生物材料论文范文1
【关键词】材料物理 教学改革 人才培养
【基金项目】湖北省教育厅教学研究项目(编号:2011276,2012288)。
Abstract: In recent years, with the gradual increase of the national investment in new energy, new materials, and optoelectronic information industry, the demands of social engineering capabilities, as well as business level of materials physics graduates increase accordingly. It?蒺s imperative to reform the existing teaching system of materials physics. In this work, the reform of teaching system of materials physics was discussed from four aspects of teaching philosophy, curriculum development, teaching practice, and faculty development. In addition, some suggestions on how to train more professional materials physics graduates were given.
Key words: materials physics; teaching reform; personnel training
【中***分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)06-0170-02
材料物理专业属于材料科学类,其培养目标是培养较系统的掌握材料科学的基本理论与技术,具备材料物理相关基本知识和基本技能,能在与材料科学与工程相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的材料物理高级专门人才[1]。随着科学技术的不断发展,社会对材料物理专业人才的需求情况也在逐渐发生变化。近几年国家在新能源、新材料以及光电信息领域投入的不断加大,使得企业对于材料物理专业毕业生的需求数量也在逐年增加,特别是对于具有较强专业基础和实践能力的人才的需求,是很多高新技术企业每年人才发展计划的重点。
材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科,主要通过各种物理技术和物理效应,实现材料的合成、制备、加工、修饰与应用。主要研究范围包括材料的合成、结构、性质与应用;新型材料的设计以及材料的计算机模拟等。随着国家对本专业人才需求的变化,对本专业的教学体系进行一定的改革迫在眉睫。本文以武汉工程大学材料物理专业的发展为出发点,分别从教学理念、课程建设、教学实践以及师资队伍建设四个方面入手,详细探讨了本专业在新形势下进行教学改革的一些措施。
一、教学理念的更新
面向未来的教学改革需要现代化的教学思想,需要前瞻性的教学理念[2]。这些教学理念包括从专业教育向综合素质教育,从重知识传授向能力培养转变;从封闭式的学校教育模式向开放型的产、学、研三结合的教育模式转变;从标准化培养模式向个性化、选择性培养模式转变;从维持性学习向创新性学习转变[3]。
武汉工程大学材料物理专业所属学科为省级重点学科及湖北省首批优势特色学科,本专业依托自身的学科优势和人才优势,将专业人才培养特色定位于低温等离子体技术及应用和功能薄膜材料的开发,重点培养在光电信息材料、新能源材料、环境材料等方面具有扎实的基础理论知识和实践能力的应用型创新人才。
为适应新时期国家建设对材料物理专业人才需求的变化,在对本专业人才的需求情况以及人才市场走向等问题进行充分调查论证的基础上,明确了我校材料物理专业的培养目标,即在专业设置和课程体系设计上尽量体现“拓宽专业面、夯实基础、重视能力培养”的指导思想,着力培养学生的创新能力,真正提高本科生的素质教育。同时,我们也注意到现实的就业压力对学生的影响,在打好基础,增强适应性的同时,设置功能薄膜材料和等离子体技术2个专业方向,提供了更多的课程、丰富了教学内容,扩大了学生的选择空间,满足学生多样化的需求,进一步体现了因材施教的思想;同时也体现我校等离子体学科及薄膜材料研究方面的特色。
新的教学方案力求将全面素质教育的精神渗透到专业教育之中,使基础知识教育、能力训练和素质培养结合起来,对学生进行较为系统的基本知识和基本理论的教学,加强对学生基本方法和技能的训练,重视对学生创造能力和创新意识的培养。
二、课程建设的优化
在不同的社会需求下,根据社会对毕业生需求的调研及预测对材料物理专业的课程体系进行适当的修订,突出本专业在不同时期的重点,对于培养满足社会需求的高水平人才十分重要[4-7]。我校材料物理专业在课程建设方面主要集中在提升现有课程和推出新课程/新内容两个方面。
在提升现有课程方面,对于本专业的一些老牌重点课程,采取主讲教师负责制,其余教师积极参与,分工合作,加强重点课程建设,并积极申报新的重点课程。经过几年建设,已在多门课程的建设方面取得了较好成果,如《材料科学基础》、《工业等离子体原理》、《薄膜材料与制备技术》等课程已建设成为校级精品课程,《纳米材料与技术》、《固体物理学》课程成为校级重点建设课程。这些重点课程的建设一方面锻炼了队伍,提高了整体素质,另一方面对其他课程的建设起到很好的示范带动作用。在重点课程建设过程中,本专业一直在积极探索课程教学改革方法,采用多媒体教学的课程由2002年的1门发展到现在所有课程都使用多媒体教学;双语教学也从无到有,《工业等离子体原理》、《薄膜材料与技术》已采用双语教学。
在推出新课程/新内容方面,本专业根据毕业生就业新形势对培养方案进行了大量修改。新的培养方案进一步体现了因材施教的思想,提供了更多的课程、丰富了教学内容,扩大了学生的选择空间;同时也体现了我校等离子体学科优势的特色。如新培养计划针对社会需求开设了《电子材料》和《工业等离子体工程》等课程,课程内容紧紧围绕目前工业生产中涉及到的新产品和新技术,有利于学生更好地完成从学校到社会的衔接。此外,现有课程的授课内容也逐步以市场为导向,在保持现有特色的同时,增加与市场需求相关联的专业知识体系,学生毕业后反响良好。
三、教学实践改革
材料物理专业的实践教学主要分为校内实践和校外实践两部分。校内实践主要是指在学校现有的实验条件下进行的一系列基础实验和专业实验,因此实验室建设也是提高实践教学质量的必要前提[8-10]。我校材料物理专业以湖北省等离子体化学与新材料重点实验室、湖北省微波等离子体技术研究工程中心和专业实验室为校内实践教学平台,在材料制备、加工,材料性能(力学、电学、磁学、热学等性质)测试、材料组织结构测定及材料应用等方面开展实验室建设,并结合本学科科研发展方向进行建设,设备采购主要围绕着材料科学基础、材料合成与加工、薄膜材料、材料表面改性、等离子体加工、纳米材料等课程进行。
在此基础上,我校材料物理专业根据学科建设发展情况,在2005年对实践教学环节进行了重大改革,将原来分散在各个课程中的实验课程进行整合,对原有实验体系进行重新规划,开设单独的实验课程,制定统一大纲,整合实验内容,并对实验内容适当更新,使实验体系更加完备,并与实用化紧密结合,侧重于培养学生动手能力。整合后的校内实验课为《材料科学基础实验》、《材料物理专业实验》以及《等离子体技术与应用实验》三门课程,总学时由原来的80个增加到108个。
同时,在实验内容上进行创新,将科研成果转化为教学内容,以科研促进教学。目前,在材料物理专业开设的3门实验课中,《材料物理专业实验》以及《等离子体技术与应用实验》全部实验均为教师科研转化而来。所有专业实验将科研与教学紧密结合,一方面弥补教学经费的不足,另一方面让学生接触科学前沿,激发从事科研工作兴趣,培养学生在从事科学研究的同时加深对课程内容的理解,提高教学效果。
此外,在校内实践教学中增设《学年论文》这一实践教学内容,让学生模拟实际科学研究,通过教师拟定方向,学生收集资料、归纳总结收集到的信息写出文献综述、然后针对发现的问题确定具体的研究题目,再制定详细的实验方案,并预测可能的结果。最后通过答辩,完成这一实践教学环节。
在校外实践教学方面,本专业设置有《毕业实习》环节,毕业实习地点的选择主要以人才市场需求为导向,目前学校已与多家从事光电信息材料、新能源材料、环境材料的企业签订实习协议,并在几家硅材料制造企业、LED制造企业及薄膜制备企业建立了实习基地,为学生的毕业实习提供了保障。此外,在指导毕业论文过程中,鼓励学生采取“宜化模式”完成毕业论文。由于“宜化模式”课题来源于企业,结合工厂实际,其研究结果更具有实用性。学生在做毕业论文过程中能够更好地将书本上的理论知识与现实的生产实际相结合,有效训练学生综合应用知识的能力。本专业近年来在学生毕业实习和毕业论文环节中有超过25%的学生采取“宜化模式”进行毕业论文。
四、加强师资队伍建设
师资队伍建设是专业建设的重要环节。为了培养出满足社会需要的高素质人才,教师的知识更新和自身素质提升十分关键[9,11]。本专业在职教师具有学历层次高、职称结构合理、平均年龄低的特点,基于这样一个教师队伍现状,材料物理专业的师资队伍建设一直坚持高标准、高水平的指导思想,在引进高水平的学术带头人、责任教授的同时,加大力度对现有的青年教师进行培养,提高他们的教学、科研水平。具体措施主要包括对青年教师进行帮扶指导,努力提高青年教师的教学技能;合理安排好现有教师的教学和科研工作,在保证教学质量的前提下,积极开展科学研究工作,通过科学研究,不断提高教师的学术素养;积极引进优秀教师,逐步建立一支高水平、稳定的教师队伍。
此外,本专业在教学过程中积极聘请相关行业的优秀工程师为学生讲授专业基础课程或进行专题报告,在此过程中让老师和学生充分了解国内外相关行业的发展动态,探讨材料物理专业今后的发展方向和毕业生应该具备的基础知识和基本技能,以此加强学生对本专业的了解,更进一步提高教学效果。
五、结语
如何培养满足新形势要求的材料物理专业高素质应用型人才,是所有高校材料物理专业教学人员需要探讨的核心问题。教学改革是一个随社会形势发展而不断进行的过程,因此,我们时刻紧跟社会发展步伐,在充分了解国家和社会对本专业人才需求的前提下不断探求新形势下的教学改革,这样才能不断为社会输出高水平的专业人才。
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生物材料论文范文2
21 世纪科学技术高度发达和经济快速发展,材料的发展和应用水平已成为衡量一个国家国力强弱的重要指标。新材料的发展与应用,依赖于材料的物理性能的应用,因此要深入掌握材料的物理性能。材料物理性能课程是无机非金属材料专业平台重要的基础课,它从材料的组成、结构的角度阐述材料的物理性能及本质,包括力学、热学、电学、光学、磁学等性能,这些性能基本上都是各个领域在研制和应用无机非金属材料中对材料提出的基本技术要求,在实际工作中具有重要的意义 [1 ]。通过教学,让学生掌握无机非金属材料的关键物理性能及本质,以及无机材料物理性能的研究方法。对于这门课,学生普遍认为内容抽象、理论性强,难于理解掌握,作为教师授课难度较大。本文结合笔者多年的教学实践及经验,就如何提高无机非金属材料专业材料物理性能教学效果而采用微课教学进行了探索。
对于微课的发展,首先发起于国外,微课程( Micro-lecture) 的雏形最早见于英国纳皮尔大学T.P.Kee 提出的一分钟演讲(The One Minute Lecture,简称OML )和美国北爱荷华大学LeRoy A. McGrew 教授所提出的60秒课程( 60-Second Course) [2 ]。美国理查德?沃曼在1984 年发起创办了TED(指technology、entertainment、design在英语中的缩写,即技术、娱乐、设计),该机构为私有非盈利机构。特别从2006年起,TED演讲视频上传到网络上,短短几年时间就获取了大量的点击率 [3 ]。在国内,2011年佛山市教育局胡铁生率先提出了以微视频为中心的新型教学资源“微课”。他认为,“微课”是指按照新课程标准及教学实践要求,以教学视频为主要载体,反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的组合 [2,4 ]。因此基于微课的平台,本文探讨了针对材料物理性能微课教学的探讨。
1 材料物理性能微课选题
材料物理性能“微课”主要针相应的教学大纲展开教学,所以在“微课”的选题上严格扣住教学重点,并致力于将重要知识点分解清晰。
1.1 材料物理性能微课编写
材料物理性能“微课”不是简单的一段段的视频,还应包括材料物理性能教案、教学课件等其他资源要素,所以在选好题后,着手电子教案的编写。材料物理性能教案编写一般包括本门课教学背景、教学目标、教学方法和教学总结等方面内容。
1.2 材料物理性能课件制作
材料物理性能“微课”课件通常采用PPT联合视频等多媒体格式,针对选定的知识点设计PPT。而多媒体技术是利用各种多媒体软件对文本、声音、***形、***像、动画等信息进行综合处理。而多媒体的制作通常采用PowerPoint、Moviemaker、屏幕录像专家等软件,即操作方便,电脑操作系统一般自带PowerPoint、Moviemaker软件,另外软件屏幕录像专家也非常容易操作。
1.3 材料物理性能微视频制作
对于材料物理性能课程的视频制作,主要是针对于课程相关的实验和性能及设备的演示。由于在课堂上的板书信息量有限,必须借助这些视频等手段来增加信息量,如在电子理论部分讲解电子的导电、热运动以及费米面的特征等等。理论上讲解非常抽象,采用这些微视频手段就容易讲解清楚。微视频的制作主要采用现场设备的录制、网络资源***等等手段来实现。
2 创新材料物理性能微课教学方法和手段
材料物理性能课程属于理论性较强的课程,要想让学生主动地认真地听讲,不仅作为老师要努力的做好充分的备课,更要创新微课教学的方法和手段。作为多媒体的手段,不仅仅体现在PPT的制作上,更应该穿插更多的符合教学内容的教学视频及动画等内容,把学生的注意力牢牢的控制在屏幕上,达到事半功倍的效果。
2.1理论与实践相结合
材料物理性能在理论上对于材料的性能的分析较深入,因此相关的实践教学也具有重要的地位。在理论学时极为有限的状态下,仍然开设了一定量的实验课程,主要是针对于设计型、综合型实验课。例如在材料的磁性这段内容里,开设了一个居里点的测定。学生在学生磁性材料这段内容时,总是感觉磁性性质直观性不强,对于居里点的概念也停留在概念上。采用实验设备居里点测定仪,让学生从实验指导书联合教材的磁能内容,能够理解实验设备的基本原理及测试方法,并结合磁性的一个重要参数χ与温度关系曲线能够用数学的理论判断出居里点,这样使学生不仅仅懂得怎样测定居里点,更懂得居里点的真正的物理意义。
2.2 理论与实际相结合
材料物理性能内容范围较宽,相应的知识点较多,与实际上情况联系紧密。如在热膨胀的部分,课堂上会引申出什么是热力管路的膨胀节,它的功能是什么?在提出这个问题后,让学生思考一下,给予讨论的时间,学生们也能够积极的回答,极大地活跃了教学气氛。
2.3启发互动式教学
材料物理性能课程内容较深,所以完全把书本上的内容在课堂上讲完,在学时上也是完成不了的。为了能够使学生能够把相关内容都学习完整,在本课程内容偏重于扩张方面的知识,让学生课下自己来完成。例如我们在讲解磁性方面的知识时,联系到地球的大磁场,让学生分析为什么地球的南北极能够产生极光,并分析极光对于我们人类的作用。
3 充实材料物理性能微课教学内容
材料物理性能课程体系也是随着科技的快速发展而更新其内容,以满足不断发展的社会要求。对于21世纪快速发展的科技时代来说,材料物理性能微课教学内容体系在保持原有的内容体系上,也要紧跟时代的发展。并根据内容的需要适当调整课程的内容及结构,增添学科的前沿知识,激发了学生的学习兴趣,开拓了学生的视野。
因此作为教师本身就要搜索大量的材料物理性能的前沿信息,使学生在学习材料物理性能的理论的同时,也能了解材料物理性能发展的前沿,使学生的学习兴趣大大提高,知识面也大大拓宽,从而为将来从事的研究工作岗位奠定了坚实的基础。
4 更新材料物理性能微课实践方法
材料物理性能微课是通过材料物理性能的相关的知识网络表现的,对某个教学环节的教学内容及实施的其教学活动的总和。但这还不能体现“材料物理性能微课”的独特之处和完整内涵, 因为材料物理性能微课的核心资源或最重要的载体是“材料物理性能微视频”(不是一般的文本、PPT 课件或***片等其它媒体资源), 而材料物理性能视频是所有资源类型中情境最真实、信息量最丰富的一种资源,因为视频是直观形象的。材料物理性能微课应该是以“材料物理性能微型视频”为主要内容和呈现方式的一种新型微型网络课程――“材料物理性能微型视频网络课程”。
生物材料论文范文3
在多年的初中作文教学工作中,笔者深切地感受到一个学生如果缺乏写作材料或不会选取、提炼写作素材,作文水平就无法提高,因此,笔者在教学别注意指导学生选材。
俗话说:“巧妇难为无米之炊”。在写作中,学生产生那种“巧妇难为无米之炊”的苦恼,写出那些“言之无物”的空洞作文,首先在于他们没有做生活的有心人,不善于发现、撷取身边的写作材料。不注意观察生活,没有思考生活,没有发现生活的点点滴滴,没有发现生活的闪光点,以致写出空洞无物的作文。其次是学生的阅读量太少了,阅读面总是局限于看作文选之类的书,其他书籍很少涉猎,这样,导致在议论文中没有论据材料,说明文中缺乏准确说明。第三,材料老化现象也是一个重要原因,没有搜集新材料,材料总是用了又用。第四,更大的原因是没有树立起大语文观念,不能把其他学科的知识综合运用到写作中来。针对学生存在的这些情况,在作文教学中,笔者从以下方面指导学生选材。
1 要求学生注意收集材料
1.1收集来自生活的材料
主要收集家庭的、社会的、学校的生活。这就要求学生学会热爱生活,观察生活,思考生活,发现生活中的点点滴滴,并撷取生活的闪光点。特别是观察生活,这点对获取材料是极为重要的。所以著名作家老舍说:“你要仔细观察身旁的老王或老李是什么性格,有哪些特点,随时注意,随时记录下来。……天天记,养成一种习惯。刮一阵风,下一阵雨,你也记下来,因为不知道哪一天,你的作品里就需要描写一阵风或一阵雨,你如果没有这种积累,就写不丰富。”如果写《我热爱的一个人》、《我发现了生活中的美》、《校园一角》等一类作文,写作素材就可以从平时收集的生活材料中轻而易举地得到了。
2.2来自电影、电视、广播、报刊等新闻媒体的材料
这些材料大都是写议论文的好论据。笔者鼓励学生写卡片,简明地记下所听到的、所看到的统计数据、材料事例等,以备写时之需,如中央电视台评选的“感动中国”十大人物,那些人物的先进事迹,就都可以作为议论文的论据或记叙文的感情触发点了。
2.3来自阅读的材料
鼓励学生多阅读古今中外的名著。因为学生的活动时间和范围是有限的,同整个世界历史相比较,个人仅凭直感所获得的知识材料实在是太少了。阅读是积累材料的一条重要途径,学生要获得更多材料就必须通过阅读,广泛地吸取间接知识。实践证明,读书越多,材料积累越充分,写作时,才能做到心之所思,笔之所至,才会运筹自如,“下笔如有神”。
2.4来自其他学科的材料
这要让学生树立大语文观念,要懂得把其他学科的知识迁移到语文中来,特别是***治、历史和地理等学科知识。如有一道作文题为《站在祖国地***面前》,学生就应用所学过的历史知识和地理知识来进行写作,才能写出祖国的地大物博,写出祖国的悠久历史,写出中国人的自豪之感。这样文章内容才丰富多彩。
2 选材的原则
没有材料或材料不足,自然写不好文章。鲁迅说:“选材要严,开掘要深。”秦牧在谈到选材时也说:“好比一颗菜,要摘取最嫩的菜芽来炒肉丝,才上味。……“尖端”材料才能炒出佳肴。这就说明,动手写作之前,选材是个十分重要的工作,材料如果不经严格的选择,不仅不能体现文章的主题,甚至会起到相反的作用。因此,要鉴别和选择材料,就必须注意到:
2.1围绕文章中心即主题选取必需的材料
在文章中,主题与材料是统帅与被统帅、支配与被支配的关系。因此,材料的选择,必须紧紧围绕中心,服从于表现中心主题的需要。要选用充分有力地表现、说明、烘托、突出主题的材料,与主题无关或关系不大即不能表现中心主题就舍弃。有时某些材料挺新鲜、生动,但从为主题服务的角度看,还是忍痛割爱,舍弃为好。这样做,才使中心更加明确、突出。否则,就会犯“下笔千言,离题万里”的毛病。
2.2要选取典型的材料
所谓典型材料,就是指那些能深刻反映事物本质的、有代表性、有说服力的材料。这样的材料,最能表现写作意***,最有感染力和说服力,材料典型与否是决定文章高低的重要材料,比如要表现母爱的主题,材料角度有很多:(1)母亲为我送饭;(2)下雨天母亲为我送雨伞;(3)母亲带病为我辅导功课;(4)母亲带我上街买衣服;(5)母亲摔倒时宁可伤自己不伤孩子;(6)母亲为残疾的孩子治病……,这些材料都能反映母爱这一主题,哪些比较典型呢,其中(5)和(6)是最典型的,其它都次之。不过,不同文体的文章对典型材料的要求不同。记叙性的文章,一般要求典型材料要具体生动,因为记叙性的文章不仅要能说服人,而且要能感动人。而议论文则要求典型材料有说服力,一般不必写出具体情节。
选择材料时,既要注意选取那些能够揭示事物本质的“大”材料,也要注意选取那些能够“小中见大”的,同样能够反映事物本质的小材料。而且材料的典型性,还包括材料的力度,格调要高雅,不能低级庸俗,要符合法律法规,遵守社会道德。要具有深刻的社会意义和价值。
2.3要选取新鲜具体的材料
所谓新鲜的材料,就是那些具有时代感,足以反映现实精神的材料,写出我们这个时代的新生活、新问题、新经验,以及人们新的精神面貌。历史在不断发展,社会在不断进步,如果我们只是陈陈相因,依相画相,毫无新意地去写别人已经选用了无数次的旧题材,就会失掉文章的新鲜感。为了使文章新鲜活泼,能反映出时代精神,就必须去选用新的材料。为了增强文章的生动性和感染力,为了更好地表现深刻的主题所选择的具体的,体现细节性的材料,而笼统概括的材料是不感染人的。只有这样,才能反映出日新月异的新生活。
2.4要选取真实的材料
生物材料论文范文4
【关键词】无机材料科学基础教学内容教学方法
【中***分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1674-4810(2012)11-0084-02
无机材料科学基础是无机非金属材料专业最重要的专业技术基础课,也是研究生入学的必考课,该课程内容对构建无机材料类工程技术人员的专业知识体系,培养学生科学的思维方法和创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力具有基础作用。
这门课内容多、概念性强、理论性强,比较抽象。因此学生普遍反映该课程难学,教师讲授起来也感觉困难。笔者通过数年的教学实践,结合我校学生的特点,摸索出了一些教学方法,和大家探讨一下。
一 强调课程重要性,培养学生学习兴趣
自古以来,材料的发展一直是人类文明进步的里程碑。材料、能源、信息被公认为是现代文明的三大支柱。新材料已成为各个高技术领域的突破口。材料学主要是研究材料组成与结构、合成与制备、性能以及使用效能四者之间相互关系和变化规律的一门应用基础学科。无机非金属材料是材料学的重要组成部分。传统的无机非金属材料主要以硅酸盐材料为主,包括水泥、玻璃、陶瓷和耐火材料四大类。随着现代高科技的发展,现已在传统硅酸盐材料基础上开发出许多具有特殊性能的高温高强、电子、光学以及激光、铁电、压电等新型无机材料,所涉及的化合物远远超出硅酸盐范畴,而是整个无机非金属,包括含氧酸盐、氧化物、氮化物、碳与碳化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、锗、Ⅲ-V族及Ⅱ-VI族化合物等。其基础科学理论,除了物理、化学外,结构化学、晶体化学、晶体缺陷化学、高温熔体化学、固体物理中的基本理论也日益渗透交叉。因此本门课程名为无机材料科学基础,这既是适应新型无机材料飞速发展对本专业人才基础理论与知识结构的要求,又能使本专业基础理论知识与材料学这门学科相对应。
二 提纲挈领,脉络清晰
在第一次课的绪论中,我会给学生详细介绍本课程的主要内容、特点和学习方法,让学生在头脑中建立大的轮廓,并采取相应的学习方法。无机材料科学基础课程内容定位于以基础理论为主,结合实际无机材料阐述其制备、组成、结构、性质及应用。具体来说是综合晶体学基础、晶体结构和晶体缺陷理论、高温熔体化学、固体表面和界面化学、固体材料热力学和相平衡理论、固体动力学,包括扩散、相变、固相反应和烧结理论等基础知识来分析实际无机材料问题。将基础理论具体应用到无机材料的制备工艺和性能研究中,用基础理论来阐明无机材料形成过程,揭示无机材料结构与性能的内在联系与规律;并从基本理论出发,指导无机材料的实际生产及科研,解决无机材料使用过程中的问题,为认识和改进无机材料的性能以及生产、研究、开发新型无机材料提供必备的基础理论知识。据此,学生学习时应以理解为主,死记为辅,在深刻理解的基础上才能记忆准确、牢固。
在每一章的概论中,给学生介绍本章的主要内容、讲授次序、重点和难点在哪里,让学生学习起来脉络分明,主次清楚,将主要精力放在掌握重点内容上面,能起到事半功倍的作用。
三 讲清重点,突破难点
本门课程学生反映难学,教师感觉难教,一个很重要的因素就是重点和难点重合,不好突破。例如:在黏土-水系统章节中,ζ电位是一个至关重要的概念,是学生学习本章节其他性能的基础,自始至终贯穿着整章,是重中之重,但也是本章的难点,因此必须花费时间详细讲解清楚。我从ζ电位的本质开始,让学生明白:在黏土-水系统中,黏土颗粒带上负电后为平衡电荷,就会吸附水化的阳离子,水化阳离子分为两层:吸附层和扩散层。ζ电位的实质就是黏土胶核表面的负电荷被吸附层中的水化阳离子中和后净余电荷的度量。只有让学生从根本上理解了ζ电位的实质,才能正确掌握其影响因素的变化规律和本章其他变化规律。
四 根据教学内容和学生情况,因材施教
本门课程内容多,学时紧,因此多采取单向灌输式的讲授形式,但有时效果并不是很理想。针对这种情况,我尝试了新的教学模式:重点讲解和提问式、启发式、讨论式等形式相结合的方式,取得了很好的效果。例如:在黏土-水系统章节中,讲授清楚阳离子的交换顺序——霍夫曼斯特顺序后,提出一个问题:如果序列后面的阳离子要交换前面的阳离子怎么办?增大序列后面阳离子的浓度!当然可以,但不增加浓度能不能交换?一阵思考之后,又出现新的答案……通过提问、启发,最后学生想到了解决办法,从中加深了对知识点的理解。
五 温故而知新,强化知识点
本课程概念多、知识点杂,学生不好掌握,易遗忘。针对这种情况,除了采取及时布置作业,要求学生课前预习、课后复习外,每次上课前我都将上次课的主要内容简单做一下概括和复习,为本次课的内容做铺垫,也能引导学生跟上上课思路。在讲授新课的过程中碰到相关的知识点,需适当复习停顿,做到温故而知新。如在相***学习时,讲授顺序是相律、单元相***、二元相***、三元相***和四元相***。讲授每种相***时,强调相律是基础,必须服从相律;讲授三元相***时,适时复元相***,让学生充分理解它们之间的关系,尽快实现知识点的相互转化,力***达到融会贯通。
六 理论联系实际,学以致用
引导学生用无机材料科学基础中的一些知识解决实际生产科研中的一些问题。如在学习了热力学的基本原理后,在合成材料时原材料的选择、温度的选择计算。又如在学习了三元相***后,针对MgO-Al2O3-SiO2实际相***,为学生讲授制备铝镁浇注料时配方制定的原则和相***依据,让学生明白相***对实际生产的指导意义和作用。
总之,针对无机材料科学基础课程的特点,因材施教,采用灵活的教学方法,提高学生的学习积极性,就能取得较好的学习效果。
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生物材料论文范文5
关键词:材料化学专业 材料物理 教学模式 科学研究
中***分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)03(a)-0181-02
材料化学专业是材料科学与现代化学等多门学科相互交叉、渗透发展形成的具有强大活力的新兴交叉学科,是运用材料化学的基本理论和方法研究材料的制备、组成、结构、性质及应用的学科。在国民经济发展和科学前沿领域中都起着不可替代的重要作用。材料物理是材料化学专业一门重要的专业基础课,是学生在修完“大学物理”、“无机化学”、“有机化学”、“物理化学”、“材料化学”、“材料合成化学”等有关课程后,开设的一门起承前启后作用的专业基础课,具有很强的理论性和实践性[1]。目的主要是让材料化学专业的学生了解利用物理学的方法处理材料科学中问题。学会从物理学的一些基本概念、基本原理、基本定律出发,说明材料的微观结构、组织形貌、原子电子运动状态及它们与材料性能和成分之间的关系。该课程要求理解材料的力学、热学、电学、磁学、光学、声学以及材料的功能转换等内容。通过该课程的学习能深刻理解材料的各种性能及主要影响因素,并能在材料研究中建立相应的物理模型,阐述材料结构、性能和它们在各种外界条件下发生的变化及其变化规律。该课程的教学效果对学生在“金工实习”、“生产实习”、“毕业论文设计”等后续相关专业课程的学习具有较深远的影响。该课程最大的特点是涉及的知识面广、信息量大、应用性强,涉及的理论知识比较抽象,因此给教师的教学和学生的学习都带来了一定的挑战。而新形势下,培养高质量的创新型人才是当前我国高等教育最为重要的历史责任。然而,传统教学中的“填鸭式”等问题,不利于学生创新性思维的开发。因此,教学方法的改革迫在眉睫。
教学过程是通过教师的教与学生的学相互有效地互动配合实现的,因此教学方法在教学活动中起到关键的作用。在《材料物理》的教学过程中,关注学生能力的培养,摒弃传统“填鸭式”灌输的教学方法,采用多元化立体的教学模式,调动学习积极性,启发学生自主思考,以问题为导向开展学习活动,培养学生的自主学习能力、创新意思和科学思维方式。
1 优化多媒体辅助教学,激发学生的学习兴趣
材料物理课程具有学科知识面宽、概念抽象、公式复杂、理论性强并且难于理解等特点,而传统的板书式教学手段由于其单调、枯燥、抽象等缺点,导致学生出现厌学甚至弃学等消极情绪,大大地降低了教W效果。而多媒体辅助教学是集***、文、像、色、声为一体的现代教育技术,可使抽象复杂难以理解的理论知识,以直观生动地形式表现出来,增强了课堂教学的趣味性,激发了学生的学习热枕,使得学生自主地学习知识,提高了教学效果。针对较为抽象易混淆的概念,可以采用动画模拟的方式帮助学生构建知识框架,加深理解。比如,晶体塑性形变的两种基本形式是滑移和孪晶,很难用学生的既往知识经验来理解和区分,因此,采用动画模拟演示和同步解说功能的微视频讲解,直观地体现出两者的差别,充分调动学生的空间想象力,营造体验式教学情境,瓦解传统教学的时空障碍,帮助学生加深理解,在脑海中留下画面。例如,吸声材料中关于焦点这部分知识时,导入北京天坛公园的回音壁和三音石等***片和视频,一方面加深学生对基础理论知识的理解,另一方面可以对学生进行人文教育,了解中国古人的聪明才智,并关注非物质文化遗产的保护等社会热点问题。值得注意的是,多媒体教学并不是时时处处都适合的教学手段,针对一些公式的推导,例题以及课后习题的讲解过程,需要结合传统教学模式,循序渐进的分析讲解,给予学生充足的时间去思考、理解和解决相关问题。
2 引入课题式教学方法,调动学生的学习主动性
“材料物理”课程知识内容较为抽象,内容繁杂,以教师为主的教学模式开展教学,较难调动学生学习的积极性,常常达不到理想的教学效果,而作为一门理论与实际应用结合较紧密的专业基础课,利用课堂上学习的理论知识解决实际应用问题,不但可以激发学生的学习动力,还可以锻炼学生应用知识处理问题的思维方式和自主探究能力。课题式教学方法属于构建性的教学,是一种崭新的启发式教学模式。课题式教学方法是指在学生具备一定知识储备后,在导师的指导下,选择和确定专题进行科学研究,在这个过程中,学生主动地搜集文献、获取知识、分析问题、解决问题。这种教学方法可以迎合当今社会对高素质、全方面、具有创造力的应用型人才的培养要求。课题式教学注重问题导向,有助于提高学生思维水平,获取实用方法。
因此,在传统教学模式的基础上,采用探究性的课题式教学模式,以课题为载体、问题为导向、学生为主体、教师为引导,注重学研结合和思维训练,有助于学生开展体验式的学习模式,在自主思考、小组合作的过程中,学习知识,培养思维方式,发展与人协作的精神,锻炼科学研究的素养,最终在知识与技能、情感与价值观等方面得到全面的培养锻炼。结合材料物理的内容特点,课题可以分为材料的力学、材料的热学、材料的电学、材料的磁性、材料的光学、材料的声学六大类,设置课题,如集成电路用基片材料、LED发光显示材料的发展、高温超导材料的应用、单分子磁体的研究现状、光纤通讯材料的发展、航天航空复合材料的选取、生物材料、储能材料的研究现状、太阳能电池的发展等。由学生自由选择合作学习小组,学习小组内部确定个人分工,开展对该领域的研究背景与研究意思、当前难以突破的技术瓶颈以及研究热点的文献调研。在此过程中,学生通过个人搜集材料、小组讨论的方式,一方面锻炼了学生获取知识、提取和选择有关知识的能力,另一方面小组内部的协调讨论,有助于培养学生的团队意识。最终可以选择通过撰写专题文献调研报告、小组讨论与答辩、开展相关专题的大学生创新性实验等方式,引导学生自主地参加学习活动,让学生能够体验到思考问题,***解决问题的和成就感,体会科学研究的过程和思维方式。另一方面,还可以引导学生参加科研项目,整体提升学生创新能力和动手能力。在课题式教学活动的过程中,可以潜移默化地培养学生的批判性、创造性思维、团体意识以及科学探索精神,完成传统教学达不到的教学效果。
3 开展学生讲授,集中讨论的模拟教学模式,全方位培养学生的综合素质
传统的教学模式中,主要是老师在讲台上讲,学生相对比较被动地听,由于课程内容比较深奥和抽象,很多学生在课堂上较难跟上老师的思路和节奏,因而出现精力不集中、^脑僵化、困倦等问题,由此恶性循环,最终丧失学习的兴趣和动力,导致教学效果降低。古人云:师者,传道授业解惑也。授人以鱼不如授人以渔。而教师除了完成传道受业的责任外,还要激发出学生的学习潜能,要教会学生处理问题解决问题的策略和能力。因此,开发以学生为主体的教学模式,为学生提供更多的自主学习的时间和空间,改变学生被动的学习方式,从而达到事半功倍的效果。针对有些能引起学生兴趣的内容,采取模拟教学模式,由学生讲授、课堂讨论的方式实现对知识的接受与消化吸收,在此过程中,一方面学生会积极主动地去预习、搜集材料、分析知识内容的逻辑性与连贯性,在过程中,学生需要去了解知识的来龙去脉,可以引导学生去搜集一些材料科学名人的科研事迹,去学习前辈们发现问题解决问题的科学思维,为学生们提供一些生活中的应用实例,让学生在学习知识内容的同时,加深对基本概念的理解,体会知识的重要性和实用性。另一方面,在进行角色互换的同时,可以锻炼学生的表达能力,组织语言的能力,去理解学习的过程,了解教师备课、授课的整个过程,感受教师在其中的努力,培养学生体恤和尊重他人的品质,达到情感与价值观的教育目的。比如,可以让学生去了解中国科技大学谢毅院士关于热释电材料方面的工作,介绍中科院长春应用化学研究所张洪杰院士在高性能稀土发光材料的研究工作,北京大学高松院士在高密度磁存储材料等方面的研究等,这样不但拉近了学生与科研世界的距离,让学生们了解当前科研的前沿方向和课题,去理解所学知识的必要性,增强学习的动力和兴趣。
4 结语
随着时代的变迁和科技的进步,新形势下社会对大学生的要求也发生了改变,因此要求作为教师也要不断地去学习和摸索适合现阶段学生的教学模式。不摒弃传统教学方法,也要不断地思考与改革,去融合新的教育理念,运用和构建多元化的教学模式,激发学生自主学习的潜能,训练学生的逻辑思维能力,增强学生的综合素质,培养学生的创新精神和实践精神。总之,教学是要以人为本,坚持学生为主体,尝试多元化的教学模式,调动学生的学习兴趣和积极性,使学生学会思考问题的方式,成为一个不仅具有扎实理论基础知识、并且具有***思考和处理问题能力的创新型人才。
参考文献
[1] 欧梅桂,杨春林.材料物理专业材料物理化学课程的定位与教学改革[J].教育教学论坛,2014(43):115-117.
[2] 鄢波,马洪锋.材料物理课程教学方法的思考与探究[J].中国科教创新导刊,2013(16):74-77.
生物材料论文范文6
一、选用材料的原则
选用材料的总体原则是:切合题意,服务论点,围绕中心。选用材料一定要服从于文章所表现的主题,有用的材料应不厌其详,与中心无关的内容则可只字不提。
二、选用材料的要求
1.力求典型。选用材料时要选用那些能深刻揭示事物本质,具有代表性和说服力的材料。
2.力求准确。“准确”主要是指数据、名人名言等材料要可靠无误,既不能以假当真,也不能以偏概全,更不能张冠李戴。
3.力求新颖。“新颖”就是他人尚未用或用的不多的新鲜的材料,而不是用别人都用滥了的人云亦云的老套材料。学生在选用材料时,应该尽量避免选用那些大家都熟知的材料和事例,要从现实生活中积极发现和挖掘最富有时代特色的新材料。这就要求学生要关注生活,关注社会,从生活中和阅读中不断吸收、积累最新的材料,形成“唯我独有”的优势。
三、选用材料的方法
“材不在多,会用则灵。”学生要善于用例,一则普通的材料,只要变换角度,就可以有多种用途。只要用得好,同样能收到极佳的效果,要做到选材得当应注意以下两个方面:
1.注意材料的组合。只有将材料组合运用,才能使文章内容充实。这样才能揭示事物的本质,表现文章的主旨。议论文材料组合的方式主要有“主次组合”与“正反组合”两种。
生物材料论文范文7
关键词:材料物理性能;教学新理念;主动性;创新性
中***分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)15-0145-02
《材料物理性能》是材料物理专业的一门重要基础课程,属于学校重点课程建设项目,为校级精品课程,《材料物理性能》是以物理理论基础与材料性能相结合为主的一门课程,目的是培养学生既具备扎实的材料物理学基础知识,又能熟练掌握物理性能的研究和实验技能。该课程是一门理论性和实践性都很强的课程,综合了材料学、物理学以及结晶学等方面的内容,旨在利用物理学理论阐述材料的性能及规律。用材料的成分、微观结构、组织形态等相互关系的基础理论,深刻理解材料的各种性能控制因素,并在材料研究中建立相应的物理模型[1]。
一、《材料物理性能》课程的特点
该课程的最大特点是内容多,涉及面广,不但包括热、光、电、磁、声,通常也包括力学和功能与转换。将这两部分包括进来是更合理的,因为力学性能本身就是材料的重要物理性能之一,只不过因为涉及范围太广,应用也很广,发展也比较成熟,因此通常***出来,单独设课,至于功能与转换则充分体现了热、光、电、磁等的相互联系,体现了当代学科的交叉发展特性。如果通过采取一定的方法和措施将学生学到的知识融会贯通,也有助于提高学生将来从事各种材料研究和工作能力,为学生毕业后的工作和实践打下扎实的理论基础,并有助于培养学生创造性思维和解决问题的能力,以满足社会对材料类人才的要求。关于《材料物理性能》的教改文章较多,但基本都限于讲述该课程的重要性,强调授课以学生为中心,强调实验的重要性等[2-5],也有一些老师提出了一些独特的教学方法,如用中文讲课,用英语做总结[6],前提是学生必须足够良好的英语水平。但都很少涉及到该门课程的本质,很少真正地提出“培养学生将该门课程融会贯通”的理念。在国内,文献[7]采用“基于Venn流程***式的课堂教学模式”探讨了大学课堂授课方式的理念,提出的横向联系,融会贯通教学理念,旨在真正地培养学生学习的主动性及创新性。
二、知识融会贯通的重要性
笔者认为,学科交叉发展,融会贯通才是材料物理学教学的真谛,客观世界事物都具有多面性,不像课堂上教授的知识,可以***来学习。以焊接手机的焊锡为例,众所周知,焊锡的导电性能是最基本的性能,将不同器件焊在一起的目的就是让它们相互导通,实现信息输送。除了良好的导电性能,足够的力学性能也是焊锡必须的;另外,导热性能也是必须考虑的因素,如果没有良好的导热性能,则焊点温度容易升高,减少使用寿命。因此在研发和生产焊锡材料时,电学、热学和力学性能都必须同时考虑,缺一不可。在油田建设中,同样也不仅仅考虑力学问题。如利用套管来固井,通常采用水泥等材料将套管分段与井壁连接,通常套管强度越高,则会导致问题越多。因为材料的强度越高,延伸率越小,硬化指数越小,在相同的温度变化范围内更容易发生缩颈被拉断。因此选择固井材料时,必须考虑到温度的变化。由以上两例即可知,专业基础课《材料物理性能》教学中,不能再像高中物理和大学物理教学那样,热、光、电、磁、声等***教学,必须相互联系起来,融会贯通,才能真正培养出具有主动性和创新性的人才。
三、不同物理性能之间的相互联系
事实上,材料的各种性能,本身就不是相互***的。不同的物理性能只不过是同一材料在不同激励下做出的不同反应而已。例如,施加了拉力,材料则呈现出力学性能,通电后则呈现出电学性能,施加光激励,则呈现出光学性能。许多科学家已经建立了不同性能之间的定量关系,如魏德曼-弗兰兹定律,建立了热学和电学之间的关系:L=■(1)式中:L为常数,2.443×10-8W・'Ω/K2;λ为热导率,W・m-1/K;σ为电导率,'Ω-1・m-1;T为温度,K。尽管随着科技的高速发展,材料越来越复杂,对于个别材料也许例外,但对于绝大多数材料来说,都是满足以上关系式的。另外一些人则建立了力学和热学之间的关系如下式所示:E=KT■■/V■ (2) 式中:E为弹性模量;Tm为熔点(K);V为比容;k,a,b为常数,一般a约为1,b约为2。有人甚至将光学性能也与电学和热学联系起来如下式所示:
n=■ (3) 式中:n为介质的折射率;εr为相对介电常数;μr为相对磁导率。可见,材料各种性能关系很紧密,甚至存在定量关系,因此,在研究材料的过程中,改善材料的一种性能,必须考虑到是否影响到其他性能,是否其他性能超出了应用的最低要求。同时,也只有掌握各种性能之间的关系,才有可能将各种性能联系起来,才可能将知识融会贯通。
四、性能联系的物理本质
材料的物理性能存在联系,源于材料的微观结构。材料的微观结构决定了宏观物理性能之间存在着必然联系,通过对其微观结构的理解,也更容易理解材料物理性能之间联系的本质规律。物质是由原子和分子构成的,分子和原子的种类及结构不但决定不同材料的性能,还决定了不同性能之间的关系。如物质原子间的距离通常能够决定材料的力学性能高低,通常材料的原子间距越大,材料的弹性模量越小,理论断裂强度也越小如下式所示:E=■,σ■=■ (4)式中:k、m是常数(m>1);E为弹性模量;a为原子间距;σth为理论断裂强度;γ为表面能。材料的原子间距除了受本身属性决定,还要受到温度的影响。因为温度使得原子运动加剧,会导致原子间距增加。原子间距的增加,通常会导致力学性能参数弹性模量下降,同时也导致材料发生膨胀,涉及到热学问题。当然,更大原子间距,也会影响到的电学性能,如电阻增加,同时,光学性能也受到影响。当然,材料的性能除了受到本身的原子种类和结构的影响,还受到缺陷和杂质等的影响,因此,在研究材料的性能过程中,不但必须具有丰富的理论知识,还要求具有丰富的实践经验。
五、基于Venn流程***式的课堂教学模式在《材料物理性能》教学中应用
基于Venn流程***式的课堂教学模式是一种有效加强纵横联系,融会贯通的教学方法,该教学改革团队的老师采用基于Venn流程***式的课堂教学模式,取得了良好的教学效果[7],采用Venn流程***式的授课方式,针对目前大学教育的现状,让授课教师对知识体系和知识结构具有更高程度的凝练和总结,以一种更富逻辑性的方式将知识内容展现出来。众所周知,在当前高等教育模式之下,大学教师的授课科目数量较少,一至两门课往往讲授很多年。在这种教学相长的授课方式下,教师对学科、专业和教材等方面的知识体系非常熟稔,对与课程相关的基础知识、知识体系和授课内容的讲授把握较好。在这种背景之下,加强对知识体系和知识结构的纵横联系和融会贯通,就变得非常有必要。《材料物理性能》是一门对数理及应用知识综合要求较高的课程,在授课过程中,教师往往涉及较多的知识体系和内容,涉及热、光、电、磁等。可借鉴的一种方法是,授课教师采用Venn流程***为主线,穿针引线,以一种富有逻辑关系的方式,将授课中的重点与难点关联起来,实现知识体系的纵横联系和融会贯通,增强学生对知识的理解和掌握能力同时,这种授课方式还可以进一步激发学生的学习兴趣,让师生间的互动变得轻松有趣,利于知识的发散性拓展。
六、结束语
学生只有将所学到知识融会贯通,才可能具有自主学习能力和创新能力,才能将他们培养成为具有理论联系实际,具有分析问题和解决问题能力的当代大学生,才有利于培养学生的创新思维,培养学生的创新意识。从而激发学生的创新意识和***思考能力,从根本上提高课程课堂的教学效果。需要说明的是,笔者能够在教学中实现该理念,且取得了良好的教学效果,可能与学生在学习该门课程之前,已经学习了《量子力学》和《固体物理》两门课程。对于没有预先学习过该两本课程的学校,必须为该课程设置更多的课时,否则纵横联系,融会贯通这一教学新理念教学效果会大打折扣。
参考文献:
[1]徐爱菊,张雁红.材料物理性能课程教学改革建议[J].内蒙古石油化工,2012,(23):117-118.
[2]李享成,邓承继.“材料物理性能”课程的教学改革探讨[J].中国冶金教育,2010,(5):36-37.
[3]亮,吕有明,曹培江.《材料物理性能》课程建设探索与实践[J].广东化工,2011,38(3):196-197.
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[5]宋波,郭宁,何洪,等.“材料物理性能”课程教学改革探索[J].西南师范大学学报,2015,40(1):144-146.
生物材料论文范文8
[关键词]新材料产业 技术创新 选择
中***分类号:TH113.22 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)22-0097-01
新材料产业作为一种具有国家发展战略的新兴行业,涉足的范围相对来说主要包括新能源材料、信息材料以及生物医用材料等处于高科技、高技术的新兴材料。新材料产业技术创新方向的选择在本文中主要是对新材料在未来的技术发展过程中,如果出现新技术的生产成本不足以支撑产生的利润,这种不利的技术将会被选择淘汰,这从侧面说明了该产业技术创新的方向是具有很重要的指导意义和战略意义的。
1、创新方向的理论借鉴
技术创新方向理论对于未来的技术创新研究方向起着非常重要的决定要素,而目前世界上最流行的学说之一就是诱导创新理论。该理论通过对认为生产者追求经济最优化进而在进行相对节约的技术下节约成本,而这种因素要求下就决定了技术创新方向将会由各种资源的稀缺来作为导向,而不是通过随机进行的。主要分为要素稀缺性诱导的技术创新和市场需求诱导的技术创新。
1.1 要素稀缺性诱导的技术创新
希克斯将技术创新的本质意义归结为生产成本的降低,也就是说通过较低的生产生本,或者通过降低某种稀缺资源的供给,进而获得更高收益的供给特性。希克斯又将技术创新分为资本节约型、劳动节约型和中性技术创新这三种创新结构基础。希克斯将技术创新的方向更加倾向于对资金成本和劳动成本的改进,进而对该要素的节约将会为企业带来更多的利润并增加国民经济收入。
1.2 市场需求诱导的技术创新
施莫克勒认为技术创新、发明是为了提高经济效益的一种经济活动,在很大的程度上取决于市场上对产品的需求。该理论将技术创新逐渐发展为连续性的、规范性的、企业化的经济行为。
2、我国新材料产业技术创新方向的选择策略
2.1 市场需求变化对创新方向选择的影响
随着我国国民经济收入的不断提高,我国居民对各行各业的设备、生活水平要求不断提高,因此也就导致了我国对各行各业中的新材料需求和要求不断扩大和提升,这种因素导致了我国新材料的快速发展趋势。这种新材料行业主要体现在新能源材料及生物医学材料。
(1)新能源材料领域的技术创新方向
新能源材料作为二十一世纪最为被关注的科学前沿之一,在光电功能材料、先进电池材料、储能纳米材料等领域有很大的创新防线。我国光电功能材料主要注重于对聚合物的有机/无机复合光伏材料及电致发光材料等方面的技术创新方向发展;电池材料方面主要针对太阳能电池动力汽车和锂离子动力电池方面的技术创新方面;储能纳米材料方面主要是针对清洁能源、化学电容器储能材料、无机电致变色材料等用于大容量储能装置创新方向。
(2)生物基材料领域的技术创新方向
生物基材料主要指通过利用可再生物质,通过生物、化学、物理等一系列的方法和手段进而创造出的新型材料。生物基材料对于我国环境及农林生物资源方面有着很大的帮助和影响,进而以是在市场的需求下而进行的技术创新方向的重要选择。
用工业生物技术方面主要是对高分子材料,如PHA、聚氨基酸、生物多糖类等功能材料有了非常明确地需求。而这方面我国科技部在“863”、“973”工程中有了很深入的投入,为我国形成生物基材料循环奠定了基础,为实现生物质资源的高度综合利用从而得到更多的资源效益和环境效益而不断努力。
2.2***府***策要求对创新方向选择的影响
(1)***工、航空航天等新材料技术创新方向
我国在***工、航空航天领域下达的力度一直高于***策对于其他方面的扶持力度,因为***工、航空航天领域对于我国的科技发展及国防事业能力有很大的帮助,甚至可以说新材料技术可能会在未来拯救国家安危。神舟系列方面主要对舱外航天服用橡胶材料、碳纤维和特种玻璃纤维、涂料等方面新材料的应用,对于我国航天事业增添了很大的一笔,这其中凝聚着我国化工新材料技术创新成果贡献。而我国制造的大飞机中对新型复合材料的发展有很大的推进作用,最相关新材料的技术突破与创新有非常积极的作用。
(2)具有重大影响的国际性活动的技术创新方向
随着我国国民经济实力的不断增强,我国也诸多参加了具有很大影响力的奥林匹克运动会、世博会、G20等国际性活动,而这些活动对我国新材料方面的技术创新和发展有很大的影响。这些国际性奥运会会推进我国关于膜材料、防火涂料、特种工程塑料等化工新材料的技术改进和应用,同样这些国际性活动会将我国的新材料技术创新成果展现给全世界。
3、结语
目前而言,新材料的发展已深刻影响国家的经济与文化方面,但是在我国还未将新材料产业有效地应用在产业化、商品化的环节上。纳米材料和纳米技术成为国际性的研究课题,对未来的生物医学、微电子材料、催化剂、电波屏蔽材料、抗菌材料等。目前,新材料的应用正在从局势领域向民用领域方面发展,也逐渐成为产业化的发展方向,笔者坚信新材料在未来将会产业化、商用化在社会上的各种行业领域。
参考文献
[1] 李霞.加快发展新材料产业[N].经济日报,2010(02):01.
[2] 罗贞礼.边缘区域产业生态化发展的策略定位与对策研究-以赣州市为例[J].生态经济,2012(11):128.
生物材料论文范文9
关键词:教学探索;生物功能材料;生物医用高分子
中***分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)38-0198-02
青岛农业大学化学与药学院生物功能材料专业成立于2011年,专业成立时间短,国内开设此专业的院校也非常少。开设的专业课程主要有:《高分子化学与物理》、《生物医用高分子材料》、《可降解与吸收材料》、《生物材料学》、《无机生物材料》等。其中,《生物医用高分子材料》是生物功能材料专业的重要专业课程,界定该课程的讲授内容、探讨其讲授方法、发展其教学规划、增强该课程的培养效果,是非常有意义的一项课题。《生物医用高分子材料》课程是一门交叉课程,医学、生命科学、化学及材料等学科专业均有开设,相互之间密切相连,其研究与开发兼有重大的社会与经济需求。此课程在生物功能材料专业中开设,有利于学生对生物医用高分子的概念、分类、结构、应用等的学习,培养学生对生物功能材料的研究兴趣,提高其自主思考、创新能力。相对于《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》等基础课程,生物医用高分子的相关研究尚短,理论不成熟、系统,且内容众多、繁琐,而该课程开课学时仅32学时。这样的课时设置给我们的授课带来了极大难度。如何上好《生物医用高分子材料》、如何在有限的时间内对该课程进行系统的讲解,让学生对《生物医用高分子材料》课程有一个清晰、系统的认识,将是该课程授课教师需要重点探索的问题。作者从事高分子、生物材料的相关教学工作,具有一定的教学经验,就如何更好地开展《生物医用高分子材料》课程教学,凸显其在生物功能材料专业中的作用,介绍相关见解和体会如下。
一、课程内容与学生(生物功能材料专业)素质、能力之间构效关系的建立
课程内容是学生接触到的直观材料,是指导学生思考、分析、学习的基本要素。课程内容选择的适当与否,直接关系到所培养学生素质、能力的高低。选择合适的讲授内容,应遵循原则如下:
1.课程内容是否可引起学生的兴趣?兴趣是学生学习的动力。课程内容的设计是引导学生学习的第一步,一个优秀的课程内容预示着成功了一半。本教学中部分章节重点讲述人工器官、医疗诊断用高分子材料,如牙科材料、眼科材料、医用缝合线等,贴近生活中的应用,一下子拉近了生物医用高分子材料与大家的距离,在让学生感觉有趣的情况下引发他们的思考,做到事半功倍的效果。同时,让学生真正了解到课堂上学习的知识是有用的、与生活密切相关的,击溃社会、校园传播的“读书无用论”,激发学生学习的兴趣、动力。
2.课程内容是否与专业人才培养目标息息相关?本专业为生物功能材料,致力于生物功能材料高素质、强能力人才的培养,选择课程内容时应密切联系“生物”、“功能”、“材料”三概念。选择一本《生物医用高分子材料》教材,并不意味着本教材所有内容均需详细讲解,与专业人才培养相关的重点讲解,不相关的则可只言片语带过。如绪论中对生物医用高分子材料的发展、由来的讲解,可用0.5学时或更少的时间讲述;而对该材料的生物相容性、安全性评价及其应用,则需重点讲述。有目的、有选择性地讲授课程内容,突出重点,结合实际应用讲解。
3.课程内容是否紧跟学术前沿?《生物医用高分子材料》课程中,部分章节对典型的生物医用高分子材料进行了讲解,如聚***酸、聚磷酸酯等。本科学生主要专注于理论知识的学习,及一定程度创新、动手能力的培养,对于化学、材料合成方法、技术的发展知之甚少。讲授《生物医用高分子材料》课程时,适当介绍相关材料研究的最新热点,如聚***酸的合成方法、特殊的性能等,有利于学生综合素质能力的培养。
4.课程内容与开设课时是否匹配?针对课时较少的现状,需对教学内容进行合理的安排。首先讲述高分子材料的生物相容性、安全性,及其和生物体的相互作用;再次讲述生物医用高分子材料在人工器官、医疗诊断、药物缓控释、组织工程等领域中的应用;接着讲述生物医用高分子材料的性能及其改性;最后依据前面信息,总结关系规律,讲述生物医用高分子材料的设计方法。这样既保证了对该课程的系统讲解,使学生对生物医用高分子材料的基本概念、分类及应用有了初步了解,又没有因为课程过难或过多给学生造成负担。
二、教学方法的优化探讨
众所周知,大学的课堂基本上都是教师高谈阔论,学生按部就班,到了考试周就划重点,疯狂背,及格就万事大吉,但这并不是我们设计的目标结果,我们的目标是希望每一位学生都真真正正地学到知识。因此,有必要建立良好的教学方法、教学模式、教学手段。教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标,完成共同的教学任务,在教学过程中运用的方式与手段的总称。包括教师教的方法(教授法)和学生学的方法(学习方法)两大方面,是教授方法与学习方法的统一。教授法必须依据学习法,否则便会因缺乏针对性和可行性而不能有效地达到预期的目的。但由于教师在教学过程中处于主导地位,所以在教法与学法中,教法处于主导地位。在课堂上应使用多媒体与板书相结合的教学方法。多媒体教学可具体、直观、生动地表达抽象的现象,促进学生对知识的理解、吸收。比如,制作材料合成、加工、性能表征及应用的视频,打破传统的“说―听”教学模式。新的方法是积极鼓励引导学生参与到课堂中来,激发学生学习的积极性,努力让学生主动学,让学习效率更高。材料包括材料的组成、材料的性能、材料的使用,三者之间环环相扣,抓住了这一点就能很好的让同学们更好地理解一种材料的产生,更能锻炼同学们的整体思维。鼓励同学们自主学习,学生在课堂的时间是非常短暂的,更多的是课余时间,老师在课堂上提出几个探讨性的问题,鼓励同学们成立小组相互讨论,引导同学们上网查询资料,到***书馆资料室查资料,增加自己的眼见,丰富知识。使同学们在课堂学的知识能理论联系实际,学以致用。在课堂上讲到一种材料,如硅胶,可以作为隆胸的材料等。通过具体实际的例证说明此种材料的用途,加深同学们的理解。在课堂上让同学们认真地做笔记,在做笔记的同时也加深了理解,同时也能让同学们更加深入的思考。同时在教学过程中,应开展互动式教学,促进教师、学生之间的紧密沟通交流。作者在课堂上采取提问、讨论与学生上讲台相结合的教学方法,增加了教与学双方的主动性,取得了较好的效果。比如在讲述生物医用高分子材料相容性与安全性知识点时,在课前教师可先提出问题:补牙时使用劣质材料,则会导致牙齿发炎、疼痛,分析其原因、阐述理由。让学生通过预习和查阅资料***思考,得出自己的结论。下次上课时,可让学生先就自己的结论相互讨论,教师进行纠正或补充。这样既促使学生进行了课前预习,也提高了学生的自学能力。
三、结语
以上就是我们对生物医用高分子材料课程教学内容、教学方法的探索和改革,改革的目的是让同学们更好地理解学习知识,让学习的效率更高。更好地培养专业基础知识稳扎、具有创新性思维的优秀专业人才,而达到这一目的,无疑改革和创新才是动力源泉与保证。
参考文献:
[1]喻湘华,鄢国平,李亮,郭庆忠,杜飞鹏,郭俊芳,张桥.材料化学专业生物医用高分子课程教学探索[J].教改论坛,2012,26(1):58-59.
[2]赵长生.《生物医用高分子材料》[M].北京:化学工业出版社,2009.