功能材料论文范例6篇

功能材料论文

功能材料论文范文1

关键词:纳米涂层;场发射;电子强关联;软凝聚态物质

2003年在国际和中国都发生了具有突发性的灾难事件,但中国的GDP仍以9.1%的高速度在增长,达到了人民币11.6万亿元,其中第二产业贡献4万多亿元。中国现今的第二产业主要领域是冶金、制造和信息,在世界的地位是大加工厂,也是大市场。在国际竞争中所以有优势是中国的劳动力廉价,这个优势我们能保持多久?我们还注意到与化工有关的产品中,我们的生产效率是国际发达国家的5%,能耗是3倍,环境的破坏是9倍。这就是我们所付出的代价。不论形势如何严峻,21世纪是中华民族振兴的机遇期,制造业绝对是一个极其重要的领域,是个急速发展变化的领域。2003年3月国际真空学会执委会在北京举行,会议上讨论了将原来的冶金专委会改名为“表面工程专委会”,当时也考虑了另一个名字“涂层专委会”,我想用涂层材料更合适,含有继承性和变革性。20世纪70年代曾经说成是塑料年代,此后塑料科技和工业迅速崛起,极大地改变了人类社会。继而是信息时代,通信网、计算机网、万维网、智能网,信息流,日新月异地改变着人类的生活和观念。我们这个时代是高速发展的时代,技术和观念都在与时俱进地改变着。

本世纪初兴起了纳米科技,促进其到来的是由于微电子小型化的发展趋势,推动科技发展进入纳米时代[1],不仅电子学将进入纳电子学领域,物理学进入介观物理领域,各类科技,包括生物医学等都在探索纳米结构与特性。涂层和表面改性越来越多地增加了纳米科技的内容,这是一种低维材料的制造和加工科技,将是制造技术的主流,将迅速地改变传统制造技术的方法、理论和观念,作为现今国际上的制造大国,世界加工厂,我们更应该注意研究制造技术的发展和未来。

1突破传统制造技术的观念

纳米科技研究的内容主要是在原子、分子尺度上构造材料和器件,测量表征其结构和特性,探索、发现新现象、新规律和应用领域。与我们熟悉传统的相比,纳米材料和器件具有显著的维数效应和尺寸效应。近几年来,在纳米材料制造方面做了大量的研究工作,在纳米粒子粉材的制造,以及材料结构和特性测量、表征上取得了显著成果[2~7]。接下来深入到纳米线、纳米管和纳米带的研究[8~14],出现了一些成功有效的制造方法,发现了一些惊人的结构和特性。在此基础上,发展了纳米复合材料的研究,展现了非常有希望的应用前景[15~17]。近来人们在纳米科技初期成果的基础上挑战某些产品的传统加工技术,比如Al组件的快速加工。

T.B.Sercombe等人报道了快速加工铝(Al)组件的新方法[18],这个方法的主要特征是用快速成型技术先形成树脂键合件,然后在氮气氛中分解其键和第二次渗入铝合金。在热处理过程中,铝与氮反应形成氮化铝骨架,在渗透过程中得到刚体结构。与传统制造工艺相比,这个过程是简单的快速的,可以制造任何复杂组件,包括聚合物、陶瓷、金属。图1是过程示意和原型样品,(a)是尼龙巾镶嵌铝粒子的SEM像,中心有结构细节的是Mg粒子,白色是Al粒子,加入少量的Mg是为还原氧化铝,它将不是铸件中的成分。在尼龙被烧去时,这个结构基本保持不变。(b)是氮化物骨架,围绕Al粒子的一些环状结构的光学显微镜像,再渗入Al时将形成密实结构。(c)是烧结的氮化铝和渗铝组件,小柱的厚为0.5mm其密度和强度都达到了传统铸造技术的水平。他们还制作了公斤重量多种结构的样品。这是一种冶金技术的探索,开辟了一种新的冶金和制造技术途径。

2纳米材料的完美定律

描述材料结构的常用术语是原子结构和电子结构。原子结构的主要参量是晶格常数、键长、键角;电子结构的主要参量是能带、量子态、分布函数。对于我们熟悉的宏观体系,这些参量多是确定的常数,但对于纳米体系,多数参量随着原子数量的改变而变化。这是纳米材料和器件的典型特征,它决定了纳米材料的多样性。其中有个重要规律,我们称之为纳米材料的完美定律,用简单语言表述:“存在是完美的,完美的才能存在”。它包括了纳米晶粒的魔数规则,即含有13、55、147…等数量原子的原子团是稳定的,对于富勒烯碳60和碳70存在的几率最大,而对于碳59或碳71等结构体系根本不存在。这就是为什么斯莫利(Smmolley)他们当初能在大量的富勒烯中首先发现碳60和碳70,从而获得了诺贝尔奖。对于一维纳米结构,包括纳米管和纳米线,存在类似的规则。可以模型上认为是由壳层构成的,每个壳层中更精细的结构称为股,每一股是一条原子链,中心为1股包裹壳层为7股的表示为7-1结构,再外壳层为11股的,表示为11-7-1结构,等等,构成最稳定的结构,这是一维纳米结构的魔数规则。对二维纳米膜存在类似的缺陷熔化规则,即不容许存在很多缺陷,一旦超过临界值,缺陷自发产生,完全破坏二维晶态结构。上述这些低维结构特征是完美定律的具体表述,进步普遍表述理论是正在研究中的课题。

完美定律是我们讨论涂层材料的出发点,因为纳米材料有更多的人造品格,是大自然很少存在或者不存在的,需要人工大量制造。在制造过程中,方法简单、产额高、成本低是最有竞争力的。可以想象,制造成本很高的材料和器件能有市场,一定是不计成本的特殊需要,有政治背景或短期的社会需求。因此在我们探索纳米材料制造时,首先考虑的应是满足完美定律的技术,如用甲烷电弧法制备纳米金刚石粉技术[1],电化学沉积法制备金属纳米线阵列技术[19],以及电炉烧结法制造氧化物纳米带技术[20]等等。

3涂层纳米材料将给我们带来什么?

涂层纳米材料是纳米科技领域具有代表的材料,或是低维纳米材料的有序堆积结构,或者是低维纳米材料填充的复合结构。两者都比传统材料有惊人的结构和特性。如新型高效光电池[21]、各向异性结构材料[19]、新型面光源材料[22]等,这里举例介绍基于热电效应的新型纳米热电变换材料。

热电效应器件的代表是热电偶,即利用不同导体接触的温差电现象进行温度测量的器件。基于热电效应可以制成两类器件:热产生电和电产生温差。前者可以用于制造焦电器件,即用热直接发电,如将焦电材料涂于内燃机缸表面,利用缸体温度高于环境几百度的温差发电,将余热变作电能回收。后者可以做成电致冷器件。这类的直接热电变换器件具有无污染,没有活动部件,长寿命,高可靠性等优点,但块体材料制成器件的效率低,限制了它的应用。纳米科技兴起以后,人们探索利用纳米晶或纳米线结构能否解决热电效应的效率问题。认为用量子点超晶格材料有希望显著提高热电器件的效率,这是由于纳米材料显著的能级分裂,有利于载流子的共振输运和降低晶格热传导,从而提高了器件的效率。T.C.Harman等人[23]报告了量子点超晶格结构的热-电效应器件,他们制备了PbSeTe/PbTe量子点超晶格(QDSL)结构,用其制造了热电器件(Thermo-electrics,TE),图2(a)是纳米超晶格TE致冷器件的结构和电路图,(b)电流-温度曲线。将TE超晶格材料,其宽11mm,长5mm,厚0.104mm,n-型的TE片,一端置于热槽,另一端置于冷槽,为了减小冷槽热传导而形成这同结接触,用一根细金属线与热槽连接。当如图2(a)所示加电流源时,将致冷降温。对于这种纳米线超晶格结构,由于量子限制效应,发生间隔很大的能级分裂,从而得到很高的热电转换效率。图2(b)是TE器件的电流-温度曲线,实验点标明为热与冷端温差(T)与电流(I)关系,电流坐标表示相应通过器件的电流。■为热端温度Th与电流I的关系,其温度对于流过器件的电流不敏感。为冷端温度Tc与电流I的关系,其温度对于电流是敏感的。图中A是测得的最大温差,43.7K,B是块体(Bi,Sb)2(Se,Te)3固溶合金TE材料最大温差,30.8K。从图中可以看出,在较大电流时,冷端温度趋于饱和。采用这种致冷器件由室温降至一般冰箱的冷冻温度是可能的。

电热效应的逆过程的应用就是焦电器件,即利用热源与环境的温差发电。对于内燃机、锅炉、致冷器高温热端等设备的热壁,涂上超晶格纳米结构涂层,利用剩余热能发电,将是人们利用纳米材料和组装技术研究的重要课题。

类似面致冷、取暖,面光源,面环境监测等涂层功能材料,将给家电产业带来革命性的影响,将会极大地改变人类的生活方式和观念。

4含铁碳纳米管薄膜场发射

碳纳米管阵列或含碳纳米管涂层场发射被广泛研究,以其为场发射阴极做成了平板显示器。研究结果表明碳管的前端有较强的场发射能力,因此碳管涂层膜中多数碳管是平放在基底上的,场电子发射能力很差。我们制备了含有铁(Fe)纳米粒子的碳纳米管,它的侧向有更大的场发射能力,有利于用涂层法制造平板场发射阴极。图3(a)是含铁粒子碳纳米的TEM像,碳管外形发生显著改变。(b)是碳管场发射I-V特性曲线,I是CVD生长的竖直排列碳纳米管的场发射曲线,II是含铁粒子碳纳米管竖直阵列的场发射曲线,III是含粒子碳纳米管躺在基底上的场发射曲线,有最强的场发射能力。根据此结果,将含铁的碳纳米管用作涂层场发射阴极,有利于研制平板显示器。

5电子强关联体系和软凝聚态物质

上面所讲到的涂层纳米功能材料和器件是当今国际上研究的热门课题,会很快取得重要成果,甚至有新产品进入市场。当我们在讨论这个纳米科技中的重要方向时,不能不考虑更深层的理论问题和更长远的发展前景。这就涉及到物理学的重要理论问题,即电子强关联体系(electronstrongcorrelationsystem)与软凝聚态物质(softcondensationmatter)。

在量子力学出现之前,金属材料电导的来源是个谜,20世纪初量子力学诞生后,解决了金属导电问题。基于Bloch假设:晶体中原子的外层电子,适应晶格周期调整它们的波长,在整个晶体中传播;电子-电子间没有相互作用。这是量子力学的简化模型,没有考虑电子间的相互作用,特别是在局域态电子的强相互作用。2003年又有人提出了金属导电问题,Phillips和他的同事以“难以琢磨的Bose金属”为题重新讨论了金属导电问题[24]。当计入电子间的相互作用时,可能产生的多体态,超导和巨磁阻就是这种状态。晶体中的缺陷破坏了完善导体,导致电子局域化。电子与核作用的等效结果表现为电子间的吸引作用,导致电荷载流子为Cooper对。但这个对的形成,不是超导的充分条件。当所有Cooper对都成为单量子态时,才能观察到超导性。这样,对于费米子由于包利(Paulii)不相容原则,不可能产生宏观上的单量子态。Cooper对的旋转半径小于通常两个电子相互作用的空间,成为Bose子。宏观上呈现单量子态,Bose子的相干防止了局域量子化。在局域化电子范围内,超导性可能认为是玻色-爱因斯坦凝聚,这个观点现今被很多人接受。从20世纪初至今,对于基本粒子的量子统计有两种,一是Fermi统计,遵从Paulii不相容原理,即每个能量量子态上只能容纳自旋不同的2个电子,而Bose子则不受这个限制。在凝聚态物质中有两个基态:即共有化Bose子呈现超导态,局域化Bose子呈现绝缘态。然而,在几个薄合金膜的实验中,观察到金属相,破坏了超导体和绝缘体之间直接转换。经分析认为这是玻色金属态,参与导电的是Bose子。推断这个金属相可能是涡流玻璃态,这个现象在铜氧化物超导体中得到了验证。

软凝聚态物质研究的对象是原子、分子间不仅存在短程作用力,而且存在长程作用力,表观上呈现的粘稠物质形态,称为软凝聚态。至今,人类对于晶体和原子存在强相互作用的固体已经知道得相当透彻了,但对软凝聚态的很多科学问题还没有深入研究,21世纪以来,引起了科学家的极大兴趣。软凝聚态物质包括流体、离子液体、复合流体、液晶、固体电解、离子导体、有机粘稠体、有机柔性材料、有机复合体,以及生物活体功能材料等。这其中的液晶由于在显示器件上的很大市场需求,是被研究得相当清楚的一种。其他软凝聚态结构和特性的科学问题和应用前景是目前被关注的研究课题。这其中主要有:微流体阀和泵、纳米模板、纳米阵列透镜、有机半导体、有机陶瓷、流体类导体、表面敏感材料、亲水疏水表面、有机晶体、生物材料(人造骨和牙齿)、柔性集成器件,以及他们的复合,统称为分子调控材料(materialsofmolecularmanipulation)。其主要特征是原子结构的多变性和柔性,研究材料的设计、制造、结构和特性的测量、表征,追求特殊功能;理论上探讨原子结构的稳定体系,光、电、热、机械特性,以及载流子及其输运。关于软凝聚态物质,有些早已为人类所用,电解液、液晶等,但对其理论研究处于初期阶段。科学的发展和应用的需求促进深入的理论研究,判断体系稳定存在的依据是自由能最小,体系自由能可表示为F=E-TS,其中S是熵。对于软凝聚态物质体系,S是重要参量。其中更多的缺陷,原子、分子运动的复杂行为,更多的电子强关联,不再是单粒子统计所能描述,需要研究粒子间存在相互作用的统计理论。多样性是这个体系的突出特征,因此其理论涉及广泛、复杂问题。

物理学是探索物态结构与特性的基础学科,是认识自然和发展科技的基础,其中以原子间有较强作用的稠密物质体系为主要研究对象的凝聚态物理近些年有了迅速进展,研究范围不断扩大,从固体结构、相变、光电磁特性扩展到液晶、复杂流体、聚合物和生物体结构等。几乎每一二十年就有新物质状态被发现,促进了人类对自然的认识和对其规律把握能力,推动了科学和技术的发展。21世纪仍有一些老的科学问题需要深入研究,一些新科学问题已提到人们的面前。特别是低维量子限域体系和极端条件下的基本物理问题。20世纪80年代出现的介观物理,后来发展成为纳米科技所涉及的学科领域。与宏观体系和原子体系相比,低维量子限域体系,还有很多物理问题有待解决,人们熟悉的宏观体系得到的规则和结论有些不再有效,适用于低维量子限域体系的处理方法和理论需要探索,特别是将涉及到多层次多系统问题的描述和表征,将会有更多的新现象、新效应、新规律被发现。在纳米尺度,研究原子、分子组装、测量、表征,涉及有机材料、无机/有机复合材料和生物材料,这将大大的扩展了物理学研究的范围和深度。涉及的重大科学前沿问题和重点发展方向有①强关联和软凝聚态物质,及其他新奇特性凝聚态物质;②低维量子限域体系的结构和量子特性,包括纳米尺度功能材料和器件结构和特性;③粒子物理,描述物质微观结构和基本相互作用的粒子物理标准模型和有关问题,以及复杂系统物理;④极端条件下的物理问题,探索高能过程、核结构、等离子体、新物理现象和核物质新形态等;⑤生命活动中的物理问题,物理学的基本规律、概念、技术引入生命科学中,研究生物大分子体系特征、DNA、蛋白质结构和功能等,其研究关键将在于定量化和系统性,必然是多学科的交叉发展,成为未来科学的重要领域。

6结论

本文讨论了纳米线涂层的结构和特性,重点是纳米线的复合涂层和其电学特性、光电特性。其中包括制造技术新观念,纳米材料的完美定律,纳米涂层的热-电效应,碳纳米管的侧向场发射,以及电子强关联体系和软凝聚态物质,展示了涂层科学与技术的发展前景。

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功能材料论文范文2

关键词:《功能材料》;教学改革;创新教育

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)51-0083-02

研究生教育是我国高等教育的重要组成部分,创新能力培养是研究生教育的核心。教育部早在2003年就开始制定实施“研究生教育创新计划”,加强研究生培养体系、课程教学和教材等建设工作,逐步建立有利于培养研究生创新精神、研究能力的机制,提高研究生培养质量[1]。近年来,高校也在深入开展以提高研究生创新能力为核心的研究生教育教学改革。

课程学习是我国研究生培养过程的重要环节。教育部的《关于改进和加强研究生课程建设的意见》,强调要更好地发挥课程学习在研究生培养中的作用,研究生课程体系应以能力培养为核心,以创新能力培养为重点。因此,从培养研究生的创新能力出发,课程教学必须注重研究生创新能力的培养[2]。作为一名研究生课程授课教师,应更新教育观念和教学内容,开展教学方法改革,探索研究生课程教学的新思路[3]。本文基于研究生专业课程《功能材料》的教学实践,分别从教学内容、教学模式及考核方式等方面进行探索。

一、优化教学内容,注重创新能力培养

《功能材料》是材料科学与工程专业研究生的专业必修课之一。《功能材料》内容涵盖面广,多学科交叉融合,包括电子材料、磁性材料、声学材料、光学材料、生物材料及各种功能转换材料。高校材料类本科专业基本上会开设功能材料及相关专业课程,教学内容包括各类功能材料的组成、结构、性能及应用这条主线,但以掌握基本知识、基本理论为教学目标。目前,很多高校开设的研究生《功能材料》课程的教学大纲及教学内容,绝大部分是按照金属功能材料、无机功能材料和功能高分子材料三大类,来讲授各类功能材料的组成、结构、性能及应用等内容,只是应用部分的比重略有增加,这在教学内容上容易与本科教学内容造成重复,缺乏研究生创新能力的培养。因此,优化教学内容,讲授近年来迅速发展的新型功能材料,结合科研成果案例教学,将有助于研究生创新能力的培养。

1.由于本课程的学生是材料专业的硕士研究生,在前期已经学过如《材料科学基础》、《现代材料分析方法》、《材料结构与性能》等专业基础课程,了解和掌握有关功能材料的组成、结构、性能等基本知识。因此,研究生《功能材料》课程的教学内容应将金属功能材料、无机功能材料和功能高分子材料中的经典功能材料与当前研究热点的功能材料相结合,在简要介绍组成、结构、性能方面的基本知识的基础上,重点介绍材料选择与设计、制备技术与功能材料的性能及应用间的相互关系,强调材料的选择、设计和制备技术对功能材料实际应用的重要性。这样,课程教学内容既可引导学生把握功能材料领域的学术研究前沿,提高创新意识,同时也会兼顾功能材料的基本知识的巩固。

2.由于本课程教学课时只有32学时,在教学内容的安排上,针对当前研究热点,结合本校材料专业的研究方向,主要聚焦在新能源材料、环境材料、生物医用材料等,所以重点把新能源材料、环境材料、生物医用材料等专题分别设章进行介绍,将各专题的最新科研成果和最新进展充实到教学内容中,使学生了解科技前沿,激发学生科研创新兴趣。例如,石墨烯,由于独特的高导电、高导热、高强度、轻质等特性,在新能源、环境、生物医学等领域,有重要的应用潜力。此外,功能材料的3D打印,也是目前的研究热点。因此,在讲授石墨烯材料时,结合3D打印技术,对最新发表的关于3D打印石墨烯及器件制备的文献进行介绍,引导学生讨论石墨烯3D打印技术在电池、电容器等储能器件制造上的前景及研究思路,有助于培养学生的科研兴趣和创新能力。

二、融合多元化教学模式,启发创新思维

教学方法和手段的改革,是研究生创新能力培养的关键。良好的教学效果,不仅与教师的讲授技巧有关,更重要的是需要在教学方法和手段上进行多元化融合,激发学生学习兴趣。通过讲授功能材料领域的最新科技前沿,将学生学习功能材料的思维推向应用,把新方法、新技术、新热点、新问题等加入课程教学中,引导学生积极思考和探讨,以启发思维、训练能力。因此,为了有效达到教学目的,本课程将多种教学方法和手段进行融合探索。

1.通过科研与教学的有机结合,培养学生的创新思维和科研能力。本课程的教学团队都是科研第一线的教师,从事功能材料领域的不同研究方向的科研工作。因此,每位教师分别讲授各自擅长领域的教学内容,将各自的最新研究成果作为科研案例,穿插在教学中,丰富教学内容。而且,本校每个学期都设有材料创新讲坛,邀请国内外在功能材料领域的知名学者来校讲座。根据讲座内容,将1~2场材料创新讲座纳入本课程的教学内容,鼓励学生积极交流与讨论。将科研与教学实现有机结合,通过展示教师的科研创新成果,交流如何提出科研创新课题等,不仅会使学生接触到功能材料领域的研究前沿和热点,而且也会激发学生的科研兴趣,引导他们在学习过程中勤于思考,启发科研创新思维,为创新能力和科研能力的培养创造良好氛围。

2.开展以研究热点为主题的课堂讨论。通常,学生对热点问题和最新研究成果比较关注和感兴趣。教师在讲授每个专题时,都要适当引入本专题方向的研究热点和最新研究成果,进行课堂讨论。教师在上一堂课结束时,将讨论主题布置给学生,让学生对讨论主题提前搜寻资料,有所准备,训练学生的自主学习能力。通过专题的课堂讨论,培养学生独立思考、分析问题及交流、表达等能力。

3.培养学生自学能力及文献综述能力。自学能力的培养,对提高学生独立思考和创新能力非常重要。研究生可以通过课程学习、导师指导等环节提高分析、解决问题的能力,但在独立开展科研及学习新知识时,往往需要自学。由于本课程的教学内容安排是在课堂教学过程中,重点讲授材料选择与设计、制备技术与应用的相互关系及最新科研成果,其他关于材料结构和性能等知识需要通过自学完成。此外,类似专题的课堂讨论等教学互动环节,需要学生通过课后进行文献检索和自学文献、资料等来完成。文献综述能力是研究生创新思维和科研能力培养的重要方面。通过文献综述,学生可以全面了解和掌握某个研究领域或研究方向的现状,思考发展趋势,是开展科学研究最为重要的一步。因此,本课程在学期末设置文献综述环节,布置文献综述任务,要求学生通过文献查找、阅读、总结、撰写等完成综述小论文,培养自学与文献综述能力。

4.全英语教学,培养学生外语学术交流能力。目前,教育部积极鼓励教师开展双语和全英语教学活动,培养学生运用外语的能力,提高国际化教学质量[4]。研究生是开展创新研究的主体之一,了解与把握研究领域的发展,需要通过阅读大量外文文献和资料,而且,国际学术交流也是提高科研创新能力的途径之一。

在国内研究生的培养过程中,学生在外语读写方面的训练较多,而听说能力相对较弱。因此,为培养学生的全英语学术交流与表达能力,本课程采用全英语教学。全部制作英语PPT课件,讲授过程中采取预先发给学生课件和外文资料,让学生能够课前预习,熟悉课堂教学内容及生疏的专业词汇,避免学生在课堂上跟不上教师全英语讲授的节奏。但对比较难理解的知识点,适当辅以中文讲解。在课堂提问及课堂讨论环节,鼓励学生采用英语回答和讨论,训练英语表达能力,培养学生的英语学术交流能力。

三、完善课程教学考核方式,引导学生创新能力的培养

本课程比较注重学生创新思维和创新能力的培养,传统的闭卷考核方式显然不适合研究生的培养。为此,课程教学考核方式应将教学过程中的提问、专题讨论等过程性评价与期末文献综述评价相结合,把撰写文献综述、汇报答辩与交流讨论作为考核的重要形式。特别是期末文献综述评价,在教学过程中,列出若干热点问题,由学生自主进行文献检索、阅读资料,撰写综述。期末采用英语多媒体答辩方式对文献综述进行汇报,全面训练文献查阅、归纳总结、文字与口头表达及英语学术交流能力,加强学生的创新能力培养。

忽视课程教学环节中研究生创新意识与创新能力的训练,是导致研究生创新能力不足的一个重要原因。专业课教学是创新人才培养的主渠道之一,对创新能力的培养至关重要。因此,本课程在教学内容、教学模式和教学评价方式等方面进行探索,以引导学生自主学习,加强创新意识和创新能力的培养。同时,提高课程教学质量,教师要不断学习,提高自身创新能力,在科研第一线开展创新科学研究,让科研反哺教学。

参考文献:

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[2]朱钰方,朱敏,何星.研究生“生物材料学”课程教学改革初探[J].上海理工大学学报(社会科学版),2014,36(4):387-390.

功能材料论文范文3

那么,有什么秘诀可以避免这种尴尬的局面出现呢?行之有效的办法就是处理好论点与论据的关系,即在写作议论文时,选用的论据材料与原来提供的材料(或从中提炼出来的论点)具有同质性。

所谓同质性,即要求所选论据材料的要素与原材料(或论点)所具备的要素相同、一致。那么,应该怎样做,作文论据材料才与所供材料(或论点)同质呢?

一、弱水三千只取一瓢――紧扣论点要素筛选材料作论据

可作论据的材料成千上万,也千姿百态。筛选论据材料不能被材料的万紫千红所迷惑,一定要弄清材料的实质,紧扣论点,按论点的要素去筛选与原材料(或论点)同质的论据材料。

例如,要论证“勤能补拙”这一论点,那么在筛选论据材料时,就必须针对这一论点所限定的以下三个要素:1.要有“拙”;2.要有“勤”;3.要有“勤”补了“拙”,出了成果,取得了成功。此三要素缺少其中任何一个,就是不符合该论点所限定的要素,论据材料就难以证明论点。

有学生选了这样一个论据材料:“王羲之经常在自己的衣服上写字,将衣服划破,终于成为一个有名的书法家。”这个论据材料中,王羲之确实“勤”,也取得了成功,但与补拙毫不沾边,因为王羲之并不拙。那么,这个论据材料的要素与论点的要素就不一致,选用它用来论证论点是不恰当的。

不妨换个例子看看:“古雅典的德摩斯梯尼小时候口吃,为了弥补这一缺陷,他坚持每天早上含沙练唱,最终改掉了口吃的毛病,成为一位驰名世界的古雅典最具雄辩力的演说家。”德摩斯梯尼天天口含沙粒练习是“勤”,有口吃的毛病是“拙”,经过刻苦努力最终改掉了毛病,取得了事业的成功,是“勤”补了“拙”。与论点的要素相同,很好地体现了同质性的要求,能有力地论证论点。

二、到什么山唱什么歌――有侧重点地叙述用作论据的材料

筛选出具备同质性的论据材料后,接下来就是如何叙述这个论据材料了。那么,该怎样叙述才能体现同质性呢?总的原则就是到什么山唱什么歌。

再以上面的例子来说,下面的一则论据材料就叙述得很好:“传说古时候有个叫德摩斯梯尼的演说家,因小时候口吃,所以登台演讲时常被雄辩的对手压倒(写拙)。可是他毫不气馁,为了克服此弱点,他每天口含石子,面朝大海朗诵,不管春夏秋冬,坚持五十年如一日,连爬山跑步也都坚持演说(写勤)。最后,他终于成为全希腊最有名气的大演说家(写勤补了拙)。”这段话中的第一句叙其“拙”,第二句叙其“勤奋苦练”,第三句叙其“勤”补了“拙”,取得了成功。论据材料的叙述完全针对着“勤能补拙”这一论点所限定的要素,体现出同质性,因此,有力地论证了论点。

而另一个学生在论证“勤能补拙”这一论点时,这样写到:“勤能补拙,就是说,做任何事情都要刻苦勤奋,只有这样才能取得好的成绩,达到理想的彼岸,事实不也正是如此吗?大发明家爱迪生为了寻找一种能作为灯丝的物质,经常夜以继日地工作,进行了上千次的试验,经过无数次的失败后,他仍锲而不舍地探索,终于发现了能使灯泡持续发光的物质――钨丝。”

功能材料论文范文4

[关键词]功能材料;专业英语;工程教育认证;教学改革;工程技术型人才

经济全球化和文化全球化的快速发展,促进了人才的国际流通性。符合新时代要求的人才,需要具有国际视野和国际竞争力。为了提高工程科学技术人才的培养质量,使工程教育专业质量标准与国际接轨,我国于2016年成为《华盛顿协议》的缔约成员,工程教育专业认证不仅可以推动和发展我国的工程教育专业质量,国外先进的教学理念还可以弥补我国工程科学技术领域的教学不足,优化我国的工程科学技术人才队伍[1]。功能材料专业英语是功能材料专业的专业基础课程,侧重于功能材料专业英语知识、重点词汇、科技论文写作和专业阅读材料中英互译的教学。学生通过该课程的学习,可以掌握部分专业英语词汇,可以独立阅读功能材料专业相关的英文文献,撰写简单的英文专业论文摘要,为将来的学习和工作打下专业英语基础。但是,一般情况下,该门课程为32学时,在较短的时间内提高学生的专业英语水平难度较大。并且传统的教学内容、教学方式和考核方式没有办法充分调动学生的学习积极性,英语基础本就薄弱的学生在接触难度较大的专业英语时,容易产生畏难情绪。结合工程教育专业认证的要求,以学生为中心,以产出为导向,就这需要对传统的教学模式进行改革。包括对教学内容的改革,课堂角色的变换以及课程考核方式的改革[2-3]。

1教学内容的优化

以往的功能材料专业英语课程主要向学生介绍功能材料专业英语的重点词汇,科技论文的结构和写作方法。主要培养学生在阅读、理解、翻译和写作等方面的能力,使学生能够阅读专业相关的英文文献和资料,为后期的深造和工作打下英语基础。而在工程教育专业认证的背景下,功能材料专业的培养目标是将学生培养成能适应社会发展需要,具有社会责任感、有团队精神、有良好的交流能力和国际视野,能够使用工程基础与专业知识解决科学研究、技术开发、产品设计和生产管理中出现的复杂工程问题的高级工程技术型人才[4-5]。对照工程教育专业认证的要求,在课程的实施过程中仅仅培养学生的读写能力显然是不够的。要具有国际视野和良好的交流能力,听和说的能力也十分重要。所以在制定教学大纲时,统筹考虑学生听、说、读、写能力的培养,合理分配听、说、读、写四个方面的教学内容。在讲授专业知识的过程中,使用双语教学提高学生的听力水平,并鼓励学生大胆说英文。功能材料专业的学生在进入本科阶段后,只有第一学年有英语课程,学生说英语的机会很少,并且大多数学生基于各种原因不敢说英语、害怕说英语。在教学的过程中,要培养学生对专业英语知识的学习兴趣,引导其利用网络资源和校内图书馆资源获取最新的音视频材料,提高学生的听说能力,使其能够使用英语进行简单的专业知识交流和技术沟通,为后续的工作学习奠定基础。

2课堂角色的转变

在传统的课堂教学过程中,教学活动以教师为中心。工程教育专业认证要求以产出为导向,以学生为中心。要求教师在教学过程中提高学生的主观能动性,激发学生的学习热情。功能材料专业英语是一门集专业知识和英语于一体的课程,不仅要求学生掌握扎实的专业知识,还要求学生具有一定的英语听说读写能力。这就要求学生课前要对专业知识进行预习和复习,课后要进行广泛的英语听力练习和英文科技论文的阅读和翻译。课堂是教学育人的主渠道,教师要结合讲授法、互动教学法和任务驱动法提高学生的学习积极性和课堂参与度。在课堂教学过程中,要善于利用雨课堂和MOOC学习平台提高学生学习的积极性和主动性,采用启发式教学引入知识点,引导学生进行思考和讨论,突出教学重点和难点。建立课程学习QQ群,及时和学生进行问题交流,鼓励学生使用万方数据库、知网和webofscience进行专业资料检索。组织学生成立学习小组,模拟国际会议,开展课堂专题报告和学术交流。通过互换教学身份提高学生的学习积极性和课堂氛围,培养学生的团队合作精神,增强学生的交流沟通能力,锻炼学生收集材料、筛选材料、总结材料的能力。同时提高学生的英语口语表达能力,提高学生的专业自信。使得学生通过该门课程的学习,不仅可以掌握功能材料专业英语的重点词汇,掌握专业英语的基本翻译技巧和写作技巧,还可以获取检索专业资料的能力,利用所学专业英语知识进行学术沟通和交流的能力。

3考核方式的调整

传统的课程考核总成绩包括期末考试卷面成绩和平时成绩两部分,其中平时成绩占30%,期末考试成绩占70%。平时成绩主要包括考勤、平时作业和课堂表现,期末考试主要考察学生的读写能力,这样的考核方式没有办法考察学生的听说能力,也不能全面而真实地反映学生的学习效果和学习质量。并且以期末考试为主的考核方式,容易让学生忽略平常的学习,导致考前突击、临时抱佛脚的考前现象。降低期末考试的比重,将课堂英语互动、英语专题演讲和学生收集、整理、分析资料的能力纳入考察范围,可以有效地激发学生的学习兴趣和课堂参与度,从而提高教学质量。帮助学生克服畏难情绪,成为学习的主角,主动参与教学过程。给学生营造良好的学习氛围,教学相长,让教学过程成为双方主动介入的过程。

4结语

工程教育专业认证是我国高等教育的必然趋势,推动着工程教育改革的步伐。工程教育专业认证体系以学生为中心的理念,打破了传统的教学模式,需要教师优化教学内容,改进教学方法,调整考核方式,激发学生的学习热情,提高学生的主观能动性,增强学生的沟通能力和解决问题的能力,培养学生求是的科学态度和求实的科学精神。

参考文献

[1]袁斌,曾美琴,胡仁宗,等.基于工程教育认证背景下的金属功能材料课程改革与实践[J].中国现代教育装备,2018,287:75-77.

[2]郑学晶,徐慎刚,郑晓莉,等.《高分子材料专业英语》中的课程思政探索与实践[J].高分子通报,2020,8:80-85.

[3]朱敏,朱钰方.《功能材料学》课程全英语教学改革初探[J].教育教学论坛,2015,3:61-62.

[4]周弟,宁春花,左晓兵.《功能高分子材料》双语教学实践[J].教育教学论坛,2015,30:113-114.

功能材料论文范文5

文章的立意取决于审题。审题不清,立意就不准;立意不准,就会出现偏题、跑题现象。

快速审准题意,是写作材料作文成功的关键。我们要掌握审题立意的方法,其方法有:找关键词句法,以果溯因法,从材料的情感倾向入手法等。如以下材料:

乌鸦因羡慕老鹰能从山上俯冲下来抓走小羊的本领,于是模仿老鹰的俯冲姿势拼命练习。一天,乌鸦觉得自己练得很棒了,便“哇哇”地从树上猛冲下来,想抓住山羊往上飞,可是它的身子太轻,爪子反被羊毛缠住,无论怎样拍打翅膀也飞不起来,结果却被牧羊人抓住了。当牧羊人的孩子问这是什么鸟时,牧羊人说:“这是一只忘记自己叫什么的鸟。”孩子摸着乌鸦的羽毛说:“它也很可爱呀!”

乌鸦为什么抓山羊失败?因为它不考虑自身条件(身子太轻,爪子不如老鹰锋利),盲目模仿老鹰。从原因入手,可立意为:盲目模仿别人,就如东施效颦,难免遗人笑柄;人贵有自知之明;认识自我;一切从实际出发。当然,也可从小孩称赞乌鸦“它也很可爱啊”分析原因立意:因为它不甘心做一只普通的乌鸦,它要超越,它敢于挑战,敢于尝试,勇气可嘉!据此立意,更容易写出新意;也可以从既要勇于尝试又要讲究实际立意。

立意明确了,就必须拟一个新颖别致的题目。题目是文章的“眼睛”,文章的题目总要在某种程度上传达出文章的主题。拟题要紧扣中心论点及材料的特点。作文时最好拟成论点型题目,这样更有利于突出文章的中心论点。

材料型议论文谋篇布局时,应采用五步成文法――“引”“析”“提”“联”“结”。

引――定向剪裁,概述材料。所谓“概述”,就是不能将所给材料原文照搬,而是针对自己立论的指向裁剪材料,应抓住材料的核心内容简要叙述。

析――分析材料,突出重点。“析”,就是围绕议论的中心对材料内容的寓意进行扼要分析。要求分析准确,切合事理,语言精要。“析”的目的是为中心论点的提出创造理论条件。

提――提出论点,纲举目张。“提”,就是通过分析材料,顺势提出中心论点。根据内容的需要,有时也可以将“析”与“提”两部分的观点“合二为一”。中心论点是全文内容的“神”,材料组合的“纲”,起着统帅作用。因此,在提炼观点时必须做到扣材准确、观点鲜明、简洁。

联――联想联系,论证论点。

“引”“析”后,作文就完成了对材料的处理。“联”是运用材料提供的道理来类比社会生活,议论社会生活的过程。可以联想类似的道理(从道理上论证),也可以联想相关的社会生活现象(从事实上论证)。这部分是作文的重点,既可以采用因果论证方法,也可以采用假设论证方法,还可以采用正反对比论证方法等。

结――重申材料,深化论点。结尾呼应开头,或进一步强调论点,或提出解决问题的办法,或提出希望要求。具体可参考如下例文:

绕树三匝,何枝可依?

乌鸦因羡慕老鹰能从山上俯冲下来抓走小羊的本领,于是模仿老鹰的俯冲姿势拼命练习。它自认为自己练好了就能去抓羊,可由于它的身子太轻,爪子反被羊毛缠住,抓着羊却飞不起来,结果被牧羊人抓住了。(引)

老鹰凶猛、健壮,飞翔速度迅猛,从峰顶俯冲而下捕获猎物,这是它生存的本领。而乌鸦生来弱小,却一味模仿老鹰,事倍功半,最后落入牧羊人手中,也是可以预料的。诚然它的精神可嘉,然而它却忘记了考虑自身的优点与弱点。(析)

物犹如此,人亦然。(析)

找准自己的位置,找到适合自己依附的枝头,才能真正体现每个人存在的人生价值。(提)

一代先师孔子,初时以建立以“仁”治国的完美社会为志,周游列国之后,却终没有成功,然而他却是很好的老师,孔子的弟子遍及天下,他也最终成为我国伟大的思想家、教育家。找到了自己的枝头,生命的意义才得以实现。(联1,中国古代人物)

一代喜剧大师卓别林,年少时因相貌不佳,总是成为别人的笑柄,但在他的喜剧生涯中这恰恰成了一种优势,他演的无声喜剧电影,达到了无声胜有声的境界。究其原因,他那逗人乐的容貌有一定的功劳。(联2,外国人物)

世界首富比尔・盖茨,本是美国著名学府哈佛大学的学生,然而当他感到大学所教的知识并不适合自己时,便毅然离开学校,从事电脑设计,最终积累了巨额的财富。(联3,外国人物)

功能材料论文范文6

门与路,永远相随。门可以阻挡你的脚步,也可以让你走向成功。推开消极的大门,走向通往积极、希望的道路。

推开抑郁的门,走向积极的路。初唐四杰之一的王勃,“穷且益坚,不坠青云之志;老当益壮,宁移白首之心”,可谓时运不济,命途多舛。在遭遇了人生的变故之后,如果他没有走出抑郁的大门,哪能吟出“海内存知己,天涯若比邻”的千古绝唱。“安能摧眉折腰事权贵,使我不得开心颜”的诗仙李白,在遭遇无数次的仕途不顺之后,他消沉了吗?没有,正因为他推开了愁苦的大门,通往了积极的道路,才有了“长安市上酒家眠”的闲适心情,走出抑郁的大门,走向积极的道路。

推开悲伤的大门,走向希望的道路。姚厚芝,一位平常的母亲,一次全身检查让她的人生终结了,她被查出患了乳腺癌,但是她并没有就此放弃,她毅然决然地决定为孩子绣出“清明上河图”。三年时间,让一位母亲完成了她对孩子无限的爱,正是因为她没有因自己的病痛而感到悲伤,正是因为她推开了悲伤的大门,走向了那充满希望的道路,她才能够将自己那深刻的爱永远停留在孩子的身上,她才能够让自己为孩子贡献出自己最真挚的母爱,那是一条贯穿着全家希望的道路,那是一条充满爱的道路。

推开消极的大门,走向通往成功的道路。上学的时候,所有的老师都说他不适合上学,他就是华罗庚,听到这些时,他并没有因此而感到沮丧,而是更加拼搏向前,在别人休息时,他也不停地在做数学题,最终他成功了。很难想象,曾经一位英语不过二三十分的人,最终创立了一所响彻全球的英文学校,他就是“新东方英语”的创始人。试想,如果他们因此而消极沉默,停滞不前,他们还会被人们所熟知、被人们所赞赏吗?如果他们因此而颓废,他们还会被载入史册吗?正是因为他们推开了消极的大门,他们最终走向了成功的道路,流芳百世。

门是路的终点,也是路的起点,前方充满了未知,无数脚印在道路上交集,是否能够推开那扇未知的大门,走向那未知的道路,只由心生,推开消沉的大门,走向通往积极、希望、成功的道路。

【病症表现】

1.只关注试题材料中的第一段内容,而对第二段内容,特别是“大学”一词,一字无涉,内容严重偏离要求“综合上述材料”的题意。

2.形式上、内容上,均属于变体式套话作文,是加了貌似分论点的事例堆叠。

此文得分40分。

【病理剖析】

1.审题粗略潦草,碎片式提取信息,只关注了第一段材料“门与路,永远相连。门……可以挡住你的脚步,也可以让你走向世界”,就匆匆构思落笔。

2.平时没有课外阅读,脑袋里只积累了一些文化名人的事例,不管与作文题目是不是适合恰切,就拿这些材料应付。

3.主体部分内容由“分论点+事例”构成,但分论点和事例的写法都有严重问题:

首先,三个分论点“推开抑郁的门,走向积极的路”“推开悲伤的大门,走向希望的道路”“推开消极的大门,走向通往成功的道路”,表述虽然不同,但仔细一看,发现角度并没有大的不同,属于同一平面上的观点。

其次,三个分论点都没有论述分析的文字,使整篇文章的议论形同虚设。

再次,分论点后直接叙述事例:王勃、李白、姚厚芝、华罗庚、“新东方英语”创始人。事例之后,还将分论点如标签一样贴上,为议论充数,一来犯了议论文“以叙代议”之大忌,二来犯了议论文“观点与材料相游离”之毛病。

【对症下药】

关于审题:

第一步:分解材料,找到每一部分材料表述的几个核心概念(材料反复出现的概念),弄清楚核心之间的关系,把握每一部分表述的主要思想内容。

第二步:把材料每一部分的内容整合起来,明确整个材料表述的核心思想和核心概念。

第三步:明确材料中核心思想、核心概念的相互关系。

关于构思:

前提:平时阅读文本,特别是佳作时,要养成梳理文脉的习惯,同时思考:文章的思路有什么特点?有哪些好处?这些内容我会如何表达?我能从这个思路中学到些什么?还要养成辨别新鲜事例和精粹论述的习惯,及时做好摘记,写些随笔。

第一步:对考题仔细审题之后,在草稿上快速记录自己对材料核心思想和核心概念及其关系的理解、思考、触发、感受、联想、想象……

第二步:回忆之前对一些佳作构思的记录,看看是不是能获得一些构思上的借鉴和启发。

第三步:仔细审视、研究自己快速记录的文字,按照通常合理的顺序(譬如议论文的平行结构、层递结构等),挑选、组合、安排好自己行文的主要思想和大体结构,列出作文提纲。

第四步:思考如何证明自己的核心思想、如何证明分论点的理由,努力回忆平时阅读中积累的与观点一致的能够证明观点的名言、警句、歌词、事例等材料,甚至一些道理,仔细鉴别,确定使用。

第五步:回忆老师作文课中讲过的中心论点与分论点的关系、论点与材料的关系、分论点的要求、分论点论述要求、事例选择与写作的要求……思考这些写作知识应如何落实在作文中,调整行文结构,确定作文提纲。