复合材料论文范文1
某梁采用复合材料制造，约长2m，变截面并带理论外形，零件腹板部分主体为平面，包含有台阶面，侧面与壁板外形相应曲面一致，外形公差为±0.1mm，装配要求高;为“U”形结构，侧面角度闭角结构(＜90°)。该构件在热压罐成型过程中脱模困难，如果强行取出会损坏构件和模具，无法保证型面公差，这对成型模具的结构设计提出了较高的要求。
2模具设计要求
复合材料成型模具直接影响着产品的质量，在设计时应满足:①模具要有足够的刚度、强度，以保证模具型面基准不变;②热容量小，热膨胀小，热稳定性好;③加工精度高，表面光度高，模具自身协调性好;④施工便捷，操作安全可靠;重量轻，运输方便;⑤可维护性好，制造成本低;⑥具有良好气密性。根据复合材料U形梁的结构特点，在设计中需要解决以下技术难点:成型模具的结构形式如何保证构件的型面公差，如何满足脱模要求并解决U形梁的回弹问题。
3模具选材
3.1模具材料
复合材料成型模具用料要求热变形小、热膨胀系数小以及导热系数高，大多采用普通钢、INVAR钢、碳/环氧复合材料和铝合金。普通碳钢适用于型面曲率不大的模具，当产品批量生产、尺寸精度要求较高时，选择钢制模具最为经济、实用;铝合金适用于平板类、尺寸精度要求不高的模具;INVAR钢适用于结构复杂、曲率大、尺寸大的模具。不同模具材料对复合材料构件变形的影响主要体现在两个方面，一方面是不同的材料热导率会影响与其直接接触的复合材料构件固化温度场的分布，从而影响最终构件内残余应力的大小及分布，引起不同的构件变形;另一方面就是不同材料的热膨胀系数不同，模具与构件之间的相互作用程度不一样，因此导致构件的变形不同。在固化过程中，模具与复合材料构件之间的热膨胀系数不匹配会引起模具与构件接触处的层间应力，包括层间剪切应力和沿构件厚度方向的力，这主要是由于模具与构件在固化压力的作用下始终粘贴在一起，随着模具受热膨胀，靠近模具的构件层比远离模具的构件层受到的约束张力要大，因此沿构件厚度方向形成一定的应力梯度，在固化过程中这部分应力被“冻结”在构件中，在脱模以前都没有得到释放，固化完成后冷却至室温脱模，这部分应力将被释放，脱模后的复合材料构件必须通过变形来维持应力的平衡。
3.2模具型面补偿修正
模具设计时要考虑复合材料与模具热膨胀系数的差异，INVAR钢和复合材料模具受热膨胀的影响很小，可忽略不计;但对于普通碳钢和铝合金模具影响比较大，对于大尺寸的复合材料构件需要采取补偿措施，根据计算公式和生产经验。考虑到制造成本和构件精度要求，本文设计的模具选用Q235钢制造，根据上述公式计算缩尺KS为－0.65‰，结合生产经验和复合材料梁的结构形式，提取整个构件的理论型面并按适当缩尺进行缩小，模具设计时按照缩小后构件提取的型面作为模具的设计型面，以减小构件的变形或抵消变形的影响作用。
4模具结构设计
4.1模具回弹角的补偿
复合材料在热固化成型过程中由于材料本身的各向异性、铺层方向引起的力学性能差异、结构的不对称性和基体的固化收缩效应等因素，在构件内经应力梯度和温度梯度耦合作用导致固化时的内应力积聚，一部分应力在构件中以残余应力的形式长久存在，另一部分应力在构件脱模后释放，这两部分应力存在的形式共同导致回弹变形。对于梁、长桁类有大夹角的构件，固化成型过程中在拐角处的回弹变形会导致夹角变化，即构件在固化脱模后，夹角因收缩而小于模具角度，此差值为回弹角。这将给制件间的装配带来容差、超差等问题，翼梁缘条回弹使其外形偏离了设计要求而导致蒙皮与翼梁间螺栓连接装配孔错位，若对装配件进行强制装配将会引起残余应力、密封不好等问题，这样会降低结构的强度和疲劳寿命，甚至造成制件报废。在模具设计时，通过调整模具型面来补偿构件回弹，即构件夹角加上回弹角等于模具夹角，使构件在脱模回弹后符合工程数模要求。国内外专家学者都在积极研究复合材料结构固化变形的预测及控制方法。GFG公司在复合材料工形梁的成型模具设计时，考虑工形梁缘条的回弹，采用经验的方法在模具的缘条型面上加入修正值(约1°)以抵消构件回弹。国内贾丽杰等人针对复合材料典型C形结构的回弹变形进行研究，通过对回弹角的预测结果进行修正，确定C形梁回弹角度在1°左右。本文涉及的复合材料U形梁为闭角结构，成型模具设计时需要进行回弹补偿，结合以往生产经验和国内外学者的研究结果，在两侧缘条各设置1°回弹补偿角，提取补偿后的两侧缘条型面为模具的型面。
4.2模具结构形式
复合材料梁一般为细长结构，常用模具结构形式为阴模、阳模和阴阳模组合，分析构件是否有气动面、装配面、胶接面等，一般情况下可确定这些面为贴膜面。根据U形梁的结构特点，采用CATIAV5R18建模，模具为框架式阳模结构，采用Q235钢焊接制造，模具包括模胎、支撑框架(支板组件和框架)、盖板、工具球套。根据产品设计部门所提供的产品零件数模提取成型曲面作为模胎的理论型面，将该曲面偏移10mm切割实体，获得“Ω”型模胎;创建支板组件，输入单个支板尺寸创建实体并设计散热孔，通过阵列命令创建其他支板;框架为长方体结构，采用的方钢管为标准型材，根据彼此之间的位置约束关系通过阵列偏移命令进行设置。这种框架式模具结构厚度均匀，通风好，升温快，有利于模具各点温度均匀，可以减少模具在升温和降温过程中因各部位温度不一样而引起的模具变形。(1)模胎模胎是“Ω”型一体式结构，采用10mm等厚的钢板，在保证气密性前提下允许拼接焊接。在模胎上需要留有一定距离用于打真空袋，通常手工铺贴模具的余量区在100～200mm。模胎的型面轮廓度公差小于0.2mm，数控加工后按数模中模胎线数据集划线，深0.5mm、宽0.3mm，并在余量线外打出标记，所有划线位置的偏差不大于0.2mm。构件轮廓线用于非数控切边时使用，决定构件外形尺寸的精度，设计时应考虑模具材料的膨胀因素作适当缩放处理。铺贴线用于无激光投影时手工铺贴定位，以控制铺贴余量，防止由于铺贴不完全齐整、流胶、挡胶条等因素导致固化后产品边缘质量不高，通常铺贴线到产品轮廓线可留20mm余量。(2)支撑框架框架与支板组件主要起支撑作用，保证整个模具的强度和刚度。框架取消了传统的薄板格栅结构，采用方钢管焊接，具有成本低、加工周期短的优点，有效实现模具减重，又使得空气流在模具体上下表面任意流动，加热更均匀。在支板组件上设计散热孔，尽量在同一直线上保证成型过程中空气的流通性，有利于整个成型的复合材料构件温度均匀，保证成型产品的质量。同时在支板两端设计80×50×10mm的加强块，防止模具在吊装时沿长度方向产生变形。(3)盖板和工具球梁腹板平面处采用2mm铝盖板与阳模配套使用，使构件表面加热均匀，同时在抽真空的过程中传力均匀，保证构件外表面的平面度。工具球用于定位找正，在设计时要覆盖构件的最高点和最低点，长度方向间隔不超过1m。各工具球孔按数模制造，并在模胎上打出所有工具球实际坐标值及孔位序号，用于手动铺贴时放置激光投影的靶标，以定位铺层区域。(4)后续处理模具焊接完成后进行2～3次退火，消除焊接和机加应力，减少模具的变形;对模具型面进行激光测量，型面精度符合图纸要求;加工完毕做气密试验，保证模具气密性。
4.3工艺验证
在复合材料U形梁的热压罐成型工艺中，采用本文设计的成型模具进行铺叠成型，生产的复合材料构件易于脱模，表面光滑平整，型面公差符合要求，U形梁两侧缘条的角度变形控制在技术要求范围以内，满足了后续与壁板及其他组件的装配要求。
5结论
复合材料论文范文2
复合材料结构与性能是针对复合材料与工程专业大四学生开设的一门专业必修课，其内容涉及树脂基体、增强材料、增强材料的铺层和复合材料的夹层结构等多个方面，是一门理论联系实践应用、基础知识和科学发展前沿并行的课程。我们从充分利用信息技术、理论联系实际、启发式教学和考试方式多元化等多方面进行了课程改革和实践，以提高学生的学习兴趣和创新能力。
［关键词］
课程改革；课程实践；启发式；教育
复合材料结构与性能是本校针对复合材料与工程专业大四学生开设的一门专业必修课程。本课程是在学生学完了材料学概论、树脂基复合材料、复合材料工程实验等专业课程之后，为进一步拓宽学生的专业知识面、培养学生综合知识的运用能力而开设的，目的是培养其在复合材料原材料的选择、改性、结构设计方面综合运用知识解决实际问题的能力。复合材料结构与性能的教学内容包括复合材料概述、树脂基体材料结构与性能、高性能增强材料、增强材料铺层结构与性能及复合材料夹层结构等。复合材料概述部分重点介绍复合材料结构所包含的三个结构层次和复合材料的发展及应用近况；树脂基体材料部分主要介绍聚合物分子结构对性能的影响及基体材料的最新研究进展，让同学们通过学习掌握分子结构设计原理，初步具备从性能角度出发筛选合成原料的能力；增强材料铺层结构与性能和复合材料夹层结构部分突出复合材料结构的可设计性，根据复合材料结构件的受力情况，介绍增强材料铺设方式设计和夹芯材料选择的理论依据。不同于大学基础理论课，大学专业课的课堂教学内容必须紧跟本学科技术的发展。课堂教学中，教师在介绍完基础理论知识后，一定要配合实际的生产应用案例对其进行应用说明，这样有利于学生理解和掌握此知识点，并能通过实际的应用案例理解单纯追求某一性能指标是没有意义的，实际应用过程中应考虑工艺性能、应用性能、节能环保等综合因素。该课程为新开课，在教学内容、教学素材、教学方法等方面还需要进一步完善和改革，以适应复合材料现代科学技术的飞速发展。
一、充分利用信息化资源，丰富教学内容
在教学过程中，我们充分利用信息化资源、信息化技术来辅助教学，丰富教学内容，利用多媒体技术进行高密度的知识传授，增大教学信息量，并借助图片、动画、视频等媒介，增强学生的理解力，加深他们的记忆。［1］我们在传统的PPT中加入实物图片、工艺图片、三维设计动画、复合材料生产视频等，以丰富教学内容，把学生关心的一些复合材料应用领域的相关知识（复合材料原料、工艺及应用等）直接向学生演示出来，从而与文字讲义相呼应，给相对枯燥的教学注入兴趣和活力。多媒体教学（如制作动画、录像、图片和三维模型等）将原本抽象的、不易理解的复合材料多相结构生动、形象地展现出现，便于学生理解和记忆，加深对复合材料结构的理解，深层次理解复合材料结构对性能的影响。我们在查阅大量国内外文献的基础上，编写了适合本课程教学特点的电子课件，并根据需要采用大量生动、形象的工艺流程图介绍复合材料的生产工艺，以实物图片介绍复合材料的应用领域，采用动画、视频的形式介绍复合材料不同层次的结构及结构设计对性能的影响。对于较难理解的章节，采用模型或模拟辅助教学可以提高教学效果。为了让学生较好地了解复合材料领域的发展，教师需要密切关注该行业国内外的发展动向，及时查阅相关的文献资料，获取与国际接轨的最新知识、先进教材和信息。教师需要适时地参加国内外复合材料展览会，对国内外参展公司的展品、设备和技术图片进行拍照、录像并整理，将其融入课程内容；还可以参加复合材料相关的学术研讨会，密切关注复合材料领域的新技术、新工艺的发展和应用，及时更新本课程的教学内容。
二、授课内容注重理论与实践相结合
复合材料结构与性能是一门实用性较强的课程，单纯以文字的形式介绍复合材料结构与性能，特别是复合材料的夹层结构，很难介绍清楚，学生也很难想象，难以理解。因此，教学中一定要理论联系实践，以案例的形式讲授知识，如以风力发电机叶片、雷达罩、飞机机翼的结构为例，分别介绍其选材、结构，并解释原材料选择原因、结构设计的原理、性能特点、国内外的技术差距等。作为教师，将自己科研工作的实际应用案例加入课程讲授，理论联系实际，丰富课程内容的实用性，是非常必要的。不同高校复合材料专业的研究领域、研究特色不同，有的高校侧重于增强材料的研究与开发（如东华大学），有的高校重点研究复合材料结构件的设计制造（如武汉理工大学），而本校复合材料专业侧重于高性能树脂基体材料的研究与开发。在本课程的讲授过程中，我们将本校树脂基体方面取得的研究成果按相应类别穿插在课程内容中，如将耐腐蚀的乙烯基酯树脂、高残炭酚醛、脂环族环氧树脂、高性能芳炔树脂、高性能透波树脂等内容加入课程，分析其结构与性能特点。我校在复合材料增强材料、增强材料的铺设方式、复合材料结构的设计方面开展的研究工作较少，如果要想在这几章内容的教学中联系实践，教师需要做很多资料收集工作，特别是针对增强材料铺设方式和夹层结构部分，需要到相应的研究单位、生产单位进行调研，制作相应图片、三维模型、动画及视频，以丰富教学内容，便于学生理解。［2］
三、改进授课方式，采用启发式教学，让学生根据自己的兴趣点进行自主学习
复合材料结构与性能是复合材料专业大四学生的专业必修课，他们在此之前已经学完了大部分的专业课程，已基本掌握了复合材料的专业知识。本课程的目的是进一步拓宽学生的知识面，培养学生的创新思维，实现与毕业课题研究、社会工作的衔接。因此，教学中应该改变以往的“老师讲、学生记”的方式，鼓励学生运用前面学过的专业知识去思考，激发创新思维，从中获得运用知识解决问题的成就感。教师可以提出现在行业中的难题，让同学们通过查找资料寻找解决方法，发挥大学生精力旺盛、创新性强的特点。［3－4］这也对教师提出了要求：要紧跟本学科的发展，与复合材料相关企业建立密切联系，了解本专业新型的原材料、成型技术、成型设备及新型制品结构。在复合材料概述中介绍新型的复合材料时，同学们对“自修复复合材料”非常感兴趣，但课上仅仅介绍了“自修复复合材料”的设计原理和性能特点及其在航天领域中的应用前景，教学中若能够以实物图片展示此材料的使用案例，以录像展示生产工艺过程，并提出应用过程中有待解决的问题，则可以更生动、具体地体现该材料的结构与性能的关系。我们采用了启发式教学方法，建立教师和学生间双向互动的课堂气氛。教师采用提问的方式启发和调动学生的主观能动性，让学生对问题进行思考；当堂课不能解决的问题，则要求学生课后查找资料，以小论文的形式提交解决方案；鼓励学生探索科学前沿，激发学生对科学研究的兴趣。比如我们给学生留的课后作业为“你认为最有发展前景的复合材料是哪种类型？解释其原因”和“热固性树脂复合材料和热塑性树脂基复合材料的优缺点及其发展趋势”。课余时间，学生们根据自己的兴趣爱好去查找相关的资料，了解该类复合材料的结构、性能、应用及发展情况。这样不仅能够拓展学生的知识面，还能够激发其对复合材料科研的兴趣。［5－6］
四、考核方式多元化，培养学生思考问题、解决问题的能力
复合材料专业课程大多采用闭卷考试的方式进行考核，考试形式重于内容，考试分数重于能力，平时认真听课、认真思考的同学考试的分数倒不一定比背讲义、背课后题的同学高，这样打击了应用能力较强的同学的学习积极性，也与本课程的培养方案相悖。复合材料结构与性能是大四上半学期的专业必修课，是理论与实践相结合的一门课，旨在引导学生运用所学知识发现实际生产中的问题并解决问题，传统的靠知识点记忆的考核方式显然已不适用于本课程，课程改革也应在考核方法上有所体现。根据知识点的不同，本课程宜采用多元化的方式对学生进行考核。重要的概念、原理、工艺、聚合物结构及性能等要求学生掌握的知识点可采用闭卷考试，而不同类型复合材料的性能特点、发展及应用方面的知识是动态发展的，可以采用开卷考试的方式。这样学生可以在课下查阅大量的文献资料，详细了解复合材料的发展趋势，激发学习兴趣，拓展专业知识面。对于综合知识的运用，即从选择原材料、成型工艺选择、增强材料的铺设方式、夹层结构设计等方面设计某复合材料结构件，则采用小论文的形式考核，如设计轻质高强的工字梁结构。多元化的考核方式可以使学生成为学习的主体，有利于调动学生的积极性，并培养学生综合运用知识的能力。我们通过教学题材的更新、教学内容的多样化、教学方法和考核方式的改革，力争从教师讲授向学生在老师的启发下自主学习的模式转变，从而达到提高学生学习主动性、激发学生创新性的目的。课程改革和创新需要在实际教学过程中摸索，我们将结合复合材料新技术的发展，继续探索复合材料结构与性能教学新模式。
作者：宋宁 侯锐钢 周权 陈麒 王帆 方俊 倪礼忠 单位：华东理工大学材料科学与工程学院特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室
参考文献：
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［2］邓洪．材料化学专业《复合材料》课程建设与教学研究［J］．中南林业科技大学学报（社会科学版），2009，3（3）：142－144．
［3］曹尤，王丽华，谷亚新．具有土木建筑特色的聚合物复合材料课程建设［J］．沈阳建筑大学学报（社会科学版），2012，14（3）：326－328．
［4］杨晓洁．“英特尔”未来教育与课改理念的融合———《复合材料》教学设计与反思［J］．教育科研论坛，2010（7）：56－57．
复合材料论文范文3
一教学改革途径与成效
1．培养方案的重新设置材料化学特色专业的改革重点是对材料化学专业学生实施综合素质培养、工程实践能力培养、创新精神与创新能力培养。培养学生深入思考问题和创新能力的改革必须贯穿在整个教学过程中，贯穿在课堂教学、实验、设计等教学环节。2010年前，材料化学专业的课程内容主要局限于高分子材料范畴。而现实要求我们跟上材料科学的现展进程，反映材料科学的最新成就。因此，在以往培养方案的基础上，2010级材料化学专业的培养方案中开设了复合材料方向，也就是将材料化学专业分成2个平行的方向:高分子材料和复合材料。在课程的纵向关系上，材料化学专业新的课程体系确定了“大平台，小模块”的课程模式。大平台包括专业基础课与专业课，它强调专业教育的普适性、系统性和科学性。通过大平台的设置，使学生在掌握专业基础理论知识的同时，培养学生全新的思维与视角、全面的知识与技能、综合分析与解决问题的能力与方法。小模块是在大平台基础上设置的高分子材料和复合材料方向的专业模块课，让学生有针对性地选择适合自己的专业方向。培养方案调整前和调整后的课程体系学时及学分分布见表1。
2．“三纲”的制订根据材料化学专业特点和社会对材料化学专业技术人才的需求，我们将材料化学专业设置为高分子材料和复合材料2个课程体系。根据新课程体系的培养方案，重新编制了有关材料化学专业课程的教学大纲、考试大纲及实践教学大纲，如《材料测试与研究方法》及实验、《材料化学》、《高分子化学》、《高分子物理》、《高分子材料加工原理》、《高聚物合成工艺学》、《塑料加工设备》、《材料加工设备课程设计》及《材料复合原理》、《复合材料工艺与设备》、《复合材料结构设计》、《材料表面与界面》等专业课程。在这些专业课程“三纲”编写过程中，有目的地增减了一些内容，新编的“三纲”无论是理论教学，还是实践教学都非常注重学生能力的培养。
3．专业教材的选用根据教师“三纲”的制订，经相关教师评议、系主任审核、主管教学的院领导审批，选用了合适的相关教材。一般选用的教材为教育部或省教育厅推荐的规划教材或“面向21世纪课程教材”、“九五”、“十五”、“十一五”部级和省部级重点教材;教材版次以近三年出版的新教材为主。目前，专业选用的高水平教材(“高水平教材”是指面向21世纪课程教材、“九五”、“十五”和“十一五”部级规划教材、省部级规划教材、精品课程教材、各级各类获奖教材)比例达到42．86%，选用2008年以来出版的教材比例达到71．43%。选用的教材使用效果好，学生普遍感到满意。2011年6月对07级材料化学专业1、2班共58名学生进行了教材满意程度抽样调查，包括内容适应性，出版质量，便于预习、复习程度，课前到书率等4个方面的内容，学生反应良好，满意率达到87．40%。
4．学期授课计划的制定学期授课计划是教师组织课程教学环节、教学内容、教学进度的具体安排，是对有计划、有目的地开展教学工作的保证，教师在开课前必须编制好学期授课计划。根据材料化学专业课程教学大纲的要求，本课题组负责人在安排任课教师时，先考虑教师的科研方向和业务经历，然后组织各任课教师针对特色专业的性质和选用的教材，按照专业课程表、教学进程表和编制说明等内容要求，编制学期授课计划，体现教学课时安排的科学性、合理性;为了保持高教学质量的稳定性，任课教师名单确定后，一般不随意变动。同一课程不同年度的学期授课计划根据教学效果与意见反馈、科研发展的大势所趋、社会对专业人才的需求都要求有所更新，这有利于学生更好地了解专业的发展前沿，也有利于学生的就业问题的解决，使学生更好地走上科研道路或走向工作岗位。
5．教案、习题集与答案的撰写课题组教师根据自己多年的教学经验和心得体会，通过集体的研究，仔细商量和交换意见，共同完成了材料化学专业相关课程教案的制定工作。这些教案是教师们智慧和能力的结晶，凝聚了教师们的辛勤劳动和大量心血，也是教师们教学内容精心安排、教学方法创新设计的成果。同时，课题负责人还组织了教师们对所担任教学任务的专业课程进行习题集和答案的编写工作，这有利于学生理解所学内容和加深其印象，也有利于学生及时复习和巩固所学知识，从而使学生能把握重点、解决难点，轻轻松松地进入后续课程的学习。田俐老师所撰写的《材料化学》教案被评为2009年度湖南科技大学校级“优秀教案”。
6．多媒体课件的开发在广泛学习、研究了丰富多彩的课件资源后，根据我校材料化学专业课程设置为高分子材料和复合材料2个课程体系的特点以及教师的科研情况，由各任课教师开发制作了相应课程的多媒体课件，这些课件凝练了课程的主体内容和教师们的科研成果精髓。多媒体课件图文并茂，既生动，又形象，教师可将教学内容与自己的科研所得融为一体，授课内容贴切真实、直观效果好、浅显易懂，使学生在抽象的知识获取过程中培养创新的意识和学会科研的思维。2011年12月我们针对材料化学专业课程的部分多媒体课件教学效果，在08级材料化学和无机非金属材料工程专业共81名、09级材料化学和无机非金属材料工程专业共92名学生中进行了抽样调查，抽样调查结果显示均为“优良”。许多学生认为这种“教学与科研互动”的模式教学效果非常好，容易理解和掌握教学内容，并且对科研也有了一定的了解。
7．学习信息资源的共享目前，学校宽带上网速度很快。在完成材料化学专业理论和实践课程的课堂教学之余，我们要求各位任教教师能充分利用计算机网络的便捷尽量给学生提供更多的教学辅导、答疑等服务。我们建立了材料科学与工程系的公共电子邮箱、建立了材料科学与工程系的QQ群，方便教师之间进行教学的讨论与经验的交流。同时，我们也建立了与学生网上交流的渠道，如班级QQ群、年级QQ群和专业QQ群等，方便教师和学生之间的资源共享，教师可在QQ群里上传学习信息资源，如课程教学录像、教学多媒体课件、教案与习题、学习参考书和参考文献，以及其他一些学习资料和网络资料等;另外，通过这种及时的方式，学生可向教师进行一些疑难问题的咨询;教师也可及时回复学生，以帮助学生完成学习任务。#p#分页标题#e#
8．教学方法和教学途径的改革近几年来，我们材料化学专业的主体课程基本上都实现了多媒体教学途径，这种方便、快捷、高效多媒体教学通过演示课件，使授课方式变得方便、快捷，节省了教师授课时的板书时间，提高了教学效率。通过这种综合应用文字、图片、动画和视频等资料来进行教学活动，使普通教学手段难以讲清楚的抽象难懂的知识更直观更形象，使学生易理解和把握知识点，同时，这种生动形象的辅佐以教师自身科研成就的课堂教学活动富有启发性和真实性，能活跃学生的思维和调动学生的学习兴趣，激发学生的创新潜能和培养学生的科研意识。通过多媒体教学途径，教师向学生传输了更多的信息和更前沿的知识，并将自己的科研成果和经验直观真实地展现给学生，如此，抽象的课程内容具体化，枯燥的课堂气氛活跃化，学生的学习积极性大大提高，强烈要求理论知识实践化。针对学生意愿进行科研活动的要求，我们会主动提供从事相关科研工作的教师的名单，然后教师和学生之间进行双向选择，教师可以给学生安排一些简单的科研实验或在导师指导下学生自行设计一些科学实验。自2009年以来，我们材料化学专业实验室对本专业的任何学生均是开放的，学生选定导师后，可以自由支配实验时间和出入专业实验室开展科研活动，这方便学生巩固所学的基础理论知识，也为学生尽早地进入毕业论文阶段以及创新意识和科研精神的培养提供了机会和条件。收集的数据显示，凡是从大一和大二期间就跟随教师从事科研活动的学生容易通过研究生复试，录取率相对来说要高一些。
二教学效果评价
1．近三年的学生评价近三年来，课题组的老师都能做到认真备课、认真编写每次课的教案、制作多媒体课件、认真上好每一堂课、认真辅导、认真批改作业、认真考试考核;每一位老师都有良好的职业道德素质和敬业精神，能做到教书育人，对学生既严格要求，又处处关心，既教他们知识，又培养他们具备良好的思想品德和学风，使他们既能成才，又能成人。学生测评(测评指标有:讲课有热情、精神饱满，讲课有感染力、能吸引学生的注意力，对问题的阐述深入浅出、有启发性，对问题的阐述简练准确、重点突出、思路清晰，对课程内容娴熟、运用自如，讲述内容充实、信息量大，教学内容能反映或联系学科发展的新思想、新概念、新成果，能给予学生思考、联想、创新的启迪，能调动学生情绪、课堂气氛活跃，能有效地利用各种教学媒体等)结果显示:学生对材料化学专业课程任课教师的教学评价打分相对别的专业来说要高一些。
复合材料论文范文4
开发具有特色的材料化学实验体系，提高实验教学的整体水平，加强学生对基础知识的掌握和创新能力的培养，对理论联系实际、培养学生在实际工作中的应用能力具有重要的促进作用。通过对教学大纲的讨论和指导教师对实验过程的尝试，梳理实验项目的教学理念和思路，确立了涵盖无机、有机、高分子、复合等各领域的不同实验项目和单元。并引入具有创新性的实验内容，如在“原位聚合法制备纤维增强聚合物复合材料”实验中，分别引入碳纳米管和剑麻纤维作为纤维增强相，在使学生掌握原位聚合的概念和基本操作的基础上，也了解了当前研究热点的碳纳米管和天然材料在复合材料制备过程中的应用方法，对培养理科应用型人才具有不可或缺的推动作用。本实验在单元设置上主要包括基础性实验、综合性实验与设计性实验。
(1)基础性实验对基础理论知识、现象和结论的验证与实践所组织的实验项目。主要目的是掌握相关的基础操作如重结晶、蒸馏等，熟悉基本仪器设备的使用方法和操作，同时掌握课堂教学中重要的理论知识。设计思考题使学生在实验后动脑对实验过程中的问题和相关的原理性问题进行回顾，充分认识实验背后的基础知识和问题。如基础性实验“配合物三草酸根合铁(Ⅲ)酸钾的合成”，通过该实验，学生不仅了解了三草酸根合铁(Ⅲ)酸钾制备方法，而且复习了抽滤、容量分析等基本操作方法，并可以在条件和时间满足的情况下，验证配合物的光化学性质，激发学生对实验的兴趣。
(2)综合性实验对较为复杂的实验体系和对象进行的综合性实验，一般学生可以自主选择实验试剂用量、转速、温度等完成实验。主要目的是让学生综合所学的基础知识，实现一定的实验目标。在实验讲义上，体现在某些方案和设计具有“可调性”，提高学生对知识的应用能力和实践能力，以及对学生团队合作能力的培养。如综合性实验“单分散二氧化硅微球的合成与组装”，在学生验证经典Stober方法制备单分散二氧化硅微球的基础上，让学生自主选择醇水比例、单体用量、温度等实验条件，制备不同规格的二氧化硅微球，并采用沉降法对各自制备的微球进行自组装。指导教师同时准备一系列自组装的单分散微球与学生进行对比和讲解，结合SEM、TEM照片使学生进一步认识自组装的基本原理和方法，为综合性设计实验奠定基础。
(3)设计性实验设计性实验是重点考核学生实验设计能力的特殊实验，具有部分实验考试的性质。主要目的是让学生在基础和综合性实验的基础上，具有查阅相关文献资料并独立自主设计实验方案的能力，是材料化学实验建设与创新的重要组成部分。首先给各实验小组(每组2～3人)确定不同的课题，如:“聚丙烯酸酯/纳米SiO2有机－无机复合压敏胶乳液的制备”、“溶胶凝胶模板法制备氧化锡纳米纤维”、“低聚壳聚糖稀土铈(Ⅲ)配合物的合成”等。要求每个小组成员合作共同设计出完整的实验内容，包括实验原理、实验步骤和方案以及可能遇到的问题，然后每小组向实验指导教师汇报实验方案，详细介绍实验方案的设计思路和基本原理。最后根据实验设计情况和实际条件，安排在教学或科研实验室进行相关实验的实施。在此过程中，可与各科研实验室紧密配合，采纳各教研室的意见，为学生在四年级本科毕业论文设计打下坚实的基础。
结合教学与科研，鼓励学生参与科研
参与科研项目对培养理科应用型人才具有积极作用。将学科建设与实验教学建设相结合，实验教学内容与科研项目和成果相结合［4－5］。鼓励学生参与各科研课题组的实验项目，对有创新能力和较强自学能力的学生因材施教。我校近年来一直实施大学生创新实验项目，以学生为主导开展创新性、研究性实验，取得了很好的效果。在材料化学实验建设过程中，围绕相关的课题组和创新性实验项目，强化相关实验技能和研究能力的培养，实验平台为创新性实验学生开放，拓展学生进行科研和创新的空间。我校材料化学学生入校成绩优秀，绝大多数学生综合素质好，学习能力强，但实践和动手能力由于机会较少而相对偏弱。如何激发学生的创新意识和动手激情，强化动手能力是我们需要解决的问题。通过本实验基础性、综合性和设计性实验三个层次的实验教学体系的建设与实施，为学生提供科研平台和发挥创新能力的场所，满足学生的学习需求和研究兴趣。在每个实验过程中，指导教师尽可能结合实验基础知识和科研成果，向学生介绍科研的方法和经验，培养学生的科研意识与素养，使学生在面临以后的科研与工作时具有足够的理论和实践知识，少走弯路，有利于理科应用型人才的培养。
增加讨论环节，建设为理科应用型人才培养服务的教学模式
理科学生对理论知识掌握较为扎实，增强其理论联系实际的能力是亟待解决的问题，也是培养理科应用型人才的必经之路。在材料化学实验教学过程中，学生完成实验预习之后，指导教师除进行实验前的安全性教育、实验原理讲解、步骤和注意事项说明等传统教学模式，还应根据实验项目增加讨论环节。讨论环节可在实验完成后或实验中，与学生就思考题和所制备产物的表征方法、表征结果进行讨论，这要求指导教师充分准备每个实验，预先对产物进行物理和化学表征，将结果在讨论过程中向学生进行展示和讲解，可以极大地增强学生的学习兴趣和理论联系实际的能力。同时，准备一些实例，如纳米二氧化硅在一些领域的用途、纤维增强复合材料提高力学性能的情况等，使学生在材料化学实验过程中虽然由于时间因素无法参与完成所制备产物的物理和化学表征，但能够通过观察和对比分析，对各门课程之间的联系和实际应用有更为深入的了解。改变教学模式的目的是在学生动手的同时学会动脑，因此在讨论过程中不仅要讨论上述理论问题，还要就实验中遇到的各类操作问题进行分析，使学生从原理上了解为什么，而不是仅仅知道怎么做。如有同学曾在三颈瓶侧口所接的冷凝管上口自行加装空心磨口塞，这种情况就要与学生讨论，为什么不能加磨口塞，在三颈瓶内形成密闭体系会有何危险。对于这类涉及安全问题的操作，必须重点强调其潜在的危险性。另外有学生在搅拌过程中搅拌棒叶片经常不打开，在讨论环节就要分析其对聚合等实验的影响，并请学生试验如何能快速有效的打开搅拌棒叶片，提高其实际动手能力。#p#分页标题#e#
复合材料论文范文5
期刊的编委在学术期刊发展中发挥着不可替代的作用，他们通常在自己的研究领域内享有较高的学术声誉和影响力。而青年科研者作为学术界的后起之秀，前途不可限量，因此培养青年编委对期刊的发展起到深远的作用。两刊编辑部近几年参加了以青年科学家为主的会议，如第一届能源化学与材料国际青年论坛，发掘了具有潜力的青年编委。
2开展多种形式的会议
在期刊宣传过程中，与外界的交流给科技期刊带来丰富的反馈意见，有利于期刊知名度的提高，主办、协办学术会议是专业期刊进行宣传的主要方式之一，通过学术交流和讲座进一步增进一线科研人员对两刊的了解与认同，同时扩大两刊的影响力。作为各科研团队交流思想、拓展新思路的平台，学术会议不乏优秀成果的报告展示，呈现出“百花齐放、百家争鸣”的态势。编辑部举办了“2015年(第二届)中国航空科学技术大会”中的“航空材料分论坛”“2014年度中国北京石墨烯研发应用研讨会”等会议，会议的成功举办不仅彰显了编辑部出色的组织能力，也进一步提高了两刊在科研工作中的声誉。另外，参加材料领域的展会或者与会议合作，作为会议的支持媒体，也能为两刊起到宣传推广作用，编辑部作为“第二届中国国际复合材料科技大会(CCCM-2)”“第十二届全国高温材料及强度学术会议”、“第十一届中国橡胶基础研究研讨会”“2016年第三届海洋材料与腐蚀防护大会”等会议的支持媒体，进一步扩大了两刊的知名度，在宣传期刊的同时，也能够选取质量高的稿件，并在该领域热点方向进行组稿。
3充分利用互动性网络媒介
近来来，新媒体融入传统科技期刊的出版流程;在新媒体环境下应充分利用互动性网络媒介，加强与作者、读者的互动。建立微信公众号平台，加强与作者、读者直接交流，及时学术前沿资讯以及刊物组织举办的学术活动，进行热点文章的推送宣传，巩固期刊品牌效应，提升期刊影响力。同时建立作者QQ群、微信群，及时与作者沟通并解答作者的提问，通过口碑传播建立两刊的知名度。利用各种机会，多途径地宣传刊物的微信公众号，以两刊编辑部为例，两刊的网站首页上加入微信公众号二维码，在纸质刊物封面加印微信公众号二维码，编辑在与的作者联系时也宣传微信公众号，在参加学术会议的名片上加印微信公众号二维码，以加深参会代表的印象，扩大微信公众号的知名度。
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【关键词】多孔建筑材料；非均匀孔洞；均匀孔洞；力学性能
1引言
多孔材料内部有一系列相互连通或封闭的孔洞，构成网状结构。多孔材料性能优良，具有较高的孔隙率和比面积、良好的化学性能、物理性能、吸附性能和渗透性能。目前已经成为重要的功能结构材料，广泛应用于石油化工、航空航天、建筑材料、过滤分离等领域，并作为催化剂、超级电容器、吸附剂和过滤装置等使用[1]。但是多孔材料在制作工艺上也存在一定的困难，在制作材料时，孔洞要与承压面垂直，这就对原材料的要求比较高，在多孔材料的制备技术研发上能力不足，生产效率低下。此外，在制备过程中，对材料中的孔径及孔隙度等微观结构仍不能进行很好的控制与调控。近年来，我国也在不断推进对多孔材料的制备及应用研究，并且取得了很大进展。多孔结构材料在建筑材料中的应用很多，主要集中在砌筑材料和混凝土材料，如焦渣空心砖、水泥空心砖、小型混凝土砌块、空心粘土砖、加气混凝土砌块等以及加气混凝土、大孔性混凝土、粉煤灰加气混凝土等。多孔材料中非均匀孔洞与均匀孔洞对材料性能的影响是不同的。本文基于ABAQUS软件，通过建立非均匀孔洞模型和均匀孔洞模型，分析研究其对材料性能产生的不同影响。
2多孔材料的特性
多孔材料是一种特殊的结构，可以看作材料与空气的复合材料，这样不仅可以减轻材料的质量，又可以很好地实现各种功能。由于具备很多优异性能，多孔材料在航空航天、石油化工以及建筑工程等领域都具有广泛的应用价值。①质量轻，强度高。多孔材料内部有很多孔隙，或分布均匀，或分布不均与，比强度和比模量高。例如，泡沫铝的表观密度为200～500kg/m3，屈服强度为20～60MPa，比强度在0.04～0.3MPa·kg/m3，远高于普通混凝土0.012MPa·kg/m3和低碳钢0.053MPa·kg/m3的数值[2]。轻质高强材料应用于新型墙体中，既能确保材料轻质环保又能满足高层建筑墙体要求，促进了我国建筑材料行业的发展。②吸声性能好。多孔材料由于具有大量内外连通的孔洞和孔隙，当声波射入内部时，会引起空隙中空气的振动。孔隙内空气的黏滞效应导致曳力引起空气表面产生剪应力，从而产生声阻尼，使声能转换为热能[3]。在材料进行安装时，多孔材料背后留有空腔，低频的吸声系数会有所提高。例如，无机高强隔声板是一种既可以隔声又能够防潮防腐的板材。当室内湿度偏高时，多孔结构可以吸收湿气，调节湿度，使它具有良好的透气性能。
3非均匀孔洞与均匀孔洞对材料性能的影响
3.1模型建立。为了说明非均匀孔洞的力学性能优于均匀孔洞，本文做的非均匀孔洞模型为边长L=20mm的正方形单向板，高为10mm，其中上半部分内嵌3排10列半径R=0.5mm的圆，下半部分内嵌1排5个半径R=1.5mm的圆。另外做1个相同大小的均匀孔洞模型用于对比，内嵌4排13列半径R=0.6mm的圆，并保证两种模型孔洞的体积分数相同，经计算，体积分数均为29.4%。非均匀孔洞模型和均匀孔洞模型如图1和图2所示。有限元网格划分采用三角形单元。边界条件采用四边简支的方式，即设置底面（Z=0的面）四条边为：U3=UR1=UR2=0，其中U3为Z方向的位移，UR1、UR2分别为X、Y方向的转角。分别在非均匀和均匀孔洞模型的上表面上施加均布载荷，大小为1MPa。边界条件和加载情况如图3和图4所示。通过研究发现，孔洞分布是否均匀会对材料的性能产生影响。对平板施加均布荷载后，根据ABAQUS软件的分析结果，对荷载作用下材料性能进行具体研究，比较均匀孔洞模型和非均匀孔洞模型的最大应变量和最大应力。
3.2有限元分析。当均布荷载作用在非均匀孔洞模型时，孔洞边缘出现了明显的应力集中，如图5和图6所示。孔两侧出现最大压应力，孔顶和顶底出现最小压应力，但没有出现拉应力，这种加载和受力状态与弹性力学中的基尔斯解答是相符的。且最大压应力出现在大孔两侧。为避免孔上部及两侧应力叠加，造成不利的应力状态，孔间距不易小于5r。当均布荷载作用在均匀孔洞模型时（见图7和图8），孔洞边缘也出现了明显的应力集中，但最大和最小孔边应力都明显大于非均匀孔洞结构。由图可见，在相同荷载下，非均匀孔洞模型的最大应变明显低于均匀孔洞模型的值。这说明均匀孔洞模型容易发生很大的变形，从而引起复合材料层乃至整个机构的损伤，最大应变显然与孔洞的分布密切相关。不论是均匀孔洞还是非均匀孔洞，在孔边都出现了明显的应力集中，但非均匀孔洞结构使最大和最小孔边应力都明显小于均匀孔洞结构。
3.3实验结论。通过对非均匀孔洞模型和均匀孔洞模型的有限元模型分析，发现在孔洞体积分数相同的情况下，并且载荷也相同的条件下，非均匀孔洞结构的最大应力和最大应变均明显小于均匀孔洞。非均匀孔洞模型通过在外层排列细而密的孔，在内层排列较大的孔，使结构具有更好的弯曲刚度和稳定性，实现了用最少的材料来承担最大的外荷载。
4多孔材料在建筑领域应用中的问题
多孔材料之所以得到推广，与其在建筑结构、建筑节能、装配式建筑等诸多领域中潜在的应用价值密不可分。随着材料制造技术的进步，人们对材料性能认识的不断深入，多孔材料必将在建筑领域发挥日益重要的作用，但是目前仍然存在一些需要解决的问题：①多孔建筑材料的制备技术和研发能力欠缺，一些新工艺的工业化程度不高，生产效率较低。②某些多孔建筑材料的制备工艺非常烦琐且复杂，对生产设备的要求相对较高，仅适合在实验室内研究却不适合在实际中推广应用。③大规模生产的多孔和建筑材料，抗震及腐蚀等性能，难以满足特定环境的应用环境要求。④多孔建筑材料的开孔率对建筑物影响很大，开孔率对建筑物整体的观光性、透气性、吸声性、耐久性、抗震性、保温性的综合作用需要进一步的探索研究。⑤不同孔型多孔建筑材料的物理性能及力学性能，以及对建筑物的影响作用尚需研究。
5结语
纵观多孔材料的发展历程，正在向一个新的时代快速前进。本文通过建立非均匀孔洞模型和均匀孔洞模型的有限元模型分析可得，在外层排列细而密的孔，在内层排列较大孔的非均匀孔洞材料，结构具有更好的弯曲刚度和稳定性。在建筑领域，要充分发挥多孔材料轻质高强、吸声性能好等特性，提高对多孔建筑材料的研发能力，加强工业化程度，进一步开展对多孔建筑材料透气性、抗震性、耐热性等综合作用的研究。
【参考文献】
【1】马玉,明广天,班青,等.多孔材料的合成研究与应用[J].齐鲁工业大学学报(自然科学版),2016,30(03):14-19.
【2】魏剑,桑国臣.金属多孔材料在建筑领域的应用展望[J].热加工工艺,2009,38(22):59-63.
复合材料论文范文7
［关键词］科研实践；物理化学；教学
物理化学是一门借助物理的基本原理，揭示化学基本规律的学科，也是一门理论性、系统性、逻辑性很强的学科，具有理论公式多，推导复杂的学科特点。初学者往往感到抽象难懂，对数学知识要求高，容易产生畏难情绪，也往往认为理论知识学了没有用途，导致失去学习的兴趣。为了解决物理化学中抽象难懂的问题，通常采用的方法是在教师授课时列举一些与生活实践相关的现象，借助物理化学知识加以解决，但是这只是一些简单的应用，并且借助于互联网络都能得到容易理解的结果，但是对于有一定知识水平的大学生似乎显得过于简单，并不能激发他们对物理化学学习兴趣，解决他们对物理化学理论学习的困惑，展示理论知识与科学实践和生产实践的紧密联系，从而体现物理化学作为基础学科的价值。另外，物理化学中化学规律和数学公式都是从科学实践总结出来的，能指导科学实践活动。因而，在物理化学实际教学中，除了要结合生活实践之外，教师应该适当阐述理论公式的实际科研来源以及这些理论知识在科学前沿研究和生产实践的应用价值，才能引导学生逐渐认识到物理化学知识理论学习的重要性，同时也可以通过科研实例刺激学生的好奇心和求知欲，从而激发学生对物理化学学习的兴趣。因此，教师科研能促进物理化学理论教学，也能促进学生对当前科研前沿的了解，激发学生的求知欲，培养学生的科学素养，为今后的发展奠定基础。
1科研实践对物理化学教学的促进作用
1．1物理化学理论在科研实践中的应用
尽管物理化学科研实践的实验方法和手段比较复杂，但是常常使用了大学物理化学书本上的基本原理和基础知识，因而，我们可以选择一些合适的科研实践活动将其应用到物理化学教学中，以提高学生对物理化学基础理论重要性的认识，帮助他们更好地理解这些基础知识，激发他们对物理化学学习的兴趣。这里我们以原电池的基本原理在科研中的应用来阐述物理化学基础理论知识学习的重要性。已有文献报道具有缺陷的碳纳米管浸入到一定浓度的氯铂酸或者氯金酸溶液中，通过原子力显微镜能够观察到在碳纳米管的边壁缺陷上快速形成金属铂纳米粒子或者金纳米粒子［1］。这金属离子自发还原沉积碳纳米管上的现象归因于金属离子与碳纳米管之间的原电池效应，电极反应分别是PtCl42－＋2e－＝Pt＋4Cl－，AuCl4－＋3e－＝Au＋4Cl－。根据电极电势的数学公式计算出PtCl42－和AuCl4－的还原电势以及碳纳米管的氧化电势，并比较它们的大小，从而能判断出金属铂或者金粒子是否能沉积在碳纳米管的边壁上。更进一步地研究表明利用原电池效应可以在碳纳米管的表面边壁上沉积四氧化三铁、氧化亚铜、二氧化钒等中间价态的金属氧化物，计算这些金属离子与碳纳米管之间的电极电势ΔE＝φ（Fe3＋／Fe2＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）、ΔE＝φ（［Cu（NH3）4］2＋／［Cu（NH3）2］＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs）和ΔE＝φ（V5＋／V4＋）－φ（R－CNTs／O－CNTs），通过控制溶液的pH值和碳纳米管的结构等反应条件实现中间价态的金属氧化物沉积在碳纳米管的表面，关键是通过原电池效应合成的碳纳米管－金属氧化物复合材料在催化加氢反应、苯酚羟基化反应等催化反应中展示了比其他方法合成的该种复合材料更加优异的性能，体现了合理的使用电化学方法合成材料具有重要的应用价值［2－4］。尽管这些科研工作涉及的内容比较广泛，考虑的因素复杂，但是在材料合成方面的基本原理仍然是物理化学中原电池电极电势的相关基础知识。实际上，物理化学中热力学、溶液中的化学势、物质的相图、吸附脱附、动力学研究等基本知识在当前的科研都有广泛的应用，利用这些基本知识来验证过程的可行性或者借助它们推断出物理化学及其相关学科中更深层次的机理或者原理［5－7］。因此，物理化学的基础知识在当前的科学研究工作中仍然具有重要的价值，是学生为今后工作和学习所必须要掌握的。
1．2科研实践对学生物理化学学习的促进作用
物理化学中的基础知识都是比较抽象，数学公式比较多，这增大了学生学习的困难，但是这些基础知识都是来自科学实践，相应地能用来指导科学实践活动，因而，学习物理化学基础知识的时候借助于科研实践来展示这些知识，能帮助学生更好了解和掌握这些知识。首先，科研实践的学术论文为了更好地解释相关原理往往都使用大量的图表或者视频，直观地展示和支撑他们的实验结果，帮助读者理解论文的结论。教师可以根据物理化学相关章节的内容提炼这些学术论文，在教学中利用论文中直观的图片或者视频给学生展示对应的知识点，使得抽象的知识图像化、具体化，同时将枯燥无味的理论知识形象生动地呈现到学生的面前，加深学生对该知识点的印象，促进学生对该知识点的理解和掌握。其次，物理化学的教学过程中可以借助科研实践论文生动地展示给学生，不仅能帮助学生理解这些知识点，更能让学生意识到物理化学课程中基础知识与生产实际有紧密的联系，而不是为了学习抽象的知识而学习这些知识。它们能够直接应用到实际科研和生产实践中，并指导科学实践和生产实践活动，使得学生不再认为理论知识难学而没有用途，更不会消极地学习和理解这些物理化学基础理论知识。学生会更加积极主动理解和掌握所学知识点，甚至通过网络数据库等相关工具，更进一步地详细了解与物理化学书本上相关知识内容，从而间接地提高他们的自学能力，培养他们积极主动学习的能力。最后，借助物理化学教学引入科研生产实践的概念，让学生接触基础知识应用到令人好奇的未知世界，从而提高学生学习物理化学基础知识的兴趣。既使学生学习到必须掌握的物理化学基础知识，同时又接触到物理化学方向科研和生产实践的前沿，掌握当前物理化学科研和生产实践的动态。让学生从一开始学习基础知识灌输科研实践的相关知识，引导学生关注本学科发展前沿和科研动态，使学生浸润在科研的氛围下，产生浓烈的科研倾向［8］。从而使学生寻找自身喜欢的学习方向和学习兴趣，建立严谨的科研和学习态度，刺激学生对未知世界的求知欲望，并潜移默化地培养他们的科学素养，为今后的工作学习提供基础。因此，物理化学教学中引进科研实践，不仅将枯燥无味的理论知识形象生动化，而且能让学生认识到物理化学理论知识学习的重要性，培养他们的基本科学素养，激发他们对未知世界的求知欲望。
1．3教师科研实践对物理化学教学的重要影响
对于普通本科院校来讲，无论什么样的教学改革都是围绕教学方式和手段在课堂教学过程中的运用，无法代替教师的角色，无法改变教师授课主体的本质，因而，教师在教学过程中起着重要的作用。只有通过教师的教导和示范作用才能使课堂教学变得更加生动鲜活，也对学生的学习和行为有直接地引导作用。因而，教师自身的专业水平决定了他的教学水平和教学能力，而科研实践活动对教师有很大的锻炼和启发作用，增加了教师的业务知识水平，对课堂教学有非常大的促进作用，因而，要提高教师的专业水平应该鼓励教师积极参与科研实践工作［9］。首先，本学科专业教师开展科研实践工作之前必须不断查阅大量新的文献资料，了解当前科技发展的动态，及时跟踪本学科领域的最新进展，更新和丰富本学科的理论和知识。这个过程有利于提高教师发现问题、分析问题和解决问题的能力，并不断更新和完善自己的知识体系，能更好地将当前本学科科技发展动态传授给学生，同时随着知识水平的提高教师将以新的高度去思考学科发展趋势，自然而然地应用到教育教学和人才培养的模式，进而思考未来人才的发展趋势和人才培养的最佳方法。其次，教师从事科研工作对该学科未知领域的探索研究是一个长期而艰苦的过程，能提高教师的逻辑思维能力和表达能力，能培养教师一丝不苟和勇于创新的严谨治学态度、顽强拼搏的精神以及良好的科研素质，激发教师的创新思想，迎合当前国家鼓励创新创业的潮流。教师在科研中的锻炼往往对学生起到表率作用，促进培养学生的创新能力、顽强拼搏精神以及严谨的科学作风，对学生成才起到推动作用。此外，教师的科研成果能让学生直接感受到科研并非遥不可及，对学生有很大的引导和促进作用，同时可以激发学生对科研的兴趣和求知欲望，主动参与到教师的科研实践，激起他们对物理化学基础理论学习的热情［9］。因此，教师要实现物理化学教学的改革创新，适应当前形式下物理化学教学的发展，仅凭教学经验是远远不够的，必须从事科学研究去实践、去探索、去创新，进一步提高本学科的知识结构，从而加快教育观念的更替，逐步形成具有自身特色的教学方式，将新理论、新方法渗透到物理化学教学实践中，才能改变多年从教的疲惫与困惑，同时也激发了自身潜在的创造力。
2结论
复合材料论文范文8
关键词:疫情;线上平台;远程毕业设计;化学毕业生
毕业设计是大学生学业生涯所学知识的重要总结，是培养大学生实践能力的重要环节，是大学生毕业成绩评定的重要依据。在当前疫情仍没有得到根本控制的情况下，全国各高校均延期开学，毕业生无法及时返校。离开学校的资源支撑和老师的现场指导，多数毕业生的毕业设计面临诸多难题，尤其是以实验为基础的化学类专业，毕业设计工作举步维艰，停滞不前，影响了毕业生正常的毕业流程和就业进度。因此，为确保大学生毕业设计及后续毕业就业工作正常进行，我们需要利用互联网技术，发挥大数据优势，整合各类网络资源，开发各类平台功能，构建线上平台支撑大学生远程毕业设计。
1大学生毕业设计存在的问题
毕业设计要求大学生在导师指导下，利用所学理论知识对现实问题进行独立规划、设计、实验、分析、写作，并形成一份完整的研究报告。因此，毕业设计是一项系统工程，要求以学生为中心，形成师生、校生、校企之间的良性交流互动。当前大学生毕业设计存在一系列问题，发现并分析这些问题，可以为构建大学生远程毕业设计平台提供充分依据。
1．1选题内容欠妥，可操作性不强。选择一个合适的研究课题和方向是毕业设计的首要环节，也是影响毕业设计最终质量的重要部分。当前大学生毕业设计存在的一些普遍性问题:一、选题过大。部分学生在本科期间注重于化学的基本知识学习，能够基本掌握无机化学、有机化学、物理化学、分析化学的专业知识，但是很少去接触科研，毕业设计更注重于用所学的专业知识对一个具体的科学问题进行探索研究，如果没有对这化学某一领域的未来发展把握不够精准而盲目选题，导致选题范围过大，失去选题现实意义，实际操作工作量过大，甚至无法保证毕业设计保质保量的完成。二、选题不明确。一些学生由于专业知识不牢，同老师沟通较少，在选题时比较随意，没有选择最适合自己的选题，在实验时只能疲于奔命，效率低下，影响最终论文的质量。在疫情影响下，尤其是以实践为主的化学类专业大学生在完成毕业设计的过程中存在一些现实问题，这些问题会被放大，需要更加被引起重视。
1．2生搬硬套普遍，学术规范不够。数据和资料是毕业设计的基础，没有足够的实验数据和文献资料支撑，毕业设计的真实性和有效性就得不到保证。毕业生面临毕业和就业的两重压力，常常无法合理权衡二者，做出正确的计划安排，导致部分学生不能全身心投入毕业设计中，没有严格遵守学术规范，不进行足够的实验分析和查阅文献，就将相似的实验数据和理论知识生搬硬套过来，做出的毕业设计往往存在巨大的漏洞，影响自己的答辩毕业。
1．3监管效率较低，环节衔接不畅。造成大学生毕业设计存在各种不规范，不合理问题的重要原因之一，在于学校缺乏对学生毕业设计相关流程的严格监督管理。一般高校的毕业设计完整流程包括:选题申报，选题确认，开题报告，中期考核，预答辩，正式答辩等环节。每个环节都包含一定的程度规范，学校要加强管理，在各个环节发现问题都要争取及时处理。高校毕业设计管理环节还存在一定衔接不畅问题，各环节的具体时间在现实操作中存在一定不合理安排，留给学生的准备时间不够。
1．4成果审核随意，答辩把关不严。由于升学率与就业率的存在，部分学校对学生的毕业设计论文审核严谨度不高，论文合格标准较低，往往只要字数达到了就能合格。部分高校的毕业论文审核机制不完善，等于是在变相鼓励"混日子"的学习态度，不利于学生形成刻苦学习，踏实实践的优良作风。部分高校的毕业答辩存在形式主义突出问题，答辩过程不严肃，不严谨，不严格，这是对学生的不负责，也是对国家"立德树人"教育政策的无视，应该采取相关措施，严格答辩过程，摒弃这种现象出现。
2构建化学专业的线上远程毕业设计平台
大学生毕业设计工作事关大学生的毕业就业，关乎国家发展的长治久安，在疫情背景下，我们可以构建集选题、学习、管理、答辩于一体的线上远程毕业设计平台，充分调动各方资源，破解大学生毕业设计中的难题，辅助大学生顺利完成毕业设计。以无机生物炭材料在环境领域的应用研究为例。
2．1构建线上化学学习平台。目前，国内已经形成了不少包含各类精品课程的大学生网上学习平台，例如慕课、网易公开课等平台。我们可以在此基础上整合各类网络学习资源，并提高资源整合的精度，完善资源搜索的准确度和便利性，为学生的毕业设计提供更加有用的学习资源。除此之外，线上平台可以整合各类文献资料库，为许多查文献困难的学生提供链接跳转服务。一份优秀的毕业设计，必然是大学生在“尝试———失败———学习———再尝试”的不断循环中完成的。受困于疫情的影响，毕业生无法在实验室进行现场操作，却可以在线上进行自主学习，为返校后的实验做好充分的理论知识储备。我们要构建包含丰富学习资源的大学生学习平台，帮助大学生完成毕业设计。2．1．1化学专业相关软件的学习化学毕业生应以实践学习为主，导师可以在线上为学生提供学习化学计算机软件的学习资源，这些软件包括Jade、Origin、Chemdraw等软件。充分利用丰富的线上资源，指导学生了解化学中大量繁琐的理论计算、公式推导、分子结构的绘制、化学动力学曲线的绘制和拟合等问题，促进学生自主学习化学实践工作，提高化学毕业生的自主学习能力。2．1．2学习查阅生物炭应用领域的相关文献在确定研究课题前，给予学生主动选择自己感兴趣的大方向，例如:无机材料方向，有机全合成方向，计算化学等大方向。当学生选择了自己心仪的大方向，通过导师责任制，将学生划分到不同小方向的课题组，比如无机生物炭功能材料制备的课题组，在一个大方向的课题组中也有不同的小方向，比如生物炭制备电池、生物炭降解有机污染物、生物炭吸附重金属和生物炭催化裂解产油等更具体的研究方向。导师及时与学生沟通，并指导学生查看有关生物炭方向的论文。当学生对生物炭领域有大致的了解后，及时与导师沟通自己对生物炭的某个领域感兴趣，导师就可以指导学生确定自己的具体研究方向。
2．2构建大学生毕业设计选题平台。线上远程毕业设计平台，必须要为大学生毕业设计的选题提供足够的资源支撑。首先，院系可以组织集体会议，对选题的内容进行层层筛选把关，充分关照院系、导师、学生、企业之间的研究互动，建立较为开放的线上研究方向，并对每个科研方向划分化学大类，帮助学生高效地选择自己的研究课题。每类选题的价值意义不同，要让学生在选题时充分发挥主观能性，真正选到自己感兴趣的，自己能完成的，有一定价值的课题［1］，同时使学生对选题的流程和重要性有清醒深刻的认识。2．2．1如何选择生物炭研究的毕业设计由于疫情大学生不能返校，对于无机生物炭功能材料的研究只能在线上进行，不能对其进行实验探究，这就需要学生要阅读大量的相关文献，探究生物炭在某一领域的现有应用和前景应用。毕业生A对生物炭应用于环境领域很感兴趣，导师指导其查看了大量相关文献，最终选择了探究环境友好型铁基生物炭功能材料优异的理化性质在环境污染修复中的应用。毕业生A通过查阅大量的文献资料系统的探究了铁基生物炭的制备方法，如热解法，水热碳化，湿法热解等，从而阐明了生物炭/铁复合材料在有机污染和重金属污染修复中的重要作用，表明铁系负载生物炭的功能材料大大提高了复合材料物理性质及电化学性性能。最后，结合企业发展及国家需求提出了未来铁基生物炭在环境领域的发展方向。在疫情的大环境下，学生应及时与导师沟通查阅大量与自己感兴趣的研究方向的文献，学生将文献调研结果及时反馈给自己的导师，选择一个小方向的值得探索的某一科学问题，对其科学问题进行深入探索研究。2．2．2“生物炭工程”科研团队与环境企业协作共创良好的线上学习平台化学是一门实际应用型学科，为了能让未返校的毕业生能深入了解无机生物炭功能能材料的研究课题以及生物炭在近几年中的应用领域，学校可一和环境领域的公司企业形成产学研的合作关系，这些企业可以将自己的生物炭产品做成一份线上报告以供毕业生学习，促进科研与产业结合的发展，使临近毕业的大学生体验如何将化学应用于实践中，给学生提供更广泛的就业机会。
2．3构建大学生毕业设计监管平台。多数高校在大学生毕业设计过程中实行的是节点式监督管理方式，在选题、开题、中期考核等关键节点对学生进行监督考核管理，容易导致学生出现临时抱佛脚、滥竽充数等消极对待现象。我们需要构建大学生毕业设计点的“一体式”、“全方位”监管平台，实现对大学生点面结合的监督管理。在疫情期间，大学生需要在线上平台按时汇报自己的毕业设计进度，例如:学习程度，大纲修改程度，实验构思程度等等。导师要在平台上对学生进行在线指导与考察，学生也可以就学习中出现的问题向平台进行反馈，进一步促进师生良性互动。线上监管平台的建设完善，会对学生起到充分的激励和鞭策作用，敦促学生做好毕业设计的每个环节，从而有效提高学生毕业设计成果的质量。学校可以开发线上平台的相关提醒、对接等功能，使管理工作的消息传达如同QQ、微信一样快速便捷，促进毕业设计各环节的工作得到顺利衔接。
2．4构建大学生毕业设计答辩平台。在疫情蔓延期间，为保证大学生按质按量地完成既定的课程学习任务，全国各大高校均采用线上教学方式来进行大学生授课，主要依托“腾讯会议”、“雨课堂”、“课堂派”等在线软件进行线上教学，考核与评价。毕业生答辩是一个互动过程，需要被答辩者针对提出的问题提供详实的证明，对被答辩者的资料准备和语言表达有一定要求。“腾讯会议”等线上互动平台“真实、高效、实时互动等特点，实时交互的信息包括文本、声音、图像等”［2］，可以在一定程度上满足答辩过程的要求，因此疫情期间的高校毕业生答辩多采用这些平台。但是这类平台不是为线上答辩所单独设计，页面显示存在一定不合理，不能为答辩提供精准的操作服务，无法为学生提供试答辩操作，不能营造答辩所需要的一定仪式感。我们可以构建审核严格，全程透明，服务精准的线上答辩平台。线上毕业设计平台的每一个环节学生都要按时通过，如果没通过，则不允许答辩。”严格的过程监督、审核制度势必直接影响学生对毕业设计的工作投入度，也必将极大提高毕业设计质量［3］”。高校还可以通过网络平台严格答辩审核机制，对答辩过程进行全程监控录像，杜绝"走马观花"式的答辩现象出现。
3结语
在疫情这样的特殊时期，确保大学生顺利完成毕业设计工作，按时毕业，及时就业，是高校毕业生管理工作的重中之重。通过构建大学生线上毕业设计平台，对大学生毕业设计进行远程辅助，能够较为有效地帮助大学生完成毕业设计，但是建设功能完备的线上毕业设计平台涉及社会、高校、学生等各方行为主体，是一项宏大的系统工程，还需要进一步的论证和构思。在今后的教学工作中，我们将学生的合理建议，优化毕业设计课程的模式，探索出线上的化学毕业论文教学机制，提高毕业生的实践教学质量。
参考文献
［1］冯璐，张刚林．工科类专业本科毕业设计选题中的问题及对策分析［J］．中国电力教育，2013(16):147－149．
［2］梁恩湘，李露露，刘立超，等．基于“腾讯会议+课堂派”的有机化学课程在线教学实践［J］．大学化学，2020，35(5):109－114．
