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生物材料论文大全11篇

时间:2023-03-25 10:46:05

生物材料论文

生物材料论文篇(1)

许多药物都有细胞毒性,在杀死病毒细胞的同时,也会对正常细胞造成损伤。因而,理想的药物载体不仅应有较好的生物相容性、较高的载药率,还应具有靶向性,即到达目标病灶部位才释放药物分子。无机纳米材料的大小和表面的电荷等理化性质决定了纳米材料的性能,研究这些可控特性可应用在生物医学领域中。例如,用多孔硅作为药物载体递送柔红霉素,治疗视网膜疾病持续时间从几天延长到3个月。通过调控将纳米粒子孔径从15nm变为95nm,使柔红霉素的释放率增大了63倍,从而调控药物的释放。用介孔二氧化硅纳米粒子运载化疗药物、探针分子向肿瘤细胞进行递送,可用于癌症等疾病的靶向性治疗和早期诊断。介孔二氧化硅在药物传输、靶向给药、基因转染、组织工程、细胞示踪、蛋白质固定与分离等方面有广泛的应用。碳纳米管及其衍生材料可开发用于电敏感的透皮药物释放,又可作药物载体进行持续性释放。比如,用超支化聚合物修饰碳纳米管,可以从复合物的羟基末端聚集活性基团,从而增强溶解性能,作为抗癌的药物载体,也可以用作药物缓释载体。用聚乙烯亚胺修饰多壁碳纳米管,分散性好,能降低对细胞的毒性,进一步结合在壳聚糖/甘油磷酸盐上,能增加凝胶的机械强度。同时,改变溶液的pH值、温度等来构建具有双缓释功能的温敏性凝胶,能减少凝胶的突释现象。纳米钻石(dND)装载化疗药物具有较低的毒性和较高的生物兼容性。将叶酸等靶向分子修饰纳米钻石表面,用于装载抗癌药物,以H2N-PEG-NH2作为桥梁分子,形成纳米靶向载药系统,对C6细胞具有靶向作用,为研制肿瘤靶向治疗提供了参考依据。为了避免被单核细胞、巨噬细胞系统等非特异性吸收,并让药物优先进入肿瘤细胞,用超支化缩水甘油(PG)修饰纳米钻石得到dND-PG,有较好的生物相容性,能避免被正常细胞的巨噬细胞非特异性摄取。加载抗癌药物阿霉素显示出对肿瘤细胞具有选择性的毒性作用,可作为肿瘤药物载体,对肿瘤细胞进行选择性给药。将药物分子插入LDHs的层间形成药物-LDHs的纳米杂化物,药物与LDHs层间的相互作用以及空间位阻效应能有效地控制药物释放,减少药物发生酶解作用。LDHs表面存在大量的羟基,便于进行表面功能化修饰,增强靶向性,避免被巨噬细胞吞噬而从人体内清除,提高药物的输送效率。LDHs适合装载不同类型的药物,将药物插入到LDHs的层间结构,药物以阴离子形式装载并被控释。通过共沉淀法在LDHs层间成功地嵌入维生素C,维生素C的阴离子垂直插于LDHs层间,热稳定性显著增强。通过离子交换反应来释放维生素C,延长释放时间。

1.2蛋白质载体

纳米材料在诊断、药物输送、生物功能材料、生物传感器等方面得到了迅猛的发展,出现了疾病治疗、诊断、造影成像等多种功能的组合。无机纳米材料在生物大分子药物的载体,包括运载蛋白质、多肽、DNA和siRNA等方面的研究较多。纳米多孔硅有较好的生物相容性、生物可降解性和可调控的纳米粒径,可作为药物输送系统。壳聚糖修饰多孔硅后可用于运载口服给药的胰岛素,改善胰岛素的跨细胞渗透,增加与肠道细胞黏液层的表面接触,提高细胞的摄入,可用于口服递送蛋白质和多肽。纳米羟基磷灰石与蛋白质分子有高亲和性,可用作蛋白质药物缓释载体,能提供钙离子,造成肿瘤细胞过度摄入,从而抑制肿瘤细胞活性,诱导肿瘤细胞凋亡。

1.3基因载体

基因治疗是遗传性疾病的临床治疗策略,主要依赖于发展多样性的载体。无机纳米材料用于基因疗法是利用无机粒子和可生物降解的多聚阳离子合成新型的纳米药物载体,如介孔二氧化硅作为基因载体可用于肿瘤治疗,促进体外siRNA的递送。乙醛修饰的胱氨酸具有自身荧光的特点,可对pH值和谷胱甘肽进行响应。通过荧光标记类树状大分子的二氧化硅纳米载体具有分级的孔隙,不仅毒性低、基因装载率高,转染率也较高。引发谷胱甘肽二硫键裂解,可促进质粒DNA(pDNA)释放,并能使用自发荧光来实时示踪。又如,通过π-π共轭、静电作用等非共价键作用力结合,能将DNA、RNA等生物大分子和化学药物固定在氧化石墨烯上。

1.4骨移植

临床上可用自体骨移植来治疗创伤、感染、肿瘤等造成的骨缺损,由于骨移植的来源有限,且手术时间长,易导致失血过多和供骨区并发症等,应用受到限制。将异体骨用作骨移植,则存在免疫排斥反应,且易被感染。而人工骨同自体骨有相近的疗效,人工骨材料可采用钛、生物陶瓷、纳米骨、3D模拟人工骨髓等纳米材料。例如,纳米二氧化硅可替代骨组织,促进人工植入材料与肌肉组织融合。纳米羟基磷灰石与人体内的无机成分相似,其粒子有小尺寸效应、量子效应及表面效应等,可用作牙种植体或作为骨骼材料,能避免产生排斥反应,促进血液循环,促进人体骨组织的修复、整合和骨缺损后的治愈。

1.5临床诊断和治疗

磁性氧化铁纳米粒子可作为造影剂用于肿瘤诊断中,对肿瘤分子产生磁共振分子影像或多模态肿瘤分子影像,也可用于循环肿瘤细胞的分离、富集。免疫磁分离法基于磁性杂化材料可导电,在外部磁场下积累,可用于临床热疗。磁热疗以磁流体形式进入肿瘤组织,利用肿瘤细胞与正常细胞之间不同的热敏感度,将外部磁场产生的磁能转化成热能从而杀死肿瘤细胞。磁性纳米粒子还可用于生物传感器中,利用磁现象和纳米粒子从液相中分离并捕获生物分子。用绿色荧光蛋白标记,形成温敏的磁性纳米固相生物传感器,用磁性材料制成固相生物传感器的支架,在磁场作用下,响应更快,表面易于更新,可用于免疫诊断。磁性纳米氧化铁作为临床应用的磁性纳米材料,受到人们的广泛关注。Fe3O4和γ-Fe2O3的特殊磁性质使其在靶向肿瘤药物载体、磁疗、热疗、核磁共振成像、生物分离等生物医学领域中得以应用。用无机纳米材料制作激发荧光探针进行临床诊断,如用介孔二氧化硅制成的细胞荧光成像探针利用量子点良好的光稳定性、较长的荧光寿命和较高的生物相容性,结合介孔二氧化硅可特异性地识别Ramos细胞的特点,并用激光共聚焦显微镜对Ramos细胞进行荧光成像,实现了对肿瘤细胞的早期诊断、检测成像。富勒烯特殊的结构和性质使其可以广泛地应用于光热治疗、辐射化疗、癌症治疗等医学领域,也可作为核磁共振成像的造影剂用于临床诊断。但富勒烯不溶于水,对生物体存在潜在的毒性,限制了其在临床的应用。富勒烯结合含羟基的亲水性分子可改善其溶解性,羟基化富勒烯无明显毒性,可作为抗氧化剂。聚羟基富勒烯利用近红外光激活体内的纳米材料,用光热对肿瘤细胞定位,避免了金纳米粒子、碳纳米管等在体内造成聚积,利用免疫刺激作用来抑制肿瘤细胞的转移、生长,从而减小肿瘤的尺寸,最终造成肿瘤细胞凋亡。因此,改造碳纳米结构,在成像、吸附、药物装载与靶向运输等生物医学工程方面有潜在的应用价值。银纳米粒子杀菌活性远高于银离子,在杀菌抑菌方面得到广泛的应用,可用于外科手术中的伤口愈合、药学、生命科学等生物和临床医学领域。金纳米粒子有较好的生物相容性,功能化的金纳米粒子可用于生物分析、药物检测、临床诊断等生物医药领域,可作为纳米探针检测重金属离子、三聚氰胺等小分子,也可检测DNA、蛋白质等生物大分子,还可以用于对细胞表面和细胞内部的多糖、核酸、多肽等的精确定位。镍纳米粒子固定在海藻酸水凝胶中,通过热敏感粒子与镍磁纳米粒子交联形成囊状结构,组成热磁双敏感的磁性纳米粒子。在交变磁场下缓慢释放水凝胶中的镍纳米粒子,通过远程调控来激发水凝胶中成纤维细胞的凋亡。无机纳米材料的类别不同,在尺寸、形貌上有很大的变动范围,因其核心材料的量子特性,已日益成为涉及临床诊断、成像和治疗的手段,为纳米材料在生物医学上的应用提供更多的可能。

2展望

纳米技术作为新时代的疾病治疗模式,为未来的临床用药提供了新的可能,在生物医学的应用上有很大的前景。目前,癌症治疗主要包括手术、放疗和化疗等手段,而药物剂量增多会造成副作用。纳米粒子可以作为靶向药物载体、成像造影剂、化疗、热疗、磁疗系统,可通过血脑屏障,在治疗神经系统疾病中有很大的潜力,有望成为攻克癌症的新手段。无机纳米材料在药物载体、临床诊断和治疗等方面有广阔的应用前景,但目前的研究大多处于实验阶段。无机纳米材料在生物医学应用中有待解决的问题包括:

(1)提高疾病治疗的针对性、靶向性和可调控性;

(2)使无机纳米材料相对固定在肿瘤细胞表面,不至于扩散到正常组织,从而提高肿瘤部位的有效浓度,减少毒副作用;

(3)纳米材料有潜在的毒性,可降低纳米材料的毒副作用以达到临床应用的标准;

(4)寻找优质材料,优化结构,提高材料的生物相容性、生物安全性,并针对不同的药物溶解性设计特定的载体和功能材料骨架,增加细胞的摄取和利用;

生物材料论文篇(2)

拟订写作提纲是论文写作的开始。提纲是的雏形,通过它把论文的主要观点和结构用文字固定、明确下来,使论文构思更完善,起到组织材料、思考缜密、防止遗漏的作用。在提纲的拟订的过程中,要完成下面几项工作。

(1)明确文章的中心论点和分论点。

中心论点也叫总论点。它是作者将要在文章中阐述的核心观点。文章里的全部材料都是为它服务的。中心论点在文章中就像血脉一样贯通全篇。但是,要想把中心论点阐述得具体、切实,就得分解成若干个分论点。分解中心论点的根据一定要明确、统一,前后一致。分解出的分论点,既要有紧密的内在联系,又要有外在的序列形式。每个分论点都是中心论点的构成部分,几个分论点的综合就是中心论点。全文就是根据分论点的序列展开的。

(2)安排分论点的的序列。

明确了有几个分论点以后,要把它们排列起来。安排时,要根据中心论点的需要和分论点的内在关系作全面分析。可以分成几个方面一一论述,也可以由主到次,由大到小,由轻到重地论述。这也就是前面所讲的两种情况,并列关系和递进关系。

(3)材料对号入座。

把将要写到文章里的材料,根据分论点的需要分组,属于同一分论点的材料放在一组。有几个分论点,就有几组材料。到撰写时,写到哪个分论点,就自然用到哪个材料。

进行了上述工作之后,要形成具体的写作提纲。常用的提纲类型有两种:

第一,列项式提纲:粗线条地搭起全文的框架。用简洁、概括的词组、句子、材料序号,把中心论点、分论点、材料一一排开,制成一个草图。例如论文“浅析学生掌握几何概念过程中的思维障碍及其对策”的列项式提纲如下:

分析产生障碍的原因,探讨排除障碍的方法(中心论点)

1.思维障碍分析 日常概念的干扰---材料①、材料②

非本质属性的干扰---材料①、材料②

认识水平的限制----材料①、材料②

2.排除障碍的方法 重视直观-----材料①、材料②

重视变式-----材料①、材料②

重视同化-----材料①、材料②

重视练习-----材料①、材料②

生物材料论文篇(3)

中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)06(b)-0000-00

纳米科技是20世纪80年代末逐步发展起来的新兴学科领域,它涉及到凝聚态物理、化学、材料、生物等领域[1]。目前,纳米科技与生物技术、信息技术成为推动人类未来发展的三大主流科技,在信息技术、生物与农业、环境能源、生命医学以及航空航天等方面有广泛的应用前景。纳米科技的迅猛发展将促使几乎所有的工业领域产生一场革命性的变化。

纳米材料是纳米科技的基础,对纳米材料的学习,是适应未来社会对材料专业人才的需要。在教材的方面,一直没有一本面向研究生教学的、较系统性的纳米材料的教材。本文拟从纳米材料课程教学目的、教学内容、教学方法与手段等方面对高等院校材料类研究生专业进行纳米材料课程的教学改革进行探讨。

1 教学目的制定

课程的目的是通过课堂教学,使硕士研究生能够了解、掌握纳米科学与技术的概念、分类及其特点,了解和掌握纳米材料的基本物理和化学性能;掌握纳米材料的主要制备方法和原理;掌握纳米材料的结构分析测试方法;了解纳米材料的生物毒性和安全性;了解纳米材料在不同领域的应用现状和应用前景以及最新研究进展,以便使学生了解和把握当今纳米科学的最新研究前沿

2 教学内容的选择

目前,纳米材料正蓬勃发展,其涉及的面也越来越广泛,涵盖原子物理、凝聚态物理、胶体化学、固体化学、配位化学、化学反应动力学和表面、界面等多中学科,内容广泛[2]。随着纳米科技的兴起,也出现了很多介绍纳米效应、纳米技术应用及纳米材料制备技术文献和资料,对推动纳米科技的健康发展起了很好的作用。但是,在教材的方面,一直没有一本面向研究生教学的、较系统性的纳米材料的教材。根据笔者从事纳米材料课程教学的实践,认为要达到前面提出的纳米材料课程教学目的。课程的教学主要内容应包含以下几方面: 纳米材料的基本概念、发展史;纳米材料的分类及其特点;纳米材料的基本物理和化学性能;纳米材料的主要制备方法和原理;纳米材料的结构分析测试方法;纳米材料的生物毒性和安全性;纳米材料最新研究进展。根据教学内容特点,可以考虑将教学内容分会以下6个部分。

2.1 绪论

从纳米材料的新奇特性开始,讲述纳米材料的内涵和基本概念以及发展史。根据材料的分类方法讲述纳米材料的分类方法及特点。讲述纳米材料的基本结构单元及其特性。重点讲述纳米材料的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等基本性能。并结合我国纳米材料研究现状和学生研究方向进行相关讨论,激发学生对纳米材料的好奇心和求知欲。

2.2 纳米材料物理化学性能

主要内容涉及纳米材料的结构和形貌特征;纳米材料的热学、磁学、光学等物理特性;纳米材料的吸附、分散、团聚等化学特性。将纳米材料的物理化学特性与结构关联,按照基本结构-基本特性-特殊结构-特殊效应-特殊功能-特殊应用这一思路,引领学生深入思考,可以起到举一反三效果。

2.3 纳米材料的制备方法和原理

按照纳米材料维数分类方法,讲述零维纳米材料、一维纳米材料、二维纳米材料、三维纳米材料的特征、制备方法和基本原理。重点讲述蒸发-冷凝法、溅射法、气相化学合成法等气相方法和沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、溶剂热法等液相方法。并结合学生研究方向对相关材料和方法进行详细讨论,使学生掌握相关制备方法,为随后的研究奠定坚实的基础。

2.4纳米材料的结构分析测试方法

主要包括透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、X射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器。通过学习,使学生掌握纳米材料测试的主要方法和仪器,并掌握各种仪器的优缺点和适用范围。同时,也使同学们认识到纳米材料研究的高技术特点。

2.5纳米材料的生物毒性和安全性

主要包括纳米材料的生物毒性和安全性。根据已有的相关研究报道,介绍一些纳米材料的生物毒性,让学生们了解纳米材料的不足之处,掌握相关的安全操作规则,以便在随后的纳米材料相关研究中避免出现安全事故。

2.6最新研究进展

根据纳米材料的最新研究热点,如石墨烯、锂离子电池灯,讲述纳米科技领域国际最新研究动态,让学生了解国际最新研究热点。

3. 教学方法与手段

3.1 多媒体教学

针对纳米材料课程内容广泛,知识点多的特点,采用多媒体教学方式。利用多媒体教学图、文、声、像融为一体的优点,可以使教与学的活动变得更加丰富多彩,又可以将信息量大的课程内容在有限的时间内呈现给同学们。从而激发学生的学习兴趣,促进学生思维发展,丰富学生的想象力。例如,讲述纳米材料宏观量子隧道效应时,可以动画的形式展现,方便学生们理解。讲述纳米材料的制备方法时,可以通过示意图的形式展现,更容易让学生理解和掌握。

3.2交互式讨论

利用交互式讨论教学方式。根据学生的兴趣,结合课程内容,将学生划分多个课题小组,进行课堂讨论。例如,讲述微乳液法制备纳米材料时,首先让学生通过文献查阅等方式了解该方法;其次,在课堂上就该方法、原理和实践应用进行充分讨论和分析;最后老师指出该内容的重点和难点。通过这种交互式讨论,在课堂教学中,确立学生的主体地位,尊重学生的主体意识;创设民主、平等的课堂氛围,让学生充分发表自己对问题的看法,发挥学生的主管能动性,变被动接受为主动探索;使学生的创新意识、创造性思维能力得到不断的发展[3]。

3.3实践操作相结合

纳米材料是一门实践性很强的课程。在课程教学中要充分与实践相结合,根据学生的研究方向,结合课程内容,安排学生进行相关实验。通过具体的实验使学生对纳米材料有更多的感性认识。涉及透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、激光粒度仪等纳米材料表征仪器内容时,结合具体情况,可安排一定时间上机观察和操作。

4 结语

纳米材料是纳米科技的基础,对纳米材料的学习,是适应未来社会对材料专业人才的需要。本文从纳米材料课程教学目的、教学内容、教学方法与手段等方面对高等院校材料类研究生专业进行纳米材料课程的教学改革进行系统的探讨,实践证明,这些举措的实施取得了良好的教学效果,为培养学生的创新思维和科研精神起到了一定的作用

参考文献

生物材料论文篇(4)

一提起写议论文,大多数学生总会感叹:“议论文难,议论文难,提起写议论文大脑就空白。”不是作搔头抓发痛苦状,就是提笔“四顾心茫然”,欲写茅塞就不开,简直可用“两股战战,几欲先走”来形容。而作家三毛却说,写作不难。她把写作比作建筑,而材料便是建材,她认为“所谓写作,事实上脱不了一个‘酿’字,心中有所感,有所动的材料,将材料放在脑子里慢慢用时间和思想去酝酿它,等到时机成熟了,不写都不成”,等写出来了“必然不会太坏”。三毛的话给我们打开了一扇门:要写好议论文,一要有有所感,有所动的材料;二要将这些材料有效运用。那么如何积累并有效运用素材呢?笔者就自己的教学经历谈谈几点感悟。

一.要点压缩巧妙积累

学生读了近十年的书,所掌握的作文材料应该有很多,但是在写作时能想起来的却是寥寥无几。笔者有意观察了学生早晚读朗读材料的情况,发现学生朗读时激情澎湃,读完后已经迅速遗忘,或者说根本不曾进入记忆。所以,笔者认为,记忆材料贵不在于多,而在于精;不在于数量的多少,而在于对有限的材料,是否已经择其精髓,有效记忆。

第一,要明确材料应该记什么,即提取要点。平时通过阅读获取的材料一般都比较长,在读背的时候必须对材料进行整理。下面以人物方面的材料为例,来谈谈整理的方法。首先,明确材料中提及的人物,从事什么职业,取得了那些辉煌的成绩。材料中的人物往往是具有代表性的杰出人物,对这些信息的提取有利于对人物进行宏观的了解,使大家明白为什么这个人物具有典型性。其次,关注人物成长过程中经历磨难和挫折的关键时刻。我们选取某个人物的经历作为作文中素材,通常是因为这个人物的精神和作文的主旨契合。而能够体现人物可贵精神的,往往不是他成功的时刻,而常常是他在面对磨难和挫折的瞬间。搜索人物面对两难选择的时候如何取舍,面对挫折如何克服,从材料中寻找支撑人物取得成功的精神动力,我们就把握住了这则材料的思想内核。最后,关注材料中人物的语录,评论性的语句。人物典型的语言,他人对此评论性的话语,能帮助我们直接或间接地提取人物的精神和意义。为了使上述的观点更加明晰,我们可以举如下例子:

约翰·库提斯,1969年8月14日出生于澳大利亚,天生双腿自然残废,17岁因同学用小刀将毫无知觉的腿切得血肉模糊,伤口感染,被迫截肢。中学毕业,约翰开始进入社会寻找工作。无数次被拒绝之后,他被一位杂货铺老板收留,后来又做过销售员、技术工人。一次偶然的演讲改变了约翰的一生。在一次午餐会上,约翰应邀对自己的经历作一个简单介绍。他的痛苦经历和艰难现状感动了在场的所有人。这使约翰突然意识到,讲出自己挣扎生存的经历,可以给别人以启迪,让别人拥有更积极的心态,感觉更快乐。从此,约翰踏上了职业激励大师的路途。1999年,上天再次捉弄了约翰。他被查出患有癌,医生无情地告诉他,癌细胞已经扩散,他只有12~24个月的生命了。约翰不愿坐以待毙,一年里,他查阅各种资料,四处寻求好的建议,俨然成为一名癌症专家。2005年5月,医生惊奇地发现,约翰还是那么健康。现年42岁的约翰·库缇斯取得一系列让正常人惊叹的成就:夺得澳大利亚残疾网球冠军、成为澳大利亚板球队荣誉队员、一直坚持不用轮椅而用“手”走路、考取了驾照……他认为,生活中的冠军远比体育中的冠军重要。真正的富有不是银行里存折上数字的多少,而是身体的健康、家庭的幸福。一个人必须给自己设立目标,并朝着目标不断向前,不要自暴自弃,不要被眼前的困难所吓倒,在还没有采取行动之前,不要对自己说“不可能”。

阅读这则材料之后,我们可以得到如下信息:

1、人物、职业、成就:约翰·库提斯;职业激励大师;澳大利亚残疾网球冠军;澳大利亚板球队荣誉队员。

2、关键时刻:天生双腿自然残废;无数次被拒绝;癌;取得一系列让正常人惊叹的成就。

3、人物语录、评论性语句:一个人必须给自己设立目标,并朝着目标不断向前,不要自暴自弃,不要被眼前的困难所吓倒,在还没有采取行动之前,不要对自己说“不可能”。

第二,将要点进行归纳整理,串联成较间接的一段话。经过上一步,我们已经将材料的要点摘录,但是这样散乱的信息不利于记忆,因此,整合信息,组织语言就成了必须要进行的活动。

针对上述材料,可以归纳如下:

著名激励大师约翰·库提斯由于天生双腿自然残废被迫截肢,后又被诊断出患了癌,但他顽强地活了下来,并且在体育事业上取得了辉煌的成绩,将自己的痛苦经历与人分享,激励人们面对挫折不要自暴自弃,不要对自己说“不可能”。

第三,将压缩完成的素材分析,再次提取信息要点,提炼出材料的实质,并思考材料可以运用的方向。

提炼实质:

天生双腿自然残废,癌——面对磨难挫折。

顽强地活了下来,激励人们,不要对自己说“不可能”——坚强,爱心。

生物材料论文篇(5)

一、阅读:材料作文中的材料是立意和素材选择的依据,写材料作文,必须针对材料特点,采取有效地写作策略。一则材料,仁者见仁,智者见智,我们可以从中提炼出几个相似甚至相反的观点。不少学生在观点提炼的方向上把握不好,提取的观点不鲜明,没有个性,甚至牵强附会,游离于材料之外。那么阅读就是读懂作文的提高和要求,读懂提供的材料,把握材料的实质。要细细的、全面的了解材料,要一字一句的读,做到心中有底。这一环节主要是弄清作文的要求和题意,确定作文的题材,体裁和写作方法。重在要善于抓住关键词语。关键词语往往是“文眼”,它蕴含着材料的主旨,因此可以把它作为把握材料审题立意的突破口,抓住这些词句往往事半功倍。具体就是要抓住材料中的点(材料离得人和物),线(贯穿材料的线索),面(材料中的事)运用逆向、顺向、纵向、横向四种思维方式正确立意。

二、巧引:巧引就是引用材料,可概括的引用,也可抓住能代表材料整体意义的精辟处引用,还可以引用古诗文,起到画龙点睛的作用。既可边引述边议论,又可先引述后议论。一般来说,引用材料有两种形式,即直接引用和间接引用(化用)。根据文体的不同,使用材料也有不同,一般而言,写成议论文,开头最好引述材料,以便更好地提出自己的观点;其他文体也不能完全脱开材料,要在恰当的地方直接和间接引用一下材料,否则容易造成于材料疏远的感觉。可把材料放在文首,简单引用,得出观点,也可以作为论据来证明论点。如写记叙文,除从日常生活中选材外,还可以用故事新编的形式出新。总之,文中要处处照应材料,切忌不合实际的瞎侃乱编。

三、深议:深议就是剖析材料,理解并掌握材料本身所蕴含的基本观点,站在时代的高度去揭示生活的内涵,确定最切题的新颖而深刻的立意,然后选择最佳角度,抓住要害内容发开去,合情合理的联系实际,展开想象和联想并根据要求或减或增,或祥或略,或扩或续,或引申或开掘。从而弥补引出论点时因过于概括而造成的内容上的突兀、断层等不足。这一环节要近扣作文要求和材料精神。此时可以展开适当的联想和辨析,即“联”和“辨”。“联”是联想议论。“引”“议”之后,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实际,议论社会生活实际的过程。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,既要放开思路,又要概括力强;既要重点突出,又要正反结合。如将内、外关系与现实生活中的人、事、物联系起来如个人和集体、现实和理想、局部和全局的关系等,能够从生活中找到其具象,如果抛开内(外)单独地谈,文章将大打折扣。要将具体事物进行再抽象,在抽象的过程中,要对事物进行认知和评价,将全文的主旨进行升华,无论你写的是哪种文体,都要挖掘到一定的深度,才能得到满意的分数。

“辨”是辨析辨证,是行文思路严密的补笔。通常这一部分不是行文的重点,文字不宜多。可以用“当然”、“固然”等类词语来引起行文。字数也不应该超过50字。有了这一部分,思维就显得严密,观点也显得恰到好处,分寸感强。若是看图作文,要分析画面,联系背景,抓住画面所蕴含的深意。若是读后感,要在读懂材料的基础上,分析材料,提炼出论点,并以此为出发点,由此及彼地联系现实生活的现象或问题,由表及里的展开论证。同时,一定要注意题材的要求和特点,切忌写成不伦不类的文章。另外,要注意不能对材料分析不透,断章取义,只抓现象或枝节,造成内容浮浅,片面,更不能脱离所给材料,另立炉灶。

生物材料论文篇(6)

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)33-0264-02

《材料物理性能》课程是山东科技大学金属材料工程专业的一门专业基础课,要求学生通过该课程的学习,了解并掌握材料物理性能的基本知识、理论、概念和应用,了解本专业方向的前沿领域和最新研究动态,同时培养学生感知、分析和解决问题的能力,为后继课程如功能材料、无损检测原理与技术等课程的学习、进行新型材料的研究和为将来参加社会生产实践打下良好的基础。该课程是理论与应用相结合的课程,内容非常多而且很抽象,大三学生学习起来比较困难。为提高学生学习的主动性和学习兴趣,我们对该课程从教学内容、教学方法与手段、实验教学等方面进行了改革。

一、教学内容的建设

《材料物理性能》课程主要讲授材料物理性能(电、介电、光、热、磁、弹性和内耗性能)的基本参数的物理意义及其本质;材料物理性能参数与成分、结构的关系及影响因素;材料物理性能的测量方法及其在材料科学研究中的应用。并且简单介绍与各种物理性能相关的一些重要功能材料。我们选用北京航空航天大学出版社出版的田莳主编的材料物理性能为主要教材,中南大学出版社出版的龙毅主编的材料物理性能及上海交通大学出版社出版的陈树川主编的材料物理性能为辅助教材。在课程的第一章介绍固体中电子能量结构和状态的三个理论即经典自由电子学说、金属的费密-索末菲电子理论、晶体能带理论的基本知识,为以后的电学、热学、磁学等物理性能的学习打好基础,然后依次介绍电、介电、光、热、磁、弹性和内耗性能。在讲授该门课程的时候,既兼顾到金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料的物理性能,又要突出重点内容。对于金属材料工程专业的学生,重点讲授材料的导电性能、热学性能、磁学性能及弹性和内耗性能,对于光学性能和介电性能,内容减少一些,学时也相应少一些。重点讲清楚各种材料物理性能的微观本质、表征参数、影响因素、材料物理性能在材料科学研究尤其是相变研究中的应用。

二、教学方法与手段的改革

1.多媒体授课与板书相结合。该课程内容非常多,包括导电、介电、光学、热学、磁学、弹性及内耗等性能,而且十分抽象,尤其电学、热学等物理性能的微观本质,学生很难理解。所以我们采用了多媒体教学。教师在教学过程中充分运用现代多媒体教学手段,可以将原本抽象、枯燥的物理知识和概念形象化,使学生易于理解和掌握,同时还增加了教学信息量,;有些微观结构看不见、摸不到,教师感到难教、学生感到难学的知识,借助多媒体辅助手段是切实可行的教学方法和手段[1]。我们认真制作了自己的课件,课件内容丰富,条理清晰,并配上大量的图片、适量的动画及视频,力争让学生牢固掌握所学知识。

采用多媒体教学,虽然增大了课堂信息量,采用了大量的图片及视频帮助学生理解所学知识,但是教学中发现,只采用多媒体授课,不运用板书,老师讲课速度快而且内容多,学生很难跟上老师的讲解。所以采用多媒体的同时配合适量的板书,老师将讲授的重点内容、重要概念、公式等写在黑板上,以引起学生的注意,加强学生的理解和记忆。

2.突出重点。对于工科学生来说,应用比理论推导更为重要,所以我们在授课过程中简化繁琐的数学推导,强调了物理性能的重要概念和物理模型,强化了物理性能表征参数的物理意义、影响因素和测试方法,补充了物理性能实际应用方面的介绍,使学生能够将理论与应用结合起来。同时教给学生一些学习方法、记忆方法,如谐音记忆法、联想记忆法等,帮助学生掌握所学知识。

3.启发式、讨论式教学。启发式教学是提高教学效果的手段,即在学生学习的关键环节或遇到问题时不直接告诉他们答案,而是予以点拨和诱导,这样有利于发挥学生学习的主观能动性,提高其分析思维能力[2]。如在讲解材料的光学性能时,提出金属为什么不透明?玻璃为什么是透明的?光纤为什么可以传输光信号?让学生带着问题听课,提高学生的学习兴趣。

19世纪后期,一些美国教育家提出了新的教育思想,即要从教师中心转向学生中心,大学教学要让学生得到发展,让学生主动地去学习、去发展,学生应当自己学,在做中学;美国大学在班级授课中融入了研讨的形式,学生学习的内容,从教材扩展到与该课程相关的全部知识体系和实践领域;学生因此在课堂上得到的发展,也超越了一般的知识的接受,而实现全面发展;学生的学习不再是一种现成知识的选择和存储以及现成技术的模仿,更多的时候是问题的探索[3]。我们在教学中也引入了讨论式教学法。如在讲解磁性材料的自发磁化和技术磁化这一节之前,给学生提出问题:铁磁性材料的磁性是自发产生的还是外界向物质提供的磁性?如果是自发产生的为什么没有外磁场的时候磁性材料不显示磁性?为什么磁场强度增加到一定值以后再增加外磁场,磁化强度不再增加?让学生课下查阅文献资料。在课堂上,让学生自由发表见解、讨论,老师做出归纳总结。这样,不仅提高了学生的学习主动性和学习兴趣,也锻炼了学生的表达能力。

4.案例教学法。案例教学法是根据教学目的和培养目标的要求,教师在教学过程中,以案例为基本素材,把学生带入到特定的事件情境中进行分析问题和解决问题,培养学生运用理论知识并形成技能技巧的一种教学方法;与知识为导向的讲授式课堂教学模式相比,案例教学法更注重学生知识的运用能力,以学生实际能力的提高为最终教育目的[4]。例如在讲授材料的热性能这一章时,我们通过美国“911”事件中两座超高层钢结构建筑的坍塌引导学生探讨该事件中涉及的热传导、热膨胀、热容等问题,并引出日常生活中的其他有关热学问题的例子,例如夏天架设电线不能绷得太直,水泥路面要预留出缝隙等等,用大量生活、生产中的案例,提高学生的学习兴趣。

5.布置作业与撰写小论文。讲完每节课后布置适量的作业让学生练习,巩固课上所学知识;讲完一两章后布置小论文,让学生自己查阅文献资料,了解相关问题的研究进展,同时也锻炼了学生查阅文献和撰写论文的能力。为了学生更好地查阅外文文献,在授课过程中适当引入一些英语专业词汇,在每章复习的时候用英语复习本章内容,提高学生的英语阅读能力。

6.教学与科研相结合。材料物理性能是一门基础理论和工程应用紧密结合的课程。因此,注重学生科研能力的培养,对基础理论的学习、工程应用能力的提高都具有非常重要的作用。在授课时,把自己的科研工作讲给学生,将提高学生的学习兴趣,而且可以培养学生的科研素质。例如:在讲授材料的电性能时,就和我们所研究的高强度高导电铜基复合材料联系起来,向同学们介绍了高强度高导电铜基复合材料的制备方法,如何在保证高电导率的前提下提高强度,以及除此以外该复合材料还需要哪些其他性能,各种性能如何来测,如何观察组织等等。

三、改革实验教学内容

实验课是材料物理性能课程的一个重要教学实践环节,可以帮助学生巩固和加深课堂所学的理论知识,掌握各种材料物理性能的测试方法和在材料科学研究中的应用。传统的材料物理性能实验教学多为演示性、验证性实验,学生实践能力培养方面的实验较少,学生做实验的兴趣不高。为了提高学生的学习兴趣、实践能力,我们对该门课程的实验课进行了改革。例如,我们设计了用双电桥研究钢的组织与电阻的关系实验,让学生自己设计钢的热处理工艺,包括选择淬火、回火等热处理工艺,自己制定加热温度和保温时间,然后学生自己来测试各种热处理后钢的电阻,得出钢的组织与电阻的关系,并分析其原因。

四、结论

《材料物理性能》课程是理论与应用相结合的课程,内容非常多而且很抽象,学生学习起来比较困难。我们从教学内容、教学方法与手段、实验教学等方面进行了改革和实践。通过这些改革以后,明显提高了学生的学习主动性和学习兴趣,提高了学生分析问题、解决问题的能力,扩大了学生的知识面,提高了学生的专业技能,取得了良好效果。

参考文献:

[1]王文芳,陈小丽,吴玉程.材料物理性能教学改革的探讨[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2008,22(5):98-100

生物材料论文篇(7)

【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“求同存异”。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.

生物材料论文篇(8)

1.主旨领悟法。材料中的关键词句常常是命题者或材料中的人物的评议性语句,蕴涵着材料的主旨。因此,考生可将其作为把握材料以及选择立意角度的突破口。

2.由果溯因法。很多事物都是以因果关系的联系形式存在的。考生审材料作文时,如果能由材料中列举的现象或结果推究出造成所列现象或结果的根本原因,往往就能找到最佳的立意。

3.寓意揭示法。对于一些寄寓性材料,如寓言、童话、漫画等,考生须透过材料的表象,进行“由物及人”“由物及事”的联想,即由材料中的物联想到人,进而联想到与材料内容相类似的人生哲理、社会现象等,挖掘其真正的内涵,进而确定立意。

4.由物及人法。写材料作文时,考生要对叙述“物”的材料进行“由物及人”的横向联想,即由材料中的物联想到人,进而联想到与材料内容相类似的人生哲理、社会现象等,从而提炼出立意点。

二、立意:远近高低各不同

“意犹帅也”,文章讲求立意高远。考生立意时,要紧扣所给材料,多角度发散思维,同时要注意选材的新颖性。考生立意时要坚持下面的原则:时代社会是总纲,中心思想明(明确)深(深刻)康(健康)。考生可运用以下方法和技巧立意:一是明题依体凸中心,二是化大为小炼主旨,三是平中见奇出新意。高考作文立意要“见人所未见,发人所未发”,具有“过人之处”,这就要求考生必须从独特的角度揭示事物的特征和规律,注意透过生活中的表面现象,抓住其本质,发现其所蕴涵的真谛,反映生活的底蕴;同时也要勇于探索和创新,敢于标新立异,做到“人所易言,我寡言之;人所难言,我所言之”。具体可从以下四方面考虑:一是从实立意与从虚立意,二是肯定立意与否定立意,三是顺向立意与逆向立意,四是纵向立意与横向立意。

三、文体:文体不限出奇策

生物材料论文篇(9)

凝聚态物理学,是指研究凝聚态物质的物理性质、微观结构等之间的关系。简而言之,通过对构成凝聚态物质电子、离子等运行形态、规律进行探索,充分认识物质的物理性质。随着研究不断深入,针对凝聚态物理学的研究已经由初级层面朝着高级层面发展。如有固体形态向外拓展上升至液氮、熔盐等液态物质,甚至还有气态物质。另外,随着技术的发展,一些全新的概念体系逐渐渗透,产生了更多新的研究成果,赋予材料新特点,在很大程度上帮助学者解决疑难问题提供了极大的支持。

就广义角度来看,材料是帮助人类生产和生活,制造有用器件的物质。随着人类社会发展,自然资源和能源日益减少,对于材料概念的理解也发生了变化,因此材料是人类社会能够接受、且经济性地创造有用器件的物质,更加强调资源、环境等因素。从实用层面来划分,材料分为金属、无机及有机3种。

2凝聚态物理学与材料研究前沿问题分析

2.1表面与界面方面

表面与界面作为物理学与材料学交叉的重要领域,很多相互作用都建立在材料表面和界面基础之上。物体自身状态直接决定材料热力学效应。作为重点研究领域,界面与表面是当今该领域研究的一大难点。凝聚态物理学研究成果,在很大程度上为材料界面与表面理论发展提供了支持,如离子束的提出,使得人们自20世纪60年代开始运用离子束,注入到材料表面,对材料表面特性进行优化和调整,使其在具体实践中能够更好地发挥积极作用,为人们生产和生活提供便利。

催化和腐蚀是表面控制的2个主要过程。截止到今天,催化和腐蚀机理尚未得到完善的研究成果。此外,薄膜功能材料的提出,也成为该领域研究的重点。如光的干涉效应能够引起透射和反射。表面与界面在为电子学方面也具有非常重要的作用,如半导体和金属界面等,能够对器件性能的发挥产生不同程度的影响。综合来看,表面和界面的研究处于前沿地位,且每个关键问题的有效解决都能够给相关领域带来巨大的经济价值。

2.2微结构方面

凝聚态物理学很多基本理论,如固体能带理论、元级法理论等都是建立在粒子数无限大基础之上。这些理论证明了铜、铝具有导电性,为实践生产奠定了理论基础。现如今,运用能带理论,能够对晶体的参量进行计算,并获取准确的结果。由于该项理论非常成熟,要想进一步突破难度非常大。对此要想发现全新的结果,需要从不同的道路着手。正如R.Feynman曾指出当我们得以对细微尺度的事物进行操控,将会在很大程度上拓展我们获得的范围,其所要強调的是未来新材料的发展和研究动向,即通过设计和控制材料在细节上的差异性,从而在现有材料中探索出意想不到的物理性能。

2.3理论与模型方面

理论与模型对材料科学贡献较大。计算物理学是材料科学家运用的主要工具,定量模型的发展是物理学与材料科学交叉的产物,通过构建模型能够对物品的物理性质等进行分析和了解。目前,很多物理学概念在材料研究中应用较广。如相变、裂变等,与之相对应的仪器设备也层出不穷。如今空间分辨率能够在特定环境下观察到单个原子,因此可以说,没有这些研究成果,材料科学就不能够获得更大的进步。但是微结构的定量描述始终是材料科学的主要课题,也是物理学家和材料学家合作的重点方向。

2.4材料方面

凝聚态理论日渐完善,使得我们能够更加明确材料的物理特性,但是随着人类社会的发展,仍然面临着很多疑难问题。如强关联体系中的材料宝藏。电子关联,是电子之间形成的库仑作用。就现有理论研究成果来看,处理固体电子系统时,需要适当忽略电子之间的相互作用,在理想条件下进行研究。但得出的结论依旧不能够掩盖这一缺陷,且不能够适用于实践当中。可见,电子之间的库伦作用关联重要性受到了广泛关注。

通常来说,强关联物质存在于特定范围当中,如金属与绝缘体界限附近,即电子处于完全离域化拓展状态。因此要想实现对电子具体状态的有效判断,研究人员需要从其他方面入手,分析各个元素之间的关系,然后对其形态进行排序,最后获取到相应的规则。值得关注的是,现阶段,我们针对强关联体系的认知水平处于初级阶段,无论是理论、还是实践方面都有待进一步深入。而从材料方面来说,多元复杂结构的氧化物尚未得到开发和研究,因此,可以将此作为未来全新的研究课题,并利用强关联理论,进而实现对新材料的勘探和开发,为人类社会进一步发展提供更多支持和参考。

2.5工艺方面

生物材料论文篇(10)

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)05(b)-0138-01

聚合物加工工艺是我校复合材料专业的一门重要的必修课程。它的目标是使学生了解从理论上了解影响聚合物性能的因素、成型加工中所需的添加剂、聚合物的结构与性质在成型加工中的变化,熟悉聚合物配方设计方法,掌握聚合物的成型加工方法以及工艺过程,培养独立分析问题和解决问题的能力[2~5]。在教授的过程中,为了培养学生解决实际高分子材料成型加工中遇到的问题,我校复合材料专业增加了这门课程的实践和实习的课时,这样就减少了理论课的课时。我校这门课的课时仅为32课时,比起相应课程传统的理论课时要少了很多。此外,我校的部分学生来源于职高。这类学生相对的数学和物理的基础较为薄弱,使他们理解抽象理论较为困难,但是相对实践能力较强,大部分同学都可以对实际成型加工进行操作。因此,如何上好这门课是这门课程的老师面临的一大问题。

本文根据笔者阐述在“聚合物成型加工”教学过程中所做的思考和探索。从以下3方面进行课程改革。

1 重视理论基础,突出从理论到实际的联系

应用型本科院校的定位是在本科层次上培养有一定的理论基础和较强实践能力的应用人才[1]。可见,让学生们知其然和知其所以然同样重要。因此,要重视基础理论的教学。除了物理化学、高分子物理、有机化学、高分子化学等专业基础课是聚合物加工工艺的理论基础以外,加工技术本身也有一定的理论基础。而这些理论本身存在着内容分散化、概念抽象化、理论半经验化等特点。这就又增加了教学的难度。由于学生已具备初步的实践技能与知识,让学生通过已有的知识和技能来理解所学习的理论是一种很好的教学方式。因此,在课程教学中,理论的讲解亦是十分重要的,并且不单是理论的独立讲解,更重要的是建立从理论到实践的关系。

聚合物加工工艺是采用各种成型加工设备,通过诸如混合、塑化、成型等手段将高分子原料转变为塑料或橡胶制品的过程。这里包含了两层意思:一是加工,是原料从固态变为可流动的状态的过程;二是成型,是物料从流动状态固化的过程。由此可见,聚合物的这些变化是聚合物加工工艺的主线。根据这个主线可以将课程的理论基础分解为三个部分:(1)发生了那些变化;(2)为什么会发生变化;(3)如何发生变化。通过课程分解使这门课程的理论知识系统化,从而教给学生的加工过程中的实质性问题。

2 统筹管理相关课程的实践教学体系

聚合物加工工艺是针对实际工程技术的一门课程[5]。因此,理论与实践相结合显得十分必要。对于实践性较强的课程,实验课的开设尤为重要。此外,此课程与高分子材料、复合材料等课程都有一定的相关度,部分内容有一定的重叠。因此在教学中,要充分考虑课程间的联系。因此,我们对实验教学进行了系统性的整合,建立了课程间的联系。

2.1 设立专门的实验课程

经过调查分析,我们发现高分子材料课程的部分实验也涉及某种特定材料的成型加工,而复合材料的部分实验设计几种不同材料间的共混与复配,并且各实验是独立的。经过实验,学生掌握的只是某种仪器设备的使用或材料生产的某个步骤,而对高分子材料的生产加工没有系统的了解。所以,我们现将这几门课的实验全部分离,设立专门的实验课程,并将其设计成系统性实验。实验总体分为三大部分:(1)材料的共混与复配。主要的实验内容涉及高分子共混设备如开炼机、密炼机、挤出机等仪器的使用,高分子材料与添加剂的混合与复配;(2)材料的成型与后处理。主要的实验内容涉及将复配好的物料通过模压成型、注塑成型、压延等手段将单一的材料或复合材料制成成品;(3)成品的性能检测。

2.2 建立校外实习基地

为了让学生了解实际的生产过程,现场的实习十分必要。我校复合材料专业本着立足南京、服务南京的思想与南京市多家复合材料生产单位如肯特、沪江、海之美等建立了合作关系,使我校的学生有了多个教学实践基地。学生在实习基地切身体会高分子的加工过程,通过认知实习、生产实习和毕业设计等方式进入生产的第一线,从而更深刻的理解和了解聚合物加工的理论和工艺。

3 改变考核方法

正如前所述,聚合物加工工艺的这门课程分为理论和实践两大部分。这两部分教学内容存在很大的差异,就使得其教学方法必要多样化。与此相适应的考核方式也应该多样化。因此,在教学改革过程中,要针对不同教学内容和不同的教学方法,采用不同的考核方式。

对于理论部分的内容可以考试的方法进行考核,考察学生对理论的理解和掌握程度。对于实际的成型加工部分如挤出成型、模压成型、注射成型等,考核内容除了理论内容外,增加部分来源于聚合物生产厂家的实际问题,主要考察学生解决实际问题的能力,采用让学生自己查资料、做方案、集中讨论的方式进行考核。

4 结语

聚合物加工工艺是复合材料专业的一门重要的专业课,通过重视理论基础、突出从理论到实际的联系,强加强课程间的联系、建立系统的实践教学体系,改变考核方法等措施让学生在理解和掌握高分子成型加工的专业知识和基本技能。

参考文献

[1]尹飞鸿.工程类应用型本科教学质量保障体系的研究[J].上海工程技术大学教育研究,2007(3):22-25.

[2]郭正虹,方征平,程捷.聚合物成型加工课程教学改革初探[J].高分子通报,2011(1):105-108.

生物材料论文篇(11)

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

笔者就以普通高中课程标准实验教科书(人教版)必修教材为例,谈谈教材中“资料分析”的应用体会(表1)。

1 教材中“资料分析”教学应用的存在问题

如何将新课程理念和能力要求有机地结合起来,一直是高中生物教师所面临的问题。其中高中生物教材中的“资料分析”使用问题一直存在着教学时间紧,教师和学生都忽视的现象。经常听到老师抱怨或感叹:“这么多的资料,教学时间不够,完成不了。”“学生没有耐心看资料。”“学生没兴趣阅读。”……在此情况下,教师只重视课本知识体系、概念、规律等的教学,而忽略了对“资料分析”的正确使用。

2 教材中“资料分析”的教学应用实践

“资料分析”主要是给学生提供图文资料,让学生进行分析,得出结论。教材在很大程度上改变了先说结论,后举实例的写法,让学生通过资料分析和讨论,自己得出结论,以期转变学生的学习方式,培养学生处理生物科学信息的能力,实现学生自主性学习。

2.1 教材中“资料分析”的选择与取舍

“资料分析”中的讨论题往往是为解决“资料分析”而设计的。但教师在教学过程中,却一味照搬“资料分析”中的讨论题进行教学。这样不但浪费课堂时间,而且学生也不能从中受到任何启发,反而加重了学习负担。因为有的讨论题的设计是有区域性的,这类讨论题在不同地域的学校的教学中无法进行或如期完成。如果教师硬搬生套照讲不误,学生不仅根本解决不了问题,长此以往反而会引起学生厌恶,打击学生学习的积极性和学习热情。因此对“资料分析”的讨论题应根据学校和学生的实际情况进行有选择地取舍,以达到既不多占教学时间又能达到最佳的教学效果。

如必修一“细胞学说建立过程”中的讨论题一和题三,山区中学大多数学生是完成不了的。笔者在授课过程中把它当作阅读资料,提供以下问题:① 细胞学说建立过程中哪些科学家进行了哪些实验,请以时间为顺序罗列出科学家的名字和实验名称,得出怎样的结论?② 哪两位科学家建立了细胞学说?

又如必修一P81关于酶本质的探索也可根据实际需要对问题讨论进行正确取舍,可把问题讨论改为:① 以时间顺序罗列科学家名字,进行了怎样的实验,得出怎样的结论?② 归纳酶的本质。教师科学地对“资料分析”进行选择取舍,既可面向全体学生,提高学生的阅读兴趣,又可获得更好的教学效果。

2.2 教材中“文字资料”的教学应用实践

上述“文字资料”还可以粗略分为两大类:① 主要讲述生物科学发展与发现的历程,如“细胞学说建立的过程”,“关于酶本质的探索”,“中心法则的发展”,“促胰液素的发现”等。此类的文字资料主要针对培养学生能够形成正确的情感、态度、价值观和科学的世界观,并以此来指导自己的行为,使学生进一步获取知识,领悟科学的思想观念,领悟科学家们研究自然界所用的方法。因此教师引导学生模拟、感悟科学家的探究过程,激发学生的探究意识。

苏霍姆林斯基说过“人的心灵深处,都有一种根深蒂固的需要,这就是希望感到自己是一个发现者、研究者、探究者。”但是很多时候,学生感到困惑的是面对探究活动却无从下手或不敢下手,因此,最初学生探究意识的激发显得尤为重要。教师作为学生探究学习的领路人可以穿插介绍一些有趣的生物现象及科学家的探究经历,使学生了解科学探究的过程及其复杂性,一方面培养学生的探究兴趣,激发学生探究意识。另一方面使学生认识到一些伟大成就的获得其实就来源于自己的身边,关键是要养成仔细观察、勤于思考的习惯。

② 关注科技动态和社会热点,如“人类基因组计划及其影响”,“转基因生物和转基因食品的安全性”,“干细胞研究进展与人类健康”,“健康的生活方式与防癌”,“器官移植所面临的问题”等。学生对于此类关系到生活的实际问题的文字资料分析,兴趣浓厚。教师可以借此充分的调动学生的积极性。例如“转基因生物和转基因食品的安全性”,教师可以组织学生进行辩论赛。又如“人口增长过快给当地的生态环境带来哪些影响”,这本身就是一个很好的生物探究课题,可以使学生在解决实际问题的过程中达到对于自身自主探究学习能力的培养和提高。教师在清楚学生探究能力的基础上,因材施教,合理设计好探究学习的流程,争取使学生的探究能力实现质的飞跃,使得探究活动生活化,解决问题现实化,使学生的探究能力得到进一步提升。

2.3 教材中“图形与图表资料”的教学应用实践

(1) 让学生认真、快速读题,提取关键信息,弄清设问的意图;

(2) 引导学生联想文章所涉及的教科书知识背景,寻找内在联系,整理思路,大胆作出判断;

(3) 拓展思路,培养学生自主提取已有的知识和经验,正确判断答题。

“图形图表资料”着重考验学生对数据进行发掘和拓展处理,对数据的比较与筛选,并结合所学知识对问题进行解决。因此教师应开放课堂,运用学生自评和他评的竞赛的方式,推动学生的自主学习,主动探究。这样可以使学生在知识的获得过程中,领悟和学会创造知识的过程和方法,培养学生自主探究和创新精神,真正成为学习的主人,促进个性和能力的自主发展。

2.4 教材中“图文综合资料”的教学应用实践

此类资料要求学生看懂图片含意和理解文字的意思,能够把图文结合起来理解。这类的资料多与生活密切相关,例如“分析细胞呼吸原理的应用”,教师可引导学生进一步对图文提出新问题,并促使学生解决自己所提出的问题,如:最后一张图片里提到提倡慢跑的原因,学生很容易联想到自己做完体育运动时会感到肌肉酸痛,接着各种各样的问题就会因此而浮现出来,你问我答,不断的互相纠正,不知不觉中就将所学的内容融合运用了。

3 教材中“资料分析”的应用价值

生物考纲总是与新课程的基本理念相关的,教师只有充分理解新课程的基本理念,才能正确使用“资料分析”来培养学生的各种能力。

3.1 通过“资料分析”提高学生的生物科学素养

科学素养最基本的含义是学生能够合理地将所学到的科学知识运用到社会及个人生活中。教材对部分教学内容编写的思路,是采用以自然界的客观事实或生物科学技术的发展为依据,提供分析素材,引导学生分析、探究,让学生通过讨论分析,归纳出相关的生物学知识。如高中生物必修一第2页的资料分析“生命活动与细胞的关系”。该“资料分析”包括四个实例,如果教师在讲解生命活动离不开细胞时,跳过“资料分析”直接讲解生命活动离不开细胞的观点,对这个抽象的观点学生根本理解不了。教师只有充分利用资料分析,抓住其中的关键词引导学生理解和分析,才能使学生在学习过程逐步培养搜集和处理科学信息的能力。

3.2 通过“资料分析”,倡导学生的探究性学习

生物科学作为众多生物事实和理论组成的知识体系,是人们在不断探索的过程中逐步发展起来的。探究也是学生认识世界,学习生物课程的有效方法之一。新课程倡导探究性学习,利用探究性学习逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力,分析和解决问题能力。如高中生物必修一第52页的资料分析“细胞核具有什么功能”。该资料分析包括四个资料,如果教师在讲解细胞核功能时,跳过“资料分析”直接讲解细胞核的功能,学生只能成为接受知识的个体,失去了利用探究性学习逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力,分析和解决问题能力。所以教师在利用这些资料分析时,应引导学生分析“资料分析”。笔者在授课中可以先把“细胞核具有什么功能”资料分析进行分类,可以分为两类:第一类是资料一和资料四,是关于细胞核与性状的关系;第二类是细胞核与生命活动的关系。然后分析第一类资料一,抓住美西螈颜色黑色与细胞核的关系,并把文字转化成图形(图1),同样可以利用这种方法对其他三个资料进行同样处理,这样就把枯燥的文字转化成直观的图形。学生学习起来容易理解,从而找出和归纳生物学知识。教师只有充分领会新课程理念,对教材中的“资料分析”进行恰当的归类,才能充分正确使用“资料分析”来实现新课程理念的落实。

3.3 通过“资料分析”培养学生的理解能力

在现今信息高速发展的时代,如何有效地从资料中提取信息,并能运用所学的生物学知识、观点解释和解决生活、生产、科学技术发展和环境保护等方面的相关生物学问题是现代学生必须要掌握的基本技能之一。“资料分析”是以素材、资料为载体,呈现相关生物知识,可培养学生收集、处理信息的能力,同时在“资料分析”中设置了形式多样的具有开放性的问题讨论,可培养学生的分析、表达能力,培养学生的科研兴趣和精神,有利于实现学生学习方式的转变,改变单一的记忆、接受、模仿的被动学习方式,以及交流与合作的能力。学生通过对图文资料分析的学习,加强了生物知识在科学技术和社会发展中的作用,更锻炼了其阅读、比较、和归纳能力,有利于学生科学素养的提高和提高识图能力。教材进行这样的处理,可提高教材的可读性,给学生留有思维的空间。

一个小小的资料分析,教师若能结合新课程标准,多花心思,便可使学生在不断的学习中潜移默化,逐渐形成了自主探究学习的习惯。

参考文献:

[1] 刘恩山,汪忠.生物课程标准(实验)[M].南京:江苏教育出版社,2003.