功能材料專業(yè)精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的功能材料專業(yè)主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：功能材料專業(yè)范文

[關(guān)鍵詞]工程教育；功能材料；實驗教學；工程實踐

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）03-0036-02

一、前言

在我國的高等教育領(lǐng)域中，工程教育覆蓋了超過90%的本科學校，工科專業(yè)布點數(shù)超過所有本科專業(yè)點數(shù)的1/3，工科專業(yè)在校生人數(shù)超過所有本科專業(yè)在校生人數(shù)的1/3。[1]可見，工程教育質(zhì)量對于提高我國整個高等教育質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。工程教育專業(yè)認證起始于20世紀初，通過認證對達到或超過既定教育質(zhì)量標準的高?；蚬こ虒I(yè)給予認可，并協(xié)助院校和專業(yè)進一步提高教育質(zhì)量。經(jīng)過約一個世紀的發(fā)展，工程教育R等現(xiàn)ひ殉晌國際上通行的工程教育質(zhì)量保障制度，這也是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎(chǔ)。[2]在工程教育的學歷互認方面，目前國際上有三個協(xié)議：《悉尼協(xié)議》、《都伯林協(xié)議》和《華盛頓協(xié)議》。其中《悉尼協(xié)議》是針對國際上工程技術(shù)人員學歷資格的互認體系；《都伯林協(xié)議》一般是針對兩年、層次較低的工程技術(shù)人員的學歷互認體系；《華盛頓協(xié)議》是國際上影響力最大的四年制本科教育學位（學歷）國際互認體系。

積極參與國際互認，是實現(xiàn)工程教育全球化戰(zhàn)略和工程技術(shù)人員全球流動的必然選擇。[3]我國從構(gòu)建工程教育認證制度之初就明確把加入《華盛頓協(xié)議》作為一項重要的工作任務(wù)。加入《華盛頓協(xié)議》對于提高我國工科人才在世界的影響力和競爭力，建立國際水平的工程教育質(zhì)量保障體系和教學改革機制，以及支持我國工科學生跨國流動、促進工科學生全球就業(yè)都具有十分重要的意義。[4]我國于2013年在韓國首爾召開的國際工程聯(lián)盟會議上成為《華盛頓協(xié)議》的預備成員，這標志著我國的工程教育開始與國際接軌，這也意味我國工程教育面臨著重大的改革。

功能材料專業(yè)實驗課程是該專業(yè)本科生進行實踐和創(chuàng)新能力培訓的最重要途徑之一。通過實驗可以加深學生對理論知識的理解和掌握，使學生熟練掌握實驗原理、方法、儀器使用、結(jié)果分析等科研工作知識和規(guī)律，從而有助于培養(yǎng)學生的研究能力、創(chuàng)新能力及解決實際問題的能力。但是，由于重理論輕實踐、教學內(nèi)容與社會需求脫節(jié)、培養(yǎng)模式單一、國際化意識不強等原因，學生學習的主動性不高、學習興趣不濃、動手能力不強、創(chuàng)新能力和獨立工作能力差。根據(jù)工程教育專業(yè)認證對學生實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求，對我校功能材料專業(yè)實驗課程的內(nèi)容進行改革非常有必要。

二、實驗教學內(nèi)容模塊的優(yōu)化和改革

（一）功能材料專業(yè)原專業(yè)實驗課程存在的問題

我校功能材料專業(yè)本科生以前需要學習的專業(yè)實驗課有材料科學基礎(chǔ)實驗、材料分析測試技術(shù)（理論課內(nèi)實驗）、計算機在材料科學與工程中的應(yīng)用（理論課內(nèi)實驗）、電子測量技術(shù)實驗、半導體工藝試驗和功能材料專業(yè)綜合實驗共計六門實驗課程。這些為功能材料專業(yè)本科生開設(shè)的專業(yè)實驗課程內(nèi)容存在以下三個問題。一是雖然開設(shè)的專業(yè)實驗課程數(shù)目較多，但不能體現(xiàn)專業(yè)實驗課層次上的系統(tǒng)性，幾乎每門實驗課程中都存在很大比例的驗證性實驗項目或者演示性實驗項目，綜合性、設(shè)計性實驗項目比例不足。二是實驗內(nèi)容滯后、缺乏創(chuàng)意，不能反映當代功能材料的發(fā)展現(xiàn)狀，無法有效激發(fā)學生的實驗積極性和創(chuàng)新性，難以滿足工程教育專業(yè)認證背景下的本科工程人才培養(yǎng)標準。三是課程安排體現(xiàn)了以理論教學為主、實驗教學為輔的特征，有三分之一的實驗課程是理論課內(nèi)實驗，這些實驗只是純粹為了加深學生對某些理論知識的理解而開設(shè)的，不能很好地激發(fā)學生的實驗興趣，培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力。

（二）實驗教學模塊的優(yōu)化

功能材料專業(yè)實驗課程內(nèi)容具有理論基礎(chǔ)要求高和實踐性要求強的特點。因此，首先需要排除重理論輕實踐的舊觀念，倡導理論教學和實驗教學具有同等重要地位的新觀念，然后對之前零散開設(shè)的實驗課程進行有機整合，將實驗課程按照學習的基本規(guī)律系統(tǒng)地分為兩大模塊：以演示性、驗證性實驗為主的基本專業(yè)技能培訓實驗模塊和以綜合性、設(shè)計性實驗為主的創(chuàng)新實驗模塊。

1.基本專業(yè)技能培訓實驗模塊實驗內(nèi)容優(yōu)化

基礎(chǔ)知識和基本技能是創(chuàng)新的基礎(chǔ)和保障。要培養(yǎng)創(chuàng)新型工程應(yīng)用人才，首先就需要對學生實施基本技能的訓練。其目的在于加深學生對基本理論知識的理解，提高學生的實踐動手能力，拓展學生對新材料、新設(shè)備、新工藝的了解。該實驗模塊占功能材料專業(yè)實驗總內(nèi)容的1/3，實驗內(nèi)容主要包括大型先進設(shè)備的演示以及實驗室常用設(shè)備和功能材料性能檢測設(shè)備的規(guī)范性操作訓練。

針對一些用于科研工作的現(xiàn)代大型精密設(shè)備可以開設(shè)一些演示性實驗項目，使學生了解這些設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)、工作原理以及在材料研究領(lǐng)域的用途。針對實驗室常用的材料合成與制備類專業(yè)通用設(shè)備，如高溫爐、球磨機、冷凍干燥機、噴霧干燥機等靜壓機等進行強化操作培訓，使學生在了解每種設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)組成、工作原理、功能的基礎(chǔ)上掌握每種設(shè)備的規(guī)范性操作。針對材料性能表征通用設(shè)備，如粉末多晶X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線光電子能譜儀等和功能材料性能專業(yè)檢測設(shè)備，如四探針電阻測試儀、壓敏電阻測試儀、熱敏電阻測試儀、磁滯回線測量儀等設(shè)備進行操作培訓，使學生了解每種設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)組成、工作原理、功能，掌握每種設(shè)備的操作方法，并且會利用理論知識對實驗結(jié)果進行驗證。

2.創(chuàng)新實驗模塊實驗內(nèi)容優(yōu)化

學生在學習了一定的專業(yè)理論知識和完成基本的實驗室專業(yè)技能培訓后，就可以開始進行創(chuàng)新實驗模塊。創(chuàng)新實驗模塊能夠培養(yǎng)學生的工程實踐能力、工程設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力。該實驗模塊占功能材料專業(yè)實驗教學內(nèi)容的2/3，由綜合設(shè)計性實驗組成。

可以結(jié)合當代功能材料的發(fā)展現(xiàn)狀和教師的科研項目，將原來孤立的、分散的實驗內(nèi)容通過專業(yè)綜合設(shè)計性實驗有機地結(jié)合起來，這樣能使學生系統(tǒng)地掌握材料研究方法、手段及工藝過程，親自動手，完成從材料制備、結(jié)構(gòu)表征、性能檢測、結(jié)果分析整個實驗環(huán)節(jié)。如將原來開設(shè)的氧化物粉體制備、燒結(jié)性能實驗、綜合熱分析實驗、X射線衍射實驗、掃描電子顯微分析實驗和壓敏電阻的電性能測量這些孤立的綜合性或者驗證性實驗項目，組合成一個大的綜合設(shè)計性實驗項目ZnO壓敏電阻陶瓷的制備與性能表征。具體在實驗過程中，給出學生實驗室可用的化學試劑、材料合成與制備設(shè)備、學校范圍內(nèi)可提供的材料性能表征和檢測設(shè)備。學生需要在理論知識和專業(yè)技能培訓的基礎(chǔ)上，查閱相關(guān)文獻資料，先根據(jù)實驗最終的產(chǎn)物要求設(shè)計出ZnO壓敏電阻用粉體的制備工藝，確定粉體制備工藝參數(shù)，并對粉體產(chǎn)物進行性能表征；然后設(shè)計ZnO壓敏電阻陶瓷的成型、燒結(jié)制備工藝，確定其工藝參數(shù)，并對陶瓷產(chǎn)物進行性能表征和電性能測試；最后形成實驗報告，并討論實驗條件對產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)的影響和陶瓷微觀結(jié)構(gòu)對其電性能的影響。該綜合設(shè)計性實驗的工藝設(shè)計、實參數(shù)的確定需要學生綜合運用材料合成與制備技術(shù)、材料分析測試技術(shù)、材料科學基礎(chǔ)以及功能材料等理論知識。當學生所設(shè)計的實驗經(jīng)過教師審查具有可行性后，學生方可利用之前掌握的基本專業(yè)技能來實施自己的實驗設(shè)計方案。

與此類似，可以將教師的科研成果和手段融入實驗教學當中，其他孤立的、分散的實驗內(nèi)容也可整合成綜合設(shè)計性實驗項目，如錳鋅鐵氧體的制備與性能表征、無鉛壓電陶瓷的制備與性能表征、不同方法制備的氧化物粉體的性能比較等。這些實驗項目不僅能激發(fā)學生的興趣，而且在整個實驗過程中，教師只起引導的作用，這充分體現(xiàn)了學生是實驗的主體這一工程教育專業(yè)認證的教學觀點。這類實驗項目能夠充分調(diào)動學生的主觀能動性，使學生能在完成實驗任務(wù)的同時培養(yǎng)自己的工程實踐能力、工程設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力。

三、結(jié)語

工程教育專業(yè)認證是高等教育國際化的必然趨勢，對于我國工科學生跨國流動、促進工科學生全球就業(yè)具有十分重要的意義。本文在工程教育專業(yè)認證的背景下，結(jié)合我校功能材料專業(yè)實驗課程目前在實驗內(nèi)容方面存在的主要問題進行了改革思考和探索。通過對功能材料專業(yè)實驗課程進行實驗內(nèi)容優(yōu)化，可以激發(fā)學生的實驗興趣，提高學生的實驗主觀能動性，強化學生的專業(yè)基本技能，培養(yǎng)學生的工程設(shè)計能力、工程創(chuàng)新能力，最終為國家輸出國際通認的工程類人才。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 王孫禺，趙自強，雷環(huán).中國工程教育認證制度的構(gòu)建與完善[J].高等工程教育研究，2014（5）：23-34.

[2] 張國斌.基于CDIO模式的學生實踐能力的培養(yǎng)[J].實驗室科學，2014（1）：126-131.

第2篇：功能材料專業(yè)范文

關(guān)鍵詞：智能材料與結(jié)構(gòu)；研究生教學；實踐與探索

中圖分類號：G6432文獻標志碼：A文章編號：

10052909（2015）02004103

智能材料結(jié)構(gòu)是材料學與多學科交叉融合發(fā)展起來的高新技術(shù)結(jié)構(gòu)，是集傳感、驅(qū)動及信息處理等功能于一體的功能性材料結(jié)構(gòu)，具有自診斷、自適應(yīng)、自學習、自修復、自增值、自衰減等六大生命功能 [1]。近20年來，智能材料結(jié)構(gòu)隨著材料科學、力學、控制理論、計算機技術(shù)、信息理論等學科的發(fā)展已成為國內(nèi)外最活躍的研究領(lǐng)域之一，國內(nèi)外學者對智能結(jié)構(gòu)的研究及探索不斷深入，智能結(jié)構(gòu)領(lǐng)域及技術(shù)迅速發(fā)展[2]。智能材料與智能結(jié)構(gòu)是力學的重要分支，其研究涉及土木工程、力學、材料學、化學、信息論、電子技術(shù)、機械工程、光學、計算機技術(shù)、仿生學、控制理論等一系列學科中的先進技術(shù)，同時引發(fā)出新的研究領(lǐng)域。如仿生機器人、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、傳感材料、驅(qū)動材料、元器件及材料制造新技術(shù)和新的控制理論等[3]。

智能材料與結(jié)構(gòu)在土木工程領(lǐng)域中有著巨大的應(yīng)用前景，其發(fā)展不僅意味著增強結(jié)構(gòu)功能，提高結(jié)構(gòu)使用效率及優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，而且也打破了許多土木工程結(jié)構(gòu)在設(shè)計、建造、維護和使用控制等方面的傳統(tǒng)觀念。目前，在土木工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)用主要集中在結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測，形狀自適應(yīng)記憶合金材料及結(jié)構(gòu)減振抗風降噪的自適應(yīng)控制等方面[4]。為提高工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全性及使用可靠性，將智能材料中先進的自診斷理念引入研究領(lǐng)域，針對重大工程中結(jié)構(gòu)損傷特征及應(yīng)用對象和領(lǐng)域，研制應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)的主動減振、精密位移控制、損傷主動在線監(jiān)測技術(shù)的智能材料與結(jié)構(gòu)。

在土木工程專業(yè)研究生教學中開設(shè)智能材料與結(jié)構(gòu)課程非常有必要。目前，智能材料與結(jié)構(gòu)課程教學在課程體系上較封閉，學生知識面不夠?qū)е?/p>

學習積極性不高，且由于該門課程學時的限制，教師授課時只能挑選部分章節(jié)講授，疑難問題不斷增加，給研究生科研指導不大，忽略了這門課程對研究生實踐能力的培養(yǎng)，嚴重影響了學生學習內(nèi)容的深度和廣度。

文中針對土木工程專業(yè)研究生的研究及專業(yè)工作背景，將智能材料與結(jié)構(gòu)課程作為選修課，對如何實現(xiàn)這門課程的教學目標，提高教學質(zhì)量，提高研究生學習的科研興趣和實踐能力進行了思考，對這門課程的選修內(nèi)容及教學、實踐、成績評定等環(huán)節(jié)進行了探索研究。

一、教學內(nèi)容

智能材料與結(jié)構(gòu)是以材料—器件—結(jié)構(gòu)—系統(tǒng)為主線，將基本理論與工程應(yīng)用緊密結(jié)合，從材料與智能、智能材料、智能器件、智能材料結(jié)構(gòu)和智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等方面循序漸進地介紹智能材料與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本概念、性能特征、發(fā)展和應(yīng)用等。結(jié)合土木工程專業(yè)研究生研究課題及就業(yè)背景，選擇與土木工程行業(yè)緊密相關(guān)的智能材料與結(jié)構(gòu)內(nèi)容作為教學主講內(nèi)容。

首先介紹智能材料與結(jié)構(gòu)的一些基本概況，包括驅(qū)動材料、驅(qū)動器與傳感器，以及自適應(yīng)復合材料系統(tǒng)中的模型與應(yīng)用、自適應(yīng)系統(tǒng)、旋翼應(yīng)用、航空器控制和智能結(jié)構(gòu)應(yīng)用等。根據(jù)實例引入形狀記憶合金的概況，包括工作原理及應(yīng)用，重點介紹形狀記憶合金在土木工程中的隔震體系、粘彈性阻尼器、自修復埋入式智能監(jiān)測的實例。在工程結(jié)構(gòu)無損中應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域中，需介紹壓電復合材料的力學原理及應(yīng)用，重點介紹其作為智能驅(qū)動器與傳感器時在土木工程領(lǐng)域中結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測方面的應(yīng)用實例。在土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，介紹電/磁致伸縮與電/磁流變體的工作原理，磁致伸縮智能材料是一種磁致伸縮效應(yīng)強烈，具有高磁致伸縮系數(shù)并具有電磁能/機械能轉(zhuǎn)換功能的材料。磁致伸縮材料作為智能材料與結(jié)構(gòu)在土木工程領(lǐng)域中主要用于傳感、監(jiān)測和遠距離信息傳輸方面，具有較好的應(yīng)用前景。將智能器件置于土木工程結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)其自適應(yīng)的結(jié)構(gòu)功能，主要介紹智能光纖材料的工作原理及其應(yīng)用，復合材料中埋入光纖傳感器和驅(qū)動器是目前應(yīng)用前景最廣、技術(shù)基礎(chǔ)最成熟的一種智能材料。最后對智能材料與結(jié)構(gòu)的應(yīng)用前景及發(fā)展進行總結(jié)和展望。

二、教學實踐與探索

（一）不同研究方向教師的正確引導

研究生階段的學習關(guān)鍵已不再是掌握某個知識點，死記一些書本知識，更重要的是培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力，提高學生的自主學習能力，需要在自己學習的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新性思維，實現(xiàn)再創(chuàng)造，這就需要教師的正確引導。同樣在智能材料與結(jié)構(gòu)這門課程中，對土木工程類研究生的教學，需要通過師生

互動形式展開，在課堂上進行課堂互動，讓研究生體驗從未知到新知的探索過程，將智能材料與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的各個方面實行科普性的講解，促成研究生學習的主動性，教師的基本職能從“授”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩А?，讓教師真正成為學生學習的導師。在學習智能材料與結(jié)構(gòu)這門課程中，江蘇大學創(chuàng)新地采用多位教師講授同一門課程的方式，針對所學內(nèi)容。選擇相關(guān)研究方向的專業(yè)課程教師來上這一章節(jié)內(nèi)容。由于所選教師對研究方向的熟悉程度明顯高于以往同一位任課教師，這無形中大大提高了課程的深度和廣度，調(diào)動了學生學習的熱情，拓展了研究生科研知識面。

（二）理論聯(lián)系實際

智能材料與結(jié)構(gòu)作為一門交叉性的課程，必須與實際相結(jié)合才能鞏固學習，激發(fā)學生的興趣。所以，在課程教學中，盡量多舉土木工程中的實例來說明各智能材料與結(jié)構(gòu)的工作原理，可以從學生感興趣的結(jié)構(gòu)和目前應(yīng)用較廣的智能材料來闡述，如智能蒙皮、結(jié)構(gòu)監(jiān)測和壽命預測、土木結(jié)構(gòu)的減振與降噪、環(huán)境自適應(yīng)結(jié)構(gòu)以及住宅智能化等。將理論知識寓于工程應(yīng)用背景中，效果顯著。如在課堂上會增加手工制作環(huán)節(jié)，采用層合空心板制作橋梁模型，采用硬幣搭建省材工程結(jié)構(gòu)，將智能材料的節(jié)能減排理念運用到結(jié)構(gòu)設(shè)計中。

（三）板書與多媒體演示的結(jié)合

智能材料與結(jié)構(gòu)課程信息量大，屬于多學科交叉綜合，不能完全采用板書教學，插入多媒體教學，可加快教學進程，提高教學效率，結(jié)合圖案或聲音，能大大提高學生的 學習興趣和學習積極性。與傳統(tǒng)的板書形式相比，多媒體教學信息量輸入緊湊，文字圖像信息清晰直觀，風格多樣，內(nèi)容豐富，也能活躍課堂氣氛，增進教學過程中的互動。但當講解一些重要的力學基本原理時，也需要放慢講課速度，通過板書的形式來講解清楚，尤其是傳感器與驅(qū)動器等智能元器件的工作原理解釋。例如：在講解形狀記憶合金工作原理時，Ti-Ni合金的管接頭處于低溫狀態(tài)時，套在需要連接的兩根管子上，升溫到Ti-Ni合金母相狀態(tài)的室溫，套管內(nèi)徑即可回復到原來的尺寸，從而把兩根管子咬緊，完成管子的連接。采用一個版面的動畫演示即非常形象直觀地向?qū)W生解釋清楚，可以從中插入大量的工程應(yīng)用實例圖片和錄像，調(diào)動課堂氣氛。同時，在課堂教學中，增加與學生之間的互動，針對不同研究方向的研究生，選擇性地

講解智能材料與結(jié)構(gòu)的運用問題，從而不斷提高學生的學習興趣。因此，在課程教學中板書與多媒體教學相結(jié)合更有助于土木工程專業(yè)研究生掌握智能材料與結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念，加深學生印象，提高學習效率。

（四）實踐能力的培養(yǎng)

以智能材料與結(jié)構(gòu)課程中搭建土木工程結(jié)構(gòu)超聲無損檢測平臺實驗為例，采用預埋損傷的標準試塊進行結(jié)構(gòu)檢測（4學時+課余時間），構(gòu)建一個自動監(jiān)測、自動控制的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)模型，可將形狀記憶合金、磁流變材料及無線傳感理念融入其中，學生分組進行，最后分組比較創(chuàng)新性（4學時+課余時間），電測應(yīng)變測量及應(yīng)力計算（2學時）。

通過搭建實驗，進一步鍛煉學生的動手能力，訓練學生的研究方法，培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力。在實驗課堂上，讓部分土木工程專業(yè)優(yōu)秀本科生參與其中，學生通過實踐訓練把所學知識應(yīng)用于解決科研問題。

三、成績評定

智能材料與結(jié)構(gòu)課程共設(shè)30學時，其中實驗10學時，需要預修壓電測量學。課程教學分為課堂教學、研討、實驗三部分，考核方式采用筆試（閉卷）+平時成績+實驗成績，實驗成績通過三部分的實驗總結(jié)報告及學生答辯綜合評定。其中考試成績占70%，平時成績占10%，實驗成績占20%。通過智能材料與結(jié)構(gòu)課程三部分的考核與過程管理，既考核了學生的專業(yè)基礎(chǔ)知識掌握情況，又考核了動手操作能力，更培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識，開拓了視野。

四、結(jié)語

智能材料與結(jié)構(gòu)課程列舉了很多實用性和工程性強的實例，融入了最新的科研成果，是一門理論與實驗相結(jié)合的課程。因此，該領(lǐng)域為廣泛新興行業(yè)產(chǎn)業(yè)的快速引進和應(yīng)用提供了巨大的潛力。通過本課程的學習，研究生將了解智能材料結(jié)構(gòu)在土木工程領(lǐng)域的最新動態(tài)和進展，為后續(xù)相關(guān)課程的學習及科研打好基礎(chǔ)。通過智能材料與結(jié)構(gòu)課程在土木研究生教學中的實踐與探索，為土木工程專業(yè)研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了指導。參考文獻：

[1] 楊大智. 智能材料與智能系統(tǒng)[M].天津：天津大學出版社， 2000.

第3篇：功能材料專業(yè)范文

關(guān)鍵詞：建筑功能材料；教學方法

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A

文章編號：1009-0118（2012）07-0095-02

《建筑功能材料》是無機非金屬材料工程專業(yè)(土木工程材料方向)的一門專業(yè)選修課，具有綜合性和實踐性的特點，主要培養(yǎng)學生了解與掌握建筑功能材料的基本功能、分類、組成、結(jié)構(gòu)與性能，并能通過所學知識掌握組成、結(jié)構(gòu)及性能三者之間的關(guān)系，并熟悉常見功能材料的規(guī)格與規(guī)范、選用原則、檢測方法和工程應(yīng)用方法等，從而可以在某一工程實例當中正確選擇合適的建筑功能材料進行選用和檢測，能熟練將知識運用到實際工程中。筆者根據(jù)近幾年在建筑功能材料教學中的教學實踐，發(fā)現(xiàn)以工程實踐為主線的教學組織方法，可以激發(fā)同學們的學習積極性，提高學生對專業(yè)知識點的掌握程度。

一、建筑功能材料的課程特點

（一）課程各知識點既獨立又密切聯(lián)系

《建筑功能材料》是工程材料重要的一個分支，其包含的內(nèi)容龐雜，需講授有關(guān)常見的功能材料的生產(chǎn)、技術(shù)性能與技術(shù)指標，檢驗方法，應(yīng)用及其施工要點等基本內(nèi)容。從功能性方面可分為建筑保溫隔熱材料、建筑防水材料、建筑防護材料、建筑防火材料、建筑聲學材料、建筑裝飾材料及功能混凝土等方面的內(nèi)容，這些材料之間沒有必然的邏輯關(guān)系，它們是相互獨立的知識體系，但是在某些性能和技術(shù)指標上又存有一定的共性，尤其是在工程應(yīng)用上更是一個系統(tǒng)的統(tǒng)一體，相輔相成，相互結(jié)合的工程類材料。

（二）與先修課程聯(lián)系緊密且知識綜合性強

建筑功能材料與先修課程《土木工程材料》、《建筑結(jié)構(gòu)材料》、《無機非金屬材料學》等聯(lián)系緊密。比如:功能混凝土就是土木工程材料中“混凝土”課程內(nèi)容的深化，更加注重其功能性。學生如果對土木工程材料的知識掌握不牢固，或者理解不深入，那么在學習功能混凝土工程知識的時候，要么不知所云，要么就一知半解，這嚴重影響了學生對該課程的知識掌握。另一方面，材料也不是單純和理論的，任何工程的建筑和工程現(xiàn)象都和建筑功能材料有著決定性聯(lián)系［1］。

（三）理論性強，新材料層出不窮

建筑功能材料領(lǐng)域的更新是從設(shè)計到施工等整個工程領(lǐng)域更新的源泉。新材料、新的檢測技術(shù)以及新的施工工藝層出不窮［2-3］。在教學內(nèi)容上，不僅要注意傳統(tǒng)的技術(shù)和理論的教學，更需補充講授一些新材料和新技術(shù)、新方法等內(nèi)容。

二、建筑功能材料課堂教學

（一）備課

第4篇：功能材料專業(yè)范文

英文名稱：Metallic Functional Materials

主管單位：中國鋼鐵協(xié)會　中國科協(xié)

主辦單位：鋼鐵研究總院;中國金屬學會功能材料分會

出版周期：雙月刊

出版地址：北京市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1005-8192

國內(nèi)刊號：11-3521/TG

郵發(fā)代號：18-244

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1994

期刊收錄：

核心期刊：

期刊榮譽：

聯(lián)系方式

第5篇：功能材料專業(yè)范文

關(guān)鍵詞：教學探索；生物功能材料；生物醫(yī)用高分子

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）38-0198-02

青島農(nóng)業(yè)大學化學與藥學院生物功能材料專業(yè)成立于2011年，專業(yè)成立時間短，國內(nèi)開設(shè)此專業(yè)的院校也非常少。開設(shè)的專業(yè)課程主要有：《高分子化學與物理》、《生物醫(yī)用高分子材料》、《可降解與吸收材料》、《生物材料學》、《無機生物材料》等。其中，《生物醫(yī)用高分子材料》是生物功能材料專業(yè)的重要專業(yè)課程，界定該課程的講授內(nèi)容、探討其講授方法、發(fā)展其教學規(guī)劃、增強該課程的培養(yǎng)效果，是非常有意義的一項課題。《生物醫(yī)用高分子材料》課程是一門交叉課程，醫(yī)學、生命科學、化學及材料等學科專業(yè)均有開設(shè)，相互之間密切相連，其研究與開發(fā)兼有重大的社會與經(jīng)濟需求。此課程在生物功能材料專業(yè)中開設(shè)，有利于學生對生物醫(yī)用高分子的概念、分類、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等的學習，培養(yǎng)學生對生物功能材料的研究興趣，提高其自主思考、創(chuàng)新能力。相對于《無機化學》、《有機化學》、《分析化學》等基礎(chǔ)課程，生物醫(yī)用高分子的相關(guān)研究尚短，理論不成熟、系統(tǒng)，且內(nèi)容眾多、繁瑣，而該課程開課學時僅32學時。這樣的課時設(shè)置給我們的授課帶來了極大難度。如何上好《生物醫(yī)用高分子材料》、如何在有限的時間內(nèi)對該課程進行系統(tǒng)的講解，讓學生對《生物醫(yī)用高分子材料》課程有一個清晰、系統(tǒng)的認識，將是該課程授課教師需要重點探索的問題。作者從事高分子、生物材料的相關(guān)教學工作，具有一定的教學經(jīng)驗，就如何更好地開展《生物醫(yī)用高分子材料》課程教學，凸顯其在生物功能材料專業(yè)中的作用，介紹相關(guān)見解和體會如下。

一、課程內(nèi)容與學生（生物功能材料專業(yè)）素質(zhì)、能力之間構(gòu)效關(guān)系的建立

課程內(nèi)容是學生接觸到的直觀材料，是指導學生思考、分析、學習的基本要素。課程內(nèi)容選擇的適當與否，直接關(guān)系到所培養(yǎng)學生素質(zhì)、能力的高低。選擇合適的講授內(nèi)容，應(yīng)遵循原則如下：

1.課程內(nèi)容是否可引起學生的興趣？興趣是學生學習的動力。課程內(nèi)容的設(shè)計是引導學生學習的第一步，一個優(yōu)秀的課程內(nèi)容預示著成功了一半。本教學中部分章節(jié)重點講述人工器官、醫(yī)療診斷用高分子材料，如牙科材料、眼科材料、醫(yī)用縫合線等，貼近生活中的應(yīng)用，一下子拉近了生物醫(yī)用高分子材料與大家的距離，在讓學生感覺有趣的情況下引發(fā)他們的思考，做到事半功倍的效果。同時，讓學生真正了解到課堂上學習的知識是有用的、與生活密切相關(guān)的，擊潰社會、校園傳播的“讀書無用論”，激發(fā)學生學習的興趣、動力。

2.課程內(nèi)容是否與專業(yè)人才培養(yǎng)目標息息相關(guān)？本專業(yè)為生物功能材料，致力于生物功能材料高素質(zhì)、強能力人才的培養(yǎng)，選擇課程內(nèi)容時應(yīng)密切聯(lián)系“生物”、“功能”、“材料”三概念。選擇一本《生物醫(yī)用高分子材料》教材，并不意味著本教材所有內(nèi)容均需詳細講解，與專業(yè)人才培養(yǎng)相關(guān)的重點講解，不相關(guān)的則可只言片語帶過。如緒論中對生物醫(yī)用高分子材料的發(fā)展、由來的講解，可用0.5學時或更少的時間講述；而對該材料的生物相容性、安全性評價及其應(yīng)用，則需重點講述。有目的、有選擇性地講授課程內(nèi)容，突出重點，結(jié)合實際應(yīng)用講解。

3.課程內(nèi)容是否緊跟學術(shù)前沿？《生物醫(yī)用高分子材料》課程中，部分章節(jié)對典型的生物醫(yī)用高分子材料進行了講解，如聚乳酸、聚磷酸酯等。本科學生主要專注于理論知識的學習，及一定程度創(chuàng)新、動手能力的培養(yǎng)，對于化學、材料合成方法、技術(shù)的發(fā)展知之甚少。講授《生物醫(yī)用高分子材料》課程時，適當介紹相關(guān)材料研究的最新熱點，如聚乳酸的合成方法、特殊的性能等，有利于學生綜合素質(zhì)能力的培養(yǎng)。

4.課程內(nèi)容與開設(shè)課時是否匹配？針對課時較少的現(xiàn)狀，需對教學內(nèi)容進行合理的安排。首先講述高分子材料的生物相容性、安全性，及其和生物體的相互作用；再次講述生物醫(yī)用高分子材料在人工器官、醫(yī)療診斷、藥物緩控釋、組織工程等領(lǐng)域中的應(yīng)用；接著講述生物醫(yī)用高分子材料的性能及其改性；最后依據(jù)前面信息，總結(jié)關(guān)系規(guī)律，講述生物醫(yī)用高分子材料的設(shè)計方法。這樣既保證了對該課程的系統(tǒng)講解，使學生對生物醫(yī)用高分子材料的基本概念、分類及應(yīng)用有了初步了解，又沒有因為課程過難或過多給學生造成負擔。

二、教學方法的優(yōu)化探討

眾所周知，大學的課堂基本上都是教師高談闊論，學生按部就班，到了考試周就劃重點，瘋狂背，及格就萬事大吉，但這并不是我們設(shè)計的目標結(jié)果，我們的目標是希望每一位學生都真真正正地學到知識。因此，有必要建立良好的教學方法、教學模式、教學手段。教學方法是教師和學生為了實現(xiàn)共同的教學目標，完成共同的教學任務(wù)，在教學過程中運用的方式與手段的總稱。包括教師教的方法（教授法）和學生學的方法（學習方法）兩大方面，是教授方法與學習方法的統(tǒng)一。教授法必須依據(jù)學習法，否則便會因缺乏針對性和可行性而不能有效地達到預期的目的。但由于教師在教學過程中處于主導地位，所以在教法與學法中，教法處于主導地位。在課堂上應(yīng)使用多媒體與板書相結(jié)合的教學方法。多媒體教學可具體、直觀、生動地表達抽象的現(xiàn)象，促進學生對知識的理解、吸收。比如，制作材料合成、加工、性能表征及應(yīng)用的視頻，打破傳統(tǒng)的“說―聽”教學模式。新的方法是積極鼓勵引導學生參與到課堂中來，激發(fā)學生學習的積極性，努力讓學生主動學，讓學習效率更高。材料包括材料的組成、材料的性能、材料的使用，三者之間環(huán)環(huán)相扣，抓住了這一點就能很好的讓同學們更好地理解一種材料的產(chǎn)生，更能鍛煉同學們的整體思維。鼓勵同學們自主學習，學生在課堂的時間是非常短暫的，更多的是課余時間，老師在課堂上提出幾個探討性的問題，鼓勵同學們成立小組相互討論，引導同學們上網(wǎng)查詢資料，到圖書館資料室查資料，增加自己的眼見，豐富知識。使同學們在課堂學的知識能理論聯(lián)系實際，學以致用。在課堂上講到一種材料，如硅膠，可以作為隆胸的材料等。通過具體實際的例證說明此種材料的用途，加深同學們的理解。在課堂上讓同學們認真地做筆記，在做筆記的同時也加深了理解，同時也能讓同學們更加深入的思考。同時在教學過程中，應(yīng)開展互動式教學，促進教師、學生之間的緊密溝通交流。作者在課堂上采取提問、討論與學生上講臺相結(jié)合的教學方法，增加了教與學雙方的主動性，取得了較好的效果。比如在講述生物醫(yī)用高分子材料相容性與安全性知識點時，在課前教師可先提出問題：補牙時使用劣質(zhì)材料，則會導致牙齒發(fā)炎、疼痛，分析其原因、闡述理由。讓學生通過預習和查閱資料獨立思考，得出自己的結(jié)論。下次上課時，可讓學生先就自己的結(jié)論相互討論，教師進行糾正或補充。這樣既促使學生進行了課前預習，也提高了學生的自學能力。

三、結(jié)語

以上就是我們對生物醫(yī)用高分子材料課程教學內(nèi)容、教學方法的探索和改革，改革的目的是讓同學們更好地理解學習知識，讓學習的效率更高。更好地培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)知識穩(wěn)扎、具有創(chuàng)新性思維的優(yōu)秀專業(yè)人才，而達到這一目的，無疑改革和創(chuàng)新才是動力源泉與保證。

參考文獻：

[1]喻湘華，鄢國平，李亮，郭慶忠，杜飛鵬，郭俊芳，張橋.材料化學專業(yè)生物醫(yī)用高分子課程教學探索[J].教改論壇，2012，26（1）：58-59.

[2]趙長生.《生物醫(yī)用高分子材料》[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009.

第6篇：功能材料專業(yè)范文

緒論是引導學生快速進入材料化學主體內(nèi)容比較關(guān)鍵的部分，在緒論這章應(yīng)該讓學生盡快對材料化學這門課程的一些基本概念、材料化學的主體內(nèi)容范圍及其地位和作用以及一些學習方法，包括思維方式的轉(zhuǎn)化和訓練方面有一些了解，同時由于是雙語教學，不斷滲透英語教學內(nèi)容仍是主體，所以在緒論內(nèi)容設(shè)計上，逐步導入英文教材內(nèi)容，用英語表述一些概念，對概念的理解上，采取中英文表述，主要是照顧英文理解較差的學生，同時給學生一個適應(yīng)的過程。在“以學生為本”的教學理念下，對材料化學緒論內(nèi)容進行設(shè)計和實踐，以下是教學實踐中的嘗試和總結(jié)，以其今后更好地進行材料化學課程雙語教學，教學方法上“重視學”，“以學生為本”，提高教學質(zhì)量，實施以培養(yǎng)能力為中心的素質(zhì)教育。

材料概念的導入

1材料的定義有關(guān)材料的定義有以下幾種：材料是具有結(jié)構(gòu)、光、磁、電的用途的物質(zhì)(Matterisamaterialwhenthatformofmatterhasstructural,optical,magnetic,orelectricuse)。材料是能為人類社會經(jīng)濟地制造有用器材(或物品)的物質(zhì)(Matterisamaterialwhenthatformofmattercanbemanufacturedintousefulobjectseconomicallyforthehumansociety)[13]。材料是人類用來制作物件，如用具、工具、元器件、設(shè)備設(shè)施、系統(tǒng)等的物質(zhì)?！掇o?！方o材料下的定義是：經(jīng)過人類勞動所取得的勞動對象稱為原料，而經(jīng)過工業(yè)加工的原料如鋼材、水泥等則稱為材料[14]。這是以往對材料的定義，隨著時代的發(fā)展，材料基本含義沒有太大變化，內(nèi)容上豐富許多。與時俱進，現(xiàn)在采用英文教材的最新定義，是需要學生理解和掌握的。英文教材的定義為：材料可廣泛定義為可用于解決當前或未來社會需要的任何固態(tài)組件和設(shè)備(Thetermmaterialmaybebroadlydefinedasanysolid-statecomponentordevicethatmaybeusedtoaddressacurrentorfuturesocietalneed)[15-16]。例如，釘子、木材、涂料等解決我們住房需求的簡單建筑材料(Forinstance,simplebuildingmaterialssuchasnails,wood,coatings,etc.addressourneedofshelter)。

2材料的分類材料分類有很多種，現(xiàn)代材料一般分為金屬(metals)材料，高分子(polymer)材料如塑料、橡膠、纖維等，無機材料如陶瓷(ceramics)、玻璃、水泥、磚瓦等和復合(composites)材料四大類[17]。英文教材將材料分為天然的(natural)和合成的(synthetic)兩大類材料。天然的材料分為無機(inorganic)和有機(organic)材料。無機天然材料包括礦物(minerals)、黏土(clays)、砂(sand)、骨(bone)和牙(teeth)。有機天然材料包括木材(wood)、皮革(leather)、糖(sugars)和蛋白質(zhì)(proteins)。合成的材料包括大塊(bulk)、微米(microscale)、納米(nanoscale)材料。大塊(bulk)材料包括非晶態(tài)(amorphous)和結(jié)晶(crystalline)材料[15-16]，這種材料分類更貼近材料化學的定位。

3復合材料復合材料廣義上是指由兩個或多個物理相(以微觀或宏觀的形式)所組成的固體材料。狹義上是指用高性能玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、晶須、芳香族聚酰胺纖維等增強的塑料，金屬和陶瓷材料等。國際標準化組織把復合材料定義為由兩種以上物理和化學上不同的物質(zhì)組合起來而得到的一種多相固體材料[18-19]。

4新材料與功能材料為適應(yīng)國民經(jīng)濟、科學技術(shù)與國防建設(shè)的發(fā)展，滿足生產(chǎn)力發(fā)展與社會進步的要求新近出現(xiàn)或研發(fā)出來的、或正在發(fā)展中、具有傳統(tǒng)材料無法比擬或更為優(yōu)異的性能之各種新型材料，均稱為新材料。新材料一般具備表征性、先導性、依托性、時間性、優(yōu)能性和新穎性6個特征[14]。材料通常可分為結(jié)構(gòu)材料與功能材料兩大類。結(jié)構(gòu)材料是以強度、剛度、韌性、塑性、耐磨性、硬度等力學性能為其基本特征，用于制造以承受重力或傳遞應(yīng)力為主要服役方式之結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料。功能材料則是具有特殊物理性能、化學性能或生物學性能等，主要用于制造各種功能元、器件的材料[14,20-21]。1965年，美國貝爾實驗室Morton博士提出功能材料的概念，20世紀70年代日本材料科技界完善確立，20世紀80年代在我國逐漸被人們接受。功能材料的定義，國內(nèi)外尚無統(tǒng)一定論，國內(nèi)比較一致的定義，功能材料是指那些具有優(yōu)良的電學、磁學、光學、熱學、聲學、力學、化學、生物醫(yī)學功能，特殊的物理學、化學、生物學效應(yīng)，能完成功能相互轉(zhuǎn)化、并被用于非結(jié)構(gòu)用途的高技術(shù)材料。這些材料在元件、器件、整機或系統(tǒng)中，可實現(xiàn)對信息與能源的感知、采集、計測、傳輸、屏蔽、絕緣、吸收、貯存、記憶、處理、控制發(fā)射和轉(zhuǎn)換等目的[14]。

5納米材料20世紀70年代，日本科學家最早認識到納米性能并引用納米概念。20世紀80年代中期，人們正式把這種材料命名為納米材料。納米材料是指物質(zhì)的粒徑至少有一維在1~100nm之間，具有特殊物理化學性質(zhì)的材料[22-27]。組成納米材料的基本單元在維數(shù)上可分為三類：(1)零維。指在空間三維尺寸均在納米尺度內(nèi)。如原子簇等。(2)一維。指在空間有兩維處于納米尺度。如納米絲、納米棒、納米管等。(3)二維。指在三維空間中有一維處于納米尺度。如超薄膜、多層膜等[24]。在實際應(yīng)用中，以一個材料的10%質(zhì)量分數(shù)作為閾值來確定其是否為納米材料，作為化妝品納米材料的判斷指標[28]。材料及其分類的介紹，主要側(cè)重英文教材的定義，讓學生記住其英文表達，同時強調(diào)材料的應(yīng)用及最新材料介紹。

材料科學與材料工程的界定

材料科學是研究材料結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系，而材料工程是在這些結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系基礎(chǔ)上，對材料結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和工程化以生產(chǎn)預期性質(zhì)的系列產(chǎn)品(Thedisciplineofmaterialsscienceinvolvesinvestigatingtherelationshipsthatexistbetweenthestructuresandpropertiesofmaterials.Incontrast,materialsengineeringis,onthebasisofthesestructure-propertycorrelations,designingorengineeringthestructureofamaterialtoproduceapredeterminedsetofproperties)[29]。

材料化學的定義

廣義上材料化學學科的定義致力于研究組成材料的原子、離子或分子排列之間的相互關(guān)系和它的整體宏觀結(jié)構(gòu)/物理性質(zhì)(Thebroadlydefineddisciplineofmaterialschemistryisfocusedonunderstandingtherelationshipsbetweenthearrangementofatoms,ions,ormoleculescomprisingamaterial,anditsoverallbulkstructural/physicalproperties)。依據(jù)這個定義，普通學科如高分子、固體和表面化學都包括在材料化學的研究范圍內(nèi)(Bythisdesignation,commondisciplinessuchaspolymer,solid-state,andsurfacechemistrywouldallbeplacedwithinthescopeofmaterialschemistry)。這個廣泛的領(lǐng)域是由研究現(xiàn)有材料的結(jié)構(gòu)/性質(zhì)，新材料的合成和表征以及利用先進的計算法來預測未知材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)組成的(Thisbroadfieldconsistsofstudyingthestructures/propertiesofexistingmaterials,synthesizingandcharacterizingnewmaterials,andusingadvancedcomputationaltechniquestopredictstructuresandpropertiesofmaterialsthathavenotyetbeenrealized)[15-16]。#p#分頁標題#e#

第7篇：功能材料專業(yè)范文

【關(guān)鍵詞】無機非金屬材料；分類；前景

當前我國的建筑行業(yè)面臨著嚴峻的能源挑戰(zhàn)，因此必須尋找可以進行利用的節(jié)能材料。經(jīng)過探尋，發(fā)現(xiàn)無機非金屬材料在這方面很有優(yōu)勢，是實現(xiàn)節(jié)能的理想材料。無機非金屬材料的涵蓋了除了金屬材料和高分子材料之外的幾乎所有材料領(lǐng)域，通常無機非金屬材料具有抗高溫、硬度強以及耐腐蝕等優(yōu)點，但也會出現(xiàn)強度差、韌性不良等缺點。

1無機非金屬材料在經(jīng)濟發(fā)展中的作用

1.1為信息技術(shù)革命奠基

人類的發(fā)展經(jīng)歷了諸多時代，現(xiàn)在正處于一個信息化高度發(fā)展的科技時代，每個時期的發(fā)展都與材料有著密切的聯(lián)系。從這個角度講，材料貫穿了人類的發(fā)展進程，是社會發(fā)展的標志性因素。在高科技背景下，無機非金屬材料成為了社會發(fā)展的基礎(chǔ)。

1.2支撐現(xiàn)代文明

無機非金屬材料具有體輕、硬度和強度較高、抗高溫、抵制腐蝕等優(yōu)良特性，因而具有金屬和高分子材料所無法比擬的優(yōu)勢，在航天、微電子以及海洋事業(yè)中大放異彩，在高科技的競爭領(lǐng)域中占據(jù)重要地位、起到重要的作用。

1.3可以促進經(jīng)濟發(fā)展

事實證明，每次無機非金屬材料的重大進展都會引發(fā)一次重大變革，比如玻璃鋼、芳綸纖維等材料的產(chǎn)生，使得火箭的外部材料發(fā)生了革新，這種效應(yīng)也擴散到汽車和飛機等領(lǐng)域。光學纖維的橫空出世，讓廣播電視、郵電通訊以及醫(yī)學等領(lǐng)域出現(xiàn)了飛躍性的進步，這種推動效應(yīng)還擴散到了印刷和自動檢測等領(lǐng)域當中。

2無機非金屬材料的分類

2.1依據(jù)分子結(jié)構(gòu)劃分

無機非金屬材料總體上依據(jù)分子結(jié)構(gòu)可以劃分晶體和非晶體兩大類，晶體可以分為單晶和多晶，兩者都可以分為單質(zhì)和化合物兩個類型。單晶的單質(zhì)具體有單晶硅、金剛石、集成電路材料以及工具材料；單晶的化合物可以分為碲化鉍、電子器件以及半導體敏感材料。

多晶的單質(zhì)可以分為多晶硅、燒結(jié)金剛石、光電材料以及工具材料。其在化合物方面可以分為傳統(tǒng)陶瓷、新型陶瓷以及自然石料三個方面；傳統(tǒng)陶瓷又可以分為日用陶瓷、建筑陶瓷、美術(shù)陶瓷以及耐火材料四個方面；新型陶瓷中的結(jié)構(gòu)陶瓷則可以分為耐高溫材料、耐腐蝕材料、耐磨損材料、耐沖擊材料和硬度材料。其功能陶瓷則可以分為電子功能材料、光學功能材料和生物功能材料；自然石料則可以分為裝飾材料、建筑材料以及日用器皿。

非晶體主要指的是玻璃，玻璃可以分為單質(zhì)玻璃和化合物玻璃。單質(zhì)玻璃有無定形硅和生物玻璃兩種；化合物玻璃則分為日用玻璃和功能玻璃；功能玻璃包括導光透光玻璃、電學功能玻璃、熱濕等敏感玻璃以及生物玻璃。

2.2依據(jù)化學成分劃分

總體可以分為單質(zhì)和化合物兩大類。單質(zhì)分為單晶硅，如金剛石、集成電路以及工具領(lǐng)域等使用；多晶硅如多晶石墨、光電材料和電極等；單質(zhì)硒玻璃如敏感材料；無定形碳包括生物膜材料和導電材料等。

化合物則包括氧化物、非氧化物以及多元化合物。氧化物分為二氧化鋁和二氧化鋯、非氧化物分為氮化硅和氮化鋁；多元化合物分為生物玻璃和鈦酸鋇。

2.3依據(jù)功能劃分

總體可分為工程材料和功能材料。工程材料可以分為高強高韌材料、耐高溫抗熱震材料、耐磨耐腐蝕材料各種界面材料以及其他材料；功能材料分為電學材料、光學材料和生物材料三種；電學材料可以分為壓電材料、磁性材料、電導材料、熱電材料、電子材料以及敏感材料；光學材料可以分為導光材料、透光材料和光信息材料；生物材料則可以分為生物惰性材料、生物體內(nèi)可控表面活性材料、生物體內(nèi)可吸收材料。

3無機非金屬材料的分類的展望

按照其類型逐一展望。

3.1新型玻璃

新型玻璃應(yīng)該在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上運用溶膠-凝膠、CVD、超急冷以及失重等工藝，通過各種微觀方法實現(xiàn)新型玻璃領(lǐng)域的突破。

3.1.1新型的激光玻璃

未來會生產(chǎn)出輸出功率更為強悍、性能品質(zhì)更加優(yōu)良的摻餌玻璃以及磷酸鹽類型的激光玻璃，還有更新的激光放大纖維等材料。

3.1.2光集成電路玻璃

其制作方法為離子交換法，制成的成品玻璃成分包含F(xiàn)eo、Ce203等，本身能散發(fā)出磁光以及熱光等效應(yīng)。

3.1.3超平玻璃

這種玻璃主要的應(yīng)用范圍為光存儲器，還可以應(yīng)用在光磁存儲器和大型液晶顯等基板上面，對于那些大規(guī)模以及特大規(guī)模類型的光掩用途模板也起到較大作用。

3.2高性能陶瓷

這種陶瓷材料在性能上體現(xiàn)出極強的優(yōu)點，比如能夠抵抗高溫、強度和硬度系數(shù)都很高等，因而在航天和電子領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

3.2.1結(jié)構(gòu)陶瓷

制作材料為碳化硅、氧化鋁以及莫來石等，改進措施為增加韌性、改善纖維強度，對材料的內(nèi)部構(gòu)成進行調(diào)節(jié)，使之具有堅硬、耐磨、抗腐蝕等特性，可以對軸承、不銹鋼等材料進行更新?lián)Q代，可直接制作成發(fā)動機和電極材料等進行運用，具有使用延長壽命、節(jié)能等效果。

3.2.2功能陶瓷

其在功能方面起到的作用為絕緣、堅硬、光敏和熱敏等，可以用在壓電元件和磁記錄存儲等領(lǐng)域，使其成為促進信息產(chǎn)品容量擴大、密度增大的有力武器。

3.3人工晶體

這個材料的應(yīng)用范圍很廣，而且前進步伐迅速。晶體原有形態(tài)和功能以及用途不斷被刷新，而且新型的晶體也在不斷地取代傳統(tǒng)類型晶體，比如金剛石之所以被廣泛應(yīng)用就是因為其在硬度方面體現(xiàn)出超高的性能，其實它還具有高導熱的特殊功能，可以利用這個方面將其當做熱沉材料進行應(yīng)用，使其具有半導體功能，讓其在信息技術(shù)領(lǐng)域得到應(yīng)用。人造水晶原本是用來發(fā)揮壓電效能的，但是經(jīng)過對其功能進行探索，其應(yīng)用領(lǐng)域也變得開闊，當前還應(yīng)用在延遲線以及表面波器件之中。另外，可以對輻射產(chǎn)生抵抗功能的水晶還被廣泛地應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域，甚至可以在軍事領(lǐng)域發(fā)揮出很大作用。

4總結(jié)

無機非金屬材料在高科技領(lǐng)域占有重要地位，是伴隨高科技進步而出現(xiàn)的朝陽產(chǎn)業(yè)，具有很強的發(fā)展?jié)摿蜕?，必定在將來的競爭中脫穎而出，因此已經(jīng)受到各方面的重視。本文分（下轉(zhuǎn)第129頁）（上接第119頁）析了無機非金屬材料在經(jīng)濟發(fā)展中的地位，詳細地對其分類進行解讀，展望了其應(yīng)用前景。

【參考文獻】

［1］欒志軍.材料的分類及優(yōu)化檢索系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].青島大學,2011.

第8篇：功能材料專業(yè)范文

料的應(yīng)用十分廣泛，小到燈泡、電池、手機、服裝，大到機械設(shè)備、樓宇住房、交通工具、宇宙飛船、航空母艦，對國家和百姓須臾不可缺少。

隨著科學技術(shù)的不斷進步，出現(xiàn)了在性能和功能上與傳統(tǒng)材料有所不同的新型材料，如碳纖維材料、半導體照明材料、稀土功能材料、納米材料、超導材料等。

有專家表示，中國是材料大國，但不是材料強國；欲謀強者之地位，必推新材料。

作為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，新材料越來越受到政府的重視和市場的追捧。新材料體現(xiàn)著一個國家科技和工業(yè)發(fā)展的水平，具有基礎(chǔ)和先導作用，也是長期以來制約我國制造業(yè)發(fā)展和節(jié)能減排目標實現(xiàn)的瓶頸，對于支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，保障國家重大工程建設(shè)，具有重要戰(zhàn)略意義。

分享萬億產(chǎn)業(yè)盛宴

新材料“十二五”規(guī)劃提出，到2015年，我國新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達2萬億，年均增長率25%。到2020年，新材料產(chǎn)業(yè)將成為國民經(jīng)濟的先導產(chǎn)業(yè)。

中國材料研究學會咨詢部主任唐見茂教授對本刊記者說，“新材料產(chǎn)業(yè)從‘十五’到‘十一五’期間，年均增長率都保持在10%以上，有的測算結(jié)果甚至達到20%，但目前還沒有官方的權(quán)威數(shù)據(jù)，說明我國的新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，保持著強勁的發(fā)展勢頭。去年《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》以后，為新材料產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的機遇，未來五年新材料將迎來一個全新的發(fā)展時期?！?/p>

按照《規(guī)劃》，未來五年，我國將打造10個銷售收入超過150億元的新材料綜合龍頭企業(yè)；培育20個銷售收入超過50億元的新材料專業(yè)性骨干企業(yè)；建成若干年產(chǎn)值超過300億元的新材料產(chǎn)業(yè)基地和產(chǎn)業(yè)集群。

工信部對新材料的解釋是，指已經(jīng)形成的或正在發(fā)展的具有傳統(tǒng)材料所不具有的特殊性能和特殊功能的材料。各省市在界定新材料概念和產(chǎn)業(yè)時根據(jù)本地特色又有所差異。例如江蘇省是這樣認定的，新材料是指新近發(fā)展的或正在研發(fā)的、性能超群的材料，具有比傳統(tǒng)材料更為優(yōu)異的性能，滿足下列條件之一的材料：一是新出現(xiàn)或正在發(fā)展的具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能的材料；二是高技術(shù)發(fā)展需要，具有特殊性能的材料；三是由于采用新技術(shù)（工藝、裝備），使新材料性能比原有性能明顯提高，或出現(xiàn)新的功能的材料。

新材料在學界被分為金屬材料、無機非金屬材料、有機非金屬材料、復合材料四種；而在新材料“十二五”規(guī)劃中被細分為特種金屬功能材料、高端金屬結(jié)構(gòu)材料、先進高分子材料、新型無機非金屬材料、高性能復合材料、前沿新材料六大類。

據(jù)了解，特種金屬功能材料包括稀土功能材料、稀有金屬功能材料、半導體材料等；高端金屬結(jié)構(gòu)材料包括高性能鋼鐵、新型輕合金等；先進高分子材料包括特種橡膠、工程塑料、功能性膜材料、高性能氟硅材料、高端涂料等；新型無機非金屬材料包括先進陶瓷、特種玻璃、新型碳材料等；高性能復合材料包括樹脂基復合材料、碳/碳復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料以及碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維等高性能增強纖維；前沿新材料包括納米材料、生物材料、智能材料、超導材料等。

關(guān)注六大投資重點

參與《規(guī)劃》審定的中國材料研究學會咨詢部主任唐見茂教授指出，“十二五”時期，新材料產(chǎn)業(yè)有六大發(fā)展重點和投資亮點，分別是特殊鋼材料、新型輕合金材料、稀土功能材料、碳纖維復合材料、電子信息材料、半導體照明材料。另外還有納米、超導等前沿基礎(chǔ)材料，雖然沒有形成產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，但必須提前謀劃和推進，要搶占未來科技和產(chǎn)業(yè)的制高點。

高品質(zhì)特殊鋼和高強新型輕合金等高性能結(jié)構(gòu)材料，主要滿足核電、航空航天、城市軌道交通、高速鐵路、海工、特高壓電網(wǎng)、汽車輕量化以及其他國民經(jīng)濟的重大工程需求。目前與西方發(fā)達國家差距比較大。

五礦證券認為，高端鋼鐵以特鋼為主，包括不銹鋼、工具鋼、模具鋼和高速鋼為代表的高端產(chǎn)品，目前國內(nèi)產(chǎn)能占比僅5%，是未來鋼鐵行業(yè)升級的主要方向。其中，中原特鋼、西寧特鋼、大冶特鋼各具優(yōu)勢。

新型金屬合金中，鈦、鎂合金受益航空工業(yè)和汽車工業(yè)的快速發(fā)展，將成為“十二五”期間最有潛力的合金材料，寶鈦股份、云海金屬等上市公司將受益。另外，上海交通大學在鎂合金研發(fā)方面具有一定優(yōu)勢。

我國稀土資源非常豐富，稀土被稱之為工業(yè)的“維生素”，也被譽為21世紀新材料的“寵兒”。應(yīng)用遍及航天、航空、汽車、機械、電子、醫(yī)學、電力等13個領(lǐng)域的40多個行業(yè)。

“中國是世界上最大的稀土生產(chǎn)和消費國，形成了集資源開發(fā)、冶煉加工、新材料應(yīng)用等于一體的較為完整的稀土產(chǎn)業(yè)體系，但仍存在著高端應(yīng)用研發(fā)滯后、資源利用率不高、應(yīng)用產(chǎn)業(yè)規(guī)模和水平偏低等問題?！?工信部原料司司長陳燕海在2011稀土新材料應(yīng)用交流會上表示，中央財政將加大在稀土科研、應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展、高端制造等方面的支持力度，進一步發(fā)揮稀土資源優(yōu)勢。

唐見茂指出，稀土功能材料是一個市場熱點，未來五年重點發(fā)展稀土永磁、稀土發(fā)光，稀土儲能，我國稀土永磁中的釹鐵硼位居世界前列，但高端的產(chǎn)品和自主創(chuàng)新的能力有待進一步提高。我國已出臺了稀土的準入制度，對稀土產(chǎn)業(yè)進一步規(guī)范，“十二五”期間，國家還要加大稀土產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度。

據(jù)報道，未來5年，科技部將劃撥總額3.5億元的扶持資金，用于重點支持稀土材料的應(yīng)用研發(fā)。目前，稀土永磁市場規(guī)模最大。業(yè)內(nèi)人士指出，稀土永磁需求繼續(xù)看漲，電動汽車達到百萬輛后永磁材料需求將達萬噸以上，綜合來看磁性材料平均增速在20%以上。代表公司有包鋼稀土、中科三環(huán)、安泰科技、寧波韻升、銀河磁體。

碳纖維在我國經(jīng)過了40年的發(fā)展，目前技術(shù)水平與國外相比還有比較大的差距。它體現(xiàn)了一個國家材料工業(yè)發(fā)展的水平，也體現(xiàn)了一個國家的綜合科技實力，它是一種全新概念的新材料，也是一種具有前沿技術(shù)和產(chǎn)業(yè)效益的新材料。

唐見茂對記者說，“碳材料從有機高分子材料轉(zhuǎn)變而來，優(yōu)勢是輕質(zhì)高強，主要用機結(jié)構(gòu)，比鋁合金還減重20%～40%，節(jié)能效果好，體現(xiàn)著巨大的經(jīng)濟效益。美國波音787夢想飛機50%的結(jié)構(gòu)都采用碳纖維復合材料，燃油量可以減少20%?！?/p>

據(jù)了解，碳纖維是含碳量高于90%的無機高分子纖維。碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經(jīng)碳化制成，其中，以聚丙烯腈為原料的碳纖維占市場份額75%。

華創(chuàng)證券分析報告指出，世界碳纖維需求每年將以大約13%的速度增長，前景看好。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前在建或計劃建設(shè)規(guī)模較大的碳纖維項目包括中鋼吉炭江城碳纖維、藍星碳纖維、中油吉化碳纖維等項目。從事碳纖維生產(chǎn)的上市公司有中鋼吉炭、金發(fā)科技等。

“十二五”末期，電子信息材料行業(yè)總產(chǎn)值將達到2500億元，較“十一五”基礎(chǔ)上增長50%以上。高端電子材料將占全行業(yè)產(chǎn)品的40%至50%，國產(chǎn)材料配套能力提高到40%至50%，將重點發(fā)展半導體材料、儲能材料、光電子材料及新型元器件材料。

唐見茂指出，“電子信息材料，近二三十年以高純硅材料為主，因特爾準備棄用正在使用的第三代硅材料，而采用一種新的金屬材料制造芯片，通俗地講，以后的芯片是金屬而不是沙子。金屬材料做芯片比硅材料有許多優(yōu)點，可以克服大規(guī)模集成電路的散熱問題，提高運算速度，達到每秒幾十億次以上。電子信息材料發(fā)展前景廣闊。”

據(jù)悉，電子信息材料與國外差距較大，自給率不足50%。相關(guān)上市公司有超聲電子、拓日新能、生益科技、乾照光電等。

半導體照明材料是重要的新型功能材料之一，這個行業(yè)的發(fā)展對于發(fā)展中國的低碳照明、節(jié)能環(huán)保有著十分重要的意義。目前，半導體照明材料中發(fā)展最快的是LED。

“LED行業(yè)目前在整個市場上的滲透率僅有5%~7%。未來十年，整個LED產(chǎn)業(yè)鏈，有可能形成5000億~10000億元的市場規(guī)模。”華中科技大學教授、LED封裝技術(shù)專家劉勝表示，“半導體照明材料是LED產(chǎn)業(yè)的基石，這可能給GDP增加1至2個百分點，這樣的產(chǎn)業(yè)優(yōu)先發(fā)展是具有極強戰(zhàn)略意義的。”

唐見茂也指出，“這種材料的應(yīng)用潛力也是不可限量的，節(jié)能效果明顯，使用壽命較長，目前最大的制約因素是成本問題，一些核心技術(shù)沒有完全突破。產(chǎn)業(yè)鏈的上游環(huán)節(jié)功率型芯片80%依賴國外進口，中下游應(yīng)用產(chǎn)品發(fā)展很快?！?/p>

數(shù)據(jù)顯示，我國半導體照明生產(chǎn)企業(yè)超過3000家，其中70%集中于下游產(chǎn)業(yè)，且技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。比較有發(fā)展?jié)摿Φ墓居蟹鹕秸彰?、陽光照明等?/p>

除了以上六個重要發(fā)展領(lǐng)域，為應(yīng)對老齡化社會挑戰(zhàn)的生物醫(yī)用材料、落實節(jié)能環(huán)保任務(wù)要求的綠色建筑材料和動力電池材料也將獲得大力支持。

破解兩個突出問題

新材料雖然排在七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)第六位，并不能說它不重要。“什么東西都離不開新材料。”中國材料研究學會咨詢部主任唐見茂表示。

據(jù)統(tǒng)計，全國有30個省市將新材料納入了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。不管是經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，還是資源豐富地區(qū)紛紛上馬新項目。許多業(yè)內(nèi)人士對此表達了擔憂，現(xiàn)在的重復建設(shè)已經(jīng)露頭，各地都在圈地建產(chǎn)業(yè)園，拉項目，照此下去，幾年之后又會出現(xiàn)諸如汽車、多晶硅等產(chǎn)能過剩問題。

唐見茂對本刊記者說，我國的新材料產(chǎn)業(yè)主要面臨兩大挑戰(zhàn)，“一是自主創(chuàng)新能力不足，雖然我國新材料的創(chuàng)新水平逐年在提高，發(fā)展很快，一些新材料的技術(shù)不斷在突破，關(guān)鍵新材料產(chǎn)品的自給率在上升，新材料產(chǎn)業(yè)和企業(yè)規(guī)模在不斷擴大，但與發(fā)達國家相比還有較大差距，企業(yè)的創(chuàng)新主體地位沒有形成，一些關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品還依賴進口，跟蹤、仿制的比較多，進口裝備的技術(shù)消化、吸收還要加強。二是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，重復建設(shè)、惡性競爭比較嚴重，企業(yè)規(guī)模小，實力弱，比較分散?！?/p>

同樣，在資本市場，新材料概念的炒作不斷升級，市場上相對充裕的資金進入該行業(yè)對其發(fā)展確實帶來了利好，但過多的資本進入難免會堆砌泡沫，對市場產(chǎn)生負面影響，中投顧問高級研究員賀在華指出。

很多地方官員也表示，社會資本熱情很高，現(xiàn)在的問題不在于找不來錢，而在于進行合理的規(guī)劃設(shè)計，保證產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高度。

9月6日，工業(yè)和信息化部部長苗圩在第一屆中國國際新材料產(chǎn)業(yè)博覽會致辭中指出，新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展要遵循以下原則：一是堅持市場導向。緊緊圍繞國民經(jīng)濟和社會發(fā)展重大需求，充分發(fā)揮市場配置資源的基礎(chǔ)性作用，加強規(guī)劃政策引導和體制機制創(chuàng)新，加大新材料推廣應(yīng)用和市場培育。二是強化創(chuàng)新驅(qū)動。加大原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新力度，充分利用全球創(chuàng)新資源，努力突破制約新材料發(fā)展的核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備，著力提高新材料自主創(chuàng)新能力。三是突出發(fā)展重點。加快發(fā)展科技含量高、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好、市場潛力大的關(guān)鍵新材料，選擇最有可能率先突破和做大做強的領(lǐng)域予以重點推進，支持有條件的地區(qū)率先發(fā)展。四是加強協(xié)調(diào)推進。堅持產(chǎn)學研用一體化發(fā)展和軍民融合式發(fā)展，加強與下游產(chǎn)業(yè)相銜接，在原材料工業(yè)改造提升中不斷催生新材料，帶動材料工業(yè)升級換代。五是注重節(jié)能環(huán)保。高度重視新材料研發(fā)、制備和使用全過程的環(huán)境友好性，走低碳環(huán)保、節(jié)能高效、循環(huán)安全的可持續(xù)發(fā)展道路。

唐見茂表示，新材料產(chǎn)業(yè)要做強做優(yōu)，必須雙管齊下，從自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整上下功夫，提高自主創(chuàng)新水平和關(guān)鍵產(chǎn)品的自給率，構(gòu)建獨立自主的創(chuàng)新體系，和完整的產(chǎn)業(yè)體系，滿足國家重大工程和國民經(jīng)濟的發(fā)展需求。

對于如何提高我國新材料的創(chuàng)新能力，他指出，首先國家的產(chǎn)業(yè)體制要改革，真正形成產(chǎn)學研一體化，建立創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化運用機制。其次要鼓勵、支持大型企業(yè)和龍頭企業(yè)重視研發(fā)投入，提高創(chuàng)新水平。國外的跨國公司和骨干企業(yè)是創(chuàng)新主體，如波音、杜邦、因特爾，自己都有一套有效的創(chuàng)新機制。我國大多數(shù)企業(yè)的創(chuàng)新機制還不健全，企業(yè)稅負過重，研發(fā)的投入很少，不到5%。第三加強人才特別是領(lǐng)軍人才的培養(yǎng)，要改革人才培養(yǎng)模式和科研體制，領(lǐng)軍人才應(yīng)該親臨科研第一線。第四營造良好的創(chuàng)新氛圍和環(huán)境，提供更多的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)機會，使真正有才華和成果的人才脫穎而出。

第9篇：功能材料專業(yè)范文

主要研究方向：

有機合成方法學，金屬有機化學，天然產(chǎn)物及藥物化學，有機功能材料化學。

具體研究課程：

1、非活潑化學鍵的官能化、離子液體的綠色合成、不對稱合成化學相關(guān)的有機合成反應(yīng)方法學研究；