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關(guān)鍵詞:車(chē)聯(lián)網(wǎng)工程;導(dǎo)論課程;整體設(shè)計(jì);綜合素質(zhì)
TN0-4;G642
隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的興起、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的拓展、云計(jì)算等計(jì)算模式的應(yīng)用、泛在服務(wù)的推廣,物聯(lián)網(wǎng)被麥肯錫全球研究院(MGI)在2013年5月的預(yù)測(cè)報(bào)告中認(rèn)為是12項(xiàng)顛覆性技術(shù)之一[1]。車(chē)聯(lián)網(wǎng)是典型的物聯(lián)網(wǎng),涉及汽車(chē)業(yè)、通信業(yè)和信息業(yè)三大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),因此車(chē)聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,必然會(huì)帶動(dòng)全新的產(chǎn)業(yè)鏈的建立和快速成型。
湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我?!保┪挥诤笔∈呤?,該市因車(chē)而建、因車(chē)而興,不僅是東風(fēng)汽車(chē)公司的發(fā)源地,而且擁有國(guó)家級(jí)汽車(chē)關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)基地和國(guó)家商用車(chē)零部件高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地,汽車(chē)工業(yè)在十堰市國(guó)民經(jīng)濟(jì)中處于主導(dǎo)地位[2]。因此,在我校專(zhuān)業(yè)建設(shè)規(guī)劃中,學(xué)校依據(jù)自身的發(fā)展定位和人才培養(yǎng)目標(biāo),充分發(fā)揮大工程背景優(yōu)勢(shì),緊密?chē)@“汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈”,優(yōu)化專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu),拓寬專(zhuān)業(yè)面,按照“調(diào)整結(jié)構(gòu),突出特色,發(fā)揮優(yōu)勢(shì),注重內(nèi)涵,提高質(zhì)量”的專(zhuān)業(yè)建設(shè)與發(fā)展路徑,分層次、分類(lèi)別的開(kāi)展專(zhuān)業(yè)建設(shè),并提出要圍繞“汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈”積極培育汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)急需的新專(zhuān)業(yè),如:新材料、新能源汽車(chē)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專(zhuān)業(yè)或?qū)I(yè)方向。
因此,我校結(jié)合當(dāng)前車(chē)聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大趨勢(shì)和在科研、教研中積累的科研和教學(xué)資源,設(shè)置了電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)(車(chē)聯(lián)網(wǎng)工程方向)。在車(chē)聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)方向的綜合改革過(guò)程中,需要面對(duì)的一個(gè)重要課題是如何對(duì)新生進(jìn)行專(zhuān)業(yè)教育,激發(fā)學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)方向的興趣,進(jìn)而為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。導(dǎo)論課程將承擔(dān)這一任務(wù)[3]?!盾?chē)聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》課程首次對(duì)2011級(jí)學(xué)生開(kāi)課。在課程的教學(xué)過(guò)程中,借鑒了國(guó)外大學(xué)的教學(xué)方法,注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),經(jīng)過(guò)4年的教學(xué)過(guò)程,取得了較好的效果。
一、《車(chē)聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》課程整體設(shè)計(jì)
(一)內(nèi)容和方法并重
《車(chē)聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》課程是本專(zhuān)業(yè)方向?qū)W生接觸到的第一門(mén)具有專(zhuān)業(yè)內(nèi)容的課程,教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)十分重要。不僅要能夠全面概括本專(zhuān)業(yè)方向所涉及到的大學(xué)四年的教學(xué)內(nèi)容,而且要能夠清楚地說(shuō)明大學(xué)四年的教學(xué)課程之間的關(guān)系,讓學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)方向的專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程有一個(gè)有機(jī)整體的概念。
因此,設(shè)計(jì)本課程的目的和內(nèi)容是“車(chē)聯(lián)網(wǎng)是能夠?qū)?chē)用信息進(jìn)行采集、識(shí)別、傳輸、融合和利用的一種物聯(lián)網(wǎng),能夠?qū)崿F(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理,被認(rèn)為是最容易形成系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、最具備產(chǎn)業(yè)潛力的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。本課程從車(chē)聯(lián)網(wǎng)的感知層、傳輸層、支撐層和應(yīng)用層這四層分別進(jìn)行闡述,使電子信息科學(xué)與技術(shù)(車(chē)聯(lián)網(wǎng)工程)專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)的基本概念、技術(shù)框架、應(yīng)用范圍具有初步認(rèn)識(shí),為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)?!?/p>
好的教學(xué)方法能夠?qū)虒W(xué)起到錦上添花的作用。在本門(mén)課程中,對(duì)學(xué)生的考核方法是“課程報(bào)告(60%)+課堂匯報(bào)(40%)?!边@個(gè)考核方法要求學(xué)生在課后發(fā)揮主觀能動(dòng)性,查閱資料,針對(duì)一個(gè)主題,以正式的科技文獻(xiàn)的形式完成相應(yīng)課程報(bào)告,同時(shí),還要以PPT演示的方式對(duì)課程報(bào)告進(jìn)行匯報(bào)。這對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō),不僅具有很大的挑戰(zhàn)性,而且具有很強(qiáng)的趣味性。挑戰(zhàn)性體現(xiàn)在,學(xué)生剛剛從高中被動(dòng)式學(xué)習(xí)向大學(xué)的主動(dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變,課程考核要求學(xué)生從查、思、寫(xiě)、講等多個(gè)方面全面挑戰(zhàn)自己以前的學(xué)習(xí)方法;趣味性體現(xiàn)在,學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式完成考核,不僅能夠在合作中找到樂(lè)趣,而且能夠在PPT匯報(bào)過(guò)程中,體驗(yàn)評(píng)價(jià)他人和自我對(duì)比的樂(lè)趣。
(二)前后知識(shí)貫穿
《車(chē)聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》課程的一個(gè)重要內(nèi)容是要清楚地說(shuō)明本專(zhuān)業(yè)方向的專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程之間的關(guān)系[3]。為了能夠組織教學(xué)課程關(guān)系,本課程在感知層、傳輸層、支撐層和應(yīng)用層等四層的車(chē)聯(lián)網(wǎng)分層基礎(chǔ)上,通過(guò)把專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程和車(chē)聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)各層進(jìn)行分學(xué)期的對(duì)應(yīng),使學(xué)生能夠清楚地了解未來(lái)所學(xué)專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程在車(chē)聯(lián)網(wǎng)中處于什么位置。專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程與某層的分學(xué)期對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示,其中,左圖分類(lèi)課程中紅色字體的課程表示該課程與車(chē)聯(lián)網(wǎng)直接相關(guān)。
另外,本門(mén)課程在大一上學(xué)期開(kāi)設(shè),同期,學(xué)生正在學(xué)習(xí)《計(jì)算機(jī)操作基礎(chǔ)》課程,其中包括Word和PowerPoint等內(nèi)容。本門(mén)課程要求學(xué)生用Word軟件完成課程匯報(bào),用PowerPoint軟件完成課堂匯報(bào)的演示文稿。這不僅鍛煉了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力,而且讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)有所用的成就感。
二、培養(yǎng)綜合素質(zhì)
在《車(chē)聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》課程的教學(xué)過(guò)程中,還對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行了培養(yǎng)。這種培養(yǎng)主要表現(xiàn)在三個(gè)方面。
一是對(duì)學(xué)生文獻(xiàn)檢索和科技寫(xiě)作能力的培養(yǎng)。由于課程考核要求學(xué)生以正式的科技文獻(xiàn)的形式完成相應(yīng)課程報(bào)告,因此,不僅需要學(xué)生在課外查閱大量資料,而且需要學(xué)生對(duì)科技寫(xiě)作進(jìn)行實(shí)踐。文獻(xiàn)檢索能力的培養(yǎng)過(guò)程以中國(guó)知網(wǎng)CNKI中的文獻(xiàn)檢索為例,給學(xué)生演示了如何從學(xué)校主頁(yè)找到圖書(shū)館主頁(yè),進(jìn)而一步步找到所需要的數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行關(guān)鍵字檢索。盡管演示很簡(jiǎn)單,但是學(xué)生了解了文獻(xiàn)檢索的基本過(guò)程,為學(xué)生后續(xù)的文獻(xiàn)檢索工作打下了基礎(chǔ)。在科技寫(xiě)作能力的培養(yǎng)過(guò)程中,以“湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)”為例,給學(xué)生演示了如何查找期刊主頁(yè),進(jìn)而一步步找到所需要的投稿模版和論文撰寫(xiě)要求。這里面涉及到的內(nèi)容包括論文格式、論文組織方式、參考文獻(xiàn),以及摘要、引言、結(jié)論等各個(gè)部分的撰寫(xiě)要求等。同樣地,盡管演示很簡(jiǎn)單,但是學(xué)生了解了科技寫(xiě)作的基本要求,為學(xué)生未來(lái)的畢業(yè)論文以及科技資料撰寫(xiě)打下了基礎(chǔ)。特別令人欣喜的是,通過(guò)任務(wù)式的教導(dǎo)方法,學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)檢索和科技寫(xiě)作的目的有了深刻的認(rèn)識(shí),不僅能夠找到所需要的參考文獻(xiàn),而且撰寫(xiě)了在形式和內(nèi)容上都頗為專(zhuān)業(yè)的課程報(bào)告。
二是對(duì)學(xué)生表達(dá)能力的培養(yǎng)。由于本門(mén)課程還要求學(xué)生以10分鐘PPT演示的方式對(duì)課程報(bào)告進(jìn)行匯報(bào),因此,學(xué)生還要準(zhǔn)備正式的課堂匯報(bào)。這不僅要求學(xué)生能夠清楚地表達(dá)課程報(bào)告內(nèi)容,而且在匯報(bào)內(nèi)容組織、課堂過(guò)程、儀態(tài)等方面都要做精心的設(shè)計(jì)。雖然部分學(xué)生是第一次以這樣的形式完成課程考核,但是都認(rèn)真對(duì)待,順利完成了課堂匯報(bào)。每一屆學(xué)生的都能夠帶來(lái)驚喜,例如,有的學(xué)生充分利用圖文并茂、視頻穿插的設(shè)計(jì),使得匯報(bào)內(nèi)容豐富多彩;有的學(xué)生進(jìn)行課堂互動(dòng),活躍課堂氣氛;有的學(xué)生語(yǔ)言幽默,結(jié)合當(dāng)前時(shí)事和網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言,提升學(xué)習(xí)興趣。教師對(duì)每一組同學(xué)的課堂匯報(bào)都要即時(shí)點(diǎn)評(píng),包括PPT的內(nèi)容和形式、學(xué)生的表達(dá)能力和課堂組織等;這里需要特別注意的是,點(diǎn)評(píng)要突出優(yōu)點(diǎn),使得學(xué)生增強(qiáng)自信,但同時(shí)也不能回避缺點(diǎn),但是要注意語(yǔ)言表達(dá),不能挫傷學(xué)生的積極性。另外,還有一個(gè)附加效果是在最初設(shè)計(jì)課程教學(xué)時(shí)所沒(méi)有想到的,即學(xué)生對(duì)站在三尺講臺(tái)的教師課堂教學(xué)有了直接和深刻的感受,即這并不是一件隨意可以完成的事情,只有在課前做好充分的準(zhǔn)備才能夠真正上好一堂課。
三是對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)。本門(mén)課程要求學(xué)生分組完成課堂匯報(bào)和課程報(bào)告,學(xué)生可以自由組合。在任務(wù)分配過(guò)程中,學(xué)生也需要自己選擇主事人,分配各個(gè)任務(wù)。只有大家分工合作才能夠出色地完成課程考核要求。在學(xué)生提交課程報(bào)告時(shí),需要注明本組成員的分工,在考核成績(jī)上,會(huì)根據(jù)分工給予考慮。從對(duì)2011級(jí)學(xué)生開(kāi)設(shè)本門(mén)課程開(kāi)始,學(xué)生基本都屬于90后,大部分都是獨(dú)生子女。通過(guò)本門(mén)課程的小組任務(wù),學(xué)生們理解了團(tuán)隊(duì)精神的重要性。
三、課程教學(xué)效果
盡管《車(chē)聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》只有16個(gè)學(xué)時(shí)的授課時(shí)間,但是課程信息量大,同時(shí)盡可能地對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng),取得了較好的效果,如圖2所示。
四、結(jié)束語(yǔ)
《車(chē)聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》課程是我校電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)(車(chē)聯(lián)網(wǎng)工程方向)新生進(jìn)行初步專(zhuān)業(yè)教育的重要課程。本文對(duì)該課程的課程教學(xué)進(jìn)行了研究和實(shí)踐,主要包括課程內(nèi)容和考核方法的設(shè)計(jì),如何通^本門(mén)課程把前后知識(shí)貫穿起來(lái),并闡述了在課程教學(xué)中對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng),特別強(qiáng)調(diào)了學(xué)生課堂匯報(bào)的有益效果。通過(guò)上述方法,課程教學(xué)取得了較好的效果;未來(lái)還需要在學(xué)生自我評(píng)價(jià)方面進(jìn)行改進(jìn)和探索。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】材料化學(xué);改革;探索
中圖分類(lèi)號(hào):G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-0278(2011)10-098-03
現(xiàn)代高科技的競(jìng)爭(zhēng)在很大程度上依賴(lài)于人才的培養(yǎng),因而社會(huì)對(duì)人才的綜合素質(zhì)提出了更高的要求。培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)面寬、實(shí)踐能力強(qiáng)、具備創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才,是高等院校義不容辭的責(zé)任,是歷史賦予的使命。近年來(lái),為了全面推進(jìn)素質(zhì)教育,提升大學(xué)生的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力,學(xué)院以教學(xué)為中心,不斷深化課程教學(xué)改革,創(chuàng)新教學(xué)體系,取得了顯著的成效。實(shí)踐表明,課程教學(xué)改革是一項(xiàng)圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)而展開(kāi)的系統(tǒng)工程,需要學(xué)校各方面的支持、配合以及全體師生的共同參與。筆者結(jié)合本校的課程教學(xué)改革實(shí)踐對(duì)《材料化學(xué)》課程進(jìn)行了定位,并討論了該課程教學(xué)方法和內(nèi)容的改革探索與實(shí)踐。
一、材料化學(xué)的定位
(一)材料化學(xué)的定義
材料化學(xué)是一門(mén)研究材料的制備、組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用及其相互關(guān)系的科學(xué),它是材料科學(xué)的一個(gè)重要分支,又是核心內(nèi)容。材料化學(xué)是一門(mén)新興的邊緣學(xué)科,是在學(xué)科的生長(zhǎng)和發(fā)展中互相交叉、互相滲透下形成的,是作為基礎(chǔ)學(xué)科的化學(xué)更直接地介入到材料科學(xué)中的一個(gè)具體體現(xiàn)。因此,可以說(shuō)《材料化學(xué)》課程是化學(xué)基礎(chǔ)課和材料學(xué)專(zhuān)業(yè)課程之間的一個(gè)重要橋梁。
為打破原有專(zhuān)業(yè)劃分的界限,在制定《材料化學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容時(shí),必須進(jìn)行以加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專(zhuān)業(yè)知識(shí)面和加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練為主要目的的課程改革;在課程建設(shè)中,必須結(jié)合實(shí)際,明確了《材料化學(xué)》課程的定位:通過(guò)對(duì)這一課程的理論學(xué)習(xí),使學(xué)生在掌握材料化學(xué)的基本原理基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)運(yùn)用基礎(chǔ)化學(xué)理論解決實(shí)際問(wèn)題。
(二)材料化學(xué)教材的選擇
材料化學(xué)學(xué)科的著眼點(diǎn)是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,而課程教學(xué)是實(shí)現(xiàn)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),它對(duì)全面加強(qiáng)學(xué)生知識(shí)、技能、能力、創(chuàng)新精神和綜合素質(zhì)培養(yǎng)有著舉足輕重的作用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展與知識(shí)的不斷更新,教材的選擇是關(guān)鍵點(diǎn)。自從2005年開(kāi)設(shè)《材料化學(xué)》這門(mén)課程,我國(guó)出版的教材在質(zhì)上發(fā)生了一些微妙的變化。最早的教材是1994年廈門(mén)大學(xué)丁馬太教授出版的《材料化學(xué)導(dǎo)論》,該教科書(shū)還被復(fù)旦大學(xué)、西北大學(xué)等采用,但內(nèi)容相對(duì)比較陳舊。其后,北京師范大學(xué)李奇老師主編了《材料化學(xué)》,上海交通大學(xué)唐小真教授主編了《材料化學(xué)導(dǎo)論》以及南京師范大學(xué)周志華教授主編了《材料化學(xué)》等。直到2008年,中山大學(xué)曾兆華老師根據(jù)自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐體會(huì)出版了《材料化學(xué)》教材,前半部分涉及材料的制備、結(jié)構(gòu)、性能等材料化學(xué)的基本內(nèi)容,后半部分則以金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料四大類(lèi)材料為主線(xiàn),對(duì)不同種類(lèi)的材料進(jìn)行介紹,其中涉及各種現(xiàn)代先進(jìn)材料如高性能金屬材料、電子信息材料、納米材料、功能陶瓷、感光材料、生物醫(yī)用材料、航空航天材料、能源材料等,并敘述各種材料的性能和行為與其成分及內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,這些內(nèi)容與本課程以前的教學(xué)內(nèi)容不謀而合??傊滩氖侵敢龑W(xué)生入門(mén)的工具,作為教師一定要把好教材關(guān),找到適合自己學(xué)生的教材,方能做到事半功倍。
二、材料化學(xué)課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐
雖然材料化學(xué)是一門(mén)理論性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,但隨著材料科學(xué)的飛速發(fā)展,材料化學(xué)領(lǐng)域的研究成果逐漸得到應(yīng)用。例如Motorola、保潔等公司每年都會(huì)招聘材料化學(xué)方向的人才到其研發(fā)中心進(jìn)行新產(chǎn)品新工藝的開(kāi)發(fā)。因此,從培養(yǎng)創(chuàng)新型人才角度來(lái)看,教學(xué)過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容,增強(qiáng)材料化學(xué)理論知識(shí)與科研、生產(chǎn)實(shí)踐中的實(shí)際問(wèn)題的聯(lián)系,從而提高學(xué)生綜合運(yùn)用材料化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。然而,由于受傳統(tǒng)教學(xué)方法的影響,其教學(xué)主要以教師、課堂、教材為申心教學(xué)模式。該模式過(guò)于依賴(lài)?yán)碚摻虒W(xué),由于材料化學(xué)綜合了材料學(xué),普通化學(xué)等方面的內(nèi)容,涉及的理論知識(shí)較為抽象,內(nèi)容較為難懂,因此,單純地采取傳統(tǒng)教學(xué)模式,在授課過(guò)程中,教師很難將復(fù)雜的知識(shí)簡(jiǎn)單化,把抽象的知識(shí)具體化,降低了學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣。我們要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,就必須建立有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教學(xué)體系,因此,進(jìn)行材料化學(xué)課程的教學(xué)模式改革是十分必要的。
(一)教學(xué)方法與手段的改革探索與實(shí)踐
(1)采用循環(huán)式教學(xué)方法,加強(qiáng)理論與實(shí)際的聯(lián)系
科學(xué)地組織教學(xué)內(nèi)容,采用循環(huán)式教學(xué)方法,使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí),加強(qiáng)能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。在教學(xué)過(guò)程中,首先從生活或生產(chǎn)實(shí)際出發(fā),讓學(xué)生了解一些材料的性能及應(yīng)用知識(shí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的基本理論的興趣,再運(yùn)用材料化學(xué)基本理論來(lái)解釋材料結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系,凝煉出材料設(shè)計(jì)與制備的原理和方法,并以此原理和方法來(lái)設(shè)計(jì)和制各出有一定社會(huì)需求的新型材料。這種循環(huán)式教學(xué)方法既能提高學(xué)生的理論水平,又能培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。
2、實(shí)施三結(jié)合教學(xué)方式,營(yíng)造生動(dòng)活潑的教學(xué)氛圍
在教學(xué)中,我們采用自創(chuàng)三結(jié)合教學(xué)方式,即講解與討論相結(jié)合、講授與自學(xué)相結(jié)合、期末考試與平時(shí)小論文相結(jié)合。我們改革了傳統(tǒng)的“注入式”教學(xué),建立了“啟發(fā)式”教學(xué)模式,采取“以學(xué)生為主體、教為引導(dǎo)”的方式,突出學(xué)生的學(xué)習(xí)主導(dǎo)地位。在教學(xué)過(guò)程中注意調(diào)動(dòng)學(xué)生參與教學(xué)的積極_陛,隨時(shí)讓學(xué)生提出問(wèn)題,然后大家共同討論,以此不斷提高他們分析問(wèn)題的能力和對(duì)問(wèn)題的理解、認(rèn)知和表達(dá)能力。通過(guò)我們有意識(shí)地將講解與討論相結(jié)合,較大力度地變教師為主的傳統(tǒng)教學(xué)方式為教師與學(xué)生互動(dòng)的教學(xué)形式。在教學(xué)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn),最新的科研成果往往最能激發(fā)學(xué)生的興趣和開(kāi)發(fā)學(xué)生的思維。因此在相應(yīng)的章節(jié)教學(xué)中,我們會(huì)及時(shí)有效地插入一些最新的研究成果與數(shù)據(jù),通過(guò)這種方式培養(yǎng)學(xué)生掌握學(xué)科最新發(fā)展動(dòng)態(tài)和開(kāi)拓知識(shí)的能力。
通過(guò)近幾年教學(xué)實(shí)踐表明,我們的教學(xué)方法在培養(yǎng)學(xué)生的新思維和新思路方面發(fā)揮了獨(dú)到的作用。通過(guò)三結(jié)合教學(xué)方式進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生解決問(wèn)題的能力、表達(dá)能力、自學(xué)能力以及撰寫(xiě)科技論文的能力,有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。
3、豐富教學(xué)手段,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
現(xiàn)代化教育技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上促進(jìn)了教學(xué)手段的多元化,首先在參考其他學(xué)校相近課程課件的基礎(chǔ)上結(jié)合本課程的教學(xué)內(nèi)容制作了《材料化學(xué)》電子課件。綜合運(yùn)用圖片、動(dòng)畫(huà)、文字等多種形式向?qū)W生提供豐富的感性材料,直觀而又形象地揭示事物的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系,有效地突破教學(xué)難點(diǎn),提高課堂教學(xué)質(zhì)量。例如在緒論部分,將材料科學(xué)發(fā)展的相關(guān)圖片做成課件在課堂上放映,使學(xué)生對(duì)本課程的發(fā)展、意義、主要內(nèi)容有生動(dòng)而深刻的印象;在納米材料章節(jié)中,一些納米材料的圖片能更形象、直觀,有效地幫助學(xué)生理解和掌握 知識(shí)點(diǎn)。此外,我們還充分利用flas直觀易理解的優(yōu)勢(shì),例如在材料的結(jié)構(gòu)一章中,插入14種空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)模型,金屬晶體的3種典型堆積模型,晶體間隙的形成、缺陷和位錯(cuò)的形成等:在材料的制各一章中,插入多個(gè)物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積裝置動(dòng)畫(huà);在無(wú)機(jī)非金屬材料一章中針對(duì)石英光纖的制各,插入了多幅動(dòng)畫(huà)。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,該課件產(chǎn)生了很好的教學(xué)效果極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
另外,互聯(lián)網(wǎng)也是老師和學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間交流的平臺(tái),將主講教師的電子信箱告訴學(xué)生,學(xué)生可以給教師發(fā)電子郵件談學(xué)習(xí)、談思想,交流學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題,以及學(xué)習(xí)、生活中的感受和困難,利用現(xiàn)代化的手段,拉近師生間以及學(xué)生之間的距離。
(二)教學(xué)內(nèi)容改革探索與實(shí)踐
材料化學(xué)是從化學(xué)的角度研究材料的制備、組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的一門(mén)科學(xué)。它既是材料科學(xué)的一個(gè)重要分支,又是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)組成部分,具有明顯的交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科的性質(zhì),并且是材料科學(xué)的核心部分,具有明顯的應(yīng)用理科性質(zhì),在理論和實(shí)踐上的重要性是不言而喻的。
1、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)
優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)在于突出理論知識(shí)的應(yīng)用和實(shí)踐能力的培養(yǎng),基礎(chǔ)理論教學(xué)以應(yīng)用為目的,專(zhuān)業(yè)課教學(xué)強(qiáng)調(diào)針對(duì)性和實(shí)用性。在構(gòu)建新的課程體系過(guò)程中一方面要規(guī)劃好專(zhuān)業(yè)的主干課程,另一方面以技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線(xiàn),理順相關(guān)課程開(kāi)課順序,加大實(shí)踐教學(xué)的比例,強(qiáng)化實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)并重。我院在課程設(shè)置上力求反映材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和培養(yǎng)要求,注意改變知識(shí)簡(jiǎn)單任意拼湊、課程之間相互脫節(jié)的狀況,整個(gè)課程以通識(shí)教育課程、學(xué)科類(lèi)基礎(chǔ)課程、專(zhuān)業(yè)必修課、選修課、跨學(xué)科任意選修課和實(shí)踐教學(xué)構(gòu)成。選修課開(kāi)設(shè)的原則是:有利于培養(yǎng)學(xué)生的一專(zhuān)多能、拓寬學(xué)生的知識(shí)面以及培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力和創(chuàng)新精神等。根據(jù)專(zhuān)業(yè)方向的不同,開(kāi)設(shè)課程也有所區(qū)別。同時(shí),結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),在課程體系中實(shí)施改革,增加人文教育內(nèi)容,強(qiáng)化人文素質(zhì)教育,促進(jìn)專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量的提高。
2、教學(xué)內(nèi)容與特色學(xué)科建設(shè)相結(jié)合
材料化學(xué)以普通化學(xué)基礎(chǔ)和材料學(xué)理論為基礎(chǔ),涉及的理論知識(shí)比較抽象,從學(xué)習(xí)的角度將,要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中從宏觀的概念轉(zhuǎn)化到微觀。如從電子,原子、分子水平來(lái)理解材料的基本性能。因此,教學(xué)難度比較大,如果單純地采用單一的教學(xué)方式,會(huì)導(dǎo)致理論與試劑脫離,增加了教學(xué)難度,在一定程度上不利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣。所以,在教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)該結(jié)合我院材料學(xué)科建設(shè)的特點(diǎn),拓寬教材內(nèi)容,結(jié)合我院材料學(xué)科的優(yōu)勢(shì)和特色,在教學(xué)內(nèi)容中融入我院金屬材料、無(wú)機(jī)納米材料的物理化學(xué)性能,以使學(xué)生更加容易接受,增強(qiáng)教學(xué)效果。同時(shí)結(jié)合材料的最新研究動(dòng)態(tài),理論聯(lián)系實(shí)際地將新興材料的最新進(jìn)展向?qū)W生介紹,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和實(shí)際應(yīng)用能力。
3、教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)方案
針對(duì)材料化學(xué)課程特點(diǎn),依托學(xué)科特色,圍繞培養(yǎng)和造就富有創(chuàng)新意識(shí)和能力的寬口徑、厚基礎(chǔ)、高素質(zhì)、顯個(gè)性的人才培養(yǎng)理念并結(jié)合本專(zhuān)業(yè)現(xiàn)有的教學(xué)科研條件,對(duì)材料化學(xué)學(xué)課程進(jìn)行了改革和探索。材料化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的選材要體現(xiàn)基礎(chǔ)寬、起點(diǎn)高、內(nèi)容新、知識(shí)活的原則,強(qiáng)調(diào)從化學(xué)角度提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法和思路。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)讓學(xué)生了解材料學(xué)科的概況和發(fā)展趨勢(shì);了解材料制各過(guò)程中的化學(xué)現(xiàn)象和反應(yīng)特征;了解所制得材料的形貌、物相和物理化學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系:掌握材料制備過(guò)程中的化學(xué)原理與方法:了解材料的化學(xué)改性方法和新材料設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的研究方法,同時(shí)也要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。實(shí)踐證明,通過(guò)改革,學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)明顯得到提高。
(三)教師隊(duì)伍的建設(shè)
高校師資隊(duì)伍是學(xué)校發(fā)展的根本所在,是學(xué)科建設(shè)的重中之重。一所高水平大學(xué)必須擁有一支高水平的教師隊(duì)伍。師資是衡量大學(xué)水平的最重要的指標(biāo)和要素。由于材料化學(xué)課程是介于材料學(xué)和化學(xué)之間的一門(mén)邊緣學(xué)科,所涉及面較廣。單純有純化學(xué)背景的教師或純材料學(xué)背景的教師上課,由于知識(shí)面的問(wèn)題,會(huì)導(dǎo)致教師教的費(fèi)勁,學(xué)生學(xué)得困難。對(duì)于材料化學(xué)課程教師隊(duì)伍應(yīng)該持續(xù)充電,完善知識(shí)結(jié)構(gòu)。要鼓勵(lì)材料材料化學(xué)課程教師積極對(duì)外交流,這樣有利于學(xué)科交叉和吸取其他高校的成功經(jīng)驗(yàn),同時(shí)還要做到教學(xué)和科研相結(jié)合,緊跟材料科學(xué)研究的前沿。在教學(xué)過(guò)程中,教師要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行延伸,不僅僅是單純地講述課本上的內(nèi)容,這樣就使本來(lái)很單調(diào)的內(nèi)容變得比較有趣,活躍了課堂氣氛,讓學(xué)生學(xué)到最新和最現(xiàn)代的知識(shí)和技術(shù)。因此,在材料化學(xué)課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐中,必須加強(qiáng)高校師資隊(duì)伍建設(shè)。
他是分管科研工作的校領(lǐng)導(dǎo),同時(shí)又是浙江省應(yīng)用化學(xué)“重中之重”學(xué)科帶頭人、化學(xué)工程與技術(shù)一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)及應(yīng)用化學(xué)博士點(diǎn)負(fù)責(zé)人、綠色化學(xué)合成技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地主任、浙江省國(guó)家大學(xué)科技園發(fā)展有限公司董事長(zhǎng)。他還是一個(gè)科技事業(yè)活動(dòng)家,不僅兼任著中國(guó)化學(xué)會(huì)理事、中國(guó)有機(jī)電化學(xué)和工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)石油和化工理事會(huì)常務(wù)理事、浙江省化學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、浙江省化工學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)和浙江省納米材料協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)等近20個(gè)職務(wù),還兼任著《化學(xué)學(xué)報(bào)》、《化工學(xué)報(bào)》等10余種雜志的編委、主任等職。
為了事業(yè)嘔心瀝血
畢業(yè)于北京大學(xué)化學(xué)系物理化學(xué)專(zhuān)業(yè)的馬淳安,在學(xué)校從事教學(xué)、科研和管理工作已28年。2000年12月,原擔(dān)任科技處處長(zhǎng)的他被任命為副校長(zhǎng),分管學(xué)??蒲泄ぷ?。馬淳安覺(jué)得壓力更大,時(shí)間更緊了。他不斷地感慨自己的時(shí)間不夠用,要做的事情實(shí)在太多太多。他說(shuō):“雖然科學(xué)研究是我這輩子的愛(ài)好和追求。也是我的本行,但學(xué)校把這么重大的擔(dān)子交給我,我不能不擔(dān)負(fù)起這個(gè)責(zé)任,更不能辜負(fù)大家對(duì)我的期望?!?/p>
這位在常人眼里“執(zhí)著”得有些“癡”的校領(lǐng)導(dǎo),28年來(lái),一共只回東陽(yáng)老家過(guò)了3次年。每年的年三十、年初一,他幾乎都在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室或辦公室度過(guò):不分晝夜、不分節(jié)假日,平均每天十四、五個(gè)小時(shí),他都是在學(xué)校里工作。
為了更好地調(diào)動(dòng)廣大教師和科研人員從事科研和學(xué)術(shù)探討的積極性,多出高水平的科研成果。促進(jìn)學(xué)校科研水平的快速發(fā)展,馬淳安協(xié)助學(xué)校主要領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)展了創(chuàng)新性的工作――學(xué)校及時(shí)調(diào)整了縱、橫項(xiàng)科研分配政策。有效地設(shè)立了專(zhuān)利基金、論文獎(jiǎng)勵(lì)基金、獲獎(jiǎng)成果獎(jiǎng)勵(lì)基金、學(xué)術(shù)交流基金、重大項(xiàng)目配套基金以及研究生教材和專(zhuān)著基金。幾年來(lái),學(xué)校的科研經(jīng)費(fèi)、研究論文、發(fā)明專(zhuān)利等各項(xiàng)工作取得了令人矚目的成績(jī)。如,科研經(jīng)費(fèi)從幾千萬(wàn)突破到2005年的2.43億元、SCIE論文數(shù)量在全國(guó)高校中排名第55位、專(zhuān)利申請(qǐng)和授權(quán)數(shù)排名全國(guó)高校第10位。此外,一些具有突破性和標(biāo)志性的大項(xiàng)目、大成果、大獎(jiǎng)項(xiàng)不斷出現(xiàn),從而凸顯了浙工大在省屬高校以及國(guó)內(nèi)高校中的地位。
多年來(lái),在校黨委的正確領(lǐng)導(dǎo)下。馬淳安還致力于國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)、國(guó)家級(jí)大學(xué)科技園等具有標(biāo)志性的學(xué)科平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)工作。
2002年,為了申報(bào)成功綠色化學(xué)合成技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地.馬淳安多次往返于北京和學(xué)校之間。答辯期間,為了確保成功,馬淳安全神貫注地整理申報(bào)材料、準(zhǔn)備答辯演習(xí),連續(xù)十多天忙至凌晨2、3點(diǎn)鐘,然后又奔赴北京參加緊張的答辯。由于長(zhǎng)時(shí)間睡眠不足,精神高度緊張,回學(xué)校后的馬淳安漸漸感覺(jué)到身體的不適,他卻未當(dāng)一回事,繼續(xù)忙著學(xué)校的工作,直至累倒住院。
此后,由學(xué)校牽頭組織建起的浙江省國(guó)家大學(xué)科技園,申報(bào)過(guò)程中遭遇“非典”和國(guó)家對(duì)園區(qū)嚴(yán)格整頓的干擾,這時(shí)。馬淳安教授和其他校領(lǐng)導(dǎo)采取了積極措施。如今,浙江省國(guó)家大學(xué)科技園已獲國(guó)家科技部和教育部批準(zhǔn),成為全國(guó)50家國(guó)家級(jí)大學(xué)科技園之一。
為了社會(huì)無(wú)私奉獻(xiàn)
作為國(guó)內(nèi)知名的電化學(xué)工程專(zhuān)家,馬淳安的追求就是如何利用自己的電化學(xué)工程技術(shù),為國(guó)家和社會(huì)多作貢獻(xiàn)。因此,馬淳安非常強(qiáng)調(diào)在國(guó)際前沿領(lǐng)域開(kāi)展自主創(chuàng)新工作,他認(rèn)為,原始創(chuàng)新是科學(xué),過(guò)程創(chuàng)新是技術(shù),集成創(chuàng)新是產(chǎn)品,科學(xué)研究的最終目標(biāo)是在自然界中獲取更多的物質(zhì)利益。為人類(lèi)所用。要想讓一個(gè)新產(chǎn)品走向市場(chǎng),轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益,就必須走學(xué)科交叉、集成創(chuàng)新的道路。只有這樣,才能讓國(guó)家富強(qiáng)、人民受益。
幾十年來(lái)。馬淳安從未因各種事務(wù)繁忙而停止過(guò)教學(xué)和科研工作。至今他已培養(yǎng)和指導(dǎo)本科生100余人、碩士生和博士生40余人。他先后主持和完成了納米碳化鎢的微結(jié)構(gòu)及催化性能研究等30余項(xiàng)國(guó)家873前期專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省重大攻關(guān)等國(guó)家計(jì)劃項(xiàng)目,其中15項(xiàng)已通過(guò)技術(shù)鑒定,均處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先或國(guó)際先進(jìn)水平。
近年,馬淳安又帶頭先后完成了“1500T/Y丁二酸電解合成生產(chǎn)技術(shù)”等10多項(xiàng)技術(shù)合同項(xiàng)目,其中有5項(xiàng)已投AT業(yè)化生產(chǎn),取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
在這些工業(yè)化生產(chǎn)項(xiàng)目中,有的是廠家慕名找上門(mén)來(lái)要求合作研究的。 “二氯吡啶甲酸綠色電合成生產(chǎn)技術(shù)”就是這樣的一個(gè)例子。2004年,浙江某化工有限公司在國(guó)際上了解到一種利用有機(jī)電化學(xué)方法生產(chǎn)的高效、無(wú)毒的新農(nóng)藥在國(guó)內(nèi)尚無(wú)人研究開(kāi)發(fā),就到處尋求合作單位。他們跑遍了長(zhǎng)春、北京、上海等一些高校和中國(guó)科學(xué)院的電化學(xué)研究機(jī)構(gòu),然而,令他們感到驚訝的是,他們每跑一處找到該領(lǐng)域的專(zhuān)家,該領(lǐng)域的專(zhuān)家就以該項(xiàng)目難度大、承擔(dān)不了為由,一致推薦馬淳安教授。
已在有機(jī)電化學(xué)領(lǐng)域研究了近20年的馬淳安,接到該項(xiàng)目后,僅花了1年多的時(shí)間。就突破了許多關(guān)鍵技術(shù),順利完成了小試和中試的研究工作,并于2005年11月建成了我國(guó)第一條二氯吡啶甲酸綠色電化學(xué)合成生產(chǎn)線(xiàn)。由于該產(chǎn)品高效、無(wú)毒,國(guó)外定單源源不斷,經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
電化學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,加之馬淳安非常強(qiáng)調(diào)多學(xué)科交叉,所以,他研制和開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品種類(lèi)也較多。2005年,馬淳安研究了20多年的碳化鎢電催化材料又有了重大突破。馬淳安等人不但在國(guó)際上首次成功制備了具有介孔結(jié)構(gòu)空心球狀的納米碳化鎢粉體,而且利用該材料通過(guò)表面激光熔覆方法,使基體合金材料表面的硬度、韌性大幅度增強(qiáng),遠(yuǎn)優(yōu)于未經(jīng)熔覆的合金材料?!斑@一新技術(shù)和新材料在國(guó)際上屬首創(chuàng)??赡軙?huì)在表面材料領(lǐng)域掀起一場(chǎng)小小的革命?!苯ǔ闪宋覈?guó)第一條二氯吡啶甲馬淳安自信地表示。
一分耕耘,一分收獲。幾十年如一日默默耕耘的馬淳安先后獲國(guó)家教育部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng),浙江省科技進(jìn)步一、二等獎(jiǎng)4項(xiàng),浙江省高??萍歼M(jìn)步一、二等獎(jiǎng)5項(xiàng),聯(lián)合國(guó)TIPS中國(guó)國(guó)家分部頒發(fā)的“發(fā)明創(chuàng)新科技之星獎(jiǎng)”1項(xiàng)。“國(guó)家級(jí)新產(chǎn)品”1項(xiàng)等數(shù)十項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng)。他研制的產(chǎn)品有5項(xiàng)被授權(quán)為中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利,另外還有4項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利已被國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局受理。
關(guān)鍵詞:梯度功能材料,復(fù)合材料,研究進(jìn)展
TheAdvanceofFunctionallyGradientMaterials
JinliangCui
(Qinghaiuniversity,XiningQinghai810016,china)
Abstract:Thispaperintroducestheconcept,types,capability,preparationmethodsoffunctionallygradedmaterials.Baseduponanalysisofthepresentapplicationsituationsandprospectofthiskindofmaterialssomeproblemsexistedarepresented.ThecurrentstatusoftheresearchofFGMarediscussedandananticipationofitsfuturedevelopmentisalsopresent.
Keywords:FGM;composite;theAdvance
0引言
信息、能源、材料是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會(huì)發(fā)展的三大支柱。現(xiàn)代高科技的競(jìng)爭(zhēng)在很大程度上依賴(lài)于材料科學(xué)的發(fā)展。對(duì)材料,特別是對(duì)高性能材料的認(rèn)識(shí)水平、掌握和應(yīng)用能力,直接體現(xiàn)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力,也是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力和社會(huì)文明進(jìn)步速度的標(biāo)志。因此,新材料的開(kāi)發(fā)與研究是材料科學(xué)發(fā)展的先導(dǎo),是21世紀(jì)高科技領(lǐng)域的基石。
近年來(lái),材料科學(xué)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展[1]。究其原因,一方面是各個(gè)學(xué)科的交叉滲透引入了新理論、新方法及新的實(shí)驗(yàn)技術(shù);另一方面是實(shí)際應(yīng)用的迫切需要對(duì)材料提出了新的要求。而FGM即是為解決實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用問(wèn)題而產(chǎn)生的一種新型復(fù)合材料,這種材料對(duì)新一代航天飛行器突破“小型化”,“輕質(zhì)化”,“高性能化”和“多功能化”具有舉足輕重的作用[2],并且它也可廣泛用于其它領(lǐng)域,所以它是近年來(lái)在材料科學(xué)中涌現(xiàn)出的研究熱點(diǎn)之一。
1FGM概念的提出
當(dāng)代航天飛機(jī)等高新技術(shù)的發(fā)展,對(duì)材料性能的要求越來(lái)越苛刻。例如:當(dāng)航天飛機(jī)往返大氣層,飛行速度超過(guò)25個(gè)馬赫數(shù),其表面溫度高達(dá)2000℃。而其燃燒室內(nèi)燃燒氣體溫度可超過(guò)2000℃,燃燒室的熱流量大于5MW/m2,其空氣入口的前端熱通量達(dá)5MW/m2.對(duì)于如此大的熱量必須采取冷卻措施,一般將用作燃料的液氫作為強(qiáng)制冷卻的冷卻劑,此時(shí)燃燒室內(nèi)外要承受高達(dá)1000K以上的溫差,傳統(tǒng)的單相均勻材料已無(wú)能為力[1]。若采用多相復(fù)合材料,如金屬基陶瓷涂層材料,由于各相的熱脹系數(shù)和熱應(yīng)力的差別較大,很容易在相界處出現(xiàn)涂層剝落[3]或龜裂[1]現(xiàn)象,其關(guān)鍵在于基底和涂層間存在有一個(gè)物理性能突變的界面。為解決此類(lèi)極端條件下常規(guī)耐熱材料的不足,日本學(xué)者新野正之、平井敏雄和渡邊龍三人于1987年首次提出了梯度功能材料的概念[1],即以連續(xù)變化的組分梯度來(lái)代替突變界面,消除物理性能的突變,使熱應(yīng)力降至最小[3],如圖1所示。
隨著研究的不斷深入,梯度功能材料的概念也得到了發(fā)展。目前梯度功能材料(FGM)是指以計(jì)算機(jī)輔助材料設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),采用先進(jìn)復(fù)合技術(shù),使構(gòu)成材料的要素(組成、結(jié)構(gòu))沿厚度方向有一側(cè)向另一側(cè)成連續(xù)變化,從而使材料的性質(zhì)和功能呈梯度變化的新型材料[4]。
2FGM的特性和分類(lèi)
2.1FGM的特殊性能
由于FGM的材料組分是在一定的空間方向上連續(xù)變化的特點(diǎn)如圖2,因此它能有效地克服傳統(tǒng)復(fù)合材料的不足[5]。正如Erdogan在其論文[6]中指出的與傳統(tǒng)復(fù)合材料相比FGM有如下優(yōu)勢(shì):
1)將FGM用作界面層來(lái)連接不相容的兩種材料,可以大大地提高粘結(jié)強(qiáng)度;
2)將FGM用作涂層和界面層可以減小殘余應(yīng)力和熱應(yīng)力;
3)將FGM用作涂層和界面層可以消除連接材料中界面交叉點(diǎn)以及應(yīng)力自由端點(diǎn)的應(yīng)力奇異性;
4)用FGM代替?zhèn)鹘y(tǒng)的均勻材料涂層,既可以增強(qiáng)連接強(qiáng)度也可以減小裂紋驅(qū)動(dòng)力。
圖2
2.2FGM的分類(lèi)
根據(jù)不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)FGM有多種分類(lèi)方式。根據(jù)材料的組合方式,F(xiàn)GM分為金屬/陶瓷,陶瓷/陶瓷,陶瓷/塑料等多種組合方式的材料[1];根據(jù)其組成變化FGM分為梯度功能整體型(組成從一側(cè)到另一側(cè)呈梯度漸變的結(jié)構(gòu)材料),梯度功能涂敷型(在基體材料上形成組成漸變的涂層),梯度功能連接型(連接兩個(gè)基體間的界面層呈梯度變化)[1];根據(jù)不同的梯度性質(zhì)變化分為密度FGM,成分FGM,光學(xué)FGM,精細(xì)FGM等[4];根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域有可分為耐熱FGM,生物、化學(xué)工程FGM,電子工程FGM等[7]。
3FGM的應(yīng)用
FGM最初是從航天領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的。隨著FGM研究的不斷深入,人們發(fā)現(xiàn)利用組分、結(jié)構(gòu)、性能梯度的變化,可制備出具有聲、光、電、磁等特性的FGM,并可望應(yīng)用于許多領(lǐng)域。FGM的應(yīng)用[8]見(jiàn)圖3。
圖3FGM的應(yīng)用
功能
應(yīng)用領(lǐng)域材料組合
緩和熱應(yīng)
力功能及
結(jié)合功能
航天飛機(jī)的超耐熱材料
陶瓷引擎
耐磨耗損性機(jī)械部件
耐熱性機(jī)械部件
耐蝕性機(jī)械部件
加工工具
運(yùn)動(dòng)用具:建材陶瓷金屬
陶瓷金屬
塑料金屬
異種金屬
異種陶瓷
金剛石金屬
碳纖維金屬塑料
核功能
原子爐構(gòu)造材料
核融合爐內(nèi)壁材料
放射性遮避材料輕元素高強(qiáng)度材料
耐熱材料遮避材料
耐熱材料遮避材料
生物相溶性
及醫(yī)學(xué)功能
人工牙齒牙根
人工骨
人工關(guān)節(jié)
人工內(nèi)臟器官:人工血管
補(bǔ)助感覺(jué)器官
生命科學(xué)磷灰石氧化鋁
磷灰石金屬
磷灰石塑料
異種塑料
硅芯片塑料
電磁功能
電磁功能陶瓷過(guò)濾器
超聲波振動(dòng)子
IC
磁盤(pán)
磁頭
電磁鐵
長(zhǎng)壽命加熱器
超導(dǎo)材料
電磁屏避材料
高密度封裝基板壓電陶瓷塑料
壓電陶瓷塑料
硅化合物半導(dǎo)體
多層磁性薄膜
金屬鐵磁體
金屬鐵磁體
金屬陶瓷
金屬超導(dǎo)陶瓷
塑料導(dǎo)電性材料
陶瓷陶瓷
光學(xué)功能防反射膜
光纖;透鏡;波選擇器
多色發(fā)光元件
玻璃激光透明材料玻璃
折射率不同的材料
不同的化合物半導(dǎo)體
稀土類(lèi)元素玻璃
能源轉(zhuǎn)化功能
MHD發(fā)電
電極;池內(nèi)壁
熱電變換發(fā)電
燃料電池
地?zé)岚l(fā)電
太陽(yáng)電池陶瓷高熔點(diǎn)金屬
金屬陶瓷
金屬硅化物
陶瓷固體電解質(zhì)
金屬陶瓷
電池硅、鍺及其化合物
4FGM的研究
FGM研究?jī)?nèi)容包括材料設(shè)計(jì)、材料制備和材料性能評(píng)價(jià)。FGM的研究開(kāi)發(fā)體系如圖4所示[8]。
設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)
圖4FGM研究開(kāi)發(fā)體系
4.1FGM設(shè)計(jì)
FGM設(shè)計(jì)是一個(gè)逆向設(shè)計(jì)過(guò)程[7]。
首先確定材料的最終結(jié)構(gòu)和應(yīng)用條件,然后從FGM設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇滿(mǎn)足使用條件的材料組合、過(guò)渡組份的性能及微觀結(jié)構(gòu),以及制備和評(píng)價(jià)方法,最后基于上述結(jié)構(gòu)和材料組合選擇,根據(jù)假定的組成成份分布函數(shù),計(jì)算出體系的溫度分布和熱應(yīng)力分布。如果調(diào)整假定的組成成份分布函數(shù),就有可能計(jì)算出FGM體系中最佳的溫度分布和熱應(yīng)力分布,此時(shí)的組成分布函數(shù)即最佳設(shè)計(jì)參數(shù)。
FGM設(shè)計(jì)主要構(gòu)成要素有三:
1)確定結(jié)構(gòu)形狀,熱—力學(xué)邊界條件和成分分布函數(shù);
2)確定各種物性數(shù)據(jù)和復(fù)合材料熱物性參數(shù)模型;
3)采用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)—力學(xué)計(jì)算方法,包括有限元方法計(jì)算FGM的應(yīng)力分布,采用通用的和自行開(kāi)發(fā)的軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。
FGM設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是與材料的制備工藝緊密結(jié)合,借助于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),得出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。
4.2FGM的制備
FGM制備研究的主要目標(biāo)是通過(guò)合適的手段,實(shí)現(xiàn)FGM組成成份、微觀結(jié)構(gòu)能夠按設(shè)計(jì)分布,從而實(shí)現(xiàn)FGM的設(shè)計(jì)性能。可分為粉末致密法:如粉末冶金法(PM),自蔓延高溫合成法(SHS);涂層法:如等離子噴涂法,激光熔覆法,電沉積法,氣相沉積包含物理氣相沉積(PVD)和化學(xué)相沉積(CVD);形變與馬氏體相變[10、14]。
4.2.1粉末冶金法(PM)
PM法是先將原料粉末按設(shè)計(jì)的梯度成分成形,然后燒結(jié)。通過(guò)控制和調(diào)節(jié)原料粉末的粒度分布和燒結(jié)收縮的均勻性,可獲得熱應(yīng)力緩和的FGM。粉末冶金法可靠性高,適用于制造形狀比較簡(jiǎn)單的FGM部件,但工藝比較復(fù)雜,制備的FGM有一定的孔隙率,尺寸受模具限制[7]。常用的燒結(jié)法有常壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)及反應(yīng)燒結(jié)等。這種工藝比較適合制備大體積的材料。PM法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、易于操作和成本低等優(yōu)點(diǎn),但要對(duì)保溫溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度進(jìn)行嚴(yán)格控制。國(guó)內(nèi)外利用粉末冶金方法已制備出的FGM有:MgC/Ni、ZrO2/W、Al2O3/ZrO2[8]、Al2O3-W-Ni-Cr、WC-Co、WC-Ni等[7]。
4.2.2自蔓延燃燒高溫合成法(Self-propagatingHigh-temperatureSynthesis簡(jiǎn)稱(chēng)SHS或CombustionSynthesis)
SHS法是前蘇聯(lián)科學(xué)家Merzhanov等在1967年研究Ti和B的燃燒反應(yīng)時(shí),發(fā)現(xiàn)的一種合成材料的新技術(shù)。其原理是利用外部能量加熱局部粉體引燃化學(xué)反應(yīng),此后化學(xué)反應(yīng)在自身放熱的支持下,自動(dòng)持續(xù)地蔓延下去,利用反應(yīng)熱將粉末燒結(jié)成材,最后合成新的化合物。其反應(yīng)示意圖如圖6所示[16]:
圖6SHS反應(yīng)過(guò)程示意圖
SHS法具有產(chǎn)物純度高、效率高、成本低、工藝相對(duì)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。并且適合制造大尺寸和形狀復(fù)雜的FGM。但SHS法僅適合存在高放熱反應(yīng)的材料體系,金屬與陶瓷的發(fā)熱量差異大,燒結(jié)程度不同,較難控制,因而影響材料的致密度,孔隙率較大,機(jī)械強(qiáng)度較低。目前利用SHS法己制備出Al/TiB2,Cu/TiB2、Ni/TiC[8]、Nb-N、Ti-Al等系功能梯度材料[7、11]。
4.2.3噴涂法
噴涂法主要是指等離子體噴涂工藝,適用于形狀復(fù)雜的材料和部件的制備。通常,將金屬和陶瓷的原料粉末分別通過(guò)不同的管道輸送到等離子噴槍內(nèi),并在熔化的狀態(tài)下將它噴鍍?cè)诨w的表面上形成梯度功能材料涂層??梢酝ㄟ^(guò)計(jì)算機(jī)程序控制粉料的輸送速度和流量來(lái)得到設(shè)計(jì)所要求的梯度分布函數(shù)。這種工藝已經(jīng)被廣泛地用來(lái)制備耐熱合金發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的熱障涂層上,其成分是部分穩(wěn)定氧化鋯(PSZ)陶瓷和NiCrAlY合金[9]。
4.2.3.1等離子噴涂法(PS)
PS法的原理是等離子氣體被電子加熱離解成電子和離子的平衡混合物,形成等離子體,其溫度高達(dá)1500K,同時(shí)處于高度壓縮狀態(tài),所具有的能量極大。等離子體通過(guò)噴嘴時(shí)急劇膨脹形成亞音速或超音速的等離子流,速度可高達(dá)1.5km/s。原料粉末送至等離子射流中,粉末顆粒被加熱熔化,有時(shí)還會(huì)與等離子體發(fā)生復(fù)雜的冶金化學(xué)反應(yīng),隨后被霧化成細(xì)小的熔滴,噴射在基底上,快速冷卻固結(jié),形成沉積層。噴涂過(guò)程中改變陶瓷與金屬的送粉比例,調(diào)節(jié)等離子射流的溫度及流速,即可調(diào)整成分與組織,獲得梯度涂層[8、11]。該法的優(yōu)點(diǎn)是可以方便的控制粉末成分的組成,沉積效率高,無(wú)需燒結(jié),不受基體面積大小的限制,比較容易得到大面積的塊材[10],但梯度涂層與基體間的結(jié)合強(qiáng)度不高,并存在涂層組織不均勻,空洞疏松,表面粗糙等缺陷。采用此法己制備出TiB2-Ni、TiC-Ni、TiB2-Cu、Ti-Al[7]、NiCrAl/MgO-ZrO2、NiCrAl/Al2O3/ZrO2、NiCrAlY/ZrO2[10]系功能梯度材料
圖7PS方法制備FGM涂層示意圖[17](a)單槍噴涂(b)雙槍噴涂
4.2.3.2激光熔覆法
激光熔覆法是將預(yù)先設(shè)計(jì)好組分配比的混合粉末A放置在基底B上,然后以高功率的激光入射至A并使之熔化,便會(huì)產(chǎn)生用B合金化的A薄涂層,并焊接到B基底表面上,形成第一包覆層。改變注入粉末的組成配比,在上述覆層熔覆的同時(shí)注入,在垂直覆層方向上形成組分的變化。重復(fù)以上過(guò)程,就可以獲得任意多層的FGM。用Ti-A1合金熔覆Ti用顆粒陶瓷增強(qiáng)劑熔覆金屬獲得了梯度多層結(jié)構(gòu)。梯度的變化可以通過(guò)控制初始涂層A的數(shù)量和厚度,以及熔區(qū)的深度來(lái)獲得,熔區(qū)的深度本身由激光的功率和移動(dòng)速度來(lái)控制。該工藝可以顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱及電氣特性和生物活性等性能,但由于激光溫度過(guò)高,涂層表面有時(shí)會(huì)出現(xiàn)裂紋或孔洞,并且陶瓷顆粒與金屬往往發(fā)生化學(xué)反應(yīng)[10]。采用此法可制備Ti-Al、WC-Ni、Al-SiC系梯度功能材料[7]。
圖8同步注粉式激光表面熔覆處理示意圖[18]
4.2.3.3熱噴射沉積[10]
與等離子噴涂有些相關(guān)的一種工藝是熱噴涂。用這種工藝把先前熔化的金屬射流霧化,并噴涂到基底上凝固,因此,建立起一層快速凝固的材料。通過(guò)將增強(qiáng)粒子注射到金屬流束中,這種工藝已被推廣到制造復(fù)合材料中。陶瓷增強(qiáng)顆粒,典型的如SiC或Al2O3,一般保持固態(tài),混入金屬液滴而被涂覆在基底,形成近致密的復(fù)合材料。在噴涂沉積過(guò)程中,通過(guò)連續(xù)地改變?cè)鰪?qiáng)顆粒的饋送速率,熱噴涂沉積已被推廣產(chǎn)生梯度6061鋁合金/SiC復(fù)合材料??梢允褂脽岬褥o壓工序以消除梯度復(fù)合材料中的孔隙。
4.2.3.4電沉積法
電沉積法是一種低溫下制備FGM的化學(xué)方法。該法利用電鍍的原理,將所選材料的懸浮液置于兩電極間的外場(chǎng)中,通過(guò)注入另一相的懸浮液使之混合,并通過(guò)控制鍍液流速、電流密度或粒子濃度,在電場(chǎng)作用下電荷的懸浮顆粒在電極上沉積下來(lái),最后得到FGM膜或材料[8]。所用的基體材料可以是金屬、塑料、陶瓷或玻璃,涂層的主要材料為T(mén)iO2-Ni,Cu-Ni,SiC-Cu,Cu-Al2O3等。此法可以在固體基體材料的表面獲得金屬、合金或陶瓷的沉積層,以改變固體材料的表面特性,提高材料表面的耐磨損性、耐腐蝕性或使材料表面具有特殊的電磁功能、光學(xué)功能、熱物理性能,該工藝由于對(duì)鍍層材料的物理力學(xué)性能破壞小、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成型壓力和溫度低,精度易控制,生產(chǎn)成本低廉等顯著優(yōu)點(diǎn)而備受材料研究者的關(guān)注。但該法只適合于制造薄箔型功能梯度材料。[8、10]
4.2.3.5氣相沉積法
氣相沉積是利用具有活性的氣態(tài)物質(zhì)在基體表面成膜的技術(shù)。通過(guò)控制彌散相濃度,在厚度方向上實(shí)現(xiàn)組分的梯度化,適合于制備薄膜型及平板型FGM[8]。該法可以制備大尺寸的功能梯度材料,但合成速度低,一般不能制備出大厚度的梯度膜,與基體結(jié)合強(qiáng)度低、設(shè)備比較復(fù)雜。采用此法己制備出Si-C、Ti-C、Cr-CrN、Si-C-TiC、Ti-TiN、Ti-TiC、Cr-CrN系功能梯度材料。氣相沉積按機(jī)理的不同分為物理氣相沉積(PVD)和化學(xué)氣相沉積(CVD)兩類(lèi)。
化學(xué)氣相沉積法(CVD)是將兩相氣相均質(zhì)源輸送到反應(yīng)器中進(jìn)行均勻混合,在熱基板上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并使反映產(chǎn)物沉積在基板上。通過(guò)控制反應(yīng)氣體的壓力、組成及反應(yīng)溫度,精確地控制材料的組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài),并能使其組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)從一種組分到另一種組分連續(xù)變化,可得到按設(shè)計(jì)要求的FGM。另外,該法無(wú)須燒結(jié)即可制備出致密而性能優(yōu)異的FGM,因而受到人們的重視。主要使用的材料是C-C、C-SiC、Ti-C等系[8、10]。CVD的制備過(guò)程包括:氣相反應(yīng)物的形成;氣相反應(yīng)物傳輸?shù)匠练e區(qū)域;固體產(chǎn)物從氣相中沉積與襯底[12]。
物理氣相沉積法(PVD)是通過(guò)加熱固相源物質(zhì),使其蒸發(fā)為氣相,然后沉積于基材上,形成約100μm厚度的致密薄膜。加熱金屬的方法有電阻加熱、電子束轟擊、離子濺射等。PVD法的特點(diǎn)是沉積溫度低,對(duì)基體熱影響小,但沉積速度慢。日本科技廳金屬材料研究所用該法制備出Ti/TiN、Ti/TiC、Cr/CrN系的FGM[7~8、10~11]
4.2.4形變與馬氏體相變[8]
通過(guò)伴隨的應(yīng)變變化,馬氏體相變能在所選擇的材料中提供一個(gè)附加的被稱(chēng)作“相變塑性”的變形機(jī)制。借助這種機(jī)制在恒溫下形成的馬氏體量隨材料中的應(yīng)力和變形量的增加而增加。因此,在合適的溫度范圍內(nèi),可以通過(guò)施加應(yīng)變(或等價(jià)應(yīng)力)梯度,在這種材料中產(chǎn)生應(yīng)力誘發(fā)馬氏體體積分?jǐn)?shù)梯度。這一方法在順磁奧氏體18-8不銹鋼(Fe-18%,Cr-8%Ni)試樣內(nèi)部獲得了鐵磁馬氏體α體積分?jǐn)?shù)的連續(xù)變化。這種工藝雖然明顯局限于一定的材料范圍,但能提供一個(gè)簡(jiǎn)單的方法,可以一步生產(chǎn)含有飽和磁化強(qiáng)度連續(xù)變化的材料,這種材料對(duì)于位置測(cè)量裝置的制造有潛在的應(yīng)用前景。
4.3FGM的特性評(píng)價(jià)
功能梯度材料的特征評(píng)價(jià)是為了進(jìn)一步優(yōu)化成分設(shè)計(jì),為成分設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),目前已開(kāi)發(fā)出局部熱應(yīng)力試驗(yàn)評(píng)價(jià)、熱屏蔽性能評(píng)價(jià)和熱性能測(cè)定、機(jī)械強(qiáng)度測(cè)定等四個(gè)方面。這些評(píng)價(jià)技術(shù)還停留在功能梯度材料物性值試驗(yàn)測(cè)定等基礎(chǔ)性的工作上[7]。目前,對(duì)熱壓力緩和型的FGM主要就其隔熱性能、熱疲勞功能、耐熱沖擊特性、熱壓力緩和性能以及機(jī)械性能進(jìn)行評(píng)價(jià)[8]。目前,日本、美國(guó)正致力于建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)特征評(píng)價(jià)體系[7~8]。
5FGM的研究發(fā)展方向
5.1存在的問(wèn)題
作為一種新型功能材料,梯度功能材料范圍廣泛,性能特殊,用途各異。尚存在一些問(wèn)題需要進(jìn)一步的研究和解決,主要表現(xiàn)在以下一些方面[5、13]:
1)梯度材料設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)(包括材料體系、物性參數(shù)、材料制備和性能評(píng)價(jià)等)還需要補(bǔ)充、收集、歸納、整理和完善;
2)尚需要進(jìn)一步研究和探索統(tǒng)一的、準(zhǔn)確的材料物理性質(zhì)模型,揭示出梯度材料物理性能與成分分布,微觀結(jié)構(gòu)以及制備條件的定量關(guān)系,為準(zhǔn)確、可靠地預(yù)測(cè)梯度材料物理性能奠定基礎(chǔ);
3)隨著梯度材料除熱應(yīng)力緩和以外用途的日益增加,必須研究更多的物性模型和設(shè)計(jì)體系,為梯度材料在多方面研究和應(yīng)用開(kāi)辟道路;
4)尚需完善連續(xù)介質(zhì)理論、量子(離散)理論、滲流理論及微觀結(jié)構(gòu)模型,并借助計(jì)算機(jī)模擬對(duì)材料性能進(jìn)行理論預(yù)測(cè),尤其需要研究材料的晶面(或界面)。
5)已制備的梯度功能材料樣品的體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,還不具有較多的實(shí)用價(jià)值;
6)成本高。
5.2FGM制備技術(shù)總的研究趨勢(shì)[13、15、19-20]
1)開(kāi)發(fā)的低成本、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)便的制備技術(shù);
2)開(kāi)發(fā)大尺寸和復(fù)雜形狀的FGM制備技術(shù);
3)開(kāi)發(fā)更精確控制梯度組成的制備技術(shù)(高性能材料復(fù)合技術(shù));
4)深入研究各種先進(jìn)的制備工藝機(jī)理,特別是其中的光、電、磁特性。
5.3對(duì)FGM的性能評(píng)價(jià)進(jìn)行研究[2、13]
有必要從以下5個(gè)方面進(jìn)行研究:
1)熱穩(wěn)定性,即在溫度梯度下成分分布隨時(shí)間變化關(guān)系問(wèn)題;
2)熱絕緣性能;
3)熱疲勞、熱沖擊和抗震性;
4)抗極端環(huán)境變化能力;
5)其他性能評(píng)價(jià),如熱電性能、壓電性能、光學(xué)性能和磁學(xué)性能等
6結(jié)束語(yǔ)
FGM的出現(xiàn)標(biāo)志著現(xiàn)代材料的設(shè)計(jì)思想進(jìn)入了高性能新型材料的開(kāi)發(fā)階段[8]。FGM的研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)用已成為當(dāng)前材料科學(xué)的前沿課題。目前正在向多學(xué)科交叉,多產(chǎn)業(yè)結(jié)合,國(guó)際化合作的方向發(fā)展。
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論文摘要: 物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)乃至整個(gè)科學(xué)教育中占有重要的地位,實(shí)驗(yàn)是中學(xué)物理教學(xué)的重要內(nèi)容,新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施為物理實(shí)驗(yàn)提供了一片沃土。作者通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)及資料的分析,以及新課程標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下的高中物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué),對(duì)物理探究性實(shí)驗(yàn)的界定、物理探究性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容的選擇和設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了探討。
物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。實(shí)驗(yàn)是物理探究的重要科學(xué)方法,高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革應(yīng)當(dāng)關(guān)注探究思想的介入,改變將實(shí)驗(yàn)的功能僅歸于驗(yàn)證理論和培養(yǎng)動(dòng)作技能的觀點(diǎn)。2003年3月31日教育部頒布了《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》,指出高中物理的課程的基本理念是:①在課程目標(biāo)上注重提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng);②在課程結(jié)構(gòu)上重視基礎(chǔ),體現(xiàn)課程的選擇性;③在課程的設(shè)置上體現(xiàn)時(shí)代性、基礎(chǔ)性、選擇性;④在課程實(shí)施上注重自主學(xué)習(xí),提倡教學(xué)方式多樣化;⑤在課程評(píng)價(jià)上強(qiáng)調(diào)新觀念,促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。課程目標(biāo)從知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度提出了要求??茖W(xué)探究被提到前所未有的高度,科學(xué)探究己經(jīng)成為物理課程的基本理念之一,被列入課程目標(biāo)和內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)還被作為重要的教學(xué)建議之一。
基于以上原因,在新課程實(shí)施的初期,對(duì)新課標(biāo)下物理探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究具有一定的理論和實(shí)踐意義,可以為課改和新課程的實(shí)施提供參考。
1.物理探究性實(shí)驗(yàn)的定義
物理探究性實(shí)驗(yàn)是為了探求物理知識(shí),學(xué)會(huì)一定的物理研究方法等而進(jìn)行的涉及提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作等活動(dòng)。它是物理領(lǐng)域中的科學(xué)探究。在具體的教學(xué)實(shí)施過(guò)程中,可以涉及科學(xué)探究的某幾個(gè)環(huán)節(jié),也可以是全過(guò)程,分別是“部分探究”和“完整探究”。實(shí)驗(yàn)探究現(xiàn)己成為理科教學(xué)的重要標(biāo)志,也是日前一些發(fā)達(dá)國(guó)家的中小學(xué)理科教學(xué)的基本教學(xué)手段和學(xué)生活動(dòng)的主要形式。
2.物理探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則
2.1主體性原則。整個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)始終要圍繞學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)—選擇—探究—解決問(wèn)題這個(gè)研究活動(dòng)過(guò)程來(lái)設(shè)計(jì),以學(xué)生的活動(dòng)為中心,放手讓學(xué)生自己去研究、探索,把學(xué)習(xí)活動(dòng)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生,教師在其中只起點(diǎn)撥的指導(dǎo)、領(lǐng)路作用。在設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)時(shí),要充分考慮如何激發(fā)學(xué)生對(duì)問(wèn)題情境或探究?jī)?nèi)容的興趣和探究動(dòng)機(jī),要保證探究活動(dòng)過(guò)程對(duì)學(xué)生的開(kāi)放性,給學(xué)生提供自主探索、自主創(chuàng)造的機(jī)會(huì),讓他們各盡所長(zhǎng),充分發(fā)揮。
2.2目標(biāo)的原則。做每個(gè)實(shí)驗(yàn)都要有明確的目的,具體到探究的每一步也要有明確的目標(biāo)。這里的目標(biāo)包括知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三方面。當(dāng)然具體到每個(gè)探究性實(shí)驗(yàn),其目標(biāo)可能有所側(cè)重。只有明確了要達(dá)到的目標(biāo),探究就有正確的方向,學(xué)生就能在探究過(guò)程中經(jīng)受住困難或挫折的考驗(yàn),從而對(duì)探究過(guò)程的艱辛與樂(lè)趣體驗(yàn)得更深刻。
2.3科學(xué)性原則。探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的實(shí)驗(yàn)原理科學(xué)、裝置合理、操作程序和方法正確,探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的全過(guò)程都科學(xué)、合理,所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、方法、步驟等都有一定的理論依據(jù)或?qū)嵺`基礎(chǔ),得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論就可能是正確的。在整個(gè)探究過(guò)程中,要著重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法,觀察和記錄實(shí)驗(yàn)的方法,以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),這也正是探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的宗旨。
2.4趣味性原則。探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要充分考慮學(xué)生心理特點(diǎn)和認(rèn)知水平,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要生動(dòng)、有趣,能使學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí),自始至終保持很高的興趣。
2.5簡(jiǎn)約性原則。簡(jiǎn)約性是指要用盡可能簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)裝置,用較少的實(shí)驗(yàn)步驟和器材,在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)期的日的。用簡(jiǎn)單易行的、合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),沖淡學(xué)生怕實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作麻煩的情緒;用新材料、新工具降低實(shí)驗(yàn)的操作難度。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)約,裝置簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,節(jié)約時(shí)間,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有過(guò)多的干擾,學(xué)生將主要精力集中在探究目的上。簡(jiǎn)單就是美,恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)既突出實(shí)驗(yàn)重點(diǎn),又沒(méi)有冗長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)步驟。
2.6互動(dòng)性原則?,F(xiàn)代教育理論指出,教學(xué)過(guò)程是師生交往、積極互動(dòng)、共同發(fā)展的過(guò)程,師生互教互學(xué)形成一個(gè)真正的“學(xué)習(xí)共同體”。在教學(xué)中,存在著師生間、生生間的交往。交往的基本屬性是互動(dòng)性和互惠性。信息交流實(shí)現(xiàn)了師生互動(dòng),相互溝通、相互影響、相互補(bǔ)充,從而達(dá)到了共識(shí)、共享、共進(jìn)。
3.新課標(biāo)下高中物理探究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)并使教學(xué)效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的根本。物理實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)藏著極為活躍的因素,隨時(shí)會(huì)出現(xiàn)許多學(xué)生意想不到的問(wèn)題,對(duì)與活化學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)和訓(xùn)練思維有很大的好處。在實(shí)際選擇內(nèi)容時(shí)要考慮到以下幾個(gè)問(wèn)題。
3.1目標(biāo)的全面性。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在目標(biāo)上主要強(qiáng)調(diào)知識(shí)的獲取,包括一些具體的實(shí)驗(yàn)技能。而探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)具有更加全面的目標(biāo),不僅包括知識(shí)方面,而且應(yīng)該包括態(tài)度、情感、能力等諸多方面。按照新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求就是知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀這三個(gè)維度的要求。課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)科學(xué)探究及物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ螅刺岢鰡?wèn)題、猜想和假設(shè),制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù),分析與論證、評(píng)估,以及交流與合作。
3.2內(nèi)容要在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)。所謂“最近發(fā)展區(qū)”,就是學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題時(shí)的實(shí)際發(fā)展水平與學(xué)生在教師引導(dǎo)下解決問(wèn)題時(shí)的潛在發(fā)展水平之間的距離。教師的引導(dǎo)應(yīng)高于學(xué)生原有的水平,否則學(xué)生得不到應(yīng)有的發(fā)展;但也不能差異過(guò)大,否則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)失敗,對(duì)學(xué)習(xí)失去興趣。
3.3內(nèi)容要貼近生活、貼近社會(huì)。很好地聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際和社會(huì)實(shí)際,可以提高學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生感到物理就在自己身邊,也可以使學(xué)生在知道和理解物理知識(shí)的基礎(chǔ)上,能夠清楚所學(xué)的知識(shí)能用于做什么和怎么做,同時(shí)對(duì)物理的本質(zhì)和價(jià)值,有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)。
3.4內(nèi)容要結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)。新課程標(biāo)準(zhǔn)中的實(shí)驗(yàn)可以分成幾類(lèi)。
第一類(lèi)是在表述上有“通過(guò)實(shí)驗(yàn),探究……”等字樣的實(shí)驗(yàn),是一類(lèi)基本的探究性實(shí)驗(yàn),是課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了的。這樣的實(shí)驗(yàn)的例子有以下一些:通過(guò)實(shí)驗(yàn),探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系;通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究決定導(dǎo)線(xiàn)電阻的因素,知道電阻定律;通過(guò)實(shí)驗(yàn),探究單擺的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系。
第二類(lèi)是在表述上有“通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道……”“通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)……”“通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解……”“通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解……”“經(jīng)歷……實(shí)驗(yàn)過(guò)程,了解……”等字樣的實(shí)驗(yàn)。這樣的例子有:通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)滑動(dòng)摩擦、靜摩擦的規(guī)律,能用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算摩擦力;通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解物體的彈性;通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解光的折射定律;通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道常見(jiàn)傳感器的工作原理。對(duì)于這樣的一類(lèi)實(shí)驗(yàn),可以根據(jù)實(shí)際需要,把它們?cè)O(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn)。
有些課程標(biāo)準(zhǔn)上要求“通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示……”等字樣的實(shí)驗(yàn),這類(lèi)實(shí)驗(yàn),也可根據(jù)情況設(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn),比如:用錄像片或計(jì)算機(jī)模擬演示以粒子散射實(shí)驗(yàn)。
還有些實(shí)驗(yàn)是不適合被設(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn)的,主要是儀器使用、操作訓(xùn)練等類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)。比如:初步了解多用電表的原理;通過(guò)實(shí)際操作學(xué)會(huì)使用多用電表;以多用電表為測(cè)量工具,判斷二極管的正負(fù)極,判斷大容量電容器是否斷路或者漏電。
4.展望
新課程的實(shí)施勢(shì)在必行,科學(xué)探究作為基礎(chǔ)物理課程改革的基本理念,體現(xiàn)在課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)方式、學(xué)習(xí)目標(biāo)和課程評(píng)價(jià)等方面。實(shí)驗(yàn)是物理探究的重要科學(xué)方法,高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革應(yīng)當(dāng)關(guān)注探究思想的介入,改變將實(shí)驗(yàn)的功能僅歸于驗(yàn)證理論和培養(yǎng)動(dòng)作技能的觀點(diǎn)。從這個(gè)意義上說(shuō),物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的升展是必然趨勢(shì)。在新課程標(biāo)準(zhǔn)下如何更好地進(jìn)行物理探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué),還有很多問(wèn)題值得探討,比如,如何安排實(shí)驗(yàn)探究的內(nèi)容、時(shí)間,如何對(duì)物理探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià),如何開(kāi)發(fā)物理實(shí)驗(yàn)方面的教學(xué)資源比如實(shí)驗(yàn)室資源、教師人力資源,等等。
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論文摘要:管理科學(xué)研究中的學(xué)術(shù)規(guī)范問(wèn)題已受到廣泛關(guān)注。明確管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系構(gòu)成與其分析框架是規(guī)范研究中的核心。通過(guò)與霍爾的系統(tǒng)工程方法論的類(lèi)比,從邏輯、范式、類(lèi)型三維視角建立管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系與分析框架,從學(xué)術(shù)創(chuàng)新、學(xué)術(shù)編撰、學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)角度闡明了管理學(xué)學(xué)術(shù)道德規(guī)范、學(xué)術(shù)過(guò)程規(guī)范、學(xué)術(shù)表達(dá)規(guī)范的基本內(nèi)容、分析規(guī)范與特征。
0引言
近年來(lái),學(xué)術(shù)規(guī)范與學(xué)術(shù)規(guī)范體系的建立已經(jīng)受到整個(gè)學(xué)術(shù)界的關(guān)注。在對(duì)學(xué)術(shù)規(guī)范問(wèn)題探討過(guò)程中,建立整個(gè)學(xué)術(shù)規(guī)范體系、從更高的層面、從更廣闊的領(lǐng)域正視學(xué)術(shù)規(guī)范問(wèn)題在學(xué)術(shù)界已形成共識(shí)。然而,學(xué)術(shù)規(guī)范問(wèn)題的界定必然涉及學(xué)術(shù)規(guī)范體系。國(guó)內(nèi)史學(xué)研究領(lǐng)域似乎對(duì)學(xué)術(shù)規(guī)范的問(wèn)題有較早的介人以及深人的研究。在2002年4月召開(kāi)的“史學(xué)期刊發(fā)展研討會(huì)”上,對(duì)學(xué)術(shù)規(guī)范體系作了如下陳述:“學(xué)術(shù)規(guī)范是一個(gè)多層次的體系,是一個(gè)立體的系統(tǒng)。它包括學(xué)術(shù)研究規(guī)范、學(xué)術(shù)道德規(guī)范、學(xué)術(shù)批評(píng)規(guī)范和學(xué)術(shù)寫(xiě)作的技術(shù)規(guī)范等四個(gè)方面。學(xué)術(shù)研究規(guī)范包括學(xué)術(shù)價(jià)值觀取向、思維方式、指導(dǎo)思想、理論方法、選題指向等方面,是學(xué)術(shù)規(guī)范的最深層次;學(xué)術(shù)道德規(guī)范,包括尊重前人的研究成果,科學(xué)誠(chéng)實(shí)的研究態(tài)度,將把握學(xué)術(shù)史的發(fā)展作為研究的基礎(chǔ)和前提等;學(xué)術(shù)批評(píng)規(guī)范,是專(zhuān)門(mén)就如何開(kāi)展學(xué)術(shù)批評(píng)所制定的行為準(zhǔn)則;學(xué)術(shù)寫(xiě)作的技術(shù)規(guī)范,是簡(jiǎn)單的技術(shù)層面的東西,是科研成果表述方式的規(guī)范化。這是國(guó)內(nèi)基于史學(xué)研究對(duì)學(xué)術(shù)規(guī)范探索的完整闡述。學(xué)術(shù)規(guī)范的研究也在此基礎(chǔ)上得到進(jìn)一步深化?!秾W(xué)術(shù)規(guī)范導(dǎo)論》《學(xué)術(shù)規(guī)范讀本》等對(duì)學(xué)術(shù)規(guī)范的研究成果,以學(xué)術(shù)規(guī)范研究規(guī)范著作的問(wèn)世以及《高等學(xué)校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究學(xué)術(shù)規(guī)范》的頒布為標(biāo)志,奠定了學(xué)術(shù)規(guī)范理論與實(shí)踐研究的基礎(chǔ)。
追溯管理科學(xué)的發(fā)展歷史不難發(fā)現(xiàn),管理學(xué)研究的先驅(qū)十分關(guān)注管理學(xué)的規(guī)范研究,已經(jīng)深人地探索了管理學(xué)的范式問(wèn)題,分析了管理科學(xué)規(guī)范性研究蘊(yùn)涵著管理的科學(xué)性、邏輯性、結(jié)構(gòu)化及信度、效度評(píng)價(jià)等內(nèi)容。應(yīng)該說(shuō),管理學(xué)的規(guī)范研究有著較好的范式與傳統(tǒng)。但應(yīng)該看到,由于種種原因,目前國(guó)內(nèi)管理研究存在著令人擔(dān)憂(yōu)的“失范”現(xiàn)象,這些“失范”現(xiàn)象使管理學(xué)研究中需要思考管理學(xué)規(guī)范研究體系的重建問(wèn)題。本文在目前學(xué)術(shù)規(guī)范研究成果集成的基礎(chǔ)上,建立管理學(xué)規(guī)范研究的分析框架,闡明管理學(xué)規(guī)范研究的基本內(nèi)容與方法,運(yùn)用系統(tǒng)分析方法,通過(guò)邏輯、范式、類(lèi)型三維視角建立管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系與分析框架,從學(xué)術(shù)創(chuàng)新、學(xué)術(shù)編撰、學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)角度闡明管理學(xué)學(xué)術(shù)道德規(guī)范、學(xué)術(shù)過(guò)程規(guī)范、學(xué)術(shù)表達(dá)規(guī)范的基本內(nèi)容、分析規(guī)范的特征。本研究對(duì)于推進(jìn)管理科學(xué)的規(guī)范研究、建立和完善規(guī)范研究體系有重要意義。
1管理學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本分析框架
1.1管理學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系的系統(tǒng)工程方法論分析
1.1.1霍爾(a. d hall)系統(tǒng)工程方法論體系
美國(guó)系統(tǒng)工程專(zhuān)家霍爾(a. d hall )1969年所提出的系統(tǒng)工程方法論為大型工程分析與決策提供了統(tǒng)一的思想方法,在許多對(duì)象系統(tǒng)分析中有重要的參考價(jià)值。這一分析方法將研究對(duì)象描繪成展示系統(tǒng)工程各項(xiàng)工作內(nèi)容的三維(時(shí)間維、邏輯維、知識(shí)維)結(jié)構(gòu)圖?;魻柸S結(jié)構(gòu)集中體現(xiàn)了系統(tǒng)工程方法的綜合化、最優(yōu)化、程序化和標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)。這一方法將系統(tǒng)工程整個(gè)活動(dòng)過(guò)程分為前后緊密銜接的七個(gè)階段和七個(gè)步驟,同時(shí)還考慮了為完成這些階段和步驟所需要的各種專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能。這一系統(tǒng)工程的方法論框架也是解決其他類(lèi)型的重要參考范式。
1.1.2基于霍爾(a.d hall)系統(tǒng)工程方法論體系的管理學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系
顯然,比較霍爾的系統(tǒng)工程方法論體系,管理學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系與之有許多相近之處。基于霍爾的系統(tǒng)工程方法論體系,可以從研究維度、各維度的主要內(nèi)容,研究問(wèn)題的思想方法等不同方面對(duì)管理學(xué)術(shù)規(guī)范體系進(jìn)行類(lèi)比研究。以下是兩種體系主要部分的類(lèi)比,見(jiàn)表。
由表1的類(lèi)比可知,管理學(xué)學(xué)科體系是一個(gè)由多元要素組成的具有層次性的系統(tǒng)?;魻柕南到y(tǒng)工程方法論體系對(duì)于管理學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系在目標(biāo)維、階段維、步驟維、知識(shí)維方面有許多相似之處,其系統(tǒng)工程方法論體系是完全可以用于解決管理學(xué)科體系的規(guī)范性研究。
1.2管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系的分析框架
一項(xiàng)完整的管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)首先有眾多學(xué)術(shù)活動(dòng)主體的參與;其次,管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)一定在一個(gè)特定的學(xué)術(shù)環(huán)境中;再者,管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)必然有一個(gè)從學(xué)術(shù)活動(dòng)起始到學(xué)術(shù)活動(dòng)結(jié)束以及繼續(xù)發(fā)揮作用的循環(huán)往復(fù)過(guò)程。涉及眾多要素,由于這些要素各有不同的歸屬,在管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)中扮演著不同的角色,比如一項(xiàng)管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng),可以按照不同的特征將其要素分為不同的維度。
管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系框架是多項(xiàng)完整的管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)的概括和提煉。顯然每一項(xiàng)管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)都經(jīng)歷一個(gè)起始、發(fā)展、終結(jié)的過(guò)程,它是在一定的時(shí)間坐標(biāo)中完成的,因而時(shí)間維度的存在是必然的。另一方面,這一管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)具有學(xué)術(shù)共同體所共有的學(xué)科規(guī)范,即“范式”(paradigm)或“學(xué)科基質(zhì)”(disciplinarymatrix ),在這些學(xué)科規(guī)范的基礎(chǔ)上,各學(xué)科在長(zhǎng)期管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)中形成了一定的學(xué)術(shù)規(guī)范即一定學(xué)術(shù)系統(tǒng)中的邏輯范式。這是學(xué)術(shù)規(guī)范體系中的邏輯范式維。與時(shí)間維組成了一定的學(xué)術(shù)規(guī)范體系平面。我們知道,不同的學(xué)
科體系所形成的學(xué)術(shù)規(guī)范是有差異的,也就是說(shuō),按學(xué)科的不同形成學(xué)術(shù)規(guī)范體系的另一視界,即學(xué)術(shù)規(guī)范體系的知識(shí)維。從而我們看到管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本框架如圖1。管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系框架從三個(gè)相互獨(dú)立的視角表征其規(guī)范體系,這些包括方法論邏輯、范式、類(lèi)型。由于每一個(gè)視角表征整體學(xué)術(shù)規(guī)范體系都體現(xiàn)出某種局限性,只有從多維角度能夠更全面表征學(xué)術(shù)規(guī)范體系。
一項(xiàng)管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)首先是一個(gè)從活動(dòng)起始、活動(dòng)進(jìn)展到活動(dòng)過(guò)程完成幾個(gè)主要環(huán)節(jié),從而體現(xiàn)出持續(xù)性、過(guò)程性,這是管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)所具備的時(shí)間維度,這些管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)體現(xiàn)一定的生命周期。因而這些過(guò)程包括問(wèn)題闡述、研究假設(shè)與設(shè)計(jì)、文獻(xiàn)收集與分析、結(jié)論與理論闡釋。在這里,管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)的規(guī)范體現(xiàn)為一定的結(jié)構(gòu)性、一定范圍內(nèi)的程式,這種程式在一般管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)范圍內(nèi)是必要的;另一方面,在管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)的每一個(gè)階段都要遵守一定的學(xué)術(shù)規(guī)范,這些包括學(xué)術(shù)研究道德、研究過(guò)程、研究表達(dá)三個(gè)主要內(nèi)容,這是學(xué)術(shù)規(guī)范體系的邏輯維,體現(xiàn)學(xué)術(shù)規(guī)范的不同側(cè)面,表明規(guī)范的全過(guò)程;顯然,學(xué)術(shù)規(guī)范體系在不同的學(xué)科體系中有不同的內(nèi)容框架。因此,學(xué)術(shù)規(guī)范體系有一重要的側(cè)面即類(lèi)型維。體現(xiàn)不同學(xué)術(shù)研究?jī)?nèi)容對(duì)其的影響。這些類(lèi)型包括:學(xué)術(shù)創(chuàng)新、學(xué)術(shù)編撰與學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)。因此,從三維視角我們可以清晰地了解科學(xué)研究規(guī)范的內(nèi)容。
2管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本內(nèi)容
從方法論邏輯維、范式維、學(xué)術(shù)類(lèi)型維,可以更為清晰地了解管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本框架,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步將其涉及內(nèi)容細(xì)化,可得到學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本內(nèi)容。以下對(duì)管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)過(guò)程中類(lèi)型維學(xué)術(shù)創(chuàng)新、學(xué)術(shù)編撰、學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)三種類(lèi)型分別進(jìn)行分析,從而確立學(xué)術(shù)規(guī)范體系的一般內(nèi)容。
2.1管理科學(xué)學(xué)術(shù)創(chuàng)新學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本內(nèi)容
一般管理科學(xué)學(xué)術(shù)創(chuàng)新是指在管理科學(xué)學(xué)術(shù)共同體內(nèi)的主要學(xué)術(shù)活動(dòng),是以人類(lèi)知識(shí)寶庫(kù)中增加新的知識(shí)元素為目標(biāo)。其主要是在繼承、消化既有管理知識(shí)體系和管理科學(xué)學(xué)術(shù)成果的基礎(chǔ)上,運(yùn)用管理學(xué)科專(zhuān)業(yè)的理論與方法,基于承繼、結(jié)合、開(kāi)拓的不同過(guò)程提出的新論點(diǎn)、新見(jiàn)解、新材料、新理論、新方法,從而達(dá)到豐富和深化人們對(duì)研究對(duì)象的演變規(guī)律及本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。按照管理科學(xué)學(xué)術(shù)規(guī)范的體系框架,管理科學(xué)學(xué)術(shù)創(chuàng)新學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本內(nèi)容如表2。
2.2管理科學(xué)學(xué)術(shù)編撰學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本內(nèi)容
管理科學(xué)學(xué)術(shù)編撰學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本內(nèi)容可以在以上闡述的基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展,如表3。管理科學(xué)學(xué)術(shù)編撰是指對(duì)已有管理學(xué)科領(lǐng)域現(xiàn)有成果進(jìn)行鑒定、評(píng)價(jià)、綜述或總結(jié)。其在管理科學(xué)學(xué)科發(fā)展與學(xué)術(shù)研究中起著展示學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)、闡明管理科學(xué)學(xué)術(shù)研究趨向、確立本領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究定位的作用。雖然管理科學(xué)的創(chuàng)新并沒(méi)有使學(xué)術(shù)成果有明顯增加,但對(duì)學(xué)術(shù)發(fā)展的意義不容忽視。隨著當(dāng)代科技的迅猛發(fā)展以及學(xué)術(shù)研究的系統(tǒng)化、規(guī)范化,目前,管理科學(xué)學(xué)術(shù)成果海量增加、管理科學(xué)學(xué)術(shù)研究的門(mén)類(lèi)與學(xué)術(shù)形式全面拓展。因而,給學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域的學(xué)術(shù)成果更新、不同學(xué)派觀點(diǎn)的梳理、學(xué)術(shù)成果價(jià)值的評(píng)價(jià)提出了更高的要求。因此,需要對(duì)研究成果進(jìn)行進(jìn)一步的鑒定、評(píng)價(jià)、分類(lèi),分析其重要程度、應(yīng)用價(jià)值、歸屬領(lǐng)域,并對(duì)研究成果進(jìn)行梳理、做出評(píng)述,進(jìn)而進(jìn)行總結(jié),作為新的知識(shí)體系,將更為便捷、更有指導(dǎo)意義提供給使用與研究者。比如多數(shù)工具書(shū)的編纂也屬此類(lèi)工作,編纂者在文獻(xiàn)的梳理過(guò)程中,需要對(duì)現(xiàn)有全部相關(guān)成果進(jìn)行鑒定和分類(lèi),并將它們概括并凝練為簡(jiǎn)明和完整的文字。顯然,這種編撰的過(guò)程和結(jié)果是重要的學(xué)術(shù)過(guò)程,需要遵循規(guī)范的學(xué)術(shù)研究標(biāo)準(zhǔn)。按照道德規(guī)范、過(guò)程規(guī)范、內(nèi)涵與表達(dá)規(guī)范及科學(xué)問(wèn)題設(shè)定、設(shè)計(jì)與假設(shè)、文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)收集與分析、結(jié)論與理論闡述可以對(duì)管理科學(xué)學(xué)術(shù)編撰類(lèi)型作深人的探析,見(jiàn)表3。
2.3管理科學(xué)學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)學(xué)術(shù)規(guī)范體系的基本內(nèi)容
管理科學(xué)學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)是同行學(xué)者對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象是否符合一定學(xué)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及符合程度做出權(quán)威判斷的學(xué)術(shù)活動(dòng)。在當(dāng)今社會(huì)不斷重視科技創(chuàng)新及科技成果推廣與應(yīng)用的宏觀環(huán)境下,管理科學(xué)學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)正在經(jīng)濟(jì)社會(huì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。從管理科學(xué)學(xué)術(shù)視角看,這一領(lǐng)域?qū)W術(shù)
評(píng)價(jià)具有界定性、權(quán)威性與導(dǎo)向性作用。目前,管理科學(xué)學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)效應(yīng)的主流是積極的。學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)在學(xué)術(shù)活動(dòng)中發(fā)揮著鼓勵(lì)學(xué)術(shù)創(chuàng)新、引領(lǐng)學(xué)術(shù)發(fā)展方向、規(guī)范和控制學(xué)術(shù)行為、引導(dǎo)學(xué)術(shù)研究資源分配的作用;另一方面,由于學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)“失范”現(xiàn)象,學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)過(guò)程中的負(fù)面效應(yīng)也是明顯的,在大量的學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)過(guò)程中,出現(xiàn)了學(xué)術(shù)資源的不合理與不公正分配,學(xué)術(shù)成果評(píng)價(jià)的失衡、失準(zhǔn),行政權(quán)力、不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)介人學(xué)術(shù)資源分配過(guò)程,因而造成學(xué)術(shù)質(zhì)量下降與學(xué)術(shù)資源的不合理分配,從而污染圣潔的學(xué)術(shù)殿堂、滋生學(xué)術(shù)腐敗??梢?jiàn),推進(jìn)學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)的規(guī)范化是極為重要的。
管理科學(xué)學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)的主要要素與內(nèi)容包括學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)主體與客體、學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)過(guò)程、學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)方法四個(gè)方面。
(1)管理科學(xué)學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)的主體與客體。學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)主體指學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)過(guò)程的實(shí)施者,主要是針對(duì)評(píng)價(jià)客體所選擇的具備一定評(píng)價(jià)能力與水平的評(píng)價(jià)者對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行直接或間接地評(píng)估,確定評(píng)價(jià)對(duì)象的綜合能力及水平的價(jià)值判斷。主要包括學(xué)術(shù)共同體、學(xué)術(shù)組織、個(gè)體學(xué)者等。學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)的客體是指學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)的主要對(duì)象,主要涉及國(guó)家與組織學(xué)術(shù)實(shí)力、學(xué)術(shù)規(guī)劃與計(jì)劃、學(xué)術(shù)項(xiàng)目、學(xué)術(shù)人員的學(xué)術(shù)水平、學(xué)術(shù)能力、學(xué)術(shù)成效的評(píng)價(jià)。
(2)管理科學(xué)學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)的基本原則是堅(jiān)持客觀、公正、公開(kāi)性。對(duì)于從事管理科學(xué)學(xué)術(shù)活動(dòng)的主體及學(xué)術(shù)成果評(píng)價(jià)應(yīng)以學(xué)術(shù)價(jià)值或社會(huì)效益為基本標(biāo)準(zhǔn),對(duì)基礎(chǔ)研究成果的評(píng)價(jià),應(yīng)以學(xué)術(shù)積累和學(xué)術(shù)創(chuàng)新為主要尺度,對(duì)應(yīng)用研究成果的評(píng)價(jià),應(yīng)注重其社會(huì)效益或經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于理論成果一般側(cè)重于是否揭示了客觀現(xiàn)象之間的相互關(guān)系,闡明研究成果所提供的對(duì)客觀現(xiàn)象更準(zhǔn)確、更符合實(shí)際的認(rèn)知結(jié)論,表明這些對(duì)知識(shí)積累和知識(shí)創(chuàng)新是否發(fā)揮了積極作用。
(3)管理科學(xué)學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)過(guò)程。學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)過(guò)程是指學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)活動(dòng)中評(píng)價(jià)主體與評(píng)價(jià)實(shí)施組織按一定程序規(guī)范進(jìn)行計(jì)劃、組織與實(shí)施,達(dá)到評(píng)價(jià)過(guò)程的客觀、公開(kāi)與公正。
(4)管理科學(xué)學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)方法。學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)方法是指學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)所應(yīng)用的具體工具、方法。是評(píng)價(jià)主體為達(dá)到對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的客觀公正評(píng)價(jià)所采取的不同評(píng)價(jià)方式與評(píng)價(jià)定式。
按照學(xué)術(shù)規(guī)范的三維度范式表述,對(duì)于學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)規(guī)范,在范式維與方法論邏輯維,其基本內(nèi)容如表4。
3結(jié)論與討論
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CJFD)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):
級(jí)別:省級(jí)期刊
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級(jí)別:省級(jí)期刊
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