時間：2023-02-14 16:32:55
導語：在師德學習材料的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
觀優秀模范對照先進求新高
在本次的師德師風學習活動中，我閱讀了********，學習座談了新*****，重溫了*****重要思想精神，從理論上豐富自己，也使自己的心靈得到了一次洗禮。本著教師職業道德規范的要求和自己十多年的教學體驗，自我反省剖析如下：
一、工作現狀
在十五年的教育教學工作中，我能主動利用業余時間，認真學習黨的教育路線方針政策及師德建設理論知識，通過學習使自己在思想上不斷提高，人生觀與價值觀得到了提升。
在工作上，我能腳踏實地、全心全意投身于教育事業，熱愛學生，關心學生，愛護學生。在教學上做到“四認真”，能積極參與備課組協作備課，教研積極性高，教學效果穩步提高。同時，每項工作能做到領導在與不在一個樣，領導分配于我的每項工作都能毫無怨言地做好。
在各項紀律上，能遵紀守法，決不做違規違紀之事，不體罰或變相體罰學生，不私自征訂課外資料，不搞有償家教，能自覺遵守學校的一切規章制度。在生活上能嚴格要求自己，能對自己負責，對家庭負責和對學校負責，不假公濟私，不以公謀私，淡薄物質生活，注重精神生活。能團結同志、理解別人，同志間能相互幫助、相互關心，在背后不議論人，寬以待人，嚴以律己。
二、存在問題
1、政治學習和專業知識學習沒有計劃，沒有系統性，抓得不夠緊。
2、在工作中還不夠細致，有時也存在應付。
3、在新課標中探究不夠，教改方面動腦不夠。
4、不能主動大膽為學校出謀劃策，有明哲保身之想法。
三、存因剖析
1、在政治理論、職業道德理論學習方面，主要是對其重要性認識不足。覺得一名普通教師，只按照學校行政的布置去完成就好了。對專業知識學習也是這樣，認為本科了，已是合格的初中教師。其實知識在不斷更新，自己應該不斷學習。存在這一問題，也是思想上認識不足。
2、工作中不夠細膩似乎可以推到男人的性格中去，其實也是不夠負責的表現。主要沒有充分利用好一切時間，各項工作的計劃性、持久性、反饋性都不夠，說白了是主觀不夠努力。
3、在新課標實施中雖然在動一些嘗試，但沒有大膽實施，更沒有把它當作課題來實施，而是一種突發的念頭，這對理念的轉變是不夠的，對改革縮手縮腳，開拓精神不足，尤其是一些成功的教學嘗試，更沒有用文字的形式記下來，讓大家來討論和維護，總認為失敗了會被人譏笑，何苦呢。
4、在教學上似乎有些想法，是否可以嘗試，但總不想去跟領導說，總認為多一事不如少一事，領導叫我做，把它做好就行了，其實主人翁精神不夠，把自己打扮成一個局外人，俗話說“三個臭皮匠，頂個諸葛亮”，“一個籬笆三個樁”嘛。
5、安于現狀、明哲保身似乎成了常理，人家也可以理解，自己也應該識相，最好把工作做得在中間位次，好了已經不可能，差了還感難為情，想混同于普通教師，其結果肯定會差，其實有悖于教師職業道德。
四、整改措施
1、一定要給自己定規矩，堅持認真學，認真寫體會，做到學習、學習、再學習，活到老學到老，有一個真誠而清醒的政治頭腦，有較好的理論水平和較深的專業素養，對新時期教師職業道德修養的精神實質有深刻的理解和掌握，并在日常教育教學活動中努力踐行。
2、要利用一切時間做好各項工作，既做得扎實，又做得有序，每個細小的工作要踏實做好。做學生的思想工作是無止境的，要有一種誨人不倦的精神，使每位學生獲得理想的成績。
3、只有探索才會前進，在教學上要大膽實踐，敢于實踐，勇于探索，不斷探索，不斷開拓，培養學生“自主、探究、合作”的學習精神，努力實施一條輕負擔高質量之路。
4、爭做主人翁，決不做局外人，只要對教學有利不管是否被采納，也要敢于提出，努力實踐，凡是都能從大局出發，從實事求是出發，從學校發展出發，不計個人得失和榮辱，為學校出謀劃策，把學校當作自己的家。
一、材料與題型
今年的18套作文試題無一例外都是新材料作文。新材料作文是在材料作文基礎上發展起來的一種新的作文樣式，給定材料，但不給定話題，材料的功能主要是為考生規定范圍，提示思維方向，而考生的審題、立意、行文必須以此為依據來進行。作文命題材料來源很廣泛，從形式上來講，可以是文字敘述類，可以是漫畫圖片式，也可以是現代詩歌式。但今年的材料全都是文字敘述類，這可能是命題者考慮到漫畫圖片式與現代詩歌式的解讀困難，從這一層面上來說，這又是替考生著想。命題者心中有考生，這不得不說是一種進步之舉。因為無論是漫畫圖片還是詩歌，想要在考場上那么緊張而短暫的時間內全面正確地把握是極困難的。
今年的文字敘述類作文命題的材料，從內容上大體可分為四種：一是寓言故事類，二是假想圖景類，三是真實生活類，四是思考討論類。
寓言故事類指材料引述了一個寓言或故事，需要考生從這則寓言故事中提煉出寓意。如全國卷Ⅱ中“山羊過獨木橋”的故事；湖北卷中游客詢問風景美在哪，是山腳、山腰還是山頂？假想圖景類是命題者為了更好地引導考生審題立意，虛構出一個情景，而這個圖景中又孕育深刻的內涵。如天津卷中假想人類植入智慧芯片后會出現的結果，要求考生思考；遼寧卷則假想夜間祖孫二人倚窗遠眺富有詩意的圖景。真實生活類是指命題者所選取的材料源于生活或新聞事件，都是真實發生的事情，需要考生從該事件本身中提升出觀點。如湖南卷中最美鄉鎮干部的某鄉黨委書記的事跡；重慶卷中游客去波羅的海海濱度假的遭遇；全國大綱卷中農民工老王受醫院開綠色通道救治的事件。思考討論類是指命題者根據社會生活或人生中出現的一些現象，提出一定的思考方向，或是留有余地的思考，或是幾種不同觀點的思考，需要考生以此為方向進行立意。如上海卷對人生“自由”與“不自由”的思考；江蘇卷對青春是否永恒不朽的思考；浙江卷對人生的“門”與“路”的思考；安徽卷對誰有權改臺詞的思考；福建卷對空谷的思考；江西卷對探究學習的思考等。
作文命題的材料不同，故審題的方向與方法也不盡相同，也就是不一樣的作文題型。為了便于分析，筆者姑且將其分為三種題型。
（一）引申主題型
引申主題型主要是針對寓言故事材料類。寓言故事類大多以非人類的東西為敘述的主體，但又都具有象征性。這類題需要抓住故事中主體對象關鍵事件的變化處，將其引申到人類社會或個人的人生本身思考，要善于尋找人生或社會與之相似的點進行立意。如全國卷Ⅰ中“給野生動物喂食，易使它們喪失覓食能力”引申到人生，那就是人需要自立自強，才能立身于世。又如全國卷Ⅱ中“山羊過獨木橋”的比賽中，敵對雙方前后戰略轉變，關鍵在于后面出現的新情況，“雙方選手相遇時，互相抱住，轉身換位，全都順利過了橋”可引申為人與他人（尤其是競爭的對手）相處時的智慧。
（二）提升主題型
提升主題型主要針對假想圖景類和真實生活類的作文題。無論是假想圖景類還是真實生活類，它們都是真正源于生活的，或是藝術中的真實，或是生活中的真實。這類材料作文，需要考生從材料本身進行更高的提升，提升到具有社會或人生普遍性規律的思想。如全國大綱卷中，主要敘述對象是農民工老王，他被醫院及時救治后，還欠下醫院4000多元的醫療費，而醫院卻默許他出院。最后，他以一種感恩的方式，在醫院打工抵債。這則事件本身提升出的則是人的最傳統最純樸的美德――感恩。心懷感恩，這就是人性的光輝。又如湖南卷中最美鄉鎮干部的某鄉黨委書記，八年如一日，以堅定的信念和頑強的意志，帶領村民建設美麗鄉村，并深有感觸地說：“心在哪里，風景就在哪里！”提升到人類普遍道德，那就是甘于奉獻。只要用心奉獻，處處都是人生亮麗的風景。
（三）選擇思考主題型
選擇思考主題型適合思考討論類的材料。這類材料的作文題，命題者一般以一個問題為引子，或是直接提出自己的思考，或是提出兩種或三種不同的看法，需要考生作出更深的思考或選擇某一方向進行思考。考生對這類題一定要記住一個原則，就是看這些不同的觀點能否辯證地融合為一種觀點，如果能，則需進行綜合辯證思考。如上海卷中，人一方面是自由的，另一方面又是不自由的。自由的是生活的方式、人生的道路選擇，但一旦你選定了生活方式、人生道路，就必須義無反顧地走下去，即便這條路上充滿荊棘。又如福建卷中的材料，“提到空谷，有人想到的是懸崖，有人想到的是棧道橋梁”，這需要考生從這兩種觀點中選取其中一種進行立意。
二、主題與趨勢
高考是一種公眾性選拔考試。從作文角度來講，它要實現考試的公平性、公正性，主題就必須是具有普遍規律普遍價值的。從今年的18道作文題的主題來看，它們基本上都做到了這一點。筆者認真研讀這些作文題，并試圖將其分為三類主題：
（一）對傳統文化流逝的思考
隨著現代科技文明的發達，傳統文化的東西也在悄然走出我們的生活。這已經引起了許多有志之士的關注，他們在通過種種努力保護著傳統文化，就連我們國家也提出要對傳統文化的搶修。而作為即將步入大學，即將承擔起建設中國重擔的知識青年，就不能不對此進行一些理性思考。可見，這種具有意義的東西將會是高考作文的一大趨勢。
比如天津卷中，隨著科技的發展，也許將來有一天，人腦中可植入智慧芯片，它將帶給我們許多學習的便利，獲取信息的快捷。可是，它卻在吞噬著我們傳統學習的思維。如果真有那么一天，那么人都將會是機器的奴隸，一旦離開機器，就會變成一架沒有思想的軀殼。這不能不引起我們的思考。無獨有偶，遼寧卷中，科技文明的高度發達，到處霓虹閃爍，可卻失去了最自然最淳樸的美景。廣東卷中對黑白膠片的留戀，因為它為我們留下的是永不褪色的記憶瞬間，而數碼科技的發達，照片似乎更方便，但卻失去了感動人心的瞬間。這些都是一種對傳統文化流逝的思考。
（二）對社會主流價值觀的弘揚
語文和其他學科不同，它不僅僅是為了教會學生一些知識和技能，更重要的是培養學生的一種人文情懷，幫助學生樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀，能夠積極面對自己的生活。而這些目標的實現，作文就是一塊主陣地。高考作文作為選拔人才的重要一塊內容，就責無旁貸地要承擔起弘揚社會主流價值觀的重任，引導考生去思考，以便他們在未來的生活中更好地去踐行。
如全國大綱卷中農民工老王的心懷感恩的美德。感恩是一個人最起碼的道德，只有懂得感恩的人，才會懂得用自己的努力去回報社會，回報親人，才會懂得將心比心，去幫助其他需要幫助的人。如果失去了感恩品德，那們他的能力越強，對社會的危害可能會越大。又如北京卷中對“老規矩”的傳承與發揚。材料中的“老規矩”都是一種生活中的“禮”，懂禮的人、知書達禮的人才是社會需要的。“人而無禮，胡不遄死”，尤其是現代，獨生子女占多數，長期以來，自我為中心，自私自利慣了，目無尊長，毫無禮貌，這不得不引起我們的思考。又如湖南卷中最美鄉鎮干部，不正是一種“當好人民公仆，站好自己的崗，甘于奉獻”的至善美德嗎？尤其是現在社會，、、的事件太多，這種美德就更應該去弘揚。
（三）對個人為人處世原則的思考
說到底，作文還是一塊個性性靈的抒發主陣地。作為剛跨入“成人門”的高中畢業生，有必要去對個人的為人處世原則進行思考。只有懂得去思考自己的人生，才能更從容地去面對生活中出現的一切問題，而高考只不過是將這些思考進行一次有條理的重現。對個人的為人處世原則的思考，對高中生來說尤為重要，因為他們即將邁入大學之門，即將步入社會。如果對自己的人生都不能思考清楚，他又怎能更好地迎接自己未來的人生呢？因此，這類主題的作文題也占著大多數。
全國卷Ⅰ是對“人應憑什么立身于世”的思考。全國卷Ⅱ是對“如何與對手相處達到互惠互利”的思考。上海卷思考的是人處于世的“自由”與“不自由”的矛盾統一。江蘇卷是對青春的“朽”與“不朽”的思考。人如何才能做到青春不朽？古人強調人不朽的三種途徑，即“太上立德，其次立功，其次立言”。也就是說，人應珍惜青春，有所作為，留筆青史，那就是“不朽”。又如浙江卷對人生的“門”與“路”的思考。進什么門，走什么路，都需要自己審思之，慎行之。福建卷強調人處于世，也許向前一步就是“空谷”。面對“空谷”，你如何去想？把它當作懸崖峭壁，畏懼不敢前，那是一種悲觀的人生觀；而由它想到棧道橋梁，則是一種樂觀向上的人生觀。山東卷強調人應保有一顆優雅寧靜的心。四川卷則強調“人只有站起來，世界才會屬于他”，是一種自立自強的人生觀。
高考作文以這三類題為主要趨勢，這是由高考作文的本質屬性決定的。高考作文是一個公眾性作文，它與私人寫作有著截然不同的特征。公眾性寫作，就是指寫作者以一種公民的身份進行寫作。公民的身份就意味著對公共空間與社會事務的介入姿態，既要關注自己的生活空間與生活方式，也要關注現實的社會生活，積極投身于社會實踐中。
三、寫作與教學
在緊張的高考考場中，讀懂了材料，審對了主題，接著最重要的就是寫作。高考寫作（本質上就是一種考場作文），有一定的外在技巧。諸如“留有充足時間從容寫作”、“卷面干凈整潔”、“結構完整新穎”、“擬個好標題，開個好頭”等，這不得不說是考場作文取勝的終南捷徑。但筆者在此所要強調的寫作，主要是針對內容而非這些形式，因為形式的技巧畢竟是在短時間內可以學會的，但寫作的內容則必須要長期的積累。
今年的18套作文題，整體上來說，都注重現實社會與個人生活的思考。無論是寫成什么文體的文章，似乎都不好引用他人的例子，寫出來的文字都應側重自我的獨立思考。這體現了寫作的本質――“我手寫我口”，每位考生寫出來的東西都應帶有自己個性化的思維印跡。這就有效地避免了以前的“代圣人寫作”的傳統寫作。一寫議論文，就是“明星開會，古人聚會”，毫無自己的思想。寫作本就是一種認知活動的再現，其本質是將自己的認知過程通過一定的理性語言進行表達。有自己獨立的思考，不迷信任何權威，不迷信古人，一切均由自己進行判斷與選擇，實事求是，合乎邏輯，按一定的思維程序將其表達出來。
這些作文題其實也給了我們以后作文教學一些啟示。首先，多引導學生關注生活，用心去感知自己的生活。要讓學生明白，平常點滴的生活才是作文的活水源頭，沒有生活感悟的文章是沒有生命的。其次，幫助學生建構正確的道德體系，關注社會現象，建立正確的審美理念。再次，多引導學生讀一些名篇，以便使自己的認識更深刻更全面。當然也可以名篇為借鑒，學學別人的理性表達。正如南宋史豪卿所言：“讀書如銷銅，聚銅入爐，大鞴扇之，不銷不止，極其費力。作文如鑄器，銅既銷矣，隨模鑄器，一冶即成，只要識模，全不費力。此所謂勞于讀書，逸于作文也。”
要解決當前《建筑材料》實踐課程的弊病，首先在思想上應當處理好理論和實踐的關系，教師要牢固樹立實踐驗證理論，理論源于實踐的觀念。理論課和實踐課都是教學體系里兩個互相有聯系的相對獨立環節。實踐教學作為教學體系的一個重要組成部分，與理論教學形成相輔相成的辯證統一關系。學生不能光接受理論課，更要從實踐課里去學知識、驗證知識。掌握知識是一個實踐-認識-再實踐-再認識的過程。實踐教學與理論教學相比在培養學生創新能力和提高專業技能方面具有不可替代的作用。在教學形式上，為保證教學計劃和實踐教學內容的連續性和完整性，實施理論教師與實踐教師合一的一體化教學。在中職學校由于專業老師少、缺乏實踐教學人員實施一體化教學是一條可行之路。
2.設置合理的建筑材料實踐課程體系
（1）將實踐教學從原有的教學體系中劃分出來，單獨設置材料實踐課或設置材料實踐周，合理安排實踐教學內容，使實踐性教學得以實現。首先對于部分有興趣和能力較高的學生可開設實踐興趣小組，也可結合教師科研參與到實際生產實踐中來，進行研究性學習和科技創新。其次，可通過設置新型的建筑材料實踐項目，優化整合課程內容，精選驗證性實踐，開設設計、綜合性實踐課，組織學生到建設工地去、生產一線去開展實踐性、技能性教學活動來完善和充實實踐教學內容。在新型材料實踐項目教學中可根據實踐項目內容進行選擇。例如：在粉煤灰混凝土、新型水性防水材料、混凝土非破損檢測、建筑陶瓷等材料的實踐教學及研究性學習中可以從研究目的、研究方法、實踐設計、過程的記錄、結果的驗證來研究粉煤灰組成及性能對混凝土性能的影響。結合水性防水材料科研項目，開展方案制定、選材、性能測試及分析、材料應用等環節的綜合實踐來探究新型防水材料的綜合利用，增加學生新型材料知識。既拓寬了學生的知識面又進一步增強了學生創新意識和動手實踐操作能力。
（2）應結合整體的實踐教學內容使學生獲得有關材料性能的測試和品質評定的基本技能。如“材料基本物理性質中密度的測定、吸水率的測定試驗”，“水泥標準稠度用水量測定”“，砂篩分試驗”等。對于這些基礎實踐要求學生能熟練掌握實踐方法，增強感性認識，為做好設計綜合性實踐奠定基礎
（3）由教師給定實踐設計結果，由學生自己擬定實踐方案和實踐步驟。以砂漿配合比實踐為例，讓學生自己選擇所需要的各種材料，測定配合比設計所需要的各種材料指標，自行研究設計配合比，調整成型，驗證配合比是否滿足工程類別及砌體部位的設計要求。
（4）根據中等職業教育質量目標的要求，學生應具有較強的工程實踐能力和創新能力。可采用綜合的或現代的測試技術的實踐項目訓練學生初步分析問題、解決問題的綜合能力。如將原來的水泥、砂石、混凝土3項相對獨立的實踐內容整合為一項設計性綜合實踐，以完成不同要求的混凝土配合比設計為目標，以目前工程中使用的實踐報告為樣本，模擬實際工程的實踐程序，把常規的3項實踐有機地貫穿在一起，從混凝土強度設計、和易性的選擇、材料的材性檢測到混凝土配合比的計算和試配，以及實踐的準備和實踐后的處理等都由學生自己完成，最終提出最佳配合比及理論分析報告。
2.1調整實踐教學課時和時間
根據傳統教學大綱課時設置，《建筑材料》實踐課時包含在理論課時內，一般為10～16課時，但往往因為實踐課集中設置，實踐學生過度集中，有些實踐要求等待的時間長等原因，理論課內的實踐時間遠遠不能滿足教學要求，實踐的教學作用和效果之差是顯而易見的。可將實踐課的時間做如下調整嘗試：實踐周數為4周，實驗室的每天開放時間為早8點～晚9點。實踐采用預約制，學生在此期間可隨時到實驗室做試驗。每個實踐小組自由組合，每組人數以3～4人為宜。對于較綜合的需要時間跨度大的試驗本校做不了則可采用走出去的辦法來加以彌補和充實。例如我校同縣建筑工程質量監督站檢測室建立了長期的校外實訓基地來加強了因設備不足而造成的實踐無法進行的現狀。
2.2改革實踐教學考核辦法
傳統的實踐教學中由于分組少，每組人數多，實踐都是驗證性的活動，實踐報告也就大同小異，抄襲現象嚴重。而實踐綜合成績一般也是由實踐報告、操作表現、出勤情況組成，因此，以往的實踐成績不能真實地考察學生實踐能力，不能全面科學地反映學生對實踐掌握的情況。通過實踐教學考核辦法的改革，實踐成績將不再有"大鍋飯"的現象，實踐結束后教師可針對實踐過程情況記錄、提交的實踐成果及實踐問題的解決途經等進行綜合考核。我校建立并實施的《學生學科成績綜合評價體系》就針對學生實踐操作成績的評定與考核辦法做了有益的探索。
2.3改善實踐教學的條件
專任教學人員不足，實踐教學人員缺乏。必須通過加強實踐教學隊伍的建設，確保教學隊伍人員素質的提高和穩定來加以改善。我校是采用“走出去、請進來”的辦法來加以改善，即定期、不定期讓專業教師到生產企業去學習深造，組織專業老師參加各級各類培訓，培養雙師的人才，聘請有實踐經驗的技術人才到校指導實踐教學工作。實踐教學資金投入不足，實踐教學用房少，實踐教學儀器設備陳舊、不配套使提高實踐教學質量成為空談。加大資金投入，為實踐教學提供必要的物質保障已刻不容緩。近幾年來我校加強了實踐性教學設施設備的投入，建立了建筑材料專用實訓室，添置了常規的實驗儀器設備，逐步改善實踐教學條件，另外還通過同縣工程建設檢測中心建立長期校外實訓基地來加以充實和完善。
3.改進建筑材料實踐性教學的成效
（1）改變原有的建筑材料實踐教學項目，增加一些新型重要的材料實踐，納入實踐課程體系，既滿足了建筑工程類專業課程教學的需要，又提高了實踐技術設備的利用價值，豐富了建筑材料實踐教學體系及內容，強化了學生對新型材料的測試技術的學習。
（2）通過開放建筑材料實驗室，給學生創造了自由支配的時間，自主安排實踐的條件，極大地激發和調動了學生學習的積極性和主動性。采用走出去的辦法建立長期的校外實訓基地進行綜合性的實踐。一是變不可能實踐為可能實踐；二是進行將理論同生產實踐相結合，提高了學生綜合運用理論知識分析和解決實際問題的能力，培養學生的創新意識。
[關鍵詞]石墨烯；認識論；辨證法
一、前言
人們說的石墨烯是將石墨片剝成單層之后，這是基于碳石墨的原子層間作用力很弱，較容易互相剝離。這種由一層以蜂窩狀排列的碳原子結構的單層就是石墨烯。20世紀初，科學家們開始研究石墨烯，2004年，英國曼徹斯特大學的物理學教授安德烈?杰姆和他的學生克斯特亞?諾沃消洛夫用簡單易行的膠帶分離法制備出了石墨烯。它們將石墨剝離成石墨片，然后將石墨片的兩面分別用特殊的膠帶進行粘貼，隨后撕開膠帶，又再次把石墨片一分為二，重復該操作，于是得到越來越薄的薄片，幸運地最后得到僅有一層碳原子厚度的石墨薄片。這種只有一層原子厚度的二維晶體就是石墨烯。
2010年，研創新究石墨烯的兩位科學家獲得了諾貝爾物理學獎。媒體渲染報道稱“物理學家用透明膠和鉛筆贏得諾貝爾獎。”使用膠帶剝離方法分離高定向的石墨，并因此獲得了真正存在獨立的二維石墨晶體。在此之后，制備石墨烯的新方法不斷涌現，我們發現將石墨烯引入工業化生產將成為將來趨勢。
二、石墨
石墨烯是一種新的緊密型型碳原子的碳質材料，具有立體蜂窩狀晶格結構，同時它具有獨特的物理特性，其中包括：特有的載流子特性，這使得電子在石墨烯傳輸過程產生較小的阻力，因而具有優良的電子傳輸性質。石墨烯的力學性強，導電性能優，韌性好等。
（一）石墨烯的性質
石墨烯其特有的微觀分子結構決定了它特殊的物理化學性質。石墨烯是二維晶體，最大的特點是電子在石墨烯的速度可達光速1/300，遠遠超過在其他導體中的電子速度。石墨烯具有優異的力學，光學和電學性能：結構十分穩定，目前研究結果尚未發現石墨烯碳原子缺失，碳原子之間的連接柔和并且堅韌，超過世界金剛石硬強度；石墨烯幾乎是完全透明的，但非常緊湊，氣密強，不易透水，甚至最小尺寸氦原子大小都可不以穿透；良好的導電性，石墨烯的導電性強，其導電材料遠超過傳統的導電材料。
1.力學性能：由于石墨烯分子結構中碳原子是sp2雜化結構。特殊的分子結構決定石墨烯具有高強度。石墨烯是目前人類已知的強度最高，比鉆石更硬的材料。
2.導電性能：石墨烯結構非常穩定，到目前為止，還沒有發現在石墨碳原子的這種晶格結構缺乏穩定性，石墨烯賦予優異的導電性。
3.導熱率：穩定的石墨烯晶格結構給出優異的導熱性，石墨烯熱導率強于傳統碳納米管和金剛石。
4.化學性質：石墨烯是單層的石墨結構，因此石墨烯可以看作表面因而具有一層石墨屬性的化學性質，石墨烯卷曲在一起，從而形成碳納米管，石墨烯也具有碳納米管相似的化學性質。同時石墨烯到近紅外，可見光和紫外線具有優異的穿透性。
（二）石墨烯的性質應用
石墨烯獨特的結構和優異的性能使科學界產生了巨大波瀾，成為國內外研究的熱點，尤其石墨烯具有納米尺寸的晶體管們將成為“后硅時代”最具潛力材料。石墨烯將成為以后高速晶體管、生物傳感器、太陽能電池、超級電容器和觸摸面板的核心材料。
1.石墨烯薄膜
將石墨烯片重新組裝，在電子，電氣，信息，能源，光學等領域應用廣泛，這也是石墨烯在生活中最接近實際應用的方向。因為其高透光性和導電性的，石墨烯片是最有前途的新的透明導電膜，可以作為顯示器中透明電極，使用新的透明導電膜和背電極材料的太陽能電池應用廣泛。同時因石墨烯薄膜還有較為良好的柔韌性，石墨烯成為制備性透明導電膜材料的首選。
2.儲能材料
高能量密度和高功率密度是當前的能量儲存裝置的一個重要發展方向，電極材料的選擇是關鍵。碳納米材料的能量存儲裝置的屬性，因為該獨特的結構和優異的性能，使其高性能能量存儲裝置提供了一個理想的電極材料。相比碳納米管，石墨不僅具有良好的導電性和化學穩定性，并且具有較大的表面積，該空間是更靈活的特性。因此，基于石墨烯的電極材料，優異的電化學特性，使石墨烯制成比碳納米管更實用的超級電容器。
3.納米生物傳感器
高靈敏度的生物傳感器是由石墨烯納米粒子抗體的還原石墨烯而制備成功的，這是由于石墨烯制備的傳感器靈敏度很高。同時石墨烯電導率傳感器可快速猝滅熒光染料，因此它也可以作為熒光傳感器制備材料。新型石墨烯傳感器優于常規的碳基材料的傳感器。
4.“太空梯”纜線
石墨烯在其他方面的優異性能體現在可以制備被出紙片薄度的超輕性材料，制造超輕型飛機。同時也創造了強硬防彈衣。石墨烯具有非常良好的力性。人們希望穿梭于太空，建造“太空電梯”。石墨烯材料因其比表面積大，韌性強，成為“太空梯”纜線材料首選。石墨烯也可以用作藥物載體，為藥物研發提供較好的平臺。
三、關于石墨烯材料的哲學價值
石墨烯材料出現，是人類認識世界和改造世界的重大突破，f明在人與自然共存的環境中，人類認知能力提升到了一個新的水平。石墨烯材料技術引發認知革命，石墨烯材料的誕生，不僅提高人類認知世界的層次，同時也提升了人類在微觀和宏觀世界認知水平。石墨烯材料是對大自然物質發現和改造的過程，以體現了人類科學技術改善在生產和生活中質的飛躍，也標志著人類科學技術的發展邁向新的空間。石墨烯材料的誕生標志著物質能被反映的客觀實在，石墨烯材料的研究，進一步說明了物質的客觀實在性，并且客觀實在是被人們所反映的哲學原理。
（一）石墨烯材料的出現和發展提升了人類認識世界的層次
石墨烯材料的是人類在分子、原子層次的微觀層面改造了自然，實現了人類生產方式改造的質的飛躍，也標志著人類科學技術的發展注入了新的高度。同時深刻反映物質客觀存在的標志。石墨烯材料的進一步研究和開發，提升了人類認識世界的層次。
1.由量變到結構改變、再由結構改變到質變的跨越
石墨烯因其特殊結構和性能可以創造新的材料，主要通過改變微觀單分子層結構，改變材料的空間結構合成新材料。多種性能的石墨烯材料具有特殊的性能，這也是從微觀分子層到宏^性能的改變，石墨烯材料的出現，標志著人類在改造自然方面進入了一個新的層次即說明由量變到結構改變、再由結構改變到質變的跨越。
2.改變了傳統的物質生產，引發生產方式的革命
石墨烯材料改變了傳統的物質生產方式，這種新材料引發了生產方式的革命。石墨烯材料的誕生是在微觀分子層的改造過程中創造新的物質，在原有的納米顆粒材料基礎上上發現碳石墨的單分子層即神奇的石墨烯。這也是人類改造自然，運用的是從微觀到宏觀，即“從小到大”或“簡單到復雜”的生產方式。由微觀到宏觀，從微觀石墨烯單分子層發現，到宏觀“生物傳感器、太陽能電池、超級電容器”等，都體現了通過微觀分子層逐個改變生產方式并實現人類對微觀層面物質的改造。
石墨烯材料的誕生和發展是人類改造自然力，改善人類與自然共存方式的提升。人類的人類的生存方式也將隨之從跟班上發生改變。
（二）材料產業和資源環境的關系
人類的生活離不開自然界的物質資源。材料是從環境中提取，其制備、生產、使用和廢棄的過程都是對自然界環境污染的過程。我們追尋可持續發展的生產生活方式，但是現實生活中大量的廢氣、廢水和工業廢棄物嚴重破壞了我們賴以生存的空間。社會的可持續發展要求我們不斷開發環保實用型材料。人類的生存需求與科學研究和技術發展息息相關。石墨烯新材料的誕生和發展正好適應了可持續發展這一需求。
材料和結構的討論中，通常要考慮兩者之間的關系。由于材料結構的性質與其結構相關，材料的本質便是結構。石墨烯材料與環境變化是內部因素和外部因素的關系。
材料的結構與物質性能相關，性能的體現直接關系材料的作用與環境保護的關系，前者是內因，后者是外因。環境友好的材料：例如石墨烯太陽能電池對于環境保護有積極、正面的作用。倘若是破壞環境的材料則對環境產生負面影響，例如眾所周知的“白色污染“，我們摒棄一次性消費用品。目前大料的材料釋放溫室氣體C02，CH4，NO，S02等氣體。這會造成酸雨的降落和全球變暖等負面效應。因此材料和環境之間是內因和外因的關系。
（三）石墨烯材料充實了辯證唯物主義的認識論和方法論
從唯物辯證法說，動物特別是人腦的結構的概念是非常復雜的，但畢竟是可知的，它提供了一個人類的新材料發展的無盡可能性。材料研發人員從仿生學角度來研發新的智能材料。認識論認為對物質的認識還必然受到主觀因素的制約，人們在探尋某一事物的復雜過程中，本身就是人類在社會中的實踐活動。這個實踐活動過程必然受到人為主觀因素的影響。例如我們已有的知識背景，理論舉出，以往的生活實踐經驗等。整個認識過程都伴隨了必然性和偶然性，主觀因素、客觀因素等多方面的影響。辯證唯物主義認識論肯定了機遇的存在性。機遇的存在具有客觀性，機遇的產生的客觀依據是偶然性和必然性的辯證統一。偶然性以必然性為基礎，必然性是通過偶然性來實現。所以當偶然性出現的時候，必須及時捕捉它，并且進一步挖掘其背后的必然性，分析兩者之間的區別和聯系，此時新物質、新科學發現就誕生了。例如石墨烯的發現是便是物理學家通過撕透明膠帶偶然發現的。
認識論是認知本質和發展的理論。認識的主體是人，是實踐著的人。認識客體是主體與之發生關系的東西，比如人類對于石墨烯的研究開發過程，石墨烯不僅是客觀實在，而是進入人類活動領域的并且預人類主體縣關聯的客觀對象。我們對石墨烯的改造過程本質就是人類主體對石墨烯課題的反應。人類能動的將石墨烯改造的過程，也是人類改善自己生活方式，不斷提升自身認識能力，形成正確認知的過程。這里，石墨烯材料科學工作者是認識的主體，而與之相關的環境材料及環境是認識的客體。材料研發人員通過材料和環境的客觀分析，思考材料與環境之間的關系以及通過仔細觀察和分析，從定性認識上升到得定量認識，從感性認識上升到理性認識。例如石墨烯幾乎是完全透明的，同時結構非常致密，就算是最小的氫原子都無法穿透，這些特殊的結構性質，恰好適合制備透明的觸摸屏和太陽能電池板。
科學的進步說明人類知識儲備的迅速增加。類似于石墨烯這樣的新材料的研究開發過程中，說明了人類可以通過多種研究方法思維模式改造生活中的客觀存在，人類不斷的構思、認知過程充實了辯證唯物主義的認識論和方法論。
（四）石墨烯材料是一種模仿中的創造
模仿是仿照，仿效，模擬，模仿中需要創造性，模仿過程是創造的研究過程。模仿的建立有賴于創造性的研究，化學模仿作為研究的結果，以一定的符號體系而存在，它具有直觀性，形象性，是人們的感官可以感知的，或者是人的思維可以把我的。然而，建立模型的過程，卻是一個艱苦的，充滿矛盾的思維過程。在此過程中，需要主體充分的發揮思維的創造性。
一般在建立模型的過程中，包含著猜測或猜想的因素。化學家依據已知理論，深入分析了事實。對要模仿的對象的結構和性質等方面提出某種設想，這中間就包含著猜測。這是建立模型中的重要一環。在猜測中，各種邏輯方法，比如：比較，類比，歸納，演繹，分析，綜合等，都會起一定作用。石墨烯材料的誕生即是在納米技術理論基礎上進行歸納猜測，并通過實踐后總結經驗產生的。猜測是以經驗事實為基礎的，從認識發展的過程來看，從最簡單，最典型的實例人手，突破一點，會使認識獲得廣泛發展。這種認識發展規律反過來作為進一步認識的指導線索，在研究過程中，要求善于選擇典型對象，從典型對象著手，開展工作，所謂典型對象，其一具有代表性，石墨烯是作為碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的一種碳質新材料，具有一些奇特的物理特性，具有典型性是具有理論意義的對象，這是典型分析中選擇典型要考慮的一個重要因素。
（五）石墨烯材料的發展是化學認識中的繼承、積累、突破的革命
化學知識的積累從化學元素開始，包括基本元素的資料的發現和繼承過程，尤其是化學元素的性質等方面的資料，比如就是因為擁有最初碳元素到碳單質的研究資料的積累，才有石墨烯微觀結構及其特殊性質的應用開發的順利開展，化學元素到化學分子，再從化學結構到化學性質的研究都是化學認識中的繼承和創新。良好的研究方法和研究手段都是在不斷地發現和資料搜集積累過程中產生的。化學知識積累到一定階段，化學認知過程也會發生突破，從何科學知識達到質變化。
這就說明化學元素到化學分子的研究都是在大量資料積累的基礎上產生的，積累之后才會有所突破。化學知識積累是個循序漸進的工程，而化學突破恰恰是化學知識的飛躍。每一種新的突破就是一種創新，如石墨烯材料的發現發展中，石墨烯概念的確立，石墨烯制備方法層出不窮，石墨烯結構的改善及確立過程，這都具有重大影響的新物質，新現象，新規律，都是技術創新，都是化學發展的突破。往往化學知識的突破都是從最簡單最典型的對象開始的，有一個簡單突破點開始然后廣泛發展，這種化學認識的發展形勢充實了認識論和方法論。例子：石墨烯單分子層的發現常常是對簡單或最典型的對象進行研究開始的，化學理論和觀念的變革是破舊和創新的統一。這也是通過科學實驗獲取經驗事實，積累經驗事實，將理論與化學經驗事實密切地結合起來。進而對經驗事實進行分析，總結和概括，形成定律、假說或理論。從邏輯學觀點看，就是從某種理論出發，合乎邏輯地推論出新的認識，得出理論的解釋和預見功能并在邏輯學中演繹推理。
關鍵詞：材料科學 專家系統 材料設計
專家系統是一種計算機程序系統，這種系統的原理是模擬人類專家解決領域問題的方法來解決領域問題，這種系統特別善于處理非線性關系，由于這種系統模擬專家的方法，因此專家系統特別善于處理需要大量專業知識和經驗解決的專業問題。專家系統包括五個部分，包括接口、知識庫、推理機以及數據庫等，專家系統的工作方式就是運用系統中存儲的知識進行推理，從而得出解決問題的方法，處理專業問題。專家系統已經廣泛應用到各個領域，包括材料科學領域，材料科學領域傳統依靠實驗進行研究的方法會消耗大量的人力、物力以及時間，將專家系統應用到材料科學研究中，能夠通過較少的實驗得出研究結果，節約了大量資源。
一、材料科學中的專家系統發展概述
1.發展歷程
20世紀80年代早期，科學家們開始研究應用于材料科學的專家系統，隨后科學家們相繼進行了許多研究，得到了很大的發展。80年代晚期，我國開始研究應用于材料科學領域的專家系統，在合金設計和無機材料設計方面做了許多研究。
縱觀國內外的研究歷史，雖然材料領域的專家系統的研究時間并不長，但是在短時間內取得了很大的發展，取得許多研究成果。20世紀90年代，材料科學領域的專家系統成為研究熱點，近年來，專家系統已經應用到了材料科學的各個領域，為材料科學的發展起到了相當大的促進作用。
2.應用領域
根據材料自身的性質對材料進行分類，可以將材料分為高分子材料、金屬材料、復合材料等。根據材料的作用分類，可以將材料分為功能材料和結構材料。近10年來，材料科學領域的專家系統主要應用于金屬材料中，而且大部分應用于作為結構材料用的金屬材料中。這是因為金屬材料具有易加工性和優良的機械性能，在各個行業中都得到了廣泛了應用，這種需求促使應用于金屬材料領域中的專家系統的快速發展；其次，由于資金的限制，許多組織在應用新技術時，一般希望通過最少的資源取得最多的研究成果，而人類對于金屬材料的應用和研究使用時間比較長，對于金屬材料的特點積累了許多的理論和經驗，因此，在金屬材料領域更可能開發出成功的專家系統。
3.應用類型
可以按照多種不同的方法對專家系統進行分類，根據構建方法進行分類，可以分為人工神經網絡專家系統、基于Web的專家系統、基于框架的專家系統等；根據解決的問題，可以將專家系統分為監視、仿真以及診斷等11中。應用于材料領用的專家系統的主要功能是設計和優選，這是因為材料科學發展的需求。當前研究先進材料不能像過去一樣一味地追加在實驗上的投入，急需設計制造該材料的制造工藝以及選擇制備該材料的設備，通過設備和工藝指導材料的制備，研制出先進的材料；其次，由于在設計和優選方面積累了大量的理論和經驗，因此比較容易開發出設計和優選類的專家系統。
二、材料設計專家系統
材料設計專家系統是指應用積累的經驗、知識、科學原理以及實驗規律進行推理，得出滿足要求的制造工藝的計算機程序系統。近年來，材料設計專家系統在合金材料設計、復合材料設計以及成型過程中得到了廣泛的應用。應用材料設計專家系統對材料的制造工藝進行設計，能夠讓科技人員學習到更多的材料設計的知識，同時還能減少研制、開發消耗的時間和經費，從而降低生產成本。材料設計專家系統研究的時間最長，取得的數據最多，是研究的主流，但是材料設計專家系統仍然存在許多問題。
1.對材料的工藝、組分以及性能之間的內在聯系不夠明確，缺乏有助于建模的定量規則。
2.材料科學的一大發展方向是開發新材料，但是人們對于新材料不夠了解，新材料的信息十分模糊和復雜，使得新材料的開發變得更加艱難。
三、人工神經網絡材料專家系統
人工神經網絡不需要任何先驗函數的假設，也不需要預先給定公式的形式，直接從已有的實驗數據出發，經過有限次迭代計算而得到一個反映實驗數據內在規律的數學模型，而且還可利用經過訓練的網絡模型進行推理預測，特別適合于研究復雜非線性系統。在材料領域中，人工神經網絡已用于材料選擇、成分設計、智能加工與控制、工藝優化、相變規律的研究，特別是在材料性能、缺陷以及相變點等預測方面，應用更為突出。
四、材料科學中的專家系統發展趨勢
目前，專家系統的開發和研究已進人穩步上升的階段。展望未來，材料科學中的專家系統將會朝著實用化、商品化的方向發展。
功能強大是材料專家系統實用化和商品化的基礎。伴隨專家系統理論和技術的進步，尤其是在有效解決知識表示和獲取、提高系統推理能力的前提下，集成多智能技術的混合系統，將克服單一技術不足的缺點，成為材料類專家系統的發展趨勢。
信息技術的集成是材料專家系統實用化和商品化的保障多媒體技術、計算機網絡、遠程通訊、數據庫、過程控制、并行計算等技術都會逐漸應用到材料各類專家系統中。
參考文獻
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由于傳統行業的不景氣和校際競爭的加劇，調整專業方向，改革人才培養體系，建設應用技術型高校成為地方院校努力的方向[1]。近年來北部灣地區的發展對人才的培養提出了更高層次、更為迫切的要求。把握我校向應用技術型大學轉變的良好契機，結合北部灣發展對人才需求的特點，探索創新型實踐人才培養的途徑，對于促進學校教育更好地與市場需求對接，完善教學體系、深化教學改革具有重要的參考意義。
1 材料化學學科的實踐性和深化改革的重要性
材料化學是由材料科學和化學交叉形成的一個新興學科領域，涉及材料制備、加工、性能等諸多方面，既有傳統學科的基礎性，也有新興學科的工程實踐性，在未來的科學研究領域、經濟領域都將發揮至關重要的作用[2-3]。
玉林師范學院是北部灣地區較早升級的一所地方性高校，自2006年起就將創辦非師范專業作為建設有地方特色的多科性大學的一個重要目標。經過近十年不斷的摸索，我院材料化學專業建設從學科核心課程設計、課程體系、實踐教學環節等多方面入手，引入了“平臺+模塊”的教學模式，逐步建立了相對完善的課程體系和人才培養模式。但隨著經濟社會的不斷向前發展，從學生能力培養現狀及用人單位反饋的信息來看，現有的教學體系已逐漸不能滿足社會發展的需求，對現有教學體系特別是實踐教學體系的改革已成為一項迫在眉睫的重要任務。研究探索材料化學專業教育體系的新途徑、新思路，不僅有助于改進和完善現有的材料化學教學體系，還將為我校其他非師范專業的培育和建設提供經驗參考。
2 現有材料化學實踐教學體系中有待改進之處
從我院材料化學專業實踐體系的建設來看，存在以下幾個方面的突出問題：（1）實踐性課程教學安排相對偏少；（2）部分課程實驗內容變相重疊，題材陳舊，與生產過程脫鉤；（3）教學手段和教學效果評價體系有待改進；（4）實踐基地布局不合理；（5）師資隊伍結構不合理。這些突出問題的存在，嚴重制約了我院材料化學專業的特色化發展，不利于學生科學創新思維，以及應用能力的培養，為此，通過多次的教學研討，材料化學專業教學團隊提出了相應的應對措施和整改方案，并先后付諸實施。
3 材料化學實踐教學體系建設應對策略與實踐
3.1 精選教學內容、強化實驗系列教材建設
在材料化學專業的實踐課程建設過程中，我們針對材料化學專業學生的培養，除開設《無機化學實驗》《有機化學實驗》、《物理化學實驗》《分析化學實驗》等課程外，還先后開設了《材料化學實驗》《高分子化學實驗》《高分子加工實驗》《無機功能材料實驗》等課程。雖然從開課的數量上講基本上能滿足學生動手能力的培養，但從實驗內容的角度來看，存在一些亟待解決的問題，例如《材料化學實驗》和《無機功能材料實驗》教學內容存在部分重疊，單純的《分析化學實驗》已無法滿足材料分析的要求，如何促進基礎實驗與專業實驗的延續性和融合性，成為我們關注的一個重要內容。經過調研與研討，材料化學專業教學團隊針對這些問題提出了以下幾條措施：（1）精選基礎實驗教學內容，明確實驗課程的側重點。例如《無機化學實驗》與《材料化學實驗》《無機功能材料實驗》三門實驗課程在內容上避免重復，無機化學實驗強化無機化學基本原理與現象，材料化學實驗則以無機材料制備與加工、改性方法為主，功能材料化學實驗則突出材料結構對功能的影響，體現教學內容的延續性和層次性；（2）調整課時比重，適當減少基礎實驗課時，增加專業實驗課時；（3）以立項的方式開展教材建設，通過給予適當的經費支持、舉辦教研活動等方式，鼓勵教師以自編講義為基礎，建設規范化的、有地方特色的實驗教材。近兩年來，材料化學教學團隊先后組織人員編寫了《硅酸鹽工業分析》、《高分子化學合成實驗》等具有地方性特色的專業教材，所選題材大部分是以本地產業為背景。
3.2 加強校內專業實驗室建設、充分挖掘外部實踐基地條件，充實實驗教學體系
在實驗室建設方面，我們借鑒基礎化學實驗室建設過程中形成的形成完備的實驗制度和教學體系，結合教師科研課題的需要，先后購置了紅外光譜儀、紫外光譜儀、熒光光譜儀、粉末衍射儀、單晶衍射儀、掃描電子顯微鏡、材料顯微鏡、氣體吸附儀、熱分析儀等科研設備，具備了基本的材料制備、結構分析、性能研究所需的設備。在此基礎上，我們針對有機材料方面實驗相對薄弱的環節，購置了密煉機、流化床、螺桿擠出機等高分子材料加工設備，開辟了中試規模的高分子材料實驗基地，彌補有機材料加工方面的不足，從建設經費、科研立項方面對高分子以及有機無機復合材料方向傾斜，促進無機材料、有機材料和復合材料方向的協調發展，在保證設備正常運行的前提下，充分挖掘已有實驗設備功能，讓學生在教學實踐活動、畢業論文等環節中掌握相關設備的原理和使用方法、提高分析和解決問題的能力，體驗生產過程。
除加強專業實驗室建設外，我校積極挖掘本地資源，推動校外實訓基地建設、先后在海螺水泥、三環陶瓷、銀億礦冶等相關企業開辟實訓基地，建立了穩定的人才培養關系。通過利用這些校外單位的工作平臺，借助其行業資源，開展工業實踐教育，讓學生通過見習、生產實習等方式參與到工業生產過程。結合學生就業，積極推動學生的駐廠實踐，協調理論學習、實踐教學和生產實踐的關系，培養良好的合作關系。
3.3 完善考核體系建設，促進學生多樣化發展
如何評價實踐教學效果，考核學生能力，近年來一直備受關注。建一個多樣化的、重視課程差異、尊重學生個性的競爭型考核方式成為我們教學改革的一個重要任務。我們參照師范生技能考核體系的相關指標，在三年級的專業課學習階段，設置了應用型材料化學專業人才實踐能力考核體系，從內容上融入了課題選題、綜合設計、實踐操作、實訓報告、口頭表達等幾大模塊，結合二級學院“大學生創業大賽”的開展進行考核評價，給出相應的評定結果，并給予適當的精神獎勵。從近兩年的實踐效果來看，學生對于科研體系的價值認識有了一定程度的提高，參與各項競賽、自主創業的熱情都得到了很大的激發。另外，我們將校外實習單位的考核納入到實踐教學考核體系，針對校外實習單位缺乏約束，不容易考核的特點，增加了實習生自評和小組考評。當然考核并非我們教學的目的，只要能夠達到教學目的，可以采用多樣化的手段和形式，建立考核體系的目的主要還是促進學生自我提升，為后期的教學改革提供相應的參考指標[4]。
3.4 剛柔相濟，加強“雙師型”師資隊伍建設
近幾來，結合我校師資隊伍建設的需要，我院結合專業發展定位，在材料化學專業人才梯隊建設方面努力做到剛柔相濟：（1）加強“內培外引”，提高教師隊伍學歷層次。一方面積極動員青年教師攻讀材料科學方向的學位；另一方面加大力度從校外引進有企業實踐經歷的有機材料、復合材料方面的博士（后）。（2）盡可能挖掘實訓基地人力資源。從企業“柔性”引進工程師加入我們的實踐教學團隊。我院先后從廣西三環陶瓷、玉林市陶瓷檢測國家重點實驗室聘請了具有較高專業素質的工程師兼職參與我校的實踐教學。（3）注重高校科研力量與地方產業的融合，加強“雙師型”人才隊伍的培養力度。通過積極推進部分教師以“科技特派員”等身份分別進入本地企業開展合作研究，促進產業研的直接對接。經過幾年的努力，我院教師聯合企業申報的省級科技攻關項目在數量和質量上都有了大幅的提高。這些做法對于完善師資隊伍結構，拓展校外科研平臺，促進產學研的有效融合起到了良好的推動作用。
關鍵詞:多媒體學習信息加工認知規律認知負荷
一、多媒體學習中學習者的信息加工過程和認知規律
要研究學習者的信息加工過程,首先要探討多媒體學習認知機制的理論。對多媒體認知機制研究分為兩個層面,其中一個層面就是對多媒體信息加工過程的直接探討。認知主義學習理論者把人的學習過程看成是信息加工的過程,即當人受到外界環境刺激時,在控制過程的控制下,刺激信息首先進入感覺寄存中進行選擇,被選定的信息傳遞至短時記憶,未被選定的信息自動消失。短時記憶將接受到的信息進行編碼后傳遞至長時記憶,長時記憶可以將信息長時間保存以備將來信息的提取,只有當知識信息進入到長時記憶中,學習才是有效的。對于信息加工觀學者們有兩種取向:
1.符號表征取向。認知科學先驅紐厄爾(Newell)把人的認知過程看作是計算機式的信息加工過程,以計算機的符號加工為啟示,通過計算機的物理操作來類比人的認知活動,把作為媒介的符號的運算看成是認知加工,符號有自己的意義,或者說符號表征著對象世界。在認知過程中,符號得到儲存、提取和轉換。
符號表征理論強調產生式系統(Production system),用以說明人在解決問題時的程序。在一個產生式系列中,一個條件系列產生一個活動系列,即條件一活動(C―A)。也就是說,認知過程是以系列和序列的方式進行的,即認知過程按照一次一個事件的方式進行。
2.聯結主義取向。魯梅爾哈特(Rumelhart,D.E)和麥克萊蘭德(McCle1.1and,J.L)把人們把目光的焦點從符號表征取向的信息加工觀轉向了聯結主義。在聯結主義看來,心理表征就在于網絡突現的整體狀態與對象世界的特征相一致。它不是把認知解釋為符號運算,而是看成一個網絡的整體活動,即以神經的網絡加工為啟示,通過腦的生物過程來類比人的認知活動,把作為基礎的類似于神經元的基本單元或結點之間的聯結看成是認知加工。最簡單的模型有兩層結點―輸入和輸出,更復雜的模型就會有許多中間結點。
在多媒體學習認知機制的基礎上,Kristian Kiili(2006)提出參與式多媒體學習模式(如圖1),這種模型由多媒體學習和活躍的參與層組成。雖然這些層是分離的,但又是相互制約的。在這個模型的多媒體學習層,中間部位加入一個中央處理器和情景緩沖區。工作記憶部分的功能是控制認知資源及提供一個多媒體學習層的認知資源,盡管執行部件控制認知資源,但是長時記憶的存儲功能在獲得知識的過程中發揮了重要作用,多媒體學習的過程是整合來自各個通道的盲目信息,存儲在情景緩沖區中。參與層的目的是加強與知識建構有關的認知符合,這個層通過直接經驗學習與指導學習的對比來強調學習的意義。
二、多媒體學習材料的最佳呈現方式和控制方式
目前國外有關多媒體學習的研究尚處于第二階段,與言語信息和視覺信息的安排及呈現方式相關的研究。以邁耶為代表,他們的研究主要關注怎么設計多媒體信息以促進有意義的學習。他們把多媒體教學信息界定為言語信息(文字信息、聲音信息)、視覺信息(靜態圖像、動畫、視頻)兩類,并通過大量實驗的方法探求言語信息與視覺信息的不同組合方式對學習結果的影響。這些研究指出,言語信息與視覺信息的聯系有助于改善學習,對言語信息和視覺信息進行安排能夠突出重要的關系,刪除無關信息并管理相關信息,以使學習者的工作記憶資源不至于負擔過重。如果要進行有意義學習,不管是通過視覺信息靜態的或動態的、言語信息還是兩者兼備,例如選擇相關的文字和圖像,把他們組織成一致的言語和視覺表征,整合相關的言語和視覺表征。現代多媒體學習材料呈現研究有以下方面:
1.合理組合視覺呈現材料,減少外部負荷
學習可能受益于視覺呈現的材料,研究者在20世紀七八十年代斷言,精心構筑的文字插圖普遍提高學生文字認知的能力。最近的研究仍然支持這種說法,例如Richard E. Mayer and Roxana Moreno。但是Mayer理論存在不足之處,Mayer在設計多媒體時強調要考慮認知負荷,但是他沒有全面詳細的闡述它的來源。Mayer主要測試了不同的呈現形式,但是通過理想的教學形式來減少認知負荷不能確保將所有的自由認知資源分派到深層知識建構過程中。學習者在工作記憶選擇并處理相關的圖片和文字,但是Mayer沒有解釋這些過程是如何工作及如何被控制的。Mayer多媒體認知理論為設計多媒體材料提供了一個框架,但是它主要針對技術,使外在的認知負荷最小化而不是通過加強有關架構構建所需要的認知負荷理論。此外,Bannert,M.B.(2002)也闡述了如何組織多媒體學習材料,以減少外部認知負荷。
2.恰當運用動畫促進學習
Richard E.Mayer and Roxana Moreno論述如何從文字和圖片中學習,教學設計者依據學生如何學習的理論,制定涉及動畫的多媒體演示。闡述多媒體學習的信息傳遞理論、多媒體學習的認知理論、及如何在多媒體演示中運用動畫的理論。多媒體演示的設計應促進認知過程,進行有意義的學習,即選擇,組織和整合所呈現的信息。本文提供了以研究為基礎方式的實例,動畫可以用來有效地促進學習者的理解。然而,動畫(和其他視覺形式的介紹)不是靈丹妙藥,不會自動創建理解。研究的目標是建立一個多媒體學習認知理論,指導設計人員在有效利用動畫呈現多媒體材料。Pieter Wouters(2009)提出動畫模型就是使用動畫教學生如何解決問題和解釋為什么選擇特殊方法解決問題,通常把解說加入動畫中以減少視覺通道的負荷。
Dong-Seok Lee(2009)介紹了一種用戶界面,稱為流接口,它提供了以圖形化為代表性的移動內容之間和內部的音頻/視頻設備。此界面提供了一種參考框架,這種框架是可視化生成的,可以操縱、存儲、顯示、以及輸入和輸出內容。研究表明,參與者有機會獲得流動界面顯示的成功率和經過時間。此外,與會者表示,他們可以很容易地了解流動界面。潛在的流接口,適用于其他音頻視頻設備和設計需要進一步審議的問題,進行了討論。Zeynel Amaël Arguel(2009)指出動畫和錄像往往旨在信息隨著時間推移而改變,以這種方式幫助了解和促進學習。然而,在許多研究報告,顯示了靜態呈現有時更為有利。在這項研究中,考察了一個視頻錄制和一系列的靜態圖片一起呈現的影響。實驗一分3組:(1)僅視頻顯示。(2)僅靜態圖片顯示。(3)視頻和靜態圖片。發現第三組分數最高。實驗二考察如何以最佳方式呈現的靜態圖片,發現動態演示的圖片明顯優于靜態圖片模式,且顯示更少圖片(低頻)更有益。總體上說,調查結果支持教學視頻+靜態圖片的有效性,但是一些靜態的圖片的恰當使用也是一個重要的調節。S.Guttormsen Scha(2006)不但探討通過以不同的方式測量獲得的知識,建立穩定的多媒體學習原則,而且還測試各種媒體的組合的認知負荷。此外最重要的是,使用不同的概念考察各種媒體的組合效果。指出在言語知識學習方面,文字+聲音要好于文字+圖片,在推理知識學習方面,文字+聲音要好于單種形式等,在分散注意力方面言語信息(文字+聲音)比視覺信息(文字+圖片)的影響要小。但是這些結論和知識測試有關,知識決定與多媒體學習過程相對應的呈現方式。
在這些多媒體組合中要考慮到時間連續原則與空間連續原則,不同的媒體組合形式有不同的知識概念相對應,在不同的媒體元素中學習策略不同。
三、結束語
雖然國外對多媒體學習認知理論和認知規律有一定的研究基礎,且多媒體學習材料的呈現研究正逐步深入,研究成果也陸續應用于教學實踐中。但是以上那些研究是基于英文環境下的,因此,筆者認為我國研究者應借鑒國外多媒體學習認知理論和學習規律,研究開發中文環境下多媒體學習材料,找出適合本國學習者學習的呈現方式,為學習者構建一個主動的、個性化的、有創造性的、符合學習者自身認知特點和需求的多媒體學習環境。
參考文獻
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關鍵詞： 土木工程材料； 實驗教學體系； 改革
中圖分類號： G427 文獻標識碼： A 文章編號： 1009-8631（2011）04-0170-02
一、土木工程材料實驗教學特點及現狀
土木工程材料是土木建筑類專業的專業基礎課，它是一門實踐性很強的課程，實驗課是其的重要教學環節，目前我校實驗課學時為10學時，約占總學時的1/4。實驗教學是在相應理論課程講授完成后，由教師指導學生進行實驗。學生根據實驗指導書按部就班地進行實驗操作，最后提交實驗報告，教師批改后即完成實驗課程教學環節。在教學過程中我們發現，傳統的實驗教學方法存在著諸多弊端：
（一）實驗教學主要是強調實驗對理論的補充和驗證，綜合性、設計性實驗項目少。學生按照指導書按部就班地完成實驗，很少去想為什么要這樣做，實驗項目是否可以優化等等，甚至有的學生做完實驗還是一知半解。
（二）由于實驗設備、儀器及師資等方面的不足，實驗教學仍然以課堂授課、班級制形式進行。學生分小組開展實驗，3~5人一組，部分學生沒有親自動手做實驗，而是在旁邊觀看。
（三）學生成績評定等考核評價方式不能充分調動學生的主觀能動性。由于學生實驗課考核主要是評閱實驗報告，根據實驗報告確定實驗成績，其成績只占課程總分的一小部分，一般理論課通過考核，那么這門課程就基本通過了，所以很多學生在上實驗課時存在著應付的心理。
二、土木工程實驗教學體系改革的思路
（一）實驗課獨立設課
為了保證實驗教學質量，我校對10學時以上的實驗課進行了單獨設課，單獨考核，單獨計分。[1]改變了以往實驗課教學附屬于理論課，實驗課成績只占理論課的一部分的現象。這一做法符合我校培養應用型人才，強調實踐教學環節的培養目標，有利于實驗課教學的管理和質量監控，有利于提高實驗教學質量和效果。
（二）優化實驗內容，將原有獨立的多個實驗項目進行整合，構成一個綜合性、設計性實驗項目
具體做法是：由教師提出土木工程實驗課程的總體目標和要求，學生分小組制定本小組的實驗任務書及實驗方案，經教師初審后通過后，開始在實驗室中進行實驗。由實驗室提供砂、石等原材料，學生首先通過實驗測出砂、石的基本數據，然后根據本組實驗任務書，確定水泥的品種和標號，由實驗室老師將相應水泥購買回來，學生進行水泥性能實驗。根據前面砂、石、水泥實驗得到的數據，進行混凝土配合比設計，并在實驗室里進行試配、調整，最后打出兩組混凝土試塊，養護到規定齡期，測抗壓強度。根據混凝土實測強度與小組任務書中的設計強度數據進行安全性和經濟性分析，完成實驗報告。對于鋼筋實驗，則在后續課程《砌體結構》與相應實驗項目進行綜合設計。具體見圖1：
針對一些學有余力的學生，我們鼓勵學生在混凝土配合比設計時添加化學外加劑和礦物外加劑，如減水劑、礦粉、粉煤灰等，探討這些外加劑對混凝土性能的改善效果。
（三）建立實驗室開放制度，改革實驗課授課方式
由于實驗室場地、儀器設備臺套數的限制，每個實驗小組一般為3~5名學生，學生多、場地小，很難保證每一名學生都能充分動手操作。為了增加學生的實驗動手機會，提高實驗室利用率，我們將原來的按照課表安排實驗課，改為對學生實行部分開放。即在周一到周五正常上班時間，學生可以到實驗室預約實驗。
（四）改革實驗課程考核方式，提高學生對實驗課程的學習積極性
考核評價體系如同指揮棒一樣，不同的考核評價體系產生不同的結果，在一定程度上決定了教師的教學方法和學生的學習習慣，也在一定程度上決定了人才的能力結構及質量。
我們在個別班級進行了考核方式改革試點，由傳統的提交實驗報告改為提交報告和實驗操作結合的方式。具體做法是：教師預先設計好若干實驗內容，實驗課結束后，由每個實驗小組抽簽，按抽簽抽到的實驗內容在實驗室進行現場操作，根據操作的準確程度和熟練程度進行評分，并結合其實驗報告給出實驗課成績。由于實驗場地和時間限制，對于考核操作的實驗內容要進行精心設計，不能太復雜，也不能過于簡單，否則操作考核將很難取得預期的效果。
（五）參加學科競賽，提高學生綜合素質
舉辦學科競賽的目的是為了提高學生綜合素質，培養學生創新能力，構建解決實際問題的科學思維意識。從人才培養的角度看，學科競賽和教學改革是溯本同源、目的一致的。我們有目的的選擇一些適合的學科競賽，如全國大學生混凝土材料競賽等，將競賽思想和內容融入實驗教學過程中，如參照競賽要求，進行實驗課程內容的充實，讓有興趣的學生有機會選擇多個實驗項目，提高學生參加學科競賽的水平，同時也能讓學生收獲最新的科學知識及其有關方法，跟上科學技術發展的步伐。
三、土木工程實驗課程教學改革的效果
（一）學生學習積極性明顯提高
學生采取小組學習的方式，自己設計、實施實驗方案，每一小組的設計方案都有可能不同，互相抄襲的現象明顯減少，在實驗過程中更講究的是一種共同學習和積極討論的團隊合作精神。
（二）學生綜合能力提高
通過課程改革，學生的動手能力和獨立思考問題的能力得到了明顯提升。2010年8月在大連理工大學舉辦了首屆全國（U30）大學生混凝土材料設計大賽，此次競賽的主題是“預期強度的混凝土材料設計”，所用到的材料有：水泥、砂、石、水、萘系減水劑、粉煤灰、磨細礦粉，其設計主題以及原材料與我校土木工程材料實驗課程改革的內容基本一致。我校有一個隊三名學生參加此次競賽，由于在實驗課程中學生得到了較好的實踐，在參加競賽前我們通過理論知識的強化和補充，并在實驗室中進行試拌練習，學生較好的掌握了競賽的內容和實際操作。
四、土木工程實驗課程教學改革中的問題及思考
（一）實驗課程還不能做到全開放
由于土木工程材料實驗課學時較少，我校僅配備一名實驗室人員，不能實現完全開放，目前我們只能實現部分開放，即周一至周五實驗室正常上班時間學生可以預約進行實驗。要實現網上預約、完全開放要依賴于實驗室軟件條件的改善以及學校相應政策的支持。
（二）虛擬仿真實驗室與實際實驗室操作結合
虛擬仿真實驗可以提供開放式實驗環境，真正實現實驗室向學生開放。學生可以打破時間和地域的限制完成相關的教學實驗。虛擬仿真實驗系統改變傳統的灌輸式教學方式，可以讓學生自主參與到教學中來，最大限度地發揮學生的主動性和創造性。目前，我們正在利用計算機、網絡開發一套可視化的虛擬仿真實驗系統，可以實現網上預習、模擬操作、數據分析、網上答疑等教學環節。
對于工科學生而言，虛擬仿真實驗系統并不能完全替代實際的實驗室教學，我們強調虛擬仿真實驗系統只能作為一種輔助手段，不能取代真實的實驗環境。我們將虛擬仿真實驗系統與實驗室實際操作結合。對于一些大型儀器設備，學生可以在虛擬仿真實驗系統中了解其操作程序，降低實際操作過程的危險性。
參考文獻：
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關鍵詞：材料科學與工程專業；培養模式；課程體系；創新人才
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）41-0216-02
面對21世紀的挑戰，如何加強學生創新能力的培養，已成為我國當前高等教育改革的重要課題。隨著社會經濟發展和科學進步的需要，多學科已交叉滲透到與材料制備、結構、性質和應用各個領域。在科學技術高速發展，各種材料不斷創新涌現，產業化的背景下，材料科學與工程專業以“寬專業、厚基礎、高素質、重實踐、強能力”原則，深化改革“材料工程應用復合型專業創新人才”培養方案，突破專業個性培養模式的約束。精心設計課程體系是實施創新教育的關鍵，是培養具有創新能力人才的核心環節，也是培養復合型人才的最有效途徑之一。目前，“大材料”學科相互交叉滲透融合已成共識，專業課程卻內容相對陳舊，邏輯和結構銜接不夠緊密；設計性、綜合性、創新性、開放性實驗相對較少，支持專業培養目標的力度不夠等問題日益凸顯。在此背景下，本專業以材料的材料制備/加工、組織結構/成分、性能、應用四個要素及其相互關系為基礎，構建專業核心課程群、專題選修課群、工程實踐課程群為基本框架的課程體系。
一、整合課程內容，構建專業核心課程群
材料科學與工程專業培養計劃從2007年開始，以全面系統的知識學習和綜合思考能力培養為主，以材料制備/加工、組織結構/成分、性能及應用等四要素及其關系構成的材料學科共同基礎知識作為重要的教學內容，構筑了“理論教學、實踐教學、科學研究三個維度基本框架的新型課程教學體系”。目前，貴州大學材料科學與工程專業設置了“金屬材料”、“材料壓力加工”方向課程。為了滿足“寬專業、厚基礎、高素質、重實踐、強能力”的培養目標，材料科學與工程專業按金屬材料、材料壓力加工二個方向的共同的或相近的學科基礎、科學內涵、研究方法與研究設備，設計專業核心課程群，體現“大材料”學科共同的知識體系。如《固態相變》與《熱處理工藝學》整合成《熱處理原理及工藝》，《材料分析方法》與《材料物理性能》整合成《材料現代研究方法》，融入CAD、Origin、Matlab等軟件組建新《計算機在材料中的應用》課程等；構建6～8門具有基礎性、系統性、發展性特點的“專業核心課程群”（圖1）。專業核心課程群以材料科學基礎作為主線，安排各門課的教學內容，既相互銜接、循序漸進，又各有側重、特點突出。便于學生學習材料共性規律，掌握有關材料及其關系構成的材料學科共同基礎知識。鼓勵教師把科研項目涉及核心課程相關的基礎原理理論引入課堂教學，幫助學生樹立完整、基本的知識觀念，最大限度地拓展學生的知識結構，是培養應用復合型專業人才的重要組成部分。
二、設置專題選修課群，適應學生個性發展
加強理論基礎同時，適當拓寬知識面，注重培養學生適應社會多樣化、復雜化的能力。根據地方經濟發展需求和學生個性發展，結合材料科學進展、專業教師科研特色，本專業在培養方案個性課程模塊中設置“專題選修課程群”，讓學生拓寬渠道獲取更多學科專業知識，各得其所、各展其長，完善學生的知識結構系統，滿足學生個性發展。學生根據其興趣、未來發展、就業需要，自主選擇相關課程。具體措施是：確定3～4個重點學術方向，每一方向下設置由3～4門課程組成的專題選修課程（圖2）。學生可選擇進入其中一個方向學習相關專業課程，使學生在熟悉共性知識基礎上，掌握一種在國內處于領先水平的材料制備及組織控制技術。從而培養學生運用寬口徑專業基礎知識解決具體實際問題的應變能力和素質，提高學生適應知識經濟社會的能力。
三、強化工程實踐課程群，培養學生創新能力
實踐課程是理論教學的延續。實踐課程群主要包括《綜合實驗》、《認識實習》、《生產實習》、《畢業實習》、《畢業論文（設計）》及《綜合素質拓展》等課程。為了進一步增加實驗教學的綜合性、研究性、設計性、先進性，對專題實驗1、2、3內容進行整合，開設《綜合實驗》，強化學生創新能力和實踐能力。專題實驗1中驗證性、演示性實驗設計成綜合性實驗；專題實驗3中引入3個教師科研項目創新性實驗。鼓勵學生積極參加國家數學建模比賽、省級節能減排設計研究、校級SRT計劃等素質拓展活動，培養學生專業素質技能和實踐創新的能力。校外實習基地涵蓋材料制備—過程處理—組織觀察—性能測試—應用的生產流程，可以滿足各種實習教學的要求。引入電化教學等改革手段，學生能在短時間內吸收消化更多學科知識，掌握專業實習重點、難點，提高了實習質量。畢業論文采用“本科導師制”，選定基地技術人員或專業老師為導師，讓學生提前進入導師課題組，熟悉設備操作，以不同的企業生產問題或科研課題內容加以培養創新能力。
從自身實際出發，材料科學與工程專業構建了應用復合型創新人才的課程體系。課程體系實施是一項系統工作，不可能一蹴而就，還需強化試驗平臺建設、教學改革、師資建設，課程評價體系等措施，才能確保其順利實施和有效運行。
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