高分子化学论文:高分子化学实验教学论文 1应用型人才培养定位下高分子化学实验教学改革 1.1教学理念上,注重调动学生自身主动性 应用型人才培养的教学理念要求在继承传统教学优势的基础上,大力创新教育观念,坚持以学生为本,调动学生主动性[3]。作为一门实践教学活动,高分子化学实验教学要取得良好的教学效果,必然要更新教学理念。在应用型人才培养定位下,我们确立了以学生为中心地位,尊重学生意愿,充分发挥学生能动性、积极性和创新性的教学理念。在教学过程中,让学生占据课堂的主导地位,将教师的被动教变为学生的主动学,教师定位于学生实验的组织者。教师的主要作用不是讲解,而是组织学生主动思考、动手实验。课堂上,教师不再用权威性的语言告诉学生,什么时候准备实验,选择什么样的试剂,而是把自己融入学生中,和学生一起讨论和思考,学生由被动转为主动,成为实验教学的中心。鼓励学生自己制定标准,自己确定实验步骤,允许按自己设计的预习报告进行实验,如实记录实验现象和实验数据,自己分析实验过程中存在的问题及解决办法。实验结束,鼓励学生自己点评,交流实验过程,总结成功经验,分析失败原因。 1.2在教学载体上,为学生提供充实的实验材料 在教学过程中,教师工作的重点是为学生提供大量的学习资源,使学生处于一种可以选择的、能满足他们需求的自由实验环境。通过开发《高分子化学实验》课件增设多媒体教学内容,将实验项目、基本仪器操作使用等制作课件,并将课程资料上网,学生直接申请下载、预约实验。通过多媒体实验演示,让学生在较短的时间内,直观的掌握更多的实验内容,节省了课堂时间,提高了授课的实效性,为学生的个性培养和自主学习创造了有利的条件。学生也可自行拟定设计课题,学生自己查阅资料,预约教师进入实验室进行指导。对学生自己设计的或自带课题的实验,只要所设计的实验方案合理、实验条件许可,就允许进入实验室开展实验,让学生成为实验的主人。上述课程改革,《高分子化学实验》课程已被评为校级精品课程。另一方面,逐渐开放实验室和仪器设备。常用的玻璃仪器由学生自己保管。大型仪器,如红外光谱、元素分析、激光粒径测定仪、X射线衍射仪、扫描电镜等为学生全部免费开放,学生通过提前预约,可对实验中制备的化合物随时进行分析表征。 1.3改革教学内容,增设综合性和设计性实验 为了增强学生的实践能力和独立思考能力,在教学中注重理论与实践相结合,结合高分子化学的基本问题,将科研成果转化为可供学生实验的教学内容改革教学内容,重新编写《高分子化学实验》教学大纲和实验指导书,删除了部分内容陈旧的验证性和基础性实验,增设综合性、探索性和设计性实验,确保实验教学内容的先进性、新颖性。通过精选实验内容使学生加深对所学理论知识的认识,了解高分子化学领域的飞速发展和高分子材料在人们的日常生活和高科技领域中的应用,为学生将来走向工作岗位奠定基础。在教学内容上,不设置标准答案,挑选应用性和综合性强的实验。将传统的单纯“灌注式”理论教学转变为"教学-文献查找-文献综述-汇报交流-自主实验"的多环节、多方式、互动性、研究性、开放式教学。如实验内容上增选“聚乙烯醇的缩醛化制备胶水”的实验。此实验应用性很强,让学生通过实验亲身感受高分子化学的重要意义和实用价值,增强学生实际动手能力。学生在实验中表现出浓烈的兴趣,相互之间探讨实验的工艺过程和应该注意的事项,对制备的胶水质量互相比较并查找原因,收到了良好的教学效果。在"苯乙烯分散聚合的实验"中,对同一单体选用不同的分散剂,包括有机分散剂、无机分散剂及复合分散剂。通过改变引发剂用量、搅拌速度等,使不同组的学生在不同的聚合条件下进行实验,然后将实验结果进行比较、讨论和总结。对于设计性和研究性实验,教师提前一周告知实验内容,提供部分参考目录,供学生查阅。学生自己设计出可行性的实验方案,经教师批准后进行实验。目前已开设的设计性和研究性实验都是以高分子领域中的最新研究成果并结合本院教师的科研项目与科研经验开设的,如"温度和pH值敏感性水凝胶的制备及对药物的释放性能"、"无皂乳液聚合制备核-壳结构聚合物"等。设计性和研究性实验的开设,能够充分调动学生的学习积极性,发挥学生的主观能动性。使学生把自己所学的理论知识、书面知识和科学研究紧密相结合,提高了学生对于科学研究的认识,同时激发和促进了学生的科研兴趣。 1.4考核方式上,采取组合式考核,提高实验教学效果 实验考核是实验教学的重要环节,是激励学生学习和巩固知识、检查教学效果、改革教学方法的重要手段。多年来,我校沿袭的高分子化学实验考核办法是实验报告和期末理论笔试各占50%。该考核方法导致学生对实验预习、实验操作重视程度不够,考试前死记理论知识,综合实践能力薄弱。在应用型型人才培养的要求下,我们改革了传统的实验考核方法,建立了平时成绩、实验操作考核和笔试相结合的新型考核模式,使实验课的考核和评价能够更加科学化和合理化。在高分子化学实验的考核过程中,采取平时考核和实验考试考核相结合的办法。平时考核侧重于对学生平时学习情况的评价,包括实验预习、实验操作、实验记录、实验报告等内容。实验考试考核既要考查学生的实验基本操作和综合运用能力又要检验学生掌握的理论知识。考试之前教师设定合理的考核内容,包括在规定时间内完成一个完整的实验和理论抽查。实验考试时,将学生每4~5人一组进行分批考试,通过考察学生的基本实验操作,实验方案、仪器安装、结果处理以及产品质量等,考查学生掌握实验技能情况。实验结束后,教师根据实验过程的条理性、实验操作情况以及实验结果对学生实验考试进行评分。操作考试结束后,针对实验过程中的理论知识随机抽查3~5个简答题,考察学生对知识的掌握情况。通过平时考核和实验考试考核相结合的方式,能科学有效地对学生进行学习效果评定,提高学生学习的积极性。 2结语 经过近几年的改革与探索,高分子化学实验教学坚持将知识传授、能力培养、素质提高协调发展的实验教学理念,对实验课程进行了改革和探索,较好的形成了有利于培养学生综合实践能力和研究创新思维的实验教学体系。 作者:李桂英 郭磊 蒙延峰 陈厚 单位:鲁东大学 高分子化学实验教学方法论文 1结合当代大学生成长特点,改进教学方法 1.1网络书本相结合,充分做好实验预习工作 随着网络技术的发展,学生在网络上获取信息的兴趣与能力都不断增强。因此我们将传统的预习报告与网络学习相结合,充分帮助学生详细了解实验原理和意义,熟悉实验操作,增强实验意识。如在每次实验前,都要求学生利用网络自主探索该实验与实际生活的联系,比如有机玻璃的制备,学生可以了解到有机玻璃目前被广泛应用于广告装潢、铭牌制作上等等,在课堂上与其他同学就相关应用前景进行讨论,并将自己的想法融入实验过程,这增强了学生的主人翁和创新意识。同时,我们在实验中心网站上制作实验动画,展示实验仪器的使用,实验装置的装搭,帮助学生更直观的了解实验过程。并明示一些突发情况的处理方法,做到有备无患,例如在制备尼龙66的实验中,原料己二胺是强有机碱,强腐蚀性,我们通过动画的形式告知学生在称取过程中一定要小心,一旦沾到皮肤,应立即用大量清水冲洗,并用3%的冰醋酸或1%硼酸冷敷伤口。 1.2情景带入,边讲边做,让学生成为实验主导 实验课是将理论转化为实践,学生应该成为实验的主导。我们每次实验开始前都会先创设情境,将现实问题的解决与实验紧密联系起来,把照方抓药的实验课转变为学生发现问题、解决问题的实践课。基于充分的课前预习工作,课程中教师重点强调实验的重要环节和容易出现的意外事件。学生以小组为单位,每个小组都会接到一个实验相关的问题,如在苯乙烯的乳液聚合实验中,向学生提问乳化剂在乳液聚合中的作用等,实验结束后进行小组讨论,分析实验结果,得出问题答案。实验过程中有任何问题都可以随时跟老师交流,学生带着问题做实验,在实验中探寻答案,成为主导,教师从知识“传教者”变成“军师”,这样激发了学生的学习意愿,提高了实验课的质量。 1.3认真总结实验报告,强化实验结果与理论的联系 在传统的教学模式中,实验报告往往流于形式,学生只是简单记录实验过程。我们则要求学生对实验中遇到的问题进行记录并查阅资料予以解答,反思实验课与理论课的联系,并尽量多的列举出其他相似的应用,以此巩固学生的理论知识。 2量化考核标准,激励学生认真完成实验的各个环节 实验期末考核并不能真正说明学生的实验情况,出勤率、预习报告、实验操作、实验报告结果和卫生,也是反映学生学习态度、学习情况的重要指标。因此在实验考核中综合了平时成绩和考核成绩两部分。出勤率要求学生做到全勤,不迟到、不早退;预习报告要求书写规范,步骤详尽;实验操作要求学生在整个实验过程中操作规范,认真观察实验现象并记录;实验报告中实验现象分析是否客观,实验结果是否符合预期,课堂上的思考题是否总结到位等;实验结束后的值日工作,要求学生检查关闭仪器,整理教室卫生。期末综合考核以设计性实验为主,教师给出一个实验题目,要求学生提前搜集资料,结合本学期其他实验的操作方法,在考试现场自行选择仪器,装搭实验装置,处理实验结果,教师根据现场操作技能和解决问题的能力等进行评判。 3结语 我们认为高分子化学实验教学应体现出该学科的应用特点,向学生展示高分子化学与实际生活的紧密联系,让他们将理论与实践结合起来,学以致用。在教学方法上,也应确立学生的主导位置,通过交互式沟通培养学生的主动性。在我们的实践中,不少学生反映他们对高分子化学有了全新的认识,学习化学知识的兴趣也大大提高,实验技能得到了进一步增强。相较于四大化学,高分子化学实验仍是一门比较年轻的课程,我们将与时俱进,为更好的开展教学工作努力探索。 作者:张艳 董文佩 张洁 单位:河南师范大学化学化工学院化学实验教学中心 高分子化学论文:高分子化学实验论文 1培养环保与安全意识的必要性 现在的大学生多数为独生子女,在成长过程中,父母更多地注重他们的文化课学习,忽略了对其动手能力和责任心的培养;而中小学在这方面的重视程度也不够,导致部分学生动手能力较差,责任心不强。在实验过程中一方面表现为紧张、不敢操作;另一方面表现出对有毒有害物质的回收处理认识不够,没有环保意识,对水、电、易燃易爆等危险化学品的使用不当,安全意识淡薄。高分子化学实验过程中,必然要接触有机溶剂,易燃易爆、有毒有害物质,防火、防爆、防中毒、防止环境污染是学生时刻需要注意的问题。只有具备环保意识和安全意识,在实验过程中具有强烈的责任心,才能防止环境污染现象的出现和安全事故的发生。高分子化学实验正是培养学生这两种意识的有效途径。因此,我校教师在高分子化学实验教学中采取了多种方式对学生进行环保与安全意识培养。 2环保意识培养 2.1在实验教学中培养环保意识 北京的雾霾天气,使身在其中的人们深切体会到恶劣环境对自身的不利影响。伴随着工、农业生产的快速发展,大量化学污染物进入生态系统,对全球生态环境造成了严重危害,给人类生存带来巨大威胁。因此,环境问题越来越受到重视,对“三废”的处理提出了更高的要求。在现有条件下,与高分子化学有关的生产不可能完全避免使用有毒有害物质,因此,对学生进行环保教育至关重要。高分子化学实验教学是对学生进行环保教育的有效途径,不仅要培养学生的动手能力、分析和解决问题能力,还要重视传授环保知识,使学生有机会、有能力利用所学知识,处理实验中产生的有毒有害物质,主动参与到环境保护工作中,增强学生的环保意识。 2.2加强污染物的回收管理 在高分子化学实验中,常会用到有毒有害、易燃易爆的试剂,最大限度减少污染物排放是师生共同的责任。实验教师要对学生实验过程中产生的废弃物进行严格管理,以增强学生的环保意识。实验过程中,要求学生将所有有害物质回收到指定的回收瓶中,对不能再利用的废液进行无害化处理,对能再利用的进行提纯、重复使用,减少有害物质排放。如果在实验过程中有有害气体生成,则实验必须在通风橱中进行,并对有害气体进行无害化处理后再排放。实验教师必须对实验过程进行监控,发现问题及时解决,并提醒全体学生注意。通过一系列的措施,学生的环保意识不断增强,处理有害物质的能力也不断提高。 2.3采用小量、半微量实验 高分子化学实验使用的很多是易燃和毒性较大的药品,在实验过程中可能会产生一些对人体和环境有害的物质,因此,尽可能减少实验中的“三废”排放量至关重要。高分子化学基础实验旨在培养学生的操作能力和观察能力,要求实验现象明显。实践证明,采用小量实验完全可以满足这两方面的需要。当学生具备基本操作技能后,复杂合成实验可以采用半微量法进行。这样既达到了实验目的,又节约了药品,缩短了实验时间,减少了“三废”的产生,减轻了对环境的污染。 2.4将环保能力列为考核内容 对学生每次实验中试剂取用情况、废弃物回收处理情况、有害气体处理情况进行记录,并记入平时成绩。在学期中的实验笔试中加入废弃化学物品的无害化处理方法内容;在实验操作考试中,安排废弃物处理实验,以抽签方式确定考题,考试内容有:废弃单体和聚合物的处理,高浓度有机溶剂的处理,酸、碱废液的处理,洗涤废液的处理等。 3安全意识的培养 3.1安全教育贯穿教学始终 首先,在理论教学中进行安全意识教育。比如,讲解绪论时,在介绍高分子化合物的合成特点和物理性质后,及时举例说明一些低燃点常用物质,如烷烃、乙醚、乙醇、丙酮、过氧化物等易燃易爆物质,告知使用时要注意防火、防爆。随着教学的深入,逐步强化实验安全教育,介绍常用化合物(如苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、甲醛、苯酚等)的毒害性及使用注意事项,为实验教学做好准备。其次,在实验教学中加强安全教育。在第一节实验课上,采用讲解、演示等教学方式,专门进行安全教育,强调水、电、易燃易爆物质、有毒有害物质的安全使用和事故处理办法。随着实验的进行,要求学生在每次实验课之前,必须弄清楚与实验有关物质的物理性质和注意事项;实验课中,实验教师检查并确认学生的实验装置没有错误后,学生方可继续进行实验;当学生的实验装置或操作方法有误时,可以请其他组的学生指出并纠正错误,以加深学生印象,有效防止类似错误的发生。 3.2利用多媒体课件辅助教学 为有效提高教学和安全教育效果,实验教师还制作了多媒体课件供学生学习。比如基本操作中的“单体的精制”,需根据被精制单体的沸点选择热源,要求蒸馏时不能将烧瓶中液体蒸干。由于实验课时有限,低沸点物质的蒸馏和高沸点物质的蒸馏不能都在课上进行。虽然教师在课上对此进行了多次强调,但还是有很多学生在蒸馏操作中习惯性选择第一次蒸馏时使用的热源,而不考虑被蒸馏组分的沸点。还有些学生不知道何时停止蒸馏,往往一直将液体蒸干。利用多媒体辅助教学可以解决以上问题。学生可以在多媒体课件上看到不同热源的选择方法和蒸馏过程,也可以看到错误操作所造成的危害。通过多媒体辅助教学,学生在这方面犯的错误明显减少了。 3.3将安全意识纳入考核范围 为引起学生对实验安全性的高度重视,我们将实验安全内容纳入考核范围,考核内容包括物质的物理、化学性质查阅,实验装置的安装,实验操作,化学试剂的安全量取,溶剂及产品的回收,实验结束后水、电关闭。此外,在学期中安排一次实验笔试考试,考试内容包含安全操作注意事项和违规操作可能产生的后果;学期末安排一次实验操作考试,考试内容包括实验装置的搭建及易燃试剂的安全使用,反应过程中产生的有毒气体的处理方法等。教师在考前将要制备的目标产物告诉学生,实验方案和制备过程完全由学生独自完成,一组学生(20人左右)由两位教师监考,最后给出操作考试成绩。通过以上改革,学生的安全意识普遍增强,实验教学进行到中期时,已经看不到学生在实验结束后不切断电源、用明火提纯易燃单体、用过的溶剂不回收等现象了。 4结语 通过在高分子化学实验教学中进行环保与安全意识培养,学生在实验过程中的责任心明显增强,处理问题的能力也显著提高。然而,为了培养出具有更高素质、更强责任心的人才,高分子化学实验教学改革还需不断深入。 作者:张宜欣 刘永红 古同男 单位:首都医科大学燕京医学院 高分子化学论文:影响高分子化学的历史故事论文 一、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。 二、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。 三、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。 四、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。 五、结语 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。 作者:纪仕辰 沈星灿 单位:广西师范大学化学与药学学院 广西师范大学药用资源化学与药物分子工程重点实验室 高分子化学论文:高分子化学分析论文 一、高分子化学的内涵 1.何为高分子化学 顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。 2.高相对分子质量与高强度 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。 3.高分子科学的主要内容 既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连 接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。 二、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。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、高分子化学的可持续发展 研究高分子合成材料的环境同化,增加循环使用和再生使用,减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染,也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成,在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成,探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子来处理污水和毒物,研究合成高分子与生态的相互作用,达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。 高分子化学论文:高分子化学探讨论文 一、高分子化学的内涵 1.何为高分子化学 顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。 2.高相对分子质量与高强度 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。 3.高分子科学的主要内容 既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连 接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。 二、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。 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、高分子化学的可持续发展 研究高分子合成材料的环境同化,增加循环使用和再生使用,减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染,也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成,在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成,探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子来处理污水和毒物,研究合成高分子与生态的相互作用,达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。 高分子化学论文:论高分子化学教育机制建设 为保证实验的顺利进行,我们会让学生展开“往期问题”讨论,将往届学生实验室遇到的实验现象展现给大家:(1)预聚阶段产生气泡,难以排出;(2)浇模时进入气泡;(3)低温反应阶段出现产品与模脱离的情况;(4)后聚合的高温反应阶段,出现气泡,甚至爆聚。学生围绕实验现象展开讨论,讨论结束后教师进行总结:(1)预聚反应时,粘度增大,不要剧烈摇晃锥形瓶,否则会造成空气掺入,形成很多气泡;(2)浇模速度要慢,让流体沿器壁缓慢、连续流入模内;(3)预聚时间要足够长,否则后聚合时因产品收缩率较大,会造成与壁面脱离的情况;(4)低温反应时间要足够长,完全消除凝胶效应,否则高温反应时,会出现气泡,甚至爆聚。制备“人工琥珀”时,为防止产品产生气泡,应注意:(1)物件应充分干燥,否则后聚合时会有水气及气泡产生,影响产品外观;(2)物件表面要用单体或预聚物充分浸润,否则浇模时表面极易残留气泡。此外,不要选取膨胀比相差过大的产品,否则高温处理时会造成产品或模具开裂。为了体现材料的应用性,对该实验进行了改进,扩展内容为透光率的测定。学生在学习理论知识时,已经知道聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)被称作有机玻璃,但是到底它的透光率和真的玻璃相比如何呢?带着这种疑问,学生的学习的主动性提高,学习效果提高,我们的教学效果也可得到大大的提升。为了保证所得透光率数据的可比性,有机玻璃的透光率是使用分光光度计、根据国家标准GB/T2680-94《建筑玻璃———可见光透过比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关玻璃参数的测定》对“可见光透过比”进行测定的。实验测得PMMA的透光率大都在86~92%,与市场产品的值所提的高达93%相接近。 个别产品透光率较低,原因主要有:(1)表面收缩造成壁面不平;(2)模具夹层厚度上下不一致;(3)表面硬度不够,因擦拭造成划痕。与工业生产相结合,展现材料生产全过程基础性实验与工业生产相结合,开设综合性实验。综合实验要求学生完成从原料准备到产品检测全过程,提高学生的综合能力,尤其是工程实践能力。如“线形酚醛树脂的制备”实验项目,根据金光集团酚醛泡沫恒温板的生产工艺进行了改进,扩展为“发泡用酚醛树脂的制备及性能检测”。作为发泡用酚醛树脂,树脂合成后,学生不再进行常规的粘度测定和固含量测定,而重点进行发泡起发时间和固化时间测定。在25℃,称取酚醛树脂50g,将乳化剂(有机硅泡沫稳定剂)2g和发泡剂(正戊烷)2g加入到酚醛树脂中,用机械搅拌器搅拌1min,然后加入固化剂(对甲苯磺酸∶磷酸∶水=5∶3∶2)8g,同时用秒表开始计时,搅拌30s。一般所得酚醛树脂室温下发泡起发时间70~200s,固化时间3~10min。普通高化实验无非就是高分子材料的合成,要求学生掌握高分子材料的合成工艺。该实验在原有合成实验基础上,增加了“泡沫塑料的成型”工艺学的内容,使学生掌握了利用低沸点发泡剂液体蒸发气化而使聚合物发泡的方法[5],即物理发泡法。实验技术讲座中对泡沫塑料的发泡方法进行详细讲解,如聚氨酯软泡沫塑料是采用异氰酸酯与水(或羧基)反应放出CO2气体的化学发泡法,又如脲甲醛开孔硬质泡沫塑料采用机械发泡法。此外,该生产原有工艺中采用的发泡剂氯氟烃会导致大气层臭氧层的破坏,对人类生态平衡不利,实验室工艺中发泡剂改用了生理毒性较小的正戊烷。 与学生创新成果相结合,组建设计性实验在实验室开放阶段,曾指导学生对“苯乙烯的悬浮聚合”进行改进。实验教材上选用的分散剂多为聚乙烯醇类的有机分散剂,但是理论上也可用无机分散体系。该实验要求学生自选分散体系,进行实验步骤设计,确定实验所需仪器设备及药品。学生有选用Mg(OH)2为分散剂的,也有选用聚乙烯醇为分散剂的。当分散介质蒸馏水为100mL,引发剂过氧化二苯甲酰为0.6g,苯乙烯单体为20mL,搅拌速度为250r/min,在85℃反应3h,分散剂用量选用1mol/LMgCl2溶液3mL和1mol/LNaOH溶液6mL或0.3%(wt)聚乙烯醇溶液8mL,所得产品颗粒均匀且直径较大。前者所得直径2.0~2.5mm,后者所得直径3~3.5mm。因为是设计实验,只要实验方案切实可行的,都可进入实验室做实验,所以学生所选分散剂用量和搅拌速度等都不尽相同。但也恰恰是这种不同,让学生直观地认识到悬浮聚合的一些特点:搅拌速度较大时,颗粒粒径较小;无机分散剂用量过多时,产品的透明度不好;聚合后如不进行表面处理,颗粒表面会残留有分散剂。增加研究性实验项目要求每位学生限选一个研究性实验项目。比如“聚丙烯(PP)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料的制备及热性能分析”实验是根据老师的科研方向提炼出来的实验项目[6]。教学与科研相结合,用高水平的科研带动实验课教学,培养了学生的初步科研能力和创新意识。通过高分子化学理论知识的学习,学生已经知道Ziegler-Natta引发剂的发现在高分子科学的发展史上具有划时代的意义,但其主要原料三乙基铝在空气中能自燃,遇水爆炸,对人体有灼伤作用;TiCl4与水接触会发生剧烈反应,冒白烟,对呼吸道有刺激作用,而且该引发剂在空气中放置会失去活性。因此,在引发剂制备及使用时都要采用无水无氧操作,且氮气必须为高纯氮气。通过该探索实验,学生很好地掌握了无水无氧操作技术,如双排管的使用、注射器法和内转移法移取溶液。为提高复合材料的热稳定性能,采用化学反应法制备了MgCl2-MMT复合载体型Ziegler-Natta催化剂,通过单体原位插层聚合法有效地制备了剥离型PP/MMT纳米复合材料。通过该实验,学生了解了蒙脱土有机改性的方法,掌握了Ziegler-Natta复合载体催化剂的制备方法,掌握了一种聚合物/无机纳米复合材料的制备方法———单体原位插层聚合法,了解了无机材料对高分子材料的改性作用。健全实验室开放制度配合学生探索性实验因为课程学时有限,学生有时不能完成高分子材料的性能测试与表征实验内容。通过开放实验室,学生一方面可以继续实验,另一方面可根据个人兴趣,进行探索性实验。为了方便解决学生疑问,高分子化学实验室每天安排有老师值班,随时解答学生疑问。学生探索性实验已经取得一定成果。如“蒲公英橡胶的制备及物理性能研究”,采用组织破碎机破碎蒲公英植株的根部组织,用环己烷萃取破碎物中胶乳成分,将萃取液与水共沸蒸馏,抽滤后得蒲公英橡胶。粘度法测得蒲公英橡胶的粘均分子量为4.9×105;红外光谱法测试显示,所得蒲公英橡胶与天然橡胶的结构相似;差热-热重分析法测得蒲公英橡胶失重15%的温度为271℃,此数值与天然橡胶的测试结果相接近。该项目综合运用了有机化学、高分子化学和化工原理等课程知识,2011年7月获得了第十二届山东省挑战杯大赛三等奖。学生除了可以当面向老师请教外,还可通过《高分子化学实验》课程网站、QQ和飞信与指导老师取得联系。每个老师负责6~8位学生、2~3项探索性实验项目。 实验技术讲座的开展、综合性实验的开设,使学生可以系统地掌握高分子实验技术、高分子材料的合成及性能表征的方法,完善了学生的知识结构。研究性和探索性实验项目切实提高了学生的创造性思维及创新能力。工程性实验项目培养了学生的工程意识,为培养应用型人才提供了新的途径。开放实验室为全面提高学生的创新能力、实践能力提供了有力支持。总之,通过高分子化学实验教学体系改革,有效提高了学生的创新能力和工程实践能力。我们将进一步加强实验教学的研究与探索,不断进行实验教学的改革,提高实验教学水平,为全面培养创新性应用型的高素质人才而努力。我们将从以下几点继续努力:(1)深化教学改革,不断将最新的科研成果应用到教学中;(2)进一步加强实验教材建设,更新教材内容;(3)加强教学队伍建设,吸收高学历高水平的教师加入到实验课程教学队伍中;(4)以精品课程建设为契机,完善课程网站建设,增加知识的先进性、全面性、导向性。 作者:王丽梅 单位:德州学院化学系 高分子化学论文:高分子化学考试模式变革思索 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。 3.成绩构成更多元、成绩评定更科学。对学生成绩实行综合评定,将平时的考核、考查和期末考试相结合,改变长期形成的“一考定成败”的现象,学生的最终成绩分成五个部分按如下比例计算:课后作业(15分)、课堂回答问题(5分)、出勤情况(10分)、期中考试(30分)、期末考试(40分),总计100分。充分利用平时考核,提高教育教学效果。评分是考试的最终也是重要的环节,学生的某一次考试得分,只表示他对该课程这个阶段知识的掌握程度,并不完全代表其智能水平,故应根据学生的实际情况,结合高分子化学课程的特点、目标、题型采用更加灵活的评分办法:针对主观性试题采用等级评分法、模糊评分法,对客观题型采用准确评分法,再结合学生课堂讨论、口头报告、完成作业等方面综合评价适当给予必要的权重。对不同层次的学生实施多元化的成绩评价模式,把分散式考试、动态考核的管理方式落到实处。 4.考试质量分析与信息反馈。考试质量分析与信息反馈也是促进考试质量提高的重要措施。有必要对考试结果进行科学分析,这样才能抓好考试工作。充分发挥考试对教学的反馈促进功能,提高教学质量。通过试卷分析获得的信息,不仅有利于改进教学方法和手段,指导学生正确有效地学习,同时也对提高考试质量大有帮助。因此,阅卷工作的结束,并不意味着考试工作的完成,还有必要对考试作出定性与定量的分析。定性分析包括对试题质量、学习质量、教学质量提出有针对性的改进意见;定量分析要求统计出各个分数段的人数及所占比例,了解考试成绩分布是否合理,从中找出学生的薄弱环节,并采取相应的改革措施。认真做好试卷分析工作,及时反馈信息;分析学生掌握知识、创新能力的发展情况;分析学生在新的课程教学理念下的学习情况;分析学生学习态度、方式方法的变化情况;分析我们在教学中的薄弱环节,并提出改进措施,进一步优化高分子化学课堂教学,提高该课程的教学质量。 说明:本计划和以往考核的区别在于,通过降低期末考试成绩比例,将出勤情况、课后作业、课堂回答问题、半期考试等形式具体形成考核点。通过考试内容分段考试的形式,强化学生平时学习。期中考试侧重考核学生前半段学习内容,期末考试侧重考核学生后半段学习内容,并注重考核前后关联的综合内容。 高分子化学论文:探究高分子化学学习技巧 一、高分子化学及相关知识领域简介 高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学,根据性能的要求、性能和结构的关系,进行高分子的设计和合成,同时为合成预定结构的聚合物,研究聚合原理、聚合方法、寻找引发剂等是分子化学的任务。目前高分子学科正向纵深扩展:在聚合反应、聚合方法方面、有基团转移聚合、开环移位聚合、微生物方法聚合、天然酶催化聚合;在功能高分子方面,有反应分离膜、液晶态高分子、生物活性高分子、医用高分子,以及各种具有光学(非线性光学)、电学、磁学性能的聚合物;在天然高分子方面,有天然高分子的构成、改性及作为材料的使用等等。 高分子化学内容包括: ①聚合反应、聚合原理,根据聚合机理和动力学的不同聚合反应分类如下:连锁聚合和逐步聚合。连锁聚合包括自由基型聚合(自由基均聚、自由基共聚)、离子型聚合(阴、阳离子聚合,离子型共聚)、配位聚合(属于离子聚合范畴,大多为阴离子聚合)。逐步聚合包括均聚缩、杂缩聚、共缩聚。 ②聚合方法:本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合,逐步聚合及界面缩聚。悬浮乳液聚合只用于自由基型聚合反应,所用引发剂分别是油溶性和水溶性的,本体聚合、溶液聚合只用于自由基、离子型聚合及逐步聚合但水不能作为离子在溶液中聚合的溶剂,界面缩聚只用于逐步聚合,各种聚合方法中,聚合体系的组成配方、各组分作用、聚合过程,体系的粘度、散热及温度控制的难易,聚合速度、链转移反应、分子量及其分布等是不同聚合方法主要关注的内容。 ③聚合热力学:单体能否聚合须从热力学和动力学两方面考虑,若热力学上有聚合的可能,再进一步寻找引发剂、温度等动力学条件解决聚合速度问题。从热力学角度分析单体聚合的倾向。可通过聚合热、聚合的上限温度等的估算和分析。 ④聚合物的化学转变:相似转变,聚合度变大的转变(交联、接枝、嵌段、扩链),聚合物降解。 二、高分子化学学习方法 一般而言,对某门课程的学习一方面是各知识单元能否从共同角度去学习和掌握,另一方面是就某一层面、某一角度进行比较和综合。比较是为了避免知识的割裂和混淆,综合则有一个学习认识上的上升过程,通过综合获得解题能力、获得该门课的基本思想及一般思考方法。同样地,高分子化学的各聚合反应也可从几个共同的方面去学习和掌握: 1.各聚合反应研究的重要的问题、主要的控制目标 对于均聚反应(自由基型或离子型),研究的重要内容是聚合速度、平均分子量、分子量分布。而共聚反应则主要集中在共聚物的组成(平均组成、瞬时组成)、组成分布、序列分布。对于配位聚合主要是立构规整性问题,寻找高效络合引发体系,合成预定立构规整聚合物是配位聚合的任务。对于缩聚反应,聚合速度、分子量控制是线型缩聚的优秀问题,凝胶点的控制则是体型缩聚的关键问题。 2.各聚合应机理及聚合特点 自由基聚合:聚合机理的特征为慢引发、快增长、有终止。活性中心是碳自由基,增长反应、向单体、溶剂、引发剂的链转移反应相互竞争,引发速率最小(Ed=105~150KJ/mol,R1=10-8~10-10mol/L·s),反应为引发控制,Rp比Rt大3~5个数量级,反应达到一定的转化率(15%~20%)后,由于凝胶效应会产生自动加速现象,并使分子量增加。自由基聚合时,单体一经引发便很快增长成高分子聚合物,不能停留在中间聚合度阶段,体系始终由单体、高分子聚合物和微量引发剂组成,并且在不同转化率下分离得到的聚合物分子量差别不大。 阳离子聚合:聚合机理的特征为快引发(E1=8.4~21KJ/mol)、快增长(Ep=8.4~21KJ/mol,与自由基聚合增长活化能属同一数量级,由于kt很小、活性种浓度高因而聚合速度要快得多)、易转移、难终止。活性中心是碳阳离子,碳阳离子不能双分子终止,因而无自动加速现象。增长、增长链的分子内重排(氢转移聚合或异构化聚合)、链转移、单基终止相互竞争,阳离子聚合反应时向单体的链转移(CM=10-2~10-4)比自由基聚合时(CM=10-4~10-5)要大得多,且真正的动力学终止比较稀少。活性中心碳阳离子总是与反离子形成离子对,离子对的紧密程度对聚合速度、平均分子量会产生影响。 阴离子聚合:聚合机理的特征为快引发、慢增长(较引发慢而言)、难转移、无终止。活性中心是碳阴离子,碳阴离子增长速率比自由基还快(由于无终止以及阴离子增长种浓度10-3~10-2mol/L比自由基10-9~10-7mol/L大)。引发快于增长,即聚合开始前引发剂已定量离解成活性中心([M]=引发剂浓度),阴离子活性中心几乎同时增长,增长的几率相等,所得聚合物接近单分散性。反离子为金属阳离子,离子对的紧密程度对聚合速度、平均分子量有影响,并影响着链节的构型。 配位聚合:先配位形成σ-π键,然后单体经四元环插入M—R中间而增长。配位引发剂的作用:一是提供阴离子活性种,二是使单体定位并以一定构型进入增长链。引发剂络合中心构型、单体的配位方式及单体和络合中心形成中间体的稳定性决定着各聚合物构型及相对含量。逐步聚合:逐步和平衡,反应无特定活性种,任何带不同官能团的两组份(单体、低聚物)之间均能缩合(连锁聚合中,活性中心只与单体作用,单体相互间或与聚合物间均不反应),反应可停留在中等聚合度阶段,两单体非等量或低温可使缩聚暂停。 3.影响聚合反应的因素及影响规律 不同的聚合反应,其主要的研究内容及控制目标各不相同。了解影响它们的因素及规律,为实验控制提供依据和指导。 ①自由基均聚合 聚合速度(RP):单体浓度、引发剂浓度越大,温度越高,RP越大。选择Ed较低的引发剂,可显著加速反应,引发剂种类的选择和用量的确定是控制聚合速率的主要因素,聚合温度则随引发剂 分解温度而定。 平均分子量(平均聚合度Xn):引发剂浓度、聚合温度也是影响Xn的主要因素,但影响方向却相反,即引发剂浓度越大、温度越高,Xn越小。链转移反应使分子量减小,由于体系中引发剂浓度很低,向引发剂转移而引起聚合度降低比较小。通常选择链转移常数在1左右的化合物作分子量调节剂。 分子量分布:自由基终止方式、凝胶效应对分子量分布均有影响。歧化终止时Xw/Xn=2,偶合终止时Xw/Xn=1.5,有凝胶效应时Xw/Xn=5~10。聚合物微结构及立体构型:自由基聚合分子链上取代基的排布是无规则的。 聚合条件的选择:聚合控制主要借助对聚合条件的选择,它必须兼顾对聚合速度、平均分子量、分子量分布等方面的影响和效果。自由基均聚时,聚合温度、引发方式、引发剂种类及用量、溶剂、分子量调节剂都是可供选择的因素。以溶剂的选择为例,自由基聚合时,须考虑溶剂对引发剂的诱导分解作用,链自由基对溶剂的链转移反应,溶剂对聚合物溶解性能,凝胶效应等的影响,从而兼顾其对聚合速度、分子量、分子量分布的影响。 ②自由基共聚 共聚物组成及组成分布与单体组成、转化率、两单体的竟聚率有关,根据两单体竞聚率r1、r2的特点及相应的共聚物组成曲线(F1~f1),自由基共聚表现为五种有规律的共聚行为类型。共聚产物是组成不一的共聚物的混合物,存在组成分布的问题。恒比共聚时组成不随转化率而变,若单体组成在恒比点附近,转化率在90%以下组成变化均不大,若配料组成偏离恒比组成,则很难得到组成均一的共聚物。 共聚物微结构及链段分布:某一链段的几率随段长而递减。聚合度不够大( 1000)时,聚合物分子的序列分布并不完全相同,聚合度 5000以后聚合物分子的序列分布才比较接近。聚合控制、聚合条件的选择:利用温度、溶剂、PH值、盐类等因素对单体竟聚率的影响,选择适当的外界条件或选择一定结构的单体(Q、e值大小)来实现某一类型的共聚行为。通过控制转化率的一次投料法或补加活泼单体法来达到对共聚物组成的控制。 ③阳离子聚合、阴离子聚合 阳或阴离子均聚与自由基聚合一样,其优秀问题仍然是聚合速度、聚合度、及分子量分布。离子聚合增长活性种为离子,其近旁存在反离子,活性中心与反离子的结合可以是共价键、离子对(紧对或松对)、自由离子,并处于平衡,离子的聚合速度是离子对、自由离子共同引发并增长结果,即便少量的自由离子对聚合速度的贡献比离子对还大。反应介质:溶剂极性、溶剂化能力影响离子对的紧密程度及自由离子的比例,从而影响聚合速度和聚合物的分子量,另一方面,溶剂必须不与反离子反应(在阳离子聚合中)并且在低温下对聚合物溶解,以保持聚合体系的流动性。 反应温度:阳离子聚合时温度对聚合速率的影响比自由基聚合时小,聚合度随温度降低而增大。阴离子聚合时,聚合速率随温度升高略有增加但并不敏感,温度的影响颇为复杂。总的来说,离子聚合因引发活化能小,加之为了防止链转移、重排等副反应,反应常在低温下进行。 ④逐步聚合(略) ⑤引发剂、引发剂的选择 自由基聚合:引发剂有偶氮类(AIBN)、有机过氧类、无机过氧类、氧化还原引发体系(水溶性和油溶性)。引发剂选择时,首先根据聚合方法选择引发剂类型,然后根据聚合温度,选择活化能、半衰期适当的引发剂。一般选择半衰期与聚合时间相同数量级的引发剂。 阳离子聚合:引发剂有普通质子酸、Lewis酸引发体系、电荷转移络合物等。Lewis酸引发体系的引发活性与引发剂、共引发剂的不同组合及配比,主引发剂、共引发剂酸性强弱等有关。 阴离子聚合:引发剂有碱金属、有机金属化合物(金属氨基化合物、金属烷基化合物)、其它亲核试剂。引发剂的活性不同,应与一定活性的单体相匹配而使用。 配位聚合:引发剂有Ziegler-Natta型、π-烯丙基镍型、烷基锂类。Ziegler-Natta引发体系由主引发剂(过渡金属化合物Lewis酸)和共引发剂(主族元素金属有机化合物)组成,Ziegler-Natta引发体系两组份的选择和组合,以及与单体的匹配,对其立构规化能力有很大的影响。聚合物的立构规整度主要决定于过渡金离属组份,而且,引发剂定向能力与均相表面有关。 4.理论依据及思考方法 上述各类聚合反应有关聚合速度、聚合度、分子量分布;共聚物组成、序列分布;体型缩聚中临界反应程度等控制目标的影响因素及影响规律都有其动力学上的依据,或者通过概率法、Flory统计法可推导而得出。 ①动力学方法 根据聚合机理及各基元反应速率方程,在等活性、稳态等假定和某些特设模型的基础上,推导出速率方程、共聚物组成方程,并得出浓度因素对聚合速率、共聚物组成的影响;从总表观速率常数,聚合反应总活化能与各基元反应活化能关系,估算出总的表观活化能大小,并根据阿氏公式:K=Ae-E/RT,得到温度对聚合速率的影响规律。 类似地,从动力学链长、聚合度概念出发(υ=Rp/RiXn=Rp/(Rt+Rtr)),得出浓度因素、链转移反应对聚合度的影响;从聚合度的综合活化能及其与基元反应活化能的关系估算出聚合度的综 合活化能,并得出温度对聚合率的影响规律。 自由基、离子型连琐聚合讨论中用的是上述思想。 5.聚合动力学实验方法 自由基聚合时聚合速度的测定用膨胀计法,阴或阳离子聚合由于聚合速度快,聚合速度的测定用毛细管流动法。 高分子化学论文:高分子化学实验教学概况 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。 高分子化学论文:高分子化学课程教学探讨 [摘要]高分子化学课程是高分子材料与化工专业的专业基础课,涵盖内容多,需要合理安排教学,运用其他课程知识,用学生容易接受的实例解释理论问题,能够增强学生学习的兴趣,达到较好的讲授效果。 [关键词]高分子化学;教学;实例 高分子化学课程是高分子材料与化工专业的专业基础课,是研究高分子化合物的合成原理和化学反应的科学。学生应具备一定的无机化学、有机化学、物理化学和概率论与数理统计知识才能学好该课程。国内高校多采用潘祖仁先生主编的部级优秀教材高分子化学[1-2],对这门课的掌握程度,影响后续课程的学习。因此学生一般比较重视[3]。但对于初学者来说,认为该课程的内容较多,比较分散,系统性不强,有些知识点理解不透。 1高分子化学的课程特点 高分子化学主要介绍高分子的合成原理及高分子的化学反应,合成原理以聚合反应动力学为主线,衍生到聚合速率和分子量,而这二个指标正是工业生产控制的主要工艺参数,再通过聚合理论方程,讨论温度、介质、单体、引发剂等对聚合的影响。对于连锁聚合,每一种聚合机理都有特殊的引发体系,因此引发剂或引发体系也是高分子化学的重点内容之一。最后一章,聚合物的化学反应,主要介绍聚合物化学反应特征、聚合物的基团反应及接枝、扩链、交联、降解和老化,提出促使降解或防止老化的途径。有学者总结高分子化学课程有“五多”的特点,即内容多、概念多、头绪多、关系多和数学推导多[4]。该课程专业理论性强,概念复杂,抽象难懂,一定程度上影响了学生的学习兴趣[5]。 2课程知识点浅析 该课程序论中,除了介绍高分子化合物的基本概念、命名、发展历程及结构方面的基本知识外,重点介绍分子量。高分子的分子量大且具有一定的分布是高分子化合物的主要特点,其作为材料的力学性能主要由分子量及其分布决定。该部分内容介绍,需使学生明白高分子的分子量与小分子的相对分子质量的区别。缩合和逐步聚合反应中,首先通过二种双官能团单体参与的线形缩聚过程示例,第一步反应,得到二聚体,第二步反应可以得到三聚体、四聚体,此时体系中含有一、二、三、四聚体的分子,第三步聚合,体系中可能含有八、七、六、五、四等聚体,假若反应就此终结,体系中产物的聚合度不同,由此使同学们很容易理解聚合反应得到的产物即聚合物,分子量存在一定的分布。同时自然引入官能团等活性概念,才能从纷乱的聚合反应中抽取出本质特征,用一个速率常数描述同种官能团的反应特征。在课程体系中,活性中心等活性概念是高分子化学的基本思想,因此要借助实验数据进行例证,分子碰撞理论进行阐释。还需要明晰N0和N的含义。有二个相同的羟基,肯定体系中存在另一个分子含有二个羧基,因此平均每个分子链含有一种基团;对于均缩聚,更是如此。这点一定让同学理解,因为后面的理论方程推导要不断用到。另外,反应程度p是一个非常重要的概念和度量,定义为参与反应的基团数(N0-N)占起始基团数N0的分数[2],代表某种基团的转化率,反映了聚合反应的反应进程。缩聚反应中产物分子量分布,Flory利用统计法,根据等活性概念假设,以双官能团单体均缩聚为例,形成x-聚体每个键的成键几率为p,分子末端一个不成键几率为(1-p),推导了线形缩聚的分子量分布关系[2]。实质上,每一个键的成键几率不同,按照反应程度概念,应该是随着聚合度增大,p增大,为了处理简便,等同化,根据乘法原理,即得x-聚体的数量分布函数。后面自由基聚合、共聚合、离子聚合和配位聚合,都属于连锁或链式聚合机理,聚合一般都包含链引发、链增长、链终止和链转移几个基元反应。首先,要有活性中心的形成,进行链引发反应;正是根据其活性中心的不同,将其分为以上自由基聚合、离子聚合等。 有关其机理及分子结构的形成,与有机化学中的空间位阻效应、共轭效应有关。聚合动力学与物理化学知识有关,需要同学学前不妨复习下以前学过的有关内容。对于自由基聚合,介绍其英文词汇为Radical,含有“激进、活泼”之意,故可以作为活性中心,故教材中一般用R•表示,黑点代表单电子。聚合物中单元结构主要在链增长阶段完成,故链增长过程直接影响聚合物分子结构。①键接结构。增长过程中,结构单元间的连接存在“头—尾”、“头—头”(或“尾—尾”)两种可能形式,一般以头-尾结构为主。原因是以尾-尾连接,活化能大。列举生活中的实例,如小轿车、“和谐号”动车车头,都采用流线型,头部体积较小,阻力较小。微观上的化学反应也遵循同样道理。②立体构型。自由基上C为SP2杂化,与单体作用时既可从上方也可从下方进行作用,自由基聚合物分子链上取代基在空间的排布是无规的,但从空间位阻考虑,无规结构中,间同结构略占优势。③几何构型。双烯类单体,还存在几何异构,倾向于形成反式结构,都可以根据空间位阻进行解释。这样同学就容易理解高分子结构比较复杂的特性。另外自由基聚合的引发效率,主要是①诱导分解。诱导分解实际上是自由基向引发剂的转移反应,也就是说,自由基诱使引发剂分解,消耗掉引发剂,作无用功,故使引发效率降低。②笼蔽效应,主要指溶液聚合中,引发剂分子处于溶剂的包围中而不能发挥作用,可以想象,引发剂分子周围存在一层层的溶剂分子和单体分子相隔的球形包围圈(好像笼子一样),初级自由基遇到单体,直接作用,形成单体自由基,若遇到溶剂分子,不能作用,被弹回,有可能与下一个初级自由基结合,甚至与溶剂分子结合,使引发剂分子白白消耗,引发效率降低,称为笼蔽效应。由此派生出单体的活性与浓度、体系粘度和引发剂浓度,都影响引发效率,使同学将知识学通、学活。自由基共聚合中,关于链自由基的活性,一般认为带有共轭取代基的链自由基稳定,同学不易理解,以射击为例,若自由基上存在共轭基团,单电子不再归属于某个原子,离域程度大,行踪不定,这样用枪瞄准难度增加。单体相当于枪,就不易和它反应,故该类自由基活性差。 若链自由基带有非共轭取代基,其单电子位置固定,活动空间小,容易瞄准击中,即容易和单体发生反应,该类自由基活性高。烯类单体的离子聚合中,单体适宜于进行阳离子聚合还是阴离子聚合,主要取决于单体的结构,考虑取代基的诱导效应和工轭效应。带有π-π共轭体系的单体都能进行阴离子聚合。如果取代基具有吸电子性质,更易进行阴离子聚合。因为吸电子基降低双键上电子云密度,有利于阴离子进攻,并使形成的碳阴离子的电子云密度分散而稳定。而具有推电子取代基的烯类单体可进行阳离子聚合,因为推电子取代基增大了双键上电子云密度,有利于阳离子进攻,并使形成的碳阳离子的正电性降低而稳定。苯乙烯,丁二烯等含有共轭体系的单体,由于其π电子云的流动性强,易诱导极化,能进行阳离子、阴离子或自由基聚合。阴离子的活性聚合在理论上和实际应用中具有重要意义,要让学生明白活性聚合的原因、应用价值。配位聚合,要重新复习下无机化学中的配合物知识,其引发体系中,过渡金属为中心原子,它提供空轨道,烯类单体作为配体在空轨道上活化、按照一定的方向或方式进行配位、插入到增长链中,因此所得产物立构规整度一般较高。聚合物的化学反应,是聚合物改性、扩大聚合物品种的手段之一。接枝、交联等使聚合物分子量增大,降解、老化使聚合物分子量降低。用鲜活的实例向同学介绍,这样学生学习时不觉得生硬,便于接受。 3结语 作为一名高校教师,能够将复杂的原理讲解得浅显易懂,抽象的理论能够结合现实生活具体化、简单化,语言生动,课堂气氛活跃,学生对所讲内容有强烈的兴趣,这门课程的授课质量才有保证。 作者:廖肃然;迟长龙 单位:河南工程学院 高分子化学论文:高分子化学实验教学初探 摘要: 实验教学是培养复合型创新人才的重要实践环节,《高分子化学综合实验》是高分子材料科学与工程专业本科生的专业基础课之一。本文针对目前高分子化学实验教学体系中存在的问题探讨了教学改革的途径:通过开展多层次的教学内容,引入综合型、设计型和趣味型实验,结合现代教育技术,灵活应用互动式教学模式,引导学生对高分子科学的科研兴趣,发挥学生的主观能动性,并树立严谨的科学态度,培养其独立的思辨能力和创新能力。 关键词: 高分子化学实验;教学改革;创新能力 高分子化学是高分子学科的重要领域之一,是以实验为基础的自然学科[1,2]。《高分子化学综合实验》是我校《高分子化学》精品课程建设中重要的实践性教学环节,是高分子材料科学与工程专业和材料化学专业本科生的专业基础课之一。实验教学的目的是促进学生理解和掌握高分子化学理论知识并将其应用于实践,从而增强动手能力以及分析问题、解决问题的能力[3~6]。我校的《高分子化学综合实验》课程已开展多年,课程中开设了一系列具有代表性的实验,但在实践过程中也逐渐暴露出了一些问题,譬如,实验教学体系还不够系统,实验课内容中的验证型实验较多,难以提高学生的思辨能力和创新能力,教学方法和手段还不够多样化,不利于提高学生的学习积极性和增强教学效果。为提高教学质量,培养具有创新意识和创造能力的复合型人才,推进广东省精品开放课程———《高分子化学》的建设,对《高分子化学综合实验》教学体系进行改革势在必行。改革后的《高分子化学综合实验》除了能使学生在有限的实践过程中有效巩固本学科的理论知识,掌握基本实验技能,还应提高其自身软实力,通过实验课的开展引导学生对科研探索产生兴趣,发挥其主观能动性形成创新思维,同时增强其发现问题和解决问题的能力。为建立这样一套科学的《高分子化学综合实验》教学体系,应始终贯彻以学生为本的教学理念,从教学内容、教学方式、教学模式三方面系统开展教学改革。 1教学内容层次化:合理配置验证型、趣味型、综合型、设计型实验 传统的高分子化学实验教学项目以验证型实验为主,实验教材中写明实验目的、实验原理、实验注意事项等,教师在课前进行讲解,课堂上学生依据讲义中的操作流程进行实验,并通过实验结果验证高分子化学的理论知识。目前,《高分子化学综合实验》中已开展的验证型实验包括引发剂分解速率的测定、膨胀计法测定自由基聚合动力学。尽管在进行验证型实验的过程中学生的基本操作技能得到了训练,但是因为实验结果是明确的,实验留给学生思考和发挥创造力的余地非常有限[7,8]。为提高学生的工程素养和创新能力,应以充分调动学生主观能动性为突破口,调整高分子化学实验课的内容,引入设计型、综合型、趣味型实验项目,使教学内容更加层次化、系统化。 (1)设计型实验的实施过程中,教师预先给定学生实验设计要求,学生据此查阅相关文献和资料,自主设计实验方案并独立完成实验,通过观察实验现象分析实验成功和失败的原因以及影响实验结果的各种因素,由此让学生得到科学的思维训练。例如,苯乙烯的悬浮聚合可以作为验证型实验,预先给定实验条件,让学生“照方抓药”地进行实验,也可以作为设计型实验开展,不设定实验条件,只提出实验产物的设计要求———制备颗粒均匀、大小适中的聚苯乙烯粒子,让学生从配方(包括分散剂类型与用量、单体和水的比例等)、反应温度和搅拌策略等方面入手设计实验方案,最终独立完成实验并评价产品是否达到要求。让学生们始终带着“如何实现设计要求”的问题,进行“调研设计实验分析总结”的训练过程,通过这种锻炼能够充分发挥他们的主观能动性,大大提高其分析问题和解决问题的能力。下图是两组学生采用悬浮聚合所制备出的聚苯乙烯粒子,图1(a)显示颗粒直径在1.5mm~4mm之间,若增加有机分散剂聚乙烯醇的使用量还可以制备直径更小、粒径分布更均匀的聚苯乙烯粒子,如图1(b)所示。 (2)综合型实验的内容和过程较为复杂,涵盖了不同的知识点,开展此类实验能够锻炼学生综合运用所学知识和实验技术的能力,并有利于学生建立正确的科研思维和培养严谨的科研态度。譬如,以苯乙烯悬浮聚合为优秀内容,可以从产品设计的角度出发,采用“原料精制单体聚合产品性能检测”的思路将其扩展为综合实验内容。在苯乙烯悬浮聚合之前引入“苯乙烯单体和引发剂的精制”的实验内容,可以使学生巩固洗涤、萃取、蒸馏、结晶等基本实验操作。将苯乙烯悬浮聚合延伸到聚合物的下游应用,如交联聚苯乙烯粒子(聚苯乙烯离子交换树脂骨架)的制备与性能的研究,可以使学生体验一个较为完整的功能高分子材料合成的全过程。考虑到实验的难度和复杂度,该实验着重考察交联剂的用量对交联密度的影响。由于交联剂/单体摩尔比对产物的交联密度有影响,粒子最终会表现出不同的溶胀性。通过测定其在良溶剂中的溶胀度,学生可以非常直观地获得配方设计对聚合产物性能影响的相关知识。以苯乙烯悬浮聚合为优秀内容,经过一系列扩展后建立的综合型实验涉及原料的提纯、聚合反应、聚合物的改性以及性能评价的内容,该综合实验具有很好的系统性和延续性,既能全面提升学生的实验技能又能培养学生全局思考实验问题的能力,具有重要的教学实践意义。 (3)兴趣是最好的教师,采用有趣的与日常生活密切相关的实验项目,做到趣味性与知识性、实用性结合,寓教于乐激发学生们的兴趣,可以显著提高教学成效。例如,在高分子化学实验内容中引入甲基丙烯酸甲酯的本体聚合(有机玻璃的制备)实验,学生可以自制有机玻璃相框或有机玻璃坠,将心爱的相片、小挂件、干花镶嵌在自己合成出的有机玻璃中。为了让有机玻璃制品更美观,还可以加入不同的着色剂,制备颜色各异的有机玻璃制品,实验过程因此而变得充满乐趣。学生们对该实验表现出了极大的兴趣。为了制备出合乎自己心意的“作品”,学生们会自发对反应条件进行优化,密切观察实验现象,防止聚合时产生气泡或温度失控发生爆聚而制备出失败的产品。在后期的热处理过程中,有部分学生很急切地盼望看到“作品”,在课余时间也会来实验室查看热处理过程是否已经完成。由于上课人数较多,实验课都是分批次进行的,通过对比可以发现后批次进行该实验的学生会比第一批学生准备更充分,制备出更多美观和特别的“作品”,这也反映了学生们对实验有浓厚的兴趣,融入了更多的设计理念,有助于激发学生的创新意识。图2展示的是学生通过本体聚合制作的成功、失败或有缺陷的有机玻璃制品。 2教学方式多样化:应用多媒体、虚拟化、网络教学等现代教育技术 高分子化学实验的教学普遍采用的是“言传身教”的方式,学生需要在有限的学时内掌握实验要领,这种单一的教学方式会限制教学质量的提升。借力于现代教育技术,普及视频教学、虚拟化教学、教学网站的应用能丰富教学方式,提高学生们的学习兴趣与学习效率,强化教学效果。 (1)视频教学:相对于文字讲义、口头讲解的方式,视频演示的优势在于能够使学生对高分子化学实验有一个初步的感性认识,预先从心理层面接受实验内容和掌握实验方法,提高实验成功率,增加教学质量。譬如,根据高分子化学实验教学大纲,可以将甲基丙烯酸甲酯本体聚合、发泡聚氨酯的制备等教学内容拍摄成教学录像,向学生演示基本实验流程,突出实验操作中的要点、难点、注意事项等,让学生对实验流程和仪器设备的使用方法获得直观地认识。须注意的是,教学视频虽然能再现实验过程,但不能替代学生亲自动手操作的环节,所谓“会看不一定会做”,只有实践才能让学生真正掌握实验技巧。 (2)虚拟化教学:对于一些受限于实验条件难以开展的实验教学项目(如原子转移自由基聚合)或具有一定危险性的实验项目(如高温、高压聚合等)可以应用虚拟化教学方式,通过模拟仿真实验过程,演示实验现象,穿插操作要点和注意事项等,让学生开拓眼界,学习更多的实验技术和研究方法。原子转移自由基聚合是“活性”自由基聚合的一种,因为具有巨大的应用前景而受到广发关注,引入“ATRP的动力学研究”的实验内容有助于学生们掌握“活性”自由基聚合的原理和特点。尽管如此,在本科实验教学过程中开展ATRP实验项目难度很大。ATRP通常以亚铜/胺络合物作为催化组分,由于聚合所采用的催化剂量很少,即使存在微量的氧气就能大大降低催化剂的活性,导致聚合难以进行。因而,除氧的效率对于聚合的成败十分关键。首先,聚合之前须对反应溶液以及反应釜预先除氧,加料和取样时也应避免引入空气,这对学生们的操作技术要求很高,相对于普通自由基聚合,该聚合方法的成功率大大降低,实践教学效果难以收到理想效果。其次,通入反应体系中的惰性气体须预先经过除氧柱才能使用,并且该除氧柱中的填料事先必须活化(用H2或CO还原),该活化过程危险性极高,存在潜在的安全隐患,因而“ATRP的动力学研究”不适合纳入本科生的实践教学。采用仿真技术将“ATRP的动力学研究”制作成虚拟的演示实验,则能有效地化解以上问题。根据实验流程可以将“ATRP的动力学研究”的演示实验分解为惰性气体净化、反应器和反应混合物的除氧、聚合反应(包括引发、增长、终止)、取样和干燥称量等步骤,可有效促进学生们对ATRP原理的理解。此外,聚合过程中ATRP催化剂的颜色会发生变化,因而该仿真实验具有良好的指示性和演示度。 (3)实验教学网站:建设专门的实验教学网站,上传课件、讲义和教学视频,方便学生有效利用课余时间进行预习,有助于提高学习效率。此外,还可以通过网站开辟答疑专区,促进教师和学生们之间或者不同班级、不同专业的学生们之间的交流,营造良好的学习气氛,互相促进和互相提高。总之,一切教学方式都应以提高学生自主学习效率,激发学生学习兴趣,提高教学效果为宗旨。 3教学模式人性化:灵活应用互动式教学 传统的高分子化学实验课主要采用教师预先讲授继而学生动手实践的教学模式,无法达到现代教育以树立学生创新意识和培养学生创新能力为宗旨的教学要求,而采用互动式教学模式能活跃课堂气氛和促进师生之间的交流,是适应当代教学需求的一种教学模式。例如,在实验课堂中,授课教师可以随机抽取平时已经做过的实验考察学生的掌握情况。问题归纳法也是互动式教学方式的一种。在批改完实验报告之后,教师可组织学生们进行归纳和总结,分析各个实验成功和失败的原因,让他们对实验现象和结果分析得更为透彻,提升学习积极性。互动式教学过程中师生互为主体,学生发言可以帮助自己整理思路,强化对实验项目所涉及知识要点的理解以及对实验技术的掌握。若遇到学生对实验结果存在疑问,想通过再一次的实践验证自己推断的情况,授课教师应预留时间和提供实验场所、试剂、器材等,有效组织二次课堂的方式,用开放和包容的心态为学生开启探求真理的大门。 4小结 高分子化学实验教学改革是一项系统工程,应始终以学生为本,从教学内容、教学方式、教学模式三方面进行,改革后的高分子化学实验教学除了应该促进学生掌握基础知识,提高实验技能之外,更要发挥学生的主观能动性,引导其产生科研兴趣,树立创新意识和培养创新能力。改革过程中教育者应明确改革目标,不断修正或改变教学方法,为培养高层次的创新人才不断努力。 作者:赵颖 罗美香 蒋智杰 姜蕾 张安强 吴水珠 单位:华南理工大学材料科学与工程学院 高分子化学论文:分析高分子化学 人类从一开始即与高分子有密切关系,自然界的动植物包括人体本身,就是以高分子为主要成分而构成的,这些高分子早已被用作原料来制造生产工具和生活资料。人类的主要食物如淀粉、蛋白质等,也都是高分子。只是到了工业上大量合成高分子并得到重要应用以后,这些人工合成的化合物,才取得高分子化合物这个名称。但提到合成高分子材料(聚合物)的应用与发展,人们在想到它们极大地方便我们的生活的同时,很多人会想到“白色污染”,甚至将水污染、大气污染等各种环境问题的产生怪罪于高分子,这说明他们对高分子并不十分了解。当今高分子的功用无处不在,而人们认识高分子时,往往忽略了它带给人类生活的巨大变化和种种利益,不了解它为人类文明做出的贡献是巨大的。 一、高分子化学的内涵 1.何为高分子化学 顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。 2.高相对分子质量与高强度 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。 3.高分子科学的主要内容 既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。 二、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。 高分子化学论文:高分子化学教学中无机化学知识的有效融入 摘 要 高分子化学中融入了大量的无机化学知识,在高分子化学教学中,适当的引入无机化学中的相关知识,将有助于学生更好的学习高分子化学知识。文章根据教学实践,介绍了无机化学知识在自由基聚合、离子聚合以及平衡缩聚中的运用情况,取得了较好的教学效果。 关键词 高分子化学 无机化学 高职院校 教学 “高分子化学”是高分子学科一门重要的专业必修课,是继无机化学、有机化学、分析化学和物理化学之后新开设的一门科学,主要研究高分子化合物的合成原理及其化学反应,该课程的学习为学好后继专业课程奠定了基础。然而,“高分子化学”由于内容抽象、概念多、公式复杂等特点,使得很多学生特别是高职院校的学生在学习该门课程时信心不足。因此,为了培养学生学习该课程的积极性和主动性,增加该课程学习的趣味性,提高该课程学习的质量,很多一线教师开始探索该课程的教学方法。其中,陈静、王小龙、何冰晶等①②③④认为,教学中不能孤立的去讲授该课程,应注重加强高分子化学知识和有机化学知识的有效衔接,取得了很好的教学效果。然而,笔者在教学中发现,对于高职院校的学生来说,无机化学知识在高分子化学学习中同样具有举足轻重的地位。文章Y合作者多年的教学实践和心得,分析了无机化学知识在高分子化学教学中的运用情况,既提高了教学效果,又达到了温故而知新的目的。 1 自由基聚合 自由基聚合反应是连锁聚合反应中最重要、最典型的一种聚合反应,生活中约60%高分子材料,都是按自由基聚合反应合成的,如:PE、PP、PVC、PMMA、ABS、SBS、SBR、丁氰胶、丁苯胶等。自由基聚合反应是单体借助于光、热、辐射、引发剂等的作用,使单体分子活化为活性自由基,再与单体分子连锁聚合形成高聚物的化学反应,聚合过程见图1,也就是说,要想使单体小分子转变成高聚物,活性自由基是贯穿着整个自由基聚合反应的主线,然而,什么是自由基?自由基是怎么产生的?自由基的活性以及自由基的化学反应等问题是教学中的一个难点,学生只有掌握了自由基方面的内容,才能更好的学习接下来自由基聚合机理的问题。因此,教师上课时必须首先讲自由基知识。 自由基,化学上也称为“游离基”,是指化合物的分子在光、热等外界条件下,共价键发生断裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。授课时,应结合无机化学知识系统的复习共价键的相关知识。共价键概念最早是由美国化学家路易斯提出的,通常是指两个原子通过共用电子对形成的化学键,而这两种原子的电负性一般相差不大。共价键可以是单键,也可以是双键和三键,根据共价键的极性情况,又可以把共价键分成极性共价键和非极性共价键,极性共价键通常是由不同原子组成的,非极性共价键通常是由同种原子组成的。当学生充分了解了共价键的相关知识后,再进一步讲清楚共价键是如何断裂形成自由基的。共价键在不同的外界条件下发生断裂的方式不同,如图2。通常共价键在光、热等的条件下易发生均裂,形成的两个原子各带有一个未成对电子,叫做自由基;在极性溶剂或者催化剂作用下易发生异裂,产生了带有不同种电荷的离子。至此,学生便了解了自由基是什么,自由基是如何产生的问题。 然而,对于一个小分子来说,共价键通常有很多个,在形成自由基的时候究竟是哪一条键发生断裂呢?即影响共价键断裂的因素是什么?此时,教师又可以展开讲授共价键断裂的因素有哪些。如此讲解,帮助学生揭开了自由基神秘的面纱,从根本上解决了学生的疑虑,对接下来的学习更有信心。 在讲授自由基聚合反应时,必须要讲到它的引发体系,其中引发剂是最常用的引发方式,要重点讲解。常用的引发剂主要有偶氮双腈类、有机过氧类、无机过氧类和氧化―还原类引发剂。对于前三种引发剂,其共价键的断裂通常发生在C-N、O-O键之间,因为相对于C-C、C-H键的键能,C-N、O-O键的键能要低很多,也就是说共价键的键能越小越易断裂,越易形成自由基。然而,含有弱键的引发剂通常要在较高的温度下才能分解成自由基,若是聚合反应要求的温度较低该怎么办呢?此时可以在过氧化物类引发剂里加入还原剂,便成了氧化―还原引发体系,这里面除了有共价键方面的知识外,还涉及到无机化学里面的氧化还原反应的相关知识。如过氧化氢和亚铁离子氧化―还原引发剂引发的方式见图3,过氧化氢是氧化剂,具有氧化性,亚铁离子是还原剂,具有还原性,两者发生了氧化还原反应。 亚铁离子把自己的一个电子给了过氧化氢,形成了氢氧根离子,本身化合价升高变成了正三价铁离子。然而,在讲授过硫酸盐和亚铁离子引发体系的时候,如图4,该引发体系产生了一个带负电荷的硫酸根自由基,这和大多数学生一贯认为自由基应该是电中性的认识是不吻合的,因此这里要结合以上自由基的知识进行拓展。自由基可以是电中性的,也可以是带电的离子,判断某种物质是不是自由基,关键是看是否存在不成对的电子。 2 离子聚合 离子聚合是另一种重要的连锁聚合方式。由于反应活性种所带电荷的不同,离子聚合可以分为阳离子聚合、阴离子聚合和配位离子聚合。⑤和自由基聚合反应不同,离子聚合对体系中的水、空气及杂质等非常敏感,且通常在低温下进行,给科学实验和工业生产增加了难度。然而,离子聚合反应在高分子合成的理论研究上和工业生产上同样具有着重要的地位,有些重要的聚合物只能使用离子聚合的方式进行合成,如热塑性弹性体SBS、聚甲醛、丁基橡胶等。因此,离子聚合也要详细讲解。 2.1 阳离子聚合 当烯类单体双键上带有推电子取代基或者具有共轭效应的基团时,该单体具有富电子性质,易被阳离子进攻,发生阳离子聚合。在讲到阳离子聚合时,阳离子引发剂既是重点,也是难点,必须好好讲。常见的阳离子引发剂通常是亲电试剂,即电子接受体,被称为广义上的“酸”。当让学生回顾“酸”的知识的时候,多数学生一脸茫然,可能是对之前所学的酸的概念记得不是很清楚了。因此,这里必须要先帮助学生回顾无机化学中酸的知识。酸碱质子理论认为,凡是能给出H+的物质都是酸,如HClO4、H2SO4 HCl、H3PO4等,这些酸在溶液中会离解成质子氢,从而引发单体聚合。但是质子酸反离子亲核能力较强,在聚合过程中容易和活性中心结合导致反应提前结束,一般不能得到高聚物。酸碱电子理论认为,酸是任何可以接受电子对的分子或离子,由于该理论是美国化学家G.N.Lewis提出的,将此类酸称为Lewis酸,如BF3、TiCl4、SnCl4、AlCl3等。Lewis酸中除了少数能单独引发聚合外,大多数Lewis酸需要和能够提供质子或者碳阳离子的物质一同引发聚合,称为助引发剂,如水、醇、氢卤酸等。BF3和助引发剂水的作用如图5,可以看出BF3中的B的空轨道接受了水的OH中的O提供的孤对电子而形成的离子对。当讲清楚酸的相关知识后再学习阳离子聚合引发体系内容,学生会更容易接受。 高分子化学论文:轻化工程专业学科平台课《高分子化学与物理》的教学改革实践与大学生创新能力培养 摘要:《高分子化学与物理》是轻化工程专业(染整方向)开设的重要学科平台课,该课程的学习对后续相关课程的学习、创新能力的培养、毕业论文的开展和科学研究工作等方面具有重要的意义。因此本文结合专业学科特点,通过转变《高分子化学与物理》课程的教学理念、完善教学方法与手段,激发学生学习兴趣、培养创新意识、提高动手能力和提升科学情操,使得该专业的毕业生在社会发展和科学研究中施展才华和作用。 关键词:高分子化学与物理;教学改革;科学研究;创新能力培养 一、《高分子化学与物理》课程特点 经过高分子科学与技术的快速发展,高分子的理论发展与应用已经渗透到物理学、化学、材料学、生物学等各个学科与领域,具有鲜明的学科交叉特色。高分子化学与物理的研究成果已经进入了我们日常生活的每个方面[1-6]。作为一门多学科交叉、实用性很强的学科,高分子对各个工业部门和科技领域的渗透作用已成为不争的事实,所以在现行中国高等教育的本科专业中,如化学、应用化学、材料化学、材料物理、复合材料、轻化工程、包装工程、纺织工程、生物工程和环境工程等许多非高分子专业都将高分子相关知识作为必修课和选修课。 非本专业《高分子化学与物理》教学的侧重点在于阐述现代高分子科学已成熟的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法,对涉及高分子科学研究前沿的理论、测试方法以及高分子的新产品介绍等内容点到为止,该课程的学习为轻化工程专业学生开启了一扇通往高分子科学的窗户,引导学生了解高分子化学在高分子学科中的地位,通晓课程的主要研究对象和研究内容,为后续专业基础课的学习和高分子在染整中的应用奠定基础[1,2]。通过多年的教学实践证实,对于轻化工程专业(染整方向)的本科生来说,《高分子化学与物理》课程教学呈现以下几方面的特点。 (一)基础课程,衔接不够 对于轻化工程专业(染整方向)的本科生,高分子的学习显得尤为重要,一方面后续课程(如《纤维化学与物理》、《染整工艺原理》和《染料化学》等)的学习必须以高分子为学科背景,另一方面大学生的生产实习、创新学分实验、创新训练计划和本科毕业论文等实践性环节的开展也必须要有高分子基础,因此为了让染整方向的本科生了解和掌握高分子的基本理论知识和应用,开设了《高分子化学与物理》学科平台课程。该课程的学习必须以《有机化学》、《物理化学》和《无机化学》的课程学习为基础,但江南大学轻化工程专业将《高分子化学与物理》课程设置在大二下学期,《物理化学》等课程也在此学期开设,因此课程开设时间过早,缺乏基础课程的知识,建议在大三上学期开设,以期获得较好的教学效果。 (二)内容多、学时少,课时紧张 《高分子化学与物理》课程主要包括高分子化学和高分子物理两个部分,其中高分子化学部分包括高分子科学的发展历史、发展趋势,基本概念、分类与命名、基本原理、高分子合成反应与方法等,涉及逐步聚合、自由基聚合、离子聚合、配位聚合和共聚合等;高分子物理部分则侧重于高分子的结构(如链结构、聚集态结构等)、分子运动、力学状态与转变,物理性能等。对于高分子专业的本科阶段,通常会开设《高分子化学》和《高分子物理》两门课程,分别在32至48学时不等;而对于轻化工程专业,只开设了《高分子化学与物理》一门课程,48学时,相对来说内容多、课时少。在这样的情况下,教学活动的有效开展、课程体系的完善、讲授内容的连贯与取舍等都显得非常重要,对任课老师是一种不小的挑战。 (三)注重理论,缺乏实践 《高分子化学与物理》是一门以实验为基础的自然科学,但轻化工程专业只开设理论学习课程,没有相关实验课程。为了使学生能够更好地掌握课程学习内容,同时培养学生的动手能力和分析、解决问题能力,提高学生的实验技能,相应的实验课程的开设显得非常迫切,能够让所学知识与理论在实验中得到验证,注重理论与实践的结合,让学生从最初的原料出发,选择合适的聚合方法与聚合反应,得到在实际生活中真正用得上的高分子产品。 二、教学改革举措 针对轻化工程专业《高分子化学与物理》的课程特点,结合本校的实际情况,要求学生在理解基本概念和掌握基础理论的基础上能够了解高分子的应用,重点培养他们的实践与创新能力,作者经过几年的教学实践和摸索,总结了几点教学改革举措。 (一)规划本科培养方案,合理调整课程设置 目前我校轻化工程专业的课程设置还存在一定的问题,建议对本科培养方案进行修改,在《高分子化学与物理》授课前完成《有机化学》、《物理化学》和《无机化学》等基础课程的学习,这样才能提高学生的学习效率,增强他们的学习兴趣,便于更好地掌握相关理论与知识。 (二)多媒体资源课件与传统板书有效结合 多媒体课件具有丰富表现力、良好交互性和极大共享性等特点,它可以将枯燥乏味的理论知识直观化和形象化,能够充分调动和发挥学生学习的积极性和主动性。但在运用多媒体教学的同时也出现了诸如教师几乎不写板书,学生不记笔记等问题,严重影响了教与学的质量。建议对任课教师的教学大纲、考核方式、教学难点与重点等相关教学文件进行监督,要求授课过程中课件放映与传统板书相结合,将学生上课情况、学生主动参与积极性、平时作业等与学生的最终成绩挂钩,进行综合评定。 (三)增设实验课程,提高学生实践能力 《高分子化学与物理》是一门理论与实践相结合的课程,实验课是对理论课学习的有效补充,通过直观的现象和结果验证理论学习的真实性,帮助学生理解所学理论知识,因此实验课的教学显得尤为重要,建议在轻化工程专业开设实验课程,但涉及的实验众多,要求任课老师充分考虑实验的可操作性、重复性和可行性等方面,认真编写实验讲义。此外,学校和学院应重视实验室配套设施建设,突破实验教学完全依附于理论课程教学的传统框架,增加启发式实验和创新性实验所占比例额,注重验证性实验、启发式实验和创新性实验有效结合,开动学生的思维,发挥学生的潜质,提高学生的创新意识。 (四)理论联系实际,注重启发式教学 《高分子化学与物理》是一门相对来说比较抽象、枯燥的课程,但它也是一门应用性很强的课程,高分子材料用途广泛,遍及现代社会生活中衣、食、住、行、用等各个方面,因而在课程讲授时注重理论联系实际,将抽象的概论、理论与实际应用有机结合,将对课堂教学效果起到重要的促进作用。 三、创新能力的培养 (一)培养方案中开设新生研讨课和专业导论课 为了提高学生对专业的认同感以及学生的学习兴趣和热情,可以尝试在本科培养方案中针对大学新生开设新生研讨课和专业导论课,以趣味讲座和座谈的方式进行专业介绍,了解专业背景,告知学生轻化工程这个专业是以化学与高分子为学科背景的,加强学科平台课程的学习至关重要。 (二)实施学生双导师制 全面推进学生双导师制是确保创新型人才培养的重要手段,企业导师和校内导师组成课程小组,共同确定课程教学大纲、教学内容、教材及承担教学任务,使专业理论课程与行业实际需求紧密结合。 (三)强化实验课程学习和创新能力培养 实验课程采用自主设计实验,在实验大纲的规范下完成实验要求,将验证性实验、启发式实验和创新性实验有机结合。在国家大学生创新创业计划项目、江苏省大学生创新创业计划项目和江南大学大学生创新训练计划项目等资助下,实现学生创新训练的全参与和全覆盖,指导教师从选题开始就应该注重基础理论知识在创新实验中的应用,达到学以致用的目标。 (四)强化学生的毕业论文(设计)指导 毕业论文(设计)是学生毕业离校前最后一个实践性环节,也是所学基础理论知识得到充分应用的关键环节,因此可以从课题的选择、采取的技术路线、拟采用的研究方法和达到的预期目标等方面进行合理规划与设计,充分发挥学生所学知识与理论的应用,提升学生运用知识的综合能力,强化学生的专业基础。同时,轻化工程专业的毕业生中从事与高分子相关行业的人数众多,学科交叉特色鲜明,为学生的出国深造、攻读研究生和就业奠定坚实的高分子基础。 四、结语 根据国内外行业需求和自身特色,通过教学改革与实践,围绕复合型、创新型染整专业技术人才的培养目标,通过理论与实践相结合、教学和科研相结合、校内与校外相结合、科学素养与人文情怀相结合的人才培养模式,注重理论知识的传授与学生创新能力的培养相结合,全面提高和调动学生的学习积极性和学习兴趣,为学生的学习与工作奠定坚实的基础。 高分子化学论文:生物功能材料专业《高分子化学与物理基础》课程教学探索 摘 要: 《高分子化学与物理基础》是高分子材料与工程、生物功能材料等专业的专业基础课,也是材料化学、应用化学等专业的选修课。本文针对本校高分子化学与物理在生物功能材料专业教学中体现的学时少、教学内容广等特点,探讨如何提高该学科的教学质量,激发学生的探知欲望、强化学生的创新意识和能力等问题,提出合理安排教学内容、理论联系实际、多种教学方法相结合、网络教学方法的运用、开展互动式教学等具体措施,提高教学效率。 关键词: 高分子化学 高分子物理 生物功能材料 教学探索 高分子化学和高分子物理是高分子科学相关专业的专业基础课。在专业课程设计中,一般两门课程独立设置,其中各占有48到72学时不等。我校的生物功能材料专业开设了高分子方面的课程,其中高分子化学与物理是该专业的专业基础课。根据该专业特点,生物功能材料涉及领域较广,从无机陶瓷材料到有机高分子材料都有涉及。该专业学生只需掌握有关高分子化学和高分子物理的基本理论知识和应用技能,因此我们开设了高分子化学与物理课程,所设学时为56学时,开设时间安排在二年级下学期,为三年级开设《高分子材料化学》等课程打下一定基础。该课程内容涉及高分子材料的合成与实施方法,高分子材料的结构、性能、成型加工及其应用,是一门多学科交叉、实用性很强的学科。根据该课程具有涵盖内容广,物理化学和有机化学知识运用较多等特点,这样有限的课时设置就给授课带来了一定困难,导致学生在理解和应用本课程知识方面具有一定难度。另外,我校该专业物理化学课程设置在二年级下学期和三年级上学期,其中物理化学反应动力学部分讲授时间较晚,这也给高分子化学与物理的授课带来了一定困难。那么如何在有限的学时内系统地讲授高分子学科基础知识,是本文需要重点探讨的问题。 1.选择教材,合理安排教学内容 受授课学时的限制,我们选用的教材是化学工业出版社出版的《高分子化学与物理基础》,由魏无际等主编。该教材系统地阐述高分子化学与物理的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法,教材内容全面,难度适中,比较适合生物功能材料专业的教学要求。针对课时较少的现状,我们对教学内容进行了合理安排。对于高分子化学部分,重点讲解高分子的基础概念、缩聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、阴离子聚合等内容,自由基共聚合、阳离子聚合、配位聚合等可较简单讲解,聚合物的化学反应章节主要由学生自学。这样既保证了学生能够掌握高分子化学的基本概念及反应,又没有因为课程过难给学生造成学习困难。对课程中的某些内容,例如聚合动力学的推导,在物理化学中化学动力学部分还没讲解的情况下,我们在教学中不要求学生记住所有推导和公式,仅提出聚合动力学基本知识,引导学生自己进行动力学推导。对于高分子物理部分,我们重点讲解高分子的结构、高分子的分子运动、力学状态及其转变,简单讲解高分子固体的基本力学性质、高分子溶液的基本性质章节,对高分子电学、热学和光学的基本性质章节主要由学生自学。这样课程的安排,重点讲解能够加强学生对高分子学科基本知识的掌握;简单讲解能够扩大学生的知识面、引导有科研需求的学生课下加强该部分内容的掌握;自学部分主要为了深化学生对高分子学科知识的理解。重点讲解、简单讲解与学生自学相结合的教学方法,突出了本课程重点、拓宽了学生知识面,克服了高分子学科教学中内容多、概念多、数学推导多等难于克服的难点。 2.理论联系实际,提高学生学习兴趣 高分子化合物广泛存在于日常生活中,如穿着用的化学纤维、自然界存在的棉、麻、丝绸等,食品行业中的蛋白质、淀粉、纤维素,建筑行业中用的涂料、各种高分子管材、胶黏剂、有机玻璃,行驶工具中应用的橡胶、工程塑料、增强纤维等。高分子科学在人们的日常衣、食、住、行中发挥着极其重要的作用,其是一门应用基础型的学科。高分子化学与物理的教学,单纯的讲解很难引起学生的学习兴趣,教学效果不显著。为提高学生学习兴趣,我们在讲解基本知识的同时,注重理论和实际相结合,列举了大量实例。例如讲解缩聚反应时,对涤纶、尼龙等一些重要的缩聚物的生产原理进行了重点讲解,对聚乳酸生物材料进行了系列概述,包括其生产方法、原理和应用等;自由基共聚合部分,讲到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丁苯橡胶(SBR橡胶)等一些著名共聚物和常见聚烯烃产品及它们的制备原理、主要性能和用途。其中举例聚四氟乙烯(PTFE)用于流量泵、反应釜内衬和搅拌棒外面涂层,聚氯乙烯(PVC)用于各种集成吊顶和各种垃圾袋等。在高分子发展史中,讲授诺贝尔奖成果和获得者的发明典故,例如电高分子的发现、齐格勒-纳塔催化剂的发展,以增强课堂的趣味性;讲述了第二次世界大战期间高分子的发展典故。此外,让学生翻看塑料水杯的材质、衣服标签让学生认识各种标志上一些材质的名称,指出我们的水杯、服装由哪些合成高分子构成,并讨论目前常用的化学纤维名称和聚合原理;通过举例讲解方式,激发学生自主学习兴趣。 3.多媒体与板书教学方法相结合,提高教学质量 高分子化学与物理基础课程知识面广,其涵盖了高分子化学、高分子物理、高分子加工等方面内容。该课程教学信息量大、理论性强,学生理解相对比较困难。因此,我们在教学过程中注意多种教学形式相结合,提高教学质量。课堂主要采用多媒体教学方式,同时辅以板书讲解,取得了不错的教学效果。利用多媒体教学方法既能够将理论的知识直观体现出来,又能够将难于理解的教学内容形象地展示出来,这样可以使学生更容易理解所学内容。例如,在讲解配位聚合时,利用动画演示双金属活性中心机理和单金属活性中心机理中单体分子的插入过程与链增长过程;自由基聚合实施方法中,利用制作动画模拟悬浮聚合和乳液聚合过程中单体的分散过程,高分子物理中拉伸对高分子结晶形态的影响、动态黏弹性模型,等等。通过多媒体的运用,可以使抽象的教学内容具体化,有效提高学生学习的趣味性。多媒体课件也会存在一些缺陷,比如讲课节奏过快,学生难以吸收;教师过于关注幻灯片屏幕,减少了和学生的交流互动,等等。在实际教学过程中,还应注意和板书的有效结合,对重点知识内容采用板书的形式进行讲解,取得了不错的效果。 4.网络教学方法的运用 针对多媒体教学存在讲课节奏过快,学生难以吸收等缺陷和板书教学进度缓慢等特点,对重要章节,我们采取课堂与课下网络教学相配合的方法。网络教学在原来多媒体教学基础上,对教学过程和教学内容提供了全面支持。目前学校构建了一个比较完整的网上教学支撑环境,提供多媒体录播室进行教学视频的录制,最后把课件与录制视频统一上传到网络教学平台。网络教学有许多传统学习方法无可比拟的优点,例如学生学习自主性增强,真正发挥学习的主观能动性,学生学习在时间和空间上少了许多限制,学习的探究性更加深入。另外,网络背景下学生在获取不同的资源时可以进行比较,相互之间取长补短,知识面更广。随着现在网络技术的发展,学生可以在宿舍、教室和学校多媒体教室通过网络对课堂内容进行学习。网络教学方法的运用,大大弥补了课堂多媒体课件存在一些不足,大大提高了教学效率。 5.开展互动式教学,发挥学生的学习主动性 教学是教师和学生的共同行为,学生是课堂的主体,教师是学生学习知识的引导者。目前高校教学方式偏重以教师“教”为主,忽视了学生“学习”的主动性,学生始终处于“被动学习”地位。这样的“被动学习”,导致学生具有学习压力大、心理负担重等特点。针对这一现状,我们采取课堂互动的教学方式,包括师生提问、讨论和学生上讲台相结合的方式进行教学活动,取得了一定效果。比如在下课前教师先提出下一节课的预习内容,提出一些讨论问题,例如在讲述缩聚反应时,提出不同聚合时间获得聚合物分子量是否相同、什么样的单体能够发生缩聚反应、什么样的单体能够获得支化的高分子等问题。让学生通过查阅资料,自己寻找答案,并在下次课堂上让学生进行讨论,然后教师补充。这样既提高了学生的学习思考能力,又增强了学生的学习主动性,提高了学习兴趣。另外,我校为农业院校,虽然学习《高分子化学与物理课程基础》课程的学生是非农业专业,但是部分学生毕业后或许从事涉农相关服务业。考虑到此种情况,我们在授课内容安排上,对目前农业应用的高分子材料和高分子在农业方面的潜在应用进行了讨论,给他们提供了创造性思维。比如在讲自由基聚合章节时,我们就对强吸水树脂的制备现状和发展前景,主要针对其在农业生产中的应用进行了讲述,对高分子薄膜在农业中的应用及带来的“白色污染”与应对措施进行了讨论。通过这样的讨论,我们锻炼了学生分析思考问题的能力,这为学生工作与科学研究的创新思维形成打下了基础,提高了学生的学习积极性和学习兴趣,加深了对本课程的理解。 6.结语 通过对本校生物功能材料专业《高分子化学与物理基础》课程教学中的一些课程设计特点、面临的问题及目前采取的措施进行了总结。《高分子化学与物理基础》虽然是一门专业基础课,但其理论性强、概念抽象难懂,如何让学生在掌握该课程基本理论的同时,调动学生的学习积极性,培养学生的自主学习能力和创新意识,是教学工作中需要不断探索的问题。我们将在总结已有教学经验的基础上,继续对本课程教学方法的改善与创新进行探索,以提高该课程的教学质量。
高分子材料论文:高分子材料课程设计论文 1课程设计题目选取 课程设计选题合理与否,是课程设计改革的重要环节,应注意课题的综合性、实用性及层次性[2]。课程设计环节中增加高分子材料改性及工艺探索的题目,目的在于加深学生对《高分子材料成型工艺学》、《聚合物改性原理及方法》等课程知识的理解,提高其理论联系实际和灵活运用知识的能力。选择合适的题目是保证学生如期完成课程设计的前提。课程设计环节比毕业设计环节少了8周的时间,因此课程设计选题应“小而精”,难度应明显低于毕业设计题目。如果选取完全没有研究基础的题目,学生前期探索实验会花费过多时间,不利于课程设计顺利进行。基于以上原因,笔者在以往毕业设计题目的基础上进行延伸,确定了课程设计相关题目。例如往届学生曾做过“硅橡胶阻燃材料性能研究”的毕业设计题目,对于硅橡胶混炼及硫化工艺积累了一定的经验数据,而硅橡胶材料力学性能指标还不尽如人意,需要进一步改进配方。可以在此基础上引出两个课程设计题目:“硫化剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”、“结构控制剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”,并由两个学生分别完成以上题目。由于有前人的基础,学生在实验过程中没有重复探索相关工艺参数,实验直接切入主题,有利于在有限的时间内完成课程设计。此外,两个课程设计题目虽各有侧重,但主要原材料及成型工艺都相同,故两个学生可共用一套成型设备,大大节约了设备预热及清理时间。将学生按相近课题组成互助小组,不仅提供设备利用率,也有利于学生在遇到问题时,相互讨论,相互促进[3]。 2实验人员安排 我校高分子材料与工程专业每年招生人数为80人,现有实验室设备条件尚不能满足全部学生同时开展材料改性及工艺制定等实践内容。因此,合理安排课程设计环节进行材料改性及工艺制定的学生人数,是如期完成课程设计内容的必要保证。按照人才培养方案,本专业课程设计安排在第四学年秋季学期最后4周进行。此时学生的专业课程学习已全部完成,学生对于自己的就业去向也有了初步规划。可以结合学生的就业意愿安排其课程设计内容。对于工作单位已落实为材料改性或工艺制定岗位的学生,可以优先安排其在课程设计阶段进入相关实训。课程设计内容与学生就业去向密切相关,可以充分调动学生的积极性,自觉参与到课程设计的各个环节。在本次课程设计改革试点工作中,2010级的一名学生对于硅橡胶材料配方优化题目很感兴趣,原因就是与其签约的工作单位主要生产硅橡胶产品。这名学生在课程设计过程中充分发挥了自身的主观能动性,在实验遇到问题时没有被动等待老师的安排,而是通过多方搜集资料以及与指导老师讨论等方式积极寻求解决问题的有效途径。学生在课程设计阶段提前进入“工作状态”,为学生更快适应企业工作节奏和工作思路奠定基础。 3实验进度安排及突发情况处理 课程设计时间只有4周。以往安排学生绘制模具图,主要按照塑件图测绘(1周)—装配图设计及绘制(1周)—零件图绘制(1周)—说明书撰写(1周)来安排进度。模具设计过程中基本不存在突发因素,设计进度容易控制。如果在课程设计中安排材料改性、工艺制定等内容,则可能由于设备故障、原料采购不及时或其他因素影响实验进度,导致学生无法如期完成课程设计[1]。为此,课程设计指导老师需要提前做好原料及实验设备的准备、检查工作,并做好应急预案。在本次课程设计改革试点工作中,主要按照资料收集、初定方案、实验验证的思路安排进度。仍然以“硫化剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”、“结构控制剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”这两个课程设计题目为例:第1周进行资料搜集并初定两种硫化剂(结构控制剂)备选;第2周进行硫化剂(结构控制剂)种类筛选;第3周确定硫化剂(结构控制剂)最佳用量;第4周整理数据并撰写课程设计小论文。从实际试点情况看来,学生在4周内完成材料改性等课程设计题目是基本可行的,所有参与试点的学生都如期完成了课程设计预定内容并按期提交了课程设计论文。在试点工作中,也出现了一些突发情况。在实验进行过程中,个别设备由于电压不稳导致温控器失灵而维修了几天,耽误了进度。但由于参与试点的学生们积极性及配合度较高,在第1周仅花了3天时间就提前完成了资料收集及方案的初步确定。在设备维修期间,指导教师及时调整进度,让学生把实验数据整理及课程论文框架构建与实验同步进行,大大缩短了后期课程论文撰写的时间,从而保证了课程设计如期完成。 4结语 通过课程设计阶段小范围试点发现,在4周课程设计时间内,可以安排学生进行配方设计及工艺制定的相关实训。不仅提高了现有设备的利用率,也使学生动手能力得到多方面训练,从而使学生所学知识更贴近企业需求。当然,为了保证学生如期完成课程设计,指导教师应在课题选取、实验进度安排等方面多下功夫,也应针对实验过程中可能出现的突发情况做好应急预案,不断总结经验,使课程设计方案尽可能完善。 作者:盛旭敏 单位:重庆理工大学材料科学与工程学院 高分子材料论文:高分子材料教学设计论文 1创新型实验开展的必要性 相比基础性实验,综合性实验的设置和开展对学生各课程知识的掌握在广度和深度上均提出了更高的要求,也使得学生能够对分属于不同课程的知识点有了更为深刻的认识,通过相互对比和验证,有助于专业知识的全面掌握和理解。但鉴于实验开展仍然遵循着学生预习、老师讲授、动手操作和课后交报告的传统模式,虽然实验指导老师针对实验可以设计不同的反应历程,让不同组别的学生获得迥异的结果,但实验结论的预测性很强,一些意外问题的发生也会在指导教师的预料之中,并能够很快给出解决方案,这对于提升学生在主观能动学习能力的效果很有限。另外,本校开展的高分子实验在内容的编排上还存在着较为明显的学科界限,还不能完全融合高分子化学、高分子物理和高分子成型加工原理等课程内容,因此很有必要开设具有创新型的研究型实验课程。 2实验开设时机 鉴于此类研究型实验的开展往往需要比较集中的时间段,高分子材料教研室经过多次商讨,确定本实验的学时为90学时(30学时/周×3周),将主要的实验内容集中安排在大四上学期的最后3周内完成。此时,一方面学生已经完成了所有的理论课程的学生和各类基础实验的训练,为本实验的开展提供了先决条件;其次,在此时间段有关校园招聘活动也会告一段落,可以保证学生有充足的时间和精力完成实验;最后,此次实验训练也为下一学期的本科毕业设计(论文)的开展提供一次很好的预演,能够有效地消除学生对毕业设计(论文)的恐慌和迷茫心理。 3实验内容的优化设计 根据王新平等[5]的观点,创新型实验必须具有实验结果的不确定性和探索性、实验设计程序的自主性和开放性,以及实验过程的可行性和可操纵性等基本要素。因而,这类实验的开展必然会对实验人员(包括指导教师和学生)、实验设备和场地等诸多方面提出了更高的要求。根据创新型实验内容设计的三点原则[5]和本专业教研室老师的科研情况,教研室选择了“导电性高分子材料的制备及其应用”这一开放性较强的实验。通过多方面的探讨和论证,我们尝试设计了一个以掺杂聚苯胺的合成、表征及其在聚丙烯和天然橡胶中的应用为主线的研究型实验,实验内容和所需基本学时安排如下:(1)学生分组,布置实验的侧重方向(一组在聚丙烯中的应用,一组在天然橡胶中的应用),安排相关文献的查询和阅读,着重了解聚苯胺的特性和合成方法、聚丙烯和天然橡胶的性能和加工特性,温习有关设备的操作和安全注意事项(30学时)。(2)根据分组,学生在老师的指导下搭建实验平台,进行聚苯胺的合成,分别采用化学氧化聚合法、乳液聚合法、微乳液聚合法和分散聚合法制得一系列经过质子酸或无机酸掺杂改性的聚苯胺,经纯化干燥后备用(30学时)。(3)用高阻计测试聚苯胺的电导率,X射线衍射仪分析产物的物相结构,红外光谱仪观察产物的特征官能团,并在扫描电镜下观察产物的形貌,并比较不同组别间所得聚苯胺产物在性能和外观上的异同(15学时)。(4)各组同学在制得合格的聚苯胺后,按照预先选定的应用方向,分别添加到聚丙烯或天然橡胶中制成复合材料,前者在双螺杆挤出机中完成,而后者在双辊开炼机和平板硫化机中进行。(30学时)(5)将所得复合材料进行标准化制样后,分别用万能电子试验机、摆锤式冲击试验机和高阻计测试复合材料的拉伸性能、冲击韧性和电导率随聚苯胺添加量的变化规律并记录实验结果;用扫描电镜观察复合材料断面形貌,分析破坏机制,探讨材料的强度和韧性变化的机理(15学时)。(6)学生整理数据,并撰写实验报告。报告要求参照本科毕业论文的模板和格式,须包括引言、实验过程、结果与讨论、结论和参考文献等主要部分(30学时)。其中(1)和(6)要求学生利用课余时间分别在实验周的前后一周内完成,不占用实验周的学时。在整个实验进行过程中,如因出现不可抗力或意外情况导致实验进展不顺利,可通过与实验室管理人员协调,利用周六和周日的时间进行弥补,以保证学生有充足的实验时间。通过这样一个研究型实验的设计和内容编排,不但使学生能够将有机化学、高分子化学、高分子物理、高分子成型加工原理以及材料现代测试与分析技术等课程中散落的知识点进行有机串联,还同时大大增强了学生对高分子材料从合成、表征到应用的整体认识。在实验过程出现不可预料的事件时,合理引导学生利用理论知识去分析问题,并通过查找资料寻求解决问题的方法,有力地推动了学生在理论知识和实践应用方面的融会贯通,极大地提升了学生的主观能动性。 4实验课程考核 本实验的考核采用过程管理与结果考核并用的模式,主要分为以下三个方面:(1)学生实验表现(40%):指导教师观察并记录学生在实验中的表现,包括实验时间的合理安排、实验平台的正确搭建、实验药品和原料的适用和管理,以及意外情况出现时的应对措施等。(2)综合报告撰写(40%):要求每一位学生在查阅文献和整理资料的基础上,独立分析实验数据,撰写一份符合要求的实验报告。(3)教师提问考核(20%):学生提交报告期间,指导教师根据报告内容进行提问,考核学生对实验过程和报告内容的熟悉程度,同时考察学生在实验数据分析中的逻辑性,进一步深化学生对实验的印象,达到初步培养学生科研素质的目的。 5结语与展望 创新型实验的设置和开展是实验教学改革中最为重要的环节之一。虽然我校高分子材料与工程专业在此方面进行了初步尝试,但还有大量的工作亟待深入和细化研究。如,如何协同学生人数多与实验设备少之间的矛盾;在非工作日如何加强学生在实验室的安全管理工作;如何通过学生的反馈来改善和优化实验内容,进而提高实验教学的质量;如有可能的话,应在现有工作的基础上,设计更多具有前瞻性、创新型且兼具可行性的创新型实验,以达到满足学生自主选题的需要等。这些问题对实验室管理人员和指导教师提出了更高的要求,需要在后续的工作中进一步加以完善和提高。 作者:杨继年丁国新陶玉仑王周锋高俊珊王艳丽王媛媛滕艳华张宏艳王静单位:安徽理工大学材料科学与工程学院 高分子材料论文:高分子材料成型加工研究论文 一、高分子材料成型加工技术发展概况 近50年来,高分子合成工业取得了很大的进展。例如,造粒用挤出机的结构有了很大的改进,产量有了极大的提高。20世纪60年代主要采用单螺杆挤出机造粒,产量约为3t/h;70年代至80年代中期,采用连续混炼机+单螺杆挤出机造粒,产量约为10t/h;80年代中期以来。采用双螺杆挤出机+齿轮泵造粒,产量可以达到40-45t/h,今后的发展方向是产量可高达60t/h。在l950年,全世界塑料的年产量为200万t。20世纪90年代。塑料产量的年均增长率为5.8%,2000年增加至1.8亿t至2010年,全世界塑料产量将达3亿t,此外。合成工业的新近避震使得易于璃确控制树脂的分子结构,加速采用大规模进行低成本的生产。随着汽车工业的发展,节能、高速、美观、环保、乘坐舒适及安全可靠等要求对汽车越来越重要.汽车规模的不断扩大和性能的提高带动了零部件及相关材料工业的发展。为降低整车成本及其自身增加汽车的有效载荷,提高塑料类材料在汽车中的使用量便成为关键。 据悉,目前汽车上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的传统汽车材料(如钢铁等)。因此,汽车中越来越多的金属件由塑料件代替。此外,汽车中约90%的零部件均需依靠模具成型,例如制造一款普通轿车就需要制造1200多套模具,在美国、日本等汽车制造业发达的国家,模具产业超过50%的产品是汽车用模具。目前,高分子材料加工的主要目标是高生产率、高性能、低成本和快捷交货。制品方面向小尺寸、薄壁、轻质方向发展;成型加工方面,从大规模向较短研发周期的多品种转变,并向低能耗、全回收、零排放等方向发展。 二、现今高分子材料成型加工技术的创新研究 (一)聚合物动态反应加工技术及设备 聚合物反应加工技术是以现双螺杆挤出机为基础发展起来的。国外的Berstart公司已开发出作为连续反应和混炼的十螺杆挤出机,可以解决其它挤出机(包括双螺杆和四螺杆挤出机)作为反应器所存在的问题。国内反应成型加工技术的研究开发还处于起步阶段,但我国的经济发展强烈要求聚合物反应成型加工技术要有大的发展。指交换法聚碳酸酯(PC)连续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术是缩聚反应器的反应挤出设备,我国每年还有数以千万吨计的改性聚合物及其合金材料的生产。关键技术也是反应挤出技术及设备。 目前国内外使用的反应加工设备从原理上看都是传统混合、混炼设备的改造产品,都存在传热、传质过程、混炼过程、化学反应过程难以控制、反应产物分子量及其分布不可控等问题.另外设备投资费用大、能耗高、噪音大、密封困难等也都是传统反应加工设备的缺陷。聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同,该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程,达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。该技术首先从理论上突破了控制聚合物单体或预聚物混合混炼过程及停留时间分布不可控制的难点,解决了振动力场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量及能量传递及平衡问题,同时从技术上解决了设备结构集成化问题。新设备具有体积重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、适应性好、可靠性高等优点,这些优点是传统技术与设备无法比拟或是根本没有的。该项新技术使我国聚合物反应加工技术直接切人世界技术前沿,并在该领域处于技术领先地位。 (二)以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术 1.信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术。此技术克服传统方式的中间环节多、周期长、能耗大、储运过程易受污染、成型前处理复杂等问题,将光盘级PC树脂生产、中间储运和光盘盘基成型三个过程整合为一体,结合动态连续反应成型技术,研究酯交换连续化生产技术,研制开发精密光盘注射成型装备,达到节能降耗、有效控制产品质量的目的。 2.聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术。此技术在强振动剪切力场作用下对无机粒子表面特性及其功能设计(粒子设计),在设计好的连续加工环境和不加或少加其它化学改性剂的情况下,利用聚合物使无机粒子进行原位表面改性、原位包覆、强制分散,实现连续化制备聚合物/无机物复合材料。 3.热塑性弹性体动态全硫化制备技术。此技术将振动力场引入混炼挤出全过程,控制硫化反直进程,实现混炼过程中橡胶相动态全硫化.解决共混加工过程共混物相态反转问题。研制开发出拥有自主知识产权的热塑性弹性体动态硫化技术与设备,提高我国TPV技术水平。 三、高分子材料成型加工技术的发展趋势 近年来,各个新型成型装备国家工程研究中心在出色完成了部级火炬计划预备项目和国家“八五”、“九五”重点科技计划(攻关)等项目同时,非常注重科技成果转化与产业化,完成产业化工程配套项目20多项,创办了广州华新科机械有限公司和北京华新科塑料机械有限公司,使其有自主知识产权的新技术与装备在国内外推广应用。塑料电磁动态塑化挤出设备已形成了7个规格系列,近两年在国内20多个省、市、自治区推广应用近800台(套)。销售额超过1.5亿元,还有部分新设备销往荷兰、泰国、孟加拉等国家.产生了良好的经济效益和社会效益。例如PE电磁动态发泡片材生产线2000年和2001年仅在广东即为国家节约外汇近1600万美元,每条生产线一年可为制品厂节约21万k的电费。塑料电磁动态注塑机已开发完善5个规格系列,投入批量生产并推向市场;塑料电磁动态混炼挤出机的中试及产业化工作已完成,目前开发完善的4个规格正在生产试用。并逐步推向市场目前新设备的市场需求情况很好,聚合物新型成型装备国家工程研究中心正在对广州华新科机械有限公司进行重组。将技术与资本结合,引入新的管理、市场等机制,争取在两三年内实现新设备年销售额超亿。我国已加入WTO,各个行业都将面临严峻挑战。 综上所述,我国必须走具有中国特色的发展高分子材料成型加工技技术与装备的道路,打破国外的技术封锁,实现由跟踪向跨越的转变;把握技术前沿,培育自主知识产权。促进科学研究与产业界的结合,加快成果转化为生产力的进程,加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。 高分子材料论文:高分子材料抗静电研究论文 一、高分子抗静电的方法概述 高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质,其主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射,三者中以表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率,所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此,通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂,添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法,而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。 (一)添加导电填料 这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中,目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。 (二)与结构型导电高分子材料共混 导电高分子材料中的高分子(或聚合物)是由许多小的重复出现的结构单元组成,当在材料两端加上一定的电压,材料中就有电流通过,即具有导体的性质,凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同,它属于分子导电物质。根本上讲,此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料,但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、成型困难、易氧化和稳定性差,无法直接单独应用,一般作导电填料与其它高分子基体进行共混,制成抗静电复合型材料,这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性,效果更好更持久。 (三)添加抗静电剂法 1.有机小分子抗静电剂。有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质,其结构通式为RYx,其中R为亲油基团,x为亲水基团,Y为连接基。分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性,C12以上的烷基是典型的亲油基团,羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团,此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类:阳离子型抗静电剂;阴离子型抗静电剂;非离子型抗静电剂;两性型抗静电剂。 导电机理无论是外涂型还是内加型,高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下4种:(1)抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性,吸收空气中的水分子,形成“海一岛”型水性的导电膜。(2)离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性。(3)介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。(4)增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系数。概括起来一是降低制品的表面电阻,增加导电性和加快静电电荷的漏泄;二是减少摩擦电荷的产生。 2.永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物,它们与基体树脂有较好的相容性,因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下,经较低的剪切力拉伸作用后,在基体高分子表面呈微细的筋状,即层状分散结构,而中心部分呈球状分布,这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻,并且具有永久性抗静电性能。 二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况 我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种,以非离子表面活性剂为主,目前常用的品种有,大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、ABPS(烷基苯氧基丙烷磺酸钠)、DPE(烷基二苯醚磺酸钾);上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂SN(十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐),另外该厂生产的抗静电剂PM(硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物)、抗静电剂P(磷酸酯与乙醇胺的缩合物);北京化工研究院开发的ASA一10(三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物)、ASA一150(阳离子与非离子表面活性剂复合物),近年来又开发出ASH系列、ASP系列和AB系列产品,其中ASA系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂;ASB系列产品则为有机硼表面活性剂(主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯)与其他非离子表面活性剂复合而成;ASH和ASP系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成,杭州化工研究所开发的HZ一1(羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物)、CH(烷基醇酰胺);天津合成材料工业研究所开发的IC一消静电剂(咪唑一氯化钙络合物);上海合成洗涤剂三厂开发生产的SH系列塑料抗静电剂,已经形成系列产品,在使用效果和性能上处于国内领先地位,部分品种可以替代进口,如SH一102(季铵盐型两性表面活性剂)、SH一103、104、105等(均为季铵盐型阳离子表面活性剂),SH抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂;济南化工研究所JH一非离子型抗静电剂。(聚氧乙烯烷基胺复合物)等; 河南大学开发的KF系列等,如KF一100(非离子多羟基长碳链型抗静电剂)、KF-101(醚结构、多羟基阳离子永久型抗静电剂),另外还有聚氧乙烯醚类抗静电剂,聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等;抗静电剂TM系列产品也是目前国内常用的,主要用于合成纤维领域。 从抗静电剂发展来看,高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品,尤其是在精密的电子电气领域,目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。 三、结语 我国合成材料抗静电剂行业发展前景较好,针对目前国内研究、生产、应用与需求现状,对我国合成材料抗静电剂工业发展提出以下建议。 (一)加大新品种开发力度 近年来国外开发的高性能伯醇多聚氧化乙醚类非离子型表面活性剂;用于聚碳酸酯的脂肪酸单缩水甘油酯;用于磁带工业的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物;适应于聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等多种合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等,总之国内科研院所应根据我国合成材料制品要求,开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种,并不断强化应用技术研究,以满足国内需求。 (二)加快复合抗静电剂和母粒的研究与生产 今后要加快多种结构抗静电剂及其他塑料助剂的复配,向适应范围广、效率高、系列化、多功能、复合型等方向发展。另外合成材料多功能母粒作为助剂已经成为今后合成树脂加工改性的重要原材料,如着色、阻燃、抗菌、成核等母粒在国内开发方兴未艾,国内要加快抗静电母粒的开发与研究,促进我国抗静电剂工业发展。 高分子材料论文:高分子材料抗静电技术研究论文 摘要:目前,静电在生物工程中有着重要的应用。介绍高分子抗静电的方法,阐明高分子材料抗静电技术在我国的发展和策略。 关键词:高分子材料抗静电研究 静电广泛地存在于自然界和日常生活之中,如人们每时每刻呼吸的空气每厘米就含有100500个带电粒子;自然界的雷电;干燥季节里人身上化纤衣物由于摩擦起电而粘附在身体上,这一切都是比较常见的静电现象。实际上,静电在生物工程中有着重要的应用。 一、高分子抗静电的方法概述 高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质,其主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射,三者中以表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率,所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此,通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂,添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法,而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。 (一)添加导电填料 这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中,目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。 (二)与结构型导电高分子材料共混 导电高分子材料中的高分子(或聚合物)是由许多小的重复出现的结构单元组成,当在材料两端加上一定的电压,材料中就有电流通过,即具有导体的性质,凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同,它属于分子导电物质。根本上讲,此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料,但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、成型困难、易氧化和稳定性差,无法直接单独应用,一般作导电填料与其它高分子基体进行共混,制成抗静电复合型材料,这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性,效果更好更持久。 (三)添加抗静电剂法 1.有机小分子抗静电剂。有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质,其结构通式为RYx,其中R为亲油基团,x为亲水基团,Y为连接基。分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性,C12以上的烷基是典型的亲油基团,羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团,此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类:阳离子型抗静电剂;阴离子型抗静电剂;非离子型抗静电剂;两性型抗静电剂。 导电机理无论是外涂型还是内加型,高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下4种:(1)抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性,吸收空气中的水分子,形成“海一岛”型水性的导电膜。(2)离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性。(3)介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。(4)增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系数。概括起来一是降低制品的表面电阻,增加导电性和加快静电电荷的漏泄;二是减少摩擦电荷的产生。 2.永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物,它们与基体树脂有较好的相容性,因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下,经较低的剪切力拉伸作用后,在基体高分子表面呈微细的筋状,即层状分散结构,而中心部分呈球状分布,这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻,并且具有永久性抗静电性能。 二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况 我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种,以非离子表面活性剂为主,目前常用的品种有,大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、ABPS(烷基苯氧基丙烷磺酸钠)、DPE(烷基二苯醚磺酸钾);上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂SN(十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐),另外该厂生产的抗静电剂PM(硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物)、抗静电剂P(磷酸酯与乙醇胺的缩合物);北京化工研究院开发的ASA一10(三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物)、ASA一150(阳离子与非离子表面活性剂复合物),近年来又开发出ASH系列、ASP系列和AB系列产品,其中ASA系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂;ASB系列产品则为有机硼表面活性剂(主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯)与其他非离子表面活性剂复合而成;ASH和ASP系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成,杭州化工研究所开发的HZ一1(羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物)、CH(烷基醇酰胺);天津合成材料工业研究所开发的IC一消静电剂(咪唑一氯化钙络合物);上海合成洗涤剂三厂开发生产的SH系列塑料抗静电剂,已经形成系列产品,在使用效果和性能上处于国内领先地位,部分品种可以替代进口,如SH一102(季铵盐型两性表面活性剂)、SH一103、104、105等(均为季铵盐型阳离子表面活性剂),SH抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂;济南化工研究所JH一非离子型抗静电剂。(聚氧乙烯烷基胺复合物)等; 河南大学开发的KF系列等,如KF一100(非离子多羟基长碳链型抗静电剂)、KF-101(醚结构、多羟基阳离子永久型抗静电剂),另外还有聚氧乙烯醚类抗静电剂,聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等;抗静电剂TM系列产品也是目前国内常用的,主要用于合成纤维领域。 从抗静电剂发展来看,高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品,尤其是在精密的电子电气领域,目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。 三、结语 我国合成材料抗静电剂行业发展前景较好,针对目前国内研究、生产、应用与需求现状,对我国合成材料抗静电剂工业发展提出以下建议。 (一)加大新品种开发力度 近年来国外开发的高性能伯醇多聚氧化乙醚类非离子型表面活性剂;用于聚碳酸酯的脂肪酸单缩水甘油酯;用于磁带工业的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物;适应于聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等多种合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等,总之国内科研院所应根据我国合成材料制品要求,开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种,并不断强化应用技术研究,以满足国内需求。 (二)加快复 合抗静电剂和母粒的研究与生产 今后要加快多种结构抗静电剂及其他塑料助剂的复配,向适应范围广、效率高、系列化、多功能、复合型等方向发展。另外合成材料多功能母粒作为助剂已经成为今后合成树脂加工改性的重要原材料,如着色、阻燃、抗菌、成核等母粒在国内开发方兴未艾,国内要加快抗静电母粒的开发与研究,促进我国抗静电剂工业发展。 高分子材料论文:高分子材料专业贯通式实验案例教学分析 摘要:高分子材料专业的贯通式实验案例教学是将基础知识、探索性专业实验和工程化实践应用融汇贯通的新型教学模式。以高分子材料反应共混改性沥青加工试验为例,介绍了该教学模式的方法、步骤与特点。学生通过查阅文献、实验设计、动手操作、撰写论文及实体工程实践等环节,深化利用已学基础知识和专业知识,培养分析问题和解决问题能力。该贯通式实验案例教学有利于本科生、研究生尽快掌握高分子材料科学与工程的内涵,选择感兴趣的方向,快速进入毕业设计研究,了解社会需求和优化职业取向,加强专业体验性和理解能力。对培养学生综合素质,提高创新、创业能力有重要意义。 关键词:高分子材料;贯通式教学;实验案例;创新;创业 引言 高分子材料科学与工程是一门理论与实践紧密结合的专业,实验和实践教学是高校高分子材料专业学生必修环节。但是,传统教学模式下的高分子材料加工工程实验明显存在专业实验“按部就班”和实践过程“走马观花”等问题。此外,还有实验教学内容相对陈旧,与我国工业化发展程度脱轨;实验课时间少且死板,不利于实验的深入开展;只注重已经成熟的实验操作与报告书写,不利于创新思维的培养;实验设备陈旧,许多新的实验无法满足我国现今创业、创新人才的培养。与欧美等先进高校的高分子材料专业实验、实践课程相比,我国高校学生普遍存在动手操作能力弱、安全意识不足和解决实际问题能力差等缺点。以美国阿克伦大学高分子加工实验课程为例,实验课时间长,且强调学生亲自己动手,并鼓励使用拍照、录像等手段得到各种数据,实验报告内容丰富。即使实验失败,只要学生对失败的原因分析透彻,依然可以得到完美的分数。根据学生的反馈,这样的学习方法普遍比单纯的理论灌输和死板的实验更加有效,实验过程更具体验性。他们还将试验内容与工程实践紧密结合,将试验内容拓展到课外,加深高分子科学与工程的理解和应用。近年来,我国对创新、创业型人才的培养日益重视,推动传统实验、实践课程改革和激发学生创造力日益重要,增加综合型、研究创新型、实践型实验是大势所趋。 相对于基础型和综合型实验的“验证性”而言,研究型实验具有不确定性、探索性、自主性、开放性与可操作性等“探索性”特点。作为学生由知识学习向科学研究、工程应用转变的衔接点,研究实践型创新实验涉及多学科知识的交叉运用,侧重于运用所学知识、文献查阅和基本技能等手段应用,并要求实验结果以研究论文和工程实践报告的形式完成,其设置重在培养发现问题和解决问题能力,更具挑战性。我校高分子材料专业方向已在综合化学实验基础上,开设了自主研究型实验。通过学生与感兴趣的导师联系,共同确定实验方向,在五周内完成实验设计、实验操作、实验分析、报告撰写等相关内容。收到了较好的效果。为加强该专业的工程实践体验,我们在此基础上拓展设计了贯通式实验.即在自主研究型实验技术基础上,进入实际生产一线进行工程实践,贯通理论与实践,建立理论研究与工程应用的关系。具体是结合联系导师的转化成果,将研究型实验延伸,进行三天的工程实践,尝试将学生基础知识、专业知识和产业化实践结合运用,培养学生的工程认知和实践能力。本文以高分子材料反应共混改性沥青材料的高分子加工试验为例,探讨了该贯通式实验教学设计思路、目的、试验步骤、报告撰写方法以及实验心得等,以期促进贯通式试验教学的开展。这对培养我国迫切需要科技成果转化背景下的创新、创业人才有重要意义。 1贯通式实验教学思路 该贯通式试验案例教学是以我校比较成熟的产业化特色项目高分子材料反应共混改性沥青展开。首先指导老师布置课题,讲解贯通式实验的目的、方法和意义等过程,实验小组根据讲解内容选择高等级公路用改性沥青材料为课题展开研究。研究小组通过查阅文献、小组内讨论和教师的共同探讨,决定以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青为主题开展本次贯通型实验。其次,通过以SBS反应共混沥青改性、结构表征、性能测试为主线的研究型实验,旨在提高学生创新意识以及创新能力,培养其团队意识,了解和熟悉开展科研工作的方法。最后,通过工程实践和产学研交流,贯通试验室研究与工程实践的联系与区别,建立室验式开发研究、工程放大生产和工程应用之间的关系。 2贯通式实验教学方法及步骤 贯通式实验教学方法是用讨论式、启发式教学方法;以学生为主,允许失败,多次尝试,提倡提出问题和解决问题的锻炼模式;讲究基础理论、专业实验和工程实践相结合,融汇贯通的模式。贯通式实验教学包括以下步骤:(1)师生双向选择导师公布课题后进行师生双向选择,通过与导师交流,达成合作关系,挑选组长并布置研究实践内容和任务;(2)设计课题学生通过导师指导查找课题领域的前沿文章,以及和老师讨论,设计出切实可行的实验方案,培养学生独立设计实验的能力;(3)实验操作小组成员们利用已有基础实验知识结合专业知识的了解,比如通过实验过程既熟悉了红外光谱、光学显微镜等仪器的使用方法,又接触到了传统教学实验难以接触的新型实验设备如高速剪切机、胶体磨和低温延度计等设备;(4)数据总结与讨论小组成员将所得试验结果进行整理作图,分析讨论试验结果;(5)工程实践通过参观学习生产流水线,与操作工人、车间主任和总工程师交流学习;(6)课程总结与评价与指导老师交流实践过程的问题与收获,撰写研究报告和实践报告。 3贯通式实验教学效果与心得 贯通式实验教学摒弃了传统实验机械、死板、陈旧的教学方式,为老师教学以及学生学习都带来了创新的想法和创业的火花。贯通式实验教学效果总结有如下四点: (1)培养了研究方法和团队协作意识实验小组通过前期选题,查阅大量的资料,了解目前高分子科学领域的新的研究方向。实验过程中,小组成员们接触到并使用了许多传统实验教学中难觅踪影的仪器,SBS、石油沥青等材料的特性,开阔了他们的视野,真正体验了科学研究的过程。分工明确,通过各成员间的协作配合,共同完成。提高了实验操作技能以及与他人合作的能力。在实验过程中不断思考并对实验方案进行改进,定期与老师见面并报告相关进展,最后完成整个实验部分; (2)培养了学生独立思考分析问题和总结升华能力数据总结处理阶段,通过分析实验结果,学会了用统计方法软件对所得数据进行处理,对实验现象运用理论知识做出合理的解释。对有疑惑的问题,小组成员之间随时进行讨论分析,并查阅相关文献,进一步试验验证,最后找到了问题的根源。将所有结果整理并书写成报告。通过对实验结果进行分析与写作,培养了他们独立思考、清晰表达、总结升华的能力; (3)培养了学生工程化思维在工业实际生产阶段,进一步考察工厂生产环节,书写工程实习报告,丰富学生的社会适应能力,并为迅速进入企业工作奠定良好的基础。例如,在工厂实践阶段,认识了实验室实验与工程试验的差别,深化了化学工程中原材料、操作单元选择原则,化工原理中“三传一反”的理解。以搅拌装置的设计为例,大型搅拌桨根据物料粘度设计的原理,SBS与沥青混合加料时的弱搅拌与反应后的强搅拌桨叶的不同;以我国早期SBS改性沥青生产时,为解决高熔体粘度的SBS与低粘度沥青的分散性通过胶体磨等特殊设备强化剪切变形实现分散;还可以通过选择SBS的嵌段比例、分子量等手段提高其在沥青中的分散性; (4)培养了创业思维通过与市场、采购和财务部门人员的交流,了解到企业的市场信息是生产的前提,市场信息是基于大量使用数据和与用户沟通相结合而得到的。市场原材料信息、市场销售信息反馈到研发部门进行开发,形成原材料进入、加工制造和产品销售与服务一体化的运转格局,为以后创业思维的培养打下基础。工程化思维对促进学生校内培养有积极的影响。通过工程化实践锻炼了学生将高分子专业理论知识用于实践,并通过实践加深了对理论知识的学习。例如,深入了解了高分子材料工程的共同点,是解决高性能与易加工、经济性三者的矛盾,环境污染治理与经济性的矛盾。学习了公司治理结构,了解公司的发展优秀,一是靠管理,二是靠科技。团队协作是公司高效运转的保障,注重团队建设。在此过程中,也培养了团队协作能力,更快融入将来的工作融合贯通,认识平时所学知识的重要性,促进专业知识的学习。 在基础理论与工程化生产方面,还认识到室内基础研究试验与工程化生产相辅相成,工程化提出问题必须通过基础研究指导才能获得突破。基础理论指导工程化实践,工程化实践又不能局限于基础理论,还需考虑社会因素、市场因素和环境因素等。在生产应用方面,深刻理会了“安全第一”是一切生产的根本。工厂的安全教育,为以后试验室及工程化生产奠定了基础。工程化放大生产是无数实验室试验的总结,也是指导实验室小试、中试和放大生产的根本。稳定化、规模化生产是市场化应用的根本保障,标准的试验方法和严格的产品检测是市场应用的根基。市场是科研的主要推动力,基础研究是推动科研进行的源动力。 4贯通式教学总结 贯通式实验教学通过自主探索实验和工程实践体验的方式,增强了高分子材料专业教学的趣味性、探索性和创造性,不但对培养学生提出问题和解决问题的能力有积极作用,而且还有利于高校和企业培养创新和创业人才。贯通式实验教学的难点在于,建立良好的产学研信任关系和学生的积极主动性的配合。此外,指导教师的精细设计和企业、学校领导的大力支持也必不可少,有必要进一步深入挖掘适合贯通式实验教学的课题,深化与企业的合作关系,协同培养发掘创新、创业人才。当然,该贯通式实验教学仍处于探索之中,在培养时间、培养模式、培养效果等方面还值得商榷。总之,贯通式实验教学的不确定性、探索性、自主性、开放性与体验性更契合当前学生对实验课的需求以及国家对创新、创业能力人才的培养,值得进一步推广和完善。 作者:王仕峰1;潘三水1;张勇1;李嘉曦2;李航3 单位:1.上海交通大学 高分子材料论文:脉冲激光技术在高分子材料加工中的运用 摘要:随着我国科学技术水平的不断提高以及诸多科研人员的努力,激光技术获得了飞速的发展,超短脉冲、超高强度、超短波长等成为了当前激光技术的代表特征,脉冲激光技术的出现更为高分子材料加工带来了革命性的进步。在分析脉冲激光技术在高分子材料加工中的应用时,首先对脉冲激光及其折射率改性情况进行了概述,在此基础上从激光烧烛产生表面多孔结构、周期结构以及块体材料加工对材脉冲激光技术的应用几个方面进行了详细的研究与探讨。 关键词:脉冲激光技术;高分子材料;材料加工 近年来,脉冲激光技术已经得到了相对比较广泛的应用,并且该种精密的加工技术越来越受到社会与人们的关注,主要原因在于脉冲激光技术能够在加工高分子材料的过程中得到比较高的加工精度,并且能够进行材料表面的加工,使得材料的表面形成多孔结构与周期结构等。更加能够实现对块体材料、透明材料的内部加工与改性等。可以说,脉冲激光技术比较适用于其他加工技术无法实现的复杂形状元器件的加工以及高精度元器件的加工。脉冲激光技术在高分子材料加工的过程中所产生的瞬间功率比较大,几乎能够与任何材料产生相互的作用,本文对脉冲激光技术在高分子材料加工中的应用进行研究,希望能够促使高分子材料加工更加良好的依据脉冲激光技术获得发展。 1脉冲激光及其折射率改性 所谓脉冲主要便是指隔一段相同的是假案发出的电波、光波等机械形式。脉冲激光则主要是指脉冲工作方式的激光器发出的光脉冲,脉冲激光具有其独特的工作必要性,其能够进行信号的发送并且减少热量的产生。一般情况下,脉冲激光比较短,其时间几乎已经达到了“皮秒”的级别。脉冲激光器在工作中需要由激光泵浦源持续性的提供能量,由此方能够长期间产生并且输出脉冲激光。高分子材料加工领域目前对脉冲激光技术有所应用。就高分子材料而言,其材料的折射率与其密度之间呈现正比关系,并且包括末端基、添加剂与杂志等化学组成、分子趋向、链间结合力等均与热历史存在关系。在高分子材料加工应用脉冲激光技术时,与其他改性技术相比较而言,脉冲激光技术能够诱导高分子材料改性技术对其财力下性能产生最小的影响,并且脉冲激光技术能够在高分子材料的表面将原有的化学键打破,并且能够形成全新的化学键,以此改变高分子材料的特性。 2高分子材料加工对脉冲激光技术的应用 2.1激光烧烛产生表面多孔结构 激光烧烛产生表面多孔结构能够有效的促进高分子材料与生物组织交界面上的细胞黏附与增殖,使得生物医学领域的众多学者均对其予以了较高的关注。高分子材料表面的孔洞会在材料表面热化的情况下形成,并且应力在整个孔洞形成的过程中发挥着极为重要的作用。受应力波的影响,高分子材料的黏度会下降,而高分子材料本身又存在着因应力波作用而产生的孔洞长大的核,即自由体积孔洞,该自由体积孔洞的总体积会在温度上升的情况随着应力的下降而增加。就该方面高分子材料对脉冲激光技术的应用情况已经有部分学者展开了研究,并且认为在248nm的脉冲激光辐照下高分子材料胶原薄膜的链结构稳定性会发生一定改变,其能够将原有的氢键网络打破,并且经过红外吸收光谱、拉曼光谱、荧光分析等发现高分子材料胶原主链的部分会出现光热分解现象,在激光烧烛时会将光机械作为主要作用力,而后发生光化学转变。该种状态下生物的相容性会发生改善,即细胞黏着与细胞生长会发生改变。 2.2激光烧烛产生表面周期结构 高分子材料一般不会吸收长波长激光,其只有在激光强度十分高的情况下方能够有效的实现多光子的吸收。此时脉冲激光辐照在高分子材料表面时便会形成一定的表面周期结构,且存在波长效应,其中,长脉冲激光器只能够形成紫外波段激光器,而超短脉冲激光器则能够在紫外波段和红外波段均形成激光器。激光烧烛所产生的高分子材料表面周期结构一般可以向其纳入到波长量级,并且在对偏振态、激光波长与入射角度等参数进行改变的情况下,高分子材料表面结构亦能够发生相应的改变。经过对激光烧烛产生表面周期结构进行研究可以发现,其形成的机理主要包括两点:①入射脉冲激光束与高分子材料的表面散射光之间能够相互调制;②脉冲激光的强度调制能够转化成为高分子材料表面的改性结构。在激光烧烛产生表面周期结构的该两点形成机理相互联情况下,脉冲激光辐照将能够促使高分子材料产生表层的热化,继而在温度梯度的影响下导致高分子链不断扩散,最终形成表面周期结构。 2.3块体材料加工对脉冲激光技术的应用 高分子材料会对不同波长的光进行吸收,紫外脉冲激光加工需要对高分子材料的该点特性会产生依赖性。一般情况下,大部分的透明高分子材料均属于弱吸收体,其能够吸收的波段一般保持在193mm以下的真空紫外区。若入射的脉冲激光光子能量明显要大于高分子材料的化学键能时可以将原有的化学键直接打破,此时高分子材料将会被离解成为单体产生脉冲激光烧烛,但是并不会产生液相,属于典型的光化学过程,其所产生的热影响亦最小。对于块体材料加工对脉冲激光技术的应用方面,部分学者发现利用飞秒激光技术进行PCL片材的加工将能够在加工的过程中于加工边缘发现存在着热退火形成的晶球以及快速冷却形成的非晶组成热影响区域。与此同时,紫外波段光子能量若超过了高分子材料中大部分分子键能,则亦会产生光化学作用。 3结束语 综上所述,脉冲激光技术加工高分子材料具有十分复杂的机理,且不同的脉冲激光加工技术会对加工工艺、加工材料等提出不同的要求,因而高分子材料的脉冲激光烧烛在各界均有着比较大的争议性。比较典型的高分子材料在脉冲激光技术加工下的光热与光化学特点有:短波长激光的光子能量比较大,能够直接打破高分子材料的化学键,并且能够对高分子材料进行光化学降解。若将脉冲激光中脉冲的宽度缩短将能够有效地提高多光子吸收截面,此时的加工效率也将能够有效提高。鉴于此,脉冲激光能够成为我国现阶段以及未来工业高分子材料加工的首选技术,并且在不断地研究与探索下,脉冲激光技术将能够进一步的完善与应用,推动我国社会与经济水平全面提升,并且提高我国在国际方面的影响力。 作者:田新 单位:新疆轻工职业技术学院 高分子材料论文:熔融沉积成型用高分子材料研究 《化学推进剂与高分子材料杂志》2016年第6期 摘要: 介绍了熔融沉积成型(FDM)原理及所需材料要求,详细阐述了国内外FDM用丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料、聚乳酸、聚碳酸酯的研究进展,展望了其发展前景。 关键词: 熔融沉积成型;ABS;聚乳酸;聚碳酸酯 3D打印是一种以设计的3D模型为基础,利用打印设备逐层增加材料来构造三维实物的快速成型技术[1]。它集成了CAD(计算机辅助设计)/CAM(计算机辅助制造)、机电控制和材料科学等方面的技术,被誉为“第三次工业革命”的优秀技术。目前比较成熟的快速成型工艺有:光固化立体造型、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型。与其他快速成型工艺相比,FDM操作简便,安全无毒,成型效率高,成型设备价格低,发展极为迅速。目前FDM系统在全世界已使用的快速成型系统中约占1/3。材料是熔融沉积成型的重要基础,具有可黏合性的高分子材料是FDM工艺最常用的材料,它的发展速度制约熔融沉积成型的进一步发展。本文重点介绍了丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料、聚乳酸、聚碳酸酯3类高分子材料用于FDM工艺的研究进展,为熔融沉积成型进一步发展提供理论基础。 1FDM工艺概述 1.1FDM工艺工作原理 首先用加热装置将丝状(直径约2mm)热塑性材料加热熔化,给材料合适的压力将熔融态材料从微细喷嘴(直径一般为0.2~0.6mm[2])中挤出,喷头根据计算机设定的模型截面信息运动,将挤压出的熔融态丝材涂覆在工作台的制件基座的指定位置,并快速冷却固化,一个层面沉积完成后,工作台按设定的增量下降一个层的厚度,再继续熔融沉积,循环往复,直至完成整个实体制造。 1.2FDM材料的性能要求 根据FDM工艺原理及特点,所用高分子材料应满足以下性能要求[3–5]:①材料的制丝要求高分子材料在使用前,要经螺杆挤出机加工成直径约2mm的单丝,因此材料必须能够挤出成型。单丝要求表面光泽、直径均匀、内部无中空,在常温下应具有良好的柔韧性,不会被轻易折断。②材料的收缩率线材经熔融挤出后在工作台上快速固化,但若成型材料收缩率大,固化时的体积收缩就会在制品中产生更大的内应力,进而使制品翘曲变形,甚至导致制品开裂,以至成形失败。材料的收缩率是影响制品外形质量最重要的因素之一,FDM工艺要求成型材料的收缩率越小越好。③材料的机械性能丝状进料方式要求料丝具有较好的力学性能,这样在摩擦轮的牵引和驱动力作用下才不会发生断丝和弯曲现象。由于料丝在加热装置内还起到活塞推进作用,为提高其抗失稳性能,料丝必须具有足够的弹性模量。④材料的流动性为将熔融态的丝材从喷嘴中顺利挤出,要求所用材料在熔融态时具有较好的流动性。流动性差的材料产生的阻力大,难以挤出;流动性太好的材料挤出后难以控制,发生流涎,并造成每一次循环的起始与停止时,挤出物料不均匀。 2FDM用高分子材料研究进展 2.1ABS ABS是目前使用最多、应用最早的高分子打印线材。它综合了丁二烯、苯乙烯和丙烯腈各自的优良性能,具有良好的力学性能,易加工,广泛应用于汽车、纺织、电子电器和建筑等领域[6]。但ABS也存在一些缺点:较大的收缩率,制品易收缩变形,易发生层间剥离及翘曲等现象;耐热变形性较差;打印过程中有异味产生。为改善ABS打印的成型质量,国内外学者在ABS改性方面做了很多工作。 2.1.1国外 M.L.Shofner等[7]用VGCFs(气相生长碳纤维)填充ABS,制备用于FDM工艺的复合材料,研究了填充VGCFs对ABS机械性能的影响。结果表明,加入VGCFs能提高ABS的拉伸强度和模量,但是流动性会变差。美国的Stratasys是世界上最大的3D打印材料公司,它新推出了一款ABS材料ABS–M30i。与标准的StratasysABS相比,ABS–M30i的力学性能有较大的提高,并且层间黏合强度大幅提升,扩大了ABS的应用范围[8]。Stratasys公司的第2代数码ABS2,这种新型材料可通过FDM技术制备薄壁电子器件,且具有良好的热稳定性和尺寸稳定性[9]。美国3DXTech公司利用多壁碳纳米管对纯ABS树脂进行改性,制备出新型FDM用ABS材料——3DXNanoESD,可用于打印汽车、电子器件用关键零件,以及需要静电放电(ESD)保护的器件。 2.1.2国内 仲伟虹等[10]利用短切玻璃纤维对ABS进行改性,研究了短切玻璃纤维含量对ABS机械性能的影响。结果表明,加入短切玻璃纤维,ABS材料的收缩率变小,解决了ABS制品易收缩变形的问题,同时材料强度、硬度大幅提升,但会使材料韧性变差。加入增韧剂和增容剂很好地解决了这一问题,提高了ABS复合材料的韧性,从而使短切玻璃纤维改性的ABS材料适合于FDM工艺。方禄辉等[11]将ABS与热塑材料苯乙烯–丁二烯–苯乙烯共聚物(SBS)进行熔融共混,制备用于FDM工艺的功能材料,研究了SBS结构及其含量对ABS/SBS共混物各性能的影响。结果表明,加入热塑材料SBS,ABS的流动性明显提高,韧性变好,低频下熔体强度高,对剪切频率依赖变弱,较好地适用于FDM工艺对ABS材料流动性和力学性能的要求。聂富强等[12]发明并公布了一种ABS线材的制备方法。首先将聚丁二烯橡胶剪碎溶在苯乙烯中,然后加入丙烯腈单体和稀释剂后搅拌成均相,再加入引发剂,在一定温度下连续本体聚合后获得可用于FDM工艺的ABS。利用优化后的制备方法成功制备了ABS,且制备的ABS耐热性好、抗冲击强度高。黄旭辉等[13]公开了一种3D打印用ABS材料,材料为核壳结构,核体为改性的ABS材料,壳体为聚砜(PSF)材料。通过将材料制备成核壳结构,材料同时具有ABS的高韧性和PSF的高耐热性和成型收缩率小等优势,取长补短。在ABS材料内添加抗冲击改性剂来增强材料的弯曲强度和压缩强度,改善力学性能;利用小粒度的碳纤维增强材料包裹有机倍半硅氧烷增加材料之间的界面,更好地结合ABS材料与PSF材料,解决了复合材料界面结合力较弱的问题,扩大了ABS材料的使用范围。 2.2聚乳酸 聚乳酸是以玉米或甘蔗为原料,经过发酵制成乳酸,最终转化为聚乳酸[14]。聚乳酸具有良好的光泽性、延展性、降解性、生物相容性,打印的制品硬度好,色彩鲜艳,透明富有光泽,外观细腻,打印过程中不产生难闻气味,是3D打印最好的原材料[15]。聚乳酸的缺点也同样明显,其韧性和抗冲击强度较差,打印制品脆性大,强度较低,尺寸稳定性差,不能抵抗温度变化,当温度超过50℃就会变形,限制了其使用范围[16–18]。为此,国内外学者做了很多工作来改善聚乳酸的性能。 2.2.1国外 D.Drummer等[19]将磷酸钙与聚乳酸复合,通过FDM技术制备组织工程和颌面外科用材料,研究了喷嘴温度对复合材料力学性能的影响。结果表明,喷嘴温度为225℃时,复合材料的模量为3122N/mm2,力学性能最好,而温度为235℃时,所得复合材料具有最低的拉伸强度和断裂伸长率。德国FKuRKunststoff公司与荷兰Helian公司合作,制备出用于FDM的高性能PLA材料,该材料通过加入天然纤维来提高PLA的强度和尺寸稳定性。荷兰Colorfabb公司最近开发出两款新型PLA材料,具有木质效果的WoodFillFine和仿竹子的BambooFill。随后,Colorfabb公司又推出一款独特的PLA线材——具有软木效果的CorkFill。与传统的木材相比,新型纤维增强PLA材料打印的制品外观独特,具有很好的木质效果,并且没有设计限制[20–21]。日本JSR公司推出一系列高性能PLA线材,命名为FABRIAL。此系列产品强度高,韧性好,加工过程中不易折断,制品稳定性好,可用于制造最终产品,有效解决了PLA材料打印制品脆性大、强度较低等问题,扩展了制品的用途。今后该公司将充实产品种类,推出具有特殊性能的产品,以满足多种用途需求[22]。 2.2.2国内 谭志勇等[23]将一种环氧类大分子扩链剂与PLA树脂进行共混,研究扩链剂用量对PLA相对分子质量的影响,以及热处理时间和温度对共混物机械性能和结晶性的影响。结果表明:扩链剂中的环氧基团与PLA中的端羟基、羧基发生反应,PLA的相对分子质量大幅提升;选择合适的条件进行热处理可以使PLA及其共混物结晶,PLA的强度和尺寸稳定性均得到了提高。鄢国强等[24]发明并公布了一种适用于FDM技术的改性聚乳酸复合材料,将PLA、扩链剂、增韧剂、分散剂等经高速混合机混合后,利用挤出机挤出拉丝得到线材。与纯PLA相比,该材料具有良好的柔韧性,同时冲击强度、耐热性和断裂伸长率得到了较大的提高,将该复合材料用于FDM技术,成品具有表面光洁、尺寸稳定等优点。陈庆等人[25]发明并公布了一种FDM工艺用聚乳酸材料及其制备方法。该方法利用低温粉碎混合反应技术改性PLA,改性后的PLA材料机械性能和热变形温度大幅提升,扩大了PLA材料的使用范围。增韧改性后的PLA材料打印温度为200~240℃,打印过程中材料收缩率小,无气味,打印过程流畅,制品尺寸稳定,富有光泽。 2.3聚碳酸酯 PC是一种分子链中含有碳酸酯基的热塑性树脂。它性能优良,是目前使用最多的热塑性工程塑料之一[26–27]。PC几乎具备了工程塑料的所有优良特性,抗冲击性能好、无味、耐高温、抗弯曲、强度高,此外还具有良好的阻燃特性,可用于FDM工艺制备高强度产品[28]。但PC也存在一些缺点:颜色单一,着色性能不理想;PC中含有致癌物质双酚A,在高温下会析出,影响人体健康;价格相对较高;打印温度过高(超过300℃),不适用大多数的桌面3D打印机。 2.3.1国外 Stratasys是世界上第一家推出PC线材的3D打印公司。用该线材生产的产品强度高,耐热性好,最高可耐145℃。随后,Stratasys公司开发了工程材料PC/ABS。PC/ABS同时具有PC的高强度以及ABS的高韧性,力学性能大幅提升,使用该材料配合FORTUS设备制作的产品性能更佳。随后,Stratasys公司又推出了Polycarbonate–ISO(PC–ISO)材料。PC–ISO[29]是FDM技术可采用的材料中强度最高、耐热性最好的生物相容性材料。它通过γ射线、环氧乙烷进行杀菌并且符合ISO10993和美国药典塑料VI级标准,具备PC的所有性能,又具有良好的生物相容性,广泛应用于食品包装行业及医疗器械行业。 2.3.2国内 2014年,广州傲趣电子科技有限公司公布了一种高性能PC线材。此种线材用拜耳公司生产的食品级PC原料制作,可用于FDM工艺。该线材打印过程平台温度为120~150℃,喷嘴温度为255~280℃,流动性好,制品强度高,外观光泽细腻,尺寸精度高,不含双酚A,有效解决了PC材料的致癌问题。2015年,来自上海的3D打印材料制造商Polymaker与先进化学材料开发商Covestro(前身为拜耳材料科技)联手,共同开发出了两款专门针对桌面3D打印机的全新聚碳酸酯3D打印线材——PolymakerPC–Plus和PolymakerPC–Max。这两款线材经过特殊配方已经将打印温度从300~320℃下降到250~270℃,有效解决了PC材料难以用于桌面3D打印机的问题,打印温度的降低同时也减少了在打印过程中出现翘曲或变形的可能性。管国虎等[30]公布了一种FDM用芳香族聚酯材料及其制备方法。该发明首先将芳香族聚酯加入芳香族聚碳酸酯中进行共混改性,然后将共混物加工成细条状,再用适当剂量的电子束辐射使其发生一定程度的交联。该方法保持材料熔融加工性能的同时又达到了本体增强的目的。改性后的材料抗冲击性大大提高,使芳香族聚碳酸酯具有更加广阔的应用。 3展望 FDM技术相对于其他快速成型技术,由于具有成型速度较快,产品性能好、易清洁,后处理简单,设备体积小、易维护等优点,因而将会有更广泛的应用。经国内外学者的共同努力,FDM技术最常用的ABS、PLA和PC材料的性能大大提高,为FDM技术的广泛应用奠定了基础。目前国内有能力生产用于FDM技术的丝材的企业较少,且产品较国外有较大差距。因此,今后应加大对3D打印企业的资金支持,鼓励技术革新,研发高质量产品,缩小与国外的差距,促进我国3D打印产业的发展。 作者:魏欣 刘洋子健 张成彬 张均 姜志国 单位:北京化工大学材料科学与工程学院 高分子材料论文:高分子材料的化工原理教改 一、阐明高分子生产加工与化工生产间的内在联系 高分子材料加工涉及的通常是高分子材料成型加工方法,化工原理课程也是海南大学(以下简称“我校”)高分子材料与工程专业的一门专业基础课。学生在初学化工原理时可能感觉与高分子加工技术相差较大,对将来专业知识没有直接帮助,学习的积极性与主动性均难以充分调动,甚至还易产生消极抵触的情绪。因此,在课程刚开始的绪论这一章的教学中在介绍什么是化学工业过程时笔者不以教材里的传统化工加工为例,而是详举高分子行业中运用化工原理知识进行材料加工处理的实例,提前介绍一些高分子材料加工的方法,拉近学生与传统化工加工技术的距离,让学生理解高分子加工的一些操作与传统化工类的操作间的异同点,以便消除同学们内心的疑惑,指明高分子材料加工专业的同学学习化工原理知识的必要性。如天然橡胶的初加工是海南(以下简称“我省”)省的特色产业也是我校高分子材料专业的一个重要方向。从天然橡胶树上采割的胶乳经过一系列的处理得到干胶产品(如图所示)。在这个过程中干燥、浓缩、压片等操作与传统化工生产中的相关的单元操作一样,所用的基本原理相同,设备基本通用。高分子材料如聚乙烯的合成中乙烯气体在常压常温下,加压输送合成前的加热升温操作及反应后产物的分离与传统化工专业的流体输送原理及加热原理是相同的,所用设备是相通的。 二、将高分子加工工艺融入化工原理的课程教学中 在高分子材料的加工中采用了大量的化工单元操作。但这些高分子加工艺在传统的化工原理教材中是看不到的。这就要求任课教师具有高分子材料加工方面的知识背景,这样可以将高分子加工工艺中运用到的化工原理的知识融入课程的教学中,学生领会到该门课程的知识在专业知识中的基础作用学习兴趣才会提高,并且在将来的工作中能有意识地提前运用化工原理的理论知识,进行企业的节能降耗等的工艺改进。如在以动量传递理论为基础的单元操作的有关教学中,教材通常是以牛顿型流体如水、苯或甲苯等常规化学品的流体输送为例,而高分子材料专业的学生处理对象多为大分子材料,所处状态通常固体颗粒或黏稠状态,属于非牛顿型流体范畴。因此教材中的例子缺乏对高分子材料专业学生的足够吸引力,难以达到应有的示例效果。教学中我们以胶乳厂中天然浓缩胶乳的生产工艺为例,说明工艺中我们利用泵提供新鲜胶乳能量,促使其流入高速离心机中,而离心机是非均相物分离的一个单元操作。高分子量的聚异戊二烯在离心机转鼓的轴中心较远的地方富集,而小分子如水分、小分子量的聚异戊二烯在轴中心附近富集。将这两个位置的乳液分别导出就分别得到浓缩胶乳和胶清胶,并利用非牛顿型流体的阻力计算方法表明,由于胶乳的黏稠度远大于水的黏度在动力消耗上要比同等条件下输送水的动力消耗大。鉴于在塑料或橡胶的加工生产中大量运用到了螺杆挤出机。所以在流体输送设备介绍中,笔者是以螺杆挤出机在塑料加工中的应用为例,说明螺杆挤出机的工作原理,并且介绍在塑料挤出机的料斗的颗粒进料系统中可以利用固体流态化技术,采用真空吸料或用鼓风机压料进行原料输送。在以热量传递为理论基础的单元操作中,在介绍以导热方式进行的热传递时,笔者以未硫化胶膜在平板硫化仪内加热硫化为例进行导热说明。而以塑料在螺杆挤出机内或橡胶在炼胶机上进行塑炼时的粘流态受热为例介绍对流传热热传递方式。在以质量传递为理论基础的单元操作中,以粉末涂料的生产为例,介绍喷雾干燥工艺。这些将高分子材料加工工艺融入化工原理的课堂教学中,拉近了材料加工与化工原理知识间的距离,提高了学生学习的兴趣,起到明显的教学改革效果。 三、以高分子材料为实验对象 化工原理一般是同学们从公共基础课转向专业课学习所接触到的第一门工程性课程,亦是一门理论与实践紧密结合的技术基础课程。它的实验课教学设计至关重要,其不仅关系到整门课程教学效果的好坏,更是决定能否推进该课程素质教育的关键环节之一。为提高高分子材料类专业同学参与化工原理实验课的学习热情,笔者在实验教学中选择高分子材料进行相关的实验。如干燥实验中有的专业以甘蔗渣纸板为实验对象,获得有关纤维的干燥过程曲线和干燥速率曲线。而我省特色产业天然胶乳加工中有将天然胶乳干燥制备成干胶的这一操作。为了结合我校的高分子材料专业,专业实习提前将有关化工原理的知识融入到专业学习中。实验中以天然胶乳制备的湿膜片为实验材料,获得天然胶乳薄膜制品的干燥过程曲线和干燥速率曲线,为以后同学们去胶乳厂参观实习提供理论和实验依据。这一举措不仅有效激发了同学们参与实验研究的主动性,反过来也极大促进了该课程理论学习的积极性。 四、有的放矢传授教学内容,适应少学时的课程教学计划 在高分子材料类专业的教学计划中,化工原理虽也多被列为必修课程,但相比化工类专业,其教学学时要少得多。因此,如何在有限的学时内,引导同学们在掌握基本化工操作知识的基础上,有的放矢地传授教学内容,引导学生自主复习,进行课外自学。如化工原理教材中有大量公式推导过程,少学时专业课的教学中不容许课堂上在公式推导中花费大量的时间,课堂教学中会简单介绍推导思路,鼓励学生课前及课后自学,重点放在有关理论的应用上。如离心泵理论扬程的方程式的推导过程,运用了前期我们学过的伯努利方程的知识和几何学中速度的矢量运算知识。在教学中要求学生课前自学,教学重点在分析、总结和对公式的理解和运用上。考虑课程特点,在蒸发等单元操作上分配课时较少,而对于膜分离这类单元操作,由于与高分子材料有密切关系,安排一定的学时学习这类单元操作的原理。这样做到有的放矢,尽可能与专业产生一定的关联,为专业知识拓宽坚实的专业基础知识。 作者:张可喜符新何映平李志君单位:海南大学材料与化工学院 高分子材料论文:生物可降解高分子材料 摘要:我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。本文探讨了生物可降解高分子材料现阶段的开发应用情况。 关键词:高分子材料可降解生物 我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料,是指在自然界微生物,如细菌、霉菌及藻类作用下,可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便,只要保持干燥,不需避光,应用范围广,可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理,现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。 1、生物可降解高分子材料概念及降解机理 生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。 生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为,高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。 因此,生物可降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用,相互促进的物理化学过程。到目前为止,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。 2、生物可降解高分子材料的类型 按来源,生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类,有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。 2.1微生物生产型 通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖,具有生物可降解性,可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI公司生产的“Biopol”产品。 2.2合成高分子型 脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低,强度及耐热性差,无法应用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔点较高,强度好,是应用价值很高的工程塑料,但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定结构的共聚物,这种共聚物具有良好的性能,又有一定的生物可降解性。 2.3天然高分子型 自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子,这些高分子可被微生物完全降解,但因纤维素等存在物理性能上的不足,由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求,因此,它大多与其它高分子,如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。 2.4掺合型 在没有生物可降解的高分子材料中,掺混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得产品具有相当程度的生物可降解性,这就制成了掺合型生物可降解高分子材料,但这种材料不能完全生物可降解。 3、生物可降解高分子材料的开发 3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法 传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。 3.1.1天然高分子的改造法 通过化学修饰和共混等方法,对自然界中存在大量的多糖类高分子,如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足,但一般不易成型加工,而且产量小,限制了它们的应用。 3.1.2化学合成法 模拟天然高分子的化学结构,从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻,副产品多,工艺复杂,成本较高。 3.1.3微生物发酵法 许多生物能以某些有机物为碳源,通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难,且仍有一些副产品。 ;3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成 用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶学的发展,酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质,并拥有了催化一些特殊反应的能力,从而显示出了许多水相中所没有的特点。 3.3酶促合成法与化学合成法结合使用 酶促合成法具有高的位置及立体选择性,而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量,因此,为了提高聚合效率,许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料新晨 4、生物可降解高分子材料的应用 目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解决环境污染问题,以保证人类生存环境的可持续发展。通常,对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法,但这几种方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物医用材料。目前,我国一年约生产3000多亿片片剂与控释胶囊剂,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片,而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素,羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。 高分子材料论文:建筑材料中废旧高分子材料回收利用研究 摘要:高分子材料是现代社会生产加工中应用的主要原料形式之一,建筑材料中高分子的应用更是随处可见,结合生活中高分子的应用,从职业院校教师的角度,对建筑材料中废旧高分子材料的回收利用探究。 关键词:建筑材料;高分子材料;回收利用 随着社会经济发展水平的逐步提高,社会发展的范围也得到扩大,现代建筑材料中,主要应用以塑料、橡胶、纤维为主的高分子材料作为主要的建筑材料,高分子材料在建筑材料中的应用,可以降低建筑的成本,实现现代建筑的使用寿命得到延长,但建筑材料中废旧高分子材料应用的回收不当,对社会环境造成较大的污染,结合高分子材料的特性,对高分子的回收利用进行探究。 1废旧高分子材料的危害分析 高分子材料主要是由塑料、橡胶以及纤维等资源,是一种新型符合建筑材料,废旧的分子如果不能得到及时降解,则会在太阳光的作用下发生化学反应,产生以二氧化硫为主的污染气体[1],对造成大气污染,同时,高分子中的塑料成分中含有大量的聚乙烯,可降解性较差,从而在社会中产生有色污染垃圾,对社会环境造成直接污染,严重影响了社会环境的建设。结合以上对高分子材料的危害的分析,提出高分子在现代建筑材料中回收利用的分析措施,实现高分子在建筑材料中应用的进一步探究。 2建筑材料中废旧高分子的回收利用 2.1建筑材料墙体的应用 高分子在建筑材料中的应用,可以作为建筑材料墙体,高分子转换为玻璃塑料混合墙体,高分子的主要材质中塑料可以到达塑性的作用,从而实现建筑材料的外部形态结构得到稳固,大大提高了现代建筑墙体的稳定性和固定性,此外,高分子制作的新型融合性结构中充分发挥高分子抗压,耐高温的特点,而新型建筑墙体中融合了玻璃材质,使废旧高分子转化后的建筑墙体可以达到比传统墙体建结构更加完善的建筑稳定性受压能力,为废旧高分子的二次利用提供了应用的新范围[2],为我国现代建筑行业的发展提供新的符合材料。 2.2金属橡胶混凝土 金属橡胶混凝土是现代建筑中应用的一种新型建筑材料,主要由不同硬度的金属,塑料、橡胶等部分组成[3]。金属橡胶混凝土的应用能够解决现代墙体建筑中存在的墙体裂缝等问题,可以提高施工建筑的密封性。例如:应用传统的建筑材料进行施工建筑中,施工材料受到墙体的压力或者温度的影响,容易出现墙体裂缝或者密封性降低的情况发生,导致建筑施工的质量出现问题,采用金属橡胶混凝土后,墙体施工后,应用新型混凝土对墙体建筑充的对接缝进行外部填充,新型混凝土中含水量较低,能够解决墙体施工建筑中施工开裂的问题,提高了现代建筑的施工质量。 2.3混合建筑保温层的转化 高分子材料在建筑应用材料中的回收利用,转化为混合建筑保温层,是直接的综合利用的体现。现代建筑中墙体保温层建筑是主要的建筑问题之一,传统的墙体保温层采用双层保温板,但保温板经过一段时间的应用后,受到墙体中水泥的侵蚀,使保温板的保温效果下降,用户入住后,一段时间后室内温度明显降低,房屋建筑的保温效果下降,高分子可以转化为泡沫保温层,新型高分子混合泡沫保温层的主要成分是塑料和橡胶,可以抵抗水泥长时间的形侵蚀,到达保证保温层长期持久豹纹的效果。此外,新型混合保温层具有较好的吸声作用,能够达到施工墙体建筑保温效果好的同时增强了墙体的隔音效果,完善我国建筑施工技术水平的进一步优化发展,实现废旧高分子的综合应用。 2.4新型防水符合材料 高分子材料在现代建筑领域的应用,为我国建筑施工的材料创新应用提供了更加全面的应用范围。高分子材料的应用,可以达到新型防水材料的使用。现代建筑施工中,采用硅酸水泥和粉煤灰以及聚乙烯作为主要的构成材料,新型防水材料的应用,可以实现外墙墙体建设与保温层之间的隔水性增强[4],能够打破传统墙体建筑保温层中保温层受到外部墙体渗水的影响情况,新型防水材料中聚乙烯可以使施工材料表面形成保护膜,达到及时阻隔外部墙体渗入到墙体中水分的作用,实现我国整体建筑施工墙体的防水性得到大大提高。例如;新型符合防水层可以将外部墙体渗入的水分进行阻隔,聚乙烯将深入的水分转接给粉煤灰,粉煤灰吸收水分,保持保温层的环境干燥,达到保护墙体保温性,延长墙体使用寿命的作用。 2.5复合地板的应用 高分子在建筑材料中的回收利用,体现为复合地板的应用,新型建筑材料的施工建筑具有加强的耐用性,复合地板的主要材料是由传统的木质材质和聚乙烯作为主要的材质,地板的木质材料保留了传统地板中木质地板材质问题,同时融合聚乙烯可以提高地板的防水性和耐磨性,表面的聚乙烯薄膜能够达到保护地板日常应用中与坚硬物体之间的摩擦痕迹,增强地板的耐磨程度;此外,新型符合地板可以保护地板不受到蛀虫的影响,延长地板在实际的使用寿命。 3结论 高分子是现代社会建设中经常应用的一种建筑材料,结合建筑材料对废旧高分子技术的探究分析,实现我国现代社会发展材料综合应用,促进我国现代社会发展资源的综合利用。 作者:陈玲琳 单位:湖北工业大学 高分子材料论文:建筑材料中废旧高分子材料回收及应用 1.我国废旧高分子材料回收的现状 对废旧高分子材料进行处理可谓是一把双刃剑,运用得好能够节约资源,保护环境,如果没能够处理好,就会给我们的生产生活带来一定的负面影响,甚至还会是出现毒有害现象。将废旧材料应用到建筑建设当中,既可以进一步降低高分子材料给我们的生产生活带来的影响,还可以为建筑工程提供更多更好的建筑材料的来源。随着科学技术的发展、社会的进步,会有更多新型的高分子材料问世,从而提高整个建筑行业的经济效益,实现环境效益、社会效益、环境效益的有机统一。我国处理废弃的高分子材料的技术还相对比较落后,绝大部分处理方法也只是简简单单的再生及复合再生。在这种情况下,大批量的废弃高分子材料就会被当成垃圾,随意丢弃,大量的废旧高分子材料给我们的日常生活带来了极大的影响,严重污染了我们的环境,例如:分散在土壤中塑料地膜,很容易导致土质板结,不利于农作物对氧、空气、水分、光的吸收;地面上飞散的薄膜碎片也容易导致相关建筑引起火灾;再降解的过程中,部分废旧高分子材料会释放对人们身体健康非常有害的毒素。现阶段,我们迫切需要处理好这些废旧的塑料、纤维、橡胶等问题。 2.废旧高分子材料在建筑材料中的应用 当今的世界是一个充满高分子材料的世界,我们在一方面享受高分子材料给我们的生产生活带来极大的便利的同时,还要考虑废旧高分子的处理问题。处理废旧高分子材料有益也有弊,废旧材料处理得好,则有利于降低高分子材料给我们带来的危害,不仅如此,还能够帮助我们降低生产生活成本;如果处理不好,就会危害环境,给我们的身体健康造成损害。将废旧高分子材料作为一种建筑材料,能够有效解决废旧材料无法处理的难题,一方面可以降低废旧高分子材料的危害,另一方为工程建设提供了一条新的建筑来源。随着科学技术的进一步发展,新型材料将会一项接着一项的问世,最终达到经济效益、环境效益和社会效益的统一。首先,废旧高分子材料在建筑当中可以当做墙体材料来应用。随着我国相关使用粘土砖禁令的进一步公布,我国建筑工程行业已经开始进一步加强了新型墙体材料的开发和应用,因此,回收废旧高分子材料具有非常重要的意义,极大的支持了墙体材料的进一步创新。现阶段,新墙体材料的相关技术已经日益成熟,并逐步应用到生产实际当中,与我们的生产生活密不可分,具体来说,主要包括以下几个方面:一是将塑料同玻璃有机结合成在一起形成的样品砖。现阶段,我国已经研制出了将玻璃和塑料复合而成的样品砖,这种样品砖并得到了极大的应用。二是金属橡胶混凝土。金属橡胶混凝土材料的性能较强,有利于解决混凝土的各种结构问题,例如我们通常见到的隔音差以及抗震性能不够等。三是聚苯乙烯泡沫塑料生产混凝土保温砌块。这种砌块的规模通常比较小,且具有很强的隔音效果以及抗压强度较高,属于高质量的、质量较轻的墙体材料。在实际工作过程中,砌块的聚苯乙烯泡沫塑料外部包裹的水泥浆层起着重要的骨架作用,因此,基本上泡沫塑料不受外力的作用。四是利用粉煤灰和废旧塑料制作成的建筑用瓦,这种瓦的研制,一方面能够极大的降低成本,另一方面还可以消除白色污染。五是充分利用废泡沫材料制作新型的保温砖,这种保温砖具有防火性能好、造价低廉等特点。 其次,废旧高分子材料在建筑装饰材料中的应用。每一个建筑材料中都不能缺少建筑材料,如果建筑当中缺乏装饰材料则会极大的影响我们日常的生产和生活,甚至还会对人们的身体健康带来极大的影响,更有甚至,还会引发重大的疾病。因此,我们可以将废旧高分子材料应用到建筑装饰材料中,一方面能够降低整个建筑的建设成本,另一方面还提高了安全性能,减少了环境污染,可以说是一举多得。具体来说,可以进行以下几个方面的运作:一是,充分利用废旧塑料来生产建筑装饰板材。现阶段,我国相关部门已经对这方面给予了研究,取得了一定的成绩。该技术的主要原理在于是用色素添加剂、废旧塑料、增强剂等原料,以重量为基本单位,现将废旧塑料清洗干净,将其晒干后,进行融化成为细颗粒,再次融化的同时,添加增强剂以及色素添加剂,并将其冷却成为我们需要的形状,在此基础上,涂上鲜艳的色彩,将其制作成成品。二是,利用废旧高分子材料制作组织燃烧的一种废旧材料。根据相关报道,通过在一些废旧塑料和锯粉末中加入一定添加剂的方式,可以制作有效阻止燃烧的一种建筑装饰材料。经过试验证实,这种材料的阻燃性非常强,因此,完全可以应用到建筑当中,一方面能够为建筑装饰建材提供更多的种类,另一方面还能够保护环境,为美化环境做贡献。再次,废旧高分子材料在其他建筑材料当中的应用。近些年来,废旧高分子材料逐步应用到建筑材料中得到了广泛的应用。具体来说,包括以下几个方面:一是废旧聚苯乙烯泡沫塑料和粉煤灰共同制造的防水材料。以普通硅胶为材料,添加少量防腐剂,从而形成质量良好的保温防水材料,该材料能够将防水和保温隔热有机的融为一体,该保温防水材料的强度较高、密度相对较低、保温隔热性能极好,可以说,是一个非常理想的屋面保温材料。二是,利用废聚烃类树脂生产塑料地板,现阶段,我国已经研究出该项产品,并取得了极大的成功。在世界塑料家族中,“PVC”的产量相对较高,制品也比废品相对较多。由于“PVC”是一种含卤物质,因此,想要回收该材料受到很多因素的限制,运用这项技术能够生产出很多建筑材料产品,我们常见的有用废农膜、碳酸钙、润滑剂、稳定剂、色浆适量,经混合、密炼等一系列加工可制成塑料地板。总而言之,废旧高分子材料在建筑当中的应用,一方面降低了建筑的建设成本,另一方面还保护了环境,可以说是,一举多得。近些年来,我国对该方面的研究,也取得了一定的成效,并获得了极大的成功。 3.结语 随着我国社会的发展,废旧高分子材料的应用范围越来越广,这些废旧材料应用到建筑当中已经成为了大势所趋。正因如此,我们应当予以高度的重视。在日常的生活和工作中,进一步加强该项工作的研究,相关部门应当进一步加大资金投入力度,组织科研人员进行研究,为建设资源节约型、环境保护型社会努力。 作者:聂芹 胡冰峰 单位:江西现代职业技术学院
高分子化学教学改革探讨:高分子化学实验教学改革与实践 摘要:高分子化学实验课程可以帮助学生接受课堂高分子化学理论学习,巩固高分子化学基本概念和理论,培养科学素质。文章介绍了嘉兴学院对高分子化学实验教学的改革和实践,主要通过学生参与实验前的部分准备工作、调整实验项目、完善实验考核制度及建设实验课程的网站方面进行改革与实践。通过两个学期的初步实践表明,高分子化学实验教学的改革探索激发了学生的学习兴趣,在提高学生的综合实验能力方面已初见成效。 关键词:高分子化学实验;改革;实践 高分子化学是嘉兴学院材料与纺织工程学院高分子材料科学与工程专业学生的优秀基础课程,它是以实验为基础的自然科学。通过实验课的教学,不仅能加深学生对理论知识的理解,培养学生熟练的实验操作,还可通过安装实验装置、观察和记录实验现象,培养学生动手能力,进而分析现象、解决问题,最终提高学生的综合素质和创新能力。由于本专业设立仅有5年时间,高分子化学专业课程的开设也只有短短的3个学年,由于教学经验有限及实验室建设的延迟,所开设的实验一般都是一些典型的验证性实验(如甲基丙烯酸甲酯的本体聚合、醋酸乙烯酯的乳液聚合等),学生往往不用动脑思考,只要按照标准步骤动手完成实验即可。基础性的实验可以培养学生基本的实验技能和熟悉实验仪器的操作,但是,往往难以培养学生分析问题、解决问题的能力,更不利于学生创新能力的培养及学生的学习兴趣的提高。等到学生到大四做毕业论文时,问题也暴露出来:缺乏思考问题、解决问题的能力,实验意识没体现出来。经初步调研论证,结合本校实际情况,我们确定选择即将开展高分子化学实验课程的高材09、10级学生作为这次实践教学改革的试点,有计划、有步骤地进行高分子化学实验教学模式的改革探索与实践。 一、让学生参与实验前的准备工作,珍惜实验教学,提高学生动手能力 实验前期准备工作是实验顺利进行的保证。尤其是高分子化学实验,在实验前有大量实验准备工作,包括实验室仪器设备调试、检修工作;所需玻璃器皿的清洗工作,化学试剂的配制,如单体、引发剂的精制,溶液的配制等。这些工作都由实验老师来承担,学生不了解实验的顺利开展凝聚着实验老师的大量劳动,所以,往往不珍惜实验过程。在已开展高分子化学实验的09级同学中,我们让学生适当参与实验的准备工作,如玻璃仪器的清洗,做过高分子化学实验的人都知道,残留高分子物质的玻璃仪器难以清洗,同学在清洗玻璃仪器的过程中,既珍惜实验过程,又能初步了解高分子的性质;甲基丙烯酸甲酯单体的蒸馏,在甲基丙烯酸甲酯溶液中往往加入微量的阻聚剂,以避免溶液在储存、运输的过程中发生聚合,所以为了缩短实验时间,提高反应效率,实验前学生在实验老师的指导下采用蒸馏的方式对单体进行提纯,加深理论课程中关于阻聚剂的理解。通过参与实验前的准备工作,同学们懂得实验的成功不仅取决于实验过程,与实验前的准备工作也密不可分,从而更加珍惜实验教学过程,珍惜自己的实验成果。更重要的是,实验的准备工作又加深了对理论知识的理解。 二、结合嘉兴学院高分子材料与工程专业特点及实际情况,改革优化实验项目,着重培养学生思考问题、解决问题的能力及团队精神 高分子化学是一门以实验为基础的自然科学。传统的实验课程内容主要是验证性实验。通过无机及分析化学、有机化学及物理化学的基础实验,已使学生掌握了基本仪器设备的使用和相关实验操作。因此,在专业高分子化学实验中,过多地开设验证性实验,不利于学生思考问题和解决问题能力的培养,不利于创新能力的培养。因此,必须对高分子化学实验项目进行改革,主要包括:①基础实验项目的改进,巩固及培养学生的基础理论与操作技能。如聚甲基丙烯酸甲酯的制备,学生可根据兴趣选择悬浮聚合或本体聚合,确定实验所需仪器设备及药品。在实验过程中,不同聚合方法有不同的实验步骤及注意事项。如,本体聚合分为三阶段进行,不同阶段温度不同,关键在于第一阶段转化率的控制,避免出现爆聚,反应时间相对较长,最终的实验产品为板材;而悬浮聚合实质也是本体聚合,但由于分散介质的加入可以很好地进行传质和传热,避免爆聚现象的发生,搅拌速度是控制实验成败的关键,聚合时间相对较短,最终的实验产品为球状小珠。同学之间对各自的实验现象、产品外观、产品性状等进行热烈讨论,从而加深对于聚合方法的理解。②强化设计性、综合性实验,培养和提高学生的综合素质及创新能力。开设具有工程特色的综合性实验项目,如聚醋酸乙烯酯乳液聚合实验,扩展为一组设计性、综合性实验:从单体精制、引发剂精制、乳化剂的选择与用量、到动态光散射法测定乳胶粒尺寸、稳定性的测定,最后在将其配制成乳胶漆,测定涂层性能与乳胶粒尺寸之间的关系。学生通过对整个材料制备及使用过程的全程跟踪,掌握结构、性能与合成之间密切联系,充分发挥学生的主动性、积极性、创造性,提高学生的工程能力,有利于引导学生参加大学生创新性实验的科学研究,培养学生的工程观念。③适当增加科研性实验项目,培养学生的团队精神,增强对本专业的了解与热爱。为进一步激发学生的创新能力及参与科研的积极性,浙江省设立了大学生科技创新项目,嘉兴学院每年也设立大学生研究训练(SRT)计划,本专业大部分09级的学生都参与到科研性实验项目研究中。学生们呈现出前所未有的申报热情,他们自愿组成实验小组、每组成员3~5人,分工明确,团结合作。如作者本人就指导了一项浙江省大学生科技创新项目的研究,团队负责人由08级同学担任,主要成员为09级同学。项目开展之初,主要由08级同学设计并实验,09级同学从旁学习并辅助完成实验,项目进行中期,09级同学已掌握实验方法与手段,具备独立完成实验能力,08级同学的主要精力可放在考研复习上面,顺利完成新老接替的工作,培养了学生的团队精神。同时,学生更多地接触到高新技术和应用技术,开阔思路与视野,增强他们对于本专业的了解与热爱。 ④增加经典验证性实验的趣味性,提高学生的学习兴趣。很多同学刚上大学的时候,严重缺乏对高分子材料科学与工程专业的了解,因此对于学习没有兴趣,甚至有些学生想要转专业。为了培养学生的专业素养,提高学生的学习兴趣,我们将一些经典的验证性实验与我们日常生活密切联系起来,增加实验的趣味性和实用性。如,制备有机玻璃板前,让学生们准备一些干花、干树叶或大头贴,在注模过程中放入其中,等产品成型后,美感十足的玻璃板就制成了,学生们非常有成就感,同时提高了对于高分子化学实验的兴趣。 三、完善实验考核制度,全面反映学生实验各环节中的表现 我们进一步细化与完善了实验的考核方式,使学生在实验各环节中的表现均得到不同程度的体现。以往我们只根据学生的实验报告来评定学生的实验成绩,学生在整个实验过程中的预习、实验装置的安装、实验设备的清洗、实验室的清扫等工作都不能得到体现,缺乏客观、公正、全面的实验考核机制。因此,我们借鉴比较传统的有机化学实验的考核机制,将实验成绩的评定细化:预习报告20分,实验着装10分,实验装置20分,操作规范20分,实验结果20分,卫生情况10分。将实验成绩的评定标准公布给学生,加强学生的实验规范观念,从实验预习开始直到实验结束清扫实验室的整个实验过程都能认真完成,从而改善学生不注重实验教学过程的现象,增加了学生的主观能动性。 四、建设实验课程网站,有助于学生的课前预习,提高学生学习的自主性 在以往的实验教学前,教师要详细地讲解实验原理、方法、步骤、仪器使用、数据记录、数据处理及实验注意事项等,甚至要把实验从头到尾演示一遍,让学生看得清清楚楚,学生完全不用预习实验,也不用思考问题,这样就造成了学生对于实验教学的忽视。在理论教学中,多采用先进的多媒体教学手段,但在嘉兴学院大部分实验教学中,还没有利用多媒体的教学模式。而多媒体的生动性、可重复性可以让学生直观感受实验操作,可以很好地进行实验的预习。因此,我们正逐步建设高分子化学实验课程网站,初步将实验课的教学大纲、讲义等内容放到网站上。编制实验教学课件,如实验过程所涉及的基本仪器、基本操作、基本装置、注意事项等。实验课程网站的建成,方便学生的课前预习,提高学生学习的自主性。为了进一步完善课程网站的建设,我们还拟采用Flash演示等手段,帮助学生掌握实验步骤,了解注意事项。目前,实验课程网络的正在逐步建设与完善中。 高分子化学教学改革探讨:科学发展观与高分子化学教学改革初探 摘 要:高分子化学是综合了物理化学,数学,有机化学等相关课程知识于一体的专业基础性课程,涉及的知识面较广,教学难度与学生的接受难度都比较大。同时高分子化学也是一个较为年轻的学科,有许多东西还在不断的完善当中,并没有彻底定性。如果可以帮助学生更加深入的认识到科学发展观与高分子化学之间的联系,对于提高学生的学习积极性,悟性以及对于深入的学习与探讨都有较高的帮助。本文就意在阐明如何将科学发展观与高分子化学有机的结合在一起,达到更好的教学目的。 关键词:科学发展观;高分子化学;结合创新 在新课改不断深化的大背景下,教育工作者在不断的摸索不断的寻找着更好的教育学生的方式,希望借此来提高学生的成绩。强灌硬输很明显不是最好的方法,那么以引导为主,激发学生自主学习,自主探究的教学方式就随之而来,加之以理论与实践的结合。就是我们今天要探究的这种将科学发展观与高分子化学教学结合在一起的化学教育的初步改革。我们要做到将可持续发展观与课堂还有高分子化学有机的拆分再结合在一起,成功完成这一改革初探。 一、何为科学发展观以及如何应用在教学中 由中央在2003年7月28日的讲话中提出‘坚持以人为本,树立全面协调可持续的发展观,促进社会经济和人的全面发展’。概括起来就是四点: 1、以人为本的发展观 2、全面发展观 3、协调发展观 4、可持续发展观 如何将这四点有机的结合在高分子化学的教学中是重中之重。首先坚持以人为本的发展观,做到因材施教,以学生为基础采取多元化,多种样式的教学模式。从不同学生的心理角度出发找到可以激起他们学习兴趣的突破口,以这个突破口为起点做出针对每名学生让他们可以学的懂学的明白的教学方案。 其次坚持全面发展。在高分子化学这个领域有很多问题其实还没有一个全世界统一的口径,统一的看法。相对应的高分子化学本身也是个涵盖知识面很广的一个学科。每名学生在学科方面都会有自己的长处或者是自己的短板。对于自己喜欢和自己学的会的领域就会越来越喜欢,越来越爱学。而对于自己在高分子化学这一领域的短板的内容就会逐渐的从学不会,到不爱学,再到最后的放弃。而结合科学发展观我们要做的就是让每个学生对高分子化学这一学科的每一个小知识领域都产生都兴趣,做到不放弃任何一个地方。最后成为一个高分子化学的高手。再就是协调发展观,劳逸结合,丰富多彩的课堂才会激起学生的学期兴趣,而兴趣反而是最好的老师。而最后的可持续发展观对应了前面三点,在前面三点都做到了以后可以成功的激起学生的学习兴趣,对未知的主动求知的欲望,这些不会随着时间的改变而消散,只会随着时间的推移而因为越学越明白产生对高分子化学的无限热爱,良性循环就此展开。 二、在课堂上的具体应用 1、温故而知新可以为师矣 孔圣人的这句话很好的诠释了复习这一环节在学习生活中的重要性。那么是给学生留任务在课后复习呢还是课堂上给出一部分时间复习呢?前者对于当代的学生来说显得略微的有些不现实,至少在一部分学生的身上这是根本不可能出现的事情。那么就要着重是后者身上下功夫。可以在刚上课的时候抽出几分钟的时间,把上一节课的知识点与本节课要讲的知识点结合在一起向学生提问。这样有了新知识的加入既不会让学过的知识点略显枯燥同时也在无意识中将要学习的新东西在学生的心里打下了问号。对于未知的东西谁都是有一颗好奇心的,学生带着这一份好奇心去参加这一节课,必然就不会放过任何的一个讲课细节,因为他们要‘解密’!这样就可以使课堂变得生动而又有效率。 2、针对每名学生做出一份教学的计划 每个学生都会有自己擅长的在高分子化学中的领域,而作为教育工作者要做的就是将整个高分子化学划分为几个领域,找出每名学生所最擅长的领域,在每节课给他的任务中略微的掺杂一些别的领域的知识点。以此逐步渗透,将学生在以前并不擅长的知识领域渗透到他擅长的领域中,逐渐的就可以做到掌握高分子化学的全部领域。 3、授之以鱼不如授之以渔 要激起学生的学习激情与探知兴趣,让现代教育中普遍存在的被动教授知识变为主动的求索知识。而有了这样的一个态度就可以在以后的学习生活中做到可持续发展,在学生正确的找到了一种可以成功完成一科目学到十分优秀的方法后,以后是不会轻易放弃与遗忘这种方式的。主动勾起学生求知的欲望。关于高分子化学的教学过程中学生提出的问题不要给他做最全面的解答。只要给出一部分的答案另一部分或者说是具体细致的答案让学生自己去寻找,自己慢慢寻找到的过程会让学生自己知道怎么去寻找知识,这是很关键的一点。 三、结束语 如何将科学发展观与高分子化学有机的结合是新兴教学方式中很有意义的一种。结合科学发展观中的四个关键点坚持以人为本,全面发展,协调发展,可持续发展。当教育工作者与学生都能找准自己的角色融入到这四点中的时候,那么课堂将会变的很活跃,学生的思维也会对应发散,有自主的求知意识,并且会潜移默化的影响以后的学习和生活中去。 高分子化学教学改革探讨:高分子化学课程教学改革与实践 摘 要: 本文通过对高分子化学教学中的难点进行分析,对高分子化学课程教学方法和教学手段提出几点建议,以开拓学生思路,激发学习兴趣,增强教学效果。 关键词: 高分子化学 教学改革 教学实践 高分子化学是材料化学、应用化学及其相关专业的专业基础课,与四大化学并列,已成为第五大化学。能否学好该课程直接关系到高分子物理、材料合成与加工学等后续课程的学习,学好并熟练运用课程的专业思想和思维方法,在学生将来的科研和工作中将发挥直接或间接的作用。鉴于高分子化学这门课程的重要性,如何深入进行教学改革,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,就成为众多教学工作者的共同目标。 一、高分子化学教学的主要难点 (一)高分子化学的发展历史较短,许多理论尚不成熟,随着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,并极大地丰富了高分子化学的内容。 由于课时及其他客观原因的限制,教师往往把所有内容全部灌输给学生,“填鸭式”的教学模式会使学生产生乏味厌学的情绪,学生易出现“被动学”、“死记硬背式学”等问题[1]。 (二)高分子化学理论性强,学生理解困难,适时恰当地采用多媒体教学能使抽象的教学内容具体化、清晰化。 从学生反馈的信息来看,普遍认为教师在使用多媒体授课时只是展示根据书本内容制作的幻灯片,有些幻灯片重点不突出,且没有深入联系到实际生活和生产的经验,不能完全激发学生对高分子化学学习的专业自豪感;又加之教师授课时缺乏与学生互动交流,课堂气氛不活跃,出现来不及记笔记、不利于学生复习等情况,久而久之,就会影响学习的主动性和兴趣性,达不到理想的教学效果。 二、高分子化学的教学实践与探索 (一)讲解重点突出,创新教学内容。 教师在选好教材、消化、吸收和融合教材内容的基础上,要处理好“干”与“枝”的关系,在课程内容方面做到重点突出、主次分明。在授课时要避免将教材内容“填鸭式”灌输给学生,应有针对性、侧重点讲解,少讲精讲[2]。如限于课时紧等原因,在讲解聚合方法时,由于此部分内容多数比较简单易懂,可以略讲。但对于自由基聚合反应要重点讲解,让学生对自由基聚合的机理、聚合速率、动力学链长、聚合度和聚合度分布等重要知识点要深入地理解并能加以灵活运用,这样可以有重点地完善学生的知识结构,满足实践应用的需求。同时,要不断更新、创新教学内容。在教学中,教师可以及时地在传统教材内容的基础上补充近年发展起来的前沿科学技术和研究方法,也要关注国内外重要期刊上的最新报道,在课堂上结合国内外的最新研究进行讲解与介绍,并推荐一些期刊、数据库和书籍给学生,引导学生根据自己兴趣自由地学习,扩大学生的知识面,建立知识结构,引导学生探索高分子化学领域。 (二)加强师生互动教学,发挥主观能动性。[3] 在教学中,互动式教学能有效地改变“老师主动讲,学生被动听”的“一言堂”式的教学模式。教师要多与学生眼神交流,用情绪感染学生,引导学生“多想善思”,讲课时语言要清晰流畅,抑扬顿挫,引导学生“勤学好问”。重要的是,在讲课时可穿插有关高分子的小知识、小故事,尽量将生活中常见实例与理论知识相联系,努力为学生营造生动活泼的课堂文化氛围,使学生自觉、主动地接受知识。如:在讲到聚酰胺、聚酯时联系到我们日常穿衣用合成纤维的尼龙、涤纶,学生戴的隐形眼镜、普通眼镜的树脂镜片都是特殊的高分子材料。联系生活中的常见实例有利于学生更深刻地掌握课程内容。在课堂上,多采用启发性的多种教学方法,合理安排课堂反复提问、反复练习、反复分组讨论等互动式教学,加深学生对所学知识的理解,提高教学质量。 (三)多渠道联系实践,培养自主学习能力。 随着如今高分子材料发展的迅猛,教材的教学内容已远远不能满足现代教学的需要,在课堂教学中应把高分子化学领域最新的科技动态、学术前沿有机地渗透到课堂内容当中,给学生多介绍一些近年来高分子化学的最新成果、最新理论,开阔学生的视野。如医用上介入诊疗的各种高分子管材、可降解的手术伤口缝合线、有机高分子发光二级管用于手机、数码相机显示和照明等。针对学生在高分子课堂教学中讨论比较感兴趣的话题,或者是高分子化学前沿领域的新方法、新技术等,可鼓励学生到图书馆和互联网上查找资料,撰写小论文,制作幻灯片,并在课堂上为大家作知识讲座,营造合作探究、自主学习的氛围。同时,也可关注网络上以高分子为主题的论坛,通过与网上的专家、学者的交流,调动学生探知高分子知识和应用领域的兴趣,培养主动学习的能力,激发研究兴趣。 (四)选择合适的教学内容,不断完善多媒体教学。 1.适时使用拿来主义,做到因材施教。 教学是一个个性化的过程,不同的教师有着不同的授课思路、方式与方法。一般来说,可以借助别人的课件作为启发自己的思路,但是,这种“拿来主义”绝不应成为主要依赖的对象。由于学生的层次不同、专业不同、对知识的接受能力不同,教学过程中好的方法可以借鉴,但重要的是要根据学生的需求、教材体系、自己的教学经验、教学思想使用自主开发的课件。尤其是在课件中更应该增加一些理论联系实际的例子,比如聚合物合成工艺和聚合物应用等实践应用方面的内容。 2.将多媒体教学与传统教学手段相结合。 多媒体教学具有传统教学手段不可比拟的优势,能更直观、更形象和生动地传导高分子化学的魅力,并能有效地扩充知识的广度和提高课堂的利用率。特别是需要向学生演示情景的内容,采用多媒体教学就更有优越性。如在讲解乳液聚合机理这一节,采用了动画方式形象演示了胶束成核的机理和乳液聚合过程的三个阶段,帮助学生理解,印象深刻。但是先进的教学手段并不一定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。如在高分子化学的课堂授课中,讲述自由基共聚理论推导公式时,就应该采用黑板板书的方式一步步进行推导,同时采用启发式方法调动学生积极性,促进学生主动学习和思考。 3.采用多种手段完善多媒体教学。 采用多媒体教学,教学信息量大,进度快,学生在课堂上有效掌握大量的理论难度较大,因此要做好课后辅助工作。不断完善网络教学平台,将多媒体课件、课后复习材料、教学重点、习题题库及小知识、小贴士等内容在学校的教学网络中充实完善,这样既有利于学生课后复习,又能加深学生对所学知识的掌握和应用。另外,还可利用各种化学软件、网络资源和视频等多种手段展示各种反应模型,特别是一些三维立体模型,启发学生思考,激发学习兴趣。在教学中逐步渗透双语教学,可以有意识地把新出现的专业词汇和标题用英文书写,能有效提高和丰富学生的专业词汇量,对收集到的专业文章,采用多媒体的形式讲解,又可以提高学生的专业阅读水平,这样,能帮助学生提高对专业英语的学习兴趣,为今后的毕业论文撰写及工作实践打下坚实的基础。 三、结语 高分子化学课程教学改革是一项系统的工程,总结近几年来的教学实践,笔者认为,以人文本,转变观念,因材施教是探索高分子化学课程的有效途径,合理有效地利用多媒体,不断完善网络教学平台,逐步渗透英语教学是实践高分子化学课程教学的有效手段,而创新教学内容、加强互动教学,培养学生学习的主观能动性是搞好高分子化学教学的前提条件。我们将不断地继续深入研究与探索,使高分子化学的教学不断适应新形势发展的要求,为培养高分子领域优秀人才作出不懈努力。 高分子化学教学改革探讨: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。 高分子化学教学改革探讨:高分子化学特色教学改革研究 摘要:为了提高相关专业学生对高分子化学课程知识的掌握能力,本文结合实际教学经验,针对该课程的特点,从教学内容、教学方式、教学对象以及教学实验拓展创新几个方面探讨了教学改革,突出了课程的特色化、针对性及实用性。旨在提高教学质量,使同学们对高分子化学有更直接、更深刻的认识。文中特别强调了研究生教学与本科生教学的区别。 关键词:高分子化学;教学改革;教学质量 高分子化学是高分子专业和材料专业的理科及工科学生的必修课,也是其他化学、化工专业学生的选修课之一,是高分子科学及材料科学的基础,在化学相关专业培养体系中占据相当重要的地位。所以,很多院校既在本科阶段开设本课程,又在研究生阶段开设相应的必修和选修课程[2]。高分子化学的主要讲授内容[1]为各种聚合方法的反应机理及其对聚合物结构的影响,以及聚合物的化学改性方法。课程的目的在于使学生能够通过高分子化学基础知识的学习,指导科研和生产实践活动。但是由于相对材料领域的其他学科来说,高分子化学还是一门比较年青的科学,许多理论还不太成熟,而且新材料和新的合成方法不断涌现,致使许多学生感觉无所适从,反映该课程涉及的内容太多且难于掌握,在一定程度上影响了学习的兴趣和掌握程度。为了提高学生学习的兴趣及知识的掌握程度,本人就教学中存在的一些问题进行了思考并且提出了一些个人的解决意见。下面分别从教学内容、教学方式、教学对象以及教学实验拓展创新几个方面分别阐述。 一、关于教学方式 以往的高分子化学课程多是采用讲授法[3],这种方法的优点是教师容易控制教学进程,能够使学生在较短时间内系统地掌握科学知识。但是,如果运用不得当,就会出现教师在讲台上激情澎湃,而学生却听得云里雾里的状况,很可能由于听不懂而失去兴趣。所以我们根据授课对象的不同,改变不同的授课方式,通过调整教学方式,使难懂的知识变得易于接受,增加学生的学习兴趣。比如在讲授法的同时适当地加入了讨论教学法、互动教学法等。其中讨论法教学特别适用于对研究生的教学,让学生以小组为单位,围绕最新的高分子前沿知识,查阅相关资料,并布置课后作业,让学生查找与某一知识点相关的前沿科研成果(如RAFT法在材料制备中的应用),做成幻灯片,然后在课上以主题讲座的形式向全体同学汇报、讲解,并回答其他同学的问题。通过主动讲解的方式,把被动思维转化成主动思维。这样既调动了大家的积极性,同时又丰富了大家的知识,使学生在深刻地掌握高分子学科的相关知识的同时,又锻炼了研究生查阅文献和学术报告的能力。互动教学法中,我们会让学生提出一些自己感兴趣的高分子相关问题,然后在课堂讲授中予以回答。比如缓释药剂的释放原理是什么、塑化剂为什么会到饮料中去、饮料瓶是如何成产的等等。学生提出的往往是生活中遇到的实际问题,将这样的问题放到课堂,可以提高学习兴趣,活跃课堂气氛,加深学生对知识的理解。 二、关于教学内容 高分子化学是一门化学类的专业课程,它不仅需要有机化学、物理化学等基础化学专业背景知识,而且内容丰富、知识点众多,理论体系严谨,实践性强。在教学过程中存在知识点众多、反应方程式复杂、反应机理抽象深奥等特点,相对较难理解记忆。尤其是作为选修课的时候,许多同学由于相关的化学背景知识掌握得不扎实,导致难以理解,甚至不理解,造成学习障碍,从而影响学习的兴趣。因此,如何把复杂的机理,例如配位聚合、开环聚合等,通过通俗易懂的方式将知识点深入浅出地传达给学生,是教学改革的关键问题。在实际教学过程中,我们将高分子化学中的反应过程、反应机理、聚合物立体构型等抽象难懂的教学内容,以立体或动画的形式表述出来,实现了聚合反应的“可视化”[4]。以丙烯的配位聚合为例,我们以三维动画的形式来表述,分子式是三维立体的,反应机理是动画的形式一步一步进行的,生动地向学生讲述了从配位到过渡态再到反应终态的过程,最后还用ChemOffice等专业化学软件绘出彩色立体并可以旋转的聚丙烯旋光异构的结构,直观形象地描绘出难以想象的三维立体结构。大量三维立体图、动画、视频等多媒体的综合运用,将高分子化学知识形象逼真地显示在荧屏上,从而多方位刺激学生的感官,达到“刺激-反应-强化”式现代教学方式[5]。这种方式有利于调动学生的学习积极性和提高学习兴趣,加深对知识点的理解,优化教学过程,提高教学质量,提高学生形象思维能力和课堂效率,实现最佳的学习效果。我们还将高分子教学与网络教学相结合,提供给学生相应的文献检索数据库(如CNKI、ISI等)和高分子领域主流杂志(如Macromolecules、Progress in Polymer Science、Polymer、高分子学报等),使学生可以在课堂以外有针对性地选择自己感兴趣的内容,进行深入的学习。尤其对于研究生教学,要强调高分子科学中前沿科学的讲解,注重结合科研的最新成果。高分子科学本身就是一门年轻的学科,随着时代的不断进步,其内容也在不断地发展与完善。如自由基活性聚合机理的提出、配位聚合机理的完善、树枝状聚合物的成功合成、活性可控乳液聚合方法、‘click化学’的出现,极大地丰富了高分子化学的内容。它们不同于经典的高分子化学反应,但又是当今研究的热点。这些新技术的机理往往还不太成熟,很难在近期内系统写入教科书中。所以我们在讲解高分子化学的课程中,要在深化基础知识的前提上,将前沿的科研成果作为实例,融合到教学过程中,从而丰富和活化教学内容,使教学内容始终跟上时代的步伐。总的来讲,学生更爱听一些高分子化学在实际应用方面的知识,所以在讲课中,作者还把自己以前的研究内容,如聚合物纳米微球的聚合方法、聚合物互穿网络、铬系非均相催化乙烯的配位聚合等与所讲知识结合起来,丰富了教学的内容,收到了比较理想的效果。 三、关于教学对象 高分子化学这门课程既对本科生又对研究生开设,但是学习的侧重点会有所不同,所以应采用不同的教学方式,选择不同的教学内容。对于本科教学,我们要抓住基础知识的讲解。初窥门径的学习,最重要的是要有直观的认识,要将知识点尽量讲得生动、具体;注重基础理论部分,同时也要注重开放性思维的培养。对于研究生教学,则应当关注更深层次的理论研究,并将其与所研究课题的内容联系起来,把所学的知识活学活用,理论落实到实际当中去。在正式讲课前,可以让学生对自己的研究方向、研究内容做一个简短的介绍,了解学生研究课题与高分子相关之处,这样在授课中,对于学生的研究课题有益的地方重点讲解,做到有的放矢。比如乳液聚合的讲解。对于本科生,基础地从乳化剂、聚合机理和动力学进行讲解,突出强调了成核机理、聚合场所和乳液聚合的三个阶段这些基础知识点,并以最为常用的醋酸乙烯酯乳液聚合为例(同时还进行了分组实验),与本体自由基聚合进行对比,让学生形象地认识到乳液聚合的特点,特别是乳液聚合可以同时提高聚合速率和聚合度。而对于研究生,有些学生已经在本科阶段学习过该课程,而且学生的接受能力也较本科生好,可以在帮学生梳理上述基础知识后,结合乳液聚合的新进展进行讲解。我们为学生介绍了可控活性乳液聚合,即将可控活性自由基聚合和乳液聚合结合起来,如RAFT乳液聚合、RATRP乳液聚合等;还介绍了以不同材料作为种子,进行的种子乳液聚合制备多种复合材料的方法。 四、关于教学实验拓展创新 高分子化学是高分子科学的基础,是一门以实验为基础的自然科学,但是它的理论部分略显枯燥,让人觉得难以理解,如何把理论与实验相结合,相得益彰,这是我们努力的重点方向。实验部分不仅可以验证聚合理论,理论的学习最终也是要为实验服务。合理引导与启发,更能为学生学习后继高分子课程奠定必要的认识基础。为此,我们在绪论、逐步聚合和连锁聚合等部分的讲述过程中穿插开设了相应的实验。在课程伊始的绪论部分,我们将PE、PP、尼龙6等聚合物工业原料颗粒带进课堂,让学生对聚合物有一个直观的认识,并分别以果冻和淀粉这两种的食物为例,来区别交联和线性聚合物。在逐步聚合部分,让学生分组进行了酚醛树脂的制备实验。以先对简短而又典型的聚合实验,展示缩聚反应的过程,并让不同组,加入不同的苯酚和甲醛配比,来说明凝胶点问题。在连锁聚合讲述过程中,我们插入了醋酸乙烯酯的乳液聚合,结合乳液聚合特点的讲述,使学生在实践中学习,显得更有效率,印象更加深刻。 我们要不断改进教学方法和教学内容,调动学生的积极性,力求学生能掌握知识要点,让学生学得明白,学得透彻。使学生在学习高分子化学课程后,能够融会贯通,指导生产实践和科研创新。
纺织论文:混纺织物工业研究论文 1实验方法 1.1工艺流程 染色水洗皂煮水洗烘干。 1.2工艺处方 分散艳蓝E-4R2%(owf),弱酸性艳蓝RAW2%(owf),阿白格B10~60g/L,载体0.2%~1.0%(owf),匀染剂10g/L,冰醋酸调节pH值5.5~6.0,温度60~100℃,保温时间30~80min,浴比1∶50。 1.3染色K/S值测试 将毛/涤织物平整放置好,在保证不透光的情况下,使用7000A型电脑测色仪进行测定。可以将布样折叠,以防透光,在织物的表面取3个点,读取3个值,记录波长最大时的K/S值。 2结果分析与讨论 2.1载体用量对染色的影响 改变载体用量分别为0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.8%、1.0%(owf),其他染色工艺条件相同,即2g毛/涤织物6份,浴比1∶50,冰醋酸调节pH值为5.5~6.0,保温时间50min,染色温度100℃,阿白格B20g/L.由表1可知,K/S值随着载体用量的增加先增大后减小,载体用量达0.5%(owf)后,K/S值反而下降。这可能是因为载体在染色初期主要起促染作用,使混纺织物中涤纶纤维分子结构松弛,纤维空隙增大,分子易进入纤维内部。同时由于载体本身对纤维及染料分子有直接性,不但能帮助染料溶解,增加染料在纤维表面的浓度,而且能减少纤维的表面张力,使染料分子迅速进入纤维空隙区域,提高了染料分子的扩散率,促使染料与纤维结合。而在染色后期,载体的这种作用同样可以加快纤维中染料的解吸。所以合适的载体用量为0.5%(owf)。 2.2阿白格B质量浓度对染色的影响 改变阿白格B的质量浓度分别为10、20、30、40、50、60g/L,其他工艺条件不变,即2g毛/涤织物6份,浴比1∶50,冰醋酸调节pH值5.5~6.0,保温时间50min,染色温度100℃,载体用量0.5%(owf).随着阿白格B质量浓度增加,K/S值先增加后降低,当阿白格B质量浓度增加到20g/L以后,K/S值反而下降。阿白格B在染色中,主要是对毛/涤混纺织物中毛纤维起到匀染作用,增加得色量。所以选择阿白格B的质量浓度为20g/L。 2.3染色温度对染色的影响 改变染色温度分别为60、70、80、90、100℃,其他工艺条件不变,即2g毛/涤织物5份,浴比1∶50,冰醋酸调节pH值5.5~6.0,保温时间50min,载体用量0.5%(owf),阿白格B质量浓度20g/L.随着染色温度的提高、染色K/S值呈上升趋势,尤其是当温度达到90℃以后,K/S值急剧上升,这可能是因为羊毛结构中含有鳞片层结构,温度升高以后,鳞片层软化,羊毛纤维发生溶胀,同时涤纶纤维分子内链段运动逐渐增强,自由体积增大,利于染料上染,考虑到温度太高对羊毛损伤越大,选择染色温度为100℃。 2.4浴比对染色的影响 改变浴比分别为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60时进行染色,其他工艺条件不变,即2g毛/涤织物5份,冰醋酸调节pH值5.5~6.0,保温时间50min,载体0.5%(owf),阿白格B20g/L,染色温度100℃.浴比对K/S值的影响不是很明显。但在染色过程中,浴比过小时,易使染液温度分布不均,被染纤维浸渍不充分,而且使被染物局部暴露在空气中,致使被染物吸染料不匀不透,造成染色匀染性差,导致染色不匀。同时过小的浴比会增加设备对纤维的磨损,影响染物的外观及手感,加工疵病增多;浴比过大,降低了染料在染液中的浓度,影响染料的上染百分率,致使染料的利用率下降,导致纤维上染料少,K/S值不理想。所以选定最佳浴比为1∶20。 2.5染色时间对染色的影响 改变染色时间分别为30、40、50、60、70、80min时进行染色,其他工艺条件不变,即2g毛/涤织物5份,冰醋酸调节pH值为5.5~6.0,载体0.5%(owf),阿白格B20g/L,染色温度100℃,浴比为1∶20.随着保温时间的延长,K/S值逐渐增大,当超过70min以后,再继续延长保温时间,K/S值反而降低。染色保温时间过短,羊毛鳞片层的软化需要一定时间,染料不能充分的进入纤维内部并固着在纤维上,K/S值小;保温时间过长,高温情况下会使羊毛纤维受到一定的损伤,K/S值增加不明显甚至降低,且手感较差。所以选定最佳保温时间为70min。 3结论 ①毛/涤混纺织物用载体法染色的最佳工艺为:分散染料2%(owf)、弱酸性染料2%(owf)、载体用量0.5%(owf)、阿白格B20g/L、匀染剂10g/L、pH值5.5~6.0、温度100℃,保温时间70min,浴比1∶20。②染色温度对毛/涤混纺织物染色影响最大,这可能是由于羊毛的鳞片层结构导致的。 作者:余艳娥季洪引单位:江阴职业技术学院 纺织论文:智能纺织品电子信息论文 1电子信息智能纺织品导电材料的种类 依据导电体不同对复合型导电高分子材料的分类见图1。图1依据导电体不同对复合型导电高分子材料的分类用于制备电子信息智能纺织品的导电高分子材料称为导电聚合物,其具有明显的聚合物特征,且若在两端加上一定电压,有明显的电流通过。依据材料的组成,可以将导电高分子材料分为复合型和本征型两大类[3]。前者是指将导电体加入到基体中构成的复合材料,后者是指基体本身具有导电功能的复合材料。本文主要讨论前者,按其导电体的不同,将导电材料分为4种:金属氧化物导电体,碳系导电体,结构型导电高分子,金属系导电体。1.1金属氧化物导电体在聚合物中添加金属氧化物可制备导电复合材料。一般采用的导电体是氧化钒、氧化钛、氧化锌、氧化锡等粉末物质,目前最广泛使用的是氧化锌晶须(ZnOw)。1.2碳系导电体碳系导电体包括炭黑、石墨、碳纤维和碳纳米管。炭黑是一种天然的半导体材料,能够大幅度调整复合材料的电阻率(1~108Ω•cm),如采用高温气相氧化和石墨化对炭黑进行处理,可以提高炭黑的比表面积和一定量炭黑吸收邻苯二甲酸二丁酯的体积值,降低表面基团特别是含氧基团的含量,改善复合材料的导电性[3]。石墨是自然界发现的最硬的材料,具有很好的导电性和导热性能,利用石墨制备的复合材料,如尼龙/石墨、聚苯胺/石墨复合材料均具备良好的导电能力。碳纤维的导电性能介于炭黑和石墨之间,其体积电阻率约为1200×10-6~300×10-6Ω•cm。在复合材料中,碳纤维可使其形成的导电渗滤通道的临界体积分数很低,达到很高的导电性能所需的填充量很小[4]。碳纳米管是一种新型的导电体,在纳米纤维含量为0.5%~10%、碳纳米管质量分数为0.1%~0.5%时,复合材料具有很高的导电性能。1.3结构型导电高分子使用较多的是聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电物质,这些高聚物不需要加入其他导电性物质而依靠本身结构即具有导电性。1.4金属系导电体金属系导电体包括纯金属粉末和金属纤维。现阶段应用最广的金属粉末是铁粉和铜粉。一般情况下,金属粉末的体积分数达到50%,会使导电复合材料的电阻率达到要求。将金属纤维填充到聚合物基体中,可制成导电性能优异的导电复合材料,其体积电阻率1.0×10-3~106Ω•cm。目前应用较多的金属纤维有铜纤维、不锈钢纤维和铁纤维等[5]。 2电子信息智能纺织品导电材料的制备 近年来,研究人员在电子信息智能纺织品导电材料的制备方面做了大量研究,笔者通过分析归纳将不同导电材料的制备方法分为4类,如图2所示。2.1混入法2.1.1编织法将导电纱线整合在织物结构中LiuY.[6]等人设计出一种应用在智能纺织品上的柔性可伸缩的磷酸铁锂电池,将LiFePO4作为阴极,Li4Ti5O12作为阳极,固体聚氧化乙烯电解质作为分离层铺在阴极和阳极之间,然后将这3层放置在液体聚合物溶液中,在50℃下使溶液蒸发,最后3层合并在一起成为一个电池条。由于该种材料具有热塑性,故此条状电池可以被切断或者拉伸,并混入织物中。据报道,单个的电池条只能提供约0.3V的电压,若将8个聚合物电池条与棉布材料编织在一起(见图3),用铜和铝作为导电线把它们串联起来,可以支持1个3V的发光二极管(LED)持续发光数小时(见图4)。图3电池条织入棉织物形成的导电线程图48个聚合物电池条供1个3伏LED灯发光KinkeldeiT.[7]等人提出一种纺织品一体化的电子鼻系统织物(见图5),将4种非导电聚合物分别在四种相应的溶剂中溶解,同时加入炭黑作为导电的填料,利用超声波震荡使颗粒分散均匀,从而制成4种不同聚合物复合材料的气体传感器。当气体传感器吸收有机溶剂后膨胀,聚合物内部的炭黑填料颗粒之间的距离会增加,使传感器的电阻发生变化。据报道,若使用柔性聚合物基板作为气体传感器的载体,将柔性聚合物基板形成的薄膜条(见图6)作为衬纬织入织物,在经向织入导电丝与柔性薄膜条接触,检测接触点的电阻变化,可以识别不同的溶剂蒸汽并对其进行分类。图5被织入织物的电子鼻系统图6基于柔性聚合物基材制成的薄膜条ZyssetC.[8]等人选用柔性塑料基板作为电子元件的载体,将它们切成条状编织进纺织品。通过织入导线,在导线、条状柔性塑料基板以及接触点之间形成相互连接而成的总线拓扑型的编织网络(见图7)。据报道,导线和柔性塑料基板之间的接触点可承受20N的剪切应力,若将温度传感器集成到条状塑料基板上,织物的抗弯刚度将提高30%。图7带有导条和导线的机织物照片2.1.2改变纱线结构设置导电层和不导电层Gu,J.F.[9]等人开发出一种高灵活度的、基于导电聚合物而制备的具有高电容性能的纤维。通过在两个低密度聚乙烯的绝缘片之间添加一种导电聚合物,从而创建一个简单的卷状电容器,然后把它们卷成一个圆柱体,放进高密度聚乙烯。通过加热,经小孔喷出纺丝,形成一个直径小于1mm的纤维。据报道,该电容纤维(见图8)容纳电荷的能力相当于同轴电缆的1000倍。图8中心具有两个电极的圆柱形电容器纤维GuoL.[10]等人设计了一种基于针织物的传感器,将不锈钢纤维作为导电纱线的外包纱线,将聚酰胺/莱卡的混合纱线作为芯纱,制作具有导电性能的包芯纱,然后制成针织物并测量其导电性能。据报道,以聚酰胺/莱卡混合纱线作为芯纱制成的针织物,其导电性能相对于以聚酰胺单一纤维作为芯纱制成的针织物有所提高。BaeJ.[11]等人提出一种用于操作电容式触摸屏面板的导电织物,将镀银的尼龙丝作为芯丝,将50/50棉/羊毛混纺纱作为外包纤维,利用传统的环锭细纱机制造导电纱线(见图9)。据报道,使用该种导电纱线可以织成具有导电性能的纬编针织物,采用该种纬编针织物制作的手套。可用于在极端寒冷的气候下操作电容式触控面板的屏幕。图9导电的环锭纺包芯纱的横截面2.2化学镀法张碧田[12]等人选用尼龙织物作为待镀织物,经表面粗化、胶体钯溶液活化及解胶处理后,进行化学镀镍。据报道,镀层中磷含量较低,有利于改善镀镍织物的导电性能,提高其电磁屏蔽的效果。甘雪萍[13]等人将涤纶作为基布在一定浓度的NaOH溶液中浸泡去油,然后在含有强氧化性的酸性KMnO4溶液中进行粗化处理,经SnCl2和HCl的敏化处理以及PdCl2和HCl的活化处理后,再进行化学镀铜和化学镀镍。据报道,织物的表面比电阻随着镀铜量的增加而显著减小,镍磷合金镀层质量的增加只能使织物表面电阻略有下降,见图10。纤维表面随着铜的不断沉积而变得光滑,但是镀铜时间达到15min时,纤维表面开始出现一些圆形的瘤子,并且经过化学镀镍处理后不能被镍层覆盖。图10织物化学镀铜、镍后的SEM照片2.3聚合法2.3.1气相沉积聚合法杨楠[14]设计出一套制备聚吡咯导电织物的方案,以纬平针织物作为基布,经过NaOH溶液的去油处理后,将试样经过一定浓度的对甲苯磺酸水溶液进行掺杂剂掺杂处理,再将试样经过一定浓度的FeCl3•6H2O乙醇溶液进行氧化剂掺杂处理,最后让吡咯蒸汽缓慢均匀地沉积在处理过的织物试样上,得到聚吡咯导电织物。2.3.2现场吸附聚合法狄剑锋[15]等人选定以锦纶/氨纶长丝共同编织的经编针织物作为基质,制备聚苯胺/锦纶/氨纶复合导电织物。首先将锦纶/氨纶织物试样浸入苯胺单体溶液进行单体吸附处理,然后将处理后的织物置于氧化剂过硫酸铵和盐酸反应液中,制得墨绿色的聚苯胺复合导电织物,再用盐酸、丙酮、去离子水分别洗涤至溶液为无色,烘干后即得到聚苯胺/锦纶/氨纶复合导电织物。2.3.3液相化学吸附聚合法胡沛然[16]等人以棉织物为模板,通过简单的“浸渍-干燥”过程,制备得到规则的氧化铟锡导电网络,再将其与聚二甲基硅氧烷树脂复合,得到复合柔性导电材料。据报道,氧化铟锡导电网络/聚二甲基硅氧烷柔性导电复合材料弯曲后的电阻率从20Ω•cm增长到80Ω•cm,仅增加了3倍,在弯曲同样的角度后,氧化铟锡纳米颗粒/聚二甲基硅氧烷柔性导电复合材料的电阻率从20Ω•cm快速上升到超过1000Ω•cm,增长了近50倍,导电性能下降非常明显,因此得出,氧化铟锡导电网络的使用能够在弯曲状态下有效地保持材料稳定的电学性能。2.3.4电化学聚合法Kim[17]等人采用电化学聚合法对锦纶/氨纶混纺织物进行聚合,在不同的聚合条件、伸长率和重复拉伸次数下测量织物的导电性能。据报道,织物伸长率在40%时,其导电灵敏度达到最大,如果再增加则伸长率变化不明显。导电织物的导电率会随着拉力的增加而稍微下降。2.4纳米涂层整理LimZ.H.[18]等人提出一种氧化锌纳米棒导电纺织品,让氧化锌纳米棒在普通的棉织物纤维上均匀生长,最后得到高结晶度的纳米棒导电织物。经过机械性能测试可知,纳米棒织物有较强的抗压和耐水洗性能,在室温下,该导电织物可用于气体和光学传感器,用来检测氢气和紫外线。ZhangW.[19]等人用单壁碳纳米管制备导电纱线,使用聚乙烯亚胺对棉纱进行预处理,用以提高碳纳米管的亲和力,然后将基于碳纳米管制备得到的导电纱线作为化学电阻,通过检测其电阻变化,可以在室温下检测氨气的浓度,制成氨气传感器,见图11。 3结语 微电子和纳米技术的快速发展为电子信息智能纺织品领域带来了更多的机会,使电子信息智能纺织品的开发有了更广阔的空间。导电纱线的织入及缝入、包芯纱导电部分和不导电部分的设计、纳米涂层整理技术以及传感器和电池技术的探索,将会成为未来的研究方向。 作者:张杰刘晓霞单位:上海工程技术大学 纺织论文:纺织品加工贸易论文 一、全球价值链的理论形成及其运用 (一)全球价值链的理论形成 价值链概念最早是由迈克尔•波特(MichaelPorter,1985)在《竞争优势》一书中提出的,他认为企业的研发、生产、营销、物流与客服等活动组成了一条完整的链条,链条上的各个环节都会产生其特有的价值。[1]格里芬(GaryGereffi,1999)在迈克尔•波特的研究基础上建立了全球价值链(GlobalValueChain,GVC)模型,认为经济全球化发展趋势使得商品生产不再仅仅局限于企业或国家的狭义范围内,而是通过国际分工与跨国合作方式在不同成员国之间形成了完整的合作体系。这种分散在世界各国(地)的商品加工程序,通过自由贸易形式将劳动力和生产要素组合在一起,最终形成了全球(商品)价值链。 (二)全球价值链理论的运用 全球价值链的形成是资金、人才、资源在世界范围内自由流通的必然结果,符合市场经济发展的客观规律,其目的是为了完成实体商品的生产或虚拟服务的增值。价值链中每个环节的成员密切配合、各司其职并彼此依存,通过参与蓝图设计、研究开发、技术测试、品牌推广、渠道建设等,进而享受流通过程中的产品增值与利润分配。全球价值链理论是基于纵向维度来看待世界各国在经济发展与生产组织过程中的分工,价值链的不同生产环节对应着截然不同的利润空间。某个环节涉及的产品生产工艺越复杂,所需的技术含量越高,对误差的要求也越精密,所要求的条件与门槛也越高,参与者在利润分配中才能拥有更多的话语权。正因为如此,世界各国都采取了增加政府投入、集结各种优势资源、发展上下游配套产业等措施,加速打造产业集群,以构建独一无二的产业优秀竞争力,力争在全球价值链分工中占据有利地位,增加本国贸易收入。为衡量一个国家参与国际商品生产与贸易的效率及其通过相关产业链获取的增值程度,笔者引进了“贸易增值率”这个指标。通常而言,加工贸易增值率=(加工贸易出口额-加工贸易进口额)/加工贸易进口额。[2]通过这个公式,可以清楚看到,一个国家在加工贸易环节所获得的附加值多少主要取决于国内相关产业链的深度与长度。在全球产业链参与环节越多、上下游配套设施越齐全、对国外先进技术依存度越低,就越能获得理想的贸易增值率,反之亦然。 二、中国纺织品加工贸易发展现状及其存在的主要问题 (一)中国纺织品加工贸易发展现状 加工贸易是指经营企业进口全部或者部分原辅材料、零部件、元器件、包装物料(以下简称料件),经过加工或装配后再将制成品出口的经营活动。[3]纺织品加工贸易是中国加工贸易的重要组成部分,也是中国发展对外贸易、参与国际分工与竞争的关键产业之一。改革开放后,中国纺织品加工贸易进入黄金发展时期,经过多年的持续努力,基本形成了产品质量上乘、品种丰富多样、上下游配套齐全的产业体系。加入WTO之后,中国纺织品加工企业凭借劳动力价格优势,大量承接了马来西亚等亚洲国家与地区的订单,从而实现了行业的整体快速发展。2013年,中国纺织品加工贸易进出口总额为827.6亿美元,同比增长21%,其中,出口总额为532.1亿美元,进口总额为295.5亿美元。但与此不相称的是,中国纺织品加工贸易企业平均利润常年维持在极低水准。2012年商务部公布的数据显示,绝大多数从事纺织品加工贸易的企业净利率仅在3%~5%。近年来,随着国内劳动力的紧缺,加之国际原材料价格上涨和人民币升值,更多纺织品加工贸易企业开始面临增产不增利的尴尬局面。 (二)中国纺织品加工贸易存在的主要问题 1.加工贸易形式落后,企业利润微薄 改革开放初期,由于中国经济基础薄弱,各行业发展普遍缺乏资金支持,只能以“三来一补”方式参与到世界加工贸易行列。“三来一补”加工贸易主要包括进料加工、来料加工、装配业务和协作生产等方式。[4]近年来,中国经济发展取得了巨大成就,截至2013年底,中国货物进出口总额达到25.83万亿元人民币,外汇储备达到3.79万亿美元。在此背景下,中国纺织品加工贸易依托劳动力供给充沛及其价格低廉得到一定发展。但与世界纺织品贸易强国相比,中国纺织品加工贸易始终缺乏实质性提升,大部分企业依然从事着含金量较低的来料加工业务。中国的纺织品加工贸易属于典型的劳动密集型产业,位于全球价值链的底层。按照台湾地区宏碁实业董事长施振荣提出的关于全球分工微笑曲线模型,整个价值链中,最有机会能够获得高附加价值的区域往往位于曲线的两端,即产品研发与品牌营销。[5]国内纺织品行业由于长期缺乏足够研发实力,只能为国外品牌进行代工,从中赚取微薄的加工费。由于缺乏足够的市场开发与品牌营销能力,即便是质量上乘、用料充足的产品也只能以成本价为基准进行销售,无法享受国际品牌产品所独有的品牌溢价。以国际时装品牌范思哲为例,某款大衣在美国本土的售价是299美元,而国内服装企业只能获得每件12.9美元的代工费用。反观日本的优衣库品牌,2013年财务报表数据显示,该公司毛利率与净利率分别维持在47%与23%的高位。优衣库等服饰品牌成功的根本原因就在于其对市场营销的重视,通过对自身品牌的塑造,让旗下服装超越了普通消费品范畴,成为当下年轻消费者的一种时尚主张与生活方式,进而在全球价值链中占据优势地位,轻松获取高额附加值。 2.研发设计能力不足,产品款式落后 中国服装加工贸易企业主要分布于福建、浙江等沿海省份,大多数企业是由当地小型家庭作坊发展而来,企业所有者思维方式陈旧、管理方法落后,对当前国际大环境以及全球价值链变化缺乏清醒认识。反映在企业日常管理中,主要表现为很多企业经营者对纺织机械与设备投入不足,有将近7成的纺织品加工企业在近10年内没有更新过生产设备,CAD排版裁剪机等新型智能化生产设备仅为少部分企业所拥有。部分企业经营者对过去低价夺取出口市场份额做法存在明显的路径依赖,不重视纺织品专业技术人才培养,导致行业整体研发能力不足、产品款式落后。目前,这些企业员工构成多以农民工为主。由于员工文化水平较低,接受新技术、新工艺、新设备的能力普遍较差,加上行业平均薪酬较低,阻碍了优秀产品设计人才的跨行业流动。在这个背景下,国内纺织品行业新品设计乏力,绝大部分产品依靠国外来样加工,其余则来自对国外品牌的“山寨”,即便有少量原创作品,但在时尚性与美观性方面与国外同类产品相比存在明显差距。 3.环保意识缺失,对生态纺织品重视不足 随着生活水平的提高,欧美国家消费者愈加重视纺织品的环保性能,纺织品进口检疫标准与贸易门槛逐渐提高。目前,北欧各国正在兴起生态纺织品热潮,其影响已经通过国际化产业分工体系波及全球纺织品产业链上下各合作成员国。生态纺织品是指采用无公害原料,并以规定生产流程制作的对人体健康无明显伤害的纺织品。生态纺织品的流行对加工出口国的上下游企业都提出了全新要求。然而,中国纺织品行业普遍缺乏环保意识,对于即将到来的生态纺织品发展趋势缺乏敏锐嗅觉。2013年,由于产品化学品残留超标,中国有近98亿美元的出口纺织品被退回,相关企业损失惨重。造成中国纺织品加工贸易行业如此被动的原因是,一方面,中国产品环保标准严重滞后。由于国家质监部门介入程度不够,中国纺织品生产一向存在多重标准,绝大部分纺织品生产企业执行的是国家标准,与欧盟标准相比,中国纺织品国家标准存在较大差距。另一方面,生产工艺落后对中国纺织行业充分参与全球产业链竞争形成巨大阻碍。以出口到美国的生态纺织品为例,美国商务部对该类产品的生产流程与工艺制定了详细、严格的技术规范,明确规定产品不得经过氯漂白处理、不得经由防霉程序、不得进行阻燃整理工序。反观国内,由于环保监督过于宽松,相关违法成本太低,大部分纺织加工企业生产设备陈旧、工艺落后,即便短期内加大投入、集中整治,生产出来的产品也无法快速达到欧美发达国家技术要求。因此,由环保指标所构筑的出口贸易壁垒将成为中国纺织品加工贸易企业转型的巨大障碍。 三、中国纺织品加工贸易转型与升级政策建议 (一)转换生产模式,推动加工贸易产业链延伸 政府要鼓励行业内企业努力向国际纺织品产业链上游延伸,从而有效延长国内加工贸易产业链,进一步提高产业增值率;通过强化技术投入,提升产品设计能力,创立自有独立品牌;深入海外市场,设立产品分销渠道,建立与国外用户直接接触的渠道,推动中国纺织品加工贸易行业实现由“订单模式”向“市场模式”的升级转换。随着国内经济的发展和人民生活水平的提高,中国内销市场已悄然启动并逐渐形成规模,为纺织品行业发展开辟了一个新的市场空间。要着力引导纺织品加工贸易由原来的“单一外销模式”向“内外销并举模式”转变,加大产品出口转内销的尝试;推动企业商业模式与经营理念更新,竭力打造为消费者所接受的服装、服饰知名品牌;立足国内,放眼全球,通过整合国内消费者需求,一改以往被动生产的局面,以海外订单反向定制创新型模式,实现全球价值链参与角色互换,推动纺织品企业实现从低端制造商到高档品牌运营商的实质性跨越。 (二)加大研发经费投入,建立高层次人才队伍 有关部门应通过树立行业典范方式,推动企业管理者及时转变经营理念;通过设立纺织行业技术改造专项经费财政扶持政策,加快企业技术装备与生产工艺革新步伐;通过鼓励纺织品企业设立行业技术研究中心,完善产业研发体系,提升中国纺织产品优秀竞争力。建立高质量专业人才队伍是提升产品技术含量、推动纺织品企业转型升级的重要保障。为全方位满足行业可持续发展需求,政府相关部门应通过多种渠道,广泛储备人才资源;加大行内企业员工培训力度,提高其文化知识水平与专业技能;设立针对高层次人才的落户优惠政策并给予其相应奖励经费,有效提高国内纺织品行业的研发水平。加强纺织品企业内部建设,通过技术引进、合作开发、自主研发等方式努力提升企业自主创新能力,在巩固和扩大现有大宗初级产品和半成品出口的同时,大举进军国际高档服装及其产品深加工领域,提高时尚品牌服饰的生产与出口比例,进而在全球价值链中获得高附加值回报。 (三)提升产品检测标准,完善上下游产业建设 随着中国纺织品行业对全球价值链的参与程度不断提升,产品所面临的标准与约束日趋严格。以欧盟为例,之前众多成员国执行的是进口纺织品-100标准,2013年世界纺织协会颁布的新标准在原有约束条件基础上进行了升级,对化学物质的检测量以及纺织品生产流程都制定了更加严格的程序。为此,中国纺织品行业必须时刻掌握全球消费者对生态纺织品的升级需求,及时改造自身生产技术与生产工艺,严控原材料采购环节,确保产品生产无毒、无害、无添加。大力推动农作物种植规范化,避免使用各种违禁农药,从源头上解决棉花等纺织原材料有害物质残留问题。只有政府、社会和行业共同努力,才能切实有效推动纺织品企业的转型升级,促使企业更好参与到世界经济的全球化进程中,为中国对外贸易可持续发展作出贡献。 作者:易雅馨单位:苏州科技学院 纺织论文:智能数据管理下纺织机械效率论文 1智能数据管理系统的介绍 随着第三次工业革命到来,先进制造、绿色制造、智能制造已成为当今工业发展的主题,纺织行业作为我国工业的重要组成部分,选择在本行业应用数据管理系统,来提高企业技术水平和智能化水平,已成为行业发展的必然趋势。至于数据管理在企业应用中的表现形式,以及有哪些优势,本文将在这一部分做相关介绍。 1.1智能数据管理的表现形式 实行数据管理,在纺织业的主要表现是对各流程、各工序参数的准确记录,确保有详细数据来描述每一道工序,以使纺织业的产业链更接近于数字化、智能化。日常生产的正常并且成功进行,要靠流程中每一步工艺的精确执行。生产过程中的各项参数,例如温度、湿度、pH值等都会影响到生产过程的正常运转。在这个过程应用数据管理,机械制造商在设备内部设置测量这些参数的功能,同时把这些数据自动存档并进行规范化整理,对于工艺的长久可靠性有很大的帮助。数据管理系统中强大的数据库还可以存储生产中使用的配方,以方便生产过程的实时调用。数据管理通过使用敏锐的传感器系统,还能随时监控生产过程中的各项参数,确保数据的完全可靠,确保工艺的准确实现,从而得到令人满意的产品。 1.2应用数据管理的优势 数据管理的主要优势是减少了生产成本,提高了产品性能。数据管理做到了对每一步工艺进行准确记录,这样在每一道工序中,各原料的使用量便一目了然。精确度较高同时具备自动检测、纠错能力的设备,可以及时纠正各原料的使用情况,准确记录各项数据变化,不会再有人工添加原材料时使用量过多或过少的情况出现,这样减少了原材料的浪费,降低了能耗,节约了成本。另外,数据管理中数据库系统的应用,让配方可以长久存储,使用时只需从数据库中找到调用,这样配方具有了重现性,对生产人员来说,操作变得简单方便,同时产品的品质也有了大幅度提高。另外,通过各原料使用量的记录情况,可以估算生产成本,也能实现对生产成本的控制,这样就能辅助企业确定产品价格,从而使产品的定价更具合理性,对企业的发展更有利。 2纺织工业的发展现状 当前,技术水平低下限制了纺织企业的长足发展,尤其是在出口方面,企业内部技术的薄弱使企业经常遭遇国外技术壁垒。因此,提高纺织行业生产技术,通过技术创新、设备改进来提高纺织业机械效率已经变得刻不容缓。很多企业都在关注纺织业技术方面的改革创新。在各种技术的尝试中,在智能数据管理下提高纺织机械效率,进而给企业带来经济效益的方法,在应用中,取得了显著的成果。因此,越来越多的企业在生产中都引进了数据管理这项技术。当然,在使用这项技术时,也有很多需要注意的事项,还有一些在应用过程中会出现的问题,接下来本文将介绍这些问题。 2.1生产设备智能水平较低 智能数据管理技术应用的基础是有智能水平较高的设备,而这项技术的优秀是精确记录各工序参数,严格控制生产过程中各环节使用原料的量,并反映产品的性能。但许多企业现阶段所使用的设备智能化水平很低,甚至达不到智能化水平。有些企业因为引进先进设备花费较大,就仍然使用以往陈旧的生产设备,而这样的设备根本无法满足技术的要求,导致技术引进不彻底,数据记录不详细,控制功能发挥不充分,进而造成原料浪费,产品参数检验不准确,最终反而增加了成本,降低了收益。 2.2生产人员对设备过于依赖 应用智能数据管理,生产过程中的智能化、自动化水平大大提高,生产过程中不再需要人工添加配料,例如往洗涤槽内进行人工加水。智能化后,洗涤槽内水量已预先设好,先进的设备可以自动添加准确量。此时,有些生产人员因为设备智能化水平很高,就对生产过程放松了警惕,对各项参数的记录也不够准确,主观认为机器不会出错,过分依赖设备,不能做到随时查看生产过程中的各项参数,也会在存档记录数据时,有漏记、乱记现象,对生产过程把关不够严,不够细致认真,甚至带来了产品生产不合格等严重后果。 2.3对设备性能的实时监测不到位 机械设备一般情况下都具备合格的性能,才会应用到生产过程。但设备都有使用期限,并且在使用过程中,受环境条件的影响,设备本身可能已经失去了原有性能,例如机械本身的传感器系统损坏,造成了对生产工序的参数检测出错。有些企业在将设备投入生产时,未能对设备性能进行及时检测,致使设备自身的检测能力失效时仍在使用,使得具有错误参数配成的产品出现。有些企业在设备使用过程中,未能对设备进行实时监测和及时维护,导致生产过程中出现生产隐患。 3数据管理应用过程的改善措施 纺织行业作为我国工业中的重要组成部分,如何改变行业的现状,实现产业结构的调整升级,降低成本,提高产品质量,以获得最大经济效益,是每个纺织企业应当进行探索的方向。数据管理系统的应用,可以充分挖掘设备潜能,使纺织机械效率最大化,符合当前的改革思路。因此,针对数据管理系统应用过程出现的问题,力求解决措施,将更能满足当前的行业发展需求。下面笔者将就这些问题提一些建议,希望能对现阶段纺织业的发展情况有所裨益。 3.1保证设备具备较高的智能性 生产设备是数据管理应用的平台,这就决定了数据管理系统对于设备的智能水平的要求会较高。企业可以通过购买最新的设备,应用到生产线上,以确保数据管理的实现。当然购买新设备,成本也会投入较大,但立足于长远计划,这样的代价还是值得的。但是,如果对旧设备全部丢弃,也是对成本的增加,对资源的浪费。因此,还可以通过对旧设备进行技术改造的途径,来实现应用数据管理系统。在实际应用中,可以根据企业自身具体情况,通过对两种方法的结合,来实现成本最小化,效益最大化。 3.2生产人员要严格记录生产过程的各项参数 生产过程中对各项数据的准确记录,是数据管理系统应用的重要体现,因此一定要提高生产人员对生产过程的数据记录的严谨性,不要仅仅依赖机器,人毕竟比机器要智能,不能因为有智能机器存在,便放松警惕。生产人员在生产过程中,应当随时查看各项参数,尤其是原料的使用量是否与设备的真正使用量相符合,还要注意当前使用配方是否与所需配方相符合。数据管理中强大的数据库系统中的数据也是由人工输入的,在这个阶段更应认真仔细查看正确性,一定要确保完全正确,一旦有纰漏后果将很严重,甚至可能危及企业生存。 3.3要随时对设备进行实时监测 对于机械本身,由于在内部应用传感器系统,因此,器械本身往往带有一定的自动监测能力。但机械设备的智能性毕竟有限,如果内部器件有损坏,或内部参数设置有误,就可能出现设备监测能力很弱或失效等情况。在这种情况下,继续使用这样的设备,无疑是埋下了生产线上的隐患。因此,一定要确保设备的完好性。这就需要投入维修检测人力,对设备的性能进行定期和随机抽查的检测,发现有损坏,及时进行维修。另外,对于使用生产人员,也应适当了解设备的某些参数,例如容积等,一旦发现有不符合数据情况,及时告知维修人员,确保设备性能良好,生产过程正常进行。 3.4及时引进新技术 现代化的新技术更新速度很快,尤其是计算机技术在智能化方面的升级,更是日新月异。作为企业,要想长久立足本行业,必须拥有最新的技术,这就需要随时关注行业技术的更新动态,及时引入,并应用于生产实践。数据管理系统要想充分发挥其监测能力,确保工艺可靠性,需要现代化新技术的正确配置,需要有相应的技术进行依托,因此企业应当及时学习,及时引进新技术,确保自身技术走在前沿行列,增强企业在同行中的竞争力。 4结语 当今世界,绿色生产、低碳环保概念深入人心。而要实现这些理念,企业必须从技术上进行根本改造,以实现企业产业结构的转型和升级。现阶段,我国纺织行业虽然与欧美等地区技术还有不小的差距,但已经具备良好的基础。在纺织行业实行数据管理,可以通过精确生产过程使用量来减少资源的浪费,通过实时的监测以减少回炉重造,从而降低成本,减少能耗,提高机械效率,确保真正实现了节能减排,进而为企业创造更大的经济效益。 作者:石艳红白尚勇单位:内蒙古工业大学乌海职业技术学院鄂尔多斯羊绒集团 纺织论文:纺织产业集群在全球贸易下发展思考论文 摘要:文章以绍兴县纺织产业集群为例,研究出口退税、金融危机、人民币汇率等开放经济问题对纺织产业集群的实际影响以期认识开放经济条件下纺织产业集群转型升级的紧迫性。 关键词:开放经济;出口退税;金融危机;人民币汇率 开放经济条件下,绍兴县纺织产业集群面临着一系列问题,纺织品出口退税率的调整。国际金融危机的冲击、人民币汇率的调整,困扰着绍兴县纺织企业特别是中小型纺织企业,集群转型升级迫在眉睫。 一、纺织品出口退税率调整问题 (一)纺织品出口退税政策演变历程 出口退税指一国家或地区对已报关离境的出口货物,由税务机关根据本国税法规定,将其在出口前生产和流通各环节已经缴纳的国内增值税或消费税等间接税款,退还给出口企业的税收制度。其主要目的在于增强国内产品的国际竞争力。我国是世界上纺织品第一生产大国和出口大国,纺织品出口退税问题一直是个热门问题,相关政策调整相当频繁。自1997年金融危机以来,我国纺织品出口退税主要经历了以下几个阶段: 1998年1月一2004年1月。这阶段国家纺织品出口退税政策进行了4次调整。加大纺织品出口退税率,目的在于应对金融危机的影响,扩大出口。1998年1月,国家将纺织服装出口退税率由6%上调至11%;1999年1月,又将出口退税率由11%上调至13%;同年7月,出口退税率由13%上调至15%;2001年7月,国家将棉纱、棉布、棉制产品出口退税率由15%上调至17%。 2004年1月-2008年8月。这阶段国家对纺织品出口退税率采用下调政策,目的在于增加财政收入,减少贸易摩擦,提高出口质量。具体进行了两次调整。2004年7月,纺织品服装出口退税率由15%、17%下调至13%,出口退税由中央和地方共同负担;2006年9月15日,纺织品出口退税率由13%降至11%。 2008年8月至今。2008年,为应对美国金融危机的消极影响,国家频繁地调整纺织品出口退税率,短短1年间,4次上调纺织品出口退税率。2008年8月,将部分纺织品、服装的出口退税率由11%提高到13%;11月,将部分纺织品、服装出口退税率提高到14%;2009年2月,将纺织品、服装出口退税率提高到15%;4月份则提升到16%。 (二)纺织品出口退税率调整对绍兴县纺织品出口的影响 纺织品出口退税政策的调整是国家根据国内外经济形势制定的。但具体效果并不是均衡地分布于各个地区。绍兴县作为我国纺织品出口大县,有必要考察出口退税政策调整对其产生的影响。 1历年纺织品出口退税率数值来源和处理方面 历年纺织品出口退税率数值总体由国家税收总局税收法规库相关文件整理,但由于国家纺织品出口退税率调整并不是每年调整一次,而是根据经济形势需要适时进行调整,而且其调整并不是都针对全体纺织品,还涉及纺织品结构问题,因此文章采取了以下几点处理方法:(1)年度内有不同的出口退税率的处理。这类数值。以不同时段出口退税率的时间为权重进行加权处理。例如,2009年,国家于2月1日和4月1日实施不同的纺织品出口退税率,分别为15%和16%,当年的出口退税率分为3段:1月、2-3月、4-12月,各占权重分别为1/12、2/12、9/12。其中1月份用2008年最后一次调整税率14%计算。(2)涉及小部分纺织品出口退税率的数据处理。这部分数值以该类纺织品出口占纺织品出口比重加权处理。例如,2001年7月1日。国家将棉纱、棉布及其制品退税率调整为17%,其他税率仍为15%,这个政策持续至2004年1月,因此以2002年数据说明。该年棉制品占据纺织品出口的40.65%,即为17%税率的权重,其他59.35%则为15%的权重,数值来源于当年中国纺织工业发展报告。(3)涉及几乎全部纺织品出口退税率调整的数据处理。这部分数值不做加权处理,近似取代为全部纺织品出口退税率。如2008年11月税率的调整,涉及纺织品出口大类,因而近似为当个时间段税率。 2出口退税率与绍兴县纺织品出口增长率相关性分析 从回归结果上看,回归系数均通过了5%的显著性水平检验,拟合优度为66.7%,不是很高。这是因为文章集中于出口退税率与纺织品出口增长率的相关性分析,没有考虑影响出口增长的其他因素,如GDP、汇率的因素。D-W值通过5%显著性水平检验。方程不存在白相关问题。 回归结果表明,出口退税率对绍兴县纺织品出口增长率有显著性影响,出口退税率每上升1%,下一年出口增长率增加14.54%。出口增长率对出口退税率变化非常敏感,由此反映绍兴县纺织品出口对出口退税率依赖程度很强。 出口增长率对出口退税率依赖现象在短期内可以解决外在冲击的威胁,但长期依赖出口退税政策来扩展外贸实际上并不符合市场经济运行规律,最终难以培养出市场自适应、自调节的强势企业,不利于产品高级化和产业的转型升级。如何运用好、把握好出口退税率杠杆效应强度成为一项严峻的课题。 二、国际金融危机的冲击 2007年夏,美国次贷危机全面爆发。此后,危机持续发展,导致大批美欧金融机构陷入困境甚至破产,最终在2008年9月升级为一场全面的金融危机,逐步向世界扩散并影响实体经济。2008年3季度,金融危机对我国经济的影响开始显现。外向度较高的长三角、珠三角地区出口型企业订单急剧缩减,数以万计企业纷纷倒闭,绍兴县纺织企业也难逃厄运。10月7日,全国最大的印染企业——绍兴“浙江江龙控股集团”轰然倒塌。10月11日,绍兴最大民营企业,亚洲最大PTA供应商——“浙江华联三鑫集团”停产,濒临破产。数天之内,两家绍兴当地龙头企业相继“挂号”,一度引发当地纺织业私营业主们的恐慌, 金融危机对绍兴县纺织业的冲击,在柯桥纺织指数的外贸指数中得到了充分的体现。2008年9月。金融危机全面爆发前。柯桥外贸景气指数和销售额指数从2008年6-9月不断攀升,到9月份达到相应高位,分别为1877.03和2748.5。金融全面爆发后,两外贸指数,特别是外贸销售额指数陡然下滑。2009年3月,外贸景气指数下降为938.75.较2008年9月份下降了49.99%。外贸销售额下降指数先对滞后,到4月份跌入低谷,下降为851.48.但波动幅度更大,较2008年9月下降了69.02%。另据统计,受金融危机影响,2009年1-2月,纺织服装整体自营出口降幅大于全国14.2个百分点。其中,面料类出口5.7亿美元,下降29.9%;服装出口4107万美元,降幅较小。下降10.9%。 金融危机虽对绍兴县产生了较为严重的破坏,但在2009年4月份以后,短短8个月左右时间,处于集群区的绍兴县纺织产业开始实现适应性调节,柯桥外贸指数在波动中逐步上升。2010年前2月,纺织服装出口额达10.67亿美元,同比增长74.89%,外贸出口强劲反弹,显示了集群强大的生命力。绍兴县纺织产业能在金融危机面前迅速反应调整,一方面离不开政府部门的规划调节,但更为重要的是来自集群区多年来形成的一种自适应调节机制。这种机制助推了绍兴县纺织产业集群的转型升级,是集群发展升级的根本动力机制。 三、人民币汇率波动问题 近年来,人民币汇率问题一直是个敏感问题,经常听到人民币升值的言论,但具体人民币到底是升值还是贬值,有多大变动幅度,还需要具体考察一下近年来人民币汇率波动情况。 实际有效汇率比较真实反映一国币值,不仅考虑所有双边名义汇率的相对变动情况。而且还剔除了通货膨胀对货币本身价值变动的影响,能够综合地反映本国货币的对外价值和相对购买力。自2000年以来,人民币币值波动相当频繁,但在2005年,我国汇率制度改革实行以市场供求为基础的、参考一篮子货币进行调节、单一的、有管理的浮动汇率制。之后,人民币总体以升值为主,贬值幅度要远低于升值幅度。2005年,人民币升值7.1%;2006年,人民币贬值仅1.1%;2007、2008又连续两年大幅升值,分别升值4.5%和12.88%。2009年虽贬值5%,但相比2005年,人民币升值11个百分点,人民币升值大势所趋,人民币升值势必会对绍兴县纺织品出口产生影响,因为人民币升值,以外币标价的中国出口产品的价格要提升,降低中国出口产品的竞争力。另外,纺织业的利润率一般较低,近年来绍兴县规模以上纺织企业的利润率集中在3%-5%,特别是2005年后,基本徘徊在3%左右。人民币币值如继续升值,绍兴县很多纺织企业,特别是中小纺织企业将面临灭顶之灾。寻找新的利润点,加快发展升级,成为绍兴县乃至全国纺织产业必由之路。 纺织论文:纺织企业出招美国反倾销研究论文 摘要:全球纺织品贸易进入无配额时代之后,失去了保护伞的各纺织品进口国将更多地利用反倾销措施抵制我国纺织品的涌入。美国对华纺织品频繁的反倾销严重损害了我国纺织品行业的出口环境和国际竞争力,本文在剖析美国对华纺织品反倾销原因后,针对性的提出提升我国纺织品企业出口竞争力的对策建议。 关键词:中国纺织品;出口企业;美国;反倾销 一、我国纺织品贸易出口现状 1.出口规模快速增长。我国自改革开放以来,经济发展突飞猛进,进出口贸易发展迅速。2009年,中国对外贸易总额高达2.21万亿美元,出口12016.7亿美元,全年贸易顺差1960.7亿美元。纺织业是我国最早开放进入国际市场的产业,也是我国在国际市场上成长最好、增长最快、发展最完善的产业。我国加入WTO后,随着出口规模的不断扩大,纺织品出口从2001年的534.4亿美元猛增到2009年约1670亿美元,占全国出口总额14%,八年中出口增长近3倍。据最新统计数据,2009年我国纺织品服装进出口总值为1882.56亿美元,占全国外贸进出口总值的8..53%,其中出口总值1713.32亿美元,占全国出口总额的14.26%,进口169.24亿美元,占全国进口总额的1..68%,贸易顺差为78.76亿美元。 2.出口贸易地区分布。我国从1994年成为世界上最大的纺织品出口国以来,纺织品出口额约占世界纺织品出口总量的五分之一。在我国纺织服装出口的所有国家和地区中,美国、日本、我国香港排名前三位。据统计,我国出口纺织品到达美国市场的比率达2O.14%。2009年我国对美国、日本及我国香港地区的纺织服装出口金额分别为为278.37亿美元、220.80亿美元和139.98亿美元,与上年分别同比增长3.44%、0.27%和下降12.88%。另外,2009年我国对欧盟的纺织品服装出口总额为370.79亿美元,与上年同比下降7.13%。2009年1月~12月中国出口编织电热毯中,美国、日本和欧盟27国是最大的出口地,分别占国内出口总量的39%、31%和15%。 3.美国对华纺织品反倾销现状。从美国对华反倾销案件总量上看,截至2009年,我国遭遇反倾销案件已高达178件。从美国对华反倾销案占国总案的比例看,1980年以来稳步上升,1980年~1985年为6.3%,乌拉圭回合上升到9.1%,WTO成立后的10年里,其对华案比例一直在不断上升,2009年已升至55.6%。今年6月,美国商务部裁定,以所谓中国产机织电热毯对美国相关产业造成实质损害为由,同意对中国输美机织电热毯实施最高达174.85%的反倾销制裁。8月上旬,美国商务部公告,由于计算错误,决定修改对原产于中国的编织电热毯的反倾销终裁结果。电热毯产品的出口利润大约在4%~5%之间,如果被征收77.5%,甚至174.85%的反倾销税,美国客户肯定承受不了这个涨幅,中国不少相关企业只能被迫退出美国市场。这也意味着,从去年7月开始的美对华电热毯反倾销调查一案将有最终结果,国内企业应诉并未取得良好结果。美方此举也令纺织业界担忧,其是在“投石问路”,以电热毯这个相对冷门品类的商品,试探国内企业应诉能力和反应速度,可能会蔓延至其他大门类纺织品。 二、美国对华纺织品反倾销的原因 1.不断扩大的中美贸易逆差。20世纪80年代以来,美国贸易账户赤字日益恶化,与之相对应,美国对华反倾销数量呈现波动性增长趋势。WTO的第一年,美国是对我国反倾销立案最多的国家,提起调查的案件高达12起。2006年美国对华逆差高达1442.6亿美元,占美国外贸逆差总额的19%,1996年~2006年贸易账户赤字年均高达4291.8亿美元,2008年逆差高达6959亿美元。奥巴马政府上台后在减少贸易逆差方面竭尽所能,并把扭转逆差作为一项优秀经济政策,提出转变美国经济发展模式的4个方向,其中首要一项就是要更多依靠出口。一年来,美国积极推动与韩国、哥伦比亚、巴拿马等国的双边自由贸易协定,同时不时挥舞“保护主义大棒”以限制进口。作为美国主要贸易伙伴,也是美国最大的贸易逆差国,中国无疑是美国贸易政策调整的重点对象,成为遭受美国反倾销最多的发展中国家。 2.次贷危机下保护本国相关行业和降低失业率的需要。近几年,美国经济增长放缓,甚至2006年房地产市场出现了衰退,由此引起的次贷危机使得美国经济元气大伤。中国具有比较优势的劳动密集型产品的出口直接冲击着美国的同类产业。在美国国内经济尚未完全回暖的情况下,其一定程度需要通过国内的贸易保护主义保护本国相关行业的利益,导致其对中国发起调查范围更大,立案标准更宽,反倾销税的税率更高的反倾销调查。另一方面,反倾销还可作为美国政府转移视线的有效途径。政府面对强大的就业压力时,将问题归咎于国外的不公平竞争以缓解国内矛盾。有资料统计,美国失业率与对华反倾销趋势基本符合正方向变化关系(见图3)。尤其在大选时,运用反倾销打击外来商品,保护国内企业和就业者利益,降低失业率,以迎合工会和国内产业的要求,成为美国国内两党拉选票的重要筹码,所以大选年间对华反倾销案会呈上升趋势。 3.反对贸易保护主义的宣言不过是“表面文章”。近年来,随着资本主义国家经济发展不平衡,以及国际竞争的日益激化,美国的出口商品日益受到日本和西欧的挑战,其世界经济贸易中的霸主地位逐渐下降。在此种情况下,美国力图通过贸易保护主义政策来维护自身的经济和政治利益。仅仅在美国对华纺织品采取反倾销制裁一天前,G20峰会刚刚发表了《二十国集团多伦多峰会宣言》,就反对贸易保护、推进商业和投资等达成共识。同时,美国总统奥巴马在和我国国家主席会谈时也表示,“美国希望看到一个非常成功、繁荣的中国,美方反对贸易保护主义。”事实上,今年以来中美两国间的贸易纷争一直在持续,中方的钢材等相关出口产品则成了贸易战的重灾区。相关的反对贸易保护主义的宣言不过是相关国家的“表面文章”,并不能真正对缓解贸易纷争起促进作用。 4.对美出口市场结构单一,企业贸易管理模式落后。改革开放以来,随着我国外贸经营权的下放,经营进出口业务的企业数量急剧增加,又多为规模不大的中小企业,贸易管理模式落后,销售策略单一,再加上国家宏观管理措施不配套,因而出现了哪种出口商品的成本低、在国外市场有利可图,各出口企业就在国际市场营销中一味采取低价竞争策略,急功近利,过度投入的局面。同时,在产品结构上,我国出口较多的是纺织机电及化工等附加值相对偏低的劳动密集型产品,缺乏自主品牌,本身容易被误认为倾销。另外,中国纺织品出口市场结构过于单一,主要集中在北美和西欧市场。 5.滥用贸易救济措施及产品标准。随着行业危机加深和更多行业陷入困境,作为控制进口有效便利的手段,反倾销、反补贴被美国政府视为常规的贸易救济措施而继续利用。美国还动用国内贸易法中201保障措施、421特别保障措施。钢铁、汽车、信息产品、家具、纺织等行业均可能成为美国设限的重点领域。实际上,近几年美国仍在继续实施不符合世贸组织规则的伯德修正案,其产业部门针对其他贸易伙伴已经提出了大量的两反指控。美国凭借其在技术、信息等方面的优势,在食品安全、环境保护、知识产权等问题上大做文章。美国实施不久的消费品安全促进法案,规定所有消费品生产商和进口商必须提交证书,保证进口产品符合美国的规定和标准。 三、应对美国反倾销提升我国纺织品出口的对策建议 1.积极利用WTO争端解决机制,提升中国政府解决中美贸易纷争的能力。中国加入WTO后,我国可以依靠世界贸易组织这个平台争取更多权益。在应对美国反倾销时,应充分利用WTO贸易争端解决机制,对于美方不合理的滥用反倾销进行贸易保护的做法,中国政府可向WTO争端解决机构提起申诉。同时,要加强对WTO规则的研究,以便在今后WTO规则的评价及修改中充分利用中国在WTO多边贸易体系中的发言权,争取早日修改国际反倾销规则,取消对中国的歧视性规定,尽快得到公正待遇。2001年11月开始的多哈回合目前正在进行之中,我国应在本轮谈判中努力争取属于自己的权益。我国政府也可与美国政府进行谈判,对其一些不合理或歧视性的做法进行必要的抗争,说服其改变或放弃原来的观点和做法,努力提高解决中美贸易纷争的能力,加快中美贸易健康发展。公务员之家 2.转变出口经营战略,提高产品在国际市场上的可持续竞争力。我国纺织品出口企业既要充分利用劳动力和原材料价格低廉的优势,同时又要对美国市场进行认真调研,充分了解出口产品在美国市场上的成本供求及收益状况等,正确规划企业发展战略和科学进行经营决策,选择市场空间较大的项目,合理制定并及时调整出口产品价格,树立以质量取胜、以服务取胜的经营理念,提高质量档次、增加科技含量、增强品牌意识,力争以优质的产品和服务进入美国市场,改变中国产品长期以来低质低价的形象,由单一的价格竞争转变到综合的非价格竞争,增强产品的可持续竞争力。 3.完善出口区域市场结构,寻找新的国际市场通道。加入WTO以来,中国纺织品出口贸易额持续增长,但由于出口市场结构过于单一,导致过多企业激烈竞争,争夺有限的市场。由于企业的目标市场单一,如若遭到欧美等国的反倾销,则企业的价格优势将不复存在,严重则会导致企业的生存问题受到威胁。因此,我国纺织品出口企业应从单一市场化向多元市场化战略转变,将出口战略目标定位为全球范围。这样,不仅可帮助企业因避免为进入单一市场而进行的激烈竞争,同时帮助企业摆脱因过度依赖单一市场生存而实施的低价策略。就算企业因某一贸易摩擦问题而退出某一目标市场,仍有其他的市场来维持企业的生存与可持续发展,而不至于使企业的生存受到威胁。 4.中美双方协商有关产品的反倾销贸易标准。外贸经营权由审批制改为登记制以后,国家采取行政手段限制和规范企业贸易行为越来越少,纺织商会要根据国际纺织品市场需求情况和外贸敏感度对纺织服装行业及企业在经营过程中的原材料和能源消耗、生产安全、产品质量、环保、劳动保障等情况进行调查研究。在纺织品反倾销认定标准上,美方和中方也有不同的理解。当然,美方肯定是不会完全考虑中方利益的。中国政府应积极与美方沟通,协商有关产品的反倾销贸易标准,制定纺织品进出市场准入标准和认证体系,充分了解美国反倾销法规,制定一个可操作的、量化的、让双方都能理解的准则。在商务部支持下,联合有关部门和专家制定国际上认可的行业标准,规范企业行为,促进纺织品行业的可持续发展。 纺织论文:中国纺织品针对国外反倾销策略研究论文 [摘要]全球纺织品贸易进入无配额时代之后,失去了保护伞的各纺织品进口国将更多地利用反倾销措施抵制我国纺织品的涌入。美国对华纺织品频繁的反倾销严重损害了我国纺织品行业的出口环境和国际竞争力,本文在剖析美国对华纺织品反倾销原因后,针对性的提出提升我国纺织品企业出口竞争力的对策建议。 [关键词]中国纺织品出口企业美国反倾销 一、我国纺织品贸易出口现状 1.出口规模快速增长。我国自改革开放以来,经济发展突飞猛进,进出口贸易发展迅速。2009年,中国对外贸易总额高达2.21万亿美元,出口12016.7亿美元,全年贸易顺差1960.7亿美元。纺织业是我国最早开放进入国际市场的产业,也是我国在国际市场上成长最好、增长最快、发展最完善的产业。我国加入WTO后,随着出口规模的不断扩大,纺织品出口从2001年的534.4亿美元猛增到2009年约1670亿美元,占全国出口总额14%,八年中出口增长近3倍。据最新统计数据,2009年我国纺织品服装进出口总值为1882.56亿美元,占全国外贸进出口总值的8..53%,其中出口总值1713.32亿美元,占全国出口总额的14.26%,进口169.24亿美元,占全国进口总额的1..68%,贸易顺差为78.76亿美元。 2.出口贸易地区分布。我国从1994年成为世界上最大的纺织品出口国以来,纺织品出口额约占世界纺织品出口总量的五分之一。在我国纺织服装出口的所有国家和地区中,美国、日本、我国香港排名前三位。据统计,我国出口纺织品到达美国市场的比率达2O.14%。2009年我国对美国、日本及我国香港地区的纺织服装出口金额分别为为278.37亿美元、220.80亿美元和139.98亿美元,与上年分别同比增长3.44%、0.27%和下降12.88%。另外,2009年我国对欧盟的纺织品服装出口总额为370.79亿美元,与上年同比下降7.13%。2009年1月~12月中国出口编织电热毯中,美国、日本和欧盟27国是最大的出口地,分别占国内出口总量的39%、31%和15%。 3.美国对华纺织品反倾销现状。从美国对华反倾销案件总量上看,截至2009年,我国遭遇反倾销案件已高达178件。从美国对华反倾销案占国总案的比例看,1980年以来稳步上升,1980年~1985年为6.3%,乌拉圭回合上升到9.1%,WTO成立后的10年里,其对华案比例一直在不断上升,2009年已升至55.6%。今年6月,美国商务部裁定,以所谓中国产机织电热毯对美国相关产业造成实质损害为由,同意对中国输美机织电热毯实施最高达174.85%的反倾销制裁。8月上旬,美国商务部公告,由于计算错误,决定修改对原产于中国的编织电热毯的反倾销终裁结果。电热毯产品的出口利润大约在4%~5%之间,如果被征收77.5%,甚至174.85%的反倾销税,美国客户肯定承受不了这个涨幅,中国不少相关企业只能被迫退出美国市场。这也意味着,从去年7月开始的美对华电热毯反倾销调查一案将有最终结果,国内企业应诉并未取得良好结果。美方此举也令纺织业界担忧,其是在“投石问路”,以电热毯这个相对冷门品类的商品,试探国内企业应诉能力和反应速度,可能会蔓延至其他大门类纺织品。 二、美国对华纺织品反倾销的原因 1.不断扩大的中美贸易逆差。20世纪80年代以来,美国贸易账户赤字日益恶化,与之相对应,美国对华反倾销数量呈现波动性增长趋势。WTO的第一年,美国是对我国反倾销立案最多的国家,提起调查的案件高达12起。2006年美国对华逆差高达1442.6亿美元,占美国外贸逆差总额的19%,1996年~2006年贸易账户赤字年均高达4291.8亿美元,2008年逆差高达6959亿美元。奥巴马政府上台后在减少贸易逆差方面竭尽所能,并把扭转逆差作为一项优秀经济政策,提出转变美国经济发展模式的4个方向,其中首要一项就是要更多依靠出口。一年来,美国积极推动与韩国、哥伦比亚、巴拿马等国的双边自由贸易协定,同时不时挥舞“保护主义大棒”以限制进口。作为美国主要贸易伙伴,也是美国最大的贸易逆差国,中国无疑是美国贸易政策调整的重点对象,成为遭受美国反倾销最多的发展中国家。 2.次贷危机下保护本国相关行业和降低失业率的需要。近几年,美国经济增长放缓,甚至2006年房地产市场出现了衰退,由此引起的次贷危机使得美国经济元气大伤。中国具有比较优势的劳动密集型产品的出口直接冲击着美国的同类产业。在美国国内经济尚未完全回暖的情况下,其一定程度需要通过国内的贸易保护主义保护本国相关行业的利益,导致其对中国发起调查范围更大,立案标准更宽,反倾销税的税率更高的反倾销调查。另一方面,反倾销还可作为美国政府转移视线的有效途径。政府面对强大的就业压力时,将问题归咎于国外的不公平竞争以缓解国内矛盾。有资料统计,美国失业率与对华反倾销趋势基本符合正方向变化关系(见图3)。尤其在大选时,运用反倾销打击外来商品,保护国内企业和就业者利益,降低失业率,以迎合工会和国内产业的要求,成为美国国内两党拉选票的重要筹码,所以大选年间对华反倾销案会呈上升趋势。 3.反对贸易保护主义的宣言不过是“表面文章”。近年来,随着资本主义国家经济发展不平衡,以及国际竞争的日益激化,美国的出口商品日益受到日本和西欧的挑战,其世界经济贸易中的霸主地位逐渐下降。在此种情况下,美国力图通过贸易保护主义政策来维护自身的经济和政治利益。仅仅在美国对华纺织品采取反倾销制裁一天前,G20峰会刚刚发表了《二十国集团多伦多峰会宣言》,就反对贸易保护、推进商业和投资等达成共识。同时,美国总统奥巴马在和我国国家主席会谈时也表示,“美国希望看到一个非常成功、繁荣的中国,美方反对贸易保护主义。”事实上,今年以来中美两国间的贸易纷争一直在持续,中方的钢材等相关出口产品则成了贸易战的重灾区。相关的反对贸易保护主义的宣言不过是相关国家的“表面文章”,并不能真正对缓解贸易纷争起促进作用。 4.对美出口市场结构单一,企业贸易管理模式落后。改革开放以来,随着我国外贸经营权的下放,经营进出口业务的企业数量急剧增加,又多为规模不大的中小企业,贸易管理模式落后,销售策略单一,再加上国家宏观管理措施不配套,因而出现了哪种出口商品的成本低、在国外市场有利可图,各出口企业就在国际市场营销中一味采取低价竞争策略,急功近利,过度投入的局面。同时,在产品结构上,我国出口较多的是纺织机电及化工等附加值相对偏低的劳动密集型产品,缺乏自主品牌,本身容易被误认为倾销。另外,中国纺织品出口市场结构过于单一,主要集中在北美和西欧市场。 5.滥用贸易救济措施及产品标准。随着行业危机加深和更多行业陷入困境,作为控制进口有效便利的手段,反倾销、反补贴被美国政府视为常规的贸易救济措施而继续利用。美国还动用国内贸易法中201保障措施、421特别保障措施。钢铁、汽车、信息产品、家具、纺织等行业均可能成为美国设限的重点领域。实际上,近几年美国仍在继续实施不符合世贸组织规则的伯德修正案,其产业部门针对其他贸易伙伴已经提出了大量的两反指控。美国凭借其在技术、信息等方面的优势,在食品安全、环境保护、知识产权等问题上大做文章。美国实施不久的消费品安全促进法案,规定所有消费品生产商和进口商必须提交证书,保证进口产品符合美国的规定和标准。 三、应对美国反倾销提升我国纺织品出口的对策建议 1.积极利用WTO争端解决机制,提升中国政府解决中美贸易纷争的能力。中国加入WTO后,我国可以依靠世界贸易组织这个平台争取更多权益。在应对美国反倾销时,应充分利用WTO贸易争端解决机制,对于美方不合理的滥用反倾销进行贸易保护的做法,中国政府可向WTO争端解决机构提起申诉。同时,要加强对WTO规则的研究,以便在今后WTO规则的评价及修改中充分利用中国在WTO多边贸易体系中的发言权,争取早日修改国际反倾销规则,取消对中国的歧视性规定,尽快得到公正待遇。2001年11月开始的多哈回合目前正在进行之中,我国应在本轮谈判中努力争取属于自己的权益。我国政府也可与美国政府进行谈判,对其一些不合理或歧视性的做法进行必要的抗争,说服其改变或放弃原来的观点和做法,努力提高解决中美贸易纷争的能力,加快中美贸易健康发展。 2.转变出口经营战略,提高产品在国际市场上的可持续竞争力。我国纺织品出口企业既要充分利用劳动力和原材料价格低廉的优势,同时又要对美国市场进行认真调研,充分了解出口产品在美国市场上的成本供求及收益状况等,正确规划企业发展战略和科学进行经营决策,选择市场空间较大的项目,合理制定并及时调整出口产品价格,树立以质量取胜、以服务取胜的经营理念,提高质量档次、增加科技含量、增强品牌意识,力争以优质的产品和服务进入美国市场,改变中国产品长期以来低质低价的形象,由单一的价格竞争转变到综合的非价格竞争,增强产品的可持续竞争力。公务员之家 3.完善出口区域市场结构,寻找新的国际市场通道。加入WTO以来,中国纺织品出口贸易额持续增长,但由于出口市场结构过于单一,导致过多企业激烈竞争,争夺有限的市场。由于企业的目标市场单一,如若遭到欧美等国的反倾销,则企业的价格优势将不复存在,严重则会导致企业的生存问题受到威胁。因此,我国纺织品出口企业应从单一市场化向多元市场化战略转变,将出口战略目标定位为全球范围。这样,不仅可帮助企业因避免为进入单一市场而进行的激烈竞争,同时帮助企业摆脱因过度依赖单一市场生存而实施的低价策略。就算企业因某一贸易摩擦问题而退出某一目标市场,仍有其他的市场来维持企业的生存与可持续发展,而不至于使企业的生存受到威胁。 4.中美双方协商有关产品的反倾销贸易标准。外贸经营权由审批制改为登记制以后,国家采取行政手段限制和规范企业贸易行为越来越少,纺织商会要根据国际纺织品市场需求情况和外贸敏感度对纺织服装行业及企业在经营过程中的原材料和能源消耗、生产安全、产品质量、环保、劳动保障等情况进行调查研究。在纺织品反倾销认定标准上,美方和中方也有不同的理解。当然,美方肯定是不会完全考虑中方利益的。中国政府应积极与美方沟通,协商有关产品的反倾销贸易标准,制定纺织品进出市场准入标准和认证体系,充分了解美国反倾销法规,制定一个可操作的、量化的、让双方都能理解的准则。在商务部支持下,联合有关部门和专家制定国际上认可的行业标准,规范企业行为,促进纺织品行业的可持续发展。 纺织论文:中国纺织品出口反倾销应对策略探讨论文 [摘要]全球纺织品贸易进入无配额时代之后,失去了保护伞的各纺织品进口国将更多地利用反倾销措施抵制我国纺织品的涌入。美国对华纺织品频繁的反倾销严重损害了我国纺织品行业的出口环境和国际竞争力,本文在剖析美国对华纺织品反倾销原因后,针对性的提出提升我国纺织品企业出口竞争力的对策建议。 [关键词]中国纺织品出口企业美国反倾销 一、我国纺织品贸易出口现状 1.出口规模快速增长。我国自改革开放以来,经济发展突飞猛进,进出口贸易发展迅速。2009年,中国对外贸易总额高达2.21万亿美元,出口12016.7亿美元,全年贸易顺差1960.7亿美元。纺织业是我国最早开放进入国际市场的产业,也是我国在国际市场上成长最好、增长最快、发展最完善的产业。我国加入WTO后,随着出口规模的不断扩大,纺织品出口从2001年的534.4亿美元猛增到2009年约1670亿美元,占全国出口总额14%,八年中出口增长近3倍。据最新统计数据,2009年我国纺织品服装进出口总值为1882.56亿美元,占全国外贸进出口总值的8..53%,其中出口总值1713.32亿美元,占全国出口总额的14.26%,进口169.24亿美元,占全国进口总额的1..68%,贸易顺差为78.76亿美元。 2.出口贸易地区分布。我国从1994年成为世界上最大的纺织品出口国以来,纺织品出口额约占世界纺织品出口总量的五分之一。在我国纺织服装出口的所有国家和地区中,美国、日本、我国香港排名前三位。据统计,我国出口纺织品到达美国市场的比率达2O.14%。2009年我国对美国、日本及我国香港地区的纺织服装出口金额分别为为278.37亿美元、220.80亿美元和139.98亿美元,与上年分别同比增长3.44%、0.27%和下降12.88%。另外,2009年我国对欧盟的纺织品服装出口总额为370.79亿美元,与上年同比下降7.13%。2009年1月~12月中国出口编织电热毯中,美国、日本和欧盟27国是最大的出口地,分别占国内出口总量的39%、31%和15%。 3.美国对华纺织品反倾销现状。从美国对华反倾销案件总量上看,截至2009年,我国遭遇反倾销案件已高达178件。从美国对华反倾销案占国总案的比例看,1980年以来稳步上升,1980年~1985年为6.3%,乌拉圭回合上升到9.1%,WTO成立后的10年里,其对华案比例一直在不断上升,2009年已升至55.6%。今年6月,美国商务部裁定,以所谓中国产机织电热毯对美国相关产业造成实质损害为由,同意对中国输美机织电热毯实施最高达174.85%的反倾销制裁。8月上旬,美国商务部公告,由于计算错误,决定修改对原产于中国的编织电热毯的反倾销终裁结果。电热毯产品的出口利润大约在4%~5%之间,如果被征收77.5%,甚至174.85%的反倾销税,美国客户肯定承受不了这个涨幅,中国不少相关企业只能被迫退出美国市场。这也意味着,从去年7月开始的美对华电热毯反倾销调查一案将有最终结果,国内企业应诉并未取得良好结果。美方此举也令纺织业界担忧,其是在“投石问路”,以电热毯这个相对冷门品类的商品,试探国内企业应诉能力和反应速度,可能会蔓延至其他大门类纺织品。 二、美国对华纺织品反倾销的原因 1.不断扩大的中美贸易逆差。20世纪80年代以来,美国贸易账户赤字日益恶化,与之相对应,美国对华反倾销数量呈现波动性增长趋势。WTO的第一年,美国是对我国反倾销立案最多的国家,提起调查的案件高达12起。2006年美国对华逆差高达1442.6亿美元,占美国外贸逆差总额的19%,1996年~2006年贸易账户赤字年均高达4291.8亿美元,2008年逆差高达6959亿美元。奥巴马政府上台后在减少贸易逆差方面竭尽所能,并把扭转逆差作为一项优秀经济政策,提出转变美国经济发展模式的4个方向,其中首要一项就是要更多依靠出口。一年来,美国积极推动与韩国、哥伦比亚、巴拿马等国的双边自由贸易协定,同时不时挥舞“保护主义大棒”以限制进口。作为美国主要贸易伙伴,也是美国最大的贸易逆差国,中国无疑是美国贸易政策调整的重点对象,成为遭受美国反倾销最多的发展中国家。 2.次贷危机下保护本国相关行业和降低失业率的需要。近几年,美国经济增长放缓,甚至2006年房地产市场出现了衰退,由此引起的次贷危机使得美国经济元气大伤。中国具有比较优势的劳动密集型产品的出口直接冲击着美国的同类产业。在美国国内经济尚未完全回暖的情况下,其一定程度需要通过国内的贸易保护主义保护本国相关行业的利益,导致其对中国发起调查范围更大,立案标准更宽,反倾销税的税率更高的反倾销调查。另一方面,反倾销还可作为美国政府转移视线的有效途径。政府面对强大的就业压力时,将问题归咎于国外的不公平竞争以缓解国内矛盾。有资料统计,美国失业率与对华反倾销趋势基本符合正方向变化关系(见图3)。尤其在大选时,运用反倾销打击外来商品,保护国内企业和就业者利益,降低失业率,以迎合工会和国内产业的要求,成为美国国内两党拉选票的重要筹码,所以大选年间对华反倾销案会呈上升趋势。 3.反对贸易保护主义的宣言不过是“表面文章”。近年来,随着资本主义国家经济发展不平衡,以及国际竞争的日益激化,美国的出口商品日益受到日本和西欧的挑战,其世界经济贸易中的霸主地位逐渐下降。在此种情况下,美国力图通过贸易保护主义政策来维护自身的经济和政治利益。仅仅在美国对华纺织品采取反倾销制裁一天前,G20峰会刚刚发表了《二十国集团多伦多峰会宣言》,就反对贸易保护、推进商业和投资等达成共识。同时,美国总统奥巴马在和我国国家主席会谈时也表示,“美国希望看到一个非常成功、繁荣的中国,美方反对贸易保护主义。”事实上,今年以来中美两国间的贸易纷争一直在持续,中方的钢材等相关出口产品则成了贸易战的重灾区。相关的反对贸易保护主义的宣言不过是相关国家的“表面文章”,并不能真正对缓解贸易纷争起促进作用。 4.对美出口市场结构单一,企业贸易管理模式落后。改革开放以来,随着我国外贸经营权的下放,经营进出口业务的企业数量急剧增加,又多为规模不大的中小企业,贸易管理模式落后,销售策略单一,再加上国家宏观管理措施不配套,因而出现了哪种出口商品的成本低、在国外市场有利可图,各出口企业就在国际市场营销中一味采取低价竞争策略,急功近利,过度投入的局面。同时,在产品结构上,我国出口较多的是纺织机电及化工等附加值相对偏低的劳动密集型产品,缺乏自主品牌,本身容易被误认为倾销。另外,中国纺织品出口市场结构过于单一,主要集中在北美和西欧市场。公务员之家 5.滥用贸易救济措施及产品标准。随着行业危机加深和更多行业陷入困境,作为控制进口有效便利的手段,反倾销、反补贴被美国政府视为常规的贸易救济措施而继续利用。美国还动用国内贸易法中201保障措施、421特别保障措施。钢铁、汽车、信息产品、家具、纺织等行业均可能成为美国设限的重点领域。实际上,近几年美国仍在继续实施不符合世贸组织规则的伯德修正案,其产业部门针对其他贸易伙伴已经提出了大量的两反指控。美国凭借其在技术、信息等方面的优势,在食品安全、环境保护、知识产权等问题上大做文章。美国实施不久的消费品安全促进法案,规定所有消费品生产商和进口商必须提交证书,保证进口产品符合美国的规定和标准。 三、应对美国反倾销提升我国纺织品出口的对策建议 1.积极利用WTO争端解决机制,提升中国政府解决中美贸易纷争的能力。中国加入WTO后,我国可以依靠世界贸易组织这个平台争取更多权益。在应对美国反倾销时,应充分利用WTO贸易争端解决机制,对于美方不合理的滥用反倾销进行贸易保护的做法,中国政府可向WTO争端解决机构提起申诉。同时,要加强对WTO规则的研究,以便在今后WTO规则的评价及修改中充分利用中国在WTO多边贸易体系中的发言权,争取早日修改国际反倾销规则,取消对中国的歧视性规定,尽快得到公正待遇。2001年11月开始的多哈回合目前正在进行之中,我国应在本轮谈判中努力争取属于自己的权益。我国政府也可与美国政府进行谈判,对其一些不合理或歧视性的做法进行必要的抗争,说服其改变或放弃原来的观点和做法,努力提高解决中美贸易纷争的能力,加快中美贸易健康发展。 2.转变出口经营战略,提高产品在国际市场上的可持续竞争力。我国纺织品出口企业既要充分利用劳动力和原材料价格低廉的优势,同时又要对美国市场进行认真调研,充分了解出口产品在美国市场上的成本供求及收益状况等,正确规划企业发展战略和科学进行经营决策,选择市场空间较大的项目,合理制定并及时调整出口产品价格,树立以质量取胜、以服务取胜的经营理念,提高质量档次、增加科技含量、增强品牌意识,力争以优质的产品和服务进入美国市场,改变中国产品长期以来低质低价的形象,由单一的价格竞争转变到综合的非价格竞争,增强产品的可持续竞争力。 3.完善出口区域市场结构,寻找新的国际市场通道。加入WTO以来,中国纺织品出口贸易额持续增长,但由于出口市场结构过于单一,导致过多企业激烈竞争,争夺有限的市场。由于企业的目标市场单一,如若遭到欧美等国的反倾销,则企业的价格优势将不复存在,严重则会导致企业的生存问题受到威胁。因此,我国纺织品出口企业应从单一市场化向多元市场化战略转变,将出口战略目标定位为全球范围。这样,不仅可帮助企业因避免为进入单一市场而进行的激烈竞争,同时帮助企业摆脱因过度依赖单一市场生存而实施的低价策略。就算企业因某一贸易摩擦问题而退出某一目标市场,仍有其他的市场来维持企业的生存与可持续发展,而不至于使企业的生存受到威胁。 4.中美双方协商有关产品的反倾销贸易标准。外贸经营权由审批制改为登记制以后,国家采取行政手段限制和规范企业贸易行为越来越少,纺织商会要根据国际纺织品市场需求情况和外贸敏感度对纺织服装行业及企业在经营过程中的原材料和能源消耗、生产安全、产品质量、环保、劳动保障等情况进行调查研究。在纺织品反倾销认定标准上,美方和中方也有不同的理解。当然,美方肯定是不会完全考虑中方利益的。中国政府应积极与美方沟通,协商有关产品的反倾销贸易标准,制定纺织品进出市场准入标准和认证体系,充分了解美国反倾销法规,制定一个可操作的、量化的、让双方都能理解的准则。在商务部支持下,联合有关部门和专家制定国际上认可的行业标准,规范企业行为,促进纺织品行业的可持续发展。
材料化学论文:材料化学工程论文 1材料化学工程的概述 材料化学工程是由化学工程学科和材料学科交叉渗透所形成的一门分支学科,其研究方向主要有两个:一是以新材料为基础,不断发展反应过程的反应技术,比如吸附过程、膜过程、催化过程等。该方向主要是通过材料的特征将其分离并进行反应,其目的是揭示材料微观结构中物质进行传递和反应机理,进而总结出适用于材料设计和反应过程优化的理论方法和工艺技术。二是在材料制备的过程中,用化学工程的理论方法解决所遇到的关键问题,比如如何运用微结构的性能关系来实现对材料微观结构和性能的控制,从而完成从材料制备到定向制备的转化。新材料的开发是材料化学工程发展的关键和先导,直接可以衡量出国家的材料化学发达与否,因此,开发新材料对于材料化学工程的发展至关重要。材料化学包括陶瓷材料、聚合物材料、磁性材料、化学传感材料、电子材料、超硬材料、无机非金属材料、催化和吸附材料和薄膜材料等,这些材料很大程度上丰富了材料化学工程的领域,对其发展做出重要贡献。 2新材料的开发 我国在新材料的开发领域取得了很多亮点,这些新材料的开发成为分离和反应过程的重要基石。一些研究所和大学正在开发一种非晶态的金催化材料,这种材料很有发展前途,因为它具有非常明显的催化特性,而且其催化活性还具有特殊的选择性,具有显著的催化活性和特殊的选择性。对这种材料进行流程综合和技术集成,可以有助于我国新型石油化工技术的构建。石油化工科学研究院也开发出一种新型的钛硅分子筛催化材料,这种材料具有定向氧化催化作用,可以实现“原子经济”,使“零排放”工艺成为可能,而且也具备工业化生产的可能性。而在新材料的分离技术方面,我国也取得了很大的进步,其中南京工业大学发展了以陶瓷膜材料为原料的新单元技术,同时加强了对集成单元技术的开发,这些研究不仅使我国陶瓷技术更加趋于成熟,而且还形成了陶瓷膜新产业,为我国带来巨大的社会和经济效益。 3材料化学工程技术的进展 材料化学主要是对产品微结构进行调控,其主要手段是在加工材料时,将化学方法引入进去,这样我们就可以通过宏观条件来调控产品的微观结构,从而为材料的加工和制备提供理论和技术指导。因此,化学工程技术的改进将直接促进材料化学工程的发展。我国在化学工程技术改进方面已经取得了非常大的进展。清华大学在碳纳米粉体材料的制备过程中,引入了传统的流化床技术,大大降低了生产成本,从而使此生产技术可以用于工业化生产,带来巨大的经济效益。北京化工大学则用超重力场技术来放大纳米材料生产过程中的形貌控制问题,这样就可以通过调节超重力场的强度来调节和改变产品的粒径,。通过这种方法,我国已经成功制备出碳酸钡、碳酸、碳酸锂、氢氧化铝和碳酸锶等纳米粉体,并且形成了工业化生产的技术体系,为我国带来巨大的经济效益。 4展望 材料化学工程作为一门交叉学科,不仅促进了材料工业的发展,而且也丰富了传统化学工程学科的内容,因此,具有非常重大的研究意义。我国材料化学工程的研究已经取得很多可喜的成就,很多成果在世界上都位于领先水平。但是,材料化学工程中仍然有很多问题需要我们解决,因此,我们需要再接再厉,争取使材料化学工程的研究更加深入,使其更好地为人类服务。 5结语 材料化学工程在新材料的开发、材料技术的改进以及技术的工业化普及过程中都具有非常重要的作用,且有着非常大的研究价值,其研究前景十分广阔,已经成为国内外的研究热点之一。本文主要分析了材料化学的研究现状,并结合新材料的开发和技术制备两方面,阐述了我国取得的巨大进展和成就,希望可以看到更多研究成果的出现,以促进我国材料化学的发展,为我国创造更多的效益。 作者:刘玉琴单位:浑江区东兴街道办事处 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:材料化学教学论文 1“两平台双能力”体系的内涵 基于中国计量学院材料化学专业的教育实践,在分析目前及今后本专业的社会需求和用人单位对材料类专业学生素质、能力等人才规格要求的基础上,对照政府和社会加快教学改革、提高高等教育质量的迫切希望,我们充分认识到实践和创新是专业人才培养的优秀,决定共同搭建分院专业培养学习能力的课程教学与培养实践能力的生产实验(校内综合性实验、自主创新型实验、模拟实验及校外实习等)两大平台,作为学生能力培养的有效载体。通过这两个平台的搭建,把材料专业学生培养为适应社会发展的应用型人才,提升学生的学习能力、适应能力、知识应用能力和专业发展能力。 2教学平台建设及管理体制 自主学习是新课程改革大力倡导的重要学习方式。学院以“厚基础、宽口径、重能力”的指导思想,遵循认知规律,遵照由提高动手能力到培养创新思维的宗旨,对原有教学课程体系进行了改革。除课堂正常教学外,搭建专业教学课程平台,实现教学课程资源网络化,促进学生独立自主学习习惯的养成和能力的提高。通过BB平台的课程建设,实现专业教学课程资源网络化。现在中国计量学院材料科学与工程学院推出了多门重点建设课程,例如《应用电化学》《材料表面处理》等,教师在充分掌握学生学习情况的基础上,针对大多数同学,课上按教学大纲讲授基本要求范围内的内容;对于能够进行更深度学习、对课程某方面需要进行知识面扩展的学生,在网络教学平台上呈现更多的学习资料、相关文献、实验视频、应用软件、学习网站等,方便他们自主学习、加深知识理解;最终针对学生个体差异,实现分层次教学,促进学生学习能力提高及知识的巩固。教学网络平台的所有课程,将对本专业所有学生公开,方便他们对教学资源的获取及问题反馈。 3实验平台建设及优化 大学本科教育中,实践科研反哺理论教学是重要研究课题之一。学生只有通过充分的实验及实践,才能更有效率地促进理论知识学习,提高教学改革效果。目前,主要在以下方面进行了实验平台的搭建及完善。 3.1实验内容的改革 首先,改变传统专业实验课程设置依附于理论课体系的横向模式,超越单门课程的范围,建立实验课程之间的系统联系,在原有实验课程的基础上设立相对独立的纵向联系的课程,形成纵横交叉的网状专业实验课课程体系,实现专业实验课程之间的纵向联系和贯通。其次,改变实验教学由单一课程和学生班级为单位的组织形式,形成交叉型的教学指导团队和兴趣型的学生学习团队。最后,根据实验教学内容,重新确定了基础实验、设计性实验、综合性实验、设计研究型实验4个层次结构。重点开发了几个培养学生综合设计能力和创新能力的实验,以及培养学生综合应用现论和方法的实验。在实验教学内容改革中,减少了验证性、分析性实验项目,增加了设计性、综合性、创新性实验项目。 3.2依据功能实验室条件,实现资源共享 高校科研平台往往拥有大量贵重实验设备,根据仪器属性,可巧妙设计实验教学内容,综合利用仪器,充分发挥仪器能效。部分科研设备课充当实验教学过程的资源。学生通过学会仪器操作,能掌握仪器基本原理和简单维护知识,进而提高学生动手能力,为以后从事相关专业工作打下坚实的基础。大部分从事教学科研的老师,课余时都有自己的研究课题。对于学生感兴趣的实验,学生可以积极参与教师的科研,甚至仪器设备熟练操作后,独立自主完成其中的一个实验环节,培养其科研的缜密思维及细致耐心、精确的实验操作能力等。目前,不少大三及大四的学生在指导教师的帮助下,承担了省级、校级、院级等科研项目,在综合利用实验室资源的条件下,获得了有效的实验成果,并在SCI收录的国际杂志及国内优秀杂志发表数篇论文。 3.3实验管理网络实时化 实验管理过程中,可通过网络平台管理,实现学生与教师的实验前、后的部分互动。对于学生来说,可在网上自主选择时段并预约感兴趣的实验项目,通过实验网络平台完成预习、学习、复习、提问等各项学习任务;对于教师而言,可以对实验教学的全过程实时监控,实现诸如学生网上分组、网上考勤、数据整理及分析、网上答疑等功能,从而使学生实验在老师的指导下有效开展。 3.4建设产学研基地,促进学生社会实践综合能力培养 中国计量学院材料科学与工程学院材料化学专业,主要以高性能磁功能材料与器件、先进炭材料、材料表面处理技术、化学电源等为研究对象,解决企业技术难题及生产中存在的各种关键性难题,满足区域经济发展需求,达到科研为地方经济服务的目的。我院与企业共建校内产学研平台3个、校外产学研基地21个,建立了材料类基础实验教学、专业实验教学、工程技术实践教学以及课外创新实验教学等课外实践教学平台。近期我院又与绍兴康健精密不锈钢有限公司全面开展产学研合作,共建“中国计量学院——绍兴康健精密不锈钢有限公司磁性材料研发中心”,在技术攻关、产品研发、平台搭建、奖学金资助等全方位的合作,支持和激励大学生开展科学研究和创新实践。在生产科研基地,要加强专业实践环节的组织和团队指导,让学生参与到协作单位实际的工程项目中,在教师和工程技术人员的指导下承担实际工程项目的设计和管理,让学生接触技术的优秀,使学生通过实战锻炼掌握工艺创新技能。 4结语 根据社会主义市场经济发展的要求,培养适应社会主义现代化建设需要的德、智、体全面发展,且具有扎实专业知识和实验技能的材料人才是推进材料领域发展的关键。通过认真研究国内外高校相关专业特点,探索并执行“两平台双能力”材料化学专业教学—实践体系的构建,制定并落实材料专业人才培养模式的具体实施方案,必定能够促使专业教学课程体系不断的完善,促进学生在实验实践创新平台培养的实践和创新能力不断提高。 作者:江莉李冬云金顶峰卫国英孙丽侠余云丹单位:中国计量学院材料科学与工程学院 材料化学论文:材料专业普通化学绪论课教学的重要性及其实践 摘要:普通化学是材料专业的一门化学理论基础课,内容抽象、理论性强。通过在绪论课教学中介绍化学发展简史、讲授材料领域学术前沿知识,使学生了解材料在人类文明进程中所起的作用,了解材料与化学之间的关系,从而提高学生对材料专业的认识,激发学生对学习化学的兴趣,增强教学效果。 关键词:材料专业;普通化学;绪论课;教学 普通化学是高等学校材料专业的一门重要的理论基础课。但由于授课对象是大一新生,学生们对于这门课程在材料专业中的基础地位与重要性,以及与所学专业的内在联系缺乏了解或认识不足。如何能让学生迅速了解化学与材料科学之间的密切联系,从而激发他们学习化学的兴趣,调动他们学习的积极性,是普通化学教学过程中面临的首要课题。 绪论课是普通化学课堂教学的第一课,在引导学生认识化学的重要性、激发学生学习化学的兴趣方面起着非常重要的作用[1,2]。对于材料专业的学生来说,最感兴趣的莫过于各类材料对人类文明、社会发展所起的重要作用。通过讲解化学发展简史、材料在社会发展中所起的作用,增加学生学习化学的兴趣,激发学生的学习热情。近几年,笔者通过对绪论课内容的不断更新完善,以及对多媒体课件的精心设计,使学生及时认识到学习化学的必要性和重要性,取得了良好的教学效果。现就绪论课的教学实践做几点总结。 一、从材料发展对社会进步的巨大作用讲述材料发展史,增强学生的专业自豪感和自信心 材料是人类赖以生存和发展的物质基础,一种新材料的应用往往成为人类进步的重要里程碑。例如,历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代特征标志的。一种新型材料的研制成功,可以引起社会生活的新变化。如石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、单晶材料、有机高分子材料等的发明与创造,都曾为社会进步提供了重要的物质基础。因此,可以说,没有半导体材料,就不可能有计算机技术;没有耐高温、高强度的特殊结构材料,便没有宇航工业;没有低损耗的光导纤维,也就没有现代光通讯;没有有机高分子材料,人们的生活也不可能这样丰富多彩。特别是到了现代,国际竞争日趋激烈,各国都想在生物、信息、空间、能源、海洋等技术领域占有一席之地。而开发这些高新技术的关键往往与材料的发展有关。 通过一个个生动鲜明的事例,让学生了解不同材料在人类文明进程中所起的巨大推动作用,增加他们对自己所学专业的自豪感;通过介绍材料在高新技术领域的价值及应用前景,激发学生学习材料科学的兴趣。同时,结合笔者的科研经历、科研体会,讲述一些新型材料设计合成的案例,激发学生的求知欲,增强学生的自信心。 二、介绍化学发展史,激发学生的学习兴趣,培养学生正确的价值观 人类化学知识的获得,是从认识自然现象开始的:动植物的腐烂、火山爆发、空气和水对物质的侵蚀等。远古时代人类通过摩擦生火和钻木取火等方法学会了利用火,不仅增进了健康,发展了智力,而且利用火能产生各种化学反应这个特点,开始了制陶工艺。制陶过程实际上就是在高温下,使粘土中的二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、氧化镁等成分发生一系列的化学变化。制陶工艺不仅提供生活必需品,改进农耕工具,而且改善了人类的居住条件。人们逐渐走出岩洞,住进了砖瓦房,并用陶制农具开展农业生产。同时,人们从烧陶工艺中掌握了高温技术,并该项技术应用于冶炼铜矿和铁矿。如将铜矿石和木炭混合加热得到了金属铜;但纯铜质地较软,不利于制造工具和兵器。在冶炼铜时掺入锡、铅,可制得硬度很高的青铜。青铜器如铜币、编钟、青铜鼎的出现,推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展,把社会文明向前推进了一大步。除了冶炼铜以外,人们用木炭不完全燃烧产生的一氧化碳,还原铁矿石中的氧化铁为金属铁。战国时期铁制工具如犁铧、铁D、铁锛等农具得到广泛应用,带动了农业和手工业的发展。这样,随着冶金技术的不断进步,生产工具的不断革新,在人类历史上相继出现了青铜器时代和铁器时代[4]。 此后到了炼丹术和炼金术时期。虽然炼丹家和术士的目的没能达到,但他们为化学学科的建立积累了丰富的经验。通过做原始的化学实验,发明了大批实验器具,制造出很多化学药剂,记录了大量的实验方法,写下了许多炼金著作。正是这些理论、实验方法、化学仪器以及丹术著作,开创了化学学科的先河。与此同时,人们对物质结构本质的探索与论证也从未停息过。但直到1661年英国化学家波义耳给元素下了明确的定义、1803年英国化学家道尔顿创立原子学说、1811年意大利化学家阿伏加德罗提出分子学说,人们才逐步认识到物质的组成、结构以及发生的化学变化,逐渐形成了完整的化学体系,化学才真正成为一门科学。 到了19世纪末,随着X射线和电子的发现,人们对物质结构的认识逐渐深入,打破了道尔顿原子不可分割的观念。此后,随着建立在卢瑟福有核原子模型、普朗克量子理论和爱因斯坦光子学说基础之上的波尔原子结构理论的提出,标志着现代化学的兴起;薛定谔方程的建立,更直接揭示了微观世界微粒运动的深层奥秘;而在量子力学基础上发展起来的化学键理论,使人类进一步了解到分子结构与性能之间的关系,大大地促进了化学与材料科学的联系,为发展材料科学提供了理论依据。通过化学发展史的介绍,使学生丰富化学历史知识,了解各个时期化学发展的标志性成果及对社会发展所起的巨大作用,由此激发学生学习普通化学的兴趣,为以后的专业课学习打下坚实的基础。 除了激发学习兴趣,化学史的讲授还可以给人以智慧,即尊重事实、追求真理的科学情感和态度,百折不回、锲而不舍的科学品德和情操,勇于探索、勤奋创新的科学精神和方法。如讲述诺贝尔这样的伟大科学家的奋斗历程、学术成就、品德修养,描绘科学家实事求是、一丝不苟的科学态度,锲而不舍、持之以恒的拼搏精神,对提高学生的科学素养会起到潜移默化的作用,更为重要的是,在这个过程中还可以培养学生优良的道德品质,以及正确的人生观和价值观[5]。 三、阐明材料专业只有以化学为基础,方能引领科技的发展,进一步激发学生的学习热情 材料是人类生存、社会发展、科技进步的坚实基础,是现代化革命的先导,人们把信息、材料、能源作为社会文明的支柱。如今,材料已成为与国民经济、国防建设和人民生活息息相关的重要组成部分。通过功能材料的设计合成,如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料等,制造各种高科技功能元器件。发展功能材料正在成为国家提高国际竞争力,增强经济实力,甚至是强化军事优势的重要手段。 当前,化学在推动人类进步和科技发展中起到了优秀作用。化学首先是基础的优秀科学,它不仅可以制造或创造出自然界已有的或不存在的物质,提供分析手段,还可以预测、裁剪、设计分子,揭示物质结构、性质和功能之间的关系;其次化学还在相关学科的发展中起了牵头作用,化学研究不仅带动了其他学科的过程研究(工业、农业、环保、能源),而且极大地带动了材料科学的发展。材料学科的发展、功能材料的设计,只有以化学为基础,才能合成出具有特殊物理性能、化学性能、力学性能等的功能材料。通过讲解材料领域的前沿知识,使学生了解材料与化学之间的密切联系,提高学生对学习化学重要性的认识,激发学生学习化学的热情,为材料专业课的学习奠定扎实的理论基础。 四、多种教学手段的综合运用,进一步改善教学效果 兴趣是学好知识的基础和保障,也是学生学习的源动力。为吸引注意力,提高兴趣,在课堂教学中,笔者运用多种教学技巧提高教学质量,改善教学效果。首先是充分发挥多媒体教学的优势。多媒体课件可以综合多种教学艺术效果,根据绪论课的特点,结合学生的专业特色,通过精心设计,恰当使用图片、文字、声音、动画等形式,充分发挥多媒体形象、直观、交互性强的优势,创造生动的教学氛围,增强趣味性,激发学习兴趣,达到最佳教学效果。其次,通过查阅相关历史及文献资料,以材料知识为主线,以化学知识为背景,通过讲授化学史上的中国人及中国化学史上的世界第一,激发学生的学习热情。最后,结合自己的科研方向和研究成果,讲授材料领域的前沿学科进展,让学生产生共鸣,拉近师生间的距离,提高他们学习的主动性。总之,通过多种教学技巧的运用,增加课堂表现力和感染力,从而有效地激发学生的兴趣。 普通化学基础理论教学是材料专业学生学习的一项必修课程,是培养专业人才的一个关键环节。培养高素质的合格人才,激发学生的求知欲,增强学生的自信心,培养学生正确的人生观和价值观,做好绪论课教学,至关重要。俗话说,“良好的开端是成功的一半”,“学贵刻苦、教贵善诱”。教师通过不断充实教学内容、渗透科研前沿、总结教学经验,讲授一堂重点突出、条理清晰、内容翔实,集科学性、历史性、趣味性、艺术性于一体的生动的绪论课,不仅可以培养学生对普通化学的学习兴趣,还将对学生专业课的学习以及综合素质的提高打下良好的基础。 材料化学论文:材料科学与工程专业物理化学课程教学改革的几点建议 摘要:物理化学是高校材料类专业重要的基础课程。介绍了石河子大学近几年来材料科学与工程专业物理化学课程体系中出现的一些问题,以及教学改革与探索的几点建议,包括教学体系的重构、改进教学方法、强化实验配套教学。以此为举措,推动提高教学质量提高。 关键词:材料类专业;物理化学;教学改革;建议 物理化学课程是高校化学专业最重要的一门基础课程,该课程内容丰富、前后连贯、逻辑推理清晰、理论性强,不仅可对化学、化工、环境专业学生开设,也可为生物、材料、食品、水建等专业学生设置。随着社会的发展和科学技术的进步,高等学校不断深化教学改革,全面提高教学质量,对物理化学学科的课程讲授和发展也提出了更高的要求。结合我校的实际情况,以及我们近几年在建设校级精品课程的探索与实践,重新审视材料科学与工程专业物理化学课程的教学内容、教学方法和教学环节,发现目前我校材料专业物理化学课程教学中还存在以下的问题: 1.现行的教学计划中,无机化学相关课程以及后续一些专业课,与物理化学授课内容中有一些重复之处。 2.教材中抽象理论太多,造成了学生对这门基础课程产生了比较枯燥无味的感觉;加之内容多,课时量有限,老师在课堂讲授中不能针对某一化学原理或原理推导过程进行深入的剖析和讲解。 3.与之配套的物理化学实验课,经常采用多个班级集中循环进行试验的模式,有时理论部分未讲授到,但实验课程因为循环时间到,又必须开始,即实验内容超前于理论教学的进度,或者理论课早已讲授完毕,而实验课程却推后进行,学生不能及时将理论和实验相联系,无法达到预期的教学效果。目前我校物理化学的实验内容,基本以验证基础理论为主,缺少综合性、设计性及性能测试试验,因此物理化学实验体系缺少培养学生创新思维的意识以及提高学生动手能力的舞台。 因此,需要积极推进课程体系改革,充实和更新教学内容、改进教学方法、丰富实验教学,从而全面提高物理化学课程的教学质量和效果。 一、优化整合相关学科内容,打破学科壁垒,构建新的教学体系 对于我校材料科学与工程专业,按照2013版教学大纲的要求和已制定的教学计划,其中包含的课程,如无机化学、无机非金属材料、催化作用原理、胶体与界面化学等专业课,它们都与物理化学课程密切相关,有些课程如催化作用原理和胶体与界面化学,直接是从物理化学的大体系中划分出去的。由于我院材料专业招生时间不长,而这些课程总是不同的教师授课,教师之间就授课内容未来得及进行充分的交流,经过几年的授课,发现同一知识点的简单重复难以避免。因此,建议课程组就这一现象,加强教师间的交流与合作,将这些课程的内容进行有效的整合,突破原来以学科和专业来划分的粗放型的课程体系,建立起适合于自己专业的有效课程体系,是目前我院物理化学教学改革的一项重要任务。 我校材料学科专业物理化学课程采用的是南京大学沈文霞主编的《物理化学优秀教程》第二版教材,主要的授课内容包括热力学(热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡和相平衡)和动力学部分(包括化学反应速率、电化学、表面现象和胶体化学),共56课学时,大学二年级上半年授课;而无机化学,同分析化学一起共48学时,无机部分主要讲授热化学(热力学第一定律)、稀溶液的性质、胶体溶液、化学平衡及化学反应速率;根据教学大纲的安排,胶体和界面化学、催化作用原理这两门课程各安排24个学时,在大学三年级下学期开展。通过几年授课,经老师观察和学生反映不难发现,以上所述这些课程,在知识内容上相互之间都存在着一定的重复性和交叉性。 针对课程内容重复的问题,为了避免盲目浪费学时数,有效改善不同课程之间的重复授课,充分利用大学课堂掌握更多的知识,使我们在课堂上的几十分钟内有效地完成教学任务,这里提议对材料系开设的几门相关课程教学内容进行整合,使每门课都有其侧重点,建议组建一个全新的教学体系,同时要照顾到这些学科知识的完整性和独立性。例如,讲授无机化学课程时,建议把化学热力学和化学平衡作为重点内容详细讲授,而其他内容,如电化学、相平衡和化学反应速率这些内容作为物理化学课程的授课侧重点。物理化学理论课程中的胶体、表面现象则可放在胶体和界面化学以及催化作用原理这两门课程中主要讲授,物理化学课程就不讲授这部分内容。这样既节省了时间,又突出了重点,不仅使教学内容独立而完整,还可以适当减轻因课时量小带来的物理化学的教学压力,弥补了物理化学课程内容多、课时少的矛盾,老师在授课的过程中再也不担心时间不够用而只能浅显的表述;对于学生来说,仍然是掌握了整个物理化学的原理,而且更加坚实。 二、掌握专业知识框架,改革教学方法 通过对物理化学课堂的观察,发现学生们刚开始对这门课还保持有神秘感,大多数同学对这门课还是很有兴趣的,加之从师哥师姐们那里听说这门课容易挂科,因此学生们刚开始上课的时候都很认真。但是随着课程的深入,部分同学开始松懈,开始排斥这门课程,以至于后来干脆放弃学习。经过细心调查分析发现,学生们在失去学习兴趣后,慢慢迷失在这门课程中。尽管老师在课堂上一再强调要理清楚各章节之间内容的联系,重点记忆关键结论,但大部分同学仍然做不到,不能掌握物理化学课程的知识框架,也没有选择性的记忆关键问题,总是被动地接受课堂上讲授的内容,甚至被很多的数学推导过程迷惑。而实际上这门课程内容衔接紧密,逻辑性很强。把各章节之间的知识框架理清楚之后,就坦然的接受和明白了各章的结论,也有利于知识点的重点记忆。在教学过程中,注重课程之间的联系,通过知识点的连接和相关内容衔接相关的课程,及时引导学生把所学的内容纳入到学科的框架中,帮助学生建立较完整的知识框架,不要迷失在盲目的理论推导中。 物理化学这门课理论性很强,内容较多而抽象,公式又多,学生接受很困难,这就对老师的课堂教学提出了更高的要求。为了能够进行有效的课堂教学,激发学生的学习兴趣,常把日常生活现象中涉及的物理化学原理介绍给学生。比如,举例高温下食物容易变质的问题,联系化学动力学的理论加以说明;讲解温度对反应平衡和反应速率的双重影响时,例举合成氨工业中如何选择最佳温度;涉及讲授表面化学的理论时,可以例举农民锄地能防止水分蒸发的现象,或者小气泡、液滴、呈球形的现象,加以解释后,学生就会对表面性质有清晰的认识;讲授渗透压的时候,联系渗透压的作用,提问为什么肥料用多了农作物会“烧死”?打吊瓶时为什么会感觉到疼痛?让学生带着问题听课,面对生活中各种现象去思考,多问几个为什么,自己到物理化学中去寻找答案,激发学生学习这门课程的兴趣,也就达到了提高教学质量的目的。 除此之外,在课堂上还可以采用小班讨论或者Seminar讨论式教学模式,以教师和学生为共同的教学主体,就某些共同关注的问题,在和谐的气氛中进行讨论,加强教师和学生之间的交流和沟通。课下,利用我校教务处网站的网络教学平台,与学生进行课下的交流和习题讨论、小测验等,与传统的课堂教学模式相比,它具有互动性、合作性、学术性的优势。 三、强化配套实验教学 实验教学在物理化学课程的教学中占有十分重要的地位,它与物理化学课程紧密配合,巩固和加深对物理化学原理的理解,提高学生对知识灵活应用的创新能力,还培养了观察和分析问题的能力。 为了避免实验课程超前理论课程,建议在学习完物理化学相关理论后,及时在学期后半学期开设实验课程。课程组已经设置独立的实验课并计算学分,如:配合表面现象,开展了液体表面张力的测定实验、粉体粒度分析实验;为了巩固反应速率反应章节的学习,开设蔗糖反应速率常数、乙酸乙酯反应速率常数的测定实验等。同时,也应鼓励学生根据所学理论,合理设计实验项目,开展综合性创新实验,增加设计研究型实验,根据设计实验的题目、要求等内容,让学生查阅相关资料,并利用学过的理论知识,选用相关的仪器、药品,分析实验中的难点和关键步骤等,自行完成实验内容、并上讲台讲授实验,以培养学生发现和解决问题的能力。 经过几年的探索和实践,我院化学化工学院材料专业物理化学课程的教学改革将有助于提高学校物理化学课程的教学质量和效果,促进了物理化学这门校级精品课程的建设和发展。 材料化学论文:应用型本科院校材料化学专业教学改革探析 摘 要:我国高等教育已进入大众化阶段,地方本科院校材料化学专业应以应用型人才培养为目标,突出地方特色,科学定位办学目标,优化专业课程体系,加强师资队伍建设,改革课程考核评价机制。 关键词:应用型本科院校;材料化学;教学改革 推进教育教学改革,提高教育教学质量和人才培养质量,是高等教育发展的优秀任务。进入21世纪以来,我国的本科教育进入大众化教育发展阶段,客观上要求多数本科院校转向以培养应用型本科人才为主。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020)》、教育部颁布的《关于全面提高高等教育质量的若干意见》(高教三十条)等相关文件均指出:地方本科院校的办学应以科学发展观为指导,以地方经济社会发展对应用型人才培养的要求为导向,遵循高等教育基本规律,要深化教学改革,突出优势,强化特色,培养符合地方经济社会发展需要的应用型本科创新人才。因此,结合材料化学专业特点和应用型人才培养要求,优化课程体系,改革教学内容,突出专业特色,加强师资队伍建设,改革课程评价机制,推动材料化学专业的教学改革,是新形势下应用型本科院校的一项紧迫任务。 一、材料化学专业建设存在的问题 (一)办学目标不明确 目前全国各应用型本科院校中开设的材料化学专业,其专业建设并没有形成自己的办学特色,不少新建本科院校很多只是简单地照搬其他重点大学如“985”或“211”高校的材料类专业或者化学化工类专业的人才培养方案,并没有把其他高校的培养方案引进来后,根据本校本地区的实际情况进行充分吸收与相互融合,这样造成很多新建本科院校在专业设计上同质化现象越来越严重,学生所学习到的专业知识和技能越来越不能适应市场发展的需要。因此,目前应用型本科院校的材料化学专业在办学过程中普遍存在办学目标不够明确,办学定位缺乏一定准确性的问题。 (二)课程体系不合理 不同规格的人才培养需要有相应的课程体系来保证和支撑,课程体系是人才培养的总体蓝图,是实现人才培养目标的主要依据和手段[1]。总体而言,目前我国新建本科院校的课程结构不够科学合理,课程体系不够完整,教学内容相对陈旧。作为一门实践性很强的应用型学科,材料化学专业的课程体系应体现专业培养特色,综合考虑所设置的相关课程之间的有机联系,但目前各本科院校在课程体系构建方面存在以下主要问题:一是少数专业课程由于师资力量不够存在因人设课现象;二是专业课程的部分内容重复较多,学时分配也不够合理;三是专业主干课程缺乏系统性,理论课程的门数和学时偏多,实践课程的门数和学时偏少。此外,课程设置上必修课的比重较大,而选修课的比重较小,且缺乏整体的有机联系。总之,这些传统的课程结构设置不能体现学生创新精神和实践能力的培养,达不到应用型本科院校“宽口径、厚基础、强能力”的培养目标,不利于应用型本科创新人才的培养。 (三)师资力量薄弱 在我国高等学校序列中,地方高校占高校总数的90%以上,是我国高等教育的主体部分,地方高校师资队伍的建设与优化是国家“人才强国”战略的重要保障[2]。目前,各应用型本科院校的材料化学专业专任教师虽然人数不算少,但由于所处地域原因以及待遇因素,引进的高素质专业人才数量仍然偏少,不能满足本科院校新形势下的教学需求。与此同时,由于应用型本科院校大多是由专科学校升格而成,虽然升格以来引进了一大批具有博士或硕士学位的青年教师充实到教师队伍中来,但这些青年教师大多缺乏工程实践经验,这对培养应用型人才的高校而言,极大地影响教学质量,从而影响人才培养质量。此外,高层次人才是引领和带动学校学科建设和专业发展的“领头羊”,应用型本科院校不同程度地存在着高层次人才匮乏,尤其是学科带头人紧缺的问题,着力解决好高层次人才相对匮乏的问题是当前应用型本科院校持续发展和提升办学水平的迫切工作[3]。 二、材料化学专业教学改革的路径 (一)科学定位办学目标 应用型本科院校的办学目标要充分考虑本地区区域经济社会发展情况,积极挖掘特色质点,加强学生应用能力的培养,合理设置专业方向,形成与区域经济社会发展需要相适应、结构优化的专业办学特色。材料化学专业是教育部近年来新设置的一个专业,各本科院校应该明确本校的专业定位,结合本地区的实际情况,突出专业特色,科学合理设置专业办学目标。人才培养定位是高校实施教学计划的主要依据,明确自身定位、提高教学质量是高校办学育人的基础所在[4]。湖南人文科技学院材料化学专业应用型人才的培养目标应该是:培养德智体美全面发展,具有较高的思想道德素质、人文素质和良好身体心理素质,掌握材料化学的基本理论、基本知识和基本技能,了解材料化学领域的理论前沿、最新动态和应用前景,具有运用专业知识和技能解决实际问题的能力,具有较强的创新创业能力,能够在材料化学及其相关领域从事生产、应用开发和管理工作的应用型人才。 (二)优化课程体系与教学内容 课程体系是指一所大学根据本校制订的培养目标而设计的课程整体,课程体系不是简单的指课程设置,不同类型的学校,其课程体系也应当是不同的,这是创办富有特色大学的必要条件[5]。因此,应用型本科院校对本校的专业课程体系进行改革和优化时,既要突出本校的专业办学特色,又应体现应用型本科院校注重应用的特点。湖南人文科技学院的材料化学专业本次重新修订了人才培养方案,对课程体系进行了整体优化,并对相应的教学内容进行了调整,使之更符合专业办学特色和专业综合改革的要求。 1.优化课程结构 湖南人文科技学院材料化学专业根据市场人才需求宽口径招生,强化通识教育,培养综合素质,不断优化课程体系,在本次人才培养方案修订中将理论课程设置为公共必修课、专业必修课、专业限选课、专业任选课和公共任选课共5个课程模块。 第一,公共必修课主要是培养学生具有正确的世界观、人生观、价值观和较强的民主法制观念与较高的社会责任感,具有健康的体魄和良好的心理素质。公共必修课包括“思想道德修养与法律基础”、“马克思主义基本原理概论”、“思想和中国特色社会主义理论体系概论”、“形势与政策”、“大学生就业指导”、“大学生健康教育”、“高等数学”、“线性代数”、“大学物理”、“大学英语”、“大学计算机基础”、“大学体育”、“大学语文”等。 第二,专业必修课主要包括“无机及分析化学”、“有机化学”、“物理化学”、“材料概论”、“工程力学”、“工程制图”、“化工原理”、“材料科学基础”、“材料测试方法”、“材料制备原理”、“热工基础”等,目的是培养学生具有扎实的材料化学专业知识,具有较强的分析问题和解决问题的能力。 第三,根据企业实际和市场需求以及地方区域经济发展情况,专业限选课设置两个专业方向:陶瓷材料方向和能源材料方向。陶瓷材料方向开设“陶瓷工业机械设备”、“陶瓷工艺学”、“无机材料物理性能”、“特种陶瓷”等课程;能源材料方向开设“现代新能源材料”、“化学电源基础与应用”、“化学电源设计与制造工艺学”、“新能源材料与器件发展动态”等课程。 第四,专业任选课包括“金属材料概论”、“复合材料概论”、“专业外语”、“材料工厂设计”、“粉体工程”、“信息检索与应用”、“纳米材料”、“标准化概论”、“材料科学新进展”、“计算机在材料科学中的应用”等课程,学生从中任选6门课程学习。这些专业任选课的开设可使学生更多了解材料化学专业的理论前沿、最新发展动态及应用前景,了解与本专业相关的学科和边缘学科现状及发展趋势,从而可拓展学生的专业视野,为今后就业打下坚实而宽广的专业基础。 第五,公共任选课由学校其他系部开设,包括中华传统文化类、艺术素养类、科学素养类、应用技术类、教师教育类、其他类别类等六大系列课程,学生从中任选5门课程学习。通过该类课程的学习,可使学生实现文理科相关知识的交叉渗透,也是大学教育的努力方向。 为了突出专业培养特色,增强学生对企业实践知识的了解和熟悉程度,在材料化学专业人才培养方案中,我们从专业课程中选择其中6门体现专业特色的课程,组建校企联合授课模块,包括“材料测试方法”、“热工基础”、“材料工厂设计”、“材料科学新进展”、“材料产品技术概论”、“标准化概论”等。 2.合理构建实践课程类型 材料化学专业是一个与生产实际联系非常密切的应用性非常强的专业,在对理论课程整体调整和优化的同时,也必须重视实践教学课程,以提高学生动手能力以及分析和解决问题的能力。该专业的实践教学课程主要设置为校内和校外两个实践模块。校内实践教学模块主要包括公共实践必修课、专业基础实验课、专业实验课等。公共实践必修课主要包括“大学计算机技能训练”、“军事理论与训练”、“素质拓展教育”、“就业实践”等。专业基础实验课主要包括“无机化学实验”、“分析化学实验”、“有机化学实验”、“物理化学实验”、“化工原理实验”、“材料测试方法实验”等。专业实验课主要有“陶瓷制备与性能实验”、“化学电源综合实验”等。材料化学专业的实验教学内容要充分考虑其科学性和系统性,既要强化基础实验课必须掌握的各项理论知识和基本实践技能,同时又要多设置一些综合性实验和设计性实验,减小验证性实验的比重,鼓励学生大胆创新,提高学生的综合设计能力、实践创新能力以及分析问题与解决问题的能力。校外实践课程主要包括“校企合作教育(一)”、“校企合作教育(二)”、“校企合作教育(三)”以及“生产实习”等,这些课程的开设可扩大学生的专业知识面,增加实践技能,同时可将所学专业知识应用到生产岗位,提升学生解决实践问题的能力,使学生得到系统的工程训练,成为更符合社会需求的应用型人才。 (三)加强师资队伍建设 材料化学专业应用性强,与企业生产实践联系紧密,因此要培养出高素质的材料化学专业人才,就必须拥有一支高素质的教师队伍。针对应用型本科院校目前的师资队伍现状,有必要重构师资素质,既要重视教师专业理论知识与学术水平的提高,也要注重在新形势下专业教师创新能力与实践知识的培养。笔者认为,可从以下几个方面考虑来加强师资队伍建设:一是鼓励教师进修攻读硕士和博士学位,进一步增强教师专业知识,全面提升教学理论水平和能力;二是加强青年教师的教育教学培训工作,重点对新进教师进行教学方面的长期培训,建立考核机制,同时完善老教师指导制度,以帮助青年教师过好教学关;三是确定2―3个专业带头人培养对象,通过3年左右时间的培养,遴选出本专业的带头人;四是可考虑选择5―7门专业主干课程进行重点建设,每门主干课程的建设周期为2―3年,加强教学团队建设,整体提升教师队伍的专业能力和教学水平;五是鼓励和遴选专业教师分期分批到相关企事业单位进行短期挂职锻炼(3―6个月),拓宽教师视野,增强实践知识与理论知识的结合,使教师的知识结构与能力结构得到进一步调整和充实,从而提高专业教师的实践动手能力和知识更新能力;六是聘请校外相关企事业单位的“双师型”人才为专职教师或兼职教师,充实到教学团队中,参与校内专业人才培养方案制订、专业课程教学等工作,提高教师实践能力的整体水平。此外,学校还可定期通过举办讲座等形式,邀请国内著名高校、科研院所的专家学者以及有实践经验的企业老总或者技术开发人员来校讲学,让相关教师能够更多地了解和熟悉本专业的最新研究进展,及时更新自己的专业理论知识和实践知识。 (四)改革课程考核评价机制 逐步建立“考核内容综合化、考核形式多样化、考核过程全程化”的多元型课程考核模式,以考核方式改革促进教学模式改革。首先,对于“材料科学基础”、“材料制备原理”、“工程力学”、“化工原理”等专业理论课程,改变期末考试的单一考核方式,可采取课程教学的过程性考核(如增加平时考核、期中考核等方式)和期末考核相结合,实行课程考核方式多样化;而对于专业性比较强的理论课程(如“复合材料概论”、“材料工厂设计”、“化工制图”、“专业英语”等),可实行半开卷或开卷考试,在考试内容上尽量多采用综合性试题来衡量学生对该门课程的掌握程度,侧重学生思维能力和专业知识综合应用能力的考核。其次,对于专业实验课程(如“无机化学实验”、“分析化学实验”、“化工原理实验”、“材料测试方法实验”等)的考核,如果单纯地以每次实验报告的成绩为依据进行考核,容易出现高分低能现象。可考虑采用平时成绩(占30%,包括出勤情况、实验课堂表现、实验报告等综合考评)、期末实验操作考试(占30%,包括对所随机抽中的实验项目的实验过程熟悉程度、操作规范度、实验结果等综合考评)以及期末笔试测试(占40%,包括对平时所有实验项目内容进行考评)等多样化考核对学生学习情况进行综合评价。最后,对“毕业论文”、“校企合作教育”、“生产实习”等实践课程,要细化考核指标体系,实行实践课程的全过程考核评价机制,加大平时考核的成绩比重,把对学生的平时考核与期末总结性考核有机结合,科学评价该类课程的实际教学效果。 材料化学论文: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优秀课程。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优秀课程,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。 材料化学论文:量子化学在电致发光材料分析中的应用 【摘 要】利用量子化学半经验方法可以研究电致发光材料的电子机构、几何构型、光谱性质等等。可为电致发光材料的合成和选用提供诸多指导性建议。本文通过对最近量子化学在电致发光材料合成和分析的应用类文章进行了归纳总结,粗略地说明了量子化学在电致发光材料合成中所起的作用。 【关键词】量子化学;电致发光材料;合成 0 引言 有机及配合物电致发光(EL)和非线性光学材料在高新技术中的广泛应用,受到人们的关注并得到积极的研究[1-3]。近30年来,随着量子化学计算方法和分子模拟技术、以及计算机技术的飞速发展,对材料科学的发展产生了深刻影响。利用量子化学计算方法方法研究EL材料的电子结构和光谱性质,以全自由度优化几何结构为基础,计算化合物的电子光谱。对研究此类材料的性质及合成有指导性意义计算结果是实验结果基本吻合。本文主要介绍量子化学在EL材料研究中的应用及进展。 1 量子化学研究EL材料的方法及原理 就量子化学的几种计算方法来看,从头算法虽然有严谨的理论支持,能得到较好的计算结果,但是当遇到诸如酶、聚合物、蛋白质等大分子体系时,计算很耗时,其计算代价无法承受[4]。为了在计算时间和计算精度上找到一个平衡点。采用量子化学半经验方法AMI进行了理论计算包括构型优化、振动分析电子光谱计算。科学家们以从头算法为基础,忽略一些计算量极大,但是对结果影响极小的积分,或者引用一些来自实验的参数,从而近似求解薛定谔方程,就诞生了半经验算法。如:AM1,PM3,MNDO,CNDO,ZDO 等[5,6]。目前,对多类EL材料的研究大部分都是基于量子化学的半经验方法。 2 光谱性能的量子化学半经验计算 EL材料的发光颜色与材料的荧光光谱有密切的关系,荧光即是电子由第一激发单重态跃迁回基态所产生的降级辐射。目前对光谱性能的量子化学计算多半基于量子化学半经验方法PM3和AM1,先对化合物的几何构型进行了全参数优化, 得到其稳定构型,再进行振动分析,在此基础上利用单激发态组态相互作用方法(CIS)计算它们的电子光谱。 比如苏宇,廖显威[7]等人采用量子化学半经验方法PM3对三种黄酮类化合物的荧光光谱进行了理论研究。对各化合物优化后的构型作了振动分析,均未出现虚频率。在此基础上,采用单激发组态相互作用方法(CIS) 计算荧光光谱,所有计算结果与实验值基本吻合。廖显威,李来才[8]采用单激发组态相互作用(CIS)方法,分别计算了4 种稠环芳烃的电子光谱,选了801个组态进行计算,所得结果与实验值基本吻合。他们还对几种含氮芳烃化合物有机EL材料,对FL-4、 FL-7、FL-10 和FL-12的光谱进行研究,计算结果与实验值基本相符合。薛照明,张宣军[9]等用PM3/SCI方法计算了三个分子的电子吸收光谱,测定了三个分子的电子吸收光谱和荧光光谱(DMF溶液)。结果表明理论计算值与实验值相当吻合。高洪泽,石绍庆等利用量子化学半经验AM1及INDO/SCI方法研究了B与8-羟基喹啉的螯合(LiBq4)的电子结构和光谱性质,计算得到基态到各激发态的垂直跃迁能和振子强度,获得电子光谱。分析出由于配体中苯酚环、吡啶环对不同前线轨道的贡献不一样,所以在吡啶环和苯酚环上引入取代基会对光谱发生影响,为分子设计提供理论指导。 3 量子化学对EL材料结构的分析 结构与性能的关系一直是量子化学的主要研究领域,它涉及的范围非常广泛,从无机小分子、有机分子到高聚物和生物大分子,从人为设计的理想模型分子到实用的药物分子和材料分子等[10]。通过结构与性能的研究,人们可以逐类地对一些化学现象进行统一的解释,得出一般性的规律,进而预言一新的化学事实,指导设计新的实验。目前国际上关心的课题主要有:重要新型无机分子、有机分子和原子簇化合物的化学键本质的研究;重金属、稀土元素化合物的成键规律;(半)导体材料、磁性材料、光电材料等。 高洪泽,石绍庆[11]等通过量子化学半经验方法研究了蓝色有机薄膜电致发光材料LiBq4 电子结构,国外研究人员在这方面已做了不少努力,合成了很多类型的蓝色发光材料并且制备了相关器件[12-15],但多数都没有获得突出的结果。由于LiBq4体系相对分子质量较大,迄今未见有对其进行理论研究的报道.他们通过计算结果表明,各个喹啉环基本保持各自的面共轭结构。计算得到的稳定几何结构和的主要键长。为探讨其发光机理及B和Li 元素在其中所起的作用及M ―N键的共价性、离子性对发光的影响,为进一步探索合成与设计具有优良性能的蓝色发光材料提供理论依据和指导。 4 振动分析 判断分子是否处于稳定构型的一个重要方法是看它的振动光谱是否出现虚频率[16]。刘芳玲,张红梅[17]等对萘及其卤代化合物在B3LYP /6-31G水平下优化了4种化合物的几何构型, 在振动分析中,其振动光谱均未出现虚频率, 说明构型优化基本合理性。 5 前景与展望 近些年来虽然量子化学在研究和分析EL材料方面,解释了一些实验现象,揭示了不少前期未被理解的机理,甚至预期了一些结构性能关系。但量子化学的应用远不止这些。随着量子化学理论不断发展和应用领域的逐渐拓宽,研究方法的不断创新,今后将对电致发光材料的合成和选择提供更好的理论依据和指导。将量子化学与EL材料的性质分析结合起来,才能更好的选择EL材料的构成,合成性能更好的EL材料。 材料化学论文:浅析化学化工材料应用技术 [摘 要]目前我国国家经济发展迅速,随之,化学化工的发展在科学领域也呈现出强劲势头,化学化工材料凭借自己独特的优势不仅在工业生产中得到了广泛的应用,在人们的日常生活中也可以随处可见化学化工材料的身影。化学化工材料已经在各个领域范围内受到了人们的认可,化工材料的应用技术也日新月异,呈现出迅猛的趋势。随着化学化工材料的蓬勃发展,在科学领域不断出现新的学科和新的概念。本文就化学化工材料的应用技术研究为大家进行阐述。 [关键词]化工材料 科学技术 应用 随着化学化工产业的不断发展,各个行业对化学化工材料的应用也有了更为广泛的要求,如何在传统产业链中谋求创新和突破,也成为了化学化工应用技术发展的主要方向,目前,现代建筑业以及新型农业现代产业都对化学化工材料提出了绿色环保的要求。那么化学化工材料在现代建筑业以及新型农业现代产业中的应用具体情况是怎样的呢,现在本文一一阐述。 一、化学化工材料在现代建筑业上的应用 从2008年北京成功举办奥运会开始,世界开始进一步瞩目中国,同时,绿色化工材料也被人们更为广泛的认同。从某个意义上来说,绿色奥运的北京奥运会环保理念,拉开了绿色化工材料在我国建筑行业的应用新纪元。虽然奥运会短暂的过去了,但是绿色化学化工材料在我国的应用还有广阔的市场。 奥运会以来,在“水立方”等奥运场馆中采用的零挥发性有机化合物和低挥发性有机化合物水性涂料更为广泛的在现代建筑业中得到应用。其中水性聚氨酯涂料有着粘合持久、无污染、干燥快的性质,维护起来也更为容易,同时,水性聚氨酯涂料还具有阻燃性,防火性能首屈一指。在“鸟巢”钢结构中使用的氟碳涂料,也是值得现代建筑业关注的化学化工材料的一种绿色涂料。它不但耐溶剂、耐候,还有耐酸碱性的优势。并且其涂刷后性质高度稳定,无害无毒,是当之无愧的“涂料之王”。 谈到化学化工材料在现代建筑业上的应用,不得不说的就是隔热保温材料。像“鸟巢”建筑过程中采用的聚氨酯硬泡材料,其具有保温节能、防止噪音和绿色环保的功能。是现代建筑业中不可或缺的化工材料之一。同样,在奥运场馆座椅上采用的聚丙烯材料,具有阻燃和耐候的特性,同样可以实现回收再次利用。还有值得关注的膜材料。在“水立方“建筑上广泛使用的新型化学化工材料:乙稀-四氟乙烯共聚物。它主要用于膜材料,有着节能、保温隔温、自我清洁的功能。在控制温度方面,其节能效果更为显著,曾为“水立方”节省百分之三十的电能。对于新型建筑产业来说有突破性的建树。 应该说,化学化工材料的应用渗透到了整个现代建筑行业,在绿色环保节能创新方面给现代建筑业带来了新的春天。 二、化学化工材料在新型农业现代产业中的应用 随着社会经济的发展,人们在消费农产品时不再单单重视产品的质量和价格,而是更加注重对品味、特色和安全保健等感性的因素。因此,为了适应这一要求,新型农业应运而生,要想满足新型农业的要求,就要求化学化工材料在微生物肥和生物农药研发上进一步发展。然而农业生产并不是一朝一夕的事,也并不是满足了一代人就可以了,它是关系着我们下一代的发展问题。所以,持续性、发展性以及可循环性就成为了新型农业发展的一个重要特性。而要想能持续发展,与自然和谐共存,就需要化学化工材料应用技术着眼长远,从可持续发展角度进行应用和推广。 传统农药的害处不言而喻,因此绿色农药在新型农业中的应用就越来越为重要。“十一五”以来,加强环境保护成为新的主要目标之一。大力发展“安全、低毒、高效”的环保型农药,保持生态平衡,保障农业产品安全环保成为国家以及人民对农业的更新要求。从而,有机农药应运而生。有机农药中重要的一种腐殖酸类的农药作用更为突出,一方面,腐殖酸类农药产自大自然,并没有传统农药的毒副作用。同时,大自然有丰富无穷的资源,使得有机农药丰富广泛,是可持续发展的前提之一。另一方面,此类有机农药的经济效益可观,又无毒无害,所以深受现代农业好评。是发展前景大好的新型农药之一。 当然,要想农作物增产丰收,还需要一些促进农作物生产效率的有机农药。而这些增效方法可分为物理增效、化学增效、生物增效以及综合增效四类。物理增效,就是不改变农作物的分子,在农作物的细胞间进行各种性能的增效和提升。主要改善农作物的细胞通透性、渗透性和表面活性和粘着性等。化学增效,就是在分子间进行组合和作用,以达到改善农作物的生长形态的方法。生物增效,就是利用生物酶在农作物之间进行调整,进而增加农作物的生长效率。而综合增效就是利用以上各种方法,在不同要求下使用两个以上的增效方法对农作物进行增效生长,以达到增产增收的效果。 随着化学化工材料的不断发展,人们也在尝试将化学化工材料应用到生物菌剂中。在生物菌剂的应用构成中,研究在实验室内取得了较为明显的效果,但是当将这些研究完成的生物菌剂应用到农业生产的农田中,还是遇到了一些问题,因为农田环境对生物菌群的发展环境有所破坏,使得菌剂不能发挥在实验室中的效果。然而,当将化学化工材料与生物菌剂经过合理配比后,再应用到农业生产中,我们可喜的发现了生物菌剂的完美优势,从而完成了生物菌剂与化学化工材料的完美组合,对控制土壤中的农作物病原菌起到了显著的作用。 我国针对现代农业对农药的要求,通过农药企业在技术上进行创新和改革,以达到农业企业发展多元化。这也要求化学化工材料应用技术得到更为多元化以及多方面更为全面的研究,尤其是在现代农产品的生产方面,对化学化工材料的应用技术也要求更为系统和全面的研究和发展。现在,国家对农业化工材料应用和建筑化工材料应用越来越为重视,经过文章的深入分析,希望能对我国化学化工材料的应用和发展起到积极的影响。虽然现在我国的农药生产已经有了一百万吨的突破,但还是不能满足现代农业产业的需求,同时,进出口业务的发展,也使得化学化工材料的应用技术优势更为突出,在平稳中促进全国乃至全球化工化学材料的全面发展。 三、结语 在现代建筑业和新型农业的发展过程中,新型创新性化学化工材料得到了广泛的应用和重视,当然,在全球经济不断升温的今天,只着眼眼前的化学化工材料应用技术是远远不够的,我们还要不断的研究和实验,使化学化工材料的应用技术更为全面和多元化,应用到生产生活的各个领域,从而给我们的日常生活带来更为专业、健康的产品和服务。相信只要通过不断的追求和谨慎的研究,化学化工材料的应用技术一定会得到进一步的完善和升华。 作者简介 李俊闹(1994.1),女,云南昆明人,中南民族大学化学与材料科学学院2012级本科生,材料化学专业 材料化学论文:材料的制备及其光催化环境污染物降解的设计 摘 要: 通过水热法合成并使纳米粒子附着在表面,形成复合光催化剂,通过两种半导体材料之间的相互协同作用,提高复合材料的光催化性能及其光致稳定性。并通过XRD、TEM、XPS、FT-IR等表征方法对光催化剂进行分析;在可见光下以RhB (罗丹明B)和MB(亚甲基蓝)为目标污染物,高压汞灯为光源,评估复合光催化剂的性能,并运用XRD、红外、DRS等表征了其结构特征。通过实验可使学生初步了解纳米材料的基本知识,常用的表征分析方法,以及环境污染物降解处理方法。实验内容涵盖材料化学、环境化学、无机材料合成、仪器分析、光催化性能测试等方面。实验内容设置有助于培养学生的科研创造能力。 关键词: 环境化学 污染学习降解 随着全球对环境问题关注程度的日益提高,对从事环境研究人才的要求越来越高。 为了适应社会及经济发展的需求,培养理论实践相统一的应用复合型人才,要特别加强与重视实验教学。环境化学实验设计应反映新的科研成果,以提高学生的创新能力和科研能力,旨在使学生在实验教学中得到更好的综合能力训练。 近年来,半导体光催化技术在净化环境污染物领域的研究得到了广泛关注。因其独特的半导体能带结构和化学热稳定性,作为一种非金属型可见光光催化剂被应用于光催化领域,包括光解水制取氢气、光催化降解环境有机污染物和光催化合成等,引起国内外学者的广泛关注[1-2]。不仅廉价易得,而且其化学组成和能带结构可调控,因此成为光催化材料研究领域研究的热点。但是,单体材料仍然存在缺陷,为解决该问题,本文采用的复合改善单体的光催化性能。 1.实验部分 1. 1 试剂和仪器 2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪、三聚氰胺、乙腈、钒酸钠、硝酸银和亚甲基蓝(MB) (国药集团化学试剂有限公司);电子分析天平(北京赛多利斯仪器有限公司);Avatar360型FI-IR 光谱仪(美国Nicolet 公司);紫外可见分光光度计(岛津 UV-2450);X射线粉末衍射仪(D/max2500PC)。 1.2 光催化剂的制备 g-C3N4的合成: 称取一定量的2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪和乙腈放入反应釜中搅拌,然后加入三聚氰胺搅拌。将反应釜置于140℃烘箱中反应,反应结束后,反应釜自然冷却至室温。溶液离心分离,蒸馏水洗涤,干燥,所得粉末即为。 的合成: 将含有的水溶液超声后加入于25℃下搅拌。将准备好的NaVO・12HO水溶液逐滴加入上述溶液。搅拌反应后,溶液离心分离,蒸馏水洗涤,60℃干燥,所得粉末即。 1. 3 光催化降解实验方法 在可见光照射下,30℃条件下测量光催化材料的光催化性能。反应光源为模拟太阳光灯源。实验中,将光催化剂和MB (10 mg/L)或者RhB (10 mg/L)水溶液加入光催化反应玻璃瓶中,并通过循环水冷却消除热催化的影响。在光照之前,先将悬浮液在暗处磁力搅拌1 h,使MB (或RhB)染料与光催化剂混合均匀,达到物理吸附平衡。在光反应过程中,MB (或RhB)光催化剂溶液连续磁力搅拌,每5 min (或15 min)取悬浮液,离心去除光催化剂粒子,取上清液测试。使用岛津UV-2450分光光度计,通过测定最大吸收波长确定其浓度,MB (或RhB)的最大吸收波为664 nm (或553 nm)。根据朗伯-比尔定律,溶液的吸光度与浓度成正比,因此可用吸光度代替浓度计算去除率,以此为MB溶液的去除率。计算公式:降解率=(1-)×100%=(1-)×100%,其中C、C分别为光催化降解前后的浓度,A、A分别是降解前后的吸光度值。 2. 结果与讨论 经过XRD、IR、DRS表征发现,合成的为。光催化活性考察表明合成的具有较高的光催化降解活性。 学生在本实验过程中可以学习光催化剂的合成方法,巩固掌握称量固体、液体量取、催化剂洗涤等基本化学实验操作技能,并学习紫外可见分光光度计、红外光谱和DRS的操作方法。学习标准曲线建立的方法。材料的光催化活性最好,光照90 min后RhB的去除率达到85%,光催化降解速率常数最大,说明的存在能够显著提升基体的光催化降解性能。 3.结语 光催化技术已经在制氢、还原,污染物降解等多个领域具有广泛应用。半导体光催化剂是目前应用广泛的环境和能源保护功能性材料之一。本实验可以让学生了解环境污染物控制的新方法,使学生扎实环境化学基础知识的同时,能关注环境领域科技前沿信息, 将最新的科技知识融入基础知识学习中,提高自身的专业技能。 材料化学论文:材料化学教学内容存在的问题及改革趋势研究 摘 要:材料是社会现代化的物质基础与向导,是一切科学和技术发展必不可少的基石,是人类社会进步的里程碑。而材料化学是材料化学专业的基础课程和主干课程,是由材料科学与化学两大类学科交叉形成的。本文通过分析材料化学教学中存在的问题,针对材料科学学科特征和研究内容、任务,探讨了材料化学教学的改革趋势,希望能够提高材料化学教学质量,提高学生综合素质。 关键词:材料化学;教学问题;改革趋势 材料化学是材料化学专业的一门基础课程以及主干课程,是在化学学科、材料科学的相互交叉、渗透的过程中,形成、发展起来的,属于新兴的交叉、边缘学科。我们所采用的材料化学课程包括了晶体学基础、金属材料、有机高分子材料等等内容。材料化学的课程目的是为了使学生具有初步分析、解决材料中的化学问题的能力,通过该课程的学习,使学生熟悉材料的合成方法、表征手段,使学生掌握材料结构的基础理论,熟悉材料应用领域中的一系列知识,掌握材料性质与结构的关系等。并且为了培养学生的创新能力,通过对材料化学课程的系统学习,能够提高学生的综合素质。 1 材料化学教学中存在的问题 随着新材料、新技术、新理论等的出现,材料化学的快速发展要求教材不断更新,材料科学具有了新的生命力和发展前景。材料科学与工程技术日益融合,材料科学研究已经深入到源自尺度,发生了深刻的变化,并开拓了新的研究领域,如:微纳结构材料等等。并且材料化学是一门实践性很强的学科,作为教材,在日新月异发展的同时,需要具备基础性、前沿性和应用性特征。但是目前,教材对学科的原理、规律等难以阐明,缺乏较强的理化基础,根本无法适应学科的发展变化。一些大学毕业生就算具备很好的理论基础,也缺乏适应能力,后劲不足的缺点。对于材料化学研究的目的来说,教材具备应用型能够学以致用,目的明确;而教材具备前沿性,能够有利于学生较快地适应日后的科研工作,能够恰当地反映材料科学发展。随着科技的不断发展,新型材料的研发已经成了高科技中作为活跃的部分,从实验开发到工业应用,材料研究的周期大大缩短,因此,在材料化学的教材中,需要有意识的突出这一特征。另外,材料化学学科发展实践短,研究范围广,是一门新兴学科,课程参考教学资料少,存在本学科中的新理论、新技术不能及时充实到教材中的现象,对教材编著人员素质要求高,因此,材料化学课程教学内容要体现出与时俱进的理念,要进行很好的选取、改革和优化。 2 材料化学教学内容的改革趋势 2.1 材料化学课程教学内容的选取 在内容选取上,材料化学课程教学内容要根据两条原则。首先,材料化学课程教学的目标是“加强基础、突出应用、提高素质”,因此,要根据材料化学课程的研究内容和课程特征,处理好与其他学科的关系,材料化学专业的材料化学课程强调基础理论,适当地介绍一些传统材料,适当地加入一些内容,如:晶体理论、能带理论、热力学基础、金属结构近似模型等等。其中晶体理论包括晶体缺陷、X射线衍射基本原理、晶体结构对称性等等,不能有物没有理论,也不能有理论没有物理,并且还要适当的介绍一些新型功能材料结构、使用性能等。同时,还要突出其基础理论性,要与金属材料、高分子材料、无机非金属材料等联系起来又区别开来,突出材料合成条件、结构性能的关系。其次,要根据学校学科特点,遵循教学内容的选取原则,如:整体优化、精选内容、跟踪前沿等,根据教师的特长及科研成果,体现出课程内容的前沿性,实现课程内容的广度和深度,力求能够反映出当代材料化学新成就、新工艺等,让学生充分了解到材料化学发展趋势,如:纳米材料、能源材料等新材料,扩大学生的视野,培养学生的学习兴趣。 2.2 选取与优化材料化学课程内容的要求 首先,要了解化学在材料科学总的地位,熟悉材料化学的定义、材料类型、材料应用,了解与材料科学有关的期刊,了解新型材料的制备方法、功能、用途。材料化学结构理论要求掌握晶体结构的周期性、对称性概念与性质,主要包括点阵理论和晶体结构、原子结构等。要求要了解常见的对称元素系、疯子的几何构型等等,熟悉金属、离子化合物晶体,了解群的定义,常见分子点群,了解描述晶体结构的表达方法,掌握金属键能带理论、金属单质结构的近似模型,了解晶体学语言转变为化学语言等的方法,熟悉分子之间作用力等,了解不同化学元素等对材料性能的影响,了解不同材料的本质区别。材料化学合成原理与技术,要掌握材料制备技术,如:无定型材料的制备和晶体材料的制备等,熟悉无机材料制备基础理论,如:化学热力学、动力学等,熟悉高分析材料合成原理与方法。如:自由基聚合、高分子化学反应等。并且要熟悉晶体X射线衍射原理等等。其次,要加深理解各种传统材料结构决定性能的观点,熟悉几类重要材料,如:玻璃与陶瓷、聚合物等。另外,要熟悉纳米材料概念、技术等应用前景,了解光学功能材料、电性能材料等。 2.3 材料化学课程教学内容选取措施 一为了帮助学生顺利抵学习材料化学的基本原理,要重视由表入里、由浅入深的认知过程,处理好材料结构与性能、宏观与微观的关系。 二为了贯彻少而精、精而新、新而优的原则,在讲解课程基础知识的同时,要注重理论的连贯性,注意适当穿插新的研究成果,处理好课程内容更新与精选、更新与基础的关系,拓宽学生的知识面,注重其他课程和学科的渗透、促进作用。 三为了巩固学生学到的知识,要充分发挥例题习题的作用,使学生运用所学的知识去分析、解决问题。加强学生的练习,拓展并深化对基本概念、原理的理解,检查学生对课程内容的理解和掌握程度,提高其分析问题和解决问题的能力。 四为了训练学生演绎法和归纳法两种思维方式,要重视演绎法和归纳法的学习、运用,为化学理论提供一种思维体制,总结更新知识,培养学生观察、分析、推理等能力。 五为了提高学生的创新意识和综合素质,要注重理论联系实际,注重实验技能的训练,处理好理论教学与实验内容的关系,通过实验教学加深对原理的理解。 材料化学论文:建筑室内装饰装修材料化学污染及其防治对策 摘要:关于建筑装饰装修材料有害物限量,我国虽制定了系列标准及规范,但目前市场上的产品仍是鱼龙混杂,一般消费者很难鉴别这些材料或物品的环保程度,导致一些高污染的装饰装修材料、物品进入家庭,引发室内空气污染问题,危害居住者健康。 关键词:建筑装修;室内装修;室内污染;防治对策 一、建筑装修工程施工过程的特点 建筑装修工程指的是通过相应的施工操作,在原有的建筑物主体上添加一层装修层,实现建筑物的美观和整洁,提高建筑物业主的居住环境质量。在建筑装修工程施工过程之中,其主要是依托于建筑物的承重墙等结构主体的支持才能够进行相关的装修操作。而在装修的过程中,所使用的漆料和木板由于经过了相应的化学加工处理,很有可能含有甲醛等对人体有危害的气体,可能对人民群众的身体造成危害,在加工的过程之中,也有可能或产生粉尘,影响到人民群众的身体健康。 在建筑装修工程施工过程之中,由于建筑物的施工环境限制,整个建筑装修工程施工只能在一个有限的建筑物空间之内进行,这就很有可能发生建筑装修工程施工和其他建筑物施工过程的平行交叉施工,这就导致在建筑装修工程施工过程中会产生一些不安全的因素,导致一些质量问题的产生。与此同时,由于建筑物业主的具体要求不尽相同,这也就导致进行装修使用的过程中所要进行施工操作也不尽相同。除此之外,进行建筑装修工程施工的材料的类别也很多,这些材料所蕴含的各种物质可能造成对建筑物内部的污染的效果也各不相同,其可能含有的污染物的种类就具有甲醛、粉尘等物质。具体的说,就是在进行建筑装修工程施工的时候,建筑团队要选取不同的施工工艺来进行施工,在保证建筑物室内美观的基础上,保证室内的环境不受污染。 二、建筑装修材料中主要污染物及影响因素 1、涂料 目前室内装饰装修主要用到的有卫生间或阳台的防水涂料、内墙涂料和木器涂料。一般厨卫用的防水涂料主要两大类:聚氨酯类防水涂料和聚合物水泥基防水涂料,早期的聚氨酯类防水涂料因含有煤焦油或沥青,属于严重污染环境损害健康的产品,已经被淘汰,此外,聚氨酯防水涂料普遍使用的交联剂是莫卡(MOCA),也属于可疑致癌物,目前使用的新型聚氨酯类防水涂料为水固化型聚氨酯防水涂料以水为固化扩链剂,不需交联剂莫卡(MOCA),而且不含苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯酯等有害有毒溶剂,属于环保产品。另外,内墙涂料中以合成树脂乳胶漆为主,属水性涂料,内墙腻子的主要成分也属于无机成分,健康危害风险较低,但鉴于市场中很多淘汰工艺或禁用产品的盛行,需注意以下几点:第一、合成树脂乳胶漆属水性涂料,虽然环保性较溶剂型涂料高,但乳胶漆的添加助剂较多,注意表面活性剂、成膜助剂、防霉杀菌剂、防冻剂中是否含有禁用物质(烷基酚类、乙二醇醚和乙二醇酯、乙二醇)或强溶剂等;第二、内墙腻子主要为无机成分,严禁添加建筑胶(107、108、801、901胶水),以免带来化学污染;第三、防水涂料中目前使用的湿气固化聚氨酯防水涂料和聚合物水泥基防水涂料属环保型产品,严禁使用含煤焦油或含沥青的聚氨酯涂料。 2、胶黏剂 与涂料组成类似,胶黏剂也是以高分子材料为主料,配合各种固化剂、增塑剂、填料、溶剂、防腐剂、稳定剂和偶联剂等助剂配制而成。高分子材料有热塑性树脂、热固性树脂、合成橡胶、天然高分子物质等;溶剂有脂肪烃、酯类、醇类、酮类、卤代烃类、醚类等;增塑剂用的较多的是邻苯二甲酸酯类;固化剂种类有脂肪族多胺、芳香族多胺、芳环脂肪族多胺、脂环族多胺、低分子聚酰胺、有机酸酐、咪唑类等;颜填料则包括氧化铁红、氧化铁黄、云母氧化铁、三氧化二铬等。根据胶粘剂的原料组成,造成室内污染的成分主要来源于溶剂中的挥发性有机化合物、有毒固化剂与增塑剂以及其他助剂等。 3、氨气 氨气是室内装修污染的污染源之一,是一种具有强烈刺激性气味的气体。建筑物的混凝土外加剂会造成氨气污染,有的建筑单位为了缩短工期,使用了高碱混凝土,这些混凝土中含有大量的氨类物质,随着环境温度、湿度等的变化,这些物质会还原成氨气,并从墙体中缓慢释放,进而造成室内空气中氨的浓度不断增高。氨气对人体的主要危害在于它会削弱人体的免疫能力。氨气被人体吸入后,会与人体血液中的血红蛋白结合,进而破坏血红蛋白的输氧功能,长期大量吸入氨气会出现流泪、咽疼、声音嘶哑、咳嗽、痰中带血、胸闷和呼吸困难等一系列呼吸道疾病。 三、室内建筑装修危害的防止 1、严控建筑装修工程施工材料质量 施工团队在引进施工材料的时候,要仔细地审查材料的性能,并根据工程的具体需要进行装修材料的选取工作。因为,只有保证了建筑装修工程施工材料质量满足相应的质量检验标准,才能够保证建筑材料之中所蕴含的的有毒害物质的组分控制在一定的范围内,才能够保证建筑装修工程的室内环境控制达到相应的水平。需要通过这样的方式,以有效地保证建筑装修工程的室内环境。但是,截止目前为止,我国还没有形成一个监督管理严格,价格符合统一标准的建筑材料市场,这就导致很多质量并不符合国家相关规定的材料的流入。这就需要建筑团队组织相关的专业技术人员,进行对建筑材料的严格检查,确保建筑装修工程施工过程之中使用的建筑材料都是性价比高、绿色无污染、符合可持续发展原则的建筑装修施工材料。具体地来说,就要求施工团队仔细审查建筑装修材料的规格性能、建筑装修材料的环保性能。针对目前越来越严重的环境污染问题,建筑团队在进行建筑材料选取的时候,必须严格遵守《民用建筑室内环境污染控制规范》的相关规定,使用绿色无污染的建筑物装修材料。在建筑装修工程施工过程之中,如果建筑团队想要更改施工的建筑装修材料,必须要申报监督管理部门,经过认可之后才能够更改建筑装修施工材料。 2、简化装修模式,增添绿色植物 家居装修应以实用、简约为主,过度装修会引发污染的“叠加效应”。绿色植物可起到净化室内空气的作用,比如芦荟、常春藤、龙舌兰、月季和玫瑰等,这些植物可吸收室内装修产生的有害物质。 3、进行必要的室内环境检测和空气处理 室内污染,其实是化学污染,所以,不能简单地凭气味感觉来判断,必须借助于专业设备由专业人员进行分析处理。装修后的房屋不要急于入住,应该先找室内环境监测部门进行检测,听取专家的意见,选择合适的入住时间。 4、建立健全相关的法律法规 通过立法的方式可使室内装修污染物的防治控制有法可依、有章可循。应从源头抓起,政府部门要加强装饰、装修材料质量标准的细化工作,各级质量技术监督部门应将建筑材料的环保性能作为一项重要内容,并加对大建筑材料违法行为的惩处力度。各级的工商、质量技术管理监督部门应加大联合执法的力度,在流通领域开展有效的监督管理。 结束语 室内装修造成的室内空气污染及其防治措施是一个常新的研究课题,室内装饰污染的防治应以事前控制为主,事后处理为辅,双管并重,双管齐下。通过施工团队和质量监督单位的共同努力,实现建筑装修环境的有效提升,保证人民群众不受装修污染的干扰。 材料化学论文:墙体涂层材料中化学成分的检测与分析 [摘 要]采用红外光谱、气质联用仪对一种涂料的化学成分进行检测分析,对涂料的红外光谱进行解析、综合定性,并用气质联用数据进行验证,确定出涂料的溶剂及基料。 [关键词]涂料;溶剂;红外光谱;气质联用;分析 随着现代生活水平的不断提高,对居室进行不同程度的装修在城市居民中已成为一种趋势。在装修中必然要用到大量的油漆和涂料,由此带来的室内空气污染问题也日益突出,尤其是涂料中挥发性有机化合物在室内不断释放,会引起不良建筑物综合征,其对健康的影响已引起了人们的极大关注。挥发性有机化合物主要存在于涂料的溶剂中,因此关注涂料溶剂成分就显得势在必行。 1 实验部分 1.1 实验仪器、设备及溶剂 分析采用Bruker公司的TENSOR27傅立叶变换红外光谱仪;HP6890GC-5975BMS型气相色谱-质谱联用仪(Angilent公司);上海安亭科学仪器厂80-28型离心机;甲醇:天津市科密欧化学试剂有限公司,分析纯;二甲苯:天津市科密欧化学试剂有限公司,分析纯。 1.2 实验内容 1.2.1溶剂的鉴定 由于样品是液状涂料,考虑到其中含有一定量的溶剂或水,先对样品进行蒸馏,在圆底烧瓶中放入23.0g涂料样品,采用常压蒸馏装置,用电热套加热,缓慢升温,当外部温度计达到140℃时开始有无色液体馏出,该液体有芳香烃的气味,蒸馏得到的馏分共重7.3g,计算可知溶剂所占比例为31.7%。 蒸馏出的溶剂先进行有无水测试,结果显示溶剂中不含水。将溶剂的原样涂在干净、平整、透明的NaCl晶片上,做红外光谱,如图1所示。 图1所示的红外光谱反映该溶剂是一个混合溶剂,3030cm-1和1606cm-1分别为苯环的C-H伸缩振动和C=C伸缩振动,说明有芳香烃化合物;1377cm-1是-CH3对称变形震动峰,是-CH3的特征吸收峰,900~650cm-1有芳基的3种取代类型的数据,说明溶剂中可能含有领、间及对位3种二甲苯。1241cm-1为羰基的伸缩振动峰,说明溶剂中可能含有酸类或脂类。 为了证实溶剂的成分,采用GC-MS分析方法进行验证。GC条件:IIP-5MS5%PhenglMethySikloxane型弹性石英毛细管柱(30.0m×250um×0.25um),模式为恒定流量,初始流量为0.8ml/min,额定初始压力为55.227KPa,平均速率为34cm/sec,分流进样,分流比为125:1,分流流量81.1ml/min,进样口温度230℃。升温程序:初始温度40℃,保持2min,以2℃/min升至50℃,保持3min,再以2℃/min升至75℃,保持3min,再以2℃/min升至100℃,保持3min。进样量0.2ul。MS条件:EI源,离子源温度230℃;接口温度280℃;电子能量69.922EV;倍增器电压1152V;四级杆温度150℃;溶剂延迟0min;扫描范围30~400amu。按照上述实验方法对样品进行分析,获得了涂料溶剂成分的总离子流图,如图2所示。通过G1701BA化学工作站数据处理,检索NIST05谱库,确定样品的组成;采用面积归一化法计算出各组分的相对百分含量。 经NIST05普库检索,共鉴定出6种化合物,结果见表1。GC-MS分析结果证实溶剂系统由甲苯、二甲苯、乙苯、乙酸丁酯等组成,证实了红外光谱图的分析结果。 1.2.2成膜物的鉴定 在离心管中装入涂料约1g,用二甲苯溶解,溶解的涂料做离心分离,将第一次离心得到的上层清液倒入干净的锥形瓶中待用。取下层浑浊液用二甲苯洗涤重复离心6~8次,始终无沉淀出现,说明该涂料无无机涂料,开始的浑浊为未溶解的涂料样品。将锥形瓶中的上层清液在红外灯下浓缩至少量,用甲醇做沉淀剂,得到成膜物的沉淀,过滤,洗涤,将沉淀烘干至恒重,称量得到0.58g。计算得成膜物的质量分数58%。将烘干的成膜物做红外光谱图,如图3.该谱图与红外标准图对照[4],可知该成分为短油醇酸树脂。1730cm-1、1602cm-1、1581cm-1、1283cm-1和741cm-1为醇酸树脂的特征吸收峰,其中1602-1和1581cm-1为弱的双吸收峰。 由此粗略判断该涂料为醇酸树脂涂料,但考虑到氨基树脂(由尿素或三聚氰胺与醛缩聚而成)和醇酸树脂可以混合成氨基树脂涂料,检查谱图中并无氨基树脂的特征值1552cm-1和815cm-1及908cm-1或849cm-1或826cm-1[5],所以可以判断该涂料为醇酸树脂涂料。 2 结论 该醇酸涂料的成膜物为短油醇酸树脂,溶剂为甲苯、二甲苯及乙苯等毒性较大的挥发性化合物。挥发性有机化合物(volatileorganiccompoubds,VOC)常见的有脂肪烃混合物、萜烯类、芳香烃类、醇类、酮类、醚类、醚醇类等,是造成室内空气污染的主要原因之一。有机溶剂大多挥发性有机化合物,装饰装修材料中的有机溶剂挥发到空气中污染空气后,可直接对人体造成各种严重损害,甚至中毒死亡。该涂料中的挥发性VOC比重较大不能用于室内装修。 材料化学论文:CeO2改性锂离子电池正极材料LiMn2O4的合成和电化学性能研究 [摘 要]采用高温固相法合成了锂离子电池正极材料LiMn2O4,并采用溶胶凝胶法在其表面进行了CeO2包覆。用XRD、SEM和循环测试分别对包覆后粉体的晶体结构、形貌和电化学性能进行了研究。结果表明:通过LiMn2O4表面包覆CeO2,其电化学性能得到显著提高。综合分析,当LiMn2O4表面包覆CeO2为3.0%时,其综合电化学性能最优,首次放电容量可达120.9mAh/g,在20周循环后容量保持率仍为94.0%。 [关键词]锂离子电池;正极材料;CeO2包覆;LiMn2O4;性能 0 引言 目前对于尖晶石型LiMn2O4作为锂离子电池正极材料的研究较多,主要因为其具有无毒、价格低廉、安全性高等特点。但是尖晶石型LiMn2O4在充放电过程中会发生锰在电解液中的溶解[1],造成在反复的充放电过程中有明显的容量衰减现象,大大降低了电池的比容量及循环寿命。国内外研究表明,表面包覆可以有效地改善锂离子电池正极材料的性能。当前,包覆物质主要有C、CaF2、TiO2、Al2O3、Li3PO4[2~5]等。本文通过CeO2表面包覆LiMn2O4,研究不同CeO2包覆量LiMn2O4的结构、形貌、包覆量及电化学性能,分析不同CeO2包覆量LiMn2O4的循环性能。 1 实验 1.1 CeO2改性LiMn2O4的合成 采用高温固相法合成LiMn2O4,将摩尔比为1.05:4的Li2CO3(分析纯)和电解MnO2(分析纯)混合均匀,在800℃条件温度下保温9小时,冷却到室温,得到LiMn2O4正极材料。用合成的LiMn2O4正极材料作为包覆目标,Ce(NO3)2・6H2O(分析纯)为包覆原料,制备包覆量为1.0%,3.0%,5.0% CeO2的正极材料。分别取计量比的Ce(NO3)2・6H2O溶于去离子水中,搅拌溶解后,加入一定量的柠檬酸溶解。再取2.0g的LiMn2O4加入到混合溶液中,在75~85℃下搅拌至水分蒸发呈凝胶状。将凝胶在100℃下真空干燥8h,再在750℃下热处理6h,得到包覆量为1.0%,3.0%,5.0% CeO2的LiMn2O4正极材料。 1.2 电池制备 将制备的正极材料与乙炔黑、聚四氟乙烯按70:15:15的物质量比均匀混合,配制成锂离子电池的正极,用锂片做负极, 隔膜为Celgard 2300,采用1mol/L的LiClO4/PC(碳酸丙烯酯)+DMC(碳酸二甲酯)+EMC(碳酸甲乙酯)(体积比为1:1:1)做为电解液,在德国M.Braun公司生产的LAB Master氩气手套箱内组装成双电极试验模拟电池。 1.3 材料结构分析及电化学性能测试 采用日本理学D max-RD12kw旋转阳极衍射仪进行XRD分析材料的微观结构,测试条件:CuKα辐射,40kV管电压,100mA管电流,扫速为8°/min;采用JSM-6390LA扫描电子显微镜分析材料形貌。电池组装完毕静置放置10h后,在室温下,采用CT2001A Land电池测试仪进行恒流充放电测试。以0.1C倍率进行恒流充放电测试,充放电区间为2.8~4.4V。 2 结论分析 2.1 LiMn2O4/ CeO2正极材料结构 由图1可知,当CeO2包覆量达到3.0%后,LiMn2O4的XRD图谱出现了CeO2的杂峰;随着包覆量达到3.0%,该衍射峰变得更强。但包覆后,LiMn2O4的晶格常数并没有明显的变化,说明CeO2在LiMn2O4颗粒表面是作为一个独立相存在的。 通过未包覆和包覆3.0%CeO2的LiMn2O4的SEM图可知,采用高温固相合成法制备的LiMn2O4颗粒尺寸主要在2~6μm之间,而包覆3.0%CeO2的LiMn2O4颗粒尺寸主要集中在3~5μm之间,其均匀度明显优于未包覆的LiMn2O4,有益于锂离子的脱嵌。未包覆材料的LiMn2O4单晶颗粒形成完整,单个颗粒呈现立方结构;表面包覆3.0%CeO2的LiMn2O4,样品颗粒均匀性较好,表面较为光滑,颗粒之间存在明显的边界,没有较大的团聚现象发生。 2.2 电化学性能 图2是包覆0、1.0%、3.0%、5.0% CeO2的LiMn2O4在室温条件下的首次充放电曲线。从图中可以看出,未包覆的LiMn2O4首次放电容量为125.0mAh/g,比包覆CeO2的LiMn2O4首次放电容量要高,这可能是包覆后材料未完全活化的原因。随着CeO2包覆量的增加,材料的首次放电容量有所减小,但减小幅度不大。当CeO2的包覆量为3.0%时,其首次放电容量显著减小。 图3是包覆0、1.0%、3.0%、5.0%CeO2的LiMn2O4在0.1C放电倍率下的循环性能。从图中可以看出,在室温下充放电20周后,未包覆的LiMn2O4容量衰减最快,为初始容量的81.3%。当CeO2包覆量从0增加到3.0%时,LiMn2O4的放电容量降低的幅度较小,但循环能力明显提高。当包覆量为3.0%时,其具有最佳的电化学性能,首次放电容量可达到120.9mAh/g,循环20周后容量保持率可达到94.0%。尽管包覆量为5.0%的试样也表现出较好的循环能力,但包覆较多的CeO2使得离子通过CeO2和LiMn2O4界面的阻力增大,使得其放电容量较低。综合考虑,CeO2最佳的包覆量为3.0%。 3 结论 (1)随着CeO2包覆量的增加,LiMn2O4的放电容量虽逐渐降低,但幅度较小,其循环能力明显提高,说明LiMn2O4表面包覆CeO2可显著提高它的电化学性能。 (2)综合考虑不同CeO2包覆量LiMn2O4的首次放电容量和循环性能,当CeO2表面包覆量为3.0%时,其具有最优的电化学性能,首次放电容量可达121.1mAh/g,在20周循环后容量保持率仍为94.0%。 作者简介:吕斌(1987―― ),男,陕西咸阳,助理工程师,主要从事锂离子电池正极材料研究。 材料化学论文:金属材料化学成分的仪器分析方法概述 [摘 要]金属材料化学成分的含量及形态决定着金属的性能,准确分析金属材料的化学成分对鉴别材料性能及用途起着重要作用。利用传统化学法进行成分分析存在着过程复杂、效率低下的缺点,本文主要介绍紫外可见分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、原子发射光谱法、X射线荧光光谱法等常见仪器分析方法在金属材料化学成分分析中的应用。 [关键词]金属材料,化学成本,仪器分析 金属材料的化学成分是决定材料性能和质量的重要因素,现行国家、行业标准对绝大多数的金属材料都规定了其必须保证的化学成分,有的甚至作为质量、品种的指标。金属材料的化学成分分析依据分析原理和分析条件不同,分为化学法和仪器法。化学法主要根据金属成分的化学反应来确定金属材料的组成成分,这种方法能够准确定性及定量分析金属化学成分,但存在着试剂消耗量大、过程复杂、效率低下的缺点。仪器分析法则根据元素的的光学、电学等化学性质,利用分析设备为依托,准确快速地实现成分分析。随着仪器分析学科的发展和越来越多先进分析设备的问世,紫外可见分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、原子发射光谱法以及X射线荧光光谱法等仪器分析方法在金属材料分析领域应用越来越成熟。 一、 紫外可见分光光度法 分光光度法的原理是利用重金属与显色剂发生络合反应,生成有色的分子团,反应后溶液的颜色深浅与浓度成正比。在特定的波长下与标准样品比色检测。目前分光光度分析主要有两种,一种是利用物质本身对紫外及可见光的吸收进行测定,另一种是生成有色化合物,即“显色”,然后测定。虽然不少无机离子在紫外和可见区都有吸收,但因一般强度较弱,所以直接用于分析的较少。加入显色剂使待测物转化为紫外和可见光区有吸收的化合物来进行光度测定,是目前金属材料分光光度分析方法最广泛的手段。通过分光光度法,可测定金属材料中的Mn、P、Si、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、V、Al、W、Nb、Mg等化学成分。与传统化学法相比,紫外可见分光光度法具有灵敏度高,仪器设备操作简单,操作便捷、快速的有点,能够广泛应用在各种金属材料的化学成分分析中,但是相比较于化学法以及其他仪器分析方法,存在着样品需要显色处理、准确度不高的不足。 二、 原子吸收光谱法 原子吸收光谱法是20世纪50年代创立起来的一种新型仪器分析方法,依据金属材料中被分析的目标元素能够吸收特定波长的特征谱线,根据特定元素对光吸收量的多少从而利用朗博比尔定律去进行定量分析,实现金属材料中元素含量的分析。该种方法能够实现金属材料中70多种微量元素的成分分析。分析灵敏度根据原子化方式的不同有所不同,火焰原子吸收光谱法测定的金属材料相对灵敏度为1.0×10-8~1.0×10-10g・mL-1,非火焰原子吸收分光光度法的绝对灵敏度为1.0×10-12~1.0×10-14g。原子吸收光谱法作为一种成熟且应用广泛的分析方法,应用在金属材料化学分析领域具有不可替代的优点:首先,该方法分析范围广,能够分析金属材料中70多种主次微含量的元素;其次,原子吸收光谱法采用的是锐线光源,减少了目标元素之外的其他元素光谱干扰,有利于得到更为准确的分析结果,测定微、痕量元素的相对误差可达0.1%~0.5%,这点在基体复杂的金属材料分析中尤为明显;再次,该方法具有良好的稳定性和重现性,精密度好,一般的仪器分析结果相对标准偏差为1%~2%,性能好的仪器可达0.1%~0.5%。第四,该方法分析的速度快,分析一个样品只需要数十秒至几分钟。基于以上优点,该方法已经成为金属材料化学成分分析的主要手段。但是该法也存在每次测试只能分析一个目标元素,分析多元素时样品用量大,以及只能分析液体样品,金属材料需要化学前处理的不足。 三、原子荧光光谱法 原子荧光光谱法是1964年以后发展起来的,是通过测量待测元素的原子蒸汽在特定频率能激以下所产生的荧光发射强度,以此来测定待测元素含量的方法。原子荧光主要有5种基本类型:共振荧光、直跃线荧光、阶跃线荧光、敏化荧光和多光子荧光。大部分仪器分析工作时使用的是共振荧光因其跃迁的概率最大且普通线光源即可获得相当高的辐射密度。原子荧光光谱法在金属材料化学分析中应用最成功的是金属材料中易形成气态氢化物的As、Sb、Bi、Se、Ge、Pb、Sn、Te和Hg等8种元素的痕量分析,到20世纪末,又增加了Cd和Zn两种元素。目前有些国家标准中已经将原子荧光光谱法指定为金属材料中个别元素分析的标准方法。原子荧光光谱法分析金属材料,具备以下几个方面的优点:1、分析元素能够与可能引起干扰的样品基体分离,消除干扰;2、与溶液直接喷雾进样相比,氢化物法能够将待测元素充分预富集,进样效率接近100%;3、连续氢化物发生装置易于实现自动化;4、不同价态的氢化物发生条件不同,可进行金属材料中痕量元素的价态分析。但是基于原子荧光光谱法的原理,能够形成气态氢化物的元素有限,所以原子荧光光谱法仅能够实现金属材料中部分元素的分析,而不能实现所有成分元素的测定,存在一定的局限性。 四、原子发射光谱法 原子发射光谱法与原子吸收光谱法相辅相成,是金属材料中无机元素定性和定量分析的主要手段。分析的原理是依据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线,对元素进行定性和定量分析。该方法分析目前最主要的仪器为ICP-AES,此类仪器可实现70多个元素的微量、痕量分析。与原子吸收光谱法不同,使用该仪器分析方法分析金属材料时,一个样品一经激发,样品中各元素都各自发射出其特征谱线,从而可以实现一个金属材料样品同时测定其中的多个元素含量。使用原子发射光谱法分析的试样,大多数不需经过化学处理就可分析,且固体、液体试样均可直接分析,若用光电直读光谱仪,还可在几分钟内同时做几十个元素的定量测定。对于批量金属材料的分析,体现出了快速和样品使用量较少的优点。原子发射光谱法的仪器大多都具备检出限低,稳定性及重现性好的优点,但也存在一定的不足,在金属材料分析中,由于各个元素的发射谱线众多,各个目标元素有时会出现相互干扰的情况,影响结果准确性;分析金属材料中主元素含量时,由于含量过高,分析的准确性会变差;该类仪器分析方法,只能分析金属材料中的元素含量,而不能分析金属材料中的化合物含量或者元素的形态;虽然缺点明显,但是原子发射光谱法还是以其无法比拟的优点赢得众多金属材料化学成分分析者的欢迎,成为金属材料化学分析的首选手段。 五、结语 使用仪器分析方法进行金属材料的化学成分分析,每种方法适用的样品类型以及分析的目标不一致,优缺点明显。如何根据金属材料的性质以及分析的目标选取适当经济的分析方法,才是做好金属材料化学分析的关键。随着化学分析技术的进步以及仪器性能的不断提高,仪器分析手段将会更加广泛地应用到金属材料化学分析中。 材料化学论文:基于晶体学的材料化学课程教学 【摘 要】材料化学是从化学的角度研究金属、非金属等多种材料的科学,课程内容涉及面广。以晶体学为主线的材料化学课程教学,通过对材料结构的解析和比较使学生明确各类材料在合成、性能和应用方面的异同,体现了基础理论和应用的结合。 【关键词】晶体学;材料化学;课程模块 现代科学技术赖以发展的各种材料主要以固态形式存在。按照基本粒子排列的有序程度,固态物质可以分为晶态、非晶态和准晶态。鉴于大多数材料只存在于晶态之中且晶态材料具有特殊的规则性,在近代自然科学体系中,通过晶态获得微观立体结构信息已成为极其重要的研究渠道。因此,晶体学是材料科学发展的重要支柱。 材料化学是材料科学的重要分支,是一门研究材料的制备、组成、结构、性质及其应用的科学[1-2]。在材料化学的课程学习中,对于材料结构的认识尤为重要[3]。本文结合本科教学实践,分析了《材料化学》课程的特点和存在的问题,阐述了以晶体学为主线的课程设计及教学方法。 1 《材料化学》课程的特点及存在的问题 首先,《材料化学》是材料类专业的重要专业基础课,课程内容多,涵盖了材料的制备、结构、性能及应用。从所涉及的材料来看,包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料、纳米材料、功能材料等。这就要求《材料化学》授课教师的知识面广,在内容组织上不仅能体现不同材料各自的特点,还要强调它们之间的联系。 其次,不同于《无机化学》等课程,作为一个较新的学科和课程,《材料化学》不具备经典、权威教材。目前,各大出版社的《材料化学》教材内容各不相同,有些甚至差别较大。此外,新材料的开发、传统材料的升级一直是研究热点。因此,材料相关的理论和知识日新月异。如何将新技术、新成果引入到《材料化学》课程中,做到知识与时俱进,是课程教学中面临的一个重要问题。 2 以晶体学为主线的《材料化学》课程教学 2.1 课程内容模块化 按照材料化学专业培养目标及山东科技大学人才培养的特点,材料化学课程选用李奇教授编写的《材料化学》作为教材。根据对本课程的理解,以晶体学基本原理为主线,将课程内容进行模块化整合,分为背景模块、晶体学原理模块、金属材料模块、无机非金属材料模块、高分子材料模块和学科前景模块。 2.2 课程设计及教学方法 背景模块主要介绍材料化学课程在材料科学中的地位、材料化学课程内容、学习目的及学习方法,结合实际例子(如摔不碎的纳米陶瓷刀,“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”――金属玻璃等)激发学生对课程的兴趣。 晶体学原理模块中以晶体的周期性和对称性为教学重点,结合宏观实例解释微观的概念和原理。鉴于晶体学原理模块内容较为抽象,在教学过程中采用多媒体与模型(主要是球棍模型)相结合的方式,通过对比教学加强学生对基本概念和原理的掌握。从晶体与非晶体的异同入手引出晶体的周期性和对称性,从晶棱、晶面和晶胞三个层次分析晶体的特点,结合X射线衍射完整讲解晶体学知识,引导学生构建完整的晶体学理论框架。 在学习晶体学知识的基础上,金属材料模块、无机非金属材料模块和高分子材料模块分别从三大类材料各自的结构出发结合制备方法引出材料的性能及应用。在金属材料模块的教学中,结合前期《无机化学》中有关金属晶体的知识,引出“等径圆球密堆积”的模型,从而分析金属单质一维、二维和三维密堆积的基本形式。为了使学生更好的理解二维密堆积中四面体空隙和八面体空隙的产生,在教学中将学生分成若干小组,每组发放一定数量的乒乓球(代表金属单质原子),请学生动手排出密堆积的形式。另外,准备已组合好的模型,让学生从不同角度观察二维密堆积,查找四面体空隙和八面体空隙的位置。通过二维密堆积的详细讲解和学生的动手组装,使学生更好的理解密堆积,为后续金属单质的三维密堆积和合金结构的学习打下良好的基础。 在金属材料中除了金属晶体之外,还涉及到准晶这一特殊的结构。与晶体的长程有序不同,准晶具有长程准周期性平移序和非晶体学旋转对称性。这部分的教学中着重强调准晶与晶体在结构上的不同,并由此引出其制备和性能的特殊性。 在无机非金属材料模块的教学中,引导学生从比较离子晶体与金属晶体的结构区别入手,结合球棍模型的组装,使学生掌握离子晶体结构的解析方法。着重强调离子晶体结构分析中以往学生经常出现的错误。例如氯化铯(CsCl)晶体的解析,学生在根据晶体结构示意图(图1)进行分析时往往得出其为体心立方结构,但实际上CsCl晶体应该是简单立方结构。该错误的出现是因为学生并未掌握离子晶体结构分析要点。在离子晶体的结构解析中,应首先分析负离子(或正离子)的排列方式,然后查找正离子(或负离子)的位置及其占据的空隙类型,最后分析正负离子的配位数以及每个晶胞中所含正负离子个数。只有按照这样的分析方式才能正确得出晶体结构。在学生熟悉无机材料典型的晶体结构后,引出无机材料的经典制备方法,并比较各种方法间的差异,由此得出材料的性能和应用。在晶态无机材料的教学中,穿插近代科研中比较热门的碳材料(如碳纳米管、石墨烯等)和分子筛材料,分析这些材料的特殊结构及由此衍生出的特殊性质和应用。例如,分子筛材料特殊的孔道结构使其具有择形催化性能并在石油化工领域中有着非常重要的应用。 另一方面,在无机非金属材料中还涉及到非晶态材料。教学过程中通过晶体结构的周期性和对称性,引出非晶态材料(如玻璃等)的结构特点,注重新兴非晶态材料(如金属玻璃)的合成及性能。 在高分子材料模块的教学中,引导学生总结高分子与小分子在结构上的差异,引出高分子的晶态、非晶态、液晶态和取向态。结合偏光显微镜对球晶的观察,使学生进一步明确晶态高分子与金属晶体、离子晶体等的区别。通过高分子材料的晶态没有小分子完善,而其非晶态的有序性却高于非晶态小分子,引出高分子材料具有小分子所不具备的特殊性能和应用。 在前景展望模块,主要从化学的角度针对材料的发展进行分析,使学生认识到材料的特殊魅力。结合材料化学的发展前沿,提高学生对材料学科今后发展趋势的认识,为学生成为材料专业技术人才奠定坚实的基础。 3 结语在材料化学课程教学中,以晶体学为主线将金属材料、无机非金属材料和高分子材料串联在一起。采用比较式教学、多媒体和模型相结合的教学手段,加深学生对材料结构、制备、性能和应用的理解和认识,提升学生分析解决问题的能力。
材料科学论文:浅谈《材料科学基础》课程的教改认识与实践 【摘 要】《材料科学基础》是材料科学与工程类专业学科中一门重要的基础课程。在多年的教学工作中,通过不断的学习与实践,在优化教学方法,融会贯通理论知识等教学改革措施中,大大提高了教学效果,并很好地培养了学生的学习能动性。 【关键词】材料科学基础;教学方法;知识体系 材料是人类文明进步的里程碑,时代的发展需要材料,而材料又推动时代的发展,所以人们把材料视为现代文明的支柱之一[1]。《材料科学基础》是材料科学与工程类专业学科中一门重要的基础课程,是相关材料学学科的基础和媒介,它起着公共基础课与专业课程之间的纽带作用,特别是在各学科相互交叉融合不断加强的今天,《材料科学基础》在高校教学中的地位更加的突出和明显。通过《材料科学基础》课程的教学,使学生很好的掌握材料科学的基本理论,是学生学习其它专业课程的基础,也是今后从事材料科学研究工作的重要基础。 伴随着材料科学技术的迅猛发展,《材料科学基础》课程内容不断扩充更新,《材料科学基础》课程的教学改革问题也日益显现。学生在学习过程中,普遍反映课程内容枯燥、抽象,知识点太多,难于理解等,学习具有一定难度。结合近几年的教学实践和体会,本文探讨了《材料科学基础》课程教学改革的几点认识与实践。 1 优化教学方法,提高教学效果 1.1 多媒体辅助教学 《材料科学基础》课程涉及到物理、化学、高分子等多个相关学科,课程具有内容多,概念多,理论抽象等特点。针对这些特点,《材料科学基础》课程教学方法改革的主要措施是:改变过去单一的粉笔加黑板的传统教学方法,制作多媒体课件辅助教学,将看不见摸不着、又极为抽象复杂的材料内部结构形态,生动、直观的表达出来,使学生易于理解和接受。如三元相图的空间模型,晶体结构的大量空间堆叠,空间粒子间的错综复杂的相互联系,位错的各种交互作用等,需要很丰富的空间想象力去理解。这些教学内容单靠课本上简单的平面图形和教师的静态模型,难以让学生理解和掌握。结合《材料科学基础》课程内容及课程特点,采用多媒体教学为主的教学方式,大大提高了教学效果。在讲述三元相图时,将相图进行拆分、重组,可以很清晰的把点、线、面的具体位置及相互关系展示给学生。多媒体教学通过形象、逼真的动画形式,从静态到动态、从平面到立体、从单色到彩色、具有局部结构解析功能、全方位演示课程的重点和难点教学内容,极大的丰富了《材料科学基础》课程的教学信息量,扩充了教学内容,既有利于学生空间概念的建立,正确理解材料微观结构的特点和宏观性质及其应用之间的相互关系, 又提高了教学效率和学生的学习积极性,使教学效果得到了明显的提高。 1.2 “参与式”和“互动式”教学 在《材料科学基础》课程的讲授过程中,让学生作为学习的主体参与教学,针对不同的教学内容,采用学生分组讨论、学生代表上台讲授、同学间辩论、老师点评等教学方法,使学生感受到自己是教学的主体,引导他们在民主、宽松、和谐的课堂气氛中自主学习、合作学习与探究学习。让学生变“被动学习”为“自主学习”,变“要我学”为“我要学”。充分发挥学生的积极性、主动性、创造性为前提,培养学生的学习热情,使学生“爱学习”。促进学生掌握学习的正确方法,使学生“会学习”。另外,通过布置部分教学内容自学、阅读一些必要的参考书、撰写小论文等形式,引导学生提出问题,独立思考,大大提高了学习的能动性。 2 知识体系的融会贯通 高效的课堂要以扎实的教学内容为载体。扎实的教学内容是课堂教学促进学生发展的载体。课堂教学并不是教学内容越“多”越好,也不是越“难”越好[2],而是要在了解学生的实际发展水平和特点的基础上,合理地确定教学内容的重点。因此,课堂上教师要以“精讲多练”方式落实教学重点,要让学生扎实掌握基础知识,发展熟练的基本技能。在分析和讲解各种材料理论体系时,我们都从理论范畴和科学体系层面进行融会贯通。例如在讲授材料中的质点扩散、结构缺陷类型、界面偏析、相变类型、表面带电等时均进行了整合贯通,使学生既能够把握材料的共性,又能熟悉材料的个性。 材料科学在理论上的交叉融合已日益明显,材料制备和使用过程中许多概念、现象和转变都存在着许多相似之处[3]。例如马氏体相变理论最初由金属学家建立,广泛应用于钢的热处理理论解释。而氧化锆增韧陶瓷中同样也发现了马氏体相变现象,并作为陶瓷增韧的一种有效方法。又如缺陷行为、平衡热力学、扩散、塑性变形和断裂机理、界面的精细结构与行为、晶态和非晶态结构、不同类型材料中的电子迁移理论等可以用来解释不同类型材料的行为。这些都为材料科学基础课程的内容整合提供了十分良好的基础和可能性。 3 注重实践环节,学以致用 《材料科学基础》课程所面临的学时数不足与当代知识信息量迅速增加、课程内容的不断拓展和更新的矛盾日益加剧,深化教学改革迫在眉睫。如何提高《材料科学基础》课程的教学效果,形成知识传授、思维方法与能力培养、创新精神相互渗透形成的完整系统,课题组成员进行了深入的尝试和探索,从教学内容的整合、教学方法与教学手段的改进,到融汇情感教育,千方百计调动学生学习积极性,注重实践环节,要求学生学以致用,达到了较理想的教学效果。实验环节可帮助学生巩固和加深对理论知识的理解,掌握基本实验技能,培养理论联系实际,自己动手分析、解决问题的能力。目前,我们材料科学基础实验室,通过实验课程的基本训练,学生拥有了较多的实践和动手机会,实践技能和创新能力得到较大程度的培养。实验教学在材料科学与工程专业人才的培养中占有重要地位,加强《材料科学基础》课程的实验教学,可以帮助学生巩固理论知识,掌握实验技能。 《材料科学基础》课程是一门与实验和工程实践紧密相联的学科。强化课程实验和实践环节的教学,无论对于学生基础理论的掌握还是工程实践能力的培养都具有举足轻重的作用。以提高学生分析和解决实际问题的能力是我们高校教育的重中之重,但长期以来《材料科学基础》实验的开设都是沿用实验教材上所设置的内容,大多是一些验证性实验。为了培养学生的动手能力,我们的实验部分逐步调整为两个部分:一部分为验证性实验,训练学生材料配置的基本技能和掌握相关基础知识;另一部分则为综合性实验,如样品的制备、材料的分析等,提前将实验内容布置给学生,让学生查阅资料,自拟实验方案,准备实验材料,一直到自主完成实验操作,处理好数据,上交数据报告等全过程。这对学生的独立性培养很有益处,对他们将来做科研也很有帮助,对我们老师也有了更高的要求。在教学实践中,将“粘土性能测定及差热分析”设计为综合实验,涉及到粘土白度、表面电位、阳离子交换容量、膨胀容、胶质价等物理性能测定,粘土的钠化、有机改性,差热分析等。学生在教师指导下分析粘土的物理性能,对改性前后粘土进行查热分析并对比,对实验结果进行数据处理,锻炼了实际动手能力,培养了分析问题能力。在实验教学中打破传统教学中学生被动接受的缺点,使学生逐步形成以自助式学习方式,将实验教学由封闭变为开放,有效地提高了学生的学习积极性和学习质量。针对材料科学基础课程已经学习过的内容安排验证性实验,巩固已学过的知识,培养学生动手和亲自设计实验的能力,通过加强实验和实践的教学环节,使学生加深了材料的成分结构的了解。 在加强实践的教学改革中,采取实验教学课程建设与学院平台实验室建设相结合的方式,推进课程实践教学的全面提高。通过加强实验和实践的教学环节,使学生加深了材料的成分、组织结构、材料制备工艺材料、使用性能之间有着相互依存、彼此影响的复杂关系的理念,有效地调动学生的主观能动性,激发学生的创新意识,使学生既提高了实验动手能力,又进一步巩固了课堂教学的内容,取得了新教学培养模式的良好的教学效果。 在不断的教学改革实践中,良好的教学效果已初见端倪。但教育教学改革是一个新的事物,总会出现这样那样的新问题,这就需要我们认真地区对待去解决,从中改进我们的教学效果,提高我们的教学质量。此外,从与科学技术和人类文明社会发展相适应的角度上说,教育教学改革也是永无止境的。教学质量是高等教育的主题,只有不断总结教学经验,深化《材料科学基础》课程教学改革,才能提高材料科学基础工程专业人才的培养质量。必须正确认识到《材料科学基础》教学改革是一项涉及面广、科学性强的系统工作。在教学改革中,必须始终抓住基础理论和工程实践相结合的特征。只有勇于实践和探索,并不断充实和完善,才能达到培养具有创新能力、高素质和复合型人才的目标。今后我们要对《材料科学基础》课程改革做更多的具体的探索和调查研究,以总结其中的教改效果和经验教训,通过不断地实践、不断地认识、不断地完善,相信我们定会走出一条适合于材料科学专业人才培养的成功之路。 材料科学论文:原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用 摘要:本文主要讲述原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程,并详细讲述原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用,以及原位反应自生法的研究发展趋势。原位反应自生法广泛应用在制备金属基复合材料、金属陶瓷复合材料等方面。本文作者认为原位反应自生法制备复合材料可以应用在材料科学与工程专业的教学实践中,应该增加一些原位反应自生法制备复合材料的实验课程,从而提高实践教学质量。 关键词:原位反应自生法 复合材料 材料科学与工程专业 实验教学 研究 应用 一、前言 在材料科学与工程专业的本科教学工作中,本科学生在高年级就开始学习材料科学与工程专业的基础课程和专业课程。其中在材料科学与工程专业课程教学中,在讲述材料的制备工艺方法中讲述过原位反应自生法制备复合材料。原位反应自生法是制备金属基复合材料,金属陶瓷复合材料,以及金属间化合物/陶瓷基复合材料的主要方法。原位反应自生法是在一定条件下通过化学反应在基体内原位生成一种或几种增强相从而达到强化的目的。这种方法可得到增强体颗粒尺寸细小,热力学性能稳定,界面结合强度高的复合材料,是一种很有前途的颗粒增强复合材料制造工艺。原位反应自生法制备复合材料由于具有可以达到净近尺寸成形的优势,所以能够广泛应用于工程领域中。在材料科学与工程专业的本科课程教学中,在材料加工工程和材料制备方法中都讲述过原位反应合成技术。此外还可以将原位反应自生法制备复合材料作为一项实验教学内容安排学生进行实验,使学生认识和了解原位反应自生法制备复合材料的工艺过程。所以原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业教学实践中得到广泛的应用。本文首先讲述原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程,并讲述原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业教学实践中的研究和讨论。并对原位反应自生法制备复合材料的未来发展趋势进行分析和预测。 二、原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程 为了克服传统方法制备的复合材料存在增强体颗粒尺寸粗大,热力学不稳定以及界面结合强度低等缺点,出现了原位合成技术,即在一定条件下通过化学反应在基体内原位生成一种或几种增强相从而达到强化的目的。原位自生法是通过原料粉末中的某些化学反应生成所需要的反应产物并通过热压烧结工艺制备出复合材料试样。原位反应自生法可得到增强体颗粒尺寸细小,热力学性能稳定,界面结合强度高的复合材料,是一种很有前途的颗粒增强复合材料制造工艺。目前报道的原位合成技术主要有原位反应热压烧结技术,原位复合技术,定向氧化技术,熔体浸渍技术,反应结合技术及自蔓延高温合成技术等。定向氧化合成技术是利用放热反应在金属或金属间化合物基体中原位分散金属间化合物或陶瓷颗粒或晶须的原位复合技术。原位自生法是通过反应物之间的反应生成所需要的反应产物并通过热压烧结工艺实现致密化。原位合成法是利用化学反应在原位生成补强组元-晶须或长径比较大的晶粒来补强基体材料的制备工艺。原位合成法主要具有如下优点:简化工艺,降低材料成本,实现特殊显微结构设计和获得特殊材料性能,具有很好的热力学稳定性。金属间化合物/陶瓷基复合材料的制备方法主要有原位复合技术和定向氧化技术以及原位反应热压烧结工艺。可以采用原位反应热压烧结工艺制备金属间化合物/陶瓷基复合材料。原位复合技术是由于金属间化合物反应的形成热相对较低,因而采用自蔓延燃烧时系统不易达到较高的绝热温度,故一般采用原位复合技术制备和合成复合材料。原位复合技术是利用放热反应在金属或金属间化合物基体中原位分散金属间化合物或陶瓷颗粒或晶须的原位复合技术。传统的方法是将粉末压坯在恒定速率下加热到可使反应自发的产生并在整个混合物中处处发生反应。定向氧化技术是定向金属氧化工艺可用于制备金属基复合材料。原位反应热压烧结工艺是将原位反应和热压烧结工艺相结合制备致密的复合材料。 三、原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用 原位反应自生法主要用于制备金属陶瓷,金属间化合物,金属间化合物/陶瓷复合材料等。在材料科学与工程专业的教学课程中,其中材料加工工程和材料制备与合成方法讲述过原位反应自生法。原位反应自生法同粉末冶金技术和液相烧结技术一样都是材料制备技术。原位反应自生法同样是热加工工艺,原位反应自生法涉及到反应物高温化学反应制备产物的过程。在材料科学与工程专业课程的课堂教学中,在有些专业课程中原位反应自生法只是作为了解,对于原位反应自生法制备复合材料的具体内容和制备工艺步骤的研究和应用了解很少。所以就需要在材料科学与工程专业的实践教学课程中增加一些关于原位反应自生法制备复合材料的实验课程。通过原位反应自生法制备复合材料的实践教学活动可以使学生认识和了解原位反应自生法制备复合材料的原理,制备工艺过程以及对经过原位反应自生工艺后得到的金属基复合材料烧结制品的物相组成,显微结构和性能进行研究,使学生通过对复合材料的制备与研究过程可以加深学生对材料科学与工程专业课程学习的认识和了解。对于本科学生的教学实践课程,可以在本科学生的本科专业课程设计和本科毕业设计过程中安排采用原位反应自生工艺制备金属基复合材料和金属陶瓷复合材料的教学内容。例如采用原位反应自生工艺可以制备金属陶瓷复合材料,先将金属陶瓷粉末通过压力成型工艺制成坯体,并通过原位反应自生工艺和高温烧结工艺制备金属陶瓷复合材料。高温烧结工艺可采用常压烧结工艺,热压烧结工艺和放电等离子烧结工艺以及热等静压烧结工艺。采用原位反应合成工艺可以制备金属间化合物/陶瓷基复合材料,通常先将金属间化合物粉末和陶瓷粉末通过压力成型过程在一定压力下压制成具有一定形状和致密度的预制件,通过原位反应自生法和高温烧结工艺形成金属间化合物/陶瓷基复合材料。高温烧结工艺可采用常压烧结工艺,热压烧结工艺和放电等离子烧结工艺以及热等静压烧结工艺。有时将原位反应自生法和热压烧结工艺相结合制备致密的复合材料烧结块材。通过实验教学过程使学生认识和了解到原位反应自生法制备金属陶瓷复合材料的制备工艺过程,提高学生对专业课程学习的认识和了解。使学生通过实验教学认识和了解了原位反应自生工艺制备复合材料的制备工艺原理,使用方法和制备过程,以及对得到产物的物相组成和显微结构进行分析和测试。原位自生法可以制备金属基复合材料,金属陶瓷复合材料等。采用原位反应自生法可以制备颗粒增强的金属基或陶瓷基复合材料。 原位反应自生工艺制备复合材料涉及到反应物在高温下发生化学反应生成反应产物的过程,原位反应合成技术操作过程比较简单,对设备要求较低,只需要高温烧结炉,可以进行现场操作,因此可以作为本科学生的实验课程教学内容,可作为材料科学与工程专业课程的辅助教学实验,也可以作为本科专业课程设计和本科毕业设计教学内容。使学生通过实践教学来加深对材料科学与工程专业课程的认识和掌握。使学生认识到金属基复合材料的制备过程以及金属陶瓷复合材料的制备过程等,并使得学生对原位反应自生法得到的烧结制品进行分析和测试,使学生对材料的分析和检测水平有较大的提高。对于拓展学生的知识面有很大的帮助。为本科学生以后的本科专业课程设计和本科毕业设计打下坚实的实验基础。 四、原位反应自生法制备复合材料的未来发展趋势和应用 原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程领域有着广泛的研究和应用。原位反应自生技术由于制备工艺简单,成本较低,对设备要求较低,只需要高温烧结炉,所以被广泛的应用到金属基复合材料,金属陶瓷复合材料,金属间化合物/陶瓷基复合材料等的合成与制备中。利用原位反应自生法可以开发新型的金属基复合材料和金属陶瓷复合材料以及金属间化合物/陶瓷基复合材料。采用原位反应自生技术可以开发出很多种类型的金属基复合材料和金属陶瓷复合材料。所研究和开发的材料种类也逐渐增多,应用范围也越来越广泛。原位反应自生技术在材料科学与工程专业教学与实践中也得到广泛的推广和应用,原位合成技术已经成为材料科学与工程专业实践教学课程进行的实验内容。所以本文作者认为应该在材料科学与工程专业的教学实践中增加一些采用原位反应自生技术制备复合材料的实验课程。 五、结论 本文主要讲述原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程,并详细讲述原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用。原位反应自生法广泛应用在制备金属基复合材料,金属陶瓷复合材料等领域中。本文作者认为原位反应自生法制备复合材料可以应用在材料科学与工程专业的教学实践中,应该增加一些原位反应自生法制备复合材料的实验课程,扩大学生学习的知识面,提高学生的认识了解能力,从而提高实践教学质量。通过原位自生法制备复合材料的实验教学过程提高学生的知识水平和认识能力。 材料科学论文:材料科学专业双语教学的研究与实践 【摘 要】结合我国国情和广西地区特色分析双语教学的重要性,简单介绍双语教学的含义、教学模式及其存在的问题。研究我校材料学科的双语教学,对教学实践进行详细阐述,对教学初步成效进行总结。探讨双语教学对培养具有国际竞争力人才的促进作用。 【关键词】双语教学;材料学科;国际竞争力;人才培养 随着改革开放的深入以及WTO的加入,中国逐渐与世界接轨,因此急需既精通专业知识又有很强的外语语沟通能力的高素质人才来应对日益剧增的经济、科技方面的交流与合作。为缩短与他国的信息交流距离,减少沟通障碍,培养优秀的、具有国际竞争力人才,教育部明确提出在高等院校要大力发展双语教学,要求高等学校用英语讲授基础课和专业课的比例达到10%[1-3]。而当前,中国-东盟自贸区的建立以及广西“14+4”千亿元产业计划和北部湾经济建设,促使广西的经济面临着新的发展机遇,为促进广西材料工业与国际接轨,必须培养大批的材料专业复合型双语人才。 1 双语教学的含义及教学模式 双语教学是指在学校里使用第二种语言或外语进行各门学科的教学。要求教师在学科教育中交互使用本族与与外语甚至完全使用外语进行教学活动,以满足学习者的工具型学习动机和融合型学习动机[4]。 双语教学的实施有很多种类型,最为常见有三种模式:(1)沉浸式,在学校使用一种与学生母语不同的语言进行教学;(2)保持式,学生进入学校时以其母语进行教学,然后逐渐地使用第二种语言进行部分学科的教学;(3)过渡式,学生进入学校以后部分或者全部使用其母语进行教学,然后逐步转变为只使用第二种语言进行教学[5]。 2 双语教学存在的问题 2.1 学生外语水平较低,难以真正掌握专业知识,限制双语教学的实施和推广。长期以来,传统的教学方法和考试、考核制度使大多数学生学习英语的目的只为应付考试、升学、过四六级,很少为培养阅读和交流能力而学,导致大多数学生学习英语的兴趣逐渐下降。同时,由于生活环境、文化等差异,学生缺乏相应的英语思维能力,在客观上阻碍了双语教学的发展[6]。 2.2 师资水平制约了双语教学的开展。在目前双语教学实施过程中,同时具备专业素质与外语能力的教师十分缺乏。一些有经验的教师虽然具有广博的专业知识,但外语水平可能较差;而一些年轻教师虽然有一定的外语功底,却又缺乏教学经验和深厚的理论基础,因此,真正符合双语教学要求的师资十分有限。 2.3 教材的选择问题。对于专业课的双语教学,必须考虑教师的教学负担和学生的接受能力,阅读英文原版对于刚接触专业英语的学生来说,会面临既不懂英文又也不懂专业的困境,且由于教学理念不同,也将增加教师的教学负担,因而在教材的选择上,应该酌情考虑。 2.4 没有建立相应的评价措施。从各高校的情况来看,一般从事双语教学的教师基本都是本学科骨干教师,他们的业务水平和英语水平为同行中的佼佼者。然而他们的教学水平如何评估,却成为一个问题。缺乏专业的教学评估,就无法有针对性的对教学进行改革,因此,需要建立符合双语教学规律和特点的评价机制[7]。 3 材料科学双语教学实践 针对双语教学存在的问题,以及我校材料学科双语教学改革的需要,我院教师采取以下措施来进行双语教学改革,促进双语教学的顺利进行。 3.1 合理选择教材 由于本科生正在进行专业知识的全面学习,对专业知识的深度了解不够,且接触英文资料的机会较少。因此,在对教材进行筛选时,选择便于学生学习的双语教材,而非全英文教材,同时首选行业资深学者所著作的书籍,因而对专业知识的覆盖度较全面。我校材料学科选择的教材是华中科技大学张军教授主编的《材料专业英语译写教程》。该教材涵盖专业术语、常见词汇短语、短句翻译、长句分析、段落解析、科技论文赏析以及科技论文写作练习。由浅到深,由易到难,逐级深入式教学模式让学生先适应后接受双语教学。 3.2 以英语水平高的教授开设材料学双语教学课程 在我校的材料专业,开设双语教学课程的教师都具有国外留学经历,并且都是本校教授。他们在国外经历过系统的专业能力培训,也亲自感受过国外的教学理念和人文环境。在专业水平上,是本学科教师行列中的权威,而其英语水平,亦是同行中的佼佼者。因此,由他们开设专业课程的双语教学,专业知识的传授和精准的英文表达都能较好的进行。 3.3 建立互动式的课堂 3.3.1 授课方式 采用多媒体教学,信息量大,重点和难点更容易突出。教师根据教学大纲,将授课内容编入Power Point(PPT)内,在课堂上进行有序的、逐渐深入式的教学。 3.3.2 课堂互动 督促学生开口和动手,让学生对专业英语有直观理解能力。将专业词汇编入短句中,以课堂小测验的形式,要求学生随堂口头翻译;或让学生走上讲台,以板书的形式进行翻译,教师从旁指导。 3.3.3 课后习作 对于刚开始接触专业英语的学生,熟知专业术语是基石,而看懂科技论文和学会写作是最终目的。因此,在每次课后都必须布置一定内容的课后练习,由简入繁,从记忆单词到习作,使学生逐步掌握看科技论文的要领和写作技巧。 3.4 建立教学效果评估体系 3.4.1 开放式教学效果评估 我校开设网络教学平台,教师可以将课堂录像、课程PPT、学生作业等上传到网络平台,该平台对学生和教师开放。本院的材料学双语教学改革中,教师对课堂实况进行录像,以便课后对教师和学生的表现进行研究,并针对存在的问题,及时进行更正。教学录像可供全校教师观摩,在必要时,可以向专家提供教学资源,由专家鉴定,并提出修改意见。 3.4.2 考试 考试是一种带有强制性的学习环节,教师通过考试来检测学生对专业英语的掌握和运用情况。考试采用闭卷形式,其内容来自于书本和科技论文,但并非课堂讲授内容,考察学生对专业的了解和专业英语的灵活运用能力。专业词汇是必须要求掌握的知识,因此全部为汉译英,要求学生能够书写出专业词汇。长短句是写作的另一个关键,学生必须掌握分析句子的技巧和习作能力;命题作文灵活多样,其内容一般包括日常内容和专业内容,考察学生对日常用语和专业英语的掌握程度。 4 结语 通过对材料科学的双语教学实践,发现对教师的英语教学能力是一个考验,而对学生的英语水平则有很大的提高。通过专业英语的学习,学生对专业词汇认识度提高,对长句难句的分析能力逐步提升,从刚开始的对英文资料茫然到逐步可以慢慢看懂,并且可以运用专业英语进行简单的写作。而我们的教学初步目的在于教会学生如何掌握专业英语,从学生的课堂表现和考试答题来看,已经初步达到我们的教学目的。但还需要进一步努力,最终把学生培养成复合型双语人才。 材料科学论文:“材料科学基础”课程教学改革的探索与实践 摘 要:结合本校材料化学专业学科方向,尝试对“材料科学基础”这门课程的教学内容及注重点、课程实验等方面进行教学变革,以期能更好地满足社会对材料科学人才素质的要求。 关键词:“材料科学基础”;课程教学;改革 材料物理与化学是材料科学与工程的二级学科,“材料科学基础”这门课程是连接基础课与专业课的桥梁。学生在学习过程中普遍反映概念多、抽象、学习起来困难。对相关专业的学生来说,学好这门课程意义重大,笔者对这门课程的改革作以下探讨: 一、精简课程内容,保留课程精华 “材料科学基础”内容繁多,在保证达到教学目标,保证教学质量的前提下,结合教学中的实际情况对该课程内容进行有目的的删除和保留,使学生明确学习重点。 1.突出课程重点,让学生学有所得 “材料科学基础”涉及材料的组成、性质及结构等方面的问题,对材料及材料的使用性能进行了探讨。“材料科学基础”中公认的重要知识点有:晶体的结构、位错、晶界、相及相的组成、组织特点、合金元素的作用及热处理等,这些知识点环环相扣,内容繁多且对学生的理解能力要求较高。教师在课堂教学中应当注意与实际生活相联系,运用生活中的物品、材料进行讲解,加深学生对知识点的理解。 2.联系学科进展,增添学生的学习兴趣 当前我国载人航天及新功能复合材料领域与“材料科学基础”的内容息息相关,学生对新事物往往有着好奇的心理,在授课时穿插一些建立在本课程知识基础之上的科技前沿动态,通过新材料具体性能的介绍调动学生学习的积极性。例如:在讲授晶粒的概念时,可以将纳米技术的应用及进展介绍给学生听,展现纳米材料独特物理化学性质,来吸引学生。 3.温故而知新,让学生所学的知识成为一个体系 科学编排“材料科学基础”课程内容,教授新内容时,带领学生复习上节课的学习内容,通过合理的教学安排使每节课的授课内容具有承前启后的作用。学生学习新内容就不再感到突兀和陌生,有助于学生对整个课本知识的融会贯通,提高他们利用所学知识分析和解决问题的能力。 二、教学手段的改革 1.角色互换教学 传统教学手法一般以教师为中心,教师的说教,学生只能被动听课,容易造成学生听课不在状态,甚至酣然入睡的情况发生。为了避免这种情况发生,有必要将重心从老师转移到学生身上,开展学生之间,学生和老师之间的互动。比如尝试让学生去讲课,老师点评的办法来提高学生的参与度。 2.多媒体教学 多媒体作为辅助教学的手段,能否利用好多媒体达到教学事半功倍的效果,关键在于老师的运用。多媒体教学应用较广泛,但真正达到教学预期的目标比较困难。结合笔者经验,在使用多媒体教学前,要做好所讲内容的图片,比如讲授晶体时,就需要老师收集各方面资料,制作好晶体模型,以便学生可以对晶体结构有直观认识。 三、对课程实验的改革 要学好“材料科学基础”,就需要理论与实验结合,用理论来指导实验,用实验结果来验证理论。一般来说,本课程传统实验主要安排有:铁碳合金的平衡组织观察、钢的热处理和硬度实验、钢热处理后的显微组织观察和其他材料的显微组织观察等实验项目。这些实验多为验证性的,不利于学生实验创新能力的提高。我们可以对传统的实验项目进行变革,合理整合相关实验,引进对学生创新能力要求较高的实验来达到提高教学质量的目的。例如:我们可以将原本是几个独立实验的钢的热处理和硬度实验、钢热处理后的显微组织等实验合并起来,既避免了实验耗时太长的缺点,又加强了学生对材料科学基础重要知识点的理解。 支持学生对教学重点内容开发新的实验,尝试设计实验方案,鼓励学生运用实验室的器材进行验证,并对实验结果进行分析。教师只要对学生的实验步骤或目的提出合理化建议,有利于学生动手能力的培养,有利于学生自主创新能力的提高。实验项目的确定,可以通过交流探讨,发扬民主,结合课程、当地实际与学生兴趣来进行选择。 对“材料科学基础”进行教学改革,要综合考虑各方面因素,抓住学生的兴趣,通过对教学课程的合理设置,教学方法的提高及实验内容的创新来达到预期改革目标。笔者结合教学经验对“材料科学基础”课程的教学改革及探索作了简单分析,还望广大同仁进行批评指正。 材料科学论文:《无机材料科学基础》的教学改革与实践 【摘要】《无机材料科学基础》是无机非金属材料工程及相关专业的专业基础课。本文从课程的性质和内容出发,围绕课程建设和提高教学质量这一优秀任务,在教学实践中进行了一系列改革和探索。通过改进教学方法、优化教学手段、加强实验教学、改革考核方式等措施,激发了学生的学习兴趣,拓宽了学生视野,收到了较好的教学效果。 【关键词】无机材料科学基础 教学改革 教学实践 教学方法 《无机材料科学基础》是无机非金属材料工程及相关专业的一门重要专业基础课,同时也是研究生入学考试的必考课。该课程科学系统,内容广泛,逻辑严谨,注重新概念、新理论、新材料、新工艺及不同学科知识的运用和融合;同时还涵盖了结构化学、物理化学与结晶化学的基本原理,探究了无机非金属材料宏观性能与微观结构之间的内在联系,是专业课程学习和材料研发的重要理论基础。 随着高等教育课程体系改革的深入,课程存在的学时数减少与知识信息量的拓展与更新之间的矛盾日益加剧。《无机材料科学基础》内容丰富,知识体系零乱、抽象且难于理解,学生普遍反映难学,甚至表现出厌学情绪。因此,深化教学改革、提高教学质量已势在必行。结合近几年的教学实践和体会,本文对《无机材料科学基础》课程教学改革的方法进行了探讨。 1.改进教学方法,提高教学效果 在传统的粉笔加黑板的教学方法中,由于板书时间花费较长,讲授时间相应减少,从而引起教学质量下降甚至教学任务难以完成。有些抽象性内容仅凭口授很难表述清楚,学生也很难完全理解,传统教学方法的劣势日益显现。多媒体和网络技术的运用与发展,不但可以实现更多的信息量的传递,而且可以更加生动形象地模拟物质结构和动态过程,能更好地帮助学生理解相关知识点,提升教学效果。然而,学生长时间观看屏幕会导致视觉疲劳、走神甚至跟不上教学进度等问题。因此,采用何种教学方法使学生易于接受,从而达到最佳教学效果是教学改革永恒的主题。 1.1启发式教学法 启发式教学法是在教学过程中通过教师的启发引导帮助学生主动、自觉地去涉猎知识。在课堂教学中,教师精心设计各种启发式问题,进行互动式提问,鼓励学生大胆发表见解,引导学生自主学习、独立思考,教师只扮演“授人以渔” 的角色。比如在讲授非自发形核知识点时,就以人工降雨引入。人工降雨是通过向高空发射AgI炮弹来增加降雨量,引入时就向学生提问“为什么人工降雨能增大降雨量?”,带着这个“启”有效地引导学生主动的“发”,在讲解的过程中不时穿插有关问题,迫使学生主动思考,自寻答案,最终就会获得“非自发形核小于自发形核功,从而提高形核率”的结论。 1.2直观式教学法 直观式教学法就是使用实物、挂图、模型等教学媒体创建具体生动的形象或场景的教学方法。对于培养观察力、判断力和想象力,激发学习的积极性、主动性和创造性,提高教学效果具有非常重要的意义。例如,在介绍材料缺陷时,点缺陷和刃位错可以用“玉米棒上玉米粒子的分布”形象地表示出来;在学习材料的疲劳内容时,课堂中以一铁丝为教具进行现场演示,用手在铁丝两端使劲拉不能将其拉断,而反复弯折却能将其折断。然后以此现象为切入点,通过系列提问以启发引导学生思维,最终让学生理解:铁丝在弯折过程中受到的力属于交变载荷,交变载荷的反复作用使铁丝在外加应力小于抗拉强度时,在铁丝内部或表面的某些缺陷处或薄弱处萌生裂纹,裂纹的扩展最终导致疲劳断裂。 1.3提问式教学法 在教学过程中,适时地提出问题并引导学生有意识地去思考,对提高教学效果很有好处。上课开始时,在复习上次课内容的基础上,花两分钟时间以提问方式引出新课内容,达到引人入胜的效果;在讲授到易出现错误理解的知识点时,及时提出相关问题,帮助学生正确吸收相关内容;每堂课结束前提出几个具有启发性问题,引导学生课后进一步阅读相关文献资料,加深对所学内容的理解和知识体系的拓宽。通过提问式教学,激发了学生的学习欲望,增强了学生学习的兴趣。 1.4讨论式教学法 课堂讨论不但能引导学生对要讨论的问题进行积极思考,而且可以提高学生的思维能力和语言表达能力。在学习硅酸盐晶体结构时,提前2周将讨论主题告知学生,让学生分为若干小组,每个小组在课下准备讨论内容。课堂讨论时由各组选派代表上台发言,要求学生将几种典型结构的桥氧数、组成单元的络阴离子及硅氧比、晶胞分子数、四面体和八面体空隙的填充情况及连接情况、结构与性质的关系等内容进行对比介绍,通过讨论以达到取长补短,完善各自认识的效果。期间教师及时对讨论内容进行启发指导和总结,并对学生表现进行打分。 2.优化教学手段,提高教学效率 传统的教学手段主要采用板书,这种教学方法使师生交流更易实现,对于启发学生思维、发展智力起到很重要的作用;然而板书存在授课量偏少、上课效率较低、特别对很多抽象的知识点难以讲解清楚等不足,教学效果不是很好。结合《无机材料科学基础》内容和特点,采用多媒体教学为主、板书为辅的教学方式,极大地丰富了教学信息量,提高了教学效果和学生的学习兴趣。 在多媒体课件制作中,将比较重要的、提醒学生注意的地方用记号标示出来;尽量减少文字的出现,以避免视觉疲劳;需要详细讲解和强调的地方,则采用板书讲授;在抽象难懂的地方适量运用动画视频形式。比如,在讲述最紧密堆积时,可以通过视频动画展示面心立方、密排六方堆积及其四面体和八面体空隙,同时配合实物模型、挂图等辅助手段提高学生的空间想象能力;在讲述晶体结构时,通过flash动画将抽象的三维晶体结构以立体的、动态的形式展现出来,便于学生理解吸收;在学习缺陷内容时,通过多媒体多角度直观展现点缺陷、刃位错和螺位错形成的过程,使学生从直观上掌握了这些缺陷的基本特征。 3.加强实验教学,注重能力培养 《无机材料科学基础》是一门理论联系实际比较紧密的学科,实验教学无论对于学生基础理论的学习和掌握还是工程实践能力的培养和提高都具有至关重要的作用,是培养学生工程意识、创新能力和动手实践能力的重要途径。结合课程的内容,将实验整合为基础型、设计型及综合型三大类。对于基础型实验,实验原理、实验步骤及注意事项都要讲解清楚;对于设计型实验,只给出实验题目和方案,由学生独立实验和处理数据;对于综合型实验,只给出题目和方向,给定实验条件,由学生自己制定方案、独立完成实验。在实践过程中,通过开设部分教学动画演示实验替代部分验证性实验,将有限经费尽可能投入到研究型和综合型实验中。 4.改革考核方式,促进学生发展 目前,国内高校对学习的评价方式主要是依据学生的考试成绩,考试形式比较单一,大多为一次性闭卷考试,强调答案的唯一性,导致学生学习被动,自主学习能力差,不善于灵活运用所学知识分析解决实际问题,普遍缺乏创新精神。因此,《无机材料科学基础》应采取较为灵活的考核手段。我们尝试了一系列改革,取得了良好的效果。比如,注重平时课堂上的表现,鼓励学生在课堂上积极提出问题、回答问题并进行讨论;学习晶体结构时,课后要求学生用相关软件绘制几种典型结构的三维模拟图;学完一章内容后,根据学生自身的喜好,就某一知识点提交一篇小论文。平时作业、考勤、课堂讨论、小论文全部纳入平时成绩,总成绩则由平时成绩、期中考试成绩和期末考试成绩构成。多样化的考核,使学生开阔了专业视野,提高了学习兴趣。 5.结束语 《无机材料科学基础》课程的教学改革是一项科学性强、涉及面广、任务繁重、意义深远的系统工程。在改革过程中必然遇到新的情况和问题,过程永无止境。在平时的教学中,必须依据教学大纲和时展的要求,与时俱进,以人为本,充分调动学生自主学习的积极性,不断改革,勇于实践,才能进一步提高教学质量,实现“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的创新人才培养目标。 作者简介: 杨海平(1976-),男,湖南新宁人,工学博士,湖北工程学院化学与材料科学学院讲师,主要从事无机功能材料的研究工作。 材料科学论文:《材料科学实验》的创新教学模式与实践探索 【摘 要】针对《材料科学实验》的课程设置和教学模式,提出以拓宽基础、突出应用为目标导向,围绕材料的力学、电学、磁学、光学、以及材料加工、材料成型等领域创新教学内容和教学模式,使学生全面了解和掌握材料的合成、制备、测试、分析等基本实践操作和数据分析能力,搭建课堂教学与实验实践的桥梁。 【关键词】材料科学实验;实验教学;创新 0 引言 《材料科学实验》是材料专业的主要实验基础课之一,主要面向高年级本科生和低年级硕士研究生开设。《材料科学实验》以物理学、化学、物理化学、材料科学基础、材料性能学等课程为基础,教学内容涵盖材料的力学、电学、磁学、光学、以及材料加工、材料成型等诸多领域,是材料专业基础理论的重要实践环节,也是搭建课堂教学与实验实践之间的桥梁。《材料科学实验》力求通过了解和掌握材料的合成、制备、性能测试、分析等基本实验实践操作和数据分析能力,解决科研生产和实践工作中的实际问题。本文针对当前形势下社会对创新性综合型人才的需求,提出以拓宽基础、突出应用为目标导向,对《材料科学实验》课程的教学模式进行创新与实践探索。 1 当前课程教学分析 在国家对材料专业人才培养的高度重视与大力支持下,大部分高校具备了材料专业本科生和硕士研究生人才培养的资格。但材料专业的主要实践课程之一《材料科学实验》的现有教学内容、教学模式与教学效果之间还存在一些问题,主要体现在以下三个方面:一是学科分工精细化使知识缺乏系统性。在高年级本科生和研究生阶段,学生的知识领域逐渐向二级学科和三级学科(即研究方向)靠拢,忽视了一级学科的总体目标要求。例如高分子材料方向的学生对金属材料方面的知识重视不够。二是对知识的理解与运用缺乏连贯性。如前所述,学生的知识范畴通常是局限在二级学科或三级学科领域,忽略了大学(在某种程度上)作为一种通式教育以及综合型人才培养的重要载体这一特征。更有甚者,目前很多以考研为目的的学生只掌握了所需考试的那几门课程的知识,其它课程便是无人问津,更加谈不上实验实践了。即,过于强调知识的“点”,而缺乏“线”和“面”层次的理解。三是重理论轻操作。理论固然重要,但是少了实践环节,很多创新性思维就难以得到发挥,也容易导致教学与实践的脱节。因此,从新形势下社会对材料专业人才的需求与高校人才培养目标的一致性出发,本着培养创新性综合型材料专业人才的宗旨,我们提出在《材料科学实验》的课程设置和教学模式上进行创新,以拓宽基础、突出应用为目标导向,努力培养出满足当今国家和社会需求的高素质人才。 2 创新教学模式与实践探索 以拓宽基础、突出应用为目标导向,从课程开设的目的、方法、内容和效果等方面对《材料科学实验》课程的教学模式进行创新。 2.1 课程设置上体现创新性和综合性 近年来,通过不断摸索,全面规划,以掌握材料的合成、制备、测试、分析等方面的知识和实践能力作为出发点,围绕材料的力学、电学、磁学、光学、以及材料加工、材料成型、材料表面处理等诸多领域开设实验项目,以拓宽基础、突出应用为目标导向,为开展与材料专业有关的实验实践活动打下宽广而坚实的基础,并搭建材料专业的基础理论和实践应用之间的桥梁。把各知识点连接起来,融会贯通,使知识由“点”的层次跃迁到“线”和“面”的层次,举例如表1所示。 2.2 创新教学模式、提高教学效果 通过不断探索,建立了一套比较完善的教学体系、考评体系以及质量保障体系,重点解决了以下几个关键问题。 1)多学科交叉授课的协同性。《材料科学实验》涉及到材料的力学、电学、磁学、光学、以及材料加工、材料成型、材料表面处理等诸多领域,每个实验项目均由教学经验较丰富的副教授及以上人员担任,每名教师只负责一个实验项目,解决了多学科知识背景与多名教师授课之间的协同性。 2)创新教学方式。首先通过实验原理、实验目的、设备结构和工作原理等方面知识的系统讲解与分析,阐述本实验项目与基础理论知识之间的关联性;然后老师做出演示实验,进一步展示实验原理和有关的操作方法;最后每个学生自己动手开展实验,结合老师的讲解和自己在实验操作过程中的体会,对有关实验现象进行总结、对实验结果进行分析、对所遇到的问题进行剖析并提出解决途径,将所学的理论知识与实验实践紧密结合起来。 3)完善知识体系。通过《材料科学实验》课程的系统学习和实践操作,补充以前所学知识的漏洞。同时也为不同专业方向的学生拓宽视野、扩充知识范畴,并且利用各专业方向各自的优点和不同学科之间的互补性提高学生综合运用知识的能力。 4)搭建公共实验平台。在《材料科学实验》平台建设方面,通过购置新设备、综合利用部分科研设备、改造或扩展现有仪器设备功能等三个方面为《材料科学实验》课程的教学搭建先进和较为齐全的实验教学平台,平台建设注重基础知识和跟踪科技前沿的双重目标。在材料科学实验这个平台上,使学生的创新能力和知识运用能力得到了充分的锻炼和培养。同时该平台也为学生的课外实践、第二课堂、国家大学生创新训练计划、广西大学生创新训练计划等提供了重要场所,深受广大学生的欢迎。 5)构建公平合理的考评体系。按照实验现场操作、数据分析与解决实际问题能力、期末考核三方面对学生的基础知识运用和实验实践操作进行综合测评。 6)建立健全的质量保证体系。实验项目的现场指导均由从事一线教学的骨干教师负责,教学管理员负责协调各实验项目的开展,分管领导进行督查,这样一整套的实验实践教学和管理系统确保了教学的顺利进行并取得了预定的效果。 3 结语 以先进教育思想为指导,系统规划课程的各实验项目,以拓宽基础、突出应用为目标导向,构建了具有鲜明特色的《材料科学实验》课程教学软硬件平台,形成了有利于培养学生实践能力和创新能力的教学模式,全面提高了实验教学水平和教学效果。 材料科学论文:材料科学与工程专业英语教学改革思考 摘要:专业英语教学是继传统英语教学之后,提高材料科学与工程专业大学生对本专业英语应用能力的重要手段。本文通过对现行专业英语教学现状进行分析,针对目前教学中存在的问题,探讨今后教学内容及教学方法,着重培养学生专业外语的自学能力及应用能力。 关键词:专业英语;材料科学与工程;教学改革 1. 专业英语教学现状 专业英语是一门综合性较强的课程,即包括基础英语的基本知识又包含了特定专业的专业知识,因此其既具有语言教学的规律性又具有专业教学的规律性[1]。但目前,专业英语教学任务分散在各个学院,专业外语教师师资力量较薄弱,而且专业外语课时少,很难实现科技英语系统教学[2]。而学生从基础英语教学模式一下子转变为专业英语教学模式,面对大量复杂的专业词汇及长句、难句,同学们初学时不易掌握,不会进行长句结构分析,不会词性的转换及词序的灵活处理,因此翻译课文经常不能表达原意。而且,一般专业英语课程开设在第六学期,此时同学们刚刚接触本专业基础课程,对专业知识和技能的理解和掌握有限,因此对于教材中一些专业性很强的知识很难理解,学生掌握起来较吃力而使其失去学习兴趣,课堂中形成了老师为主的翻译模式[3,4]。由于缺少了对科技英语体系的系统学习部分,同学们对科技论文的结构及撰写格式不甚了解,在毕业设计环节,本科生撰写英文摘要等方面的表现很差。 为了提高材料科学与工程专业学生的专业英语水平,本文从教学内容及教学方法上进行了一系列探索,力求提高学生专业外语的自学能力及应用能力。 2. 教学内容改革 目前,材料科学与工程专业选择的专业英语教材主要内容包括水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料等传统工程材料的制备原理及工艺,专业性很强,部分内容因为学生未接触本专业课程,缺乏专业背景而很难理解。因此。针对本专业学生的实际情况,在充分调研国外相关教材的基础上,将国外原版教材中过于水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料的精华部分作为课堂教学的一部分,让同学们掌握科学、客观、较标准的英文表述习惯,而内容和难易程度则与专业知识结合紧密,以各种材料概述、制备工艺、性能及应用为主,不再涉及一些专业性太强的理论知识。课程中除了讲解专业知识外,在课程绪论部分给学生一个过渡,让学生了解专业英语与基础英语之间的区别以及专业英语句式结构的特点,使学生能够对专业英语的语法结构有一个大致的了解。同时,为了提高学生科技论文查阅及写作能力以及国际交流能力,教材中将设置有关专业论文结构与撰写的章节。 3. 教学方法改革 专业外语课时设置都较短,一般为32~48学时,在短短的32学时内,要求学生“听、说、读、写”全面发展几乎是不可能的。因此,课内教学主要仍以“能读会写”为主要教学目标。但教学方法将不再以教师为主角,改变原来“老师讲、学生听”这种填鸭式的教学方式,通过翻转课堂,让同学们走上讲台,完成课文的翻译及讲解过程。老师主要负责专业词汇的讲解及引伸,扩展同学们的专业词汇,通过讨论对同学们在翻译过程中产生的问题进行纠正及讲解,剖析复杂长句及难句的句式结构。结合目前同学们专业外语学习现状,将在课堂上引入大量的科技外文文献,使同学们掌握其主要结构及撰写要求,重点培养同学们掌握本专业论文英文摘要的撰写。 专业外语听说能力的培养同样至关重要,而且培养过程需要一个长期的过程,并非通过 一两次课堂教学就能一蹴而就,因此,这部分能力的培养主要是通过鼓励学生自主学习来完成,鼓励学生观看相关材料介绍的视听文件,在课堂翻译过程中要求同学首先对原文进行朗诵然后进行讲解,这就要求同学们在课前要做好充分的预习,提高他们的自学能力。此外,根据同学们撰写的专业论文英文摘要,要求学生在课堂上做一个presentation,逐步提高同学们专业英语表达的自信,最终目的是培养同学们国际交流及应用的能力。 4. 结语 随着时代的发展,在英语日益成为国际主要交流工具的今天,加强材料科学与工程专业外语教学水平,根据教学目标的正确定位来及时调整教学内容以及采用丰富有效的教学方法是培养学生学习兴趣以及提升英文阅读、写作及交流能力的重要方面。因此,积极进行专业英语有效教学方法改革的研究,对于提高学生专业外语的自学能力及应用能力有着重要的意义。 参考文献: [1] 刘秀梅, 贺杰. 优化机械专业实践性教学方法的研究[J]. 科技创新导报. 2014(2):158. [2] 陈静如, 田砾, 万小梅. 专业外语教学内容与方法改革[J]. 中国冶金教育. 2014(1):69-70. [3] 王振廷, 孟君晟, 孙剑峰, 武万良. 材料类专业外语课教学模式改革与探索[J]. 黑龙江教育:高教研究与评估. 2008(10):47-48. [4] 饲觳. 高分子材料与工程专业科技外语阅读教学浅谈[J]. 吉林化工学院学报. 2013(2):21-22. 断裂力学力学、材料科学和化学的集成 材料的断裂和裂纹缓慢增长是材料(微观结构)对力学效应、化学驱动力和温度影响行为的联合反应。因此,有必要考虑化学和热环境影响下的建模,其中需要考虑微观结构的随机影响。作者用本书作为断裂力学本科生和研究生的课程教材,也是基于作者在里海大学的工作团队进行的断裂力学、表面和电化学、材料科学的研究。 本书分为10章:1.引言; 2.断裂力学的物理基础;3.裂缝的应力分析; 4.断裂韧性的实验测定;5.设计(安全)的断裂考虑;6.亚临界裂纹增长;蠕变控制的裂纹扩展;7.亚临界裂纹扩展:应力,腐蚀开裂和疲劳裂纹增长(现象学);8.亚临界裂纹增长: 在区域负载环境下提高裂纹扩展(或应力腐蚀开裂); 9.亚临界裂纹增长: 在区域负载环境下提高裂纹扩展(或腐蚀疲劳) ;10.以科学为基础的概率建模和寿命周期工程及管理。 本书适合力学、材料科学、化学和多学科的研究人员、工程师、教师和研究生阅读和参考。 材料科学论文:“材料科学与工程”学科建设与未来发展对策 摘要:以学科评估为契机,立足我校“材料科学与工程”学科现状,围绕学科建设与未来发展,从师资队伍、学科平台建设、科学研究水平、人才培养质量等方面的现状进行了分析与探讨,对材料学科未来的发展提出对策。 关键词:学科建设;平台建设;科学研究;人才培养 高等学校是知识创新和创新人才培养的基地,其优秀是学科建设。大学在国际及国内的排名主要取决于该校学科的发展水平。世界上一流的院校,首先是拥有一流的学科。“材料科学与工程”学科既是基础科学,又是新技术革命的先导。津工业大学“材料科学与工程”学科近年来围绕学科建设这条主线,以学科评估为契机,在师资队伍、学科平台建设、科学研究水平、人才培养等方面开展了卓有成效的工作。但国家对新材料的要求不断提高、国际材料领域发展迅猛,学校对材料学科的总体发展寄予了更高的希望,学科建设工作仍存在较大的努力空间,如:①学科尚缺乏在国际、国内具有较大影响力的领军人物;②学科尚无部级的科研平台;③学科在教学方面尚无部级的教学名师及教学成果。在我校“材料科学与工程”学科现有的基础下,如何采取积极有效的措施,保持我校材料学科在市属高校现有的领先地位,实现跨越式可持续发展,尽早步入国家重点学科的行列,仍然是材料学科目前面临的紧迫任务。 一、师资队伍的现状与未来发展 1.师资队伍的现状。有了高水平的学科领军人才建设高水平学科,才能出高水平成果,提高学科的整体水平。有了高水平的学科,才能吸引高水平的学科骨干人才。因此师资队伍建设对学科水平的提升起着至关重要的作用。目前,材料学科有教职员工84人,学历层次、职称层次较高,学缘结构、年龄结构合理,已拥有国家百千万一层次人才2人、中科院百人计划入选者1人、教育部新世纪人才2人。但部分学科人员分散在学校其他部门,总人数在相同学科中仍属于中等偏少的状态。部级人才较少,仍达不到高水平师资队伍的要求。 2.师资队伍的建设及未来发展。学科现有5个特色研究方向:高性能与功能纤维材料、膜材料与膜过程、新型功能材料物理与化学、材料设计、结构与性能和无机功能材料。2012年学科以自由组合的方式形成了7支年龄、学历、职称结构合理的学术团队,每个团队根据自己的优势科研方向建立了学术梯队,取得了显著的科研成果,有效地提升了学科的科研水平。近年来,我校材料学科积极贯彻落实校人才工作会议精神,广开引进人才渠道,坚持培养本学科优秀学术人才与选拔、引进国内外材料学科优秀中青年科研工作者相结合的方法。2010~2013年已引进加拿大滑铁卢大学、日本东北大学、中科院山煤化所等国内外著名科研院所的优秀中青年学者来校工作。2014~2015年材料学科将继续依据各方向的发展需要,适度引进树脂基复合材料、生物医用材料和金属材料方面的优秀科研、教学人才,充实和加强师资队伍。目前已意向引进美国宾州大学、加拿大卡尔加里大学等国际知名院校优秀博士毕业生。“十二五”末学科教职工总数预计达到100人左右,整合分布在院外的本学科骨干教师,总体形成专职教师95人左右的队伍。材料学科将继续对教师实行分类考核,加强完善教师的考核机制,根据教师的能力和特点,强化教师自身的特长,确定以教学、应用基础理论研究、应用研究等为重点的发展方向。重视青年教师的培养,结合青年教师的专业和科研方向,帮助青年教师尽快融入现有科研团队,促进他们专业专长的发展,做到“人尽其才、才尽其用”,充分发挥每一位人才的作用。近年来,学科通过实施国内外访问学者、中青年学术骨干教师出国访学研修等项目,着力培养了一批年轻有为、有较大科研潜力的中青年学术骨干学者,储备了学科拔尖人才和学术领军人才后备力量。目前,材料学科已具备冲击部级人才称号的实力,将在教育部新世纪人才、国家教学名师、青年等方面有所突破,预计到“十二五”末新增部级和省部级称号人才5人次,为材料学科建设以及整个教师队伍科研能力的提升发挥重要作用。 二、学科平台的现状与未来发展 1.学科平台的现状。“材料科学与工程”学科是天津市重中之重学科、天津市高等学校“十二五”综合投资I类建设学科,建有一级学科博士点、一级学科博士后流动站。高水平的科研创新平台和基地不仅是凝聚人才、科研工作者展示智慧的舞台,更是学科创新和进入当代国际科学研究前沿的重要基础平台。多年来,天津工业大学材料学科重视科研平台的建设和管理,目前已建有“部级实验教学示范中心”、“中空纤维膜材料与膜过程”省部共建重点实验室、“改性与功能纤维”天津市重点实验室、天津市膜技术工程中心、膜分离技术协同创新中心等科研平台。实验室面积16000m2,设备总金额达9000万以上,万元以上设备400余台套。实验室管理体制健全,制定了一系列规章和管理制度,如《天津工业大学实验室工作规程》、《天津工业大学校级、学院(系)管实验室管理办法》等。 2.学科平台的建设与未来发展。材料学科既重视提高本学科的科研水平,还不断加强与其他学科的交叉融合,发现和形成新的学科生长点。2013年“材料科学与工程”一级学科与“环境科学与工程”学科交叉设置了“环境材料科学与工程”二级学科硕士点,与“电子信息工程”学科交叉设置了“材料检测与系统”和“生物医学工程”二级学科硕士点。通过与其他学科的交叉融合,进一步优化了“材料科学与工程”学科的结构,提高了学科整体水平,促进了相关学科的发展。目前,材料学院的“无机非金属材料工程”专业教师承担着多项国家高技术研究发展(863)计划课题、国家自然基金等部级、省部级课题,无机功能材料与器件相关研究已处在国内该领域的前沿,已形成自己的优势与特色。2014~2015年,材料学科拟在现有工作的基础上,继续组织力量论证、筹建“能量存储材料”天津市重点实验室,加速材料学科建设的发展。材料学科及时跟踪国家重点学科建设情况,对比学科发展找差距,积极组织实施,确保全面完成天津市“十二五”综合投资I类学科建设任务,争取市重点学科建设取得更大成绩,早日具备申报国家重点学科的条件。此外,未来几年材料学科将进一步健全管理体制和激励政策,争取尽快建成省部共建国家重点实验室、部级协同创新中心,实现市属高校部级科研平台的突破,通过协同创新,做大、做强学科科研平台。 三、科学研究水平的现状与未来发展 1.代表性学术论文质量。代表性学术论文质量的衡量标准包括ESI情况、SCI影响因子、他引次数等几个方面。材料学科已出台激励政策加强引导、鼓励教师发表高水平科研论文、出版专著和教材。在学科奖励政策的指导下,2011~2013年教师和研究生发表的科研论文被SCI、EI、ISTP检索的数量及JCR一、二区论文数出现了较大幅度的增加,科研论文的质量迅速提高,但高影响因子和高他引次数的论文数仍相对较少,国内学术刊物论文的他引次数也有待提高。2013年材料学科制定了“材料科学与工程学院学术资助计划”,并从学科建设经费中给予支持。一年来学院教师参加国内外学术交流30余人次,提升了学院的学术氛围,同时,教师的质量也有较大提高,鼓励教师“多出成果、出高水平成果”,巩固和提高学科整体科研水平。 2.科研获奖。近年来,学科在中空纤维膜材料、功能及智能纤维、相变材料微/纳胶囊、高性能纤维等领域形成了较大的优势和特色。过去5年中连续获得了3项国家科技二等奖,2012年获得天津市科学技术一等奖和中国纺织工业协会一等奖各1项,2013年获得中国粮油学会科技奖三等奖1项,2012~2013年获得天津市滨海新区技术发明奖等省市级其他奖项9项。近几年科研获奖是材料学科的优势,但未来应注意培养新的增长点,继续引导教师培育国家和省部级科技奖励成果,保持不断有新的成果出现。 3.专利转化与签订技术合同情况。“专利转化”是我校的强项,材料学科2011年获得授权发明专利12项,2012年获得授权发明专利22项,2013年获得授权发明专利38项,取了迅猛发展的好形势。未来几年,材料学科将有计划、有组织的加强科技成果转化工作,加大对取得显著成绩的教师的奖励力度,提高成果转化率。对转化前景好的专利,积极寻找转化对象,对于暂时难以转化的专利,以授权使用的方式转让高新技术企业,为提高转化水平积累经验。近年来材料学科引进青年教师人数较多,学科通过实施“青年教师下企业”、“青年教师进企业博士后工作站”、“滨海新区科技特派员”等措施,加强培养青年教师的实践能力,加强其与企业合作的意识,及时引导青年教师进行成果转化。 4.科研项目。2012年材料学科新获批国家科技支撑计划1项、973前期预研项目1项、国家“十二五”军工配套科研项目1项、参与承担国家863计划项目1项、国家自然基金14项。2012年材料学科新增科研项目数、纵向科研立项以及项目总经费均较2011年有较大幅度的增加,总体发展较为平稳,科研经费到位相对充裕,但至今无主持承担973重大科研项目。未来几年,材料学科将继续巩固和加强在科研立项方面的成绩,组织教师培训交流,稳步提高科研经费额,年增长率保持在25%以上,到“十二五”末达到年新增科研经费2000万元,五年累计科研经费6800万元。 四、人才培养的现状与未来发展 1.教学与教材质量。近年来,笼统的“学科专业建设”已被“学科建设”与“专业建设”所取代,概念的分离反映出提高教学质量在“学科建设”中的作用日益提升。在政策的导向作用下,材料学科教师出版专著和教材的积极性逐年增加,但缺少部级精品教材与部级教学成果,教学与教材建设亟待加强。学科拟尽快组织开展全国调研和学科内研讨会,认真探索、总结经验、迅速研究出台相应的奖励政策,以减免工作量和学校实验教学团队建设经费,奖励教师出版部级和省部级规划教材和实验教材,积极发展交叉学科的教材建设,使教材建设与学科建设同步发展。 2.优秀学位论文及优秀学生。学位论文作为研究生学习的最终结果,学位论文质量是研究生教育的重要体现,也是评价研究生培养质量的综合指标。本学科近年来部分优秀硕士毕业生攻读了本校纺织学科的博士研究生,累计为纺织学科培养了4名博士生获得国家优博论文提名奖,材料学科目前只获得两篇天津市优秀博士学位论文,总体上差距较大。2013年本学科分别出台了“材料科学与工程学科硕士、博士研究生优秀学位论文培育基金和助学金管理办法”和“博士研究生国际会议交流资助计划”。学科对有潜力的研究生重点培育,鼓励研究生参加高水平国际会议,加快取得发明专利等科研成果的进度,鼓励研究生安心论文工作,早出成果。材料学科将在现有水平的基础上,继续提升天津市优秀博士学位论文和硕士学位论文数量,期待在“十二五”末在国家优秀百篇博士学位论文提名奖方面取得突破。 师资队伍、科研平台建设、科学研究水平、人才培养是高校建设高水平学科长期性、基础性的工作。本论文针对天津工业大学“材料科学与工程”学科的现状进行了全面的分析与探讨,立足于充分发挥学科的优势,以政策为导向,对本学科未来的发展和建设提出行之有效的对策,也为其他地方院校材料学科的建设和发展提供了一定的参考与借鉴。 作者简介:张兴祥(1962-),男,山东莱州人,天津工业大学材料科学与工程学院院长,教授。 材料科学论文:材料科学与工程专业学生专业素质培养方法的探究 摘要:在分析当前形势、国家发展方向、社会需求及当代大学生的特点的基础上,结合材料科学与工程专业的特点,探讨学生专业素质培养方法,包括专业理论知识学习、实践能力培养、自学能力和创新意识培养、科技创新能力培养,以培养具有较强专业素质的复合型人才。 关键词:材料科学与工程;专业素质;培养方法 一、当前形势分析 2012年11月召开的中国共产党第十八次代表大会提出了两个百年奋斗目标:在中国共产党成立一百年时全面建成小康社会;在新中国成立一百年时建成富强民主文明和谐的社会主义现代化国家[1]。为了实现这两个奋斗目标,需要有大量的人才作为基础。十八大指出要“把立德树人作为教育的根本任务,培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人”。十八大为我国的高等教育发展指明了方向,同时对人才培养也提出了要求。 为了拉动内需,提高国民素质,我国的高校从1999年开始进行扩招。高等教育的毛入学率从1998年的9.8%快速增长到2009年的24.2%。到2012年,我国高等教育的毛入学率已达到30%。2013年,我国高校毕业生人数达到了创历史新高的699万人。据有关分析数据显示,今后几年中,我国高校的毕业生人数将基本稳定在700万人左右。高校毕业生的就业压力将越来越大。自2009年以来,受全球金融危机的影响,国内大量的工业企业发展动力不足,企事业单位提供的就业岗位数量下降,使得2013年成为“史上最难就业季”,出现了部分高校毕业生“一毕业就失业”的现象。 材料科学与工程是多学科交叉的新兴学科,与工程技术有着密不可分的关系,有很强的应用目的和明确的应用背景。材料、能源和信息被认为是21世纪国民经济的三大支柱,材料科学技术的发展为能源和信息技术的发展提供了保障。 在当前形势下,如何贯彻落实好十八大精神,把握好材料科学与工程专业的发展方向,适应社会发展,培养出满足国家和社会发展需要的高素质复合型人才,成为教育工作者、专家及学者共同关注的热点。 二、国家发展方向、社会需求及当代大学生的特点 在当前形势下,要培养出满足国家和社会发展需要的高素质复合型人才,需要掌握三个方面的内容。首先,掌握国家和经济社会的发展方向。只有很好地掌握了国家和经济社会发展的方向,才能够顺应时代的发展,培养出适应国家和社会发展的合格人才。其次,掌握社会对当代大学生的需求特点。大学培养人才是为社会培养的,只有充分了解社会对当代大学生的需求特点才能培养出适应社会发展需求的有用人才。最后,掌握当代大学生的特点。高等教育要以人为本,只有很好地了解培养对象的特点才能培养出合格的社会主义接班人。 1.掌握国家的发展方向。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》指出,要对经济结构进行战略性调整,建设资源节约型、环境友好型社会,改造提升制造业。制造业发展重点是优化结构,改善品种质量,增强产业配套能力,淘汰落后产能。发展先进装备制造业,调整优化原材料工业,改造提升消费品工业,促进制造业由大变强。完善依托国家重点工程发展重大技术装备政策,提高基础工艺、基础材料、基础元器件研发和系统集成水平。支持企业技术改造,增强新产品开发能力和品牌创建能力。培育发展战略性新兴产业。科学判断未来市场需求变化和技术发展趋势,加强政策支持和规划引导,强化优秀关键技术研发,突破重点领域,积极有序发展新一代信息技术、节能环保、新能源、生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等产业,加快形成先导性、支柱性产业,切实提高产业优秀竞争力和经济效益。 2.社会对当代大学生的需求。首先从材料科学与工程专业学生的毕业去向方面来看,以河南理工大学为例,近几年来,毕业生中有三分之一左右的学生考取了高校及科研院所的研究生,进一步进行深造,另外三分之二的学生到社会上的工矿企业及事业单位就业工作。无论是高校及科研院所,还是工矿企业及事业单位,都需要高校毕业生是具有较强的综合能力的复合型人才,如理论知识的运用能力、创新能力、适应环境能力、社会交际能力、语言表达能力、动手能力、竞争能力、沟通能力等。 3.当代大学生的特点。压力大,接触的信息量大,思维活跃,务实,他们思想前卫,追求时尚,具有观念优势;接受和理解能力较强,具有认知优势;性格外向、善于表达,逻辑表述和归纳总结能力更加突出,具有可塑优势;许多学生在入学前没有经受过压力,遭受过挫折,一路较为顺利地升入大学,具有明显的经历优势。独生子女的家庭环境使当代大学生较多地带有一些以自我为中心的意识。他们表现出较强的好胜心和自尊心,但承受挫折和打击的能力较差。同时,他们在传统的以升学为唯一目的的教学模式下受训多年,习惯于传统的填鸭式教育,造成的学习依赖性使他们难以自发调整自己,克服学习困难。当代大学生不管在生活上还是学习上,个性鲜明,反映出明显的时代特征。实践表明,采用传统的思路进行教学改进,不仅不能起到很好的效果,反而压制学生的主动创新心理。 三、材料科学与工程专业学生专业素质培养方法 为了满足国家和社会发展的需求,全面培养学生的综合素质和能力,河南理工大学材料科学与工程专业对原有的培养方案进行了修订,加大了人文素质和实践能力培养课程的比重,相应地压缩了专业教学课程的比重。在相对短的专业课程教学中,如何培养好学生的专业素质?我们认为应该从以下几个方面着手。 1.专业理论知识学习。大学生虽然具有一定的自学能力,但由于理论基础薄弱,认识和实践经验的不足,专业理论知识的学习还应当以课堂学习为主,辅之以课外学习。在做好专业理论知识学习方面,一方面要充分发挥教师的指导作用;另一方面,也要充分发挥学生的学习积极性。要提高专业理论知识的学习效率,就必须做好教与学两方面的工作。相对于传统的填鸭式课堂教育,我们将教学工作的重心逐步从“以教师为中心”转移到“以学生为中心”,在专业理论学习中最大限度地发挥大学生自主学习的作用。为了做好这些工作,我们主要在教学工作的三个重要部分:课前准备,课堂教学和课外辅导与交流这三个方面做工作。首先,在课前准备方面,由新老教师共同组成课程教学组,由具有丰富教学经验的老教师从事主干课的教学工作,年轻教师进行助课。老教师主要侧重于教学方法的研究,年轻则发挥其精力充沛,接受新信息快的特点,收集、制作和整理大量与教学内容相关的视频、图片以及文字资料,与老教师共同研究和丰富教学内容,制作精美的多媒体课件,通过引入大量的实例来说明专业理论知识的应用。一方面丰富了教学内容,扩展了学生认识;另一方面,也引起了学生学习的兴趣,调动了学生学习的积极性。其次,在课堂教学方面,由具有丰富教学经验的老教师进行教学内容的讲解,并根据学生上课掌握专业知识的情况进行分类指导和讲解说明。同时,引入美式课堂教育中常见的“课程项目”(Term Project),要求学生运用所学知识解决实际问题,并且在课堂上向教师与同学汇报,这样极大地提高了学生的学习兴趣与动手、沟通的能力。另外,在课外辅导方面,我们除了延用传统的辅导方式,即在指定的时间和地点,由老师对学生专门进行辅导外,我们还充分利用现代化的通讯联系方式来对学生进行辅导。QQ、微信、微博、飞信、电话、短信、E-mail和网络平台等通讯联系方式是目前最为流行、最为方便快捷的,而且,这些通讯联系方式也是大学生最喜欢和最常用的。我们采用这些现代化的通讯联系方式对学生进行辅导,大大地方便了学生与教师的沟通和交流。我们的实践表明,采用这些通讯联系方式可以更加灵活方便地对学生学习过程中遇到的问题进行辅导和答疑,极大地方便了学生在专业理论知识方面的学习。 2.实践能力培养。大学生在高校里所学到的专业理论知识最终都将应用于工程实际中,并在实践中得到检验、提高和发展。因此,大学生的实践能力培养是专业素质培养中的重要一环。高校的实践教学主要包括两大部分内容,即实习和实验教学。目前,国内高校在实践教学方面存在的不足主要在于理论与实践联系不够紧密,实践教学方法简单,方式单调。为了能让学生在实践中得到锻炼并在实践中得到提高,我们在实践教学方面做了一些尝试。在实习方面,首先,精选实习单位。我们根据大学生在不同学习阶段的能力特点以及实践教学计划和要求精选实习单位,以便学生在实习过程中能够很好地将所学专业理论知识与实践结合起来。其次,做好实习动员。在实习动员过程中,我们将实习单位的特点及实习内容给学生做详细的说明,同时,将实习中要注意解决的问题发给学生,以便学生在实习开始前提前做好预习和准备。另外,通过实习动员,进一步提高学生对实习的重要性的认识,使学生在思想上对实习工作高度重视。再次,开展实习中的答辩。在实习过程中,我们请实习单位中有经验的工程技术人员对实习单位的特点进行讲解,然后带领学生进行实习。在实习中,我们针对实习中每一部分的内容及特点,随机地抽一些同学进行现场答辩,接着,由其他同学对其进行评判和补充,然后由指导教师进行综合解答。这样充分地调动起学生实习的积极性和主动性,避免了实习过程中走马观花现象的出现,提高了实习的质量。最后,完成实结。在实习结束后,我们要求学生根据每天的实习日记做好实结,对实习中发现的问题及相关问题的思考写成实习报告,并由指导老师进行批改,批改后再发给学生进行学习。在实验教学方面,为了进一步提高实验教学的质量,我们主要做了几方面的工作。第一,提前将实验任务下达给学生,让学生做好充分的预习,对实验原理、实验方法和实验内容进行充分地了解和学习。第二,在实验过程中,指导教师对实验内容进行认真讲解,并提出相应的问题和要求。学生在实验过程中注意实验仪器和设备的使用,数据的分析与处理,以及在实验过程中发现的问题和处理方法。第三,实验结束后,组织学生对实验内容进行分析和讲评,进一步提高学生对实验内容的认识,并写出详细的实验报告。第四,指导教师将实验报告批改后发给学生,对指导教师提出的问题进行分析和解答。通过这些工作,学生对实验教学内容有了全面的认识,同时,实践能力在实验过程中得到了很大的提高。 3.自学能力培养。高校是培养专业人才的地方,但大学生仅靠在大学里学到有限的专业知识是很难解决今后在实际工作中所遇到的各种问题。要解决在实际工作中所遇到的各种各样的问题,就需要大学生具有很强的自学能力,在充分发挥所学专业理论的基础上,自学相关理论知识,以解决在实际工作中所遇到的问题。因此,在高校专业人才培养中,自学能力的培养也是非常重要的。 要培养好大学生的自学能力,除了发挥大学生自主学习的作用外,教师的指导和引导作用也是至关重要的。为了更好地提高大学生的自学能力,我们做了以下几方面的工作。第一,充分发挥教师的指导和引导作用。材料科学工程专业涉及的材料种类繁多,知识面广,为了避免学生盲目学习,我们对相关材料进行分类介绍,引导学生结合自己的兴趣进行自学。同时,引导学生参加各种学术讲座和学术报告,通过这些讲座和学术报告进一步提高学生对专业的认识和兴趣。第二,充分发挥学生自主学习的主导作用。学会利用高校丰富的资源进行自学。除了在图书馆查阅相关专业资料外,大学生还能够很好地利用学校的数据库进行专业理论知识的学习。同时,部分学生还能够主动地进入一些专业的学术论坛进行专业理论知识的学习。第三,加强对学生的辅导。由于大学生的专业理论基础还较薄弱,实践经验少,在自学过程中往往会碰到大量的问题。为了保障学生的自学效果,我们采用多种形式对学生进行辅导答疑,及时解答学生自学过程中遇到的问题,使学生的专业理论知识得到进一步提高。 4.科技创新能力培养。多年来,我国本土的科技工作者没有获得过代表着最高研究水平的自然科学方面的诺贝尔奖,国内的教育专家对其原因做出了深入的研究,其中,普遍的共识是现有的教育模式限制了科技工作者的科技创新能力[2-5]。为了更好地培养大学生的科技创新能力,我们为材料科学与工程专业的大学生营造了良好的科技创新氛围,创造了良好的科技创新条件。首先,为大学生灌输科技创新理念。从大学生入校开始,我们就对学生科技创新能力的重要性进行讲解说明,引导学生注重自身创新能力的发展,鼓励学生结合自己的兴趣积极参与到校内外的各种科技创新活动中去。其次,为大学生的创新能力发展制造机会、创造条件。目前,河南理工大学开展的校内外科技创新活动非常丰富多彩。校外的科技创新活动主要有国家大学生创新实验计划、大学生研究训练计划(SRTP)、河南省重点实验室开发基金、数学建模等,校内的主要有“步步高”大学生科技攀登计划项目,河南理工大学材料科学与工程专业学生创新研究基金,以及教师从事的各种科研项目研究活动等。通过积极参与这些科技创新活动,大学生的科技创新能力得到了很大的提高。再次,为大学生的创新能力发展提供辅导和支持。除了学生自主地与有关教师联系辅导以后,我们专门指派一批有经验的教师为学生的科技创新活动提供全程的指导和帮助,及时解决了学生在创新活动中遇到的各种困难。学生通过参与科技创新活动,不仅提高了自己的科技创新能力,发现问题和处理问题的能力,综合应变能力等方面也都得到了提高。 四、结论 通过多年来对材料科学与工程专业学生专业素质培养方法的探索、创新和实践,我们培养出来的大学毕业生的专业素质有了很大的提高,毕业生的质量也有了明显提升。近年来,毕业生的考研录取率逐年攀升,2013届毕业生的考研录取率达到了36.8%。毕业生的一次就业率一直稳定在95%以上。毕业生在工作岗位上能够很快进入状态,为工作单位各项事业的发展做出了突出的贡献,同时,也为国家和经济社会的发展做出了积极的贡献。 作者简介:袁海滨(1971-),博士,副教授,主要从事材料科学与工程专业的教学和科研工作,河南理工大学教改项目“国外先进教育理念在材料科学与工程专业教学改革中的应用研究”的项目负责人。 材料科学论文:浅谈《计算机在材料科学中的应用》的教改方案 [摘 要]随着计算机技术的不断发展壮大,计算机在材料科学中的应用越发普遍和显著。开设计算机在材料科学中的应用课程能让材料科学专业学生适应现代新材料研究,融入社会新潮。不同高校由于材料科学的具体研究方向不一,因而课程内容都依据专业特色而设置,结合自身专业特点,从教学方法、教学内容以及实验教学三方面对计算机在材料科学中的应用课程进行教改方案的探讨。 [关键词]计算机 材料科学 虚拟课题 教改方案 一、引言 在当今社会中,计算机在社会发展中显示了其强有力的推动作用。随着计算机技术的不断发展壮大,计算机在材料科学中的应用也越发普遍和显著,如信息检索、数据分析和图像处理、计算模拟、材料组分和结构分析等等。对大学高等教育而言,开设计算机在材料科学中的应用课程是为了让学生初步掌握计算机在材料科学应用中的方法、步骤和应用领域等,从而促进专业课的学习。 结合我校高分子材料与工程专业的特点以及毕业生需进行的毕业设计环节,在高分子材料科学的学习研究过程中需要涉及多种软件的应用,最基本的包括文献检索、实验方案的设计、数据分析、图形处理等等,而这些都离不开计算机技术。在书本式教育和多媒体PPT教育为基础的理论教学模式下,教学效果并不是十分理想。在往届的教学质量反馈中,多数学生反映单纯的理论教学形式枯燥、效果不良,一旦涉及实际应用往往束手无策,其原因是众多软件的学了需要了解基本的理论知识外,更重要的是要反复的上机练习以熟悉各种软件的操作,形成更为扎实的操作意识,而很多学生做不到这一点。因而如何更好的让学生理解、吸收、掌握众多软件的基本操作并活用到今后的学习、科研或工作中,这是大学教育所要思考的地方。 教育部颁布的新课程标准明确提出了“提高科学素养,在课堂中开展探索性学习的理念,提倡通过探索式教学,培养学生的自主科学探索能力,加强学生对科学本质的认识”。 二、教学方案的设计 (一)教学方法设计 为提高教学效果,在计算机在材料科学中的应用这门课程中,首先将课堂搬到备有多媒体设备的机房。多媒体技术具有良好的直观性、形象性和趣味性等特点,是教学的一大帮手,能进一步将课堂内容的理论教学与实际操作同步进行,更好的让学生学习、吸收课程内容。在课程设计中,引入虚拟课题作为教学方案,将多种软件的使用和课题的研究思路结合起来,以课题研究思路为教学的基本大纲路线,按步骤在各个环节中引入所需的常用软件,从而将计算机作为理论教学和实际应用的缓冲结合点,通过虚拟课题的方法将学生在课堂所学的理论知识融会贯通,为实际课题研究以及论文写作奠定基础。 (二)教学内容设计 课程规划上主要以虚拟课题的相关文献为案例,通过探讨课题的研究思路和方法,研究过程中所需要处理的问题等,循序渐进,逐渐介绍文献检索、实验设计(chemical office)、数据分析(IR,NMR)、图形处理(Origin,Adobe Photoshop)等等,为毕业论文的展开做铺垫。教学内容具体如下: 1.首先确立学生所感兴趣的研究方向或课题,并以此对学生进行简单的分组,以方便后期进行更多的教学互动。在此过程中向学生介绍常见搜索引擎,如Google,Yahoo,百度等,这些常用搜索引擎可以较为方便的提供一定的信息。而常用数据库,如中国知网(CNKI),万方数据库,ScienceDirect,RSC,ACS,Wiley-Blackwell等,借助简单的检索字段,包括Any Field(全文)、Title(篇名)、Abstract(文摘)、Author's Name(作者姓名)、Journal Title(期刊名称)等可以检索到相关研究论文文献,让学生带着自身目的去学习、掌握、运用诸多数据库进行文献检索。 2.当课题资料的收集结束之后,设想课题如何进行,设计一定的实验方案。该过程中利用chemical office是较为普遍的一款应用软件、可以满足各种分子结构的设计、反应方程式的设计、基本示意图的设计以及核磁结构的模拟分析。具体教学内容以虚拟课题中的文献相关图谱为案例,通过对文献图谱的剖析,让教学更为直观,同时上机模拟作图,加深印象和增强操作熟练度,并且鼓励设计新的设计路线,如反应合成路线、实验基本示意图等。 3.随着课题探讨的深入,课堂内容会不断涉及结构分析表征,如IR,NMR等。在此,IR,NMR软件的常规使用与分析,包括常见结构的特征峰和化学位移、峰值面积的积分比较等等都将成为基本的教学内容,让学生尽可能的认识到在材料科学研究中结构分析的重要性。 4.在众多的数据处理中,Origin由于功能强大,被公认为是最快、最灵活、使用最容易的工程绘图软件。因此教学中需要重点介绍Origin在数据处理中的应用。着重介绍各种图谱,包括数据的调整、排序、计算,统计和曲线拟合,以及直线图、散点图、饼图、柱状图、三维图表的绘制。以虚拟课题中出现的文献案例为教学案例,循序渐进,让学生由简入难,由粗到细。 5.随着文献的阅读和自我作图的实践,学生会发现优秀文献中的图谱总是让人赏心悦目。教学中通过与优秀文献中图片处理效果的对比,逐渐提高学生对数据处理的要求。Adobe Photoshop简称PS,使用其众多的编修与绘图工具,可以有效地进行图片编辑工作。因而学会将PS的图片处理功能运用到材料科学研究领域中则会使图片效果大大提升,做到科学严谨又不失观赏性。 6.当有了出色的研究成果之后,需要的便是如何更好的呈现自身的工作。为此,如何运用PPT技术制作一份精美的论文报告是展现成果的关键。鉴于计算机课程的普遍性,相信学生对简单的PPT制作并不陌生,因而课程内容中转为更高层次的PPT技术讲解,包括论文报告型PPT的一般逻辑思路、PPT中的图形制作、模板的设计、PPT的美化等等,让学生能体会到PPT制作对论文结果报告的重要性,提高学生在PPT的制作上的布局和美化意识,为毕业设计环节的PPT制作提前做准备。 (三)实验内容设计 针对常用化学软件学习的实践性、应用性较强的特点,我们将理论教学和实际上机操作设计成同步进行。而同步进行的教学模式能让学生加深课堂印象,也更有利于学生及时发现自身在软件操作应用上的盲区,因而能更好的将知识讲解和动手操作相结合,起到以点带面、强化应用的作用。如在讲解chemical office作图时,首先可以让学生学习模仿,而后鼓励学生自行设计,更深一步的让学生去体验挖掘chemical office中的作图技巧。 三、教学方案特色 通过虚拟课题的引入,使得本文所提出的教学方案的特色在于:1.课程内容的确立有学生的参与,虚拟课题的选定由学生自主分组确定,逐渐让学生主导课堂,教师则成为摆渡护航的角色;2.教学内容符合学生所需,为毕业设环节做铺垫,课题内容设计上更有针对性;3.教学过程中时时刻刻充满师生的互动,学生在自我的求知欲望下能更好的投入课程学习中,从而营造更好的教学氛围,以便获得更优的教学成果。 四、小结 本文结合自身专业特色,提出了基于虚拟课题的教学方案,目的在于让教学更好的触及学生所需要和学生所感兴趣的领域,从而提高学生学习的兴趣、专注度,同时将理论多媒体教学与实际上机操作同步进行,进一步提高课程教学的直观性和趣味性,以期获得更好的教学成果。总的来说,改善计算机在材料科学的应用课程的教学是一个系统的工程,对于高分子材料专业的学生来说,如何将计算机知识和高分子专业知识,以及自身所需有机地结合起来具有更加重要的意义。只有将三者有机结合,才能使学校教育真正满足学生的需求,让老师教得舒心,学生学得开心。再者,除去教学内容的不断改善之外,教师对教学的投入度,对学生的关爱度也是教学成功的一个重大因素所在,因而不论是教学内容还是教学态度都将是我们应改善的地方。 材料科学论文:关于材料科学基础实验教学改革的探索与思考 摘要:介绍了材料科学基础课程的主要内容及其实验教学现状,提出了对实验教学改革的具体方法和措施,总结了实验教学改革的预期效果。 关键词:材料科学基础;实验教学改革;预期效果 材料科学基础是材料科学方法与工程专业一级学科公共主干课,是介于一般基础课与专业课之间的专业基础课,在教学中占有极其重要的地位,是学习其他相关专业课程的基础。材料科学基础实验是与材料科学基础课程教学配套的实践性课程,该课程的主要目的是培养学生的基本实验、实践能力,能应用所学的基本知识分析实验现象,解决实验中出现的问题。能根据要求查阅资料,设计实验方案,正确分析实验结果。通过实验培养学生分析和解决问题的能力以及创新精神。 随着国家高教改革的实施,实验课在教学中越来越受重视,很多高校以把实验课作为一门独立的课程来计算学分,为提高学生的动手能力,使实验与教学有机的结合起来,让学生在以后的工作中能学以致用,我们进行了一些探索和讨论,希望目前实验教学中一些不合理、不适合的方面能得以改进,充分发挥发挥实验教学在专业教学中的作用。 一、课程的主要内容及实验教学的现状 本课程将系统全面介绍材料科学的基础理论知识,诸如固体材料的结合键,材料的结构与性能,材料中的扩散,材料的相变,材料的塑性变形与强化,以及材料科学研究方法等,将金属材料、无机非金属材料、聚合物材料紧密地结合在一起。通过学习,要求学生掌握材料组织结构―成分―工艺―性能相互关系的基本规律和基本理论,深入理解他们之间的相互关系,培养学生应用所学的知识,分析、解决材料研究、开发和使用中实际问题的能力。初步掌握材料科学研究的思路和方法,为后续课程的学习和进一步深造奠定理论基础。 目前,我院材料科学基础实验课程存在着一个全国高校实验教学普遍存在的问题――实验与专业课之间为隶属关系。实验内容往往各自独立,实验之间缺乏连贯性,由于实验主要以分析材料的组织为主,因此常常出现重复实验操作的现象,往往造成实验室效益低下,教师、设备、房屋等的极大浪费。实验的模式,往往是以验证性实验为主,大多是按照实验指导书,在实验室人员的指导下按部就班地进行实验,学生做完实验后常常不知道做此实验的目的、意义是什么,使学生缺乏对实验过程的理解及相关理论知识的融会贯通,不能充分掌握和利用所学知识进行创新。同时,目前实验主要以验证实验为主,大大阻碍了学生创新能力的培养。有的实验操作具有重复性,学生常常由于重复相似的实验,而失去对实验的兴趣,进而对实验抱着敷衍的态度。如,钢铁平衡组织及铸铁组织的观察、马氏体形态观察、金属的低倍组织缺陷观察等,目前主要是学生用金相显微镜对各种组织的标样进行观察,实验具有相似性,学生做实验时实验兴趣逐渐减退,往往做完实验很快就忘了。 二、实验教学改革的内容 1.验证型实验加深学生对基本理论的理解。由于材料科学基础实验是学生首次进入专业实验室,因此他们对实验室的基本情况都不了解。基础实验,主要使学生了解实验室的规章制度、注意事项及实验设备的相关知识,掌握实验设备的结构、功能,及其操作方法。本部分的实验包括金相显微镜结构与使用、金相试样的制备、金相显微摄影技术,要求学生能按实验指导书的要求,正确进行实验,联系课堂所学知识,加深对所学知识的理解,使学生掌握金相试样的制备方法,金相显微镜的使用方法和金相显微镜的数码照相法。 2.综合型实验培养学生综合实践能力。在这一实验环节中,要求学生能根据实验目的,合理设计实验方案,正确进行实际操作,应用所学的理论知识分析问题实验结果,解决实验中出现的问题。如铁碳合金平衡组织的观察与分析等。这些实验可与材料热处理、材料工艺学课程的学习一起进行。将一个班的学生分成若干个组,每组4~6名学生,由学生根据材料热处理、材料工艺学课程所学知识,在老师的指导下,学生从原料的选择、加工开始,进行配料、成型、热处理、制备金相试样,进而进行金相实验,分析各组间观察到的金相图像不同的原因。 3.设计型实验提高学生创新能力。在有关教师的指导下,学生应用所学本课程的理论知识,在本学科的前沿进行一些探索性的实践,可以在本课程时间内提出有创新性的设想和研究方案,而后在开放实验室中进行,也可以是教师科研工作中与本课程内容有关的小课题,鼓励学生应用所学的知识提出创新性的设想。如:“高强铝合金组织与性能研究”的实验。首先,学生在研究生的指导下完成相关文献的查阅,通过查阅文献,拟定出实验目的。提高铝合金强度的方法很多,如添加合金元素、制定合理的热处理工艺、采用最佳的制备工艺等,本实验的实验目的即选取适当的方法以提高铝合金的强度。其次,学生在结合文献的基础上,根据实验室条件,选择适当的实验设备。如,我院实验室可选相应实验设备有:电阻熔炼炉、金相显微镜、硬度计、力学性能实验机、扫描电子显微镜等。学生可通过所选实验设备进行合金熔铸、合金热处理、力学性能分析、显微结构分析等实验。然后,学生结合文献在老师的指导下拟定切实可行的实验步骤。在研究生的参与下完成实验。在实验实施过程中,可以几个同学一起完成,这样又可培养学生的协作能力。 4.实验报告的撰写。目前,大多数学生在撰写专业实验报告时,仍按照大学物理实验报告的模式来撰写,包括实验题目、实验目的、实验器材、实验原理、实验步骤、实验数据处理以及问题的分析讨论几个主要部分。但综合型实验与设计型实验的实验报告要求按正规期刊上发表的小论文的格式进行撰写。这样有利于培养学生的逻辑思维、文字表达能力。较好的小论文还可以进行发表,以此来提高学生学习的兴趣、学习自信,及学院的教学影响力。 三、教学实验改革的预期效果 材料科学基础通常开设在第五学期,是我院材料类本科生接触的第一门专业基础课程,课时多,课程难度也比较大,其实验课主要围绕组织的金相分析为主,有一定的操作重复性,学生实验后往往记不住实验的内容,缺乏实验兴趣。经过实验教学改革,开设综合型实验及设计型实验后,在实验过程中,学生都是实验的主体,整个实验都是在实验室老师的指导下由学生独立完成,综合实验对培养学生主动学习、灵活运用所学理论知识及创新的能力,激发学生的学习热情,提高学生解决分析问题的能力,都具有一定的效果。 四、结束语 以上是本人在材料科学基础实验教学过程中,对实验教学改革的一些思索。实验环节是工科学生学习期间的重要环节,实验教学工作的好坏,直接影响到学生专业知识学习能力、实践动手能力及创新能力的培养,因此,实验教学的改革是一项势在必行的艰巨任务,如何开展材料科学基础实验的教学改革是值得进一步深思和探讨的。 材料科学论文:混合式教学模式在《微机在材料科学中的应用》课程中的探索应用 【摘要】针对《微机在材料科学中的应用》课程自身大量运用信息手段的特点,在布鲁姆教育目标分类理论指导下开展混合式教学模式的研究,以网络教学平台为主要技术手段的多种信息技术融入日常教学活动中,对课程内容进行梳理和整合,分配网络教学时间,为学生提供完善的课上授课和课下自主学习的要求和内容,从而规范教学行为,提高教学有效性。 【关键词】混合式教学模式 微机 材料科学 在高等教育信息化逐步深入的大背景下,混合式教学已经成为大家共同关注的问题。混合式教学是指综合运用不同的学习理论、不同的技术和手段以及不同的应用方式来实施教学的一种策略。当前主要是指面对面的课堂学习和在线学习这两种典型教学形式的有机融合。 在布鲁姆教育目标分类理论指导下开展混合式教学模式的研究,旨在推动教师熟悉面向知识分类和目标导向的教学方法,提高教学设计能力,将以网络教学平台为主要技术手段的多种信息技术融入日常教学活动中,从而规范教学行为,提高教学有效性。 《微机在材料科学中的应用》课程是针对目前国内高校材料科学与工程学院所涵盖各专业大学生开设的一门专业基础课程,是将先进的绘图工具、分析软件、办公软件应用在材料生产中对产品、原材料及中间产品进行分析、测定、绘制、表述的具体应用。该课程的知识与实践能力对材料制备中的配料、原料成分数据有重要的指导作用,对产品质量检测结果、材料性能分析等方面起着重要的支撑作用。学生毕业进入企业之后,正确、高效使用先进计算机软件来提高科研、生产能力,正确处理、分析数据的能力欠缺。 目前材料科学与工程学院以培养从事材料领域科学研究与教学、技术开发、工艺设计及经营管理等方面工作,基础厚、能力强、素质高、具有创新精神的应用型高级人才为目标。为了满足该专业培养目标,《微机在材料科学中的应用》课程在教学内容、实验项目应该进行改革与创新,为做好材料科学与工程学院各专业学生从学校到社会的良好衔接,培养学生实践动手能力,与企业实际需要对接,培养实践能力强的应用型技术人才奠定基础。 主要工作流程: 1.梳理知识点:打破章节界限,将逻辑相关的知识点进行整合,然后根据前序和后续课程的关系,明确学生要掌握的知识点。 2.确定网络学时:分清以教师讲授为主的知识点和以学生自主学习为主的知识点,并根据以学生自主学习为主的知识点的难易程度和数量设置网络学时。 3.编写教学目标:按照布鲁姆的教育目标分类学的要求,编写知识点的教学目标,明确知识的类别和认知过程要求。 4.编写测评方式:根据知识类别和认知过程要求,编写能够检验学生是否达到教学目标的测评方式。 5.拟定教学策略,编排教学活动:根据教学目标和测评方式,选择恰当的教学媒体,采用恰当的教学方法,拟定恰当的教学策略,其中重点突出基于网络的线上教学和课堂教学两种方式的融合,并编排课堂教学活动的流程。 6.形成完整的教学方案:以教学设计为基础,参照学校提供的教学方案模板,最后形成以知识点为基本单元的详细的教学方案。 结合本课程特点,本课题主要研究内容涉及课程教学内容设计、上机项目优化、授课模式的改革以及考核体系的改革。现有的教学模式不能充分适应该课程的特点,理论知识的储备比例偏高,在学生具备基本的计算机操作能力的前提下,应加大理论知识和动手能力的结合,增加上机操作环节的比例,提高学生本身实践能力。针对考核体系改革,试卷考核的方式及其不适用于该门课程的考核。造成学生死记硬背,知识运用能力差,与素质教育的宗旨相违背,并且不能合适的评价学生的真是水平和能力。因此应改革考核方式,主要体现在:考试形式多样化,考题设置应用化,成绩评定多元化。 其中,课程内容的优化,授课模式的改革作为建设的重点内容。根据学生就业企业的需要以及进一步研究所需要的专业技能需求,调整和更新本课程的课程内容和授课模式是本研究要解决的关键问题,主要涉及两方面的内容:一是企业实际需要就业学生具备什么计算机在材料加工、分析、测试方面的素质和技能,二是如何处理好基础理论讲授与实际应用的关系,要求在保障学生掌握基本原理和实验操作技能的基础上,增加对实际问题分析、处理、总结、反馈、改进的技能培养。 针对《微机在材料科学中的应用》课程自身大量运用信息手段的特点,通过混合式教学模式的建设,对课程内容进行梳理和整合,分配网络教学时间,为学生提供完善的课上授课和课下自主学习的要求和内容,提高教学效率和教学成果,着重培养学生综合运用各种分析绘图软件解决在研究、生产过程中遇到的实际问题的能力。在建立和完善能够提高材料科学与工程学院各专业本科生《微机在材料科学中的应用》教学内容和实验体系的同时,可以使该课程内容和实验项目更贴近于工科学生工作后的实际需要,为探索如何提高材料专业本科生应用先进计算机软件解决实用问题的能力提供有益的思路。为培养能够适应现代社会经济需要的高级工程技术人才、现代化的工程师进行有益的探索。为促进我国高等工程教育改革,培养高层次工程技术人才做出贡献。 材料科学论文:材料科学与工程专业协同创新实践的探索与效果 摘要:本文对材料科学于工程专业工程实践进行分析,通过促进校企共建科学研究平台、提升科学研究水平、强化教师工程实践教学水平、革新创新人才培养模式和提高人才培养质量等方面加强专业工程实践能力的探索,大大强化了材料科学与工程专业工程实践能力的教育教学效果。 关键词:协同创新;材料科学与工程;工程实践在 引言 实践教学是人才培养过程中的重要环节,在培养学生的动手能力、实践能力和综合素质方面发挥着重要的作用。实践教学对于材料科学与工程专业创新型人才的培养尤为重要,而实践教学体系是提高实践教学质量的重要保障,改革和完善工程类实践教学体系是我国高等工程教育面临的重要问题之一。 一、科学发展观是协同创新的理论指导 科学发展观从以人为本、全面整体、密切合作等方面,体现了协同、和谐、创新的思维特点;科学发展观从建设创新型国家的战略高度,要求我们在积极提升原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力的同时,提出了积极推动协同创新的重要思想。因此,科学发展观是协同创新的重要指导理论。 二、协同创新是地方高校发展的重要机遇 协同创新战略,既要研究和解决科技尖端领域前沿性问题,也要研究国家和地方急需的战略性问题,涉及国计民生和地方经济发展的重大公益性问题。服务地方经济发展是协同创新的必然要求,也是地方高等院校的地域优势所在。进入本世纪以来,国家和区域科技创新活动进入难得的历史机遇期,科技创新的竞争态势出现了新格局,地方高校面临着新的机遇和挑战。其挑战主要表现在科技资源配置方面,高端人才和项目资助越来越趋向重点高等院校集中且集中度不断升级。另外,在科技创新重大成果方面,竞争更加激烈。由于企业作为创新主体的迅速崛起,高校的传统优势出现衰减迹象,越来越多的高校以参与者、合作方出现。地方高校要在日趋激烈的科技竞争中争得一席之地,就要敢于竞争和创新,同时也要善于协同合作。 另一方面,协同创新有利于重点突破制约创新能力提升的内在机制障碍,打破高校与其他创新主体间的体制壁垒,实现多方共赢,最终提升高等教育质量。地方高校应紧紧抓住教育部实施高等学校创新能力提升计划的契机,加快融入形式多样的协同创新联合体中,以构建“协同创新中心”这个载体作为推动地方高校发展的新机遇。 三、协同创新是材料科学与工程学科发展的必然需要 材料被公认为人类社会进步的里程碑。虽然材料是一个早已存在的概念,但材料科学的提出只是20世纪60年代初的事情。1957年前苏联人造卫星首先上天,美国认为自己落后的主要原因是先进材料落后,于是在一些大学(如麻省理工学院、康奈尔大学、宾夕法尼亚州立大学等)相继成立材料研究中心和材料研究实验室。采用先进的科学理论和实验方法对材料进行深入的研究并取得重要成果。从此,材料科学这个名词开始流行。 材料科学的形成实际上是多学科科学技术协同发展的结果。在材料科学形成之前,固体物理、无机化学、有机化学、物理化学等学科的发展推动了对物质本质的了解。冶金学、陶瓷学、金属学、高分子科学的发展对材料制备、结构、性能及其相互关系的研究大大加强,各种先进分析测试手段的出现为材料科学的形成打下坚实的基础。材料科学具有多学科交叉的重要属性,它是物理学、化学、冶金学、陶瓷、高分子化学及计算科学相互融合与交叉的结果。材料学与实际应用结合非常密切,发展材料科学的目的在于开发新材料,提高材料的性能和质量,合理使用材料,同时降低材料成本和减少污染。材料的不同应用领域又牵涉到不同学科的知识;材料科学是一个正在发展中的科学,不像物理学、化学等已经有一个很成熟的体系,材料科学将随着各有关科学的发展而得到完善。 四、通过协同创新提高工程实践能力的路径和效果 1、促进校企科学研究水平提升 作为一所地方高校,教师的科研活动受到实验室条件、仪器设备、研究经费和研究人员等多方面的制约,原创性、高层次的项目难以立项。为了完成学校对科研经费任务的考核,教师们主动到企业联系横向课题。材料与化工学院也有目的的组织教师到企业进行产学研合作、培育科研团队。通过产学研合作,以企业为主体,以市场为导向,教师有了科研项目、经费,研究的课题解决了企业的实际问题,双方受益形成了良性循环,不断扩大了双方合作的空间。 协同创新中心把企业同高校、研究机构结合起来,实现了单个主体所无法实现的组织目标和结果,类似于复合材料因为基体材料和增强材料的协同作用,使得复合材料的某些性能既优于其基体材料,又优于增强材料。企业同高校、研究机构协同创新的效率远远高于企业独立创新和模仿创新的效率,尤其是通过协同创新中心建设的实施,协同创新联盟各方都感受到了实实在在的受益,效果显著。协同的本质是复杂系统中各子系统相互协同和作用,以实现单个主体所无法实现的组织目标和结果。如2011年由中原工学院提出,把与郑州华晶、郑州三磨所三方合作多年的“触媒法合成高品级金刚石关键设备与成套工艺技术开发”项目,联合申报国家科技进步奖,最后该成果获得了国家科技进步二等奖,对提升学校美誉度和企业创新能力及声誉具有重要影响。 2、促进教师工程实践教学水平提高 在协同创新中心,学校与研究所、企业各方可以实现有条件的互相兼职和聘任。材料与化工学院根据政策,通过“博士服务团”、“企业博士后科研工作站”、“科技特派员”等多种形式选送教师到企业挂职锻炼。如材料与化工学院一教授通过与许昌恒源公司的合作,作为带头人建设了“基于发制品用途的化学纤维绿色工艺技术研究”河南省创新型科技团队。现在材料与化工学院大部分教师都有了在企业工作或兼职科研工作的亲身经历,学生感受到教师的授课不再空洞乏味,而是非常实际和富有兴趣,对提高材料科学与工程专业学生的工程实践教育教学质量具有较大影响。 3、促进创新人才培养模式优化 “协同创新”已经成为学校人才培养活动中的重要理念,并在教育实践中形成了一系列富有成效的人才培养模式。[4,5]通过协同创新使原本各单位独立的资源变成了创新联盟内共享的资源,一些潜在的能量得到了充分释放。形成的新机制和新体制为协同创新各方激发了无限生机与活力,对人才培养模式的影响尤其深刻。协同创新实施之前,按照传统的人才培养模式,理论教学和实验教学都在学校内进行,全部由高校教师授课,教学效果不理想,学生普遍感到枯燥乏味、不感兴趣;而需要到企业进行的认识实习、生产实习和毕业实习等实践教学环节,由于资金投入不足和企业不愿意接待等诸多难题,实习质量大打折扣,学生的实习环节基本上变成了“参观”,走马观花下来,学生受益很少。协同创新实施以后,学生可以根据个人爱好加入不同的科研兴趣小组和导师制教学团队,学生到企业“出入自由”,在科研中遇到的实际问题,可以及时在企业联络员的帮助和许可下到现场获得第一手资料与信息,随着参与时间的延长,学生很容易亲自动手进行操作。在课堂教学环节,聘任了企业技术人员和高层管理人员为学校兼职教授,可以给学生进行生动的具有丰富实践经验的教学,学生的兴趣明显提高,也收到了良好的教学效果。 4、促进学生工程实践能力提高 通过协同创新工作的不断深入,科研促进教学的效果极其明显。教师联合企业进行科学研究,把获得的成果有针对性的在教学过程中传授给学生,这种知识的传授不仅可以在理论课堂上进行,也可在科研兴趣小组的科研活动中进行;而同时学生在该科研创新活动中会发现很多问题,提出的问题也可反馈给教师。这种知识传授和学习的过程是一个双向激励的过程,双方通过互相影响和碰撞,教学效果和质量在潜移默化中快速提高。 学生在协同创新中心联盟单位内共享资源,教育活动的空间和时间都被扩大,在参与科研和实习创新活动中,不仅可以使用实验室、仪器和设备等硬件资源,同时还得到了研究所和企业技术人员及一线工人的亲身教育,对社会及企业对人才的真实需求有了实在的认识和了解,对学习目的和就业导向有了明确的方向。在研究生教育和本科生毕业论文环节聘任研究所和企业技术人员为指导教师或合作导师已成为常态。 在参与科研活动时,学生能亲临企业参与生产一线的科研课题,通过解决实际问题和获得一定的薪酬,不仅提高了兴趣,感受到了成功的快乐,还能在自己实实在在的科研活动中提高工程实践能力。通过接触和工作实践,学生毕业后能快速适应工作岗位,强化的工程实践能力将会在新的工作岗位上充分显现其效果,协同创新中心联盟企业对此也非常认可。 结束语 科学发展观是协同创新的理论指导,协同创新是地方高校提高人才培养质量、服务区域经济社会发展的有效手段,也是科学发展观的重要体现。在科学发展观指导下与相关科研院所、企事业单位开展协同创新,是地方高校学科建设和发展的必然要求。 材料科学论文:结合学校特色,提升材料科学与工程专业的培养水平 摘 要 对材料科学与工程专业的培养水平进行提升,主要通过人才培养模式的创新、专业培养方案的修订、教学团队建设、课程及教学内容的优化、提高学生实践能力,拓宽实践平台等各项措施,突出学校特色的基础上,满足“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养目标,体现素质、能力和知识结构协调发展的原则,从而培养出社会需要的、认同的材料类人才。 关键词 材料科学与工程专业 提升 策略 0 引言 材料科学与工程是21世纪国家重点发展领域。材料科学与工程专业属于一级学科,涵盖了金属材料工程、冶金工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程、材料物理和材料化学等二级学科专业,目前,我国大部分理工科高校都设有材料类学科,各学校的定位和特色也有所区别。 重庆交通大学材料科学与工程专业始于上世纪50年代的建材教研室,2000年成立了以公路工程材料应用为特色的材料科学与工程专业,同年获得材料学专业硕士学位授权资格。材料科学与工程专业自2001年招生,立足学校在交通土建方面的行业优势,结合土木工程专业培养满足交通建设需要的材料专业技术人才,通过吸收兄弟院校的办学经验,遵循“厚基础、宽专业、强能力、高素质”的原则,强化基础理论,不断优化组合土木相关课程;加强基本实验技能和实践环节训练提高学生的实践能力。为进一步理清专业建设思路、明确专业建设目标、明晰专业建设方向,立足长远,拟定切实可行的具体措施,扎实推进专业内涵建设,完善专业人才培养体系,规范教学过程,切实增强专业的办学水平、社会适应度和社会声誉,从2011年开始进行专业提升计划的实施,目前正按计划、有步骤地逐步实现。 1 明确专业定位,凝练专业特色 重庆交通大学材料科学与工程专业依托我校在交通土木行业的优势,与交通土建材料的研究、开发和应用方面的学科交叉,以无机非金属材料、有机高分子材料为基础,向相关功能材料领域拓展,教学与科研并举,立足重庆,面向西南,走向全国,建设市内绝对领先,在国内有一定影响的教学研究型材料科学与工程专业,为交通土建行业培养高层次的人才,提供高水平的科技服务。本专业经过几年的办学实践,已经形成了以土木工程材料、复合材料为特色的专业,构建了科学合理、特色鲜明的人才培养方案、课程结构体系及实践教学体系,并建立了较为完善的本科教学质量监控及质量保障体系,且运行良好,保证了教学质量,目前,已为国家特别是西部地区培养了大批优秀交通建设材料科技人才。 2 材料科学与工程专业培养水平的提升策略 2.1 人才培养模式的创新 继续发挥学校特色优势,在材料科学与工程专业现有的人才培养模式基础上,改革单一化的人才培养模式,突出学生个性发展的同时,探索具有交通特色的材料科学人才培养模式。 (1)加强学科专业调研,深入把握重庆市、西部地区及全国经济结构调整、人才市场需求和国际竞争能力的需要,结合我校由教学型向教学研究型过渡的特点,进一步明确材料科学与工程专业建设和结构调整的方向,突显办学特色。 (2)以材料科学与工程专业班级为依托,调整和完善人才培养方案、课程体系、实践教学体系等,不断完善具有交通特色的材料科学创新型人才培养方案。 (3)以全面性、开放性、主体性、实践性、差异性为培养方法,实现个体创新能力的挖掘和培养。主要体现在以下几个方面:①建立以本科生导师制为优秀的全过程引导的培养模式。从入学起,就建立专业老师、辅导员联系、沟通的制度,加强学生的人生目标规划,加强对学生的指导,根据每个学生的自身特点提出阶段性的发展计划,帮助学生形成优良的计划能力和实现目标的执行能力。②在兼顾共性和个性的基础上,制定个性化培养方案。根据每个学生的特点来制定学习方案,充分发挥学生的个人特长,最大程度地挖掘每个学生的潜力。③针对现代研究型人才素质培养特点,鼓励本科生参与指导教师的科研项目研究,重在研究意识、过程与方法,学习与研究相互促进,实现个体创新能力的挖掘和培养。 2.2 培养方案修订 按照学校材料科学与工程专业人才培养目标和规格的要求,并针对我国、尤其西部地区公路工程材料人才培养方面的专业几乎为空白,进一步开展学科多层次、多尺度交叉,构建适合交通行业的高素质人才培养方案和培养模式,实现教学与科研相结合、科学与工程相促进,深化专业内涵,进一步完善以公路工程材料应用为特色的人才培养方案,同时考虑培养方案能够适应社会需求的动态变化。突出本专业的特色,按照“以科研促教学,以实践促创新,以特色促发展”的思路,培养大批在工程材料领域内的高层次、高质量、高能力的创新性复合人才。具体措施是:(1)在已重点调研国内高校办学情况的基础上,对材料科学与工程专业人才培养方案进行修改和调整,将力求与社会对材料学科人才的需求相统一,并与对应的行业单位、 企业开展对话,进一步分析并把握未来的市场需求;(2)注重专业间的协调与发展,完善课程体系,优化理论教学与实际教学环节体系及比例,扩大选修课程设置,增加实践环节,既满足人才全面发展的共性要求,又顾及学生的个性需要。(3)在材料科学与工程专业人才培养方案中将继续体现边缘学科的交叉和前沿学科的发展,并将进一步丰富其内容,及时将本专业科研成果作为专题进行讲座,以开拓学生的视野。 2.3 课程及教学内容优化 材料科学与工程专业的课程设置不但要符合专业规范,还必须突出交通行业的特色,并随着社会和专业不断发展的需求而进行必要的调整,做到需求为首,与时俱进。材料科学与工程专业的课程建设主要考虑了以下几个方面:(1)以工程材料应用特色为主线,加强工程实践能力为优秀来构建本专业的优秀课程、特色课程;(2)对原有课程设置加以调整,优化优秀、特色课程的知识结构体系。例如,近年来本专业先后对建材实验与检测技术基础、胶凝材料学、混凝土学、沥青与沥青混合料等主干课程进行优化和教学内容的改革,取得了明显效果;(3)加强重点课程和精品课程的建设,加强课程整合,更新教学内容、不断改革教学方法和教学手段;(4)在课程教材的建设上,坚持编、选并重的原则,选用质量上乘、科学适用的优秀教材,同时也进一步加强自编教材的编写水平和出版工作;(5)利用现有试验条件,为专业课程服务,促进本科教学质量的提高。 2.4 教学团队建设 根据材料科学与工程专业特色方向所建设的目标,重点建设宽容、和谐的教学团队,培养教学团队的优秀竞争力,激发团队的凝聚力。积极展示团队学术成果,加强对团队及团队带头人的宣传,从而培养一个优秀的教学团队。目前具体采取的主要措施有: (1)重视教学队伍“双师”结构建设,利用学校的优惠政策引进高层次的人才,有效吸引骨干教师积极参与专业建设和人才培养,采取多种措施鼓励本校青年老师脱产攻读博士学位,安排出国或在国内名牌大学访学、进修,鼓励教师参加校内外多种形式的学术交流活动,并发挥每个团队成员的特长,实现每个人都是所学专业领域的专家,教学和科研都很出色,锻炼和培养一个高水平的教师团队。 (2)在教育教学研究方面,本专业全体教师积极开展课程建设、教材建设、多媒体课件建设等;编写先进、适用的高教特色教材;积极开展教学标准、课程体系、教学内容、课件、案例、实训实习项目、教学指导等教学资源的建设,同时,促进与外校各专业合作、同校各系、教研室的合作交流,进行跨学科、跨院系、跨专业的教学改革尝试,从而提高人才的培养质量,也为形成教师的教学合作机制和协作氛围起到积极推动的作用。 (3)扩大和吸引材料专业领域的一线人员到校,通过讲学、做报告、开设短期课程等形式,形成专兼结合的高水平教师队伍,并进一步建立与企业进行更深层次的资源共享与人员交流的机制。 2.5 提高实践能力,拓宽实践平台 实践教学是通过调查、实验、实习实训、课外实践活动、科研训练、毕业论文等方式培养学生的实践动手能力,实践教学是理论教学的巩固与升华。目前,实践教学环节主要是实验环节和实习环节。实验环节要增加综合型和设计型实验内容,增加实验设备和学生实验时间。实习环节要扩大实习单位的数量,到设备先进和与教学内容相关的企业去,并联系企业的生产和课堂学习内容,制定合适的实习题目,让学生带着问题去学习,观察或解决问题。通过强化理论和实践两个课堂互动的方式,来提高学生的动手实践能力,同时,从解决社会或企业实际问题入手,以提高综合训练的实践效果出发,做好综合设计(论文)工作的选题和过程管理,使毕业设计环节理论联系实际,真正做到“真题真做”。 3 结论 目前,材料科学与工程已呈现出与多学科相互渗透、交叉综合的发展趋势。单一的行业工程师人才已经满足不了人才市场对材料类专业人才的要求,材料科学与工程人才的培养,应结合实际办学条件,在突出学校特色的同时,还必须要满足“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养目标,培养出社会需要的、认同的材料人才,这是材料科学与工程专业建设的重任,也是材料科学与工程专业提升的最终目的。 重庆交通大学教育教学改革研究基金资助项目(1203005)
医学研究论文:实验室建设视野下的医学研究论文 1中医药转化医学研究的重要性、必要性和可行性 中医药实验室或研究平台要体现中医科研的特点,中医学发展经历了比较长的历史时期,形成了独特的中医药理论并有效指导临床,是一门典型的经验和实践医学,现今的医学发展需要我们从经验和实践医学向实证、循证医学发展,转化医学为我们提供了新思维和新途径。因此,在长期的经验和实践医学的基础上,中医药转化医学研究具备了从临床到基础研究的有力支撑条件。中医药实验室或研究平台建设遵循转化医学思维,也是立足国情、与时俱进的表现。我国天然药物资源丰富,千百年来就是我们用以防病治病的有力武器,中药理论具有鲜明特色,讲究平衡机体(纠正偏性)、系统调节;复方是主次分明(君臣佐使)的化学成分组合群;药物作用模式是多点-多点(系统-系统),运用转化医学,有助于阐明中药理论并获得国际的认可。例如,有关中药复方的一项转化研究表明,复方黄黛片用于治疗粒细胞白血病,其君臣佐使效用分明,其中的硫化砷是君药,促进癌蛋白的降解;丹参酮是臣药,阻滞癌细胞的增殖,此外,还诱导转运蛋白AQP9的表达促进硫化砷进入癌细胞起到使药作用;靛玉红也能诱导转运蛋白AQP9的表达起到佐药的作用。又如,由黄芩、白芍、甘草和大枣组成的黄芩汤,其提取物PHY906可以促进肠道细胞再生,减轻结肠癌化疗胃肠毒性而在美国得到认可,其成功之处在于运用转化医学思维,采用了植物组学质量控制(phytomicsqualitycontrol)的研究模式。 因此,转化医学的兴起,必将推动我国中药创新和国际化进程。我国实行的创新中药计划,就是通过借助和发展相关技术,多学科交叉对中药进行研究,在中药特色的临床疗效评价体系、临床有效复方的甄选和评价;复方的配伍关系,复方的药物质量控制,药效学和药动学以及安全性评价;化学成分组合群与人体的相互作用等方面进行阐明,使中药更好地服务于人类健康。转化医学为实现这一点提供了思路。转化医学强调基础和临床之间的沟通,根据临床需求,采用蛋白质组学、代谢组学、生物分子网络和信息学研究方法进行基础研究,将研究成果尽快应用于临床。转化医学是实现我国中药现代化的一条有效途径。2007和2008年,在北京协和医院举办了第一届和第二届转化医学研究国际研讨会,标志着转化医学研究在国内的启动。2009年,国内首家儿科转化医学研究所在上海交通大学医学院附属儿童医学中心成立。同年中南大学转化医学研究中心在湖南湘雅医院成立。此后,全国的一些医学院和研究所也陆续成立了转化医学研究部门。我国的转化医学研究尽管有了发展,但不容忽略的是,针对中医药转化医学研究的实验平台建设仍比较薄弱,体现在平台数量少、人才缺乏及流通障碍。有报道称中国中医科学院与江苏省中医药研究院合作搭建中医药转化医学研究平台,说明以新理念、新思维建设中医药科研平台受到了重视并跨出了实质性的一步。 2中医药转化医学研究实验室建设面临的突出问题 转化医学作为医学研究的思维和模式,引入中医药研究实验室建设需要转变观念,目前碰到的突出问题是转化医学人才引入和培养、实验室资源的整合利用问题。 2.1转化医学人才引入和培养问题 中医药研究实验室建设要有前沿意识。创新能力的提高源于创新思维和实践。中医药转化医学研究实验室以转化医学思维为指导,将基础研究成果转化于临床应用。具有转化医学思维的中医药研究人才和学术队伍的组建和培养面临一些值得注意的方面:第一,熟悉中医药理论和应用、具备转化医学教育背景的专业人才缺乏;第二,有关中医药转化医学研究课题相对较少,制约实验室人才的引入和培养。有课题支撑,实验室才能获得可持续性发展,而实验室的发展将会带动研究的深入,有利于吸引更多人才的加入或锻炼、储备一批研究人才,从而形成良性循环。 2.2实验室资源的整合利用问题 中医药转化医学研究实验室建设和其他类型实验室的建设都碰到一个共性的问题,就是资源优势得不到整合和共享,集中表现在科研活动重复性较多、科研设备分散、使用率低下、开放流畅度低、服务社会意识有待提高。中医药转化医学研究实验室还面临着如何将基础研究成果转化为促进临床医疗行为的应用成果,体现其实效性、应用性特点的问题。 3中医药转化医学研究实验室建设的策略和建议 针对中医药转化医学研究实验室建设面临的突出问题,提出以下一些设想和建议,以供讨论。 3.1人才引入、培训及流通 中医药转化医学研究实验室的建立和建设,对人才的要求是既要熟悉中医药基础理论,又要树立转化医学思想,需要掌握较高的现代医学实验技术,有丰富的实践操作能力,具备较高的科研综合素质,能作为转化医学研究的领头人。各个实验室可以根据自己的实际情况出发,提供经费资助设立转化医学研究项目或采取柔性引进方式以吸引高层次人才。高水平的实验室往往具有一个作风优良、素质较高的团队。除了领头人才,团队骨干科研素质的培养和提高也值得重视。由于现代科技手段的进步,科研设备和测试技术不断涌现,要跟上先进技术的发展步伐,对团队成员要进行经常性的培训。要不断完善培训制度,通过派出学习、委托培养或邀请同行举行培训班、专题讲座等方式,分期、分批进行培训,使实验室所有人员处在不断的学习过程之中,适应转化医学科研形势的发展。建立无障碍的人才流通制度。2003年全国人才工作会议提出要树立科学的人才观。人才流通作为其中的重要内容,其科学内涵得到了说明,创新了人才流通的观念,冲破传统意义上“人才固定、部门所有”的观念,提出“不求所有,但求所用”的原则,实现人才资源的最大利用率。各个中医药转化医学研究实验室基于推动中医药走出国门、发扬中医药的共同目标,可以考虑互相之间进行人才的合理、有效流动,建立长效机制,这可能需要一段时间的尝试。 3.2建立开放的中医药转化医学研究实验室 实验室的一个重要功能就是服务功能。随着我国对科研经费投入的增加,各种不同类型科研课题的增多,促进了实验室研究工作的进步。整合分散、效率低的实验室资源,使之形成集中、专业的实验室,适合不同类型课题的需要,这对于中医药转化医学研究实验室的生存和发展可能更具有现实意义。首先,要突出转化研究特色,选准实验室的研究方向,对实验室的仪器设备、实验技术、团队分工进行整合。其次,参考国内或国外的转化医学研究中心,设立若干个公共服务实验平台。这些平台既向本单位开放,也向外单位(如制药企业、医院、药用植物栽培基地等)开放。这样,这些平台通过整合后,变得更专业化,在为更多单位提供服务的过程中,密切了相互之间的联系,有可能在药物基础与应用研究、临床诊疗新方案、新药开发研制等方面获得研究思路和成果,为中医药转化医学研究实验室的更好发展打下基础。 4结语 中医药转化医学研究实验室的建立和建设是一项系统性工程,涉及到许多方面,除了上述的人才队伍建设、开放体系实验室建立内容之外,还包括管理机制、运作机制和交流机制等内容,需要在实践中不断地探索。 作者:唐汉庆单位:右江民族医学院 医学研究论文:医学研究生生涯规划现状分析论文 论文关键词:医学研究生生涯规划生涯教育生涯成熟调查 论文摘要:目的了解医学研究生生涯规划的现状和生涯教育的需求。方法问卷调查法。结果分析发现医学研究生生涯规划有如下特点:自我认知程度高;职业探索存在不足;个人调适有待提高,就业信心较为乐观;职业决策导师影响最大;生涯规划元认知较差,生涯教育需求大。经相关性分析发现:性别、年龄、考研身份都与生涯成熟相关。结论医学研究生存在很大的生涯教育需求。 生涯教育一词,由美国的马兰德于1971年提出[1]。职业生涯规划理论起始于20世纪60年代的美国,90年代中期传入我国[2]。生涯规划是指有系统的引导生涯选择,以展现个人的生涯自主和增进生涯适应[3]。在国内,生涯规划和生涯教育理念越来越受到关注。但是,医学研究生的生涯教育却一直处于被忽视的境地。 1研究方法 舒伯(Super)认为:生涯成熟是指人在既定的生涯发展阶段,对环境和机体需要的准备程度[4]。根据其生涯发展理论,把调查定为六个维度:自我认知、职业探索、个人调适、职业决策、生涯元认知、生涯教育需求等[5]。经试测、修改、专家审阅后,在上海交通大学医学院一年级硕士研究生中发放问卷400份,涵盖所有专业,回收有效问卷358份。数据分析采用SPSS14.0软件系统,量表采用4点量尺计分法,对调查内容是完全正向肯定的记4分,比较肯定的记3分,不太肯定的记2分,完全否定的记1分。经过分析,得出结果。 2调查结果分析 调查样本中男女生比例分别为44%和56%。最小年龄为20岁,最大年龄为46岁,平均年龄为25岁。 2.1自我认知程度高,职业探索存在不足 从图1中可以看出,医学研究生对自我的了解得分较高,相比较而言,对职业世界的探索略显不足,特别是对就业政策及法规的了解度更低。对职业探索的滞后客观上是由于一年级研究生在院本部而不是在医院学习,对以后主要的就业市场医院的了解途径受到限制;主观上由于还是一年级学生,对于就业市场的了解还没有到很迫切的程度,而同时管理部门也没有提供相应的途径帮助学生了解。对于法规、政策的淡漠说明医学研究生法律意识还不够强。 2.2个人调适有待提高,就业信心较为乐观 如表1所示,入学以来,研究生的专业学习兴趣还是很高的,学习压力总体比较居中,学习计划性和未来生活的规划处于水平位置,对于目前的学习状态,表示不满意的学生略占上风,但未来的就业信心还是比较乐观的,对未来的职业发展目标也比较清晰。对于医学院校来说,高度的专业性和较大的市场需求使在校学生对就业表示出一定的信心,而专业发展路径的定向性也使学生对未来的职业发展目标比较清晰。 2.3职业决策导师影响最大,性别影响就业得到认同 如图2所示,各种社会关系中,对于职业决策影响的重要性由高到低依次是导师、父母、恋人、朋友和同学。导师在学术上的地位、对本专业的了解、在本行业的人脉等因素都是导师影响力的重要来源。 对于“先就业后择业”观点的认同,得分为2.62,说明学生总体上对此观点还是认同的。对于“性别影响就业的认同度”得分高达2.85,目前的研究生大都经历过本科就业,因此对就业的现实情况有一定了解,就业过程中的男性性别优势也是一个不容回避的社会问题。 2.4生涯规划元认知较差,生涯教育需求大 如表2所示,学生们对“生涯规划的含义”认知程度不是太高,而另一方面,又认为生涯规划很重要。从表3中可以看出,对未来发展存在职业困惑的情况比较普遍,这给我们一个不小的警示:并非是读到研究生阶段的医学生就没有职业困惑了。有职业困惑愿意求助专业人士的学生和愿意参与职业生涯规划活动的学生很多,说明生涯教育与咨询存在很大的需求,也具有很大的现实意义。 3相关分析 经相关性分析发现,职业规划状况与研究生的个体属性,如年龄、考研身份、性别等都表现出相关性。(注:**Correlationissignificantatthe0.01level(2-tailed).*Correlationissignifi-cantatthe0.05level(2-tailed).) 3.1性别与生涯成熟相关 表4示,男性比女性在生涯规划的很多维度上表现出优越性。在生活规划、就业信息搜集、就业信心等方面优于女性。在遇到职业困惑时,女性比男性更愿意求助专业人士,女性也更愿意参与生涯规划活动,这说明男性即使碰到问题,也比女性更少愿意求助专业人士。 3.2年龄与生涯成熟度相关 如表5所示,年龄越大,对未来生活的规划、了解自我、职业探索、就业信心等方面都越好,对生涯规划元认知也更好,相应地,对未来的职业发展困惑就越少,生涯成熟度越高。 3.3考研身份与生涯成熟相关 如表6所示,按应届毕业生、待业考研、辞职考研、在职考研的顺序,对自我的认知、职业的探索和生活规划的程度呈递增的趋势。这表明,总体上越是有工作经验的学生,生涯成熟度越高。 4结论及建议 4.1研究生生涯教育应引起重视 在开放题中,有81位学生表达了希望开展生涯教育的意愿,其中有5位表示从来没有听说过生涯教育,表达了想了解的强烈愿望。有学生说,“希望多开展生涯规划的讲座和培训,因为即使读到硕士、博士阶段,很多人仍然还是迷茫的。”数据显示医学研究生对未来的就业,对自己的职业发展不乏困惑,因此,广泛开展医学研究生生涯教育和生涯辅导是非常必要的,应引起重视。 4.2生涯教育的内容要有针对性 开放题中,学生们对生涯教育的内容比较关注。有17位学生说“要有针对性,不能泛泛而谈。”多位学生建议要多提供往年的就业去向等信息,让低年级研究生对未来有更多了解;也有几位学生建议邀请医院、科研机构、公司等的职业人士来介绍各行业的情况。的确,医学研究生对职业探索的不足,在生涯教育中应给予更多的关注。 4.3生涯教育要采取丰富多彩的形式 不少学生建议采用生涯教育讲座的形式,有多位建议开展个别咨询,有2位学生建议把生涯教育作为选修课或必修课。在信息时代,生涯教育也应有更广泛的载体,这也是调查中学生们表达出的意见:有学生建议利用网络平台,可以考虑开通咨询热线等。生涯教育具有丰富的内容,同时需要有丰富的形式作为支撑。 4.4生涯教育应尽早实施,贯穿所有年级 有9位学生建议生涯教育要尽早开展,从学生一入校就开始。生涯发展是连续的、动态的、前后影响的,学生的生涯教育不是仅仅毕业生才需要的,生涯教育要实现全覆盖,贯穿所有年级。 4.5生涯教育应由专业的生涯教师实施 联合专业的咨询机构,提供更专业、更全面的咨询和辅导,这是几位学生所特别提出的。这部分原因可能是由于目前实施生涯教育的队伍还不够专业化,多是由思政教师、心理健康教师等进行,由于缺少生涯教育的专业背景,教育效果也难免受影响。 综上所述,医学研究生的生涯困惑并不少,生涯教育需求也很大。教育管理部门和教育者要充分认识到这一点,在医学研究生中及早开展行之有效的生涯教育。让我们呼唤:生涯教育的时代早日来临。 医学研究论文:慢性心力衰竭中医学研究论文 论文关键词:慢性心力衰竭;中医;CHF 论文摘要:阐述了现代医家对慢性心力衰竭病因病机的认识。本病本虚标实,以阳气虚衰为主,以瘀血水饮为标,虚实夹杂贯穿于发病始终;其治疗以辨证分型论治为主,并结合临床单方验方、中成药制剂等,临床疗效较好。今后的研究应利用现代科学技术,宏观与微观相结合,基础研究与临床研究并重。 慢性心力衰竭(CHF)通常指临床所称的充血性心力衰竭,是各种心脏疾病导致心功能不全的一种复杂的临床综合征。CHF是一种心室泵血能力下降,心排血量降低,不能满足肌体代谢需要的疾病[1]。其发病率、死亡率、病残率高,严重影响患者生命和生活质量。现已明确心室重构是慢性心力衰竭的基本发病机制,目前中西医药物治疗CHF研究的热点是心室重构。如何逆转、延缓心室重构是目前CHF治疗的主要目标,但仅处于初始阶段。近年来,随着基因组学,蛋白组学和系统生物学的迅猛进展,大量生物信息的不断涌现,确定心血管疾病的生物标志物已经成为一种迫切需求,目前正在不断地从定义到方法学上进行规范化。[2]寻求相应的疗效佳、副作用少的防治药物,指导心衰治疗,一直是新药研究的方向。 1中医古代文献整理 古老的中医文献对心衰的描述早有记载。《素问·逆调论》云“若心气虚衰,可见喘息持续不已”,“夫不得卧,卧则喘者,是水气之客也”,指出了阳气虚衰,水气射肺的征象。《素问·脉要精微论》云“细则气少,涩则心痛”,指出脉诊提示心衰以气虚、瘀血为病因。汉代张仲景在《内经》理论的基础上,进一步提出了与心衰有关的“支饮”与“心水”两个疾病的概念,如《金匮要略·痰饮篇》云“膈间之饮,其人喘闷、心下痞坚,面色黎黑”,《金匮要略·水气篇》云“心水者,其身重而少气,不得卧,烦而悸,其人阴肿”,指出阳虚水泛之征,并在伤寒论中创造性的提出真武汤、葶苈大枣泻肺汤等,至今仍是治疗心衰的主要方剂。《金匮要略·痰饮咳嗽篇》云“水停心下,甚者则悸,微者短气”,指出心衰病因是气虚痰饮。《伤寒明理论》指出心悸之由,“一者气虚,二者痰饮”。宋代赵佶《圣济总录·心脏门》中首提“心衰”病名,“心衰则健忘,心热则多汗,不足则胸腹协下与腰背引痛,惊悸恍惚,少颜色,舌体强”,《医参》中记载“主脉,爪甲不华,则心衰矣”以及《素问·痹论》云“心痹者,脉不通,烦则心下鼓,暴上气则喘”,指出了心衰的临床表现甚至病情猝然加重的可能。据中医理论“心主血脉”、“诸气皆属于肺”、“脾主运化”、“肾者水脏,主津液”,中医认为心衰的发生主要在于脏腑的虚损,病位在心,并与肺、脾、肾的功能紊乱有关,与气、血、水关系密切,[3]归属于心悸、咳喘、水肿、积聚等范畴。病理特点是本虚标实,心阳(气)虚为本,水停血瘀为标。病机认为是气虚血瘀、阳虚水泛、阴虚生热、聚湿成痰,从而出现心悸、短气、喘息动则尤甚、不能平卧、少寐、尿少浮肿、腹胀纳少、舌质淡或暗,苔薄白或黄腻。尽管近年来中医对病因病机的认识基本趋于一致,但仍各有侧重。[4]。 2临床应用概况 辨证论治始终是中医诊疗特色,尽管目前辨证各有千秋。辨证分型[5,6]主要有:①心肺气虚——益气养心——养心汤,生脉散,归脾汤加减。代表医家史载祥,许心如,成启予等。②气阴两虚——益气养阴——生脉散合炙甘草汤加减。代表医家:顾景琰等。③阳虚水泛——温阳利水——真武汤,苓桂术甘汤,五苓散加减。代表医家:陈鼎祺,邓铁涛,韩子江,廖家桢,马连珍,刑月朋,赵锡武,秦伯末等。④血瘀水阻——活血利水——桃红四物汤合五苓散,血府逐瘀汤加减。代表医家:汤益明,李介鸣,刘家骏等;⑤阳气虚脱——回阳救逆——参附龙牡汤,四逆汤加减。代表医家:柯雪帆,周次清,任继学等。同时还有张铭熙温阳利水活血方(炙附子10g,干姜10g,白术15g,猪苓15g,茯苓20g,葶苈子15g,川芎10g,延胡索15g,水蛭6g,炙甘草10g)每日1剂,水煎服,15天为1疗程,两组共2个疗程后判定疗效。结论:温阳利水活血法治疗慢性心力衰竭,可明显减轻症状,改善心功能,提高患者生活质量。曲营等运用生脉散为主方加味治疗气阴两虚型慢性充血性心力衰竭效果显著。李雪瑞,董飞侠以强心合剂基本方:红参6g(另炖),黄芪30g,熟附子10g(先煎),麦冬12g,五味子10g,葶苈子12g(包煎),北五加皮10g,泽泻15g,丹参30g,川芎12g,赤芍12g,炙甘草10g益气温阳、活血利水治疗CHF疗效满意。[7]赵金钟用强心合剂红参6g,麦冬15g,五味子10g,附子10g,北五加皮6g,葶苈子30g,车前子20g,茯苓12g,白术10g,丹参20g加减益气活血利水治疗CHF疗效满意。[8]陈晓虎,丁以艳,唐蜀华,蒋萌,洪建军强心合剂由黄芪、附子、丹参、葶苈子等药物组成益气温阳、活血利水佐以养阴的冶法治疗充血性心力衰竭取得一定的疗效。[9,10]几千年来,运用中医辨证分型治疗心衰的效果显著,于是许多学者进行了关于中药改善心功能机理的研究:①一是心气虚与心功能的研究。中医学认为“心主身之血脉”,心气是推动血脉运行的动力,与现代医学所说的心脏泵血功能一致。许多研究资料表明,心气虚患者的左心功能异常。用超声心动图对心气虚患者的左心功能研究发现,心气虚者的每搏输出量,每分排血量减少,射血分值,射血指数,左室心轴缩短百分率均值减少,与其他虚症比较,有高度显著性。②二是治疗研究。单味药的研究:葶苈子,附子,罗布麻根,福寿草,北五加皮等有类强心甙作用,可增强心肌收缩力,减慢心率;附子,黄芪,丹参,红花,当归,川芎,赤勺,回心草等可扩张血管,减轻心脏后负荷;黄芪,茯苓,猪苓,车前子,白术,泽泻,玉米须,益母草等具有利尿,降低心脏前负荷的作用。复方研究:生脉散经临床及实验研究证实,本方具有升压,强心及改善外周循环的作用,可使心脏收缩力增强和冠状动脉循环改善[11]。抗心衰I号:葶苈子30~50g,丹参15g,枳实15g。心衰合剂:葶苈子,桑白皮,车前子,生黄芪,太子参,丹参各30g,泽泻15g,麦冬15g,五味子10g,全当归10g。中成药研究:北五加片20mg,3d后改维持量10~20mg/d。丹参注射液,红花注射液,参麦注射液,生脉注射液均可增加冠脉流量,改善心肌供血,临床研究可改善心功能。 3研究现状及思考 一个世纪以来,对CHF机制的认识经历了不断深化和完善的过程[12,13]:上世纪40~60年代为心肾学说,认为心衰是心脏受损后搏出量或回心血量降低,即后向性和前向性衰竭学说,主要症状是水肿,首选药物为洋地黄类和利尿剂;上世纪70~80年代为血流动力学说,即前、后负荷学说,认为外周阻力增加是主要成因,故强调在强心、利尿的基础上使用血管扩张剂,以改善呼吸和四肢乏力;上世纪90年代以来为心室重塑学说,认为CHF发生、发展的基本机制是心室重塑(VentricularRemodelling)。心室重塑是由一系列复杂分子和细胞机制导致心肌结构、功能和表型的变化,是神经激素-细胞因子系统长期、慢性激活的结果。该系统包括肾上腺素能神经系统,主要是去甲肾上腺素(NE)水平升高;肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS),表现为血管紧张素II(AgII)和醛固酮(ALD)水平升高;致炎性细胞因子系统,表现为肿瘤坏死因子(TNF-a)、白介素(IL-6、IL-10、IL-18),以及一氧化氮合酶(NOS)水平升高;此外,抗利尿激素、钠尿肽类[主要是心钠素(ANP)、脑钠素(BNP)和C钠素(CNP)]以及内皮素(ET)等水平也显著升高。CHF病理生理的研究成果带来了药物治疗策略的根本转变。随着现代医学飞速发展,西医治疗CHF观念的根本性转变给中医药治疗CHF提出了挑战与机遇。洋地黄、利尿剂、血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)和β-受体阻滞剂是目前CHF患者常规治疗使用的4类药物,这些药物的作用已经在大规模临床试验中得到证实,使用中的主要问题是能否充分使用。王振涛等对wistar心衰模型大鼠注射活血注射液(由党参、黄芪1∶1组成),用放射免疫法测得模型组心肌局部RA、AngⅡ明显高于假手术组;活血、益气注射液可以降低心肌局部RA、AngⅡ活性,其作用是由于对心肌局部RA、AngⅡ的内分泌和旁分泌有明显抑制作用。提示活血、益气中药是通过调节内分泌系统活性而治疗心衰的机理。蔡辉等对实验性心衰模型大鼠采用放射性免疫法测得中药鹿角方口服液(由鹿角、补骨脂、淫羊藿、女贞子、沉香等组成)能使心肌Ang1I及血浆Ang1I水平较模型组下降,并与剂量呈正相关。说明中药对肾素-血管紧张素系统的调节作用已越来越被证实。张道亮研究显示保心合剂能调控心衰时大鼠神经内分泌水平,具有积极的治疗意义。徐伟建等选用Wistar大鼠,采用缩窄腹主动脉法制作心衰模型。随机分为空白组、模型组、保心合剂高/中/低剂量组、西药组、伪手术组,给药4周;用放免法观察保心合剂对心衰大鼠AngII、IL-6的影响。结果中药高、中剂量组及西药组与模型组AngII相比均有显著性差异,模型组与中药低剂量组无差异。刘革命等选择37例CHF患者给予康达心口服液治疗,治疗前后测定患者血浆中的PRA、AngII、ALD含量,同时设27例正常人为对照组。结果:CHF组与对照组比较:PRA、AngII、ALD均有明显升高,差异有显著性(P 0.001)。CHF患者在康达心口服液治疗前后其血浆PRA、AngⅡ、ALD有明显降低,差异有显著性(P 0.001)。结论:CHF患者肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)活性增高,康达心口服液对CHF患者RAAS有抑制作用。邹国辉,刘中勇等中药强心合剂(制附片10g,炙黄芪20g,桂枝10g,葶苈子20g,丹参20g,白芍20g,茯苓20g,泽兰10g,益母草15g,桃仁10g,北山楂20g,炙甘草6g)明显改善患者左心室的舒缩功能,延缓心室重构并且降低血浆BNP水平.是一种治疗CHF安全有效的中药制剂。综上所述,回顾慢性心力衰竭辨证治疗研究历史,得到的最重要启示是中医药多途径、多靶向、副作用小的特点治疗CHF疗效确切,但缺乏严格的大规模、多中心的临床研究和科研评价。21世纪心衰的发生率还将上升,对于心衰辨证治疗的标准化客观化和规范化的统一,超微层面的作用机理以及基因水平的研究,无论中医还是西医,都需要我们从更广更深的领域进行不懈地研究和探索。 医学研究论文:纳米材料应用于生物医学研究论文 摘要:目前应用于生物医学中的纳米材料的主要类型有纳米碳材料、纳米高分子材料、纳米复合材料等。纳米材料在生物医学的许多方面都有广泛的应用前景。 关键词:纳米材料生物医学应用 1应用于生物医学中的纳米材料的主要类型及其特性 1.1纳米碳材料 纳米碳材料主要包括碳纳米管、气相生长碳纤维也称为纳米碳纤维、类金刚石碳等。 碳纳米管有独特的孔状结构[1],利用这一结构特性,将药物储存在碳纳米管中并通过一定的机制激发药物的释放,使可控药物变为现实。此外,碳纳米管还可用于复合材料的增强剂、电子探针(如观察蛋白质结构的AFM探针等)或显示针尖和场发射。纳米碳纤维通常是以过渡金属Fe、Co、Ni及其合金为催化剂,以低碳烃类化合物为碳源,氢气为载体,在873K~1473K的温度下生成,具有超常特性和良好的生物相溶性,在医学领域中有广泛的应用前景。类金刚石碳(简称DLC)是一种具有大量金刚石结构C—C键的碳氢聚合物,可以通过等离子体或离子束技术沉积在物体的表面形成纳米结构的薄膜,具有优秀的生物相溶性,尤其是血液相溶性。资料报道,与其他材料相比,类金刚石碳表面对纤维蛋白原的吸附程度降低,对白蛋白的吸附增强,血管内膜增生减少,因而类金刚石碳薄膜在心血管临床医学方面有重要的应用价值。 1.2纳米高分子材料 纳米高分子材料,也称高分子纳米微粒或高分子超微粒,粒径尺度在1nm~1000nm范围。这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能,可用于药物、基因传递和药物控释载体,以及免疫分析、介入性诊疗等方面。 1.3纳米复合材料 目前,研究和开发无机—无机、有机—无机、有机—有机及生物活性—非生物活性的纳米结构复合材料是获得性能优异的新一代功能复合材料的新途径,并逐步向智能化方向发展,在光、热、磁、力、声[2]等方面具有奇异的特性,因而在组织修复和移植等许多方面具有广阔的应用前景。国外已制备出纳米ZrO2增韧的氧化铝复合材料,用这种材料制成的人工髋骨和膝盖植入物的寿命可达30年之久[3]。研究表明,纳米羟基磷灰石胶原材料也是一种构建组织工程骨较好的支架材料[4]。此外,纳米羟基磷灰石粒子制成纳米抗癌药,还可杀死癌细胞,有效抑制肿瘤生长,而对正常细胞组织丝毫无损,这一研究成果引起国际的关注。北京医科大学等权威机构通过生物学试验证明,这种粒子可杀死人的肺癌、肝癌、食道癌等多种肿瘤细胞。 此外,在临床医学中,具有较高应用价值的还有纳米陶瓷材料,微乳液等等。 2纳米材料在生物医学应用中的前景 2.1用纳米材料进行细胞分离 利用纳米复合体性能稳定,一般不与胶体溶液和生物溶液反应的特性进行细胞分离在医疗临床诊断上有广阔的应用前景。20世纪80年代后,人们便将纳米SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中,使所需要的细胞很快分离出来。目前,生物芯片材料已成功运用于单细胞分离、基因突变分析、基因扩增与免疫分析(如在癌症等临床诊断中作为细胞内部信号的传感器[5])。伦敦的儿科医院、挪威工科大学和美国喷气推进研究所利用纳米磁性粒子成功地进行了人体骨骼液中癌细胞的分离来治疗病患者[6]。美国科学家正在研究用这种技术在肿瘤早期的血液中检查癌细胞,实现癌症的早期诊断和治疗。 2.2用纳米材料进行细胞内部染色 比利时的DeMey博士等人利用乙醚的黄磷饱和溶液、抗坏血酸或柠檬酸钠把金从氯化金酸(HAuCl4)水溶液中还原出来形成金纳米粒子,(粒径的尺寸范围是3nm~40nm),将金纳米粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合,利用不同抗体对细胞和骨骼内组织的敏感程度和亲和力的差异,选择抗体种类,制成多种金纳米粒子—抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物,在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色(如10nm的金粒子在光学显微镜下呈红色),从而给各种组织“贴上”了不同颜色的标签,为提高细胞内组织分辨率提供了各种急需的染色技术。 2.3纳米材料在医药方面的应用 2.3.1纳米粒子用作药物载体 一般来说,血液中红血球的大小为6000nm~9000nm,一般细菌的长度为2000nm~3000nm[7],引起人体发病的病毒尺寸为80nm~100nm,而纳米包覆体尺寸约30nm[8],细胞尺寸更大,因而可利用纳米微粒制成特殊药物载体或新型抗体进行局部的定向治疗等。专利和文献资料的统计分析表明,作为药物载体的材料主要有金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物活性纳米颗粒。 磁性纳米颗粒作为药物载体,在外磁场的引导下集中于病患部位,进行定位病变治疗,利于提高药效,减少副作用。如采用金纳米颗粒制成金溶液,接上抗原或抗体,就能进行免疫学的间接凝聚实验,用于快速诊断[9]。生物降解性高分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位,如子宫、阴道、口(颊、舌、齿)、上下呼吸道(鼻、肺)、肛门以及眼、耳等[10]。这种给药方式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉,并防止药物对全身的作用。如美国麻省理工学院的科学家已研制成以用生物降解性聚乳酸(PLA)制的微芯片为基础,能长时间配选精确剂量药物的药物投送系统,并已被批准用于人体。近年来生物可降解性高分子纳米粒子(NPs)在基因治疗中的DNA载体以及半衰期较短的大分子药物如蛋白质、多肽、基因等活性物质的口服释放载体方面具有广阔的应用前景。药物纳米载体技术将给恶性肿瘤、糖尿病和老年痴呆症的治疗带来变革。 2.3.2纳米抗菌药及创伤敷料 Ag+可使细胞膜上蛋白失去活性从而杀死细菌,添加纳米银粒子制成的医用敷料对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿浓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作用。 2.3.3智能—靶向药物 在超临界高压下细胞会“变软”,而纳米生化材料微小易渗透,使医药家能改变细胞基因,因而纳米生化材料最有前景的应用是基因药物的开发。德国柏林医疗中心将铁氧体纳米粒子用葡萄糖分子包裹,在水中溶解后注入肿瘤部位,使癌细胞部位完全被磁场封闭,通电加热时温度达到47℃,慢慢杀死癌细胞。这种方法已在老鼠身上进行的实验中获得了初步成功[11]。美国密歇根大学正在研制一种仅20nm的微型智能炸弹,能够通过识别癌细胞化学特征攻击癌细胞,甚至可钻入单个细胞内将它炸毁。 2.4纳米材料用于介入性诊疗 日本科学家利用纳米材料,开发出一种可测人或动物体内物质的新技术。科研人员使用的是一种纳米级微粒子,它可以同人或动物体内的物质反应产生光,研究人员用深入血管的光导纤维来检测反应所产生的光,经光谱分析就可以了解是何种物质及其特性和状态,初步实验已成功地检测出放进溶液中的神经传达物质乙酰胆碱。利用这一技术可以辨别身体内物质的特性,可以用来检测神经传递信号物质和测量人体内的血糖值及表示身体疲劳程度的乳酸值,并有助于糖尿病的诊断和治疗。 2.5纳米材料在人体组织方面的应用 纳米材料在生物医学领域的应用相当广泛,除上面所述内容外还有如基因治疗、细胞移植、人造皮肤和血管以及实现人工移植动物器官的可能。 目前,首次提出纳米医学的科学家之一詹姆斯贝克和他的同事已研制出一种树形分子的多聚物作为DNA导入细胞的有效载体,在大鼠实验中已取得初步成效,为基因治疗提供了一种更微观的新思路。 纳米生物学的设想,是在纳米尺度上应用生物学原理,发现新现象,研制可编程的分子机器人,也称纳米机器人。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容,第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体,这种纳米机器人可注入人体血管内,进行健康检查和疾病治疗(疏通脑血管中的血栓,清除心脏脂肪沉积物,吞噬病菌,杀死癌细胞,监视体内的病变等)[12];还可以用来进行人体器官的修复工作,比如作整容手术、从基因中除去有害的DNA,或把正常的DNA安装在基因中,使机体正常运行或使引起癌症的DNA突变发生逆转从而延长人的寿命。将由硅晶片制成的存储器(ROM)微型设备植入大脑中,与神经通路相连,可用以治疗帕金森氏症或其他神经性疾病。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置,可以用其吞噬病毒,杀死癌细胞。第三代纳米机器人将包含有纳米计算机,是一种可以进行人机对话的装置。这种纳米机器人一旦问世将彻底改变人类的劳动和生活方式。 瑞典正在用多层聚合物和黄金制成医用微型机器人,目前实验已进入能让机器人捡起和移动肉眼看不见的玻璃珠的阶段[13]。 纳米材料所展示出的优异性能预示着它在生物医学工程领域,尤其在组织工程支架、人工器官材料、介入性诊疗器械、控制释放药物载体、血液净化、生物大分子分离等众多方面具有广泛的和诱人的应用前景。随着纳米技术在医学领域中的应用,临床医疗将变得节奏更快,效率更高,诊断检查更准确,治疗更有效。 医学研究论文:科学人生与灵魂医学研究论文 “非爱行为”符合灵魂医学soulmedicine理论中的人生三定律中的平衡稳定定律以及生存发展定律,按照人生三定律之平衡稳定定理,付出就应该得到回报,对当事人双方都能得到人生平衡,否则,任何一方都会不安的,这极有利于人类自身健康发育成长以及社会良性进步等,目前心理学把“非爱行为”作为病态行为,显然大错特错了,将导致严重后果,人类正气不能上扬,邪气不能得到遏制,容易引起社会道德混乱,无益于人类自身健康发育成长以及社会良性进步等。 从科学人生与灵魂医学soulmedicine角度解析“非爱行为” 科学人生与灵魂医学研究所李建民(仲实、水城居士) 内容提要:“非爱行为”符合灵魂医学soulmedicine理论中的人生三定律中的平衡稳定定律以及生存发展定律,按照人生三定律之平衡稳定定理,付出就应该得到回报,对当事人双方都能得到人生平衡,否则,任何一方都会不安的,这极有利于人类自身健康发育成长以及社会良性进步等,目前心理学把“非爱行为”作为病态行为,显然大错特错了,将导致严重后果,人类正气不能上扬,邪气不能得到遏制,容易引起社会道德混乱,无益于人类自身健康发育成长以及社会良性进步等。 我们知道心理学上有一种界定,说现代人的交往中,有一种行为叫做“非爱行为”。什么意思呢?就是以爱的名义对最亲近的人进行的非爱性掠夺。这种行为往往发生在夫妻之间,恋人之间,母子之间,父女之间,也就是世界上最亲近的人之间。譬如夫妻和恋人之间经常会出现这样的对话:“你看看,我就为了娶你,放弃了什么什么;我就为了这个家,才怎么怎么样,所以你必须要对我如何如何”不少母亲也经常会对孩子说:你看看,自从生了你以后,我工作也落后了,人也变老变丑了,我一切都牺牲了,都是为了你,你为什么不好好念书呢?另外老师也可代表国家对你说:国家培养了你,你又不好好学习,将来不能做大的贡献,你对得起国家吗? 总之,都可以说你——你既对不起任何人,又对不起自己,还对不起自己的民族、国家以及全人类等。 所有这些,都可以称为非爱行为,因为,它是以一种爱的名义所进行的一种强制性的控制,让他人按照自己的意愿去做。 这种行为难道不可取吗?若错,养儿防老如何解释,并且它符合人生三定律中的平衡稳定定律以及生存发展定律 按照人生三定律之平衡稳定定理,付出就应该得到回报,对当事人双方都能得到人生平衡,心理平衡,否则,违背了人生三定律,因此,任何一方都会不安的。 试想…… 这应该作为基本道德规范社会准则来推崇,不是吗,对外人“受人滴水之恩当以涌泉相报”,对亲人难道不更应该如此吗?极有利于人类自身健康发育成长以及社会良性进步等,并且在法律层面也作了最底保障,不是吗,遗弃罪、虐待罪等,各国都有立法。 同样也符合人生生存和发展定律。 作为一个正常人这种行为不但很容易接受,而且还能不假思索的做到,更不存在对抗了。但对极少数人格、道德以及社会病态患者则存在不同程度的抵触情绪,这是很好理解的,并用相应信使干预诱导即可。 目前心理学把“非爱行为”作为病态行为,显然大错特错了,将导致严重后果,人类正气不能上扬,邪气不能得到遏制,容易引起社会道德混乱,无益于人类自身健康发育成长以及社会良性进步等。 从灵魂医学soulmedicine利己三定律科学高度进一步分析,前面讨论的都是生物利己三定律中的第一、第二层次水平,我们应该崇尚最高层次的完善人生完善自我境界,追求付出的快乐,避开奢求回报的烦恼,这种境界难道不是我们所追求的吗?可惜生物利己三定律决定了只有一部分人进入这一境界,然而生物适应与诱导学说又为我们指明了人们进入这一境界的可能性,概率学说又推出了进入这一境界的概率。哀哉、喜哉、了哉! 医学研究论文:医学研究论文标引用词的选择及组配 关键词:引用词 引言 绝大多数著名期刊在科技时,都要求对文献进行标引,其目的在于充分展示文献内容特征,有利于纳入检索系统,方便他人查找和利用。但由于文献标引本身具有一定的科学性、规律性和方法性,标引词的选择错误或标引组配不当,都会影响论文作用的发挥。因此,我们根据科技论文标引的一般规则,结合实践经验,简述医学科技论文标引中应把握的几个方面。 1主题分析与标引要点 1.1论文主题分析文献的主题分析,是标引工作的最初环节。所谓主题分析就是对每篇文献的内容和中心思想进行浓缩、提炼,以及剖析主题结构的过程。分析的正确与否将直接影响文献标引和检索的结果。文献的分析要立足于文献的检索,充分考虑用户的检索要求,分析选定对用户有实际意义的主题概念,不但要对分析的范围、深度应与文献内容保持一致,而且还要充分考虑到主题分析的全面性、专指性,最大限度地满足检索系统的要求,具体方法是:审读文献内容.要做到选词准确,充分展示文献的内外特征,必须对文献进行审读.审读文献通常依据文献的篇名、文摘、简介、前言、结论、参考材料以及文中的小标题、斜体字、黑体字、图表、数据等内容.切忌只根据文献的篇名或书名片断进行分析,这是因为有一部分文献的篇名或书名不能或不完全能概括出文献的内容,甚至有比拟、隐讳、反问、双关等方式.当然并不是所有文献都要抛开篇名或题目,某些专业杂志和专题论文的篇名或题名是经过认真推敲拟定的,也能代表文章的主要内容,可根据不同的文献内容加以选定. 1.2 定标引要点通过认真审读论文的各个部分应确立论文的标引要点,以便为精确选词做准备,其标引要点的内涵应限定在:①论文的论述重点.要在不同层次上拟定论文的检索者可能检到本篇论文的内容途径;②本篇论文提出什么新论点、新技术和新方法.所要标引的主题要领是文章中讨论的实质内容,不应以作者推测和设想为准;③从文献的学科和体裁来判断应使用什么样的主题标引原则和组配原则,是总论的、各论的、基础的、临床的、实验的,还是人文的、地理的、药物的等等,这些概念的关系怎样,是相关的、从属的、影响的,还是因果的、拮抗的等,文献中出现哪些特征和标识能充分反映出这篇论文的检索差别,从哪些方面要作主要标引,哪些要做次要标引,哪些不要标引。 2论文主题概念标引 2.1主要概念的标引主要概念的标引是针对文章的中心问题而提出的概念标引。主题是作者集中力量所要表达的主要思想,但作者所论述的东西并非都是主题。如:论文中所提到前人的研究,介绍性的说明,一时想法和背景等不是文章真正的研究对象。总的说来主要标引是文章论述的重点,是作者探讨的目的和对象,在医学领域中最常见的是:①医学各个学科或专业知识主要论述的课题;②某种实验研究的直接目的和结果;③临床疾病的预防、诊断、治疗等重要的手段、方法及创新;④一篇文章中篇幅占的较多的内容,⑤尽管篇幅不多,但材料新、有创见并为读者所关心,此外还包括词表和标引规则中规定应作为主要标引的概念. 2.2次要概念的标引次要概念的标引经常作为组配标引或副主题标引。一般作为次要标引的概念多为论文的非重点论点及概念、属于边缘性主题概念,主要包括为了某种研究目的所提供的载体、条件、方法和手段,比如:疾病的化学诱导、同位素标记、人工造瘘等治疗学提到的药物剂型、剂量、换药方式等;某些检索所要求的特征词,如:地名、时代、文献类型、语种、人类(性别、年龄)、动物(如大鼠、小鼠、狗、猫)等以及词表中规定应作为次要标引的词。 2.3非标引概念作为论文中出现的非标引概念主要是指那些论文中提到的常规技术,大家熟知但未加讨论的东西;如:一篇关于心脏病诊断的文章,提到了常规的心电描记术,在组织学和细胞学提到了常规显微镜应用等问题,其次是一些具有说明语字样的概念,如“抗肿瘤抗生素放线菌素D”,其“抗肿瘤抗生素”即为说明性概念,主要概念应是“放线菌素D”再就是文中未加讨论或不够成熟的某种概念,如一篇关于氨基酸的文章中,提到某种新的、未加证实的氨基酸;临床上构成一种变化不定的不明显的症状群,已能被主题或概念组配概括的无检索价值的概念,及词表里或标引规则中不作标引的概念,都不能作为主题词来标引。 3主题词的选择与组配 3.1论文主题词选择当论文标引概念确立以后,接下来便是选择主题词.选择主题词主要是为正确表达主题概念。一篇论文的情报内容,是否能选用一些恰当的主题词来准确全面地表达出来,这也是保证达到较高利用率的重要条件之一,而哪些语词是主题词,哪些语词不是主题词,哪一概念用哪一主题词(或哪几个主题词的组配)来表达,必须有非常明确的规定,不致造成混乱,使主题词系统保持较高的检索效率。这就要求使用主题词表,主题词表对主题词做了严格的规定。也就是讲,标引用词必须是词表中的正式主题词,并且书写形式应与词表中的表达形式完全一致;标引用词必须首先选用词表中最切合文献主题的专指词标引,一般不得选用其上位词或下位词标引。当词表中没有专指度相等的主题词时,则选用2个(有时也可能用3个)最直接的上位词或近义词、最相关的主题词标引。当用上位主题词或近义词标引也不合适时,可用一个自然语词附于上位主题词后作限定,或增补新词。 3.2论文主题词的组配在采用文献主题词法的文献标引过程中,绝大部分的主题都需使用组配方法来表达.组配是用两个或两个以上主题词组合起来表达一个文献主题,用主题词组配的方法来表达文献主题,可以控制词汇量,用少量有计划的选定主题词即能表达大量的文献主题概念,但如组配不当,会造成误差,降低论文的使用效率,因此,归纳医学文献最常用的难度较大的组配标引模式有以下几种:①当A疾病引起B疾病,A疾病之后组配/并发症,B疾病之后组配/病因学,并且致病因素常作为主要标引.组配模式:A疾病/并发症,B疾病/病因学.②当A疾病与B疾病同时存在,但并未指明相互间因果关系时,A、B两疾病之后都与/并发症组配.组配模式:A疾病/并发症,B疾病/并发症.例:眼弓形体病并发沙眼,标引:沙眼/并发症弓形体病,眼/并发症.③疾病状态下某器官组织及细胞的解剖结构,组配模式:疾病/病理学,器官(组织细胞)/病理学.这里与/病理学组配指的是与正常器官结构的不同,只阐明组织的不是疾病的同义语和代名词.④当实施某种治疗技术而产生的某种疾病时,组配模式:疾病/病因学,技术操作(物理作用剂)/副作用,例:剖腹产术引起膀胱阴道瘘,标引:膀胱阴道瘘/病因学;剖腹产/副作用.⑤某种疾病情况下从某器官分离出某种病原体组配模式:疾病/微生物学,器官/微生物学,病原体/分离与提纯.⑥某种疾病情况下,某器官对某药或化学物质的代谢:组配模式:疾病/代谢,器官/代谢,药物或化学物质/代谢,如甲状腺疾病病人肾的晚碘化作用,标引:甲状腺疾病/代谢,肾/代谢,碘/代谢,也就是说凡文章篇名中出现的结合、破坏、裂变、转变、降解、掺入、组合、调动、释放、储存传输、转化、利用、摄取、水解、氧化、去甲基化、脱羧化、烧化、酯化、羟化等字样均可标/代谢.⑦某疾病状态下某器官内某种化学物质的定性或定量分析:组配模式:疾病/代谢、器官/化学、药物或化学物质/分析.如肾性高血压患者肾脏中钠含量的测定,标引:肾性高血压/代谢、肾/化学、钠/分析. 总之,科技论文标引是刊物出版规范化和标准化所要求的,标引词选择的优劣,标引方式的正确与否直接关系到刊物质量的高低及论文生命力的强弱,诸如《Science》,《Nature》,《SCI》,《BA》,《CA》等大型刊物和检索体系都非常重视标引质量的提高,只有充分熟悉标引规律、掌握标引技巧,才能提高标引质量. 医学研究论文:医学研究及论文写作的基本方法 关键词:医学研究 论文的撰写 论文是研究工作的全面总结。反映了研究工作的过程、成果、价值、体现了研究者的学术水平。论文的撰写是研究者的自我提高的一个重要过程,它不但反映研究者对研究的选题、设计、实施、分析、结果、结论的思维能力,也反映了研究者的工作作风、理论水平、科学态度。 论文是科学宝库的源泉,也是信息交流的基本形式。之后,可传播学术成就,有价值的成果可广泛应用于实践,造福于民。在实践中会有新的发现,引起争鸣,从而推动科学事业不断向前发 1、论文的基本要求 ⑴论文应有科学性、创造性、实用性,关键是真实性。提出新观点、发现新规律、找出新方法。 ⑵论文应有明确的目的,以研究的客观实验或观察的材料或数据为依据,以这些实际材料进行准确的科学总结,得出正确结果。结果给予实事求是的评价,上升为理论,即论文的结论,达到研究的预期目的,论文才能结束。 ⑶论文应有文学性:论文应通顺易懂;内容简明、准确;阐述问题层次分明、重点突出;用词要规范标准;图表应清楚正确。总之论文的撰写是一个把研究的结果与目的溶在一起的思维过程,作者应具有一定的文学水平、表达能力、写作技巧,才能写出一篇较好的论文。 2、论文的格式 (一)前置部分 (1)、题目(2)、作者(3)、关键词(4)、摘要(5)、前言 (二)正文部分 (6)、材料与方法(7)、结果(8)、讨论(9)、结论(10)、致谢(11)、参考文摘 (三)外文部分 (12)、题目(13)、作者(14)、Keywords(关键词)(15)、Abstract(摘要) 上述为常见的格式,但各种杂志目的要求不同,而格式的前后次序、作者简介、文字多少、文献限量等也各有不同。投稿前应先看看该杂志征稿启事,并参考该杂志发表的论文,做到心中有数,有的放矢。此外,还可根据论文的内容,灵活地拟定。只要把观点说清楚,材料组织恰当,有利于论文所要回答的问题即可,如病例报告、病例分析在写观察的总结性结果时,可按下述格式撰写论文。 (1)、题目(2)、作者(3)、前言(4)、材料(对象)与方法(包括诊断依据、治疗方法)(5)、结果(6)、讨论(7)、参考文献 外文等看看所投的杂志要求与否来决定。 医学研究论文:医学研究生英文学术论文写作课堂的构建 伴随着我国医学研究领域不断加强的国际学术交流,以英语为工具语言的学术论文写作,已成为众多医学研究者在国际舞台上展示学术成果的必备要素。英文学术论文的写作已成为学生进行科学研究和交流的必备能力之一,对学生科研能力的提高和学术道路的发展具有着举足轻重的作用。但是,对于一直在重教学轻科研的传统培养模式下成长的医学研究生们米说,他们所具备的写作知识远不能满足现阶段从事科学研究和进行学术交流的需要,他们在英文论文写作方面的知识也仅仅是小学时学习的应用文写作知识,以及通过自己阅读文献的零星积累。因此,要完善医学研究生教育体制,培养出具有扎实专业知识、深厚学术素养、创新意识和能独立从事科研的高素质医学人才,英文学术论文写作能力的培养势在必行。 一、开设英文学术论文写作课的必要性 首先,这是医学研究生们的主观需要。根据笔者针对辽宁医学院100名研究生的问卷调查显示,98%的学生认为开设英文学术论文写作课非常必要。多数学生认为英文的学术论文写作是他们目前学业发展上的最大困难,并且学术论文写作能力的提高对于他们今后的学术和职业成长非常重要,他们非常希望能在老师的指导下系统地学习和练习学术英语写作。其次,这是完善我国研究生教育体制的需要。 长久以来,我国的医学研究生们一直处于传统的重教学轻科研的教育培养体制之下,这对于夯实学生的临床技能和诊疗能力确有非常显著的效果,但对于学生的创新意识和科研能力的培养与提高产生了诸多不利影响。在目前国际医学交流与合作日渐频繁及医学研究高度发达的当今社会,只能胜任本职工作而未能在专业领域有所建树的人才,势必缺乏竞争力。因此,培养学生的英文学术论文写作能力并进而提高学生的创新科研能力,是我国高层次人才培养的必备要素。 二、学术论文写作特点 学术论文不同于一般意义上的人物传记、故事、散文、报道、应用文等体裁,它拥有自己特殊的阅读对象,是在理论探讨的基础上,针对一定的问题,提出作者新认识、新观点、新想法的一种文体。学术论文具备以下几个特点: (一)科学性 学术论文要求作者在写作前必须掌握大量的相关资料和论据,在经过审慎周密的思考之后,通过科学严谨的论证方法,从客观实际出发得出客观而科学的结论。 (二)学术性 一篇成功的学术论文离不开其学术性的特点,要保证论文的学术性,作者可从以下几个渠道人手:1.提出新观点,即提出前人没有提出的新的观点,或针对某一已有理论的新的观察点和切入点;2.对某一理论进行补充或完善,即结合自己的研究实践,补充完善前人研究理论的适用性或特殊性;3.可以结合自己的理论基础和研究实践,完全质疑已有理论的普适价值或否定已有理论的主要论点,并提出自己的论点供其他人借鉴和检验;4.通过文献综述来全面总结前人的研究结果或研究方向与领域,丰富该研究领域的理论知识。 (三)创新性 创新性是任何科学研究存在的灵魂和生命,科学研究的意义就在于通过不断的理论探索和经验总结,提出新观点、创造新理论,使人类对自我和客观的认识不断趋于真实。因此,学术论文不能离开创新性,否则将失去一切价值。 三、英文学术论文写作课堂的构建 (一)以阅读启迪写作,创建读写一体教学模式 虽然学术论文写作不论是在词汇、语法、语篇结构,还是在逻辑表达等方面均与一般类型的写作有所不同,但任何一种写作都是而且必须是源于充分的阅读。阅读是解决写作来源和内容来源的主要途径。对于学术论文写作而言,这种写前阅读主要分为材料阅读( material reading)和批判性阅读( criticalreading)。材料阅读主要通过广泛阅读、听课、听讲座等形式米实现,目的在于完成论文资料的原始积累,完善作者的知识储备并明确写作方向和主要解决的问题。批判性阅读即我们常说的写作聚焦,即在前期材料阅读的基础之上,针对某一具体写作方向或问题,经过作者的仔细思考,通过对前人研究结果或理论的批判性吸收而初步形成自己的写作思路和写作观点。由此可见,材料阅读为批判性阅读提供基础,同时又通过批判性阅读获得提升与凝练,两者共同成为学术写作的基石。 (二)以小组活动开拓写作思路 小组合作学习是英语写作教学中重要的教学策略,它以建构主义理论的“最近发展区”理论和“支架”学习理论为基础,强调小组成员之间通过平等协助式的交流与活动,以完成共同任务为目标而进行的学习活动。小组合作学习有助于学生自主学习能力和学习主动性的提高。在写作任务中,学生通过小组学习不但能更好地完成任务,而且,小组成员之间的讨论也扩充了写作思路,锻炼了学生的逻辑思维能力和批判性思维能力。此外,及时而有效的同伴互评与反馈,也有益地补充了教师反馈的滞后性和局限性。 (三)以过程写作教学法保障对学生写作的全程指导与监控 过程教学法( Process Approach),顾名思义是将教学的重点放在写作的过程上。其理论基础是交际理论,强调写作的认知过程。在教学过程中,主要分写前、初稿、修改、反馈与评价、终稿等步骤。在写前阶段,教师通过以读带写的方式指导学生进行材料阅读,然后结合小组学习形式进行批判性阅读,并通过师生的交流和互动帮助学生形成写作思路和框架。初稿是学生将已经形成的思路付诸文字的过程,在这一阶段,教师需要及时给学生提供必要的帮助令其树立写作自信心。修改阶段依然以小组合作的方式,通过同伴评价的方式进行。在反馈与评价阶段,教师对学生经过同伴评价修改之后的文章进行综合点评,并给予建设性的指导意见,指导学生完成终稿。 (四)以延续性写作课堂建设保证写作课程开发的立体性和全面性 在我国现有的非专业大学英语的课堂教学中,很少有学校专门开设写作课,学生的写作练习经常被当做阅读教学的补充成分而存在,而且写作形式均是围绕国家英语四六级考试内容而展开。这种写作教学不但内容枯燥乏味,而且对于真正提高学生的写作能力收益不大。在此,笔者建议在本科阶段应适当开设针对非英语专业学生的基础写作课程,夯实学生的写作基础能力,在研究生阶段进一步开设专业学术写作课程,为学生的专业发展和学术成长保驾护航。唯有这样的延续性,写作课堂的建设才能从根本上改善我国目前高等教育中学生的写作现状,促进我国高等教学的不断完善和提高。 结语 建设针对医学研究生的英文学术论文写作课,不但对于提高学生本人的学术素养和科研能力有益,而且对于丰富和完善我国的研究生教育体制也有着重要的意义,希望研究生的学术写作课程的不断改进和提高,能成为我国研究生们走向国际学术舞台的坚实保障。 医学研究论文:论医学研究型论文资料的收集 关键词:医学研究;论文;研究资料;文献资料 研究型论文是指对基础性或应用性研究成果进行科学阐述、分析、总结,并得出创新性结论 的科技写作文体[1],是医学期刊中主要的论文类型。而资料是该类论文写作的物 质基础,要想写好研究性论文先得有资料,没有资料一切写作活动都无法进行。 一篇好的研究性论文首先需明确研究目的,制定研究方法,这样才能确定论 文的题目。当论文的题目确定后就应当认真、全面地考虑需要哪些资料才能客观、科学地说 明问题,使得出的结论站得住脚[2]。医学论文写作的材料是指为某一写作目的,从医学研 究、医疗实践或通过查阅医学资料等途径获得的一系列事实、数据以及说明这些事实、数据 的医学理论。这些资料对写好一篇研究性论文起到决定性作用。 1 医学研究方法 医学研究的方法有前瞻性研究和回顾性研究,前瞻性研究就是预先确定研究对象和研究方法 ,在这些条件下去做研究追踪,最后在原订计划的时间内评估,把符合原来设计方法的所有 患者都列入统计范围,全部研究结果都要表现出来。回顾性研究又叫病例对照研究,是以现 在确诊的患有某特定疾病的患者作为对象,以不患有该病但具有可比性的个体作为对照,通 过询问、实验室检查或复查病史,搜集既往各种可能的危险因素的暴露史,测量并比较病例 组与对照组中各因素的暴露比例,经统计学检验,若两组差别有意义,则可认为因素与疾病 之间存在着统计学上的关联。不管前瞻性研究或者回顾性研究均在进行临床观察的过程中收 集了大量的资料和数据,对这些数据需要进行科学的整理和处理,以便为分析判断,进行理 论概括做好准备。 2 医学研究资料的收集 对医学研究资料的准备工作,包括对材料的取舍和整理,对实验观察数据资料的分析处理,合理选用适当的图、表和照片等等。这部分工作有时在试验结果分析时已经完成,但仍需对 这部分临床观察的素材进行科学的加工。也就是数据要反复核对,保证准确无误。然后分类 列表分析,其中有些需要统计学处理,有些需要绘画。在整理资料、列表、绘图的过程中需 将所得资料完整记录下来。资料经过仔细整理、分析、解释,可以形成观点得出初步结论。 医学研究资料的收集方法有:①调查法:也就是医学工作人员进行现场调查研究,如摸 清疾病情况,分析发病规律,探索致病原因,了解环境污染,评价防治效果,研究生长期发 育等。在调查中一定要确定调查对象、调查项目,明确调查目的和指标,根据调查目的所预 期分析的指标确定对每个观察单位的调查项目。调查指标要具体、精选,尽量用客观的有特 异性的计量指标。②观察法:观察法是指从自然发生的现象中收集资料,它是医学研究 最基本方法之一,应用最多的为临床观察。临床观察需要临床医生系统、全面地观察和了解 人体的病理过程以及治疗效果等,记录事实和有关数据,为进一步分析与综合、归纳与演绎 等逻辑思维提供全面而系统的科学资料。③实验法:实验是取得精确的、典型的医学科 学材料的重要手段,它是从人为的发生于实验条件下的现象中索取资料。人体的生理现象和 病理现象有些可以观察到,有些则不能观察到,需要安排实验,人为地创造便于观察的条件 才能收集到所需要的科学条件。实验研究包括实验室研究、临床疗效观察以及小范围的现场 实验。实验研究必须根据实验的目的和条件,结合统计学要求针对实验的全过程,作出周密 和完善的设计,如果设计是周密和完善的可以在最短的时间内获得丰富而可靠的资料。实验 法所得的资料比其他方法更为准确明了和深刻。 3 医学文献资料的收集 医学研究中资料的取得不能全靠研究者的直接观察,因此在医学论文写作时就需要查阅大量 的医学文献资料。 虽然在课题研究或临床观察之前,已对有关资料和学术动态进行了收集 和分析,但是在撰写科研型论文时仍要查阅大量有关文献,以作为对已掌握的文献的补充。 一 篇好的研究性论文需要引用、选择最具代表性的文献资料[3],这样才能提高论文 的说服力 ,增强论文的可靠性。医学信息检索是一种可以提高研究效率的方法,研究者可以通过不同 的检索工具和检索途径以获得相关内容的可比性资料和可以统计的数据,据此可以把握学术 动态和研究热点[4]。有人作过统计,国内外多数科学工作者查阅文献的时间约占 整个科研 工作的三分之一,如果没有这些最新的参考文献,要想使论文达到新颖和独创性是不可能的 。由此可见,查阅收集文献在整个科研和写作过程中的重要性及必要性。收集资料的目的是 为撰写论文开拓思路,提供理论依据。因此在收集资料时应根据论文的需要,把与科研课题 有密切关系并要引用的资料做好卡片,注明文献的出处、作者、题目、杂志名称、卷、期、 页数、年代等。一般收集资料分三步法:①根据研究课题选择检索工具。②确定检索方法。 ③查阅原始文献。收集论文需要的文献资料应特别注意以下几方面的内容:①在方法上沿用 前人的,或在前人的基础上加以改进的。②在理论认识上支持本文观点的。③前人研究的结 论与自己文章所述不同,需要加以说明的。④前人对本文所研究的问题存在争议和正在探讨 的。将这些资料收集好后,编好序号,以备撰写文章时使用。 4 对资料进行综合分析 完成对研究资料和文献资料的收集,就需从中提炼观点,明确结果,提出结论。在上述准备工作完成以后,要根据有关文献资料和实验观察所得的资料,重新核对试 验设计中所包含的思想,运用辩证唯物主义的观点分析设计中哪些观点在理论上成立,而在 试验中得到证实;哪些观点在试验中没有得到证实或未完全证实,需要修改;哪些现象和指 标超出原来设想,而且可能有新的启示,需要进行新的分析。通过对研究资料的分析,提炼 出研究资料能说明的观点和能得到的结果,提出结论,使研究资料和理论认识充分结合起来 。也就是作者通过对资料的收集与整理等准备工作,使理论和实践达到充分的统一,从而提 高自己撰写医学研究性论文的水平。 总之,在撰写医学研究性论文中需注重资料的收集,对资料的收集要做到实事求是,博采众 材。要注重对研究资料和文献资料的收集提炼,才可能使论文在尽可能短的篇幅内以最明确 、最易理解的形式表达作者的研究过程和研究成果。 医学研究论文:老年临床医学研究论文 一、老年临床医学研究存在的问题及对策 老年个体之间的健康状况存在很大差异,影响因素也比较多,使得老年医学的临床研究仍存在以下方面的问题。 1.正常对照组的选择和影响指标的确定:设立正常对照组是医学临床科研中重要的环节,而老年人或多或少有伴随疾病,且往往多病集于一身,完全健康的老年人很难找到,故老年医学研究中正常对照人群的标准一般是指排除影响研究指标的疾病和相关因素的同质人群,而不是指任何组织器官的形态和机能都正常的人群。因此要根据课题研究的疾病性质,正确把控需剔除的相关影响因素的全面性,切实保证所选择正常人群的准确性,确保研究结果可靠。 2.数据统计方法的选择:由于老年人的年龄特点、衰老程度、疾病复杂程度、药物反应等方面的影响,个体间差异比其他任何年龄组都大,许多健康及疾病指标的参考值范围不同于成年人,因此对科研收集来的数据要进行统计学的处理,选择分层抽样方法较为合适。这种方法主要适用于个体间有明显差异的总体,每个个体被抽到的概率相等,可以按照年龄、性别、疾病等不同指标分层,再按一定比例从各层中抽出个体组成样本。显然这种情况增加了科研的工作量和难度。 3.科研结果定性的复杂性:老年人往往是多种疾病共存,而科研常以单一疾病为研究靶点,因此研究结果很难说明就是这种疾病的准确影响因素,而需要研究者广泛大量阅读相关文献,熟练掌握所要研究的指标对哪些疾病有影响,对哪些疾病无影响,从而设计出科学严谨的研究方案。到目前为止,对老年多种疾病共存的临床研究还是严重不足,今后应给予高度重视和鼓励。 4.老年临床医学研究的专门人才缺乏:目前很少有人愿意从事老年临床医学的研究,老年医学科研队伍力量薄弱,政府对老年医学临床研究课题立项少,经费投入不足,对老年临床医学的研究也没有引起足够的重视。对老年医学临床研究人才的培养要从政策和管理机制方面优先或倾斜,在这些方面政府及医院要尽快制定有吸引力的保障措施。 二、展望 关注老年人健康,让老年人有质量地生活是实现健康老龄化的主旋律,重视老年临床医学研究,提高对老年人常见慢性病的防治水平是关键。针对心脑血管病、肿瘤和糖尿病等慢性疾病还需要找到先进、安全的防治措施。随着世界医学和医疗技术的飞速发展,对老年人疾病的药物及非药物治疗研究也在逐步规范和完善,相信在政府、医院及公众的齐心协力下,会不断产生更加适合我国老年人的安全药物、有效的治疗方法和实用的疾病诊断指南,为老年人的健康、长寿谋福祉。 作者:何士大单位:首都医科大学宣武医院科研处北京市老年保健及疾病防治中心 医学研究论文:医学研究生人文素质教育评价论文 一、医学研究生综合素质的评价指标体系 (一)医学研究生人文素质教育评价体系基本内容 医学研究生人文素质教育评价由自身素质、学习研究素质和拓展性素质,依据这三个指标的内涵和外延的扩展范围,进一步确定分级指标,才可构成人文素质教育评价指标体系的基本内容,探索或实施有自身特色的医学研究生人文素质教育评价体系。其中自身素质指标应该包括在日常的思想政治、生活、工作中所体现的各种人文素质;学习研究素质指标应该包含在研究生开展的学习科研活动中所体现跟人文素质相关的创新能力、创造能力、推理能力等;拓展性素质应该包括医学研究生在日常的体育活动等拓展性的活动中体现出来的人文素质。 (二)医学研究生人文素质教育评价方法 从上面各具体指标可以看出,高校已经认识到医学研究生人文素质教育评价所要考虑的多方面的子因素,但各高校测评方法参差不齐,差别很大,高校还在沿用传统的定量的测评方法,把许多测评的内容量化。目前,高校运用最多的医学研究生人文素质教育评价的模式是“1+X+Y”模式,“1”指的是医学研究生在一学期所开设的所有关于人文素质提升的相关课程的成绩,“X”指关涉人文素质提升的各奖项的总数,“Y”是指其他跟人文素质相关活动的开展。 二、医学研究生人文素质的评价体系的实施 医学研究生人文素质的评价体系的实施首先需要在高校根据确立的教育指标评价体系的分项指标,组成由控制相关指标的相关职能部门人员构成的教育评价领导小组。负责评价体系指标的确立和宏观政策的制定;同时要成立具体的教育评价工作小组,由相关的人文素质课程教师、学生工作部门的领导、部分学生干部等,负责具体评价工作的组织和落实。 在教育评价工作中,一是要注意教育评价整体目标的设立、考评内容的确定以及具体考评办法的确立。二是要注意建立好评价标准。要根据不同的专业不同的学生特点,有针对性的开展人文素质评价,以利于通过标准的建立,提升其人文素质。要是要注重评价后的长期跟踪和及时教育。评价结果确定后,要与相关的研究生进修沟通,反馈相关的问题,让其及时改正,同时也进一步提升教育评价体系的完善。通过不断的努力,测评工作的作用在实践中也会更进一步地显示出来。 作者:黄梅崔丽静单位:吉林大学白求恩医学部 医学研究论文:骨骼肌运动医学研究论文 1骨骼肌BOLD成像研究 BOLD的概念由Kim等[1]于1990年首次提出,并迅速在人脑中应用,成为研究人脑功能的重要手段。BOLD成像依赖微循环中氧合血红蛋白和去氧血红蛋白比例的变化,去氧血红蛋白是顺磁性物质,而氧合血红蛋白是抗磁性物质,两种物质的磁特性不同,在局部形成MRI信号的改变,一般采用磁敏感序列,如T2*加权成像[2]。研究表明,大多数疾病都伴有微循环的改变,因此有理由相信BOLD成像同样能够应用于脑以外的组织和器官,比如骨骼肌。Lebon等[3]利用多回波链梯度回波技术,测量T2*值,把TE=0(SITE=0)时的信号强度作为测量血流灌注的标准,利用缺血和反应性充血来干扰肌肉内的氧合作用,结果表明,肌肉在缺血状态下,T2*值降低,一旦缺血状态解除,T2*有一个明显的上升峰,和同期肌肉血流灌注一致,这项实验有力地证明了肌肉中同样存在BOLD效应。在脑BOLD成像中,脑功能区的激活相对简单,肢体运动或认知改变都可以有效地激活相应的脑功能区。然而,肌肉的激活却有多种方式,如药物(如血管活性药物)、有氧运动等。Partovi等[4-5]研究大腿、小腿及前臂肌肉单次收缩后肌肉BOLD信号强度的改变,同时变换一些参数,如TR、扫描序列、场强及收缩力等,结果发现肌肉收缩引起的暂时性BOLD信号增加并不随着TR和扫描序列(GRE/SE)改变而改变,而随着肌肉收缩力以及场强的增加而增强。Towse等[6]研究静坐组和活动组志愿者骨骼肌单次快速收缩后的瞬时BOLD信号变化,结果发现活动组BOLD信号增加更明显,持续时间更久。 1.1BOLD信号的生理机制临床评估肌肉微血管结构经常依赖于有创的活检,BOLD成像提供了一种无创的对微血管结构敏感的方法,目前已被证明是一种有效方法。肌肉BOLD常用的激活方法主要有电刺激和运动。在一项电刺激(5Hz)小鼠肌肉的试验中,BOLD信号由于氧分压(PO2)的改变而发生显著性的变化。在另一项反应性充血试验中,BOLD信号与激光多普勒(LDF)经皮所测得的PO2(TcPO2)也呈较好的相关性。更多的研究表明在缺血的初始阶段,BOLD信号与TcPO2具有较好的相关性,呈现同样的下降特征,但在缺血的过程中LDF测得的PO2下降较快,出现这种现象的机制可能为缺血早期BOLD信号下降反映的是肌肉微循环血氧饱和度下降所导致的组织进行性去氧化过程。一些研究提示,肌红蛋白由于其内具有含铁血红素结构,同样对肌肉的BOLD信号具有一定的影响。在另一些研究中,肌肉单次收缩,由于暂时改变了组织中的血氧饱和度,同样会有相应的BOLD信号改变[9]。 1.2BOLD信号分析BOLD-MRI数据是典型的随时间变化的数据类型,传统的MRI数据处理方法可以用来处理BOLD数据。其在评估劳累型骨筋膜间室综合征微循环变化中得到了很好的应用。Mc-FaddenD等[10]利用3.0T小孔径MRI仪、采用正交发射—接受肢体射频线圈证实BOLD在无创评价劳累型骨筋膜间室综合征微循环方面非常有效。在这项研究中,BOLD成像序列采用GRE-EPI(α,700;TE/TR,35/250ms;FOV,24cm×24cm;矩阵64×64),采集时间12.8min,总共采集3072幅图像,平均每幅图像采集4秒钟。实验分两部分,先采集静息态BOLD信号,然后进行30min的高强度运动,再次采集BOLD信号。参考T1WI或T2WI图像测量相应部位(比目鱼肌、腓肠肌、胫骨前肌)的T2*值,然后把这种依时间变化的BOLD信号,按照生理频率(呼吸频率和心率)通过傅里叶转换成频率模式,结果反映心率(1.8Hz)和呼吸频率(0.7Hz)的波峰在比目鱼肌更容易被观察到,肌肉运动后,其峰值明显上升。而劳累型骨筋膜间室综合征的患者在胫骨前肌却观察不到这种波峰。劳累型骨筋膜间室综合征的胫骨前肌缺乏反映心率和呼吸频率的波峰,其机制与筋膜间隔压力升高,压迫、阻断血流有关。比目鱼肌在0.4Hz处观察到的波峰可能与微循环的氧合状态有关。劳累型骨筋膜间室综合征患者所有波峰均下降,提示氧合血红蛋白和去氧血红蛋白的比值下降。现有的MRI评价组织微血容量主要是通过静脉快速团注钆对比剂动态增强扫描方法,但这种快速成像方法并不能动态观察这种依赖时间的微循环变化,BOLD则很好地解决了这个难题。影响BOLD信号改变的因素是多方面的,BOLD信号的解释不仅仅需要校准过程,而且需要考虑肌肉血容量、血管结构(包括微血管密度、平均毛细血管间隙等)以及场强方向等。事实上这些因素是很难完全满足的,因此BOLD在分析肌肉血氧含量方面被认为是相对或半定量[11]。 2ASL在骨骼肌中的应用 和其他组织器官一样,肌肉中一定量的血流灌注是维持细胞存活和细胞代谢的基本条件,正常情况下,肌肉静息状态下的血流灌注水平非常低,通常每分钟每100g组织只有几毫升[ml/(min/100g)]。骨骼肌肉运动后,其血流迅速增加,并快速达到一个稳定值以适应代谢的需求。目前观察肌肉血流灌注的MRI方法主要有两种,一种是动态增强MRI成像,主要依赖外源性MRI对比剂引起靶组织的信号变化,由于外源性的对比剂具有潜在的肾脏危害性,而且动态增强MRI成像不能在较短的时间内重复观察,从而限制了这种检测方法的应用。另外一种方法是ASL,ASL是一种全新的MRI技术,它无需注射外源性对比剂,能够无创观察微循环血流灌注情况。ASL常采用饱和脉冲或反转序列在兴趣区的上游对血液中内源性质子进行标记,然后在兴趣区采集信号。理论上讲,血流下降将导致自旋质子信号降低,相反,血流增加可以引起自旋质子信号增加。ASL具有天然的可重复性,它可以在较短时间内重复观察血流灌注变化。ASL脉冲序列主要有两种,连续式ASL(CASL)和脉冲式ASL(PASL)。临床最常用的PASL技术是流动敏感交互式反转恢复(flow-sensitivealternatinginversionrecovery,FAIR),FAIR相对于其他ASL技术的优点在于FAIR技术可以多层采集,并且不需要预先知道血流方向。但是FAIR技术对于血流通过时间较为敏感,血流通过时间即血流从标记层面到信号采集层面的通过时间,血流通过时间越快,FAIR信噪比越低。 FrankLR等首次报道了ASL在肌肉中的应用,在动态跖屈运动后,采用CASL序列观察小腿各组肌肉中的血流灌注。BossA等利用FAIR-TrueFISP序列评价前臂肌大运动量运动后的血流灌注情况,结果发现,FAIR技术相对于CASL技术,具有较高的信噪比,能够有效的减少磁化传递、动脉通过时间以及T1差异对灌注值的影响。运动中肌群相对于静止肌群,其血流灌注明显增加,血流灌注峰值可以达到221︰6±44.2ml/(min•100g),并可在运动结束后持续2min。WuWC等设计了一个经典的缺血—反应性充血模型,利用CASL技术观察了四肢肌肉在缺血—反应性充血过程中的血流灌注变化,结果发现小腿、足底以及前臂的肌肉血流灌注有显著差异,推测这种差异可能与肌群的肌纤维类型有关。相对于其他组织器官,肌肉在运动或受电刺激后,其血流灌注、微血管容量、微血管及组织含氧量变异很大,这些变化对BOLD信号影响大,因此BOLD信号解释尤为复杂。而ASL技术仅对灌注敏感,所以能够解释肌肉运动后复杂的BOLD信号。总之,骨骼肌的灌注变化快,而且变化范围大,ASL能够及时检测出骨骼肌灌注的变化,这是ASL优于其他技术之处。但是ASL信噪比低,运动可能产生伪影,使得ASL难以评价肌肉收缩时的血流灌注,未来随着技术的进步可能会解决这一难题,将使得ASL应用范围大大提高。 作者:程少容李峰赵林熊飞王鹰曾晓华单位:广州军区武汉总医院放射科 医学研究论文:中医院校运动医学研究论文 1运动医学硕士课程体系建设现状 1.1课程内容具有中医药优势我校运动医学高层次应用型人才的培养一开始就充分依托了中医药领域的优势资源,凸显“中西医结合,医体渗透”的专业特色,形成以系统学习中医理论体系为主,中医与西医、中医与体育相结合的具有中国特色的新型的运动医学体系。在课程设置中不仅有中医诊断学研究进展、养生本草、内经选读、体质学说与中医临床,在学术讲座和导师授课中也主要围绕中医药防治运动性病症(如中医药抗运动性疲劳、中医药防治女运动员三联征)、传统体育疗法(和中医养生)治疗慢性疾病等具有中医特色和中医优势的内容来进行。 1.2教学管理与考核规范而灵活教学管理由研究生院、学科教研室和导师组三级组成。培养方案和教学大纲由学科教研室制定初稿,由研究生院讨论审核通过;课程教学等方面的制度文件由研究生院统一制定实施;选课是在学科教研室和导师组的指导下(依据学生个体的不同情况)由学生(按照学校的相关规定)自主选择。专业必修课和限选课均为建设多年的课程,任课教师及所在教学团队均制定了规范的教学计划和教学大纲,一般采用闭卷考试,要求70分合格;而以专业基础课和专业课为主的选修课,授课形式和考核方式则具有灵活多样的特点,多采用写论文或专题作业等方式;学术讲座由研究生院统一安排,同时制定严格的规章制度,专人负责学术讲座的考勤和学分统计管理。 2运动医学硕士课程体系建设存在的问题 1949年新中国成立后,我国现代运动医学在体育运动兴起和临床医学进步的基础上,逐渐形成和发展起来。但是和临床医学“主流”二级学科如内科学、外科学相比,运动医学的发展还相对较慢。长期以来大多数医院都没有运动医学专科,医学院校发展运动医学缺乏基础,直到2008年北京奥运会和2010年广州亚运会,在中国体育事业飞速发展的带动下,运动医学及其专业人才培养才得到更好的重视和发展。而作为中医院校的新兴专业,运动医学硕士课程体系建设存在以下问题。 2.1运动类的专业课程较少课程体系中直接以“运动”命名的课程仅有运动营养学和运动医学研究进展两门,同时研究生院安排的统一讲座中也缺乏和运动医学直接相关的内容,其主要原因在于运动医学研究生人数较少、开课成本过高。运动医学专业人才不仅要把握医学理论和实践知识,还应该熟练掌握运动规律和医学的关系。因此,在开课成本过高和师资力量相对不足的情况下,如何合理的安排医学类与运动类的专业课程比例,是运动医学人才培养亟待解决的问题。 2.2课程内容相对陈旧运动医学硕士研究生课程内容应该强调运动医学学科前沿知识与技能,紧跟国际学科发展的最新成果,及时更新内容。但目前来说,不仅教材的内容陈旧,包括导师授课、学术讲座在内的教学内容也相对落后,其主要原因还是人力和物力投入不够,临床和学科发展本身结合不足。因此,如何把美国、德国、澳大利亚等运动医学学科发展较好的国家的最新研究成果引入研究生课程内容,如何把运动医学临床实践和课程结合起来,是问题的关键。 2.3教学平台相对单一医学教学平台一般包括课堂授课和临床实践两个部分,但鉴于运动医学是医学和体育相结合的一门学科,且国内运动医学发展和欧美国家还有一定距离,要使硕士生熟练掌握运动医学的知识和技能,单单靠广州中医药大学本身的课堂授课和附属医院的临床实践,是不能完全保障教学任务的完成及培养目标的实现。因此,如何切合体育事业和医疗事业发展形势,真正培养出满足就业市场需要的高层次应用型运动医学专业人才,拓宽教学平台非常重要。 3运动医学硕士课程体系建设的对策建议 随着世界范围内体育运动的不断发展,运动医学在医学研究上占据越来越重要的地位,如何培养出适应社会需要的高层次应用型运动医学专业人才是高等教育、研究生教育必须承担的责任。而中医院校具有丰富的运动医学教学资源,如何凸显中医药院校运动医学专业特色,办出具有中国特色的运动医学亦是时代的责任。针对目前运动医学硕士课程体系建设中存在的问题,提出以下对策建议。 3.1整合资源增设运动类课程中医骨伤科学是中医学的优势学科,广州中医药大学的中医骨伤科学是国家教育部及省重点学科,附属医院的中医骨伤科学是国家中医药管理局“十一五”重点专科建设项目,而且中医骨伤科学硕士研究生和博士研究生的培养也具有非常好的基础。针对开课成本较高、直接和“运动”相关的专业课较少的问题,应该打破学科和院系之间的壁垒,把骨(伤)科、外科和运动医学等多个学科及其师资力量整合起来,在专家论证的基础上,适当增设运动类课程(选修课),供运动医学、中医骨伤科学、中医外科学、外科学等专业的研究生选课。可以考虑增设的课程是中医骨伤科临床与基础研究、运动创伤研究进展。 3.2增加学科前沿进展内容或课程作为主管部门研究生院应该定期召集专家(尤其是有留学背景、长期国际交流的专家)对所设置的课程及其内容(主要是专业基础课和专业课)进行评估,将前沿学科的新知识、新理论和新技术吸收进课程内容,尤其要注意将现代生物医学实验新技术纳入到运动医学课程内容中。可以采用“送出去”和“请进来”相结合的方式,形成并有效执行专业基础课、专业课的任课教师定期访学和国外知名高校(和运动队)专家学者定开展学术讲座的制度,讲授和介绍运动医学学科或相关学科最前沿的知识、理论和技术。其中,“请进来”应该充分利用大学的区域优势,将港澳相关院校的专家定期邀请来进行讲学。 3.3逐步建立跨校选课上课制度目前,国内已经实现研究生跨校选课的地区包括湖南的中南大学、湖南大学、湖南师大和国防科大,上海市西南片的八所高校,而广州大学城高校本科生跨校选课、学分互认的制度正在推行。虽然具有相当的难度,在操作中也会遇到诸如经费、教学质量保证等许多问题,但跨校选课、学分互认、教师互聘,能有效降低教学成本,实现优势资源共享,广州大学城高校研究生跨校选课应该逐步建立。从运动医学硕士研究生教育和培养看,可以将华南师范大学、广州大学、华南理工大学体育学科的资源,和中山大学、广州中医药大学医学、中医学的资源进行整合,拓展教学平台,在专家论证的基础上,提出可供跨校选择的课程目录。 作者:冯毅翀许金叶汶希焦润艺荆纯祥赖秋媛潘华山单位:广州中医药大学 医学研究论文:中医药大学运动医学研究论文 1结果与分析 1.1教材评价学生对教材的总体评价呈满意状态,其中对基本理论和基本知识方面的评价较高,但在基本技能和中医特色两个方面,间于满意和不满意之间、仅偏向于满意。而从专业角度看,体育教育专业和康复治疗专业对教材的评价更高,针灸推拿专业和公选班学生对教材的评价则相对较低。通过访谈发现,包括针灸推拿专业在内的医药学专业学生对三基和中医特色的内涵界定更为严格,提出的要求更多,所以,对教材的评价和专业特点、知识结构与体系存在内在的联系。详见表3。 1.2教学内容和方法评价学生对教学内容和方法的总体评价呈满意状态,尤其在授课条理性、教学内容实用性和多媒体应用等三项评价较高,但在案例分析、实验操作和自主学习等三个环节评价相对较低,均间于满意和不满意之间、仅偏向于满意。从专业角度看,虽然案例分析、实验操作和自主学体评价较低,但体育教育专业对自主学习、康复治疗专业对案例分析和自主学习公选班学生对实验操作评价均为满意,通过访谈发现,作为必修课的体育教育和康复治疗专业在自主学习和案例分析方面因为要求更高、同时在课时与教学设计之间协调得更好,而公选班学生对实验操作的要求则更低;此外,体育教育学生对教学内容重点难点、针灸推拿学生对教学内容针对性、公选班学生对课程教学进度的评价均仅为偏向于满意,通过访谈发现,体育教学专业因为知识结构不同对教师重点难点把握提出了更高要求,针灸推拿学生认为教学内容中针对中医药(尤其是针灸)的内容偏少,公选班学生则认为课时较少、课程进度安排应该更斟酌。详见表4。 1.3教学效果评价学生对教学效果的总体评价呈满意状态,其中对综合能力提高、专业发展帮助和运动医学知识掌握等三方面的评价较高。但从专业角度看,体育教育学生对学习方法促进、针灸推拿学生对专业发展帮助、公选班学生对运动医学知识掌握的评价相对较低。通过访谈发现,体育教学学生认为运动医学和其他专业课相比相对特殊、且教学过程中相互联系有所欠缺,针灸推拿学生认为因为中医药和针灸的相关内容相对较少而对专业发展的帮助和预期相比还有差距,而公选班学生则认为由于课时偏少知识的系统完整性受到一定影响。详见表5。 2对策与建议 现代教育理念、教学方法的不断更新,我国中医药事业和体育事业的迅猛发展,又对运动医学课程教学提出了更高的要求。运动医学作为中医院校本科专业中开设较晚的课程,其教学过程各环节都有待加强。为保证并提高运动医学课程教学质量,促进运动医学学科专业建设,提出以下对策建议。 2.1加强师资队伍建设、优化专业结构师资队伍状况对高等医学教育质量和学术水平具有至关重要的影响,已为高等医学教育的实践所公认[3]。鉴于运动医学具有体育学和医学交叉学科的特点,以及中国运动医学还处于初步发展阶段、应该具有中医特色等客观情况[4],运动医学教学团队和学科专业人才队伍建设中,应该科学的综合的考虑年龄、职称、学历、学缘和交叉专业等因素。针对目前所存在的年龄、职称、学历和学缘较为合理,但专业结构和交叉专业融合并不理想的实际情况,应该采取措施,按照可持续发展的原则,为青年教师的成长创造良好的平台,课程与学科建设的重点应该以教师发展作为优秀内容,通过人才引进、继续教育、进修培训等多种渠道、多种方式加强运动医学师资队伍建设,弥补当前临床医学专业师资相对不足的问题,同时注重中医和西医、体育和医学的交叉融合。 2.2突出教材中医特色、增强基本技能方面内容教材建设是高校教学过程中非常重要的环节之一,医学院校历来都非常重视高水平教材的编写使用。目前国内面向本科生的运动医学教材主要有两本,一本是人民体育出版社出版、北京体育大学王安利主编,一本是人民卫生出版社出版、上海中医药大学褚立希主编,两本教材格局特色。但鉴于授课对象主要集中在体育和康复专业,中医方面的内容相对缺乏,且因为没有配套的实验技能操作方面的指导用书,在基本技能方面也存在一定欠缺。调查情况显示,教材较好的满足了体育和康复专业学生的教学需要,但对于针灸推拿及其他中医药学、中医药学相关交叉学科的学生来说,缺乏中医特色、缺乏基本操作技能指导,明显影响到了教材在更广阔范围内的使用。因此,至少应该通过自编讲义、配套用书编写、国外教材翻译等途径,弥补目前教材建设中存在的不足,在条件成熟之后,修订或重编教材,加大中医防治运动性病症和基本技能实操方面的内容,进一步满足中医院校学生的需要。 2.3适当引入PBL教学、强化实践教学与自主学习以问题为基础的学习(problembasedlearning,PBL)教学法,可以很好激发学生学习的兴趣,与传统教师讲授为主的“预习-听课-复习-考试”教学方法不同[6]。运动医学作为临床医学中的二级学科,应该在教学引入PBL教学法,但必须要注意学科专业的不同特点(包括知识结构、学生偏好)和课程性质(选修、必修)的不同要求,在适合的教学内容中合理引入,反对牵强、盲目的应用PBL教学方式。同时要依据学生及其专业的特点,强化实践教学和自主学习环节。尤其注意在对针灸推拿学和中医药学专业学生授课过程中,适当增加中医药(包括针灸)防治运动性病症的案例分析、实践操作、见习观摩等。此外,还应该根据班种的不同和学生知识结构的不同,把握好重点难点,灵活安排教学内容和教学进度,如体育专业学生医学知识相对欠缺、公选班学生专业来源较多,应该更具有针对性的开展教学活动。 作者:冯毅翀许金叶汶希焦润艺荆纯祥赖秋媛潘华山单位:广州中医药大学 医学研究论文:体育教学中运动医学研究论文 一、体育教学中融入运动医学教育辨析 对学校体育教学改革中融入运动医学教育的必要性、专业性、可行性进行了初步探讨。在测量心理结构的关键问题是结构的有效性,是否测试会测试他们生命那样去测试,是否基于测试的推论是有效的。心理结构的自我报道是命题的信息处理系统的产物,受到学生运动员的语言、背景和文化背景的影响,对于有效性和自我报告信息的可靠性上都有影响。关于自己任何明确的评估报告也很清晰。因此,被有意识的对这些报告的能力限制了。除了无法捕捉到的心理内容,自我报告对自我表达很敏感。自我表达是一个动机性的,有意识或无意识行动。应答模式来给以积极正面的描述,必须区分于由于暂时的效果或动机带来的短暂的反应偏差,主要的差别来自于这些影响的根源。短期但具体的模式和研究工具以及应答设置有关系。该模式通过各种情形和时间来不断地根植于个人。 自20世纪60年代以来,国际体育组织实施了一系列运动医学知识促进政策,将工作重心和大量资金投入到运动医学知识促进工作上,以达到运动医学知识促进政策的效果。 当前,国际体育组织已经认识到,实施较长周期的、基础性的运动医学知识促进工作和教育投资,才是相对高效与合理的,并能够根本解决体育教学过程中知识匮乏的根本途径。 运动医学知识促进问题应该汲取前车之鉴,以宣传教育为主,潜心下去做一些长期工作。在运动员教育实践过程中,必须反复强调运动医学知识促进效果,乃至运用个案宣讲形式,让学生们对生命和健康褒有敬畏之心。 另外,运动医学知识促进计划的不同影响能够扭曲反映到对这些数据的推论是无效的程度。来控制运动医学知识促进的影响理论已经被广泛地议论,加之从匿名到统计方法应用的补救措施。目前,运动医学知识促进计划正面临困难,试图排除运动医学知识促进的影响,研究者必须开发出新的体育教学改革解决方案。在未来的研究中,这些可能会导致通过领域和方法的独特组合。运动医学知识促进的影响是有限的,在对学生们的行为和社会认知的措施客观信息的背景下,这个工作的难度在于它需要在同一个人身上有相同的客观地信息。在最近完成的运动医学知识促进研究成果中,已经从综合学科研究法中取得了进步。 二、结语 世界运动医学专业组织强调必须适当学习日益增长的运动医学知识的必要性,或者吸引学生参与运动医学教育知识的过程中来,以此获得必要的运动损伤和体育锻炼的知识贮备。 作者:宋慎单位:江西司法警官职业学院 医学研究论文:癌症姑息医学研究论文 1结果 1.1研究内容比较将检出的文献按照研究内容人工分类、统计、排名、比较,结果见表3。国内外有关癌症姑息医学的研究均涉及这12个方面,但侧重点有所不同。国内外文献量排名第一的均为传统疗法(笔者将手术治疗、放射治疗、化学药物治疗、生物治疗统一归为传统疗法),但国内的比例高达82.54%,国外比例为68.73%。笔者将心理、生活质量、伦理、照护者的照护、患者需求5个方面的文献统一归类为人文心理关怀,结果国外在此方面的文献量占总文献量的10.76%,国内则只有1.87%。 1.2补充与替代疗法研究比较国内关于补充与替代疗法的文献占比为3.87%,文献量排名第3;国外的占比为3.51%,排名为第6。笔者参考相关专业书籍将补充与替代疗法方面的文献根据研究主题再次分类,并进行统计、比较,结果见表4。国外的研究涉及的疗法全面广泛,国内的研究则主要集中在中医药方面。 2讨论 2.1人文社会心理关怀的重要性2007-2013年癌症姑息医学国内外文献总量均缓慢增长,略有波动,波动年份与幅度一致。国内外有关癌症姑息医学的研究内容侧重点不同,国内关于临终关怀、姑息评估、照护者的照护、患者需求4个方面的文献量均为1-2篇,表明国内在这些方面的研究鲜少。在本研究中,国内关于临终关怀的文献量为1篇,原因可能是我国未将临终关怀整合入姑息医学,这也从一定程度上反映出我国姑息医学研究与实践的不全面性。“姑息疗法”与“临终关怀医疗”在主题树结构中同属“治疗学”下“病人医疗护理”,两者各为独立的主题词。国内外研究均以传统疗法研究为主,国内(82.54%)高于国外(68.73%),反映出国内癌症姑息医学研究的单一性。国内癌症姑息医学护理类文献量排名第2,反映出姑息医学在护理领域的先行性,且由于目前国内专业心理治疗师未介入姑息医疗,姑息医学中心理照护多由护士承担[1],关于模式介绍与讨论的文献不少也由护理人员撰写[2]。根据姑息医学的定义,姑息治疗除了提供必要的治疗,缓解不适症状,还包括对患者心理层面的关怀;为患者家庭提供系统支持;改善生活质量等。姑息治疗不仅关注患者各方面的需求,还关注患者家庭和卫生保健者的需求[3]。我国在这些方面的研究还有待加强。 2.2发扬国粹,拓宽研究内容补充与替代疗法基于一种理念:健康在心理、躯体和精神三者之间达到整体平衡后方可实现,其首要目标是使患者感觉舒适,并改善他们的生活质量。这些疗法除了缓解症状,还可以减轻常规疗法的副作用,有一些疗法还有直接抗肿瘤的作用[4]。国内关于补充与替代疗法的研究集中在草药,即中药方面。癌症姑息治疗在以人为本方面与中医的整体观标本理论不谋而合。目前已有很多临床实践验证了中医药在姑息医学中的作用及地位[5]。在康复理疗、体育锻炼、艺术疗法等其他领域,国内研究鲜有涉猎。随着姑息医学的进步发展和长期带癌生存患者(饱受癌症带来的痛苦和常规疗法带来的副作用)的增多,康复及其他补充与替代疗法为癌症患者和他们的家庭带来希望和福音[6]。我国在致力于中药在癌症姑息治疗方面研究的同时,也要拓宽中医其他方法及其他类别的补充与替代疗法在此领域的应用。 2.3加强对儿童、青少年人群的关注高龄人群患癌率高已是不争的事实。国内关于老年人的癌症姑息医学文献量占比高达7.74%。全方位的发展姑息医学,也是应对我国日益严重的人口老龄化的方法之一。但是近年来,儿童和青少年癌症的发病呈上升趋势。国外针对儿童青少年人群的文献逐年增加,且研究范围涉及治疗、人文心理关怀等各个方面。国内关于儿童青少年人群方面的研究则较少。开展针对儿童的癌症姑息医学研究,在我国有着独特的现实意义。计划生育政策的实施,使得我国多数家庭结构为“4+2+1”,孩子往往是整个家庭的优秀,儿童的患病、去世会给整个家庭造成巨大的冲击,引发诸多社会、心理问题。因此,对患儿家属的深切关怀与开导是儿童姑息关怀的重要部分。 3结论 姑息治疗是帮助癌症患者治疗疼痛及躯体、社会、心理等其他不适症状,从而改善面临致命疾病威胁的患者及其家属的生存质量的学科。姑息治疗医学的基本概念来源于肿瘤学,经过40余年的发展,姑息治疗已经迅速成为肿瘤综合治疗中的重要内容。我国对癌症姑息医学的研究已经取得了一些成就,但总体上还处于起步阶段,尚未成为一门独立的专业。就整个服务体系而言,服务模式和服务内容不完善、不统一。呼吁政府从政策、经济、教育等方面给予姑息医学研究足够支持,医学人员及相关专业人员应从多方面多维度加大研究力度,促使我国姑息医学既能本土化发展,又能紧跟国际先进潮流。 作者:张莉敏于浩单位:徐州医学院附属第三医院医务处南京医科大学流行病与卫生统计系
汽车新技术论文:新技术下汽车检测与维修人才培养之思考 【摘要】从汽车产业发展的现状出发,阐述在汽车技术高速发展情况下,应解放思想,适应新形势,改革人才培养模式,从四个方面入手,培养出能适应新技术的汽车检测与维修人才。 【关键词】汽车检测与维修 新技术人才培养 一、汽车产业现状 (一)汽车行业现状 2004年以来,我国汽车行业持续高速发展,一方面表现在产销两旺,另一方面表现在汽车技术的快速进步。从产销量上看,我国在2009年和2010年都超过美国,成为全球第一大汽车市场。图1是我国2005年以来国产和进口汽车的销售数据。从中可以看出,国产汽车销量呈现快速增长态势;进口汽车虽然绝对数量不大,但2010年比2009年增长了一倍,说明高档车的进口量在迅速增加。2011年全年,高档车的进口量突破了百万。从技术上看,我国汽车从2000年开始逐步进入电控时代。这一方面是因为排放法规的严格,另一方面是电子技术的快速发展除进口车已经与世界各个汽车市场实现同步外,国产车所采用的技术也基本与国际同步。前几年发动机电子控制技术、电控自动变速器(AT)、ABS防抱死系统、安全气囊(SRS)、电控门锁和防盗系统、自动空调(A/C)等视作新技术来,现在这些系统已经成为家用轿车的标准配备。这几年来随着人们对舒适性、安全性的要求越来越高,汽车上又配备了车载网络系统(CAN系统)、车载诊断系统(OBD)、电子稳定系统(ESP)、胎压监测系统(TPMS)、导航系统(GPS)、柴油共轨技术(Common Rail)等。 (二)维修行业现状 据统计,我国注册的汽车维修企业有30多万家,其中有1万多家是4S店或3S店,而一类和二类维修站近8万家。2008年以来,受金融危机的影响,特别是2011年,随着世界经济的二次探底,我国为缓解通胀、稳定房价,收紧了银根。市场上流动性减小,根据中国汽车工业协会数据,2011年中国汽车累计批发量增速为2.45%,由于汽车销量增速下降,导致4S店有80%以上总体业务濒临亏损,同时汽车美容、新车保险等业务大大萎缩。但是从整体上看,汽车售后服务业务受到的影响相对较小。这使得各家4S店或3S店更加注重汽车维修业务的发展。对于综合型维修企业,因为他们接触的车型种类较多,客户需求相对复杂,所以对维修人员的技术水平和综合能力要求更高一些。维修业务的增加和车辆技术的进步,都在快速地推动着维修行业对维修人才的渴求。一辆新车从购入到报废的花费中,后期维修保养占45%左右,所需汽车维修技术工人缺口将会不断扩大。可以说,维修行业竞争的本质在于人才的竞争,集中在服务人员、维修技术人员、管理人员等各个层面上的人才需求上。 目前,我国汽车维修行业的从业人员约300万,每年新增人数约30万人,这些人主要是通过职业院校的培养,或者是从其他行业转移过来的。从数量上看,这些人员能够满足行业需求;但从质量上来看,还远远不够。因为一方面维修行业的在职人员有相当一部分没有受过系统的专业教育和技术培训;另一方面很多学生在校期间受到的教育跟不上汽车技术的发展,特别是学校课程体系,不能适应实际维修的需要。他们的知识结构和技能水平不能满足企业的用人需求,一般都需要在维修厂内再进行从学徒、中工、大工的历程,而且这一历程时间过久,影响了这些人员薪金的提高。 (三)汽车维修行业职业教育现状 自2004年,国家教育部、劳动部等六部委联合推出制造业和现代服务业技能型人才紧缺培养工程,汽车运用与维修被列入其中。同时,职业院校的招生规模也逐年扩大,2007年达到810万人,其中汽车专业达到30多万人(中职20多万人,高职10多万人)。每年30万的新生力量虽然数量巨大,但现有维修行业就业人员有300万之多,年替换比例只有10%,与市场所需差距甚远。 在教育部的主导下,汽车专业的职业院加大了与汽车主机厂的合作力度。例如丰田的T-TEP项目,通用的ASEP项目,现代的校企合作项目等,推广他们的培训模式。 二、适应新形势,解放思想,改革人才培养方式 汽车工业及其新技术的发展,要求汽车维修专业高技能人才的培养理念要进行相应的变革,改革原有教育模式,创建新的适应汽车工业及其新技术的发展要求的培养模式。笔者认为,加强汽车检测与维修高技能人才的培养与开发应从以下几方面抓起。 (一)改革课程设置,实行新的模式 汽车检测与维修专业培养的是掌握机电一体化技术的“汽车医生”,因此制订教学计划和大纲时,应以理论为基础,以岗位职业技能为优秀,有针对性地调整教学内容,优化课程设置。其中应掌握三个基本原则: 1 专业基础课应突出为专业服务的特点。高职高专培养要求,理论适度、必需、够用为原则。例如,材料力学中的理论力学和材料力学以及流体力学应充分和汽车紧密结合,材料学结合汽车生产及使用中所使用的材料讲解,汽车中用到的部分讲透,汽车中根本用不到的东西坚决不讲;电工电子方面讲解的内容应紧密结合现代汽车电器元件及电路的特点设置课程内容;液压传动,重点讲解汽车中应用的液压元件及液压装置;机械制图及CAD应培养学生测绘和能读懂汽车零件和装配图;机加工应体现汽车机修中的工艺性和特点。此类课程结合汽车专业的特点,可以编写出汽车材料力学、汽车电工电子、汽车液压、汽车制图、汽车机械基础等讲义或教材。 2 职业技能课程应紧跟汽车制造技术和检测手段的发展。首先,应对汽车形成一个整体概念。比如这样的课程内容:在讲汽车发动机构造内容时,就应该把常规发动机和现动机新技术,如:可变配气机构、电控喷射系统、废气再循环和增压技术等糅合为一体去讲;在讲汽车底盘内容时不仅讲普通的变速器、制动系、汽车悬架、转向系等,而且也应详细介绍无级变速、自动变速、ABS、电控悬架等;同样汽车电器也应该把自动空调、车身电器、全球定位、卫星导航、巡航等内容全部讲完。其次,课程内容应紧跟汽车技术的发展,现在汽车上已经使用的装置,在课程中一定要充分体现出来,把汽车最新技术发展趋势方面的信息传递给学生。比如,讲安全气囊时不仅讲一般的安全气囊系统,而且也要讲OPDS乘客检测系统和帘式安全气囊;讲解电控液力自动变速器,也要介绍现在汽车上已经应用的连续无级自动变速器(CVT)、双离合变速器(DCT)等内容;讲柴油机燃油供给系统时,柴油电控共轨喷射系统一定要讲;柴油机增压技术和汽油机增压系统对比去讲。最后,汽车专业课程一定要体现实用的特点。除让学生掌握相关的检测方法外,一定要让学生掌握分析问题和解决问题的技能。例如,如何利用故障码数据流分析故障、如何利用波形分析故障、如何根据发动机尾气排放检测仪分析故障、如何进行车辆四轮定位检测并根据检测结果进行调试等等。 3 职业技能课程应强化实践教学。高职院校的实践性教学环节主要有三个方面:教学实习、生产实习和毕业实习。但目前职业学校实践教学课时数普遍偏少,所以,必须转变重理论轻实践的教育观念,合理设置实验课程,确保学生有足够的实践技能训练时间。另外,职业学校要走产教结合之路,拓展校企之间的联系。各级政府和教学行政部门要为职校学生的实验、实习创设条件,开辟基地,把教学活动与技术开发、技术推广、技术应用和社会服务紧密结合起来,提高学生的创新技能。要能充分挖掘人的潜能、全面发展人的个性,要充分尊重和挖掘每个学生的创造意识和创新潜能,注重对学生在思想道德品质、文化基础知识、创新精神、实践动手能力和身心素质诸方面的提高,并给每个学生指明继续努力的方向,提供前进的动力和个性发展的机会。 对于汽车检测与维修技术专业的优秀课程,比如汽车整车检测技术、发动机检修技术等课程,宜采用一体化的教学方式,在现场上课,充分利用现代网络技术,克服设备台套数不足的问题,这样既节约人力,也节约了大量重复劳动的时间。 (二)更新教学手段,加强实验设施建设 先进的教学手段,如多媒体、模块式一体化现场教学等,能清楚地层示汽车各零部件结构原理及内部运动关系,直观、动感性强,便于学生的理解和掌握。例如,汽车构造课的教学,可使用挂图、模型、实物等教具,用幻灯、投影、录像、多媒体教学课件等现代教学手段,把各种机构的结构、工作原理生动直观地显示出来,可以大大提高教学效果。汽车检测与维修是一项技术实践性很强的工作,为切实培养学生的实践技能和工作能力,应加大实践培养的力度(实践培养课时应达到50%左右)。保证每一位同学能亲自动手反复操作,以巩固和运用所学知识,提高操作技能和解决实际问题的能力及水平。 (三)加强校企联姻,形成优势互补,共同发展 为保证所培养的人才更能贴近企业需求,缩短与生产实际的距离,必须加强与企业的沟通与合作,成立以企业技术人员和专业教师为主的专业培养委员会,让企业直接参与培养计划的审定和有关教改的课题研究,以利于学校及时将最先进的技术纳入培养领域,及时了解社会需求,不断改进学校的培养内容和方式、管理等工作。同时,学校也可与条件较好的企业建立长期、稳定、紧密的联系,把企业作为学生的实习实训基地,以弥补学校实习条件的不足,还可以使学生提前认识企业实际生产情况,以便毕业后尽快上岗。 (四)加强双师型(复合型)师资队伍建设 加强双师型(理论培养和实践指导都过硬的)师资队伍建设是培养高质量学生的前提。一名称职的专业教师,不仅需要掌握扎实的基础理论,精通专业,时刻把握本专业发展的脉搏,而且必须具备丰富的实践经验,仅重视理论教学只能纸上谈兵。因此,专业教师每年需要有一定时间到企业或更高的学府进行锻炼和学习,以掌握本专业和相关专业最新的技术发展动态,及时进行知识更新、拓宽视野和调整知识结构,使自己成为与技术发展同步的、行业领域中的汽车机电一体化专家。同时必须解放思想,本着“走出去、请进来”的原则,聘请行业和企业的名家、高级技术人员到校任教,做学术讲座,进行技术合作或担任兼职教师,加快“双师型”教师的建设。 汽车新技术论文:汽车营销创新:新技术+新思维 “互联网+”思维已经对众多传统产业带来变革,汽车行业也应该思考如何改变CRM营销策略,以带来更加贴近客户需求的全新体验。 中国汽车市场增速放缓,竞争后移,汽车后市场面临前所未有的博弈,车企的主导地位受到了来自众多新型的创业模式和独立服务体系的挑战,如何通过有效的客户管理和营销最终赢得客户体验是每个车企都将面临的问题,为此,日前举办的2015中国汽车CRM高峰论坛专门进行了深入探讨。 业界人士认为,“互联网+”思维已经对众多传统产业带来变革,当移动互联已经渗透到我们生活的方方面面,当未来更年轻的消费群体将成为我们要面对的客户主体,汽车行业也应该思考如何改变CRM(客户关系管理)营销策略,以带来更加贴近客户需求的全新体验。 而在往纵深进行的思考与尝试中,利用好大数据、形成开放的用户思维等创新观点在业界也日益成型。 大数据是一种有效手段 在深入探讨如何打造更加精准地汽车CRM时,大数据成为被普遍看好的技术和手段。 腾讯汽车频道主编陈瑶指出,随着移动互联网的飞速发展,各种应用场景的生活体验正在改变着我们的消费习惯,通过社交平台来观察和分析其他消费者的消费习惯,从而找到适合自己的消费选择,这是一个重要改变,也使移动平台成为营销的新战场,如何发挥和运用社交大数据,其实已成为移动互联时代的重中之重。 据统计,目前,在腾讯一站式汽车生活服务平台上,同时在线的用户已超过了2.11亿,QQ的用户达到了8.32亿。年轻用户活跃度更高,在九零后用户喜欢用的QQ空间,整个活跃用户已超过了6.45亿。“这些数字还在呈现不停攀升的趋势。”陈瑶说。 但如何让这些海量的数据发挥出真正的价值,汽车品牌该如何利用这些大数据进行营销?陈瑶表示,腾讯目前的尝试路径是,利用移动社交大数据的云分析,帮助汽车品牌更好地了解用户,挖掘潜在用户,通过实现大数据的竞逐营销来帮助企业进行有效的触达。 比如,腾讯通过后台大数据做过进口车用户的画像分析,分析他们的年龄特点,他们喜欢听的音乐是什么,他们出行的时候更喜欢用什么样的方式,他们更喜欢休闲的时候走到什么场所去等内容。 “通过这样的分析,能够很准确地看出来用户实际上具备什么样的维度,据此帮助汽车企业对购车者行为进行完整跟踪和正确理解,从而更加理解客户的实际购车需求,也能够保证每一分广告的投入是精准和有效的,从而最大化地提升客户的黏性,也能够改善客户的体验。” 陈瑶分析指出。 梅花网研究院院长程然认为,CRM系统实际上就是车企给到用户的客户服务,以及能产生的增值服务、跨界合作和数据变现增值等部分,CRM数据是整个汽车商业数据链路中的一个组成,其余两部分还包括汽车的营销数据和销售数据。 在他看来,“如果我们打通汽车从销售到车联网的服务数据,再到汽车CRM数据,完全打通数据,就能把整个汽车的商业链路打开。” 但实践中发现这并非易事。“无论是汽车企业,还是CRM部门,都不愿意与人分享自己的数据。” 矩阵互联总裁薛冰坦言。 能否打破这个瓶颈,关系到汽车企业能不能在销售和营销两端找到新的有竞争力的策略。贝塔斯曼欧唯特中国副总裁徐欣认为,所有的品牌商拥有的数据其实非常多,但信息的离散化、孤岛化和不一致性,导致了泛数据化下可能造成的错误决策,因此亟需思考如何把数据变成有效的数据资产。 可以尝试把CRM作为突破口,环境的变化,让曾经自喻为“苦菜花”的CRM有了施展拳脚的机会。徐欣建议汽车企业重新定位CRM,应选择具有跨部门整合能力和领导力的CRM负责人,让CRM充分发挥枢纽作用,以使企业里的商业流程和数据流程能够围绕CRM进行高效清洗、整合和分发。 而且,CRM还要开阔视野。中国汽车工业协会汽车信息服务委员会副秘书长、有壹手联合创始人朱伟华提出,CRM不能只盯着自己的用户数据,来自保险公司和互联网公司的数据都是很关键的,但是现在具备这种数据分析能力的企业并不多。因此,做CRM的工作,一定是要基于互联网公司和主机厂,或者和需要做CRM工作的企业合作,才能做大数据互联网的精准营销。 营销创新的四个维度 “互联网+”的时代,传统汽车企业的营销创新应从何处着手,才能全方位切入用户需求? 新媒体营销专家韩笑指出,在整个移动互联网时代,企业营销创新其实有四个维度:第一个维度,移动互联网化。从PC端转向移动端的趋势,决定企业应将创建技术、搭建沟通的渠道和平台放在第一位,因为只有在整合的平台上才可以拿到完整的数据,并且更加清晰地了解你的目标用户。 第二个维度,O2O,即数据的整合与流动性。 第三个维度,去中介化。品牌也好、产品也好,包括客户关怀、用户的管理,其实是需要自建平台去为用户和消费者产生直接的互动沟通,最好能够跟外部的社区连接在一起,让消费者和消费者之间、用户跟用户之间连接起来。 第四个维度,渠道融合。未来,用户管理功能或会员功能会跟信息传递、销售服务、客户关系,包括所有的部门都打通,所以在企业中会有更大的话语权。适应这样的转变,才能够让品牌跟企业做到全员客服,能够无处不在地围绕消费者并提供最佳的服务和体验。 值得重视的是,移动互联时代,每个企业其实都可以打造自己品牌的自媒体平台,但关键是是否具有开放的心态。 以前很多企业觉得品牌作为一个无形资产,应该是企业所独有的。现在则不然,“媒自在心,得民心得天下。”韩笑表示,只有真正搭建起一个开放的平台,让真正认同品牌理念的用户、喜欢产品的用户一起参与进来,才能共同完善和丰富品牌。 “没有传统的企业,只有传统的思想。”在韩笑看来,开放的品牌平台上,产品本身就是最好的传播渠道,企业在跨界思维时代应勇于尝试与创新。 O2O转型 各行业领域中,将精准营销做到极致的典型案例无疑是小米。身处一片红海、且面对国内外众多品牌竞争压力的手机行业,其用4年半的时间就创造了475亿销售额,而且增长势头仍在继续。小米今年上半年财报显示,依然超越苹果,位列全国智能手机销售第一名。 “我们真正从上到下都重视客户声音。”总结分析销售中的经验时,小米公司客户服务总经理杨津京指出,依靠论坛和微博,小米始终保持和用户进行近距离交流,及时了解用户的应用需求,帮他们解决应用中的问题和困惑。“我不光要比用户对自己的需求的把握要快一步,同时是要比竞争对手快一步。” 事实上,对汽车用户来讲,更需要这样的互动。多数用户都有这样的需求:在出现故障的时候,特别需要有专家在身边,可是不知道找谁,找4S店师傅又有价格等各种顾虑和担忧。 因此,车企也需要能像小米那样,可以不受时间空间的限制与用户进行线上线下的随时互动,这样的转型,被业界称之为O2O转型。 最早的O2O的概念是美国提出的,即线上做营销、互动,最终把消费者引流到线下来做交易或交付。 传统企业如何进行O2O转型?国内SocialCRM创导者叶开表示,要实现品牌跟消费者之间不是一次的接触,而是一个持续的连接。因为这个持续连接又是全渠道的,所以需要一个平台来做整合,不同的渠道、接入点进来都可以识别。此外,还有重要的一点是,通过社交互动,跟消费者建立起信任关系。 韩笑对此表示:“好的产品和服务是建立信任的前提,同时还要有主张、价值观、和号召力,最后就是关系。关系的建立是需要下很多工夫的,因为整个大的社会化媒体的环境,包括现在的“互联网+”,其实对于所有企业的冲击都是如何重新认识自己的用户,如何能够跟用户建立更好的关系。” 信任也源于关怀,用户关怀中最基本的因素是什么呢?“提供好的服务、产品,提供细致入微的体验。此外,还要给客户创造很多惊喜或者是有趣、好玩、不一样的东西,甚至是超乎想象的。”韩笑说。 汽车新技术论文:汽车发动机的发展与新技术分析 【摘要】本文对汽车发动机技术现状进行了概述,并从三缸涡轮增压发动机、柴油发动机配电子涡轮、汽油机这三个方面就汽车发动机新技术做了举例说明。最后对汽车发动机发展新技术做了展望。 【关键词】汽车发动机;发展现状;新技术 一、发动机技术现状 自90年代出现第一台内燃机以来,内燃机作为汽车动力装置已经有一百五十多年的历史了。随着科技的飞速发展,汽车发动机技术经过了三次历史变革。在第一次历史变革中,汽车发动机的燃料由最初的煤气更变为石油燃料(如柴油、煤油、汽油等);在第二次历史变革中,汽车发动机实现了工业化生产;在第三次历史变革中,汽车发动机与电子技术实现了结合。当前,电子控制技术在汽车发动机中得到了广泛的应用,例如配气机构、燃料供给等。科技的日新月异使得汽车发动机新技术层出不穷。 二、汽车发动机新技术 (一)三缸涡轮增压发动机 1.PSA 1.2THP发动机 在2014年北京车展上,标致汽车展台为大家带来了一个小家伙――1.2THP发动机。目前该发动机已在神龙集团襄阳发动机工厂生产,未来将在东风标致以及雪铁龙旗下多款车型中应用。 这台1.2THP三缸涡轮增压直喷发动机采用了全铝机身轻量化设计,同时加入了平衡轴设计,降低发动机的整栋以及噪音。最后,凭借涡轮增压、缸内直喷以及进排气门双可变正时技术,使得这台精油1.2L排量的的发动机最大功率达到了100KW,最大扭矩也达到了230Nm.这一数据接近一台1.8L自然吸气发动机的数据了。 在配气方面,1.2THP发动机采用双顶置凸轮轴,并且拥有进排气双连续可变正时技术与涡轮增压相辅相成的还有缸内直喷技术,采用高压油泵将提供200Bar压力的喷油压力。 2.雷诺Energy TCe 90发动机 作为法系车的另一个代表,雷诺在2014年的法国车展上展示了旗下的三缸发动机。雷诺一直是最稳定的引擎供应商,雷诺Energy TCe 90发动机从F1赛场上借鉴了不少经验。 Energy TCe 90发动机配备自动启停几乎,光放的百公里油耗仅为4.3L。其最大攻略吧67KW、最大扭矩135Nm,采用低惯量涡轮来减小涡轮迟滞,发动机从1650转开始便可以输出最大扭矩的90%。 Energy TCe 90发动机采用电控式排气旁通阀,直接由电机控制阀门开度,和真空式旁通阀相比,可以更精确的控制涡轮转速和进气量。另外,这款发动机的中冷器也几种在了进气歧管内部,使发动机更为紧凑。 (二)柴油发动机配电子涡轮 14年11月,大众在德国沃尔夫斯堡举行的一次技术展上展示了一款全新发动机,该发动机为一款配备了电子涡轮增压器的柴油发动机,未来推出或与10速DSG变速箱匹配。这款配备电子涡轮增压器的发动机,基于将搭载新帕萨特的2.0TDI打造。配备电子涡轮的新发动机最大功率由176kW提升至200kW。 (三)汽油机 1.一汽马自达2.5L汽油机 在节能环保的大势所趋下,阿特兹搭载的2.5L自然吸气汽油发动机燃油缸内直喷、双可变气门正时和13:1的高压缩比技术的应用使得该款发动机可以爆发出141kW的最大功率和252Nm的峰值扭矩。同时,6.9L/100km的油耗表现不仅响应了节能环保的提倡,也让众多同级车型汗颜。 总体上讲,这款发动机集成了众多先进的技术,具有极高的高压缩比,在燃油经济性方面以及动力输出方面都已经达到了主流涡轮增压发动机的效果。同时,还避免了涡轮增压器系统的额外成本、潜在的可靠性和复杂的控制技术等问题。其特有的高压缩比让这款发动机在燃油经济性方面已经超越了主流涡轮增压发动机。动力方面不需要增压也能得到理想的效果。 2.沃尔沃汽车2.0T汽油机 在吉利接手沃尔沃之后,耗费110亿美元开发了Drive-E"E驱智能科技"动力总成以及SPA模块化平台。2.0L GTDi的发动机取将直喷和涡轮增压结合在一起,并配合了一款8挡自动变速器。此发动机最大的特点就是属于大缸径、短冲程设计、缸径87.5mm冲程83.1mm从结构上就有利于高转速区的动力发挥。 3.观致汽车1.6T汽油机 作为观致汽车的处女作产品,观致3早在还未上市之前便成为了关注的焦点。1.6L涡轮增压发动机与时下流行的单涡轮双涡管不同,而是采用了内置泄压阀以及电控再循环阀的霍尼韦尔盖瑞特涡轮增压器,最大功率可以达到115kW/5500rpm,峰值扭矩更是可以达到210Nm/1750-5000rpm。 虽然这台1.6L涡轮增压发动机单纯从数据上来看可能和其他合资品牌大相径庭,但是,调教后的扭矩范围更加宽广,发动机转速从1750~5000rpm都可以释放210Nm的峰值扭矩。技术上来讲,观致采用了当前较为主流的气口喷射的增压发动机。他们采用的是PFI气口喷射的这种比较成熟的技术配合增压,这样的举动对发动机的升功率是非常有益的。 三、展望 对于汽车来说,发动机就是其心脏。发动机新技术的出现对于提高汽车性能有着非常有重要的意义。在很大程度上一款车的品质与质量取决于发动机的好坏。 当前,汽车发动机技术已经较为成熟,各项新技术的出现大大的提高了汽车的整车性能,电子技术在汽车发动机上的应用受到了大众的追捧。但是,当前已有技术仍存在一定的缺陷。只有不断的完善电子控制技术在发动机上的应用,将各项先进的技术整合,集成到发动机上,不断开发各项新技术在汽车发动机上的应用,实现高度智能将是汽车发动机未来发展的必然趋势! 汽车新技术论文:浅析汽车涂装新技术与新材料 摘要:随着汽车工业的不断发展和越来越多新技术在汽车工业的应用,汽车涂装技术在材料和技术方面都有了明显的进步,很多新材料和新技术陆续投入到生产应用当中来。本文的研究旨在对当前出现的一些汽车涂装新技术与新材料进行阐述和介绍,并对各种材料和技术的特点进行总结。研究表明,节能环保材料和技术将是未来相当长一段时期内汽车涂装工业发展的重点方向。 关键字:汽车涂装;材料;技术;发展方向 引言 对每一辆汽车的生产过程来说,进行涂装都是必须要经历的过程。汽车涂装不仅会增加汽车的美观性,而且对汽车的防腐蚀性能、汽车使用寿命等都有一定的提升作用。但是,传统汽车涂装工业在生产过程中受到自身行业限制,无疑会对生态环境造成非常严重的污染和损害。据统计显示,制造汽车时超过90%以上的挥发性有机化合物污染都是在涂装环节产生的,同时这一过程还会产生大量的固体废弃物,各个步骤都会产生一定量的沉渣或漆渣。由此可见,在高度重视环保的今天,汽车涂装技术和材料必须进行大幅度的改进才能够适应新时代对汽车行业和涂装产业的要求。下面本文将对目前出现的一些汽车涂装新材料和新技术进行一些阐述和介绍。 1汽车涂装新材料 1.1电泳CED涂料 当前世界上在对汽车车身进行图装时,普遍采用的是CED涂料,这种涂料的挥发性较强,产生有机化合物污染较严重,为了减少这一污染,业内逐步研究并开发了具有高泳透力的CED涂料、高耐候性CED涂料和高分层性的CED涂料。 首先,高泳透力的CED涂料的研究和应用能够大大减少挥发性有机化合物的排放。传统的涂装技术下为了让涂膜厚度达到一定的耐腐蚀性要求,通常会采用增大车身外表面膜厚的方法,这一做法会很大程度上造成挥发性有机化合物的排放,而高泳透力CED涂料能够减少涂料用量,降低排放量和成本。 其次,传统的CED涂料耐蚀性元素是一种易受光老化的环氧树脂材料,这种材料的耐候性较差,新型的耐候性CED涂料能够简化涂装工艺并增加表面平滑性,而且在耐候性方面有了较大的突破和进展,如丙烯树脂和层分离性CED涂料。 再次,分层CED涂料是在耐候性涂料的基础上与原环氧树脂组成的CED涂料,这样的搭配能够在漆膜烘烤时让不同的成分通过分层电沉析分别表现出各自的机能,既能表现出涂料的耐候性又能够表现出防腐蚀性,将传统涂料与新型涂料进行了良好的结合。 1.2中涂涂料 中涂是涂装过程中的一个重要环节,不仅能够起到防石击的作用还能够保护点用表面并进行填充保护,也能够提升涂层耐候性和隔绝紫外线性能,保护电泳漆层。但是随着技术的不断改革创新,中图材料已经向着高固体分涂料方向转变,更有免中涂漆电泳和具有中涂性能的底漆的运用等技术不断发展,相信在不久之后,中涂将不再出现在汽车涂装过程中。 1.3面漆涂料 面漆涂料也随着环境保护对涂料挥发性要求的改变而不断推陈出新,冲传统的有机溶剂型涂料逐渐向着水性涂料、高固体分涂料以及粉末涂料的方向转变。 首先,水性涂料以水为载体,一改传统涂料的易挥发、易燃易爆等特点,对人的健康危害大大降低,不再采用芳香族化合物,对环境也有大有裨益。 其次,高固体分涂料通过对传统成膜物质材料进行改造,降低了分子质量和黏度,提升了溶解性,利用交联反应优化了成膜过程,将固体分提升到60%以上,并在近几年逐渐增加了使用比例,发展迅速。 再次,在水性涂料基础上发展得到的粉末涂料也是新型涂料的一个代表,该涂料不仅无公害、无溶剂且可以进行过喷粉末的回收再利用,在使用时不需要进行底涂就可以与金属零件高强度结合,耐磨、耐冲、耐腐、耐热等方面的性能都非常好,色泽选择方面,施工过程简单,具有十分广阔的应用前景。 2汽车涂装新工艺技术 传统的汽车涂装技术主要为4C3B和3C2B的工艺(如下图所示),但是随着近些年的发展,不断有更新的技术产生。 2.13C1B工艺 3C1B工艺是对传统工艺过程的简化,取消了一些不必要的工序,其具体过程如下图所示: 这一工艺的使用能够大大降低挥发性有机化合物的排放量,降低涂装成本消耗。 2.2B1:B2工艺 B1:B2工艺是在3C1B工艺上进行的有一大胆尝试和改造,将工序简化并集成。在3C2B工艺中需要完整的中涂喷漆及烘干工序,3C1B的第1道中涂层喷涂后,需要进行低温烘干及闪干,同时金属色漆层需要进行2道喷涂,而对于B1:B2工艺,其B1层直接替代中涂层功能,同时兼顾色漆底层的功能,B2层为色漆涂层。这样的过程减少了喷涂过程,从而也就减少了成本消耗和不必要的污染。 2.3双底涂工艺 双底涂工艺是将电泳底漆与中涂湿碰湿的工艺,能够实现耐候性电泳漆的功能。这一工艺过程减少了底漆打磨和电泳烘干的操作过程,优化了涂层的附着力和外观,也进一步提升了涂层的抗划伤性、抗石击性以及耐腐蚀性。 2.4敷膜技术 敷膜技术采用“夹物模压”或“内模”工艺预制一种适应于热成形的面漆涂膜,其经热成形后的产品的面漆性能和外观与传统的烘烤喷涂涂膜非常相近。 3汽车涂装发展趋势 汽车工业的发展不断带动着涂装行业的进步,已经从传统的机械化喷涂逐步转变为现在的静电自动喷涂。目前我国这一行业依然面临极其严重的环境污染问题,相信在未来的发展中,必然需要更过更多的技术和设备改造,实现降低成本、降低排放、减少消耗、减少污染的终极目的,这样才能够保证汽车涂装工业的可持续发展。 汽车新技术论文:汽车内饰的新材料及新技术 摘 要:随着汽车外形趋于运动和时尚的同质化趋势越来越严重,汽车设计的较量早已转战自内饰设计的较量。运用全新的材料、先进的技术和时尚的色调装配汽车,已经成为世界汽车发展的必然趋势。 关键词:表板系统; 副仪表板系统; 门内护板系统; 顶棚系统; 座椅系统; 立柱护板系统; 其余驾驶室内装件系统; 驾驶室空气循环系统; 行李箱内装件系统; 发动机舱内装件系统; 地毯; 安全带; 安全气囊; 方向盘; 以及车内照明、车内声学系统等等 当今最有影响力的汽车设计师乔治・亚罗认为:汽车设计最容易出彩的是内饰设计。内饰设计时要考虑更多的细节,且需要更加细腻一些,并着重强调触觉、手感、舒适性和可视性等等。 如何合理地运用关键技术和材料,诸如采用什么成型工艺,选用什么合适的材料,在哪些部位用软质材料,如何处理好光泽、表皮纹理、深浅、色彩。同样运用了先进的成型工艺,但由于对材料、皮纹、光泽等控制不好,无法达到预期的设计效果。为了设计出更理想的汽车内饰,设计师们不断挖掘新材料,探索各种颜色和设计方案的组合方式。 新流行:全黑内饰。黑乎乎的内饰,一直都没有能成为汽车内饰的主流风格,部分车型更只在顶配车型才提供全黑内饰,但是随着越来越多的运动型轿车普及,象征运动和激情的全黑内饰开始受到车友的欢迎。黑内饰仿佛在一夜之间成为“香饽饽”。全黑内饰咋一看很沉闷,但是坐进车内之后,齐刷刷的黑色风格中控台,碳纤维饰板,黑色真皮运动座椅,再搭配泛着金属光芒的铝制换挡,感觉非常有动感。 新潮流:黑红混搭。黑色的内饰加上火红的运动座椅,或者红色的中控台加上全黑的打孔真皮座椅,这样的混搭风格,正成为一些运动型轿车主流的内饰风格。这样搭配无疑让人坐进车内的那一刻,被激发起强烈的驾驶冲动。 新创意:蓝白拼色。蓝色是汽车内饰很少使用的颜色,不过随着时下越来越多的个性化小车的流行,蓝色加上白色,成为一些个性车主的选择。这样的拼色让车厢充满了青春的风格。类似蓝白拼色这样风格的内饰,还有黄配黑,蓝配红,这样特别的内饰风格,让人感觉特别有创意。颜色最大优点是与众不同,选择另类的颜色搭配,营造最适合自己的车内空间,可以反映个人审美观点以及性格特点。不过,许多车友也提醒说,个性颜色有不少缺点:一是过于鲜艳的颜色容易分散司机的驾驶注意力,存在安全隐患;二是个性内饰车主往往会添加各种装饰物以衬托车厢氛围,容易形成累赘;三是个性内饰会“两头不到岸”,万一想象中的效果营造不出来,就会得到一个“四不像”的结果。所以,选择个性颜色还是需要勇气。如果自己属于保守派,还是尽量选择汽车厂家提供的颜色搭配,不要自行修改,因为厂家推出的内饰颜色往往经过严格的色谱分析,容易为大众所接受。水刺非织造布面面观,水刺非织造布,也叫水刺无纺布,又叫“射流喷网成布”。“射流喷网成布”的概念来源于机械的针刺工艺。水刺布的优点:1.柔软、悬垂性好。2.强度好。3.具有高吸湿性和速湿性。4.低起毛性。5.耐洗。6.无化学品添加剂。7.外观类似纺织品。水刺布的前景:由于水刺布的优势,已成为近年来非制造界技术进步最快的一个领域。 汽车内部装饰大多数使用人造革、聚氨酯泡沫塑料、塑料壁纸、乳胶海绵、人造地毯、布、丝绒和木材等材料,增加车内美观。例如顶蓬、地毯、门板、仪表盘等。目前在国内,汽车内饰大多还是使用易燃、有毒、污染环境的溶剂型胶粘剂,如氯丁胶胶粘剂。溶剂型胶粘剂不仅造成资源严重浪费,严重污染环境,而且对施工人员的健康造成很大威胁。在很长一段时间内溶剂不断地缓慢释放出来,使司乘人员受到伤害,而水基胶粘剂由于以水为溶剂,不含有毒溶剂,甚至可以做到VOC几乎为0。因此近年来在汽车工业上,水基胶粘剂正在取代传统的溶剂型粘合剂,开始用于汽车内饰,并且增长速度很快。目前世界上汽车顶棚内衬水性胶粘剂的比例已超过1/3。以日本汽车为例,目前汽车内饰胶几乎全部实现水性化。今后水基聚氨酯,胶粘剂的年增长估计保持在8%-10%。 目前在汽车内饰用水基聚氨酯粘合剂研制方面,美国、日本和西欧走在前列。我国水基聚氨酯粘合剂的应用和研究尚处于起步阶段,研究开发工作虽十分活跃,但应用水平不高,生产厂家不多,且品种单一,产品也多为低档产品,在性能方面与Bayer等公司还有较大差距。特别是高档水性聚氨酯胶粘剂全部为进口产品,主要来自Bayer公司、罗门哈斯公司、日本DIC公司等。我国大陆的水系聚氨酯粘合剂的开发与生产都还处于起步阶段。 植物油聚醚中醚键含量较少,具有长链碳氢结构,可以为产品提供良好的耐水性,从而改善水性聚氨酯的耐水性。汽车内饰件材料的应用。目前中国对塑料制品的抗菌已经有一个工业标准,今后轿车内的塑料零部件都应按此标准来规范,以减少塑料件表面滋生细菌。抗菌标准是:抗细菌率符合Ⅰ≥99%的抗菌塑料,可以作为强抗菌作用;抗细菌符合Ⅱ≥90%的抗菌塑料,可以作为有抗菌作用。 此外对于品种繁多的有机高分子织物,今后的方向应该是纳米化。因为一些材料纳米化后,可以有抗菌、无臭、杀菌作用。此类产品已有出售,从这几方面着手,对提高车内空气质量大有裨益。日前,国家有关部门对百辆汽车进行了车内空气质量检测,发现46%存在不同程度的污染。随着私家汽车的发展,汽车车内空气污染已成为社会普遍关注的问题。据了解,在被测的百辆汽车中,使用期均在3年以内,主要有奔驰、奥迪A6、别克凯越、尼桑、桑塔纳等品牌。结果显示,有46%的车辆空气污染指数不达标。 面对需求增长,企业应更加关注环保。据中国汽车工程学会名誉理事长张兴业介绍,近年来汽车用纺织品材料和装饰件依靠科技创新,使得强度高、柔性好、耐高温、可再生、色泽漂亮材料和产品大量出现。具体表现在:高性能纺织品包括经编织物、非织造布等已广泛应用到汽车内饰;塑料及其复合材料的应用,未来将会开发有良好降噪和耐冲击性能的内饰件材料;外饰件要求开发耐化学侵蚀和抗轻微碰撞性能的聚合物材料,降低塑料零部件的表面粗糙度以及免油漆的外装饰件复合材料;随着轻量化材料的发展,各种碳纤维增强的复合材料大量涌现。 汽车新技术论文:汽车车身涂装新技术及其应用研究 摘 要:随着世界经济的发展,汽车在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用,它扩大了人们日常生活的半径,加速了商品的运输速度。汽车涂装是汽车生产中重要的组成部分,为此,对汽车车身涂装技术的现状及发展方向进行了概括描述,然后阐述了满足现代、环保、性能更好的涂装材料,并提出了几种汽车车身涂装新技术的应用,希望能够进一步加强汽车涂装新技术的发展进程。 关键词:汽车车身;涂装工艺;涂层质量;涂装新技术;应用研究 1 引言 20世纪90年代以来,随着汽车行业的飞速发展,汽车涂装由初始的小型涂装发展到适应于大量流水生产的工业涂装。世界经济的发展,使人们生活水平和文化水平上升到了一个新的高度,人们对汽车的要求也就越来越高。为了跟上世界汽车行业发展的步伐,汽车车身涂装技术的更新,不容迟缓。 涂装是将涂料涂覆与经过处理的物质上,经干燥成膜的工艺。在生活中,汽车用途非常广泛,活动范围宽广,运行环境复杂,表面易受到破坏。汽车涂装通过屏蔽作用与缓蚀作用来防止锈蚀,近年来,随着我国工业的崛起,我国经济步入了新的高度,我国每年的汽车销量在世界上排名第二,仅次于美国。全球化、快速化、环保、低成本成为当今世界的热点话题和发展方向,我国汽车消费中除德系、日系汽车之外,国产汽车已经逐渐占领中国市场。汽车行业中,汽车涂装材料的发展与汽车涂装技术的进步是向汽车全球化、快速化、环保、低成本方向发展的不可或缺的基础条件。 2 我国汽车车身涂装现状与发展趋势 世界各大汽车制造企业历来对汽车车身涂装应用和管理极为重视,使用新的汽车车身涂装,使汽车生产厂的涂装大大简化,涂装一次合格率提高,生产成本降低,使公司实现利益最大化,稳步世界汽车制造也之林。 目前,我国在汽车制造过程中,车身涂装是工艺流程最长、技术复杂程度最高的环节之一,也是产生三废排放最多的环节之一。在汽车及制造相关法规的驱动下,减少涂装公害、降低涂装成本、提高涂装质量一直是涂装技术发展的主题。 近年来,国外部分有实力的涂装材料公司和涂装设备公司又推出了BOT服务模式,即汽车公司的涂装车间由涂装材料公司或涂装设备公司投资建设,并负责生产管理,根据汽车公司的整车生产计划进行涂装生产,供给汽车公司的是合格的涂膜。汽车公司只需制定技术标准的和验收监督涂装产品质量。这将成为涂装管理的一大发展趋势。 但是,我国汽车涂装技术与国际水平的差距在还很大,发展仍不均衡,就涂装质量的保证而言,虽然我国几大汽车生产企业已经达到国际水平,跟上了国际的发展水平,但综合看来还有一大段路要走,尤其体现在清洁生产技术方面。我国汽车车身涂装工艺中,漆前处理磷化,涂底漆阴极电泳涂装实现现代化,其中涂面漆实现了静电自动喷涂,计算机智能化控制技术等高科技的应用,使汽车车身涂装成为高度自动化和现代化的工艺。涂层质量(外观装饰性和耐腐蚀性等)跟上了时代潮流的要求,但是就汽车涂装生产关键装备技术而言,我国可能在今后相当长的时间内主要依赖进口。我国进入20世纪90年代以来,汽车开始进入我们的生活,买私家车就像20世纪70年代的“四大件”、20世纪80年代的家用电器一样成为众多家庭追求的目标,这一发展。这说明我国的经济实力不断增强,人民生活水平大幅度提高,同时也反映出我国民族汽车工业的巨大进步。汽车车身涂装水平将全面与国际接轨加快节省资源和环保技术的应用。 3 汽车车身涂装新材料的运用 汽车从诞生之日起一直处于加工、制造业中比较前沿的领域,在汽车车身涂装材料是汽车耐用长久的基础。涂装材料、涂装工艺、涂装设备、涂装管理是汽车涂装的四大要素,相互之间相辅相成,促进了涂装工艺和技术的进步与发展。21世纪被称为“面向环境的新世纪”,环境保护倍受全球关注,并已成为人类最迫切研究的课题。汽车及其零部件的涂装是汽车制造过程中能耗最高且产生三废最多的环节之一,因此,减少涂装公害、降低涂装成本、提高涂装质量一直是涂装技术发展的主题。 随着全球环境的不断恶化,我们必须大幅度提高汽车涂层的耐酸雨性能和抗擦伤性能。近年来,减小车身内外表面电泳底漆膜厚差的高泳透力、低颜料份的电泳涂料、耐酸雨和抗擦伤面漆、多色中涂和采用粘度控制技术涂料等得到普遍应用。 4 汽车车身涂装新技术的运用 4.1 涂装线的自动化 (1)车身密封机器人。 汽车密封技术日益受到汽车界的重视,很多企业已经认识到,解决好汽车车身涂装过程中的密封技术问题,是提高轿车市场竞争能力的关键技术之一。目前车身密封胶的涂布由传统的手工涂布方式向机器人定位自动喷涂方式发展,特别是车身内板部位粗密封胶的喷涂和车身底盘部位的喷涂。不仅节约了人力资源,也为企业节约了用人成本。设计人员开发了可安装在机器人上的定位自动喷涂器,既适用于传统的溶剂型涂料,又适用于水性涂料的旋杯,即使对外观要求较高,也能适用。 (2)多功能穿梭机。 传统典型的运输机对漆前表面处理和电泳都不同程度地存在难以解决的问题或不利影响。新型的多功能穿梭机和滚浸运输机诞生后,在解决了这些问题的同时兼具传统运输机的所有优点。多功能穿梭机还具备在一条生产线上实现多品种不同工艺的功能,完全符合自动化柔性涂装生产的要求。 4.2 高速升温烘干炉技术 在汽车车身涂装过程中,生产量增加时,原生产线的烘干炉很难在有限的时间里烘干车身涂层,但是烘干炉又没有延长的空间,所以我们必须对烘干炉区内部烟道进行相应改造,让热风直接对汽车车身难以升温的地方,达到快速升温的目的,从而能够进一步缩短时间,提高汽车产量,为企业获得更大的经济效益和经营利润。 4.3 可变节距输送方式 在汽车生产中,由于生活质量和水平的逐渐提高,人们对汽车的型号、样式等方面的要求变得越来越高,为了满足广大消费人群的不同需求,获得更大的经济利益,这就决定每个汽车企业都会生产不同型号,不同大小的汽车,为了节约成本,且满足汽车生产需要,可以采用可变节距输送方式,可变节距输送方式是指作业区的节距和生产车的台数随着车型尺寸而变动,是对于尺寸多样的汽车生产线不可缺少的生产组织方式。 5 结束语 近些年,我国汽车工业得到了快速的发展,缩短产品制造周期,降低生产成本已经成为汽车企业提升自身实力的关键。当前汽车处理行业充满了挑战和竞争,环保法规的日益严格,能源和原材料成本的日益增加,以及劳动力成本的上涨,都促使原材料供应商不断进行技术创新,开发新产品,使用新材料,以满足汽车工业的新要求。在汽车车身的涂装工艺流程中,完全可按工艺要求设计动作程序的运输设备和多功能涂装机械人的推广应用,使车身涂装彻底告别涂装设备对工艺的制约,不仅有利于提高涂装质量,减少涂装材料和能源的消耗,降低涂装成本,而且在一条生产线可实现多车型不同工艺生产。车身的机械化运输系统一直是涂装车间的生产大动脉,而前处理电泳输送设备由于在非常恶劣的环境条件下工作,需要经受酸、碱和有机溶剂的不断侵蚀,而且要在高温、高湿的环境下长时间连续运行,必须实现较高程度的自动化。 我国目前所使用的汽车车身涂装生产所用涂装材料不够环保,涂装技术和汽车行业发达的国家相差很远。在涂装线的自动化应用上,自动化机器人功能不够完善,动作不够平滑,我国要想跟上汽车行业在全球的发展脚步,使我国汽车行业在国际上更有竞争力,成为未来发展的领头羊,我们就必须研究更先进的汽车涂装新技术,把我国汽车行业发展推上一个新的高度。 汽车新技术论文:汽车新技术的应用及发展趋势 摘 要:随着科技的发展,汽车已经从单纯的机械设备,逐步成了舒适、快捷的出行工具。近年来,新技术层出不群,各汽车厂商纷纷推出了各类关于汽车的新技术。本文介绍了几项汽车新技术的应用现状,并对其未来发展趋势进行了展望。 关键词:新技术 现状 趋势 随着汽车电子技术、网络技术、控制技术、智能技术等的不断发展,手机智能钥匙、智能后视镜、碳纤维车体、车联网等越来越多的高科技技术被应用于汽车上,给汽车带来了飞跃式的发展。智能化新技术的使用,大大提高了汽车的操纵性、舒适性和安全性。本文主要介绍了几项使用于汽车的新技术,并对未来汽车新技术发展趋势进行展望。 1 汽车新技术应用现状 1.1 宝马i3碳纤维车体 安全、环保是未来汽车发展的必然趋势,轻量化的车身设计是实现电动汽车的前提。为此,宝马在投资大型的碳纤维原料公司的基础上,又投入了6亿欧元在德国莱比锡建立了碳纤维车体生产线,打造出全世界首座大量生产的碳纤维工厂[1]。宝马i3大量采用了轻量化的碳纤维复合材质,其车体部份重量为180 kg,而整车重量也仅仅只有12500 kg,碳纤维复合材料高强度的特性也为宝马i3提供了较高的安全性保障,在遭遇前方64 km/h碰撞和后方80 km/h速度追撞的情况下,都能为车内乘员以及电池模块提供充足的防护。 1.2 丰田燃料电池车技术[2] 在2014年的CES展会上,丰田再次推出了利用氢产生电能的全新燃料电池汽车。其原理是装在容器中的液态氢与空气反应产生水,同时产生电能,将电能输送给发动机,从而实现汽车的运行。与纯电动汽车相比,该车加满氢可行驶300英里(480 km),更适合远距离行驶。 1.3 车联网技术[3] 互联网和汽车的高度结合,推动了车联网技术的发展。车联网系统利用先进的传感器技术、智能技术、计算机技术、网络技术,通过对道路和交通状况的感知,实现车辆的实时管理。沃尔沃推出的Sensus Connect智能车载交互系统,该系统提供汽车调制调节器、蓝牙、WiFi三种联网方式实现上网,采用三大模块22项功能,实现了云端互连、联通手机随时掌控车辆状况,自动求救等。 1.4 智能后视镜 日产推出的智能后视镜技术可以实现液晶屏与传统屏之间切换。其集成了内置液晶显示器模块,能够在司机需要时主动激活,将车辆后方高分辨率摄像头传来的图像数据进行解码后,能将车辆后方景象以更高的分辨率一览无余地展现给司机。 1.5 自适应巡航系统(ACC)[4] 自适应巡航控制系统(ACC)是一种智能化的自动控制系统,集防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制装置(TCS)及强化车辆稳定性系统(VSE)于一体,能改善驾驶员的舒适度.减轻工作负荷。主要由雷达传感器、方向角传感器、轮速传感器、制动控制器、扭矩控制器和发动机控制器等组成。雷达传感器安装在散热器的护栅内,可探测到汽车前方200(米)的距离;在前后轮毂上均装有轮速传感器,可测出车辆的行驶速度;方向角传感器用以判断车辆行驶的方向:发动机控制器和扭矩控制器用以探测和调整发动机接通和输出扭矩,以提高发动机的动力性,并适时调整车辆的运行速度。在行驶时,通过对路面进行扫描,实现自动减小节气门开度,降低档位,适应所设定的较低行驶速度,保障安全行车。 1.6 倒车雷达 第五代魔幻镜倒车雷达[5]把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起,采用了最新仿生超声雷达技术,配以高速电脑控制,可全天候准确地测知2 m以内的障碍物,并以不同等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性。 2 汽车新技术发展趋势 安全:安全技术将和语言识别系统、数据交换系统、IT网络技术紧密结合在一起,从“零死亡”向“零伤亡”再向“零事故”的终极目标不断前进。智能驾驶技术也会越来越进步,最终实现无人驾驶。 节能:全球能源的紧缺,动力总成有待提高,新能源技术尚未普及,在优化发动机、变热箱之外,轻量化、电子化、智能化等技术在节油领域的巨大潜力有待开发。 环保:地球环境的恶化,为汽车的发展提出了更高的要求,汽车的排气控制、噪声污染、材料的可回收等越来越受到人们的关注。新能源汽车的研究、汽车车身新材料的运用必将成为未来汽车的发展趋势。 智能:随着电子技术在汽车上的普及,车载信息娱乐系统、车联网技术、智能化技术将引领新一轮的汽车革命,未来汽车将向功能多元化控制集成化、开发平台化、系统网络化和技术一体化方向发展。 3 结语 汽车的发展日新月异,各大汽车制造商也将新技术的应用作为了在商场致胜的法宝。汽车的发展越来越呈现出了功能多元化、系统网络化、使用环保化、车身轻量化、驾驶安全化。我们也期待未来的汽车能实现电动化和智能化的融合。 汽车新技术论文:汽车新技术应用和维修技术探讨 【摘 要】随着时代的发展和社会的进步,现代高新技术已经应用到现代汽车上,汽车技术的飞速发展,也逐渐从舒适、节能、环保、安全等方面发展,满足人们的需求。而在汽车技术维修方面,也随着汽车新技术的应用而发展的新的维修技术,从自动化技术、计算机控制技术和网络通讯技术都体现出现代科技在汽修技术方面的充分发展和应用。本文从汽车新技术应用和汽车新维修技术两个方面进行探讨,为我们更好地在汽车新技术和维修方面拓宽视野,明确汽车发展的方向。 【关键词】汽车;新技术应用;新维修技术;探讨 前言 随着世界科学技术的不断发展,汽车已经成为人们出行的主要交通工具,多数人们在选择自己的爱车方面注重不同,选择对象也不同,有的重视安全、舒适,有的注重节能、经济,有的注重动感和享受,但无论哪种,都要首选技术含金量高的车辆,同价位,越新款的车辆,所含高科技技术越多,性价比也越高。 1 汽车新技术应用 (1)全铝发动机的应用。随着工薪阶层的人们对家庭用轿车需求越来越大,如何使车的安全性不变,发动机马力提升,耗油更低是工薪层买车的首选,这就关系到发动机的技术应用,全铝发动机新技术的应用,满足了工薪层的要求。当前,汽油发动机的缸体分铸铁和全铝两种,柴油发动机铸铁占绝大部分。当前,以德系车为代表的家庭用车,都已经采用全铝发动机,比如一汽大众的CC、高尔夫、迈腾、速腾以及全新捷达;上海大众系列的帕萨特、全新桑塔纳、朗逸、朗行等都使用了全铝发动机全新技术。全铝发动机具有多种优势,从使用来看,全铝缸体的优势就是重量轻,通过减轻重量实现省油。除了重量上的差别以外,在生产过程中,铸铁缸体和铸铝缸体也有很多不同。铸铁生产线占地面积大,对环境污染大,加工工艺复杂;而铸铝缸体的生产特点恰好相反,生产线占地面积小,对环境污染小;从性能上来看,功率损失小,马力提升幅度较大,最大轴距也提升,全铝发动机导热性和散热好。从耐磨受用上看,铸铁材质发动机和全铝发动机使用寿命完全一样,在国内,全铝发动机许多零件都是进口零件,国内组装的。 (2)9AT变速箱新技术的应用。2013年度汽车科技中入候选名单的其中一项就是9AT变速箱的应用技术,所搭载的车辆是路虎极光、自由光,克莱斯勒200,奔驰E350等车型,9AT变数箱是时隔7年变速箱档位的又一突破。相比发动机技术的革新,变速箱方面的升级显得比较直观,随着档位数量的不断攀升,至今,这个数字已经突破到了9,打破了尘封7年已久的8AT时代,9AT是德国采埃孚以及戴姆勒集团引领变革的,其研发的代号ZF-9HP系列变速箱获得了世界第一台9AT的称号,9AT的精髓除了将前进档位升到9个以外,其更大的意义在于体积和重量均未增加,实际上ZF-9HP的尺寸与重量跟当前6AT基本相当,如果某一款横置发动机的6AT家用车想要升级到9AT,它并不需要对车内部机构作出很大的改变,便可以轻松实现升级。9HP28变速箱和9HP48变速箱最大承受扭矩分别是280Nm和480Nm,自重是78公斤和86公斤。9AT发动机相比8AT发动机,具有能让发动机处于最佳转速区间,保证动力输出,同时转速、燃油消耗等也处于在出色的位置,燃油经济性得到保证。 (3)车道偏离系统技术的应用。未来的汽车不但能识别车道标志线,还能识别印刷在车道上各种标志信息的条形码,车道偏离系统就是车未来发展的一项新技术,车辆偏离报警系统使用像照相机一样的传感器或者是雷达监视车道标志线,当系统检测到车辆正在附近车道标志线,而此时司机并没有发出变现信号,该系统会通过声音报警或座位抖动,方向盘抖动以提醒司机,使他们及时返回正道,同时驾驶辅助系统会自动介入,使车辆不会偏离车道。在将来,系统还会拓展功能,如协助司机变更车道避免在司机盲点区域发生碰撞。目前,在欧美已经使用此项技术,新雪铁龙C4和C5以装配此系统。此项技术的应用,可以在任何无意识的车辆偏离时为司机报警,使车辆立即得到修正;还可以避免潜在事故,提供司机没有注意到的道路信息,提升驾驶安全,减少人口密集地区的交通事故。 (4)2014汽车电子系统新技术的应用。科技的进步在潜移默化而又翻天覆地的改变我们的生活。在不久的将来。汽车会成为手机、平板电脑一样的智能移动终端设备,自动驾驶让驾驶员也成为一名乘客,通过眼镜、手表这些穿戴设备也可以随时随地与车进行交流。目前,德、美、法等发达国家已经研制自动驾驶车辆,设定目的地,车通过GPS导航系统,设定行车路线,通过车载电脑系统和摄像技术,进行自动驾驶,达到目的地,目前,此项技术已经研发成功,正在试验阶段,没有批量投入使用,自动泊车系统已经量产。此外,在每年一度的由美国电子消费品制造商协会主办的国际消费电子产品展中,汽车的电子商品技术也成出不穷,在2014年国际消费电子产品展推出几款车产品:自动驾驶与驾驶辅助产品,比如宝马Connected,奥迪Piloted,博世自动泊车APP,NVIDIA处理器等产品;移动互联交互系统,比如奥迪全新MMI系统,通用4G战略,马自达等车载互联交互系统;可穿戴、携带设备,比如奔驰Pebble手表,奥迪平板电脑;新能源汽车技术,比如福特太阳能概念车,丰田FCV氢动力车。 2 汽车维修技术探讨 (1)汽车维修自动化的应用。自动化早在上世纪八九十年代兴起一个词语,这么多年一直是一个热点,经久不衰,各项各业竞相追逐的焦点,自动化技术一般融合电子技术、计算机技术、自动控制技术、系统工程等多种高精尖技术。自动化引入汽车维修,不但能提升汽修的效率和质量,还能节省人力和资源,提升汽修的整体效益。自动化技术的应用可以提供科学完善的应用平台,比如:自动化激光无缝焊接、自动调漆配色、自动化机器人维修,能提升维修质量和效率,能完成内容繁琐、工序复杂、技艺难点大的维修项目。 (2)汽车维修计算机控制技术的应用。计算机控制新技术是基于传统计算机技术的基础衍生出来的新型技术类型,当前,生产的家用型汽车多数都使用了行车电脑技术,使汽车具备了自己的思想和控制,计算机技术的发展和应用,是车发展的一个主流方向,在维修技术上,计算机的使用也是汽修技术创新的必然,计算机控制新技术包括智能执行器、时间计时器、网络控制器、电压稳定器等,都能为汽修技术所借鉴,电子稳压器在汽修应用很广泛。 (3)汽车维修网络通讯技术的应用。网络通讯技术在汽车维修上也逐渐受到人们的重视,一方面,网络通讯技术是现代信息技术的一种,也是智能化技术、数字化技术的基础,与汽车电气化一脉相承,另一方面、网络通讯技术应用于汽车维修,创新了维修思路与模式。如,GSN网络、网关控制器等是网络通讯技术的内容,成为现代汽修技术的辅助技能,能将汽修的信息、数据和资源进行汇总、传递,对网络信息应用现代汽修丰富了理论体系,具有重大的意义。 3 结语 无论是汽车新技术的应用还是新维修技术的应用,都是新的科学技术的应用,现代汽车正处于技术大融合的初级阶段,对于汽车行业的发展,必须参与到这次技术大融合的革命中,扩大自己的发展空间,实现汽车现代化的革命胜利。 汽车新技术论文:汽车新技术应用和维修技术探讨 【摘 要】随着时代的发展和社会的进步,现代高新技术已经应用到现代汽车上,汽车技术的飞速发展,也逐渐从舒适、节能、环保、安全等方面发展,满足人们的需求。而在汽车技术维修方面,也随着汽车新技术的应用而发展的新的维修技术,从自动化技术、计算机控制技术和网络通讯技术都体现出现代科技在汽修技术方面的充分发展和应用。本文从汽车新技术应用和汽车新维修技术两个方面进行探讨,为我们更好地在汽车新技术和维修方面拓宽视野,明确汽车发展的方向。 【关键词】汽车;新技术应用;新维修技术;探讨 0.前言 随着世界科学技术的不断发展,汽车已经成为人们出行的主要交通工具,多数人们在选择自己的爱车方面注重不同,选择对象也不同,有的重视安全、舒适,有的注重节能、经济,有的注重动感和享受,但无论哪种,都要首选技术含金量高的车辆,同价位,越新款的车辆,所含高科技技术越多,性价比也越高。 1.汽车新技术应用 1.1全铝发动机的应用 随着工薪阶层的人们对家庭用轿车需求越来越大,如何使车的安全性不变,发动机马力提升,耗油更低是工薪层买车的首选,这就关系到发动机的技术应用,全铝发动机新技术的应用,满足了工薪层的要求。当前,汽油发动机的缸体分铸铁和全铝两种,柴油发动机铸铁占绝大部分。当前,以德系车为代表的家庭用车,都已经采用全铝发动机,比如一汽大众的CC、高尔夫、迈腾、速腾以及全新捷达;上海大众系列的帕萨特、全新桑塔纳、朗逸、朗行等都使用了全铝发动机全新技术。全铝发动机具有多种优势,从使用来看,全铝缸体的优势就是重量轻,通过减轻重量实现省油。除了重量上的差别以外,在生产过程中,铸铁缸体和铸铝缸体也有很多不同。铸铁生产线占地面积大,对环境污染大,加工工艺复杂;而铸铝缸体的生产特点恰好相反,生产线占地面积小,对环境污染小;从性能上来看,功率损失小,马力提升幅度较大,最大轴距也提升,全铝发动机导热性和散热好。从耐磨受用上看,铸铁材质发动机和全铝发动机使用寿命完全一样,在国内,全铝发动机许多零件都是进口零件,国内组装的。 1.2 9AT变速箱新技术的应用 2013年度汽车科技中入候选名单的其中一项就是9AT变速箱的应用技术,所搭载的车辆是路虎极光、自由光,克莱斯勒200,奔驰E350等车型,9AT变数箱是时隔7年变速箱档位的又一突破。相比发动机技术的革新,变速箱方面的升级显得比较直观,随着档位数量的不断攀升,至今,这个数字已经突破到了9,打破了尘封7年已久的8AT时代,9AT是德国采埃孚以及戴姆勒集团引领变革的,其研发的代号ZF-9HP系列变速箱获得了世界第一台9AT的称号,9AT的精髓除了将前进档位升到9个以外,其更大的意义在于体积和重量均未增加,实际上ZF-9HP的尺寸与重量跟当前6AT基本相当,如果某一款横置发动机的6AT家用车想要升级到9AT,它并不需要对车内部机构作出很大的改变,便可以轻松实现升级。9HP28变速箱和9HP48变速箱最大承受扭矩分别是280Nm和480Nm,自重是78公斤和86公斤。9AT发动机相比8AT发动机,具有能让发动机处于最佳转速区间,保证动力输出,同时转速、燃油消耗等也处于在出色的位置,燃油经济性得到保证。 1.3车道偏离系统技术的应用 未来的汽车不但能识别车道标志线,还能识别印刷在车道上各种标志信息的条形码,车道偏离系统就是车未来发展的一项新技术,车辆偏离报警系统使用像照相机一样的传感器或者是雷达监视车道标志线,当系统检测到车辆正在附近车道标志线,而此时司机并没有发出变现信号,该系统会通过声音报警或座位抖动,方向盘抖动以提醒司机,使他们及时返回正道,同时驾驶辅助系统会自动介入,使车辆不会偏离车道。在将来,系统还会拓展功能,如协助司机变更车道避免在司机盲点区域发生碰撞。目前,在欧美已经使用此项技术,新雪铁龙C4和C5以装配此系统。此项技术的应用,可以在任何无意识的车辆偏离时为司机报警,使车辆立即得到修正;还可以避免潜在事故,提供司机没有注意到的道路信息,提升驾驶安全,减少人口密集地区的交通事故。 1.4 2014汽车电子系统新技术的应用 科技的进步在潜移默化而又翻天覆地的改变我们的生活。在不久的将来。汽车会成为手机、平板电脑一样的智能移动终端设备,自动驾驶让驾驶员也成为一名乘客,通过眼镜、手表这些穿戴设备也可以随时随地与车进行交流。目前,德、美、法等发达国家已经研制自动驾驶车辆,设定目的地,车通过GPS导航系统,设定行车路线,通过车载电脑系统和摄像技术,进行自动驾驶,达到目的地,目前,此项技术已经研发成功,正在试验阶段,没有批量投入使用,自动泊车系统已经量产。此外,在每年一度的由美国电子消费品制造商协会主办的国际消费电子产品展中,汽车的电子商品技术也成出不穷,在2014年国际消费电子产品展推出几款车产品:自动驾驶与驾驶辅助产品,比如宝马Connected,奥迪Piloted,博世自动泊车APP,NVIDIA处理器等产品;移动互联交互系统,比如奥迪全新MMI系统,通用4G战略,马自达等车载互联交互系统;可穿戴、携带设备,比如奔驰Pebble手表,奥迪平板电脑;新能源汽车技术,比如福特太阳能概念车,丰田FCV氢动力车。 2.汽车维修技术探讨 2.1汽车维修自动化的应用 自动化早在上世纪八九十年代兴起一个词语,这么多年一直是一个热点,经久不衰,各项各业竞相追逐的焦点,自动化技术一般融合电子技术、计算机技术、自动控制技术、系统工程等多种高精尖技术。自动化引入汽车维修,不但能提升汽修的效率和质量,还能节省人力和资源,提升汽修的整体效益。自动化技术的应用可以提供科学完善的应用平台,比如:自动化激光无缝焊接、自动调漆配色、自动化机器人维修,能提升维修质量和效率,能完成内容繁琐、工序复杂、技艺难点大的维修项目。 2.2汽车维修计算机控制技术的应用 计算机控制新技术是基于传统计算机技术的基础衍生出来的新型技术类型,当前,生产的家用型汽车多数都使用了行车电脑技术,使汽车具备了自己的思想和控制,计算机技术的发展和应用,是车发展的一个主流方向,在维修技术上,计算机的使用也是汽修技术创新的必然,计算机控制新技术包括智能执行器、时间计时器、网络控制器、电压稳定器等,都能为汽修技术所借鉴,电子稳压器在汽修应用很广泛。 2.3汽车维修网络通讯技术的应用 网络通讯技术在汽车维修上也逐渐受到人们的重视,一方面,网络通讯技术是现代信息技术的一种,也是智能化技术、数字化技术的基础,与汽车电气化一脉相承,另一方面、网络通讯技术应用于汽车维修,创新了维修思路与模式。如,GSN网络、网关控制器等是网络通讯技术的内容,成为现代汽修技术的辅助技能,能将汽修的信息、数据和资源进行汇总、传递,对网络信息应用现代汽修丰富了理论体系,具有重大的意义。 3.结语 无论是汽车新技术的应用还是新维修技术的应用,都是新的科学技术的应用,现代汽车正处于技术大融合的初级阶段,对于汽车行业的发展,必须参与到这次技术大融合的革命中,扩大自己的发展空间,实现汽车现代化的革命胜利。 汽车新技术论文:汽车铝质车身材料修复新技术研究 摘要汽车车身板材的铝合金材料可塑性好、强度高,是许多汽车生产商的首选新型车身材料。但其溶点较低、可修复性差,文章结合实际,对铝质车身修复应具备的条件及车身整形与校正进行了阐述,重点对铝质车身焊接工艺进行了分析研究。 关键词铝质面板;焊接;修复 中图分类号:TG156 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)12-0061-02 当前,汽车发展技术突飞猛进,为减少油耗,汽车轻量化成为汽车企业追求的目标,而轻量化重要的措施就是减少车自身重量。因此,铝和铝合金以及镁和镁合金等轻质金属及合金逐步取代原来的高强度钢板。同时,铝车身钣金有明显的优势,不但节能降耗,环保,防锈,而且安全舒适,相对载重能力大。装配与效率高。但是铝车身钣金也存在不足,在整个车身维修过程中难度大。因此汽车铝质车身材料修复新技术是当前汽车修复行业重点研究课题。 1铝质车身修复应具备的条件 1.1 使用铝车身焊机与外形修复机 铝制材料熔点不高,在焊接中很容易发生变形,因此,焊接铝质车身时,应使用专用的低电流焊机。外形修复机使用的介子钉拉伸器专用修复机。 1.2 使用专用铝车身维修设备 铝车身维与钢板车身维修有很大的区别,铝材料车身一般使用用铆接的维修措施,这样的维修需要强力铆钉枪。同时,为预防表面都被铁屑的嵌入造成铝制车身出现成腐蚀现象,修复铝材料车身的工具一定要专用。 1.3 防爆集尘吸尘系统 在打磨铝材料车身时,要防爆集尘吸尘系统,对产生很多铝粉及时收集,保护对人体健康,预防燃烧与爆裂。 1.4 独立的维修空间 铝材料车身修复工艺要求,为保障汽车维修质量与维修操作安全,避免发生铝粉产生污染与爆炸,在铝材料车身修复时,应在单独铝车身维修工位上进行。同时,维修人员要具备维修铝车身的维修技术,对定位拉伸、焊、铆、粘铝材等工艺能熟练掌握。 2汽车铝质车身整形与校正 铝质板件厚度虽然远大于钢质板件,但其熔点远比钢板小,因此,铝质板件在加热时,变形会随时发生。甚至在强行修复时铝质板件会发生裂纹,严重时会断裂,所以在更换铝质结构件时,连接处通常采用粘接或粘接、铆接共用的措施。 2.1 铝质面板的整形 铝材料具有较强的可延展性,因此,其遭到敲击产生变形后,原来的形状和尺寸一般难以恢复。因此,在铝质车身面板整形时,为减小铝材料延伸特性,在进行碾锤错位敲击时,敲击工具选用木锤与橡胶锤。正位敲击需要进行多次轻敲,以缩小坚硬折损处弯曲的可能性,防止铝材的损伤程度加大。对铝质车身隆起部位修复,为能释放出撞击产生的应力,通常要进行弹性敲击。 2.2 铝质面板的校正 在校正铝材料车身面板前,为加大其可塑性,一般要对其进行加热。加热之前,在铝材料车身损伤部位四周,要涂上个半径20 mm~30 mm的环状热敏涂料,这样在加热过程中,就能够通过热敏涂料颜色的变化进行温度监控。一旦面板出现延伸现象,及时通过热收缩措施进行处理。为避免过度的收缩导致板材变形现象,维修人员在操作时,应逐渐将收缩部位进行冷却,同时,铝板修复时勿用收缩锤或收缩垫铁,预防损伤部位开裂现象。 3汽车铝质车身焊接 铝合金汽车车身电阻电焊工艺: 铝合金汽车车身电阻电焊是将焊件装配成搭接接头,并压紧在两柱状电极之间,利用电阻热熔化母材金属,形成焊点的电阻焊方法,其主要用于薄板焊接。 3.1 焊前表面准备 铝合金汽车车身在进行铝焊接前,操作人员先按操作规范的要求穿齐好劳保防护用品,然后根据汽车的车型,确认车身的铝合金的成分。具有均匀高强度和良好外貌的焊缝,取决于工件之间均匀的表面电阻。因此,在对铝合金车身焊接前,要对车身焊接部位进行清洗和清除氧化膜,一般使用石蜡或油脂清除剂。对于有涂层部分,可用砂轮机磨去周围的涂层,让表面完全裸露处理。操作中必须严格按相关技术规范进行操作。 3.2 焊接过程 铝合金车身一个循环焊接分五大步骤:一是施加电极压力。即对焊接工件装配完毕后对电极压力进行施压,焊接工件装配。为减小焊件变形必须注意:避免应力装配,装配间隙应符合要求,焊机,上下电极轴心应在同一垂在线,上电极的行程(上电极端面至焊件上表面的距离)调至5 mm~6 mm为宜;二是通电流。焊接部位通过电流后,产生电阻热,焊接的两部分发生熔化,并逐步形成熔核,焊接表面保持与电极垂直;正确选择焊接顺序和方向;尺寸长刚性小的焊件应采用夹具或在托架上施焊;三是停电流。对焊接部位撤销电流后,熔核立刻凝固,焊点连接完成;四是保持电极压力。熔核凝固形成焊点实现连接后,为保证焊接质量,电极压力要继续保持一段时间,五是撤去电极压力。电极压力被撤销后,一个焊接循环结束。 同时注意,缝焊气密焊缝焊接中,整个焊接过程应尽可能不中断,如中断接头处焊缝应重迭15 mm~25 mm。选择焊接规范参数时尽量选用小的电极压力;焊接过程防止焊件过热;焊接表面保持与电极垂直,正确选择焊接顺序和方向,尺寸长刚性小的焊件应采用夹具或在托架上施焊。图1为点焊过程示意图。 图1电阻点焊过程示意图 3.3 焊接规范 一般情况下,铝合金车身进行焊接,通电时选择的是短时间大电流,高压的焊接技术,但为增强焊接质量,减小点焊接头强度的波动、防止飞溅和减少粘电极等不利焊接的情况发生,也可采用附加调节波峰和波谷的电流波形,波谷电流通常为衰减电流;实际应用中,还经常采用比焊接压力大的预压力和顶锻压力的两级加压方法,以控制点焊接头强度的波动和防止焊核内部产生缺陷。 采用三相低频或三相整流式焊机焊接时的焊接规范,包括焊接电流及其通电时间、衰减电流及其通电时间、焊接压力、顶锻压力和延时加压时间等许多参数。焊接过程中发现焊接缺陷,应停止焊接,找出原因并予以排除。须改变焊接规范参数时,单个参数变化不超过选定的值10%,多个参数变化应不超过50%。图2为点焊焊接规范示意图。 图2点焊焊接规范示意图 4结束语 总之,节能、环保、安全,轻量化是汽车发展的趋势,而汽车车身使用铝合金材料是这一发展趋势的重要途径。目前,我国在铝合金、镁合金、钛合金、塑料、陶瓷等轻质材料的焊接工艺技术上落后于一些发达国家,因此,大力研究铝合金等材料的电阻的焊接工艺与焊接技术对提高民族汽车工业的竞争力具有重要意义。 作者简介 张文金(1974-),男,四川仁寿县人,讲师,工学硕士,研究方向:机械制造与维修。 汽车新技术论文:汽车新技术的应用现状与发展趋势研究 摘要 随着社会的进步和科学的发展,汽车成为了人们必不可少的交通工具,这就使汽车新技术在应用上逐渐发展。汽车新技术的开发使汽车安全性能提高,使得汽车的操作性能趋于简单化,并逐步成为了汽车在未来发展的决定性因素。本文针对汽车新技术的概念分析,对汽车新技术的几个方面进行逐一简述,在最后结合汽车新技术发展对汽车未来的影响进行研究,让我们清楚了解到汽车在未来的发展道路。 关键词 汽车新技术;应用现状;发展趋势 0 引言 伴随着汽车的出现,人们告别了马车和人力推拉时代,这给人们生活带来了方便性。不同时期人们对汽车的要求也不尽相同,汽车技术在科学技术的发展下实现了飞速发展,小巧和方便及人性化成为了当代人们对汽车的喜好重点。由于步入21世纪,全球都进行了新一代的工业创新改革,安全、舒适、节能减排成为了当代各行各业发展的重心,由此,使汽车领域在各个方面发生了巨大的变化,推出了一系列新式汽车技术,逐渐改变了世界和我们的生活。 1 汽车新技术的判定 1.1 汽车新技术的概念 对汽车新技术的概念认知,是汽车新技术发展情况和开发技术的重要基础问题之一。对于汽车生产企业发展的确定,及汽车开发技术人员的研究,选择怎样的汽车技术,都需要了解汽车新技术的概念界定。汽车新技术的概念界定在于新技术的概念,因此,要了解新技术的概念是基础问题。新技术的概念在于首次使用的技术,或者是在原来技术的基础上,经过创新和改革,或已有的技术产生突破性进化,这就是新技术。新技术的发展与时间和地区都是有联系的,对于实验阶段和初级阶段使用的技术都可以称为新技术,这也就使新技术在不同的地区具有不同的概念定义。由此可以知道,新技术的发展会随着时代的变化而逐渐被替代。因此,汽车新技术的概念也就可以界定为:在某个时间和空间中第一次出现,或者是在传统汽车技术之上进行创新,使汽车在部分性能上获得突破进展的汽车技术,就是汽车新技术[1]。 1.2 汽车新技术的特征 1.2.1 技术的创新 由于市场需求和人们的生活变化,促使人们在汽车技术发展中开展研究和试用,由此而出现了大量的汽车新技术,例如:防抱死制动系统、碰撞预警系统、感应控制系统以及安全气囊等都使汽车的发展具有舒适性、安全性以及可操作性。除了这些技术外,对于汽车自身的零件和汽车制作工艺等都突破了传统汽车技术,从这里可以看出,汽车新技术的诞生就是为了服务社会广大消费者的。 1.2.2 汽车知识与其他知识领域相结合 在如今汽车技术的发展下,其已不仅仅是机械工业的代表,而是需要多种领域的共同融合,例如:电子技术、人体工程技术、计算机技术、互联网应用技术等多种领域为一体,才能使汽车新技术的发展得到飞快进步,这也就使汽车技术的工作人员不是单一的机械人才或单一的电子产品人才,而是需要具有多种才能的人,除了具有汽车基础理论知识外,还需要掌握电子机械类知识,并且对于汽车的性能有足够的了解。 2 汽车新技术 2.1 碰撞预警系统 碰撞预警系统的特点在于:可以在任何情况和环境下,将危险情况反馈给驾驶者,并且综合多种预警系统为一体,有效的减少碰撞事故的发生。在实际驾驶情况中,可以将碰撞预警系统分为四个部分:第一为前方预警,即可以防止发生车俩碰撞,并且使驾驶者采用安全合理的跟车方式;第二为车道偏离预警,即可以使初级驾驶者在道路上以正常直线进行驾驶,不会使车与路边造成事故;第三为车距监控预警,即可以对车与车之间进行安全距离警报;第四为后车追尾预警,即可以使驾驶者在受到后方车俩追尾时不会产生慌乱[2]。 2.2 生物燃油技术 由于当前社会和经济的飞速发展,能源的储藏量逐年下降,这就使汽车的发展面临极大的挑战,研究和开发新能源成为了全世界重要课题之一。在此基础上,汽车新技术的开发采用生物燃油技术使汽车发展得到极大提升。生物燃油是来自于自然界或人为培养的物质,并被作为汽车的动力源泉,具有节能减排和循环利用性能,这成为了各国备受重视的研究项目。通过工业原料与动植物油发生化学反应,在经过处理就可以获得生物燃油,并且,部分材料可以反复使用。由于生物燃油的制造技术并不复杂,因此,世界各国逐渐将其改变为汽车的动力能源,并且使生物燃油逐渐市场化。 3 汽车新技术的未来发展 当前,汽车的发展现状是呈现出多元化融合的新时期,当代汽车处于融合的初始阶段,因此,汽车的发展,需要融入目前技术改革时代,这样才会使现代汽车的发展空间得到极大提升。未来汽车的发展空间在于以下两点:对于新能源的开发程度太低,在当前的市场推广性不强,采用柴油驱动可以使汽车的发展越来越强,由于柴油的经济效益低,排放污染物的效率低,使得柴油发动机深受人们的喜爱。由此可以知道,在未来的汽车发展中,柴油发动机逐渐将会占领汽车发动机的市场;对于汽车的发展,另一重要的问题在于生产汽车的材料问题,目前在当代汽车的生产中,已逐渐采用轻质并且安全防护性能高的材料来进行汽车的生产,这样可以使汽车的质量减轻,相对应的消耗油量则会降低,并且逐渐采用汽车内部小空间发展,使汽车具有更强的舒适性[3]。 4 结论 汽车作为交通运输重要工具之一,逐渐成为了人们生活的重要组成部分。汽车的发展,使自然资源急剧消耗,给环境带来了极大伤害,并且产生的社会问题也逐渐加大。因此,在汽车设计人员除了达到汽车设计的舒适性和安全性以及个性化以外,更要注重对于自然环境和当前社会发展的需求,不断打破原有的设计理论,开创适应时展的新式技术。 汽车新技术论文:电动汽车―锂离子电池隔膜最新技术进展 摘 要:电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶的汽车。由于它本身不排放污染气体到大气中,即使按照所耗费的电能换算成发电厂的排放,其排放也远远低于目前的汽油汽车排放。目前电动汽车的车载来源是动力电池,主要有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。由于锂离子电池具有能量密度高、充放电循环使用性能优越、无记忆效应和以及电池中的化学物质对地球环境友好等特点,已逐步替代传统铅酸电池、镉镍电池和镍氢电池, 成为动力电池的首要选择。 关键词:EV锂离子电池隔膜;技术要求;主要研制方法;发展展望 电池隔膜是锂离子电池的重要组成部分,被认为是电池的"第三电极", 置于电池正负两极之间,起着阻隔正负极接触允许电解液中的离子自由通过的作用,是锂离子电池的优秀部件。目前市场化的锂离子电池隔膜主要是以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃隔膜,包括单层PE、单层PP,三层PP/PE/PP复合膜,而从制法区分,又可分为干法和湿法两种制成方式。虽然目前锂离子电池隔膜的产品质量已经有了按明显的提高,但汽车用锂离子电池已经对隔膜提出了更高的要求:更高的透过性,更好的耐热性,优秀的力学性能等,这些问题关系着隔膜的品质高低,直接影响着锂离子电池的健康发展。 1 EV锂离子电池隔膜的技术要求 在现有的车用锂离子电池中,由于单个单体电池的容量还不够大,所以人们提出了电池组的概念:将几十个单体电池进行串联或者并联,从而到达汽车所需的容量和功率。然而,电池组概念的设计使锂离子电池的安全等性能受到严重挑战,因此动力锂离子电池厂家对电池隔膜提出了越来越高的要求。 动力锂离子电池对隔膜的性能要求如下: 1.1 化学稳定性。隔膜材料在电解液中必须具有良好的稳定性,耐强酸、强碱、电极活性物质的腐蚀,不与电池中的物质发生化学反应。 1.2 厚度均匀性。厚度均匀性是各种类型的锂离子电池隔膜都必须追求的重要质量指标,厚度均匀性差的隔膜弓形、飘较为严重,影响电池厂家的电芯卷绕,同时不良的电芯卷绕给电池带来安全隐患,一般要求控制在±3微米以内。 1.3 离子透过性能。隔膜材料必须具有良好的离子通过性能,表现在具有较高的透气度和孔隙率,均匀的孔径分布,合适的孔尺寸。透气度越好,意味着隔膜材料中导通孔越多,离子传导性能就较好,隔膜内阻就小。孔隙率与透气度有一定关系,一般孔隙率越高,透气度也就越好,电池的充放电性能也越好。但并不是孔隙率或透气度越高越好,因为孔隙率太高隔膜易收缩与软化, 力学性能不足,对电池的安全不利。孔径分布要求越均匀越好,均一的孔径有助于避免大功率放电时电流的不对称导致电极性能的衰减。孔尺寸太大,电流的遮断性能不好,在热的作用下起不到很快关闭电流的作用。 隔膜在电解液中的吸液性能对离子的透过性能影响显著,这里有两个技术指标:吸液速率和吸液量。充足的吸液量有助于隔膜降低内阻,提高离子投过性能,快速的吸液速率有助于提高电池的充放电速率。 1.4 机械性能。隔膜的机械性能主要指隔膜的拉伸强度和穿刺强度。通常锂电池电芯的卷绕需要隔膜具有一定的拉伸强度,一般要求在100Mpa以上。穿刺强度是指使用专用试验针刺穿薄膜时所需的力,穿刺性能的好坏关系着电池发生短路的几率。在锂离子电池充放电过程中会有部分金属锂离子被还原并在负极处析出,形成锂枝晶,而这种枝晶会刺穿隔膜导致正负极材料接触而发生电池短路。所以,隔膜的穿刺强度是电池安全性的一个重要指标,一般要求穿刺强度在400g以上。 1.5 耐热性能。由于锂离子电池在使用过程中会有较多的热能放出,尤其在短路或者过充电的时候释放的热量会更多,所以通常需要隔膜在高温时具有较好的尺寸稳定性,防止因隔膜的热收缩而使电芯中的正负极裸露接触而发生短路。另外,隔膜还要具有较低的闭孔温度和较高的破膜温度,为锂离子电池提供额外的安全保护。闭孔温度是指隔膜微孔闭合时的温度,当电池放生短路时会产生大量的热,温度达到聚烯烃隔膜熔点附近时,高分子链的无规则迁移将关闭微孔,从而遮断内部电流起到安全防护作用。破膜温度是指电池内部温度进一步上升,达到隔膜破裂电池短路的温度。所以为了提高电池的安全性一般要求破膜温度要尽量高,与闭孔温度的温度差越大越好,动力电池隔膜一般要求破膜温度在170℃以上。 2 国内外汽车用锂离子电池隔膜的主要研制方法 目前市场上的聚烯烃隔膜耐热性不足,在高于聚合物熔点10-20℃即发生熔融破裂,在170℃发生非常严重的收缩,很难应用于汽车用动力锂离子电池中。所以目前国外普遍研究的课题是通过各种技术手段提高隔膜的耐热性能,以下是目前主要采用的研究方法。 2.1 涂层技术。涂层技术是指以聚烯烃隔膜做为基膜,在其表面涂覆一层或几层耐热材料而制备的微孔膜。基膜要求具有较低的闭孔温度,聚乙烯隔膜以其优越的电流关闭性能成为首选;又由于在聚烯烃隔膜表面涂覆耐热材料时很难避免不堵塞隔膜的微孔,所以选用的聚乙烯隔膜通常要具有很好的孔径分布和孔隙率。耐热材料通常选用无机物或者无机物与有机物的混合物,可以选用的无机材料有SiO2、Al2O3、MgO等。 在国外,日立麦克赛尔公司利用其磁带制造等方面积累的技术,在聚烯烃微孔膜表面涂布板状的无机粒子,用来研制动力电池隔膜。日本帝人公司利用其芳纶纤维方面的技术优势,将氧化铝和芳纶纤维混合溶解后制成浆料涂覆在聚乙烯隔膜表面,具有很好的耐高温性能。 2.2 湿法共混技术。湿法共混技术是目前技术难度较高的一种电池隔膜制备技术,主要是在湿法聚乙烯配方体系中混入无机粒子,然后通过双螺杆挤出机熔融挤出、流延铸片、拉伸成膜、萃取干燥等工艺,从而制得耐高温锂离子电池隔膜。该技术的难点是物料体系在双螺杆挤出机中的熔融混合,螺纹组合的排布对塑化效果影响显著。在此领域比较有代表性的公司有日本旭化成和东燃化学,但由于这些隔膜价格高昂,目前国内很少有厂家使用。 2.3 干法多层技术。干法多层技术即指目前市场上使用较广的干法PP/PE/PP三层隔膜,该技术目前被美国Celgard、日本宇部所垄断,国内短时间很难形成突破。由于此类隔膜的耐热性能仅靠外层的聚丙烯来提供,而聚丙烯的熔点只有160℃左右,所以该类隔膜不能保证170℃以上的熔破温度。 2.4 Separion隔膜。德国Degussa公司结合无纺布的柔性和无机物良好热稳定性的特点,在纤维素无纺布上复合Al2O3 或其他无机物,形成了Separion隔膜的产业化。该隔膜熔融温度可达到230℃,在200℃下不会发生热收缩,具有较高的热稳定性。 2.5 静电纺丝。以静电纺丝技术制备非织造布膜是近年来最新的研究方法。静电纺丝主要以耐热材料PVDF做为基体,所制得的纤维最主要的特点是纤维直径很细,具有高的比表面积,且所得亚微米级纤维堆积而成的层状膜具有较高的孔隙率和优异的离子电导率。中科院理化技术研究所、清华大学等都做了大量的工作并申请了专利,但还没有关于产业化的信息。 3 关于汽车用锂离子电池隔膜的发展展望 汽车用锂离子电池隔膜的发展主要是随着汽车用锂离子电池的市场变化而发展的。从目前的发展现状来看,汽车用锂离子电池发展的步骤是:高安全低成本高功率。高安全要求隔膜具有较高的力学强度、良好的热尺寸稳定性、合适的闭孔温度和较高的破膜温度;低成本要求隔膜具有较低的厚度,较为广泛的国产化;高功率要求隔膜具有高孔隙率、良好的浸润性,这有助于提高电池的使用性能。 电动汽车的健康发展离不开汽车电池的高度安全,充满安全隐患的电动汽车在市场上将无人问津,其大规模的产业化更无从谈起。随着电池技术的进步,当安全得到了有效保障,新能源汽车高昂的价格依然会让广大消费者望而却步,尽管目前还可以依赖政府的补贴,但最终电动汽车市场必须依赖产业的自我救赎,所以,降低成本就是刻不容缓的重要任务。 汽车新技术论文:探讨汽车行业的涂装新技术与节能效果分析 摘要:涂装可以说是工程机械制造过程中的一个很重要的环节,具有很强的特殊性。良好的涂装不仅可以提升产品的质量,更可以美化产品的外观。尤其是在现在这个市场经济越来越发达的今天,单单靠产品自身质量想要取胜已经远远不够,产品的外观越来越成为影响产品销量的决定性因素之一。工程机械涂装是一项细密而繁杂的工作,对于技术条件要求比较苛刻。 关键词:汽车;涂装设备;节能 1.汽车涂装设备未来发展 当今世界飞速发展,人民生活水平的日益提高,越来越多的汽车、电器正快速走进世人的生活。人们在购买这些产品时,不但考虑其性能质量,对其外观质量也越来越重视。涂装是表面保护中所采用的最基本、最广泛、最有效的手段,涂装质量直接关系到产品的竞争力和市场开发。喷漆室是提供涂装作业专用环境的设备,在喷漆室中制造出适宜的人工环境。用以满足涂装作业对环境的温度、湿度、照明度、洁净度的要求,保护操作者的安全卫生和治理涂装作业的废物排放,保护环境免遭污染。 2.汽车涂装新技术新设备节能措施 汽车行业作为规模化的支柱性产业,全球化的发展趋势越来越明显,为用户在当地生产全球相同标准的汽车产品、提供便捷的服务是各个汽车公司的追求。技术的开发及成熟过程在本部完成,只有做到涂装工艺标准化、生产要素和管理统一化、生产技术平台化,实现工厂和管理的全球复制,这样才能达到质量、成本和效率的最优化。 在汽车涂装中,由于国内汽车厂的生产量小,多数厂尚未采用自动静电涂装,涂料利用率低,而且采用的涂料大多不是高固体分涂料,单位面积所消耗的涂料量和有机溶剂排放量均较大,见表1。对轿车金属闪光漆,单位面积有机溶剂挥发量在185 g/m2以上,超过欧洲对老厂改造排放标准的2倍以上,相当于欧洲新建厂标准的4倍。环保法规促使涂装材料向少公害、无公害方向发展,水性中涂、水性面漆和不含禁用物质涂装材料产品的成熟及其应用普及,标志着涂装的高“三废”排放时代即将过去。应用硅烷或锆盐前处理材料,无铅、高泳透力和高平滑性阴极电泳漆,高性能自泳漆,粉末涂料,水性中涂,水性底色,高固体分清漆,水性修补漆等一系材料,可以在满足越来越高质量要求的前提下,彻底结束涂装排放大量重金属和有机挥发物的历史,实现革命性的跨越。由于受原有涂装线条件、涂装材料供应、涂装生产控制技术的匹配及涂装成本等因素制约,环保涂装材料的普及过程在过去十几年进展相对较为缓慢。前述节能、高效新技术的应用加快了汽车涂装少公害、无公害的发展进程,“三湿”、“免中涂”等紧凑工艺已经成为新一代典型的车身涂装工艺,被全球各大汽车公司作为新的标准工艺采用。另外,塑料件在车身上的应用比例越来越大,由于低温固化(80 ℃、20 min)工艺有助于实现塑料件与车身共线涂装,同时又可降低烘干能耗,因此应用高性能的低温固化双组分聚氨酯涂料将成为一种趋势。 3.汽车涂装节能分析 在汽车车身的电泳涂装过程中,其节能关键技术的研究可从涂装工艺、涂装设备和涂装管理三方面展开。 3.1.涂装工艺的节能关键技术 汽车车身涂装的工艺流程主要为前处理、烘干、涂装和后处理,而当前节能技术的应用主要集中在前处理、烘干和涂装工序。 3.1.1.前处理工序 3.1.1.1.采用短时间磷化处理工艺,以缩短磷化处理时间,减少磷化药剂耗量,降低运行费用。浸渍式磷化处理时间一般为120-180s,日本已经开发出可缩短到72s的磷化工艺,与现行工艺相比,可将运行费用降低20%左右。 3.1.1.2.采用新开发的无磷化、节能、环保型预处理工艺替代现行的磷化处理工艺。如,德国凯密特尔公司的OXSAM技术和日本汽车公司采用的无磷预处理工艺,通过减少前处理工序内容,缩短工艺时间,降低工艺温度,可缩短前处理设备长度,减少设备投资和运行费用。 3.1.2.涂装工序 3.1.2.1.湿碰湿“3C1B”涂装工艺与传统的“3C2B”涂装工艺相比,取消了对中涂层进行打磨擦净的工作量,中涂材料消耗降低了20%左右;减少了中涂打磨、擦净、喷涂、烘干等涂装设备的投资和占地面积;生产效率提高,能耗节省40%左右。 3.1.2.2.另一种新的涂料工艺是在预处理后,在车身外表面直接喷粉,然后再电泳,以增强内腔防腐,然后再喷面漆。 这种工艺所喷的粉末为聚酯粉末,喷粉后膜厚可达70μm以上,可以免去中涂工序,并大大增强了防腐蚀能力和抗打击能力,同时可节省约60%的电泳漆。 3.1.2.3.在涂装过程中应用涂料循环技术,如超滤法、冷却法和静电吸附法回收水性漆技术、过喷漆雾的水性漆回收技术及粉末浆再循环利用技术,可使涂装线的涂料利用率得到很大提高。另外,阴极电泳涂装线可采用闭路循环,用超滤液冲洗电泳工件,这样可大大降低电泳冲洗废水的排放量,且可回收电泳漆,节省电泳漆约30%。 3.1.3.烘干工序 3.1.3.1.车身涂层烘干采用辐射加对流形式或采用循环对流加热方式。 辐射加对流形式即烘干炉前端为辐射加热区(约占全长1/3),后端为对流加热区,这样就加快了工件升温速度, 缩短工件升温时间,不仅节能,而且涂层表面干的较快,可防止灰尘沾附在湿涂层上,有助于提高涂层外观质量。在一些涂装生产线上,烘干室采用循环对流加热方式,炉膛空气重复循环,有机物气体含量高时需要不断排出,以维持其浓度不超过爆炸极限。 但这些排出的气体温度高并且含有可燃气体,一般经过处理后才能排放。 因此,国内外通常进行尾气燃烧-能源综合利用方式进行节能。 3.1.3.2.采用高红外烘干技术。在车身涂装线上用高红外技术改造烘干炉的升温段,缩短工件升温时间和提高烘干温度,以解决因链速加快、底漆固化不良而影响涂层耐蚀性的问题。 作者简介:何翔(1974.4-)男,重庆长安铃木汽车有限公司,职称:中级工程师。 汽车新技术论文:应用现代高新技术推动汽车维修业发展 [摘要] 从互联网络、先进设备、团队素质和智能管理等方面入手,初步探讨了现代高新技术在推动汽车维修业发展中的作用。认为:汽车维修业只有应用高新技术才能顺应时代的需求,才能开拓广阔的市场。 [关键词] 高新技术 汽车维修业 理念更新 随着汽车工业的迅速发展,电子燃油喷射系统,GPS导航定位系统、ABS 防抱死制动系统、SRS安全气囊系统、电子控制自动变速箱系统、空气悬挂系统、四轮转向系统、自动巡航系统、牵引力控制系统、自我诊断系统等一系列高新技术,不断完善着汽车的性能,如今展现在我们面前的汽车是一个集现代文明和智慧的高科技产物,而这个高科技产物,还在不断地向高科技领域纵深发展。因此,汽车维修已不再是简单的零件修复,汽车故障诊断不再是靠眼看、耳听、手摸来实现,维修工的培养也不再是师傅传、帮、带的简单过程。而应该是不断更新汽车维修理念,采用智能化管理手段,迅速培养高素质人才,利用各种新技术,准确无误诊断出故障所在,才能与当今汽车维修的高科技特征相适应。 1 互联网络与汽车维修 传统的汽车维修资料信息查询, 主要借助于图书、杂志、期刊等, 而这种查询方法存在着信息量小、查询速度慢、资料更新迟缓等局限性。而当今中国经济迅速发展,大量涌入国内的进口汽车和迅速更新换代的国产汽车,其技术的高新复杂和维修资料的繁多,对于普通维修工来说, 常常会因查找繁琐、最新维修资料缺乏,给维修工作带来很大的困难。就汽车维修技术人员而言,知识技术、经验以及对信息的全面掌握,越来越显示出自身的局限性。要解决这一不足的方法,就是实现汽车维修互联网络。 汽车维修互联网络的实现,彻底打破资讯传递在空间、时间上的局限, 能在第一时间最全面、最快速地将资讯传递到地球上的每一个角落,能随时需要,随时提取,简单快捷。还可以迅速、快捷地提供汽车维修检测设备、汽车维修资料、汽车配件、汽车维修技术与管理人才等方面的供需信息, 使企业经营者和管理者能够及时获得信息, 作出正确的选择和决策。 此外,家喻户晓的互联网为汽车维修技术人员提供了技术讨论、经验交流的平台。维修技术人员们可充分利用这一平台,讨论汽车故障诊断过程中出现的疑难杂症、原因、诊断、排除方法,交流维修过程中的经验、心得。既打破了传统技术保守、固步自封的现象,又可在团结协作中加速汽车维修技术人员整体技术水平的提高。远程汽车维修技术培训的机会,也给需要不断吸取新技术和新知识的汽车维修技术人员提供了又一条进修途径。 2 先进设备与汽车维修 传统的汽车维修主要靠常用工具、量具加上人体的器官感觉,再经过人脑的分析判断来确定故障,排除故障。通常将这种方法称作人工经验法。修理工们为了熟练掌握并不断提高这种经验,不惜花费一辈子的时间。数代人不断摸索、归纳、总结出来的一套套修车方法对简单的机械装置汽车是行之有效的。但在汽车快速更新换代的现今,随着电子技术、高科技产品在汽车上的运用,人工经验和简单工具已远远跟不上汽车发展的步伐。为适应现代汽车维修业发展的需要,大量先进维修设备应运而生,如各种解码器、示波器、随车自诊断装置、电脑综合性能检测仪、四轮定位仪、调表仪、数据专家、多功能电喷维修机、汽车零件清洗机、免拆式刹车碟/校正光碟机等等。这些先进的维修仪器能对数据自动处理,准确显示故障代码,分析、判断、确定故障部位,并能自动显示、打印维修作业项目,减少维修的盲目性。而先进的维修工具可以简单、快捷、准确、省时、省力地帮助维修工完成操作过程,安全可靠。所以,在汽车维修过程中充分利用先进仪器和设备势在必行。 3 团队素质与汽车维修 维修人员的技术水平和业务素质直接影响汽车维修业的发展。据中国汽车维修行业协会调查显示:在汽车维修技术工总人数中,初中以下文化程度的占38.5%,高中文化程度的占51.5%,大专及以上文化程度的仅占10%。这样一支文化水平低下的团队,如何迅速掌握高新技术?如何掌握先进电控设备操作?又如何能在短时间内将之运用到汽车维修过程中呢?现代汽车维修业要求合理配备一支具有高文化素质、高职业道德、掌握高新技术的维修团队。这样的团队一般由技术总监、工程师、技师、维修工组成。技术总监在修理厂是绝对的技术权威。他必须全面掌握汽车理论与维修理论,具有丰富的实践经验、沉着冷静的心态,能理智分析、判断故障,排除故障,并要具有培养新人的能力。工程师必须熟练掌握电脑操作,掌握汽车结构、原理、现代电控技术、液压控制技术,参与车辆进厂诊断――确定维修范围――编制维修工艺――指导修车――竣工验收全过程的工作。技师应能熟练掌握和使用智能化的仪器设备来检测诊断和维修现代轿车出现的故障,能组织、指导维修技术工人实施维修工作。维修工必须具备相应的职业资格,能胜任相应的工作岗位。有了这样一支高技术高素质的团队,再加上各司其职、各尽所能、团结协作,维修业的发展大有希望。 4 智能管理与汽车维修 对现有的汽车维修企业而言,不断追求完善的管理制度、智能化的管理方法、精确的数据分析以及完备的服务,就意味着与时俱进,意味着扩大盈利。 首先,对维修车辆的跟踪管理。售后服务的好坏已然成为人们关注的焦点。利用智能系统建立完整准确的客户及车辆档案,记录车辆维修的时间、部位、故障原因等项目,随时提醒客户进行维修、保养和零件的更换。一系列恰当的管理,消除工作方面的一些失误,提高工作效率,有利于提高客户的满意度。对于实力雄厚的维修企业,还可以通过先进的通讯手段,对车辆进行动态跟踪,特别是远行车辆中途故障时,能及时判断其位置,通知最近维修点给予公路救援。这样的管理为长期、灵活的客户服务奠定基础,体现了现代汽车维修的及时性、完整性、长久性。 其次,对先进设备的配备和科学管理。利用智能系统可简单、快捷地了解汽车维修先进设备的信息;及时更新、调配,建档、制定保养管理制度;网上订货、转账、快递也给设备购置提供了简单、快捷的服务。即省时、省力,又可全面监控。 最后,对技术工人的高效管理。一支高技术高素质的维修团队,需要一套合理的人性化管理方案进行规范限制。利用智能系统,建立人力资源管理档案,记载每个员工的详细资料,如:家庭、经济收入、学历、爱好、特长等,可随时了解每个员工的近况,掌控技术力量的配置、并根据需要对工人的技术、管理理念、服务意识、新汽车、新设备发展动态等相关知识定期更新与提高。因此,工人培训定期化也是工作计划的一部分,可通过内部培训、外部培训、网络培训等方式来实现。此外,制定合理、公平、具有激励性的分配制度,经常性地开展有利于员工身心健康的活动可以提高员工对企业的忠诚度。善待员工就能争取客户,争取了客户就能赢得市场,有了市场才能有企业的一切。 综上所述,要使汽车维修业顺应时代的需求,迅速发展。汽车维修业的发展就要与当今汽车维修对象高智能化、维修、诊断专业化、维修咨询网络化、维修设备现代化、维修管理智能化的发展趋势相适应。 汽车新技术论文:汽车照明安全节能新技术 [摘要] 汽车照明系统对汽车安全起到了主动预防作用,无论是白天还是夜晚,汽车外部照明和内饰照明都起到了十分重要的作用,同时考虑节能环保的要求,出现了很多汽车照明安全节能新技术,本文介绍了包括疝气灯、LED灯、光纤照明、智能车灯,还有自适应前照灯系统和前照灯自动调平系统等先进的前照灯安全技术。 [关键词] 汽车照明;安全;节能 引言 近年来,汽车的各种技术不断发展,人们也越来越关注汽车的安全性。汽车的安全性是由汽车安全系统来保证的。汽车安全系统是一个整体概念,照明、制动、避震器、保险带和安全气囊等多个子系统都属于这个整体,并在运行中相互配合。其中照明系统对行车安全能起到关键的主动预防作用。汽车照明主要影响驾驶员视野的清晰度,而驾驶视野的清晰度对行车安全有直接影响,据统计,道路表面状况、交通环境以及车流情况等信息80%以上通过视觉获取。这些信息的获取若在白天很容易,但在夜晚或恶劣气候条件下将十分困难。汽车夜间行驶发生事故的概率是白天的2~3倍,因此照明质量的优劣, 直接影响着夜间的行车安全。所以汽车设计要充分考虑汽车照明系统的安全性,为车辆行驶提供必要的保证。现在已经是汽车照明安全的新时代。汽车外部照明对汽车安全性的保证如此的至关重要,无论是白天还是黑夜都要照明系统发挥作用,现在人在车内的时间也越来越多,车内的昏暗照明已远远不能满足人的需求。所以解决照明系统的节约用电、降低制造和维修的成本以及绿色环保等问题都是现在各个汽车生产商努力思考和改进的地方,汽车照明系统在进入安全时代的同时也进入了节能的新时代。 1 汽车照明系统的发展现状 汽车照明系统随着汽车技术的发展而发展,目前很多技术已经很成熟并且应用于很多汽车上,下面来介绍各个汽车照明安全节能的新技术。 1.1 疝气灯 传统的汽车车灯采用的是卤钨光源,能给汽车提供的照明亮度是非常有限的,从而也影响了汽车的安全行驶,还有一个缺点就是传统的卤素汽车车灯寿命短,而且内部含有一定量的汞元素,既不节能也不环保。现今出现了很多新类型的汽车车灯来替代传统的卤素灯。 飞利浦照明在2004年6月推出了世界上第一只汽车用绿色无汞氙气前照灯[1],自此以疝气作为光源的疝气灯在汽车照明领域中不断发展并且到现在已经得到大量应用。疝气灯简称HID(High Intensity Discharge)灯,它的最大魅力就是它的安全性。这主要是因为HID 灯带来的多重光束会比卤素灯更远更宽、强度更大,近光设置更有效。在黑夜里,特别是车辆行驶在郊区,氙气大灯能大幅提高车前方的照明,照亮路边的标志和歧路,对行车安全的重要性是毋庸置疑的。而且,同样瓦数的HID的亮度大约是卤素灯的2~3 倍,射程也更远更宽,提高了夜间行车的安全性。在能量的使用方面,一般车辆上卤素大灯每小时需要耗电60W左右,而一些HID氙气大灯在安定器的稳定运作下,平均只需要35W,大大低于通常的卤素灯。HID可明显减轻车辆电力系统的负担,达到了节能的要求。氙气灯是利用电流刺激气体发光,基本上不会产生过高温,所以只要其中氙气没用完就可以正常的发光,不易损坏。据一项研究显示,就算品质再高的卤素灯泡,寿命最多也就是400 h,而一般的HID,寿命最少也有3 000 h,在正常用车情况下,HID可以用上5~6 a。HID不易损坏而且寿命长,满足了对汽车照明节能的要求。 2008年,在美国和欧洲开始流行一种新型前雾灯,也是无汞疝气灯的一种,它采用 24W 的光源,不仅结构设计非常简单,只有2个零件,采用普通的PC(聚碳酸酯)材料,生产工艺难度降低,合格率提高,而且灯具材料成本低,安装简便,总成本大大降低。最为重要的,这款灯具产品的重量非常轻,比我们常见的产品要轻200 q。该产品的寿命是其他产品的3倍,对那些夜间开车时总是喜欢开前雾灯来辅助提高亮度的驾驶员来说是个非常好的选择[2]。无汞疝气灯是指用锌等无害物质来替代汞,使其更加环保[3]。无汞灯的最大好处是氙气充气气压提高到比含汞灯大1倍,并将启动电流增大到3.2 A,使灯的启动速度达到了快速的要求[4],从而节约了能源。可以看出,疝气灯既能提供高亮度保证安全,同时也是非常节能的产品,是目前和未来汽车照明系统中被广泛应用的车灯。 当然,疝气灯的应用是需要一定条件的。由于疝气灯对灯具的设计精度要求相对比较高,不能自行改装,如果达不到配光要求会造成光污染,这就要求增大市场上疝气灯原配车的数量,与此同时带来的成本问题就是现在急需解决的问题。 1.2 LED灯 LED 是一种利用电子发光原理制成的半导体器件,它可直接将电能转化为可变光,具有发光效率高、寿命长、耗电少、体积小等特点,被称为21 世纪的“汽车绿色照明光源”[5]。从制造工艺上讲,生产LED 光源所使用的材料不含重金属,与其他光源相比发光效率可以提高20%以上。LED 的寿命很长,平均无故障工作时间为10 万h,并且LED 属于实心封装的固体光源,其抗振动性也是其他光源无法比拟的,从这些优势来看,LED无疑是节能环保的首选,正是由于这一点,LED灯在汽车内饰照明中也得到了广泛应用,奥迪A8 可选装的带环境照明的照明套件就是这种应用的典型的例子[6]。由于LED灯的节能性非常好,其还应用于城轨车辆的照明系统中[7]。 LED 作为汽车照明光源不仅兼具环保性,更重要的是保证安全可靠性。例如2008年在奥迪研发的一种远光灯便能让驾驶者在夜间行车时,不会因为灯光过亮而使迎面而来的车辆司机暂时爆盲。通过改变灯光的分步,使这种技术得以实现: 一套电子系统不停地对任何正在接近的车辆的距离进行测试,以确保在不刺激到对面车辆驾驶者的同时,对前方道路进行最理想的照明,比如,当在城市中行驶时,内饰灯光会更亮一些;而在乡村道路上行驶时,灯光则会自动变暗,以免影响车外的视野[8]。实现这种功用的车灯就是用LED灯制造的。 LED的安全性更主要的是体现在它的快速反应能力方面,在真人实车试验中,同一个人在时速80 km的情况下开始刹车,观看LED 灯会比白炽灯反应速度快,提前4~5 m实现全车制动。这种突出的快速反应能力应用在尾灯中,可以极大地提高驾驶者的安全[8]。 由于LED的成本问题,前些年这种灯只局限在像锐志、皇冠、凯迪拉克、速腾、荣威等中高档轿车上,但发展到现在,很多中低档车也应用LED灯。 2010年,汽车制造商在一级方程式赛车上率先采用并欣然接受LED灯作为尾灯、刹车灯和白天行车灯[9]。由此,LED灯的安全性和节能性是显而易见的。 LED灯发展的越来越快,但仍有需要改进的地方。最大挑战就是LED的自热问题,这个问题如果得以解决,不但会是照明达到更好的效果,成本也会相应降低。提高LED照射广度,同时降低外界环境对其影响,相信这些方面是当今和未来LED研究的重点,如果解决将大大促进LED的发展。 1.3 光纤照明 光纤技术具有光电分离、降低能耗和绿色环保、安全可靠、可重复利用等优点,目前也应用在汽车照明系统中。在传统的汽车照明系统中,光都是通过将电能转换成光能直接得到的,光与电是分不开的。但电有一定的危险性,所以很多场合都希望光与电分开,排除各种隐患,确保照明的安全性。而光纤照明正好可以实现这一点,使光源与照明装置成功分离,如此一来不仅便于汽车电器产品的模块化研究,同时也易于产品的更换和维修[10]。目前,主要应用于汽车前照灯和前雾灯上。光纤照明的这种光电分离的优势联合其柔性传输,使其不仅应用于汽车前照灯和前雾灯上,还可以运用到汽车内外饰上,为汽车提供大面积、高质量的室内外照明,从而大大提高了汽车的安全性、舒适性和新颖性。例如阅读灯的多点照明、迎宾踏板的背景亮化、仪表盘的轮廓勾勒、车身内部装饰等[10]。 1.4 智能车灯 汽车的智能化促进了汽车车灯的智能化,为了确保汽车照明的安全性,2008年奥迪就在努力创造一种能够自行思考并提前做出反映的智能车灯[6]。飞利浦的有些汽车安装了疝气灯的车主呼叫系统,也是一种智能化照明系统,这种系统能使疝气灯发挥更大的安全优势[1]。2006年,奥迪研究了主动式旋转头灯,使前灯光束形状随周围环境的变化而变化。同时也已经出现了一种智能化前照灯系统――动态转弯灯,它的特点是在不同的转弯半径下, 该前照灯能够在水平±150°之内摆动, 这使得转弯时近光灯照亮区域几乎扩大了1倍,以帮助驾车者能够更好更快地适应弯道路况。当转弯半径为 190 m时,普通前照灯可以照亮前方弯道30 m左右处, 而动态转弯灯可以将照亮弯道区域再延长25 m左右。在激活远光灯功能时, 动态转弯灯同样发挥作用[11]。 1.5 白天行车灯 白天行车灯简称DRL,是为白天行驶安全而照明的,这种灯明显地降低了交通事故的发生数与伤亡率。在欧洲许多国家尤其是北欧的国家,DRL 是强制要求执行的,加拿大及美国也要求执行[12]。 1.6 前照灯技术 汽车照明系统中前照灯系统对汽车安全的影响最大,下面谈几种先进的汽车前照灯技术。 1.6.1自适应前照灯系统 夜晚行车的人都有这样的体会,在漆黑的夜晚,路上的视线死角远比白天多。特别是在没有路灯又有许多弯道的路上,驾驶者的视线被限制在大灯光束照射的直线范围内,对于弯路中突然出现的人或物,多半也只能听天由命。美国高速公路安全保险协会的统计数据显示,夜晚发生交通事故的概率是白天的 1~1.5 倍,20%以上的致命交通事故发生在午夜至清晨六点,但这个时段的车流量仅占全天的2.4%。这项统计数据不仅反映了黑夜为驾驶员带来的危险,行人同样因汽车照明的欠缺而处于险境之中[13]。为了改变这种情况,提高照明的安全性,一种自动转向前照灯应运而生。 汽车自动转向前照灯又叫自适应转向大灯系统。它能够根据汽车方向盘角度、横摆角速度和车速,不断对大灯进行动态调节,适应当前的转向角,保持灯光方向与汽车的当前行驶方向一致,以确保对前方道路提供最佳照明并对驾驶员提供最佳可见度,从而增强了黑暗中驾驶的安全性。在路面无(弱)灯或多弯道的路况中,扩大驾驶员的视野,在对面来车时提前提醒驾驶。自适应前照灯系统中有一个很重要的部分――操作检测系统,它是用来实现前照灯照明方向自动调整所必须的。早在2006年,这项技术已有专利[14]。 1.6.2汽车前照灯自动调平系统 在夜晚行车时, 路况变化、装载量的变化、制动和加速控制等情况都会引起车身倾斜角度发生变化, 进而使近光灯的光束倾角发生变化, 这样很有可能会造成迎面来车的驾驶员视距丧失或者产生强烈眩目感, 产生安全隐患。汽车前照灯自动调平系统就是解决这个问题的一项技术。该系统工作时, 会根据车辆负载的变化自动调整HID前照灯的投射俯仰角度, 确保其投射高度在合适的范围内, 既达到良好的照明效果, 又不会对迎面车辆的驾驶员造成眩目, 有效地保障了行车的安全[15]。 为了保证夜间会车的安全,汽车前照灯必须具有正确的光束照射方位角。国标GB 7258-2004机动车安全运行技术条件中规定:机动车近光灯和左远光灯的光束水平照射方位角向左偏差不得大于58.4′,前照灯其余光束的水平照射方位角偏差不得大于2. 0°。前照灯光束照射方位角的检测是汽车安全性能检测的必检项目之一,所以目前发展的汽车前照灯测量误差修正系统[16]是必要而且重要的。这种技术可以大大保证光束照射方位角测量的准确性,从而保证汽车行驶的安全性。 2 结语 在提倡安全节能的今天,汽车照明系统也到了安全节能的新时代,而且有了上述的发展。各种技术在照明系统中的应用使照明系统日益完善。当然,考虑到成本问题以及技术的成熟度问题,还是要有很多改进才能将这些技术普及到中低档汽车以及货车和客车上,而为社会带来更大利处。比如降低LED车灯的成本、解决LED自热问题、提高自适应前照灯系统的技术和智能车灯的完善等这些问题都是未来需要解决的问题。但汽车照明系统越来越先进、越来越安全环保节能、越来越人性化这是毋庸置疑的,安全节能这个趋势是其发展的必然。
无机化学论文:对药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的思考 生物无机化学是由无机化学、生物化学、临床化学和医学交叉融合而发展起来的一门新型边缘学科,在分子水平甚至量子水平上,研究和阐明生物体内生物大分子配体与无机元素有关的各种相互作用的学科[1]。它包括两个主要部分:一是研究生物体中天然存在的无机元素,二是把金属引入生物体系中作为探针和药物。 1 药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的重要性 在我国很多医药院校的药学专业中,药学教育的模式一直是化学模式。由于,无机化学的理论学习中要求记忆的东西很多,较枯燥,导致了很大一部分同学在学不到一半的时候就放松了学习,明显影响学习效果。如果能够在教学过程中有意识地引进一些生物无机化学的新知识、研究的前沿和热点问题,及相关的人文科学知识,将大大提高药学专业学生的学习无机化学的兴趣,为提高其综合素质和培养其创新能力提供坚实的基础。在我国的一些院校的化学系开设了生物无机化学的选修课程。但是对于药学专业进行生物无机化学教学受到学制短、化学课课时少及化学和生物化学基础知识差等客观条件的限制。为解决这个问题,可以在学习无机化学的过程中有意识地渗透一些生物无机化学方面的知识,以达到提高学生的学习兴趣等的效果。 2 在药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的内容 在药学专业使用的无机化学教材中,隐含着丰富的生物无机化学教育内容[2](图1),教师要有计划地把这些知识渗透到教学过程中去,使学生在学习无机化学知识的同时,获得更多与药学相关的知识。因此在备课时,教师需要熟读教材,找准无机学化各章节中渗透生物无机化学知识的结合点。 2.1 绪论部分 无机化学是一门理论性较强、较抽象的课程。在绪论课时,教师适当的渗透一些无机药物方面的知识(表1),将对提高学生学习无机化学的兴趣起到事半功倍的效果。 2.2常见非金属元素及其化合物 非金属元素的生物无机化学的内容相对偏少,但也还是存在足够的可讲的知识点。如,三位科学家由于发现一氧化氮作为人体中一种重要的信号分子而于1998年获得诺贝尔医学奖。一氧化氮是第一个被发现的参与细胞信号转导的气体信号分子。一氧化氮是随血液存在于人体各处,只要有血液的地方就有一氧化氮的存在。一氧化氮参与的生命活动非常广泛,在神经、免疫、呼吸等系统中发挥着重要作用。人的机体内有很多信号系统,它们可以调节全身的血管网络,一氧化氮可以使微循环畅通,保证含氧血运送到人体各组织和器官当中,让人体血压保持在适当水平。人体内生成的一氧化氮自由基,可以穿透任何细胞,到达任何组织,使信息从人体某一部分,传至其他部分,行使着传输信号的功能。这样使血管扩张,帮助控制血液流向人体的各个部位,以起到保持血管清洁、预防中风、维持正常血压的作用,有效减轻心脏负担,从而达到预防心脏病的效果。这就是一氧化氮作为信号分子的作用。 2.3 常见金属及其化合物 人们对于微量元素的作用远不如对维生素那样熟悉。然而,微量元素对于生命的作用要比维生素重要得多,生物体本身无法制造出它所需要的微量元素。所以,缺乏微量元素就成为一个十分严重的问题。现代研究表明,生物体内必需的微量化元素至少有十六七种。而人体内有1/4~1/3的酶需要金属离子参与才能发挥催功能,这些金属离子包括Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mg2+、Ca2+等。人们逐渐认识到生命活动无不与金属离子有着千丝万缕的关系,即没有金属离子就没有生命。缺乏这些元素,生物体就要发生各种病变。人体的许多疾病,包括一些地方流行病,往往与微量元素的缺乏或过量有关(表2)。 2.4 配位化合物 在现代医学中无机药物的使用已经非常普遍。从生物必需元素到有益元素甚至放射元素都在医学上占有一席之地,而且涉及多种疾病的诊断和治疗。有些具有治疗作用的金属因其毒性大、刺激性强、难吸收等特点而不能直接在临床上应用,若把它们变成配合物就能在一定程度上增强药效同时降低其毒性[3-5]。由于形成金属有机络合物提高了化合物的脂溶性,有利于提高其吸收效率,有利于药物分子选择性地进入体内的一定位置。 本部分可以重点地介绍治疗药物如铂类抗肿瘤药物和铋类抗溃疡药物[6-7],诊断药物如核磁共振造影剂、放射诊断药物以及中药研发方面遇到的实际问题。 2.4.1 铂类配合物作为抗癌药物的应用 20世纪70年代以来,铂配合物抗癌功能的研究在国内外引起了极大的重视[8-10]。铂配合物的抗癌活性是基于其对癌细胞的毒性[8]。现已确定具有顺式结构的均显示抑瘤活性,其中顺式二氯·二胺合铂,简称顺铂抗癌活性最高。它不仅能强烈抑制实验动物肿瘤,而且对人体生殖泌尿系统、头颈部及其他软组织的恶性肿瘤有显着疗效,与其他抗癌药联合使用时具有明显的协同作用。目前,我国已生产“顺铂”供应市场。由于“顺铂”尚有缓解期短、毒性较大、水溶性较小等缺点,经过化学家们的不懈努力,现已制出了与顺铂抗癌活性相近而毒副作用较小的第二代、第三代抗癌金属配合物药物[11]。 2.4.2 钆类配合物作为核磁共振造景剂的应用 核磁共振造影技术已成为当今临床诊断中最为有力和安全的检测手段之一。它对疾病的诊断是通过使用外来的顺磁试剂或造影剂而使得正常组织和疾病组织的1H(主要是水)的共振信号产生差别。核磁共振造影剂使得质子的弛豫时间缩短,从而达到改善组织成像的效果。多数的核磁造影剂均为Gd(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)离子,因为它们具有最多的未成对电子和较长的电子自旋弛豫时间。目前临床诊断使用的化合物主要有四种,全部是三价钆的配合物。据统计,世界上大约每年要进行500万次核磁共振诊断,而其中20%必须使用造影剂,造影剂研究及应用的重要性不言而喻。 2.4.3 络合作用与中药的研发 在天然药物研究开发过程中,往往药物的粗提物具有明显的生理活性,但是随着纯度的提高,其药理活性逐渐下降,甚至消失。究其原因,可能是由于除去了微量元素等无机成分。由于中药中含有微量金属元素和氨基酸、皂苷类、黄酮类、多糖类、生物碱等有机组分。而这些有机组分含有多个配位原子,能与微量金属元素通过多种键合作用形成各种复杂的配合物。它们具有较高的稳定性,这对于药物在体内的生物化学作用具有重要的意义,使之表现出长效、低毒和药性温和。 实际上,中药的药理作用是中药中的有机组分和无机组分的共同表现,它们的络合物往往表现出较强的药理活性。例如,博来霉素最早由链霉属真菌中以铜配合物的形式提取出来,只有人 们改变了发酵条件得到了一系列类似物。博来霉素作为抗生素类抗肿瘤药物在头颈癌、卵巢癌等的临床治疗中广泛应用。研究发现,博来霉素需要有金属离子才能产生活性,铁、钴、锰、铜等离子的存在使得博来霉素能够对DNA进行裂解。目前较公认的机制是:博来霉素首先与金属离子如Fe3+结合,金属离子结合的博来霉素发生构型的变化,然后与活化分子氧生成活化态,后者对DNA进行切割并阻止其复制。 3 在药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的途径 3.1 制订计划 在无机化学教学中渗透生物无机化学教育,必须有周密的计划,这一方面是为了在有限的时间内完成教学任务,另一方面也避免了盲目性和随意性。制订计划力求全、准确、具体、可行。 3.2 注重渗透方法 摈弃“满堂灌”的教学方法,开展启发式、自学式和讨论式教学。在课堂上注重以多媒体授课的优势,充分发挥学生在教学中的主体作用和教师的主导作用,讲重点、难点,给出一些专题,课后学生广泛查阅文献,根据自己的兴趣,写出相关小综述,课程结束时,在课堂上做专题发言,互相交流,共同提高。这样,在学生不仅学到了知识,更重要的是培养了他们自己获取知识、分析问题与综合问题及表达能力。 3.2.1 讲授法 讲授法是目前教师采取的主要方法之一,也是最传统的教学方法。在化学教学过程中,渗透生物无机化学教育就是在讲授无机化学基本知识的同时,把与之相关的药学及生物学相关的知识传授给学生。 3.2.2多媒体课件展示法 利用多媒体课件,向学生展示生物无机化学相关的知识。在课件的制作上,采用图、文、表并茂的方式并尽可能地增加动画效果,以增强教学内容的趣味性,更好地激发学生学习生物无机化学课程的积极性。如,讲解叶绿素的结构及其在生物的光合作用中的作用时。通过生动形象的动画效果,让学生形象地感受生命中的化学过程。 3.2.3 学生分组讨论法 鉴于药学专业无机化学课时少的实际情况。要求学生结合教材内容,通过查上网收集资料等形式,广泛涉猎与无机化学相关的药学和生物学资料,如顺铂类抗癌药物的发现及发展过程、重铬酸钾等重金属污染及其可能导致的疾病等,并在每次课堂讲授结束之前,预留10 min,引导学生思考和讨论,或者由学生提出他们没有弄懂或尚未理解的问题大家一起研究解决。这旨在激发学生的学习兴趣,培养学生参与讨论的意识,为今后的工作打下良好的基础。 综上所述,在药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学教学除了上述几个方面外,还需要学校领导的积极支持和老师、学生的密切配合,重视师资培训及通过教材编写使无机化学教材中具有很多的生物无机化学方面的知识介绍等方面的工作,才能取得应有的效果。 无机化学论文:医药院校无机化学教材建设之构思 (一)纸版教材的建设 纸版教材包括主教材和学习指导书。纸版教材是教学的优秀,是教学中最重要的教具,是保证课堂教学质量的重要因素。我们的主教材采用中国中医药出版社出版,由黑龙江中医药大学无机化学教研室贾桂芝教授担任主编的普通高等教育“十一五”国家规划教材《无机化学》。该教材的编写理念是突出中医药院校学科专业的特点,强调其应用性以及与中药学相关专业的关系,力求做到既向学生传授专业知识,又给学生展现中药知识的背景,体现出中医药学科的特色,以激发学生学习的积极性。经过5年的教学实践,教师们积累了丰富的教学经验,该教材在使用中根据学生和教师的建议和意见,进行过多次修改,重新出版后已经进入“十二五”国家规划教材的遴选行列。为使学生在学时少、教学进度快的情况下仍可达到“知识面宽,信息量大”的教学要求,我们配合主教材专门编写了《无机化学学习指导与习题集》,为学生剖析知识点和典型问题,并结合课程的难点和重点为学生提供相应的习题来加深理解。 (二)网络辅助教材的建设 随着计算机和网络的日益普及,各高校几乎都建立了自己的校园网络,计算机中心、网络中心可以随时向学生提供上网服务。此外在教学楼、图书馆以及学生宿舍内部都有网络接口,这些条件使无机化学课程网络教材建设成为可能。因此我们借助校园网络,运用数据库、媒体制作工具、网页制作工具建立了黑龙江中医药大学无机化学精品课程网站[4],全面实施了网络辅助教学。网站主要设立了以下四个板块。 1.教学文件。包括授课教师简介、课程简介、教学大纲、教学日历,介绍课程基本要求、考试方法、教学计划及进度安排、学习重点内容、学习方法等,方便学生随时了解授课教师、教学要求和进程,促进学生提前制订学习计划,建立正确的方法和计划,有的放矢,促进学习效率的提高。 2.教学资源。为学生提供必要的学习资源。主要介绍为学生指定的课程参考书,教师自行研制的电子课件,无机实验基本操作录像、同步习题练习、教学内容背景知识介绍等。在学校教改资金的资助下及专业人员的帮助下,课程组制作了实用、内容丰富的电子课件。课件内容在教学重点和难点内容上尽量采用动画、视听、图片等[,!]内容,学生可以随时下载电子课件,有利于学生对课堂教学内容提前预习、课后复习,为学生提供了主动学习的条件。课堂教学内容背景知识介绍可以拓展学生的视野,使学生充分了解知识的来龙去脉。教学资源板块可以充分调动学生的积极性,让学生主动参与教学活动,使学生由被动灌输式的学习转变为主动学习。 3.交流论坛和留言板(无机化学BBS):我们利用目前非常成熟的论坛架设技术[5],建立了师生交流论坛。交流论坛可以使师生交流突破时间和空间的限制,教师既可以同步与学生在线答疑,也可以异步(留言答疑)为学生解惑。当学生遇到问题,可以首先在论坛上寻找相关的答疑过程帖子,如果没有相关问题的解答,即可新的问题与教师交流互动,大大提高了答疑的效率,减轻了教师的负担。与此同时,学生可以通过论坛对教师的教学过程提出意见,教师可以通过交流论坛及时得到学生对教学效果的反馈,及时调整和改进教学。我们在辅助教学网站的应用过程中惊喜地发现,交流论坛不仅是师生之间交流,同时也是学生之间进行交流的网站。一些问题通过学生之间的探讨就得以解决,促进了学生自主学习的能力,也营造了学生自主学习的氛围。 4.学科前沿。该板块将本学科一些最前沿的知识介绍给学生,利于培养学生对前沿知识的敏感性,拓宽学生的视野,关注技术进步和技术前沿对实际生活的影响,从而增强学生对无机化学的学习兴趣,激发学生的创新热情。网络技术的迅猛发展使网络教学得到越来越广泛的应用。网络教学模式突破了传统教学中人数及地点的限制,将传统课堂教学的以教师的“教”为中心,转变为以学生的“学”为重点,促使了学生内因作用的发挥,使他们从被动地接受知识转变为主动地获取知识,符合人类认知的发展规律。我们的网络辅助教学实践表明,教学网站是一项十分受学生欢迎的第二课堂活动,是纸板教材的补充与延伸。既能使学生全面了解无机化学的教学,也能使部分学有余力的学生掌握更多的知识,教学网站为教师和学生提供一个资料丰富、方便快捷、无时空限制的互动窗口。在建设无机化学精品课的过程中,课程组在立体化教材体系的建设上进行了有益的尝试,并取得了一定的成效。在立体化教材体系建设的实践中我们充分体会到,立体化教材体系可为师生提供一个综合性的教学环境,促进教学由以教为中心向以学为中心转变,促进学生由被动接受向自主探究学习转变,可以大大提升教学水平。立体化教材的建设是教学改革的必然趋势,也是现代教育技术发展的必然结果。立体化教材的建设工作已成为教学改革和精品课建设深入发展的强大推动力。 无机化学论文:对无机化学实验中碱式碳酸铜的制备方法探讨 碱式碳酸铜又名孔雀石,其形状为细小颗粒的绿色粉末。相对密度为3.8525,折光率为1.655、1.875、1.909,加热至220℃时分解,是一种名贵的矿物宝石。它是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质,又称铜锈。碱式碳酸铜可用来制造信号弹、烟火、油漆颜料、杀虫剂、解毒剂、固体荧光粉激活剂等,也用于种子处理及作杀菌剂等。在无机盐工业中用于制备各种铜化合物,在有机工业中用作有机合成催化剂,在电镀铜锡合金工业中用作铜的添加剂。 常见的制备方法主要有四种:(1)由Na2CO3·10H2O跟CuSO4·5H2O反应制备;(2)由Na2CO3溶液跟CuSO4溶液反应制备;(3)由NaHCO3跟CuSO4·5H2O反应制备;(4)由Cu(NO3)2跟Na2CO3反应制备。根据我校的现有实验室条件和设备,我们一般选择第二种方法制取碱式碳酸铜。 通过碱式碳酸铜制备条件的探求和生成物颜色、状态的分析,研究反应物的合理配料比并确定制备反应合适的温度条件,以培养独立设计实验的能力。碱式碳酸铜的制备实验是面向化学专业大一学生开设的一个典型的设计性实验,不仅要保证实验质量,还要让学生掌握独立进行实验设计的方法。《大学化学实验》一书中的碱式碳酸铜制备的实验,采用硫酸铜和碳酸钠溶液进行复分解反应制备碱式碳酸铜,由于反应过程中,条件较难控制, 副反应多, 反应现象差异性不明显,所以学生在优化条件选择时出现较多的判断失误,仅通过颜色及反应速度的快慢是很难准确得出结论的,因此,笔者对本实验进行改进,以达到最佳的反应效果。 一、实验制备方法 1.实验仪器及药品 药品:CuSO4·5H2O(固体),Na2CO3(固体)。 仪器:带标号的试管8个;烧杯(250mL)8个;容量瓶(250mL)2个;25mL移液管2个; 电子天平;恒温水浴锅;抽滤瓶;蒸发皿;布式漏斗(非真空);烘箱;试管架;吸耳球。 2.实验原理 碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3为天然孔雀石的主要成分,呈暗绿色或淡蓝绿色,俗称孔雀绿,在水中的溶解度很小,溶于酸,新制备的试样在沸水中很易分解。加热至200℃即分解。为了适于碱式碳酸铜的生成和分离。根据碱式碳酸铜的性质和铜盐的性质,选用硫酸铜溶液和碳酸钠溶液。在反应过程中,反应温度、反应物浓度及反应物配比对反应物均有影响。 3. 实验过程 分别按合适比例取CuSO4溶液和 Na2CO3溶液各若干毫升, 加热到合适温度后, 将CuSO4溶液倒入Na2CO3溶液, 记录沉淀的颜色和体积变化。沉淀下沉后, 洗涤沉淀数次, 抽滤, 并用少量冷蒸馏水洗涤沉淀至无 SO42-为止, 抽干, 置烘箱中烘干, 称量, 计算产率。 4.反应溶液的配置 配置0.5mol·L-1的CuSO4溶液和0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液各250mL。称取固体药品硫酸铜31.2110g和碳酸钠13.2488g,分别倒入两个250mL的烧杯中,用100mL蒸馏水溶解,再转入250mL容量瓶中,配成250mL溶液,静置,备用。 二、结果与讨论 1.反应物合适配比探求 取四个已编号的试管,均加入2.0mL的0.5mol·L-1的CuSO4溶液,再分别取0.5mol·L-1Na2CO3溶液1.6mL、2.0mL、2.4mL及2.8mL,依次加入另外四个编号的试管中。将八个试管放在75℃恒温水浴中加热,几分钟后,依次将CuSO4溶液分别倒入Na2CO3溶液中,振荡试管,比较各试管沉淀生成的速度、沉淀的数量及颜色。实验结果如下表1所示: 通过对比,我们发现反应的最佳配比为1∶1,产率可以达到94.16%。 2.反应温度的探求 在三个试管中,各加入2.0mL0.5mol·L-1CuSO4溶液,另取三个试管,各加入由上述实验得到的合适用量的0.5mol·L-1Na2CO3溶液。从这两个试管中各取一个,将它们分别置于室温25℃、50℃、75℃、100℃的恒温水浴中,数分钟后将CuSO4溶液倒入Na2CO3溶液中,振荡并观察现象,由实验结果确定制备反应的合适温度。实验结果如下表2所示: 经过对比,我们发现反应的最佳温度为75℃,产率可以达到94.12%。 3.碱式碳酸铜制备的最佳设计 取60 mL 0.5 mol·L-1CuSO4溶液和60 mL 0.5 mol·L-1Na2CO3溶液分别放在75℃的恒温水浴锅中,几分钟后取出,将CuSO4溶液倒入Na2CO3溶液中,充分振荡待沉淀完全后,用蒸馏水洗涤沉淀数次,直到沉淀中不含SO42-为止,抽干。将所得产品在烘箱中烘干2h,待冷至室温后称量,并计算产率。实验结果如下表3所示: 此实验温度探究最佳反应物配比:Na2CO3∶ CuSO4=1∶1,最佳温度为75℃,在85℃下烘干2h,反应温度不能过高,如果温度高于75℃,产生褐色的CuO。若将Na2CO3溶液倒入CuSO4溶液中,不能充分反应,沉淀不彻底。沉淀完全后要反复清洗沉淀,然用pH试纸测试滤液中的pH值,pH=7左右确保将沉淀SO42-除完,如果有残留的SO42-,干燥时会有黑色物质产生。干燥时温度不易过高,否则会将Cu2(OH)2CO3分解。 三、本实验注意事项 1.反应最佳温度应为75℃,超过后会有褐色沉淀产生,在恒温时需要不停搅拌。 2.沉淀要洗涤干净,滤液中pH=7左右SO42-除完。 3.沉淀应在85℃时烘干2h以上,温度过高Cu2(OH)2CO3会受热分解。 4.若反应后不能观察到暗绿色或淡蓝色沉淀产生,可将反应物保持原样(不可将滤液滤去),静置l~2天,再作观察。 5.反应过程中不可将Na2CO3溶液倒入CuSO4溶液中,应用反滴法。 6.本次实验用布式漏斗(非真空)。 无机化学论文:医药无机化学开展开放性实验的探索与实践 [摘要]探索医药无机化学开展开放性实验,通过调节师生主被动关系、开放实验项目、设计多种实验方案和手段,引导实验心理等实践措施,培养创新型人才。 [关键词]医药无机化学 开放性实验 探索与实践 为了培养学生的创新实践能力,推动素质教育的深入开展,我校鼓励教师利用现有的师资、仪器设备等资源,以生动、有趣、创新的项目,吸引学生参加开放性实验。 针对我校的专业设计特点,作者尝试将“药用氢氧化铝悬浊液的制备和检验”引入开放性实验,取得了很好的效果。通过实践研究,探索出开展特色开放性实验的一些方法和措施。 一、突破传统实验教材的束缚,结合学生的专业特点,开放实验项目 与生产、生活及学生的专业相结合,可增强开放性实验项目的趣味性、新颖性、实践性和创造性,有利于提高学生的观察能力、思维能力、实验研究能力以及解决问题的能力等。为了寻找合适的实验项目,我们鼓动学生一方面广泛查阅资料,另一方面仔细留意平时接触到的与药品有关的一些无机化合物。最终选定“药用氢氧化铝悬浊液的制备和检验”。这个实验项目很适合本校专业特点,具有很强的实用性。氢氧化铝是简单无机化合物,其制备方法和化学性质学生都比较熟悉,但用于胃药的氢氧化铝要求是胶状的悬浊液,药品与工业品的质量标准有很大的不同,如何制备符合药用的产品,很值得学生通过实验去探索。 二、指导学生广泛查阅资料,设计多种实验方案,做好预习 查阅资料可提高学生提出、分析、解决问题和寻找知识的能力,同时也可促使学生掌握利用图书馆和计算机网络查阅专业文献的方法和技巧。通过查阅资料可设计多种实验方案,能够训练学生的创新思维,也为学生能在同一实验中体验独创性,增强开放性实验的多样性和研究性。由于有关药用氢氧化铝制备的文献都是专利,在我校图书馆无从查取时,指导教师建议翻阅一些无机化学教材,了解了普通氢氧化铝的制备方法,然后再根据此药品的特征是胶体,查阅相关胶体制备、胶体提纯及药品检验等书籍,学生们最后设计了四种药用氢氧化铝的制备方案及其相应的提纯及杂质检验方案,并做好了预习报告及其它实验准备工作。 三、鼓励学生自主选择和配制药品 药品的选择和配制是独立完成化学实验的第一步,也是实验成败的关键步骤之一。因此,我们要求学生必须学会自主选择和配制各种浓度的试剂。通过掌握溶液配制的各个环节及试剂保存、标签制作等实验技巧,让学生全面掌握了实验的全过程,提高化学实验的综合素质,养成严谨的科学作风,懂得爱惜药品,还让他们学会用实践探索的方法追求科学真理。在此次实验中,学生熟悉了电子天平、恒温磁力搅拌器等仪器的使用,了解了加速固体溶解的各种措施,掌握了不同精确浓度的溶液的配制方法,并经过多次实验尝试摸索出了各反应试剂的恰当浓度。 四、鼓励学生采用不同的实验手段,尝试不同的实验仪器 在实际科学研究中,我们常因受具体的实验资源的限制,需选择不同的实验仪器和不同的实验手段,或需根据具体的实验要求对实验仪器进行改造。训练学生在同一实验中,采用不同的实验手段,使用不同的实验仪器,可让其掌握不同仪器的使用方法,了解它们的优劣之处,能根据具体的实验情况,充分利用手头的资源进行科学实验研究。在此次实验中,为了达到在碱液逐滴加入时反应液保持在约60℃下被充分搅拌的实验要求,一些实验小组使用恒温电动搅拌器;一些用恒温水浴锅和玻璃棒;另一些则采用最简陋的装置,使用盛水的大烧杯、电炉和玻璃棒,教师指导学生将采用不同实验手段制得的产品进行比较,评出此实验的最佳使用仪器及其最佳工作状态。 五、引导学生正确的实验心理,制造快乐的实验气氛 学生在进行探索性的开放性实验时,由于没有成熟的实验方案可依照,没有教师的详细讲解,自身的理论知识和实验经验不足等因素,会遇到比平时实验更多的困惑,甚至会出现实验彻底失败的情况,常缺乏对实验失败的心理准备,所以指导教师需及时进行心理引导,引导学生用“塞翁失马,焉知祸福”的辨证思想从看似失败的实验得出一些宝贵的经验或异常的发现,培养他们坚忍不拔的科学探索精神,鼓励学生将消极情绪转移到积极的探索热情中去。实验成功时,教师要“趁火打劫”将他们暂时的喜悦转化为对该学科及该学科实验的浓厚兴趣。指导教师引导学生正确的实验心理,是全体学生快乐地进行开放性实验的保障。 六、引入团结协作机制和竞赛机制 在开放性实验中,适当地引入一些竞赛机制,如小组竞赛、个人竞赛等方式,设计一些竞赛内容,包括实验操作、实验设计、产品质量、创新思维等,能大大地激发学生的实验热情。小组竞赛的方式既能培养学生的独立操作能力,又能培养他们的团结协作精神;个人竞赛的方式能充分施展学生的个人聪明才智,使每一位学生都能在开放性实验中找到表现的机会,同时还能培养学生互相欣赏的习惯。在本次实验中,为了能在小组竞赛中取胜,同学们自主选出小组长统筹工作,进行成员分工协作,没有出现平时实验的一人动手其他人袖手旁观的现象,还涌现出几个实验做得特别十分出色的学生。 七、组织召开实验总结会议 认真做好实验总结工作是完满完成科学实验研究的必需环节。在这次实验结束后,每个小组先内部进行讨论,总结本次实验中的成败,对实验结果进行自我评价,标出自身的特色,提出新的实验构想,然后在实验总结会议上进行汇报讨论,最后教师对本次实验进行总结和评价,提出新的期望,或提出下一步实验构想。还指导学生按照研究论文的标准做开放性实验报告,内容侧重于实验的设计、问题分析、实验方法、数据分析、实验结论、小 组讨论、新的实验设想等。通过实验总结会议,学生提升了对实验的认识。 八、调节师生的主被动教学关系 在开放性实验中,教师成为旁观者和引导者,学生才是真正的主体。学生的主动角色,表现在主动申请参加实验,查阅资料,联系教师,尝试各种实验操作方法,充分利用手头的药品仪器,及时调整实验方案,分工协作,组织讨论,提出新的实验构想等。教师不再像传统实验中那样准备、设计、讲解及监督实验,而是顾问和导师的角色,负责答疑解惑,引导学生克服实验心理障碍,引入激励机制及加强实验安全教育等。 以上的方法和措施的实施,充分展现了开放性实验的优势,发挥了学生的创造性、主动性,提高了他们对无机化学实验的兴趣,培养了他们实事求是和坚忍不拔的科研探索精神。我们倡导在高校大力加强开放性实验的实践和研究,培养自主创新人才。 无机化学论文:对于高职无机化学教学改革的几点思考 无机化学是高等职业院校化工、环境和医药等专业中的一门重要的专业基础课,也是这些专业学生所要接触的第一门专业基础课和专业必修课,无机化学的教学将为后续的专业基础课和专业课的教学和学习奠定基础。因此无机化学在相关专业的整个教学中占有举足轻重的地位,对于培养符合社会发展需要的高级技术人才具有重要的意义。但是长期以来,由于种种原因在高职无机化学的教学中一直延续着一些比较传统的教学模式,这些教学模式使得教学呆板、学生缺乏学习的主动性和积极性。要想改变这一现状就必须对高职的无机化学教学进行改革。本文作者结合自己的教学实践,探讨了无机化学教学改革的几点思考和做法。 1.对教材内容删繁就简,增添新知,构建符合高职学生职业发展的教学内容 无机化学发展到今天,其内容面广点深,绝不是在短时间内就可以掌握的,也不可能在有限的学时内完成这一任务,这就要求我们在教学内容上采取少而精的原则,突出重点难点。高职教育的特点也决定了高职院校化学教学要根据职业发展需要选择教学内容,以培养学生能力为根本出发点,以有利于学生应用能力的培养,适应职业岗位的要求为最终目的。因此,精选教学内容就显得尤为重要。如可以删去理论性较强但以后其他课程还会重点讲解的“化学热力学”内容,删去重复中学教材的内容如“化学反应速度和化学平衡”中的相关内容,对于简单而又必须了解和掌握的知识,留给学生自学;同时增加无机物在环境、材料、能源和信息等领域中的应用,以拓宽学生的知识面。对于化学基本原理中的一些较复杂、难于理解的问题,如对称性、晶胞、键能、活化能,教师在教学中可以采取“点到为止”的处理方法,即以满足讲授元素化学的需要为原则,更深层次的内容留给后续课程去解决,而不把难于讲授、难于接受的注释和说明推给课堂。 2.注重加强学生的能力培养,增强学生学习的积极性和主动性,培养学生的创新精神 高等职业院校是以培养符合社会发展需要的高级技术人才为目的,随着社会的发展,社会对高级技术人才的要求也越来越高,要在具有一定的专业知识的基础上,具有多方面的能力,如动手能力、思维能力、创造能力、观察能力和发展能力等,尤其要具有创新精神,因此在整个教学中必须始终注重加强学生的能力培养,加强学生学习的积极性主动性,教会学生如何学习,培养学生的创新精神和创新能力。 如在无机化学教学中,有相当一部分内容缺乏趣味性,学起来枯燥,对这些内容就要求我们有意识的创设悬念,使学习产生一种探求问题奥妙所在的神秘感,从而引起学生的兴趣。例如,在讲原电池时,引入一个有趣的故事:格林太太有两颗假牙,一颗是金牙,象征着她的财富;另一颗是铜牙,是后来一次车祸中撞掉的。但是自从镶上铜牙,格林太太就觉得头晕,不舒服。去医院检查又查不出病因。同学们,你们知道是什么原因吗?继而用动画的形式引出原电池装置。原来是金牙和铜牙组成了原电池,形成电流使得格林太太不舒服,而后引出电极电势的概念。又如在计算化学反应标准摩尔焓变、标准摩尔熵变和标准摩尔吉布斯函数变时,都利用了黑斯定律,求/!/解的方法也相同,因此教师在讲授时重点讲解标准摩尔焓变的计算,让学生自我完成并将讲解标准摩尔熵变和标准摩尔吉布斯函数变计算的内容,加深学生对黑斯定律、状态函数的理解,教师则重点强调计算过程中的一些注意事项。通过这一方法,不仅使学生加深了对所学知识的理解、运用能力,同时也培养了学生的语言表达能力和分析、思维能力。另外,教师可将最新的本领域的研究成果以论文报告的形式给同学作介绍或者对于一些章节给学生布置一些相关的题目,学生可以根据自己的兴趣和爱好查阅文献资料,进行小专题实验研究和小论文的设计。这样既可以扩大学生的视野,也有助于学生分析问题、解决问题能力的提高,培养应用能力。而应用能力的培养是实现创新能力与实践能力的重要途径。 3.多媒体教学方法与传统方法相结合,提高教学质量 运用现代教育技术、多媒体课件进行教学,由于多媒体集文字、图表、动画、声音于一体,可以刺激学生感官系统,调动学生学习积极性和主动性,可以拓宽教学内容,增大教学容量,提高教学进度。如在讲授晶体结构时,我们利用晶体结构教具模型,使学生更容易理解各晶型结构的特点。再如在讲授杂化轨道、原子轨道空间伸展方向等时,我们利用多媒体课件进行讲解,直观简洁,学生容易理解,取得了较好的教学效果。同时,我们建设了无机化学教学网站,吸引了学生进行网上无机化学学习,使网络上的在线学习、在线测试与在线答疑成了学生的第二课堂,极大地调动了学生学习的积极性和主动性。 但是,考虑到使用多媒体课件授课速度过快,部分学生的思维速度跟不上,某些无机化学内容单纯用课件讲课效果较差等问题,我们在使用现代教育技术的同时辅助于传统教学手段。对于内容比较简单的章节,如氢和稀有气体、金属通论、p区金属等内容,采用“学生自学,教师概括总结”或“讨论课”的形式进行。对公式推导、计算举例仍然应用板书、讲解的传统方式进行教学,获得了良好的收效。因此,在无机化学教学过程中,注重多媒体教学方法与传统方法相结合,会收到事半功倍的教学效果。 4.加强自学指导,培养学生的自学能力 二十一世纪,科技飞速发展,给知识更新提出了更高的要求,“掌握探求真理的方法比获得真理更加重要”已成共识。为此,在教学过程中一定要加强对学生学习能力的培养。无机化学的教学,由于在教材上涉及面较广,而在课时分配上又不可能像中学一样做到面面俱到,这样就容易出现教不胜教的局面。指导学生自学,不仅是无机化学教学活动的必要手段,而且对高职学生在大学阶段甚至将来整个的学习过程,都有着积极的作用。因此,教学生自学的方法,使他们尝试到“发现”的乐趣,体会到自己学习能力上质的飞跃就显得尤为重要。 在中 学阶段,对于大部分学生而言,其学习主要是依赖老师的课堂讲授,学生的自学能力普遍较差。所以针对大学新生的无机化学教学,如何做到培养他们的自学能力,应做到心中有数、从无到有、循序渐进,在适当的时候提出自学要求。例如:在讲授氢化还原平衡及电化学基础一章内容时,由于化学电源及电解内容不但与化学基础知识关系密切,而且与日常生活有关,所以,我们除了讲授大纲要求的内容外,对于趣味较浓、但不属于讲授大纲要求的内容,要求学生课外自学,然后让学生在课堂上讲述他们所学到的知识、理解的内容。通过这种方式,不但可以让老师了解学生自学能力的高低,而且也是让学生明白,自学是大学学习的一种基本方法和能力,从而扫清学生的自学障碍,提高他们的自学信心。 另外,教师应适时对学生进行自学指导,根据学生的实际情况和教材特点,灵活选择指导重点,有时应偏重于激发兴趣,创设情景,有时则偏重于学法指导,对于难度较大的章节,还应加强学习线索或难点指导,以减少学生的自学障碍。例如:在讲授原子结构一章内容时,首先给出讨论这部分内容的思路:由氢原子光谱实验现象入手,讨论氢原子核外电子的运动规律,得到原子能级、波函数、几率密度、电子云等基本概念,用来讨论和理解多电子原子中电子运动规律,得到多电子原子能级、核外电子排布,用来揭示元素周期律。有了研究这个问题的思路,学生听课时,就会有主动性,看参考书时,就会有计划、有目的、有具体内容、有程序地进行自学。 无机化学论文:试析高职药学专业无机化学校本教材的编写规则 [论文摘要]文章结合校本教材的编写经验,谈药学专业无机化学校本教材的编写规则,即依据专业课和岗位的需求,筛选教材内容;依据认知规律和学生的实际情况,对教材内容进行组织、编排,使校本教材具有实用、灵活的特点。 [论文关键词]药学专业 无机化学 校本教材 编写 规则 我国高职教育的发展与发达国家相比起步较晚,但近几年由于国家和社会的高度重视和大力支持,其发展速度迅猛,应运而生的高职教材建设也得到了快速发展,几年内出版了大量高职教材,其中不乏高质量的好教材。职业技术教育主要是为区域经济的发展培养人才,但由于各地区经济发展方向的差异,对人才的专业需求不同,技能侧重不同,要求掌握程度也不同,因此在教学中很难做到统一标准。为更好地服务于本地区医药企业的发展,通辽职业学院化工学院无机教研室根据教学实践探索,编写出对外服务于企业的需求与发展、对内适应于学生具体情况的高职药学专业的无机化学校本教材。 一、药学专业无机化学校本教材编写的思路 教育部曾就高职教材的建设问题明确提出,高职理论课应该“以应用为目的,以必需、够用为度”。因此,在校本教材的编写过程中,应该注重理论与实践的联系,突出职业能力的培养,弱化其理论性,教材内容的知识点应明确具体,充分体现高职教育教学的特点,体现以学生为主体的教学理念。从本质上讲,所有课程的体系都是对教材内容的筛选、组织、实施的体系。无机化学是药学专业的基础课,任务是为学生学习药学专业课做准备,为学生将来的就业服务,为学生的后续教育打基础。因此,在无机化学校本教材的编写过程中,教专业课需要的基础知识,教就业岗位需要从业者掌握的知识和能力。从专业角度出发,以相应的职业资格标准为导向,吸纳新知识、新技术、新方法,打破传统学科体系的束缚,围绕必需的知识点组织、编排教学内容。从学生客观实际情况出发,根据学生的知识基础和接受能力,以科学有效的方法和手段实施教学。 二、成立长期相对稳定的校本教材编写组 药学无机化学为学生学习药学专业课做准备,为学生将来的就业服务,在成立校本教材编写组时,吸纳专业课教师和医药企业专家参与,编写组成员以承担药学无机化学课程教学的教师为主,由承担药物化学、药物分析、药剂学、药理学等课程教学的教师和药厂的行家共同组成。编写组成员在教材编写过程中,负责教材内容的制定、编写、试用、跟踪、反馈、修正直至定稿。 三、药学专业无机化学校本教材编写的细则 1.依据岗位和专业课的需要筛选教材的知识点。高职药学无机化学教材内容的确定程序是由药企的专家提供其需要的岗位培养目标,根据培养目标制定课程设置、专业课的教学内容,最后由承担药学无机化学课程教学的教师决定无机化学课程的教学知识点。药学专业课包括药物化学、药物分析、药剂学、药理学等,无机化学是专业课的基础,为其他专业课打基础,其知识点决定于专业课。根据专业课内容的具体需要,确定无机化学课程必须包括原子、分子结构;溶液、胶体溶液及表面现象、化学反应速率和化学平衡、酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化和还原和配位化合物等内容。这是进行专业课教学的前提和基础,必须坚持“实用为准”的原则,在编写过程中要弱化理论,打破传统学科体系的束缚,注重专业课的实用性,即根据专业课的需要,在教材内容的取舍上做到所选知识点是必需的、实用的。 2.知识点明确具体、重点突出、够用为度。围绕所选择的每一个知识点组织、编排教学内容,突出重点,目标明确、具体。重点就是专业课所需要的具体内容,目标就是专业课要求学生掌握的水准。这是一章中的优秀内容,也是最终教学目标,其余内容均为其服务。优秀内容是一章的教学重点,要精讲细讲,深入剖析,使学生牢固掌握,并达到灵活运用的目的,其深度以专业课够用为准,其广度以专业课及学生将来的继续教育够用为度。如酸碱平衡一章,其优秀内容是缓冲溶液,包括缓冲溶液的作用原理、配制,属重点剖析的范围,要使学生在学习中运用自如。其中关于弱电解质溶液的pH计算,只推导出一元弱酸、弱碱pH的计算公式,在后续课程及后续教育中即已够用,对教材中出现的公式,如缓冲溶液的pH计算、稀溶液的依数性中的P=KbB 、Tb=KbbB 、Tf=KfbB 等,只要求学生掌握公式的使用,对其理论推导不做要求。根据专业课的需要在教材的深度和广度方面,力争做到深浅适中、宽广适度、简明适用。 3.调整难易梯度,符合学生认知规律。在每一章的知识体系中,内容均以优秀内容为中心主线进行展开,包括的内容均为优秀内容必须用到的,为最终教学目标做铺垫、做准备,并完成最终教学目标的任务。整章内容的安排、组织,要自成体系,每课节之间形成有机整体,并呈现出先易后难的自然梯度,符合学生的认知规律。如酸碱平衡一章教材的先后顺序是酸碱质子理论、水的离解平衡、溶液的酸碱性和pH、一元弱酸、弱碱溶液pH近似计算、酸碱指示剂、缓冲溶液,教材内容从前到后,难度呈逐渐上升趋势。每一章的教学内容均以高中化学教材内容为起点,甚至以初中化学的内容为起点,使教学起点尽可能低,内容简单扼要,便于学生接受。 4.增加应用性、激发学生学习化学的兴趣。教材的每一章知识体系,要根据其内容适当补充医药学方面的应用或意义,如在渗透压部分增加了与医药有关的渗透浓度、等渗、高渗和低渗溶液、晶体渗透压、胶体渗透压及其应用。在缓冲溶液的选择和配制及缓冲溶液在医药学上的意义中增加了实验室配制缓冲溶液的常用简便方法,介绍了人体血液中的主要缓冲系等。通过对实际应用的学习和了解,使学生充分认识到无机化学在医药学中是有的放矢的,激发学生学习化学的兴趣。 5.以人才的可持续发展为原则,培养学生的自学能力。考虑到现代产业结构的变化和生产者流动性的增强,要求就业者不断继续学习和回归教育,具备扎实的基础素质、较大的可塑性和较强的适应性;同时,还要兼顾到专业技术发展变化对理论知识的需求,以及毕业生职业岗位转换的客观要求,在教材的处理上要注重对学生学习能力和学习方法的培养。如元素知识在药学的专业课中很少用到,类似这样的内容,要进行筛选、整理,并作为选学或自学内容,保证学生在知识上不存在缺陷,又培养了学生的自学能力。如此,全部元素知识在教材中只用了两个专题:金属元素和非金属元素,使教材既突出了无机化学在药学中的实用性,又为学生在技能培养方面具有可持续发展打下了基础。 四、校本教材编写的注意事项及特点 1.教材的内容准确、规范、具有时代性。从教材总体来讲,其内容大致分为两部分:一部分是理论基础,侧重于化学专业;另一部分是药学专业和岗位应用,两部分内容是紧密联系不可分割的;但其各自的倾向不同,侧重点不同,如在溶液的组成方面,常用物质的量浓度用cB表示,但在渗透内容中又引入了渗透浓度cos,二者的表示方式、计算方法、常用单位类似,甚至有时得出的数值也相同,但却是意义不同的两个概念。因此,在教材的编写中应遵循双重规则,即化学专业的规则和药学专业和岗位工作中的常用规则。但无论哪一部分内容都应确保语言文字使用的正确、流畅,名词概念的准确和严密,专业术语的规范;还要吸纳一些与药学有关的最新发展成果,在继承传统的基础上反映前沿,确保教材内容的严谨、规范、准确,又赋予时代气息。 2.灵活性和实用性。以“必需、够用”为原则组织编写的校本教材,其内容相对来讲较少,但针对性较强,编写是针对在校学生毕业后的就业方向,主要是为区域性经济服务。当地方产业布局发生变化,或学校服务区域发生变化时,可根据学生就业方向的改变,及时调整校本教材的内容,因此校本教材每次印刷量都不是很大,以便随情况的变化和需要的不同及时调整。可以说校本教材的最大特点就是灵活、实用。 无机化学论文:浅谈当代无机化学研究前沿与进展 【论文关键词】:无机化学; 研究前沿; 研究进展 【论文摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科,在近年来取得较突出的进展,主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透,用以解决工业生产与人民生活的实际问题。文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。 当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用,以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透,形成许多学科的新的研究领域。例如,生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科;固体无机化学是十分活跃的新兴学科;作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。 根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述: 一、无机合成与制备化学研究进展 无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的基础学科。发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面: (一) 极端条件合成 在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。 (二) 软化学合成 与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”, 正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究领域中占有一席之地。 (三) 缺陷与价态控制 缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象, 也是决定和优化材料性能的主要因素。材料的许多性质如发光、导电、催化等都和缺陷与价态有关。晶体生长行为和材料的反应性与缺陷关系密切, 因此, 缺陷与价态在合成中的控制显然成为重要的科学题。缺陷与特定价态的生成和变化与材料最初生成条件有关, 因此,可通过控制材料生成条件来控制材料中的缺陷和元素的价态。 (四) 计算机辅助合成 计算机辅助合成是在对反应机理有了了解的基础上进行的理论模拟过程。 国际上一般为建立与完善合成反应与结构的原始数据库, 再在系统研究其合成反应与机理的基础上, 应用神经网络系统并结合基因算法、退火、Mon te2Carlo 优化计算等建立有关的合成反应数学模型与能量分布模型, 并进一步建立定向合成的专家决策系统。 (五) 组合化学 组合化学是利用组合论的思想和理论, 将构建单元通过有机/无机合成或化学法修饰, 产生分子多样性的群体(库) , 并进行优化选择的科学。组合化学用于合成肽组合库, 也称组合合成、组合库和自动合成法。组合方法同时用n 个单元与另外一组n′个单元反应, 得到所有组合的混合物, 即n+ n′个构建单元产生n×n′批产物。 (六) 理想合成 理想合成是从易得的起始物开始, 经过一步简单、安全、环境友好、反应快速、100% 产率获得目标产物。趋近理想合成策略之一是开发一步合成反应,如富勒烯及相关高级结构的合成, 从易得的石墨出发, 只需一步反应即得到目标产物, 产率44%。趋近理想合成策略之二为单元操作。相对复杂的分子, 如药物、天然产物的合成, 需要多步反应完成。在自然界里, 生物采取多级合成的策略, 在众多酶的作用下, 用前一步催化反应的产物作为后续反应的起始物, 直至目的产物的生成。 (七) 仿生合成 仿生合成无论从理论还是从应用上都将具有非常诱人的前景。无机合成与制备化学在生物矿化、有机/无机纳米复合、无机分子向生物分子转化等研究领域发挥重要作用。用一般常规方法难于进行的非常复杂的合成如何利用生物合成将其变为高效、有序、自动进行的合成。例如生物体对血红素的合成可以从最简单的酪氨酸经过一系列酶的作用很容易地合成出结构极为复杂的血红素。因此,仿生合成将成为21 世纪合成化学中的前沿领域。 二、我国无机化学研究最新进展 近几年我国无机化学基础研究取得突出进展,成果累累,主要在以下几个方面取得了令人瞩目的成绩: (1) 中科大钱逸泰、谢毅研究小组在水热合成工作的基础上,在有机体系中设计和实现了新的无机化学反应,在相对低的温度下制备了一序列非氧化物纳米材料。溶剂热合成原理与水热合成类似,以有机溶剂代替水,在密封体系中实现化学反应。他们在苯中280度下将GaCl3和Li3N反应制得纳米GaN的工作发表在Science上。 (2) 吉林大学冯守华、徐如人研究组应用水热合成技术,从简单的反应原料出发成功地合成出具有螺旋结构的无机-有机纳米复合材料,M(4,4'-bipy)2(VO2)2(HPO4)4(M=Co;Ni)。在这两个化合物中,PO4四面体和VO4三角双锥通过共用氧原子交替排列形成新颖的V/P/O无机螺旋链。 (3) 南京大学熊仁根、游效曾等在光学活性类沸石的组装及其手性拆分功能研究方面设计和合成具有手性与催化功能的无机有机杂化多维结构,他们改性了光学活性的天然有机药物(奎宁),以它作为配体同金属离子自组装构成了一个能进行光学拆分消旋 2-丁醇和3-甲基-2-丁醇,拆分率达 98?以上的三维多孔类沸石。 (4) 中国科学院福建物质结构研究所洪茂椿,吴新涛等在纳米材料和无机聚合物方面的工作引起国内外同行的广泛重视。他们成功地合成纳米金属分子笼(nanometer-sized metallomolecular cage),还成功的构筑了一个新型的具有纳米级孔洞的类分子筛[{Zn4(OH)2(bdc)3}.4(dmso)2H2O]n,其中孔洞的大小近一纳米。在金属纳米线和金属-有机纳米板的合成和结构的研究成果斐然。设计合成了一些金属纳米线,金属-非金属纳米线和金属有机纳米板。 (5) 北京大学高松研究小组在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。在水溶液中以1:1:1的摩尔比缓慢扩散K3[M(CN)6](M=Fe3+,Co3+),bpym(2,2'-bipyrimidine)和Nd(NO3)3,合成了第一例氰根桥联的4f-3d二维配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]。3H2O,24个原子形成的二维拓扑结构。 (6) 清华大学李亚栋研究组在新型一维纳米结构的制备、组装方面取得了突出的进展。李亚栋课题组首次发现了由具有准层状结构特性的金属铋形成的一种新型的单晶多壁金属纳米管,有关研究成果在美国化学会志上(J.Am.Chem.Soc.123(40),9904-9905,2001)报道。这是国际上首例由金属形成的单晶纳米管,铋纳米管的发现为无机纳米管的形成机理和应用研究提供了新的对象和课题。 面对生命科学、材料科学、信息科学等其他学科迅速发展的挑战和人类对认识和改造自然提出的新要求,化学在不断地创造出新的物质和品种来满足人民的物质文化生活,造福国家,造福人类。当前,资源的有效开发利用、环境保护与治理、社会和经济的可持续发展、人口与健康和人类安全、高新材料的开发和应用等向我国的科学工作者提出一系列重大的挑战性难题,迫切需要化学家在更高层次上进行化学的基础研究和应用研究,发现和创造出新的理论、方法和手段,并从学科自身发展和为国家目标服务两个方面不断提出新的思路和战略设想,以适应21世纪科学发展的需求。 无机化学论文:基于建构主义学习理论的支架型无机化学双语教学模式 论文关键词:建构主义 学习理论 无机化学 双语教学 论文摘要:建构主义是当代最为流行的学习理论。本文介绍了建构主义的基本思想,提出了基于建构主义学习理论的支架式无机化学双语教学摸式。 0引言 近二十年以来,把学生作为知识灌输对象的行为主义学习理论,已经让位于把学生看作信息加工主体的认知学习理论。随着心理学家对人类学习过程认知规律研究的不断深人,近年来,认知学习理论的一个重要分支—建构主义学习理论在西方逐渐流行。建构主义(co口蛇ru比vis功)也译作结构主义,其理论非常丰富,但其优秀用一句话就可以概括:以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。 1建构主义学习理论的主要教学思想 1.1学习观及学习环境的设计 建构主义的学习观是建立在其独特的知识观基础上的。它批判行为主义的把知识当成定论、当成真理的做法,认为世界是客观实在的,但是对世界的理解和意义赋予都取决于每个个体自己;知识并不是对现实的纯粹客观的反映,也不是对客观现实的准确表征,它只是一种解释、一种假设,并不是问题的最终答案,它必将随着人们认识程度的深人而不断变革、升华和改写,出现新的解释和假设;知识不是万能的,而是需要针对具体问题的情景对原有知识进行再加工和再创造;知识不可能以实体的形式存在于具体个体之外,对知识的真正理解只能是由学习者自身基于自己的经验背景而建构起来的。 为了真正实施建构主义的学习活动,建构主义特别强调学习环境的设计。建构主义的学习环境可理解为是一种支持学习者进行建构性学习的各种学习资源的组合。理想的学习环境应当包括情景、协作、交流和意义建构四个部分。建构主义认为,学习环境中的情景必须有利于学习者对所学内容的意义建构;协作,应该贯穿于整个学习活动过程中;交流是协作过程中最基本的方式或环节;意义建构是教学过程中的最终目标。 1.2师生的角色定位 1.2.1学生观 建构主义强调,学习者并不是空着脑袋进人学习情景中的。所以教学不能无视学生的已有知识经验,不能简单地从外部“填灌”,而是应当把学生原有的知识经验作为新知识的生长点,引导学生从原有的知识经验中,生长新的知识经验。教师与学生,学生与学生之间需要共同针对某些问题进行探索,并在探索过程中相互交流和质疑,了解彼此的想法。 1.2.2教师观 (1)教师是学生建构知识的忠实支持者。教师应该给学生提供复杂的真实问题。他们不仅必须开发或发现这些问题,而且必须认识到复杂问题可能有多种答案,鼓励学生提出问题解决的多种观点。教师必须创设良好的学习环境,让学生在这种环境中可以通过实验、独立探究、合作学习等方式来展开他们的学习。 (2)教师要成为学生建构知识的积极帮助者和引导者。要激发学生的学习兴趣,引导和保持学生的学习动机。通过创设符合教学内容要求的情景和提示新旧知识之间联系的线索,帮助学生建构当前所学知识的愈义。为使学生对知识愈义的建构更为有效,教师应尽可能地组织和引导协作学习,展开讨论和交流。 1.3教学棋式与教学方法 建构主义学习理论所倡导的教学模式可概括为:以学生为中心,在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情景、协作、交流等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。 在建构主义的教学模式下,目前已开发出的比较成熟的教学方法主要有以下几种: (1)支架式教学(Scaffolding Instruction )。它是为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架,这种框架中的概念是为引导学习者对问题的进一步理解所设计的,为此,要把复杂的学习任务加以分解,以便于把学习者的理解逐步引向深人。它有以下几个环节:搭脚手架(围绕学习主题,按维果茨基的“最邻近发展区”的要求建立概念框架)—进人情景—独立探索—协作学习—效果评价)。 (2)锚式教学(Anchored Instruction )。这种教学要求建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上。建构主义认为,学习者要想完成对所学知识的意义建构,即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及事物间联系的深刻理解,最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受和体验(即通过获取直接经验来学习,正如船舶抛锚了,船员必须亲自下到海里去游泳),而不是仅仅聆听别人(例如教师)关于这种经验的介绍和讲解。它有这样几个环节:创设情景—确定问题—自主学习—协作学习—效果评价。 (3)随机进人教学(Random Access Instruction )。由于事物的复杂性和问题的多面性,要做到对事物内在性质和事物之间相互联系的全面了解和掌握,即真正达到对所学知识的全面而深刻的意义建构是很困难的,往往从不同的角度考虑可以得出不同的理解。为克服这方面的弊病,在教学中就要注意对同一教学内容,要在不同的时间、不同的情境下、为不同的教学目的、用不同的方式加以呈现。因此,多次进人的结果,绝不仅仅是对同一知识内容的简单重复和巩固,而是使学习者获得对事物全貌的理解与认识上的飞跃。随机进人教学主要包括以下几个环节:呈现基本情境—随机进人学习—思维发展训练—小组协作学习—学习效果评价。 2基于建构主义学习理论的支架式无机化学双语教学模式 如何保证双语教学的顺利实施?如何处理教学质量与额定课时的尖锐矛盾?笔者认为,建构主义教学模式和教学方法是我们的重要法宝。我们认为,在化学知识的英文表达上,教学的重点应该是阅读和写作,其次才是听和说。因此,我们利用宝贵的课堂时间解决化学专业术语英语表达的听和说问题,再引导学生在课内课外认真阅读英文化学教材并训练专业英文写作。下面仅以“原子结构与元素周期律”一章及其中的“多电子原子”一节为例,介绍如何采用建构主义理念下的“支架式教学模式”,引导学生以已有的知识经验背景为前提主动建构化学的双语知识。 (1)胳脚手架:围绕当前的学习主题,按“最邻近发展区”的要求建立概念框架(见图1、图2)。让学生沿着这些知识脚手架,通过自主学习,获得对知识的理解和掌握。 (2)进人情景:我们预先编写好上述概念框架式的无机化学英文精要资料,在课堂上把无机化学的系统知识用中文讲透,并用英文板书出授课提纲和化学专业术语,根据学习内容将学生引人问题情景,激励学生课中、课后自主学习。 (3)独立探索:在给定学生专业英文资料的基础上,教师引导学生根据课堂中及中文教材上掌握的化学背景知识,借助于词典独立探索化学知识的英语表达方法,在探索的过程中教师要适时提示和帮助学生沿着概念框架逐步攀升。 (4)协作学习:相互讨论、交流学习。通过讨论、交流,学生可以集思广益、博采众长;可以发现自己的错误和不足;可以在共享集体思维成果的基础上达到对当前所学知识的比较全面、正确的理解,最终达到对知识的意义建构。 (5)澈果评价:这是对所学知识的意义建构情况作出评价。可用英文布置和完成作业,用英文命题考试的方式来评价、检查、督促和巩固学生学科知识的双语学习,推动双语教学的进行。 经过几年的无机化学双语教学,我们有多方面的收获: 直接、显明的收获是师生在掌握学科知识、能力的同时,掌握了英文专业词汇和提高了英语水平。隐性的、更深层次的收获,一是可以及时吸收国外先进的教学理念和教学方式,学到新的教学思想。二是系统、长期的课程双语教学将为硕士研究生的培养奠定良好的专业英语基础。三是作为一种确立的教育体制,持之以恒的课程双语教学必将促进国民英语水平的全方位提高,从而提升我们与国际社会的合作交流水平,增强我们的国际竞争能力。 无机化学论文:浅谈无机化学教学中“知识网络图”的构建与运用 论文关键词:无机化学;知识结构网络图;网络教学法 论文摘要:介绍无机化学教学中在钻研教材、理顺知识点之间的逻辑关系的基础上,构建“知识结构网络图”.并应用“知识结构网络图”在新课、复习课、小结课等各个环节中进行教学. 1.问题的提出 无机化学是高等师范院校化学系的一门重要的专业基础课,但其内容繁杂、知识点多,如果仅满足于照本宣科,则只能教给学生一大堆散乱的结论,学生难以掌握,而且容易遗忘.正如美国著名心理学家布鲁纳所说:“获得知识,如果役有完满的结构把它联在一起,那是一种多半会被遗忘的知识,一串不连贯的论据在记忆中仅有短促得可怜的寿命.”因此,无机化学的传统教学方法必须加以改革. 笔者认为,在无机化学教学中,应重点讲知识主线、解答问题的思路、学习方法以及知识点之间的联系.基于上述思想,笔者在教学中采用了“网络教学法”,其关键是构建“知识结构网络图”. 2.“知识结构网络图”的构建 2.1钻研教材,理顺知识点间的关系是构建“知识结构网络图”的基础 无机化学是以元素周期律、热力学、动力学、近代物质结构理论、平衡理论以及基础电化学等为指导,以现代实验技术为手段来研究元素及其化合物(碳氢化合物除外)的合成、性质、结构及其相互联系等的科学.它所研究的范围广,其知识容量大,且相互关系错综复杂.但通过仔细钻研、分析教材后发现:无机化学既有纵向的推导衍变关系,又有横向的对比关系.如,原子结构一章,可理出如下衍变关系:为了解释元素相互化合的质量关系的基本定律,建立了道尔顿原子论,确立了原子是组成物质的最小微粒的观点,然而,阴极射线和电子的发现,又打破了原子不可再分的观点.带核原子模型,进一步成功地解释了α一粒子散射实验,从而解决了原子的组成问题,但却不能解释氢光谱以及原子结构和氢光谱的关系.后来玻尔理论解决了这个问题并指出了原子的能量是量子化的.德布罗意提出电子等实物微粒也具有波粒二象性,并随后为电子衍射实验所证实,从而解决了玻尔理论的局限性.最后发展到用“波函数”描述核外电子运动状态,用“几率径向分布和电子云”表示波函数,进而派生出单电子体系、多电子体系、核外电子排布、元素周期律与周期表、元素性质周期性递变等横向联系. 2,2“知识结构网络图”的构建 在深人钻研教材、理清知识点间的纵横关系的基础上,使所研究的诸多问题形成知识网络,建立起“知识结构网络图”.如,原子结构一章.通过对这一章的知识内容重新加工、整理和组织,可以建立如图1所示的“知识结构网络图”. 2.3“知识结构网络图”的特点 “知识结构网络图”有主线清楚、逻辑性强、联系紧密等特点.现以图1分析如下: 2.3.1主线清楚.图1是以道尔顿原子论、玻尔理论、波粒二象性、核外电子排布、元素周期律与周期表、元素性质周期性递变等为主线,按知识的逻辑关系,分层次渐进深人,构成整张“知识结构网络图”. 2.3.2逻辑性强.主线知识与分支知识间的箭号,既体现因果关系,又体现派生关系.如玻尔理论与分支中的氢光谱及多电子原子的精细结构体现因果关系;波函数与几率径向分布、电子云体现派生关系.这样,在各知识点中应用不同层次的原理,既注重内容的阶梯性,又注重概念和理论在不同层面上的回归和在渐进分化基础上的融合贯通.同时体现各知识点之间的前后呼应与相对独立性. 2.3.3联系紧密.图1体现了各知识点间的逻辑衍变关系.前面的讨论为后边的探索作铺垫,后面的研究在解决前面提出的问题的同时,又提出新的问题.如波函数,是基于经典物理力学方法不能描述电子的波粒二象性提出的,为了对核外电子的运动状态能进行形象化的描述,派生出了几率的径向分布和电子云等内容,而波函数的讨论又为后面将要研究的四个量子数和多电子原子的结构等内容作了铺垫. 3“知识结构网络图”在教学中的应用 在无机化学教学中,应用“知识结构网络图”既可用于讲授新课,也可用于复习课和知识小结课的教学. 3.1在新课教学中的应用 在新课教学中采用网络教学,使所传授的知识不再是单一的知识点,形成了纵向、横向联系的知识链和知识块.例如,铬族元素一节的教学,在分析铬原子的价电子层结构(3d54S1)的基础上,推导出铬的常见氧化态(+ = 3 \* ROMAN III,+ = 6 \* ROMAN VI),介绍三价铬和六价铬的几种存在形式,并板书给出图2所示的相互转化关系.其次再对各种离子的颜色、氧化还原性、在不同介质中的存在形式等进行详细讲述,最后让学生将相互转化的反应方程式写出来.从而使教材中的一些零散的知识、单个的反应形成整体的知识结构网络,使学生抓住事物的本质联系,起到触类旁通的作用. 3.2在复习课教学中的应用 在复习课的教学中,采用网络教学,不但能强化知识的记忆,更能使零乱的知识系统化、网络化,使之成为有机的整体.同时,在系统化、网络化的过程中,能进一步加深学生对知识的理解,培养学生对比联系、综合归纳的能力.例如、在配位化合物一章复习课的教学中、首先引导学生找出配合物的基本概念、空间构型、结构以及配合平衡等四大主线知识.其次,引导学生逐一回忆每一主线知识所派生出的分支知识,并采用边讲述边板书的方法,与学生一道建立如图3所示的“网络结构图”.然后,针对每一主线知识,给出一至二道课堂练习题,进行强化练习.髻如,针对空间构型这一主线,要求学生指出〔Fe(CN)6]3一和〔FeF6 ] 3一配离子的成键情况、空间构型以及它们谁是内轨型配离子、谁是外轨型配离子.最后要求学生采用联想法,将各主线与分支知识所涉及的内容,在头脑里象放电影似地重现一遍.课后布置适量练习题,达到“授人以渔”的目的. 3.3在小结教学中的应用 讲授完一章后,及时总结,理出本章知识脉络及各知识点的逻辑衍变关系,将其串成线、分成块,从而建立起知识网络图,例如,讲授完氧族元素一章后,首先给出氧和硫及其重要化合物的网络图(见图4),将本章知识小结归类.然后要求学生既要注意各化合物间的纵向关系(如残S,S,SO2,SO3,Na2SO4等物质间的推导衍变关系),又要注意它们间的横向关系(如SO3 , H2SO4 . NaHSO4. Na2SO4间的关系),以及物质间的对比关系(如H2SO4,NH4HSO4, (NH4)2S2Os等),还要注意物质间的网络关系(如H2S, H2SO4 , NaHSO4 , Na2SO4 . NazSO3. Na2S等).同时,注意它们相互间转化的条件.最后要求学生一一写出相互转化的化学反应方程式,以便学生加强记忆,形成自己的知识体系. 4结论 教学实践证明:采用“网络教学法”,能减少教学时数,提高教学效率.有利于培养学生的钻研精神,提高逻辑思维能力、归纳总结能力和创新能力以及文字表达能力. 无机化学论文:关于就业导向下的中医药院校无机化学教学设想 论文关键词:就业导向;中医药;传统与创新;无机化学;教学设想 论文摘要:就业导向驱动是市场经济对教育的必然要求。市场经济下的化学教学已不同于以往计划经济下的化学教学。在中医药院校的无机化学教学中,重视传统教学方法的继承与发挥,努力探索利用现代化手段进行创新,结合专业激发学生学习兴趣,提高学习能力,提高综合素质,有利于培养智慧型应用人才。 当前我国高等教育正处于由精英型教育向大众化教育、由应试型教育向素质能力培养型教育转轨的时期,这是我国高教事业的重大变革。为了适应这一新形势,中医药院校教育必须改革,而教学改革是教育改革中的一项重要内容。目前,大多数中医药院校的无机化学教学,无论从教材结构、教学手段,还是从与专业结合的角度来看,都与满足教育转轨的需要、适应学生就业的需求有较大差距,无法满足学生学以致用、举一反三的实际需要。无机化学是中药学、药学等相关专业学生人校的第一门重要基础课。 它不仅为后续有机化学、分析化学、物理化学等相关课程提供必备的思维方法和综合运用能力,还担负着使学生尽快适应大学的教育模式和学习方法的重要任务。上好无机化学课,对中医药学生从高中的应试教育向大学的素质教育转化起到特殊作用。 一、重视绪论课,激发学习热情 良好的开端,是成功的一半。无机化学绪论课的主要内容,通常是从介绍化学研究对象,到无机化学研究对象、发展前景、与中医药的关系,再到无机化学的学习要求和学习方法。讲课时,可突出以下几个方面。 1.无机化学是化学学科的基础和母体。我国国务院学位委员会规定无机化学为化学学科所属的七个二级学科之首,其余依次是核化学和放射化学、分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学和环境化学。 2.强调无机化学与药学的关系。某些无机物质作为矿物药,是中药的重要组成部分。我国地域辽阔,矿物药种类繁多,应用矿物药治病历史悠久。《中药大辞典》、《全国中草药汇编》等专著也有矿物药记载。目前在新药开发中,以无机物为主的制剂也大量出现。研究金属元素和药物的关系,研究在生物体内由于这些元素的失衡所引起的各种疾病和治疗这些疾病的药物以及治疗手段,即药物无机化学,是近十多年来十分活跃的一个领域,可以认为是生物无机化学的一个分支。另外,最近的研究表明,在抗癌化合物的任意筛选中,从无机化合物中发现活性物质的概率要比在有机化合物中大25倍。 3.提出“做人”的道理,落实“育人”的目的。韩愈认为:“师者,所以传道、授业、解惑也。”世界著名的牛津大学和剑桥大学都以培养有“教养”的人为目标。他们认为培养学生有“教养”,比具有高深学识更为重要,教育的成果“不是书面是人”。作为入学第一门基础课的任课教师,当然有义务向学生进行一次“做人”的道德思想教育。 曾经两度获得诺贝尔奖的居里夫人在法国发现了新元素,毅然选择自己的祖国波兰来命名它为“钋”(Pdandium);我国化学专家侯德榜,早年留美,1920年获得哥伦比亚大学研究院化学工程博士。1921年毅然回国,面对国际制碱托拉斯对我国碱业的垄断,决心振兴民族化学工业。他不辞劳苦,潜心研究,首先提出了联合制碱法,被公认为侯氏制碱法,为我国制碱业做出了辉煌的贡献③。适时对学生进行一些诸如此类的爱国主义思想教育,能激励学生为振兴我国的中医药事业而学习的热情。 二、重视学习能力的培养与训练 对于刚从高中升人大学的新生,多习惯于原来的学习方法,并以中学的教学模式要求教师。而实际上,大学课程内容多,信息量大,授课进度快,课堂复习辅导时间少,但自习课相对增多。因此,新生可能会出现两种不良现象:一是放松学习,利用自习课、晚上时间来弥补高中阶段因紧张应试而失去的玩乐时间;二是找不到适合自己的学习方法,被老师拖着疲惫地向前赶进度。为了避免这些现象,教师必须给予正确的引导。 1.重视课前预习,提高学习能力。先告诉学生每章的重点、难点,课堂讲授大约几学时,讲授的基本内容,让学生心中有数。每次提前下发预习内容,给学生布置明确、具体、带有启发性的阅读提纲,或设置一系列阅读思考题,帮助他们把握重点,了解难点,预先了解知识的脉络体系。 2.课后归纳,启发思考。每章内容学习完之后,要求学生先自 己归纳总结本章所学内容。归纳总结可以按照事物求同的某种属性,运用求同思维去进行;也可以根据事物本质加以概括,使知识更加简约,更加精练,更加便于理解和记忆。譬如理论部分可用条理式,比较式。如在“弱酸弱碱电离”、“缓冲溶液”、“沉淀平衡”中都提到了“同离子效应”的概念,有无类似之处;在“分子结构”一章中,提到了多种化学键理论,可比较这些理论提m的先后顺序,各自的优缺点,更适用于解决那一类问题;在“酸碱平衡”一章中公式很多,它们在使用时各有什么局限性;等等。在进行这样比较、归纳、总结后,可将前后知识梳理清晰。在此基础上可启发学生独立思考融会贯通。 三、尊重传统,结合中医药特点,活跃教学气氛,启迪智慧 诺贝尔奖获得者杨振宁先生在比较了中美的教学方法后指出④:中国的传统教学方法重视演绎、推理,其结果就是按部就班,严谨认真,基础好,但创新精神不足;而美国的教学方法中归纳、综合和分析相互渗透,虽不够严谨,但其效果是独立思考和创新精神强。双螺旋结构是1953年由一位青年生物学家沃森和另一位青年物理学家克里克提出的,但他们的研究方法应该讲是模仿化学家鲍林的。鲍林依靠他在结构化学方面的优势,从原子之间的立体化学关系,氢键的配置,采用拼搭模型的手段,就将一螺旋的结构“猜”了出来。教学中训练学生从大量的知识堆积中找出共性,上升到理性认识的思维方法,不仅能提高学习效率,更能培养学生分析问题、解决问题的能力。通过这种教学方式,开发了学生学习的各种潜能(分析、理解、记忆、想象等),达到了素质教育的目标。 无机化学的特点是知识繁杂,有人戏称无机化学为“无理化学”。如果教师不注意调整教学方式,一本教材,一支粉笔,面无表情讲完一本书,学生也只会死气沉沉,心不在焉地听完一本书。教师与学生感情上没有沟通,教与学配合不紧密,学生对这一学科的学习就不会有太大的热情。爱因斯坦有句名言:“兴趣是最好的老师。”学生对某一学科有强烈的兴趣时,就会产生积极的探索精神,从而提高学习的自觉性和学习效率。 1.理论与实际相结合,激发学生的学习热情。如介绍无机化 合物在中药方剂中的应用时,可治流行性乙型脑炎的“白虎汤”:生石膏50g,知母18g,甘草6g,粳米9g。方中君药生石膏[c.so·H20]味辛甘,性大寒,善能清热,并能止渴除烦。治疗暑湿的“六一散”:滑石18g,甘草3g。方中君药滑石[Mm(Si,O.。)(0H)】能清tl,解暑热,渗湿利小便。暑湿证兼tl,悸怔忡,失眠多梦者,用六一散加辰砂,灯心汤调服,即“益元散”。用于清热开窍,豁痰解毒的“安宫牛黄丸”:牛黄、郁金、黄连、朱砂、山栀、雄黄、黄芩各一两,水牛角浓缩粉一两,冰片、麝香各二钱五分,珍珠五钱,金箔衣。方中牛黄味苦而凉,能清心解毒,熄风定惊,豁痰开窍与麝香共为君药;佐以朱砂【Hgs】、珍珠[CaCO,】镇心'安神,以除烦躁不安;雄黄【As2S2】助牛黄以豁痰解毒;用金箔【Au】为衣,亦是取其重镇安神之效⑥。这些例子学生很有兴趣,也紧密联系了无机化学与中医药的关系。 2.利用课堂演示实验,增强教学互动性。如讲配合物一章时,用演示实验就可很好地导人配合物的定义,取得更好的效果。另外有很多元素性质部分的验证实验因学时有限,学生不能在实验室做,对于其中重要的、经典的实验,可在课堂上演示,并请学生毛遂自荐上台示范。示范时一方面要先分析实验现象;另一方面为了观察到是否发生了反应,就要体现出是否有现象变化,那么加试剂的先后顺序也应事先琢磨好。这样学生不仅掌握了书本知识,在实际操作中锻炼了动手能力,提高了分析能力,也使课堂气氛更活跃,提高了学生的学习兴趣。 3.探究教学方法,教学相长。教师在课堂上仪表端庄,和颜悦色,精神饱满,思维敏捷,幽默机智,则课堂气氛活跃,师生关系融洽。教师还应创造机会让学生发问,加强课堂教学的双向交流,做到教学相长,师生互动。对于学生提出或回答的问题给予肯定,保护其积极性。多给予学生表扬,多用激励性和指导性语言来激发学生的上进性、自尊心。学生喜欢这样的化学老师,对化学学科也会产生一种亲切感,即所谓“亲其师,信其道”。 四、鼓励创新,利用现代化手段激励学生学以致用。 进入2l世纪以来,以多媒体技术和网络技术为优秀的信息技术正以超H{人们想象的速度向前发展,并进入到社会的各个领域和环节。在这种情况下,教育也在信息技术的强烈冲击下.在教学目标、教育内容、教学手段等方面产生重要改变。多媒体教学,因将各种声、光、电等媒体素材组织起来,触动了学生的感官,更能加强教学效果,激发学习兴趣。教师可将多媒体组合教育方式和利用多媒体计算机个别交互学习方式结合到传统教学方式中。借助课件制作软件及自己的教学经验,教师可自己设计制作教学课件、电子录像、电子教案等以丰富教学资源。也可将教学重点、难点、习题等内容在学校的局域网上,学生对不懂的问题可通过网络交流平台寻求老师或同学的帮助,或对共同的疑难展开讨论。这样,让网络技术介入学生课后的学习和实践活动,可以使学生的学习进行得更为完善和全面。 综上所述,在无机化学教学中,除了要教给学生基本知识,还应教会学生学习方法,锻炼学生的各种综合能力,提高学生的综合素质,为培养新世纪的中医药高素质人才而教书、而育人。 无机化学论文:关于师专《无机化学》教材中《电离平衡》一章内容编排的探讨 论文关健词:盐类水解溶液 酸碱性计算 酸碱质子理论 教材编排 论文摘要:将《电解质溶液与电离平衡》一章中酸碱理论的内容提到盆类水解的前面介绍,统一了盐类水解与溶液酸碱性的公式,并与后续课程《分析化学》中酸碱滴定部分的内容前后一致,保持了连贯性. 在无机化学中,有关电离平衡的知识占有极其重要的地位,因为大部分无机反应都是在水溶液中进行的,而且弱电解质的电离平衡、沉淀一溶解平衡是《无机化学》及后续课程《分析化学》所涉及的四大平衡中两类重要的平衡.笔者翻阅过很多版本的《无机化学》,对庞锡涛老师主编的师专《无机化学》教材中《电解质溶液与电离平衡》一章有关内容的编排,笔者作如下探讨。 1.教材中电解质溶液和与高平衡一t的内容编排 当介绍完电解质溶液、弱电解质的电离平衡及缓冲溶沼后,教材接着介绍盐类的水解,然后介绍沉淀溶解平衡,最后才介绍酸碱理论。 1.1.盐类的水解部分介绍了四种类型盐类的水解 它们分别为:(I)一元弱酸强碱盐的水解:(2)一元弱碱强酸盐的水解:(3)一元弱酸弱碱盐的水解:(4)多元弱酸强碱盐的水解。对于水解后溶液的酸碱性的计算均由水解方程式求出水解常数;再根据水解平衡来计算溶液中,上述四种类型盐类水解后溶液中时分别为: 1.2.酸碱理论部分重点介绍了酸碱的质子理论在酸碱质子理论下,重新定义了:凡能给出质子的物质都叫做酸,凡能接受质子的物质都叫做碱。酸给出质子后转变为相应的碱,喊接受质子后又转变为相应的酸,即酸启质子+碱,这种存在共扼互变关系的酸和碱称为共扼酸碱对。酸碱质子理论扩大了酸碱的范围。同时酸碱反应的范围也随之扩大,如水溶液中的电离反应、中和反应、水解反应等都统一归属于酸碱反应. 2.电解质溶液和电离平衡内容编排之我见 2.1把酸碱理论的内容提到盐类水解之前 从上得知,按庞锡涛老师的教材编排体系,得出的盐类水解后溶液中的计算公式形式较复杂,记忆及使用都有些不便,尤其是本章内容、公式较多,给学生的学习带来了较大的负担.为此,我在多年的教学中均未按本书顺序依次介绍给学生,而是在介绍完第一节电解质溶液、第二节弱电解质的电离平衡、第三节缓冲溶液之后,接着介绍第六节酸碱理论,重点学习酸碱的质子理论,这里的酸、碱强度也可用来定量、衡量,且补充介绍互为共辘关系的一对共扼酸碱对的与标之间有如下关系: 以此类推。 3.教材内容,新编排后的优点 3.1.将盐类水解与酸碱电离的计算公式统一起来了 只要是酸碱质子理论定义下的酸,则 要是酸碱质子理论定义下的碱,则多元酸或碱主要考虑一级电离只不过是,若式中的不能直接查表而得,而共扼的喊(或酸) 可查表而得时,要利用共扼酸胶对的与称的关系来求,即 (具体见2.1.).这样学生只要会求酸碱溶液的[H+]或[OH-],盐类水解后所得的溶液的[H+]或万[OH-]计算也就迎刃而解了.统一了公式,简化了计算,方便了使用。 3.2.有利于今后的学习 调整以后的计算公式与后续课程《分析化学》中《酸碱滴定》一章中溶液酸喊度的计算公式一致,加强了教材的连贯性。对《分析化学》教学而言,可减少《酸碱滴定》一章的教学内容,又可节省课时;对学生而言,为他们学习《酸喊滴定》一章打下基础,同时又可提高学习效率,减轻学习负担。经调查,绝大部分同学认为教材内容这样编排比原来的教材编排好,有利于减轻他们的学习负担;也有利于《分析比学》的学习。 无机化学论文:试论高职《无机化学实验》课程项目化教学探讨 论文关键词: 高职 《无机化学实验》 项目化教学 创新能力 论文摘 要: 《无机化学实验》是一门高等职业技术学院化学化工类专业必修的以实验操作为主的专业基础课程。《无机化学实验》课程推行项目化教学能提高学生的质量,符合社会经济发展对高职学生的要求。本文针对传统教学的弊端,对《无机化学实验》课程实施项目化教学进行了探讨。 《无机化学实验》是一门高等职业技术学院化学化工类专业必修的以实验操作为主的专业基础课程。传统无机化学实验课程的教学方式一般是先介绍实验目的、实验原理、实验仪器和药品,然后介绍实验步骤,学生只需要按照实验内容完成实验、处理实验数据,最后完成实验报告。这种教学模式以教师为中心,学生处于被动地位,他们无需动脑,只需机械地按要求和操作步骤进行实验。这样的教学方式不仅无法激发学生的学习热情,学习效果差,而且使学生养成了“按部就班”的习惯,失去了主动学习和培养创新精神的机会。传统教学模式培养的高职毕业生不能满足社会经济发展的要求,这也使很多高职学生毕业时找不到对口的工作,甚至找不到工作的重要原因。教育部在《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教育部[2006]16号文件)中明确指出:当前高职教育要“大力推行工学结合、校企合作,以就业为导向、职业能力培养为主线,改革人才培养模式”,培养“大量高素质技能型专门人才”。在这一精神的指导下,《无机化学实验》课程的教学模式应该顺应社会发展的需求,积极进行项目化教学的探索和实践。 1.项目化教学特征 所谓“项目化教学”是从职业的实际出发,选择典型事例作为教学的主题,以实践为导向,教师为主导,学生为主体,教师和学生通过共同实施一个完整的项目,并共同评价项目工作成果而进行的教学活动。在“项目化教学”过程中,学生在教师的主持下能够自觉、自由地选择自己感兴趣的内容和展示形式,为学生创新能力的发展提供了有效的途径。 2.项目化教学的实施流程 项目化教学是一种“行为导向”教学法,其实施流程如下: 2.1项目确定 在项目化教学中,选择合适的项目非常重要。所选项目既要包含无机化学的基本知识和基本实验技能,又要密切联系日常生活或当地化工行业的生产实际。这样才能调动学生探究问题的积极性,使学生在项目情境下提高协作能力、人际交往能力和职业能力。例如:“设计实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”这一项目中的研究对象“高锰酸钾”,它既是实验室常用的氧化剂,在工业上又能用作消毒剂、漂白剂,还在医学上用于消毒、洗胃,与学习生活联系比较紧密,学生才会有比较浓厚的兴趣。 2.2项目开发 项目确定后,教师根据学生的性别、技能水平等将全班学生分成多个小组,每个小组人数最好3至5人。然后对项目进行细化,使之分解成一系列的任务,并分配给各个小组,要求学生团结协作,充分利用图书馆和网络资源收集所需要的资料,小组内部讨论、整理后做成幻灯片,每个小组派一名同学向全班同学展示、汇报。例如“设计实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”这一项目可分解成以下四个任务:任务1.设计“验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”的方案;任务2.配制标准溶液,包括高锰酸钾溶液和所需的酸碱溶液;任务3.用实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性;任务4.根据实验完成实验报告。 2.3项目方案制定 资料准备充分后每个小组就开始制订完成任务的方案,各组派代表利用幻灯片向同学们展示制订的方案,然后在老师的引导下大家一起讨论,对初步方案进行修改和完善,使方案具有科学性、可行性、经济性和环保性,最终师生共同归纳总结讨论结果制订出实施方案。如在2.2中所提到的任务1中,大家首先就要花较多的时间讨论、选择出合适的还原剂、酸和碱,并确定出合适的高锰酸钾、酸和碱的浓度。在讨论在这一过程中,教师应对学生进行一定的指导和引导,使学生既能学到专业知识提高专业技能,又能提高团结合作能力和口头表达能力。 2.4项目实施 实施项目是项目化教学的关键阶段,所以每位小组成员都要严格按照实施方案执行,积极利用无机化学实验室的实训条件开展实验项目。在具体的实施过程中,学生会遇到这样那样的问题,教师则要适当的指导,让学生多思考,独立地完成实验项目。这种项目实施方式,不仅可以培养学生的集体意识,而且能够提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。 2.5项目评价 学生完成实验项目后,应及时进行考核、评价和总结。项目考核标准可参照相应专业的职业资格标准,项目考核和评价以设计的初步方案、实验操作、实验习惯、团队协作能力、实验原始记录、实验数据分析与处理、实验报告、项目总结等为依据。考核和评价成绩公布后,要展开小组讨论,让学生及时找出在整个项目完成过程中存在的问题与不足,以便在下一项目时不断地改进和完善。这种考核评价机制不仅可以激励学生,提高教学质量,而且能有效提高学生的应职应岗能力,同时积极推进“双证书”制。 3.项目化教学的体会 这种“项目引领,任务驱动”的教学方法能将无机化学的理论知识和实验操作有机地结合在一起,使教师、学生真正地做到“教学相长”,学生的理论基础不断扎实,实验技能不断提高。我们不能否认项目化教学有着传统教学不可比拟的优势,但是也应认识到以下几个问题。 3.1教师的素质须不断提高 项目的确定既要基于书本的教学内容,又要联系化工生产实际,既不能太简单,又不能太难。这就要求教师不仅要熟悉书本知识,精于实验操作,而且要了解目前化工行业相应职业岗位的要求。因此,项目化教学对教师提出了很高的要求。如果教师没有深厚的理论功底、较强的实验技能、丰富的专业知识、周密的准备和一定的生产实践经历,就将无法应对项目化教学过程中学生遇到和提出的诸多问题。 3.2学习资源须不断完善 在项目开发和方案制定时,教材已不能满足学生的需要,他们将借助于更多的书籍和网络资源。所以学院需重视图书馆建设,增加图书馆的藏书量,并不断整合互联网资源,构建较完善的教学平台,为师生提供良好的学习环境。 3.3实验教学条件须进一步改善 良好的实验条件是提高实验教学水平的重要保证。为保障项目实施能顺利进行并达到预期目标,实验室应配备足够数量的实验仪器和设备,让每个学生都有充分动手的机会,提高他们独立操作的能力。 总之,无机化学实验课程的项目化教学提高了学生的质量,符合当前化工行业对化学化工类高职人才的需求,所以教师应积极推行项目化教学,为企业为社会输送更多、更优秀的专业人才,使无机实验教学与社会经济发展形成良性互动。 无机化学论文:浅谈当代无机化学研究前沿与进展 【论文关键词】:无机化学; 研究前沿; 研究进展 【论文摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科,在近年来取得较突出的进展,主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透,用以解决工业生产与人民生活的实际问题。文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。 当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用,以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透,形成许多学科的新的研究领域。例如,生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科;固体无机化学是十分活跃的新兴学科;作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。 根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述: 一、无机合成与制备化学研究进展 无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的基础学科。发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面: (一) 极端条件合成 在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。 (二) 软化学合成 与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”, 正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究领域中占有一席之地。 (三) 缺陷与价态控制 缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象, 也是决定和优化材料性能的主要因素。材料的许多性质如发光、导电、催化等都和缺陷与价态有关。晶体生长行为和材料的反应性与缺陷关系密切, 因此, 缺陷与价态在合成中的控制显然成为重要的科学题。缺陷与特定价态的生成和变化与材料最初生成条件有关, 因此,可通过控制材料生成条件来控制材料中的缺陷和元素的价态。 (四) 计算机辅助合成 计算机辅助合成是在对反应机理有了了解的基础上进行的理论模拟过程。 国际上一般为建立与完善合成反应与结构的原始数据库, 再在系统研究其合成反应与机理的基础上, 应用神经网络系统并结合基因算法、退火、Mon te2Carlo 优化计算等建立有关的合成反应数学模型与能量分布模型, 并进一步建立定向合成的专家决策系统。 (五) 组合化学 组合化学是利用组合论的思想和理论, 将构建单元通过有机/无机合成或化学法修饰, 产生分子多样性的群体(库) , 并进行优化选择的科学。组合化学用于合成肽组合库, 也称组合合成、组合库和自动合成法。组合方法同时用n 个单元与另外一组n′个单元反应, 得到所有组合的混合物, 即n+ n′个构建单元产生n×n′批产物。 (六) 理想合成 理想合成是从易得的起始物开始, 经过一步简单、安全、环境友好、反应快速、100% 产率获得目标产物。趋近理想合成策略之一是开发一步合成反应,如富勒烯及相关高级结构的合成, 从易得的石墨出发, 只需一步反应即得到目标产物, 产率44%。趋近理想合成策略之二为单元操作。相对复杂的分子, 如药物、天然产物的合成, 需要多步反应完成。在自然界里, 生物采取多级合成的策略, 在众多酶的作用下, 用前一步催化反应的产物作为后续反应的起始物, 直至目的产物的生成。 (七) 仿生合成 仿生合成无论从理论还是从应用上都将具有非常诱人的前景。无机合成与制备化学在生物矿化、有机/无机纳米复合、无机分子向生物分子转化等研究领域发挥重要作用。用一般常规方法难于进行的非常复杂的合成如何利用生物合成将其变为高效、有序、自动进行的合成。例如生物体对血红素的合成可以从最简单的酪氨酸经过一系列酶的作用很容易地合成出结构极为复杂的血红素。因此,仿生合成将成为21 世纪合成化学中的前沿领域。 二、我国无机化学研究最新进展 近几年我国无机化学基础研究取得突出进展,成果累累,主要在以下几个方面取得了令人瞩目的成绩: (1) 中科大钱逸泰、谢毅研究小组在水热合成工作的基础上,在有机体系中设计和实现了新的无机化学反应,在相对低的温度下制备了一序列非氧化物纳米材料。溶剂热合成原理与水热合成类似,以有机溶剂代替水,在密封体系中实现化学反应。他们在苯中280度下将GaCl3和Li3N反应制得纳米GaN的工作发表在Science上。 (2) 吉林大学冯守华、徐如人研究组应用水热合成技术,从简单的反应原料出发成功地合成出具有螺旋结构的无机-有机纳米复合材料,M(4,4'-bipy)2(VO2)2(HPO4)4(M=Co;Ni)。在这两个化合物中,PO4四面体和VO4三角双锥通过共用氧原子交替排列形成新颖的V/P/O无机螺旋链。 (3) 南京大学熊仁根、游效曾等在光学活性类沸石的组装及其手性拆分功能研究方面设计和合成具有手性与催化功能的无机有机杂化多维结构,他们改性了光学活性的天然有机药物(奎宁),以它作为配体同金属离子自组装构成了一个能进行光学拆分消旋 2-丁醇和3-甲基-2-丁醇,拆分率达 98?以上的三维多孔类沸石。 (4) 中国科学院福建物质结构研究所洪茂椿,吴新涛等在纳米材料和无机聚合物方面的工作引起国内外同行的广泛重视。他们成功地合成纳米金属分子笼(nanometer-sized metallomolecular cage),还成功的构筑了一个新型的具有纳米级孔洞的类分子筛[{Zn4(OH)2(bdc)3}.4(dmso)2H2O]n,其中孔洞的大小近一纳米。在金属纳米线和金属-有机纳米板的合成和结构的研究成果斐然。设计合成了一些金属纳米线,金属-非金属纳米线和金属有机纳米板。 (5) 北京大学高松研究小组在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。在水溶液中以1:1:1的摩尔比缓慢扩散K3[M(CN)6](M=Fe3+,Co3+),bpym(2,2'-bipyrimidine)和Nd(NO3)3,合成了第一例氰根桥联的4f-3d二维配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]。3H2O,24个原子形成的二维拓扑结构。 (6) 清华大学李亚栋研究组在新型一维纳米结构的制备、组装方面取得了突出的进展。李亚栋课题组首次发现了由具有准层状结构特性的金属铋形成的一种新型的单晶多壁金属纳米管,有关研究成果在美国化学会志上(J.Am.Chem.Soc.123(40),9904-9905,2001)报道。这是国际上首例由金属形成的单晶纳米管,铋纳米管的发现为无机纳米管的形成机理和应用研究提供了新的对象和课题。 面对生命科学、材料科学、信息科学等其他学科迅速发展的挑战和人类对认识和改造自然提出的新要求,化学在不断地创造出新的物质和品种来满足人民的物质文化生活,造福国家,造福人类。当前,资源的有效开发利用、环境保护与治理、社会和经济的可持续发展、人口与健康和人类安全、高新材料的开发和应用等向我国的科学工作者提出一系列重大的挑战性难题,迫切需要化学家在更高层次上进行化学的基础研究和应用研究,发现和创造出新的理论、方法和手段,并从学科自身发展和为国家目标服务两个方面不断提出新的思路和战略设想,以适应21世纪科学发展的需求。 无机化学论文:基于建构主义学习理论的支架型无机化学双语教学模式 论文关键词:建构主义 学习理论 无机化学 双语教学 论文摘要:建构主义是当代最为流行的学习理论。本文介绍了建构主义的基本思想,提出了基于建构主义学习理论的支架式无机化学双语教学摸式。 0引言 近二十年以来,把学生作为知识灌输对象的行为主义学习理论,已经让位于把学生看作信息加工主体的认知学习理论。随着心理学家对人类学习过程认知规律研究的不断深人,近年来,认知学习理论的一个重要分支—建构主义学习理论在西方逐渐流行。建构主义(co口蛇ru比vis功)也译作结构主义,其理论非常丰富,但其优秀用一句话就可以概括:以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。 1建构主义学习理论的主要教学思想 1.1学习观及学习环境的设计 建构主义的学习观是建立在其独特的知识观基础上的。它批判行为主义的把知识当成定论、当成真理的做法,认为世界是客观实在的,但是对世界的理解和意义赋予都取决于每个个体自己;知识并不是对现实的纯粹客观的反映,也不是对客观现实的准确表征,它只是一种解释、一种假设,并不是问题的最终答案,它必将随着人们认识程度的深人而不断变革、升华和改写,出现新的解释和假设;知识不是万能的,而是需要针对具体问题的情景对原有知识进行再加工和再创造;知识不可能以实体的形式存在于具体个体之外,对知识的真正理解只能是由学习者自身基于自己的经验背景而建构起来的。 为了真正实施建构主义的学习活动,建构主义特别强调学习环境的设计。建构主义的学习环境可理解为是一种支持学习者进行建构性学习的各种学习资源的组合。理想的学习环境应当包括情景、协作、交流和意义建构四个部分。建构主义认为,学习环境中的情景必须有利于学习者对所学内容的意义建构;协作,应该贯穿于整个学习活动过程中;交流是协作过程中最基本的方式或环节;意义建构是教学过程中的最终目标。 1.2师生的角色定位 1.2.1学生观 建构主义强调,学习者并不是空着脑袋进人学习情景中的。所以教学不能无视学生的已有知识经验,不能简单地从外部“填灌”,而是应当把学生原有的知识经验作为新知识的生长点,引导学生从原有的知识经验中,生长新的知识经验。教师与学生,学生与学生之间需要共同针对某些问题进行探索,并在探索过程中相互交流和质疑,了解彼此的想法。 1.2.2教师观 (1)教师是学生建构知识的忠实支持者。教师应该给学生提供复杂的真实问题。他们不仅必须开发或发现这些问题,而且必须认识到复杂问题可能有多种答案,鼓励学生提出问题解决的多种观点。教师必须创设良好的学习环境,让学生在这种环境中可以通过实验、独立探究、合作学习等方式来展开他们的学习。 (2)教师要成为学生建构知识的积极帮助者和引导者。要激发学生的学习兴趣,引导和保持学生的学习动机。通过创设符合教学内容要求的情景和提示新旧知识之间联系的线索,帮助学生建构当前所学知识的愈义。为使学生对知识愈义的建构更为有效,教师应尽可能地组织和引导协作学习,展开讨论和交流。 1.3教学棋式与教学方法 建构主义学习理论所倡导的教学模式可概括为:以学生为中心,在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情景、协作、交流等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。 在建构主义的教学模式下,目前已开发出的比较成熟的教学方法主要有以下几种: (1)支架式教学(Scaffolding Instruction )。它是为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架,这种框架中的概念是为引导学习者对问题的进一步理解所设计的,为此,要把复杂的学习任务加以分解,以便于把学习者的理解逐步引向深人。它有以下几个环节:搭脚手架(围绕学习主题,按维果茨基的“最邻近发展区”的要求建立概念框架)—进人情景—独立探索—协作学习—效果评价)。 (2)锚式教学(Anchored Instruction )。这种教学要求建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上。建构主义认为,学习者要想完成对所学知识的意义建构,即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及事物间联系的深刻理解,最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受和体验(即通过获取直接经验来学习,正如船舶抛锚了,船员必须亲自下到海里去游泳),而不是仅仅聆听别人(例如教师)关于这种经验的介绍和讲解。它有这样几个环节:创设情景—确定问题—自主学习—协作学习—效果评价。 (3)随机进人教学(Random Access Instruction )。由于事物的复杂性和问题的多面性,要做到对事物内在性质和事物之间相互联系的全面了解和掌握,即真正达到对所学知识的全面而深刻的意义建构是很困难的,往往从不同的角度考虑可以得出不同的理解。为克服这方面的弊病,在教学中就要注意对同一教学内容,要在不同的时间、不同的情境下、为不同的教学目的、用不同的方式加以呈现。因此,多次进人的结果,绝不仅仅是对同一知识内容的简单重复和巩固,而是使学习者获得对事物全貌的理解与认识上的飞跃。随机进人教学主要包括以下几个环节:呈现基本情境—随机进人学习—思维发展训练—小组协作学习—学习效果评价。 2基于建构主义学习理论的支架式无机化学双语教学模式 如何保证双语教学的顺利实施?如何处理教学质量与额定课时的尖锐矛盾?笔者认为,建构主义教学模式和教学方法是我们的重要法宝。我们认为,在化学知识的英文表达上,教学的重点应该是阅读和写作,其次才是听和说。因此,我们利用宝贵的课堂时间解决化学专业术语英语表达的听和说问题,再引导学生在课内课外认真阅读英文化学教材并训练专业英文写作。下面仅以“原子结构与元素周期律”一章及其中的“多电子原子”一节为例,介绍如何采用建构主义理念下的“支架式教学模式”,引导学生以已有的知识经验背景为前提主动建构化学的双语知识。 (1)胳脚手架:围绕当前的学习主题,按“最邻近发展区”的要求建立概念框架(见图1、图2)。让学生沿着这些知识脚手架,通过自主学习,获得对知识的理解和掌握。 (2)进人情景:我们预先编写好上述概念框架式的无机化学英文精要资料,在课堂上把无机化学的系统知识用中文讲透,并用英文板书出授课提纲和化学专业术语,根据学习内容将学生引人问题情景,激励学生课中、课后自主学习。 (3)独立探索:在给定学生专业英文资料的基础上,教师引导学生根据课堂中及中文教材上掌握的化学背景知识,借助于词典独立探索化学知识的英语表达方法,在探索的过程中教师要适时提示和帮助学生沿着概念框架逐步攀升。 (4)协作学习:相互讨论、交流学习。通过讨论、交流,学生可以集思广益、博采众长;可以发现自己的错误和不足;可以在共享集体思维成果的基础上达到对当前所学知识的比较全面、正确的理解,最终达到对知识的意义建构。 (5)澈果评价:这是对所学知识的意义建构情况作出评价。可用英文布置和完成作业,用英文命题考试的方式来评价、检查、督促和巩固学生学科知识的双语学习,推动双语教学的进行。 经过几年的无机化学双语教学,我们有多方面的收获: 直接、显明的收获是师生在掌握学科知识、能力的同时,掌握了英文专业词汇和提高了英语水平。隐性的、更深层次的收获,一是可以及时吸收国外先进的教学理念和教学方式,学到新的教学思想。二是系统、长期的课程双语教学将为硕士研究生的培养奠定良好的专业英语基础。三是作为一种确立的教育体制,持之以恒的课程双语教学必将促进国民英语水平的全方位提高,从而提升我们与国际社会的合作交流水平,增强我们的国际竞争能力。 无机化学论文:浅谈无机化学教学中“知识网络图”的构建与运用 论文关键词:无机化学;知识结构网络图;网络教学法 论文摘要:介绍无机化学教学中在钻研教材、理顺知识点之间的逻辑关系的基础上,构建“知识结构网络图”.并应用“知识结构网络图”在新课、复习课、小结课等各个环节中进行教学. 1.问题的提出 无机化学是高等师范院校化学系的一门重要的专业基础课,但其内容繁杂、知识点多,如果仅满足于照本宣科,则只能教给学生一大堆散乱的结论,学生难以掌握,而且容易遗忘.正如美国著名心理学家布鲁纳所说:“获得知识,如果役有完满的结构把它联在一起,那是一种多半会被遗忘的知识,一串不连贯的论据在记忆中仅有短促得可怜的寿命.”因此,无机化学的传统教学方法必须加以改革. 笔者认为,在无机化学教学中,应重点讲知识主线、解答问题的思路、学习方法以及知识点之间的联系.基于上述思想,笔者在教学中采用了“网络教学法”,其关键是构建“知识结构网络图”. 2.“知识结构网络图”的构建 2.1钻研教材,理顺知识点间的关系是构建“知识结构网络图”的基础 无机化学是以元素周期律、热力学、动力学、近代物质结构理论、平衡理论以及基础电化学等为指导,以现代实验技术为手段来研究元素及其化合物(碳氢化合物除外)的合成、性质、结构及其相互联系等的科学.它所研究的范围广,其知识容量大,且相互关系错综复杂.但通过仔细钻研、分析教材后发现:无机化学既有纵向的推导衍变关系,又有横向的对比关系.如,原子结构一章,可理出如下衍变关系:为了解释元素相互化合的质量关系的基本定律,建立了道尔顿原子论,确立了原子是组成物质的最小微粒的观点,然而,阴极射线和电子的发现,又打破了原子不可再分的观点.带核原子模型,进一步成功地解释了α一粒子散射实验,从而解决了原子的组成问题,但却不能解释氢光谱以及原子结构和氢光谱的关系.后来玻尔理论解决了这个问题并指出了原子的能量是量子化的.德布罗意提出电子等实物微粒也具有波粒二象性,并随后为电子衍射实验所证实,从而解决了玻尔理论的局限性.最后发展到用“波函数”描述核外电子运动状态,用“几率径向分布和电子云”表示波函数,进而派生出单电子体系、多电子体系、核外电子排布、元素周期律与周期表、元素性质周期性递变等横向联系. 2,2“知识结构网络图”的构建 在深人钻研教材、理清知识点间的纵横关系的基础上,使所研究的诸多问题形成知识网络,建立起“知识结构网络图”.如,原子结构一章.通过对这一章的知识内容重新加工、整理和组织,可以建立如图1所示的“知识结构网络图”. 2.3“知识结构网络图”的特点 “知识结构网络图”有主线清楚、逻辑性强、联系紧密等特点.现以图1分析如下: 2.3.1主线清楚.图1是以道尔顿原子论、玻尔理论、波粒二象性、核外电子排布、元素周期律与周期表、元素性质周期性递变等为主线,按知识的逻辑关系,分层次渐进深人,构成整张“知识结构网络图”. 2.3.2逻辑性强.主线知识与分支知识间的箭号,既体现因果关系,又体现派生关系.如玻尔理论与分支中的氢光谱及多电子原子的精细结构体现因果关系;波函数与几率径向分布、电子云体现派生关系.这样,在各知识点中应用不同层次的原理,既注重内容的阶梯性,又注重概念和理论在不同层面上的回归和在渐进分化基础上的融合贯通.同时体现各知识点之间的前后呼应与相对独立性. 2.3.3联系紧密.图1体现了各知识点间的逻辑衍变关系.前面的讨论为后边的探索作铺垫,后面的研究在解决前面提出的问题的同时,又提出新的问题.如波函数,是基于经典物理力学方法不能描述电子的波粒二象性提出的,为了对核外电子的运动状态能进行形象化的描述,派生出了几率的径向分布和电子云等内容,而波函数的讨论又为后面将要研究的四个量子数和多电子原子的结构等内容作了铺垫. 3“知识结构网络图”在教学中的应用 在无机化学教学中,应用“知识结构网络图”既可用于讲授新课,也可用于复习课和知识小结课的教学. 3.1在新课教学中的应用 在新课教学中采用网络教学,使所传授的知识不再是单一的知识点,形成了纵向、横向联系的知识链和知识块.例如,铬族元素一节的教学,在分析铬原子的价电子层结构(3d54S1)的基础上,推导出铬的常见氧化态(+ = 3 \* ROMAN III,+ = 6 \* ROMAN VI),介绍三价铬和六价铬的几种存在形式,并板书给出图2所示的相互转化关系.其次再对各种离子的颜色、氧化还原性、在不同介质中的存在形式等进行详细讲述,最后让学生将相互转化的反应方程式写出来.从而使教材中的一些零散的知识、单个的反应形成整体的知识结构网络,使学生抓住事物的本质联系,起到触类旁通的作用. 3.2在复习课教学中的应用 在复习课的教学中,采用网络教学,不但能强化知识的记忆,更能使零乱的知识系统化、网络化,使之成为有机的整体.同时,在系统化、网络化的过程中,能进一步加深学生对知识的理解,培养学生对比联系、综合归纳的能力.例如、在配位化合物一章复习课的教学中、首先引导学生找出配合物的基本概念、空间构型、结构以及配合平衡等四大主线知识.其次,引导学生逐一回忆每一主线知识所派生出的分支知识,并采用边讲述边板书的方法,与学生一道建立如图3所示的“网络结构图”.然后,针对每一主线知识,给出一至二道课堂练习题,进行强化练习.髻如,针对空间构型这一主线,要求学生指出〔Fe(CN)6]3一和〔FeF6 ] 3一配离子的成键情况、空间构型以及它们谁是内轨型配离子、谁是外轨型配离子.最后要求学生采用联想法,将各主线与分支知识所涉及的内容,在头脑里象放电影似地重现一遍.课后布置适量练习题,达到“授人以渔”的目的. 3.3在小结教学中的应用 讲授完一章后,及时总结,理出本章知识脉络及各知识点的逻辑衍变关系,将其串成线、分成块,从而建立起知识网络图,例如,讲授完氧族元素一章后,首先给出氧和硫及其重要化合物的网络图(见图4),将本章知识小结归类.然后要求学生既要注意各化合物间的纵向关系(如残S,S,SO2,SO3,Na2SO4等物质间的推导衍变关系),又要注意它们间的横向关系(如SO3 , H2SO4 . NaHSO4. Na2SO4间的关系),以及物质间的对比关系(如H2SO4,NH4HSO4, (NH4)2S2Os等),还要注意物质间的网络关系(如H2S, H2SO4 , NaHSO4 , Na2SO4 . NazSO3. Na2S等).同时,注意它们相互间转化的条件.最后要求学生一一写出相互转化的化学反应方程式,以便学生加强记忆,形成自己的知识体系. 4结论 教学实践证明:采用“网络教学法”,能减少教学时数,提高教学效率.有利于培养学生的钻研精神,提高逻辑思维能力、归纳总结能力和创新能力以及文字表达能力. 无机化学论文:高职无机化学教学论文 1明确课程培养目标,优化教学内容 无机化学是学生入学后的首门专业基础课,其内容覆盖面较广,且内容的绝大部分与中学化学内容相关,它的开设是为了更好地实现中学化学与较高级专业化学的衔接,为后续课程的学习打下基础,依据高职教育“必需、够用”的原则,笔者认为其主要培养目标应使学生着重掌握有关化学的基本知识和基本理论,注重理论联系实际,提高其实践技能以及独立思考、探索、创新的能力.我校现采用的全国高职“十一五”部级规划教材《无机化学》在内容上可分为两大部分,一是基本原理和基础知识部分,内容主要有化学反应速率和化学平衡、电解质溶液和离子平衡、原子结构和元素周期律、分子结构和晶体结构、氧化和还原反应等知识;二是元素化合物部分,主要介绍常见元素及其化合物的性质.这些教学内容对于不同的高职专业要有不同的要求和侧重,合理的高职无机化学课程教学体系在内容上应以“必需、够用、实用”为原则,着重突出基础理论知识的应用和学生实践、创新能力的培养.结合考虑高职课程要求的有限学时,这就要求教学内容贯彻少而精的原则,突出重点、难点. 如针对我校的应用化工技术专业,我们通过教学研究和大讨论对基础理论教学内容进行了整合,去掉一些单纯理论推导,保留了最基本的、基础的、原则的内容.对于无机化学中“原子结构和元素周期律”、“分子结构和晶体结构”这些难度较大,而在工厂、企业等实际应用中用途不大的内容知识,适度减少了其部分教学内容,着重讲授了化学反应速率和化学平衡及其应用.在教学中笔者十分重视本学科的研究现状、发展方向、研究方法和研究成果等,会在学习有关内容时,及时将最新研究成果和最新技术吸收进来,使教学内容具有前瞻性和启迪性,如在讲解配合物相关知识时,会向学生介绍配合物在光、电、磁学以及吸附分离等方面的应用及发展前景,在讲解“元素及化合物”的相关内容时,会向学生介绍有关重金属污染、微量元素与人体健康的相关知识,这样既可以增加课堂的新颖性、趣味性,又有利于培养学生对化学的学习和探究兴趣. 2更新教学方法和教学手段,提高教学效果 教学方法和手段的更新是课程改革的难点.要积极开展教学研究,探索教学规律,重视学生的主体地位,充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性.教学过程中我们采用了多种教学方法,如启发式、讨论式、探究式等教学方法,用以不断激发学生的学习兴趣,同时有效地避免了“满堂灌”,给学生留有一定思维的空间、自学的空间.如在讲解完杂化轨道理论和价层电子对互斥理论时,采用了讨论式教学,在将两种理论的主要内容学习完后,以相关习题作为依据,让学生分组讨论两种理论的联系与区别、二者的优点与不足,学生们发言后,教师再作总结,这样做不但有利于帮助学生更好地理解教学内容,也充分调动了学生学习的主观能动性和学习效率.将优秀的、传统的教学方法与现代化的教学方法相结合,积极推进多媒体辅助教学.无机化学的教学内容既涉及晦涩、难懂的理论知识,又涉及琐碎、繁多的元素化合物知识,开发计算机辅助教学,制作相应CAI课件,可将教学内容形象化、直观化,增加教学容量,大大提高教学效率.如在无机化学课程课堂教学中,经常涉及分子和原子模型平面和立体图形等,可通过FLASH动画的形式进行展示,可使微观的现象得以生动地描述,图文并茂,动静结合,将抽象的行为形象化,便于学生轻松掌握原本非常抽象的理论.为便于学生自主学习,我们还可以充分利用网络技术,将课程的教学大纲、教案、课件、习题、参考书籍等教学资料上网,实现优质教学资源共享,为学生创造一个好的、开放性的学习环境. 3注重实验教学,理论联系实际 无机化学是一门实验科学,通过直观的实验现象能帮助学生很好地理解和掌握无机化学的基本理论和基础知识,有助于学生理论与实践相结合.因此,我们在讲授理论的同时开设实验课,加强实践内容,强化实践环节,注重实践操作与综合能力的培养.在实验内容的选择方面,强调实验的基本操作,如选择溶解、蒸发、结晶、溶液的配制、试剂的取用等实验,不断强化学生的基本操作训练;同时,减少验证性实验,增加制备性、综合性实验.如删减了实验教材中元素锡、铅、锑、铋、银和汞等的性质实验,增加了硝酸钾的制备与提纯、三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备等制备性、综合性实验,特别是三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备实验是以废铁屑为原料制备硫酸亚铁铵,然后再制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾并进行草酸根离子及铁离子含量测定实验的(该综合性实验含3个实验,共9学时),这样就逐步形成了一套由浅入深、循序渐进、重在应用的实验教学模式,进一步强化培养了学生独立思考、解决问题的能力,以及动手能力,启迪了他们的创造思维.结果表明,具有较好的教学效果. 4科学设定考核方法 考核是教学过程的一个重要环节,其目的是为了检验学生学习的成效,评估教师教学水平与教学效果.科学、有效的考核方法有助于教师更好地做出正确评估.目前我校无机化学理论课和实验课考试成绩均由平时成绩和期末考试成绩两部分组成,平时成绩占30%,期末考试成绩占70%.对于无机化学理论课,平时成绩可通过课堂提问、平时作业、撰写小论文、无机化学知识竞赛成绩、章节测试成绩、出勤等几方面的考查给出成绩;对于实验课,则可通过对预习报告、出勤情况、实验纪律、实验操作、实验报告等方面的考查,综合求出平时成绩.理论课的期末考试以笔试为主,内容强调无机化学的基础理论知识;而实验课的考试以实际操作为主.实验课考试前,我们将考试所需的仪器和试剂置于实验台上,由学生随机抽取内容不同的考题,要求学生根据不同考题,运用所学知识在已有的仪器和试剂中选择所需仪器和试剂,在规定时间内设计出相应的实验方案,并根据方案进行现场操作.监考老师根据实际操作现场打分,这样的考核可更科学、真实地反映学生的知识应用能力和实验动手能力. 5总结 总之,只有不断更新教学理念,优化教学内容,更新教学方法和教学手段,注重实践教学,合理设定考核模式,才能更好地加强高职无机化学课程的教学改革与建设,使得教师的教学更加有效,学生的学习更加高效,学生的能力不断加强和提高. 作者:宋连卿 王宇婷 单位:河南教育学院化学与环境学院 无机化学论文:无机化学实验医学检验论文 1强化操作训练培养实验技能 医学检验技术是一门实验技术学科,培养学生具有较强的实验技能是医学检验技术专业学生的培养目标。实验技能的培养与化学实验的教学密切相关,学生整个化学实验过程中操作规范化的熟练程度可以反映其操作技能的高低,也是实验结果准确性的根本保证。操作技能包含顺利完成整个实验的各种能力,如:动手操作能力、观察判断能力、归纳总结能力、沟通协作能力、统筹思维能力、独立分析解决问题能力和创新能力等等。操作技能各种能力的总和就是实验技能。因此,操作技能是实验技能的基础,实验技能如何发展有赖于操作技能的提高。所以,无机化学实验教学中必须突出专业特点,紧扣培养具备工作实际能力的高素质技术应用型专门人才的目标,加强无机化学实验教学,强化操作技能训练,在此基础上再进一步培养实验技能。 2淡化学科观念强化服务意识 医学检验技术专业培养的毕业生与地方经济和医学检验相关产业发展相适应,面向医疗卫生机构一线岗位从事临床检验技术、实验室技术等方面的工作。即便是工作岗位具有先进的检验设备,医学检验人员也必须具备较强的实践操作能力,如分析仪器的校正,常用试剂的配制等,更何况农村医疗卫生机构检验设备未必都大型、先进。因此,培养的学生必须具有职业素质高、基础知识扎实、操作能力强、适应性强等特色。无机化学课程的教学必须根据学生就业岗位的需要,淡化学科意识,服务于专业课程,为学生的职业拓展提供平台,体现“以生为本”,着眼于学生人文精神和理科素养的提高,紧贴于专业培养目标的要求,服务于学生整体专业素质的培养。为此,鉴于无机化学课时少(总学时32),教材版本变换频繁,内容不统一的现状,漯河医学高等专科学校化学教研室根据各系部专业培养目标的要求,合理制定课程标准,讨论优选实验内容,开发校本实验教材《分析测试实验指导》,各专业构建新的实验教学新体系。如,漯河医学高等专科学校医学检验技术专业目前选用的《无机化学》教材是由人民卫生出版社出版、牛秀明主编的全国高职高专“十二五”规划教材,但教材中的实验部分缺少化学实验的基本知识,如实验室管理、实验室安全、常用仪器简介、化学实验基本操作规程及实验数据记录和实验报告书写等等相关规范内容,如果忽略此部分内容的学习,对医学检验专业的学生来讲,强化操作技能,培养实验技能,为后续课程的学习奠定基础,基础课为专业课和未来工作的需要服务,就成了空洞的目标。因此,我们适度增加了这些内容的教学,同时增加缓冲溶液的配制与性质实验,注意与生化检验课进行衔接;并将化学实验与医学检验专业的卫生检验员资格证书考核结合起来安排实验内容。按照校内自编教材增加此部分内容后,收到了良好的教学效果。 3掌握学生基础合理安排教学措施 开课之初,对新生进行问卷调查,对学生的化学基础摸底。招生时的文理兼收,入校后的大班学习,造成了同班学生文理基础差异显著,部分学生连常见的玻璃仪器都不能辨认,实验无法同步完成,为解决文科学生理科知识的相对薄弱、理解和接受化学知识的相对困难、动手实验能力稍差等问题,在上课学时少,教学任务重的情况下,鼓励和帮助文科学生做好实验,安排实验小组时采取文理生混合编组的方法,互补学习;严把实验制度关,如,一对一帮扶制度、独立操作制度、实验前预习制度、课堂提问讨论制度、实验后反思总结制度、书写实验报告制度、实验教学督导制度等等。这些举措较好地培养了学生的实验技能。 4创新教学方法丰富教学手段 多年的教学经验发现,传统的实验课教学方法存在弊端,尽管实验前教师将实验目标、实验原理、实验内容及步骤、实验用品及操作方法、有关实验注意事项等内容全部详细讲解,一部分学生仍然不知从何做起,尤其是文科学生,学生自己实验时需要指导教师分别重复讲解实验内容,这样既浪费时间又影响实验效率。为此,要求学生课前必须预习实验内容及实验相关知识,并写出实验预习报告,对实验关键内容及注意事项进行思考并提出问题。在实验教学时合理安排讲授时间与实验操作时间,实验课开始时,讲解实验目标、实验原理、实验内容,并在讲解时与学生之间进行互动讨论,以便鼓励学生按照实验原理对实验操作步骤询问“为什么”。待学生认领清点仪器后,再组织学生一起讲解实验操作步骤、示范性演示仪器使用方法,强调实验中的注意事项。实验完成后,要求学生对整个实验过程进行总结和分析,总结实验成功的经验,分析讨论实验中存在的问题,反思和纠正实验中的不足,通过学生自己来全面充实完善实验报告内容。这种做法减少了学生操作过程中的错误,增加了正确使用仪器的机会,同时也促进学生改变了对待实验的态度,提高了学生实验操作的自信,也对今后的实验提供借鉴和帮助。对于规范的基本实验操作、一些需要观察实验现象的实验操作、较复杂的实验操作、危险性较大的实验操作,教师实验前采用多媒体教学技术的方法,放大实验现象,提高实验能见度;提供模拟的实验环境,熟练掌握实验操作规范和操作技能;既保证了学生实验操作的正确性、规范性和安全性,又有利于增加学生实验的自信心,激发他们动手的欲望。培养了学生严格遵守技术操作规程的工作作风和相互协作、大胆工作的能力。 5贯穿绿色化学理念增强学生环保意识 无机化学实验用到的化学药品较多,在不影响实验效果的前提下,尽量减少试剂用量,增加微型实验,使无机化学实验绿色化;尽量减少和替代刺激性或有毒试剂的使用,主动地减少和消除实验室的化学污染,体现绿色化学原则;要求学生将在实验过程中产生的废液、废渣和剩余少量物品等,都分别统一收集到实验室制定的废液回收桶和废渣回收杯中,实验完毕统一处理。废气通过实验室通风装置压出。这样,既避免了“三废”对环境产生的污染,又让学生在实验的点点滴滴中接受环保教育,爱护环境,珍爱生命。在化学实验教学中培养学生保护环境的意识和责任。 6创新实验评价方法重视综合素养提高 为客观、公正、公平地评价学生的实验成绩,培养学生规范的实验操作技能,培养学生养成良好的工作习惯,在教学过程中采用对学生进行实验考核的办法评价学生的实验。实验考核采取过程考核(50%)、阶段性考核(30%)和综合性考核(20%)相结合的办法,过程考核主要侧重于学生的平时实验表现,如,出勤情况、实验态度、实验报告等内容;阶段性考核重点考核学生的基本操作技能,在规定的实验时间和过程中考学生基本操作的正确性和规范性,独立完成实验操作的能力,由实验现场表现和实验报告成绩两部分组成;综合性考核则侧重于考核学生的基本素养和综合能力,如,实验小组在实验过程中的团队协作意识、相互配合能力、创新能力和解决问题能力等等。实验课成绩单独按百分计,然后以本学科总成绩的30%折合计算,计入学生本学科总成绩。改革实验考核方法的体会是,通过关注实验过程,加强了对学生进行基本操作技能的严格训练,通过采取分解细化操作要点,演示模拟亲自动手的方法,让学生对实验提高了兴趣,增加了参与实验的主动性,学生能够从简单到复杂、由单一到综合,逐步练习训练,基本上具备了实验室技术人员的素质,后续专业课教师对涉及的相关学生操作评价反馈良好。化学对于医学生来讲尤为重要,医务工作者需要为化学在人类健康中发挥更大作用的明天做好准备。经过教学方法和教学过程的改革,教会学生用化学中的观点来分析事物的可能性、可行性等分析能力,使学生的学习态度由被动转变为主动;通过用化学家的缜密逻辑思维、求实创新精神和实验中百折不挠的意志,去感染学生。让学生的创新能力和科学思维的方法以及综合能力和素质都得以不断提高。 作者:张静 陈俊林 单位:河南省漯河医学高等专科学校基础医学部 无机化学论文:无机化学成绩评价课堂管理论文 1近年来我校无机化学实验教学存在的问题 我们化学化工学院自学校升本以来相继建成了四个工科专业,教师中年龄在40岁以下的占75%以上。前几年多数年轻教师每学期承担了三门以上课程的教学工作,教学任务过重,导致备课时间不够充分,课堂上批改作业或实验报告、甚至离开实验室的情况时有发生。因此很容易把无机化学实验等课程上成“走过场”,疏于对学生的管理,导致课堂上学生做实验流于形式,教学目标难以达到。在学生实验成绩评价方面问题也很突出,主要是以实验报告书写内容来评分。由于实验课堂考察不到位,导致实验操作评分出现很大的盲区。另外,由于我校升本以来连续扩大招生数量,出现了生源参差不齐、质量下降等问题。部分学生基础较弱,加上对未来出路感到茫然,学习自主性不高。以上两种情况使得无机化学实验的教学效果大打折扣,难以实现培养目标。在这样的背景下,我们通过对无机化学实验教学的不断思考,近两年来对无机化学实验课堂管理与学生成绩评价进行了初步的改革探索,取得了一定的效果。 2无机化学实验教学改革文献综述 我们通过文献检索,了解到近年来很多教师对无机化学实验教学提出了改革意见和做法,如林秋月等对计算机辅助无机化学实验教学进行了研究,提出了利用音像动画代替课堂演示、采用多媒体课件进行实验教学等措施。白丽娟等认为,在培养学生基本操作技能和科学素养的基础上,培养学生的创新精神和创新能力。她提出改革后的考核内容以无机化学实验的基本知识、基本操作、应用能力和创新能力为主,采用平时考核和期终考核相结合的办法:平时考核包括预习、操作、实验素养与习惯、实验速度、实验结果、实验报告和实验创新;期终考核包括笔试、实验操作及实验小论文。殷平等提出课内课外加强师生互动、实施辅助教学手段、开放实验室、充实无机化学实验教学中的科研内容、努力提升无机化学实验教学条件等方面就无机化学实验教学改革进行了探索研究。李向清等从大学无机化学实验的基础性、无机化学实验的综合性和研究性、无机化学实验的环保性教育、无机化学实验的微型化等方面提出了改革意见,具体措施比如:安排一些简单无机化合物的合成和提纯实验,以训练学生动手能力;每节新课改为先预习、再实验、后总结的做法;每次实验结束最好能留有一定的时间以便教师和学生之间互相交流;适当增加一定量难度适中、有一定趣味性和应用性的综合实验技能训练内容,等。石振武等对工科无机化学课程实验教学提出了以下改革措施:抓好实验前预习报告培养学生自学能力,要求学生以自己的语言完成预习报告;加强学生实验操作过程的管理和考核,以实验操作是否得当正确、操作是否熟练、用时长短、实验记录的结果是否准确、仪器是否干净、实验台是否整洁等几方面作为实验操作成绩评定的基本依据;完善实验记录的方法和评定,要求学生根据实验的内容制定恰当的实验现象和结果的记录表并进行忠实详细地填写,并将该实验记录表经指导教师签字确认后黏贴在实验报告中。王霞等将ProblemBasedLearning教学法引入无机化学实验课程教学,强调学生在学习中的自主性,由学生提出问题、查阅资料、分组讨论、设计方案、动手实验、观察现象、测定数据、最后总结反思。她们并以实验“硫酸亚铁铵的制备”为例初步探讨该教学法在无机化学实验教学中的应用。关于成绩评价研究也有一些,但发表时间较早,如:杨秀清等提出无机化学实验成绩由六个部分组成,其中预习20分,实验纪律10分,实验操作20分,实验记录10分,卫生整理10分,实验报告30分。并对各部分分值提出了具体操作要求。姜润田等认为应该将开设的每个实验的成绩取平均,再乘以70%作为本门课的平时成绩;期末成绩以综合性实验考核为准,占30%;把平时和期末两块成绩加起来即为本门课的总成绩。开放性实验属选修性质,考核合格即可。 3无机化学实验教学课堂管理方面的改革探索 3.1设计问题提问,加强对学生预习情况的检查 学生在实验课前对即将要做的实验是否有整体全面的认识,是否掌握了基本知识和相关原理,是否对一些具体的细节进行过认真的思考,直接关系到其做实验的效果,甚至是成败。如何提高学生预习的积极性呢?我们做了如下改革:将以前上课刚开始一段时间的讲解改变成现在的提问。课前我们尽量做到把实验中所有的细节设计成问题,有必答题和抢答题等多种形式,然后上课时就设计的问题提问学生,并把他们回答的结果简要记录下来,留待课后打分给成绩时参考,或者当堂直接给出成绩,这个成绩将作为总评成绩的一部分。该部分成绩在最后的总评中所占的比例应事先向学生公布。设计问题的总数最好能覆盖大部分或全部同学。回答的结果要及时点评,给出正确答案,以便在接下来的实验中为学生提供正确的指导。由于回答问题的好坏直接牵涉到最后该门课的总评成绩,因此容易引起学生的重视,客观上起到了提高学生课前预习积极性的效果。另外,还要提出一些有探究性的问题,让学生在实验中去发现和总结。比如在《氧化还原反应》实验中,反应物相对量的不同会影响某些反应最终的实验现象和结果,可以就此设计问题。 3.2课堂上不断巡视,加强对学生实验操作过程的监督 在学生进入实验操作环节以后,教师不要像以前那样只顾做自己的事情,而是要加强对学生实验过程的考察。我们采取了以下做法:教师在课堂上认真巡视每位同学做实验的过程,并做好相关记录。这样做有三个目的:一是要及时掌握每位同学实验开展的情况,防止有的小组中个别同学不做实验、依靠别人,这种情况会时有发生,应及时提醒;二是要及时发现个别同学的错误操作,并给予当场纠正,对较严重的具有普遍性的问题要同时提醒全班同学加以防范;三是要注意发现操作非常认真规范的同学,适当给予表扬。另外在巡视的过程中也要及时解决学生遇到的困难,比如有学生某个知识点忘记了,要及时给予解答;有的同学仪器损坏了,要及时为其更换,也就是说教师这时候还要为学生做好服务工作。课堂考察的结果也要给出相应的分数,并确定其在总评成绩中的比例。 3.3对实验数据和产品拍照留存,加强对学生实验结果的考察 在以往的学生实验课上,我们发现有学生不够认真,没有做出实验结果就草草收场。由于当时不注意对学生实验结果的考察,对这种现象未在实验总评成绩中体现。我们对此进行了认真的思考,提出了以下改革措施:对每一位学生的实验结果进行取证,包括对实验数据原始记录和实验产品进行拍照,并对实验数据的合理性进行检查。将检查记录的结果打出成绩,并将该成绩作为总评成绩构成的一部分。我们发现,这种做法大大提高了学生做实验的认真程度。当然对实验失败的同学,我们的做法是鼓励其重新做一遍,以获得较好的实验结果。 3.4及时交流,提高学生对本次实验的再认识 等到大部分学生做完实验以后,可以考虑开始一边继续前面的工作,一边与学生进行交流,其目的主要是考察本次学生实验的整体情况,了解哪些地方比较成功,哪些地方容易失败,并督促学生进行反思,同时也为自己下一次设计问题提供素材。另外,时间允许的话,可以让做的好的同学向大家介绍经验,主要说出他在课前对哪些关键点做了深入的思考,做实验时注意了哪些方面?等等。也让做的不好甚至失败的同学分析自己本次实验没做好的原因,以免后面的同学重蹈覆辙。比如在做“硫酸亚铁铵的制备”实验时,有的同学得到的产物量多且结晶性好,而有的同学所得产品量少且呈面糊状,甚至有少数同学产品发黄,这就应要求学生结合具体情况进行分析。 4无机化学实验教学学生成绩评价方面的改革探索 4.1根据出勤情况对每位学生进行评价判分 一般来说,学生除了生病或有重要的事情才请假外,都会正常出勤的。在我们所带的三届学生无机化学实验课堂上,缺勤情况比较少见,但迟到现象比较多,也有少量学生会早退,即实验未完成或实验台没整理好就离开了实验室。因此,我们认为出勤成绩应考虑到对迟到和早退现象的处理,我们采取了如下做法:对迟到和早退现象进行酌情扣分,并按一定比例将其体现在总评成绩中。 4.2根据预习情况对每位学生进行评价判分 学生预习情况主要包括预习报告完成情况和课堂上回答问题情况。学生预习实验报告不能直接抄袭书本,应采用自己的语言书写,内容应包含新使用仪器设备的原理、使用步骤和注意事项,以及对实验课本中思考题的解答,等。由于无机化学实验大部分为验证性实验,实验思考题的解答可以通过课前查阅资料来解决。我们根据学生预习实验报告的书写情况和课堂回答问题的情况给出合理的分数,并确定其在总评成绩中的比例。 4.3根据课堂巡视情况对每位学生进行评价判分 以往对学生实验成绩的评价未充分考虑学生在实验过程中的表现,现在我们要根据上述课堂管理中课堂巡视的结果,给出学生相对公平的操作分,当然这一点做起来还是比较困难的,需要事先合理设计出给分点或扣分点。我们的做法是先设定一个基本分,然后再根据每位学生做实验过程中的表现,对操作准确到位的情况加上一定的分数,而对操作不当或出现错误的情况减去一定的分数,并将该部分分数按一定比例体现在总评成绩中。 4.4根据实验报告书写内容对每位学生进行评价判分 实验报告书写的内容,应包括实验目的、实验原理、仪器药品材料、实验步骤、实验结果与讨论以及课本中思考题解答等部分。一份质量高的实验报告应是内容丰富、数据翔实、实验结果准确、分析合理和有提出问题,等。这里需要注意的是,要将实验报告中实验结果与讨论部分的实验数据和产品与上述拍摄的学生实验数据记录和产品进行比对,以杜绝学生实验数据造假或抄袭的情况。我们根据实验报告书写情况给出合理的分数,并确定其在总评成绩中的比例。 作者:陈龙 亓昭鹏 关婷婷 黄良芳 王溪溪 单位:黄山学院化学化工学院 无机化学论文:无机化学医学检验论文 1介绍化学的研究对象及无机化学课程内容 首先介绍化学的定义,不同的教材对化学的定义有着不同的表述,笔者采用的定义是:化学是一门在原子、分子、离子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的学科。然后从“原子、分子、离子层次”、“物质”、“组成”、“结构”、“性质”、“变化规律”几个方面逐字逐句解释其内涵和联系。强调“物质的组成、结构决定性质,性质反映组成和结构,性质决定用途”这一辩证关系和基础理论对化学及相关课程学习的普遍指导意义,这一规律对于单质、无机物和有机物普遍适用。之后,介绍化学的四大分支,使学生对化学类后续课程有一个初步了解。其中,无机化学的研究对象是所有的化学元素和它们的无机化合物。无机化学课程内容主要包含两大结构(原子结构与周期系、分子结构)、四大平衡(电离平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡、配合平衡)、元素化学。同时介绍各章节分配的理论课时及其实验课时,让学生对所学内容及重点章节做到心中有数。最后,教师可以对化学发展史和无机化学的研究趋向做简单介绍,激发学生的求知欲和探索欲,也可留出时间让学生自学。 2化学与医学及检验学的联系 作为医学生,首先让学生了解化学与医学的联系。历史上,化学家很早就努力为医治疾病制造药物(如麻醉药、抗生素药物等),为医学和人类文明做出了贡献。现代医学的主要任务是研究人体中生理、心理和病理现象的规律,从而寻求预防、诊断和治疗疾病的有效方法,以保障人类健康。显然,医学的研究对象是人体,而人体包含着由八十多种元素构成的上万种化学物质,这些物质间发生着复杂的化学反应,人体的一切生理现象(如消化、吸收、排泄、循环等)都是这些复杂化学变化的外在体现。此外,人体内元素含量与人体健康息息相关,人体必需元素的缺乏和过量都会导致人体化学平衡失调,进而导致多种疾病(如缺钙会导致佝偻病、缺铁会导致贫血、氟过量会导致氟骨症)。最后,治疗疾病要依靠药物,而药物本身也是化学物质,其药理作用与其化学结构和化学性质密切相关。药典中有很多无机药物如碳酸氢钠、碳酸钙、氢氧化铝、氯化铵等,可举例让学生了解。下面介绍化学与检验专业的联系。由于大一新生刚入校,还没接触检验专业课,教师可简单介绍一下检验专业:医学检验是运用现代物理、化学的方法和手段进行医学诊断的一门学科,主要研究如何通过实验室技术、医疗仪器设备为临床诊断、治疗提供依据。该学科要求使用各种光电仪器及化学试剂完成实验分析,所以偏重理科,要求有较好的化学基础。接下来让学生了解经过检验得到准确结果是治疗疾病的首要及关键步骤,激发学生学习检验专业的热情。然后结合具体例子,如临床检验常运用化学原理和方法测定血、尿、胃液等生物标本中某些成分的含量,以帮助正确诊断疾病,来说明检验专业学生打好化学基础的重要性。这部分最后可选择播放高分子化学家周其凤的《化学是你,化学是我》一歌来活跃课堂气氛。歌词中的“化学究竟是什么,化学就是你,化学就是我”,“父母生下的你我,是化学过程的结果,你我的消化系统,是化学过程的场所”,“记忆和思维活动,要借化学过程来描摹”,“即便你我的身心健康,也是化学密码解锁“这几句形象地说明了化学与人体的紧密联系。 3进一步强调无机化学课程的重要性,引导学生掌握其学习方法 首先,向学生介绍无机化学在化学类后续课程及检验专业课程中的基础地位,进一步强调无机化学课程的重要性。既然无机化学对于检验专业如此重要,怎样有效地进行学习呢?对于大一新生来说,他们的学习方式延续了高中的特点,过于依赖教师讲授,所以绪论课有必要教会学生主动学习,具体来说:第一要进行课前预习,了解本节课的重点和难点,这样在课堂学习中才能做到有的放矢;第二要专心听课,记好课堂笔记。这是因为大学教材中很多内容设计得过于庞杂,不易分清主次,而课堂笔记是教师讲授内容的精简和概括,其重要性不言而喻,必要时学生需要在课后复习的基础上进一步整理笔记。第三要求学生课后及时复习,独立完成课后作业。第四,学生学有余力,可以适当阅读课外参考书(教师介绍几种参考书)。以上是大学课程的一般学习方法,就无机化学课程本身而言,还有其自身特点,如元素化学部分知识杂多繁难,学生不容易抓到要领,教师应再次强调“物质结构决定物质性质,物质性质决定物质用途”这一理论的指导意义,让学生学习这部分时在理解的基础上进行记忆、归纳,才能化零为整,化繁为简。又如在学习几大平衡时,引导学生体会化学平衡中所蕴含的哲学思想。最后,教师还要强调无机化学实验的重要性,无机化学实验教学大纲中规定的实验操作规范和训练要求,是检验专业学生今后从事检验领域必备的基本技能。无机化学实验课程中,要求学生做到“预习实验,弄懂原理,准确操作,真实记录,及时总结”。进一步来说,临床检验中,检验者基本操作规范与否,直接影响检验结果的准确性。所以,检验专业学生要重视实验操作的规范性,从无机化学实验开始养成良好的实验操作习惯。 作者:丁素君 张会芬 单位:漯河医学高等专科学校 无机化学论文:无机化学实验教学改革综述 一、优化无机化学实验的教学内容 1.综合实验 综合实验的目标便是培养学生发现并解决问题的能力。教师可以通过精选如硫酸亚铁铵的制备等具有代表性的综合性实验内容,在验证化学教材中一些基础理论知识的同时,充分锻炼学生实验动手能力。与此同时,教师还可将一些小型的设计性实验安排进具体的实验内容中,例如,教师可以让学生自己设计出一套完整的实验方案,用以验证氯化铵固体在经过受热分解后,出现在试管壁上的白色物质仍然为氯化铵。通过此种方法不但可以改变学生只依照教材步骤、不动脑筋的实验操作模式,同时还能充分激发学生的求知欲,有效提高学生综合运用知识的能力。 2.研究性实验 设计研究性实验综合了无机化学、有机化学及物理化学等各学科中重要的实验技术及方法,其目标为全面培养学生的创新思维和科学意识。教师在开设实验时,应当尽可能选择涉及到前沿领域的课题。为充分提高实验室的使用率,教师可以适当将无级化学实验与其他实验进行整合,例如,结合电离平衡、铵盐中氮含量的测定及自来水硬度的测定等方法,教师可以安排对生活污水的水质分析及评价的设计实验,使学生独立设计实验方案、实施操作、分析结果等,对学生进行全面综合性的训练,从而充分培养其创新能力。 二、改进无机化学实验的教学方法 在无机化学实验教学中,必做内容及设计实验为其重要的两个教学内容。教师在对必做内容进行试验教学时,可以采用多媒体等现代化教学手段,使复杂的化学实验原理形象化、具体化,为学生对知识的理解、记忆创造有利条件。例如,教师在讲授滤纸与试纸的使用方法时,可以让学生观看相关的教学录像,随后教师进行适当的示范,并提出问题让学生解答或进行操作,并就其中的不足之处进行指出和分析,引起其他同学的注意。此外,教师在实验课程开始前,可以先向学生提出问题,让其对本次实验的原理、方法及步骤进行简单的概述,并及时纠正回答中的不足或错误的地方。对于学生在实验过程中遇到的问题,教师应当以启发学生为主,让其根据所学的知识和理论进行分析,增强学生对关键实验步骤中涉及到的问题的理解与分析能力。通过采取师生互动的教学方法,从而有效激发学生的学习兴趣。设计实验指的是教师在学生已经具备一定化学知识理论的基础上对其进行综合训练的一种实验操作。在开展设计实验时,教师可以让学生运用已掌握的基础理论及实验操作方法,并进行自主查阅资料、设计方案。在与教师讨论分析后,学生将实验独立完成。通过教师指导、学生独立完成实验操作的教学方式,可以充分调动学生的主动性,激发其潜力,极大程度上促进学生实践能力及创新能力的有效提高。 三、结语 综上可知,化学实验教学对学生的动手能力及创新意识均有着极大的促进作用。为充分提高化学实验教学质量,培养知识储备与操作技能全面发展的人才,教师应当优化无机化学实验的教学内容,改进教学方法,实现无机化学实验教学的深入改革与进步。 作者:唐凯凯 单位:邵阳学院生物与化学工程系
建筑装饰施工技术论文:建筑装饰抹灰施工技术论文 1抹灰施工的类型 1.1内墙抹灰施工 工艺流程为:基层抹灰处理、浇水湿润、做灰饼、设计标筋、抹底灰、抹窗台等凸角、抹面灰、抹平处理、清理。要点在于:做灰饼时,严格按照规定,在规定区域内制作灰饼;冲筋时,在灰饼间厚度与宽度和灰饼相同的同上下水平冲筋,阴阳角的冲筋则应当相连且互相垂直;抹商台或墙裙的时候应当分层抹灰,抹墙裙时应当注意水平、厚度以及垂直,切口平齐,压实;分层抹灰时,底灰干至六七成时抹中灰,中灰干至六七成时抹面灰。 1.2外墙抹灰施工 工艺流程为:基层抹灰处理、浇水湿润、找垂直套方做灰饼、抹墙裙、抹窗台、冲筋、抹底灰、抹平填实孔洞、抹面灰。要点在于:抹底灰时应当注意清除砖体墙表面的杂物,如灰浆、灰尘等;一般要在抹灰的前一天进行湿水浇湿,在浇湿时应当用软管或者胶管顺墙体自上而下进行浇水湿润,每天两次为宜;房间较大时应当在地面上弹出十字中心线,按照基层弹出墙角线,依次做出灰饼,然后根据灰饼的情况进行冲筋;抹墙裙和墙角时应当注意施工规范,如没有要求,则将厚度控制在5~7cm为好。 2装饰抹灰的施工技术 2.1水刷石的施工方法 水刷石是一种较为常见的外墙装饰材料,其材料性质可以同普通水泥、白水泥以及彩色水泥进行结合。在选择颜料时,应当选取耐酸碱、耐光的材料,骨料则需要采用颗粒大小基本相同色彩一致的沙粒。水刷石的施工,应当首先采用配比为1∶3的砂浆打底,厚度应当控制在1.0~1.2cm,之后应当用配比为1∶1的水泥石米浆覆盖涂抹,厚度约为0.8~1.0cm。待面层灰开始凝固的时候,应当对面层进行冲刷,这是影响水刷石的质量的关键步骤,边用毛刷蘸水刷去面层的水泥,露出后面的石粒,然后在旁边进行低压喷雾冲水,就可以让石米露出来。制作精良的水刷石外观石米平整光滑,颜色均一,没有掉粒等情况的出现。 2.2水磨石的施工方法 水磨石一般是常见于地面施工的建筑材料,墙面水磨石的装饰一般采用预制水磨石面板镶嵌的施工方法。水磨石的施工,也是应当首先采用1∶3的砂浆打底,厚度应当控制在1.0~1.2cm,在之后也应当用配比为1∶1的水泥石米浆覆盖涂抹,厚度约为0.8~1.0cm。接着的特殊工艺在于,用不同型号的金刚石磨对面板进行水磨,直至表面光亮,接着用水冲洗干净后,抹上草酸接着用石磨打磨,平整后打蜡,至光滑光亮为之。 3装饰抹灰的质量控制以及预防方法 3.1装饰抹灰的质量控制 在建筑物装修抹灰之前,应当请当地部级的政府监督主管的质量检测部门对房屋进行有效的检测和合格验收。在开始施工前,施工方也应当做好门窗、过梁、管道等地方的检查与修正,避免由于原本房屋的问题影响到施工的质量。对于所有施工用的原材料都应该进行验收工作,确保质量和安全。在根据现场情况核对施工方案准确无误后,就可以开始施工。在施工的过程中,要注意到底层上灰时要注意墙面的平整以及清理的是否干净,否则会影响到后期的全部施工;要注意基层面必须充分淋水;对于检查不合格的工程,检察人员应当出具书面报告并且对相应错误提出修改意见,然后交给施工方;在工程结束之后,还应当注意到工程的保护,避免成果造成损坏。 3.2装饰抹灰的通病及其防治方法 (1)墙面抹灰后出现裂缝。在抹灰前应当对抹灰面进行充分的洒水喷淋,对于吸水性比较强的墙体来说,应当适当增加喷水次数,若是墙体的保水性不好,可以在抹灰前加入石膏灰或者相应的外加剂。必须进行分层抹灰,再上一层灰终凝前进行压光处理,不得使用没有加水熟化的生石灰。 (2)外墙抹灰色彩不均、显抹纹。在施工的过程中,应当把接搓的位置留在阴阳角或落水管或其他较隐蔽的地方,在抹灰操作的同时,应当注意不能出现抹灰不均或者高低不平的情况出现。在外墙上留有抹纹,则应当首先在最外层抹灰时抹成毛面,再用工具搓灰时,用画圆形的手法进行搓灰,过程中需要注意手法要准确,不能出现受力不均,避免产生外墙色彩不一的问题。 (3)墙面垂直度以及平整度不够。在抹灰前设置标筋,以方便再抹灰的时候控制每层抹灰的厚度,这可以有效的保证墙面的厚度以及平整度。当设置的水平标筋在通过墙上的阴角时,可以用带有锤求的阴角测量尺对墙体进行搓动,知道两条标筋靠在一起,且端处顶在同一直线上;当水平标筋通过羊角的时候,同样用带有槌球的阳角测量仪,并在阳角处搓动,形成角顶。避免出现了墙体接线不直的情况。 4结束语 随着社会的发展,建筑行业也在不断的发展中,新材料也相继在市场上逐渐出现,生活中,日常家居中的装饰体越来越多。对于再好的房屋工程,起到门面作用的“抹灰工程”做的不好,都会给房屋整体打下一种低劣不好的印象。抹灰工程既是关键工程又是紧要工程,所以施工人员在实际操作过程中应当更具实际情况来具体决定操作情况,认真对待每一份工作,这样才能提高我们的工程质量。 作者:孙广权 单位:河南华冠工程咨询有限公司 建筑装饰施工技术论文:建筑装饰抹灰施工技术探讨论文 摘要:本文介绍了装饰抹灰工程的材料要求,施工方法,质量预控及控制要点,常见质量通病及防治措施,可供相关人员参考。 关键词:抹灰装饰高级抹灰 0引言 抹灰工程是指一般抹灰和装饰抹灰饰面,装饰抹灰的主要内容有水磨石、水刷石、斩假石、干粘石、假面砖、拉条灰、拉毛灰、喷涂、滚涂、弹涂等墙面、顶棚饰面抹灰。建筑装饰工程的抹灰工程,不论采用何种材料,一般抹灰都应按高级抹灰的要求进行施工。 1材料要求 1.1胶凝材料 建筑石灰:石灰膏或生石灰粉,陈伏期要大于15d,用于罩面的大于30d,已风化冻结的石灰膏不得使用;通用水泥:水泥品种标号,需按设计要求选用;建筑石膏:要求无杂质,且磨成粉。 1.2细骨料 普通砂:中砂或中粗砂混合使用,使用前须过筛,炉渣:粒径≯1.2~2mm,使用前过筛。 1.3纤维材料 纸筋、麻刀、稻草、玻璃纤维等材料,在抹灰层中起拉结作用,提高抹灰层的抗拉强度,增加抹灰层的弹性和耐久性,使抹灰层不易裂缝脱落。 1.4有机聚合物 有机聚合物的品种:聚乙烯醇缩甲醛(107胶)和聚醋酸乙烯乳液(白乳胶)。 2施工方法 内墙抹灰工艺流程:基层处理浇水湿润基层找规矩、做灰饼设置标筋阳角做护角抹底灰、中灰抹窗台板、墙裙或踢脚板抹面灰清理。 天花抹灰工艺流程:弹水平线洒水湿润刷结合层抹底灰、中灰抹面灰。 2.1找规矩、做灰饼 用一面墙做基准先用方尺规方,如房间面积较大,在地面上先弹出十字中心线,再按墙面基层的平整度在地面弹出墙角线,随后在距墙阴角100mm处吊垂线并弹出垂直线,再按地上弹出的墙角线往墙上翻引,弹出阴角两面墙上的墙面抹灰层厚度控制线,以此确定标准灰饼厚度。 做灰饼方法是:在墙面距地1.5m左右的高度,距墙面两边阴角100~200mm处,用1:3水泥砂浆或1:3:9水泥石灰砂浆,各做一个50×50mm的灰饼,再用托线板或线锤以此饼面挂垂直线,在墙面的上下各补做两个灰饼,灰饼离顶棚及地面距离150~200mm左右,再用钉子钉在左右灰饼两头墙缝里,用小线拴在钉子上拉横线,沿线每隔1.2~1.5m补做灰饼。 2.2抹标筋 上下水平冲筋应在同一垂直面内,阴阳角的水平冲筋应连起来并应互相垂直。 2.3护角 必须在抹大面前做,护角做在室内的门窗洞口及墙面、柱子的阳角处。护角高度 2m,每侧宽度≯5cm,应用1:2水泥砂浆抹护角,采用的工具有阴、阳抹子,或采用3m长的阳角尺、阴角尺搓动,使阴、阳角线顺直。 2.4抹窗台、踢脚板 应分层抹灰,窗台用1:3水泥砂浆打底,表面划毛,养护1d刷素水泥浆一道,抹1:2.5水泥砂浆罩面灰,原浆压光。踢脚板应控制好水平,垂直和厚度(比大面突出3~5mm)上口切齐,压实抹光。 2.5抹底灰 待标筋有了一定强度后,洒水湿润墙面,然后在两筋之间用力抹上底灰,用木抹子压实搓毛,底灰要略低于标筋。 2.6抹中灰 待底灰干至6~7成后,即可抹中灰。 抹灰厚度稍高于标筋,再用木杠按标筋刮平,紧按用木抹子搓压,使表面平整密实。 2.7抹面灰 待中灰干至6~7成后,即可抹面灰。如中灰过干应浇水湿润,常见的罩面抹灰有以下几种: ①石灰砂浆罩面、混合砂浆罩面:石灰砂浆先在墙面上用钢抹子抹砂浆,再用刮尺刮平,然后再进行抹平。 ②纸筋、麻刀灰:一般抹在石灰砂浆或混合砂浆面上,先用钢抹子将灰浆均匀刮浆于墙面上,然后再赶平、压实,待稍平后,用钢抹子将面层压实、压光。施工时通常两人合作,一人抹灰,一人赶平、压光。罩面抹灰厚度约2mm。 ③石膏罩面:同一墙面脚手板上下各站两人,同时操作,从墙面左侧开始,先用水湿润底灰,第一人用铁抹子将石灰膏由下向上抹,再从上向下刮平,第二人紧跟其后,左手洒水,右手用钢抹子由下而上,再由上向下压抹光,最后稍洒水压光至密实光滑为止。墙面较大时,最好三人作业,即抹平、抹光、压光连续进行。 2.8清理:抹灰完毕,要将粘在门窗框、墙面上的灰浆及落地灰及时清除,打扫干净。 3质量预控及控制要点 3.1质量预控 ①抹灰工程进行之前结构工程必须经监理工程师、政府建设主管的质量监督部门验收合格。②抹灰前应督促承包单位做好以下检查和修正:检查门窗框位置是否正确,过梁、梁垫、圈架、组合柱及其他需抹面部分剔平、对混凝土蜂窝、麻面、露筋等做好修补;管道穿越的墙洞、脚手眼、模板洞和楼板洞用相应的材料嵌实;各种管道已安装完毕,电线管、消火栓箱、配线盒用纸墙严。③所采购和进入施工现场的材料已正式报验,色泽、质量,除应有产品合格证外,还应自检和经监理工程师认可。④正式大面积抹灰前应先做样板间,经鉴定合格和确定施工方案后再安排正式施工。 3.2施工质量控制要点 ①注意检查处理基层上的残余砂浆、灰尘、污垢和油渍应清理“毛化处理”,基层面必须充分淋水涸透。②基层垂直宽、平整度较差,抹灰厚度局部应分层衬平(每遍厚度宜为7—9mm)。③注意巡视成活后的质量,及时发现不合格的部位联系处理,必要时以书面通知提出修改意见。④注意成品保护和湿润养护。 4常见质量通病及防治 4.1墙体与门窗框交接处抹灰层空鼓、裂缝脱落 ①抹灰前应洒水,砖墙吸水大应浇两遍,砼墙吸水小可少浇一些。如果底灰干透了,应在中灰前浇水湿润;②明显的凹凸部位应分层填抹找平,太光滑的表面应凿毛;③不同基层交汇处应钉钢板网,每边搭接长度 100mm;④门、窗框与洞口接缝派专人填塞。 4.2墙面抹灰层空鼓、裂缝 ①抹灰前应洒水,砖墙吸水大应浇两遍,砼墙吸水小可少浇一些。如果底灰干透了,应在中灰前浇水湿润;②砂浆保水性差,可加入适量石灰膏或外加剂;③要分层抹灰;④水泥砂浆、混合砂浆、石灰膏等不能前后复盖混杂涂抹。 4.3面层起泡、开花、有抹纹 ①待砂浆收水后终凝前进行压光;②底灰太干,应浇水湿润,再薄薄地刷一层纯水泥浆后进行罩面。罩面压光时发现面层太干不易压光时,应洒水后再压;③严禁使用未熟化好的灰膏。 4.4外墙抹灰接槎明显,色泽不均,显抹纹 ①施工时把接槎位置留在分格条处或阴阳角、水落管等处,并注意操作时避免发生高低不平、色泽不一等现象;②为防止有抹纹,室外抹水泥砂浆墙面应做成毛面,用木抹子搓毛面时,要做到轻重一致,先以圆圈形搓抹,然后上下抽拉,方向要一致,以免表面出现色泽深浅不一、起毛纹等问题。 5结束语 随着国民经济水平的提高,新材料、新技术、新工艺和新设备的不断出现,中、高级装饰工程日益增多,在实际的施工过程中只要严格切实按规范、规定执行,认真对待每一个步骤,同时积极学习、应用新技术和新材料,方能确保装饰抹灰工程的质量。 建筑装饰施工技术论文:建筑装饰施工技术管理策略论文 摘要:本文通过上杭县委党校古田教学点学员楼装修工程实例,分析大型公共装修工程短期、高效、保质完工的施工技术管理策略,探讨现代装饰施工技术管理方法,希望能与同业者提供有益参考。 关键词:建筑装饰;施工技术;管理策略 改革开放以来,我国各项基础设施建设如火如荼,近十年的建设速度更快、要求更高。笔者有幸投入国家高峰建设期,十余年来熟悉了室内装饰设计、施工、装饰材料生产、采购、使用以及施工后期维护保修等等建筑装饰施工技术涉及系列环节。以下笔者将结合自身十余年建筑装饰实践经验,通过上杭县委党校古田教学点学员楼装修工程案例,阐述个人关于建筑装饰施工技术的做法,与大家交流探讨。 1工程项目基本情况 上杭县委党校古田教学点学员楼从2010年11月27日开始建设,在2012年2月10日基本完工。学员楼装修工程合同开工时间为2012年5月,但受前期土建项目进度限制,于2012年10月底才有施工面供装饰工程施工,而又必须在2012年2月10日完工。项目为地下1层、地上1-3层的群体建筑,总建筑面积为21345平方米(其中,地上总建筑面积16907平方米,地下室建筑面积4438平方米,建筑总高度23.68米,建筑占地面积7368平方米)。主体分为A、B、C三幢建筑,其中A楼为会见厅、接见厅及宴会厅,B楼为部长楼,C楼为元首楼。 2项目施工难点 客观分析,项目施工难点主要有以下几个方面:(1)项目工程量大。除公共部分外,B楼一层3个豪华套房,2间双人标间,10间单人标间,1间残疾人房间;二层3个豪华套房,2间双人标间,11间单人标间;豪华套房设有1个客厅、1间卧室、1间书房,1个大卫生间及更衣间。装饰面积5万多平米,各套间内装饰要求不同。(2)项目工程短。1.5万建筑面积需要在2.5个月内完成,施工期间正处南方冬雨季且临近春节,多数技术工人都必须回家过节,不愿意加班工作,导致主观上的工人不足,技术无法全面实施,进一步影响了项目施工的速度和施工质量。既要保证进度、质量,又要确保项目经济效益和施工安全。(3)项目位于上杭县古田镇,远离市区,主材及配件采购进场不便,应急调度困难。 3项目施工技术要求 由于本项目是形象工程,受各方面关注较多,不仅要达到审美上的隆重庄严、意向高远、恢弘典雅要求,质量必须做到细致入微、连贯有序、环保节能、舒适安全。除此以外,在装饰选材方面,必须选用绿色环保装饰施工材料;在装饰工艺方面,必须优质、安全、高效。 4项目施工采用的主要技术管理方法 4.1项目施工组织设计 本项目的施工组织设计分三个层次:各专业承包单位制定本专业施工组织设计;监理单位总结各专业承包单位的组织设计编制工程建设监理规划及实施细则;建设单位根据项目实施各阶段的投资控制、进度控制、质量控制、合同管理、信息管理和组织与协调等任务进行详细分解,编制项目管理任务分工表及工作流程组织。各层次施工组织设计精练、务实,一级审批、全权负责。 4.2设计文件学习以及图纸会审 图纸会审是各方了解整体要求,把握项目特点与关键工艺工序质量要求,帮助施工方减少失误的主要途径。本项目图纸会审共有四方代表:建设方、设计方、监理以及施工方。建设方主持,设计方对设计方案的特征和施工要求进行阐述,再根据施工方、监理方对图纸中存在的相关问题进行解答,建设单位协调,经过四方探讨达成共识,总结出会谈纪要存档备查。图纸审查的具体内容有:(1)是否是超级设计或无证设计,图纸设计是否经过设计方签字;(2)项目暖通、电气、给排水、安防等配套设施是否满足隐性要求。无完整资料的,及时和设计方进行商榷;(3)设计图纸和说明是否完整,是否有分期供图时间表;(4)各单位之间的共同设计是否发生冲突;(5)总平面和施工图的几何尺寸及其平面位置、标高等是否具有一致性;(6)防火要求是否过关;(7)装饰施工和各专业图纸是否与矛盾和差错;(8)施工图纸当中的标准图册施工方是否具备;(9)确保施工材料的来源,各种条件是否有保障。图纸会审形成的问题总结,不仅有书面记录,而且落实责任单位和责任人、完成时间、复查时间及复查人,确保问题逐一处理、无遗漏。 4.3进度控制 为提高效率,本项目进度控制设计改变以往采购的“分总”方式,采用“总分”策略,即监理单位根据完工时间倒推,下达给各专业承包单位目标完工日期,各专业承包单位根据各自开竣工时间制定各专业作业时间。为确保整体进度安排不矛盾、不耽搁,监理单位须再汇总审查论证各专业进度计划,形成进度计划系统,最后明确各专业完工日期及误工责任。施工过程中实行动态控制,及时掌握实际进度并与计划作比较,如有偏差及时调整。在时标网络计划图上绘制实际进度前锋线,是我们进行进度管理的有效方法。但尽管如此,施工高峰期正处春节期间,工人回家过年的客观要求无法改变。为减少春节假期的工期损失,我们采用了预付一半工资、提前帮助工人定购往返车票、签订回程责任状的方法,约束放假时间,再加上放假前、后的加班赶工,确保整体进度按时进行。 4.4质量控制 PDCA质量管理循环法是我们在施工质量上的控制方法,通过施工组织设计、作业指导书、技术交底以及班前小会,落实质量目标。项目实施过程中,由作业者自检、互检和质量员专检,层层把关。检查内容一是否执行了计划方案、实际条件是否发生变化以及不执行计划的原因;二是检查计划执行的结果。对于质量检查发现的不合格或质量问题,一方面采取必要措施纠正,一方面预防改进。施工过程中,常发生受客观因素制约无法按计划施工的事件。比如涂饰工程,尽管选购了快干早强的涂料,但因当时当地气候潮湿、无法干燥并进行下道工序,影响了工程质量与进度。为此,建设、监理、施工方共同出谋划策解决问题。经对比,采用提早开通暖通系统及通风设备、提高室内温度及空气流动速度的方法解决。本项目中我们采用了实地做样板间法确保装饰施工技术质量。如在施工2层的11个单间时,我们先做了一个样板间,做完请设计方、建设方、监理方共同鉴定,听取意见。通过对样板间的鉴定,做出详细技术记录,写入施工组织方案中去,作为对工人的技术交底资料。而在豪华套房的施工时,我们采用了示范法。示范法是做一个新工艺时,由技术较高或有某方面特长的工人或技术人员先做实验性示范。通过示范可以摸索出什么样的壁纸胶可以用,贴大理石用的砂浆是否合适,吊顶龙骨的排列是否恰当等。示范可能不是一次成功,甲处的做法可能不适合乙处。每做一次示范将数据记下来,直到得出正确的做法为止。这种示范记录也是技术交底的资料。样板间是搞一个客房的完整的示范,重点要解决设计和用料。而示范是解决操作工艺上的问题。所以对施工技术管理更有现实意义。在会见厅、接见厅及宴会厅施工时,采用了放样法。该法是针对有些块料的排列作业面,在施工前先在纸上放出样子。比如吊顶,设计图只标明是什么材料没有分格,如果有分格也是平均划分。实际空间如何,只有通过其它工序,特别是墙面装饰做完才能知道空间的实际尺寸,这样就要在纸上先画出方格方案。再比如项目卫生间贴面砖。面砖是规格的,一般不应在明处出现小条。这也要事先画好小样,才能有把握避免。还有细木工板,镀锌铁板,胶合板,地毯等规格材料,都要事先计算好,用套裁办法裁割,合理用料。凡是不易掌握分块、分格的材料做法,都事先画好样图。在装饰工程施工中,保证成品、半成品保证工程质量,是节约材料的重要措施。在成品保护方面的经验有:门框,在高度1.2m以下部分,要做防护套,防止被撞击损坏。浴盆,要加盖保护,不得将工具、材料或其他物品堆放在浴盆内。贴地面砖时要将保护材料加厚,以承受人行走和堆放材料。不得在浴盆内用水洗工具和工作服,特别是带水泥砂浆的物品。不得以台面作为脚蹬,不得将坚硬物品以及各种工具放在台面上,不得在面盆内洗涮带水泥砂浆的工具。完工前不准用马桶大小便,不准将水泥及其他杂物、棉丝等投入马桶内,不准将马桶作为脚蹬。不得将各种坚硬重物直接堆放在地面上。如要将梯子支撑在地面上,可以在梯子腿底部包上泡沫塑料或在地面垫上4cm厚的木板。不得在水泥地面、大理石或其他材料的地面上堆放水泥,更不准在地面上拌和水泥砂浆。地毯地面,禁止穿鞋入内。铺地毯房内禁止吸烟。不得在地毯房内睡觉。不得在地毯房内存放各种工具及其他物品。不得将金属材料、木料、工具靠在墙面上,不得将墙面做支撑点。卫生间地面成品要用塑料薄膜和编织布遮盖。地漏、下水口、水龙头在施工过程中要加以堵塞,以防止掉进杂物。施工时应将废弃屋随时清理。清理时,先用人工拣拾大块杂物,然后用大功率吸尘器清除。不能用扫帚清扫,不得用酸性材料清洗卫生间。清楚粘在表面上的水泥浆以及其它污染物时,不能用坚硬工具铲剔。卫生洁具安装完毕,不得动用电气焊,如非动不可,要采取措施。石膏板、岩棉板、轻钢龙骨要随用随领,不得无计划领用、堆放以至被损坏。有棱角的材料要小心搬运、码放,不得乱堆。应采取措施保护好成品。如卫生陶瓷、浴盆等。要随时清除现场的易燃性包装物。如安装好的设备妨碍下一道工序装饰施工,装饰工人不得单独改变设备位置,应与安装工人合作。同样,安装工人要检修设备管线时,也要与装饰工人合作,不得私自拆毁吊顶及装饰面层。 4.5成本控制 本项目成本的控制在预测、计划、控制、核算、分析、考核这六个环节过程中循环进行。为配合进度要求,项目改变以往月报工程进度款的做法,各专业承包单位每半个月报一次进度,一方面客观进行成本核算、明确工程进度,另一方面通过经济手段提高各施工单位的积极性。在成本核算后,利用“赢得值”法,确定已完工程预算费用、计划工程预算费用、已完工程实际费用三个指标值,分析费用、进度四个评价指标值,据此,改变技术管理策略,确保对项目整体管控。 5结语 建筑装饰施工技术管理水平直接影响工程整体目标的实现。随着建筑装饰材料、工艺的不断变化以及人们审美要求的不断提高,人们对建筑装饰技术也要求更完美。作为建筑装饰施工管理从业者,我们将与时俱进,不断学习与总结,提高专业技术水平。 作者:蓝兴桂 单位:龙岩中侨实业有限公司 建筑装饰施工技术论文:有关建筑装饰施工技术管理的探讨 【摘 要】:施工技术管理对于建筑装饰装修工程来说有着重要的意义,不仅能够确保技术应用的质量和安全,还能够规范施工流程,从而实现对施工技术管理的科学管理,保障建筑施工的技术效果。在当前的建筑装饰装修工程中,存在着一些问题,需要我们进行思考和管理。因此在本文中,我们将对建筑装饰装修工程施工技术管理现状进行分析,并探索切实可行的技术管理方法。 【摘 要】:建筑装饰装修工程; 施工技术管理;存在问题;管理方法 随着社会经济的不断发展和人们生活水平的不断提升,社会各界认识对于建筑装饰装修工程有了更高的期待,不仅希望能够有良好的施工质量,还希望能够凸显居住者的个性,给人以健康和美的享受。为了使建筑装饰装修工程获得良好的经济效益和社会效益,我们重视对施工技术进行管理,从而保障施工成本、施工质量和施工安全。 一、当前建筑装饰装修工程施工技术管理中存在的问题 1.施工结构隐患较多 一般情况下,建筑工程和装饰工程的设计工作是分别进行的,由不同的设计公司和设计人员进行,两者没有经过沟通和协调,单纯从自身角度出发来进行设计工作,很容易产生质量问题。大多数装饰工程的施工都是在土建主体完工之后进行的,在土建结构设计阶段基本上不会考虑到装饰材料和物品的重量,因此在装饰工程施工的过程中很容易由于未提前进行协调而对结构造成破坏的现象。 2.存在较大安全隐患 在装饰施工过程中会采用很多装饰材料,很多装饰材料中都存在甲醛等危害人体健康的物质。据有关调查数据显示,我国新装修完毕的住房大约有一半以上的室内空气都达不到居住标准,其中最主要的污染成分就是甲醛。除此之外,化纤地毯中富含静电,易产生灰尘,对人体健康有一定的危害。 3.存在大量火灾隐患 当前,在很多公共场合常发生火灾,引起火灾的原因有大部分是由于采用了不合格的装饰材料,或者采用违规设计和施工造成的。在施工过程中,很多装饰工程施工人员没有取得一定的施工资格和资质,也没有对施工材料和施工方法进行审查,很多室内装饰采用的都是易燃的化纤织物,甚至有的施工人员将电气开关直接安装在布料上,为火灾事故埋下了隐患。 二、加强建筑装饰装修工程中施工技术管理的有效措施 1.建立健全施工技术管理体系 在装饰装修工程技术管理体系中,应具备几项基本组成部分:设计图纸审查制度、技术交底制度、技术复核制度。首先,要加强对设计图纸的理解,并且组织有关人员对设计图纸进行会审,对其中出现的问题进行及时更正,并且明确各个流程所需要使用的材料、工艺以及施工人员与机械设备的具体位置等。其次,应在施工前进行技术交底,是所有参加施工的人员都能够熟悉施工的具体情况,以便开展科学施工。技术交底应主要包括施工合同范围的交底、设计图纸的交底及设计变更的交底等。最后,应建立技术复核制度,其目的是保障施工技术的准确性,防止由于技术工作的疏忽而导致的质量问题。 2.提升施工人员的专业技术 虽然随着建筑行业的发展,各种监理制度也得到了广泛应用,并且在工民建施工技术管理中发挥了重要作用。但是由于施工技术管理的内容过于复杂,施工中存在着很多不可控因素,因此施工人员的职业素质与专业技术水平是至关重要的。很多工民建施工人员的技术水平与专业知识都普遍较差,很少有人接受较为系统的教育和培训,很难适应时展的脚步,因此,施工人员应在工作过程中积累经验,并且利用业余时间加强对工民建施工技术新知识的搜集与整合,并吸收其优秀内容应用到施工实践当中,使装饰装修工程的施工技术更加创新,提升工民建施工的可靠性与准确性,保障装饰装修工程可以更加适应时代的需求与人们对居住环境的需求。 3.加强高新技术在装饰装修工程中的应用 随着科学技术的发展与高新技术实践成果的增加,越来越多的高新技术、新材料、新工艺出现在装饰装修工程施工过程中,不仅有效提升了装饰装修工程施工效率,也最大限度的促进施工向着智能化、自动化、安全化、准确化的方向发展。传统的工民建施工技术由于种种因素的制约,无法对施工技术的发展起到良好的推动作用,而高新技术通过对科学、合理的技术理念与技术措施的应用,使施工中的每一个环节都准确、完美完成,从而对装饰装修工程的整体施工水平起到了提升的作用。其中,环保技术也应用在装饰装修工程施工技术中,使装饰装修工程更加生态化,对于装饰装修工程的可持续发展起到了良好的作用。 4.加强对责任落实制度的建立 在装饰装修工程施工技术管理的过程中,应加强对施工责任人的确定与责任分配,使不同层级的负责人明确其基本职责,对施工过程中出现的问题能够及时发现、及时处理,准确的将施工计划落实到实处。应采用以企治企的基本原则,将各项权利与责任深入落实到各项规章制度中,使企业上下的权责分明。同时,应加大对管理人员的培训力度,尤其是对于技术骨干,要深入引导他们进行技术创新与管理观念的学习,使其对于施工的各项标准严格掌握,并以此作为施工管理、竣工验收的标准。 5.开展专项检查工作 在装饰装修工程中,有很多隐蔽工程和特殊工程,还有很多工序起到承接作用,如果上一道工序质量不过关,将影响下一道工序的施工,也制约了技术管理的效果。因此,在施工过程中,应使施工人员经常进行自检和互检工作,按照施工技术标准,对施工各个环节进行质量检验,确保每个环节的施工质量都符合国家规定的标准。在每一次工序交接的时候,都应详细填写交接记录,对上一道工序中存在的问题、隐藏工程进行检查,一旦发现问题要马上解决,确保施工质量合格之后才能够进行交接。通过对各个环节的专项检验工作,能够使施工技术管理更好地落实,切实保障建筑装饰装修工程的施工质量。 建筑装饰施工技术论文:建筑装饰工程施工技术管理分析 摘 要:我国社会经济不断发展,人们不断提升对物质文化方面的要求。在建筑装饰工程中,工程质量影响企业对外的形象。因此,在建筑装饰工程施工过程中,加强技术管理,使工作人员的潜力得到最大发挥,提升专业技术水平,从而确保工程质量,提升客户的满意度。文章对如何科学合理的运用施工技术管理进行分析。 关键词:建筑装饰;技术管理;分析 时代在发展,在物质生活富裕的当今社会,人们更加追求建筑空间设计的创新与舒适。实现这些艺术装修的效果,就要求建筑工程单位提供新型人才和推出相应技术管理办法。只有这样,建筑装饰企业才会在不断发展的市场中站稳并继续向前发展。 1 建筑装饰工程施工技术的特点 1.1 建筑装饰工程施工要求综合型人才 建筑装饰是要在保护建筑主体结构的基础上完善建筑的使用功能,增加建筑的美感。所以这是集艺术,技术,科学为一体的工程.在建筑工程后期的建筑装饰工程具有分工细,工期短,施工工序讲求配合,人员素质高低不齐等特点,这给建筑装饰工程的施工带来极大困难。并且在施工过程中不仅要求对建筑物的美化,客户还会要求考虑环境艺术的美化,使整体建筑格局一体化。所以这就要求建筑装饰企业聘用一些既懂建筑又懂设计与规划的综合型人才。 1.2 建筑装饰工程施工技术与现代科学技术相结合 先进的科学技术可以不断转变为社会生产力,促进社会生产力的提高。在信息技术不断发展下,运用科技来了解社会最新建筑动态,利用最新的材料,工艺和设计理念,完成建筑装饰工程新的突破。主要表现在装饰施工过程中,采用新型材料,新的操作工具和现代建筑装饰技术,使整个工程朝着环保的方向发展,实现了建筑装饰工程与现代艺术,科学和环境的紧密结合。 2 建筑装饰工程施工技术管理措施 2.1 培养建筑装饰施工技术管理人员 建筑装饰施工企业要提高技术管理水平,人才的培养是基础。目前,我国建筑装饰行业缺少的是具有技术,艺术设计和科学管理能力的复合型人才。人才专业结构的合理配置已成为企业发展规划的重点。启用高素质的人才可以使建筑装饰企业在激烈的市场竞争中使竞争力增大,企业可以有更大的发展潜力和进步空间。基于以上考虑,建筑装饰企业应针对不同的技术人员进行有规划,有目的性的培养。重视企业内部管理人员的素质培养,并不断加强自身管理知识和施工技术水平。再对建筑装饰企业的人才进行合理分配,使企业公司获得更大的市场空间,发挥最大的市场竞争力和发展潜力。 2.2 加强施工技术管理人员的权利 建筑装饰企业在进行施工时,不但要合理配置素质人才,还要建立各级技术管理机构和技术责任制,赋予每名施工技术管理人员所具有的权利和职责。此外在建筑装饰企业内部要倡导民主,注重对技术管理人员创新能力的培养,定期开展技术管理讨论的活动,探索研讨施工管理存在的问题。企业还要不定期的开展对建筑装饰施工技术管理人员的培训,进行国家现行的规范和行业准则的学习,尤其是施工质量验检相关规范和标准的学习。这样使装饰工程项目的施工,质量验定和工程验收可以有效的进行。加强管理人员的权利,有助于建筑装饰施工技术管理人员进行积极的探究,探索和推广新兴的施工技术。管理水平提高的同时增大企业的发展潜力。 2.3 应用新技术,完善改造旧技术 由于新技术,新材料,新设备的不断更新使用,传统的施工技术已经发生了很大的变化。社会在进步,科技在发展,建筑装饰施工技术的管理也要顺应时展要求,不断运用新手段,新方式去适应市场的要求。例如随着网络技术和计算机技术的不断应用,装饰工程技术管理人员不断运用计算机网络实现自动化管理,提升网络化管理的层次。建筑装饰企业若实现不断向前发展的目标,就要敢于使用各种材料,吸收各种新兴工艺,掌握现代化技术。对于那些具有节能环保,高效安全的技术产品应优先选择和使用。例如纳米材料的应用,装修涂料的选择发生了巨大变化,新型环保涂料产品将会在不久的将来不断出现,为装饰施工工程的技术管理带来便利。建筑装饰施工企业对于新技术,新材料具有一定的预见性,可能在一定经济环境和时间段内不被看好,但这样的情况只是暂时的,任何先进技术都是一个过程的发展,只要把握好机遇和时机,优秀的装饰工艺和装修艺术一定会成为主流而被市场经济所接受。 2.4 关注技术资料的检查和工程质量 项目经理和建筑装饰企业的管理水平,工程质量验收部门进行施工质量评定的依据,这些都和相关技术资料是否齐全,装饰工程施工质量是否达标息息相关。所以装饰工程的技术管理人员必须重视装饰工程的施工质量和仔细验收工程的相关资料。检查相关技术资料的内容包括:施工设计的效果,分项工程的质量,质量评定记录,施工质量资料等等。这样可以确保建筑装饰工程施工的顺利进行,可以保证工期,工程质量以及成本最低的要求。相关资料的检查可以通过个人自检,班组互检和项目经理检查等,做到及时发现问题并尽快采取措施进行整改。保证工程质量,避免因管理者敷衍的工作态度使建筑装饰企业失去市场,影响企业的生存发展。 2.5 建筑装饰工程施工前的技术管理 在装饰工程施工前,技术管理人员应该派相关技术人员勘察施工现场,研究工程施工的总体布置和施工的具体方案。一旦发现不合理的地方应和相关人员和客户取得联系,进行及时的修改,以确保施工计划的顺利实施。开工前,技术管理人员要做好工程技术交底和施工组织设计,进而有效的控制施工进度,工程质量,在最大程度上减少设计纰漏,做好处理突发情况的准备。这样,可以提升施工技术方案的可操作性和先进性并且达到经济合理的要求。 3 结束语 建筑装饰是科学,技术,艺术的结合体,企业只有将设计施工的技术力量和管理技术同时重视起来,才能不断丰富和完善建筑装饰企业的管理内容和方式。在社会蓬勃发展的经济社会,装饰工程企业必须重视和加强技术管理,增强施工技术管理人员的素质培养,正视装饰工程施工的技术管理.保证在竞争中获得更大的竞争力,实现经济与工程质量的双重飞跃。 建筑装饰施工技术论文:论述房屋建筑装饰装修施工技术管理 摘要:随着我国经济的不断发展,房屋建筑工程的数量不断增多,社会对于房屋建筑工程的要求也更为严格。为了提高房屋建筑工程装饰装修的施工效率及质量,从而保证房屋建筑装饰装修施工处于正常运转状态,进而为施工单位节约更多成本,便有必要在综述房屋建筑工程概念的基础上,分析房屋建筑装饰装修施工技术的管理要点,就提出具体的发展方向进行深入探究。 关键词:房屋建筑工程;装饰装修施工技术;管理 进入二十一世纪以来,在社会经济稳健发展的大背景下,我国房屋建筑工程的施工水平已取得一定的进步与发展。与此同时,为了顺应时展潮流,满足房屋建筑工程的质量要求,房屋建筑工程的作业重心逐步向装饰装修手工技术转变。其中,房屋建筑工程,又称房建工程,指房屋建筑及其附属设施、配套设备、配套管道、配套线路及室内外装修的工程。[1]按装修区域,装饰装修可分为室内装饰装修及室外装饰装修,室内装饰装饰涉及灯具安装、洁具安装、水电线路铺设、油漆、木作造型、地面装饰、墙体、吊顶等内容;室外装饰装修涉及外墙涂料、玻璃、铝塑板、石材等内容。鉴于此,本文针对房屋建筑装饰装修施工技术管理的研究具有重要意义。 一、房屋建筑装饰装修施工技术的管理要点 (一)线缆敷设 在线缆敷设的过程中,施工人员主动转变传统工作理念,坚持实事求是的工作原则,以布线系统规格及型号符合设计方案为前提,切忌打圈扭绞,做好进线口质检及光缆盘障碍物的清理工作,做到“安全施工、高效施工”,预防光缆折损及碰伤造成资源浪费增加成本投入,并且无论铜缆及光缆,拉拽敷设力度均衡,切忌拉拽用力过度,一旦拉拽阻力过大及时疏通管道,避免光缆折损。此外,做好线缆两端的编号标注工作,力求“编号明确、标签清晰”,以符合设计方案为基础,切忌本末倒置,即线缆敷设后进行编号标注工作,不仅增加工作量,还加剧标注难度,不利于线缆后期维护[2]。 (二)装饰抹灰 装饰抹灰的施工内容复杂,涉及分层抹灰、细节处理、基层清理3个方面内容。其中,作为房屋建筑装饰装修的首要环节,基层清理与房屋建筑装饰装修质量存在着密切联系,基层清理主要负责于装饰抹灰前仔细清理墙体表面再洒水处理保持墙体湿润,并且抹平墙体表面凹凸不平处;细节处理主要负责于外墙抹灰前安装木门或铝合金窗框及护栏,并且堵塞施工孔洞处理室内墙面、门洞口阳角、室内柱面;分层抹灰主要负责严格控制底层、中层、面层的抹灰厚度,并且重视抹灰层与基层间连接确保其稳定性,切忌抹灰层脱层、空鼓,切忌面层爆灰、裂缝。 (三)玻璃幕墙 玻璃幕墙的市场普及度高,应用广泛,普遍应用于现代化高层房屋建筑工程,是房屋建筑装饰装修的难点环节。玻璃幕墙的施工内容复杂,施工工序严谨,涉及洁面处理、玻璃安装、骨架安装、连接件安装、预埋件清理、测量放线6个方面内容。其中,测量放线主要负责利用墨盒于房屋建筑主体弹出玻璃幕墙框架;预埋件清理主要负责防锈防腐处理房屋建筑主体施工预埋件及紧固件;连接件安装主要负责固定连接件利用连接件调整玻璃幕墙框架位置;骨架安装主要负责以测量放线位置为标准安装玻璃幕墙框架,普遍遵循“先竖后横”的规律进行安装;玻璃安装主要负责选择玻璃材料,例如:吸热玻璃或安全玻璃等,再倒棱倒角处理玻璃边缘进行玻璃安装;洁面处理主要负责清洁玻璃外墙表面,保证其美观性。 (四)设备安装 在设备安装的过程中,施工人员主动转变传统工作理念,坚持可持续性发展的工作原则,以设备性能、生产厂家、设备参数、设备规格为采购指标,加大对于设备安装的重视程度,力求设备安装高效化,做好设备安装技术管理工作,特别是房屋建筑工程,施工环节复杂,施工工序严谨,设备安装涉及多部门间有机协调与配合,存在着一定的施工难度,详细阅读设备安装说明,了解设备安装流程,以安装经验及可能问题为依托,制定设备安装问题预防方案。此外,以符合设计方案为前提,结合房屋建筑工程实际概况,确定设备安装标高及地点,确保横向误差不超过2毫米及纵向误差不超过3毫米,安装设备保护设施,切忌设备晃动及标识模糊[3]。 (五)地面施工 一般说来,建筑工程地面施工的规律普遍为先上后下,即先地下施工后地上施工,特别是房屋建筑工程,必须先进行地下沟槽及暗管施工后,符合工程建设标准,再进行地上主体施工。因此在实际地面施工的过程中,施工人员主动转变传统工作理念,坚持实事求是的工作原则,遵循“先下后上”的施工规律,即先进行室内装饰作业,待装饰抹灰后或管道试压完成后,再进行面板敷设,例如:塑料地板铺设、地毯面层铺设、木板或竹板敷设、活动地板敷设等,并且准确控制施工现场温度,切忌温度过高或过低影响面板使用年限,特别是铺设基层及面层环节,以满足下一层检验标准为前提进行上一层施工,确保坡度及连接缝质量。 二、房屋建筑装饰装修施工技术的发展方向 在信息技术蓬勃发展的大背景下,将房屋建筑装饰装修与信息技术相结合,逐步构建具有企业特色的信息化房屋建筑装饰装修技术管理体系,是不可逆转的发展趋势。施工单位主动转变传统理念,树立“高效施工、技术为先”的理念,将技术引进及技术管理视为企业生存发展的基石,特别是装饰装修环节,施工内容复杂,施工工序严谨,涉及多部门间有机协调与配合,存在着一定的管理难度,做好信息技术的引进、应用、融合工作,逐步建具有企业特色的信息化装饰装修技术管理体系,以技术管理为企业“求生存、谋发展、增效益”的主要手段。 三、结语 通过本文的探究,认识到随着我国经济的不断发展,城市规模不断扩大,房屋建筑工程的数量不断增多,房屋建筑装饰装修的施工水平逐步成熟,社会对于房屋建筑装饰装修提出全新的要求及标准。为了提高房屋建筑工程装饰装修的施工效率及质量,加快房屋建筑装饰装修模式的变革,综述房屋建筑工程的概念,分析房屋建筑装饰装修施工技术的管理要点,提出具体的发展方向具备显著价值作用。 建筑装饰施工技术论文:关于建筑装饰施工技术管理的探讨 摘要:建筑装饰施工过程中,其技术管理水平的优劣直接关系到其施工的质量和美观,无论是外墙的装饰,还是屋内的装饰,都必须严格按照施工规范,优化技术管理,这样才能使得建筑装饰施工水平更上一层楼。 关键词:建筑装饰施工;技术管理;设备安装 建筑装饰施工技术管理的效果影响着建筑装饰的效果进而影响着建筑的舒适性。因此,建筑装饰施工技术管理是建筑工程中必不可少的一部分,随着经济的发展以及人们生活水平的提高,建筑装饰施工技术管理在建筑中发挥着越来越重要的作用。通过调查发现,由于建筑装饰施工固有的特点,如施工工序多且细、施工工期相对较短、施工人员技术水平高低有限等,使得建筑装饰施工技术管理存在很多问题,影响着建筑装饰的效果。鉴于此,本文从加强建筑装修施工技术管理的重要意义出发,在论述建筑装修施工技术管理现状的基础上,对如何加强建筑装饰施工技术管理进行了深入的思考并提出了相应的措施,以期为建筑装饰施工技术管理的发展提供参考。 一、建筑装饰工程的技术现状分析 随着人们生活水平的提高,无论是楼房还是普通的住所,都需要进行装修,通过装修不但能够提高建筑的美观程度,还能够将人们生活意境更好的体现出。但是在实际进行建筑装饰施工的时候,存在的问题还是比较多的。在进行施工技管理的时候存在一定的局限性,这些局限性的存在也导致了,在装修结束之后,常会出现内部装饰掉落以及外墙砖掉落等方面的问题。并且在进行装饰施工时候,会改变建筑原来的电路,这也会给建筑的使用安全带来潜在的威胁。建筑装饰施工本身是隐蔽作业,但是在装修施工的时候,经常会出现数值计算不准确,隐蔽性建筑规划不合理的情况,这些情况的出现会导致装修精确性下降,给装修的结果造成重要的影响。此外,由于装修本身的技术管理完善程度不够,并且施工技术水平比较低下等问题,甚至在装修结束后,还会出现漏水的情况,这会给装修的质量造成严重的影响,所以我们必须采取措施提高建筑装修施工的技术水平,从而提高装修的实际质量。 二、项目施工采用的主要技术管理方法 (一)项目施工组织设计 项目的施工组织设计分三个层次:各专业承包单位制定本专业施工组织设计;监理单位总结各专业承包单位的组织设计编制工程建设监理规划及实施细则;建设单位根据项目实施各阶段的投资控制、进度控制、质量控制、合同管理、信息管理和组织与协调等任务进行详细分解,编制项目管理任务分工表及工作流程组织。各层次施工组织设计精练、务实,一级审批、全权负责。 (二)设计文件学习 图纸会审是各方了解整体要求,把握项目特点与关键工艺工序质量要求,帮助施工方减少失误的主要途径。本项目图纸会审共有四方代表:建设方、设计方、监理以及施工方。建设方主持,设计方对设计方案的特征和施工要求进行阐述,再根据施工方、监理方对图纸中存在的相关问题进行解答,建设单位协调,经过四方探讨达成共识,总结出会谈纪要存档备查。图纸审查的具体内容有:图纸设计是否经过设计方签字;项目暖通、电气、给排水、安防等配套O施是否满足隐性要求。无完整资料的,及时和设计方进行商榷;设计图纸和说明是否完整,是否有分期供图时间表;各单位之间的共同设计是否发生冲突;总平面和施工图的几何尺寸及其平面位置、标高等是否具有一致性;防火要求是否过关;装饰施工和各专业图纸是否与矛盾和差错;施工图纸当中的标准图册施工方是否具备;确保施工材料的来源,各种条件是否有保障。图纸会审形成的问题总结,不仅有书面记录,而且落实责任单位和责任人、完成时间、复查时间及复查人,确保问题逐一处理、无遗漏。 (三)进度控制 为提高效率,项目进度控制设计改变以往采购的“分总”方式,采用“总分”策略,即监理单位根据完工时间倒推,下达给各专业承包单位目标完工日期,各专业承包单位根据各自开竣工时间制定各专业作业时间。为确保整体进度安排不矛盾、不耽搁,监理单位须再汇总审查论证各专业进度计划,形成进度计划系统,最后明确各专业完工日期及误工责任。施工过程中实行动态控制,及时掌握实际进度并与计划作比较,如有偏差及时调整。在时标网络计划图上绘制实际进度前锋线,是我们进行进度管理的有效方法。但尽管如此,施工高峰期正处春节期间,工人回家过年的客观要求无法改变。为减少春节假期的工期损失,我们采用了预付一半工资、提前帮助工人定购往返车票、签订回程责任状的方法,约束放假时间,再加上放假前、后的加班赶工,确保整体进度按时进行。 (四)质量控制 PDCA质量管理循环法是我们在施工质量上的控制方法,通过施工组织设计、作业指导书、技术交底以及班前小会,落实质量目标。项目实施过程中,由作业者自检、互检和质量员专检,层层把关。检查内容一是否执行了计划方案、实际条件是否发生变化以及不执行计划的原因;二是检查计划执行的结果。对于质量检查发现的不合格或质量问题,一方面采取必要措施纠正,一方面预防改进。施工过程中,常发生受客观因素制约无法按计划施工的事件。比如涂饰工程,尽管选购了快干早强的涂料,但因当时当地气候潮湿、无法干燥并进行下道工序,影响了工程质量与进度。为此,建设、监理、施工方共同出谋划策解决问题。经对比,采用提早开通暖通系统及通风设备、提高室内温度及空气流动速度的方法解决。 三、结束语 综上所述,建筑装饰是在建筑工程后进行施工处理的工程,它是展现技术、艺术及科学集一身的工程,是属于后期进行处理的工程。而在建筑装饰施工发展中,面临到的现状比较突出,技术水平和管理水平直接决定了工程的质量。因此,就需要在出台相关保障机制,健全完善体系建设上下功夫,要严格按照行业规范和施工标准进行实施,是推动建筑装饰施工技术管理向前不断迈进的依据。 建筑装饰施工技术论文:“建筑装饰施工技术”教学改革 摘 要:“建筑装饰施工技术”是建筑装饰方案设计的具体施工实施,是集设计、材料、结构、房屋建筑等为一体的综合施工实施技术。这门课程特色鲜明,实践操作性强,文章作者为改变传统的课堂教学思路,在教学过程中提高教学效果,从该课程的体系、教学内容方面进行了详细的改革。 关键词:“建筑装饰施工技术”;课程概述;问题;课程体系改革 一、“建筑装饰施工技术”概述 “建筑b饰施工技术”是建筑装饰专业一门重要的专业课程。本课程的目标是培养学生掌握建筑装饰水电、泥工、木工、油漆、软装等工程的施工方法,掌握施工的技术、施工的标准。本课程的教学内容包括理论和实践两个部分,理论部分要求掌握各工种的地面施工、墙面施工、顶面施工的基本概念、基本理论知识及施工质量验收的理论知识。实践教学是对理论课程教学的有益补充,主要通过施工技术的实践训练,融合装饰施工的理论知识,把与装饰施工相关的一些理论运用到实际建筑工程中,培养学生的实际动手操作能力,从而让学生掌握装饰施工技术的知识要点和装饰施工的技术方法。 二、“建筑装饰施工技术”课程体系中的主要问题 1.教材的内容不能满足教学要求 “建筑装饰施工技术”教材的内容应符合当今高职装饰施工技术教学的内容,及时与市场和时代接轨,保证新工艺、新材料的内容在教材中得以体现,保证装饰施工技术课程的教学内容得到及时更新,因此,我们必须以市场为导向结合教学,对教学内容进行适当调整。 2.实训场地不能满足教学要求 完备的实训场地是保证教学顺利实施的关键,建立完整的建筑装饰施工技术教学、实训场地不仅需要足够的条件,还需要有足够的资金。我们应在现有的实训场地上不断拓展完善,建立起更加完备的实训条件。 3.传统的理论教学不能满足教学要求 根据“建筑装饰施工技术”自身的课程性质和课程特色,传统的纯理论课堂教学已经不能达到良好的授课效果,学校方面需探索使用多种模式的教学方法,如“理论+实训”教学、“理实一体化”教学等模式。 4.传统的考核不能满足教学要求 传统的试卷考试模式已经不适合现行课程考核的要求。根据该课程的特色和课程标准,我们应实施相应的考核要求,改变传统的试卷考核,加入技术考核。这就需要采取综合的考核方法,使课程考核更能体现学生真实的学习水平和学习能力。 三、“建筑装饰施工技术”课程体系改革 1.教学内容改革 “建筑装饰施工技术”作为建筑装饰学科一门重要的专业优秀课程,在教材的选取上,内容要够用、实用、精细。在教学内容的改革上,我们首先要以教材内容作为主导,利用教师的经验,弥补所用教材存在的内容滞后、不足的缺点,通过多媒体或其他手段作为补充,并及时根据不同时期的装饰装修特点来调整授课的难点和重点,加强实践教学环节,制订相应的配套措施,同时增加实践性教学环节的教学时间,来帮助学生完成从理论学习到实践动手操作的转化。 2.实训场地建设 根据“建筑装饰施工技术”课程教学要求,建立完备的装饰施工实训场,保证“建筑装饰施工技术”课程教学改革的实施。根据课程内容,建立地面施工场地、墙面施工场地、顶面施工场地。在实训期间,每个实习场地除了配备实训管理员、主授教师,还需要配备指导教师一名。 3.教学方法的改革 使用多媒体教学设备教学,将拍摄的实景现场图片通过多媒体展示,将现场施工与理论知识点结合,提高课堂教学效果。对于那些难以理解的内容,则运用视频教学手段来辅助教学,以加深学生对难点知识的理解和消化。 实施项目驱动教学方法改革,这种教学方法将项目融合进课堂教学,可使枯燥的专业课教学变得活泼生动,这样一来既锻炼了学生的实践能力,同时还加深了学生们对新知识的理解,开创了建筑装饰施工技术教学新模式。 强化建筑装饰技术实践教学,进行“理实一体化”教学,需先明确要完成的实践内容,再进行理论补充,这样可以有效地将理论与实践完美结合,降低教师授课的教学强度,提高学生的学习积极性,使授课过程更加直观,更有利于提高和巩固教学效果。 总之,“建筑装饰施工技术”教学改革需要革新传统的教学弊端,加大实践教学力度,培养学生的综合实践能力。 (作者单位:湖南工程职业技术学院) 建筑装饰施工技术论文:浅谈建筑装饰企业的施工技术管理 摘要:建筑装饰企业的技术管理有其特殊性和重要性,技术管理的控制和有效性是衡量企业技术发展和技术进步的重要标准,是企业可持续发展的技术保障。基于这一原因,本文提出了加强建筑装饰企业技术管理的建议,并对其进行了阐述,从而为企业实现管理规范化、技术标准化、生产工业化和经营规模化创造条件。 关键词:建筑装饰;企业施工;技术管理 建筑装饰企业的技术管理有其特殊性,那就是负有既要对施工还要对设计这两方面的技术管理责任。又由于装饰工程项目的施工周期相对土建工程要短,所以,施工组织设计的科学性、合理性、可操作性尤为重要。因此,技术管理的控制点和有效性是衡量企业技术发展和技术进步的重要标准,是企业可持续发展的技术保障。加强建筑装饰企业的技术管理可从以下几方面进行。 一、掌握内业最新信息 了解和掌握国内外的技术发展动向,推动企业科技进步,提高设计和施工水平。搜集、整理、比较、筛选有关装饰业的最新科技信息和动态,能使我们有效利用新技术、新工艺、新材料。每年的各类展览会和博览会,各种专业报刊和网上信息,成为我们了解最新业内动态的便捷途径。微机内存配置的提高,新的管理和设计软件的开发应用,会使管理与设计上一个新台阶,会使工作效率得到更大的提高,加工设备的更新改造,数控设备的应用,使半成品和加工件的质量和材料利用率得到提高。 二、建立技术储备档案 对搜集到的有关资料,按化工、建材、纺织、五金等大类分别存档;又在大类中进行细分,如化工中的防火、防水、防腐材料,木材、钢材、块材等的粘合剂,各部内外墙的涂饰材料,各种木材、钢材的涂饰材料等分门别类地造册存档,便于日后检索和查找。并不断地对档案进行更新换代,使之完善。 三、推广技术的更新改造 现代装饰技术较之传统装饰技术,已不可同日而语,不同的材料、工艺、设备,必然导致技术的变革和更新改造。纳米技术的出现可预见的是会对涂料工业注入新的活力,出现划时代的新型涂料产品,那么与之相关的施工工艺和技术也会出现变化。微机内存配置的提高,新的管理和设计软件的开发应用,无疑会使管理与设计上一个新台阶,会使工作效率得到更大的提高。加工设备的更新改造,数控设备的应用,使半成品和加工件的质量和材料利用率得到提高。抱残守缺的时代已经一去不复返了。相信装饰技术的更新与改造的周期会越来越短,发展的速度会越来越快。 四、推广与应用新技术及其成果 率先开发应用网络管理系统和CAD辅助设计,使人们受益匪浅;而进一步加强网络化管理的深度,提高微机的自动化水平,成为新的亟待解决的课题。推进行业进步要从推广与应用新技术、新工艺、新材料入手,对已掌握的安全、环保、高效、节能等方面的产品和技术,要优先利用;从前期谈判就向业主介绍和推荐,设计时积极采用,从而形成企业优势。在这里还应看到,推广与应用新技术、新工艺、新材料一定要具有前瞻性;在一定的时段或一定的经济环境中,这种推广与应用可能有阻力或不被业主认可,但这只是暂时现象,纵观时代的进步,优胜劣汰是发展的必然趋势。在这方面谁走在前面,谁将会有更多的机会和能力赢得市场。 五、培训相关人员应用新技术、新工艺、新材料的能力 随着新技术、新工艺、新材料的出现,经过试验或比较得出有关数据和操作经验,然后编制作业指导书,将使用的工具、施工工艺、技术要点、检验与验收标准列入其中,下发给相关的部门和操作人员,使管理、操作和检验人员很快熟悉了自己的工作要点。在实际操作中,由工艺员和技术员进行指导,以点带面地逐步展开,这种做法已被实践证明是快捷而又行之有效的。 六、参加或主持企业重大技术会议,解决技术疑难问题 解决技术疑难问题,是技术管理工作中的重中之重,无论是设计还是施工,这类问题不解决,将直接影响工程质量而造成无谓的浪费或经济损失。针对不同的问题召开专题会议,比如专业或技术要求较高的单位工程,对其消防、屏蔽、抗静电、温湿度、超静除尘、强弱电、声学、隔音等等,都要进行充分的论证,形成合理可行的方案;技术疑难问题会随着新技术、新工艺、新材料的不断采用,而逐渐出现,及时发现、及时解决、不留尾巴是解决问题的最好办法。自己解决不了可以采用派出去、请进来的办法,积累解决问题的经验和能力。 七、加强对重要设计的评审 (1)图纸设计是否满足建设方的各方面要求,是否符合国家规范;(2)图纸设计是否科学合理又有先进性、总体风格及效果;(3)图纸设计的规范性、完整性和保证程度;(4)图纸设计材料的购置能力,施工的可行性;(5)能够满足以上要求,由企业技术负责人审批。 八、审批施工组织设计和工程技术交底 好的施工组织设计和工程技术交底,是有效控制施工质量、进度、成本的先决条件,因此对其科学合理和严密可行的要求很高,不同的环境、条件、技术含量和工期要求,以及不同的地区、季节等因素,都是施工组织设计和工程技术交底的依据。稍有疏漏将会出现失误,从而影响施工作业的顺利实施,规范施工组织设计和技术交底已成为企业招投标与施工准备的重要运作环节。因此,其编制的科学合理和严密可行,能够指导施工,是得到审批的必备条件。 九、施工过程中技术资料和工程质量的检查 施工过程中技术资料是否齐备、工程质量是否达标是衡量企业和项目经理管理水平高低的关键因素,是质检部门评定质量的依据。因此,对于施工中技术资料和工程质量的检查就十分必要,施工组织设计实施的效果怎样,技术措施是否可行,分项工程的质量如何;质量评定记录、质量保证资料等是否齐备。通过经常性的检查而得到监督和修订,从而保证施工顺利展开,质量得到保证。 十、审查交付工程的竣工资料 审查交付工程的竣工资料是对工程可追溯性的保证,一旦出现问题,可根据资料进行追查分析,找出原因,明确责任方或责任人,使问题能够彻底解决。另一方面也是工程决算的实际依据,是企业经营中不可缺少的环节。 上述工作是以标准和规范等,使企业的生产、技术活动有章可循,有法可依。是产品质量的保障。 建筑装饰施工技术论文:探讨建筑装饰装修的施工技术管理分析 摘要:下文主要介绍建筑类装饰装修的施工要做好施工前的准备工作,施工过程中还要加强质量监督,交工前更要搞好施工质量自我检查,从而保证让客户一次性验收合格,达到客户的最佳满意状态。 关键词:建筑装饰;施工技术;管理 1 做好施工前的准备工作 装饰工程施工前期要做好以下几个方面的准备工作: 1.1 组织好专业对口的管理人员进行专业分工 施工现场项目管理人员包括项目经理、安全员、施工员、技术员、质检员、材料员、统计核算员、保管员等几个岗位,工程部根据工程规模及难易程度确定管理人员的数量并进行职能分配,项目经理作为项目的负责人,在公司工程部的领导下,组织其专业项目人员认真熟悉图纸,与公司营业部沟通现场用工及材料用量。提出人员及机具计划,在合同的要求工期内制定出详细的施工进度计划和材料订购计划。 1.2 进行人员培训 公司工程部依据项目部提出的劳动力计划,结合公司整体施工项目的进展情况,准备好各工种人员的投入,并组织项目部有关人员对入场工人进行入场前的教育以及相应的技术安全培训,使工人在入场前对工程项目的技术难度、质量要求有所了解。总工办针对工程的特殊工艺对项目部人员进行专项的培训。如果工程单项需要分承包方,则由公司营业部负责分承包方的联系,由公司工程部进行工程考察与确认,分承包方一旦确定,则由公司工程部组织项目部针对本工程对其进行培训,培训内容涉及技术、质量、安全、进度、现场文明施工等方面。从而保证了在施工过程中,各班组均能全面执行公司的各项施工管理制度,并能够由项目部对其进度、质量进行控制。 1.3 研究施工技术 项目部在熟悉施工图纸的基础上,对图纸中的问题进行汇总,由公司总工办组织项目部及营业部结合本公司的施工特点,提出具体的修正方案,报甲方、监理及设计单位共同探讨,以达成一致,使得问题能够在进场施工前得到最大限度的解决。项目技术人员在工程部及总工办的指导下,结合工程项目特点,编制出施工组织设计,内容包括工程概况及施工特点,施工方案(包括施工准备、施工顺序、主要项目施工方法、质量及安全保证措施、降低成本措施、保证工期及文明施工措施),施工进度计划,劳动力、材料及机具需要量计划,施工平面布署及项目管理人员职责分配等。 1.4 准备施工材料 为了提高计划材料的准确性,由项目部依据营业部下发的分项材料表对各分项材料用量进行核对,及时将修正材料量返回营业部预算员处,由预算员下发材料计划表,此计划表做为采购人员的采购依据提前联系供货单位,从而保证材料的供应。项目部同时向采购人员提供材料进场时间要求,从而使采购人员做到心中有数,按部就班的进行材料的准备。 2 施工现场的质量管理 2.1 施工人员的管理 施工项目管理人员由项目经理统一指挥,各自按照岗位标准进行工作,工程部随时对项目管理人员的工作状态进行考查,并如实记录考查结果存入工程档案之中。各岗位依据其性质,量化为若干小的考评项目。考评结果将是工程部对管理人员进行评定的依据,评定结果与奖罚挂钩。 施工操作人员要相对稳定,相对稳定的施工队伍是一个企业的根本保证,每一个操作人员对公司的管理都清清楚楚,这样便于工程质量的稳定提高。现场施工员依据施工进度计划,合理安排人力,力争做到人员流水作业,降低窝工损耗,施工作业人员由工程部统一调度,某工种在一个项目结束或间歇时,便及时转到别的项目操作,即保证了工人的收入稳定也保证了公司技术工人的相对稳定。 2.2 施工材料的管理 装饰材料品种繁杂,质量及档次相差悬殊,装饰工程所用材料又受到业主的客观影响,因此,装饰施工材料控制比较麻烦。在材料进场前必须先报验,将业主同意的材料样品一式两份封样保存,一份留项目,一份留业主,在材料进场后,依样品及相关检测报告进行报验,报验合格的材料方能使用。采购人员在采购时,也要严格执行材料的检查验收手续,保证采购材料一次合格。为了便于管理,公司将各种材料的检查方法及检验标准编辑成册,采购人员、质检人员、施工人员全部用同一标准来衡量材料是否合格。在进场材料的管理上,采用限额领料制度,由施工人员签发限额领料单,库管员按单发货,从而即能保证质量又能节约成本,对于易碎或贵重材料,在施工现场单独存放,尽量减少人为的搬运次数。 2.3施工技术的管理 施工工艺是决定工程质量好坏的关键,有好的工艺,能使操作人员在施工过程达到事半功倍的效果。为了保证工艺的先进性及合理性,公司对于不太成熟的工艺安排专人在加工厂进行试验,将成熟的工艺编制成作业指导书,并下发施工管理人员在现场指导生产时则依此为依据对工人进行书面交底,并由班组长签字接收。工艺交底包括工具及材料准备、施工技术要点、质量要求及检查方法、常见问题及预防措施。2010年3月份,南通四建承接泰州医药城会展中心一期装饰工程,该工程的时间紧、任务重、造型复杂、设计施工难度大,特别是经脉幕墙的设计和双曲面的铝板放线、加工都是摆在面前的难题,针对上述困难项目部组织技术人员和其他兄弟单位的技术人员进行技术交流,商讨工程的实际困难和解决方案,并拿出多种不同的可行性方案经过专家论证后选出最合理方案进行施工。由于该工程体量大,部分双曲面板(无竖缝相接)加工难度大,项目部会同材料生产厂家,经过设计、施工、下料、供货等几方的通力合作,一举拿下这一难题。 2.4 施工环境的管理 施工环境对装饰工程的影响很大,尤其是外装饰工程,在进行外装饰面层注胶施工时,现场不得有灰尘,天气必须晴朗,为了保证工程质量,必须控制好施工环境,这就要求施工管理人员在进行工序安排时要合理,避免施工污染,同时保证各工序所需环境要求,如注胶的室温要求、基体干燥要求、空气清洁要求等。因此一般结构方面的工作先进行,饰面工作后进行;头顶工作先进行,头顶以下工作后进行;隐蔽工程先进行,包封工作后进行;易受污染或贵重材料,保养不易的工作(玻璃制品、镜面、铝板表面、石材表面等)应最后再做。如果冬季施工时,室内温度达不到要求,则要制定相应的保温升温措施,同时要注意火灾的发生。 3 及时发现问题搞好质量监督 3.1 提高施工人员的质量意识 各工序完成后由班组长组织本班组人员,对本工序进行自检、互检,自检依据及方法严格执行技术交底,在自检中发现的问题由班组自行处理并填写自检记录,班组自检记录填写完善,自检出的问题已确实修正后方可由项目质检员进行验收。 3.2 搞好与用户的交接检验 上一道工序完成后,在进行下道工序施工前,由质检员组织上、下工序施工班组长进行交接检,由下道工序班组长检查上道工序质量,对影响本道工序的质量问题提出意见,并填写交接检记录,质检员督促上道工序人员进行修正后,下道工序人员方可进行施工。通过此项活动增强了工人本身的质量意识,加强了工人的责任感,如果不交接即生产,一旦出现问题,不是自己做的事也要承担责任。从而在操作人员中形成人人管质量,遍遍有把关。从根本上杜绝不合格品的存在。 3.3 定期抽查,总结提高 公司品管部及工程部定期到各项目对工程质量情况进行检查,对发现的问题定期集中分类,定期召开质量分析会,组织施工管理人员对各类问题分析总结,针对特别项目制定纠正预防措施,并贯彻实施。使各施工管理人员在不断解决问题的过程中,提高水平。 4 以客户满意为目标 工程完工后,在交付顾客使用前,由公司品管部、工程部、设计部及营业部对工程进行全面的验收检查,对于发现的问题,书面通知项目部及时整改,如有必要则进行二次内验,只有在内部验收通过后,工程才能交付顾客进行验收。从而保证顾客一次性验收合格,达到顾客的满意。 建筑装饰施工技术论文:建筑装饰施工技术管理浅析 摘要:建筑装饰施工包含内部装饰以及外部装饰,无论是内部还是外部,其施工技术管理直接关系到施工质量。当前下,建筑装饰施工形势仍不容乐观。文章阐述了当前建筑装饰施工项目现状,分析了其存在问题,并探讨了建筑装饰施工技术管理措施。 1建筑装饰工程现状概述 随着建筑工程功能的逐渐专一,酒店、商场、高层办公楼等都针对建筑的不同用途进行了工程的装饰,以此增加建筑的美观与实用。但是由于传统建筑装饰管理粗犷,工程竣工后的使用中常会出现外墙砖掉落、内部装饰掉落、由于装饰施工过程擅自改变供电线路造成电火等情况时有发生。而且我国大型建筑装饰工程中标后,许多中标企业将工程分包,分包企业有的并不具备相应的资质,这样就导致了在装饰工程施工中,施工管理与技术管理困难,工程质量存在隐患。质量的企业生存和发展的根本,随着市场经济的不断发展与完善,越来越多的装饰施工企业认识到施工质量的重要性,不断提高自身的施工管理水平与技术水平,以此保障工程质量。 许多工程项目常有这种情况,施工队伍进场了,发现设计单位确定的洗手间位置没有给排水管道,造成成本不必要的提高。因此,施工前的实地勘察和审查施工图非常重要。另外,由于设计人员素质参差不齐,对施工工艺和新型材料的应用很熟练的设计师并不是很多,这需要优秀的施工人员同设计师多沟通,而不要一意孤行的去改变材料或改变做法。装饰工程质量最重要的控制点是隐蔽工程。如给排水工程管道的水压试验,通常试验很简单,但却为整个工程最重要的环节。没有经过规定压力数值的试验,管道系统是否合格无法保障。一旦隐蔽安装、做好防水、再贴完瓷片及竣工之后发现漏水,再找原因是非常困难的,经济上的损失非常大。 2建筑装饰施工技术管理 2.1 健全技术管理理念,加强技术管理时效性建筑装饰工程施工技术管理的实施首先要建立完善的管理体系,完善装饰工程施工技术管理制度。以制度管理确保技术管理的有效进行。在完善施工技术管理体系过程中,要通过制度的完善来明确施工过程各部分与人员的职责,以此约束施工人员的工作。同时通过健全的施工技术管理体系,做好施工技术文件等有关文件的管理,为装饰工程施工打下良好的基础。在健全的施工技术管理体系完善后,装饰工程施工企业还需要通过切实有效方式使体系内的各项制度有效实施,以此保障技术管理工作的有效开展。 2.2 加强施工过程中技术管理施工过程中技术资料是否齐备,工程质量是否达标,是衡量企业和项目经理管理水平高下的关键,是质检部门评定质量的依据。因此,对于施工中技术资料和工程质量的检查就十分必要了,施工组织设计实施的效果怎样,技术措施是否可行,分项工程的质量如何;质量评定纪录,质量保证资料等是否齐备,通过经常性的检查而得到监督和修订,从而保证施工顺利展开,质量得到保证。 ①线缆敷设技术。综合布线系统的线缆敷设必须充分注意其型号、规格应与设计相符,布线自然平直,不得产生扭绞、打圈等现象。应清理光缆盘(或铜缆盘)与进线口之间的空间或地面障碍物,防止施工时可能碰伤、划伤或折伤光缆或铜缆;穿光缆时,入口处和出口处应有人托着,保护光缆不被碰伤。无论光缆或铜缆在拉拽敷设时,用力应均匀,不得用猛力,阻力过大时应采取疏通管路的措施。线缆两端的标签编号要明显,并应该边施工边做标记,而且应与图纸相对应,不能等全部线缆敷设完成后再去做标签,否则很容易造成混淆,这对以后的安装维护都至关重要。线缆终接的余置应按设计与施工规范要求及施工的工艺要求给予充分预留,否则如果线缆短了几公分,则整根线缆都要重新敷设,耗材费力。 ②外墙装饰技术管理。在进行排砖过程时,要根据施工设计图样、墙面尺寸、砖的规格及缝隙宽度等进行横竖排砖,以此达到横缝与门窗脸、窗台等水平。竖线与阳角、门窗边平行,以此达到美观的要求。在进行外墙砖的铺贴时,要从下而上进行,在最下层砖的下皮位置设置底尺并水平校正,作为铺贴标准。铺贴用水泥可采用1:3水泥砂浆、1:2水泥砂浆或1:0.2:2的水泥石灰膏砂混合物进行。砂浆厚度应控制在6至10mm。外墙砖上墙后用小铲轻轻敲实、并条调整横缝竖缝。女儿墙、窗台、腰线等部位需要铺贴外墙砖时,应做成顶面砖压立面砖,正面砖压侧面砖结构。以防渗水,引起空臌,也提高美观性,并且流水坡相应正确,如女儿墙压顶的水应流向屋顶。同时,立面砖最低一皮砖应侧压底平面砖,并低出底平面砖砖面3-5mm。 ③设备安装技术措施。设备除应注意符合设计及合同规定的厂家、型号、规格、性能指标外,安装时还必须注意以下问题:a.房屋装修工程中的子系统多,包括设备装修、通信网络安装、办公装饰、结构化布线等。各系统新设备、新型号层出不穷,安装前应仔细阅读产品说明书。充分了解设备的各项性能指标要求与安装注意事项,严格按照设计与厂家的要求安装。b.设备安装的位置与标高应符合设计与规范要求,垂直偏差不超过3mm,水平偏差应不大于2mm,设备表面应注意保护,各种零件不得脱落碰坏,标志应完整清晰,安装应牢固,各种螺丝应拧紧;同时应按要求就近做好接地连接工作,保持良好的电气连接。各类线缆跑线和插接件应接线无误,接触良好,标志清晰、齐全。 3结语 建筑装饰施工过程中,其技术管理水平的优劣直接关系到其施工的质量和美观,无论是外墙的装饰,还是屋内的装饰,都必须严格按照施工规范,优化技术管理,这样才能使得建筑装饰施工水平更上一层楼。 建筑装饰施工技术论文:建筑装饰施工技术与管理 摘要:建筑装饰施工技术管理水平将直接影响到其工程的质量和美观,因此,要加强对各项施工过程的严格规范,强化技术管理,进而保证建筑装饰施工水平的有效提升。本文对建筑装饰施工技术与管理进行了探讨。 关键词:建筑;装饰;施工技术;管理;措施 建筑装饰的施工技术管理工作对于施工质量起到决定性作用,因此在施工的整个过程中, 需要通过多样的有段, 切实提高技人员、技术人员和施工人员的意识和工作方法, 保证施工过程严格按照相关的技术规范进行, 从而保证工程在工期内完成,质量符合规定要求。 一、建筑装饰工程所要遵循的基本原则及要求 1、室内装饰要满足日常使用功能要求 房屋的室内装修是为用户营造一个良好舒适的居住生活环境而进行的一项重要工程。所以在施工之前的设计上要充分考虑使用者所需要的功能要求,这样才可以让室内环境舒适化,合理化,科学环保化;要考虑使用者的活动规律来处理好空间分布的关系,建筑结构以及空间的尺寸,空间的比例要充分利用有限的空间创造出更加合理的使用空间来完善这项工程。 2、用现代技术来满足室内装饰设计的需求 随着社会日益发展,展现出来的技术也是多种多样,建筑空间的设计创新以及框架结构造型有着密切的联系,而且二者应该取得协调和统一,充分把好的设计理念和当代现有技术融会贯通,这就要求在施工中和设计上要充分考虑到当今社会的特点,以及使用者的个人喜好等诸多因素。现代室内装修设计,它属于现代科学技术的范畴中,要想室内设计可以更好的满足更多的需求,就必须最大限度的利用现代科学技术的各种成果 二、提高建筑装饰施工技术与管理的措施 1、 积极了解和掌握建筑装饰技术的市场新信息 众所周知,建筑装饰是一项受市场和用户需求影响较显著的行业。伴随群众生活品质的持续攀升,对居住条件的要求也更加苛刻,使装饰的相关技术标准逐步提高。从这个角度看,建筑装饰行业要想立足于市场竞争,就要跟得上市场发展的前沿,不断合乎大众的审美观念,更新装饰技术,着力增强装饰及施工水准,运用新型施工工艺。要追踪设计理念的进展,就需借助于博览会、互联网、展览会及报刊等手段,深入获知国内外最先进的装饰设计动态及信息。并汲取和借鉴先进的技术要点,引导装饰企业转变设计思路和观念。自觉顺应装饰新潮流的变迁,编制出合乎新技术、新原料标准的设计方案。装饰企业要把重要信息资源的有序开发和科学利用作为提升自身技术创新力的重中之重,将搜集到的信息依照不同类别加以分类存储,以便为今后备用,并不失时机地整合与更新这些信息资料。 2、建立、健全科学合理的管理体制 建立、健全一套完善的、科学合理的管理体制是确保建筑装饰工程顺利进行施工的基础保障。一套完善的管理体制形成也不是一朝一夕的事情,是需要在不断的工程实践中不断进行探索与实践继而进行确立的,而且一个科学合理的管理体制,必须拥有全面的、完善的各种制度,还能使用科学的手段,进行责任的具体划分,从而确保其体现出最有利的价值。将责任具体落实到每个人的身上,不仅可以有效的进行各项工作的管理,而且还能在减少工作时间的基础上提高工作质量。另外,科学合理的管理体制还能为全面的施工技术管理工作奠定良好的基础,促使建筑装饰工程施工的顺利开展。 3、在装饰工程施工的过程中,要加强工程技术的管理 在工程施工的过程中,工程质量的好坏,技术资料的齐全,是衡量一个企业和有关工程项目经理管理水平的关键,也是质检部门决定质量好坏的依据。所以,在施工的过程中,工程质量与技术资料的检查就很有必要了,工程施工计划实施的效果如何,采用的技术是否可行,工程完成的质量如何,这些问题通过及时地检查都能得到修订和监督,从而能够保证工程施工的顺利开展,和工程质量的保证。而技术的管理可分为三种:第一就是线缆敷设技术的管理。在综合的布线系统中,线缆敷设的设计必须要注意规格和型号,应该与设计相符合,布线的时候,要保证线路的自然平直。无论是铜缆还是光缆,在布线敷设时,不能用猛力拉拽,用力要均匀,在用力过大时,要采取有效措施去疏通管路。线缆敷设的全过程,都要按照图纸中的设计来完成,这对以后的线路的安装与维修都非常重要。第二就是对外墙装饰技术的管理。在外墙进行排砖的过程中,要根据缝隙宽度、砖的规格、墙面尺寸、施工的设计图对外墙进行横竖排砖,这样,可以使外墙的整体达到美观,外墙的设计也有很多讲究,不同的墙面要用不同的建筑方法构建。第三就是设备安装技术的措施。各种设备除了要符合合同规定的性能指标、规格、型号和厂家以外,安装时还要注意几个方面的问题: (1)房屋在装修的过程中,存在的子系统比较多,所以在安装的过程中,要选择合理的设备。因为随着科技的发展,各种设备的型号都层出不穷,因此,要针对实际的需求,选择合适的设备,并严格遵照厂家的要求安装。(2)各种设备的安装位置与标高要符合设计,安装的要牢固,接触良好,保证齐全、清晰。 4、 优化施工现场管理 施工现场管理的优化,即要保证工程进度和质量的基础上促进施工的安全化和文明化,避免出现传统施工“脏乱差”的施工现场。在实际装饰装修施工过程中,要做好材料质量检查工作,不能出现偷工减料或以次充好的情况。确保施工的科学性,对施工人力资源进行优化配置,不断提升施工人员施工技术和整体素质。施工人员对各项设备的性能指标以及使用注意事项等应充分了解,严格依据设备的设计要求进行安装和使用,确保施工的顺利进行。同时,做好相应的施工技术交底工作。对施工安全问题应及时发现,有效排除,确保装饰装修施工的安全进行。相关材料部门应与建筑装饰装修施工现场制定有效的施工材料进场验收取样送检规定,做好施工现场材料的存放保管工作,最大限度地降低因施工材料存放保管不当带来的安全隐患。 5、培训相关人员应用新技术、新工艺、新材料的能力 随着新技术、新工艺、新材料的出现,我们经过试验或比较得出有关数据和操作经验,然后编制作业指导书,将使用的工具、施工工艺、技术要点、检验与验收标准列入其中,下发相关的部门和操作人员,使管理、操作和检验人员很快熟悉自己的工作要点。在实际操作中,由工艺员和技术员进行指导,以点带面的逐步展开,这种做法已被实践证明是快捷而又行之有效的。这就要求制定技术人员发展规划及实施办法,对技术质量管理的制定修订提出建设性意见。技术人员已越来越被企业所重视,人才专业结构的合理组合已成为企业人才发展规划的侧重点。就装饰企业而言,设计与施工是两个重要的一线部门,所要求的技术人员的标准相对较高,专业设置既全面又要有所侧重;而企业的网络管理和开发则需要相当水平的专业人才,那么管理层的人员配置又需要管理加技术的复合型人才,人才的综合素质越高,企业的发展潜力和市场竞争力就会越大,这是不容置疑的事实。人才发展规划是根据企业规模、实力和发展规划而制定的,不可能一蹴而就。因此,在企业发展的大目标下,有计划、有侧重地逐步招聘,培养和合理使用人才,并不断地更新知识;实施进程不会是一年两年,是要不断调整,平衡、优化,使企业的人才资源配置合理,加快企业的发展步阀。 总之,由于建筑装饰工程的专业化决定了其要满足功能各方面的要求,因此要加强建筑装饰工程施工技术上的管理,因为其对施工质量有着决定性作用。 建筑装饰施工技术论文:建筑装饰施工技术管理要点分析 摘 要:装饰装修工程在建筑业中被不断的创新应用,通过轻质材料和环保材料的使用,不仅美化了建筑物的外观,还提高了建筑物的保温建设。以节能环保为基础,通过运用新颖的装饰装修材料促进了建筑行业的发展。文章针对建筑装饰的施工特点进行分析,结合现阶段的施工问题,提出了加强装饰施工的管理措施。 关键词:建筑;装饰工程;施工技术;管理要点;对策 目前,在激烈的市场竞争环境下,建筑装饰工程的规模不断壮大起来,其随着人们的生活水平的不断提高,人们多样化的需求,再加上装饰工程本身的复杂化,使得建筑工程无法避免出现这样或那样的问题,从而影响着整体的效益,为避免不必要的因素发生,了解建筑装饰工程的施工特点和施工内容,掌握专业技术水平,运用施工特点不断总结经验,根据情况利用新技术不断创新,以确保建筑装饰工程的施工进度。 一、建筑装饰工程的施工特点 目前建筑工程在施工过程中施工特点包括: 1、装饰工程的项目内容和施工所用的材料多样化、复杂化。装饰工程不管在施工范围还是施工内容上,包含的内容、项目繁多、复杂化。施工内容分普通装饰工程施工和高级建筑工程施工。在施工方面,针对各种装饰风格,对装饰的结构和选用材料品种多,同一装饰空间要用多种的材料和工序来完成,因此要有充分的了解和把握材料的规格、来源、施工的方法等。 2、投资额度大。由于现代人们对居住的条件要求过高,因此建筑装饰普遍采用新材料、新工艺等高端工程装饰,以确保施工效果。 3、装饰工程的施工周期短,人工劳动力偏大。由于受各种因素的影响,主要靠人工来施工,虽然很多地方已经使用先进的机具,但人工劳动力相对较大,机械化施工程度相对来说偏低,其效率低下。 4、施工现场要求保持良好的施工环境,比如在刷漆程序,为确保质量,那么施工现场不得有灰尘,另外在冬季施工,适当调整室内温度,做好必要的防火措施。 5、安全性问题。由于施工人员多,且施工程序交叉繁多,一旦出了事故就会有事故发生,因此安全性低下,因此,做好安全防范,对施工现场不定时检查,避免一些不必要的危险发生。 二、建筑装饰施工技术重点内容 1、地面处理施工 在建筑装饰施工中是采用自下而上的顺序进行的,在装饰抹灰和涂料饰面施工前期,首先要对地面进行处理。保证地面没有过多杂物的堆放,并对基层结构上的管道和沟槽等清洁处理,在处理完成后可以对基层结构进行抹灰和涂料饰面,通过逐层装饰的方式完成整合楼层的施工。另外在地面施工中,要建立是以的温度环境,保证地面温度的适宜性,促进抹灰与涂料饰面工程中温度不至于过低,影响了材料与墙体的相互作用。在地面装饰处理完成后,要对基层进行保护处理,避免在上层施工中对已完成项目的破坏,在上下层装饰连接处要进行连接缝和坡度的处理,严格按照装饰标准施工。 2、装饰抹灰施工 在建筑外墙进行装饰施工技术,首先要对毛坯结构进行清洁处理,在基层的清洁中,对残留的混凝土、砂石和污垢彻底清除,避免在抹灰过程中材料与墙体发生空鼓的现象。在完成基层的大面积垃圾清楚后,还要针对建筑体进行细部处理,重要是针对门窗、墙体转角和护栏等部位。往往在这些不同材质的工程材料连接处,具有孔洞和裂缝结构,为了保证抹灰工序的均匀一致性,以及建筑物的保温效果,要及时的进行孔洞的弥补。在基础清除和洗不清出完成后就可以进行抹灰施工了,并要严格按照装饰设计要求进行质量控制,避免建筑表皮的脱层。 3、涂料饰面施工 涂料饰面施工是指在基层表面上涂抹涂料,使建筑形成牢固的膜层,在提升建筑美观性的同时,达到保护墙面的作用,在建筑工程装饰工作中,涂料饰面是非常基础的施工内容。涂料饰面的具体工作内容包括基层处理、打底技术、磨光技术和喷涂。(1)基层处理。为保证涂料饰面的质量,在进行涂料时必须要先进性基层处理。在处理过程中,不同的基层有着不同的处理方法,混凝土墙面以去除泥土、尘垢为主,木材要在此基础上进行整平处理,钢结构则主要清楚锈斑、油污等。(2)打底技术。打底技术能够使建筑表面对涂料的吸收更均匀,确保面层色泽一致。在打底时,为了保证打底施工质量,应坚持自上而下、由外向里、先左后右的顺利,保证涂抹的均匀到位。(3)磨光技术。磨光技术实在涂料腻子干燥坚硬后,用砂纸对其进行磨光处理。(4)喷涂。喷涂是指对涂料的喷涂。在实际施工过程中,喷涂的工艺种类有很多种,施工人员要根据实际情况对其予以科学选择,以保证施工质量。 4、轻质隔墙施工 轻质隔墙施工即对建筑内非承重结构墙的装饰处理技术,此类墙体的唯一作用就是对室内空间进行合理分割。在实际施工过程中,施工人员要通过防线对轻质隔墙构造位置进行固定,之后在对节点进行处理。施工人员在进行轻质隔墙施工时,要注意轻质隔墙与龙骨之间的连接,确保轻质隔墙与龙骨连接的精准、垂直、平整、牢固。对于轻质隔墙的施工缝问题要进行全封闭处理。 三、加强建筑装饰施工技术管理措施 在加强建筑装修施工技术中,首先要了解装饰装修的基础内容和发展方向,对施工计划和管理制度进行完善,根据装饰要点制定可行性的应对方案,提高施工技术人员的综合素质,以提高管理水平为基础,优化建筑装饰。 1、制定合理施工计划 制定合理的施工技术是建筑装饰工程施工环节中的基础内容。在任何一个建筑工程装饰工程施工环节中,施工企业都要在装饰施工之前制定合理的施工计划,以保证施工技术、施工方案选择的正确性,确保能够按时、保质完成建筑工程装饰工作。在实际装饰过程中,施工企业要在充分掌握业主需求的基础上,来进行施工计划的制定,施工计划制定完成后,还要与业主进行商议,并签订装饰施工合同,合同当中要明确装饰要求、责任、周期、技术等一切内容,双方签字后合同生效,施工企业按照装饰施工合同进行装饰施工,保证能够按照合同要求完成建筑的装饰工程。 2、完善技术管理机制 在建筑装饰施工中,注重施工技术要点和施工技巧是十分必要的,但是在工程管理的内部控制中还要通过管理机制的建立,来约束技术人员和管理人员的操作行为。通过责任制分配,对负责的施工项目进行类别与施工内容的划分,明确每个职能部门和人员的工作内容,制定施工标准,能够在施工中及时的发现问题解决问题。建立完善的激励机制和评价机制,根据施工内容的不同,做出科学的指导,将绩效与实际工作相联系,并在实际工作的反馈中完善装饰装修管理。 3、提升员工技术水平 施工人员是建筑装饰工程施工环节中的直接行为者,他们的装饰施工技术与态度会对建筑工程装饰结果产生最直接的影响,因此建筑装饰施工企业要做好对施工人员技术水平的提升。在实际工作中,装饰施工企业要保证每一个施工人员都是持证上岗,确保他们的技术装饰施工素质。在此基础上,施工企业要定期对新的装饰施工技术进行培训,确保施工人员的专业技术水平能够符合现代建筑装饰需求,为建筑工程装饰行为的有效性提供保证。 结语:综上所述,建筑的装饰装修施工工程渐渐的发展为我国建筑工程项目中必不可少的组成部分。它不仅现代都市建筑具有美化的作用而且对人们对建筑物的要求进行了满足它的内饰外观、还有功能性、安全性和耐用性等等的品质要求也大大符合人们的期待。随着现代建筑的装饰装修施工技术的壮大和发展将会带为人们的生活带来极大的影响 建筑装饰施工技术论文:浅谈现代建筑装饰材料的应用和施工技术 摘要:随着我国墙体材料革新和建筑节能力度的逐步加大,传统建筑材料在环保、功能和技术上已经不能适应建筑装饰的需求,生产和使用新型建材,既节能、节地、减少资源消耗的需求越来越多,这种需求不仅仅是数量的增加,更重要的是质量的提高,即产品质量与档次的提高,本文分析了节能环保材料在建筑领域中的应用已成为当今世界建筑行业的发展趋势,并针对新型建筑装饰材料的施工技术提出了一些需要注意的问题。 关键词:装饰材料;绿色建材;施工技术 1新型建筑装饰材料发展趋势 1.1绿色、节能、环保发展方向 当今社会,人们的生活好了,在满足物质条件的情况下人们会更多的注意到自然环境的发展以及自身的健康,环保装饰材料将会拥有广阔的发展空间.此外节材、节能、简易装饰材料也越来越受消费者们的青睐,正和绿色环保材料一同进入世界潮流。 1.2 多功能、复合型材料发展方向 当前对建筑装饰材料的功能要求越来越高,不仅要求具有精美的装饰性,良好的使用性,而且要求具有环保、安全、施工方便、易维护等功能。因此,采用复合技术发展多功能复合建筑装饰材料已成定势。高分子材料和另外不同组成、不同形状、不同性质的物质复+合粘结而成的多相固体材料,并且拥有界面的材料。高分子复合材料最大优点是博各种材料之长,如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质,根据应用目的,选取高分子材料和其他具有特殊性质的材料,制成满足需要的复合材料。 1.3 智能化发展方向 将材料和产品的加工制造同以微电子技术为主体的高科技嫁接,从而实现对材料及产品的各种功能的可控与可调,有可能成为装饰装修材料及产品新的发展方向。 “智能家居”从昨天的概念到今天的“智能家居”的产品问世,科技的飞速进步让一切都变得可能。在国外,智能网络家居的种种便利及好处足以诱惑得你目瞪口呆:如开窗外出,忽遇风雨,可以帮助关窗户;如果打开窗户,散热器便会自动停止给房间升温。智能灯光已经具备了家庭应用的可能。智能灯光可以设定为就餐模式、影院模式、起夜模式、来客模式、浪漫模式等多种,人们可以根据当时情况的需要选择相应的模式。一般而言,柔和的光线能给人们一个好的心情,少而暗的光可以帮助我们思考,多而亮的光能够使气氛更加热烈。有了多重选择,无论是在会客、看电视,还是在独自思考的时候,都可以选择不同模式,调节不同灯光的亮度,创造舒适、温馨的氛围,让人们更深入地体味生活的乐趣。 2新型装饰材料施工注意事项 建筑施工企业为适应日益激烈的市场竞争需要,积极推广应用三新技术成果,努力在加大建筑产品的技术含量上下功夫,这对提高质量、降本增效取得了显着的效果。在新型装饰材料施工过程中需要注意以下几个方面的施工注意事项: 2.1外墙新型装饰材料施工注意事项 外墙陶彩砖涂料属于装饰材料的一种,它是一种代替传统外墙瓷砖的新型材料。外墙陶彩砖涂料的应用,外观质量效果明显比外墙砖装饰效果美观、大方。外墙陶彩砖涂料其产品固有的特性,质量轻、附着力大等有效提高了自身的质量与安全。在安全上由于其重量轻它不易脱落、在质量上属于涂料,平整度、垂直度较易控制。但美观、整洁、大方的立体装饰效果较难控制,为了将此新型装饰材料的装饰效果在其外观上有更好的效果,通过深入细致地跟踪检查与总结,得出以下几点解决外墙陶彩砖涂料装饰效果的关键技术:在清理干净的基层面上批刮亚士漆专用腻子1~2遍,直至平整、光滑无凹凸面。腻子刮涂应由上到下,从左至右,不得反方向刮涂腻子。在阴阳角部位及窗洞口部位腻子刮涂必须阴阳角顺直及窗洞口部位无凹凸面。腻子易使用亚士双组分柔性填补材料。在腻子干燥后,用砂纸打磨掉毛面和批刀痕迹后,拿滚子满沾亚士专用有色底漆滚涂两遍。滚涂底漆时必须深浅一致,厚度均匀。底漆必须使用同一批次出厂的底漆,以免造成颜色差异。等墙面底漆干燥后,根据设计砖的尺寸大小,拉大钢尺排砖。在胶带粘贴完毕并验收合格后,披刮陶彩砖涂料3遍。在披刮陶彩砖涂料时应做到披刮方向一致。第一遍满面刮涂,第二遍在披刀上少粘陶彩砖涂料将第一遍刮涂不均匀部分填充,第三遍用披刀刮涂至陶彩砖厚度均匀。在披刀刮涂过程中,应做到披刀力度一致,避免力度过大造成陶彩砖涂料挤偏胶带。亚士陶彩砖涂料干燥后,开始揭除亚士漆陶彩砖涂料成型后的嵌缝胶带。在揭除胶带时,操作人员必须做到轻拿慢揭,以避免由于揭除力度过大而造成陶彩砖破损。揭除时遇难揭除部分,不可强行揭除,应用小刀或镊子轻揭,直至难揭部分的胶带全部掀起。 2.2 新型复合板材施工注意事项 复合地板地面施工程序:水泥砂浆找平油光―垫复合木地板防潮垫―复合木地板层板安装。 复合地板面层施工主要是包括面层开板条的固定及表面的饰面处理。固定方式以钉接固定为主。即用元钉将面层板条固定在水泥地面上。条形木地板的铺设方向应考虑铺钉方便,固定牢固,使用美观的要求。对于走廊、过道等部位,应顺着行走的方向铺设;而室内房间,宜顺着光线铺钉。对于大多数房间来说,顺着光线铺钉,同行走方向是一致的。同时还要注意: 一定要按设计要求施工,选择材料应符合选材标准;木地板靠墙处要留出9MM 空隙,以利通风。在地板和踢脚板相交处,如安装封闭木压条,则应在木踢脚板上留通风孔;实铺式木地板所铺设的油毡防潮层必须与墙身防潮层连接;在常温条件下,细石混凝土垫层浇灌后至少7D,方可铺装复合木地板面层;木地板的铺设方向:以房间内光线进入方向为木地板的铺设方向。 2.3 新型建筑涂料的施工技术 要保证涂料工程的施工质量,使其经久耐用,对基层的表面处理是关键。基层处理的好坏直接影响涂料的附着力、使用寿命和装饰效果,因此涂料施工前必须重视这一工序。不同的基体材料,表面处理的要求和方法也有所不同。对混凝土及抹灰基层的要求是:应表面平整,阴、阳角密实;基层的pH值应在10以下;含水率对于使用溶剂型涂料的基层应不大于8%,对使用水溶型涂料的基层应不大于10%;抹灰平面应坚固结实,表面的油污、灰尘、溅沫及砂浆流痕等杂物应彻底清除干净。建筑涂料的基本施涂方法有刷涂、滚涂、喷涂、弹涂等。刷涂是用毛刷、排笔在基层表面人工进行涂料覆涂施工的一种方法。这种方法简单易学,适用性广,工具设备简单。除少数流平性差或干燥太快的涂料不宜采用刷涂外,大部分薄质涂料和厚质涂料均可采用。涂料涂饰是建筑物内外最简便、经济、易于维修更新的一种装饰方法,它色彩丰富、质感多变、耐久性好、施工效率高,目前在建筑物的装饰工程中得到了广泛的应用。 结语 大力推广环保型建材,运用现代高科技手段进行设计,采用无污染的生产技术,实现建筑可持续发展会逐步变为现。绿色环保型建筑是一个符合可持续发展的绿色建筑,是人类与自然和谐相处的产物,环保建筑是人类文明的标志,是人类保护自己的生存环境的明智的选择。 建筑装饰施工技术论文:论建筑装饰中材料控制与施工技术 【摘 要】21世纪不断倡导节能环保,建筑节能理念也不断渗透到建筑行业中。随着我国科学技术的快速发展,建筑装饰材料不断革新。传统的建筑装饰材料在环保、功能、技术上已经不能完全满足现代建筑装需求。所以使用新型的建筑装饰材料已经是迫在眉睫了。新型材料在节能、节地、减少资源消耗方面比传统材料都要强很多。我们对新型建筑装饰材料的需求不断增加,对其质量要求也不断加强。本文主要论述了对新型建筑装饰材料的控制,并对其施工技术提出了一些需要注意的问题。 【关键词】建筑装饰;材料控制;施工技术 一、前言 社会经济快速发展,人们收入不断提高,生活水平越来越好,现在的人们在满足温饱自后更多的注重环境的发展及自身的健康。居住环境是人类生活中最重要的环境。人们对家居生活环境要求越来越重视,节能、节材、简易装饰材料被更广泛的应用到现在建筑装饰中,所以环保装饰材料会有更加广阔的发展空间。 二、新型材料的发展方向和控制 现代建筑装饰对材料的要求越来越高,对材料的要求要具有环保、安全、施工方便、易维护等特点。所以采用复合技术发展多功能复合建筑装饰材料已是趋势所向。多功能复合材料就是指高分子材料和另外不同组成、不同形状、不同性质的物质复合粘结而成的。它聚集了各种材料的长处,比如:高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热绝缘等性质。我们可以根据我们所需,利用高分子材料和其他材料相结合,来制成满足自己需求的材料。 新型材料对现代建筑装饰能起到很大的帮助,新型材料的种类越来越多,我们可以根据自己需求对材料进行选择。但是建筑装饰过程往往工序多且用料复杂。所以对材料的质量也有很高的要求,所以对装饰材料的控制质量要特别注意以下几点; a,对材料样板的控制 我们应该认定好了的材料样板集中放在一起,这样可以便于随时查看并核对。还有如果是较大的建筑装饰工程,其样板材料较多,应该建立台账并详细记录。我们在核对样板材料时,要注意样板材料的外观质量、产品标识、样板的说明书和保证资料,合格证、检验报告,使用说明书,保修说明书,属于强制性产品是否有“CCC”认证标志,生产许可证等等。 b,材料进场质量控制 我们先要和业主沟通使用的材料,并一起验收。还有每批材料进场前都要严格进行验收,验收合格后才可以进场。对于那些不合格的材料坚决不能进场并退回。 c,材料取样和抽检控制 现在的新型装饰材料都牵涉到环保问题和人才安全问题。如:防水材料,木工板材,地砖,管材管件,乳胶漆,地板胶,墙布,阀门,开关插座等。选用使用功能安全和对人体身体健康的材料是非常必要的。所以在质量监控上要严格把关。材料应该按照规范的要求取样送检。 d,业主供应材料设备进场控制 甲方组织材料设备进场,其中并没有相应的施工单位验收程序,作为质量监控人员必须要重视以下内容检验。施工方应该和甲方保持密切的沟通,要尽早了解甲方供材料进场的计划。便于准备进场验收。正常情况甲方供应设备多数是比较贵重的,专业人员应该及早熟悉设备材料的技术性能和各项指标,可能条件下查看甲方定货技术要求,为验收和调试做依据,并且做好设备的开箱验收记录。见证和督促业主与施工方对甲方供应材料设备的交接保存工作。 材料设备的存放与保管 当材料和设备进场后都要进行妥善的存放保管以防止损坏。还有楼层大量材料堆放都要分散不集中,防水材料注意不要防晒,卫生洁具不受外力重压等等。 三、新型材料施工技术注意事项 建筑施工企业为适应日益激烈的市场竞争需求,努力在建筑装饰施工技术上下功夫,这样能对降低工程成本,提高工程质量起到很大的作用。在新型装饰材料的施工中我们主要注意以下几方面: 3.1外墙材料施工注意事项 外墙陶彩砖涂料属于装饰材料的一种,它是一种代替传统外墙瓷砖的新型材料。外墙陶彩砖涂料的外观质量比外墙砖装饰效果更加美观、大方。外墙陶彩砖涂料质量轻,附着力大。由于这些特性使得它不易脱落,涂抹平整度、垂直度也更容易控制,这样就有效的提高工程的安全质量。但是不足的是其在美观、整洁、大方的立体装饰效果中就比较难控制。为了克服这一缺点,我们在深刻总结施工技术上得到以下的关键技术可以较好的使其在美观上达到应有的效果。其技术要点是:在清理干净的基层面上刮亚士漆专用腻子 1~2 遍,直至平整、光滑无凹凸面。腻子刮涂应由上到下,从左至右,不得反方向刮涂腻子。在阴阳角部位及窗洞口部位腻子刮涂必须阴阳角顺直及窗洞口部位无凹凸面。腻子应使用亚士双组分柔性填补材料。在腻子干燥后,用砂纸打磨掉毛面,拿滚子满沾亚士专用有色底漆滚涂两遍。滚涂底漆时必须深浅一致,厚度均匀。底漆必须使用同一批次出厂的底漆,以免造成颜色差异。等墙面底漆干燥后,根据设计砖的尺寸大小,拉大钢尺排砖。在胶带粘贴完毕并验收合格后,刮陶彩砖涂料 3遍。在刮陶彩砖涂料时应做到刮方向一致。第一遍满面刮涂,第二遍在刀上少粘陶彩砖涂料将第一遍刮涂不均匀部分填充,第三遍用刀刮涂至陶彩砖厚度均匀。在披刀刮涂过程中,应做到披刀力度一致,避免力度过大造成陶彩砖涂料挤偏胶带。亚士陶彩砖涂料干燥后,开始揭除亚士漆陶彩砖涂料成型后的嵌缝胶带。在揭除胶带时,操作 人员必须做到轻拿慢揭,以避免由于揭除力度过大而造成陶彩砖破损。揭除时遇难揭除部分,不可强行揭除,应用小刀或镊子轻揭,直至难揭部分的胶带全部掀起。 3.2复合板材料施工注意事项 复合地板地面施工程序:水泥砂浆找平油光―垫复合木地板防潮垫―复合木地板层板安装。 复合地板面层施工主要是包括面层开板条的固定及表面的饰面处理。固定方式以钉接固定为主。即用元钉将面层板条固定在水泥地面上。条形木地板的铺设方向应考虑铺钉方便,固定牢固,使用美观的要求。对于走廊、过道等部位,应顺着行走的方向铺设;而室内房间,宜顺着光线铺钉。对于大多数房间来说,顺着光线铺钉,同行走方向是一致的。同时还要注意:一定要按设计要求施工,选择材料应符合选材标准;木地板靠墙处要留出 9MM 空隙,以利通风。在地板和踢脚板相交处,如安装封闭木压条,则应在木踢脚板上留通风孔;实铺式木地板所铺设的油毡防潮层必须与墙身防潮层连接;在常温条件下,细石混凝土垫层浇灌后至少 7D,方可铺装复合木地板面层;木地板的铺设方向:以房间内光线进入方向为木地板的铺设方向。 建筑装饰施工技术论文:建筑装饰装修施工技术的综合分析 【摘 要】随着人们对于环保的重视,装饰工程中所用的新工艺、 新机具、新技术、 新材料等也向着环保型方向发展,进而使得建筑装饰工程和现代艺术、 技术、 科学等的关系更加密切。本文探讨了建筑装饰装修的技术。 【关键词】建筑;装饰;装修;技术 随着我国经济社会的不断向前发展,人们不断提升对物质文化生活方面的要求,因而对建筑装饰工程在艺术、技术、科学等方面提出了更高的要求。建筑装饰工程是先对建筑进行装饰设计,客户满意后再进行施工的过程,其自身的特点决定了装饰工程创新设计与施工的构成;建筑装饰工程所作的工作不光是对建筑物进行美化,而且还需要考虑环境艺术美化;不仅要求室内设计相协调,而且对室内空间整体性有一定的要求,并且需要考虑室内的装饰和陈设等。随着人们对于环保的重视,装饰工程中所用的新工艺、新机具、新技术、新材料等也向着环保型方向发展,进而使得建筑装饰工程和现代艺术、技术、科学等的关系更加密切。 1. 房屋建筑装饰装修工程的准备工作 (1)作为一个工程项目,特别是装饰工程,其施工技术复杂,材料品种繁多,施工班组多。工程由若干个分部工程所组成,分项工程的完成正是由一道道工序所形成,工序的质量对工程的施工质量将产生决定性的影响。要控制工序投入品的质量,即人、材料、机械、方法和环境的质量是否符合要求。进行工序质量控制时,要求对不同的工序活动,制定专门的保证质量的技术措施。 (2)同时,考虑自身的资源(施工队伍、材料供应、资金、设备等)及天气等自然条件,认真、合理地做好施工组织计划。其次,针对工程特点,除了合理的施工组织计划外,还必须在具体的施工技术上作好准备,这些准备工作包括抹灰饰面施工、涂料饰面施工、贴面类饰面施工、地面砖施工等的有关准备。还应该做好各方面突发情况的处理备案。 2. 抹灰饰面施工技术 抹灰分一般性抹灰和装饰抹灰两种。一般性抹灰是饰面装修的基础,起到修平墙面的作用。装饰抹灰是对一般性抹灰表面再进行装饰性加工,比一般性抹灰有更高的要求。装饰抹灰常用的有拉毛抹灰和假面砖二种。 (1)拉毛抹灰在基层上抹8mm左右厚的砂浆层,随即用棕刷或铁板垂直拍拉,形成均匀的毛面。小拉毛掺入水泥用量20% ~ 50%的石灰膏。加入适量的沙子或纸筋可减少龟裂。如果用白水泥掺矿物颜料,则成彩色拉毛。 (2)假面砖又叫仿釉面砖,是用彩色砂浆抹成相当于外墙面分块形式与质感的装饰抹灰面。彩色砂浆配比假面砖抹灰用的彩色砂浆,一般多配成土黄、淡黄或咖啡等颜色。施工时,先在中层抹灰面上浇水湿润,抹上彩色水泥石灰砂浆,砂浆厚度适宜为3mm ~ 4mm。待面层砂浆收水后,用铁梳子或铁辊在面层上沿垂直方向划出条纹,条纹宜深lmm。再在面层上按照面砖宽度弹出水平线,用靠尺比着弹线,用铁皮刨子或铁勾子沿靠尺在面层上划出分块缝来,缝深以露出中层砂浆面为准,分块缝划好后用刷子刷去浮砂划缝。这种做法,纹理清晰,表面平整,犹如面砖,具有较好的装饰效果。装饰性抹灰要求整体性强,一旦出现问题,返工或处理都很困难,所以一定要按程序施工,确保一次完成。 3. 涂料饰面施工技术 涂料饰面是指利用各种涂料敷于基层表面,形成完整牢固的膜层,起到美观和保护墙面的一种做法,是饰面装修中最简便也最常用的一种装修形式。常用的建筑涂料主要有:内墙、顶棚涂料,如油漆、乳胶漆、丙烯酸酯内墙涂料等;外墙涂料,如绿化橡胶外墙涂料等;木材表面涂料,如聚氨酯清漆,酚醛紫红地板漆等。 涂饰施工技术: (1)基层处理。 抹灰或混凝土表面的涂饰对基层的要求相对较严格,要求基层表面轻实平整,无起砂、粉化、脱沙等现象,必须对表面进行清理,除去泥土,浮沉、污垢等。木材的涂饰,首先是对表面进行清理,清除油污、灰尘等污垢;其次,用腻子对木材表面进行整平处理,包括除去木材表面的缝隙、毛刺等。钢结构的涂饰,主要是清理表面的锈斑、毛刺、油污、灰尘等污垢。 (2)打底产。 用油性涂料涂饰混凝士或抹灰表面时,需要用清油打底;木材打底是为了使表面对涂料的吸收更均匀,保证面层的色泽一致均匀。涂刷清漆时,可用水粉或油粉进行润粉;钢结构则用防锈漆打底。打底涂刷的顺序为自上而下、由外向里,先左后右,涂刷要均匀到位,无流淌或遗漏现象。 (3)刮腻子和磨光。 为了使涂刷表面平整,一般都需要批嵌与涂料相配的腻子。刮腻子一般以三道为限,在腻产干燥坚硬后,用砂纸进行磨光处理。 (4)涂饰涂料。 涂饰涂料的工艺主要有:刷涂、喷涂、滚涂、抹涂、刮涂、弹涂等六种。刷涂工艺操作方便、适应广泛,一般按由上而下、自左到右、先难后易、先阳台后墙面的顺序施工;使用喷涂工艺时,要注意选择喷涂设备,在施丁前确定喷嘴的真径,与喷涂表面的距离,以及喷涂压力等;弹涂工艺需要先在基层涂刷两道底涂漆,待干燥后进行弹涂施工,一般喷口距离饰面400毫米左右,按特定速度由左到右,从上到下进行施工。 4. 贴面类饰面施工 4.1 有些家庭为了美观的要求,常常喜欢选择贴面类饰面,贴面类饰面的施工有以下几个要点: (1)贴面类装饰基本工艺流程:基层清扫处理――抹底子灰――选砖――浸泡――排砖――弹线――粘贴标准点――粘贴瓷砖――勾缝――擦缝――清理。 (2)施工方法。 4.2 基层处理时,应全部清理墙面上的各种污物,基层必须清理干净,不得有浮土、浮灰,并提前一天浇水湿润。混凝土墙面应除去凸起部分。正式粘贴前必须粘贴标准点,用以控制粘贴表面的平整度,操作时应随时用靠尺检查平整度,不平不直的,要取下重粘。瓷砖粘贴前必须在清水中浸泡两小时以上,以砖体不冒泡为准,取出晾干待用。一般来说,贴面类饰面的涂层防护分两种,第一种是油漆型,也就是我们常说的混油,做出来后看不到以前的饰面纹路;而饰面型是指上的清漆,完美的呈现装饰面板原有的纹路,只是上完后颜色一般比原有的饰面深。 5. 地面砖施工技术 下面以陶瓷地砖铺贴为例,做主要讲述: 5.1 施工工序。 基层处理――水泥砂浆打底――做冲筋――抹找平层――规方、拉线――铺贴地砖――拨缝、调整――勾缝――养护。 5.2 施工质量控制要求。 (1)为防止出现空鼓、起拱现象,基层必须处理合格,不得有浮土、污垢;铺结合层水泥砂浆前,基层上泼水泥素浆应均匀,不漏刷,不积水,保持湿润,随刷随铺结合层,结合层砂浆必须采用干硬性砂浆。若做干撒水泥时应搅拌均匀,浇水要均匀且适量,铺贴后砖要压紧。 (2)地砖在铺贴前应用水浸泡2~3小时(根据不同材料确定是否浸泡),取出晾干再用,以免影响其凝结硬化,发生空鼓起壳等问题。 (3)严格选材,翘曲不平的不合格产品及厚薄不均匀者挑出或集中选用,以免出现相邻地砖高低差不符标,挑选出有色差的板材,色差比较大的放在次要位置,放样编号。 (4)室内抹灰要找好方正、规矩,认真弹线、定位,严格按纵横控制线施工,缝隙均匀,避免在地面阴角出现大小头现象。 (5)地面砖施工应在墙面、顶棚抹灰之后进行,做油漆活时应注意保护地面成品,铺地砖时砖缝中挤出的水泥浆应及时擦净。 建筑装饰施工过程中的技术管理对于建筑装饰施工质量有着重要的影响,因此,在装饰施工过程中,通过技术管理工作,使相关的科技人员、技术人员和施工人员的意识和工作方法得到提升,使其严格的按照相关的技术规范进行科学合理的施工,从根本上控制好装饰施工的工程质量。 建筑装饰施工技术论文:探讨民用建筑装饰装修工程施工技术要求和质量控制 针对民用建筑装饰装修工程的施工技术和质量控制进行研究,其目的在于明确其中要点,把控好施工质量,确保达成工程目标。基于此,本文首先针对民用建筑装饰装修的相关施工技术要求进行了简单介绍,然后分析了其相关的施工工艺,最后探讨了具体的质量控制措施,希望可以对从业者提供一定参考。 在民用建筑中,装饰装修是其中一个重要的施工环节,其对提升建筑内部整体美观和功能具有极其重要的作用。因此,需要对施工技术的具体要求予以明确,在此基础上加强施工质量控制,确保其能够达到相关标准,提升民用建筑整体质量。 民用建筑装饰装修施工的相关技术要求 具体说来,在民用建筑的装饰装修施工中,其施工技术的相关要求主要涉及到三个方面,下面就对其详细阐述。 第一,在工程设计和构造要求这个方面,由于民用建筑各个部分具有一定的使用功能,因此需要对其合理组合。而在装饰装修施工当中,需要体现出一定的功能性,因此就需要装饰装修设计和构造与建筑原本的功能部分形成有效对应。所以,在设计的设计过程,需要结合房屋的具体用途,对结构受力进行分析,合理选择材料,优化空间结构等,确保装饰装修可以为消费者创造一个美观舒适的空间环境。 第二,在构造设计这个方面,具体的要求主要有四点:一是需保证装修层均匀平整,体现出流畅性和一致性;二是需要创造优良的室内空间,保证色彩、生态、空间等不受到影响;三是需做好防潮、防火、防盗、防腐等方面的构造设计;四是需要注重构造受力与温度变化的一致性。 第三,材料方面的技术要求。在民用建筑装饰装修工程之中,主要使用的材料包括了石料、陶瓷、木材、玻璃、高分子材料等。这些材料的性质各不相同,具体构造物的形式各异,在装修施工中所需注意的技术要点也存在很大差别。比如,针对石料而言,其具有天然花岗石、天然大理石和人造饰面石材这三类,其在物理性能上具有较大差异,使用时需要加强区分。对于陶瓷类材料,其在技术要求方面主要涉及到表面质量、化学性质、物理性能等。对于木材而要,技术要求主要涉及到木材强度、湿涨干缩、变形、含水率等。对于高分子材料而言,技术要求主要涉及到耐磨性、耐腐蚀、隔音性、无毒害等方面。而在涂料高分子材料方面,其还涉及到耐溶性、表面光泽等技术指标。 民用建筑装饰装修施工的具体工艺 就实际的工程而言,针对不同的部位进行装饰装修施工,其具体的施工工艺是不一样的,这里具体划分为墙面、吊顶、地面和幕墙四个部分进行论述。 1.墙面装饰装修施工 在墙面的装饰装修施工中,可以将整体施工流程划分为抹灰、饰面板、涂饰和裱糊这四个阶段。就抹灰阶段而言,其需要先对基层进行清理,将尘土、油渍、污垢等全部清理干净,再进行洒水润湿。其次需要进行细部处理,对门框、窗框等进行安装,同时模式施工孔洞。最后展开抹灰,需要分层进行,先对底层、中层和面层的抹灰厚度合理控制,平均在5-7mm范围内即可,抹灰层总厚度控制在25mm。 就饰面板施工而言,有错缝排列和对缝排列两种饰面板的安装方法,这需要结合饰面板的具体材质进行抉择。比如,针对木质饰面板,可以通过一般的粘接法或是龙骨钉固法进行错缝排列安装。对于石材饰面板,可以通过粘贴法或楔固法进行对缝排列安装。 2.吊顶施工工艺 就吊顶的施工而言,其基本的施工方法有悬吊式吊顶和直接式吊顶两种,前者是民用建筑的常用形式,其施工流程主要分为三个步骤。首先,在进行龙骨安装之前,需要对房屋的净高、吊顶内部管道、洞口标高等参数进行测量,然后设计标高弹线定位,确定分档位置线。其次,进行龙骨安装施工。在没有明确要求时,应该保持吊点间距小于1.2m,并且按照房屋短向跨度设计起拱,一般控制在千分之一到千分之三的范围。龙骨端部距离吊杆的距离需小于300mm,在超出这一范围时,需要加大吊杆的长度。最后,在龙骨安装到位后,还需对其进行调正和调平。 3.施工 地面施工的需遵循一定的原则,即先地下后地上。在实际的施工中,需要先对暗管、沟槽等进行施工,检验合格之后才能开始对地面工程进行施工。在室内装饰完成之后,才能对面层进行铺设施工,尤其是塑料、活动地板、地毯面层等进行铺设时,应该在管道试压或是抹灰施工结束之后进行。 4.施工 幕墙施工时,首先需要完善相应的准备工作,主要涉及到施工测量、预埋件安装、幕墙制作等等。然后,进行实际施工时,主要涉及到全玻璃幕墙、构件式玻璃幕墙以及点支撑玻璃幕墙的安装施工。最后,安装完成之后,需要对幕墙进行清洗,并设置一定保护措施。 民用建筑装饰装修施工的质量控制 1.材料控制 材料是进行装饰装修施工的重要一环,其直接关系到最终施工质量。所以,确保民用建筑装饰装修的施工质量达到要求,必须要进行材料质量的控制。 首先,在进行材料的采购时,需要货比三家,选择质量过硬、价格适当的商家。不仅如此,在选择供货商之前,还需对实际的使用需求进行分析,选择最适当的装饰装修材料,使其能够和房屋整体风格相得益彰,创造出良好的空间环境。 其次,在材料运送到施工现场之后,可能不能一次性全部施工完成,因此就涉及到材料的存放问题。在存放材料时,一定要做好防潮、防火、防盗措施,对其加强保护,避免材料受到损伤。 最后,在使用材料进行施工时,一定要进行事先检查,存在质量问题的材料绝对不可用于施工。在施工中若是导致材料出现质量问题,也要及时对其进行更换,切不可将其用于施工。 2.施工控制 要加强质量控制,对实际的施工环节进行把控就是非常关键的了。针对不同的施工环节,具体的质量控制工作也存在不同。针对墙面施工环节,抹灰施工需要确保各抹灰层和基层之间的紧密粘结,避免裂缝或是爆灰问题;饰面板施工则需控制构件之间的连接紧密度,避免脱落,同时还需注重颜色统一、线条流畅等问题。针对吊顶施工环节,其质量控制就在于保证测量放线的精准,对龙骨安装后的标高、位置等进行校正。针对地面进行施工时,其质量控制主要是对材料和环境温度要合理控制,加强面层和基层的铺设施工,使其保持均匀。同时,还需对铺设顺序严格控制,即下一层通过检验之后,才能进行上一层的施工。针对幕墙施工而言,质量控制要依照相关的国家标准和技术规范进行,不能单凭经验盲目行动。 3.人员控制 施工人员是影响民用建筑装饰装修施工质量的一大因素,因此在质量控制工作也许加强对施工人员的控制管理。首先,需要对其加强专业培训,让其掌握更高水平的施工技术,同时对装饰装修能够形成自己的认识理解。其次,需要对施工环节加强监督管理,避免施工人员出现违规操作影响施工质量。同时,也可以设置一定的奖惩措施,规范施工人员的施工行为。最后,需要加强对施工成果的检查验收,每天对施工成果进行检查,及时发现问题解决问题,确保装饰装修施工质量可靠。 结束语 进行民用建筑装饰装修施工,在技术要求方面涉及较广,不论是结构设计还是材料选择,都需要加强重视。而对于实际的施工过程,因施工对象的不同可以划分为多个环节,所以质量控制中,就需要针对这些不同的施工环节展开针对性控制,同时做好材料和人员这两个方面的质量控制,确保装饰装修施工达成预期质量目标。 (作者单位:深圳市洪涛装饰股份有限公司) 建筑装饰施工技术论文:浅谈建筑装饰施工技术管理 【摘要】随着我国经济的发展,人民生活水平的提高,人们对于建筑的内、外部装饰也有了更高的追求和标准。更多的民众提出了加强建筑装饰施工技术管理的要求。因此建筑装饰施工行业开始向技术管理要质量,向技术管理要效益。 【关键词】建筑装饰;施工;技术管理;方法 1.建筑装饰工程施工技术的特点 建筑装饰工程是集艺术、技术、科学为一体的工程,它在建筑工程中属于后期处理工程;随着我国经济社会的不断向前发展,人们不断提升对物质文化生活方面的要求,因而对建筑装饰工程在艺术、技术、科学等方面提出了更高的要求。建筑装饰工程是先对建筑进行装饰设计,客户满意后再进行施工的过程,其自身的特点决定了装饰工程创新设计与施工的构成;建筑装饰工程所作的工作不光是对建筑物进行美化,而且还需要考虑环境艺术美化;不仅要求室内设计相协调,而且对室内空间整体性有一定的要求,并且需要考虑室内的装饰和陈设等。随着人们对于环保的重视,装饰工程中所用的新工艺、新机具、新技术、新材料等也向着环保型方向发展,进而使得建筑装饰工程和现代艺术、技术、科学等的关系更加密切。目前科学技术水平的不断发展,先进的科学技术不断转变为社会生产力,这极大的促进了社会生产力的提高,也带动了社会各方面的变化;信息传播技术不断发展,使得世界变得越来越小,作为建筑装饰施工企业,应当不断对最新的科技动态和信息进行收集整理和比较,以便能够利用最新的材料、工艺以及施工技术。建筑装饰企业可以通过每年的各种技术博览会进行相关信息的收集,互联网以及各种专业期刊上也有相关的信息,这些信息对于提升企业的施工技术水平有很大的帮助。 2.加强建筑装饰工程施工技术管理的方法 2.1施工技术管理人员的培养 建筑企业不断提升施工技术管理水平的方法就是培养人才、注意人才。目前,建筑装饰企业所缺少的就是既懂技术又懂管理的复合型人才,对于企业人才结构进行有效的配置已逐渐成为企业在发展规划中所关注的重点。如果建筑装饰企业的施工技术人员自身素质较高,对于提升该公司在市场上的竞争力和发展潜力很有帮助。出于以上考虑,装饰施工企业应当重视企业内部技术人员的培养,针对不同的技术人员制定有针对性的培养计划,有侧重、有计划的培养、使用、招聘人才,不断加强自身管理知识以及施工技术的水平的提高,进而对建筑装饰企业的人才进行有效的配置,不断提升建筑装饰企业在市场的竞争力和潜力,从而获得更大的市场空间,带动企业不断向前发展[1]。 2.2增强施工技术管理人员的权利和职责 建筑装饰工程施工企业应当不断建立各级技术责任制和技术管理机构,指明每名施工技术管理人员所具有的权利和职责;企业应当不定期的对施工技术管理人员进行国家现行的规范以及行业标准的学习,特别是关于施工质量验收相关规范和标准的学习,进而使施工中质量标准、施工方法、每个分项工程、分部工程的相关技术要求得到明确,进而有效的进行装饰工程项目的施工、质量鉴定和工程验收等。装饰企业内部应当提倡技术民主,激励施工技术人员对施工工艺、施工方法进行创新,定期开展与企业相关的质量管理活动,不断探索施工技术中存在的问题,积极鼓励技术人员对这些问题进行探索,并且要积极的探究、探索和推广新兴的施工技术、施工方法,进而使企业的施工技术管理水平得到提高。 2.3装饰工程施工前的技术管理 在装饰工程开工前,工程的负责人应当组织企业的相关技术人员对施工现场进行勘察,提倡施工技术民主,以工程标书中的施工组织设计为基础,来研究装饰工程施工的总体方案以及施工总体布置,发现不合理的地方应及时要求相关工程技术人员进行修改,进而使施工组织设计得到完善,提升施工技术方案的可操作性、先进性并且达到经济合理的要求。开工前应当做好工程技术交底以及施工组织设计,这是有效控制施工成本、进度、质量及安全的前提条件。不同工期、技术含量、施工环境条件以及不同的季节、地区等因素,都有可能造成工程技术交底以及施工组织设计出现纸漏,导致装饰工程施工难以顺利进行,因而施工技术管理人员应当格外注重施工前期的技术管理[2]。 2.4积极应用新技术、改造旧技术 与传统的装饰施工技术相比,现代的装饰技术己经发生了巨大的变化,出现这种现象的原因是由于新工艺、新材料、新设备的不断使用。随着纳米技术的发展,涂料工业也会相应的发生巨大变化,新型环保的涂料产品可能在不远的将来不断出现,这样与涂料相关的施工技术、工艺等也将出现巨大的变化。目前网络技术和计算机不断应用于装饰工程中,装饰效果的设计、工程预算的制定都在广泛应用计算机;装饰工程技术管理人员,应当不断运用计算机网络以便能够实现计算机自动化管理,同时提升网络化管理的层次。装饰企业若想实现不断向前发展,就要敢于和积极的应用各种新材料、新工艺、新技术,对于那些经常使用的节能、高效、环保、安全的技术和产品,应当对其优先使用,从装饰工程前期就积极主动的向业主推荐,在装饰设计时应尽量使用这些产品和技术,进而使这些产品和技术成为企业的优势所在。同时,装饰工程施工企业对于新材料、新工艺、新技术要有一定的预见性。在一定的经济环境或者时段内,一些技术产品和技术不被业主看好是有可能的,这种情祝的出现只能是暂时的,从先进技术的出现到使用都有一个过程,优秀的产品和技术最终还是会成为主流,哪家企业能够更好的把握这种状祝,哪家企业就有可能在未来的市场中占据更大的市场份额[3]。 2.5注重工程质量和技术资料的检查 装饰工程施工质量是否达标,相关的技术资料是否齐全,直接反应了项目经理和施工企业的管理水平,同时这也是工程质量验收部门进行施工质量评定的依据。所以,装饰工程施工企业应当注重对装饰工程质量和相关技术资料的跟踪检查。跟踪检查可以对施工技术是否得当,施工组织设计的效果、质量评定记录、分项工程的质量、施工质量资料等进行有效的监督,进而使建筑装饰工程能够有序的进行,确保工期、工程质量以及成本控制满足要求。建筑装饰工程施工企业可以实行班组互检、个人自检、工序交接检查模式同项目经理、质检员、班组长的检验模式进行有效的结合,对于施工过程中发现的问题,要及时采取措施进行整改,质检员要对整改过程进行监督,确保问题得到有效的纠正。通过奖罚和检查措施,可以使装饰工程的施工人员认识到自己的不合规程的行为会给企业带来很大的损失,敷衍了事的工作态度可能会导致企业失去市场,进而影响企业的生存发展;要让现场技术管理人员认识到自己的技术管理职责没有尽到位,可能会导致工程质量不合格、相关技术资料不齐全,进而会使企业受到影响。 3.结束语 随着我国经济社会的发展,装饰工程行业也蓬勃发展起来,面对不断发展的市场,建筑装饰工程施工应更加注重技术上的管理,加强对施工技术管理人员能力的培养,增强施工技术管理人员的权利和职责,注重装饰工程施工前的技术管理,积极应用新技术、改造旧技术,注重工程质量和技术资料的检查,进而保证装饰工程施工技术管理到位,确保工程施工质量。
物理化学论文:物理化学自主学习论文 1独立学院物理化学实验教学存在的问题 1.1学生对物理化学实验重视不够有不少同学把物理化学看作“四大基础化学”中最难的,因此对物理化学实验也有抵触情绪,认为只是理论课的衍生物,没有认识到它对培养分析问题、解决问题能力,培养创新精神的重要作用。学生来做实验只是“走过场”,带有应付的心理,这也给物理化学实验教学带来很大困难。 1.2独立师资力量不足目前大多数独立学院都面临两难的尴尬境地,就是不独立难以规范,太独立又影响办学质量。还有大部分独立学院的师资力量不足,需要向母校聘请一些教师和聘用刚毕业的研究生作为师资来完成教学任务,前者虽然具有较高的教学水平,教学经验丰富,但是思想保守,教学模式化。甚至有的教师没有合理地根据独立学院学生的基础来精减教学内容、改变原来给大一、大二学生上课的教学方式,让学生听课像“雾里看花”,后者虽然活力充沛,思想新潮,但是教学经验不足,他们对部分仪器的工作原理都一知半解,这些都影响了学生学习物理化学实验的积极性。 1.3独立学院学生群体特点独立学院是现代高等教育的产物,学生的基础薄弱,每个学生的学习能力和水平也相差很多。扩招的学生有高考失利的,有高考发挥好而实际学习水平不理想的;有知识面较广,但学习能力欠缺;也有一些偏科严重,这些就形成了独立学院学生群体的多样性。基于这一特点,独立学院以后的教学可以采取多层次性,针对不同层次的学生实施不同的教学模式有利于实现培养“复合型的应用人才”的办学目标[7]。 2自主学习型物理化学实验教学模式的建立 2.1教学内容和教学条件的建立在物理化学实验教学的实践中,虽然也有不少的院校开设了综合性和探索性实验,但由于教学内容和教学条件等方面的原因,一般都是基础实验的叠加,而且是按照实验教师的思路做实验。另外,物理化学理论课和实验课程不同步,有些实验课程早于理论课程,使学生在实验过程中过于依赖实验教材,比较被动,打击了学生做实验的积极性和主动性[8],教学效果不理想。可以从以下几个方面改进:第一要对实验内容进行调整,实验内容紧跟实验设备的更新。例如碳钢在碳酸氢铵溶液中极化曲线的测定实验,实验教材内容过于陈旧,而实验设备是新增的,学生在实验前的预习和所写报告都是按照实验教材进行的,以至于到课堂上再重新熟习实验内容,学生的自主性降低了。第二实验课程应与理论课程进度同步或者稍微滞后,使实验课程真正成为学生学习理论知识和培养能力的课堂。从2013年,怀德学院就改进了部分专业的培养方案,将物理化学实验课程与理论课程同步,通过实验课程的教学,使之成为理论课程引导和深化的手段。第三对简单的验证性实验进行删减,增加综合性和设计性实验,使学生通过简单的验证性实验锻炼其基本操作技能,在此基础上,逐步过渡到综合性和设计性实验,培养其初步的科学研究能力。这一点也是怀德学院和其他独立学院在以后培养综合应用型人才应该重视和努力的方向。独立学院自主学习型教学模式要求教师应该树立“以学生为中心”的教学观[9],相信学生的自主实验和学习能力,在物理化学实验教学中更加注意创设情境式教学,激发学生实验的潜能和内驱力。同时,要求学生应具有自主实验的意识和能力,即将“要我做实验”的被动性转变为“我要做实验”的自主性,不断提高自主实验的水平和能力,实现自己的学习目标。 2.2教学思路和教学目标的建立近年来,大学教育围绕着培养高素质的创新型人才为中心,因此在自主学习型教学模式下,物理化学实验的教学思路也应该围绕这一主题,建立新的教学思路和教学目标。这就要求物理化学实验课程对学生的培养不仅仅是使学生深化物理化学的理论知识和掌握物理化学领域的基本操作技能,更要注重培养学生发现问题和解决问题的基本素养和科研能力。在自主学习型教学模式下,物理化学实验教学目标应该强调学生自主实验的主动性,将学生自主实验的学习能力也作为教学目标的一项指标。学生按照教学大纲的要求,在任课教师的指导下能够自行制定实验的计划和进度,进行自我管理和评价。这样克服了传统教学模式教师占主导地位的弊端,发挥了学生的主体作用。也许物理化学实验课的前期教师讲得很生动形象,学生也产生了学习兴趣和热情,但如果后期不注重理论联系实际,学生的这种学习热情也会慢慢地减弱。就算教师讲了很多有关物理化学对社会发展的贡献,但是如果学生看不到物理化学实验在其专业中的作用,就会产生物理化学实验与其专业没有多大联系的想法,进而会慢慢产生抵触情绪甚至应付心理。因此,教师在物理化学实验教学过程中,要不断拓展知识面,与时俱进,经常阅读相关的科技文献,根据各专业的特点,找出该专业与物理化学实验的契合点,通过形象生动的实例和实验过程中的各种现象,对其加以阐述,进一步培养学生学习的兴趣。 2.3合理科学的实验成绩评定方法的建立为了培养出具有自主学习能力和创造力的学生,达到物理化学实验课程的设定目标,激发学生学习物理化学实验课程的学习兴趣,那么在新的自主学习实验的模式下,新型物理化学实验成绩的评定方法也应该随之而建立。新型的物理化学实验成绩评定方法的建立应该灵活多样,我们对学生物理化学实验成绩评定由原来的单一实验报告百分制转化为采用多层次的五个级制。考核内容可以包括以下五个部分:(1)考勤(10%)。要求学生至少提前5~10min进入实验室,不无故旷课和早退;实验过程中不大声喧哗,不玩手机,没有特殊情况不离开实验操作台。(2)预习报告(15%)。实验前,学生应该查阅相关资料和实验操作手册,了解实验原理、仪器的工作原理及使用、实验步骤、注意事项以及实验的思考题,并将这些写在实验报告上,教师实验前仔细检查并登记预习成绩。(3)实验操作(20%),实验过程操作应规范、正确,实验数据不弄虚作假,实验过程中认真观察实验现象,并将实验数据认真详细地记录在实验报告上,实验结束由教师签字确认,实验数据不正确应重新实验。(4)值日(5%)。实验后整理自己实验台面的仪器,药品放回原处,擦洗台面,当天值日生要打扫实验室地面,由教师检查批准后方可离开。(5)实验报告(50%)。学生能够独立根据原始数据实事求是地处理,可以用一些常用软件,例如excel、origin等进行数据分析处理、绘图,并对思考题以及实验过程中出现的问题进行讨论。 3结语 针对当前独立学院物理化学实验教学实际存在的问题,提出了一些相应的措施和建议。实验教学作为高等教育的重要部分,独立学院自主学习型物理化学实验教学还需要不断探索、不断改进。我们在物理化学实验教学中进行了探索性工作,接下来的任务还很重。例如,开设开放性的实验室和开发一些新的设计性实验;加强理论教学和实验教学的联系;将实验课程内容渗透到独立学院的一些专业,打通它们之间的壁垒,从而开设一些综合性实验;建立更科学合理的评定方案等。通过探索性实践,独立学院的自主学习型物理化学实验教学模式改革也取得了初步成效。只要不断进取,独立学院自主学习型物理化学实验教学模式将会取得更显著的成效。这也更加坚定了独立学院的物理化学实验教学始终要立足于培养应用型人才,为学习其它后续专业课程打下坚实的基础。 作者:杨慧芳朱方单位:常州大学怀德学院基础化学实验室 物理化学论文:物理化学教学方法论文 1充分利用启发式教学方法,调动学生积极性 教师可利用启发式教学方法把物理化学中比较抽象,不容易被学生接受、理解的知识,巧用生活中的实例,言简意赅解决问题。既能激发学生的学习兴趣,又能吸引学生听课时的注意力。如,讲稀溶液依数性时,提出问题,为什么冬季下雪时,城市道路路政人员在路面撒食盐?学生讨论归纳,是应用依数性的凝固点降低原理。医院输液用生理盐水浓度0.9%,葡萄糖注射液浓度5%,高于或低于这个浓度是否可以?会出现什么症状?最后用渗透压原理说明生理盐水和葡萄糖注射液,是人体血液中红细胞和血浆正常渗透压维持平衡而配制的等渗溶液。 2充分使用标准简洁普通话教学,增强师生互动 少数民族学生多数汉语基础差,听课有一定难度,教师在授课过程中必须顾及这些民族学生,授课中要控制好合适的语速。少数民族学生先把汉语转化为自己的民族语言再进行思维和分析。理解记忆需要一个过程,用标准普通话讲授,授课内容深入浅出,避免个人的方言,避免冗长的句子和生僻词语,以及文言文和歇后语。这样才能有助于学生对课本知识理解,有利于少数民族学生吃透教材,掌握知识点。另外,在讲授临界状态时,CO2临界温度与压力对应关系,即P-V图,让学生提前预习,课上师生互换角色,少数民族学生充当“小老师”,充分发挥学生的主体作用,既促进物理化学专业课的学习,同时提高少数民族学生的汉语言表达能力,增加其锻炼机会。 3综合利用板书教学与多媒体教学,提高课堂听课效率 少数民族学生汉语水平不高,教学过程中,完全依赖多媒体这种教学手段,学生会觉得是在“看电影”过眼烟云,热力学公式特别多,公式推导这个环节,切不可图省时省力,离开传统的板书演示。一定要在黑板上认认真真地详细推导和讲解,让学生紧跟教师的思度,掌握推导的技巧和技能。当讲授Bi-Cd相图,用步冷曲线绘制相图时,用动画flash将课本中的文字和简单的插图转化为生动、有趣的视听语言展现在学生面前,可起到事倍功半的效果。 4采用“精讲多练”,注重讲授习题的解题方法 少数民族学生普遍反映,“物理化学课上讲的能听懂,课后看书也能看懂,就是做题时不知从何下手”,或者,不知该用哪一个公式合适。解题时学生缺乏灵活应变能力,原来题目上稍微改动一些条件、更改一下数据顺序,学生就束手无策。针对这种情况,教师备课时准备些有针对性选择题、判断题,课上教师讲授完新课,及时让学生练习,加强对概念,定律的理解。对学生提出明确要求:这些题必须记笔记。在做作业之前,多举各种类型的例题,让学生能独立完成作业,学生若抄袭作业一次,从平时成绩中减去3分。利用课外时间专门给学生安排习题课和辅导课,并详细分析讲解作业习题。在讲解化学平衡习题时,给学生讲清楚,在解题以前首先必须对题目进行仔细分析。分析的一般步骤是:写出正确的化学反应式,并配平;写出反应物或产物的起始浓度或压力;找出反应物或产物的平衡浓度或压力;写出化学反应的标准平衡常数。 5注重实验教学,培养学生动手能力 指导少数民族学生物理化学实验,不是单纯的“照方配药”,而是让他们深入思考为什么这样做实验?为什么会有这样的现象?比如做乙酸乙酯皂化实验,让学生明白为何要测电导率。总之,教好少数民族学生物理化学并非易事,以上只是作者在物理化学教学中的一些体会。当然,对教学方法的认识和探索是永无止境的,我们还在不断研究、探讨和改进,希望在今后的教学过程中,可以取得更好的效果。 作者:王颖吴瑞凤杜玉英曹永范单位:内蒙古工业大学 物理化学论文:药学专业物理化学教学论文 【关键词】教育,药学;物理化学;教学 物理化学是研究化学体系行为最一般规律的学科,在培养创新能力方面有其他课程无法替代的作用。由70多位专家参与撰写的自然科学学科发展战略调研报告《物理化学》卷中指出[1],实践表明,凡是具有较好物理化学素养的大学本科毕业生,适应能力强,“后劲”足。由于有较好的理论基础,他们容易触类旁通、自学深造,能较快适应工作的变动,开辟新的研究阵地,从而有可能站在国际科技发展的前沿。随着大学基础课程的改革,药学专业物理化学所安排的内容多,课时少,如何提高教学质量就成了很大的难题。笔者现介绍药学专业物理化学教学的一些体会。 1理论联系实际,激发学生的学习兴趣 很多学生认为物理化学是非常难学的一门课程,都是抽象的、枯燥的理论,从而产生厌学心理。“兴趣是最好的老师”,作为教师要从兴趣入手,引导他们喜欢并且学好这门课程,教师应更多地介绍物理化学与药学的联系,激发学生学习的积极性。例如讲授“相平衡”时,介绍超临界二氧化碳提取药物的知识,它是利用了物质在临界点附近的奇异性,利用无毒、不残留的二氧化碳代替水或有机溶剂作为萃取介质,将高压下萃取的物质经降低压力分离出来的一种把萃取与分离两个过程合为一体的新型提取分离方法。对于那些热不稳定或易被破坏活性成分的药物,采用这种方法提取优于传统的方法,然而这一高新技术是物理化学中临界状态、两相平衡的知识。在介绍相图时,结合药剂型改良的知识。比如,难溶于水的药物溶解后不易被吸收,药效慢,如果与尿素或其它溶于水并且无毒的化合物共熔,用快速冷冻的方法制成低共熔混合物,则尿素在胃液中能很快溶解,剩下高度分散的药物,从而利于吸收。例如,在讲授“稀溶液依数性”内容时,可以列举“北方冬天吃冻梨前,先将冻梨放入凉水中浸泡一段时间。发现冻梨表面结一层薄冰,而里边却解冻了。这是什么道理呢?”实际上,如果能清楚梨中的水不是纯水,而是溶有糖和一些物质的溶液,利用稀溶液中凝固点降低的规律就很容易解释这一问题了。在“胶体”这一章中,医药上用于胃肠造影的硫酸钡合剂,其中就含有足够量的一种高分子化合物——阿拉伯胶对硫酸钡溶胶起保护作用,当患者服用后,硫酸钡胶浆能均匀地粘附在胃肠道壁上形成薄膜,从而利于造影检查。 把理论知识与实际联系起来,让学生感觉到物理化学知识跟我们的生活息息相关,不再是一门枯燥乏味的课程,而是让学生感兴趣的课程。 2有效地组织课堂教学 课堂教学要遵循教师为主导,学生为主体的原则。课堂上教师除了传授知识之外,更重要的是培养学生的思维能力。因此,教师在组织教学活动时,要注意培养学生的创新精神。教师在授课的时候,应采用启发式教学,不能只以老师为中心,平铺直叙,照本宣科。多提出问题,让学生进行思考,采取教师讲授理论和学生参与讨论有机结合起来,让课堂变得生动活泼,教师和学生形成良好互动。这样既能够让学生掌握了知识,又能培养学生的思维能力。 例如,讲授到“热力学第二定律”时,让学生先发表自己对热力学第二定律的两种说法的理解,然后教师再做出总结和归纳。第二定律指出在自然界中任何的过程都不可能自动地复原,要使系统从终态回到初态必需借助外界的作用,由此可见,热力学系统所进行的不可逆过程的初态和终态之间有着重大的差异,这种差异决定了过程的方向,人们就用状态函数熵来描述这个差异。通过学生讨论和教师总结,加深了学生对知识的理解,同时也为后面讲的内容“熵增加原理”作铺垫。 3合理运用各种教学手段 在物理化学传授过程中,针对不同的教学内容应采用适当的教学手段。多媒体的应用使原本枯燥乏味的理论知识,通过具体、生动、形象、直观的形式表现出来,调动了学生学习的积极性,为教师节省了大量板书绘图的时间,加快了知识点的讲授速度,课堂教学的信息量大大增强[2]。例如,物理化学课程有很多现象和性质,可通过直观的图片加以形象说明;对于需要大量图形图像信息展示的相图部分,利用多媒体教学优势更为突出。 在物理化学课程教学当中,有一些内容采用多媒体教学就不能显示出优势。比如,一些重要公式的推导和中间步骤及计算过程,适宜通过引导学生参与并以板书的形式讲解,让学生对公式的来龙去脉有必要的了解。这并不是说要求药学专业的学生掌握公式的推导过程,而是让他们加深印象,明白公式的应用条件和范围,从而能更好地运用这些公式。因此,要挖掘多媒体教学和传统教学的优势,发挥各自的长处,提高授课水平。 4突出重点和突破难点 对于药学专业的学生来说,在较少的课时内讲解完物理化学这门课,学生很难理解全部内容。因而要做到有的放矢,吃透教材,分清主次,突出重点,突破难点,学生才能掌握好必修的内容,在有限的时间内学到相应的知识。比如“相平衡”中让学生了解单组分和二组分体系的相图和应用即可,而对于比较复杂的三组分体系的相图可以不介绍。 例如,在等温等压条件下,我们用Gibbs自由能的改变量ΔG来判断化学过程的方向和限度,但为什么可以用ΔG≤0来判断等温等压下过程自发进行的方向和限度呢?学生不能理解,而物理化学正是解决这个所以然的。用ΔG≤-W′判别式指出某个过程是不可逆的,并不意味着此过程就必定是自发的。从两方面分析用ΔG≤0能对等温等压下过程自发进行的方向和限度[3]。①W′≠0时,如果ΔG>0,由ΔG≤-W′,必然有W′<0,这说明环境对体系作了非体积功。所以,此不可逆过程是一个非自发过程。如果体系内发生自发过程,即体系对环境作非体积功,W′>0。由ΔG≤-W′,必然是ΔG<0。这就是说在等温等压并且作非体积功的情况下,体系发生自发过程,必然引起自由能的减少,一直到自由能最小时,ΔG=0,达到平衡状态。②W′=0时,体系与环境之间不作非体积功,则ΔG≤-W′式变为ΔG≤0。这样,ΔG>0的过程就不存在。体系若有自发过程发生,必定是不可逆的,即ΔG<0。这就是说在等温等压和不作非体积功的情况下,体系发生过程,必然引起自由能的减少,一直到自由能最小时,ΔG=0,达到平衡状态。从以上两方面来看,不管体系是否作体积功,在等温等压下,自发过程总是朝着自由能减少的方向进行,直到最小值时,ΔG=0,达到平衡状态。因此,可以利用ΔG≤0来判断等温等压下过程自发进行的方向和限度。通过详细讲解,让学生能更好地理解难点。 5借助类比法讲清物理化学规律 在物理化学教学中,往往要介绍一些较难理解的规律。人们接受新知识的能力,在很大程度上依赖已掌握的知识,教学中可借某些新旧知识间存在着形式上或性质上的类似,通过类比诱导,使学生建立新概念和认识规律,从而避免单纯枯燥地解释意义。 有些物理化学规律,初看并无类似之处,但只要认真思考,注意捕捉它们在形式上和物质上的相似之处仍然可以类比,达到深刻理解的目的。例如,温度对化学反应速度的影响规律即阿累尼乌斯方程式lgK2K1=Ea2.303R(T2-T1T1T2)和温度对化学平衡常数的影响规律lgK2K1=ΔHθ2.303R(T2-T1T1T2)也有形式上的类似。但二者的含义不同,前者当反应的活化能为已知时,则可以从T1温度的速度常数K1计算在另一温度T2的速度常数K2。后者是当等压热效应为已知时,则可从T1温度的平衡常数K1计算该反应在另一温度T2时的平衡常数K2。这样用类比法讲授物理化学规律,避免了学生容易出现的离开化学实质,把定律作为数学公式来记的弊病。 因此,在物理化学教学中,恰当运用类比,可以少费口舌,化抽象为具体,学生接受新知识的过程变得自然、亲切,又觉得新鲜而不重复,学生获得的知识确切、清晰,又印象深刻。需要注意的是,运用类比法讲授新课时,应使学生明白“类”只是类似,“比”只是比较、推理,“类比”并不是“等于”。这是因为事物都各有自己的特殊内在本质和规律,类比只是认识事物本质和规律的一种思维方法。 6小结 以上是笔者对药学专业物理化学课程教学方法的体会。通过问卷调查,让学生从9个方面评价教师的教学效果,结果见表1。从表1可以知道每一项的满意率都超过了70%,说明这样的教学方法得到大部分同学的认可。物理化学这门课理论性强,抽象难懂,是最难学的基础课程之一。另外,药学专科生的基础差,底子薄,因此学习这门课程就更困难。尽管教学方法得到大部分同学的认可,但是也存在很多不足之处,例如,有些知识点讲得不够具体,对于公式的应用,所举例子太少。 物理化学论文:物理化学教学改革论文 摘要:物理化学课程是化工技术类专业必修的一门重要的专业基础课。因其内容抽象,故老师难教,学生难学,笔者结合教学实践,提出了一些改革措施,激发了学生学习兴趣,提高了学生学以致用的能力。 关键词:物理化学;改革;结合 物理化学是物理学与化学交叉的边缘学科,是化学学科的一个重要分支,是化学学科的理论基础。该课程是化工技术类专业一门必修的重要的基础课,它在化学与化工人才培养中有负有极其重要的作用,对学生科学世界观和综合素质的培养、动手能力和创造思维能力的培养起着至关重要的作用。因此必须加强物理化学课程建设,不断深化教学改革,提高教学质量,创建精品课程,才能完成时代赋予我们的使命。 物理化学教学改革包括教学内容(即教材)改革、教学过程改革、教学方法手段改革、教学管理(包括教学时间、教学安排、考试内容、考试方法、评分标准等等)改革。 1教学内容改革。即教材改革 我们先后使用了天津大学王正烈主编的《物理化学》第一版、第二版,教学过程中,不断选用新教材,对老师来说要加重负担,要不断写新的备课笔记。但我们体会到,写备课笔记可以加深对内容理解,提高教学效果。近些年来由于量子力学、微电子技术、波谱技术的发展,新材料、新催化剂、纳米材料的出现,促进了物理化学的发展。因此在教学内容上就不能局限于教材,要把物理化学的新知识、新成果介绍给学生。 2教学过程改革中。采用“六个相结合” ①宏观与微观相结合。对于难理解的概念,先从微观上解释,说明其物理化学意义,再从宏观上形象化。比如介绍熵的物理意义时,我们可以将红墨水滴入水中,红墨水不断扩散。系统混乱度逐渐增大,来描述熵是系统混乱度的量度。 ②理论与实际相结合。例如讲孤立体系熵增加,而开放体系因为可以有负熵流,可使开放体系熵减少。教学中联系生物体成长、壮大、死亡过程与熵的变化情况;还联系我国的改革开放政策,孤立体系——“一个封闭的山村”,熵值会越来越大,发展的动力就越来越小,经济落后,人民受穷,而要改变面貌。必须改革开放,把山村变成开放体系,“要想富先修路,少生孩子多种树”,引进外资、引进先进科学技术,就是引进负熵流,使体系熵值减少,才能快速发展。这样既加深了对熵定律理论的理解,又能从自然科学角度说明党的改革开放政策是正确性。 ③内容与方法论相结合。对物理化学中一些原理、定律的建立,除了要讲清原理的内容外,还要说明该原理是采用何种研究方法得来的。例如讲理想气体、理想溶液、理想吸附时,向学生说明这是采用理想模型法得来的;讲可逆过程时,说明这是采用科学抽象法得来的;讲标准燃烧热、标准生成热、标准电极电位等时,说明这是采用相对数值法得来的。还结合教学内容向学生说明逆向思维、发散思维、类比思维方法的运用,教学中注意培养学生创造思维能力。 ④基础知识与前沿知识相结合。在教材的每一章末尾。或习题课上,介绍与本章内容相关物理化学前沿新知识、新理论、新成果、新技术。 ⑤课堂教学与教学研究相结合。在课堂教学中,要把教学研究成果结合进去。例如在讲熵判据时,结合教研论文“对化学热力学熵判据的讨论”,来讨论“熵总是过程方向的判据吗?”,在讲化学平衡移动时,结合教研论文“反应组分浓度对化学平衡的影响”,来讨论“增加反应的浓度平衡一定向产物方向移动吗?”等等。 ⑥理论教学与化工生产相结合。我们是职业院校,培养的大多数学生将来要到化工生产第一线,因此更要注重实验环节,增强学生学习兴趣,培养高技能,高水平的应用性人才。例如在讲化学反应速率时,结合工业合成氨的具体状况。探讨如何提高反应速率,增加氨的产量。3习题课是提高教学质量的重要环节 物理化学课程是一门十分强调概念、定律和逻辑推理的理论课程。要学好它很不容易的,物理化学被认为是化工技术类专业中最难学的课程。难学的原因在于它有许多基本概念、基本定律,非常抽象不好理解,不好掌握,习题难解。我们在教学实践中体会到,要化难为易。提高学生学习积极性,除了上好理论课外,习题课是一个重要的、必有可少的环节。学过物理化学的人都知道,必需多做习题。在解题过程中,加深对理论的熟悉与理解,培养分析问题、解决问题能力,解题过程是理论联系实际的过程。上习题课要象上理论课一样,认真备课、写好教案。我们习题课的内容一般包括下列几个部分: ①扩大知识面的新理论、新知识介绍。 ②归纳总结一章中所学的知识。学生每节课所学的知识往往是“零碎”的感觉、片段的知识,只有把它们联系在一起,形成相互关联的知识系统,才能更深刻理解,更好掌握。为此,每一章学习后,我们帮助学生把一章中所学的知识点以“联络图”形式进行归纳总结。 ③总结学生作业中问题。对学生作业中的错误,特别是典型的有代表性的错误要及时指出,对有特色的解题技巧要介绍推广。 ④组织讨论思考题。一般教材的每章后面,都有一些思考题。我们先布置给学生先思考、解答,习题课时进行讨论讲解。 ⑤做一定数量的练习题。每章学习后,我们都印发给学生一些数量的练习题,其中选择题20个左右,计算题5至8个。这些练习题都是历年教学中精心挑选出来的,有代表性,有一定的难度。我们一般提前发给学生,要学生先做一遍,上习题课时,老师选择其中典型试题讲解。 4把现代化教学手段应用到物理化学教学中 20世纪90年代以来,计算机技术与网络技术飞快发展,多媒体计算机集文字、声音、图形、图像、动画、影视等为一体,突破了时空限制,虚拟现实。多媒体计算机与网络成为重要的教学手段、教学工具,把多媒体计算机应用到教学上,实现教学现代化。多媒体计算机在教学上应用,使教学的思想、教学的理论发生了变化,教学手段、教学方法、教学观点与形式发生了变化,课堂教学的结构与内容、课外辅导的内容与形式、考试内容与方式、学生成绩评定的标准与手段等发生了变化。国内外的大量实践表明,进行计算机辅助教学,提高了教学质量,提高了学生的素质。把多媒体计算机和网络技术应用到教学中,是教学改革的一个重要方向。计算机辅助教学有以下建议和思考 ①编制课堂教学的电子教案与教学课件。 ②对教材的思考题、练习题、习题进行详细解答。并且输入到计算机中,形成word文档。 ③编制计算机辅助教学课件(CAI)。 ④建立《物理化学教学辅导网站》,开展网上自学、网上练习、网上讨论等。 ⑤编制、交流物理化学实验课件。实验课件中,有实验模拟课件、实验演示课件、实验教学课件、实验数据处理课件等。编制《物理化学实验试题库》用于实验考试、考核。 物理化学论文:民族地区物理化学论文 1教学评价 传统的实验评价体系,虽然强调了平时实验表现的重要性,但由于实际实验教学中,教师担当了保姆的角色,常忙于帮助学生解决实验中的小问题,无法真正仔细观察学生实验表现。同时对于每个具体实验没有细化的考核指标,因此对学生学习效果的评价主要根据实验报告及实验笔试成绩。 2物理化学实验教学中存在的问题 物理化学实验作为是一门实践性课程,在实际教学中常出现与实践课程不符的情况。首先,由于教学内容主要为基础性验证实验,所以存在照方抓药、照葫芦画瓢的问题:实验在教师精心安排下进行,即实验内容有指定的教材,实验仪器设备经过调试,实验试剂及药品提前配好。上课时,先由指导老师详细讲解实验原理、步骤以及仪器的使用注意事项,才由学生在指定的时间内完成实验。其次,在整个实验过程中,实验教师充当保姆的角色,学生往往疏于思考,为实验而实验,甚至出现由于仪器插头没插上,仪器无法运行,学生找不出原因,这样让人啼笑皆非的事情。最后,由于仪器有限,学生通常被分成小组,分组进行实验,由此出现部分学生不参与实验,只是进行实验记录等简单工作,因而出现不会操作实验仪器设备,更无法提高实验技能。 3结合实际在民族地区师范院校进行 物理化学实验教学改革针对上述问题,有必要进行物理化学实验改革,提高学生的学习效果,真正提高学生综合素质,培养创新精神及实践能力。为了提高物理化学实验教学效果,实验改革可以从以下几个方面入手。 3.1充实教学内容 在基础性验证实验基础上增加开放式物理化学实验。开放式物理化学实验带有综合性和设计型实验的特点,以学生自学、自主活动为主,教师只提供必要的帮助和指导。作为少数民族地区的师范类高校,由于学生知识储备、动手能力都不能和其他地方师范类院校相比,加之现有实验仪器又和综合性大学存在差异。本着创新即为充分发挥学生主动性、调动学生实验热情、培养和发展创造能力,在实验内容上应更多关注能对未来教学工作提供教学信息的实验内容,如:日常生活中的化学,包括洗衣粉表面活性的测定、牛奶中蛋白质含量的测定、柴油燃烧值的测定,环境保护相关的话题如含酒精汽油的燃烧性能、蔬菜中重金属含量的测定等。这些实验内容虽不具有研究的创新性,但对学生却是更具吸引力。 3.2采取灵活自主的实验设计 对于开放性实验部分取消具体实验安排,由学生自行查阅资料,设计实验方案,提出所需仪器、药品。为了培养学生的创新能力,将易做实验做出新意,可附加要求:如牛奶中蛋白质含量的测定,要求学生利用现有的不同仪器提出至少两种实验方案;在固体燃烧值的测定基础上要求学生测定液体燃烧值,如添加二茂铁对柴油燃烧值的影响。实验过程完全由学生自行完成,过程中遇到的问题,老师只是帮助分析原因,把问题的最终解决权交给学生,让学生在解决问题中体会到实验的乐趣。总之,整个实验过程中强调学生的主体作用,大到设计实验方案、测试数据、分析实验结果,小到查阅资料、组装实验仪器、配制实验溶液均由学生自行完成。在实验过程中提高学生独立思考、自主安排、自由发挥的能力,激发学生的求知欲,培养了学生的创造性思维和创新精神。 3.3健全科学、合理的评价体系 改变传统评价体系,实验指导教师摆脱保姆角色,成为评判者。在实验过程中,观察学生实验情况,并细化每个实验的得分点,提高课堂表现及开放实验的得分百分比,使实验成绩与学生的实际表现紧密联系,调动学生参与实践的积极性。 4民族地区师范院校物理化学实验教学改革实施的思考 通过物理化学实验教学改革可以加强学生的独立性,培养自信心,锻炼意志力。但由于民族地区学生自身的特点,在实验教学改革时需要注意以下几点:(1)根据学生总体素质的实际情况,注意学生在实验过程中创造能力的发挥,而不应过多强调实验内容是否具有最新的科学研究价值。因为实验教学改革的主体是民族地区师范类学生,生源大多来自欠发达地区,总体素质无法与发达地区相比,所以应注重于创新理念的传达,过多强调科研价值势必打击学生实验热情,更难激发其创新信心。(2)开放性实验的时间安排上,应放在基础实验结束后,时间安排上应更宽松,让学生可以充分拓展自己的潜能。开放性实验个数上不应过多,应该少而精。(3)在实验改革中要强调实验过程的团队精神,使学生在实践环节培养团队意识,为学生日后的学习、生活打下良好的基础。 5结语 物理化学实验作为高师生化学教育专业基础实验课程,对培养学生创新精神、实践能力以及团队精神均具有重要作用。只有结合民族地区师范院校自身实际,进行物理化学实验教学改革,才能真正提高实验教学效果,为培养学生成为合格的教师打下良好的基础。 作者:蒙丽丽 朱汝葵 单位:广西师范学院化学与材料科学学院 物理化学论文:实验教学与物理化学论文 1构建实验课程体系及优化教学内容 俗话说“万丈高楼平地起”,扎牢基础,利于提高学生的创新能力。我们构建了循序渐进型的物理化学实践课程体系“基础实验综合性设计性实验和开放性实验”,利于提高大学生的自主学习和创新能力。基础实验,按照已拟定的实验方案测得实验数据,用数学原理和方法科学地处理实验数据,使学生对理论知识有一个较直观和深刻的理解[7];综合实验主要培养学生自主学习和独立思考的能力;设计性实验、开放性实验及研究创新实验以培养学生分析问题、解决问题的能力。学生掌握不同层次的实验要求及实验技能,初步建立起研究科学问题的方法和态度[8]。物理化学实验是南昌航空大学的应用化学专业、应用化学专业春晓班及材料化学专业等的基础课程。以春晓班为例,物理化学实验课程学时为64学时,分两个学期进行,是一门单独设立的实验课。实验内容由热力学、动力学、界面现象、设计性实验(表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析)、探索研究创新型实验(B-Z振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究)等组成。其中基础性、综合性实验为40学时,设计性、开放探索性实验24学时。此外,为提高学生的兴趣,南昌航空大学组织学生可以申请“三小项目”即“小发明、小创作、小制作”,这些小项目具有一定的难度,使学生有机会了解本学科发展的前沿,激发学生的求知欲望和探索精神,提高实践创新能力。例如:结合物理化学光、电、磁及吸附等方面的知识,在2013年,2011级应用化学专业春晓班26名学生中有8名学生作为第一申请人申报第八届南昌航空大学“三小项目”成功,占30.8。其题目有:“去除水体中汞的选择性石墨烯—胸腺嘧啶复合物的合成与性能研究”“一种石墨烯复合纳米光催化材料的合成及其性能研究”“有色污水光电催化处理装置”等。 2改革实验教学模式及教学方法 向学生开放物理化学实验室是培养创新性人才的重要举措之一[9]。开放物理化学实验室的教学模式,锻炼学生分析问题和解决问题的能力,让学生接触到科研前沿的很多最新的成果,从而从根本上引起学生对实验课的兴趣和重视[10]。传统的灌输式教学过程中,教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行了详细讲解,学生的积极性和创造性得不到充分发挥[11]。为此,我们将实验的顺序调整为:“基础实验综合性设计性开放性实验”。在第一次实验时给定设计性和开放性实验题目,随后学生先做基础实验,在课后根据自己选定的实验项目积极地查找文献,寻找合适的方法在实验室进行,如果在课内没有完成实验项目,可以与老师预约时间来进行未完成的实验。逐步推行开放式实验教学模式,重在吸引学生主动参与科研实践活动。还充分发挥现代教育技术在实验教学中的作用。将一些仪器设备的操作、基础实验制成多媒体视频;鼓励学生用计算机来完成实验数据的处理,利用Excel或Origin软件进行数据处理不但速度快而且准确性高,规范物理化学实验数据处理过程,为学生将来从事实验或科学研究奠定基础[12-13]。 3完善实验课程考核体系 为了较为客观全面地评价学生实验的真实水平,必须完善实验课成绩评定方式。考核内容包括预习、操作、纪律、实验报告和实验结果等;将考核的形式多样化,主要从操作前的提问、操作是否规范、是否有原始记录、对自己方案的可行性进行论证及可视化总结等方面进行综合考核。客观全面的考核评价体系有利于调动学生的学习积极性,培养其综合能力,养成良好的实验习惯和科学态度。 4学生培养成果 近年来我院本科生在部级科研创新大赛中屡创佳绩,例如:在2012年第十二届全国“挑战杯”比赛中,聂珊珊等同学《磁性铜离子印迹聚合物的合成与性能研究》获得三等奖;在2013年第十三届全国“挑战杯”比赛中,冷乐辉等同学《新型复合光催化剂的合成及光催化降解有机染料性能研究》获得一等奖;李蕾等同学《废弃锂离子中钴酸锂的高效浸出技术研究》获得三等奖。这些成果大部分都与物理化学的知识息息相关,基础与创新并重的实验教学模式对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。 5结束语 加强物理化学实验教学的改革,更新教育理念,从物理化学实验课程体系优化、教学方法的改革及考核体系的完善等方面入手,以创新能力培养为优秀,实验教学内容实行“基础实验综合性设计性开放性实验”循序渐进教育模式,基础与创新并重,重视实验过程,建立科学的全面的考核评价体系,改善教学效果,利于把基础扎牢,提高学生学习兴趣和科研创新能力。 作者:陈萍华 蒋华麟 舒红英 邹建平 钟劲茅 吴美凤 王芊 单位:南昌航空大学 物理化学论文:教学改革与物理化学论文 改革后的物理化学课程,将原有的理论课程96学时和实训课程24学时,共计120学时的教学任务整合成一门60学时的项目化教学课程。全部教学过程包括五个项目大类,分别是化学热力学、化学动力学、相平衡热力学、界面现象及分散性质、电化学系统和电解质溶液。教学中除学生必须掌握的常规理论知识外,设计了17个实训项目,它们是恒温水浴性能测定、溶解热的测定、凝固点测定、蔗糖水解常数测定、电导率测定、乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定、过氧化氢的催化分解、完全互溶双液系的平衡相图、饱和蒸汽压的测定、洗衣粉的合成和餐具洗涤剂的制备、肥皂和洗衣粉的性能比较、溶液表面吸附的测定、临界胶束浓度的测定、溶胶和乳状液的制备及性质研究、界面法测定离子迁移数、电导法测定弱电解质的电离常数、原电池电动势的测定及其应用。这17个实训项目贯穿于整个教材,教学过程中根据实际情况,可以先讲理论后进行实训,也可以先实训后讲理论课,具体问题具体分析,教学方法更加灵活多样。 教学中本着加大实践教学的原则,学时分配上理论与实践各占50%,学生全部课程有一半的时间是在教室上课,另一半时间全部用来做实训和完成实训报告,全面锻炼学生的动手操作能力。实训报告在课堂上完成,及时上交,不占用课余时间,也不留课后作业,大大减轻学生课余时间负担,为同学营造一个轻松、积极的学习环境。关于理论教学部分,课上采用多媒体教学方式授课,结合大量的图片和动画将抽象的理论知识形象化,便于学生理解和掌握。物理化学内容有其自身的逻辑联系,学生必须独立进行归纳,才能把课本越学越薄,使知识融会贯通。为了有利于学生对课堂知识的巩固,将理论部分重点内容以习题册的形式发给大家。教学中,课程组教师重新制定了教学计划和课程整体设计方案,在理论联系实际的基础上,注重以教学内容为依托,锻炼学生通过实际动手操作理清课堂知识的相关理论。同时结合实训报告,培养学生自己动手,自己归纳,分工合作,独立完成,和不耻下问等多种习惯,以提高同学的课堂注意力,发挥他们学习的积极性。 与此同时,学生的期末考核采取理论成绩、实训成绩和平时成绩相结合的形式综合考虑给出。学生期末成绩满分为100分,其中理论部分占50分,以考试答卷的形式体现,考试时间1个小时;实训部分占40分,以实训操作和实训报告来体现(其中实训出勤分值占20%,实训操作分占20%,数据处理占40%,实训报告完成情况占40%);平时成绩为10分,通过理论课出勤、迟到、旷课、请假、课堂表现和学生素质等各方面因素综合考虑给出。以此为依据,最终折算出的学生期末考核成绩,其统计数据完全符合正态分布,体现了每一个学生的真实的综合素质水平,效果令人满意。 通过改革,精选教学内容,引入现代化的先进教学手段,将物理化学的课堂教学和实践教学有机的结合起来,使学生用较少的学时高效率地掌握物理化学的精髓并扩大知识面。虽然教学改革的成果较为显著,但是毕竟是第一次实施这样的教学,整个教学过程中还有各种各样的不足,有待进一步改进。例如:学生的教材还需进一步校对和完善;实训设备运转率太高,不利于设备的正常维护;与教材配套的习题册也需进一步扩充;理论教学的多媒体课件还需进一步改进,使其具备形象化、简单化和条理性。随着教学改革的进一步实施,相信以上问题一定会逐步解决,物理化学的教学改革成果也会更加明显,真正做到使学生学有所得,学以致用。 作者:闫碧莹 郭俊锁 魏凤琴 单位:乌海职业技术学院 物理化学论文:物理化学与化学实验论文 1课程教师全程指导所有实验项目 物理化学实验中涉及热力学、动力学、表面化学及结构化学,知识面广,实验项目多,都是由一个任课教师进行全面指导,这就要求指导教师要精通所有实验项目的内容、详细操作及可能存在的问题,还需要在实验前准备各实验项目所需的实验仪器及试剂。这样的上课方式,不利于实验项目的更好进行,毕竟每个老师都不是全才,严重增加了教师的准备工作。要求任课教师完全弄懂每个实验项目,对实验指导教师提出了更高的要求,也不利于教师的发展。 2学生实验积极性不高 一般在实验的第一节课已经向学生说明实验前要预习,进实验室时要有预习报告。但是学生对实验的积极性不高,预习报告完全是为了应付检查才写的,这是目前大学生普遍存在的一个现象。教师进行原理、实验内容讲授时,少部分学生属于游离状态,教师在演示实验操作时,学生没有认真注意细节内容,真正到他们进行实验时,问题出现了,不懂得如何解决,而一味的在书本上找答案,还是没能最终解决问题。遇到此类情况,甚至有些学生干脆就不思考,任由错误的发生。由于需要分组进行实验,小组中有个别学生基本都没有亲自动手操作过,在实验过程中表现得很不积极。 3学生抱“应付”心理进行实验数据处理 物理化学实验中测定数据多,这就要求学生具有一定逻辑思维能力对实验数据进行处理,这也是探究实验机理、剖析实验内容的必需步骤。有部分学生完全不理会实验数据处理是否正确,只是一味凭感觉简单处理;有一部分学生是没有真正明白原理,引起处理数据不完整;还有一部分学生查阅后采用软件进行处理,但是由于不知所云,所以很多也都只是给出了图形。比如在三液系组分相图的绘制中,很多采用了某些理论课提供的软件画图,只是纯粹的画图,当问到三角坐标中每个点具体代表什么,学生没法回答。基于以上的情况,主要的根源还是学生要完成实验报告的任务,只能这样的应付了事。这对培养学生技能及解决问题的能力,起不到任何作用。但是基于现状,有些事情无法完善。因此,某些时候,针对这些好学又不是很明白处理原理的学生,需要更加耐心指导,注重不同类型学生心理素质的培养[3]。 4简单的考核方式 物理化学实验课程一般都是考查课,通常采用平时实验报告及平时表现进行综合给分。但是实验报告都是组员之间相互讨论给出,甚至有些都是抄袭过来的,并且对于平时的表现也不好衡量,该课程考核结果不是很满意,所以应该思考下能否改变现有的考核方式。 5针对存在的问题,提出可能性的应对方案 物理化学实验教学中遇到的这些问题,通过多个班级的教学,发现可以通过以下方式进行改善。(1)适当增加某些实验项目仪器,减少小组人数,加强学生动手操作机会。(2)可以通过细心指导学生,及时纠正学生在实验操作中的错误,并根据专业不同设置1~2个与专业相关度较大的设计性实验,从而提高学生实验的积极性。(3)加强学生实验技能,提高分析问题、解决问题的能力,更多体现在数据处理上。物理化学实验数据多,一般采取图解法进行数据处理。但是该课程一般开设在大学第三学期或者第四学期,甚至有些班级分析化学实验及物理化学实验同步进行,理论基础比较少,在数据处理上的逻辑思维能力较差,增加了学生实验报告的难度。因此,可以在数据处理上详细解释原理的应用,也可借助计算机软件,演示计算过程。所以要求指导教师耐心详细地给学生进行解释。(4)由于仪器设备套数较少,可以采取循环式教学,并且由几个物理化学实验教师同时进行,每个班可以分成若干组,尽可能在同一个时间或者在两次上课时间完成,便于学生安排时间,否则会导致一个班的部分学生在上课,另一半的学生在休息,不好协调;同时也利于任课教师开展相应功课,使得教师能够专攻两到三个实验项目,做到更加熟悉实验项目,上课效果会更佳。(5)在条件允许下适当安排开放性实验室。很多高校实践证明开放性实验有益于学生能力的培养[4-5]。(6)改变考核方式。考核结果可以结合实验报告、平时实验表现及最后一次课的考核。主要是要根据专业性质,设计一个实验,考核学生的综合能力及数据处理能力。 作者:翁艳英 单位:广西民族师范学院 物理化学论文:实验教学物理化学论文 物理化学实验同其他基础化学实验最明显不同之处就在于物理化学实验要采用大量的仪器设备,几乎每个实验都要用到一套较为复杂的仪器设备。而仪器设备一旦出现故障就要终止实验,既耽误学生实验又要花时间修理,影响正常教学秩序的进行。因此,实验教师要认真阅读仪器设备说明书,根据操作规程、按照教学实验要求进行调试,熟练掌握仪器设备的性能参数、构造、工作原理和使用方法、注意事项,特别留意仪器在实验中最容易出现的故障[4]。只有这样才能引导学生正确操作仪器,遇到仪器故障时才能快速分析原因,引导学生自己动手解决问题。最后,预作实验。把实验内容的每一个环节都亲手做一遍有助于了解仪器性能,熟悉实验过程中可能出现的现象和结果。当学生在实验中再遇到这些问题时,能过及时帮助学生分析现象产生的原因,给出合理的解释。 1督促学生做好实验预习 物理化学实验大多实验步骤较多,仪器操作比较繁琐或者数据处理过程比较复杂,学生没有预习的结果就是实验操作及数据处理过程中不断出错,甚至损坏仪器,造成时间精力的浪费和实验室财产的损失[5]。因此我们在上实验课之前要求学生认真预习实验并写好实验报告,在上课之前要上交预习报告,教师要批阅预习报告,掌握学生对本实验的了解程度。在讲解实验内容过程中还要对学生进行提问,以便发现学生是否只是敷衍了事,照抄书本上的实验内容。预习报告也将作为实验成绩的一部分,以这种方式敦促学生做好实验预习,这样学生便可以顺利地完成实验和更好地理解实验内容、提高实践能力。 2实验药品选择不必拘泥于教材 在全国提倡绿色环保的大环境下,我们对实验药品的选择也应尽量是无毒或是低毒的。现各高校使用的物理化学教材多种多样,但都包括经典的实验项目,且实验药品也基本相同。比如燃烧热的测定,几乎所有的教材都是使用萘作为测定对象,萘容易挥发和升华,吸入萘蒸气后,可引起头痛、乏力、恶心呕吐,皮肤接触后可引起皮炎。严重者会导致溶血性贫血及肝、肾损害及白内障、视神经炎和视网膜病变等[6]。从绿色环保和对学生安全的角度考虑可采用蔗糖或葡萄糖等代替萘,同样能达到实验目的。再比如最大气泡法测定表面张力的实验,我校原来采用教材上的实验药品正丁醇,但学生普遍反应此药品气味大,长时间实验感觉眼睛不舒服,因此现改为用乙醇做实验,尽管乙醇也稍有气味但无毒,学生使用安全且环保,并且学生对该药品熟悉、接触多,还会增加学生对实验的积极性,取得更好的实验效果。 3全面考核学生的实验教学成绩 以往传统的物理化学实验成绩的评定,是学生做完实验后,将实验记录下来的有关实验数据,利用课后时间将实验报告完成,老师根据学生实验报告的好坏评定出实验成绩,这样不能全面真实反映学生实验水平,往往会造成有些同学实验时认真,动手能力强,但由于实验报告写得不好而成绩不高;有些同学做实验时敷衍了事甚至不动手,课后抄袭或综合他人数据报告写的好而得高分,出现“高分低能”、“低能高分”现象,这种随意性和偶然性,势必影响到实验总成绩[7]。因此对学生实验成绩应全面考核,实验成绩的评定可包括预习报告、操作能力、现象及数据记录、实验报告等几方面内容,每一项指标均在实验总成绩中占有比例,实验教师根据学生在各个方面的表现给出成绩,避免上述状况的出现,做到对学生的成绩评定公平合理。 4结语 改革后的物理化学实验教学方法更有利于培养学生的实验操作能力和科研创新能力,提高实验教师的自身素质和责任感,提高物理化学实验教学的质量。 作者:王楠 石月丹 徐凛然 物理化学论文:应用型物理化学论文 一、使理论与生活实际相联系 像介绍表面张力时,就与学生一起做一个熟悉的肥皂膜游戏,边做边提问并讲解,让学生自己发现力的存在和力的方向,之后再让学生画出滴定管下端的液滴、水面下拉环或向下压面时所形成的弯曲液面的表面张力的方向时,学生快速准确地画了出来;在引出微小液滴的饱和蒸汽压与平液面的蒸汽压的关系,即开尔文公式时,就以冬天路边的雪堆,环卫个人是怎么处理的为题,分析原因,得出结论,再从热力学原理推导出开尔文公式,并和学生一起讨论农民为何天旱时锄地,“三北防护林工程”植树利用了物理化学哪方面的原理。这样在课堂教学中设置一些和生活实际相关的有趣的问题,让学生带着疑问和好奇去学习,使学生感到物理化学就在他们身边,生动而具体,从而激发了学生的学习兴趣。 二、使学科发展前沿的新技术和新成果渗透到课堂 物理化学作为一门化学专业的基础课,在本科生的培养过程中,不仅具有为其它课程服务的作用,更重要的是培养学生的创新能力。这就要求物理化学的教学内容也需在原有课程体系的基础上,精简一些次要内容,而把学科发展前沿的新技术和新成果渗透进来,让学生感受到物理化学课程不完全是一些枯燥乏味的概念和公式,而是活生生的现实。另外,物理化学与其他学科相互渗透、相互结合,形成了许多边缘学科,拓宽了物理化学的研究领域。像光化反应与环境科学,生命科学,材料科学及信息科学的关系十分紧密,而光化反应在化学动力学中仅占很小比重,常被忽略,但在讲课时介绍光催化在环境净化和生命过程的应用,开拓学生的视野。在介绍表面活性剂时,引入学生比较关心的石油开采过程,扼要介绍一次开采、二次开采、三次开采等概念,使学生既掌握了表面活性剂的作用原理,又拓展了知识面;在讲解电化学时介绍燃料电池,在讲解真实气体时介绍超临界萃取技术等。教学大纲中虽然没要求这些内容,但可以增加学生的信息量,引起学生学习的兴趣,激发学生的学习积极性。 三、注重教学内容与教师科研的相互渗透 将教师的科研课题或成果直接转化为教学资源或综合性、设计性实验的内容,学生根据自己的专业和兴趣参加到教师的科研中,也可参加大学生创新创业项目,早期介入科研。例如,讲到活度的概念时,就向学生介绍一位研究生的硕士论文的部分内容;讲到接触角时,又给学生介绍我们测定金属溶液与不同种类固体接界时的接触角的过程和结果;讲到langmuir吸附和BET公式时,给学生推出了测定固体比表面的常用仪器-ASAP2020物理吸附仪,并给学生详细讲解测定分析过程。我们还将教师的科研项目二甲醚重整和甲烷重整用的催化剂的制备部分,转化成综合性、设计性实验,要求学生从查阅文献资料开始,自己设计全套实验方案,经指导教师审核后即可进行制备,所得产品直接用于后续的重整反应。对于部分参与科研活动实验结果较好的学生,我们积极鼓励学生整理数据,撰写论文并发表在部级学术刊物上,曾先后在表面技术、天津化工、辽宁化工、化学工程师等期刊上5篇。这样将教学内容与科研课题相互渗透,提高了学生的科研创新能力,还学到了科技论文写作方法,增强了学生的自信心,激发了学生的学习兴趣,调动了学生的学习积极性。 四、采用设问教学法活化物理化学课堂教学 所谓设问教学法,就是从人们公知公认的现象中提炼问题或困惑入手,设计一些与所讲授课程内容相关的问题,引导学生仔细思考分析,展开广泛讨论等解决这些问题。在教学过程中,我们始终坚持一个原则,就是教学的目的绝非是向学生灌输多少知识,学会推导多少个公式,完成多少种计算,而在于激发学生如何去思考与创造,授人以“渔”,而不授人以“鱼”。精心设计问题成为物理化学课堂教学常用的组织形式。通过采用设问教学法,让学生带着问题学,不仅激发学生的学习兴趣,积极参与教学,也让学生学到有关的基础知识,同时还培养了学生的科学思维能力、自学能力和运用所学知识解决实际问题的能力。例如,引出Kelvin公式时,先通过密闭容器中放置的大小不等的汞滴的变化情况,提问学生饱和蒸气压都与哪些因素有关?然后再从热力学角度进行公式的推导,加深了学生对公式的理解,也调动学生积极参与到教学环节中,教师与学生互动,活跃了课堂气氛。 五、建立物理化学教学的知识框架,注重学生的思路和知识点的衔接 物理化学是化学化工类专业重要的专业基础课,也是后续课程化工原理、化工热力学、化工动力学、反应工程、生物化学等课程的理论基础,起着承上启下的重要作用。帮助学生建立一个比较完整的知识框架,让学生进得去出得来,既能灵活应用前面所学的知识,又能为后续课程的学习奠定好基础是关键。为此,我们结合物理化学课程考试方法改革中机考题库的建立,把物理化学课程内容分成六个板块,即化学热力学、化学平衡、相平衡、电化学、界面化学和化学动力学,各知识点之间有机地衔接起来,使学生学习思路清晰,学习过程沿着一条主线,由浅入深、由表及里、由宏观到微观地发展,增强学生的信心和兴趣。 作者:周迎春 张启俭 郭洁 彭淑静 高杰 单位:辽宁工业大学 化学与环境工程学院 物理化学论文:高校物理化学论文 一、实验原理 纯液体的饱和蒸汽压与温度的关系可用克劳修斯-克拉贝龙方程式表示:dlnpdT=ΔH气RT2(1)式中:P为液体在温度T时的饱和蒸气压;T为绝对温度;H气为液体摩尔气化热(J·mol-1);R为气体常数。在温度较小的变化范围内,H气可视为常数,积分(1)式可得:lnp=-ΔH气RT2+B′(2)由(2)式可知,若将lnP对1/T作图应得一直线,直线斜率m=-ΔH气R由此得到:H气=-Rm(3)由图解法先求得斜率m,然后再由(3)式算出摩尔气化热H气。 二、原始数据的处理 启动CurveExpert软件,分别在X、Y两列中输入实验原始数据:实验温度和压差计值。根据实验原理的要求,需要对这两列数据进行变换处理。即X列要加上273.15,将摄氏温度转变成绝对温度;Y列用实验室的大气压进行差减,以得到实验温度下体系内液体的饱和蒸汽压。在软件的Data菜单中选择Manipulation,打开DataManipulation对话框。此对话框可以对数据表中的数据进行加减、乘除、筛选以及排序。点击translate标签,在这里可以对X、Y列中现有的数据进行加减操作;在XTranslationFactor输入框中填入273.15,在YTranslationFactor输入框中填入-754,然后点击Apply。可以看到数据表中X、Y列数据的变化。点击Scale标签,这个标签中可以对X、Y列中现有的数据按一定的比例进行乘除操作。在YScaleFactor输入框中填入-1,点击Apply,将Y列数据变为正值。然后点击Close按钮退出。实验绝对温度的倒数值和饱和蒸汽压自然对数值的计算。在Data菜单中选择Transform,打开Transformation对话框,将数据表中的数据进行函数操作。首先对X列进行处理:在Function框中选择X^a函数,在a=框中输入-1,OperateOn选项中选定XColumn,然后点击OK。同样的方法处理Y列的数值,在Function框中选择ln(x)函数,在a=框中数值保持默认(这里用不到a值),OperateOn选项中选定YColumn,点击OK完成操作。通过上述操作将原始实验数据变换处理完毕。此时,在窗口右下部的图形预览框中,可以看到处理后的数据点所绘制的图形。 三、数据点的线性拟合及实验结果的获取 通过数据点的拟合,获取线性(非线性)方程中的相应系数,是数据处理过程中的重要步骤。饱和蒸汽压测定数据处理,要获取的是所拟合直线方程的斜率,用于计算摩尔汽化热。在软件菜单中点击ApplyFit,其中包含了大部分常见的线性和非线性拟合的模型。选择linear,弹出数据图形窗口。右上角显示标准偏差S=0.00972453和线性系数r=0.9996665。点击左上角的Info按钮,可以看到线性拟合的方程以及方程中的相关系数值。根据线性拟合的结果可知,直线的斜率:m=-4024.21569,由(3)式可以计算出该纯液体的摩尔汽化热:H气=33.457KJ·mol-1。鼠标右键点击数据图形,调出快捷菜单,选择Analyze菜单,出现Analyze窗口,在这里软件可以利用拟合出来的公式进行XY或YX的推算,以获得实验所用纯液体的正常沸点。另外还可以进行积分、微分以及弧度的求算。为了考察CurveExpert1.4软件对实验数据处理结果的准确性,用经典的数据处理软件Origin7.0以及MicrosoftExcel2003对同一组数据进行了处理。结果表明,CurveExpert处理的结果与另外两个商业软件的处理结果一致。 四、结论 CurveExpert作为一款共享软件,体积虽小,但功能强大,操作简单,在注册前并没有功能的限制。通过纯液体饱和蒸汽压测定实验数据的处理,得到了理想的结果。并且所得结果与另外两个商业软件的处理结果一致,完全可以胜任物理化学实验数据的处理。 作者:谢玉忠 孙光延 单位:延边大学 理学院化学系 物理化学论文:进阶型物理化学论文 一、进阶型实验教学模式的构建与实践 传统的物理化学实验大部分采用灌输式教学方法,教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行详细讲解,学生的积极性和创造性得不到充分发挥。[2]重视学生实践能力和创新能力的开发,培养创新型人才,已成为当今高校教育改革的优秀。[3]实验教学在培养学生实践创新能力方面发挥着重要的作用。[4]因此,我们在总结实验教学中经验的基础上,对“立足基础知识培养创新思维能力面向科研实践”的三层次进阶型的物理化学实验教学模式进行了探索和实践。 (一)立足基础知识 基础性实验的目的是培养学生掌握基本操作,正确使用仪器;能够认真观察、准确记录实验现象和科学处理实验数据;初步具有查阅手册、工具书及其他信息源的能力,以及实事求是的科学态度、勤俭节约的优良作风。环化学院“春晓班”是从应用化学和材料化学专业新生中选拔的优秀学生所组成的特色班级,以中国工程院曹春晓院士的名字命名。下面以“春晓班”为例介绍物理化学实验立足基础的教学内容。“春晓班”中一共开设了15个实验(共64学时,分2个学期进行),其中10个实验为基础性实验(共40学时),占总实验学时的62.5%,学生如果基础实验部分做得不好,就不能通过物理化学实验这门课程。在实际教学中,教师从严规范基本操作,严格把关,耐心指导,未掌握规范操作的学生必须重新进行实验,直至合格。从严教学有利于培养学生准确观察实验的能力,掌握实验的基本技能,同时也培养了学生实事求是的态度,学会了严谨的实验方法。 (二)培养创新思维能力 物理化学实验课第一个学期的最后一个实验为设计性实验。此实验要求学生自己查阅文献,设计方案,实施实验,以提高实践创新能力。学生没有现成的实验方案,需要自己动手设计方案。下面以设计型实验“表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析”为例介绍具体的实施过程:实验中,学生可以根据自己的兴趣选择表面活性物质的种类、实验测定的方法及影响因素(温度、离子及醇的种类及醇的用量)。因此,在老师的指导选题下,每位同学选择的实验内容都不相同,这意味着每位同学要独立进行实验方案的设计,并根据自己的实验内容查阅文献资料,实施方案。教师在实验前提供文献检索的途径、一个主题或几个关键词,由学生自己检索、筛选、阅读相关的文献,学生要在规定的时间段内根据查阅的资料,组织、总结前人的工作,然后设计自己的实验方案。教师面对的学生的设计方案往往是五花八门的,这就需要教师做好足够的预案。对于部分设计实验能力欠佳,实在找不到相关文献的同学,教师则会提供几篇相关文献供学生参考,但设计方案则必须由学生自己总结提出。实验实施过程中,教师在场提供帮助,但不再手把手地指导,目的是培养学生独立自主完成实验的能力。实验完成后同学们分组进行讨论,如:选择不同离子及醇的同学在一组讨论,可以了解各种离子及醇对临界胶束浓度的影响。这样能提高大家的团结合作、共同讨论的积极性,为后面的毕业设计及进行科研创新起到积极的作用。经过基础性和设计性实验的学习,第二个学期物理化学实验的最后四个实验为创新探索研究型实验。我们开设了B-Z振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究、不同方法测定粉体的比表面积4个创新探索研究型实验。选好创新探索研究型实验项目后,同学们根据自己的选题方向搜集所需要的文献资料,写好实验方案,由指导老师把关,方案可行才能进入实验室进行实验。实验后如果发现问题或与原先预想的结果不一致,学生会积极地与老师探讨,共同查找原因及重做实验。同学因进度、实验内容及仪器药品不一样,除了在规定的实验时间内可以来进行实验,还可以跟老师预约其他时间来进行实验,直到实验完成为止。该类实验有可能成功也有可能失败。实验过程中,我们鼓励同学由浅入深,先从自己熟悉的部分开始实验,在此基础上进行改进、探索,得出有益的结论。实验方案的设计及实验完成后均要求制作PPT进行答辩,对方案中可能碰到的问题,同学们共同探讨解决的方法,实验完成后将成果组织成论文格式的实验报告,这样学生的积极主动性及好奇心都大大地提高了。 (三)面向科研实践 面向科研实践方面所做的革新主要是打破原来物理化学实验室只承接课程任务的局面。由于课时的限制,学生课程内在物理化学实验室进行的实验是有限的,然而他们在后继的科研实践如毕业设计、科学研究训练及课外科技创新(如省级和校级大学生科技创新项目)等方面往往又会用到物理化学实验相关的知识和操作,而这时的学生往往对以前课程内学习的知识会有所淡忘,如果能够允许学生重新回到物理化学实验室,结合自身正遇到的科研实践问题进行物理化学实验,不但能加深以前学过的知识的印象,而且对其今后的科研创新会有巨大的促进作用。但不可回避的问题是,这样一来必然增加了物理化学实验室管理的工作量。为了解决这一问题,我们采取的措施是预约制和指导教师负责制。那些课程外要来物理化学实验室实验的同学,必须先行预约。为此,我们正在构建网上预约系统,五台基础化学实验网络查询及预约机也已经到位,不日即可投入使用。指导教师负责制是指来进行实验的学生由其指导教师负责,所产生的仪器、药品损耗等药费一律由指导教师承担。并且,该指导教师在学生进入实验室之前,自身必须接受相关培训,在得到物理化学实验室管理教师认可的前提下才能使用物理化学实验室。这对学生和教师的科研创新都起到了积极的促进作用。 二、改革实验教学方法与手段,强化能力培养 传统的基础实验采用“预习-实验-总结实验结果”,学生学多局限于教材,这不利于提高他们的自主创新性。在进阶型的实验教学过程中,我们结合具体的教学任务选择合适的教学方法进行教学。如:在探索研究型实验过程中,我们引导学生积极学会自主学习,即采用以学生自主探究为主,教师根据学生的需求加以引导为辅的主体性教学方式。[3]实验完成后,要求学生将成果撰写成论文格式的实验报告及制作成幻灯片,并组织学生进行现场答辩。教师和参与整个项目的同学共同积极讨论,根据答辩情况给出学生的成绩,营造一个良好的师生互动、积极向上的氛围。这样,可以锻炼学生的语言表达能力,对现场提问的思辨能力和综合能力,增强自信心,提高学习、思考的积极性。“教学有法,教无定法”。新的教学模式应以现代信息技术,特别是网络技术为支撑,能使学生选择适合自己需要的材料和方法进行学习,并获得学习策略的指导,逐步提高学习的能力。随着现代教育技术的发展和应用,开展网络化教学已是实验教学的大势所趋。基础化学实验中心为此建立了开放的网络平台,为实验预习及实施提供帮助。我们鼓励学生利用Excel、Origin、Chemoffice等软件进行数据处理,同时规范了数据处理过程,为学生将来从事实验或科学研究奠定基础。 三、以人为本,创建“物理化学实践教学大环境”,加强教学的平台与团队建设,达成“教学相长” “立足基础知识培养创新思维能力面向科研实践”三层次进阶型的物理化学实践教学模式在实验实施过程中,我们随时地在旁边组织和指导,及时规范同学的操作及帮助实验过程中遇到问题的同学。教师也从中不断提升自己可持续发展的能力,面对学生时刻提出的问题,及时寻求解决的办法,从而达到“教学相长”。教学方面,陈萍华与蒋华麟老师分别获评南昌航空大学“青年教师讲课比赛”2011年实验教学一等奖和2013年的理论教学二等奖。邹建平老师2010年参与的“高效有机电致发光材料及器件性能研究”项目获得江西省自然科学二等奖。舒红英、邹建平、陈萍华等老师获得2010年南昌航空大学“全新开放实验教学体系构建及实践”教学成果奖一等奖。学生方面,学生对实验方法和技术的综合运用能力极大增强,具备了一定的竞争意识、分工合作能力和创新探索能力。近年来,我院本科生在部级科研创新大赛中屡创佳绩,例如:在2013年第十三届全国“挑战杯”比赛中,冷乐辉等同学获得一等奖;李蕾等同学获得三等奖。在2012年第十二届全国“挑战杯”比赛中,聂珊珊等同学获得三等奖;汪婷等同学获得三等奖。这些获奖项目与物理化学的知识息息相关,表明我们的培养模式初见成效,对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。 作者:陈萍华 蒋华麟 舒红英 邹建平 钟劲茅 吴美凤 单位:南昌航空大学 环境与化学工程学院 物理化学论文:物理化学科学教育论文 1精简课堂内容 物理化学与物理学或其他化学(如无机化学、分析化学)重叠的知识部分尽量让学生在课前学习或者采用课堂提问等方式减少不必要的重复。在有限的学时内贯彻少而精的原则,将一些公式的推导(例如统计热力学中的公式)和概念的引出(例如热力学部分利用卡诺循环引出熵函数)做适当的精简,课堂上只讲具体的结论,推导过程留给学生课外自学[4]。再比如,界面化学和胶体化学可合并讲解,对这两章的内容可做一定程度的删减和调整。课堂内学时及内容虽然减少了,但要注意加强课外学时,教师可提供一些课外的参考资料或者自学讲义,教给学生学习的方法,引导学生自己去学习,培养学生的自学能力。 2设计课堂教学 在课程教学中介绍物理化学原理的同时,采取理论联系实际的教学方式,结合生活中常见的或有趣的实际现象,让学生带着问题去听课,以激发学生的学习热情和学习兴趣,使原本晦涩难懂的内容变得生动、易于理解。例如,在讲化学热力学的知识时,先问为什么人穿上冰刀溜冰鞋滑冰会非常顺畅?在讲到表面化学的知识时,先问为什么衣物上的油污只用水是洗不干净的,必须用肥皂、洗衣粉等表面活性剂?为什么雨后荷叶、小草上水珠都呈球形?为什么毛细玻璃管中的水呈现凹液面,汞则呈现凸液面?还有让学生用化学动力学的理论来说明为什么天气热的时候,牛奶、食物更容易变质?能否应用渗透压的知识来解决海水的淡化问题等等。让学生带着问题去听课,利用所学的知识对问题做出合理的解释,才能让学生真正的体会到物理化学理论学习的重要性和实用性,激发学生的学习热情和学习兴趣。 3改革教学模式 美国教育家杜威指出:教育不是一种“告诉”和“被告诉”的事情,而是一个主动和建设的过程。改革以前“填鸭式”、“灌输式”的教学方法,尽量采用“研究式、启发式、讨论式”教学模式。教学方法的先进与否,将直接影响创新人才的培养成果。因此,在课堂上一方面教师讲课要坚持少而精、博而通的原则,另一方面也要适当的开展讨论启发式教学,提出一些拓宽思路的研究型问题,增加课堂上师生的互动,增强双向交流。改变教师“一言堂”的传统教学模式,利于学生注意力的集中,激发学生的学习积极性,有效提高课堂教学效果。 4实施创新教育 同志曾将讲过:“一个没有创新精神的民族是永远不会前进的民族”。换而言之,没有创新精神的教育也将是永远不会成功的教育。教育教学的本质就是开发人的潜能,塑造具有健全人格的人。建立“以人为本”的教育理念,以学生为主体,教师为主导,把学生的发展放在首位,教学中应介绍些和教学相关的科学前沿的内容,拓宽学生的知识面,不断培养学生的创新意识,提高学生的综合能力和创新能力。例如,在电化学部分讲授化学电源时,除了介绍早期使用的锌锰电池、可充电的铅酸电池和镍氢电池外,可以结合现代社会面临的节能和环保的要求,向学生讲解一些绿色环保新电池的知识。如20世纪60年代以来就被用作空间站及宇宙飞船空间电源的燃料电池,利用太阳光中的能量进行光电转化的太阳能电池等。在化学动力学部分,光化学反应虽然内容较少,但是光化学与环境科学、生命科学、材料科学及信息科学等紧密相关。因此,可结合科学前沿介绍一些光催化技术在环境污水处理中的应用,开阔学生的视野,激发学生参与科学研究的积极性,培养学生的创新能力。 5结束语 本文就科学教育专业的物理化学课程的教学进行了初步的探讨,在改革教学内容的同时,教学方法,教学要求等也应与时俱进,一线教师要不断提高自身的能力和素质,注重学生综合能力和创新能力的培养,努力培养素质全面、能力突出的创新型人才。 作者:刘俊龙 师瑞娟 单位:阜阳师范学院化学化工学院 环境污染物降解与监测安徽省重点实验室 物理化学论文:大专物理化学论文 1根据教学目标和学生实际情况、科学安排教学内容 1.1学生基础分析 由于学生对相关的高等数学和中学物理知识的应用理解欠深入,产生对物理化学的畏惧,如物理化学在公式的推导、概念的理解及原理的应用较多地涉及高等数学中的偏微分方程,其次是刚进入大学的学生还未能完全适应大学的学习方法,常拘泥于细节的纠缠而难以认识该门重点课程的总体结构,容易导致“只见树木,不见森林”的情况。我校为大专层次,85%的学生在高中为文科生,物理和化学的基础不得而知。而物理化学总课时为30课时,如何利用有限的课堂教学时间,按照教学目标,顺利有效地完成教学内容,对学生和任课教师都是一个极大的挑战。为了实现教学目标,必需在教学内容上做出合理的取舍及必要的补充,否则就会满堂式的灌输或“眉毛胡子一把抓”的情况,这样的方式学生受不了,也达不到满意的效果。 1.2内容的取舍和补充 首先是结合开设的其它专业基础课程无机化学和分析化学,将重复的内容(如化学平衡和电化学两章)删掉不讲,学生自学。其次是要对授课内容做到重点突出,重点内容细讲,让学生弄懂,让学生在学习中获得成就感,从而提高学生学习积极性。如反应热的计算,主要讲标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓,其它四种计算方式,只做简单的提示,以学生自学为主。对前后有联系的概念,必需讲透,为后面的知识做好铺垫,不能赶进度。如相平衡的基本概念学习时,组分数K的计算是个难点,必需结合例题将独立的化学平衡R和浓度限制量R'讲透,因为自由度f的计算涉及到组分数K。根据学生的基础和学习内容的需要,适当补充基础内容,减小学习难度。大专学生基础不好,物理知识和高等数学知识的欠缺,灵活运用物理和化学基础知识的能力不强,使很多学生在做习题时知道使用哪个公式,就是算不出结果或是计算出的结果与答案相差甚远,这样学生就失去了学习兴趣,慢慢地失去了学好物理化学的信心,不再愿意动笔做习题,上课情绪也不饱满。教师根据授课内容,选取具有代表性的习题,用极少的时间,及时地添加部分必要的基础知识,降低学生学习的难度。如热力学第一定律中常用到理想气体的状态方程PV=nRT,该公式中的体积V,在分析化学和无机化学中溶液的体积一般是以升(L)或毫升(mL)为单位,而公式中主要是立方米(m3)为单位;其次温度T,平时用的是摄氏温度(℃),热力学温度T=摄氏温度(℃)+273.15K。又如物质体积的计算。 2精心设计授课内容的引入和讲解,激发学习兴趣 托尔斯泰曾经说过:“成功的教学,所需的不是强制,而是激发学生学习的兴趣。”需要是兴趣的基础,也是学习的动力所在,物理化学授课老师尽可能将书本理论知识与中实际生活联系起来,使课堂教学变得形象直观、有趣,从而激发学生的学习兴趣,培养学生学习物理化学的积极性和创造性,提高学生“学以致用”的能力。通过生活中随处可见的、贴切、简单易懂的举例引入和讲解。在新课开始时,从学生感兴趣的事物出发,提出与教学内容相关的问题,激发学生的求知欲,让学生找到所学内容能解释的现象,做到有的放矢。在例如热力学第一定律的引入:首先展示一张高级轿车并设问(看到高级轿车有什么感觉?),调动学生情绪(学生会有不同的想法),再展示一张汽油油价表,学生发出人们常说的“车买得起,养不起”的感慨,在此基础上再提问(如果汽车不需要提供能量就能自己跑该多好,此种设想能否实现呢?)引出热力学第一定律的表达方式和研究内容。又如在化学动力学的新课开始时,从每次服药的药量、每日服药的次数和保质期是怎么来的引入,此种引入方式过渡自然,还可以为后续学习内容做好铺垫。虽然物理化学知识抽象,但是生活中的很多现象却可以用物理化学知识来解释。如:表面现象与水滴成圆形、干毛巾吸汗、干旱时锄地;化学动力学与药物的服用量、生物酶;胶体与人体血液;相平衡与酒精提纯、盐融雪等等。将物理化学知识和生活中常见的现象联系起来,通过启发式提问和图片直观的刺激,激发学生探求事物本质原因的求知欲。激发了学生的求知欲,课堂教学就达到了成功的一半。 3利用框架式教学将教学内容系统化 物理化学知识点多、定义多、公式多,让初学者摸不着头脑,因此每引进一个新的概念、定义、公式,首先讲明概念的产生背景与条件,分析一概念内含的几个要点,再讲概念适用的范围与条件,使学生对概念的内涵及应用有所了解。教师作为课堂的主导者,引导学生将相关的知识点按层次地安排于框架结构中,使之层层有序、步步可循,使学生了解各知识点的位置和彼此的关联,便可从内容的逻辑结构中获取贯通的知识。如热力学第一定律可设计附图。 4多媒体教学与板书辅助教学有效结合 随着科技的发展,教学手段越来越多,其中多媒体应用最为广泛。多媒体能将图像、图形、文字、声音、动画结合在一起,能把一些微观的、用传统方法无法表达清楚的信息形象、生动、直观的展示出来。多媒体的直观展示在一定程度上能刺激学生的各种感觉器官,有效地化解教学中的重点和难点,增加课堂信息量,调动学生学习的积极性,有助于提高学习效果。在物理化学教学中,可以将抽象概念和实验过程形象化、简化公式的推导过程、习题讲解便捷化、图标内容生动化。例如毛细现象实验、表面张力的实验视频、油和水的分层情况、胶体的聚沉等运用多媒体教学,既节省了时间,又可获得好的教学效果。但是多媒体播放过程一晃而过,播放过内容在学生头脑中留下的记忆不深。在物理化学教学中,究竟是多媒体还是板书更受学生青睐?调查结果显示,大部分学生倾向于教师在黑板上以板书的形式进行公式推导和例题解答;对于那些理论性较少且偏重于介绍性的知识,学生则倾向于教师以多媒体的形式表现出来。因此我们不能断定板书和多媒体孰优孰劣,应以物理化学各章节内容的特点来确定我们要采取的教学手段。如果是需要学生归纳或推导的内容,黑板板书有其不可替代的优势。板书辅助的课堂教学中,教师的自主空间很大,可以根据学生的反馈信息,及时调整教学目标、教学难度及知识拓展的广度,为学生提供质疑、交流和讨论的机会,从而更有利于知识的掌握和能力的培养。对遇到有关计算公式的推导和知识的归纳时,运用边讲解边板书更有利于引导学生的思考的方向。如热力学第一定律的知识归纳,状态函数熵、吉布斯能、亥姆霍兹能定义公式的推导和计算等。根据教学内容,将多媒体教学与适当板书有效结合,取长补短,提高教学效率。 5结语 实践教学表明,通过对教学内容做适当的增减,精心设计授课内容的引入,授课内容系统化,多媒体教学与黑板板书有机结合,降低了学习的难度,激发了学生学习物理化学的兴趣,活跃了课堂气氛,提高了学生分析问题和解决问题的能力,提高了物理化学课堂教学的质量。 作者:罗孟君 邓凤君 郭巧红 刘畅 吴琼林 李军 单位:益阳医学高等专科学校 物理化学论文:问题驱动物理化学论文 1问题驱动物理化学教学的作用 著名心理学家皮亚杰说过,学习是从问题开始的.教学过程是一种提出问题和解决问题的持续不断的活动.通过多年的物理化学教学工作,笔者体会到,以问题驱动物理化学教学,对学生具有如下作用: 1.1激发学习兴趣 兴趣,是最好的老师,是点燃智慧的火花,是探索知识的动力,是学习积极性中很现实、很活跃的心理成分.例如,讲电导测定内容之前提出:滴定操作者能是色盲吗?这一新奇的事物,能吸引学生的注意和好奇心.好奇心是学习兴趣的源泉,使学生处于心求通而不解,几欲言而不能的愤悱状态,激发起学生浓厚的学习兴趣.老师这时来讲授新课内容,教学效果必然会大大提高.兴趣是追求真理的第一步.在学习后,学生会产生满足感,并由此产生欢快、惬意的心情,所以,学习兴趣是人才成长的起点. 1.2架设思维桥梁 思维是由目的产生的.教师精心设疑,明确章节和公式以及知识点要解决的问题.问题成为所学理论与其应用之间的思维桥梁.使学生产生强烈的求知欲,一旦思想活跃起来,很快便进入学习的最佳思维状态.从而使理论教学扎实有效. 1.3渗透创新理念 以问题驱动物理化学教学,不仅及时巩固所学理论知识,更重要的是可以提高学生对课堂理论的把握能力以及解决实际工作问题的能力,渗透创新理念,做到学而有思、学以致用、用以促学、学用相长的良性循环. 1.4培养社会责任感 在学习相平衡和化学动力学内容之前提出:请解释食盐浓度为23%、冬季咸菜缸在室外就能够耐﹣21℃的低温使缸不冻裂、地下排污管道焊接前应先将甲烷浓度稀释等问题,培养学生运用自己的专业知识对身边的百姓事给予理论指导的社会责任感,与此同时也使增加了学生的成功感和专业自豪感. 2驱动物理化学教学的问题 驱动物理化学教学的问题可以根据学生专业和基础的不同而异,通过导入课题的引言、课后思考题等形式呈现给学生,取得了令人满意的教学效果.笔者担任的物理化学课程被学校评为了精品课. 作者:王文英 单位:衡水学院化工学院 物理化学论文:物理化学教学论文 1改善教学方法,提高学生学习兴趣 传统的教学方法多以教师讲为主,偏重于灌输,忽略和限制了学生学习的主动性和积极性,引起学生厌学和逆反心理,导致教学效果不理想。因此,必须对教学方法进行改进。教学过程中,以启发式,讨论式教学方法为主,激发学生的学习兴趣,加深学生对所学内容的理解和掌握。比如,在讲克克方程时提出“在高原上煮鸡蛋能煮熟吗?为什么?”,在讲胶体分散系时,可以提出“江河入海口处的三角洲是如何形成的?”以及“明矾净水的原理是什么?”。在讲化学动力学时,提出“不同的药品为什么每天吃的次数会不同呢?”等问题。学生会给出不同的答案,教师就可以结合课堂内容,与学生一起分析并找出答案。此外,教师要对教材充分了解,深入分析,区分重难点内容,加深教学内容与医学专业之间的联系,这样不但教学重点突出,教学内容也更具有针对性。比如在讲热力学定律的时候,这部分内容与药学专业的联系不大,那么我们如何来提高学生的学习兴趣呢?可以将热力学内容和药物反应联系在一起,以药物为例,设计几道计算题,这样就达到了学以致用的效果。在讲授动力学内容时,可增加药物储存期,有效期的测定相关内容。同时,教师要引领学生学会归纳总结。由于物理化学课程知识点多,公式多,看似杂乱无章,其实各知识点之间存在着一定的逻辑关系。比如自发过程的判据包括三个,熵,吉布斯自由能,赫姆霍兹自由能,但是适用条件不同,在教学中,教师就可以鼓励学生自己总结,这样有利于调动学生学习的积极性。启发式,讨论式教学方法的运用,激发了学生的学习兴趣,调动了学生学习的积极性,培养了学生分析问题,解决问题的能力,提高了教学效果。 2理论联系实际 虽然物理化学这门课程理论性比较强,但也是从大量实践基础上总结出来的,因此,在教学中,尽可能地把物理化学中的抽象的概念,理论与实际生活中的现象联系在一起,加深学生对这门课程内容的理解,提高教学效果。比如,在讲渗透压的时候,可以介绍临床使用的0.9%生理盐水,以及与血浆渗透压的关系。在讲电解质使胶体聚沉的机制时,可以介绍“卤水点豆腐”,卤水中主要含有MgCl2,豆浆中含有大量蛋白质,蛋白质具有胶体的性质,胶体遇到电解质会发生聚沉,所以豆浆遇到卤水会变成豆腐。在讲开尔文公式的时候,可以解释土壤含水保湿的机制。在讲表面张力的时候,可以和学生一起做肥皂膜的实验,让学生自己发现表面张力和力的方向。物理化学实验作为理论教学的重要组成部分,不仅实现了理论知识的具体应用,还培养了学生的动手能力和独立思考能力。比如在讲到多组分相图的时候,内容比较抽象,学生不能直观的理解这章内容,但是通过实际操作双液系相图的实验,加深了学生对这章内容的理解,使教学效果更加完善。比如在讲到燃烧热时,在强调只有1mol物质完全燃烧时放出的热量才是燃烧热,以及根据各物质的燃烧焓求算反应焓以外,还可以在课堂上播放《燃烧热测定》实验的视频,使学生更直观地理解课堂内容,加深知识点的理解。在物理化学教学中,将基础理论和实际生活联系在一起,能够充分激发学生的学习兴趣,达到学以致用的效果。 3教学与科研紧密结合 随着现代科技逐渐发展,教师在教学过程中不能只局限于课本的内容,应将教学知识扩展,将课内与课外知识有效结合在一起,把学科发展前沿的新技术和新成果渗透进来,充分激发学生的学习热情,让学生对物理化学这门课程不再敬而远之,而是自发地想要学好这门课。例如超临界流体萃取这一高新技术结合了物理化学中的溶解度定律,分配定律以及焦耳-汤姆生效应等理论;现代文明离不开磁性材料,如家用电器,磁悬浮列车,发电机等,目前得到广泛应用的铷铁硼永磁材料是利用凝固点降低原理和二组分体系相图等技术设计的。在介绍表面活性剂时,引入学生比较感兴趣的石油开采过程,简单介绍一次开采,二次开采等概念,使学生更加轻松地吸收新的知识点。学生还可以根据自己的专业和兴趣参与到教师的科研中,比如,在讲到催化反应动力学时,就可以介绍教师的关于催化剂制备的科研项目,学生也可以参与到其中,从查阅文献开始,设计实验方案,最后进行实验。充分调动了学生学习的积极性。 4结束语 实践证明,通过初步的改善教学方法,增加与学生的互动,将理论知识与生活实际相结合等方式,充分提高了学生的学习兴趣,调动了学习的积极性,提高了教学效果。今后我们会继续根据学生的反应,进一步对教学方法进行优化,完善教学方法和内容。 作者:薛莹雪 单位:吉林医药学院药学院 物理化学论文:林业物理化学教学论文 1教学内容改革 1.1所学内容紧扣学生专业特点 物理化学课程涉及的公式约有150个,教学时,要求学生掌握基本公式的推导和证明,能用基本公式去解决一些实际性问题.提倡学生平时自学,上课前复习巩固学过的知识,强调数学和物理基础知识的重要性,培养学生对所学知识进行综合应用的能力.利用高等数学知识,帮助学生掌握、理解物理化学公式.如从卡诺循环可以推导出可逆热温商之和为零;从理想气体发生PVT变化,可以求焓变、熵变、吉布斯函数变和吉布斯函数判据等参数;从肥皂可以了解润湿和乳化等概念.将现实生活中的某事件引入学习中,与物理化学紧密联系,加深学生对知识概念的理解,提高学生实际运用知识的能力. 1.2引入物理化学科学家的故事进行励志教育 在学习物理化学课程时,会涉及到很多著名的物理学家和化学家,讲到相关内容时,教师会讲解他们的个人简历和趣闻逸事.一方面,可以提高学生学习的积极性,集中他们的注意力,缓解课堂的学习气氛;另一方面,每一位科学家的成功都离不开其自身不断努力奋斗的过程,通过了解他们的经历,不仅丰富了课堂教学内容,而且学生对科学的发展也产生了兴趣,对科学家产生了崇拜,成为学生学习的榜样.如首次提出物理化学这个概念的是1901年和1909年先后获得诺贝尔化学奖的两位化学家:荷兰的范特霍夫和德国的奥斯特瓦尔德,正是他们的研究促成了物理化学学科的诞生.其中范特霍夫是首位诺贝尔化学奖的获得者,他50多岁时还经营着一家牧场,亲自送牛奶,被誉为“牧场化学家”.在讲到稀释定律时,介绍奥斯特瓦尔德的生平事迹,他出身普通家庭,求学时对化学产生浓厚的兴趣,1884年在博士论文中提出了电离假设,1888年提出了以他名字命名的奥斯特瓦尔德稀释定律,1909年因在催化作用、化学平衡和氨制硝酸等方面的杰出贡献而获得诺贝尔化学奖. 2教学方法与考核方式改革 2.1多媒体教学与传统教学相结合 传统教学采用粉笔板书的方式,书写需要一定时间,导致学生接受知识量较少.而利用PPT课件,结合Flash动画,能使教学内容生动、信息量大,给学生更直观的印象,提高课堂效率.物理化学课程公式多,逻辑性强,有些问题比较抽象,单纯采用多媒体呈现,导致学生思维跟不上文字显示的速度,因此不能仅用多媒体一种教学方式.结合教学实际,采用多媒体教学与板书相结合的方式授课,学生能充分地消化吸收所学的知识,教学速度适中,从而提高教学质量和效率. 2.2考核方式的改革与创新 物理化学课程考核方法普遍采用平时成绩加期末考试两大块的组合,存在期末考试成绩在总评成绩中比例偏重的问题.考核方式改革前,平时成绩占20%,期末考试成绩占80%.这种考核方式可能导致学生平时学习不认真,期末考试前突击,因而不能起到督促学生平时学习的作用.考核方式改革后,采取平时成绩占20%,阶段考试或考核成绩占30%,期末考试成绩占50%的形式.在原有基础上,降低了期末考试的比例,规定小于等于48学时的课程,期间加一次阶段性考试或考核;大于48学时小于等于64学时的课程,期间加两次阶段性考试或考核.虽然教师的工作量比改革前增加了,但学生学习的主动性和积极性得到了提高.学生要想取得优秀的成绩,就不能忽视阶段性成绩.另外,也尝试在总评成绩中增加其它一些(如课堂讨论、课程论文等)考核方式,从而促进学生积极学习. 3设计实验教学环节,培养学生创新能力 实验教学是物理化学教学中不可缺少的组成部分,是培养学生实践能力和创新能力的重要手段.结合物理化学课程内容构建实验课程体系,该体系包括四部分:(1)基本操作和基本技能的训练.包括实验教学目的、要求、有效数字、相关实验技术、误差分析和实验数据的处理表达方法等.(2)验证实验训练.如燃烧热、液体饱和蒸气压测定,一级蔗糖水解反应速率常数测定等18个实验.通过实验训练,使学生对物理化学理论知识有更深入的理解和掌握,着重提高学生的实验技能,增强动手能力.如学生通过测定一定质量的蔗糖的燃烧热,将测试数据输入计算机,利用Origin或Excel软件绘雷诺温度校正图,计算蔗糖的燃烧热,研究系统与环境热交换的关系,从而理解摩尔恒容燃烧热和摩尔恒压燃烧热的差别.(3)综合及设计实验.结合化工企业生产的典型案例和教师的科研成果凝练实际项目,让学生能够发挥主观能动性,把所学的理论知识加以综合运用,增强独立解决实际问题的能力.如指导专业基础好、操作动手能力强的学生参加全国大学生化工设计大赛,通过参赛锻炼学生的实验思路和实验技能,培养学生的创新意识和创新能力.(4)物理化学实验中常用的数据表.物理化学的教学改革是一项长期而复杂的工作,需要不断地学习和改进.作为林业院校,在物理化学教学中已经做出一些尝试性的改革与创新,并取得了一定成果,但仍有一些工作需要做.如结合专业课程设置和专业培养目标来提高专业学生就业能力.物理化学课程的教学是一个需要长期研究的课题,只有不断地创新和改革,结合东北林业大学的发展,把不同专业的物理化学课程教学工作做好,才能培养出具有较强实践能力的实用型专业人才. 作者:方涛 王玉峰 孙墨珑 刘本才 张秀成 单位:东北林业大学理学院 物理化学论文:基础创新物理化学实验论文 1转变实验教学观念 传统的教学模式,整个实验按教材或教师预先设计的步骤和方案进行,学生被动参与,这样不利于学生创新能力的培养。物理化学实验是一门理论性、实践性和技术性都很强的课程,其实验内容更侧重于定量地解释化学过程的规律,提高运用其技术与方法去分析和解决实际问题的能力,从而形成科学严谨的思维方法,使综合能力得到提高。物理化学实验在培养未来化学工作者的教育中,占有特别重要的地位,对培养大学生的创新意识、创新精神和实践能力起着理论教学无法替代的作用。 2构建实验课程体系及优化教学内容 俗话说“万丈高楼平地起”,扎牢基础,利于提高学生的创新能力。我们构建了循序渐进型的物理化学实践课程体系“基础实验→综合性→设计性实验和开放性实验”,利于提高大学生的自主学习和创新能力。基础实验,按照已拟定的实验方案测得实验数据,用数学原理和方法科学地处理实验数据,使学生对理论知识有一个较直观和深刻的理解;综合实验主要培养学生自主学习和独立思考的能力;设计性实验、开放性实验及研究创新实验以培养学生分析问题、解决问题的能力。学生掌握不同层次的实验要求及实验技能,初步建立起研究科学问题的方法和态度。物理化学实验是南昌航空大学的应用化学专业、应用化学专业春晓班及材料化学专业等的基础课程。以春晓班为例,物理化学实验课程学时为64学时,分两个学期进行,是一门单独设立的实验课。实验内容由热力学、动力学、界面现象、设计性实验(表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析)、探索研究创新型实验(B-Z振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究)等组成。其中基础性、综合性实验为40学时,设计性、开放探索性实验24学时。此外,为提高学生的兴趣,南昌航空大学组织学生可以申请“三小项目”即“小发明、小创作、小制作”,这些小项目具有一定的难度,使学生有机会了解本学科发展的前沿,激发学生的求知欲望和探索精神,提高实践创新能力。例如:结合物理化学光、电、磁及吸附等方面的知识,在2013年,2011级应用化学专业春晓班26名学生中有8名学生作为第一申请人申报第八届南昌航空大学“三小项目”成功,占30.8。其题目有:“去除水体中汞的选择性石墨烯—胸腺嘧啶复合物的合成与性能研究”“一种石墨烯复合纳米光催化材料的合成及其性能研究”“有色污水光电催化处理装置”等。 3改革实验教学模式及教学方法 向学生开放物理化学实验室是培养创新性人才的重要举措之一。开放物理化学实验室的教学模式,锻炼学生分析问题和解决问题的能力,让学生接触到科研前沿的很多最新的成果,从而从根本上引起学生对实验课的兴趣和重视。传统的灌输式教学过程中,教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行了详细讲解,学生的积极性和创造性得不到充分发挥。为此,我们将实验的顺序调整为:“基础实验→综合性→设计性→开放性实验”。在第一次实验时给定设计性和开放性实验题目,随后学生先做基础实验,在课后根据自己选定的实验项目积极地查找文献,寻找合适的方法在实验室进行,如果在课内没有完成实验项目,可以与老师预约时间来进行未完成的实验。逐步推行开放式实验教学模式,重在吸引学生主动参与科研实践活动。还充分发挥现代教育技术在实验教学中的作用。将一些仪器设备的操作、基础实验制成多媒体视频;鼓励学生用计算机来完成实验数据的处理,利用Excel或Origin软件进行数据处理不但速度快而且准确性高,规范物理化学实验数据处理过程,为学生将来从事实验或科学研究奠定基础。 4完善实验课程考核体系 为了较为客观全面地评价学生实验的真实水平,必须完善实验课成绩评定方式。考核内容包括预习、操作、纪律、实验报告和实验结果等;将考核的形式多样化,主要从操作前的提问、操作是否规范、是否有原始记录、对自己方案的可行性进行论证及可视化总结等方面进行综合考核。客观全面的考核评价体系有利于调动学生的学习积极性,培养其综合能力,养成良好的实验习惯和科学态度。 5学生培养成果 近年来我院本科生在部级科研创新大赛中屡创佳绩,例如:在2012年第十二届全国“挑战杯”比赛中,聂珊珊等同学《磁性铜离子印迹聚合物的合成与性能研究》获得三等奖;在2013年第十三届全国“挑战杯”比赛中,冷乐辉等同学《新型复合光催化剂的合成及光催化降解有机染料性能研究》获得一等奖;李蕾等同学《废弃锂离子中钴酸锂的高效浸出技术研究》获得三等奖。这些成果大部分都与物理化学的知识息息相关,基础与创新并重的实验教学模式对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。 6结束语 加强物理化学实验教学的改革,更新教育理念,从物理化学实验课程体系优化、教学方法的改革及考核体系的完善等方面入手,以创新能力培养为优秀,实验教学内容实行“基础实验→综合性→设计性→开放性实验”循序渐进教育模式,基础与创新并重,重视实验过程,建立科学的全面的考核评价体系,改善教学效果,利于把基础扎牢,提高学生学习兴趣和科研创新能力。 作者:陈萍华 蒋华麟 舒红英 邹建平 钟劲茅 吴美凤 王芊 单位:南昌航空大学环境与化学工程学院 物理化学论文:民办高校物理化学论文 一、采取新颖的教学方法和教学形式 1.分段教学法和分层次教学法将45min课堂划分为三个阶段,第一段25min,运用板书形式讲解基本概念和基本理论;第二段10min,教师和学生互相质疑、讨论。第三段10min,运用多媒体手段讲解基本概念和理论在实践中的应用[3]。将教材内容分为“了解、理解、掌握、运用”四个层次,使不同层次的学生都能在了解、理解的基础上向掌握、运用过渡。2.结合专业特点讲授知识在教学内容的选择上,应与授课的专业发展向适应,在保重基础理论教学的基础上,对相关的内容进行调整,侧重与专业相关的内容,调整知识的难易程度,是学生能够学有所获[4]。如在教学中,我们可以针对石油专业的学生,可以增加有关相平衡的知识;在讲热力学计算的可以介绍石油的裂解、裂化;在讲金属防治与腐蚀中,可以介绍石油运输管线的防护等。在土木专业中可以介绍如何在冬天建筑中过程中防冻等。3.降低知识难度,扩展知识面适当扩展科学前沿知识,在电化学中可以介绍太阳能电池的结构;在化学动力学中,可以介绍日本福岛核电站;在介绍界面化学是,可以介绍纳米材料等。4.增加与日常生活相联系的具体实例将化学与日常生活联系起来,引入一些典型生动的具体实例;增加一些图片性、视频性的现实、热点、典型的内容。通过形象、生动、直观的日常生活中的实例和图片、短片等形式,调动学生的积极性和学习兴趣,活跃课堂气氛。如在化学动力学中,可以日本福岛核电站出现事故以后,人们抢购食盐等生活用品为例,介绍放射性元素及其半衰期;在酸碱平衡中,可以介绍利民的污水处理厂;在热力学中,可以介绍如何估算一瓶燃气能够做饭的次数等。5.教学中逐步渗透绿色化学的先进理念绿色化学就是尽可能小地对环境造成副作用,是实现污染预防的基本和重要的科学手段。比如说在原电池的教学过程中,可以向学生介绍一节纽扣电池弃入大自然可以污染六十万升水,相当于一个人一生的用水,而中国每年要消耗这样的电池四十二亿只;一节5号电池可以使一万立方米的土壤遭到污染。让学生知道绿色化学的重要性。6.民办高校开设专题讲座内容包括新型无机材料及复合材料、有机建筑材料化学、纳米材料、能源与化学、环境与化学、生命与化学等。可选以下题材:光化学烟雾、降水化学、富营养化、土壤污染化学、污染物在生物体内的转化。 二、更新教学手段和形式 1.建立基于网络环境构建普通化学课程的开放式教学平台课程简介、教学大纲、教学日历、教案、备课笔记、知识点与习题、参考书目等教学资料上传在网络教学平台上,扩展了课堂信息量,弥补课堂教学时数的不足。2.采取小组合作学习的组织形式例如:如何获得小组合作学习所需的启动知识,以获得知识为宗旨的小组合作学习,以竞赛为宗旨的小组合作学习,以社会参与为目的的小组合作学习,以讨论为主要形式的小组合作学习等。小组作业一般题量都很大,必须由小组成员分工完成。学生在合作学习中,互帮互学,共同提高。开设与学生专业相适应的化学专题讲座。采取“导师制”、“课外学习小组”、“寝室为单位的化学学习讨论小组”等。定期开展化学知识和化学技能大赛。与企业合作,定期到现场参观学习。引进先进的教学软件和教学器材。指导学生参加外校或者省市乃至国家的化学技能大赛。总之,通过对教学理念、方法、形式、手段、考核方式的研究,提出了一套适合民办高校学生特点的物理化学课程教学方法,对民办高校学生学习兴趣和能力的培养具有重要意义。 作者:郑秀君 王婧菲 杨昕 黄继秋 王智慧 单位:哈尔滨石油学院化学工程系 物理化学论文: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
力学性能论文:瓦楞纸板力学性能论文 1引言 近年来随着经济社会的发展和人们生活水平的不断提高,使得社会对物质产品消费不断提高,从而促进了作为商品重要包装形式的瓦楞纸板行业迅速发展,瓦楞纸板的需求量十分巨大。商品在流通过程中,瓦楞纸板这类纸质包装材料受到流通环境温度、湿度制约,其力学性质和动力学特性也直接受到环境的影响[1]。所以要求产品包装必须满足流通运输环境要求,保证产品的安全可靠性。在实际的流通运输环境下,引起瓦楞纸板力学性能变化的影响因素很多,温度和湿度的变化影响尤其显著,直接影响到瓦楞纸板包装物品的安全性和使用时限。王俊丽、李广生、肖文娟、程小琴等[2-5]通过在不同的含水率条件下瓦楞纸板力学性能的测定,得出瓦楞纸板的力学性能随纸板含水率的增加而下降。DongMeiWang[6]等人在不同温度下,研究温度对纸蜂窝夹层板的含水率的影响,结果表明瓦楞纸板的含水率随着温度的升高而下降;随着温度的变化,瓦楞纸板的含水率发生了变化,最终影响到瓦楞纸板的力学性能。在实际运输过程中,瓦楞纸板的力学性能在不同温湿度环境下的变化比较显著,但目前对瓦楞纸板在模拟运输环境下力学性能的研究却鲜有报道。当前,瓦楞纸板的种类繁多,不同类型的瓦楞纸板会有不同的力学性能。三层UV型瓦楞纸板的需用量非常大,已在精细产品、中小型和高档包装领域逐渐扩展,特别是在一些精密仪表、中小型家电、玻璃陶瓷器皿、医药、干鲜果品、饮料及礼品等的包装上体现得尤为明显。为了更好的解决三层UV型瓦楞纸板实际使用过程中出现的问题,为企业提供更多实际可行的借鉴方案,很有必要的对三层UV型瓦楞纸板的力学性能进行深入研究。 2材料与方法 2.1材料与仪器 实验材料:三层UV型瓦楞纸板,A型,克重为180g/cm2,南宁新大海纸箱厂。实验仪器:17-76型抗压强度测试仪,美国TMI仪器制造公司;LP-80U型恒温恒湿实验试验箱,广东宏展科技有限公司。 2.2实验方法 选择在流通环境下比较常见的温湿度。一般在车厢里面或集装箱内的温度为10℃-50℃,湿度为30%-80%。结合实验室相关条件,相对湿度选取40%、50%、60%、70%、80%、90%,100%的7个水平。温度选取20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃的7个水平。裁切100mm×25mm(长×高)的试样,试样采用GB/T22906.2-2008《纸芯的测定第2部分:试样的温湿处理》[7]进行试样温湿度处理。平压强度采用GB/T22906.9-2008《纸芯的测定第9部分:平压强度的测定》[8];边压强度采用GB/T6546-1998《瓦楞纸板边压强度的测定法》[9],粘合强度采用GB/T6548-2011,《瓦楞纸板粘合强度的测定》[10]。 3结果与讨论 3.1温湿度对瓦楞纸板力学性能的影响 3.1.1温湿度对瓦楞纸板平压强度的影响 不同湿度条件下,随着温度升高,各条曲线呈上下波动趋势,波动值在20℃-30℃和40℃-50℃范围内变化不大,在30℃-40℃范围内的变化大,说明三层UV型瓦楞纸板平压强度在温度为30℃-40℃时的影响大;引起这一变化的原因是在30℃-40℃时,在各相对湿度下,瓦楞纸板内的纤维之间容易散失水分,瓦楞纸板的含水率不高,纸板纤维间的氢键力作用比较大。相对湿度为80%时的曲线波动最大,说明温度对相对湿度为80%时的影响是最大的;相对湿度为100%时的曲线波动最小,说明当相对湿度达到最大值时,在各个温度条件下瓦楞纸板内的含水率都非常高,平压强度在此湿度下随着温度的变化比较小。当相对湿度为40%,温度在35℃-45℃时,瓦楞纸板的平压强度达到最大值,这是因为纸板内纤维之间的水分含量比较低,纤维之间的作用力比较大。不同温度时,当瓦楞纸板的相对湿度增加到70%-80%,瓦楞纸板的平压强度下降明显加快。影响瓦楞纸板平压强度主要因素是纤维的作用力,纤维间水分的含量直接影响着纤维间的相互作用力,当环境相对湿度增加到70%后,纸板纤维润胀达到最大程度,纤维间的氢键就会被破坏,使瓦楞纸板的平压强度下降。 3.1.2温湿度对瓦楞纸板边压强度的影响 不同湿度条件下,随着温度升高,各条曲线呈上下波动趋势,波动值在20℃-30℃范围内,变化大,在30℃-50℃范围内,波动值小。说明三层UV型瓦楞纸板边压强度在低温时容易受到温度变化的影响;引起这一变化的原因是当温度升高到25℃左右时,纸板纤维之间的作用力变小造成的;相对湿度为90%和100%时的曲线波动最大,说明在高湿度环境下,瓦楞纸板内随着温度的升高水分散失严重;从图可看出边压强度最大值范围出现在相对湿度为40%温度在35℃-45℃之间,这是因为在低湿高温的环境下,纸板内的水分含量低,水分对纸板结构力学造成的影响比较小,所以纸板结构力比较大。边压强度随着相对湿度的增大不断地变小。不同温度时,当瓦楞纸板湿度增加到80%,瓦楞纸板的边压强度下降更快,说明当瓦楞纸板的湿度到达80%以上时,瓦楞纸板的平压强度受湿度的影响加大,若湿度继续增加,瓦楞纸板就可能失效,在运输中就丧失了作为运输包装的保护产品的功能。 3.1.3温湿度对瓦楞纸板粘合强度的影响 不同湿度条件下,随着温度升高,各条曲线呈上下波动趋势,波动值在30℃-40℃范围内,变化比较大,说明三层UV型瓦楞纸板粘合强度对高温的影响是比较明显的,粘合强度主要的影响因素是粘合剂,在此温度范围内,水分的散失比较慢,导致粘合剂的含水量大,降低了粘合剂的粘合力。从图3还可以看出,随着湿度的增大,粘合强度都在不断下降。粘合强度的最大值范围出现在相对湿度40%,温度为40℃-50℃时,在高温低湿环境下,粘合剂的含水量比较少,粘合剂的粘合力比较大。当相对湿度大于70%时,三层UV型瓦楞纸板的粘合强度下降速率非常大,可能由于相对湿度大于70%时,水分增加较快,瓦楞纸板的粘合剂开始慢慢变软,粘合剂的粘合力不断下降,使得瓦楞纸板的粘合强度下降的速率变大。综合图1-图3所示,在温度为35℃-45℃的运输条件下,当相对湿度为40%时,三层UV型瓦楞纸板的三种力达到相对的最大值,在此条件下最适合物品的运输,可以更好的保护产品。对三层UV型瓦楞纸板力学性能影响比较大的是相对湿度,温度次之。 4结论 本文探讨了模拟流通环境中不同温度和湿度对三层UV型瓦楞纸板的力学性能的影响。研究表明,流通环境的相对湿度对瓦楞纸板的影响较大,温度对瓦楞纸板影响次之;当温度在35℃-45℃之间、相对湿度为40%的状态下,瓦楞纸板的力学性能达到最佳值,此时瓦楞纸板可以最大限度的保证产品的安全性。在运输流通环境下,保证相对湿度不超过70%,瓦楞纸板可以更好保护产品。但要探究其原因,还需要从微观层面,楞纸板的内在纤维的影响等因素进行深入研究,在未来的瓦楞纸板力学性能研究中需要结合结构力学,材料力学等进行细致地分析瓦楞纸板内在的影响因素,开展深层理论研究。 作者:黄剑宗 单位:广西大学轻工与食品工程学院 力学性能论文:汽车用钢连续退火力学性能论文 1试验材料及方法 试验原料为真空冶炼并锻造而成的锻坯,首先在锻坯上截取直径为4.0mm、长10.0mm的圆柱试样,采用热膨胀仪测得合金钢材料的A1和A3分别为710℃和930℃。采用二辊轧机将1200℃保温90min的锻坯热轧为厚度为3.0mm的热轧板,并对其依次进行酸洗、冷轧,最后得到厚度为1.2mm的双相钢冷轧薄板,其主要化学成分w(%):0.10C、1.35Si、1.88Mn、0.007P、0.0056S,余量为Fe。在冷轧钢板上沿轧制方向截取长220mm、宽60mm双相钢试样,并进行连续退火试验。根据实验测得的A1和A3,确定退火温度分别为735、760、785、810和835℃。将试样加热至退火温度并进行保温处理,保温时间为6min,然后将试样冷却至685℃后淬火到240℃,保温12min后冷却至室温。对工艺参数不同的退火板取样,利用热场发射扫描电子显微镜及EBSD技术对其进行显微组织观察和相结构分析,并采用电子万能试验机对其力学性能按照国标要求进行测试。 2试验结果及分析 2.1显微组织 图1是退火温度为735、760、785、810和835℃时双相钢连续退火后的组织。可以看出,不同温度条件下的退火组织均为马氏体和铁素体,无明显差异。同时发现马氏体(硬相)呈凸起岛状,且均匀分布在铁素体(软相)的晶界上,形成了由软相和硬相组成的双相组织[4]。通过ImagesProPlu和彩色金相图片对不同退火温度下马氏体的体积分数进行定量分析,研究组织中的相构成[5]。统计数据显示,马氏体的体积分数随退火温度的升高由13.8%增加至19.7%,且马氏体岛尺寸增大。这是由于在退火过程中,奥氏体随退火温度的升高逐渐增多;同时,C元素以及其他合金元素的扩散率也增大,奥氏体的尺寸增大。大部分奥氏体组织在淬火处理后转变为马氏体,增加了马氏体的体积分数以及尺寸。由图1还可以看到,马氏体岛中心位置颜色较暗,而与铁素体交界区域出现了光亮圈。这是因为C元素的热扩散速率较大,使其在连续退火过程中扩散较充分,使铁素体与奥氏体中的碳浓度达到了平衡状态。而Mn元素在奥氏体组织中的扩散速率小于其在铁素体组织中的扩散速率,导致铁素体与奥氏体的交界区域成为富Mn区,而淬透性与Mn的含量呈正比例关系,不同淬透性导致其内部较暗,而与铁素体的交界呈现光亮圈。 2.2相结构 退火温度分别为735℃和785℃时,汽车用高Si双相钢材料连续退火后的EBSD图像如图2所示。(采用黑色标记残余奥氏体,其他颜色标记马氏体和铁素体)可以看出,不同退火温度条件下双相钢组织中均得到了分布于铁素体晶界上的粒状残余奥氏体组织。这是由于双相钢材料中Si元素的含量较高,在退火过程可促进铁素体中C元素向奥氏体扩散,提高了奥氏体相中的含碳量;同时在冷却过程中Si元素还可以对碳化物的析出起到抑制作用,降低了奥氏体相中的碳损失。高碳奥氏体相的Ms点较低,因此具有较高的热稳定性,在室温条件下稳定存在并被保留。经测量,残余奥氏体的晶粒直径均小于1μm,稳定性较高。图3给出了双相钢在760℃时退火后的透射照片。可以看出,部分残余奥氏体组织呈薄膜状,分布于板条马氏体组织中。薄膜状奥氏体由于尺寸较小,同时周围包裹了马氏体束,提高了其成核所需表面能,因此增加了其向马氏体转变的难度。 2.3力学性能 表1给出了不同退火温度下双相钢连续退火后的力学性能。可知,随着退火温度升高,试验钢抗拉强度呈现先升高后降低。这是由于当退火温度高于735℃后,马氏体的体积分数开始急剧增加,抗拉强度也随之大幅提高;当退火温度超过785℃后,马氏体的体积分数不再增加,但在冷却阶段生成的铁素体体积分数逐渐增加,相比原始铁素体,新生铁素体的含碳量较高,导致马氏体的含碳量下降,抗拉强度也随之降低。传统低Si双相钢材料的抗拉强度为630MPa时,伸长率为23.0%。相比之下,退火温度为785℃时高Si双相钢材料的综合力学性能较高,抗拉强度为702MPa时,伸长率为25.5%,均高于传统低Si双相钢。伴随退火温度的升高,试验钢的屈强比未发生明显变化,最大为0.58,最小为0.44。传统低Si双相钢材料的屈强比为0.47,相比之下,除735℃退火外,双相钢的屈强比较低,因此其成型性能较好。这是由于钢中的Si元素不仅可以降低铁素体中C元素的含量,还可以对冷却及时效过程中碳化物的析出起到抑制作用,使C元素聚集在奥氏体中;此外,由于新生铁素体出现的无沉淀区降低了双相钢的屈服强度,因此其屈强比也随之下降。 3结论 (1)在汽车用高Si双相钢在连续退火后,铁素体晶界上均匀分布有岛状马氏体和粒状残余奥氏体,这是由于Si元素在退火过程中促进C元素的扩散,在冷却过程中抑制碳化物的析出造成的。(2)随着退火温度的升高,双相钢的抗拉强度呈现先升高后降低。当退火温度为785℃时,高Si双相钢的综合力学性能均高于传统低Si双相钢,有利于改善双相钢的成型性能。 作者:莫树懂 单位:广西交通职业技术学院 力学性能论文:复合水泥物理力学性能论文 1试验 1.1原材料 熟料:采用华新水泥厂的新型干法熟料(石膏外掺),其物理力学性能见表1;硬石膏:其化学成分见表2;脱硫渣:采用武钢的干法烟气脱硫渣,其化学成分见表3;粉煤灰:采用青山热电厂的二级粉煤灰;矿粉:取自武钢粉磨厂,其SO3含量为0.35%;标准砂:采用的标准砂是厦门ISO标准砂。 1.2方法 水泥标准稠度用水量、凝结时间和安定性检验按照GB/T1346—2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》[6]进行。水泥胶砂流动度按照GB/T2419—1999《水泥胶砂流动度测定方法》[7]进行。水泥胶砂强度按照GB/T1767l—1999《水泥胶砂强度检验方法》[8]进行。水泥胶砂干缩试验按照JC/T603—2004《水泥胶砂干缩试验方法》[9]进行。 1.3试验配合比 试验中控制熟料掺量为35%,矿粉掺量为30%,通过调节脱硫渣和硬石膏掺量,探讨了脱硫渣及硬石膏掺量的变化对复合水泥性能的影响规律。其中,在脱硫渣和硬石膏复掺试验中,脱硫渣与硬石膏中所含SO3比例为1∶1。 2结果与讨论 2.1硬石膏(未掺脱硫渣)对水泥性能的影响 从A-1到A-3的试验结果中可以看出:随着石膏掺量的增加,水泥标准稠度用水量逐渐增大;水泥的凝结时间有所延长,SO3含量的变化从3.0%~4.0%,水泥初凝时间增加近60min,终凝时间增加近30min;此外,每组水泥的初凝和终凝时间相差60min左右。作出水泥各龄期力学强度随石膏掺量变化趋势图,见图1。从图1中可知,该组水泥试样的3d和28d的抗折强度均随着硬石膏掺量的增加而逐渐增大,其抗压强度与抗折强度有着相同的规律。 2.2脱硫渣(未掺硬石膏)对水泥性能的影响 从B-1到B-3的试验结果中可以看出:随着脱硫渣掺量的增加,水泥的标准稠度用水量呈逐渐增大的趋势,水泥凝结时间也逐渐延长,同样,SO3含量的变化从3.0%~4.0%,水泥的初凝及终凝时间均增加近150min;此外,每组水泥的初凝和终凝时间差达到180min左右。与A-1到A-3的试验结果对比发现,SO3含量相同两组试验,掺脱硫渣的水泥试样的标准稠度用水量、初凝及终凝时间均要大于掺硬石膏的水泥试样,并且随着SO3含量的增加,水泥凝结时间延长的幅度也随之加大。当SO3含量都为3.0%时,两者初凝相差10min,终凝相差131min;SO3含量都为3.5%时,两者初凝相差25min,终凝相差137min;SO3含量都为4.0%时,两者初凝相差103min,终凝相差241min。由此可见,脱硫渣能够明显延缓水泥的凝结时间,并且其缓凝效果要强于硬石膏。脱硫渣对水泥的缓凝作用,增大了水泥初凝和终凝的时间间隔,并且合理掺量的脱硫渣对水泥的缓凝效果能满足相应规范对水泥凝结时间的要求。作出水泥各龄期力学强度随脱硫渣掺量变化趋势图,见图2。从图2中可知,该组水泥试样3d抗折、抗压强度随着脱硫渣掺量的增加先降低后增大,而28d抗折、抗压强度则逐渐增大,并且28d强度值比较接近,脱硫渣掺量从9.2%增加到13.7%,28d抗压强度提高了6.01%。但与A-1到A-3的试验结果对比可发现,相同SO3含量的两组试验,掺有脱硫渣的水泥试样的3d抗折、抗压强度均低于掺硬石膏的水泥试样。与A-1试样相比,B-1试样的3d抗折、抗压强度分别降低11.1%和10.9%;与A-2试样相比,B-2试样的3d抗折、抗压强度分别降低34.1%和40.2%;与A-3试样相比,B-3试样的3d抗折、抗压强度分别降低38.6%和43.2%;然而掺有脱硫渣的水泥试样28d抗压强度值却偏高,与A-1试样相比,B-1试样的28d抗压强度提高了36.2%;与A-2试样相比,B-2试样的28d抗压强度提高了32.8%;与A-3试样相比,B-3试样的28d抗压强度提高了18.6%。由此可见,与硬石膏相比,脱硫渣的掺入对水泥早期强度的发展不利,且随着脱硫渣掺量的增加,3d强度降幅增大;但脱硫渣有利于水泥后期抗压强度的增长。 2.3脱硫渣和硬石膏复掺对水泥性能的影响 从C-1到C-3的实验结果中可以看出:随着SO3含量的增加,水泥试样的标准稠度用水量逐渐增大,但水泥凝结时间相近,变化不明显,水泥初凝时间将近10h,终凝时间到达12h左右,水泥凝结时间明显偏长。由此说明脱硫渣与石膏复掺时会出现更强的缓凝效果,水泥凝结时间大幅延长。作出水泥各龄期力学强度随SO3含量变化趋势图,见图3。从图3中可知,该组水泥试样3d抗折、抗压强度随着SO3含量的增加先降低后增大,28d抗折强度逐渐增大,28d抗压强度却逐渐降低。但是,在相同SO3含量的情况下,与A组实验进行比较发现,其变化规律与B组和A组比较结果的变化规律相似,即C组水泥试样3d强度低于A组试样,但28d抗压强度仍然高于A组试样;与A-1试样相比,C-1试样的28d抗压强度提高了45.2%;与A-2试样相比,C-2试样的28d抗压强度提高了36.2%与A-3试样相比,C-3试样的28d抗压强度提高了13.2%。通过上述分析可知,脱硫渣和硬石膏进行复掺,使复合水泥的凝结时间大幅延长,其凝结时间已经不能满足复合水泥对凝结时间的要求,但其对水泥强度的影响规律和单掺脱硫渣的水泥类似。因此,两者复掺主要对水泥的凝结时间影响较大,可能是由于两者掺配比例不合理的原因。 2.4脱硫渣对水泥干缩性能的影响 为了研究脱硫渣对水泥干缩性能的影响,本次试验中选取A-1、B-1、B-2及B-3四组配比,测定了水泥砂浆的不同龄期的干缩率,试验结果见图4。从图4中可以看出,4组水泥试样的干缩率均随着龄期的增加而增大,在养护的初期阶段,水泥干缩率的增长速率较快,养护14d后,水泥干缩率的增长速率降低;比较A-1和B-1可知,在相同SO3含量的情况下,掺有脱硫渣的水泥试样在各龄期的干缩率均低于掺硬石膏的水泥试样;从B-1到B-3可看出,水泥试样各龄期的干缩率随着脱硫渣掺量的增加而降低。由此可见,脱硫渣的掺入能明显改善水泥的干缩性能,且随着脱硫渣掺量的增加,改善效果越好。 2.5脱硫渣对水泥缓凝及补偿收缩效应机理分析 脱硫渣中Ca(OH)2的含量较高,这使水泥在水化初始即形成Ca(OH)2的高度过饱和液相,对钙矾石生成影响最大的Ca2+、OH-浓度与普通水泥相比要大的多,在水化初始形成钙矾石的诸离子的溶度积K即超过了形成钙矾石所需的临界值Ksp,钙矾石的析晶速率更快,晶体尺寸更小,生成更具有屏蔽作用的胶体状钙矾石覆盖在水泥颗粒表面,延缓了水泥特别是C3A的水化[10]。而CaSO3·1/2H2O与C3A体系在纯水中水化30min时即可生成胶体状的C3A·CaSO3·11H2O覆盖在C3A的表面,也可能造成C3A在开始之初水化延缓。由于脱硫渣中同时含有硫酸钙和亚硫酸钙这两种物质,可能由于两者的双重作用效果,使得脱硫渣的缓凝效果要强于硬石膏。袁润章等人研究了矿渣在不同介质下呈现出水硬活性的能力,矿渣通常只有在pH值大于12的碱性环境下才能呈现出一定的胶凝能力,同时CaSO4和Ca(OH)2共同作用下对矿渣的激发效果比Ca(OH)2单独激发的效果更加显著[11]。脱硫渣中含有大量的Ca(OH)2、CaSO4等活性激发组分,在大幅度提高水泥水化液相碱含量的同时,不仅可以促进矿渣和粉煤灰活性更早地被激发,还能大大提高矿渣和粉煤灰的二次水化反应程度,进而提高水泥后期强度增长率[12]。通过掺入脱硫渣能促进水泥水化过程中钙矾石晶体的生成,通过钙矾石的吸水肿胀和结晶膨胀作用来达到微膨胀的作用,显著改善水泥的收缩和抗裂性能。 3结论 a.脱硫渣与硬石膏相比,比表面积较大,需水量多。b.脱硫渣对复合水泥的缓凝效果要好于硬石膏,其缓凝时间能满足复合水泥对凝结时间的要求,脱硫渣能够取代硬石膏用做水泥缓凝剂。但将两者复掺时,复合水泥的凝结时间却大幅延长,其缓凝时间不能满足复合水泥对凝结时间的要求,两者复掺比列还需进一步研究。c.脱硫渣对复合水泥早期强度影响不利,却能提高水泥后期强度的增长率;在SO3含量相同时,B组水泥试样(脱硫渣掺量9.2%~13.7%)与A组相比,3d抗压强度下降10.9%~43.2%,而28d抗压强度提高了18.6%~36.2%。d.在合理掺量范围内,脱硫渣的掺入能明显改善复合水泥的干缩性能,且随着脱硫渣掺量的增加,改善效果越好。 作者:拓守俭 单位:武汉理工大学 力学性能论文:高温后纤维混凝土力学性能论述 摘要:研究了普通混凝土、聚丙烯纤维混凝、钢纤维混凝土及混杂纤维混凝土高温后的抗压强度、抗折强度及力学性能残余率的变化规律。结果表明,混凝土的力学性能随着温度的升高而逐渐降低;温度小于400℃时,聚丙烯纤维混凝土力学性能有所改善,温度大于400℃时,改善作用不明显;800℃时,钢纤维混凝土力学性能残余率都较高;混杂纤维混凝土抗压强度改善作用最显著,残余率最高。 关键词:高温;纤维;混凝土;力学性能 我国城市化水平的迅速提高,带动建筑业的飞速发展。房屋密集程度加大,高层超高层建筑越来越多,人口居住密度不断增大,建筑物发生火灾的概率明显加大。建筑物一旦发生了火灾,将给人民群众的生命财产和安全造成巨大的损失[1,2]。据统计,现阶段我国每年发生的火灾中,建筑火灾占火灾总数的一半以上,直接经济损失占火灾总损失的80%以上[3]。混凝土以其取材方便、制备简单、适应性强等特点,被作为结构的主导材料大量应用于土建工程中,并且还将会长期占据土木工程领域的主导地位。纤维混凝土是以混凝土为基体,以金属纤维或有机纤维增强材料组成的一种水泥基复合材料,最常见的纤维就是钢纤维、聚丙烯纤维及二者混杂使用[4~6]。掺入的纤维可以有效地克服混凝土抗拉强度低、易开裂、抗疲劳性能差等固有缺陷[7,8]。聚丙烯纤维混凝土、钢纤维混凝土及混杂纤维混凝土在工程中实际都有大量的应用,因此研究其高温后的力学性能变化十分有必要。研究普通混凝土、聚丙烯纤维混凝土、钢纤维混凝土及混杂纤维混凝土在高温后力学性能的变化及残余值,对火灾后建筑物的安全评定及加固提供指导。 1原材料及试验方法 1.1原材料 江西海螺P•O42.5普通硅酸盐水泥;江西德安碎石,5~20mm连续级配;赣江中砂,细度模数2.7,含泥量0.8%。聚丙烯纤维由长沙博赛特建筑工程材料有限公司提供,性能参数如表1所示:钢纤维来自浙江博恩金属制品有限公司,性能参数如表2所示。 1.2试验方法 抗压强度试件采用100mm×100mm×100mm模具成型,抗折强度试件采用100mm×100mm×400mm模具成型。1d后脱模,在标准养护室中养护至28d龄期进行相应测试。高温炉升温速度为10℃/min,分别升高至200℃、400℃、600℃和800℃,保持3h以保证试件内外温度一致,加热结束后自然冷却,7d后进行力学性能测试。 1.3混凝土配合比 以强度等级为C40混凝土为研究对象,研究其高温后力学性能的变化。配合比如表3所示,其中纤维量按照体积掺量掺入。 2结果与讨论 2.1纤维混凝土高温后抗压强度变化 普通混凝土及纤维混凝土在20℃、200℃、400℃、600℃和800℃后抗压强度值及抗压强度残余率如图1、图2所示。如图1所示,普通混凝土及纤维混凝土抗压强度值都随着温度的升高而降低,在相同温度条件下,各组混凝土抗压强度值的大小都呈现如下规律:普通混凝土<聚丙烯纤维混凝土<混杂纤维混凝土<钢纤维混凝土。如图2所示,普通混凝土及纤维混凝土抗压强度残余率都随着温度的升高而降低,在相同温度条件下,各组混凝土抗压强度残余率变化规律与强度值变化规律有所不同:普通混凝土<聚丙烯纤维混凝土<钢纤维混凝土<混杂纤维混凝土。这说明纤维混凝土较普通混凝土具有更高的耐高温性能。不同温度条件下,各组混凝土受温度影响也不尽相同。200℃时,普通混凝土抗压强度残余率为79%,而纤维混凝土都保持在85%~88%之间;400℃时,普通混凝土抗压强度残余率只有54%,纤维混凝土达到70%~73%;600℃时,普通混凝土和聚丙烯纤维混凝土的抗压强度残余率为38%左右,钢纤维混凝土和混杂纤维混凝土抗压强度残余率大于50%;800℃时,普通混凝土和聚丙烯纤维混凝土的抗压强度残余率为23%左右,钢纤维混凝土和混杂纤维混凝土抗压强度仍具有33%残余。普通混凝土随着温度的增加,都呈现出明显的强度损失;当温度小于400℃时,纤维混凝土都具有很高的抗压强度残余率,当温度大于400℃时,聚丙烯纤维混凝土抗压强度残余率显著降低;钢纤维混凝土和混杂纤维混凝土在不同温度条件下,都具有较高的抗压强度残余率。 2.2纤维混凝土高温后抗折强度变化 普通混凝土及纤维混凝土在20℃、200℃、400℃、600℃和800℃后抗折强度值及抗压强度残余率如图3、图4所示。如图3所示,各组混凝土抗折强度值都随着温度的升高而降低,在相同温度条件下,各组混凝土抗折强度值的大小与抗压强度具有相同规律,不同的是,钢纤维混凝土和混杂纤维混凝土的抗折强度明显高于普通混凝土和聚丙烯纤维混凝土。如图4所示,各组混凝土抗折强度残余率都随着温度的升高而降低;200℃、400℃和600℃条件下,各组混凝土抗折强度残余率规律相同:混杂纤维混凝土<钢纤维混凝土<普通混凝土<聚丙烯纤维混凝土,温度为800℃时为:普通混凝土<聚丙烯纤维混凝土<混杂纤维混凝土<钢纤维混凝土。钢纤维混凝土和混杂纤维混凝土的抗折强度在各个温度条件下都明显大于普通混凝土及聚丙烯纤维混凝土;聚丙烯纤维的掺入使得混凝土抗折强度略有增长,但不明显;钢纤维和混杂纤维显著增加了混凝土的抗折强度。在800℃条件下,钢纤维混凝土的抗折强度仍大于7MPa,与20℃时普通混凝土抗折强度相差不大(8.3MPa)。 2.3机理分析 混凝土及纤维混凝土在高温后力学性能发生明显变化,究其原因主要分为以下两方面:一是混凝土自身原因,另一个是不同种类纤维的理化性能不同。200℃时,自由水和物理结合水逸出,Aft发生分解,水化产物有所减少,水泥浆的热膨胀,会导致骨料水泥浆体界面处原始裂纹的发展,从而导致混凝土强度衰减[9,]。400℃左右时,水泥浆体中的水化硅酸钙和水化铝酸钙开始脱水,同时大量水蒸气的外逸冲刷和挤胀作用,又扩大了裂纹和孔隙,使水泥浆体中孔隙平均尺寸和微裂纹迅速增大,混凝土力学性能进一步降低。500℃时,水泥石中的氢氧化钙晶体受热分解,引起吸热反应,孔隙含量急剧增加[10];硅质骨料中的二氧化硅晶体发生相而体积膨胀,骨料体积的增加使得骨料与水泥浆体之间的裂缝增大。600℃时,孔隙水完全失去,混凝土宏观破坏开始,因而其力学性能大幅下降,在600~700℃之间C-S-H凝胶分解[11]。800℃时石灰岩骨料膨胀、开裂,并产生二氧化碳气体,混凝土强度进一步降低。聚丙烯纤维熔点较低(168℃),在高温下熔解而失去作用,但因其液态体积远小于固态所占空间,于是形成众多小孔隙,并由于聚丙烯纤维分散的均匀性及纤维细小且量又多,使得混凝土内部孔结构发生了变化,孔隙的连通性加强,为混凝土内部水分的分解蒸发提供了通道,从而缓解了由于水分膨胀所形成的分压,使内部压力大大降低,从而降低了水蒸气的冲刷和挤胀作用,降低裂纹的扩展[12]。因此在温度小于400℃时,聚丙烯纤维混凝土强度显著大于普通混凝土。钢纤维熔点高,自身力学性能受温度影响较小,另外,钢纤维的桥接作用和阻裂作用限制了混凝土在温度急剧变化和高温环境下产生的体积变化,减轻了混凝土内部微缺陷的引发和扩展,使混凝土在高温条件下表现出较好的力学性能[13]。 3结论 (1)混凝土及纤维混凝土的抗压强度、抗折强度及其残余率都随着温度的升高而降低。(2)纤维的掺入对混凝土高温力学性能具有改善作用,聚丙烯纤维在温度不超过400℃时改善作用显著,钢纤维在800℃时改善作用仍明显。(3)混杂纤维混凝土高温后抗压强度残余率最高。 作者:郑腰华 单位:江西铁建工程检测有限公司 力学性能论文:复合微粉对硅酸盐水泥力学性能的影响 摘要:本文利用复合微粉氮化硅和氧化铝对水泥净浆进行改性,研究了不同复合微粉氮化硅和氧化铝的掺量以及比例对水泥净浆的力学强度的影响。 关键词:复合微粉;水泥净浆;比例;掺量;力学强度 1研究背景 随着现代材料科学的进步,混凝土已逐渐向高强度、高性能、多功能和智能化方向发展,而水泥作为混凝土的主要材料之一,对其性能的改善,可以在很大程度上提高混凝土的性能。随着超细粉体领域研究的深入,应用微细粉对水泥材料进行改性的研究已经开始起步[1]。特别是近年来,人们在提高水泥硬化浆体的微观结构和性能方面做了许多改进性的工作。 2研究试验 试验所用原材料:P.O42.5普通硅酸盐水泥;Si3N4微粉;Al2O3微粉;水。 2.1试验方案 本试验在保持用水量不变的情况下,将复合微粉Si3N4和Al2O3按不同的比例(1:0、1:1、1:2、1:3、0:1)和不同的水泥取代量(0%、1%、3%、5%、9%),配制水泥净浆试块,分别研究复合微粉Si3N4和Al2O3不同的比例和取代水泥量时,对水泥净浆的物理力学性能影响规律。净浆试验空白配比为:水泥500g,水140ml。 2.2试验方法 试验采用抗压强度为测试指标,分别测定Si3N4和Al2O3微粉以不同的比例和水泥取代量对水泥净浆的物理力学性能的影响。试件成型脱模后放入标准养护室养护至相应龄期,再分别测定其3d、7d和28d的抗压强度,并与空白试验作比较。 3试验结果 3.1单掺Si3N4对水泥净浆的抗压强度的影响 不同水泥取代量的Si3N4微粉的水泥净浆的3d、7d和28d抗压强度结果。 3.2单掺Al2O3对水泥净浆的抗压强度的影响不同水泥取代量的Al2O3的水泥净浆的3d、7d和28d抗压强度。 3.3掺加复合微粉Si3N4和Al2O3对水泥净浆的抗压强度的影响 (1)复合微粉Si3N4和Al2O3比例为1:1时,不同水泥取代量的水泥净浆的3d、7d和28d抗压强度。(2)复合微粉Si3N4和Al2O3比例为1:2时,不同水泥取代量的水泥净浆的3d、7d和28d抗压强度。(3)复合微粉Si3N4和Al2O3比例为1:3时,不同水泥取代量的水泥净浆的3d、7d和28d抗压强度。 (4)分析。当Si3N4和Al2O3的质量之比为1:2、取代水泥量为5%时,水泥石的早期和后期强度均达到最大,此时微粉的掺量和比例是复掺时的最佳掺量,其后期强度最高的原因,可以归纳为以下两点:(1)Si3N4在水泥石中起到微集料效应,填充在水泥颗粒之间,使水泥石结构密实。(2)Al2O3在碱性条件下,生成了铝胶,起到填充的作用,使水泥石结构更加的致密。随着水泥取代量的增加,当超过一定量时,其后期强度随着水泥取代量的增加呈现降低的现象,是由于复合微粉取代水泥超过一定量后,致使水泥水化产物的数量减少,且Al2O3水化生成了C-A-H固溶体,因此即使有Si3N4和铝胶的填充作用,不足以弥补由于水泥用量的减少和C-A-H固溶体而引起的水泥石强度的降低。 4结论 通过对复合微粉Si3N4和Al2O3在水泥中不同的取代量对水泥石力学强度试验的机理分析可以得出:(1)Si3N4微粉在水泥石中主要起到的是填充的作用,主要体现在提高水泥石的早期强度上。Al2O3微粉在水泥石中发生了反应,在早期主要生成铝胶,填充于水泥颗粒间,提高其早期强度。(2)当Si3N4和Al2O3微粉在复掺比例为1:2,取代水泥量为5%时,可以最大限度的提高水泥石的强度。此时,水泥石的强度要高于单掺Si3N4和单掺Al2O3的任何掺量的强度。此掺量即为复合微粉Si3N4和Al2O3的最佳掺量。 作者:楚菁苗 单位:中铁二十局集团第二工程有限公 力学性能论文:激发剂对水泥基材料力学性能的影响 摘要:以强度作为评价指标,选取硫酸钠、氯化钙、二水石膏三种激发剂进行了试验,分析了不同激发剂及其掺量对水泥基材料力学性能的影响,并得到了掺入激发剂水泥基材料的强度发展规律,结果表明:氯化钙的后期激发效果最好。 关键词:激发剂,水泥基材料,抗压强度 中图分类号:TU502 文献标识码:A 0引言 生产1t水泥熟料,将向大气排放1t二氧化碳,严重污染了大气环境。随着人类对环境保护愈加重视,建材工业也提出了发展生态型、绿色环保材料的目标。如何减少水泥基材料中的水泥用量,同时又能达到材料的使用强度要求,已成为建筑材料研究中的一个热点问题[1]。目前,粉煤灰作为一种工业废渣,在建筑材料方面得到了较为广泛的应用[2]。粉煤灰活性激发较为有效的方法主要有3种:1)物理活化,在机械粉磨破坏作用下,粉煤灰的玻璃体将更加分散,比表面积大幅增加,从而分子热运动加速,促进粉煤灰的水化;2)化学活化,即通过碱(石灰、水玻璃等)、硫酸盐(CaSO4,Na2SO4等)、氯盐等化学激发剂来激发粉煤灰的活性;3)热力激发方法,热力激发是指粉煤灰在蒸汽养护的水热条件下,使其硅氧四面体聚合体解聚成单聚体和双聚体[3,4]。相比其他激发方式,化学激发受场地和工艺条件制约影响小,是较为常用的激发方式。到目前为止,许多学者采用不同化学激发剂,进行了一些水泥砂浆和混凝土的化学激发试验,取得了许多成果。蔺喜强等认为单掺氯化钙对粉煤灰水泥砂浆的激发效果优于氯化钠等化学分析[4]。刘妍等认为硫酸钠对钛石膏—粉煤灰复合胶凝材料的激发效果较好,并根据其具体试验条件得到了最佳掺量[5]。从许多研究可以看出,对于同种化学激发剂的激发效果存在一些矛盾的结论。事实上,化学激发的效果和具体试验条件密切相关,一些文献中的矛盾应归因于不同的实验条件[6]。通常,最佳的激发措施和激发剂的掺量都要通过试验得到。本文拟通过选取不同激发剂,替代部分水泥用量,以强度作为评价指标,研究不同化学激发剂对水泥基材料力学性能的影响,为水泥基材料绿色环保化提供一定的试验依据。 1原材料与配合比 水泥:宁波市售海螺32.5级复合硅酸盐水泥(P.C32.5),其物理力学性能指标见表1,化学成分指标见表2;粉煤灰为浙江宁波北仑港电厂生产的Ⅰ级粉煤灰(FA),化学成分指标和物理性质见表2和表3;水:自来水;砂:普通河砂,细度模数为2.7,Ⅱ区级配合格。激发剂:硫酸钠、氯化钙、二水石膏。试验配合比见表4。为研究不同激发剂对水泥砂浆性能的影响,优选出较好效果的激发剂,选取硫酸钠、氯化钙、二水石膏作为激发剂进行了试验。采用标准砂,制作砂浆试件,来研究这几种激发剂对不同试块强度的影响。激发剂的用量按水泥用量的百分比来进行计算,分别为1%,3%,5%,试验配合比见表4。 2制备与测试方法 按照各配合比和规范GB/T17671水泥砂浆强度检验方法进行试验,制作160mm×40mm×40mm的水泥砂浆试块,24h后拆模,并移入水池中进行室温下的浸水养护,到3d,7d,28d时对水泥砂浆试块抗压强度进行测试。 3试验结果与分析 3.1不同激发剂对抗压强度的影响 图1表示了各激发剂掺量均为1%时,3种激发剂对砂浆不同养护龄期时抗压强度的影响规律。由图1看出,掺加3种不同激发剂的粉煤灰水泥胶砂在3d和7d早期的强度均高于未掺加激发剂的空白样,但二水石膏对早期3d的激发效果不明显,氯化钙和硫酸钠的激发效果较好,分别提高了20%和16%。在28d时,各激发剂对强度增长的贡献较大。氯化钙的后期激发效果最好,比空白样高约5.7MPa,二水石膏的后期激发效果最小,仅比空白样高3.9MPa。上述3种激发剂对粉煤灰的激发作用大小为氯化钙>硫酸钠>二水石膏。这种现象应归因于粉煤灰的化学性质为弱酸性,主要成分是SiO2,Al2O3,其在碱性环境中OH-的作用下,粉煤灰颗粒表面的硅氧键和铝氧键断裂形成不饱和键,容易与水泥体系中形成的Ca(OH)2反应生成水化硅酸钙C-S-H和水化铝酸钙C-A-H等胶凝材料。然而粉煤灰火山灰反应所需的Ca(OH)2只有在后期才能较为充分地生成。这就是掺加激发剂试块的强度在早龄期略高于空白样,而水化后期强度比空白样有了很大的提高的原因。 3.2不同激发剂掺量对抗压强度的影响 对不同激发剂在不同掺量条件下的粉煤灰水泥胶砂强度进行了研究,根据表4的试验配合比成型试件进行测试,试验结果分别见图2~图4。图2表示了二水石膏对粉煤灰水泥胶砂抗压强度的影响。由图2中结果可知,在本论文研究的二水石膏0%~5%范围内,3d龄期时,各种二水石膏掺量的水泥胶砂试块抗压强度差别不大,均略高于基准空白胶砂,这说明在3d龄期时水泥胶砂的抗压强度提高不明显,起不到早期使水泥能够强度变快的作用。但随着龄期增加,掺二水石膏的胶砂强度增长较快,在28d时,掺1%二水石膏的水泥胶砂比基准胶砂强度提高22%。图3表示了硫酸钠对粉煤灰水泥胶砂抗压强度的影响。由图3可知,在本文研究的硫酸钠0%~5%范围内,3d龄期时,各种硫酸钠掺量的水泥胶砂试块抗压强度差别不大,均略高于基准空白胶砂,但可看出,随着硫酸钠掺量增大到5%,抗压强度相比1%和3%掺量时更低。随着龄期增加,掺硫酸钠的粉煤灰水泥胶砂强度增长较快,在28d时,掺1%硫酸钠的水泥胶砂比基准胶砂强度提高27%。图4表示了氯化钙对粉煤灰水泥胶砂抗压强度的影响。由图4可知,在本文研究的氯化钙0%~5%范围内,3d龄期时,相比前述的硫酸钠和二水石膏,各种氯化钙掺量的水泥胶砂试块抗压强度较高,可见氯化钙的早期激发效果更好;但亦可看出,随着氯化钙掺量增大到5%,28d抗压强度相比1%和3%掺量时更低,对于氯化钙而言,掺量不宜过高;随着龄期增加,掺氯化钙的粉煤灰水泥胶砂强度增长较快,在28d时,掺1%硫酸钠的水泥胶砂比基准胶砂强度提高32%。本文采用的激发剂对粉煤灰水泥胶砂的激发机理主要有以下几个方面,试验中所用激发剂主要成分为硅酸盐和硫酸盐,二水石膏的主要成分为二水硫酸钙,含有较多的钙离子,因此激发剂中的硫酸根离子在钙离子的作用下,可以与溶解在液相石膏中的氧化铝发生水化反应生成钙矾石(AFt),与此同时,和水泥水化机理一样,激发剂中所含有的硅酸盐水化后也能够形成C-S-H凝胶,这些水化生成的钙矾石和C-S-H凝胶可以填充粉煤灰水泥砂浆中的孔隙和空隙,降低其孔隙率,使水泥砂浆更加致密,从而强度更高。从图2~图4的结果可以看出,各种激发剂的掺量存在极限,在给定的实验条件下有一个最佳掺量。这要归因于激发剂本身的组成与性质,其主要成分是盐,如果掺量过高,在粉煤灰水泥胶砂水化后期,激发剂会在试样表面以薄层结晶的形态析出,即激发剂中的硫酸盐成分会引起泛霜现象[7]。 3.3掺激发剂对粉煤灰水泥胶砂经济性的影响 根据本文的实验结果,在掺1%胶凝材料总量的激发剂时,以粉煤灰等量取代20%水泥配制的粉煤灰水泥砂浆,其力学性能(抗压强度)高于不掺激发剂的空白组试件22%~30%,明显优于空白组的抗压强度。相比水泥的价格,粉煤灰是工业废渣,非常廉价,本文采用的氯化钙激发剂的掺量很小,仅为1%。所以,选择合适的激发剂种类,掺加适量的激发剂,可以节约水泥20%,既能满足其力学性能要求,又是环保节能的绿色建材,且降低了建材的成本。 4结语 1)掺有激发剂的粉煤灰水泥胶砂早期强度均高于空白样,相比氯化钙,硫酸钠和二水石膏激发剂对粉煤灰早期活性的激发作用不明显;在水化28d时,各激发剂单掺对粉煤灰的激发作用大小为氯化钙>硫酸钠>二水石膏。2)各种激发剂在不同掺量的情况下,硫酸钠与二水石膏对粉煤灰的激发效果随着其掺量的增加而减弱,在1%掺量时最佳;氯化钙对粉煤灰的激发效果在其掺量为1%和3%时均较好,在5%掺量时反而抗压强度下降。3)氯化钙激发剂对粉煤灰活性的激发效果最好。这表明选择合适的激发剂种类,掺加适量的激发剂,可以节约水泥20%,既能满足其力学性能要求,又是环保节能的绿色建材,且降低了建材的成本。 作者:杨颖志 单位:中国铁路总公司广州铁路( 集团) 公司职工住房建设指挥部 力学性能论文:热处理对TB8钛合金棒材力学性能的影响 摘要:文章介绍了紧固件用TB8棒材的生产流程,研究了热处理制度对TB8棒材力学性能的影响。结果表明棒材在750℃~830℃保温0.5h~2h,抗拉强度为800MPa~1000MPa,剪切强度大于570MPa;随后因时效温度的变化,分别可得到1100MPa、1200MPa、1300MPa不同强度级别的棒材。 关键词:紧固件;TB8钛合金;力学性能 TB8钛合金属亚稳定β钛合金,名义成分Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si,国外对应牌号为Beta-21S(UNSNumberR58210)。该合金具有优良的比强度、焊接性能、抗蠕变性能、高温抗氧化性能和耐腐蚀性能,同时经热处理可获得高强度。TB8钛合金可以在固溶状态和固溶时效状态下使用,固溶状态的使用温度为200℃,固溶后冷成型状态的使用温度为150℃,固溶时效状态的最高使用温度为550℃[1]。由于优异的综合性能,TB8钛合金已成为理想的航空航天紧固件用材料[2,3],并拟纳入GJB2219《紧固件用钛合金棒(线)材规范》修订版中。规范中固溶制度为(780~810)℃保温(0.5~2)h,空冷;时效制度为(520~560)℃保温(8~12)h,空冷。文章通过研究热处理工艺对TB8紧固件用棒材力学性能的影响,为今后该合金的工业化制备及应用提供参考数据。 1棒材制备 由于TB8钛合金含有较多的Mo、Nb等β稳定元素,铸锭采用3次真空自耗电弧炉熔炼制备,铸锭规格为直径φ580mm,化学成分见表1。铸锭在β相区经多火次锻造后,制备为直径φ150mm、组织均匀的棒材坯料,并进行了表面机加工处理。采用金相法对TB8相变点进行测定,结果为810~815℃。随后成品棒材制备并未采用传统的精锻后轧制工艺,而是采用了效率更高的高速连轧工艺。分2次将φ150轧制为直径10mm的棒材,单只棒材重量约为25kg。 2热处理结果及分析 2.1固溶制度及力学性能 对制备的φ10mm棒材,截取试样后在780℃~850℃分别进行7组试样的固溶处理,温度间隔为10℃。因棒材规格小,固溶时间均采用0.5小时,冷却方式采用空冷。同时在相变点上及相变点下,分别选取800℃及830℃两个温度,固溶时间从0.5h~1.5h做了固溶试验,固溶时间间隔为0.5h。固溶处理的具体制度及性能见表2。 2.2时效制度及力学性能 选用800℃/0.5h.AC作为固溶制度,时效温度在460℃~620℃,时效时间为8.5h,进行了9组时效处理,时效温度间隔为10℃。同时在固溶及时效温度不变的前提下,对时效时间从6~12分别进行了时效处理,时间间隔为1小时。固溶处理的具体制度及性能见表3。 2.3热处理与力学性能的分析 由表2可以看出,连轧工艺生产的TB8棒材,在相转变点以上40℃范围内固溶,因固溶时间短,温度范围小,因此晶粒尺寸相对稳定,固溶温度对棒材的力学性能影响很小;在相转变点以下30℃范围内固溶,随着固溶温度降低,棒材强度有下降趋势,塑性逐渐上升,在此温度区间内力学性能并不会有显著变化。同时在相变点附件的温度区间内延长固溶时间,对于力学性能并不会显著变化。因此在工业化生产中,小规格棒材可适当减少固溶时间,有利于经济型。后期试验证明经800℃/0.5h.AC固溶处理的棒材试样,晶粒度评级为7级,剪切强度为620MPa;冷顶锻工艺中,锻后高度与锻前高度之比为1:3时,棒材表面无裂纹。完全满足航空紧固件用棒材的要求。由表3可知,时效温度对棒材力学性能影响显著,随着时效温度的降低,强度增加,塑性降低;但延长时效时间并不能对力学性能产生显著影响。通过调整时效温度,可以获得不同强度级别的棒材。 3结束语 (1)TB8钛合金固溶温度控制在相变点附近40℃内,强度和塑性可得到较好的匹配,强度Rm≥820,延伸率A≥15%,断面收缩率Z≥15%,且随着固溶的时间延长,强度及塑性不会有显著变化。(2)时效温度对TB8钛合金的抗拉强度影响显著,在(620-480)℃随着时效温度降低,强度提高,塑性降低。(3)对于连轧工艺生产的TB8钛合金紧固件用棒材,通过热处理可得到强度级别为1300MPa、1200MPa和1100MP的棒材。 作者:胡志杰 冯军宁 马忠贤 王田 单位:宝钛集团有限公司 力学性能论文:热成型工艺对金相组织力学性能的影响 摘要:为了验证热成型工艺对Q345R热轧钢板力学性能的影响,通过模拟成型热加工方法,采用正火处理Q345R热轧钢板,分析其力学性能和组织变化。结果表明,Q345R热轧钢板采用热成型工艺制备封头时,由于热成型过程中,轧制强化效果减弱,组织粗化、力学性能降低。因此Q345R热轧钢板不适合用于制作强度富裕度小的热成型封头。 关键词:力学性能;热成型;金相组织 Q345R钢板是由原来的16Mng、16MnR和19Mng组合并成的[1],具有良好的综合力学性能和工艺性能。目前,Q345R钢板是我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢板,广泛应用于辅机和化工容器壳体设计。封头是用热轧钢板热成型的,成型后是否需要重新热处理,在HG/T20584《钢制化工容器制造技术要求》标准的加工和成型中规定为:热轧状态使用的钢材,热加工后一般可在加工状态使用。Q345R在《GB713—2008锅炉和压力容器用钢板》中其热处理状态为热轧、控轧或正火。由于热轧钢板的经济性,特别是控轧热轧钢板,在容器设计中,如能满足要求,一般首选控轧热轧钢板。按封头成型的控制温度,一般分为冷成型和热成型。冷压变形后(旋压也是在冷态下进行的),封头的硬度、强度增大,塑性、韧性降低,出现加工硬化现象;同时由于成型原因,冷成型时尺寸精度和减薄量相对于热成型要差。根据GB150—2011规定:对于碳钢、低合金钢,成型后减薄量大于10%且变形率超过5%的,应在成型后进行相应热处理,恢复材料的性能。对于热成型,由于加热可以提高材料的塑性、降低变形抗力;相比于冷成型,其减薄量要小,而且成型尺寸好,能很好地满足尺寸要求。由于封头尺寸大、板厚,变形抗力很大,不易变形,同时为保证封头环缝的对接尺寸,一般采用热成型。Q345R钢的临界温度点Ac3为850℃左右,正火温度为880~940℃[2],封头热成型时,一般采用将封头板料加热至950~980℃,即既要保证原材料充分奥氏体化、又要避免温度过高,造成晶粒粗大从而损害其理化性能。根据Q345R钢的临界温度点及封头成型工艺的要求确定封头热成型的加热温度,温度的制度应尽量提高加热温度,便于封头的压制及成型,同时避免钢加热时导致过热发生。我们制定了Q345R控制热轧钢板制备封头热成型工艺的加热温度,通过模拟成型热加工方法,采用正火处理Q345R控制热轧钢板,分析其力学性能和组织变化,为封头的热成型生产提供参考。 1试验材料 实验采用压力容器专用的Q345R钢板,其屈服强度为340MPa,状态分别为:热轧、控轧或正火。伸长率大于21%(60mm以上为20%),0℃的V型冲击功大于41J,本实验采用26mm厚热轧钢板。根据Q345R钢冷却临界点Ar3(约820℃)[2],压制时加热一般分为950~980℃和900~930℃两种情况(即终压温度在Ar3以上和以下两种情况),工艺图见图1。因此分别采用975、915℃对钢板进行正火处理,分析钢板的力学性能变化。采用模拟封头热成型的加热过程对钢板进行处理,具体工艺参数,见图1。采用拉伸试验机、冲击试验机检测模拟处理态钢板的力学性能;研究正火处理对模拟封头成型处理Q345R钢板力学性能的影响;采用光学显微镜观察材料的组织。 2试验结果与分析 表1为Q345R钢板原材料化学成分及力学性能,表中数值是2次实验的评价值,A、B组原材料为不同批次的供货材料,可见不同批次的原材料力学性能有一定的差异。表2为经过975℃正火后钢板的力学性能,与表1中的力学性能比较,正火使Q345R的屈服强度从430MPa降低到305MPa;抗拉强度从560MPa下降到505MPa。对比A、B组原材料的数据,可知B组的力学性能高于A组,根据原材料的元素含量可知,B组试样中C、Mn含量比A试样高,这是其力学性能差异的主要原因。表3为920℃正火后钢板的力学性能,从表3可知,在920℃正火后Q345R的力学性能比原材料状态也有较大的降幅,力学性能与975℃正火一致。对比表2和表3可知,降低正火温度对Q345R热轧钢板力学性能没有改善,也就是说,采用Q345R热轧钢板制作容器封头,不适合采用热成型工艺。图2为Q345R钢板的金相组织形貌图,其中图2(a)为热轧态,具有明显的带状组织结构,晶粒度细小均匀;图2(b)和2(c)为正火态。由图可知,与热轧态相比,正火态的组织变粗;随着正火温度的升高,组织粗化,975℃正火的组织明显比915℃的大。正火导致组织的粗化是强度、冲击功等力学性能下降的原因。从表1、表2、表3及图2可知,热加工对热轧板的金相形貌、力学性能具有较大的影响。图2(a)为热轧态组织,通过控制加热温度、轧制温度、变形制度等工艺参数,控制奥氏体组织的变化规律和相变产物的组织形态,达到细化组织,获得高的强度和韧性,如表1数据所示。其控制轧制温度、压下量、冷却速度、以及终轧温度等措施,使钢板的性能达到良好的强韧性配比。良好的力学性能是因为γ相和α相相晶粒尺寸之间的联系,α组织的细化主要通过γ晶粒细化而达到;在非再结晶区进行最后的压制,在再结晶温度以下的变形生成“螺旋式加工”的γ晶粒组织,形成较细的α晶粒。热轧钢板通过形变后获得了较高的屈服强度、较低的冲击转变温度、良好的冷成型性、特别是冷弯性能,改善了韧性和焊接性[3]。在容器封头成型过程中,正火在提高热轧板成型工艺性能的同时,也降低了控轧控冷热轧钢板的抗拉强度,降低80~120MPa;与钢板热轧成型相比,由于封头成型过程中变形力比热轧力小很多,变形量几乎可以忽略,并且随后的冷却控制也不如热轧钢板,这样导致热轧钢板正火后其晶粒度比原始态粗大,见图2(b)和2(c)。考虑到热处理的需要,适当提高了钢的碳当量,虽然会导致热轧后钢板的延伸率或冲击功有所降低,但延伸率或冲击功可以采用正火处理获得提高[4-7]。 3结论 在915~975℃之间对Q345R热轧钢进行正火热处理,会导致其组织变粗,拉伸强度、冲击功等力学性能降低;因此对于强度要求较高,屈服强度富裕度小于20MPa的封头不宜采用热轧态Q345R钢板进行热成型工艺生产。 作者:朱超兵 银润邦 王筱磊 单位:东方电气集团东方锅炉股份有限公司 力学性能论文:热解炭涂层的微观结构及力学性能 摘要:采用准稳态流化床沉积工艺制备了各向同性热解炭涂层材料,利用X射线衍射、偏光显微镜、扫描电镜、透射电镜对所制备的涂层材料进行观察,并对其热处理前后的力学性能进行了测试.结果表明,该涂层材料结构均匀,孔隙较少,主要由直径约为0.5~1μm的类球形颗粒堆积而成,颗粒之间由片层状热解炭相连,材料内部只有乱层结构热解炭和β-SiC两种物相.此外,所制备的涂层材料还具有较高的纳米硬度和弹性模量,在热处理之后,材料的弹性模量保持不变,纳米硬度略有降低. 关键词:热解炭;微观结构;力学性能 引言 热解炭(Pyc)是气态碳氢化合物在热基体表面通过脱氢作用而形成的炭材料[1].起初热解炭是作为核燃料的包裹材料,而随着研究的深入,热解炭不断被应用在航空、航天、电池、生物医学、机械等领域[2-4].在生物医学领域,由于热解炭具有良好的生物相容性、化学惰性及优异的力学性能,特别是在加入硅之后,还具有较强的耐磨性,是制作人工心脏瓣膜的主要材料[5-6].热解炭通常采用流化床沉积工艺制备,但由于沉积反应较为复杂并且各种参数相互影响,使得制备出的热解炭的质量难以控制,因此对热解炭的微观结构及性能的继续研究就显得很有必要.本文采用准稳态流化床化学气相沉(FBCVD)工艺制备出各向同性热解炭涂层材料,利用X射线、偏光显微镜、扫描电镜、透射电镜观察其微观结构,并利用纳米压痕仪测量了热处理前后的纳米硬度及弹性模量,同时对其微观结构与力学性能之间的关系进行了探讨. 1实验 1.1材料的制备 采用FBCVD工艺,以丙烷为前驱气体、硅烷为硅源、氩气作为载气和稀释气体、氧化锆作为床层粒子,以厚度为1.5mm、直径为25mm并经过抛光处理的高纯度石墨圆片为基体.利用高频感应加热炉圈将炉体加热到1250℃.床层粒子会在混合气体的吹动下,在炉内形成流态化.在高温下,丙烷发生热解反应,并沉积在石墨基体上,待沉积一定厚度后,停炉冷却至室温并出炉. 1.2微观结构观察方法 从石墨基体上割出热解炭涂层试样,并对各面进行研磨与抛光处理.利用D8DiscoverX射线衍射仪对样品进行X射线(XRD)分析;利用XPV-203E型偏光显微镜(PLM)对热解炭的光学特征进行分析;利用JSM-5610LV扫描电镜(SEM)对样品的断面形貌进行观察分析;样品经过机械减薄和离子减薄后,制成透射电镜所需样品,再利用FEITecnaiG2F30S-Twin型透射电子显微镜(TEM)观察样品的微观结构. 1.3力学性能测试 将沉积得到的热解炭样品重新放回沉积装置中进行热处理,热处理温度为1350℃,通入氩气进行保护,在保温1h后随炉冷却至室温并取出.采用MTS公司生产的NANOG200型纳米压痕仪分别对热处理前及热处理后的样品进行纳米压痕测试,所用压头为Berkovich三棱锥压头,最大压痕深度为2000nm. 2结果与分析 2.1微观组织结构观察 图1为热解炭涂层材料的XRD图谱.XRD图谱分析结果表明,所制备的热解炭涂层含有两种物相:乱层结构热解炭和β-SiC.观察热解炭的衍射曲线可以发现,(002)衍射峰较强但不尖锐,其余的衍射线较小且不明显,符合乱层结构的特征[7].根据Bragg和Scherrer公式计算得到制备的热解炭涂层材料的石墨片层间距d002为0.3476nm,晶粒尺寸Lc为3.15nm.图2为热解炭的偏振光照片.图2中,较暗的部分为石墨基体,结构较为疏松,较亮的部分为沉积的热解炭.观察沉积的热解炭可以发现,在热解炭内部均匀地分布着一些形状不规则的闭合孔隙,这些孔隙的存在使得材料的密度降低.在用偏光显微镜观察抛光表面时,转动样品光线无明显变化,并且没有观察到十字消光线,表现出各向同性热解炭特征[8].图3为热解炭的SEM照片,从图3中可以看出,热解炭样品的断面形貌呈现颗粒状结构,片层无明显的取向,符合各向同性热解炭的特征[9].观察热解炭断面照片可以发现,所制成的热解炭主要由直径大约为0.5~1μm的类球形颗粒无序的堆积而成,并且相邻的类球形颗粒之间有部分的融并现象,在类球形颗粒无取向的堆积过程中,颗粒间形成了一些闭合孔隙,这些孔隙对材料的密度和力学性能有较大的影响[7].另外,观察在制样时颗粒球被剥去而留下的凹坑可以发现,类球形颗粒是被片层状热解炭所包裹,并且片层状结构将类球形颗粒球紧密相连。图4为类球形颗粒的内部TEM照片.从图4(a)中可以看出,类球形颗粒内部有着更为精细的结构,它是由核-壳结构组成[9].在其中心区域是直径约为50nm呈现多边形状的石墨多晶内核,为气固二相异质形核中心[10].核是均匀地向四周进行生长,生长的层结构逐层向外推进,形成核-壳结构.图4(b)是壳结构高倍照片,从图4(b)中可以看出,壳层排列相对整齐,具有一定的取向性. 2.2力学性能测试 图5为热处理前后热解炭材料的载荷-位移曲线.从图5中可以看出,热解炭的加载和卸载曲线几乎完全重合,是典型的脆性材料性质[11],在加载的过程中,涂层表面先是发生弹性变形,而随着载荷的增加塑性变形逐渐出现,卸载的过程是弹性形变恢复的过程.对于载荷-位移曲线,加载曲线的积分面积是作的总功,而卸载曲线的积分面积是弹性分量,塑性功部分就是加载曲线和卸载曲线包围部分的面积[12],从图5中可以看出,热处理之后的塑性功略大于热处理前,这说明热处理后的热解炭在实验过程中发生了很小的塑性变形.图6为热处理对热解炭涂层的力学性能影响.从图6中可以看出,热处理前热解炭涂层的纳米硬度为5.0GPa,弹性模量为32GPa,再经高温处理之后,热解炭涂层的纳米硬度有所降低,减小到4.7GPa,而弹性模量保持不变,仍为32GPa. 3讨论 国内外文献中提出了很多CVD制备的热解炭沉积机理模型,主要有:分子沉积机理、液滴机理、固态粒子机理、黏滞小液滴机理等[13-15].但由于热解炭的沉积过程极其复杂,各学者之间还没达成共识.本实验采用FBCVD工艺制备热解炭,热解炭的沉积一般主要包括以下几个步骤:1)热解.在高温下,丙烷气体发生热解,生成线性分子及芳香烃,然后经过一系列的反应生成大分子的稠环芳香烃(PAHS);2)成核.随着热解反应的进行,当气相中出现饱和蒸汽压后,PAHS便会发生液化形成具有一定粘度的液滴;3)生长.液滴在生成以后,会通过与其他液滴发生融合及PAHS在其表面的加聚反应进行生长;4)炭化.在流态化的气氛中,当液滴碰撞到石墨基体,便会沉积到石墨基体上,并与先前沉积的热解炭发生部分融并,最后脱氢炭化形成热解炭固体颗粒.在液滴长大的过程中,当气相中生成的热解产物在碰撞到液滴之后,便会在液滴表面发生加聚反应,由于粘性液滴具有一定的流动性,加聚在液滴表面的热解产物便会以液滴为优秀发生重排,随着加聚反应的不断进行,会在液滴表面形成一层壳状结构并包裹着液滴,而后液滴就这样逐层往外生长,形成球状结构,在中心的液滴完全炭化后,形成多边形结构.最终形成如图4(a)所观察到的核-壳结构.在扫描电镜下,观察到样品断面形貌主要有类球形颗粒无取向的堆积而成,在颗粒球之间偶有孔隙存在,并且在类球形颗粒外面包裹着一层片层状结构热解炭.根据材料的结构特征,认为在本实验的沉积温度和浓度下,沉积主要是以类球形颗粒沉积为主,线性分子沉积为辅,当类球形颗粒沉积到基体上之后,会被线性分子所包裹,形成片层状结构,并将类球形颗粒紧密粘接到一起.由于类球形颗粒为主要的结构单元,在类球形颗粒沉积到基体上后会因颗粒间的相互连接而形成一些孔隙.材料的微观结构对其性能特性有着直接的影响.由于本实验所制备热解炭由类球形颗粒组成,所以宏观性能表现出各向同性,同时由于材料较为致密,孔隙少,石墨化程度低等因素使得材料具有较高的弹性模量和纳米硬度[7].另外,弹性模量是材料内部原子结合力的一种度量[16],原子结合能和配位数越高,键长越小,则弹性模量越大[12].乱层结构炭是网平面二维有序而三维无序的堆积,而石墨是网平面三维有序的堆积,在经高温热处理后,乱层结构会向三维有序的石墨结构转变,层间距减小,层间作用力增大,弹性模量会随之增加.本实验的热解炭样品也经1350℃的高温热处理,但其热处理前后弹性模量保持不变,这是由于所制备的热解炭为各向同性热解炭,这类热解炭较难石墨化[8],即使经过高温处理,其石墨化也很低.纳米硬度是材料对接触载荷承受能力的度量[17],乱层结构碳的硬度相比于石墨结构大很多[12],在经过高温处理后,包裹在类球形颗粒表面的片层状热解炭发生部分石墨化,结果导致热处理后样品的纳米硬度有所降低. 4结束语 本文采用FBCVD工艺制备出热解炭涂层材料,结果表明:制备的涂层材料只有乱层结构热解炭和β-SiC两种物相,主要由直径约为0.5~1μm的类球形颗粒无序堆积而成,材料呈现出均匀的各向同性结构,其中也均匀地分布些闭合孔隙.材料的纳米硬度为5.0GPa,弹性模量为32GPa,由于所制备的材料较难石墨化,在经过高温热处理之后,弹性模量基本保持不变,而纳米硬度略有降低. 作者:李威龙 张建辉 单位:杭州电子科技大学机械工程学院 力学性能论文:PAN基碳纤维表面镀镍及力学性能研究 摘要:碳纤维表面镀镍不但可以有效提高碳纤维与金属液间的浸润性,而且可以避免高温状态下金属铝与碳纤维发生界面反应。基于此,对PAN基碳纤维表面镀镍和镀镍碳纤维在高温下的力学性能进行研究,探究镍层对碳纤维力学性能的影响规律。研究结果表明:碳纤维表面的金属镍层致密、均匀,与碳纤维紧密结合,表面镀镍对碳纤维束的抗拉强度影响不大;高温状态下镀镍碳纤维与氧发生反应,形成孔状结构,导致镀镍碳纤维抗拉强度随着温度的升高而逐渐减小;高温真空处理后的镀镍碳纤维可以有效保持镀镍碳纤维的抗拉强度。 关键词:PAN基碳纤维;镀镍;高温;力学性能 金属基复合材料(MetalMatrixComposites,MMC)的研究起步于20世纪60年代,与树脂基复合材料相比,金属基复合材料除了具有高比强度、高比模量和低热膨胀系数等特点外,还具有耐高温、横向强度和刚度高、高导热与导电率、抗辐射等优点,因而受到国内外研究者的高度重视,在航空、航天、军事和汽车等领域显示出巨大的应用潜力[1-2]。目前,金属基复合材料有铝基、镁基、钛基、镍基、高温合金基和铜基等,增强纤维有碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维和金属合金丝等。碳纤维力学性能优异且密度小,是目前可作为金属基复合材料增强相的高性能连续纤维中价格最便宜的一种,一般用于耐热、轻型结构材料的增强纤维[3-5]。碳纤维作为增强相时,首选石墨纤维,而选PAN基碳纤维作为金属基复合材料增强相的研究报道较少[6-7]。从降低碳纤维增强金属基复合材料的原材料成本的角度出发,通过对PAN基碳纤维进行适当处理后,将其作为增强相加入金属基体,制备材料性能要求不是很高的金属基复合材料,可能是一种不错的选择,非常有利于碳纤维增强金属基复合材料在民用领域的推广应用。制备纤维增强金属基复合材料的方法有很多种[8-9],如加压铸造法、液态金属浸渍法、粉末冶金法、扩散粘接法和超声波焊接技术等,但无论采取何种方法制备金属基复合材料,都会使碳纤维处于高温状态,为此,碳纤维的高温力学性能,将直接影响碳纤维增强金属基复合材料的最终力学性能[10]。碳纤维与铝液间的浸润性及界面结合强度是得到高性能复合材料的前提条件。表面镀镍的碳纤维可以有效提高碳纤维与金属液间的浸润性,而且可以避免高温状态下金属铝与碳纤维发生界面反应,生成脆性相。因此,本文选取PAN基碳纤维作为研究对象,首先对其进行表面镀镍处理,然后研究镀镍碳纤维在室温、高温有氧和真空高温加热状态下的拉伸力学性能,探索镍层对碳纤维力学性能的影响规律,为PAN基碳纤维在金属基复合材料中的推广应用提供理论基础。 1碳纤维表面镀镍 在碳纤维增强铝基复合材料中碳纤维表面与金属基体润湿性差,并且高温下与铝发生化学反应,直接影响铝基复合材料的最终力学性能。采用表面金属化方法可有效改善碳纤维与铝基体间的界面结合问题。目前,对纤维进行表面金属化处理的方法有:化学气相沉积法、物理气相沉积法、电镀和表面喷涂等。本文实验中的PAN基碳纤维均购自天津飞荣达科技有限公司。利用该公司提供的电镀技术对12K国产普通PAN基碳纤维进行表面镀镍处理。利用电子显微镜对镀镍碳纤维的横截面进行观察,如图1所示,图中发亮部分为镍层,金属镍层组织致密、均匀,镍层与碳纤维结合较好,碳纤维横截面并非标准圆截面,镀镍碳纤维单丝直径8.4μm,镍层厚度0.7μm. 2镀镍碳纤维拉伸性能试验 利用高低温拉伸试验机和真空加热炉对12K镀镍碳纤维复丝分别进行了室温拉伸、高温有氧条件下拉伸和真空800℃加热后室温拉伸,加载速率均为0.5mm/min. 2.1镀镍碳纤维室温拉伸试验 碳纤维束和镀镍碳纤维束在室温(20℃)拉伸作用下的力-位移曲线分别如图2所示。选取力的最大值除以纤维束的横截面面积,得到纤维束的最大应力值,相应的结果见表1.对比图2中各条曲线,可知:(1)镀镍碳纤维束的拉伸曲线波动明显,未镀镍碳纤维束拉伸曲线比较光滑;镀镍碳纤维束在加载上升段时,每次波动中基本包含两次小波动。出现此现象的主要原因是:在拉伸作用下,纤维束中每根纤维的长度很难保证完全相等,相对较短的纤维首先发生断裂,因而出现了加载过程中的波动现象。对于镀镍碳纤维束中的每根单丝,由于碳纤维的弹性模量远远高于镍层的弹性模量,所以碳纤维承受大部分载荷,镍层仅仅承受很小部分的载荷。结合图3可以看出,在变形量相同的条件下,首先镍层发生断裂,然后纤维丝断裂,这主要是由于镍层的抗拉强度较低且塑性较差所引起的。(2)由表1可以看出,在常温条件下镀镍碳纤维束的抗拉强度(1112.52MPa)与未镀镍碳纤维束的抗拉强度(1134.24MPa)基本相近,说明碳纤维表面镀镍对碳纤维束抗拉强度的影响不大。 2.2镀镍碳纤维高温有氧条件下的拉伸试验 为了研究氧气对镀镍碳纤维束的抗拉强度的影响,分别在300℃、400℃、500℃和600℃对12K镀镍碳纤维束进行高温拉伸性能试验。采用进行多次拉伸实验,并对实验结果取平均值的方法,以保证实验数据的有效性和合理性。镀镍碳纤维束在不同温度下进行拉伸实验,得到纤维束的最大应力值,相应的结果见表2,分析表2可知:(1)随着温度的升高,镀镍碳纤维束的抗拉强度逐渐减小。在600℃时,镀镍碳纤维束的平均抗拉强度为21.51MPa,已经不具备承载能力。主要原因是高温条件下,首先是镍层与氧反应,随后是碳纤维本身与氧发生化学反应,烧损后的碳纤维呈现多孔结构,如图4所示。这种多孔状的结构用手一捻纤维变成粉末。(2)与常温下的镀镍碳纤维的抗拉强度相比,Fig.4Theporousstructureofcarbonat600℃在300℃、400℃、500℃和600℃条件下,所对应温度的抗拉强度下降的百分比分别为22.63%、36.89%、54.01%和98.07%.结果表明:PAN基碳纤维与氧发生化学反应,导致镀镍碳纤维束的抗拉强度减小,温度越高,抗拉强度越小。所以在高温状态下,应尽量避免与氧气接触。 2.3镀镍碳纤维真空高温加热后的拉伸试验 为了研究真空下高温加热对镀镍碳纤维束的抗拉强度的影响,利用FJL560Ⅱ型超真空磁控与离子束联合溅射设备,对镀镍碳纤维束进行800下的真空处理,保温时间20min,真空下自然冷却,然后在常温下进行拉伸实验,其实验结果见表3.观察表3可知:(1)与600℃有氧条件下的镀镍碳纤维束相比,在真空条件下,镀镍碳纤维经历了800℃的高温,其室温下的抗拉强度平均值仍然保持在900MPa以上。由图5可以看出没有出现蜂窝状结构,而且镍层表面变得更加致密。真空状态可以有效保持镀镍碳纤维的抗拉强度,发挥其增强相的作用。(2)800℃真空处理后的镀镍碳纤维的抗拉强度减小了18.44%.主要原因可能是由于碳纤维及镍层本身的缺陷在高温热处理过程中残余热应力增大所导致的。结果表明,高温真空处理后的镀镍碳纤维可以有效保持镀镍碳纤维的抗拉强度。所以,在利用碳纤维作为增强相制备金属基复合材料时,应尽可能的保持其真空状态,或者采用吹惰性保护气体的方法。 3结论 (1)利用电镀法对PAN基碳纤维进行表面处理,所得金属镍层组织致密、均匀,与碳纤维结合良好,镍层改善了碳纤维对金属液的浸润性、防止界面反应,表面镀镍对碳纤维束的抗拉强度影响不大。(2)高温有氧条件下,首先是镍层与氧反应,随后碳纤维本身与氧反应,形成蜂窝状结构,使得镀镍碳纤维抗拉强度随着温度的升高而逐渐减小;到600℃时,碳镀镍碳纤维已经不具备承载能力。(3)高温真空处理后的镀镍碳纤维可以有效保持镀镍碳纤维的抗拉强度,发挥其增强相的作用。因此,利用PAN基碳纤维作为增强相制备金属基复合材料时,应尽可能的保持其真空状态,或者采用吹惰性保护气体的方法。(4)对于真空800℃加热后的镀镍碳纤维来说,虽然是无氧条件,但其抗拉强度仍然减少了18.44%,可见提高PAN基碳纤维的质量尤为重要。 作者:晋艳娟 杨昆 李盛静 张柱 杨雪霞 单位:太原科技大学 应用科学学院 力学性能论文:金枪鱼延绳钓钓钩力学性能研究 1材料与方法 1.1钓钩拉伸实验 选取一系列环形钩与圆形钩进行拉伸实验,测试钓钩的结构强度,确定钓钩刚开始出现塑性变形时的拉力值A(精确到0.01kN)。拉力实验机性能参数如表1。实验方法:(1)用钓钩专用夹具分别固定好钓钩的上下两端,并分别挂到拉力机的上下受力点;(2)启动开关,按合适的速度(100mm/min)将钓钩拉伸至完全变形;(3)读出显示器上拉力的数值,记录拉力值A。 1.2钓钩有限元模型的建立 经市场调研,14/0号圆形钩(线径4.5mm)为需求量最大的金枪鱼钓钩,选取3.4寸环形钩(线径4.5mm)作为对照组。钓钩各部位的名称如图1,两种钓钩各部分的尺寸见表2。对两种钓钩运用UG软件建立三维实体模型(图2)。钓钩有限元网格模型的建立钓钩为小型不规则构件,为提高求解效率,在不影响分析结果的前提下,对钓钩的轴头、倒刺、尖芒部位的部分尺寸进行适当简化,如简化尖芒的外形尺寸,倒刺的定位基准等。钓钩材料为马氏体不锈钢Cr13,密度ρ=7750kg/m3,弹性模量E=217GPa,泊松比μ=0.27,抗拉强度1000MPa,屈服强度850MPa[9]。安全系数取1.3,许用应力为650MPa。根据钓钩实体模型及结构力学特性,采用四面体与六面体结合的方法(钓钩是非规则件)对钓钩结构进行自动精细网格(尺寸为0.5mm×0.5mm)划分。综上建立圆形钩和环形钩的有限元网格模型(图3)。钓钩的边界条件与加载方式钓钩在海水中由支绳在轴头孔处拴住,当鱼咬上钩时,锋利的尖芒迅速刺穿鱼体的上颚,伴随鱼体在海水中的剧烈挣扎,鱼体的上颚会沿钓钩的轮廓移动,在此过程中,钓钩主要受鱼体作用力和支绳张力作用。由于支绳属柔性体,钓钩可以绕轴头孔任意转动和移动,因此在有限元分析时轴头孔处可以看作铰链约束。当鱼体的挣扎使支绳和干线绷紧时,支绳、轴头孔和金枪鱼施加于钓钩的咬钩力在同一条直线上,钓钩受到的外力最大,在此位置进行建模,分析钓钩的应力、强度和变形。为了便于计算,假设此时支绳、钓钩以及咬钩力均处于竖直位置。支绳绷紧后,不再考虑支绳的伸长,钓钩在轴头孔处沿竖直方向的位移假设为0。由于鱼体咬钩的随机性,咬钩力的作用点可以在靠近倒刺下方的前弯至钓钩受力张紧时竖直位置最低点间的圆弧AD上(图4)。为了比较咬钩力作用点不同对钓钩强度的影响,确定钓钩产生最大应力时施力点的位置,对该段圆弧均匀选取4个点A、B、C、D(图4),分别施加相同的载荷,选取产生最大等效应力的点作为后续分析时鱼体施加给钓钩的载荷作用点。 1.3钓钩有限元分析求解 将实验中建立的钓钩网格模型导入有限元分析软件ANSYS中的结构静力分析模块中,通过施加载荷、设置边界条件,然后进行静力学结构分析得到钓钩的等效应力云图和变形云图,从等效应力图中可以看出应力分布规律以及最大应力的大小和位置,标出最大应力以此进行强度分析。受力变形云图可导出总变形云图及沿X、Y、Z方向的变形云图,从变形云图中可看出钓钩各部位的变形程度及变形分布规律、最大变形量的大小及位置,以此来确定变形率。按下列公式计算变形率:δ1=X轴最大变形量/钩宽×100%δ2=Y轴最大变形量/尖高×100%若计算出的变形率超过12%,则钓钩失去使用价值[10]。钓钩在海水中主要受鱼体作用力F和干线张力T作用(将钓钩与支绳部分等效为一点)。鱼上钩后干线张力的大小随鱼体作用力的变化而变化(图5)。 2结果 2.1钓钩的拉伸试验结果 钓钩拉伸试验测得一系列环形钩与圆形钩的拉力值(表3)。通过实验数据对比,可得:(1)钓钩随着线径增大,其能承受的拉力也逐渐增大。说明钓钩线径与强度呈正相关关系。(2)同线径环形钩能承受的最大拉力大于圆形钩15.80%~29.40%,说明环形钩的结构强度要优于圆形钩。(3)通过观察拉伸实验过程,可知钓钩主要的变形区域集中在钩弯处,由于钓钩的材料属于超塑性材料,其伸长率可超过25%,硬度超过159HB[9],所以钓钩的失效形式主要为变形率过大(超过12%),钩弯拉平,尖芒外凸,失去使用意义。但实验过程中钓钩未出现断裂。 2.2钓钩有限元分析结果 钓钩施力点位置的确定按照实验加载方案对圆形钩施加拉力650N后得到的计算结果如表4。在A点,也就是假设支绳、钓钩以及咬钩力均处于竖直位置时的最低点。环形钩与圆形钩结果类似。圆形钩有限元分析对圆形钩最低点处施加650N拉力得到等效应力分布云图,(图6)圆形钩的最大等效应力出现在钓钩后弯处,应力分布区域从钓钩钩底一直延伸至轴头处,轴头孔处存在应力集中,等效应力值为620MPa,小于等效应力的最大值。尖芒、倒刺、钓钩前弯及轴头顶端区域受到的应力很小。钓钩后弯内侧受拉应力,外侧受压应力,两侧应力分布相似,圆形钩等效应力最大值为636.68MPa,其值较大,这是由于假设鱼体咬钩力是作用于钓钩最低点的一个集中力,实际作业中,鱼体咬钩力因鱼嘴具有一定宽度,是一个分布力,应力值会较小。此时,钓钩不会变形,这与当拉力是650N时才开始出现塑性变形的结果(表4)较为接近。因此,圆形钩基本满足强度设计要求。最大值在圆形钩后弯圆弧中心偏上处,且应力分布随着后弯应力最大值点向圆弧两侧逐渐减小,最小值在尖芒下端,由此可看出,外载荷主要由圆形钩后弯部分来承担,约占整体应力的86.00%。图7为其总变形云图及沿X、Y、Z方向的变形云图,圆形钩整体变形集中在钩弯处,而鱼体拉力亦主要由钩弯承受,因此钩弯是钓钩的主要受力区域,也是产生变形甚至失效的主要区域。钓钩整体最大变形出现在钓钩前弯外侧。钓钩整体最大变形量,在X、Y和Z轴的最大变形量,X轴和Y轴变形率见表5。由表5得出钓钩的主要变形集中在X轴方向。最大变形率为11.1%,接近12%,基本满足钓钩力学性能设计要求[10]。 2.3环形钩有限元分析 对环形钩于最低点处分别施加650N的拉力得到等效应力分布云图(图8)。在与圆形钩承受相同载荷650N的情况下,环形钩的等效应力最大值为557.25MPa,小于圆形钩。说明环形钩的结构强度优于圆形钩。图9为对其施加850N拉力所得到的等效应力分布云图。在850N的拉力作用下,最大等效应力出现在环形钩后弯圆弧中心偏上处,等效应力最大值为629.94MPa,与钓钩材料的许用应力接近,与实验结果接近,基本满足强度设计要求。应力分布特征与圆形钓钩类似,轴头与钩轴连接处存在应力集中,而尖芒、倒刺、钓钩前弯及钩柄顶端区域几乎不受力。应力分布随着后弯最大值点沿钓钩轴线向轴头、尖芒处逐渐减小,最小值在尖芒下端,由此可看出外载荷主要由环形钩后弯承担,约占整体应力的83.00%。图10为环形钩总变形云图及沿X、Y、Z方向的变形云图,环形钩的变形特征与圆形钩相似,钩弯和钩轴是环形钩整体变形最集中的区域,钩弯是环形钩的主要受力区域,也是产生变形甚至失效的主要区域。钓钩整体最大变形出现在钓钩前弯外侧。钓钩整体最大变形量,在X轴、Y轴和Z轴的最大变形量,X轴和Y轴的最大变形率见表5。由表5可看出环形钩的主要变形集中在X轴方向。最大变形量均未超过12%,基本满足钓钩刚度性能设计要求[10]。有限元分析结果从有限元分析中可以得出:(1)圆形钩与环形钩的力学性能基本满足设计使用要求,在线径相同的条件下,承受相同载荷时,环形钩X、Y轴最大变形率比圆形钩分别小3.00%和0.21%,说明环形钩的强度更高,抗变形能力更强。(2)圆形钩与环形钩的主要受力区域都在钩弯处,分别占86.00%、83.00%,轴头与钩轴连接处皆存在应力集中,最大变形都出现在钓钩前弯外侧,而尖芒、倒刺及钩柄顶端区域受到的力很小,因此钩弯的设计对钓钩整体性能的影响至关重要。(3)14/0号圆形钩可承受的最大拉力为650N,已经超过了50kg大眼金枪鱼所能产生的动拉力(450N),说明该钓钩已能满足使用要求。但在实际捕捞作业中,可能有更大的渔获,如大眼金枪鱼最大可达138kg,对应的动拉力是1250N,这时,钓钩的强度已经不够,故需增加钓钩的强度或更换更大尺寸的钓钩。 2.4圆形钩的结构优化 优化后的圆形钩有限元分析对圆形钩,其具体优化方案:(1)对钩柄、钩弯进行压扁操作,将其原有的圆形截面压扁成近似于长方形的截面,其压下率(压下量与轧件轧制前的宽度之比)为15%。(2)适当增大钓钩前弯的圆弧曲率,原前弯曲率半径为14mm,现增至16mm。钩轴采用圆弧过渡以避免应力集中。采用与上述分析类似的步骤,按照优化方案,重新对14/0号圆形钩建模,然后导入ANSYS软件进行分析,求解后的等效应力如图11。求解后得到的最大等效应力值为613.64MPa,小于优化前的最大等效应力值636.68MPa,说明在用料相同的情况下,强度提升了3.60%。有限元分析初步证实上述优化方案可以有效提升圆形钩的结构强度。优化后的圆形钩拉伸实验选取14/0号圆形钩(线径4.5mm)和结构优化后的14/0号圆形钩进行拉伸实验,针对实验中的两种措施分别测试相应可承受的最大拉力值,拉力A为增大圆弧曲率后的拉力值,拉力B为压扁操作后的拉力值(表6)。实验数据对比发现:优化后的圆形钩较优化之前抗拉强度分别提升了4.60%、10.80%,其结构强度较之前有了提高,在应对金枪鱼的主要捕捞群体(10~50kg)方面能满足使用要求,但在应对超大型金枪鱼(超过100kg)时强度欠缺。 3讨论 3.1钓钩的力学性能及优化 经过有限元分析与实验研究可得:环形钩的部分力学性能(强度和刚度)优于圆形钩,但圆形钩亦满足正常的使用要求,钓钩线径与抗拉强度呈正相关关系。钩弯是主要受力及变形区域,其设计对钓钩整体性能的影响至关重要。钓钩的主要受力区域在后弯处,轴头孔下端存在应力集中。适当增加钓钩钩弯的圆弧曲率并对表面进行压扁处理、钩轴采用圆弧过渡可避免应力集中,压扁操作有效增大了惯性矩,根据材料力学理论,材料一定的条件下(弹性模量不变时),惯性矩越大,抗弯刚度越大,钓钩的承载能力也越强。通过钓钩拉伸实验证实,上述措施可有效提升圆形钩的力学性能。结合钓钩拉伸实验结果与软件分析的钓钩力学性能,环形钩虽然部分力学性能优于圆形钩,但其结构容易造成鱼体死亡,会威胁海龟等保护动物的生存,而圆形钩是良好的生态保护型钓钩,可降低对海龟等保护动物的兼捕,满足生态保护等要求[12],且其力学性能基本满足使用要求。Cooke等[12]分析得出圆形钩是有效的保护型钓钩。Andrew[13]通过实验对比得出,在延绳钓渔业中使用圆形钩可降低海龟的死亡率。Hall[14]研究表明,与传统环形钩相比,金枪鱼延绳钓渔业中使用圆形钩使海龟的钓获率下降44%~88%。戴小杰等[15]通过实验证明使用环形钩确实会引起海龟的兼捕。由此可初步认定,圆形钩相对于环形钩而言,可以减少海龟等的兼捕,有效保护濒危物种,是良好的生态保护型钓钩,是今后钓钩发展的趋势,在尺寸相同的条件下,圆形钩的强度虽比环形钩低,但仍能满足使用要求,在延绳钓作业中可放心使用,但在钓大型金枪鱼时需选用大尺寸钓钩。 3.2展望 钓钩的偏角对渔获的捕获率、伤害和死亡率产生影响[16-19]。因此,具有偏角的钓钩的力学性能研究势在必行。另外,有学者指出大号圆形钩能防止海龟的误捕,但小号圆形钩和传统的环形钩对海龟的钓获率没有实质性区别[20-21]。 作者:马骏驰 袁军亭 宋利明 单位:上海海洋大学工程学院 上海海洋大学海洋科学学院 力学性能论文:高温时效对力学性能的影响 目前火力发电厂广泛使用的汽轮机组主要有亚临界、超临界和超超临界三种,汽轮机的安全稳定运行对保障电厂安全具有重要的现实意义。螺栓是汽轮机上广泛使用的紧固件,螺栓的质量对汽轮机能否安全运行至关重要。由于GH4145合金在980℃以下具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能,800℃以下具有较高的强度,700℃以下具有良好的抗蠕变性能,540℃以下具有良好的抗松弛性能[1],故这种合金已被广泛用于制造亚临界机组汽轮机汽缸、主汽门、法兰等部件的紧固螺栓,而且目前对于600MW以上的超(超)临界机组也开始使用该材料制作的紧固螺栓,其最高使用温度可达677℃(见《火力发电厂高温紧固件技术导则》DL/T439-2006)。GH4145螺栓的显微组织在服役过程中(高温、高应力作用下)会发生变化,造成其性能下降[2]。关于GH4145合金在700~870℃之间的组织、性能演变规律已有一些研究报道[3-5],但这种合金在超(超)临界工况(服役温度为566和600℃)下的组织、性能演变规律还未见报道。因此,本文拟对GH4145合金在超(超)临界机组服役温度(566℃)下组织和性能的演变规律进行研究,以便为保障超(超)临界机组的安全运行提供试验和理论依据。 1试验材料及方法 试验材料为国产GH4145合金,其冶炼方法为真空感应炉熔炼+电渣重熔,具体化学成分见表1。首先对直径为60mm的试验合金轧制棒材进行标准热处理,即固溶处理(1130℃/2h/空冷)+双时效处理(845℃/24h/炉冷+705℃/20h/空冷)。然后分别将其在566℃时效100、300、500、750和1000h。将时效后的材料线切割成10mm×10mm×10mm的试样,采用不同型号的砂纸对平行于棒材纵截面的试样表面进行打磨,并经机械抛光后,在15gCuCl2+100mLHCl+100mLC2H5OH溶液中侵蚀30~60s,制得用于观察显微组织的试样。采用20%H2SO4+80%CH3OH溶液对上述打磨试样进行电解抛光(电解电压为20V,时间为20s),然后在150mLH3PO4+10mLH2SO4+15gCrO3溶液中对其进行电解侵蚀(电解电压为5V,时间为3s),制得用于观察析出相的试样。利用光学显微镜观察试样的显微组织,利用ZEISSSUPRA55场发射扫描电子显微镜(scanningelectronmicroscope,SEM)观察试样中的析出相,利用Photoshop软件采用截线法测定试样的平均晶粒尺寸,利用Image-ProPlus软件采用面积法分别测定试样中大、小晶粒的平均尺寸。综合利用Photoshop和Image-ProPlus软件测定试样中析出相的平均尺寸和体积分数。采用普通布氏硬度计(型号:XHB-3000,压头直径:5mm,施加载荷:7.355kN)按照国标GB/T231.1-2002中的规定测量所有时效试样的布氏硬度。按照国标GB/T228.1-2010、GB/T4338-2006和GB/T229-2007中的规定分别对未时效、时效500和1000h的材料进行室温与高温拉伸以及室温冲击试验。拉伸试样直径为5mm,标距为25mm;冲击试样尺寸为55mm×10mm×5mm,缺口类型为V型。 2试验结果与讨论 2.1高温时效过程中GH4145合金显微组织的演变 2.1.1显微组织试验合金在566℃时效不同时间后的显微组织如图1所示,可以看出,未时效和时效不同时间后的试验合金均由等轴晶组成,且晶内有孪晶和带状夹杂物存在。晶粒大小不太均匀,存在着尺寸相差较大的大、小两种晶粒,随时效时间的延长,晶粒尺寸无明显变化。对566℃时效不同时间试样的平均晶粒尺寸、较小和较大晶粒的平均尺寸分别进行统计,结果如图2所示。试验合金的平均晶粒尺寸、较小和较大晶粒的平均尺寸随时效时间变化的规律基本相同,时效初期(时效时间小于100h)随着时效时间的延长,合金的平均晶粒尺寸、较小和较大晶粒的平均尺寸均逐渐增大,而后趋于稳定,基本保持不变。2.1.2γ'强化相据报道[4-5],GH4145合金中的析出相主要为γ'强化相和碳化物,图3显示出了标准热处理后试验合金中析出相的形貌。可以看出,除γ'强化相外,在晶界和晶内均存在着形状和尺寸不同的碳化物。断续地分布于晶界上的碳化物呈不规则的长条状,尺寸相对较小;随机分布于晶内的碳化物呈较规则的多边形状,尺寸相对较大,为一次碳化物。对这些碳化物进行EDS(energydispersivespectrometry)能谱分析,结果表明:无论是晶界碳化物还是晶内一次碳化物,其中Nb和Ti的含量均明显高于基体(见图4),说明这些碳化物均为含Nb、Ti的碳化物。此外,试验合金中γ'强化相的形状和尺寸也不尽相同,弥散分布于晶内的近似立方形的γ'相尺寸较大,其平均尺寸约为97.5nm;在这些大γ'相之间以及在晶界和晶内一次碳化物周围分布的近似球形的γ'相尺寸较小,前者的平均尺寸约为39.6nm;后者的平均尺寸约为20.7nm。时效过程中镍基合金中γ'相的形状变化序列一般是:小球形大球形立方形二隅体或八隅体[6-7]。对于γ'相与基体之间错配度较小的合金,析出初期界面能是控制γ'相形状的主要因素,故刚析出的γ'相呈球形且与基体共格;随着γ'相的长大,弹性应变能逐渐增大,当其达到一定值后,γ'相就会从球形转变成立方形,其与基体间的界面也会变为半共格或非共格界面,因为在此过程中弹性应变能的减少大于界面能的增加,系统总能量会降低。此后,弹性应变能成为控制γ'相形状的主要因素。为了降低系统的弹性应变能,立方形γ'相会通过在自身不同部位发生回溶而分裂,最终变成二隅体或八隅体形状。试验合金中尺寸较大的近似立方形的γ'相是在双时效前期析出的,此时充足的γ'相形成元素和足够的时间使其可以充分长大,当其尺寸长大到一定值后便由球形转变成了立方形。而大尺寸γ'相之间的小尺寸γ'相则是在双时效后期或冷却过程中形成的,它们因其周围基体不能在较短时间内提供足够的γ'相形成元素而不能充分长大,因而尺寸较小,仍保持球形。由于晶界和晶内碳化物均为含Nb、Ti的碳化物,这些碳化物的析出必然会使其周围基体中Nb、Ti的含量降低,又由于Nb、Ti是γ'相形成元素,它们的贫化必然会推迟γ'相的析出和长大,因而晶界和晶内碳化物周围的γ'相尺寸较小,呈球形[8]。由于标准热处理态试验合金中的γ'相都是在双时效过程中形成的,故均为二次γ'相[9]。566℃时效不同时间后试验合金中γ'强化相的形貌如图5所示。可以看出,时效后尺寸较小的球形二次γ'相的形状无明显改变;部分尺寸较大的立方形二次γ'相发生了分裂,但直至时效1000h,分裂过程也未完成,故在时效试样中未能观察到二隅体或八隅体的γ'相。对时效试样中各种二次γ'相的尺寸和体积分数进行统计,结果表明:与标准热处理态相比,时效试样中各种二次γ'相的平均尺寸和体积分数均变化不大,尺寸较大的近似立方形的γ'相的体积分数保持在22%左右。但是,当时效时间达500h后,合金中出现了尺寸更加细小(平均尺寸约为12.3nm)的球形三次γ'相,且随着时效时间的进一步延长,其平均尺寸和体积分数均逐渐增大,分别从时效500h后的12.3nm、0.8%增加到了时效1000h后的14.2nm、1.49%。此外,566℃时效1000h后,试验合金晶界和晶内碳化物的形状与尺寸均无明显变化。 2.2高温时效过程中GH4145合金力学性能的演变 对566℃时效不同时间后的试样进行布氏硬度测量,结果如图6所示。随着时效时间的延长,合金的硬度逐渐增加。这是由于时效500h后合金中析出了三次γ'强化相,且随着时效时间的进一步延长,三次γ'相的数量逐渐增多。当时效时间超过750h后,合金的硬度已超出电力行业标准DL/T439-2006《火力发电厂高温紧固件技术导则》中规定的上限值331HBW。因此,GH4145合金螺栓在使用过程中容易出现硬度超标的问题。对未时效和566℃时效500、1000h的试样进行室温和高温(566℃)拉伸试验,结果如图7所示。随着时效时间的延长,无论是室温还是高温拉伸,合金的强度指标(屈服强度、抗拉强度)均逐渐增加,而塑性指标(断后伸长率、断面收缩率)却略有下降。比较室温和高温拉伸试验结果可知,高温下合金的强度指标均低于室温;而塑性指标却高于室温或与室温相当。对未时效和566℃时效500、1000h的试样进行室温冲击试验,结果如表2所示。可以看出,随时效时间的延长,合金的冲击吸收功变化不大。 3结论 1)标准热处理态下试验合金由等轴晶组成,且晶内有孪晶和带状夹杂物存在。晶粒大小不太均匀,存在着尺寸相差较大的大、小两种晶粒。566℃下,随着时效时间的延长,时效初期合金的平均晶粒尺寸、较小和较大晶粒的平均尺寸均有所增大,而后趋于稳定,基本保持不变;2)标准热处理态下试验合金中存在着形状和尺寸不同的二次γ'相,弥散分布于晶内的近似立方形的γ'相尺寸较大,在这些大γ'相之间近似球形的γ'相尺寸较小,在晶界和晶内一次碳化物周围聚集分布的近似球形的γ'相尺寸最小。566℃下,随着时效时间的延长,部分尺寸较大的立方形二次γ'相发生了分裂;当时效时间超过500h后,合金中还析出了尺寸更加细小的球形三次γ'相,且随着时效时间的进一步延长,其平均尺寸和体积分数均逐渐增大;3)566℃下,随着时效时间的延长,试验合金的塑性指标略有下降,冲击吸收功变化不大,而硬度和强度逐渐增高,因此,GH4145合金螺栓在使用过程中容易出现硬度超标的问题。 作者:单位: 力学性能论文:回火温度对石油套管钢力学性能的影响 由于高密度油粘度大,所以抽采难度很大,一般采用热力开采。利用注入蒸汽的热量使高密度油温度升高,易于流动,便于开采。开采过程中,套管被固定在井筒中处于约束状态,不能自由膨胀和收缩,在注入高温高压蒸汽阶段套管由于受热膨胀和受约束而承受很大的压应力,停注采油时,由于降温收缩松弛而承受很大的拉应力,套管反复承受高的拉-压应力而极易损坏[1-3]。针对热采油开采的环境,国内外该类产品的开发思路大体一致,即通过合理的钢种成分设计,使得套管材料具有高温强度高、在工况温度下强度下降小、热稳定性能高、抗挤毁强度高的特点。国内已经开发的注蒸汽热采套管有TP90H、TP100H、TP110H、TP120H等,材质为Cr-Mo系钢[4-10]。虽然能够满足热采管的使用工况,但Mo的加入使Cr-Mo系钢种生产成本较高,因此,为降低成本,笔者提出以Mn替代Mo,即Cr-Mn钢,这种新型石油套管钢属P110钢级,按客户要求,其设计标准性能要求为:抗拉强度≥862MPa,屈服强度758~880MPa,伸长率≥20%,0℃下的纵向冲击性能≥48J,硬度要求≤HRC30。本文主要研究不同回火温度对该新型石油套管钢力学性能的影响,为该新型钢管在高密度原油开采中的推广应用提供可靠依据。 1实验材料及方法 采用连铸法生产铸坯,经穿孔、轧管、定径后,生产出规格为177.8mm×10.36mm的钢管,变形比为6.7。在箱式电阻炉中进行调质热处理实验,调质热处理工艺参数为:920℃淬火,保温60min后水冷,570~620℃回火,保温120min后水冷,具体调质热处理工艺参数如表1所示。采用CMT5305型微机控制电子万能试验机,根据GB/T228-2002标准进行室温拉伸试验,对热处理后的试料加工成规定尺寸的管状拉伸试样,每组试验做3个试样取平均值。用TH320型全洛氏硬度计测定热处理后试样表面硬度,压头为金刚石,载荷为150kg,取3次试验的平均值。采用ZOOM6045型显微镜观察试样的显微组织。采用300J冲击试验机对每组3个试样进行冲击试验,并采用EVOMA18型电子扫描显微镜观察试样的断口形貌。 2结果与分析 2.1回火温度对材料力学性能的影响 为了确定该新型石油套管钢的调质热处理工艺,对不同回火温度下材料的力学性能进行了研究。图1为不同回火温度下材料的抗拉强度和屈服强度。由图可知,随着回火温度的提高,材料的抗拉强度和屈服强度均降低,但基本能够达到设计标准性能要求(抗拉强度≥862MPa,屈服强度758~880MPa),仅当回火温度为620℃时,其强度值未达到设计标准性能要求。这是由于随着回火温度的升高,元素扩散速度加快,扩散越充分,伴随着马氏体的分解,残留奥氏体的转变,渗碳体的聚集长大以及铁素体的回复再结晶,使淬火导致的晶格畸变能越小,位错密度降低,从而使强度下降。图2为不同回火温度下材料的伸长率和硬度,其中箭头向左黑色实线表示该钢种设计的标准伸长率要求,即≥20%;箭头向右黑色虚线表示该钢种设计的标准硬度要求,即≤30HRC。由图可知,随着回火温度的提高,材料的伸长率呈上升趋势,而硬度随之下降,且当回火温度为570℃时,硬度超过标准硬度要求,当回火温度为620℃时,伸长率刚刚满足最低标准要求。这是因为随着回火温度的升高,马氏体转变越充分,通过元素的扩散,晶界的迁移,马氏体转变为回火索氏体,从而使材料的硬度下降,韧性提高,伸长率增大。采用冲击试验测定不同回火温度下各试样的冲击功表征材料的冲击韧性,图3为不同回火温度下分别进行3次冲击试验的冲击功柱状图,黑色实线表示该钢种设计标准冲击功要求,即≥48J。由图可知,冲击韧性总体变化趋势是随着回火温度的升高,冲击韧性增加,且当回火温度为570℃和580℃时,冲击功未达到标准要求。由图2可知,随着回火温度的升高,材料的韧性增加,因此相对应,材料的冲击功增加,冲击韧性增强。图4为调质处理(回火温度600℃)后材料进行冲击试验后的断口形貌。由于所配制的材质以Cr和Mn为主要合金元素,从元素构成方面看,材质具有严重的高温回火脆性。由于杂质元素在原奥氏体晶界上的聚集,隔断晶界的连贯性,导致回火后晶界强度降低,因而采用回火保温后水冷的方式。水冷的冷速较快,使杂质元素失去了向晶界扩散的动力而来不及聚集,因而获得的晶界表面较为纯净,结合强度高。由图4可知,试样断口韧窝面积大,脆性面积小,二次裂纹数量减少,表面发现少量夹杂物,如图4(b)所示,夹杂物的尺寸约为8μm。综上所述,该新型石油套管钢的调质热处理工艺为:淬火温度920℃,保温时间60min,水淬,然后在590~610℃回火,保温时间120min,回火保温后进行水冷。通过该调质工艺处理的试样其性能满足钢种设计标准要求。 2.2调质处理后材料的显微组织 图5为试样经调质处理后(淬火温度920℃,保温时间60min,水淬,然后在600℃回火,保温时间120min,回火保温后进行水冷)的显微组织。经过调质处理后,由于淬火时原奥氏体晶粒较为细小,回火后组织比较致密。原奥氏体晶粒轮廓下的马氏体组织在回火温度下,经过长时间的保温,发生碳元素的扩散,碳化物的析出,晶界的迁移,以及出现碳化物的聚集。因此,调质处理后试样的组织以细小铁素体为主,在铁素体基体上弥散分布着细粒状碳化物,形成回火索氏体[11-12],碳化物的弥散分布提高了铁素体基体的强度和韧性,使得回火组织具有优良的力学性能。 3结论 1)通过研究不同回火温度下试样的力学性能,较适宜的调质热处理工艺为:920℃保温60min水淬,590~610℃保温120min回火后水冷;2)经优化后的调质工艺处理后,钢种的各项力学性能指标为:抗拉强度882~916MPa,屈服强度798~813MPa,伸长率21%~22%,硬度26.2~27.8HRC,冲击功53~83J;3)调质后得到的组织为回火索氏体,即在铁素体基体上弥散分布着细粒状碳化物,碳化物的弥散分布提高了铁素体基体的强度和韧性,使得回火组织具有优良的力学性能。 作者:曹晶晶 李河宗 李阳 赵文武 单位:河北工程大学机电工程学院 力学性能论文:沥青防水卷材力学性能检测分析 建筑施工对建筑的防水性能有较高的要求,为了使防水施工取得更好的结果,应该选用合适的防水卷材。现在防水工程中常用的防水卷材有沥青防水卷材、高分子防水卷材、防水涂料等,这些防水卷材中沥青防水卷材使用范围最广。沥青防水卷材进行物理力学性检测可以对沥青防水材料的性能做出良好的反映。下面是对沥青防水卷材检测中的力学性能的检测分析。 1影响沥青防水卷材力学性能检测的因素 1.1仪器设备的影响 沥青防水卷次检验中会用到多种仪器设备,这些仪器设备会对检测的结果产生一定的影响。需要使用的仪器设备有拉力机、不透水仪、电热恒温箱等。沥青防水卷材检测中用到的拉力机的测量范围应该是0-1000N,如果拉力机的测量范围大于这个规定值,那么检测的精度就得不到保障。如果测量范围小于这个规定,测量程就满足不了实际要求。检测中使用的不透水仪对测量结果也有一定的影响,不透水仪在使用的过程中密封性应该保持良好,保证其可以长时间承受压力。在检测过程中如果不透水仪存在漏水的情况,那么其就不能保持在规定的压力内,从而影响到不透水仪的检测结果。电热恒温箱也是检测中的一个必备装置,电热恒温箱在使用过程中应该有热风循环装置,运用此装置来保证箱内温度的均衡,保证试件可以均匀受热,如果受力不均匀则会对最终检测结果造成影响。 1.2取样和制样的影响 取样和制样是沥青防水卷材料检测中的重要步骤,取样和制样过程中也极容易对检测结果造成影响。取样时应该选取尺寸、卷重、外观等均合格的产品中选出一卷,纵向上截取50cm,横向上截取250cm作为试验件[1]。选取试验品时要保证沥青防水卷材的表面没有孔洞、裂缝、麻面、露胎等情况,如果出现有这些情况会影响到最终检测的准确性。制样过程切取拉力试件时应该保证切口的垂直整齐,防止切口出现坡口的情况,坡口的情况一旦出现会使最终的检测结果或者偏高或者偏低。如果切口出现不整齐的情况,试件的边缘会出现不平滑的现象,会导致检测结果偏低。另外样品的卷头和边缘的材质在生产的过程中会出现疏松、不匀的现象,这样的情况会对沥青防水卷材的透水性、柔度和耐热性产生一定的影响。 1.3试验条件的影响 沥青防水卷材具有较好的感温性,在检测的过程中容易受到外部环境温度的影响,这也要求式样应该放在干燥的地方,温度保持稳定。一些试验显示在不同的温度下开展试验,沥青防水卷材的检测结果会出现差别,在纵向和横向上温度高的试样所能承受的拉力较小。另外在试验的过程中对试样进行不透水性试验时所采用的水应该是蒸馏水或者洁净的淡水。如果选用了含有较多杂质的水来做试验会导致水中所含的杂质与试件的覆盖层发生反应,使试件的抗渗透性有所下降,同时水中所含的杂质也会阻碍水的自由渗透,导致检测结果最终出现偏差。 2沥青防水卷材力学性能的检测 沥青防水卷材力学性能检测中延伸率的检测是一项重要内容,断裂延伸率可以把拉伸试验后试件完全断开作为断裂延伸率的判断指标,也可以把试件沥青层出现空洞、裂缝等时的伸长率作为断裂延伸率的判断标准。在测量的过程中对试件所处的状态要加以注意,有时试件断裂时所用的拉力不一定最大,当运用最大的拉力时试件也不一定断裂,因此试件测试必须在规定的状态下记行,防止测得的延伸率不准确。对沥青卷材做拉伸实验时断裂在夹具20mm内时试件就应该作废,应该重新取样进行试验。试件进行检测时试件会经常从夹具处断裂,这容易出现内部胎基整体滑移的现象。对于这种情况可以采用缠绕式夹具或者在卷材的两端处缠绕上胶布来增加夹具接触处的摩擦阻力,这样可以有效避免类似问题的产生。检测中一般不同种类的沥青防水卷材有着不同的检测标准,所以在检测的过程中就应该根据防水卷材的种类选好相应的标准。对于同一种卷材的试件而言,不同的规格型号,其物理力学性能的指标也不尽相同。这也要求检验人员在监测的过程中认真区分这些不同的卷材[2]。在很多情况下由于送检单位对卷材的种类了解不清楚,出现了将试样品种填错的情况,这就导致了在检测过程中检测标准运用错,导致最后检测结果出现了不准确的情况。沥青防水卷材进行拉力检测时加荷速度会影响到最终的测试值,如果加荷速度快,测试值则会偏高,反之,测试值就会偏低。因此拉伸速度应该保持在标准所规定的测试速度范围内。 3结语 沥青防水卷材作为防水工程的重要材料在防水工程中发挥了重要的作用。沥青防水卷材的力学性能的检测是对其总体性能的一个反映,应该采取切实措施保证力学性能检测的准确性。对于影响检测结果的因素要努力加以避免,采取正确的方式进行法检测,保证最终检测结果的准确。 作者:夏力哈尔·阿山哈孜 单位:新疆省伊犁州产品质量检验所 力学性能论文:退火温度对超细晶钢力学性能的影响 随着汽车工业的飞速发展,安全、能耗和环境问题越来越受到各国的关注。为了节约能源并且减少汽车尾气排放,先进高强度汽车用钢的开发是主要研究方向[1]。近年来,美国科罗拉多矿校JohnSpeer教授提出了一种新型热处理—Q&P工艺[2-5],成为高强度汽车用钢研究的热点。该工艺通过先奥氏体化退火再淬火至Ms~Mf温度得到一定量的马氏体和残留奥氏体,再在稍高于Ms温度控制C元素从马氏体向残留奥氏体配分,最后淬火得到富集C的残留奥氏体和马氏体的复相组织。由于残留奥氏体的相变诱发塑性(TRIP)效应故Q&P钢具有良好的综合力学性能。Q&P工艺的关键是通过设计合理的成分、制定合理的退火工艺来获得一定量并且具有合适稳定性的残留奥氏体[6]。Q&P工艺按退火温度分有完全奥氏体化Q&P工艺和两相区Q&P工艺,前者室温组织为残留奥氏体+马氏体,后者为铁素体+残留奥氏体+马氏体。本实验通过两相区Q&P退火工艺,在传统Q&P钢成分基础上添加适量Nb和Ni来提高其力学性能。Nb具有细化晶粒的作用[7],而Ni是强烈的稳定奥氏体元素[8],并且Mn钢热轧板室温组织马氏体含量较多,冷轧易出现边裂现象,另外Ni的固溶强化比Mn低,冷轧容易进行,同时添加Ni能改善钢的耐蚀性,故采用少量Ni取代部分Mn。本文模拟连续退火工艺对实验钢在不同退火温度下的显微组织和力学性能进行了对比和研究。 1实验材料与方法 实验用钢采用50kg真空感应炉熔炼,化学成分如表1所示。采用Thermo-Calc软件进行热力学计算实验钢的相变点,其Ac1、Ac3、Ms点温度分别为650、726和170℃。实验钢浇铸成锭并锻造成100mm×60mm×40mm的锻坯,锻坯经1200℃保温1h后热轧,开轧温度1150℃,经五道次轧制,终轧温度为870℃,卷取温度为660℃。热轧板经酸洗除磷后冷轧,冷轧压下率为50%,得到厚度为1.5mm的冷轧板。Q&P热处理工艺示意图如图1所示。先将实验钢在两相区奥氏体化退火,然后淬火至160℃,接着在400℃进行配分处理,最后淬火至室温。连续退火工艺在ULVACCCT-AY-Ⅱ型板材退火模拟试验机上进行,退火温度分别为650、670、690和710℃。根据国标GB/T228.1-2010,将热处理后的钢加工成50mm标距的标准拉伸试样,并在室温下进行拉伸试验,对每种状态的拉伸试样进行两次拉伸测试,性能指标取其平均值。退火后钢板的金相试样经机械抛光和4%硝酸酒精侵蚀后,在ZEISSAX10光学显微镜(OM)和QuantaFEG450热场发射环境扫描电镜(SEM)下观察其显微组织形貌和各相的形态分布。EBSD技术用于决定残留奥氏体相分布,高分辨率EBSD图片在步长为50nm放大倍数为10000×条件下获得,并用HKLChannel5软件进行数据处理。 2实验结果及讨论 2.1退火温度对组织的影响 实验钢经两相区Q&P工艺之后的显微组织如图2所示。其显微组织由块状铁素体+残留奥氏体/马氏体混合组织组成。其中,白色组织为铁素体,深色组织为块状残留奥氏体/马氏体。从图中可以看出,晶粒尺寸达到了亚微米级别,光学显微镜的分辨尺度下很难辨认组织的细节与状态。随着退火温度的升高,白色区域逐渐减少,深色区域逐渐增多。图3为实验钢Q&P处理后的SEM照片。经历两相区退火后,从图中可以看出,深色块状下凹区域为铁素体,细小的碳化物弥散分布在铁素体基体上,白色块状为马氏体或残留奥氏体。在650℃退火时,由于刚到Ac1温度,马氏体/残留奥氏体组织很少,组织中存在大块的冷轧变形的未再结晶区和弥散的未溶碳化物颗粒;高于Ac1退火时,随退火温度升高,未再结晶区和碳化物逐渐减少,马氏体/残留奥氏体逐渐增加。当退火温度为670℃时,形变基体的再结晶程度增加,同时有块状马氏体/残留奥氏体组织增多,说明退火温度已经处于两相区的温度范围;当退火温度为690℃时,超细化的马氏体/残留奥氏体弥散的分布在基本再结晶的基体上,同时未溶解的渗碳体已经很少;当实验钢在710℃退火时,基体中基本不存在碳化物。 2.2退火温度对力学性能的影响 图4为不同退火温度下实验钢工程应力应变曲线。实验钢在弹性变形结束后,出现了不同的加工硬化现象,当退火温度为650℃以及670℃时,实验钢拉伸曲线的塑性变形阶段呈现出双曲的特征,即曲线在塑性变形的初期即开始出现局部变形,拉伸曲线逐渐下降,随后又产生一定的加工硬化,拉伸曲线逐渐上升,直至断裂;当退火温度为690℃时,应力应变曲线出现了吕德斯类型台阶,这与局部应变有关,应变局部存在于狭窄的变形带中[11],当应变约为0.09时,由于应变积累到一定程度,残留奥氏体发生马氏体转变产生加工硬化出现了第一个台阶,当应变积累达到约0.23时,实验钢发生失稳断裂。当退火温度达到710℃时,出现了明显的加工硬化现象,这主要是因为710℃时钢中残留奥氏体含量较多,残留奥氏体相变产生TRIP增塑效应的结果,之后应力应变曲线呈锯齿状,这称为PLC效应,直至失稳断裂。退火温度为650、670和690℃时,随温度升高,断后伸长率逐渐升高,抗拉强度和屈服强度逐渐降低,这是因为随退火温度升高铁素体回复再结晶程度增大,且渗碳体逐渐减少。图5不同退火温度Q&P钢的力学性能Fig.5MechanicalpropertiesofthesteeltreatedbyQ&Pprocessatdifferentannealingtemperatures图5是实验钢不同退火温度条件下力学性能对比。从图看出,随退火温度升高,抗拉强度有下降的趋势,但变化幅度不大,而断后伸长率呈现先上升后下降的趋势,且在690℃达到最大,峰值为23.5%。由图中可知,退火温度为690℃时,强度和塑性达到最佳结合,强塑积最大,达到28GPa•%。 2.3残留奥氏体的XRD测量结果 采用X射线衍射技术对不同退火温度处理后样品中残留奥氏体含量进行了测定。不同温度下的XRD谱如图6所示。由图中可见,退火温度为650℃时,几乎没有残留奥氏体峰,随退火温度升高,残留奥氏体相对衍射强度逐渐增大且(200)γ和(211)γ峰基本以相同比例增加而铁素体峰却逐渐较弱。这主要是因为退火温度升高,两相区得到的残余奥氏体增多,在随后的淬火和配分中,C配分稳定的奥氏体含量大于奥氏体分解或相变的量。留奥氏体体积分数逐渐升高。退火温度为650℃时,奥氏体中碳含量最大,这主要是因为此时残留奥氏体含量较少,因此TRIP效应不明显导致塑性较差,说明此时残留奥氏体体积分数是影响塑性的主要因素。退火温度在650℃以上时,残留奥氏体碳含量先升高后降低,在690℃时达到最大,这和图5断后伸长率表征结果趋势一致,说明当退火温度在Ac1以上时,残留奥氏体中碳含量是影响塑性的主要因素。 3残留奥氏体增塑效应分析 残留奥氏体在Q&P钢中至关重要,其体积分数、化学成分、尺寸、形貌、以及位置都是影响残留奥氏体稳定性的因素。残留奥氏体对塑性有3个效应,一个是TRIP效应,另一个是阻碍微裂纹扩展(BMP)效应,最后是残留奥氏体吸收位错(DARA)效应[12]。图8是通过HKLChannel5数据处理软件得到的FCC相和BCC相分布结果。图中灰色和黑色是由于位错密度等缺陷导致的衬度不同所致,其中灰色为铁素体,黑色为位错密度高马氏体,蓝色块状为残留奥氏体,绿色线条代表2°~15°晶界,一般认为是亚晶界,黑色线条为>15°晶界,一般认为晶界。从图中可以看出,随着退火温度的升高,残留奥氏体的比例逐渐增高,到710℃时,达到最大,这是由于随退火温度升高,退火时两相区奥氏体含量逐渐升高,相当一部分被保留在室温成为残留奥氏体。但是由于710℃时,残留奥氏体块较大且分布不均匀,导致残留奥氏体稳定性下降,因此此温度下塑性较差。而690℃时,残留奥氏体尺寸相近且均匀弥散分布于铁素体基体上,由图7可知,此时奥氏体碳含量也相对较高,因此,残留奥氏体也相对稳定,塑性最好。 4结论 1)实验钢在传统C-Si-Mn钢成分基础上,添加适量Nb和Ni,得到了亚微米级别的晶粒尺寸,并且在室温获得了大量稳定存在的残留奥氏体;2)采用两相区Q&P工艺处理,得到了块状铁素体+块状马氏体+残留奥氏体组织。基体为铁素体,随着退火温度增加,残留奥氏体含量逐渐增多,且残留奥氏体晶粒逐渐增大;3)不同退火温度下实验钢表现出不同的力学性能,在690℃退火时,得到最佳的力学性能。其强度为1195MPa,断后伸长率为23.5%,强塑积达到28GPa•%。 作者:苗丹阳 唐荻 赵征志 丁然 单位:北京科技大学冶金工程研究院 力学性能论文:热处理对微晶玻璃力学性能的影响 过去的几十年我国工业迅速发展的同时,增大了对矿产资源的需求量。而矿产资源开采及选别过程中产生了诸如煤矸石、铁尾矿类大量的工业危险固体废弃物[1],大量废弃物的堆存带来的诸如土壤、空气和水体污染等一系列的问题。长期以来我国的一次能源消耗中70%来自煤炭。大量的煤炭开采、选别过程中产生了占原煤产量10%~15%煤矸石[2],大多数的煤矸石被露天堆放在陆地上,2014年统计数据表明,我国煤矸石的堆存量已经达到50亿吨,占地约1.2万公顷[3-4]。而钢铁行业发展中产生的铁尾矿在工业固体废弃物中的比例也越来越大,来自金属矿山的尾矿堆存超过120亿吨,铁尾矿占到了其中的1/3[5-6]。我国煤矸石和铁尾矿的堆存总量接近100亿吨,已经成为一个紧迫的环境问题,因此对它们进行资源化利用是相当必要的。国内外许多研究机构、生产企业对煤矸石和铁尾矿的资源化利用进行了研究与报道,可大多数研究、应用集中在制备传统的低附加值建筑材料如水泥[7]、砖[8]。微晶玻璃具有高耐磨性、耐腐蚀强和机械性能高的细粒度多晶材料[9-10],被广泛的关注和应用。通常煤矸石和铁尾矿的矿物组成为长石和石英[11-12],主要化学成分为Fe、Al、Si等,以及其它的Na、Ti等次要与元素,这些矿物和化学元素是制备微晶玻璃所必需的条件。同时,煤矸石和铁尾矿组分中SiO2含量可以达到70%,相比较粉煤灰、高岭土和红柱石等工业废料和矿物质,可以成为低成本的硅源生产微晶玻璃。本文采用熔融法浇铸制备微晶玻璃,同时分析微晶玻璃的结晶行为、微观结构和性能,为研究煤矸石和铁尾矿制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃提供理论依据和技术基础。 1实验原料与方法 1.1实验原料 实验选用房山煤矸石(煅烧后)和山西灵丘铁矿尾矿,其化学成分列于表1。由表1可知,煤矸石、铁尾矿原料中SiO2及Al2O3组分总计为79.35%和62.40%,原料中含有的TiO2,为微晶玻璃晶体成核提供了条件。煤矸石煅烧后其矿物成分以石英和钙长石为主,伴有少量白云母、赤铁矿,铁尾矿的矿物成分以石英为主,伴有角闪石、斜长石等。为改善微晶玻璃使用性能和工艺性能,在煤矸石和铁尾矿主要原料的基础上,加入化学分析纯二氧化硅与氧化铝纯作为成分调整剂,NaNO3与Sb2O3化学分析纯作为澄清剂加入,调质后的基础玻璃的化学成分见表1。 1.2实验方法 1.2.1材料的预处理原状煤矸石经预先破碎至-2mm后烘干至含水率在1%以下,用装料量为5kg质量级配为钢球60kg、钢锻40kg的SM500mm×500mm试验用球磨机粉磨,控制磨后细度为0.08mm方孔筛筛余10%以下,用CD-1400X型马弗炉经750℃煅烧3h去除原料有机杂质。1.2.2微晶玻璃的制备实验将一定配比的原料与成分调节剂、澄清剂等原料置于刚玉坩埚,而后置入CD-1700X型马弗炉,在1500℃下充分融化、澄清,保温180min。将均一的熔浆体浇铸成12cm×12cm×4cm的正方体大块并迅速放入650℃的晶化炉保温2h,以1℃/min降至室温以消除玻璃内应力。在马弗炉内升温至1450℃,并保温4h充分澄清、均化。将均一的熔浆体浇铸成12cm×12cm×4cm的正方体大块并迅速放入650℃的晶化炉保温5h,以1℃/min降至室温以消除玻璃内应力。将上述玻璃大块切磨成6mm×10mm×40mm长条试块。分别置于不同的核化温度(680、720、760、800)℃和核化时间3h、晶化温度(920、960、1000、1040)℃和晶化时间1h条件下,进行强度测试。实验所用的强度测试方法按照GB/T6569-2006《精细陶瓷弯曲强度试验方法》进行。DSC分析采用差热分析仪(STA409C/CDNetzschGertebauGmbH,selb);XRD分析仪为M21X超大功率X射线衍射仪,额定管电压20~60kV,最大额定电流500mA;SEM分析所用仪器为聚焦离子束场发射扫描电子显微镜。 2结果与讨论 2.1热分析与组成 差示扫描量热法(DSC)能够精确的测定物质与热量有关的物理化学反应,为微晶玻璃的核化和晶化温度的确定提供了重要依据[13]。将1500℃熔融的煤矸石铁尾矿微晶玻璃浆体急冷水淬,制备成水淬渣,经过烘干、破碎、研磨至74μm基础玻璃粉末进行DSC分析。图1为煤矸石铁尾矿基础玻璃的热分析曲线,从图1中可见DSC曲线上有2处明显的与热相关的反应:即745℃的吸热反应和917℃的放热反应。745℃的吸热峰是转变温度,不是核化吸热,而是在热处理中基础玻璃粉末吸热发生软化变形后微观结构重排引起的。实际上,玻璃转变温度为700~800℃温度区间。为了讨论微晶玻璃制备中核化温度的影响,选择核化温度为680、720、740和760℃。917℃处尖锐的放热峰,为玻璃的析晶放热反应,为了讨论微晶玻璃制备中晶化温度的影响,选择晶化温度为900、940、980和1020℃。 2.2核化温度对微晶玻璃结构和性能的影响 玻璃的主晶相的种类和数量被原料成分控制,而玻璃的结构和性能受热处理工艺制度影响[14]。为了优化玻璃的热处理温度,将微晶玻璃在680、720、740和760℃下核化3h,所得的不同核化温度微晶玻璃X射线衍射结果如图2所示。图2曲线(1)中经核化后的微晶玻璃试样,在2θ=26.48°、29.66°与43.22°处显示有晶体小峰,其主晶相为普通辉石(Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6),说明玻璃试样中已经有部分晶核的形成。此外,由于XRD谱中含有数目众多的毛刺小峰,说明微晶玻璃中含有一定数量的玻璃相。曲线(2)~(4)中,玻璃试样经720、760和800℃核化保温3h后,微晶玻璃试样析出晶相种类均为普通辉石,但是随温度从720℃升高到800℃,衍射峰呈现逐渐增强趋势,说明析出的普通辉石晶相数量有变化,曲线(4)中经800℃的核化处理后的微晶玻璃试样,其主晶相衍射峰最强。图3为微晶玻璃经1%HF溶液腐蚀、清洗、干燥并喷碳处理,经用扫描电子显微镜对核化后(680、720、740、760℃)保温2h的4组样品进行了SEM和EDS分析图。从图3的SEM中可以观察到微球状颗粒析出,且随着核化温度的升高,微球状颗粒的分布越来越均匀,致密度也相应的提高。从图3(a)中可以看出,核化温度为680℃时开始出现微晶玻璃的单粒状晶体,也出现了几个粒径较大的球状晶粒,晶粒尺寸约为200nm,其中还存在少数晶粒为30~40nm不等的小晶粒,这些微晶粒的出现,预示着试样结晶的开始。对粒状晶体1进行EDS半定量分析,并结合图2的XRD分析可知,该晶体为普通辉石。图3(b)中经720℃核化处理后,微晶玻璃的晶粒开始变小而且均匀化,晶粒尺寸为30~100nm,视域中可见个别形貌清晰的晶粒凝聚的现象,图中左上角的团簇由若干个30~40nm晶粒凝聚而成约100nm微晶粒,同时在右下角区域可见粒径在100nm以下的微球粒。经760℃核化后的微晶玻璃中出现纳米级别的微晶粒数量增多,遍布于整个视域中,晶粒大小更加均匀,晶粒尺寸为50~100nm,图中可见个别粒径较大的晶粒,由若干个30~40nm晶粒团簇凝聚而成,其粒径约200nm。800℃核化后的SEM图3(d)中,可以观察到晶粒比较典型的凝聚成团的现象,晶粒呈现大量凝聚,纳米级的晶粒边界开始消失[14]。由于弯曲强度离散性小,准确可靠,而且试样容易制备,因而弯曲强度作为考察微晶玻璃强度的主要指标之一[15]。将经过核化保温的4组微晶玻璃试样,以5℃•min-1升温速率匀速升温至900℃后,晶化保温1h,分析核化温度对弯曲强度的影响。经过测得的数据,得到不同的核化温度对微晶玻璃弯曲强度影响的关系图4。从图4中可以看出,在晶化温度为900℃保温1h条件下,试样的弯曲强度呈现为随着核化温度的升高,核化温度为760℃的微晶玻璃试样强度最大,达到204.32MPa。随着核化温度的进一步提高,微晶玻璃的弯曲强度减小,当核化温度达到800℃时,微晶玻璃试样弯曲强度下降到156.47MPa。结合图3可知,随着核化温度的升高,微晶玻璃的晶粒数量呈增大趋势,致密度提高,且晶粒分布越来越均匀,虽然有大量细小均匀的晶粒产生,但微晶玻璃内仍有大量连续的玻璃体存在(由图2可知),微晶玻璃材料的破坏通常是沿着晶界玻璃体进行的,由于基体内玻璃体的存在断裂强度较大,所以微晶玻璃的弯曲强度较低[16]。760℃核化处理后,微晶玻璃基体内晶粒明显增多,其内部玻璃体减少,玻璃体的连续被打破,晶粒间分布均匀致密,此时微晶玻璃有最大的弯曲强度值。而800℃核化后,微晶玻璃内部的微观组织出现缺陷,这可嫩由于过高的核化温度使得晶粒凝聚、重熔导致微晶玻璃内部过大的组织应力而出现微裂纹,从而使微晶玻璃的弯曲强度下降[16]。 2.3晶化温度对微晶玻璃结构和性能的影响 为了确定微晶玻璃优化的热处理温度,将基础玻璃试样在760℃下核化3h,然后在900、940、980和1020℃晶化处理1h,所得微晶玻璃试样的X射线衍射结果如图5所示。由不同的晶化温度得到的XRD可以看出,在900、940、980和1020℃晶化温度下得到的主晶相为普通辉石(Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6)。在2θ角等于30°和35°时,XRD曲线中有非晶相引起的比较平缓馒头峰,这说明微晶玻璃试样中不仅存在普通辉石的晶态结构,同时也有未完全结晶的非晶成分,馒头峰整体比较平缓,说明晶化处理后的微晶玻璃析晶情况良好。随着晶化温度从900℃升高到1020℃,主晶相普通辉石的衍射峰呈现逐渐增强趋势,曲线(3)中微晶玻璃试样在980℃的晶化处理后,主晶相衍射峰最强,当晶化处理温度升高到1020℃时,曲线(4)中的晶体衍射峰减弱。图6为经900、940、980和1020℃晶化处理后的微晶玻璃试样的SEM图。试样经过核化后,通过晶化处理能够使数目众多的晶核形成。经过900℃晶化处理的图6(a)中,有大量形貌接近于圆形形态的晶粒生成,一些晶粒尺寸30~50nm的晶粒团聚在一起,排列紧密,同时视域中左上角还存在一些尺寸约100nm的晶粒,晶体排列相对疏松。随着晶化温度的升高,940℃晶化处理的图片6(b)中可以观察到晶粒比较典型的凝聚成团的现象,大量尺寸约100nm的晶粒之间排列紧密,晶粒间的边界相对于图6(a)晶粒尺寸增大,其形状更趋向规则化且结构致密。这对提高微晶玻璃的物化性能有利,是比较理想的晶化处理结果。与图6(b)相比较,图6(c)中尺寸约100nm的晶粒间相互接触,但晶粒边界清晰可见,图中区域出现两块大的晶粒凝聚,晶粒间的边界开始消失。在图6(d)中,试样随着温度的升高的延长,在整个空间内出现了晶粒的大量凝聚,在团簇体中的某些区域,已经观察不到纳米晶粒的边界,部分晶粒已发生重熔。图7为晶化后的微晶玻璃试样与弯曲强度的关系。可以看出,随着晶化温度的升高,弯曲强度值呈现先增大而后降低的趋势,在980℃时弯曲强度的最大值达到236.63MPa。当晶化温度为1020℃时,弯曲强度下降到199.27MPa。微晶玻璃的力学性质不仅受晶体粒晶(材料构成)的影响,还受到的气孔、裂纹、微应力,玻璃相和自身空隙等的大小、分布、形状和分布状态等因素影响。如将这些影响因素,可以认为,微晶玻璃的粒晶越小,成核密度越大,则强度越高。结合图6可知,随着晶化温度的升高,微晶玻璃试样形成晶粒数量逐渐增多,晶体含量增加,且晶粒分布越来越均匀,致密度提高。在980℃晶化处理后,微晶玻璃基体内产生了大量细小均匀的晶粒,整体析晶状况良好,此时微晶玻璃有最大的弯曲强度值。而1020℃晶化后,微晶玻璃内部的微观组织出现缺陷,发生了晶粒回收的重熔现象,导致晶体内部结构产生了缺陷,试样的弯曲强度反而降低。 3结论 1)利用煤矸石和铁尾矿为主要原料,可以制备具有优异机械强度的CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系微晶玻璃,其主晶相为普通辉石(Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6);2)通过热处理制度对微晶玻璃结构和性能的研究可知,煤矸石铁尾矿在最佳热处理制度为:760℃核化3h,晶化温度980℃,保温1h的条件下,可制备抗弯强度为236.63MPa的微晶玻璃;3)随热处理温度升高,煤矸石铁尾矿微晶玻璃主晶相的种类没有改变,但其衍射峰呈现先增强后减小的趋势。同时,微晶玻璃的弯曲强度会提高,但热处理温度过高内部就会出现晶粒凝聚、重熔导致微晶玻璃内部过大的组织应力而出现微裂纹,从而使微晶玻璃的弯曲强度下降。 作者:王长龙 梁宝瑞 郑永超 刘世昌 杨建 单位:北京科技大学土木与环境工程学院工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室 河北工程大学土木工程学院 清华大学材料科学与工程学院先进材料教育部 力学性能论文:水滑石对EVA阻燃及力学性能的影响 乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)具有良好的耐冲性和耐应力开裂性,在较宽温度范围内有良好的柔韧性,在日常生活中应用相当广泛,但其氧指数仅为19,极易燃烧,且燃烧产物含有一氧化碳,所以对其进行阻燃研究一直是个热门课题[1-3]。目前我国常用的阻燃剂有卤系阻燃剂和无机阻燃剂,由于卤系阻燃剂燃烧时会释放大量烟雾和有毒气体,目前已逐渐被限制使用。无机系阻燃剂具有安全性好、无毒、对环境影响小、应用面广且原料丰富等优点,在市场上所占份额日益增加[4]。氢氧化铝与氢氧化镁是无机系阻燃剂中用量最大的两种[5],Mg(OH)2是一种添加型高抑烟阻燃剂,具有很好的抑烟效果,但其在有机材料中的分散性和相容性较差,无法直接用作阻燃剂[6];而铝化合物阻燃剂必须经过大量的填充,才能起到阻燃效果,从而影响了材料的力学性能[4]。水滑石是一种层柱状双金属氢氧化物(简称LDHs),既兼具了Mg(OH)2和Al(OH)3的优点,又客服了各自的不足[7]。LDHs层间含有CO32-和结晶水,层板上有大量羟基,添加到聚合物中的镁铝水滑石阻燃剂受热分解时,放出的二氧化碳和水能稀释可燃气体浓度并隔绝氧气的进一步侵入,从而减弱火势,达到阻燃的目的[8]。而分解产生的MgO和Al2O3可形成隔热层;同时受热分解时吸收大量的热量,降低燃烧体系的温度。由此可见,LDHs具有阻燃、消烟、填充等多种功能,是一种发展前途广阔的阻燃剂新品种[9]。本文主要通过微波晶化法合成含有不同层间阴离子插层组装的锰镁铝水滑石,与EVA混合制备水滑石含量分别为5%和20%的复合材料,并对复合材料进行阻燃性能和力学性能的测定。 1实验部分 1.1微波晶化插层法制备锰镁铝水滑石 称取5.8g硬脂酸于加入100mL蒸馏水的四口瓶中,在70℃、氮气保护条件下溶解。待完全溶解后,用10mL1.0mol•L-1的Al(NO3)3,39.5mL1.0mol•L-1的Mg(NO3)2及1.0mL0.5mol•L-1的Mn(NO3)2的混合溶液进行滴定,控制滴定速率,使其约1h完成,最后用1.2mol•L-1的NaOH溶液调节pH值为7~8。在70℃下晶化1.5h。最后,将反应浆液倒入干净的大烧杯中,在微波炉中微波30min。微波后的浆液经洗涤,抽滤,干燥,粉碎及过筛之后获得硬脂酸插层的锰镁铝水滑石粉末。采用同样的方法获得硼酸、十二烷基硫酸钠及碳酸根插层的锰镁铝水滑石粉末。其中,碳酸根插层时用Na2CO3和NaOH的混合碱液代替NaOH溶液进行滴定,无需进行氮气保护。采用混合阴离子溶液进行插层的时候,方法与上面相似。将5.8g硬脂酸、6.0g硼酸、6.0g十二烷基硫酸钠一起溶于蒸馏水中,分别用1.2mol•L-1的NaOH溶液和混合碱液进行滴定,以下步骤与上面方法相同。分别获得混合阴离子插层不含CO32-锰镁铝水滑石粉末和混合阴离子插层含CO32-的锰镁铝水滑石粉末。以上晶化法合成的碳酸根插层锰镁铝水滑石,硼酸根插层锰镁铝水滑石,硬脂酸插层锰镁铝水滑石,十二烷基硫酸根插层锰镁铝水滑石,硼酸根、十二烷基硫酸根、硬脂酸根混合插层锰镁铝水滑石,硼酸根、十二烷基硫酸根、硬脂酸根、碳酸根混合插层锰镁铝水滑石,本文分别简写为:LDHC、LDHB、LDHC18、LDHC12、LDHM3、LDHM4。 1.2改性水滑石与EVA制备复合材料 本实验采用转矩测量仪混料,设定温度为150℃,转速60r•min-1,将各种阴离子插层锰镁铝水滑石样品按5%、20%的比例添加到EVA28中,混合后加入到转矩测量仪,混合时间为10min。出料后立即压板,防止产生过多气泡,影响测定结果,取出后压片,热压温度为135℃,热压时间为2min,压力10MPa;之后再冷压,阻燃系数测定板厚为3mm,力学性能测定板厚为1mm,压板后用模具切割出各种尺寸的样条,供性能测试。 1.3FT-IR测定 FT-IR分析技术已广泛应用于获取水滑石层间阴离子、结晶水及层中晶格氧振动及杂质的有关信息。实验所用仪器为美国生产的Avatar360型FT-IR红外分光光度计,测定波数范围为400~4000cm-1。 1.4XRD测定 实验所用仪器为日本理学生产的D/MAX2200VPC型X射线衍射仪,Cu_Kα辐射源,辐射源,管电压40kV,管电流30mA。 1.5氧指数测定 实验所用仪器为江宁县分析仪器厂生产的JF-3型氧指数测定仪。参照GB/T2406-1993的方法测定氧指数,氧指数样条尺寸:长120mm,宽6.5mm,厚3.0mm。根据实验需要设定氧气瓶、氮气瓶气压为0.4MPa,根据实验需要设定氧气、氮气的流量,待各部分气压气流稳定后将标记好长度的样品放入燃烧池,点燃,记录时间,不断调整氧气氮气的百分比,使得样品燃烧的时间恰好为3min,记录氧气百分比。 1.6力学性能测定 此性能测试采用微机控制电子万能试验机,仪器设定为大变形非金属测定,试样速度为50mm•min-1,标距25mm,将样品装入仪器,上下固定牢靠,测定结束后,保存测量结果,调出数据。 2结果与讨论 2.1FT-IR分析 由图1可以看出,产物均在3460cm-1附近出现层中-OH的氢氧键伸缩振动峰[10],这是由于水滑石层间含有大量的羟基。由于样品表面吸附和层间空隙插入了一定数量的H2O,因此,在1634cm-1附近出现结晶水的-OH的弯曲振动峰。从红外谱图可以看出LDHC表面吸附或晶格层间插入的水分子含量最多。波数1562cm-1处为硬脂酸的C=O键不对称伸缩振动峰,波数为1236cm-1出现的吸收峰均为十二烷基硫酸根离子的S=O伸缩振动峰,1365cm-1的吸收峰属于碳酸根中C-O的面内弯曲振动特征峰。从红外谱图(a)分析可知,本实验成功地将碳酸根插层到锰镁铝水滑石。从红外谱图(d)分析可知,本实验成功地将硬脂酸根插层到锰镁铝水滑石。在(e)谱图中的波数1090cm-1、1038cm-1附近的吸收峰为SO42-的特征吸收峰[11],由此可知,本实验成功的将十二烷基硫酸根插层的锰镁铝水滑石。在(f)谱图中的波数1012cm-1、850cm-1处的吸收对应B-O键的伸缩振动[12],由此可知,本实验成功地将硼酸根插层到锰镁铝水滑石。在谱图(b)、(c)中,既含有波数1090cm-1、1038cm-1附近SO42-的特征吸收峰,又含有波数为1562cm-1C=O键不对称伸缩振动峰。所以,可以认为在混合组装插层时,成功地将十二烷基硫酸根和硬脂酸根同时插层到锰镁铝水滑石。 2.2XRD分析 由图2可看出,六种插层组装的水滑石均表现出反映水滑石的层状结构(003)、(006)和(012)晶面的特征衍射峰和反映层板结构的(110)晶面的特征衍射峰[13],说明均成功合成出了锰镁铝水滑石;此外,相比于谱图2(a),其他谱图的(006)晶面衍射峰位置向小角度偏移,而(110)晶面附近的衍射峰位置没有发生变化,说明不同阴离子插层进入层间后,引起了层间距的变化,并没有影响水滑石层板结构。2(d)和2(e)的(003)衍射峰不明显,说明无机相的长程有序结构被破坏,LDH片层被剥离分散形成层离型结构[14]。从图2还可看出碳酸根插层锰镁铝水滑石(LDHC)基线低且平稳,衍射峰峰型窄而尖且无其他杂质峰,表明晶面生长的有序程度最高,结晶度好,晶相单一。 2.3阻燃性能分析 极限氧指数(LOI)是指在规定条件下,试样在氧、氮混合气流中,维持平稳燃烧所需的最低氧气浓度,以氧所占的体积百分数表示。LOI的大小表示了材料相对的燃烧难易程度。从表1可以看出,六种类水滑石/EVA复合材料的氧指数较纯EVA28都有一定程度的提升,5%LDHB掺杂后提升最低为0.7%,而掺杂20%LDHC后EVA的阻燃性能提升最高,达到6.5%,说明各种阻燃剂对EVA均有阻燃作用。类水滑石受热分解时,由于吸热,会降低EVA表面温度,释放出的水蒸气能稀释可燃气体浓度;同时,由于类水滑石特殊的层状结构赋予其较大的比表面积,可以吸附EVA燃烧过程产生的微粒和有害气体,从而起到消烟作用;分解产生的氧化镁、氧化铝、氧化锌等残余物形成隔热层,并隔绝空气中的氧气,从而起到阻燃作用。除了LDHC12-EVA复合材料外,其他复合材料是均随着水滑石含量的增大而呈增大的趋势,LDHC12-EVA复合材料随着水滑石含量的增大而呈减小的趋势,原因是由于层间插入的十二烷基硫酸根中含有大量碳氢硫,起到了助燃的效果。含量为20%的LDHC-EVA极限氧指数最高,是由于其含有的水分子数量最多,吸热释放的结晶水最多。 2.4力学性能分析 实验所用仪器为深圳市瑞格尔仪器有限公司生产的微机控制电子万能试验机,拉伸速率为50mm/min,间距为25mm。从表2可以看出,复合材料的断裂拉伸强度较纯EVA28均有所提升,掺杂5%LDHC后EVA断裂拉伸强度最高提升12.14MPa,掺杂20%LDHM3后EVA的提升幅度最小,为0.64MPa,掺杂5%LDHC12后EVA的断裂伸长率提高282.1%;随着水滑石含量的升高,复合材料的力学性能有所下降,这主要是由于添加量较高时水滑石在EVA基体中分散性较差,影响了EVA分子之间的结合力,从而对其力学性能产生不利影响;添加量为20%时,LDHM4-EVA的断裂伸长率最小为933.3%,较EVA28下降6.3%,下降幅度较小,可能是因为结晶度增加,对拉伸强度有好处,但结晶程度太高,则会导致断裂伸长率的降低。各类复合材料在提高阻燃效率的同时,它们的机械性能并没有出现明显下降的趋势,所以可以作为良好的阻燃剂。 3结论 1)通过傅立叶红外光谱分析可证明,该实验成功地将硬脂酸、十二烷基硫酸根、硼酸根插层到水滑石层间。同时,LDHM3和LDHM4的谱图相似,基本相同,并没有因为碳酸根的加入有明显变化,所以可以得出结论:硬脂酸、十二烷基硫酸根对水滑石的的插层能力比碳酸根更强。2)XRD谱图分析可表明,插层的水滑石的特征衍射峰与碳酸根型水滑石相比发生明显的小角度偏移,说明硬脂酸、十二烷基硫酸根、硼酸根等阴离子成功的插层到水滑石层间。3)氧指数分析可看出,六种类水滑石/EVA复合材料的氧指数较纯EVA28都有一定程度的提升,掺杂20%LDHC后EVA的阻燃性能提升6.5%,阻燃效果明显。除了LDHC12-EVA复合材料外,其他复合材料的氧指数分别随着水滑石添加量的加大而呈增大的趋势,但是增幅较小。LDHC12-EVA复合材料随着水滑石添加量的加大而呈减小,原因可能是层间插入的十二烷基硫酸根是有机离子,起到了助燃的效果。4)力学性能测试数据分析表明,水滑石的添加量对复合材料的力学性能有一定影响,掺杂5%LDHC后EVA断裂拉伸强度提升12.14MPa,断裂伸长率较EVA28也提高147.3%,而即使掺杂量达到20%,EVA的力学性能也没有受到显著影响,所以相比容易影响材料力学性能的Mg(OH)2和Al(OH)3而言,锰镁铝水滑石可作为良好的阻燃剂。 作者:张晓璐 丁彤 王丽丽 马智 单位:天津大学化工学院 东北林业大学理学院 力学性能论文:微观组织对力学性能的影响 热机械加工工艺在工业部件制造中有着及其重要的作用,其不仅可用来获得预期的加工工件形状,还可得到预期的材料微观结构及织构演变。相比其他强化机制,晶粒细化是唯一一种可以同时提高材料强度和韧性的机制。因此,细化晶粒成为热机械加工工艺的重要研究目的。细化晶粒有很多优点,包括:(1)避免添加贵重的合金元素,从而减少成本,促进再循环;(2)无需额外的固溶时效热处理工艺来提高强度,从而降低了制作消耗;(3)提高了金属的可焊性;(4)为二次加工提供适当温度下的高应变速率超塑性[1-2]。大塑性变形被认为是制备超细晶化材料的重要工艺,因此对大塑性变形制备高性能的金属和合金的工艺参数和流程路线进行了大量的研究,等径角挤压(ECAP)、高压扭转变形(HPT)、多向锻(MAF)以及累积叠轧焊(ARB)等大塑性变形工艺随之被开发。然而,这些工艺中的复杂模具形状限制了其应用范围,因此只能适用于实验室规模。尽管多向锻(MAF)及累积叠轧焊(ARB)具有可开发且适用于大规模工业生产的应用前景,但是由于其自身的间歇批生产工艺,限制了效益最优化。另外,累积叠轧技术只能应用于板材的生产,极大地限制了其应用[3-6]。目前,大塑性变形细化晶粒工艺主要应用于低强度、低塑性的单相金属或合金,然而KumarP等[7]对高强度双相合金的大塑性变形工艺也进行了研究。采用大塑性变形工艺来得到高强度珠光体双相钢的晶粒细化,并分析了对硬度的影响规律。综上所述,大塑性变形工艺可以通过超细化晶粒来显著提高力学性能。铸态钛合金通常要经过一系列热机械加工流程,β相的体积分数会随温度的升高而增加,从而影响合金的力学性能。同时,温度对晶体织构的产生也有重要的影响。温轧作为一种有效细化晶粒的途径可制备高强度低弹性模量的钛合金。HaoYL和ZhangZB等[8-9]通过热模锻和温轧研究Ti-24Nd-4Zr-8Sn合金的晶粒细化过程,并分析了细化晶粒对力学性能的影响。韩雄伟等对钛合金等通道转角挤压时工艺参数进行了数值模拟分析及优化处理,并分析了不同条件下材料的微观组织[10]。考虑到温轧工艺对材料组织性能的综合影响,本文研究目的是通过多道温轧工艺制备超细晶化的Ti-6Al-4V合金,同时研究了工艺参数对组织、力学性能的综合影响,获得较优的轧制工艺。 1实验过程及数据 实验所用原始材料是热锻后直径为Φ150mm的两相Ti-6Al-4V合金棒材,其标定化学成分如表1所示。从原始棒材截取45mm×45mm×200mm的板坯,分别在650,700和750℃下进行温轧,总压下量约92%,总应变为2.6。在轧辊机上多道间歇加热的槽纹轧辊上进行轧制。经过每道轧辊时,板坯旋转1/4圈,从而改变90°的轧制方向,最终,合金经过水淬来保持高温下的组织。沿长度方向取标距为25mm、直径为Φ6.25mm的圆棒作为拉伸试样。试样经过抛光后,用凯勒试剂腐蚀后进行金相观察。采用电子背散射衍射(EBSD)技术测试显微织构,并通过TSLOIM6软件采集分析晶粒取向数据。 2实验结果及分析 2.1显微组织演化 如图1中Ti-6Al-4V合金的扫描电镜下和光学显微镜下所示,原始材料中α相的平均晶粒尺寸为15μm。图2为Ti-6Al-4V合金在650,700和750℃下,均匀累积应变为2.6时的多道次温轧后的合金微观结构。由图2可见,与单一相结构相比,初始微观组织中包含(α+β)双相结构,在轧制过程中将获得完全不同的结果。轧制后的层状双相板材试样中,β几乎不可见。不同轧制温度下,可观察到完整的β相碎片及其在α相中的均匀分布。650℃下,β相非常细小,且均匀分布在试样的横断面上,如图2a所示。随着轧制温度的升高,β相的尺寸呈单调递增的趋势,如图2c和图2e所示。为进一步观察微观组织演化过程,采用EBSD对材料不同成形阶段的相组织进行分析,如图3所示。由图3a、图3c和图3e可分析出变形过程中沿边界部分β相的分布情况。对比两相比例不难发现,随着成形温度的不断升高,β相所占比重逐渐降低,具体数据为650℃占16.9%,700℃占8.8%,750℃占2.2%。α钛的平均晶粒尺寸在3种成形温度下分别为0.25,0.36和0.53μm。IPF图同时显示,大部分α晶粒方向分布在{1011}轧向。 2.2织构演变 不同成形条件下α相的织构演变过程如图4所示。在<1010>面沿轧制方向形成一定的丝织构,且随着成形温度的升高,织构强度逐渐降低。图4中清晰地表现出650℃时大多数晶粒具有沿<1010>面的取向,但随着成形温度的不断升高,一些晶粒会向<2110>方向旋转。 2.3力学性能 图5为Ti-6Al-4V在不同温度下进行多道次温轧所获得的力学性能比较。由图5可以得出,多道次温轧可很大改善该种钛合金的力学性能,最大的屈服强度为1191MPa。650℃、伸长率为10%时的抗拉强度为1299MPa。换言之,多道次温轧时,在无任何塑性指标损失的情况下,抗拉强度提高了50%,屈服强度提高了47%。 3结论 (1)通过多道次温轧工艺,可获得Ti-6Al-4V钛合金的超细晶棒材,且目前已获得直径为Φ12mm的Ti-6Al-4V棒材,材料的长度可达几米,甚至更长,可为具体的工业应用提供了非常好的试验基础。(2)轧制工艺可提高材料的力学性能,如抗拉强度提高50%,屈服强度提高47%。650℃时可获得的抗拉强度为1300MPa,屈服强度为1200MPa。(3)通过多道次温轧工艺,可获得平行于轧制方向的丝织构,且通过改变工艺参数,可对α相的织构进行控制。 作者:凌敏 单位:贵州理工学院 材料与冶金工程学院
食品包装论文:诙谐性食品包装设计论文 一、在日本食品包装中的运用方式 在人类五种的感官中视觉占60%,所以更多时候,人们在购买行为的过程中仅仅靠眼睛所看到的产品外包装就会产生购买冲动。在日本食品包装中的艺术设计手法运用方式有以下四种: 1.比喻的艺术 在日本富士山俱乐部曲奇礼盒的包装设计中,设计者运用比喻的手法,将产品的包装做成富士山的造型,加以卡通形象表现。产品包装显得更加有趣生动,吸引消费者的眼球。 2.夸张的艺术 在日本MIJIglabo巧克力的包装设计中,设计者采用了夸张的表现手法,在其外包装上不仅强烈地突出了企业品牌的名称,并且大大强调了此款产品的特点,有效的将产品的特色传递给消费者。 3.拟人的艺术 在日本NEWEST歌舞伎舞妓包装糖衣巧克力豆包装设计中,通过透明的外包装可以清晰看见里面的小包装,是各种日本代表性人图案,如歌舞伎、歌妓、力士、相扑等,从外包装看过去正好分别是人物的脑袋和身子,很是逼真。即达到了宣传日本传统文化的效果,并且这种诙谐性的设计带给人们带来视觉上的享受。 4.仿生的艺术 在日本荣太楼樱花果冻布丁包装设计中,设计选用了樱花的颜色和外形,使布丁看起来仿若一朵栩栩如生的樱花盛开。 二、诙谐性设计在包装中的必要性 1.树立了企业形象 现代社会中商业的竞争十分激烈,市场的品牌不胜枚举,很多时候各企业在推出各自的产品质量上难分秋色,品牌之间的竞争唯有从产品的“外貌”入手。大多时候消费者是不能直接看到产品本身的,只能从产品包装所传达的信息来探究内容的真实性,并由此选择自己更喜爱的包装来锁定产品。消费者在购买的过程中同时也能享受到消费商品包装设计上带来的愉悦感,如此美妙的体会过程,得以给人留下深刻印象,使企业的形象在消费者心中更完满,也为人们再次消费打下良好基础。 2.满足了消费者的心理需求 产品的包装设计以满足人类的需求为优秀,以丰富的文化内涵为基础,使用比喻、夸张、拟人、仿生的艺术表达形式和行色的视觉要素代替语言文字更能传递设计理念,感染大众。在现代越来越快的生活和枯燥的、烦闷的工作中,诙谐性设计包装强烈刺激到消费者的视觉神经系统,引起消费者的共鸣,缓解压力。不仅在产品的质量上满足了消费者对生活中物质的需求,也满足了消费者对精神层次的需求。 三、总结 随着我们物质生活的充裕与传播技术的迅速发展,消费社会和信息时代地逐渐步入人类的生活中,包装设计也在传播企业文化理念、满足消费者心理需求、促成消费购买的过程中起到了十分重要的作用。诙谐性的包装设计,既创造了有趣的视觉要素刺激消费者的感官,并能缓解消费者在繁忙的工作和生活中精神上压力。好的包装设计不仅要满足对于产品的实用性功能,更需要深入了解消费者的精神需求。 作者:夏薇 李鸿祥 单位:江西科技师范大学 食品包装论文:航空食品包装设计论文 1我国航空食品包装设计现存的问题 1.1视觉审美的纰漏 作为服务性质的航空食品业来说,其食品包装要求除了能服务于旅客,为旅客带来生理尺度方面的舒适外,还要求能表达美。视觉审美愉悦的设计,能增进旅客的食欲,让旅客感到舒心,得到心理满足。而我国的航空食品包装缺乏视觉审美的统一性与和谐性,其原因主要有以下两个方面。一方面,由于航空公司本身并不生产食品,提供给旅客的每份食物都是由不同的厂家提供再组合而成,品牌杂乱,旅客打开外包装,里面的食品小包五花八门,品牌不一,色彩凌乱,缺乏视觉统一的完整形象。另一方面,不少生产厂家的设计缺乏应有的视觉审美效果,视觉元素组合不协调,不能让旅客见到食品时产生愉悦感,从而影响食欲。 1.2低碳与生态观念的缺失 现代包装设计是在多元文化与新技术、新材料的影响下,倡导绿色、安全、生态、低碳的可持续发展设计理念。但我国一些航空配餐公司为了节约成本、追求利润的最大化,选用不符合食品安全等级的塑料包装和印刷鲜艳的纸包装。他们在包装生命周期的过程中没有考虑到食品安全、环境保护等问题,忽略了社会与生态的和谐发展,欠缺对消费者健康安全的考虑,这与当今包装向低碳与生态方向发展的趋势和理念是相违背的,也是航空食品业亟待解决的严峻问题。 2航空食品的使用特性分析 作为体现服务水准的航空食品,其包装设计更应遵循人本设计理念,充分照顾乘客的使用需求,以航空食品使用的特殊性作为设计的前提,妥善解决目前存在的问题,也就是充分考虑即时性、便利性和就餐环境的特殊性3个使用特性。 2.1即时性 整个航空食品从供应到使用流程均体现了“即时”的特性:首先,采购回来的食品材料必须在72h内生产以保证其新鲜程度;其次,制作好的热食与冷食要及时进行冷却、包装和冷藏,一般包装完毕到冷藏的时间不得超过2h;再次,食品从冷库到装机的时间应控制在1h内,而送到乘客手中必须控制在6h内。除此之外,航空食品的包装期一般为24h,这样才能保证产品的质量,避免食源性疾病的产生。 2.2便利性 随着航空公司服务层次的提高,航空餐的种类越来越丰富。由于机舱环境的限制和飞行状态的特殊,飞机上不能设置厨房和使用明火,面对丰富繁杂的食品,航空配餐公司大多提前将食物做好,在飞机上用烤箱进行二次加热后送到旅客手中,简单快速的加工制作和配送流程,使旅客不需要像在餐厅进食一样长时间等待,食用方便快捷。 2.3就餐环境的特殊性 高空环境因素对人体的综合影响决定了就餐环境的特殊性。首先,乘客餐食的选择被限定在航空公司指定的类别范围内,用餐时段不可选择且用餐时受机舱范围限制不得随意离开座位,空间狭小;其次,乘客在高空高速环境中用餐,受到加速度、高空缺氧、快速升降和异常体位等环境与作业因素的影响,还经常会出现颠簸的状况,造成乘客紧张和疲劳,不方便进食,致使其难有较佳的食欲。 3航空食品包装的人本设计方式 基于航空食品食用的特殊性,其包装设计更应建立在人机工程学的理论基础上,结合视觉审美的规律,照顾乘客的生理和心理需求,根据飞机上各种餐食特点及旅客的就餐方式,在结构和视觉上体现出人性化设计,具体表现如下。 3.1功能舒适的结构设计 舒适的造型设计,源于设计师对消费对象操作部位尺寸、动作行为方式的了解以及对消费者使用包装的生理和心理的照顾。功能舒适的结构设计能更好地照顾乘客的就餐方式,方便乘客安全舒适地食用。设计时包装的造型要简洁大方,过度追求形态美会导致旅客产生不稳定感;包装容器不要过大或过重,避免其产生的外力致使旅客用起来不方便;在包装的使用方面,还应掌握旅客的持握度,设计一些让旅客开启时方便、使用时手感舒适的结构。例如意大利一家冷冻食品的包装不仅解决了飞机上使用烤箱加热的难题,还方便了乘客开启使用。设计师在纸盒包装的一侧设计了两个可按压的折痕口,,在加热之前将折痕口按下,可保证加热过程中包装内外的气压平衡;在纸盒包装中部设计有易撕口,旅客只要顺着指示标志撕开,便可轻松取出食品食用,不用担心食物弄脏衣物。 3.2照顾特殊人群的差异化设计 特殊人群主要包括老人、孕妇、儿童、病患和残障人士。他们由于身体特点或缺陷,在飞机上进餐比正常人更加不便,而目前飞机上的食品包装基本上都是针对正常人设计的,较少从特殊人群的角度考虑他们的需求。具有差异化的航空食品包装设计,正是对人本理念的最好诠释。从特殊人群使用特点出发,有针对性地量身设计,做到航空食品包装不仅有面向普通人群的包装,也有少量面向特殊人群的专用包装。例如,在设计儿童餐的包装时,包装大小要符合儿童的手掌大小,这样才能方便他们拿握,包装容量不要过大,以免造成食物和包装材料的双重浪费;进入人类大脑的信息约有85%来自眼睛,外观的设计应满足儿童群体的审美情趣,采用趣味的图形和香甜味觉感知的色彩,使食品更易引起儿童的兴趣与食欲。专门针对患有糖尿病乘客的低糖餐食,可在这类包装上以醒目的文字注明低糖等字样,以便提醒他们放心食用。针对手部动作有障碍的老人和残疾人,应使包装上有更多的防滑设计,操作更便捷舒适,开启力度更小,并设计可吸食的包装方式取代传统的刀、叉等不便于老年人和残障人士食用的餐具。 3.3包装的情感化导入 设计应认识到人与物之间的情感关系,将情感因素贯穿于设计的始末,只有这样,才能实现产品实用与美观的平衡。包装作为产品的一部分,在设计时可适当地将快乐元素运用于设计中,把愉悦情绪传递给旅客,照顾到人的心理需求。例如,新颖独特、构思别致、视觉流畅的造型,装潢美观、有文化品位的外观,洁净、亲切、高雅的材质,可靠、安全、舒适的功能设计等,都能带给乘客愉悦的情感享受,这样不仅能够提升旅客对航空公司的印象,也能满足旅客的审美和精神文化需求,在包装的细节上照顾旅客的心情,让旅客体会到“此美食只因天上有”的美妙感觉。 3.4包装材料的科学运用 包装材料的科学运用主要是指包装材料的安全选择,以及运用包装材料为包装内容物提供更加便捷、舒适的附加功能和保护功能。 3.4.1包装材料的安全选择 针对食品包装安全,无论是消费者还是学术界,关注最多的话题集中在包装材料的安全性方面。目前,用于航空食品的包装材料主要以复合材料和纸质材料为主。复合材料是航空食品包装材料中种类最多、应用最广的一种软包装材料,它的组成材料主要为塑料薄膜、铝箔、黏合剂及油墨。其优点是对食物具有一定的保鲜、保温作用,其缺点是材料内部残留的有毒有害化学污染物的迁移与溶出量不符合食品包装材料的要求,对人体健康造成一定损害。纸质材料价格低廉、防护性能较好且不易污染内容物,可再次回收利用,是比较理想的航空食品包装材料。在未来,保鲜、安全功能将成为航空食品包装材料开发的重点,因此,航空公司要对航空食品包装材料的安全性有更高的要求,为乘客在特殊的空间环境里提供更高的安全保障,杜绝食品安全隐患。 3.4.2具有特殊功能的材料运用 在包装中通过加入具有附加功能的材料,可以为乘客提供方便,并能减轻乘务员的配餐工作量,提高配餐效率。例如,自热米饭率先运用了具有附加功能的材料,其包装盒内装有一份水和一个发热包,在食用之前将外包装撕开,拉动拉绳,水和发热包就能自动混合升温至150℃以上将米饭加温或者烧熟。它的发热源主要是发热包,整个发热过程无任何污染,而且成本低廉,没有任何安全隐患,不仅能减少烹调的工作量,还能保证食品的营养与即食的方便性和新鲜度。在航空食品包装中运用先进的材料来创造新的就餐方式,可以为航空公司和旅客带来便利,这同样是从人本角度来考虑包装的新形式的一个方面。 4结语 将人本理念融入到航空食品包装中,在设计中更多地考虑人性化的因素,把人的需求作为设计的出发点,探讨航空食品包装的新形式,并与企业服务宗旨结合起来,才能更加体现出航空公司对旅客的关怀,给旅客带来轻松愉快、亲切温馨、品质独特、功能舒适以及其他意想不到的身心体验。 作者:文泽卉 黎英 单位:湖南工业大学 食品包装论文:食品包装机械产品展示设计论文 一、食品包装机械的展示设计 食品包装机械作为一种专业性很强的特殊产品,其展示形式有限,但作为一种产品,其在展示上有共通之处。例如大型食品包装机械展会和公司陈列。无论是展会,还是内部陈列,网络静态或者是动态图片的展示,都需要有针对性的设计和最贴合产品本身特性的展示。随着食品包装机械产品种类和展示要求的不断变化,展示本身的要求也更多样和更苛刻,包装机械展示设计便应运而生。随着相关食品企业的观看体验需求的上升,包装机械生产企业必须提高自我表达能力,从而提升企业参加市场竞争的能力。 二、食品包装机械展示设计的价值与意义 (一)提升生产企业自身水准 食品包装机械产品的种类繁多,功能不同,因而在对其进行展示设计时,首先必须对展示的主体以及空间布置、表达形式、展示时间等有所了解,对于浏览公司网页的体验需求的研究有所涉及,将其作为展示设计的基础和重要前提。食品包装机械产品本身是一类复杂的产品,包括不同的产品线与复杂的功能模块,因而即便是公司内部工作人员,对于自身产品也无法做到全面了解,从而丧失了产品展示设计的基础,不利于销售。因此,为了更好地实现产品展示设计,就必须要求员工主动的去了解自家产品,同时好的产品展示又能帮助员工更全面的了解自家产品,从而实现一个双向的良性互动,进而逐步提高产品本身和展示的设计水平,最终达到促销和推广企业形象的目的。展示设计涉及企业多个部门,从市场与销售部门对消费者的市场调研以及对于产品的竞品分析,获悉消费者期望,从而制定展示策略;从市场部门获悉的数据又能成为网络及展会展示平台的数据来源,从而帮助设计部门了解展示所需的设计表达意向;而展会现场则需要人事部门的人员调动以及财务部门对于相关资金花费的核算与统筹等。因此,在展示设计流程中的相互合作能够有效的加深各部门间的联系,促进沟通,为企业良性运转和和谐的内部环境的建立带来强有力的动力。 (二)利于企业的形象推广与发展 1.帮助完善企业的销售途径和网络及市场占有率 食品包装机械生产商在对自身产品进行展示设计的过程中,如何吸引消费者眼球,从而签下订单,销售产品,获取利润,这对企业来说很重要。食品包装机械其功能和形态结构、体量大小的复杂性决定了其高昂的售价,一旦出现销售不利的情况,导致资金链断裂,对于企业整体的发展来说是十分危险。因此,针对不同的消费者,在已确立的展销区域,随着展示的进行形成一个销售网络,并随着网络的壮大,逐渐完善整个企业的销售网络。以生产速溶咖啡的条装生产线为例,其展示对象是速溶咖啡生产企业,其对包装生产效率及机器的操作难易度更为关注,其主要活动范围也是机械装备大型展销会。因此针对这类消费者,展示整个条装咖啡的完整动态生产流程来体现自身产品的可靠性与实用性,同时配以详细讲解以及相关宣传彩页和企业文化礼品,来加深人们对于该品牌的认知程度,从而实现企业品牌价值推广,建立长久有效的销售网络。随着展示技术的发展,网络展示也成为了企业表达自身的一个重要途径。食品包装机械生产商可以依据产品的特性,通过网络展示技术搭建网络展示平台,以多维度的展示方式去增加产品与消费者的互动,满足多种人群的观看体验需求,以此来加深其理解,从而达到吸引消费者的目的。同时,网络展示平台与电子商务相结合,颠覆传统机械产品的销售路径,建立全新销售网络,营造更好的销售氛围,完善企业的销售途径和网络。多维度的展示平台、途径与方式使食品包装机械的功能特点得以完美展示,在增加产品的曝光率的同时,也带来产品销售业绩的提升。这主要体现在两个方面:(1)就展销会来说,优秀独特的展示流程可以促进产品的潜在的购买洽谈意向的增长,从而促进最终的交易量;(2)大型展会有助于宣传企业文化特色和品牌,以此来加深消费者的品牌记忆,促进产品的远期销售愿景。 2.节约企业的宣传成本 企业想要获得良好的销售业绩,除了自身产品的优良品质之外,相关的产品宣传也是必不可少的。传统电视广告、网络的宣传、市场策划等并不能保证其达到传达效果,无法立即获取消费者的信任。食品包装机械的独特性更是造成了其在宣传过程中的需要采用更为直观的方式以迅速聚集消费者对于企业和产品的信赖,通过消费者在展会现场对产品的近距离接触,建立对企业的信赖,这对企业的销售业绩和品牌推广无疑是最有效的方式。同时,交互式的网络展示以更有趣的方式帮助用户理解产品的功能和运作方式,加强购买意向。这些良好的展示设计都可以克服传统的宣传方式带来的不足,并且减少宣传成本。 三、结语 无论是从时展趋势来看,还是从食品包装机械生产商品牌推广需求来看,都需毫不犹豫的加强产品展示设计的力度与投入。同时,在时代技术迅猛发展这一有利条件下,充分听取消费者的体验需求,大力倡导网络展示平台建设,对于企业来说也是未来发展必经阶段。因此,加强产品展示设计的力度,为未来企业的长远发展提供强有力的保障,这对于企业的发展具有重要的价值和意义。 作者:李强 李世国 单位:江南大学设计学院 食品包装论文:传统色彩食品包装设计论文 1.传统色彩在包装设计中的应用 1.1传统色彩在塑料包装中的应用 墨分五色——南方黑芝麻糊的视觉记忆。黑色在中国传统色彩中承担着非常重要的角色。老子曰:“玄之又玄,众妙之门。”玄即黑色,它包含了各种颜色。“墨分五色(焦、浓、重、淡、清)”学说在中国的积淀悠久。其学说也体现了中国传统色彩理论中“惜墨如金”的细腻与敏感的人文特点。黑芝麻糊作为中国传统食品,它本身的色泽亦偏向墨色,所以南方品牌在做相应的包装销售宣传时更注重从视觉与情感上采用渐次的黑色设计方法紧紧抓住消费者。其包装上呈现了四个不同深浅层次黑色的特点:第一层次,整体包装的视觉中心位置,是黑芝麻糊的品牌名称,这是在整体中黑色浓度最高的部分。为了让其凸显,使消费者第一眼便能识别,采用整个包装中最暗的黑色来体现,少面积的黄、绿色有秩序地穿插其中,为消费者提供必要信息;第二层次,包装设计上方小插图,这张小图牵引的是南方黑芝麻糊在1991年投放在电视媒介的经典电视广告,其形象及广告语“一股浓香,一缕温暖”在当时的社会引起强烈的反响。此则广告陈述的是一个小男孩难敌黑芝麻糊的诱惑,而片中整体怀旧的色调,在暗夜中升起的缕缕暖烟,唤起了对于传统文化的视觉记忆,这与后期南方芝麻糊在产品包装的墨色与褐色的怀旧色系搭配运用上相一致。黑色在黑芝麻糊的设计中引起了消费者情感共鸣,使得低调的南方品牌直至今日,品牌影响力依旧强大,成为消费者选择同类产品时无可争议的第一品牌;第三层次以产品的客观图像,墨人的黑芝麻糊与白色的瓷碗采用弱次于第一与第二层次的设计方法放置于视觉中心稍偏下位置;第四层次,其底色特别营造的斑驳墨色略搀入褐色,从整体上烘托并增强其怀旧情怀。黑芝麻糊的包装采用塑料材质,塑料材质有较好的耐腐蚀、耐潮防漏的特点,对产品有较好的保护作用。除此以外,塑料制品上良好的印刷效果真实还原了色彩本身,使包装中细腻且多层次的黑色得以呈现。 1.2传统色彩在纸包装中的应用 随类赋彩——洽洽瓜子的味觉色彩。“随类赋彩”出自南齐谢赫的《古画品录》,是其倡导的六法之一。随类即“随物”,解释为与所画之物相似。同时谢赫的“随物”亦不等同西方绘画一样注重物体及光影效果的色彩客观还原,它要求艺术家在观察客观物象的同时要适当把主观态度渗透其中。传统食品“洽洽”瓜子的口味众多,而企业就用与其口味相对匹配的颜色进行区分。如凉茶瓜子,配合“冰着吃”的广告宣传,包装上采用国画颜料中的石清颜色。石清在中国画中属于“石色”即矿物质颜料,不透明,其略带粉质感的颜色在其他口味的包装中显得分外清凉;香瓜子,红色来代表最畅销口味的香瓜子;赭石以其纯度较浅的颜色特点,来代表具有醇香浓密口感的奶香瓜子;深绿透明水色象征新鲜的生瓜子。在注重色彩设计的同时,洽洽瓜子的综合视觉整合中巧妙的运用颜色与材质的叠加,营造了一种模仿旧时的暗哑色泽来形成怀旧特色。而瓜子这类的普通消费品用带暗哑色泽的偏黄纸质的选择运用也正好符合了产品自身的价值,同时也表达了对触感的注重。“洽洽”瓜子从其拟声词的命名就可以看出,此产品非常注重亲和力的表达,其销售策略深深扎根在中国的城乡市场。在整体设计(如字体、竖向排版、插图等)中同时配合色彩进行设计,使整体包装更具亲和力。 1.3传统色彩在金属包装中的应用 喜庆节庆专用色——王老吉凉茶的红黄搭配。随着凉茶“王老吉”渐入大家的视线,红色与黄色的典型中国喜庆节庆类传统配色,在现代众多的图文信息中给人耳目一新的感觉。赤在现在国际中的说法又被称之为“中国红”,红色在中国的受重视程度之高,使其足以成为中国的一个象征色。无论是在民间还是在皇家,红色被广泛应用在节庆、婚嫁等喜事中。王老吉配合着这样的一个中式品牌名而做的红黄搭配的传统包装是再合适不过的。中国的红色被细分成很多种:水红、胭脂红、杏红和藕荷色等等,王老吉应用的红色即是赤色,在整体中占主要的色面积;黄色又分藤黄、橙黄、鹅黄等,王老吉应用的黄色为橙黄,作为其辅助色穿插其中,排版上配合以竖排的文字,映衬了传统氛围。王老吉凉茶在包装上选用了金属类易拉罐材质,除了最基本的方便运输和存储外,也使得其色泽有了更亮丽的呈现,增加喜庆气氛。同时随着王老吉准确的市场定位与成功的商业运作,王老吉广泛应用在婚宴庆典及日常生活中。使这一具有传统色彩设计的凉茶饮料发挥了强大的生命力,并一跃成为中国饮料界的龙头老大。 2.传统色彩设计的方法 2009年一位德国教授来我校授课,在指导我们的作品时指出:为什么不用那些最醒目的三原色?这个问题的提出正是说明了此教授不了解中国传统色彩的症结所在。随着中国经济与实力的迅猛发展,中国大众越来越自信的审视自己的传统文化,在这样一个良好的时代契机中,中国企业与中国设计师们需更好的使用及发展中国的传统色彩,使世界从色彩文化的角度关注中国,可以依据如下三个原则。其一,对于传统元素本身的深层次挖掘,善于运用色彩象征。传统色彩的运用,不仅要学习其表面的华丽,更要注重在历史与发展中对其进行深层次的探索与挖掘,巧妙运用色彩象征,以做更好的应用与发展。其二,注重综合视觉整合,使传统元素符合现代人的审美,如材质变化,同时搭配以适当的排版。这使得设计符合现代人的视觉习惯,不脱离现代设计。在中国传统设计中为了体现商品的不同作用与价值,会区分地以陶、瓷、漆、丝绸等包装材质映衬色泽的呈现;而且任何一种色彩都不是以独立的方式存在,它在包装中还会与文字、插图等形式进行综合运用,因此在设计中需使各种元素在版面中协调使用,将传统色彩与材质的结合,使其发挥出别样的韵味与特色。最后,传统色彩与大众可以产生互动或者发生情感交流。面对货架上形形色色的食品,色彩比形体更具有先声夺人的艺术魅力。人们对于色彩,一般具有“物理-文化-心理”的反映模式。文化作为中介,更强调色彩设计与购买者和企业文化的认知感;色彩又作为媒介传递其共同认知感。如王老吉的红色与购买者的喜庆心理以及企业的喜庆销售文化相吻合,这种色彩设计更容易拉近民众与企业销售策略的认同感。根植于中国文化的传统色彩与企业销售策略的结合有利于紧紧抓住中国消费者心理。 3.结论 食品包装是与大众最密切相关的媒介之一。随着社会的发展、科技的创新和消费者审美的提高,设计师需要将现代色彩与时俱进同本土文化一脉相承。在食品包装设计中充分体现出非物质文化因素,将是食品包装设计发展的趋势之一,也是现代设计师必须考虑的问题之一。而作为其中非常重要的色彩设计来说,更需结合理论与象征,进而探索受中国大众接受并喜爱的带有传统色彩与韵味的现代中国设计。根植于传统文化土壤中,依据自身产品的特性,运用传统色彩理论与色彩象征等方法,将食品包装中的传统色彩与材质、版式、文字和插图相结合,进而探索与企业销售策略具有共同认知感的现代设计。 作者:陆菁 刘渊 张晓婷 单位:江南大学数字媒体学院 食品包装论文:传统文化元素中食品包装设计论文 1包装设计的地位与意义 将传统文化运用在包装设计中,既可以很好的传达商品信息,又可以在视觉感官上给人带来美的享受,同时,促进了民族文化的继承与发扬。因此,将传统文化与现代包装设计相融合,是包装设计发展的有效途径。传统文化元素在食品包装设计中的运用,为食品包装设计业的发展注入了新的活力。 2食品包装设计的类别 2.1传统食品包装设计 传统包装来自于自然,是自然的产物,体现了自然美。粽子包装,采用植物叶与麻绳作为包装材料,自然、环保。酒的包装,主要采用的包装材料为陶器,体现着包装形式的发展以及这一时期的历史文化。随着社会的发展与经济技术的提高,包装设计的表现形式发生着重大变化,传统包装设计仍被运用在现代生活中。传统包装绿色环保,亲近自然,具有一定的审美价值,深受人们的喜爱。如福建竹笋皮包装的茶叶,就是运用竹笋皮来制作茶叶的包装,即体现了茶叶的环保性,又拉近了商品与消费者的距离。丝绸,作为一种传统包裹物的形式,也为现代包装设计的发展与创新提供了动力。如河南安阳殷墟出土的青玉戈、铜钺上就留有丝织物的印痕。 2.2现代食品包装设计 食品包装设计体现着一个时代的科学技术水平、生活水平、文化水平和设计水平。由于包装材料与包装机能的不断演进,人们对于包装的质量要求越来越高,对于包装的样式要求也越来越多。在这样一个经济与物质快速发展的社会里,食品包装受到现代消费、现代文化传播、现代时代精神等方面的影响,从而使其发展更趋于合理化与人性化。现代包装设计随着时代的发展已由原本的重视功能性、合理性转到重视情感与人性化等方面。将传统文化元素与包装设计结合,就体现了商品人性化的这一特征。 3安阳传统文化 3.1文峰塔文化 文峰塔位于彰德府文庙东北方,在安阳古城西北隅。它之所以叫“文峰塔”,是因为它象征当地的“文风”。塔高38.65米,周长为40米。由于塔身上大下小这一特点,所以在整体形式上呈伞状,这样的塔在国内极为罕见。 3.2甲骨殷商文化 殷商是我国历史上第二个朝代,安阳殷墟则是商代后期都城遗址,其是中国历史上第一个文献可考、并为考古学和甲骨文所证实的都城遗址,2006年7月13日,被列入《世界遗产名录》。殷墟记载了商朝这一历史文化,这里出土了大量的青铜器、玉器与甲骨。甲骨文是我国已发现的古代文字中时代最早、体系较为完整的文字,其内容涉及天文、历法、气象、农业、家族、疾病、宗教等方面,是研究商代社会历史文化的重要资料。 3.3文字博物馆 文字博物馆位于河南省安阳市,建筑面积为34500平方米,主体馆高32.5米。其建筑采用殷商时期的图案,展现殷商宫殿“四阿重屋”的建筑效果,其建筑错落雅致,体现了人文与自然高度和谐的哲学内涵。 4安阳传统文化元素在食品包装设计中的运用 图案代表了包装设计的整体形象,它的造型及色调都是与主题相切合的。图案运用准确,便可以直接传达商品的主要信息,吸引消费者从而促进销售。安阳作为我国八大古都之一,有其独特的文化特征。甲骨殷商文化使得安阳这个不起眼的小城市走出了中国,走向了世界。将甲骨殷商文化与食品包装设计融合在一起,可以提高食品的知名度从而促进销售。从殷商文化中提取一些代表性元素,如司母戊鼎、玉猪龙、玉雁、甲骨等元素,运用一些表现手法将他们转化为图形,并运用在食品包装设计的版面设计中,达到增强商品文化气息,拉近消费者与商品之间距离的目的。 5传统文化在包装设计中运用的意义 传统文化体现着一个地区的地域、历史、民族文化,而这种传统文化是需要我们继承与发扬的。包装本来就是一种文化,一种传播媒介,将传统文化元素与现代包装设计巧妙地结合,既可以为包装设计注入新的活力,又可以使得传统文化以简便的方式传播下去;传统文化在包装设计中的运用,满足了人类的审美需求,使得商品更具亲和力。 作者:罗良晋 张少杰 单位:郑州工业应用技术学院 食品包装论文:老年保健食品包装设计论文 一、对于市场上老年保健食品包装现状调查分析 我国到2009年60岁以上老年人口总数已达到了1.67亿,占到总人口12.5%。预计到2030年,中国的老年人口比例将与美国持平,达到24%。而部分经济比较发达的地区,从20世纪90年代初起就开始进入老年型了,由于世界人口趋向老年化发展和老年消费群的不断增长,发达国家都纷纷对老年功能食品进行了专门的研发,虽然我国目前在老年保健食品方面还做得远远不够,不过这也预示着我国老年保健食品的市场潜力无限。针对市场上老年保健食品的功能种类与销售情况,逐步透析出老年保健食品的消费特点为:第一,节俭型消费,对于老年人基本经济来源主要由社会养老供给、家庭积累、子女奉养等形式。调查中老年人在同样的价格下68.8%的人青睐拥有更多功能且价格实惠的保健食品。第二,情感型消费,由于现代的家庭结构决定着老年人一般多属于独居类型,子女不在身边,对家人有很浓的依赖情绪,情感寄托比较单一,情感宣泄比较局限,所以,需要满足情感需求。第三,生理型消费,随着年龄的增长,感知系统也逐渐退化,衰老的生理可以影响自身情绪、免疫力等,为了及时调整自身情况,一般会选择保健食品来提高身体素质与机能,增加身体的免疫功能,调节自身的生理变化、延缓衰老。而且大多数的老年消费者认为“是药三分毒”,所以针对自身的情况会选用保健这样的食品进行调节自身生理情况,不会选择吃药来进行治疗。第四,保守型消费,老年的消费观非常成熟,对于消费显得非常谨慎,属于理性消费,权衡利弊,特别注重保健食品的质量。 二、设计元素在老年保健食品包装设计中的影响 1、色彩元素在老年保健食品包装设计中的影响 老年人的视觉辨析能力不断弱化,对于文字的识别能力降低,色彩具有表象性和情感暗示等特征,能够与老年消费者产生共鸣。运用色彩的冷暖变化规律,可以表现老年保健食品的特性;运用色彩明暗变化规律,可以使老年消费者购买时心情愉悦;运用色彩搭配规律,可以突出产品,刺激购买欲望。 2、图形元素在老年保健食品包装设计中的影响 老年人对于图形有着独特的喜爱,产生别具一格的视觉感受,首先客观描述图形可以很直观的了解到购买的商品,以便于老年人的辨析,视觉冲击可以带动消费;其次情景图形,一些联想情景图形可以产生借景生情的效果,使怀旧的消费者产生共鸣。 3、造型元素在老年保健食品包装设计中的影响 目前市场上最常见的就是老年保健包装造型主要以桶盖型和套盒型居多,这样的造型缺乏创新,造型是包装设计的触觉与视觉的结合,提倡创新又具有人性化造型,造型设计细节要考虑到老年人的开启能力同时要具有很强的方便性,包装造型具有独特的风格。 4、文字元素在老年保健食品包装设计中的影响 文字元素在保健食品中的作用主要是标识和阐释,能够清晰的说明保健食品的功能效果,也是老年人关心的设计部分,文字设计、排版都影响着对其的理解。重要的文字说明一定要字体简洁、大方、易懂,便于理解和查看。不易花哨、繁杂、字号过小等。 5、材料元素在老年保健食品包装设计中的影响 对于现代包装设计中触觉体验也是包装设计师考虑的重点之一,材料元素的运用对于包装整体的感知觉有着不可替代的作用,材料的机理疏密、大小、薄厚、轻重等都对于包装审美产生意味的效果。好的包装材料运用恰当能够让人爱不释手同时也会产生二次消费的作用,对于保健食品包装当然安全自然也是首选,选用一些天然的包装材料不仅可以让老年购买后眼前一亮同时也有一定的收藏作用,同时天然的包装材料与设计功能完美结合,会让消费者感受到大自然的气息和产生无以伦比的幸福和回归感。 作者:张岩岩于博单位:吉林农业科技学院 食品包装论文:传统色彩食品包装设计论文 1.传统色彩在包装设计中的应用 1.1传统色彩在塑料包装中的应用墨分五色——南方黑芝麻糊的视觉记忆。黑色在中国传统色彩中承担着非常重要的角色。老子曰:“玄之又玄,众妙之门。”玄即黑色,它包含了各种颜色。“墨分五色(焦、浓、重、淡、清)”学说在中国的积淀悠久。其学说也体现了中国传统色彩理论中“惜墨如金”的细腻与敏感的人文特点。黑芝麻糊作为中国传统食品,它本身的色泽亦偏向墨色,所以南方品牌在做相应的包装销售宣传时更注重从视觉与情感上采用渐次的黑色设计方法紧紧抓住消费者。其包装上呈现了四个不同深浅层次黑色的特点:第一层次,整体包装的视觉中心位置,是黑芝麻糊的品牌名称,这是在整体中黑色浓度最高的部分。为了让其凸显,使消费者第一眼便能识别,采用整个包装中最暗的黑色来体现,少面积的黄、绿色有秩序地穿插其中,为消费者提供必要信息;第二层次,包装设计上方小插图,这张小图牵引的是南方黑芝麻糊在1991年投放在电视媒介的经典电视广告,其形象及广告语“一股浓香,一缕温暖”在当时的社会引起强烈的反响。此则广告陈述的是一个小男孩难敌黑芝麻糊的诱惑,而片中整体怀旧的色调,在暗夜中升起的缕缕暖烟,唤起了对于传统文化的视觉记忆,这与后期南方芝麻糊在产品包装的墨色与褐色的怀旧色系搭配运用上相一致。黑色在黑芝麻糊的设计中引起了消费者情感共鸣,使得低调的南方品牌直至今日,品牌影响力依旧强大,成为消费者选择同类产品时无可争议的第一品牌;第三层次以产品的客观图像,墨人的黑芝麻糊与白色的瓷碗采用弱次于第一与第二层次的设计方法放置于视觉中心稍偏下位置;第四层次,其底色特别营造的斑驳墨色略搀入褐色,从整体上烘托并增强其怀旧情怀。黑芝麻糊的包装采用塑料材质,塑料材质有较好的耐腐蚀、耐潮防漏的特点,对产品有较好的保护作用。除此以外,塑料制品上良好的印刷效果真实还原了色彩本身,使包装中细腻且多层次的黑色得以呈现。 1.2传统色彩在纸包装中的应用随类赋彩——洽洽瓜子的味觉色彩。“随类赋彩”出自南齐谢赫的《古画品录》,是其倡导的六法之一。随类即“随物”,解释为与所画之物相似。同时谢赫的“随物”亦不等同西方绘画一样注重物体及光影效果的色彩客观还原,它要求艺术家在观察客观物象的同时要适当把主观态度渗透其中。传统食品“洽洽”瓜子的口味众多,而企业就用与其口味相对匹配的颜色进行区分。如凉茶瓜子,配合“冰着吃”的广告宣传,包装上采用国画颜料中的石清颜色。石清在中国画中属于“石色”即矿物质颜料,不透明,其略带粉质感的颜色在其他口味的包装中显得分外清凉;香瓜子,红色来代表最畅销口味的香瓜子;赭石以其纯度较浅的颜色特点,来代表具有醇香浓密口感的奶香瓜子;深绿透明水色象征新鲜的生瓜子。在注重色彩设计的同时,洽洽瓜子的综合视觉整合中巧妙的运用颜色与材质的叠加,营造了一种模仿旧时的暗哑色泽来形成怀旧特色。而瓜子这类的普通消费品用带暗哑色泽的偏黄纸质的选择运用也正好符合了产品自身的价值,同时也表达了对触感的注重。“洽洽”瓜子从其拟声词的命名就可以看出,此产品非常注重亲和力的表达,其销售策略深深扎根在中国的城乡市场。在整体设计(如字体、竖向排版、插图等)中同时配合色彩进行设计,使整体包装更具亲和力。 1.3传统色彩在金属包装中的应用喜庆节庆专用色——王老吉凉茶的红黄搭配。随着凉茶“王老吉”渐入大家的视线,红色与黄色的典型中国喜庆节庆类传统配色,在现代众多的图文信息中给人耳目一新的感觉。赤在现在国际中的说法又被称之为“中国红”,红色在中国的受重视程度之高,使其足以成为中国的一个象征色。无论是在民间还是在皇家,红色被广泛应用在节庆、婚嫁等喜事中。如图3所示,王老吉配合着这样的一个中式品牌名而做的红黄搭配的传统包装是再合适不过的。中国的红色被细分成很多种:水红、胭脂红、杏红和藕荷色等等,王老吉应用的红色即是赤色,在整体中占主要的色面积;黄色又分藤黄、橙黄、鹅黄等,王老吉应用的黄色为橙黄,作为其辅助色穿插其中,排版上配合以竖排的文字,映衬了传统氛围。王老吉凉茶在包装上选用了金属类易拉罐材质,除了最基本的方便运输和存储外,也使得其色泽有了更亮丽的呈现,增加喜庆气氛。同时随着王老吉准确的市场定位与成功的商业运作,王老吉广泛应用在婚宴庆典及日常生活中。使这一具有传统色彩设计的凉茶饮料发挥了强大的生命力,并一跃成为中国饮料界的龙头老大。 2.传统色彩设计的方法 2009年一位德国教授来我校授课,在指导我们的作品时指出:为什么不用那些最醒目的三原色?这个问题的提出正是说明了此教授不了解中国传统色彩的症结所在。随着中国经济与实力的迅猛发展,中国大众越来越自信的审视自己的传统文化,在这样一个良好的时代契机中,中国企业与中国设计师们需更好的使用及发展中国的传统色彩,使世界从色彩文化的角度关注中国,可以依据如下三个原则。其一,对于传统元素本身的深层次挖掘,善于运用色彩象征。传统色彩的运用,不仅要学习其表面的华丽,更要注重在历史与发展中对其进行深层次的探索与挖掘,巧妙运用色彩象征,以做更好的应用与发展。其二,注重综合视觉整合,使传统元素符合现代人的审美,如材质变化,同时搭配以适当的排版。这使得设计符合现代人的视觉习惯,不脱离现代设计。在中国传统设计中为了体现商品的不同作用与价值,会区分地以陶、瓷、漆、丝绸等包装材质映衬色泽的呈现;而且任何一种色彩都不是以独立的方式存在,它在包装中还会与文字、插图等形式进行综合运用,因此在设计中需使各种元素在版面中协调使用,将传统色彩与材质的结合,使其发挥出别样的韵味与特色。最后,传统色彩与大众可以产生互动或者发生情感交流。面对货架上形形色色的食品,色彩比形体更具有先声夺人的艺术魅力。人们对于色彩,一般具有“物理-文化-心理”的反映模式。文化作为中介,更强调色彩设计与购买者和企业文化的认知感;色彩又作为媒介传递其共同认知感。如王老吉的红色与购买者的喜庆心理以及企业的喜庆销售文化相吻合,这种色彩设计更容易拉近民众与企业销售策略的认同感。根植于中国文化的传统色彩与企业销售策略的结合有利于紧紧抓住中国消费者心理。 3.结论 食品包装是与大众最密切相关的媒介之一。随着社会的发展、科技的创新和消费者审美的提高,设计师需要将现代色彩与时俱进同本土文化一脉相承。在食品包装设计中充分体现出非物质文化因素,将是食品包装设计发展的趋势之一,也是现代设计师必须考虑的问题之一。而作为其中非常重要的色彩设计来说,更需结合理论与象征,进而探索受中国大众接受并喜爱的带有传统色彩与韵味的现代中国设计。根植于传统文化土壤中,依据自身产品的特性,运用传统色彩理论与色彩象征等方法,将食品包装中的传统色彩与材质、版式、文字和插图相结合,进而探索与企业销售策略具有共同认知感的现代设计。 作者:陆菁刘渊张晓婷单位:江南大学数字媒体学院 食品包装论文:食品包装材料食品安全论文 1我国食品包装材料的安全现状和问题分析 1.1食品包装材料的生产过程不规范 相关数据表明,我国当前已经有六千余家企业专门从事食品包装材料的生产工作,小型企业占据着相当大的比例。拿塑料袋的生产来说,在全国范围内百分之九十的企业都是小型企业,而且企业从业人员的专业素质偏低、技术水平相对落后等问题明显。此外,由于缺乏规范化的管理,有部分生产企业为了降低生产成本获取更大的经济利益,采用劣质的原材料,在生产过程中通过加入各类添加剂来掩盖由原材料所引起的产品质量问题。 1.2食品包装材料安全的监督管理力度不够 我国虽然有很多专门的法律法规对食品包装材料的生产经营,进行管理约束,但是由于食品安全管理机制与政府职能划分之间不协调等因素的限制,当前的法律体系并不能够得到深入贯彻的执行。在食品包装材料的生产企业当中,没有高效的行业准则和管理体系,很多类型的食品包装材料依然没能实行市场准入制度,这无疑会在一定程度上对食品安全造成一定的影响。 1.3食品包装材料的质检标准不够完善 由于生产能力在内的多种因素的影响,当前国内在食品包装材料方面的管理工作还不够全面,市场上流通的一部分食品包装材料的检测项目不够完善,这在很大程度上制约了行业的健康快速发展。在食品包装材料中,用到的很多成分和产品没有专业的质检标准,导致包装材料中的有毒有害成分得不到有效的控制。众所周知,在复合包装材料的生产过程中,会大量的使用油墨和胶粘剂,但是目前相关管理部门仍然没有制定明确的卫生标准和产品质检标准。随着社会生产力的不断发展,未来会有更多新型的食品包装材料进入市场,这就要求我国政府的相关部门加大工作力度,加快完善各项标准的制定、更新工作,为食品包装材料的质量安全提供制度保障。 2食品包装材料安全的预防措施分析 2.1建立健全食品包装材料的相关法规,加强行政执法力度 由于起步较晚,我国当前的食品包装材料的相关标准和西方发达国家还存在一定的差距,我们需要建立健全食品包装材料的相关法规,并且加大监督管理力度。对于违法犯罪的行为要严厉打击,政府内部应该设置高效有力的监督管理系统,明确各部门的职责,以此加强行政执法力度。 2.2加强食品包装材料的检测手段 当前,食品包装材料的检测手段主要分为感官检测和仪器检测两种。感官检测就是通过人体的认知器官对食品包装材料进行一定的检测,借助感官检测能够方便快捷的发现外包装是否存在破损、异味等问题;同时,还能够对包装上的标签、商标的合法性进行检测。但是,受人体感官能力的限制,食品包装材料当中还是会存在很多像有毒害物质残留、重金属含量等的问题,这通过感官检测是不能够发现的,这时就需要借助仪器检测进行质量检测。 2.3消费者应该加强对食品包装材料的安全认识 除了政府部门和厂商以外,消费者本身也要对食品包装材料的安全性有一定的认识,在购买食品的时候,首先要检查外包装是否存在破损或污迹。但是,对于重金属含量等安全隐患,就需要政府部门加强包装安全教育活动,借助媒体的力量对食品包装材料的安全知识、食品营养价值等知识开展广泛的宣传,从而提升广大消费者的安全意识和隐患识别能力,将食品包装材料所对人体造成的危害降到最低。 3食品包装材料的发展趋势 随着人们生活水平的不断提高,人们会更加注重生活质量,对于食品包装材料的安全性要求也会随之不断提高。可以预见的是,在未来食品包装材料的发展将会更加注重低碳环保,而且整个包装材料的使用循环系统也会更加合理,对环境的次生污染也会降到最低。而且,未来的食品包装材料在安全的前提之下,肯定会更加注重发展其多功能化,这样某一种食品包装材料的应用范围,就会得到扩展,从而在客观上节约资源,增加经济效益。 4结论与建议 很大程度上,食品是不能够离开食品包装而存在的,食品包装也为人们提供了很大的便利,但是包装材料的安全状况也不容忽视,毕竟由于包装材料和食品有着直接的接触。所以包装材料会在一定程度上对人们的身体健康产生影响。另外,食品包装材料还会对生态环境产生威胁,科研人员也要加深研究力度,加快研发新型环保的食品包装材料。与此同时,政府部门应该尽快建立健全的食品包装材料安全的检测体系,完善相关法律法规,加强消费者的安全意识,促进社会的稳定和谐。 作者:钟鸽 陈慧 单位:平舆县质量技术监督检验测试中心 食品包装论文:秀色可餐食品包装设计论文 一、商业插画在食品包装中的运用 在当下的图像和信息时代的包围下,商品如果没有在第一时间吸引消费者,那么它将被冷落到角落,一个没有吸引力的食品包装,同样不会被消费者接受。商业插画的独特语言和表现手法可以让食品包装从大众视线中脱颖而出,拖住消费者的脚步,从而引发深层次的情感体验和沟通。商业插画在食品包装设计中对于情感营造和意境美的氛围表现有着强有力的营造。商业插画在食品包装设计中可以通过视觉语言和情感表达来实现品牌形象的差异化,能够实现市场竞争的关键。插画表现手法可以让消费者感受到更加细腻的人性化体验;商业插画能够为品牌注入生命力,有助于品牌延伸和发展,实现产品差异化和个性化特征,插画成为一种标志,有利于品牌推广。在食品包装设计中,一般包括色彩、文字、图形和造型元素,当插画作为一种图形出现并占主要面积时,是构成包装视觉形象主体的关键要素。插画作为图形可以通过色彩、面积、形状等来烘托整体的产品氛围,实现秀色可餐;通过视觉引起嗅觉和味觉等体验,从而让消费者实现消费。最重要的是,插画设计中的审美性和感染力可以让消费者在使用过程中获得心理上的精神体验。食品包装设计中插画的运用主要通过包装中的“主人”即内容物的信息诉求和食品的定位等来进行设计的,好比是一个“舞台”,表现方式也是多种多样,亦写实亦抽象,亦幽默诙谐亦理性深长;更为重要的是展现完毕,消费者购买后,还需要指导消费者如何使用包装和使用过后的处理包装,影响消费者的观念及行为,从而塑造绿色食品品牌形象的表达,注入品牌生命力,推动经济发展。 二、商业插画如何让食品包装“秀色可餐” (一)“色”与食品包装设计 “色”不仅仅是指华丽的外表,更应该恰当的体现食品的诉求色彩,并结合图像生动地说明商品的主要特性,帮助消费者更好的了解商品,通过插画的艺术形式,更好地诠释食品商品的口感、选材、功效、历史渊源等特性。在食品包装设计中,色彩是最具有竞争力的“武器”之一,也是插画设计中重要的组成元素之一,也是成为一个品牌的指代符号,传递信息和易于识别;同时食品包装设计中的插画色彩具有先声夺人的功效,带动消费者的嗅觉、味觉和触觉等激发消费者产生联想和情感,加深品牌度和企业认知度,为品牌注入生命力。插画形式与色彩针对不同消费人群用色也不一样,还要受到民族、信仰、年龄、习俗、兴趣爱好、消费层次、生活经验等的影响,因此针对不同层次的消费人群需要“异色”的食品包装设计;如针对青少年人群的食品包装,在插画色彩上可以运用比较鲜艳、纯净的颜色来表现食品。不同的消费人群,不同插画,不同的颜色、产生不同的包装设计,却有一个共同的目标,那就是食品包装都具有“美味”的特性,并且让消费者垂帘三尺的效果。设计师要通过包装中的插画设计让消费者感受到绿色、有机、新鲜、美味等视觉感受让消费者产生美好的味觉暗示。在食品包装设计中,设计师还可以运用插画中的色彩对比来实现产品的整体心理感受,面积对比、轻重对比、色相对比、明度对比、冷暖对比等来控制包装画面的色彩力量。做到秀色可餐就需要做到形与色的协调,质与色统一。 (二)“形”与食品包装设计 食品包装结构造型设计与包装插画的结合主要研究的是客观对象外部结构形式与装潢表现形式的整合关系,也就是插画设计中的表现形式与食品包装设计中的造型是被包含与包含的关系。食品包装设计中的造型首先打动人的是“形式”,也就是商品的包装造型,同样可以吸引消费者的眼球。插画设计中的形式,较多的是几何性构图形状、抽象化构图形状、装饰性表现手法、漫画表现手法等。“秀色可餐”食品包装中的色与形是相统一的,形是色的载体,同时色传达情感的造型,通过形态独特和新颖,传达有趣图形颜色。在包装插画的“形”设计上,不同的创作方式会给消费者带来不同的视觉享受,在插画设计中进行图形创意是非常重要的手段,让画面更加具有感染力和艺术表现力。设计师可以根据食品本身的特征来进行艺术创作,设计出幽默和有趣的插画图形来吸引客户,因此,消费者也增加了生活上的情趣,这类包装不甚梅举如在俄罗斯面食品牌“彼得晚宴”的包装设计中,设计师很好地将食品——面条,与意大利厨师的形象,插画与写实图形相结合,厨师半椭圆的肚子高高挺起,风趣可爱,中间用食品中的不同种类相结合;通过插画有趣的结合,让消费者眼前一亮。 (三)趣味性与食品包装设计 趣味性的食品包装,主要是从消费者的情感出发,运用巧妙的构思,新颖的图形和别致的造型等就可以让食品包装具有幽默感和生动性。在食品包装设计中的趣味性,通过插画的艺术表现形式来呈现,体现在插画的形与色的结合,图形与产品的结合、包装版式设计与文字的结合、包装结构与材料的结合等方面。可以是视觉上图形的趣味性和色彩上的趣味性,还可以是触觉上原始材料的趣味性,主题内容上的趣味性和动觉趣味性设计等,动觉趣味性是指具有动感设计的包装,也就是互动性较强的包装。如Krc Ko系列休闲食品包装设计,在图形上与色彩上都充满了趣味性。写实摄影的爆米花插画与一系列卡通插画图形中的各种动作生动有趣的相结合,相得益彰。在文字上才用诙谐自由的字母,让文字与图形、色彩统一在整体风格当中。文字编排上采用图文结合的方式,让图片更加的生动,文字更加深刻,画面更具视觉张力;图与文的有效结合形成最佳的诉求,并让视觉更加的具有条理性。让平淡变得新奇,表现夸张,色彩鲜明。 (四)故事性与食品包装设计 插画的故事性表现是指用超过一幅图的结构来讲诉一个视觉故事的方式。而在食品包装设计中,运用故事性也是系列化包装的一种表现形式。在一些儿童产品中,经常运用童话故事内容融入在包装设计中,来表现故事延续性。在一些食品包装设计品牌中,同样需要故事性,不仅可以传递品牌文化,更能增加产品的附加值,利用故事性的信息传达商品特性,有利于品牌的延伸和发展;食品包装设计中运用故事性手法,不仅是内容上的故事性,品牌上的故事性,更加是包装设计系列化产品中的重要表现形式;不同规格、不同内容和不同体积容量等的同类商品,可以采用相同的造型、故事、图案、色彩来形成包装的系列感;统一中求变化,可以增加消费者的注意力,强调整体设计和食品的整体面貌,压到其他食品包装的冲击力,突出强调视觉上的系列优点。 三、结语 商业插画的表现形式丰富了食品包装设计的多样性与差异性,为食品包装设计注入了新的文化内涵,满足了视觉感官的同时,展现了情感作用,让消费者在购买产品的同时满足了精神感官。这对于琳琅满目的商品而言,商业插画可以让食品包装更加的具有艺术魅力。对于销售市场而言,在有限的空间发挥最大的视觉感染力,做到秀色可餐的食品包装,可以让商品在销售区域中创造注意力经济价值,让品牌形成个性化和差异化的需求;在插画艺术和产品包装设计之间,需要需找一个合适的平衡点,这个平衡点是实现商品秀色可餐的平衡点,这需要设计者在商业环境下的不断努力和超越。 作者:杨静 单位:福建农林大学艺术学院园林学院 食品包装论文:高职食品包装技术论文 一、改革教学内容 根据重庆第二师范学院高职食品营养与检测专业的培养目标和专业课程设置情况,食品包装技术课程作为专业限选课,课时安排只有36学时。在如此少的课时安排下,要将食品包装技术课程的全部教学内容都讲授,会存在着讲授内容重点不突出的问题,无法体现本门课程的特色,教学质量也无法提高。鉴于此,通过对国内其他高校食品本科专业食品包装学、高职专业食品包装技术课程的教学情况了解的基础上,针对我校食品营养与检测专业的特点对本门课程的教学内容进行了有针对性的调整,将食品包装材料及包装容器、食品包装的技术要求、常用食品包装技术作为重点,把专用食品包装技术、食品包装实例、食品包装标准与法规作为了解和补充。但是,在讲授重点章节的时候,也要重点突出。例如:在食品包装材料及包装容器这一章,重要目的在于让学生掌握如何为食品选择适当的包装材料,为了让学生更好地掌握知识,需对本章内容进行调整优化。因此,在教学内容上更多的侧重于包装材料的性能、特点和应用范围,并在授课时进行详细讲解,对于本章中包装容器的内容则仅作简略介绍,其中对常见食品的典型包装容器作简要介绍,而对于包装容器的尺寸、制作则在课堂上不作讲授,让学生课后自学。通过这样的调整来提高教学质量,激发学生的学习兴趣,为将来从事食品质量管理、食品检验及质量监管等工作打下良好的基础。此外,随着食品包装技术的不断发展,在教学内容上做到紧跟技术发展步伐,与时俱进。 二、探索有效的教学方法和手段 在食品包装技术的教学过程中,如何使学生理解抽象的食品包装材料知识及食品包装技术在实际中的应用,是课堂教学中的难点。笔者探索地将以下几种教学方法和手段创新性地应用到课堂教学活动中,提高了教学质量。 1.教学道具、多媒体辅助教学 为了使课堂讲授生动活泼,提高学生的学习兴趣,所有教学内容均提前准备相应的教学道具、图片、视频、动画等多媒体资源。例如:在讲授食品包装材料时,通过前几年的教学了解到学生对各类包装材料,特别是塑料包装材料中不同类型的包装材料之间的差异非常模糊,因此,在授课前不仅在多媒体课件中准备相应的图片,还准备相应塑料包装材料的实物教学道具,如PE、LDPE、HDPE、LLDPE、PP、PET等,让学生通过对实物教学道具的观察去比较,以便更直观地理解不同包装材料之间的差异。再如,在讲授袋装工艺时,为了帮助学生理解不同的袋装工艺,除了应用传统的多媒体教学手段外,还辅以相应的视频、动画教学资料,使抽象的袋装工艺能够简单、形象地展示给学生。通过这样课堂教学方法的改革,使得抽象的知识具体化、形象化,让学生能够完全地理解和掌握,同时,学生对于这种教学方法的效果普遍反映很好。 2.模拟实践教学 理论联系实际实践教学工作是高校教育教学工作中非常重要的一个模块,是培养大学生创新精神、专业技能和实践能力的关键环节,是学生步入工作岗位的前期演练过程。由于本门课程教学时数有限,不能安排实践教学,而食品包装技术课程具有实践性强的特点,因此,在教学工作中采用模拟实践的方式进行对学生动手能力的培养,根据课程教学进度,适时布置模拟实践教学要求。例如:让学生选择一种食品,为其设计并制作包装,虽然受条件所限,所制作的食品包装为模拟物,但是学生必须用文字描述所采用的食品、包装材料名称、包装方法和手段等信息。在模拟实践中,学生以团队的形式完成资料查询、包装设计和制作、产品及包装信息撰写等任务,然后在课堂上对自己的产品进行答辩。教师对在答辩中出现的问题及时引导,并在答辩后进行点评和总结。通过这样的方式,首先,可以增加本门课程的趣味性,提高学习兴趣和主动性;其次,有助于学生将书本上的理论知识与实践有机结合,提高学生的专业综合应用能力;再次,可以培养学生的语言表达和思辨能力,有助于其综合素质的提高。食品包装技术是一门综合性、应用性强的课程,在模拟实践制作食品包装的过程中,学生需要将食品化学、食品营养学、食品加工技术概论、食品微生物学等其他专业课程的知识综合应用,精心设计,才能很好的完成任务,以实现从理论到实践的过渡。对于帮助学生理解本门课程的理论知识和实际应用是非常有利的,能够很好地提高教学效果。 3.研讨式教学 研讨式教学法是在教师引导下,学生围绕某一中心议题先单独探索,再以集体形式探讨,各抒己见,互相启发,弄清问题,达成共识,理解并掌握知识的一种教学法。该教学方法可以培养学生的查阅资料能力及分析、应用资料的能力、团队合作能力、语言表达和总结能力,思考问题的能力以及提高学生创新思维的能力。能够调动学生在课堂上的积极性,充分体现以学生为主导的培养学生综合能力为主的课堂。针对食品包装技术课程实践性、综合性较强的特点,笔者选择本门课程中一些关键的知识点与实际应用相结合的论题进行,如“食品包装的现状及发展趋势”、“典型食品的包装技术应用”等,要求学生查阅相关文献资料,提出对综述文章的格式、写作方法、内容结构等的要求。在学生完成资料查询和综述撰写后,在课堂上让学生阐述自己的观点,并展开讨论,在讨论中要观察和记录学生的表现,并对讨论中出现的问题进行及时的引导,通过这样的讨论提高学生的专业知识,同时培养学生的思辨能力。在学生阐述和讨论完后,进行点评和总结,对学生提出的有价值的观点进行充分的肯定,鼓励学生进行思考性和创新性的学习。通过这样的研讨式教学,一方面可以培养学生的思辨能力,提高其对专业知识的掌握,另一方面可以为今后其他专业课程的学习以及学术论文的写作打下基础。 三、完善课程考核评价体系 教学改革的目的是最大限度地提高学生获取知识的能力和创新思考的能力,促进学生的可持续发展。成绩考核是教学过程的一个重要环节,任何教学活动都要进行成绩考核,但成绩考核不是目的,只是实现教学目的的一种手段,运用得好,就可以多方面调动学生学习的主动性和积极性,使学生保持学习动力,达到教书育人、提高教学质量的目的。因此,笔者对食品包装技术课程的考核进行了改进。改革期末考试方式。期终考试是指在本门课程内容全部讲完之后进行的闭卷考试,这是最主要的考核方式。它可以促使学生全面系统地进行复习,使所学的知识能融会贯通,系统完整。传统的期末考试几乎决定了一学期的成绩。所以,每到期末,学生都会搞突击复习,比平时努力很多倍。由于是死记硬背,导致考试过后就忘,这不是教和学的初衷;再者,也不能正确评价学生对食品包装技术课程知识的掌握和应用情况。经过探索式的研究,将期末考试改革为开卷考试方式,试卷内容涵盖本门课程所有的知识点,并且注重知识的实践性应用,重点考察学生对知识掌握的灵活性和实践应用的熟练性。提高平时成绩比例,由占总评成绩的30%~40%提高到50%,平时成绩从上课出勤、课堂表现、参与回答问题和课堂讨论、课程作业质量等方面进行考核;降低期末考试成绩比例,由占总评成绩的70%-60%降低至50%。 四、结语 综上所述,提高教学质量和培养学生能力是教学研究的一个永恒的课题,食品包装技术作为专业限选课,教学效果的好坏直接影响到后续专业课程的学习及学生专业素质的提升。因此,在教学过程中要体现教师为主导,学生为主体的“以人为本”的教育思想和理念,充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性,增强学生的创新思维能力,提高学生学习的兴趣和动力。 作者:周雅琳 单位:重庆第二师范学院生物与化学工程系 食品包装论文:食品包装生态设计论文 1食品包装生态设计要求 食品包装生态设计的一般要求有:能源(资源)消耗量及回收与再利用的可行性、污染物排放量(如空气、水、土壤污染物排放及固体废弃物等排放)以及废弃物的产生量等方面的定性要求。食品包装生态设计的特殊要求除有EUP强调的能效要求(以能源投入/绩效产出作为计算单位,其具体指标需要根据具体的食品包装用统计方法确定)外,还应有对食品包装最重要的食品安全限制性指标,主要有食品包装材料中铅、汞、镉及六价铬等四大重金属的最高浓度限值应小于100mg/kg(100ppm);污染物从与食品接触的包装材料或容器向食品或食品模拟物中的总迁移极限要求不得超过60mg/kg(对容器可换算为10mg/dm2);应采用水性环保油墨,其中二苯甲酮和四甲基二苯甲酮的含量不得大于600µg/kg,等等。 2食品包装生态设计体系 食品包装生态设计的实施过程可以简单概括为“工具—技术—方法”三步。首先利用生态设计工具(生命周期评价)及其相应的软硬件平台,对食品包装生命周期各个阶段的环境影响(资源、能源消耗和污染物排放都会对环境和人类健康产生影响)进行分析;在此基础上,利用生态设计技术(生命周期评价技术、原材料选用技术等),按照一定方法(程序)实施生态设计。由此构建食品包装生态设计实施体系,见图1,包括软硬件平台(工具)系统、技术支撑(技术)系统和设计程序(方法)系统三大系统。 2.1食品包装生态设计软硬件平台软硬件平台系统是实施生态设计过程的基础,食品包装生产企业应构建起相应的生态设计软硬件平台系统[17],包括生态化设计管控措施、绿色材料供应链、生态化并行设计平台、LCA软件和生命周期管理制度等系统的建立。 2.1.1生态化设计管控措施系统企业为了改进产品的生态特性和降低产品成本,确保其符合具体的食品包装生态设计实施要求,应根据EUP指令的一致性评估要求,选择1种自我评估模式建立食品包装生产企业的生态设计管控措施系统。EUP指令的自我评估模式有“内部设计控制”和“环境管理体系”2种[7],企业可以任选择1种进行自我评估,以提交相关技术文件和检测结果来验证其一致性评估的真实性。欧盟要求企业主要采用自我评估的方式进行合格评定,根据其产品生态设计实施措施,对产品进行合格评定后加附CE(CONFORMITEEUROPEENNE)标签,则制造商就具有了进入欧洲市场的护照,而被认为符合EUP的生态设计要求。给产品加附CE标志是制造商或其授权代表的自觉行为,具有一系列步骤及多种合格评定程序模式。另外,也可以参照欧盟EC/1980/2000法规的《生态标签授予计划》。内部设计控制是企业(或授权代表)自检和自我申明的评定方式,是企业自我申明其产品满足生态设计要求相关条款的过程。这一过程首先是食品包装生产企业须建立食品包装生态档案(即产品清单数据)[1]。可针对生态设计要求,根据正常的使用条件以及设计用途,对食品包装产品在其整个生命周期内对环境的影响进行评估(优先考虑通过设计可以得到显著改善的因素),并建立相应的生态档案。生态档案的建立是一个庞大的工程,但也是生态化设计管控措施系统建立的关键。这对于我国食品包装企业来讲,也是实施生态设计最为困难的环节。通过生态诊断(即环境影响评价)确定其在整个生命周期过程对环境及安全卫生造成较大不利影响的因素,即确定生态设计的一般和特殊要求的参数,再根据确认的设计参数,在设计源头采取所有必要的措施,确保其生产的产品符合相应的生态设计要求,并提供技术文件证明通过了一致性评估。通过ISO14000认证是实行生态设计、生产生态产品的最基本保证,因而也可通过建立环境管理体系,确保企业具有生产符合EUP指令要求的生态产品的能力。 2.1.2生态化并行设计平台系统按照源头设计的生态设计内涵,食品包装企业必须构建满足生态设计要求的并行设计平台系统,将产品生命周期全过程的环境影响因素集成一体系统考虑,达到实施生态设计必须的人员集成、信息集成和过程集成[19],从而建立产品寿命周期中各个阶段性能的继承和约束关系以及产品各个方面属性间的关系,以追求产品在生命周期全过程中其性能最优。传统串行设计无法从设计源头控制产品在整个生命周期中对环境造成的影响,不能在设计源头一并考虑产品整个生命周期所有环境影响因素[7],不能尽早发现问题并采取所有必要措施提高产品的生态特性。 2.1.3绿色材料供应链系统食品包装有毒有害物质残留主要来源于包装材料,建立和完善绿色材料供应链系统对是实施食品包装生态设计的重要措施。实施食品包装生态设计的源头措施就是限制使用存在有害物质的原材料。近年来,我国为应对欧盟相关绿色壁垒,已建立起有关产品的绿色材料供应链,进行产品的生态设计必须以上游企业原材料的生态设计为前提,只有密切与上游企业合作关系,才能真正实施食品包装的生态设计。 2.1.4LCA软件及生命周期管理制度系统生态设计是面向全生命周期寻求减少对能源、资源的消耗和对环境的影响,需在设计阶段对食品包装生命周期全过程对能源、资源与环境的影响进行评估,以便于在设计源头找到资源环境性能最佳的设计方案。因此,LCA(lifecycleassessment)既是进行产品生态设计的重要工具(方法),也是进行生态设计的重要原则[7]。为了实现设计环境性能优良的生态产品的生态设计目标,必须运用LCA软件系统,将食品包装整个生命周期过程视为一个生态系统过程,对所有可能的环境及其安全卫生影响因素进行分析,进行系统输入与产出的综合平衡,从而寻求减少影响的方案应用于产品设计之中。LCA软件系统的建设,一方面需要引进如Boustead4.2、SimaproVer.4.0等LCA的商用软件,或自行开发LCA软件;另一方面需要建立起产品清单分析数据库,供LCA影响评价使用[20]。另外,实施生态设计企业还应建立内部的生命周期管理制度[15],对产品生命周期各阶段、生产的各环节加强管理。例如,应建立企业内部设计、原材料采购和营销等部门的紧密合作关系制度,为实施食品包装生态设计提供保障。 2.2食品包装生态设计程序 实施食品包装生态设计须满足食品包装的生态设计要求,传统食品包装设计主要考虑经济参数的设计,因而对食品包装生态设计来讲,仅是前期的产品初步设计,还需要进一步进行生态参数设计,从而设计出对环境友好又能满足功能要求的食品包装产品。食品包装生态设计的基本程序有5步,见图1。包括[9,15]根据经济参数进行初步设计,除了考虑产品的有关标准、法规及生产、成本和使用等因素外,还应按生态和卫生原则选用原材料和进行相应的结构、工艺等设计;分析生态参数建立生态档案;根据生态档案进行生态诊断及设计开发;依据生态设计的一般及特殊要求对开发方案进行再次评价、再次改进设计,直到满足生态设计要求;利用绿色成本核算技术进行绿色成本分析并评估产品的环境绩效。 2.3食品包装生态设计相关技术 实施生态设计必须利用相关的支撑技术进行生态特性评价、原材料选择、结构设计和卫生安全设计等设计开发[21]。 2.3.1生命周期评价技术根据国际环境毒物学和化学学会权威性定义,生命周期评价(LifeCycleAssessment,LCA)是一种通过对能源、原材料消耗及废物排放的鉴定及量化来评估一个产品、过程或活动对环境带来的负担的客观方法[22]。生命周期评价被ISO14000列为子系统之一,是评价从原材料采集开始,直至再循环和最终废物处置整个生命周期阶段有关的环境影响的工具,能够进行科学全面的量化计算,作为一种重要的环境分析方法对产品环境性能评价具有权威性,因而也是实施食品包装生态设计的关键支撑技术之一。LCA能对产品生命周期每个阶段的投入及排放对环境的影响进行评价,寻找出污染最严重的阶段及其生态设计参数,为设计和改进产品提供依据。目标和范围界定、数据清单分析、影响评价和结果解释等4部分组成了LCA的技术框架[19],为了避免运用LCA技术评价时的计算量大,应注意评价范围的界定、准确采集投入及排放数据和设计或选择好评价软件。 2.3.2生态材料选用技术食品包装是个系统工程,材料是基础,其生态设计强调选择生态包装材料。生态包装材料的选用原则是生态性、经济性和必要功能性的综合效益最大原则,应在保证产品功能和技术要求的前提下,综合比较,择优选择。对于食品包装材料的生态性应重点考虑:一是满足安全卫生要求。这也是生态包装材料的首要要求,有毒有害的材料及添加物应尽力避免选择或替代,或考虑材料中毒性物质的稳定性并采取措施解决其迁移和释放问题。目前食品包装材料的主体仍是塑料软包装材料(复合材料),另外包括纸、金属、玻璃和陶瓷等,其成分含量在包装的整个生命周期过程中必须满足不对人体造成危害的要求,有毒有害物质均需严格控制在限量范围内。例如,挥发性有机物(VOC)的浓度总量,铅、镉、汞和六价铬,以及氯乙烯单体、多氯联苯、偶氮等。即应满足食品包装生态设计相关特殊要求的规定。二是满足轻量化(减量化)要求[23-24]。轻量化(减量化)是实施生态设计的重要途径,能降低对资源和能源消耗并减少废弃物排放。为此,在保证实现功能和技术要求的前提下,应利用生态包装材料,以减少污染排放、资源(能源)消耗少和便于回收利用;应解决好产品与包装的合理定位,过度包装对生态无益;应采用自然、无害和节省能的材料来满足食品包装产品功能的需要;应选择科技含量高的复合材料替代传统包装材料,如采用纸塑复合材料和无菌包装技术包装如牛奶、果汁饮料等食品,其生态特性和保持食品的风味和质量方面都优于传统包装材料。三是满足可再生或可回收要求(不破坏生态和可持续原则[25]。生态设计注重不破坏生态和可持续发展,避免使用不可再生或需很长时间才能恢复的原材料;为方便回收利用,原材料尽量品种相同及可再循环。目前纸塑料复合的包装材料在食品包装中应用较多,但纸塑复合材料不易回收处理;倡导使用再循环的材料[6],降低新材料用量。 2.3.3生态结构设计技术食品包装结构设计关系包装必要功能的实现以及包装材料的用量和包装废弃后的回收等问题,对其资源环境效益有直接影响。生态结构设计技术面向节约能源(资源)的生态设计目的,是实施食品包装生态设计的重要支撑技术。(1)减量化(减少化)设计[26]。计算机技术的广泛运用为包装设计的合理化及包装整体的减量、轻型化提供了良好的技术支持。食品包装生态设计应根据食品所需要的保护性等必要功能要求进行减量化(减少化)设计(包括容器形状、结构形式、尺寸、封合方式等),尽量减少多余功能,避免过分包装和欺骗性包装,以节省材料、节约运输空间和减少废弃物的产生。欧洲包装业按照欧盟“包装与包装废弃物指令(94/62/EC)”对消费者可以接受且相对安全的最小包装质量和体积实施减量化,每年减少了50万t材料的用量[5]。食品包装在减量化(减少)设计上,可以通过去除多余功能,根据不同消费者的利益诉求设计包装体量或限制1次用量(如以1周消费为单位的包装体量)等实现包装产品的减量化,注重对包装废弃物的回收再用、再生或降解进行设计;采用轻质材料,减轻产品质量;通过减少异形结构等达到节约资源(能源)的目的,异形结构的包装在用料及印刷、印后加工等后加工方面对资源(能源)消耗更多。确需进行异形设计,也可通过尽量减少折叠线、面的数量,减少壁板等来减轻用料、印刷以及印后加工等的负荷[27]。另外,从印刷及后加工角度,分体包装盒结构设计一般会增加制版费用,后加工裁切也将增加工序,既造成了浪费,也增加了成本。采用盒体一体成型设计(如锁底式、摇盖式、姐妹式纸盒设计等),纸盒可以折叠起来,能够节约后加工、堆码、运输和储存等费用[28]。例如,在牛奶、饮料和水果等包装纸箱中,采用一体成型结构设计在印刷、堆码和销售等方面都有好处。(2)色彩适量化设计。采取简约化、“简而美”的色彩适量化装潢设计,避免有害原料成分、生产过程以及废弃物对环境造成的污染,以及有害成分向食品的迁移。包装印刷中使用的油墨、黏合剂等材料很多都含有有机溶剂等有毒有害物质,通过渗透、迁移而污染食品。统计显示[27],目前国内还没有可食用油墨,纸质食品包装材料都具有可渗透性,色彩种类越多,油墨印刷面积越大,更容易地转移到食品中而造成污染,直接对人体健康造成伤害。在食品包装生态设计中,应运用色彩适量化设计措施,避免过分装潢,减少油墨材料等的有毒有害物质对人体健康造成的潜在危害。可以在以下方面考虑色彩适量化设计[29]:一是尽量避免多色印刷设计,多采用单色或双色印刷,以节约资源、能源,降低成本,提高食品包装的环境性能;二是充分利用食品包装材料本身的色彩及文理条件,用局部色彩设计方案,适量化设计装潢图案、标识和品牌名称等必要元素,以减少油墨的使用量;三是尽力减少油墨与内装食物的接触,根据不同的情况(如即食性食品包装、包装与人的口部直接接触位置等)可以不设计色彩,或尽量减少用色。(3)节能化设计。节约能源是EUP指令的优秀,减量化和可回收设计等可降低资源和能源的消耗,但更直接有效的方法是提高食品包装材料的生态特性。由于食品行业的发展,我国食品包装行业已经成为能源消费的大户,“碳足迹”的踪影贯穿食品包装材料生产到消费的全过程,“低碳包装”成为食品包装发展的必然方向。为减少CO2和有害物质排放,应选用清洁、可再生的资源(能源),同时采用各种节能技术,开展节能设计,发展节能低碳包装。天然材料的开发使用是低碳化食品包装材料的重要发展途径[30],目前在食品包装中,塑料日益成为不可缺少的材料而得到飞速发展,特别是软性的食品(药品)用复合材料发展最快。近年来,用于食品包装的塑料量占了塑料总产量的1/4左右,塑料包装产量平均年递增11%[31]。但目前大量石油基塑料对资源(能源)的消耗和造成的环境污染日益严重,且引起的食品安全问题突出。为了减少CO2等温室气体排放和保护不可再生的石油资源、减少消耗,非石油基塑料已成为目前研发的热点。利用植物秸秆等为原料得到的非石油基塑料(生物基塑料),可降低30%~50%的石油资源消耗,实现数亿吨CO2的净减排。降解型生物基塑料主要包括微生物合成、天然合成和化学合成3类,其中,化学合成的聚乳酸(PLA)由玉米、木薯、甘蔗等天然材料经微生物发酵方法得到乳酸,再经过化学合成而形成,是规模化生产最早和目前产量最大、应用最广、价格最低的合成降解塑料。聚乳酸(PLA)比聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等塑料材料的优点更突出,是最具发展潜力的新型包装材料,目前国内PLA的大型生产商产能达1万t/a[33],在食品包装领域,全降解型食品包装材料代替非降解食品包装材料在不久的将来即可实现。另外,非降解型生物基塑料虽无法降解,但其减少了不可再生资源的消耗和CO2的排放。 2.3.4卫生安全设计技术食品包装的卫生安全是指食品包装的原材料及其加工过程中使用的辅助材料(油墨、黏合剂等)中不应含有对人体有害的物质。食品包装卫生设计,一是原材料安全无毒和无挥发性物质产生,具有稳定的组织成分。应使食品的特性与材料的性能相适应,以及食品的保护条件与材料的适用条件相适应;掌握添加剂等成分向食品迁移的情况,以及食品中某些组分向包装容器渗透、被吸附等情况在流通过程中对食品的影响,以确保在包装工艺实施过程中不会产生与食品成分发生化学反应的物质和化学成分。食品包装材料中有害物质潜在的迁移值应满足总迁移和特定迁移极限的规定;二是原材料在贮藏和转移的过程中不会因气候和正常环境因素的变化而发生化学变化。被包装食品的生物、化学、物理学特性及其敏感因素(光线、氧气、温度、微生物及物理、机械力学等)决定着包装材料及包装工艺技术的选择;三是应选择环保型的油墨、黏合剂及涂料等辅助材料。美国严禁在食品包装上使用有机溶剂型油墨,而以水基型油墨取代;四是注重应用新型食品包装材料及技术。目前,一些特殊功能材料和技术成为包装材料和技术的研发重点,如防光污染包装材料、可食性包装材料、化学污染及重金属消除包装技术和纳米包装材料等在国内外已有所突破。 2.3.5清洁生产工艺技术清洁生产已经受到世界各国的高度重视,我国已将清洁生产相关内容作为重点列入了国家“十二五发展规划纲要”之中,食品包装相对于其他产品包装更需要实行清洁生产。食品包装生态设计应采用节省原材料和能源、不使用有毒原材料、减少“三废”排放等清洁生产工艺技术。实施清洁生产首先是节约能源、降低消耗,即用最少的资源投入来取得最大的经济效益。一方面应以最少的包装材料满足包装必要的功能。如简化图案设计突出功能要求,印刷工序就可以减少颜色数和墨层的厚度,节约油墨消耗;另一方面应通过提高食品包装生产设备的精度或操作人员的技术熟练程度等,以提高材料的利用率和保证产品质量,达到节约资源和减少损耗的目的。另外,应实施食品包装生产企业相关认证,这也是实现“清洁生产,节能降耗”的有效途径。实施清洁生产关键在于清洁的生产工艺过程,应通过对生产工艺流程的审计,选定最佳方案[9]。 2.3.6绿色成本核算技术食品包装生态设计通过前述生命周期评价、原材料选用和结构设计等技术提高了其产品及其制造设计方案的生态技术性能,还需要进一步进行绿色成本(效益)分析,实现生态效益与经济效益的综合平衡。绿色成本核算就是在传统成本项目基础上考虑资源环境得失后的核算[36]。联合国环境与综合经济核算体系提出,绿色成本核算应考虑资源耗减、环境保护支出和环境退化成本等3个变量。具体来看,就是在进行传统项目核算的基础上,还应核算能源资源节约等的收益,回收材料的收益,污染减少带来的生态成本节约的收益,以及材料再生、废弃处置的环保支出等。绿色成本核算可以运用基于作业的成本分析(activity-basedcosting,ABC)等方法,在综合分析食品包装生命周期全过程的成本与收益基础上,建立成本核算与评估模型,最终从经济上选择效益最佳的生态设计方案。 3结语 欧盟EUP指令将促进产品生态设计主流理念的形成,也将掀起新的绿色环保设计浪潮。基于EPU指令实施食品包装生态设计,成为最大限度提高其生态特性最为有效的方法,能从源头破解食品包装的绿色环保安全问题。为了尽早适应产品生态设计理念及构建良好生态环境和食品安全卫生的迫切需要,应研究实施食品包装生态设计。追求生态效率最高是实施生态设计的优秀内容,需将生态参数引入食品包装设计阶段,从传统包装向生态包装发展。食品包装生态设计需把握全生命周期设计、源头设计、生态参数设计、节约能源(资源)设计和生态包装材料设计等5方面的设计内涵,并从系统角度寻求食品包装经济与生态性能平衡,力求生态效率最高。生态设计要求是实现EUP指令目标的重要保证和实施产品生态设计的设计标准。应主要从食品包装生命周期全过程中对环境及人类健康的影响要素制定定性的一般要求;从食品包装的能效及材料(含印刷油墨与粘结剂等)的有毒有害成分及其迁移、碳排放等制定定量的特殊要求。按照“工具—技术—方法”的思路,构建由软硬件平台系统、技术支撑系统和设计程序(方法)系统三大系统组成的食品包装生态设计体系。食品包装生态设计体系的研究与构建,是企业实施食品包装生态设计的前提和基础,对于通过生态设计提高食品包装的生态特性,应对欧盟新绿色壁垒,适应生态设计主流理念的发展要求,和谐我国生态环境与食品安全具有理论和实践意义。 作者:杨祖彬戴宏民曾莉红单位:重庆工商大学机械工程学院重庆工商大学图书馆 食品包装论文:当今食物包装设计的意志乞求 作者:单晓彤单位:广州大学美术与设计学院 食品包装设计中精神诉求的作用 食品包装作品是个有形有体的“物”,是具体的、可感受的实体,这些“形”与“体”又可抽象为点、线、面的基本要素,并以其基本要素及之间的相互关联,展现出丰富多彩的表情面貌。 食品包装设计过去的研究多注重造型的设计,多注重表现食欲及食品卫生的设计,产品是物化了的人,包装设计中形态所塑造的精神情调必然作用和影响着消费者,重视食品包装设计中精神诉求的作用是当代的趋势。设计师的精神、思想感情总会流露出某种痕迹,只不过这种痕迹有一些流露得比较强烈、明显,而有一些比较柔弱、隐晦罢了。包装设计的过程与规律,决定了其既要重视情感表达,却不能直接表白、具象反映。 通过组合变化,使造型达到个性化的表现,令人们在审视中识别、品味,这些最常见的造型要素在变幻中演化为一种新时代意识下的造型语言。如以色列成套可外带的餐饮包装(图1),体现出其充满前卫与活力的精神基调,不拘泥于传统形式。这套造型有不少装饰方案,采用具有亚洲特点的风格装饰,形成一种变化的、活跃的和无拘无束的情态。它特有的节奏、比例、文字、色彩、造型等,都与现代社会的快节奏吻合。 食品包装中精神面貌的体现亦可比作艺术中“意境”创造,是包装设计师对包装的造型、色彩、材质、文字等设计元素重新集成与组合,在这个再创造过程中将设计师个人的思想观念融会贯通其中,以某种方式凝固在产品包装的内外结构之中。食品包装设计单纯讲究“功能”或片面追求“形式”,而放弃对精神情调的塑造是不可取的。包装设计的精神情调塑造以其特定的功能与结构予以显现,它终究是人根据理念意志所产生的“物”,并以“创造更合理、健康、更科学的新的生活方式”为目标,所以设计师的重视与研究就显得尤为重要。 包装设计中精神诉求的切入点 在食品包装设计中强化精神诉求特征,可以使其在宣传和销售中增加多方面的优势。食品包装设计中精神诉求的体现主要有以下的切入点: 1.包装交互设计的友好性诉求 现在消费者在琳琅满目的食品市场中,一般都会自然而然地选择容易和自己友好交互的包装产品,因为具有友好交互的食品包装设计总是很迅速地与消费者构建起感情,具有友好交互的包装设计首先应该具备优秀的视觉传达性能,让消费者在选择的第一时间就能理解其使用方式,即通过设计创造容易让用户接受的、合理的包装信息而配置的形态。 其次,包装结构交互设计要达到友好性的精神诉求,就必须给消费者以准确的提示性,令人在使用的过程中能够通过其形式明确后续的拆卸方式与路径次序。即通过结构暗示该包装功能的使用方式,并通过层次穿插、造型形态、色彩引导、文字说明以及肌理材质等结构因素暗喻人们的精神感观,提示包装功能的使用方式,达到友好交互。 第三,在使用的交互过程中具有趣味性和愉悦性,并带给消费者以科技感与艺术性,这种交互作用令消费者体验到一种满足感的精神诉求。具有友好交互的食品包装设计使消费者获得愉悦的情态。在使用过程中消费者因布局意外新颖,或开合层次易用,或给人以拆取的激动,或色彩和形式的呼应,激发消费者的兴趣,通过探究并达到目的的快感。 图2─图4所示为以竹材为材料所作的饮品包装,竹材质地纯粹、纹理清晰、手感亲柔,作为瓶类饮品包装,极大地提升了产品包装的艺术设计品质,竹材品质自然、柔和、舒适的风格彰显出亲切友好的材质魅力。同时该包装设计巧妙地利用了竹材筒状、中空、壁厚的特性,用一节竹节筒状的自然形态作为瓶类饮品底部承载体,通过插接方式二片弧形的竹片分别从两侧夹住瓶类,再用一节中空的圆竹节作为顶部的紧固插件巧妙地完成整个包装构造。其交互设计的友好性得到了较大的表现,其结构让消费者有准确的引导提示,在后续的拆装方式与程序带给消费者趣味性和愉悦性,交互设计使友好性的精神诉求得以发挥。 包装设计利用肌理创造丰富的形态,并使人的肌肤对之具有良好的触觉,给消费者较之其他感觉留下更深刻强烈的情感,让消费者通过产品的形态性接触,敏感地领略现代优质产品的品味与质地。通过包装的交互设计不会让使用者感到麻烦、复杂而发生畏惧或产生怨言,相反会使消费者在开启时感到乐趣,体验到现代设计带来的某种启迪与意外惊喜,并明确其功能性,令消费者注意、满足、回味而喜爱它。 2.食品包装设计的安全感诉求 食品包装设计最重要的是体现安全感。食品包装设计体现安全感,是来自设计传达所带给消费者健康、卫生的感觉,由某种让人相信、放心、可以依赖等方面的设计元素组合集成所表现达到的。食品包装的安全感是某种感觉与心理,是消费者对品牌、造型、色彩以及文字说明等设计的信任或怀疑的现象预感,表现在对包装设计的确定性和可控感。是否能产生安全感,来自多方面的因素,有主观的和客观的。 要让对方产生安全感,首先要做的是在造型与色彩方面能够体现出来,例如多采用明亮的纯正的色彩,多选用圆润亲和的造型导出人的感受效果,并将这种感受向大脑输送,从而唤起视觉、触觉体验的感受激情。并使包装主体与消费者之间形成一种积极的情感信任关系,就是让人们相信产品,即产生“亲和性”。它体现出人与包装之间所形成的一种情感互动关系,“亲和”、“宜人”本身就有可以放心、依赖的精神情态的一种表现。这种安全感诉求也是食品包装设计师所必须追寻的结果,是对形式更自觉的创造。 当食品包装设计体现出包装严密性、标准与规范性时会“在物质上,精神上和文化上臻于健康”。 安全感主要以强调包装的人性化设计,即为消费者营造一种精神和物质需求间相互信任的依赖关系。“安全”体现出顾客对包装需求的信任、关爱和呵护等,“健康”体现为包装设计的科学、适度、合理。包装设计的亲和性是提升安全感所不可缺少的重要因素。设计中注重“亲”与“和”的统一,人与物的亲近与和谐,可以把那些相互独立、有着不同要求的单一个体凝聚成具有相近属性,并彼此认同、相互理解的统一整体。如“福贵满堂”的月饼包装(图5),以中华传统绘画风格与民间亲和祝福风俗相结合,通过现代烫金印刷工艺技术,追寻一种民间世代积淀的“福贵式”华丽与热闹的精神情态,它反映特定的生活方式与价值观。依赖视觉形态的暗示,人们头脑中积淀下的对传统古典文化的特殊审美被激发出来。富有明亮的纯正的色彩,圆润亲和的造型的包装设计,以潜在的健康心理现象暗示安全感,诱发消费者产生特定的心理满足感。 食品包装设计的亲和性特点成为现代包装中实现安全感精神诉求的主要手法特征之一。同时亲和性设计又必须符合不断变化的消费时代特征,促进消费者产生一种健康、安全的精神感受。 结语 包装的精神诉求是设计师有意识地通过造型语言探讨与消费者的互动沟通,以提升设计的境界。正如美国著名的美学家、哲学家和文艺评论家苏珊•朗格在评论某产品时所说的:任何作品,如果它是美的,就必须是富有表现性的。它所表现的东西不是关于另外一些事物的概念,而是某种情感的概念。 通过设计,让包装这个有形有体的“物”,反映给人最基本的感受或性格倾向。设计是一个时代文化与经济的索引。任何一个时代的特别感情,都会诱导出与这些精神情调相融洽、相合拍、相一致的形式。可以肯定地说,食品包装设计也不例外。 食品包装论文:食品包装设计论文 一、现代食品包装新概念 自从有了人类社会,食品包装就与之相随。早在原始社会,人们为储存食物和水,用泥才烧制的各种陶器、用兽皮缝制的袋子、用藤条编制筐子等都是最早的食品包装原形。现代的食品包装是指采用适当的包装材料、容器和包装技术,把食品包裹起来,以使食品在运输和贮藏过程中保持其价值和原有状态。食品包装是以食品为优秀的系统工程,它涉及到食品科学、食品包装材料、包装容器、包装技术、标准法则及质量控制等一系列问题,它是一门综合性的应用科学。 食品作为我们日常生活中的特殊商品,其营养与卫生极其重要,但又非常容易变质,所以食品包装的主要目的是必须保证食品作为商品在贮运和流通过程中的卫生质量及品质和风味。食品包装作为产品的附加物而成为商品的组成部分,和商品是不可分割的,在现代市场策略中占据了显著的地位。同时,作为市场竞争的主要手段,能提高商品的附加值,它已成为企业营销战略的重要组成部分,它在超市中起到了无声售货员的作用。食品包装的形象直接反映品牌及企业形象,它为创名牌和树立良好的企业形象起着至关重要的作用。在市场竞争中,它是企业与消费者之间的桥梁。 二、新的生活方式与现代消费观念大大丰富了现代食品包装 现代社会生活离不开包装,包装的发展也深刻地改变不口影响着现代社会生活。现代食品包装设计受到现代新产品、现代消费、行销竞争的发展和现代传播文化、时代精神的影响。首先,是现代产品的品种、品质、品位都有了不断的发展,出现了许许多多新型的产品,食品日趋向系列、方便、安全、休闲及有益身心健康,形式也日趋轻、短、小。在国外,有些大型超市的商品品种都在十万种以上。产品的不断发展,对包装设计提出了相应的新课题,促使人们不断去研究开发。其次,是消费观念的转变和日趋成熟,消费能力的提高,使每一个消费者都有了独立的消费意识,对消费市场不再盲从,具有独立享受生活的能力。消费观念是直接受文化思想和消费教育影响的,时代的发展带来了今天大众消费生活的新需求。人们的文化水平、价值观念已产生了新的变化,尤其是作为社会主要消费群体的中青年,在物质和精神两方面具有多样性和多变性的消费需求,从物质到精神,文化性的软消费在不断提升,日益成为一种发展趋势,现在我们已进入了新的消费时代。现代人除了一般日常的消费外,更多地追求“旅游消费”、“休闲消费”、“保健消费”、“礼品消费”等。人们在食品上更加讲究质量、情趣和品位,在吃的同时,又能得到一种精神享受。大量的营养食品、方便食品、速冻冷藏食品、保健食品、绿色食品及各种中、西快餐的不断涌现,给今天生活在快节奏的都市青年及上班族们带来了无尽的方便和实惠。另外,大量的国外食品的引进,充实丰富了国内市场,同时也给我们包装设计师提出了新的课题,那就是要更加重视设计,使商品结构更加合理,使人们能充分享受高科技带来的舒适和方便。 三、现代科学技术的发展进一步提升了现代食品包装的层次 1.现代工艺的发展 每一次新的改革,都是高科技的进步成果。不断追求更高更新的科技含量,使食品包装上一个新的台阶。 高科技、高智能的生产设施,将不断推动包装工艺的发展,新的工艺流程、自动化、电脑一体化的应用会给食品包装提供更多、更新的设计构想。现代新型高超的印刷、制版技术给包装的各个环节提供了实现完美效果的保证,艺术与科学技术结合的更加紧密,彼此相互作用,相互制约。科技的突破,对现代食品包装起着重要的作用,作为设计师要能熟悉新工艺、新技术,并能充分利用新技术带来的成果为现代食品包装服务,运用电脑设计手段,追求更加精致、完美,并具有文化内涵的包装设计。 2.现代材料的发展 包装材料是指用于制造包装容器和构成产品包装的材料的总称。它的种类包括木材、纸、纸板、玻璃、金属、塑料、纤维织物及各种辅助包装材料。它的基本性能是保护性、安全性、加工适应性、便利性和商品性,还包括资源特性、经济性及可回收利用性。食品包装是系统工程,包装材料是基础。 随着社会科技的发展,各种新型的材料不断诞生并被利用,包装材料从天然发展到合成,从单一发展到复合,材料的互相渗透已成为世界性的发展趋势和必然。它代表的是一个新时代的文化信息,一种新生力量在生活中的体现,使得现代食品包装的行列里又增添了新的家族,使包装文化的美感具有了时代感、流行性和普及性。一种新材料的出现,会使一种包装形式具有鲜明的时代标记,如金属箔包装,被认为是高品位、高品质具有时代感特征的包装材料,所以,新型的一些休闲小食品都采用这种包装材料。 新材料的开发,不仅有更高的科技含量,更加科学合理、安全可靠,也更加注重有益健康和无害,更加追求材料的细腻、光滑、柔韧、富有特色和肌理,也充分考虑环保、再利用等方面的因素,有些材料能摹仿自然材料的特性,替代传统材料的作用,并能达到包装食品的最佳效果。 作为一名现代设计师,要掌握新材料的特性,并能准确地把握各种材料的美感,巧妙地应用这些材料,使包装达到出奇制胜的效果。四、现代设计思想的发展使现代食品包装设计有了新的空间 时代的发展使得现代设计思想早已发展到不局限于艺术设计思想的发展。广泛开拓设计思维,确立现代化包装设计的正确理念,树立符合时代需求的设计思想和符合现代人的审美观、价值观和消费观。现代科学的新发现,边缘学科的介入,人类对自身价值和周围生态环境的认识,文化思潮、心理学、人生观、世界观的影响,早已超出了预想的范围,设计者要充分发挥、利用发散的思维,走在时代的前沿,寻找独特的设计风格,把握时代美感,对未来的市场具有前瞻性和判断力。 1.现代食品包装与环境保护 随着认类受教育面的不断扩大,对环境的保护也将从包装事业开始起步,降低成本,重复使用,减少污染,可持续发展,将成为21世纪我们必须面对的重要课题。 资源的消耗和环境保护已成为全球生态的两大热点问题,而现代包装与它们密切相关,包装制造所用的材料大量地消耗着自然的资源;在包装生产的过程中,一些不能分解的有毒物质会造成对环境的污染;数量巨大的包装废弃物也是造成环境的重要污染源,这些因素助长了自然界的恶性循环。地球资源是有限的,不是取之不尽,用之不完的,每一种物质的形成都需要漫长的时间,森林的大量采伐已严重破坏地球的气候和生态平衡。包装业对资源的需求量巨大,所以我们作为一名包装设计师来说,要身体力行,从我做起,在设计包装时,力求精而少,合理简洁,防止过分包装和夸张包装。目前,市场上有些包装盒越做越大,而里面盛装的内容物却很小,这不仅浪费了资源,而且给消费者造成一种被欺骗的感觉。在设计时,尽量应用高科技的复合材料以替代玻璃、金属等材料,如牛奶、果汁饮料类包装采用纸塑复合材料和无菌包装技术,大量节省了包装能源成本,同时,又较好地保持了食品的风味和质量,并赋于了它时代的美感。 在我们生活的环境中,塑料造成的白色污染到处可见,我们城市将会被塑料等包装废弃物所包围。所以,面对这严峻的事实,我们应尽量在设训食品包装时,解决好产品和包装的合理定位,避免华而不实的包装,尽量采用高性能包装材料和高新包装技术,在保证商品质量的同时,尽量减少包装用料和提高重复使用率,降低综合包装成本,注重生态环境保护,使产品包装与人及环境建立一种共生的和谐关系,不断开发可控生物降解、光降解及水溶性的包装材料,在推出新型包装材料的同时,同步推出其回收再利用的技术,把包装对生态环境的破坏降低到最低的程度。 2.建立绿色包装系统已成为我们共同的课题 在大力推广绿色食品即无污染、安全、优质、营养类食品的同时,绿色包装的新概念也不断地被人们所重视,它是指有利于人类生存环境的包装,有利于环境保护和资源保护的包装。研究和开发绿色包装是社会发展的必然趋势,也是未来包装市场的竞争热点。 绿色包装的技术系统,应该解决包装在使用前后的整个过程中对生态环境的破坏问题,研究和寻找理想的绿色包装技术,对不同的商品要开发研究相应的绿色包装制品和方法。倡导绿色包装的实际意义,在于促使建立和完善包装资源的回收和再生系统,使包装废弃物得到充分利用,大大减少对生态环境的污染和破坏,减少对自然资源的消耗,使人类的生存环境更安全、更舒适。 今天,人们在追求反朴归真、回归自然的设计风格。从自然出发,顺从自然发展的规律,开发自然之美。在视觉上、感情上引导人们回归自然,呼吸自然的空气,充分发掘出自然中的本质的美,并能在包装设计中充分体现出来。 总之,要设计出优秀的食品包装,必须首先树立超前的设计思想,以人为本,强调包装的关键是准确、快速地传达信息。必须充分利用现代科技成果,善于运用新材料、新工艺,开创多功能的新结构、新形态、新装潢,以适应现代新的生活方式和生活需要。 二十一世纪是网络的社会,是信息知识经济时代,我们必须把食品包装设计作为一个系统来对待,使人们生活得更好,消费得最少,即以少的消费得到好的享受。设计已不仅仅是一个单纯的产品、包装,更多的是服务、交流,设计由硬向软的转变,由有形的设计向无形的转变,设计的面也更宽更广了。WTO的进入与国际贸易的接轨,是我们今后设计的方向,强调以人为本,使人们从物质的欲望中摆脱出来,多一点自由的选择,强调为人服务及可持续发展的宗旨。 在我们日常生活中,食品与我们人类的关系是最为密切的,而与之相伴的食品包装早已进入了千家万户。今天,无论是走进商店、超市,还是走进我们的家庭,处处可见设计精美、实用、方便的食品包装。不可想象,如果没有包装,食品将如何被送到我们每个消费者手中。随着人们消费水平和科学技术水平的日益提高,新产品的不断开发,对食品包装的要求也越来越高。 食品包装的迅猛发展既丰富了人们的生活,也逐渐改变了人们的生活方式。同时,食品包装也是最能体现各个时代科学水平、生活水平、设计水平和文化背景的。越是发达的国家,商品的包装率越高,它是衡量一个国家经济发展水平的一面镜子。改革开放后,我国食品包装业发展迅速,已成为国民经济的重要产业。同时,它也是高技术、高智能的产业领域。随着时代的发展,人们对食品及包装的质量要求越来越高,样式越来越多,技术性也越来越强,这给我们从事包装设计的人员提出了更高、更新的要求,这也是时展的必然所在。 食品包装论文:现代食品包装设计研究论文 在我们日常生活中,食品与我们人类的关系是最为密切的,而与之相伴的食品包装早已进入了千家万户。今天,无论是走进商店、超市,还是走进我们的家庭,处处可见设计精美、实用、方便的食品包装。不可想象,如果没有包装,食品将如何被送到我们每个消费者手中。随着人们消费水平和科学技术水平的日益提高,新产品的不断开发,对食品包装的要求也越来越高。 食品包装的迅猛发展既丰富了人们的生活,也逐渐改变了人们的生活方式。同时,食品包装也是最能体现各个时代科学水平、生活水平、设计水平和文化背景的。越是发达的国家,商品的包装率越高,它是衡量一个国家经济发展水平的一面镜子。改革开放后,我国食品包装业发展迅速,已成为国民经济的重要产业。同时,它也是高技术、高智能的产业领域。随着时代的发展,人们对食品及包装的质量要求越来越高,样式越来越多,技术性也越来越强,这给我们从事包装设计的人员提出了更高、更新的要求,这也是时展的必然所在。 一、现代食品包装新概念 自从有了人类社会,食品包装就与之相随。早在原始社会,人们为储存食物和水,用泥才烧制的各种陶器、用兽皮缝制的袋子、用藤条编制筐子等都是最早的食品包装原形。现代的食品包装是指采用适当的包装材料、容器和包装技术,把食品包裹起来,以使食品在运输和贮藏过程中保持其价值和原有状态。食品包装是以食品为优秀的系统工程,它涉及到食品科学、食品包装材料、包装容器、包装技术、标准法则及质量控制等一系列问题,它是一门综合性的应用科学。 食品作为我们日常生活中的特殊商品,其营养与卫生极其重要,但又非常容易变质,所以食品包装的主要目的是必须保证食品作为商品在贮运和流通过程中的卫生质量及品质和风味。食品包装作为产品的附加物而成为商品的组成部分,和商品是不可分割的,在现代市场策略中占据了显著的地位。同时,作为市场竞争的主要手段,能提高商品的附加值,它已成为企业营销战略的重要组成部分,它在超市中起到了无声售货员的作用。食品包装的形象直接反映品牌及企业形象,它为创名牌和树立良好的企业形象起着至关重要的作用。在市场竞争中,它是企业与消费者之间的桥梁。 二、新的生活方式与现代消费观念大大丰富了现代食品包装 现代社会生活离不开包装,包装的发展也深刻地改变不口影响着现代社会生活。现代食品包装设计受到现代新产品、现代消费、行销竞争的发展和现代传播文化、时代精神的影响。首先,是现代产品的品种、品质、品位都有了不断的发展,出现了许许多多新型的产品,食品日趋向系列、方便、安全、休闲及有益身心健康,形式也日趋轻、短、小。在国外,有些大型超市的商品品种都在十万种以上。产品的不断发展,对包装设计提出了相应的新课题,促使人们不断去研究开发。其次,是消费观念的转变和日趋成熟,消费能力的提高,使每一个消费者都有了独立的消费意识,对消费市场不再盲从,具有独立享受生活的能力。消费观念是直接受文化思想和消费教育影响的,时代的发展带来了今天大众消费生活的新需求。人们的文化水平、价值观念已产生了新的变化,尤其是作为社会主要消费群体的中青年,在物质和精神两方面具有多样性和多变性的消费需求,从物质到精神,文化性的软消费在不断提升,日益成为一种发展趋势,现在我们已进入了新的消费时代。现代人除了一般日常的消费外,更多地追求“旅游消费”、“休闲消费”、“保健消费”、“礼品消费”等。人们在食品上更加讲究质量、情趣和品位,在吃的同时,又能得到一种精神享受。大量的营养食品、方便食品、速冻冷藏食品、保健食品、绿色食品及各种中、西快餐的不断涌现,给今天生活在快节奏的都市青年及上班族们带来了无尽的方便和实惠。另外,大量的国外食品的引进,充实丰富了国内市场,同时也给我们包装设计师提出了新的课题,那就是要更加重视设计,使商品结构更加合理,使人们能充分享受高科技带来的舒适和方便。 三、现代科学技术的发展进一步提升了现代食品包装的层次 1.现代工艺的发展 每一次新的改革,都是高科技的进步成果。不断追求更高更新的科技含量,使食品包装上一个新的台阶。 高科技、高智能的生产设施,将不断推动包装工艺的发展,新的工艺流程、自动化、电脑一体化的应用会给食品包装提供更多、更新的设计构想。现代新型高超的印刷、制版技术给包装的各个环节提供了实现完美效果的保证,艺术与科学技术结合的更加紧密,彼此相互作用,相互制约。科技的突破,对现代食品包装起着重要的作用,作为设计师要能熟悉新工艺、新技术,并能充分利用新技术带来的成果为现代食品包装服务,运用电脑设计手段,追求更加精致、完美,并具有文化内涵的包装设计。 2.现代材料的发展 包装材料是指用于制造包装容器和构成产品包装的材料的总称。它的种类包括木材、纸、纸板、玻璃、金属、塑料、纤维织物及各种辅助包装材料。它的基本性能是保护性、安全性、加工适应性、便利性和商品性,还包括资源特性、经济性及可回收利用性。食品包装是系统工程,包装材料是基础。 随着社会科技的发展,各种新型的材料不断诞生并被利用,包装材料从天然发展到合成,从单一发展到复合,材料的互相渗透已成为世界性的发展趋势和必然。它代表的是一个新时代的文化信息,一种新生力量在生活中的体现,使得现代食品包装的行列里又增添了新的家族,使包装文化的美感具有了时代感、流行性和普及性。一种新材料的出现,会使一种包装形式具有鲜明的时代标记,如金属箔包装,被认为是高品位、高品质具有时代感特征的包装材料,所以,新型的一些休闲小食品都采用这种包装材料。 新材料的开发,不仅有更高的科技含量,更加科学合理、安全可靠,也更加注重有益健康和无害,更加追求材料的细腻、光滑、柔韧、富有特色和肌理,也充分考虑环保、再利用等方面的因素,有些材料能摹仿自然材料的特性,替代传统材料的作用,并能达到包装食品的最佳效果。 作为一名现代设计师,要掌握新材料的特性,并能准确地把握各种材料的美感,巧妙地应用这些材料,使包装达到出奇制胜的效果。四、现代设计思想的发展使现代食品包装设计有了新的空间 时代的发展使得现代设计思想早已发展到不局限于艺术设计思想的发展。广泛开拓设计思维,确立现代化包装设计的正确理念,树立符合时代需求的设计思想和符合现代人的审美观、价值观和消费观。现代科学的新发现,边缘学科的介入,人类对自身价值和周围生态环境的认识,文化思潮、心理学、人生观、世界观的影响,早已超出了预想的范围,设计者要充分发挥、利用发散的思维,走在时代的前沿,寻找独特的设计风格,把握时代美感,对未来的市场具有前瞻性和判断力。 1.现代食品包装与环境保护 随着认类受教育面的不断扩大,对环境的保护也将从包装事业开始起步,降低成本,重复使用,减少污染,可持续发展,将成为21世纪我们必须面对的重要课题。 资源的消耗和环境保护已成为全球生态的两大热点问题,而现代包装与它们密切相关,包装制造所用的材料大量地消耗着自然的资源;在包装生产的过程中,一些不能分解的有毒物质会造成对环境的污染;数量巨大的包装废弃物也是造成环境的重要污染源,这些因素助长了自然界的恶性循环。地球资源是有限的,不是取之不尽,用之不完的,每一种物质的形成都需要漫长的时间,森林的大量采伐已严重破坏地球的气候和生态平衡。包装业对资源的需求量巨大,所以我们作为一名包装设计师来说,要身体力行,从我做起,在设计包装时,力求精而少,合理简洁,防止过分包装和夸张包装。目前,市场上有些包装盒越做越大,而里面盛装的内容物却很小,这不仅浪费了资源,而且给消费者造成一种被欺骗的感觉。在设计时,尽量应用高科技的复合材料以替代玻璃、金属等材料,如牛奶、果汁饮料类包装采用纸塑复合材料和无菌包装技术,大量节省了包装能源成本,同时,又较好地保持了食品的风味和质量,并赋于了它时代的美感。 在我们生活的环境中,塑料造成的白色污染到处可见,我们城市将会被塑料等包装废弃物所包围。所以,面对这严峻的事实,我们应尽量在设训食品包装时,解决好产品和包装的合理定位,避免华而不实的包装,尽量采用高性能包装材料和高新包装技术,在保证商品质量的同时,尽量减少包装用料和提高重复使用率,降低综合包装成本,注重生态环境保护,使产品包装与人及环境建立一种共生的和谐关系,不断开发可控生物降解、光降解及水溶性的包装材料,在推出新型包装材料的同时,同步推出其回收再利用的技术,把包装对生态环境的破坏降低到最低的程度。 2.建立绿色包装系统已成为我们共同的课题 在大力推广绿色食品即无污染、安全、优质、营养类食品的同时,绿色包装的新概念也不断地被人们所重视,它是指有利于人类生存环境的包装,有利于环境保护和资源保护的包装。研究和开发绿色包装是社会发展的必然趋势,也是未来包装市场的竞争热点。 绿色包装的技术系统,应该解决包装在使用前后的整个过程中对生态环境的破坏问题,研究和寻找理想的绿色包装技术,对不同的商品要开发研究相应的绿色包装制品和方法。倡导绿色包装的实际意义,在于促使建立和完善包装资源的回收和再生系统,使包装废弃物得到充分利用,大大减少对生态环境的污染和破坏,减少对自然资源的消耗,使人类的生存环境更安全、更舒适。 今天,人们在追求反朴归真、回归自然的设计风格。从自然出发,顺从自然发展的规律,开发自然之美。在视觉上、感情上引导人们回归自然,呼吸自然的空气,充分发掘出自然中的本质的美,并能在包装设计中充分体现出来。 总之,要设计出优秀的食品包装,必须首先树立超前的设计思想,以人为本,强调包装的关键是准确、快速地传达信息。必须充分利用现代科技成果,善于运用新材料、新工艺,开创多功能的新结构、新形态、新装潢,以适应现代新的生活方式和生活需要。 二十一世纪是网络的社会,是信息知识经济时代,我们必须把食品包装设计作为一个系统来对待,使人们生活得更好,消费得最少,即以少的消费得到好的享受。设计已不仅仅是一个单纯的产品、包装,更多的是服务、交流,设计由硬向软的转变,由有形的设计向无形的转变,设计的面也更宽更广了。WTO的进入与国际贸易的接轨,是我们今后设计的方向,强调以人为本,使人们从物质的欲望中摆脱出来,多一点自由的选择,强调为人服务及可持续发展的宗旨。 食品包装论文:婴幼儿食品包装研究论文 论文关键词:婴幼儿包装材料安全性 论文摘要:本文主要论述是婴幼儿食品包装材料的安全性问题。通过结合婴幼儿生理心理发育的特点,分别从包装材料的化学特性、物理特性两方面进行了详细的分析,对婴幼儿食品包装材料的安全性做了系统全面的说明,论证了婴幼儿食品包装安全性的重要性和必要性,并提出了如何做到安全性设计的建议。 随着社会的发展,科技的进步,越来越多的新型材料应用于包装材料中。新材料的发明和应用是一把双刃剑,一方面有效降低了企业成本,美化包装;另一方面因为对新型材料的不熟悉,且缺乏相对应的实用管理条例,会引起不可预知的安全性问题,而这种安全性问题如果出现在婴幼儿食品包装中,就有可能引发严重的伤害事件。这与婴幼儿早期阶段认识事物的方式有很大关系。 由于婴儿早期的感知觉比成人迟缓很多,视力以及听力发育不完全,所以婴幼儿早期对事物的认识主要源自于触觉。婴儿认识某样事物的时候,通常是通过将其嘴唇和舌头贴附在物体表面来感知新鲜事物的。在用唇舌感受了事物的表面材质以及温度后,然后他们才将物体移开进行下一步观察。然后随着年龄的成长,这种探索性的嘴咬方式逐渐由手细致抚摸探索事物的方式代替。于是有人将触觉称为婴儿认识世界的方式。但是这样以唇舌触摸认识世界的方式,会使病菌轻易进入婴幼儿的口内,侵袭婴幼儿脆弱的免疫力系统,引起婴幼儿生理健康等一系列问题。 因此,婴幼儿食品包装的材料选择尤为关键。一种适合的材料的选择,应该“身兼二职”,一方面应该具有稳定的化学特性,无毒无害;另一方面应该具有良好的物理特性,抗挤压防变形,保证密封性,能有效防止食品的腐烂变质。 1.婴幼儿食品包装材料的化学特性与安全性 婴幼儿食品包装材料的化学特性上存在的主要问题有两点:一是包装材料本身含有有害金属和化学成分,且这种成分会逐步向食品中迁移;二是包装材料上的附着物,如油墨以及其他印刷辅料会对食品造成污染。 近年来大量被应用的塑料制品包装,因其简易便携,化学稳定性好,耐油性高,并且轻巧美观,而赢得众商家的青睐。可是近年来我国一项对塑料制品等食品包装的样品抽检调查显示,其总体合格率仅为50—60%。造成这种局面的原因是,塑料本身是一种高分子聚合物,单体经过聚合后性质相对稳定,但某些没有发生反应的单体是有毒性的。而且某些厂家为了改善塑料性能,在制作过程中加入了增塑剂、热稳定剂以及抗静电剂等辅助加工助剂。这些辅助加工助剂以及未聚合的部分有毒单体,会随着时间和温度的变化,向所包装食品中迁移。另外某些厂家为了降低生产成本,使用回收的破旧塑料来加工成食品包装使用,旧塑料在高温融化重塑的状态下,含有的各种添加剂以及加工助剂都遇热分解,产生有毒的化学成份,而破旧塑料本身也粘附不可预知的有毒成分,对人体健康的伤害更大。通常不适宜应用为食品包装的塑料制品是聚氯乙烯。而聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等不加辅助加工助剂的塑料制品,由于其无毒卫生,常常被应用于食品的包装。 由于包装材料上附着物而引起的婴幼儿健康问题,也成了值得研究的方面。纸质包装也是婴幼儿食品包装中应用比较广泛的包装材料,而看似卫生的纸包装,却因为其身上的附着物而具有着潜在的危机。在某些地方仍然使用报纸直接包裹零食。而报纸上的油墨含大量铅等有毒物质,并且易溶于油。一旦直接接触食品,这种有毒物质便会向食品中发生迁移,导致污染食品,油炸食品污染更加严重。 色彩艳丽的彩纸,在存放过程中,由于互相捆绑,印刷在食品包装外部的彩色油墨不可避免会沾染到接触食品的内侧纸,彩色油墨中存在的有害物质便附着在食品中,造成潜在隐患。因此,包装纸色油墨所用的涂料也应受到严格的卫生监督和检验,尽量使用可食用性装饰材料,减少婴幼儿食品中包装中的安全隐患。 2.婴幼儿食品包装材料的物理特性与安全性 包装材料的物理特性的安全性,是指包装的强度和韧度要能够经得住挤压,不易变形,密封效果好,能防止食品的腐坏变质。良好的密封性会保证内在食品不腐烂变质,防震缓冲性会避免易碎易爆的材料会对婴幼儿造成伤害。 密封性的好坏,直接关系到食品是否新鲜、安全、可以食用。铝箔是一种能够用于储存和冷藏的、密封性极好的材料,同时具有柔韧性以及金属硬度的优点。一张薄到只有6μm左右的铝箔纸,就可以有效地阻隔光和水分以及氧气,而且可以根据不同的需要,改变铝箔的特性来改变它的形态。许多食品包装选择用铝箔材料,就是因为铝箔透光性差,可避免食物或饮料在阳光照射下变质,且不易起化学反应。铝箔也常常被制作成密封的真空袋。食品包装材料除了应具有良好的密封性以外,材料的延展性和韧性也很重要。材料良好的延展性和韧性,可以减轻包装在运输过程中因撞击而产生的震动,产生缓冲作用,避免因外包装碎裂而对内在食品产生的污染以及损坏。例如金属锡做成的镀锡铁皮,就具有柔韧性好、延展性高、不易腐蚀等特点。婴幼儿食品包装中,很多都是采用镀锡铁皮材料制成,比如糖果、饼干盒以及罐头盒之类。镀锡铁皮有延展性,可以很轻易地做成不同形态的包装,满足食品包装需要;其良好的韧性,又可以有效防止冲撞挤压时产生的巨大压力,不会轻易破碎断裂,具有缓冲作用。 另外,在婴幼儿食品包装材料的选择上,应尽量避免选择沉重易碎的玻璃和陶瓷制品。玻璃器皿因为其洁净卫生、密封性好、成本低等优点,在世界各国被广泛应用,然而在婴幼儿食品包装中却是个特例。由于婴幼儿发育迟缓,肢体弱小且力气不大,外表光滑且较为沉重的玻璃器皿容易脱手,一旦破碎或损坏,锋利的碎片极易被自我保护意识差的婴幼儿触摸或者误食。此外,玻璃包装在突然遇冷或遇热时,容易产生气压差,导致瓶体爆裂,这样的安全隐患对于婴幼儿来说是相当危险的。虽然有些玻璃瓶在使用时,为了改变其强度和刚度,加入了纳米技术,使玻璃材料具有较强的韧性和延展性,较普通玻璃比不那么容易破碎。但是对于婴幼儿来讲,玩耍时强力的磕碰依然会使玻璃瓶碎裂,危险性依然存在。所以,需要瓶装的果汁和牛奶类食品,可以考虑换成新型纸盒包装或者塑料瓶装。 综上所述,安全健康的婴幼儿食品包装材料不仅要求材料有稳定的化学特性,还要求包装材料有良好的物理特性,因此,设计者在婴幼儿食品包装设计时,需要多方面了解和考虑材料的化学、物理特性,考虑婴幼儿在使用时可能发生各种情况,只有这样,才能使设计出来的包装合理安全,令人信赖。
生物工程论文:依托科研课题探索和实践生物工程专业本科毕业设计(论文)教学 摘要:在分析造成生物工程专业本科毕业设计(论文)质量不断下滑原因的基础上,探索了依托科研课题教学本科毕业设计(论文)实践环节,从科研团队、论文选题、学术报告和评价体系四个方面进行改革和实践,以期为生物工程专业本科毕业设计(论文)教学改革提供一定参考。 03 一、前言 毕业设计(论文)是高校本科教学的一个重要实践性教学环节[1,2]。对学生而言,是理论与实践相结合的学习阶段,可以培养和锻炼应用专业知识解决实际问题的能力,培养科技文献查阅与科技论文撰写能力,以及培养良好的职业素养和严谨求实的工作作风。对学校而言,是提升本科教学质量的主要抓手,也是检验能否向社会输送合格人才的重要标准。 生物技术是解决21世纪人类面临的资源、能源、环境、人口与健康等问题的重要手段之一,因此,生物技术产业已成为世界各国特别是大国经济社会发展战略的重点[3]。为了适应生物技术产业迅速发展对人才的需求,我国教育部在1998年高等院校学科调整时增设了生物工程本科专业[3,4]。目前,高等学校的生物工程专业已成为最为重要的专业之一,它是培养掌握现代生物学和生物技术基本科学原理、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论,能在生物技术与工程领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才[5,6]。生物工程专业是以工为主、以理为辅、工理管相结合的复合型专业,具有很强的实践性,因此做好该专业的毕业设计(论文)实践环节,对提高教学效果和人才培养质量具有重要意义。然而,目前高校毕业设计(论文)的质量整体上出现了下滑的趋势,主要表现在:(1)师生比例偏低,指导老师无法利用有限的精力和时间高效指导毕业设计(论文);(2)选题盲目,课题研究内容陈旧,缺乏创新性,有的还脱离生产实际;(3)毕业论文的写作水平差,学生缺乏科技论文写作训练,论文写作格式与文献引用缺乏规范;(4)评价体系不完善。学生们在毕业设计(论文)阶段的表现是良莠不齐的,但最终毕业时获得的文凭却并无二致且本科毕业率几乎一直都是100%,极大地挫伤了学生的学习积极性和主动性。因此,为了提高毕业设计(论文)质量,如何改革并完善现有的毕业设计(论文)教学模式已成为高校教育者讨论的热点之一。 从2010年开始,我们进行了依托省部级以上纵向科研课题教学本科生毕业设计(论文)的探索和实践,让学生在毕业设计(论文)的教学实践环节参与到导师的在研课题中。本文以ε-聚赖氨酸高效生物合成和产业化实施项目为例,就相关的探索和实践进行了总结。 二、依托科研课题教学本科毕业设计(论文) 1.形成合理的科研团队。目前,高等院校本科毕业设计(论文)的教学方式多采用导师制。然而,导师制是一种精英教育的教学模式,其实质上是一位导师和一个学生之间面对面的、高度个人之间的接触和交流[7]。这种形式的制度是依靠学生对教师的低比率,它是一种高成本的制度。随着高等教育大众化的来临,高校办学规模的扩大,生师比持续升高,办学资源日益紧张,高成本原始形态的导师制已难以为继,它对师生比例的要求无疑增加了导师的教学负担。通过依托科研课题教学本科毕业设计(论文),学生在选题后就进入到导师的课题组中,与研究生统一学习和交流,建立一个由导师、研究生和本科生(1∶5∶3)构成的梯度研究团队。在这个团队中,导师对本科生、研究生的研究方向和内容进行统一安排和规划,对项目研究的关键科学问题进行分解和归纳,形成一个个独立且相关联的子课题。然后,本科生自主选择一个具体子课题进行研究。团队中研究生协助导师对本科生进行实验技能、实验设备和方法等方面的培训和指导。这样,以科研课题为基础,通过科研团队各成员的分工和合作,一方面减轻导师的工作量,使导师能够高效利用有限的精力和时间,达到事半功倍的效果。在教学过程中,避免了以往导师对指导内容不明确,对“如何导”、“导什么”等缺乏清晰的认识等问题。另一方面,传统的一个导师和一个学生的面对面的交流,转变成本科生与具有一定科研基础的研究生,特别是博士生进行高度个人的接触和交流,有效地缩短了本科生的适应期,极大地提高了其积极性和主动性。 2.选择合适的论文题目。毕业设计(论文)的选题显著影响毕业论文的质量,若选题过于陈旧或是假题目,研究内容与实际的研究和生产严重脱节,则论文的价值低或意义不大。学生仅为了学分和毕业而进行毕业设计(论文),会严重挫伤学生的积极性和主动性,不利于其创新能力的培养,实践能力和综合素质也得不到锻炼和提高。通过依托科研课题教学本科毕业设计(论文),让学生参与到导师的在研课题中,做到真题真做,使得学生产生浓厚的兴趣,不仅能够提高其主观能动性,还能极大地激发其创造性。另一方面,由于毕业设计(论文)教学内容与导师的科学研究具有极高的关联度,导师能够充分利用自身的专业知识和学术能力使学生“站在巨人的肩膀上”,让他们参与到本专业某领域前沿的相关研究,实现提高毕业论文质量的目的。比如,针对江苏省产学研前瞻性联合研究项目“新型生物食品防腐剂ε-聚赖氨酸高效提取关键技术与集成化研究”这一课题,要求学生尝试各种先进分离提取方法,发现和比较这些提取方法之间的优劣性和互补性,最终提出一种可行的分离提取工艺路线,并进行实验验证和评价。此外,由于生物工程专业的毕业设计(论文)选题有两种形式,即试验性题目和设计性题目,为了能够兼顾学生的特长以及与学生将来从事的工作,对学生进行分流,充分发挥其特长,激发学习兴趣,保持个性。尽可能让学生品尝到成功的喜悦,并巧妙地加以引导利用,帮助学生实现“参与―成功―参与”的良性循环,使学生持续保持自主参与学习的动机。在ε-聚赖氨酸分离提取新工艺开发的课题中,鼓励学生尝试自己感兴趣和认可的分离提取方法,在对该方法进行充分实验和评估后,将其整合到原有分离提取技术路线中,并考察该提取方法的加入对最终产品质量和收率的影响。如果试验结果是积极的,则尝试让学生对新技术路线进行工厂工程设计,为实现新工艺或新技术规模化和工业化提供一定参考和依据。 3.开设学术报告会议。科研成果汇报和科研论文的撰写是展示科研工作者成绩的有效途径。这一过程,并不是单纯的工作总结,而是进行科学研究的基本训练,是提高分析问题、归纳问题和解决问题的重要环节。然而,本科生在毕业设计(论文)教学环节之前,本科教学中没有开设关于科研成果汇报、论文写作等课程,学生缺乏一定的科研基础知识和实践机会。因此,学生在总结科研成果,撰写毕业论文的时候往往存在以下问题:(1)学术道德观念淡薄,论文有明显的拼凑,更有甚者直接从网上抄袭;(2)缺乏专业化和学术化语言描述实验方法和结果,措辞不严谨、论文层次不分明,图表说明不合理;(3)论文格式不规范,特别是论文的参考文献、中英文摘要、图表等。这些问题是导致毕业论文质量下降的一个重要原因。通过依托科研课题教学本科毕业设计(论文),在教学实践中,导师要求本科生也参与到课题组的各种科研活动,包括读书报告会、月底课题组汇报、中期汇报和专题讨论等各种学术报告会议。在读书报告会中,要求学生阅读、分析和归纳1~2篇与课题研究相关且是近期发表的高影响因子的SCI论文,以PPT的形式解释论文的研究内容、创新点以及对自身课题的启发,并要求本科生、研究生和导师一起讨论分析。在课题月底工作汇报、学期汇报的会议上,要求学生以PPT形式对一个月或一学期的研究内容和结果进行总结和分析,导师和学生一起讨论分析,并依据实验结果安排下一步工作计划。此外,课题组不定期组织专题报告,由导师或高年级的博士研究生对某一专题进行学术报告,报告选题有“如何写好毕业论文”,“生物工程学科常用科研软件的使用”,“发表高水平SCI论文的心得体会”等等。通过这些学术报告会议,使得本科生在文献阅读能力,课题研究的总结、汇报和论文写作等多方面得到系统训练和提高。 4.构建合理的评价体系。毕业设计(论文)教学环节,从选题、实施到论文定稿,历经约8个月甚至更长的时间,学生投入大量的时间和精力。因此,毕业设计(论文)质量的合理评价,建立奖惩制度,可以使学生产生公平感和信任感,对学生职业道德能力和素养的培养具有积极的推动作用。目前,本科毕业设计论文质量评估中分为指导教师评审、评阅老师评审和答辩评审三个环节。由于在毕业设计(论文)教学环节,学生与导师(指导教师)有更多的接触和交流,导师对学生的态度、能力和创新性等方面有更全面的了解和掌握。因此,指导教师评审成绩往往占总成绩的60%以上。课题组在严格执行校教务处规定的毕业设计(论文)指导和管理规范的基础上,利用模糊评价的方法[8],构建一套合理、科学和客观的指导教师评价体系,见表1,从学生的学习态度、学习能力和创新性三个方面定量地分析学生在毕业设计(论文)实践环节的表现,保证毕业设计(论文)成绩评定的客观、公正。 三、结束语 毕业设计(论文)是高校本科教学的最后一个实践性教学环节,是提高学生综合能力和素质的重要步骤,也是评价高校教学质量的重要指标之一。笔者针对本科毕业设计(论文)教学过程中暴露出的问题,剖析了造成毕业设计(论文)质量不断下滑原因的基础上,探索并实践了依托科研课题教学本科毕业设计(论文)的方法,通过形成科研团队、选择合适题目、开设学术报告和构建合理评价指标四个手段来提高毕业设计(论文)的质量,取得了一定的成效,已毕业学生的就业单位均反馈学生具有较强的科研能力、实践能力和创新能力,较高的职业道德能力和水平,得到了社会的初步认可。然而,在教学改革和探索的过程,发现仍有一些问题,如毕业论文(设计)题目的难度选择,毕业论文(设计)教学与学生考研和找工作的时间冲突等,这些问题尚需在实践中不断改进与完善。 生物工程论文:微生物工程本科毕业论文的教学改革 【摘 要】本文介绍了微生物工程本科毕业论文教学的特点及进行改革的必要性,并从学生选题、教师指导、论文考核及质量评价等方面对微生物工程本科毕业论文的教学改革进行了探讨。 【关键词】微生物工程 本科毕业论文 教学改革 微生物工程学科主要是从生产需要出发,研究微生物的生命及其代谢途径,以及人为控制微生物代谢的规律性,从而利用微生物转化生产所需产品,该学科实用性较强。掌握扎实而广泛的基础知识和熟练的微生物操作技能,可以在相关科研和生产活动中得心应手。因此,如何培养微生物工程领域适应新时代需求的创造性人才,是摆在从事相关教学和科学研究的教师面前不容忽视的问题。微生物工程毕业论文是考查学生微生物专业知识和基本实验操作技能的一个综合性的学术性论文,其实践教学对提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用。同时,毕业论文的质量也是衡量教学水平、学生毕业与学位资格认证的重要依据。因此,严格教学管理,确保毕业论文的质量,是微生物工程学科相关院系目前亟待解决的重要问题。 尽管微生物工程本科毕业论文对于教师和学生都是一个重要的实践教学环节,但目前仍存在一些问题:(1)毕业论文选题不当。有的导师在拟定参考选题时,没有投入充分的精力进行认真考虑和精心设计,从而导致很多学生的论文选题不当。(2)毕业论文教学过程疏于管理,毕业论文的监管力度不够,重结果、轻过程现象严重。(3)学生对待毕业论文的态度不够端正。有部分学生对撰写毕业论文的重视程度不够,许多人不理解毕业论文写作的意义,还有学生认为毕业论文与就业没有太大关系,没有投入充足的时间参与科研活动和论文写作,导致毕业论文质量欠佳,存在着论文观点不明、论证不清和缺乏规范等问题。(4)教师对学生毕业论文的重视程度不够。有的教师对指导毕业论文流于形式,对学生要求不严。还有部分教师本身承担许多研究工作和社会工作,时间和精力有限,指导学生过多,也影响了毕业论文的质量。 对于大多数学生来说,本科毕业论文环节是他们实现所学专业知识由理论到实践的初次跨越,因此,整个教学实践要循序渐进、系统有序地进行。 一 改革学生被动的选题方式 采取指导教师定题和学生自主选题相结合,学生与指导教师双向选择的方式。指导教师根据自己的教学和科研项目,结合教学、科研、生产等专业特点设置若干难易适度、大小适中的开放课题供学生选择,指导教师同时公布指导方向相关信息,包括承担研究课题及历届论文课题信息。学生在规定的时间和选题范围内选择自己最感兴趣的课题,学生与选择的指导教师沟通,指导教师指出一个方向并指导学生进行文献检索,了解研究动向,找到研究切入点,最终确定课题,并加入到指导教师所承担的科研课题研究中,与研究生和博士生的科研工作相结合,独立研究。 二 对学生进行正规、系统的科研训练,培养学生的科学素养 指导老师根据学生的选题及时下达毕业论文任务书,其内容包括:毕业论文的题目、应阅读或翻译的文献资料、毕业论文的要点及毕业论文的进程安排。对文献综述、论文实验记录、论文研究项目及内容、外文翻译篇数或字数及毕业论文字数等指标提出明确的要求,以便学生明确毕业论文要做的工作,做到心中有数,早做准备。在毕业论文教学环节,开设讲座,邀请有关的教学管理专家及教学水平、科研水平俱佳的教授,为毕业生举办有关科研选题、科学研究与资料收集、毕业论文撰写与答辩的专门座谈和专题学术报告。同时,指导教师组织小组成员听取并讨论学生以多媒体形式呈现的汇报,汇报内容包括文献综述、研究进展、论文初稿等。参加成员就相关内容提出质疑并共同探讨,指导教师就完成论文过程中出现的问题给予深入细致的讲解和解答,并从观点、材料、结构、语言、格式等方面对毕业论文进行指导。小组其他成员也能从中接受新的信息,形成双向思想交流,起到举一反三、触类旁通的作用。学生根据大家的意见修订实验设计,进行论文修改和补充,最后形成一篇质量较优的论文。通过此过程培养学生独立思考和自主研究的能力,提高其逻辑思维能力和口头及书面语言表达能力,使学生毕业后能快速适应生产和科研的需要。 三 改革考核方式和内容 建立毕业论文质量评价机制,统一毕业论文的评分标准,力争公平、公正、严格。考核包括前期和中期考核,答辩也包括预答辩和正式答辩。考评内容包括平时表现、科研态度、动手能力、分析及解决问题的能力。 成立毕业论文答辩委员会和答辩小组。学生答辩前,指导教师要先对所指导的毕业论文写出评语,并预评成绩,同时请具有论文指导资质的相关专业教师进行评阅。根据指导教师和评阅教师的评审成绩决定是否有资格参加答辩。进入答辩程序的毕业论文,由各专业答辩小组以公开方式进行答辩,同时做好答辩记录。答辩时对幻灯片制作水平、语言表达能力、对问题的分析和解答能力等进行综合打分。学生终评成绩等级由答辩委员会确定,综合指导教师、评阅教师、答辩小组三方评审结果,按3∶2∶5的比例评定论文成绩,以保证毕业论文成绩评定的公平公正,对具有实际应用和参考价值的论文优先评优。 四 组织开展毕业论文的检查工作 学生毕业论文的选题确定后,根据具体情况,在学生毕业论文完成过程中要进行多次检查。具体分为:(1)毕业论文前期检查。确保题目申报、论文计划任务书、选题工作等落实到位。(2)毕业论文中期检查。重点检查毕业论文工作的进度问题。(3)建立毕业论文质量评价机制。答辩结束时,进行毕业论文抽查工作,随机抽检部分毕业论文,组织专家对选题质量、格式规范、论文质量及成绩评定等进行检查评议。 五 重视分析及总结工作 毕业论文工作结束后,认真整理、分析和总结整个毕业论文过程,并进行数据汇总分析和评优工作,编印优秀毕业论文集。推荐优秀毕业论文,并给予奖励。优秀毕业论文汇编成集,存入学院资料室,为今后学生写作毕业论文提供借鉴,也为进一步改进毕业论文工作提供宝贵的经验。 毕业论文教学是培养学生实践能力和创新精神的重要途径,微生物工程是一门实践性很强的学科,与其他专业相比,更强调能力培养,强调实验和操作技能的训练。实验研究具有较强的设计性及连贯性,系统的实验操作包括从菌株的筛选与分离、培养基制备等开始,中游阶段主要内容包括种子扩大培养、发酵、发酵过程参数控制等,下游阶段内容主要是对产物的分离纯化等。微生物工程毕业论文教学实践强调动手能力,突出创新能力,不仅要求具有宽厚而系统的生物学及相关学科的基础理论和基本知识,还要具有系列基本操作技能。因此,该教学实践环节相当于学生踏入社会前的一次工作演练,强调学生科研素养的系统培养和综合实力的提升。在毕业论文教学实践过程中,如果学生接受了系统的科学研究思维和实验训练,将更好地适应当今生物制品等行业出现的新变化和新要求,进而满足经济建设和市场需求。 生物工程论文:生物工程专业"学科交叉、产学研结合"多元化毕业设计(论文)模式的改革与实践研究 【摘要】从教学改革的角度出发,探讨了毕业设计(论文)这一教学环节的重要性;采用多元化毕业设计(论文)模式进行个性化培养,建立和完善了独具特色的多元化毕业设计(论文)联合指导企业基地和实效显著的校内工程训练基地,对校内指导教师进行工程实际能力再培训,建立具有可操作性多元化毕业设计(论文)新模式的质量保证和评价体系。结果表明,以上改革和实践是提高学生综合素质、独立工作能力以及创新创业精神的重要途径。 【关键词】生物工程毕业设计(论文)多元化 本科生毕业设计(论文)是工科高等院校教学计划中最后也是最重要的教学环节,占用一个学期,达大学教育阶段的八分之一。这一教学环节能培养学生查阅文献资料、使用各种工具书、应用计算机、外文翻译、工程设计与科技论文写作等方面的能力,提高学生的调研能力、实践能力、动手能力、社交能力,同时通过毕业答辩培养和强化学生的材料组织能力、讲演与口头表达能力、反应敏捷能力。东北电力大学生物工程专业的教师经过多年的教研总结出:这些培养目标仅靠在校园里苦读书本、纸上谈兵是根本不可能实现的,要提高毕业设计(论文)的质量,提高学生的综合素质,增加学生就业的机会,只有到社会实践中去,走学科交叉、产学研合作办学之路。 一、改革的措施 1.采用多元化毕业设计(论文)模式进行个性化培养 将参与毕业设计(论文)的学生分为考取研究生进一步深造型、签约就业型和自主创业型三类。根据不同类型学生特点,进行个性化培养,指导教师有针对性开题,学生根据自己的特长并结合自己的毕业去向选择合适的毕业设计(论文)题目;也可以让学生根据自己的兴趣提出新颖创新的毕业设计(论文)题目,由专业教师把关审题;也可支持学生到就业单位或实习实训基地做毕业设计(论文),可使学生受到正规的科技开发训练,熟悉未来工作单位的环境和要求,提前完成由学生向工程技术人员的角色转换;支持学生参与大学生"综合性、设计性、研究性、自主开放型"实验项目的研究,参加大学生节能减排等社会实践与科技竞赛,为日后的就业、创业和研究生学习打下良好的基础;支持考研学生参与教师的科研课题,提前进入研究生课题的研究。这些措施能极大地激发学习的积极性,对增强我校学生的社会竞争力具有非常重要的意义。 2.建立和完善独具特色的多元化毕业设计(论文)联合指导企业基地 积极探索与企业联合开展科学研究、产品开发、共建研究等产、学、研合作模式,企业借学校人力资源进行研发工作,学校利用企业条件培养人才,互利互惠,建设一批工程实践基地,形成长期稳定的合作关系;学生作为生力军,直接参与工艺设计、产品研制、科技开发工作,锻炼了学生的工程能力,形成了特色。我校地处各大类企业门类齐全的东北老工业基地的吉林省,有优越的校企联合优势和校企合作传统,同时,各企业中的工程技术人员和管理人员很多是我专业的毕业生,因此可依托本地建立多元化毕业设计(论文)联合指导企业基地,在培养一批校外兼职指导教师同时,也解决了教学设施和工程训练场地不足及到企业实习只能以参观形式进行的困难,为学生工程能力的培养提供了有力的硬件支撑和保障。 3.建立和完善实效显著的校内工程训练基地 利用校内资源条件,发挥学科优势,依托我院学生科技园、应用化学特色专业、省水处理实验中心组建了培养学生工程能力的校内工程训练基地,为毕业设计(论文)的顺利进行提供了有力保障。 4.对校内指导教师进行工程实际能力再培训,增强题目的工程实用性 近几年,我专业引进了一批青年教师,他们的学历高、综合素质高,但没有工厂企业工作的经历,缺乏深入的工程背景。因此,每年安排青年教师在学生到单位进行毕业设计(论文)过程中也下到企业锻炼,亲身体验工程实际和生产管理运行过程,积累工程经验,既可提高他们的理论教学水平和科学研究水平,同时,也能提高毕业设计(论文)的指导水平。 5.建立可操作性强的质量保证和评价体系 针对不同方式的毕业设计(论文)情况,制定相应的工作计划要求及联合指导协议书等教学文件,以保证毕业设计(论文)的有序进行。为考核学生的培养效果,制定了学生毕业设计(论文)质量评价内容和指标体系,提出了评价的操作及过程控制方法。在毕业设计(论文)中实行10~15%的末位复审制,保证了毕业设计(论文)的质量。 二、改革的可行性 "学科交叉、产学研结合"毕业设计(论文)新模式的研究与实践是一种有益的尝试,它是教师的一种自觉需求,教师既可以寻找科研立项课题,也可为企事业单位解决一些实际问题;同时在为社会服务的过程中,学习生产新技术,反过来又促进教育质量的提高,最终为教师提供了一个施展才华的更加广阔的空间,有利于高校双师型师资队伍的形成。 这种模式也是学生渴望的,学以致用,用才是学习的终极目标。一方面考研学生参与教师的科研课题,提前进入研究生课题的研究,激发学习的积极性,也提高了我专业研究生的综合素质;同时有计划地指导学生在毕业设计(论文)过程中申请校级、市级、省级乃至全国的自主创新科研项目,参加大学生节能减排等社会实践与科技竞赛。另一方面企事业单位委托的课题具有很强的实用性,学生真题真做感兴趣,更易激发他们的创新潜能,培养合作和团队精神,提高综合素质;同时,企业在这个过程中也能了解到学生的真实情况,及时与优秀学生签订就业协议,在一定程度上防范人才流失,增加了引进人才的可靠性,节省了培训费用。 通过这种模式的实践有效地缓解了我们专业实验资源不足的问题,充分利用企业或科研院所的实验设备作为学生毕业设计(论文)实验的有益补充,能有效地缓解学校因扩招而造成的资源紧缺的状况,提高了企业与科研院所实验设备的使用价值。 三、结束语 这种新模式的研究与实践有利于造就优秀的应用型本科人才,可全面提高我专业的教学质量,是我专业教学改革的方向,符合高等教育综合化的发展趋势。 生物工程论文:湖南省高校生物工程专业本科毕业论文(设计)抽查有感 摘 要: 作者通过对湖南省19所高校的普通全日制生物工程专业毕业论文(设计)的抽查,总结了目前存在于各院校毕业论文(设计)中的主要问题,并对这些问题提出了相应的改进建议,为进一步提高全省乃至全国高校生物工程本科毕业论文(设计)整体质量提供了新思路。 关键词: 湖南省高校 生物工程专业 本科毕业论文(设计) 改进建议 为了促进高等学校加强教学管理,重视毕业论文(设计)指导,提高教学质量,湖南省教育厅高等教育处2010年底组织了对全省普通高校2010届本科毕业生毕业论文(设计)的抽查工作,抽查对象包括来自湖南省19所高校(含二级学院)的普通全日制生物工程专业。我作为评审专家之一,参加了这次毕业论文(设计)的抽查工作。从各高校提交的10名学生的毕业论文(设计)原件和反映教师对论文写作的指导及评阅、评分等情况的相关材料,以及学校关于毕业论文(设计)教学环节的相关规定等各方面总体来看,各高校对学生的毕业环节工作非常重视,对毕业论文(设计)都制定了较为完整的工作手册或规范要求,毕业生文档材料齐全,成绩评定基本合理;部分学校还有详细的指导老师指导记录;有的学校除毕业论文正式稿以外,还留有教师批改痕迹的修改稿;有的学校还备有学生毕业论文(设计)的光盘电子稿;中南大学的送检材料中甚至有英文撰写的毕业论文,等等。但是,通过抽查也发现了一些在今后工作中需要认真加以解决的问题,对此我进行了一定的总结,并且提出了一些改进建议,供同行参考。 1?郾湖南省高校生物工程专业本科毕业论文(设计)文档中存在的主要问题 1.1毕业论文(设计)的选题方面 生物工程专业隶属工科办学专业,属于以工为主、以理为辅、工理管结合的复合型专业,培养掌握现代生物学和生物技术基本科学原理、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论,能在生物技术与工程领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。因此,学校应该安排一定比例的生物工程专业学生开展毕业设计工作,然而,在检查中我们发现19所学校中仅有中南大学等3所提交的材料中显示有进行毕业设计的学生。同时,生物工程专业在办学的学科定位上,应该既有别于生物科学专业,又不同于生物技术专业。然而,在提交的毕业论文中,我们发现部分地方院校存在对上述3个专业定位认识不清的现象,论文选题除了存在过于简单的一般性问题以外,甚至存在脱离生物工程专业培养要求的原则性问题,例如某校学生的毕业论文内容竟然是教学实验室保存的蛙类标本的比较研究,又如某校学生的毕业论文内容是关于该校学生膳食结构的问卷调查分析,等等。 1.2指导老师对毕业论文(设计)指导工作方面 上述毕业论文选题方面存在的一些问题与指导老师的素质及工作态度有着直接的关系。指导老师应当在学生开展毕业环节工作的整个过程中都对学生起到重要的引导和教育作用。一些地方院校教师由于承担的各类科研项目少,科研和教学经费不足,再加上招生规模大,未能做到一人一题,某高校甚至出现了同一名教师指导的三名学生同题的现象,更为恶劣的是三名学生论文中仅有的一张凝胶电泳实验结果图也是相同的。指导老师对学生毕业论文(设计)的指导不仅仅体现在选题方面,还体现在对学生开展毕业论文(设计)工作的全程监控方面。尽管有些学校非常重视学生毕业环节的质量监控,专门绘制了教师指导学生的记录表格,要求教师对于每次的指导情况进行包括时间、地点、内容等方面的详细记录,但是,从材料中我们也发现存在少数教师在毕业论文(设计)前期和中期对学生无指导、在毕业答辩前突击多次指导的现象,实际上没有实现对学生毕业环节全程指导和监控。 1.3学生毕业论文(设计)的质量方面 学生毕业论文(设计)的质量,是本次抽查的重点之一。学生是做好毕业论文(设计)工作的主体,因此学生对待毕业环节的态度是影响毕业设计(论文)质量的决定性因素。虽然各高校对于毕业设计(论文)的内容及规范都有具体要求,但是在抽查的毕业论文(设计)材料中仍然存在一些不合学校规范的地方,除了前面提到的论文选题不恰当以外,还有论文中研究背景介绍(即综述部分)篇幅大而正文部分篇幅小、内容空洞、存在东拼西凑的现象、论文字数未能达到学校规定的要求、设计图纸绘制及标注不规范等问题。 1.4毕业论文(设计)的成绩评定方面 毕业论文(设计)答辩与成绩评定是毕业论文(设计)工作的一个重要环节,各院校均制定了一套评定标准,并且大多数院校都实行指导老师评阅、评阅老师审阅和论文(设计)答辩三重打分评定,一般采用五级记分制(优、良、中、及格和不及格),成绩要求呈正态分布,优秀比例一般控制在10%―15%。但是,在抽查中我们发现各高校评分普遍存在偏高的现象。另外,在评语撰写方面,许多学校的评语均采用通用性语句对学生毕业论文(设计)完成过程、论文撰写质量及答辩效果等方面进行描述,如该生实验工作积极主动、论文书写规范、答辩中回答问题思路清晰等,缺乏对学生具体工作的个性化评价。 2?郾改进毕业论文(设计)工作的建议 2.1加强毕业论文(设计)的选题工作 选题是开展本科毕业设计(论文)工作的第一个重要环节。原则上,选题应避免过大或过小、过易或过难。学生进入毕业环节前,各院校应根据生物工程专业人才培养的要求、教学实验室规模及师资队伍情况,确定分别开展毕业论文和毕业设计的学生人数,公开征集专业教师甚至学生自己的论文(设计)题目并进行认真审查和可行性分析。然后将获得批准的题目及相关指导老师情况向学生公布,让学生根据自己将来的发展方向选择要做的题目及相关指导老师,并在师生双向选择的基础上进行适当微调。这样既可以避免选题不符合生物工程专业培养目标的情况发生,又可以兼顾学生的兴趣和志向,保证毕业设计(论文)后续工作的顺利开展。 2.2加强指导老师队伍的建设 指导老师在本科毕业论文(设计)工作中的作用是多方面的,其中包括选题和拟定毕业设计任务书、对学生开展毕业论文(设计)工作进行指导和监督、对学生撰写的毕业论文(设计)材料进行修改及成绩评定等,因此,对指导老师的综合素质要求是比较高的。指导老师对学生毕业论文(设计)质量的影响存在主客观因素。客观因素是部分院校的生物工程专业师资队伍结构不合理,缺乏具有工程方面知识背景的教师,造成无法开展毕业设计,只能开展毕业论文工作。主观因素则是有些指导老师对本科毕业论文(设计)不够重视,认为在短短几个月时间里学生做不出什么成果,不愿意花费精力对本科生进行认真指导。因此,各院校一方面应当根据自身师资队伍结构现状,适当引进能够指导毕业设计的工程技术人才,适应生物工程专业本科生的培养要求,另一方面应当强化制度管理,明确指导老师的职责,杜绝毕业环节教学事故的发生,同时制定适当的奖励措施,调动指导老师的积极性。 2.3引导学生正确对待毕业论文(设计)工作 毕业论文(设计)一般都安排在大学四年的最后一个学期,不仅时间较短,而且往往受到学生考研复试、求职应聘等诸多因素的影响。从抽查的结果来看,大多数学生都能以端正的学习态度对待毕业论文(设计)工作,但也有一定数量的学生对毕业论文(设计)不够重视或不太负责任。指导老师应当加强对学生的教育和引导,提高学生对于毕业论文(设计)的主观能动性,使他们意识到本科毕业论文(设计)可能是他们当中的大多数人走上工作岗位前最后一项标志性作业,也是对自己四年所学知识进行总结和提高的一次难得机会。另外,还应当鼓励学生到生物工程相关企业或者科研院所完成毕业论文(设计)工作,通过真题真做,促进学生学以致用,增强他们的事业心和成就感,同时也为学生开辟就业的绿色通道。 2.4完善成绩评定机制 毕业论文(设计)的成绩评定应当做到全面、客观、公开和公正,一般应由以下三部分组成,即指导老师从学生开展毕业工作中的表现等方面给予的考核成绩,论文(设计)评阅教师从学生的毕业论文(设计)材料的撰写质量方面给予的书面材料成绩,以及答辩委员会教师对学生毕业现场答辩表现给予的打分成绩。只有这样,才能从众多毕业论文(设计)中评定出真正优秀的代表作品,在使应届毕业生心悦诚服的同时,对于下一届毕业生以积极的态度面对即将到来的毕业环节也有辐射示范作用。另外,教师在撰写评审意见时应当注意:既然学生的毕业论文(设计)是一人一题,毕业答辩时回答的问题也各有不同,对学生的评语当然应该具有针对性,切忌使用过多俗话、套话等没有实质性内容的通用性语句,这也是对学生历经数月完成毕业论文(设计)工作的一种尊重与肯定。 3?郾结语 湖南省许多高校的生物工程专业属于新办专业,都处于积累办学经验的起步阶段,正因如此,湖南省教育厅高等教育处选择了生物工程专业作为2010年的重点抽查对象,对毕业论文(设计)开展了抽查工作。虽然评审专家的评审意见已由省教育厅高等教育处反馈给了各高校,但我觉得毕业环节当中发现的这些问题可能具有普遍性,因此将参加抽查工作的心得体会撰写成文,供国内其他兄弟院校生物工程专业的教学同行参考,希望共同促进我国生物工程专业人才培养质量的提高,满足新时期的生物工程产业对人才的需求。 基金资助:教育部新世纪人才项目NCET-07-0869和中南大学教改项目-中大教字(2006)137号―20。 生物工程论文:乳酸菌生物工程技术论文 1乳品发酵项目中的生物工程技术运用分析 1.1细菌素 乳酸菌的细菌素本质为蛋白质,可以当作防腐剂容易被胃酶讲解,拥有相对较好的理化与抑菌特点。当前,nisin与microgard已经运用在乳食产品防腐剂中。nisin作为乳酸乳球菌亚种的一项分泌肽,大量的革兰氏阳性菌与少量的革兰氏阴性菌具备一定的抑制作用。在上世纪中期nisin主要用在对芽孢生长菌成长的控制与有效延长乳制品等的货架期。目前,FDA已经通过有关部门批准可以运用在融化干酪相关抗菌剂。除去当作食品的防腐剂之外,nisin可以当作医疗制剂运用在牛乳房炎的治疗中。另外,microgard还是一种具备抑制性的革兰氏阴性菌与真菌细菌素,可是其不能抑制革兰氏的阳性菌。例如美国的1%microgard溶液普遍运用在保存乡村干酪。同时microgard能够有效控制瑞士干酪皮的出现的腐败问题。运用定点突变的作用,例如蛋白质相关生物工程技术能够有效拓宽细菌素相关狭窄的抑菌普。现阶段,已能够克隆与测序nisin形成的相关基因,可以实现定位在质拉或是染色体DNA中编码等的克隆与测序。大量细菌素基因可以定位于接合质粒或是转座子上,比较便于基因转移至其他相关微生物。 1.2促进干酪成熟 干酪的成熟期相对较长,冷藏与库存的费用也比较高。对此,促进干酪的成熟已经成为干酪研究的主要内容。促进干酪成熟以往的手段主要是在其添加蛋白酶和肽酶以及脂肪酶等。目前,通常是在干酪中添加酶类和经过基因工程技术修饰之后的如霉菌促进干酪的成熟。许多学者都重点研究基因工程技术的乳酸菌修饰,能够加速干酪的成熟,拥有相对良好的抗噬菌体能力。充分运用蛋白质的分解阴性等促进干酪的成熟。另外,乳糖代谢之后的阴性乳酸菌能够以高密度进入干酪的凝乳当中,促进干酪的成熟。相对较强的蛋白质分解能够有效加速苦味肽进一步生成。对此,蛋白质所分解的阴性菌体和一般菌株混合运用可以有效促进干酪的成熟。 2生物工程技术的育种手段 2.1原生质体融合 原生质体的融合技术作为创建杂合微生物的主要工具,其能够把相对较好的菌株形状有效结合在相同的菌株中,在乳酸菌的育种方面有着深远意义。在原生质体的融合过程中,可以先运用酶除去两个亲体的细胞壁,从而是使菌体细胞可以在高渗的环境当中释放原生质体,同时在高渗环境下实现混合,然后通过聚乙二醇的促进,可以实现两种原生质体的凝集从而有效融合,获取异核体或是重组子。充分运用杂合菌能够有效提升发酵制品特性或是发展新型产品。另外,原生质体的融合技术可以建立高蛋白质的表达水平相关突变体的主要方式。 2.2电穿孔法 在重组DNA技术快速发展形势下,当代微生物研究人员可以相对精确的变化乳酸菌的生理特性,从而为乳品的发酵项目提供较好的菌株。对此,一定要具备合理、安全、科学的细菌转换手段。近些年来,具备良好发展前景的转换手段就是电穿孔法。在上世纪,Harlander第一次报道了乳酸乳球菌的乳酸亚种的有关电转化,该转化率能够和原生质体融合的转化率相比。另外Chassy与Flickinger也报道了干酪的乳杆菌有关干酪亚种电转化。当前成功完成电转化的乳酸菌有多种,例如嗜酸乳杆菌和乳酸乳球菌的乳油亚种等。通过研究表明各种菌株之间也能够完成电转化。其和原生质体的融合技术相比较而言具有一定优势。 2.3基因的送递系统 在乳酸菌的转化系统快速发展影响下,建立基因的传递系统成为了必然趋势。载体主要可以分成试验用载体与食品级载体两大种类。充分考虑到食品的安全性与稳定性,食品级的载体不能利用抗生素的抗性基因当作选择性的标记。因此,食品在集体的选取一定要在食品级GRAS的菌中分离出选取性标记。在进行记载时所运用的乳酸菌标记主要有nisin的抗性基因合和胸苷酸合成的酶基因。另外,乳酸菌中所编码的细菌素产生和糖类运用或是免疫性基因可以满足食品级基因相关传递系统的选择性标记要求。 3结语 近些年来,乳酸菌的生物工程技术取得相对较大的进步。经过分析乳酸菌相关生物化学的代谢途径,制定与纯化生物基因的转移与递送系统,明确基础的表达与分析信号。深入研究定位和分离基因以及序列。现阶段,乳酸菌的生物工程技术从原来的乳球菌研究慢慢扩展到乳杆菌与双歧杆菌的研究。另外在乳酸菌的生物工程技术进一步研究下,乳品发酵项目必然会步入到一个崭新的时代。而在该时代下可以为消费者提供更加安全与可口、可靠的健康发酵乳制品。 作者:王莉 单位:包头轻工职业技术学院 生物工程论文:生物工程环境保护论文 1生物工程技术减少污染物排放 在生产流程中,为了减少污染物排放、甚至零排放,可以利用生物工程技术,研制具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”,例如,在农业领域使用生物农药无毒、安全、无污染等;利用生物质能源能极大降低污染物排放;高催化效率“工程菌”加快化学反应,使生产过程能源、原料的消耗降低;综上所述,生物工程技术对于生态环境保护意义重大。 2生物工程在环境监测的应用 环境保护工作中的一个重要环节就是监测环境污染,应用化学仪器分析以及生物监测是环境监测的重要方法。可以利用基因工程技术改造过的微生物、指示生物、生物芯片技术、生物传感器技术、分子生物学等技术监测环境污染。近年来,环境监测也可以通过研究较多的有聚合酶式反应技术(PCR技术)、酶联免疫吸附技术(ELISA)、核酸探针、生物传感器、生物荧光方法等生物高新技术。土壤、沉积物、水样等环境标本的细胞检测可以通过PCR技术完成。水体中的BOD、酚、NO3、有机磷,以及大气中的CO2、SO2、NOx的含量及浓度分析都可以用生物传感技术测定。今后,由于其快速、灵敏、特异性强的特性,生物工程技术将在环境监测中广泛应用。 3生物工程在废水处理中的应用 需要一个由多种方法组成的多层次处理系统将废水中所含的多种污染物质处理。预处理多为物理方法,化学方法容易产生二次污染;利用生物的新陈代谢作用,对废水中的污染物质进行转化和稳定,将废水中污染物转化为无毒、无害、稳定的物质,这种方法就是利用生物工程措施在废水净化中的应用。固定化微生物技术。利用基因工程技术将一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些具有脱色菌、脱氮、脱磷等高效专性菌进行固定化后,菌体密度提高,这种技术应用于废水处理,有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度,有利于微生物抵抗不利环境的影响,有利于反应后的固液分离,缩短处理所需的时间。生物反应器技术。在活性污泥中加入固定载和流动载体,以及好氧和厌氧固定膜的反应器,极大的增加了反应体系中的生物量和生物类群,运用发酵工程原理,使得微生物降解污染物的生物活性得到最大化的发挥。此法处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。生物强化处理技术。通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的浓度,增强对难降解有机物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能。在水污染治理中的应用主要有:治理高浓度有机废水;有毒、有害难降解污染物的治理;脱氮除磷等。 4应用生物工程技术处理固体废弃 物固体垃圾处理通过物理的手段(如粉碎、压缩、干燥、蒸发、焚烧等)或生物化学作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以缩小其体积、加速其自然净化的过程。焚烧、填埋等常规处理方式不能从根本上解决污染问题,污泥直接焚烧的热值过低,还要治理有害气体、粉尘污染,污泥焚烧的一次性投资和运行成本过高,采用现代生物技术处理这些有机物,把有机废弃物发酵成为有机肥或营养土去肥沃土地,再把植物变成食物,这是适应大自然自身规律的一种处理和循环利用方式。生物工程技术在消除白色污染方面意义重大,主要表现为:(1)通过基因工程技术可筛选优势微生物、构建高效降解菌,并通过发酵工程技术大量培养,可使白色污染物得到降解。(2)利用基因工程技术将能编码降解蛋白的基因导入某一土壤微生物中,使他们共同发挥各自的功能和作用,迅速将塑料等白色污染物降解。 5应用生物工程治理大气污染废气 的生物处理和空气净化是一种利用微生物吸附分解有机物能力和降解恶臭物质与有机废物的方法,主要方法有生物洗涤、生物过滤、生物吸附法等。这些方法具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等优点。 6应用生物工程治理土壤污染土壤污染 主要包括重金属污染、农药残留、土壤板结等。我国土壤重金属污染物主要来源于工业废渣、污水灌溉、生活垃圾等。重金属是土壤污染的重要污染源,不易降解,且危害人体健康。重金属污染土壤生物修复技术包括植物修复和微生物修复。微生物修复的主要原理是用基因工程技术改造微生物、动物和植物等生物的功能,将重金属吸附或转化为无毒产物。另外,农业生产中,土壤之中有80%以上的农药会残留,主要污染物质是其中的磷、氯代烃等。运用现代微生物技术可以将这些有害物质分解为H2O和CO2等无毒无害或毒性较小的其他物质,不会对环境造成破坏。 作者:陈磊单位:长江大学生命科学学院 生物工程论文:犬胫骨修复手术生物工程论文 随着我国宠物犬饲养量的剧增,临床需要手术治疗的病例也不断增多。在进行犬的各种类型的手术麻醉时经常会遇到麻醉深度的问题。麻醉深度过浅,一方面会使犬遭受痛苦,同时会影响犬的手术进程和愈合的效果。如果麻醉深度过深,较轻者需要进行抢救,影响手术的开展,严重者可导致犬的死亡,对犬主人造成一定的经济损失和心理伤害。因此,手术的成功关键是正确选用麻醉效果恰当、副作用低、安全范围广的麻醉药。就注射用药而言,单用一种麻醉药往往难以满足临床麻醉的需要,临床上常常使用复方麻醉剂,以达到理想的麻醉效果。笔者通过对6例犬胫骨缺损手术过程以及麻醉配合、麻醉深度的把握及麻醉后的监护等方面进行了总结,以期为临床应用提供参考。 1术前准备 1.1手术室准备 (1)手术室消毒:手术室在手术前1d进行全面的消毒,可用喷雾消毒和紫外线照射等消毒方式。 (2)手术室设备准备:术前检查呼吸机、电源、吸引器、心电监护仪和高频电刀等设备,使之处于正常工作状态。 1.2手术器械物品准备 生物工程骨、常规骨科下肢器械、电钻、锯片、电动摆锯、线锯、橡皮止血带、血管显微器械、无损伤血管缝线(5/0、6/0Prolene)、钛夹(中、小)、无菌巾等。 1.3手术药品准备 麻醉类药物:阿托品、速眠新、盐酸氯胺酮、3%戊巴比妥钠等;消炎类药物:氨苄青霉素等;抢救类药物:肾上腺素、尼可刹米、东莨菪碱等;消毒药物:碘酒、酒精及生理盐水等。 2麻醉方法 2.1麻醉前给药 麻醉前肌注0.5mg阿托品,阿托品能抑制唾液和呼吸道腺体的分泌,减少麻醉过程中支气管粘液分泌和解除麻醉药物导致的平滑肌痉挛,在麻醉前注射阿托品可保持呼吸道通畅并能减少呕吐。 2.2麻醉给药 称重,将犬固定好,再按照0.2mL/kg体重肌肉注射速眠新和盐酸氯胺酮相配合的复合麻醉药,将术部用剃毛刀清理并消毒后送至手术室。创建有效的静脉通道,静脉注射时采取留置头皮针外加三通装置的方法,在静脉输液同时可自由追加麻醉药3%戊巴比妥钠。 2.3术中的麻醉配合 麻醉术者在术中必须密切观察犬的睫毛反射、呼吸次数、呼吸频率、肌松度等各项体征反应,以便及时适量地追加麻醉药。一般来说,经速眠新和盐酸氯胺酮配制的复合麻醉药在首次麻醉30~40min后,就应该静脉追加3%戊巴比妥钠0.08~0.1mL/kg的用量,之后再维持30~40min。在静脉追加过程中必须要观察犬的各项体征以便控制静脉追加的速度和麻醉的深度。 3犬胫骨生物工程骨修复手术 将犬麻醉后,平卧,将患肢置于上侧。加压固定,用碘酊、酒精消毒手术部位,按常规铺单。将患部逐层切开直至暴露术野。在骨折胫骨前后切取留在犬胫侧的深筋膜瓣和游离长隐血管束,并尽可能多携带筋膜组织,保护好,以备后用。自骨折胫骨前后切开、游离骨膜,把所有骨折碎片取走,切除骨膜及远、近断端骨膜,钢板螺钉固定于胫骨外侧,远、近端各固定1枚螺钉,中间孔正对骨缺损处。将隐血管束通过侧槽植入已准备好的生物工程骨中空管内,深筋膜瓣环抱后,填充于缺损处。血管入、出口处的骨断端皮质要制成缺口,并用软组织覆盖,以避免血管直接与骨面接触。观察血管通血情况。逐层闭合切口,松开止血带,观察手术部位有无明显渗血现象,确定止血完全后包扎。于15d后再做另一侧胫骨生物工程骨修复手术。同时,术中要严格止血,适量补液,同时在术中用160万IU青霉素加在100mL生理盐水中静滴。术后连续6d每天肌注氨苄青霉素80万IU/次,以控制手术伤口的感染,手术后不需要制动、换药和拆线,同时要适当给患犬添加营养物质,提高患犬的机体抵抗力。 4结论 笔者对6只犬进行胫骨生物工程骨修复手术,这6例病犬均患严重粉碎性胫骨骨折,手术均用复合麻醉。手术时间是90~120min,手术中犬的呼吸脉搏平稳,采用氯胺酮和速眠新配合的复合麻醉剂能维持麻醉时间30~50min,故采用置留头皮针和三通配置以便输液和追加麻醉药(3%戊巴比妥钠),控制麻醉维持时间。本手术所采用的这种复合麻醉剂效果显著。因此,采用速眠新和盐酸氯胺酮作复合麻醉剂,再用3%戊巴比妥钠维持麻醉时间,此法适合犬类胫骨生物工程骨修复手术的麻醉。6只犬的胫骨生物工程骨修复手术均成功,经术后护理均康复出院。随访一年患肢活动自由能平稳负重且跑动自如。应用于犬手术的全身麻醉药种类很多,但目前尚没有一种麻醉药物可满足理想麻醉的要求,临床上多采用复合麻醉。复合麻醉可发挥每种麻醉药物的优点,减少单一药物的剂量和单一药物毒副作用,同时可以减少使用单一麻醉药物时出现麻醉过深以及长时间、大剂量使用单一麻醉药物对机体可能带来的诸多不利因素,增强了麻醉的可控性与安全度,提高了麻醉效果,在保护患犬的同时,达到了更好的手术预期效果。在术后给予抗菌素控制手术伤口的感染,同时适当添加营养来提高犬的机体抵抗力。 作者:欧阳志良 王肇基 万志伟 黄润标 单位:广东省东莞市农业技术服务中心 生物工程论文:生物工程专业教学改革论文 一、地方院校转型及专业教学改革需要遵循的原则 1.相应的学科应该与学校转型相适应 在进行学院转型和专业教学改革的过程中,需要遵循重要原则是相应的学科与学校转型相适应,首先各个专业教学的改革要与学校转型的程度相一致,只有这样具体的专业调整才能够和学校相适应,有效地借助于院校的优势进行专业教学的改革。另外,学科的发展和改革离不开学校转型的帮助,只有遵循学校转型的规划和方向,才可以实现有效的学科规划。总而言之,两方面都是息息相关、相辅相成的,只有两者积极配合,才能够实现有效的教学改革和教学实践。 2.学生特点与专业改革相融合 在进行教学转型和教学改革过程中,还要能够实现学生特点和专业改革的融合。因为学生是教学的主体,无论是专业教学还是院校的转型,学生永远是这些活动的中心。如果学生无法适应这些教学的改革,无论改革理念有多么先进,这些改革注定是要失败的。所以,在进行教学改革和教学转型时,必须要实现学生与教学的一致,实现学生能力、学生特点与教学理念、教学改革的相统一,只有如此,才能让后续的工作按照既定的方向和目标进行下去。 二、生物工程专业在教学转型过程中存在的问题 1.学科定位、专业设置不够合理 生物工程专业在教学过程中出现的一个突出问题是学科定位、专业设置不够合理,这阻碍了教学的进步。地方院校生命科学院设置的生物工程专业的课程设置、学生数量、就业状况、存在的问题,课程比例不协调,一般课程和专业课程的比重不够和谐,往往容易造成专业课程稀少,一般课程较多的现象,不利于学生专业能力的提高;学生数量不稳定,每年的招生计划不够稳定,这必然不利于对人才的培养;在就业上,由于学生素质、教学质量、教学体系的不够完善,使得就业也成为了一大问题。 2.教学理论与实践矛盾突出 在教学中出现的另外一个问题是教学理论与教学实践的严重脱节。教学与实践脱节、教师与实践脱节、课程设置与实践脱节等现象的产生,使教学秩序混乱,理论化过于严重,实践性很差,这必然不利于学生本身的成长。可见,理论和实践的突出矛盾是影响教学改革的突出因素。 3.教师考核方式不灵活阻碍教学转型 教师的考核方式不灵活也阻碍了教学改革及院校的转型。在很多的考核中,考核方式单一模式化,这在很大程度上影响了教师主动性的发挥和创造力的培养,抑制了教师的活力和激情。目前对教师的主要考核方式还停留在对单纯的课堂讲授、教案等纯理论上的考核,在教师职称的评定方面也是唯科研项目和是好,所谓教学成绩的评定也是纯纸面上的指标。单一的考核方式让很多教师不得不去为了应付相应的“政策”做一些无用功,很少有自己的精力和时间去研究教学,无法和学生展开深入探讨和分析,这对于教学实践和教学改革是相当不利的,只有加速教学改革,深入院校的教学转型,才能够不断地提高教学质量,为国家和社会培养出更多优秀人才。 4.学生的综合能力无法满足教学改革的需要 学生的综合能力无法满足教学改革的需要是一些院校转型过程中面临的重要问题。由于学生是所有教学活动的主要力量,学生的参与是教学活动的根本。学生缺乏能动性和动手能力与创造力等问题严重影响到了教学的改革。如果学生的综合素质无法满足教学改革的条件,那么所有的教学转型和教学改革将不能得到深入开展和实践。我们要清楚地看到,学生缺乏能动性和创造力的根本原因所在,归根结底是我们的教学体系、制度存在不少问题。所谓“一代新人赶旧人”,我们要始终相信学生的潜力是客观存在的,关键是看培养机构有没给他们提供发挥潜能的机会与平台。因此,要想实践生物工程专业教学改革和院校的有机转型,就必须首先提高学生的主观能动性和动手能力,提高他们的潜在素质,提高他们的根本实力,适应教学改革。 三、如何实现地方院校生物工程专业教学的改革及转型 1.学校加强顶层设计,从整体上把握改革方向 实现生物工程专业教学的改革和院校教学转型,首先要站在学校的立场加强顶层设计,从整体上把握教学改革的方向。广泛听取学生、教师、和社会需求的呼声,在管理制度,对教师考核晋级,对学生学习效果的考核方式、培养与就业模式等方面做出制度性的改变。改变传统、落后的教学形式和管理制度,站在人性化的立场进行分析,结合时代的要求和素质教育改革的根本需要来确定改革的方向,科学、理性地把握改革目标,力求实现成功的教育转型。 2.彻底改变课程设置与教学模式 要彻底改变原有的,不合理的课程设置方式和教学模式,调整理论课和实践课的比例,不断地强化素质教育,特别是对生物工程专业来说,要逐步改变重理论课、轻实验课,重闭卷理论考试轻动手操作、设计能力,重课堂轻社会实践等种种弊端。建议大学学习全程开展理论占三分之一、实验课三分之一、工程实习三分之一的时间分配的教学模式,不断强化实践课的学习,在这个过程中不断地增强学生的动手能力和实际操作能力,提高他们的创新能力和思维能力,只有这样才能够让学生在以后的人生走得更远。 3.加快师资结构与教师队伍的转型 加速师资结构的调整和教师队伍的转型,首先要考虑不断地聘请科研一线、生产一线、管理一线资深人员进课堂讲课,培养理论实践结合型教师队伍;其次,加强对在编教师的引导和时间能力的培训,尤其是对年轻教师的引导和培训,他们充满激情与活力,精力充沛,干劲十足,要鼓励他们多下企业,沉到生产一线,打造一批精干的实践与理论结合型教师队伍。这首先需要学校从对教师的评价制度方面进行引导,这样才能真正凑效。对于那些多年来一直以理论教学为主的老师,应该让他们继续开展理论教学活动,因为要改变他们往往较为困难。对于年轻的教师来说,要加强对他们的重点培训,让他们在懂理论的基础之上增强自己的实践能力和动手能力,不断地提高他们自身的素质。只有这样,他们在教学中才能够做到游刃有余,为学生进行有效指导,从而提高学生的学习效果,促使他们进步和成长。 4.学校加强学生实践基地建设 生物工程专业对学生的动手能力和实践能力都有很高的要求,因此,要想增强学生的实践能力,可以加强学生实践基地的建设来实现。就学校而言,可以与社会上的企业进行合作,让学生有地方实习,有机会练手,或者可以定期组织学生到相关的单位进行学习和锻炼,不断地强化学生的实践能力。不仅如此,学校也可以增设实验室,给予学生充足的课外空间,给他们足够的实践机会进行学习和锻炼。总而言之,只有加强学生的实践能力,才能够从根本上促进他们成长,为他们以后的工作打下良好的基础。 5.改革对教师的评价方式 教师是教学活动的中坚力量和灵魂所在,要改变传统错误的教师评价方式,尤其要改革职称评审中重课题、论文和课堂教学的纯理论式的评价方式,从评价机制上激发教师转型的积极性。这势必存在一定的困难,因为职称评定是省一级行政部门主管制定政策,单靠学校很困难。所以很多问题可以探讨,但实施很难。另外,教师也要提升个人的内在自觉,不断地强化他们的软实力,塑造高贵的灵魂和较高的社会责任感,增强个人的责任意识和奉献精神。总之,要善于从多方面来加强对于教师的培养,不断地进行师资的整顿和教育,只有这样才能够促使教学以更加积极健康的姿态成长,培养更多优秀的人才,为国家和社会贡献自己的力量。 四、结语 总体而言,地方院校教学的转型不仅仅是国家对教育的整体统筹,更是素质教育的深入开展和践行。目前我国地方院校的专业教育确实存在着不少的问题,例如学科定位和课程设置不够合理,教学理论与实践矛盾重重,教学考核方式过于落后,学生本身能力不足等。要改变这些问题,就需要不断地调整专业课程的设置,从整体上把握改革方向,加强师资队伍建设,改变传统的教学评价方式,强化学生的课程实践教学,从各个维度来加速专业教学的转型,促进专业教学质量的提高. 作者:唐青海 单位:南阳师范学院 生物工程论文:生物工程与生物技术论文 一、专业基础课 专业基础课的设置体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程(见表1)。然而从科学到技术的差异很小,仅增加了工程基础课4学分(约11%),应为技术基础课,且应明确例举。从技术到工程的专业基础课要求有了明确的变化,按课程类别从科学到工程变化率近50%。学分的控制宜统一,且应规定生物技术专业的专业基础课最低学分要求中技术基础课学分应达20%以上,生物工程专业的专业基础课最低学分要求中工程基础课学分应达40%以上。且可给出典型的工程类专业基础课名录,如机械零件、电子电工基础等课程。另外生物工程专业基础课将《机械设计基础》列为可有可无的选修会造成该专业工程基础的严重缺陷,且应在生物工程专业的专业选修课中保留生物技术专业的细胞工程、酶工程等选修课(见表1)。 二、专业课 专业课的设置也体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程(见表1),从科学到技术的专业课调整率达30%,而从技术到工程的专业课虽然有较大变化,但所列举的课程多为非典型的工科专业课(如基因工程、细胞工程、蛋白质工程),回避了典型的工科专业课如氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。学分的增加也不尽合理,三个相近专业,不论理科还是工科,学分基本要求应尽可能一致。向上浮动及在各选修课程间适当调整则是各校应有一定的自主权。另外生物工程是典型的工艺类专业,专业必修课缺工艺类专业应有的分析检测课也会给工艺过程及产品研发和生产中的质检质监和质控及产品安全留下隐患,故建议3+X模式中3应包含专业分析、X应例举氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。 三、实习及毕业实践环节 生物科学和生物技术的实习及毕业实践环节完全一致(见表1),未能体现从科学到技术的差异特点以及生物技术可授农学或林学学位的特色。毕业设计是工科工艺类专业最为特色的实践环节,但在许多学校以“毕业设计(论文)”的形式出现,实际实施则只做毕业论文,没有毕业设计,使毕业设计名存实亡,致使许多学校生物工程专业的毕业生根本就不知道何谓毕业设计,许多学生甚至把毕业论文当作毕业设计。建议明确生物工程专业的“毕业设计”为必修环节,可以设计论文二者兼顾,至于是“大设计小论文”还是“大论文小设计”可依各校情况而定,唯有如此,生物工程专业才能名符其实。 四、师资要求 师资的最低要求在规范中描述不尽一致,应加以统一。且应规定专业课的师资要求,因为能承担专业课的老师一般能胜任专业基础课,而能承担专业基础课的老师则不一定能胜任专业课。这在工科尤其如此。故除规定学历职称要求外,应规定专业要求,即“本科为相应或相关专业”的师资应大于专业师资总数的50%。 五、其他 近年由于社会办学、企业办学、校企合作、产学研合作、网络教学、数字图书资料等多元化和多样化的办学形式和方式的发展,统一实践等硬件条件形式较为困难,而且也不符合时代要求。建议教室(专用或生均面积)、专业课实验室(面积及专用设备)、图书资料数据库量设定为刚性要求,研究所(室)或技术中心、实习基地规模和数量等宜设定为柔性、选择性或特色要求。 作者:陈朝银 赵声兰 单位:昆明理工大学 云南中医学院 生物工程论文:发酵生物工程技术论文 1材料与方法 1.1材料及仪器原材料:红糁、汾酒大曲、FJ-5酵母菌(生香酵母)。仪器设备:Agilent7890N气相色谱仪,美国Agilent公司;UV-5200紫外分光光度计,上海精密仪器有限公司;ENLOG-TMEX-T自动温度记录钮扣系统;傅立叶近红外光谱仪InfraxactLab。 1.2酵母菌培养基活化培养基:黄豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、琼脂1.8g、自然pH值。富集培养基:黄豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、自然pH值。 1.3分析方法总酯测定:按GB/T10345—2007方法进行。乙酸乙酯测定:利用Agilent7890N气相色谱仪进行检测。色谱条件:进样口温度230℃,载气He(99.999%);恒流1.0mL/min,分流比50:1,进样量1uL;程序升温,初始温度60℃,保持1min,以5℃/min升至155℃,再以3℃/min升至180℃,保持10min。感官品评:按照标准感官分析方法GB10345-2007进行。 1.4实验步骤在公司同一个实验班组上进行,以保证实验过程当中工艺操作的一致性。实验分4组实验进行,以正常大生产为对照。实验组间除了FJ-5菌液(OD值为1.6~1.8,620nm处测定)用量不同外,其它因素全部相同。各组实验配料、堆积时间、堆积规格等参数结果见表1。每个实验组分别连续重复实验5d,其他未涉及工艺参数参照汾酒传统工艺执行。 2结果与分析 2.1发酵品温变化规律白酒酿造过程酒醅品温变化规律或是紊乱能够直接反映材料发酵情况是否正常。而发酵材料当中酵母菌、细菌等功能微生物有序代谢、有序放热正是酒醅品温有规律变化的一种内在驱动。从图1中各实验组品温的变化来看,堆积过程中,实验4组的最高品温变化可达到36℃,超过了酵母菌最适宜的生长温度。而实验1、实验2、实验3三组在堆积过程当中的最高品温并未超过33℃。而且实验3组的最高堆积品温要比实验1和实验2组高出2℃~3℃。分析可能实验3的酵母菌强化剂量与材料堆积规格的匹配对于提供酵母菌适宜的生长代谢温度较其他3个实验组更加合理所致。发酵进入地缸以后,除实验4组明显没有遵循汾酒发酵“前缓、中挺、后缓落”的品温变化规律外,其它实验组均与正常大生产酒醅表现出相似的品温变化趋势。而且由于实验组材料有前期堆积富集微生物的过程,所以整体上来说实验组特别是实验1和实验3组材料的顶火时间要比正常大生产要长2~3d。 2.2堆积发酵过程中酵母菌数量分析材料堆积过程中一方面可以提供酒醅本身携带的酵母菌一个有氧环境,使其进行数量的大量繁殖;另一方面,通过堆积,也可网罗一部分空气当中的酵母菌[9]。通过微生物平板培养计数,结果如图2所示。图2结果表明,实验4组由于堆积过程当中堆积温度超出了酵母菌最适宜的生长温度,导致在堆积过程当中,其酵母菌数量最高仅达4.15×106cfu/g,远远低于实验1、实验2、实验3组中酵母菌的数量。其中,实验3组当中酵母菌富集效果最好,达到了3.72×108cfu/g,结合图1中的品温情况,说明要保证后期发酵材料的较高的顶火温度和较长的顶火时间,前期的堆积过程必须控制好堆积温度,堆积温度最好不要超过酵母菌等微生物的最适生长温度。 2.3在制品(15对时)酒度、出酒数量对比清香型白酒酿造过程当中,7~15对时这个阶段,是酒精发酵的主要阶段,15对时之后,随着酒醅中酒度、酸度的积累,对大多数酵母菌生长代谢造成负面影响,一般酒醅中酒精含量变化不是很大。所以15对时的酒精度可代表酒醅发酵过程当中整体酒精生成量的多寡。图3中数据可以看到,实验组15对时酒精度均低于正常大生产。通过t检验显著性分析,其中实验1、实验2、实验3组分别与正常大生产15对时酒度在0.05水平下p值(0.23、0.45、0.28)均>0.05,差异性不显著。而实验4组酒醅15对时酒度与正常大生产显著性分析p值(0.03)<0.05,差异性显著。分析实验1、实验2、实验3组酒醅15对时酒精度略低于正常大生产的原因在于实验组在堆积过程中散失了部分水分有直接关系。而实验4组酒醅产酒精量较少可能是由堆积过程中过高的堆积温度杀死了一部分产醇酵母菌所引起的[10]。出酒数量方面,各实验组最终出酒数量多寡基本与15对时酒精度的对比情况一致,结果见图4。 2.4原酒总酯、乙酯/乳酯比值及感官品评结果 2.4.1原酒总酯、乙酯/乳酯比值结果分析原酒中总酯含量的高低在很大程度上决定了酒液放香特点是否良好,此外,汾酒中乙酯与乳酯的比例对于保证清香风格有重要作用。目前清香白酒的生产实践表明,适当提高乙酯与乳酯的比例对于酒体品质的改善有十分积极的作用。从图5中数据可以看到,4个实验组中实验3组所产原酒总酯含量最高,可达8.3g/L,比正常大生产的4.7g/L高出76.6%。而实验1和实验2组总酯含量相当,分别是7.3g/L和7.5g/L。其中,实验4组在四个实验组中总酯含量最低,但比正常大生产也高出19.1%。这说明堆积发酵结合生物工程技术强化生香酵母的方法是一种切实可行的提高汾酒总酯含量的方法。从图6中各实验组及对照组乙酯/乳酯的比值数据可以看到,通过实验组乙酯与乳酯的比值均有不同程度的提高,其中实验3所产乙酯/乳酯比例提高最多,高达1.5。 2.4.2实验组感官品评分析根据1.3方法对各实验酒样进行品评,结果见表7。结合表7描述,可以看到实验原酒普遍较正常大生产原酒表现出更明显的苹果香,清香风格典型。而且实验3所产原酒经品评放香、口感均比较理想。 3结论 3.1经中试实验可知,采用将3‰的FJ-5酵母菌液强化到正常汾酒配料当中,堆积发酵2d之后再进行入缸发酵的方法可较大程度地提高汾酒的总酯含量,提高幅度高达76.6%,能够很好地保证和提升汾酒品质。 3.2通过堆积发酵结合生物工程技术强化发酵体系中生香酵母数量的方法可在一定程度上提高汾酒中乙酯/乳酯的比值,最高可提高至1.5,在提高总酯的同时,实现了“增乙降乳”的目的,可大大地提升了汾酒的放香和口感。 3.3通过实验发现,由于大多数生香酵母具有好氧繁殖、厌氧代谢的特点,通过人工强化结合堆积自然网罗微生物的方法大大地丰富了汾酒发酵体系当中生香酵母的数量,进而为发酵后期提高汾酒总酯含量和产品品质打下基础。 3.4该研究在堆积时间的选择上没有进行梯度实验,堆积时间长短对于汾酒总酯含量的影响还有待进一步研究。 3.5堆积过程中吡嗪、嘧啶等杂环化合物的含量及对酒体的影响还有待进一步研究。 作者:王晓勇单位:山西杏花村汾酒厂股份有限公司 生物工程论文:实践教学生物工程论文 1加强实践教学,培养学生创新思维 构建了以实验教学和课程设计为基础,实习和实训为优秀,社会实践和科研创新活动相结合的实践教学新体系.理工并重,产、学、研有机结合,全面提高学生的创新能力和实践应用能力. 1.1改革实验课程体系,构建新的实验教学方式受重理论、轻实践传统教学思想影响,实验教学以教师为主导,学生没有真正融入教学过程.对此,建立了以学生为主体的实验教学方式,采用启发式和引导式教学,培养学生问题意识,形成积极的思维方式,促使学生有目的、自主地进行实验操作,在实践中寻找解决问题的方法,提高实验技能.将多媒体引入实验教学,使整个教学过程更加直观、具体.1.1.1加大综合性、设计性实验比例传统实验教学中以简单的验证性实验为主,内容分散、陈旧.综合性、设计性实验开出率低,不利于学生综合能力的提高.为此,加大涉及多学科、多因素的综合性实验,以及由学生自行设计实验方案的设计性实验,减少验证性实验,促进学生知识、能力和素质的全面提高.如生物工程专业设置的“DNA的重组、转化及筛选”综合性实验,全面综合了从目的基因获得、重组、转化及筛选的整个DNA重组技术的原理和操作.此外,开设的生物技术大实验,综合了天然药化、生化工程等实验课程,解决了专业实验课程内容重复、衔接不当等问题.设计性实验是对综合性实验的进一步提升,强调自主性,为学生提供了更大的发挥空间.为进一步提高实验综合性,实施了模块化实验教学.结合生物工程产业发展趋势,整合多门实验课,将实验分为三大模块:以产品的提取、分离为主的生化工程模块,以微生物发酵为主的发酵工艺模块及以DNA重组及表达为主的基因工程模块.减少了实验门数,强化知识的衔接和融合,全面促进了学生综合能力的提高.1.1.2构建多层次、立体化的开放性实验教学改革传统的实验教学方式,构建开放性实验教学模式是提高学生实践动手能力和综合应用知识能力的重要途径.开放性实验教学是以能力培养为优秀,以学生为主体,变被动学习为主动学习,提高学生综合素质的一种教学体系.其教学模式包括时间开放和空间开放(实验室场所,资源开放),也包含开放式的实验教学方式.实行分层次开放性实验教学,将实验内容分为基础型、提高型和研究创新型,循序渐进地提高学生全面素质. 1.2加强实践教学,加大实训、实习基地建设 生物工程专业是为实际生产服务,其特点是实践应用性强.实验室教学具有其局限性,它与实际生产存在较大距离.因此,培养工程实践人才,应加强实践教学环节,建设良好的实习和实训基地.以社会和市场需求为导向,以专业技能训练为主要目标,构建了面向生产实际的,集技能实训、工艺设计、产品研发于一体的任务驱动式综合化实践教学体系.为解决实践教学基地不足的问题,与多家企业、工厂建立合作关系,成立多个校外实践基地.校企合作是使学生接触生产实际的有效途径,克服了传统办学模式中人才培养与社会需要相脱节的现象.学生通过深入生产一线,熟练大型设备操作,掌握基本生产流程,增强了工程意识,提高了实践应用能力和创新能力.因此,应进一步实行校企联合,通过结合企业最新研究及发展方向,确定专业技术课程和技能实训模块,使教学更具实践性,培养学生理论知识转化为实际生产力的意识和能力.此外,校企共建技术中心共同研究开发课题,加速了科技成果的产业化,促进了学校与企业共同发展,推动了区域经济建设. 1.3实行双师型教学 建立“双师型”师资队伍.聘请企业高级技术人才作为兼职教师,激励教师到企业学习,建立高素质的教学师资队伍.使学生了解企业运行机制,巩固理论知识,提高工程素质. 2将科研引入教学,培养学生创新能力 科研带动了生物工程行业的发展,没有科研就没有创新.培养学生创新能力的关键是使学生掌握科学研究的思想和方法.教不研则枯,科研融入教学,有利于及时地将新技术、新知识注入实验教学,培养学生积极主动的探索精神,激发创新思维. 2.1引入科研课题 将教师的科研课题引入实验课或毕业论文的选题中.教师给定实验的目的与要求,由学生根据实际条件,查阅文献并制定实验方案,由指导教师核定后实施. 2.2建立创新实验室,设立专项科研基金 建立本科创新实验室,为学生的研究设想提供理想的平台,充分调动了学生的自主性,培养学生的创新思维.通过设置大学生创新项目基金,为创新实验提供经费支持.该项目由学生自主申请、组织开展课题研究.对于结题及取得良好成果的采取记学分、奖励等措施,激发学生积极性.这种探索性科学研究,培养了学生分析与综合、抽象概括、归纳演绎等科学的思维方法,提高了学生创新能力,已有一些成果在高水平的科学杂志上发表. 2.3实行大学生导师制 从低年级开始,由学生根据自己的兴趣,选择导师及研究方向.通过加入教师的课题,在导师指导下开展实验研究,培养学生的科学精神和科学素养.导师制为学生提供宝贵的智力资源,学生可以自由地与高层次的科研人员进行学习交流,实现了因材施教,有利于学生积极性的提高及个性发挥.科研训练环节作为高层次实验教学环节,是实现培养创新型人才目标与定位不可缺少的途径.由科研一线教师担任指导老师,对学生进行科研训练,提高学生的科研能力,是创新型人才培养的一个特色. 2.4开放科研实验室 高校科研实验室是高校科学研究、学术交流和产品研发的重要场所,是科研成果和创新思想的重要产地.为充分利用科研实验室的资源优势,对其实施开放,将科研实验室融入本科教学,构建科研与教学有机结合的创新人才培养模式.资源生物重点实验室开放以来,激发了学生创新能力,提高了学生操作技能,使学生形成了良好的科研素质.此外,深化教学管理制度的改革,优化教学过程控制,是提高教学效果的保障.为此,建立了以能力考核为优秀,多元化的、全面的考核评价体系.加强过程考核,使学生注重平时的学习和实验操作.把学生的发展情况作为衡量教学成果的主要标准、突出创新和应用能力的评价,全面考核学生的综合素质. 3结语 科研融入教学,产、学、研合作教学,理论与实践紧密结合,实现科研实验室向教学实验室转变,强化科研对教学的反哺,是生物工程专业人才培养模式的主要特色及优势.通过校企合作,加强认识实习、生产实习等实践环节,加大实践教学基地建设,培养了学生适应工业化生产高新技术的不断更新及社会生产结构变化的能力,他们的创新能力、工程意识及工程能力普遍提高,知识、能力和素质得到全面发展. 作者:张晓娟陈文强霍科科赵辉单位:陕西理工学院生物学院 生物工程论文:基于化工原理的生物工程论文 1多媒体教学与传统教学相结合,生产实习和实验结合,提高教学效果 化工原理课程需要重点论述单元操作的基本原理和计算方法,其中包含许多公式的推导和计算。教师充分利用网络资源,制作多媒体课件进行启发式教学,将抽象的原理以小视频、Flash动画等形式展示给学生,提高教学效率,增强教学效果;使学生在教室中就了解到工厂产品的生产流程和设备。如第二章流体输送机械中,使用动画或者Flash影片播放各种输送机械的工作过程,如离心泵、往复泵等,第四章传热中列管式换热器使用三维动画生动地展示其工作原理,使学生直观的理解。我们从之前的教学经验发现,单纯采用PowerPoint课件进行讲解,公式在屏幕上显示直观感觉“乱”,造成学生视觉上的疲劳,而且许多学生往往还没有反应过来,页面就已经翻过去了,学生会感到枯燥无味,造成多数学生不爱听,失去学习化工原理的兴趣。此部分内容教师需要借助板书,手写推导,随写随看,诱导学生进入动态思维过程,调动学生学习的能动性,从而让学生跟着教师的思路走。此外,课堂上理论知识的讲解,只能让学生对化工原理涉及的单元操作和设备简单的理论了解。安排学生进入化工厂参观实习及实验操作,结合工厂工程师的讲解,增加学生的感性认识,使知识转化为实践,使学生对化工原理的知识掌握不再是“纸上谈兵”。 2重视预习,调动学生主动学习积极性 化工原理课程是综合运用数学、物理、化学、计算技术等基础知识,分析解决化工类生产过程中各种物理操作问题的技术基础课[3]。课程学习相对于其他科目难理解、难推导、难掌握,从以往的教学经验发现,部分学生对这门课程存在抵触、害怕的情绪,使得学习和讲授过程相对较难,互动较少,学习效果差。在第一堂课的授课过程中消除学生对本门课程的害怕抵触情绪,之后的教学中教师提前布置预习任务,学生在课下主动学习,熟悉课堂内容,查阅资料[4]。课堂上以回答问题和分组讨论的形式检查预习情况,发现学生难理解的内容,再对其进行详细讲解和分析,使学生将课程内容理解掌握,提高学习效率。这种方式改变了传统的学习方式,使学生从被动的接收内容转变为主动学习知识,充分发挥学生的主观能动性,并培养了自学能力。对于流体输送机械、沉降与过滤、传热、精馏塔、干燥几章内容,涉及到设备的结构与操作原理,采用以学生自学、查阅资料为主,自己制作多媒体课件,课堂上以讲课的形式展示自己的自学成果,使学生真正成为课堂学习的主体[5]。 3习题课的重要性 课后习题是对课堂内容的应用和巩固,每个重要知识点结束后,布置相关的习题,使学生在解题过程中加深对基本原理的理解与掌握。如布置第一章中流体流动中流体静力学方程式、伯努利方程式的应用题,让学生课下完成。下次讲课之前,用10-15分钟时间进行习题的解答,由学生解答习题思路,在讲台上板书讲解,其余同学对其思路进行讨论,这样可以发挥学生的主动性,积极参与到课堂上。如果课时允许,可以设置专门的习题课,对习题进行集中讲解和讨论,加深学生对基本概念和方法、基本工艺计算的理解,从而巩固课程的理论知识。综上所述,结合化工原理课程和生物工程的专业特点,我们通过不懈的努力,优化教学内容,改进教学方法,调动学生学习的积极性,我们围绕新的课程要求积极改进教学方法,提高教学质量,以培养学生综合素质为目标,培养学生创新能力为重点,为培养具有工程概念的生命科学人才打下了坚实的基础。 作者:杜晓娜关海燕周晨妍单位:新乡医学院三全学院生命科学技术学院发酵工程教研室新乡医学院生命科学技术学院 生物工程论文:实践教学的生物工程论文 1在考核评价上 突出学生学习能力、综合实践动手能力的评价,采用口试、答辩和解决实际问题等形式,考核评价学生的学习效果。鉴于实践课程内容的复杂性、实践时间的长期性,专业将过程考核应用于成绩考核当中,不再以最终的成绩确定学生的实践动手能力,而将同学的准备情况、实践态度、思考过程及难易度、实验结果等都纳入到实践教学考核体系当中。学生既是被考核对象,又是考核监督对象,提高了学生的参与热情。 2专业优秀技能提升训练体系 2.1专业基本技能培训体系结合专业人才培养方案,已制定实践教学培训计划和专业技能基础体系,以培养学生的专业基本技能。相关实践教学课程包括:一是基础技能:生物化学、分子生物学、微生物学、细胞生物学、基因工程、免疫学、化工原理等;二是生物工艺过程基本技能相关课程:工业发酵分析、淀粉分析与检验、变性淀粉、发酵工程、发酵设备等。 2.2科研训练提升专业基本技能培训体系塑造了学生最基本的专业技能,为提高专业技能,生物工程专业在实践教学过程中制定了相应的“研究式”实践教学模式,即将学生融入教师的相应课题研究中,利用课余时间,进行课题研究。 2.3社会实践锻造生物工业过程实习主要包括:酶工程实习、化工原理实习及生物工艺学实习。是生物工程专业实践性教学中一个极其重要的环节。本实践环节在前述实践教学基础上,通过构建学生自主实习、校内外双导师制、厂校双重考核等实践教育模式,让学生进入生物工程公司每一个操作工段。通过这一环节的实践学习,让学生更加深刻理解生物工程工艺流程,加深了对理论知识的理解与掌握,专业技能和素养在工业环境中得到进一步提升,同时提高了学生的工程意识和工程能力以及创新能力。 2.4大学生科技创新培养计划科技创新计划就是利用科研工作助推本科生创新能力的提升,由学校及指导教师提供研究费用及实验条件,同学通过申请、答辩的方式进行优选,使学生在掌握专业技能基础上,培养和提升创新能力。如:同学们参与了“一种秸秆生物质的制备技术研究”及“蜂花粉系列产品的研制”等科研工作,通过实践检验研究思路的合理性,使科研课题设计能力、组织实施能力、科研素养和创新能力得到进一步培养和提高。 作者:王刚郭明珠陈欢刘娟史云婷孙旸陈光单位:吉林农业大学生命科学学院长春职业技术学院信息分院 生物工程论文:面向区域经济的生物工程论文 一、培养面向区域经济和产业发展的生物工程高层次人才的必要性 区域产业是指在某一特定区域内,生产同类商品或提供同种服务的所有企业的集合,反映的主要是产业空间布局状况以及由此所决定的区域间横向经济关系。生物工程相关产业涵盖医药、食品、检验、环保、农业等领域⑤,产业相关集群的形成对于促进地方经济建设,保障经济、社会、环境与人的协调发展意义重大。 1.生物工程相关产业在国民经济中的地位“十一五”以来,国务院批准了《促进生物产业加快发展的若干政策》和《生物产业发展“十一五”规划》,大力推进生物技术研发和创新成果产业化,生物产业产值以年均22.9%的速度增长。《国务院关于印发生物产业发展规划的通知》提出,到2015年,生物产业增加值占国内生产总值的比重将比2010年翻一番;到2020年,把生物产业发展成为国民经济支柱产业。《国家“十二五”科学和技术发展规划》和《国家“十二五”生物技术发展规划》明确提出将“研究预防和早期诊断关键技术,显著提高重大疾病诊断和防治能力”作为“人口与健康”重点领域的发展思路之一;将生物制药技术列为重大支持方向之一;将食品安全列为民生科技示范重点,食品安全检测产业将成为新型公益类重点资助领域。 2.吉林省生物工程相关产业发展现状“振兴东北老工业基地”、“长吉图开发开放先导区”、“长春市部级生物产业基地”等国家和地方的政策性投入,使吉林省生物工程领域产业的发展形成了比较优势,已拥有长春生物制品研究所、通化东宝等一批大中型生物医药企业集团和一大批中小型生物医药研发和制药企业,以及长春迪瑞、长春汇力、长春博德等体外诊断检测试剂和仪器生产企业。2012年,相关产业整体呈现快速、强劲的发展势头,全年医药产业实现销售产值1550亿元以上,同比增长34.7%⑥。吉林省工业发展“十二五”规划提出,在医药产业方面,将吉林省建设成为国内外具有重要影响的国家生物药基地、中药北药基地;在医疗仪器设备及器械方面,提升医疗器械行业发展水平,加快补齐医药产业发展短板,重点发展多功能激光治疗设备、临床检验分析仪器等医疗检验仪器。到2015年,全省医药工业总产值达到2000亿元,年均增长27%⑦。 3.吉林省生物工程相关产业高层次人才相对不足目前,吉林省生物技术制药产业发展迅速,但企业创新能力薄弱、仿制药比重较大;高端医学仪器设备、中端试剂和仪器一体化被国外垄断。原因之一是企业技术力量十分薄弱,缺少足够的优秀创新人才,造成优秀技术往往依赖引进,受制于人。生物工程产业是高技术产业,通过对相关产业调研发现:(1)生物产业飞速发展导致人才数量缺口加大;(2)产业创新能力提升导致高端人才匮乏;(3)国内外同行业的发展差距导致人才流失严重;(4)要突破国外技术壁垒需要生物医学与机电一体化人才;(5)高技术产业经济发展对人才实践能力的要求攀升。因此,吉林省生物工程相关产业创新能力的提升和持续健康发展需要大批高层次实践创新人才。《国家中长期生物技术人才发展规划(2010-2020年)》指出,重点培养生物产业高端创新型人才、产业链关键环节专业人才;鼓励企业与科研机构、高校联合建立生物技术人才培养基地;建立人才及人才团队在企业与科研院所之间流动的畅通渠道。目前,吉林省生物工程专业硕士学位授权单位仅3所,即吉林大学、吉林农业大学、中科院东北地理与农业生态研究所。3所招生单位为吉林省生物工程产业输送了优秀人才,但在生物、医学、光学、机电一体化人才培养方面尚不能满足我省生物工程相关产业发展对人才的需求。 二、长春理工大学对生物工程专业硕士学位研究生培养体系建设的探索 1.多学科交叉融合,凝练专业特色,明确人才培养目标定位长春理工大学坚持生物、医学、光学、机电等多学科交叉融合的办学特色,结合吉林省生物医药、食品安全检测工程产业等区域产业发展规划,形成了生物医学光机电一体化技术的生物工程优势学科。涵盖三个稳定的、特色鲜明的专业方向:(1)生物医学检验工程,以国产化及自主创新的生物医学检验试剂与配套光电检验仪器一体化技术为研发目标;(2)医药用生物反应器与监测设备工程,侧重基因重组药物的通用载体生物反应器构建与应用技术,以及细胞工厂配套光电显微光电监控设备的研发;(3)食品安全检测工程,侧重食品中雌激素类、毒素、农药残留等污染物快速检测试剂与配套光电检测仪器的研发。为吉林省医药、卫生、食品、商检等企事业单位培养具有创新能力的应用复合型高层次人才。 2.优化课程体系,构建双师型导师队伍,探索三对接人才培养模式整合教学与实践优势,按照专业方向的不同,采用分类培养的指导思想,突出知识背景交叉与能力培养并重的特色,设置了科学合理的课程体系,包括必修课(18学分)、公选课(10学分)、方向选修课(6学分)三个模块,模块间遵循“夯实基础-提高能力-强化应用”的培养规律。教学团队由企业专家、国外学者和校内教师组成,企业专家讲授实践性较强的课程,国外专家学者主讲学科前沿性讲座,突出实践与前沿的兼顾。采取集体培养与个人负责相结合的指导方式,构建双师型导师队伍。导师组由具有副教授以上职称或博士学位的校内教师,和具有高级专业技术职务或具有博士学位的合作单位专家组成。形成一支结构合理、学术思想活跃、教学科研与实践经验丰富的教学团队。以实际项目为主要载体,融通基础理论教学、前沿技术和实践教学,构建“学研用”三位一体的人才培养模式。学习方式分为全日制学习方式,学制2.5年;非全日制学习方式,学制3年。培养方式为校企(行)联合培养,对于全日制学生,1年在校理论学习,半年行(企)业顶岗实践,1年结合岗位实践内容完成毕业论文;对于非全日制学生,1年在校理论学习,半年企业顶岗实践,1.5年结合岗位实践内容完成毕业论文。实现了人才培养与合作单位、生源层次、业界需求的对接,学校和用人单位的无缝连接。 3.建立校企联盟,拓展实践教学基地,全面提升人才实践创新能力专业学位研究生培养的重点在于实践和创新能力的培养,企业和行业参与高校专业学位研究生教育是保证专业学位研究生教育质量的重要手段⑧。因此,通过校企合作和优势互补,建立工程实践基地,实现研究生联合培养,已成为提升工程硕士研究生实践能力的重中之重。长春理工大学与相关企业在联合攻关、学术交流、学生就业、本科生实习等方面进行合作的基础上,建立了生物工程专业硕士培养的校企联盟。目前,与长春生物制品所有限公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司等15家企事业单位签署了实践基地合作协议,形成了以吉林省为中心,辐射北京、上海等地的稳定的校外实践教学基地。此外,校内建设的与该学科直接相关的实践教学平台有生命科学基础实验中心,吉林省生物检测工程实验室和吉林省中药生物工程二级实验室2个省级重点实验室,2个学校参股的集生物医学光机电一体化研发与生产的高新技术企业。目前,已投入建设经费3000余万元。校内外实践基地的建设,为学生提供了充足的实践机会,使学生在读期间能参与企业生产、关键技术攻关和新产品研发,全面提升了人才的创新实践能力和就业竞争力。 4.“产学研”联动,以科研合作为纽带,保障学位论文的先进性与实用性“产学研”合作教育的本质特征是寻求高等教育自身规律与现实社会对人才需求之间矛盾的解决⑨。通过“产学研”合作教育,实现教学、科研、生产三结合,能更有效地提高办学水平和人才培养质量,克服高等教育脱离社会实践需要的倾向,增强其社会适应能力和生存能力⑩。自2000年以来,我校先后与中国药品生物制品检定所、中国食品检验检疫研究院、长春生物制品所有限公司、长春百克药业有限责任公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司、吉林省紫辰光电有限公司等多家企业,联合完成了部级、省级和横向科研项目17项,累积科研经费达2000余万元。以科研合作为纽带,将科研项目立项、研发推广过程与生物工程专业硕士培养相结合,形成了“产学研”联动模式,增进了学校与企业间的合作交流。学生毕业论文选题结合专业方向、校企联合攻关项目和企业实际需求,鼓励原始创新或集成创新。学生在校内和校外导师的共同指导下,掌握了扎实的专业理论基础和先进的实践技术手段,具备了综合运用科学理论和技术方法解决实际工程技术问题的能力,保障了学位论文的先进性与实用性。 5.加大政策性投入,科学规范管理,完善质量保障与监控系统长春理工大学“2020年教育事业发展规划”明确提出,按照“入主流,重交叉,创特色”的新兴学科发展思路,进一步完善学科体系,积极创造条件,将生物工程学科建设成硕士学位授权一级学科。经过十余年的建设和发展,在我校生物医学工程一级硕士学科的建设基础上,目前校内拥有了基础实践教学与工程化一体教学基地,配备了先进仪器设备及与该学科相关的图书资料。学校与行(企)业开展多种形式的合作办学,建设了国内行业一流国企、股份制公司、行业监督检验技术执法等校外基地15家,通过优势互补,共建共管,做好研究生招生、培养、实践实训及就业导向等工作。成立了由学校、学院、行(企)业专家构成的学位委员会,制定了《生物工程专业硕士合作培养协议》、《生物工程专业硕士管理规定》、《生物工程专业硕士培养方案》、《生物工程专业硕士学位论文规范》等文件,规范了生物工程专业硕士培养的实施过程,完善了考核评价体系,保障了学生、企业、学校三方的权益,为更好地建设校企联合培养基地营造了良好的环境和氛围。学校针对专业硕士学位研究生培养建立了完善的质量保障体系,实施全过程质量监控,将生物工程专业硕士研究生教育评估全面纳入研究生管理部门的日常工作,将生物工程专业学位点的建设,包括招生规模、合作基地、师资队伍、科研项目、成果专利、论文质量等纳入学科年度考核,积极开展学习与调研,引入行业评价,以评促建,确保了学科建设和人才培养的可持续发展。 作者:郝凤奇庞春颖宁春玉稽晓强金丽虹于源华单位:长春理工大学生命科学技术学院 生物工程论文:基于卓越计划的生物工程论文 一、改革目标 “卓越工程师培养计划”是适应我国工业化发展进程,培养和造就一大批创新能力强、适应我国经济社会发展需要的工程技术人才的重要举措,是增强我国优秀竞争力、建设创新型国家、走新型工业化道路的必然选择[2]。实施“卓越工程师教育培养计划”,将进一步丰富我校的产学合作教育模式内涵,提升它的品牌效应。实施“卓越工程师教育培养计划”也将使我校的办学特色更为鲜明,两者是相互促进的。我们将紧紧抓住这次机遇,按照“卓越工程师”的要求,整体设计人才培养方案,科学制定培养“卓越工程师”的通用标准和行业标准,深入研究理论与实践课程教学大纲,强化校企实习实训基地建设,强化“双师型”师资队伍建设,建立相应的配套政策和建立质量保障体系,以最大的工作热情确保“卓越工程师教育培养计划”在我校实施成功。为此,我院按照学校要求积极组织实施“卓越工程师教育培养计划”的设计方案。为积极贯彻落实学校在人才培养和学科建设上“顶天立地”的战略目标,学院经过几年的不懈努力与探索,在人才培养模式、效果上大力进行创新。以培养高素质应用型创新人才为指导目标,产学研结合,走出了我院依托科研发展,教学科研良性互动,提升教育教学质量的新路子,在取得了显著的建设成就同时为实施“卓越工程师教育培养计划”奠定了坚实基础。 二、改革具体措施 1.坚持以教学为中心,科研促进教学。科研是大学活力的源泉,以科研促进教学是提高大学教学质量的重要途径[3]。科学研究不仅可以增强教学的深度、拓展教学的广度,而且可以更新教师知识结构、完善教师的知识体系,提高教学效果。高校教师既要从事教学,又要进行科研,要将二者有机结合,以科研促进教学。我院提出了以行业产业为导向的生物工程卓越工程师培养模式。在培养应用型创新人才的办学定位基础上,以教学为中心,根据经济社会发展需求和自身条件、发展潜力,继承办学传统,不断深化人才培养模式改革,明确了“坚持立足地方、依托地方、服务地方的办学方针,依托四川及成都市现代生物产业,坚持以生物产业发展对人才的需求为导向”的办学理念。我院坚持以现代产业发展对人才需求为导向,构建了以产学研战略联盟为平台,学科链、专业链对接产业链的办学模式。已在全院范围内努力营造了“产学合作、工学交替”的良好氛围。使“以教学为中心,科研促进教学”成为学院的共识和自觉行为。 2.强化培养学生的工程能力和创新能力。我们将具备一定专业知识并能运用所学知识完成工程项目的能力称为工程能力。就目前社会所需来看,我们的学生在这方面还存在着巨大的不足。因此,强化培养学生的工程能力有助于他们今后在走入工作岗位时更好地解决实际困难。例如,在实践环节方面,围绕学生的工程实践能力的提高,尽力运用校内外资源,为学生设置工程实践与锻炼环节。通过生产实习,帮助学生建立专业与工程的概念。大力培养学生的动手能力,尤其重视对学生实验技能的培养,越是基础的实验要求越严格越规范,做到让每一位学生都能带着严谨的态度操作每一个实验项目。强化创新能力是人才培养中的一个重要内容,是科技活动的灵魂。在科技活动中培养学生的创新能力至关重要[4]。鼓励教师在教学方法上做出一定的创新,通过与学生之间的互动,将创新思想引入课堂,激发学生的创新意识,从而启发学生的创新思维,最终树立起自己的创新观点。运用创新的教学模式,例如通过多媒体形式将世界最新科技引入课堂,组织一场针对最新科技的讨论,让学生像参与者一样体会整个项目的策划实施。 3.通过激发兴趣,培养学生综合素质和社会责任感。兴趣是学习最好的老师,一旦我们对某种事物产生了兴趣我们就会全身心投入进去,不断探索,不断求知。因此兴趣的培养是“卓越工程师教育培养计划”中的一项重要内容。为充分培养学生的兴趣,首先我们要先启发他们对事物的兴趣,老师可以通过在课堂教学时不断跟同学互动,增进学生对新知识的渴望,把他们引进门后鼓励他们参加各类科研知识讲座、参加科创活动,并在其中不断指导等。设置个性化实验室、简历实验室开放中和实验室竞赛等,着力培养浓厚的学习与研究兴趣,并促使学生进行“兴趣———行动”的转变[5]。 4.建立校企联含培养体。我校“卓越工程师培养计划”采用校企联合的培养,分校内学习和企业学习两个阶段,学制为4年,模式为“3+1”模式,即在校学习3年,在企业学习实践和毕业设计累计1年。注重培养学生的创新能力和动手能力,合理安排教学时间,通过改革教学方法和内容,尽量花较少的时间在教学内容上,让同学们在学校的前3年便能掌握所有的理论知识,而在最后1年安排学生进入企业实习。在这1年的时间中,主要通过企业指导学生解决完成各项在实际工作中面临的各种问题,并对企业中急需的课程做一次培训,提高学生的实践能力。对于毕业论文,通过让学生一边在企业实习,一边由学校指导完成,其中毕业论文的考核方式按企业占50%,考查毕业设计论文的实用性、经济性;学校占50%权重,考查理论深度、分析和解决问题的思路与能力[6]。为能更好地培养工程性人才,学校在选择合作企业时尽量选择具有一定规模、比较知名的企业,争取做到以产学研为纽带的实习、就业的校企合作的实践教学体系。“卓越计划”的实施要求高校加强对工程技术创新人才的培养,作为大学教育中的重要一环,唯有不断探究改进教学方法,才能实现“卓越计划”教学目标。我校为了实现“卓越计划”中制定的目标,在不断设计研究满足高校培养标准的改革同时不断深化课程改革保证卓越工程培养目标的实现,期望培养出更多适应形势发展、走向国际的创新型人才,同时也为其他高校的教学改革提供宝贵的经验。 作者:王跃华孙雁霞邱爱东江明殊许自强单位:成都大学生物产业学院四川师范大学生命科学院 生物工程论文:青年教师能力提升的生物工程论文 1学校的考核及晋升制度不完善 近年来随着社会对高校大学生提出的工程实践能力的需求越来越高,高校对大学生这方面的能力的培训也越来越受到重视,从而对教师就提出了更高的要求,学校也在探求培养具有较强工程实践能力的师资队伍的方法,比如送教师参加各种培训,但总体看来,效果不是太好,多数只是停留于形式,很多好的想法无法真正落到实处。主要是由于高校没有一套行之有效的针对高校教师实践能力培养的政策和保障机制。对于教师有无工程实践能力无考核评价的标准,在职称评定,教学评优,科研工作量考核等方面,未将这一项纳入目标考核,因此教师看中的是学校要求的指标,学校没有硬行规定的一般教师也不会重视,教师中普遍存在重理论、轻工程实践现象。同时学校对于工科教师工程实践能力的缺乏和提高,没有相应的奖惩机制,无法调动教师对于提高工程实践能力的积极性。另外,现在学校扩招之后,在校生的规模迅速扩大,师资严重不足,教学任务繁重,青年教师进校后就承担大量的教学任务,同时学校还有科研任务的考核,使得这些青年教师没有足够的时间和精力去提高工程实践能力,从而形成恶性循环。 2提高工程实践能力的方法探索 四川理工学院生物工程学院作为地方工科院校,培养的是具有工程专业技术人才,因此一直以来非常重视学生工程实践能力的培养,针对新进教师没有或缺乏工程实践能力的现状,积极采取措施,形成了一套行之有效的培养青年教师工程实践能力的方法,为培养卓越工程师提供了保障。 2.1企业挂职锻炼企业是最直接培养工程师的摇篮。选派教师到企业去挂职锻炼是提升工程实践能力最直接的方法。对于地方工科院校,为地方经济服务是我们这类高等院校的职能之一。我院与地方企业,比如泸州老窖股份有限公司、保宁醋有限公司等十余家企业有着长期的良好合作基础,学院的一些老教师也被聘为这些公司的顾问,因此通过这些途径,我们将青年教师有目的的选送到这些企业进行为期6-12个月的挂职锻炼,这些青年教师通过在这些企业做挂职锻炼,对企业的感性认识上升到理性认识,不仅仅是工程实践能力的提高,在管理水平等其他方面也得到了锻炼。 2.2岗前培训对于新进教师,在上岗之前进行相关的培训是提高教师素养必不可少的环节。对于工科院校,特别是在毕业环节中对于学生的毕业设计要求必须占有较大的比例。这就要求教师必须有工程实践经验才能去指导学生。因此我们首先组织新进教师到企业参观,同时还请有工程实践经验的老教师做相关的培训,并建立建立青年教师导师制,由学校内经验丰富的老教师来担任指导老师,定期对青年教师的教育教学实践等方面进行指导。 2.3指导校外实习对于工科学生到工厂实习是实践教学不可缺少的环节。对于新进教师由于来自不同的学校或不同的行业,因此对我校原有的一些实习基地不熟悉,对这些工厂的生产情况也不太了解。我们由有经验的老教师和新进教师组成校外实习指导小组来指导学生实习,一方面新进教师可以跟老教师学习如何带实习,另一方面老教师在给学生安排实习任务的时候其实也是在给新教师安排实习任务,让新教师在这些厂里面去深入学习,向工厂里工程实践经验丰富的师傅请教,提高自己的工程实践能力。 2.4指导课程设计、毕业设计课程设计及毕业设计是培养学生综合运用所学理论与技能分析解决实际问题的能力,全面、系统、严格地完成工程设计基本训练的重要实践教学环节,它不仅能提高学生能力,同时对教师的能力提升也是行之有效的途径。毕业设计的题目可以和教师的科研有机的融合,这样既锻炼了学生的工程实践能力,又督促教师对新的问题进行思考和再学习。对于常规的课程设计,我们也是采用“老带新”的方式,让没有工程经验的青年教师跟着老教师学习;对于毕业设计题目则主要采用和教师科研相结合的方式,近年来我们有80%的设计题目是源于教师的科研,很多教师的科研项目都是和学生共同完成的,这大大促进了教师和学生的科研积极性。 2.5指导实验通过动手做实验,教师才能了解本专业对于实践能力的要求,熟练掌握本专业所开设的实验。通过参与实践教学环节的指导,一方面可以发现自己存在的问题和具体专业实践能力的缺乏,及时学习提高,另一方面也可以发现学生在实际应用中通常可能存在的问题,以便在今后的教学中可以有针对性地强调和解决。新进教师对于以后是否会带实验课,学院都要求先到实验室实习,通过准备实验及动手实验,了解实验室有哪些仪器设备,这些仪器设备是如何进行操作和管理的,这样也有利于教师指导学生实验,同时也有利于教师在进行科学研究时能根据学校现有的条件来制订实验方案,有效的利用现有的资源来完成相关的研究课题,做到有的放矢。 2.6依托学术团队和研究平台、参与横向科研课题企业提出的研究课题一般是市场需求的、企业亟待解决的、多学科交叉的问题,具有较强的应用前景,在一定程度上代表着学科发展方向。如果青年教师参与到这些课题中就可以站在学术前沿,并且有学科知识渊博的资深专家学者和工程实践经验丰富的专业技术人员给予指导,有企业研发团队的支持,这些完全可以促使青年教师不断优化自己的知识结构、能力结构,不断拓宽学术视野,将理论性与应用性、学科的单一性与交叉性、学术研究的严谨性与实际工作的灵活性融会贯通,提升自己的科研能力,锻炼自己的实践能力,积累工程实践经验。生物工程学院于2012年专门成立了科研团队,要求科研团队中必须有合理的人员结构,青年教师要加入到团队中,在团队中得到成长,同时充分发挥老教师的引领及指导作用。同时生物工程学院还拥有“酿酒与生物技术四川省重点实验室”,“国家固态酿造工程中心”等重点科研平台,依托重点科研平台,搭建了适合生物工程专业教师进行工程训练与创新培养的科研与教学平台,这都使得教师的工程实践能力得到了极大的提高。 2.7参与行业的会议交流、短期培训通过参加生物工程行业各个专业委员会的会议以及有关的短期培训,有利于教师获取最新的市场动态信息;了解行业生产中遇到的问题及相关的解决方法以及可能存在的解决方法;同时了解市场上新产品利益特征;近年来我们选派了青年教师参加了“生物技术工业高峰论坛”、“全国及省调味品行业协会工作会”、“乳酸菌与健康国际会议”等,教师在这些培训中获益匪浅。 2.8选派到企业做博士后依托企业博士后工作站,让青年教师深入生产一线,发挥专业特长,有针对性地主持产品研发、从事科研攻关,把理论知识和具体的生产实践需求相结合,这要更能有效的锻炼教师的工程实践能力。泸州老窖股份有限公司、剑南春股份有限公司这些和我们学院具有良好合作基础的企业都有博士后工作站,我们鼓励青年教师到这些工作站去工作,现已有2名博士从站里出来并在工作岗位上发挥重要的作用,我们还将继续派出更多的博士到企业去做博士后,为我们以后的工程师摇篮提供有力的师资保障。 2.9参与实验室建设近年来学校对我院的工程实践教学方面的投入资金不断地加大了,相继建成了“食品与发酵工程实验教学中心”、“天然产物提取实验室”、“果酒酿造中试车间”、“清酒酿造实验室”、“调味品酿造实验室”等相关专业教学与研究中心,同时学校还在建设二期工程,进一步加大实验场地及设备的投入。在这些教学与研究中心的建设过程中,我们邀请青年教师积极参与验室整体规划,仪器的调研、采购和安装及调试等。一方面在实验室建设过程中教师更了解实验室的设置、仪器的性能,另一方面在实验教学过程中能给学生透彻地讲解,也利于开设新的实验项目。同时通过辛勤劳动的付出,他们更能懂得珍惜和爱护这些设备,使设备能充分发挥其作用。 2.10指导大学生课外科技活动课外科技创新活动是培养学生科技创新精神和科技创新能力的重要载体,是实现科技创新教育目标的重要方式。当前我国有大量面对高校大学生开展的课外科技活动,在高校的“第二课堂”中占有重要的比例比如挑战杯,国家、省和学校的大学生创新基金,这些都要求指导教师要有较高的教学水平、科研创新能力,这样才能引导学生研究问题、帮助学生解决创新活动中遇到的问题的能力。同时在指导学生进行课外科技活动中能进一步完善自身知识结构,改进思维方式,研究新情况,解决新问题,指导教师的教学水平和实践能力的提高也有极大的促进作用。近六年来,获学校审批大学生课外科技活动项目110余项(其中泸州老窖科研奖学金项目共立项29项),共发表学术论文142篇,有30多人次在校内获奖,推荐的优秀成果参加全省和全国的“挑战杯比赛”,有5个项目25人次获奖。生物技术与工程协会荣获第四届“全国高校优秀社团”荣誉称号。这都极大了锻炼了教师的工程实践能力。 3结语 在充满挑战与机遇的21世纪,工科院校肩负着为社会输送高质量工程技术人才这一历史使命,因此必须根据自身的特点,打造符合工程教育人才培养特色的年轻师资队伍,提高工科院校整体办学水平。四川理工学院生物工程近年来的这些做法虽然在一定程度上提高了青年教师的工程实践能力,但不是所有青年教师都有机会经过各个环节的锻炼,这也就造就了一些工程实践能力的欠缺,同时由于学校考核机制的影响,这对培养青年教师工程能力意识有极大的影响,因此教师工程实践能力的培养还任重而道远。 作者:邓静张静赵兴秀吴华昌单位:四川理工学院生物工程学院 生物工程论文:骨缺损修复生物工程论文 自体和异体骨移植技术不同程度的修复了骨缺损,仍达不到最理想的修复层次,目前研究最热门的是骨组织工程联合前沿的生物材料和细胞生物学技术试图达到理想层次骨修复,将损失减少到最小。 1组织工程修复骨缺损进展 骨组织工程可追溯到urist[10]1965年报道的用DBM(骨形态发生蛋白)诱导间充质细胞形成进而分化为成骨细胞。直到1987年在美国纽约的学术会议上才正式提出组织工程学定义,其目的和意义是在细胞水平和分子水平构建具有生命力的细胞生物材料复合体,从形态、结构和功能上对缺损或功能障碍的组织、器官进行永久性地置换及替代,实现组织器官的形成及再生。组织工程学的不断创新使骨缺损的研究有了突破,使得骨移植后有骨生成、骨诱导、骨重建、骨修复作用。目前,骨组织工程学有不同的复合形式,生物材料复合成骨细胞和生长因子则是近年来的研究热点。近年来骨组织工程所用的生物材料也是多种多样,各具特点,与骨组织工程、基因工程联合应用研究越来越多,可以做到互补。如陶瓷材料的生物力学性能和骨诱导不足可以被转基因处理的细胞分泌生长因子所弥补,生物材料可增加骨传导和稳固性,提供适宜的环境促进细胞增殖与分化[11]。Dupont等[12]用合成支架涂层联合腺病毒承载的BMP-2用于修复骨缺损,结果显示复合生物材料脱细胞移植有良好的骨诱导能力。生物陶瓷独特的多孔结构模拟骨松质可以加速缺损部位的血管化有利于运输营养,加上生物材料本身不同程度的可溶性和降解性,可有不同时间段的吸收后骨重建。目前,研究最多的陶瓷材料是多孔性的羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA),它同生物玻璃都属于活性生物陶瓷。由于HA的强度并不高,多用于强度较低的骨缺损修复,如颌面部外伤缺损。珊瑚是HA的代表,近年来仅作为填充物应用于临床,而忽视了其可作为生物工程支架和载体的作用[13]。另外一种广泛应用的是β-磷酸三钙(β-TCP),其最大的优势是植入机体后生物相容性好,所以也称为生物吸收性材料,局部反应和全身毒性反应都比较少见,降解的速度也较HA较快(主要与TPC的表面结构,晶体类型与比例,孔隙率和临床科研的动物有关)。孔隙率是75%的TPC是最好的骨替代材料,但同样是因为强度不够,而只能用于不负重骨部位[14]。磷酸钙陶瓷在体内的代谢途径目前认为是粒子而不是离子,所以长时间聚集可能会造成淋巴结增生。磷酸钙骨水泥可用作复合材料成分之一,承担组织工程中载体作用,显示出在细胞保护、增殖、碱性磷酸酶与骨胶原生成等方面的良好效果[15]。通过向磷酸钙陶瓷中添加相应增强韧性的材料而形成的TPC复合材料已经成为研究热点之一,伴随着纳米技术的引入,该种材料的学术研究和市场都会有广阔的前景。复合生物材料用于骨组织工程也能表现一定的作用。高分子聚合物可赋予骨基质各种理化和力学特性,可分为天然聚合物如纤维蛋白、甲壳素及其衍生物和合成聚合物如乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)。骨胶原(Collagen)是骨细胞外基质成分,可以促进钙沉积,血管内向性生长及生长因子锚定,促进骨愈合,是良好的细胞、药物、基因、蛋白支架,也常作为黏合剂与具备骨传导能力的载体,如羟基磷灰石或磷酸三钙等合用发挥各组分的优势。王浩等[16]将鼠间充质干细胞种植在骨胶原-羟基磷灰石-硫酸软骨素复合材料上,并在体外培养增殖,再将该复合物植入大鼠肌肉内。结果显示该复合材料的三维微孔结构可促进细胞向内生长,其在大鼠肌肉内逐步降解的同时伴有新骨形成,提示该复合物在细胞附着与诱导分化上有着良好表现。目前用于骨组织工程的目的细胞有:成骨细胞(胚胎骨或新生骨、骨膜)、软骨细胞、骨髓基质干细胞(bonemarrowstemcells,BMSC)、人脐带间质干细胞(HUCMSCs)、脂肪干细胞(adiposederivedstemcells,ADSCs)、胚胎干细胞(embryonicstemcells,ESCs)、转基因细胞等,大多是自体细胞,它们能大量分泌生长因子且有多分化潜能,如将BMP基因转染软骨细胞后可促进Ⅱ型胶原、软骨寡聚蛋白等的分泌[17]。BMSC存在成体骨髓内,在一定的条件下可向骨、软骨、脂肪三系分化,培养扩增几亿倍仍可保存其分化潜能,也能长期稳定的表达外源性生长因子基因。Corn等[18]人用荧光成像的方法证实了间充质干细胞在移植后的修复作用。HUCMSCs的选择主要集中在足月新生儿,它的特异性抗原标记仍不明确,所以移植后的效果评价还停留在流式细胞术阶段。ESCs在表现其强大优势时也暴露其负面的遗传性,如携带致瘤基因,所以在未找到消除消极因素前可能会限制该细胞在临床上的应用。ADSCs体外培养易成活,免疫特性低,还具有刺激组织细胞分泌血管生长因子作用而被广泛认可,其发展也最有前景。成骨细胞因易老化等缺点而被淘汰。尽管伦理、干细胞界定、分离和增殖上仍有挑战,但干细胞在组织再生方面的临床价值值得探索。 2基因工程修复骨缺损进展 1973年开始,基因治疗已经不局限于遗传病的治疗,随着对生长因子基因的不断认识与克隆,人们想到将内源性生长因子稳定有效地表达在骨缺损部位用于骨愈合的治疗,尤其是在缺乏血管和神经的关节软骨缺损修复过程中应用更为必要。Sheyn等[19]将基因修饰的干细胞用于椎体骨修复的模拟实验结果显示骨缺损得到良好修复,弥补了外科手术的不足。治疗骨缺损基因工程所需要的目的基因主要是一些生长因子基因:骨形态生成蛋白(bonemorphogeneticprotein,BMP)、胰岛素样生长因子(IGF-1)、转化生长因子(TGF)、血管内皮生长因子(VEGF-A、B、E促进血管以出芽的方式生成,VEGF-C、D则促进淋巴管生成)、甲状旁腺素(PTH)等。目前,已经认识到骨缺损愈合的过程中是多种生长因子共同参与、协同作用,共同促进愈合。已经有实验证明多生长因子基因联合作用较单个基因在促进成骨时更有效[20-21]。研究最多的是BMP超家族的成员,它是骨修复生长的启动基因,诱导成骨细胞生成,对未分化的骨髓干细胞有促进增殖和分化的作用,对成熟的细胞无作用。同时能促进骨折部位的稳定[22],即使在炎症因子存在时也能显著诱导骨基质形成。BMP通过细胞膜上的Ⅰ型、Ⅱ型受体(都是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶超家族成员),在细胞外聚集并通过Smad将信号转入胞内,引发骨生成[23]。例如,将外源性BMP2基因转染从机体上分离出的靶细胞,进行体外培养,然后再转移到缺损部位进行骨诱导修复即体外转染途径,或者基因表达载体直接注入机体靶细胞促进修复即体内转染途径。转染BMP2基因常选用的载体有病毒载体如腺病毒(a-denovirus,Ad)和非病毒载体如pcDNA3、pBK-B2、pEGFP等。YossiGafni等[24]利用腺病毒载体转染大鼠的骨髓基质细胞,利用骨缺损处成骨反应时产生的放射线观察得到证实。Clements等[25]用载有碱性生长因子的质粒转染BMSC结果证明了非病毒载体的可行性。相比较而言体内转染途径在临床上更容易实施,因体内转染途径不仅能较好表达生长因子且能避免病毒传播和免疫反应的副作用[26]。只是在临床中会遇到这样的问题:注射到局部的BMP会被渗出的体液冲散而引来吞噬细胞且靶细胞的选择不容易控制,降低了生长因子的作用效率。目前采用超生介导的体内转染操作简单可指导临床应用,体外转染也有其明显优势,高效的细胞转导,操作简便,还可与骨组织工程结合来完成骨修复,将来源于自身组织的细胞复合组织工程载体,然后经过细胞生物反应体系培育,再转移到宿主能够减少生长因子被蛋白酶水解提高移植质量,如rhBMP-2联合胶原蛋白海绵载体,但BMP-2用量会是生理需要的1000倍,带来经济负担和不良反应如水肿、异位成骨等。于是,有人选用与BMP-2生物活性相似的生物活性肽P24来代替rhBMP-2,实验结果表明有明显的成骨效应[27]。需要注意的是,不是越多的生长因子表达就越好,如VEGF过度表达会引发骨重建环境的不稳定,增加骨降解[28]。载体承担传递基因的作用,要根据骨缺损的大小、位置等来选择合适的基因工程载体。病毒载体以腺病毒(Ad)应用最多,因为本身就具有致病性所以制备起来复杂,安全度低且有免疫反应(原因是病毒表面的抗原暴露在靶细胞的表面),但转染率高还能控制BMP的过量表达。有人用药物来阻止免疫反应从而减轻病毒载体的免疫损害,结果显示免疫抑制后靶细胞仍然可以表达目的基因进行骨诱导[29]。而非病毒载体虽然低毒、不会引发较强的免疫反应,也比较稳定可重复多次使用,但转染率相对较低。有文献报道生长因子表达的时间和量都是影响基因治疗的因素,所以新开发的慢病毒介导BMP2表达时间要长于Ad介导的表达时间[30]。基因转染的生化方法主要有磷酸钙介导的转染、二乙氨乙基聚糖介导的转染(DEAE)及脂质体介导的转染等。其中,由脂质双分子层组成环状封闭囊泡的脂质体多用,它与DNA形成脂类复合物,通过入胞方式使基因转入细胞。不同的脂质体也有不同特点,Lipofecamine对于一些难转染的细胞转染效率高,但细胞毒性较大;Fugene6细胞毒性小,转染效率高,操作简单,已经占了主导地位。当然,转染也有物理方法,包括电穿孔法和显微注射法,后者就是直接用微吸管吸取DNA液,在显微镜的帮助下,注射到目的细胞或者靶细胞的细胞核中,操作的技术要求较高。 3两种方法的联合应用 组织工程在骨缺损修复中虽然有前景,但目的细胞在体外培养时极易老化,从而丧失增殖和分化能力。所用目的细胞体外培养的需要量大,且必须加以诱导才能促使其向成骨细胞分化,而多次注射生长因子代价也会很高。基因工程虽然在骨诱导方面有很大的优势,但是体内转染途径的靶细胞不好定位,体外转染途径若是不联合骨组织工程,缺损部位的骨强度不够会影响近期支撑功能。目前采用基因工程联合骨组织工程可以有效防止细胞老化,并且能使细胞长期有效地表达生长因子,避免重复注射生长因子,而且基因工程所表达的是内源性的生长因子,生物活性比外源性的更强,更有利于干细胞向成骨细胞的分化,加速新生骨的形成,另外组织工程也可弥补基因工程骨传导不良的缺陷。大片移植骨时,即使是运用了各种有孔生物支架或是直接将内皮细胞和骨髓干细胞放在试管内培育,工程骨的血管生成与骨诱导同时有效仍然是个没有攻克的难题,难免会顾此失彼。最近有报道将RunxⅡ基因转染的脂肪干细胞联合血管束一同移植到骨缺损部位结果显示有良好的骨再生和血管形成能力[31],所以虽然两种工程看似是单独个体,却可以联合起来引领骨缺损的治疗方向。 4展望 综上所述,人类在骨缺损修复治疗上已经有新的突破,最近胸腺肽-β、整合素α5等[32-33]也被挖掘认为与骨再生有关,可见未来会有更多的积极因素被发现,只是不同的研究方法仍然存在需要解决的问题。很多成果都仅在动物模型上获得了成功,缺乏临床研究的实验数据。在生物陶瓷方面,第一,孔型结构有很多优势但也要知道这种结构会造成氧自由基、代谢物的四处扩散;第二,依照全身不同部位的骨骼特性,使陶瓷材料在制作加工的过程中,在结构、化学物质组成、性质都尽量的符合骨骼愈合过程中的变化,即让材料在移植之后能完成一种由无生命到有生命的蜕变过程,这种过程包括材料降解之后在体内的分布和代谢;第三,生物材料的脆性和疲劳性也是一个需要解决的问题。组织工程与基因工程所用的干细胞的成骨诱导作用,在3D结构支架上的加强和引导也是一个难题。目前,无论是组织工程、基因工程还是骨移植材料都没有一个具体的标准来衡量治疗的安全性和长期有效性,如基因转染的剂量控制标准、负面影响目的细胞增殖分化的生物因子量如白介素4等。有人研究用磁场和低能量脉冲超声波来治疗骨折不愈合和骨缺损[34],可能与DNA结合抑制因子(ihibitorofDNAbinding4,Id4)有关[35-37]但确切的机制还不清楚。即使有许多问题都还有待于解决,但是新技术的前景是无法估量的。所有的技术都不是孤立存在的,将各种方法联合起来应该是一种治疗方向。 作者:郭宜姣李文华单位:西藏民族学院医学院高原环境与疾病相关基因研究实验室生命科学基础实验室 生物工程论文:生物工程论文检查与控制 一、生物工程专业论文前期质量监控 1.指导教师监控机制 学生能否按规定的要求,保质保量地完成毕业论文任务,指导教师起到优秀监控作用。教师的知识结构、学术水平、教学经验、工作作风、工作责任心等,都对毕业论文指导效果发挥影响。指导教师应有曾经独立指导或协助指导过毕业论文工作经验,在以往指导毕业论文过程中认真负责、学生反映良好、毕业设计完成较好。生物工程专业属于理工科,除了有良好态度外,还要求指导教师有较高的科研素养。 2.选题监控机制 为了较好地开展毕业论文选题工作,在第七学期教师应该下达关于毕业论文选题的工作。学生可以结合教师的科研选题,学生确定后,指导教师介绍课题的基本要求,并提供一部分资料。学生自行选题,学生根据实际工作或者实习情况,对未来所从事的工作有明确想法,对未来工作有应用价值,可以进行这个方面的研究选择,但指导教师必须严格控制,学生必须写出提纲和内容摘要,明确研究目的方向。生物工程专业毕业生选题来源也无非这几个方向,对于重实验、重数据的专业来说,更是需要在选题的时候把控好方向。 3.开题监控机制 开题环节是做好毕业论文工作重要部分,督促学生完成好开题报告能够控制意外的发生。课题内容是否适合学生的能力,能够在规定时间完成,选题是否存在过大或者过窄,是否需要更换题目,通过审查开题报告内容发现研究路径和方法是否合理。论文结构是否恰当。这个环节做充足,能够减少重大失误,提醒学生在研究课题过程中应注意的问题和环节,对研究困难有一定预见性。生物工程的毕业生更是应该在这个环节做充分准备。 二、生物工程专业论文中期质量监控 重点监控毕业生参加毕业论文的态度、自觉性,时间与精力是否有保证等。由指导教师组织、安排,要求毕业学生汇报课题进展情况,回答指导教师提出的问题,对毕业论文中存在态度问题的学生及时进行批评、警告,及时指明努力方向,采取补救措施。任何专业都需要强调毕业生个体的努力,对于毕业生的学习风气应该常抓不懈。 三、毕业论文后期质量监控阶段 1.论文答辩前监控 院系检查学生是否按毕业论文要求完成所有工作,对学生成果验收和答辩资格审查,确定学生答辩资格。毕业论文成绩一般采用五级计分制:优秀、良好、中等、及格、不及格。指导教师、评阅教师对学生的论文进行评定。指导教师主要关注选题意义、材料选择及组织能力、结构框架、基础理论的运用及分析能力、论文的学术水平等;评阅教师主要关注选题意义、论文难度、结构、资料使用、论述、运用能力等方面,只有指导教师和评阅教师给出的成绩达到及格,才能进行答辩。 2.论文答辩过程监控机制 答辩分组进行,指导教师回避,互相答辩对方的学生。严格控制论文质量,要求学生突出自己的工作,时间一般为15分钟,由答辩教师根据具体研究提问关于研究相关情况,时间一般为10分钟。论文答辩的评分要素为:论文选题、论文难度与工作量、语言组织、回答问题的圆满程度、论文的思路、基础知识的运用、相关知识面、对论文所涉及问题的理解程度等方面。采用指导教师、评阅教师和答辩小组三级评分体系,其中指导教师、评阅教师、答辩委员会的评分求和权重分别为50%、20%、30%。总之,建立一套全面的毕业论文质控体系能最大限度地保证生物工程专业毕业生的教学水平。 作者:韩洪波刁毅万书权单位:攀枝花学院生物与化学工程学院
科学技术史论文:洋务运动时期科学技术发展的历史作用 摘 要 洋务运动时期,开启了西学东渐的大门,学习西方的科学技术,对巩固清政府的统治有一定的促进作用。本文就科学技术在中国的表现,洋务运动时期学习西方科学技术的方式,学习科学技术的进步意义等方面进行论述,进一步揭示科学技术在历史发展中的作用。 关键词 洋务运动 发展 科学技术 洋务运动时期,西方科学技术的传入对当时清政府的社会、政治、经济发展起了重要作用。本文从科学技术与近代中国社会观念的进步、新式人才的培养、民族资本主义的发展、近代物质文明的发展等方面进行一定的探讨,试图从科技角度对西学东渐与晚清社会进步关系的上分析与综合。 1“科学主义”在中国的最初表现 科学主义思想源自启蒙主义,成于实证主义。17世纪F.培根的名言“知识就是力量”成为后世科学主义者一个常用的口号,其中“知识”被理解为科学。牛顿理论使人看到了科学在阐释世界方面的理性力量,宗教对自然的阐释逐渐让位于科学,使得科学获得了宗教的部分神性。科学逐渐被认为反映了自然的本质规律,是绝对正确的客观真理,自然而然地成为最高的判断标准。 中国的科学技术是20世纪初随着现代科学的大规模进入而建立起来的。严复第一个把西方社会的先进性归因于“科学”和“民主”,把科学从“术”的地位升为“道”。科学意味着理性、文明、进步和效率,它不仅是一种外在的善,而且具有一种内在的美。因此,科学既是知识合理性的评判标准,又是知识合法性的衡量尺度,惟有进入科学领域,知识才具有合理性并获得存在的合法性。文学、艺术、宗教等人文知识因为不具备科学的特征而被排斥在外。实际上,科学主义要求科学具有话语霸权,这就意味着科学所体现出来的功利主义与人们对终极价值的追求产生了难以填补的隔阂。 中国文化素来有重形上而轻形下、重道轻器、重理论轻实用的传统。1840年以来,由于在只讲功利不讲道义的战争中失败,中国人感到有引进西方科技的必要,可是这种引进完全是出于“中体”层面的,仍然大谈伦理名教,甚至说出“外洋以富为富,中国以不贪得为富;外洋以强为强,中国以不好胜为强”的昏话;与之同时,在“西用”层面上,却大造枪炮,大办洋务,试图“师夷长技以制夷”。这种文化内双重取向之间的冲突越来越明显,而且互相挚肘,导致了严重的内耗。最终伦理名教只剩下了一个空壳,而师夷长技也只学了些皮毛。 2学习西方科学的主要方式 2.1开设学堂,培养外事人才 鸦片战争后,开放口岸成倍增加,外国公使允许驻京,各通商口岸设领事馆,外事事务增多,急需翻译人才。江南制造局、福州船政局和天津机器局等几个大型局厂,开设有学堂,聘请洋教习传授知识技能,培养了一批现代化业的管理人才和科技人才。1862 年设立同文馆培养了一批翻译人才。恭亲王奕 、李鸿章奏请成立语言文字关培养翻译人才。1862 年,京师同文馆设立。设有英文馆、俄文馆、法文馆、德文馆、日文馆,聘请外国人任教习。同时,又增设了天文、算学、物理、化学、医学、外国史地等课程。 2.2派遣留学生出国学习 在容闳的奔走下,1872-1875 年,选拔 120名留美幼童赴美学习,虽然这批留美幼童由于顽固派的阻挠提前回国,未完成预定的留学计划。但是,他们中涌现了一批现代著名人物,成为现代化的实用人才,如修筑京张铁路的詹天佑。 1877 年清政府又派出赴欧留学人员,1881 年派出第二批赴欧留学人员,1885 年派出第三批。19 世纪末培养了一批不同于封建士大夫知识结构的翻译人才、外交人才、科技人才达千人以上,成为现代化建设的骨干力量。 2.3建立各类新式学校二三十所 这些学校有专门的军事学校和工艺学校,如上海电报学堂、天津武备学堂、广东水师学堂、天津军工学堂等一批专门化的学校。洋务运动前传统士子以八股选拔人才,但在西学的冲击下,学习实用的技艺逐渐受到重视。 3洋务运动时科学技术的进步意义 (1)培养了现代化企业管理人才和科技人才。如经办福州船厂的丁日昌,经办汉阳铁厂的徐华封,原是江南制造局的局员。福州船政局、江南制造局及天津机器局等几个大型军工企业还附设各类学堂,聘请外籍教员讲授数学、物理、化学、英文、法文等课程,培养了一批科技、外交、工程人才。同洋匠跟班实习,培养一批掌握现代技术的工人。译书馆翻译出版的各类书籍史地、社科、军事工程、科技类推广西方的先进知识,开阔眼界极为重要。 (2)促进了现代民用工业形成与发展。一方面,军事企业所需的原料单靠进口成本过高,需要建立民用企业由本国生产满足需求。另一方面缓解政府资金的不足,这两点刺激了民用企业的产生。“1872 年设立的上海轮船招商局;1877年设于滦州的开平矿务局;1887年设立的漠河金矿;1882年设立的上海机器织布局;1889年设立的湖北织布官局。 (3)兴办中国第一批现代化军事企业和民用工业,为中国现代化奠定了物质基础,使中国跨出了现代化的第一步。如 1866年闽浙总督左宗棠创办福州船政局,开始聘请法国人为监督,引进国外技术,建造船只,后来自行设计制造,到甲午战前,完成自主设计制造轮船 19艘。1867年三江通商大臣重厚创办天津机器局,后由李鸿章接手,自主设计的机器占了很大的比例。此外,各省督抚自筹经费创办的中小型的军火工厂从模仿洋枪洋炮到自己生产制造。 科学技术史论文: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。 科学技术史论文:浅论科学技术史与历史科学之间的关系 摘要:本文首先简要分析了科学技术史与历史学的含义及学科特点,在此基础上重点、详细论述了科学技术史与历史科学之间的关系。 关键词:科学技术史;历史科学;关系 广义的历史是所有人的生活历程。科学探索和技术创造活动是人类生活的一个重要方面。在很大程度上,正是由于技术和科学的产生才使人类的生活和其它动物的生活产生了质的区别。技术的历史反映着人类生存和发展状况的变化轨迹;科学的历史同人类精神、思想和世界观的进步密切相关。因而,科学技术史是人类历史的一个重要部分。自然科学史作为一门独立学科,兴起较晚。但是,由于科学理性的巨大力量和科学技术发展对人类社会前进的深刻影响,科学技术史研究逐渐成为人类文化史、社会发展史中特别引人注目的内容。 一、科学技术史与历史科学内涵 1、科学技术史的含义 科学技术史是关于科学技术产生、发展及其规律的科学。科学技术史既要研究科学技术内在的逻辑联系及其发展规律,又要探讨科学技术与整个社会中各种因素的相互联系与相互制约的辩证关系。因此,科学技术史既不是一般的自然科学,也不同于一般的社会历史学。它是横跨于自然科学与社会科学之间的一门综合性学科。 2、历史科学的含义 关于历史学的定义可谓众说纷纭,莫衷一是。但是国内更多专家学者倾向于作如下定义:历史学是一门整合型的社会科学,是历史研究主体在马克思主义哲学所提供的一般规律指导下,运用一定的思维认识方式和手段,在与历史客体发生互动作用的过程中,通过对历史客体的分析研究,以理解其特殊规律和特点的一种精神生产实践及其创造出来的产品――历史知识。 二、科学技术史与历史科学之间的关系 科学技术本质上是一种历史科学,它描述的科学和技术从生产到发展的史实,是自然科学与应用科学的历史。它是历史学领域中发展较晚、具有特殊性质的一个分支,是一门位于自然科学、技术科学与社会科学交叉接壤位置的边缘学科。美国著名科学史家萨顿曾经指出,历史学发展中最早的领域是政治史、军事史,以后才是经济史,最后才是文化史。在文化的历史研究中,宗教是最早出现的,然后是艺术史,出现最晚的则是对科学的历史研究。出现这样的研究顺序是很正常的。这是因为为系统的观察、实验与严密的逻辑体系相结合的近代科学产生于文艺复兴运动之后的17世纪。在这之前,历史的其他分支早已有人进行了认真地研究了。经过18世纪英国产业革命的技术机械化、19世纪欧美国家实现的技术科学化和科学理论化之后,从经济在市场竞争和科学技术的带动下获得飞速发展的史实中,人们逐渐认识到科学、技术对社会发展的深刻影响。马克思、恩格斯正是通过对资本主义和对科学技术历史的考察,才明确提出:科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量,是最高意义上的革命力量。马克思、恩格斯的这一科学论断,又经历了20世纪社会实践的检验,人们进一步认识到科学技术作为生产力的构成要素日益发挥了关键能动的作用。正是这种日渐深化的认识,科学技术的历史研究在历史学中的重要地位才逐渐被置于它应有的位置。 任何科学的见解被人们所理解、认同都会有个过程。科学技术史地位的上述变迁也不是一下子就被众多人所接受的。美国科学史家、《科学革命的结构》一书的作者库恩在1971年不无遗憾地说:“尽管历史学家一般口头上都承认,在过去400年中,科学在西方文化的发展中起了重要作用;但是对于多数历史学家来说,科学史依然是他们学科之外的领域。在许多场合,也许在大多数情况下,这种把科学史拒之门外的做法,看不出明显的害处,因为科学的发展对于西方近代史的许多主要问题似乎没有多大关系。但是一个历史学家,如果要深人考察历史发展的社会背景,或者要讨论价值观念、人生态度和思想意识的变迁的话,那他就必须涉足到科学史。 ”那种历史学家将科学史拒之于门外,造成科学史与历史科学相分离的现象,在中国也同样明显存在。在著作中,在课堂上,历史学学者和教师不自觉或有意地回避科学史的内容,至今仍是显而易见的。 历史学家之所以拒科学史于门外的原因很多,主要可以归纳为: 第一,研究对象不同。科学技术史的研究由于以科学技术和从事科学技术研究的人为主要对象,所以它不同一般的历史研究,它的许多特点都与科学技术研究的本身取向有直接联系。历史学家首先注意的是人与人之间的关系。科学史则是研究人与自然的关系,研究人类认识自然、适应自然、利用自然和改造自然的历史。其实,历史学研究的深人,要求历史学家的视野从战争、政治和帝王将相的范围内跳出去,向文学、艺术、宗教、经济等领域延伸,把文化和思想的发展也包括进去。这种新的历史观就必然会促进历史学的发展。当然,科学史的发展也是其中。科学史的发展不仅从内容上是对历史学的重要补充,而且它将人们的历史观从人与人的关系扩展到人与自然、人类在自然界的地位和能动作用等更广阔的领域。 第二,研究内容的差异。由于研究对象的不同,科学史家常需阅读的是一些科学著作,这些科学著作则往往专业语言很强,对于多数只是在中学阶段接触过自然科学的历史学家来说就很难看懂。不要说属 于近代科学的牛顿、欧拉、拉格朗日、道尔顿、麦克斯韦、玻耳兹曼、爱因斯坦、普朗克的著作,历史学家难看懂,就是中国二十四史中“天文志”和“律历志”等,一些历史学家也是望而生畏。这种知识结构上的差异,使一些历史学家有意或无意地回避科学史的课题。这样一代传一代,造成一些历史学家对科学史愈来愈生疏。应该看到,个别有远见卓识的历史学家已认识到这种缺陷,他们正在大力倡导 历史学的教学应加强科学史的内容,同时主张在历史教学 中开设科学史的课程,有的还身体力行地学习科学和开展有关科学史专题的研究。事实上,科学技术史,从它的内容来看,从事自然科学、技术研究的学者较熟悉;若从研究的对象和范畴来看,他更倾向于社会科学。但是无论是自然科学、技术科学的学者,还是社会科学的学者,研究科学技术史都有自己的某种局限,这正是科学技术史作为边缘学科的一个特点。科学技术史不是简单的科学和技术事件的罗列,它的研究应该深人到科学发展的过程,揭示其发展的源泉、动力和一般模式,还要从其发展的外部制约条件来探讨支配科学活动和科学研究行为的一般机制,即它不仅展现各门自然科学和技术本身的逻辑发展,揭示了它们之间的内在联系,同时也还表述了科学技术的变革或革命对经济、政治、军事以及社会制度的重要影响,以及后者对前者的强大的反作用力。基于这种认识,上述前一部分内容通常被视为科学史的内史,后一部分内容则被称为科学史的外史。这两部分内容的研究和陈述,对于科学技术史的著述同样都是重要的。从科学技术史研究的动态来看,科学技术史研究的最初成果大都属于内史的范畴,而发展至今,似乎外史的课题日愈受到重视。 总之,科学技术史与历史科学都是一门综合性学科,都具有多学科交差等特点,两者之间既密切联系不可分割,又各具特点,不能混为一谈。(作者单位:中共湖南省委党校) 科学技术史论文: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。 科学技术史论文:浅析中国古代科学技术发展历史概貌 摘 要:中国古代科学技术在世界科技发展史上有其重要历史地位。 关键词:古代科学技术;科学思想的发展 中国古代科学技术在世界科技发展史上有其重要历史地位。它的发展从远浅析古时代原始积累,春秋战国奠定基础,两汉、宋元两次高潮,中经魏晋南北朝的充实提高和随唐五代的持续发展,至明万历以后虽比诸同时期的西方已经大为落后,但仍有缓慢进展,也出现了一系列集大成的著作,传统科学思想从高峰走向总结。 一、我国古代科学技术的发展,特别是科学思想的发展,既有连续性,又显示出阶段的特点 春秋战国时期可以说是我国古代科学技术的全面奠基时期,也是第一次大发展时代,其成就不仅赶上而且超过了早期科学技术最发达的古希腊。 春秋末期出现了块炼铁渗碳钢,战国时期又出现了白口铁处理技术,这些冶铁技术的发明,大大促进了农业和手工业的发展。在农业方面形成了以精耕细作为主要内容的中国传统农业以都江堰、郑国渠两个大型灌溉工程的兴建为标志,展现出为农服务水利工程设施的空前发展。《考工记》是我国古代第一部工程技术知识的总汇。《墨经》中包含有关于力学、光学、声学、逻辑学以及对物质结构的猜测等科学成就,它不仅是我国第一部几何光学著作,而且在世界上也是领先的,比欧几里德几何光学要早百余年。 在数学、天文学与历法方面都有了广泛的发展与进步。在地学方面,人们的地理知识已从地理资料的积累,上升到进行某种形式的综合论述与区域对比。医学方面,以《黄帝内经》等著作为代表,构成了我国特有的医学体系的最初基础。 两汉时期是我国古代科学技术发展的又一高峰期,数学算术化是其特征。今天,由于计算机的出现,算术化倾向于现代数学中的作用已日渐显著,中国古代算术的思想与方法和现代计算机科学与技术正相融合。 历法已确立了我国后代历法体系、规范和基本内容的原始框架。《汉书、地理志》的出现,开拓了沿革地理研究的新领域。《神农本草经》是我国秦汉以来药物知识的总结,它为后世本草学奠定了基础;《伤寒杂病论》不仅确立了辩证论治的医疗原则,而且大为充实了中医药体系的内容。《汜胜之书》可以说是对农业知识的总结。 我国的科学技术自两汉而后,经魏晋南北朝的充实和提高,到隋唐五代技术发展,并呈现一股继续高涨的趋势。前者对中国古代科技的贡献,以刘徽与祖冲之的数学、裴秀地学、贾思勰的农学、王叔和、皇甫谧与陶宏景等的医药学、葛洪的化学等为标志;后者主要有李淳风、一行等的天文学、李淳风与王孝通的数学,孙思邈的医药学以及柳宗元、刘禹锡等人的天人论与宇宙观等。这种趋势困宋元时期经济发展、文化昌盛、理学形成、战争和其他需要而得到强化。 作为世界古代文明标志的指南针、火药和印刷术三大发明的出现或大规模使用均始于北宋,正是诸多尊敬的科技前辈先后在各方面的努力,不断将宋元时期的科学技术推进到一个新的高度。 以宋元秦九韶、李冶、杨辉、朱世杰数学四大家为代表,使宋元数学在中国古代以筹算为主要计算工具的传统数学的发展达到登峰造极的阶段。大规模的恒星观测,各种天文观测仪器的研制成功把我国古代天文学推向它的发展高峰。沈括在磁学方面的成就在当时是处于世界领先水平的。金元时期的四大医学学派和相应的医学流派使中国医药学得到全面发展。宋代动植物志、谱录的大量出现并形成出书高潮,和宋景《欧希范五脏图》、所显示的解剖学上的发展,应该说这时的生物学也是成就不小的。在这一时期,地学方面的成就也很突出。杜绾著《云林石谱》的出现,反映了矿物学在宋代已较前有了很大进展。 二、经验性、描述性、实用性与本土化是我国古代科学技术的一个突出特点 我国古代科学技术特点是在封建社会初创的秦汉时期形成的,从建立与巩固新的封建秩序出发,要求科学技术直接为发展生产服务就成为必然的事,因此它更多地具有实用性的色彩。 同时,由于在延续2000多年的中国封建社会中,自给自足的小农经济一直是社会生产的基础与主体,它对科学技术能提供的经验往往是片断而零星的,不可能有其系统性,这样,在这个基础上进行的科学抽象当然多数也就只能是经验性的;同时在这样的社会生产条件下,为科学实验与观测所提供的仪器设备,总的讲也必然是既有限又简陋的,这就使人们对自然现象的观测受到限制,对其本质的揭示只能停留在描述阶段,或者在理论上给予某些定性的说明,或者作出些天才的猜测。而这种情况,与着眼于实用要求,特别关注工艺技巧与可操作性是密切相关的。 三、与农业关系密切的学科更多地得到发展是我国古代科学技术的又一特征 由于我国古代的封建经济主要是农业经济,国家又采取重农抑商的政策,因此,与农业关系密切的学科都得到较大的发展。 据不完全统计,2000多年来,我国的古代农书,包括现存和业已散失的,总共有376种,内容十分丰富。 科学技术史论文:试论科学技术史教学在高职教育中的意义 摘要:在高等院校中大力推行素质教育,为社会舆论普遍认可,而科学技术史教育又是积极推进素质教育的重要途径,本文着重论述了科学技术史教学在高职教育中的意义。 关键词:科学技术史 高职教育 意义 近年来,中国高等教育的发展,取得了引人注目的成就,也引起了人们的很多议论。诸如对高校合并的利弊、对大学圈地的是非、对招生制度的改革、对贫困学生的窘境,等等,社会上有各种不同的看法,众说纷纭。而在各种见仁见智的说法中,在高等院校中大力推行素质教育,得到了社会舆论的普遍认可。可见,积极推进素质教育,既符合当代社会教育发展规律,又是教育界人心之所向。因此,必须对素质教育在高等教育中的作用给予充分肯定,认真探索办好素质教育的各种途径。 一、科学技术史是沟通科学与人文的桥梁 素质教育包括多个方面,比如提高受教育者的政治素质、专业素质、文化素质、身体素质,等等,其中很重要的内容在于提倡人文教育与科学教育的结合,培养学生具有科学的理性思维方式、深刻的历史意识和高度的人文关怀。要实现这一点,开设相应课程是必不可少的。而在这些课程中,科学技术史不可或缺。 素质教育的优秀之一是人文教育和科学教育的结合,而科学技术史是实现这种结合的最佳桥梁。科学技术史立足于过去与未来、自然与社会、科学与技术的交叉点,是沟通科学文化与人文文化的理想工具,是现行文理分科教育体制下联结文理学科的一座桥梁。是文科学生学习科学知识、了解科学精神的理想途径,是理工科学生培育历史意识、学习人文精神的优选课程。对于培养具有健全人格的人才来讲,科学技术史的重要性更是不容忽视。 但是,就中国高校而言,科学技术史的教育现状并不理想。其原因一方面在于缺乏相应的人才,另一方面就教学过程来说,如何把握科学史的内容,使之适合素质教育的需要,学者们因为多关注于自己的专业研究,很少有人对之作深入探究,因而显得缺乏相应的思路和理念。 科学技术史是一门古老而又年轻的学科。所谓古老,从某种意义上说,早在古代社会就有了其萌芽。古代社会的学者也探讨自然现象,他们在探讨自然现象时,不可避免地要对前人已有的工作进行梳理,这就是科学技术史的萌芽。而到了十八世纪,就已经出现了一批以各门学科为对象的专门史著作,这更标志着科学技术史的发展。但科学技术史作为一门学科,树立了自己的价值判断标准和研究目的,实现了建制化的要求,并且得到了社会的承认,则是二十世纪上半叶的事情,是经由比利时学者乔治・萨顿坚韧不拔的努力而得以实现的。从这一时间节点来看,科学技术史仍然是一门相当年轻的学科。 科学技术史成为独立学科后。首先在欧美国家得到发展,后来逐渐扩展到其他国家。中国的科学技术史事业,在民国时期已有李俨、钱宝琮、钱临照等前辈从事过开创性的研究工作。共和国成立后,首先在中国科学院成立了专门的科学技术史研究机构――中国科学院自然科学史研究室,该研究室后来升格为中国科学院自然科学史研究所,成为中国科学史研究的大本营。除此之外,在高校中也存在着少数科技史研究机构,如中国科学技术大学自然科学史研究室、内蒙古师范大学科学史研究所等。这些研究机构的设立,标志着科学技术史学科的建制化在我国得到了初步的实现。 1999年3月,上海交通大学科学史与科学哲学系隆重成立,这是中国历史上第一个科学史系,它的建立是科学史学科在中国建制化进程中的里程碑式的事件。嗣后,中国科学技术大学科技史与科技考古系、内蒙古师范大学科技史与科技管理系,以及别的高校中的科技史系也相继成立。这些,标志着中国高校中的科学史学科的发展进入了一个新的阶段。 在高校中大力发展科学技术史学科,是这一学科发展的当然选择。因为科学技术史的一项重要功能是其教育功能。科学技术史以历史上的科学为自己的研究对象,涉及范围极其广泛。中国科学技术大学李志超教授曾经动情地说:“科学史是纵览古今,兼治文理,横参中外,汇通天人的大学科。”此殆非虚言。正是由于科学技术史学科的这一功能,它在帮助人们正确理解科学本身和认识应该如何正确应用科学方面具有其他学科不可替代的重要作用,同时在对于沟通自然科学与人文科学这两种不同的文化、全面提高受教育者的素质、为营造和谐社会作出贡献方面的作用也是不可或缺的。高校是现代社会教育的制高点,具有如此重要教育功能的科学技术史学科,当然应该在高校中得到应有的发展。 二、作为素质教育内容的科学史课程在授课过程中应该把握的方方面面 科学技术史联结中外,纵贯古今,横跨文理,包罗万象,内容十分丰富,这既为教师的授课提供了丰富的素材,为教师在七尺讲台上的思想驰骋提供了足够的空间。又为教师高屋建瓴纵览全局深入浅出的讲解制造了障碍。内容的博大精深与课时的有限及学生学业的繁重构成了一对矛盾,这一矛盾如果解决不好,不但不能实现在素质教育中开设科学史课程的初衷,反而会把学生吓跑。因此,教师在讲授科学技术史课程的过程中,就必须下决心将一些东西不列入教学内容之中。惟有如此,才能突出主线,简明扼要。 科学技术史属于历史学的范畴,在授课时要充分体现这一点,把科学技术发展的历程揭示出来,以此培养学生的历史意识。历史意识是一种高级思想体验,只有具备历史意识的人,其知识结构才是健全的,才会用发展的眼光看问题,才会对人更加宽容、对事更易理解,才会在面对各种问题时,持更符合社会实际的态度寻找相应的答案。在培养学生的历史意识方面,科学技术史大有用武之地。科学不是用一个个概念串起来的,也不是用一堆堆成果堆积起来的,而是从活生生实践的历史中走出来的,是一个有机的整体。把科学发展的前因后果讲述出来。有助于学生形成科学的历史观。可是我们现有的科学技术史著作,特别是中国科学史著作,大多注重对细枝末节的考证,忽视了对宏观发展过程的把握;注重对具体科学史事件的研究,忽视了对隐藏在各种具体科学史事实后面的原因的探讨。缺乏对因果关系的探讨的著作,极容易误导学生的思维方式,使那些缺乏历史感的学生产生一种错觉,认为他们在其他课程中接触到的那些科学概念是先天就有的。或者是科学家造出来的,从而不知不觉地形成先验论的思想方法。既然已有的供学生参考的科学技术史著作已经包含了这样的不足,教师在授课过程中就应该注意这一点,设法通过自己的教学活动弥补这一缺陷。任何科学知识体系都有其历史的发展形成过程,好的教师在教学过程中应该用最精练的语言表述这个过程。 在当今的时代,高度发达的科学技术成为社会生活的重要组成部分,任何人文社科类学子都不能以“科盲”自居。而要对人文社科类大学生进行现代科技教育,弥补其因过早实行文理分科而导致的知识缺陷,科学技术史就应该是一门优先考虑的学习课程。对于理工科学生来 说,他们所拥有的科技知识,大都局限于其专业领域之内,因此对他们也同样存在着进行科普教育的问题。面对这种现实,在对学生进行科学技术史教育时,必须重视对重大科学技术史事件中所蕴含的具体科学知识的讲解。例如,我们在学习“开普勒的历史作用”时,不可能不涉及对太阳系天体运动状况的介绍,以及对开普勒行星运动三定律的阐释,这种介绍和阐释本身就是对学生进行的科学知识教育。同样,在讲授“量子力学”时,如果对量子力学所涉原理讲述不够,未能使学生充分把握,那么,要让学生懂得量子力学史,就是不可能的。因此,教师在授课过程中。必须注意对相关知识的讲授,使学生在接受科学技术史教育的同时,学到相关的自然科学方面的知识。学习科学技术史有助于加深人们对科学本身的理解,这是科学技术史教育多年经验的总结,已经为教育界所公认。作为一个科学技术史教育者,我们的任务是充分发挥科学技术史学科的这一功能,让它为传播和普及科学知识作出应有的贡献。 三、注重弘扬科学与人文精神 在讲授作为素质教育课程的科学技术史课程时,还要重视对科学精神的宣扬。科学界在发展科学的过程中,逐渐形成了一些共识,例如从自然本身出发来解释自然的信念,不迷信、不盲从的理性批判意识,注重实验、讲求实证的实践精神,等等。这些,就是我们所说的科学精神。科学精神是科学的灵魂。有些人在日常生活中常常上伪科学的当,究其原因,不在于他们缺乏科学知识。而在于他们没有掌握科学精神。正因为如此,我们党和国家才一直在提倡大力弘扬科学精神。科学之所以能够有今天的历史地位,正是它一次又一次超越伪科学、超越迷信的结果。讲授科学的发展历程,可以使人们更清醒地认识这一点。 进行科学技术史教育,在整个教育过程中应该充满人文精神。科学技术活动处理的是人与自然的关系,活动的主体是人,因此,要发展科学技术,科技工作者首先就要处理好人的关系。这些关系,就包含人文因素在内。所谓人文精神,主要体现在人能否正确对待自我,对待他人、社会和自然。这些因素既是科学能否发展的前提。更是人类社会肌体是否健康的关键。科学正是在自己的发展过程中,逐渐认识到了它们的重要性。科学技术史所记录的,就是这一过程。一部科学技术发展史,实际上就是一部人类不断完善自己、发展自己、提升自己,使自己从“自在”状态过渡到“自为”状态的历史。这正是人文精神的体现。作为素质教育的一部分的科学技术史教育,对此应该有充分的反映,以期使学生通过学习,能够在正确对待自己和他人,学会与人合作共事,对群体、社会和国家有责任感等方面有所提高。 四、高职院校尤其应引进科学技术史教育 关于高职院校实施人文教育的情况,中央教育科学研究所《教育研究》杂志社主编高宝立同志曾于2007年对北京、河北、浙江、广东、山东、重庆、河南、吉林、安徽、江苏、陕西等省市所属的不同类型、不同专业的26所高等职业院校的987名教师、4035名学生进行问卷调查,并对有关高职院校的校(院)长进行访谈。调查表明,由于大部分高等职业院校办学时间短,学术底蕴不厚,加之当前在职业技术教育领域存在着技术主义和功利主义的价值取向,一些高等职业院校单纯注重学生操作技能的训练。片面强调专业技能的培养,仅仅满足于让学生获得从事某个职业所需的实际知识和技能,而对于培养学生独立人格、健全心理,以及较强的创新精神和社会适应能力的人文教育则重视不够,对学生的人文知识教育、人文精神培养没有给予应有的重视,人文教育处于边缘状态。具体表现在:(1)人文教育未列入学校整体规划;(2)学生的人文素质有待提高;(3)高等职业院校人文教育不能满足学生的需求;(4)高职院校人文教育缺少职业特点;(5)教师的人文教育能力不高。为解决这些方方面面的问题,作者作了诸多探索,其中一条是:树立科学教育与人文教育相融合的办学理念。虽然作者只谈原则,未能给出具体的操作手段,但却引起了笔者强烈的共鸣。 大力加强科学技术史的学习是一个再合适不过的操作手段,高职院校尤其应引进科学技术史教育。 但考虑到高职院校的实际情况,除注意以上所述基本原则之外,还应注意以下两个方面。 1 对课堂讲授内容要有合理的偏重和进行合理的取舍。 科学技术史可讲授的内容非常多,而本课的课时数又肯定非常少。所以我们必须遵循“有所为、有所不为”的原则,精选精讲,凡涉及的内容一定要讲深讲透,确实做到让学生领会要点,并能举一反三。 避免只讲授抽象的理论,通过讲授具体案例生动地展现科学技术史的发展历程。使学生在具体的人和事中学习科学知识、了解科学方法、领悟科学精神。注重在教学中结合本校或本人的学科与专业特点。让学生在学习一般的科学史知识的同时,了解本专业的历史渊源及发展方向,或更进一步体会学术研究的要领和规范。 2 建设结构合理的高素质的师资队伍。 高等职业院校要加强职业人文教育,关键在于提升教师的人文素质。可以说。高职院校教师队伍的人文素质发展程度与水平直接影响学校的人文教育质量与水平。因此,如何提高教师队伍的整体素质,特别是他们的人文素养,构建稳定而又内涵丰富的人文精神,应成为高等职业院校师资队伍建设的一个重要课题。 “双师型”教师是高职院校实施职业人文教育的骨干力量。为了更好地实施职业人文教育,发挥“双师型”教师的作用,在今后的“双师型”教师的培养中,有必要把人文素养及人文教育能力作为必要条件。同时,要加强教师职业人文素质的培训,改进教师的评价体系和办法,要求教师不仅具有较高的专业技术和动手实践能力,而且具有丰富的人文社会科学知识和素养,从而促进高职院校人文教育的开展。 科学技术史论文:欲望下的实用技能\科学技术与艺术审美的历史演进 摘要:本文以人类根身欲望即美的“欲望论”为基点论艺术审美的历史演进,艺术是人类意识在进变中所产生的能动性于结晶品所达到的一种意义和水平。所以,从原始自然心理烁石选择是艺术的萌芽,石器的加工是艺术的开始;身饰、巫术是艺术的形成,阶级社会下的“社会结构”的创建是从简单心理到社会性审美意识的结果,而“社会结构”下的情于物、情于理的审美演化,又是人类艺术结果的必然。 关键词:社会物象;实用艺术;艺术技巧 人类从原始自然心理烁石选择是艺术的萌芽,石器的加工是艺术的开始;身饰、巫术是艺术的形成,阶级社会下的“社会结构”的创建是从简单心理到社会性审美意识的结果,而“社会结构”下的情于物、情于理的审美演化,又是人类艺术结果的必然。这一点上正如美国的杜威“艺术论”所说:“艺术也就是人能够有意识地去重建(restoring)这种能力的一个生动而具体的证明,把感觉、需求、冲动和生物的行为特征结合成整体并达到一种意义的水平”。[1]虽然杜威以“经验”角度论美学艺术,把艺术分为“审美艺术”和“实用艺术”。然而从他的意识欲动下的“意义”和“水平”的理路看艺术,艺术在历史演进中是于生活实用中的技能`技巧`科学技术,在逐步演化中而被具体的运用。在这一过程中,既有社会性物象于“艺术演进过程”;又有能动意识于“过程”彼此促变而随欲而进,既有源头又有发展,从而使艺术组合形式于社会结构而不断地彼此创变。 所谓的技巧是人类与自然、社会长期运作中逐渐积累起来,并反复地被运用于实际作工的经验。从被能动地创变为做工的程序、具体操作方式而形成于技巧。人类的技巧首先来源原始工具的使用。例如从砾石的选用的原始比较心理的技巧,到石器的一步步进化;从砍砸器、刮削器、尖状器,原始的无知心理也逐渐进变为感知心理。在工具制做过程的能动心理的“打制”到“压制”、“琢制”、“磨制”、“钻制”、“火制”等系列技巧的形成,技术也随之形成。所以技术是在技巧不断地作工而形成的一定的规范、规则、和程序。然而从技巧到技术中已蕴含着艺术组合的能动心理,其运作的指向首先是欲之驱动为自然性的实用满足,从而动力人的意识层的能动性。能动又促进技巧、技术的向前发展,使艺术由低向高逐渐形成。例如当一件工具被做工后给人以实用,那么将会促动新的做工技巧的探索,在探索过程又进行新的艺术思维组合,使之技术不断地向前发展。同时也创变人类意识,使技巧、技术在进变中逐渐走向科学。随着意识能动地艺术组合于人类的技巧与科学,科学也开始由单一的物之实用向意识层中进变向多项发展;在物与思互促过程,科学也由低级走向高级。 科学是人类与社会、自然关系运作中形成的具体分门别类的知识体系。它是由经验的技巧、技术的不断创变而形成的内领域的总体规范、规则,是意识体能动艺术组合的高级标志。它以规范、规则的理论系统,即所谓逻辑性形式表现意识体。而在运作中却是以“社会结构”不断创变而变化发展,以新视象的偶然、突出性所激发的冲动与情力交替一同运作于它的逻辑性的艺术组合。从砾石的选用到旧石器、新石器,在此过程的技巧、技术不断运作形成了雏形的科学程序,如陶器制成。因为偶然火的利用,发现泥土等物质改变了自已原有的性质,其实用性和外表光洁的新奇感,冲动着心理能动地再组合这一现象。使技巧编顺为技术再用于实践作工。经过这种不断的反创,使陶器制造形成了规范的作工体系,使陶器由简一使用到多色彩多形状的观赏审美。在这一过程中,已形成了雏形科学程序。如线条如何对称与比例,色彩如何鲜明、光洁,这就需要有一定的技巧、技术的理论系统来指导艺术组合。这一过程,即随心里到意识层发展,承习于物与思的技巧、技术的经验;再从独立的思规指向于实践作工。然而这一作工的具体性,正如乔治.卢卡契以“观念性”同理的词语解释的比较清楚:“这样的同质的、同质化的本质正是集中在赋予所有塑造的对象一种‘观念性’。这种‘观念性’表现为有关对象的感性可识别性,即把视觉丰满的印象简化为最节省的笔触,(技巧与技术过程)并由各种自然环境中抽取出来。”[2]从“视觉”到“笔触”,从“具体”到“自然”表现出艺术组合的逐渐发展过程,并蕴孕着科学的艺术形态。 虽然本文以以石器到陶器的技巧与技术的发展为例证,来简述科学的形成,但并不等于说科学就局限于某一领域。技巧、技术、科学同“情之力动”“艺术”一样随欲生成发展,随意识体的能动性的的不断创进而具体表现。所以意识体下的艺术同人类社会是同步发展的,例如在一个时代、同一个社会形态的个体拥有着相同的社会性意识体,一切行于它的指向。虽然人类在特殊历史时期,在不同的情之力动下有着不同的表达的领域,但艺术表现的内在显现,却是基于特殊历史时期社会性相同的意识体。例如文艺复兴时期的达•芬奇,他既是杰出的画家、学者,又是数学家、力学家和工程师。他不但创作出《蒙娜丽莎》《最后的晚餐》等著名绘画作品,并与其中显现出特殊历史时期社会性相同的意识体,即人文精神。但同时也表现出起个体还能精通工程科学技术,担任过建筑师、军事工程师和桥梁设计师。同样,文艺复兴时期另一位杰出的意大利画家拉斐尔也是如此,他不但创作出了《西斯廷圣母》等举世闻名的给画作品,还担任建筑师,完成了罗马彼得大教堂的建筑工程。还有阿尔勃莱希特•丢勒,他是画`钢板雕刻家、建筑师,此外还发明了一种筑城学体系。他们既是艺术家,并于艺术内中既能显现出“共同的意识体”;同时又是科学家,在他们两种不同表现中却能基于同一个意识体下的艺术组合,在“同一体”中,又以不同的方式展示出不同的特征。 不仅如此,从实用艺术到纯艺术,既有彼此的联系更是有着历史演化过程。审美价值的实用性与纯艺术审美性,是逐步由于审美来源于人类根身欲的创变结果。从生物性本能的需求,到原始心理实用与审美的满足。这一过程本身就是人类在承习中发展实用与审美。由原始的生物的需求促发人的心里发展,创变为实用;实用又 从低级向高的实用性的享受,在享受思维运作中,就是审美价值的形成。然而在发展过程中不能只承习实用没有审美,追求实用是为了享受,享受的心里本身就是审美后的感受。 人类的审美源于根身欲望进变过程,如从烁石、石器、陶器,乃至当今电脑,无不表现出审美的历史演进过程。正因为如此,人类经过反复进变于意识,实用与审美交织于人类新欲的驱动,去探索新的审美价值的感受。例如,工业艺术,农业艺术,自然艺术无不是艺术组合下的“现象”。当然这种艺术组合是所指于达到一定水准和意义即审美价值,而不是某一生产过程的原始土块。粪堆之类的物质材料的堆切。然而,这种审美价值,有区别于艺术作品的审美。如实用艺术是以实用、美观来满足人们的需求,二者是结为一体的。如果单纯实用不称其艺术,单纯为艺术观赏也不是实用艺术。既使是原古的艺术也不仅仅是实用,如从“身饰”“纹身”到工具的精细制做,本身就含有审美的价值。如“身饰”既可除妖避斜,又有审美作用。正如普列汉诺夫所说:“狩猎最初是为了吃肉,用来作为装饰的羽毛,野兽的皮肤,脊骨,牙齿和脚爪等等,是不能够吃的。或是不能够用来满足其他需要的,但是这部分可以作为他的力量,勇气或灵巧的证明和标记。”[3]男人“身饰”是为了向女性展示力量,女人身饰是为了吸引男性的审美。陶器的制做,不仅实用同样也有着观赏的价值。 如工业艺术也是如此,从低级工具制造到现代化电脑;从古代建筑到当代的奇形多样的高楼大厦。一件件“物象”呈现于我们的感观,无不具有审美价值,而不是单纯地原始实用。不仅如此,农业艺术、自然艺术也同样以感观于艺术与物的现象来满足人类审美价值。又如农业艺术,是指在能动意识的艺术组合下与大自然作工于作品。通常指对自然地形的改造和用植物建筑成自然环境。如“红旗渠”,环山的层层“梯田”,农业防护林,在沙海里“拦沙造田”,人造运河、水库等等。不仅用于农作物的实用性,而且在实用的同时,既可显示人类自身力量的伟大的审美又可成为可观赏的一道自然风景。然而,自然艺术的审美价值,虽然也是以艺术与物之现象的感观来满足人的需求,但审美的感受,却以人类与自然的生物链条形成而被表现。如江、河、湖、海、高山大川、飞禽走兽,在它们不危害人类生命时,不仅可观赏审美,同时是养育人类的生命之源。 当然,审美价值的实用性与纯艺术审美性,是源于人类根身欲望逐步演进创变的结果。从生物性本能的需求,到原始心理实用与审美的满足。这一过程本身就是人类在承习中发展实用与审美。由原始的生物的需求促发人的心里发展,创变为实用;实用又 从低级向高的实用性的享受,在享受思维运作中,同时也是人类审美价值的形成。然而在发展过程中不能只承习实用没有审美,追求实用是为了享受,享受的心里将会逐渐形成精神层面上的审美需求和审美感受。正因为如此,人类经过如此反复地进变于意识,实用与审美交织于人类新欲的驱动,从而去不断地探索新的审美价值的感受。 科学技术史论文:科学技术是生产力的历史观 一、科学技术是生产力论断的发展历程 面对科技进步与社会发展的新形势,同志进一步提出,科学技术是第一生产力,是先进生产力的集中体现和主要标志,是人类智慧的一座光芒四射的灯塔。从近代以来科学技术发展促进生产力发展的三次重大科技革命演变历程中,我们可以看出,先进生产力取代落后生产力,都是由科学技术的进步或突破引起的。因此,哪一个国家抓住了科技革命提供的历史机遇,哪一个国家的生产力就获得大发展;哪一个国家错过了科技革命提供的发展机遇,哪一个国家的经济发展就大大落后于时代。同志提出科学技术“是推动人类文明进步的革命力量”等重要论断,成为中国特色社会主义理论的重要内容。 二、科技进步和创新是发展生产力的决定因素 当今科技发展呈现四个特点:一是新科技发明、发现的速度大大超过以前。二是科技成果转化为生产力、应用于社会的速度大大加快。这个周期,在18世纪约为100年,19世纪约为50年,第一次世界大战前为30年,第二次世界大战后为7年,而目前在一些发达国家,更新产品一般只需要3至5年,某些先进产品只需要1至2年。三是科学技术综合应用、集成发展的趋势日益明显。四是科学技术已经成为推动经济增长的主要因素。当今世界,科技进步日新月异。以信息科技与生命科技为代表的科学技术突飞猛进,知识经济迅速兴起,以知识创新、技术创新,人才和高新技术产业为优秀的综合国力竞争日益激烈。要想在这场激烈的国际竞争中处于主动地位,立于不败之地,就必须大力推动科技进步和创新。科学的本质是创新,创新的关键在人才,人才的成长靠教育,科技、教育、人才三位一体。科学技术实力和国民教育水平,始终是衡量综合国力和社会文明程度的重要标志,也是每个国家走向繁荣昌盛的两个不可缺少的飞轮。据统计,在发达国家,科技进步对经济增长的贡献率,20世纪初为5%~20%,20世纪中叶为50%,而到20世纪末已经上升到75%以上;人才在综合国力竞争中越来越具有决定性意义。 三、用科教兴国、人才强国和创新驱动发展战略落实科学技术是生产力的思想 “国以才立,政以才治,业以才兴。”人才资源是第一资源。人才的数量、质量及其高层次的创新能力,正在成为一个国家或地区经济社会发展的关键因素。为此,党中央相继提出了科教兴国和人才强国的战略。全面落实科学技术是第一生产力的思想,坚持教育为本,把科技和教育摆在经济、社会发展的重要位置,增强国家的科技实力及向现实生产力转化的能力,提高全民族的科技文化素质,把经济建设转移到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来,加速实现国家的繁荣富强。要把人才作为推进事业发展的关键因素,建设规模宏大、结构合理、素质较高的人才队伍,开创人才辈出、人尽其才的新局面,把我国由人口大国转化为人才资源强国。 21世纪以来,世界新科技革命发展的势头更加迅猛,正孕育着新的重大突破。党的十八大提出实施创新驱动发展战略,坚持科学技术是生产力,深化科技体制改革,推动科技和经济紧密结合,加快建设国家创新体系,着力构建以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系。完善知识创新体系,强化基础研究、前沿技术研究、社会公益技术研究,提高科学研究水平和成果转化能力,抢占科技发展战略制高点。 作者:姚爱琴姚爱娟单位:防空兵学院政治部 河北工业大学廊坊分院政治教研室 科学技术史论文:科学技术让历史知识传播方式改变 历史电视片是以掌握历史概念,探求历史发展动因和宣传历史为目的的。心理学研究表明,没有理解的记忆是不会长久停留在脑海中的,这样就会出现观众掌握得不够牢固,不久就会忘掉的现象。而历史电视片将历史知识化难为易,化繁为简,片中动态内容代替抽象的说教,使观众在轻松愉快的情境中很快地去欣赏、去鉴别、去认识历史。 如历史电视片《斯大林格勒保卫战》,我国观众对法西斯德国对苏联的进攻,以及苏联红军的战略反攻,因地理知识和历史知识所限,对敌对双方的实力对比、军事分布、战争激烈程度、战略进攻目标和进攻方向及战役进程往往难以理解。然而,在历史电视片中,电视工作者利用电视画面、利用现场音响、通过3D或AE技术将流动的箭头把敌我双方的攻防路线及战略态势进行演示,再配上战役中影像记录的素材,观众在鲜明生动的影像的刺激下,就能清楚了解战争进程,理解敌对双方作战方针和意图了。 为什么会产生这样的效果,最主要的原因是电视画面的直观效果,让观众一目了然;其次是历史电视片中的知识点,被电视片编导按照一定的编辑手法有规律、有层次了,这样一来观众就比较好理解;第三,历史电视片中间错综复杂的关系被条理化了,一个事件、一场战争它的前因后果被条理化后,让观众理解起来就清晰明了。这样一来,观众的抽象思维就变成了立体思维,理解起来就变得简单容易多了? 还有一点就是电视艺术是一门综合艺术,编导运用画面演示,运用解说词点拨,运用音乐烘托,使观众在愉悦的心境中轻松地获取知识、思考问题、分析问题、解决问题。这比单一的说教或是枯燥地“啃”历史书籍,对观众生理和心理来说,无疑会产生更深的刺激,这种刺激经过转换变成了记忆,深深刻录在观众的脑海中。 如:历史电视片《第二次世界大战》在反映19世纪末两大军事阵营形成时,用世界地图把两大军事阵营的国名在屏幕上呈现出来后,通过解说词用最简洁的语言概括它们间的关系,即:资本主义政治经济发展的不平衡的一个规律,到法国与德国、英国与德国、俄国与奥地利的三组矛盾,再由三组矛盾升级,形成同盟国、协约国两大集团斗争,最后导致世界大战。正是这些动态图像、图形,把抽象的内容转化为直观的,观众便于理解的,全面系统的认识,生动准确的演示,将错综复杂的关系化解了,让观众了解到这些互不关联国家为什么会形成两大阵营的一些历史。 影像技术的综合运用改变了传统的历史传播方式,传播中历史电视片成了观众接受历史,认识历史的引领者、指导者。历史电视片的内容和观众之间产生了互动,看起来观众的接受方式更随意了,但这种方式更方便、更直接、更灵活、更有针对性,促进了观众学习历史方式的改变,使观众变被动学习为主动学习和自主学习。 在历史电视片的传播中,通过运用影像技术手段和信息技术手段,以及影视艺术表现手段,将综合艺术形成的“场”信息,设置给观众,让观众不仅置身于某个历史阶段的一个特定的环境中,还会让历史上发生的事件、故事随着情节的展开入脑入心。使观众的观看不仅是在享受,而是在潜移默化中得到历史知识的启迪、精神的升华。 实质上利用影像技术手段和信息技术手段,以及影视艺术手段的传播,还会逐渐改变观众接受信息的方式。历史电视片生动有趣的历史情景,逐渐转化为养成教育的一种形式,以及一种特有的接受信息的素养,养成良好的观看习惯、学习习惯和学习方法。让观众由单一地观看转化为想要动脑思考、反复琢磨,让观众在学会学习的基础上对历史信息加以提取、整理、加工,得出正确结论。 影像技术手段和信息技术手段,以及影视艺术手段的应用,使影像艺术或者说历史电视片与观众之间,观众和观众之间能够实现交互,能够使观众由过去单纯的强灌式学习历史知识,变为观众自己主动参与的过程,充分领悟历史知识的内涵,在原有历史知识的基础上引申、积累,这样观众不仅了解了历史知识,更重要的是提高了各种能力,学会了学习。例如,一些80后学生观众在观看历史电视片《》时,由于该片对发起“”的动机没有定论,他们看了这部片子后就对“”的产生非常不解,他们就从网络上搜集有关“”的资料,并针对资料提出相应的问题,在网络上进行讨论,这样一来不仅形成了资源共享,而且通过他们搜集、思考、讨论,加深了对“”这一段历史的认识。由此可以看出影像技术手段和信息技术手段,以及影视艺术手段的多媒体环境下的接受,获得了充分展现自我的空间,激发了观众的主体意识,使观众积极、主动、全面地参与到某一历史过程之中,做到了享受与学习相结合,从而有效地提高了社会群体对历史知识的认识和提高。 科学技术史论文:面向高职制造专业的科学技术史教育初探 摘要:针对高职制造专业学生缺乏科学技术史了解,在工程实践中创新能力不足的现状,通过科学技术史教育宣讲增强科技意识、树立科学精神,专业课程教学与科学技术史相结合培养学生科学的认识论、方法论,科学技术史的专题研讨提升学生的科技创新能力,探索出了适合高职制造专业学生的科学技术史教学实践方法,提高了高职制造专业学生的创新活动能力,推进了我国高职素质教育的发展。 关键词:高职;制造专业;科学精神;创新能力 科学技术史是关于科学技术的产生、发展及其规律的历史学科。是以自然科学技术为对象的一门横跨社会科学和自然科学的交叉学科,是学习《自然辩证法》、《科学思想史》、《发明学》、《创造学》等课程的基础,具有极强的应用性、导向性,是一门对学习、创造、成才的养成教育课程[1]。高职制造专业的学生主要面向生产现场的技术管理、工艺改革和新产品、新工艺实施,有必要养成认真的科学态度、严谨的工作作风,以及勇于探索和开拓创新的精神。因而对高制造专业的学生开展科学技术史教育,对培养高职制造专业学生实事求是的辩证自然观、科学观,掌握正确的科学思维、方法,增强技改、创新能力,树立“科学技术是第一生产力”的观念具有重要作用。同时也是爱国主义教育和精神文明建设的重要组成部分[2]。目前我国针对高职学生的科学技术史教育的实践经验还比较匮乏,笔者经过大量的研讨,在高职制造专业中开展了科学技术史的教学改革探索与实践活动,并经过三届学生的尝试,极大的增强了学生的科技意识,提高了学生的创新能力。 一、科学技术史教育教学计划 高职学生经过高中阶段的学习,已经掌握了一些比较系统的学科内容,初步具备基本的科学知识基础,可以接受科学技术史教学而不会存在知识障碍;其次,大多数高职学生不存在升学压力,有条件注重培养兴趣爱好;最后,科学技术史教育对未来职业发展、能力提升有重要作用。这就为高职学生开展科学技术史教育创造了有利的时机和条件。根据高职教育活动规律和高职制造专业学生的知识结构和理解能力,在制造专业经过连续三届学生的教学实践,制订了分阶段科学技术史教育的培养计划,分为3个阶段完成:第一阶段采用开科学技术史讲座的形式,达到科学技术史普及教育的目的。主要针对历史上一些有重大影响的科学事件进行分析、讲解,达到让学生了解科技史的发展,对社会进步的重大影响,激发学习兴趣。第二阶段是在专业课程内容教学中融入相关科学技术发明内容,帮助学生理解专业技术的形成、发展规律,逐步养成掌握科学的认识、方法论,增强专业理解和专业自豪感。第三阶段是开展科学技术史专题研讨,组建兴趣小组,与企业共同研讨新技术,养成学生的科学精神,培养创新意识,提高提高创造能力。 二、科学技术史讲座 在第一、二学期开设科学技术史讲座。这个阶段以典型、有趣的历史事件为主,通过教师讲授案例、参观学习、上网查阅资料等手段,组织学生讨论、总结、交流感受等形式完成。也可以组织学生参观科技展览和现代化企业,观看相关的电影、录像等影像资料,了解科技发展的规律和最新技术,感受科技对社会变革的影响;有条件的还可以邀请企业专家、学者作专题报告,介绍新学科、新思维、新理论、新技术,全方位的立体感受科学技术对社会活动的深刻作用。由于该部分案例通俗易懂,活动形式丰富多彩,并且趣味性较强,容易激发学生的好奇心,学生乐意接受。通过这个环节,开阔了学生的视野,在潜移默化中增强对专业的了解,激发了专业兴趣,感受了科技的力量和严谨的科学态度,提高了学生的科学文化素养,对今后成为一名科技工作者打下了扎实的基础。当然案例的选择应该紧紧结合专业,要根据学生情况和行业最新技术的发展及时的进行适当的更新。活动后要求学生写心得体会,并进行交流。通过这些活动,学生消除了科学技术史“无用、无关”、“无能无力”等错误观念。 三、专业课程内容与科学技术史融通学习 在第三、四学期的专业课程学习过程中,增加科学技术史内容,尤其是一些与制造专业相关的重大发明创造。如在高职制造专业中讲连杆机构时,可以引入卧轮水排、水击面罗、人力砻、脚打罗、脚踏纺车、脚踏车[3]等;在链传动中引入翻车,高转筒车,木斗水车和管链水车,天梯[4]等;在讲齿轮机构与轮系时讲轧蔗糖车的结构、指南车的构造原理[3]等;在讲加工与工艺时介绍古代的压力加工,拉拔加工,钻锯刨剪,车璇镗、陶轮和琢玉车等[3];在讲金属切削机床时介绍秦陵铜车马,水运仪象台[3],近代机械的引进与仿制[3]等。通过这些古代的发明创造的介绍,一方面可以帮助学生理解各概念、定理、定律的来龙去脉和技术的演变过程,培养正确的科学思维方法,让学习活动变得生动有趣;另一方面可以让学生感受专业对社会进步的巨大贡献,激发专业自豪感,提高学习兴趣,更加努力学好专业理论知识,最终养成创新思维,提高学生的创造能力。 四、科学技术史的专题研讨 在第五学期的科学技术史教育中,应该注重创新思维、能力、技巧的培养是一种兴趣爱好的养成,可以组织一个研讨班。通过一些先进技术应用的案例(如叶片加工技术的发展、核电转子的制造技术等);与专业相关的企业真实案例(如多轴加工与高速切削技术等)或者历史上还存在异议的科学技术发明(如水力天文仪器的驱动和传动机构等)展开专题研讨,采用教师重点介绍、自主查阅资料和共同研讨相结合的方式进行。在教学活动中,教师要切实改变单向传授知识为目的的注入式教学法,更加注重启发学生、引导学生、激励学生敢于打破常规,敢于挑战权威,敢于质疑、勇于创新。对以上类似问题,通过教师介绍相关知识,让学生在课后查阅资料并开展小组讨论,再专门组织了一堂探讨课,让学生充分发挥想象力和理解力,大胆表述自己的见解。 “以史为镜,可以知兴衰”。历史是社会发展的一面镜子,科学技术史教育的意义就在于让未来的科技工作者,工程师,技术人才体会到“创新是一个民族生存、发展与进步的灵魂,是民族兴旺发达的不竭动力。[4]”针对高职制造专业学生的知识结构、就业岗位以及课程安排,通过科技史讲座、专业课与科技史融通、科技史专题研讨等形式,完成了面向高职制造专业的科学技术史教育目标。让学生深刻领会科学技术是第一生产力的著名论断,培养了学生的科学态度和科学精神,增强了学生的社会责任感和爱国热情,有效的提高了学生在专业技术活动中的创新意识和创新能力。实践证明,高职制造专业开设科学技术史教育是有益的、必要的、可行的。随着我国素质教育的不断推进,科学技术史的教育必将与素质教育的改革紧密结合,这对于以培养高素质的技能型应用人才为己任的高职院校将是一场挑战和机遇,只要在理论教学和实践教学过程中努力实践科学技术精神,就可以有效转变学生的创新观念,激发学生专业学习中的创新意识,培养出高技能的创新型应用人才。 作者简介:卢万强(1971-),男,四川眉山人,四川工程职业技术学院,副教授,大学本科,主要从事机械制造及数控技术应用研究与教学工作。 科学技术史论文:机械传动科学技术的发展历史与研究进展 摘要:机械领域是由原动力系统、传动系统和执行系统构成,三者息息相关:构造较为单一和固定的原动力系统为机械提供了动力,而执行系统呈现多样性,传动系统则将原动力系统与执行系统有机结合,具有枢纽作用。机械中的传动系统是必要的,依据传动系统的科学性和效率性对机械的优劣进行评价。因此,最近几年,传动系统成为机械制造领域的重点研究课题。 关键词:机械传动;传动系统;机械制造 1 机械传动技术的发展历史 1.1 机械的主要传动方式介绍 机械的主要传动方式包括:机械传动、流体传动、电传动。目前,电磁轴承、电磁传动等非接触式传动也逐渐出现,将传动技术的范畴拓宽。但具备了机械传动系统必须的要件的“机械传动”仍是最主要的传动形式,如恒功率输出、速度影响、效率等都很好。 1.2 机械传动技术的特性 高效、高速、多功能、精密是机械逐渐达到的范围,那么就必然要求传动机的功能和性能也达到一个高端和精准的层面。在某种程度上,传动技术对机械的工作性能、寿命、能源的消耗、振动的噪声等影响很大。机械传动的形式包括齿轮传动、带链传动、摩擦传动等。 1.3 机械传动科学技术的发展 在最近几年,机械传动技术得到了长足发展,其作为组成机械设备的重要部分之一,与机械诞生及其进步、更换有着紧密的联系,它有助于推动生产力的更新换代,有助于解决一系列的生产难题。在我国早期,指南车有着类似于齿轮传动的装置,美国在20世纪中期将指南车模型进行展览。战国到西汉期间,机械传动的重要标志就是齿轮已经诞生,指南车的发明早于宋代,中国古代科技史学家王振铎认为,三国时期的马钧发明了指南车。 据相关文字记载,表明了机械传动装置大约3000年的历史。在罗马时代,人类文明逐渐进步,谷物碾磨的木制齿轮是在水力驱动下运作的,传动随之出现在人们的视野。瑞典人在谷物磨中率先采用了传动技术史上称得上是突破斜齿轮传动,斜齿轮是由石头制成的,在材料上稍为原始。 14世纪,由于时钟较为精细,传动齿轮逐渐精密、小巧,人们开始研究金属齿轮,以减小尺寸。 18世纪初,蒸汽机进入使用,相续在矿井排水、铁路机车、加工制造等领域。蒸汽机本质上是机械的动力系统,它的发展对于传动系统提出更高的要求,高标准、高质量的金属齿轮传动在之后得到应用。 19世纪末期,电动机和内燃机出现。 20世纪初期,摆线、渐开线齿形的齿轮传动先后出现。40年代左右,渐开线和非渐开线齿轮传动的齿形计算方法、齿轮刀具、被加工齿轮、相互啮合的齿轮之间关系及齿形计算方法、空间三维齿形及其啮合计算方法,逐渐发展开来。20世纪50年代,初步形成了齿轮传动的表面接触和轮齿弯曲强度,以及动载荷的传动设计方法。20世纪60年代,宇航技术的发展要求机械传动更加精确。90年代,人们开发了被广泛用于冶金、船舶、电厂等关键设备及故障诊断的齿轮传动系统的状态监控。这一开发是基于传动系统动力学研究,并在故障诊断与失效预报两个方面也开发了相关的诊断系统。 2 机械传动技术的相关研究 2.1 机械传动的信息化与智能化 信息化和智能化作为现代社会科学发展的重要特征,涉及生产和生活的多方面,机械传动领域也如此。根据原动力系统的效率特征和执行系统的功能,结合了机械传动技术与计算机控制技术,实现了信息化和智能化,通过计算机控制技术,精确实现动力传动功率和速比的实时控制,使原动力系统、传动系统和执行系统趋于融合,这一研究也成为机械装备实现自动化和智能化的重要基础。 在科研人员的研究下,传动系统的信息化与智能化和机械装备的信息化与智能化,已获得了重大进步,在汽车、工程机械和军工机械生产领域被广泛使用。在结合了信息、计算机和控制技术与机械传动技术的基础下,出现机械传动的信息化与智能化,使动力传动功率和速比的实时控制出现,在车辆中广泛应用,包括机械自动变速传动、液力机械自动变速传动和无级自动变速传动三种形式。 2.1.1 液力机械自动变速传动。由液力变矩器和行星齿轮传动构成的液力机械自动变速传动(AT),液力变速器不仅仅可增加扭矩、吸收冲击振动,也可在较小的范围内将无级变速变为现实。机械自动变速传动采用液力变矩器,使得车辆起步换档平稳、舒适。 2.1.2 无级自动变速传动。实现“发动机一变速器一道路负载”的最佳匹配和汽车动力传动系统的最佳燃油经济性和动力性,就是无级自动变速传动(CVT),即带式无级自动变速传动和牵引式无级自动变速传动。 20世纪90年代末期,和日产汽车公司与日本山一润滑油有限公司合作,率先研究并成功开发了牵引式无级自动变速传动,将装车运行实现。由于无级自动变速传动的承载能力较大,被广泛用于大排量的汽车、工程机械和重型装甲车辆,作为未来日本和欧美等发达国家及部分地区的研究重点。 2.2 械传动装置的高性能、低成本、小型轻量化 从传动原理和结构出发,采用高强度的新材料,喷丸、冷挤压、表面涂层和表面复合处理,均可提高传动系统的承载能力和使用寿命,减小传动系统的体积和 重量。 显示在诱导传动部件微点蚀的表面微缺陷和裂纹扩展和热处理交变应力,微点蚀的影响下和裂纹扩展;啮合传动副分析负载条件下,负载分配和牙齿评价之间的关系压力,牙齿牙齿表面改性和负载分布和应力强度,传动部件,如每一个的实力,如寿命设计,是提高承载能力和使用寿命,减少了重量和所需要的传输容量研究的传输系统主题。 现代机械工程的发展对于机械传动系统的要求也越来越高,比如,宇宙空间的真空高、重力微、温差大,海洋环境下的海水腐蚀,强磁场或强强电场等特殊环境下的机械,就需要与该环境相适应的传动系统。 3 传动系统新材料的突破 20世纪50年代,在苏联成功发射人造地球卫星之后,先进材料对高科技的发展影响很大。在机械传动技术领域,性能特点鲜明且独特,如梯度、纳料、陶瓷、高分子聚合物、智能、表面涂层,以及自修复材料等,机械传动技术的发展和性能被这些独特的性能推进发展。作为多学科交叉与结合的结晶——材料科学,与工程技术是密不可分的,并且在全世界的排名中也位居前列。 4 提升机械传动的适应性 真空高,重力微,高温,腐蚀性海水的海洋环境,以及强磁场或强电场作用下的空间特机械环境,我们需要适应传输系统的环境。 此外,微型传动系统作为微机械中重要的研究方向。微型传动系统与普通机械传动的工作原理和性能特征受到尺度效应的影响,存在一定的差异,当传输系统的微米或纳米级的小尺寸,这将是一个很大的新的科学问题。表面积的传输副成分增大,表面力学,表面物理效应,摩擦学,传输和不同规模的常规热传导体积比,我们需要加大研究力度。 5 结语 进入二十一世纪以来,科学技术的发展,包括信息和控制、新材料、能源和环保以及先进的制造技术,已逐得到创新和发展,科学在这些领域的技术进步的一个重要领域,以促进科学和技术的发展的机械传动。在很大程度上机械传动技术的发展与突破影响着机械传动的发展与振兴,对机械传动的研究必将更加深入。 作者简介:黄光(1955—),男,南宁康乐股份有限公司工程师。 科学技术史论文:范例式教学法在科学技术史课程中的应用 摘要: 范例教学运用于科技史的教学,能使学生的思维能力受到全面训练,促进他们运用书本知识解决实际生活中遇到的问题,提高学生的学习兴趣。通过实际例子,分析了范例教学法在科学史教学中的作用,范例的选取和搜集应遵循的原则,范例教学的实施过程和需要注意的问题,有助于提高科学技术史课程的教学效果。 0 引言 科学技术史是高校培养当代大学生文化素质教育的重要课程。大学生通过对本门课程的学习,了解科学技术发展的脉络和历史演变,掌握科学家的科学研究方法,树立辩证唯物主义的科学世界观,培养科学的理性精神和科学态度。科学史能打破文理隔阂,沟通“科学文化”和“人文文化”;能培养学生的历史使命感和批判精神;正因为如此,科技史教育在推进素质教育、培养创造性人才方面,有着其他课程不可替代的特殊的功能。[1]74 1 范例教学法在科学史教学中的作用 传统的科学史教学方法,大都是采用“满堂灌,填鸭式”的教学方式,使学生处在被动的教学地位。科学技术史的内容包罗万象,内容涵盖面广,如果采用以教师为主体的教学模式,学生只是被动的接受知识,主体地位得不到发挥,学生的创新精神难以发展,学生往往忽视科技史在实际中的应用,最终导致厌学和怕学。 学习方法是学好一本课程的关键。好的学习方法可以达到事半功倍的效果。范例式教学法是理论与实际相结合的互动式教学方式。它是通过模拟真实的事例,在特定的情景中进行体验,分析和解决。从而培养学生独立思考能力和解决具体问题能力的一种教学方式。[1]78范例式教学以典型范例为教学内容,学生通过学习典型的范例从而掌握一般,进而借助于一般原理和方法形成积极有效的学习。科技史由许多史料组成,许多史料就是典型的范例。范例教学法和科技史结合,教师在授课过程中把典型性、代表性的历史事例作为引导学生发现规律的突破点,利用这些突破点将科技史的知识串成一个整体,学生通过将学习过程中前后问题、模糊的知识有机联系,最终形成一个相对完整的知识体系,从而实现教学目的。在科技史的教学中应用范例教学法,有助于提高学生的积极性、主动性、探究性和创新性。 2 科学史教学中典型范例的选取和搜集 范例式教学中的范例是教学的关键点,教师应根据科技史教学的内容和教学对象,精心搜集筛选范例,这是范例教学法应用的关键。一般来说范例的选取和搜集应遵循以下原则: 2.1 范例要生动、有趣、具有代表性 选择生动有趣的案例能调动大学生积极主动性,让学生积极地参与到课堂中。积极思考,唤起学生原有知识结构,激发学生的学习欲望,积极分析思考问题,理解新知识。 2.2 范例的选取要难度适中、贴切 范例的选择要符合大学生认知特点,难度适中,给学生一定的思考的空间,让学生能够有效参与到课堂中。 2.3 范例要具有较大的迁移效应 范例的选择要能够让学生从特殊个案推演到一般,在讨论和分析范例时往往会引起学生的联想,类比,这就是知识迁移的过程。可以帮助大学生形成良好的认知结构,易于同化和顺应新的知识,建构一种有意义的教学过程。 2.4 范例要和科技史专业相联系 范例的选择和本学科相联系,一方面有利于本课程教学的开展,另一方面也更能够提高学生的积极性,使学生能更好地掌握所学的内容。例如在讲述古希腊的阿基米德对物理学的贡献时,浮力定律的发现是一个重点,可以采用范例教学法。教师首先讲述浮力定律发现的过程,提出问题:“中国曾经利用过浮力定律,你们是否知道?”通过这个问题引导学生展开联想,引出“曹冲称象”的故事。通过这个故事引导学生思考:第一,中国传统思维和西方科学思维的异同。第二,通过范例,教会学生两种思维“替代法”和“综合法”。阿基米德鉴定皇冠的真假使用了替代法;曹冲称象就是使用综合法的典型例子。教师通过引导,带领学生分析,培养学生的发散式思维模式,带领学生分析,帮助学生解决问题。 阿基米德鉴定皇冠的真假和曹冲称象这两个大学生耳濡目染的故事。把它们放在一起作为典型范例,这两个范例本身就比较生动有趣,能够激起大学生的兴趣。两个范例具有较大的知识迁移,其实就是中国传统思维方式和西方传统思维方式的典型代表。在进而引导学生掌握正确的科学方法。 3 范例教学的实施过程 范例教学过程中范例是教学的中心,教师应在课前首先选择,分析好范例。根据教学目标和任务,选择符合学生的认知特点的典型范例。再根据范例的基本特征进行教学分析,为范例的分析讨论和范例教学的实施作指导。在教学过程中,教师要适时、适度地提问引出范例,激发学生的学习动机,通过学生思考,相互讨论,各抒己见,鼓励学生提出不同的意见,教师在整个过程中发挥主导作用,调动学生积极发言,充分发挥学生自主思维能力。当学生的思维走向误区时,教师要正确加以引导,但是不要给学生过多的提示,给学生独立思考的时间,这样学生能更好地从范例学习中掌握知识和规律。通过学生之间相互讨论和教师与学生之间的相互讨论,进一步启发学生深入思考和分析问题,对范例做出总结,理解科学技术发展的普遍规律。 对范例进行充分讨论后,教师要对讨论及时作出总结、评论,指出优点和不足之处,对讨论中有代表性的观点,给予及时的表杨。教师还要引导学生学会理解其他学生的不同观点,懂得欣赏别人,注重对大学生人文精神的培养。帮助学生进行知识迁移,理解所学内容的重难点,达到教学目标。 4 范例教学过程中应注意的问题 4.1 正确发挥学生的主体作用 范例教学法是以学生为主体的教学模式,由于教育对象是大学生,教师往往会把学生的主体地位绝对化,忽略了教师的主导作用。在整体教学过程中,教师要具有一定的掌控、调剂教学进度和课堂气氛的能力,通过适时、适度的提问,充分调动学生积极参与到教学中,使案例教学法在课堂上能得到充分发挥。 4.2 注意全面培养学生的科学素养 科技史的教学目的不仅仅局限于知识的积累,更为重要的是要让大学生掌握和运用科技发展的规律。科技史一方面讲述历史事件和历史事实,更为重要的是科技史后面还隐藏着在这些科学事件背后起支配和影响作用的方法论,科技史本身也是一门科学方法发展的历史。例如,欧几里得建立使用公理方法和严密的逻辑推演构成了逻辑演绎体系;亚里士多德全面系统地研究和总结了形式逻辑;伽利略建立了研究物理的数学方法,牛顿在经典力学研究中建立了微积分方法,现代物理学中形成和完善了对称方法等。教师在使用范例进行教学时,要让学生学会掌握、运用和更新科学方法,并能将这些科学方法学以致用。 在科学史的教学中还要培养学生尊重科学,勇于探索,不断创新的能力。科技史的讲授如果完全使用传统的公理化、逻辑化的讲授方式,就会忽视学生的探索和创新精神。合理使用范例教学,能加深学生对科学原理实质的理解,给学生以科学创造的启示。例如:在有关原子核物理学的内容时,涉及的内容凌乱复杂,可以以原子结构的探索发现过程作为范例,引导学生将电子的发现、汤姆孙模型、α散射实验、卢瑟福有核模型、玻尔量子化原子模型、薛定锷方程的建立等知识点连成一条线。最后提示学生:“直到今天,人们仍没有停止对于高激发态、高电离态的原子结构以及粒子与原子碰撞时的行为的探索,仍然存在有待解决的问题。”进一步激发学生对未知科学的探索欲望,尽量避免如爱因斯坦说的“几乎总是以完成的形式出现在读者面前。读者体验不到探索和发现的喜悦,感觉不到思想形成的生动过程,也很难达到清楚地理解全面的情况”。 4.3 教学中要注重培养学生的创造素养 爱因斯坦在《论教育》中说:发展独立思考和独立判断的一般能力,应当始终放在首位,而不应当把获得专业知识放在首位。适时使用范例教学法对培养学生的创新性起到事半功倍的作用。 5 案例 以下是“基本粒子物理学的进展”范例教学案例。 5.1 课程导入,引入“个”案 在章节的学习内容中,学生最难于理解并掌握的内容就是本章节的重难点。教师在课前要设计一个与范例相关联的个案,帮助学生理解并掌握学习的重难点,更为重要的是,对于大学生来说,通过对范例案的学习,让学生懂得敢于根据客观事实冲破传统观念,是科学发现的关键。对此在教学中,以“杨振宁和李政道对弱作用下宇称不守恒的发现”为例,首先简要介绍宇称不守恒的规律发现的简要过程。之后,教师向学生提问:从宇称不守恒的故事中,你学到了哪些有价值的学习的方法?这个故事对你有何启示?通过这些问题,激发学生思考。引出范例,通过教师从具体的个案范例中引导学生理解和掌握范例,也就是整个教学的重点。 5.2 引导学生进行“类”的探索 通过对“宇称不守恒”定律这个案例的研究讨论,学生理解了杨振宁和李政道二位科学家的科学发现冲破了传统观念。在这个认识的基础上,教师进一步引导学生在科学史中找出类似的科学发现的案例,这就是从“个”案阶段向“类”的阶段过渡。在科学史中类似的事例很多,哥白尼冲破“地心说”,爱因斯坦冲破牛顿的绝对时空观,创立了相对论等。 5.3 理解普遍规律 通过前两个阶段的基础上,学生成功地找出隐蔽在“类”后的内容,即冲破传统的思想束缚是科学发现的关键所在。把从个案到类的认识提高到对规律性的认识,从而理解科学发现的普遍特征和一般规律。 5.4 学与致用 经过前三个阶段的升华,学习重点转向对学生精神世界的开拓、把书本知识转化为学生自己的知识和经验的过程,教师让学生回答第一阶段提出的问题。引导学生认识和理解并掌握资料检索法和协作法。并学会运用这两种方法解决实际生活中遇到的问题。 最后是评价阶段。可以采用学生自评,小组对学生评价,最后老师评价。通过综合评价来确定学生的综合成绩。 总之,范例教学运用于科技史的教学,能使学生的思维能力受到全面训练,促进他们运用书本知识解决实际生活中遇到的问题,提高学生的学习兴趣。 科学技术史论文:学习科学技术史的意义 [摘要]科学技术史不是单一学科的历史,它不仅是一部综合的历史,而且是科学历程的历史。科学技术史从哲学方面来说是做事的价值观和方法论;从人文方面来说则是科学精神对人生观的影响和科学家留给后人的学术成果。学习科学技术史可以使知识面增长,使眼界开拓,使文理结合,知识结构得到合理布置,使人才的培养更为全面。 [关键词]科学发展 哲学 意义 科学史研究是描述和记录各门学科产生和发展的历史;还揭示科学技术产生和发展的规律。在面临重任和挑战的今天,系统的研究科学技术发展史不但是学术研究的一项紧迫任务,也是现实赋予我们的重大课题。 一、科学技术史使人的世界观改变并让人们形成新的思维方式 哲学既是世界观又是方法论。科学在哲学方面的贡献就是对人们的世界观和方法论的影响。马克思很早就说过,科学进入人们的生活,它比宗教、政治、艺术等意识形态的形式更为有效影响和改变了人的精神世界和思维方式。 回望人类思想的每一次变革,科学的每一次重大的改变总是影响着人们世界观的改变和新的开拓性思维方式的形成。具体表现大致有如下几方面:(1)科学术语到处被运用;(2)科学方法被广泛使用;(3)科学理论到处被引证;(4)大科学家被人们爱戴。 从科学史与方法论的关系上来说,首先我们看到:每一部科学方法产生和发展的历史就是一部科学史;再者,科学的不断发展促使着科学方法与哲学方法逐渐融为一体。研究和学习科学技术史能很好地开拓世界观的改变和开拓性思维方法的形成,促进社会更好地发展。 二、学习科学技术史能使知识面增长,使眼界开拓,使文理结合,知识结构得到合理布置,使人才的培养更为全面 科学技术史为我们提供了一幅全景图,以全球的视角详述了西方、东方等文明的科学研究和技术发明传统。从人类进化到旧石器时代,从巴比伦到亚里士多德,从中国象形文字到地动仪,从玛雅文化到哥白尼的日心说,从笛卡儿到法拉第,从工业时代到工业污染,等等,向我们展示了整个人类的科学技术发展过程。 学习科技史不仅是对科学成就的崇敬和对科学精神的思考,更多的是对文化的深刻认识和对创新的深入理解。学习这样的一个历史的进程,使我们知识面增长,使眼界开拓,使文理结合,知识结构得到合理布置,使人才的培养更为全面。 三、学习科学技术史,能够更好地认识科学,从源头上透彻理解和掌握科学知识,还可以促进科学的创新 从人类的进化到最早的科学研究,一路走来领略了旧石器时代,新石器时代,巴比伦的文字体系,埃及的数制。从毕达哥拉斯定理,柏拉图立体,亚里士多德元素,到哥白尼的地心说,笛卡儿的世界体系,法拉第的力线,达尔文的燕雀,从人类旧石器时代的文明到中国的象形文字,玛雅文明,再到工业时代,科技史徐徐地向我们展开了一幅画卷。从这幅画卷里我们温故而知新,站在历史的肩膀上而创新。 四、学习科技史增强集体主义的责任感 科学的发展是一项集体的事业。“集体”二字很明显地告诉我们,科学需要我们和同时代人同心协力,需要我们像一个集体一样合作,而且需要我们世代相传的前赴后继的合作。在不同的条件下,科学的历史发展能够导致类似的行为。让我们回望科学几千年的发展史,不管是古老的东方还是西方世界,都曾创造出令人眩目的古代文明,不管世界各个国家,都曾在近代科学中一度占据中心位置而对之做出过巨大贡献。从希腊文明和中国古代科技对于近代科学的巨大影响,从开普勒在第谷的天文观测资料的基础上建立行星运动三定律,牛顿又在开普勒和伽利略工作的基础上建立牛顿力学,麦克斯韦电磁学立足于法拉第实验定律,现代遗传学重新发现孟德尔定律等一系列科学史事实,我们可以体察人类智力接力的承继性,牛顿因而感叹:他所以能看得更远,是因为站在了巨人的肩膀上。 所以,科学技术史是一门伟大的交叉学科。十八大明确指出我们必须加强科学的普及工作,科学的发展推动着社会的进步和发展。而学习科学技术史,不仅让人们全面了解了科学的发展历程,而且更重要的是使其树立了正确的人生观和世界观,从而实现科教兴国的战略,使我国的发展更快更好。 科学技术史论文:少数民族科学技术史研究方法探析 【内容摘要】基于民族学田野调查方法,对少数民族科技史研究做了一定的迁移性思考,本文分析了田野调查方法对于少数民族科技史研究的可行性和必要性,并从具体方法上阐述了民族学中的田野调查法和科技史中的田野调查法之异同,进一步说明了对传统工艺传承与保护的应持的态度。 【关 键 词】少数民族科技史 科技史 田野调查法 一、少数民族科学技术史研究的侧重点 1.少数民族科学技术史研究的目的 少数民族科学技术史(以下简称“少数民族科技史”)研究隶属于科技史研究的范畴,是科学技术史(以下简称“科技史”)研究的一个具体方面。我们知道,科技史是关于科学技术的产生、发展及其规律的科学,它既要研究科学技术内在的逻辑联系和发展规律,又要探讨科学技术与整个社会中各种因素的相互联系和相互制约的辩证关系。因此,科学技术史既不是一般的自然科学,也不同于一般的社会历史学,它是横跨于自然科学与社会科学之间的一门综合性学科。由此可见,我们研究科技史的内在规律和外在联系与制约因素,是为了认识规律,以指导我们的行为,促使科学技术更好地发展,更好地为人类服务。当然,少数民族科技史研究,其目的归根结底也是如此。 2.少数民族科技史研究的思路 基于科技史研究目的涉及两个方面的内容,我们对少数民族科技史的审视,也应包括这两个方面:一方面既要研究少数民族科技的产生、发展及其规律;另一方面又要研究从产生至今,少数民族科技在不同阶段的具体表现及其与社会相关因素的内在联系。而要研究这两个方面,必须获得一定的资料,并运用科学的思维方法(包括概况与猜想的方法,抽象与具体的方法,归纳与演绎的方法,逻辑与历史的方法,分类与比较的方法,分析与综合的方法,朔因与预见的方法,控制论思维方法,数学思维方法,模型思维方法,系统思维方法等等)加以整理分析,去粗取精,去伪存真,由此及彼,由表及里,揭示内隐其中的规律。因为只有有了资料,我们才能进行分析。而问题的关键在于如何获取资料,尤其是获取第一手资料,更显重要。 3.少数民族科技史研究的侧重点 不同门类的学科由于研究对象的不同,在研究方法上会有不同,但都必须符合科学方法论上的若干要求,否则其科学性就会受到质疑。我们知道,科学研究是实证性的研究,实证性的研究关键是获取第一手资料。各门学科获取第一手资料有不同的方式。自然科学多以实验为基础,社会科学多以调查为基础。科学技术史是一个交叉学科,是自然科学与社会科学之间的一门综合学科。所以其获得第一手资料的方式也应以实验和调查为基础,这不同于单纯的历史学主要从文献中获取方式。少数民族科技史是以少数民族地区的科技及其历史为研究对象,而问题恰恰就在此,正如万辅彬教授在《从少数民族科技史到科技人类学》一文中所说的那样:“以往人们主要通过手头现成的科技文献从事科技史研究,少数民族科技史则大都处于空白状态。”在这样的一个领域内,恐怕我们最应该做的就只有田野调查了。 二、民族学田野调查法对少数民族科技史的适用性 (这一部分主要说明田野调查对民族学与少数民族科技史的普适性) 1.民族学的田野调查法概述 田野调查又叫实地调查或现场研究,属于传播学范畴的概念。主要用于自然科学和社会科学的研究,如人类学、民俗学、考古学、生物学、生态学、环境科学、民族音乐学、地理学、地质学、地球物理学、语言学、古生物学、社会学等,其英文名为Field work。科学的人类学田野调查方法,是由英国功能学派的代表人物马林诺夫斯基(Bronis aw Kasper Malinowski)奠定的,在我国这方面卓有成绩的是著名社会学教授费孝通先生,其最重要的研究手段之一就是参与观察。它要求调查者要与被调查对象共同生活一段时间,从中观察、了解和认识他们的社会与文化。田野调查工作的理想状态是调查者在被调查地居住两年以上,并精通被调查者的语言,这样才有利于对被调查者文化的深入研究和解释。田野调查是民族学家获取第一手研究资料的基本途径,是民族志架构的源泉。民族学田野调查是指经过专门训练的民族学工作者亲自进入民族地区,通过直接观察、具体访问、居住体验等方式获取第一手研究资料的过程。 2.田野调查法对少数民族科技史研究的适用性 该过程用于少数民族科技史研究工作者身上同样有效,训练有素的科技史工作者进入民族地区,通过直接观察、具体访问、居住体验等方式可以弄清该科技或工艺在该地区该民族生活生产中的作用和具体的使用方法以及其祖辈们使用的具体情况等等。(先说明少数民族科技史研究的方法探索过程,再提出借鉴田野调查方法的必要性和可行性,补充)。 由于研究对象和目的不同,少数民族科技史田野调查法有其独特的特点,不能够把民族学的田野调查法硬生生地套在科技史的研究中。民族学理念下的田野调查法的使用,其结果是使得我们对科技的相关社会因素有了较透彻的认识。但工作仅做到这里远远不够,我们要反过来思考,从这些被看清的社会因素出发,再来审视少数民族的科技,社会因素哪些起了积极作用,哪些起了消极作用,便更清晰。被这些积极和消极因素影响后的科技又是怎样影响了社会,导致社会因素中的哪些发生了怎样的变化。往返分析,则更适合少数民族科技史的研究。我们不像民族学的研究,注重文化。我们关注的是科技,或许文化和科技有时也在较量中共存共荣。 3.民族学与少数民族科技史运用田野调查法的异同 定量分析指分析一个被研究对象所包含成分的数量关系或所具备性质间的数量关系;也可以对几个对象的某些性质、特征、相互关系从数量上进行分析比较,研究的结果也用“数量”加以描述。定量分析的理论基石是实证主义。从研究的逻辑过程看,定量分析比较接近于假说-演绎方法的研究,既保留重视观察实验、收集经验资料的特点,又保留重视逻辑思维演绎推理的特点,应用假说使得观察实验方法和数学演绎形式结合起来。正因为这样,定量分析往往比较强调实物的客观性及可观察性,强调现象之间与各变量之间的相互关系和因果联系,同时要求研究者在研究中努力做到客观性和伦理中立。定量分析方法很多,但各种方法在应用时往往都有一定的程序化。如实验法、观察法、访谈法、社会测量法、问卷法、描述法、解释法、预测法等等。 因为科技史学科的特殊性决定了其研究方法的特殊性,它是一门自然科学与社会科学相交叉的学科,学科的交叉即思想的交融,必定会产生特定的研究方法,前文我们提到,自然科学注重实验的方法,社会科学注重调查的方法。既然科技史有自然科学的特质,就少不了要做实验,定量的进行分析。所以我们在做田野调查的时候,要为日后做定量的分析做足准备。在调查过程中,该测量的一定要测量,该取样的要想办法尽量取样,该记录的工序一个也不能少,目的就是为了进一步的做定量的研究,分析科技内在的产生、发展及其规律。 三、结语 在少数民族地区,科技的呈现形式往往是以工艺的形式存在着。从某种意义上来说,少数民族科技史的研究很大程度上都是在对传统工艺进行研究。笔者认为对传统工艺的研究也应遵循上面的阐述,也应从内外两个方面进行探讨。至于很多学者讨论的传承与保护问题,我们认为不应该纳入到科技史的研究范围内,我们发现,要传承和保护的往往是某种文化层面的内容,应该由文化学界的学者来探讨。科技史要探讨的是科技层面的问题,至于某种工艺要消失了,从科技的角度,或许它已经符合了我们发现的规律,某种工艺被传承了,或许它也符合了我们发现的规律。不是所有的传统工艺都要被保护,科技革新,从某种意义上讲,就是新旧科技的博弈,没有淘汰,也就没有科技的进步。所以,我对很多科技史方面的学术研究中看到的牵强的传承与保护感到不解。似乎这已成了传统工艺方面写作的模式了, 笔者觉得不可取。 科学技术史论文:“科学技术史”教学的思考 [摘要]科学技术史是展示人类社会发展轨迹的重要窗口。在科学技术突飞猛进的今天,开展科学技术史教育,不仅可以影响国家现实的科学技术、教育和其他相关政策,而且特别有利于提高受教育者的综合素质。文章从科学技术史的教育功能分析入手,提出了高校科学技术史的教学原则和方法。 [关键词]科学技术史 教学 原则与方法 [作者简介]曲用心。广西民族大学政法学院副教授,硕士生导师,工学博士,广西南宁 科学技术史是展示人类社会发展轨迹的重要窗口。在科学技术突飞猛进的今天,开展科学技术史教育。不仅可以影响国家现实的科学技术、教育和其他相关政策,而且特别有利于提高受教育者的综合素质。本文从科学技术史的教育功能分析人手,提出了高校科学技术史的教学原则和方法。 一、科学技术史教育的重要意义 科学技术史是关于科学技术产生、发展及一般规律的科学,它作为一门跨学科、跨专业的综合性学科,对于大学生有着特殊的意义。笔者认为,开展科学技术史教育的重要意义大致体现在以下几个方面: 1 有助于学生从历史的角度认识科学技术 科学技术史记述了科学技术发展的历程,通过学习科学技术史。可以使学生把科学技术了解为一个动态过程,而不是科学技术知识的现成结论。通过对科学技术发展的内在逻辑的历史分析,可以帮助学生认识科学技术的本质,更准确地理解科学概念、原理的演变过程,认识科学技术发展的批判、继承关系。分析科学技术产生、发展的脉络及历史演变;可以帮助学生较准确地把握科学技术的生长点、突破,预测科学技术的发展趋势。 2 有助于学生从社会的角度认识科学技术 科学是一种社会建制,它不是象牙塔中的知识,科学技术史不仅对科学技术发展本身进行逻辑分析,而且对影响科学技术发展的人文、社会因素进行分析。科学可以造福人类,也可以被法西斯用来杀人;人们在享受着科学技术带给人的丰富物质生活与精神生活的同时,也面临着环境破坏和生态危机的种种威胁,这即是科学发展付出的代价,它的最终解决也必然依靠科学技术。了解科学技术的社会性、人文性以及科学与社会的互动关系,对于学生有着重要意义,它可以使学生对科学技术有更加全面的认识,对于未来的科学技术决策有重要的潜在意义。 现代科学技术的发展趋势是自然科学与人文、社会科学的结合,面向21世纪的技术人才不仅需要有较高的专业水平,而且需要有丰富的人文、社会科学知识。即文理兼容的复合型人才。科学技术史作为自然科学、技术科学和社会科学相交错的综合性科学,可以起到沟通自然科学和社会科学的桥梁作用,这是科学史特有的优势,因而科学史的教学对于文理渗透的复合型人才的培养具有积极的作用。 3 有助于培养学生的科学态度和科学精神 科学态度是科学教育的重要目标。简单地说,科学态度就是面对实际问题时能遵循事物本身的规律,坚持实事求是的原则。通过科学技术史教学,使学生认识科学技术发展的内在规律,进而认识社会发展的规律。人类历史上的任何一项重大科学技术发明创造都与社会需要有着内在的联系。而其本身又有自身的规律。任何脱离社会、违背规律的发明创造不可能存在。如造纸术的发明就是适应了汉朝社会经济文化发展的需要,发明后又推动了人类社会经济文化教育的发展,促进了人类社会的进步。 从一定意义上说,一部科学史就是科学精神形成、发展和传播的历史。科学技术不仅是人类物质文明的决定因素,而且科学活动中所体现的科学精神正成为人类精神文明的构建因素。科学精神具有十分丰富的内涵。至少可以包含如下几个方面:探索求知的理性精神,实事求是的严谨精神,批判创新的进取精神。互助共进的协作精神。而科学技术史正是科学精神的最集中的载体。通过科学史的教学,可以使学生了解这些科学精神。弘扬科学精神,对于人类文明的进步有着极为重要的意义。科学家的科学精神和科学道德修养对正处于世界观的形成期的大学生的世界观形成会起到潜移默化的作用。 4 有助于学生树立科学技术是第一生产力的观点 纵观科学技术发展的历史,科学技术的每一次重大突破,都会带来生产力的巨大发展和人类社会的进步。科学技术是第一生产力是从科学技术史研究中得出的必然结论。通过对科学技术史的学习培养学生的社会责任感和把科学技术转化为生产力的信心,明确自己肩负的重担,努力掌握科学技术。为将来投身经济建设的主战场作好知识准备。 5 有助于激发学生的爱国热情 我国古代在农学、医学、水利、机械、建筑、桥梁、矿冶、陶瓷、纺织和造纸等各技术领域都有博大精深的技术成就,在大学各有关专业里开出各种技术史课程,不仅有益于各专业的学习,更可以。细雨润无声地对大学生们进行全面的素质教育。具体来说,船尾舵、指南针、水密舱壁和车轮舟,这是中国古代造船术的四大发明,推动了世界造船技术的进展。大学生们在学习和掌握中国造船史资料的同时,爱国主义的情怀持续不断地浸润他们的心田。对于学习理工科的大学生来说,这也是―个极好的人文科学素质的培养和锻炼,对于后续的毕业论文和毕业设计也是有益的。 二、科学技术史教学需要把握的三个原则 (一)内史与外史相结合的原则 科学技术史属于历史范畴。但又是介于科学技术与史学问的边缘学科,是联系科学与人文科学的桥梁。科学技术内史要求了解和研究自然科学与技术的原理、造就过程和内部规律性,科学技术外史又要求我们对自然科学和社会科学、对科学技术和社会作出统一的研究和表述。马克思主义哲学、政治经济学的建立得益于它的创始人对近代科学技术史的研究。而今天科学技术史的教学也理应渗透辩证唯物主义和历史唯物主义的教育,渗透自然科学与社会科学对立统一的教育。 (二)中与西相结合的原则 中国的科学技术在世界科学技术史上占有重要地位。英国的李约瑟博士说:“在人类了解自然和控制自然方面,中国人是有过贡献的。而且贡献是伟大的。”他的评价是实事求是的。许多西方学者,或由于对中国的无知,或出于种族偏见。或出自对科学技术定义想当然的解释,或采取了以已今日之长掩盖昔日之短的思想方法,始终无视、贬低中国古代科学技术的成就,甚至一些国内学者也自我贬低。因此,加强历史唯物主义和爱国主义的教育,展示中国古代科学技术的本来面貌,就成了科学技术史义不容辞的任务。中西结合就是要注意横向比较。在古代部分,既应弘扬中国科学技术的辉煌,指出西欧中世纪科学技术的落后,又应突出古希腊科学的开放和理性传统;在古代向近代的过渡部分,需明确指出,西欧中世纪少数科学。如物理 学与技术如水轮、钟表中长期积聚的潜能与对中国四大发明的研究和改造相结合,再辅以古希腊优秀科学传统的恢复和发扬,形成了西欧天文学、力学、机械学的优势。在此基础上。产生了近代的第一次科学革命和第一次技术革命。而同时期的中国却发生了相反方向的转化。循此前进,一方面是西方科学技术的快速发展,几乎垄断了科学革命和技术革命源头的地位;另一方面是中国被远远地抛在后边,半殖民地中国的科学技术基本上已是西方的舶来品。 (三)古与今相结合的原则 这是因为,一方面,科学技术近现代史内容量的增加,科学技术的社会功能越来越大。以至于“科学技术是第一生产力”的口号也只是到了当代才能提出;另一方面,距离当代愈近,科学技术与现实生活的贴近度愈高。对受教育者的启示更直接、更亲切。因此,要古今结合,既不厚古薄今,也不厚今薄古;既从古代科学技术发展汲取经验和教训。也从当代科学技术发展中汲取力量。 三、《科学技术史》教学方法 科学技术史是一个蕴含着科学思想、科学方法的巨大宝库,从科学技术的历史发展中。大学生不仅可以接触到大量自然科学知识,而且可以开阔大学生的视野,活跃学生的思想,对培养学生的思维能力和创新能力起到积极作用。但这种作用的发挥有赖于科学的教学方法。笔者通过几年来的教学实践总结出以下方法: (一)启发式教学方法 强调大学生是学习的主体,坚持教师主导和学生主体相结合。教学过程中注意启发和引导对科技史的理解和掌握,重视非智力因素在教学过程中的作用。把握传授知识和培养能力的关系,使学生在科技史学习中实现掌握知识和能力培养的有机统一。同时。重视教法和学法的结合及其转化,培养学生学会学习。 (二)计算机辅助教学方法 充分利用现代多媒体信息量的特点,实施计算机辅助教学,培养和开发学生的形象思维能力、综合思维能力和创造性思维能力。一是利用计算机辅助教学,优化课堂教学艺术。讲究教学艺术,教师不但要向学生倾注感情。要有激情,要注意语言的规范、简洁,并配合教学内容适时的声情并茂,还要注意板书的工整、扼要,同时还要利用多媒体计算机结合知识点巧妙地设计一些小故事和生动的画面,创造出美好的情境。二是利用计算机辅助教学。通过有效创设情境。突出重点,突破难点。科学技术史是一个静态的已经发生的历史,将其放在一个动感活泼的环境中,更容易激发学生的学习兴趣。多媒体计算机系统有优美的图像、动听的音乐,有趣的动画,是创造这种情境的最佳工具。在多媒体计算机的辅助教学下,使静态变为动态,抽象变为形象,教学效果较好。三是运用计算机充分及时出示课堂练习,提高课堂教学效率。在课堂练习巩固中运用计算机辅助教学,可以省去板书和擦拭的时间,能在较短的时间内向学生提供大量的信息,提高学习效率。四是运用计算机辅助教学,让生活走进数学课堂,培养学生实际应用能力。现实的生活材料,不仅能够使学生体会到所学内容与自己接触到的问题息息相关,而且能够大大调动学生学习科技史的兴趣,使学生认识到现实生活中隐藏着丰富的科技问题。 (三)案例教学法 案例教学法是一种以案例为基础的教学法(came一hased teaching),案例本质上是提出一种教育的两难情境,没有特定的解决之道,而教师于教学中扮演着设计者和激励者的角色,鼓励学生积极参与讨论;不像传统的教学方法,教师是一位很有学问的人,扮演着传授知识者角色。案例教学的实质是开放、互动,强调大学生的高度参与。教师的重要职责是创造良好的教学环境。激发大学生的学习兴趣,保持大学生的学习动力,从而保证科技史教学的顺利进行。 案例教学法的过程大致可以归纳如下:(1)收集科学技术发生发展的情境资料;(2)将所收集资料形成教学案例;(3)进行班级团体讨论或班级小组讨论;(4)讨论中,成员轮流担任领导者角色;(5)归纳各组或团体意见。在案例讨论过程中,可以质疑他人的想法,学习如何发问,进而学习到独立思考、与人相处、解决冲突、尊重他人等能力。 (四)共同讨论教学方法 鼓励学生从不同的角度、不同的途径给出解决问题的方法,有助于锻炼学生的思维灵活性。通过共同讨论,不但可以强化学习的效果,而且可以锻炼学生的逻辑思维能力和口头表达能力,同时方便教师检查学生的学习效果和能力水平。 科学技术史论文:关于科学技术史课程的研究 一、开设背景及目的意义 高职大学生与博士研究生或硕士研究生比较起来无论是文凭、学历亦或是知识结构、知识储备都不可同日而语,要把这门课程移植到高职教育当中,必须回答和解决两个具体问题:第一,是否有可能在高职院校中开设“科学技术史”这门课程,课程的难度对高职大学生来说是否可以适应、克服;第二,在高职院校开设这门课程有什么意义或者说这门课程对高职大学生素质的提升有何帮助。 我们认为任何事物或问题都是相对的,具体问题可以具体分析和解决。首先,经过我们这几年对课程的重新设计、改造和实践,内容的理论性和抽象性已大大降低,高职大学生学习起来变得相对轻松。第二,“科学技术史”这门课程对于大多数高职专业(包括理工科、文科)的学生都是有用的:一方面,学生们不仅可以在课堂上学习到许多自然科学发展的一般常识,还可以学习一些哲学社会科学的常识,在提高科学素养和人文素养两方面都能获益,避免自己毕业后成为“单腿巨人”];另一方面,在高职大学生的综合素质构成中,哲学素养的培养是一个非常关键的方面。马克思主义世界观和方法论的学习和掌握对于高职大学生一生的学习、工作与生活将起到其他知识和技能无法撼动的决定作用。除了思想政治理论课教学这一主渠道和主阵地之外[3],辅渠道和辅阵地应该还有许多,“科学技术史”课程毫无疑问可以成为其中之一。马克思主义的世界观和方法论在不单在哲学社会科学发展过程中体现,自然科学领域各学科的发展进步同样也离不开它的指导。“科学技术史”课程能让高职大学生在掌握一定的科学技术发展史实的基础上,对科学技术发展的历史脉络有一个总体把握,并领会科学的思想方法,体会科学精神对自然科学自身的发展乃至整个人类社会的发展所具有的重要意义[4],更重要地让他们知晓科技发展背后的、一般的哲学原理和方法,使他们终生受益。 二、课程的设计 (一)教学安排 课程的安排大致是这样的,因为每个思政课教师每学期的教学任务相对来说比较繁重,几乎都要承担4、5个教学班的教学任务(每学期至少有200课时左右的教学任务),而且也不是每个教师的专业背景都一样。一般只有具备哲学或科技哲学专业背景的教师才能够胜任科学技术史的教学任务,所以,学院只有2-3名教师时断时续地开设“科学技术史”的选修课,并且都是负责一个小班(人数大概60人左右)的教学。开课的时间根据学校有关政策规定主要是放在周一至周四的晚上或周末全天,至于是一周的哪一天要视教师必修课教学的情况而定。一学期的课时数也不能太多,不会超过30课时,一般就是20-24课时。这样,每周上一次课,每次2个课时。为什么授课班级规模不宜太大、听课学生人数不能太多呢?那样不是可以让更多的学生有机会来选修这门课吗?面对这个问题,我们开课的教师这几年也一直在思考,最后还是认为不妥,因为小班教学的效果当然是比大班要好,另外考虑到教师的时间精力有限,若人多了会增加工作量,导致教学质量下降。教学的方式以教师讲授为主,学生倾听为辅,主要采用问题式、案例式教学法,教学手段则充分利用现代多媒体技术的优势。我们还是花了很多的时间和精力用于PPT课件的制作,考虑到高职大学生认知的特点,课件的形式适当减少理论性、文字性的东西,而在图片、影像视频上下足了功夫,尽量找出与所讲内容匹配的图文声像资料,以增加学生的听课兴趣和感性认识。我们还会在每次课的最后大约二十多分钟播放一个完整的视频故事,主要是CCTV10频道制作播放过的《走进科学》栏目。考核的方式也比较的宽松、灵活,不会采用像必修课那样那么严格,不必正儿八经地出一份试卷去为难学生。一般每个学期教师根据教学实施的具体情况,采取过程考核的方式,通常是布置一个小作业让学生去完成,撰写一篇诸如科技发明、科技人物的小论文,抑或谈一下课程学习的心得体会等等。除非学生考勤很差或没有完成作业,才不让学生获得该门课程的选修学分。 (二)教学内容 因为没有现成的适合高职大学生的教材,我们只能暂时以申漳编写的《简明科学技术史话》为蓝本,科学技术发展的时间逻辑顺序是不存在什么争议的,主要是内容的取舍需要下很大的功夫。 1.厚古薄今,大话历史 对待历史的态度,我们采取了“厚古薄今,大话历史”原则。薄古厚今是基于学生大多是“90”后,对历史知识尤其是科技史的知识了解有限,所以要多讲些。我们大致把课程分为十讲,分别为科技的起源、古埃及科技、古希腊古罗马科技、中国古代科技四讲(包括中国古代哲学思想与风水、 水利工程技术、丝绸瓷器、李约瑟问题)、近代西方科技的兴起、现代物理学革命、航空与航天等,这其中古代的内容占了主要的篇幅。在讲述历史的时候还要注意打破之前“科技史”课程内容过于突出学科体系和抽象复杂的局限,淡化过于严格按照时间年代人物,摊大饼式的内容讲述,而是采用大话历史的讲课形式,把科学严谨的理论变成一个个生动有趣、寓教于乐的小故事,这完全是出于让高职学生更容易接受方面的考虑。 2.哲学引领,科哲合一 哲学对高职学生来说是非常深奥难懂的,如何在课程内容中体现出哲学思想和韵味,发挥引领作用,这是一个很关键的问题。事实上,哲学与科学在古代是不分家的,不少哲学问题其实也是科学问题。我们可以用一条哲学的逻辑主线把整个课程的内容贯串起来。马克思主义认为,哲学的最高、最基本问题是人们对于世界观的看法,即物质与意识、思维与存在的关系问题。古代东西方人都殊途同归地在思考天、地、人三者的关系如何,这就是逻辑主线。西方人认为人是宇宙的中心,而东方人却把三者融为一体。当然,也不能生搬硬套在每一讲都谈论这个问题,只是在一些重要的章节去深入论证。例如,中国古代哲学思想与风水这一部分,要介绍风水必须首先说一下中国古人对天、地、人三者关系的看法,不能孤立地谈论风水思想,学生对此是非常感兴趣的,但只有讲清楚了前者,才能真正了解风水思想的来龙去脉。 3.突出亮点,以点带面 “科学技术史”课程教学把学生从现有的专业知识背景领域一下子引入一个相对陌生的世界,对他们来说无异于一次全新的学习,开始时总处于一种担忧和排斥的思想状态,如何消除师生之间的视域隔膜又是摆在我们面前的一道难题。为此,我们在每一次课的内容里想尽办法找出一个学生感兴趣的亮点环节出来,详细地讲、深入地讲,使学生即使在课堂过后很长的一段时间都印象深刻、难以忘却。例如,在讲到古埃及科技的时候,突出金字塔和木乃伊的内容,还介绍和播放埃及艳后克里奥帕特拉的电影片段;又例如讲到中国古代科技这一小节时,对大家都熟悉的四大发明一笔带过,重点介绍对经济社会发展影响巨大的水利工程、丝绸、瓷器等,水利工程又着重介绍都江堰和京杭大运河。这些亮点讲下来,不但能够吸引学生眼球,还对整个章节起到了以点带面的作用。 三、存在的问题及解决思路 (一)完善课程内容 前面提到课程内容主要分为十讲,并且侧重于古代科技史,现代科技发展涉及不多,原因除了课时限制外,跟我们之前的思路及花的时间和精力有关系。现代科技的发展可以说是日新月异,特别是第二、第三次科技革命使科技的发展从纵向上和横向上都更深更广,不少高职学生对这方面的了解还是偏少的,我们开设这门课程应该有责任有义务让他们知道。下一步做到就是如何把现代科技部分划分为几个符合逻辑的章节,准备充分之后就适时与学生共同分享。 (二)拉近师生距离 参与选修“科学技术史”课程的学生虽然人数不多,但他们都是来自学校的几十个专业的学生,除了上课时间以外,大家在一起的机会是很少的,另外上课时又不能随意交流,所以,一个学期下来相互之间还是比较陌生。这是不少选修课的一个通病,课堂气氛的沉闷有可能会影响教学效果,必须适当拉近师生之间的距离。教师让学生多回答问题或课间多到学生中进行交流是目前常用的做法,还有就是在教学语言上教师尽量不要说一些学生难以理解的内容,通俗易懂、喜闻乐见是最好的但也是最不容易办到的。 (三)扩大影响范围 我们教师是非常希望全院的学生都来选修“科学技术史”这门课的,但不实际。粗略算了一下,每学期三位老师开设三个班,每班60人,一学年还不到四百人,三年也就是一千人多点,相当于学生总数的十分之一,以目前的状况也只能做到这一步了。扩大影响范围不一定要在学生数量上做文章,不是说选修的人越多该选修课的影响就绝对会越大的。我们这五年下来总体感觉,选修课程要扩大影响力关键还是要看教师个人的综合素质,特别是人格魅力,学生的感觉有时候是很直接的,一个他们欣赏的教师会很快在学生们中间传开,进而所教的课程也会逐渐让其他学生们知道。 科学技术史论文:关于科学技术史课程的研究 一、开设背景及目的意义 高职大学生与博士研究生或硕士研究生比较起来无论是文凭、学历亦或是知识结构、知识储备都不可同日而语,要把这门课程移植到高职教育当中,必须回答和解决两个具体问题:第一,是否有可能在高职院校中开设“科学技术史”这门课程,课程的难度对高职大学生来说是否可以适应、克服;第二,在高职院校开设这门课程有什么意义或者说这门课程对高职大学生素质的提升有何帮助。 我们认为任何事物或问题都是相对的,具体问题可以具体分析和解决。首先,经过我们这几年对课程的重新设计、改造和实践,内容的理论性和抽象性已大大降低,高职大学生学习起来变得相对轻松。第二,“科学技术史”这门课程对于大多数高职专业(包括理工科、文科)的学生都是有用的:一方面,学生们不仅可以在课堂上学习到许多自然科学发展的一般常识,还可以学习一些哲学社会科学的常识,在提高科学素养和人文素养两方面都能获益,避免自己毕业后成为“单腿巨人”];另一方面,在高职大学生的综合素质构成中,哲学素养的培养是一个非常关键的方面。马克思主义世界观和方法论的学习和掌握对于高职大学生一生的学习、工作与生活将起到其他知识和技能无法撼动的决定作用。除了思想政治理论课教学这一主渠道和主阵地之外[3],辅渠道和辅阵地应该还有许多,“科学技术史”课程毫无疑问可以成为其中之一。马克思主义的世界观和方法论在不单在哲学社会科学发展过程中体现,自然科学领域各学科的发展进步同样也离不开它的指导。“科学技术史”课程能让高职大学生在掌握一定的科学技术发展史实的基础上,对科学技术发展的历史脉络有一个总体把握,并领会科学的思想方法,体会科学精神对自然科学自身的发展乃至整个人类社会的发展所具有的重要意义[4],更重要地让他们知晓科技发展背后的、一般的哲学原理和方法,使他们终生受益。 二、课程的设计 (一)教学安排 课程的安排大致是这样的,因为每个思政课教师每学期的教学任务相对来说比较繁重,几乎都要承担4、5个教学班的教学任务(每学期至少有200课时左右的教学任务),而且也不是每个教师的专业背景都一样。一般只有具备哲学或科技哲学专业背景的教师才能够胜任科学技术史的教学任务,所以,学院只有2-3名教师时断时续地开设“科学技术史”的选修课,并且都是负责一个小班(人数大概60人左右)的教学。开课的时间根据学校有关政策规定主要是放在周一至周四的晚上或周末全天,至于是一周的哪一天要视教师必修课教学的情况而定。一学期的课时数也不能太多,不会超过30课时,一般就是20-24课时。这样,每周上一次课,每次2个课时。为什么授课班级规模不宜太大、听课学生人数不能太多呢?那样不是可以让更多的学生有机会来选修这门课吗?面对这个问题,我们开课的教师这几年也一直在思考,最后还是认为不妥,因为小班教学的效果当然是比大班要好,另外考虑到教师的时间精力有限,若人多了会增加工作量,导致教学质量下降。教学的方式以教师讲授为主,学生倾听为辅,主要采用问题式、案例式教学法,教学手段则充分利用现代多媒体技术的优势。我们还是花了很多的时间和精力用于PPT课件的制作,考虑到高职大学生认知的特点,课件的形式适当减少理论性、文字性的东西,而在图片、影像视频上下足了功夫,尽量找出与所讲内容匹配的图文声像资料,以增加学生的听课兴趣和感性认识。我们还会在每次课的最后大约二十多分钟播放一个完整的视频故事,主要是CCTV10频道制作播放过的《走进科学》栏目。考核的方式也比较的宽松、灵活,不会采用像必修课那样那么严格,不必正儿八经地出一份试卷去为难学生。一般每个学期教师根据教学实施的具体情况,采取过程考核的方式,通常是布置一个小作业让学生去完成,撰写一篇诸如科技发明、科技人物的小论文,抑或谈一下课程学习的心得体会等等。除非学生考勤很差或没有完成作业,才不让学生获得该门课程的选修学分。 (二)教学内容 因为没有现成的适合高职大学生的教材,我们只能暂时以申漳编写的《简明科学技术史话》为蓝本,科学技术发展的时间逻辑顺序是不存在什么争议的,主要是内容的取舍需要下很大的功夫。 1.厚古薄今,大话历史 对待历史的态度,我们采取了“厚古薄今,大话历史”原则。薄古厚今是基于学生大多是“90”后,对历史知识尤其是科技史的知识了解有限,所以要多讲些。我们大致把课程分为十讲,分别为科技的起源、古埃及科技、古希腊古罗马科技、中国古代科技四讲(包括中国古代哲学思想与风水、水利工程技术、丝绸瓷器、李约瑟问题)、近代西方科技的兴起、现代物理学革命、航空与航天等,这其中古代的内容占了主要的篇幅。在讲述历史的时候还要注意打破之前“科技史”课程内容过于突出学科体系和抽象复杂的局限,淡化过于严格按照时间年代人物,摊大饼式的内容讲述,而是采用大话历史的讲课形式,把科学严谨的理论变成一个个生动有趣、寓教于乐的小故事,这完全是出于让高职学生更容易接受方面的考虑。 2.哲学引领,科哲合一 哲学对高职学生来说是非常深奥难懂的,如何在课程内容中体现出哲学思想和韵味,发挥引领作用,这是一个很关键的问题。事实上,哲学与科学在古代是不分家的,不少哲学问题其实也是科学问题。我们可以用一条哲学的逻辑主线把整个课程的内容贯串起来。马克思主义认为,哲学的最高、最基本问题是人们对于世界观的看法,即物质与意识、思维与存在的关系问题。古代东西方人都殊途同归地在思考天、地、人三者的关系如何,这就是逻辑主线。西方人认为人是宇宙的中心,而东方人却把三者融为一体。当然,也不能生搬硬套在每一讲都谈论这个问题,只是在一些重要的章节去深入论证。例如,中国古代哲学思想与风水这一部分,要介绍风水必须首先说一下中国古人对天、地、人三者关系的看法,不能孤立地谈论风水思想,学生对此是非常感兴趣的,但只有讲清楚了前者,才能真正了解风水思想的来龙去脉。 3.突出亮点,以点带面 “科学技术史”课程教学把学生从现有的专业知识背景领域一下子引入一个相对陌生的世界,对他们来说无异于一次全新的学习,开始时总处于一种担忧和排斥的思想状态,如何消除师生之间的视域隔膜又是摆在我们面前的一道难题。为此,我们在每一次课的内容里想尽办法找出一个学生感兴趣的亮点环节出来,详细地讲、深入地讲,使学生即使在课堂过后很长的一段时间都印象深刻、难以忘却。例如,在讲到古埃及科技的时候,突出金字塔和木乃伊的内容,还介绍和播放埃及艳后克里奥帕特拉的电影片段;又例如讲到中国古代科技这一小节时,对大家都熟悉的四大发明一笔带过,重点介绍对经济社会发展影响巨大的水利工程、丝绸、瓷器等,水利工程又着重介绍都江堰和京杭大运河。这些亮点讲下来,不但能够吸引学生眼球,还对整个章节起到了以点带面的作用。 三、存在的问题及解决思路 (一)完善课程内容 前面提到课程内容主要分为十讲,并且侧重于古代科技史,现代科技发展涉及不多,原因除了课时限制外,跟我们之前的思路及花的时间和精力有关系。现代科技的发展可以说是日新月异,特别是第二、第三次科技革命使科技的发展从纵向上和横向上都更深更广,不少高职学生对这方面的了解还是偏少的,我们开设这门课程应该有责任有义务让他们知道。下一步做到就是如何把现代科技部分划分为几个符合逻辑的章节,准备充分之后就适时与学生共同分享。 (二)拉近师生距离 参与选修“科学技术史”课程的学生虽然人数不多,但他们都是来自学校的几十个专业的学生,除了上课时间以外,大家在一起的机会是很少的,另外上课时又不能随意交流,所以,一个学期下来相互之间还是比较陌生。这是不少选修课的一个通病,课堂气氛的沉闷有可能会影响教学效果,必须适当拉近师生之间的距离。教师让学生多回答问题或课间多到学生中进行交流是目前常用的做法,还有就是在教学语言上教师尽量不要说一些学生难以理解的内容,通俗易懂、喜闻乐见是最好的但也是最不容易办到的。 (三)扩大影响范围 我们教师是非常希望全院的学生都来选修“科学技术史”这门课的,但不实际。粗略算了一下,每学期三位老师开设三个班,每班60人,一学年还不到四百人,三年也就是一千人多点,相当于学生总数的十分之一,以目前的状况也只能做到这一步了。扩大影响范围不一定要在学生数量上做文章,不是说选修的人越多该选修课的影响就绝对会越大的。我们这五年下来总体感觉,选修课程要扩大影响力关键还是要看教师个人的综合素质,特别是人格魅力,学生的感觉有时候是很直接的,一个他们欣赏的教师会很快在学生们中间传开,进而所教的课程也会逐渐让其他学生们知道。 作者:胡慕贤 黄海峰 单位:柳州职业技术学院
化学工程与技术论文:探究目前化学工程技术的发展情况与优化措施 1引言 化学工程技术是一个复杂的工程性学科,它是采用一系列科学研究方法对化学过程进行深入研究的物理或者化学过程,它还包括对原有设备的优化和改进以及对新技术的研究。它以化学为指导思想,将科学理论和工程实际结合在一起,它包括有机化学、无机化学、以及石油化工等领域。化学工程是国民经济建设中的重要工程,它大大推动了社会进步的步伐,同时化学工程也与高精尖技术联系密切,目前化学工程技术正朝着连续化、集约化、高效化、精细化和自动化方向发展。化学工程技术不仅和工业产生联系密切,它和日常生活也有大的关系,因此对化学工程技术进行探索和研究具有十分重要的意义。对化学工程技术的发展进行研究不仅有利于吸收国内外最新的技术成果,还有利于改进生产设备,提高生产效率。 2新型化学工程技术的研究 2.1绿色化学技术 绿色化学技术是指采用对高新技术使化学反应在进行的过程中不会对环境造成污染,并且有利于环境保护的绿色化学技术。它的理念是在化学反应的过程中采用化学的技术和方法减少或者消除人类健康有害、对生态环境产生不良影响的化学原料或者溶剂等。绿色化学不同于传统的环境保护技术,它是从源头上来消除污染的,因此很彻底。它的优秀是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,将反应物的原子全部转化为期望的最终产物。近年来,随着环境污染的加剧和能源的日益枯竭,环境保护已经得到世界各国的重视,我国也在“十二五”规划中也明确提出了环境保护的要求,因此绿色化学技术必将有广阔的发展空间。 2.2超临界化学技术 超临界液体是指当温度和压力处在临界点时,物体会处于一种介于气体和液体之间的特殊状态,这时物体有气体和液体的双重性质。这种超临界状态的液体在化学工业、生物工业、食品工业等有着广泛的应用,尤其是在医药工业领域更有广阔的应用空间。目前,超临界液体的各种性质已经显示出巨大的魅力,发展前景十分诱人。而超临界的化学技术就是与超临界液体相关的化学技术,化学界已经将超临界水氧化法成功的应用到了环境保护的领域。目前,超临界化学技术还处于发展阶段,很多技术还不够成熟。 2.3新的分离技术 在化学工业中常常运用物理法和化学法对化学物质进行分离,例如,利用物质的沸点将不同的物质从分离塔中分离出来,另外还可以根据物质化学性质的不同对其进行分离。这些都是传统的分离方法,这些方法技术比较简单,操作起来也比较简单,但是这些分离方法的效率比较低,分离过程也比较慢,越来越不能满足未来化学工业发展的需要。随着信息技术的不断发展,化学工业中的分离技术也不断的完善,将信息技术和传统的化学技术相结合就形成新的分离技术。例如,在传统的半透膜分离技术中加入了一些新的控制方法,这种新型的分离技术大大加快了分离的速度和效率。 2.4与计算机技术相结合的化学技术 化学技术在发展时遇到了大量的数据计算和数据采集的问题,用传统的方法对这些数据进行处理势必会严重影响化学技术的发展。随着计算技术的发展,化学技术中采用了大量的计算机处理技术使得数据的计算和处理变的非常快捷,在提高效率的同时还节省了大量的物力和财力。计算机技术的在化学中的应用主要体现在在流体力学和数值传热学上,它主要采用数值模拟法进行研究,这种方法需要大量的数据和大量的实验作为支撑,然后利用计算机对数据进行计算和分析,并将数据直观的表示出现。这种方法节约了大量的时间,同时也大大减少了研究人员的工作量,提高了工作效率。总之,与计算机技术相结合的化学技术一定是未来的一个发展方向。 3化学工程技术发展的优化措施 化学工程技术近年来取得了巨大的发展和进步,但是随着时代的发展和进步,传统的化学工程技术也有很多不适合化学产业发展的地方,所以在化学工程技术发展过程中要采取以下几种优化措施: 3.1加强化学工程基础应用的研究 化学工程技术在发展时除了要紧跟科技发展的前沿外,还要对必要的基础应用展开研究。众所周知,基础应用研究投资大,研发时间长,短期内很难看到经济效益,但是从长远出发为了化学工程技术的可持续发展必须加强基础应用研究。另外,在引进外来先进技术时要注意消化吸收其中的基础技术,做好自己的技术储备工作。 3.2利用化学工程技术对现有的化学流程和工艺进行改造 在化学工业中,我们长期都是引进外国的产生工艺和生产线,缺乏独立开发自己生产线的能力。因此,以后我们在引用外国先进技术时要注意消化吸收他们的先进技术,并在此基础上形成自己优秀技术。另外,要充分利用过程模拟技术对现有的生产设备进行仔细的分析,找出其中的关键问题所在,根据实际生产的需要对现有的生产线进行改造。 3.3加强高校、研究所和企业之间的联系 高校和研究所搞的项目的和技术往往偏向于理论和研究,实际应用的项目不多,而在企业中往往都是实际的应用项目,但是这些项目缺精确的理论指导。这样就在高校、研究所和企业之间发生了脱节现象,以后必须要加强他们之间的联系,可以根据实际情况在三者之间建立一个有效的合作机制。将企业中的更多的实际课题拿到高校和研究所去做,这样既解决了企业项目理论性不足的问题,也解决了高校和研究所项目过于偏向理论的问题。目前,很多高校和企业都签署了合作协议,建立了校企合作制度,这极大的促进了化学工程技术的发展。所以,只有加强这三者之间的合作和交流才能更好的促进化学工程技术的发展。 3.4加强绿色化学技术的研究 当今世界面临的环境问题日益增多,目前我国也已经意识到了这个问题,明确提出了保护环境,减少能源消耗的目标。而传统的化学工业作为污染的主要来源更要加强技术技术改造,减少对环境的污染。所以,加强绿色化学技术的研究已经变得刻不容缓。它的发展对我们保护环境减少污染有非常重要的意义。 3.5做好人才工程的建设 21世纪国际社会的竞争实质上就是以科技实力为基础的综合国力的竞争 ,谁在科技上遥遥领先谁就掌握了国民经济发展制高点。而科技的竞争归根到底还是人才的竞争,人才是科技发展的根本动力。而化学工程技术的发展也需要大批的优秀人才作为支撑,因此,我们要加强化学工程的高等教育,以培养出更多的优秀的化学工程人才。另外,还要提高化学工程人员的待遇,稳定化学工程研究队伍,加强国际和国内的学术交流活动。最后还要鼓励创新精神,创新是科技发展的灵魂,做好创新工作也是化学工程技术发展中很重要的一个环节。目前化学工程技术正处于飞速发展的时期,随着化学工业过程技术开发力度的加大,化学工程技术必将以全新的面貌和辉煌的成就呈现在大家面前。 4结束语 现在的化学工程技术与以前传统的化学技术已经有很大的区别,它在发展的过程中采用了很多的新技术,例如绿色化学技术、超临界化学技术、新的分离技术、计算机技术等等。我国的化学工程技术近年来发展很快,取得了很大的成就,很多技术达到了国际先进水平,但是在一些关键领域还比较落后。因此,我们还要调动各种积极因素,采取各种措施促进我国化学工程技术的发展,并且促进我国国民经济的发展。 化学工程与技术论文:化学工程与技术学生创新力的培养 一、国内外化学工程与技术学科研究生创新能力研究现状 近年来,国内外着名高校均对提高研究生创新能力开展了研究。复旦大学张建林针对创新能力的不同类型和创新能力难以提升的原因,探讨了创新能力培养机制改革问题。[3]万军民借鉴美国培养研究生的经验,分析了我国高校研究生创新能力培养的影响因素,构建了我国高校协作式研究生创新能力的培养体系。[4]美国耶鲁大学在培养学生的创新性教育方面注重学生的独立思考,鼓励学生具有批判性思维,学会解决问题。剑桥大学在办学理念上强调理性训练和人格塑造,注重原创性研究,反对教育的功利主义;培养过程中注重“议”“写”环节的训练;校园氛围上重视文化融合与思想交流。柏林自由大学建立以集群发展中心、研究生中心和国际交流中心为优秀的创新型联系网络,三个中心都鼓励创新性研究,加强与外国学者和科学家的合作,培养创新型学术人才。哈佛大学注重教育的个性化,通过个性化的教育培养创造型人才所必备的创造性人格;麻省理工学院等则注重在启发式教学、跨学科学习、开放自主培养等方面为研究生创新能力的培养建立独具特色的培养模式。日本的研究生教育提倡学生独立学习,导师的作用体现在对学生的引导及为其创造宽松的研究环境方面,并且在指导过程中使学生逐渐学会自主学习,在自由民主的学术氛围中激发学生的创造力。[4]针对化学工程与技术学科研究生教育,探索研究生培养制度创新和模式创新,形成有利于化学工程与技术学科研究生创新能力培养的机制和模式,是我国化学工程与技术高层次专门人才和创新型人才培养的需要。 二、加强化学工程与技术学科研究生创新能力培养的实施 (一)加强研究生导师队伍建设,是培养研究生创新能力的前提 在以“创新和服务”为主题的第三届中外大学校长论坛上,来自全球的140多位校长普遍认为:教师是创新型大学的基础。加强化学工程与技术学科研究生能力的培养,研究生导师首先需要以培养创新型人才为己任,在人才培养中真正发挥“导”的作用,这就要求研究生导师自觉提高专业水平和专业素养。只有导师具备扎实的专业功底和广阔的学术视角,能够站在化学工程与技术学科发展的前沿,关注社会发展对学科发展和人才培养的新要求,才能真正引导学生在科研工作的过程中创新性思维,激发学生科研的兴趣,营造有利于学生独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境和氛围。据有关统计,诺贝尔奖显示出明显的“集中性”特征,全世界约4%的科研机构占了22%的诺贝尔奖的获奖份额。如德国马普学会有17个获奖者,英国贝尔实验室有11个获奖者,日本东京大学有10位获奖者,英国卡文迪许实验室有7位获奖者。另一方面,诺贝尔奖获得者具有“传承性”。如1909年德国的奥斯特瓦尔德,他的学生能斯脱,能斯脱的学生米里肯,米里肯的学生安德森,安德森的学生格拉塞都是诺贝尔奖获得者。诺贝尔奖获得的集中性和传承性说明,科研的创新一方面需要一种好的氛围,另一方面导师处于科学前沿至关重要。我校化学工程与技术学科研究生的科研成果显示,研究生在国际化学工程与技术领域前三位期刊上发表的优秀论文,60%以上出自同一科研团队。这些数据表明,导师能够把握学术前沿,并能及时将学生们带入前沿,在学科前沿从事自己的科学研究,是培养研究生创新能力的前提。若研究生导师自身道德修养、探索创新能力、对专业知识的精通和把握难以发挥楷模和导向作用,则培养有创新能力的研究生就是一句空话。 (二)打造针对化学工程与技术学科专业特点的研究生立体化创新性培养平台,是培养研究生创新能力的重要条件 为研究生学术工作搭建交流的立体化平台,开拓研究视野,是培养研究生的创新能力的重要保障。我校化学工程泰山学者实验室针对化学工程与技术学科研究生的专业特点,为研究生学术交流搭建了包括研究生学术报告轮讲平台、国内外学术会议平台、校企合作工程化实施平台在内的立体化平台,积极拓展教育研究和创新能力培养的环境。研究生学术报告轮讲平台包括研究生每月一次的学术专题汇报,报告内容可以是自己的科研内容,也可以是对当今世界最新的研究进展的追踪;一年一度的齐鲁研究生学术论坛-化学与化工技术发展分论坛则是整个齐鲁大地化学工程与技术研究生的华山论剑;每月一期的研究生论坛则是邀请外校、外国的教师以及学术名流来校开展专题讲座;鼓励研究生参加化学工程与技术领域各种国际或国内的学会和年会;根据项目合作与人才培养需要,直接从具有科研创新实力和先进生产能力企业聘请高级研究人员任教,把最先进的应用技术传授给学生,并不定期地带学生走进大型化工企业学习,强化工程能力的培养。上述立体化研究生创新平台建设,一方面使学生能够把握各自领域和相关领域的最新进展,拓宽研究生的研究视野,挖掘研究生的学习潜力和研究能力,为研究生创新能力的培养提供了学术平台保障。 (三)结合化学工程与技术学科发展正确选题,是培养化学工程与技术研究生创新能力的重要环节 培养化学工程与技术学科研究生的创新能力,研究生的选题首先必须符合本学科的发展规律及趋势。只有符合本学科的发展规律与趋势,课题才具有研究的可行性和研究的持续性。其次,课题的选择应符合国家和社会发展需求和趋势,脱离社会发展需求和趋势的学术研究和学术前沿,缺乏生命之源。再者,课题的 选取应契合本人兴趣,有了兴趣,学生对课题的研究才会有内在的动力。导师给学生自由,允许提出不同观点与问题,也是培养研究生创新能力的一个重要环节。最后,课题的选取不能脱离现有研究环境与条件。如果研究生所在实验室没有相应的设备及资料条件,题目再好,也无法开展相关研究。针对上述原则,我校化学工程泰山学者实验室针对新能源开发、二氧化碳减排、烟气除尘、污水处理等国家和社会发展的重大需求,引导研究生在流态化工程和颗粒学技术开展研究,包括大型多射流流化床的流型转变规律、流化床生物燃料电池、新型膜流化床、硼氢化钠水解制氢以及化学链燃烧等研究方向,并取得了创新性研究成果。例如,学生将传统的流化床反应器与微生物燃料电池相结合,提出流化床微生物燃料电池新型反应器,在处理高浓度有机废水的同时实现电能的回收。该研究方向申请两项中国发明专利,其中一项已获授权,并在国内外着名期刊上发表研究论文6篇,获得一项山东省研究生科技创新成果三等奖。再如,学生将二氧化碳化学链燃烧技术与煤气化技术相结合,开发煤炭/化学链载氧体气化技术,该技术可在煤气化同时实现二氧化碳的捕集,减少二氧化碳排放。目前已经在该领域申请国家发明专利6项,其中两项已获授权。研究生在国内外着名期刊14篇。由此可见,结合化学工程与技术学科发展正确选题,是培养化学工程与技术研究生创新能力的重要环节。 (四)规范过程培养是培养化学工程与技术研究生创新能力的关键 规范化学工程与技术研究生的过程培养,按照瞄准学科前沿选择课题-批判式阅读文献-发现研究方向-实验、思考、结论指导实验、得出新的结论-知识创新的培养模式,实施过程管理。从研究生的综述报告到科学选题指导,教师都为研究生创新能力的培养把握了基本方向,定期组织研究团队的教师和所有研究生进行课题讨论汇报,开展阶段性研究工作总结、创新性结论、遇到的困难和下一步的计划的研究讨论,为研究生创新能力的培养提供了实时追踪和指导。研究生论坛、各种年会和专家报告,为研究生科研视野的拓展和创新性思维的培养提供了平台。实时总结科研成果,撰写科技论文和发明专利,在科研总结和论文的写作中深入思考和发现问题,是研究生提升科研水平的关键步骤。总之,在研究生培养过程中,培养研究生提出或理解化学工程与技术学科领域新概念,用数学语言描述化学工程与技术学科领域新问题或规律的能力,根据工程技术科学特点设计实验装置能力、应用测试技术能力、根据实验现象归纳分析规律的能力等,规范研究生培养过程的全程管理,是培养化学工程与技术研究生研究生创新能力的关键。三年来,我校化学工程泰山学者实验室两度获得山东省研究生创新成果二等奖、三等奖,申请11项国家发明专利,6名硕士生学位论文获优秀硕士论文,2名博士生学位论文获优秀博士论文,1名博士研究生获得山东省优秀博士学位论文。(本文作者:王许云、岳学海、郭庆杰 单位:青岛科技大学化工学院) 化学工程与技术论文:化学工程与工艺的新兴技术 1化学工程与工艺的新兴技术 1.1绿色化学工程 绿色化学这个词汇已被人们所熟知。绿色化学是通过化学工程与工艺实现的。研究化学工程与工艺不仅能够使人们获得最大的利益,而且减少消耗资源和环境的污染。许多国内外的公司运用化学工程与工艺,研发符合公司要求的绿色产品。化学工程与工艺促进了化学的发展。运用化学工程与化学工艺能够减少催化剂等有害的原料的使用。绿色化学的技术就是在源头上阻止环境污染的产生,从根本上杜绝产生环境污染,并且回收再利用一些废弃物品。 1.2分离工程 物质在一些重力、压力还有温度和电的影响下,通过外力的作用,将物质自发的从无序转变成有序的过程被称为分离工程。化学工程与化学工艺的分离工程是一个消耗能量的过程,分离工程是化学工程与化学工艺研究的重点之一。目前使用最多的分离工程方法就是蒸馏法,虽然我国在蒸馏分离法方面的研究已经有深厚的理论依据和实践经验,但是蒸馏分离方法在蒸馏速度方面需要进一步改善。除了改进蒸馏速度外,还要采用最先进的蒸馏设备,采用新型的材料才会获取更好的经济效益。采用新型的吸收剂不仅能够影响蒸馏时间的长短,而且能够提高蒸馏吸收的效率。膜分离技术因其具有节能、高效、易于清理等特点,成为现如今比较流行的分离技术,备受各个国家的科学家关注。膜分离的吸附分离法在气体干燥、废水等污染物的处理等方面得到了广泛的运用。膜分离重点开发新型吸附剂和实现膜的高效的使用寿命,但是膜分离存在着膜的污染和防治。 1.3SupereriticalFluid,SCF(超临界流体) 超临界流体是一种具有液体和气体的性质的一种流体,在温度和压力临界点之上的无气体液体的相界面。这项技术广泛应用在化工、食品加工、生物医药工程中。对质量和工艺的要求较高。开发超临界流体有着广泛的发展前景,并且会为企业带来丰富的发展利润。近几年来,超临界水氧化法在环境治疗保护方面的研究较多,但是在化学工程与工艺方面的研究较少,现如今处于研究试验期。 2结语 化学工程与工艺的发展不仅影响着现代社会的发展,而且有助于环境友好型社会的构建。当前世界面临着资源和能源的短缺,社会经济的发展不能以牺牲环境为代价,这就需要化学工程与化学工艺共同发展,满足我国资源节约和环境保护的需要。化学工程与工艺的行业领域需要积极配合国家提出的可持续发展战略。转变可持续发展的概念。重视化学工程与工艺发展的环保性,转变传统的化学工程与工艺,减少环境的污染,积极开发新能源,走环境友好型道路。 作者:陶春荣 单位:山东润昌工程设计有限公司新疆分公司 化学工程与技术论文:化学工程工艺与绿色化工技术要点 摘要:随着我国经济的飞速发展,环境污染的问题也随之呈现。近年来化学工业污染在环境污染中占的比重更大。因此为了实现以人为本的科学发展观,走一条可持续发展的道路,促进化学工程工艺中的绿色化工技术的发展显得非常迫切。本文就化学工程工艺中的绿色化工技术的开发以及技术要点作简要介绍,以期为我国的环境污染问题解决提供一些可参考的意见。 关键词:化学工程;绿色化工技术;工艺 经济发展带来的环境问题受到全世界人民的关注,各国的专家们都在寻找一条既可以发展经济又不会对环境造成重大污染的道路。化学工程工艺中的绿色化工技术就是在这样的形势下产生发展而来的,绿色化工技术的重点在于绿色二字,其能够充分溶解资源消耗时产生的环境污染问题,对人类的可持续发展有极大的帮助。因此对于这样的绿色化工技术的开发与应用是非常有意义的。 1关于绿色化工技术 绿色化工技术的作用是减少化学工业生产的过程中无形的或有形的给环境造成的污染,通过技术的创新和改造完善化学工业的生产和运作方法。如此一来,化学技术中使用的化学原料以及化学工业生产过程中产生的废弃物对环境的污染就会有所减少。而且在这一方法的应用下,化学工业在生产过程向空气中排放的废气、向河流中排放的废水中的有毒物质就会减少许多。另外绿色化工技术在一定程度上将资源的回收利用程度提高了,减少了资源的浪费,从而对环境问题的解决有极大的益处。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开发要点 2.1选用合适的化学原料化学原料的性质决定了整个化学工业的生产运作。化学原料是化学工业发展的基础,而且是污染的来源,因此重视化学原料的选取是重中之重。从源头上控制污染,是快速有效解决环境污染问题的方法。值得注意的是,研发的新型的化工原料尽管是绿色无污染的,但是不可能让化学工业在生产过程中不产生丝毫环境污染的问题。从这一点无法避免的问题出发,现在的技术飞速发展,化学工业生产中已经着手研发更加清洁的原料,尽量选取那些没有任何毒性或者是毒性较少的化学原料进行化学工业生产,逐渐降低化学药剂的使用频率,采用一些天然的植物或者是农作物作为无毒害性材料,是一个不错的选择。2.2选用绿色化学催化剂化学工业的生产过程中经常会用到化学催化剂加速化学反应完成整个化学生产,提高化学工业生产的效率。尽管可以带来一定的经济效益,为社会积累财富,但是很明显这种财富不会长久,因为化学催化剂给环境造成的污染非常大。因此研发出毒性低的化学催化剂降低有毒物质的排放以及排放量,是当前化学工业生产的目标。纵观现在的绿色化工技术行业,其关注点都在研发无毒化学催化剂上,争取研发出的催化剂既可以加快化学反应又可以减少对环境的污染,努力朝着绿色化学催化剂的方向努力。依照现在的研发进度来看,烷基化固相催化剂这一种催化剂的研究成果较为可观,实验表明烷基化固相催化剂是没有毒性的,对环境不会造成污染,可以推广到化学生产工业中,有不错的使用价值。但值得一提的是,烷基化固相催化剂这一类催化剂在研发过程中,研发人员要针对废弃物的排放标准问题准备参考数据,尽量达到生产中产生的废弃物也可以循环利用的效果,进而促进资源的利用率。2.3选择性强化化学反应化学反应的选择性也是绿色化工技术研发的重点,若是研发人员可以完善这一内容,化学生产过程中产生物的提取会更加高效,也会更加便捷。也就是说强化化学反应的选择性不仅可以让化学工业的环境污染降低,还可以降低化学工业所需成本,如此一来还节约了资源。例如在石油开发这一类化学工业中经常会选择烃类选择性氧化物,这一种氧化物会对环境造成严重的破坏,因为这种氧化物可以让化学反应非常容易就出现明显的氧化反应。由此可以知道,为了达到化学工业绿色生产的目的,减少环境污染,一定要选择性强化化学反应。 3化学工程工艺中绿色化工技术的应用要点 3.1应用清洁生产技术清洁生产技术的应用范围有冶金、淡化海水、处理垃圾还有发电等,一般情况下都不会产生毒害性。正因为这种独特的优势,在现代的化学工业中备受推崇。例如在海水淡化时,清洁生产技术可以将海水中盐分分离,甚至可以分离海水中的其他物质,使海水成为人们的生活用水。3.2应用生物技术生物化工中常常应用生物技术,在实际生活中应用的比较广泛的是生物技术中膜化学技术。生物技术一般是通过将可再生的资源有效地转化成可以为生产生活利用的化学品。例如常见的酶成分,这样一种催化剂在化学反应中有非常好的效果,而且最好的一点是不会给环境带来无法消融的废弃物。3.3应用环境友好型产品环境友好型产品强调的是不影响环境和人类的生产生活,杜绝污染强度大的产品的使用。比如增加使用那些绿色汽油、燃料、能源,降低化学工业生产给环境和人类带来的危害,逐渐提高资源合理利用,增加效率。 4结束语 经过对化学工程工艺中绿色化工技术开发与应用的分析可以发现,这种技术可以减少对环境的污染破坏,提高资源再利用效率,以及提升资源溶解的程度,能推动整个行业的发展和进步。 作者:杨璐 单位:沈阳师范大学 化学工程与技术论文:化学工程技术的热点与发展趋势 1化学工程技术的几个热点 1.1绿色化学成为本世纪最大的热点在过去的几十年里,人类社会一直在追求高效率的发展经济水平,不惜一切代价的发展本国的经济。然而随着经济的发展,越来越多的问题也开始出现。正如马克思所说的:“大自然开始报复人类”。过去由于人们不同的利用科学技术来挖掘自然资源,同时大量化学物品的使用使得地球的环境问题和资源问题都日益突出。绿色化学将从一开始就把污染扼杀在摇篮里,让污染不复存在。这几年来绿色化学逐渐流行起来,如何在化学领域实现绿色的发展也成为所有化学家都致力于研究的一个热点。 1.2分离技术分离技术也是目前化学工程领域的一大研究热点。过去,传统的化学分离技术是利用不同物质的沸点不一样,从而进行物质分离。随着科学技术的发展,许多化学家研究出一些新的分离技术。然而这些技术还停留在实践方面没有能够形成系统的理论。随着技术的不断发展,分离技术得到了大幅度的提升,化学家可以利用软件对分离过程进行模拟和控制,因此就大大的提高了研究的效率和适用性。 1.3热力学定律的应用热力学定律也成为了研究的热点,热学研究现在已经发展成为独立的一门枝干,具有良好的发展前景,目前,纳米技术的发展已经取得了举世瞩目的成就,因此从微小尺度来研究化学热定律也成为一个热点,并且这一领域的研究已经取得了一系列颇有水平的成就。谈到化学工程技术的热点就不能忽略超临界化学反应,超临界是指液体的P、T都在临界值以上,此时物质处于液体和气体两种状态。目前,这种研究技术还刚刚起步,还有很大的发展前景,也值得我们不断关注。 2发展趋势分析 2.1计算机辅助化进一步深入21世纪是一个信息化的时代,计算机对于各种研究来说都成为了必不可少的辅助工具。计算机技术的利用使得过去很多的化学计算问题和分析问题都得到了完美的解决,同时也大大的节省了效率、提高的研究的准确性。在化学工程中广泛的使用计算机技术,是化学工程领域一个重要的发展趋势,广大的化学研究者应该不断的加强对计算机技术的学习,从而推动化学工程的发展。 2.2系统性、整体性加逐渐明了系统论一直以来也是非常重要的工具。化学领域的发展同样离不开系统论,过去许多化学技术都是单独的进行分析研究,这就导致每个环节得不到很好的匹配。目前整体性、系统性已经成为化学工程领域的发展趋势,利用系统的方法对化学工程进行研究可以使得非常复杂的问题变得简单化、整体化。 综上所述,随着科学技术的不断发展,化学领域的发展也处于一片生机盎然的趋势。深入研究化学工程技术领域的热点与发展趋势可以帮助我们更好的深入研究化学技术,不断的对传统的化学技术进行修正、调整,使其朝着有利于发展的趋势前进。 作者:刘威 单位:江汉大学化学与环境工程学院 化学工程与技术论文:化学工程与技术实验课程构建探索 在研究生阶段,有些导师只注重与学生研究课题相关的实验技能,而忽视对学生实验能力的全面培养,使很多研究生的实验技能不全面,实验过程中思维狭窄,综合分析能力较弱,这样的同学毕业后在新的研究领域很难快速适应。应用化学专业作为一门实验性很强的学科,研究生能否早出好成果,不仅决定于其科研思路,也取决于学生实验技术的熟练程度。因此,通过高等化学工程与技术实验课程建设,学校重视对应用化学专业研究生进行综合实验技能、分析问题、解决问题能力的培养,使学生的实验能力与理论水平相匹配,对提高应用化学学科研究生的论文质量和社会竞争能力具有重要意义。 一、课程特点与要求 以往,一般高校应用化学专业的研究生教学以理论课为主,缺乏实验教学,这不利于学生实验技能的培养。另外,传统的实验教学模式将实验局限在二级学科范围内,人为地割断了学科之间内在的联系,事实上难以适应对研究生实验思维和技能培养的要求,也不符合学科综合发展和学科交叉渗透对人才培养的要求。在全国工科院校积极探索“卓越工程师”培养模式的背景下,如何提高工科研究生培养质量,建立符合工科研究生特点的实验教学体系,成为全国高校特别是工科院校思考的重要问题。在这样的背景下,我们提出在高等化学工程与技术实验课程内容的设置方面,考虑到不同学科的要求,淡化专业界限,既要充分考虑与本科实验的衔接,又要在实验内容、方法和手段上具有与研究生培养要求相一致的专业水准和技术内涵。体现由简单到复杂、由被动模仿到主动设计及综合运用的特点,强调知识的融合,反映学科交叉。为了能在较短的学时内使该课程对应用化学不同层次研究生的培养起到积极的作用,我们在课程内容设置方面,将化学合成实验、化工原理实验、香料香精制备和调香实验有机结合,打破了以往分专业、分课程的做法。开设的实验课中,既有覆盖面宽的基础实验,也有专业性较强的实验,还有前沿性实验和富有启迪思维的实验技术专题讲座等,构建了富有特色的适合应用化学类研究生的实验教学体系,以提高研究生实验动手能力、运用实验解决化学、化工实际问题的能力。 二、实验内容设置 在高等化学工程与技术实验课程的内容设置上我们尽量选择覆盖化学、化工学科群的实验,如香料化合物的合成和表征、调香、膜分离材料的合成和表征、大环配体的合成与表征、多釜串联设计等。根据学生的情况及学时的要求,本门课程的教学内容主要包括:概述、基本实验、常规性实验、专业性实验、设计性实验、自主性实验和大型仪器的讲座与培训等。教学遵循体系完整、重点突出、实用性强、与现代研究手段和方法相结合的原则,力求在有限的学时中取得令人满意的教学效果。 (一)基础性实验 本部分实验主要是训练学生的基本操作技能。学生在充分预习、了解实验基本原理的前提下,独立操作,老师及时指出学生实验中出现的问题。目的是使一些基本操作能力较差的研究生获得实践机会,迅速掌握一些重要、常见的基本操作。实验设计坚持由浅入深、循序渐进的原则,强调“宽口径、厚基础”,以此为其他层次的实验打下坚实的基础。本部分实验内容约占总学时的1/5。 (二)专业性实验 专业实验坚持以培养实验能力为主的原则选择实验内容。不同研究方向的实验教学内容强调“前瞻性、创新性”。学生须根据专业特色完成若干个具有专业特色的综合实验训练,如水热/溶剂热制备、简单香料化合物合成、膜分离实验流程设计等。教师从查阅相关文献、具体实验原理的确定、实验方案的设计、实验条件的控制对比等方面引导学生进行实验,锻炼学生独立实验、分析问题和解决问题的能力。由于实验学时的限制,研究生不可能也没有必要把开设的所有实验全做一遍。因此,每位学生结合自己的研究方向,可选择不同的实验,以锻炼在相关研究领域的动手、分析问题能力。本部分实验内容约占总学时的1/5。 (三)设计性实验 本部分实验主旨是开发学生的探索精神和创新能力,用典型性的研究成果进行实验教学。如我们计划开设具有特定香味化合物的合成和调香、共轭大环配合物的合成等实验内容,使研究生了解和掌握现代最先进的技术思想、现代科技发展中具有代表性的重要研究方法。教师的主要工作是设计具有研究性的或探索性的问题,然后激励学生去思考、设计、实验和总结。在整个实验过程中,学生要独立完成查阅文献、设计实验方案、完成实验及实验结果分析的全过程,养成独立思考、独立解决问题、独立工作的良好习惯。为了达到较好的教学效果,实验前的讲解以提问和探讨的方式进行,要求学生在实验时先将实验过程及注意事项口头叙述一遍,以督促其在实验前自觉预习,在实验过程中做到心中有数,不手忙脚乱。实验结束时,教师与学生一起探讨,以激发学生的学习兴趣。设计性实验使得研究生在综合运用课程所学内容的基础上,进一步获得了较强的综合实验能力及解决实际问题的能力。本部分实验内容约占总学时的1/5。 (四)自主性实验 由于研究生受到学习年限的限制,因此尽早让他们熟悉与自己相关的课题内容是非常必要的。我们计划留有1/5的学时设计与论文或科研任务相结合的实验(具有较强的综合性),要求研究生进入自己导师的实验室,从事辅助或参与导师的科研工作,以激发学习热情,进一步培养解决实际问题的能力。导师可以结合自己的科研课题给学生布置一个小课题,引导学生有计划地完成;要求学生自主规划、实验,导师对学生实验的整体状况进行督导,以使学生尽快融入导师的课题中,在论文实验过程中少走弯路,取得更好的成果。本部分实验内容约占总学时的1/5。 (五)大型仪器讲座和培训 随着现代科技的不断发展,科技创新的水平越来越依赖于大量、复杂的实验技术手段和各种大型、精密仪器设备。由于多数生源来自于其他高校的相关专业,很多学生没有接触过如X-射线衍射、扫描电镜、红外等大型仪器设备,因而他们在硕士论文期间实验结果的测试和分析中障碍重重。针对这一现状,我们提出了如下的措施:1.开展相关仪器使用的讲座,请经验丰富的教师集中讲解仪器的工作原理、操作规程、注意事项等,并督促实验室技术人员引导学生进行规范化操作,在学生做好充分准备的前提下,方允许学生上机操作。2.学生须将测试内容和自己的课题相结合,能正确地进行相关的数据处理与结果分析,做到学有所用。这不仅大大缩短了研究生进入课题实验的工作适应期,也能提高他们的科研能力。3.经过严格的选拔考核后,一部分操作能力强的研究生可以被吸纳为大型仪器的协管员,以使研究生能有机会实际操作并熟练掌控一些大型仪器设备,为以后在课题研究中熟练使用这些大型仪器打下坚实的基础,也提高了他们的就业竞争力。本部分实验内容约占总学时的1/5。 三、实验教学过程 (一)教学方式、方法 由于授课对象和培养目标不同,所以研究生的实验教学和本科生的实验教学方式、方法应该有所区别。针对高等化学工程与技术实验课程的教学,我们提出了如下几点建议:1.采用交互式教学模式向学生介绍实验技术的原理、难点和技巧,特别是本科阶段未学习过的、对研究生课题研究极为重要的一些操作技术。交互式训练有助于学生发现实验中所需要面临的难点,确定实际有效的解决方法,是一种更有效的实验操作教学方法。2.每位任课教师围绕实验课程建设的指导思想和主要规划,制定自己的教学方案。3.建立课程负责人定期听课、教师定期互相听课的制度,以利互相学习,互相督促,共同提高教学水平。4.采用多媒体教学手段。研究生学位论文28研究生高等化学工程与技术实验课程建设初探以大量的科研实验为基础,而实验理论与具体实验操作之间往往存在着巨大差异,研究生从基础理论学习的课堂到进入实验室进行实验操作,往往会感到难以适从。为了弥补传统实验教学视野狭窄的不足,缓解实验经费与研究生人数之间的矛盾,使应用化学专业的研究生能尽快掌握一些常用的基础实验技术,我们提出在研究生的高等化学工程与技术实验课程的教学过程中采用多媒体教学。 (二)学生实验习惯的培养 1.培养严谨的科学作风研究生作为高层次专门人才的预备队,严谨、求实的科学作风是他们应该必备的一种品质。比如在实验过程中注意观察,发现实验现象与预想的现象有较大出入时,多方面查找原因,及时讨论实验过程中出现的现象和实验结果,讨论实验方法的优劣等都是研究生所应该养成的科研习惯。原始实验记录对研究生理顺科研思路、寻找科学规律和完成工作总结等都有着非常重要的意义。[1]从实验开始阶段,研究生就应做到规范地记录实验现象和实验结果。对于那些不尊重事实,涂改数据和拼凑结论的同学,导师要及时予以批评教育,从而保证研究生树立良好的科研作风,获得可靠的实验结果。2.卫生习惯实验过程中要督促学生做好试剂的回收工作,不随意丢弃滤纸、火柴梗、废玻璃等杂物,有效减少环境污染和着火爆炸等危险事故的隐患,使学生在实验过程中不断提高环保意识,养成良好的卫生习惯。 (三)教学评价体系 实验的教与学两方面建立相应的激励与评价制度,将会促进实验教学与研究生实验能力的提高。学校可以从教学内容、教学方式、教学管理、教学评价等方面建立相应的实验教学管理与考核制度,以此来激励教师在实验教学上的投入。在学生学习方面,学校应建立学生成绩和学分相结合的评价方法。学生实验成绩的评定主要依据学生在实验课中的实际表现。如学生是否按时进行实验,进入实验室前对实验内容是否有充分的预习,实验过程中是否以积极的态度投入了,实验结束时是否清洗和整理实验用品,是否真实记录实验情况并及时总结等。 四、研究生实验室建设 建立专门的研究生教学实验室,为研究生实验教学提供更加全面、系统的环境,形成教学科研有机结合得更为完善的实践能力培养体系,是当前研究生教育发展的迫切需求。[2,3]我们希望按大学科或大专业建立开放性实验室,供研究生进行实验,有步骤、分批次地开放实验室。实验室不仅要对本专业的师生开放,也对跨专业、跨学科、跨院系的师生开放,让研究生在自由、开放的研究环境中选择实验和接受专业指导。同时,这种手段也有利于加强学科之间的协作和交流,实现实验条件的真正共享。 五、师资队伍建设 实验教师队伍的水平和能力,在整个实验体系运行中起决定性的作用。学校必须建设一支结构合理、人员精干、专兼结合的实验教师队伍,使他们在培养研究生的实验与创新能力方面发挥主导作用。为了充分发挥高水平教师在实验教学中的优势,学校有关部门应该制定一系列有利于提高实验教学质量、保障实验教学运行和改善实验教学整体环境的相关政策,鼓励教学和科研经验丰富、责任心强的教师参与到实验教学中来,充分发挥他们的科研优势,这更有利于将若干较成熟的研究成果融入课堂教学,使学生了解学科的最新发展动向,增强创新意识,提高研究生实验教学质量,培养学生综合的实验能力。[4] 六、实验保障体系建设 学校有关部门应该对应用化学专业研究生实验学分提出更加明确的要求,建立实验课程管理系统,从制度上保障研究生重视实验课程。实验指导老师应重视课程教学的每个环节,包括实验方案把关、实验过程指导、实验结果验收等,突出实验教学的地位和作用。研究生可以通过系统,选择实验课程和实验时间,通过实验操作过程、实验报告及综合考试等环节的考核,取得相应的学分。 七、结语 实验技能的高低与应用化学专业研究生的培养质量息息相关。结构合理的实验内容和规范的实验技能训练,对培养研究生自我创新意识、从事科学研究的能力和就业竞争能力有着非常重要的作用。探索适合应用化学专业研究生特点的实验教学体系将是一项长期的任务。)只有不断加强研究生实验课程的改革与建设,改善研究生实验教学的条件,完善各种实验教学评价与激励机制,才能培养出大批高素质的应用化学专业人才。 作者:李向清穆劲康诗钊秦利霞易封萍陈桂娥单位:上海应用技术学院化学与环境学院 化学工程与技术论文:化学工程与技术学生创新力的培养 一、国内外化学工程与技术学科研究生创新能力研究现状 近年来,国内外著名高校均对提高研究生创新能力开展了研究。复旦大学张建林针对创新能力的不同类型和创新能力难以提升的原因,探讨了创新能力培养机制改革问题。[3]万军民借鉴美国培养研究生的经验,分析了我国高校研究生创新能力培养的影响因素,构建了我国高校协作式研究生创新能力的培养体系。[4]美国耶鲁大学在培养学生的创新性教育方面注重学生的独立思考,鼓励学生具有批判性思维,学会解决问题。剑桥大学在办学理念上强调理性训练和人格塑造,注重原创性研究,反对教育的功利主义;培养过程中注重“议”“写”环节的训练;校园氛围上重视文化融合与思想交流。柏林自由大学建立以集群发展中心、研究生中心和国际交流中心为优秀的创新型联系网络,三个中心都鼓励创新性研究,加强与外国学者和科学家的合作,培养创新型学术人才。哈佛大学注重教育的个性化,通过个性化的教育培养创造型人才所必备的创造性人格;麻省理工学院等则注重在启发式教学、跨学科学习、开放自主培养等方面为研究生创新能力的培养建立独具特色的培养模式。日本的研究生教育提倡学生独立学习,导师的作用体现在对学生的引导及为其创造宽松的研究环境方面,并且在指导过程中使学生逐渐学会自主学习,在自由民主的学术氛围中激发学生的创造力。[4]针对化学工程与技术学科研究生教育,探索研究生培养制度创新和模式创新,形成有利于化学工程与技术学科研究生创新能力培养的机制和模式,是我国化学工程与技术高层次专门人才和创新型人才培养的需要。 二、加强化学工程与技术学科研究生创新能力培养的实施 (一)加强研究生导师队伍建设,是培养研究生创新能力的前提 在以“创新和服务”为主题的第三届中外大学校长论坛上,来自全球的140多位校长普遍认为:教师是创新型大学的基础。加强化学工程与技术学科研究生能力的培养,研究生导师首先需要以培养创新型人才为己任,在人才培养中真正发挥“导”的作用,这就要求研究生导师自觉提高专业水平和专业素养。只有导师具备扎实的专业功底和广阔的学术视角,能够站在化学工程与技术学科发展的前沿,关注社会发展对学科发展和人才培养的新要求,才能真正引导学生在科研工作的过程中创新性思维,激发学生科研的兴趣,营造有利于学生独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境和氛围。据有关统计,诺贝尔奖显示出明显的“集中性”特征,全世界约4%的科研机构占了22%的诺贝尔奖的获奖份额。如德国马普学会有17个获奖者,英国贝尔实验室有11个获奖者,日本东京大学有10位获奖者,英国卡文迪许实验室有7位获奖者。另一方面,诺贝尔奖获得者具有“传承性”。如1909年德国的奥斯特瓦尔德,他的学生能斯脱,能斯脱的学生米里肯,米里肯的学生安德森,安德森的学生格拉塞都是诺贝尔奖获得者。诺贝尔奖获得的集中性和传承性说明,科研的创新一方面需要一种好的氛围,另一方面导师处于科学前沿至关重要。我校化学工程与技术学科研究生的科研成果显示,研究生在国际化学工程与技术领域前三位期刊上发表的优秀论文,60%以上出自同一科研团队。这些数据表明,导师能够把握学术前沿,并能及时将学生们带入前沿,在学科前沿从事自己的科学研究,是培养研究生创新能力的前提。若研究生导师自身道德修养、探索创新能力、对专业知识的精通和把握难以发挥楷模和导向作用,则培养有创新能力的研究生就是一句空话。 (二)打造针对化学工程与技术学科专业特点的研究生立体化创新性培养平台,是培养研究生创新能力的重要条件 为研究生学术工作搭建交流的立体化平台,开拓研究视野,是培养研究生的创新能力的重要保障。我校化学工程泰山学者实验室针对化学工程与技术学科研究生的专业特点,为研究生学术交流搭建了包括研究生学术报告轮讲平台、国内外学术会议平台、校企合作工程化实施平台在内的立体化平台,积极拓展教育研究和创新能力培养的环境。研究生学术报告轮讲平台包括研究生每月一次的学术专题汇报,报告内容可以是自己的科研内容,也可以是对当今世界最新的研究进展的追踪;一年一度的齐鲁研究生学术论坛-化学与化工技术发展分论坛则是整个齐鲁大地化学工程与技术研究生的华山论剑;每月一期的研究生论坛则是邀请外校、外国的教师以及学术名流来校开展专题讲座;鼓励研究生参加化学工程与技术领域各种国际或国内的学会和年会;根据项目合作与人才培养需要,直接从具有科研创新实力和先进生产能力企业聘请高级研究人员任教,把最先进的应用技术传授给学生,并不定期地带学生走进大型化工企业学习,强化工程能力的培养。上述立体化研究生创新平台建设,一方面使学生能够把握各自领域和相关领域的最新进展,拓宽研究生的研究视野,挖掘研究生的学习潜力和研究能力,为研究生创新能力的培养提供了学术平台保障。 (三)结合化学工程与技术学科发展正确选题,是培养化学工程与技术研究生创新能力的重要环节 培养化学工程与技术学科研究生的创新能力,研究生的选题首先必须符合本学科的发展规律及趋势。只有符合本学科的发展规律与趋势,课题才具有研究的可行性和研究的持续性。其次,课题的选择应符合国家和社会发展需求和趋势,脱离社会发展需求和趋势的学术研究和学术前沿,缺乏生命之源。再者,课题的选取应契合本人兴趣,有了兴趣,学生对课题的研究才会有内在的动力。导师给学生自由,允许提出不同观点与问题,也是培养研究生创新能力的一个重要环节。最后,课题的选取不能脱离现有研究环境与条件。如果研究生所在实验室没有相应的设备及资料条件,题目再好,也无法开展相关研究。针对上述原则,我校化学工程泰山学者实验室针对新能源开发、二氧化碳减排、烟气除尘、污水处理等国家和社会发展的重大需求,引导研究生在流态化工程和颗粒学技术开展研究,包括大型多射流流化床的流型转变规律、流化床生物燃料电池、新型膜流化床、硼氢化钠水解制氢以及化学链燃烧等研究方向,并取得了创新性研究成果。例如,学生将传统的流化床反应器与微生物燃料电池相结合,提出流化床微生物燃料电池新型反应器,在处理高浓度有机废水的同时实现电能的回收。该研究方向申请两项中国发明专利,其中一项已获授权,并在国内外著名期刊上发表研究论文6篇,获得一项山东省研究生科技创新成果三等奖。再如,学生将二氧化碳化学链燃烧技术与煤气化技术相结合,开发煤炭/化学链载氧体气化技术,该技术可在煤气化同时实现二氧化碳的捕集,减少二氧化碳排放。目前已经在该领域申请国家发明专利6项,其中两项已获授权。研究生在国内外著名期刊14篇。由此可见,结合化学工程与技术学科发展正确选题,是培养化学工程与技术研究生创新能力的重要环节。 (四)规范过程培养是培养化学工程与技术研究生创新能力的关键 规范化学工程与技术研究生的过程培养,按照瞄准学科前沿选择课题-批判式阅读文献-发现研究方向-实验、思考、结论指导实验、得出新的结论-知识创新的培养模式,实施过程管理。从研究生的综述报告到科学选题指导,教师都为研究生创新能力的培养把握了基本方向,定期组织研究团队的教师和所有研究生进行课题讨论汇报,开展阶段性研究工作总结、创新性结论、遇到的困难和下一步的计划的研究讨论,为研究生创新能力的培养提供了实时追踪和指导。研究生论坛、各种年会和专家报告,为研究生科研视野的拓展和创新性思维的培养提供了平台。实时总结科研成果,撰写科技论文和发明专利,在科研总结和论文的写作中深入思考和发现问题,是研究生提升科研水平的关键步骤。总之,在研究生培养过程中,培养研究生提出或理解化学工程与技术学科领域新概念,用数学语言描述化学工程与技术学科领域新问题或规律的能力,根据工程技术科学特点设计实验装置能力、应用测试技术能力、根据实验现象归纳分析规律的能力等,规范研究生培养过程的全程管理,是培养化学工程与技术研究生研究生创新能力的关键。三年来,我校化学工程泰山学者实验室两度获得山东省研究生创新成果二等奖、三等奖,申请11项国家发明专利,6名硕士生学位论文获优秀硕士论文,2名博士生学位论文获优秀博士论文,1名博士研究生获得山东省优秀博士学位论文。(本文作者:王许云、岳学海、郭庆杰单位:青岛科技大学化工学院) 化学工程与技术论文:浅析化学工程技术的应用问题探究与思考 摘要:在科技高速发展的今天, 我国科学技术水平的进步,自动化技术的应用在各行各业中逐步扩散起来,比如化学工程技术在化学生产中的应用也逐渐受到人们的关注,化学工程行业关系着人们的日常生活,影响着其他行业的发展,所以对在化学生产过程中的应用进行研究探析,是十分有必要的实时话题。 关键词:工程技术;化学反应;应用技术 化学工程技术是一门主要研究化工生产过程中研究和开发以及过程装置的设计、制造和管理的综合性技术。化学工程技术在化学生产中的应用已涉及到各行各业,化学工程技术的发展对于强化化工生产过程,提高产品质量,降低原料和能量消耗,对于企业的技术改造以及新技术的开发起着重要作用。 1.新型反应技术的研究 1.1 超临界化学反应技术。超临界液体是指在温度和压力都处于临界点之上时,此时状态处于液体和气体之间,具有这两种状态的双重性质。这种状态的流体不仅在化学工业、生物化工、食品工业有广泛的应用,而且还在医药工业等领域应用很广泛,已经显示出巨大的魅力,极具发展前景。近年来,化学界将超临界水氧化法应用到保护环境的领域,但是都处于初级发展阶段,很不成熟。 1.2 绿色化学反应技术。绿色化学是指对环境不会造成污染的,有利于保护环境的化学工程。绿色化学简单说就是采取化学的技术和方法来减少或消除那些对人类有害的、妨碍社区安全的、对生态环境会产生不利影响的原料或溶剂等。绿色化学是将污染从源头进行消除的工程,因此很彻底,这主要包含原子经济性和高选择性的反应,生产出对环境有利的材料,并且回收废物循环利用的一门科学技术。 1.3 新的分离技术。从广义上看,分离强化首先是对设备的强化,随后对生产工艺进行强化,整体来说就是只要能将设备变小、将能量转化效率提高的技术都是化工分离技术强化的结果,这样不仅有利于实现可持续发展,同时也是化工分离技术的重要技术与主要趋势之一。然而,古老的化工分离技术原理:利用沸点的不同,将不同的组分从分离塔里分离出来。随着科技的发展及国内外的分工合作共同研究除了大量新的分离技术,具有广阔的发展前景,但是这些在应用中同样也存在着很多问题,此项研究对相关分子蒸馏的基础理论探究比较少,没有在理论上充分说明和指导,对设计刮膜式分子蒸馏器也没有深入的研究。随着信息技术和科学的不断进步和发展,分离技术也随之得到改善,取得了长足的进步,逐渐信息技术引入到分离技术的研究与开发上,例如在研究热力学和传递的性质、多相流等方面,这些都是信息技术发生功效的主要分离技术,再如分子模拟大大提高了预测热力学平衡和传递性质的水平。对分子的设计加速了可以加速分离,因此对研究和开发新的高效的分离剂有深远的意义。信息技术的引进对于分离过程的深入产生了重要的作用,而且还能提高工作效率。 2.传热过程中一些新的研究进展和方向 2.1 微细尺度传热学研究进展。微细尺度是从空间尺度和时间尺度微细的探讨和研究传热学规律,现在传热学中已经自成一个分支,发展前景广阔。当物体的特征尺寸远大于载体粒子的平均尺寸即连续介质时假定依然会成立,但是由于尺度的微细,原来的假设的影响因素也会相对的发生变化,这就导致了流动和传入规律发生着变化。目前,微米、纳米科学已经取得长足的进步,受到人们的广泛关注,诸多领域都是围绕微细尺度传热学进行研究的。其中高集成度电子设备、微型热管、多空介质流动传热等多项研究都是微热尺度传热学研究取得的丰硕成果。 2.2 强化传热过程的研究进展。这项研究主要是从改进换热器设备的形式入手,提高传热的效率,并想办法改进设备使其持续对外放热,这种改进包含发明新的传热材料和改进生产工艺,将过去的设计进行优化等方法。 2.3 传热理论研究进展。近年来,传热研究者一直都致力于滴状冷凝在工业生产上的应用,但至今仍未能很好的实现,主要问题是如何获得实现滴状冷凝,并且使其冷凝表面寿命延长。改变冷凝界面的性质,将滴状冷凝应用到工业上进行传热改造是传播热学研究的主要热点之一。沸腾的传热方式不仅在机械、动力和石油化工等传统的工业之中广泛使用,而且在航空航天技术等高科技领域也广泛的应用着。长期以来,人们都在对液体发生核态沸腾的主要原因和具有高换热强度的机理进行着深入的探究。由于沸腾的现象是复杂和多变的,这些都导致了我们不能利用常规的计算方法来计算出沸腾所能传输的热量。到现在为止,加热器表面受到水沸腾时产生的气泡的影响,这一问题是最需要得到解决的,也是研究的重点所在,对沸腾传热进行计算大都采取机理模型,这种方法存在严重的缺陷就是计算的准确率很低,而且需要大量的实验做基础,所以目前应用的范围较窄,目前没有能较准确计算沸腾传热的计算式,因此我们有另辟蹊径,从新的角度来探究和研究问题,从基本理论出发,提出新的理论与计算方法或研究出新的模型,将数学与之相结合计算出沸腾所传出的热量,这将成为今后研究的重中之重。 3.促进化学工程技术发展的对策 3.1 着眼全局提高化学工程技术水平。化学工程科学近年来的发展趋势已经明显地呈现与多学科交叉的现象,要进一步促进化学工程技术的进步,就要从全局出发综合考虑与化学工程交叉的各个领域的情况。要统筹考虑各个领域的运用,做好整体的规划,协调各项科学的开发利用。并且统筹现有领域的同时积极开拓新的研究领域,使各个学科领域相互促进,最后实现共同发展。 3.2 提高化学工程机械设备研究水平。机械设备是提高一项技术必须具备的,先进的机械设备能为更高水平的技术研究硬件支持。但是相对而言,目前化学工程技术方面的机械设备还比较落后,应该加强研究力度,向世界化学工程技术研究的机械水平靠近。有了这些高科技水平的机械设备,在化学工程技术领域赶超世界水平指日可待。 3.3 做好化学工程技术的教育工作。任何一项技术的发展都不能离开高水平的人才,所以要促进化学工程技术进一步发展需要加强化学工程领域的教育培训工作。不仅需要培养化学工程技术方面的知识,与其相关的学科的教育与培训也要加强。不仅仅培训理论知识,更要加强学生的实践能力,为化学工程技术的发展储备人才。 3.4 积极开拓化学工程技术的应用市场。当今化学工程技术的应用领域已经很广泛,但是如果想要进一步的发展还要积极研究开发新的工艺、新的产品,寻找新的市场。市场是产品开发的动力,有了市场的需求才会带动产品的生产,也就会促进技术水平的提高。 化学工程与技术论文:化学工程技术的热点问题与发展趋势 摘要:随着科学技术的不断向前发展,我国对化学工程技术的研究也不断深入。本文就化学工程领域中一些热点的发展趋势以及相关的技术研究进程,对超临界点化学的反应技术以及分离和传热过程等相关领域进行了分析和研究,认为其研究的重点是在于过程、设备以及研究对象的研究方法。随着研究领域的不断前进和革新,化学工程技术领域的发展将融合多学科,以节约资源注重环境的保护为方向。 关键词:化学工程技术;研究热点;发展趋势 化学工程是一门将一系列化学有关的知识进行深研究的化学或物理过程的知识学科,它还包括对原有化学设备进行改革,以化学思想为基础将理论和实际工程知识糅合。具体工作可包括研发新产品、设计、模拟、操作实验来强化装备等硬件设施。化学工程领域包括范围广泛,其中有机化学、无机化学、石油化工等领域,因此化学工程是国民经济建设从而推动社会进步重要的工程领域。目前化学工程技术的发展方向是逐渐趋向连续化、集约化、自动化、高效化和自动化、精密化。由于化学工程技术被广泛运用到生活领域所以对其的研究是十分有必要的。 1 化学工程技术的新热点 1.1化学超临界反应技术 超临界的化学反应技术是指反应过程中的温度和压力都在临界点之上,这样的状态往往是液体和气体之间。这样形式的存在被广泛运用到生物化工、食品、医药等领域,已经显示出很好的效益,发展前景很好,但近年来的探究和发展阶段仍处于初级,待进一步深入研究。 1.2绿色化学研究技术 绿色化学由于能够有效避免对环境的污染,近年来备受推崇。绿色化学就是指利用化学反应技术来充分利用资源、减少污染物的产生来起到对环境的保护。比如,它可以对产生污染物的相关溶剂和废料进行处理,利用原子技术或高选择性的化学反应生产处对环境有利的产品,这不仅能够增加经济效益而且带来可观的社会效益。 1.3分离技术的新研究 首先,分离技术强调对生产设备的强化,其次是生产技术。总结来说就是将设备更新,将生产率提高的技术都属于化学分离技术的结果。古老的分离技术方法是利用各种材料沸点不同将其分离然后做研究。随着科学技术的发展和各领域研究合作分工改变为分离技术新发展提供了广阔的前景。比如近年来,在力学的传递以及多相流方面,采用信息技术发生分离,还有分子的模拟就很大的提高了预测热力学平衡的水平,对分子的人为设计加速了分离等等。因此进一步研究高效的分离技术有着深远的意义。 2 传热过程新的研究发展方向 2.1传热学中细微尺度的研究进展 细微尺度是指从时间尺度和空间尺度进行更细微的研究的热学范畴,如今它在热学中已经形成了一个分支,具有广阔的发展前景。当一个物体的尺寸远大于其载体时,这样的情况会存在,但是由于尺寸的更加细微,原来的假设影响因素也会发生相应变化。目前纳米技术已经取得显著的成绩,很多领域都是围绕传热学中的细微尺度技术进行研究的,近年来取得了高集成电路、多空介质流等新成果,产生了巨大的经济效益。 2.2传热设备的研究进展 近些年来,利用翘片来强化传热,管外的翘片强化传热原理包括有前缘效应和非稳定性扰动以及减薄边界层等几种。常用的片是冲缝片和百叶窗。将来对此的研究应该将分布参数和场地模拟相结合,来优化传热装置结构的参数,实现管翘式的传热针设计。 2.3与计算机技术的相结合 计算机技术的不断进步是化学中大量的技术问题能够得到有效的解决。同时节约了大量的人力物力财力,也增加了数据和相关机械的精密度。计算机的主要贡献表现在计算流体力学、数值传热力学、采用计算机技术进行统计、计算有利于将数据更直观的表现出来,表现形式更加多样,能够有效分析大量实验数据。 2.4与材料科学和信息工程相结合 科学的进步和新技术的研究涌现就为化学工程的研究提出了新的机遇。如何形成优质的服务体系和完整地理论作为研发支撑成为化学工程面临的问题。所以它必将进入一个新的发展阶段,在发展中应注重与多学科的交叉,更多的研究应该包括信息和化学应用、生物与化学以及能源环境与化学相结合的学科,这都为化学工程的发展提供了新的研究方向。由于信息技术不断深入各个行业,为此通过信息技术可以将大量的信息收集、整理进行数据统计分析,得出的结论可以为化学工程发展研究提供新的方向。 3结语 综上所述,伴随科学技术的发展,专业人员对化学工程研究已经从单一走向研究领域与多学科相结合的多元化方向发展,随着时代的需要,科学技术的发展,新的发展热点的出现,化学工程的发展方向也是多元化的。化学工程技术多元的发展给社会带来的也将是全新的面貌,推动整个社会向前的步伐。 作者简介:刘玉琴,本科学历,白山市浑江区东兴街道办事处,工程师,研究方向:化学工程。 化学工程与技术论文:探究目前化学工程技术的发展情况与优化措施 摘要:随着经济的发展和科技的进步,我国的化学工程技术也到了迅速的发展,我国的化学工程技术虽然起步比较晚,但是发展很快,我们现在的生活已经离不开各种化工产品,化学技术的发展给我们的生产和生活带来了极大的便利。目前,我国的化学工程技术虽然发展很快,但是还存在着技术创新不够,发展粗放,对环境不友好等问题。本文着重探讨目前我国的化学工程技术的发展情况并提出一些相关的优化措施。 关键词:化学工程;发展情况;措施 1引言 化学工程技术是一个复杂的工程性学科,它是采用一系列科学研究方法对化学过程进行深入研究的物理或者化学过程,它还包括对原有设备的优化和改进以及对新技术的研究。它以化学为指导思想,将科学理论和工程实际结合在一起,它包括有机化学、无机化学、以及石油化工等领域。化学工程是国民经济建设中的重要工程,它大大推动了社会进步的步伐,同时化学工程也与高精尖技术联系密切,目前化学工程技术正朝着连续化、集约化、高效化、精细化和自动化方向发展。化学工程技术不仅和工业产生联系密切,它和日常生活也有大的关系,因此对化学工程技术进行探索和研究具有十分重要的意义。对化学工程技术的发展进行研究不仅有利于吸收国内外最新的技术成果,还有利于改进生产设备,提高生产效率。 2新型化学工程技术的研究 2.1绿色化学技术 绿色化学技术是指采用对高新技术使化学反应在进行的过程中不会对环境造成污染,并且有利于环境保护的绿色化学技术。它的理念是在化学反应的过程中采用化学的技术和方法减少或者消除人类健康有害、对生态环境产生不良影响的化学原料或者溶剂等。绿色化学不同于传统的环境保护技术,它是从源头上来消除污染的,因此很彻底。它的优秀是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,将反应物的原子全部转化为期望的最终产物。近年来,随着环境污染的加剧和能源的日益枯竭,环境保护已经得到世界各国的重视,我国也在“十二五”规划中也明确提出了环境保护的要求,因此绿色化学技术必将有广阔的发展空间。 2.2超临界化学技术 超临界液体是指当温度和压力处在临界点时,物体会处于一种介于气体和液体之间的特殊状态,这时物体有气体和液体的双重性质。这种超临界状态的液体在化学工业、生物工业、食品工业等有着广泛的应用,尤其是在医药工业领域更有广阔的应用空间。目前,超临界液体的各种性质已经显示出巨大的魅力,发展前景十分诱人。而超临界的化学技术就是与超临界液体相关的化学技术,化学界已经将超临界水氧化法成功的应用到了环境保护的领域。目前,超临界化学技术还处于发展阶段,很多技术还不够成熟。 2.3新的分离技术 在化学工业中常常运用物理法和化学法对化学物质进行分离,例如,利用物质的沸点将不同的物质从分离塔中分离出来,另外还可以根据物质化学性质的不同对其进行分离。这些都是传统的分离方法,这些方法技术比较简单,操作起来也比较简单,但是这些分离方法的效率比较低,分离过程也比较慢,越来越不能满足未来化学工业发展的需要。随着信息技术的不断发展,化学工业中的分离技术也不断的完善,将信息技术和传统的化学技术相结合就形成新的分离技术。例如,在传统的半透膜分离技术中加入了一些新的控制方法,这种新型的分离技术大大加快了分离的速度和效率。 2.4与计算机技术相结合的化学技术 化学技术在发展时遇到了大量的数据计算和数据采集的问题,用传统的方法对这些数据进行处理势必会严重影响化学技术的发展。随着计算技术的发展,化学技术中采用了大量的计算机处理技术使得数据的计算和处理变的非常快捷,在提高效率的同时还节省了大量的物力和财力。计算机技术的在化学中的应用主要体现在在流体力学和数值传热学上,它主要采用数值模拟法进行研究,这种方法需要大量的数据和大量的实验作为支撑,然后利用计算机对数据进行计算和分析,并将数据直观的表示出现。这种方法节约了大量的时间,同时也大大减少了研究人员的工作量,提高了工作效率。总之,与计算机技术相结合的化学技术一定是未来的一个发展方向。 3化学工程技术发展的优化措施 化学工程技术近年来取得了巨大的发展和进步,但是随着时代的发展和进步,传统的化学工程技术也有很多不适合化学产业发展的地方,所以在化学工程技术发展过程中要采取以下几种优化措施: 3.1加强化学工程基础应用的研究 化学工程技术在发展时除了要紧跟科技发展的前沿外,还要对必要的基础应用展开研究。众所周知,基础应用研究投资大,研发时间长,短期内很难看到经济效益,但是从长远出发为了化学工程技术的可持续发展必须加强基础应用研究。另外,在引进外来先进技术时要注意消化吸收其中的基础技术,做好自己的技术储备工作。 3.2利用化学工程技术对现有的化学流程和工艺进行改造 在化学工业中,我们长期都是引进外国的产生工艺和生产线,缺乏独立开发自己生产线的能力。因此,以后我们在引用外国先进技术时要注意消化吸收他们的先进技术,并在此基础上形成自己优秀技术。另外,要充分利用过程模拟技术对现有的生产设备进行仔细的分析,找出其中的关键问题所在,根据实际生产的需要对现有的生产线进行改造。 3.3加强高校、研究所和企业之间的联系 高校和研究所搞的项目的和技术往往偏向于理论和研究,实际应用的项目不多,而在企业中往往都是实际的应用项目,但是这些项目缺精确的理论指导。这样就在高校、研究所和企业之间发生了脱节现象,以后必须要加强他们之间的联系,可以根据实际情况在三者之间建立一个有效的合作机制。将企业中的更多的实际课题拿到高校和研究所去做,这样既解决了企业项目理论性不足的问题,也解决了高校和研究所项目过于偏向理论的问题。目前,很多高校和企业都签署了合作协议,建立了校企合作制度,这极大的促进了化学工程技术的发展。所以,只有加强这三者之间的合作和交流才能更好的促进化学工程技术的发展。 3.4加强绿色化学技术的研究 当今世界面临的环境问题日益增多,目前我国也已经意识到了这个问题,明确提出了保护环境,减少能源消耗的目标。而传统的化学工业作为污染的主要来源更要加强技术技术改造,减少对环境的污染。所以,加强绿色化学技术的研究已经变得刻不容缓。它的发展对我们保护环境减少污染有非常重要的意义。 3.5做好人才工程的建设 21世纪国际社会的竞争实质上就是以科技实力为基础的综合国力的竞争,谁在科技上遥遥领先谁就掌握了国民经济发展制高点。而科技的竞争归根到底还是人才的竞争,人才是科技发展的根本动力。而化学工程技术的发展也需要大批的优秀人才作为支撑,因此,我们要加强化学工程的高等教育,以培养出更多的优秀的化学工程人才。另外,还要提高化学工程人员的待遇,稳定化学工程研究队伍,加强国际和国内的学术交流活动。最后还要鼓励创新精神,创新是科技发展的灵魂,做好创新工作也是化学工程技术发展中很重要的一个环节。目前化学工程技术正处于飞速发展的时期,随着化学工业过程技术开发力度的加大,化学工程技术必将以全新的面貌和辉煌的成就呈现在大家面前。 4结束语 现在的化学工程技术与以前传统的化学技术已经有很大的区别,它在发展的过程中采用了很多的新技术,例如绿色化学技术、超临界化学技术、新的分离技术、计算机技术等等。我国的化学工程技术近年来发展很快,取得了很大的成就,很多技术达到了国际先进水平,但是在一些关键领域还比较落后。因此,我们还要调动各种积极因素,采取各种措施促进我国化学工程技术的发展,并且促进我国国民经济的发展。 化学工程与技术论文:化学工程技术论文 1关于新型的反应技术研究 从广义的角度来看,所谓的分离强化首先就是要对设备进行不断的强化,然而在对生产的工艺进行强化,进而从整体上来说就是只要能够将设备变小以及能量转化效率提高的技术变为化学的分离技术强化的结果。这样做不仅仅能够更好的有利于可持续发展的理念,同时也是化学分离技术的发展趋势之一。但是,传统的化工分离技术主要是根据沸点的不同,把一些不同组成成分的物质进行分析,然而随着科学技术的不断发展以及对于该项工作的不断研究,进而得出该项技术具有着十分广阔的发展前景,但是在应用的过程中还是存在着很多的问题,主要是这项技术的研究对分子蒸馏的基础理论研究相对来说还是比较少,并且在理论方面也没有能够得到充分的说明。但是随着科学技术的不断发展,分解技术也得到了不断深入的研究,并且也取得了不错的效果,并且也渐渐的把信息技术引入到了分离技术的研究以及开发当中,进而在对热力学以及传递的性质进行的研究,对于分子模拟大大的提高了预测热力学的平衡等,因此在进行研究以及开发的过程中对于分离技术具有着十分深远的意义。 2在热传导过程中的研究进展以及方向 2.1关于微细尺度传热的研究 所谓的微细尺度主要是从空间尺度以及时间尺度微细的研究以及对传热学规律的研究,目前在传热学当中已经是成立了一个分支,并且其发展的前景也是十分的广阔。在物体的特征尺寸要大于载体离子的平均尺寸的时候,就是连续的介质便依然是成立的,然而因为尺度是微细的,并且以前的假设影响因素也将会随着发生着改变,进而将会导致流动以及传热的规律出现一定程度的改变。当前随着纳米以及微米的技术得到了不断的发展,并且已经是受到了人们十分广泛的关注,在很多的领域当中也都在是围绕着微细尺度传热学进行不断的研究,并且已经是在不少的领域当中取得了不错的成果,比如在微型热管以及高集成的电子设备当中。 2.2关于强化传热过程中的研究 对于这项研究主要是从改进换热器的设备方面进行入手的,其研究开始的目的主要是为了能够更好的提高传热的效率,同时也是为了能够改进设备的持续对外放热,对于这项研究的改进主要是包括了传热材料以及生产工艺的改进,同时将传统的设计进度优化等内容。 2.3关于传热的理论研究 在最近的几年来,该项工作的研究人员主要是在滴状冷凝在生产中的应用进行研究,但是一直到目前也没有能够得到实现。其主要的问题便是怎样的获得实现的滴状冷凝,以及如何的是冷凝的表面寿命得到延长。目前其主要的问题就是如何改变冷凝界面的性质,以及怎样才能够将冷凝应用到工业当中进行传染改造。在沸腾传热的过程中,其传热的方式不仅仅在机械以及石油化工行业当中得到了十分广泛的应用,同时也在航天行业当中得到了十分广泛的应用。长期以来人们也一直对于液体出现核态沸腾的主要原因进行着不断的研究。 3结语 目前我国依然是处在社会主义初级的发展阶段,并且不断增加的物质文化需要并不能够得到有效的工艺,并且也将会面领着一些的问题,因此必须要不断的对其进行完善。在我国化学工程当中必须要不断的对人才进行培养,并且要不断的进行创新,以此来希望能够在不久的将来使我国的化学工程学科能够达到国际先进的水平。 作者:陈苗 单位:江西铜业集团(德兴)实业有限公司 化学工程与技术论文:化学工程技术问题探究 1化学工程技术的技术理念与优秀优势分析 化学工程技术简称化工技术,在化学生产领域中有着非常重要的地位。利用化学反应理论技术基础,进行大规模的化学工程生产,从而生产满足化学领域需求的产品。在农业方面,化学工程技术就起到了非常重要的作用。农作物的农药,化肥等都是化学生产的产品。这些产品对于人们的生产与生活都有着非常重要的联系。因此化学工厂成为了市场化学产品的主要生产基地,而化学工程技术也成为了化学生产的技术基础。那么,对于化学工程技术而言,其有着哪些优秀优势呢?化学工程技术的技术理念又是什么呢? 1.1化学工程技术的技术理念分析 化学工程技术是基于化学反应以及化学元素等理论基础进行的大规模的生产性技术,利用先进的设备与反应环境,实现对某种产品的大量批量生产,以此来满足人们对于化学产品的需求。在化学工程技术中,理论基础是必不可少的,但是,在生产的过程中,反应设备等的建筑也非常重要。因此反应设备也有可能是反应物质,因此为了能够追求最高的生产效率,满足人们的生产需求,化学工程技术在技术完善性方面做了非常大改进。在废物处理方面,也有了完善的体制,从而减少了因为化学生产而对环境方面造成的伤害。 1.2化学工程技术的优秀优势分析 化学工程技术以化学反应以及化学元素理论为基础,通过大规模的化学反应来生产市场所需的化学产品。由于在自然界中,很多化学产品不是自然形成的,即便在自然界中存在,其存量也无法满足需求。因此,为了能够满足人们对于某些化学产品的使用。就可以通过化工生产,来进行批量的生产,保证足够的供应。因此,对于化学工程技术而言,其技术优秀可以概括为以下几个方面:第一,完善的技术理论基础;化学反应原理,原子守恒等化学理论技术,成为了化学工程技术的完善的理论基础体系。如果在生产的过程中,对于某一种元素物质产品需求量较大,那么就可以通过化学技术进行实现。例如,在现代社会中,为了能够呼吸到新鲜的空气,很多人开始喜欢吸收纯氧。那么,就可以利用化学理论进行纯净氧气的生成,从而满足人们的需求,当然,这也在一定程度上实现了市场的拓展。第二,高效的生产效率,化学工程技术为化学产品的生产奠定了强大的技术基础,为了满足市场的需求,化学工程技术在高产出,以及高效率等方面做出了非常大的改进,在原料提取以及生产加工的流程方面也有了十足的进步。因此,在技术优势方面,满足了市场化的生产模式。通过化学工程技术的引入,让化学生产领域实现了模式化,一体化以及车间化的生产模式,不仅仅实现了高效的化学生产,更在一定程度上实现了成本压缩等。总之,化学工程技术的优秀优势非常明显,对于市场的发展而言,也有着推动性的作用。 2绿色化工技术在化学生产中的应用 虽然在化学生产领域中,化学工程技术起到了非常重要的作用,也让人们的需求得以满足。但是,由于化学生产过程中,容易产生大量的污染物质或者是废弃物质,在传统的化学生产以及化学工程技术中,并没有完善合理的治理措施。甚至在一些化学工厂中,这些污染物或者废弃物是直接进行无处理排放的。长期以往,对于环境造成的伤害是非常大的。近年来,我国的雾霾以及化学烟雾,癌症村等现象的出现,也就在一定程度上说明了化学生产中出现的问题。因此,为了能够保证化学生产的良性发展,也是为了能够符合当前节能环保技术的理念。绿色化学工程技术开始得以研发,并逐步应用到化学生产领域,从而从根本上改变了化学工程技术的面貌。绿色化学与绿色化学工程技术,是代表未来化学生产的方向性理念。在化学生产的过程中,建立完善的生产体系,尤其是在反应的过程中,杜绝传统的为了结果而不惜代价的生产方式,采用绿色型与节约型的生产方式,在技术方面,也需要不断进行技术改革,尤其是废物处理技术中的一些设计中,要充分体现绿色化学的特点,并能够做到真正意义上的节能减排,废物有效处理。总之,化学生产领域中,绿色化学的理念一定要深入其中,绿色化学工程技术的研发也应该继续,生产需要满足市场,也同样要保证环境的安全。 3结语 本文通过对化学工程技术的优秀技术与理念研究,对于化学工程技术有了深入的认识,虽然在生产效率与成果方面,化学工程技术可以实现较大的飞跃,但是在环境保护以及环保方面,传统的化学工程技术依然会对环境造成较大的影响。因此,为了能够在保证生产效率的同时,更加合理的使用与发展化学工程技术是目前的重点研究项目。因此,绿色化学工程技术也得以产生,并且在化学生产过程中的应用更加广泛,更加高效,也符合未来化学生产的发展,化学生产的后期处理,是需要企业管理人员给予高度重视的。大力推动绿色化学工程技术的创新,不仅仅可以保证化学生产的高效性,也为整个行业的良性发展奠定了基础。 作者:侯海霞 柯杨 王胜壁 单位:安顺学院 贵州省教育厅功能材料与资源化学特色重点实验室 化学工程与技术论文:化学生产中化学工程技术的应用 摘要:随着我国科学技术的不断发展,化学工程技术在化学生产中的应用越来越广泛。化学工程技术作为化学生产中重要的一项技术,不仅能够有效的节约在化学生产中所需要的时间,而且还能够提高化学工程的生产效率。因此,本文通过对化学工程技术的技术概念进行了阐述后,又详细的介绍了超临界流体技术、传热技术以及绿色化学反应技术在化学生产中的应用,并且分析了现如今的化学工程技术存在的问题,同时提出了相应的对策,从而使得化学工程技术在化学生产中能够有更好的发展。 关键词:化学工程技术;化学生产;应用;分析 在我国,科学技术一直是我们的一项重要的生产技术,随着科技的快速发展,在化学生产过程中也开始广泛的采用化工技术。化学工程技术主要是一项研究化学生产过程中需要采用的相关技术,其主要目的是对化学工程产品进行开发、设计、制造和管理。由于化学工程技术能够有效的提高产品的质量,同时也能够提升化学生产中的工作效率,因此我们对化学工程技术有了更广泛的关注,并不断的将其拓展到化学生产中的各个领域,使得化学工程技术能够发展的更好,进而不断的推进我国的经济发展和科技发展,使我们的生活条件更加优越。 1化学工程技术的技术概念阐述 现如今,化学产品已经成为了人们生活中非常常见的物品,例如药物、食品和日用品,还有农业药物和工厂生产所需的原料等等。因此化学工程技术变成为了一项炙手可热的技术,不断的受到人们的关注。化学工程技术是根据化学理论基础与相关的技术相结合的一项应用于化学生产中的技术,利用化学设备,通过一系列的化学反应进行产品的大量生产。在化学生产的过程中,化学的反应物和设备对于工程的技术要求是非常高的,而化学工程技术的优势就在于能够满足化学反应的要求,进而提高了化学产品的质量。除此之外,化学工程技术还有一项更大的优势就是对废物的处理,这项技术能够尽可能不对环境造成很大的影响,正符合我国当前对生产的要求。 2化学工程技术在化学生产中的应用 2.1超临界流体技术在化学生产中的应用 超临界流体技术主要的内容是,控制一定的温度和压力,使得需要的流体处于液体与气体中间的状态。这种流体的特点集合了气液的优点,它的粘度低与气体相似,它的密度很高与液体相似,这就导致它的扩散能力很强,介于气体和液体之间。同时它还拥有很强的溶解能力和压缩能力。将这种技术应用于化学生产中,通过控制温度与压力,得到超临界流体,利用其拥有的优势来达到节省能耗的目的。现如今,我们将这种技术应用于更过多领域,比如,高分子材料、复合材料、有机物材料和无机物材料。 2.2传热技术在化学生产中的应用 化学工程之中的传热技术主要是分为两方面,一方面是微细尺度传热技术,另一方面是强化传热过程。首先微细尺度传热,是以热对流、热传导、热辐射为主要的内容,从空间尺度和时间尺度微细进行讨论和研究的一项传热技术。这项技术在微米、纳米科学中得到了广泛的应用,并取得了不错的成绩,因此人们更加关注它在化学生产中的应用。强化传热过程,主要的重点是通过调试换热器设备,不断改进生产过程中的传热系数,使其能够有能力不断的对外放热。为了强化传热过程,就要增加冷热流体间的温差,这就必须通过改变换热的面积来提高传热系数,从而来提高传热的效率,使得在化学生产的过程节能减耗。 2.3绿色化学反应技术在化学生产中的应用 通常化学生产的产品一般对我们生活有一些影响的,因此我们就需要采用绿色化学反应来防止化学生产的过程中对环境造成污染,这是从源头来解决污染问题的技术方法。绿色化学只得就是通过使用化学的技术与方法,结合相关的知识来解决化学对人们和环境造成的危害。主要要求就是,化学生产过程中用到的试剂、催化剂、反应原料,和反应完成后的产物与副产物都必须对人类和环境无危害,同时也要保证绿色环保。例如,采用绿色无毒的原料方面,可以将石油原料装换成生物原料。像是在化学产品尼龙的生产过程中,原先采用的是含苯的石油化工原料,我们将可以其原料改换成生物原料,一样也可以制成尼龙,不仅保护了环境,而且也保护了人体收到伤害。除此之外,这项技术在绿色食品生产中也起到了很大的作用,绿色食物是对人体很有益的,在其生产过程中一般禁止使用化学药剂,这样不仅减少了对人体的伤害,同时也减少了对环境的影响。然而生产绿色食品的代价就是成本高,为了可以降低成本又能够有质量,我们可以将化学技术与生物技术相结合,开发基因技术,提高并促进农作物的产量和质量,生物技术与化学反应技术相结合可以在以下过程中充分的利用。 3现今化学工程技术存在的问题 3.1化学工程技术需要进一步的提高 现如今,我国的化学工程技术应用的领域非常更广泛,但是仍存在一些不足。滴状冷凝在工业上的应用仍然不能有很好的表现,因为在获得滴状冷凝后,冷凝的液滴不能够被长久的保存,所以,我们应该在这问题上有进一步的研究,从而来解决这个问题。使得我国的化学工程技术能够有更好的发展,人们能够有更好的生活条件。 3.2化学工程技术的人才匮乏 在化学工程中存在的另一个严重的问题就是技术人才问题,只有用化学专业技术强的人才,才能够更好的提高化学生产的质量。而我国现在就存在这样的问题,化学领域的工作人员的普遍的技术能力和专业能力不强,主要是由于我国的教育体制问题,当代的大学生理论要点掌握很好,但实际操作方面却严重的匮乏,这就导致技术型人才的缺乏,从而影响了化学工程技术的进步。 4对化学工程技术的发展提出对策 4.1不断提升化学工程技术 随着我国的科技不断的发展,化学工程技术也会越来越进步,我们应该不断的更新技术,以此来适应社会科技的发展。应该在巩固传统的化学技术的同时不断的添加新型技术,并抛弃不利的部分,从而实现化学工程技术有更好的发展。 4.2培养化学技术人才 人才的重要性是我们有目共睹的,化学技术人才对于化学工程的发展有着至关重要的作用。因此为了化学工程技术能够有更好的发展,我们重点培养化学技术人才,化学生产企业可以通过与相关专业的院校进行合作,让专业对口的大学生能够有机会到生产工厂进行相关的实习操作,从而来培养理论知识牢固并且有一定的操作能力的技术人才来工作。 5结语 化学工程技术在化学生产过程中的应用广泛,它不仅促进了社会经济的发展,更是提高了人们的生活水平,通过技术和人才的不断涌进,我国的化学工程技术会有更好的发展。 作者:桂腾刚 单位:云南巨星安全技术有限公司 化学工程与技术论文:绿色化学工程技术的应用分析 摘要:结合在化学工程生产中使用绿色化学工程的意义,探讨绿色化学工程技术在化学工程中的应用。 关键词:绿色化学工程技术;意义;应用 近几年来,随着化工技术的不断发展,化学工程取得了重要的进步,但与此同时也产生了很严重的环境污染问题,进而使得化学学科的发展受到了一定的限制作用。为了很好地改善污染的问题,越来越多的人开始采用绿色化学工程技术,绿色化学工程技术的应用不仅减少了温室气体的排放,更有利于生态环境的优化,最重要的是,很好地推动了我国经济的发展与进步。由此可见,探讨绿色化学工程技术应用的具有重要意义[1]。 1应用绿色化学工程技术的意义 1.1有效减少温室气体的排放 近几年来,随着国民经济条件的改善,越来越多的人都拥有了私家车,马路上车的数量越来越多,车辆增加,车尾气的排放量自然增加,空气污染变得严重,进而产生了大量的温室气体,导致气候变暖、冰川融化,还会引发臭氧空洞,造成气候异常,进而使得我国的生活环境变得越来越差。而近几年来,绿色化学科技的一项重点研究内容就是将对生态环境没有污染的一些能源转化为可利用的资源。如太阳能、风能、生物能以及地热等。首先,这些新能源的使用可以节省现有的能源的消耗,其次,这些能源的使用可以减轻一定的费用,最重要的是,可以减少空气中温室气体的排放,进而起到保护环境的作用[2]。 1.2推动国民经济的可持续发展 经济的发展是无限的,但是自然资源是有限的。倘若一味地开采以及使用自然资源,那么便会出现自然资源匮乏的现象,“物以稀为贵”,自然资源枯竭,资源的价格自然会上涨,导致经济的发展受到一定的抑制作用。另外,随着化工污染的加剧,化工产业的发展也逐渐受到了影响,且部分产业的进出口也受到影响,进而导致国民经济得不到提升,发展受到抑制。 2绿色化学工程技术的应用探讨 2.1在海水淡化的过程中应用绿色化学工程 水是人类社会活动的起源,也是人类生活的基本,没有水,人类将很难生存,由此可见,水对于人类的生存的重要性,但是近几年来,随着工业污染的加重以及农业生产的发展,我国的水资源呈现严重匮乏的现象,为了得到很多的水资源,我们开始采取淡化海水的措施,而绿色化学工程技术在淡化海水的过程中扮演了很重要的角色。所谓的淡化海水,主要指的就是去除海水中的盐水,得到淡水,传统的环境下,很多人采用通过酸碱换去除盐水,得到淡水的方法,这种方法虽然也可以实现海水的淡化,但是同样会带来另一种污染,进而使得环境污染情况加剧[3]。 2.2绿色化学工程技术在涂料生产中的应用 在中国,除了汽车尾气的排放会严重污染空气以外,涂料的制作也会产生很多污染,进而给环境带来一定的影响。另外,在制作涂料的过程中,也会产生很多的废料,这些废料流入水中,一样会给水带来污染,且这些水一旦被人们所使用,将会引发很严重的后果,轻者产生健康问题,重者可能直接引发癌症。绿色科技逐渐应用于许多工厂进行开发绿色产品。通过对工艺设备进行改造和优化,降低VOC,优化配置、清洁生产、使得污染最大限度降低。随着无机矿物涂料、固体涂料、乳胶漆等绿色涂料的诞生,涂料生产正向着科技含量高、无毒无污染、产品更优的方向发展[4]。 3结束语 综上所述,我们可以发现,绿色化学工程技术的使用不仅可以降低空气中温室气体的排放,还可以促进经济的提升,希望在与之对应的一系列的生产措施的建议下,无论是海水的淡化还是涂料的生产都能够得到有效地改变,降低对环境的污染,提升对于绿色化学工程技术的有效利用,促进我国化学工程技术的可持续发展。 作者:郝怡森 郭继录 施林峰 单位:沈阳理工大学 化学工程与技术论文:化学工程技术在化学生产中的应用 摘要:在科技的推动下,化学工程技术应用范围不断扩展。作为化学生产中的重要技术类型,化学工程技术的应用下,有效节约化学生产时间,提升化学生产的效率。也就是说,化学工程技术的发展为化学生产带来了巨大的推动。本文介绍了化学工程技术在化学生产中的应用价值,系统探讨了化学工程技术在化学生产中的几种具体应用。 关键词:化学工程技术;化学生产;应用 在化学生产中,涉及较多类型的化学工程技术,同时,随着工程技术的不断创新,为推动化学生产的顺利进行提供保障,尤其是在提升化学生产效率方面效果突出,满足更加多样化的要求,彰显化学工程技术的应用价值,极具发展潜力。 1对化学工程技术概念的阐述 化学工程技术结合化学理论与相关技术,实现与化学生产的结合。在化学设备的应用下,借助化学反应,生产大量化学产品。在化学生产过程中,对工程技术影响较大的因素是化学反应物与设备,化学工程技术的优势就是满足化学反应的要求,切实提升化学产品的质量。另外,化学工程技术对于废物处理具有突出作用,降低对环境的不良影响,与当前社会生产的要求相契合。 2全面分析化学生产中化学工程技术的应用价值 对于化学工程技术而言,就是化学技术,具有广泛的应用范围,主要是发挥各种不同化学元素的性能以及化学反应,实现对生产流程的有效构建,切实提升化学生产效率,增强其自身价值,不断提升化学生产水平。 2.1拥有完善的技术理论 立足化学工程技术的应用,其突出特点是具有健全和完善的技术理论系统,这也是化学工程技术得以发挥价值的重要前提。通过对其应用理论进行分析,涉及各类化学物质的具体特性以及物质之间的反应,将其应用在化学生产中,发挥指导性的作用,充分发挥其作用和价值。 2.2切实提升化学生产效率 将化学工程技术应用在化学生产中,有利于生产效率的提升。这种结果主要借助化学工程技术的升级和创新来实现,对化学生产模式进行优化,反馈生产流程,有效提升化学生产效率和水平,在根本上加快化学生产以及行业的发展。 2.3化学生产类型更具丰富化与多元化 随着社会的不断发展,化学生产的产品更更加多样化,为了更好地适应社会需求,增加化学产品的类型,需要发挥化学工程技术的作用,立足其基本原理,深入分析各种化学反应,重视实理论到实践,提升化学生产的多元化程度,丰富产品类型,满足整个社会的实际需求。 3系统介绍化学工程技术在化学生产中的应用 3.1对绿色化学工程技术应用的介绍 立足当前化学工程技术在化学生产中的应用状态,要积极推广绿色化学工程技术。具体讲,立足化学原材料的选择以及化学反应,进行有效控制,选择绿色、环保和无污染的化学物质,有效降低污染程度。一旦化学生产中产生污染,要采取更加科学的处理方式,应用绿化手段,切实提升生产绿色化效果。另外,对于绿色化学技术的应用,实现对化学生产垃圾的合理回收,提升回收率,促使整个过程更加高效,避免浪费现象的发生。 3.2对新型分离技术的介绍 分离技术在化学生产中的应用较多,主要是针对有分离提纯要求的物质。运用化学工程技术,对分离技术进行优化。新型分离技术的应用,能够满足当前分离方式和效率的需求,发挥信息技术的优势,实现化学生产的高效性。 3.3对超临界化学反应技术的介绍 对于超临界化学反应技术,主要是发挥超临界流通的作用,充当媒介,参与化学生产,降低整个化学生产过程中的粘度,提升扩散系数,生产效率得到提升,极具推广价值。 3.4对传热技术在化学生产中应用的介绍 对于化学工程中的传热技术,主要分为两个层面,即细尺度传热技术和强化传热过程。在细尺度传热中,主要内容是以热对流、热传导以及热辐射,立足空间和时间的尺度进行传热技术的探讨。这一技术主要应用领域为纳米和微米,成果显著,在化学生产中的应用备受关注。强化传热的重点是进行调试换热器设备,对传热系数进行不断改进,保证实现更好地对外传热。对于传热过程的强化,促使冷热流体之间的温差被扩大,借助换热面积来提升传热系数,促使传热效率得以大幅增强,满足化学生节能的需求。 4如何推推动化学工程技术的发展 4.1注重技术更新 随着科技的发展,化学工程技术处于不断更新和发展中,因此,要在对传统化学工程技术进行优化的同时,积极研发新技术,拓宽技术领域。 4.2重视化学技术人才的培养 化学技术人才的培养对于化学工程技术的发展意义重大。为此,为了更好地发展化学工程技术,要重视人才培养,开展校企合作,扩展理论知识的同时,提升实践操作能力。 5结语 综上,立足生产效率和成果,化学工程技术在化学生产中的应用极具价值,尤其是绿色化学工程技术、分离技术以及超临界化学反应技术中,意义重大。为此,要合理应用化学工程技术,重视人才培养,强化理论知识的扩展以及实践能力的增强,在根本上更好地发挥化学工程技术在化学生产中的作用,实现二者有效融合,推动其共同进步。 作者:祝诗萌 单位:荆楚理工学院 化学工程与技术论文:化学生产中化学工程技术的应用 摘要:化学工程技术是一种用于研究化学产品的管理、制造、设计和开发的综合性技术,在化学生产中通过应用各种化学工程技术,可以有效提高化学生产质量和生产效率,加强化学工程技术在化学生产中的应用研究,推动化学生产行业的快速发展。本文分析了化学生产中化学工程技术的应用,阐述了化学工程技术在化学生产中的应用发展建议,以供参考。 关键词:化学工程技术;化学生产;有效应用 化学工业一直是推动我国国民经济发展的支柱产业,在化学生产中通过不断创新和优化化学工程技术,降低能源和原材料消耗,保障产品质量,提高化学生产效率,所以化学工程技术在化学生产中的应用具有非常重要的现实意义,在未来发展过程中应加大对化学工程技术的研究,进一步提高化学生产效益。 1化学生产中化学工程技术的应用 1.1超临界流体技术 超临界流体是一种处于气态和液体之间状态、压力和温度都位于临界点周围的液体,其具有液体和气体的双重特性,具有气体的压缩性和高扩散能力,又具有液体的良好溶解能力,其粘度几乎等于气体,密度几乎等于液体,其扩散性能处于气体和液体之间。在化学生产中运用超临界流体技术,运用超临界流体的特性,改变化学反应特征,优化传热系数和传质系数,合理控制压力和温度,可以有效降低化学生产的能耗。另外,超临界液体技术在加工无机物材料、复合材料、高分子材料中发挥着重要作用,最常见的技术方法包括以下几种:其一,抗溶剂法,在制备超临界流体有机物和爆炸性物质时主要应用抗溶剂法;其二,压缩抗溶剂法,这种方法主要用于加工微球类或者微孔类物质,在聚合物和药物分子共沉中应用广泛,技术方法比较简单成熟;其三,快速膨胀法,用于制备固体颗粒状化学产品。超临界技术不仅应用在材料制备方面,而且还被广泛地莹莹在化学分析中,例如,色谱技术和超临界技术的相互结合,和气象色谱相比,这种色谱研究方法更加准确、高效,并且超临界液体色谱比液相色谱更加准确。 1.2传热技术 近年来,相关研究人员对于强化传热和微细尺度传热的研究越来越多,在传热学中微细尺度传热是一个独立的专业学科,其主要探索和研究时间尺度、空间尺度的传热学规律,重点包含微重力传热传质、相变传热、热辐射、热传导。对流传热等内容。当前,我国的传热技术研究主要是集中在数值模拟、实验研究和机理研究三方面。在化学生产中应用传热技术,可以通过改进和优化换热器设备,有效提升换热的持续放热能力和传热效率,从而提高化学生产水平。并且微细尺度传热和强化传热技术在微型热管、集成电子设备、微米、纳米等领域中应用广泛,相关技术成果已经比较成熟,对于化学工业应加强传热技术和化学生产的配合研究,充分发挥传热技术的应用优势,有效提高化学生产效率。 1.3绿色化学反应技术 在绿色食品生产中绿色化学反应技术发挥着非常重要的作用,当前我国积极倡导可持续发展和节能减排理念,人们的绿色生态环保意识越来越高,绿色食品主要是指绿色没有受到污染侵害的食品,这种食品最主要的特点是营养价值高、品质优良、卫生安全指标高,是未来发展过程中的新兴产业。绿色食品加工生产过程中对于化肥和农药的使用量有着严格限制,而且还需要提高农作物产量,保障食品营养价值,降低成本,所以绿色产品生产经常面临量和质的矛盾。现代化生物化学通过充分利用基因工程技术和绿色化学反应技术,保障食品安全,增加农作物产量,确保食品营养。具体应用如下:其一,在农作物生长过程中,运用生物化学技术,减少污染农作物和污染环境的氮肥使用量,运用固氨来替代氮肥,通过应用生物化学技术,不需要施加氮肥,也可以保障农作物的正常生长发育,不仅节约了种植成本,而且有效提高了农作物的质量和产量;其二,当农作物出现病虫害时,运用生物化学技术,特别是基因工程技术,在主要农作物上转移各种病虫害基因,减少化学杀虫剂使用量,提高农作物产量,提高抗病虫害能力。 2化学工程技术在化学生产中的应用发展建议 2.1培养化学技术人才 化学技术人员对于推动化学工程技术的发展有着重要意义,因此我国应重视化学技术人才的培养,不仅要加强理论知识学习,还应强化钻研创新精神,积累丰富的实践经验,全面提高化学工程技术科研水平和综合素质。 2.2进一步提高化学工程技术水平 我国化学工程技术面临着滴状冷凝的难题,在未来发展过程中应加大对化学工程技术的研究,重点解决这个问题,推动传热技术在航空航天、石油化工、动力、机械等领域的应用,进一步提高化学工程技术水平。 3结语 在化学生产中应用化学工程技术有助于促进化学工业的快速发展,应积极优化各种化学工程技术应用,培养大量化学工程技术人才,提高经济效益和社会效益。 作者:于振永 单位:唐山中浩化工有限公司 化学工程与技术论文:化学工程技术在化学生产中的应用 摘要:化学工程技术是现代化最具影响力的技术手段之一,它有助于满足人们日益增高的需求,更好的融入资本市场,实现多种技术的结合。近年来,化学工程技术出现了新的变革,在生产中的作用也愈加凸显。本文就结合我国化学工程技术的优秀理念和技术形式,讨论它的实际应用与推广,从而为人们提供重要的参考。 关键词:化学工程技术;化学生产;应用发展 化学工程技术又被称为化工技术,在化学应用与研究领域占据着十分重要的地位,通过科学的技术使用能够大规模的进行化工生产,并与农业、工业等行业结合起来,使其向纵深方向发展。当然,在实际应用领域,化学工程技术的优势还无法凸显出来,无法实现大规模的应用。本文就结合我国化学工程技术的使用状况和技术发展趋势,做好研究与讨论,促进技术的合理推广。 1新型化学工程技术的研究与应用 1.1超临界化学反应技术 所谓的超临界液体,是当温度与压力都处于临界点状态时,物体状态介于液体与气体之间的一种形式,它具有双重性质。它不仅能够应用在化学工业、食品工业与生物技术之中,还能够在医学领域推广开来,彰显出巨大的魅力和发展前景。目前,我国有关超临界化学反应技术的应用还不够广泛,环境保护等领域都没有应用到超临界水氧化方法,技术发展的不够成熟。 1.2新的分离技术 新分离技术是化学工程技术在生产中应用的主要方法,从广义上来说,分离能够对设备起到强化作用,使设备的体积减小,转化能量,对可持续发展做出贡献。然而,传统的分离技术还不够先进,只是利用沸点不同的原来,将组分之间的不同分离开来。由于技术水平的提高和现代化化学工艺的进步,这种固有的技术方式明显不适应生产需求,无法突出应用的广阔前景。针对这样的现象,化学工程技术必须加入信息技术的作用优势,将热力学、多相流等方法都纳入其中,加速分离效率,提升工作效率。 1.3绿色化学反应技术 绿色化学是一种环保的技术手段,它不会造成环境的污染,能够更好的白虎环境化学工程。简单来说,这种化学工程技术需要利用新的原理,消除对人体有伤害的原料与溶剂,从源头消除化学污染,彻底的摆脱不良生产技术。另外,绿色化学还包含原子经济与高选择的特性,生产出对环境有利的材料,做到循环生产。 2传热过程中新的研究方向 第一,微细尺度传热学进展。从时间与空间两个尺度展开微细探讨,找到传热学的规律被成为微细尺度,它的发展前景非常广阔,高集成电子设备、微型热管以及多空介质都利用该原理取得了丰硕的成果。第二,强化传热过程的进展。坚持改进换热器的形式是传热过程研究的主要方向,它有助于提升传热的效率,保证设备持续的对外进行放热。这种技术手段包括很多新发明,与传热材料、生产工艺息息相关,可以优化过去的设计。第三,传热理论的进展。致力于滴状冷凝在工业生产上的应用是目前传热研究者一直都研究的领域,但是其中的很多不足逐渐暴露了出来,如何获得与实现滴状冷凝,并延长它的使用时间,就成为了问题需要解决的关键。对此,必须改变冷凝界面的性质,在工业中应用滴状冷凝技术。现如今,人们都在研究发生核态沸腾的原因,希望开展深入的研究。只是具体的计算方法还存一些不足,加热器表面会受到水沸腾时产生的气泡的影响,理论的研究还缺乏大量的实验基础,沸腾传热计算公式也不够准确。对此,研究者必须从新的角度探究问题,提出新的计算方法,将数学原理集中应用起来。 3化学工程学科未来发展的动态 化学工程技术及其生产应用随着技术的创新不断涌现,通过技术的推广更是得到了普及。与此同时,它也带来了巨大的问题,如何为新的产业的形成和发展提供良好的服务,并不断形成新的、完整的理论,就成为了科学研究需要关注的焦点。针对这样的现象,学科的研究必须关注新的动态,注重学科之间的交叉与区别,对各类材料中包含的信息进行探索,分析它与化学、生物化学以及环境化学和能源化学的关系,为化学工程提供新的发展方向,促进化学生产能力的提高,实现技术的大范围推广。 结束语 总而言之,随着社会现代化建设的迅猛发展以及科学技术的推广和应用化学工程技术在化学生产中的重要性不言而喻。它不仅有助于提高化学生产的质量和效率,还有利于为生产工程创造良好的环境,坚持环保理念。本文通过对化学工程技术优秀理念的研究,能够帮助我们分析出目前化学生产应用存在的不足。对此,生产工作必须加强后期处理,坚持创新,推动绿色化学工程的发展,从而为全行业的进步奠定坚实的基础。 作者:翟兴吾 单位:福建天辰耀隆新材料有限公司
新技术论文:施工新技术水利施工论文 1水利施工新技术应用的必要性 1.1水利工程施工自身特性的需要 水利工程施工具有一定的独特性,和其他工程存在着很大的差别,因为其非常容易受到施工环境的影响。水利工程的建设是为了更好的对水资源进行利用,因此,其施工一般都是在海岸或者是河流沿岸进行,这些地区的水资源非常的丰富,在施工中非常容易受到水流的影响。水利工程中坝址的选择以及枢纽位置的决定要根据施工现场的具体自然条件来进行确定,很多施工场地的自然环境非常的复杂,因此施工环境也就非常的复杂。水利工程施工面临的施工基础结构也具有一定的复杂性,施工现场的复杂以及施工基础结构的复杂性,导致施工企业在施工前要进行大量的勘测以及试验工作,这样才能保证水利施工地基设计的合理性。水利工程的建设要在防洪、灌溉、挡水以及泄水方面有重大作用,因此,对水利工程的建设施工也提出了更高的要求,水利工程中才会不断应用新的技术,对施工质量进行不断的提高。水利工程的建设对我国经济的发展有直接的影响,尤其是一些比较大型的水利工程,对经济的发展影响非常直接。水利工程的建设对局部的气候会产生影响,在生态效益方面有明显改善。水利工程建设过程中会设置很大的库区,库区一旦出现问题将会直接影响下游人们的生命财产安全,对社会稳定发展将会产生很大的影响。水利工程的建设通常位于河流湖泊区域,因此,在施工中经常会出现截流现象对原有的河流进行导流,在整个施工中对水文因素也将产生很大的影响,在任何环节出现问题都将会影响工程的工期,给施工带来不必要的损失。在水利工程中应用新技术,不仅仅能够对施工工期进行保障,同时,对施工质量也能进行提高。 1.2水利工程测量技术的需求 水利工程施工中测量技术的水平对工程的施工质量将会产生很大的影响。水利工程施工环境比较复杂,测量放线工作也将会面临很大的困难。测量放线时水利工程施工中非常重要的组成部分,要保证测量工作的周密性以及准确性,这样才能保证施工工程图纸设计顺利完成,为施工提供必要的支持。水利工程测量方面应用新的技术对施工顺利进行有着重要的意义,新技术的应用对测量的准确性能够进行提高,为施工质量的提高给予保证。 2水利施工新技术的应用 2.1堤防工程和地基处理的新技术 在水利工程施工中,堤防加固是防洪工程中重要的组成部分,随着科学技术的不断发展,水利工程施工中应用了很多的技术对堤防进行加固。在堤防加固方面有效的技术措施包含垂直防渗墙技术,对水利工程的防渗处理能够起到非常重要的作用。垂直防渗墙在施工中包括置换法、挤压法以及深搅法,对水利工程的使用有着很大的促进作用。在水利施工中,地基建设施工是比较复杂的环节,在进行处理时主要的方法是防渗帷幕灌浆,帷幕灌浆在实施过程中注入的水泥浆量要非常的均匀,并且要合理的分布,这样对效益和投资的比率的最大化能够实现,在地基处理方面能够对时间进行节省。 2.2碳纤维复合材料的应用 在水利工程施工中,坝体裂缝是比较常见的施工问题,对水利工程的施工质量将会产生直接的影响,因此,在施工中对加固坝体的材料要格外重视,为施工质量带来保证。在对坝体裂缝进行修复中利用新的技术能够对混凝土的防水功能进行提高,对坝体裂缝问题进行解决。水利施工中,土工膜材料应用比较广泛,其利用高分子聚合物材料加工而成,对旧坝的防渗效果非常明显。土工膜材料具有很强的耐久性,因此,在紫外线或者是臭氧作用下也不会出现质量受到影响的问题,而且,土工膜具有很强的抗拉强度,质量也非常轻,在应用方面能够使用很长的时间。土工膜在施工中能够进行冷施工,操作工序也非常的简单,对环境污染也非常小,是一种非常实用的施工材料。水利工程施工中,土工膜施工方法能够对混凝土浇筑中出现的病害进行很好的解决,因此,得到了非常广泛的应用。 3结束语 我国经济在快速发展过程中对能源的消耗量在逐渐增加,因此,慢慢出现了不可再生资源含量越来越少的现象。对水资源进行开发和利用,能够实现对资源的再利用,同时也能更好的促进经济社会发展。水利工程的建设对水资源的合理开发和利用有重要的意义,对相关的施工技术进行分析和研究能够更好的保证工程的质量。研发出更多的施工新技术,在水利工程建设中进行应用,为经济建设提供更多的动力支持。水利施工中心技术的不断开发和应用能够使水利施工企业在市场中处于竞争优势中,对施工企业的经济效益提高也非常有利,对施工质量也能进行提高,同时,节省施工时间,为以后的工程建设提供参考。 作者:陈成单位:黑龙江省隆业水利水电工程建设有限公司 新技术论文:施工新技术应用下建筑工程论文 1建筑工程施工新技术内容概述 (1)何谓建筑工程新技术通常情况下,建筑工程施工新技术指的是复杂施工环境下的新型施工技术、新型建筑物料的选用及施工技术、节能型施工技术等等。 (2)建筑工程施工新技术的实践背景分析就以高层住宅建筑的施工状况来分析,建筑工程施工新技术手段的开发极有必要。因为,在国内各大城市中,各类高层建筑如雨后春笋般涌现,人们更加关心高层建筑施工质量及其节能特性。在高层建筑施工方面,我国的绝大多数施工单位已经做了一些安全准备,同时也针对建筑屋面、门窗施工等方面采用一些不同以往的新型节能物料以及工艺技术,以此来强化高层建筑工程项目的施工质量及其建筑物本身的环保特性,延长建筑物的使用年限。 2阐释建筑工程施工新技术的具体应用 建筑工程施工新技术手段多种多样,相对于传统施工技术而言,防水施工新技术、钢筋连接施工新技术、建筑工程施工节能技术等策略的实施能够在一定程度上改善建筑项目的施工成本,且能够有效保障建筑工程项目的施工质量。 (1)建筑施工中防水施工新技术的应用为了能够防止建筑施工的过程中出现与水接触的部位渗水的现象,尤其是防止建筑施工工程中存在裂缝,则需要采取更为先进的技术手段来强化施工管理。从具体情况来看,需要遵循以下几个原则来执行,即多道防护、复合防水以及节点密封等原则。在施工的过程中,要科学地选择材质良好的防水物料以及新型施工工艺技术。经实践经验的积累以及观察可知,近几年来多采用聚合物水泥基复合涂膜施工技术,这是一种需要首先做好屋面墙体板缝以及节点处理的新型建筑屋面施工技术,用以维护现代建筑项目中的墙体施工的质量。在实际应用该技术的过程中,需要掌握好物料的特性,并均匀涂抹塔楼屋面以及裙楼屋面,并且需要在先涂好的屋面涂料干燥成膜以后才能够再一次涂抹二遍涂料。此外,最重要的一点技术细节是,涂抹防水层时则需要用防水涂料要多遍涂刷,以此来预防涂料堆积或是涂料流淌等不良现象的发生,避免其影响到屋面施工的技术应用效果以及屋面整体美观。 (2)建筑工程钢筋连接施工新技术的应用钢结构建筑是我国现代大型建筑项目中的优秀类型,该类型建筑主要采用的是钢筋连接新技术手段,以此来保证高层建筑等实体项目施工过程中的安全性与可靠性。从具体情况来看,当前建筑行业所普遍采用的钢筋连接施工新技术有两种类型,即挤压套筒连接技术与螺纹咬合连接技术。其中,前者的技术原理为利用物质间的物理特性来与施工过程相整合,凭借物理挤压作用将带肋钢筋连接起来,进而起到了固定建筑钢筋板材的作用,而且,由于此项技术替代了传统的焊接连接技术,这样便可以避免产生建筑明火,进而为建筑工程施工带来安全保障。 (3)大体积混凝土施工新技术在建筑工程项目中的实际应用控制好混凝土烧筑块体的温度是大体积混凝土施工新技术实施过程中的关键。在实际应用该类型技术进行施工时,首先需要计算好温度应力数据,从而选择最适合实际施工状况的浇筑方式。经实践可知,浇筑混凝土应采取分段分层式操作手段,这样一来,便可以令混凝土沿着高度匀速升高。当浇筑的过程施工完以后,需要对建筑表面进行抹压处理,将建筑体中的混凝土夯实,并用保温材料对其进行覆盖,并做好潮湿环境中的养护处理。 (4)建筑施工中节能技术的应用近几年来,我国产业的发展较快,人们的生活水平也较以往有所提升,人们在享受经济腾飞成果的同时,也意识到节能减排以及维护生态环境的重要性。在施工过程中,主要针对墙体以及施工物料等方面的管理与应用来实现建筑节能。在实践过程中,运用了太阳能技术以及隔热保温节能技术来提升节能型高层建筑项目的质量。此外,为了保证建筑施工项目的经济性,则采取节能门窗施工技术手段来强化建筑实体的质量,首先,需要对其施工材料实施严格把控,其次,在工程整体造价的范围内,最后,适当调整建筑节能技术的实施策略。从具体来看,鉴于高层建筑楼体当中,门窗的使用量巨大,门窗的型号、数量及其规格、物料都要符合国家建筑规范的要求,并按照既定设计方案来实施安装处理。实际上,我国高层住宅工程施工节能技术的主要特性是在于它对资源的消耗量较少,而且,建筑本身对环境的负面影响较弱。总而言之,我国施工企业要不断提高自身的管理能效,采取一系列有效措施来避免楼房建筑出现质量问题,应用现代化施工技术来完善整个施工环节,将建筑施工中防水施工新技术、大体积混凝土施工新技术、建筑施工中节能技术等内容与实践相整合,令建筑工程施工技术在施工中发挥到极致,从而保证现代建筑项目的质量及施工效率维持在较高的水平。 3结束语 近几年来,随着我国建筑行业的快速发展,相关的产业技术也在不断地革新,以期能够满足现代建筑工程施工的要求。实质上,在实践过程中,新型建筑工程施工技术层出不穷,尤其是建筑防水施工技术、建筑物钢筋连接技术以及大体积混凝土施工技术等,为建筑工程项目的推进效率以及工程质量提供了有力的技术保障,技术人员若能遵循标准的施工原则,掌握好新技术施工的要点,则能够发挥出新技术的优势。实践表明,多项新的技术的应用价值极高,且值得在建筑施工过程中进行推广应用。 作者:张利霞单位:河北通宇建筑工程有限公司 新技术论文:新技术应用下的水利水电论文 1水利水电工程建设中的现代新技术概述 1.1技术含量得到较大关注在国内,水利水电建设始终彰显着人的力量,大多以密集的劳动力建设工程为主,新技术的应用比较少见。另外,劳动人员多是农民工,社会培训力量不够,素质亟待提高。面对传统型的建设方式,水利水电建设要想凸显技术含量,比较困难。人员的技术掌握力度始终是工程建设的重要关注点,人员掌握知识要全面,要懂得创新,能全面认识科技的重要性。 1.2传统施工技术也不可忽视预应力锚固在工程施工中有非常巨大的潜能,其关注度比较高。立足于预应力混凝土技术,预应力锚固技术是创新的代表,有较高的技术指标。此外,大体积混凝土施工技术,兴起时间不长,但有非常广泛的应用范围。施工方法即通过运输设备压实混凝土,以薄层碾压、大体积碾压上升为关键浇筑形式。在大面积、体积上的建筑工程中,具有高效率、快速度的优点,其立足于混凝土搅拌而进步。可见,在工程建设中,不能一味的求技术的新,还应该往后看,创新传统施工技术。 1.3环境保护应当是新技术产生利用的重要关注点自从工业革命以来,环境保护的关注度被快速提升,各种环境污染、破坏时刻威胁着人类生存。新技术的重要特点应当是满足高效、节能、低污染的特点。不仅在预测建设后的水利工程对环境的影响,也要考虑建设过程中所采用的技术是否能降低环境污染。自然环境受原有施工方式的破坏是有目共睹的,被污染环境很难恢复。为此,环保应当是施工技术的首要立足点,做到不破坏、不污染。 2新技术在现代水利水电工程中的具体应用实践 2.1联锁块混凝土软体排护坡在北高干渠中的应用在泉州市郊的山美灌区北高干渠,取水口为金鸡桥闸,灌溉面积0.69万hm2,且承担5个水厂供水和防洪排涝任务。因建成时间久远,污染、淤积渗漏情况多见,有必要做改造整治工作。在施工时,因城市供水需要不可停水,只能白天降低水位,晚上抬高水位供水,施工难度大、作业量多、水下作业十分常见。另外施工场所人流量多,需要做好防护安全工作,为此,进行安装隔离网临时防护,从而保证生产安全。软体排分预制、吊装两部分概述。预制:首先需进行预制场地的选择,场内能满足生产、工人生活、料场及半成品堆放的功能要求,以及交通要求。施工图纸研究也很关键,经过比对,我们针对原设计的混凝土标号及丙纶绳强度等级低等原因,提请设计进行了高等级的替代,从而保证了工程质量。浇筑时,先定制数个钢模架,布置好预埋丙纶强,放在有排水措施、坚实平整的台座面上,浇筑混凝土按常规方法进行,并及时进行浇水养护。拆模后分堆式储放,养护后的混凝土预制试块要超过半月,然后才能运装,以免损坏半成品。吊装:在渠道边坡修整及土工膜铺设完成后,组织运输机械及吊机进场,人工配合装车、吊装至工作面。下放要小心,避免损坏及安装不到位。沉放软体排时,由下游向上游逐排铺设,以丙纶绳将软体排与底部的土工布、上部的预埋铁件系牢。人工调整边坡平整度。 2.2低弹模塑性混凝土防渗墙在石壁水库工程中的应用位于南安市水头镇的石壁水库,正常水库蓄水位是62.0m,控制了79.6km2的坝址上游流域,库容5786m3,职能为供水、防洪、灌溉。施工平台为拆除的大坝迎水侧坝体到57.0m的高程,低弹模塑性混凝土防渗墙主要在低于57.0m的高程下进行垂直防渗,帷幕灌浆加固则在山体、坝基与坝肩进行,并做护坡、坝体回填与修复坝顶处理。低弹模混凝土防渗墙墙体采用抓斗开槽造混凝土而成,主要的施工技术要求:28d抗压强度>5MPa,抗拉强度≥0.9MPa,弹性模量5000MPa≥E≥3000MPa,墙体渗透系数不大于1×10-7cm/s。总体施工方案为:“钻抓法”造孔成槽;“抽筒法”出渣;成槽后采用“抽桶换浆法”置换泥浆清孔;混凝土搅拌楼拌制混凝土;混凝土搅拌车输送混凝土至槽口;泥浆下直升导管法浇筑混凝土;压球法开浇;采用“接头管”法进行槽段连接。在施工开始前,要进行成墙实验,槽段要超过3m,以对技术工艺、设备与地质资料做核对。且应提早进行防渗墙混凝土配合比及配置方法试验,若与设计要求违背,应适当做技术参数调整,再次实验。施工方法:测量放样法,地面导线点设置于放样点,借鉴交接平面记录,场地内由全站仪引入控制点,得到地面导线坐标。高程交接桩,施工场地的高程引入由水准仪进行;造孔要把握槽孔长与宽,考虑施工部位、浇筑混凝土能力、地质条件,槽孔不可偏斜,槽孔孔壁不能有波浪形小墙、探头石、梅花孔;造孔深度要在结束单元时测量,如果孔深与设计相符,则可进行混凝土浇筑;布置的施工平台应该无均匀性沉陷,宽度应满足施工需要,适合于重型设备和运输车辆行走;将排浆沟设置于下游侧平台,回收利用泥浆,在业主要求场地放置废渣、废浆;泥浆的作用在于冷却钻头、冲洗孔底、稳定孔壁,以矿物鉴定、化学分析、物理实验法研究黏土、膨润土的数量、质量,确保清孔、造孔无碍;泥浆由快速回转的搅拌机制备,储浆池接收经过滤后的泥浆,翻动喷吹,以得到均匀效果好的泥浆。在生产中,要对泥浆的含沙量、黏度与比重做测试,充分了解其性能。可回收净化泥浆,利用多次,随时运走废浆;基岩中的嵌入槽段深有设计指标,参考地质剖面图、邻孔基岩面高的对比以及钻机岩心取样法等可确定基岩面;完成造孔后,要多次检查造孔是否达标。在合格检查后,方能换浆。完成换浆后,经过1h,清空指标应该为:<10cm的孔底淤泥,若为黏土泥浆,应得到<1.30g/cm3的泥浆密度,<10%含沙量,<30s黏度;参考规范与设计图纸,做好埋设防渗墙墙内设备,钻孔埋设适合测斜仪,重坠法适合应变计,并以钢丝绳做好稳固工作。 2.3水利监管平台软件在石壁水库工程中的应用该软件集云计算、互联网、移动互联网、搜索引擎等多项技术于一体,形成了一个相互合作、相互参与的综合性系统,能通过利用网络科技手段针对工程进度进行合理的控制调度、资金会签、质量控制、安全控制、工程验收、内料资料等不同重点环节实施全面的监督和管理。从而达到节约监管成本、提升管理效率、提高工作透明度的最终目的,有力地促进了整个项目监督管理工作的规范、高效、公开的运行。2013年3月,石壁水库除险加固工程使用水利监管平台软件进行全过程监管。水利监管平台里集成几十个软件工具,涉及工程资料、档案整编、文件办理、电子签章、视频监控(施工现场布置3个高清晰度摄像头)、人员考勤等等,参建各方可以利用这些软件工具完成所有远程监管工作。在每个分项工程开工前,施工单位会先将相关内业资料,按级别、步骤提前上传到平台里,由监理及相关单位审批,节约了大量人力物力。施工方每天上传施工日记、相关数据、影像资料,大到水库建设的每个进度,小到一批水泥质量的测试结果,相关单位在各自的办公室里即可监管到位。 作者:吴振和单位:泉州市水利水电工程局 新技术论文:新技术建筑工程管理论文 1现代建筑工程管理中主要应用的新技术 伴随着建筑工程的发展,随着而来的市场竞争也日趋激烈了。在激烈的市场竞争中,各类企业纷纷绞尽脑汁,提高自身的水平,以在竞争中占据更好的位置,提高自身的竞争力。在不断的竞争当中,一些新技术也开始融入了并且广泛应用于我国的建筑工程管理之中。这些新技术大多数都是伴随着相关领域的科技和技术进步,而产生并最终得到应用的,笔者总结如下: 1.1网络信息技术网络信息技术相对于传统的管理技术而言有着无可比拟的优势,例如,在建筑工程管理过程中,通过网络信息技术的应用,不但可以大大降低整个管理的成本,还可以提高管理的效率和质量,以及更好地进行安全保障等等。众所周知,建筑工程管理工作是一个涉及内容非常繁多而且复杂的工作,如此繁多而复杂的工作,按照传统的工程管理模式不但会造成人力物力财力的巨大付出甚至是浪费,还会造成一些由于工程量过于繁杂而难以避免产生的误差和失误。而网络信息技术的应用,可以避免这些错误的产生,同时还可以真正的将工程管理做到信息化、网络化、无纸化、电子化,不但降低了成本,还大大提高了效率。 1.2节能管理技术在现代工程管理中,如果想要更好的利用资源,提高资源的利用率,还必须将节能管理技术融入其中。这样才能做到好的技术有好的管理,最终能够得到好的应用。节能管理技术,就是要求在整个现代工程管理的整体运营当中,需要做到对于节能材料,节能技术等方面科学的、完整的规划,这一规划不但要参考材料和成本本身的最佳优化利用,更要将人员配置、总体布局加入其中。节能管理技术,这是一个近年来新兴起的词汇,简言之就是在整个工程建筑中,提高能源和资源的利用率,这样不但可以降低成本,还能够节能减排,保护环境,这也是与我国和谐社会的大方向、大政策以及人类发展的整体方向一脉相承的。但是要想实现这样的目标,仅仅是相关科学技术的进步是远远不够的,如同节能灯可以有效的节约用电,但是如果不能很好的利用的话反而会造成更加巨大的浪费。 1.3现代工业工程技术工业工程技术即IE技术,是指对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统,用以进行设计、改善和设置的一门学科,是把技术和管理有机地结合起来,研究如何使生产要素组成生产力更高和更有效运行的系统。IE技术在发展过程中不断吸收计算机、运筹学、系统工程等现代科技成就,形成了以系统整体优化为目的的独立学科。目前,现代工业工程技术已经普及了社会生活和生产中许多领域,他有着无可比拟的优越性,并且,在我国这一技术得到了有效地发展,例如:即时生产,秉承着及时生产,及时交付,生产出便可马上售出的这样一个原则所生产产品和半成品,并且还可以从事加工组装等工作;其次,价值工程,价值工程作业中里面主要包含三个要素分别是功能、成本、价值,他的目标是优化功能和成本的关系实现价值最大化;除此之外还包括:重组技术,将结构相似、加工工序相似或者结构、功能不同而加工工序相似的零件集中成组,突破传统的批量概念。用经过集中而产生的较大的工序批量代替原来较小的零件批量,同样可以采用先进工艺、高效设备和专用工具装备获得良好的经济效果;业务流程重组与企业资源计划,一种改进哲理,是对企业现有业务流程进行根本性的再思考和彻底的再设计,以大幅度地提高经营业务在成本、质量、费用、安全等方面的绩效水平;并行工程,并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程的系统化方法。这种方法要求产品开发人员在设计一开始就考虑产品整个生命周期,从概念形成到产品报废处理的所有因素,包括质量、成本、进度计划和用户要求。这些技术都是在IE技术基础上通过发展所衍生出来的新兴技术,在实践中取得了很好的成效,并且已经获得了推广。 2如何将新技术更好的融入到现代建筑工程管理之中 正如上文所说的,任何技术如果不能够很好地将其利用,不但不能实现最初的目标,甚至会对其本身造成严重的破坏和浪费。当前,在我国建筑业发展突飞猛进,市场竞争日益激烈,这是不争的事实,在如此残酷的市场竞争下,各类企业严格把好质量关,在此基础上提高自身的效率、降低自己的成本、增强自己在市场上的竞争力,这已经成为事实并且值得鼓励。也正因为如此,现代工程管理中不断加入了新的技术和新的元素。在此,我们必须意识到新技术的加入和应用需要采用全新的方式和方法,否则不但不能够事半功倍反而会适得其反。因此,如何将新技术更好的应用于工程管理之中呢,需要做到以下几点: (1)增强整体管理人员的综合素质。管理能力、综合素质,技术进步,都是增强管理的关键,但再新进的技术也需要人来操控,如果管理人员素质不能得到很好的提升,新的管理技术只能是中看不中用。例如,网络信息技术对于加强工程管理的作用是显而易见的,但其前提就是需要一批熟练操作的技术型人才,因此,人员配置是第一位的。 (2)在工程管理中需要高层发挥自身的作用。高层管理者需要进行宏观至微观的详细规划,总体布局,总揽大局,技术的好坏是硬指标。但是,再好的技术如果不能够科学的规划和良好的运营,都会适得其反,这就需要我们广大学者以及一线的管理者在这过程中不断地提高认识。我们常说的优化配置,不仅仅指的是资源,更是对于整个管理乃至于整个运营流程的一种优化配置。 (3)加强对各企业的管理。要避免各企业之间因市场竞争的压力,而产生的一些不正当的竞争想法和竞争行为,剑走偏锋有时是可以的,但投机取巧是行不通的。我们都知道,市场竞争具有自发性和盲目性,因此,除了企业自身加强相关竞争规则的学习和自我纠正之外,管理部门不能放松宏观的指导和管理,这是尤为重要的。 3结语 综上所述,目前我国建筑业的发展推动了建筑工程管理技术的进步。尤其是21世纪来,一些相关的科学技术的不断更新,更加带动了现代工程管理的进步,随着技术的不断进步,对于建筑工程管理来说其研究重心已经逐渐从技术更新转为如何更好的将技术应用于工程管理之中。在取得一定成就的基础上,我们要发现问题、解决问题,这些技术是可取的并且应该继续广泛推广,例如网络信息技术,例如节能管理技术等等,这是需要我们继续深入发展的。 作者:裘丽萍唐华婷单位:精工工业建筑系统有限公司 新技术论文:电力工程中为环保采取的新技术研究论文 摘要:该文分析了非开挖技术特点、工艺流程、施工设备、管材粘接及安装,认为目前在汕头地区进行大规模管网施工的情况下,为了达到最小破坏和最大保护环境的目的,采用非开挖技术施工势在必行。另外,该文还提出了非开挖技术施工中值得注意的问题。 关键词:非开挖技术电力工程线路 1非开挖技术的特点 与其它技术相比,非开挖技术起步较晚。但是值得注意的是在最近20多年中,非开挖技术无论在理论上,还是在施工工艺方面,都有了突飞猛进的发展。非开挖技术是极为重要的一种都市铺设管道的施工手段,采用非开挖技术铺设管道具有若干得天独厚的优势。 非开挖技术在国外已广泛使用,在国内也逐渐普及。不开挖地面,就能穿越公路、铁路、河流,甚至能在建筑物底下穿过,是一种能安全有效地进行环境保护的施工方法。 非开挖技术不开挖地面,故而被铺设管道的上部土层未经扰动,管道的管节端不易产生段差变形,其管道寿命亦大于开挖法埋管。 采用房下非开挖技术能节约一大笔征地拆迁费用,减少动迁用房,缩短管线长度,有很大经济效益。 2非开挖方法 2.1技术准备 2.1.1地下现状管线勘查 根据工程所能提供的工程现场地下管网资料,对现场地下管网进行复查,准确掌握地下各种管线和其他基础设施的分布及埋深,为导向孔轨迹提供准确的设计依据。 2.1.2地形地貌测量 根据市政管理部门审批的路由,按施工区域地形及路线定出钻孔轴线,沿轴线的地表走向标定地面有效标定点的距离和方位以及各个标定点的地面标高(或高差),为导向孔施工时地面跟踪监测提供准确依据。 2.1.3现场地质勘查 掌握钻孔工作区地层特征,为成孔工艺提供钻探参数。 2.1.4设计理论导向参数表 画出设计敷管路由图及设计敷管轨迹断面图,将以上勘测结果反映在图上,制订工艺方案。 2.2施工场地准备 2.2.1施工场地 文明施工,施工区域要安装防护围栏,施工机械、机具和材料要按规范安装和堆放,需占用道路或人行道的区域应设置明显的施工安全标识,引导车辆和行人合理分流,夜间要设立反光标识和警示灯,施工区域分为机械作业区和下管作业区。 2.2.2作业工作坑 根据施工工艺要求开挖入射作业坑及下管作业坑,同时做好作业坑的支护和降水工作。 2.2.3机械进场及安装 施工机械进场就位需调用汽车和吊车,通常要临时占用道路;吊装现场须设好临时路障等安全设施;钻机、动力站和施工器具就位要充分利用现有场地空间,合理布局;安装钻机的地基必须坚实、平整,对松软地基必须进行加固后才能安装钻机,钻机安装在入射点处,调整钻机倾角为设计入射角后固定钻机;连接动力站,连接泵站。 2.2.4导航仪器标定 将探头装入导向钻探头盒中,将导向钻头放置在无其他信号干扰的场地内,打开导航仪,检查导航仪工作情况并进行标定。 2.3施工步骤 2.3.1导向孔施工 施工准备:将导向钻头安装连接,检查探头发射的各个参数是否正常,探头电池容量是否足够。 开孔:为保证入射角的准确和稳定,开孔时须保持连续钻进至少2.5m,同时宜采用低钻速、小泵量、慢进尺。 造斜钻进:调整钻头工具面向角至需要角度,钻机顶进形成造斜段,导航仪跟踪监控钻头仰角的变化,根据不同的土层,顶进结合钻进,勿使仰角的变化超过钻杆的最小曲率半径。 保直钻进:钻机匀速回转钻进,给进速度尽量快,使导向孔直线段更平直。 设计导向钻进参数表。 2.3.2回拉扩孔 孔径设计:根据敷设管道的直径和根数计算需要成孔的最小直径,既不能过大,也不可过小,成孔直径过大,敷设管道周围土层坍塌易造成路面下陷,成孔直径过小,会使拉管阻力增大,引起脱管或管道变形。 分级扩孔:各级扩孔分别为一级φ200mm、二级φ250mm、三级φ300mm、四级φ400mm、五级φ500mm等。根据设计的成孔直径,由小到大分级扩孔,直至扩到工艺要求的孔径。 孔壁加固:扩孔的同时通过扩孔钻头向孔中注入泥浆,泥浆的浓度根据不同的土层条件来配制。泥浆渗透到孔壁中,通过扩孔钻头的挤压和磨擦,起到对孔壁的维护和稳定作用。 回拉敷管:拉管过程中的回拉力要克服管道与孔壁摩擦力,成孔的质量与导向孔的曲线形状以及扩孔工艺有着密切关系,正常情况下敷设PVC或PE管的回拉力不应超过5kN,拉力过大会造成管材断裂或变形。 3施工设备 非开挖设备主要由以下几部分组成。 导航系统:用于在钻进过程中对钻头进行定位,以确定钻头的倾斜角度和钻进方向。由发射器、接收器、控制台、摇控显示器、电源等组成。包含有软件系统的导航部分,不仅能绘制施工图,还能对工程进行评价、分析、实时记录设备运行数据、打印施工资料等。目前雷达导航的非开挖高端技术在国内已有采用,计算机导航技术已被普遍使用。 主机由发动机、液压系统、机载泥浆泵、动力钳、钻桿及其装卸系统等执行机构组成。它用于提供钻进、回旋的动力以及对钻进的控制。目前,国产的非开挖机在钻头100r/min的转速下,扭矩已达15~20kNm。 钻具由钻头、回扩钻头、钻杆等组成。不同的施工需要和不同的地质要选用不同的钻头。非开挖工程使用的钻杆与地质勘探的钻杆有所区别,有很大的弹性、韧性和抗扭强度、耐磨损。钻具在航道钻通以后,还要对通道回扩和牵引管线,使电缆便于穿过。 泥浆搅拌系统可增加钻头的润滑作用,降低钻进阻力和钻头的工作温度,提高管壁的强度等。泥浆还减小钻头磨损、软化地层、易于钻进以及利用泥浆的的流动性和粘结力使钻孔产生的岩粒、砂粒处于悬浮状态,以利于护壁和清孔,由泥浆罐和高压输送泵及高压连接管构成。该技术可用来铺设直径40mm至2500mm的各种地下管线,距离可达十几m至几km。直径2.5m的非开挖管线足足胜过常规的电缆隧道,在老城城网升压改造工程中得到充分利用。该项技术与传统的"挖槽埋管法"相比,具有不破坏环境、不影响交通、施工精度高、施工安全性好、周期性短、成本低、社会经济效益显著等优点。 4管材粘接及安装 使用PVC管材须提前24小时将管材粘接好,以保证接头的抗拉强度。 下管作业要根据不同材质的特点做成斜坡,防止坑下管角度过大折断管材。 连接管材和钻杆的分动器安装之前要仔细检查,防止拉管过程中出现卡钻。 拉管时孔中须注满泥浆或水,以减小拉管阻力。 5施工时应注意的问题 5.1工程地质和水文地质条件 沿管线土层变化频繁,所以在非开挖技术施工前必须了解土层的变化情况。此外对于要经过回填土地段,需要提前加固处理,以防非开挖技术施工后地表有过大的下沉。 5.2有毒气体的检测与防护 非开挖技术施工的地层一般会通过淤泥层,腐烂物、植物体会在地下形成有毒气体,危害施工人员的健康和生命,所以有人员在非开挖技术内操作的情况下,需要定时监测管内有毒气体含量,采用通风装置予以解决。超级秘书网 5.3超前探查地下管线 尽管先进的非开挖技术设备具有在施工的探查前进路线不远距离管线的能力,但是采用在地面提前查明地下管线仍是值得开展的,这对于保证通讯、电力、上水、排水、煤气等其它管线安全运营,确保公众正常生活仍有必要。 5.4穿越建筑物时对基础的探查 非开挖技术在建筑物基础下施工时,需要明确施工路线上所遇到的基础类型,对于部分基础非开挖技术顶进前可采取托换、加固措施。 5.5顶进计算 顶进计算:其一包括准确计算顶进推力,根据计算结果选定相应的油缸类型和确定中继间的分布;其二是工作井设计,根据计算得到的最大顶力,提出工作井的加固方案。 6结论 鉴于以上非开挖技术的技术分析,我们认为在汕头地区选择合适非开挖技术机械进行非开挖技术施工,从技术上讲是完全可行的,从社会效益与经济效益上来讲是巨大的。我们所需要做的工作是针对汕头土层特点选用相应的非开挖技术设备进行施工。不可更改的是历史,着意刻画的是未来。我们认为,为了从根本上改变汕头市的管网乱挖现象,从政策法规方面予以规范是完全必要的;另外一面从切实做到保护环境入手,加大推广非开挖施工技术力度势在必行。我们可以预见未来的管线铺设技术将以非开挖技术为支撑。 新技术论文:生物制药新技术研究论文 摘要:通过生物制药新技术的创立,可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度。 关键词:生物制药技术 0引言 生物技术药物(biotechdrugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。 1生物制药技术 目前生物制药主要集中在以下几个方向: 1.1肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。 1.2神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。 1.3自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。 1.4冠心病美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。 基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。 2生物制药发展分析 未来生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。 生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。 除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。 除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法贸易问题具有重大影响。 各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用DennisNoble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。 去年相比。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟,可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。 3小结 总之,综合多学科的努力,通过新技术的创立可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度。因为这些手段可以寻找快速鉴定药物作用的靶,更有效地发现更多新的先导物化学实体,从而为发明新药提供更加广阔的前景。 新技术论文:新技术应用下农业机械论文 1新技术在农业机械中的应用 1.1机器人技术 工作强度大,且环境复杂的地方,人为操作非常不便。因此,利用机器人成为瞩目的新技术。农业作业的环境及操作复杂、多变,对机器人的要求很高,要求机器人自动收集、处理农业信息和作业。在收获成果时,要求机器人自己辨别成果成熟度,区别杂草与作物。 1.2虚拟技术 虚拟技术主要是指通过图像处理操作技术及传感技术和计算机图像学等重要技术,为机械与操作者提供一种交互体验的新技术。农业虚拟技术主要以农作物、市场等为研究优秀,利用高科技的先进技术研究如何对产品进行改良,对环境进行改造等。通过虚拟技术,可模拟生产,且生成虚拟结果,将结果用于研究,分析并调整应用到实际的生产当中,降低生产损耗,提高生产率。 2新技术在农业机械中推广的策略 农业办公条件简陋、办公人员不足,对基层情况不是很了解,推广新技术经费不足,限制了新技术在农业机械中的推广。且很大一部分农民文化程度低,对新技术的理解程度不高,不敢尝试使用新技术,甚至有抵触情绪,使得新技术在农业机械中的推广存在困难。 2.1确立创新创新技术方针 创新是技术发展的基石,提高我国人民的创新意识,必须要加大力度进行新技术及新机械研究,并加快新技术在农业机械当中的应用。同时,政府要高度配合新技术的发展,鼓励农业技术的创新。在教育中,灌输创新理念,提高科技、教育和人文等方面的创新理念。促进经济社会的可持续发展,让发展更稳定、健康。从而有利于提高农业机械的技术创新力,在市场需求及政府的共同努力下,企业将加大对科技和农业机械创新的投入,有利于改变传统的生产模式,实现农业机械发展自动化、专业化、智能化,并将科技创新与经营理念结合应用到农业的发展中。 2.2实行低碳技术发展战略 低碳发展主要是降低对环境的污染,发展低能耗及低排放的节约型农业。要发展低碳农业主要靠低碳技术来实现,将低碳技术引用进农业机械发展中,有利于新技术更好地在农业机械中推广。通常低碳农业技术是指利用低碳新技术实现农业发展,根据当地农业生产的条件,借助新技术,提高农业生产效率,并对作物进行信息化、智能化管理。根据生产条件,建设排水灌溉的水渠,为农作物建设好交通路线,从而实现大面积统一化机械操作。实现农作物统一化低碳操作是一个不断创新、循序渐进的过程,在发展过程中,还需要配合精准播种和配方施肥等新技术开拓土地,提高资源利用率。推广、发展低碳农业机械技术,有利于健全农业机械发展的科技体系,提高新技术在农业机械发展中的应用。科技不断发展,带动农业机械不断发展,新技术在农业机械中的应用越来越明显,农业的发展对我国社会的发展起着重要作用。作为农业大国,我国应高度重视农业经济的发展,为国家健康快速发展提供坚实基础。新技术为我国农业机械的发展提供了更好的发展条件,有利于农业发展水平全方位提高。 作者:蔡立华 单位:东省临沂市临港经济开发区 植保新技术应用于生态农业论文 生态农业是一种在不损害环境,不破坏生态平衡的基础上发展起来的新农业,主要生产新产品,这就需要采用科学的管理手段和生产方法。植物保护新技术能够在一定范围内有效防治病虫害,降低成本,减少环境污染,可以有效弥补传统技术的缺陷,促使农产品质量的提升,促进传统农业向绿色无公害农业发展。我们应树立公共植保、绿色植保的理念,注重植保新技术实践应用。 1“三诱技术”在生态农业中的应用 1.1频振式杀虫灯 频振式杀虫灯主要是利用光、波、色、味4种方式诱杀害虫的一种物理防治方法,无污染,对人畜无毒,对鳞翅目、鞘翅目、直翅目、半翅目、同翅目、双翅目及膜翅目等40余种害虫具有良好的诱杀效果,当前已被广泛应用于农业生产中。某区自利用频振式杀虫灯以来,蔬菜田棉铃虫的田间落卵数量以及虫量明显降低。试验数据表明:挂灯区平均落卵2.8粒/百株,无灯区为12.2粒/百株,约降低了77%;挂灯区平均虫量1.5头/百株,无灯区7.9头/百株,约降低了81%。可见频振式杀虫灯对蔬菜棉铃虫的控制效果非常明显。利用频振式杀虫灯防治害虫,在消灭大量害虫的同时,能减少来年虫口密度,最大限度减轻害虫对农产品带来的危害;能够减少化学防治次数和喷药量,进而减轻对农产品和环境的危害;根据诱杀结果,可对害虫发生趋势做出预测,有利于提出预防措施,实现对来年病虫害的科学防治。 1.2黄板 黄板诱杀技术是利用害虫趋黄性诱杀农业害虫的一种物理防治技术,绿色环保、成本低、可自制,可在蔬菜地、茶园、果园中使用,主要用于防治茶蚜虫、潜蝇成虫、粉虱、蓟马等小型昆虫。在田间使用的时候,可用竹或木细棍支撑固定,棋盘式分布,悬挂方向以东西向为宜,只要方法正确,就会有很明显的防治效果。以某区苹果园为例,在果树开花前悬挂16.5cm×25cm黄板,挂上之后不摘除,6月下旬收回检查发现黄板诱集蚜茧蜂的效果最为明显,调查益害比为1235:192=1:0.16。可见黄板具有良好的生态效应。 1.3性诱剂 性诱剂是利用昆虫成虫性成熟时,释放性信息素引诱异性成虫的原理,将有机合成的昆虫性信息素化合物用释放器释放到田间,通过干扰雌雄交配减少受精卵数量,达到控制靶标害虫目的的新型绿色防控技术。该方法成本低,操作简单,无毒无污染,主要防治对象是小菜蛾、烟青虫、斜纹夜蛾等害虫,符合生态农业发展目标。陕西凤翔县苹果栽培中,未使用性诱剂前,每年食心虫发生面积约为总面积的76.92%,农药使用量和投入费用以及人工投入费用很高。使用性诱剂后,群众每年只需防治3次就能将害虫控制在一定范围内,商品果产量平均提高了364kg/667m2,农药使用量及相关费用都大大降低。 2防虫网阻隔技术在生态农业中的应用 防虫网阻隔技术是以物理阻隔方式阻隔害虫进入危害和繁殖。采用防虫网阻隔技术不仅能够阻隔害虫繁殖,还能适当调节小生境中温湿度,对炭疽病、软腐病等有一定的预防效果,适用于生态农业生产。实际生产中可采用22目的防虫网,对于烟粉虱,可采用30~60目的防虫网。比如,江苏省目前以小白菜为重点的防虫网覆盖栽培蔬菜面积在不断扩大,农户纯收入也不断提高。当前,该项技术已成为一项成熟、高效的现代农业技术,已被列为江苏省农业技术主要推广技术。 3植物保护新技术在生态农业中的实施方式 实施植物保护新技术时,单纯使用物理防治技术显然不能达到良好的防治效果,必须物理防治、化学防治、生物防治、生态防治等多种手段相结合,对于化学防治,应尽量限量的、科学的使用农药药剂,确保农产品安全、无污染的生产。为了保证植物保护新技术的更好实施,首先,应建立准确的病虫害测报系统和监测点,有关工作人员分工协作、全面监测、全面总结、科学研究,及时掌握害虫和疾病的发生、发展动态,并及时、准确地将情况汇报给相关部门,以及时采取预防措施,将损失降到最低。其次,建立专门植物保护控制队伍,为农民提供更为专业的服务,将植保新技术、新技能传授给他们,使他们能够做到病虫害的科学防治。再次,加大宣传力度,让农民朋友正确认识到,发展生态农业的重要性和利用植物保护新技术的意义,使其具备最根本的病虫害防治技能,为公共植保、绿色植保目标的实现奠定基础。 4结语 总之,植保新技术尤其是“三诱一防”技术的应用,是植物保护工作的一项重要突破,对于提高农业生产力,促进农业结构优化升级,确保农产品质量,控制环境污染具有重要作用。我们必须重视植物保护新技术的宣传和推广应用,加大对“绿色植保”的扶持力度,加强病虫害监测,成立专门植保控制小组,为生态农业发展中注入活力。 作者:韦彩红 单位:江苏省海门中等专业学校 新技术论文:造林更新技术与林业发展论文 1造林更新技术与林业发展中存在的一些问题 1.1强烈的市场需求造成了林业资源的匮乏 随着我国各方面的高速发展,林业产品的需求量也会越来越高,尤其是近几年来,我国建筑行业及其一些类似行业的发展,对木材的需求可以说达到了供不应求的地步我国虽然说是幅员辽阔,但是经过这么多年的采挖,逐渐变为一个森林资源匮乏的国家,这主要体现在以下几个方面,首先森林面积在不断地减小,而且分布极其不均匀;木材的质量也变得差了许多,群落结构不符合自然发展的规律,出现大面积的病虫害;树木的生长状况不好,不能被很好的利用,产量极低在这种情况下,很难保证林场出的木材满足国家发展的需要,这就不能最大程度的履行森林对于人们所应该履行的义务而这种现象的后果就是,许多与林业相关的产业发展滞后,也降低了林业市场的竞争能力。 1.2一些地方绿地利用率低 绿化可以代表一个城市的形象,这几年各个地方绿化程度不断增加[1],但是仍有许多地方的绿地利用率相对较低,首先是现如今许多城市修建雕塑广场,只是单纯的为了某些官员的政绩上添上一笔而已,并没有什么实际意义,还有就是城镇绿地的结构极其不合理,没有做到乔灌草相结合,更有甚者盲目崇拜外国,引种外国的可观赏性花草,造成物种入侵,许多地方呈现出草坪多但是乔灌木少的情况,生态效益就会变得很低。还有就是一些路边树选种不适合的现象,根本没有调查清楚,栽种较为盲目,不仅造成了劳动力的浪费,而且还大大的降低了生态效益。 1.3林业资源缺乏保护力度 现我国破坏林业资源的现象仍然是随处可见,林业资源设置好就不管了,这样如果没有后期的检查跟保养,这样很容易造成一些树木因为各种原因死亡,损失掉了林业资源,还有就是随着现在木材价格的上涨,所以一些人为破坏林业资源的现象也在增多,一些不法分子砍伐树木进行交易,取得不法利益,还有就是一些天灾的出现,一些地方因为二氧化硫污染下起了酸雨,这样会严重损害树木的结构,会给一些树木造成伤害,加大林业资源的匮乏,但还有就是现在我们对一些林业资源的保养力度严重不够,这也在一定程度上加快了树木的衰老,剪短了它的寿命。 2针对造林更新技术与林业发展中问题的解决措施 2.1加大造林更新的投入 加大造林更新的投入目的是为了生产出更多的林业资源来满足市场的需求[2],并且带动林业的发展,要生产出更多的林业资源首先要选种,选择适合当地生长的树种,这是第一步,也是最重要的一步,然后就是要对林业进行一个统一的管理,要进行合理的密植,要让每个树苗都能够最大限度的利用阳光来进行生长,还有就是注意后来的病虫害危害,要进行防护和定时的检查,让树木健康的生长,还有对一些生长力比较弱的幼苗进行更大力度的保护,对一些年幼的小苗也要定时的提供营养,给他们输送营养成分,保持他们的生命力,只有让每个树木都健康的生长,才能生产出更多的林业资源。 2.2加大绿色利用率 绿化是我国现阶段面临的一大问题,我们在做城市绿化的时候不能只是铺上草坪那些盲目跟随,我们还要在草坪上种一些树木,要让各方面协调起来,有草有树,对于树木的选择上,我们尽可能的选择一些发育比较茂盛的树木,这样的树成长起来才会产生大范围的遮阴面积,可以在夏天给人们创造出更多的休息环境,让人们舒服的度过夏天,还有就是树木在路边种植是一定要选育好品种,比如什么书适合做行道树,什么树适合做园路树,这些选择一定要认真,只有这样做,我们才会在城市里面看到更多的树木,才会提高绿色利用率。 2.3加大对林业资源的保护 力度对于现在一些林业资源的损坏现象[3],我们必须要加大检查力度来帮助林业资源尽量的维持好原有的状态,对一些破坏明显的地方要安装摄像头,并且如果抓到破坏林业资源的行为,一定要处于相应的罚款和一些处分,要做到严厉打击这种行为,还有就是要加大对林业资源的保养力度,一定要定时的对林业资源进行保养,这样可以延长一些树木寿命,也一定程度上保证它的活力,如果可以的话要大力宣传林业资源的宣语,让保护林业资源的理念深深的留在人们的心中,只有人们做到保护好林业资源,林业资源才能更好的为人民服务,帮人们创造出一个更好的环境。 3结语 本文通过从多方面分析我国造林更新技术与林业发展现状,了解到了一些信息,我国具有辽阔的土地,存在着很大的林业资源需要我们去开发和管理,来帮助人们更好的提高生活。本研究通过分析造林更新技术与林业发展中存在的一些问题,提出加大造林更新的投入,加大绿色利用率,加大对林业资源的保护力度等针对性解决方案,希望能在以后我国林业资源开发过程中有所帮助。 作者:孙一蕾 袁久东 单位:长春市宽城区水利林业工作总站 新技术论文:新技术引用下建筑施工论文 1建筑施工新技术的引用 新技术的引用回首观望我国这近几十年建筑施工的手法、设备和观念,总体来讲,建筑施工中是不断有新技术被引进的,针对这些新技术,国家建设部也推广了不少优良典型,在施工的各个方面都有涉及,如下图所示:在防水施工、大体积混凝土施工、钢筋连接、屋面施工等,施工单位都是可以引进新技术使施工过程更有效更安全地进行。接下来本文主要从这四个方面来讲解新技术在其中的运用和对整体建筑施工的帮助。 (1)防水施工。 以往施工过程中很容易出现的问题是,未过完期限刚完成的施工现场就被见水毁坏,或者是施工完成后,总要等候一部分时间使混凝土等设施稳定(工期在实际施工的基础上总会增长一部分),那么新技术在防水施工方面就解决了相关问题:聚合物水凝物涂膜。这种聚合物涂膜的原理是,施工前在层面做好涂膜层,包括板缝和节点间的基层处理(注意这个在涂膜过程中不宜出现堆积、滴漏、流淌的现象,要均匀涂抹在每个基层表面),经过这种涂膜,后期施工完成后就不用担心因为水的问题而破坏施工的质量,也不用在等整个施工完成后继续等待相应时间使工程干透稳定。总体来说,新型聚合物水凝物涂膜既能方便了施工中的运行,也一定程度上缩短了工期,节约了时间成本和经济成本。 (2)大体积混凝土施工。 由于是放热反应,大体积混凝土中水泥的水化作用是十分复杂的,处理对象过大,内部温度难以控制,一旦产生的温度超过混凝土所能承受的拉力极限,混凝土堆就会产生大量裂痕,降低混凝土的质量。如何在水化作用和大量块体的里外温度影响下,控制好混凝土浇筑块体的内部温度,烧制好符合规定的混凝土,是重中之重。那么要根据具体情况,由温度和反应堆材料的性质来计算,确定是整体浇筑还是分段浇筑,然后择优选取适宜的运输工具、浇筑设备、捣实机械,再确定好工人的数量。新技术的引进后,我们采取的就是用混凝土泵浇筑或用塔式起重机浇筑。浇筑混凝土是应分段分层在室外温度降低时进行的,这样能够使混凝土温度均匀上升。大体积混凝土的浇筑完毕后,应该在其终凝前对表面进行一次抹压,排除上表面的分泌的水分,避免后期出现更多的裂痕。如果是在冬期,施工过程中应注意及时在密封混凝土之后技术覆盖塑料薄膜,然后在表面加上诸如草帘棉被之类的保温材料;非冬期时,可以选择混凝土终凝后在表面四周筑堤,水深20到30cm为佳,这样可以对混凝土进行养护,保障其质量,并保障定期测定混凝土表面和内部温度,以便随时做出调整。 (3)钢筋连接施工。 钢筋在施工中占有举足轻重的地位,传统的钢筋施工中,接头的面积不易控制、吊装垂直方面的链接压力也无法保障,总体来说,就是钢筋的链接施工中,接头面积问题很难得到解决,目前新技术的引进就很好地解决了这一问题。新技术中,我们可以采取直螺纹接头连接,所谓“直螺纹接头”,就是螺旋状的接头连接,使双向的钢筋面能更好地融合,这样就很大程度上增加了钢筋在连接过程中会出现的连接牢固性、安全性。钢筋连接中运用到这一新技术,不仅降低了事故的发生率,更能在最大程度上保证钢筋在接头时,吊装设备在吊装过程中,甚至是装修过程中的梁板打柱,等一系列的相关作业,都能更便捷快速地完成,如此安全性、便捷性都能提高的新技术,自然会倍受青睐,更多地出现在相关建筑的作业中,为作业提供便利。 (4)屋面施工。 屋面施工的主要环节集中在屋面防水施工上,我们新技术的引进主要解决了屋面施工时会遇到的水干扰问题,采取与上文所提到的类似涂膜技术,在进行屋面施工时,先对屋面底部进行基层涂膜,均匀平实的膜层便能保障屋面施工过程中不受分泌水分的影响,从何提高整个屋面施工的质量。另外还可以采取新型分子防水卷材,如果采用这些材料,即可免除前期的涂层措施,方便快捷。 2总结 任何行业只有不断引用新技术注入新能量才能使行业蒸蒸日上不断发展进步,建筑施工中的新技术引进,不断使建筑业成为现代社会发展中的红日,也在更大程度上使其结合科技的手段与管理知识系统,实现了整个行业的可持续发展,为人民生活带来更多的安全保障和福利,我们要投入更多的经历和人员,在研究建筑行业的新技术上,为未来建筑业往更科技化、智能化、经济化的发展提供动力和帮助。 作者:刘明裕 新技术论文:污水泵填料密封创新技术探索论文 [摘要]本文分析了污水泵常见密封形式及影响密封的因素,对污水泵填料式密封进行机械密封改造,给出改造方法及改造技术要求。文中对机械式密封做出进一步改进,并应用到了排水管理中心的现有设备中,取得了良好的密封效果及经济效益。 [关键词]污水泵填料密封机械密封改造 污水处理工程是环境保护的重要项目,而污水泵作为污水处理工程的主要配套设备被广泛应用于城市排污、矿山、冶金、电力以及石化等污水处理作业,发展前景广阔。污水泵产品除了要求技术性能好之外,密封是污水泵的关键,必须可靠性高,污水泵无故障运行时间长。污水泵在工作中,密封一旦失效,外部介质或油室中的油便会进入电机腔,引起潜水电机缺相、短路、漏电、烧坏电机,甚至影响人身安全。因此,为了进一步提高污水泵使用的安全性、运行可靠性以及提高污水泵无故障运行时间,有必要对污水泵通常使用的机械密封进行结构分析,实行改进。 一、常用的密封形式及不足 目前,污水泵产品常用的密封形式有两种:填料密封和机械密封。填料密封,如图1所示,是最古老的一种密封结构,发源于工业革命之前的传统密封装置,有着100年的材料工艺、润滑剂系统和制造方法,并保持持续进步,目前很多的应用场合。经分析,该软填料密封结构存在如下缺陷: 1.密封介质含有的杂质严重影响密封性能。杂质进入软填料密封内部,进一步增大了填料密封和轴套之间的摩擦、磨损。虽然材料耐磨性较好,但是使用效果仍然不佳,泄漏频繁。另外由于没有采用封液对填料密封进行润滑冷却,也加剧了填料与轴套之间的磨损。 2.工作状态不稳定需频繁调整和更换填料。由于软填料自身具有的粘弹特性,在工作状态下会出现明显的应力松弛。为保持其正常的密封功能,需不断地通过压紧压盖来增大填料与轴的径向接触力,同时也增大了软填料与轴的磨损,因此不得不经常更换(或添加)填料,维修工作量和费用大大增加。 3.磨损严重致使能耗量大。根据软填料密封的工作机理,填料密封与轴(或轴套)之间必须保持较大的径向接触压力以维持密封,因此填料和轴(或轴套)的摩擦、磨损都很严重,在密封很快失去工作能力的同时,造成相当大的能耗浪费。 机械密封具有摩擦功率损失小、寿命长、不泄漏等诸多优点,目前已在水泵上广泛应用。要把填料密封结构的水泵改造成机械密封结构需从设计、结构和加工几方面考虑。 文献讨论了污水泵工况时软填料密封的失效原因,并提出了改进的方案,有一定的借签和实用价值;机械密封亦称端面密封,其有一对垂直于旋转轴线的端面,该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下,依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合,并相对滑动,从而防止流体泄漏。 污水泵中常用的机械密封结构有两种形式:一种方案是在潜水污水泵的油室里安装一套双端面机械密封;另一种方案是在污水泵油室里设置一套单端面机械密封,而另一套设置在泵腔,使用在所抽送的污水介质中。 1—轴套;2—动环辅助密封圈;3—动环;4—密封垫片;5—静环;6—静环辅助密封圈图机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环和静环的端面组成一对摩擦副,动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上,并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力,可使泵在不运转状态下,也保持端面贴合,保证密封介质不外漏,并防止杂质进入密封端面。图2所示为双端面机械密封,水泵侧与电机侧两道密封端面都是靠弹性构件-弹簧和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面上产生适当的压紧力,使这两个密封端面紧密贴合,端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。其中水泵侧密封端面与电机侧密封端面结合处B,是密封点,防止所抽介质进入油腔,防止油腔内的油进入电机腔;6为静环与压盖端面之间密封点,A处是动环与轴配合面之间的密封点,C是箱体间的密封。 A、B、C所示结构机械密封最容易出现泄露现象,由于使用介质的复杂性,易使抱轴橡胶老化,一旦出现老化就直接影响弹簧传动而使得密封失效,同时,两端面密封都得靠同一个弹簧产生压力,若其中一边端面接触失效,整套密封也就失效。因此,这种机械密封一直存在失效快、返修率高的不足之处,直接影响到泵使用寿命。 机械密封在实际运行中不是一个孤立的部件,它是与泵的其它零部件一起组合起来运行的,同时通过其基本原理可以看出,机械密封的正常运行是有条件的,例如:泵轴的窜量不能太大,否则摩擦副端面不能形成正常要求的比压;机械密封处的泵轴不能有太大的挠度,否则端面比压会不均匀等等。只有满足类似这样的外部条件,再加上良好的机械密封自身性能,才能达到理想的密封效果。 因此,在实际应用中,以机械密封来代替填料密封的情况越来越多。 二、填料密封的机械密封改造 1.改装方法 污水泵填料筒的径向尺寸和轴向尺寸较小,影响了机械密封的安装。在满足强度的情况下,将填料筒的内径相应地扩大;若有轴套,可将轴套的外径相应地缩小或将轴套拆除。 2.主要尺寸确定 (1)确定传动套或弹簧座在轴套上的位置。如图3所示。为了防止传动套或弹簧座同填料内套端面碰,把安装机械密封的起点尺寸定为[H-K=5~15mm]。 (2)确定轴套总长度。轴套的总长度一般比原来的总长度稍稍长一点。因为考虑到轴套尾端部分要伸出密封压盖5~10mm左右,以利于安装方便。尺寸根据设计的密封压盖厚度而定。 (3)确定传动套或弹簧座在轴套上的定位尺寸D:D=L-[H-K-(5-10)+l]。 1.填料箱平面2.填料箱壳体3.填料内套4.轴套5.轴6.密封圈E.内套端面H.填料箱深度L.套筒长度 (4)轴套与轴的密封。轴套与的形圈轴的密封可采用聚四氟乙烯车制成直径为3mm的O形圈来进行密封。安装机械密封的轴套,要求具有良好的抗腐蚀性和耐磨性,对于放置动环密封圈的轴套表面要求镀铬处理,表面粗糙度为0.8。 (5)密封压盖结构尺寸的确定。机械密封的静环装在压盖上。压盖上安装静环的各种配合尺寸均按静环的几何尺寸进行设计,结构可参照机械密封有关资料。 3.改造技术要求 (1)安装机械密封部位的轴或套。轴或套的径向跳动0.04~0.06mm;表面粗糙度不低于0.8,轴或套外径尺寸公差为h7;密封轴套端部必须做倒角并修光滑。 (2)密封压盖。密封压盖应有足够的厚度,防止在液体压力作用下产生变形;密封压盖固定螺栓不少于3个;与静环密封圈接触部位的表面粗糙度不低1.6,其接触面对轴中心线跳动允差±0.04mm;安装静环密封圈的端部必须做倒角并修光滑。 (3)转子。瞬时轴向窜动量不超过±0.15mm;轴向游动量不超过±0.1mm轴振动量不超过±0.05mm。 (4)密封腔。密封腔与密封压盖配合的止口跳动允差为0.04~0.08mm;密封腔与密封压盖配合的端面跳动允差为0.06~0.08mm。 三、机械密封结构改造 将图2中C处密封面是机械密封最容易发生泄露处,而锥面机械密封特别适合于含有固体悬浊物的泵送设备,因此将C处改为锥面密封,如图4所示。静环材料为填充聚四氟乙烯,动环材料为不锈钢,锥面喷涂碳化钨。其主要特点为: 锥面机械密封的动环为一锥环,其半锥角为α;静环的内径。在设计中注意G与接触母线T的关系,当锥面机械密封的静环磨损后,接触母线长度T不断增加,使得载荷系数G不断减小。所示为接触母线长度T与载荷系数G的关系曲线,运转过程中,静环磨损和G值降低所造成的卸载,使密封比压pc降低。由此而产生泄漏时,必须通过调节弹簧压缩量(弹簧加载)来维持足够的密封比压。 机械密封在运转中,弹簧一般不再进行调整。弹簧在锥面机械密封中起着补偿密封环磨损卸载和G值降低卸载双重作用,设计中正确确定弹簧比压是保证密封性能和使用寿命的重要一环。 四、结束语 改造后的密封结构,密封可靠,泵在运转中基本不漏,调节维护方便。提高了密封性能,延长了运行周期,节省了检修费用。经过上述改造之后的污水泵运行良好,延长了设备的连续运行时间。 新技术论文:泥鳅养殖的新技术初探论文 【论文摘要】介绍了泥鳅池塘精养技术和稻田养殖技术,以期为农户养殖泥鳅提供参考。 【论文关键词】池塘;稻田;泥鳅;养殖技术 2009年,在肥西县丰乐镇池塘7333.33m2、稻田4666.67m2多水面养殖泥鳅,平均产量分别为2250、3750kg/hm2,平均效益分别为1.05万、1.65万元/hm2。现将泥鳅养殖技术总结如下,供广大养殖户参考。 1池塘精养 1.1鳅池建设 养殖泥鳅的池塘要靠近水源、排灌方便,以便定期注水;面积为300~500m2,最大不超过1333.33m2为好;池深为70~80cm,并在排水口附近挖6~10m2、深60~80cm的集鱼坑,以方便放养和捕捞;池塘岸要整齐平直、坚硬,并在埂内贴1层塑料膜以防泥鳅钻洞逃逸;池底要整实,并要有20~30cm淤泥,深浅要均匀。 1.2清塘消毒 将整建好的塘口进行药物消毒,在生产过程中常用的清塘药物有生石灰、漂白粉等。生石灰清塘:生石灰化水后能杀害野杂鱼、水生昆虫和细菌等病原体,不仅有除害灭病作用,还能改善水质,增强底泥的肥力;生石灰的用量应根据水深情况而定,一般水深7~10cm的干池用900~1125kg/hm2;水深1m用1875~2250kg/hm2[1]。漂白粉清塘:漂白粉遇水后能放出初生态氯,具有较强的杀菌和灭敌害生物的作用。干池塘用60~75kg/hm2,加水溶解后全池泼洒。 1.3肥水放养 放养前3~4d施基肥,品种以畜禽粪肥为主[2],用量为9~12t/hm2,以提高泥鳅苗种成活率。为减少疾病,用10mg/L漂白粉溶液在水温10~15℃时,浸洗泥鳅鱼种20~30min,或者用3%食盐水浸洗30min左右,杀灭泥鳅鱼种体表的病原菌,增加抗病能力。池塘养殖成鳅时,放养量按放3~4cm泥鳅鱼种18万~24万尾/hm2,如有流水条件的池塘可适当增加投放量,反之可少放。 1.4科学投饲 泥鳅鱼种入池后,要根据池塘水质情况,经常投施一些有机肥,培养水中的天然饵料。每日还要投喂人工饲料,日投饵量3月为泥鳅总体重的1%,4—6月为4%,7—8月为10%,9—10月为4%。投喂方法,2次/d,上午、下午各1次,并在池塘内向阳、离岸1.5~2.0m处搭设饲料台,把饲料放在台上,有利于泥鳅均匀摄食,可减少饵料的浪费,便于检查泥鳅的食量和生长情况。 1.5种草与增氧 在鳅池中种植适量的水浮莲或水花生,种草的覆盖面应控制在15%左右,避免高温阳光直射,为泥鳅提供栖息的场所。注重观察池水变化和泥鳅活动情况,如果池水呈茶褐色或大量泥鳅不时窜出水面“吞食空气”,要立即注入新水增加水中的溶氧量;同时可选用富氧或粒粒氧增氧。 1.6泥鳅捕捞 泥鳅具有钻入土的特性,因此不容易捕捞。针对泥鳅的这一特点,可以采取以下捕捞方法:一是食饵诱捕法。把炒香的米糠或麦类放在一种特制的竹笼内,将笼置于池周边沿部位,引诱泥鳅进入笼内。二是排水捕捞法[3]。先将池水排干,然后根据成鳅池的大小,在池底开挖几条宽40cm、深25~30cm的排水沟,在排水沟附近挖坑,使池底泥面无水,沟、坑内积水,泥鳅会聚集到沟坑内,即可用抄网捕捞。若池大未捕尽,可进水淹没池底几小时,然后慢慢放水至只剩沟坑内有水,继续用抄网捕捞。若池中还有泥鳅钻到泥中未捕到,则再进水淹没池底过夜,第2天太阳未出之前慢慢放水,再重捕1次,可基本捕尽池中的泥鳅。 2稻田养殖 2.1稻田选择与准备 养泥鳅的稻田一般要求保水性能好,渗漏速度慢,插秧前稻田水深保持20cm以上。稻田的积雨面宜小不宜大,选择低洼田、塘田、岔沟田为宜。水源清新,无污染,排灌方便,光照充足。土质以黏性、高度熟化、肥力较高的土壤为佳。养殖泥鳅的稻田,田埂应高出田面60cm左右,捶紧夯实,可用农膜插入泥中10cm围护田埂,以防漏洞、裂缝、漏水、塌陷而使泥鳅逃走。同时进、出水口处要安装塑料网栏[4]。鱼沟一般为“十”字形沟,挖在稻田中央,占稻田面积的10%左右,沟深60cm、宽90cm为宜。鱼沟渠道要与进、出口处畅通。养殖泥鳅的稻田插秧前施尿素150kg/hm2为宜。 2.2放养与管理 泥鳅一般在水稻插秧后10d开始放养。苗种规格以长3~4cm为好,放养37.5万尾/hm2左右。一般每天投喂饲料1~2次,即上午和傍晚各1次。直接投放在饲料台。饲料以谷糠、麦麸及鱼类专用饲料等为宜,可搭配些青饲料。日投喂量一般为泥鳅总重量的4%~5%。稻田水位应根据生产需要适时调节。稻田防病治虫要注意选择低毒农药,适时适量叶面喷施,以防药害。泥鳅经4个月的饲养,体长达到10~15cm、体重达到15~20g,可以捕捞出售。 新技术论文:玉米螟生物防治新技术浅析论文 摘要:对松毛虫赤眼蜂防治玉米螟进行了系统的研究与推广,并取得突破性进展。在赤眼蜂的繁殖上由滚式繁蜂改为散卵繁蜂,改一般短效蜂卡为长效蜂卡,使放蜂次数由3次降为2次,减轻了劳动强度。1991~2003年在省内外累计推广赤眼蜂防治玉米螟面积为97.8hm2,均收到良好效果,受到农民欢迎。 关键词:词松毛虫赤眼蜂;玉米螟;生物防治 玉米螟是世界性害虫,沈阳地区一般发生年份玉米可减产10%左右,大发生年减产达20%以上。目前,我国对玉米螟大面积防治主要靠化学药剂,生产上仍以人工投放高毒的颗粒剂为主,在配制和使用中极易发生中毒事故。为此,应用安全无毒功效高的新技术防治玉米螟,应是当前植保工作的大课题,也是广大农民群众的热切希望。为满足农民要求,1991年起,我们就正式开展了利用松毛虫赤眼蜂防治玉米螟的研究与推广工作。十几年来,经全体同志努力拼搏,刻苦攻关,采取边试验、边示范、边推广同步进行的工作方法,取得了显著的效果与效益。 一、试验材料 1.1赤眼蜂种类 松毛虫赤眼蜂。 1.2赤眼蜂来源 由沈阳市辽中生防站提供。 二、试验内容 2.1不同放蜂量试验 设2个用量,即30头/m2和45头/m2。各处理均放蜂3次,第1次放蜂在田间百株玉米螟落卵量达1.0~1.5块时进行,以后每隔5d放1次,小区面积6.67hm2(2个用量3次的放蜂量分别为:30头/m2,为6头/m2、15头/m2、9头/m2;45头/m2,为12头/m2、18头/m2、15头/m2);对照区设在放蜂田上风头1000m以外,其玉米品种、管理均与防蜂田相同。田间放蜂方法,放蜂75点/hm2,每20垄设1放蜂垄,每17步(约11m)设1放蜂点,将蜂卡别在玉米中部叶片背面,试验点在新城子区大辛二村、苏家屯区姚千户镇和沙河镇。 2.2不同放蜂次数试验 放蜂量均为30头/m2,分2次放蜂及3次放蜂2个处理。2次放蜂每次放蜂量分别为12头/m2和18头/m2,每次放蜂间隔7d;3次放蜂每次放蜂量分别为6头/m2、15头/m2、9头/m2,每次放蜂间隔5d。 2.3改进繁蜂技术试验 1991~1992年为滚式繁蜂,1993年起改为卵式繁蜂。 2.4研制长效蜂卡试验 即在蜂卡上粘有不同发育时期的蜂卵,在田间放蜂时可达到陆续出蜂的目的。 2.5大面积示范与推广 在上述各种小区试验的基础上,进行大面积示范与推广,放蜂量均为30头/m2,采取2次放蜂的办法,1992年在东陵区示范面积195hm2;1994年东陵区、新民县、辽中县大面积推广。 三、试验结果 3.1不同放蜂量试验结果 3个试验点的结果表明,在同一时间放蜂,放蜂30头/m2与45头/m2的田块,赤眼蜂对玉米螟卵块寄生率无明显差异。 3.2不同放蜂次数试验结果 据东陵区祝家镇、辽中县长滩镇1991~1992年试验结果,放蜂2次的卵块寄生率为80.0%~88.9%,放蜂3次的为83.3%~87.5%,放蜂2次的卵粒寄生率为65.9%~77.8%,放蜂3次的为69.8%~79.4%。表明在放蜂量相同的情况下,放蜂2次与3次的效果基本一致。 3.3改进繁蜂技术试验结果 长期以来,扩繁赤眼蜂一直用滚式繁蜂法。这种方法,种蜂用量大,接蜂比为1∶6(即种蜂卵与寄生卵的比例),而且繁蜂效率偏低,在繁蜂中一直是采用先粘好卵卡,再向卡上接蜂,这种办法接蜂蜂卡上往往有20~30%的坏卵和不寄生卵无法去掉,对蜂卡质量影响较大。改为散卵接种后,接蜂比为1∶20~25,种蜂可节省3/4,不仅降低了成本,而且繁蜂效率可提高10倍以上。由于卵粒接蜂后可以精选,选后再粘蜂卡,坏卵、不寄生卵、质差的卵可被淘汰,蜂卡上卵的寄生率可达95%以上,蜂卡质量明显提高,同样也提高了放蜂的质量。 3.4长效蜂卡研究结果 普通蜂卡出蜂齐,放到田间后,蜂3d可出完,田间不能经常保持有蜂,而田间玉米螟落卵期持续时间较长。因此,影响防治效果。长效蜂卡由于蜂卵发育时期不同,出蜂期不同,有早有晚,每张蜂卡出蜂期在5~8d,延长了田间有蜂天数,提高了对玉米螟的寄生机会,可将3次放蜂改为2次放蜂,既做到了省工省事,降低成本,又提高了防治效果。此项技术为国内首创,颇受农民欢迎。 3.5大面积示范 在小区试验的同时,又开展了大面积示范和推广,1991~1994年累计放蜂24.27hm2。放蜂30头/m2、放蜂2次的面积为4.2hm2。据各点调查,放蜂后对玉米螟卵块、卵粒寄生率、玉米螟蛀孔及活虫减退率,均收到了较好的防治效果。 3.6赤眼蜂防治玉米螟技术的大面积推广 由于研制出实用性较强的高质量长效蜂卡,改造了由滚式繁蜂为卵式繁蜂的最新生产工艺,使生产技术有了突破性进展,产品的质量始终保持国内的领先水平,自1995年以来,利用赤眼蜂防治玉米螟这项技术得到了大力推广。截止2003年,在省内外推广面积已达97.8hm2,遍及3个省,45个市、县、区,226个乡镇。 四、效益分析 经济效益:1991~2003年累积应用面积97.8hm2,玉米平均单产为9423.8kg/hm2,按玉米螟一般发生年减产8%计算,增产玉米754kg/hm2,共计挽回玉米损失72862kg。平均价格按0.8元/kg计算,增加经济效益5.83万元。 社会效益:应用赤眼蜂防治玉米螟其社会效益更为明显。赤眼蜂防治玉米螟是以虫治虫,它对人畜安全,不杀伤天敌,不存在污染环境和农药残留,有利于保护和恢复自然界生态平衡。 五、结论 (1)本研究成功地提出了一套行之有效的生物防治玉米螟新技术。实践证明,对玉米螟的防治采用单一的传统技术,往往受环境条件等的限制,收不到理想效果。我们利用松毛虫赤眼蜂防治玉米螟生物防治技术,为不同生态地理条件、不同地区的农民防治玉米螟提供了充分选择余地。 (2)对应用赤眼蜂防治玉米螟的各技术环节进行了大胆改革,有新的突破。改变了多年来延用的滚式繁蜂技术为散卵接蜂,不仅可将繁蜂工效提高4倍以上,且可以精选好卵,将20%~30%的坏卵、青卵及不寄生卵淘汰,保证了蜂卡的质量。长效蜂卡的研究,解决了多年来普通蜂卡出蜂太集中(3d出完蜂),而田间玉米螟的产卵期又恰恰较长,造成赤眼蜂对部分玉米螟卵寄生不上的矛盾。提高了防治效果。此项技术为国内首创。由于长效蜂卡的应用及繁蜂技术的改进,蜂卡质量明显提高。将生产上延用多年的3次放蜂改为2次放蜂,将放蜂45万头/hm2改为30万头/hm2,不仅做到了省工、省事、降低成本,而且提高了防治效果。 (3)利用松毛虫赤眼蜂防治玉米螟,大面积应用并获得成功,对传统的玉米螟防治技术有较大的突破。 新技术论文:工程测绘新技术特性探索论文 传统工程测量技术的服务领域主要包括水利、交通、建筑等行业,随着计算机、网络技术的发展、测量仪器的智能化,数字化测绘技术得到了广泛的应用,而全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展,测量数据采集和处理的逐渐自动化、实时化和数字化,工程测量的服务领域也应进一步延伸,以满足不断提高的社会需要。 一、数字化技术在原图处理中的应用 (一)原图数字化处理 在建立各种GIS系统时,需要对原有地图进行数字化处理,对于原始地图,若其现势性、精度和比例尺能满足要求,就可以利用数字化仪对其进行数字化处理工作。当前主要有手扶跟踪数字化和扫描矢量化、GPS数据输入三种方法,手扶跟踪数字化需要的仪器为计算机,数字化仪及相关软件,是较早的一种数字化输入方法,输入速度较慢,劳动强度也较大。扫描矢量化是通过扫描仪输入扫描图像,然后通过矢量跟踪,确定实体的空间位置。随着扫描仪的普及和矢量化软件的不断升级,其作业方法越来越趋于自动化,它是一种省时,高效的数据输入方法。GPS输入是依据GPS工具能确定地球表面图形精确位置,由于它测定的是三维空间位置的数字,因此不需作任何转换,可直接输入数据库,目前主要是应用RTK(RealTimeKinematics-实时动态)技术,它是在GPS基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果,并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式,通过将1台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测,将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上,再通过基准站电台发射出去;流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时,也接收由基准站电台发射的信号,经解调得到基准站的载波相位观测量,流动站的GPS接收机再利用0TF(运动中求解整周模糊度)技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度,最后求出厘米级精度流动站的位置。应用这种测量方法测量可以不布设各级控制点,仅依据一定数量的基准控制点,便可以高精度快速地测定图根控制点、界址点、地形点、地物点的坐标,利用测图软件可以在野外一次生成电子地图。同时,也可以根据已有的数据成果快速地进行施工放样。而实际应用得较多的主要是数字扫描矢量化软件,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。下面简单介绍MAPCAD软件的原图数字化处理作业流程。 (二)数字化原图作业流程 由于MAPCAD软件扫描矢量化输入方法具有图像清晰、编辑方便、易于转换等特点一般外设精度都能满足,所以地形图的精度主要取决于人工跟踪精度和输出设备精度,而人工跟踪精度主要取决于作业人员的技能掌握熟练程度和工作态度,所以必须在加强作业人员基本技能培训上下工夫,要求工作人员严格按矢量化方案作业,确保图件的精度和质量高于国家现行数字化测图规范所规定的数字化精度和质量。在工程测量实践中,要做好地形图外业测点与数字化图缩放相结合、符号图层的划分子图、线型符号库的设计等工作保证满足工程进度的同时又节约项目经费,设计出的数字地图简单易用、美观整洁、易于使用地形图的工作人员判读。 二、数字化绘图 (一)数字化绘图的特点 大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量的重要内容,数字化绘图克服了手工绘图存在的许多弊端,如工作量大,作业艰苦,作业程序复杂,烦琐的内业数据处理和绘图工作,成图周期长,产品单一等缺点,符合现代飞速发展的工程需要。目前,数字化成图技术主要有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法,主要设备是全站仪、电子手簿等,其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配,从而具有较高的成图效率。具有以下的特点: 1.一测多用:如在一些综合性较强的工程中需要对同一地形图绘制不同比例尺的地形图,过去的平板测图方法则需要重复工作,而数字化测图则可以同时根据完成的地形图绘制不同比例尺的多个地形图,因为往往小比例尺包含了大比例尺地形图测图范围。仅需先测大比例尺图范围,再补充小比例尺测图范围即可满足各不同专业人员对不同比例尺的地形图的需要。 2.精度高:数字化成图系统在外业采集数据时,利用全站仪现场自动采集地形地物点的三维坐标,并自动存储,在内业数据处理时,完全保持了外业测量的精度,消除了人为的错误及误差来源,而且外业工作省略了读数、计算、展点绘图等外业工序,减少了作业人员,外业工效大大提高,时间缩短,直接生产成本大幅度下降。 3.劳动强度:小数字化成图的过程,减轻了作业人员的劳动强度,使生产周期大大缩短,能及时满足用户的要求。 4.便于保存管理及更新方便:数字化产品既可以存储在软盘上,也可以通过绘图仪绘在所需的图纸上,线条、线划粗细均匀,注记、字体工整,图面整齐、美观。且便于修改,能更好地保证图形的现势性和不变形性,避免重复测绘造成的浪费,增加地形图的实用性和用户的广泛性。 (二)外业数据的采集 在采集数据时,数据采集人员要准确应用地物代码,以免在内业成图时出现错误;在观测开始时,相关工作人员需严格按照要求应对测站点进行检查,跑尺人员应严格按照自动成图的要求作业,确保能完整地描述地形地貌的特征点,必须通过绘制草图来表明各个地物碎部点的属性及相互关系,测量坎子时,要量取坎子比高,坎下也要进行地形点采集。当一个测区完成后,如果有必要可把数据备份。 (三)绘制内业数据处理 无论是工程进程各阶段的测量工作,还是不同工程的测量工作,都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段,并对测量成果进行处理和分析。 三、工程测量中的数字摄影测量技术 数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理,应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。就摄影测量本身而言,从测绘的角度上来看数字摄影测量还是利用影像来进行测绘的科学与技术;而从信息科学和计算机视觉科学的角度来看,它是利用影像来重建三维表面模型的科学与技术,也就是在“室内”重建地形的三维表面模型,然后在模型上进行测绘,从本质上来说,它与原来的摄影测量没有区别。因而,在数字摄影测量系统中,整个的生产流程与作业方式,和传统的摄影测量差别似乎不大,但是它给传统的摄影测量带来了重大的变革。 目前通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像,内业使用专门的航测软件处理,进行的航空摄影测量是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法,在计算机上对数字影像进行像对匹配,建立地面的数字模型,再通过专用的软件来获得数字地图。该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成,它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低,不受气候及季节的限制等优点。特别适合于城市密集地区的大面积成图。但是该方法的初期投入较大,如果一个测区较小,它的成本就显得较高。但可以说是今后数字测图的一个重要发展方向,未来社会要求的是可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。并且随着全数字摄影工作站的出现,加上GPS技术在摄影测量中的应用,使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进。 四、结语 随着数字化测绘技术的提高,GIS技术的不断成熟、GPS技术在各行各业的广泛应用,现代工程测量必将朝着测量数字工程化的方向发展。大力开展数字化测绘技术的应用与研究将是测绘单位提升自身竞争实力和创造经济效益的首要任务。 新技术论文:煤矿机电一体化革新技术探析论文 摘要:煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代,近来,随着国家对煤矿安全生产的重视,煤矿设备投入的不断增加,煤矿机械也处在一个更新换代的时期。 关键词:煤炭机械机电一体化 煤矿机电一体化技术在这一时期显得尤为重要,它使机械、电子技术和液压控制技术有机的结合,极大地提高了煤矿机械的各种性能,如安全性、经济性、可靠性、操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命、方便安装拆除、便于维护等。目前以微机或微处理器为优秀的电子(微电脑)控制装置(系统)在煤矿机械中的应用已很普及,电子控制技术已深入到煤矿机械的许多领域,如提升机和采煤机,提升机的PLC系统,采煤机的变频控制系统和PLC系统操作等,煤矿机械的在线状态监控与故障自诊、故障报警等。随着科学技术的不断发展,对煤矿机械的性能要求也在不断提高,电子(微机)控制装置在煤矿机械上的应用将更加广泛,结构将更加复杂、维护也将更加专业化。特别是,随着我国进口及国产煤矿机械数量的逐年增加,如何用好,管好这些价格昂贵的煤矿机械,使其发挥最大的效率,是煤矿机电部门所面临的一个重要的问题。为帮助煤矿机械使用人员、维修人员、管理人员对煤矿机械中的电气与电子控制装置的功能、类别及特性有一些初步的了解和掌握,下面我就这些做一下介绍与浅述。 煤矿生产中,煤矿机械的性能自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产;也直接影响到煤矿供电、排水、通风、提升等的安全运行。而煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性,从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。电子(微电脑)控制系统已成为煤矿现代机械不可缺少的组成部分,同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展,以及对煤矿机电产品性能要求不断提高,电子(微电脑)控制系统在煤矿机械中所占的比重越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员提出了更高的要求,对煤矿职工的培训工作和对煤矿设备的管理工作也显得尤为重要。 煤矿生产施工要求煤矿机械具有以下性能:皮实耐用且维修简单、生产效率高且节能降耗,自动化程度高且操作简单,施工质量好,精度高;性能稳定,工作可靠,安全性高,使用寿命长;具有较好的经济性,即高的技术价格比和低的制造与使用成本;工人劳动强度低,操作员的工作条件好;具有在线运行状态监视,故障自诊及自动故障报警功能,能及时准确地指出故障部位,减少停机维修时间。 为适应煤矿机械对性能的要求,仅仅依靠机械和液压技术的已显得力不从心。电子(微电脑)控制技术的发展就成了煤矿机械的必要选择。机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到煤矿机械中,必将会给煤矿机械带来了新的技术变革,使其各种性能有了质的飞跃。 机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。机电一体化技术从70年代中期开始在国外机械上得到应用。80年代以微电子技术为优秀的高新技术的兴起,推动了机械制造技术的迅速发展,特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在机械上的应用,极大促进了煤矿机电产品的性能,使煤矿机械进入了一个飞跃的发展时期。以微电脑或微处理器为优秀的电子控制系统在国外机械上的应用已相当普及,在我国也是发展的方向,已成为机械高性能的体现。目前机械的电子(微机)控制系统主要用以实现如下功能: 一、在线监控、自动报警及故障自诊。 对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用PLC控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。 二、节能降耗,提高生产效率。 例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、PLC控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高。 三、自动化或半自动化程度的提高 煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响。例如,冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备,由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国MARCO公司合作生产的PM31型液压支架电液控制系统,就是微电脑控制,只要在支架操作控制器上输入程序,支架使会自动连续动作,也可实现远程控制和工作面无人操作。 四、其他应用 一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子(微电脑)控制的自动变速器,能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比,从而改变功率,这不仅充分利用了电动机功率,大大提高了能耗经济性,而且也简化了操作,降低了劳动强度,提高了设备的安全性能,提高作业人员操作的安全性,目前我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制。可实现无人操作,使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业,也配备了无线遥控装置,可远程遥控也可微电脑编程控制。 电子(微电脑)系统的可靠性是煤矿机械非常重要的一项性能指标。由于煤矿机械一般井下作业,其直接受到潮气、煤尘、通风、石块、地质变化等的侵袭,此外还受到采煤振动和冲击以及各种电、磁等的干扰,工作环境非常恶劣,因此电子(微电脑)控制系统必须满足井下性能环境要求,能在井下环境温度下可靠、稳定地工作;抗压强度高、抗老化,具有较长的使用寿命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;较好耐冲击和抗振性能;较强的抗干扰能力,系统能在各种干扰下可靠地工作。 新技术论文:网络信息新技术传播管理论文 摘要:本文探讨了网络传播中的信息开发利用新技术,包括数据采掘和知识发现技术、XML、自动分类与自动摘要、智能搜索引擎技术,并讨论他们对新闻传播工作的影响。 关键词:网络传播,数据采掘,知识发现,XML,自动分类,自动摘要,智能搜索引擎 在网络时代,广大新闻传播工作者和受众面临信息过载的难题。人们一方面被信息淹没,一方面却饥饿于知识和有用信息。大量的信息不能进行及时有效的开发利用。面对信息爆炸,如何才能不被信息的大海所淹没,从中及时发现知识、有用的信息、新闻、或新闻线索,使信息真正成为资源,正在成为各国研究的热点。从技术上看,目前主要有种解决方案。 一数据采掘和知识发现技术 在某种意义上说目前我们不是缺少信息,而是被信息淹没了。在因特网上有无穷的信息和数据。目前的数据库系统和搜索引擎可以高效地实现数据的统计、查询等功能,但是无法发现数据中存在的关系和规则,无法根据现有的数据预测未来的发展趋势,缺乏挖掘数据背后隐藏的有用的信息、知识、新闻、或新闻线索的手段,导致了“数据爆炸但知识贫乏”的现象。人们需要有新的、更有效的手段对各种大量数据进行挖掘以发挥其潜能,数据挖掘正是在这样的应用需求环境下产生并迅速发展起来的,它的出现为自动和智能地把海量的数据转化为知识、有用的信息、新闻、或新闻线索提供了手段。 数据采掘与知识发现(KDD)一词首次出现在1989年8月举行的第11届国际联合人工智能学术会议上。知识发现(KnowledgeDiscovery)研究的主要目标是采用有效的算法,从大量现有或历史数据集合中发现并找出最初未知、但最终可理解的有用知识,并用简明的方式显示出来。 数据采掘(DataMining)就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的原始数据中,提取隐含在其中的、先前未知的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。数据采掘在一些文献中有些相近似的名称,如数据开采、发现知识(KDD)、知识采掘、知识抽取、知识考察、数据融合(DataFusion)等。 知识发现是一个从数据中提取出有效的、新颖的、潜在有用的并能最终被人理解的知识、有用的信息、新闻、或新闻线索的过程。知识发现是从数据库和中发现知识的整个过程,而数据挖掘是整个过程中的一个步骤。因为数据挖掘是知识发现整个过程中最重要的步骤,所以我们通常将知识发现和数据挖掘作为同义词使用而不加区分。 数据采掘的工具目前,国外有许多研究机构、公司和学术组织从事数据采掘工具的研制和开发。这些工具主要采用基于人工智能的技术,包括决策树、规则归纳、神经元网络、可视化、模糊建模、簇聚等,另外也采用了传统的统计方法。 知识发现技术可以帮助我们从网上大量的原始数据和信息海洋中,挖掘出能反映其中规律的知识提供新闻工作者和网民。 在知识发现的基础上可以构成虚拟知识共享系统。虚拟团体是一个分布式的组织,它的成员是一组在网络上协同工作的同行,他们依靠网络的支持相互合作、共享知识,可以快速有效地解决问题。新闻工作者之间、网民之间,新闻工作者与网民之间可以构成虚拟团体,进行交互式信息传播,进行新闻、信息、知识的交流与共享。 虚拟知识共享系统包括:(1)先进的知识获取技术。帮助成员搜索、处理知识,从中提炼专家经验。(2)支持多用户的Web开发,以使成员定制自己的Web站点。(3)可以自适应团体需求的自组织式的新闻、信息、知识存储。 二XML HTML是目前因特网上广泛应用的标记语言。其优点是非常简单;固定的样式;简易且标准的连接;支持表格;编程简单。但是也存在难以扩展;交互性差;语义性差;单向的超链接:链路丢失后不能自动纠正;动态内容需要下载的部件太多;致使搜索引擎返回的结果过多;缺乏对双字节或多国文字的支持等不足。尤其是目前基于HTML的搜索引擎存在着返回结果太多,检索精度差的弊端。而XML可以有效地克服这些不足。 XML句法可标注出文档的结构和目的,这样就可缩小检索范围,提高提高检索精度。例如,用户想购买二手车,就可将查询限制为用于描述“汽车销售”的标识中。 XM能帮助人们辨别模糊词义。自然语言中的词经常多义、多指,网络信息检索系统不能分辨哪一种意思是查询中的,哪一种是文档中的。XML有助于解决词义模糊问题,提高检索的准确性。如,用户使用“brown”作检索词,他有可能想查找由DonaldBrown所写的论文,由BrownUniversity出版的论文,或有关brownbear的论文。如果用户明确想查询[author]Brown[/author],[university]Brown[/university],还是[subject]brown[/subject],就会提高检索准确性。 XML使得能用结构相邻关系来替代物理相邻关系进行检索结果相关性排序。XML可允许利用非文本数据,如数值数据、地理位置、温度值等进行检索。 三智能搜索引擎技术 目前,计算机信息检索功能已经从基本的布尔检索、截词检索、邻近检索、短语检索、字段检索发展为高级的加权检索、自然语言检索、相关信息反馈检索、模糊检索和概念检索。网络信息检索优秀工具是搜索引擎。 搜索引擎的目的是帮助新闻工作者和受众寻找信息资源。在因特网环境下,其典型实现是基于关键词匹配的信息检索机制。搜索引擎主要由四部分组成:搜索器,索引器,检索器,用户接口。搜索器的功能是在互联网中发现和搜索信息。它要尽可能快、尽可能多地搜集各种类型的信息,同时还要定期更新已有信息,避免死连接和无效连接。索引器的功能是理解搜索器所搜索的信息,从中抽取出索引项,用于表示文档以及生成文档库的索引表,建立起自己的物理索引数据库。一个搜索引擎的有效性在很大程度取决于索引的质量。检索器的功能是根据用户的查询在索引库中快速检出文档,进行文档与查询的相关度评价,对将要输出的结果进行排序,并实现某种用户相关性反馈机制。用户接口的作用是输入用户查询、显示查询结果,提供用户相关性反馈机制。 [page_break] 搜索引擎的工作原理搜索引擎起源于传统的信息全文检索理论,即计算机程序通过扫描每一篇文章中的每一个词,建立以词为单位的倒排文件,检索程序根据检索词在每一篇文章中出现的频率和每一个检索词在一篇文章中出现的概率,对包含这些检索词的文章进行排序,最后输出排序的结果。互联网搜索引擎除了需要有全文检索系统之外,还要有所谓的“蜘蛛”(SPIDER)系统,即能够从互联网上自动收集网页的数据搜集系统。蜘蛛将搜集所得的网页内容交给索引和检索系统处理,就形成了我们常见的互联网搜索引擎系统。当然,一个完整的搜索引擎系统还需要有一个搜索结果的页面生成系统,也就是要把检索结果高效地组装成互联网页面。当系统的访问量(PAGEVIEW)变大时,页面生成系统往往会成为整个系统的瓶颈。与传统的信息检索理论研究不同,搜索引擎的用户看重的是系统的稳定性、速度、易用性和返回的信息量及相关度。 据专家评测,目前主要的搜索引擎返回的相关结果的比率不足45%,其原因是现有的Internet搜索引擎拥有极少量的知识,并且是面向最一般的用户模型。不划分知识领域,不对用户建立任何描述以及使用关键词匹配的交互方式,都限制了搜索引擎的使用效率。由此提出了智能搜索引擎的概念。 智能搜索引擎应具有的特点新一代中文智能搜索引擎是一个基于汉语语法、词的上下文和语义等中文信息处理技术,自动收集、识别Internet网上的WWW和News信息,智能化地提取摘要和关键词、建立索引、提供查询和对不良信息的监控、报警功能和网络信息自动发现和查询系统。它以加权的启发式搜索算法控制信息资源的搜集,采用了一种加权的启发式搜索算法,系统根据用户配置的领域导向词和资源服务器所在地域信息,以启发式函数计算每个URL的权值,并选择权值高的URL优先访问。 智能搜索引擎可以根据互联网本身的链接结构对相关网站用自动方法进行分类,再加上结构严谨,萃取精华的开放式信息目录,为每一个查询迅速提供准确的结果。 智能搜索引擎可以预期用户的需求,并可有效地抑制关键词的多义性。如Eastman、Kodak都在尝试在它们的Intranet中使用更加智能化、知识化和专业化的搜索引擎。目前比较成功的智能搜索引擎有FSA,Eloise,InFind,CompassWare和FAQFinder。 InFind是一个类似于元搜索引擎的产品,但支持自然语言、模糊检索,可将结果自动去重、聚类,并可返回对所有搜索引擎并发查询的结果,其检索结果根据分类排列。 芝加哥大学人工智能实验室开发的FAQFinder。它是一个具有问答式界面的智能搜索引擎。在获知用户问题后,它查询FAQ文件以给出比较合适的回答。FAQFinder的内核由五个互联联系的技术环节构成:(1)基于统计方法建立FAQ文件。这是由FAQFinder中的工具Smart完成的。(2)用一个由简单名词和动词短语构成的文法树分析用户的查询,以得到一个用于支持内容匹配的描述。(3)问题识别者(QuestionRecognizer)操作文法树以辨识问题从属的类别。(4)使用语义网分析与概念匹配技术,找出与用户查询最近似的问题。(5)FAQFinder将得到的匹配返回给用户。如果没有近似的匹配,则将使用一个启发式的策略。 智能搜索引擎还可以采用协同式检索方法。该方法一般用于一个特定的用户(如一个或一组新闻工作者、一个新闻媒体、一个或一组受众)。协同式方法有时又称为公众学习方法,它将其他用户的反应反馈给当前的用户。系统不去计算分类项目的相似程度,而是计算用户之间的相似程度。协同式方法不分析分类项目的内容。协同式方法一般用于非文本化的数据,如电影、音乐等,但是也有的系统将其用于文本数据的挖掘,如新闻过滤等。已有一些系统用于电子邮件处理、会议时序安排、电子新闻过滤和娱乐节目推荐。 与智能搜索引擎技术相关的还有信息智能“推”技术和个性化检索技术。 基于网民和新闻工作者访问互联网的特点,在用户拉取信息的搜索过程中,根据其输入的关键词,通过机器学习,可以识别和预测其兴趣或偏好,从而有针对性、及时地向网民和新闻工作者主动推送相关知识和最新信息、新闻和新闻线索。推送的形式可采用频道式推送、邮件式推送、网页式推送或专用式推送。目前已有构造Web访问模式树(WAPtree)的算法,可从大量信息访问日志中挖掘用户访问信息的模式。也可从用户访问文档的超链接来预测用户的访问偏好,其知识发现采用关联性法则。 个性化检索要求能够网络信息检索系统能够学习网民和新闻工作者的兴趣、适应其兴趣的变化并提出检索建议。一般采用分布式Agent技术,例如在客户机上运行用户接口Agent,表示用户个性化模式,在服务器上运行信息检索管理Agent,相当于中介信息检索服务器,实现与各引擎的交互,用户Agent用户开始一项个性化查询quest,通过与个性化模式库中模式的类比学习,产生净化了的个性化检索模式,提交信息Agent协调模块选择相关信息检索。返回的检索结果通过信息滤波,送交显示模块,新闻工作者和网民通过浏览返回的结果,确认是否为感兴趣的文档,若为感兴趣的文档,就提交相关反馈文档模块并进行聚类,产生个性化模式,同时存入该用户的个性化模式库中,如果用户不满意,也可以将确认结果提交给强化学习模块,进行交互学习,进一步净化检索结果。 新技术论文:运动新技术控制论文 摘要:信息时代的高新技术推动了传统产业的迅速发展,在机械工业自动化中出现了一些运动控制新技术:全闭环交流伺服驱动技术、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器、运动控制卡等。本文主要分析和综述了这些新技术的基本原理、特点以及应用现状等。 关键词:伺服驱动技术,直线电机,可编程计算机控制器,运动控制 1引言 信息时代的高新技术流向传统产业,引起后者的深刻变革。作为传统产业之一的机械工业,在这场新技术革命冲击下,产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变,微电子技术、微计算机技术的高速发展使信息、智能与机械装置和动力设备相结合,促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。 随着计算机技术、电子电力技术和传感器技术的发展,各先进国家的机电一体化产品层出不穷。机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注,它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。 在机电一体化技术迅速发展的同时,运动控制技术作为其关键组成部分,也得到前所未有的大发展,国内外各个厂家相继推出运动控制的新技术、新产品。本文主要介绍了全闭环交流伺服驱动技术(FullClosedACServo)、直线电机驱动技术(LinearMotorDriving)、可编程序计算机控制器(ProgrammableComputerController,PCC)和运动控制卡(MotionControllingBoard)等几项具有代表性的新技术。 2全闭环交流伺服驱动技术 在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中,交流伺服系统的应用越来越广泛,其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流,而且调试、使用十分简单,因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP),可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样,在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统,并充分发挥DSP的高速运算能力,自动完成整个伺服系统的增益调节,甚至可以跟踪负载变化,实时调节系统增益;有的驱动器还具有快速傅立叶变换(FFT)的功能,测算出设备的机械共振点,并通过陷波滤波方式消除机械共振。 一般情况下,这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式,即伺服电机上的编码器反馈既作速度环,也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度,应在最终的运动部分安装高精度的检测元件(如:光栅尺、光电编码器等),即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是:伺服系统只接受速度指令,完成速度环的控制,位置环的控制由上位控制器来完成(大多数全闭环的机床数控系统就是这样)。这样大大增加了上位控制器的难度,也限制了伺服系统的推广。目前,国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统,使得高精度自动化设备的实现更为容易。其控制原理如图1所示。 该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷,伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等),作为位置环,而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙(如齿轮间隙、丝杠间隙等),补偿机械传动件的制造误差(如丝杠螺距误差等),实现真正的全闭环位置控制功能,获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成,无需增加上位控制器的负担,因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中,开始采用这种伺服系统。 3直线电机驱动技术 直线电机在机床进给伺服系统中的应用,近几年来已在世界机床行业得到重视,并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。 在机床进给系统中,采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台(拖板)之间的机械传动环节,把机床进给传动链的长度缩短为零,因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式,带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。 1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件(如丝杠等),使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高,反应异常灵敏快捷。 2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差,减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制,即可大大提高机床的定位精度。 3.动刚度高由于"直接驱动",避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象,同时也提高了其传动刚度。 4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车(时速可达500Km/h),所以用在机床进给驱动中,要满足其超高速切削的最大进个速度(要求达60~100M/min或更高)当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性,使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速,高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度,一般可达2~10g(g=9.8m/s2),而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1~0.5g。 5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机,就可以无限延长其行程长度。 6.运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦,且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨(无机械接触),其运动时噪音将大大降低。 7.效率高由于无中间传动环节,消除了机械摩擦时的能量损耗,传动效率大大提高。 直线传动电机的发展也越来越快,在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品,其中美国科尔摩根公司(Kollmorgen)的PLATINNMDDL系列直线电机和SERVOSTARCD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统,它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动;德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。 4可编程计算机控制器技术 自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器(ProgrammingLogicalController,PLC)问世以来,PLC控制技术已走过了30年的发展历程,尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展,它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器(PCC)就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。 与传统的PLC相比较,PCC最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新。这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依赖于应用程序的大小,这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。PCC的系统软件完美地解决了这一问题,它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台,这样应用程序的运行周期则与程序长短无关,而是由操作系统的循环周期决定。由此,它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来,满足了实时控制的要求。当然,这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下,按照用户的实际要求,任意修改。 基于这样的操作系统,PCC的应用程序由多任务模块构成,给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求,如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等,分别编制出控制程序模块(任务),这些模块既独立运行,数据间又保持一定的相互关联,这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后,可一同下载至PCC的CPU中,在多任务操作系统的调度管理下并行运行,共同实现项目的控制要求。 PCC在工业控制中强大的功能优势,体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS(分布式工业控制系统)技术互相融合的发展潮流,虽然这还是一项较为年轻的技术,但在其越来越多的应用领域中,它正日益显示出不可低估的发展潜力。 5运动控制卡 运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制单元。它的出现主要是因为:(1)为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求;(2)在各种工业设备(如包装机械、印刷机械等)、国防装备(如跟踪定位系统等)、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中,急需一个运动控制模块的硬件平台;(3)PC机在各种工业现场的广泛应用,也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。 运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制优秀,大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地,运动控制卡与PC机构成主从式控制结构:PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作(例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等);控制卡完成运动控制的所有细节(包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等)。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。 这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行,运动控制卡也形成了一个独立的专门行业,具有代表性的产品有美国的PMAC、PARKER等运动控制卡。在国内相应的产品也已出现,如成都步进机电有限公司的DMC300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上。 6结束语 计算机技术和微电子技术的快速发展,推动着工业运动控制技术不断进步,出现了诸如全闭环交流伺服驱动系统、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器、运动控制卡等许多先进的实用技术,为开发和制造工业自动化设备提供了高效率的手段。这也必将促使我国的机电一体化技术水平不断提高。 新技术论文:运动控制新技术管理论文 摘要:信息时代的高新技术推动了传统产业的迅速发展,在机械工业自动化中出现了一些运动控制新技术:全闭环交流伺服驱动技术、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器、运动控制卡等。本文主要分析和综述了这些新技术的基本原理、特点以及应用现状等。 关键词:伺服驱动技术,直线电机,可编程计算机控制器,运动控制 1引言 信息时代的高新技术流向传统产业,引起后者的深刻变革。作为传统产业之一的机械工业,在这场新技术革命冲击下,产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变,微电子技术、微计算机技术的高速发展使信息、智能与机械装置和动力设备相结合,促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。 随着计算机技术、电子电力技术和传感器技术的发展,各先进国家的机电一体化产品层出不穷。机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注,它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。 在机电一体化技术迅速发展的同时,运动控制技术作为其关键组成部分,也得到前所未有的大发展,国内外各个厂家相继推出运动控制的新技术、新产品。本文主要介绍了全闭环交流伺服驱动技术(FullClosedACServo)、直线电机驱动技术(LinearMotorDriving)、可编程序计算机控制器(ProgrammableComputerController,PCC)和运动控制卡(MotionControllingBoard)等几项具有代表性的新技术。 2全闭环交流伺服驱动技术 在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中,交流伺服系统的应用越来越广泛,其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流,而且调试、使用十分简单,因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP),可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样,在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统,并充分发挥DSP的高速运算能力,自动完成整个伺服系统的增益调节,甚至可以跟踪负载变化,实时调节系统增益;有的驱动器还具有快速傅立叶变换(FFT)的功能,测算出设备的机械共振点,并通过陷波滤波方式消除机械共振。 一般情况下,这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式,即伺服电机上的编码器反馈既作速度环,也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度,应在最终的运动部分安装高精度的检测元件(如:光栅尺、光电编码器等),即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是:伺服系统只接受速度指令,完成速度环的控制,位置环的控制由上位控制器来完成(大多数全闭环的机床数控系统就是这样)。这样大大增加了上位控制器的难度,也限制了伺服系统的推广。目前,国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统,使得高精度自动化设备的实现更为容易。其控制原理如图1所示。 该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷,伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等),作为位置环,而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙(如齿轮间隙、丝杠间隙等),补偿机械传动件的制造误差(如丝杠螺距误差等),实现真正的全闭环位置控制功能,获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成,无需增加上位控制器的负担,因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中,开始采用这种伺服系统。 3直线电机驱动技术 直线电机在机床进给伺服系统中的应用,近几年来已在世界机床行业得到重视,并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。 在机床进给系统中,采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台(拖板)之间的机械传动环节,把机床进给传动链的长度缩短为零,因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式,带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。 1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件(如丝杠等),使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高,反应异常灵敏快捷。 2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差,减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制,即可大大提高机床的定位精度。 3.动刚度高由于"直接驱动",避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象,同时也提高了其传动刚度。 4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车(时速可达500Km/h),所以用在机床进给驱动中,要满足其超高速切削的最大进个速度(要求达60~100M/min或更高)当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性,使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速,高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度,一般可达2~10g(g=9.8m/s2),而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1~0.5g。5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机,就可以无限延长其行程长度。 6.运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦,且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨(无机械接触),其运动时噪音将大大降低。 7.效率高由于无中间传动环节,消除了机械摩擦时的能量损耗,传动效率大大提高。 直线传动电机的发展也越来越快,在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品,其中美国科尔摩根公司(Kollmorgen)的PLATINNMDDL系列直线电机和SERVOSTARCD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统,它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动;德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。 4可编程计算机控制器技术 自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器(ProgrammingLogicalController,PLC)问世以来,PLC控制技术已走过了30年的发展历程,尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展,它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器(PCC)就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。 与传统的PLC相比较,PCC最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新。这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依赖于应用程序的大小,这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。PCC的系统软件完美地解决了这一问题,它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台,这样应用程序的运行周期则与程序长短无关,而是由操作系统的循环周期决定。由此,它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来,满足了实时控制的要求。当然,这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下,按照用户的实际要求,任意修改。 基于这样的操作系统,PCC的应用程序由多任务模块构成,给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求,如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等,分别编制出控制程序模块(任务),这些模块既独立运行,数据间又保持一定的相互关联,这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后,可一同下载至PCC的CPU中,在多任务操作系统的调度管理下并行运行,共同实现项目的控制要求。 PCC在工业控制中强大的功能优势,体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS(分布式工业控制系统)技术互相融合的发展潮流,虽然这还是一项较为年轻的技术,但在其越来越多的应用领域中,它正日益显示出不可低估的发展潜力。 5运动控制卡 运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制单元。它的出现主要是因为:(1)为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求;(2)在各种工业设备(如包装机械、印刷机械等)、国防装备(如跟踪定位系统等)、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中,急需一个运动控制模块的硬件平台;(3)PC机在各种工业现场的广泛应用,也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。 运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制优秀,大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地,运动控制卡与PC机构成主从式控制结构:PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作(例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等);控制卡完成运动控制的所有细节(包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等)。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。 这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行,运动控制卡也形成了一个独立的专门行业,具有代表性的产品有美国的PMAC、PARKER等运动控制卡。在国内相应的产品也已出现,如成都步进机电有限公司的DMC300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上。 6结束语 计算机技术和微电子技术的快速发展,推动着工业运动控制技术不断进步,出现了诸如全闭环交流伺服驱动系统、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器、运动控制卡等许多先进的实用技术,为开发和制造工业自动化设备提供了高效率的手段。这也必将促使我国的机电一体化技术水平不断提高。
航空航天论文:网络时代下思政教育航空航天论文 1素质能力培养:网络时代思政教育的新视角 1.1网络时代 网络时代中互联网成为大学生获取信息的一种重要平台,互联网有着内容丰富、传播快捷、环境开放、覆盖面广等优点,它也具有难以监控等缺点,因此网络时代的特征不仅给思政教育带来了机遇,同时也带来了挑战。 1.2素质能力培养:网络时代思政教育的出发点和落脚点 1.2.1什么是素质能力 教育中的“素质”是指通过合适的教育、引导与影响,学生获得的某些将来从事社会工作、活动等需要的优良特征,“素质”应包括基础知识、基本技能等学识特征、发现和解决问题的思维方法等能力特征和道德修养、精神境界等品质特征。素质与能力具有一定的交叉性,在此不将素质与能力割裂开来研究。以南京航空航天大学为例,该校用了一年多时间开展了面向学生、家长、教师、企事业用人单位等不同群体的调研,凝练出了南航学生应着重培养的理想信仰、责任意识、诚信意识、文明礼仪等十二项素质能力指标。 1.2.2将素质能力培养作为网络时代思政教育的出发点 使思政教育彰显工具理性中国传统文化重统一、轻差别,重集体、轻个人,传统思政教育过分强调学生对国家、社会的贡献,忽视了个体的素质能力培养。将素质能力培养作为网络时代思政教育的出发点,利用现实资源和网络资源,围绕素质能力指标设计思政教育活动,不仅使思政教育的政治化色彩削弱,更易被学生接受,而且符合马克思主义哲学中的“人的全面发展”学说,在培养学生素质能力的过程中充满人文关怀,最终使思政教育彰显工具理性。 1.2.3将素质能力培养作为网络时代思政教育的落脚点 使素质能力培养彰显价值理性知识并不是高校教育工作的唯一目标,它的目标是全面发展———积累知识、发展能力、提高素质。能力是知识外化的表现,素质是知识内化的结果。知识、能力、素质在教学过程中互相促进、相辅相成,只有这样,才能促使学生的综合素质全面提升。因此,网络时代开展思政教育,必须将素质能力培养作为落脚点,只有这样,才能“倒逼”教师提高思政教育的吸引力、感染力和实效性。素质能力培养是漫长而缓慢的过程,其过程是无形的。开展思政教育,必须使素质能力培养彰显价值理性,只有这样,思政教育才能实现对素质能力的培养。 2素质能力培养:走出传统思政教育困境的新动力 2.1传统思政教育在培养素质能力方面的困境 2.1.1教育主体不平等 导致行政色彩严重目前素质能力培养的现状是教师提要求、学生被要求,甚至教师单纯以行政手段推动,忽略了引导学生自觉要求提升素质能力的阶段。这导致了学生在思政教育中的主体地位没有得到体现,师生间存在着对立情绪,同时也导致了学生对素质能力培养的抵制情绪。 2.1.2教育过程不互动 导致教师唱“独角戏”传统思政教育中,教师的“教”和学生的“学”相互割裂,在培养素质能力的过程中,师生共同演绎的舞台自觉或不自觉地变成了教师一个人的舞台,学生成为了配角甚至观众,学生逐渐对提升素质能力失去兴趣,同时也大大降低了思政教育的实效性。 2.1.3教育介体失去吸引力 导致平台建设流于形式传统思政教育介体形式单调、内容枯燥、信息量有限。搭建的平台是联系师生主体的教育介体,但因教育介体失去吸引力,素质能力培养中的平台建设也变得流于形式,同时也大大降低了思政教育的吸引力。 2.1.4评估和反馈机制不足 导致无法形成教育闭环在素质能力培养中,学校、教师对学生考核多、对自身工作反思少,评估和反馈机制不足,这也导致师生间的教育闭环没有形成,大大降低了思政教育的科学性。 2.2网络时代思政教育在培养素质能力方面的机遇 2.2.1教育阵地转移为培养素质能力 提供了新视角网络时代,网络已经成为大学生聚集的地方,教师应该到大学生聚集的地方开展思政教育。将网络作为思政教育的一个重要阵地,充分利用了网络实时性、多样性、自主性的育人功能,有利于加强师生沟通,更好地引导学生向积极健康的方向成长。 2.2.2海量网络教育资源为搭建平台 提供了便利学生对教育平台的感官是最直接的,因而平台是否对学生具有吸引力是能否培养素质能力的关键。传统思政教育很难吸引学生,但有视觉冲击、心理冲击、知识爆炸功能的海量网络资源解决了这一难题,在无法把学生从网络完全拉到现实中来的情况下,思政教育工作者利用网络搭建平台,也是有效培养素质能力的途径。 2.2.3网络的匿名性使师生关系 趋于平等、互动加强随着网络时代的到来,网络匿名性的优势逐渐显现,教师在网络上可以变为“学生”,学生在网络上可以成为“教师”,两者的界限逐渐模糊,网络犹如师生之间的润滑剂、缓冲带,使师生关系趋于平等、互动加强。学生素质能力培养推动着网络时代思政教育的发展,犹如网络时代思政教育的新动力。 3素质能力培养:构建网络时代思政教育闭环的新优秀 3.1建立平等性教育主体、激发学生参与素质能力培养的主体意识 美国学者普遍认为:“所有真正的学习都是主动的,不是被动的,它需要运用头脑,不仅仅要靠记忆。它是一个发现的过程,在这个过程中,学生要承担主要的角色,而不是教师。”“、当学生积极参与教学过程时,能学到更多东西”。为避免传统思政教育灌输式的方式,让学生积极主动地要求思政教育,教师和学生主体必须达到平衡,加强互动。在当今的网络时代中,教师有三种选择:一是坚持权威、排除异己;二是放弃权威,投降于新的趋势;三是既不放弃也不固守、既不盲目排斥也不盲目跟随,而是将网络时代与教育的发展联系在一起,不断整合新的信息重数权威。很显然,第三种选择是明智的。体现在素质能力培养中,就是教师要放下自己的想法,不先入为主地教育学生,在倾听、理解、接纳、宽容学生的思想的基础上,再进行思政教育,通过与学生探讨、辩论、质疑甚至经历否定之否定才得出正确结论的过程,培养学生的理想信仰、表达能力和求是精神等素质能力指标,同时这个过程也是提高学生主体地位、提升学生主体能力、帮助学生实现主体价值的过程,也就是激发学生参与素质能力培养主体意识的过程。 3.2整合现实和网络资源 设计互动式教育过程,构建体系化教育介体,搭建素质能力培养平台在当前的思政教育中,教育介体非常零碎,教师缺乏梳理和整合。在构建教育介体时,出发点往往不是培养学生的素质能力,学生感受不到来自思政教育的人文关怀,即思政教育对人的素质、能力、情感、思想等的关注和启发,学生感知到的教育介体是“冷漠”的。网络终究只是虚拟的空间,有时并不能从根本解决一些问题,这就需要思政工作者进行网络资源和现实资源的整合,网络资源和现实资源相补、并进。利用好网络资源进行创新教育的同时,用现实资源解决一些重点、难点问题,增进情感交流,同时也引导学生建立良好的生活方式和人际关系,避免沉溺于网络虚拟世界的情况。在素质能力培养的视角下,结合网络时代的特征,教师对日常思政教育工作中的现实和网络资源进行整合,根据工作模块分门别类构建体系化教育介体,构建教育介体的过程也就是搭建素质能力培养平台的过程。在每个工作模块中,可以将工作资源分为现实资源和网络资源,现实资源和网络资源可以在交叉的过程中实现互补。在工作途径方面,在以思政教师、班主任和辅导员为主的教师主体与以群体和个体构成的学生主体间搭建具有“平等性教育主体、互动性教育过程、体系化教育介体”特点的素质能力培养平台。 3.3建立信息化双向评估体系 所谓信息化双向评估体系,就是利用网络时代的信息化手段,建立教师对学生的素质能力评估体系和学生对教师的思政教育评估体系。网络思政教育评估机制是衡量思政教育成果、把握思政教育水准的“计量器”和“风向标”,是完善网络思政教育的重要举措。在教师对学生的素质能力评估体系中,应采用对十二项素质能力指标逐一考核的方式,这样能充分保证专才(即某一项或某几项素质能力指标特别突出的人才)、通才(即绝大多数素质能力指标都优秀的人才)都能得到认可,同时应采用定性和定量评估相结合的方式,定性评估的结果使用旨在助困,即帮助某一项或几项素质能力较差的学生;定量评估的结果使用旨在奖优,即作为学生评优评奖的主要依据。在学生对教师的思政教育评估体系中,可以利用网络的匿名性调动学生的参与热情,评估体系着重评估思政教育中教师的主体地位是否过于突出、教育过程是否互动、教育介体是否体系化,学生将评估结果反馈给教师后,教师应及时调整工作目标、工作模块、工作资源和工作途径。 作者:丁亮单位:南京航空航天大学 航空航天论文:出口管制航空航天论文 一欧盟航空航天产品出口管制法律制度 对法国航空航天产业发展的影响法国航空航天产品出口管制受其国内法及欧盟相关法律约束。总体来看,欧盟在这一领域法制化程度较高,其法律规定因其联盟成立宗旨与目的而又具有明显的区域性。根据《两用物项规章482/2009》的规定,附件2中项目适用欧盟通用出口许可,这一许可在欧盟各成员国国内均具有效力。在2011年规章修订之前,欧盟通用出口许可的范围仅包含向美国、加拿大、澳大利亚、日本、新西兰、瑞士和挪威七个国家出口清单所列极敏感两用物项以外的其他两用项目。2011年修订后的欧盟通用出口许可共分为六类,附件2a即为原文本中附件2所涉及的欧共体通用出口许可,附件2b、2c、2d、2e、2f即规定了向其他指定目的地出口指定物项的内容。随着修订后附件2中两用物项类别及出口目的地国家的增加,欧盟出口贸易领域也日益扩大,不仅降低了出口成本,还提升了欧盟成员国企业的国际竞争力,对于促进法国航空航天产业发展发挥着重要的作用。自2004年1月1日起,法国航空航天工业协会(GroupementdesIndustriesFranaisesAéronautiquesetSpatiales,GIFAS)即代表了法国航空航天及国防安全领域企业的利益。航空工业企业是航空工业的主体,其中法国大部分航空工业都加入了法国航空航天工业协会。目前,法国航空航天工业协会目前有包括法国飞机制造公司、空中客车公司、泰雷兹公司等在内的322家企业。这些企业活跃于航空航天工业的各个领域,如军民用飞机、直升机、发动机、导弹及武器、卫星及发射系统,安全防卫系统以及相关软件应用等等。协会中的积极成员可以分为主要的合同商及大型承包商,机载设备生产商以及航空中小企业委员会中的中小型企业三类。法国航空航天工业协会每年都会年度报告以公布上一年度法国航空航天产业在航空航天及国防安全领域的重要数据。根据法国航空航天协会2012-2013年年度报告,法国航空航天工业总收入,通货膨胀调整前后总收入及出口收入比例。由图表显示数据分析可得法国航空航天企业订单中出口合同占绝大比例,出口收入在通货膨胀调整前波动较为明显,在通货膨胀调整后较为平稳,同时可以预见到随着欧盟出口贸易领域的扩大化,法国航空航天产品出口订单及收入也将在日后呈现稳定增长的趋势。为符合《两用物项规章428/2009》的基本原则以允许成员国出于对其国家安全或公共政策之考虑限制两用物项出口,规章第4条引入了全方位管制条款,即允许在某些情况下,成员国可对未列入附件1和附件4中的两用物项实施出口管制。这一条款的制定源于使出口管制项目的更新与技术飞速发展相一致的需要,同时也可限制因技术创新而未列明在附件1和附件4中但可用于军事的民用物项的出口。此外,根据规章规定,成员国还应成为国际核不扩散体系及出口管制协议的成员,法国一直致力于推动防止大规模杀伤性武器及核武器扩散,同时还积极参加与信息交换、透明化相关的国际实践。在常规武器领域,法国实行严格的出口管制政策,其中涉及到联合国宪章的宗旨及原则,人权,禁运及其他国际社会所认可的限制性措施,武器管制等。这也为法国进行航空航天产品出口的同时提供了良好的国际贸易环境,能更为有效的保护本国国民及航空航天产业的利益。 二法国航空航天产品出口管制法律制度对我国的借鉴 目前,在《两用物项规章428/2009》附件2所含六类欧盟通用出口许可中的2c、2d、2e三类都已将中国(包括香港和澳门)列为出口目的地之一,但欧盟及法国对华出口管制总体而言仍未放宽。航空航天产品因其自身特殊性而具有军民两用性质,我国目前尚未出台相关出口管制的专门立法。我国作为航空大国,在与他国进行国际合作的同时,也应借鉴法国及欧盟两用物项出口管制的相关法律政策完善我国航空航天产品出口管制制度。 1加快我国航空航天产品出口管制 法律制度制定进程我国现已成为国际航空航天市场重要一员并起着举足轻重的作用,但我国航空航天产品出口法律制度却远远落后于美国、法国等航空航天大国。目前,我国没有关于航空航天产品出口管制的专门立法,相关规定散见于各类行政规章及部门规章中。目前现行有效的主要有《两用物项和技术出口通用许可管理办法》(2009年)、《民用航空零部件出口分类管理办法》(2006年)、《中华人民共和国核出口管制条例》(2006年修订)、《中华人民共和国核两用品及相关技术出口管制条例》(2007年修订)、《中华人民共和国生物两用品及相关设备和技术出口管制条例》(2002年)、《中华人民共和国导弹及相关物项和技术出口管制条例》(2002年)和《有关化学品及相关设备和技术出口管制办法》(2002年)。从效力等级来看,我国现行的相关法律规定多属于行政规章,与航空航天产品出口管制相关的优秀法律文件均属于部门规章,其效力等级较低且项目类别繁琐。从法律文件制定及修订时间来看,其管制清单项目内容都已与当前国际航空航天市场发展现状具有一定的滞后性。从法律文件条文设置上来看,我国规定都较为笼统,对航空航天产业的指导性和操作性存在一定的不足。因此,我国应当借鉴法国及欧盟航空航天产品出口管制法律制度的做法,在短期难以制定专门立法的情况下,应先明确军民双线的出口管制模式,对两用物项出口管制制定专门立法,在该法中确定管制项目类别,并将各类别的具体项目内容规定于法律文件的附件之中。这样既提升了法律文件的效力等级,又统一细化了现有的各类部门规章,同时设置全方位管制条款以弥补法律的滞后性,为各企业实际操作提供明确的法律依据并发挥指导性作用。 2积极参与多边出口管制机 制从法国的航空航天产品出口管制的发展沿革不难看出法国一直都是多边出口管制机制的成员国。多边出口管制机制不仅仅是提供国际合作交流的平台,同时由于成员国之间实行通用的出口管制清单及许可程序,既保证了交易环境的稳定与安全,还可以促进成员国之间的贸易往来,将风险较低物项的出口程序简化从而使得交易更为高效。当前国际社会的航空航天大国多为“核供应集团”、“澳大利亚集团”、《瓦森纳安排》等多边出口管制机制的成员国,我国也应当跟国际社会主流做法相一致,积极参与其中,提升我国航空航天产业的国际竞争力,加强与其他航空航天大国的交流合作。 3改善与他国的经贸关系 随着我国航空航天产业的迅猛发展,我国与世界各国的贸易往来将不断增加,但与此同时我们还应当注意到美国、法国等传统航空航天大国对我国的贸易管制依然存在。因此,在完善我国国内相关法律制度的同时,我国还应当深入与美国、法国等航空航天技术强国的谈判与对话,建立合理有效的贸易协调机制,逐渐减少与其之间的贸易壁垒,推进航空航天产品贸易发展。 作者:萨楚拉单位:中国人民大学法学院 航空航天论文:技术转移航空航天论文 一南京航空技术转移中心运行模式 1发挥航空、航天、民航“三航”特色优势 立足江苏,积极实施军转民,整合资源,加速形成学校向产业技术转移的有效机制南京航空航天大学是具有良好军工技术基础的综合性研究大学,研发了一大批运用于国防的高新技术和科技成果,这些科技成果在民用市场同样有着巨大的发展潜力。因此,发挥国防特色,积极推进军工技术向民用市场转移,势在必行。针对国民经济和江苏省发展,中心加强引导军用技术与民用市场的融合,使国防科技在服务军工科研和生产的同时,为地方经济和发展做出突出贡献,赋予学校科技工作新的增长点。有效形成了军民融合、军民互相促进的良好局面。例如,在民用航空发展需求方面,中心重点在通用航空设计制造、航空规划与交通管理、民营运营与空港经济、飞机运行与安全保障、民航培训与先进训练等方面加快推进技术转移和辐射,先后为镇江新区、扬州新区、南京江宁区等地方政府开展航空产业和空港经济规划,与南京禄口国际机场、无锡苏南国际机场、杭州萧山国际机场、上海机场集团公司等20余家省内外机场,中国南方航空集团公司、中国民用航空局华东管理局等航空公司和空管部门,江苏航空产业集团、中国电子科技集团公司第二十八研究所、中国商用飞机公司等科研院所和大型企业建立产学研合作关系,推动我校特色“三航”技术在相关领域迅速应用和转化。 2参与行业共性、关键性技术的研究 积极与地方政府、企事业单位共建合作平台,开展产学研合作,服务地方经济发展中心以国家重点发展的主导产业为抓手,充分利用学校人才、特色优势学科和最新科技成果的优势,积极融入区域创新体系的建设,加强与各级地方政府和企业构建合作平台,走政产学研合作之道路。同时,企业单纯依靠内部技术创新活动实现技术创新能力提高越来越难,需要与外部知识源的合作,因此,校地合作、校企合作已成为地方经济快速发展、企业提高技术创新能力的有效途径。中心先后与南京六合区、张家港、连云港、萧山、武义等19个省内外城市共建南航部级技术转移中心分中心,同时在高端装备制造、新能源、新材料等领域与政府以及企事业单位建立研究院、研发基地、工程中心、联合实验室等36个技术创新平台。这些平台的建立,大大加快了学校最新科技成果向地方转移,促进了当地经济及企业的快速发展。中心依托我校在航空航天民航等领域的国家重点学科、国家优势学科创新平台、国家重点实验室等科技创新平台,围绕国家和区域产业需求,积极参与行业共性、关键性技术研究,促进科技创新成果的转化,显著提升相关行业的发展水平。例如,在江苏省重点发展的新能源产业领域中,中心以我校作为首席单位承担的三项国家“973”项目为基础,整合学校在力学、电子信息和机械自动化等学科方面的科研成果及人才团队,与无锡市展开了全面合作,将“973”项目、国防预研项目等研究的创新成果成功应用到无锡的风电产业,开发出了全球首创的MW级竹质复合材料风力机叶片,共建无锡市风电设计研究院、南航无锡研究院等创新平台16个,有效推动了无锡市在装备制造、新能源等优势战略新兴产业的发展。 3以企业需求为导向 加速科技人员服务企业长效机制建立,有效推进学校最新科技成果转化成社会生产力科技人员服务企业为我校、地方企业、科技人员等搭建了交流合作平台,推动我校最新科技成果迅速向企业集聚,对帮助企业攻克技术难题、提升企业技术创新能力和竞争力、促进先进适用技术向现实生产力转化、促进地方经济发展等方面起着至关重要的作用,也是我校技术转移中心的职责所在。一方面主动贴近企业,挖掘企业技术需求,积极构建企业、中心数据共享平台(南京航空航天大学技术转移中心网站),主动联合企业开展技术开发、技术咨询、成果转化等多形式、多层次的合作,积极推荐教授、博士柔性进企业,直接参与企业技术创新工作,有效开展科技人员为企业服务。另一方面完善制度、规划激励措施,制定各类学科及技术团队的产学研合作策略,实现重点(特色)学科服务重点产业,不断提升中心综合服务能力。同时,中心着力建设打造科技人员服务企业的技术转移人才体系,多次组织涵盖科研老师、学院科研秘书、技术经纪人及中心管理团队等技术转移各个层面人员的技术转移业务培训,打造一支专业水平高、视野开阔的创新型科技人员服务团队,为服务企业工作打下坚实基础,不断强化和提升中心服务人员在市场经济条件下的综合服务能力。 二小结 高校技术转移中心的建设是社会经济发展的必然趋势,积极探索技术转移中心的运行模式,是建设综合性研究大学的必经之路。当然,高校技术转移中心服务地方经济发展的模式与其自身科研特点是分不开的,但不论采取哪种模式,一定要结合实际,采用最适合高校自身发展的模式,充分利用高校的优势资源,不断总结经验,多方借鉴,逐步改进,形成具有自身特色的技术转移中心,以便更好地服务地方经济发展。 作者:刘华翔刘周成白凤单位:南京航空航天大学 航空航天论文:生理学实习航空航天论文 一任职教育的特点针对性强 学历教育是使受教育者掌握必要的基础知识、基础理论、基本素质和基本能力的基础性教育。侧重传授完整的知识和提高学员整体素质的学历教育不同,任职教育主要是在学历教育的基础上,着眼军人晋升职务的需要,培养能够胜任各种岗位工作的专才,不断提高其岗位任职能力,满足其岗位任职需要,具有鲜明的针对性。实践性强。任职教育因其着眼点是岗位任职需要,属于职业教育的范畴,强调的是教育的职业指向性。它关注的是教育对岗位的指向性和适应性,而不关注一个人能否在其一生中持续地获得教育的机会。而是使学员不断获得新知识、新技术和新理论,强调通过实践来理解和运用理论;通过实际操作锻炼来提升能力;通过培训培养来形成良好的职业道德,服务部队,突出培养学员解决任职岗位领域实际问题的能力,使学员成为能够满足部队实际需求的高技能军事人才。综合性强。学历教育旨在使受教育者打下扎实的基础功底,从而为部队输送合格的具有宽厚基础知识的通才,以增强军人在职业上的可塑性,为军人在晋升过程中进一步接受任职教育打下基础。通过任职教育使学员具有较高的综合素质,做到知识与修养、能力与素质、理论与实践的统一。 二如何深化航空航天生理学实习 课教学航空航天生理学实习课具有很强的针对性、实践性和操作性。与其他学科比较,有其自身的特点。首先是在这些试验中,学生体验性教学所占比例较大,且会涉及一些异常的环境因素;另外,除了在实习中会采用普通生理学实验设备外,还会使用一些航空航天医学所特有的实验设备,如低压舱、供氧装备等。 1针对性的教学航空航天生理学实习课 主要是通过实验加深学员队航空航天生理学理论的重点、难点理论的理解,更好的掌握理论课内容。本科生的教学方式就是结合大课理论,对每一个实习课逐一进行讲授。而对于参加任职教育的学员来说,他们来自不同兵种,不同的地域,所要保障的对象也不尽相同。所以,针对他们的教学不能照搬本科生的教学方式。应针对他们的工作特点,制定更加深入的、更有针对性的教学计划和教学内容,使学员能够学到与其工作密切相关的理论和实验知识。例如:对于工作点处于南方的航医,《热暴露对动物生理机能的影响》应该重点讲解,和其他班相比在理论和实验上都应该有所偏重,加深他们对热负荷相关知识的理解,提高他们在实际工作中分析处理热负荷对人体带来不利影响的能力。而对于来自高原和保障对象为直升机飞行员的航医来说,缺氧是他们航卫保障的主要内容。所以,就应该重点给他们安排《低气压对小动物机体的影响》以加深他们对缺氧相关知识的理解,提高他们的工作能力。随着航天事业的发展,航卫保障也面临新的挑战。这就需要航医不仅要具备更多的专业知识,还需要具备一定观察、分析和研究问题的能力。所以,在讲授一般实习课的同时,也应该鼓励他们将工作中发现的一些新的问题拿出来和教员一起分析,并制定实验方案予以验证。以提高他们处理研究解决新问题的能力。 2人体体验实习课 人体体验实习课是航空航天实验课教学的重要内容,也是和航医工作非常贴近的一项内容。让进行任职的学员通过人体体验课亲身体验航空不利环境因素(如缺氧)对人体的影响,防护及其对抗措施,加深学员印象,使学员通过实践来理解和运用理论;通过实际操作锻炼来提升能力,使学员达到能解决任职岗位领域实际问题的能力。如加压呼吸训练实习课,传统的学历教育的教学方式是安排部分学生进行人体体验,其余学生进行观察记录。而参加任职教育的航医学员在工作中就需要对飞行员进行训练,所以要求全部学员都要参加体验,熟悉加压呼吸的呼吸方式,掌握加压呼吸的动作要领。其次,参加任职教育的学员来说,他们已经具备一定基础理论知识,有些还具有一定的工作经验,教员就需要在课堂上和学员进行更多的沟通和交流,更加清楚的讲解体验实习的每一个步骤,每一个细节。使学员不留一丝盲点,做到理论与实践的统一。 三讨论 课传统的讨论课是通过实例引导和教员指导下的课堂讨论、资料查询、自学等方式启发学生分析、讨论有关航空航天生理学问题,学习航空航天生理学知识。该实验课以学员宣讲为主。教员提出与大课理论相关并且与航空军医实际工作密切联系的实际问题,由学员自己运用所学到的知识解决实际问题,并且亲自讲述解决问题的思路、方法。对于在基层工作多年的航医来说,他们可能会接触到更多、更复杂和更实际的案例。而由于他们工作地点和保障对象的不同,所遇到的案例也就具有了一定局限性。为了培育新形势综合性航医。在讨论课中将来自不同工作地点、保障不同对象的航医集合到一起。让他们每人准备一个讨论题目参加讨论,最后由教员结合每个题目进行串讲。使每个参加培训的学员都具有处理不同环境、不同保障对象的能力。总之,只有把握任职教育特点才真正的做到深化航空航天生理学实习课教学改革,才能使航空航天实验课在造就高素质、高层次、创新型、综合航医中发挥重要作用。 作者:白云刚焦博程九华谢满江单位:第四军医大学 航空航天论文:现代大学航空航天论文 一、工会紧抓履职机遇,努力构筑维权渠道 1.积极发挥组织协调作用 工会立足维护职能,全面承担委员会办公室工作。校工会常务副主席任委员会副主任,副主席担任秘书,列席会议,负责各种申诉事项的接待、分类、办理和答复等有关申诉程序的组织落实工作。由于申诉审议委员会职能的特殊性,工会紧密配合委员会,积极与学校、职能部处、相关单位进行沟通与协调,特别是认真协调落实申诉决议,有力地保障了工作的顺利开展。 2.勇于担当多种角色 第一,做好学校党政的助手和参谋。在组建机构、建章立制、聘请委员人选等各项工作中,深入调查、细节论证、汇报方案、认真落实,踏实为教职工维权工作搭建平台。第二,当好教职工的娘家人。公正的理念、细致的工作、热心的服务是获得教职工信任的保障,敢于承担、善于倾听使申诉教职工第一时间得到心灵的帮扶,对矛盾纠纷起到了关键的缓冲作用,充分体现了工会是值得信赖和依靠的娘家人。第三,干好解决矛盾的搭桥人。进入申诉程序,教职工有机会充分表达自身权利,管理部门也对工作过程做出说明,工会在申诉程序的每项工作中努力做好搭桥工作,使得严格执政与温度管理相辅相成,尽最大力量寻找解决矛盾的出口。 二、科学运行申诉机制,提升学校服务公信力 1.健全工作机制,严谨公正办案 首先,认真制定规章制度。申诉审议委员会经过多次集体讨论,制订了《北京航空航天现代大学专业技术职务评审及岗位聘任工作申诉审议暂行条例》等相关文件,建立了一套科学规范、符合校情、操作性强的工作机制和体系。第二,严格遵守工作制度。委员会坚持参会委员必须达到三分之二以上方能进行决策的制度,表决时除特殊情况之外须全体出席。委员会讲求实效,明确申诉事项分工,认真研究学校政策,严格审理申诉材料,与申诉人及所在单位负责人谈话,进行详细而缜密的调查,召开会议集体讨论,进行表决,积极与人事部门商洽,及时向学校领导汇报,委员会慎重地对每一位申诉人给予答复。第三,委员严格自律。申诉审议委员会委员由各学科专家以及校工会负责人等十一人组成,每届任期三年。他们来自学校理工文法管等不同的学科,都在所属学科具有较高知名度,办事公正,具有高度责任感和品格感染力,他们中有区人大代表、派人士、学院的行政领导和工会主席,他们不仅是能言直言会言的教授代表,也是所在学科领域领军队伍的权威学者。为了更好地履行申诉审议委员会委员的职责,确保公平公正办案,委员们坚持回避制度,三名委员退出了校、院职称评审委员会。第四,严格依法办案。委员中一名法学专家负责把握法律程序,依法维护教职工的权益,确保每项申诉都根据劳动关系法等各级法律政策详细地进行法律解析。对于教职工无效及非权益申诉,委员会对申诉人进行耐心的解释与疏导。 2.程序规范严格,保障公平公正 首先,规范申诉形式。申诉书必须采用书面形式并由申诉人本人签名后提交申诉审议委员会办公室,委员会对于不符合形式要求或匿名的材料不予受理。第二,明确受理时效。根据学校工作进程,职称评审申诉材料必须在各学科评审组评审结果公布后一周内提交,岗位聘任申诉材料则在各学院、部门评审结果公示后一个月内提交。第三,严格受理时间。申诉审议委员会受理申诉后,在一个月内必须向申诉人做出答复。确有必要延长的,最长不得超过三个月,确保及时有效地对教职工的申诉进行反馈。第四,明确审理程序。申诉审议委员会通过调查、听证或其他适当的方式对所反映的问题进行核实,根据调查核实的情况,在征求相关各方意见后,依据学校有关制度、规定提出处理意见并通知相关单位和职能部门执行。 三、推进学校民主建设,实现管理服务双赢 1.推进了学校提高治理能力和现代大学的建设进程 高校设立教师申诉审议委员会,是学校在新的视角下对高校治理能力和现代大学建设的深入探索。通过不懈努力,申诉审议委员会正确行使学校和教职工赋予的监督职权,做到既不失职、又不越权,代表教职工进行民主监督,促进了相关工作的公开、公平、公正,在维权、矛盾调解、利益协调等方面发挥了重要的作用,促进了学校决策的科学化与民主化。目前,学校职能部门在制定相关政策时,主动邀请委员会参与研讨,在源头上进行参与和监督,申诉机制也规范纳入职称评审和定岗定级位工作中,成为一项必要环节。 2.促进了学校和谐校园建设进程 在学校各项建设事业飞速发展时期,凝聚力量是关键。申诉机制的建立,表现了学校关怀教职工个体利益发展的管理理念,同时也通过正面维权不断提高科学管理能力,检验科学管理水平。近三年来,申诉委员会共受理申诉21项,其中岗级聘任11项,职称评审申诉8项,博导延迟退休事项2项,申诉委员会多次调研,并召开全体会议对每一件申诉进行集体讨论和审定,研究与学校沟通的方案,有效地调解、化解矛盾,尽早避免了学校发展建设中教职工和学校间的不和谐因素,切实依法维护了教职工的合法权益,为学校和谐民主建设做出了实际贡献。经过申诉委员会的受理、调解与沟通,两名岗位申诉人深入了解情况后同意撤诉,两件岗级申诉问题得到了解决,一项工人岗位技级问题也寻找到了解决的具体方案,并在后续得到相应落实。特别是2013年,受校领导委托,申诉审议委员会对学校延迟退休工作进行了调研,并向学校提交了调研报告。最终,学校在政策制定中采纳了委员会提出的建议,使此项工作得以妥善平稳的实施。 3.提高了工会维权职能的作为能力 作为学校和教职工的桥梁纽带,工会以申诉审议委员会工作为抓手,宣传和提高了教职工的维权意识,紧抓时机纵深发展民主监督和维权工作职能,通过参与委员会与申诉人约谈疏解矛盾,实现心理帮扶。同时,工作中,工会协调关系、汇集力量、建言献策、服务大局,学校形成了“学校支持、工会铺路、委员会发声、职能部门协作、教职工维权”的和谐校园建设新局面。 作者:杨瑞静单位:北京航空航天大学 航空航天论文:航空经济航空航天论文 一、机遇与挑战 随着全球经济一体化及速度经济时代的加速发展,航空经济在社会发展领域中的地位日益提高,郑州航空港经济综合实验区的建设和发展,不仅为中原经济区的进一步建设带来了机遇与挑战,同时随着航空航天类专业人才的需求不断扩大,也给河南省航空航天类高校及相关学科的发展带来了巨大的机遇与挑战。 (一)国家和区域战略需求助推航空航天类高校及相关学科的发展 1.国家重视航空、航天发展 在《国家中长期科技发展规划纲要(2006~2020年)》的16个重大专项中,大型飞机、载人航天与探月工程被列入其中,同时它们也被列入国家“十二五”科技发展规划中,显示出我国对航空、航天产业在国家科技及经济发展中战略性地位的重视。我国在航空、航天领域的国家决心和惊人进展,也给原来航空工业行业的各高校带来了巨大的发展机遇,更强烈地拥抱航空,凸显航空特色成为原航空工业高校明确的战略抉择(张天夏,2013),也为其他有实力开办、发展航空航天类相关专业的院校指明了发展方向。面对如此有利的发展环境,河南省也应该把握机遇,继续发挥郑州航空工业管理学院原有的航空特色,整合全省优秀的高校资源,大力发展完善航空航天类学科建设,跟上国家发展的步伐。 2.郑州航空港经济综合实验区发展需要 2013年3月7日国务院正式批复的《郑州航空港经济综合实验区发展规划(2013~2025年)》指出郑州航空港经济综合实验区是全国首个上升为国家战略的航空港经济发展先行区,该规划现在已经成为中原经济区国家战略的强有力抓手,成为河南省与国家有关部门对接的政策依据。郑州航空港经济综合实验区的建设,一方面需要大量优秀的航空航天类专业人才投入到港区的实际建设和工作中去,另一方面需要一批具有高水平科研开发能力的高校及科研院所支持港区的长期稳定发展。而航空航天类专业人才的培养与长期的智力支持都离不开航空航天类高校及相关学科的发展与完善。郑州航空港经济综合实验区的建立带来了各层次航空航天类专业人才的刚性需求,但河南省目前对航空航天类专业人才的培养基础相对薄弱,省内相关人才的供给远远不够,而长期从省外引进人才又会给港区的建设带来成本等方面的压力与问题,所以河南省航空航天类高校及相关学科的发展势在必行。与此同时,河南省航空航天类高校及相关学科的发展不仅能够解决为郑州航空港区输送人才的问题,从长远来看河南省航空航天类高校及相关学科的发展与完善也将促使河南省航空航天类相关专业的科研能力及高端人才的培养,从而进一步为郑州航空港区高科技产业的发展提供长期的智力支持,促进郑州航空港区高端产业的不断发展。由此可见,航空港区的建设及航空经济的发展与航空类高校及相关学科的发展息息相关,航空港区的建设将带动航空类高校及相关专业的发展与完善,反过来航空类高校及相关专业的发展与完善又支持和推动了航空港区的进一步发展。因此,河南省应把握住郑州航空港经济综合实验区建设这一机遇,加快河南省航空类高校及相关学科的建设,从而促进河南省航空经济的不断发展,进而推动中原经济区的进一步发展。 (二)河南省航空航天类高校与学科发展 必须直面国内竞争压力纵观全国各大航空航天类高校,除国内五大航空工业大学(北京航空航天大学、南京航空航天大学、西北工业大学、南昌航空大学、沈阳航空航天大学)以外,许多985或211院校(如清华大学、同济大学、浙江大学、西安交通大学等)及一些民航(如中国民航大学)与军事航空院校(如国防科技大学、空军工程大学等)也都开设了航空航天类相关专业。这些非航空工业高校非常重视国家科技战略的转变与航空经济的凸起,不断加强航空航天类相关学科与专业的建设,都形成了一定的特色并积攒了相当的实力,增加了我国航空航天类中高端人才的供给。但这些高校打破了航空工业、民用航空高校传统的人才培养领域之后,也一定程度上挤压了河南省高校航空布局的空间。河南省航空类高校及相关学科的发展还处于起步阶段,虽然郑州航空工业管理学院目前也取得了一定的发展,但从整体来看河南省航空航天类高校及相关学科的发展与国内一流航空高校相比还存在着巨大的差距。因此,为缩小差距,河南省亟须将省内航空航天类高校及相关学科的建设与发展上升到我省高等教育“十三五”与中长期发展规划之中,以平衡和完善我省高等教育的全面发展,进而更好地服务于中原经济区的建设与发展。 二、对策与措施面对航空经济 在国家社会经济发展中日趋重要的战略地位及郑州航空港经济综合实验区建立所带来的机遇与挑战,河南省必须重视航空类高校及相关学科的发展,制定以郑州航空港经济综合实验区为优秀的河南航空人才高等教育发展战略,实施本科航空类高校、高等职业教育航空类高校协同发展战略,以满足航空港区建设对不同层次航空人才的需求;构建特色鲜明的航空类大学、航空类特色学院、航空类相关学科集群、航空类产业技术研究院为支撑的高端航空教育和科研生态体系。具体措施如下: (一)尽快组建郑州航空大学建议 以郑州航空工业管理学院为基础,全方位升级改造,组建新的郑州航空大学,形成航空制造与民航运输齐全的特色大学。郑州航空大学应在巩固现有优势学科的基础上,积极引进优秀师资,加大学科整合力度,增加相关专业,健全有关学科,组建相关院系,重点建设航空制造工程学院、飞行器工程学院、国际飞行学院、空中交通管理学院、乘务学院、航空物流学院;深化航空经济、航空安全、通用航空和航空法律等专业建设。打造双翼齐飞的人才培养体系。在研究生培养层次,优先发展与航空有关的教育,尤其重视航空专业硕士的培养。在本科层次,扩展航空宇航科学与技术一级学科之下的各类专业,健全有关民用航空运输专业。 (二)加速创设若干独立航空学院 针对航空制造与民用航空运输两方面的需求,一方面应整合各方优势资源,加速组建若干飞行学院;另一方面应建设以航空工业为主的航空学院。目前,河南省内有两个飞行人才培养基地:洛阳有中国民航飞行学院洛阳分院,安阳有安阳航空运动学校、安阳工学院飞行学院和安阳职业技术学院的通用航空飞行人才培养基地。鉴于国内飞行人才奇缺的现状,应该高度重视组建若干新的飞行学院。优先发展郑州航空工业管理学院牵头的国际飞行学院。该学院将由纽约市立大学约克学院和纽约飞行学院、郑州航院和河南省民航投资发展有限公司共同发起组建,开展航空相关专业合作办学。该学院选址在郑州市上街区,按照股份制模式运行管理。学院将主要开设飞行技术、飞行器制造、飞行器动力、机务维修、领航、签派、安全技术管理、航空金融、空中乘务和航空物流等相关航空专业。中原工学院与俄罗斯这种国际合作创建航空学院的模式也可以推广。此外,适时推进河南省民航投资发展有限公司与中国民航飞行学院的战略合作,在河南境内选址建设新的飞行学院。 (三)重点发展航空宇航科学与技术学科、航空物流与航空金融学科 鼓励河南省具有工科重点学科的高校,特别是郑州大学、河南大学、中原工学院、河南科技大学与河南理工大学等高校大力发展航空航天类专业,在本科和研究生两个层次“双翼齐飞”,积极培育航空人才。依托自身优势,依托国内外力量发展高端的航空宇航科学与技术学科,建议先从该学科的有关专业、有关方向发展,逐步向该学科下设的有关二级学科与重点专业汇聚,从而以学科发展促进河南航空优先发展战略的实现。为适应郑州航空港建设和河南地处中原、货通天下、物流便捷的优势,重点支持相关高校大力发展航空物流和航空金融等学科。为此,要高起点规划,突出航空物流特色,重点设置航空运输、航空物流、物流工程、仓储配送、报关、保税物流等专业,力争打造一批在国内有影响力的航空交叉学科。 (四)以郑州航空产业技术研究院为依托发展战略性 新兴产业科研院所集群为从根本上解决河南航空发展的原动力不足问题,相关部门应在郑州航空产业技术研究院的基础之上,集合相关专业优秀人才与科研力量,发展战略性新兴产业科研院所集群,举全省之力打造前瞻性、整体性、基础性的民航和航空高科技研发中心。一方面,已建好的郑州航空产业技术研究院可以依托郑州航院,吸收中航工业的国家航空研究院、北航、南航、西工大、中国民航大学等国内外航空类高校和科研院所的资源,培养硕士、博士;加强航空类技术的原创能力与技术转移。另一方面,通过研究院集群的建设和发展,重点开展河南民航和航空领域战略性、前瞻性和基础性技术发展的策划与研究,研发具有影响力的高新航空技术、航空物流技术、信息技术和航空产业投资,推进河南民航和航空工业科技水平和整体竞争力的提高。 三、结语 面对航空经济发展的重大机遇,河南省虽然也面临着航空航天类高校及相关学科发展基础薄弱等困难与挑战,但河南省高校潜藏着发展航空航天类专业学院、建设航空航天类相关学科与学科集群的巨大热情和潜力,只要政策设计得当,规划合理,河南省高等教育支撑航空航空经济的局面一定能尽快实现。 作者:张志宏任艳欣郝红军单位:郑州航空工业管理学院 航空航天论文:教学实验室下的航空航天论文 1航空航天类专业的特殊性 航空航天类专业的应用对象包括卫星、飞机、导弹、炮弹甚至还包括舰船和潜艇。在世界范围内,所有的工科教育都是基础教育和应用基础教育的结合,航空航天类专业亦不例外。这一特点引导着高校教师在航空航天类专业的研究领域和研究方向,也决定了高校教师必然与军方及大型的航空航天研究院所联系密切。从上述应用对象可以看出,除了为数不多的民用产品外,大都与关系国家国防安全的军用产品有关,尤其一些尖端科技产品更是如此。事实上,即便是那些民用产品,其优秀技术也往往涉及国家秘密或者商业秘密,如民航飞机发动机的设计和制造技术一直为几个军事强国所把持。这些特点意味着许多高校航空航天类专业的研究场所和实验场所必须遵守人员出入受限、接触范围受限的法令法规,为“卓越计划”的充分实施带来了巨大的挑战。 2航空航天教学实验室建设的必要性 很多航空航天类专业的课程都是与实际工程紧密结合的,以航空航天类专业本科生必修的专业基础课自动控制原理来说[12],不仅要讲授基础理论知识,还要引导学生运用所学的自动控制知识进行飞行器制导控制系统的设计,这需要基于实验室的实践教学来进行辅助。虽然各航空航天高校均已建立了各级别的专业实验室,但这些实验室仍主要为研究生所用,且其承担的多是一些国防科研任务,不一定适合本科生接触和参与。这也是导致航空航天类专业本科生实践能力不足的另一个因素。随着我国航空航天事业的持续发展,国家和地方的支持力度也不断增强,开设航空航天类专业的高校越来越多,不管是研究型高校(985工程大学),还是教学研究型高校(211工程大学)都唯恐落于人后,争相设立与航空航天方向相关的学院或专业。这在造成每年毕业的本科生数量与日递增的同时,配套设施建设尤其是本科生教学实验室建设的进度滞后,也使得这些专业的毕业生质量参差不齐,进一步凸显了他们动手实践能力不足的问题。随着“卓越计划”的推进,教学实验室在高校教学、科研和学生培养方面的作用会越来越大,加强专业教学实验室的建设,并建立有效、开放的运行机制,将是切实提高学生工程实践能力的重要抓手。因此,有必要建立航空航天类专业的本科生教学实验室,用以承担本科生的实验教学和各类竞赛、创新计划等任务。 3航空航天教学实验室的建设经验 北京理工大学(以下简称我校)建于1940年,是中国共产党创办的第一所理工科大学。建校70多年来,一直以建设强大的国防力量为己任,秉承“实事求是,不自以为是”的校风,在航空航天领域取得了诸多辉煌成果。结合我校航空航天类专业的前述特殊性,以我校相关专业的教学实验室建设经验为例进行说明。 3.1立足校内,建立实验教学基地本科生教学仍以高校校内为主要场所,在校园内建设高水平的专业实验教学基地是重中之重。我校与航空航天类专业本科生培养相关的专业教学实验室或工程教学中心有三个,即航空航天工程北京市实验教学示范中心、基础力学北京市实验教学示范中心和北京理工大学宇航学院学生课外科技创新基地。宇航学院学生课外科技创新基地是学校的“985”计划项目,已持续投资近200万元,2002年开始组建,2005年建设完成后至今仍不断补充和完善。面向全校尤其是航空航天类专业的本科生、研究生开设了近20门实验选修课程,每年平均接纳学生1000多人。同时承担国家教育部、北京市创新项目研究5项,参与学生30多人,为全国大学生电子竞赛、北京市电子竞赛培训八届学生计300多人,获奖15项,为大学生课外科技作品竞赛培训了近200人。该实验教学基地为航空航天类专业学生的实践能力培养起到了重要的作用。 3.2科教互融,掌握技术前沿教学与科研的交互融合,不仅有助于培养学生的专业兴趣,同时有助于学生了解工程技术的难点和前沿领域,这需要确立具有实用性和创新性的实验教学内容。原有实验教学方式存在的不足主要是:实验内容陈旧,多是原理性的验证实验,学生和老师均缺乏动力和兴趣。为此,航空航天类专业的责任教授和管理、实验人员一起重新规划了实验教学模式。在实验教学中,注意发挥学生的积极主动性和创新思维,在原理性验证实验的基础上,更注重在强化基础理论的情况下结合学科发展前沿,鼓励学生分组、分工完成课题。既培养学生的动手能力,又培养学生团队协作的精神。同时,充分发挥学科优势,鼓励教师把最新的科研成果融入实验教学环节中,甚至鼓励教师把自己的在研项目经过处理后引入实验教学。经过几年的运行和完善,已经形成了一批特色鲜明的专业实验课,并在飞行器现代设计方法、飞行力学、飞行器制导控制系统设计等专业课程的实验教学中取得了优异的成绩。 3.3兴趣牵引,建设专业社团我校航空航天类专业一直注重培养学生的专业兴趣,认为这是让学生由被动学习向主动学习转变的良好催化剂,同时也是激励创新的原动力。针对航空航天类专业的特点,2001年成立了学生科技创新社团———航模队,共有队员100余人。为了更好地引导和鼓励科技创新,学校还定期举办与此相关的讲座和竞赛,并为每组参赛选手配备专业的指导教师。经过多年的探索实践,航空航天类专业在人才培养,尤其是拔尖创新人才培养方面形成了系统的学生科技实践创新体系:加强实践创新基地建设,引导科研一线教师积极参与,培养学生科技创新团队,培育和支持学生科技创新作品,激发大学生科技创新和实践探索意识,发扬吃苦耐劳、团结合作的精神,使更多的大学生了解科技创新,热爱科技创新,投身科技创新。自2005年以来,多项学生作品在国内外科技创新竞赛中获得大奖,尤其是在被誉为当代大学生科技创新“奥林匹克”盛会的“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛上,已获得三个全国一等奖。 3.4校企合作,打造部级实践中心为了更好地了解用人单位的需求,更切实地贯彻落实“卓越计划”,我校一直注重航空航天类专业的校企合作。每届学生大三学习结束的暑假,都会安排两周~三周的毕业实习,针对学生的专业特点,精心遴选实习单位,让学生亲临生产第一线,感受工程产品的真实生产过程和生产工艺。经过多年的坚持发展,实习地点已覆盖诸多大型航空航天及兵工企业,并在兵器工业第二〇三研究所、兵器工业西北工业集团、中航工业西安飞机工业集团、8359所、航天519厂、中国空间技术研究院等单位建立了北京理工大学工程实践教育中心。在“卓越计划”的推动下,飞行器设计与工程专业从2012年开始每年选派4名学生,在学校及企业双导师的指导下,于兵器工业第二〇三研究所完成毕业设计,充分体现了企业深度参与培养的特色。中国兵器第二〇三研究所一直是学校航空航天类专业尤其是飞行器设计与工程专业的实习基地,近十年运行下来,积累了丰富的操作经验。目前,我校已与该研究所合作建立了部级的工程实践教育中心,并获批为部级大学生校外实践教育基地。同时,学校还与中国空间技术研究院合作建立了部级的工程实践教育中心。这些部级教育中心或实践基地的建设,为校企深度合作及学生实践能力的培养提供了良好的平台。 3.5国际合作,拓宽学生视野学校航空航天类专业一直注重培养学生的国际视野,鼓励学生到海外著名大学的实验室学习和完成毕业设计。以宇航学院为例,每年到海外高校做毕业设计的本科生比例为10左右,包括萨马拉航空航天大学、鲍曼大学、慕尼黑工业大学、代尔夫特理工大学、香港科技大学、弗莱堡大学、马德里理工大学等均与我校建立了良好的合作关系,为本科生接触并融入世界一流的航空航天实验室提供了便利的条件。从运行十多年来的成果积累及参与该项计划的学生的发展来看,达到甚至超过了预期目的。在“卓越计划”实施的五年内,计划将每年去海外做毕业设计的学生比例推进到30左右,同时制定了去海外高校进行毕业设计、去海外大型企业参观、再直接进入国外企业实习的三步走方针。并积极引进海外大学实验室的建设经验,完善学校相关专业实验室的建设工作。 4航空航天教学实验室的建设思考 结合航空航天类专业的教学实验室建设经验和已经取得的成果,今后航空航天类专业教学实验室的建设应该加强以下三个方面的工作。 4.1加强实验室的体系建设航空航天类专业尽管名称和方向各异,但却是一个围绕应用对象不同功能的有机整体。从学生的培养角度来说,尤其是本科生的培养,需要全面了解和通盘考虑。如北京理工大学航空航天工程北京市实验教学示范中心已经构建完成或部分完成了包括飞行器总体设计、制导与控制技术、半实物仿真等在内的多套与飞行器设计相关的实验系统,就是一个很好的尝试。 4.2加强实验教学团队的建设教师是实验体系的主体,实验教师队伍的水平和能力,在整个实验体系运行中起决定性的作用。必须建设一支结构合理、人员精干、专兼结合的实验教师队伍,这支队伍应在培养本科生的实验与创新能力方面发挥主导作用。学校应充分意识到师资队伍在实验教学以及人才培养中的地位,制定相应的政策法规保障实验教学队伍的发展和壮大。 4.3加强合作与开放力度航空航天类的本科教学实验室不应该仅仅着眼于自身校园内的若干平台,而更应该把目光放眼于整个高校圈、相关企业及相关的国外大学实验室和企业。作为教学实验室建设的一部分,在加强学校不同专业之间合作的同时,更加切实地加强校校合作、校企合作和国际合作力度,同时加大开放力度,真正做到设备共享、人员共享和资源共享。 5结束语 在贯彻落实教育部“卓越计划”的大背景下,加强和完善航空航天类专业教学实验室的建设是一项迫在眉睫的任务。本文在明确航空航天类专业特殊性的基础上,分析了航空航天类专业教学实验室建设的必要性。总结了北京理工大学航空航天类专业教学实验室的建设经验,包括立足校内、科教互融、兴趣牵引、校企合作、国际合作等方面。最后讨论了以加强实验室的体系建设、实验室教学团队的建设和合作与开放力度为重点的建设方向。总之,期望我国高校的航空航天类专业以“卓越计划”的实施为契机,针对“卓越计划”的具体特点,打造高水平的本科教学实验室,为培养具有国际视野的高层次、创新型的航空航天类工程人才贡献力量。 作者:赵良玉唐胜景王伟王正平单位:北京理工大学 航空航天论文:实验课教学航空航天论文 1航空航天生理学实验课的特点及改进 航空航天生理学实验课可分为验证性实验课、人体体验课和讨论课三类。这些实验与其他学科的实验相比较,有其自身的特点。首先是在这些实验中,体验性人体实验所占比例较大,且会涉及一些异常的环境因素;另外,除了在实习中会采用普通生理学实验设备外,还会使用一些航空航天医学所特有的大型实验设备,如低压舱、歼击机供氧装备等。而且每一类实验课都有其自身的特点,下面就三类实验课的特点和改进意见进行详细论述。 1.1验证性实验课验证性实验课主要是通过实验加深学员对航空航天生理学重点、难点理论的理解,更好地掌握理论课内容。以低气压对小动物机体的影响为例,该实验课通过实验要求学生:①观察高空减压病、高空胃肠胀气以及体液沸腾的表现特征;②了解高空减压病、高胃肠胀气以及体液沸腾的发生与大气压力和气压高度之间的关系。该实验每4-8人一组。各实验组进行合理分工:主持实验、减压操作、时间掌握、上升高度观察、动物解剖、上升与下降过程中动物情况观察与报告,以及实验记录等。让学员分别观察:①18000m高度上升实验:观察高空低气压后血管内气泡的形成及特征。取一只正常大鼠放入低压舱,快速上升至18000m并停留6min,在气压高度上升过程中观察动物缺氧致死的表现。快速下降后解剖动物,仔细观察血管内有无气泡形成。②25000m高度上升实验:观察高空胃肠胀气及皮下气肿。取正常大鼠一只放入低压舱,快速上升至25000m并停留6min,在上升过程中观察动物腹部膨胀的情况。注意观察皮下气肿发生的时间、部位,是否扩张及扩张的顺序和停止扩张的时间。待低压舱降至地面后,取出动物剪开气肿部位皮肤,观察皮肤剥离后形成的空腔。③25000m高度上升实验:直接观察高空胃肠胀气及血液沸腾现象。将第2步中解剖过的大鼠直接剪破其心房、血管,使血液流出积聚在胸腔内在将其放入低压舱。快速上升,观察胃肠胀气和血液沸腾的发生与气压高低的关系。然后缓慢下降低压舱并观察上述现象消失与气压高度的关系。通过实验使学员直观地看到高空减压病的发病机制,以及高空胃肠胀气和体液沸腾的发生与大气压力和气压高度之间的关系。真正做到理论联系实际,加强了学员在航空军医实际工作中处理问题的能力。随着航空航天事业的发展,航空保障工作不仅要求航医要掌握一定的专业技术知识,更要具有一定自主学习能力和探究问题的精神。我们将改进现有的验证性实验课,通过启发教育,设置一至两个开放课程,积极鼓励学员自己提出需要验证的现象,教员只提供实验设备和必要的指导,真正提高学生自主学习和探究学习的能力。 1.2人体体验课人体体验课使学员亲身体验航空特殊环境因素(如缺氧)对人体的影响,使学员了解书本上不能精确描述的个人感受,并对难以理解掌握的知识点如缺氧和加压呼吸训练,通过亲身体验加深理解。以低压舱模拟上升体验与观察为例。本系建有低压舱,并配备了相关设备,可在缺氧耐力的检查时测定呼吸、脉搏、血压、心电、脑电、血氧饱和度等生理指标,旨在通过低压舱模拟上升,让学员:①体验和观察低气压对人体的物理性影响;②体验和观察高空缺氧对人体的影响。该实验每舱上升由6-9人分为3组进行。低压舱上升时采用我教研室制定的上升方案。上升人员地面高度吸纯氧排氮10分钟后,开始以20m/s的速度上升至8000m,短暂停留后以同样的速度上升至11000m,短暂停留完成低气压体验后,以15m/s的速度下降至7500m进行缺氧体验与缺氧耐力检查。完成后以10-15m/s的速度下降到4000m,再以10-15m/s速度降至地面高度。通过该实验使学员对抽象的知识点有了主观感受,加深了理解并且认识到学习航空航天生理学对航空军医工作的重要性,激发学员学习积极性。在学校和本系的支持下,人体体验课的教学设备投入越来越大,我们力争做到每个学员都能成为人体体验课的被试,使学员对理论课的学习内容及时温故知新,对航空中不利因素对人体有哪些影响、影响的危害性及防护手段,以及对航空中常用仪器设备有一个充分认识。 1.3讨论课讨论课是通过实例引导和教员指导下的课堂讨论、资料查询、自学等方式启发学生分析、讨论有关航空航天生理学问题,学习航空航天生理学知识。这种授课方式既加深了学员对大课内容的理解,又增强了学员解决实际问题的能力。该实验课以学员宣讲为主。教员提出与大课理论相关,并且与航空军医实际工作密切联系的实际问题,由学员自己运用所学到的知识解决实际问题,并且亲自讲述解决问题的思路、方法。学员通过宣讲真正做到了知识的融会贯通,并且由被动学习转为充分发挥自身的主观能动性解决问题,提高了学员在未来工作中解决问题的能力,锻炼了作为航医的主要工作内容航卫保障宣讲的能力,并为以后的宣讲积累了经验和原始材料。随着战斗机性能的不断提升以及防护装备的不断改进,原有的讨论案例已经不能完全满足课程的需要。这就要求我们教员要努力寻找更新、更好的讨论素材。讨论课需要学员自己花大量的时间,查阅相关资料,这些资料的来源又大多依靠学校图书馆的现存藏书作为保证。但就学校现存的有关书籍来看,还不能完全满足学员的需要。此外最新、最前沿的讨论素材也需要教员通过网络资源才能得到。因此,学校完善网络建设、开放网络资源并且给学员更多的自由时间就显得尤为重要。 2总结 总之,只有在继承和把握航空航天生理学实验课特点的同时,不断根据学科发展的需求进行改进,才能使航空航天实验课在造就高素质、高层次、创新型、综合人才中发挥重要作用。 作者:焦博余志斌张琳单位:第四军医大学航空航天生理学教研室 航空航天论文:航空航天临床医学在职培训初探 参加在职培训的学员大多来自于一线部队,这是部队医疗保障工作整个链条的最末端,也是航空卫生保障工作的最前沿。维护和促进官兵的身心健康是提升部队战斗力的关键所在,故其工作的重要性不言而喻。然而由于受病源、医疗设备、经费等方面的限制,加之在病种、检查仪器、药物种类等方面难以为卫生人员提供良好的实践机会,导致卫生保障人员业务水平停滞不前,甚至出现“非进而退”的现象,因此,在职培训对基层军医尤为重要。在以往的在职培训教学工作中,我们采用“以不变(教学内容、教学模式、教学标准不变)应万变(学员层次不同)”的方式进行教学,出现了学员不愿学、教员不愿教、成效不明显的现象。如何真正体现在职培训的价值、发挥在职培训的作用值得我们深思。为此,航空航天临床医学教研室进行了大胆尝试,采取“以变应变”的在职培训教学新模式,取得了良好的教学效果。 1在职培训学员的特点 1.1医学背景及任职层次复杂多样 参加在职培训的学员有些是刚毕业一、两年的本科生,有些则是在基层工作多年的军医(航医),甚至院(队)长;有些学员在单位主要负责内科日常工作,而有些则负责外科工作,还有一部分学员从事眼科、超声科等专科工作。学员之间的医学背景不一,知识结构和工作经历差异较大。另外,绝大多数学员脱离学校时间较长,对于学校的学习生活需有一段适应过程。 1.2专业知识相对薄弱 在职培训学员在基层主要从事常见病、多发病的诊断及治疗工作,要求熟练掌握基本应急救治技术,但由于各种客观和主观因素导致其业务水平有限,动手操作能力较弱。在本教研室组织的课前摸底考核中,发现许多学员不能按标准完成一些临床常用、操作简便的检查,如眼底镜、裂隙灯、额镜等。此外,对于基层部队最常见的运动性外伤的诊断和处理,大多数学员连最基本的体格检查(不需借助仪器)都未能掌握。1.3知识诉求更为直接在职培训仅有短短三个月时间,航空航天临床医学知识的学习时间更短,仅一个月左右。在课前座谈中我们了解到学员对航空航天临床医学课程的期望值较高,学习热情充足。他们是带着工作中遇到的问题来学习,格外珍惜这样的学习机会,希望通过培训能够学到实用性强的医学知识,掌握真正为部队官兵解决实际健康问题的本领,如部队常见病的诊断标准、治疗原则、预防措施及相关的基本临床技能操作方法等,而对于偏向基础的和过于专业的理论知识关注较少。 2以往在职培训存在的问题 2.1理论教学内容与学员知识诉求不一致 以往航空航天临床医学在职培训课程的理论教学内容以专科知识为主,包括眼科、耳鼻喉科、神经内科、心血管内科、外科等,着重讲述航空航天医学领域中存在的相关疾病,专业性较强。但对各个系统常见病的诊治原则及预防措施的讲授相对较少,而学员对后者的知识需求越来越迫切。此外,以往授课内容的针对性和实用性不强,无法满足在职学员提高自身知识水平和疾病诊治能力的需求,也无法激发学员学习的热情和积极性。 2.2临床实践操作内容与部队实际工作脱节 以往在职培训实习课的教学内容包括隐斜视检查、前庭功能及耳气压功能评定、下体负压及立位耐力试验、心电图运动负荷试验等,这些检查主要在体系医院、医学鉴定中心和体检队这一层次的单位中才能开展,而在基层实际工作中无法进行。学习如裂隙灯、眼底镜、额镜、电子耳镜、理疗仪等基层单位标准配置仪器的使用方法对学员来说更为实用,而我们的实习课在此内容的安排上一直处于空缺状态,学员往往对这样的实习课没有兴趣。 2.3教学手段单一 在以往的在职培训教学过程中,仍然以传统的“填鸭式”教学方式为主,此种方式虽然能在短期内提高学员的笔试成绩,却无法真正提高卫生专业技术人员的实践技能水平。此外,考核形式以笔试为主,忽略了对学员实际动手操作能力的考核,而后者正是作为医生必须具备的最基本的能力。单一的教学及考核方式导致了学员学习期间主动参与性降低。 3在职培训教学模式的新思路 3.1摸清学员背景,了解知识诉求 开课前,本教研室组织召开教学座谈会,邀请部分学员代表与全体任课教员参加,在了解每位学员的医学背景和知识诉求的基础上,教研室多次召开学情分析会,商讨教学计划。通过课前摸底考核,掌握学员的基本临床技能水平;通过问卷调查,了解学员工作现状及自身业务素质方面存在的薄弱环节,以便在教学过程中做到有的放矢,量材施教。 3.2抓住优秀重点,优化教学内容 在教学内容上,我们根据学员的任职需求进行授课,并及时补充航空航天临床医学领域的新知识、新理论,拓宽学员视野。根据在职培训的特点,我们重新制定了教学大纲,将航空航天医学与临床医学有机结合,适当删减专业理论和难度较大的内容。在理论课程的安排上,将教学重点从原来的专科疾病讲授转移到各科常见病的诊治;结合航空航天医学专业的特殊性,针对薄弱学科(外科),积极通过上级教学部门协调,邀请长期从事临床一线工作的教员为学员授课,增强了本教研室的教学力量,也使教学内容更贴近学员的实际工作需求。同时,我们对实习课的内容及形式也进行了改革和调整,增加了实践操作课的学时,将专业性强的内容更改为示教,把教学重点放在基本临床操作技能的传授上。此外,我们还根据飞行人员疾病谱特点,开设“康复理疗”课程,为学员系统讲授康复理疗的基本理论知识及相关康复理疗仪器的规范化操作技术。 3.3丰富教学形式,增强学习积极性 在职培训的教学应强调学员的主动参与性,大部分学员均具有临床工作经验,教学中应充分利用这一点,实现由单纯“满堂灌”向“以问题为中心,开展自我充实”的教学形式的转变。理论课以病例分析的形式着重强调疾病的诊治、预防及鉴定,对于发病机制、病理表现等较为复杂的内容不再作重点讲述。实习课要求每名学员做到三个必须:一为必须动手操作,二为必须学会熟练操作,三为必须掌握检查操作的临床意义。此外,在我系组织的卫生宣教活动中,我们根据所指导学员的专长进行一对一辅导,让每位学员做专题汇报,活跃了教学氛围,增加了学员的自信心。在考核方式上,我们摒弃了既往死记硬背的考试形式,将理论考试与实践操作相结合,并且提高后者的比重,使得学员在学习过程中有一定的压力感,有的学员甚至在课间休息时也反复练习操作技术。笔试试题的设置避免过分侧重对知识的机械记忆,而是侧重于检测学员运用所学理论分析问题、解决问题的能力。 4新教学模式取得的成果 通过航空航天临床医学在职培训教学模式的改革,有效地调动了学员的学习热情和主观能动性,从最后的考核结果看,学员基本掌握了常见病的诊治方法、预防措施及鉴定原则,基本临床技能水平大大提高。在课前操作技能摸底考核中,能完成全部抽测试题的学员仅占30%,能完成部分抽测试题的学员占50%,一些专科常规检查仪器如眼底镜、裂隙灯、额镜等均不能完成。我们通过新的实践教学模式的开展,针对学员实际工作需求及部队配备仪器的种类,重抓实践技能培训,最终在实践考核中合格率达到100%,其中优秀者占40%,较课前有明显提高。同时,在实践考核方式上,我们吸取了执业医师资格考试的经验,分模块、分批次进行操作测评,在测试学员技能掌握情况的同时,新颖的考核方法也增加了学员表现自我实力的动力、大大降低了学员对考试的排斥情绪,达到了学以致用、用以促学、学用相长的目的。课程结束后,我们再次组织学员代表和任课教员召开教学座谈会,认真总结教学过程中的经验和不足,根据学员的反馈在今后的在职培训中不断改进教学方法,提高教学成效。 作者:刘娟芳 杨国庆 张磊 薛军辉 张作明 单位:第四军医大学航空航天医学院航空航天临床医学教研室 航空航天论文:碳密封材料在航空航天领域的运用 摘要:碳密封材料是空间领域中的一种具有良好应用前景的摩擦密封材料。本文主要对应用于航空航天领域的碳密封材料的种类和工业领域相关的制备工艺进行了探究。 关键词:碳密封材料;航空航天;应用 制备工艺航空航天工业是事关我国国防事业的重要工业。在航空航天工业不断发展的背景下,这一领域研究人员开始对应用材料的密封可靠性问题展开了深入的研究。密封材料的性能是密封可靠性的主要影响因素。碳密封材料在这一领域有着优异的特性。 1航空航天领域常用的碳密封材料 1.1柔性石墨密封材料 从石墨自身的性能来看,它可以成为高温环境和低温环境下常用的密封材料。柔性石墨密封材料主要由石墨纸、柔性石墨卷材等材料组成。这种材料是天然鳞片石墨进行特殊加工的产物。它具有着良好的自润滑性能和耐热性。这种材料的化学惰性相对较大,可以抵抗酸碱盐溶液和一些有机溶剂的侵蚀。因此,它可以替代一些应用于航空航天领域的石棉材料和橡胶密封材料。柔性石墨密封材料中的柔性石墨材料可以用于低压静密封。 1.2增强石墨密封材料 在航空航天领域,增强石墨密封件主要应用于动密封、机械密封件的摩擦副和旋转接头之中。这种材料主要由多孔石墨浸渍而成。浸渍过程应用到了加压浸渍工艺和真空浸渍工艺等多种工艺。俄罗斯科学家将高强石墨密封环应用在了航天发动机的涡轮泵中,这一材料具有着高强度、高密度和低摩擦系数的特点。 1.3碳纤维复合材料 碳纤维复合材料主要由碳纤维-柔性石墨复合材料和碳纤维-树脂浸渍复合材料等多种材料组成。这种材料有着良好的耐磨性和独特的自润滑性。它可以应用在航空发动机涡轮的轴径部位。这种碳密封材料具有着导电性、耐腐蚀性,对电波和X射线也具有有效抵御的特性。它也可以适应中高压静密封环境的要求。 2碳密封材料制备工艺的应用 2.1碳密封材料的复合加工工艺 碳密封材料的复合加工工艺建立在超声振动辅助切削加工工艺和超声电火花加工工艺等工艺基础之上。超声振动辅助切削加工可以在降低切削温度的基础上,强化加工表面的质量。超声电火花技术是在电机中应用超声振动的一种加工方法。它主要利用电极端面合适的放电间隙来提升火花击穿概率,也可以提升加工孔的加工稳定性和加工效率。深化复合加工工艺,可以为碳密封材料在航空航天领域的应用提供一定的帮助。 2.2碳密封材料的抗氧化工艺 碳密封材料的抗氧化工艺涉及到了这一材料的生产过程中应用的单涂层技术和两涂层技术等技术。氮化硅、氮氧化硅和相关混合物可以有效强化碳密封材料的低温抗氧化性能和高温抗氧化性能化。与之相关的后处理技术也可以有效解决碳密封材料可能出现的微裂纹问题。 2.3碳密封材料的耐高温工艺 与航空航天事业有关的碳密封材料耐高温工艺主要由以下工艺技术组成:法国航空宇航公司所采用的一种与SiC有关的制备工艺;二是与离散碳纤维有关的隔热结构制备方法,这种制备方法中应用了乙二醇、丙三醇和石油油料等多种材料;三是由美国企业研发的一种建立在仿氧化硅基树脂技术基础上的碳密封材料耐高温技术。在对这一工艺进行应用,可以让碳密封材料在航天非隔热层的建构过程中得到推广。 2.4碳密封材料的致密化工艺 碳密封材料生产领域所采用的高强度碳密封材料制造法是以固体可流动颗粒状聚合物为压力介质的制造方法。碳密封材料先驱体的固化过程是生产过程中的关键要素。除此以外,热压成型法在碳密封材料中的应用可以让这一材料的致密性特征得到强化。它让应用于航空航天领域的碳密封材料的制备过程与含碳纤维符合材料和研磨沥青等基质材料之间产生了一定的联系。在经过电阻加热以后,压制而成的碳密封材料的密度可以达到1.30g/cm3。 2.5碳密封材料的防裂解工艺 防裂解工艺可以为碳密封材料在航红航天领域的应用提供一定的保障。具有梯度碳化物涂层的碳纤维增强复合材料的应用,可以借助传统的气相沉积法完成碳密封材料的制备工作。在这一方法应用以后,图层标称的热胀系数要高于地层的系数,表层到底层的热胀系数也会表现出渐变分布的特点,这样,在高温环境下,航空航天领域所应用的碳密封材料不会出现断裂的问题。 3结语 随着高新技术的不断发展,航空航天领域对密封材料的要求也不断提高。碳密封材料的应用已经受到航空航天领域重点关注,例如航空发动机对轴间密封材料的强度、抗氧化性和导热性有着严格的要求。通过对碳密封材料滑动摩擦磨损行为的探究,可以发现,碳纤维复合材料更适用于航空发动机主轴密封环之中。碳纤维编制方法和相关的工艺参数是航空航天领域的专家所研究的重要问题,其可以让碳密封材料应用于运载火箭的发动机泵密封件之中。碳密封材料在航空航天领域有着较为广泛的应用前景,创新相关制备技术是对这一材料的性能进行改善的有效方式。随着我国航空航天事业的不断发展,新型碳密封材料也会在这一领域得到进一步的推广。 作者:陈至锐 单位:长沙市望城区第一中学 航空航天论文:无氰酸性镀镉在航空航天零部件的应用 摘要:介绍了一种用于航空航天零部件的高耐腐蚀性镀镉层结构,包括金属基体、预镀层、中间镀层、镀镉层以及钝化层,其中所述金属基体为钢铁基体和铝合金基体。对镀层结构进行中性盐雾试验2064h其表面无白色腐蚀物生成,耐盐雾性能比航天工业部标准QJ453-1988《镀镉层技术条件》中96h中性盐雾试验的要求高21倍。这种保护层在耐腐蚀性上取得了重大突破,能大幅度提高航空航天零部件的使用寿命。 关键词:航空航天零部件;无氰镀镉;镀层结构;高耐腐蚀性 引言 传统的氰化镀镉溶液性能稳定,镀层质量优良,因此,航空航天、航海以及一些特殊电子零部件采用氰化镀镉工艺制备防护层。氰化物是国家严令禁止使用的污染物之一,用无氰镀镉代替氰化镀镉已成为业内进行研究的热点课题。按照国家发展改革委员会《产业结构调整目录(2011年修改版)》的要求和贵州省经济和信息化委员会《关于淘汰部分含有毒有害氰化物电镀工艺专题会议纪要》(黔经信专议[2013]67号)工作部署,贵州省内电镀企业在2016年底前淘汰氰化物镀锌和氰化物镀镉有毒有害生产工艺。应贵州省装备制造业协会表面工程分会的要求,广州超邦化工有限公司开发了NCC-617无氰酸性镀镉工艺,提供了一种用于航空航天零部件的高耐腐蚀性镀镉层。NCC-617镀镉电镀废水用二甲基二硫代氨基甲酸钠沉淀处理后,镉离子的质量浓度小于0.01mg/L,满足GB21900-2008《电镀污染物排放标准》要求。 1镀镉工艺 无氰镀镉溶液成分及操作条件。 2制备流程 2.1钢铁基体镀镉钢铁基体镀镉具体操作如下: 1)前处理。对钢铁零部件进行碱性化学除油水洗碱性阳极电解除油水洗酸洗水洗阴极电解除油水洗活化水洗的工序。 2)镀镉。采用NCC-617无氰镀镉工艺制备镀镉层,其δ为6~20μm,按GB/T13346-1992标准在200℃对镀件进行除氢处理20h。 3)钝化。镀镉层经2%~3%的硝酸出光水洗铬酸盐低铬彩色钝化水洗干燥60℃老化15min,钝化层δ为0.3~0.5μm。 2.2铝合金基体镀镉铝合金基体镀镉具体操作如下: 1)前处理。对铝合金零部件进行化学除油水洗浸蚀水洗出光水洗的工序。 2)浸锌。第一次浸锌水洗退锌水洗第二次浸锌水洗。 3)化学预镀镍。在浸锌层上采用专用的碱性化学镀镍溶液制备化学预镀镍层。 4)镀镍。在化学预镀镍层上采用瓦特镀镍溶液制备镀镍层,其δ为5~10μm。 5)镀镉。在电镀镍上采用NCC-617无氰镀镉工艺制备镀镉层,其δ为6~20μm;然后200℃对镀件进行除氢处理20h。 6)钝化。镀镉层经1%~3%的硝酸出光水洗铬酸盐低铬彩色钝化水洗干燥60℃老化15min,钝化层δ为0.3~0.5μm。 3镀层性能 3.1耐腐蚀性 钢铁件按上述工艺制备的镀镉层,按照GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾试验。试验结果表明,采用NCC-617无氰镀镉工艺制备的镀镉层耐腐蚀性能明显高于氰化镀镉工艺,测试2064h镀件表面无白色腐蚀物生成,耐腐蚀性比航天工业部标准QJ453-1988《镀镉层技术条件》中96h中性盐雾试验的要求高21倍。 3.2柔软性 用弯曲法定性检验镀层的脆性,采用δ为0.2mm的黄铜片按NCC-617工艺镀镉,镀层δ为23.7μm,将试片弯曲180°,镀镉层无爆裂,镀层柔软性较好。 3.3结合力 按JB2111-1977《金属覆盖层的结合强度试验方法》,以热震试验法测定镀层结合力。将镀件放在烘箱中加热至190℃,然后取出放入室温水中骤然冷却,镀层没有起泡和脱落,结合力良好。 4结语 NCC-617无氰酸性镀镉工艺是为满足航空航天企业的要求而开发的,使用的添加剂与配位剂,克服了含EDTA无氰酸性镀镉工艺存在的镀层性能差和废水处理困难的缺点。在贵州省航空航天企业的应用表明,NCC-617无氰镀镉层耐蚀性、柔软性及结合力等性能均满足航空航天工业部标准的要求,并且废水处理能够达标排放,尤其是镀层的耐腐蚀性取得了较大的突破,能大幅度提高航空航天零部件的使用寿命,受到了航空航天企业的青睐。 参考文献 作者:陈建锐;郭崇武 单位:广州超邦化工有限公司 航空航天论文:高校课程改革的航空航天论文 一、高校形势与政策课程当前存在的问题 (一)学校重视力度不够,师资力量薄弱 由于对形势与政策课程重要性的认识不足、对课程定位模糊等原因,高校对形势与政策课程的重视程度普遍较低,在师资队伍、场地建设和设备配置等软硬件方面的支持力度明显不够,直接影响到教师参与形势与政策课程教学的积极性,导致形势与政策课程授课的师资力量明显薄弱。当前高校形势与政策课的教师多为党政干部且以兼职为主,他们本身有比较繁重的行政工作,在精力投入方面无法得到保证,很大程度上影响了教学效果。 (二)运行机制不合理,授课模式“重师轻生” 目前我国高校形势与政策课程组织运行方式不够合理,大部分都是采取大课堂、专题报告的教学模式,互动很少,方法单一,课堂气氛沉闷。这种以教师为中心的满堂灌、填鸭式教学模式,忽视了学生的感受和诉求,难以有效调动学生的学习积极性,容易激起学生的反感和抵触情绪。通过课程改革前的问卷调查了解到,84%的学生不喜欢形势与政策这门课程的原因是在于课程的授课模式不合理,让他们感到毫无兴趣。此外,关于授课模式存在的问题,也有很多学者进行过研究,李小琳、段素梅、严莹、孙洪艳均提到了目前形势与政策课程的授课模式存在仅课堂理论灌输,忽视学生的主体地位,造成学生课堂参与度不高,知识接受效果差等问题。 (三)授课内容单调乏味,考核评价陈旧单一 形势与政策课程以往多采用大班授课或专题讲座,授课内容多为传统的思想政治教育内容,忽视了形势与政策课程的时效性特点,使得形势与政策课程与当前国内外形势、国家政策脱离,没有达到形势与政策课程的教学目的。同时,形势与政策课程的考核方式也相对落后。目前的考核形式大多是命题考查,让学生围绕某一问题完成一篇论文或报告。然而,学生所交论文大多“移花接木”,罕有自己的观点和见解,大部分学生并没有深入地探究并理解国内外形势与政策的焦点和热点问题。这种单调僵化的考核形式缺乏科学的评分依据,随意性较大,不能客观、准确地衡量学生对形势政策的分析能力与理解程度,更难以有效引导、调动学生关心国际形势、分析国家政策的积极性。 二、高校形势与政策课程改革的探索实践 针对当前我国高校形势与政策课程教育中存在的问题与不足,部分高校开始积极探索、实践形势与政策课程的教学改革,为提升该课程的教学水平和教学效果提供了有益借鉴。从2010年开始,北京航空航天大学经济管理学院对形势与政策课程进行了改革,围绕设定的主题开展互动式教学,改革后,已有五届本科生,700多人次参与了这一课程,累计开展讨论课40多讲。改革后的课程模式提升了课程的吸引力和感染力,使这一课程成为学生真心喜爱、乐于参与、持续受益的优质课程,也成为学生形势政策教育、理想信念教育的重要阵地。现将其改革做法总结如下: (一)丰富课程内容:自主选择学习主题 课程改革主要从两个方面入手对授课内容进行丰富:一是把课题的选择方向从一味的思想政治话题转向学生们普遍关注的经济、社会和民生问题,并充分尊重学生的主体地位,让学生拥有授课内容的选择权,即在授课教师团队拟定的大课题下,学生可以自由选择子课题进行研究。如“美债危机、欧债危机大讨论”、“深浅纵谈城镇化”、“历届三中全会政策效果的评估研究”等讨论选题。二是充分发挥学生的专业特点,培养学生的探索精神与独立思考能力。授课内容的选择紧密结合专业特点与专业知识背景,这样能够帮助和引导学生运用专业知识理性并客观地认识问题、分析问题并解决问题,为学生提供自主探索的机会和空间,提升课程的吸引力。如“解析现阶段通货膨胀成因及其对我国经济增长的影响”、“金砖四国经济增长模式与发展路径的异同分析”、“2012年度中国经济年度人物解读”等讨论选题。 (二)改革教学模式:以学生为主体,教师为主导 改革后的形势与政策课程,真正实现了以学生为主体、以教师主导的互动式教学模式,从课程内容准备到课堂内容展示,再到课堂问答交流,学生成为了课程的主体;教师的主导作用具体体现在以下方面:围绕时事热点,选择恰当的讨论选题,通过由浅入深地递进式选题设计,实现了课程的拓展和延伸;引导课堂讨论,营造出开放、活跃、平等的课堂交流氛围;为学生答疑解惑,对学生们的展示、讨论内容进行点评,并指出进一步研究的方向和思路。此外,在改革后的课程教学模式中,十分注重、提倡团队学习。在专业优先、兼顾兴趣的原则下,学生自由组建成为8-10人的学习小组,分工、合作完成资料查找、数据分析、成果展示等学习任务,在实践中提升自主探究和协作创新的能力。在团队学习和合作研究的过程中,学生既分工明确又独立自主,互相配合互相学习,这种基于学习团队的教学模式不仅加深了学生对课题的认识和了解,同时也提高了他们动手实践、团队协作和组织策划能力。 (三)优化授课形式:学习团队作品展示 课程改革以授课形式作为切入点,鼓励学生采用情景展示、辩论赛、话剧、新闻会、相声、小品等情境式展示方式,以课程作品讨论作为形势与政策课堂教学的中心,通过生动和鲜活的展示方式激发学生对形势与政策课程的学习兴趣,构建“以学生为本,启发互动”的授课形式。传统的形势与政策课程依旧坚持授课教师讲课、学生被动接受的教学模式,并没有实际发挥学生在教学中的主体地位。而北航经管学院形势与政策课程改革通过探索并实践多种展示方式来丰富课堂教学活动,加强课程的趣味性,也为学生的展示交流提供了平台和空间。 (四)加强课程延续性:优秀成果转化发表 网络学习协作平台是北航经管学院形式与政策课程改革的重点之一,通过网络学习协作平台,学生们可以在网上交流探究问题、解决办法与心得体会,分享课题研究成果,网络平台有效促进了“互帮互助互学”的良好学习氛围的形成。与此同时,学院刊物《观愿》还专门开辟了形势与政策课程优秀论文板块,激发学生的学习热情。授课教师还指导学生将其研究成果凝练成为主题明确、思路清晰、论证严谨的学术论文,并发表在相关刊物上。从北航经管学院的课程评价结果看,学生对形势与政策课程的评分从改革前年平均分72上升到改革后年的93分,在必修课中排名第三;其中,针对“开课必要性”一题,选择“十分有必要”的同学从12%上升到了97%。在形势与政策课程研究成果的基础上,学生累计在各类期刊公开8篇,参加学术竞赛获奖多达31人次。此外,在学生的课程总结中,“喜爱”、“收获”、“感谢”成为了高频词汇,表明了学生对改革后课程具有很高的认同度。总体看来,北航经管学院形势与政策课程改革分别从丰富课程内容,改革教学模式,优化授课形势与加强课程延续性四个方面入手,以学生的兴趣与发展需求为出发点,对形势与政策课程进行全面、立体、综合的改革,从而有效提升了形势与政策课程的教学效果。 三、高校形势与政策课课程改革的对策建议 (一)制度体系建设是巩固和完善形势与政策课程改革的首要前提 高校要充分意识到形势与政策课程教育在大学生思想政治教育中的重要作用,从本校的实际情况出发,制定针对性强、易于操作的教学计划,强化形势与政策课程教学的过程监督机制,确保形势与政策课程教学工作的扎实开展。高校应制定健全、明晰的制度,明确各个部门的责任和要求,齐抓共管,形成合力。学校党委应明确课程的总体方向并发挥导向作用,同时对课程教学过程进行监督、指导;教务部门应在学生培养计划中明确形势与政策这一公共必修课的突出地位,重视师资引育和课程教学研究,并对教学改革提供必要的经费支持;学校团委和学生工作部门应充分发掘资源,对课程的讲座报告、实践教育等环节提供支持;网络信息部门应在课程网站建设、课程信息、讲座报告宣传、成果转化推介等方面,积极发挥作用。 (二)师资队伍建设是巩固和完善形势与政策课程改革的重要保障 教师在形势与政策课程教学中发挥着主导作用,师资队伍建设直接影响形势与政策课程的教学效果。因此,高校必须重视形势与政策课程的师资队伍建设。首先,高校应坚持宁缺毋滥的原则,严把教师质量关。形势与政策课程的任课教师必须具有坚定的政治立场和正确的理想信念,确保课程教学的主旋律和正能量。此外,由于形势与政策课程的教学内容具有政策性、时效性和动态性的特点,势必要求教师自觉关心国内外时事要闻,具备敏锐的洞察力和前瞻性。其次,高校应重视师资队伍的培育和建设。形势与政策课程的有效开展需要一支政治觉悟高、教学能力强的师资队伍。一方面,高校应从政策上引导、鼓励更多地专任教师愿意投身该课程的教学科研活动,并对其进行科学的选拔、培训;另一方面,针对校内师资队伍的不足,高校应安排专门的经费,从校外引进相关的专家、学者,作为形势与政策课程的兼职教师,从而形成引育结合、专兼相辅的师资建设格局。 (三)模式与内容创新是巩固和完善形势与政策课程改革的优秀动力 首先,高校应尝试互动式、讨论式的课堂教学模式,提高学生的参与度,进一步发挥课堂教学的主阵地作用。形势与政策课程的教学容易陷入枯燥说教、照本宣科的陈旧模式,只有引导学生参与课堂互动、讨论,才能真正激发学生学习和思考的积极性,最终达到让学生在理论上知晓、在情理上认同、在实际中践行的教学效果。其次,高校应重视实践教学在形势与政策课程教学中的突出作用,从而对课堂教学形成有效的延伸和补充。通过实践教育,让大学生走出校园,了解世界,开阔视野,亲身感受社会形势,实地调研政策效果,从而唤起学生的内心共鸣,真正理解、认同党和国家的相关政策。最后,高校应加强形势与政策课程教学内容的时效性、创新性和针对性。形势与政策课程的教学内容不应是一成不变的,必须依据时事变化,推陈出新,与时俱进,使得教学内容紧密契合当下的国内外实际,从而引导学生胸怀大局、把握大势、着眼大事。 作者:宋晓东郑海涛贾国柱单位:北京航空航天大学经济管理学院 航空航天论文:国防电子形势下的航空航天论文 1现代装备环境下,自动化测试系统越来越重要 我们还应该看到任何一台电子系统或装备,都会经历从研制、设计再到生产等多个环节。而在这所有环节中,都会涉及到测试测量和验证,这也就意味着在全寿命周期中都会有自动化测试系统的身影。所以,在航空航天以及国防电子领域,随着电子装备系统的不断进步,无论在装备保障还是在产品的全寿命周期,自动化测试系统都已成为不可或缺的重要组成部分。 2自动化测试系统发展及面临的问题 综合国内外的应用情况,自动化测试技术在几十年前就已经应用在航空航天与国防电子领域,在应用过程中测试技术也在不断地完善和发展。第一代自动化测试系统初步实现了自动化测试这一概念,由仪器替代人工来实现相关测试任务;第二代测试系统则引入了通用化、标准化的概念,使得仪器系统更加综合化;第三代测试系统更以“开放化”为优秀,引入先进商业技术和货架产品,降低测试成本。这些推动了自动化测试系统在航空航天与国防领域的广泛应用。但是虽然历经了几代技术的变革演进,时至今日,自动化测试系统依然面临着不少挑战和困境:1)高昂的拥有成本。针对复杂的被测对象,测试系统在保证测试质量的同时,还要完成繁复的测试任务,这往往意味着长周期的开发时间和昂贵的系统费用。而且一旦被测对象发生变化,测试系统也需要进行相应的升级和更换,会带来更多工作负担和费用。2)通用性不足。各个系统独立设计完成,没有统一标准的规范,导致测试系统型号繁多互不通用,给后勤保障带来极大的压力。同时因为系统间的不通用,也会带来重复设计、重复投资的现象,间接提高测试成本。此外,还有“用户端的测试数据和设计端测试数据无法连接”、“对操作人员要求高”等问题。综合看来,这些问题所涉及到的不单是测试技术本身和仪器技术指标的问题,更多的是仪器系统架构的问题。 3下一代自动化测试系统与“合成仪器” 正式因为这些困难和挑战,国内外不少专家学者都已经参与到下一代自动化测试系统概念的讨论。在这些讨论中,对自动化测试系统共同的要求就是:1)降低全周期的开发维护费用;2)增强通用性和互操作性,提供最大的系统灵活性;3)进一步提高测试质量。下一代自动化测试系统概念的一个典型代表就是美国的“NxTest”(nextgenerationautomatictestsystems)系统概念。此系统概念关注于:如何降低自动化测试系统的全周期费用,如何提供系统灵活性和互操作性,如何降低系统开发、部署和升级时间,以及如何减小后勤保障规模和占地空间。基于这样的目的,“NxTest”提出要采用开放的软硬件体系及商用标准架构为构建思想。从这里可以看到,随着下一代自动化测试系统概念的提出,对系统架构有着更高的要求,而“合成仪器”的架构概念也在这时受到越来越多地关注。“合成仪器”架构即采用标准的测试硬件模块组成通用的仪器系统,测试测量任务与升级完全由测试软件来实现。在这种架构下,自动化测试系统将由原先台式仪器系统的模式逐渐过渡到模块化仪器系统的模式,同时会格外强调软件在整个测试系统当中的重要性。这样的架构改变带来的好处是显而易见的:1)借助模块化硬件的优势,系统本身也更加灵活和冗余,通过简单更换模块来更新或者升级系统,节省了大量硬件投入成本,也为系统的通用性奠定了基础;2)仪器系统将会更加小巧,在有限空间内集成度将会更高,以适应更为复杂的测试任务;3)模块化系统的背板定时同步功能也使得基于模块化仪器的系统拥有远好于台式仪器系统的系统性能。这些优点有相当一部分是得益于模块化的硬件平台的应用。也正因为如此,作为“NxTest”概念实施项目之一的海军型“eCASS”自动化测试系统在2012年就采购了NI公司的PXI模块化仪器平台来作为其系统硬件架构优秀。类似的,BAE公司也采用NIPXI平台替代原有VXI平台实现“合成仪器”概念下的新型测试系统。同时,在“合成仪器”架构下,软件相比于以往发挥着更为重要的作用。所有仪器功能和任务的定义都用软件来完成,实现由软件来“决策”在何种测试任务下调用何种测试硬件资源,同时“实施”复杂测试任务的管理和优化。软件层面将会倾入设计者的更多心思,来考虑如何保证系统测试功能完整性的同时减少系统日后的升级负担。软件也从原先测试程序开发的单一层次过渡到集成系统服务、测试程序开发和测试管理三者一体的架构上。考虑到这些因素,洛克希德马丁公司在其“LM-STAR”项目中运用NITestStand测试管理软件和NILabWindows/CVI来实现开放式的软件架构进行系统的构建,有效继承了以往测试程序集(TPS)的同时提供了足够的系统灵活性。 4结语 随着电子装备系统越来越多的应用,自动化测试系统与技术仍然面临着困难和挑战。在这一形势下,下一代自动化测试系统概念被广泛讨论,其中优秀之一就是“合成仪器”的架构概念。而这一架构概念改变了以往台式仪器系统的模式,取而代之的是模块化仪器系统的模式,同时强调软件的关键作用。下一代自动化测试系统概念已经开始融入各个新型测试系统项目的构建,也在预期的未来会更多地应用到航空航天与国防电子领域,让我们拭目以待。 作者:刘旭阳单位:美国国家仪器有限公司 航空航天论文:本科临床医学航空航天论文 1研究对象和方法 1.1研究对象 目前全军只有一所军医大学有航空航天医学这个专业,培养本科生,每届培养100多人,其中有30人到北京空军总院实习,其他的人留在其附属医院实习。航空航天学员大五开始实习,一共实习45周,其中外科16周,内科13周,专科16周。实习的环境有病案讨论、专题讲座、临床技能培训等等。 1.2研究方法 一、二级指标参照《军队院校教学评价方法》(2010版)及总参、总政《军队院校人才培养目标模型》的具体指标体系,从教学设计、教学条件、过程管理和质量效果四方面形成空医专业本科临床教学质量监控指标体系的一、二级指标。通过资料收集、专家座谈、个案分析(第四军医大学)等方法,总结空医专业本科临床教学体系的构成特征;对照《军队院校教学评价指标体系》、《军队院校人才培养目标模型》的具体指标,构成空医专业特色的评价指标,形成28个三级指标。因此,为了评价该军医大学航空航天医学临床教学质量监控水平,设计具体的评价方法为:评价结论分为优秀、良好、合格、不合格四种,其评价结果由28个三级评价点组成,每个评价点可以被评为A、B、C、D四个等级(其标准见细则,只列出A和C等,B等介于A和C等之间水平,D等低于C等水平),最终评价结果标准分为:优秀:A≥23,且D=0;良好:A+B≥23,且D≤1;合格:A+B≥18,且D≤3;不合格:A+B≤15,或D≥4。最后使用指标模型,应用于某军医大学的航空航天医学临床教学质量监控评价中。 1.3数据收集 1.3.1根据指标体系初稿,设计“航空航天医学本科临床教学质量监控指标体系三级指标确定及细则判定表”,采用德尔菲专家咨询法,按医学教学:教学管理:卫勤管理=3:1:1,比例,选取了15位专家,通过两轮问卷调查,汇总意见,统计数据,最终形成指标体系。 1.3.2通过查阅相关文件、座谈访谈、问卷调查、听查课、实地考察等方式,检阅某军医大学每个三级指标,其结果得分25个A标准,得3个B标准,达到优秀标准。 2研究结果 2.1建立评价指标的层次结构 首先建立决策问题的递阶层次结构模型,将评价指标按它们的性质分成若干层,构成一个以目标层、中间层及备选层所组成的递阶层次结构,如图1所示。目标层为:航空航天医学专业本科临床教学质量监控评价指标体系。中间层为ABCD四个等级。备选层为:教学设计、教学条件、过程管理和质量效果。 2.2指标体系模型及其结果 2.2.1采用德尔菲法发放15份咨询表,收回有效咨询表15份,统计结果为否定三级指标数7个,否定细则标准数9个,修正7个三级指标,修正9个评分细则。综合意见,形成第二轮专家咨询表。 2.2.2发放第二轮咨询表15份,收回有效咨询表15份,统计结果为,大家一致同意所有指标及评分细则。并最终形成"航空航天医学专业本科临床教学质量监控评价指标体系"经过专家咨询,最终确定一级指标为A1教育设计、A2教学条件、A3质量管理、A4质量评价,二级指标为B1专项规划、B2人才培养方案、B3课程标准、B4教员队伍、B5管理队伍、B6教材建设、B7教学装备设备、B8信息资源、B9质量保障、B10制度落实、B11档案管理、B12学员学习情况、B13教员授课情况、B14服务部队、B15内部反映,三级指标为C1改革项目、C2五年制航空航天医学专业人才培养方案、C3五年制航空航天医学专业课程标准、C4高职授课、C5教学管理干部工作经历、C6学员队干部、C7临床教学教材、C8空勤科、C9其他空医专业特色临床教学科室(心理评测、心理学选拔、心理健康维护、高压氧疗法)、C10专业学科网络课程资源、C11航空航天医学专业图书数量、C12质量保障体系、C13日常见习、实习制度、C14空军特色科室课程实习制度、C15空军常见病、多发病专题学习制度、C16档案室建设、C17档案管理制度、C18空医特色课程见习、实习考核成绩、C19校首长听查课成绩、C20教研室主任听查课成绩、C21督导组专家听查课成绩、C22学员履行空医历史使命的价值观、C23学员履行空医岗位责任或重大活动表现、C24教员对院校领导重视教学的满意度、C25教员对以教学为中心的机关各部满意度、C26教员对学员学习风气的满意度、C27学员对临床教学保障的满意度、C28学员对教员授课质量的满意度。 2.3航空航天医学专业本科临床教学质量监控评价指标体系的评价结果 经过查阅相关文件、座谈访谈、问卷调查、听查课、实地考察等方式,评价某军医大学航空航天医学专业本科临床教学质量监控质量,最后得分为24个A标准,得3个B标准,达到优秀标准(见表1)。 3讨论 “指标体系”,设计合理,评价客观,应用性强,能够满足航空航天医学专业本科临床教学质量监控需求。 (1)设计指标体系时综合考虑了航空航天医学专业教育设计、教学条件、过程管理、质量评价的影响和作用,按目标一中间一备选模式,兼顾指标的科学性、层次性、可操作性、可比性、动态性及指导性原则,使航天航空医学专业本科临床教学质量与教育设计、教学条件、过程管理、质量评价相互协调发展; (2)表征航空航天医学专业本科临床教学质量的指标可为教育设计、教学条件、过程管理、质量评价四大系统,其又由共计28个单项指标组成。单项指标选取能与其他学校、教学医院或专业轨道相互比较的指标.。 (3)构建上述指标体系时,应当做二轮以上问卷咨询,对问卷内容进行调整,并且集中专家意见,使其最终获得满意的协调一致性。 (4)对单项指标进行标准化时,应当注意指标上、下限的选取。下限要以基本满足航空航天医学专业本科临床教学质量监控基本指标为界;而上限可分远期航空航天医学专业本科临床教学质量发展方案进行界定。 (5)对航空航天医学专业本科临床教学质量可持续发展的过去、现状及未来的发展趋势进行综合评价,并与其他学校、教学医院、专业或者轨道进行比较,确定航空航天医学专业本科临床教学质量监控评价指标体系。中间层为ABCD四个等级。系统层为:办学定位、教学环境、质量监控环境可持续发展近期及中长期方案。综上所述,通过建立指标体系评价某军医大学航空航天医学专业临床教学的监控质量是否达标,分别从教育设计、教学条件、过程管理、质量评价四方面进行分析,以促进临床教学的管理规范性、提高教员的授课质量、增强学员的学习积极性、改善临床教学的授课环境[6]。 4讨论 通过建立指标体系评价军医大学某学年航空航天医学专业临床教学的监控质量是否达标,分别从教育设计、教学条件、过程管理、质量评价四方面进行分析,以促进临床教学的管理规范性、提高教员的授课质量、增强学员的学习积极性、改善临床教学的授课环境[14-16]。教育设计[17]。分析出来的具体指标包括:改革项目,航空航天医学专业人才培养方案,航空航天医学专业课程标等。教学条件[18]。分析出来的具体指标包括:高职授课课时比例、师资结构、教学管理干部工作经历、学员队干部工作经历、专业教材、空勤科、专业科室、专业学科网络课程资源、专业学科网络课程资源等。过程管理[19]。分析出来的具体指标包括:质量标准、质量保障、质量评价、质量监控、质量评估奖励、日常见习、实习制度、专业课程实习制度、空军常见病、多发病专题学习制度、档案室建设、档案管理制度等。质量评价[20]。分析出来的具体指标包括:专业课程见习、实习考核成绩、校首长听查课成绩、教研室主任听查课成绩、督导组专家听查课成绩、学员履行空医历史使命的价值观、学员履行空医岗位责任或重大活动表现、教员对院校领导重视教学的满意度、教员对以教学为中心的机关各部满意度、教员对学员学习风气的满意度、学员对临床教学保障的满意度、学员对教员授课质量的满意度等。综上所述,通过建立指标体系评价某军医大学航空航天医学专业临床教学的监控质量是否达标,分别从教育设计、教学条件、过程管理、质量评价四方面进行分析,以促进临床教学的管理规范性、提高教员的授课质量、增强学员的学习积极性、改善临床教学的授课环境。 作者:袁玮卿董晓建鲍臻朱靓殷进功工作单位:第四军医大学 航空航天论文:大学医学航空航天论文 1努力提高“转变思路”能力,确保提高教学质量 多年的教学实践表明,专业课教学任务不同于基础课程的教学模式,常常面临讲授过于简单、学员兴趣较低,讲授过于深入、学员难以吸收的问题[2]。这就要求教学组全体教员科学备课、精准指导,努力提高教学“效益”,实现教学水平的提高。 1.1集中优势,补弱固强 在教学过程中,每学年开学前,教研室主任和教学组长,根据教学对象的不同,集中优势教学资源、汇聚精干力量,选定任课教员。并安排年轻教员试讲,全体教学组对年轻教员的试讲提意见、挑“毛病”,确保教学水平。在课程教学过程中,要善于找准理论与实际的结合点,理论课上以案例分析为主线讲解内容;实习课上以理论回顾为主线体验实践,并适时调整实习课的教学内容及其与理论课的衔接过程,确保教学工作的正确性和科学性。 1.2全面学习,强化自身 自身素质的提高应引起全体教员的高度重视。要求年轻教员,尤其是以前未接触过航空航天医学知识的非现役教员、带教实习课的研究生,进教研室当年不参加大课和小课教学,只作为辅讲教员随堂跟听每一位教员的授课。同时要求不仅学习本专业相关的专业知识,还要系统学习航空航天医学专业的各门课程。对于有教学经验的教员,在平时的授课中要充分准备,并在教案中体现教员本人对本次教学内容最新进展的掌握情况,在提高教员专业水平的同时,确保提高教学质量。 2努力提高“师资储备”能力,确保丰富教学形式 基于专业课教学“练为战、学为用”的特点,教学方向问题尤为突出。教员必须始终把好转变部队战斗力生成模式,提高学员任职能力的方向。然而由于编制体制调整,教研室教员数量太少,同时部分同志出国留学、不在岗,造成主讲教员人数偏少,且有职称断层现象。只有提高师资力量的储备能力,才能圆满完成教学任务。 2.1处理好“内”与“外”的关系 各教研室每学年开学前,会根据教学对象和教学内容,外请本学科专家前来做专题讲座。如教学对象为本科学员,对航卫保障工作一片空白,则外请专家多为常年工作于航空兵部队的航空军医、卫生队长和场战医院院长等。如教学对象为进修生,他们大多来自一线航卫保障岗位,则外请专家多为专业研究人员或空军医学研究所的同行专家。这一举措弥补了“内”部人员不足的矛盾。 2.2处理好“专”与“兼”的关系 军事航空医学需要研究高性能战斗机飞行人员的卫勤保障问题。近年来,教研室从实际出发,与对口航空兵部队在自愿的基础上建立院校教育和部队训练相结合的协作关系。选取工作正规、制度健全、业务建设较好、卫生工作基础好、卫生人员素质较高的航空兵部队具有相应的航卫保障专业知识和组织指挥能力的卫勤领导和能够担负教学任务的航空卫生保障工作的相关人员担任教研室的兼职教员,按照教学计划,完成一定学时的教学任务。由于他们有较丰富的航卫工作经验和一定的组织能力,并具有相应的学历和资历,对他们的课堂教学效果,学员们反映良好。通过“专”业教员与“兼”职教员相结合,使课堂教学异彩纷呈。 2.3处理好“教”与“研”的关系 在教学布局上,教研室着眼于提高学员的综合素质和能力,精心设计教学板块和专题,在教学中注重将创新理论、本专业研究进展与教学工作有机结合,增强学员分析解决问题的本领。在完成教学计划的前提下,按照研究生工作安排和科研进展,有目的地选择对本课程感兴趣又学有余力的学员组成课外科研小组,由教研室内学校评定的本科生早期接触科研导师指导,进行文献查阅、撰写综述和课外科研实验等活动;参加研究生开题报告、中期汇报和论文答辩,扩大教学内容。由于“教”学与科“研”工作的有机结合,不仅丰富了教学内容,而且可利用学员的新颖思路和创新思维推动本学科学术研究工作的开展。 3努力创造“良好氛围”能力,确保促进教学工作 3.1发挥工作动员优势 航空航天医学系在每学年的教学正式开始前都会组织开课动员,提高教员的教学热情和学员的学习热情。教研室也会因时因地进行教学动员,组织集体备课、集体讨论。并通过先进教学个人、优秀教案等评比,激励教员人人争先进,个个当标兵。 3.2运用先进教研室成功经验 学习先进典型,是激励教员的强大动力。教研室通过定期组织教员跟听其他先进教研室优秀教员的课堂听课,学习他们的授课方式和特点,并在教研室内部建立必要的会议制度,进行学习体会交流,进一步制定符合本门课程教学的工作计划和方案,使教研室自身的课程教学有所突破,保证课程质量稳步上升。 4努力提高“教学保障”能力,确保教学任务的需求 教学任务的圆满完成,要求各级教学相关部门树立“以学员为本”理念,建设高效的保障机制,全面保障任务需求。对于教研室和教学组而言应该从以下做起。 4.1确立理论与实践相统一的思想 多年来,我教研室积累了大量航空兵场站航卫保障工作的录像片,为学员理论知识联系工作实际提供了不可多得的视频教材。使学员掌握航空航天医学各相关学科的知识结构,并能应用于实际工作。通过理论学习与视频教学相结合,提高学员的知识运用能力,并可满足航空兵部队第一任职的需要。 4.2探索从工作实际出发的途径 航空航天医学专业课是在学员即将进行实习,来年步入工作岗位的时机开展的,其学习目的是为了将来在航卫保障中能够发挥作用。因此,教学工作应该从适应航卫保障工作的角度去完善。实习课为学员提供动手操作、贴近实际工作的机会,教研室教员渊博的专业知识、熟练的操作技术,会使学员们受到极大鼓舞。外请专家、兼职教员丰富的工作经验和对航卫工作的敬业精神,使学员受到了潜移默化的教育,从而提高了学员对基层航空卫生保障工作的热情。 4.3注意提高统筹协调的能力 在教学准备中,尽量协调争取学校和系里的投资和申请专项经费支持,同时,教研室拿出部分经费,不断补充新近出版的专业书刊,丰富专业资料。增添新设备、改善实验室的硬件条件,为航空航天营养与食品卫生课程建设提供专业实验室;不断补充多媒体教学、网络教学等现代化教学手段所需的硬件设备,为学员创造更好的学习条件;请领部分装备部队的最新航卫保障装备,为学员提供尽早接触、提前适应部队航卫保障工作的机会。从而提高学员的学习效率。总之,经过各级领导和全体教员的共同努力,航空航天医学专业课教学改革取得了一定的效果,通过专业课学习使其对飞行员、航天员卫勤保障有了深刻的体会,为做好未来的航空卫生保障工作打下了坚实的基础。在今后的教学中,应该进一步扩大协作,提高教学质量,丰富教学内容,努力为培养合格的航空航天医学人才做一些具体的、实际的工作。 作者:王文岚1常耀明1李金声1袁鹏2工作单位:1第四军医大学航空航天医学系航空航天卫生与卫勤教研室2第四军医大学研究生院 航空航天论文:力学在航空航天领域的发展前景 摘 要:作为航空航天领域三大基础学科之一,力学对航空航天事业的发展起着至关重要的作用。目前,世界各国的航空航天技术发展日新月异,越来越多的复杂结构层出不穷,给力学在航空航天领域的发展提出新挑战:如何方便地求解越来越复杂的力学问题;如何将理论化程度高的力学转化为工程适用的形式;随着诸如先进复合材料等非均质材料的广泛应用,力学的发展怎样服务非均质材料工程问题;还有,在复杂的多物理场环境下,如何求出最优解等。力学研究的细化能使其更好地服务于航空航天领域的特殊环境,本文将结合最近学术界研究前沿,对航空航天领域的力学特点进行剖析,并指出其未来的发展方向。 关键词:计算力学;多物理场耦合;先进复合材料;有限元技术(FEM) 1 力学在航空航天领域的支柱地位 作为与材料科学、能源科学并肩的航空航天领域三大基础学科之一,力学在航空航天领域拥有无可辩驳的支柱地位。航空航天技术的发展与力学学科的发展有着举足轻重的关系。同样,力学学科的发展也推动了航空航天技术的发展。从航空航天的历史开端,力学便扮演着开天辟地的角色:莱特兄弟发明飞机前的时代,人类的航空器长期停留在热气球与飞艇的水平,人们普遍认为任何总密度比空气重的航空器是无法上天的;而随着流体力学的发展,越来越多总密度大于空气的航空器被发明出来进行试验,而莱特兄弟的飞机即为第一个成功的尝试,莱特兄弟的L洞也成为一个经典(图1)。从此,航空器的发展步入了快车道,各种结构的飞机翱翔于蓝天,从不到一吨的轻型飞机到上百吨的运输机,直至今天我们对于飞机已经习以为常。 时至今日,航空航天的总体设计已由庞大的力学各分支支撑起来,从最基本的方面分类,可包括:飞行器整体气动外形归属于空气动力学;整体支承结构归属于结构力学以及材料力学;复合材料归属于复合材料力学;材料疲劳性能归属于疲劳分析;结构动力特性归属于振动力学;缺陷结构分析归属于损伤力学以及断裂力学。而对于具体的问题细分,则还有如:针对超高速飞行器的高超空气动力学;针对紊流等大气不稳定情况的非定常空气动力学;针对流固耦合问题的气动弹性力学;以及针对非金属材料的粘弹性力学等。此外,还有众多与力学相关的技术被发展起来,如有限元技术(FEM)等。 展望未来,力学发展的源动力在于航空航天综合多学科的交叉与技术。被誉为“工业之花”的航空航天工业,其研发生产涵盖了目前已知的所有工科门类,如此多的学科交叉下,力学的发展势必会与其他学科进行技术交流,这会带来问题的进一步复杂化,同时也丰富了力学的研究内容。 2 航空航天领域力学发展新挑战 航空航天的发展,给力学带来了新的挑战。结构的日趋复杂,给力学计算带来困难;繁琐的理论公式,需根据工程需要进行必须的简化;新材料的应用在航空航天领域最为敏感,在为飞行器降低结构重量的同时,也带来诸多的不利因素如耐热性能差、环境敏感度高等;而在某些关键部件的多物理场耦合问题也将成为重要的研究方向。 2.1 程序化 航空航天器和大型空间柔性结构的分析规模往往高达数万个结点、近十万个自由度的计算量级,这些问题包括但不限于:飞行器的高速碰撞间题,如飞机的鸟撞, 坠撞,包容发动机的叶片与机匣设计,装甲的设计与分析,载人飞船在着陆或溅落时的撞击等。为了解决这种计算量庞大的问题,上世纪50年代初,力学便发展出一门崭新的分支学科――计算力学。伴随着电子计算机以及有限元技术的发展,计算力学取得辉煌的成绩,这也说明了其本身发展潜力巨大。 力学分析技术的发展,特别是对于各种非线性问题(几何非线性、材料非线性、接触问题等)分析能力,是长期存在的。然而在很长一段时间内,受到计算机能力的制约,以及模型建立本身的局限性,力学分析求解停留在解析方法和小规模数值算法中。这对于工程人员的设计工作是一个极大的限制,对于航空航天领域而言则尤甚如此。计算力学的发展,带来的效益是巨大的。首先其可以用计算机数值模拟一些常规的验证性试验和小部分研究型试验,这可以节省很大一笔试验费用。其次,其可以求解某些逆问题,逆问题的理论解往往无法通过非数值的手段得到。最后,从工程管理角度考虑,数值模拟方法大大节省了产品研发的周期,由此单位时间内产生了更多的经济收益。有限无技术分析机翼见图2。 上述计算力学给工程设计方面带来的种种好处,都基于一个很重要的前提。那就是力学问题程序化。如何将力学问题转化为一个计算机可以求解的程序,一直是计算力学研究的重点,比如有限元技术就是其中一个典型代表。目前,有限元技术已经涵盖了大部分力学问题,包括:静力学求解,动力学求解,各种非线性问题,以及多物理场耦合等。但值得注意的是,除了静力学以及相对简单的问题外,其余问题所用的算法目前精度仍然有限,相较于工程运用而言仍存在诸多壁垒。对于这些问题算法的更新,是力学问题程序化必须面对的挑战,仍需研究人员不断探索。 2.2 工程化 力学工程化依然是基于计算力学而讨论的。所不同的是,程序化是针对一项力学问题能不能解决,工程化关注的问题是如何使得力学问题的解决过程更符合工程需求。 21世纪的航空航天,已经越来越趋向于商业化,美国已有数家私有航天企业成立,我国的航天科技集团也在进行着一些商业卫星发射。而商业化的工程问题,所追求的目标永远是效益。因此,力学工程化发展也应基于这一要求。航空航天工程的研发工作,一直给人周期长的印象,动辄10年以上的研究周期,对于目前商业化的运营是不适用的。如何快速的给出解决方案,是今后力学工程化的重要考量。随着软件技术的发展,越来越多的数值计算可以通过可视化、图表化等快捷的交互式设计方法呈现出结果,这可以直观地给予工程师设计反馈,从而达到加快设计进程的目的。同时,直观的结果反馈,也能避免数据分析过程出现人为失误,起到规避风险的作用。 2.3 非均质化 新材料往往首先出现在航空航天领域,其中典型代表便是先进复合材料。先进复合材料具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐疲劳、阻尼减震性好、破损安全性好以及性能可设计等优点。由于上述优点,先进复合材料继铝、钢、钛之后,迅速发展成四大结构材料之一,其用量成为航空航天结构的先进性标志之一。 复合材料的运用给力学提出了新要求,相比于传统各向同性的金属材料,其各向异性的力学特性使得非均质力学应运而生,代表便是复合材料力学的诞生。非均质化力学需要将材料的承力主方向设计为结构中的主承力方向,而非主承力方向则需要保证一定强度,不至于破坏,这是其主要的设计特点。相比各向同性材料,其理论模型更为复杂,相应的数值求解方法也没有那么完善。同时,实际中复合材料的性能分散性和环境依赖性相当复杂, 设计准则和结构设计值的确定还很保守,导致最终设计结果并没有理论中那么完美,很大程度上制约了工程领域大规模使用复合材料。对于国内而言,复合材料研究工作相比国外则更为落后,无论是设计经验还是试验数据积累都有不小差距。 建立完备的非均质化力学模型,积累足够的原始参数,大胆尝试提高复合材料的设计水平以及用量是今后力学非均质化的主要任务,需要研究人员付出更多的努力。 2.4 多物理场耦合 2.4.1 电磁与力学耦合 新时代下的航空航天材料,已不仅仅局限于提供简单的支承作用,功能化是航空航天器新材料发展的重点和热点,其最终目的是为了未来航空航天器发展智能化目标。 目前,越来越多的具有电-力耦合功能的新型材料正成为航空航天器结构材料的选择。因为在对飞行器的自我检测技术方面,具有电-力耦合功能的材料的受力状态与电磁性能存在特定的函数关系,由此系统能通过检测电磁性能达到检测受力状态的效果,这大大方便了对飞行器的健康监测,也有效保证了飞行器的安全。这其中耦合函数的准确性便成为关键,电-力耦合的发展能促进这些技术的健全,具有十分积极意义。 2.4.2 温度与力学耦合 温度场与力场的耦合主要体现在发动机上,对于发动机内部涵道的设计最优化一直是热力学着力解决的问题。 目前大部分飞机均采用喷气式发动机,包括:涡喷发动机、涡扇发动机以及涡桨发动机。上世纪40年代末,涡喷发动机出现,飞机飞行速度第一次能超过音速,带来了一场飞机发动机的技术革命。由此,包括进气道以及发动机涵道的设计成为发动机研发的一个关键点,早期的涡喷发动机,由于涵道上的设计缺陷,导致燃料燃烧产生热能转化为推进力的转化比很低,同时伴随着燃烧不充分,因此发动机耗油量很高且推力较小。经过几十年的发展,目前无论军用还是民用飞机发动机,大部分均采用涡扇发动机,通过优化得到的涵道形状最大化了单位燃油所提供的推力。图3为民用客机发动机涵道。 我国的飞机发动机工业水平距离世界领先水平仍有较大距离,特别是在大涵道比的商用发动机研发上。发展热力学,对热-力耦合问题进行更深入的研究,是发展我国飞机发动机事业的奠基石。 2.4.3 流固耦合 流固耦合是飞行器研制最基本的问题之一。几十年的发展历程中,基于流固耦合研究的飞机外形设计取得了诸多进展,包括整体机身外形的优化,翼梢小翼的出现等。随着飞机飞行速度的不断提高,特别是军用飞机机动性的要求,出现了许许多多新的流固耦合问题。比如针对飞机在大攻角飞行时(一般出现在军机上),传统小攻角气动表示法、稳定理论等均不再适用。因此,解决大攻角非定常问题,需要从飞行器运动以及流动方程同时出发,建立多自由度分析和数值模拟模型。这是典型的流固耦合问题。 同时,以往旧的流固耦合理论,在先进复合材料大量运用的今天,显然已经不再使用。对旧有理论进行必要的修正,也将成为流固耦合问题亟需完成的工作。 3 结语 当前,国家大力发展航空航天事业,作为高精尖产业,其所运用的理论与技术绝不能落后。力学作为一门古老而又应用广泛的学科,其对航空航天事业的发展起着举足轻重的作用。为符合未来航空航天领域发展,航空航天领域的力学应着力向着程序化、工程化、非均质化、以及多物理场耦合化综合发展。 航空航天论文:现代激光技术在机械加工及航空航天领域中的应用 现代科学技术的快速发展为各行业领域注入新鲜的活力,以现代激光技术为例,其涉及的行业领域极多如轻工业、汽车行业、机械加工、电子行业以及航空等方面。本文主要围绕航空航天领域、机械加工行业,对现代激光技术的具体运用进行探析。航空航天;机械加工;激光技术;运用 前言 激光技术作为科学技术发展的重要产物,对带动相关行业领域的发展具有不可替代的作用。但较多领域如航空航天、机械加工在应用激光技术中,并未取得良好的效果,究其原因在于未使激光技术中较多技术手段的优势发挥出来,这就要求实际运用正确认识激光技术的本质并结合具体行业要求进行技术手段选择。因此,本文对航空航天领域、机械加工行业中现代激光技术的运用研究,具有十分重要的意义。 机械加工行业中激光技术的运用分析 a打标与切割技术的运用 机械加工行业中,一般对设备产品进行特殊符号、标记的设计都要求利用到激光打标技术。该技术应用极为广泛,如机械加工行业中的仪表、仪器、量具、汽车工业以及电子工业等,都涉及到打标工作。一般打标技术涉及到的对象多集中在印刷电路板、合成材料、橡胶、陶瓷、塑料、铝合金以及不锈钢等方面。另外,机械加工过程中往往也涉及较多材料处理工作,此时便要求引入切割技术,其主要通过聚焦镜的应用融化材料,并在激光束作用下将熔化材料吹走,这样便有相应的切缝形成。现代机械加工领域中,都将激光切割技术作为高新加工方式,能够使传统切割过程中变形过大、缝隙过大以及操作时间较长等问题得到解决。 b焊接与淬火技术的运用 关于激光焊接技术,其实质为将设备构件至于激光下,使构件能够连接为一体。将该技术引入机械加工领域中,其优势主要表现在对多种类型金属都可进行焊接,的 且焊接后不会出现凹陷或其他变形现象,整个焊缝在外表上极为美观。目前机械加工领域中焊接技术的运用主要表现在两方面,即:①焊接金刚石锯片,可直接利用该技术实现;②对壳体类零件、汽车板以及钢板等,可利用激光焊接技术。该技术的运用对于解决传统机械加工中焊接质量不高、焊接表面美观性差等问题可起到明显的作用。另外,在淬火技术运用方面,其主要对工件表面利用高能激光进行扫描,这样整个工件面温度上升极快,且可瞬间自冷。所以其优势集中表现为:①相比一般淬火硬度,激光淬火方式下的制品将超出其15%左右;②加工时间较短,且可直接利用计算机对整个操作进行控制,具有一定的自动化加工特点,生产效率极高;③技术应用下不会产生较多的污染,且不必引入冷却介质便可快速完成低温淬火。 c熔覆技术与打孔技术的运用 对于机械加工领域中的再制造工程,常涉及到旧设备修复工作,而设备修复的主要技术便以激光熔覆为主。实际应用过程中,可直接对旧设备二次加工,提升设备的使用性能,能够满足现代企业发展中资源节约的要求。另外,机械加工领域中的激光技术,也表现在打孔技术方面。一般对于较软材料、金属材料或非金属材料等,往往需进行不同类型孔的加工,该过程中便可引入打孔技术。从打孔技术应用的优势看,主要表现在打孔精密度较高,能够准确定位中心孔,且能够自由控制打孔深度,不会产生较大的变形问题。 航空航天领域中激光技术的运用分析 a航空航天工业中激光焊接的应用 一般该工业较多零部件的焊接多引入铆接方式,其应用下尽管能够熔铝合金材料,但由于热处理效果较差,极易导致晶间裂纹的产生。而将激光焊接方式引入,这些问题可直接得到解决,且整个机身制造过程都得以简化。相关实践研究发现,利用激光焊接取代铆接工艺,其可使机身自重降低许多,这样相应的制造成本也会节约,可见激光焊接的作用极为明显。此外,该工业领域中,对于零件冷却孔打孔工作,要求引入激光打孔方式,其成本较低且打孔效果较高。 b航空航天工业中激光切割的应用 传统用于该工业中的切割手段很难保证外壳材料得到有效处理,原因在于外壳材料多具有硬度高、强度高等特点。而在激光切割技术运用下,许多如发动机机匣、主旋翼、尾翼壁板以及蒙皮等自带处理中都可起到良好的效果。 c航空航天工业中表面与成形技术的应用 由于航空发动机较多构件在价格上较为昂亏,若不断更换将会耗费极多的成本,因此可引入激光表面技术,对受损的构件进行修复,如发动机叶片受损后,便可采取表面技术中的三维修复措施,可保证修复后的构件整体性能不受到影响。由此可见,航空工业中的构件制造与修复很大程度需依托表面技术、成形技术来实现。 结论 现代激光技术的运用为航空工业以及机械加工工业提供坚实的技术保障。实际应用中,应结合具体的行业领域要求,合理选择相应的技术手段,如机械加工领域中的焊接、打标打孔以及切割等,以及航空工业中焊接、切割、成形与表面技术等,确保激光技术作用得到充分发挥,才能推动相关行业领域的快速发展。 航空航天论文: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。 航空航天论文:普及航空航天知识的必要性 摘 要 要想富先修路,是近代我国流行普及程度最高的一句俗语,意思是如果想要发展本地的经济,就必须要先发展本地的交通事业。在现代交通事业中,航空事业是一个重要的组成部分,因此如果一个地区想要提高经济发展水平,那么首先应该建设并发展本地区的航空事业,而想要发展航空事业的前提就是人民对航空航天知识的认识和了解,即向人民普及航空航天知识,帮助他们认识到在经济发展过程中航空航天事业的重要性,从而使其意识到普及航空航天知识的必要性。 关键词 航空航天 知识普及 必要性 我国是世界四大文明古国之一,尽管航空航天科技属于现代化科技的研究成果,但是早在2000多年以前,我国和航空航天科技就已经结下了不解之缘,无论是历代史册还是民间传奇话本小说中都有着许多于飞行有关的神话传说,比如我国最著名的“嫦娥奔月”这一神话小说,此外还有鲁班制作木鸟等的飞天尝试,这些丰富的想象和勇敢的尝试对于现代航空航天技术的萌芽有着非常重要的推动作用。 1航空航天的概念和发展历程 1.1航空航天的概念 二十世纪以来,人们在对自然进行认识和改造的过程中,所以取得的最大的成果就是航空与航天,航空航天科学技术的发展对我们的生活产生了非常重要的影响,标志着人类文明发展到一个新的高度。 生活中人民一提到“航空航天”,首先想到的就是火箭、载人宇宙飞船等的发射,但是这种认识实际上是错误的,事实上,航空航天也并非是一个单词,而是一组词语,航空和航天分别有着自己的概念:所谓航空指的是地球的大气层范围之内,飞行器所进行的航行活动。而航天则是指飞行器在冲出大气层之后的宇宙空间所进行的航行活动。 1.2航空航天的发展历程 一直以来,人类都没有停止过对宇宙的探索和对飞翔的追求。在二十世纪以前,由于受到较低的科技和生产力水平的限制,人民对于宇宙的探索和对飞翔的追求都只能通过想象来进行,尽管有很多先驱者做了一些努力和尝试,例如我国西汉时期的滑翔尝试等,但是都收效甚微。直到18世纪热气球的成功升空,人们终于拉开了实现飞翔梦想的序幕。而人类在天空翱翔这一梦想的真正实现实在二十世纪初期,第一架可操纵的飞机被发明出来,并且成功飞行。此后,许多专家人士坚持不懈的努力研究飞行科技,大大促进了航空科学技术的发展,增强了人类探索和征服宇宙的信心。二十世纪中期,第一个人造地球卫星的成功发射是航空航天科技发展的重要里程碑,人们开始正式对宇宙进行探索。 在二十世纪,航空航天进入了科技和事业双发展的“高潮期”。在这一时期,人类的科技发展水平有了质的突破,社会生产力水平也大大提高,这都大大促进了航空航天研究成果的出现。尽管目前人类所进行的航空航天活动仍然处于初级阶段,但是其所起到的作用和产生的影响已经覆盖了人类生活的方方面面,所以非常有必要进行航空航天知识的普及。 2普及航空航天知识的必要性 在现代世界追求和平的浪潮下,航空航天活动在进行的过程中一直都是以和平、为全人类造福为主要目标的。尽管现在的航空航天活动的初始目的都是为国家军事进行服务,但是其所造成的影响范围并非局限于军事领域,它对社会生活和国民经济的发展也产生了非常重大的影响。 2.1对人们探索、热爱科学精神的鼓励 航空航天技术是人们对于宇宙这一未知世界进行探索所取得的重要成就,具有着鼓舞人心的作用;此外,航空航天技术融合了当前世界各种高新技术,是对人类科技水平进步以及科技人勇往直前、不畏风险精神的完美展示。所以,大力普及航空航天知识可以让人们近距离接触到当前世界高新技术的研究成果和科技人的精神,有助于提高国民素质和探索、创新精神。 2.2对青少年有着特殊的教育意义 向广大青少年进行航空航天技术的普及,能够极大地吸引青少年对于航空航天科学技术知识以及对自然和宇宙进行探索和改造的热情,提高他们对科学和自然学科的学习兴趣。但是对青少年进行航空航天知识的普及并不代表要求青少年要将学习和工作方向定位为航空航天科技工作。其更深层次的意义是帮助青少年学会从微观到宏观的角度观察和认识世界,了解到世界的广大和宇宙的浩渺,从而帮助他们树立正确的世界观、人生观和价值观,因此普及航空航天知识对于青少年来说,有着非常重要的意义和必要性。 2.3有着相当的经济价值 航空航天技术与其他科学技术相互结合开创出大量的新型技术途径,而这些技术途径的使用为国民经济的发展带来了巨大的经济效益。其中最为典型的就是卫星通信技术,它以其高度的灵活性和可靠性、高质量和高容量以及超远距离等优点成为现代人们进行信息通讯的首选。除此之外,还有地球资源卫星的运用,大大降低了人们进行地球资源的普查的时候所消耗的成本,而且避免了各种意外的发生,大大保障了人身安全。 3结语 尽管目前我国在航空航天技术和事业方面取得了相当瞩目的成果,但是与西方的发达国家相比,我国的航空航天科技水平仍然处于相对劣势的地位,因此我国需要大量新鲜的航空航天技术专业人才和创新型人才的加入,但是当前我国民众对于航空航天知识的了解远远不够,尤其是青少年对于航空航天技术的热情和兴趣非常的低,因此,非常有必要进行普及航天航空知识活动,从而提高我国人民尤其是青少年对于航空航天技术的兴趣和热情,为我国航空航天技术的发展培育一批有生力量。 航空航天论文:增材制造及其航空航天领域的发展现状 摘 要:本文阐述了增材制造的基本概念和不同种类增材制造技术的原理、特点,并对不同种类增材制造技术在航空航天和军事领域的国内外发展状况进行了介绍,归纳总结了当前该技术所存在的问题与不足,最后对增材制造的发展应用前景进行了展望。 关键词:增材制造;航空航天领域;发展现状 1 金属增材制造的种类和原理 金属增材制造(Additive Manufacturing,简称AM)技术区别于传统的铸、锻、焊等热加工“等材成形”技术及车、铣、磨等冷加工“减材成形”技术的一种全新的制造方法,是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,相对于传统的材料去除-切削加工技术,是一种自下而上的制造方法[2]。它是融合了计算机软件、材料、机械、控制等多学科知识的系统性、综合性的技术。增材制造按照不同的加工方法可分为激光增材制造、电子束增材制造、电弧增材制造等,有的加工方法仍可细化成两种或多种不同的具体方式。下面将对各种不同增材制造方法的原理和特点进行阐述,并对各自的国内外研究现状进行介绍。 2 激光增材制造 激光增材制造分为激光选区熔化技术和激光直接沉积技术,激光选区熔化成形技术原理:它是以激光作为热源,一层一层熔化金属粉末,直接制造出近形的金属零件。 激光快速成形技术打破了传统材料去除或变形加工成形方法的限制,利用“离散+堆积”的材成形思想,通过同步送粉(送丝)或激光熔覆数字化成形一步实现工件的精确成形;属近净成形制造技术。激光直接沉积技术是在快速原型技术和激光熔覆技术的基础上发展起来的一种先进制造技术。该技术是基于离散/堆积原理,通过对零件的三维CAD模型进行分层处理,获得各层截面的二维轮廓信息并生成加工路径,在惰性气体保护环境中,以高能量密度的激光作为热源,按照预定的加工路径,将同步送进的粉末或丝材逐层熔化堆积,从而实现金属零件的直接制造与修复。 约翰霍普金斯大学、宾州大学和MTS 公司开发出一项大功率CO2激光 “钛合金的柔性制造”技术,并成立AeroMet公司。该公司的目标就是实现具有高性能、大体积钛合金零件的制造,尤其是大型整体加强筋结构钛合金零件的快速成形。公司的主要研究方向为军事领域的航空航天用钛合金部件的激光增材制造。该公司制造的钛合金零部件已实现装机使用。已使用零件分别为F-22战斗机的某接头、F-18战斗机的翼跟加强板的连接吊环和起落架连接杆。其中,F-22的接头件能够达到要求疲劳寿命的两倍以上,翼根加强筋达到要求疲劳寿命的四倍以上,起落架连杆疲劳寿命超过原件的30%。 美国Sandia国家实验室的Griffith研究组提出以激光熔覆沉积成形为基础的激光净成形(Laser Engineered Net Shaping)技术,并将此技术用于修复涡轮发动机的零部件。研究的材料种类包括不锈钢、钛合金、高温合金等,成型件的强度和塑性均比锻造件得到显著地提高。研究小组还通过对控制软件的研究和改进,将加工精度提升了一个等级。其水平方向加工精度达到0.05mm,垂直方向加工精度达到0.4mm,加工后零件的表面光洁度达到6.25μm。但是成型精度的提高会影响到成形效率。特别值得一提的是,研究组通过改变金属粉末的成分,实现了材料成分在一个零件上的梯度变化,从而使得零件的不同部位具有了不同的力学性能,这就为零件的设计优化提供了一种新的方法。 国内的增材制造相关研究虽然起步较晚,但是一些相关的大学和研究机构已有异军突起之势,在某些方面甚至达到国内外领先的地步。西北工业大学的黄卫东教授的团队在快速原型制造技术的基础上提出了激光增材制造技术的研究思路,进行了相关的研究探索。并成功运用激光立体成形技术制造出了大型飞机的钛合金翼梁缘条和飞机发动机的高温合金空心叶片,综合力学性能优于同等条件下的锻件。北京航空航天大学的王华明教授采用激光增材技术制造出大尺寸金属零件,并应用于新型飞机的研制过程中,不但提高了飞机的结构强度,而且大大缩短了飞机的研制周期,并于2012年获得国家科学技术进步一等奖。 但是激光增材制造也存在一些问题[3]。比如:球化现象、裂纹敏感性、残余应力等,而且设备较昂贵、能量利用率低、低熔点金属材料的受热变形、速度与精度之间的矛盾等问题也尤为突出。尤其对铝合金而言,由于液态铝的光反射率很高,激光照射在液体表面大部分反射掉,导致其能量损失严重;而且铝合金熔点较低,激光的能量密度很高,对大型薄壁零件或者壳体增材时,翘曲变形较严重。 3 电子束增材制造 电子束增材制造分为熔丝沉积成形和电子束选区熔化成形,电子束熔丝沉积技术又称为电子束自由成形制造技术(Electron Beam Freeform Fabrication,EBF)。在真空环境中,电子束轰击金属表面形成熔池,金属丝材通过送丝装置送入熔池并熔化,同时熔池按照预先规划的路径运动,熔池金属逐层凝固堆叠,达到致密的冶金结合,从而制造出金属毛坯件,最后进行表面精加工和热处理。特点:沉积效率高、真空环境有利于零件的保护、内部质量好、可实现多功能加工。电子束选区熔化成形技术[4](Electron beam selective melting, EBSM)的工艺原理。先在铺粉平面上铺展一层粉末并压实;然后,电子束在计算机的控制下按照断面轮廓的信息进行有选择的熔化,层层堆积,直至整个零件全部熔化完成;最后,去除多余的粉末得到所需的三维零件。特点:成形精度高,成形件表面质量较好,光洁度较好,可用于近成型增材制造。 Calcam公司[5]采用电子束熔丝沉积增材制造技术,通过对工艺参数和控制系统的把控,制造出了综合力学性能优于锻件的TC4钛合金叶轮部件,并成功应用于某型飞机上。 2001年瑞典的Arcam公司成立以来,以电子束增材制造技术在粉末近净成形精度、效率、成本和力学性能等方面具有的优势,针对它的研究很快成为了国外科学前沿的研究热点。德国纽伦堡大学、英国华威大学、美国北卡罗莱纳大学以及美国波音公司、Synergeering集团、德国FAruth公司、瑞典VOLVO公司等都陆续开展了相关的研究。美国Sciaky公司联合Lockheed Martin、Boeing公司等也在同时期合作开展了研究,成形钛合金时,最大成形速度可达18kg/h,力学性能满足适航要求。意大利AVIO公司[8]采用其自行制造设备开发出航空发动机复杂TiAl基合金构件,并成功应用在新一代航空发动机上。 2006年北京航空制造工程研究所开始对电子束熔丝沉积成形技术进行深入研究。设计并制造了国内首台电子束熔丝沉积成形设备,对TC4、TC18、TA15、等钛合金以及A100超高强度钢的力学性能进行了系统的研究。研制了大量钛合金零件和试验件。2012年,采用电子束熔丝成形制造的钛合金零件在国内飞机结构上率先实现了装机应用。 目前电子束增材制造仍面临着一系列技术问题,吹粉、球化现象、变形及残余应力控制、表面粗糙度等。而且,电子束增材设备十分昂贵,设备维护成本较高。因为电子束加工需要真空保护,所以其制造周期较长。对轻合金薄壁件的增材制造而言,同样存在着变形严重的难题。 4 其他增材制造方法 4.1 电弧增材制造 电弧增材制造又叫做形状金属沉积(shaped metal deposition SMD)技术。它采用的是钨级气体保护焊技术和高密度丝材。工件在保护气环境下被层层叠加制造,同时焊接机器人直接由电脑CAD模型控制。通常情况下,精度和表面质量都不如激光或电子束增材制造。但是,它可以制造大到1m3的工件并且沉积速率可以达到1kg/h。因此,高速的电弧增材制造大型高密度部件的能力在这方面使得它比其他方法具有巨大优势。 英国谢菲尔德大学的贝恩等人用六轴联动的机器人在两轴的平台上对铜丝材进行电弧增材制造,获得了厚度为20mm的箱体坯件。组织性能接近同等条件下激光增材的性能。 天津大学的尹玉环等人使用TIG电弧作为热源对5356铝合金零件的增材成形进行了研究。研究结果表明:同一层成形时通过对道次间冷却时间的控制可以获得较好的增材成形效果,而对整个成形件而言不同层之间冷却时间的合理控制对获得良好的增材成形效果也起着至关重要的作用。还发现在后续焊接中采用不同的焊接速度虽然可以有效的控制热输入量,但是如果焊接速度的差异过大将导致增材成形过程的稳定性变差。 华中科技大学的王桂兰[7]等研究了电磁场对电弧熔积快速成形温度场及参与应力的影响,研究结果表明:添加磁场之后,成形件表面温度场各温度区域范围增大,熔积层表面热循环峰值温度升高,冷却速度降低,成形件表面的纵向和横向残余应力均减小。 电弧增材制造也存在一些不可回避的难题[8]:吹粉和球化现象严重造成成形稳定性差、成形材料种类的局限性、成型零件易发生开裂和变形综合力学性能较差、组织差异大和需要较多的后期精加工等。 4.2 超声增材制造 超声增材制造Ultrasonic additive manufacturing(UAM)作为一种固态金属成形加工方式,它是运用超声波焊接方法,通过周期性的机械操作,将多层金属带加工成三维形状,最后成形为精确的金属部件。下面是滚轴式超声焊接系统,它是由两个超声传感器和一个焊接触角组成,传感器的振动传递到磁盘型的焊接触角上,能够在金属带与基板之间进行周期性的超声固态焊接,进而触角的连续滚动将金属带焊在基板上。这种技术能够使铝合金、铜、不锈钢和钛合金达到高密度的冶金结合。若将它与切削加工做比较,UAM可以做出深缝、空穴、格架和蜂巢式内部结构,以及其他的传统的切削加工无法加工的复杂结构。 5 展望 增材制造技术经过二三十年的探索发展,目前正处于蒸蒸日上的时期,一方面期待在技术上有新的突破,提高增材制造在材料、精度和效率上的要求;另一方面是基于现有技术的新应用,拓宽增材制造的应用领域和范围。相信在不久的将来,一定能看到增材制造技术在航空航天领域的更大范围的应用。 航空航天论文:PBL教学在航空航天生物动力学教学中的应用 【摘 要】 PBL教学法以问题和学生为中心,注重发挥学生的主观能动性,激发学习兴趣。本文分析了在航空航天生物动力学课程中应用PBL教学的措施、优势与不足,提出了改进对策,以期提高教学质量。 【关键词】 航空航天;生物动力学;PBL教学;应用 航空航天生物动力学是研究生物体在航空航天动力环境中生理机能的变化规律及其防护措施的学科。它既属于特殊环境生理学的范畴,又属于生物力学范畴。本门学科的任务是研究在各种动力环境因素作用下,飞行活动过程中机体的生理效应、耐受限度以及采取的防护措施,以保证飞行安全,提高飞行员耐力,增加工作效能。[1]本门课程长期以来都是以基于讲授的传统教学模式来授课,授课过程理论性强,枯燥乏味,学生积极性不高,创新力和独立解决问题的能力低下,这些都迫切要求我们进行教学改革。 Barrows在20世纪60年代末提出PBL(problem based learning,PBL)教学方法,他指出要把学生置身于多重的而有意义的问题情境中,通过让学生合作解决问题,来获取隐含于问题背后的知识,从而培养学生积极学习、主动合作以及解决问题的能力。[2]由于此教学方法能真正体现以学生为主体的教育理念,近年来世界上很多著名医学院校均采用此方法进行教学,并取得了较好的效果。我国于1986年首次引进PBL教学模式,随着教育改革的推进,全国各医学院校纷纷开展了PBL教学实践。 航空航天生物动力学教研室自2014年开始尝试实施实习课的PBL教学实践,取得了一定的教学效果。下面以《救生装备的性能和使用方法》这节实习课来具体讲解传统教学与PBL教学的效果差异。 一、PBL教学应用于航空航天生物动力学课程的具体实施办法 《救生装备的性能和使用方法》这节实习课的实验目的是了解各类救生装备的性能和掌握救生装备的使用方法。以往的教学这节课分为三个学时,第一学时教师利用20分钟回顾航空救生相关知识并介绍救生装备种类,剩余时间以及第二学时详细介绍离机下降装备、求救联络用品、医疗卫生用品和生存辅助用品的性能和使用方法并实物示教,第三学时假设场景救生讨论并小结。实施PBL教学实践后,本节实习课学时数不变,具体授课方式为:(1)教师在课前提出问题:飞行员在弹射离机、空中降落和生存营救三个阶段中会遇到怎样的困难和危险以及相应的救生措施是什么。(2)空中降落后的生存营救又分为海上生存、寒区生存、沙漠生存和热带丛林生存,因此我们将每个班分成六个小组,每个组通过自学、查文献和资料以及请教教师的方式学习每部分内容,最后每组推选一名学员分别讲述飞行员在弹射离机、空中降落、海上生存、寒区生存、沙漠生存和热带丛林生存过程的救生措施以及要用到的救生装备。在讲授过程中其他同学随时可以提出问题并讨论。每个小组讲述半个学时,共三个学时。(3)最后,六名同学讲述完后,教师进行点评和归纳总结,并把同学们在讲述中遗漏的问题进行了补充。 二、PBL教学应用于航空航天生物动力学课程的效果评价 1、PBL教学的优势 首先,PBL教学能够调动学生的积极性,发挥学生的主观能动性,激发学生的学习兴趣,使学生由被动学习转为主动学习,学生要自行研究问题的意义所在以及解决问题的途径就要主动查阅大量文献和资料,请教教师和高年级学生,收集相关信息并进行整理分析,最终找到问题的答案;其次,PBL教学能够提高学生的创新能力、团队合作精神和语言表达能力,在没有教员的面对面的课堂指导下要解决一个问题需要大家分工合作、发挥各自所长并要集体讨论问题和对策,最后还要在课堂上进行清晰的讲解,这些都能培养学生的创新思维、沟通合作能力和表述能力。 2、PBL教学存在的问题和不足 首先,国内学生由于长期接受传统式教学,已习惯于教师课堂填鸭式教学,部分学生还不能很快接受PBL这种新颖式教学,片面地认为讲授是教师的事,自己只负责学习,所以积极性不高,团队合作能力差,课堂讲授效果不好;其次,PBL教学虽然是以学生为主导,教师看似只是坐在台下听课和讲评,实则PBL教学对于教师的要求很高。PBL教学中教师的角色发生了变化,从单纯的课堂教授者转变为学生学习活动的组织者、引导者、帮助者和协调者,[3]这就要求教师要有丰富的专业知识水平和足够的组织和指导技能,但部分教师尤其是年轻教师知识水平有限,组织和指导能力差,对于学生提到的本课程外的知识不了解,不能指出学生的不足,因此不能很好的指导和激励学生,从而达不到应有的教学效果,而知识面广又兼具良好组织和指导能力的教师非常少,所以开展PBL教学有很大困难。 三、讨论 1、传统授课方式与PBL教学法相结合 PBL教学法是国际上比较流行的一种教学方法,它的特点是“以问题为中心”和“以学生为中心”,能够激发学生的学习兴趣,取得很好的教学效果。欧美发达国家已实施五十多年,我国也引进三十余年,但是任何事物都有其两面性,PBL教学法也有其不完善之处,比如,同样多的教学内容,PBL教学法所要花费的时间和师资远多于传统教学法;由于它是基于单一或多个问题展开,学生最后获得的知识缺乏系统性和连贯性;学生需要花费大量的课后时间以获得较为丰富完善的研究成果;课程结束后分数的评定没有一个较为完善、客观的评价体系,[4]因此我们不能全盘照抄,而是应当循序渐进,并结合我国国情,将传统授课方式与PBL教学法相结合。例如,在航空航天生物动力学实习课中,我们可以挑选知识点少并且简单易懂适合自学的实习课《地面模拟失重的方法及对抗措施》来实施PBL教学;也可以将实习课《噪声的测量和分析》分成两部分:教师先传统教学,讲授基本理论知识:声级计的结构及工作原理以及利用声级计对噪声进行测量和分析的方法;再实施PBL教学,让学生结合大课和小课上半部分所学噪声的相关知识,讲述航空航天环境中噪声的防护措施,这样使学生从心理上更易接受,也会更大的激发学生的学习兴趣,从而达到更好的教学效果。 2、提升教师综合能力 Barrow对实施PBL教学法的教师应具备的能力素质做了如下描述:理想的指导者应当既是一个学科专家,又是一个指导专家。[4]师资建设是提高PBL教学质量的保障,因此我们要提升教师的综合能力,培养高素质人才。一方面,要求教师通过查阅文献资料、观看视频、参加各种培训班和讲座等自主学习的方式来提升自身专业知识修养和PBL教学水平;另一方面,学校应当为教师提供平台和机会来帮助教师提升教学水平,如举办PBL教学培训班或者将教师送往规范化的教学培训基地进行教学方法和带教技能培训;再者,学校也应采取一些激励措施来鼓励青年教师努力提升自身综合水平。[5]比如,对于PBL教学工作给予一定的补偿措施,优秀的PBL教学师资可优先通过年度考核、参加职称评审、入选精品教员和获得教学课题等。只有拥有了丰富全面的学科知识和优秀的组织指导能力,教师才能构建以问题为中心的讨论式、探究式课堂,从而引导学生围绕问题进行思考和学习,最大限度的激发学生的学习兴趣,保证PBL教学顺利进行。 【作者简介】 赵疆东(1985-)女,新疆额敏人,硕士,助理实验师.
工业科技论文:云服务科技资源工业设计论文 1工业设计科技资源共享平台概述 1.1工业设计科技资源共享平台的云服务功能 工业设计科技资源共享平台通过标准的虚拟化与基于面向服务架构,利用资源即服务(RAAS)和软件即服务(SAAS)的思想,采用可扩展语言(XML)技术,提出面向服务的资源描述标准,即将平台中共享的科技资源视作能够提供服务的单元,并按照定义服务的模式进行标准化描述,从而实现异构平台中的资源和服务,能够通过统一的标准接口进行访问和组合,只要遵守架构中提出的标准接口,其他科技服务平台均可实现与本系统的对接,并与本项目平台进行资源和服务整合。在此基础上提供资源搜索引擎,实现科技资源的垂直搜索和数据挖掘,结合科技资源呼叫中心,以达到快速、高效的跨系统、跨平台的资源和服务精准匹配,以此实现工业设计科技资源共享平台集成化、智能化的管理和运营,通过智能化的共享和协同,为工业设计供需双方提供可随时获取的、按需使用的、安全可靠的、优质廉价的云服务功能。 1.2现有工业设计科技资源共享平台存在的问题 ①现有的工业设计科技资源共享平台虽然也集成了大型仪器、科技文献及科技数据资源,并建立了呼叫中心,一定程度上满足了设计师的很多需求,但是其仍为多功能的独立系统,彼此之间无法实现智能化信息交流,也缺乏与其它系统间信息的输入输出机制。②目前国内大多数工业设计科技资源共享平台提供的远程租赁服务模式由于技术成熟度不够,虽然也能提供工业设计信息与软件解决方案,但是鉴于托管平台安全性技术、用户身份管理技术、企业内外数据集成技术、企业内外应用集成技术等多方面的问题,其实际应用中信息化程度仍然较低,导致无法进一步推广。③目前国内工业设计科技资源共享平台缺乏合理的商业运作模式。工业设计科技资源共享平台理想的运作模式是将工业设计相关的大型科学仪器与文献资源、技术评估与转移服务、工业设计共性技术支撑、科技检测服务等方面的相关资源集成,并通过互联网交付给终端用户,以流化收费的方式获得收益。而目前国内这类型共享平台大多数的做法还是依赖用户自身的软硬件基础,通过在线检索,租用服务等方式进行对外服务,这些没有从根本上改变传统的服务模式,因此提升企业的工业设计能力帮助不大。 2云服务平台及其体系架构 云服务平台采用面向服务的开放架构,利用Web服务和本体(Ontology)技术对科技服务的质量进行系统、标准的描述,包括通用描述(如服务提供商的信誉、服务所需的时间和服务价格等)和特有描述(如对仪器而言,包括其用途、性能参数和已使用年限等)。基于上述描述,设计相应的资源匹配算法,实现根据用户提出的服务质量需求,快速、高效的跨系统、跨平台的资源和服务匹配,并在此基础上实现基于服务质量的资源搜索引擎,从而实现科技资源的垂直搜索和数据挖掘,结合科技资源呼叫中心,为用户提供高效便捷的工业设计科技资源共享增值服务。 2.1云服务平台 针对工业设计行业所需的关键共性设计技术,将现代设计方法(模块化设计、智能设计等)融入数字化设计中,建立模块化的设计方法及资源信息库,形成一套贯穿与工业设计、中试和制造的一体化支撑系统。主要包括高精度、高效率大规模仿真计算方法与分析技术、CAD/CAE/CAPP/CAM/ERP一体化技术,KBE理论与方法,数字化、智能化管理和制造过程技术等。基于面向服务的架构的技术路线,通过标准化的数据和服务接口,实现异构系统和平台的数据共享和服务整合。该平台通过承接工业设计、中试项目、试验测试、技术引进、租赁委托等方式开展工业设计共性技术服务,建立“项目开发费+服务费+技术转让费+销售收入”的多元化盈利模式。 2.2云服务平台的体系架构 基于云服务的开放式工业设计创新技术服务集成平台,重点突破了科技服务垂直搜索与精准推送、大型仪器动态数据采集与监控、基于SNS的技术专家协同咨询、技术价格评估、技术技能在线交易等技术,用户通过SSO单点登录享受大型科学仪器与文献资源、技术评估与转移服务、工业设计共性技术中试开发、科技检测服务等所有子平台的服务,系统根据用户需求动态选择和匹配相应服务,并实现服务收入的按需分配,从而创造了一种清晰的商业运营和利润分成模式。引入C2B(需求者-技术方)等商业模式,提供仪器租赁、科技检测、软件与资源等团购服务,通过降低服务消费单价,提高用户使用度,增加平台收益;通过平台会员费、技术供需对接及成果转移佣金、服务资源租用费用、信息定制费、平台广告费等多元化创收模式,确保平台可实现可操作性强、可扩展性好、可持续发展性高的规模化运营。云服务平台包含大型科学仪器与文献资源、技术评估与转移服务、工业设计共性技术中试开发、科技检测服务等4个子平台。 2.2.1大型科学仪器与文献资源子平台 该子平台采用C2B模式,通过与工业设计产业企业建立紧密联系,充分收集聚合这些企业的科技基础条件资源需求,通过筛选分类后,将形成一定规模的相同需求,以团购方式寻求资源提供方,并积极与担保、保险公司加强合作,建立服务质量保证体系,形成公信力,构建“资源需求方———资源提供方———担保机构———平台管理方”共赢的商业运行模式,将有效解决需求分散、资源供需双方信息不畅的问题。 2.2.2技术评估与转移服务子平台 该平台基于SAAS这种软件即服务模式,提出技术转移应用服务模式的理念,并针对工业设计业的产业链结构,制定该行业的技术转移服务业务电子化标准,研究并开发支持技术供需者和中介的技术转移应用服务,构建一个具有强大功能的技术转移推广平台。用户可通过低廉的价格获得先进的技术数字内容制作、主题技术展示、技术精准推送、技术转移渠道拓展、技术专家协同咨询、技术科学评估、技术在线交易等强大的服务功能。同时,面向工业设计的技术评估指标体系包括技术价格、先进性、成熟度、转化可行性等评估指标等,为工业设计领域的技术价值量化提供科学和系统的评价依据。针对技术评估流程进行深入研究,开发支持流程化业务管理的在线评估管理系统,实现技术评估工作的科学化和信息化,有效地提高技术评估的规范化管理水平和工作效率。主要包括用户管理、项目信息管理、项目评估流程管理、在线评估等子系统。 2.2.3工业设计共性技术中试开发子平台 针对工业设计模块标准化与模块的划分方法,根据产品各零部件的不同功能,将零部件进行模块分类,综合考虑设计、工艺、制造和采购等多方面的需求,形成一套具有较宽应用范围内产品模块设计与制造方法。在此基础上,搭建模块化设计与制造系统,为零部件的模块化设计与制造提供技术支撑。 2.2.4科技检测服务子平台 该子平台利用现代信息技术,收集并规范科技检测领域的相关数据和信息,形成检测资源信息管理数据库,在此基础上构建“网上检测超市”,制定科技检测服务平台准入机制,制定检测机构加盟“超市”的规范性制度,进一步扩大科技检测超市加盟户数,聚集更多的优质检测资源;利用现代物流技术,完善“检测超市”物流配送体系,打通检测及关联服务中的物流、信息流和资金流;依照电子商务模式改进“检测超市”运行手段,建立检测超市信息管理系统,提升服务能力与水平。 3结语 鉴于目前现代制造服务业的发展趋势和目前国内工业设计科技资源共享平台存在的种种问题,本文提出通过集成工业设计有关的检测支援服务、仪器与文献共享服务以及技术转移服务,以资源及服务的理念,搭建的跨系统、跨平台的科技资源的云技术服务平台,从而促进传统产业结构升级,加速现代服务业的发展。 作者:高超 杨帆 李雷霆 单位:重庆市科学技术研究院 工业科技论文:国防科技工业战略资源论文 摘要:人才是国防科技赖以发展的根本。面临世界新军事变革的严峻挑战,国防科技工业必须加速建设一支具有现代知识和创新能力的人才队伍,才能跟上机械化、信息化的军队建设和发展步伐。从营造以人为本的科技环境、强化人才培育的力度、推进人才队伍的制度创新和机制创新、建立安全保障制度和政策研究体系几方面提出新时期国防科技工业自主创新人才培育的对策与建议。 关键词:国防科技工业;自主创新;人才 人才是科技发展之本,是科技发展的首要资源。国防科技自主创新人才队伍建设,是促进国防科技发展的长期而重要的战略任务,也是当前亟待解决的问题。国防科学技术的尖端性、系统性和复杂性决定了科技队伍建设和高端专家群体形成的艰巨性、长期性和科技人才队伍稳定的重要性。只有切实解决国防科技自主创新人才队伍建设存在的问题,优化队伍结构,提高整体素质,才能从根本上保障国防科技持续发展,提高自主创新能力的人才需求[1]。 一、国防科技工业自主创新人才的重要地位 1.自主创新人才是国防科技工业发展的重要战略资源 国防科技工业是国家的战略性产业,牵涉现代高新技术发展最前沿、最敏感的领域,事关国家安全,再加之国际军备竞争的激烈性与不相容性,这就必然决定了我国武器装备现代化的关键技术不可能依赖引进,而主要立足于自主研发。自主创新人才已成为当代国防科技工业的发展最强大的动力源泉和最重要的战略资源,具有不可替代的决定性作用,只有充分挖掘人才的潜力、发挥人才的能力,才能将人才资源转化为物质财富、将人才优势转化为实力优势,最终提高国防科技工业自主创新能力[2]。 2.自主创新人才是推进国防科技工业整体跃升的关键因素 当今时代,国家之间的较量与竞争,其实质就是人才的较量与竞争,特别是拔尖自主创新人才在国际竞争力和国家安全方面具有战略上的对抗性,并引领一国乃至世界国防工业的时展。作为稀缺资源,国防科技工业拔尖自主创新人才是实现国防科技工业整体跃升与跨越发展的关键因素。要抢占21世纪高新技术武器竞争的制高点,必须超前培养大批适应未来武器发展要求的创新人才,造就知识经济和高技术武器背景下的自主创新人才,满足国防科技工业跨越式发展的需要。 3.自主创新人才是国防科技工业全面振兴的重要保证 “十一五”至2020年,是我国国防工业发展的重要转型期。国防科技工业的结构形态、运行机制和管理模式都将发生重大的转变,实现由军民分离向军民融合转变,由机械化向数字化转变。在这一战略机遇期内,会遇到许多新的问题与难题,并主要依靠自己的力量来探索并加以解决,一支素质优良、技术过硬、锐意进取、无私奉献的自主创新人才队伍,是成功实现国防科技工业的战略转变的根本力量,是国防科技工业全面振兴的重要保证。 二、当前国防科技工业自主创新人才建设存在的问题 1.“以人为本”的全新人才观尚未真正得以牢固树立 由于历史原因与计划经济的影响,国防科技工业系统官本位思想依然严重,重仕途、轻技术,重文凭、轻技能,重引进、轻吸收的现象还普遍存在,而人才是国防科技工业和经济发展的战略性资源,“人才资源是第一资源”的重要性没有得到广泛认可和充分肯定;现有国防科技工业的人才政策措施贯彻执行不力,“以人为本”、尊重人才、爱惜人才的人才政策取向未能充分体现;在人才政策制定和出台时缺乏创新性与灵活性,与市场经济没有实现有效对接,二者不和谐的矛盾依然突出。 2.人才队伍结构和分布与国防科技工业可持续发展要求之间的矛盾突出 一是知识结构不合理。传统技术领域的人才相对过剩,而适应武器装备发展要求、以信息技术为代表的新兴学科和交叉学科的专业技术人才不足,特别是在一些重大基础研究、关键技术和重大工程、重点学科领域中,国内公认、国际知名的原创型和复合型的高层次人才严重缺乏,高层次的优秀经营管理人才、拔尖创新人才和高级专门技能人才的数量和质量不足;二是年龄结构不合理。高级职称中55岁以上所占比例过大,人才老化明显,且新老交替任务艰巨;三是层级结构不合理。尚未形成合理的以高层次人才为塔尖的梯级结构,老、中、青创新人才比例失调;四是区域分布不合理。在部分领域和地区人才结构逐步优化的同时,三线地区和边远地区人才“引不来,留不住”,人才匮乏的情况依然严重。 3.人才管理体制、机制与新时期国防科技工业发展要求之间的矛盾突出 国防科技工业人才管理体制、机制受企业、院所制度改革滞后的制约,科学评价、合理使用、有效激励人才的体系尚未形成,人才激励主要依赖于行政推动,内生、长效、规范的机制尚需不断完善;未能有效盘活现有人才资源存量,冗员较多,人才工作距法制化、规范化尚有明显差距,不能有效指导经营管理人才、专业技术人才和专门技能人才按各自的成长渠道发展。 4.人才资源配置体系与新时期国防科技工业发展要求之间的矛盾突出 国防科技工业系统内仍存在狭隘的部门拥有人才观,合理的人才流动机制不健全。尚未实现国防工业科技人才从无序向有序合理的双向流动转变,在人才流动过程中,缺乏诚信、恶意竞争、近亲繁殖的现象还比较严重,存在严重的人才浪费和人才匮乏并存现象,以市场为导向的人才资源配置体系尚未形成,还不能充分利用社会资源和人才市场配置人才资源,吸引人才的机制不健全,人才出口不畅,流动不规范,特别是人才流动中人才安全的问题比较突出,重要人才安全保障机制有待完善。 三、国防科技工业自主创新人才培育的对策建议 1.营造以人为本的科技创新发展环境 “以人为本”是国防科技工业发展的优秀理念。国防科技工业实现向创新导向型发展模式的转变,其关键在于自主创新人才的培育与开发,把“人才兴业”、“人才强企”作为基本战略选择。要始终坚持营造以人为本、广纳群贤、人尽其才、人才辈出的科技社会发展环境,形成“尊重知识,尊重人才”的良好风尚,确立自主创新人才在国防科技发展中的主体地位;强化作为创新人才基础的全民教育和终身教育,逐步建设创新性产业学习体系,提高国防科技产业的科学素养和创新意识;尊重自主创新人才的首创精神,激发自主创新人才的潜能;尊重科学发展规律,鼓励大胆探索,形成允许适度失败的良好宽松的自主创新氛围。 2.强化对自主创新人才培育的投入力度 在国家财政继续不断增加对人才队伍建设的物质资本投入与软投入的基础上,还要投入专项资金强化对自主创新人才的培育。 设立国防科技工业自主创新人才建设基金,为国防科技工业高层次自主创新人才培养和团队建设提供资金支持。其重点应用于以下几个方面:(1)通过对国防系统基础性研究和关键共性技术的支持,造就一批在重大科技与工程技术领域把握世界科技发展前沿的优秀科技自主创新人才;(2)支持一批国防科技重点学科建设,形成相对稳定的自主创新人才培育基地,并逐步构建和完善国防科技自主创新人才终身教育体系;(3)通过对优秀人才、特别是海外归国人才的资金支持,制定特殊政策,保障其合法权益,提高其工作、生活待遇,吸引他们在国防系统开创事业,自主创新,形成不同领域的高级专家群体;(4)积极开展国际科技合作与交流,支持军工科研单位参与国际重大科技项目与工程,加强引进技术的消化与吸收,提高自主创新的起点[3]。 设立国防专业奖学金,扭转报考军工特殊专业优秀生源少的不利局面,吸引和鼓励品学兼优的学子积极报考国防专业,学成为国防服务,为国防科技工业自主创新人才建设不断凝聚和蓄积后备力量。 制定军工人才特殊津贴政策。在以国家为投资主体的军品及国防战略高技术、产品科研生产领域,要按市场价值规律,建立和实施对国防科技工业各类人才的国家补偿制度,研究将人才特殊津贴作为国防科技工业特殊人才的长期激励政策,形成长效激励机制,最大限度地激发自主创新热情。 3.推进自主创新人才队伍建设的制度创新和机制创新 深化人事制度改革。重点抓好人才队伍建设中的“整体规划,合理使用,科学考评,有效激励,适时培训”五个环节,对于急需的高层次创新人才,其引进可不受单位编制、户口和工资级别的限制。 改革人才选拔制度。按照公开、平等、竞争、择优的原则选拔任用人才。在人才选拔任用过程中,坚持市场配置、组织选拔和依法管理相结合。 改革分配制度,完善奖励制度。以充分体现人才资源价值为出发点,健全保障制度,对自主创新人才实行分层分类管理,逐步建立和完善市场化收入分配机制,坚持按劳分配与按生产要素分配相结合、短期激励与中长期激励相结合、激励与约束相结合的原则,推进分配方式向多元化转变。 建设富有激励作用的人才评价机制,建立一套体现自主创新人才特点的、多元化的高层次人才评价指标体系,改革不利于自主创新人才发展的评价制度和做法,建立健全贡献和成果回报机制。 建立有效的人才引进与交流机制。通过公开招聘、成果转化引才、建立协作关系引才、成立博士后流动站引才等多种形式,选拔引进优秀自主创新人才。 4.建立国防科技自主创新人才安全保障制度 从保障国防科技工业创新人才合法权益,充分发挥创新人才的聪明才智,规范创新人才流动程序等方面,对涉及国家武器发展和国家安全的重要创新人才加以法律保护和制约,通过法律法规对自主创新人才进行引导和规范。建立掌握优秀技术秘密的自主创新人才不能随意脱离国防科技工业系统,以防止人才流失,确保国防军工的安全[4]。 5.建立国防科技工业自主创新人才政策研究体系 建立自主创新人才政策研究体系,为自主创新人才工作提供必要的理论支撑,积极组织和开展国防科技工业创新人才工作热点问题和难点问题的研究讨论,进行国防科技工业自主创新人才安全预警机制研究,提升创新人才管理手段,改变创新人才管理静态、死板、简单、僵化的管理模式,实现人才管理的人性化、动态化、科学化、信息化[5]。通过创新人才问题研究,为制定相应的自主创新人才政策提供科学依据,避免政策制定的盲目性和局限性。 工业科技论文:对目前国内工业建筑工程科技走向的分析 摘要:在我们国家加入WTO(世界贸易组织)以后,许多别国的建筑设计理念和工业建筑工程科技都进入国内,我们国家也随着开展了工程科技的革新,国内的工业建筑工程科技正以向科技化及健康的走向发展着。本文针对目前国内工业建筑工程科技走向进行分析。 关键字:工业建筑;科技;走向;分析 1 目前国内新型科技的使用情况 1.1建筑装饰工程科技的革新和走向 近些年来,国内的建筑事业获得了迅猛的发展,为我国的社会经济的进步提供了非常大的贡献。与此同时,建筑装饰工程科技在科技与环保理念之下,同样获得了巨大的进步。20世纪末,国内的装饰工程科技开始与外国的先进科技不差上下,但在可持续走向的过程中碰到了瓶颈时期,导致装饰工程科技最终于国内当下阶段,造成国内装饰行业得不到快速的发展进步。 自21世纪以来,装饰行业的企业市场理念开始加强,针对国内日益提升工业建筑的准求,企业的眼光投在了盲目追寻世界上先进科技上,引用和选用了先进的工程科技。譬如:背栓系列、石材干挂科技、组合式单体幕墙科技、点式幕墙科技、金属幕墙科技、微晶玻璃与陶瓷复合科技、木制品部品集成科技、石材毛面铺设整体研磨等。在先进科技的作用下,导致高科技因素在装饰行业蜂拥而至,不少的工业产品直接在装饰工程中所使用,金属材料装饰、玻璃制品的装饰、复合性材料的装饰、木制品部品集成装饰等先进科技的出现,从根本上使得装饰工程发生变化,时代感越来越强,产品精度高,工程质量好,工程工期短,无污染的独特优势导致他们在装饰工程中得到获得越来越多的展现契机。这些先进的装饰材料和工程科技,在工业建筑中为工业生产的提升发挥了很大的帮助作用。 接连和固定是装饰工程作业必然会濒临许多方面的矛盾,各种高性能的黏结剂的出现完全使得传统的模式得到变化更新,在确保使用强度的前提之下,弹性黏结消除了钢性黏结的弊端。免漆饰面工艺与环保油漆的使用,本质上改变了现实中油漆作业造成的化学污染的情况,免漆饰面的形成,现场全部取消油漆工的作业,从生产方式的变革直接反映工程水平的提高与走向。环保油漆的运用,不光造成工程工作者的身体安全获得了保证,而且成功预防了由油漆造成的有害气体而延误工程竣工时候的正常运用,同时材料的耐火性也获得了大幅度的提高,工业建筑自身的安全性能和使用年限获得了提升。 1.2 更多的新科技新材料在混凝土工程中的使用 1.2.1清水混凝土工程科技 因当下国内人口在不断的增多,每个人所占有的空间在不断的降低,为了得到更为优越的居住环境,高层建筑走向变成必然。为了满足高层建筑对工艺的要求,现浇钢筋混凝土结构在建筑工程中的投入开始增多起来。清水混凝土科技是现浇钢筋混凝土科技中的一项新科技,它是将原始浇筑面直接作为装饰性表面的混凝土,质朴自然,展现了人们重归于大自然的科学认识。 除此之外,遵从装饰所达到的效果分为3类:普通清水混凝土、饰面清水混凝土、装饰清水混凝土。清水混凝土科技是混凝土科技的一项全新科技,因其直接以原始浇筑面作为装饰表面,使得整个工程建筑变得简便快捷,减少了工程建筑成本,使得整个工程的速度也增快了不少,同时也减少了工程竣工之后的维修费用问题。这种类型的工业建筑工程提升了整个建筑的稳定度,减少了工程成本,对当今的工业建筑是有益无害的。 1.2.2 混凝土工程的新材料――钢纤维砼 随着建筑行业的不断走向,人类对建筑的要求越来越高,不仅仅只为了居住性和生产适用性,而且还要求具有强烈的时代气息,让建筑呈现出艺术美感。标志性的住宅和工业建筑也成了人们追求的方向,为了达到艺术效果,建筑工程中对混凝土工程科技的要求就提高了。为了使建筑的艺术感和实用性都能得到体现,我国建筑行业的专家研究出了钢纤维砼。钢纤维砼是在普通砼中掺入适量钢纤维经拌合而成的一种复合材料,它不仅能改善砼抗拉强度低的缺点,而且能增强砼构件的抗剪、抗裂能力、耐久能力,能使脆性砼具有较好的延性特征。另外,钢纤维砼具有较好的能量吸收能力,因而它使构件具有优良的抗冲击能力,对于结构抗震性有极大改善。钢纤维砼的应用,是混凝土工程科技中的一项突破,它弥补了建筑工程中建筑材料抗拉能力不足的问题,推动了建筑工程科技的走向。 1.3 新型防水工程科技在工程中的大区域使用 1.3.1防水混凝土结构 防水混凝土结构是指以本身的密实性而具有一定防水能力的整体式混凝土或钢筋混凝土结构,它兼有承重、围护和抗渗的功能,还可满足一定的耐冻融及耐侵蚀要求。与卷材防水层等相比,防水混凝土结构具有材料来源广泛、工艺操作简便、改善劳动条件、缩短工程工期、节约工程造价、检查维修方便等优点,在工业建筑中经常采用。 1.3.2 防水材料的更新走向 运用防水材料达到防水效果的传统作业方式是沥青防水,现在通过科研专家的不懈努力,已经走向出高分子卷材、新型防水涂料、密封膏等高效弹性防水作业。防水工程在向冷作业方向走向,综合机械化水平也在不断提高。新型防水材料的应用以水泥基渗透非结晶型防水材料为例,它是以高强度水泥为载体,经特有活性物质和微硅粉改性而成,以此为基础,我们已经开发了聚合物改性水泥基渗透非结晶型防水涂料、混凝土外加剂、结构修补砂浆等多种产品。 目前在我国建筑工程中已经得到大区域使用。通过在建筑工程中的应用实践验证,水泥基渗透非晶防水材料渗透性强,防水性能持久,具有其他材料无法比拟的自我修复功能,整体防水性强,能抵御化学物质的侵蚀,并对钢筋起保护作用;而且环保无毒,不产生危害气体,工程简单,对复杂混凝土基面适应性好。任何复杂环境尤其是水位经常波动、变化,以及经常受到机械震动的环境下,如溢洪道、水池、地铁隧道、地下室等结构,水泥基渗透型非结晶防水材料优越性能更加突出,解决了一般防水材料无法解决的难题。 2 现代工业建筑工程科技的走向 以最小的代价谋求经济效益与生态环境效益的最大化,是现代建筑科技活动的基本原则。在这一原则的规范下,现代建 筑科技的走向呈现出一系列重要走向。剖析和揭示这些走向走向有助于认识和推动建筑科技的进步。 2.1 高科技化走向 新科技革命成果向建筑领域的全方位、多层次渗透,是科技运动的现代特征,是建筑科技高科技化走向的基本形式。这种渗透推动着建筑科技体系内涵与外延的迅速拓展,出现了结构精密化、功能多元化、布局集约化、驱动电力化、操作机械化、控制智能化、运转长寿化的高新科技化走向。建材科技向高科技指标、构件化、多功能建筑材料方向走向。在这种走向中,工业建筑的工程科技也随之向着高科技方向走向,利用更加先进的工程科技,使整个工程过程合理化、高效化是工业建筑工程的优秀理念。 2.2 生态化走向 生态化使得建材科技奔向开发高质量、低消耗、长寿命、高性能、生产与废弃后的降解过程对环境形成的作用是比较小的建筑材料方向走向;追求建筑设计目标、设计过程以及建筑工程的未来运行,一定要兼顾到对生态环境形成的不良影响,争取选择那些低污染、耗能少的建筑材料与科技器械,提升建筑物的运用时间,争取使得建筑物与周围生态环境相统一。在这样的走向中,建筑的灵活性将成为工业建筑工程科技首先要考虑的问题,在使用高科技材料的同时也要有助于周围生态的和谐走向,另外在建筑使用价值结束后建筑的本身对周围环境的影响也要在建筑工程的考虑之中。 2.3 工业化走向 工业化是当下建筑事业的走向方向,它试图将互换性和流水线引到建筑活动,以准化、工厂化的系统科技改造建筑业的陈旧生产模式。从建筑构件到外部脚手架等都能够由工业生产完成,标准化的实施使得建筑的高效率提高,为以后的工业建筑工程科技的一体化提供了条件。 3 结束语 工业建筑工程科技的走向跟许多的因素都有着密切的联系,但最终的方向决定在当下生产的需求、科技的进步、外界环境的要求。只有满足这样要求的建筑工程科技才可为工业建筑提供最好的需求。工业建筑工程科技的走向将奔向高科技和一体化的走向发展。 工业科技论文:陕西农产品加工业科技发展的问题、需求与对策 [摘要]陕西农产品加工业逐渐成为国民经济发展颇具潜力的增长点。但总体而言,与国际国内先进水平相比,陕西农产品加工科技水平普遍落后。因此,分析陕西农产品加工业科技发展存在的问题及需求,并寻求解决对策,具有重要的现实意义。 [关键词]农产品加工业;科技发展;问题;对策 1陕西农产品加工业科技发展存在的问题 1.1农产品加工企业技术水平整体落后 陕西农产品加工业的技术水平普遍落后,初级加工占有重大比例。2008年,全省大中型粮食加工企业中,从事粮食储藏、面粉和淀粉加工等初加工的企业占到粮食加工企业总数的63.1%;肉类加工企业中,从事初级屠宰的企业占到肉类加工企业总数的74.3%。 1.2农产品加工装备整体水平及其机械性能低 同其他先进水平省份比较,农产品加工业在陕西的装备普遍落后,原因可能是受机械工业发展水平和科技水平的整体制约。目前,技术装备处于20世纪80年代的世界水平农产品加工企业占80%以上,只有5%的技术装备处在世界先进水平。另外,大部分农产品加工企业设备简陋、规模小,加工装备的机械化程度低,必然造成加工能力低下。 1.3科技投入及成果转化不足 农业科技资金投入少,农业创新能力弱。农业科技投入只占农业总产值的17%~27%。这使得农产品加工技术和水平很难得到快速提高,使得企业科技创新能力弱,优秀企业竞争力不强。多数农产品加工企业没有独立的研发中心和专门的研发经费,各级政府对农业科研经费投入不足,科研机制不完善、科研队伍人才资源作用发挥不充分、示范带动作用不强,这些都严重制约了农产品加工技术的发展,不能很好地为地区农产品加工业服务。 科技转化能力低,高新技术未能很好转化。全省食品产品万余种,90%以上属初加工和粗加工产品,精深产品少,产业链条短,产品附加值低,对相关产业带动力不强,科技转化能力低成为产业快速发展的瓶颈。 1.4缺乏科技创新意识,企业持续发展后劲不足 陕西农产品加工企业起步晚、起点低、规模小、整体实力较差,在科技创新意识、产品质量控制、研发条件、科研开发投入、知识产权拥有的数量、员工培训等方面与发达国家的公司相比,差距大。多数大中型农产品加工企业的所谓“科技投入”或“高科技驱动”等,多是从国外进口设备,而不是用于产品和技术的创新与开发,没有独立的知识产权,抵御风险的能力十分脆弱。因此,建立和完善高效的科研创新体系十分必要。 2陕西农产品加工业科技发展的需求 根据农产品加工业科技发展趋势及陕西农产品加工业科技发展现状,陕西农产品加工业的重大科技需求有如下几个方面: 2.1农产品深度加工关键技术的需求 2.1.1大宗农产品传统加工技术的提升改造 陕西农产品重点需要开展肉制品、粮油、果蔬、乳制品、烟酒茶胶等大宗农产品的深加工关键技术的研究,重点突破酶工程、生物工程以及高效分离、杀菌、防腐、干燥等农产品精细加工技术,引进开发一批深加工新技术、新工艺、新设备,创出一批有较高市场占有率的名牌产品,建立若干农产品深加工示范生产线,扶持一批农产品加工龙头企业,形成一批科技创新基地,培育新的经济增长点,增强陕西农产品及加工产品的市场竞争力。 2.1.2需要农产品产后保鲜、深加工、资源多层次利用、产品系列开发生产的综合配套技术陕西农产品生产存在用途不专、品质不高、定位趋同、效益低下等问题,迫切需要农业科技为优势农产品生产提供系列优质专用良种,区域化、专业化、系列化、标准化的优质、高效、栽培(养殖)技术,以及配套的收获、仓储、运输、加工、包装等技术。 陕西农产品目前仍以鲜食、原料和初级加工品消费为主,产品的精深加工和资源系列多级化综合利用水平普遍较低,产业链短、经济规模小、附加值低,严重制约着农产品的市场竞争力,这迫切需要农产品产后保鲜、深加工、资源多层次利用、产品系列开发生产的综合配套技术。 2.2技术装备方面的需求 目前,陕西农产品加工业的重大技术装备主要依赖进口,因而具有多方面的局限。一是设备进口,成本高,加大了产业发展的投资。而受投资影响,中小企业的技术改造得不到发展,制约了规模加工的发展。导致高技术、高附加值产品生产工艺和关键技术装备的落后,影响企业的综合经济效益和产品质量,削弱了企业的竞争力。二是设备进口,维修麻烦,配件价格高,更换配件费钱又费时,影响了加工企业的生产能力。因此,现阶段陕西农产品加工业的技术装备需要质量好、性能强、技术高的国内自主研发产品。 2.3技术创新方面的需求 陕西农产品加工业起步较晚,许多企业重引进、轻研发,重设备、轻技术。因此提高全省农产品加工业技术创新的能力,新时期有下列需要: 2.3.1技术创新方面的投入需求 投资在技术创新方面具有风险性,它需要巨大的一次性投入。陕西农产品加工业的发展,需要建立健全相应的金融体制,为企业的技术创新提供广泛的融资渠道。 2.3.2企业应成为技术创新主体的需求 技术创新主体是指参与技术创新活动过程、并在技术创新活动中占主导地位。我国绝大多数加工企业技术却不是技术创新的主体。陕西情况也一样。长期以来,技术创新主体本末倒置,企业在这个过程中扮演着次要的角色。而研究开发机构和政府成了创新的主体,这是很不正常的情况。 2.3.3技术创新信息服务作为中介的需求 在市场经济条件下,由于传播技术的局限性很大。因此就必须用中介信息来搭起在确定何时创新、创新什么、如何创新,市场并不能提供明确的信息的情况下一座桥梁弥补不足。而陕西目前对中介信息机构的基础设施建设发展不到位,许多加工企业还没有建立计算机网络设施,还不能进行快速多渠道的信息联络,这样,科研院所和高校与市场在创新技术方面难以直接联系,这一方面造成企业的技术创新过程受到了较大限制。另一方面高校和科研单位的创新成果也难以及时地转化为现实生产力, 2.4食品安全、标准体系与质量控制关键技术的需求 2.4.1食品安全关键技术 针对陕西农产加工食品安全方面存在的关键问题和“入世”后所面临的挑战,研究开发食品安全检测技术与相关设备,建立食品安全监督与评价体系,构建陕西食品安全科技支撑平台,满足对农产加工食品安全保障和进出口贸易的需要。 2.4.2农产品加工质量标准与全程质量控制技术 陕西农产品加工业尽管已采用国家或行业标准,但普遍标准旧,在有害微生物及代谢产物、农药残留量等食品安全与卫生标准上与国际标准相比差距大,不能与国际市场接轨。针对这些问题,迫切需要开展重点农产品技术标准及检测技术的研究,借鉴国外推行GMP、HACCP、ISO9000质量管理规范的先进经验,构建陕西大宗农产品主要加工产品的质量标准体系,提出与国际接轨且适合陕西实际的大宗农产品加工全程质量控制技术规程,促进加工产业的健康、有序发展。 3陕西农产品加工业科技发展的对策 3.1技术创新的推进和增加科技资金投入是农产品加工业发展的根本出路科技和市场一样,是农业产业化的起点,也是农业产业化得以腾飞的双翼和升级的阶梯。农产品加工业只有以科技为先导才会持续发展,成为实现农村现代化的有效途径。政府要加大农产品加工的科技投入力度,全面部署农产品加工业科技的发展,切实提高技术创新能力,扭转产后科技投入不足的问题。同时,在“十二五”期间的各项科技计划中重点予以支持,实现重大突破。 3.2采取投入主体多元化的形式,建设一批农产品加工业技术创新及产业化发展示范基地农产品加工发展的重要前提应该是加强农产品加工基地建设,逐步实现质量标准化、加工原料规格化、生产规模化、品种专业化、运营一体化。建议科技厅在全省范围内,选择一些关系国计民生的重点农产品种类,在重点生产区域,采取多元化投资的形式,重点抓一批农产品加工技术创新及产业化发展示范基地。 3.3引导科研单位的参与,实行产、加、销一体化,推进农产品加工业的产业升级实行产销一体运行,以市场为导向,从而获得比较丰厚的回报,是农产品加工业发展的必然要求和必由之路。实行“公司+农户+科研院所(高校)”的新型运营模式,促进三者的紧密结合,探索出以企业为龙头,以科技为先导,以农户为依托的新型产业化、规模化运营机制,实现合理的利益分配机制,促进农业产业化的深化与升级。 3.4建立健全农产品市场与技术信息服务体系 市场、技术、信息三者都是农产品加工业发展的重要因素,要尽快建立健全可辐射陕北、关中、陕南的市场、技术网络,并在此基础上建立相应的专家咨询系统,指导全陕西省农产品加工业健康发展,尽量减少一哄而上、盲目重建的现象。 工业科技论文:南通市工业企业科技创新绩效评价 摘 要:科技投入产出效率无疑成为科技发展评价中的关键环节。采用DEA方法对南通市规模以上工业企业的科技投入产出效率进行评价,指出了南通市工业企业科技创新中存在的投入产出效率总体不高、行业综合效率差距较大、重点行业存在投入冗余等问题,建议工业企业技术创新应在优化结构、提高效率、加快传统产业转型升级、推进科技创新成果转化等方面下工夫。 关键词:工业;科技创新;评价;DEA模型;传统产业 科技支撑发展,创新引领未来。足够的科技投入强度和合理的科技投入结构是提高科技产出效率、增强地区创新能力、促进经济社会发展的必要条件。科技对经济的支撑和引领作用不仅取决于科技投入的总量,更为关键的是科技投入产出的效率,因此,科技投入产出效率无疑成为科技发展评价中的关键环节。本文有针对性的从工业行业角度出发,采用DEA方法对南通市规模以上工业企业的科技投入产出效率进行评价,找出存在问题,提出对策建议。 一、现状分析 科技活动包括科学研究与试验发展(R D)、科学研究与试验发展成果应用及相关的科技服务3类活动,其中科学研究与试验发展(R D)又分为基础研究、应用研究和试验发展,R D资源的合理配置是推动科技发展的一个重要条件和前提。 1.科技人才队伍不断壮大 科技活动人员是企业开展科技活动中最主要的因素,是开展科技活动的前提和基础。2012年底,全市规模以上工业企业从事科技活动人员达到6.07 万人,其中,研究与发展活动人员(R D人员)3.63 万人,分别比2011 年增长16.8%和13.0%;R D人员占科技活动人员的比重为65.0%,比2011 年(61.8%)提高3.2 个百分点。科技活动人员中R D人员所占比重上升,反映了企业自主创新人力投入力度的不断加大。分行业看,电气机械和器材制造业、纺织业、化学原料和化学制品制造业中科技活动人员均超过5 000人,这三个行业R D人员占科技活动人员比重分别达到60.1%、58.9%和55.1%。 2.科技经费投入不断加大 科技经费投入是确保科技活动人员开展各项科技活动的必要条件。2012 年,南通市共有规模以上工业企业4 941家,其中,有R D活动的1 191家,比2011年增加298家;占全部规模以上工业企业的比重为24.1%,比2011年提高6.1个百分点。规模以上工业企业R D经费内部支出96.10亿元,比2011年增长23.4%,占地区生产总值比重由2011年的1.9%提高到2012年的2.2%。其中,大中型工业企业R D经费投入主体作用明显。2012年,全市大中型工业企业R D经费内部支出为59.99亿元,比2011年增长23.5%,占全市规上工业企业R D经费内部支出的比重为62.4%;小微工业企业R D经费内部支出为36.11亿元,比2011年增长23.4%,占规模以上工业企业R D经费内部支出的比重为37.6%。 分行业看制造业是规模以上工业企业R D经费投入的绝对主体。2012年,全市规模以上制造业企业R D经费内部支出95.35亿元,占规模以上工业企业的比重为99.2%,R D经费投入超亿元的行业有17个,其中超十亿元的行业有2个,分别是电气机械和器材制造业、化学原料和化学制品制造业。 3.科技产出水平不断提升 二、绩效评价 (一)DEA模型的选取 数据包络分析(DEA,Data Envelopment Analysis)是美国运筹学家A.Charnes和W.Cooper等学者提出的以相对效率概念为基础,根据多指标投入和多指标产出对相同类型的单位(部门)进行相对有效或效益评价的一种新的系统分析方法。结合国内DEA研究的实际应用,本文选取使用较多的两个模型模型C2R和BC2模型。其中,C2R模型可以用来评价决策单元是否同时达到规模有效和技术有效,BC2模型则是用来评价决策单元的技术有效性。 1.C2R模型原理及评价 2.BC2模型原理及评价 C2R模型假设分析主体在固定规模收益下运营,但若存在变动规模收益,则会导致技术效率与规模效率不可区分。BC2模型将综合效率分解为技术效率和规模效率。综合效率表示投入产出项资源配置及规模大小是否适当,在固定投入下,实际产出与最大产出两者之间的比率。纯技术效率指投入与产出之间的配置比例,用于衡量是否有过多的投入造成浪费,或过少的产出而生产能力不足。规模效率表示整体投入资源的规模大小是否适当。规模收益是指投入要素等比例增加时对总产出的影响,共有3种形式,最适当的形式为规模收益不变,即投入与产出成等比例增加;规模收益递增是指产出增加的比例大于投入增加的比例;规模收益递减是指产出增加的比例小于投入增加的比例。DEA无效除了来自资源配置(投入产出)不当的因素外,也可能源于投入的不适度规模,可以通过调整投入规模改进其无效的状态。 (二)评价指标体系的设计 工业行业的科技投入产出效率评价系统比较复杂,在评价指标的选取中,既要考虑到科研创新能力又要考虑到效益性。评价体系分为科技投入和科技产出两大部分,在科技投入指标中,包含人力资源投入指标和经费投入指标。其中,R D人员是由参加R D项目人员的全时当量及应分摊在R D项目的管理和直接服务人员的全时当量两部分相加计算而来,更能有效地衡量对人力资源的实际投入;经费投入指标中,R D经费内部支出反映了对科技活动的实际支出;技术改造经费支出反映了工业企业引进吸收新技术和改造落后产能的力度;新产品研发投入反映了工业企业科技创新的能力。在科技产出指标中,专利申请量是体现工业企业研发能力的重要指标,新产品产值和新产品销售收入则是了反映工业企业的产出效益以及投入增加所带来的产出成果。具体评价指标体系如下(见表1)。 工业科技论文:以科技进步推动石化工业循环经济发展 [提要] 近几年来,巴州石化工业经济发展迅速,2012年巴州主要大宗工业品原油产量585.2万吨,同比增长0.2%,原油加工量64.8万吨,同比增长12.5%;天然气产量开采量195.2亿立方米,同比增长13.4%。石化产业的废水、废气排放占到全州总排放的70%和59%以上。本文结合巴州实际,对如何运用科学技术推进巴州石化工业循环经济发展提出建议。 关键词:科技进步;工业;循环经济 原标题:科技进步推动石化工业循环经济发展――以新疆巴州为例 收录日期:2013年6月23日 一、巴州石化工业经济现状 在巴州工业经济发展中,石油天然气开采占本地工业的主导地位,短期内这种工业格局仍将继续。2011年巴州主要大宗工业品原油产量584.12万吨,天然气开采量1,721,723万立方米,2009~2011年石油、天然气企业的利润率仍保持继续增长态势,分别为48.38%、49.78%、49.84%。2012年石油天然气工业增加值占巴州工业增加值的75%,石油天然气工业的主导地位预计在今后几年仍难以撼动。几年来,当地通过科技进步发展石化工业循环经济虽取得一定成效,但压力巨大。因此,无论从经济质量还是从环境承载能力看,加快科技进步,运用先进适用技术改造传统工业,特别是提升石油天然气等化工主导产业,是巴州发展工业循环经济、实现可持续发展的迫切选择。 二、科学技术在推进巴州石化工业循环经济发展中的作用和问题 (一)发展石化工业循环经济对科学技术提出了新的战略性需求。2011年全州万元生产总值综合能耗、电耗,规模以上工业万元增值综合能耗等各项指标较上年同期已有所下降,但与其他地市相比,还很不理想。2012年巴州工业发展取得了骄人的业绩,但还存在一些不容忽视的问题。石油工业所占比过高,受到国际经济大环境因素影响较大,地方难以左右,因而在经济运行中不确定、不稳定因素较多。石油天然气产业中所运用的新材料、新技术、新能源等产业规模小,贡献偏低。对经济增长和结构调整有明显带动作用的大项目、好项目偏少。劳动力等要素成本增加造成石油天然气生产成本上升,压缩了利润空间,生产效益下降。通过发展循环经济可以提高产业效率,延长产业链,提升产业的利润率,但这同时需要科学技术的进步来推动。 (二)巴州石化产业结构不合理,产品技术和附加值低。巴州石油天然气主要靠数量增加的粗放式发展模式,走以质取胜的集约化发展之路。近年来,巴州通过科技创新发展石化工业循环经济成效已初步显现,但总体形势不容乐观。一是运用新技术改造提升传统产业成效初显,但整体产业结构的调整还有一个较长过程。科学技术的创新运用对巴州石化工业领域节能降耗、工艺改进、污染减排等影响非常明显,但还需进一步提高;二是巴州运用新技术改造传统产业虽然在节能降耗、废物利用等点上取得了初步成效,但从面上情况来看,整体产业结构不合理,不仅缺少高新技术产业,而且传统产业不大不强。石油天然气等总量比较大的行业门类,也只是依赖1~2个产业,且一个产业又往往依赖个别大企业,产业基础很不稳定。加之区域特色不明显,县区之间产业同构现象比较突出,影响了区域竞争力的提高。 (三)工业增长方式仍然比较粗放,在石化工业循环经济中科技创新不足。2011年,巴州石油、天然气开采业用电量为118,261.00千瓦,比重占全社会用电量的17.34%。2011年巴州每万元工业增加值能耗高于全疆平均水平,居全疆倒数第二位;每亿元工业增加值废水、废气、固体废物排放分列全疆倒数第四、第二、第三位。由于石油石化产业中的科技创新不足,科技投入不够,许多石化工业循环经济的关键技术,重点节点得不到突破。由环境污染导致的事件时有发生,将会对环境带来极大的、无法弥补的破坏。粗放式的生产模式,造成能源巨大的浪费,在能源生产的过程中也存在技术落后,管理不到位,进行简单开采,造成能源基地的污染、浪费和环境破坏。造成环境巨大的代价,生产大量投入,能耗水平高,环境压力大,社会和谐稳定问题不容忽视。循环经济可以解决能耗和污染的诸多问题,发展的好还可以降低能耗水平、提升企业效益,产生新的增加值,但这需要在科技创新上投入更多的资金和技术,来解决石化工业循环经济中存在的难点问题。 因此,我们发展石化工业循环经济,不仅仅是解决企业生产问题,更应通过规划引导、政策扶持、科技推动,在巴州石油天然气行业、重点领域形成一批符合可持续发展的示范区、工业园等等,以逐步形成巴州特色的工业循环经济发展模式。 三、对加快巴州科技进步发展工业循环经济的对策建议 发展工业循环经济是一项科学性、技术性、经济性和战略性很强的决策。对我们政府管理部门而言,要发挥“看得见这只手”的作用,为工业循环经济的发展创造良好的社会生态环境。对于企业来说,要以政府为主导、市场为导向发展工业循环经济产业。循环经济不可能在现有低技术水平上得到可持续发展,科技创新是工业循环经济发展的必由之路。 (一)强化规划引导,促进产业结构向石化循环经济调整升级。按照巴州已有的工业发展规划和生产力布局规划,加快产业结构调整,鼓励开发高技术含量、高附加值、低能耗产品,促进传统产业优化升级,提高石油天然气中高新技术产业在工业中的比重。特别是在招商引资工作中,有意识地根据现有产业结构与石油天然气产业定位有选择的招商。对石油、石化上下游产业招商给予支持,特别是能接通石化上下游的产业、产品、生产工厂和技术要积极引进,鼓励用各种新技术来解决上下游在循环经济利用上的瓶颈和难题,落实循环经济所需的各项要求。 (二)科学分析当前形势,进一步加大科技创新在巴州石化工业循环经济中的投入。我们发展新型工业化的优势条件就是拥有资源,这是巴州实现工业加快发展的现实基础。这为巴州发展石油天然气化工、特色工业产业提供了很好的资源条件。一是库尔勒区域中心城市建设进一步加快,城市功能不断完善,影响力和吸引力都明显增强;二是自治州相继出台了实施“工业强州”的意见和加快工业发展的指导意见,进一步加大推进新型工业化发展的支持力度,形成良好的政策环境;三是随着自治州“创新发展环境”活动的深入开展,大大改善了巴州的投资环境,有力地促进了招商引资工作的开展。这也为加大科技创新在石化循环经济的投入奠定了一定的基础。 (三)发挥好政府的协调职能,加大对石化工业循环经济的支持。除了借助政策手段进行间接调节,巴州地方政府和各级主管部门要转变职能,加强和石油天然气企业的沟通与联系,排除企业顾虑及消极思想,为企业利用创新技术发展循环经济出谋划策,加大对石化工业循环经济的支持。发展和改革委员会、工业经济、科技、环保等部门要进一步强化主动服务意识,积极创造条件,为区域间的技术经验交流与合作提供平台。可尝试建立资源循环利用新技术项目库,积极为企业收集、提供最新科技信息。组织消化吸收和创新,促成国内外已有科研成果向生产力的转化。充分运用市场机制将企业培育成为技术运用与推广的主体,将有利于巴州石油、石化循环经济发展的产业和技术落地给予更多的支持。 (四)探索扶持机制,营造发展循环经济的政策环境。巴州对鼓励推广新技术运用的各项制度已初步建立,但系统技术创新体系有待健全和完善。巴州制定出台了部分政策措施,指导工业循环经济的发展,但从总体来讲,促进工业循环经济发展的政策体系还不够完善,配套措施不全,缺少有效的激励政策、资金支持、回收处理体系和合理费用机制来鼓励企业发展循环经济。 我们需要通过深化改革,形成有利于促进石油天然气循环经济发展的体制条件和政策环境。综合运用财税、投资、信贷、价格等政策手段,调节和影响企业主体行为,建立自觉节约资源和保护环境的机制。调整和落实投资政策,加大对石化循环经济发展的资金支持。除对一些重大项目作为政府投资的重点进行直接投资外,对一些符合国家环境和资源综合利用的项目,可通过积极组织科学技术项目、科技贴息项目、节能减排示范项目和国债项目等,争取国家预算内专项资金支持;对有利于促进循环经济发展的重点项目,也可引导各类金融机构给予贷款支持。 (五)坚持科技创新与资源环境保护相结合,坚持发展循环经济,实现可持续发展。近年来,巴州坚持把发展循环经济、建设节约型社会作为调整产业结构、加快增长方式转变的重要抓手;坚持优势资源开发与资源环境保护相结合,实现可持续发展;坚持协调发展和重点突破相结合,集中精力优先发展支柱产业;坚持大企业大集团战略与促进中小企业发展相结合。坚持新型工业化和城市化相结合;坚持新型工业化与科技创新相结合;坚持新型工业化和扩大就业相结合。制定了节能降耗和清洁生产工作目标,坚持把工业领域的循环经济发展作为构建节约型社会的抓手。目前,巴州发展工业循环经济工作已取得初步成效。需要把保持良好的生态环境作为巴州最突出的竞争优势之一,遵循先规划后开发的原则,科学合理地进行产业布局和石油天然气资源开发,坚决防止无序开采资源,绝不走先污染后治理的老路。推进石化重点领域节能减排和环境综合整治,加强石油天然气资源的科学管理,加大科技创新力度,加大科技创新在石化产业的投入,加大科技创新在循环经济的投入,利用循环经济促进石油石化产业的进一步升级。 工业科技论文:衡阳市工业园区科技创新公共服务平台建设研究 摘 要:基于科技服务能力是后金融危机时代开发园区重要优秀竞争力的认识,就建好公共服务平台、强化科技创新硬件支撑,整合建设科技文献平台,建设园区技术产权交易平台,集中力量建设一批专业测试和行业检测平台,着力打造全流程的投融资平台等方面,提出一些操作性建议。 关键词:工业园区;科技服务平台;建设路径;衡阳市 园区是一种发展规模工业的新兴载体,是推进新型工业化的工作重心,是一种集研究、开发、生产、交换于一体的新型组织,是区域经济发展到一定阶段整合利用资源、提高产业聚集度的有效形式,同时又是推动招商引资和城镇化建设健康发展的重要载体。产业园区的发展有利于资源整合、提高土地利用率、增强企业的产业关联、延伸产业链、提高资源综合利用率,因而对发展“两型社会”和实现新型工业化有很好的促进作用。经过多年的发展,衡阳工业园区建设取得了显著成效,已成为衡阳经济发展的重要支撑、推进城市化进程的重要力量、招商引资和外向经济的重要载体、产业集聚的重要平台。 目前,中国沿海地区、中东部地区正处于产业转型,升级换代阶段,大量的劳动密集型企业迁往中西部地区,我们衡阳地区毗邻珠江三角洲,在这次的地区扩展、产业升级换代过程中,有着得天独厚的优势,我们应当把握这一千载难遇的机会,促进衡阳工业园区的建设,大力发展衡阳工业。虽然衡阳工业园区取得了诸多辉煌成绩,为衡阳发展作出瞩目的贡献,但是目前,衡阳工业园区无论在数量和质量上都和沿海城市、中东部地区工业园区对比有着较大的差距,例如,规模相对较小、享受的优惠政策较小等等,但最为突出的是缺乏科技创新公共服务平台,这也在很大程度上制约了工业园区的加速发展。本文欲结合衡阳市工业园区的特点,探讨如何建设适合衡阳工业园区科技创新服务平台。 一、创新科技服务平台建设意义及需求 创新科技平台是工业园区的重要组成部分,是服务于工业园区企业进步与创新的基础支撑体系。衡阳市工业园区科技平台建设工作经过长期努力,取得了一定进展,具备了较好的基础。2011年,高新区成功获批省知识产权试点园区,以此为契机,高新区大力推进企业知识产权试点工作,对接省、市知识产权局、高校、研究所、企业,形成了官、产、学、研相互联动,互转化科研成果的良好机制,做强了一批知识产权保护先进企业。此外,衡阳高新区还依托部级工程实验室、企业技术中心、博士后科研工作站和院士工作站,积极推进产学研合作。在增压器领域,湖南天雁机械有限责任公司以其强大的科研和生产能力,制定实施5项行业标准,成为国家涡轮增压器行业标准的主导企业;中钢集团衡阳重机有限公司凭借其良好的自主创新能力被认定为国家企业技术中心。但从总体上看,衡阳市园区科技平台建设仍然相对滞后和效率低下,存在着诸多亟待解决的突出问题:一是缺乏有效的资源共享机制和相关制度保障;二是对外交流与合作不够;上是缺乏技术支撑人才队伍及产学研合作机制;三是没有建立多途径的企业科技创新资金的融资途径。衡阳市科技平台建设的滞后与薄弱,制约了科技创新活动的开展,使许多重大关键技术的突破难以实现,重大原创性科技成果难以形成。 二、建设园区科技创新服务平台和对策 1.建好公共服务平台,强化科技创新硬件支撑。价格高昂、日常使用率却不高的大型高档科学仪器,往往是中小型高科技企业发展的瓶颈。工业园区科技服务平台应当以“共享、共用、共建、高效”的运行机制为优秀,建立大型科学仪器设备资源信息库,对园区内企业现有科学仪器设备运行和管理的信息化;制定灵大型科学仪器协作共用、共建共享的办法,节约企业购置大型仪器成本,避免园区内企业重复购置大型设备,降低设备的闲置率,拓展仪器设备的使用范围,提高仪器设备的使用效率。 2.整合建设科技文献平台,提供深加工增值服务。加强文献平台的软硬件系统建设。科技文献资料是科技创新的基础和保障,建议政府加强园区数字化图书馆建设,扩充科技文献资源的种类与服务范围,努力使园区文献资源基本覆盖园区企业类型,建立科技综合情报咨询与信息分析支持系统,并与部级、省级科技文献信息服务机构挂钩联盟,让园区内的企业低费用或免费的共享各类科技文献信息。另外园区应当根据企业科技发展需要建立专业对口的博士后流动站,或是成立一批高水平的专家队伍及专业咨询机构将科技情报文献资料针对园区企业进行有针对性的二次加工,结合产业发展方向,为企业量身定制研发各类文献、专利、标准等数据,为创新创业提供腾飞“跳板”。 3.科技企业孵化器体系建设。构建科技企业孵化器体系,进一步完善中小企业创业服务环境,降低中小企业创业风险和成本,提高创业成功率,为中小科技企业提供包括政策、管理、金融、人力资源、开办场地以及专业化支撑等在内的综合性企业孵化服务,提高孵化能。建立衡阳工业园区高技术创业中心,进一步完善科技企业孵化服务功能;充分利用以衡阳财经工业职业技术学校牵头成立的职教服务集团,培育一批具有特色优势和较强竞争能力的科技企业孵化器。 4.成果转化公共服务体系建设。发展与成果转化相关的网上交易,建立一批园区技术交易服务机构;进一步完善为中小企业提供信息、技术、鉴定、和认证、人才、专利服务的科技咨询服务机构;结合科技管理职能的转变,加快科技评估机构建设,推动一批科研机构转制为科技中介服务机构。加快建立适应科技事业发展及高新技术产业化的创业投融资体制,发展各类科技创业投资机构,营造有利于风险投资健康发展的政策环境。 5.高起点建设产学研合作交流平台。一是积极地搭建产学研联网平台,搜集并公布园区辖区及衡阳地区高校和科研院所专家学者的研究方向及成果、产业发展导向、企业技术需求信息等,便于供需双方及时沟通了解信息。二是建立并扩大产学研联盟,加强企业与地区内各高校的联系与合作,共同开发课题研究,这样使得高校课题研究更有实用性,也能弥补企业因为缺乏专业科研人才在科研方面的欠缺。 6.组建园区技术产权交易中心,并不断扩大覆盖范围。要创新科技成果的交易模式和运作机制,完善认证、评估,公证、会计等中介服务体系,推动专利技术成果的社会化和市场化交易,使之逐步成为面向园区辖区及周边地区、乃至更大区域的技术交易平台。还要加强技术产权交易中心与国家专利服务等方面的对接,推动与上海、深圳两大证券交易所的合作,支持高新技术企业和科技型中小企业开展质押、风投、上市等多种融资活动,更好地为企业融资服务。 7.集中力量建设一批专业测试和行业检测平台。结合衡阳市经济社会发展需求,开展新材料、现代中药、食品安全、先进制造与自动化、生物制药等高新技术领域的重要技术标准研究,在将具有自主知识产权的科技成果及时转化为技术标准的同时,将衡阳市优势产业的标准转化为国家、国际标准。以衡阳科技检测中心建设为重点,进一步整合衡阳市现有的较为分散的分析测试中心和行业检测机构,提供系统全面、质量可靠的行业检测和专业测试服务,将科技检测中心建设成为衡阳市乃至湖南省的科技检测服务窗口。 8.建立投融资服务公共平台。一是建立以园区高新技术风险投资公司、中小企业信用担保公司、信托投资公司为基础,灵活多样的创业企业孵化机制和多方位的金融服务平台。园区也应与国内外风险投资公司共同建立风险投资网络信息平台,及时园区内企业项目资金需求情况,为国内外风险投资公司与园区企业建立合作的桥梁。二是完善科技创新投融资中介服务体系。大力扶持科技中介机构发展,降低其设立的门槛,鼓励其向创新活动的中上游延伸,并与大学和科研机构建立长期的合作伙伴关系。联合一批有实力的投资公司、会计、审计及法律事务所等其他中介机构,建立科技中介服务战略同盟,发挥各自优势,提高科技中介的调控能力和管理水平。三是完善园区内企业发行股票和债券的体系。园区内企业发行股票和上市,可以迅速为企业融资,同时也能降低企业本身的风险,且资本将在社会监督下使用,是一种非常可取的良性融资渠道。但是目前国内对企业发行股票和债券都有着非常严格的要求,园区应建立相应的服务体系,为企业提供企业上市的法律咨询和辅导服务工作,且为企业和证监会起到一个沟通的桥梁作用。 工业科技论文:江北区工业行业科技投入有效性分析 摘要:随着时代的进步,科学技术在经济增长中发挥着越来越重要的作用。增加科技投入的总量,为促进经济发展提供了基础和可能性,但科技投入虽然重要,其投入的针对性、合理性和使用的有效性更为重要,科技投入能否提高整个社会的科技水平,促进经济增长,关键还要看科技投入的效率如何。因此,本文依据近几年全区工业各行业科技投入与产出数据,分析各行业科技投入的有效性,并提出相关意见建议,供领导参考。 关键词:工业;科技投入;有效性分析 一、江北区工业行业科技投入现状 (一)江北区工业行业科技经费投入现状 全区工业R D经费投入水平整体呈现上升趋势。2006-2010年期间,全区工业R D经费投入年均增长23.4%,增幅远高于GDP增长水平。工业R D经费投入占GDP比重也逐年提高,2010年达到2.15%,与世界先进国家、地区的差距进一步缩小。 全区工业行业R D经费投入存在较大差异。2010年,全区26个工业行业中,有R D经费投入的有17个行业,且主要集中在有色金属冶炼及加工业和装备制造行业。该两类行业10年R D经费累计投入3.6亿元,占全部工业的86%。 (二)江北区工业行业科技人力资源投入现状 2006-2010年期间,全区工业科技活动人员总量保持较快增长,年均增长达到了16.2%,表明全区在科技人员投入方面力度相当大,同时也说明全区在人才对经济增长中的重要作用方面有了实质性的认识和大力支持。 但与此同时,科技活动人员占从业人员比重增幅相比其总量增长,差距明显。有色金属冶炼及加工、交通运输设备制造、通用设备制造等主要行业比重均维持在5%-9%左右,上升趋势缓慢。一方面说明科技人才的培养还相对较为缓慢,相对于快速增长的劳动力,人才资源匮乏;另一方面,人才的流动性较大,如何处理好保持科技活动人员的稳定是一个值得深思的问题。 二、江北区工业行业科技投入有效性分析 根据科技投入分析情况,本文采用了数据包络分析中的BCC模式进行分析。在应用DEA模型进行有效性测度时,如果决策单元评价值为1,就判定有效,小于1则判定无效。 (一)科技投入有效性评价指标 对于科技投入有效性评价指标的选取,本文结合江北实际及指标数据的可获取性、可操作性等原则,将评价指标分为人力投入有效性和财力投入有效性一级指标,分别下设四个二级指标:科技活动人数 (投入)、科技活动人员占从业人员比重(投入)、每百名科技活动人员拥有专利数(产出)、科技活动人员人均新产品产值(产出);以及R D经费投入总额(投入)、R D经费占销售收入的比重(投入)、新产品产值占总产值的比重(产出)和万元R D经费新增增加值(产出)。 (二)江北区工业行业科技投入有效性评价 由于科技活动从投入到产出,需要一个过程,具有一定的时滞性,因此,为更加准确的评价全区工业行业科技投入产出相对效率的好坏,我们采用2006-2010年五年的平均数,从而使数据更加平稳,减少峰值数值的影响。 1.科技财力投入有效性分析 对全区17个工业行业的科技财力两投入两产出系统,利用DEA软件分析求解,得出以下评价结果。 从上述评价结果中可以看出,全区17个工业行业中,科技财力投入仅有2个行业为有效(综合效率值①评价值为1,农副食品加工业和塑料制品业),其他15个行业中,9个行业为纯技术有效②,仅有两个行业的规模效率③值接近1,且14个行业处于规模报酬递减(Drs),一个行业(食品加工业)处于规模报酬递增(Irs)。 从行业来看,全区几大重点行业,如有色金属冶炼及加工、交通运输设备制造、通用设备制造等装备制造业的科技财力投入的纯技术有效性已达到DEA有效,但规模效率普遍偏低,最高的有色金属冶炼行业也仅达到0.74,而且均处于规模报酬递减阶段。说明几大重点行业相比其他行业,科技财力存在投入冗余。 传统的几大劳动密集型行业,如纺织业、食品加工业、文教体育用品制造等行业的纯技术有效性偏低,食品制造业仅为0.6,而纺织业更是仅有0.17,而规模效率接近最优。这说明此类劳动密集型企业要想通过增加科技财力投入,依靠扩大规模来提高产出效率的空间已经不大,要从技术层面提高效率,即此类企业要在现有科技投入水平下加大对于设备的更新,科技技术含量的提高。 2.科技人力投入有效性分析 对全区17个工业行业的科技人力两投入两产出系统,利用DEA软件分析求解,得出以下评价结果。 从上述评价结果中,可以看出,全区17个行业中,科技人力投入有4个行业为有效,分别是纺织业、农副食品加工业、文教体育用品制造业和有色金属冶炼及加工业,与财力投入相反,这几个传统的劳动密集型制造行业人力投入均达到了有效。其余13个行业中,纯技术有效的有一个,为金属制品业,规模有效的一个,为家具制造业。 全区几大重点行业中,有色金属冶炼及压延加工业人力投入达到有效,通用设备制造业、电气机械及器材制造业、专用设备制造业等人力投入规模效率均达到了0.9以上,即接近效率水平但在投入的纯技术效率上普遍偏低。 3.科技投入总体有效性分析 上述分别对财力和人力两方面投入产出效率进行了分析,现将两方面的投入和产出融合,将其作为一个整体,进行评价。 从上表中可以看出,全区17个工业行业中,8个行业科技投入为有效,纯技术和规模都无效的有三个行业,分别为电气机械及器材制造、化学原料及化学制品业制造和食品制造业,其余行业(多为装备制造行业)均为纯技术有效,但规模无效,这也进一步反映了全区企业特别是重点行业企业科技投入资金利用率不高,存在投入冗余。 三、结论 科技投入是调整产业结构,转变经济增长方式的重要支撑,因此其一直以来都是政府部门、企业及社会各界关注的热点。上文通过对江北区工业各行业科技投入的相对有效性进行了横向比较发现: (1)全区工业重点行业科技投入总体有效性不足。17个行业中,科技投入有效的占47.1%,重点行业中,仅有色金属冶炼及加工业科技投入为相对有效,包括交通运输设备、通用设备等装备制造行业科技投入效用均存在不足。 (2)不同行业在科技财力投入和科技人力投入有效性方面表现不一。重点行业中,有色金属冶炼行业的科技人力投入有效,但科技财力有效性不足;交通运输设备的科技人力投入效用值仅为0.07,为各行业最低;其他各大主要装备制造行业的科技人力投入和财力投入均表现为非有效。 工业科技论文:发挥专业优势 为国防科技工业人才继续教育服务 摘 要:为满足国防科技领域建设学习型企业、增强企业自主创新能力、促进企业可持续发展的需要,发挥北京理工大学在高层次人才培养等方面形成的综合优势,为国防科技工业企业在职高层次人才提供系统的、针对性强的、前沿的继续教育培训服务,北京理工大学继续教育学院开发国防科技领域高级研修班项目,以促进企业学术带头人科研领导能力提升、管理干部能力提升、专业技术人员知识更新和科研开发能力提升、高技能人才专业技能提升。该项目坚持以需求为导向,设计了完整的课程体系、技术平台和教学管理与服务体系,形成一支由国内本领域的知名教授、本行业的领军人物以及行业内、军方知名专家组成的专业师资队伍。建立培训质量监督和考核机制,开创了一条科研合作带动人员培训的新校企合作模式,取得良好的社会效益,也为高校探索如何发挥专业优势为特定行业企业和特定人群提供终身学习服务,提供了有益的借鉴。 关键词:示范基地;北京理工大学;继续教育;培训 一、与国防科技工业企业合作继续教育的背景 在科学技术突飞猛进、知识经济已见端倪的今天,继续教育越来越受到人们的高度重视,它是已经脱离正规教育,已参加工作和负有成人责任的人员所接受的各种各样的教育,是对专业技术人员进行知识更新、补充、拓展和能力提高的一种高层次的追加教育。由于课程是随着学科发展以及社会经济发展进行动态调整的,因此可以满足企业对员工常态的继续教育以及晋升职称对知识、能力提升的需求。国防科技领域人员在科研能力提升、管理能力提升、知识更新等方面具有广泛的需求。为国防科技工业人才“学习创新、协调沟通、演讲报告、总结提炼”等能力的全面提高,北京理工大学责无旁贷,与国防科技工业企业合作开展继续教育,对工作在企业技术研发、生产、管理一线的工程技术人员以及需要晋升各种高一级职称的工程技术人员等进行培养、培训,充分发挥北京理工大学的军工专业优势,开发继续教育高级研修班项目,该项目立足国防、面向全国、服务地方,为全国军工行业学术带头人(含型号研制领导、项目负责人等)科研领导能力提升、专业技术人员知识更新科研开发能力提升、企业中、高层管理者管理能力提升、高技能人员技能提升提供高级研修课程。基于企业高层管理人员学习时间少、专业性强的特点和需求,有针对性的开设中、短期强化课程,向其提供相应的补充性和前瞻性知识。研修班项目既有偏重综合管理技能、开阔管理者专业视野、提升和完善管理者素养的课程,也有偏重某一具体管理或技术领域的知识与技巧、为企业迅速提高竞争力及管理能力的课程。 该项目的目标是紧密围绕经济社会发展和科技进步的需求,以能力建设为优秀,以培养高层次创新型人才为重点,以坚持针对性、实效性为原则,为企业科研一线的工程技术人员搭建知识更新平台,开发人才的潜在能力,提高队伍整体素质,不断提高不同专业技术人员的素质和能力,使专业技术人员紧跟日益快速更新的知识的步伐,更好地适应本职工作;通过高层次人才培训促进产业升级和结构调整,为保企业的平稳较快发展培养、积累人才和智力资源。 二、与国防科技工业企业合作,构建继续教育互利双赢模式 国防科技工业企业人员专业技术能力提升培训项目以北京理工大学雄厚的学科建设为基础。北京理工大学具有兵器科学与技术、工程力学、机械工程、 车辆工程等多个全国重点学科,而这些学科与国防科学技术发展密切联系,北京理工大学在这些学科领域与国防科技工业企业具有广泛而深入的科研合作。 北京理工大学继续教育示范基地依托学校重点学科,以学校专业教学实验基础为龙头,整合学校优势、办学经验等多方面资源,与国防科技工业企业合作,充分利用双方优势,构建了真正的互利双赢模式。 一方面,对学校而言,与国防科技工业企业联合开展继续教育办学,可以使我们的继续教育走上开放办学的路子,扩大办学规模,提高办学水平,提升高校社会形象;还可以通过面向企业来探索继续教育的其他途径和模式,获得第一手资料。高校教师在教学过程中能够与一线职工进行直接交流,接受生产实践锻炼,从而为培养“双师型”教师提供了良好的机会和平台。由于继续教育所特有的高层次性、创造性、新颖性、实用性等基本属性,决定了继续教育的内容必须是“最新知识、最新技术、最新研究成果、最新的教材”,这必将对学校的教学科研起着巨大的拉动作用。 另一方面,对企业而言,企业要发展,人才是关键。一个企业要取得长足稳定的发展,就要依靠人才来实现。实现校企联合开展继续教育,不仅能够提高企业职工的技能水平和专业知识水平,进一步促进企业的发展,而且通过利用高校的教育资源和师资,可以节约企业的培训成本,提高培训质量。同时,通过培训开展学术交流和研发活动,相互促进各自关切问题的解决。 三、项目特点 (一)制定培训方案,体现军工特色 与国防科技工业企业合作开展继续教育项目坚持为学员服务的原则,紧密结合学员的科研工作,认真组织校内、外专家反复研究,制定培训方案,设计和精选培训内容,突出培训重点,体现职业教育培训特色,突出案例教学。为企业高级管理者、技术人员量身订作,立足企业管理、生产、科研过程中面临的实际问题,呈现丰富的实战案例,通过分析和演练,掌握专业技巧,即学即用。 (二)组建一支经验丰富的教学团队 针对国防科技工业企业培训学员这一学习群体的特点和需求,为学员配备了最好的教室、师资力量以及优质的班主任。每期培训班开学前,都对学员进行需求调查。为了保证联合培训项目的可持续发展,必须保证培训质量和效果,师资队伍是关键。由于参加培训的专业技术人员本身具有较高的专业水平和学术水平,且长期工作在科研生产一线,因此培训项目的师资必须具有较高的学术造诣,同时具有本领域高瞻远瞩的视野,还应具备解决实际问题的经验。北京理工大学充分发挥其兵器科学与技术等专业全国领先的优势,充分利用大学教学资源的优势,汇集国内本领域的知名教授、本行业的领军人物以及行业内、军方等其他科研院所的知名专家,进行了精心的安排和组织。 (三)组建一支专业化的培训管理队伍 为了保证培训效果,在项目计划、实施、督导和评估阶段都由专业人员完成。在项目计划阶段,由培训主管完成需求分析、确定主题、确定培训目标和评估标准、设计和实施行动计划等。在项目实施阶段,由培训主管把握、由培训助理主要完成资源(讲师、课程、地点、费用)准备、确保学院做好受训准备、营造积极的学习环境等工作。在项目督导阶段,管理团队通过完善的规章制度、规定来进行资源使用控制、教学质量保证等工作。在项目评估阶段,管理团队跟踪计划实施与评价、项目效果评估(反应评估、学习成果、行为改进、业务结果、POI)、培训项目改进等工作。 (四)建立培训质量监督和考核机制 建立培训质量监督和考核机制,是保证和提高培训质量的重要保障。在各期培训过程中,学校都严格选派培训教师、制定教学教案、改进教学手段和方式,来保证每一个培训项目的质量和效果;通过定期召开培训教师座谈会、学员意见反馈会、教师学员联席会等形式,切实做好培训质量的监督;制定相应的考核制度,加强各个教学环节的内外部考核,加强对培训教师和学员的双向考核,保证学员的到课率和培训合格率,切实保证培训质量。 四、丰硕的培训成果 北京理工大学充分发挥国防特色,已为国防科技领域专业技术人员、管理者举办多期培训班。为中国兵器工业集团公司西安现代控制技术研究所举办的某军工专业技术人员研发能力提升研修班使该企业科研人员的科技研发能力、专业视野以及团队建设能力等方面更上一个新台阶。学校举办的国防科技工业集团人力资源主管培训项目,通过培训,大大提高军工从业人员整合和利用的力度,提升国家军事工业整体实力,提高国防科技工业人力资源的科学管理水平。北京理工大学与中国兵器北化集团达成战略合作关系,为中国兵器北化集团举办了多期中青年干部培训班,为企业的发展起到更好的促进作用。受国家国防科技工业局安全生产与保密司的委托,举办多期军工安全生产培训班,来自兵器装备集团、地方军工企事业单位的安全责任人及安全管理人员参加了培训,增强了学员的安全生产责任意识,提高了安全生产技能。北京理工大学在与国防科技领域企业合作中,走出一条通过科研合作开展继续教育的校企联合之路。 立足国防、面向全国、服务地方,北京理工大学与政府、地方、行业、企业签署合作协议,不断提供优质教学资源与高水平服务,为国家建立终身教育体系、建设学习型社会做出新的贡献! 工业科技论文:应用科技大学模式下的工业工程专业英语教学初探 摘要:在应用科技大学教学模式下,为实现工业工程专业英语教学目标,针对专业英语特点,思考专业英语的教学现状及存在问题,设计以学生为中心的教学模式,搭建专业英语教学资源共享平台,丰富、整合和延伸教学内容,基于任务驱动学习,从教材选择、教学方法、考核方式方面进行改革,提高专业英语教学质量。 关键词:应用科技大学 模式 工业工程专业英语 教学 “3+1” 企业对人才的需求趋向于多面手,需要既要懂技术又要会管理还要能够用外语进行沟通交流的复合型应用型人才。通过纯粹校园学习和实践培养的人才已不能满足企业对“多面手”人才的需要。培养学生需要进入企业培养。当今优秀的的人才是企业和学校协同培养的结果。学生在规定学制内进入企业实践催生了新的教学模式,也即应用科技大学教学模式。 工业工程学科具有交叉性、目的性、人本性、综合性等五个特点,工业工程专业重视培养沟通能力强的复合型应用型人才。熟练运用外语进行专业交流是成为应用型人才的必要条件。专业英语在应用型人才的培养进程中起到了至关重要的作用。 企业对人才的外语要求呈现多元化、专业化的趋势,趋向于要求外语与某一专业或学科结合起来。工业工程专业英语是工业工程专业的学科基础课。工业工程专业自身就是一门注重交流的学科。随着国内诸多企业加快国际化步伐,英语的运用在行业内的应用日益普遍。专业英语课程正是为适应这一需要而开设,力图使学生通过课程学习掌握专业英语的学习方法,并能提高阅读英语专业文献和英语交流的水平。此外,工业工程专业英语课的学习还有其他意义,一方面可以保证大学英语的延续,另一方面使英语知识和工业工程专业知识有机结合,对加强国内外的学术交流,学习国内外的先进技术和管理方法都具有积极的推动作用。 1 应用科技大学模式 应用科技大学教育的培养目标是培养掌握科学方法、擅长动手解决实际问题的工程、技术专门人才。为保证这一培养目标的实现,应用科技大学的学制规定为4年,其中包括两个学期即一年的实习期,因此简称为“3+1”学制。作为有法律保证一年的实践学期,充分体现了应用科技大学高度重视实践教学,这也是决定并影响其教学质量的关键因素[1]。 应用科技大学模式下的课程体系和教学模式都面向职业和实践,从实际效果出发,“企业需要什么,学校就教什么,学生就学什么”。现阶段我们也认为应用科技大学模式也为“3+1”教学模式。 2 工业工程专业英语教学目标与特点 2.1 专业英语教学目标 专业英语的教学目标是使学生理解专业英语的语法特点、专业英语的词汇特点及专业英语的各种文体中常用的符号、公式及其他;培养学生能够读懂各种专业英语资料,迅速获取所需信息;能在专业领域中用英语进行交流;掌握专业英语翻译的基本方法,进行一般翻译;具备用英语进行简单专业技术交流的能力。 2.2 专业英语教学特点 工业工程专业英语是以工业工程专业为背景,以英语作为载体,涵盖工业工程专业理论主要术语的一门课程。工业工程专业的特点是特别注重沟通的有效性,专业英语的学习和掌握是学生将来面对国际交流的保障。因此,工业工程专业英语的学习绝不是以单纯会背专业英语词汇,而是以提高口语表达,尤其是专业词汇的英语表达能力,同时具有良好的阅读能力,并为毕业设计的论文摘要撰写和外文翻译打下基础[2]。 3 教学现状及存在问题 3.1 课程安排与专业课衔接不合理 专业英语安排在专业课之前,学生们不具备相应的专业知识,对教学的内容理解困难。教师往往先用中文讲解一遍相关的专业知识,接着才进行专业英语课程的教学,浪费大量的时间。 3.2 专业英语教学呈非系统性 为了增加学生的课外实践学时,压缩专业理论的学时。上级重视不够,课时不够,有些学校工业工程专业英语只有36个学时。面对大量的教学内容,专业英语教学无法完成规定的教学任务。关于专业英语的教研活动极少,各位专业英语教师按照自己的思路组织教学,没有形成系统教学模式。 3.3 教学内容单调枯燥缺乏趣味性 国内工业工程专业英语教材比较匮乏,一些重点大学采用的是国外的原版英文教材,或者是自己院校编写的内部教材。随着企业对工业工程人才需求的增多,出现一些工业工程专业英语的教材,但多数以专业阅读为目的,内容难以满足专业英语功能性、交际性、任务性的要求,教学效果不理想。 用得比较多的专业英语教材主要有周跃进、任秉银主编的,以及由王爱虎主编的工业工程专业英语。这两本教材内容全面、理论性较强,能够及时反映工业工程领域的新成就,有较强的拓展性、先进性和实用性。但有些内容是原中文教材的直接翻译,缺乏新鲜感和挑战性,不能激发学生的学习兴趣;而有些内容来源于专业文献或科技期刊,文章科技性较强,除了专业词汇之外,往往还有较多的生僻词汇,学生们难以理解[3-4]。还有,未能够正确处理专业知识和语言训练之间的关系。 3.4 教学方法机械化单一化 传统的工业工程专业英语教学都是以教师为中心的填鸭式教学。教学形式主要以专业词汇讲解、文章翻译为主。这样教学的结果是,不能调动学生参与学习的积极性,往往是老师讲得费劲,学生听得无趣。 3.5 考核方式单一化、结果化 以期末试卷考核的方式为主,以专业词汇和翻译为主。此种考核方式对于教师而言简单省事,但是通过这种考核方式仅能检测出学生掌握专业词汇和翻译的能力,无法得知学生的听说能力和写作能力。仅仅以期末考试进行考核,会给学生一种期末考试比平时重要的错误信号。一些平时不爱学习的学生,最后突击复习仍然可以取得好成绩,对其他学生而言,不公平。这种以结果为导向的考核方式不利于专业英语教学目标的实现,对提高运用英语进行专业交流的能力有限。 4 “3+1”教学模式下的专业英语教学 4.1 转变教育思想观念实现教学方法多样性 应用科技大学的教学模式是“3+1”模式,其实质是以学生就业能力的培养为优秀,以学生为中心。按照这样的指导思想,在专业英语教学过程,采用以学生为中心的教学模式而非填鸭式的教学模式。采用“3+1”教学模式,学生在校的理论学习时间只有三年,要在三年之内学完原来四年之内要学习的内容,学习任务紧张。此时,教师需要给学生更多的自由。教师必须实现角色转换,由教育的操纵者、主宰者转变为引导者、激发者和指导者。同样学生的角色由被动的受体者转变为自主学习的主动者。 构建以学习者为中心、以学生活动为基础的新型教学过程,大力推进活动教学法在专业英语教学中的应用,使学生的活动真正建立在主动探索的基础之上。采用任务型的教学方法,使学生处于一种紧张的要完成任务的心理过程中。以学生为导向模式并不意味着教师完全对学生放任自流。教师作为主导者,课堂上随机转换角色,保证张弛有度,提高学生的主动性和积极性,并通过情景对话方式真正提高学生的口语表达能力和考察学生对专业词汇的正确运用。 师生互动,协作发展,改变师生关系。由依附式的师生关系变成民主、平等、朋友式的师生关系。淡化教师的权威性和书本的权威性,鼓励自由思考、自由发现,使学生养成质疑提问和批评争论的习惯,重视学生独立学习能力和创新精神的培养。借助广东白云学院建设应用技术大学的东风,进一步深化专业英语教学改革,支持探究性学习,构建生动、科学、多向互动的教学环境,把教师从繁重的重复性劳动中解放出来,把学生从灌输式教学中拯救出,充分激发教师与学生的创造性[5]。 4.2 搭建专业英语教学资源共享平台 搭建工业工程专业英语教学资源共享平台,集中优秀课件资源供师生使用,突破传统教学时间和空间的限制,实现教学资源更大范围的共享。消除资源配置的孤岛现象,做到工业工程专业英语教学资源共享平台与其他专业英语教学资源共享平台的集成。优化专业英语教学资源的配置,使专业英语教学资源发挥最大的功效,整合更新创新共享专业英语的教学内容,提高资源利用率,提高教师教学质量,学生学习效率以及学习积极性。 实现与同学们的知识共享、信息交流和疑难问题指导。如此,课堂趣味互动教学和课后指导双管齐下,由课内转向课外,全面提升学生学习的自主性和参与性,顺利完成专业英语的教学目标。 4.3 考核方式的多样性 考核是进行教学效果评估的重要手段,及时有效地进行教学考核,可以准确掌握学生的学习动态和知识接受程度,以检验教学效果。传统的教学考核往往以结果为导向,不注重考核的过程化,缺乏有效性。“3+1”教学模式下的考核方式应随着教学内容、教学方法的优化而优化。考核方式更应注重过程,而非注重结果。 笔者在教学实践过程中,设置了新的考核模式,学生们的综合成绩=共享平台上的活跃程度×30%+论文摘要写作×20%+专业口语×20%+文献翻译×20%+专业词汇×10%,事实证明该考核方式有利于专业英语教学目标的实现,调动了学生们学习专业英语的积极性。 5 结语 本文针对企业对“多面手”应用型人才的需要,在分析专业英语教学目标和教学特点的基础上,借鉴应用科技大学教学模式的优秀思想,探讨了工业工程专业英语教学过程中存在的诸多问题。针对存在的问题,在建设应用科技大学的大潮下,改革教学模式,更新丰富创新共享教学内容,采用以学生为中心的教学模式,任务驱动的方法,改革考核方式,注重考核过程,实践证明应用科技大学模式下的工业工程专业英语实现了教学目标,提高了学生们运用外语进行专业技术沟通的能力。实践证明教学效果良好,值得推广。 工业科技论文:在杭高校工业设计专业学生课外科技竞赛与创新培养研究 摘 要:工业设计专业课外科技竞赛众多,作为课堂教学的有利补充对于学生创新培养有着独特的作用。本研究对在杭高校工业设计专业师生进行实地访谈与问卷调研,寻找对于学生参与课外科技竞赛的动机、过程,提出培养的方案建议,为各高校提供教学参考。 关键词:工业设计;科技竞赛;创新培养 0 前言 设计类专业强调学生的创新能力培养,工业设计专业尤其注重设计创意与实际产品的结合。课外科技竞赛作为课内学习的重要补充,有力的检验和提高学生的实际创新能力,对于学生创新培养有重要意义。工业设计专业除了培养学生广泛扎实的理论知识之外,还要通过科学的教学改革,尤其是借助种类众多的设计大赛,大力提高学生的设计创新能力。[1]本研究旨在对在杭代表性高校工业设计专业学生的课外科技竞赛现状进行调研,分析各类型高校培养模式差异,提出学生竞赛创新培养的意见建议。 1 研究方法 问卷与访谈是调研的重要方式,本研究选取在杭开设工业设计专业的代表性高校进行实地调研(浙江大学,浙江工业大学、浙江理工大学、中国美术学院、浙江科技学院等5所高校),以问卷和访谈的形式采集各高校师生的态度和想法,为后期培养方案的制定提供参考。 2 调研分析 通过对在杭几所高校工业设计专业学生的问卷调查和访谈,收集在比赛各阶段的信息,更好地服务于创新培养。本次调研共发放问卷324份,回收296份,有效问卷278份,回收率91.4%,有效率85.8%。参与调查男女比例为51.85%∶48.15%;各年级比例(大二、大三、大四)17.41%∶52.96%∶29.63%;学科类别(艺术类与理工类)之比37.04%∶62.96%。在调研问卷的设计上按照竞赛时间节点分为赛前、赛中、赛后,各项目数据及分析见下:赛前获知渠道的方式上,8成多(81.48%)的学生选择通过老师和同学得知比赛信息,剩余选择网上查询、通过学校官网报名。一半学生参赛想获得对未来有帮助及发展的项目,并获得一定的奖金,其次是荣誉和锻炼自己的机会。在选择参赛的具体项目时候较多考虑的因素分别是是否有兴趣、是否有奖金和荣誉、对未来是否有帮助及重在参与。由此可知学生参赛动机基于兴趣及赛事的奖金之上,获奖是否对未来有用也是一个重要考虑因素。比赛习惯上近半学生选择个人和团队皆有的形式(48.15%)其次是个人参赛(37.04%)和组队参赛(14.81%)在竞赛类别选择上22.22%学生倾向概念设计类、未来产品,25.93%学生倾向企业实际产品类,近半学生(51.85%)以上皆有。学院是否将竞赛融入教学环节,8成同学持肯定态度,否定者主要是大二学生,这应该与课程进度有关。遇到问题时候的处理上,7成学生请教专业老师,其次是网络查询、高年级同学、班内同学。竞赛用时的统计为每周少于10小时占四成、10~20小时占三分之一、剩余的为20小时以上。随着时间的增加呈递减的趋势。赛后的体会和收获中,参加课外竞赛会不会耽误学习的选项中选择偶尔会的占48.15%、不太会占33.33%、完全不会占18.52%。8成学生表示已经参加过省内设计比赛,如市长杯、省工业设计大赛等,5成学生参加了企业类设计比赛,14.81%同学参加了国外设计比赛(红点,IF等)。未参加的比赛原因中,觉得没有希望占37.04%、没有兴趣29.63%、报名费太高17.41%觉得没有必要15.92%。竞赛结果是否符合期望一项结果为一般符合最多(77.78%)、不符合(14.81%)、完全符合(7.41%)。参赛收获最多的是独立思考及解决问题能力(74.07%)、团队协作意识(17.52%)、课外知识(7.41%)。 3 培养对策 通过以上各时间点各题目结果统计,显示了在杭高校工业设计专业学生对于课外竞赛的赛前、赛中、赛后对于竞赛的认知和体会等情况。以下从创新培养的角度就课外科技竞赛与工业设计的教学进行说明和阐述: (1)课程设置与课外竞赛的衔接。调查显示各高校已经将课外竞赛与本院专业课程相结合,在课程设置上需要进一步根据社会需要和竞赛实际进行部分课程的增补,或相关课程内容的升级改进以达到适应需要的目的。在大三、大四学年开设弹性度高的设计课程,如设计竞赛专题、设计workshop等[2]在课程的具体衔接上有设计调查、计算机辅助设计、产品设计、设计方法等课程,可以和学生参与的各类型设计比赛相结合。这一方面可以进行实际的项目操作,另一方面可以在课上及时对疑问进行解答和处理,同时及时掌握学生参与进度和动态。 (2)探讨各年级及本研学生互动交流的学习模式。课外竞赛的参与不分年级,促进各年级互动可以有效调动各年级积极性,在互动交流的过程实现互补与项目促进提高,中国美术学院已经建立研究生创新平台机制,在各实践操作间建立优先使用及负责制,协助本科生进行创新实践活动。浙江工业大学艺术学院结合杭州市工业设计创新服务平台建设,进行产学研结合及本科生研究生协同创新的培养机制。 (3)导师工作室、平台一体化自由选择机制。以往的实践显示导师负责制下本导师所带学生只能在其自己的工作室或小组内进行实践等活动,将各工作室及平台打通后实现学生自由选择,可以更加有针对性地让学生根据兴趣选择适合自己的设计竞赛进行参与并由相关项目熟悉的导师进行指导,可以最大限度地发挥各自优势,实现优势最大化发挥。浙江大学在各导师下进行工作室整合,实现学生互动交流的便利化和常态化。 (4)竞赛经费激励与赛后二次奖励。从实际调研结果看,学生较为看重竞赛的奖励和荣誉,院系在经费上给予一定支持,鼓励学生参加去感兴趣的项目进行深入设计和讨论。设计竞赛的主题大多是企业的实际项目或社会需求,让学生参加设计竞赛,意味着让他们进入“实战”状态。设计竞赛又均设有奖金和证书,学生的参赛积极性非常高。[3]进行二次奖励以鼓励学生积极参与赛事,在学生获奖后及时将其纳入到奖学金评比及各类评优的加分并适当增加权重。 4 结语 创新意识的培养对于设计教育至关重要,工业设计学生的创新意识培养,是长期而艰巨的任务,需要师、生、校三方坚持不懈、共同努力。竞赛创新的培养需结合各校现有的教育资源和平台基础,通过加快培养模式的改革不断打造一种符合其自身发展需要,同时适应现阶段设计教育规律的环境氛围,使其逐渐形成具有创新性设计思维和行为习惯,进而提高创新能力,实现自身价值并为社会创造价值。 作者简介:刘德(1985―),男,山东临沂人,硕士,浙江工业大学艺术学院,研究方向:工业设计。 工业科技论文:科技创新的社会价值与第三次工业革命的兴起 【摘要】科技创新的社会价值表现为内在的认知价值和外在的应用价值。在科技创新与工业生产结合越来越紧密的今天,前者在其认知价值与应用价值之间的矛盾与统一的交互作用下,深刻地影响了第三次工业革命的发生。全面认识当代科技创新的时代特征及影响,能促进当代科技创新价值的充分体现和第三次工业革命发展蓝图的实现。 【关键词】科技创新 第三次工业革命 社会价值 随着支撑工业文明的基础能源日渐枯竭及其带来生态方面的“副产品”日益严重,传统化石能源经济及建立在此基础上的工业发展模式日渐衰退,并给全球可持续发展带来了危机。这种危机连同经济危机一起,成为人们寻求进入“后碳”时代新工业模式的动力。人们迫切需要更加智能、更可持续、更符合自然和社会伦理的生产方式,这一新愿景的实现需要依靠科技创新的力量来推动。建立在数字化制造技术、互联网技术和再生性能源技术融合基础上的科技创新及扁平化的创新模式正带来生产、消费方式和生产组织方式等方面的重大变革,第三次工业革命初露端倪并即将发生,这一事实充分彰显了当代科技创新的社会价值。 科技创新拉开第三次工业革命的序幕 第一次工业革命使19世纪的世界发生了翻天覆地的变化,第二次工业革命为20世纪的人们开创了新的世界,第三次工业革命同样会对21世纪产生极为重要的影响。①每一次工业革命都会催生重大的科技创新与突破,进而又推动“科学―技术―生产―经济―社会”这根链条循环发展,并彰显出其追求社会价值的本质内涵。 科技创新的本质在于追求社会价值。科技创新是科学创新和技术创新的融合体,科技创新的本质在于其所体现出来的社会价值。对科技创新的社会价值可从两方面考察,就内在价值而言,科技创新的社会价值即人类在科学创新中的认知价值。科学创新是指通过科学研究(包括基础研究和应用研究),获得新的基础科学和技术科学知识的创造性发现活动。科学创新本质上是发现新现象、提出新问题、创造新知识、建立新理论的认知活动。因此,科学创新的求真、求善、求美以及人的全面自由发展的价值性贯穿逻辑论证、实践检验和价值评价的全过程。就外在价值而言,科技创新的社会价值即人类在技术创新中的应用价值,主要涉及经济价值、伦理价值和文化价值。随着科学技术逐渐成为主要生产要素,工业发展越来越依赖科技创新并成为科技不断创新的重要载体,科技创新的应用价值也得到极大彰显。 科技创新与工业革命的循环累积效应。科技创新与工业革命之间的循环累积效应的形成主要源于科技创新的内在价值与外在价值之间的矛盾与统一。这一效应更深刻地体现在我们正身处的旧工业时代向新工业时代转变的过渡时期。 首先,认知价值与应用价值的矛盾使旧工业时代面临终结。科技创新是一个创新与破坏共生并存的过程,随着科技创新的深入,其应用价值往往首先表现为经济上的实用价值,在推动经济空前增长的同时,也悄然颠覆并重构人类传统的生活方式、生产方式和价值观念。自20世纪中期以来,技术创新的经济价值被迅速放大,甚至遮蔽了科学创新的初衷,为探求真理而献身的认知价值取向转为功利的单一的经济价值取向。技术异化使科技本身逐渐背离了其作为“实现人的本质力量”的特征,科技创新真正的社会价值遭到扭曲,原本旨在追求人的全面自由发展的科学技术本性也逐渐丧失。人类面临着能源危机与生态环境危机,旧工业时代面临不可逾越的“增长的极限”,并在接近这一极限后转为衰退甚至衰亡。 其次,新工业时代的生产方式转型创造需求拉动科技创新。随着自然资源存量的锐减,旧工业生产方式的资源优势逐渐丧失殆尽,经济发展支柱发生倾斜,生产方式转型成为可持续发展的必由之路。转型必然带来对科技创新的旺盛需求,在需求的诱导下,基本科学问题、能源与资源、信息网络、先进材料和制造等新的科技领域出现快速增长的趋势,并改变了传统知识传播与共享的方式,触发了扁平化创新模式的探索,为科技创新模式的嬗变提供了新的机遇。在此意义上,工业生产方式转型内生地决定着科技创新及其社会价值。 第三,社会价值的内外统一拉开第三次工业革命的序幕。工业化危机需要新的工业革命来化解,新一代科技创新在认知成果上的突破与经济、伦理与文化价值的统一,为第三次工业革命提供了强大的驱动力量。杰里米・里夫金(Jeremy Rifkin)设想的建立在互联网和新能源相结合基础上的可持续、分布式发展的第三次工业革命即将到来,并在今后几十年将迅猛发展,大概在2050年达到顶峰,然后在21世纪下半叶保持平稳状态。② 第三次工业革命中科技创新社会价值的特点 数字化制造技术、互联网技术和再生性能源技术的融合凸显科技创新的生态价值。这是一场多维突破、交汇融合式的科技创新。科学的认知价值,曾经并且依然不断推动着人类的思想进步与解放,促使数字化制造技术、互联网技术和再生性能源技术等组成一个复杂的“科技簇群”并相互交叉和渗透,导致了一系列重大关联技术的协同进步和群体突破,进而能够灵活、快速、低成本、低能耗地满足消费者的个性化需求,凸显了科技创新的生态价值,并将有力推动物联网、云计算、新能源和数字化制造等新兴产业的诞生和新一轮工业革命在全球范围内非线性团聚式地发生。 互联网技术成为实现科技创新应用价值的主要交流平台与渠道。在新一轮科技创新多点突破、交叉汇聚的态势下,无论是新能源还是数字化制造的发展都需要互联网技术作为支撑,并与之交叉进行。不论是保罗・麦基里(Paul Markillie)所指的:在第三次工业革命中,生产系统借助网络信息技术全面趋向数字化和智能化,从而使生产设备能够更快地自我反应、计算判断、分析决策和操作;或是里夫金关于“可再生能源的转型、分散式生产、新储存方式、能源互联网和零排放式交通等五大支柱产业”的升级与重构,都将迫切需要依托互联网技术作为终端来进行连接与通讯,并能够实现智能管理。互联网成为技术创新成果交流、转化与贸易的关键性渠道,同时也构成了整个经济社会发展的重要基础设施。 科技创新社会价值的实现载体将由金字塔式转向扁平化。传统意义上的科技创新实现的基本方式是金字塔式的,即“基础研究―技术开发―技术应用”这一从上至下的、串联式转化的模式,基础研究是创新的原动力和创新链条的最高端。在第三次工业革命中,金字塔式的创新模式将逐渐向扁平化转化。首先,科技创新主体从基础理论或权威科学专家那里转化为全社会的共同参与。其次,科技创新的推动力从基础研究转向全社会的需求。总之,第三次工业革命将在继续延续金字塔式创新模式的基础上,进一步将垂直纵向的系统与扁平化水平式系统结合,形成一个矩阵式的新创新模式,还将再从矩阵式模式转向立体的创新模式,这将使创新的能力和水平有大幅度的提高。③随着科技创新的日益深入,第三次工业革命中的科技创新将在各创新主体、创新要素交互复杂作用下发生,成为认知价值与应用价值的“双螺旋结构”共同催生的产物。 科技创新带来的变革 当代科技创新的变迁不仅使其呈现出全新的面貌,也将导致第三次工业革命在生产、消费方式与生产组织方式方面的变革,进一步展现出当代科技创新的社会价值与影响。 生产方式向大规模定制转变。麦基里认为,工业革命主要体现为由技术范式转变引发的生产方式的革命。第一次工业革命使机械生产取代了手工制作,第二次工业革命开创了规模化生产时代,不论是蒸汽机的发明还是流水线生产的采用,都导致工业生产经营与能源生产经营方式的集中化和批量化。当前正在发生的第三次工业革命,其优秀是数字化制造,表现为大量高新技术“聚合发酵”和综合应用,包括“更聪明”的软件、“更神奇”(重量更轻、强度更高、更加耐用)的新材料、功能更强大的机器人、更完美的程序设计与3D打印技术、更全面的网络服务,从而实现生产成本更低、生产周期更短、生产过程更灵活、产品从设计到生产再到销售的关联更紧密,以及从“福特制”下的传统“大规模流水线生产”转向更适应“个性化需求”的“大规模定制”等。④ 消费方式向个性化体验式转变。以互联网为支撑的智能化大规模定制的生产方式,标志着个性化、体验式消费时代的到来。随着人们的收入不断提高,从消费能力与消费意愿上都更加倾向个性化的消费品。同时,出于环境保护和节约能源考虑,人们需要3D打印这样的生产制造方式,它既能大规模生产,同时又能满足定制,生产出个性化产品。重要的是,生产的过程就是消费的过程,消费的过程就是生产的过程,在3D打印店里的体验式消费的同时就是生产。随着人、机、物的逐渐融合,消费者将在更大程度上参与设计和制造过程,甚至成为生产过程的一个重要环节,实现个性化、实时化、经济化的生产和消费模式。 生产组织方式向虚拟化转变。产业集群是重要的产业组织模式,传统工业命脉掌握在少数拥有重型机械和大量蓝领工人的高资本、大规模、集中化的工业企业手中。互联网技术的飞跃发展使大量物质流被成功虚拟化为信息流,第三次工业革命中的产业集群将借助发达的信息、通信技术和网络平台,突破传统地理集群的空间局限,逐渐形成网络意义上的集聚,使产业集群发展虚拟化。相比传统意义上的产业集群,虚拟产业集群中的企业对市场和技术变化的反应更为敏感,可以在较短时间内以较低成本整合各种资源,具有很强的开放性与灵活度。这种开放式创新从依靠蓄积创新资源转向通过组织间创新资源的交换与创新收益的分享获取竞争优势。这一新的资源配置方式会在很大程度上影响产业内部组织形式,众多中小型企业和个体企业家将借虚拟产业集群突破资源困境,以低制造成本快速推出新产品而获得成长。同时,鉴于可再生能源分布广泛并以不同比例和频率分布于世界各地,分散式能源生产使之成为分散合作式模式,从而鼓励越来越多的中小型企业挑战在第一次和第二次工业革命经济中处于中心地位的大型制造公司,与国际商业巨头一道共同发挥作用。 实施创新驱动发展战略,迎接第三次工业革命 当代科技创新范式的加速形成与应用使第三次工业革命的轮廓日益清晰。党的十八大明确提出“实施创新驱动发展战略”,强调科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,必须摆在国家发展全局的优秀位置。这对于理清我国科技发展的方向与着力点,把握第三次工业革命的历史机遇具有重大意义。 处理好科技创新的认知价值与应用价值之间的关系,实现科技创新的综合价值。科技创新不仅是科学、技术与经济相结合的过程,也是其与自然和社会相互整合的协调发展过程。实施创新驱动发展战略,必须首先处理好科技创新的认知价值与应用价值之间的关系,从单一地面向经济转变为面向经济、自然、社会、伦理和文化等全面协调可持续发展。第三次工业革命的发生要求我们将科技创新的生态价值理念根植于科技创新全过程,以人的全面自由发展作为科技创新追求的根本目的,尊重和遵循科学规律,着力构建符合生态文明要求的社会制度,并以此考察所有的科技创新成果,杜绝急功近利、竭泽而渔,才能解决物质文明与生态文明的矛盾,避免重蹈旧工业生产模式的覆辙。对人本价值的回归是第三次工业革命的灵魂,“活着是为了游乐将成为人们生活的主流理念”。从时代价值角度说,科技创新只有对人的进步发挥正能量,科技创新的内外价值才真正得到统一。 处理好经济价值与文化价值之间的关系,将STS融入科技创新。科学技术本是文化的一种形式,彰显科技创新的社会文化价值有利于端正科技创新的价值取向。开展科技创新归根结底是为了提升社会文明程度,实现科技与社会、科技与自然、科技与人文协调发展。只有处理好经济价值与文化价值之间的关系,将科学理性与人文理性相结合,用人文理性约束与指引科技创新,才能避免科技的单向度发展、破解“斯诺命题”、结束工具理性与价值理性的分离甚至对立。科学、技术与社会(STS)研究为我们提供了基本的思考方式。STS把科学和技术放到(本来就在)社会生产(物质生产、精神生产、社会关系生产等)和生活(物质生活、政治生活、精神生活等)中,把本来就由科学、技术参与或支撑的社会生产、生活视为(本来就是)科学、技术的活动场域、生成条件和整合基础。⑤这种思维方式作为人类把握现代世界的一种基本方式,深刻揭示了人类科技认识的选择性、人本性、时空性和相对性,将STS融入科技创新,从STS角度揭示科学、技术与产业间的互动关系,能更深入地认识科学、技术与社会的本质联系。 处理好社会价值载体之间的关系,大力发展自主创新与协同创新。科技创新的社会价值的实现载体即科技创新链,主要包括企业、研发机构、政府和中介组织四大主体,涵盖科研人才、研发投入、平台载体、技术成果四大要素。第三次工业革命背景下的科技创新需要围绕产业链部署创新链,消除科技创新中的“孤岛现象”,实现科技创新与产业创新资源的合理配置及其要素的合理流动。一方面,要坚持以企业为创新主体,提升企业的自主创新能力,重视关键技术的原始创新和系统集成创新,重视引进、消化、吸收基础上的再创新。加大对数字化制造及新能源领域的基础研究与优秀技术突破,实现自主知识产权、自主品牌和产品的高附加值。另一方面,要打破筒仓效应,大力推进协同创新,构建完整的科技创新体系。处理好政府的主导作用和市场在资源配置中的基础性作用,明确不同创新主体的功能定位,完善协同创新的创新体系。 从科技发展的角度说,对于认知能力有限的人类而言,浩瀚的宇宙及复杂的社会永远都是“黑箱”,科学技术永远是一定社会条件下具体的、历史的、相对的和暂时的认识。我们只有坚持不懈地进行科技创新以适应当代科学、技术与社会发展的趋势与要求,才能牢牢把握这场工业变革的机遇,实践未来经济社会可持续发展的蓝图。 (作者单位:河南师范大学政治与公共管理学院) 连云港市规上工业科技实力在苏北五市中的比较分析 近年来,连云港深入贯彻落实科教兴市和人才强市战略,不断完善创新体制机制,依靠技术创新推动产业结构升级,创新型城市建设取得新进展。 1.苏北五市规上工业科技实力基本概况 从企业个数来看,徐州企业数最多达2849个,是我市的2.05倍,其次是盐城、宿迁、淮安,我市最少,过两千家的有徐州、盐城和宿迁。从资金投入来看,徐州R D经费投入最多达60.12亿元,是我市的2.84倍,其次是盐城、淮安、连云港、宿迁。从人力投入来看,徐州R D人员投入最多为23602人,是我市的2.55倍,其次是盐城、连云港、淮安、宿迁,过万人的有徐州、盐城。从产出来看,经费投入多的地区产出也高,徐州发明专利申请数多达1007件,是我市的2.47倍,其次是盐城、淮安、连云港、宿迁。(见表1) 2.苏北五市规上工业科技实力详细比较 上文从企业个数、资金投入、人力投入和发明专利申请数简要比较了苏北五市规上工业科技实力概括,下文将从科技投入、科技产出和研发机构投入方面详细比较苏北五市的科技实力状况。 2.1科技投入能力比较 2.1.1 R D经费投入状况。 (1)从总量来看,连云港R D经费投入21.17亿元,苏北排位第四。五市 R D总经费158.93亿元,占全省14.73%,我市占苏北总量13.32%,位列第一的徐州是我市的2.84倍,盐城是我市的1.94倍,位列第三的淮安是我市的1.02倍,我市与淮安的差距越拉越大, 2010年总量多于淮安0.78亿元,2011年开始被赶超,2012年总量少于淮安0.45亿元,宿迁少于我市6.28亿元。 (2)从增速来看,连云港低于苏北平均增速,排位第四。苏北平均增速26.80%,盐城、淮安、连云港、徐州增速均低于平均水平,分别为26.76%、25.50% 、25.34%和22.29%,总量最低的城市发展速度最快,宿迁增速最快且过半,达到54.89%。 (3)从构成来看,大中型企业经费投入高于小微型企业,徐州、连云港、淮安、盐城均呈现此特点,两者之比分别为2.36、2.19、2.07、1.54,宿迁与此相反,投入比为0.85;苏北除淮安以外其他市经费投入均用于应用研究和试验发展,而且重点放在试验发展方面,用于应用研究方面的投入微乎其微。 2.1.2 R D人员投入状况 (1)从总量来看,连云港R D人员0.93万人,未及1万人,苏北排位第三。苏北R D人员6.76万人,占全省15.13%,我市占苏北13.69%,位列第一的徐州是我市的2.55倍,位列第二的盐城是我市的2.15倍,总量相差1万多人,差距甚大。 (2)从增速来看,连云港低于苏北平均增速,排位第四。苏北平均增速16%,宿迁遥遥领先,高达82.22%,淮安高于平均增速1.78个百分点,我市和盐城增速分别为10.49%、13.05%。 (3)从人员投入强度来看,连云港最高。苏北平均达到3.07%,我市和盐城、徐州人员投入强度均高于平均水平,分别为4.01%、3.67%、3.22%,分别高0.94、0.60、0.15个百分点,我市高于淮安、宿迁1.83、1.93个百分点。 (4)从全时当量来看,连云港7616.4人年,居中。苏北总计53355.5人年,占全省15.50%,我市占苏北14.27%,绝对量还不到徐州和盐城的一半,仅为他们的41.57%、46.15%,绝对量是淮安和宿迁的1.31倍、1.49倍。 2.1.3 研发机构投入状况 (1)从总量来看,连云港最少。苏北研发机构3682个,占全省22.58%。徐州市1501个,过千家,我市仅为363个,占徐州的24.18%,比淮安少53个,宿迁和盐城分别是我市的1.77、2.09倍。 (2)从增速来看,连云港仅快于徐州。苏北平均增速48.11%,宿迁增速最快,高达246.24%,宿迁和淮安增速分别高于平均水平198.13、98.01个百分点,盐城、连云港、徐州增速差距不大,分别为23.86%、23.05%和22.63%。 (3)从研发机构投入强度来看,连云港居首位。我市平均每个研发机构人员数为31人,平均经费投入为805.44万元,徐州研发机构人员最多,达2.10万人,平均每个机构人员数最少,为14人,少于我市17人,宿迁机构经费投入最少,为19.28亿元,平均每个机构经费投入也最少,为299.32万元,我市经费投入强度是宿迁的2.69倍。 2.2.科技产出能力比较 2.2.1新产品产出状况 (1)从总量来看,连云港突破400亿元,苏北第二。苏北新产品产值1680.28亿元,占全省9.36%,其中徐州503.47亿元,占苏北三分之一,列第一位,我市425.45亿元,占苏北四分之一,少于徐州78.03亿元,其次是盐城、淮安和宿迁,绝对量占连云港的62.87%、61.95%和51.79%。 (2)从增速来看,连云港排位第四。苏北平均增速16.08%,除徐州(-17.86%)以外其他市均为正向增长,宿迁增速领先于其他市,高达132.06%,其次是淮安为83.48%,盐城和连云港增长差距不大,分别为27.09%和23.86%。 (3)从投入产出比来看,连云港新产品项目经济性最好。我市投入23.98亿元,产值425.45亿元,投入产出比为0.06,其次是宿迁投入产出比为0.11,依次是淮安(0.12)、徐州(0.14)、盐城(0.18)。 2.2.2专利产出状况 (1)从总量来看,连云港申请专利最少,有效发明专利处于中游水平。苏北申请专利9396件,有效发明专利3389件,徐州均居首位,分别占36.83%和29.80%,我市申请专利仅占8.76%,还不到徐州的四分之一,有效发明专利占22.31%;盐城、宿迁和淮安申请专利分别为2186件、1487件和1439件,有效发明专利分别为894件、292件和437件。 (2)从增速来看,连云港专利申请数增速最慢,有效发明专利数增速第二。苏北申请专利和有效发明专利平均增长41.70%、61.30%,徐州、淮安增速均超过50%,徐州分别增长62.64%、53.50%,淮安分别增长65.59%、58.33%;我市两项增速分别为6.74%和69.13%;盐城拥有的有效发明专利数增长最快,为82.08%,快于我市12.95个百分点;宿迁申请专利和拥有的有效发明专利分别增长32.06%、27.51%。 (3)从构成来看,连云港申请的发明专利和境外授权专利都是最多。苏北五市申请发明专利3084件,境外授权发明专利3389件,分别占申请专利的32.82%、有效发明专利的2.60%。徐州申请专利最多,但只有三分之一是发明专利,连云港申请专利最少,但申请的专利中有近一半专利为发明专利;徐州拥有的有效发明专利最多,但境外授权的只有12件,连云港拥有的有效发明专利处于中游水平,但境外授权的最多。 3.提升连云港市规上工业科技综合实力发展路径 上叙详细比较分析了连云港与苏北四市在科技投入产出和R D项目开展方面存在的差距,下文针对差距提出几点建议: 3.1加大规模工业企业培育力度 连云港规上工业企业数最少,没有规模企业载体支撑,科技创新举措无从谈起,需构建大企业龙头带动、小企业互联互助的运行机制,鼓励和支持大企业改变“大而全”的组织观念,在技术、标准、市场开发等方面对小企业开放,将非优秀竞争业务外包给小企业,推进大小企业深化协作配套,延伸产业链,努力在产业链各个环节培育出更多从事专业化、精细化生产的小企业。 3.2进一步健全技术开发机构 技术开发机构是企业赖以开展技术开发活动的重要基础。建立健全科技机构将有利于项目、人员和经费投入的稳定增加,有利于增加与外部科技力量的合作交流,有利于外部科技发展的信息获得,关系到企业的长远发展。企业要增强科技意识,实现技术开发机构的彻底独立,集中力量搞技术开发,增强企业的科技竞争力。 3.3加大政府税收政策的支持力度 政府进一步完善优惠的税收政策,鼓励企业加大R D投入。对重大R D项目全过程给予系统、完整的扶持,税收优惠政策的重点应前移。在企业所得税方面,进一步扩大税收优惠的范围,对企业的税收政策应根据弥补风险的原则,及时加以调整。 3.4大力推进“产学研”相结合的技术创新模式 只有具备自主知识产权的优秀技术,才能在竞争中立于不败之地,因此企业需进一步加强与科研院所、高等学校的合作,积极引进创新人才,强化自主创新能力,开发具有自主知识产权的优秀技术,增强企业的市场竞争能力,提高企业科技进步对工业经济增长的贡献份额。 3.5加强R D活动开发力度 我市R D项目数是苏北地区唯一一家减少的地区,比上年减少40项。科技创新能力影响地区科技创新体系的完善及经济发展的动力和后劲,而R D活动起着先导和优秀的作用,是企业创新活动的幅射源,需合理配置资源,设立研发项目的长效机制。 工业科技论文:世界国防科技工业发展预测 世界国防工业经过冷战时期的扩张及其之后近20年的调整,现在仍保持着相当大的规模,不仅分布于世界近百个国家和地区,而且覆盖了核、航天与导弹、 航空、兵器、舰船、电子等多个行业,产品范围极其广泛。目前,美国、俄罗斯、英国、法国、德国、意大利、瑞典、以色列、印度等9个主要国家直接参与国防工业的从业人员超过400万人。 按防务收入计算,2010年,排名世界前100名的军工企业(未统计中国企业)的防务收入总值约4188亿美元。在上述世界军工百强企业中,美国、俄罗斯、英国、法国、意大利、德国、日本、以色列等8个重要国家的80多家最大的军工企业在防务领域2010年的总收入达4017亿美元,约为这些国家国内生产总值(GDP)总和的1.26%。在世界各国中,以美国的国防工业规模最大,其40多家军工企业在防务领域的年销售收入超过2700 亿美元,约占美国GDP的1.85%。其次是英国,英国军品生产年销售收入超过500亿美元,占英国GDP的2.17%;英国在其国防工业收入中,超过150亿美元的收入来自英国BAE系统公司的美国分公司。法国最大的5家军工企业的武器装备研制生产年销售收入超过190亿美元,加上其在欧洲航空防务航天公司(EADS)和MBDA公司等合资企业中所占的军品生产收入份额,其军品生产年收入远远超过280亿美元。俄罗斯8家最大的军工企业2010年和2009年防务产品销售收入分别为120亿和97亿美元。俄罗斯也拥有众多的国防工业企业,保持了较大的军品生产规模。日本军工企业的军品生产年收入在70亿~100亿美元之间。国防工业产值占GDP百分比最高的国家是以色列,仅以色列最大的4家防务企业的军品生产年收入就占该国GDP的4%左右。近些年来,美国、俄罗斯、法国、英国、德国等5国的国防研究与开发费的总额超过900亿美元。其中,美国国防研究与开发费大大高于其他国家,2006~2010财年国防研发、试验与评估(RDT E)经费达720亿~800亿美元/年,占国防预算的13%~15%。欧洲国家国防研究与开发费在80亿~100亿欧元。根据欧洲防务局提供的数据,2007~2009 年欧洲防务局26个成员国国防科研费总计分别为95亿、86.4亿和84亿欧元,占各成员国国防采购费总和的20%~25%,占国防经费总和的4.3%~4.8%。2009年,国防采购费最高的3个国家英国、法国、德国的国防科研费合计为75.62亿欧元,占26个成员国国防科研费总和的90%。日本、印度、韩国的国防研究与开发费保持在10亿~20亿美元/年,其中增长最快的是韩国,近几年从9亿美元增长到近15亿美元。需要指出的是,虽然经过20世纪90年代以来的重组、收缩,但主要国家现有的国防工业生产规模仍然大大超出了满足各自武器装备采购的需求,美国、俄罗斯以及英国、法国、德国、意大利等欧洲主要国家国防工业产值远远高于本国武器装备的采购经费,因此依靠本国武器装备市场根本无法支持国防工业的发展,各国国防工业都以相当大的规模和能力生产出口军用产品,通过大力争取国际军贸市场份额,保持本国国防工业的不断发展并为本国的经济竞争力做出贡献。 进入21世纪后,世界形势正在发生深刻变化,新军事变革的步伐加快。各国在进行军事战略调整的同时,也积极制定新的国防工业政策和发展计划、规划,继续推进国防工业的转型和良性发展。可以预期,国防工业的战略地位和作用会继续加强,产业结构和产品结构的调整将持续进行。最近10 年,主要国家武器装备的生产可望继续增长,国防科技的创新能力将不断增强。 各国将继续推动国防工业转型 进入21世纪,为满足新环境下军事变革对国防工业的需求,各主要军事国家分别调整国家军事战略和国防工业发展战略及相关政策,改革管理模式,加大国防研发的投入,评估新的国防工业政策所产生的效果和效益。美国颁布了《国防工业基础转型路线图》,提出按照“基于能力”的战略构想发展国防工业基础,并开展国防工业基础能力的研究和评估,以推动国防工业转型;修订了5000 系列采办文件,提出采用“螺旋式发展”和“递增式发展”概念,充实“渐进式采办”策略;鼓励和吸引更多的中小型企业进入国防工业领域,促进传统的国防承包商进入新领域、开发新产品,以增强国防工业的创新活力,从而推动了国防工业从“武器系统提供者”向“所需作战效果提供者”的转变,这些政策对国防工业的发展产生了重要影响。英国国防部颁布的《国家安全战略》(2010年)、《国防工业战略》(2005年版、2010年新版)、《面向21世纪的国防技术战略》(2006年)、国防部《国防计划2009~2013年》等战略性文件和重要计划,使工业界对军事变革环境下国防部未来武器装备的需求有更深入的了解,并以技术路线图为基础,为工业界和学术界对国防科技的投资提供导向,从而保证军方对先进武器装备的需要和国防工业的健康发展。法国2008年公布了《国家防务与安全白皮书》,明确了2025年前国防工业与技术优先发展重点,提出了2025年法国工业的技术优先目标;同时,法国对国防工业企业进行持续调整和重组,积极参与和推进欧洲国防工业的发展,以满足21世纪军队对武器装备的需求。除此之外,西方许多国家也都卷入了为适应军事变革的需要而进行的国防工业的战略转型和结构调整。目前,这场由军事变革引起的国防工业转型还在进行之中,未来主要军事国家的国防工业转型将继续深化,并对国防工业的发展产生深远的影响。 企业并购整合与结构调整将继续深化 冷战后,世界国防工业进行了全球范围的兼并重组,21世纪初基本形成了相对稳定的格局,但国防工业企业的并购整合与产业结构调整从未停止,未来将继续深化并呈现新的特点,主要体现在:新军事战略成为影响企业调整与发展战略的重要因素,主要军事国家大型军工企业内部结构的调整和优化,将顺应军事转型和联合作战能力建设的需求。大型军品制造商将继续推进优势互补策略,包括采取强强合并,共建专业化合资企业,大型企业之间收购对方的子公司或部分业务等举措。 军品制造商将继续深化内部结构,剥离部分非优秀业务,增强在主要优势领域的优秀竞争力。大型军工企业注重对信息技术领域公司的并购,以适应企业从“武器系统集成商”向“武器体系集成商”发展的需要。大型系统集成商对分系统或专用部件供应商垂直收购,增加主要业务领域的竞争力。部分武器系统的平台供应商自身定位为系统集成商,其优秀能力集中于研发、设计及总装和集成,下属的制造部门被逐步剥离。分系统或主要部件供应商通过并购扩大规模、扩展业务,呼应主承包商层次的变动;一些分系统承包商和零部件供应商在专业化重组的同时,通过并购向集团化方向发展。更多的中小转包商和供应商则突出专业化,向“专、精、特、新”的方向发展。 从“武器系统集成商”向“武器体系集成商”发展 第二次世界大战以后逐渐建立起来的世界各国国防工业基础的基本结构是“行业”式构型,政府管理、研发采办活动、公司业务与运行等,都呈现出航天与导弹、航空、舰船、兵器、电子、核工业等不同的行业特色,无论是苏联/俄罗斯还是美国和西欧各国,均不例外。这是作战能力与相应装备需求按军兵种设定的必然结果。 20世纪90年代以来特别是进入21 世纪,围绕联合作战能力建设,美国等主要军事国家已经开始从按军兵种需求转变为按联合作战需求来规划和发展未来能力。美国将国防工业按照作战功能概念,分为“战场感知”、“指挥与控制”、“兵力运用”、“防护”、“集中后勤”等5个作战功能领域,这一战略构想改革了按照产品属性或行业划分国防工业领域的传统做法。美国大型军工企业为适应联合作战对武器装备的需求,尤其是从“以平台为中心”转向“以网络为中心”的作战需求,开始从制造舰艇、导弹、飞机和坦克等武器系统进一步转向研制生产武器与网络及信息技术结合的武器网络体系,从“武器系统集成商”向“武器体系集成商”发展,打破了国防工业以平台为中心的行业划分局面。未来,美国和欧洲等国国防工业的发展和转变将继续顺应联合作战能力建设需求,大型军工企业进一步转变成面向多个军兵种需求、横跨多个工业领域,提供平台、系统、武器的装备和服务的系统集成商,国防工业的行业界线将逐渐模糊。 民用现成技术的军事应用和创新型中小企业的重要作用 主要军事国家在推动新军事变革、建设新的军事能力体系的过程中,要求技术更快地成熟,要求武器装备研制生产建立在更成熟技术的基础上,这就需要跨越国防工业传统的圈子,在整个国家的工业基础中,发现和发展创新成果与创新力量。民用现成技术(即所谓的COTS技术)的军事应用和掌握创新性技术的中小企业成为新的依靠对象。利用民用现成技术,尤其是信息系统技术、材料与器件等基础产品,不仅可以大量节约武器装备研制费用,而且由于有众多用户购买力的支撑和使用考核,相关产品价格低,技术成熟度高。 私有化、私营化继续进行 在国防工业以国有制为主的俄罗斯、以色列和印度等国,将逐步推进国防工业的产权私有化和国有企业的私营化进程。法国将在股份制大型国防工业企业中逐步降低国有股的比例。出于对私有化利弊的不同考虑,这些国家进一步实施国防工业私有化的态度相对谨慎,因而私有化的进程还将持续一段时间。预计各国国防工业的私有化将从两个方面继续进行:一是国有制的国防工业企业实行私有或私营,如法国在混合所有制的国防大型工业企业中逐步减少国有股份的比例;二是允许国防工业以外的私有企业和部门进入国防工业。 军民两用产品和民用产品生产保持高比例 由于军民两用技术、两用产品经过多年的持续发展,国防工业在国家经济和科技发展中的作用不断增强。2006~2008年,世界军工百强企业的军品收入占这些企业总收入的比例分别为37.72%、33.43%和37.76%。预计未来国防工业企业的军民两用产品和民品的比例仍然较高,尤其在民用飞机、商业卫星及其他民用航天系统、民用核工业以及电子产品等领域将继续占有广大市场,保持大规模的生产和高额销售收入。 国际化发展将进一步加强 为了扩大融资渠道、降低风险、增强竞争力,各国国防工业国际化的发展将进一步加强,尤其是国防工业的跨大西洋合作、欧盟内部或欧洲防务局成员国的跨国合作、俄印合作等将持续进行或不断加强,成为未来国防工业国际化发展的必然趋势。国防工业国际化发展主要体现在: 大型军工企业将继续推进跨国并购。进入21世纪,大型军工企业跨国并购日益增多,典型的跨国并购案如英国BAE系统公司收购美国联合防务公司、意大利芬梅卡尼卡集团收购美国DRS技术公司、德国蒂森・克虏伯船舶系统公司兼并瑞典考库姆公司等,未来将继续保持这一趋势。 一些国家在武器装备的研制生产领域继续推进和扩大双边或多边合作,不同国家防务企业大量合作进行武器装备项目的开发、研制和生产,特别在美欧之间、美日之间、欧盟各国之间、俄印之间,这种合作将持续发展和加强。 大型军工企业跨国设立的子公司日益增多。许多大型军工企业经过多年并购和对外投资,在国外都拥有若干子公司,从而实现全球范围内资源的优化配置,增强国际竞争力。随着国防工业国际化的发展,越来越多的大中型军工企业将扩展海外业务,跨国设立的子公司日益增多。 产权为多国投资者所有的国防工业企业逐渐增多。国防工业的国际化正在模糊以往对其产权所有国构成的界定,例如欧洲航空防务和航天公司、MBDA公司、欧洲战斗机公司、海上发射公司等均为多国企业所有。随着国防工业的国际化发展,产权为多国投资者所有的国防工业企业还有可能增多。与此同时,一些国家制定了有利于将外资吸引到本国国防工业的政策,以便在技术创新、知识产权和就业机会等方面为本国带来效益,这也将促进国防工业企业产权国际化的发展。例如,英国政府在保留每个国外股东持股比例不得高于15%的前提下,取消了外资所持英国国防工业企业股份不得超过50%的限制。印度政府决定以合资公司的方式允许外国企业直接投资印度国防工业,并限制外资控股的比例不得超过26%。 需要指出的是,国防工业事关国家安全,其国际化发展有明显的界限,并且这一领域的所有国际合作都需要合作国之间建立相互信赖的政治基础。法国明确表示,涉及国家主权和根本利益的核武器及其相关技术装备,必须保持完全独立自主的研究、研制、生产和开发能力;在某些涉及决策和作战指挥的具有战略意义的敏感技术领域,适当地考虑与盟国合作,但必须保持独立研制和发展的能力和技术优势;其他主要的常规武器装备均可以考虑同欧洲盟国分享技术成果和共同研制;普通的常规武器装备则充分实行来源多元化。 主要国家的武器装备发展 主要军事国家在武器装备研制和国防技术开发方面,均制定了发展战略或相关的规划计划,确定了重点发展领域和技术。网络中心战系统、精确打击系统、C4ISR系统、全球力量投送平台和作战平台、无人系统、电子战装备、战场感知系统、空间对抗系统、核威慑力量、防御核生化武器等成为各国近期重点发展的领域。表1和表2对美国和俄罗斯武器装备或国防技术的近期发展进行了归纳和介绍。 (选编自《世界国防科技工业概览》) 工业科技论文:面向国防科技工业开展协同创新的路径思考 摘要:开展协同创新是高校提升创新能力的必然选择,也是建设先进国防科技工业的现实要求。高校面向国防科技工业开展协同创新,面临着重大机遇和挑战,同时也对高校提出较高要求,以满足国防现代化建设要求的高技术武器装备研制供给能力,为国防科技工业创新发展提供持续支撑和引领,成为国防科技工业重要的创新基地。 关键词:协同创新;国防科技工业;人才培养;路径选择 一、引言 2012年3月,教育部、财政部决定启动实施“高等学校创新能力提升计划”(即“2011计划”)。该计划以高校人才、学科、科研三位一体的创新能力提升为优秀任务,大力推进协同创新。协同创新已经成为大势所趋,是高校提升创新能力的战略机遇。 国内众多高校,如工信部所属高校、国防科工局共建高校及部分教育部直属高校中都具有军工学科或军工背景,多年来与国防科技工业有着深入的合作基础,在国防武器装备科研生产体系中承担着重要任务,发挥着重要的作用,是国防科技创新体系中不可或缺的重要力量。国防科技工业作为国家战略性产业,是国防现代化的重要物质基础。高校要以实施“2011计划”为突破口,发挥自身特色优势,面向国家战略及国防科技工业创新发展优秀共性问题,依托与国防科技工业结合紧密的优势特色学科,吸引集聚国防科技行业内优秀创新团队和优质资源,建立多学科融合、多技术集成,服务国防科技工业发展的协同创新平台,积极推动高校和国防科技工业创新发展。[1]二、高校在国防科技工业创新发展中 的历史使命 1.高校承担国防科技创新发展的历史责任 协同创新是高校提高创新能力的必由之路。开展协同创新也是高校提升创新能力的题中应有之义。新时期国防科技创新体系建设的使命任务,要求不断提升高新技术武器装备的自主创新能力。而且国防科技工业“优秀技术是市场换不来,也引进不来的”,已成为新共识。国防科技发展也存在诸多不足,基础性科研和关键技术自主创新能力不强。国家急需高校发挥基础研究、技术探索、学科交叉融合、人才培养等优势,支撑建设先进国防科技工业的要求,促进国防科技工业快速发展,在国防现代化建设中承担更大责任。 高校是科学研究的重要力量,具有人才密集、学科综合交叉的优势,是国防基础研究的主力军、应用研究的重要方面军,承担着为国防科技工业创新发展提供人才、知识和技术支撑的重要任务,而且在解决国防安全重大科技问题,实现技术成果转移、转化方面担负着重要使命。从历史责任理解和国防发展战略考虑,站在建设先进国防科技工业这一历史新起点,高校必须以自身的使命,融入国防科技创新发展体系中,勇于承担国防科技创新发展的历史责任。[2] 2.高校是国防科技创新体系重要力量 高校拥有基础理论和基础研究领先地位和优势,围绕国防科技人才培养、科学研究、技术开发等方面开展协同创新,实现理论引领和技术突破,对提高国防科技工业优秀技术能力将发挥重大作用。 国内众多高校,特别是一些具有军工背景高校,国防特色学科鲜明,科研方面与国防研究院所、企业有着深度合作关系。在“十二五”期间,这些高校承担了大量国防科技工业基础研究和预先研究,参与了众多型号和重大工程研究,承研项目的体量与层次均有大幅提升。据统计,2011年度教育部直属高校中有15所高校的国防科研项目到位经费超过亿元。高校“服务国防”的意愿不断增强,从事国防研究的科研队伍逐年壮大,已成为国防创新体系的重要方面军。这是对高校在国防科技发展中的战略地位和作用的高度概括,推进协同创新必将充分发挥高等教育作为科技第一生产力和人才第一资源重要结合点的独特作用,在国防科技创新体系建设中做出更大的贡献。[3] 3.建设先进国防科技工业需要协同创新 总书记高瞻远瞩、统揽全局,深刻把握世界新军事变革和新科技革命的发展态势,提出了建设先进国防科技工业的目标要求。发展与之相适应的国防科技创新体系,满足国防现代化建设高技术武器装备研制供给能力的现实要求。 先进的国防科技工业需要有先进的科技实力支撑。我国国防科技工业的发展,与欧美军事强国相比还有一定差距,国防科技工业创新能力有待加强,主要是武器装备研制创新能力存在一定差距,在军工关键技术、关键材料等方面还存在瓶颈。其次是军工科研体系主要以满足武器装备发展需求为取向,尚未形成适应军民结合、高技术发展的科技支撑和创新体系。三是基础研究和前沿技术发展存在一定差距。 当前,高校、国防科研院所、国防企业的科研子系统独立运行,长期处于“封闭”状态,未能形成良好的协同创新体制机制,导致国防科技创新能力不强,因此,建设先进国防科技工业,提升国防科技创新能力,要加强协同创新。只有推进协同创新,才能促进高校体制机制改革,使人才培养和科学研究更能紧密地与国防科技工业需求结合起来,服务于建设先进国防科技工业的需要。 三、面向国防科技工业开展协同创新 的目标和定位 1.明确高校开展协同创新的目标 高校在国防科技创新体系中承担着提供知识源的任务,要以国防科技工业发展需要为创新目标,探索紧密结合国家战略需求和国防科技工业发展需求的协同创新机制。总书记在清华百年校庆大会上的讲话中就明确要求,“要积极推动协同创新,通过体制机制创新和政策项目引导,鼓励高校同科研机构、企业开展深度合作,建立协同创新的战略联盟,促进资源共享,联合开展重大科研项目攻关,在关键领域取得实质性成果,努力为建设创新型国家作出积极贡献”。[4] 高校面向国防科技工业开展协同创新,需要明确三个目标:一是应面向制约国防科技工业发展的重大科技问题,在基础科学前沿领域实现原创性突破,在战略高技术领域实现重点跨越,突破基础理论和关键机理。二是以解决制约国防科技工业发展的关键性、共性技术为目标,围绕提升军工优秀能力升级换代,不断加强对武器装备科研生产中制约性关键共性技术的研究攻关。三是着力推进体制机制改革,促进资源共享。四是以培养造就领军型军工优秀人才为重点,着力提高武器装备型号研制人才、国防关键技术人才、国防基础科研人才、国防先进技术应用人才以及年轻后备人才的整体素质和专业能力。 2.明确高校在协同创新体系中的定位 协同创新实质也是一种管理创新。开展协同创新需要高校与科研院所、企业以及政府和相关部门的配合。因此,构建协同创新平台中不同的主体,拥有不同的创新资源,也有着不同的利益诉求。高校要在协同创新中,要做好顶层设计,明确自身定位,处理好与企业的合作,这至关重要,关系到协同创新开展是否成功的关键。 面向国防科技工业开展协同创新,高校作用是有限度的,不能无限扩大。在协同创新中,不同的阶段需要有不同的主体。协同创新系统中内容和环节很多,存在从解决国防面临的重大问题或关键共性技术,到基础理论研究到技术研发,到产业化,到服务社会等一系列问题。高校的优势是基础理论研究、人才培养和学科建设,因此高校要在协同创新系统中定位清楚,发挥自己优势,能够起到引领作用。这样才能促进资源共享、成果共享、实现多方互惠共赢。[5] 3.明确高校开展协同创新的基本要求 高校面向国防科技工业开展协同创新,在协同创新中将触及国防科技工业的优秀技术和优秀内容,应该具备特殊要求:一是要取得从事国防工业武器装备科研生产的“军工三证”,即“军工质量管理体系认证、武器装备科研生产单位保密资质认证和武器装备科研生产许可证认证”。这是高校面向国防开展协同创新的基本要求。二是强调安全保密意识。三是要树立质量意识,以质量为生命线。 四、高校面向国防科技工业开展 协同创新的路径选择 开展协同创新就是要围绕国家战略,实现更高层次的创新,从而提升高校创新能力。高校要把握协同创新的内涵和精髓,在建设协同创新过程中,切实肩负起解决重大科技问题,培养领军型军工优秀人才,解决行业共性关键技术,推动先进国防科技工业建设的重任。 高校创新能力的提升将通过协同创新平台的建立而实现。高校面向国防科技工业应在以下几个方面着力推进协同创新。 1.以解决制约发展的国防科技重大问题为着力点开展协同创新 协同创新必须结合国防科技工业发展的需求。当前国防科技工业仍然面临着制约发展的重大科技问题,自主创新能力不高,需要在基础科学前沿领域实现原创性突破,需要在战略高技术领域实现重点跨越。针对高新技术武器装备科研生产中的深层次问题,科研院所和企业基础理论研究能力仍然薄弱,从事基础科研活动的科学家和工程师相对有限。而高校在高层次人才、学科、基础研究、人才培养等方面具有优势,需要高校集聚资源,集智攻关,建立协同创新平台,以基础理论的突破推动国防科技重大问题的突破,在协同创新中解决国防科技重大问题,形成可持续发展的各具特色的创新平台和创新模式。[6] 2.以破除体制机制束缚促进创新要素有效融合为着力点开展协同创新 当前,高校的创新能力和创新模式还处于相对封闭、分散状态,高校自身的体制机制仍然存在大量问题,这也是制约高校在国防领域发挥更大作用的重要原因。高校与国防科研院所、企业之间基于共同利益驱动的自愿协同创新机制尚未形成,造成当前国防基础研究、应用基础研究、开发研究没有形成完整的链条,导致国防科技工业创新能力不强。 因此,要着力突破高校内部和外部存在的壁垒,有效调动和汇集多学科、多部门的创新力量,打破高校和国防科研院所、企业之间的体制壁垒,按照中央关于建设军民结合、寓军于民的国防科技创新体系的要求,交流整合国防工业各方面的创新资源,充分释放彼此之间的人才、资本、信息、技术等创新要素的活力,促进创新要素和资源的有效融合,推动国防科技创新体系的发展,造就体制机制的协同创新平台,支撑和引领军工优秀能力建设和发展。 3.以产学研的深度融合为着力点开展协同创新 目前,高校、国防科研院所和企业之间建立了不同的产学研合作平台,取得了一定效果,但还没有形成有效的创新资源共享和利益分享机制,合作主体之间缺乏沟通协调,合作平台创新机制不够灵活,创新效率不高,创新能力有待加强。长期以来,高校与其他高校、科研院所和企业等创新主体多为资源竞争对手,创新要素互相封闭,难以实现深度合作。与欧美等科技强国相比还有很大差距。 高校面向国防科技工业,以学科交叉和创新资源共享为纽带,有效解决基础理论研究与应用研制需求之间不合拍的问题。产学研合作应以武器装备、科研生产关键共性技术开发为目标,致力于突破体制机制束缚,打破高校部门之间、高校与行业之间界限,整合跨学科、跨领域的研究力量,建立深度合作的协同创新平台,进而推动国防科技自主创新能力提高。这种产学研合作协同创新平台,各主体要有着共同目标和追求,能够把创新主体、创新要素和创新环境有效结合起来,能够建立一种利益有机结合、市场融合、分工明确、风险共担的开放式合作机制。通过市场机制和利益驱动,有效整合产学研各方资源,充分激发和调动产学研合作创新的积极性,这也是产学研应用平台健康发展的保证。开展产学研协同创新过程,要坚持各主体定位清楚,优势互补,完善创新合作链条,促进协同创新,实现国防科技工业创新体系发展。[7] 4.以搭建高层次复合型人才培养和科技创新平台为着力点开展协同创新 人才培养是高校的首要和根本任务,必须是贯穿到高校任何工作之中的任务。开展协同创新也不能偏离培养人才的主线,这也是协同创新的重要任务。在协同创新的模式和环境下,不同学科间的交流要更加顺畅,学科融合也更加频繁,这显然有利于推动高层次复合型人才培养,有利于利用协同创新平台打造并锤炼领军人物,促进高层次复合型的创新人才的成长。 实际上,协同创新融合学科优势,构建交叉学科平台,也是科技创新的有效组织模式,具有科技创新活动最为鲜明的特征。因此通过搭建人才培养和科技创新平台,形成有效载体,有效汇聚协同创新中心的优质教学资源,通过为跨学科高层次复合型人才培养提供支撑和保障,才能为国防科技工业培养领军型优秀军工人才,从而为国防领域源源不断地输入充满活力的重要力量。