关键词：材料化学；建设；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0096-03
材料化学是在学科的生长和发展的互相交叉、互相渗透中，由作为基础学科的化学更直接地介入到材料科学而形成的。材料化学是以材料为研究对象，主要研究材料在制备、使用过程中涉及到的化学过程、材料性质的测量，并不是材料的化学性质。随着科学技术的迅猛发展，材料化学所面临的各种困难，需要通过不同学科之间的相互交叉与融合来解决。而学科的交叉和融合，就是在不断的改革中进行和完善起来的，材料化学的兴起就是一个典型的例子。新材料技术是国家重点发展的高新技术之一，且与重庆市的地方经济紧密相连。作为重要的专业基础课程，《材料化学》是材料类专业的一门专业主干课程，该课程力图融会不同学科，建立起各学科专业基础知识的共同点，汇集各学科专业语言的相同点，并使教学课程系统化、整体化，从而使学生尽快地接近并领悟材料科学的专业和前沿领域。本人结合在西南大学材料学院硕士《材料化学》课程中的教学经验及科研中的实践体会，首先对该课程存在的问题进行了阐述，然后在教学内容、方法和手段、培养要求以及实验教学等方面对该课程进行了探讨并提出了该课程教学对策。
一、《材料化学》课程中存在的问题
首先，材料化学是一门新兴学科，该学科发展时间较短，课程教学资料较少。不像传统的基础化学学科那样，经过长期的教学和科研积累已经产生一些经典而权威的教材和参考资料。近年来，尽管已出版了一些关于材料化学的教科书，但由于教材的侧重点不同，其教材内容大相径庭。在21世纪，随着国民经济的迅速发展以及材料科学和化学学科领域的不断进展，作为新兴学科的材料化学发展日新月异，各种新材料层出不穷，并在基本原理、制备技术、表征手段以及性能研究等方面取得了很大的进步，但针对《材料化学》课程的教材内容较老，更新较慢，以至于本学科的新技术、新成果的研究和进展不能及时充实到教材中。
其次，如何设置材料化学专业相关课程，并建立起相关课程之间内在、合理的联系，以及如何安排好材料学与基础化学学科的相关课程等方面，目前还有很多问题值得探索。另外，《材料化学》课程以化学的基本概念、原理及定律为出发点，阐述材料本身的结构、性质以及它们在外界条件下发生的变化现象，以揭示其变化规律，从而指导材料的科学研究与开发。迄今为止，国内开设材料化学学科的大学有几十所，其地域分布呈现工业布局特点，即东部多于西部，北方多于南方。目前，如何在较短的时间内，让学生了解并掌握材料化学以及相关领域的基础内容和专业语言，是我们研究的一个重要课题。另外，如何在有限的学习时间内，合理安排材料化学及其相关课程的学时比重，也有待于进一步研究。
二、根据学科特点，用心组织教学内容
材料化学融合了材料学和化学两大类学科，材料化学专业的基础课程主要涉及物理学、热力学、材料化学、冶金学、电化学等方面知识，特别是无机化学、物理化学，因此该学科涉及的内容极为广泛；同时，针对研究生的教学层次，在内容的深度、广度和新颖性上又有一定的要求。因此，教师在材料化学课程教学内容的组织上，必须根据本课程的学科特点，兼顾广度和深度，体现内容的新颖性，还要力求反映当代材料化学前沿理论、科技成果、应用前景和最新发展动态，以及材料学与工程产业的发展状况。在教学内容方面，我们务必要使学生从材料自身的结构、性质、制备和表征等基本要素出发，理解材料科学中的相关化学问题，做到理论与实践相结合，从而将自己所学的化学知识应用到材料的研究与开发中。另外，通过对该门课程的学习，使学生充分了解材料科学的发展状况，并掌握一些新概念、新技术、新工艺；同时还要使学生掌握纳米材料、能源材料等新材料的基础知识和理论，以及物理化学、电化学、催化化学等化学知识在材料化学中的应用。目的是培养学生运用化学知识解决实际问题的能力，使学生理解并运用新型材料的制备方法。本课程教学中，我选择了朱光明教授编写的《材料化学》作为教材，另外，还选择了唐小真教授编写的《材料化学导论》和石德珂教授编写的《材料科学基础》作为主要参考书。根据材料化学的学科特点，我们将教学内容分为两大部分：第一大部分是材料化学的理论部分，其内容主要包括材料的结构、固相反应和热力学基础等；第二大部分系统阐述材料的设计、化学制备和表征技术等，是理论部分的延伸和应用，同时，这部分内容还结合本校材料专业的一些科研成果和研究进展，重点突出新型功能材料的化学制备方法。这样就加深了学生对前面理论知识的理解和掌握，开阔了他们的视野，激发了他们的学习兴趣、增强了他们的创造激情，为新材料的研究和开发奠定了坚实的理论和应用研究基础。
三、结合课程特点，灵活选用多种教学方法和手段
相对于本科生来说，研究生的思维更加活跃、思路更加清晰、动手实践能力较强、自学能力更强、更喜欢去主动学习，因此，在教学中，我们要充分利用这一特点，改进传统课堂以教师为主、学生为辅的教学方法，积极实行启发式、互动式和讨论式教学，有意识地采用设疑或质疑的方式，引导学生独立思考，分析讨论得出正确的结论，由接受知识转变为创造知识。同时注重启发学生的思维方式，着重培养学生的逆向思维和发散型思维，培养学生创新意识和创新能力，从而提高学生的综合素质。例如在讲授各种新型材料时，我们要多留给学生一些自学和独立思考的时间。为培养学生的自学能力和提高学生学习的积极性，我们实行了学生参与教学这一新体制，改变了传统以教师为中心的教学方式。在每次上新课前，我们让学生课下通过图书馆和互联网等媒介积极查阅相关资料，制作成PPT参与讲解，并回答同学的疑问。通过这种方式可以提高学生学习的兴趣和主动性，能够使学生主动地参与到课堂教学中，活跃课堂气氛，从而有助于锻炼了学生的逻辑思维能力和语言表达能力，使学生由被动学习变为主动学习；有助于帮助学生发现自己在学习中的问题，并及时进行解决和纠正，使教学方式呈现多元化；有助于师生之间相互沟通、交流、启发，形成良好的学习氛围。实践证明，这种教学方式比原来单一以教师为主的课堂讲授方法效果要好，且更受学生们欢迎。此外，教学手段也需要灵活多样。随着多媒体技术的快速发展，传统板书式的教学越来越少，而采用现代化教学手段（如投影、CAI教学课件、胶片）越来越多。当然，多媒体教学手段因其能大大提高信息传输量，快捷、方便等特点而备受人们青睐，但同时也有自己的弊端：因此，在《材料化学》课程教学过程中，我们采用传统的板书教学和现代的多媒体教学相结合，营造活跃的课堂气氛，使师生更好地交流和沟通，做到畅所欲言。多媒体能将文字、图形、图像、动画和声音等展现出来，使原本枯燥的教材内容变得生动有趣，从而调动了学生学习的积极性，使其主动参与到课程学习中来。总之，教学手段必须与学生自身情况相结合，必须与教学内容相适应。因材施教，才能做到事半功倍。
四、面向未来，将培养学生的科技创新能力放在首位
培养学生的科技创新能力，建立多模块、分层次、相互衔接的课堂教学体系，是我国课程教学改革的主线。我院围绕人才培养目标，改进课程结构，创新教学体系与内容，以课程教学体系改革为切入口，以“培养创新、应用型人才”为核心，这也是“培养能力、开拓创新、服务社会”的指导思想的基本要求。对学生科研能力和创新精神的培养不是短期内所能达到的，这是一个逐渐积累的过程，主要取决于教学过程中教师的启发和引导以及学生自己的自学能力。在对学生的培养过程中，要重视科研与教学相结合，并积极、生动地进行实例教学。在教材内容的选择上，力求做到精益求精。我们删减了内容陈旧、分析手段落后以及与时代脱节的内容；融入了当前材料化学研究的新成就，引入了科技创新成果，让学生真切地体会到当今科技发展的进展和趋势，从而激发学生学习的潜能和兴趣。在教学过程中，我们会适时地穿插一些科学研究的最新成果及其典型事例，目的就是提高学生对科研的兴趣，同时鼓励他们积极参与到导师的科研中去。通过学生亲自动手做实验使其不断受到锻炼和启发，从而培养了他们严谨的科学态度，提高了他们的动手能力和科研创新能力，使《材料化学》这门课程展现出前沿性、时代性和趣味性。
五、适应《材料化学》课程要求，精心组织实验教学
材料化学课程毕竟是一门新兴学科，为了让让学生更好地理解并学好该课程，我们还精选了《材料化学实验》课程与之相配套，目的是做到教学和科研实践相结合，使之成为一门实用性强的课程。为此，在配套实验课程中，我们专门设置了一个设计型实验：把学生分成几个小组，在老师的启发引导下，各小组独立设计实验方案，并将预习报告提交给老师，在实验方案审核通过后，各小组按预先制定的实验方案进行实验，同时观察、记录实验现象，分析实验结果，并针对实验过程中产生的问题提出切实可行的解决方案，得出实验结论，并组织学生互相点评，以熟悉操作技巧。设计型实验具有创新性，能够增强学生自主学习和实践的兴趣；激发学生的学习兴趣和拓展知识面；有效地提高实验教学的效果。这种设计型实验和专业教学相辅相成，产生了很有效的共鸣效应，使学生能在专业课程实验的基础上，为科研和以后的毕业设计环节打下了坚实的基础。通过设计型实验，一方面要求教师不能够只满足于书本上的知识，必须要不断地学习，同时加强自身科研能力，掌握好本专业的最新成果和前沿动态。
《材料化学》作为一门专业主干课程，对人才的培养起着重要作用。本人从教学实际出发，通过革新教学方法、优化教学内容、增强教学实践环节等途径实现该课程的建设与改革，但如何更好对该课程教学体系进行建设，仍需要进一步深入探讨与实践。
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一、材料解析题的一般特征与材料分类
材料解析题的突出特点是“新”，通过提供给考生一定的新材料，让考生运用所学知识去分析、作答。第二个特点，材料解析题通常由史料和设问两大部分组成。设问可分为一问一答式、多层次设问式、表述成文式等几类。而史料部分，一般由一段或数段文字材料、图形材料或多种材料构成。在平时训练中，有必要引导考生进行分类，从而探索其中规律为解题服务。
按呈现方式，史料的类型主要可以分为四种：
一是文字材料。文字材料作为最主要的形式，又可分为三类：西方译文、文言文和现代文。由于思维方式差异，特别是一些外交条约、文件、回忆录等故意隐瞒真实意图，需对西方译文材料细心观察、思考。而对于文言文材料，应结合古汉语知识及古代史相关内容，了解段落、句子大意，能提炼出有效信息即可，不必像语文课那样斟字酌句。现代文材料的阅读一般障碍较少。二是图表材料。这种材料比较常用于经济方面的内容，主要包含统计表和统计图两类，如产业分布地图等。 三是图片材料。一般分为历史文物图片、照片、摹本、拓本，也可以呈现为历史文件图像、历史场景、画面、漫画和地图等。四是混合材料。即把以上几种进行组合而成的综合材料。
以上几种形式的材料，都需要考生仔细阅读，对材料进行由表及里的提炼、整理和综合分析，并充分利用提取的信息，对有关问题进行说明和论证。
二、平时训练解题的一般方法
高中历史材料解析题的解法，一般而言，大体上有以下几步。
1. 看设问。
有人建议先看材料，但是笔者经过长期实践、比较，认为先看题目、看设问，效果比先去看材料要好。一般来说，材料解析题难度并非由材料决定，而是由所设问题决定的。一些考生反映史料难看懂，很大程度上是因为史料没有标题，难理解其主旨。其实，史料的标题常常体现在设问上。设问的角度不同、限定词隐蔽，答案的要求就不同，因而难度的差别也就很大。不要一头扎在材料中，读完了还不知道问的是什么意思。所以应先看设问，带着问题去读材料才是较好的做法。通过看设问，先弄清问题指向，审清要求，再选择依据教材知识或者引用材料原文回答，抑或从材料中提取信息灵活作答。
以2013年浙江高考文综卷第38题为例。若先看了此题设问，就很清楚，三个小题分别是依据三则材料设置的，三小题的设问主要有“概括明清时期江南经济的主要变化”、“分析长江三角洲的村镇经济发生的重大变动”、“概括19世纪外国资本主义入侵对中国经济的影响”。再去读材料就很有针对性。
2.读材料
带着问题看材料，查找有效信息。读材料一般从粗读和精读两方面入手。凡是材料部分的内容都应读到、读懂，包括材料的标点符号、注释、材料出处、按语等，以最大限度地获取有效信息。
必须训练考生用定位分析法来解题。定位分析法就是把问题放在特定的位置上进行分析，或置于特定的背景下，或置于历史事件所发生的时间、地点甚至过程中分析的方法。定位分析法主要有时空定位、背景定位两种。“时”指朝代、年代、世纪、年号、阶段等，“空”指具体空间位置。时空定位是看材料后需要马上采取的步骤，否则严重影响答案的组织范围。背景定位则需要多角度分析材料反映的社会背景，弄清楚当时的阶段特征。
3.取信息
取信息，就是结合设问要求，对信息进行全面有效的提取。史料固然新颖，也会和高中所学知识发生联系，不会超出中学历史所学知识的范围。要经常地指导和训练考生，尽可能地从新材料中搜寻“问题”信息。学会从材料所反映的内容中寻找解题的切入点，如时间、地点等线索，并归纳出材料的基本观点是什么，以及作者对事件的立场如何。提取有效信息时，注意分段或分层提取有效信息，或从关键词中提取有效信息。如前述“明清时期江南经济”、“长江三角洲”等关键词。
在看了设问、新材料、提取有效信息之后，接下来，就该规范组织答案了。这是解题方法训练中的最需要落实的一步。
4.行文规范性训练
（1）行文原则
思想性和准确性。行文不能出现错误观点，特别不能搞错材料作者的阶级立场及其主观判断。运用好群众史观和唯物史观，注意处理好现象和本质、共性和个性、必然与偶然的关系，不可偏执一端。注意结合文明史观、全球史观、社会史观或现代化史观组织文字。用词作答力求准确，所答确为所问。行文书写一定要根据所提供的材料和设问的限制条件作答。切忌脱离材料、不时空定位、不认真提取信息，直接凭感觉答题。
全面性。答案要符合唯物辩证法，全面考虑问题的正反面和复杂性，忌片面下结论。
（2）规范性训练
行文规范，就是规范地描述、阐释事物，表明自己的观点。很多考生平时知道怎么做，一到考试就词不达意，文字啰嗦凌乱。这主要是因为缺乏规范性训练的缘故，需要专门进行针对性、多次性训练。
第一，专门术语训练
一是学科术语解读训练。比如分清设问中的“原因、背景、条件”、“目的与动机”、“作用、影响、意义”、“综述、概述、简述”等的不同。
二是行文要用历史专业术语作答。比如“专制主义中央集权制度”，就不能随便写成“封建主义中央集权”或“封建君主专制”。而“重农抑商”、“君主立宪制”等等大量历史术语，都已约定俗成，行文时要注意严谨用词。
第二，要点化训练
归纳要点，可以直接引用材料中的某些语句或关键词来回答，也可以根据材料反映的主旨从教材知识中寻找答案，更多的时候则要求对材料进行提炼后，依据材料所提供的有效信息，把它同教材中学过的知识结合起来组织答案，这时候行文的要点化就要求考生文字功底较佳。
第三，条理化训练
关键词:纳米复合材料；特性；制备技术；应用
1 引言
“纳米复合材料”的提出是在20 世纪80 年代末期,由于纳米复合材料种类繁多以及纳米相复合粒子具有独特的性能,使其一出现即为世界各国科研工作者所关注,并看好它的应用前景。根据国际标准化组织的定义,复合材料就是由2种或2种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固态材料。在复合材料中,通常有一种为连续相的基体和分散相的增强材料。由于纳米复合材料各组分间性能“取长补短”,充分弥补了单一材料的缺点和不足,产生了单一材料所不具备的新性能,开创了材料设计方面的新局面,因此研究纳米复合粒子的制备技术有着重要的意义。
纳米复合材料由2种或2种以上的固相[其中至少有一维为纳米级大小(1 nm～100 nm) ]复合而成。纳米复合材料也可以是指分散相尺寸有一维小于100 nm的复合材料,分散相的组成可以是有机化合物,也可以是无机化合物。本文在文献的基础上,针对纳米复合材料的主要性能与特点、制备技术、主要应用及应用前景等作了比较详细的介绍和展望。
2纳米复合材料的性能与特点
2. 1纳米复合材料的基本性能
纳米复合材料在基本性能上具有普通复合材料所具有的共同特点:
1) 可综合发挥各组分间协同效能。这是其中任何一种材料都不具备的功能,是复合材料的协同效应所赋予的。纳米材料的协同效应更加明显。
2) 性能的可设计性 。当强调紫外线光屏蔽时,可选用TiO2 纳米材料进行复合;当强调经济效益时,可选用CaCO3 纳米材料进行复合。
2. 2纳米复合材料的特殊性质
由无机纳米材料与有机聚合物复合而成的纳米复合材料具有独特的性能:
1) 同步增韧、增强效应。纳米材料对有机聚合物的复合改性则可在发挥无机材料增强效果的同时起到增韧的效果,这是纳米材料对有机聚合物复合改性最显著的效果之一。
2) 新型功能高分子材料。纳米复合材料以纳米级水平平均分散在复合材料中,没有所谓的官能团,但它可以直接或间接地达到具体功能的目的,比如光电转换、高效催化剂、紫外光屏蔽等。
3) 强度大、弹性模量高。纳米材料加入的有机聚合物复合材料有更高的强度和弹性模量,加入很少量( 3% ～5%,质量分数)即可使聚合物的强度、刚度、韧性和阻隔性得到明显地提高,且纳米材料粒度越细,复合材料的强度、弹性模量就越大。
4) 阻隔性能。对插层纳米复合材料能显著地提高复合材料的耐热性及尺寸的稳定性,层状无机纳米材料可在二维方向上阻隔各种气体的渗透,所以具有良好的阻燃、气密作用。
3纳米复合材料的制备技术
粒子表面处理的方法通常是将一种物质吸附或包覆于另一种物质的表面,两种或多种物质接触紧密或形成一定的化学键。从国内外目前的研究现状来看,纳米复合材料的制备方法主要有下列几种。
2. 1机械化学法
采用机械化学法对超细粉体进行表面改性。机械化学法具有处理时间短、反应过程易控制、可连续批量生产的优点。该法的缺点是易使无机离子的晶型遭到破坏,包覆不均匀,而且一般要求母粒子在微米级,并要先制备单一的超细粒子。
2. 2气相法
气相法制备纳米复合材料的方法主要包括物理气相沉淀法和化学气相沉淀法。
1) 物理沉淀法是最早用来制备单一物质的纳米材料的经典物理制备方法。
2) 气相反应法是以挥发性金属卤化物和氢化物或有机金属化合物为原料,进行气相热分解和其他化学反应来制成超细复合材料,这是合成高熔点无机化合物细粉最引人注目的方法之一。
2. 3液相法
该方法是目前广泛使用的合成纳米粒子的方法,也是制备纳米复合材料的重要方法。
2. 4固相反应法
固相反应法是指固体直接参与化学反应并发生化学变化,同时在固体内部或外部至少有1个过程起控制作用的反应。
3纳米复合材料的应用
纳米复合材料是随着纳米技术的发展而产生的一种新型材料,由于纳米复合材料特殊的性能,所以它一经产生便引起了人们的极大关注,并被广泛地应用于国民经济各领域和军事领域。
在功能材料中,主要可用作纳米复合功能陶瓷的纳米复合材料,金属基纳米复合功能材料、高分子纳米复合功能材料、超导复合材料和纳米复合隐身材料等。在医用器件中,主要用作纳米生物医用信息处理系统、医用纳米机器人;纳米医用药物中的药物性纳米粒子和纳米医用载体。在军事领域中最有代表性的是采用纳米复合材料制备高性能的发动机,美国已开始进入实用阶段。电子对抗领域也是纳米粒子的重要应用领域。
4结束语
纳米复合材料作为一种新型的纳米材料,以其优良的性能和特点以及众多潜在的应用领域正日益成为研究和开发的重点。世界发达国家正在部署的未来10年～15年纳米研究发展规划,无论是美国的“信息高速公路计划”、欧盟的“尤里卡计划”,还是日本的“高技术探索计划”,都已把纳米材料列为重点发展项目 。我国在20世纪80年代末的“八五”期间,就将“纳米材料科学”列入了“国家攀登计划”,国家“863”计划新材料主题也对纳米材料有关科技创新的课题进行了立项研究。20多年来,虽然我国在纳米材料基础研究方面取得了一些令人瞩目的研究成果,但就国家总体重视程度、投资力度、信息和成果的共享以及产业化的程度方面来看,仍与发达国家存在着较大差距。因此,我们应尽快制定纳米技术发展计划,加快纳米复合材料研究和开发的进程。
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关键词 游戏材料 儿童 同伴关系
中图分类号：G610 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2015.09.067
The Influence of Game Materials' Historical Change
to Children's Peer Relationships
LI Ling[1]， CHEN Si[2]
（[1] Hu'nan Normal University School of Education Science， Changsha， Hu'nan 410081;
[2] Hu'nan Changsha Baisha Town Dahua Primary School， Changsha， Hu'nan 410147）
Abstract The modernization， commercialization， precision in the content and form of game materials make a difference in the type， content， quality and establishing process the of children's peer relations imperceptibly. To explore the influence deeply and put some constructive opinions on kindergartens and families how to choose game materials correctly take great importance in the healthy establishment and development of children's peer relationships.
Key words game materials; children; peer relations
游戏材料，不同于简单的玩教具，是一个广义的概念，是儿童游戏产生的重要因素之一，是儿童游戏活动过程和同伴关系建立的环境基础。游戏材料作为一种物质工具，对儿童游戏和同伴关系的发展起着不可忽视的作用。游戏材料的性质影响着游戏的性质，游戏材料的形态影响着游戏的进程，游戏材料的价值不是以价格为标准的，而是能否激发儿童的兴趣和促进儿童的自主活动为标准的。①随着经济社会的发展以及人们对儿童教育认识的提高，游戏材料发生着巨大的变化。特别是在工业社会后，儿童游戏材料发生了质的变化。
同伴关系主要指同龄人间或心理发展水平相当的个体间在交往过程中建立和发展起来的一种人际关系。②儿童同伴关系的发展受到自身因素和环境因素的影响，而游戏材料正是作为一种外在的环境因素影响着儿童的游戏活动，对儿童同伴关系的类型、内容、建立过程以及质量产生潜移默化的作用。本文将在总结游戏材料时代变迁主要特点的基础上，深入探究游戏材料的时代变迁对儿童同伴关系的影响，为幼儿园科学投放和家庭科学选择儿童游戏材料提出建设性意见。
1 游戏材料时代变迁的主要特点
1.1 内容的非自然化
在农业社会，儿童的游戏材料以自然界的原始材料和以自然原始材料进行粗略加工制作的玩具为主。这些游戏材料质地原始粗糙，木、竹、布、陶为主要原材料，很少有金属和化学材料成分。它们制作过程简单，具有仿真原理，是生活形象的简单化，儿童易于得到甚至有时候儿童自己都能制作。现代的游戏材料属于批量生产型，制作工序繁杂、外观包装精美，以塑料、金属为主要原材料，数量与品种繁多。当下流行的既有具有仿真原理的模型类游戏材料，又有分类精细的抽象化功能性游戏材料。
1.2 传播的商业化
在大众传媒不发达的年代，游戏材料的传播具有地域性、差异性和渐染性。不同地域儿童使用的玩教具是本区域自然文化和社会文化的特色体现。现代的儿童玩具在大众传媒和发达商业的双重影响下，传播速度快、范围广，具有多元性、交融性和国际性。目前我国幼儿园，可以广泛引入使用外国玩教具，比如：蒙台梭利和福禄贝尔玩教具遍及我国城乡幼儿园。游戏材料的家庭选择和幼儿园投放深受商业广告、电影电视等大众传媒的影响。
1.3 分类的复杂化
在儿童教育理论发展水平低、游戏材料投放数量很少的过去，游戏材料投放没有按其功能进行明确地分类，例如：幼儿园很少投放为促进儿童某种单一感官发展或单独促进儿童语言能力发展的玩具材料。游戏材料分类特点是笼统、用途具有综合性，其功能产生于儿童自主游戏的过程，不同的游戏过程将呈现游戏材料的不同功能。随着儿童教育理论的发展，特别是儿童教育心理学的发展，现代的儿童玩教具生产和投放的目的性越来越明确，分类越来越细致，每一种功能的发展都有与其相匹配的功能性游戏材料，比如：蒙台梭利教具中的金色串珠是专门用来发展儿童数学能力的。
2游戏材料时代变迁对儿童同伴关系的影响
2.1 复杂分类和精细操作的游戏材料简化了儿童同伴关系的内容
游戏材料的提供，某种意义上对儿童起着暗示游戏的作用。③儿童游戏材料的商业化和现代化，使儿童获得游戏材料的方式更加直接快速。游戏材料用途的固定化、程序化和专门化，使得儿童同伴间相互信息传递的内容和途径被事先设计好，减少了儿童同伴相互交流和同伴间自主探究的机会。物质生活条件的改善，家庭中提供给儿童的个人游戏玩具增加，儿童在大多数情况下都能独自一人玩耍而无需寻找同伴;另一方面，精细操作的游戏材料使同伴间的竞争多于合作，儿童被“我比你会玩”、“我比你找得多”等比较意义的观念所充斥，而不是“我俩一起玩”、我们再找一种新玩法”。分类明确的游戏材料用途少综合、多分化，在儿童面前呈现的是一个脱离生活的、被分割的了世界，使同伴间失去了对自然、对生活、对世界的整体意义建构，简化了同伴关系的内容。
2.2 非自然的游戏材料缩短了儿童同伴关系建立的过程
自然的游戏材料是指在儿童生活中存在的一切，它是自然界中随时可觅的、先天存在的。这类游戏材料，一方面可利用儿童已有的经验，增强活动过程中的主动性，另一方面，通过每天司空见惯的事物或现象中的“问题”即新异性，可使儿童逐渐具有一双善于“发现”的眼睛和一颗乐于“合作”的心灵。④非自然游戏材料脱离儿童生活，其材质、形态和功能都是经过成人的加工设计而成。过多投入非自然材料，既缩短了儿童在同伴游戏的过程中所花的时间，又减少了儿童相互合作共同探索的空间。这使同伴间的那种相互模仿和摸索材料性质、争吵着探索玩具的玩法、共同探索新玩法的过程大大缩减。总之，非自然、商业化传播的游戏材料的投放缩短了儿童同伴间进行社会性建构的过程。
2.3 商业化的游戏材料影响儿童同伴关系的质量
儿童同伴关系的意义，并不是相互认识一起玩耍那么简单。作为一个生命体，每个儿童都需要稳定的有共同生命体验和经验的同伴，进而为儿童拥有深刻的童年记忆和同伴依恋情感促发下完整的生命启迪提供可能。游戏材料影响到游戏过程的质量，⑤从而影响到儿童同伴关系的质量。随着现代科学技术的快速发展，游戏材料的开发成为一个重要的商机，玩具外形的吸引度以及操作的便捷性和刺激性在一定程度上决定了其价值。一个按钮的操作往往能够取代儿童持续的自主探究游戏过程，家长在玩具市场的消费取代了儿童自主自发的创造。这种商业化的游戏材料在不同儿童间容易形成数量上的攀比，华而不实的玩具和玩法使儿童间关系失去了原有的童真，分享、共同探索的游戏过程被比“装备”追求高规格的心理取代。
3科学投入游戏材料促进儿童同伴关系发展的几点启示
（1）投放贴近生活和自然的游戏材料，增加儿童在游戏中同伴共同探索的机会。原始的游戏材料有可变性和可塑性较强的特点，随着儿童认知能力特别是具体形象思维的发展，他们越来越多地使用代用品和符号物。半成品的游戏材料需要儿童的自主劳动和加工，从而促进幼儿一物多玩、以物代物能力的发展。如：在大班主题建构游戏“建塔”中，教师仅给幼儿提供一些简单的木棍为素材，儿童既要用线条型的木棍搭建平面的塔基，又要用镂空的结构来表征立体的塔身。以物代物是儿童同伴间进行社会性建构特别是规则建构的重要过程，⑥这样既促进儿童一物多玩，以物代物能力的发展，提高儿童的想象力和创造力，又能促进儿童在游戏中与同伴互动，增进同伴合作的默契。
（2）有选择性地投放时尚新潮的游戏材料，充实儿童同伴关系的内容、保持儿童同伴关系的纯真。随着时代的发展，时尚新潮的游戏材料在市场上色彩纷呈。它们种类繁多，更新和流通速度较快，最大的特点是以当下最流行的文化元素为载体，能够短暂地吸引儿童、家长和幼儿园的眼球。有选择性地投放和使用这些游戏材料，一方面要充分利用其文化载体的作用，挖掘其文化内涵，帮助儿童在同伴游戏中全面多维地接触新的文化元素，建构对当下文化元素的社会意义。另一方面，要注意儿童间的过度攀比和恶性竞争，造成资源浪费和同伴关系的扭曲。有的游戏材料为了最大限度地追求经济利益，成系列出产，会使儿童产生一种财富占有意识，从而使同伴间多攀比少共享与合作。有的游戏材料以单纯的玩法竞技和装备比拼为主，则更加导致本该共享共同探索共同建构的同伴关系变得扭曲。
（3）功能性的游戏材料和综合性的游戏材料配套使用，为儿童同伴间进行社会性建构提供时间和空间。分类精细的功能性游戏材料与特点官能的训练相联系，在同伴游戏中，如果过多地投放这种游戏材料，会造成儿童同伴间的游戏活动失去社会性教育的意义。分类精细的游戏材料用途早已被设计和限定，在游戏中有角色暗示，儿童独自能够重复操作，是一种简单的游戏工具。综合性较强的游戏材料，用途没有被明确规定和设计，在游戏中无角色暗示，如：福禄贝尔设计的球体，其特点、用途和性质往往由同伴一起尝试探索、共同构建而来。儿童同伴游戏中如果这类材料较多，儿童的想象力和创造力能能够得到很好的锻炼，但其游戏过程难度将会大大增加，使儿童游戏的兴趣和积极性降低。因此，分类精细的游戏材料和综合性较强的游戏材料配套使用，既能使儿童的个性得到充分发展，又能加强与同伴在游戏中的交流和共同探索，促进游戏过程的连贯性而不乏同伴活动的乐趣与生气。
（4）就近摄取文化资源开发游戏材料，促进儿童同伴间的文化共鸣和同伴关系的稳定持久。高质量的儿童同伴关系，并不是相互认识一起玩耍那么简单，而是一种拥有共同经历的稳定的同伴依恋关系，进而使儿童有深刻的童年记忆和完整的生命启迪。在儿童生活的亚文化圈摄取文化资源开发的游戏材料，是儿童同伴所共同接触的文化元素，有着同样的文化经验和体验，这对增强同伴在游戏中的默契和彼此情感认同有着重要的意义。儿童在同伴交往过程中有着共同文化背景下的默契，在社会性意义建构中形成了同伴依恋，使儿童同伴间的情感联系从“简单的玩伴”升华到“童年记忆的共享者”和“生命启迪的共创者”。因此，在游戏材料国际化和商业化的冲击下，必须重视本土文化资源与游戏材料开发的结合，把本土文化元素融入儿童游戏材料，能促进儿童同伴间的文化共鸣和同伴关系的稳定持久，并使其成为儿童在成长道路上意义非凡的精神财富。
儿童游戏材料的开发、选择和投放要遵循自然化、生活化和价值性的原则，在内容和形式上既要有时代感和历史与地域文化特色，又不能偏离儿童的身心发展特点和兴趣需求，更要防止过分商业化造成儿童同伴关系的扭曲发展。
项目：本文系湖南省研究生科研创新项目“幼小衔接现状及对策研究”（编号：CX2014B217）的阶段性研究成果
注释
① 丁海东.学前游戏论[M].山东人民出版社，2001：11-12.
② 喻小琴.幼儿同伴关系问题及交往能力培养的思考[J].基础教育研究，2006（7）.
③ 宋艳梅.幼儿园游戏中游戏材料自然性探究[J].科教导刊，2012（9）.
④ 冯晓霞.幼儿园课程[M].北京师范大学出版社，2000：58-59.
1铝合金复合材料技术及工艺发展的历程及现状
早在19世纪30年代在美国等国家就开始开发及研究铝合金复合材料，其方式就主要对热传输设备进行研究，此时与铝合金复合材料相关的技术及工艺尚不完善，但是在焊板、箔等生产中应用有较好的使用效果。而在19世纪40年代，此项工艺技术开始在西欧一些发达国家的热传输设备生产中应用，这也为铝合金复合材料及的关键技术及工艺提供了进一步的发展空间。在19世纪80年代铝合金复合材料关键技术及生产工艺仍然由一些发达国家所掌控，而我国在铝合金复合材料的生产及研究中起步相对较晚，但是在不断的研究及发展中仍然取得了一定的进步。对于铝合金复合材料的生产技术及工艺来说，其主要是采用特定的手段来改变金属材料的性质及特点，例如其化学、力学、物理等性质，这样可以使材料在实际的使用中满足不同的生产要求，进而提升其应用效果。
2铝合金复合材料的特点
铝合金复合材料因受加工生产的作用使其具备了多种实用性能，例如在使用中具有金属、合金、非金属材料等性质特点，可以说其融合了这些单一金属所具备的特性及优势。目前铝合金复合材料在使用中具备了防磨损、耐高温、阻断性、导热性、抗腐蚀、强度高、电磁性、光敏性等特点，再加上其成本相对较低且重量较轻使其在实际中得到了良好的推广及应用。铝合金复合材料通常情况下为两层或三层复合轧制而成，皮材采用熔点低且流动性好的4XXX铝合金作为焊料、芯层采用具有中等强度的3XXX防锈铝合金复合轧制而成。
3铝合金复合材料关键技术指标
根据铝合金复合材料在生产应用中的特殊性决定了其需具备相应的关键技术指标，其关键技术指标的确定主要是根据材料实际使用的场合及情况来进行确定的，以此来满足对铝合金复合材料的不同使用要求。在铝合金复合材料的关键技术指标中主要包括温度、厚度、尺寸、性能等，以下则是对其各项关键技术指标的研究及总结。3.1铝合金复合材料的主要状态及规格指标。铝合金复合材料在生产中首先需要注意的就是其基础性技术指标，包括材料的状态、规格、牌号等，对于此部分指标系数见表1。3.2铝合金复合材料的包覆率指标。由于铝合金复合材料在实际应用中其产品要求及使用性能的不同使其实际的规格也有一定的区别，而在此种情况下材料实际的包覆层厚度也有一定的区别，根据铝合金复合材料性质来看，其包覆率水平越高，整体材料的性能就越就稳定，相应的质量也可以得到良好的保障，其具体的指标参数见表2。3.3铝合金复合材料的化学成分指标。目前在相关技术及工艺的发展及进步使化学成分也在不断的变化，同时在铝合金复合材料生产中对其控制标准的要求也在不断的提升，而对其化学成分控制指标的确定及运用主要是以GB/T3190作为标准，以此来控制合金产品中的化学成分。3.4铝合金复合材料的力学指标。在原有的铝合金复合材料生产中其力学指标控制相对较松，而在现今此种材料的使用形式及使用功能在不断完善的情况下，力学指标的重要性也逐渐凸显出来。其力学指标的确定主要针对焊接性能，因此对于力学指标的确定需要根据铝合金复合材料的实际应用方向及应用性能来进行确定。3.5铝合金复合材料的温度指标。其温度指标主要是指在钎焊中的温度指标，由于在钎焊过程中高温会对铝合金复合材料的稳定性及质量产生一定的影响，为此在实际中需要对其温度进行严格的控制，其指标参数见表3。
4铝合金复合材料的生产工艺
4.1铝合金复合材料的包覆厚度理论。第一，在铝合金复合材料轧制的过程中需要注意材料所具备的金属键特点；第二，在双金属中其所需要复合的材料需要注意其临界值；第三，在铝合金复合材料生产中其材料原子在一定的条件下会产生一定的能量；第四，双金属在进行复合生产的过程中国会因表面接触出现塑性变形的情况，而此种情况主要是由于其表面覆盖的氧化层破裂而出现的一种位错迁移；第五，在双金属复合中其化学键会在接触及外部条件的作用下出现激活的情况，最后双金属在化学反应中出现结合情况；第六，在双金属复合中其在结合过后会会产生扩散情况，此情况主要是指在结合部分金属原子通过扩散活动来增强其结合程度及强度，此种扩散情况可以有效的提高铝合金复合材料的性能。4.2铝合金复合材料的包覆轧制技术。目前在铝合金复合材料的复合轧制中所使用的技术主要分为两种，热轧制及冷轧制，其中热轧复合技术在使用中其高温可以使金属温度升高，进而使材料可以受到更好的变形重塑，相对的其变形抗力也要较其它方式小，在应用中复合效率高。而冷轧复合技术由于温度等条件的影响使材料的抗变形能力较强，为此在实际施工中其设备及技术使用要求也较多，相应的成本也要高于热轧复合技术。
以上根据铝合金复合材料的特点对其关键技术指标及生产工艺进行了全面的解析，为其生产及使用提供了一定的参考依据，在实际中还需对相关技术不断研究及发展，从而提升产品的综合性能，满足高端产品发展需求。
作者:胡建兵 单位:深圳市万德装饰设计工程有限公司
参考文献
[1]盛永清.工型复合材料加筋壁板制造工艺研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学,2016.
关键词:高分子材料 化学 分子
中图分类号:U465.4文献标识码:A
高分子材料:macromolecular material,以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。
一、按特性分析高分子材料
高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。
①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小,分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。
②高分子纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料,经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高,一般为结晶聚合物。
③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分,再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料;按用途又分为通用塑料和工程塑料。
④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。
⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质,添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同,分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体,添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点,并可根据需要进行材料设计。
二、现代新型高分子材料
高分子材料包括塑料,尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展,但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用的高分子物质,即所谓的通用高分子,它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。而现代工程技术的发展,则向高分子材料提出了更高的要求,因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。
1.高分子分离膜
高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。采用这样的半透性薄膜,以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力,使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比,具有省能、高效和洁净等特点,因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。膜分离过程主要有反渗透、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离膜的高分子材料有许多种类。现在用的较多的是聚枫、聚烯烃、纤维素脂类和有机硅等。膜的形式也有多种,一般用的是平膜和空中纤维。推广应用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社会效益。例如,利用离子交换膜电解食盐可减少污染、节约能源:利用反渗透进行海水淡化和脱盐、要比其它方法消耗的能量都小;利用气体分离膜从空气中富集氧可大大提高氧气回收率等。
2.高分子磁性材料
高分子磁性材料,是人类在不断开拓磁与高分子聚合物的新应用领域的同时,而赋予磁与高分子的传统应用以新的涵义和内容的材料之一。早期磁性材料源于天然磁石,以后才利用磁铁矿(铁氧体)烧结或铸造成磁性体,现在工业常用的磁性材料有三种,即铁氧体磁铁、稀土类磁铁和铝镍钴合金磁铁等。它们的缺点是既硬且脆,加工性差。为了克服这些缺陷,将磁粉混炼于塑料或橡胶中制成的高分子磁性材料便应运而生了。这样制成的复合型高分子磁性材料,因具有比重轻、容易加工成尺寸精度高和复杂形状的制品,还能与其它元件一体成型等特点。
3.光功能高分子材料
光功能高分子材料,是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料。目前,这一类材料已有很多,主要包括光导材料、光记录材料、光加工材料、光学用塑料、光转换系统材料等。光功能高分子材料在整个社会材料对光的透射,可以制成品种繁多的线性光学材料,又可以开发出非线性光学元件,如储存元件兴盘的基本材料就是高性能的有机玻璃和聚碳酸脂。此外,利用高分子材料的光化学反应,可以开发出在电子工业和印刷工业上得到广泛使用的感光树脂、光固化涂料及粘合剂;利用高分子材料的能量转换特性,可制成光导电材料和光致变色材料;利用某些高分子材料的折光率随机械应力而变化的特性,可开发出光弹材料,用于研究力结构材料内部的应力分布等。
4.高分子复合材料
高分子材料和另外不同组成、不同形状、不同性质的物质复合粘结而成的多相材料。高分子复合材料最大优点是博各种材料之长,如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质,根据应用目的,选取高分子材料和其他具有特殊性质的材料,制成满足需要的复合材料。高分子复合材料分为两大类:高分子结构复合材料和高分子功能复合材料。以前者为主。高分子结构复合材料包括两个组分:①增强剂。为具有高强度、高模量、耐温的纤维及织物,如玻璃纤维、氮化硅晶须、硼纤维及以上纤维的织物。②基体材料。主要是起粘合作用的胶粘剂,如不饱合聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等热固性树脂及苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂,这种复合材料的比强度和比模量比金属还高,是国防、尖端技术方面不可缺少的材料。
三、高分子材料的合成与加工
在《材料化学》绪论课的教学过程中，采用启发引导教学方式，以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行教学设计，通过讲解材料发展中的化学，引入材料科学与化学的区别与联系，重点从材料结构、制备、性能和应用四个方面讲授了材料研究中的化学问题，使学生对本课程的内容有了清晰的认识，激发了学生学习本课程的信心和兴趣，并取得了满意的教学效果。
关键词:
材料化学;绪论课;教学设计
材料化学是材料科学与化学的交叉学科，伴随着材料科学的发展而诞生和成长，即是材料科学的重要部分，又是化学学科的一个分支［1］。目前，很多高等学校的化学和材料类专业开设了《材料化学》这门课程。《材料化学》是南阳师范学院材料化学专业的核心基础课程，对于培养学生的材料科学基础知识，分析和解决材料制备和应用中的化学问题的能力起到了关键作用。但是该课程涉及的知识面广泛，内容庞杂、概念甚多、加上课程改革，理论课时数减小，学生在学习《材料化学》课程过程中，普遍存在概念混淆、重点难以掌握等问题。绪论是一门课程的开场白和宣言书，是师生之间学习和交流的起始点，能为学生建立起一门课程的知识轮廓。通过对绪论进行学习，学生可以了解课程在所学专业中所处的地位和作用，以及该课程的教学内容、学习方法和考核方式等问题［2］。如何激发学生学习该课程的兴趣，提高课程的教学质量，绪论课在整个课程教学中有着举足轻重的地位。结合近年来的教学实践，就如何讲好《材料化学》绪论课谈一些心得。
1首先明确课程性质、特点及地位
教学之初，首先明确该课程作为专业核心课程的重要地位，是学习后面材料专业课程的基础课程，同时明确考核方式，加强学生对本课程的重视程度。材料化学是材料科学和化学学科的交叉学科，课程内容既涉及工程材料应用中的实际问题，又包括材料结构及制备中的化学问题。作为一门交叉学科，很多知识点与材料学和化学课程中的相关内容重复，很多学生以为学过相关知识，就会从思想上松懈。然而，相关知识点虽然出现重复，但在不同学科中讲授的重点是不同的。在讲授材料化学课程的过程中，要着重培养学生利用化学的思维解决材料科学中的问题，使学生深刻领会化学与材料科学交叉的重要意义。通过一些实例，讲解本课程与化学和材料相关课程的区别和联系，使学生更加深入了本课程的性质和地位。材料科学是偏实际应用的工科课程，化学是偏理论的理科课程，材料化学则是利用化学的理论解决材料应用中的实际问题。
2材料
以材料的实际应用为引子，如材料在航天航空、交通运输、电子信息、生物医药等领域的应用，带领学生进入学习状态，引导学生回想什么是材料?材料的种类?提出材料是对人类有用的物质，是人类赖以生存和发展，征服自然和改造自然的物质基础;是人类进步的里程碑。然后介绍材料的发展历史，说明人们对材料的使用，是从最早的天然材料，依次经历了陶瓷、青铜、铁、钢、有色金属、高分子材料以及新型功能材料。根据材料的发展史，启发学生思考材料研究和发展过程中的规律和特点。人们对材料的使用经历了从天然材料到合成材料，从传统材料到新兴材料。传统的材料主要以经验，技艺为基础，材料靠配方筛选和性能测试，通过宏观现象建立的唯象理论对材料宏观性能定性解释，不能预示性能和指明新材料开发方向，而新型材料则以基础理论为指导。材料科学的历史表明，当一种全新的材料在原子或分子水平上合成后真正巨大的进展就常常随之而来。化学的发展往往导致材料技术的实质性进步。在新材料的研发和材料工艺的发展中，化学一直担当着关键的角色［3］。任何新材料的获得都离不开化学，以石墨烯为例，物理学家主要关注其电子结构及输运理论，材料学家主要测试材料的电磁、光电、传感和催化等性能，而化学家的任务则是利用化学气相沉积和插层剥离等方法制备该材料。只有通过化学气相沉积法制备出高质量大尺寸的石墨烯，才能推动石墨烯在电子信息领域走向实用化。
3材料与化学
材料化学是材料科学与化学学科的交叉，很多学生容易混淆材料科学和化学的研究范畴。在本课程的第一节课，一项重要的任务是使学生明确材料科学和化学的研究内容和范畴，这对于后续相关概念的讲解至关重要。材料科学的研究对象是材料，材料是对人类有用的物质，指的是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。而化学的研究对象是物质，物质是构成人类物质世界的基础。材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料;材料科学是一门研究材料的成分、组织结构、制备工艺与材料性能及应用之间相互关系的科学;而化学则是从原子和分子角度研究物质的组成，结构、性质及相互转变规律的科学。因此，化学研究的尺度范围是原子、分子、分子纳米聚集体。材料科学最早研究的尺度范围在微米以上，如钢和陶瓷的组织结构。随着一些新兴材料的出现和发展，人们对材料的研究甚至小到电子结构。如近些年发现的拓扑绝缘体，其表面导电，体内不导电的性质由其拓扑的能带结构决定，而该拓扑结构则与电子的自旋运动有关，研究拓扑绝缘体必须从电子自旋角度认识其结构。因此，材料科学的研究范畴不断拓展，并于其它学科交叉。
4材料化学
通过学习材料的发展历程、材料科学与化学之间的区别和联系，学生已经对材料化学有了一定的认识，引导学生给材料化学下一个定义。材料化学是关于材料结构、制备、性能和应用的化学。本校材料化学专业选用曾兆华、杨建文编著第二版《材料化学》作为教材，教材的章节也是按照材料结构、制备、性能和应用进行安排的［4］。在这部分内容讲授过程中，可以让学生以教材目录为参照，讲到相关内容可以与教材相关章节进行对应。
4.1材料的结构
从三个层次讲解材料的结构，分别是电子原子结构、晶体学结构和组织结构。电子原子结构在很大程度上影响材料的电、磁、热和光的行为，并可能影响到原子键合的方式，因而决定材料的类型。在这个层次上研究的化学问题主要涉及原子序数、相对原子量、电离势、电子亲核势、电负性、原子及离子半径等。原子序数决定了材料的化学组成，电负性决定材料内部原子之间的键合方式，从而影响材料的导电性、强度和热膨胀系数等。晶体学结构主要指原子或分子在空间排列的方式，根据原子排列的有序性，将材料分为晶体和非晶体。晶体中出现局部无序，或对理想晶体的产生偏离，则出现缺陷。缺陷的存在影响材料的力学性能和电学性能等。如在本征硅内部掺杂磷元素，磷原子替代硅原子的位置，形成杂质原子缺陷，增加本征硅的导电性，形成N型半导体。组织结构主要指材料的物相组成及结构、晶粒的大小和取向等。在大多数金属、某些陶瓷以及个别聚合物材料内部，晶粒之间原子排列的变化，可以改变它们之间的取向，从而影响材料的性能。一般来说，减小金属的晶粒可以降低其熔点。在这一结构层次上，颗粒的大小和形状起着关键作用。大多数材料是多相组成的，控制材料内部物相的类型、大小、分布和数量可以调控材料的性能。
4.2材料制备
材料合成与制备就是将原子、分子聚集在一起，并转变为有用产品的一系列过程。材料制备的方法和工艺影响材料的结构，从而影响材料的性能。根据制备原理的不同，材料制备方法可以分为物理法和化学法。物理法指在材料制备过程中，仅改变材料内部原子或分子的聚集状态，不涉及化学反应的方法。如真空镀膜、溅射镀膜、脉冲激光沉积法等。化学法则在材料制备过程中，涉及化学反应，并且有新物质的生成。如固相反应法、有机合成法、水热法、沉淀法、化学气相沉积法等。以石墨烯材料为例讲解材料的制备方法。石墨烯作为二维单原子层材料，既可以采用物理法制备，也可以采用化学法制备。2004年发现石墨烯的报道，便是采用简单的胶带对撕方法制备，该方法依靠外力使石墨片层克服层间范德华力，使层与层之间分离，从而获得单层石墨，该方法也称为物理机械剥离法。利用甲烷、乙烯等烃类气体作为碳源，镍、铜、金等金属作为基片，采用化学气相沉积法则可以制备高质量大尺寸的石墨烯。另外，以石墨为原料，利用化学插层剥离的方法也可以用来制备石墨烯［5］。但不同方法制备获得石墨烯的尺寸及性能差别较大，在不同的应用领域采用的石墨烯制备方法是不同的。
4.3材料性能
材料的性能由其结构决定，与材料制备的工艺和方法有关。性能是指材料固有的物理、化学特性，材料性能决定了其应用。广义地说，性能是材料在一定的条件下对外部作用的反应的定量表述，例如力学性能是材料对外力的响应、电学性能是对电场的响应、光学性能是对光的响应等。因此，材料的性能可分为力学性能和特殊的物理性能。常见的力学性能包括材料的强度、硬度、塑性、韧性等。力学性能决定着材料工作的好坏，同时也决定着是否易于将材料加工成使用的形状。锻造成型的部件必须能够经受快速加载而不破坏，并且还要有足够的延性才能加工变形成适用的形状。微小的结构变化往往对材料的力学性能产生很大的影响。材料特殊的物理性能包括电、磁、光、热等行为。物理性能由材料的结构和制造工艺决定。对于许多半导体金属和陶瓷材料来说，即使成分稍有变化，也会引起导电性很大变化。过高的加热温度有可能显著地降低耐火砖的绝热特性。少量的杂质会改变玻璃或聚合物的颜色。
4.4材料应用
材料化学已经渗透到现代科学技术的众多领域，如电子信息、环境能源、生物医药和航天航空等领域。例如，在电子信息领域，现代芯片制造离不开化学。光刻过程使用的光刻胶和显影液，镀膜过程中的化学气相沉积和原子层沉积，刻蚀过程中的反应离子刻蚀，这些工艺过程都离不开化学的作用。在环境能源领域，新型光催化材料和太阳能电池材料的研究和开发，离不开化学法制备材料和对材料进行化学掺杂改性。在生物医药领域，对传感材料进行化学改性提高其传感特性，对仿生材料进行表面改性可以提高其生物相容性。在航天航空领域，各种轻质、耐高温、耐摩擦等结构材料和功能化智能材料的研发都离不开化学。
5结语
通过对“材料化学”绪论课的精心设计，使学生明确了该课程的性质和重要地位，大量的实例激发了学生学习的兴趣和求知欲，树立了学生学好该课程的信心，为课程的深入学习起到了奠基石的作用。以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行讲授，使学生对本课程的内容有了更加清晰和深入的认识，取得了良好的教学效果。
参考文献
［1］禹筱元，罗颖，董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践［J］．高教论坛，2010，1(1):23－25.
［2］杨卓娟，杨晓东.关于高校课程绪论教学的思考［J］．中国大学教学，2011(12):39－41.
［3］唐小真，杨宏秀，丁马太.材料化学导论［M］．北京:高等教育出版社，1997.
［4］曾兆华，杨建文.材料化学.2版［M］．北京:化学工业出版社，2013.
一、“矿物材料工程”课程教学改革与实践
1．课程教材建设
矿物材料工程学科主要教学体系包括矿物基本特性、材料研究基础、材料制备与分析测试、材料功能化设计等内容，据此编写了《非金属矿物材料》《非金属矿加工与应用》《超微粉体加工技术与应用》《超细粉碎工程》《粉体表面改性》等系列教材丛书。系列教材的编写主要是结合学科特点，一方面注重矿物材料结构与组成、加工工艺、材料性能与应用性能等材料科学要素内部关系，另一方面融合了矿物学、结晶学、矿物加工学、化学、材料学等多学科理论知识体系，突出矿物材料的功能性与应用特性。教材深入浅出，内容翔实，注重新的技术发展以及基础理论与实际应用融合。由于矿物材料相关产品的加工技术与应用技术不断创新，应用领域的不断拓展，新的国家、行业标准不断更新，相关教材也在不断修订，例如《非金属矿加工与应用》已于2013年完成第三次修订，及时补充了相关内容的新变化与新发展，删除了已不再先进或已淘汰的技术和已废弃的产品标准，这些教材建设工作保证了本学科发展方向的前沿性，从而能够满足日新月异的新时代背景下矿物材料领域专业高级人才培养的需要。
2．课程内容优化改革
在矿物学、矿物加工学等相关理论课程基础上，对本学科的教学内容进行了新的优化改革，删除了重复和陈旧过时的教学内容，建立了以《非金属矿加工与应用》课程为核心，配合《粉体表面改性》《非金属矿物材料》等特色鲜明的专业方向选修课的课程体系，着重培养学生的创新意识与创新能力。《非金属矿加工与应用》课程考虑到矿物材料的加工与应用开发重在其功能性的开发，着重通过课堂教学介绍我国非金属矿加工与应用技术的一些共性规律，并通过联系当前我国非金属矿加工技术的实际生产与技术发展水平，突出介绍非金属矿物材料新工艺、新方法及新产品方面的研究进展，内容上有意将矿物的应用特性、结构与组成特性及功能性相结合，注重新的技术发展。课程内容的设置上，强调不同相关学科之间的融合，脱离枯燥乏味的原理与理论知识，通过更多的实例，尤其是生活中所熟悉的能够激发学生兴趣的例子，达到举一反三，灵活运用课本知识的教学目的。建立以“矿物材料结构与组成－制备与加工－材料性能－工艺原理”为主体的教学体系，不仅提高了课堂教学质量与效率，而且也培养了该学科学生的就业能力。
3．教学方法与手段
课堂教学主要采用启发－讨论式的教学手段，通过单独设课、综合设课或者前沿研究讲座等多种形式，充分使学生融入到课堂教学活动中，并了解学科当前的前沿理论与新技术。充分利用现代化教学手段，开发新的多媒体教学课件，不断提高教学效果与质量。在课堂教学中，通过引入趣味性、互动性强的阅读教材与自学内容，避免传统的灌输式教学，激发学生的求知欲与学习兴趣。对较难理解的教学内容，通过多媒体教学软件和信息资源来辅助教学，增强教学的说服力，加深学生对难点知识的消化与理解。对一些与科研和生产密切相关的教学内容，教师结合自己的科研活动与经验，结合现场记录的录像及收集的图片资料向学生形象地展现，让学生能够充分了解该领域新的研究动态，提高学生的学习兴趣。针对一些矿物新材料的热点研究内容，鼓励学生撰写综述性论文，通过阅读相关文献资料，提出自己的想法，从而培养学生科学研究和探索的主动意识。
4．创新与实践教学环节建设
本学科除了要求学生掌握基本的矿物材料工艺流程及其原理外，培养工程实践能力同样尤为重要。我校近几年通过设立专业性的“科研导论”“科研选题训练”“大学生创新训练项目”等创新教学环节，强化学生对各种矿物材料工艺方法的基本原理、制备工艺及相关设备与材料性能测试方法的理解。通过实验室教学，掌握试验方法、熟悉试验手段，培养学生的科研兴趣，提高专业技术水平。除了常规的生产现场实习实践环节外，通过开设毕业论文结合科研、研究性实验项目，让学生能够从生产实际中去选取自己的毕业课题，锻炼学生的实际工作能力。另外，通过鼓励学生发表学术论文、科技创新与发明，提高学生的创新能力，培养学生科研的思维与能力。
二、结语
关键词：新型建筑材料；绿色；环保；先进；发展
中图分类号: TU5文献标识码：A
引言
新型建筑材料是新一代建筑材料，是以传统的建筑材料为基础产生的，其优良特性体现在质轻、节能、强度高、保温以及装饰性等。目前，新型建筑材料类型主要有：新型墙体材料、新型保温隔热材料、新型防水密封材料和装饰装修材料等。为了适应现代建筑的特点和要求，现代新型建筑材料首先要具备的是时代性；其次，新型建筑材料要达到绿色节能、保护环境的要求，以利于建筑行业和社会的可持续发展。
新型建筑材料的特点
（一）新型建筑材料的现代性
新型建筑材料反映了现代建筑的进步，而现代建筑同时也反映了人类科技的进步。实用新型建筑材料的现代建筑不仅能够满足人们的居住需要，还具有防水火、防腐蚀、高强度、质量轻、采光好、吸音强以及良好装饰性等优点。这些优点是新型建筑材料现代化的具体体现，也是随着科技进步和环境条件的变化而演化出的必须满足的新的需求。
（二）新型建筑材料的绿色环保
在可持续发展观的指引下，要求建立资源节约型环境友好型社会，因此节能环保成为当今社会广泛关注的话题。因此，如何实现建筑材料的生态化，减轻生产建筑材料时带来的资源浪费和环境污染，成为现代建筑行业走可持续发展道路的重要课题。相对于传统建材来说，绿色环保的新型建筑材料的特性包括：新型建筑材料的原料尽量选择采用能够满足使用功能、力学性能和耐久性的天然材料；尽量选择采用具有低能耗、低污染的新技术工艺；设计建筑材料产品时应以绿色健康、多功能化为前提，从而为人们创造出舒适、健康、方便的生活空间。 （三）新型建筑材料的先进性
新型建筑材料的先进性主要体现在建筑材料的智能化。随着科技的进步，人类智能化的不断发展，智能化材料在建筑行业也受到越来越多的重视，被人们广泛研发。智能化材料的智能化主要体现在其能够自我预告、自我诊断、自我破坏、自我调节以及自我修复，还有可重复利用性。此外，当智能化材料的内部发生某种变化或者出现异常状况时，还能将其自身的内部状况反映出来，如错位、断裂、变形等，从而能够在其遭到完全破坏之前及时采取措施进行补救，防治不良后果的发生。
新型建筑材料的发展
（一）新型墙体材料
作为建筑最重要的组成部分，墙体不仅在提高建筑物性能上起到关键作用，对于建筑物使用年限的增加也起到一定的决定性作用。新型建筑材料构成的墙体不仅达到节能保温、舒适美观的效果，还充分利用了废物材料，节约了资源，同时还使建筑的功能得到了改善。目前，我国新型墙体材料已经具有较高的技术含量，新材料和新工艺的采用促进了新型墙体的发展。因此，新型墙体材料在我国具有较快的发展速度。目前新型墙体材料主要有钢筋、水泥、塑料和木材四类。其中，木材是唯一一种可以循环利用的可再生材料。所以，从长远角度和可持续发展的眼光来看，木质材料的新型墙体是真正意义的绿色建筑产品。
（二）保温隔热材料
随着近年来我国新型建筑材料的高速发展，用于外墙外部保温的节能材料不断增多，相应的用于外墙内保温的节能材料有所减少。有些别墅使用多种多样的材料用于外墙夹芯保温技术，其材料的多样性主要体现在岩棉矿渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫板、泡沫玻璃、以及聚氨脂泡沫板等等。但是，由于目前我国各地区不仅经济发展不平衡，资源分布也参差不齐，所以根据不同地区的实际情况，以上保温材料在各地区的应用程度有所不同。事实上，从我国保温材料市场的整天情况可以看出，我国保温材料普遍存在产品档次较低、技术水平不高的现状。但同时可以看到，我国在建筑材料保温技术的发展和开发上也在进行相当大的努力，组织专业队伍进行开发研制和标准化施工，力求研发出质量稳定、安全可靠的产品。我国的新型建筑保温材料正在向效率高、性能好、绿色环保的方向发展。从原材料的选择开始，原材料的开采、运输到产品产出并投入使用，以及最后的废弃和处理，都要从绿色生态出发，尽可能的节约资源，减少对环境的污染和破坏。
（三）密封防水材料
新型建筑防水材料在我国建筑行业也得到越来越广泛的应用。同时，随着人们生活水平的不断提高和科技的不断进步，建筑行业对防水材料也提出越来越高的要求，除此之外，在桥梁隧道、水利交通、农业等各领域对密封防水材料的质量要求也越来越高。目前，我国新型建筑密封防水材料发展迅速，不仅种类齐全，其规格和工艺等也有了初步的规模。但是相比于发达国家还是有一定的差距的，例如产品结构不尽合理；产品的生产量和使用量较小；材料质量参差不齐，市面有很多假冒产品以次充；此外，在材料设计、施工应用的方面技术较差，有较多的漏洞。
（四）装饰装修材料
我国新型建筑材料的装饰装修性能的发展主要体现在以下几点：由于新型建筑材料的绿色环保理念的大力倡导，大力推进了节能型墙体、门窗和屋面的设计制造。绿色建材的发展同时推动了环保型装饰装修建材的发展，不含邮寄挥发性物质如甲醛、芳香烃等，不含放射性物质。对于对人体健康造成危害、对环境造成破坏和污染的建筑材料已引起政府和人们的高度重视，同时国家也做了相应的严格规定。此外，多功能复合型材料及产品将成为装饰装修材料市场大力发展的对象。
结语
新型建筑材料的不断更新和发展不仅给人们带来健康绿色的生活环境，还有助于资源节约型环境友好型社会的建立，是贯彻落实可持续发展的有效措施。建筑行业应继续努力，加大新型建筑材料研发建设的投入力度，为社会的健康发展和人们生活水平的提高做出贡献。
参考文献
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