材料研究方法知识小结

材料研究方法知识小结（精选5篇）

材料研究方法知识小结 篇1

1、本质是电磁辐射

2、x射线产生：在高真空中，凡高速运动的电子碰到任何障碍物时，均能产生X射线，对于其他带电的基本粒子也有类似现象发生。电子式X射线管中产生X射线的条件可归纳为：（1，以某种方式得到一定量的自由电子；（2，在高真空中，在高压电场的作用下迫使这些电子作定向高速运动；（3，在电子运动路径上设障碍物以急剧改变电子的运动速度。

3特征x射线：是具有特定波长的X射线，也称单色X射线。阴极发射的电子轰击靶时，原子中较高能级上的电子便将自发的跃迁到该内层空位上去，同时伴随有多余的能量的释放x射线释放。

4X射线与物质相互作用，主要有二次电子、背散射电子、特征X射线、俄歇电子、吸收电子、透射电子

5、俄歇电子：原子中一个K层电子被激发出以后，L层的一个电子跃迁入K层填补空白，剩下的能量不是以辐射

6、二次电子：是指被入射电子轰击出来的核外电子

7、布拉格公式：dHKL 表示HKL 晶面的面网间距，θ角表示掠过角或布拉格角，即入射X射线或衍射线与面网间的夹角，λ表示入射X射线的波长。该公式有二个方面用途：

（1）已知晶体的d 值。通过测量θ，求特征X 射线的λ，并通过λ判断产生特征X 射线的元素。这主要应用于X 射线荧光光谱仪和电子探针中。

（2）已知入射X 射线的波长，通过测量θ，求晶面间距。并通过晶面间距，测定晶体结构或进行物相分析。

衍射产生的充分必要条件是（满足布拉格方程且不存在消光现象）

8、X射线衍射方法：单晶：照相法（转晶法、劳厄法）、四圆衍射仪法。多晶（照相法）和（X射线衍射仪法）

9、衍射仪法。

构造：四个部分：1.X射线发生系统2.测角仪，3.探测与记录系统4.控制系统

样品要求：粉末细、有代表、三要素：① 衍射线的峰位；② 线形；③ 强度

峰位确定：

1、峰顶法

2、切线法

3、半高宽中点法 4、7/8高度法

5、中点连线法 10定性分析与定量分析

原理分别： 物相定性分析的原理：X射线在某种晶体上的衍射必然反映出带有晶体特征的特定的衍射花样（衍射位置θ、衍射强度I），而没有两种结晶物质会给出完全相同的衍射花样，所以我们才能根据衍射花样与晶体结构一一对应的关系，来确定某一物相。

根据X射线衍射强度公式，某一物相的相对含量的增加，其衍射线的强度亦随之增加，所以通过衍射线强度的数值可以确定对应物相的相对含量。由于各个物相对X射线的吸收影响不同，X射线衍射强度与该物相的相对含量之间不成线性比例关系，必须加以修正。

定性步骤：

1、确定d值和强度I/I0值（估计）

2、查索引

3、得到编号

4、查卡片

5、确定物质或物相

11如何利用X射线衍射方法研究晶体的有序—无序转变（举例说明）某些固溶体在发生有序化转变后，不同元素的原子将固定地占据单胞中某些特定位置，晶体的衍射线条分布亦将随之变化。可利用X射线衍射时，衍射线的出现与消失来研究晶体的有序—无序转变。如对于TiAl，高温时为无序的体心立方晶体，低温时为有序的体心立方晶体。无序时：Ti或Al占据A或B点的几率各为50%，f平均=0.5fNi+0.5fAl；注：A为顶点，B为体心点。有序时: Ti 100%占据A位，Al 100%占据B位,则 Fhkl=fNi±fAl则：Fhkl=fNi-fAl≠0,由本该消光的地方，重新出现衍射条纹，可判断无序向有序的转变，反之亦

2 分辨率：是指成像物体上能分辨出的两个物点的最小距离。对电镜分辨本领起作用的是球差、象散、色差和衍射效应

说明影响光学显微镜和电磁透镜分辨率的关键因素是什么？如何提高电磁透镜的分辨率？ 解：光学显微镜的分辨本领取决于照明光源的波长，主要受衍射效应影响。电磁透镜的分辨率由衍射效应和球面像差来决定，球差是限制电磁透镜分辨本领的主要因素。若只考虑衍射效应，在照明光源和介质一定的条件下，孔径角α越大，透镜的分辨本领越高。若同时考虑衍射和球差对分辨率的影响，关键在确定电磁透镜的最佳孔径半角，使衍射效应斑和球差散焦斑的尺寸大小相等。投射电镜TEM 1说明透射电镜的工作原理及在材料科学研究中的应用

工作原理: 电子枪发射的电子束在阳极加速电压作用下加速，经聚光镜会聚成平行电子束照明样品，穿过样品的电子束携带样品本身的结构信息，经物镜、中间镜、投影镜接力聚焦放大，以图像或衍射谱形式显示于荧光屏。

应用：早期的透射电子显微镜功能主要是观察样品形貌，后来发展到可以通过电子衍射原位分析样品的晶体结构。具有能将形貌和晶体结构原位观察的两个功能是其它结构分析仪（如光镜和X射线衍射仪）所不具备的。透射电子显微镜增加附件后，其功能可以从原来的样品内部组织形貌观察（TEM）、原位的电子衍射分析（Diff），发展到还可以进行原位的成分分析（能谱仪EDS、特征能量损失谱EELS）、表面形貌观察（二次电子像SED、背散射电子像BED）和透射扫描像（STEM）

2构造：透射电镜主要由几大系统构成？各系统之间关系如何？ 透射电镜由电子光学系统、电源与控制系统及真空系统三部分组成。电子光学系统通常称镜筒，是透射电子显微镜的核心，它的光路原理与透射光学显微镜十分相似，其他系统为辅助系统。它分为三部分，即照明系统、成像系统和观察记录系统。

照明系统由电子枪、聚光镜和相应的平移对中、倾斜调节装置组成。其作用是提供一束高亮度、照明孔径角小、平行度好、束流稳定的照明源。为满足明场像和暗场像需要，照明束可在 2错误！未找到引用源。~3错误！未找到引用源。范围内倾斜

3、TEM的主要性能指标：分辨率、放大倍数、加速电压

4、样品：小而薄、无变形、无假象

制备方法：1.支持膜法（粉末试样）2.薄膜法（块状样品制备）3.复型法 5衬度？TEM能产生哪几种衬度象，是怎样产生的，都有何用途？ 衬度是指图象上不同区域间明暗程度的差别。

A质厚衬度 是由于样品不同微区间存在的原子序数或厚度的差异而形成的(对电子散射能力的不同，适用于对复型膜试样电子图象作出解释。

B衍射衬度 晶体试样在进行电镜观察时，由于各处晶体取向不同和(或)晶体结构不同，满足布拉格条件的程度不同，使得对应试样下表面处有不同的衍射效果，从而在下表面形成一个随位置而异的衍射振幅分布，形成的衬度，衍衬技术被广泛应用于研究晶体缺陷。

明场像:物镜光栏将衍射束挡掉，只让透射束通过而得到图象衬度的方法称为明场成像，所得的图象称为明场像。暗场像:用物镜光栏挡住透射束及其余衍射束，而只让一束强衍射束通过光栏参与成像的方法，称为暗场成像，所得图象为暗场像。中心暗场像入射电子束相对衍射晶面倾斜角，此时衍射斑将移到透镜的中心位置，该衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像 C位衬度象 如果透射束与衍射束可以重新组合，从而保持它们的振幅和位相，则可直接得到产生衍射的那些晶面的晶格象，或者一个个原子的晶体结构象。这就是相位衬度象，仅适于很薄的晶体试样(≈100Å)。3 电子衍射

1、电子衍射与X射线的衍射相比的特点：

1）衍射角很小，一般为1-2度。2）物质对电子的散射作用强，电子衍射强，摄取电子衍射花样的时间只需几秒钟，而X射线衍射则需数小时。3）晶体样品的显微像与电子衍射花样结合，可以作选区电子衍射4）电子衍射花样变复杂，不能象X射线那样从测量衍射强度来广泛的测定结构5）试样制备工作较X射线复杂；在精度方面也远比X射线低

2、简要说明多晶（纳米晶体）、单晶及非晶衍射花样的特征及形成原理。解：多晶体的电子衍射花样是一系列不同半径的同心圆环 单晶衍射花样是由排列得十分整齐的许多斑点所组成的 非晶态物质的衍射花样只有一个漫散中心斑点

单晶花样是一个零层二维倒易截面，其倒易点规则排列，具有明显对称性，且处于二维网络的格点上。因此表达花样对称性的基本单元为平行四边形。单晶电子衍射花样就是(uvw)*0零层倒易截面的放大像。

多晶试样可以看成是由许多取向任意的小单晶组成的。故可设想让一个小单晶的倒易点阵绕原点旋转，同一反射面hkl的各等价倒易点（即（hkl）平面族中各平面）将分布在以1/dhkl为半径的球面上，而不同的反射面，其等价倒易点将分布在半径不同的同心球面上，这些球面与反射球面相截，得到一系列同心园环，自反射球心向各园环连线，投影到屏上，就是多晶电子衍射图。

非晶的衍射花样为一个圆斑

3花样标定：单晶花样分析：指数直接标定法、比值法(偿试－校核法)、标准衍射图法 4 扫描电镜（SEM）

1结构:主要包括有电子光学系统、扫描系统、信号收集系统、图象显示和记录系统、电源和真空系统等。

2工作原理及其在材料研究中的应用

工作原理：SEM是利用聚焦电子束在样品上扫描时激发的某种物理信号来调制一个同步扫描的显象管在相应位置的亮度而成象的显微镜。

应用：扫描电镜就是这样采用逐点成像的方法，把样品表面不同的特征，按顺序、成比例地转换为视频传号，完成一帧图像，从而使我们在荧光屏上观察到样品表面的各种特征图像。3样品与物质作用：二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线、俄歇电子、阴极发光和透射电于等

4主要性能与特点：:放大倍率高（M=Ac/As）分辨率高（d0=dmin/M总）景深大（F≈ d0/β）保真度好、样品制备简单 5扫描电镜衬度像

二次电子像：表面形貌衬度，利用对样品表面形貌变化敏感的物理信号作为调节信号得到的一种象衬度。二次电子像分辨率比较高，适用于显示形貌衬度

背散射电子像：背散射电子像具有样品表面化学成分和表面形貌的信息成分衬度。1样品表面上平均原子序数Z大的部位形成较亮的区域；平均原子序数较低的部位形成较暗的区域。2.形貌衬度 分辨率远比二次电子低。背反射电子是来自一个较大的作用体积.比较：二次电子像分辨率高，立体感强，主要反映形貌特征

背散射电子像分辨率低，立体感差，但既能反映形貌特征，又能定性探测元素分布。6样品：为啥投射电镜的样品要求非常薄 而扫描电镜没有此要求？

答：透射电子显微镜成像时，电子束是透过样品成像。由于电子束的穿透能力比较低，用于透射电子显微镜分析的样品必须很薄。由于扫描电镜是依靠高能电子束与样品物质的交互作用，产生了各种信息：二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线、俄歇电子、阴极发光和透射电于等。且这些信息产生的深度不同，故对厚度无明确要求 7分辨率扫描电镜的分辨率受哪些因数的影响，如何提高？

答：1）扫描电子束的束斑直径：束斑直径越小，分辨率越高。2）入射电子束在样品中的扩展效应：与样品原子序数有关，轻元素样品，梨形作用体积；重元素样品，半球形作用体积。3）操作方式及所用的调制信号4）还受信噪比、杂散磁场、机械振动等因素影响。8要在观察断口形貌的同时，分析断口上粒状夹杂物的化学成分，选择什么仪器？简述具体的分析方法。

答：要在观察断口形貌的同时，分析断口上粒状夹杂物的化学成分，应选用配置有波谱仪或能谱仪的扫描电镜。具体的操作分析方法是：先扫描不同放大倍数的二次电子像，观察断口的微观形貌特征，选择并圈定断口上的粒状夹杂物，然后用波谱仪或能谱仪定点分析其化学成分（确定元素的种类和含量）。

比较

5 9．扫描电镜的成像原理与透射电镜有何不同? 答：两者完全不同。投射电镜用电磁透镜放大成像，而扫描电镜则是以类似电视机摄影显像的方式，利用细聚焦电子束在样品表面扫描时激发出的各种物理信号来调制而成。10表面形貌衬度和原子序数衬度各有什么特点？ 答：表面形貌衬度是由于试样表面形貌差别而形成的衬度。利用对试样表面形貌变化敏感的物理信号调制成像，可以得到形貌衬度图像。形貌衬度的形成是由于某些信号，如二次电子、背散射电子等，其强度是试样表面倾角的函数，而试样表面微区形貌差别实际上就是各微区表面相对于入射电子束的倾角不同，因此电子束在试样上扫描时任何两点的形貌差别，表现为信号强度的差别，从而在图像中形成显示形貌的衬度。二次电子像的衬度是最典型的形貌衬度。由于二次电子信号主要来自样品表层5-10nm深度范围，它的强度与原子序数没有明确的关系，而仅对微区刻面相对于入射电子束的位向十分敏感，且二次电子像分辨率比较高，所以特别适用于显示形貌衬度。

原子序数衬度是由于试样表面物质原子序数（或化学成分）差别而形成的衬度。利用对试样表面原子序数（或化学成分）变化敏感的物理信号作为显像管的调制信号，可以得到原子序数衬度图像。背散射电子像、吸收电子像的衬度都含有原子序数衬度，而特征X射线像的衬度就是原子序数衬度。粗糙表面的原子序数衬度往往被形貌衬度所掩盖，为此，对于显示原子序数衬度的样品，应进行磨平和抛光，但不能浸蚀。

电子探针仪

6 1原理：用细聚焦电子束入射样品表面，激发出样品元素的特征X射线 2定性分析原理：电子束轰击试样表面激发的特征x射线，λ与样品材料的Z有关，测出λ，即可确定相应元素的Z。

3定量分析原理：某种元素的特征x射线强度与该元素在样品中的浓度成比例，测出x射线强度I，就可计算出该元素的相对含量

4波谱仪（WDS）用来测定特征波长的谱仪叫波长分散谱仪

5能谱仪(EDS)用来测定x射线特征能量的谱仪叫能量分散谱仪。

6应用：(1)组分不均匀合金试样的微区成分分析(2)扩散对试样中成分梯度的测定

(3)相图低温等温截面的测定(4)金属／半导体界面反应产物

扫描隧道显微镜STM 1原理：扫描隧道显微镜的基本原理是将原子尺度尖锐的探针和被研究物质的表面作为两个电极，当样品与针尖的距离非常接近(通常小于1nm)时，在外加电场的作用下，电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。

2结构：隧道针尖、三维扫描控制器、减震系统、电子学控制系统 3模式：恒电流，恒高

4影响分辨率和图像质量的因素1对针尖的要求：具有高的弯曲共振频率、针尖的 尖端很尖(最好尖端只有一个原子)、针尖的化学纯度高；2压电陶瓷的精度要足够高；

3减震系统的减震效果要好，可采用各种减震系统的综合使用；4电子学控制系统的采集和反馈速度和质量；5样品的导电性对图像也有一定的影响。6各种参数的选择要合适。

原子力显微镜AFM 1原理：将一个对微弱力极敏感的弹性微悬臂一端固定。另一端的针尖与样品表面轻轻接触。当针尖尖端原子与样品表面间存在极微弱的作用力(10-8--10-6N)时，微悬臂会发生微小的弹性形变，针尖和样品之间的作用力与距离有强烈的依赖关系（遵循胡克定律）。2结构：力检测部分、位置检测部分、反馈系统。

3工作模式：接触模式、非接触模式、轻敲模式、侧向力模式

4AFM假象：针尖成像、钝的或污染的针尖、双针尖或多针尖假象、样品上污物引起的、样品-针尖间的作用力太小

5样品：可以是有机固体、聚合物以及生物大分子

扫描探针显微镜应用：检测材料的性能、呈现原子或分子的表面特性、用于研究物质的动力学过程、操纵和移动单个原子或分子

热分析：在程序控制温度下，测量物质的物理性质随温度变化的一类技术 7 1热重法（TG）是在程序控制温度下，测量物质的质量与温度关系的一种技术.DTG是TG曲线对温度或时间的一阶导数

影响TG曲线的主要因素:1仪器因素——浮力、试样盘、挥发物的冷凝等；

2实验条件——升温速率、气氛等；3试样的影响——试样质量、粒度等

试样要求：试样为粉末样品，试样量要少，一般3～10 mg 应用：（1）无机物、有机物及聚合物的热分解；（2）金属在高温下受各种气体的腐蚀过程；（3）固态反应；（4）矿物的煅烧和冶炼；（5）液体的蒸馏和汽化；（6）煤、石油和木材的热

解过程；（7）含湿量、挥发物及灰分含量的测定；（8）升华过程；（9）脱水和吸湿；（10）爆炸材料的研究；（11）反应动力学的研究；（12）发现新化合物；（13）吸附和解吸；（14）反应机制的研究。2差热分析（DTA）：在程序控制温度下，测量物质与参比物之间的温度差（ΔT）与温度关系的一种技术

DTA曲线：DTA谱图的横坐标为温度T（或时间t），纵坐标为试样与参比物温差△T DTA曲线的影响因素：内因：试样本身的性质（热特性）

外因：① 仪器结构：加热炉形状、尺寸；坩埚材料、形状；热电偶位置、性能。

② 操作条件：加热速度；样品粒度、用量；压力、气氛。DTA的应用：（1）研究结晶转变、二级转变。（2）追踪熔融、蒸发等相变过程。（3）用于分解、氧化还原、固相反应等的研究。（4）可用于部分化合物的鉴定。3差示扫描量热（DSC）：是在程序控制温度下，测量输给物质和参比物的功率差与温度关系的一种技术。

分类：功率补偿型差示扫描量热仪和热流型差示扫描量热仪。

曲线：纵坐标dH/dt－热流率，样品吸、放热的速率，mJ/s，横坐标温度

影响DSC的因素：实验条件的影响（1）升温速率：复杂（2）气氛：峰温和热焓值

样品的影响（1）样品用量：不要过多（2）样品形态：粒度均匀（3）样品热历史：

将样品在玻璃化温度以上退火处理

DSC的应用：适合于研究伴随焓变或比热容变化的现象。

焓变的测定、纯度的测定、比热容的测定、玻璃化转变温度的测定、共混聚合物鉴定

光谱分析:基于电磁辐射与材料相互作用产生的特征光谱波长与强度进行材料分析的方法。

8 紫外、可见光吸收光谱

1产生原理：分子中价电子能级跃迁

2术语：生色团：产生紫外或可见吸收的不饱和基团。

助色团其本身是饱和基团(常含杂原子)，它连到生色团上时，能使后者吸收波长变长或(和)吸收强度增加

蓝移(blue shift)吸收峰向短波长方向移动 红移(red shift)吸收峰向长波长方向移动

减色效应 使吸收强度减小的效应

增色效应 使吸收强度增加的效应 3谱带分成四种类型，即R吸收带、K吸收带、B吸收带和E吸收带 4光的吸收定律 ：溶液的吸光度A： A=-lgT＝lg(I0/I)=abc

a称为吸收系数，b-吸收层厚度；c-被测物质质量分数 5图谱：横坐标：波长，纵座标：吸收率或透过率

6影响紫外光谱的因素 1）助色基的影响（使最大吸收向长波位移，颜色加深）

2）空间位阻效应的影响（共轭作用减弱）3）超共轭效应影响4）溶剂的影响（ππ* 跃迁，溶剂极性增加，吸收红移。nπ* 跃迁，溶剂极性增加，吸收蓝移。）紫外-可见光谱法应用：化合物的鉴定、纯度检查、异构体的确定、位阻作用的测定、定量分析

红外吸收光谱

1原理：光辐射→分子振动能级跃迁→红外光谱→官能团→分子结构 2红外光谱与紫外可见光谱的区别

a光谱产生的机制不同：红分子振动和转动能级的跃迁；蓝价电子和分子轨道上的电子在电子能级上的跃迁。

b研究对象不同：在振动中伴随有偶极矩变化的化合物；不饱合有机化合物，特别是具有共轭体系的有机化合物

c可分析的试样形式不同：使用范围不同气、液、固均可，既可定性又可定量，非破坏性分析配成溶液，既可定性又可定量，有时是试样破坏性的

3产生两条件：(1)辐射具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量（共振）；

(2)辐射与物质间有相互作用（偶合）

4伸缩，变形振动..理论上，多原子分子的振动数应与光谱峰数相同 5影响峰位变化的因素1．内部因素（1）电子效应{诱导（吸蓝给红）、共轭（低频）、中介（类共轭）}（2）氢键效应（对峰位，峰强产生影响，使伸缩振动频率向低频方向移动）

2外部因素（1）物质状态及制样方法（2）溶剂效应

6应用：有机材料研究、无机材料微观结构研究、半导体材料结构成分分析杂质缺陷研究

激光拉曼光谱（极化率变化）

材料研究方法知识小结 篇2

1 教学方法改革

专业课的教学,普遍有如下的特点:一是专业课叙述性强,逻辑推理少;二是知识更新快,应用性强。如何适应新的形势,做好教书育人,提高专业课教学质量,是当前教学研究的一个重要课题[1]。常见的仪器分析通常包括:光谱测试分析、形貌测试分析、热学分析、宏观和微观力学分析等等。在大多数通行的课程设计中,通常都是按照仪器进行分门别类,分章节逐个介绍某一种仪器或测试方法。相应的教学计划也是参照教材的结构进行教授,每种仪器几乎都千篇一律地按照这样的结构:仪器分析的名词术语解释,仪器的工作原理、结构和分析流程介绍以及常见的应用实例。

这样的教学进程乍一看很有系统性,每种仪器的介绍都井井有条,面面俱到。然而在实际的授课过程中发现,该门课程不同于其他逻辑性强的课程,知识点多而零散,这种授课方法让学生觉得记忆起来非常困难,而且考核起来也无法做到有针对性地展开。学生们只能死记硬背,考完就忘,这完全违背了该门课程开设的初衷。由于知识结构类似,甚至会出现这样的情况,一种新的仪器介绍到一半了,学生们才反应过来这是一种新的测试仪器。

为此,该文研究者进行了新的授课方法的尝试。对于功能相同或类似的测试仪器,在介绍的时候突破教材章节的局限,归类将这些仪器和分析方法的知识要点串讲,进行相互类比—一这就是该文所提到的知识点串讲法。

举例来说,我们都知道,形貌分析的仪器有电子扫描电镜(SEM)、电子透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)等等。这几种仪器在原理上有类似又各有不同,仪器构造相关的术语名词通用又有各自特定的含义。由于功能上存在类似的情况,那么最好的办法就是通过一个典型的实际应用例子,阐明如何选择正确的仪器进行分析。

在授课时,该文研究者举了这么一个例子。某跨海大桥施工时一根混凝土混浇钢索断裂,险酿成重大事故。在后来的事故调查中,材料供应方、施工方和监理方均声称自身没有责任。后来样品送到了某大学的材料分析测试中心,测试人员就联合采用SEM、TEM和AFM分别对送样进行了成分分析和形貌表征。SEM和AFM测试结果发现,样品断面规整,排除过载所致,钢索和混凝土交界面出现很强的FeCl3成份峰,有可能是钢材的质量问题。任何进一步分析发现,钢材内部并无Cl存在,所以FeCl3产生另有原因。结合施工流程,分析得出结论:施工方搅拌混凝土时,所用的自来水未经过除氯处理,残留的次氯酸盐混进了混凝土中,后受热分解成HCl,腐蚀了内部的钢索,而导致断裂。在例子介绍完后,要求学生们具体说出SEM、AFM和TEM如何获得有用的信息和测试过程。学生们对这个实例应用印象都十分深刻,也很好地理解了SEM、AFM和TEM的测试原理和应用实例。

通过一个实证例子,三个章节所介绍的仪器就可以有机地结合在一起。这种串讲式授课法,就如同一根主线将各种仪器的知识点有机地串联起来,多而不零散。在进行了一个学期的授课尝试后发现,学生们上课时的兴趣明显提高,愿意主动思考,参与讨论,课堂氛围活跃。更重要的是,学生们在学习完后,能够举一反三,学以致用。

2 教学思想分析

专业课的理论教学要时刻考虑为实践服务的宗旨,不能一味地追求形式,也不要为了追求科学前沿而忽略了实际应用[2]。

专业课教育不能单纯地理解为就是专

业课教学,或把专业课教育理解为包括掌握知识、形成技能、发展能力与学会学习四方面的过程,等等。真正意义上的全面专业课教育观,要求我们不仅要从智力因素与非智力因素,而且要从理性因素与非理性因素等多个视角研究与探讨专业课教育。概而言之,组成专业课教育的要素至少包括知识、技能、能力、学习、情感、意志与个性等。传授专业知识、形成技能、提高能力(包括一般能力即智力和特殊能力)、学会学习、陶冶情感、磨练意志与发展个性等,是对专业课教育的基本要求[3]。

作为一名教育工作者,笔者认为:衡量教学效果的重要标志,不在于老师是否能够按照授课计划按时完成课程讲授,而是学生们能够在听课过程中能够把所规定的知识要点完全地掌握,要真正建立起全面的专业课教育价值观。

3 教学效果总结

教学效果的显著提高,也极大的鼓舞了笔者的信心。在此基础上,笔者把知识点串讲法进一步拓展,归纳成三个主线:1)例证串讲法。2)功能串讲法和。3)构造串讲法。顾名思义,就是通过应用实例、功能类似和构造类似三个方面反复多次地将各种仪器的方法、原理、构造和应用进行讲授,加深学生们的理解和记忆。笔者相信,随着这种授课方法的不断完善和推广,将会使得很多类似的专业课程变得不再枯燥乏味。学生们肯学,老师们想讲,师生互动,共同提高课程的教学质量。

4 结语

《高分子材料研究方法》是高分子材料专业的一门针对本科生教育的重要的专业基础课程。学生们对该课程掌握的程度直接影响到他们将来进入社会的实际工作能力和专业思维。本文针对常规教学面临的知识点零散、内容枯燥和考核困难等系列教学问题,提出了突破教材框架,通过经典实用案例,运用跨章节类比的方法,归类将测试仪器和分析方法的知识要点进行串讲,最终很好地达到了增强学生们学以致用举一反三的能力,提升教学质量的效果。

摘要：该文针对高分子材料专业本科生开设的专业基础课《高分子材料研究方法》中所面临的系列教学问题,例如知识点零散难于记忆,内容枯燥无法调动学生们的积极性和概念模糊学生们容易混淆等,提出了突破教材框架,通过经典实用案例,运用跨章节类比的方法,将功能类似的仪器分析手段进行知识点串讲的授课理念,促进活跃教学气氛,加深学生们对知识要点的理解和记忆,增强学生们学以致用举一反三的能力,实现教学效果的显著提升。

关键词：高分子材料研究,近代仪器分析,知识点串讲,例证法授课

参考文献

[1]陈玉,裴九芳,王海.提高专业课教学质量应注意的几个问题[J].科技信息,2013(19):30.

[2]程文丽,王娟.如何激发学生学习专业课的兴趣[J].科技创新导报,2014(32):135.

材料研究方法知识小结 篇3

蔡玉莲

《课程标准》积极倡导自主、合作、探究的学习方式，提出必须根据学生身心发展和语文学习特点，关注学生的个体差异和不同学习需求，爱护学生的好奇心、求知欲，充分激发学生的主动意识于进取精神，教学内容的确定、教学方法的选择、评价方法的设计，都应有助于这种学习方式的形成，因而，在小学语文教学中构建自主、合作、探究的学习方式，是实施素质教育，贯彻《语文课程标准》，全面培养小学生人文素养、科学精神、创新意识和生存、生活实践能力，及终身学习的基础知识和基本能力与方法，具有优秀品德情操和心理素质的有效途径，也是实现语文现代性教育的行之有效的教学方法。自主、合作、探究的学习方式，根据实际，可单一使用，也可结合使用，合力则更好。在语文教学中，教师应依据不同课型、不同教学内容和小学生的实际情况而选择教法、确定学法，不应千文一法，一概而论。如本学期我组四位教师在不同的课型中进行了不同探索：

（一）精读课文中的实践：

小学语文课程中讲读课文占有首要的位置，所选课文兼思想性、艺术性、人文性、知识性等为一体的经典文。教学时，教师要积极、灵活、大胆地使用自主、合作、探究的学习方式，让小学生在掌握语文基本知识和基本能力的同时，注重全面素质与创新精神的培养；在注重语言基本功训练的同时，让小学生掌握学法，形成良好的学习习惯。

例如，宝金艳老师组织学习《晏子使楚》一课时，采用了“凸现人物鲜明形象，促进学生自悟；落实自主阅读，促进学生自得”的方法，成功实施了旨在充分调动和发挥小学生主体性的自主探究的学习方式，小学生在教师指导下主动地、富有个性地学习，在自主活动中，在积极思维中达到自悟自得。

（二）阅读课文教学：

阅读课文在小学语文课程中占有相当的篇幅，是对讲读课文的巩固、补充、延伸，旨在培养小学生的阅读能力为其根本任务。教学时主要是读，即泛读和精读，随机而用。每位教师在平时的课堂中都为学生构建自主、合作、探究的学习方式，运用默读、朗读、速读、跳读等阅读方法进行理解性阅读（低年级），重评判性、创造性阅读（中高年级）。教师应注重发展小学生的主体性，应当在小学生主动求知的兴趣激发、主动求知的方法和能力习得、主动求知的探索精神的培养等方面做好文章。

如张春玲主任教学《各具特色的民居》一课时，紧扣“自主——探究——实践”的学习方式而进行设计，放手让小学生在自主学习中有所感悟、思考，在积极探究中获得思想启迪，在实践活动中提高语文素养。整个学习过程分四步进行：（1）初读课文，理线索。教师引导质疑，激发学文情趣；学生自读，整体感知。（2）自主学习，谈感悟。其文语言质朴，意境优美，情真意切，适合学生自己去体会，去领悟，进行自主学习，以发扬民主，弘扬个性。张主任采用了抓关键词句，谈感悟；抓句子，谈感受；抓品读，促感悟的方法，给学生时间让其畅所欲言，各抒己见。让其自选自读自悟，小组讨论，班里展示，显现了自主与合作学习之功力。（3）主动探究，悟傣家竹楼的特点。本文是一篇阅读性的说明文，要求一课时学完。因此在教学中，教师指导学习完客家民居后，把大量的时间留给学生自学傣家竹楼一部分，提高了学生自学的能力。（4）综合实践练“能力”--------进行课外拓展——让学生当导游解说资料袋中四种民居的特点。在教学中努力体现语文的实践性和综合性，学会搜集、运用的能力，让学生在探究性学习中获得意想不到的知识与本领。

（三）识字教学：识字是语文的基础性教学，就数量上讲，小学生要累计认识常用汉字3000个，其中2500个左右会写；就能力上讲，要求有一定的书写速度和良好的书写习惯，要逐步会用工具书，识字教学相对枯燥，如何利用能动因素、调动学生学习兴趣，高效高质完成识字教学呢？我们做了以下几方面：

尊重学生差异，相信学生的能力，发挥其已有知识，行动自主、讲究合作，巧妙识字。例如，课前，张老师布置自主性作业，让学生画出自己眼中的春天，并写上一个有关春天的词语或句子。既尊重了小学生的差异，又体现了层次性，学生有了自主权，课中小组交流，分层展示：“春暖花开”、“我喜欢五彩缤纷的春天”、“春天来了，小鸟飞来了，花朵开放了，小雨沙沙下，我笑了。”成功的喜悦激荡起继续探究的情趣和勇气。又如，识字时，张老师开门见山引学生尽兴读自己认识的字，接着不经意一问：“还没学呢，你们怎么认识的？”孩子们自豪而言：“我自己预习的。”“妈妈教的。”巧妙一点，展示了课外识字方法、途径，潜移默化学会了学习方法，推动了自主性学习。

（2）多种形式发现生字，让学生多种感官参与活动。学生识记、巩固生字最好的方法就是复现，运用多种形式复现生字，方为有效之策。A、电脑出示带拼音生字，小学生先在小组中合作学习，会读的读给小伙伴听，不会读的互助，再小组合作读。B、去掉生字拼音，学生自由练读，再开火车读。C、男女赛读。D、打乱词序指名读。E、自拿字卡逐个读。F、找字卡：一生读余者找。G、做游戏：我读你找，你读我找。H、字归文中反复读。I、看画贴词等。通过以上方法，学生的眼耳口脑共同感知，愉悦中识记了字词。（3）创设生活情境识字。“学语文，用语文，语文生活化。” 创设情境，自主与合作学习，抽象的字词形象理解、掌握。如，学“百鸟争鸣”一词，可让学生闭眼想象，让其模仿小鸟“叽叽喳喳”的各种叫声，领悟中总结：“小燕子叫了，小黄鹂叫了，小白灵唱了，所有的鸟都在鸣叫，这就是“百鸟争鸣”。（4）语言环境中字识字。

史记选读知识小结 篇4

话题演绎

茫茫世界，芸芸众生，不仅是多姿多彩的，而且是纷繁复杂的。人们由于身份、地位、境况以及素养的不同，在社会大舞台上，各自扮演着不同的角色。学会观察社会上的人，学会观察身边以及周围世界不同的角色，能够透过其为人处世、言谈举止，了解其内心世界，从而对其作出正确的评价，决定自己应采取的正确态度，这是一个人生活在世界上，应该要求自己具备的一种能力。本单元所选都是大家名篇，各有特色，复习中要在认识人物形象的同时，重点考虑作者各是怎样塑造自己笔下的人物形象的，作者为什么要采用这样的手法，解决好这些问题，以求对自己的写作有所帮助。

《林黛玉进贾府》以林黛玉进贾府这一事件为中心，以她进贾府第一天的行踪为线索，通过她的目睹、耳闻、心感介绍了贾府一大批重要人物，拉开了红楼梦故事发展的帷幕。黛玉的细心多虑与自尊，宝玉的蔑视功名利禄，凤姐的泼辣和虚伪等等，都给人留下深刻的印象。

《鸿门宴》描写的是刘邦、项羽在推翻秦王朝后，为了争夺天下而首次展开的一场惊心动魄的政治斗争。作者以娴熟的艺术技巧，生动地刻画了不同性格的人物形象，描绘了许多富有戏剧性的难忘场面，情节波澜起伏，扣人心弦。《警察和赞美诗》写一个无家可归的流浪汉苏比为非作歹时无人过问，有心从善时却被逮捕的故事，既反映了苏比愿望与现实的矛盾，又反映了资本主义社会是非颠倒、善恶混淆的黑暗现实。现实中，世界有时就是如此荒谬，但看似偶然，实则必然。

《梦》通过叙述“约瑟夫·K”在梦中被埋葬的故事，反映了人对社会的绝望，表现了现实的荒诞、非理性和自我存在的徒然无望。人生活在世界上是无法逃脱厄运的，我们要

敢于面对，敢于正视。

写作借鉴

《林黛玉进贾府》描写人物很成功，尤其是写人物的出场。作品中的人物是通过林黛玉进贾府的见闻来描写的。按照封建贵族家庭的礼节和规矩，黛玉进贾府必定要去拜望长辈，同辈姊妹也都要见见面。作者选择这个机会使作品中的主要人物出场亮相，行文顺理成章。写人物出场，先后适宜，详略得体，虚实并用。这其中，又与环境描写穿插进行，配合自然，相得益彰。通过环境描写，揭示了贾府荣华富贵的来源和社会地位。

《鸿门宴》整个故事结构有开端、发展、高潮、结局、尾声，情节跌宕起伏，人物栩栩如生。其中宴会上的斗争是故事的高潮，每一次冲突都扣人心弦。而人物性格的刻画是

紧扣住情节的发展，通过人物间的矛盾和斗争以及人物个性化的语言、行动、情态等来体现的；同时运用了对照的手法，使人物形象互相映衬。文章用语精当，文字传神。

《警察和赞美诗》一是情节构思别出心裁，同作者其他一些作品一样，故事

叙述到末尾时突然笔锋一转，出现了令人意料不到的结局。渎者在惊愕之余，细细品味，不能不承认情节的发展合情合理，符合资本主义社会生活的逻辑；二是语言幽默。有些幽默的语言是描写苏比的处境和心情的，看似轻快，实则沉重。这种语言风格给作品带来了“含泪的笑”的艺术效果，加强了对资本主义社会的批判力度。

《梦》体现了卡夫卡小说的一贯特色，强调极度夸张以至怪诞离奇的表现手法，描绘扭曲的人性，表现人的本能和无意识的感受，开掘个人的直觉、本能、无意识、梦幻、变态

心理以至半疯狂、疯狂的言行、心理等，给人以强烈的艺术震撼力。思考感悟

１、在“鸿门宴”上，有人说，项羽本来可以轻而易举的杀掉刘邦但却不杀，这是一种“妇人之仁”，而苏轼却说这是一种“君子之度”。请就此谈谈你的看法？

另：“鸿门宴”作为耳熟能详的典故，人物在其中的行为抉择影响了人物的最终命运，思考一下，作品中的人物形象还能用来论述那些话题？

2、自古以来，有人认为，“力拔山兮气盖世”的项羽是英雄；有人认为，“威加海内兮归故乡”的刘邦是英雄。对此我们应怎么看？谈一谈自己对“英雄”的理解及自己心中的“英雄”。

语言基础

语音

人烟阜盛商埠簇拥箭镞敛声屏气摒弃摈弃宫绦洗涤嫡亲贬谪锋镝甬道盥洗懵懂嗔怒瞠目结舌靥纨绔杜撰盛馔忖度殉葬殉情刀俎殂谢游弋肇事掸殚精竭虑箪食壶浆肆无忌惮勾当轻佻

啁啾烜赫一时纳罕引吭高歌脚踝

悄泊柏露量

字形

厮杀撕扯嘶哑俊俏竣工险峻逡巡怙恶不悛绮丽倚赖旖旎近义词

难看难堪

不以为然不以为意

颁布公布

鄙视蔑视

身临其境设身处地

成语

不名一钱

素昧平生

醍醐灌顶

莫名其妙

材料积累

１、一双丹凤三角眼，两弯柳叶吊梢眉，身量苗条，体格风骚，粉面含春威不露，丹唇未启笑先闻。

２、面如中秋之月，色如春晓之花，鬓若刀裁，眉如墨画，面若桃瓣，目若秋波。虽怒时而若笑，即嗔视而有情。

３、面如敷粉，唇若施脂；转盼多情，语言常笑。天然一段风骚，全在眉梢；平生万种情思，悉堆眼角。

４、后人有《西江月》二词，批宝玉极恰，其词曰：

无故寻愁觅恨，有时似傻如狂。纵然生得好皮囊，腹内原来草莽。潦倒不通世务，愚顽怕读文章。行为偏僻性乖张，那管世人诽谤！

富贵不知乐业，贫穷难耐凄凉。可怜辜负好韶光，于国于家无望。天下无能第一，古今不肖无双。寄言纨裤与膏粱：莫效此儿形状！

５、两弯似蹙非蹙罥烟眉，一双似喜非喜含情目。态生两靥（yè）之愁，娇袭一身之病。泪光点点，娇喘微微。闲静时如姣花照水，行动处似弱柳扶风。心较比干多一窍，病如西子胜三分。

６、今者项庄拔剑舞，其意常在沛公也。

７、大行不顾细谨，大礼不辞小让。

８、如今人方为刀俎，我为鱼肉。

９、关于“英雄”

每一个民族、每一种文化中都会有自己的英雄，都会在寻找自己的英雄。其实这种对英雄的拥有，是人们在寻找一种生命理想的民族凝聚方式，在追寻一种自身危机的拯救途径，在求证一种人生定位的力度和高度。

数千年来，人们对于英雄对象的讴歌成为了文学作品表现的永恒主题

古希腊哲学家赫拉克利特曾经说过“战争是万物之父，也是万物之王。它使一些人成为神，使一些人成为人，使一些人成为奴隶，使一些人成为自由人。” 然而这些战争却又包含了人类历史全部的荒诞与全部的合理：政权的交锋则往往通过惊心动魄的战争把它推向极至。

但到后来战争融正义与暴虐为一炉，集生存与毁灭为一瞬，成为了生命烈焰的浓烈喷发，成为了生命升华的最高形式，更成为了英雄豪气的绽放与投射。

纵观东西英雄史实，对其原型的锻造最初都是在“战争”这种环境下完成的，马克思曾经说过：战争使一个民族经受考验（《马克思、恩格斯全集》第11卷）。然而这种考验首先表现在对一个民族生存、崛起能力的锤炼上，期间蕴含的正是对英雄精神的催发和弘扬。可以说是战争“成就”了我们各自民族中的英雄。而这一点也正暗示了人们潜在的对征服环境的共同渴望。因而我们不难理解为什么我们的英雄形象塑造上都会有一个共同的标识：“骁勇、尚武”。“骁勇、尚武”是东西文化对各自英雄塑造的最初形式。且看《三国演义》中的关云长，停盏施英勇，酒尚温时斩华雄。赤兔飞奔，青龙偃月斩颜良文丑。千里单骑护嫂，汗寿侯过五关斩六将；再看《伊利昂纪》里的阿基琉斯，神人之子，英勇无比，所到之处战无不胜、攻无不克，其参战与否就是决定战局的关键因素。从这一点来看，“骁勇、尚武”似乎就是英雄的必备条件——通常我们也习以称之为“英雄主义”。的确，无论是东方还是西方，最初的英雄们的品格就是这些，但具有这些品性特点的人就能成为各自文化中的英雄吗？英雄主义等于英雄吗？英雄就一定得具备英雄主义吗？

答案必然是否定的，东方如此，西方亦复如是。正如爱默生所认为的那样“冰山上的雪，火山和喷气孔里的火不值钱，在热带地区仲夏时节，冰才分外宝贵。火的宝贵在于我们壁炉能拥有的一丁点。正如电的宝贵，不在于天上的万钧雷霆，而在于电线中可把握的涓涓细流。”⑵其实英雄之“神力”的珍贵也正在于那“绽放”瞬间时的维系与归属。

以《三国演义》中的吕布为例，他可谓武艺非凡，曾“会十八路诸侯”，三英战

吕布，无人能敌。然而如此尚武者却没得其可流传千古之英雄美誉。追其原由，实乃一没政治头脑，二没政治远见，自恃武力，一味杀伐的“勇夫”也。其过勇之处也只是洵属对一己私利的维护，此人为人反覆，一杀丁建阳，二戮董卓，“三姓家奴”为人所指。由此可见，英雄之伟大并非是对自身武力的拥有，而是凭其力量能作出对一方（集体）利益的维系。其最高境界便是那在维系一方（集体）利益时对个人利益作出了必要的放弃。《三国演义》中的孔明就是这样的一个典型：他原可躬耕于田亩，归隐于山林，但为报茅庐三顾的相知之恩，乃与玄德奔走天下，最后星陨五丈原。即使孔明并无“武力过人”之处，但其非凡的智慧足以替代英雄体力上的品性特点，再加上他“忠君爱民”，维系一方利益的品德，更使这位英雄在人们心目中光彩夺目。《伊利昂纪》中双方交战的英雄，也都是在用生命来维护着各自部落的利益。简而言之，真正成为英雄的必要条件不是那些所谓的“英雄主义”品性，而是英雄“能量”在释放时所作出的对一方（集体）利益维护——这也是东西方英雄的共同特征，其实它也正反映了东西方人们共同的，对拥有“被保护的安全感”的心理期待。

“东方人的英雄是集体主义英雄而西方人的英雄是个人主义英雄”

其实，功勋之建立，对于英雄们来说就是个人价值与社会价值相结合的体现，两者并不矛盾，可以统一。以前，人们对于东西英雄的评价——一个是集体主义，一个是个人主义的标签——实为不妥，完全忽略了两者之间对于英雄主体来说有着必然的关联。依笔者看来，这些只是一个事物的不同层面罢了。弗洛伊德的人格构造中“本我”、“自我”及“超我”的理论就可以来解释。而在此想提及的是另一种笔者认为它与弗洛伊德学说有着相似性的冯友兰先生的“人之觉解程度和人生的境界”中“功利境界”与“道德境界”的观点来解读。冯先生认为：“在功利境界中，人的行为都是以‘占有’为目的，在道德境界中，人的行为，都是以‘贡献’为目的。用旧日的话说，在功利境界中，人的行为的目的是

‘取’。在道德境界中，人的行为的目的是‘与’。”建国安邦或是保卫部落，这些都是英雄们价值的社会体现；而英雄们的个人功名却也正是在实现社会价值时，有意或无意建立的，这真可谓“取”中有“与”，“与”中有“取”。所以我们认为东西方文化中的原型英雄都是由个人与历史一起塑造成的，“如众灯明，各遍似一”——英雄是属于自己的，也是属于集体的。

直至今日，国人眼中对待英雄的善恶标准里依旧保留着很强的有关忠义问题和对自我强烈的道德束缚。这与西方人对待英雄的善恶标准不一样，西方人在评定一位英雄时，人们更多的是看“他”是不是与“社会文明的进步”密切相连。东方人不认同英雄就与历史主流相通一说，因而有自己的“不以成败论英雄”一提。我们不妨设想一下，当年岳飞如果置12道金牌不顾，最后打败了金兵，从而保住了宋家王朝。固然在国人眼里，他可能依然是英雄，但其英雄形象就要大打折扣，反而没有如此义无返顾地听君命，回朝廷最后受斩这般催人泪下。再回头看看《三国演义》里的许多英雄，虽败犹荣，这无非就是“忠义”二字的作用。我们无可否认，在东方人对于英雄的审美感受中，道德是首要的准绳，有时候“功绩”就可以让位于这种“道德约束”，而这种文本中对于东方英雄的“约束”也正是儒家道德的载体，因此东方文化中的英雄是受儒家思想制约的。

最后，我们讨论一下东西英雄在塑造中情感上的相异基调。很多人认为东方英雄有太浓的悲剧性倾向，而相比之下的西方英雄却能显示出积极、乐观的一面。就那《三国演义》与《荷马史诗》为例，前者中英雄的命运，在读后确实让人有悲且壮的感觉。如孔明，一个为蜀汉事业奋斗一生的英雄的死，可以说它的的确

确就是一个英雄的悲剧性结局。孔明在临终时发出的“悠悠苍天，曷我其极！”的悲叹，既是孔明一生未能实现志平天下，完成统一的慨叹，也是作者与其所有共鸣者的共同呼声。在东方的文学作品里，英雄似乎与悲剧有着不解之缘。在英雄的塑造中，作品往往就会引进悲剧意识和悲剧机制，以此加强英雄内涵的悲壮、崇高和艺术审美魅力。于是“英雄―→悲剧—→崇高”也就构成了东方文化中英雄命运的“独特逻辑”。

西方文学里的英雄形象虽悲但不哀，因而总能给人以积极奋发的精神感染。如贯穿荷马两部史诗的共同思想，便是肯定人的奋斗精神，鼓励人们对人生采取积极主动的态度。

另：

从历史发展来看，无论哪一个时期的英雄，都是以当时人们认为最有价值的行动来判断的。技术最有价值，工匠就是英雄；抢劫最有价值，武士就是英雄；奴役最有价值，头目就是英雄；鼓吹最有价值，枪手就是英雄；转手最有价值，商人就是英雄。判断价值的标准，从这每个历史时期的表现就可以看出。标准就是，能够最大限度的获取利益。只不过弦绷的太紧会断，所以才逐渐收敛一些。另外，人们发现自己并不总是强者，所以为了万一考虑，逐渐对弱者留了些面子。另

刘劭在《人物志》中，写了《英雄》篇。刘劭说：“是故聪明秀出谓之英，胆力过人谓之雄，此其大体之别名也。”(《人物志·英雄》)他认为英和雄是有分别的，但是一个成大业立大功的人，还须兼而有之。刘劭说：“夫聪明者英之分也，不得雄之胆，则说不行。胆力者雄之分也，不得英之智，则事不立。”(同上)就是说：聪明是属于英的一方面的，如果不得雄的一方面的胆力，那就只能说不能行。胆力是属雄的一方面的，如果没有英的方面的智力，事情也不能成功。刘劭说：大人物中没有只是雄而不英者，也没有只是英而不雄者，都是英和雄两方面都有，只是其成分不同。刘劭说：“各以二分，取彼一分。„„体分不同，以多为目，故英雄异名，然皆偏至之才。人臣之任也。故英可以为相，雄可以为将，若一人之身兼有英雄，则能长世，高祖项羽是也。”(同上)就是说，有的人物英的成分多，有的人物雄的成分多，有的人物英占二份，雄占一份，有的人物雄占二份，英占一份，以其多的成分为主，所以还是有英和雄之别。这两种人还是“偏至之材”，还是只能当“人臣”。英可以当宰相，雄可以当大将。如果一人真是兼有英雄的两方面，那就可作为一世的首长，刘邦和项羽就是这样的人。但是项羽在英的方面还是少一点，所以有智谋的人，都离开他了。所以项羽虽然气力盖世，还是被刘邦打败了。刘邦的英的成分比项羽多一点，所以他能征服群雄，收罗群英，能够得有天下。刘劭说：“故一人之身，兼有英雄，乃能役英与雄。能役英与雄，故能成大业也。”(同上)

英和雄怎样能成为英和雄？刘劭在《九征》篇中已经作了他自己的回答。他所谓英，就是他所说的得阴气多的“玄虑之人”；他所谓雄，就是他所说的得阳气多的“明白之士”。这两种人各有优点和缺点，只有“圣人”才能兼有这两种人的优点而无其缺点。他一个人必须兼英和雄，英和雄的人才能为他使用。英和雄的人都归于他，所以他才能够创大事业。

由此可见，刘劭在讲君道的时候，所谓“平淡”，并不是庸碌无能，而是像所谓“绚烂之极，归于平淡”的那种平淡。为君的人，也是英和雄，而且兼有英和雄，所以他就能驾驭使用英和雄的人。而其所以兼有英和雄，是由于他所禀受的阴阳之气，恰到好处，成为“中和”，如《九征》篇所说的。

材料研究方法知识小结 篇5

随着网络技术和数字化设计制造技术的发展,飞机的构件的设计趋向于无纸化和数字化,我国航空企业里对企业内部网(Intranet)的使用越来越普遍。

知识库是知识工程中结构化的,易利用且易操作,全面而有组织的知识集群,是根据某一(或某些)领域求解问题的需要,采用某种或若干知识表示方式在计算机存储器中存储、组织、管理和使用的相互联系的知识片集合[1]。采用知识库系统进行飞机复合材料典型构件设计可以帮助飞机设计人员检索、参考以往相关成功实例,在此基础上开发新产品,可以有效提高产品设计效率。

本文利用知识库系统和网络技术,开发了一个基于web的飞机复合材料典型构件设计知识库系统,它归纳总结了某航空企业内部以往典型构件设计经验和实例模型,初步实现了企业内部网络层面的信息共享和部门间协同设计,对航空产品开发具有明显的现实意义。

1 知识库系统总体设计

1.1 知识库系统逻辑结构

复合材料典型构件设计知识库系统根据面向对象的思想特点结合企业工业生产对降低系统升级与维护成本和工作量的要求,采用B/A/S结构,即由浏览器、逻辑应用层和服务器三层组成,其逻辑结构如图1所示。

1.2 知识库系统框架结构

复合材料典型构件设计知识库系统框架结构如图2所示,系统包括数据知识库、实例检索调用模块、辅助设计客户端和CATIA软件系统、知识库维护模块四个部分。

1)实例检索调用模块

实例由构件的基本属性数据集和.CATPart格式的模型文件构成。实例检索调用模块根据现有的企业内部总结的飞机典型构件实例添加到数据库中,用户通过网页界面输入检索条件,后台算法通过比较数据库中现有的实例选取相似度最高的实例从而进行筛选和调用,为设计人员进行新的设计提供参考。

2)辅助设计客户端和CATIA软件系统模块

该模块是 系统与C A T I A软件交互 和运用C A T I A软件进行二次开发的模块。主要作用是辅助设计人员快速准确的对典型构件进行建模,生成模型和图纸文件。设计人员可以根据客户端界面的提示输入构件相应的尺寸数据或者直接在CATIA软件界面中自行修改属性,建模完成后,经系统管理人员审核通过将.CATPart文件和构件的基本属性数据集一并保存上传到网络服务器端,生成新的实例。

3)知识库维护模块

知识库维护模块供系统维护人员对库中实例进行修改、删除、新增操作。将构件的基本属性数据如编号、尺寸、应用机型等数据和相应的.CATPart格式模型文件存入知识库的过程定义为入库过程。系统维护人员通过对构件实例的属性进行修改或者更新操作,新增实例或删除实例完成维护。

2 知识库实例信息组织形式

飞机复合材料典型构件指用户所归纳的结构上比较相似的飞机复合材料构件,典型构件不同于标准件,具有数量多,使用率高和在改型机上可重用的特点[2]。本文根据飞机复合材料典型构件的主要形状特征将其分为六大类:包括Ω型材、O型材、工字梁、T形梁、Z型梁和槽型梁。

复合材料典型构件的实例信息是对典型构件的具体描述和数据化,以特定的数据集形式存储于系统数据库中。为了唯一确定某个构件的实例信息,这里我们引入主键的定义:构件实例数据库中对所有构件的信息的总结组成一张数据表定义为Am×n=(aij)m×n (i=1,2,…,m;j=1,2,…,n),数据表中某行amj(j=1,2,…,n)表示某一个构件的全部信息;某列ain(i=1,2,…,m)表示构件的属性信息,有一个列ain或列的组合{aij}(j为任意可能的小于n的正整数),其值能唯一地标识表中的每一行amj,这样的一列或多列称为表的主键K。依据典型构件信息的特点,本文设定“构件编号”属性作为主键K。

完整的实例信息不仅包括构件编号、构件类型等基本参数信息,与构件设计相关如铺层情况和铺层材料的综合设计信息,还包括可表达构件三维造型的模型图和典型构件设计规则等附件信息。本文中实例库中采用具体实例信息描述如图3所示。

后台数据库的存储采用混合模式,即构件的基本参数信息和综合设计信息两类数据和文字信息存储采用数据库存储模式。构件的附件信息如模型图和设计规则利用数据库和文件保存模式:通过数据库存储附件文件的保存路径,附件通过文件保存的方式将上传至服务器端。

3 知识库推理机制与算法

3.1 知识库推理机制

知识库的推理机制是系统的重要支撑。知识库系统的推理机制包括完全匹配推理、投影匹配推理、最大连接匹配推理、和基于模糊逻辑的不确定性推理[3,4]。结合飞机典型构件知识库的特点,本文采用基于模糊逻辑的不确定性推理机制[5]。多检索条件单结论的模糊产生式规则可表示如下:

1)上式中R表示各子前提间逻辑组合关系,包括析去关系和合取关系等。

2)上式中ωm表示子前提Pm,(m=1,2,…,n)的权重,依据对Pm影响的程度决定ωm的大小,影响程度越大ωm越大,并且一般规定0≤ω m≤1,m=1, 2, …, n,权重应满足归一化条件即,Tj(0≤Tj≤1)为子前提Pm的真值。

3)CF(r)为规则强度,λ(0≤λ≤1)为规则的阈值,即对规则使用作出了限制。

3.2 实例检索模糊匹配算法

定义模糊 规则匹配 度表示证据 集E(E1,E2,…,En)与实例库中第l条实例记录前提集Pl=(P1,P2,…,Pn)的相似程度。模糊匹配由各子证据与对应的子前提匹配度决定[6]。匹配度算法公式为:

其中匹配度与权重ωn(n为正整数,表示作为检索条件的属性个数)和各属性子集匹配度相关,m表示对应的某属性。可用于检索的属性包括构件名称、所属组件、构件类型、使用环境、应用机型。本文规定根据加入检索的属性数量多少决定ωn的值,设定ωn=1/n。例如设计人员同时选择构件类型为“梁类”,使用环境为“湿热环境”,其他属性不做限定时n=2,ωn=0.5,后台算法将梁类和湿热环境作为匹配目标在后台实例数据库中进行检索,定义若实例库中第k条记录的构件类型属性为梁类时,否则为0,使用环境属性匹配于此类似,由此根据上面式(2)可以计算出总的匹配度MRl(E,P) ,依据匹配度值的大小供设计人员选择。

4 基于Web的数据库访问

该系统运用ASP.NET技术实现网页前台用户界面与后台Oracle数据库的交互。通过ADO.NET数据接口实现ASP.NET与Oracle数据库的连接,ADO.NET是在NET编程环境中优先使用的数据访问接口也是一个COM组件库[7]。对系统中数据库的调用编辑则使用结构化查询语言(SQL语言)。SQL语言是高级的非过程化编程语言,允许用户在高层数据结构上工作,它不要求用户指定对数据的存储方法,用户也不需要了解具体的数据存放方式,所以具有完全不同底层结构的不同数据库系统,可以使用相同的结构化查询语言作为数据输入与管理的接口,同时SQL具有极大的灵活性和强大的功能。

5 Web环境下的构件参数化设计

该系统设计在企业内联网上运行,设计人员通过网页调用客户端的CATIA软件进行实例建模,主要存在两方面的问题:一方面由于通过网页脚本进行CATIA二次开发无法实现实时的参数交互,不能使用网页直接对实例的参数值修改,无法满足设计人员的设计要求;另一方面由于网络浏览器安全性的限制,在网页用户界面上无法直接启动客户端本地的应用程序。

针对以上的问题复合材料典型构件设计知识库系统构件的参数化设计通过采用VB.NET进行CA TIA的二次开发,生成可与CA TIA实时交互进行参数化设计的可执行文件,作为构件参数化设计的主体。该系统要求用户预先通过网页下载VB.NET开发的与本地CATIA软件交互的可执行文件模块,保存到系统指定存储位置,通过Active X控件技术实现从网页启动已保存至本地的可执行文件,进而通过其间接调用CATIA软件进行参数化设计。构件具体参数化设计流程如图4所示。

Active X是微软公司对于一系列策略性面向对象程序技术和工具的称谓。Active X控件是一种可重用的软件组件(COM),通过使用Active X控件,可以很快地在网址、台式机应用程序、以及开发工具中加入特殊的功能。应用Active X控件可实现网页用户命令与本地应用程序的交换。

6 系统功能模块的实现

复合材料典型构件设计知识库系统可供设计人员检索查询以往成熟的设计实例,在其基础上对构件信息或模型图进行修改或重新设计,具体设计流程如图5所示。

设计人员可以对设计成功的构件实例进行存储、修改或删除等维护操作也可进行全新设计。例如需要新建“蒙皮件一”,输入所属组件名、构件类型等构件参数信息;输入铺层顺序和角度、材料牌号等复合材料参数信息并上传模型图和铺层图,确认后提交保存入库。设计人员也可通过检索实例信息修改或删除包括模型图等图形文件的整个实例,运行界面如图6所示。

在进行重新设计时,设计人员可以通过输入单项或多项检索条件对知识库中现有实例进行检索,查看实例信息和下载构件相应模型图文件。例如检索时,设计人员单独选择所属组件“尾段”作为条件或者选择其他如构件名称、使用环境、机型等信息多重条件均可进行检索。点击选择,实例的详细信息将出现在各个属性后面的文本框中。检索结果界面如图7所示。

以典型结构件槽型梁为例进行设计,在客户端输入槽形梁相应的约束尺寸参数如梁厚度等参数,单击确认即生成模型文件。参数输入界面如图8所示,生成模型文件如图9所示。

7 结束语

飞机复合材料典型构件设计知识库系统实现了Web环境下飞机复合材料典型构件的辅助设计和快速建模,人机交互,知识总结建库和设计信息分享交流。可以为航空企业内部不同部门间协同设计与并行工程的开展提供帮助,有效减少设计人员工作量,提高产品设计效率。

参考文献

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