第一篇：計算機(jī)科學(xué)在各專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用1

計算機(jī)科學(xué)在各專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用--------摘要：計算機(jī)應(yīng)用是研究計算機(jī)應(yīng)用于各個領(lǐng)域的理論、方法、技術(shù)和系統(tǒng)等，是計算機(jī)學(xué)科與其他學(xué)科相結(jié)合的邊緣學(xué)科，是計算機(jī)學(xué)科的組成部分。計算機(jī)應(yīng)用分為數(shù)值計算和非數(shù)值應(yīng)用兩大領(lǐng)域。非數(shù)值應(yīng)用又包括數(shù)據(jù)處理、知識處理，例如信息系統(tǒng)、工廠自動化、辦公室自動化、家庭自動化、專家系統(tǒng)、模式識別、機(jī)器翻譯等領(lǐng)域。本文就是從教育，商務(wù)這兩個領(lǐng)域，來談?wù)動嬎銠C(jī)科學(xué)在各專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：計算機(jī)科學(xué)；電子商務(wù)；全球定位；網(wǎng)絡(luò)教育 1引言

計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)分析和設(shè)計是計算機(jī)應(yīng)用研究普遍需要解決的課題。應(yīng)用系統(tǒng)分析在于系統(tǒng)地調(diào)查、分析應(yīng)用環(huán)境的特點和要求，建立數(shù)學(xué)模型，按照一定的規(guī)范化形式描述它們，形成計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計要求。應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計包括系統(tǒng)配置設(shè)計、系統(tǒng)性能評價、應(yīng)用軟件總體設(shè)計以及其他工程設(shè)計，最終以系統(tǒng)產(chǎn)品的形式提供給用戶。在70年代時，計算機(jī)應(yīng)用普及到社會經(jīng)濟(jì)更多的領(lǐng)域。第三代集成電路計算機(jī)具有良好的性能價格比和可靠性，它促進(jìn)了計算機(jī)的推廣應(yīng)用。隨著微處理機(jī)的迅速發(fā)展，計算機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、文化教育、衛(wèi)生保健、服務(wù)行業(yè)、社會公用事業(yè)等。家用電器采用微處理機(jī)后使計算機(jī)應(yīng)用深入到家庭生活和娛樂之中。計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合，使計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得到發(fā)展。信息服務(wù)業(yè)的興起使社會信息資源得到更廣泛的利用。

2計算機(jī)管理教學(xué)與計算機(jī)輔助教育

計算機(jī)管理教學(xué)也是計算機(jī)在教育領(lǐng)域中的一個重要應(yīng)用。這類應(yīng)用是將計算機(jī)應(yīng)用于教學(xué)的設(shè)計和評價及管理學(xué)生的成績和自然狀況，處理與教學(xué)有關(guān)的事物數(shù)據(jù)，它包括用計算機(jī)制訂教學(xué)計劃、計算機(jī)輔助測驗、學(xué)生錯誤分析等。計算機(jī)在管理上的應(yīng)用使學(xué)校的管理更加方便、快捷、準(zhǔn)確，使教學(xué)結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化。

隨著多媒體課件制作技術(shù)的成熟，加快了計算機(jī)輔助教育的發(fā)展。一些學(xué)校已經(jīng)將課堂多媒體組合教育方式和利用多媒體計算機(jī)個別交互學(xué)習(xí)方式結(jié)合到傳統(tǒng)教育方式中。目前除了專業(yè)的軟件技術(shù)公司能提供多媒體課件外，學(xué)校教師自己設(shè)計制作的課件也極大地豐富了教學(xué)資源。開展計算機(jī)輔助教育不僅使學(xué)校教育發(fā)生了根本變化，還可以使學(xué)生在學(xué)校里就能體驗計算機(jī)的應(yīng)用，使學(xué)生培養(yǎng)計算機(jī)

意識，培養(yǎng)出復(fù)合型人才。

2.1網(wǎng)絡(luò)教育

依據(jù)教育技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)距離教育界通常把遠(yuǎn)程教育發(fā)展歷程劃分為三個階段：函授教育階段、廣播電視教育階段、現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育階段?，F(xiàn)代遠(yuǎn)程教育是指運用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體數(shù)字技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)手段，在數(shù)字化環(huán)境下進(jìn)行完成教育教學(xué)目標(biāo)的教育方式。在中國現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育也稱網(wǎng)絡(luò)教育，多數(shù)從事高等教育的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)為普通高校的網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院或現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育學(xué)院。網(wǎng)絡(luò)教育是現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于教育后產(chǎn)生的新概念，即運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與環(huán)境開展的教育，在教育部已出臺的某些文件中，也稱現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育為網(wǎng)絡(luò)教育【1】。中國國內(nèi)舉辦網(wǎng)絡(luò)學(xué)歷教育的多為國內(nèi)著名公辦大學(xué)。高等網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)歷證書國家教育部承認(rèn)【2】，自1999年以來，教育部批準(zhǔn)67所普通高校學(xué)校和中央廣播電視大學(xué)開展現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育試點工作，允許上述68所試點高校在校內(nèi)開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工作的基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)，開展學(xué)歷教育和非學(xué)歷教育。對達(dá)到本、?？飘厴I(yè)要求的學(xué)生，由學(xué)校按照國家有關(guān)規(guī)定頒發(fā)高等教育學(xué)歷證書，學(xué)歷證書電子注冊后，國家予以承認(rèn)。網(wǎng)絡(luò)教育是遠(yuǎn)程教育的現(xiàn)代化表現(xiàn)，遠(yuǎn)程教育是一種同時異地或異時異地進(jìn)行教育的形式。我們認(rèn)為迄今為止，遠(yuǎn)程教育經(jīng)歷了三代歷程：傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育、廣播電視遠(yuǎn)程教育和網(wǎng)絡(luò)教育。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育首指函授、刊授教育。最早的函授教育起源于1840 年的英國，當(dāng)時英國速記法發(fā)明人伊薩克.皮特曼通過郵寄方式教速記，教育界一般就認(rèn)為這便是世界函授教育的開端。廣播電視遠(yuǎn)程教育起步于本世紀(jì)60 年代，在近二十多年來得到了巨大的發(fā)展。由多媒體計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)在教育中充分利用而演繹出來的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育，一般被稱為第三代遠(yuǎn)程教育，即網(wǎng)絡(luò)教育。網(wǎng)絡(luò)教育，網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)，即e-Learning，現(xiàn)在一般指基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)行為；在線教育，遠(yuǎn)程教育，網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)，在線學(xué)習(xí)等都可理解為統(tǒng)一或相似的概念。知行堂的學(xué)習(xí)教練肖剛認(rèn)為E-Learning的“E”代表電子化的學(xué)習(xí)、有效率的學(xué)習(xí)、探索的學(xué)習(xí)、經(jīng)驗的學(xué)習(xí)、拓展的學(xué)習(xí)、延伸的學(xué)習(xí)、易使用的學(xué)習(xí)、增強(qiáng)的學(xué)習(xí)。通行的e-Learning概念約在10年前提出來，美國是e-Learning的發(fā)源地，有60%的企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)的形式進(jìn)行員工培訓(xùn)。1998年以后，e-Learning在世界范圍內(nèi)興起，從北美、歐洲迅速擴(kuò)展到亞洲地區(qū)。越來越多的國內(nèi)企業(yè)對 e-Learning表示了濃厚興趣，并開始實施e-Learning解決方案。據(jù)美國培訓(xùn)與發(fā)展協(xié)會（ASTD）預(yù)測，到2010年，雇員人數(shù)超過500的公司90%都將采用e-Learning培訓(xùn)，e-Learning正成為知識經(jīng)濟(jì)時代的正確抉擇。需要特別指出的是，e-Learning(在線培訓(xùn))不只是一種技術(shù)，技術(shù)只是傳送內(nèi)容的手段，重要的是是本身以及通過學(xué)習(xí)產(chǎn)生的巨大變革，這才是e-Learning(在線學(xué)習(xí))主要意義。在線教育顧名思義，是以網(wǎng)絡(luò)為介質(zhì)的教學(xué)方式，通過網(wǎng)絡(luò)，學(xué)員與教師即使相隔萬里也可以開展教學(xué)活動；此外，借助網(wǎng)絡(luò)課件，學(xué)員還可以隨時隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，真正打破了時間和空間的限制，對于工作繁忙，學(xué)習(xí)時間不固定的職場人而言網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育是最方便不過的學(xué)習(xí)方式。

3計算機(jī)在商業(yè)中的應(yīng)用

3.1電子商務(wù)

電子商務(wù)是人類經(jīng)濟(jì)、科技、文化發(fā)展的必然產(chǎn)物，是信息化社會的商務(wù)模式和未來。直觀地說,所謂電子商務(wù)就是組織或個人在以通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的計算機(jī)系統(tǒng)支持下的網(wǎng)上商務(wù)活動，即當(dāng)企業(yè)將其主要業(yè)務(wù)通過Intranet、Extranet以及Internet與企業(yè)的職員、客戶、供應(yīng)商及合作伙伴直接相連時,其中所發(fā)生的各種商業(yè)活動。

3.1.2電子商務(wù)與計算機(jī)設(shè)備的共同特性

計算機(jī)設(shè)備作為一種新的商務(wù)形式具有一些明顯的特征，總結(jié)起來有以下幾點：

商務(wù)性電子商務(wù)最基本的特性，即提供買、賣交易的服務(wù)、手段和機(jī)會。網(wǎng)上購物提供了一種客戶所需要的方便途徑。

低成本，沒有店面租金成本、銷售人員和商品庫存壓力，以及很低的行銷成本電子化

服務(wù)性，首先，書寫電子化、傳遞數(shù)據(jù)化。其次支付手段高度電子化。再次，便于收集客戶信息。最后，特別適用于電子信息產(chǎn)品的銷售。

可擴(kuò)展性，是系統(tǒng)穩(wěn)定的保障。如果在出現(xiàn)高峰狀況時能及時擴(kuò)展，就可使得系統(tǒng)阻塞的可能性大為下降，避免大量客戶流失

安全性，是必須考慮的核心問題，包括加密機(jī)制、簽名機(jī)制、分布式安全管理、存取控制、防火墻、安全萬維網(wǎng)服務(wù)器、防病毒保護(hù)等?！?】

3.1.2電子商務(wù)發(fā)展趨勢

B2B

企業(yè)間電子商務(wù)（B2B或B to B）將關(guān)鍵的商務(wù)處理過程連接起來，以形成虛擬企業(yè)。B2B電子商務(wù)發(fā)展趨勢應(yīng)該是向產(chǎn)品和服務(wù)的創(chuàng)新性上發(fā)展，傳統(tǒng)的B2B提供的發(fā)布供求信息以及線上交易，已經(jīng)滿足不了如今需求不斷改變的客戶了，需要B2B平臺更多的開發(fā)出新的帶有創(chuàng)新性和人性化的產(chǎn)品?；勐斁蜎]有沿用阿里的盈利模式而是不斷發(fā)展同盟以及合作伙伴，加上由其組織開辦展會為其會員服務(wù)就是一種不錯的嘗試，而且事實證明他們這種嘗試是正確的，再比如更多的新型的B2B平臺開始嘗試商業(yè)化視頻方面的發(fā)展，這種盈利模式也是一種技術(shù)和服務(wù)上的創(chuàng)新，比如說瀛商網(wǎng)，就主推其商業(yè)化視頻的優(yōu)勢，為客戶提供視頻化的B2B平臺，以及推出了類似于電視臺一種網(wǎng)絡(luò)廣告電視，在創(chuàng)新意識上可謂是領(lǐng)先于同行業(yè)者。并且他們也像慧聰一樣辦起了自己的供求洽談會，不同的是瀛商網(wǎng)自己斥資上億元建設(shè)了商務(wù)中心來開辦展會，可謂是大手筆，在國內(nèi)也是首屈一指的，當(dāng)然這種模式成功與否還需要時間來證實，但是創(chuàng)新的思維的確是B2B平臺發(fā)展必須的一個元素。長江商學(xué)院和易觀國際對“小門戶+聯(lián)盟”的網(wǎng)盛生意寶公司的創(chuàng)新模式大加推崇,中國電子商務(wù)研究中心也認(rèn)為該模式是未來互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢.【4】

B2C進(jìn)入垂直細(xì)分階段

企業(yè)對消費者電子商務(wù)（B2C或B to C）這種模式節(jié)省了客戶和企業(yè)雙方的時間、空間、從而大大提高了交易效率，節(jié)省了各類不必要的開支。易觀國際認(rèn)為，隨著B2C市場的逐步成熟，B2C領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)入用戶細(xì)分的市場階段。2007年之前，B2C用戶在線購買的商品種類以圖書、音像等出版物以及虛擬產(chǎn)品為主，當(dāng)當(dāng)、卓越、云網(wǎng)一直占據(jù)市場份額前三位。近年來，隨著紅孩子、PPG、北斗手機(jī)網(wǎng)以及京東商城等垂直領(lǐng)域線上B2C廠商的進(jìn)入，母嬰用品、男士襯衫、手機(jī)以及3C產(chǎn)品

等商品的在線銷售開始獲得線上B2C用戶的認(rèn)可。報告預(yù)計，未來將會有更多的廠商進(jìn)入垂直細(xì)分線上B2C市場，消費者可選擇的商品品類也會更加豐富，B2C用戶的每戶平均收入也將有明顯提升?！?】

4.1發(fā)展中存在的問題

我國計算機(jī)應(yīng)用水平低,企業(yè)信息化水平低，上網(wǎng)企業(yè)與上網(wǎng)家庭數(shù)量還較少，信息技術(shù)在企業(yè)與家庭中應(yīng)用尚不夠普及。與發(fā)達(dá)國家及發(fā)展中國家相比都有很大差距，據(jù)國家統(tǒng)計中心研究，我國信息化能力不僅遠(yuǎn)落后于美日等發(fā)達(dá)國家，也落后于新加坡、韓國、菲律賓、埃及、印度等發(fā)展中國家；網(wǎng)民占人口比例瑞典達(dá)67%,瑞士60%,德國49%,我國僅3.5%。國內(nèi)計算機(jī)應(yīng)用發(fā)展很不平衡，各地區(qū)信息化指數(shù)高低相差20多倍，互聯(lián)網(wǎng)用戶及計算機(jī)擁有量在東西部地區(qū)、大陸與臺灣地區(qū)差距很大，臺灣互聯(lián)網(wǎng)用戶有540萬，網(wǎng)民占人口比例達(dá)26%，連網(wǎng)主機(jī)85萬臺，企業(yè)有50%己開展電子商務(wù)，大陸開展電子商務(wù)企業(yè)不到10%。我國信息產(chǎn)業(yè)尚不能完全滿足信息化發(fā)展與計算機(jī)應(yīng)用對軟硬件產(chǎn)品的需求，國產(chǎn)化產(chǎn)品技術(shù)水平與市場占有率低，重大應(yīng)用工程與大型應(yīng)用系統(tǒng)所用的軟硬件產(chǎn)品主要依靠國外公司，科技成果轉(zhuǎn)化速度慢，系統(tǒng)集成，信息服務(wù)水平有待提高,計算機(jī)應(yīng)用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范既缺乏又不統(tǒng)一，急需加強(qiáng)。計算機(jī)應(yīng)用、信息化的市場經(jīng)濟(jì)和政策法律環(huán)境尚待完善，目前還缺乏有力的技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)政策推動信息技術(shù)廣泛應(yīng)用，信息化的組織領(lǐng)導(dǎo)與管理體制尚待完善與加強(qiáng)，有關(guān)市場管理的法律法規(guī)、社會信用體系尚未完全建立，電子商務(wù)的發(fā)展所需要的市場環(huán)境尚不完善。企業(yè)管理體制、機(jī)制、管理理念與組織機(jī)構(gòu)尚不能適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的要求，博弈知識的缺乏，部分領(lǐng)導(dǎo)對信息技術(shù)應(yīng)用的重要性、緊迫性認(rèn)識不足。企業(yè)采用信息技術(shù)等高新技術(shù)尚缺少內(nèi)在的動力、人力、財力與物力?；A(chǔ)工作薄弱，信息技術(shù)人才特別是既懂信息技術(shù)又懂行業(yè)業(yè)務(wù)技術(shù)的復(fù)合型人才更為缺少，廣大職工信息意識與信息技術(shù)應(yīng)用知識欠缺，職工文化素質(zhì)急待提高。

4.發(fā)展前景與解決方法

“十.五”期間，北京，上海，廣東等地信息化試點經(jīng)驗將進(jìn)一步推廣,在科學(xué)發(fā)展觀的引領(lǐng)下，將建成若干信息化示范省市、地區(qū)、城市社區(qū)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)，2010年全國各地區(qū)、中小城市信息化將會快速發(fā)展。社會公用事業(yè)，公共服務(wù)等公共領(lǐng)域信息化步伐加快。文教衛(wèi)生，社會保險，社會治安，公共交通，供水供暖供電系統(tǒng)，社區(qū)服務(wù)等公共領(lǐng)域?qū)V泛應(yīng)用信息技術(shù)，金字系列重點應(yīng)用工程與數(shù)字奧運會勝利完成,社會公共領(lǐng)域信息化水平將上一個新臺階，為人民群眾衣食住行提供良好的環(huán)境和服務(wù)信息技術(shù)進(jìn)入家庭，推進(jìn)家庭信息化的發(fā)展。智能建筑、小區(qū)逐步推廣，電話、手機(jī)、信息家電、家

用電腦進(jìn)一步普及，使信息技術(shù)大量進(jìn)入家庭及個人生活，推動了家庭信息化的發(fā)展。全國家庭電腦普及率2005年將達(dá)8－10%，城市家庭電腦普及率達(dá)20-30%，2010全國家庭電腦普及率將達(dá)15－20%，城市家庭電腦普及率達(dá)40-50%，信息家電數(shù)字化、智能化、家庭影院、居家辦公將逐步普及,家庭信息化的發(fā)展將大大提高生活質(zhì)量。

參考文獻(xiàn) 【1】在教育部已經(jīng)出臺的某些文件中，稱現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育為網(wǎng)絡(luò)教育

【2】高等網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)歷證書國家教育部承認(rèn)

【3】萬曉鳳,謝毅.基于JSP的電子商務(wù)系統(tǒng)模塊的設(shè)計[J].南昌水專學(xué)報

【4】維基百科

【5】趙麗芬 《大家》 2010 第8期-萬方數(shù)據(jù)

第二篇：復(fù)合材料在航空領(lǐng)域中的應(yīng)用

復(fù)合材料在航空領(lǐng)域中的應(yīng)用

先進(jìn)復(fù)合材料具有高比強(qiáng)、高比模、耐疲勞、多功能、各向異性和可設(shè)計性、材料與結(jié)構(gòu)的同一性等優(yōu)異性能，自上世紀(jì)60年代年問世以來，先進(jìn)復(fù)合材料很快獲得廣泛應(yīng)用，成為航空航天四大材料之一。下面就讓我們對先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用情況和其優(yōu)異性能做一簡要介紹。

1．應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料可以顯著提高戰(zhàn)斗機(jī)作戰(zhàn)性能

為滿足新一代戰(zhàn)斗機(jī)對高機(jī)動性、超音速巡航及隱身的要求，進(jìn)入90年代后，西方的戰(zhàn)斗機(jī)無一例外的大量采用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，用量一般都在25％以上，有的甚至達(dá)到35％，結(jié)構(gòu)減重效率達(dá)30％。應(yīng)用部位幾乎遍布飛機(jī)的機(jī)體，包括垂直尾翼、水平尾翼、機(jī)身蒙皮以及機(jī)翼的壁板和蒙皮等。如美國第四代戰(zhàn)斗機(jī)F-22復(fù)合材料用量已達(dá)到24%，而EF2000更高達(dá)43％，EF2000除鴨翼外，機(jī)身、機(jī)翼、腹鰭、方向舵都采用復(fù)合材料，結(jié)構(gòu)的“濕潤”表面的70％為復(fù)合材料，陣風(fēng)也是如此，70％的“濕潤”表面為復(fù)合材料，約947kg之重。F-35的復(fù)合材料幾乎覆蓋了整個飛機(jī)外表面。

2．應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料可以明顯增大軍用運輸機(jī)有效載重量

C-17是上世紀(jì)先進(jìn)大型軍用運輸機(jī)的典型代表，C-17是1986年設(shè)計的，限于當(dāng)時的水平，復(fù)合材料主要用于次要結(jié)構(gòu)，如雷達(dá)罩、整流罩、操縱面、口蓋、翼梢小翼蒙皮等，復(fù)合材料重約7258k，占該機(jī)結(jié)構(gòu)重量8.1%。樹脂基復(fù)合材料從非承力結(jié)構(gòu)發(fā)展到次承力構(gòu)件。在復(fù)合材料中碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料約占結(jié)構(gòu)重量6%，玻璃纖維塑料、Kevlar纖維增強(qiáng)材料占2%。而歐洲EADS正在研究的A400M屬于新一代大型軍用運輸機(jī)，在材料應(yīng)用技術(shù)上有了一個新的飛躍，主要表現(xiàn)為先進(jìn)復(fù)合材料占結(jié)構(gòu)重量的35%~40%。與C-17不同的是，在A400M上，碳纖維復(fù)合材料用于一些主承力結(jié)構(gòu)，而C-17的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)重量比僅為8%，且主要用于操縱面及次要結(jié)構(gòu)。A400M的機(jī)身仍由傳統(tǒng)的鋁合金制成，但卻開創(chuàng)了采用碳纖維復(fù)合材料制造大型運輸機(jī)機(jī)翼的先河，機(jī)翼長達(dá)19米，令業(yè)界頗為矚目。

3．應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料是高超聲速飛行器能否上天的關(guān)鍵因素

高超聲速技術(shù)主要指研制高超聲速（Ma>5）飛行器所需的相關(guān)技術(shù)。近中期將采用的材料將包括陶瓷纖維增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料、陶瓷及碳碳復(fù)合材料以及輕質(zhì)隔熱材料。此外，發(fā)動機(jī)及機(jī)身將需要導(dǎo)熱率高的材料，如碳碳復(fù)合材料。更遠(yuǎn)的將來，將需要先進(jìn)型的材料，如鈹基復(fù)合材料之類的超輕材料以及纖維增強(qiáng)陶瓷之類超高溫材料。

以NASA開發(fā)的第二代可重復(fù)使用航天飛機(jī)為例，油箱內(nèi)襯為復(fù)合材料。在推進(jìn)系統(tǒng)中將采用陶瓷基復(fù)合材料發(fā)射斜軌、金屬基復(fù)合材料機(jī)匣以及樹脂基復(fù)合材料涵道。此外還將采用復(fù)合材料電子設(shè)備艙。第三代可重復(fù)使用航天飛機(jī)將為一智能結(jié)構(gòu)，具有自適應(yīng)熱防護(hù)系統(tǒng)及智能化無損檢測裝置，自愈合的飛機(jī)結(jié)構(gòu)及表面。發(fā)動機(jī)材料將可能使用經(jīng)冷卻的復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料加力燃燒室殼體、超高溫復(fù)合材料。結(jié)構(gòu)材料將包括超高溫樹脂基復(fù)合材料、低成本耐腐蝕熱防護(hù)系統(tǒng)復(fù)合材料液氧油箱。

美國高超聲速飛行器X-43是由超燃沖壓發(fā)動機(jī)作動力裝置的驗證機(jī)。其油箱/機(jī)身由石墨/環(huán)氧框架及蒙皮組成。蒙皮外再覆以熱防護(hù)系統(tǒng)。飛機(jī)上翼面熱防護(hù)層為可剪裁的先進(jìn)絕緣氈，下翼面為內(nèi)多層屏蔽絕緣物。后者是正處于開發(fā)中的防熱材料，由C/SiC外面板，中介陶瓷屏以及先進(jìn)聚酰亞胺泡沫內(nèi)襯。中介陶瓷屏覆以貴金屬以降低其熱輻射。機(jī)翼及垂尾由鈦基復(fù)合材料制成，并有一個由二硼化鋯制成的前緣。

4．應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料能大幅增加無人戰(zhàn)斗機(jī)載油量

國外目前研制的無人機(jī)以復(fù)合材料和傳統(tǒng)鋁合金的混合結(jié)構(gòu)為主。如“捕食者”“全球鷹”等均是如此。其中“全球鷹”的機(jī)翼和尾翼由石墨/環(huán)氧復(fù)合材料制造，而機(jī)身仍采用傳統(tǒng)鋁合金，復(fù)合材料占結(jié)構(gòu)重量的65%。

無人戰(zhàn)斗機(jī)是未來航空武器的一個重點發(fā)展方向。為滿足采購政策、隱身性能、機(jī)動性、生存力對材料的特殊需求，為盡可能地降低結(jié)構(gòu)重量、提高燃油裝載量，無人戰(zhàn)斗機(jī)結(jié)構(gòu)的一個顯著特點就是大量應(yīng)用復(fù)合材料。以波音公司的X-45A為例，除機(jī)身的龍骨、梁和隔框采用高速切削鋁合金外，其余的機(jī)體結(jié)構(gòu)都是由復(fù)合材料制成。諾斯羅普格魯門公司的X-47A的機(jī)體除一些接頭采用鋁合金外，整個機(jī)體幾乎全部采用了復(fù)合材料。

5．應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料可以極大提升民用飛機(jī)市場競爭力

民用飛機(jī)方面，復(fù)合材料的使用對于增大客艙濕度進(jìn)而改善乘客的舒適度、降低油耗、易于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)/艙內(nèi)材料的一體化、減少零部件數(shù)量、簡化系統(tǒng)安裝及縮短總裝時間等方面潛力巨大。波音、空客兩家大型民用客機(jī)制造商均將其視為實現(xiàn)新飛機(jī)機(jī)體減重及降低直接運營成本的有效途徑。如在新一代波音787飛機(jī)上，復(fù)合材料用量將達(dá)到50%，創(chuàng)大型客機(jī)復(fù)合材料的應(yīng)用記錄。歐洲空中客車公司在新近研制的A380型寬體客機(jī)的機(jī)翼和機(jī)身結(jié)構(gòu)上均采用了先進(jìn)復(fù)合材料，用量已占結(jié)構(gòu)重量的25%，其中碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料占22%，另采用了3%玻璃纖維增強(qiáng)的鋁合金層板復(fù)合材料Glare。在機(jī)翼前緣等處還采用了聚苯硫醚熱塑性復(fù)合材料。該公司目前正在研制的新一代客機(jī)A350，復(fù)合材料的應(yīng)用比例也將達(dá)到39%。

6．應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料在減重的同時很好地改善了直升機(jī)抗墜毀性

直升機(jī)采用復(fù)合材料不僅可減重，而且對于改善直升機(jī)抗墜毀性能意義重大，因而復(fù)合材料在直升機(jī)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用更廣、用量更大，不僅機(jī)身結(jié)構(gòu)，而且由槳葉和槳轂組成的升力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)也大量采用樹脂基復(fù)合材料。H360、S-75、BK-117和V-22等直升機(jī)均大量采用了復(fù)合材料，如頃轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)V-22用復(fù)合材料近3000公斤，占結(jié)構(gòu)總重的45％左右，法德合作研制的“虎”式武裝直升機(jī)，復(fù)合材料用量更高達(dá)77％。

7．先進(jìn)復(fù)合材料在航空發(fā)動機(jī)上也得到成功應(yīng)用

航空發(fā)動機(jī)使用碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料取代金屬材料可以有效減輕發(fā)動機(jī)重量，降低燃料消耗，增加航程。有資料報導(dǎo)，發(fā)動機(jī)減輕1磅重量，從而使飛機(jī)可減輕10～20磅重量。從70年代初，復(fù)合材料就成為TF39、F103特別是GE36UDF發(fā)動機(jī)研制計劃的一部分，在這些發(fā)動機(jī)上積累了經(jīng)驗之后，在GE90的風(fēng)扇葉片上成功使用了高性能韌化環(huán)氧復(fù)合材料。此外，在F119風(fēng)扇機(jī)匣、遄達(dá)發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇機(jī)匣包容環(huán)及反推力裝置上也廣泛采用了樹脂基復(fù)合材料。

近期開發(fā)的波音787的動力裝置GEnx的風(fēng)扇機(jī)匣及風(fēng)扇葉片，將由碳纖維/環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料制成。除減重外，復(fù)合材料還表現(xiàn)出良好的韌性及耐蝕性。

至于陶瓷基復(fù)合材料等超高溫復(fù)合材料，目前已在M88、F119等發(fā)動機(jī)尾噴管等靜止件上獲得應(yīng)用。

隨著飛行器向高空、高速、無人化、智能化、低成本化方向發(fā)展，復(fù)合材料的地位會越來越重要。國外預(yù)計，在下一代飛機(jī)上，復(fù)合材料將扮演主角，目前采用全復(fù)合材料飛行器的計劃正處于醞釀之中。

第三篇：納米技術(shù)在航天領(lǐng)域中的應(yīng)用

序列號： 16

課 程 論 文

課程名稱

21世紀(jì)高新技術(shù)

題目名稱 納米技術(shù)在航天領(lǐng)域中的應(yīng)用 學(xué)生學(xué)院 管理學(xué)院 專業(yè)班級 電子商務(wù)1班 學(xué) 號

3113004743

學(xué)生姓名 陳昌桐 指導(dǎo)教師 曹曉國

2015年

11月 3日

摘要

本文初步介紹納米技術(shù)、納米材料及其結(jié)構(gòu)在航天領(lǐng)域中的應(yīng)用，綜述了納米衛(wèi)星、納米碳管、納米面料、納米流體等航天領(lǐng)域的應(yīng)用，重點介紹納米材料在航天器的結(jié)構(gòu)材料和功能材料方面的應(yīng)用?？梢灶A(yù)料，納米技術(shù)的應(yīng)用在航天領(lǐng)域有著相當(dāng)廣闊的前景。

關(guān)鍵詞

納米技術(shù)；納米材料；航天；納米衛(wèi)星；

正文

引

言

納米材料由于具有獨特的小尺寸效應(yīng)而表現(xiàn)出不同于傳統(tǒng)材料的物理和化學(xué)性質(zhì)。利用納米材料這些獨特的性質(zhì)，可對傳統(tǒng)材料進(jìn)行改性，進(jìn)而開發(fā)出更高性能的材料，以滿足傳統(tǒng)材料所不能達(dá)到的要求，尤其是滿足航天航空領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅艿奶厥庖蟆?/p>

一、納米技術(shù)的介紹

納米技術(shù)（nanotechnology）是用單個原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)，研究結(jié)構(gòu)尺寸在0.1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。納米科學(xué)技術(shù)是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)，它是現(xiàn)代科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，納米科學(xué)技術(shù)又將引發(fā)一系列新的科學(xué)技術(shù)，例如：納米物理學(xué)、納米生物學(xué)、納米化學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工技術(shù)和納米計量學(xué)等。

二、航天技術(shù)的簡介

航天科學(xué)技術(shù)是20世紀(jì)興起的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，自其形成以來，一直汲取基礎(chǔ)科學(xué)和其他應(yīng)用科學(xué)領(lǐng)域的最新成就，高度綜合了工程技術(shù)的最新成果，并引領(lǐng)許多學(xué)科專業(yè)的發(fā)展，甚至促成某些專業(yè)的形成。它是20世紀(jì)以來發(fā)展最為迅速、對人類生活影響最大的科學(xué)技術(shù)之一。進(jìn)入21世紀(jì)，航天科學(xué)技術(shù)繼續(xù)保持高科技的重要地位，在推動原始創(chuàng)新，促進(jìn)學(xué)科交叉與學(xué)科融合方面扮演著重要角色。

三、納米技術(shù)對航天業(yè)的影響

首先是為航天業(yè)從宏觀向微觀發(fā)展提供了可能。專用微型集成器將取代現(xiàn)有航天器和運載火箭上使用的有關(guān)系統(tǒng)，最終將在航天系統(tǒng)引發(fā)一場技術(shù)革命，導(dǎo)致微型衛(wèi)星乃至“納米衛(wèi)星”的問世。

其次是納米技術(shù)的使用，將對原有的航天業(yè)的制造方法、實驗手段、研究方式帶來巨大沖擊，怎樣才能將納米技術(shù)引入到航天領(lǐng)域的制造方法、實驗手段和研究方式中呢?

納米技術(shù)在航天領(lǐng)域中的應(yīng)用

一、納米衛(wèi)星

納米衛(wèi)星，又叫“納星”，通常指重量小于10公斤、具有實際應(yīng)用價值的衛(wèi)星。納米衛(wèi)星的概念最早由美國宇航公司于1993年提出，未來重量可以實現(xiàn)降低到0.1公斤以下。利用微電子機(jī)械和納米電子技術(shù)制造的慣性檢測元件、換能器、射頻元件、光學(xué)元件、電源系統(tǒng)及各種傳感器核芯片作為星載設(shè)備，可使衛(wèi)星的體積和重量大大減小。由于它的部件都集成在芯片上，故也稱為“芯片級衛(wèi)星”。用一枚小型運載火箭一次可以發(fā)射數(shù)百枚到上千枚的這種衛(wèi)星，從而使航天器的發(fā)射費用從目前的每磅一萬美元降至約 200 美元。

1995年，美國開始研制納米衛(wèi)星。這種衛(wèi)星比麻雀略為大些，所用元器件全部為納米材料制成。由于納米衛(wèi)星性能好，可靠性強(qiáng)，故它在通信領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、對地觀測、科學(xué)研究等方面有廣泛的應(yīng)用前景。

為降低發(fā)射費用，納米衛(wèi)星常采用一箭多星的發(fā)射方式進(jìn)行發(fā)射，目前已經(jīng)發(fā)射的包括：俄羅斯的SPUTNIK-2衛(wèi)星、美國的AUSat衛(wèi)星和PICOSAT衛(wèi)星，以及英國的SNAP-1衛(wèi)星等。

納米衛(wèi)星的功能多樣。QuakeSat衛(wèi)星可以使用磁力計對高空的低頻磁場等進(jìn)行研究，用以對地震進(jìn)行分析預(yù)測。日本東京大學(xué)的XI-IV納米衛(wèi)星就使用CMOS相機(jī)對地球和太陽影像進(jìn)行拍照，英國薩瑞公司的SNAP-1型衛(wèi)星可對其它衛(wèi)星拍照，用以判斷在軌航天器的完好狀態(tài)和工作能力。nCube衛(wèi)星可以接收船只的廣播AIS信號，提供船只的方位、位置等信息，確保船舶航行安全。此外，納米衛(wèi)星組成的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)急通信領(lǐng)域也具有巨大的潛在優(yōu)勢。

目前在國際納米衛(wèi)星研究領(lǐng)域，美國處于技術(shù)領(lǐng)先地位。2002年12月，美國“奮進(jìn)”號航天飛機(jī)就發(fā)射了兩顆只有2磅重的納米衛(wèi)星。從2003年開始，美國空軍和國防高級研究計劃局開始研發(fā)新一代低成本軍用納米衛(wèi)星，并于近幾年相繼交付。

二、納米碳管———太空纜繩

碳納米管由日本科學(xué)家于1991年研究發(fā)現(xiàn)，是由Sp2雜化碳原子排列成的石墨片層卷曲而成，具有納米級一維管狀結(jié)構(gòu)的納米碳材料。理論預(yù)測和實驗結(jié)果均表明：CNT具有超高的強(qiáng)度、模量和韌性，其彈性模量高達(dá)1 TPa，拉伸強(qiáng)度超過100 GPa，斷裂伸長率達(dá)到15%-30%。

納米碳管具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、性能穩(wěn)定、柔軟靈活、導(dǎo)熱性好、表面積大及許多奇異的電子性質(zhì)等特點。單個納米碳管的直徑只 1.4nm，5萬個納米碳管并排在一起僅相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的直徑。它可能成為未來理想的超級纖維。納米碳管的一種可能具有突破性的應(yīng)用，是用于太空升降機(jī)。用其做成的太空纜繩，與鋼或其他特質(zhì)不同的關(guān)鍵是它能支持住自身的質(zhì)量而不會斷掉。這就提供了一種把人或物品提升到外層太空的可能方法，也許將成為人類移居外星球的最理想方法。

2013年，中國清華大學(xué)魏飛教授團(tuán)隊成功制備出單根長度達(dá)半米以上的碳納米管，創(chuàng)造了新世界紀(jì)錄，對于碳納米管的生長而言，其高溫生長過程中催化劑的失活是一個不可逆的規(guī)律，從而限制了碳納米管的長度；因此盡可能地提高其催化劑活性概率是進(jìn)一步提高碳納米管長度的唯一途徑。

三、納米軍服面料和納米纖維

利用特殊的納米技術(shù)對傳統(tǒng)的材料進(jìn)行處理，形成相互交錯混雜的具有互特性的二維納米相區(qū)，使原來無法兼容的特性通過它低度的相互協(xié)同作用表現(xiàn)出來，從而生產(chǎn)出功能強(qiáng)大的新型軍用服面料。這種新型軍服具有抗紫外線、吸收紅外線、抗老化和熱老化，以及減輕、保暖、隔熱的作用。由于納米材料具有小尺寸效應(yīng)及宏觀量子效應(yīng)，將大幅度地提高材料的彈性、強(qiáng)度、耐磨性和穩(wěn)定性。二維協(xié)同納米技術(shù)的運用，使軍服不但防油、防水、抗菌、抗污，清潔起來也極其簡便，穿著也柔軟舒適，更加適應(yīng)野戰(zhàn)條件下的要求。此類軍服所需面料，在理論上已得到證實，現(xiàn)正加緊應(yīng)用研究。在這一領(lǐng)域我國處于世界先進(jìn)水平行列。

四、納米流體流動強(qiáng)化傳熱

航天器中安裝有借助于液體工質(zhì)單相對流換熱實現(xiàn)熱控制的泵驅(qū)動液體回路系統(tǒng)實現(xiàn)艙內(nèi)溫度指標(biāo)的控制。液體回路系統(tǒng)的質(zhì)量及功耗在壓力艙內(nèi)占有較大比例，而新型航天器(如大型航天器、無人自主深空探測器、小衛(wèi)星和納米衛(wèi)星等)的研制需求日益迫切，航天器的電子器件及設(shè)備的功率日趨增大，對航天器熱控制技術(shù)和液體回路系統(tǒng)提出了更新更高的要求，加上航天器所處的空間電子器件散熱困難。傳統(tǒng)的純液體工質(zhì)和常規(guī)的散熱措施難以滿足熱負(fù)荷日益增長的航天器熱控系統(tǒng)的需要。目前，航天器液體回路系統(tǒng)采用的傳熱工質(zhì)是一種冰點低、比熱大、粘度小、無毒的化合物，具有適合在航天器中使用的獨特優(yōu)點，但由于它的導(dǎo)熱系數(shù)極低，很難滿足航天器不斷增長的高強(qiáng)度、高負(fù)荷傳熱的要求。

納米流體是指以一定的方式和比例在液體中添加納米級金屬或金屬氧化物粒子，形成一類新的傳熱工質(zhì)。已進(jìn)行的研究表明，在水、乙二醇等常規(guī)液體中添加納米粒子，可以顯著增加液體的導(dǎo)熱系數(shù)和對流換熱系數(shù)，顯示了納米流體在強(qiáng)化傳熱領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。實驗研究已證明，納米流體強(qiáng)化傳熱技術(shù)應(yīng)用于航天器熱控系統(tǒng)是可行的。

五、納米材料在航天器材料上的應(yīng)用(一)納米材料在航天器功能材料上的應(yīng)用

(1)金屬及金屬基復(fù)合材料

晶粒細(xì)化是目前唯一的一種既可以提高金屬強(qiáng)度，又可以提高韌性的方法，而且也是提高金屬材料強(qiáng)度最有效的方法之一。在納米金屬材料中普遍存在著細(xì)晶強(qiáng)化效應(yīng)，即材料的硬度和強(qiáng)度隨著晶粒尺寸的減小而增大，利用添加納米陶瓷來增強(qiáng)金屬合金基材料的方法，就是把超微細(xì)陶瓷粉末引入金屬基體(如向鋁、銅、銀、鋼、鐵等合金中引入SiC、Si3N4、TiN)均勻分散于合金中，例如，將納米碳化硅、納米氮化硅、納米氮化欽、納米硅粉添加到金屬基體(鋁、銅、銀、鋼、鐵等合金)中，可制造出質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐熱性好的新型合金材料。

納米晶合金打破了常規(guī)合金生產(chǎn)中的一些定律，即硬度提高必然伴隨韌性下降的結(jié)論，對于小尺寸晶粒，納米合金變質(zhì)劑的高表面活性可以使晶粒以較快速度合并，使晶粒尺寸增大和晶粒與晶粒合并的驅(qū)動力同時減小。在合金中形成晶須結(jié)構(gòu)，明顯提高合金硬度及韌性。

研究發(fā)現(xiàn)，在航天領(lǐng)域使用較多的金屬材料Al、Ti，采用納米材料增強(qiáng)后，其強(qiáng)度有較大提高，同時重量有較大降低，有望在航天艙體結(jié)構(gòu)材料上得到應(yīng)用。

(2)聚合物基復(fù)合材料

納米粒子加入聚合物基體后，可提高其耐磨性、硬度、強(qiáng)度和耐熱性等性能。舉例說明，在酚醛樹脂中加入5 %左右的某納米粉，除層剪強(qiáng)度無顯著提高外，玻璃鋼的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彈性模量等力學(xué)性能均有顯著提高，并且線燒蝕率顯著下降。北京玻璃鋼研究院的研究表明，將某些納米粒子摻入樹脂體系，對玻璃鋼的耐燒蝕性能大大提高。這些研究對于提高導(dǎo)彈武器酚醛防熱燒蝕材料性能、改善武器系統(tǒng)工作環(huán)境、提高武器系統(tǒng)突防能力有著深遠(yuǎn)影響。像納米氮化鋁應(yīng)用于環(huán)氧樹脂，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高，彈性模量達(dá)到極大值。將納米氮化鋁添加到環(huán)氧樹脂中制得的復(fù)合材料，在結(jié)構(gòu)上完全不同于添加粗晶的氮化鋁-環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料：粗晶氮化鋁一般作為補強(qiáng)劑加入，其主要分布在高分子材料的鏈間，而納米氮化鋁由于表面嚴(yán)重的配位不足、龐大的比表面積使其表現(xiàn)出極強(qiáng)的活性，同時，尚有一部分納米氮化鋁顆粒分布在高分子鏈的空隙中。與粗晶氮化鋁相比，納米氮化鋁具有很高的流動性，可使環(huán)氧樹脂的強(qiáng)度、韌性及延展性均大幅提高。

(3)工程塑料及其它復(fù)合材料

納米材料與工程塑料復(fù)合既能提高工程塑料的固有性能，又可賦予其高導(dǎo)電性、高阻隔性及優(yōu)良的光學(xué)性能等。因此，把納米材料應(yīng)用于工程塑料的改性，可進(jìn)一步拓寬工程塑料的應(yīng)用范圍。

工程塑料與納米粒子復(fù)合材料就是采用納米粒子對有一定脆性的工程塑料增韌是改善工程塑料韌性和強(qiáng)度等力學(xué)性能的一種行之有效的方法。只要納米粒子與基體樹脂結(jié)合良好，納米粒子也可承受拉伸應(yīng)力，增韌、增強(qiáng)作用明顯。少量納米氮化欽粉體用于改性熱塑性工程塑料時，可起到結(jié)晶成核劑的作用。而大量納米氮化欽顆粒彌散于PET中，可大幅提高PET工程塑料的耐磨性和抗沖擊性能。

另外的像還有工程塑料與納米磁性金屬及其氮化物復(fù)合材料，納米磁性材料具有單磁疇結(jié)構(gòu)，其磁化率、矯頑力很高，飽和磁矩和磁損耗較低，而且它的磁化過程完全由旋轉(zhuǎn)磁化進(jìn)行，所以可用作永磁記憶材料，以顯著提高信噪比，改善圖形質(zhì)量，有望在衛(wèi)星記憶材料上得到應(yīng)用。國外已制造出性能優(yōu)于NdFeB 的具有高矯頑力的納米 NdFeB 材料。日本于 1988 年研制成功的納米軟磁材料“Finemet”，具有鐵基非晶材料優(yōu)異的高頻特性，有可能在航天儀表上得到應(yīng)用。

而工程塑料與納米磁性金屬復(fù)合材料則具有特殊的光電功能(對電磁波有特殊的吸收作用)和優(yōu)良的磁性能及導(dǎo)電性，可廣泛應(yīng)用于軍事、航空航天、電子通訊等高技術(shù)領(lǐng)域。

比如用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理后的納米碳化硅，在添加量為10%左右時，可大大改善和提高PI聚酞亞胺)、PEEK(聚醚醚酮)、PTFE(聚四氟乙烯)等特種塑料的性能，全面提高材料的耐磨、導(dǎo)熱、絕緣、抗拉伸、耐沖擊、耐高溫等性能。

(4)陶瓷基復(fù)合材料

陶瓷基復(fù)合材料是以陶瓷為基體，與各種納米材料復(fù)合制得的材料。陶瓷基體包括氮化硅、碳化硅等。這些先進(jìn)陶瓷具有耐高溫、強(qiáng)度和硬度高、相對重量較輕、抗腐蝕等優(yōu)異性能，而其致命的弱點是具有較強(qiáng)的脆性，在應(yīng)力作用下，會產(chǎn)生裂紋，甚至斷裂導(dǎo)致材料失效。而納米陶瓷在室溫下就可以發(fā)生塑性變形，在高溫下有類似金屬的超塑性。研究發(fā)現(xiàn)，將納米粒子分散到陶瓷基體中，可以極大提高材料的斷裂強(qiáng)度和斷裂韌性，明顯改變耐高溫性，并提高材料硬度、彈性模量和抗熱震及抗高溫蠕變性，其強(qiáng)度和韌性約提高 2～4 倍。

新型陶瓷材料具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性和耐蝕性，是固體發(fā)動機(jī)碳 / 碳噴管和燃燒室之間的熱結(jié)構(gòu)絕熱連接件的理想材料，還可用于噴管出口錐有關(guān)部件。把納米粉末引入陶瓷基體中制成顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料可極大地提高材料的強(qiáng)度、韌性和高溫性能，使之成為很有前途的高溫結(jié)構(gòu)材料，有可能用于未來的熱機(jī)和航天熱防護(hù)。

陶瓷基復(fù)合材料己實用化或即將實用化的領(lǐng)域有刀具、滑動構(gòu)件、發(fā)動機(jī)制件、能源構(gòu)件等。例如，納米氮化硅摻雜制造的精密陶瓷結(jié)構(gòu)器件可用于冶金、化工、機(jī)械、航空、航天及能源等行業(yè)中使用的滾動軸承的滾珠和滾子、滑動軸承、套、閥，以及有耐磨、耐高溫、耐腐蝕要求的結(jié)構(gòu)器件中。(二)納米材料在航天器功能材料上的應(yīng)用

(1)導(dǎo)電、導(dǎo)磁、導(dǎo)熱、隔熱、耐燒蝕、防熱等功能材料

納米TiN具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，在Al2O3基體中加入納米TiN顆粒可以有效降低其電阻率，隨著納米TiN加入量的增加，復(fù)合材料的電阻率逐漸降低，當(dāng)加入量達(dá)到20vol%以后，復(fù)合材料的電阻率趨于穩(wěn)定。由于納米材料自身的特點，納米TiN-Al2O3復(fù)合材料具有更好的導(dǎo)電性能，特別在低添加量時，效果尤為明顯。

超高導(dǎo)熱納米AlN復(fù)合的硅膠具有良好的導(dǎo)熱性，良好的電絕緣性，較寬的電絕緣性使用溫度（工作溫度-60℃～-200℃），較低的稠度和良好的施工性能。如CPU與散熱器填隙、大功率三極管、可控硅元件、二極管、與基材接觸的細(xì)縫處的熱傳遞介質(zhì)。納米導(dǎo)熱膏是填充IC或三極管與散熱片之間的空隙，增大它們之間的接觸面積，達(dá)到更好的散熱效果。

納米AlN粉體可以大幅度提高塑料的導(dǎo)熱率。通過實驗產(chǎn)品以5~10%的比例添加到塑料中，可以使塑料的導(dǎo)熱率從原來的0.3提高到5。導(dǎo)熱率提高了16倍多。相比較目前市場上的導(dǎo)熱填料（氧化鋁或氧化鎂等）具有添加量低，對制品的機(jī)械性能有提高作用，導(dǎo)熱效果提高更明顯等特點。目前相關(guān)應(yīng)用廠家已經(jīng)大規(guī)模采購納米氮化鋁粉體，新型的納米導(dǎo)熱塑料將投放市場。

納米AlN粉體與硅匹配性能好，在橡膠中容易分散，在不影響橡膠的機(jī)械性能的前提下（實驗證明對橡膠的機(jī)械性能還有提高作用）可大幅度提升硅橡膠的導(dǎo)熱率，在添加過程中不像氧化物等會使其黏度上升很快，添加量很小（根據(jù)導(dǎo)熱要求一般在5%左右就可以使導(dǎo)熱率提高50%-70%），現(xiàn)廣泛應(yīng)用與軍事，航空以及信息工程中。

飛行器在大氣中高速飛行時，由于氣動加熱飛行器表面與空氣發(fā)生劇烈的摩擦，產(chǎn)生大量的熱量，使飛行器表面溫度急劇上升。隨著科技的發(fā)展，采用納米改性的玻璃鋼材料能顯著提高材料的熱防護(hù)性能，在未來航天領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

在導(dǎo)彈、火箭的發(fā)動機(jī)噴管上防熱材料普遍采用碳-酚醛、高硅氧-酚醛。熱防護(hù)材料中的樹脂體系和含碳量決定了碳層的質(zhì)量，進(jìn)而影響其耐燒蝕性能。石墨及C-C復(fù)合材料是制造固體火箭發(fā)動機(jī)噴管的理想燒蝕材料，但石墨及C-C復(fù)合材料在使用中暴露出一個嚴(yán)重不足就是氧化侵蝕。在 500 ℃以上就可以被氧化，生成CO2、CO，使材料強(qiáng)度降低。通過在材料中加入非氧化物陶瓷納米顆粒，使非氧化陶瓷納米顆粒氧化成膜來實現(xiàn)碳材料自愈合抗氧化。

此外，納米材料在航天領(lǐng)域還有很多的應(yīng)用，如采用納米材料對光電吸收能力強(qiáng)的特點可制作高效光熱、光電轉(zhuǎn)換材料，可高效地將太陽能轉(zhuǎn)換成熱、電能，在衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)的太陽能發(fā)電板上可以噴涂一層特殊的納米材料，用于增強(qiáng)其光電轉(zhuǎn)換能力；在火箭發(fā)動機(jī)殼體上噴涂一層防靜電納米涂料，可以有效的提高火箭工作的可靠性。(2)涂層材料

納米材料用作涂層可提高工件的耐磨性、抗剝蝕性和抗氧化能力。研究表明，用納米SiC、ZrC、TiC、TiN、B4C粉作為金屬表面上的復(fù)合涂層可以獲得超強(qiáng)耐磨性和自潤滑性，其耐磨性要比軸承鋼高100倍，摩擦系數(shù)為0.06-0.1，同時還具有高溫穩(wěn)定性和耐腐蝕性等。在液體火箭發(fā)動機(jī)關(guān)鍵零組件中應(yīng)用納米技術(shù)，大大拓展了這些零件的使用范圍。如在重載、高DN值軸承表面上采用納米級材料粉末涂層，可提高其壽命和可靠性。

在動密封和其他具有相對運動的摩擦副面噴鍍上一層納米級金屬或非金屬粉末就能極大地提高它們的抗磨損、耐高溫和防腐蝕性；采用納米磁性材料，探索發(fā)動機(jī)新型密封結(jié)構(gòu)，可使發(fā)動機(jī)密封發(fā)生根本性改變等。這些技術(shù)在80年代研制的發(fā)動機(jī)上已得到應(yīng)用，效果良好。將納米技術(shù)應(yīng)用在液浮軸承中，會使軸承的壽命和可靠性成百倍提高。渦輪盤是發(fā)動機(jī)中最關(guān)鍵的零件，它是在高溫、高壓、高速條件下工作，失效率很高。如果采用納米級粉末冶金制造，將大幅度提高渦輪盤的強(qiáng)度和耐高溫性能。推力室的內(nèi)壁冷卻和抗高溫是發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，經(jīng)常因為推力室的冷卻和抗高溫問題而降低發(fā)動機(jī)的性能，如果采用納米級金屬粉末涂鍍在推力室內(nèi)壁上，就可以解決這個問題。

用納米SiC、ZrC、TiC、TiN、B4C粉還可以作為模具、切削刀具、汽輪機(jī)葉片、渦輪轉(zhuǎn)子以及汽缸內(nèi)壁涂層，耐熱涂層，散熱表面涂層，防腐涂層及吸波涂層等。(3)特種密封材料

發(fā)動機(jī)出現(xiàn)故障最多的是各種密封的失效，密封面的表面質(zhì)量是決定密封性能好壞的主要因素，利用納米材料制成密封零件基體或在密封表面覆蓋一層納米粉末將會極大的改善其密封性。納米粒子加入橡膠能極大地改善其力學(xué)性能。納米AlN粒子與橡膠復(fù)合可以提高其介電性和耐磨性。添加納米SiN的新型橡膠不但具有優(yōu)越的力學(xué)性能，還可以根據(jù)需要設(shè)計具有特殊性能的新型橡膠，這種新型材料中的納米SiN不僅具有補強(qiáng)作用，而且具有常規(guī)橡膠不具備的一些功能特性，例如通過控制納米SiN的顆粒尺寸可以制備對不同波段光敏感不同的橡膠，既可抗紫外線輻射，又可反射紅外；也可利用納米SiN制成電絕緣性能優(yōu)異的橡膠。納米級金剛石粉可用來增強(qiáng)橡膠、塑料、樹脂。目前橡膠所用的增強(qiáng)劑多半為納米級炭黑，若改用SiN能使其拉伸強(qiáng)度提高1-4倍，并改善其耐磨性和密封性。(4)固體火箭推進(jìn)劑

固體火箭推進(jìn)劑主要由固體氧化劑和可燃物組成。固體火箭推進(jìn)劑的燃燒速度取決于氧化劑與可燃物的反應(yīng)速度，它們之間的反應(yīng)速度的大小主要取決于固體氧化劑和可燃物接觸面積的大小以及催化劑的催化效果。納米材料由于粒徑小、比表面積大、表面原子多、晶粒的微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且存在各種點陣缺陷，因此具有高的表面活性。正因為如此，用納米催化劑取代火箭推進(jìn)劑中的普通催化劑成為國內(nèi)外研究的熱點。近年來，國外研究了加入納米鋁粉以及金屬/聚合物納米層壓材料片狀粉末添加劑改性的納米火炸藥、推進(jìn)劑和固體燃料。試驗研究表明，在火炸藥、推進(jìn)劑和固體燃料配方中加入上述納米粉末具有加快燃燒速度，改善燃燒效率，提高性能以及防止凝結(jié)有害金屬微滴等優(yōu)點。

將納米金屬粉添加到火箭固體推進(jìn)劑中，可以顯著改進(jìn)推進(jìn)劑的燃燒性能。20 世紀(jì) 90年代美國的 Argonide 公司生產(chǎn)了商品牌號為Alex的納米鋁粉，用Alex納米鋁粉鋁化端羥基聚異丁烯，其燃燒速度是微米鋁粉(20～35μm)的2倍，燃燒速率是微米鋁粉的 40～60 倍，沒有鋁微滴凝結(jié)現(xiàn)象，從而避免了加入微米鋁粉會凝結(jié)鋁微滴造成降低燃燒效率、影響火箭飛行特性以及增加熱紅外信號等重大缺點。

未來展望

納米技術(shù)是在20世紀(jì)90年代初才逐步發(fā)展起來的一門主導(dǎo)性的新興科學(xué)技術(shù)，它將與信息技術(shù)和生物技術(shù)一樣，對21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)、國防和社會產(chǎn)生重大影響，并可能引導(dǎo)下一場工業(yè)革命。隨著納米技術(shù)以及大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)程的發(fā)展，納米材料在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域越來越得到廣泛應(yīng)用。由于保密原因，納米材料在軍事、航空、航天等特殊領(lǐng)域的應(yīng)用報道還較少。從納米材料的特性出發(fā)，結(jié)合航天產(chǎn)品的發(fā)展趨勢和特點，可以看出納米材料在航天領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用前景。

納米科學(xué)技術(shù)正處于重大突破的前夜，它取得的一系列成果，引起了關(guān)心未來世界發(fā)展的科學(xué)家的思索。人們正注視著納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)出的奇異現(xiàn)象和新進(jìn)展。納米技術(shù)無論是在理論上還是在實際使用過程中，還存在很多問題，需要我們進(jìn)一步的探索和改進(jìn)。我們相信，隨著納米科技的發(fā)展，納米材料在航天領(lǐng)域?qū)⒌玫皆絹碓蕉嗟膽?yīng)用，納米技術(shù)將為促進(jìn)我國的航天事業(yè)的發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。

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第四篇：材料科學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的重要應(yīng)用

材料科學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的重要應(yīng)用

摘要：材料科學(xué)是一門多學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科，在很多科學(xué)領(lǐng)域都起著至關(guān)重要的作用。在醫(yī)學(xué)科學(xué)方面，它一次次的掀起新技術(shù)的革命，促進(jìn)醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展。目前，它在解決困擾醫(yī)學(xué)界多年的難題——器官移植方面也起著重要的作用。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué)、醫(yī)學(xué)、器官移植、生物醫(yī)學(xué)材料、醫(yī)用金屬材料、高分子水凝膠。

材料科學(xué)是基于物理，化學(xué)，力學(xué)，計算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)和生物學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)而形成的一門多學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科，以研究材料性質(zhì)，組成和結(jié)構(gòu)，合成和加工以及它們之間關(guān)系為內(nèi)涵和特色。它既是一個以探索自身規(guī)律為目標(biāo)的基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域，又是一門與電子，冶金，能源，化工和機(jī)械等工程技術(shù)密切相關(guān)的應(yīng)用科學(xué)。它在工業(yè)，航天航空，信息技術(shù)，交通運輸，軍事，醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都起著至關(guān)重要的作用。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，材料化學(xué)必不可少，新材料的不斷產(chǎn)生和應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域掀起一次次的技術(shù)和觀念革命，不斷推動著醫(yī)學(xué)科學(xué)的前進(jìn)與發(fā)展。微創(chuàng)介入技術(shù)的誕生，使得多年來醫(yī)療服務(wù)中追求已久的“及時，微創(chuàng)，無痛，舒適”的觀念終于得到實施，特殊的器械與材料使得醫(yī)生在進(jìn)行手術(shù)時可以把刀口開小，有效減少病人的出血和創(chuàng)傷，使病人并發(fā)癥少，術(shù)后恢復(fù)快，尤其在治療心腦血管疾病方面更是療效顯著。納米材料的應(yīng)用更是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域掀起了風(fēng)暴——空心結(jié)構(gòu)的金納米粒子利用納米材料特有的小尺寸效應(yīng)在腫瘤診斷和治療方面起著重要作用，貴金屬納米銀以其超強(qiáng)的還原能力成為一種性能優(yōu)良的抗菌材料，而目前正在研發(fā)的用于醫(yī)學(xué)方面的納米機(jī)器人相信其一旦問世，也將震撼世界。

在長期的醫(yī)學(xué)治療方面，對于病變的器官和組織，在器官移植技術(shù)沒有出現(xiàn)之前，人們長期停留在以藥物進(jìn)行治療和緩解的階段。但能以藥物治好的都是輕中度的病變，而對已經(jīng)重度病變或是已經(jīng)壞死的器官，藥物根本不起作用，病人只能在極大的痛苦中死去。多年以來，醫(yī)療界一直在探求是否能夠進(jìn)行器官移植來挽救患者的生命。但器官移植存在著三個重要的難關(guān)——1.移植器官一旦植入受者體內(nèi)，必須立刻接通血管，以恢復(fù)輸送養(yǎng)料的血供，使細(xì)胞賴以存活，這就要求有一套不同于縫合一般組織的外科技術(shù)。2.切取的離體缺血器官在常溫下短期內(nèi)（少則幾分鐘，多則不超過1小時）就會死亡，不能用于移植。而要在如此短促的時間內(nèi)完成移植手術(shù)是不可能的。因此，要設(shè)法保持器官的活性，為器官移植手術(shù)贏得時間。3.醫(yī)療上用的器官來自另一個人。但是受者作為生物有著一種天賦的能力和機(jī)構(gòu)（免疫機(jī)構(gòu)），能對進(jìn)入其體內(nèi)的外來“非己”組織器官加以識別、控制、摧毀和消滅。這種生理免疫過程在臨床上表現(xiàn)為排斥反應(yīng)，導(dǎo)致移植器官破壞和移植失敗。人類的主要兩大類主要抗原：ABO血型和人類白細(xì)胞抗原(HLA)，它們決定了同種移植的排斥反應(yīng)。ABO血型只有4種(O、A、B、AB)，尋找ABO血型相同的供受者并不難；但是HLA異常復(fù)雜，現(xiàn)已查明有7個位點，即HLA──A、B、C、D、DR、DQ、DP，共148個抗原，其組合可超過200萬種。除非同卵雙生子，事實上不可能找到HLA完全相同的供受者。所以，同種移植后必然發(fā)生排斥反應(yīng)，必須用強(qiáng)有力的免疫抑制措施予以逆轉(zhuǎn)。在經(jīng)過幾十年的探索及解決這些問題之后，1962年美國J.E.默里第一次進(jìn)行人體腎移植獲得了長期存活，標(biāo)志著器官移植作為醫(yī)療手段成為現(xiàn)實。

但是盡管器官移植手術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)十分成熟，但仍然存在著很大的 弊病：1.可移植的器官數(shù)量稀少，往往很多病人還未等到所需器官就已去世。2.某些器官移植的難度太大，醫(yī)生稍不注意就會造成醫(yī)療事故。3.某些病人因自身體質(zhì)原因不能進(jìn)行器官移植。4.由于病人體質(zhì)的各不相同，免疫抑制藥物的用量很難控制，往往引起較大的不良反應(yīng)。5.道德、倫理、法律上的某些問題不允許進(jìn)行有關(guān)的器官移植。

但是，生物醫(yī)學(xué)材料的出現(xiàn)和應(yīng)用有效的解決了這一問題。生物材料種類繁多，按照其屬性，可分為天然生物材料，合成高分子生物材料，醫(yī)用金屬材料，無機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料，雜化生物材料，復(fù)合生物材料等等。其中，醫(yī)用金屬材料應(yīng)用最早，可被用做生物材料的金屬和合金，是非常合適的外科用金屬材料。它具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和抗疲勞性能，良好的生物力學(xué)性能和優(yōu)良的抗生理腐蝕性，生物相容性，無毒性和簡易可行及確切的手術(shù)操作技術(shù)。眾所周知，骨、牙齒這樣的硬組織損壞之后，由于器官移植所需費用過高且會產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)，所以具有和這些硬組織一樣有較高的強(qiáng)度和韌性的的金屬材料被廣泛的應(yīng)用于修復(fù)和替換這些硬組織。如不銹鋼材料因其具有耐蝕性和屈服強(qiáng)度，所以可以用來制成多種形體，如髓內(nèi)針、齒冠、三棱刀等器件和人工假體用于臨床；鈷基合金由于具有極為優(yōu)異的耐腐蝕性和耐磨性而被應(yīng)用于人工關(guān)節(jié)的制作，人工骨及骨科內(nèi)處固定器件的制造，齒科修復(fù)中的義齒，心血管外科及整形科等；記憶合金由于其特有的形狀記憶效應(yīng)，而在臨床上被應(yīng)用于如外耳道之類的管腔狹窄的治療，斷骨連接，彎曲脊柱矯正等等。醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用也十分廣泛。由于其是由天然聚合物衍生或改性而來，因此其具有一些獨特的性能。如高分子水凝膠，它由于具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以具有在水中能夠吸收大量的水分溶脹，并在溶脹后繼續(xù)保持其原有結(jié)構(gòu)而不被溶解性質(zhì)，因而被廣泛的應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。它類似于生命組織材料，表面粘附蛋白質(zhì)及細(xì)胞能力很弱，在與血液、體液及人體組織相接觸時，表現(xiàn)出良好的生物相容性，它既不影響生命體的代謝過程，代謝產(chǎn)物又可以通過水凝膠排出，性質(zhì)上類似于細(xì)胞外基質(zhì)部分，吸水后還可減少對周圍組織的摩擦和機(jī)械作用。因此，它可以代替壞死或功能低下的器官，起到相同的作用——1.可作為組織填充劑，注射隆乳、面頰、顳部、臀部填充，陰莖加粗等。2.防止受傷的子宮角、腱、腸的漿膜引起組織之間的粘連。因其含水率高，避免了血栓的粘附；又因其柔軟而富彈性，傷害所接觸生物組織的可能性很小。3.因為其具有透氣性和生物適應(yīng)性，可制作成角膜接觸鏡，具有矯正視力和追求美觀的作用，而且比傳統(tǒng)的隱形眼鏡更加方便，舒適，也比傳統(tǒng)的視力矯正手術(shù)更加安全、可靠。當(dāng)然，具有像這樣的特殊功能及生物活性的材料還有很多，它們都可被用作制成相應(yīng)的人造器官來造福人類。目前由于多種新材料的誕生和應(yīng)用，越來越多的衰竭或壞死器官可以被新研發(fā)出的人造器官所取代。其生理功能和移植器官的功能不想上下，甚至更為優(yōu)異。而且沒有免疫排斥反應(yīng)，患者的恢復(fù)時間也較快。雖然此項技術(shù)目前還不十分成熟，但是相信日后必將在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來一場革命。

當(dāng)然，材料科學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要作用不僅于此，醫(yī)療觀念、技術(shù)、手段、器械等的不斷進(jìn)步都與材料科學(xué)的發(fā)展有著重要關(guān)系，材料科學(xué)對醫(yī)學(xué)科學(xué)的發(fā)展有著重要影響與推進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)： 百度百科

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第五篇：信息技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

12010247253 吳姍姍

信息技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

摘 要：教育技術(shù)的發(fā)展要求教師的角色發(fā)生根本性變化，作為教師要改變傳統(tǒng)的教育觀念，努力學(xué)習(xí)新的先進(jìn)的教育教學(xué)理論，積極進(jìn)行教學(xué)改革與實驗。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)這種媒體以其生動的圖像、聲音等多媒體效果已越來越受到各學(xué)科教師的歡迎。傳統(tǒng)的教學(xué)強(qiáng)調(diào)教師講的作用，在課堂上利用的媒體也多是粉筆、黑板和幻燈，教學(xué)過程顯得非常單調(diào)；而運用多媒體信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，可使學(xué)生手、腦、眼、耳并用，使學(xué)生有新穎感、驚奇感、獨特感、直觀感，能喚起學(xué)生的情趣，激發(fā)他們的興趣，從而提高教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞： 信息技術(shù)

數(shù)學(xué)教學(xué)

優(yōu)化激活

以計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為代表的信息技術(shù)，已逐步滲透到社會的各個領(lǐng)域，正日新月異的改變著人們的生產(chǎn)與生活、工作與學(xué)習(xí)方式。教育作為全社會的一個重要領(lǐng)域，當(dāng)然也不例外，最令人矚目的信息技術(shù)與學(xué)科的整合。而對于數(shù)學(xué)，面對21世紀(jì)的挑戰(zhàn)，學(xué)生數(shù)學(xué)方面發(fā)展的愿望和能力最重要的基礎(chǔ)之一就是現(xiàn)代信息技術(shù)與新的數(shù)學(xué)課程理念的融合，現(xiàn)代信息技術(shù)為數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供了切實可行的方案、方法和工具，營造了新的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境。教師運用現(xiàn)代多媒體信息技術(shù)對教學(xué)活動進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計，發(fā)揮計算機(jī)輔助教學(xué)的特有功能，在數(shù)學(xué)課堂上，為學(xué)生傳遞了形、聲、光、色、意等大量信息，將枯燥抽象的概念、復(fù)雜的計算過程，轉(zhuǎn)換成形象的畫面，生動地展現(xiàn)在學(xué)生面前，使數(shù)學(xué)與生活融為一體，學(xué)生津津樂 “看”、樂“思”、樂“學(xué)”。可以使教學(xué)的表現(xiàn)形式更加形象化、多樣化、視覺化，有利于充分揭示數(shù)學(xué)概念的形成與發(fā)展，數(shù)學(xué)思維的過程和實質(zhì)，展示數(shù)學(xué)思維的形成過程，激活我們的數(shù)學(xué)課堂，使數(shù)學(xué)課堂教學(xué)收到事半功倍的效果。

一、合理利用信息技術(shù)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

“興趣是最好的老師”，有良好的興趣就有良好的學(xué)習(xí)動機(jī)，但不是每個學(xué)生都具有良好的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。“好奇”是學(xué)生的天性，他們對新穎的事物、知道而沒有見過的事物都感興趣，要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，就必須滿足他們這些需求。而傳統(tǒng)的教學(xué)和現(xiàn)在的許多教學(xué)都是嚴(yán)格按照教學(xué)大綱，把學(xué)生 1 封閉在枯燥的教材和單調(diào)的課堂內(nèi)，使其和豐富的資源、現(xiàn)實完全隔離，致使學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣日益衰減。將多媒體信息技術(shù)融于教學(xué)課堂，利用多媒體信息技術(shù)圖文并茂、聲像并舉、能動會變、形象直觀的特點為學(xué)生創(chuàng)設(shè)各種情境，可激活學(xué)生的各種感官的參與，調(diào)動學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望，激發(fā)動機(jī)和興趣。

二、合理利用信息技術(shù)，可以激活學(xué)生的自主探究。

要充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，要讓學(xué)生能根據(jù)自身行動的反饋信息來形成對客觀事物的認(rèn)識和解決實際問題的方案。強(qiáng)調(diào)和利用各種信息資源來支持學(xué)生的學(xué)。為了支持學(xué)習(xí)者的主動探索和完成意義建構(gòu)，在學(xué)習(xí)過程中要為學(xué)習(xí)者提供各種信息資源。

在教學(xué)實踐中，老師們充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知特點最大限度地為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)、自主探索的活動機(jī)會。如在教學(xué)《圓的周長》一課時，我首先通過電腦屏幕演示“圓一周的長”，使學(xué)生產(chǎn)生形象的感知，然后讓學(xué)生動手操作，將課前準(zhǔn)備好的圓分別沿直徑滾動一周，觀察討論，滾動一周的長度與圓有什么關(guān)系？通過交流小結(jié)圓不論大小，圓的周長總是它直徑長度的3倍多一些，這個倍數(shù)是一個固定不變的數(shù)，這就是圓周率。最后推導(dǎo)公式，通過以上的觀察、操作、討論、小結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生用簡潔、完整的語言表達(dá)“圓的周長”的計算公式。這樣不僅使學(xué)生主動參與公式的推導(dǎo)過程，而且讓學(xué)生體驗知識由未知、探索、已知的學(xué)習(xí)過程，培養(yǎng)學(xué)生自主探索的精神。在現(xiàn)代信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)整合的教學(xué)模式中，我們要充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢，充分調(diào)動學(xué)生認(rèn)識與實踐的主觀能動性，讓學(xué)生真正成為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的主人。

三、合理利用信息技術(shù)，可以激活學(xué)生的發(fā)散性思維。

數(shù)學(xué)教學(xué)過程，事實上就是學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，對數(shù)學(xué)問題的解決方法進(jìn)行研究，探索的過程，繼而對其進(jìn)行延拓，創(chuàng)新的過程。于是，教師如何設(shè)計數(shù)學(xué)問題，選擇數(shù)學(xué)問題就成為數(shù)學(xué)教學(xué)活動的關(guān)鍵。而問題又產(chǎn)生于情境，因此，教師在教學(xué)活動中創(chuàng)設(shè)情景就是組織課堂教學(xué)的核心?，F(xiàn)代多媒體信息技術(shù)如網(wǎng)絡(luò)信息，多媒體教學(xué)軟件等的應(yīng)用為我們提供了強(qiáng)大的情景資源。數(shù)學(xué)是集嚴(yán)密性、精確性、邏輯性、創(chuàng)造性于一身的一門基礎(chǔ)科學(xué)，要想讓學(xué)生逐漸掌握這門科學(xué)，就應(yīng)該注重在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，特別是發(fā)散思維能力。教學(xué)《用地磚密鋪》時，我用心質(zhì)疑，啟發(fā)學(xué)生放飛思維：地磚的形狀往往是正方 2 形的，也有長方形的，我們還見過正六邊形的地磚。無論是正方形、長方形還是正六邊形的地磚，都可以將一塊地面不留空隙也不重疊地鋪滿，也就是密鋪。還有什么形狀的圖形可以密鋪地面呢？你知道這些多邊形能鋪滿地面的奧秘嗎？然后借助多媒體課件，通過各種圖片的 “飛”入“飛”出，把各種顏色的多邊形鋪成各種美麗的圖案，并讓學(xué)生自己親自操作鍵盤，進(jìn)行有趣的拼圖。這樣，學(xué)生很快在動手操作、仔細(xì)觀察中揭開了多邊形能夠鋪地面的奧秘，教學(xué)內(nèi)容就由難變易了。

四、合理利用信息技術(shù)，可以優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。

如在教學(xué)《億以內(nèi)數(shù)的讀法和寫法》時，課前，我安排學(xué)生自己通過各種途徑（包括上網(wǎng)），搜集有關(guān)數(shù)據(jù)，課上學(xué)生代表匯報。上課時，學(xué)生帶來的材料：有的是查閱課外書籍，世界珍奇樹木的種類，某兩個星球之間的距離，中國土地面積大小等；有的是上網(wǎng)查詢，今年中央電視臺春節(jié)晚會的收視率，今年報名參加成人高考的人數(shù)，近期游覽九寨溝風(fēng)景區(qū)游客的人數(shù)等??通過生動、富有教育意義、有說服力的數(shù)據(jù)和統(tǒng)計材料，學(xué)生不僅輕松的完成本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)，而且成功地接受了一次愛祖國、愛社會主義、愛科學(xué)的思想教育。教師這樣有意識地讓學(xué)生自己去查閱資料或進(jìn)行社會調(diào)查，把學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)由課內(nèi)延伸到課外，不僅開闊學(xué)生的知識視野、豐富了課余知識，并且培養(yǎng)學(xué)生自主探求知識的能力，提高學(xué)生搜集和處理信息的能力。我們正是利用網(wǎng)絡(luò)信息豐富、傳播及時、讀取方便、交互性強(qiáng)及信息資源跨越時空界限等特點，將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式引向計算機(jī)多媒體網(wǎng)絡(luò)信息領(lǐng)域，將信息技術(shù)融合到小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中來。充分利用各種信息資源，引入時代活水，與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，使學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容更加豐富多彩，更具有時代氣息、更貼近生活，使教材“活”起來。從而促進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲。

五、合理利用信息技術(shù)，可以優(yōu)化教學(xué)反饋。

知識的掌握、技能的形成、智力的開發(fā)、能力的培養(yǎng)，以及良好的學(xué)風(fēng)的養(yǎng)成，必須通過一定量的練習(xí)才能實現(xiàn)。所以，練習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的重要環(huán)節(jié)。在教師的主導(dǎo)作用下，發(fā)揮計算機(jī)容量大，信息的檢索、提供、顯示及信息類型的轉(zhuǎn)換方便迅速，信息傳播速度快的功能優(yōu)勢，巧妙設(shè)計練習(xí)，激發(fā)學(xué)生“樂學(xué)樂做”的情感非常重要。因此，在教學(xué)中，應(yīng)廣泛借助多媒體為學(xué)生提供更多的 3 練習(xí)素材，更多的練習(xí)和表現(xiàn)自己能力與成就的機(jī)會。同時，也為教師提供及時獲得學(xué)生準(zhǔn)確、真實的學(xué)習(xí)成效和學(xué)習(xí)態(tài)度及反饋信息的方法和途徑。

時代的發(fā)展，要求競爭者提高自身素質(zhì)，也要求學(xué)校教育走在發(fā)展的最前端，學(xué)校發(fā)展的方向要求教師更新教學(xué)手段，教學(xué)手段的更新首先要教師們轉(zhuǎn)變教育觀念，真正把現(xiàn)代信息教育技術(shù)融入到我們新課標(biāo)所倡導(dǎo)的合作，探究性學(xué)習(xí)模式之中。在師生互動的教與學(xué)過程中，信息技術(shù)已成為產(chǎn)生數(shù)學(xué)問題，促進(jìn)學(xué)生思維擴(kuò)散的路標(biāo)。

不過它僅僅是課堂教學(xué)的一個輔助工具，我們不能盲目的使用信息技術(shù)，用它來取代教師在教學(xué)活動中的地位。所以，正確客觀合理的將信息技術(shù)應(yīng)用于課堂教學(xué)，積極探索現(xiàn)代信息技術(shù)于課堂教學(xué)整合方法，才是現(xiàn)代教師在新課標(biāo)教學(xué)活動中應(yīng)轉(zhuǎn)變的觀念。

參考文獻(xiàn)：

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