化學新材料論文精選(九篇)
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第1篇：化學新材料論文范文
一、農村學生面對的農村生活比較單調，取材單一
中學生記敘文寫作，一般來說還是遵守“我手寫我心”的原則，寫生活中的體驗，寫所見所聞所感。農村高中學生，面對自然界中春夏秋冬的時序變化，周圍是周而復始的春播夏長秋收冬藏的畫面，加上學校、家庭、宿舍“三點一線”的生活方式，可以選擇的生活素材是貧乏的、單一的。例如蘇教版選修教材《寫作》的第一章，寫作要求讓學生寫一個最尊敬的人。百分之五十以上的農村高中學生寫最尊敬的人是爺爺奶奶、外公外婆。究其原因，這一代農村高中學生很多從小就是從爺爺奶奶、外公外婆手上長大的，學生的父母為了生活遠走他鄉打工維持家庭。學生心中最尊敬的人當然是爺爺奶奶等親人。試想，農村學生遠離父母、面對農村，哪有許多新鮮的生活素材？社會現代化過程中，農村學生作文的素材來源接近枯竭，語文教師要想辦法引導學生走出鄉村、體悟豐富多彩的現代生活，才能寫出新鮮的、活潑的記敘文。
語文教師要挖掘具有地方特色的原汁原味的生活，與學生一起感悟多彩的生活，豐富學生的情感體驗。例如，面對以上宜興市農村學生寫作記敘文的困境，教師可以帶領學生參加社會實踐活動，調查研究宜興市“陶的文化”，研究紫砂壺的文化藝術；帶領學生游玩善卷洞，讓學生研究喀斯特地貌的形成原因；宜興市素有“教授之鄉”的美譽，讓學生每年走訪一名宜興籍教授，寫人物報告文學。多種多樣的社會實踐活動，既鍛煉了學生的才智，又豐富了學生的寫作素材，讓農村學生的記敘文有東西可寫，解決了“寫什么”的問題。
二、農村高中學生閱讀量太少，記敘文寫作受到考場作文評分標準的干擾
寫作需要人生的直接經驗與間接經驗，間接經驗獲得的一個重要渠道是通過大量閱讀，才能提高寫作能力。一個學生的閱讀史，也是一個學生的精神發育史。農村高中圖書館建設比較滯后，在數理化學科高壓的氛圍中，語文學科課時不多，大量的課外閱讀已經是很奢侈的一件事情，最起碼的閱讀時間沒有保障。還有，閱讀與寫作沒有很好地銜接起來。閱讀是基礎，閱讀能力轉化為寫作能力，還需要語文教師精心指導。針對農村高中學生閱讀量少的現狀，有必要提高基層管理人員的重視程度。加大農村高中圖書管建設力度，增加學生閱讀課時，有條件的農村高中圖書館增添網絡閱讀。有閱讀材料，有閱讀課時，就需要語文教師的針對性指導。例如，定期舉辦閱讀報告會，研究讀寫轉化的途徑，提高學生閱讀興趣，增強學生寫作能力。語文教師要架起一條閱讀與寫作的橋梁，讓學生在閱讀中學會寫作，在寫作中渴望閱讀，如此良性循環，對于提高學生寫作記敘文大有益處。
三、新材料作文的評分標準一定程度上干擾了目前的記敘文寫作
雖然評分標準有一條“文體不限”，但是實話實說，新材料作文還是從議論文角度切入比較方便。例如，學生先讀懂材料的主旨，然后提煉一個中心論點，再采用并列式結構或者遞進式結構議論，最后強化觀點，自然收束全文。如果審題不錯，那么作文的切入分肯定會得到。筆者在基層高中學校調研時發現，有很多高三語文老師平時讓學生積累很多素材，作為備考的“論據”，而且每種觀點都有不同的素材佐證，可以說議論文備考已經準備的非常充分。而記敘文的寫作備考難度就很大，而且在高考的評價標準方面，文章“深刻”、“豐富”、“有文采”、“有創新”的要求中，很明顯，記敘文的要求難度比議論文要求難度大。在這種情況下，不少學校干脆放棄記敘文寫作，專門訓練學生用議論文寫作對付高考的考場作文。
高考考場作文的評價標準是作文教學改革的一個重要風向標。如果評價標準稍微向記敘文傾斜，那么，農村高中寫作記敘文的現狀就會有大的改變。至少，在細節描寫、構思立意、照應脈絡上面的訓練會落到實處。現代學生需要哲理思辨式思維方式，但是記敘文寫作是議論文寫作的基礎，放棄記敘文寫作，片面追求議論文應試作文訓練，都是舍本逐末、不負責任的做法。
第2篇：化學新材料論文范文
材料的計算模擬方法介紹
材料的計算模擬研究是近年來飛速發展的一門新興學科和交叉學科．它綜合凝聚態物理學、理論化學、材料物理學和計算機算法等多個相關學科．它的目的是利用現代高速計算機，模擬材料的各種物理化學性質，深入理解材料從微觀到宏觀多個尺度的各類現象與性能，并對材料的結構和物性進行理論預言，從而達到設計和開發新材料的目的．材料的多尺度計算模擬方法主要有以下幾種:
(1)第一性原理計算方法(First－principlesMethods)基于密度泛函理論的第一性原理計算方法是目前研究微觀電子結構最主要的理論方法．第一性原理計算方法只用到普朗克常數(h)，玻爾茲曼常數(kB)，光速(c)，電子靜態質量(m0)和電子電荷電量(e)這5個基本物理變量和研究體系的基本結構．從量子力學出發，通過數值求解薛定諤方程，計算材料的物理性質．在密度泛函理論，局域密度近似(LDA)和廣義梯度近似(GGA)框架下的計算已廣泛應用于第一性原理的電子結構研究中，并已經取得很大的成功．結合一些能帶結構計算的方法，對于半導體和一些金屬基態性質，如晶格常數，晶體結合能，晶體力學性質都能夠給出與實驗符合得很好的結果，同時能夠比較精確地描述很多體系的電子結構(如能帶結構、電子態密度、電荷密度、差分電荷密度和鍵布局等)、光學性質(介電函數、復折射率、光吸收系數、反射光譜及光電導等)和磁性質，從微觀理論角度分析和揭示材料物理性質的起源，使實驗者主動對材料進行結構和功能的控制，以便按照需求制備新材料．
(2)分子動力學方法(MolecularDynamicsMethods)分子動力學是一種確定性方法，是按照該體系內部的內稟動力學規律來確定位形的轉變，跟蹤系統中每個粒子的個體運動，然后根據統計物理規律，給出微觀量(分子的坐標、速度)與宏觀可觀測量(壓力、溫度、比熱容、彈性模量等)的關系來研究材料性能的一種方法[5]．分子動力學方法首先需要建立系統內一組分子的運動方程，通過求解所有分子的運動方程，來研究該體系與微觀量相關的基本過程．對于這種多體問題的嚴格求解，需要建立并求解體系的薛定諤方程．根據波恩－奧本海默近似，將電子的運動與原子核的運動分開來處理，電子的運動利用量子力學的方法處理，而原子核的運動則使用經典動力學方法處理．此時原子核的運動滿足經典力學規律，用牛頓定律來描述，這對于大多數材料來說是一個很好的近似．只有處理一些較輕的原子和分子的平動、轉動或振動頻率γ滿足hγ＞kBT時，才需要考慮量子效應．
(3)蒙特卡洛方法(MonteCarloMethods)蒙特卡洛方法是在簡單的理論準則基礎上(如簡單的物質與物質或者物質與環境相互作用)，采用反復隨機抽樣的手段，解決復雜系統的問題．該方法采用隨機抽樣的手法，可以模擬對象的概率與統計的問題．通過設計適當的概率模型，該方法還可以解決確定性問題，如定積分等．隨著計算機的迅速發展，蒙特卡洛方法已在材料、固體物理、應用物理、化學等領域得到廣泛的應用[6]．蒙特卡洛方法可以通過隨機抽樣的方法模擬材料構成基本粒子原子和分子的狀態，省去量子力學和分子動力學的復雜計算，可以模擬很大的體系．結合統計物理的方法，蒙特卡洛方法能夠建立基本粒子的狀態與材料宏觀性能的關系，是研究材料性能及其影響因素的本質的重要手段．
材料專業引入計算模擬教學的探索
材料計算的目的在于理解和發現新的材料性能及其物理本質．計算已經與實驗和形式理論一樣成為材料研究的3大支柱之一．為學生將來能夠有更高的起點研究材料科學，適應新形勢下材料研究方法，培養具有寬廣材料科學基礎，掌握材料現代研究手段的“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的材料科學專業人才．我們在本科教學階段就應該有計劃的引入和加強計算模擬方法的教學．采用的教學形式可以結合實際情況，靈活的應用．近年來我們采取的教學方式主要有以下3種方式:(1)開設計算材料學類課程在2006年物理與電子信息學院材料物理與化學專業培養方案中已經確定《計算機在材料科學中的應用》和《計算物理》課程為專業選修課程，學時分別為36學時和54學時．《計算機在材料科學中的應用》課程偏重實踐教學，通過上機操作學習計算軟件的基本原理和使用方法．主要教學內容包括:材料學的發展現狀及計算機在材料科學與工程中的應用;材料科學研究中的數學模型;材料科學研究中常用的數值分析方法;材料科學研究中主要物理場的數值模擬;材料科學與行為工藝的計算機模擬;材料數據庫和新材料、新合金的設計;材料加工過程的計算機控制;計算機在材料檢測中的應用;材料研究科學中的數據和圖像處理;互聯網在材料科學研究中的應用等9部分內容，基本涵蓋當今計算機技術在材料科學研究中應用的各個方面．《計算物理》課程則以理論教學為主，偏重物理基本原理的介紹．主要教學內容包括:計算物理學發展的最新狀況;蒙特卡洛方法及其若干應用;有限差分方法;分子動力學方法;密度泛函理論;計算機代數;高性能計算和并行算法等8部分內容．計算材料類課程的開設注重理論和實踐并重的原則，在講解基本原理的同時加強學生動手上機實踐能力的培養，因此，經過課程的學習，學生已經初步具備利用計算機進行材料模擬的能力．部分選修計算材料類課程的同學在學習中對計算模擬產生了極大的興趣，在大四時選擇材料計算相關課題作為本科畢業論文選題．例如，08屆學生的畢業論文《ZnS摻雜Cu光學性質的第一性原理研究》和《布朗運動的蒙特卡洛模擬》，09屆學生的畢業論文《ZnO電子結構和光學性質的研究》，11屆學生的畢業論文《晶格熱容的理論計算》和《簡立方晶體結構能量分布的理論模擬》等均為材料計算和模擬相關課題，并且有多人的畢業論文被評為優秀畢業論文．個別優秀的學生讀研后繼續從事材料的計算模擬相關研究．通過幾年的教學實踐，計算材料相關課程的開設對于擴大學生的知識面，提高學生的理論分析能力有極大地幫助．(2)在材料相關的理論課程中加入計算模擬方法介紹雖然已經在材料專業開設《計算機在材料科學中的應用》和《計算物理》等材料計算相關的課程，但這兩門課均為專業選修課，只有選修相關課程的學生才能得到相應的計算模擬培訓，受眾面還比較窄．因此，為使更多的學生了解到材料模擬計算的相關理論和知識，在材料專業主干課的教學中也適時地加入相關的計算模擬方法的介紹，從而擴大計算模擬知識的普及面．例如，在《固體物理》課程中，當講解到能帶理論一章時，我們會在本章結束時，加入一次課，著重介紹基于第一性原理的平面波贗勢計算方法計算材料的能帶結構、電子態密度等以及第一性原理計算的常用軟件(CASTEP、VASP等)．一方面，對學生學習的理論知識加以直觀化和適度的擴展，另一方面也進一步普及第一性原理計算的相關知識．在《材料科學基礎》教學中講解到相平衡與相圖一章時，我們會在本章內容結束后介紹相圖計算近年來的發展現狀，包括CALPHAD(CalculationofPhaseDiagram)計算方法、熱力學與動力學的結合、第一性原理與相圖計算方法的結合，并簡要介紹今后相圖計算可能的發展方向[7]．在晶體缺陷內容的教學中，穿插介紹利用分子動力學計算面心立方金屬空位和間隙原子點缺陷的形成能的方法．通過在課程教學中穿插入計算模擬方法的介紹，一方面也加深了學生對所學內容的理解，另一方面開闊了學生的眼界．(3)舉辦計算模擬相關的學術講座．自從2009年以來，物理與電子信息學院從事計算模擬研究的教師每學期都結合自身的科研情況舉辦面向全院學生的學術講座．例如在2011至2012學年第二學期，我們舉辦兩場學術講座，分別是《氧化鋅晶體及其摻雜的第一性原理研究》以及《可見光響應半導體光催化材料的結構和能帶設計》，教師在講座中介紹自己的科研情況，同時也使學生了解到如何把學到的計算模擬知識應用到科研實踐中去，讓學生體會到如何利用計算模擬預測材料的物理性質以及指導材料設計的研究方式，提高學生自覺學習計算模擬方法的積極性．
結束語
第3篇：化學新材料論文范文
英文名稱：Journal of Jiangsu University of Science and Technology(Natural Science Edition)
主管單位：
主辦單位：江蘇科技大學
出版周期：雙月刊
出版地址：江蘇省鎮江市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1673-4807
國內刊號：32-1765/N
郵發代號：
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1986
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
期刊榮譽：
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
期刊簡介
第4篇：化學新材料論文范文
【關鍵詞】固體物理與化學 教學 改革與實踐 應用型
【基金項目】2013年銅仁學院教改項目“《固體物理》課程的教學改革思考與實踐”（項目編號：JG201346）。
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）08-0126-02
固體物理是研究固體的微觀結構、各種微觀粒子運動形態和規律以及它們相互關系的學科。它是材料類專業的重要基礎課程，涉及力、熱、聲、電、磁和光學等各方面的內容。固體物理理論在很多研究領域都有廣泛應用，它是微電子、光電子、半導體等各項技術和材料科學的基礎。固體化學著重研究物質的化學反應、合成方法、晶體生長、化學組成和結構，特別是固體中的缺陷及其對宏觀物理化學性質的影響。固體物理和固體化學知識在前沿科學中的應用越來越多，相關材料類專業也都開設了這兩門課程。
隨著科學技術的不斷進步，材料科學的研究正不斷開拓新的研究領域。作為材料類學生的專業必修課，固體物理和固體化學兩門課程原有的知識體系均存在著不同程度的局限性。具體來講，傳統固體物理是一門理論性很強的課程，它用量子理論研究物質的微觀結構，用以解釋宏觀物理性能，以理論教學為重點，實踐教學占的比重不多，與前沿科學的結合也不夠，不符合材料專業對應用型和實踐性的需求;固體化學課程內容包含材料制備工藝和分析手段等實踐內容，但對固體的研究方法、結構與性能關系等方面的探索還需要依靠固體物理理論的指導。針對具體的研究對象，往往需要綜合固體物理和固體化學的知識才能解決問題。這種解決實際問題的需求使得在材料專業設置固體物理與化學課程很有必要。
目前，在國內大學的材料類專業，固體物理和固體化學一般作為兩門獨立的課程設置，兩門課的教學內容既有重疊部分，也有互補需要。可以合并固體物理和固體化學兩門課程，刪去重復知識點，縮短學時;提取、凝練知識點互補部分，利用“固體物理”理論更好地指導“固體化學”實踐，達到“1+1>2”的效果。
根據銅仁學院的辦學定位和教學實際：適應區域經濟社會發展需要，按照“突出應用、培育特色、提高質量”的原則，培養高素質的應用型人才，注重社會服務的教學服務型大學。固體物理和固體化學作為材料專業的核心課程，其教學水平對學生的后續發展至關重要。銅仁學院為新升本科院校，固體物理和固體化學這兩門課程的開設時間不久，而且目前我們的教學還是偏重理論，實踐性不強。因此，為了改變我校材料物理專業固體物理和固體化學教學過程中的問題，培養和造就高素質的應用型本科人才，創新性地設置固體物理與化學課程。
一、改革教學內容
材料學科是一門應用型學科，材料研究的目的就是為了開發設計新材料及其功能應用。根據材料學科的特點和我校材料物理專業的人才培養目標，優化設置教學內容。
（一）將固體物理和固體化學課程的內容有機融合
固體物理和固體化學兩門課的教學內容既有重疊部分，也有互補部分。內容的重疊表現在晶體結構、晶體結合和晶體缺陷為兩門課程共有部分，但側重點不同;互補表現為某一研究問題的解決需要綜合兩門課程的知識點，并且固體化學中關于晶體衍射、固相反應等內容恰好是固體物理中倒易點陣、擴散等理論知識的實際應用。新開設的固體物理與化學將固體化學的知識有機融入固體物理，兩門課程的內容“”。具體來說，將固體化學關于點缺陷的反應式納入固體物理晶體缺陷章節;將振動光譜、波譜技術與晶格振動聯系起來;將晶體的熱學性質與熱重分析、差熱分析聯系起來;將金屬鍵與能帶理論相結合;固相反應與擴散理論相結合等等。刪掉固體化學中的相圖內容，此部分在材料科學基礎課程中講授。合并后的固體物理與化學學時為72學時，少于原先兩門課程的總學時。
（二）重視知識體系構建，縮減理論學時
固體物理是以熱力學統計物理、理論物理、量子力學等課程為基礎的課程。固體物理的學習需要這些基礎理論作保證，但材料類專業的學生在這方面基礎相對較薄弱。特別是固體物理中有很多新概念，通常需要建立復雜的物理模型和理論計算得到。復雜的數學推導過程和物理假設使很多學生感到困惑，在學習過程中也感到十分困難，造成部分學生失去興趣。因此不能一味追求推導過程，更多的是突出概念的本質和含義，重點講述物理假設和物理過程。物理模型的建立應簡單易于理解，把復雜問題簡單化，讓學生學會用最簡單的方式去解決復雜的問題。比如倒格子概念抽象，是固體物理的一個知識難點。在講授倒格子時，盡量簡化其推導過程，類比普通物理平面波中波矢的概念，將倒格矢與波矢類比，建立抽象的概念與已有的物理圖像之間的聯系，講清楚為什么引入倒格子以及引入倒格子后對于我們解決問題的好處，讓學生直觀理解其背后的物理意義，幫助學生在倒空間中思考問題。
（三）融入前沿科學，提高學生學習興趣
很多新技術、新材料的發明離不開固體物理和固體化學知識，在教學過程中要適當加入前沿科學和當今世界的研究熱點，使學生認識到課程內容的重要性和實用性，例如，在講解固體分類的時候，就要介紹準晶體;在講晶體結構的時候，可以介紹石墨烯、碳納米管。材料由于晶體結構的不同，其物理化學性質相差很大，在講金剛石結構的時候，要提到另一種具有相同結構的硅材料。還有超晶格與晶體結構、半導體與能帶理論的聯系;材料的磁性與原子結構之間的關系;巨磁電阻效應等現象。使學生了解固體物理理論在前沿科學中的應用，擴展學生的知識范圍，提高學習興趣。
（四）注重實踐教學，提高學生實踐能力
材料學是實踐性很強的專業，需要在教學中加入實踐內容，在每章最后專門設置一個小節內容作為本章應用舉例，可以更好地幫助學生理解課本上的理論，更重要的是把理論知識應用到實踐中，理論與實踐結合，培養學生獨立思考問題的能力。例如，在講解X射線衍射的時候，可以用某物質的XRD圖譜作為例子，簡單教學生使用Jade分析XRD圖譜如何確定衍射峰的晶面指數，如何根據衍射峰來計算晶面間距，結合材料的晶體結構，從而確定材料的晶格常數，這樣就把晶體結構這一章的知識全部串聯起來。在講晶體對稱性的時候，可以列舉相關材料，例如晶體的鐵電性與對稱中心的關系。
（五）增加科普知識，引入情感教學
在教學內容中增加科普知識，有助于增強學生的認同感，提高學生的科學素質。在講授某個學科知識點的時候，增加其發展的歷史故事，有助于學生更好地理解這門學科和這個理論。科學家是科學發展的主體，也是某一學科知識的締造者。介紹相關科學家對某知識點的貢獻和科學家的生平故事，可以有效提高學生學習的興趣。能帶理論是固體物理中的一個重要理論，通過對固體電導理論發展史的講授，使學生更好地理解這個理論和實際應用。
二、改革教學方法
（一）多媒體教學和模型教學，建設網絡課程資源
傳統的理論教學以板書為主，其優點是有利于學生理解理論推導過程。但不足在于耗費時間、且有些圖形動畫板書不夠形象。而應用多媒體教學具有形象生動、有聲有色、節約時間等優點，可以利用Material Studio等計算機軟件制作晶體模型，增加一些動態元素，突出趣味性、形象性，把抽象的物理模型用文本、視頻、動畫等多種方式展示出來，增強課堂教學的直觀感染力。在課堂增加一些實物模型，比如講晶體的結構，可提供一些球棍模型，讓學生自己動手組裝，使學生能直觀感受晶體的結構，對理解晶體的對稱性有很大的幫助。還可以制作一些CAI課件。在學院網站建立固體物理與化學課程板塊，將課件、模型、視頻等資料作為網絡課堂，為學生提供課下學習資源。
（二）采用教學互動模式，激發學生學習興趣
現代教學不是一個老師教、學生學的單一過程，更不是“填鴨式”的灌輸過程，而是以學生為主體、老師為主導，相互參與的過程。教師要鼓勵學生發現和探索問題。學習每個章節，都要探討三個問題：這章的知識體系是什么，本質是什么，在課程中的作用和地位是什么。通過這樣啟發式的問題，引導和鼓勵學生思考、討論，能力的提高在于發現問題和尋找答案的過程，鼓勵學生提出自己觀點和見解，不怕出錯，反復思考，對某一問題深究到底，營造積極活潑的課堂學習氣氛。
（三）創新作業形式，提高學生知識應用能力
在現有教學方式中，課后作業以習題形式為主，不利于發揮學生積極主動性，有礙學生發現問題和解決問題能力的培養。因此需要改變傳統作業形式，將作業以論文的形式呈現。地方本科院校的學生基礎相對薄弱，需要采取循序漸進的方式進行指導，使他們盡快適應新的學習方式。在前期，由教師選擇涵蓋課程知識點的中文期刊論文，學生自學并整理期刊論文內容，制作做成PPT課件，并在課堂上講解自己制作的課件;到后期，教師給出一些材料科學中與課程相關的研究熱點問題，不再具體指定論文，引導學生圍繞主題發現問題，檢索信息，解決問題，并且撰寫小論文。這樣不僅提高了學生的自學和解決問題的能力，還開闊了學生的眼界，使他們對理論在實踐中的應用有更深刻的體會。
三、改革考核方式
考核是檢驗學生課程學習情況的重要途徑，學術型學生的培養，主要以閉卷考試為主，但應用型學生的培養，應該以過程考核為主。引入實例討論環節并將其計入平時成績，加強學生在此過程中的參與程度，在教學過程中將學生分成不同的課題組，分配不同的課題給他們。因此，我們采取改變平時成績計算方法和在期末考試中設置開放性試題的辦法，平時成績設置起始分數，有積極表現的加分，比如課堂主動提出問題和回答問題、平時小論文寫作、課堂做專題論文PPT報告都可以加分，沒按要求完成任務的則扣分。在期末考試中設置開放性試題考察學生對于學科知識體系的理解，開放性試題不設標準答案。通過考核方式的改變，引導學生改變不良的學習習慣，培養積極主動的學習方式。
四、結語
根據培養高素質應用型本科人才的培養目標，需要增加實踐性應用性的課程，較少理論性課程和學時，在這樣的背景下，通過內容優化整合，將固體物理和固體化學合并成一門課程，即縮減了總學時，又不減少知識點，同時還加大了實踐技能的教學，達到了人才培養的目標。
參考文獻：
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第5篇：化學新材料論文范文
英文名稱：Journal of Huaqiao University(Natural Science)
主管單位：福建省教育廳
主辦單位：華僑大學
出版周期：雙月刊
出版地址：福建省泉州市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1000-5013
國內刊號：35-1079/N
郵發代號：34-41
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1980
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
期刊榮譽：
中科雙效期刊
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期刊簡介
第6篇：化學新材料論文范文
1、各國競相出臺納米科技發展戰略和計劃
由于納米技術對國家未來經濟、社會發展及國防安全具有重要意義，世界各國（地區）紛紛將納米技術的研發作為21世紀技術創新的主要驅動器，相繼制定了發展戰略和計劃，以指導和推進本國納米科技的發展。目前，世界上已有50多個國家制定了國家級的納米技術計劃。一些國家雖然沒有專項的納米技術計劃，但其他計劃中也往往包含了納米技術相關的研發。
（1）發達國家和地區雄心勃勃
為了搶占納米科技的先機，美國早在2000年就率先制定了國家級的納米技術計劃（NNI），其宗旨是整合聯邦各機構的力量，加強其在開展納米尺度的科學、工程和技術開發工作方面的協調。2003年11月，美國國會又通過了《21世紀納米技術研究開發法案》，這標志著納米技術已成為聯邦的重大研發計劃，從基礎研究、應用研究到研究中心、基礎設施的建立以及人才的培養等全面展開。
日本政府將納米技術視為“日本經濟復興”的關鍵。第二期科學技術基本計劃將生命科學、信息通信、環境技術和納米技術作為4大重點研發領域，并制定了多項措施確保這些領域所需戰略資源（人才、資金、設備）的落實。之后，日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針，積極推進從基礎性到實用性的研發，同時跨省廳重點推進能有效促進經濟發展和加強國際競爭力的研發。
歐盟在2002—2007年實施的第六個框架計劃也對納米技術給予了空前的重視。該計劃將納米技術作為一個最優先的領域，有13億歐元專門用于納米技術和納米科學、以知識為基礎的多功能材料、新生產工藝和設備等方面的研究。歐盟委員會還力圖制定歐洲的納米技術戰略，目前，已確定了促進歐洲納米技術發展的5個關鍵措施：增加研發投入，形成勢頭；加強研發基礎設施；從質和量方面擴大人才資源；重視工業創新，將知識轉化為產品和服務；考慮社會因素，趨利避險。另外，包括德國、法國、愛爾蘭和英國在內的多數歐盟國家還制定了各自的納米技術研發計劃。
（2）新興工業化經濟體瞄準先機
意識到納米技術將會給人類社會帶來巨大的影響，韓國、中國臺灣等新興工業化經濟體，為了保持競爭優勢，也紛紛制定納米科技發展戰略。韓國政府2001年制定了《促進納米技術10年計劃》，2002年頒布了新的《促進納米技術開發法》，隨后的2003年又頒布了《納米技術開發實施規則》。韓國政府的政策目標是融合信息技術、生物技術和納米技術3個主要技術領域，以提升前沿技術和基礎技術的水平；到2010年10年計劃結束時，韓國納米技術研發要達到與美國和日本等領先國家的水平，進入世界前5位的行列。
中國臺灣自1999年開始，相繼制定了《納米材料尖端研究計劃》、《納米科技研究計劃》，這些計劃以人才和核心設施建設為基礎，以追求“學術卓越”和“納米科技產業化”為目標，意在引領臺灣知識經濟的發展，建立產業競爭優勢。
（3）發展中大國奮力趕超
綜合國力和科技實力較強的發展中國家為了迎頭趕上發達國家納米科技發展的勢頭，也制定了自己的納米科技發展戰略。中國政府在2001年7月就了《國家納米科技發展綱要》，并先后建立了國家納米科技指導協調委員會、國家納米科學中心和納米技術專門委員會。目前正在制定中的國家中長期科技發展綱要將明確中國納米科技發展的路線圖，確定中國在目前和中長期的研發任務，以便在國家層面上進行指導與協調，集中力量、發揮優勢，爭取在幾個方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術浪潮是納米技術，南非科技部正在制定一項國家納米技術戰略，可望在2005年度執行。印度政府也通過加大對從事材料科學研究的科研機構和項目的支持力度，加強材料科學中具有廣泛應用前景的納米技術的研究和開發。
2、納米科技研發投入一路攀升
納米科技已在國際間形成研發熱潮，現在無論是富裕的工業化大國還是渴望富裕的工業化中國家，都在對納米科學、技術與工程投入巨額資金，而且投資迅速增加。據歐盟2004年5月的一份報告稱，在過去10年里，世界公共投資從1997年的約4億歐元增加到了目前的30億歐元以上。私人的納米技術研究資金估計為20億歐元。這說明，全球對納米技術研發的年投資已達50億歐元。
美國的公共納米技術投資最多。在過去4年內，聯邦政府的納米技術研發經費從2000年的2.2億美元增加到2003年的7.5億美元，2005年將增加到9.82億美元。更重要的是，根據《21世紀納米技術研究開發法》，在2005～2008財年聯邦政府將對納米技術計劃投入37億美元，而且這還不包括國防部及其他部門將用于納米研發的經費。
日本目前是僅次于美國的第二大納米技術投資國。日本早在20世紀80年代就開始支持納米科學研究，近年來納米科技投入迅速增長，從2001年的4億美元激增至2003年的近8億美元，而2004年還將增長20%。
在歐洲，根據第六個框架計劃，歐盟對納米技術的資助每年約達7.5億美元，有些人估計可達9.15億美元。另有一些人估計，歐盟各國和歐盟對納米研究的總投資可能兩倍于美國，甚至更高。
中國期望今后5年內中央政府的納米技術研究支出達到2.4億美元左右；另外，地方政府也將支出2.4億～3.6億美元。中國臺灣計劃從2002～2007年在納米技術相關領域中投資6億美元，每年穩中有增，平均每年達1億美元。韓國每年的納米技術投入預計約為1.45億美元，而新加坡則達3.7億美元左右。
就納米科技人均公共支出而言，歐盟25國為2.4歐元，美國為3.7歐元，日本為6.2歐元。按照計劃，美國2006年的納米技術研發公共投資增加到人均5歐元，日本2004年增加到8歐元，因此歐盟與美日之間的差距有增大之勢。公共納米投資占GDP的比例是：歐盟為0.01%，美國為0.01%，日本為0.02%。
另外，據致力于納米技術行業研究的美國魯克斯資訊公司2004年的一份年度報告稱，很多私營企業對納米技術的投資也快速增加。美國的公司在這一領域的投入約為17億美元，占全球私營機構38億美元納米技術投資的46%。亞洲的企業將投資14億美元，占36%。歐洲的私營機構將投資6.5億美元，占17%。由于投資的快速增長，納米技術的創新時代必將到來。
3、世界各國納米科技發展各有千秋
各納米科技強國比較而言，美國雖具有一定的優勢，但現在尚無確定的贏家和輸家。
（1）在納米科技論文方面日、德、中三國不相上下
根據中國科技信息研究所進行的納米論文統計結果，2000—2002年，共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學引文索引（SCI）》收錄。納米研究論文數量逐年增長，且增長幅度較大，2001年和2002年的增長率分別達到了30.22%和18.26%。
2000—2002年納米研究論文，美國以較大的優勢領先于其他國家，3年累計論文數超過10000篇，幾乎占全部論文產出的30%。日本（12.76%）、德國（11.28%）、中國（10.64%）和法國（7.89%）位居其后，它們各自的論文總數都超過了3000篇。而且以上5國2000—2002年每年的納米論文產出大都超過了1000篇，是納米研究最活躍的國家，也是納米研究實力最強的國家。中國的增長幅度最為突出，2000年中國納米論文比例還落后德國2個多百分點，到2002年已經超過德國，位居世界第三位，與日本接近。
在上述5國之后，英國、俄羅斯、意大利、韓國、西班牙發表的論文數也較多，各國3年累計論文總數都超過了1000篇，且每年的論文數排位都可以進入前10名。這5個國家可以列為納米研究較活躍的國家。
另外，如果歐盟各國作為一個整體，其論文量則超過36%，高于美國的29.46%。
（2）在申請納米技術發明專利方面美國獨占鰲頭
據統計：美國專利商標局2000—2002年共受理2236項關于納米技術的專利。其中最多的國家是美國（1454項），其次是日本（368項）和德國（118項）。由于專利數據來源美國專利商標局，所以美國的專利數量非常多，所占比例超過了60%。日本和德國分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國、韓國、加拿大、法國和中國臺灣的專利數也較多，所占比例都超過了1%。
專利反映了研究成果實用化的能力。多數國家納米論文數與專利數所占比例的反差較大，在論文數最多的20個國家和地區中，專利數所占比例超過論文數所占比例的國家和地區只有美國、日本和中國臺灣。這說明，很多國家和地區在納米技術研究上具備一定的實力，但比較側重于基礎研究，而實用化能力較弱。
（3）就整體而言納米科技大國各有所長
美國納米技術的應用研究在半導體芯片、癌癥診斷、光學新材料和生物分子追蹤等領域快速發展。隨著納米技術在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應用，目前美國納米研究熱點已逐步轉向醫學領域。醫學納米技術已經被列為美國國家的優先科研計劃。在納米醫學方面，納米傳感器可在實驗室條件下對多種癌癥進行早期診斷，而且，已能在實驗室條件下對前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進行早期診斷。2004年，美國國立衛生研究院癌癥研究所專門出臺了一項《癌癥納米技術計劃》，目的是將納米技術、癌癥研究與分子生物醫學相結合，實現2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標；利用納米顆粒追蹤活性物質在生物體內的活動也是一個研究熱門，這對于研究艾滋病病毒、癌細胞等在人體內的活動情況非常有用，還可以用來檢測藥物對病毒的作用效果。利用納米顆粒追蹤病毒的研究也已有成果，未來5～10年有望商業化。
雖然醫學納米技術正成為納米科技的新熱點，納米技術在半導體芯片領域的應用仍然引人關注。美國科研人員正在加緊納米級半導體材料晶體管的應用研究，期望突破傳統的極限，讓芯片體積更小、速度更快。納米顆粒的自組裝技術是這一領域中最受關注的地方。不少科學家試圖利用化學反應來合成納米顆粒，并按照一定規則排列這些顆粒，使其成為體積小而運算快的芯片。這種技術本來有望取代傳統光刻法制造芯片的技術。在光學新材料方面，目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長度達到幾百微米的納米導線。
日本納米技術的研究開發實力強大，某些方面處于世界領先水平，但尚未脫離基礎和應用研究階段，距離實用化還有相當一段路要走。在納米技術的研發上，日本最重視的是應用研究，尤其是納米新材料研究。除了碳納米管外，日本開發出多種不同結構的納米材料，如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結構、富勒結構套富勒結構、納米管套富勒結構、酒杯疊酒杯狀結構等。
在制造方法上，日本不斷改進電弧放電法、化學氣相合成法和激光燒蝕法等現有方法，同時積極開發新的制造技術，特別是批量生產技術。細川公司展出的低溫連續燒結設備引起關注。它能以每小時數千克的速度制造粒徑在數十納米的單一和復合的超微粒材料。東麗和三菱化學公司應用大學開發的新技術能把制造碳納米材料的成本減至原來的1／10，兩三年內即可進入批量生產階段。
日本高度重視開發檢測和加工技術。目前廣泛應用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場光學顯微鏡等的性能不斷提高，并涌現了諸如數字式顯微鏡、內藏高級照相機顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產品。科學家村田和廣成功開發出亞微米噴墨印刷裝置，能應用于納米領域，在硅、玻璃、金屬和有機高分子等多種材料的基板上印制細微電路，是世界最高水平。
日本企業、大學和研究機構積極在信息技術、生物技術等領域內為納米技術尋找用武之地，如制造單個電子晶體管、分子電子元件等更細微、更高性能的元器件和量子計算機，解析分子、蛋白質及基因的結構等。不過，這些研究大都處于探索階段，成果為數不多。
歐盟在納米科學方面頗具實力，特別是在光學和光電材料、有機電子學和光電學、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導體、復合材料、醫學材料、智能材料等方面的研究能力較強。
中國在納米材料及其應用、掃描隧道顯微鏡分析和單原子操縱等方面研究較多，主要以金屬和無機非金屬納米材料為主，約占80%，高分子和化學合成材料也是一個重要方面，而在納米電子學、納米器件和納米生物醫學研究方面與發達國家有明顯差距。
4、納米技術產業化步伐加快
目前，納米技術產業化尚處于初期階段，但展示了巨大的商業前景。據統計：2004年全球納米技術的年產值已經達到500億美元，2010年將達到14400億美元。為此，各納米技術強國為了盡快實現納米技術的產業化，都在加緊采取措施，促進產業化進程。
美國國家科研項目管理部門的管理者們認為，美國大公司自身的納米技術基礎研究不足，導致美國在該領域的開發應用缺乏動力，因此，嘗試建立一個由多所大學與大企業組成的研究中心，希望借此使納米技術的基礎研究和應用開發緊密結合在一起。美國聯邦政府與加利福尼亞州政府一起斥巨資在洛杉礬地區建立一個“納米科技成果轉化中心”，以便及時有效地將納米科技領域的基礎研究成果應用于產業界。該中心的主要工作有兩項：一是進行納米技術基礎研究；二是與大企業合作，使最新基礎研究成果盡快實現產業化。其研究領域涉及納米計算、納米通訊、納米機械和納米電路等許多方面，其中不少研究成果將被率先應用于美國國防工業。
美國的一些大公司也正在認真探索利用納米技術改進其產品和工藝的潛力。IBM、惠普、英特爾等一些IT公司有可能在中期內取得突破，并生產出商業產品。一個由專業、商業和學術組織組成的網絡在迅速擴大，其目的是共享信息，促進聯系，加速納米技術應用。
日本企業界也加強了對納米技術的投入。關西地區已有近百家企業與16所大學及國立科研機構聯合，不久前又建立了“關西納米技術推進會議”，以大力促進本地區納米技術的研發和產業化進程；東麗、三菱、富士通等大公司更是紛紛斥巨資建立納米技術研究所，試圖將納米技術融合進各自從事的產業中。
歐盟于2003年建立納米技術工業平臺，推動納米技術在歐盟成員國的應用。歐盟委員會指出：建立納米技術工業平臺的目的是使工程師、材料學家、醫療研究人員、生物學家、物理學家和化學家能夠協同作戰，把納米技術應用到信息技術、化妝品、化學產品和運輸領域，生產出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產品，同時減少能源消耗和垃圾。歐盟希望通過建立納米技術工業平臺和增加納米技術研究投資使其在納米技術方面盡快趕上美國。
第7篇：化學新材料論文范文
關鍵詞：教學模式；工程實踐；創新能力
中圖分類號：G640文獻標志碼：A文章編號：10052909（2012）05002504當前，各用人單位對應屆畢業生進入工作崗位后的表現，如獨立思考能力、新知識學習能力、工作創新能力等，滿意度較低。學生缺乏創新能力已是一種普遍現象，而創新能力將在很大程度上決定人才未來的發展方向，更是促進社會發展的重要因素，因此，大學生創新能力培養成為中國高校肩負的歷史使命和時代重任。創新精神是一種科學嚴謹的精神，一種邏輯縝密的思維，一種不懈追求卓越的意識，以及一種發現問題、積極探索的心理取向[1]。創新與創造不同，創新是在原有科學理論上有所變革，且該變革有利于知識有效重構。因此，只要有求異思維，人人都能創新。
筆者通過在材料科學與工程學院長期的教學工作經歷，探索學生缺乏創新能力的緣由與解決辦法。對逐步地、深層次地解決“創新思維模糊、不善于捕捉創新意識、潛在創新能力不足”等問題提出幾點建議，采用因果分析法，通過多維度重構教學模式與加強工程實踐經歷兩方面闡述了培養學生創新能力的途徑。
一、重構傳統教學模式，培養學生創新能力
教學內容與學生接收課程訊息的快慢、難易及學習過程中對新知識掌握程度的信心建立息息相關。因此，要解決課堂理論教學存在的不足首先要分析教學內容的特點，進而提出與該類課程內容設置特點相匹配的解決方法。
材料科學與工程專業課程大都與現階段主流的建筑材料相關，其主要特點有以下三方面。
其一，綜合性。材料科學與工程專業各門課程的設置大多關于物理、化學、力學與機械工業知識的綜合應用，在形式上充分體現理論與實際的密切聯系，在內容上明顯呈現科學分析與理論計算互補的特點，在學習過程中則顯示了基礎研究與綜合訓練相結合的特點。其二，多變性。隨著科技進步，高新產業發展迅速。在強調低碳節能、綠色環保及安全第一的主旋律下，社會各界對材料性能等方面的要求越來越高。因此，材料專業的課程內容必須緊隨科技發展，把當前科技領域最新的前沿知識傳授給學生。因此，課程設置具有多變性特點，隨著新材料的產生，功能材料、復合材料、納米材料等非傳統材料的課程應逐步加入培養計劃。
其三，復雜性。在教學過程中，物質的微觀結構各不相同，物質結構隨外界條件的變化千差萬別，在空間結構的認識上也會出現偏差，因此，對材料宏觀知識的掌握與物質微觀結構的認知呈現復雜性特點。
以上教學特點也是教學難點，筆者在長期教學工作中，通過學生反饋，歸納四點革新課堂教學的途徑。
（一）營造良好教學氛圍激發好奇心
創新是一種高度復雜的智能活動，只有在輕松、自由、民主的氛圍中，人們才會產生好奇心，萌發求知欲，才會有創新的意向和行動[2]。苛刻古板的傳統教學衍生一種沉悶的課堂氛圍，學生在接受新知識，尤其是生硬艱澀理論知識時往往會產生一種厭學放棄的態度，直接導致了學習效率低下，同時也扼制了創新意識的萌芽。相反，一旦創建了師生共同學習平臺，營造輕松自由的課堂氛圍，自然地激發學生好奇心。例如：在講解硅酸鹽晶體結構時，教師以積極引導而不是刻板講解的方式教學，學生往往愿意繼續進行研究探索，對不同條件下各硅酸鹽晶型的轉變產生興趣，從而開拓思維、自主學習、獨立思考，從課本上的問題衍生出自我學習中發現的疑點。并能夠在輕松的課堂氛圍中，較自由地與教師、學生進行探討，解決新問題。其他學生也可以從中發現更深一層的問題，循序漸進地提升教學效果。這就使教師從促進學生智能發展的角度培養了其創新思想。開放、活躍的氛圍，既能激勵學生不斷學習，不斷探索，又可以讓學生增加創新意識，做到“學而言，言而改，改而變，變而新”。因此，教師應該注重教學方式的改進，營造崇尚知識、追求真理的課堂氛圍。同時，增添趣味性、合理加大自由度，保護學生的好奇心，培養學生的求知欲，挖掘學生潛能，引導學生開啟自身的創新意識，進而培養創新能力。
（二）尊重不同個體差異培養創新力
高校課堂是個大環境，每個個體在其中都體現出獨特的個性。教師應該了解學生的個體差異，例如：學生甲善于理性思考，對數據概論理解能力較強；學生乙則更注重感性思維，對圖像空間結構認知能力較強。對不同學生，教師應該有針對性地安排教學內容，設計不同層次的問題，安排不同類別的聯系，引導學生主動參與學習，從不同角度學習同一知識點，并達到相同效果。
（三）通過畢業論文環節激發創新情感
對于大多高校而言，畢業論文是學生綜合運用基礎理論、專業知識和基本技能分析、解決問題的訓練，是大學教育的最后一個重要階段，是提高學生綜合素質的最好機會。但是，目前這一教學過程還存在較多不足之處有待改善。
一方面，在畢業論文命題和選題上存在較嚴重的虛擬現象。學生在教師的指導下，畢業之際可以完成論文，但這種論文內容空洞、論點不足、重形式輕實質，學生在該教學環節收益甚少，與教學設置中的預期效果相差較大。命題方式虛擬化導致論文題目相似或類似度極大，易出現抄襲現象。因此，優化畢業論文題目設置可使學生創新能力培養事半功倍。教師應該根據專業的差異設置論文題目，同時應關注建筑材料界的新動態，將其融入論文，使學生對枯燥理論知識產生新鮮感和興趣，自主解決現有材料應用中的缺陷，自覺形成創新意識。
另一方面，中國高校本科畢業生論文大多是在第八學期（即大學四年級下學期）進行，在此之前很少向學生介紹有關畢業論文的知識，相關訓練也較少，在論文進行過程中，部分學生沒有充分的時間查閱、理解相關資料，甚至有部分學生對學校圖書館數據庫的運用還不是很熟練。教師在授課過程中應該有意識地培養學生自主查閱文獻、自我理解文獻的能力，讓學生逐漸養成自主學習習慣，為畢業論文完成奠定基礎。多方面知識的學習能使各知識元素相互融會貫通，碰撞出思想的火花，意料之外的問題能最大程度上激發學生的創新思維，從而達到預期之外的目標。
（四）調整考核方式培養創新意識
期末成績考核是對學生學習的檢驗與評價，傳統的單一考核方式限制了教學內容。單一的期末閉卷考試，必然導致學生死記硬背應付考試的現象。受試卷容量和大綱要求的限制，很多教材外延內容在考試中沒有涉及。久而久之，使學生把學習注意力局限在教材中，打擊了學生發散性探索的積極性。因此如果考試制度因循守舊，教學方法改革也只能紙上談兵。
為了改變這一狀況，嘗試考核方式多元化，即除期末考試外，又加入其他考核環節。例如：在教學過程中，精心選擇適合知識拓展的內容，讓學生查閱資料，然后結合所學知識提煉自己觀點，并在課堂上用多媒體為師生闡述自己的觀點。這樣的方式不僅要求學生學會教材知識，更培養了學生的創新思維能力，使學生不囿于傳統的、既有的、權威的觀點，而根據所學知識勇敢提出自己的觀點，同時利用學校數據庫資源檢驗和論證新觀點，從而培養創新思維和創新能力以及多方面的綜合能力[3]。
綜合而言，課堂教學的改革突破點是將核心因素定格于知識的接受者——學生。以多種措施培養學生學習興趣、避免因個體差異造成的自卑心理，激發學生潛在創新意識。學生對新知識接收程度大幅提高，同時將克服難題的信心以無意識狀態儲存，這樣，學生處理新問題、提出新方案的信心將在潛意識中逐步建立。
改革教學模式不僅利于學生掌握扎實的理論知識和技能，為培養學生的創新能力奠定了良好的基礎，也激發了學生的創新意識。但僅此還不能滿足培養學生創新能力的需要，人的創新潛質只有在實踐中才會得到最大程度顯現。因此，教師應嘗試為學生搭建更多的工程實踐平臺，使他們有足夠物質基礎發揮創新潛質。
二、加強工程實踐教學，培養學生創新能力
受諸多因素制約，當前大多數高等院校教學中工程實踐環節薄弱。科技實驗等實踐動手課程安排不合理，理論與實踐脫節，不能有效提升學生科技創新能力[4]。
為解決這一實際問題，筆者所在團隊結合創新能力培養需求，從加強工程實踐角度出發尋求解決問題的途徑。
（一）搭建校企合作平臺，給學生提供更廣闊的工程實踐空間
針對高校實踐教學基地數量普遍不足的現狀，學校一直在大力創辦校企合作平臺，為學生參與工程實踐提供充足的資源。1993年學院率先在國內實踐了校企合作新型辦學模式，與全國500強企業之一——沈陽星光建材集團聯合辦學，成立星光建材分院，從此星光建材集團下屬的37個企業均成為學院實習基地。同時，集團投資了120萬元補充教學資源。2000年與遼寧省建筑材料研究所共建，實現資源共享。2005年成立沈陽建筑大學—沈陽金圣達精細陶瓷研發制造中心，建立了良好的工程實踐平臺。2008年與沈陽依力達建筑外加劑廠成立沈陽建筑大學依力達新材料研究所，成為另一個校企合作的科研平臺。2010年又和遼寧省建筑節能環保協會聯合成立“沈陽建筑大學泡沫混凝土研究所”和“沈陽建筑大學地面輻射供暖材料研究所”，同時借此平臺，與協會上百家會員單位企業建立產學研合作伙伴關系。2010年學院還結合專業特點，與高分子材料與工程、材料化學專業的相關企業建立了8個校外實踐基地。先后有幾十名學生在這些實踐基地中開展實驗、實習，在非模擬、完全真實的工程實踐中培養動手能力和創新能力。
在良好的校企合作實踐平臺上，形成“以校內實驗實訓中心為依托、校外實習基地為延伸，課內實踐教學為主體、課外校園科技文化活動為擴展，通用實踐能力為基礎、專業實踐能力為重點，創新精神和綜合實踐能力為目標”的多層次實踐教學模式[5]。學生在實踐中總結經驗，豐富和完善知識體系，進而有所創新。
（二）積極開展學生科技競賽活動，大力發掘學生科技創新潛能
科技競賽逐漸成為當前高等教育中大學生科技創新能力培養的重要載體[6]。科學競賽作為大學生課堂理論和專業知識的有效補充和延伸，大學生綜合運用課堂相關知識去設計并解決實際問題或者特定問題，其一般都具有實踐性和創新性，要求學生從本質上認識專業理論知識，在競賽過程中運用專業知識分析問題，思路清晰，并以專業知識學習過程中建立的邏輯思維總結發散性思路，發現新問題，在新問題中重塑原總結，使其相互促進、共同發展，最終設計出合理、新穎的實驗競賽方案。
科技競賽加強了大學生的動手能力，同時也提高了其自主學習能力，實現了理論知識與實踐過程有機結合。學校積極探索科技競賽管理系統、建立科技競賽平臺，以培養科技創新人才為指導思想，先后組織學生參加“金隅杯”全國首屆混凝土設計大賽、“金海岸建材杯” 首屆全國大學生混凝土材料設計大賽，學院開展“依力達杯”混凝土設計大賽和“順風杯”建筑結構膠粘劑設計大賽，調動了學生參與科技活動的積極性，學生表現出前所未有的高漲熱情。在競賽活動中，學生將多層次多學科知識整合、發散，以不同角度設計思路各異的方案，科技創新潛能得以充分挖掘。
三、結語
大學是創新能力培養的黃金時期，扎實的理論教學與充分有效的工程實踐為工科學生提供了完整、系統的創新能力培養體系。筆者將教學模式改革與加強工程實踐兩大培養體系有機融合，通過課堂教學效果的改善及工程實踐的合理安排與強化，為學生提供輕松有趣、利于知識傳授與接收的良好環境，以完善多元考核方式、加強畢業論文環節為重要切入點，以建立實踐教學基地為物質基礎，以專業競賽等科技創新活動為載體，在競賽開展過程中有效激發了學生的創新情感和創新意識，挖掘學生的創新潛能，收到較好的教學效果，證實了措施的有效性。當然，創新能力培養是一項長期課題，筆者將攜其教學團隊，歸納已有成果，分析有待改進之處，對該課題繼續不懈地探索，以期為創新型人才培養提出更多富有建設性、可操作性的意見。
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Reestablishing teaching mode to cultivate students’ innovative ability
WANG Qing， RAN Kun， JIA Jinghang， NIU Wanyang， CHEN Yanwen
（School of Materials Science and Engineering， Shenyang Jianzhu University， Shenyang 110168，
Liaoning Province， P. R. China）
第8篇：化學新材料論文范文
[關鍵詞]表面技術 教學方法 科研能力 創新性實驗
[中圖分類號] G424.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）07-0149-02
在傳統工業生產及新材料研發領域，表面技術具有非常重要的地位。目前，材料表面技術概論課程已經成為許多高等院校金屬材料、焊接、材料成型與控制、材料加工工程等專業的技術基礎課程。通過該課程的學習，學生可以初步掌握材料的表面基礎理論、表面涂層技術、表面涂層設計及表面質量檢測技術等。這是一門所學內容可直接面向工業應用的專業課程，具有非常強的實踐性，通過該課程的學習能夠有效提高同學們運用所學知識解決實際問題的能力，培養學生的開拓創新能力，同時，也為學生學習其他相關課程、畢業設計和將來從事的生產技術工作奠定必要的專業基礎。
該課程一般安排在大三下學期或大四上學期，是同學們學完物理化學、材料科學基礎、材料工程基礎等課程后的延伸課程。本課程授課內容雖然理論性不強，但涉及知識面廣，包含了工業生產及科研中所能用到的各類表面技術知識，具有較強的專業性和實踐性。針對這一特點及授課對象的知識儲備程度，作者在多年教學實踐的基礎上，嘗試從以下幾個方面對材料表面技術概論課程進行教學改革，重點培養學生動手能力、設計能力和創新能力，鍛煉并提高學生的科研素養。
一、科研與教學結合，培養學生的專業興趣
對于高校教師來說，教學與科研是相輔相成、互相促進的。教學是高校教師的基本職責，是從事科研工作的基礎和依托。科研能夠讓高校教師熟悉本學科的最新進展，有助于革新教學內容，反哺教學，不斷的提高教學質量。[1]高校教師如果不開展科學研究，知識更新慢，授課內容得不到及時的更新，在教學過程中就難以引導學生積極地學習和思考，創新能力培養也就成為空談。[2]在課堂教學中，教師應當結合自己的科研工作，及時地將表面技術領域的新動態、新技術和新工藝充實到教學內容中，鼓勵有興趣的同學進入實驗室，成為老師的科研小助手。
山東科技大學材料學科在表面技術領域具有突出特色，擁有“山東省金屬材料與表面工程研究中心”和“山東省耐磨耐蝕材料工程技術研究中心”兩個省級工程技術研究中心。在硬件設備方面，擁有火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂、等離子熔敷、激光熔敷、物理氣相沉積、化學氣相沉積、微弧氧化等完善的表面技術實驗設備，在師資隊伍方面，擁有專業從事涂層技術和涂層材料開發的教授、副教授和講師組成的科研和教學團隊，為該課程的教學改革提供了強有力的支撐。在本課程教學中，積極鼓勵學生參與到教師的科研項目中，成立科研興趣小組，利用業余時間輔助老師承擔部分科研工作，以提高學生的動手能力、分析能力和創新精神。學校每年組織一次面向學生的科研立項活動，鼓勵學生根據自身愛好組建科技創新團隊，承擔部分小的科研課題，將課程學習與科研立項活動結合起來。在課題進行的過程中同學們協助自主設計實驗方案，制備樣品，分析檢測，并在教師的指導下撰寫科研論文或申請專利。在這一過程中，同學們的綜合能力得到全面的鍛煉，提高了對材料，特別是對表面技術的專業興趣。
二、巧用多種教學方法，啟發、引導學生思考
水無常態，教無定法。在材料表面技術概論的教學過程中，可根據授課內容，采用多種教學手段和教學方法，引導學生自覺的學習和思考。以熱噴涂章節的教學為例，學習內容主要包括火焰噴涂、電弧噴涂和等離子噴涂三大部分，共安排8個學時的教學時間。由于在大學階段專業課程的學習中，學生普遍反映實驗偏少，動手機會偏少，不清楚所學知識能夠應用在哪些領域，因此在該課程的教學中，針對上述問題，結合學校實驗條件，安排了4個學時用于課堂理論教學，其中2個學時講授熱噴涂原理，2個學時講授熱噴涂材料及其應用。讓學生對熱噴涂技術原理、熱噴涂材料有了全面的了解后，再安排2個學時的時間在實驗室現場教學，主要內容包括參觀、講解火焰噴涂、電弧噴涂和等離子噴涂設備，演示噴涂過程;選取在工業和科研中應用到的典型熱噴涂產品，給同學們討論、分析講解。如高爐風帽的熱噴涂防護，首先給同學們分析高爐風帽的工作環境：風帽端部深入爐膛內部，工作溫度在1400℃左右，承受爐料的沖刷作用，指出高溫下爐料的沖刷作用是造成風帽失效的主要原因。如何解決這一問題？引導同學們思考，提出對防護涂層的基本性能要求：抗高溫沖刷性能好，導熱性差，具有熱障功能。然后再提出問題：具有這種特性的涂層材料一般是什么，是金屬、金屬陶瓷或氧化物陶瓷嗎？讓同學們討論，最后得出結論：氧化物陶瓷如Al2O3、ZrO2抗高溫性能好，導熱性差，可用于高爐風帽的表面防護涂層，這類涂層材料熔點高，一般采用等離子噴涂工藝制備涂層。采用這種現場參觀、演示、講解、提問和討論的方式，大大提高了同學們學習該課程的興趣。最后2個學時為熱噴涂實驗，由老師預先準備好標準規格的鋼板，熱噴涂材料，同學們在老師的指導下獨立完成熱噴涂前處理（主要是噴砂粗化）、噴涂、涂層質量檢測等工作。通過這8個學時的學習，同學們對熱噴涂技術、設備和熱噴涂材料有了較為全面的認識和了解。
在課堂教學中，部分章節可以采取預先布置任務、分組討論的方式，讓學生參與到教學中來，成為課堂上的主體，教師在中間主要起到組織、引導和協調的作用。如在講述電鍍和化學鍍這一章節時，可采用任務驅動法。老師在講述完基本知識點后，給學生布置系列探究性學習任務，5-6人分成一個小組，指導學生通過學校圖書館提供的各種渠道查閱文獻資料，如通過中國知網學術文獻總庫查閱中文期刊、學位論文以及會議論文，通過Elsevier、SpringerLink、EBSCO數據庫平臺查閱和下載英文論文等。各個小組根據老師分配的任務，查閱相關論文和信息，然后進行篩選、提煉、歸納和分析，完成綜述性報告，并做成ppt形式，每個小組輪流在課堂上向大家展示和講解。通過這種任務分配、查閱資料、信息檢索與提煉、整理報告和匯報的過程，提高了學生的分析和歸納能力，部分同學還能在整理和查閱資料的過程中提出新的問題和看法，創新能力得到了很好的鍛煉。
三、設計創新性實驗，培養學生的綜合能力
長期以來，材料專業基礎課程輔助實驗多數是驗證型、演示型實驗，由實驗老師講解實驗內容，學生按照老師要求及實驗指導書上規定的內容、方法和步驟機械的完成實驗內容即可，在這一過程中需要學生自主設計和創新的地方較少。著名的美國教育家布魯納雷曾說過，知識乃是一個過程，不是結果。開設實驗教學的真正目的不僅僅是為了去驗證一些已知的結果，而是在實驗過程中培養學生從事材料應用或科學研究的能力，并在此基礎上開闊視野，發展思維，培養學生的專業興趣。[3]多年的教學經驗表明，合理設計課程實驗，增加學生的動手機會，對提高課程教學的質量至關重要。我校材料學科以表面技術為特色，擁有包括熱噴涂、物理氣相沉積、微弧氧化、噴焊等較為齊全的實驗條件，為本課程實驗的設置和實施提供了有力的支撐。
在本課程教學中，設置了4學時的標準實驗課程，以驗證性為主，以加深學生對課本知識的理解。同時，通過這些驗證性實驗讓學生了解和熟悉表面技術試驗設備，為創新性實驗做好準備。在本課程進行到中期的時候，給同學們布置創新性實驗任務，內容可廣泛選用在生活、工業或科研中遇到的，和表面技術有關的課題，如鋼結構的長效防腐、高速公路護欄的防護涂層技術、門把手的裝飾及防腐涂層技術、家用碳鋼自來水管的防銹技術、水輪機葉片的抗沖蝕涂層技術、機械傳動齒輪接觸齒面的表面強化技術等，讓學生根據自己的興趣分組選擇合適的題目，設計涂層工藝和涂層材料，并制訂詳細的實驗方案，經指導教師審核后進入實驗室，自主進行實驗。為了確保該實踐教學環節的質量，加強實驗過程的管理，指導教師應做好實驗進度跟蹤和管理，做好實驗安全培訓，合理安排、協調公共實驗設備的使用時間。對于學生在實驗中遇到的難題，要及時的給予提示或協助解決。實驗結束后，以小組為單位提交一份實驗報告作為評分依據。通過創新性實驗，學生經歷了查閱、收集資料，設計實驗方案，實驗操作及實驗數據分析等過程，熟悉了科研工作的基本環節，從事科研工作的能力得到了有效的鍛煉。
四、結束語
在材料表面技術概論專業課程教學中，通過鼓勵同學們進入實驗室，協助老師承擔部分科研工作，加強課堂教學內容和教學方法的改革，增加創新性實驗等措施，有效提高了學生的動手能力和科研能力。尤其是創新性實驗的設立，和傳統專業課程輔助實驗形成了良好的互補作用，對提高學生的綜合素質、實踐能力和充分發揮學生的創新能力起到了重要的促進作用。由于材料表面技術發展迅速，涂層新材料、新工藝革新非常快，在以后的教學中將及時更新授課內容，進一步強化實驗教學，跟蹤表面技術發展的新趨勢，更好的培養學生的專業興趣和科研能力。
[ 注 釋 ]
[1] 黃秋燕.教學型地方高校遙感課程教學與科研互動模式探索[J].高教論壇，2008（5）：74-76.
第9篇：化學新材料論文范文
【論文摘要】創新是指根據一定的目的和任務，運用一切已知信息，通過開展能動的思維活動，突破原有的事實、框架，而獲得的解決問題的一種全新方式或產生對社會和個人極有價值的產品的智力本質。當今知識經濟時代區別于農業經濟和工業經濟時代的重要特征便是不斷創新，創新是知識經濟的靈魂。本文主要是從初中化學教學中談培養學生創新意識的一些做法。
當今，人類正面臨一個新的經濟時代──知識經濟時代。能否接受知識經濟時代的挑戰，關鍵在于能否培養出大批具有知識創新和技術創新的人才。加強素質教育時代和社會發展的需要，它不僅是當今我國教育改革的潮流，也是當今世界教育改革的潮流。如何發揮化學教育的優勢，對學生進行創新素質的培養，是廣東化學教育工作者探討的重要課題之一。
一、聯系生活，培養學生的創新意識
創新意識的培養，也就是推崇創新，追求創新，以創新為榮的觀念和意識的培養。只有在強烈的創新意識的引導下，人們才能產生強烈的創新動機。樹立創新目標，從而發揮創新潛力和聰明才智。化學是以物質的組成、結構、性質及其變化規律為研究對象的學科，與社會聯系非常密切。可以說，整個化學發展史就是一部聯系社會、服務社會的創造史和發明史。
隨著社會的發展，化學與社會聯系越來越緊密。
1994年國際滑雪教育會議(ICCE )的主題就是強調：化學是未來世紀的中心學科，在環境、能源、材料以及生命科學中，發揮重要的作用。因而，教師在教學過程中要適當節食化學領域的新發現、新發明、新進展。有意識的想學生展望化學的明天──新能源、新材料、新醫藥、新食品，同時還讓學生了解當今世界化學科學研究前沿。此外，還結合教學內容，積極開展形式多樣的課外活動，把化學知識與社會生活實踐相聯系，把學生引入化學問題情趣中用，能極大的促進學生對新技術、新方法的了解，有效地培養學生的創新性強和創新意識。
二、注重啟發，培養學生的創新思維
創新思維是創新素質的核心，培養學生的創新素質必須著力培養學生的創新思維。長期以來，我國的課堂教學習慣于教授講、學生聽的講授型的教學模式。只注重學科知識的傳授，常常脫離生活和現實，不利于學生主體性的發揮，不利于學生創新思維的培養與發展，也不利于學生動手及解決問題能力的提高。因此，我們在教學中應堅持啟發式教學，以學生為主體，改進教學方法，鼓勵學生主動參與、主動探索、主動思考、主動實踐，創造性地開展學生，著重培養學生的觀察力、想象力和發散思維能力。
1.培養學生的觀察能力
觀察能力是有效探索世界，認識事物的一種基本能力，是創新活動能力發展的基礎。可以說花心變化的全過程都呈現著豐富生動的直觀形象，是培養學生觀察能力的好素材。在平時教學過程中，要充分利用化學實驗或其他直觀條件激發學生的觀察興趣，引導學生掌握基本的觀察方法，把觀察和思維緊密地結合起來，使學生養成良好的觀察習慣。
2.培養學生的想象能力
想象思維最顯著的特征是直觀、具體，它是利用感官直接接受具體想象信息，然后在頭腦中形成表象，再利用這些表象進行類比、聯想等思維加工而獲得認識，這是認識活動的基礎。培養學生的創新思維，要注重發展學生的想象力。
3.培養學生的發散思維能力
在創新思維的結構中，包含有發散思維和收斂思維。所謂發撒思維是從某一點出發，不依靠常規尋求變異，進行發散性聯想，得出多種解法、多個結論的思維形式。美國心理學家吉爾福特認為發散思維有三個特點：流暢性、靈活性和獨創性。可見，發散思維是創新思維的核心。化學教學內容，有許多發散思維的素材，引導得好，能把學生帶到積極思維的情境中。要學生學會發散思維并引導自己進行創新思維，教師要充分調動學生的學習積極性，啟迪學生思維，經常作這方面的訓練。
三、重視實驗，培養學生創新能力
實驗是化學的基礎，現行化學教材中的一些演示實驗和學生實驗，主要是作為驗證化學知識的手段，幫助學生理解和鞏固化學知識，對發展學生的創新能力不能起到良好的促進作用。因此要做培養和提高學生的創新實驗，設計實驗等方面的指導。在教學過程中，讓學生設計實驗裝置和實驗方案以增強學生的探索精神和創新意識。設計實驗裝置和實驗方案是最能夠培養學生的探索精神和創新意識的，
當然，在化學教學中，還有許多很好的培養學生創新素質的素材，有待我們化學教師不斷去挖掘并加以利用。有人說：“只有創新型的教師通過創新性的教學方法才能培養出創新的學生。”因而，我們教師要轉變教學觀念，加強。“創新教育”研究，切實把“素質教育”落到實處。
綜上所述，我們必須加強培養學生的創新能力和創新意識，而化學作為研究和開發新材料的科學，是社會發展和人類進步的關鍵，更需要具有創新意識和創新能力的人才，我們就更有必要加強和培養學生的創新意識和創新能力。在新教材的背景下，教師必須樹立新的教學理念，加強實驗教學和實驗探索，培養學生的創新意識和創新能力
參考文獻
[1] 王利萍；中學化學學生創新能力的培養[J]；商情；2010年第20期
