第一篇：科技前沿講座論文

科技前沿講座論文

題目：催化技術(shù)在環(huán)境保護(hù)的研究與應(yīng)用綜述

學(xué)院： 專業(yè)： 學(xué)號： 姓名： 完成日期：

催化技術(shù)在環(huán)境保護(hù)的研究與應(yīng)用綜述

【摘要】：主要講述了催化技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用，歸納了催化技術(shù)在空氣污染治理、水污染治理、固體廢物治理領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)況和實(shí)例，最后對催化技術(shù)在環(huán)境治理領(lǐng)域中的進(jìn)一步應(yīng)用進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】：催化技術(shù)

空氣污染治理

水污染治理

固體廢物治理

催化劑又叫觸媒，是一種改變反應(yīng)速率但不改變反應(yīng)總標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能的物質(zhì)。對化學(xué)反應(yīng)有催化作用。在新世紀(jì)，催化劑作用在降低及阻止環(huán)境污染等方面正扮演非常重要的角色。在全球氣候變化、環(huán)境污染和能源危機(jī)等問題引起廣泛關(guān)注的背景下,催化劑對化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)越性越來越明顯，因此，國內(nèi)外都開展了廣泛的催化技術(shù)研究，并取得了很多進(jìn)展。目前許多新型催化劑和催化技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)。

一、空氣污染治理的應(yīng)用

（一）室內(nèi)污染物的去除

室內(nèi)有害氣體, 主要有裝飾材料等放出的甲醛及生活環(huán)境中產(chǎn)生的甲硫醇、硫化氫、氨氣以及各類臭氣等。作為空氣凈化材料TiO2光催化劑與一些氣體吸附劑(沸石、活性炭、SiOx等)相結(jié)合在弱紫外光激發(fā)條件下就可有效地將吸附于其表面的這些物質(zhì)分解、氧化, 從而使這些物質(zhì)降低或去除。

古政榮等[1]以具有直通孔的成形支承體膠枯活性炭(A C)為復(fù)合載體, 采用浸涂法在復(fù)合載體上形成納米二氧化欽光催化劑薄殼層, 制備出可用于室內(nèi)空氣凈化的活性炭一納米二氧化鐵光催化凈化網(wǎng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 以功率為6W、波長為254 n m 的紫外殺菌燈照射3h , 其甲苯凈化率為98.8 % , 三氯乙烯(T C E)凈化率為99.5 % , 硫化氫凈化率為99.6 % , 氨氣凈化率為96.5 % , 甲醛凈化率為98.5 % , 一氧化碳凈化率為60.1 %。通過對比實(shí)驗(yàn)還表明, 所研制的復(fù)合型空氣凈化網(wǎng)具有單純活性炭、單純光催化劑Ti 0 2、活性炭與二氧化欽簡單混合等凈化網(wǎng)所不具備的綜合優(yōu)勢, 通過復(fù)合提高了光催化效率, 同時(shí)達(dá)到活性炭原位再生的目的。

（二）在汽車尾氣裝置上的應(yīng)用[2]

由于汽車尾氣對環(huán)境的污染，推進(jìn)了催化材料的發(fā)展。在20 世紀(jì)末，許多具有全新結(jié)構(gòu)的材料得以廣泛應(yīng)用：例如作為催化劑載體的陶瓷或整體金屬材料，比表面積大，壓降低，熱穩(wěn)定性好，在高氣流量下具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)化效率。這些載體材料，主要由氧化物穩(wěn)定劑(如La、Ba、Si 等)修飾并活化的高比表積Al2O3。在溫度高達(dá)1100℃、含有大量水蒸氣的尾氣中仍能維持高的比表面積。為了防止燒結(jié)，在催化劑中添加稀土金屬催化劑得以穩(wěn)定化。

日本最近開發(fā)出一種納米壓電陶瓷一PZT(欽鋯酸鉛),其斷裂強(qiáng)度可達(dá)1 5 0 MPa。, 斷裂韌性為1.5MPa·m 0.5, 比傳統(tǒng)PZT 提高了3.4 倍[3]。在交流電壓下, 經(jīng)反復(fù)加載疲勞測試, 結(jié)果表明該材料明顯能抵抗裂紋擴(kuò)展, 有極好的機(jī)械和電性能, 可用于制作汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體, 其所能承愛的溫度和壓強(qiáng)比普通金屬缸體要高得多, 這樣可大大提高燃燒溫度及嫩燒效率, 減少汽車尾氣排放量及燃油使用量。另外, 如在建筑物的外墻板上、隧道內(nèi)照明燈和離速路兩旁路燈燈罩玻璃上涂以納米TiO2涂層, 也可以凈化由于各種汽車、摩托車排出的N Ox、油、積炭及揚(yáng)起的塵埃, 并能夠殺菌防污[4]。

二、水污染治理的應(yīng)用

采用半導(dǎo)體光催化氧化技術(shù)降解水中污染物是近年來環(huán)境治理工作中的一個(gè)研究熱點(diǎn), 已有大量研究證明眾多難降解有機(jī)物在光催化氧化的作用下可有效得以去除或降解。

王怡中等[5]利用懸浮式反應(yīng)器研究了活性艷紅、活性黃、陽離子桃紅等初始濃度為20 mg/L 的八種染料光降解, 在TiO2 投量為1 g/ L, 光照4 h 后, 各種染料降解率均達(dá)90% 以上。周祖飛[ 6] 等人研究了奈乙酸的光降解, 在TiO2 投量為100 mg/ L、253 nm 紫外光照及曝氣的條件下, 初始濃度為50 mg/L 的奈乙酸經(jīng)3 h 反應(yīng)降至6 mg/ L以下。潭小萍等人[7] 采用懸浮式光催化反應(yīng)器降解垃圾滲濾液, 在TiO2 投量為10 g/L, 光照2 h 后, 溶液COD 值降低40% 以上。John C 等人[ 8] 采用活性炭固定TiO2 處理硝基苯類廢水獲得較好的效果。Dionysios D[9] 等人將TiO2 顆粒固定于不銹鋼薄板上(7.6 cm *7.6 cm *0.5 cm), 制成轉(zhuǎn)盤式光反應(yīng)器, 以365 nm 光源照射氯酚及殺蟲劑廢水, 停留時(shí)間20 h 的降解率可達(dá)80% 以上。Kumara 等人[10] 利用TiO2 — 玻璃薄膜制成固定式光反應(yīng)器(膜表面積與反應(yīng)器體積成一定比例), 廢水在反應(yīng)器中以100 mL/ h 的流速連續(xù)流動(dòng), 在太陽光照的條件下, 水中酚類有機(jī)物最終全部礦化。

三、在固體廢物處理中的應(yīng)用

固體廢棄物處理與處置過程中, 微波誘導(dǎo)催化技術(shù)可用于土壤凈化、礦渣解毒和固體廢棄物微波輻照資源化利用等方面。常壓下利用微波輻射含有有機(jī)污染物的土壤, 可降解有機(jī)物污染物, 消除污染。

A.Rudo lph 等[ 11] 人研究了土壤中有機(jī)污染物的微波降解。研究發(fā)現(xiàn), 在一些催化劑(如Cu2O、Zn、Al、NaOH 等)存在下, 微波輻射含污染物的土壤, 大部分污染物可被降解掉, 被氧化分解為二氧化碳、水及無機(jī)鹽類。梁波等[ 12] 將微波技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)廢料鉻渣的解毒研究中, 經(jīng)測定, 鉻渣中六價(jià)鉻的轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%以上, 實(shí)現(xiàn)了鉻廢渣的無害化。微波技術(shù)在廢舊輪胎回收利用方面的應(yīng)用也已經(jīng)有許多研究[ 13-15 ]。目前利用微波處理廢舊輪胎的工廠已有不少, 利用該法能夠回收36% 的碳, 33% 的產(chǎn)品為高性能的活性炭和其他碳化產(chǎn)品, 殘余的氫氣、甲烷混合氣可用于系統(tǒng)的熱源。此法采用密封處理, 避免副產(chǎn)物二惡英等造成的二次污染。

四、結(jié)語

催化技術(shù)在大氣污染控制、水污染控制及固體廢棄物處理與處置等污染治理領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。但是必須認(rèn)識到仍有許多催化反應(yīng)機(jī)制的研究還不夠深入, 一些研究結(jié)論仍存在爭議，而且某些實(shí)驗(yàn)室研究成果并不能很好地應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。不過相信隨著科學(xué)的發(fā)展及研究的深入, 更多的催化劑科研成果將被應(yīng)用到環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域, 人們將能控制和消除廢物對人類和環(huán)境造成的污染和危害,使綠色化學(xué)成為現(xiàn)實(shí)，讓我們環(huán)境變得更加美好。

參考文獻(xiàn)：

[1]古政榮, 陳愛平, 戴智銘.活性炭一納米二氧化欽復(fù)合光催化空氣凈化網(wǎng)的研制.華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2 0 0 0 , 2 6(4): 3 6 7 ~ 3 7 2 [2]張敬.環(huán)境友好催化技術(shù)發(fā)展趨勢.中國環(huán)境保護(hù)優(yōu)秀論文集,2005,2226~2230 [3]張立德, 牟季美.納米材料.北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,20 0 0 [4]胡圣飛, 龍萬堂, 黃光斗.納米粒子及其改性涂料.精細(xì)與專用化妝品, 2 0 0 0 ,(8)2 : 1 3 ~ 1 4 [5] 王怡中.不同類型染料化合物太陽光光降解研究[ J].太陽能學(xué)報(bào), 1998, 19(2): 117-127.[6] 周祖飛.水溶液中奈乙酸的光降解研究[ J].環(huán)境科學(xué),1997, 18(1): 35-40.[ 7] 潭小萍.光催化法深度處理垃圾滲濾液[ J].中國給水排水, 1999, 15(5): 52-55.[ 8] John C, et al.Decontamination of Water Using Adsorption of Photocatalysis[ J].J Water Res, 1997, 31(1): 411-418.[9] Dionysios D, et al.Continuous-mode photocatalytic degradation of chlorinated phenols and pesticides in water using a bench-scale TiO2 rotating disk reactor[ J].Applied Catalysis, 2000, B(24): 139-155.[ 10] Kumara G R R A, Sultanbawa F M.Continuous flow photochemical reactor for solardecontamination of water using immobilized TiO2 [ J].Solar Energy Materials & Solar Cells, 1999(58): 167-171.[11] Rudolph A, Abmm ovith, H uang B ang Zhou, et al Decomposition of PCBS and other polyehlorinated arom at ics in soil using microwave Energy[ J].C hemosphere, 1998, 37(8): 1 42798.[ 13] Sharma VK, Minearini M, Fortuna F, eta1.Disposal of waste tyres for energy recovery and safe environment review [ J].Energy Conversion Management, 1998, 39(5 /6): 511-528.[ 14 ] Kenneth Michael Holland.Microwave treatment of rubber scrap[ P].UK Paten t 2196637, 1988.[ 15] Adhlkari B, De D, Ma it is.Reclaimation and recycling of waste rubber[J].Progress in Polymer Science, 2000,(25): 909-948.

第二篇：物理教師要走在科技前沿

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物理教師要走在科技前沿

作者：李志龍

來源：《中學(xué)生導(dǎo)報(bào)·教學(xué)研究》2013年第11期

當(dāng)今科學(xué)技術(shù)正在迅速發(fā)展，知識經(jīng)濟(jì)已初見端倪，世界各國之間的競爭也日趨激烈，為此，各國對教育的改革與發(fā)展都給予了極大的關(guān)注.誰掌握了21世紀(jì)的教育，誰就在未來的信息社會(huì)及國際競爭中取得主動(dòng)權(quán).面對新形勢，實(shí)施素質(zhì)教育，尤其是物理教學(xué)現(xiàn)代化已成了時(shí)代的要求.與這種現(xiàn)代化要求相伴隨的是中學(xué)物理教師必須把握物理學(xué)前沿的脈搏.為了能與物理學(xué)前沿接軌，中學(xué)物理教師該怎么辦呢

一、中學(xué)物理教師應(yīng)更新教育思想，樹立全新的教育理念

我國中學(xué)物理教學(xué)傳統(tǒng)的講課風(fēng)格是細(xì)嚼慢咽式的，教師把知識組織得井井有條，滴水不漏，對課程內(nèi)容的每一個(gè)細(xì)節(jié)都作詳盡的解說，對學(xué)生可能出現(xiàn)的問題一一予以告誡，久而久之，學(xué)生養(yǎng)成了唯書、唯師的學(xué)習(xí)習(xí)慣，缺乏創(chuàng)造的熱情和競爭的態(tài)勢.出現(xiàn)這一系列現(xiàn)象的根源是陳舊的教育觀念.教育部長陳至立最近強(qiáng)調(diào)：必須轉(zhuǎn)變教育只為分?jǐn)?shù)服務(wù)的目標(biāo)觀，樹立教育為提高人民素質(zhì)，為社會(huì)主義現(xiàn)代化服務(wù)的目標(biāo)觀.我們的中學(xué)物理教學(xué)一定要給學(xué)生日后接受各種新觀念、新思想作好鋪墊，而不能將中學(xué)物理講得太“絕對”，太“確定”，太“線性”.應(yīng)當(dāng)讓中學(xué)生體驗(yàn)到物理學(xué)是一門發(fā)展中的科學(xué)，是現(xiàn)代前沿科學(xué)中最為激勵(lì)人心的學(xué)科之一.這就要求我們每個(gè)中學(xué)物理教師不盲從權(quán)威，不迷信教條，敢于大膽想象，大膽創(chuàng)新.二、中學(xué)物理教師應(yīng)補(bǔ)充新知識，提高自身的文化素養(yǎng)由于歷史的原因，目前絕大多數(shù)的中學(xué)物理教師是狹窄的專業(yè)模式中培養(yǎng)出來的，教師在大學(xué)時(shí)代學(xué)習(xí)的知識很多已經(jīng)陳舊、過時(shí)，如果試圖靠吃老本，那是絕對行不通的.現(xiàn)代社會(huì)青少年學(xué)生的知識信息來源非常廣泛，各種渠道的信息擴(kuò)大了學(xué)生的知識面，但也給他們帶來了各種新問題，他們希望從教師那里找到正確答案.“要想給學(xué)生一杯水，教師就得有一桶水”.當(dāng)今學(xué)生這個(gè)“杯子”越來越大了，如果教師還靠自己桶里原來那么點(diǎn)水，怎么能夠?qū)W生舀的呢？更重要的是，我們應(yīng)有一桶流動(dòng)的水，常言說，流水不腐，即我們的知識應(yīng)該吐故納新，使我們具有一桶永遠(yuǎn)是新鮮、富有營養(yǎng)、受學(xué)生歡迎的高質(zhì)量的水.21世紀(jì)的物理學(xué)已取得的成就是極其輝煌的.時(shí)至今日，物理學(xué)仍是一門充滿生機(jī)和活力的學(xué)科，它的創(chuàng)造性進(jìn)展仍日新月異，整個(gè)物理學(xué)，在未來將有一個(gè)更加輝煌的發(fā)展.由于物理學(xué)研究對象的擴(kuò)展，從宏觀到微觀，從傳統(tǒng)的物理過程到化學(xué)過程，從無生命到有生命，以至很難用傳統(tǒng)的眼光來界定什么是物理學(xué)了.正如國外物理學(xué)家風(fēng)趣地說：“什么是物理學(xué)？物理學(xué)家所做的工作就叫物理學(xué).”從這種發(fā)展趨勢來看，中學(xué)物理教師必須跟蹤物理學(xué)的前沿進(jìn)展，按照物理學(xué)發(fā)展的趨勢，改變我們單一的知識結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)新形勢的要求.

第三篇：材料成形加工技術(shù)科技前沿概覽

材料成形加工技術(shù)科技前沿概覽

200811102039

王志

摘要：論述了材料成形加工技術(shù)的作用及地位，介紹了快速產(chǎn)品與工藝開發(fā)系統(tǒng)、新一代制造工藝與裝備、模擬與仿真3項(xiàng)關(guān)鍵先進(jìn)制造技術(shù)，指出輕量化、精確化、高效化將是未來材料成形加工技術(shù)的重要發(fā)展方向。

正文：

一、引言：

材料先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的研究開發(fā)，是近二三十年來材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域最為活躍的方向之一。一大批先進(jìn)技術(shù)和工藝不斷發(fā)展和完善，并逐步獲得實(shí)際應(yīng)用，如快速凝固、定向凝固、連續(xù)鑄軋、連續(xù)鑄擠、精密鑄造、半固態(tài)加工、粉末注射成型、陶瓷膠態(tài)成型、熱等靜壓、無模成型、微波燒結(jié)、離子束制備、激光快速成型、激光焊接、表面改性等，促進(jìn)了傳統(tǒng)材料的升級換代，加速了新材料的研究開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用，解決了高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展對特種高性能材料的制備加工與組織性能精確控制的急需。

二、歷史沿革：

從人類社會(huì)的發(fā)展和歷史進(jìn)程的宏觀來看，材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是社會(huì)現(xiàn)代化的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)。而材料和材料技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，首先應(yīng)歸功于金屬材料制備和成型加工技術(shù)的發(fā)展。人類從漫長的石器時(shí)代進(jìn)化到青銅時(shí)代（有學(xué)者稱之為“第一次材料技術(shù)革命”），首先得益于銅的熔煉以及鑄造技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，而由銅器時(shí)代進(jìn)入到鐵器時(shí)代，得益于鐵的規(guī)模冶煉技術(shù)、鍛造技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展（所謂“第二次材料技術(shù)革命”）。直到16世紀(jì)中葉，冶金（金屬材料的制備與成型加工）才由“技藝”逐漸發(fā)展成為“冶金學(xué)”，人類開始注重從“科學(xué)”的角度來研究金屬材料的組成、制備與加工工藝、性能之間的關(guān)系，迎來了所謂的“第三次材料技術(shù)革命”——人類從較為單一的青銅、鑄鐵時(shí)代進(jìn)入到合金化時(shí)代，催生了人類歷史的第一次工業(yè)革命，推動(dòng)了近代工業(yè)的快速發(fā)展。

進(jìn)入20世紀(jì)以后，材料合成技術(shù)、符合技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，而電子信息、航天航空等尖端技術(shù)的發(fā)展，反過來對高性能先進(jìn)材料的研究開發(fā)提出了更高的要求，起到了強(qiáng)大的促進(jìn)作用，促成了一系列新材料和新材料技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展。

一般而言，材料需要經(jīng)歷制備、成型加工、零件或結(jié)構(gòu)的后處理等工序才能進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用，因此，材料制備與成型加工技術(shù)，與材料的成分和結(jié)構(gòu)、材料的性質(zhì)一起，構(gòu)成了決定材料使用性能的最基本的三大要素。

先進(jìn)工業(yè)國家對材料制備與成型加工技術(shù)的研究開發(fā)十分重視。美國制定了“為了工業(yè)材料發(fā)展計(jì)劃”，其核心是開放先進(jìn)的制備與成型加工技術(shù)，提高材

料性能，降低生產(chǎn)成本，滿足未來工業(yè)發(fā)展對材料的需求。德國開展的“21世紀(jì)新材料研究計(jì)劃”將材料制備與成型加工技術(shù)列為六個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容之一。在歐盟的“第六框架”計(jì)劃中，先進(jìn)制備技術(shù)時(shí)新材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。日本在20世紀(jì)90年代后期，先后實(shí)施了“超級金屬”、“超鋼鐵”計(jì)劃，重點(diǎn)是發(fā)展先進(jìn)的制備加工技術(shù)，精確控制組織，大幅度提高材料的性能，達(dá)到減少材料用量、節(jié)省資源和能源的目的。

新材料的研究、開發(fā)與應(yīng)用，綜合反應(yīng)了一個(gè)國家的科學(xué)技術(shù)與工業(yè)化水平，而先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的發(fā)展，對于新材料的研制、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化具有決定性的作用。先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，加上了新材料的研究開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)程，促成了諸如微電子和生物醫(yī)用材料等新興產(chǎn)業(yè)的形成，促進(jìn)了現(xiàn)代航天航空，交通運(yùn)輸，能源環(huán)保等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料向高性能“，復(fù)合化，結(jié)構(gòu)功能一體化發(fā)展，尤其需要先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)及裝備，可使材料的生產(chǎn)過程更加高效，節(jié)能和潔凈，從而提高傳統(tǒng)材料 產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。

另一方面，開展本科學(xué)領(lǐng)域色前沿和基礎(chǔ)研究，并綜合利用相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)理論和科技發(fā)展成果，提供預(yù)備新材料的新原理新方法，也是材料科學(xué)與工程學(xué)科自身發(fā)展的需求。

因此，材料先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)發(fā)展，對提高國家綜合實(shí)力，突破先進(jìn)工業(yè)國家的技術(shù)壁壘與封鎖，保障國家安全，改善人民生活質(zhì)量，以及促進(jìn)材料科學(xué)與技術(shù)自身的進(jìn)步與發(fā)展，具有十分重要的作用，也是國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大需求。

三、研究現(xiàn)狀

1.快速凝固

快速凝固技術(shù)的發(fā)展，把液態(tài)成型加工推進(jìn)到遠(yuǎn)離平衡的狀態(tài)，極大地推動(dòng)了非晶、細(xì)晶、微晶等非平衡新材料的發(fā)展。傳統(tǒng)的快速凝固追求高的冷卻速度而限于低維材料的制備，如非晶絲材、箔材的制備。近年來快速凝固技術(shù)主要在兩個(gè)方面得到發(fā)展：①利用噴射成型、超高壓、深過冷，結(jié)合適當(dāng)?shù)某煞衷O(shè)計(jì)，發(fā)展體材料直接成型的快速凝固技術(shù)；②在近快速凝固條件下，制備具有特殊取向和組織結(jié)構(gòu)的新材料。目前快速凝固技術(shù)被廣泛地用于非晶或超細(xì)組織的線材、帶材和體材料的制備與成型。2.半固態(tài)成型

半固態(tài)成型是利用凝固組織控制的技術(shù).20世紀(jì)70年代初期，美國麻省理工學(xué)院的Flemings教授等首先提出了半固態(tài)加工技術(shù)，打破了傳統(tǒng)的枝晶凝固模式，開辟了強(qiáng)制均勻凝固的先河。半固態(tài)成型包括半固態(tài)流變成型和半固態(tài)觸變成形兩類：前者是將制備的半固態(tài)漿料直接用于成型，如壓鑄成型（稱為半固態(tài)流變壓鑄）；后者是對制備好的半固態(tài)坯料進(jìn)行重新加熱，使其達(dá)到半熔融狀態(tài)，然后進(jìn)行成型，如擠壓成型（稱為半固態(tài)觸變擠壓）。3.無模成型

為了解決復(fù)雜形狀或深殼件產(chǎn)品沖壓、拉深成型設(shè)備規(guī)模大、模具成本高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、靈活度低等缺點(diǎn)，滿足社會(huì)發(fā)展對產(chǎn)品多樣性（多品種、小規(guī)模）的需求，20世紀(jì)80年代以來，柔性加工技術(shù)的開發(fā)受到工業(yè)發(fā)達(dá)國家的重視。典型的無模成型技術(shù)有增量成型、無摸拉拔、無模多點(diǎn)成型、激光沖擊成型等。4.超塑性成型技術(shù)

超塑性成型加工技術(shù)具有成型壓力低、產(chǎn)品尺寸與形狀精度高等特點(diǎn)，近年來發(fā)展方向主要包括兩個(gè)方面：一是大型結(jié)構(gòu)件、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件、精密薄壁件的超塑性成型，如鋁合金汽車覆蓋件、大型球罐結(jié)構(gòu)、飛機(jī)艙門，與盥洗盆等；二是難加工材料的精確成形加工，如鈦合金、鎂合金、高溫合金結(jié)構(gòu)件的成形加工等。5.金屬粉末材料成型加工

粉末材料的成型加工是一種典型的近終形、短流程制備加工技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)材料設(shè)計(jì)、制備預(yù)成型一體化；可自由組裝材料結(jié)構(gòu)從而精確調(diào)控材料性能；既可用于制備陶瓷、金屬材料，也可制備各種復(fù)合材料。它是近20年來材料先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的熱點(diǎn)與主要發(fā)展方向之一。自1990年以來，世界粉末冶金年銷售量增加了近2倍。2003年北美鐵基粉末。相關(guān)的模具、工藝設(shè)備和最終零件產(chǎn)品的銷售額已達(dá)到91億美元，其中粉末冶金零件的銷售為64億美元。美國企業(yè)生產(chǎn)的粉末冶金產(chǎn)品占全球市場的一半以上?？梢灶A(yù)見，在較長一段時(shí)間內(nèi)，粉末冶金工業(yè)仍將保持較高的增長速率。

粉末材料成型加工技術(shù)的研究重點(diǎn)包括粉末注射成型膠態(tài)成型、溫壓成型及微波、等離子輔助低溫強(qiáng)化燒結(jié)等。6.陶瓷膠態(tài)成型

20世紀(jì)80年代中期，為了避免在注射成型工藝中使用大量的有機(jī)體所造成的脫脂排膠困難以及引發(fā)環(huán)境問題，傳統(tǒng)的注漿成型因其幾乎不需要添加有機(jī)物、工藝成本低、易于操作和控制等特點(diǎn)而再度受到重視，但由于其胚體密度低、強(qiáng)度差等原因，他并不適合制備高性能的陶瓷材料。

進(jìn)入90年代之后，圍繞著提高陶瓷胚體均勻性和解決陶瓷材料可靠性的問題，開發(fā)了多種原位凝固成型工藝，凝膠注模成型工藝、溫度誘導(dǎo)絮凝成形、膠態(tài)振動(dòng)注模成形、直接凝固注模成形等相繼出現(xiàn)，受到嚴(yán)重重視。原位凝固成形工藝被認(rèn)為是提高胚體的均勻性，進(jìn)而提高陶瓷材料可靠性的唯一途徑，得到了迅速的發(fā)展，已逐步獲得實(shí)際應(yīng)用。7.激光快速成型

激光快速成形技術(shù)，是20實(shí)際90年代中期由現(xiàn)代材料技術(shù)、激光技術(shù)和快速原型制造技術(shù)相結(jié)合的近終形快速制備新技術(shù)。采用該技術(shù)的成形件完全致密且具有細(xì)小均勻的內(nèi)部組織，從而具有優(yōu)越的力學(xué)性能和物理化學(xué)性能，同時(shí)零件的復(fù)雜程度基本不受限制，并且可以縮短加工周期，降低成本。目前發(fā)達(dá)國家已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，主要應(yīng)用于國防高科技領(lǐng)域。國內(nèi)激光快速成形起步稍晚于發(fā)達(dá)國家，在應(yīng)用基礎(chǔ)研究和相關(guān)設(shè)備建設(shè)方面已有較好的前期工作，具備了通過進(jìn)一步研究形成自身特色的激光快速成形技術(shù)的條件。8.電磁場附加制備與成型技術(shù)

在材料的制備與成形加工過程中，通過施加附加外場（如溫度場、磁場、電場、力場等），可以顯著改善材料的組織，提高材料的性能，提高生產(chǎn)效率。典型的溫度場附加制備與成形加工技術(shù)有熔體過熱處理、定向凝固技術(shù)等；典型的力場附加制備與成形技術(shù)有半固態(tài)加工等；典型的電磁場附加制備與成形加工技術(shù)有電磁鑄軋技術(shù)、電磁連鑄技術(shù)、磁場附加熱處理技術(shù)、電磁振動(dòng)注射成形技術(shù)等。近年來，有關(guān)電磁場附加制備與成形加工技術(shù)的研究在國際上已形成一門新的材料科學(xué)分支——材料電磁處理，并且得到迅速發(fā)展。9.先進(jìn)連接技術(shù)

①鋁合金激光焊接 ②鎂合金激光焊接

③機(jī)器人智能焊接 10.表面改質(zhì)改性

在材料的使用過程中，材料的表面性質(zhì)和功能非常重要，許多體材料的失效也往往是從表面開始的。通過涂覆（或沉積、外延生長）表面薄層材料或特殊能量手段改變原材料表面的結(jié)構(gòu)（即對處理進(jìn)行表面改性），賦予較廉價(jià)的體材料以高性能、高功能的表面，可以大大提高材料的使用價(jià)值和產(chǎn)品的附加值，是數(shù)十年來材料表面加工處理研究領(lǐng)域的主要努力方向。

四、發(fā)展前景

材料加工技術(shù)的總體發(fā)展趨勢，可以概括為三個(gè)綜合，即過程綜合、技術(shù)綜合、學(xué)科綜合。由于上述材料加工技術(shù)的總體發(fā)展趨勢，可以預(yù)見，在今后較長一段時(shí)間內(nèi)，材料制備、成型與加工技術(shù)的發(fā)展將具有以下兩個(gè)主要特征：

（1）性能設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)的一體化。

（2）在材料設(shè)計(jì)、制備、成型與加工處理的全過程中對材料的組織性能和形狀尺寸進(jìn)行精確控制。

實(shí)際上，第一個(gè)特征實(shí)現(xiàn)材料技術(shù)的第五次革命、進(jìn)入新材料設(shè)計(jì)與制備加工工藝時(shí)代的標(biāo)志。實(shí)現(xiàn)第二個(gè)特征則要求具備兩個(gè)基本條件：一是計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)的高度發(fā)展；二是材料數(shù)據(jù)庫的高度完備化。

基于上述材料加工技術(shù)的總體發(fā)展趨勢和特征，金屬材料加工技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾個(gè)方面。

1）常規(guī)材料加工工藝的短流程化和高效化。

打破傳統(tǒng)材料成形與加工模式，工藝環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)近終形、短流程的連續(xù)化生產(chǎn)提高生產(chǎn)效率。例如，半固態(tài)流變成形、連續(xù)鑄軋、連續(xù)鑄擠等是將凝固與成形兩個(gè)過程合二為一，實(shí)行精確控制，形成以節(jié)能、降耗、提高生產(chǎn)效率為主要特征的新技術(shù)和新工藝。

目前國外鋁合金和鎂合金半固態(tài)加工技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入較大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用階段。鋁合金半固態(tài)成型方法主要有流變壓鑄、2）發(fā)展先進(jìn)的成形加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)組織與性能的精確控制

例如，非平衡凝固技術(shù)、電磁鑄軋技術(shù)、電磁連鑄技術(shù)、等溫成形技術(shù)、低溫強(qiáng)加工技術(shù)、先進(jìn)層狀復(fù)合材料成形、先進(jìn)超塑性成形、激光焊接、電子束焊接、復(fù)合熱源焊接、擴(kuò)散焊接、摩擦焊接等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)組織與性能的精確控制，不僅可以提高傳統(tǒng)材料的使用性能，還有利于改善難加工材料的加工性能，開發(fā)高附加值材料。

3）材料設(shè)計(jì)（包括成分設(shè)計(jì)、性能設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)）、制備與成形加工一體化

發(fā)展材料設(shè)計(jì)、制備與成型加工一體化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)材料和零部件的高效，近終形，短流程成型。典型的技術(shù)有噴射技術(shù)、粉末注射成形、激光快速成型等，是不銹鋼、高溫合金、鈦合金、難熔金屬及金屬間化合物、陶瓷材料、復(fù)合材料、梯度功能材料零部件制備與成型加工的研究熱點(diǎn)。材料設(shè)計(jì)、制備與成形加工的一體化，是實(shí)現(xiàn)真正意義上的全過程的組織性能精確控制的前提和基礎(chǔ)。

4）開發(fā)新型制備與成形加工技術(shù)，發(fā)展新材料和新產(chǎn)品 塊體非晶合金制備和應(yīng)用技術(shù)、連續(xù)定向凝固成形技術(shù)、電磁約束成型技術(shù)、雙結(jié)晶器連鑄與充芯連鑄復(fù)合技術(shù)、多坯料擠壓技術(shù)、微成形加工技術(shù)等，是近年來開發(fā)的新型制備與成形加工技術(shù)。這些技術(shù)在特種高性能材料或制品的制備與成形技術(shù)加工方面具有各自的特色，受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

5）發(fā)展計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬與過程仿真技術(shù)，構(gòu)建完善的材料數(shù)據(jù)庫

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算材料科學(xué)已成為一門新興的交*學(xué)科，是除實(shí)驗(yàn)和理論外解決材料科學(xué)中實(shí)際問題的第3個(gè)重要研究方法。它可以比理論和實(shí)驗(yàn)做得更深刻、更全面、更細(xì)致，可以進(jìn)行一些理論和實(shí)驗(yàn)暫時(shí)還做不到的研究。因此，基于知識的材料成形工藝模擬仿真是材料科學(xué)與制造科學(xué)的前沿領(lǐng)域和研究熱點(diǎn)。根據(jù)美國科學(xué)研究院工程技術(shù)委員會(huì)的測算, 模擬仿真可提高產(chǎn)品質(zhì)量5～15倍，增加材料出品率25％，降低工程技術(shù)成本13%～30%，降低人工成本5%～20%，提高投入設(shè)備利用率30%～60%，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)和試制周期30%～60%等。

目前，模擬仿真技術(shù)已能用在壓力鑄造、熔模鑄造等精確成形加工工藝中，而焊接過程的模擬仿真研究也取得了可喜的進(jìn)展。

高性能、高保真、高效率、多學(xué)科及多尺度是模擬仿真技術(shù)的努力目標(biāo)，而微觀組織模擬（從mm、μm到nm尺度）則是近年來研究的新熱點(diǎn)課題。通過計(jì)算機(jī)模擬，可深入研究材料的結(jié)構(gòu)、組成及其各物理化學(xué)過程中宏觀、微觀變化機(jī)制，并由材料成分、結(jié)構(gòu)及制備參數(shù)的最佳組合進(jìn)行材料設(shè)計(jì)。計(jì)算材料科學(xué)的研究范圍包括從埃量級的量子力學(xué)計(jì)算到連續(xù)介質(zhì)層次的有限元或有限差分模型分析，此范圍可分為4個(gè)層次：納米級、微觀、介觀及宏觀層次。在國外，多尺度模擬已在汽車及航天工業(yè)中得到應(yīng)用。

鑄件凝固過程的微觀組織模擬以晶粒尺度從凝固熱力學(xué)與結(jié)晶動(dòng)力學(xué)兩方面研究材料的組織和性能。20世紀(jì)90年代鑄造微觀模擬開始由試驗(yàn)研究向?qū)嶋H應(yīng)用發(fā)展，國內(nèi)的研究雖處于起步階段，但在用相場法研究鋁合金枝晶生長、用Cellular Automaton法研究鋁合金組織演變和汽車球墨鑄鐵件微觀組織與性能預(yù)測等方面均已取得重要進(jìn)展。鍛造過程的三維晶粒度預(yù)測也有進(jìn)展。

6）材料的智能化制備與成形加工技術(shù)

材料的智能化制備與成形加工技術(shù)是1986年由美國材料科學(xué)界提出的“第三代”材料成形加工技術(shù)，20世紀(jì)90年代以來受到日本等先進(jìn)工業(yè)國家的重視它通過綜合利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和先進(jìn)控制技術(shù)等，以成分、性能、工藝一體化設(shè)計(jì)與工藝控制方法，實(shí)現(xiàn)材料組織性能與成形加工質(zhì)量，同時(shí)達(dá)到縮短研制周期、降低生產(chǎn)成本、減少環(huán)境負(fù)荷的目的。

材料的智能化制備與成形加工技術(shù)的研究尚處于概念形成與探索階段，被認(rèn)為是21世紀(jì)前期材料成形加工新技術(shù)中最富潛力的前沿研究方向之一。

其他的材料先進(jìn)制備與成形加工前沿技術(shù)

電磁軟接觸連鑄、鈦合金連鑄連軋技術(shù)、高性能金屬材料噴射成形技術(shù)、輕合金半固態(tài)加工技術(shù)、泡沫鋁材料制備、鋼質(zhì)蜂窩夾芯板擴(kuò)散-軋制復(fù)合、金屬超細(xì)絲材制備技術(shù)、超細(xì)陶瓷粉末燃燒合成、模具表面滲注鍍復(fù)合強(qiáng)化、金屬管件內(nèi)壁等離子體強(qiáng)化技術(shù)、鈦合金激光熔覆技術(shù)、非納米晶復(fù)合涂層制備技術(shù)等。

五、個(gè)人認(rèn)識與評論

中國已是制造大國，僅次于美、日、德，居世界第4位。中國雖是制造大國，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，仍有很大差距，表現(xiàn)在：（1)制造業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率低，不到美國的5%；（2）技術(shù)含量低，以CAD為例，仍停留在繪圖功能上；（3）重要關(guān)鍵產(chǎn)品基本上沒有自主創(chuàng)新開發(fā)能力。材料成形加工行業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分，材料成形加工技術(shù)是汽車、電力、石化、造船及機(jī)械等支柱產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)制造技術(shù)，新一代材料加工技術(shù)也是先進(jìn)制造技術(shù)的重要內(nèi)容。鑄造、鍛造及焊接等材料加工技術(shù)是國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主體技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界75%的鋼材經(jīng)塑性加工成形，45%的金屬結(jié)構(gòu)用焊接得以成形。又如我國鑄件年產(chǎn)量已超過1400萬t，是世界鑄件生產(chǎn)第一大國。汽車結(jié)構(gòu)中65%以上仍由鋼材、鋁合金、鑄鐵等材料通過鑄造、鍛壓、焊接等加工方法成形。但是，我國的材料成形加工技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有很大差距。舉例說, 重大工程的關(guān)鍵鑄鍛件如長江三峽水輪機(jī)的第一個(gè)葉輪仍從國外進(jìn)口；航空工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)及其他重要的動(dòng)力機(jī)械的核心成形制造技術(shù)尚有待突破。因此，在振興我國制造業(yè)的同時(shí)，要加強(qiáng)和重視材料成形加工制造技術(shù)的發(fā)展。高速發(fā)展的工業(yè)技術(shù)要求加工制造的產(chǎn)品精密化、輕量化、集成化；國際競爭更加激烈的市場要求產(chǎn)品性能高、成本低、周期短；日益惡化的環(huán)境要求材料加工原料與能源消耗低、污染少。為了生產(chǎn)高精度、高質(zhì)量、高效率的產(chǎn)品，材料正由單一的傳統(tǒng)型向復(fù)合型、多功能型發(fā)展；材料成形加工制造技術(shù)逐漸綜合化、多樣化、柔性化、多學(xué)科化。因此, 面對市場經(jīng)濟(jì)、參與全球競爭，必須十分重視先進(jìn)制造技術(shù)及成形加工技術(shù)的技術(shù)進(jìn)步。

材料成形及控制工程專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究中值得思考的幾個(gè)問題

1.明晰專業(yè)內(nèi)涵，確定發(fā)展方向

材料成形及控制工程專業(yè)作為1998年專業(yè)調(diào)整時(shí)設(shè)立的一個(gè)新的專業(yè)，由于其涵蓋范圍較廣泛，涉及的內(nèi)容較繁雜，因而使其專業(yè)內(nèi)涵不夠明確。

材料成形及控制工程專業(yè)是以成形技術(shù)為手段、以材料為加工對象、以過程控制為質(zhì)量保證措施、以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造為目的的工科專業(yè)。材料成形及控制工程專業(yè)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)、工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)和工程裝備與控制工程專業(yè)均隸屬于機(jī)械學(xué)科，要求共同的機(jī)械工程基礎(chǔ)理論。以材料為加工對象的特點(diǎn)決定了材料科學(xué)也成為本專業(yè)的基礎(chǔ)知識，而以過程控制為質(zhì)量保證措施這一特點(diǎn)，決定了控制理論也成為本學(xué)科基礎(chǔ)知識的重要組成部分。因此，材料類學(xué)科專業(yè)和自動(dòng)化專業(yè)及計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)等都成為與本專業(yè)密切相關(guān)的學(xué)科。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和學(xué)科交叉，本專業(yè)比以往任何時(shí)候都更緊密地依賴諸如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、微電子、計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)論、信息論、控制論及現(xiàn)代化管理等各門學(xué)科及其最新成就。

材料成形及控制工程這一隸屬于機(jī)械學(xué)科、具有機(jī)械類學(xué)科典型特征的專業(yè)，同時(shí)還具有濃厚的材料學(xué)科的色彩，成為一個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)挕⒅R范圍廣的名副其實(shí)的寬口徑專業(yè)。繼續(xù)進(jìn)行深入研究，準(zhǔn)確界定專業(yè)內(nèi)涵，對專業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

2.培養(yǎng)目標(biāo)的定位

培養(yǎng)目標(biāo)定位很重要，涉及到材料成形及控制工程專業(yè)的發(fā)展和人才培養(yǎng)適應(yīng)市場需求的問題。盡管我國的高等教育已由精英教育邁入大眾化教育階段，但這并不意味著社會(huì)市場只需要通才，而不需要專才。并且科學(xué)研究和工程應(yīng)用這兩方面的需求也要求培養(yǎng)不同類型的專業(yè)人才。因此，不同類型學(xué)校應(yīng)根據(jù)市場的需求和自身的特點(diǎn)來培養(yǎng)不同類型的人才。一部分高等院校應(yīng)該擔(dān)負(fù)起精英教育的責(zé)任，以培養(yǎng)材料成形及控制工程學(xué)科的科學(xué)研究型和科學(xué)研究與工程技術(shù)

復(fù)合型高層次人才為主，本科階段應(yīng)是以通識為主的專業(yè)教育；另一部分學(xué)校應(yīng)以普及高等教育為主，負(fù)起大眾化教育的責(zé)任，以培養(yǎng)本學(xué)科的工程技術(shù)型、職業(yè)應(yīng)用復(fù)合型人才為主，本科是通識與專業(yè)并重的教育；高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院則以培養(yǎng)職業(yè)應(yīng)用型、職業(yè)應(yīng)用復(fù)合型人才為主，專科是完全職業(yè)專業(yè)教育。各學(xué)?？筛鶕?jù)學(xué)校自身的層次來確定專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。

在材料成形及控制工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的定位中，還應(yīng)考慮市場需求。本科教育培養(yǎng)通才還是專才，是以普通教育為中心還是以職業(yè)教育或?qū)I(yè)教育為中心，歷來是高等教育激烈爭辯的問題。西方國家本科通才教育是建立在完善的繼續(xù)教育基礎(chǔ)上的，我國在這方面還有較大的差距。一方面是一些大型企業(yè)公司已有完善的教育培訓(xùn)體制和充足的教育經(jīng)費(fèi)，而另一方面是大量的中小企業(yè)仍然需要行業(yè)背景強(qiáng)的畢業(yè)生，因而高校應(yīng)進(jìn)一步適應(yīng)市場的需求，根據(jù)不同的培養(yǎng)目標(biāo)，調(diào)整通識教育與專業(yè)教育的比例，拓寬專業(yè)口徑，靈活專業(yè)方向，建立和健全第二學(xué)位、主副修制度等。

3.創(chuàng)新精神和能力培養(yǎng)的實(shí)踐落腳點(diǎn)

當(dāng)前，就高校自身來說，首先應(yīng)抓好以下工作：(1)教師隊(duì)伍建設(shè)是關(guān)鍵。教師的真本事，主要不是課堂上的公式運(yùn)用和解題技巧，而是在于提出的解決問題的思路。教師過教學(xué)關(guān)、過外語關(guān)、過現(xiàn)代信息技術(shù)關(guān)、接受科研訓(xùn)練以及參加國內(nèi)外的各種學(xué)術(shù)交流等，在當(dāng)前顯得特別重要。(2)在教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)當(dāng)全方位地“聯(lián)合行動(dòng)”，即：突破傳統(tǒng)觀念，強(qiáng)化創(chuàng)新意識；提倡教育民主，尊重創(chuàng)新精神；改革評價(jià)方式，建立創(chuàng)新機(jī)制；關(guān)注個(gè)性培養(yǎng)，營造創(chuàng)新氛圍；拓寬知識視野，夯實(shí)創(chuàng)新基礎(chǔ)；開發(fā)情感智力，培養(yǎng)創(chuàng)新品質(zhì)等等。(3)當(dāng)前應(yīng)特別注意加強(qiáng)教學(xué)方法和考試方法的改革，根據(jù)學(xué)生的不同年級，逐漸使學(xué)生從以教師、書本和課堂為中心的教學(xué)模式中“向外突圍”，通過教學(xué)管理制度的改革，增加學(xué)生的自學(xué)時(shí)間，組織學(xué)生參加有指導(dǎo)的小型課堂討論(Seminar)，引導(dǎo)學(xué)生參加教師的科研工作，鼓勵(lì)學(xué)生參加課外科技和實(shí)踐活動(dòng)等等。(4)建設(shè)和改造一批能夠培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的實(shí)踐訓(xùn)練中心(基地)，克服困難，保證實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的落實(shí)。

六、結(jié)論

通過對材料成形專業(yè)領(lǐng)域的科技前沿技術(shù)的整理總結(jié)，我終于清楚地知道了我的專業(yè)（材料成形與控制工程）的發(fā)展方向，并對本專業(yè)有了深層次的了解和認(rèn)識，這為我以后的學(xué)習(xí)指明了道路?？吹竭€有許多富有潛力的先進(jìn)技術(shù)還沒有進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，這激發(fā)了我奮斗的激情，我爭取通過自身的學(xué)習(xí)和努力在材料成形領(lǐng)域有較大發(fā)展，推動(dòng)材料成形技術(shù)的在社會(huì)生活中的應(yīng)用，為人類的發(fā)展作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

《21世紀(jì)材料成形加工技術(shù)》、《材料先進(jìn)制備與成形加工技術(shù)》、《材料成形新技術(shù)》、《中國材料工程大典》、《先進(jìn)材料定向凝固》、《材料成形界面工程》、《材料科學(xué)與工藝》、《材料成形技術(shù)基礎(chǔ)》、《材料成形工藝基礎(chǔ)》、《工程材料與成形技術(shù)》、《材料加工工程》、《先進(jìn)制造技術(shù)》

第四篇：學(xué)科前沿講座論文

研究生課程論文

課程名稱：學(xué)科前沿講座

姓名：臧寧寧 學(xué)號：1049731602549 學(xué)院：汽車工程學(xué)院

專業(yè)：車輛工程專碩

班級：163班

2016年 12 月 28 日

車網(wǎng)互聯(lián)（V2G）技術(shù)淺析

臧寧寧

（武漢理工大學(xué)汽車工程學(xué)院；車輛工程163班；1049731602549）

摘要：針對城市高峰電力負(fù)荷大、持續(xù)時(shí)間短的特點(diǎn)，采用車網(wǎng)互聯(lián)（V2G）模式，通過電動(dòng)汽車集群晚間低谷充電，白天停駛時(shí)反饋給電網(wǎng)以支持高峰電力負(fù)荷，有利于城市電網(wǎng)削峰填谷，并提高能源利用效率。文章首先介紹了V2G研究的意義及其經(jīng)濟(jì)性，而后介紹了V2G的試現(xiàn)方法，V2G研究的關(guān)鍵問題：智能管理策略、雙向充電器，最后對我國V2G技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：V2G：實(shí)現(xiàn)方法；智能管理策略；雙向充電器

Abstract：For the city peak power load, short duration characteristics, the use of car network interconnection(V2G)model, through the electric car cluster evening trough charging during the day and suspended feedback to the grid to support the peak load, is conducive to urban power grid Valley, and improve energy efficiency.In this paper, the significance of V2G research and its economy are introduced.Secondly, the key techniques of V2G are introduced, such as intelligent management strategy, bi-directional charger, and some suggestions for further development of V2G technology in China.Keywords：V2G;implementation method;intelligent management strategy;bi-directional charger

引言

電動(dòng)汽車以電為動(dòng)力，作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，其動(dòng)力電池可以理解為電網(wǎng)中一個(gè)移動(dòng)的分布式儲(chǔ)能單元，具有清潔、高效、環(huán)保等特點(diǎn)。由此形成了“車—電”互聯(lián)(Vehicle to Grid，簡稱V2G)的概念，即車輛與電網(wǎng)在受控狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)能量、信息雙向互動(dòng)，將動(dòng)力電池看成不僅是車輛的動(dòng)力源，也是重要的移動(dòng)儲(chǔ)能介質(zhì)。當(dāng)車載動(dòng)力電池需要充電，則電能從電網(wǎng)流向汽車。當(dāng)汽車暫停使用時(shí)，也可以把車載電池中的電能反送給電網(wǎng)系統(tǒng)。電動(dòng)汽車V2G充放電模式的應(yīng)用，是電動(dòng)汽車能源供給體系中的重要形式之一，也是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容。采用 V2G 模式可對電網(wǎng)起到削峰填谷的作用，從而減少電力建設(shè)投資，提高能源利用效率。

圖1.1 電網(wǎng)供應(yīng)圖

1.V2G研究的意義

現(xiàn)在的電網(wǎng)實(shí)際上效率并不是非常高，因?yàn)橐皇浅杀据^高，再就是容易造成浪費(fèi)。圖1.1和1.2是電網(wǎng)的供應(yīng)和需求圖，將兩圖進(jìn)行對比，可以看出：在用電高峰期，電網(wǎng)的供應(yīng)難以滿足需求，一般采用增建調(diào)峰電廠或調(diào)峰機(jī)組解決；而在用電低谷時(shí)，大量的電力被浪費(fèi)。

圖1.2電網(wǎng)需求圖

V2G的核心思想就是利用大量電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能源作為電網(wǎng)和可再生能源的緩沖，如圖2所示。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷過高時(shí)，由電動(dòng)汽車儲(chǔ)能源向電網(wǎng)饋電；而當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí)，用來存儲(chǔ)電網(wǎng)過剩的發(fā)電量，避免造成浪費(fèi)。通過這種方式，電動(dòng)汽車用戶可以在電價(jià)低時(shí)，從電網(wǎng)買電，電網(wǎng)電價(jià)高時(shí)向電網(wǎng)售電，從而獲得一定的收益。

圖2 V2G示意圖

現(xiàn)在，插電式混合動(dòng)力汽車（PHEV）和純電動(dòng)汽車（EV）正慢慢進(jìn)入市場。當(dāng)這些汽車的數(shù)量足夠大時(shí)，其電池的總?cè)萘渴窍喈?dāng)巨大的，因而可以將其作為電網(wǎng)以及可再生能源系統(tǒng)的緩沖。但是，電動(dòng)汽車并不能隨意地、毫無管理地接入到電網(wǎng)中，這是因?yàn)槿绻娋W(wǎng)正處于峰值負(fù)荷需求，大量汽車的充電要求必然會(huì)對電網(wǎng)產(chǎn)生極其嚴(yán)重的影響；對于汽車而言，除了為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)外，還必須能夠滿足日常的行駛需求。因此在向電網(wǎng)饋電的過程中，還必須兼顧汽車自身的能量存儲(chǔ)狀態(tài)，以避免影響汽車的正常使用。綜合上述兩個(gè)方面，非常有必要對電動(dòng)汽車 V2G 進(jìn)行研究，協(xié)調(diào)汽車與電網(wǎng)間的充電和放電，使得既不會(huì)影響電網(wǎng)的運(yùn)行，也不會(huì)限制汽車的正常使用。

2.V2G的經(jīng)濟(jì)性

《車網(wǎng)互聯(lián)（V2G）支持高峰電力的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析》一文中，以帶有 30 k W·h 動(dòng)力電池的電動(dòng)車集群集中放電來支持上海地區(qū) 12 h 的800 MW 高峰電力為例，通過V2G 模式中成本和收益的經(jīng)濟(jì)核算，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)車主和電網(wǎng)企業(yè)都能從 V2G 模式中受益。

文章還對V2G技術(shù)的環(huán)保價(jià)值進(jìn)行了評估。通過 V2G 模式，一方面可以提高火電機(jī)組的發(fā)電效率和輸配電設(shè)備的利用效率，減少發(fā)電和輸電設(shè)備的投資；另一方面還可以提高可再生能源的使用比例。就純電動(dòng)車使用而言，其過程是零排放，既無 CO2排放，也無污染物排放。目前我國 70%-80%的電力來自煤電，電動(dòng)車使用電力驅(qū)動(dòng)間接上還是產(chǎn)生 CO2和污染物排放，如果把煤電的生產(chǎn)環(huán)節(jié)考慮在內(nèi)，其 CO2排放量仍然保持在 120 g/km 左右。通過 V2G 模式可以提高能源利用效率，增加可再生能源電力的比例，從而減少二氧化碳和污染物的排放。因此與風(fēng)能、太陽能一樣，V2G 模式是一種節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的模式。

3.V2G的實(shí)現(xiàn)方法

根據(jù)應(yīng)用對象的不同，可以將 V2G實(shí)現(xiàn)方法分成四類。

3.1集中式的 V2G 實(shí)現(xiàn)方法

所謂集中式的V2G是指將某一區(qū)域內(nèi)的電動(dòng)汽車聚集在一起，按照電網(wǎng)的需求對此區(qū)域內(nèi)電動(dòng)汽車的能量進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度，并由特定的管理策略來控制每臺(tái)汽車的充放電過程。由于此種方式采用統(tǒng)一的調(diào)度和集中的管理，可以實(shí)現(xiàn)整體上的最優(yōu)，例如通過先進(jìn)的算法可以計(jì)算每臺(tái)汽車的最優(yōu)充電策略，保證成本最低及電力最優(yōu)利用。3.2自治式的 V2G 實(shí)現(xiàn)方法

自治式 V2G 的電動(dòng)車經(jīng)常散落在各處，無法進(jìn)行集中的管理，因而一般采用車載式的智能充電器，它們可以根據(jù)電網(wǎng)發(fā)布的有、無功需求和價(jià)格信息，或者根據(jù)電網(wǎng)輸出接口的電氣特征（如電壓波動(dòng)等），結(jié)合汽車自身的狀態(tài)（如電池 SOC）自動(dòng)地實(shí)現(xiàn) V2G 運(yùn)行。由于不受統(tǒng)一的管理，每臺(tái)電動(dòng)車的充放電具有很大的隨機(jī)性，是否能保證整體上的最優(yōu)還需進(jìn)一步研究，此外，車載充電器還會(huì)增加電動(dòng)汽車的成本。3.3基于微網(wǎng)的 V2G 實(shí)現(xiàn)方法

基于微網(wǎng)的 V2G 實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)際上是將電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能設(shè)備集成到微網(wǎng)中，它與前邊兩種實(shí)現(xiàn)方法的區(qū)別在于，這種 V2G 方法作用的直接對象不是大電網(wǎng)，而是微網(wǎng)。微網(wǎng)是一種由負(fù)荷和微型電源共同組成的系統(tǒng)，它可同時(shí)提供電能和熱量；微網(wǎng)內(nèi)部電源主要由電力電子器件負(fù)責(zé)能量的轉(zhuǎn)換，并提供必需的控制；微網(wǎng)相對于外部大電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的受控單元，并可同時(shí)滿足用戶對電能質(zhì)量和供電安全等的要求。

3.4基于更換電池組的 V2G 實(shí)現(xiàn)方法

基于更換電池組的 V2G 實(shí)現(xiàn)方法，其源于更換電池組的電動(dòng)汽車供電模式。它需要建立專門的電池更換站，在更換站中存有大量的儲(chǔ)能電池，因而也可以考慮將這些電池連到電網(wǎng)上，利用電池組實(shí)現(xiàn) V2G。這種方法的原理類似于集中式 V2G，但是管理策略上會(huì)有所不同，因?yàn)殡姵刈罱K是要用來更換的，所以必須確保一定比例的電池電量是滿的。它的實(shí)現(xiàn)迫切需要統(tǒng)一電池及充電接口等部件的標(biāo)準(zhǔn)。

4.V2G研究的關(guān)鍵問題

4.1智能管理策略

4.1.1 從電網(wǎng)角度分析

電網(wǎng)各個(gè)發(fā)電單元的作用不相同：容量較大的發(fā)電單元價(jià)格便宜，但是響應(yīng)速度慢，適用于提供基本負(fù)荷；容量較小的單元價(jià)格昂貴，但響應(yīng)速度快，一般用于峰值負(fù)荷。管理策略的制定就是利用 V2G 盡可能減少電網(wǎng)對昂貴發(fā)電單元的依賴，并減少無功補(bǔ)償裝置的使用。這就需要電網(wǎng)根據(jù)自身的負(fù)荷狀況、可再生能源的發(fā)電狀況以及 V2G 單元可用容量等信息，事先計(jì)算出對各 V2G 單元的有功和無功需求，并給出合理的電價(jià)。

對此問題的處理可以分為兩種方式，第一種是由電網(wǎng)直接對接入的每臺(tái)電動(dòng)車連同其他發(fā)電單元進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，采用智能的算法來控制每臺(tái)汽車的V2G 運(yùn)行。第二種方式是在電網(wǎng)與電動(dòng)汽車群之間建立一個(gè)中間系統(tǒng)。該中間系統(tǒng)將一定區(qū)域內(nèi)接入電網(wǎng)的電動(dòng)汽車組織起來，成為一個(gè)整體，服從電網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度。這樣電網(wǎng)可以不必深究每臺(tái)電動(dòng)車的狀態(tài)，只需根據(jù)自己的算法向各個(gè)中間系統(tǒng)發(fā)出調(diào)度信號（包括功率的大小、有功還是無功以及充電還是放電等），而對電動(dòng)汽車群的直接管理，則由中間系統(tǒng)來完成。4.1.2 從用戶角度分析

電動(dòng)汽車 V2G 的智能充放電管理策略描述的是這樣一個(gè)過程：中間系統(tǒng)根據(jù)電動(dòng)汽車的充電需求對能量進(jìn)行合理的供應(yīng)，同時(shí)根據(jù)電網(wǎng)需求將電動(dòng)汽車能量反饋給電網(wǎng)。對于每一臺(tái)與電網(wǎng)相連的電動(dòng)汽車而言，一方面要通過 V2G 來提供輔助服務(wù)，另一方面還要從電網(wǎng)獲取能量為電池充電。但是，不論是提供輔助服務(wù)（放電）還是從電網(wǎng)獲取能量（充電），其過程并不是隨意地，毫無限度的，它需要實(shí)時(shí)考慮電動(dòng)汽車當(dāng)前及未來的狀況，如電池 SOC、未來行駛計(jì)劃、當(dāng)前的位置、當(dāng)前電力價(jià)格以及連網(wǎng)時(shí)間等信息。這樣做是為了在保證正常行駛的前提下使用戶獲得最優(yōu)。

對于電動(dòng)汽車智能充放電管理策略的研究，主要涉及如何對各電動(dòng)車進(jìn)行協(xié)調(diào)充電；制定管理策略尋找最大化車主利益的最優(yōu)方案，例如在電價(jià)便宜時(shí)為電動(dòng)車充電，電價(jià)昂貴時(shí)向電網(wǎng)提供服務(wù)。大多數(shù)管理策略只適用于 V2G 運(yùn)行的某一方面，有的適用于頻率調(diào)節(jié)，有的適用于調(diào)峰，并沒有提出一個(gè)統(tǒng)一的策略。4.2 V2G 雙向充電器

要使電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn) V2G，需要在電網(wǎng)和汽車

間配備雙向的智能充電器。此雙向充電器必須具有為電動(dòng)汽車電池充電的功能，同時(shí)產(chǎn)生最小的電流諧波，也應(yīng)具有根據(jù)調(diào)節(jié)向電網(wǎng)回饋能量的能力。

一般來講，雙向充電器由濾波器、雙向 DC-DC變換器以及雙向 AC-DC 變換器組成。當(dāng)充電器工作于電池充電模式時(shí)，交流電首先通過濾波器濾除不期望的頻率分量，然后通過雙向 C-DC 變換器將交流整流成直流。由于雙向 AC-DC 變換器的輸出電壓可能與直流儲(chǔ)能單元的電壓不匹配，還需要一個(gè)雙向 DC-DC 變換器來保證合適的充電電壓。當(dāng)變換器工作于電池放電模式時(shí)，其過程則恰好相反。

5.結(jié)論

隨著電網(wǎng)負(fù)荷的快速發(fā)展,電網(wǎng)峰谷差逐年增大,電網(wǎng)調(diào)峰壓力越來越大。如今大力開發(fā)和利用新能源的發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)一步加大了各電網(wǎng)的調(diào)峰和調(diào)頻的難度。V2G技術(shù)給未來電網(wǎng)的調(diào)峰和調(diào)頻問題開辟了新思路。

目前，我國正大力發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)，考慮到 現(xiàn)階段我國智能電網(wǎng)的發(fā)展水平，V2G 的發(fā)展可適當(dāng)參考以下兩條建議：

（1）在建設(shè)電動(dòng)汽車基礎(chǔ)設(shè)施過程時(shí)，盡量考慮V2G因素，建設(shè)方便于V2G技術(shù)的設(shè)施。

（2）建立 V2G 試點(diǎn)工程，進(jìn)行適當(dāng)宣傳，使廣大電動(dòng)汽車用戶了解V2G技術(shù)的益處。參考文獻(xiàn)

[1] 錢科軍，周承科，袁越.純電動(dòng)汽車與電網(wǎng)相互關(guān)系的研究現(xiàn)狀[J].電網(wǎng)與清潔能源，2010, 26(11): 1-7.[2] 楊健，王媚，張屹，等.電動(dòng)汽車動(dòng)力電池參與電網(wǎng) 調(diào) 峰 的 應(yīng) 用 [J].華 東 電 力，2010，38(11): 1685-1687.[3] 廖強(qiáng)強(qiáng)，周國定，葛紅花，等.車網(wǎng)互聯(lián)（V2G）支持高峰電力的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].中國電力，2012,45（4）：93-95.[4] KEMPTON W, TOMIC J.Vehicle-to-grid power fundamentals: Calculating capacity and net revenue ［J］.Journal of Power Sources,2005,144（1）:268-279.[5] Turton H, Moura F.Vehicle-to-grid systems for sustainable development: an integrated energy analysis[J].Technological Forecasting and Social Change, 2008, 75(8): 1091-1108.

第五篇：論文撰寫講座

怎樣寫好小學(xué)科學(xué)教學(xué)論文

教學(xué)論文就是“討論”或“研究” 有關(guān)教學(xué)問題的文章。因此，也就有論文的一般特點(diǎn)：要有正確、鮮明的論點(diǎn),要有典型的論據(jù),還要有恰當(dāng)?shù)恼撟C過程和方法。這是論文的三要素。2007年，浙江省教育廳教研室組織了教學(xué)論文獲獎(jiǎng)共40篇，其中6篇一等獎(jiǎng)，10篇二等獎(jiǎng)，24篇三等獎(jiǎng)。本文將以這40篇論文為例，談?wù)勗诋?dāng)前怎樣寫好小學(xué)科學(xué)教學(xué)論文。

一、當(dāng)前小學(xué)科學(xué)論文撰寫關(guān)注什么

1.從關(guān)注的內(nèi)容看，分為六大類：課堂教學(xué)、課外活動(dòng)、學(xué)生學(xué)習(xí)、教師專業(yè)發(fā)展、課程資源開發(fā)和教材。其中：課堂教學(xué)22篇（教學(xué)目標(biāo)

2、教學(xué)方法

4、教學(xué)過程

11、教學(xué)評價(jià)

2、環(huán)境創(chuàng)設(shè) 2、課型研究1）；課外活動(dòng)2篇（自編

1、教材延伸1）；學(xué)生學(xué)習(xí)與評價(jià) 8（后進(jìn)生

1、學(xué)習(xí)方法

1、價(jià)值觀

1、證據(jù)意識

2、觀察能力

1、質(zhì)疑能力

1、前概念

1、評價(jià)1）；教師專業(yè)發(fā)展2篇（兼職教師學(xué)習(xí)

1、學(xué)習(xí)途徑1）；課程資源1；教材3（德育滲透、概念、學(xué)科整合）。

課堂教學(xué)研究最為集中，特別是關(guān)于教學(xué)過程中的問題的研究有11篇（交流

2、記錄、數(shù)據(jù)收集與整理、教學(xué)現(xiàn)象、紀(jì)律、教師指導(dǎo)、教學(xué)意外

2、教學(xué)環(huán)節(jié)或全過程2）。課堂教學(xué)研究對老師來說最為熟悉也最能寫出文章來。

對教學(xué)的“有效性”探討是焦點(diǎn)，在題目中出現(xiàn)“有效“兩個(gè)字的就有7篇，占18.5%。

2．從論文的形式看，分為理論探討型、實(shí)證研究型、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)型三大類。

(1)理論探討型主要從思辨的角度對某一現(xiàn)象或教學(xué)概念進(jìn)行理性探討，可以包括什么是該教學(xué)現(xiàn)象（概念）？為什么會(huì)產(chǎn)生這一教學(xué)現(xiàn)象（概念）？這一教學(xué)現(xiàn)象（概念）的類型、價(jià)值等問題的理性思考。對教師來說，按照為什么研究？它是什么（內(nèi)涵與外延）？我們該怎么做？的思路撰寫教學(xué)論文，尤其應(yīng)深入思考前兩個(gè)問題。40篇文章中，一等獎(jiǎng)《小學(xué)科學(xué)教學(xué)中師生非邏輯性對答剖析》屬于該類型。

(2)實(shí)證研究型論文是指研究者通過觀察、訪談、調(diào)查或?qū)嶒?yàn)基礎(chǔ)上寫就的研究報(bào)告，具體包括調(diào)查報(bào)告、教學(xué)診斷和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三類。

教學(xué)調(diào)查報(bào)告如：《建立科學(xué)探究差異研究共同體，改善后三分之一孩子的認(rèn)知結(jié)構(gòu)》；《蠟燭燃燒的條件—— 關(guān)注小學(xué)生對“燃燒概念”的相異構(gòu)想》； 1

《談學(xué)生養(yǎng)蠶上簇率不高的成因及對策》

教學(xué)診斷如：《基于課堂后測的評課范式》；《基于數(shù)據(jù)收集的科學(xué)課型探討》；《小學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作假現(xiàn)象探因及教學(xué)策略》等；

這40篇文章嚴(yán)格地說，沒有實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)型可分為：經(jīng)驗(yàn)總結(jié)型的論文包括教學(xué)策略、實(shí)踐反思、教學(xué)隨筆、個(gè)案分析等形式。

教學(xué)策略是指教師從多年的教學(xué)實(shí)踐中，對自身的某些教學(xué)行為有成功感，以大量的例證說明事理。例如：《讓“概念”為“探究”掌舵 ——對“科學(xué)概念教學(xué)”的認(rèn)識與實(shí)踐》《科學(xué)課中促進(jìn)師生有效交流的對策》、《小學(xué)生家庭實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目實(shí)施問題與對策》、《小學(xué)科學(xué)學(xué)科“學(xué)生成長記錄袋”評價(jià)的再實(shí)踐與反思》；實(shí)踐反思是指教師從各種教學(xué)實(shí)踐中觀察或體驗(yàn)到困惑，對其進(jìn)行分析、并提出教學(xué)建議?！镀c議小學(xué)科學(xué)課的有效記錄》；教學(xué)隨筆的文章一般比較短小、觀點(diǎn)鮮明、內(nèi)容單一，往往根據(jù)某一具體事情引發(fā)出來的議論。（做個(gè)“無事生非”的老師）；個(gè)案分析是指選擇某一典型教學(xué)對象作為研究重點(diǎn)，通過對其學(xué)習(xí)行為的研究，提出教學(xué)對策。如：《在推測與驗(yàn)證的思維過程中建構(gòu)科學(xué)概念》，《也談農(nóng)村小學(xué)生科學(xué)觀察能力的培養(yǎng)策略》。

當(dāng)前，對于小學(xué)科學(xué)教學(xué)論文的基本情況來看，涉及的研究主題范圍比較廣，尤其是對學(xué)生的關(guān)注與教材的研究成為亮點(diǎn)。但對教學(xué)研究的興趣比較仍顯薄弱。論文的類型比較豐富，實(shí)證研究中調(diào)查報(bào)告為一線教師們青睞，然而占主體的仍是經(jīng)驗(yàn)總結(jié)類文章。

二、優(yōu)秀論文的基本特點(diǎn)

1．論文的選題針對小學(xué)科學(xué)教育的熱點(diǎn)問題，源于教學(xué)實(shí)踐，做到人無我有，人有我新，人新我實(shí)。

《小學(xué)生家庭實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目實(shí)施問題與對策》——課外活動(dòng)，做到人無我有?！蹲尶茖W(xué)教育插上德育之花 ——在科學(xué)教學(xué)中有機(jī)滲透德育的嘗試》——德育滲透，人無我有；

《建立科學(xué)探究差異研究共同體，改善后三分之一孩子的認(rèn)知結(jié)構(gòu)》——關(guān)注差生，做到人有我新。

《《小學(xué)科學(xué)學(xué)科“學(xué)生成長記錄袋”評價(jià)的再實(shí)踐與反思》——學(xué)生評價(jià)，做到人新我實(shí)；

2．論文的主要論點(diǎn)有自己獨(dú)到的見解，給人以啟發(fā)，少有“正確的廢話”。

如《小學(xué)科學(xué)教學(xué)中師生非邏輯性對答剖析》；《讓“概念”為“探究”掌舵 ——對“科學(xué)概念教學(xué)”的認(rèn)識與實(shí)踐》?！对谕茰y與驗(yàn)證的思維過程中建構(gòu)科學(xué)概念》一文，如果能從個(gè)例的研究提升為一類，則能增加文章的分量，因?yàn)楦爬ǖ乃皆礁?，推廣就越有價(jià)值。

3、論文結(jié)構(gòu)合理，分類標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。

論文的結(jié)構(gòu)有三種：并列式、遞進(jìn)式和并列遞進(jìn)式

并列式如《“與思維同行”：小學(xué)科學(xué)有效探究的原點(diǎn)追求》（插入具體內(nèi)容）遞進(jìn)式：

4、論文的例證新穎，引證有說服力，論證有深度。

《回?cái)[——科學(xué)目標(biāo)落實(shí)過程中存在的問題及解決策略》；《基于數(shù)據(jù)收集的科學(xué)課型探討》

5、研究思路與方法嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)。

學(xué)術(shù)論文要嚴(yán)謹(jǐn)，不要簡單的引用某某人的話，要注明參考文獻(xiàn)；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，不能用百分?jǐn)?shù)來定論。

《關(guān)注小學(xué)生對“燃燒概念”的相異構(gòu)想》

6、研究成果或教學(xué)對策能指導(dǎo)實(shí)踐

三、論文撰寫的策略與建議：

（一）選題

問題：

1、選題過大?！犊茖W(xué)教育需要均衡發(fā)展》，與角色對稱

2、選題追風(fēng)?！杜囵B(yǎng)形象思維，開發(fā)小學(xué)生創(chuàng)新潛能》

3、選題過時(shí)。事物的產(chǎn)生有過程，選題要跟上節(jié)奏。

建議：角度要小而新，小題大做

從行動(dòng)中選題：

最煩惱的問題，最感興趣的問題，獲得成功的方法，你警覺的現(xiàn)象，震動(dòng)你的新理念； 從別人的研究成果中選題：

從其他學(xué)科的研究選題中嫁接

定期查閱教學(xué)刊物；

（從全省的論文文獻(xiàn)來看，比較欠缺）

選題建議：（冷門中的熱門話題）、參與式培訓(xùn)、命題研究、前概念探查、基于前概念的教學(xué)改進(jìn)、跟著主流研究的步伐，不過時(shí)。

（二）行文：

1.標(biāo)題要明確：第一、在內(nèi)容上，標(biāo)題應(yīng)準(zhǔn)確反映研究的主題與范圍。

第二、在語言上，標(biāo)題應(yīng)注意準(zhǔn)確性、簡潔性。

例2：《“與思維同行”：小學(xué)科學(xué)有效探究的原點(diǎn)追尋

——小學(xué)科學(xué)課堂“探究秀”的反思與糾正》

第三、在表達(dá)形式上，標(biāo)題應(yīng)注意新穎性、生動(dòng)性。但不要弄巧

成拙。

例：《科學(xué)教育需要均衡發(fā)展

——對新課程實(shí)施中兼職科學(xué)教師培訓(xùn)的一些思考》

例2：讓“概念”為“探究”掌舵 ——對“科學(xué)概念教學(xué)”的認(rèn)識與實(shí)踐

2、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，分類標(biāo)準(zhǔn)要統(tǒng)一，不要面面俱到。

文字并不是越多越好，不要讓觀點(diǎn)淹沒在文字之中——“一個(gè)身材苗條的女子穿了一件臃腫的棉襖”；

例：《淺談小學(xué)科學(xué)有效教學(xué)的實(shí)施策略》（8758字）

一、前測，把握起點(diǎn)，進(jìn)入話語系統(tǒng)

［4］

二、材料，注重結(jié)構(gòu)，指向科學(xué)概念

三、問題，指向明確，形成探究目標(biāo)

四、設(shè)計(jì)，重在過程，理清探究步驟

五、活動(dòng)，主動(dòng)建構(gòu)，指向科學(xué)概念

六、探究，反復(fù)驗(yàn)證，獲取探究事實(shí)

七、討論，充分質(zhì)疑，達(dá)成探究共識

3、論點(diǎn)和具體例證要統(tǒng)一，例證要充分典型。

由于論點(diǎn)和論據(jù)的聯(lián)系可以有多種方式,因此,論證方法也有多種多樣。撰寫教學(xué)論文常用的論證方法主要有以下幾種：

第一種，舉例論證，簡稱例證法。

首先，論點(diǎn)和具體例證要統(tǒng)一。

其次,例證應(yīng)是典型的,而不能是個(gè)別偶然的。

再次,結(jié)合例證要進(jìn)行分析,以揭示論點(diǎn)與論據(jù)之間的內(nèi)在聯(lián)系。有了論據(jù),并不一定就能有力地證明論點(diǎn)。

例：《基于后測的評課范式》

思考

（一）：以課后調(diào)查了解真正的課堂效率。

思考

（二）：以對比調(diào)查理解真切的教學(xué)問題。

思考

（三）：以課后反饋把握真實(shí)的課堂影響。

思考

（四）：以課標(biāo)理念開展科學(xué)的課堂后測。

第二種引用論證,簡稱引證法。作者為了闡述自已的觀點(diǎn),引用別人的話來證明。在運(yùn)用引證法時(shí)應(yīng)注意什么呢?

首先，盡可能引用權(quán)威的觀點(diǎn)。

其次，引文要準(zhǔn)確。如果是部分引用，則不能是斷章取義，也不能牽強(qiáng)附會(huì)、歪曲原意。所以，引用時(shí)一定要吃透原文的精神。

再次，引用的形式可以是原文引用,也可以摘要大意。

最后，需要說明，引證與例證一樣，引證還要結(jié)合個(gè)人的分析，談出自己的理解。

4．提出問題需要?dú)w因分析，建議才能有針對性；

例：《小學(xué)科學(xué)教學(xué)中師生非邏輯性對答剖析》

一、主題的由來：

教學(xué)的生成總是由許多不為人注意的客觀因素誘發(fā)而成的，這種誘因從表性的角度來觀察具有很強(qiáng)的“非邏輯性”。

二、一個(gè)“非邏輯性”對答的典型案例

1、案例情景

2、幾次“非邏輯對答”發(fā)展的解晰

3、導(dǎo)致教學(xué)未按教師設(shè)計(jì)的“邏輯軌道”發(fā)展的客觀因素

三、對“非邏輯”的界說：

四、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中“非邏輯”對答的主要成因

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，導(dǎo)致學(xué)習(xí)活動(dòng)出現(xiàn)“非邏輯”現(xiàn)象的因素是多源性的，主要涉及“問題”、“材料”、“教師理答”、“學(xué)習(xí)情景”等方面。

1、問題指向不明

2、材料產(chǎn)生的負(fù)影響

3、教師理答方式帶來的影響

4、無關(guān)信息的干擾

5、問題情景的復(fù)雜性

五、提高教學(xué)活動(dòng)“邏輯性”的思考

1、要盡可能地讓學(xué)問邏輯服從學(xué)生的認(rèn)知邏輯，更要讓教學(xué)邏輯服從學(xué)生的認(rèn)知邏輯

2、把“附合問答式”問題改成“操作性”問題

3、把握學(xué)生的概念基礎(chǔ)

(三)寫作套路與思維習(xí)慣（以我的文章為例）

1、套路一：三段式：

例1：《“與思維同行”：小學(xué)科學(xué)有效探究的原點(diǎn)追尋

——小學(xué)科學(xué)課堂“探究秀”的反思與糾正》

一、構(gòu)建探究常規(guī)，擦燃思維火花。

◆現(xiàn)象點(diǎn)擊：◆原因透析：◆調(diào)矯建議：

建議一：“討論”——注意尺度

建議二：“交流”——結(jié)合點(diǎn)面

建議三：“傾聽”——請勿打擾

建議四：“叫?！薄獜?qiáng)調(diào)技巧

二、轉(zhuǎn)化探究問題，促進(jìn)思維發(fā)展。

◆現(xiàn)象點(diǎn)擊：◆原因透析：◆調(diào)矯建議：

建議一：“問題”——精選粗篩

建議二：“妙引”——探究期待

三、組織探究材料，挖掘思維潛能

◆現(xiàn)象點(diǎn)擊：◆原因透析：◆調(diào)矯建議：

建議一：“選材”——因課而異

建議二：“選材”——情趣為先

建議三：“選材”——典型全面



四、引導(dǎo)探究活動(dòng)，提升思維深度

◆現(xiàn)象點(diǎn)擊：原因透析：◆調(diào)矯建議：

建議一：“激發(fā)動(dòng)機(jī)”——縝密設(shè)計(jì)

建議二：“探究條件”——精心創(chuàng)設(shè)

建議三：“探究方法”——巧妙指導(dǎo)

2.習(xí)慣：常收集資料、常反思、常整理與分析資料、常修改。

寫論文與一般文學(xué)文章不同，學(xué)術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)，需要理性思維的參與、需要實(shí)證精神，不要簡單用枚舉思維，僅羅列教學(xué)現(xiàn)象而無分析和歸因，文章就會(huì)顯得隨意、主觀臆斷。

不要簡單地引用某某人的話，要有參考文獻(xiàn)，這樣會(huì)使文章看上去有深度。