有所侧重。 4．实践教学改进可借鉴麻省理工学院的实践教学模式。麻省理工学院(MIT)有一个本科实践机会计划(UPOP)，它由三个阶段组成:第一阶段:安排一周富有挑战性的、集中而全面的学习培训;第二阶段:由两部分组成。前部分在春季学期雇方与学生的双向选择，达成协议后，双方签订协议。后部分为10—12周的夏季实践;第三阶段:参加由助教们安排的讨论会。讨论时学生必须提供一份报告并做答辩，答辩通过后得到3个学分。虽然UPOP实施的社会环境和实施方式与我们的实践教学大不相同，但它有以下几个方面值得我们借鉴:UPOP有一个专门的部门或者说是管理队伍负责UPOP协调、学生服务以及与校友联系等管理工作，这就保证了学生的实践活动能够顺利实施，如果过程中遇到问题也可以及时得到解决。所以我们的高校也需要设立相应的管理部门来专门负责学生的实践教学工作。在实习之前，管理部门要给学生安排一个集中培训，除了专业技能的培训之外，最主要的是训练他们的沟通与协作能力。学生的实践活动不一定局限于学校的统一安排，可以鼓励学生主动与企业联系，分小组实习肯定会比大批量人员的实习质量更好。无论是哪种实习方式，学生和企业一定要签订协议，以保障学生的安全和企业的利益不受损失。实习结束之后，学生为了得到学分，还必须从本学院找一位教师评阅实习报告和参加答辩，讨论整个实践情况。当然，在实践教学过程当中，除了可以参考以上几个方面，我们还应注意选择大型的正规的企业进行实习，这不仅可以较好的保证学生的人身安全，也可以让学生学到更专业更前沿的知识;同时我们还应该注重学生兴趣和爱好的培养，兴趣是学习的最大动力。 二、国内外大学材料科学与工程专业实践教学差别及其原因 着眼于世界，我们发现，美国，德国，英国，日本，澳大利亚等工业比较发达的国家，他们的高等教育尤其是工科教育水平远远超过其他国家。这与他们本国的国情、教学理念、文化等因素存在着密切联系。经过此次调查发现，他们的工科实践教学都具有以下几个特点:1、学生人数少，实践教学资源充足，实验室随时向学生和教师开放，而且学校会举办很多的学术交流活动。2、社会对大学生的实践实习活动非常支持，保证学生有大量的机会去培养自己的实践动手能力。3、对学生理论知识的培养较弱，更注重培养学生的动手能力和实践创新能力。4、重视学生兴趣和特长的培养，从事研究的教师和学生的专业素质相对较高。以上几点都是我国大多数高校所不具备的，其原因有多个方面:第一，高等工科教育受国情的制约和影响。虽然我国高校的实验教学资源比较完善，但由于学生人数多，就很难保证实验和教学质量;同时，人数多也不便于学生和实验设备的管理，所以我国大部分高校的实验室很难做到随时向学生和老师开放，这种现状导致的结果就是我国学生的实践动手能力和专业素质普遍不如发达国家的学生。第二，我国高校的实践教学得不到社会的足够支持。一般的中国企业都不太愿意接受学生在其单位实习，其原因是多方面的:一是现在我们还没有一套比较正规合作协议来保证学校和企业双边利益;二是学生实习必定会影响企业正常的生产工作，可能会损害企业的经济利益。三是企业担心自己的技术专利或科研成果外泄。第三，中国传统的教学方式———灌输式教学，虽然能够使我们的学生有较高的理论水平，但同时也使我们的学生缺乏自主学习的能力和实践创新能力。 三、我国未来实践教学的发展趋势 在与发达国家的比较中可以看出，我国高校在工科实践教学过程中还面临的众多问题，在今后的发展道路上，我国的材料科学与工程专业实践教学到底该如何走下去?首先，必须改变现有的教学理念和教学模式。在本科教育阶段，在打好基础的前提下，我们应尽可能地摒弃灌输式的教学方式，尽早地培养学生的创新思维，锻炼学生的研究能力。其次，企业应该转变发展观念，站在长远的角度去看问题。虽然企业也有自己的研发团队，但高校的科研力量更强。如果能把高校的科研优势和企业的生产需求相结合，肯定能够达到双赢。实际上，许多企业在遇到技术难题的时候经常会向高校教师寻求帮助，如果能让这种简单合作方式正规化、制度化，并且让学生参与其中，在各种生产和科研项目中培养学生的实践创新能力和专业素质，那结果将不止是双赢。最后，国家必须重视对材料研究型人才的培养。材料是当代社会经济和科学技术发展的四大支柱之一，它渗透于社会建设的各行各业，尤其是在高科技领域和军事领域显得更为突出。计划经济时代，企业是国家的，为了加快国家的发展，每个企业都设有实习科，专门接待高校学生实习。现在，我国已然是市场经济，但我们的实习体制却没能及时转变过来，也就是国家没有及时出台相关的政策来支持高校的实践活动，从而导致现在高校实践教学的开展出现瓶颈。所以，国家应该尽快出台相关的政策，鼓励企业给学生提供实习机会，确保我国的工科教育能够健康快速的发展。 作者：谭敦强赵渊博刘建英刘阳单位：南昌大学材料科学与工程学院 材料科学论文:材料科学与工程专业人才培养问题的若干认识 【摘 要】结合我校材料科学与工程专业的现状和人才培养规律的认识和思考，提出了构建“大材料”（Material）教育背景下开放式（Open）个性化（Individuation）的人才培养模式（简称MOI人才培养模式）的必要性。并通过本模式的实践，以人为本，因材施教，在新形势下为社会培养复合创新型材料科学工程专业精英人才做出了突出的贡献。 【关键词】材料科学与工程 MOI人才培养模式 复合创新型 在现代科学技术中，材料、信息和能源被誉为国民经济发展的三大支柱。新材料是现代科学技术发展的物质基础和技术先导，材料学科的发展和进步对工业的发展和进步起着关键性的作用。材料科学与工程专业以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。主要培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料学科领域的科学与工程方面扎实的基础理论知识和过硬的专业技能，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作，适应社会主义市场经济发展的具有创新意识的高层次、高素质全面发展的科学研究与工程技术复合型人才。 一、我校材料科学与工程专业的现状 江西理工大学（原名南方冶金学院）是我国有色金属工业和材料学科领域重要的人才培养和科技创新的重要基地之一，被誉为“有色冶金人才摇篮”，学校先后隶属于国家冶金工业部和中国有色金属工业总公司，具有鲜明的有色金属行业特色。1958年创办炼铁、炼钢、轧钢专业，1972年创办有色金属压力加工专业，之后又陆续创办了无机非金属材料工程、材料化学、材料物理和材料成型与控制工程等专业，在上述专业的建设发展基础上，形成目前的材料科学与工程专业学科，涵盖以下五个二级学科专业：金属材料工程、材料成型及控制工程、无机非金属材料工程、材料物理、材料化学，其中，金属材料工程是江西省“九五”、“十五”、“十一五”重点学科、省级品牌专业、省级示范硕士点。并建有国家铜冶炼和加工工程技术研究中心、国家钨与稀土产品质量监督检验中心、钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心、江西省有色金属加工工程技术研究中心、江西省铜冶炼和加工工程技术研究中心等科研平台。 二、材料科学与工程专业人才培养规律的认识与思考 社会的不断发展对人才提出了更高的要求，这一客观要求也就使得学校必须创新人才培养模式，建立新的人才培养机制，采取更加科学、更为人性化的教育方法和手段，最大限度地开启挖掘人才的创新思想。［1］我校材料科学与工程专业历经53年的教学实践积淀，使我们对本学科、本领域的人才培养规律有了较深刻的认识，主要体现在以下几个方面： 1．对人才培养过程的认识与思考 人才培养过程是一个庞大的系统工程，它一般包括：“入口――培养环节――出口”三大阶段。入口与出口是人才培养的两个关键环节，二者相互制约又是相互促进的过程。出口畅，入口才能旺；入口强，出口才可能畅。而出口畅（就业好）的前提是以学生培养质量作为保证的。学生培养质量的高低关键在于培养环节，因此，培养环节是整个教学的重要环节，是教学工作的核心。这一环节，主要包括培养目标的定位；培养方案或教学计划的制定；教材建设以及教学环境、条件的改善等。这些方面都是教学改革的重要内容，也是实现人才培养目标的重要保证。 2．对人才培养目标定位的认识与思考 人才培养目标是人才培养模式的方向，对整个人才培养过程具有重要的指向作用。要实现人才培养目标，关键是“找准定位、发挥优势、办出特色”。关于人才培养目标的定位，在高等教育阶段大众化、普及化的当今，不同类型、不同规格、不同专业的人才有着不同的质量评价标准。例如：学术性、研究型的精英人才、通识教育的复合型人才、技术应用型人才和实用型人才等，社会对不同规格的人才在知识、能力、素质等方面的要求是不同的。人才培养模式受社会的政治、经济、文化等因素的制约，不同的社会及不同的时代有着不同的人才培养模式。通过总结我国几十年的教育教学经历及其人才培养规律，可归纳出如下三种具有鲜明时代特色的人才培养类型： 一元“专才型”人才：［2］该人才培养实行统一招生和固定学制，专业划分细，口径狭窄，其社会背景是高度统一的计划经济体制。一元型人才的特点是：学生重点掌握自己所学的专业，专业之外的知识相对薄弱。这种模式在我国生产力水平较落后，各行各业急需各种专业人才的计划经济时挥了积极作用；而随着我国社会主义市场经济的建立和国民经济的迅猛发展，传统的专才型人才培养模式已明显落后于时展的步伐，因而构建新的创新型人才培养模式势在必行。 二元“T型”人才：［3］所谓T型人才培养模式是以继续学习能力的培养为核心，以实践能力的培养为重点，使受教育者具有较强的创新精神与创新能力而构建的一种新型的人才培养模式。该人才培养模式既能适应市场经济发展的需要，又可激发个人学习的兴趣和主动性。T型人才虽然有了更多领域的知识，但学习过程仍是在规定课程、规定学习计划和培养目标下完成的，这种过于死板的“职业定向型人才培养”仍不能完全适应动态、变化和发展的社会需求。 多元复合型人才：［4］即“厚基础、宽口径、强能力”的人才类型。该人才培养的特点是基础知识丰富，专业知识扎实，具有针对性。同时，在其它相关领域又具有一定的选择性和弹性，能够根据学习或工作的需要及时掌握非专业知识，处理相关信息，从而使知识和能力呈现多元化的特点。显然，多元复合型人才更能适应当今社会和时代的需要。 3．对人才培养质量的认识与思考 材料科学与工程专业人才的培养应注意“三个避免”，［5］即避免过于理念化、避免专业过窄、避免过于实务性和操作性；提高人才培养质量，应注重“三个结合”，即理念与实践相结合、学校与企业教育相结合、国际先进做法与我国实际情况相结合。通过人才培养模式创新，传承和发扬本学科特色和品牌效应，在国内材料类专业人才培养方面占据一席之地。 4．对学生素质教育的认识与思考 现代化社会的关键是人的现代化，是人素质的现代化。而传统的教学模式束缚了人的素质提高。我们认为，素质教育是一种教育观，也是一种教育思想，并且素质与知识、能力往往是融为一体的，三者密不可分。因此，我们要树立“知识＋能力＋素质＋人格”的人才质量关。大力推进素质教育：一要提升学生的素质，二要培养学生的能力，三要训练学生的思维方式。通过这些措施，促进素质教育水平的提高，使学生更好的全面发展。 三、MOI人才培养模式创建的必要性 作为江西省有色金属材料工程人才培养重要基地和新材料研发中心，我校材料工程专业坚持“教学研究型”定位，紧密结合地方资源优势和行业特色，“服务行业、服务地方”，历经53年的建设与发展，形成独特的人才培养模式和科研特色，在行业内具有较大影响力。 然而，随着经济、社会和科技的发展，材料物理与材料化学之间，金属材料与无机非金属材料之间的界限逐渐模糊，几大材料之间有着更多的内在联系和共性，如在知识体系上，材料结构、性能及检测方面具有很大的共性；在课程设置上，如都开设了《材料科学基础》、《材料力学性能》、《材料物理性能》、《材料研究方法》等学科基础课程。因而仅具有单一材料专业基础的人才已远不能满足现代社会发展需求，材料科研和生产需要有宽广知识面的复合创新型人才。［6］我们所认为的复合创新型材料专业人才应当具备以下几个标志性特征：一是具有比较扎实的材料学科基础理论功底和复合的知识结构；二是具有从事材料工程领域实务工作的能力和较强的创新能力；三是具有更宽的专业视野、法学及管理观念和较高的外语水平；四是具备良好的职业操守和人文素养。 材料科学论文:材料科学与工程专业《晶体学基础》教学改革的探讨 摘要：《晶体学基础》是材料科学与工程专业的重要专业课程之一，也是进一步学习材料专业其他课程的基础。本文根据材料专业《晶体学基础》教学中存在的问题，从教学内容和次序、教学手段以及教学模式三个方面，提出了课程教学改革的详细思路。 关键词：晶体学;教学内容;教学手段;研讨式教学;教学改革 一、前言 《晶体学基础》课程是为地质学、材料科学、矿物学等专业学生在完成高等数学、普通化学和物理学等公共课程后而开设的一门专业基础课[1-4]。对于材料科学与工程专业的学生而言，《晶体学基础》课程中的晶体结构、晶体对称性、倒易点阵、晶体投影、晶体生长、晶体缺陷等晶体学基本知识，是进一步学习《X射线衍射》、《电子显微分析》、《材料科学基础》、《材料力学性能》以及《材料物理性能》等专业课程的基础[2]。在材料科学领域，调控材料的性能是人们追求的目标。如果一种材料的成分确定，那么它的电学、光学、磁学以及力学等性能将取决于材料的晶体结构类型和晶体中存在的缺陷特征（如杂质原子的浓度、位错密度和晶粒尺寸等）。因此，《晶体学基础》课程的基础知识不仅在材料科学与工程专业各门专业课程的教学中起到重要的作用，而且将对学生们将来的材料科学与工程实践起到重要的指导作用。 开设《晶体学基础》课程以前，北京航空航天大学材料科学与工程专业的晶体学教学计划主要安排在《材料科学基础》课程中，大约讲解4学时。另一方面，在《X射线衍射》和《电子显微分析》等专业课程教学过程中，过去通常要利用2～4学时来讲解布拉斐点阵、倒易点阵等晶体学知识。这使得部分晶体学知识被重复讲授，而一些重要的晶体学知识没有得到无法全面、系统和深入地讲解。基于以上原因，北京航空航天大学自2010年起对材料专业的本科2年级学生开设了《晶体学基础》课程。 通过过去几年的《晶体学基础》课程教学实践，学生们普遍反应对晶体学基础知识的理解更加全面和深入了，同时在学习与晶体学相关的其他材料专业课程时，也更加得心应手。但是，目前的晶体学教学中还存在以下3个主要问题。 1.晶体学涵盖的内容十分广泛，它是多个学科的重要基础课程，不同学科对于晶体学知识的侧重点有所差别。目前，国内《晶体学基础》的教材主要是面向地质和矿物专业而编写的[5]，其包含的内容以及章节编排次序也是为了使地质和矿物专业学生更好地掌握相关晶体学知识而设计的。所以，现有教材的教学内容以及讲授次序并不完全适用于材料专业《晶体学基础》课程的教学。 2.《晶体学基础》课程中包含着很多晶体学基本概念，同时还有非常抽象的宏观和微观对称操作以及晶体的投影操作。在以往的晶体学教学过程中，主要借助一些静态的二维或者三维图片进行讲解，其表现力度有限，无法有效地使学生理解和掌握抽象的晶体学基本概念和理论。 3.在《晶体学基础》的授课形式上，过去主要以教师讲授为主，学生主动参与较少。仅仅通过教师对《晶体学基础》中复杂空间对称变换进行讲解，难以使学生深入理解晶体中对称特点、内部质点的堆积规律以及复杂的空间概念。同时，这样也不利于学生创造性思维和解决实际问题能力的培养。 由以上分析可见，现有的《晶体学基础》教学已经难以满足材料科学与工程专业学生培养目标的要求。因此，我们有必要对该课程的教学内容、教学手段和教学模式进行改革，以充分调动学生的学习积极性和主动性，提高学生的学习兴趣，使学生真正理解和掌握晶体学知识的精髓，为学生在将来的材料科学与工程实践中打下良好基础。 二、教学内容和讲授次序的改革 目前，本校《晶体学基础》的教学课时共32学时，与地质学和矿物学专业相比，总授课时间较少[3，4]。为了在有限的教学时间内讲授材料科学专业学生所必需掌握的晶体学基础知识，有必要将那些与材料科学专业相关性不大的内容进行删减。例如，晶体理想形态和晶体规则连生方面的内容对地质学和矿物学专业十分重要，但是对于材料专业学生来说，只需要在课程绪论中加以概述就能够满足本专业的教学要求了。同时，对于后续材料科学的其他专业课程将详细讲解的知识点，也可以进行适当删减，如晶体相变、晶体物理学等内容。另一方面，对于进一步学习材料专业其他课程而需要用到的一些重要晶体学基础知识，应该增加讲解内容的深度。例如，倒易点阵、吴氏网等基础知识对于分析材料的微观结构特征至关重要，但是，现有教材中的以上相关内容过于简单，无法满足材料专业学生的培养要求，所以，需要增加相关的授课内容。 教学内容的变更促使我们进一步思考授课内容编排的逻辑性。由于晶体学授课内容和侧重点发生了变化，所以，我们就不能按照现有教科书中针对地质和矿物专业的教学目的来安排授课次序，而应该按照材料专业对晶体学教学内容的要求，研究如何安排授课次序才能更有利于本专业学生由浅入深、循序渐进地学习相关晶体学基础知识。例如，在讲解晶体宏观对称性之前，有必要先讲解一些典型晶体结构的实例，以帮助学生形象地理解复杂的空间对称操作;将晶体的微观对称和空间群知识从原教材的第七章提前到第三章[5]，使其与晶体宏观对称合并成晶体宏观和微观对称一章，这样有利于从宏观和微观相互联系的角度进行讲解;另外，倒易点阵知识应该从原教材的第一章后移到第四章，在讲解完晶体定向和晶体学符号之后，学生们熟练掌握了晶体正空间的晶面和晶向指数，此时讲授倒易点阵知识更有利于学生理解复杂的正空间和倒易空间的相互变换。 三、教学手段的改革 《晶体学基础》课程的难点是晶体宏观和微观对称、晶体的投影以及内部质点的堆积。除了采用传统的板书和二维图形对这些晶体学难点知识进行讲解以外，我们应该更加注重利用一些三维模型。例如，在讲解晶体的球面投影和吴氏网过程中，利用地球仪作为三维实物模型，能够更好地说明晶体的各个晶面在进行球面投影过程中的操作次序，以及解释如何利用吴氏网来计算晶面夹角。在讲解晶体的旋转对称时，可以利用一些特制的三维立体模型，形象地显示出不同轴次的旋转对称;另外，在讲解晶体的极射赤平投影时，可以针对一些具有特殊对称特点的宏观晶体，让学生自己动手制作相关的三维实物模型，通过观察各晶面的投影特点，加深对极射赤平投影知识的理解。 同时，为了使学生更加形象地把握各种对称变换特征和晶面投影规律，我们应该进一步利用三维多媒体软件，制作一些三维动画作为辅助教学手段[6]。这样能够通过三维旋转来观察晶体的宏观对称特点以及晶体结构中的质点（原子、分子或离子）位置，满足晶体宏观和微观对称要素及其操作等抽象教学内容的教学目的，使学生能够直观地观察不同宏观和微观对称操作的特点，从而加深对这些抽象晶体学概念的理解。 四、研讨式教学模式的改革 本校《晶体学基础》课程在开课初期的授课形式为大班整体授课，包括所有材料专业大二的学生（约150名）。由于听课学生人数较多，导致教师难以实时掌握学生的听课效果。故而，本校自2013年起对《晶体学基础》课程进行了“小班化”教学实验（每班70～80人），有效地提高了授课效果。但是，目前的教学模式基本上还是以教师的“填鸭式”教学方式为主要授课模式，学生缺乏学习的主动性，没有积极地思考问题。因此，应该实现教师和学生共同主导本课程的教学过程，通过师生之间以及学生之间“研讨式”的教学模式，使学生在研讨过程中理解和掌握《晶体学基础》的基本概念和抽象知识。针对每堂课的重点讲授内容，教师在课堂中提出相关问题，将学生分成若干小组，每组4～6人，在教师的引导下，通过学生之间反复讨论将复杂的晶体学问题进行逐步阐明，这样也有利于检验学生对每堂课知识的掌握情况。同时，将分组讨论的结果纳入平时成绩的考核体系，鼓励学生主动提出问题，并积极地通过讨论来相互启发，进而解决各个难点问题。 另外，师生应该充分利用本校在校园网上建立的晶体学课程中心平台。一方面，鼓励学生在网络上进行自由讨论，另一方面，让学生针对以上问题在课堂上以小组为单位进行发言和讨论。通过以上“研讨式”教学模式及时获得学生学习效果的反馈，从而调整讲课速度，提高学生的学习效果。 五、总结 《晶体学基础》是材料科学与工程专业的重要基础课程，应该按照材料科学专业学生应该掌握的晶体学知识，优化编排授课内容和次序，提高授课效果;利用三维晶体学动画模型，加深学生对晶体对称要素及其操作等复杂晶体学概念和理论的理解;建立“研讨式”教学模式，针对课程的重点和难点，提出学生课堂和课后研讨的主题，检验学生对授课内容的掌握情况，提高学生通过主动提问以及相互讨论而获取知识的能力，最终使学生更好地掌握材料科学专业必需的晶体学基础知识，培养学生分析问题和解决问题的能力。 材料科学论文:金属材料科学与工程专业生产实习教学改革与探讨 摘要：生产实习是高校人才培养的重要环节之一，也是工程教育认证现场考察的重点环节之一。本文针对金属材料科学与工程专业生产实习中存在的问题，进行了教学改革的尝试，获得了良好的实习效果。 关键词：金属材料科学与工程专业;生产实习;教学改革 据统计，我国每年工科大学毕业生的数量居世界之首，但毕业生的质量却令人堪优。在工程教育认证新形势下，如何强化工程意识，培养解决复杂工程实践能力是高等工程教育中刻不容缓的事情之一[1-3]。生产实习的目的是将理论教学与企业生产密切结合，提高专业兴趣，扩宽专业认识，为同学即将选择考研专业和就业提供指导，培养同学专业工程实践和复杂工程实问题的解决能力。因此，生产实习承前启后至关重要。 目前尽管建立了众多的校外实习基地，但企业考虑到实习安全、生产效率、生产车间场地空间等问题，导致生产现场停留参观时间短。同时，车间噪音大，实习小组人数多，在“只许看，不许动”动的束缚下，实习变成了参观、走马观花[4，5]。因此，同学对生产设备、生产工艺过程的了解和认识浮浅，甚至是囫囵吞枣。在工程认证新形势下，探索教学模式改革将具有重要的意义。 一、生产实习教学改革 1.生产实习基地的选择。在市场经济和目前企业经济运行困难形式下，企业在生产活动中均把经济效益作为首要考虑因素，学生实习一般不会给企业带来直接的经济效益，反而可能会对工厂正常的生产秩序和安全造成或多或少的影响。因此，企业对接纳学生实习一般持消极态度，能安排学生实习时间和次数有限。同时，由于实习经费限制，对生产实习基地只能就近选择。因此，在实习经费和实习基地均有限的情况下，合理资源安排尤为重要。 （1）建立校外精习基地。所谓精习，选择典型的产品，熟悉零件的整个生产加工过程，既包括材质选择、进厂检测、生产设备型号、生产工艺制定、相关的性能检测与质量控制、产品的市场定位与销售情况、企业管理与企业文化。让同学以工程技术人员的角度去熟悉、分析产品零件图、加工工艺图、焊接工艺图等生产工艺过程。采用先课堂讲解（兴趣引导）―同学现场实习（感性认识）―课堂交流讨论（启发深入）―再次现场实习（理解领悟）―课堂讨论交流（融会贯通）的方式进行。 精习基地选择一是交通方便，便于学生多次实习往返，节省实习经费;二是精习基地要有独立功能产品或运动部件，既涵盖金属原料质量控制、加工成型（铸造、锻压、焊接、塑性成型、热处理中的一种或一种以上成型工艺）、质量检测、装配等工序。三是厂家积极配合，能提供产品生产图纸、生产和检测工艺文件、生产设备资料，并可接纳多次实习。 精习基地给同学一个全面系统的材料成型工程概念，让同学由浅入深，由表及里，归纳总结其工艺选择的理论依据、质量控制的方法，根据工况和经济性，选择零件热处理、耐磨、耐蚀处理方法，探索思考该产品生产质量提升空间，进而培养解决复杂工程实践问题的能力。 （2）建立校内精习基地。大学一般建有科技成果转化孵化器，既高校技产业园。虽然高校企业产业园的企业规模小，对生产实习来说，具有得天独厚的优势。辅助教学是高校产业园的职责之一，便于联系落实实习任务，时间安排灵活。二是交通便利，便于往返多次实习。另外，高校科研成果成功转化案例的学习，有助于激发同学学习的兴趣和激情，培养同学创业的意识。 （3）建立校外泛习基地。所谓泛习基地是指学生在企业实习1～2次，主要是让同学了解熟悉不同零部件的生产成型工艺过程，掌握金属零件不同的成型工艺，扩宽对产品生产加工视野。由于企业接纳实习时间的限制，同学对泛习基地的生产工艺过程难以深入的理解和贯通，因此指导老师的预先讲解、同学对企业相关产品、工艺的预先资料的收集、查阅和实习后现场答疑讲解是决定泛习基地实习效果的关键环节。 一般精习基地选择1～2个企业，每个小组安排3～4次进厂实习机会，每次实习0.5～1天。泛习基地安排4～6个企业，每个企业安排1～2次进厂实习机会，每次0.5～1天。精习基地、泛习基地实习时间和次数的安排，可根据企业生产工序、生产规模、设备开工使用情况灵活调整。 2.指导教师工程素养的培养。目前高校师资评聘过分依重科高层次科研项目和论文，忽视了高校教师的工程应用能力的培养和引导。同时，很多高校教学重课堂理论教学的考核与评价，轻工程实习的投入与考核。另外，实习现场环境工况复杂，指导生产实习不仅需要投入时间和精力多，还要求老师具有较好的身体素质。因此，要到达预期的生产实习效果，具有工程开发或企业工作背景的指导老师尤为重要。选择有经验的老教师带年轻教师，培养实习指导教师教学梯队，是完成实习的有效保障[6]。 指导教师到精习、泛习基地企业同技术人员交流座谈，预先调研、制定实习计划，收集编制实习报告。同时，做好预先动员，讲解和指导工作。这些工作已远远的超出了“教学工作量”所能体现出的工作量，需要指导老师相互合作，共同完成。指导教师工程背景培训需要学院、学校领导的重视和教学规章指导的引导。 3.教学模式改革。 （1）实习前沿。同学第一次到企业实习，带着对未来工作环境的憧憬，也充满了对企业的好奇与迷茫。愿望是美好的，但现实是残酷的。所选择的精习、泛习基地在企业规模、技术先进性、企业管理、车间环境等诸多方面可能差强人意，实习动员要预先化解同学心中的就业观与实习现实企业的落差，树立正确的择业观念，引导同学走进企业，培养兴趣，扩宽对专业的认识。同时，鼓励同学不仅带着眼睛去实习，更要带着脑子去思考，去发现问题，并运用所以理论，探讨解决实践工程问题的可行性。 （2）编写实习报告。指导教师根据安排企业实习时间、企业设备开工情况，修改、编写实习报告，避免同学实习报告流水账、抄袭雷同、言之无物。实习报告采用启发、讨论，研究与探讨的方式，引导同学对产品选材、成型工艺、质量控制、产品性能逐渐深入分析研究，将所学理论与产品加工制造工艺、技术相结合，培养同学解决复杂工程问题的能力。因此，实习报告的编写是针对精习基地、泛习基地有的放矢，引导同学在实习过程中抓住重点环节，透过实习产品，回归到理论的运用，将课堂理论与生产实践融汇贯通。 （3）实习考核。实习成绩的考核与评定是实习学风引导的指挥棒。同时，考评制度也影响下一级同学学风和实习态度。制定合理的实习考核办法是实习效果保障之一。一般从实习纪律（10%）、实习笔记（20%）、实习报告（40%）、实习答辩（30%）四个环节进行评价。实习笔记采用时抽查，即可可以监督同学，也可以及时了解同学实习掌握情况，合理的安排实习时间。实习答辩采用分组座谈式答辩，同学主动讲述和提问回答相结合，为同学进行理论的深化和梳理。 二、生产实习改革应用及效果 金属材料科学与工程专业生产实习教学计划3周15天，我们安排青岛扎克船用锅炉有限公司、青岛金海纳有限公司作为精习基地，莱钢锚链、青岛海立、城阳丰东热处理、潍坊丰东热处理、高密高锻5家公司作为泛习基地，其产品包括：船用锅炉、采煤机截齿、海上平台锚链、冰箱变频压缩机、活性屏离子氮化炉、压力机等。 实习参观公司按其产品成型工艺分，焊接成型：锅炉压力容器埋弧焊、CO2保护焊、氩弧焊、锚链闪光对焊、截齿钎焊。塑性成型：炉体的卷压成型、汽车壳体零件的板料冲压成型、锚链横档的热锻成型。铸造成型：压力机及其零件的砂型铸造、消失模铸造成型。机械加工成型：变频冰箱压缩机机械加工。板料和棒料下料：剪板机下料（≤8mm）、火焰和等离子气割，棒材和管材的带锯切割下料。此外还涉及热处理工艺：截齿的感应淬火、渗碳淬火、离子氮化、气体氮化及其喷丸、喷砂除锈预处理工艺。按检测方式可以分为探伤检测：压力容器X射线探伤、着色探伤和锚链超声探伤。力学性能检测：锅炉焊缝的拉伸试验、冲击实验。产品性能检测：锅炉的水压检测、变频压缩机噪声检测。锅炉材料和锚链材料的元素检测分析。从实习内容看涉及了本科课程中的金属材料学、材料的力学性能、成型原理与工艺、热处理工艺与装备、无损检测等课程。 学生在实习过程中，经过与指导老师、企业技术人员互动，在实习报告的引导下，通过课堂探讨交流，能够积极主动地完成各项实习任务，实习效果良好。另一方面，生产实习企业与学生获得了互相认可，既企业在进行安全教育的同时，也给同学做了下一年度的招聘需求，同学可以带着企业的技术问题在企业完成本科毕业设计，促进了学生的就业工作。 三、结论 在新的工程认证形势下，通过学校、教师、学生、企业多层次全方位的精习基地、泛习基地建设、实习指导报告的引导、实习指导教师队伍的形成，探索培养养具有解决复杂工程问题的工程技术人才新的生产实习改革正在付诸实施并初显效果。 材料科学论文:电子理论在材料科学中的应用 摘 要 材料科学本身就是建立在研究微观离子的基础上的，电子理论以其特性占据这材料科学研究中的重要位置。可以说，现在材料科学领域中对电子理论的应用是必不可少的。同时，电子理论是一个庞大的体系，其中包含着多种子理论，本文就以实践种应用广泛的密度泛函理论为例，简要叙述电子理论在材料科学的各个领域中的重要作用，并阐述其部分内在规律，以期无论是对电子理论还是材料科学都能具有发展和推动的作用。 关键词 电子理论；密度泛函理论；材料科学 近几年，密度泛函理论与分子动力学相结合，在材料设计、合成、计算等诸多方面有明显进展，成为计算材科学的重要基础和核心技术。其他量子力学多体问题往往会具有一些“硬伤”，在计算的效率上，计算结果的精确度上，甚至于计算的方法上都难以达到一定的高度，随着密度泛函理论的出现，使量子力学的研究又提升到另一个层次，与其他解决量子力学多提问题的方法相比，采用密度泛函理论所进行的研究能够给出让人满意的结果，尤其使数据的精确，更能够应用到其他领域的研究中，例如化学、数学等，甚至应用于工业生产和人们的生活中。 1 电子理论概述――以密度泛函理论为例 近年来随着物理学的快速发展，人类在探索与发现量子力学和微观事物本质问题上的研究成果越来越多，现今科学学科的分支确定更加细致化，仅就材料物理学科来说，建立了计算机材料分支学科。物理材料的基本性质多数会受到电力结构的影响，故而研究电子理论也必须借助于量子力学。发展电力理论为研究材料科学奠定了坚实基础，同时也给材料科学的研究提供了有利的预测依据，能在一定程度上提高材料科学的发展速度，因此在材料物理科学中论述电力理论的意义和可行性是十分明显的。 电子理论是一种传统理论的统称，但实际上电子理论中包含很多小的概念和理论，不同的理论也有不同的表述方式，密度泛函理论是较早的一种量子理论，他是以Thomas-Fermi的理论为基础，产生于1960年到1970年。对于密度泛函理论来说，它与传统的量子理论的不同在于对基本物理性质的描述方法，也是一种基准。前者是将粒子密度作为基本物理量，而后者则将研究重点放在粒子密度上，使得二者有很大的不同。 密度泛函理论并不是一成不变的，而是随着科学研究的愈加深入而逐步发展的。从基本理论到现在的非局域泛函，不断有新的理论来扩充这一理论所涵盖的范围，同时，这些理论互相弥补，也使得计算结果越来越精确和有效。可以说，这一理论是一种活的理论，它不但在本身领域不断深入发展，还与其他理论相互联系，活跃前进。 我们所称的密度泛函理论具有很强的特点，主要在于需要通过计算机的运算来进行，运行的计算机中需要装载相联系的软件。在市面上我们可以看到许多有关软件，上面我们说到，不同的密度泛函理论所计算出的结果也不尽相同，主要差别在于数据的精确性，中间的差别在一定程度上与所使用的软件有关。这一理论由于它的应用性广泛，被用于多个领域的计算中，但也存在其本身的问题。但是，总体来说，密度泛函理论是一种相对较成熟的理论体系，今后其发展也将会更加多样。 2 密度泛函理论在材料科学中的应用 如上所述，密度泛函理论在应用中已经得到了广泛的实践。“近几年来DFT同分子动力学方法相结合，在材料设计、合成、模拟计算和评价诸多方面有明显的进展，成为计算材料科学的重要基础和核心技术”。 2.1 电性材料科学中的应用 在电能与热能之间的转换的领域上，各国的研究者都在深入进行研究，试图找到一种新的电子特征。有的科学家利用密度泛函理论研究出某种材料的导电性能与金属相比的优劣；有些科学家利用密度泛函理论框架中的小的理论，研究了电子、磁及其相互作用的问题，“结果表明，体系的性质随原子位上库仑相互作用参数U的改变而显著变化”。有的科学家运用密度泛函理论，将增强的表面超导和图像翻转现象进行了计算和预判。 2.2 磁性材料科学中的应用 磁性材料科学是起源很早的一门科学，我们都知道，铁是最早被发现具有磁性的物质，千百年来，人们对磁性科学的态度从神秘到了解，现在已经通过多种方法在研究。有些科学家通过密度泛函理论获得了FeN的结构、结合能和磁矩，并且研究出团簇的尺寸的不同对原子的磁矩没有必然的影响，反而原子会在某一范围内变化。 2.3 光学材料上的应用 光学材料一般是指传输光的介质材料，有些科学家利用密度泛函理论研究而得出：“在有机多层光电子发射二极管、光族材料和高密度光数据贮存材料上有潜在应用。” 2.4 在纳米材料上的应用 纳米材料是指物质的3个纬度中至少有一个纬度的量级是纳米。纳米材料自被发现以来，逐步广泛应用在生产、生活中，我们生活中所常见的纳米防爆膜、纳米微针等，现在在信息产业、能源产业、环境产业等都有广泛的应用，同时科学界对纳米的研究还在更加深入和精确。一些科学家利用密度泛函理论，研究出某些物质能够吸收红外，并且这种吸收能力极强。 3 结论 经典的电子理论认为，正离子所形成的电场是均匀的，而自由电子由于是运动的而不具有这种特性，自由电子和正离子相互碰撞不能形成新的物质，而仅仅是作为一种机械运动。正因为自由电子的不规律运动，所以没有显性的表现形式，但一旦给自由电子一个外在的力，例如磁场，自由电子就会有规律有方向地进行移动，从而形成电流。本文所讨论的密度泛函理论，是在电子理论中具有重要地位的一种理论，尽管它现在已经广泛应用于化学计算中，但是电子理论是包含多种其他理论，因此密度泛函理论更需要其他理论作为依据和支撑，其本身也能够为其他理论研究提供理论支持，因此，无论是主要利用该理论或者是借鉴密度泛函理论的原理或计算方法，做出的研究也渐渐投入到实践中，从而真正有益于人类。 材料科学论文:研讨与展望高分子材料科学的发展进程 摘 要 高分子材料科学作为一种前沿学科，在当前保持了一种持续发展的态势。本文从基本概念以及发展的过程向大家介绍这一门科学。 关键词 高分子材料 现状 可持续发展 1高分子材料的相关概念 1.1高分子材料的基本概念及来源 高分子材料（macromolecular material），以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料。按来源可分为分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木材、棉、麻造纸等 1.2高分子材料的分类 高分子材料按照特性分为橡胶、纤维、塑料、胶粘剂、涂料和高分子基复合材料等，其中前三种被称为高分子的三大材料。 橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。 2高分子材料科学的发展进程 2.1高分子材料科学的发展历史 高分子学科的建立，至今不到80年。从远古时期开始，人类就已经学会使用天然高分子材料，比如天然的树脂、橡胶、棉花、木材等。 20世纪20年代，才出现高分子科学的概念。到了20世纪30年代，高分子材料工业才步入发展阶段，而到了20世纪50年代配位聚合的出现极大地推动了高分子材料的发展。进入20世纪下半叶，高分子取得了一系列突破性的进展，比如聚烯烃的多元聚合，设计合成嵌段，超支化等聚合物等。 2.2高分子材料科学的发展现状 进入21世纪，单单从一个大方向来描述高分子材料的发展现状是不可取的也是不全面的，所以将简单分为几个领域分别介绍目前的发展现状。 在电气工业领域，高分子材料也有杰出的表现。随着时代的发展，高分子材料在电子、家电和通信领域。我国电气生产大国，全行业对高分子材料需求量较大用量。高分子材料轻质、绝缘、耐腐蚀、表面质量高和易于成型加工的特点正是生产各种家用电器的最佳材料，而家用电器是人们的必须生活用品，所以高分子材料在电气工业的发展是会一直进行下去的。 在机械制造领域更加少不了高分子材料。比如，目前世界不少轿车的塑料用量已经超过 120千克/辆，德国高级轿车用量已经达到300 千克/辆。可见在汽车制造方面，高分子的发展还是比较成熟，系统的。并且可以预见，随着汽车轻量化进程的加速，塑料在汽车中的应用将更加广泛 高分子材料还在航空航天，建筑工程，医疗，包装行业等众多领域发展已经比较成熟，并且正在朝着一个更加规范，更加科学，更加和谐的方向稳定发展 2.3高分子材料科学的发展前景 高分子材料科学代表的是一种前沿技术，其发展趋势也必然要适应社会发展的潮流和最先进工业发展的需求。 2.3.1精细化 随着时代的发展，精细化必然成为材料的主流趋势，未来将纳米技术融入其中也是势在必行的。高分子材料的纳米化可以依赖于高分子的纳米合成，这既包括分子层次上的化学方法，也包括分子以上层次的物理方法。利用外场包括电场、磁场、力场等的作用，采用自组装或自合成等方法，靠分子间的相互作用，构建具有特殊结构形态的分子聚集体。 2.3.2绿色友好化 在强调可持续发展的21世纪，任何事物都在渐渐转型，高分子材料也不例外。实现绿色友好化，需要在材料的合成，生产，运用三方面全方位实现。现在的高分子合成材料对石油的依赖性特别强，寻找可以替代石油的其它资源，则成为21 世纪的高分子化学研究中的一个迫切需要解决的问题。调节原子和分子在物质中的组合配置，控制物质的微观性质、宏观性质和表面性质，就可能使某种物质满足某种使用要求，这种物质就能作为材料来使用。 2.3.3智能化 在这个智能材料的时代，高分子化学同样承担着不可替代的作用。智能材料是材料的作用和功能可随外界条件的变化而有意识的调节、修饰和修复，如若实现，也必然会对人类发展发挥巨大的作用。 3结语 本文通过比较浅层次的语言向大家介绍了高分子这门前沿科学，相信在今后的生活中，随着科技的发展，技术的进步，越来越多的人会认识高分子材料，并投入到这门与人类生活息息相关的科学研究中去。 材料科学论文:基于高职―本科3+2分段培养体系的材料科学基础专业课程的教学与实践 摘 要：本文从3+2分段培养体系的人才培养方案出发，对支撑光伏专业的材料科学基础的关键知识点进行梳理和筛选，阐述了详细的材料科学基础教学内容及重难点知识。并且结合教学实际和学生特点，提出了材料科学基础课程的具体教学方式。 关键词：3+2分段培养体系；高职；本科；教学；实践 高职-本科3+2分段培养这种模式为学生的继续深造和升格为高级技术管理人才提供了一条行之有效的途径，能够充分发挥高职和本科院校的优势，为企业提供具有发展潜力的技能型人才，实现学校、学生、企业三方共赢。这种模式在江苏首先试点，常州工程职业技术学院（以下简称“我院”）与常州工学院已经开展多届合作，共同制订了比较完善的人才培养方案，而高职、本科衔接课程体系的建设无疑是人才培养的关键，我院光伏材料制备技术专业在3+2转段衔接阶段开设材料科学基础这门专业基础课有其针对性和必要性。材料科学基础这门课程主要揭示固体材料结构和性能之间的关联，实际上是用数理化的知识分析实际的材料问题，其内容庞杂，理论性强，抽象，是材料类专业的必修专业基础课，具有普遍指导意义。3年高职学段培养学生的专业实践技能，要求感性认识颇多，2年本科学段着眼专业和管理技术提升，要求有更深的理论基础和解决问题的能力。以下结合笔者的教学实践，说明如何开展有效的材料科学基础教学。 一、以光伏产业链为主线精选教学内容 材料科学基础的内容包括晶体结构和缺陷、固体热力学和动力学、固体结构和电子理论三大块，具体知识要点有晶体结构、固体电子结构、合金固溶体结构、范性形变、缺陷、相图、相变、界面、扩散、凝固结晶、回复再结晶等。全部讲完至少400学时左右，实际上既没有这么多学时，也没有必要面面俱到。课程具有普遍意义，但对专业来说，只要筛选出密切相关的内容即可，做到必需和够用即可。这样一方面可节省时间，另一方面也能够很快切入应用。所以，一定要梳理光伏产业链的应用点和材料科学基础内容相匹配，形成少而精的教学大纲内容，以利于少学时教学和专业应用。 纵观光伏产业链，从硅原料的制备和提纯，单晶硅多晶硅的生产加工，光伏电池和组件系统的生产，与材料科学基础关联的地方还不少。硅晶体的表面形貌、生长方向、生长棱线、层向生长过程对应晶体学知识、晶向晶面及特征的描述；其中融入硅和化合物半导体的结构和电性能对应着合金结构和固态电子论的知识，并牵涉到结合键，能带理论、半导体性能、光伏原理和光伏电池效率；晶片生产中缺陷位错的控制（颈缩工艺等）以及电池片效率改进对应着晶体的缺陷理论；单晶多晶的形核生 长、环境控制、质量控制对应着凝固结晶理论；硅中杂质含量及分布以及栅线印刷、焊接、欧姆接触对应合金知识相图相变知识；PN结形成、焊接合金化过程、光生少子的扩散和寿命、I-U特性曲线的扩散方程推求对应扩散理论中的稳态和非稳态扩散；晶硅加工生产过程中的变形和损伤对应固体范性形变和再结晶；多晶的晶界和单晶多晶的制备过程中的固液界面对应界面理论。此外，掌握热力学基本知识对分析缺陷、表面、相图相变、凝固结晶都非常有用，对材料分类论述的三大类别材料如金属、陶瓷、高分子各论也要介绍，这部分内容具体涉及银浆与硅的欧姆接触、互联条焊接、石英容器性能、封装用铝合金、TPT、EVA的使用性能。基于以上分析，形成的课程知识点和相关内容以及重点难点见表1。 二、依据学生特点改革教学方式 此阶段学生的主要特点有：①理论基础较为薄弱。②从应用型到研究型的学习习惯还未转变。对这两特点，在制订学习内容后还有一个如何让其有效接受消化的过程，不适当地灌输会使学生理解困难，对学习失去兴趣，从而也失去了教学意义。结合教学实践，笔者认为从以下几个方面可以改善效果。 （1）精选教材。教材的选用原则是中等难度，有基础的数理化知识衔接，便于自学和理清课程体系，也便于学生发现问题和受到启发，提出问题。不宜一下子导入艰深的理论。好的教材阅读能够激发兴趣，深入浅出，让人受益。材料科学基础作为普适课程，教材种类繁多，深度广度侧重点各有不同。贵州大学的张晓燕教授主编的《材料科学基础（第二版）》具有以上特点，笔者认为比较适用。 （2）提供配套的参考资料和习题册。作为经典理论，材料科学基础暂时不会过时，现有的参考资料应该是比较丰富的，应该选择性地看一些，特别是习题册，更是和教材一样必备，因为理论的定性和定量同样重要，需要结合实际进行计算和练习，习题能够加深学生对抽象理论的认识，效果明显，能增强学生的成就感和求知欲。 （3）实验验证有助于理解理论。配套实验可以帮助学生巩固加深课堂理论知识，让学生掌握基本实验技能，培养学生自己分析问题、发现问题、解决问题的能力，让学生获得更多的感性体验和创新体验，在光伏材料生产中，处处有材料外观、缺陷、性能以及工艺参数等的检测，过程检测更是质量保证的关键，一些实验项目和检测有密切相关，应该加以训练。如晶体结构实验中的典型金属结构的钢球堆积结构模型分析实验、单偏光下晶体光学性质，非晶态的结构性质和玻璃析晶实验（与长晶过程的坩埚析晶有关）、扩散和固相反应动力学实验，以及电阻测定实验等。 （4）明确概念，将理论讲解浅显化、简化或省略推导，过程让学生对基本概念产生深刻印象，后续教学才能顺理成章。教师应重点讲解参数的物理意义和相关概念，对求解过程作一般介绍和原则说明，以便于学生快速接受知识。 （5）利用网络资源如魔课，爱课程等多媒体手段开展教学。应该承认，有些东西确实难以讲清，因此晶体结构的三维图、原子进入间隙位置的动画演示、扩散微观过程动态展示、缺陷产生增值过程和运动方式的直观视频显示，这些似乎都离不开多媒体展示，可以极大提升学生的空间想象力。这些都得益于现代数码技术可以把最微细的结构和复杂过程进行立体展示。网络资源也要好好利用，网上课堂是主要方式，具有简明易懂的优点。 （6）互动答疑及时解决疑问，按照逻辑体系进行内容顺序重排。由于材料科学基础是一门逻辑体系严密的理论课，在教学过程中不能生搬教材中的章节安排，应该从学生的知识结构来重新安排内容序列，力图使学生运用现有的力学、数理化知识就能理解各种规律，由于先后次序很重要，因此及时解决问题可为下面章节授课铺路。 （7）从理论到实践，再从实践回到理论，实现良性循环，螺旋上升。用理论分析和解决是最好的服务生产实践方式，也是学习基础理论的价值所在。 通过以上针对3+2衔接阶段教学方式的改进，学生的学习积极性得到提升，专业基础知识得到巩固，结合专业实践，也促进了其他课程的学习，这对以后的学习和创新是有益的。3+2分段培养能够成就技能和学术兼备的人才，可满足未来光伏产业发展对人才的需求，应该是一种值得倡导的模式。 材料科学论文:材料科学基础课程启发式教学改革探讨 摘 要 《材料科学基础课程》作为材料物理专业本科核心课程，对本专业知识体系的建立和后续专业课程的学习至关重要。本文针对《材料科学基础课程》存在的教学问题，围绕启发式教学思想，从创新教学内容，丰富教学手段，增加课堂互动等方面对材料科学基础教学改革进行探讨，以期培养学生学习的积极主动性，提高教学效果。 关键词 材料科学基础 启发式教学 教学改革 材料科学基础是一门重要的专业理论基础课程，它以材料的组织结构为出发点，涉及了各种材料的共性基础知识。材料科学基础课程是后续专业课程的基础，在今后相关专业的工作和科研都有重要作用，但结合实际教学经验来看学生普遍反映课程内容枯燥、难学。究其原因，是因为该课程理论知识点多并且内容较为抽象，如涉及名词定义近300个。如何解决材料科学基础教与学的问题，一直是该课程教学改革的重点。本文旨在结合启发式教学改革的一系列思想，探讨材料科学基础的教学改革。 启发式教学对于培养应用型人才具有重要积极作用，它不是一种简单的教学方法的创新，而是一种教学思想的转变。启发式教学是从学生的需要出发，处理好教与学之间的关系，使学生成为学习的主体，教师起到指导与推动的作用，变教师的单纯传授为教师与学生间的互动。因此，启发式教学能丰富材料科学基础课程的教学改革内容，深化教学改革意义，对于创新型人才的塑造具有重要意义。 1创新教学内容，提高学生学习的积极主动性 材料科学基础知识点抽象，课程内容有一定的理论深度，需要学生理论推导和逻辑思维能力。抽象繁多的知识点很容易打击学生求知欲，使得学生丧失学习积极性。因此授课过程中，要注重启发式教学手段，内容的趣味性。利用“联想法”，通过一系列与生活或生产相关的实力或热点话题引入知识点，通过实际案例演绎基础理论的内涵与应用。 在每一章开头，以实例开头回答“为什么学”这一问题。如在讲第五章材料的形变与再结晶时，教师首先询问学生汽车轮毂是怎么制备而成，引起了学生学习的求知欲。然后通过汽车轮毂的加工锻造过程，给学生具体讲解工业生产中加工硬化和再结晶的应用。这种启发式教学模式能够减少学生对理论概念的陌生感，帮助他们理解基础理念和基本概念科学内涵丰富性。 另外在课堂教学时，需要不断引入科技前沿与研究热点问题，能够扩大学生的知识面，激发学习热情。例如在讲解第三章晶体缺陷的时候结合铁电薄膜材料中位错对其的影响等前沿，增加不同角度的正负位错对铁电薄膜单畴结构的影响介绍。这些讲授内容能培养学生的科学精神，提高学习的积极主动性。 2改变教学方法和教学手段，帮助学生记忆和理解 材料科学基础课程知识体系庞大复杂，需要记忆的知识点比较多，是教学过程中一大难题。另一方面，传统的教学模式采用“注入式”教学，忽略了学生学习的主观能动性，造成了教师难教学生难学的境地。如果教学方法过于刻板很难引起学生的共鸣。因此改变传统的“注入式”教学方法和手段，不再只单一的重视讲授而轻视指导。启发式教学方式之一就是采用导学制，指导学生运用自己的思维模式，选择最合适的思考与探究方式学习课程内容，使学生能对专业知识点感兴趣深刻理解并记忆。 多媒体教学方式无疑是启发式教学的一种重要实现途径。多媒体教学方式可以化抽象知识为直观，其优越性在材料科学基础课程中能得到充分体现。例如，晶体结构三维图像、位错的分类和运动、材料的变形等内容是材料科学基础教学中的重点和难点。采用多媒体技术中的二维、三维动画进行演示，图文并茂、声形俱佳，学生通过形象形式深刻理解和掌握了抽象的概念。但同时，多媒体教学也存在着弊端，它会让学生习惯于被动接受信息，削弱了学生的想象力和逻辑思维能力。这就要求教师在教学实践中要把多媒体的应用与教学内容相整合运用多种教学手段的结合，因材施教、因课施教。 如在讲授第三章固体结构中，对于体心、面心和密排六方等三种重要的结构参数，对于缺少立体空间概念的学生很难理解。讲课的时候借助葡萄和牙签等日常用品，以葡萄为原子牙签为原子键给学生详细讲解了三种典型的晶体结构，并以作业的形式让学生自己课下动手来做。这种教学方式能让学生真正参与进来，打开了学生思路，获得了很好的教学效果。 3翻转课堂和课堂讨论，增加师生互动 教学的一个重要内容就是指导学生怎样去学习，这需要充分调动学生的主体地位，增加教师和学生之间积极的互动。启发式教学要求把学生作为课堂的主体，为学生提供充分展示自己才能的机会。翻转课堂作为一种新兴的教学模式，它将传统的课堂学习过程翻转过来，让学生在课堂外通过教学视频或资料自主学习课程，而在课堂上教师对学生进行测评和相应指导已完成教学目标。另外在课上对于一些问题可以分组学习的方式展开交流和讨论，每个学生参与其中获得自己满意的答案。翻转课堂和适当的课堂讨论能作为课堂教学的重要辅助环节，实现了以学生为主的主动式个性化学习，充分了体现了现代教育教学的基本内涵，值得我（下转第73页）（上接第53页）们发挥其优势并运用到材料科学基础的教学进程中来。 但由于材料科学基础基本概念抽象繁多，并不是所有的课程或知识点都适用于翻转课程。具体来说，对于一些复习性质很强但又起到启后作用的内容，可以预先设计出一系列问题让学生查阅资料自学，然后在课堂上组织学生进行讨论或让学生亲自到讲台上进行讲解，涉及到新的知识点再由教师补充，这样既活跃了教学气氛，也可避免学生在学习熟悉的内容时产生厌倦从而提高教学效率。例如讲授第五章晶体的塑形变形时，由于里面的许多知识点跟第三章相近，适合利用翻转课堂的形式让学生课下自学，课上由老师指导讨论。这种教学模式增强学生的自信心和主动性，得到了事半功倍的效果。 4结语 总之，启发式教学思想对于材料科学基础教学改革具有重要指导意义。它要求教师在阐明概念、理论的基础上，强调知识架构间的相互关系，注重讲授理论的来源、思路、方法、意义和应用，讲清它们之间的内在联系。启发式教学方法的应用能抓住学生的好奇心，提高学习主动积极性。在传授课程知识点启发式教学方法能给学生提供广阔的思维空间和分析解决问题的能力。 材料科学论文:航空航天方向材料科学与工程专业英语教学改革 摘要：通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化，培养学生具有较强的专业文献的阅读能力，进一步提高学生的听、说、写、译能力，使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法，提高文化素养，以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。 关键词：航空航天材料;专业英语;教学;改革 航空航天材料是指飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料，是航空航天工程技术发展的决定性因素之一，也是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器及其装置的设计，不断地向材料工程提出新的课题，推动了航空航天材料科学的进步。各种先进材料的出现也为飞行器及其装置的设计提供更多的可设计性，极大地促进了航空航天技术的发展。因此，先进航空航天材料的开发、研究与应用反映了一个国家的工业水平与航空航天技术，关系到一个国家的综合实力与国际影响力。因此，各国都把先进材料的研究和开发放在重要地位。尽管我国近年来在航空航天材料的研发方面取得了巨大进展，但仍然与发达国家存在较大的差距。因此，需要不断学习和引进国外的先进技术和经验。而国外相关资料都是英文出版，这就需要航空航天材料方向的学生具有较高的材料科学与工程专业英语的听、说、读、写能力，以完成获取专业所需信息等任务。 材料科学与工程专业英语是一门语言应用与材料专业知识紧密结合的课程。它不但涉及英语科技文体的语法特征和材料专业技术文献的语言特点，而且涉及一定的专业技术内容及科技信息交流。课程目标是培养学生具有较强的专业文献的阅读能力，进一步提高学生的听、说、写、译能力，使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法，提高文化素养，以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。课程的教学目标是：掌握一定量的与材料科学与工程专业有关的常用单词和常用词组，并掌握一定的构词法知识，具有识别生词的能力，能顺利阅读专业相关的英文原版教科书、参考书及专业论文。但现行的教学模式在教学管理与培养方式中存在许多问题亟待解决，目前也没有针对航空航天方向的材料科学与工程专业英语教材。因此，迫切需要完善教学内容，优化教学方式，改编教材，以全面提高材料科学与工程专业英语的教学质量。 一、改编现有专业教材，扩展学生专业视野 浏览现有大部分的《材料科学与工程专业英语》教材可发现，内容基本是《材料科学概论》或《材料科学基础》的英文版本的改编，实际是英文版的专业教材，不具专业英语教材特点。而且教材内容的更新速度慢，与国际上材料科学的快速发展不相适应，学生阅读起来单调、枯燥。因此，在现有教材的基础上，急需编写新版实用性教材。新版教材需兼顾英语的语法特点和材料专业技术知识，既强调专业基础理论知识又涵盖国际研究前沿趋势。 从提高学生的听、说、读、写及翻译的综合能力着手，按照从难到易的教材内容顺序，突出航空航天行业背景及新技术特点，完成《材料科学与工程专业外语》教材的设计与撰写。从教材章节编排上，按照先介绍语言知识后介绍材料专业的顺序布局。可以在开始的章节介绍科技英语的构词、语法的特点以及专业学术文章的撰写规则。随后的几个章节，简单介绍材料的基础理论知识，学生可以结合以前学习的材料专业知识进行这部分的学习。目的是给学生介绍英文专业词汇，让学生逐渐熟悉专业英语的阅读。随后，在材料学的专业知识内容上，结合专业基础课程，着重介绍和航空航天技术紧密相关的材料研究内容，例如飞机结构复合材料、高温材料、隐身材料、非晶材料、太阳能材料等。同时，为了进一步提高学生阅读和理解专业文献资料的能力，提高学生从专业文献中获取重要信息和跟踪学术研究前沿的能力，教材还可以向学生介绍利用互联网站和相关的学术期刊网站获取最新专业文献的方法。并且，从材料专业高质量的国际期刊上精心选取一些难度适中的综述性和研究型的论文作为课堂教学内容。由于这些论文内容新颖且紧密跟踪本领域的研究前沿，学生也易于接受。这样，既提高了教学效果，也使学生对专业英语的重要性有了更深地认识和理解。 二、丰富课堂教学内容，夯实学生基本功 调研各高校材料专业的本科生教学计划，发现专业英语课程设置在第七至第八学期，大四学生对英语学习逐渐变得陌生，如果直接面对专业英语的学习，势必会造成学生学习的困难。因此，教师除了教授教材的内容外，可以适当拓展相关内容的英语学习，提高学生的学习兴趣。 从知识结构设置上，可以根据学生毕业后学习、就业及工作的实际需要，突出对学生专业英语实际应用能力的培养和训练。为了突出实际应用能力培养及常用交流，可按照先读后写，先听后说的思路，来对学生进行专业英语实际应用能力的训练。通过由学习模仿到实际应用的教学模式，重点培养撰写英文摘要、写推荐信、求职信、会议常用发言以及模拟求职对话等能力。除此而外，还可以就学生即将面临的毕业设计论文撰写，展开介绍和讲评。“学以致用”，而实际应用是学生学习的动力。学生一旦体会到能从专业外语的学习中获益，便会提高学习的积极性，促进专业英语的教学。 为了增加教学内容的趣味性，在实际教学过程中增加一些与课文内容相关的最新外文视频。材料科学与工程是一个大专业，其中又有金属材料、高分子材料及陶瓷材料等二级专业，因此除了完成教材的教学内容外，还应针对不同专业分门别类地介绍材料的最新的实际应用。介绍时，可以从互联网上搜索最新的文字资料，也可以搜索最新的视频资料，其中视频资料更生动，因此受到学生们的欢迎。比如在讲解金属材料和复合材料时，可以给学生播放波音、空客等制造飞机发动机及机身结构的最新技术视频。还可以通过播放如太阳能电池、风力发电技术及3D打印技术等视频，加深学生对陶瓷材料、功能材料及复合材料在新能源及新技术领域的应用认识。因此，通过利用多媒体技术的视频资料，不但可以提高学生的英语听力，扩充学生的词汇量，还可以使学生在轻松的学习氛围中了解相关技术的应用前沿，深化在学生对航空航天材料科学与工程的认识。 三、改革课堂教学方法，提高课堂教学质量 材料专业英语是一种正规的书面体，专业词汇多词形复杂、句子长，且与专业知识结合紧密，相对于基础英语来说，缺少文学作品中的韵律、节奏感，读起来抽象、枯燥，造成教师讲授、学生学习的兴趣不高。如果采用传统的专业课程的讲课为主的教学方法，势必不能有良好的教学效果。因此，应该结合英语课堂教学和专业课的教学特点，采取多元化的教学方法，对学生进行课堂教学。 可以采取英语课堂的教学，让学生随堂朗读教材内容，学生在读的过程中，既熟悉了教材内容，又对英语的“说”有提高。随后，对学生进行分组，讨论分析教材内容，或者也可以提出一个小话题，学生可进行问题的分析并提出解决方案。这样，既提高了学生的英语口语技能，也加强了学生分析专业问题的能力。课后布置适量的课后翻译作业，可以是对教材内容的翻译也可以是对课堂增补内容的翻译，通过英汉互译的环节，巩固课堂教学内容。在课程结束前，还可以穿插学生就自己的毕业设计方向，做一个简短的英文讲座，既可以对课堂教学效果进行测试，也可以提高同学们的口头表达能力，增加同学们英语交流的信心。 在进行课堂教学的时候，如前所述，可以围绕课堂教学时的内容，充分利用互联网技术，为学生补充国际上航空航天材料的最新研究成果和先进的应用实例，可以是文字资料也可以是视频文件的学习。进行文字资料的学习时，可以采用先朗读后分析、翻译的方法，逐步分解。进行视频资料的学习时，教师应提前将语音资料转换成文本资料，课堂上可以进行边视听边进行讲解，让学生在愉快的氛围中进行学习，进而达到良好的课堂效果。 四、结语 我国航空航天技术的发展对航空航天材料的研究提出更高要求。航空航天材料的研究人员必须及时关注国际发展，密切和国外学术交流，才能保障材料领域的不断进步，这就对科技人员的专业英语要求也不断提高。因此，通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化，来全面培养学生的读、听、说、写、译的综合能力，增强学生的国际竞争力，为航空航天材料技术领域输送优秀人才。 材料科学论文:化工材料科学与工程的发展现状及趋势研究 【摘 要】随着社会不断进步，化工生产备受关注，化工生产为社会发展提供相应的材料，是社会工程建设中的重点内容。化工材料科学与工程研究是化工生产中的重点内容，本文对化工材料科学与工程的发展现状进行分析，针对其中存在的问题，提出促进化工材料科学与工程发展的对策，并对未来社会发展的化工材料科学趋势演变进行畅想。希望相关的研究能够促进我国化工产业的发展。 【关键词】化工材料科学与工程 发展现状 趋势分析 研究 化工材料科学与工程是社会经济发展的主要驱动力之一，同时能够带动信息技术与生物技术的发展。在以科学技术为主导的当今社会中，无论是高校中还是化工企业中，都需要培养化工材料科学与工程的专业人才，创新材料科学与工程的发展。从化工材料科学与工程的发展中找寻其中存在的问题，以便于后期的工程技术研发。 1 化工材料科学与工程的发展现状分析 1.1 化工材料科学与工程的发展历程 化工材料科学与工程的从个个单一分来的学术系统中，逐渐实现走向了科学之间的相互融合。在社会发展的进程中，材料科学的应用与社会建设步伐息息相关。单一化的材料科学发展不能适应社会发展需求，各个材料学科之间应该实现相互交叉、渗透、移植，从细分最终走向综合化的发展。在20世纪40年代，基础科学与工程之间的相互渗透较差，固体物理学与材料工程学之间的互不融合。从60年代起，材料科学与工程学能够实现交互，材料科学与材料工程之间的大部分内涵能够实现重叠，化工材料科学与工程得到了教育界的广泛认可[1]。 1.2 化工材料科学与工程在教育界的发展 化工材料科学与工程是高校教育中的重点内容，该门学科经过多变的研究与演变，衍生出中诸多的子学科。以美国麻省理工学院材料学科专业演变为例，与化工材料科学与工程相关的专业课程有：地质与采矿工程、采矿与冶金、冶金与材料科学等。欧美等国家将在材料教育方面的认识比较深，将很多高校中的冶金、陶瓷、电子材料等科目统称为材料，材料教学内容逐渐扩大，应用到社会建设中的诸多领域中。目前，我国重点高校相继设立材料科学与工程学院，针对于化工方面的教学改革，在原设置专业的基础上，补充了非金属的工程材料的内容。化工材料科学与工程的发展能够打破原专业设置的界限，加强专业间的渗透和联系，教学内容实现了更新。截止至2003年7月份，具备材料科学与工程的院校占据我国的高校的总数的34%。化工材料科学与工程的教学逐渐展现出了新思路[2]。 2 化工材料科学与工程的发展趋势 2.1 化工材料科学与工程教学中创新性人才培养 化工材料科学与工程的发展，以来社会化工企业的技术研发还远远不够，为了更好的促进化工材料科学的发展，在未来的科技社会中，化工材料科学与工程还需要与教育实现紧密结合。促进化工新材料的研发与应用，需要在高校中培养优秀的材料科学人才，与社会高精尖材料研发机构构成联动机制。对于材料科学的人才培养要求极为严格，一方面需要学生具有较好的结构力学基础，另一方面还要向学生传授学生微系统、纳系统、生物系统。同时还需要进行材料结构、性能、工艺等工程的研究，以计算机技术进行材料科学的模拟研发。高校能够为社会输送创新性的人才，是社会化工企业实现稳步发展的关键。创新性人才的能够促进化工新材料的研发，保障化工材料领域更新[3]。 2.2 化工新材料的研发 在科技信息不断发展的当今社会中，对于化工材料的研发技术越来越先进，我国化工材料科学与工程的未来发展，需要与科技信息技术相互融合，研发出具有更多功能的化工新材料。这些新材料的研发与应用能够在传统材料的优势基础上，为人们的生活提供更多的便利。 2.2.1 纤维材料 化工新材料“十三五”发展规划在即，很多具有高技术含量、高价值知识密集和技术密集的新型材料，在社会建设中能够发挥出无线的潜力。这些新材料与传统的材料相比，在质量上更加的轻便，在性能上的更加的好，在功能上更加的强大，附加值更加的高。那么何为化工新材料，化工新材料是指一些包含高性能纤维复核材料，这些才能够在国防军工、航空航天、新能源及高科技产业中应用广泛，同时化工新材料在建筑、通信、机械、环保以及海洋开发中用途更大。有专家指出，全球纤产量在近十年内的长幅为3%，而高性能的纤维在全球范围内产量增长能够达到30%，也就是说，在未来的几年间是高性能纤维发展的黄金期[4]。 2.2.2 聚酰亚胺 有机高分子材料也是化工新材料的另一类，与传统的高分子材料相比，聚酰亚胺的综合性比较强，特点突出。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、分离膜、纳米、液晶、激光等领域。在物理性质上，耐高温达 400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃，熔点特征不明显。并且该种材料绝缘性能极高。通常情况下，103赫下介电常数为4.0；在化学性质上，聚酰亚胺可以被分为脂肪族、芳香族、半芳香族聚酰亚胺三种。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其在微电子领域发挥着重要的作用。 3 结语 综上所述，化工材料科学与工程化工研发领域中的重点内容，提升对于化工材料科学与工程的研发，能够有效的促进化工领域发展。本文对化工材料科学与工程的发展现状进行分析，与社会发展趋势相互结合，研究其在未来的发展方向。在未来，需要对化工材料科学与工程教学中进行创新性人才培养，鼓励化工新材料的研发，实现科技创造未来。 材料科学论文:材料科学与工程专业的实验室教学地位思考 [摘要]站在一级学科专业角度理解“材料科学与工程”实践教学的含义，剖析目前我国高等学校本科实验室在实践教学方面存在的问题。提出高等学校的实践教学应该以培养大学生科学实验及工程实践的能力为目的，以传授科学发现的实验方法、研究手段以及工艺技术为任务，并在认知学科知识、掌握专业技能基础上实现大学生创新能力的培养；实验室应该是完成实践教学任务的主要基地，实验室建设应该是高校实践教学基地建设的落脚点与主要方向。 [关键词]实验室；实践教学；工程实践能力；人才培养 0引言 “材料科学与工程”专业是一级学科专业，深刻理解专业内涵，是保证实现专业人才培养目标的关键。从培养专业人才的角度，专业教学自然包括学科理论知识与专业实践能力协调统一的两个部分。如何进行专业实践能力的培养是高校普遍关注的问题，也是目前高校教育工作者的重点研究课题[15]。伴随国家对教育的重视和大量投入，用于培养学生实践能力的基础设施得到完善。然而，这并不意味着专业实践能力培养的问题得到解决，恰恰相反，社会要求高校改革实践教学模式，培养高素质工程实践能力人才的呼声日益强烈。深刻思考高校实践教学现状，目光聚焦教学实验室，高校教学实验室的性质、作用与地位值得再审视。高校教学实验室的建设方向对高校实践教学模式改革的影响作用值得探究。 1从“材料科学与工程”的学科内涵理解专业实践教学的涵义“材料科学与工程”学科是研究有关材料成分/结构、制备/合成、性能和使用效能及其关系的科学技术与生产。对此，材料科学与工程专业的基本教育要面向学科的要素，自然科学知识与工程技术知识应该是构成知识结构的主要方面。就理论教学而言，要以系统的知识学习和综合思考能力培养为主，强调宽厚的基础、学科知识横向与纵向间的联系。理论教学的核心任务，就是培养专业理论素质。实践教学不应该仅是理论的再现和简单证明，而是强调理论在应用中的相关性和综合性，同时引导和激发学生走向科学研究和工程实践的起点。实践教学的任务和目的就是培养大学生获取科学知识的能力与工程实践的能力。基于此，确立了高校实践教学改革以及实践教学基地建设的方向。高校教学实验室是完成实践教学任务，实施学生工程实践能力培养计划的主体，高校实践教学改革以及实践教学基地建设的对象是教学实验室（以下简称实验室）。 2我国材料科学与工程专业教育的发展现状对实践教学的要求2.1重视宽口径材料类人才的培养 材料类型已经覆盖了金属材料、无机非金属以及高分子材料材料工程方面，覆盖了金属的成型与加工、无机非金属工程、高分子材料工程以及冶金工程等。材料科学与工程专业的实践教学应该与此对应，重视宽口径的科学研究和工程实践能力的培养[3]。 实际上，在专业人材培养过程中，各个学校依据自身条件和发展定位而限定“宽口径”的“度”，即办学特色。由此，也决定了“宽口径的科学研究和工程实践能力的培养”的实践教学内涵对于每个学校来讲是有一定限度的。实验室对于实现“宽口径”的科学研究和工程实践能力的培养目的具有了可行性。 2.2培养模式由“专业培养”向“学科培养”方向发展各教学环节的学科性特点日益突出：在课程设置上，普遍注重学科式课程，专业课程已从中心地位转向了载体地位；在课程内容上，围绕学科发展和技术进步，培养学生适应社会科技发展的大方向。实践教学与学科性内容的关联性日益紧密[4]。例如，大功率X射线衍射仪、透射电子显微镜等高、精、尖设备大量向本科教学开放；普遍提倡本科生低年级开始进入科研团队，参与导师的科研工作；毕业论文或设计题目普遍要求真题真做。实验室对于实现宽口径的科学研究和工程实践能力的培养的有效性日益彰显。宽口径的科学研究与工程实践能力培养的主体地位也日益凸显。 2.3实践教学方面的投入由基础转向专业 伴随国家对教育的重视和大量投入，培养学生实践能力的基础设施得到完善，学生的实际操作动手水平、分析和解决问题的能力得到了明显的提高。以天津理工大学为例，在经历“十五”、“十一五”基础实验室专项投资建设基础上，投资0.24亿元进行了“十二五”建设，以学科与专业综合建设作为重点，加强教学科研创新平台以及人才培养质量建设。实践教学方面的投入已由基础转向专业，投入的趋向突显学科性。科学研究和工程实践能力的培养越来越可以立足于实验室。 2.4材料科学与材料工程相结合的综合性人才的培养日益受到重视随着社会的发展及国际竞争日趋激烈，社会对材料研究专门人才的需求淡化了材料科学与材料工程的概念，对材料科学与材料工程相结合综合性人才的需求增加。 伴随专业教学内容学科化、综合化，实践性更强，探索性更强。以专业认识实习或企业化的现场实践为实施方式的教学模式呈现出不适应性。实验室建设作为学校教学改革的重要部分，其建设易于朝向保障实现材料科学与材料工程相结合的综合性人才培养目标发展。从高校的性质与任务、高校实验室建设的目的，以及从现实条件来看都是符合逻辑的。 3高等学校实验室实践教学现状的思考与改革措施3.1高等学校实验室实践教学现状的思考 1） 以科学实验教学涵盖实践教学。实验室的实践教学过于强调学科性：教学内容突出学科化，教学方式强调科学探索。与此对应，用于实践教学的投资趋向于科学研究设备。实验设备现代化、高精尖化以及专门化。这种实践教学现状使科学探索深度不断加大，基础实践能力逐渐淡化。虽然对教师与大学生双方的科学素质要求越来越严格，但基本技术的实际操控能力越来越弱化。如果以宽口径的科学研究与工程实践能力的培养标准来衡量高等学校实验室的实践教学，对学生工程实践能力的培养会被弱化。 从材料测试分析方法的课程教学来讲，由于侧重电子探针、原子探针等现代分析手段，材料成分分析最基础的化学分析方法被淡化，而化学分析方法是工程实际中测定钢平均成分的基本方法。大学生就业主体还在企业，仍面向工程实际。大学教育，特别是工科的大学教育，工程知识的教学偏弱，大学生就业难，社会接受度低，这些也是需要考虑在内的客观原因。 另外，先进科研手段层出不穷，先进工程技术不断发展。在先进科技面前，面对高精尖、高价值科技手段，存在看得见却摸不得的客观现实。不能上手，实践能力无从培养。 除此之外，在科技飞速发展的今天，要求大学生群体在一个相对较短的、确定的时间段内了解新的科学研究方法，培养出相适应的科学研究能力，是不可能的，也是不可行的。 2） 实验室实践教学存在明显的教学实验性。高等学校实验室的实践教学受传统的思想影响，实验教学依课程开设，且在内容上注重理论知识的验证，正所谓教学实验，而非实验教学。而且，在实验教学内容中对科学发现的历史缺乏重视。科学发现的历史，不仅在于体现知识体系的形成过程，有助于学生更好地理解、掌握知识，而且在于展现了探究科学的思想方法、在探究科学问题中所采用的技术手段以及技术手段的选择使用、改进与发展的过程，这些恰恰表现的是工程实践的核心内容。 在实验教学形式上，所谓基础性、设计性及综合性实验的划分，多是从实验内容的量、涉及知识性的面及工作难度角度，而非从实验教学的内涵上来考虑。项目之间相互独立，缺乏系统性，且实验项目在内容设置上重复现象严重；实践教学在培养学生创新意识、专业实验能力及科学研究基本能力方面的主体地位与作用上没有有效体现；学生创新意识不能得到有效激发；教学过程未能切实体现以学生为本、学为主体的教育理念。 传统的实验室教学模式不适应宽口径的科学研究与工程实践能力的培养这一实践教学的内涵，实验室教学的实质作用未有效体现。 3） 高校实验室教学的优势尚待发挥且不能与工程实践相协调。按照传统观念，实验室的实践教学注重科学理论相关的工作。在此观念下，设立的实验室多属于科学实验型实验室，而非工程实践基地。为弥补这一不足，高校多致力于建设校外工程实践基地，使本属于学校自身的实践教学体系，被分成校内的实验室实践教学与校外的工程实践教学两部分，使得科学研究和工程实践能力的培养出现脱节，不能协调统一。 校外实践基地的建设有效支撑高校实践教学。因而，许多高校大力建设校外产学研基地，实施“卓越工程师”培养计划等。在“十二五”期间，天津市投资了4.25亿元用于实施卓越人才教育培养计划，建设10个可共享的工程实践教育中心。在实践中发现，所谓工程实践基地实践教学的内容与形式偏向工程，一定程度上弱化实践教学的科学研究与工程实践能力的协调统一，对材料科学与材料工程相结合的综合性人才培养目标的实现具有一定局限性。同样，工程实践基地建设为适应科技飞速发展的现实，满足大学生群体在一个相对较短的、确定的时间段内掌握不断涌现的新的科学技术是不可能的，也是不可行的。另外，由于企业客观现实的限制，校外产学研基地的工程实践教学效果确实大打折扣。况且，在信息交流高度发展的今天，是否需要花大力气建设校外产学研基地以完成工程实践教学是一个值得商榷的问题。 3.2高等学校实验室实践教学改革措施 1） 提高对实验室工作重要性的认识。高等学校实验室是学生实践能力培养及实施工程素质教育的重要场所，保证教学质量及实现人才培养目标的重要基地。党的十八届五中全会已经明确，内涵发展、提升教育教学质量是“十三五” 高等学校改革的核心。必须树立以学生为本，实施知识传授、能力培养、素质提高协调发展的实验教学观念，提高实验教学对培养创新型人才重要性的认识，深化实验教学改革，支撑教育教学质量的提升。 2） 加强实验室建设，深化实验教学改革。首先，通过管理体制创新，实现实验室的角色转换。高等学校实验室建设，要以深化改革现有实验教学体系和管理体制为核心。通过体制创新，打通实验教学与理论教学的教师身份界限，在建立起满足实验教学需要的高素质实验教学队伍基础上，形成设备先进、资源共享与开放服务的实验教学环境，提高实验教学水平，支持实践教学质量的提升，使实验室真正成为实施实践教学任务的主要基地。 其次，通过理念创新，打通科学研究与教学实践之间的界垒，有效地实现教研相长，培养了学生的实践能力。通过理念创新，形成科学研究与教学实践协调一致、科研研究室与教学实验室协调统一的机制，实现教研相长。学术性的教学模式，打通了科研研究验室与教学实验室的管理界垒，专业教学任务由团队协调处理，应该是一个积极的探索。 4结束语 实践教学改革是高校特别是工科院校教育改革的重要部分。实践教学改革是保障学校培养满足社会发展需要的，科学发现与工程实践能力相结合的综合性人才的重要支撑。从高等教育发展面临的形势要求、高校的性质与任务，以及学科专业建设内涵与发展方向的逻辑出发，高校实验室应该培养大学生获取科学知识能力与工程实践能力的能力。借助体制创新，使实验室真正成为实施实践教学任务的核心载体。教育者应通过理念创新，打通科学研究与教学实践之间的界垒，使实验室真正成为学生获取科学知识与进行工程实践能力培养的主要基地。

科学技术论文:论农业科学技术的发展与运用 1新农村建设中存在的问题 1.1传统农业生产方式效率低下 改革开放以来,随着工业化进程的不断推进,我国传统的农业生产方式发生了巨大的改变,机械化程度明显提高,农业生产取得了可喜可贺的成就。尽管如此,我国的农业生产仍然是典型的劳动密集型产业,以家庭为单位,小面积经营。这种一家一户分散经营生产方式,包括种植业和养殖业均需在单位面积投入大量的劳动力,且以低水平、重复为主,很难形成规模化和集约化,造成资源的极度浪费。既不适应不断提高的农业生产要素水平和社会化分工的要求,也无法应对日益增加的市场风险,更不利于农业科技进步。尽管农村城镇化进程促进农民收入增加、生活水平提高,但导致大量农村劳动力转向城市,造成农户兼业化和村庄空心化现象。不但不能从根本上解决传统农业生产方式效率低下的问题,反而导致城乡收入差距逐渐拉大,影响“农业、农村、农民”3者共同协调发展。 1.2农产品流通和市场建设有待优化 农业产业结构调整的不断深入为现代化农业,尤其是农产品的流通和市场建设提出了新的挑战。目前我国市场农业还处于发展完善阶段,市场信息不能及时、准确地在供需双方交换,生产不能与市场相适应;产业布局和专业化分工错乱,不符合现代化市场的需求;储运加工系统不畅,导致“卖难”问题十分突出。这些问题都大大地抑制了广大劳动者进行农业生产和农产品结构调整的积极性。 1.3粮食安全与食品安全令人担忧解决好我国13亿人口的吃饭、穿衣问题,始终是党和政府的头等大事。作为一个全球性话题,粮食与食品安全受到国际社会的广泛关注。随着全球气候变暖的加剧带来的极端气候,导致粮食大面积减产及病虫害问题,始终威胁着我国的农业生产。当前,随着分子生物学技术的飞速发展,转基因已走出实验室,成为动植物育种的常规手段。通过转基因技术培育的新品种,正逐步侵入和占领传统的农业国家,我国同样未能幸免。尽管该技术在提高产量、抗逆及抗病虫害方面比传统作物有着巨大的优势,但是其安全性却无法准确评估。转基因作物的大面积推广,不仅危害食品安全,更不利于我国种质资源和生物多样性的保护。食品安全问题直接关系到广大人民群众的健康和生命安全,影响到经济的健康发展和社会的和谐平稳。当下食品安全问题层出不穷,屡禁不止。这些接连不断发生的事件,引发了党和政府对食品安全问题高度关注。 2农业科学技术发展现状 我国农业科学技术拥有悠久的历史和曾取得过令人瞩目的辉煌成就。18世纪以来,西方以实验为基础的现代科技体系引领了科学技术发展的方向,生命科学的发展与创新,尤其是数量与分子遗传学技术的进步,极大地促进了传统农业的发展与变革。我国用了近半个世纪,尤其是改革开放后的30年,依靠自己的力量,不断努力进步与创新,极大地提高了农业科技水平和综合竞争力。尽管我国人口增加了2.4倍多,但粮食产量由1949年的1亿t多,增加到5.9亿t,其增长速度远远超过人口增长。 3农业科学技术在新农村建设中的作用 3.1稳定发展农业生产 农业发展是“三农”建设的基础,而科技创新更是社会发展的第一推动力。创新是社会主义新农村建设的根本特征,从家庭联产承包责任制,这一制度创新,彻底改变了我国农村的产业结构到现代化农业工程——超高产作物选育、现代化的畜禽育种技术、应对各类自然灾害的重大工程等,通过高科技手段不仅使得农业生产环境和生产方式发生了根本性的改变,更提高了对环境的适应和抵御自然灾害的能力。“种瓜得瓜,种豆得豆”,这是古人总结出的一句老话,从中反应出了优良品种的重要性。在生命科学爆发式发展的推动下,尤其是经典数量遗传学与分子遗传学相结合促成了现代化的作物、畜禽选育技术。高密度芯片和深度测序技术的出现,不仅使科技工作者更方便地定位疾病和生产相关候选基因,其衍生出的全基因组选择技术在作物、畜禽育种领域的应用大大缩短了世代间隔、加快遗传进展,极大地降低了育种成本。而应用现代技术进行抗病、抗逆育种,使得自然环境较恶劣的地区进行农业生产成为可能。被誉为我国农业战线上的“两弹一星”——黄淮海平原旱涝盐碱综合治理更是应用现代化农业科技手段,在党和各级政府协同努力下重点针对盐碱障碍耕地淡水匮乏问题,改善种植结构,改良工程和农艺措施,选育耐盐抗旱新品种,综合利用咸水和雨水资源对这一饱受旱涝、盐碱和风沙危害的地区开展大规模的综合治理和开发。其产生的经济、社会和生态效应不可估量,在社会主义新农村建设热潮中起到了先锋模范带头作用。 3.2推动农业产业化进程 农业现代化发展的核心是农业生产方式,如何充分发挥农业的生态、环境和经济功能,改变农村生产、生活方式,推动城镇化进程是党和政府始终关心的问题。农村传统的生产方式无法适应现代农业产业化、集约化和规模化经营的需要,而城镇化的进程使得大量青壮年劳动力离开世代耕作的土地进城务工,而留守农户身兼数业,无心种田。这些归根结底是传统劳作方式生产效率低下,不能为劳动者带来切实的利益。农业产业化,这一生产方式的转变应时而生,体现了先进生产力发展的要求,不仅能够推动农村经济和生活结构的调整,同时也是农民增收和提高我国农业竞争力的重要途径。产业结构的优化、集约化程度的提高和农业基础设施的建设都为这一进程提供了有力的条件。用现代化的工业理念来规划农业生产,通过土地集约经营,不仅可以加速农业科技在实际生产中的应用,更能加速农民生产和生活方式的转变。农业科技园区正是这一理念的体现,作为一种新型的农业发展模式,它以技术密集为主要特征,在农业高新技术开发、试验和推广中发挥重要作用。农产品的高效快速流通也是困扰农业产业化进程的一大难题。随着我国农产品“七区二十三带”布局的完成,现代化的农产品收储、加工、运输技术为“减少流通成本,提高流通效率”提供了强有力的支持。 4结论 我国新农村建设正在进入新的阶段,党和政府不断加大“强农、惠农、富农”政策力度,促进农村社会结构转型和城乡发展。这一过程中显现出的传统农业生产方式效率低下、粮食和食品安全及农产品流通和 市场建设问题亟待解决。借助农业科技的快速发展,不仅可以稳定快速地发展农业,推动农业产业化进程,缓解粮食和食品安全问题,使农业经济发展,农民致富,“农业、农村、农民”3者共同协调发展,才能缩小城乡差距,达到共同富裕。 科学技术论文:铁磁材料在现代科学技术中得到广泛的应用 【关键词】铁磁材料,磁导率,磁滞,软磁材料 铁磁材料在现代科学技术中得到广泛的应用,随着材料科学的发展,它已成为一种重要的智能材料。本文主要介绍铁磁材料的原理,分类,及其应用;并对三类主要铁磁材料详细介绍,包括软磁材料,硬磁材料,矩磁材料。 随着工及电讯技术的兴起,开始使用低碳钢制造电机和变压器,在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉。氧化铁。细铁丝等。到20世纪初,研制出了硅钢片代替低碳钢,提高了变压器的效率,降低了损耗。直至现在硅钢片在电力用软磁材料中仍居首位。到20年代,无线电技术的兴起,促进了高导磁材料的发展,出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。从40年代到60年代,是科学技术飞速发展的时期,雷达。广播。集成电路的发明等,对软磁材料的要求也更高,生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。进入70年代,随着电讯。自动控制。等行业的发展,研制出了磁头用软磁合金,除了传统的晶态软磁合金外,又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金。 铁磁材料是受到外磁场作用时显示很强磁性的材料。例如铁,钴,镍和它们的一些合金,稀土族金属以及一些氧化物都属于铁磁材料,具有明显而特殊的磁性。首先,它们都有很大的磁导率μ;其次,它们都有明显的磁滞效应。 磁导率(magnetic permeability):表征磁介质磁性的量。常用符号μ表示,μ为介质的磁导率,或称绝对磁导率。磁滞----铁磁体在反复磁化的过程中,它的磁感应强度的变化总是滞后于它的磁场强度,这种现象叫磁滞。高磁导率是铁磁材料应用特别广泛的主要原因。磁滞特性使永磁体的制造成为可能,但在许多其他应用中却带来不利影响。当铁磁材料处于交变磁场中时将沿磁滞回线反复被磁化。在反复磁化的过程中要消耗额外的能量,以热的形式从铁磁材料中释放,这种能量损耗称为磁滞损耗,磁滞损耗不仅造成能量的浪费,而且使铁芯的温度升高,导致绝缘材料的老化,所以应尽量减少。 软磁材料(soft magnetic material):具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。软磁材料易于磁化,也易于退磁,广泛用于电工设备和设备中。软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。软磁材料主要有,以金属软磁材料(以硅钢片,坡莫合金等为代表,包括Fe系,FeSiAl系和 FeGo系等)和铁氧体软磁材料(如MnZn系,NiZn系和MgZn系等)为代表的晶体材料,非晶态软磁合金(主要分为Fe基和Go基两种)以及近年来发展起来的纳米晶软磁合金,如纳米粒状组织软磁合金,纳米结构软磁薄膜和纳米线等等。应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等。 硬磁是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料,也称为永磁材料或恒磁材料。硬磁铁氧体的晶体结构大致是六角晶系磁铅石型,其典型代表是钡铁氧体BaFe12O19。这种材料性能较好,较低,不仅可用作电讯器件如录音器、电话机及各种仪表的磁铁,而且在、生物和印刷显示等方面也得到了应用。硬磁材料常用来制作各种永久磁铁、扬声器的磁钢和电路中的记忆元件等。在电学中硬磁材料的主要作应是产生磁力线,然后让运动的导线切割磁力线,从而产生电流。 磁带录音原理:硬磁性材料被磁化以后,还留有剩磁,剩磁的强弱和方向随磁化时磁性的强弱和方向而定。录音磁带是由带基、粘合剂和磁粉层组成。带基一般采用聚碳酸脂或氯乙烯等制成。磁粉是用剩磁强的r-Fe2O3或CrO2细粉。录音时,是把与声音变化相对应的电流,经过放大后,送到录音磁头的线圈内,使磁头铁芯的缝隙中产生集中的磁场。随着线圈电流的变化,磁场的方向和强度也作相应的变化。当磁带匀速地通过磁头缝隙时,磁场就穿过磁带并使它磁化。由于磁带离开磁头后留有相应的剩磁,其极性和强度与原来的声音相对应。磁带不断移动,声音也就不断地被记录在磁带上。 矩磁材料,这里是指具有矩形磁滞回线的铁氧体材料。它的特点是,当有较小的外磁场作用时,就能使之磁化,并达到饱和,去掉外磁场后,磁性仍然保持与饱和时一样。如镁锰铁氧体,锂锰铁氧体等就是这样。这种铁氧体材料主要用于各种电子的存储器磁芯等方面。应用于计算机磁性存储设备和作为乘客乘车的凭证和票价结算的磁性卡所用的磁性材科及作用原理,同磁带所用的磁性材料及作用原理基本相同。但材料是矩磁材料(易磁化不易去磁)。 科学技术论文:科学技术思想是邓小平理论的重要组成部分 【内容提要】邓小平科学技术思想是邓小平理论的重要组成部分，它不仅内容丰富，而且体系完整。邓小平科学技术思想发展了马克思主义科学技术思想的机理，集中体现了邓小平理论发展马克思主义理论的机理，前者是后者的缩影。在邓小平科学技术思想指导下，我国各族人民科学精神振奋，科技意识不断增强，在科技人才的培养、科技与教育的协调发展、先进科技的引进、科技推动经济社会协调发展等方面都取得了举世瞩目的巨大成就，这正体现了邓小平科学技术思想巨大的实践价值。 【摘 要 题】理论探讨 【关 键 词】邓小平科学技术思想/邓小平理论/组成部分/发展机理 【 正 文】 邓小平同志生前十分关心和密切注视世界科学技术发展的情况，具体、直接地指导和大力推动我国科学技术事业的发展，在这一伟大的实践中孕育和形成了邓小平的科学技术思想。这一思想不仅在理论上有着重要的意义，而且在实践中发挥了并继续发挥着巨大的现实作用，已成为邓小平理论的重要组成部分。完整、全面地把握这一思想对于建设四个现代化尤其是科学技术现代化，促进我国经济和社会的全面发展，有极其重要的意义。但是，迄今在邓小平理论的宣传和研究工作中，并没有把邓小平科学技术思想放在应有的高度。事实上，无论从内容、理论意义和现实作用看，科学技术思想在邓小平理论的整个系统中都是一个相对独立的完整的子系统，它应占有自己的位置，把它分散在邓小平理论的其他部分中进行研究和阐述是不恰当的，不利于更深刻地揭示它丰富的内涵和精髓。 一、丰富的内容和完整的体系 仅仅从已公开发表的文献看，邓小平科学技术思想内容就已是非常丰富、深邃的了，涉及到相当广泛的领域，主要有下面6个方面的内容：1.科学技术是第一生产力；2.科学技术对社会及世界政治斗争的意义；3.发展科学技术，不抓教育不行；4.双管齐下促进科技与经济相结合；5.国家要发展就要引进先进的科学技术；6.关于科技人员和科研机构管理的指导思想。邓小平在多种场合、多次对上述6方面作过深刻的说明和论证。例如：1978年在“全国科学大会开幕式上的讲话”、1985年“在全国科技工作会议上的讲话”、1988年“会见捷克斯洛伐克总统胡萨克的谈话”及同年“听取关于价格和工资改革初步方案汇报时的谈话”等文献，结合当代科学技术发展的实践、科学技术推动经济和社会发展的实践，具体、系统地阐述和论证了“科学技术是第一生产力的思想”；1979年“在党的理论工作务虚会上的讲话”、1978年“在全国科学大会开幕式上的讲话”、1985年“在军委扩大会议上讲话”、1986年“会见李政道夫妇的谈话”、1988年“视察北京正负电子对撞机工程时的讲话”等文献，深刻阐述了科学技术对社会及世界政治斗争的深远影响和重要意义；1977年“在全国教育工作会议上的讲话”、同年“同中央两位同志的谈话”、1978年“在全国教育工作会议上的讲话”、1979年“在中央党、政、军机关副部长以上干部会上的报告”、1982年“陪同金日成去四川访问途中的谈话”、1985年“在全国教育工作会议上的讲话”等文献，非常透彻地分析和阐述了发展科学技术，不抓教育不行的道理；1977年“在科学和教育工作座谈会上的讲话”、1983年“同国家计委、国家经委和农业部门负责同志的讲话”、1985年“在全国科技工作会议上的讲话”、1988年“听取价格和工资改革初步方案汇报时的谈话”等文献，强调要抓住体制改革这一最根本最核心的问题，用双管齐下的方法使科技和经济有机地结合起来、协调发展，并提出了更具体、对现实更有指导意义的理论；1975年“在国务院讨论国家计委起草的《关于加快工业发展的若干问题》时的谈话”、1978年“在全国科学大会开幕式上的讲话”、1985年“会见坦桑尼亚联合共和国副总统姆维尼时的谈话”等文献，结合中外历史和现实说明国家要发展不引进先进的经验和科学技术是不可能的，这不是权宜之计，而是一项长远的国策；在上述众多文献中，邓小平还多次从不同的角度、不同的侧面论述过关于科技人员和科研机构管理的指导思想。上述6个方面不仅内容丰富，而且构成一个完整的系统，简明、精辟地阐述了当代科学技术同经济和社会各个领域的密切联系和相互作用，以及科学技术对国家的繁荣、社会的进步、世界的发展所起的作用、所处的地位、所具有的意义。邓小平科学技术思想就其本身而言，就是一个相对独立的、有自己结构、自成体系的系统，但在邓小平理论的整个体系中，它又是一个与其他部分有着密不可分的联系、占有自己独特位置、不可缺少、不可取代的子系统。在整个邓小平理论体系中，我们可以看到邓小平在论述其他领域的问题时，往往都从科学技术的视角加以考虑，有时还从科学技术对所论述问题起的作用和具有的意义加以说明。在论述到科学技术的问题时，往往又联系到与之有关的其他领域的实际，邓小平对当代科学技术的特性、作用、意义的认识是非常深邃的。如果我们考察一下马克思、恩格斯、列宁、斯大林、、邓小平等留下的理论宝库，除恩格斯之外，邓小平对科学技术的认识可以说是最深刻、最全面、最自成体系的。 二、邓小平理论发展马克思主义的一个缩影 邓小平理论发展了马克思主义。这种发展首先是实践的发展，是邓小平依据马克思主义的基本原理，以过人的智慧和胆略在对当代人类社会发展的实践进行了准确、深刻的总结和概括的基础上大力创新而形成的。它是在实践中产生和形成的，它本身的发展也离不开实践。这是邓小平理论发展马克思主义的机理。这一机理在邓小平科学技术思想对马克思主义科学技术思想的发展中得到充分的体现和反映。因此，邓小平科学技术思想是邓小平理论发展马克思主义的一个缩影。比如邓小平提出的“科学技术是第一生产力”的论断及其后对此的一系列阐述，清楚地显示了这一点。马克思在《资本论》中已很明确地指出科学技术是生产力中一个相对独立的因素，但他没有把科学技术放在生产力的首位。在马克思之后，列宁和斯大林虽然也十分重视科学技术的发展，对科学技术推动经济和社会发展所起的重要作用和意义有深刻的论述，但是他们对科学技术、生产力问题也发表过一些不那么准确、起码是容易被人误解的言论。比如列宁讲过，人类社会的发展也是由物质力量即生产力的发展所决定的，全人类的首要生产力是工人、劳动者。列宁把生产力定义为物质力量，科学技术不是纯粹的物质力量，它就不是生产力要素了。斯大林也讲过，用以生产物质资料的生产工具，藉有一定的生产经验与劳动技能之助发动着生产工具实现着物质资料之生产的人们……构成社会主义生产力。斯大林实际上把生产力要素定义为生产工具和劳动者。在这样的背景下，前苏联有关科学技术与生产力的宣传和研究中，一直把科学技术摒于生产力要素之外，如果有所谓争议的话也仅仅局限于劳动对象属不属于生产力要素，即二要素还是三要素之争。新中国成立后，在这方面也承袭了苏联的理论，包括都把科学技术摒于生产力要素之外。这样做在理论上是片面的，在实践上是非常有害的，它阻碍了科学技术的发展，忽视了科学技术人员的作用，压抑了他们的积极性。粉碎“”后，邓小平拨乱反正，在1978年全国科学大会开幕式上的讲话中，第一个问题就开宗明义地讲：“科学技术是生产力”；10年之后，即1988年又不失时机地提出：“马克思讲过科学技术是生产力，这是非常正确的，现在看来这样说可能不够，恐怕是第一生产力”，“依我看，科学技术是第一生产力。”（注：《邓小平文选》第3卷，人民出版社1993年版，第107页。）很明显这是邓小平对马克思科学技术思想的丰富和发展。这种发展首先是实践的发展，即科学技术实践的发展，科学技术与社会生产的关系及其推动作用的实践的发展。在20世纪以前，往往是生产实际的需要刺激了技术的发展，生产和技术的实践又为科学理论的概括提供了必要的基础。即生产技术科学的过程。如16、17世纪由于社会生产对动力的需求促成了蒸汽机技术的发明，提高蒸汽机效率的实践促成了热力学理论的诞生。对此恩格斯作了十分精辟的概括：“社会一旦有技术上的需要，则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。”（注：《马克思恩格斯选集》第4卷，人民出版社1972年版，第505页。）这与当时的实践是完全一致的。但是，进入20世纪特别是60年代以来，生产、技术、科学这种关系开始逆转过来了。由于科学迅猛发展，科学理论往往走在技术和生产的前面，并为技术和生产的发展开辟了广阔的道路，它们相互促进的时间越来越短，效果越来越大。如20世纪初爱因斯坦提出的质能关系式，后来哈恩的实验和梅特纳的分析，到最后原子能在军事上和工业上的应用，都表明了科学技术生产的过程，激光和半导体产业也是这样。实践表明科学技术的地位较之马克思、恩格斯时代已有新的飞跃，具有第一位的意义，实践已凸显了科学技术是第一生产力的地位。对此邓小平作了深刻而准确的总结和概括：“现代科学技术为生产技术的进步开辟了道路，决定了它的发展方向。许多新的生产工具、新的工艺，首先在科学实验室里被创造出来。一系列新兴的工业，如高分子合成工业、原子能工业、电子计算机工业、半导体工业、宇航工业、激光工业等，都是建立在新兴科学基础上的。当然，不论是现在或者今后，还会有许多理论研究，暂时人们还看不到它的应用前景。但是大量的历史事实已经证明：理论研究一旦获得重大突破迟早会给技术和生产带来极其巨大的进步。当代的自然科学正以空前的规模和速度应用于生产，使社会物质生产的各个领域面貌一新。特别是电子计算机、控制论和自动化技术的发展，正在迅速地提高生产自动化程度。同样数量的劳动力，在同样的劳动时间里，可以生产出比过去多几十倍几百倍的产品。社会生产力有这样巨大的发展，劳动生产率有这样大幅度的提高，靠的是什么？最主要的是靠科学的力量、技术的力量。”（注：《邓小平文选》（一九七五——一九八二），人民出版社1993年版，第84页。） 此外，从20世纪以来科学技术与生产力其他因素的关系的实际来看，科学技术也凸现了其第一的地位。 从科学技术与劳动力的关系方面看，当今高科技对劳动者知识结构有特殊的、专门的要求，在高科技生产系统中人们用的主要是头脑而不是灵巧的双手，拼的是知识而不是体力。现代生产本质上已成为科学技术的物化，一个没有基本的、起码的科学技术知识的劳动者，根本发挥不了作用。当今的科学技术决定了劳动者的效率，科学技术带来的收益几乎是无限的。从科学技术与劳动资料的关系方面看，高科技使劳动资料从代替人的体力劳动朝着代替人的脑力劳动方向转化，使生产效率得到极大提高，将科技的新发展迅速融汇到劳动资料中已成为发展生产力的一条重要途径。在这一关系中，科学技术也凸显出第一位的作用。从科学技术与劳动对象的关系方面看，当今科学技术已不断改变着劳动对象的面貌，扩大了劳动对象的范围、种类，使劳动对象的品质、性能和用途发生明显的变化。据不完全统计，当代人们借助科学技术已创造出800多万种新材料，使劳动对象越来越丰富多样，大大发展了生产力。从科学技术与生产管理的关系方面看，现代管理广泛地应用最新的科技，使人、财、物得到最合理的利用，取得最大的经济效益。如果说现代生产管理对生产的发展起着重要作用的话，那么现代管理又极大地依赖于先进的科学技术，一些巨大的工程离开科学技术根本无法进行管理。 正是这些实践，为“科学技术是第一生产力”思想的产生奠定了坚实的基础。 从上述说明可以看到邓小平“科学技术是第一生产力”的思想对马克思相应思想的发展的机理是非常清晰的。邓小平科学技术思想发展了马克思主义科学技术思想，它的机理，与邓小平理论中的其他部分发展马克思主义的机理是一致的。但是，其科学技术思想最清晰、最简明地凸现了这一机理。因此，在邓小平理论的宣传和研究中，把邓小平科学技术思想作为一完整部分放在应有的位置上，是具有重要的理论意义的。 三、巨大的现实作用 粉碎“”后不久，我国科学技术与文教事业在邓小平的直接关心和指导下，在极“左”思潮的桎梏中首先突围而出。我国科技工作者积极工作，不仅出了很多科技成果，“而且以主人翁的态度，为国家出了许多很好的主意。……科学技术专家这样广泛地参加经济、社会决策活动，是我国几千年历史上从来没有过的”。（注：《邓小平文选》第3卷，人民出版社1993年版，第108页。）邓小平还高兴地指出：“现在连山沟里的农民都知道科学技术能够使生产发展起来，使生活富裕起来”。（注：《邓小平文选》第3卷，人民出版社1993年版，第107页。）当时神州大地学科学、用科学的浪潮澎湃高涨，我国科技事业空前繁荣。 要发展科学技术，首先就要有人才。作为邓小平科技思想的一个重要内容，就是强调“发展科学技术，不抓教育不行”。他揭示了当代科学技术与教育的深刻联系，指出发展科学技术的根本在发展教育，主张将科学技术与教育的发展统一起来，使之构成相互促进的良性循环机制。邓小平当时非常明确地指出：“我国科学研究的希望，在于它的队伍有来源。科研是靠教育输送人才的，一定要把教育办好。”（注：《邓小平文选》（一九七五——一九八二），人民出版社1993年版，第47页。）“要千方百计，在别的方面忍耐一些，甚至牺牲一点速度，把教育问题解决好。”（注：《邓小平文选》第3卷，人民出版社1993年版，第275页。）正是在这一思想指导下，20世纪70年代末以来，我国教育事业一派繁荣，小学、中学、大学的规模和水平空前大发展，培养了大量的优秀人才。这批人才已成为我国科学技术各个领域的主力和骨干，成为支撑我国科学技术发展的中坚力量。原来令人十分担忧的人才断层已得到较好地弥补。为了加快发展科学技术，邓小平还主张“接受华裔学者回国”、“请外国著名学者来我国讲学”、“派人出国留学”（注：《邓小平文选》（一九七五——一九八二），人民出版社1993年版，第54页。）等措施。这些举措付诸实践后，都产生了很好的效果。正是在邓小平“发展科学技术、不抓教育不行”，要使科学技术与教育协调发展的思想指导下，改革开放以来我国科技事业和教育事业人才辈出，相得益彰，大大缩短了与先进发达国家的科技差距，有个别领域甚至达到世界领先的地位。 发展科学技术根本的目的就是要促进经济和社会的发展，这就要求科学技术与经济互相结合、协调发展。但是，这是一个比较棘手的问题，不单我国没有解决好，连西方一些科技发达国家也没有解决好。在上个世纪70年代末80年代初经过几年拨乱反正、正本清源之后，1985年初邓小平就明确提出：“在方针问题、认识问题解决之后，还要解决体制问题。”“现在要进一步解决科技与经济结合的问题。”“新的经济体制应该是有利于技术进步的体制，新的科技体制，应该是有利于经济发展的体制。双管齐下，长期存在的科技与经济脱节的问题，有可能得到比较好的解决。”（注：《邓小平文选》第3卷，人民出版社1993年版，第108页。）邓小平还主张：“生产部门的科研队伍恐怕是最大的。科学不是划分为基础科学和应用科学吗？生产部门也会有搞基础科学的，但要着重搞应用科学；科学院和大学可以多搞一些基础科学，但也要搞应用科学，特别是工科院校”。（注：《邓小平文选》（一九七五——一九八二），人民出版社1993年版，第50页。）在这一思想指导下，我国的科研机构、大学主动和企业联系，各级政府及相关部门积极牵线搭桥。大量科研成果转化为企业产品，企业急需解决的技术难题又大量汇集到科研机构，从根本上扭转了以前学、研、产脱节的被动局面。随着技术贸易市场的开发，科技成果更迅速、更直接、更规范地融入企业生产之中，产生了巨大的经济效益。更可喜的是我国大、中、小企业按照邓小平的思路，“随着工业的发展，企业的科技人员应当越来越多，在全部职工中所占的比例应当越来越大。大厂要有自己独立的科研机构，小厂的科研可以由市里综合办，也可以由几个厂联合在一起搞”，（注：《邓小平文选》（一九七五——一九八二），人民出版社1993年版，第29页。）纷纷办起了自己的科研机构，从根本上改变了我国很多企业没有自己的科研机构的历史。这些科研机构一建立就为企业增添了新的活力，到上世纪90年代，已成为支撑企业的中坚力量。由于科学技术研究与生产紧密结合，使我国的经济发生了翻天覆地的变化，为90年代后乃至21世纪的发展奠定坚实的基础。比如珠江三角洲高技术企业，由于有了自己的科研机构，再加上与国家科研机构和大学的紧密联系，即使是在最近几年全球经济低迷的情况下，高技术新产品产值仍以年均35%的速度增长，由于科技与经济紧密结合，科技对经济的贡献率普遍达到45%，有些地方更达到50%多。 邓小平关于国家要发展就要引进先进的科学技术的思想对推动我国科技和经济的发展也起到了巨大的促进作用。邓小平认为：“科学技术是人类共同创造的财富。任何一个民族、一个国家，都需要学习别的民族、别的国家的长处，学习人家的先进科学技术。”（注：《邓小平文选》（一九七五——一九八二），人民出版社1993年版，第188页。）我们不仅因为今天科学技术落后，需要努力向外国学习，即使我们的科学技术赶上了世界先进水平，也还要学习人家的长处。”（注：《邓小平文选》（一九七五——一九八二），人民出版社1993年版，第88页。）“任何一个国家要发展，孤立起来、闭关自守是不可能的，不加强国际交往，不引进发达国家的先进经验、先进科学技术和资金，是不可能的。”（注：《邓小平文选》第3卷，人民出版社1993年版，第117页。）在这一思想的正确指导下，我国在上世纪80年代初开始大规模引进欧美发达国家的先进科技，一下子就把我们建设现代化、赶上世界先进水平的起点提高了。为经济和社会发展的出发点铺垫了一个较高的台阶，改变了我国工业生产技术落后、设备陈旧、产品老化的状况，为后来跨越式的发展奠定了基础。比如广东80年代引进价值10万美元以上的设备100多万台，5万美元到10万美元的设备60多万台，引进完整的生产装配线1000多条。在此基础上多渠道、多形式组织科研力量进行技术改革，使企业的综合技术水平大幅度提高，促进经济和社会的全面发展。上世纪80年代广东生产总值年均递增12.3%，国民收入年均递增11.5%，增幅比全国平均值高4.7和4.2个百分点，更远远高于西方发达国家和亚洲四小龙（它们最高也仅有6%）。 当然，改革开放以来我国经济和社会所取得的跨越发展，不仅仅是邓小平科技思想指导的结果，而且是在整个邓小平理论指导下取得的。但现实的问题是我们在邓小平理论的宣传和研究中，没有把邓小平的科学技术思想摆在应有的高度和恰当的位置上，这不利于全面、完整地领会和把握邓小平理论的深刻内涵和精髓。为了更好地高举邓小平理论的伟大旗帜，我们有必要加强邓小平科学技术思想的宣传和研究，这无论在理论上和实践上都有重要的作用和意义。 科学技术论文:试论现代科学技术发展对哲学观念的影响 论文关键词：现代科学　哲学　影响 论文摘 要：回顾人类的文明发展史，大家会惊奇地发现科学和哲学有相同的历史起源，而且在人类的智慧和文明的最初阶段，哲学与科学是不分彼此的一个概念，主要体现在语言层面、逻辑层面、研究的具体方法领域和研究特定对象的一致性。在科学和哲学所有的互相之间的影响和具体联系当中，研究方法的联系始终是最重要的和标志性的第一位联系，还是其他联系和影响的根基，这也是本文的核心和关键论点。 一、科学和哲学历史上的互相影响 科学与哲学的相互渊源起始于现代科学最初的萌芽期。在牛顿所在的中世纪，主流学界认为物理学从属于自然哲学，但是在具体的操作方法上他们已经学会寻求运用物理实验进行实证研究，开始避免盲目运用繁琐而复杂难懂的经验论述和纯粹的哲学臆想和思辨方法去研究科学。在科学的鼻祖开普勒和牛顿等人的不断努力和斗争下，科学方法才能从哲学的重重束缚下自立门户，为科学技术的迅猛发展提供了扎实的基础和铺垫。对于任何一门成熟具体的科学理论，一般必须具备有相对比较完整的体系结构和有事实经验能够证明之；而哲学在长期的发展和成熟过程当中，哲学辨证的思维方式和研究方法渐渐退出了诸多特殊的学科领域，这就是哲学的非常重要的第一次关键放入转向，即转向认识论，但是这种转向不是完全把哲学的全部研究的课题放手给科学，只不过是它们各自术业专攻而已，即为拉卡托斯所说的 “研究纲领”意义上的更迭。 实证的研究主要运用与具体应用科学，剩下的逻辑、心理与认识问题现在科技仍旧不能证实，成为思辨方法所固守的领域。尽管类似的更迭和转向从没有间断过，一直在进行，但科学和哲学也慢慢发现它们殊途同归，无法完全舍弃和离开对方，尤其在理论研究领域更是亲密无间。例如优秀的哲学家总会深关注科学技术领域最前沿和重要的理论研究与探讨，希望能在其中找到更多的灵感，而相对应的科学家在纯理论研究的过程当中，约定俗成的总会不自觉运用哲学工具和方法，而且“研究纲领”的转向和更迭往往需要哲学的强力进行干预，科学一相情愿是不可能实现的 二、科学哲学分科的创立 创立的科学哲学分科的初衷来源于科学对哲学强大影响的结果。科学哲学的大师卡尔·波普尔清醒的认识到分析哲学的未来正在走中世纪经院化哲学的老路，这是极其危险和错误的；他认为，哲学的严谨性和绝对性是必须已精简具体内容为代价的，这样就不可能构造出相对完整的形式理论系统描述和解释客观世界了；这样一来，哲学要想真正排除悖论，就必须不沾染任何想象和现实当中的实体，只可以探讨纯粹结构问题。然而完完全全排除理论悖论的哲学辨证语言会显得空洞毫无用处，繁琐而又复杂；总是埋头于词的意义等无用细节的反复斟酌，而对现实世界的重大问题和事件毫不关注；这也是逻辑实证主学派义和维也纳学派分崩离析的最主要原因。 波普尔的理解清楚而明确地指出了分析辨证哲学存在的巨大问题和困境，哲学最应该关心的问题是最能够影响人类自我的反省领域的问题，而人类终极的自我反省必定会受制于人自身特有的局限性—在体力、智力、和时间上的天然限制，这就必须使哲学深刻认识、承认和接受这种局限性和不完满，但这并不意味放弃对绝对真理的追求，而是我们必须实事求的研究我们能力可行的领域之内。而且哲学领域，我们既不会采用主观的随意想象，又不可能采用纷繁复杂的字句反复纠缠，必需借鉴和研究科学的特有方法技巧，进而构造系统性和综合性理论去描述、探讨和解释真真正正哲学问题。然而何谓科学的方法是我们必须仔细探讨的；事物是不是普遍联系的是众所周知的哲学全称式放的概括命题，而且其联系囊括万千往往不会局限于因果的联系，从某种意义上说在我们检验所有能够指称个体之前，其命题就无法完全成立。然而，波普尔认为整个世界犹如一个无限大，的黑箱，不论建立何种模型也不可能完全彻底的揭开其内部具体的结构，人类理解和认识它唯一的方式就是综合运用理论、概念和模型去描述它。如果把理论是当做捕捉无限经验世界的网，那么科学发展的最终目的不在于运用科学自有的语言构建与自然完完全全一模一样的描述，而在于使“网眼愈来愈小”，对真理的无限逼近。 思想自由竞争的学说往往被公认为是科学哲学对于知识增长的根基，大家往往接受和理解这种假设，一种理论要想具备一定的公共性必须经历与同时代的诸多不同理论相互竞争和淘汰的过程，而且我们不能对这种方法的公正与否做出完全准确的价值判断。波普尔的理论认为爱因斯坦和牛顿都从属于科学领域，但他们不可能都是真的，缺有可能都是假的，他们的科学理论之所以能够成为真，并不一定因为他们可以被证实和证伪，其真实性一定都是建立在某种程度的可错性的特定基础之上的。而科学哲学重要和关键的任务就在于阐述和研究人类目前未知的竞争的模式来确立占主导地位的理论，淘汰从属地位理论。波普尔逻辑实证主义和分析哲学学派的最显著区别在于其不苛刻严格的分析非自然的科学描述，一定程度接受形而上学，认为人类科学历史的发展过程就是在增加全宇宙的负熵。对于非自然科学领域的学术探讨和研究，反驳和猜想的发展模式一定程度上同样适用。波普尔学说的目的不在于分析哲学特有的证伪主义，不在于提供具体方法区分新形而上学和科学，其核心在于阐述和解释特有的知识所谓增长模式—“批判理性主义”。从这方面来说，波普尔可以说是一个相对传统和保守的哲学家，回答的不是方法论的而是认识论的问题，区分的不是科学与伪科学而是区分人类传递和记录信息公共和私人属性。 科学哲学对于真理的维护，与分析哲学有异曲同工之妙。同时，二者之间的相似点也是科学对哲学层面上的流派的直接反应。哲学家波普尔发现哲学善于吸收其他学科或是规范的精华，但不会被同化，始终保持自己独有的特点。哲学无法变成准确的学问，这也是哲学的魅力所在。哲学作为和人的精神支柱最接近的学科，它的概念纷繁复杂，常常混合在一起，让人准确区分开。在《无尽的探索》这本书的序言中，赫尔穆特·科尔表达出了他对哲学的期望，认为追求真理是不能停止的，同时也要谨防幻觉，不能被某些蒙着真理面纱的假象所蒙骗。 科学技术论文:试析抑制“马太效应”对科学技术消极影响的对策 论文关键词:马太效应　科学技术　科学道德　科学精神 论文摘要:美国科学社会学家罗伯特·默顿将科学技术发展过程中的优势积累效应称之为“马太效应”。“马太效应”是现代科技发展过程中难以避免的客观现象，对科学技术的发展具有利弊交织的双重作用。人们应从研究主体自身以及客观体制等层面采取必要措施，发挥“马太效应”的积极作用，限制其消极影响，促进科学技术的发展。因此，一是弘扬科学精神，特别是在青年学者中铸就无私奉献的良好风气;二是倡导科学道德，特别是成绩卓著者中形成甘当人梯的学术风范;三是完善管理体制，为科研资源的合理配置提供制度保障;四是健全相关法规，对学术不端和腐败行为予以惩治。 科学技术发展过程中“富者愈富，穷者愈穷”的现象亦即“马太效应”，是一种难以避免并具有一定普遍性的客观现象。“马太效应”对科学技术的发展既有积极作用，亦有消极影响。在发挥“马太效应”积极作用的同时，应通过自律和他律相结合，内在约束与外在控制相结合，从研究主体自身与客观制度等层面采取多种措施，抑制“马太效应”的消极作用，促进科学技术健康、持续发展。 一、弘扬科学精神，特别是在青年学者中铸就无私奉献的良好风气 应该承认，在当今大科学时代，引导人们从事科学技术研究活动的动机经常是复合的，既有崇高的精神探索，也不乏一定的功利目的，科学技术活动与个人或公众利益的关系越来越直接而且紧密。处于各种社会关系之中的科学技术工作者往往扮演着多种角色，脱不开多种利益关系。在科学技术研究日趋职业化的今天，必须在满足国家、公众利益的同时满足科技工作者的个人利益，使科技工作者自身的生存需求得到保障。但同时应该认识到，在科学技术共同体内部，大多数人注定要处于金字塔结构的中下层，取得辉煌成就的只能是少数人这从一个侧面反映出科学研究的艰巨性，同时也要求在科学技术共同体内部铸就无私奉献的良好风气，大力提倡以“求实、创新、献身、协作”为核心的科学精神。居里夫人说过:“人类需要善于实践的人，这种人能由他们的工作取得最大利益;他们虽不忘记大众的福利，仍能保障自己的利益。但是人类也需要梦想者，这种人醉心于一种事业的大公无私的发展，因而不能注意自身的物质利益”。在今天，这种无私奉献的科学精神仍然有其存在的必要性，当代科学家一直在以自己的行动践行着这种精神。已故著名科学家王选先生曾说过，“一个好的科学家或企业家首先应该是一个好人，才能带领队伍”。王选先生面对尘世庸俗和种种诱惑始终保持着一种清醒和冷静，面对浮躁和急功近利始终坚守着一种求真务实的科学精神。他曾说过，“一个科学家如果经常在电视上出现，那么他的科学生命也就结束了”。但当前少数青年科研人员心态浮躁，耐不住清贫，在其眼中科研已经不是为了揭示真理和造福社会，而是追求名利的途径。少数人贪欲膨胀，为了获得声名地位，甚至不择手段，学术不端行为时有发生。 理论与实践均表明倡导科学精神的重要意义。应通过各种渠道的渗透，使科学精神被广大科技工作者特别是青年学者所掌握，并体现在其长期的科研实践中，摒弃急功近利和浮躁情绪，发扬团队精神，牢记自己的社会责任，即便身处底层或逆境之中，仍努力做到力戒浮躁，淡泊名利，求真务实，乐于奉献，通过自己的努力和实践，在团结协作的过程中实现个人价值的升华。 二、倡导科学道德，特别是在成绩卓著者中形成甘当人梯的学术风范 形成梯次结构合理、充满竞争意识又富于团队精神、充满活力的人才队伍，是实现科学技术事业持续发展的必备条件。“马太效应”在一定程度上促进学术权威的形成，某一学科领域形成权威则是其走向成熟的重要标志之一。科学技术共同体中的权威一旦形成之后，可以带领和指导广大研究者继续向这一领域的深度和广度进行探索，不但以其卓越的学识素养更以其高尚的人格力量，促进科学技术的发展。正如爱因斯坦在追悼居里夫人时指出的:“第一流人物对于时代和历史进程的意义，在其道德品质方面，也许比单纯的才智成就方面还要大。即使是后者，他们取决于品格的程度，也远远超过通常所认为的那样”。但如果学术权威本身道德失衡，缺乏学术民主，压制不同学术观点，则可能造成科学技术共同体内部多数默默无闻者特别是年轻人才难以顺利成长，甚至造成科学蒙难现象。减少这种现象出现的措施之一是在科学技术共同体内倡导科学道德。 科学技术共同体成员除了要在最基本的层面上格守其职业道德之外，还要不断强化其科学道德意识，以此约束科学技术共同体内部成员之间及其与公众和社会之间的相互关系。特别是学术前辈应率先垂范，虚怀若谷，应如《中国工程院院士科学道德行为准则的若干自律规定》所倡导的那样:“发扬学术民主，努力培育新人。要甘为人梯，为新人的成长创造条件并支持新人超过自己。”应善于培养人才、举荐人才，带动和吸引更多的优秀人才，担负起培养新一代优秀人才的重要使命。在科技史上，巴罗推荐牛顿，爱因斯坦提携英菲尔德，熊庆来发现并栽培华罗庚等已为后人树立了榜样。 三、完善管理体制，为科研资源的合理配置提供制度保障 有关资料显示，我国研发经费逐年增加，2020年占国内生产总值的比例将提高到2. 5%左右。如何保证科研资源的合理配置，实现科技投人效益最大化的问题应引起足够重视。为了改变由于多种原因包括“马太效应”造成的科研资源浪费状况，国家近年来已从政策体制方面采取必要的措施，如国家自然科学基金项目实行限项申请规定;各类科研经费已经在向年轻科技人才倾斜，设立了自然科学基金委员会的“青年科学基金”和“杰出青年科学基金”、中国科学院的“百人计划”、教育部的“跨世纪人才计划”等，各地区亦有相应措施。但应看到，这些措施的受益者也常常是一些业绩卓著者，仍有“马太效应”的痕迹。目前我国科技投人管理和调控尚缺乏有效的资源整合机制，投人不足和浪费低效并存;注重资历和项目，轻视对科技成果质量与数量的“科研能效比”评价;绩效考评和问责机制薄弱。这种状况会使得过量占有科研资源的少数人全无担心之意，科研资源浪费的情况难以根本扭转，事实上在造成国有资产的流失。如何既保证集中优势兵力，又给默默无闻者的创新以雪中送炭的支持，遏制“马太效应”的消极影响，保证科研资源的最佳利用，仍是需要深人研究的问题。 政府科技管理部门应建立严格规范的监管制度，适度控制优势累积，处理好优势累积与创新的关系。如应建立并不断完善对科研产出成果的系统量化评价及效益分析指标体系，对科研项目完成的质量、数量和真实社会效应等产出要素进行科学评价，使那些低投人而高产出的能力型科技人才能够占有科研资源并充分发挥其作用。国务院准备建立财政科技经费的绩效评价体系，明确设立政府科技计划和应用型科技项目的绩效目标，建立面向结果的追踪问效机制，对科研项目所取得的社会效益与经济效益进行考核和评价，提高项目管理水平和资金使用效益。 高等学校应改革重量不重质的“量化式”科研评价体系。近年来高等学校承担的科研项目和筹措的科研经费均呈现大幅增长的趋势，为保证高等学校科研顺利进行提供了必要保证。但某些不正常的情况亦相伴而生，部分高等学校以科研项目来“圈钱”的做法已成为比较严重的现实。此种现象的出现与高等学校内部普遍采用的“量化式”科研评价体系的负面导向具有一定关系。相当一部分高效的科研评价体系类似于地方经济发展的GDP指标式考核，科研项目、论文等经折算后量化为教学科研人员晋升职称、受聘岗位的主要评判依据。这种评价体系曾对促进高等学校科研产生一定的积极作用，但其最大弊端为重量不重质。为了通过考评，许多人不得不花费大量精力寻求各种关系跑项目、发论文，却又往往难以奏效，而某些人则利用其学术权威地位甚至官本位来申请科研经费，得以占有大量科研资源。有鉴于此，高等学校应既重视数量更重视质量，应逐步建立科研经费使用的绩效考核制度，改革完善高等学校科研评价体系。 特别要引起重视的是，应形成鼓励创新、允许失败的宽松环境，建立学术平等机制，良好的交流机制等，为默默无闻者创造良好的成长氛围，建设数量充足、结构合理、富有创新能力的高层次人才队伍，坚持以提高学术水平和创新能力为导向，通过学术梯队建设、团队吸纳、项目资助或鼓励自由探索等方式，加大对年轻科技人才成长发展的支持力度，合理配置科研资源，为年轻科技人才占有科研资源提供制度的保证。 四、健全相关法规，对学术不端和腐败行为予以惩治 由于各种原因包括“马太效应”造成的学术不端和腐败行为之所以屡禁不止，原因之一在于人们惯于用批评或道德谴责代替行政或法律的惩处，缺乏惩罚学术不端行为的法规条例。诱惑和利益相当可观，而损失与惩罚并不严重，那么有人心存侥幸、违规操作则在所难免。因此在强调科技工作者自身加强学术修养的同时，还需通过建立健全相应管理机制及法规对少数人利用自身所取得的声望，在课题申报、成果评审等诸多方面表现出学术不端和腐败行为予以约束及惩治。 科技界已形成较为完善的一系列规范、程序和工作体系，在此基础上应进一步加强科技评价工作基础建设，建立一套更为科学公正的科研基金、技奖励评价体系和规范有效的评审制度、规则和程序，进一步完善专家评价资格的认证、公开专家信誉度、严格对评审专家和被评审人建立信用档案、组织评价监督委员会、建立评价中介机构监督管理体系等制度，完善监督机构和机制。如日前发表的由国内人文社科界的109位知名学者联合签名的《关于抵制学术腐败与学术不端行为的公开信》中所建议的那样:为促使主管机构认真严肃地处理学术不端与腐败行为，尽可能地使中国学术在一种健康和良性的环境中发展，建议国务院学位委员会与教育部牵头成立由品行与学术成绩俱佳的学者组成的“学术纪律仲裁委员会”，并制定有关学术纪律仲裁的行业规范。定期公开通报批评违纪者，并责成有关高等学校或研究单位给予相应纪律处分等。 现代科学技术活动牵涉到复杂的社会关系，在市场经济条件下，体现出深刻的利益背景和复杂的利益关系，仅仅依靠行政措施和政策不能完全奏效，需要借助于体现国家意志的法律解决问题。因此在完善管理机制的基础上还应健全学术惩戒机制，进一步加强科学技术法制建设，以法律形式约束“马太效应”可能引起的消极影响特别是学术不端行为，促进科学技术不断发展。 通过全体科技工作者的严格自律，通过科学技术共同体管理机制的日益完善，通过国家政府乃至整个社会良好氛围的逐渐形成，一定能够最大程度地限制“马太效应”可能引起的消极影响，促进科学技术不断发展。 科学技术论文:浅析论科学技术在现代社会管理科学与工程中的功能 论文关键词：科学技术;管理科学与工程;社会功能 论文摘要：本文从认知、生产力、社会变革、生态调节和经济五个不同的方面描述了科学技术在现代社会管理科学与工程中的功能，对科学技术在现代社会管理科学与工程中发挥的有利作用加以阐述，说明了科学技术是第一生产力，对丰富人们的精神生活，更新人们的思想观念等具有重要意义。 随着科技的进步，人类生活的各个方面都在发生着巨大的变化。这种变化的动因之——科学技术，己成为世人关注的焦点。科学是人类在长期认识和改造世界的历史过程中所积累起来的认识世界事物的知识体系;技术是指人类根据生产实践经验和应用科学原理而发展成的各种工艺操作方法和技能以及物化的各种生产手段和物质装备。科学技术，包含着科学和技术两个概念，它们虽属于不同的范畴，但两者之间相互渗透，相辅相成，有着密不可分的联系。科学是技术的理论指导，结合生产实际进行开发研究，得出新的方法;技术是科学的理论基础，是科学的实际运用，是科学和生产的中介，没有技术，科学对生产就没有实际意义。然而技术对科学也有巨大的反作用，在技术开发过程中所出现的新的现象和提出新问题，可以扩展科学研究的领域，技术能为科学研究提供必要的仪器设备。 近代科学技术的进步，有力地促进了资本主义的机器工业和社会化大生产的发展，马克思明确提出了“科学技术是生产力”的观点，科学技术就其生产和发展过程而言，是一种社会活动，是由生产决定的;就其内容属性而言，科学技术是一种生产实践经验和社会意识的结晶，就其实际的功能而言，科学技术是以知识形态为特征的“一般社会生产力”和“直接生产力”。科学技术在现代社会管理科学与工程中的功能，主要表现在提高人类的认知能力、推动经济发展、促进社会变革和协调人与自然界的关系等方面。其主要功能包括: (一)认知功能 科学技术对人类战胜迷信、愚昧，对文化教育的发展，对改变人的精神和道德面貌，都能起到促进作用，这些就是科学技术在现代社会管理科学与工程中认知功能的体现。 首先，科学是自然界本来面目的反映，它揭示了自然界的客观现律。成为了人们批判宗教迷信和旧的习惯势力，宏扬理性、解放思想的有力武器;其次，科学技术的发展改变着文化教育的内容，并且往往决定着教育改革的方向，为全面提高人类智能状况，开发人类的智力资源创造条件;再次，在科学研究的历史过程中形成了尊重实践、实事求是、追求真理、勇于创新的科学精神，大大推进了人类社会精神文明的发展进程。 (二)生产力功能 近代资本主义制度确立后，资产阶级依靠科学技术进步，使社会生产力得到前所未有的发展。进入20世纪后，科学技术逐步成为了生产力诸要素的主导要素尤其是第二次世界大战以后，科学技术已成为现代经济发展中最主要的驱动力。在新的历史条件下，邓小平继承马克思的思想，在现代社会管理科学与工程中极其深刻地指出了科学技术作为第一生产力的地位和作用，进一步阐明了科学技术在现代社会管理科学与工程中的生产力功能。 (三)社会变革功能 马克思“把科学首先看成是历史的有力杠杆，看成是最高意义上的革命力量”，在历史上首次揭示了科学技术的社会变革功能。科学技术变革社会的作用首先表现在对生产力的促进。生产力的大发展本身就是社会变革表现的一个方面，而且它还是其他社会变革的前提和基础;其次，科学技术促进生产力发展的结果，或迟或早会引起生产关系和社会制度的变革。当然，社会制度的变革不可能仅仅依靠科学技术的力量，在这里，科学技术的作用就在于给新的社会制度的产生奠定物质技术基础;再次，在我国的社会主义社会，科学技术的社会变革功能进一步得到发挥。尤其是改革开放以来，科学技术在现代社会管理科学与工程中创造了空前巨大的社会生产力，经济得以高速发展，人民生活水平不断改善，社会主义政治和经济制度日益巩固。 (四)生态调节功能 科学技术的发展大大提高了人类改造自然界的能力，但同时也出现了盲目使用这些能力，造成生态环境迅速恶化的趋势。科学技术在现代社会管理科学与工程中的生态调节功能，就是在掌握自然规律、正确认识人类对自然过程干预不当所引起后果的基础上，有计划、有目的地调节和控制人类改造自然的活动，创造一个适合人类生存和可持续发展的自然环境。当然，生态环境问题必须在充分发挥科学技术在现代社会管理科学与工程中的生态调节功能的同时，加强社会的改造和管理、严格立法、执法，实行综合治理，才可能有效地解决。 (五)经济功能 在当代，科学技术作为复杂社会系统中的一个子系统，以自身的功能为社会服务并影响社会，最主要的就是促进社会经济的发展。科学技术带来了经济结构的深刻调整，科技进步不仅导致了生产力的发展和劳动生产率的提高，而且改变了整个经济生产的产品结构、劳动力结构及资源和资金的配置，从而导致经济结构中最主要部分—产业结构的不断变革和日益高级化。人类历史上无论是由农业经济到工业经济再到知识经济，还是由劳动力密集型到资本密集型、技术和知识密集型，或者由粗放式到集约式经济形态及其结构的转变，都是由科技的巨大推动作用所促成的。 基于上述问题，科学技术与社会逐渐成为一个新兴的、独立的研究方向，通常简称为STS。科学(Science)、技术(Technology),社会((Society)的研究简称为STS研究，它探讨和揭示科学、技术和社会三者之间的复杂关系，研究科学、技术对社会产生的正负效应。其目的是要改变科学和技术分离，防止科学、技术和社会脱节的状态，使科学、技术更好地造福于人类。 可以说，科学技术在现代管理科学与工程中的功能具有广泛性，现代社会生活的方方面面都会受科学技术发展的影响、制约和促进。不同的历史时期，虽然科学技术带来的影响深度和广度上有所不同，但是勿庸置疑，每个时代的科学技术都深刻的影响到了那个时代的生活。科学技术是第一生产力。放眼古今中外，人类社会的每一项进步，都伴随着科学技术的进步。尤其是现代科学技术的突飞猛进，为社会生产力发展和人类的文明开辟了更为广阔的空间，为人类创造了巨大的物质财富和精神财富。随着知识经济时代的到来，科学技术永无止境的发展及其无限的创造力，必定还会继续为人类文明作出更加巨大的贡献。 科学技术论文:试论科学技术对身体伦理学的影响 论文关键词：科学技术　身体伦理学　生命伦理学 论文摘要：生命科学与生物科技的飞速发展，造成了身体的不确定性。建立在传统主客二分基础上的生命伦理学，却依然在寻求相对普适的生命伦理原则。身体的缺席，使得生命伦理学的主要原则变成了追求普适价值的抽象概念，在具体的伦理实践中失去了它的有效性。身体伦理学批判地审视生命伦理学的困境，将具有不确定性的身体纳入自己的研究范围，在变动的实践中开拓自己的生长点。可以说，科学技术的发展凸显了生命伦理学的困境，也为身体伦理学的提出和发展提供了机遇和土壤。 一、高新生物技术应用引起的传统生命伦理学困境 随着生命科学与生物科技的飞速发展，伦理学在实践方面的有效性正逐渐减弱，越来越多的伦理学难题挑战着生命伦理学。生命伦理学所面临的实践有效性的困境主要体现在以下几个方面： 首先，个人身份变得含糊不清。生命伦理学建立于自我和他者，思维和身体，主观和客观，正确和错误，真理和假象，人类和动物，人工和自然等明确的二元划分的基础之上。在这样一个美丽、清洁、有序的现代世界中，世界往往被感知为确定的、可控的和安全的，在它理想的模式中，不允许一点不确定性、易变性或者暂时性。显而易见，在这样的一个对任何事物都实行简单的二元划分的世界中，与主流不一样的个体却被边缘化、被打压，被迫在"无尽的、正确的话语"下审视自身、改造自身，重塑着个人的生活。正如福柯所认证过的："从古希腊以来，西方各种知识一直都是同西方人看待和总结其自身基本生活经验密切相关。因此，在西方的知识结构中，包含着西方人对自身、对他人、对社会生活和对世界的基本态度。"①那么，身心二元论基础上的生命伦理学，就深切关系人的生活本身。于是，当生命伦理学成为一种固化的、确定性的知识的时候，就成为了大多数人遵从的准则和道德的评判标准。例如：男人和女人的分野，在儿童时代，自他/她出生以后就已经被社会纳入固化的道德范式之中。无论是从着装、发式，还是行为教导方面都遵从着社会的道德范式，这种道德范式来自于现代医学、伦理学以及社会的意识形态。其中行为规训着儿童的身体行为，夹杂着意识形态的学习规训着儿童的心灵，这种分野是粗糙的，是建立在现代哲学的主客二元论基础之上的。 其次，科学技术的发展使得伦理边界消融，是非难以判断。"自由是伦理道德的本体论条件，而伦理道德是自由所采用的反思形式。"②生命伦理学所遵从的自由原则，伴随着一种对意识自由的预设，这种预设又根源于心身的分离的预设。也就是说忽视身体的维度的根源在于对心身关系的认识。这种预设的悬置使得在生物医学中，生命伦理学对身体的态度是机械的、冷漠的，只要维持生命的存活的效果，以保证意识的自由可能性，哪怕这种意识的存活并非病人的意愿。这种追求目的性和效果性的愿望是如此的强烈，以至于形成一种强迫式的拒斥"死亡"。而这种强迫式的拒斥本身就是一种对自由的束缚，就像波德里亚所言："只有被征服的、服从法则的死亡才是'好的'死亡，这就是自然死亡的理想。"③现代医学技术发展到现在，依靠呼吸机、心脏起搏器维持生命特征已经不是一件难事，植物人的出现使得生与死的界限变得不确定。而这种传统"贵生"的观念又使得"安乐死"成为一个触及法律和道德底线的问题而保守争议，至今经过法律授权能实施安乐死的国家也只有荷兰，而我国第一例为病人实行安乐死的医生甚至被拘禁493天，即便是病人家属不忍亲人遭受极端痛苦，而主动要求该医生对其实行安乐死的情况下。④ 二、科技发展带来的身体的不确定性 20世纪60年代后，生命科学和生物技术飞速发展，器官移植、辅助生殖技术、假肢、安乐死等雨后春笋般涌现，人类在掌控自己的生命和死亡方面拥有了更大的自由。 辅助生殖技术让未婚女子有了通过高科技手段生育子女的可能，这也造成了一些伦理上的争议：计划外怀孕，这是否是对传统家庭构成方式的挑战？是否影响家庭的稳定，继而波及社会的和谐？亦或这是一种造福于人类的技术，帮一些想生育却因为某种疾病而无法生育的家庭实现了生育孩子的愿望？而且这种通过辅助生殖技术产生的孩子们的家庭社会地位又如何定位呢？呼吸机和心脏起搏器的使用，维持一个植物人的正常心跳已经成为现实，这又引起了关于死亡标准和生命价值的大讨论，一个没有感知能力长期处于植物状态的人是否还可以称之为人？以心脏跳动与否、呼吸是否停止来判定生与死的标准遭遇了挑战，无限期的维持一个失去感知能力生活的毫无尊严的"人"是否符合生命伦理学的原则？这样是否尊重了病人的自主选择权？又保障了谁的利益？是否伤害了病人的生命尊严？是否伤害了那些因医疗资料有限而无法得到及时救治的病人的权益？在脑死亡标准判定人的生死占据主流后，对长期处于植物状态的"人"实行安乐死是否符合道义？在脑已经死亡而还有心跳的"人"身上取走一些器官，救治其他病人是否可以？ 三、身体伦理学在实践中不断拓展着自己的生长点 这些问题或从道德角度，或从实践角度挑战着传统的生命伦理学，让生命伦理学在伦理实践中陷入日益尴尬的局面。一方面是日益丰富的伦理实践也不断挑战着生命伦理学中身体的界限，而另一方面，随着生命科学和生物技术的发展，许多已经被解决的问题再次进入人们的视野：人的生命开始于何时，又结束于何时？是从脱离母体第一声啼哭开始，还是从受精卵开始？如果是后者，是否处于胚胎时期的"人"就应该享受到人的权利？那么胚胎干细胞疗法是否允许？遗传物质与个人的身份特征是什么关系？随着对基因的研究，基因决定论者甚至认为基因不仅决定一个人的外形，还决定人的行为，如果这样的话，我们靠理性建立起来的整个人类文化社会，又何以立足呢？什么是健康，什么是疾病？康尼岛的短指家族，矮人族是否应该被列为疾病的行列，被规约，被诊治，甚至被冠以道德上的不洁？拥有XY染色体的女人，想做男人的女人或者想做女人的男人，是否因为异于常人，就要惊恐地压抑地生活在他们异样的目光中，在他人的评头论足中隐藏了自我？这些被边缘化被压迫被忽视的人，他们的利益如何保障？随着生物技术迅猛的发展，克隆甚至可以构造出新人类的情况下，这些有问题的身体越来越多的时候，什么才是一个正常的身体呢？ 因此，科技发展所带来身体的不确定性问题，表现在上述的两个方面：一个是高新生物技术应用带来的身份认同上的不确定性，另一个则是生命科学的发展所带来的对于身体的重新认识与伦理反思的滞后性之间的矛盾。这两方面的问题，在丰富了伦理实践的同时，也挑战着生命伦理学的规范和界限。于是，这些与涉身直接相关的问题，也让身体问题成为生命伦理学中一个不可忽视的问题。由此科技发展使传统医学伦理学的困境呈现出来，并让身体重新的回到了伦理学的视阈之内，可以说科技发展是伦理学革命的导火索，是身体伦理学得以生发的重要因素。 科学技术论文:从科学技术影响的双重性看“微技术” 摘 要 由于科学技术的广泛应用，人类在自然界面前获得空前的主动地位，人类的生产、经济、军事等实践活动对自然生态环境产生着越来越巨大而深远的影响。科学技术会积极推动人类社会的发展，但它也有另一面，会给社会带来潜在的不良影响。科学技术本身是中性的，应该全面认识科技的影响，正确认识微技术。 关键词 科学技术 影响 微技术 1 科学技术对人类的积极影响 由于科学技术在社会生产及其他领域中的广泛应用，人类在自然界面前获得空前的主动地位，人类的生产、经济、军事等实践活动对自然生态环境产生着越来越巨大而深远的影响。脑科学、神经病理学、认知心理学的迅速发展为进一步揭开大脑秘密积累了许多新的实验材料，也提出了种种脑工作模型。生命科学、遗传学的发展，特别是生物工程技术(基因工程、细胞工程、酶工程、微生物工程)的产业化，在不断地揭示生物遗传和变异规律的基础上为人类创造着新的生产力，给人类带来了显著的经济和社会效益。现代科学技术和人类生活紧密地结合在—起，社会的科学化技术化速度不断加快，规模也不断扩大。 目前，信息技术已成为世界各国实现政治、经济、文化发展目标最重要的技术。由于计算机互联网的产生与普及，使得全球经济一体化，货物、技术、服务等各种信息都在全球范围内流动。政府信息化有利于提高政府的行政效率，推动政府机构的改革，使政府依据精简、统一、效能的原则，进行机构改革，建立办事高效、运转协调、行为规范的行政管理体系，能为公众提供更有效的服务，并开启了一扇公众参政议政的窗口。由于信息技术的不断发展和广泛应用，教育将呈现出现代化的特征和发展趋势。多媒体教学正在走向普及，教育方式个性化、远程化。随着信息高速公路计划的实施，人们广泛地利用信息网络，自觉或不自觉地使日常生活便捷化，居家上班、网上购物、远程医疗、网上交友等。总之，信息技术的巨大进步是人类在科学上取得的最具有历史意义的成就之一，人类文明将越来越多地通过信息技术被创造和发展。 2 科学技术对人类的消极影响 科学技术会积极推动人类社会的发展，但它也有另一面，会给社会带来潜在的不良影响。主要有以下几方面： 首先，科技异化的问题。科技成果应用不当，会异化为一种破坏人类生活，违背人的本意，制约人压迫人的“异己”力量。目前人类掌握的核武器可以毁灭地球几十次，“克隆人”会不会成为一支可怕的异己力量也很难断言。其次，科学技术的发展，尤其是科技在综合国力竞争中地位突显，知识经济初露端倪，掌握科学技术者会不会逐步集中，形成其自身特定的利益范畴，上升为一个阶级？若果如其然，那么社会又一次趋向于阶级的简单化——技术阶级与非技术阶级，那么就会出现一系列问题。第三，科技的进步带动全球性问题的出现。因特网的建立，电子计算机的普及使网络安全、高技术犯罪成为不可不防的问题。经济发展造成的生态环境的破坏已然严峻。宇航技术的发展，移民月球并非遥不可及，人们对月球甚至太空的开发是否会造成许多太空生态灾难亦未可知。 生物工程技术也向人的传统形象、传统价值和社会伦理观念提出了重大挑战，提出了急待解决的社会伦理问题。如基因工程会不会对人类带来危险，遗传重组的生物杂种会不会引起生物公害、破坏生态平衡；人工授精、胚胎移植、体外孕育也提出了夫妇双方生育权问题、血缘关系问题、父母亲的确定问题、“母亲”的社会合理性问题、对待胚胎的道德问题、无性繁殖是否可以应用于人的问题等。 信息商品化也有负面影响。第一，它可以削弱社会的凝聚力。由于信息商品化促进了社会的分工专业化，因此它使得社会成员越来越成为一个一个的“经济人”，变成只顾自己利益，不顾他人和社会利益的自私自利者，从而大大削弱了社会的凝聚力。信息的多样化或分散化导致了不同社会成员的思想观念、价值观和行为方式的多样化，也不利于社会内部的整合和团结。第二，使社会的许多犯罪和腐败现象更加隐蔽。当信息成为商品，成为社会财富后，有人就可能利用自身的有利地位或采用非法手段非常容易地攫取他人或社会信息，并用来进行交换，而把所得占为己有。还有人可能通过炮制假信息来非法谋利。由于信息的非物质性和非有形性，因而利用信息进行犯罪和非法占有属于他人或社会的信息就具有极大的隐蔽性，不易被察觉，惩治起来也较困难。 3 全面认识科技的影响，正确认识微技术 科学技术本身是中性的。许多事实表明，同一种科学技术的同一种用法在一些条件下起着正面的积极影响，而在另一些条件下则起着负面的消极影响。科学、技术、社会的关系问题已成为科学技术专家和哲学家共同关心的热点问题，出现了诸如唯科学主义、技术决定论和反科学主义、悲观论等不同观点。人们特别严肃地提出了这样的问题，即人类应该以什么态度和价值目标来从事科学技术活动，科学家在“求真”的过程中应不应该承担道德义务和责任。科学技术是在人类社会漫长的发展过程中长期积累而成，既有其自身的不以人类意志为转移的发展规律，也会受到社会力量、社会条件的制约。先进的科学技术也可能造成灾难性后果，关键看它为谁所用和怎么用。 科技是人类文明发展的动力，给科技一点人文关怀，让人“诗意地栖居在大地上”，这是每一个人追求的现代科技生活理想。同时，在经济发展日益全球化的今天，每个人有权利、有义务去了解科技发展的新动态，从而能够估量它们对于人类有什么利害。原因很简单，今天科技发展与每个人息息相关。 不能否认，科技在很大程度上改变了我们的生活方式，并将进一步改变我们的生活。就拿微技术来说吧。现在，有些人在谈论“培育人类”，有些人在设计机器人的“进化”步骤，使它们能与人脑相当，甚至超过人脑。在这一潮流中，人们把微技术当做革命先锋。美国科学家雷恩在给美国国会的一封信里说，与信息和生物技术相比，微技术将对21世纪的人类社会产生深远的影响，它正式向我们宣告“微技术时代”已经到来。美国科学家麦克尔是推动微技术发展的一个重要人物，他说再过十几年我们就能生产出微型电脑，生产出比细胞还要小的微机器人用于医疗，这些小机器人能穿过人的身体，为我们清理血液，清除影响我们长寿的不利因子。他还说，非常便宜的微太阳能设备将代替煤炭、石油和核能。他介绍说，不久将制造出一种材料，糖块大的面积就可以把美国国会图书馆的全部信息存进去，饥饿、营养缺乏这些问题将成为过去。这是一个梦想，但按科学家们的说法，这种梦想有可能在今后十几年内变为现实。我国的科学家已经注意到了这一点。这件事不仅涉及微技术，也涉及电脑学、遗传技术、人脑和人工智能研究，还涉及生物化学、分子生物学等学科与技术。它也涉及社会学、心理学、政治学、法学、经济学等学科。我们要全面地看待这一现象，从整体上看待这一过程，在更大的范围内讨论这一问题。这种讨论还不够多，人们对技术的了解和技术的发展之间还不成比例。为此，德国总统也不得不呼吁，要加大这一工作的透明度。 另一方面，微技术也可能带来害处。而估量微技术的害处不只是一个技术问题，它还与人文学科密切相关，至少要考虑到“生活世界”这个问题。微技术可以生产出微武器，这种武器具有前所未有的杀伤力。谁拥有这种武器就等于拥有一种不寻常的优势。防备这种武器是否意味着另一种军备竞赛呢？更大的问题恐怕是在于这种武器被哪种国家和组织所掌握。谁也不能担保这种国家不会出现。根据销毁核武器的经验，即使要销毁这种武器，也可能会遇到难以想象的麻烦。在预防种种可能爆发的瘟疫时，要防止因此带来的前所未有的细菌与病毒，引出新的危险。要有未雨绸缪的思想准备，而且要坚持不懈。其实，微技术和其他新技术一样，即使防护和免疫系统也可能是利害双全。这是一个怪圈，仿佛是新科技的天生特性似的。微技术最大的危险不是它本身，而是人用这种技术来反对人。从历史经验看，不能把新技术简单地看作新福音。20世纪人类在这方面已有了惨痛的经验，我们无权说新技术带来的未来总是美好的。何况新科技理论家中的确有一些让人不放心的东西，有些东西现在就不能接受。今天，我们首先需要学习，比如学习分辨利害，因为一般说来，人在盲目地追求幸福与成功时而犯了重大的错误，但很少清醒地估量它带来的艰险与痛苦。《易经》中提倡明辨好坏，要有忧患意识。它不仅仅给我们设计好，而是同时也提示坏。如果要说什么是智慧的话，这就是一种智慧。这也关系到直接参与研究、试验和生产的人。他们也是人，也处在这个由他们设计的为“自己复制自己”的系统之内。他们不可能逃脱这一系统。诚然，我们必须避免731细菌部队的暴行再发生，避免德国科学家在纳粹时期所犯的那种难以想象的罪行重演。但也不能接受像冰岛德考得生物技术公司这样的研究所这几年来的行为，事先不加说明和不经国际社会同意，就把几乎人类的遗传体与资料收集起来，进行分析试验，还把这些作为自己的专有财产，在国外上市，在全球进行交易。如果对这类做法听之任之，无异于把我们的命运交给一些缺乏社会责任感的人。 在基因上没有一个人是单单的个人，我们都要重视并正确把握科技发展的方向，使科技真正为人类服务。 科学技术论文:试论理工科大学生科学技术观教育的建构 论文关键词：科学技术观　理工科大学生　建构 论文摘要：理工科大学生是参与工程实践、科学研究、科技创新的主力军。目前理工科大学生普遍缺乏科技技术观的素养，重视并加强理工科大学生科学技术观教育是社会发展的必然要求，构建高效、系统的科学技术观教育更是迫在眉睫。 科学技术观是关于科学技术本质、发展规律及其与社会关系的总理论，对技术实践活动起着科学指导的作用。科学技术在推动生产力快速发展，提高人民生活质量，给人类社会带来高度文明的同时，自然灾难、战争危害、环境污染、经济危机等问题也给人类造成巨大了的损失，促使人们对科学技术发展不断反思，并有越来越多的声音将这些问题都归罪于科学技术。事实上科学技术只是中介性的客体，而人类才是主体，科学技术能否为人类造福取决于我们如何利用它。理工科大学生是工程实践、科学研究、科技创新的中坚力量，对科技健康、科学、有序发展起着关键性作用。所以，对理工科大学生进行科学技术观教育就显得尤为重要，也迫在眉睫。 1理工科大学生的科学技术观现状 随着人们对科学技术观的深入研究，以及对科学技术负面效应的不断反思，已逐步认识到理工科大学生科学技术观教育的重要性及存在的问题。首先，社会对理工科大学生的科学技术观教育的重视程度不够。由于应试教育的影响根深蒂固，趋使初等教育重心偏向于社会关注的升学率，只强调学生智力发展，造成高校将大量时间和精力投入到德育工作中，进而无暇顾及理工科大学生的科学技术观教育。其次，理工科大学生的科学技术观教育还属一片空白。无论是从理工科大学生的培养方案、教学计划、课程设置层面，还是从大学生思想政治教育层面来说，理工科大学生的科学技术观教育都未被列上日程，而只是到研究生的课程学习阶段才有所涉及。 2科学技术观的重要性 2.1正视科学技术观对促进人和自然和谐发展的深层次意义 科学技术在推动社会生产力和人民生活水平不断提高的同时，也造成了生态环境过度开发和破坏，正常生态系统被打破，人类的物质生活和精神生活不断恶化，人类自身繁衍受到威胁等种种问题。科学技术的工具性特征是靠人的意志介入生态过程，而产生这些问题的主要原因在于人的目标和人对自然的态度，所以我们要使人和自然和谐发展，只有通过完善人类自身，确立以人与自然协调发展为核心的科学技术观，并依靠科学、合理的社会体制，促进人与自然互利共生、协调发展。 2.2正视科学技术观对科学技术发展的指导作用 理论对实践具有反作用。正确的理论指导实践，行动则会成功；反之则会失败。科学技术观不仅是对实践经验的概括和总结，更是对实践活动、经验和成果的批判性反思、规范性矫正和理性引导，能预见科技发展的方向，指导人们提出正确的实践活动方案，因而对科学技术发展有重要的指导作用。在社会体制尚不健全，文化差异难以消除的情况下，充分认识科学技术应用的二重性，用正确的科学技术价值观来武装自己就显得尤为重要了。 2.3正视科学技术观对国民经济发展的深远影响 我国GDP迅猛增长的背后是靠廉价的劳动力、土地，科技进步对中国经济的贡献还不是很大，而解决我国经济发展中的结构问题和增长方式问题，科学技术观就成了指导科技发展的根本。 3理工科大学生的科学技术观教育 3.1依托思想政治理论课程，加强科学技术观的理论教育 思想政治理论课程承担着传播科学理论知识的重任，不仅能为理工科大学生奠定扎实的理论基础，还能不断提高理工科大学生对科学技术发展规律的认识力，从而引导其深刻理解科学技术观的内涵，帮助理工科大学生树立正确的科学技术观，使其在多元化的复杂社会环境中，正确处理科技、自然、人、社会之间的关系。 3.1.1不断充实和完善课程内容。增加理工科大学生科学技术观教育的内容，并针对理工科大学生的特点，精心安排，与时俱进，紧跟时代步伐，提高课堂教育的吸引力、说服力。 3.1.2采用灵活的教学方式。不能光靠简单刻板的说教，还要利用网络多媒体教学，采用理工科大学生乐于接受的主题讨论，以及实践调研等方式，使教学方式现代化、科学化、人性化，充分发挥思想政治教育理论课程的主渠道作用。 3.2发挥第二课堂作用，积极开展科学技术观教育活动 第二课堂是科学技术观课堂教学的重要补充，可以帮助理工科大学生将理论知识不断精炼、升华，上升到更为理性的层面，进而形成科学、系统、完整的理念。 3.2.1构建具有浓厚专业特色的学生社团，为理工科大学生提供有力的组织保障。我们要根据理工科大学生的专业特点，成立相应的学生社团，让理工科大学生有组织可依靠、有活动可参与、有平台可展现，有更多深化理论机会的平台。 3.2.2增加与科学技术观教育内容相关的活动，为理工科大学生提供更多的教育机会。我们既要对不同阶段、层次的理工科大学生开展以科学技术观教育为主题的活动，以保证基本的教育效果，也要开展集科学性、专业性、思想性、多样性于一体的第二课堂活动，以满足不同专业的理工科大学生的活动需求，进一步提高活动成效。 3.3利用德育优势，深化科学技术观教育 德育是科学技术观教育的基础，与科学技术观教育相互联系、相互促进，对科学技术观教育起到引领和提升作用。德育有助于提高科学技术观教育的成效，科学技术观教育则有助于推动道德观念变革和新道德规范的形成。德育不仅能全面提高理工科大学生的素质，为科学技术观教育的顺利开展提供基础平台，还能改变人们盲目应用科学技术，只求私利而忽视社会基本道德原则和人类社会总体长远利益的错误思想，从根本上消除或减少科技应用的负面效应。 3.3.1进一步重视和加强理工科大学生的德育工作。我们要针对理工科大学生的特点，利用各种教育资源，通过各种科学有效的途径，不断加强理工科大学生的德育工作，全面提高理工科大学生的素质，为科学技术观教育打好坚实的基础。 3.3.2充分利用德育载体积极开展科学技术观教育。我们要在德育所提供的良好物质条件和思想基础之上，发挥德育优势，对理工科大学生进行科技道德、环境道德、伦理道德、职业道德等主题教育，并使科学技术观教育上升到一个新的高度。 3.4发挥辅导员教育功能，科学技术观教育 高校辅导员是大学生思想政治教育的骨干力量，是大学生成人成才的指导者和引路人，直接影响着理工科大学生科学观念的形成，决定着理工科大学生的科学技术观教育的成效。 3.4.1建设高素质的辅导员队伍。我们要狠抓辅导员选聘、培训、管理、考核，以建设一支素质过硬队伍，从而帮助辅导员用人格魅力去感染和影响理工科大学生，保证科学技术观教育的成效。 3.4.2开展针对性的主题教育。针对理工科大学生的特点和科学技术观教育的要求，发挥辅导员独特的工作优势，开展主题鲜明的教育活动，提高理工科大学生科学技术观教育的成效。 科学技术论文:浅析论科学技术在现代社会管理科学与工程中的功能 论文关键词：科学技术;管理科学与工程;社会功能 论文摘要：本文从认知、生产力、社会变革、生态调节和经济五个不同的方面描述了科学技术在现代社会管理科学与工程中的功能，对科学技术在现代社会管理科学与工程中发挥的有利作用加以阐述，说明了科学技术是第一生产力，对丰富人们的精神生活，更新人们的思想观念等具有重要意义。 随着科技的进步，人类生活的各个方面都在发生着巨大的变化。这种变化的动因之——科学技术，己成为世人关注的焦点。科学是人类在长期认识和改造世界的历史过程中所积累起来的认识世界事物的知识体系;技术是指人类根据生产实践经验和应用科学原理而发展成的各种工艺操作方法和技能以及物化的各种生产手段和物质装备。科学技术，包含着科学和技术两个概念，它们虽属于不同的范畴，但两者之间相互渗透，相辅相成，有着密不可分的联系。科学是技术的理论指导，结合生产实际进行开发研究，得出新的方法;技术是科学的理论基础，是科学的实际运用，是科学和生产的中介，没有技术，科学对生产就没有实际意义。然而技术对科学也有巨大的反作用，在技术开发过程中所出现的新的现象和提出新问题，可以扩展科学研究的领域，技术能为科学研究提供必要的仪器设备。 近代科学技术的进步，有力地促进了资本主义的机器工业和社会化大生产的发展，马克思明确提出了“科学技术是生产力”的观点，科学技术就其生产和发展过程而言，是一种社会活动，是由生产决定的;就其内容属性而言，科学技术是一种生产实践经验和社会意识的结晶，就其实际的功能而言，科学技术是以知识形态为特征的“一般社会生产力”和“直接生产力”。科学技术在现代社会管理科学与工程中的功能，主要表现在提高人类的认知能力、推动经济发展、促进社会变革和协调人与自然界的关系等方面。其主要功能包括: (一)认知功能 科学技术对人类战胜迷信、愚昧，对文化教育的发展，对改变人的精神和道德面貌，都能起到促进作用，这些就是科学技术在现代社会管理科学与工程中认知功能的体现。 首先，科学是自然界本来面目的反映，它揭示了自然界的客观现律。成为了人们批判宗教迷信和旧的习惯势力，宏扬理性、解放思想的有力武器;其次，科学技术的发展改变着文化教育的内容，并且往往决定着教育改革的方向，为全面提高人类智能状况，开发人类的智力资源创造条件;再次，在科学研究的历史过程中形成了尊重实践、实事求是、追求真理、勇于创新的科学精神，大大推进了人类社会精神文明的发展进程。 (二)生产力功能 近代资本主义制度确立后，资产阶级依靠科学技术进步，使社会生产力得到前所未有的发展。进入20世纪后，科学技术逐步成为了生产力诸要素的主导要素尤其是第二次世界大战以后，科学技术已成为现代经济发展中最主要的驱动力。在新的历史条件下，邓小平继承马克思的思想，在现代社会管理科学与工程中极其深刻地指出了科学技术作为第一生产力的地位和作用，进一步阐明了科学技术在现代社会管理科学与工程中的生产力功能。 (三)社会变革功能 马克思“把科学首先看成是历史的有力杠杆，看成是最高意义上的革命力量”，在历史上首次揭示了科学技术的社会变革功能。科学技术变革社会的作用首先表现在对生产力的促进。生产力的大发展本身就是社会变革表现的一个方面，而且它还是其他社会变革的前提和基础;其次，科学技术促进生产力发展的结果，或迟或早会引起生产关系和社会制度的变革。当然，社会制度的变革不可能仅仅依靠科学技术的力量，在这里，科学技术的作用就在于给新的社会制度的产生奠定物质技术基础;再次，在我国的社会主义社会，科学技术的社会变革功能进一步得到发挥。尤其是改革开放以来，科学技术在现代社会管理科学与工程中创造了空前巨大的社会生产力，经济得以高速发展，人民生活水平不断改善，社会主义政治和经济制度日益巩固。 (四)生态调节功能 科学技术的发展大大提高了人类改造自然界的能力，但同时也出现了盲目使用这些能力，造成生态环境迅速恶化的趋势。科学技术在现代社会管理科学与工程中的生态调节功能，就是在掌握自然规律、正确认识人类对自然过程干预不当所引起后果的基础上，有计划、有目的地调节和控制人类改造自然的活动，创造一个适合人类生存和可持续发展的自然环境。当然，生态环境问题必须在充分发挥科学技术在现代社会管理科学与工程中的生态调节功能的同时，加强社会的改造和管理、严格立法、执法，实行综合治理，才可能有效地解决。 (五)经济功能 在当代，科学技术作为复杂社会系统中的一个子系统，以自身的功能为社会服务并影响社会，最主要的就是促进社会经济的发展。科学技术带来了经济结构的深刻调整，科技进步不仅导致了生产力的发展和劳动生产率的提高，而且改变了整个经济生产的产品结构、劳动力结构及资源和资金的配置，从而导致经济结构中最主要部分—产业结构的不断变革和日益高级化。人类历史上无论是由农业经济到工业经济再到知识经济，还是由劳动力密集型到资本密集型、技术和知识密集型，或者由粗放式到集约式经济形态及其结构的转变，都是由科技的巨大推动作用所促成的。 基于上述问题，科学技术与社会逐渐成为一个新兴的、独立的研究方向，通常简称为STS。科学(Science)、技术(Technology),社会((Society)的研究简称为STS研究，它探讨和揭示科学、技术和社会三者之间的复杂关系，研究科学、技术对社会产生的正负效应。其目的是要改变科学和技术分离，防止科学、技术和社会脱节的状态，使科学、技术更好地造福于人类。 可以说，科学技术在现代管理科学与工程中的功能具有广泛性，现代社会生活的方方面面都会受科学技术发展的影响、制约和促进。不同的历史时期，虽然科学技术带来的影响深度和广度上有所不同，但是勿庸置疑，每个时代的科学技术都深刻的影响到了那个时代的生活。科学技术是第一生产力。放眼古今中外，人类社会的每一项进步，都伴随着科学技术的进步。尤其是现代科学技术的突飞猛进，为社会生产力发展和人类的文明开辟了更为广阔的空间，为人类创造了巨大的物质财富和精神财富。随着知识经济时代的到来，科学技术永无止境的发展及其无限的创造力，必定还会继续为人类文明作出更加巨大的贡献。 科学技术论文:现阶段科学技术哲学研究述要 ［摘要］科学技术哲学是近年来发展较快的学科，目前学界对其研究方兴未艾。本文就近年来有关科学技术哲学的产生渊源、学科定位、发展历程、学科板快、当前关注问题、未来趋势以及科学技术哲学发展面临问题的研究情况作一概述。 ［关键词］ 现阶段；科学技术哲学研究；概述 进入新世纪以来，科学技术哲学的发展呈现强劲势头。每年都有大量的文献发表以及一些重要的学术研讨会召开，使得科学技术哲学的一些专题得到了深入地探讨。文章就近年来有关科学技术哲学的研究情况作一概述。 一、科学技术哲学的产生渊源。科学技术哲学并非是无根之木，无源之水，科学技术哲学的产生有着深厚的学术渊源和历史背景，学界从不同视角阐述了科学技术哲学产生的渊源。如学者任元彪从学术渊源上指出20世纪中国科学技术哲学主要来自三个方面：（1）现代西方科学哲学及其学术传统；（2）马克思主义哲学自然辩证法传统；（3）中国传统哲学中的自然哲学传统［1］。而学者郭贵春、成素梅、邢如萍则认为“科学技术哲学”的根源在“自然辩证法”，他们比较突出“科学技术哲学”与“自然辩证法”的演变关系，认为“科学技术哲学”是从传统的“自然辩证法”的基础上演变过来的，是对“自然辩证法”学科的继承和发展［2］。学者吴国盛则认为中国的科学技术哲学实际上有三种构成因素、三重历史来源，即：（1）德国古典自然哲学；（2）马克思主义的意识形态；（3）改革开放以来“大口袋”式的整合新学科［3］。关于科学技术哲学的产生渊源，笔者认同郭贵春等人的观点。科学技术哲学和自然辩证法关系密切，科学技术哲学是“自然辩证法”在新时期的时代体现，是对自然辩证法的继承和发展。 二、科学技术哲学的学科定位。学界对科学技术哲学的学科定位富有争议，学者有各自不同的见解。如学者黄顺基、黄天授和刘大椿在1991年编写的《科学技术哲学引论——科技革命时代的自然辩证法》一书中对科学技术哲学作出了明确的定位。他们把科学技术哲学定位为以现代科学技术革命提出的新问题为依据，以马克思主义的观点和方法为指导，是自然辩证法在新的历史条件下的发展，是科技革命条件下的一门新学科。学者刘大椿在2001年出版的《科学技术哲学导论》一书中又进一步把科学技术哲学定位为“对科技时代提出的科技及其相关问题、要求和挑战的哲学回应”［4］。而著名学者于光远先生也曾指出，“自然辩证法”是一个科学群或科学部门体系，它是具有马克思主义的特色和色彩的诸多科学部门的总称，其中包括许多不属于哲学的科学部门。学者于棋明据此认为，在自然辩证法旗帜下汇集或孕育、成长以至分化出了许多分支学科，其中包括科学技术哲学、科学技术历史、科学方法论、科学认识论、科学学、科学技术社会学等［5］，也就是说，科学技术哲学是自然辩证法的分支学科。学者陈其荣则认为，科学技术哲学是当代自然辩证法的新范式［6］，这意味着自然辩证法的范式在当生了改变。学者郑毓信则认为，要考虑科学技术哲学的定位问题，就应该认真考虑以下几个问题：（1）由于现代的科学技术哲学的研究已经极大地扩展了自己的研究领域，就要认真考虑对包括诸多现实问题进来的种种研究是否能被看成真正的哲学研究？（2）科学技术哲学的现代研究与科学技术活动的距离究竟是变近还是变远？（3）在强调中国科学技术哲学应当立足于国内的同时，还应当认真考虑如何走向世界的问题［7］。学者吴国盛则深刻地指出，中国科学技术哲学的学科定位实际上存在“名实冲突”的问题，科学技术哲学虽然定位在哲学的分支学科，科学技术哲学专业的实际研究内容却远远大于哲学领域［8］。学者贾北树、陈北宁认为，在定位科学技术哲学时应该强调以下四个方面：（1）继续强调必须在哲学的层面上来建设科学技术哲学；（2）强调在科学的基础上建构科学技术哲学；（3）科学技术哲学必须有自己独立的文化意识；（4）科学技术哲学必须关注现实。从以上众多学者对科学技术哲学学科定位的不同见解中，我们可以看出，现在要想对科学技术哲学进行学科定位，至少应该考虑这样几个问题：第一是否从“哲学”的范围内界定科学技术哲学研究内容，第二是科学技术哲学的内涵和外延的问题，第三是科学技术哲学的现实性问题。 三、科学技术哲学的发展历程。学界对科学技术哲学在中国的发展历程方面的研究结果基本一致，一般都趋向认同科学技术哲学在中国的发展大致经历了四个阶段。如学者张培富从历史的视角指出了中国20世纪科学技术哲学的发展大致经历四个阶段：（1）20世纪20年代末30年代初在中国开始传播；（2）新中国成立之后，科学技术哲学及其教育步入一个新的发展时期；（3）十年动乱，中国科技哲学惨遭厄运，科技哲学工作受到任意摧残和践踏；（4）结束，中国科技哲学及其教育事业开始复苏，并迅速发展起来［9］。学者任元彪同样认为20世纪中国科学技术哲学的发展历程分为四个阶段：（1）1930年以前的“科学为本”阶段；（2）30到40年代的多种流派竞争阶段；（3）50至80年代初中国自然辩证法学派成型和发展阶段；（4）80年代中期以后的国际化开始阶段［10］。从以上对中国科技哲学的发展历程的研究，我们可以清楚地看出科学技术哲学在中国是一门崭新的学科，存在巨大的发展空间。特别是在进入新世纪以来，科学技术哲学的发展得到了前所未有的机遇和条件，科学技术哲学发展充满生机和活力。 四、科学技术哲学的学科板块。科学技术哲学的“学科板块”是指科学技术哲学的核心研究领域。当前，学界在科学技术哲学的学科板块的研究上争议较大，不同的学者提出了不同的看法。如学者吴国盛在1993年撰写《试论自然辩证法》一文中就明确表达了他对这个问题的观点，主张把自然哲学、科学哲学、科学社会史和科学史作为自然辩证法事业大力发展的四大学科［11］。而学者陈其荣则指出，随着20世纪科学技术突飞猛进的发展，特别是20世纪五、六十年代以来，自然科学的高度分化和综合的发展，自然科学与人文、社会科学的汇流发展，以及科学技术的社会化与社会的科学技术化，为马克思主义自然辩证法的发展提供了新鲜的经验材料和理论思想，使它拓展成为包括自然哲学、科学哲学、技术哲学、科学技术与社会等在内的综合性的交叉学科——科学技术哲学［12］，也就是说，科学技术哲学应该包括“自然哲学、科学哲学、技术哲学、科学技术与社会”几个方面。而从学者张明国、崔伟奇、蔡永海撰写的《科学技术哲学学科发展的历史与展望》文章中可以看出，他们把“自然哲学、科学哲学、技术哲学、科学技术与社会、科学技术方法论”作为科学技术哲学的主要板块［13］。学者刘大椿指出，上个世纪70年代以后，自然辩证法在中国再度发展时，采取的是一个兼容并包的“大口袋”方针，比较有共识的内容可归纳为下述几大块：自然观研究、科学方法论研究、科学思想史和科学技术社会研究。他还指出，近20年来，自然辩证法在中国演变成科学技术哲学，是科学技术与哲学相连结的桥梁。同时他又指出，近10年来，科学技术哲学的研究框架有了重大突破，研究内容有了新的拓展，陆续分化和形成了一系列专门的学科分支和方向，如科学学、未来学、科学哲学、科学方法论、科学技术思想史、技术哲学、科学社会学等等［14］。从以上各位学者的研究可以发现，尽管他们在这个问题上分歧较大，但是一般比较认同科学技术哲学至少包括“自然哲学、科学哲学、技术哲学”三个方面的内容。新世纪以来，随着“科学——技术——工程——产业”知识链条的进展和理论联系实际的紧密需要，科学技术哲学出现了新的研究领域——工程哲学。在工程哲学的研究上，中国走在了世界的前列。2007年7月，由高等教育出版社出版、殷瑞钰、汪应洛、李伯聪等人编著的《工程哲学》成为中国工程哲学研究建立的标志。 五、现阶段科学技术哲学关注的主要问题。尽管科学技术哲学关注的问题与时代主题紧密相关，但学界关于现阶段科学技术哲学关注的主要问题的研究也有所差异。例如学者赵景来对近年来关于科学技术哲学研究的主要问题进行了梳理，他认为科学技术哲学关注的问题主要有以下五个方面：（1）关于科学与技术的划界问题；（2）关于技术的本质；（3）关于科学、技术与社会（sts）；（4）关于科技发展与人文关怀；（5）建构科技伦理何以可能［15］。学者安维复从科学哲学的视域指出了科学哲学主要围绕以下几个问题展开研究：科学与非科学的划界、科学认识的方法论、科学发现的本质、科学发展的判据、科学的社会监制等问题［16］。学者郭贵春、成素梅、邢如萍指出，就科学技术哲学的研究而言，90年代以来学术界一方面继承和发扬自然辩证法的研究传统，另一方面出现了更加专业化和多元化的研究局面。他们特别还从技术哲学的视域展现了当前科学技术哲学研究的热点问题。他们认为，对技术哲学的研究主要集中在以下问题：技术本质、技术认识论、技术价值论、技术伦理学、科学哲学与技术哲学之间的异同关系、科学与技术之间的异同关系、科学技术与社会研究、科技战略与政策研究等［17］。学者张明国、崔伟奇、蔡永海分别从自然哲学、技术哲学、科学哲学、科学技术方法论、科学技术与社会五个方面总结了当前科学技术哲学研究的热点问题，并且还着重指出了他们在技术哲学方面主要研究技术与文化的关系问题；在科学哲学方面主要研究科学与价值的关系问题；在自然哲学方面主要研究环境问题的文化成因问题；在科学技术方法论方面主要研究创造力开发中的心理学问题；在科学技术与社会方面主要研究技术与文化的现实问题和sts教育问题［18］。可以看出，学者对现阶段科学技术哲学所关注问题的研究与他们对科学技术哲学的学科板块界定紧密相关。但是有一点比较明显，那就是学界一般认为“科学与技术的划界问题”、“科学与技术的本质问题”、“科学与技术的价值问题”以及“科学技术的人文关怀和文化问题”成为现阶段关注的热点。 六、科学技术哲学的走向趋势。随着社会的发展，科学技术哲学也呈现一些新的变化。学界对这个问题尤为关注，争议较大。例如学者黄瑞雄对学界近年对中国科学技术哲学的走向研究进行梳理，认为国内关于科学技术哲学走向研究分为5种类型：（1）以曾国屏和张明国为主要代表的认为从自然辩证法走向科学技术学；（2）以吴国盛为代表的认为从自然辩证法走向科学哲学；（3）以吴彤为代表的认为走向自然科学哲学问题研究；（4）以郭贵春和成素梅为代表的主张保持科学技术哲学的多元性研究；（5）主张继承发扬自然辩证法传统［19］。波士顿大学的华裔学者曹天予对21世纪的科学哲学的趋势作出了预测，他认为科学哲学的趋势大体上有两点：（1）分析哲学的逻辑语言方法要淡出，历史、社会、文化、人类学方法兴起，科学哲学要进一步融入科学学；（2）特殊科学的哲学会有很大的发展，物理学上，特别是有关复杂性问题，在生物学上，有关还原、突现、层次等概念的探讨会大大加强。在认知科学上，计算机科学哲学和神经科学哲学都将对语言哲学与心灵哲学产生重大影响［20］。学者赵跃红通过研究表明，科学哲学有三个方面的自我超越和三个路向，即：一是超越科学共同体这种社会建制的更大范围的社会建制——机制视域下的元理论建构；二是超越科学(技术)文化这种文化范型的更大规模的文化范式——机制视域下的(哲学)理性建构；三是超越了语言学、修辞学、解释学的语言学路向,以至超越了整个西方(语言-逻辑的)哲学传统，对于 (形式)逻辑范式予以彻底改造的“科学语言”的科学哲学。第一种路向是“科学社会学”的，第二种路向是“科学文化哲学”的，第三种路向似乎更多地承继了西方的哲学传统,并且还将是科学哲学的主流［21］。学者田鹏颖认为，“社会技术哲学”是科学技术哲学的新视域。他提出，确立社会技术范畴并对社会技术进行哲学反思，开拓了21世纪科学技术哲学研究的新视域。特别是随着工程哲学初步建立，社会工程哲学大有作为，社会工程哲学将成为工程哲学关注的重要内容［22］。 七、新时期科学技术哲学发展面临的问题。21世纪科技发展的机遇与挑战并存，科技哲学的发展也面临相同的境遇。国内一些学者通过研究认为，21世纪中国科学技术哲学的发展面临一些潜在的问题。中国科学技术哲学要想抓住机遇，迎接挑战，实现其未来发展，必须解决这些问题。那么科学技术哲学究竟面临什么样的问题？不同的学者给出了不同的答案。如学者程倩春、崔伟奇指出，21世纪科学技术哲学的发展面临三个问题：（1）对科学技术发展的总体性哲学反思；（2）对科技发展和社会进步的关系重新反思；（3）确立知识创新的哲学基础［23］。而学者庞跃辉则认为，以现代科技变化发展规律和特征为主要研究对象的科技哲学，无论是从推进现代科技良性运行和创新发展的迫切需要，还是从科学技术哲学自身学科体系建设的迫切需要来看，科学技术哲学都必须下功夫解决面临的三大前沿问题：（1）如何认识现代科技和科学伦理的内在关系；（2）如何认识虚拟时空与现实时空的内政关系；（3）如何认识科学精神与科学方法的内政关系问题［24］。 从上文我们可以看出，目前学界在科学技术哲学的产生、发展历程以及未来发展面临的问题方面的意见基本相同，但是对科学技术哲学的学科定位、板块内容、关注热点和走向趋势方面的研究分歧较大。这也正好说明我国学界对科学技术哲学的研究进入了新的阶段。 科学技术论文:现代科学技术社会价值的异化 [论文关键词]：科学技术； 异化； 社会价值异化 [论文摘要]：科学技术是一把双刃剑，文章在肯定科学技术进步作用的前提下，着重从三个方面分析了现代科学技术社会价值的异化问题，即现代科学技术社会价值异化的表现、对科学技术社会价值的不同立场和现代科学技术社会价值的异化的产生根源。 科学技术本来是人类认识世界和改造世界的积极成果，是人类文明的重要组成部分，是造福于人类的事业、服务和满足人的各种需要的手段，然而，在一定的条件下，科学技术的发展也可能贻害自然、社会和人自身，从而使文明遭受破坏，这就是现代科学技术社会价值的异化。 一、现代科学技术社会价值异化的表现 科学技术异化不仅表现在对物质文明的破坏，同时也发生在对精神文明的侵蚀。一方面，科学技术异化对物质文明的破坏是伴随着科技发展及其对自然界改造取得巨大成果的同时产生的。随着二战以后工业的突飞猛进，人们像自然环境中排放的有害物质和噪音越来越多，使人类赖以生存环境受到极度的污染，使自然界的生态平衡遭到了严重的破坏，导致全球性的生态危机。在物质文明领域，现代科学技术异化造成环境污染、生态平衡失调、能源危机和人口膨胀等严重问题，造成了人类物质生产条件和生活环境的恶化，使人类的生活质量下降，在相当程度上阻碍了社会物质文明的进一步发展。另一方面，科学技术异化对精神文明带来的危害，主要表现在伴随着科技发展可能出现某些消极道德现象，造成人的心理失衡和个性扭曲。 二、对现代科学技术社会价值的不同观点 伴随科技进步而出现的全球问题、不同的学者对新的科技革命的挑战，对人类的未来有着截然不同的观点，主要有“科技乐观派”和“科技悲观派”。 1. 悲观主义 科技悲观派的主要代表是罗马俱乐部。以罗马俱乐部学者及其研究报告《增长的极限》为代表。认为人口、资源消耗、粮食生产、工业发展和环境污染是按指数增长的，无限的增长与有限的环境（地球）构成的矛盾必然导致“增长的极限”；如果维持现在的人口增长率与资源消耗速度不变，那么，很可能会导致世界人口和工业生产能力发生崩溃。他们提出“零增长”，即停止增长。认为只有改变人的思维方式和生活方式，改变社会运行的方向，向均衡的目标前进，才能摆脱危机。否则，如果人类没有意识到改变的必要性和紧迫性，也没有为这种改变做出实际的努力，仍按照“惯性”思考和生存，将加剧危机，把人类拖向灭亡。他们在预测人类社会未来状况时，对科技的作用持消极否定的态度。 2. 乐观主义 科技乐观派的主要代表是美国的康恩、托夫勒、贝尔等人。他们批评罗马俱乐部“悲观派”的观点，从所谓“乐观派”的立场出发，得出一系列同《增长的极限》相反的结论。康恩在《今后二百年》等著作中，坚决反对限制增长的办法，主张用发展新技术和保持经济不断增长的办法使当前的“失调性问题”得到控制。托夫勒在《未来的冲击》一书中，认为技术的发展是最根本的决定因素，甚至是决定全局的因素，他坚信科学技术能够促进生产力和社会发展。贝尔在《后工业社会的到来》这本书，也表达了这样的观点。科技乐观主义认为科技决定一切，科技发展使人类社会能够和克服由于科技进步而造成的问题，他们在面临新科技挑战的时候，表现出乐观的情绪。 科技悲观主义和科技乐观主义是对科学技术的两种极端的看法。二者的不足之处恰恰在于他们对本来是正确的东西作了片面地夸大。除此之外，还有处在两个极端之间的很多不同派别和观点。 三、现代科学技术社会价值异化的根源 1. 科学的应用过程中本身存在着科学异化的可能性 科学技术本身是人类活动的精神产品，如果不进入应用过程，它就永远无法实现其满足人类物质和精神需要的功利价值，但是科学技术一旦进入应用过程，情况就很不相同了。科学技术作为人的工具，即能够以建设性的方式被利用，也能够以破坏性的方式被利用；既可以为创造性的目的服务，也可以为毁灭性的目的服务；既可以从善，也可以从恶。科学技术成果一旦同实践要素结合起来，就直接延伸了人的能力。正如爱因斯坦所说：“科学是一种强有力的工具。怎样用它，究竟是给人带来幸福还是带来灾难，全取决于人自己，而不取决于工具。刀子在人类生活中是有用的，但也能用来杀人。”[1]贝尔纳撰文说：“我们对于彻底毁灭的威胁，绝不能漠然视之”，“以裂变以及而今又以氢弹为代表的毁灭性武器，威胁着全人类。”[2]托夫勒指出：“我们的技术能力在增强，但是它所产生的副作用和潜在的公害也在不断增加。”[3]一言蔽之，科学技术到底能够给人类带来什么，关键在于掌握在什么人手里以及人们为什么和怎样利用它。有人把科学技术比作一把双刃剑，一刃对着自然界，一刃对着人类自己。正是科学技术利用的这种双重效应，为科学技术应用过程中异化的产生提供了可能。 2. 人们认识上的不完善为科学技术异化的产生提供了条件 科学的应用作为人类实际利用和改造自然的一种社会实践活动，总是在一定认识的指导下进行的。长期以来，人们用以指导科学应用的认识却是极为片面和短视的，它往往过分看重了人类征服自然和改造自然、不断从自然界索取自己所需要的东西的一面，片面地以为人类是自然界的主宰，却忽略了人类社会对于自然界的依赖以及这种索取活动受自然规律限制的一面；它往往只瞩目于科学应用能够带来的各种眼前的直接功利价值，而对科学技术应用的长远后果缺乏自觉意识；只看到本地区、本民族、本国家的局部利益，看不到全人类存在着共同的利益。正是这种“人类中心主义”，使得科学技术应用过程中的异化不断由可能性转化为现实性。 3. 社会制度方面的缺陷加剧了科学技术应用过程中的异化 虽然科学技术本身没有阶级性，但如何应用科学技术的成果，使其服务于什么样的目的，总是与一定的阶级和社会集团的利益相联系的。在一些国家和地区，由于缺乏健全的道德监督和法律控制，滥用科技成果的行为往往不能受到应有的谴责和制裁。在一定程度上加剧了科学应用过程中的科学异化。 随着科学技术的发展，人类最终一定能够克服各种科学技术异化现象，使被科学技术异化严重分裂了的科学技术价值体统一起来，使科学技术真正成为真、善、美的完整统一体。 科学技术论文:试论现代科学技术发展对哲学观念的影响 论文关键词：现代科学　哲学　影响 论文摘 要：回顾人类的文明发展史，大家会惊奇地发现科学和哲学有相同的历史起源，而且在人类的智慧和文明的最初阶段，哲学与科学是不分彼此的一个概念，主要体现在语言层面、逻辑层面、研究的具体方法领域和研究特定对象的一致性。在科学和哲学所有的互相之间的影响和具体联系当中，研究方法的联系始终是最重要的和标志性的第一位联系，还是其他联系和影响的根基，这也是本文的核心和关键论点。 一、科学和哲学历史上的互相影响 科学与哲学的相互渊源起始于现代科学最初的萌芽期。在牛顿所在的中世纪，主流学界认为物理学从属于自然哲学，但是在具体的操作方法上他们已经学会寻求运用物理实验进行实证研究，开始避免盲目运用繁琐而复杂难懂的经验论述和纯粹的哲学臆想和思辨方法去研究科学。在科学的鼻祖开普勒和牛顿等人的不断努力和斗争下，科学方法才能从哲学的重重束缚下自立门户，为科学技术的迅猛发展提供了扎实的基础和铺垫。对于任何一门成熟具体的科学理论，一般必须具备有相对比较完整的体系结构和有事实经验能够证明之；而哲学在长期的发展和成熟过程当中，哲学辨证的思维方式和研究方法渐渐退出了诸多特殊的学科领域，这就是哲学的非常重要的第一次关键放入转向，即转向认识论，但是这种转向不是完全把哲学的全部研究的课题放手给科学，只不过是它们各自术业专攻而已，即为拉卡托斯所说的 “研究纲领”意义上的更迭。 实证的研究主要运用与具体应用科学，剩下的逻辑、心理与认识问题现在科技仍旧不能证实，成为思辨方法所固守的领域。尽管类似的更迭和转向从没有间断过，一直在进行，但科学和哲学也慢慢发现它们殊途同归，无法完全舍弃和离开对方，尤其在理论研究领域更是亲密无间。例如优秀的哲学家总会深关注科学技术领域最前沿和重要的理论研究与探讨，希望能在其中找到更多的灵感，而相对应的科学家在纯理论研究的过程当中，约定俗成的总会不自觉运用哲学工具和方法，而且“研究纲领”的转向和更迭往往需要哲学的强力进行干预，科学一相情愿是不可能实现的 二、科学哲学分科的创立 创立的科学哲学分科的初衷来源于科学对哲学强大影响的结果。科学哲学的大师卡尔·波普尔清醒的认识到分析哲学的未来正在走中世纪经院化哲学的老路，这是极其危险和错误的；他认为，哲学的严谨性和绝对性是必须已精简具体内容为代价的，这样就不可能构造出相对完整的形式理论系统描述和解释客观世界了；这样一来，哲学要想真正排除悖论，就必须不沾染任何想象和现实当中的实体，只可以探讨纯粹结构问题。然而完完全全排除理论悖论的哲学辨证语言会显得空洞毫无用处，繁琐而又复杂；总是埋头于词的意义等无用细节的反复斟酌，而对现实世界的重大问题和事件毫不关注；这也是逻辑实证主学派义和维也纳学派分崩离析的最主要原因。 波普尔的理解清楚而明确地指出了分析辨证哲学存在的巨大问题和困境，哲学最应该关心的问题是最能够影响人类自我的反省领域的问题，而人类终极的自我反省必定会受制于人自身特有的局限性—在体力、智力、和时间上的天然限制，这就必须使哲学深刻认识、承认和接受这种局限性和不完满，但这并不意味放弃对绝对真理的追求，而是我们必须实事求的研究我们能力可行的领域之内。而且哲学领域，我们既不会采用主观的随意想象，又不可能采用纷繁复杂的字句反复纠缠，必需借鉴和研究科学的特有方法技巧，进而构造系统性和综合性理论去描述、探讨和解释真真正正哲学问题。然而何谓科学的方法是我们必须仔细探讨的；事物是不是普遍联系的是众所周知的哲学全称式放的概括命题，而且其联系囊括万千往往不会局限于因果的联系，从某种意义上说在我们检验所有能够指称个体之前，其命题就无法完全成立。然而，波普尔认为整个世界犹如一个无限大，的黑箱，不论建立何种模型也不可能完全彻底的揭开其内部具体的结构，人类理解和认识它唯一的方式就是综合运用理论、概念和模型去描述它。如果把理论是当做捕捉无限经验世界的网，那么科学发展的最终目的不在于运用科学自有的语言构建与自然完完全全一模一样的描述，而在于使“网眼愈来愈小”，对真理的无限逼近。 思想自由竞争的学说往往被公认为是科学哲学对于知识增长的根基，大家往往接受和理解这种假设，一种理论要想具备一定的公共性必须经历与同时代的诸多不同理论相互竞争和淘汰的过程，而且我们不能对这种方法的公正与否做出完全准确的价值判断。波普尔的理论认为爱因斯坦和牛顿都从属于科学领域，但他们不可能都是真的，缺有可能都是假的，他们的科学理论之所以能够成为真，并不一定因为他们可以被证实和证伪，其真实性一定都是建立在某种程度的可错性的特定基础之上的。而科学哲学重要和关键的任务就在于阐述和研究人类目前未知的竞争的模式来确立占主导地位的理论，淘汰从属地位理论。波普尔逻辑实证主义和分析哲学学派的最显著区别在于其不苛刻严格的分析非自然的科学描述，一定程度接受形而上学，认为人类科学历史的发展过程就是在增加全宇宙的负熵。对于非自然科学领域的学术探讨和研究，反驳和猜想的发展模式一定程度上同样适用。波普尔学说的目的不在于分析哲学特有的证伪主义，不在于提供具体方法区分新形而上学和科学，其核心在于阐述和解释特有的知识所谓增长模式—“批判理性主义”。从这方面来说，波普尔可以说是一个相对传统和保守的哲学家，回答的不是方法论的而是认识论的问题，区分的不是科学与伪科学而是区分人类传递和记录信息公共和私人属性。 科学哲学对于真理的维护，与分析哲学有异曲同工之妙。同时，二者之间的相似点也是科学对哲学层面上的流派的直接反应。哲学家波普尔发现哲学善于吸收其他学科或是规范的精华，但不会被同化，始终保持自己独有的特点。哲学无法变成准确的学问，这也是哲学的魅力所在。哲学作为和人的精神支柱最接近的学科，它的概念纷繁复杂，常常混合在一起，让人准确区分开。在《无尽的探索》这本书的序言中，赫尔穆特·科尔表达出了他对哲学的期望，认为追求真理是不能停止的，同时也要谨防幻觉，不能被某些蒙着真理面纱的假象所蒙骗。 科学技术论文:科学概念的认知进路与转向——科学技术论视野 摘要：在科学技术论视野中，视点（内部视点和外部视点）与方法（规范方法和描述方法）是对科学概念的不同认知进路和认知方式，在此基础上形成了四种不同的科学认知脚本，并组成一个关于科学的认知矩阵。认知矩阵刻画了科学概念的四种认知进路与三次转向，随着科学概念的延伸，现代科学及其知识与权力有内在相关性，并且是一个社会协商和妥协的过程。 关键词：科学概念；视点；方法；认知转向 现代科学越来越呈现出了两种相互背离的发展趋势。一种是扩展的趋势，即科学在发展中不断地融入技术，使科学-技术成为难以拆分的整体。更进一步说，通过技术，科学融入到了经济、乃至社会生活的每一个家角落。另一种趋势是，随着学科分化的加速，科学研究的分工越来越细，逐渐被收缩到了一个十分狭窄的领域。有时除了少数同行外，人们甚至根本弄不懂这些科学家们在做什么，在说什么。[1]令人困惑的是，这两种趋向尽管表现得十分清晰，现实中却还是被扭结在一起的。根本原因在于社会因素介入了人们对“科学”的认知活动中，起到了一个良好的缓冲和转译作用。现代科学因此从神坛上走下来，成为一项公共性事业；现代科学概念发生了变迁，从自然科学领域扩展到人文社会科学领域，即科学包含自然科学和人文社会科学；科学的普适性受到了强有力的挑战，现代科学不得不在普适性和地方性之间谋求平衡。也就是说，对科学概念的认知已经发生巨大的变迁。 1 认知进路和方式之争：视点与方法 既往的科学认知研究中，对科学概念的争议最为纷杂。以库恩为界，考察库恩前后关于科学概念的认知过程，争议的主要集中在考察科学知识的视点（内部视点和外部视点）与考察科学的方法（规范方法和描述方法）之间。视点，借用几何学的透视概念，指的是基于某个立场来看待对象的整体。基于知识看待科学的整体，是内部视点；反之，基于社会文化环境看待科学的整体，是外部视点。 正统科学的代表逻辑实证主义和批判理性主义虽然在很多观点上针锋相对，但它们共享着一些基本的前提，尤其是它们都是站在科学及其知识的角度来透视整座科学大厦，并竭力维护正统科学的形象。它们都认为，在观察与理论之间存在相当深刻的差别，知识的增长大体上是积累性的，科学是一个相当紧密的演绎结构并且具有整体性，发现的情景（the context of discovery）与辩护的情景（the context of justification）之间存在根本性的区别。[2]逻辑实证主义和波普尔的批判理性主义非常关注“科学逻辑”，命题、逻辑、理性和方法论等视主题，科学仅仅与经验、方法、逻辑有关；而权力、利益、心理、社会、经济和政治等“外部”因素被排除在外。 科学史研究在科学认知研究中十分重要，但是占传统主导地位的内史（专门史）研究在科学史中日益衰落，外史（社会文化史）开始盛行。早在20世纪30年代默顿的《十七世纪英格兰的科学、技术与社会》就出现了内史向外史的视点转换：从社会文化视考察科学的社会建制。 库恩在《科学革命的结构》中考察了科学史，但他并不是从传统意义上的科学内史，而是从科学的社会文化史（即外史）角度进行考察，并且附带着对科学知识的生成和辩护的考察。库恩把对科学考察的视点完整地从内部切换到外部，力图表明科学（知识内容）就是科学的历史（社会文化史），科学史就是科学社会学，也是认识论。也就是说科学哲学、科学史与科学社会学是一回事。[3] 科学的社会研究在库恩之后相继发生了两次视点转换，连同默顿的研究一共三次。[4]20世纪70年代中期到80年代，社会建构论大力发扬了库恩的观点，它批判了传统科学观不对称之症结，并提出了“强纲领”的解决方案，“强纲领”直接面对科学知识的内容，认为科学事实是由社会因素建构而成的，这是一种纯外部视点的策略。20世纪80年代末，社会研究出现了新的转向，它以“反身性”为特征，认为“强纲领”由于不具有“反身性”，因而无法证明用“社会”的因素来解释科学知识究竟是否充分。这个阶段的社会研究无论对“科学”还是“社会”均采取了相对主义的立场，巴黎学派的“行动者网络理论”研究完成了第三次视点转换，拉图尔等人的研究促使“内部”和“外部”相互连接起来，并进入了技术-工程研究领域，如电动车案例。[5] 规范性认知方法一直都是西方哲学的主旋律。本体论思想，从古希腊开始延续两千多年，不停地追问事物“（应该）是什么”。其特征是本质主义、基础主义，追求真理、追求先验、追求实在，并力图一劳永逸地解决所有问题。即便是转向认识论后，规范认识论仍然是西方认识论的主旋律。近代科学以降，笛卡尔、弗雷格、罗素、逻辑实证主义者和波普尔，无一不是在确定的理性预设基础上开始规范性的认识论考察。逻辑实证主义者和波普尔把科学看作是一组抽象的命题集合，一堆既成的理论教条，科学是既成的知识。默顿的功能主义科学社会学也同样坚守自然科学的知识内容和社会文化环境相分离的原则。因此，传统规范化的认识论和方法论的主张是一种“预设主义”和“去情景化”（decontextualization）的研究图式，它们实际上是在本质主义、基础主义、理性主义、实在主义等问题上对科学进行规范性认知方法，强调科学“应该是什么”，强调科学真理与规范，并力图在科学与非科学之间划出界限。 这种带有理想化的规范性认知方法主要研究“既成的科学”，是一种“事后辩护”的策略；然而对于“创制中的科学”[6]，即正在进行中的科学活动，规范性认知方法除了给予人们误导之外是无能为力的。此外，当人们试着打开科学生成的“黑箱”时，规范性认知方法再也无法对科学史和科学实践做出恰当的解释，科学的合理性危机出现了。因此，库恩认为发现的情景与辩护的情景相分离是不恰当的，[7]因为要想历史地、动态地考察科学，就必须考查科学的实际活动方式，在同一情景中考察科学的生成和辩护。只要发现的情景与辩护的情景统一，对科学的考察就不可避免地走向情景化和地方化，规范性认知方法图式必然被抛弃，取而代之是“描述”的认知方法。 库恩之后几十年的科学的社会研究和科学的文化研究表明，科学认知的方法论立场超越了传统科学哲学方法论的束缚，从“内部”走向“外部”，从“规范”走向“描述”，从“狭义的科学认知研究”走向“广义的科学认知研究”。 2 认知矩阵：科学认知的二维结构 基于视点和方法两个维度，我们可以构建出科学论不同时期的各种认知脚本*，如表1所示。 认知脚本ⅰ：内部视点与规范方法。这是正统科学的认知方式，包括逻辑原子主义、逻辑实证主义和批判理性主义在内。在20世纪中早期，内部视点与规范性方法的结合，使得实证主义者和批判理性主义者基于科学及其知识有其自身发展逻辑，而不受社会和文化的影响，给出了一种规范性的科学概念。从近代科学的生成与发展来看，人们使用实验和逻辑理性等更能理解的认知方式，逐步取代了上帝和神等信仰的认知方式，重新对自然世界做出解释。这种思想影响了哲学的发展，使得逻辑实证主义继承实证传统，并辅以数理逻辑，替换了晦涩而神秘的黑格尔思辨哲学进路。批判理性主义尽管与逻辑实证主义在观点上针锋相对，但是借用库恩的“不可通约性”原则，正是两者具有“可通约”基础，才会有那么多的争议。两者事实上都是在维护正统科学的形象，并认为社会和文化等外部因素不会影响科学本身的发展，即发现的情景不同于辩护的情景。两者在观察和理论之间存在的明显的差异，但它们都认为知识大体上是增长性的，逻辑实证主义关注正面的积累，而批判理性主义关注反面的“不断改良式积累”；它们坚持科学发展有一贯的逻辑，或是归纳或是演绎，且科学具有严密的、整体的结构；它们注重科学与非科学的划分。这种以科学的方式解读哲学的认知方式在20世纪初获得了巨大成功，它在正反两面所刻画的科学形象，一度成为正统科学的形象，影响深远。即使在今日，政府和科普的宣传、公众对科学的理解、众多科学家的信念仍然属于脚本ⅰ类型。 脚本ⅱ：外部视点与描述方法。库恩之后，尤其是在20世纪70-80年代，随着科学论的兴起，在以爱丁堡学派为代表的社会建构论以及各种形式的科学的社会/文化研究方案中，外部视点与描述性方法取代了内部视点与规范性方法。社会建构论集库恩、维特根斯坦、科学社会学和知识社会学于一身，尤其是发扬了库恩的相对主义和解释学立场。几乎是与正统科学和默顿学派截然相反，社会建构论把“科学”理解为处于“现场制作”的知识内容而不是既成的知识体系；更为重要的是，它极为强调科学知识是在社会磋商和权力斗争中得以生成并获得合理性辩护的。它把科学生成的情景和辩护的情景统一，认为科学不可能独立与社会情景而存在，知识没有自身发展的逻辑而是社会与文化等因素“磋商”后构造的。此外，它们强调社会/文化因素决定了知识的客观性与合理性，使得科学文化与人文文化之间，科学活动与其它各种活动之间的边界变得模糊起来，客观性为各种社会的竞争与磋商机制所取代；它们注重科学活动的现场，注重对实践合理性与地方性知识的细节描述。 脚本ⅲ：外部视点与规范方法。默顿主义坚持知识的内容不受社会文化因素的影响，并从社会文化史角度考察英格兰在十六、七世纪的科学建制活动，后来更是基于近代科学的发展历史而形成功能主义的科学社会学，认为科学是独立的社会系统或制度，这是典型的外部视点与规范方法结合的认知方式。默顿亦提出了具有“范式”意义的科学规范：公有主义、普遍主义、无私利性和有条理的怀疑主义。默顿使用这四条带有理想色彩和情感色彩的规范，剔除外部政治权力或社会文化的干预并力图拯救科学的自主性。正是这个制度化得到的框架使得默顿完成了没有明说却是实质性的科学划界。默顿反对科学的权威被用来达到私人目的，强调当政治进入科学大门时，自主和规范的规训力量就会遭到破坏，由此导致的主张就是非科学的，[8]同时也是科学气质所不能容忍的。默顿在外部再一次刻画了正统科学的形象，尤其是四条规范和科学家气质构成了理想而神圣的科学形象。 脚本ⅳ：内部视点与描述方法。传统的科学史（内史）与巴黎学派的实验室研究和行动者网络研究都采用了内部视点与描述方法的结合方式对科学技术及其知识的生成和辩护等历史作详细考察。但是两者在具体研究方式上是有所不同的，传统的科学史研究更像宫廷书记员，记录点点滴滴的事实，如仪器、数据，科学家们行事方式，他们怎样获得课题，怎样讨论方案，怎样登录数据，怎样写作论文，甚至包括他们平常的穿着，言语禁忌，以及他们的精明与笨拙；实验室研究是一种“介入”研究，参与性的观察者与分析者成了实验室的一部分，在亲身经历日常科学研究的详细过程的同时，在研究科学这种“文化”中，作为连接“内部的”外部观察者的探示器，对科学家在做什么，以及他们如何思考作出详尽的探究。[9]行动者网络研究也是“介入”研究，略有不同的是它还力图将“外部”和“内部”贯通。行动者网络研究认为科学技术活动是情景性的实践，同时具有技术的和非技术的、人的和非人的内容，这些实践相互结合，共同构成具有概念力量和政治力量的网络；所有科学、技术或工程都是异质性要素及其相关内容的产物，技术中所有的设计活动都是工程的某种形式；科学家、技术专家和工程师同时也是社会活动家，不仅设计机器，还从事“社会活动”——设计社会或社会制度，使之适用于机器。[10] 3 科学概念认知的三次转向 考察科学哲学的发展历程，关于科学的认知方式已知有三次转向，如图2所示，分别以三支标有阿拉伯数字的箭头表示。 第一次转向是默顿的科学社会学研究，他完成了从传统科学（内）史的内部视点和描述方法到科学社会学的外部视点和规范方法的研究转变。由于默顿对科学的社会建制的强调，我们也可以把科学的社会研究的第一次转向看作“建制转向”。默顿借鉴了马克思和韦伯的研究，把宗教意识形态等社会文化因素纳入对科学的考察，如清教思想对当时英格兰科学技术发展的影响；但是，默顿否认科学知识内容受社会文化的影响，提出了科学的四条社会规范，把科学确认为一种社会和文化结构。因此，在包含经验证据和逻辑一致性的技术规范和四条带有感情色彩的道德规范基础上，默顿用科学的制度化性质划分出科学与非科学的界限。与认知ⅰ区中的逻辑实证主义和批判理性主义，默顿刻画的是正统科学的形象。 第二次转向是由库恩开始，至科学知识社会学（ssk）完成的。这是一次近乎彻底的科学观念转变，经常说到的“社会转向”就是指着一次，它把人们的视点从自然-社会的一维空间上的自然一面一下子拽到社会一面。ssk的“强纲领”确实转变了科学的概念，但正是由于太“强”，自出世以来不断受到内部和外部的质疑。劳丹认为，“因果性”原则似乎是能被明证的，“公平性”与“自反性”原则只不过是些从属性的因素，完全可以从其他原则中引申出来，因此不能作为独立的原则来考虑；最后，在“强纲领”中具有独立性并拥有实质内容的只剩下“对称性”这样一条原则。但这一原则带来的无非是“认知相对主义”（cognitive relativism）。[11]社会建构论仅仅用“社会因素”来解释一切，人们怀疑这种“社会学主义”的一维思维方式解释力，就像对“科学主义”的怀疑一样。因此，强纲领开始弱化，巴黎学派拉图尔等人的行动者网络研究就是“弱纲领”的代表。 第三次转向明显的特征是强纲领的弱化调整，对科学的考察首先从宏观研究转向微观研究，从外部视点转向内部视点；但最后调整到内/外视点与微/宏观研究有机结合的研究方法。第一步调整主要体现在《实验室生活》中，拉图尔所寻找到的“田野”和知识的制作现场都是一个个“小社会”。这种“微观社会学”不在考察科学的社会建制，而注重考察技术的实验室构造。第二步调整主要体现在行动者网络研究上，拉图尔与卡龙给出了一种方案与进路，从注重实验室的“内部视点”扩展到“外部视点”，从微观研究扩展为“科学、技术与社会”（sts）水平上的宏观研究，在内部因素与外部因素之间建构出一条自由出入的“转译”通道，构造了概念的和政治权力的、技术的和非技术的、人的和非人的异质性要素网络——具有工程意义的“社会制度”。第一步调整是科学论的技术转向，[12]第二步调整是科学技术论的工程转向，因此，第三次转向可以理解为“技术-工程转向”。转向后的科学概念具备了“实践”意义，科学不是研究者进行观察的对象，而是他们必须介入并参与其中的实践领域，科学的文化研究（css）思潮在实践的意义上开始崛起。 经过科学认知研究的三次转向，与正统科学概念相比，转向后的科学概念显得有点“面目全非”，尤其在思维系统上有了巨大的变化。正统科学内部，逻辑实证主义与批判理性主义的争论是归纳-演绎的一维思维上的争论；正统科学和社会建构论的争论是科学-社会一维思维上的争论；还有斯诺的科学文化-人文文化也是一维思维上的争论。人们似乎习惯于一维的思维方式，自然与社会都认为是给定的，人们别无选择地在这样一个“自己设定的陷阱”徘徊。拉图尔看到了这一点，并提出最好的解决方案不是在这样的问题上争论，而是直接建构出“自然”或“社会”。他称之为“转向之后再转向”，[13]这也就是他在行动者网络研究所做的工作，用一种工程方式设计出“社会制度”，不仅实现了对社会的“反身性”，还构造了新的“对称性”原则：自然-社会的二维结构，见图2的90度角的粗实线（nat-soc）。 4 结语 现代科学不仅要求科学家/技术专家、科学仪器等参与，还要求公众等社会要素参与进来。人们已经关注到，在科学实践中，人与物，科学理论与仪器等不可避免地被搅拌在一起。搅拌（mangle）不仅包含着相互交错混合，也包含着一种破坏性地重组整合。在实践期间（对现实中发生的活动的理解），如建造一个新的科学仪器（例如，气泡室），或者一种新技术（例如，数控机床），人类主体和物质主体缠结在一起。人类主体，以目标为形式，受到非人类主体形式的物质世界的抵抗。为了在现实实践中是因为这种抵抗，人类主体和物质主体相互“搅拌”。[14]这种搅拌的直接后果就是现代科学成为一项异质工程。科学不仅是表象，更是介入实践的活动，[15]也就是说，科学活动是情景性的实践，同时具有技术的和非技术的、人类的和非人类的内容，这些实践相互搅拌，形成了囊括概念和政治双重力量的异质性要素的网络——具有工程意义的“社会制度”。 现代科学，已经是既不具有纯粹的科学性质，也不具有纯粹的社会性质，而是两者的结合。事实上现代科学越来越像一项工程事业，它是一个充斥着不同个体、不同的理解目标的方式，但这些个体又不得不联合进行创作、想象、连接、设计、演绎、分析、测试并根据一定要求和目标而生产出一种新产品的社会协商和妥协的过程。[16]在拉图尔那里已经可以清晰的看到，经过“技术-工程转向”，现代科学及其知识与权力(force)有内在相关性。[17]科学研究项目的设计、科学争议的诊断以及科学成果的评判都有一个社会协商和妥协的过程。科学、技术和工程的界限越来越模糊，三者事实上是同一回事，却有不同的表现形式，诚如人在少年、青年和壮年三个不同时期的不同表现一样。 科学技术论文:中国近百年科学技术史的分期及其划时代事件 内容提要　本文讨论了科学技术史分期的一般规律和标准，进而将中国20世纪科学技术史划分为8个时期， 并分析了其中每一个时期的划时代事件。 （一） 任何一部科学技术史，都应是科学技术发展曲线连续和间断、平滑和曲折、仰或缓慢渐进和急速推进依次呈现或交替呈现的历史。但是，历史轨迹的这些对立状态，又无不统一于一定的历史坐标上。 在众多的历史坐标中，重大历史事件占据重要历史地位，它相当于坐标原点，起着划时代的作用。世界科技史上，如哥白尼的《天体运行论》的酝酿和发表就属这类事件。事件发生过程中，科学技术以间断、曲折、急速推进的形式发展着；事件发生前或后，则以相对连续、平滑和缓慢渐进的形式增长着，并且发生前和发生后又有所不一样，表现在科学技术的性质上，在此之前可能属古代科学，之后则是近代科学了。 科学技术史上的划时代事件可以是内在的，也即是以改变科技发展轨迹的科技思想的产生或科技成果的建立。这种事件由于表现为科学技术本身，所以其划时代的作用和性质比较直观，容易为人们所接受。以此作为分期的依据或标准的作法，往往用于内史体系中。科学技术史上的划时代事件，也可以是完全外在的，也即在事件的科技性质不显著，或者不考虑科技成果的情况下，把足以结束科技运动的已有轨迹或可能导致科技发展的新趋势的环境性事件，如政治、经济、思想等，作为分期标准或依据。这种事件由于表面上看来与科技无关，所以其划时代的作用和性质是隐蔽的，有时甚至不易被科技人员接受。然而在一定意义上，这是对科技史深层次的分期。这种作法往往在典型的科技外史中使用。由于上两类事件，在科技史的分期中，各具有特殊的有利之处，也各具有局限性，这就导致了以科技成果和环境性事件的合作用作为划时代的事件。这又可分为两种情况。一是在一科技史的每一时期的划分中，始终贯彻重大科技成果的产生与环境性事件统一的原则；一是各个时期不同，两方面的判据间或运用，如第一、二阶段间，以科技成果划界，二、三阶段间则以环境性事件分期。一般情况下，以前者为主，因为环境性事件毕竟是关于科学技术发展环境方面的事件，环境对科技的影响不仅存在，而且或迟或早会表现出来，也即一定的环境对应于科技的一定运动。人为地隔离或间或使用两方面判据，由于二者的不同步，会导致分期失准，进而不科学。这种两重标准统一使用的作法，常出现在内、外结合史中。 统一运用科技成果性和环境性的事件作为划时代的标准，比单纯使用某一方面，对于描述科技史，要有利些。科技成果的产出与环境性事件的发生，在不同的时候，互为因果关系。这样，就要求既陈述科技成果的产出情况；又交待与之相应的环境材料；还分析二者之间的关系，于是全分位、立体式地展示了科技的发展。 环境因素方面的重大事件对科技发展的影响是多方面的，但最本质的影响还是科技体制的变更。科技体制不仅决定对科技人员的政策、反映政府对科技的重视程度，还决定对科研的投入、国际科技交流、科技成果的转化等。因此，对科技史分期时，选取的重大事件应是直接影响科技体制方面的重大事件。 严格地说，相对于科技成果的产生、环境有内环境、外环境之分。政治、经济、思想等方面的环境属外环境或大环境，科技政策、投入、体制、国际交流等属于内环境或小环境。后者直接决定科技的发展；前者间接影响科技的发展，并一般通过后者起作用。所以，内、外环境方面的重大事件，作为科技史的划时代事件，选取时，可以同时并用。 （二） 中国近百年科学技术史，也即20世纪中国科学技术史，在时间跨度上，叙述的是中华民族史上的一百年。首先是政治上极为动荡。从辛亥革命到军阀混战，再到国民政府，直至中华人民共和国成立。即使后半叶，政治上的动荡也依然存在。其次，经济上基本处于贫穷状态，多无进展。经济落后的巨大惯性，经济发展的非良性环境，使经济体制的变动成为频繁之事。这种变动，由于科技与经济的内在关系，使得科技的发展受到很大波动。第三是思想上，不同体系之间激烈碰撞。这一方面是传统与新思想之间、另方面是中学与西学之间，以至于外来思想之间碰撞激烈，致使主导思想的确立如履薄冰，表现在不同时段，情况迥异。这些不稳定的外环境，直接影响甚至决定了内环境。民众的科技意识在整体不强之时，还显出时涨时落，或此起彼落。科技体制时而趋良性循环，时而是不利科技发展。科技政策也飘忽不定，由此，科技人员的整体积极性不能不受此波动；和国际间的科技往来，未能形成合理水平上的持续行为，在完全封闭和不设国门之间摇摆；科技投入一直很低，但在不同科技领域却表现出极大反差。科技组织和机构，有时数量少，并形同虚设，有时相对繁荣、有效。内、外环境的交错，直接影响到了科技成果的产出。成果数量上，多寡相差很大，又如30年代与第二个十年；成果水平上，高低十分不同，又如50、60年代的大科学成果与20、30年代。 上述构成了外环境——内环境——科技成果这三个层次的分期标准体系。然而这三个方面既是相互密切联系的，又是在不同时段有主有次的。在不同层次的密切联系中，考虑到主导事件的重要作用，20世纪的中国科学技术史可选取如下事件作为分期依据，相应，分为八个时期。 从20世纪的钟声敲响到1914年，是本世纪科技发展的第一个时期，〔1〕科技的特殊性，决定了其运动的承前滞后性，故应向前追溯。 这一时期，决定科技发展的重要事件是对西方科技的引进。中国引进西学，开始于17世纪。但是最初的引进是生搬硬套似的引进；引进的东西是古代与近代、科学与糟粕并存；而且引进后的科技游离地存在着，未能融进中国已有的科技。19世纪60年代兴起的洋务运动，经，直到辛亥革命后的1914年，其间的引进一反以往的状态：立足于实用，立足于先进科学技术，立足于和中国的传统融合。在完成先技术，再技术基础，后基础理论的过程中，部分人对科学技术的重要性已有较为清醒的认识，中国的传统科技受到了冲击和改造，是西方近代科技重要成果进入国门，进入教材的结果。这标志中国近代科学技术的诞生。所以，世纪初的十余年，再溯至洋务运动，总体上为第一个时期，以从技术到科学的真正引进为重大事件，结果是诞生了中国的近代科学技术。 经过1914年的准备和酝酿，1915年正式成立了中国科学社。从这时直到1927年为第二个时期。从西方近代科学的一般情况看，学会是近代科学技术产生并延伸的组织基础，也是近代科技的基本象征。在中国，上一世纪7—80年代就有不少维新人士倡导过学会。科技方面，据查， 1907年成立了中国药学会，1909年又成立了中国地学会和护理学会，但这还只是一般的号召和最初的模仿，而且已有的三个学会制度上并不健全，活动也不经常，介入的人数也极少，因而影响不大。中国科学社则不一样，仿英国皇家学会建立，它不仅建制全、会员多、范围广、有刊物，而且从一成立起，就不受政府的操纵，立志于宣扬科技的功能，传播先进的科学技术，培养可贵的科技人才，其功绩正如1930年青岛年会上蔡元培所总结的“做了五个方面的工作。”〔2〕其影响是巨大的。 “”的肇始，不能说与科学社的活动、《科学》的刊行无关；此后到1927年全国性学会新成立近10个，〔3〕科学社团的广泛兴起， 科学社就起了表率作用；由于每年的年会、会刊的大力宣传，国民的科技意识正在增强；尤其近代科技成果得到了有力的传播。所以，1915年至1927年是第二个时期，以中国科学社的成立与活动为标志，其结果是中国近代科学的传播。 1928年“中央研究院”成立。这可以认为是开中国全国统一研究机构之先河。此前，学会已达成熟地步，但这毕竟属于一般的学术团体；从上世纪中叶开始，尽管设立局、所甚多，但多限于附属于生产的应用性研制；也引进传播了西方技术和科学，但在此基础上的深入和发展几近于零；虽然有人曾萌生过设立全国最高学术研究机构的设想，〔4 〕但毕竟迟迟未成为现实。“中研院”成立后，得到了政府的支持；带动了大批科研院所的问世；聚集、培养了一大批科研人才；产出了较丰硕的、即使后来看来也有一定影响的成果；推进了高校科技教育。如果说20、30年代交替之际是科研院所成立的活跃时期，那么，30年代，尤其前8年是科学研究的活跃时期。抗战开始后，直到1949年， 尽管战乱的干扰和破坏，仍有少数研究院所诞生，研究气氛仍浓，并不时有成果产出，“中研院”的影响仍然存在。可见，1928年至1949年为第三个时期，“中研院”的成立和活动是重大事件，其结果是中国近代科学技术在研究中获得了很大发展。 1949年中华人民共和国成立。这本是一个具有划时代意义的非科技事件，但对科技发展的影响并不亚于重大的、纯粹的科技事件。〔5 〕首先是科技体制的结构性、权力性变化。中科院最初是一级权力机构，后来虽有变化，但取而代之的是国家科委，使全国五路科技大军都置于其统辖之下，形成了较以往任何时期都更为集中统一的科技体制。其次是科技政策尤其知识分子政策的变化。以往知识分子有“自由民”之嫌，很难归于任何其他政治板块。1949年后，随着团结、教育、改造政策的确立，知识分子成为完全的“依附”者。这无疑是科技力量、科技思想、科技战略的高度集中。其三是科技发展楷模的根本变化。本世纪开始以来，一直是以欧美模式为样板。1953年以后，这一模式遭到完全否定，为苏联模式所取代。应该说，这一变化是综合性的变化，包含有十分丰富的内容。其四是科技发展战略的变化。这主要表现为科技为什么服务的问题。本来，世纪上半叶，科技的政治功能，尤其军事功能就得到体现，而1949年后，这一功能受到了更高度的注视并达强化的地步。这表明从1949年起，直到1966年属第四个时期，中华人民共和国的成立是这一时期的划时代事件，其结果是科技受到政府的高度重视，并产出了一批大科技成果，奠定了现代科技的必要基础。 一般认为，“”十年是前17年的延伸，是前有极左路线和政策发展的顶峰时期。可是从科学技术情况看，其发展一方面受到了极大的干扰甚至破坏，教学、研究秩序呈现出空前的有计划的动乱动态，另一方面核试验、空间技术、计算机、生物技术等〔6 〕大科学或非民用科技成果得以产生和发展。这表明1966年至1976年这十年是一个十分特殊的时期，以“文化革命”的发生和持续为特征，其结果是科学技术在整体上受到摧残的同时，某些方面得到了畸型发展。 从1977年开始，科学技术发展的环境（主要是外环境）在经历了“文化革命”这一谷底之后。开始缓慢回升，始发性事件是1978年全国科学大会的召开，由此拉开了十年改革的序幕。〔7 〕改革的中心是理顺科技体制，完善科技运行机制，目的旨在促进科技的全面发展和科技长入经济。在实际推进中，科技成果的产出呈现如下特点：成果数整体上逐渐上升，1986年达到高峰；各学科发展比较均衡，无17年中一花独秀的现象；基础研究得到加强的同时，科技成果转化为现实生产力的问题也提出来了；在自力更生的基础上，国际合作项目、国际合作成果明显增多。这些表明：1977—1988年是第六个时期，是现代科学技术的发展时期，其特点和标志是科技发展环境和运动机制的改革开放。 1988年底，“治理整顿”方针提出来了。虽然这并不是仅指科技领域，但表明科技本身和科技发展的环境出现了始料未及的问题和困难，预示从1989年开始，科技发展的轨迹大体仍保持改革开放的趋势外，会出现新的特征。果然1989年及其后几年，在克服改革开放中出现的新的困难的同时，又复苏了旧有的思想障碍，如“姓资姓社”问题。1992年初邓小平南巡讲话再次肯定科学技术的生产力功能和科技知识分子、高科技的作用，〔8〕于是出现了1992年至1994年快速发展的局面， 基础研究、高新技术以及“主战场”均呈现出良性、快速发展的态势。这表明1989年至1995年虽与前12年有诸多相似之处，但其特殊性不能忽视，故是独立的一个时期，其特点是深化改革，扩大开放，其结果是现代科学技术向国际先进水平的靠近。 到2000年还有几年的时间，一方面若无意外，中国科技发展的大致趋势已定，另方面还存在诸如投入过低、政策欠稳、体制仍僵和与经济建设联系欠紧等问题，因而和世界先进科技相距仍大。趋势的实现、问题的解决、距离的缩小，均还未成为现实，故只能当作未来的一个时期，在预测和展望中加以描绘。