化学新材料论文精选(九篇)

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第1篇：化学新材料论文范文

一、农村学生面对的农村生活比较单调，取材单一

中学生记叙文写作，一般来说还是遵守“我手写我心”的原则，写生活中的体验，写所见所闻所感。农村高中学生，面对自然界中春夏秋冬的时序变化，周围是周而复始的春播夏长秋收冬藏的画面，加上学校、家庭、宿舍“三点一线”的生活方式，可以选择的生活素材是贫乏的、单一的。例如苏教版选修教材《写作》的第一章，写作要求让学生写一个最尊敬的人。百分之五十以上的农村高中学生写最尊敬的人是爷爷奶奶、外公外婆。究其原因，这一代农村高中学生很多从小就是从爷爷奶奶、外公外婆手上长大的，学生的父母为了生活远走他乡打工维持家庭。学生心中最尊敬的人当然是爷爷奶奶等亲人。试想，农村学生远离父母、面对农村，哪有许多新鲜的生活素材？社会现代化过程中，农村学生作文的素材来源接近枯竭，语文教师要想办法引导学生走出乡村、体悟丰富多彩的现代生活，才能写出新鲜的、活泼的记叙文。

语文教师要挖掘具有地方特色的原汁原味的生活，与学生一起感悟多彩的生活，丰富学生的情感体验。例如，面对以上宜兴市农村学生写作记叙文的困境，教师可以带领学生参加社会实践活动，调查研究宜兴市“陶的文化”，研究紫砂壶的文化艺术；带领学生游玩善卷洞，让学生研究喀斯特地貌的形成原因；宜兴市素有“教授之乡”的美誉，让学生每年走访一名宜兴籍教授，写人物报告文学。多种多样的社会实践活动，既锻炼了学生的才智，又丰富了学生的写作素材，让农村学生的记叙文有东西可写，解决了“写什么”的问题。

二、农村高中学生阅读量太少，记叙文写作受到考场作文评分标准的干扰

写作需要人生的直接经验与间接经验，间接经验获得的一个重要渠道是通过大量阅读，才能提高写作能力。一个学生的阅读史，也是一个学生的精神发育史。农村高中图书馆建设比较滞后，在数理化学科高压的氛围中，语文学科课时不多，大量的课外阅读已经是很奢侈的一件事情，最起码的阅读时间没有保障。还有，阅读与写作没有很好地衔接起来。阅读是基础，阅读能力转化为写作能力，还需要语文教师精心指导。针对农村高中学生阅读量少的现状，有必要提高基层管理人员的重视程度。加大农村高中图书管建设力度，增加学生阅读课时，有条件的农村高中图书馆增添网络阅读。有阅读材料，有阅读课时，就需要语文教师的针对性指导。例如，定期举办阅读报告会，研究读写转化的途径，提高学生阅读兴趣，增强学生写作能力。语文教师要架起一条阅读与写作的桥梁，让学生在阅读中学会写作，在写作中渴望阅读，如此良性循环，对于提高学生写作记叙文大有益处。

三、新材料作文的评分标准一定程度上干扰了目前的记叙文写作

虽然评分标准有一条“文体不限”，但是实话实说，新材料作文还是从议论文角度切入比较方便。例如，学生先读懂材料的主旨，然后提炼一个中心论点，再采用并列式结构或者递进式结构议论，最后强化观点，自然收束全文。如果审题不错，那么作文的切入分肯定会得到。笔者在基层高中学校调研时发现，有很多高三语文老师平时让学生积累很多素材，作为备考的“论据”，而且每种观点都有不同的素材佐证，可以说议论文备考已经准备的非常充分。而记叙文的写作备考难度就很大，而且在高考的评价标准方面，文章“深刻”、“丰富”、“有文采”、“有创新”的要求中，很明显，记叙文的要求难度比议论文要求难度大。在这种情况下，不少学校干脆放弃记叙文写作，专门训练学生用议论文写作对付高考的考场作文。

高考考场作文的评价标准是作文教学改革的一个重要风向标。如果评价标准稍微向记叙文倾斜，那么，农村高中写作记叙文的现状就会有大的改变。至少，在细节描写、构思立意、照应脉络上面的训练会落到实处。现代学生需要哲理思辨式思维方式，但是记叙文写作是议论文写作的基础，放弃记叙文写作，片面追求议论文应试作文训练，都是舍本逐末、不负责任的做法。

第2篇：化学新材料论文范文

材料的计算模拟方法介绍

材料的计算模拟研究是近年来飞速发展的一门新兴学科和交叉学科．它综合凝聚态物理学、理论化学、材料物理学和计算机算法等多个相关学科．它的目的是利用现代高速计算机，模拟材料的各种物理化学性质，深入理解材料从微观到宏观多个尺度的各类现象与性能，并对材料的结构和物性进行理论预言，从而达到设计和开发新材料的目的．材料的多尺度计算模拟方法主要有以下几种:

(1)第一性原理计算方法(First－principlesMethods)基于密度泛函理论的第一性原理计算方法是目前研究微观电子结构最主要的理论方法．第一性原理计算方法只用到普朗克常数(h)，玻尔兹曼常数(kB)，光速(c)，电子静态质量(m0)和电子电荷电量(e)这5个基本物理变量和研究体系的基本结构．从量子力学出发，通过数值求解薛定谔方程，计算材料的物理性质．在密度泛函理论，局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)框架下的计算已广泛应用于第一性原理的电子结构研究中，并已经取得很大的成功．结合一些能带结构计算的方法，对于半导体和一些金属基态性质，如晶格常数，晶体结合能，晶体力学性质都能够给出与实验符合得很好的结果，同时能够比较精确地描述很多体系的电子结构(如能带结构、电子态密度、电荷密度、差分电荷密度和键布局等)、光学性质(介电函数、复折射率、光吸收系数、反射光谱及光电导等)和磁性质，从微观理论角度分析和揭示材料物理性质的起源，使实验者主动对材料进行结构和功能的控制，以便按照需求制备新材料．

(2)分子动力学方法(MolecularDynamicsMethods)分子动力学是一种确定性方法，是按照该体系内部的内禀动力学规律来确定位形的转变，跟踪系统中每个粒子的个体运动，然后根据统计物理规律，给出微观量(分子的坐标、速度)与宏观可观测量(压力、温度、比热容、弹性模量等)的关系来研究材料性能的一种方法[5]．分子动力学方法首先需要建立系统内一组分子的运动方程，通过求解所有分子的运动方程，来研究该体系与微观量相关的基本过程．对于这种多体问题的严格求解，需要建立并求解体系的薛定谔方程．根据波恩－奥本海默近似，将电子的运动与原子核的运动分开来处理，电子的运动利用量子力学的方法处理，而原子核的运动则使用经典动力学方法处理．此时原子核的运动满足经典力学规律，用牛顿定律来描述，这对于大多数材料来说是一个很好的近似．只有处理一些较轻的原子和分子的平动、转动或振动频率γ满足hγ＞kBT时，才需要考虑量子效应．

(3)蒙特卡洛方法(MonteCarloMethods)蒙特卡洛方法是在简单的理论准则基础上(如简单的物质与物质或者物质与环境相互作用)，采用反复随机抽样的手段，解决复杂系统的问题．该方法采用随机抽样的手法，可以模拟对象的概率与统计的问题．通过设计适当的概率模型，该方法还可以解决确定性问题，如定积分等．随着计算机的迅速发展，蒙特卡洛方法已在材料、固体物理、应用物理、化学等领域得到广泛的应用[6]．蒙特卡洛方法可以通过随机抽样的方法模拟材料构成基本粒子原子和分子的状态，省去量子力学和分子动力学的复杂计算，可以模拟很大的体系．结合统计物理的方法，蒙特卡洛方法能够建立基本粒子的状态与材料宏观性能的关系，是研究材料性能及其影响因素的本质的重要手段．

材料专业引入计算模拟教学的探索

材料计算的目的在于理解和发现新的材料性能及其物理本质．计算已经与实验和形式理论一样成为材料研究的3大支柱之一．为学生将来能够有更高的起点研究材料科学，适应新形势下材料研究方法，培养具有宽广材料科学基础，掌握材料现代研究手段的“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的材料科学专业人才．我们在本科教学阶段就应该有计划的引入和加强计算模拟方法的教学．采用的教学形式可以结合实际情况，灵活的应用．近年来我们采取的教学方式主要有以下3种方式:(1)开设计算材料学类课程在2006年物理与电子信息学院材料物理与化学专业培养方案中已经确定《计算机在材料科学中的应用》和《计算物理》课程为专业选修课程，学时分别为36学时和54学时．《计算机在材料科学中的应用》课程偏重实践教学，通过上机操作学习计算软件的基本原理和使用方法．主要教学内容包括:材料学的发展现状及计算机在材料科学与工程中的应用;材料科学研究中的数学模型;材料科学研究中常用的数值分析方法;材料科学研究中主要物理场的数值模拟;材料科学与行为工艺的计算机模拟;材料数据库和新材料、新合金的设计;材料加工过程的计算机控制;计算机在材料检测中的应用;材料研究科学中的数据和图像处理;互联网在材料科学研究中的应用等9部分内容，基本涵盖当今计算机技术在材料科学研究中应用的各个方面．《计算物理》课程则以理论教学为主，偏重物理基本原理的介绍．主要教学内容包括:计算物理学发展的最新状况;蒙特卡洛方法及其若干应用;有限差分方法;分子动力学方法;密度泛函理论;计算机代数;高性能计算和并行算法等8部分内容．计算材料类课程的开设注重理论和实践并重的原则，在讲解基本原理的同时加强学生动手上机实践能力的培养，因此，经过课程的学习，学生已经初步具备利用计算机进行材料模拟的能力．部分选修计算材料类课程的同学在学习中对计算模拟产生了极大的兴趣，在大四时选择材料计算相关课题作为本科毕业论文选题．例如，08届学生的毕业论文《ZnS掺杂Cu光学性质的第一性原理研究》和《布朗运动的蒙特卡洛模拟》，09届学生的毕业论文《ZnO电子结构和光学性质的研究》，11届学生的毕业论文《晶格热容的理论计算》和《简立方晶体结构能量分布的理论模拟》等均为材料计算和模拟相关课题，并且有多人的毕业论文被评为优秀毕业论文．个别优秀的学生读研后继续从事材料的计算模拟相关研究．通过几年的教学实践，计算材料相关课程的开设对于扩大学生的知识面，提高学生的理论分析能力有极大地帮助．(2)在材料相关的理论课程中加入计算模拟方法介绍虽然已经在材料专业开设《计算机在材料科学中的应用》和《计算物理》等材料计算相关的课程，但这两门课均为专业选修课，只有选修相关课程的学生才能得到相应的计算模拟培训，受众面还比较窄．因此，为使更多的学生了解到材料模拟计算的相关理论和知识，在材料专业主干课的教学中也适时地加入相关的计算模拟方法的介绍，从而扩大计算模拟知识的普及面．例如，在《固体物理》课程中，当讲解到能带理论一章时，我们会在本章结束时，加入一次课，着重介绍基于第一性原理的平面波赝势计算方法计算材料的能带结构、电子态密度等以及第一性原理计算的常用软件(CASTEP、VASP等)．一方面，对学生学习的理论知识加以直观化和适度的扩展，另一方面也进一步普及第一性原理计算的相关知识．在《材料科学基础》教学中讲解到相平衡与相图一章时，我们会在本章内容结束后介绍相图计算近年来的发展现状，包括CALPHAD(CalculationofPhaseDiagram)计算方法、热力学与动力学的结合、第一性原理与相图计算方法的结合，并简要介绍今后相图计算可能的发展方向[7]．在晶体缺陷内容的教学中，穿插介绍利用分子动力学计算面心立方金属空位和间隙原子点缺陷的形成能的方法．通过在课程教学中穿插入计算模拟方法的介绍，一方面也加深了学生对所学内容的理解，另一方面开阔了学生的眼界．(3)举办计算模拟相关的学术讲座．自从2009年以来，物理与电子信息学院从事计算模拟研究的教师每学期都结合自身的科研情况举办面向全院学生的学术讲座．例如在2011至2012学年第二学期，我们举办两场学术讲座，分别是《氧化锌晶体及其掺杂的第一性原理研究》以及《可见光响应半导体光催化材料的结构和能带设计》，教师在讲座中介绍自己的科研情况，同时也使学生了解到如何把学到的计算模拟知识应用到科研实践中去，让学生体会到如何利用计算模拟预测材料的物理性质以及指导材料设计的研究方式，提高学生自觉学习计算模拟方法的积极性．

结束语

第3篇：化学新材料论文范文

英文名称：Journal of Jiangsu University of Science and Technology(Natural Science Edition)

主管单位：

主办单位：江苏科技大学

出版周期：双月刊

出版地址：江苏省镇江市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1673-4807

国内刊号：32-1765/N

邮发代号：

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1986

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

期刊荣誉：

Caj-cd规范获奖期刊

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期刊简介

第4篇：化学新材料论文范文

【关键词】固体物理与化学 教学 改革与实践 应用型

【基金项目】2013年铜仁学院教改项目“《固体物理》课程的教学改革思考与实践”（项目编号：JG201346）。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）08-0126-02

固体物理是研究固体的微观结构、各种微观粒子运动形态和规律以及它们相互关系的学科。它是材料类专业的重要基础课程，涉及力、热、声、电、磁和光学等各方面的内容。固体物理理论在很多研究领域都有广泛应用，它是微电子、光电子、半导体等各项技术和材料科学的基础。固体化学着重研究物质的化学反应、合成方法、晶体生长、化学组成和结构，特别是固体中的缺陷及其对宏观物理化学性质的影响。固体物理和固体化学知识在前沿科学中的应用越来越多，相关材料类专业也都开设了这两门课程。

随着科学技术的不断进步，材料科学的研究正不断开拓新的研究领域。作为材料类学生的专业必修课，固体物理和固体化学两门课程原有的知识体系均存在着不同程度的局限性。具体来讲，传统固体物理是一门理论性很强的课程，它用量子理论研究物质的微观结构，用以解释宏观物理性能，以理论教学为重点，实践教学占的比重不多，与前沿科学的结合也不够，不符合材料专业对应用型和实践性的需求;固体化学课程内容包含材料制备工艺和分析手段等实践内容，但对固体的研究方法、结构与性能关系等方面的探索还需要依靠固体物理理论的指导。针对具体的研究对象，往往需要综合固体物理和固体化学的知识才能解决问题。这种解决实际问题的需求使得在材料专业设置固体物理与化学课程很有必要。

目前，在国内大学的材料类专业，固体物理和固体化学一般作为两门独立的课程设置，两门课的教学内容既有重叠部分，也有互补需要。可以合并固体物理和固体化学两门课程，删去重复知识点，缩短学时;提取、凝练知识点互补部分，利用“固体物理”理论更好地指导“固体化学”实践，达到“1+1>2”的效果。

根据铜仁学院的办学定位和教学实际：适应区域经济社会发展需要，按照“突出应用、培育特色、提高质量”的原则，培养高素质的应用型人才，注重社会服务的教学服务型大学。固体物理和固体化学作为材料专业的核心课程，其教学水平对学生的后续发展至关重要。铜仁学院为新升本科院校，固体物理和固体化学这两门课程的开设时间不久，而且目前我们的教学还是偏重理论，实践性不强。因此，为了改变我校材料物理专业固体物理和固体化学教学过程中的问题，培养和造就高素质的应用型本科人才，创新性地设置固体物理与化学课程。

一、改革教学内容

材料学科是一门应用型学科，材料研究的目的就是为了开发设计新材料及其功能应用。根据材料学科的特点和我校材料物理专业的人才培养目标，优化设置教学内容。

（一）将固体物理和固体化学课程的内容有机融合

固体物理和固体化学两门课的教学内容既有重叠部分，也有互补部分。内容的重叠表现在晶体结构、晶体结合和晶体缺陷为两门课程共有部分，但侧重点不同;互补表现为某一研究问题的解决需要综合两门课程的知识点，并且固体化学中关于晶体衍射、固相反应等内容恰好是固体物理中倒易点阵、扩散等理论知识的实际应用。新开设的固体物理与化学将固体化学的知识有机融入固体物理，两门课程的内容“”。具体来说，将固体化学关于点缺陷的反应式纳入固体物理晶体缺陷章节;将振动光谱、波谱技术与晶格振动联系起来;将晶体的热学性质与热重分析、差热分析联系起来;将金属键与能带理论相结合;固相反应与扩散理论相结合等等。删掉固体化学中的相图内容，此部分在材料科学基础课程中讲授。合并后的固体物理与化学学时为72学时，少于原先两门课程的总学时。

（二）重视知识体系构建，缩减理论学时

固体物理是以热力学统计物理、理论物理、量子力学等课程为基础的课程。固体物理的学习需要这些基础理论作保证，但材料类专业的学生在这方面基础相对较薄弱。特别是固体物理中有很多新概念，通常需要建立复杂的物理模型和理论计算得到。复杂的数学推导过程和物理假设使很多学生感到困惑，在学习过程中也感到十分困难，造成部分学生失去兴趣。因此不能一味追求推导过程，更多的是突出概念的本质和含义，重点讲述物理假设和物理过程。物理模型的建立应简单易于理解，把复杂问题简单化，让学生学会用最简单的方式去解决复杂的问题。比如倒格子概念抽象，是固体物理的一个知识难点。在讲授倒格子时，尽量简化其推导过程，类比普通物理平面波中波矢的概念，将倒格矢与波矢类比，建立抽象的概念与已有的物理图像之间的联系，讲清楚为什么引入倒格子以及引入倒格子后对于我们解决问题的好处，让学生直观理解其背后的物理意义，帮助学生在倒空间中思考问题。

（三）融入前沿科学，提高学生学习兴趣

很多新技术、新材料的发明离不开固体物理和固体化学知识，在教学过程中要适当加入前沿科学和当今世界的研究热点，使学生认识到课程内容的重要性和实用性，例如，在讲解固体分类的时候，就要介绍准晶体;在讲晶体结构的时候，可以介绍石墨烯、碳纳米管。材料由于晶体结构的不同，其物理化学性质相差很大，在讲金刚石结构的时候，要提到另一种具有相同结构的硅材料。还有超晶格与晶体结构、半导体与能带理论的联系;材料的磁性与原子结构之间的关系;巨磁电阻效应等现象。使学生了解固体物理理论在前沿科学中的应用，扩展学生的知识范围，提高学习兴趣。

（四）注重实践教学，提高学生实践能力

材料学是实践性很强的专业，需要在教学中加入实践内容，在每章最后专门设置一个小节内容作为本章应用举例，可以更好地帮助学生理解课本上的理论，更重要的是把理论知识应用到实践中，理论与实践结合，培养学生独立思考问题的能力。例如，在讲解X射线衍射的时候，可以用某物质的XRD图谱作为例子，简单教学生使用Jade分析XRD图谱如何确定衍射峰的晶面指数，如何根据衍射峰来计算晶面间距，结合材料的晶体结构，从而确定材料的晶格常数，这样就把晶体结构这一章的知识全部串联起来。在讲晶体对称性的时候，可以列举相关材料，例如晶体的铁电性与对称中心的关系。

（五）增加科普知识，引入情感教学

在教学内容中增加科普知识，有助于增强学生的认同感，提高学生的科学素质。在讲授某个学科知识点的时候，增加其发展的历史故事，有助于学生更好地理解这门学科和这个理论。科学家是科学发展的主体，也是某一学科知识的缔造者。介绍相关科学家对某知识点的贡献和科学家的生平故事，可以有效提高学生学习的兴趣。能带理论是固体物理中的一个重要理论，通过对固体电导理论发展史的讲授，使学生更好地理解这个理论和实际应用。

二、改革教学方法

（一）多媒体教学和模型教学，建设网络课程资源

传统的理论教学以板书为主，其优点是有利于学生理解理论推导过程。但不足在于耗费时间、且有些图形动画板书不够形象。而应用多媒体教学具有形象生动、有声有色、节约时间等优点，可以利用Material Studio等计算机软件制作晶体模型，增加一些动态元素，突出趣味性、形象性，把抽象的物理模型用文本、视频、动画等多种方式展示出来，增强课堂教学的直观感染力。在课堂增加一些实物模型，比如讲晶体的结构，可提供一些球棍模型，让学生自己动手组装，使学生能直观感受晶体的结构，对理解晶体的对称性有很大的帮助。还可以制作一些CAI课件。在学院网站建立固体物理与化学课程板块，将课件、模型、视频等资料作为网络课堂，为学生提供课下学习资源。

（二）采用教学互动模式，激发学生学习兴趣

现代教学不是一个老师教、学生学的单一过程，更不是“填鸭式”的灌输过程，而是以学生为主体、老师为主导，相互参与的过程。教师要鼓励学生发现和探索问题。学习每个章节，都要探讨三个问题：这章的知识体系是什么，本质是什么，在课程中的作用和地位是什么。通过这样启发式的问题，引导和鼓励学生思考、讨论，能力的提高在于发现问题和寻找答案的过程，鼓励学生提出自己观点和见解，不怕出错，反复思考，对某一问题深究到底，营造积极活泼的课堂学习气氛。

（三）创新作业形式，提高学生知识应用能力

在现有教学方式中，课后作业以习题形式为主，不利于发挥学生积极主动性，有碍学生发现问题和解决问题能力的培养。因此需要改变传统作业形式，将作业以论文的形式呈现。地方本科院校的学生基础相对薄弱，需要采取循序渐进的方式进行指导，使他们尽快适应新的学习方式。在前期，由教师选择涵盖课程知识点的中文期刊论文，学生自学并整理期刊论文内容，制作做成PPT课件，并在课堂上讲解自己制作的课件;到后期，教师给出一些材料科学中与课程相关的研究热点问题，不再具体指定论文，引导学生围绕主题发现问题，检索信息，解决问题，并且撰写小论文。这样不仅提高了学生的自学和解决问题的能力，还开阔了学生的眼界，使他们对理论在实践中的应用有更深刻的体会。

三、改革考核方式

考核是检验学生课程学习情况的重要途径，学术型学生的培养，主要以闭卷考试为主，但应用型学生的培养，应该以过程考核为主。引入实例讨论环节并将其计入平时成绩，加强学生在此过程中的参与程度，在教学过程中将学生分成不同的课题组，分配不同的课题给他们。因此，我们采取改变平时成绩计算方法和在期末考试中设置开放性试题的办法，平时成绩设置起始分数，有积极表现的加分，比如课堂主动提出问题和回答问题、平时小论文写作、课堂做专题论文PPT报告都可以加分，没按要求完成任务的则扣分。在期末考试中设置开放性试题考察学生对于学科知识体系的理解，开放性试题不设标准答案。通过考核方式的改变，引导学生改变不良的学习习惯，培养积极主动的学习方式。

四、结语

根据培养高素质应用型本科人才的培养目标，需要增加实践性应用性的课程，较少理论性课程和学时，在这样的背景下，通过内容优化整合，将固体物理和固体化学合并成一门课程，即缩减了总学时，又不减少知识点，同时还加大了实践技能的教学，达到了人才培养的目标。

参考文献：

[1]黄昆，韩汝琦.固体物理学[M].北京：高等教育出版社，1997.

[2]王矜奉.固体物理教程[M].济南：山东大学出版社，2010.

[3]朱建国，郑文琛，郑家贵，等.固体物理学[M].北京：科学出版社，2005.

[4]庞震.固体化学[M].北京：化学工业出版社，2008.

[5]赵军伟，赵觅.材料类专业固体物理课程创新教学改革与实践初探[J]. 轻工科技，2012，158（1）：134-135.

第5篇：化学新材料论文范文

英文名称：Journal of Huaqiao University(Natural Science)

主管单位：福建省教育厅

主办单位：华侨大学

出版周期：双月刊

出版地址：福建省泉州市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1000-5013

国内刊号：35-1079/N

邮发代号：34-41

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1980

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

期刊荣誉：

中科双效期刊

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第6篇：化学新材料论文范文

1、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划

由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义，世界各国（地区）纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的主要驱动器，相继制定了发展战略和计划，以指导和推进本国纳米科技的发展。目前，世界上已有50多个国家制定了国家级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划，但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。

（1）发达国家和地区雄心勃勃

为了抢占纳米科技的先机，美国早在2000年就率先制定了国家级的纳米技术计划（NNI），其宗旨是整合联邦各机构的力量，加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003年11月，美国国会又通过了《21世纪纳米技术研究开发法案》，这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划，从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。

日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为4大重点研发领域，并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源（人才、资金、设备）的落实。之后，日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针，积极推进从基础性到实用性的研发，同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。

欧盟在2002—2007年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域，有13亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略，目前，已确定了促进欧洲纳米技术发展的5个关键措施：增加研发投入，形成势头；加强研发基础设施；从质和量方面扩大人才资源；重视工业创新，将知识转化为产品和服务；考虑社会因素，趋利避险。另外，包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。

（2）新兴工业化经济体瞄准先机

意识到纳米技术将会给人类社会带来巨大的影响，韩国、中国台湾等新兴工业化经济体，为了保持竞争优势，也纷纷制定纳米科技发展战略。韩国政府2001年制定了《促进纳米技术10年计划》，2002年颁布了新的《促进纳米技术开发法》，随后的2003年又颁布了《纳米技术开发实施规则》。韩国政府的政策目标是融合信息技术、生物技术和纳米技术3个主要技术领域，以提升前沿技术和基础技术的水平；到2010年10年计划结束时，韩国纳米技术研发要达到与美国和日本等领先国家的水平，进入世界前5位的行列。

中国台湾自1999年开始，相继制定了《纳米材料尖端研究计划》、《纳米科技研究计划》，这些计划以人才和核心设施建设为基础，以追求“学术卓越”和“纳米科技产业化”为目标，意在引领台湾知识经济的发展，建立产业竞争优势。

（3）发展中大国奋力赶超

综合国力和科技实力较强的发展中国家为了迎头赶上发达国家纳米科技发展的势头，也制定了自己的纳米科技发展战略。中国政府在2001年7月就了《国家纳米科技发展纲要》，并先后建立了国家纳米科技指导协调委员会、国家纳米科学中心和纳米技术专门委员会。目前正在制定中的国家中长期科技发展纲要将明确中国纳米科技发展的路线图，确定中国在目前和中长期的研发任务，以便在国家层面上进行指导与协调，集中力量、发挥优势，争取在几个方面取得重要突破。鉴于未来最有可能的技术浪潮是纳米技术，南非科技部正在制定一项国家纳米技术战略，可望在2005年度执行。印度政府也通过加大对从事材料科学研究的科研机构和项目的支持力度，加强材料科学中具有广泛应用前景的纳米技术的研究和开发。

2、纳米科技研发投入一路攀升

纳米科技已在国际间形成研发热潮，现在无论是富裕的工业化大国还是渴望富裕的工业化中国家，都在对纳米科学、技术与工程投入巨额资金，而且投资迅速增加。据欧盟2004年5月的一份报告称，在过去10年里，世界公共投资从1997年的约4亿欧元增加到了目前的30亿欧元以上。私人的纳米技术研究资金估计为20亿欧元。这说明，全球对纳米技术研发的年投资已达50亿欧元。

美国的公共纳米技术投资最多。在过去4年内，联邦政府的纳米技术研发经费从2000年的2.2亿美元增加到2003年的7.5亿美元，2005年将增加到9.82亿美元。更重要的是，根据《21世纪纳米技术研究开发法》，在2005～2008财年联邦政府将对纳米技术计划投入37亿美元，而且这还不包括国防部及其他部门将用于纳米研发的经费。

日本目前是仅次于美国的第二大纳米技术投资国。日本早在20世纪80年代就开始支持纳米科学研究，近年来纳米科技投入迅速增长，从2001年的4亿美元激增至2003年的近8亿美元，而2004年还将增长20%。

在欧洲，根据第六个框架计划，欧盟对纳米技术的资助每年约达7.5亿美元，有些人估计可达9.15亿美元。另有一些人估计，欧盟各国和欧盟对纳米研究的总投资可能两倍于美国，甚至更高。

中国期望今后5年内中央政府的纳米技术研究支出达到2.4亿美元左右；另外，地方政府也将支出2.4亿～3.6亿美元。中国台湾计划从2002～2007年在纳米技术相关领域中投资6亿美元，每年稳中有增，平均每年达1亿美元。韩国每年的纳米技术投入预计约为1.45亿美元，而新加坡则达3.7亿美元左右。

就纳米科技人均公共支出而言，欧盟25国为2.4欧元，美国为3.7欧元，日本为6.2欧元。按照计划，美国2006年的纳米技术研发公共投资增加到人均5欧元，日本2004年增加到8欧元，因此欧盟与美日之间的差距有增大之势。公共纳米投资占GDP的比例是：欧盟为0.01%，美国为0.01%，日本为0.02%。

另外，据致力于纳米技术行业研究的美国鲁克斯资讯公司2004年的一份年度报告称，很多私营企业对纳米技术的投资也快速增加。美国的公司在这一领域的投入约为17亿美元，占全球私营机构38亿美元纳米技术投资的46%。亚洲的企业将投资14亿美元，占36%。欧洲的私营机构将投资6.5亿美元，占17%。由于投资的快速增长，纳米技术的创新时代必将到来。

3、世界各国纳米科技发展各有千秋

各纳米科技强国比较而言，美国虽具有一定的优势，但现在尚无确定的赢家和输家。

（1）在纳米科技论文方面日、德、中三国不相上下

根据中国科技信息研究所进行的纳米论文统计结果，2000—2002年，共有40370篇纳米研究论文被《2000—2002年科学引文索引（SCI）》收录。纳米研究论文数量逐年增长，且增长幅度较大，2001年和2002年的增长率分别达到了30.22%和18.26%。

2000—2002年纳米研究论文，美国以较大的优势领先于其他国家，3年累计论文数超过10000篇，几乎占全部论文产出的30%。日本（12.76%）、德国（11.28%）、中国（10.64%）和法国（7.89%）位居其后，它们各自的论文总数都超过了3000篇。而且以上5国2000—2002年每年的纳米论文产出大都超过了1000篇，是纳米研究最活跃的国家，也是纳米研究实力最强的国家。中国的增长幅度最为突出，2000年中国纳米论文比例还落后德国2个多百分点，到2002年已经超过德国，位居世界第三位，与日本接近。

在上述5国之后，英国、俄罗斯、意大利、韩国、西班牙发表的论文数也较多，各国3年累计论文总数都超过了1000篇，且每年的论文数排位都可以进入前10名。这5个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。

另外，如果欧盟各国作为一个整体，其论文量则超过36%，高于美国的29.46%。

（2）在申请纳米技术发明专利方面美国独占鳌头

据统计：美国专利商标局2000—2002年共受理2236项关于纳米技术的专利。其中最多的国家是美国（1454项），其次是日本（368项）和德国（118项）。由于专利数据来源美国专利商标局，所以美国的专利数量非常多，所占比例超过了60%。日本和德国分别以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英国、韩国、加拿大、法国和中国台湾的专利数也较多，所占比例都超过了1%。

专利反映了研究成果实用化的能力。多数国家纳米论文数与专利数所占比例的反差较大，在论文数最多的20个国家和地区中，专利数所占比例超过论文数所占比例的国家和地区只有美国、日本和中国台湾。这说明，很多国家和地区在纳米技术研究上具备一定的实力，但比较侧重于基础研究，而实用化能力较弱。

（3）就整体而言纳米科技大国各有所长

美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域快速发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪中的应用，目前美国纳米研究热点已逐步转向医学领域。医学纳米技术已经被列为美国国家的优先科研计划。在纳米医学方面，纳米传感器可在实验室条件下对多种癌症进行早期诊断，而且，已能在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断。2004年，美国国立卫生研究院癌症研究所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》，目的是将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相结合，实现2015年消除癌症死亡和痛苦的目标；利用纳米颗粒追踪活性物质在生物体内的活动也是一个研究热门，这对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用，还可以用来检测药物对病毒的作用效果。利用纳米颗粒追踪病毒的研究也已有成果，未来5～10年有望商业化。

虽然医学纳米技术正成为纳米科技的新热点，纳米技术在半导体芯片领域的应用仍然引人关注。美国科研人员正在加紧纳米级半导体材料晶体管的应用研究，期望突破传统的极限，让芯片体积更小、速度更快。纳米颗粒的自组装技术是这一领域中最受关注的地方。不少科学家试图利用化学反应来合成纳米颗粒，并按照一定规则排列这些颗粒，使其成为体积小而运算快的芯片。这种技术本来有望取代传统光刻法制造芯片的技术。在光学新材料方面，目前已有可控直径5纳米到几百纳米、可控长度达到几百微米的纳米导线。

日本纳米技术的研究开发实力强大，某些方面处于世界领先水平，但尚未脱离基础和应用研究阶段，距离实用化还有相当一段路要走。在纳米技术的研发上，日本最重视的是应用研究，尤其是纳米新材料研究。除了碳纳米管外，日本开发出多种不同结构的纳米材料，如纳米链、中空微粒、多层螺旋状结构、富勒结构套富勒结构、纳米管套富勒结构、酒杯叠酒杯状结构等。

在制造方法上，日本不断改进电弧放电法、化学气相合成法和激光烧蚀法等现有方法，同时积极开发新的制造技术，特别是批量生产技术。细川公司展出的低温连续烧结设备引起关注。它能以每小时数千克的速度制造粒径在数十纳米的单一和复合的超微粒材料。东丽和三菱化学公司应用大学开发的新技术能把制造碳纳米材料的成本减至原来的1／10，两三年内即可进入批量生产阶段。

日本高度重视开发检测和加工技术。目前广泛应用的扫描隧道显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜等的性能不断提高，并涌现了诸如数字式显微镜、内藏高级照相机显微镜、超高真空扫描型原子力显微镜等新产品。科学家村田和广成功开发出亚微米喷墨印刷装置，能应用于纳米领域，在硅、玻璃、金属和有机高分子等多种材料的基板上印制细微电路，是世界最高水平。

日本企业、大学和研究机构积极在信息技术、生物技术等领域内为纳米技术寻找用武之地，如制造单个电子晶体管、分子电子元件等更细微、更高性能的元器件和量子计算机，解析分子、蛋白质及基因的结构等。不过，这些研究大都处于探索阶段，成果为数不多。

欧盟在纳米科学方面颇具实力，特别是在光学和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生材料、纳米生物材料、超导体、复合材料、医学材料、智能材料等方面的研究能力较强。

中国在纳米材料及其应用、扫描隧道显微镜分析和单原子操纵等方面研究较多，主要以金属和无机非金属纳米材料为主，约占80%，高分子和化学合成材料也是一个重要方面，而在纳米电子学、纳米器件和纳米生物医学研究方面与发达国家有明显差距。

4、纳米技术产业化步伐加快

目前，纳米技术产业化尚处于初期阶段，但展示了巨大的商业前景。据统计：2004年全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元，2010年将达到14400亿美元。为此，各纳米技术强国为了尽快实现纳米技术的产业化，都在加紧采取措施，促进产业化进程。

美国国家科研项目管理部门的管理者们认为，美国大公司自身的纳米技术基础研究不足，导致美国在该领域的开发应用缺乏动力，因此，尝试建立一个由多所大学与大企业组成的研究中心，希望借此使纳米技术的基础研究和应用开发紧密结合在一起。美国联邦政府与加利福尼亚州政府一起斥巨资在洛杉矾地区建立一个“纳米科技成果转化中心”，以便及时有效地将纳米科技领域的基础研究成果应用于产业界。该中心的主要工作有两项：一是进行纳米技术基础研究；二是与大企业合作，使最新基础研究成果尽快实现产业化。其研究领域涉及纳米计算、纳米通讯、纳米机械和纳米电路等许多方面，其中不少研究成果将被率先应用于美国国防工业。

美国的一些大公司也正在认真探索利用纳米技术改进其产品和工艺的潜力。IBM、惠普、英特尔等一些IT公司有可能在中期内取得突破，并生产出商业产品。一个由专业、商业和学术组织组成的网络在迅速扩大，其目的是共享信息，促进联系，加速纳米技术应用。

日本企业界也加强了对纳米技术的投入。关西地区已有近百家企业与16所大学及国立科研机构联合，不久前又建立了“关西纳米技术推进会议”，以大力促进本地区纳米技术的研发和产业化进程；东丽、三菱、富士通等大公司更是纷纷斥巨资建立纳米技术研究所，试图将纳米技术融合进各自从事的产业中。

欧盟于2003年建立纳米技术工业平台，推动纳米技术在欧盟成员国的应用。欧盟委员会指出：建立纳米技术工业平台的目的是使工程师、材料学家、医疗研究人员、生物学家、物理学家和化学家能够协同作战，把纳米技术应用到信息技术、化妆品、化学产品和运输领域，生产出更清洁、更安全、更持久和更“聪明”的产品，同时减少能源消耗和垃圾。欧盟希望通过建立纳米技术工业平台和增加纳米技术研究投资使其在纳米技术方面尽快赶上美国。

第7篇：化学新材料论文范文

关键词：教学模式；工程实践；创新能力

中图分类号：G640文献标志码：A文章编号：10052909（2012）05002504当前，各用人单位对应届毕业生进入工作岗位后的表现，如独立思考能力、新知识学习能力、工作创新能力等，满意度较低。学生缺乏创新能力已是一种普遍现象，而创新能力将在很大程度上决定人才未来的发展方向，更是促进社会发展的重要因素，因此，大学生创新能力培养成为中国高校肩负的历史使命和时代重任。创新精神是一种科学严谨的精神，一种逻辑缜密的思维，一种不懈追求卓越的意识，以及一种发现问题、积极探索的心理取向[1]。创新与创造不同，创新是在原有科学理论上有所变革，且该变革有利于知识有效重构。因此，只要有求异思维，人人都能创新。

笔者通过在材料科学与工程学院长期的教学工作经历，探索学生缺乏创新能力的缘由与解决办法。对逐步地、深层次地解决“创新思维模糊、不善于捕捉创新意识、潜在创新能力不足”等问题提出几点建议，采用因果分析法，通过多维度重构教学模式与加强工程实践经历两方面阐述了培养学生创新能力的途径。

一、重构传统教学模式，培养学生创新能力

教学内容与学生接收课程讯息的快慢、难易及学习过程中对新知识掌握程度的信心建立息息相关。因此，要解决课堂理论教学存在的不足首先要分析教学内容的特点，进而提出与该类课程内容设置特点相匹配的解决方法。

材料科学与工程专业课程大都与现阶段主流的建筑材料相关，其主要特点有以下三方面。

其一，综合性。材料科学与工程专业各门课程的设置大多关于物理、化学、力学与机械工业知识的综合应用，在形式上充分体现理论与实际的密切联系，在内容上明显呈现科学分析与理论计算互补的特点，在学习过程中则显示了基础研究与综合训练相结合的特点。其二，多变性。随着科技进步，高新产业发展迅速。在强调低碳节能、绿色环保及安全第一的主旋律下，社会各界对材料性能等方面的要求越来越高。因此，材料专业的课程内容必须紧随科技发展，把当前科技领域最新的前沿知识传授给学生。因此，课程设置具有多变性特点，随着新材料的产生，功能材料、复合材料、纳米材料等非传统材料的课程应逐步加入培养计划。

其三，复杂性。在教学过程中，物质的微观结构各不相同，物质结构随外界条件的变化千差万别，在空间结构的认识上也会出现偏差，因此，对材料宏观知识的掌握与物质微观结构的认知呈现复杂性特点。

以上教学特点也是教学难点，笔者在长期教学工作中，通过学生反馈，归纳四点革新课堂教学的途径。

（一）营造良好教学氛围激发好奇心

创新是一种高度复杂的智能活动，只有在轻松、自由、民主的氛围中，人们才会产生好奇心，萌发求知欲，才会有创新的意向和行动[2]。苛刻古板的传统教学衍生一种沉闷的课堂氛围，学生在接受新知识，尤其是生硬艰涩理论知识时往往会产生一种厌学放弃的态度，直接导致了学习效率低下，同时也扼制了创新意识的萌芽。相反，一旦创建了师生共同学习平台，营造轻松自由的课堂氛围，自然地激发学生好奇心。例如：在讲解硅酸盐晶体结构时，教师以积极引导而不是刻板讲解的方式教学，学生往往愿意继续进行研究探索，对不同条件下各硅酸盐晶型的转变产生兴趣，从而开拓思维、自主学习、独立思考，从课本上的问题衍生出自我学习中发现的疑点。并能够在轻松的课堂氛围中，较自由地与教师、学生进行探讨，解决新问题。其他学生也可以从中发现更深一层的问题，循序渐进地提升教学效果。这就使教师从促进学生智能发展的角度培养了其创新思想。开放、活跃的氛围，既能激励学生不断学习，不断探索，又可以让学生增加创新意识，做到“学而言，言而改，改而变，变而新”。因此，教师应该注重教学方式的改进，营造崇尚知识、追求真理的课堂氛围。同时，增添趣味性、合理加大自由度，保护学生的好奇心，培养学生的求知欲，挖掘学生潜能，引导学生开启自身的创新意识，进而培养创新能力。

（二）尊重不同个体差异培养创新力

高校课堂是个大环境，每个个体在其中都体现出独特的个性。教师应该了解学生的个体差异，例如：学生甲善于理性思考，对数据概论理解能力较强；学生乙则更注重感性思维，对图像空间结构认知能力较强。对不同学生，教师应该有针对性地安排教学内容，设计不同层次的问题，安排不同类别的联系，引导学生主动参与学习，从不同角度学习同一知识点，并达到相同效果。

（三）通过毕业论文环节激发创新情感

对于大多高校而言，毕业论文是学生综合运用基础理论、专业知识和基本技能分析、解决问题的训练，是大学教育的最后一个重要阶段，是提高学生综合素质的最好机会。但是，目前这一教学过程还存在较多不足之处有待改善。

一方面，在毕业论文命题和选题上存在较严重的虚拟现象。学生在教师的指导下，毕业之际可以完成论文，但这种论文内容空洞、论点不足、重形式轻实质，学生在该教学环节收益甚少，与教学设置中的预期效果相差较大。命题方式虚拟化导致论文题目相似或类似度极大，易出现抄袭现象。因此，优化毕业论文题目设置可使学生创新能力培养事半功倍。教师应该根据专业的差异设置论文题目，同时应关注建筑材料界的新动态，将其融入论文，使学生对枯燥理论知识产生新鲜感和兴趣，自主解决现有材料应用中的缺陷，自觉形成创新意识。

另一方面，中国高校本科毕业生论文大多是在第八学期（即大学四年级下学期）进行，在此之前很少向学生介绍有关毕业论文的知识，相关训练也较少，在论文进行过程中，部分学生没有充分的时间查阅、理解相关资料，甚至有部分学生对学校图书馆数据库的运用还不是很熟练。教师在授课过程中应该有意识地培养学生自主查阅文献、自我理解文献的能力，让学生逐渐养成自主学习习惯，为毕业论文完成奠定基础。多方面知识的学习能使各知识元素相互融会贯通，碰撞出思想的火花，意料之外的问题能最大程度上激发学生的创新思维，从而达到预期之外的目标。

（四）调整考核方式培养创新意识

期末成绩考核是对学生学习的检验与评价，传统的单一考核方式限制了教学内容。单一的期末闭卷考试，必然导致学生死记硬背应付考试的现象。受试卷容量和大纲要求的限制，很多教材外延内容在考试中没有涉及。久而久之，使学生把学习注意力局限在教材中，打击了学生发散性探索的积极性。因此如果考试制度因循守旧，教学方法改革也只能纸上谈兵。

为了改变这一状况，尝试考核方式多元化，即除期末考试外，又加入其他考核环节。例如：在教学过程中，精心选择适合知识拓展的内容，让学生查阅资料，然后结合所学知识提炼自己观点，并在课堂上用多媒体为师生阐述自己的观点。这样的方式不仅要求学生学会教材知识，更培养了学生的创新思维能力，使学生不囿于传统的、既有的、权威的观点，而根据所学知识勇敢提出自己的观点，同时利用学校数据库资源检验和论证新观点，从而培养创新思维和创新能力以及多方面的综合能力[3]。

综合而言，课堂教学的改革突破点是将核心因素定格于知识的接受者——学生。以多种措施培养学生学习兴趣、避免因个体差异造成的自卑心理，激发学生潜在创新意识。学生对新知识接收程度大幅提高，同时将克服难题的信心以无意识状态储存，这样，学生处理新问题、提出新方案的信心将在潜意识中逐步建立。

改革教学模式不仅利于学生掌握扎实的理论知识和技能，为培养学生的创新能力奠定了良好的基础，也激发了学生的创新意识。但仅此还不能满足培养学生创新能力的需要，人的创新潜质只有在实践中才会得到最大程度显现。因此，教师应尝试为学生搭建更多的工程实践平台，使他们有足够物质基础发挥创新潜质。

二、加强工程实践教学，培养学生创新能力

受诸多因素制约，当前大多数高等院校教学中工程实践环节薄弱。科技实验等实践动手课程安排不合理，理论与实践脱节，不能有效提升学生科技创新能力[4]。

为解决这一实际问题，笔者所在团队结合创新能力培养需求，从加强工程实践角度出发寻求解决问题的途径。

（一）搭建校企合作平台，给学生提供更广阔的工程实践空间

针对高校实践教学基地数量普遍不足的现状，学校一直在大力创办校企合作平台，为学生参与工程实践提供充足的资源。1993年学院率先在国内实践了校企合作新型办学模式，与全国500强企业之一——沈阳星光建材集团联合办学，成立星光建材分院，从此星光建材集团下属的37个企业均成为学院实习基地。同时，集团投资了120万元补充教学资源。2000年与辽宁省建筑材料研究所共建，实现资源共享。2005年成立沈阳建筑大学—沈阳金圣达精细陶瓷研发制造中心，建立了良好的工程实践平台。2008年与沈阳依力达建筑外加剂厂成立沈阳建筑大学依力达新材料研究所，成为另一个校企合作的科研平台。2010年又和辽宁省建筑节能环保协会联合成立“沈阳建筑大学泡沫混凝土研究所”和“沈阳建筑大学地面辐射供暖材料研究所”，同时借此平台，与协会上百家会员单位企业建立产学研合作伙伴关系。2010年学院还结合专业特点，与高分子材料与工程、材料化学专业的相关企业建立了8个校外实践基地。先后有几十名学生在这些实践基地中开展实验、实习，在非模拟、完全真实的工程实践中培养动手能力和创新能力。

在良好的校企合作实践平台上，形成“以校内实验实训中心为依托、校外实习基地为延伸，课内实践教学为主体、课外校园科技文化活动为扩展，通用实践能力为基础、专业实践能力为重点，创新精神和综合实践能力为目标”的多层次实践教学模式[5]。学生在实践中总结经验，丰富和完善知识体系，进而有所创新。

（二）积极开展学生科技竞赛活动，大力发掘学生科技创新潜能

科技竞赛逐渐成为当前高等教育中大学生科技创新能力培养的重要载体[6]。科学竞赛作为大学生课堂理论和专业知识的有效补充和延伸，大学生综合运用课堂相关知识去设计并解决实际问题或者特定问题，其一般都具有实践性和创新性，要求学生从本质上认识专业理论知识，在竞赛过程中运用专业知识分析问题，思路清晰，并以专业知识学习过程中建立的逻辑思维总结发散性思路，发现新问题，在新问题中重塑原总结，使其相互促进、共同发展，最终设计出合理、新颖的实验竞赛方案。

科技竞赛加强了大学生的动手能力，同时也提高了其自主学习能力，实现了理论知识与实践过程有机结合。学校积极探索科技竞赛管理系统、建立科技竞赛平台，以培养科技创新人才为指导思想，先后组织学生参加“金隅杯”全国首届混凝土设计大赛、“金海岸建材杯” 首届全国大学生混凝土材料设计大赛，学院开展“依力达杯”混凝土设计大赛和“顺风杯”建筑结构胶粘剂设计大赛，调动了学生参与科技活动的积极性，学生表现出前所未有的高涨热情。在竞赛活动中，学生将多层次多学科知识整合、发散，以不同角度设计思路各异的方案，科技创新潜能得以充分挖掘。

三、结语

大学是创新能力培养的黄金时期，扎实的理论教学与充分有效的工程实践为工科学生提供了完整、系统的创新能力培养体系。笔者将教学模式改革与加强工程实践两大培养体系有机融合，通过课堂教学效果的改善及工程实践的合理安排与强化，为学生提供轻松有趣、利于知识传授与接收的良好环境，以完善多元考核方式、加强毕业论文环节为重要切入点，以建立实践教学基地为物质基础，以专业竞赛等科技创新活动为载体，在竞赛开展过程中有效激发了学生的创新情感和创新意识，挖掘学生的创新潜能，收到较好的教学效果，证实了措施的有效性。当然，创新能力培养是一项长期课题，笔者将携其教学团队，归纳已有成果，分析有待改进之处，对该课题继续不懈地探索，以期为创新型人才培养提出更多富有建设性、可操作性的意见。

参考文献：

[1] 冯启明.加强实践教学，培养学生工程实践与创新能力[J].高校教研，2007（3）：47-49.

[2] 李丹青，丁芸，吴霞，等.确立学习创造力培养目标，推进高校教学改革的研究与实践[J].技术监督教育学刊，2005（1）：19-24.

[3] 童建华，严敏.注重实验教学改革，提升创新能力[J].上海工程技术大学教育研究，2005（2）：7-9.

[4] 李尚志.培养学生创新素质的探索[J].大学数学，2003（1）：46-50.

[5] 顾蓓.在实习教学中激发学习兴趣，培养创新能力[J].上海工程技术大学教育研究，2003（2）：47-48.

[6] 许伯生，肖翔.开展大学生数学建模，培养学生创新能力[J].上海工程技术大学教育研究，2010（4）：23-25.

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：化学新材料论文范文

[关键词]表面技术 教学方法 科研能力 创新性实验

[中图分类号] G424.1 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）07-0149-02

在传统工业生产及新材料研发领域，表面技术具有非常重要的地位。目前，材料表面技术概论课程已经成为许多高等院校金属材料、焊接、材料成型与控制、材料加工工程等专业的技术基础课程。通过该课程的学习，学生可以初步掌握材料的表面基础理论、表面涂层技术、表面涂层设计及表面质量检测技术等。这是一门所学内容可直接面向工业应用的专业课程，具有非常强的实践性，通过该课程的学习能够有效提高同学们运用所学知识解决实际问题的能力，培养学生的开拓创新能力，同时，也为学生学习其他相关课程、毕业设计和将来从事的生产技术工作奠定必要的专业基础。

该课程一般安排在大三下学期或大四上学期，是同学们学完物理化学、材料科学基础、材料工程基础等课程后的延伸课程。本课程授课内容虽然理论性不强，但涉及知识面广，包含了工业生产及科研中所能用到的各类表面技术知识，具有较强的专业性和实践性。针对这一特点及授课对象的知识储备程度，作者在多年教学实践的基础上，尝试从以下几个方面对材料表面技术概论课程进行教学改革，重点培养学生动手能力、设计能力和创新能力，锻炼并提高学生的科研素养。

一、科研与教学结合，培养学生的专业兴趣

对于高校教师来说，教学与科研是相辅相成、互相促进的。教学是高校教师的基本职责，是从事科研工作的基础和依托。科研能够让高校教师熟悉本学科的最新进展，有助于革新教学内容，反哺教学，不断的提高教学质量。[1]高校教师如果不开展科学研究，知识更新慢，授课内容得不到及时的更新，在教学过程中就难以引导学生积极地学习和思考，创新能力培养也就成为空谈。[2]在课堂教学中，教师应当结合自己的科研工作，及时地将表面技术领域的新动态、新技术和新工艺充实到教学内容中，鼓励有兴趣的同学进入实验室，成为老师的科研小助手。

山东科技大学材料学科在表面技术领域具有突出特色，拥有“山东省金属材料与表面工程研究中心”和“山东省耐磨耐蚀材料工程技术研究中心”两个省级工程技术研究中心。在硬件设备方面，拥有火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、等离子熔敷、激光熔敷、物理气相沉积、化学气相沉积、微弧氧化等完善的表面技术实验设备，在师资队伍方面，拥有专业从事涂层技术和涂层材料开发的教授、副教授和讲师组成的科研和教学团队，为该课程的教学改革提供了强有力的支撑。在本课程教学中，积极鼓励学生参与到教师的科研项目中，成立科研兴趣小组，利用业余时间辅助老师承担部分科研工作，以提高学生的动手能力、分析能力和创新精神。学校每年组织一次面向学生的科研立项活动，鼓励学生根据自身爱好组建科技创新团队，承担部分小的科研课题，将课程学习与科研立项活动结合起来。在课题进行的过程中同学们协助自主设计实验方案，制备样品，分析检测，并在教师的指导下撰写科研论文或申请专利。在这一过程中，同学们的综合能力得到全面的锻炼，提高了对材料，特别是对表面技术的专业兴趣。

二、巧用多种教学方法，启发、引导学生思考

水无常态，教无定法。在材料表面技术概论的教学过程中，可根据授课内容，采用多种教学手段和教学方法，引导学生自觉的学习和思考。以热喷涂章节的教学为例，学习内容主要包括火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂三大部分，共安排8个学时的教学时间。由于在大学阶段专业课程的学习中，学生普遍反映实验偏少，动手机会偏少，不清楚所学知识能够应用在哪些领域，因此在该课程的教学中，针对上述问题，结合学校实验条件，安排了4个学时用于课堂理论教学，其中2个学时讲授热喷涂原理，2个学时讲授热喷涂材料及其应用。让学生对热喷涂技术原理、热喷涂材料有了全面的了解后，再安排2个学时的时间在实验室现场教学，主要内容包括参观、讲解火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂设备，演示喷涂过程;选取在工业和科研中应用到的典型热喷涂产品，给同学们讨论、分析讲解。如高炉风帽的热喷涂防护，首先给同学们分析高炉风帽的工作环境：风帽端部深入炉膛内部，工作温度在1400℃左右，承受炉料的冲刷作用，指出高温下炉料的冲刷作用是造成风帽失效的主要原因。如何解决这一问题？引导同学们思考，提出对防护涂层的基本性能要求：抗高温冲刷性能好，导热性差，具有热障功能。然后再提出问题：具有这种特性的涂层材料一般是什么，是金属、金属陶瓷或氧化物陶瓷吗？让同学们讨论，最后得出结论：氧化物陶瓷如Al2O3、ZrO2抗高温性能好，导热性差，可用于高炉风帽的表面防护涂层，这类涂层材料熔点高，一般采用等离子喷涂工艺制备涂层。采用这种现场参观、演示、讲解、提问和讨论的方式，大大提高了同学们学习该课程的兴趣。最后2个学时为热喷涂实验，由老师预先准备好标准规格的钢板，热喷涂材料，同学们在老师的指导下独立完成热喷涂前处理（主要是喷砂粗化）、喷涂、涂层质量检测等工作。通过这8个学时的学习，同学们对热喷涂技术、设备和热喷涂材料有了较为全面的认识和了解。

在课堂教学中，部分章节可以采取预先布置任务、分组讨论的方式，让学生参与到教学中来，成为课堂上的主体，教师在中间主要起到组织、引导和协调的作用。如在讲述电镀和化学镀这一章节时，可采用任务驱动法。老师在讲述完基本知识点后，给学生布置系列探究性学习任务，5-6人分成一个小组，指导学生通过学校图书馆提供的各种渠道查阅文献资料，如通过中国知网学术文献总库查阅中文期刊、学位论文以及会议论文，通过Elsevier、SpringerLink、EBSCO数据库平台查阅和下载英文论文等。各个小组根据老师分配的任务，查阅相关论文和信息，然后进行筛选、提炼、归纳和分析，完成综述性报告，并做成ppt形式，每个小组轮流在课堂上向大家展示和讲解。通过这种任务分配、查阅资料、信息检索与提炼、整理报告和汇报的过程，提高了学生的分析和归纳能力，部分同学还能在整理和查阅资料的过程中提出新的问题和看法，创新能力得到了很好的锻炼。

三、设计创新性实验，培养学生的综合能力

长期以来，材料专业基础课程辅助实验多数是验证型、演示型实验，由实验老师讲解实验内容，学生按照老师要求及实验指导书上规定的内容、方法和步骤机械的完成实验内容即可，在这一过程中需要学生自主设计和创新的地方较少。著名的美国教育家布鲁纳雷曾说过，知识乃是一个过程，不是结果。开设实验教学的真正目的不仅仅是为了去验证一些已知的结果，而是在实验过程中培养学生从事材料应用或科学研究的能力，并在此基础上开阔视野，发展思维，培养学生的专业兴趣。[3]多年的教学经验表明，合理设计课程实验，增加学生的动手机会，对提高课程教学的质量至关重要。我校材料学科以表面技术为特色，拥有包括热喷涂、物理气相沉积、微弧氧化、喷焊等较为齐全的实验条件，为本课程实验的设置和实施提供了有力的支撑。

在本课程教学中，设置了4学时的标准实验课程，以验证性为主，以加深学生对课本知识的理解。同时，通过这些验证性实验让学生了解和熟悉表面技术试验设备，为创新性实验做好准备。在本课程进行到中期的时候，给同学们布置创新性实验任务，内容可广泛选用在生活、工业或科研中遇到的，和表面技术有关的课题，如钢结构的长效防腐、高速公路护栏的防护涂层技术、门把手的装饰及防腐涂层技术、家用碳钢自来水管的防锈技术、水轮机叶片的抗冲蚀涂层技术、机械传动齿轮接触齿面的表面强化技术等，让学生根据自己的兴趣分组选择合适的题目，设计涂层工艺和涂层材料，并制订详细的实验方案，经指导教师审核后进入实验室，自主进行实验。为了确保该实践教学环节的质量，加强实验过程的管理，指导教师应做好实验进度跟踪和管理，做好实验安全培训，合理安排、协调公共实验设备的使用时间。对于学生在实验中遇到的难题，要及时的给予提示或协助解决。实验结束后，以小组为单位提交一份实验报告作为评分依据。通过创新性实验，学生经历了查阅、收集资料，设计实验方案，实验操作及实验数据分析等过程，熟悉了科研工作的基本环节，从事科研工作的能力得到了有效的锻炼。

四、结束语

在材料表面技术概论专业课程教学中，通过鼓励同学们进入实验室，协助老师承担部分科研工作，加强课堂教学内容和教学方法的改革，增加创新性实验等措施，有效提高了学生的动手能力和科研能力。尤其是创新性实验的设立，和传统专业课程辅助实验形成了良好的互补作用，对提高学生的综合素质、实践能力和充分发挥学生的创新能力起到了重要的促进作用。由于材料表面技术发展迅速，涂层新材料、新工艺革新非常快，在以后的教学中将及时更新授课内容，进一步强化实验教学，跟踪表面技术发展的新趋势，更好的培养学生的专业兴趣和科研能力。

[ 注 释 ]

[1] 黄秋燕.教学型地方高校遥感课程教学与科研互动模式探索[J].高教论坛，2008（5）：74-76.

第9篇：化学新材料论文范文

【论文摘要】创新是指根据一定的目的和任务，运用一切已知信息，通过开展能动的思维活动，突破原有的事实、框架，而获得的解决问题的一种全新方式或产生对社会和个人极有价值的产品的智力本质。当今知识经济时代区别于农业经济和工业经济时代的重要特征便是不断创新，创新是知识经济的灵魂。本文主要是从初中化学教学中谈培养学生创新意识的一些做法。

当今，人类正面临一个新的经济时代──知识经济时代。能否接受知识经济时代的挑战，关键在于能否培养出大批具有知识创新和技术创新的人才。加强素质教育时代和社会发展的需要，它不仅是当今我国教育改革的潮流，也是当今世界教育改革的潮流。如何发挥化学教育的优势，对学生进行创新素质的培养，是广东化学教育工作者探讨的重要课题之一。

一、联系生活，培养学生的创新意识

创新意识的培养，也就是推崇创新，追求创新，以创新为荣的观念和意识的培养。只有在强烈的创新意识的引导下，人们才能产生强烈的创新动机。树立创新目标，从而发挥创新潜力和聪明才智。化学是以物质的组成、结构、性质及其变化规律为研究对象的学科，与社会联系非常密切。可以说，整个化学发展史就是一部联系社会、服务社会的创造史和发明史。

随着社会的发展，化学与社会联系越来越紧密。

1994年国际滑雪教育会议(ICCE )的主题就是强调：化学是未来世纪的中心学科，在环境、能源、材料以及生命科学中，发挥重要的作用。因而，教师在教学过程中要适当节食化学领域的新发现、新发明、新进展。有意识的想学生展望化学的明天──新能源、新材料、新医药、新食品，同时还让学生了解当今世界化学科学研究前沿。此外，还结合教学内容，积极开展形式多样的课外活动，把化学知识与社会生活实践相联系，把学生引入化学问题情趣中用，能极大的促进学生对新技术、新方法的了解，有效地培养学生的创新性强和创新意识。

二、注重启发，培养学生的创新思维

创新思维是创新素质的核心，培养学生的创新素质必须着力培养学生的创新思维。长期以来，我国的课堂教学习惯于教授讲、学生听的讲授型的教学模式。只注重学科知识的传授，常常脱离生活和现实，不利于学生主体性的发挥，不利于学生创新思维的培养与发展，也不利于学生动手及解决问题能力的提高。因此，我们在教学中应坚持启发式教学，以学生为主体，改进教学方法，鼓励学生主动参与、主动探索、主动思考、主动实践，创造性地开展学生，着重培养学生的观察力、想象力和发散思维能力。

1.培养学生的观察能力

观察能力是有效探索世界，认识事物的一种基本能力，是创新活动能力发展的基础。可以说花心变化的全过程都呈现着丰富生动的直观形象，是培养学生观察能力的好素材。在平时教学过程中，要充分利用化学实验或其他直观条件激发学生的观察兴趣，引导学生掌握基本的观察方法，把观察和思维紧密地结合起来，使学生养成良好的观察习惯。

2.培养学生的想象能力

想象思维最显著的特征是直观、具体，它是利用感官直接接受具体想象信息，然后在头脑中形成表象，再利用这些表象进行类比、联想等思维加工而获得认识，这是认识活动的基础。培养学生的创新思维，要注重发展学生的想象力。

3.培养学生的发散思维能力

在创新思维的结构中，包含有发散思维和收敛思维。所谓发撒思维是从某一点出发，不依靠常规寻求变异，进行发散性联想，得出多种解法、多个结论的思维形式。美国心理学家吉尔福特认为发散思维有三个特点：流畅性、灵活性和独创性。可见，发散思维是创新思维的核心。化学教学内容，有许多发散思维的素材，引导得好，能把学生带到积极思维的情境中。要学生学会发散思维并引导自己进行创新思维，教师要充分调动学生的学习积极性，启迪学生思维，经常作这方面的训练。

三、重视实验，培养学生创新能力

实验是化学的基础，现行化学教材中的一些演示实验和学生实验，主要是作为验证化学知识的手段，帮助学生理解和巩固化学知识，对发展学生的创新能力不能起到良好的促进作用。因此要做培养和提高学生的创新实验，设计实验等方面的指导。在教学过程中，让学生设计实验装置和实验方案以增强学生的探索精神和创新意识。设计实验装置和实验方案是最能够培养学生的探索精神和创新意识的，

当然，在化学教学中，还有许多很好的培养学生创新素质的素材，有待我们化学教师不断去挖掘并加以利用。有人说：“只有创新型的教师通过创新性的教学方法才能培养出创新的学生。”因而，我们教师要转变教学观念，加强。“创新教育”研究，切实把“素质教育”落到实处。

综上所述，我们必须加强培养学生的创新能力和创新意识，而化学作为研究和开发新材料的科学，是社会发展和人类进步的关键，更需要具有创新意识和创新能力的人才，我们就更有必要加强和培养学生的创新意识和创新能力。在新教材的背景下，教师必须树立新的教学理念，加强实验教学和实验探索，培养学生的创新意识和创新能力

参考文献

[1] 王利萍；中学化学学生创新能力的培养[J]；商情；2010年第20期