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材料科學進展范文第1篇

關鍵詞：合成類高分子材料 生物可降解 藥物載體 生物醫(yī)學

Doi：10.3969/j.issn.1671-8801.2013.08.066

【中圖分類號】R-0 【文獻標識碼】B 【文章編號】1671-8801（2013）08-0070-02

生物可降解高分子材料在主鏈上一般含有可以水解的基團，如酯、酸酐、碳酸酐、酰胺或氨酯鍵等，在活體環(huán)境中，這些基團可以通過簡單的化學反應或者酶催化作用而降解[1]，降解產(chǎn)物為水、二氧化碳等小分子，從而能夠被生物體代謝、吸收或排除，對人體無毒無害，而且這類材料具有良好的生物相容性和親和性，物理化學性質(zhì)可調(diào)節(jié)等優(yōu)點，可用于受損生物體組織和器官的修復、重建以及藥物載體材料。

1 生物可降解高分子材料的分類

生物可降解高分子材料按其來源可以分為天然的和合成的兩大類。天然的可降解高分子如殼聚糖、明膠、纖維素、淀粉等，因具有良好的生物相容性和可降解特性而被廣泛用作藥物載體材料[2]。Hejazi等[3]用化學交聯(lián)的方法制備的四環(huán)素-殼聚糖微球，研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)PH改變微球中谷氨酰胺帶電性質(zhì)，可實現(xiàn)藥物的靶向釋放。淀粉微球在鼻癌治療中的應用也越來越引起關注[4]。明膠是動脈栓塞療法治療腫瘤的常用天然基質(zhì)材料。近年來研制的抗腫瘤明膠微球如甲氨蝶呤明膠微球、羥基喜樹堿明膠微球等，研究證明其治療效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)給藥方法，且理化性質(zhì)穩(wěn)定。然而，天然高分子大多具有熱塑性差、成型加工困難、耐水性差，單獨使用時性能差等缺點，應用中受到很多限制。

2 合成類高分子材料的分類

2.1 生物合成類高分子材料。合成類高分子材料可分為生物合成和化學合成降解高分子。生物合成可降解高分子主要是由微生物或酶合成，如聚羥基烷酸酯（PHAs），其具有良好的生物相容性，已被應用于藥物載體、手術縫合線、植入材料、骨夾等生物醫(yī)學裝置。但是PHAs力學強度差、降解過慢，適合長期植入材料，為了滿足實際要求，往往將不同種類的PHAs按一定比例共混，調(diào)節(jié)材料的強度和降解速度。Hu等[5]制備了PHAs類聚酯的三元共聚物，研究發(fā)現(xiàn)其具有較粗糙的表面，親水性優(yōu)于PLA等，材料表面的骨髓基質(zhì)細胞生長量和成骨性都優(yōu)于其它PHAs類聚酯。然而這種材料價格較為昂貴，限制了它的臨床推廣。

2.2 化學合成類高分子材料。

2.2.1 脂肪族聚酯類?；瘜W合成的可降解高分子材料主要有聚酯類、聚碳酸酯、聚氨酯類和聚酸酐類等。脂肪族聚酯類是目前研究最多、應用最廣的生物可降解合成高分子，常見的有聚乙交酯（PGA）、聚丙交酯（PLA）、聚己內(nèi)酯（PCL）及其共聚物，它們具有良好的生物相容性、成膜性好、化學穩(wěn)定性高、降解產(chǎn)物無毒無害、降解速度和物理化學性能可以通過調(diào)節(jié)聚合物組分、組成比例和分子量來實現(xiàn)，其單體大部分來源于植物、石油、天然氣等再生資源，因此成為目前應用最廣泛的合成類生物降解高分子材料[6]。聚乳酸（PLA）材料韌性差且降解慢，而PGA力學強度大，加工成型難度大，降解速度快，所以兩者共聚可以取長補短，通過調(diào)節(jié)兩組分比例和分子量改變共聚物的特性來滿足實際應用要求。有時也會加入其它的聚合物來改善共聚物的性能，如把親水性的聚乙二醇（PEG）（B段）插入到PLGA、PCL、LA或GA（A段）的鏈段中，形成溫度敏感型嵌段共聚物ABA或BAB類型，用于調(diào)節(jié)共聚物的親水性和降解速度。Ruan等[7]合成了PLA-PEG-PLA嵌段共聚物，并作為水溶性抗癌藥物紫杉醇的藥物載體，研究表明PEG的加入提高了聚合物的親水性和釋藥速率。

2.2.2 聚磷酸酯類。聚磷酸酯類最近幾年報道較多，在生物醫(yī)學、塑料工業(yè)、飼料行業(yè)等都有應用，但在藥物控釋領域研究尤為突出。主要原因有三[8]，其一，聚磷酸酯中的五價磷原子結(jié)構使其更容易被修飾和功能化，可直接接枝藥物分子或活性分子；其二，磷酸酯類大量存在于人體內(nèi)，而且是細胞膜的主要組成之一，因此聚磷酸酯類在生物體內(nèi)具有很好的細胞親和性和細胞膜通透能力，而且易被水解和被酶分解；其三，腫瘤細胞內(nèi)磷酸酯酶和磷酰胺酶等的含量和活性都高于正常細胞，聚磷酸酯載藥微粒易被分解而釋放藥物，達到靶向釋放的目的。因此，聚磷酸酯作為抗腫瘤藥物的載體越來越受到重視。具有提高人體白細胞作用的茜草雙酯和磷酰二氯縮聚反應合成的聚磷酸酯，可以作為抗腫瘤藥物5-Fu的載體，降解釋放的茜草雙酯和5-Fu可達到治療癌癥放化療引起的白細胞減少癥和抗癌的雙重功效[9]。Wang等人[10]用含陽離子的聚磷酸酯與其他聚合物合成三嵌段共聚物納米膠束，作為帶負電的小干擾RNA的基因載體，可較好的沉默細胞異性蛋白的表達。聚磷酸酯在組織工程領域也引起越來越多的關注。聚磷酸酯與對苯二甲酸乙酯的共聚物，可作為神經(jīng)導管材料，生物相容性好，有利于神經(jīng)再生長[11]。

2.2.3 聚氨基酸類。聚氨基酸具有很好的生物相容性和可降解特性，無毒無害，已廣泛應用于藥物載體、組織工程材料等生物醫(yī)學領域。但因其降解性能難控，實際應用中常通過與其他化合物共聚，改變各組分比例、分子量等手段得到具有新特征的材料，如聚賴氨酸-聚乙二醇共聚物、聚天冬氨酸-聚乙烯醇共聚物、聚谷氨酸-氧化硅接枝共聚物、聚氨基酸-聚乳酸共聚物等。目前，研究最熱的是聚氨基酸-聚乳酸共聚物。聚乳酸具有親水性差、細胞親和性不理想、結(jié)晶度高、降解慢的缺點，對聚乳酸的改性成為研究的重點。聚氨基酸含有羥基、氨基、羧基等多個活性官能團，可以固定蛋白質(zhì)、多肽等生物活性因子，將聚氨基酸與聚乳酸共聚，不僅可以改善聚乳酸的親水性、細胞親和性和降解速度，還可以引入活性基團。葉瑞榮[12]等人用直接熔融法合成聚（乳酸-甘氨酸）和聚（乳酸-天冬氨酸），研究發(fā)現(xiàn)，改性后的聚乳酸為無定型態(tài)，結(jié)晶度降低，親水性和降解速度均提高，可作為藥物緩釋材料。嚴瓊姣等人[13]用3S-[4-（芐氧羰基氨基）丁基]-嗎啉-2，5-二酮和丙交酯共聚，制備了RGD多肽接枝聚（乳酸-羥基乙酸-L-賴氨酸）共聚物，RGD修飾后的共聚物具有很好的神經(jīng)細胞親和性和親水性，可作為神經(jīng)修復支架材料。

2.2.4 聚碳酸酯。聚碳酸酯是一類環(huán)境友好型和生物相容性較好的高分子材料，因主鏈和側(cè)基的不同而種類繁多，可通過引入功能化側(cè)基（如羧基、羥基、氨基、雙鍵等）和化學設計分子主鏈等方式，改變其親水性、降解速度和熱力學性能，同時還可以接入多肽、抗體等活性基團。近年來在藥物控釋系統(tǒng)、手術縫合線、骨固定材料等領域應用越來越廣泛。聚碳酸酯根據(jù)主鏈結(jié)構的不同，可分為脂肪族聚碳酸酯和含芳香族主鏈的聚碳酸酯。聚碳酸三亞甲基酯（PTMC）是最常見、研究最多的線型脂肪族聚碳酸酯，在體內(nèi)生物酶的作用下可加速其降解[14]。聚碳酸酯可通過引入功能化側(cè)基、物理共混和化學共聚的方法進行改性。Zhuo等[15]以甘油為起始原料合成了主鏈含有羥基的聚碳酸酯，研究證明該聚合物具有較好的生物相容性，羥基的引入改善了聚合物的親水性和降解特性。Albert-stson等[16]制備了以PTMC為載體的阿米替林釋藥模，但是藥物釋放速度很慢，通過PTMC與一定量的聚酸酐共混，可明顯提高阿米替林的釋放速度。商品名為Maxon的生物可吸收手術縫合線就是由32.5%（摩爾比）的TMC與GA共聚得到的Poly（GA-co-TMC），該聚合物具有很好的彈性，彌補了PTMC降解速度慢的缺點[17]。

2.2.5 聚酸酐類。聚酸酐類最早由Bucher和Slade在1909年合成。直到八十年代，人們發(fā)現(xiàn)它的易水解特性才將其應用到藥物緩釋體系中。聚酸酐具有以下特點：①表面溶蝕的降解特性。其在人體內(nèi)的藥物釋放接近零級釋放，且無藥物暴釋現(xiàn)象。②降解速度可調(diào)節(jié)?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)共聚物的組成、組分比例和分子量等調(diào)節(jié)降解速度和藥物釋放速度。③具有良好的生物相容性，對人體無毒害作用。④在藥物釋放領域具有良好的藥物穩(wěn)定作用。目前，用聚酸酐局部控制給藥體系治療實體瘤癌癥已引起高度重視，成為研究的熱點。美國FDA已批準其用于復發(fā)惡性腦瘤的輔助化療。

3 應用和發(fā)展趨勢

目前，合成類生物可降解高分子材料在藥物控釋體系、組織工程、手術縫合線、超聲造影等領域已經(jīng)得到廣泛的關注和應用。在藥物控釋領域，根據(jù)作用部位不同，可加工成微球、纖維、片劑、膜、棒、納米乳和亞納米乳等。為了提高藥物的靶向性，納米顆粒和磁性納米顆粒成為研究的熱點。單個的聚合物材料因自身缺點往往不能滿足生物醫(yī)學的要求，常與其他高分子共聚、共混或引入活性官能團，通過改變各組分配比、分子量、制備方法和條件等因素，或?qū)?cè)基進行功能化修飾，制備出符合現(xiàn)實要求的、兼顧各自優(yōu)點的新型高分子材料。當然，新型材料制備的經(jīng)濟成本和工藝實現(xiàn)工業(yè)化等問題也應引起重視。未來，合成類生物可降解高分子材料在生物醫(yī)學領域的應用會越來越廣闊。

參考文獻

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材料科學進展范文第2篇

今天，程書記和各位領導在百忙之中到我局檢查指導工作，我代表全局干部職工對程書記和各位領導的到來表示熱烈的歡迎和衷心的感謝。多年來，我局在縣委、政府的正確領導下，全局干部職工精誠團結(jié)、務實工作，積極投身于全縣各項事業(yè)的建設中，為全縣經(jīng)濟社會又好又快發(fā)展做出了積極的努力。下面，我代表發(fā)改局向程書記和各位領導簡要的匯報一下我局的基本情況和開展深入學習實踐科學發(fā)展觀活動進展情況。

一、發(fā)改局的基本情況

發(fā)改局下設(略) ，發(fā)改局主要承擔全縣宏觀經(jīng)濟管理、固定資產(chǎn)投資管理、物價管理及價格認證等職能。多年來，發(fā)改局按照“思路項目化，項目數(shù)字化，措施具體化，效益最大化”的要求，認真落實“兩抓兩跑”的工作部署，全面落實縣委提出的“保增長、抓重點、帶一般、促發(fā)展”的工作思路，做到了重大項目論證儲備一批、上報爭取一批、建設實施一批、竣工驗收一批，努力把投資轉(zhuǎn)化為促進經(jīng)濟增長的動力。20__年至今,發(fā)改局共爭取到國家和省級資金13593.4萬元,項目66個。其中:20__年爭取到上級資金3737.7萬元，項目12個；20__年爭取到上級資金5253.21萬元，項目44個；20__年1-3月，爭取到上級補助資金4602.49萬元,項目10個。

二、開展學習實踐的情況

我局開展學習實踐科學發(fā)展觀活動的具體情況是：縣委科學發(fā)展觀活動動員大會召開后，我局立即按照縣委的安排部署，一是成立活動機構。成立了由局長（黨支部書記）任組長、副局長任副組長，支部其他成員和股室負責人組成的學習實踐活動領導小組，同時設立領導小組辦公室，安排專人負責活動的指導、監(jiān)督、宣傳和檢查等日常工作。二是統(tǒng)籌兼顧、周密部署。結(jié)合我局工作實際，制定詳細的學習實踐活動方案，并排出學習實踐活動的日程表。方案明確提出學習調(diào)研階段、分析檢查階段、整改落實階段的主要工作，強調(diào)在學習調(diào)研階段重點抓好廣泛發(fā)動、深入學習、組織討論、深化調(diào)研、主題實踐等工作。在分析檢查階段重點抓好廣泛征求意見、找準突出問題、撰寫領導班子分析檢查報告、召開專題民主生活會和組織生活會、組織群眾評議等工作。在整改落實階段抓好針對問題制定方案、公布方案促進整改、突出重點解決問題。開展查思維理念、看思想觀念是否更新、思維方式是否科學，查工作思路、看發(fā)展方向是否明確、工作重點是否突出，查落實措施、看目標責任是否落實、工作推動是否有力，查推行機制、看制度體系是否完善、長效機制是否形成，查工作成效、看重點任務是否落實、廣大群眾是否滿意 的“五查五看”等工作。三是強化宣傳，營造氛圍。在門戶網(wǎng)站開設學習實踐活動專欄，及時公布學習實踐活動的動態(tài)信息。領導小組辦公室在會議室懸掛了“深入學習實踐科學發(fā)展觀、促進發(fā)改工作再上新臺階”宣傳橫幅，截止4月3日，已在門戶網(wǎng)站上公布學習實踐活動信息6條。四是于3月31日召開開展深入學習實踐科學發(fā)展觀活動動員會，對學習實踐活動進行了動員部署。五是以學習實踐活動為契機，著力提高黨員領導干部的思想政治素質(zhì)，緊緊圍繞全縣經(jīng)濟社會又好又快發(fā)展為目標來開展學習實踐活動。通過動員，全局黨員及干部職工統(tǒng)一了思想，提高了認識，以飽滿的政治熱情、良好的精神狀態(tài)，積極投入到學習實踐活動中去。目前，學習實踐活動工作正在我局有計劃的開展。

材料科學進展范文第3篇

我叫周相岐，現(xiàn)任塔灣鎮(zhèn)蘆溝村支部書記，我首先將我村的概況給大家做一介紹。我村位于蘆河以北，屬典型的風沙草灘區(qū)，土地總面積4118平方公里，之中有耕地1200畝，稻地1200畝，隸屬12個自然村16個組，全村210戶總?cè)丝?40人，有黨員 人，農(nóng)民的收入主要以種植和養(yǎng)殖為主，特別是我村的陜北白絨山羊養(yǎng)殖無論從數(shù)量和質(zhì)量全市聞名，我村的羊子在榆林市從92年以來12次大規(guī)模的賽羊會上捧回了六個類別26個獎項的優(yōu)良成績，涌現(xiàn)了何志強、賀培東、屈二民等蘆河上下聞名的，僅養(yǎng)羊一項年收入達6-10萬元的大戶，從而帶動了你追我趕相互幫扶競爭養(yǎng)好羊，發(fā)養(yǎng)財?shù)谋绕吹膹娏曳諊?。我村也被榆林學院畜牧系屈磊教授列為白絨山羊科研示范村，被市、縣畜牧局定為優(yōu)良白絨山羊品種保護村，在產(chǎn)業(yè)建設上被市縣政府列為養(yǎng)羊“一村一品”示范村和專業(yè)村，我村也從去年以來以“升級晉檔 科學發(fā)展”為契機，以建設二十字方針為目標的社會主義新農(nóng)村這一大思維的感召下，特別是在我們鎮(zhèn)黨委、鎮(zhèn)政府的正確領導下，在相關業(yè)務部門的引導下，通過我們支部組織的深入學習科學發(fā)展觀活動的開展，全面的貫徹了黨的十七大和十七屆三中全會以省、市、縣黨代會精神，著力加強了黨的建設，提高了黨員干部的整體素質(zhì),以升級晉檔,科學發(fā)展,統(tǒng)攬工作全局,積極快速的推進社會主義新家村建設,努力的將我村的特色產(chǎn)業(yè)打造好,將蘆溝白絨山羊的品牌打好,大幅度的增加農(nóng)民的收入,竭力為群眾辦好事,辦實事,從而使全村的經(jīng)濟社會發(fā)展三年內(nèi)能晉到第一檔,提到快速的發(fā)展,我村著手以下幾個方面的工作.

第一緊扣農(nóng)民增收發(fā)展生產(chǎn),強化品牌的效應,我村始終把增加農(nóng)民收入擺在重要的位置上,結(jié)合我村的羊產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,在科學發(fā)展,升級晉檔的過程中不僅給每家每戶的基本情況建了檔,以便于分析決策,千方百計增加農(nóng)民的收入.更是為我結(jié)優(yōu)良羊子以防疫,耳標號、戶主姓名、像選美一樣排了名，建了檔，這不僅為我村優(yōu)良羊子繁育提供了依據(jù)，為品種培育樹立了目標，更是調(diào)動了農(nóng)民養(yǎng)好羊的積極性，增輯家民的養(yǎng)羊收入，在我村2萬多只羊中，到今年春天共建立1260個羊子檔案，被畜牧系統(tǒng)掛了種羊耳標，無形中使我村的羊子增了值，盡管受金融危機的影響，但是給我村的農(nóng)民收入影響不大，去年戶均養(yǎng)羊收入在3-6萬，去年統(tǒng)計我村共出售種羊3000只，肉羊4000只，絨毛12噸，總收入達360多萬元。

大力發(fā)展勞輸出，努力增加農(nóng)民工資性收入，在鎮(zhèn)社保所組織的農(nóng)民工培訓中，我村不僅學到了科學的種植和養(yǎng)羊的知識，而且掌握了駕駛等技能。去年，我村通神華公司何生兵副總的支持，勞務工資近200多萬元。

水利工程建設方面，去年我村新打機井21眼，新增水澆地1120畝，增加了農(nóng)民的種植收入，通過引進“科多號”和“健寶牧草”等品種，推廣種植面410多畝，為畜牧業(yè)的發(fā)展提供了飼料保證。

第二著力改善民生，不斷提高群眾生活質(zhì)量。通過大力發(fā)展生產(chǎn)，預計今年全村的總收入達750萬元，增幅達25%，農(nóng)民人均純收入過8000元，增幅達30%，農(nóng)牧、勞務、建筑三大產(chǎn)業(yè)總收和主達800多萬，其中羊子收達到80%以上，統(tǒng)計去年冬天到今年元月我村共購回家庭小轎車14輛，購回家電82臺，電腦20臺，全村磚混結(jié)構住房比例達到80%，其中在靖邊、橫山購房戶達16戶。

第三新農(nóng)村建設，我村被列為市級新家村建設示范村，爭取到市上項目資金20萬元，修建了占地80平方米的村委辦公室，修通農(nóng)業(yè)生產(chǎn)道路42公里。并且抓住了長慶開發(fā)的有利機會，硬化了西溝到東溝畔的12公里的通村道路，在交通部門爭到到項目資金萬元，硬化了四里洼到邊墻梁10公里的沙礫石硬化路面。爭取資金 萬元，建成村級文化體育休閑廣場 平方米，安裝乒乓案2副，新農(nóng)村建設順利通過市縣驗收。

四、突出項目建設 著力完善設施

我村從水利局爭取到流域治理資金 萬元，將打東溝、西溝兩個壩，不僅治理了流域面積 平方公里，而且為農(nóng)民出行提供了方便，爭取到飛播造林 萬畝，人工種草 萬畝，大大提高了科學覆蓋率，爭取到50萬元資金對我村110的羊圈進行科學改造。

五、深化“三級聯(lián)創(chuàng)”活動推進鄉(xiāng)風文明

一是大力開展計劃生育新農(nóng)村新家庭創(chuàng)建，計劃生育符合政策生育率達100%，三查率和節(jié)育手術及時率分別達到99%以上，做到了無多胎生育，無計劃外生育。二是大力開展平安村創(chuàng)建，建立并健全了矛盾糾紛排查調(diào)處機制，定期開展排查調(diào)處，年內(nèi)全村沒有發(fā)生一起越級上訪事件，有效地維護了全村穩(wěn)定。

六、深化創(chuàng)衛(wèi)活動，著力改善村容村貌

材料科學進展范文第4篇

【關鍵詞】材料科學基礎；教學方法；知識體系

材料是人類文明進步的里程碑，時代的發(fā)展需要材料，而材料又推動時代的發(fā)展，所以人們把材料視為現(xiàn)代文明的支柱之一[1]?！恫牧峡茖W基礎》是材料科學與工程類專業(yè)學科中一門重要的基礎課程，是相關材料學學科的基礎和媒介，它起著公共基礎課與專業(yè)課程之間的紐帶作用，特別是在各學科相互交叉融合不斷加強的今天，《材料科學基礎》在高校教學中的地位更加的突出和明顯。通過《材料科學基礎》課程的教學，使學生很好的掌握材料科學的基本理論，是學生學習其它專業(yè)課程的基礎，也是今后從事材料科學研究工作的重要基礎。

伴隨著材料科學技術的迅猛發(fā)展，《材料科學基礎》課程內(nèi)容不斷擴充更新，《材料科學基礎》課程的教學改革問題也日益顯現(xiàn)。學生在學習過程中，普遍反映課程內(nèi)容枯燥、抽象，知識點太多，難于理解等，學習具有一定難度。結(jié)合近幾年的教學實踐和體會，本文探討了《材料科學基礎》課程教學改革的幾點認識與實踐。

1 優(yōu)化教學方法，提高教學效果

1.1 多媒體輔助教學

《材料科學基礎》課程涉及到物理、化學、高分子等多個相關學科，課程具有內(nèi)容多，概念多，理論抽象等特點。針對這些特點，《材料科學基礎》課程教學方法改革的主要措施是：改變過去單一的粉筆加黑板的傳統(tǒng)教學方法，制作多媒體課件輔助教學，將看不見摸不著、又極為抽象復雜的材料內(nèi)部結(jié)構形態(tài)，生動、直觀的表達出來，使學生易于理解和接受。如三元相圖的空間模型，晶體結(jié)構的大量空間堆疊，空間粒子間的錯綜復雜的相互聯(lián)系，位錯的各種交互作用等，需要很豐富的空間想象力去理解。這些教學內(nèi)容單靠課本上簡單的平面圖形和教師的靜態(tài)模型，難以讓學生理解和掌握。結(jié)合《材料科學基礎》課程內(nèi)容及課程特點，采用多媒體教學為主的教學方式，大大提高了教學效果。在講述三元相圖時，將相圖進行拆分、重組，可以很清晰的把點、線、面的具置及相互關系展示給學生。多媒體教學通過形象、逼真的動畫形式，從靜態(tài)到動態(tài)、從平面到立體、從單色到彩色、具有局部結(jié)構解析功能、全方位演示課程的重點和難點教學內(nèi)容，極大的豐富了《材料科學基礎》課程的教學信息量，擴充了教學內(nèi)容，既有利于學生空間概念的建立，正確理解材料微觀結(jié)構的特點和宏觀性質(zhì)及其應用之間的相互關系， 又提高了教學效率和學生的學習積極性，使教學效果得到了明顯的提高。

1.2 “參與式”和“互動式”教學

在《材料科學基礎》課程的講授過程中，讓學生作為學習的主體參與教學，針對不同的教學內(nèi)容，采用學生分組討論、學生代表上臺講授、同學間辯論、老師點評等教學方法，使學生感受到自己是教學的主體，引導他們在民主、寬松、和諧的課堂氣氛中自主學習、合作學習與探究學習。讓學生變“被動學習”為“自主學習”，變“要我學”為“我要學”。充分發(fā)揮學生的積極性、主動性、創(chuàng)造性為前提，培養(yǎng)學生的學習熱情，使學生“愛學習”。促進學生掌握學習的正確方法，使學生“會學習”。另外，通過布置部分教學內(nèi)容自學、閱讀一些必要的參考書、撰寫小論文等形式，引導學生提出問題，獨立思考，大大提高了學習的能動性。

2 知識體系的融會貫通

高效的課堂要以扎實的教學內(nèi)容為載體。扎實的教學內(nèi)容是課堂教學促進學生發(fā)展的載體。課堂教學并不是教學內(nèi)容越“多”越好，也不是越“難”越好[2]，而是要在了解學生的實際發(fā)展水平和特點的基礎上，合理地確定教學內(nèi)容的重點。因此，課堂上教師要以“精講多練”方式落實教學重點，要讓學生扎實掌握基礎知識，發(fā)展熟練的基本技能。在分析和講解各種材料理論體系時，我們都從理論范疇和科學體系層面進行融會貫通。例如在講授材料中的質(zhì)點擴散、結(jié)構缺陷類型、界面偏析、相變類型、表面帶電等時均進行了整合貫通，使學生既能夠把握材料的共性，又能熟悉材料的個性。

材料科學在理論上的交叉融合已日益明顯，材料制備和使用過程中許多概念、現(xiàn)象和轉(zhuǎn)變都存在著許多相似之處[3]。例如馬氏體相變理論最初由金屬學家建立，廣泛應用于鋼的熱處理理論解釋。而氧化鋯增韌陶瓷中同樣也發(fā)現(xiàn)了馬氏體相變現(xiàn)象，并作為陶瓷增韌的一種有效方法。又如缺陷行為、平衡熱力學、擴散、塑性變形和斷裂機理、界面的精細結(jié)構與行為、晶態(tài)和非晶態(tài)結(jié)構、不同類型材料中的電子遷移理論等可以用來解釋不同類型材料的行為。這些都為材料科學基礎課程的內(nèi)容整合提供了十分良好的基礎和可能性。

3 注重實踐環(huán)節(jié)，學以致用

《材料科學基礎》課程所面臨的學時數(shù)不足與當代知識信息量迅速增加、課程內(nèi)容的不斷拓展和更新的矛盾日益加劇，深化教學改革迫在眉睫。如何提高《材料科學基礎》課程的教學效果，形成知識傳授、思維方法與能力培養(yǎng)、創(chuàng)新精神相互滲透形成的完整系統(tǒng)，課題組成員進行了深入的嘗試和探索，從教學內(nèi)容的整合、教學方法與教學手段的改進，到融匯情感教育，千方百計調(diào)動學生學習積極性，注重實踐環(huán)節(jié)，要求學生學以致用，達到了較理想的教學效果。實驗環(huán)節(jié)可幫助學生鞏固和加深對理論知識的理解，掌握基本實驗技能，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際，自己動手分析、解決問題的能力。目前，我們材料科學基礎實驗室，通過實驗課程的基本訓練，學生擁有了較多的實踐和動手機會，實踐技能和創(chuàng)新能力得到較大程度的培養(yǎng)。實驗教學在材料科學與工程專業(yè)人才的培養(yǎng)中占有重要地位，加強《材料科學基礎》課程的實驗教學，可以幫助學生鞏固理論知識，掌握實驗技能。

《材料科學基礎》課程是一門與實驗和工程實踐緊密相聯(lián)的學科。強化課程實驗和實踐環(huán)節(jié)的教學，無論對于學生基礎理論的掌握還是工程實踐能力的培養(yǎng)都具有舉足輕重的作用。以提高學生分析和解決實際問題的能力是我們高校教育的重中之重，但長期以來《材料科學基礎》實驗的開設都是沿用實驗教材上所設置的內(nèi)容，大多是一些驗證性實驗。為了培養(yǎng)學生的動手能力，我們的實驗部分逐步調(diào)整為兩個部分：一部分為驗證性實驗，訓練學生材料配置的基本技能和掌握相關基礎知識；另一部分則為綜合性實驗，如樣品的制備、材料的分析等，提前將實驗內(nèi)容布置給學生，讓學生查閱資料，自擬實驗方案，準備實驗材料，一直到自主完成實驗操作，處理好數(shù)據(jù)，上交數(shù)據(jù)報告等全過程。這對學生的獨立性培養(yǎng)很有益處，對他們將來做科研也很有幫助，對我們老師也有了更高的要求。在教學實踐中，將“粘土性能測定及差熱分析”設計為綜合實驗，涉及到粘土白度、表面電位、陽離子交換容量、膨脹容、膠質(zhì)價等物理性能測定，粘土的鈉化、有機改性，差熱分析等。學生在教師指導下分析粘土的物理性能，對改性前后粘土進行查熱分析并對比，對實驗結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理，鍛煉了實際動手能力，培養(yǎng)了分析問題能力。在實驗教學中打破傳統(tǒng)教學中學生被動接受的缺點，使學生逐步形成以自助式學習方式，將實驗教學由封閉變?yōu)殚_放，有效地提高了學生的學習積極性和學習質(zhì)量。針對材料科學基礎課程已經(jīng)學習過的內(nèi)容安排驗證性實驗，鞏固已學過的知識，培養(yǎng)學生動手和親自設計實驗的能力，通過加強實驗和實踐的教學環(huán)節(jié)，使學生加深了材料的成分結(jié)構的了解。

在加強實踐的教學改革中，采取實驗教學課程建設與學院平臺實驗室建設相結(jié)合的方式，推進課程實踐教學的全面提高。通過加強實驗和實踐的教學環(huán)節(jié)，使學生加深了材料的成分、組織結(jié)構、材料制備工藝材料、使用性能之間有著相互依存、彼此影響的復雜關系的理念，有效地調(diào)動學生的主觀能動性，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，使學生既提高了實驗動手能力，又進一步鞏固了課堂教學的內(nèi)容，取得了新教學培養(yǎng)模式的良好的教學效果。

在不斷的教學改革實踐中，良好的教學效果已初見端倪。但教育教學改革是一個新的事物，總會出現(xiàn)這樣那樣的新問題，這就需要我們認真地區(qū)對待去解決，從中改進我們的教學效果，提高我們的教學質(zhì)量。此外，從與科學技術和人類文明社會發(fā)展相適應的角度上說，教育教學改革也是永無止境的。教學質(zhì)量是高等教育的主題，只有不斷總結(jié)教學經(jīng)驗，深化《材料科學基礎》課程教學改革，才能提高材料科學基礎工程專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。必須正確認識到《材料科學基礎》教學改革是一項涉及面廣、科學性強的系統(tǒng)工作。在教學改革中，必須始終抓住基礎理論和工程實踐相結(jié)合的特征。只有勇于實踐和探索，并不斷充實和完善，才能達到培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、高素質(zhì)和復合型人才的目標。今后我們要對《材料科學基礎》課程改革做更多的具體的探索和調(diào)查研究，以總結(jié)其中的教改效果和經(jīng)驗教訓，通過不斷地實踐、不斷地認識、不斷地完善，相信我們定會走出一條適合于材料科學專業(yè)人才培養(yǎng)的成功之路。

【參考文獻】

[1]師昌緒.跨世紀材料科學技術的若干熱點問題[J]. 自然科學進展， 1999， 9 （1）：2-13.

材料科學進展范文第5篇

【關鍵詞】空間材料；加工試驗；微重力條件；發(fā)展

0.前言

空間材料科學試驗，也稱材料加工，其目的是在空間微重力環(huán)境下，為改善與指導地面材料生產(chǎn)提供出科學依據(jù)，了解重力對材料加工過程以及材料性能的影響，并且制取出有特殊性能的、地面沒有辦法制取的材料。

隨著航空航天技術以極快的速度發(fā)展，一系列新的科學領域與空間資源不斷開拓，為空間材料試驗的發(fā)展開辟了新的前景。目前，空間材料科學已研究出的新材料產(chǎn)品具有廣闊的發(fā)展前景，空間材料加工是空間工業(yè)中最具潛力的新技術領域之一，也將是新型工業(yè)中一個有著經(jīng)濟和技術效益的領域。作為人類最有意義的探索領域之一，空間材料加工試驗研究在過去幾十年的發(fā)展過程中，取得了十分顯著的成就?？臻g材料科學研究也會隨著從研究中積累的經(jīng)驗與教訓越來越多，以及試驗機會的增加，在未來取得更多的突破。本文將就我國空間材料加工試驗的進展情況做概括介紹。

1.我國空間材料科學研究現(xiàn)狀

中國的空間材料科學試驗研究從1987年開始，利用返回式衛(wèi)星進行微重力條件下的空間材料加工試驗，研究了GaAs晶體空間熔煉生長。后多次利用我國自主研制的返回式衛(wèi)星，搭載空間晶體爐，進行空間材料加工試驗。研究開發(fā)出來很多空間材料的試驗裝置，為以后良好的發(fā)展積累了許多寶貴的研制經(jīng)驗。主要研究了解砷化鎵單晶、碲鎘汞晶體、銻化鎵、銻化銦、鋁鈮合金、鈀鎳磷的生長，燒結(jié)超導材料，制備鋁基碳化硅復合材料等。如，與在地面混合再與石英管浸潤的鎘銦樣品，通過空間熔化后分離成兩種成分，它們分別是鎘與銦的球體，而且和石英管都不用浸潤。經(jīng)過空間對鋁鋰、鋅鉛、鋁鉛、鋁鈮、鋁鋅鉍等難混合金與偏晶合金進行凝固試驗，發(fā)現(xiàn)塊狀鋅鉛樣品在空間中實現(xiàn)了彌散相分布。經(jīng)過這些實驗成果表明，中國的空間材料科學研究正穩(wěn)步向前，不斷邁進。

但是到目前為止，因為缺乏資源，我國的設備大部分還是溶液晶體和多工位爐的生長設備，主要進行的還是與溶液法晶體和固體熔化的生長相關的試驗研究。在實驗次數(shù)、設備的研究、以及開展研究的范圍和深度上，我國與美國、俄國等空間大國之間還落后較大的一段差距。差距最明顯的體現(xiàn)在我們所用的設備的適用性以及自動化程度上，這減緩了我國空間材料的科學研究向前邁進的步伐。

2.我國空間微重力下的材料加工試驗

中國利用返回式衛(wèi)星進行的第一次空間微重力下的材料加工試驗是在1987年8月5日至10日，這是一次取得卓越成就的在空間微重力條件下的材料加工試驗。這次試驗一共有12個項目，其中包括砷化稼單晶的生長達到了國際先進的水平，世界第一次的Y-Ba-Cu高溫超導材料試驗，還有HgCdTe紅外材料，Insb半導體材料和難混合金等也都取得地面上不能得到的結(jié)果。此次試臉的多用途加工爐吸收國外空間加工技術特點，構思巧妙、效果明顯，開辟了空間搭載的新道路。這次試驗也標志我國進入了開發(fā)、利用空間的微重力資源條件的新階段。

微重力條件下的材料科學研究試驗在國外是從60年代末到70年代初這段時間才發(fā)展起來的高新技術，美國、蘇聯(lián)、歐空局等幾個發(fā)展較快的國家和組織也只是處于研究與探索的階段。我國微重力條件下的科學加工試驗開始于生物，然后用落塔進行流體力學方面的研究，材料科學方面的試驗在1987年還是第一次。首次的試驗結(jié)果出乎了人們的意料，一些項目甚至達到了世界先進的水平，如半導體所的空間砷化嫁單晶生長等，發(fā)展了空間微重力條件下的加工技術。這些成績與各個方面的齊心協(xié)力、共同攻克難關是分不開的。

2.1空間晶體加工爐物理設計

砷化稼晶體空間加工具有很大難度。衛(wèi)星總體的要求是，加工爐的平均功率是170W，而爐殼的溫度為40℃，重量為11.5kg，工作時間是90min，晶體的生長速度為1-1.5cnl/h，冷卻的速度為0.2-0.3℃/min，熔區(qū)長為3～4cm，砷化嫁晶體的生長要求熔化區(qū)溫度是1250℃，在地面上完成這樣的條件是十分困難的。我國研究解決了以下幾方面的問題以完成這個首次的空間試驗任務：（1）晶體生長方式的確定；（2）晶體加工爐多用途的開發(fā)；（3）爐體的熱控方法。

2.2空間晶體加工爐技術保障

順利完成空間搭載任務，要求要有全面的質(zhì)量技術保障。其中包括：（1）加熱技術保障；（2）熱控技術保障；（3）減震和防震技術保障；（4）整星相容性和可靠性技術保障；（5）地面模擬和技術試驗保障；（6）嚴格質(zhì)量管理保障。克服各種技術障礙與技術難關，對于能夠保證質(zhì)量地按時完成任務是十分重要的。

3.搭載空間材料試驗結(jié)果

3.1微重力下的晶體生長

經(jīng)初步分析，空間首次搭載的三個晶體生長試樣（砷化嫁、碲鎘汞晶體和銻化錮）都生長出了所希望的單晶體。說明這次試驗是成功的。

3.2微重力下的難混，偏晶合金加工

在空間制造出秘-嫁、鋁-妮、鋁-鉛、鋅-鉛、鋁-銼等地面上難以混和的偏晶合金，合金重熔預想的目的已經(jīng)達到了，多數(shù)合金都形成了均勻混合的彌散合金。但是，因為存在溫度梯度，爐內(nèi)有Marallgoni對流的現(xiàn)象。

3.3微重力下高溫超導熱處理試驗

測試與分析的結(jié)果表明： 地面熱處理和空間熱處理的對比樣品，無論在形貌上還是在成份比例上均有較大的差異，空間樣品晶粒較均勻。這還是世界上首次進行該項試驗。

3.4微霞力下液/固，液/液界面研究

空間試驗發(fā)現(xiàn)錮的反常潤濕行為，錮在空間不浸潤，在地面則是和石英管浸潤的。據(jù)國外統(tǒng)計，空間試驗的失敗項目通常占總項目的25%。但據(jù)初步分析，我國首次試驗項目的成功率就達到了90%，這表明我國在空間微重力下的材料加工試驗取得了鼓舞人心的成績。

4.我國空間材料加工試驗的發(fā)展展望

對于材料制備，空間環(huán)境的作用十分重大。尤其是對于必須經(jīng)過凝固和熔化才能夠制出的半導體材料、金屬、合金等，在空間環(huán)境可以制出地面不可能制造出來的新材料。因此，空間材料加工這個新的技術領域的廣闊前景不可估量。空間材料科學研究也是一項投入量大、持續(xù)時間長的研究領域，它對空間研究設備以及空間的投送能力的制造水平十分依賴，反過來，它對空間探索的促進與保障作用也是十分巨大的。

雖然我國空間材料加工的研究起步較晚，但是，已經(jīng)在難混偏晶合金、潤濕行為與晶體生長等研究方面取得了較多成果，而且今后空間材料加工將著重于新型材料與有關物理現(xiàn)象的基礎研究。在今后，我國的空間科學研究要充分認識到對相應的地面研究加大投入、維持高水平研究隊伍的重要性，并且應該加大對空間實驗設備的投入。隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，我國的空間探索的地位將越來越重要，我國的空間飛行器技術也會不斷取得重大突破。在未來一段時間內(nèi)，無論從認識材料還是開發(fā)新型材料、促進國民經(jīng)濟和航天事業(yè)這些方面來說，空間材料科學研究對于我國都將是不可或缺的。

【參考文獻】

[1]劉巖，艾飛，潘秀紅，金飛，高國忠.空間材料科學實驗技術總體方案構想[J].載人航天，2010，（3）：19-23.