材料实验

材料实验（精选12篇）

材料实验 篇1

实验教学是高校教学活动中的重要组成部分, 在培养学生实践能力、分析和解决实际问题能力及严谨的科学态度方面具有其他教学环节无法替代的作用。实验材料是高校实验中心进行实验教学工作的物质基础, 是国有资产的重要组成部分。在高校经费供需矛盾日益突出的情况下, 高校实验经费及其材料的管理尤为重要。

一、高校实验材料管理存在的问题

(一) 对实验材料的管理重视不够

近几年, 由于新开设专业、新设置课程的增多, 以及学校鼓励教师增开综合性、设计性以及科研性实验, 所用到的实验消耗材料的种类、规格、数量都在不断增加。如金属、非金属的各种材料、燃料、试剂等等有上百个种类, 其中有的种类中又分多种规格和型号, 但由于大多数领导或管理人员认为实验材料与固定资产相比价值较低, 所占金额比重较小, 往往不被重视。领导将主要精力用在实验室队伍、大型精密仪器设备及一般设备的管理上, 因此部分管理人员都不想花太多的时间进行材料管理。同时, 在管理工作中普遍存在重钱轻物, 重买轻管的现象, 这些都导致材料积压、浪费以及非正常的损坏和丢失。

(二) 购置计划不够严谨

高校实验中心普遍存在着材料管理不当, 过分强调购置的情况。主要表现在:一是购置成本较高, 资金使用效率低。由于实验材料计划定额或定量分配到各院、系实验室, 使用部门自主、分散采购, 增加了运输费、差旅费、汇兑费用, 导致采购成本高, 资金使用效益低。二是重复购置, 利用率低。某些高校由于系室割据, 实验室隶属于各系教研室, 整体规划性差, 实验材料私有独用, 资源不能充分利用。在实验材料的购置上, 缺乏统筹安排, 没有相应的制约和调控机制, 造成积压, 使得资源的优化配置与共享难以实现, 直接导致管理成本增加, 也极易造成整体购买力的下降或资金浪费。三是计划与实际需求不相符, 资源浪费严重。有的实验技术人员或教师在做下一学期物品采购计划时, 没有完全按教学任务书中的实验教学计划对所需材料的数量进行估算, 造成许多物资购入后被闲置、浪费或挪作他用, 而有些实验材料有一定的使用期限, 一旦过期便不能再使用, 从而造成不必要的浪费。

(三) 管理体制不健全

某些学校实验中心缺少从事实验材料物资管理的专业人员, 而且有关实验材料使用和管理的规章制度也不很健全, 计划管理机制和内部控制制度欠规范, 有些非正常的教学活动如非学历教育、经营创收业务、科研等也挤占、挪用教学实验材料, 还有的将办公费、劳务费、业务招待费等支出也列入实验材料支出, 挪用现象普遍存在。此外, 目前各高校的固定资产由专门的设备管理系统进行管理, 加上领导比较重视, 管理较为规范。而在实验材料的管理上没有使用较为统一、规范的管理系统, 许多部门还在采用传统的算盘加账本的手工计账方式, 工作效率十分低下, 库房管理、账目管理较为混乱, 存在记录信息不完整、数量金额不准确等现象, 从而难以统计每学期或每学年实验消耗材料的数量和每学年的实验教学成本。

(四) 监控不到位

高校实验材料具有品种多、规格杂, 实物管理难度大等特点, 在其管理上由于计划分配和经费使用过程不透明, 账物反应迟缓, 监督机制滞后, 各级管理部门和各类监督机制无法实施及时有效的管理与监督, 加之有的管理人员不重视实验材料的管理, 责任意识较差, 导致浪费现象比较严重。

二、高校实验材料管理的改进措施

(一) 更新管理观念, 提高管理水平

实验中心应利用掌握全校实验材料的使用与管理的有关信息, 对基层实验室加强正确引导, 提高其思想认识, 逐步克服重固定资产管理, 轻视实验材料管理的思想。在对实验材料的管理中, 要通过严格的管理制度, 明确管理人员的职责, 学校还应对材料的管理进行不定期检查, 并将检查结果进行通报, 以此来加强管理人员的责任心, 对于发现的问题, 要及时解决, 总结经验教训, 不断提高管理水平。

(二) 制订相应的制度, 规范实验材料管理

实验中心应根据国家有关规定并结合实验管理工作的实际情况和特点, 建立层次分明、操作性较强的实验材料管理制度, 如岗位责任制度、实验材料管理办法, 授权审批制度、采购与验收环节管理制度、预付货款和定金批准制度、丢失、损坏、赔偿规定等, 并逐步加强内部控制制度和内部牵制制度建设, 在制订申报、购置计划、接收、入账、使用登记、消耗、借用、赔偿、报废记录等各个环节方面作出明确规定并加以规范, 用以完善实验材料管理的各个程序, 最大限度地避免和减少实验材料采购、保管、使用过程中出现的无效行为和不法行为。

(三) 建立实验材料管理信息系统, 加强账目管理

高校可以借鉴会计电算化的经验, 利用自身科研方面的优势, 开发适合自己的实验材料管理软件, 利用计算机现代化的管理手段进行材料管理。在这个系统中, 不仅可以完成包含采购入库、一般出库和各种退库方式的最基础的账物管理, 还能够提供仓库管理、材料分类、数据查询、材料盘存等各方面的详细信息, 如每种物品的消耗、损坏、借用以及报废情况。实验材料管理信息系统的建立, 有利于实时监控账、卡、物是否相符, 并通过多种查询手段和丰富的统计报表格式, 满足各个管理层次的需要。

(四) 严格监控库存材料, 避免物资积压

库存实验材料品种繁多, 实验室管理人员应根据材料的不同性质和特点对所有材料进行分类, 集中保管, 分架存放, 对货架编号, 做到账物对号, 存放有序。管理人员经常查看易挥发、易霉变物品的保存状态, 有问题及时处理, 实验中心与各实验室管理人员签定安全责任书, 增强管理人员的责任心。对于一些化学试剂和指示剂等因计划不易控制而遗留下来的物品, 进行学校内部调节, 送给相关实验室, 以供有关实验使用。通过调节提高有关物品的使用率, 避免材料的长期积压和浪费, 做到周转畅通, 同时, 也能为实验室解决一些实际问题。

参考文献

[1]黄爱华:《高校实验材料管理存在的问题及原因分析》, 《财会通讯》 (理财) 2007年第6期。

材料实验 篇2

本人，自1998年参加工作以来，忠诚党的教育事业，贯彻党的教育方针，热爱教学，认真钻研业务，服从领导，顾全大局，团结进取，有较强的事业心和爱岗敬业精神，尊重学生，关心爱护学生，为人师表，以育人为本。严于律己，宽以带人，廉洁从教，始终以 “ 为了孩子的一切，一切为了孩子 ” 的心态全身心的投入到教育教学当中。以“捧着一颗心来，不带半根草去”的旨意献身教育。一直以来我一直担任班主任工作。在素质教育的新形势下，努力学习吸取新的教育理念，同时也在不断的对学生进行德育教育。在教学和德育方面受到领导和家长的认可。

一、忠于职守

教书育人

在工作中认真负责，在三尺讲台上，我认真执行党的教育路线、方针、政策，严格按照党的教育政策、教学大纲教书育人、为人师表，全心全意做好教书育人工作。无论在任何岗位，都以高度的责任感和事业心将全部的热情投入到工作中去，以培养高素质的学生为已任，志存高远、爱岗敬业、乐于奉献，自觉履行教书育人的神圣职责。

二、业务精湛

敬业爱岗

作为一名教师，在教学上我认真备课、认真上课，开动脑筋、钻研业务，虚心向同事请教；及时批改作业、耐心辅导学生，对学生严而有度，与同学们真诚相处，用爱与学生沟通。同学们都认为我是值得信赖的老师、又是亲密的好朋友、值得尊敬的人。

三、严于律己，率先垂范。

我知道：德育工作者不是官，带好头，团结人心才是本。在德育管理上，我把握两点：德育工作与教学工作并重，严格管理与以人为本相容。

德育方面，我创新构建了“全员育人、全程育人、全方位育人”的德育管理模式，并且十分重视学生的主体参与，培养主人翁的责任感，增强自理自治的能力。精心设计体现时代性的教育模式，不断扩大和深化教育内容，力求把德育工作有机渗透到各科教学和各项活动中。

教学方面，我积极推行“自主高效”的教学模式，确保提高我们的教学质量，让每一个学生都学有所得。为了保证教学质量，和老师们共同探讨教学问题，寻找教学方法，帮助年轻教师提高业务水平。以学生为主体，从学生自身出发，提高他们的学习热情。给每一位学生发放“座位卡”。进一步明确学习目标，激发学习的潜能，促使学生从思想上明白学习的重要性，从而不断提高自己的学习成绩。积极开展活动，激发学生学习的兴趣。举行优秀作业展，书信写作竞赛及优秀作品选展，向对手致敬等活动，激发学生学习兴趣。做好培优补差工作。开展结对子的方法和小组负责制，帮助差生树立信心、端正学习态度，改正不良的学习习惯，找到适合他们的学习方法。

不论是德育工作、班级管理工作，还是教学工作，我都率先垂范。

一个人可以平凡，但绝不可以平庸。现在，我深深地懂得，真正的人生，充满诗意而不乏拼搏的激情；真正的人生，时尚浪漫却又饱含着奋斗的艰辛。唯有将自己的整个生命奉献给一个时代、一份事业，这样的人生才会在岁月的历练中燃烧出耀眼的光芒。

德惠市大房身镇杨树中心小学

高丽娜

活化实验材料，培养探究能力 篇3

《热空气与冷空气》是苏教版四年级科学上册，第一单元《我们周围的空气》中的第二课，本课实验较多，在请教了师傅之后，经过自己的精心设计，上完了本课。课后我简要地总结了下，认为在实验教学的过程中，教师需要根据学生的年龄特点，提出合适的探究问题，同时也要注重学生的自主探究；实验难免失败，但可充分利用实验失败的资源；教师也可巧妙运用生活化的实验材料，提高实验的趣味性。下面就本课中的若干实验，详细谈谈自己的思考。

一、根据学生的年龄特点，提出合适的探究问题

[案例一]研究热空气是怎样流动的，我原先的教学设计是这样的：

1.实验一：点燃一根蜡烛，用手分别放在靠近蜡烛火焰的各个方向，感觉热空气在哪里。

2.大家都感受到了，这说明热空气可能是向哪里流动的呢？

3.有没有什么办法证明热空气是向上流动的呢？

4.实验2：把纸蛇放在蜡烛火焰的上方，观察有什么现象发生。

5.提问：是什么力量使纸蛇转动的呢？（热气流）

6.小结：空气受热会向上流动，热空气上升。

[诊断]在上完两个班级的课之后，我发现问题“大家有没有什么办法证明热空气是向上流动的？”设计得非常不合理，因为四年级的学生根本想不出什么切实可行的办法，这超出了学生的年龄特点，学生表现得非常茫然，即使回答，答案也是不着边际的。

[重建]课后经过思考，重新设计了这部分内容：

1.我这里有个会“跳舞”的纸蛇，先来看看蛇是怎么“跳舞”的。

2.是什么力量让蛇“跳舞”的呢？

3.把手放在蜡烛上方和侧面，你感觉到了什么？又能说明什么呢？

4.通过这两个实验，你发现了什么？（热空气上升）

首先以生动的语言激发了学生的兴趣，在强烈的好奇心驱使下，去观看纸蛇跳舞的实验，并且自然会想到“纸蛇为什么会跳舞呢？”，“是什么力量让纸蛇跳舞了呢”这类的问题，此时，学生较难自己解决这个问题，在经过自己体会实验之后，很容易就得出答案了。

二、充分利用实验失败的资源，达到学习目的

[案例二]探究冷热空气的对流是本课的又一重点，但是按教材上的设计成功的概率非常小。本实验中，为了使学生能看到无色透明的冷热空气的流动情况，借助了烟，实验时，往热瓶中加入了烟。在前部分实验中，有烟的热瓶在下，抽掉中间的玻璃板之后，热烟很快上升，效果非常好。但是对于后部分实验，有烟的热瓶在上，学生在实验前就可以容易地推断出热烟应该在上面的热瓶中不下降，但是实验结果是玻璃板抽掉之后，热烟很快下降了，实验失败。

[诊断]实验失败是因为卫生香燃烧产生的白色烟雾中含有很多细小的固体颗粒，在抽掉玻璃片之后，热气流产生的向上的微弱的力量，相对于固体颗粒本身的重力是非常微不足道的，因此，热烟很快地下沉，学生看到了与推断相反的现象。

[重建]曾经把实验做了如下的改动：在下方的冷瓶中加入卫生香燃烧产生的白烟，发现抽掉玻璃板之后，冷瓶中的烟并没有上升，因此得出冷空气下降的结论，但是思考后发现，虽然烟是加在冷瓶中的，但是卫生香产生的烟本身就是热的，使得冷瓶中的冷空气也变成了热空气，实验条件本身就错误了。我想，在实验条件允许的情况下，先在瓶中加入烟，密封后再使瓶子冷处理，是不是就可以达到实验的效果呢？

通过查阅资料，并且与其他老师的讨论，并没有寻找到其他改进的方法或替代的实验。在失败的情况下，让学生讨论实验失败的原因，同样也可以起到教学效果。因此，我让学生按实验小组讨论、交流并汇报了实验失败的原因，学生的积极性非常的高昂，达到了预设的效果。

三、充分利用实验失败的资源，达到学习目的

[案例三]探究冷热空气的对流是本课的又一重点，但是本人觉得本实验教材上的设计成功的概率非常小。本实验中，为了使学生能看到无色透明的冷热空气的流动情况，借助了烟，实验时，往热瓶中加入了烟。在前部分实验中，有烟的热瓶在下，抽掉中间的玻璃板之后，热烟很快上升，效果非常好。但是对于后部分实验，有烟的热瓶在上，学生在实验前就可以容易地推断出热烟应该在上面的热瓶中不下降，但是实验结果是玻璃板抽掉之后，热烟很快下降了，实验失败。

[诊断]实验失败是因为卫生香燃烧产生的白色烟雾中含有很多细小的固体颗粒，在抽掉玻璃片之后，热气流产生的向上的微弱的力量，相对于固体颗粒本身的重力是非常微不足道的，因此，热烟很快地下沉，学生看到了与推断相反的现象。

[重建]曾经把实验做了如下的改动：在下方的冷瓶中加入卫生香燃烧产生的白烟，发现抽掉玻璃板之后，冷瓶中的烟并没有上升，因此得出冷空气下降的结论，但是思考后发现，虽然烟是加在冷瓶中的，但是卫生香产生的烟本身就是热的，使得冷瓶中的冷空气也变成了热空气，实验条件本身就错误了。我想，在实验条件允许的情况下，先在瓶中加入烟，密封后再使瓶子冷处理，是不是就可以达到实验的效果呢？

通过查阅资料，并且与其他老师的讨论，并没有寻找到其他改进的方法或替代的实验。但是，“失败是成功之母”，实验允许失败。因失败能更好地引人深思，总结教训，加以改进。在失败的情况下，让学生讨论实验失败的原因，同样也可以起到教学效果。因此，我让学生按实验小组讨论、交流并汇报了实验失败的原因，学生的积极性非常的高昂，达到了预设的效果。

四、巧妙运用生活化的实验材料，激发学生兴趣

[案例三]用垃圾袋做模拟的热气球，实验材料非常简单，却起到了意象不到的效果。虽然学生已能根据日常生活中的经验，发现“孔明灯”“热气球”这些生活中运用热空气上升的原理的例子，但对只用一只垃圾袋，一根燃烧的蜡烛就能做模拟实验，仍然抱有怀疑的态度。尽管实验的结果仅是垃圾袋微微腾空后，便由于受力的不平衡而倾斜，但学生仍是发出阵阵惊叹声。

[诊断]本实验让学生更直观地感受了热空气上升，但实验中垃圾袋上升了一小段距离便倾斜，难免有所遗憾。

[重建]为了使实验的效果更明显，我对实验材料做了一个小小的改进，在垃圾袋的袋口处箍了一圈细细的铁丝，使得垃圾袋在上升的过程中平稳了，效果非常好。但是铁丝必须非常细、重量非常轻，不然空气上升的微弱的力量不足以抵消铁丝的重力。

小学科学以研究贴近儿童生活的科学现象为主要内容，学生在参与各种科学探究活动的过程中运用生活化实验材料，会使他们感到课堂中开展的实验在平时的生活中也可以进行，无形中会引导学生在生活中继续进行探究、实验。

材料实验 篇4

一、传统土工实验教学与建筑材料实验教学中存在的问题

土工实验与建筑材料实验课没有单独考核，以至于学生不太重视实验教学，实验热情不高。同时实验教师教学方法采用“教师讲———学生做———教师提问”，学生主观能动性得不到发挥。而且由于实验设备数量及学时限制，有些实验只能分组做，有的学生干脆不动手，导致学生动手能力差。同时满足不了有些学生重新做实验的意愿。

二、提高实验教学质量措施

（一）转变教学观念，提高学生学习的积极性

首先，突破“课前预习———课上讲解———课后实验报告”传统三段论式教育形式，实行“教师多媒体演示———现场示范———动手操作———数据处理———实验报告———延伸思考”新的实验教学模式，在强化实验教学培养学生动手能力的同时提高学生的思考能力。其次，因材施教，重视学生在教学活动中的主体作用，重视发挥学生的主动性，让每个人都珍惜课堂实践的机会，充分发挥主动性和自觉性，从而使学生从“要我做”转变为“我要做”。

（二）教学手段现代化

在土工实验教学中，有些实验进行时间长，如土的含水量实验，学生将试件放入烘箱后，很快失去信心，表现出不耐烦。而运用多媒体教学，可以不受时间限制，让学生有心理准备。在建筑材料实验课程中，如果采用传统的授课形式，仅局限于对材料的产品性能、用途介绍等，无法体现材料外观，形状等特点，而运用多媒体教学使材料教学具体化、形象化，可以引起学生的好奇心，引起学习兴趣，收到事半功倍的效果。

最后，出于安全考虑，有些实验(如钢筋的单轴拉压等)可能引起实验者的健康受损，而采用多媒体教学可以事先给学生打“预防针”，让学生观察到可能出现的事故，分析事故产生的原因，讲解避免事故的方法，从而避免实验中的安全隐患。

三、成绩评价细节化

学生实验课程的评价基本采用对“实验报告”评价形式，这种形式存在严重弊端：有的学生认真做了实验，实验报告写的不好，实验成绩并不高;而有些学生抄袭实验报告还能得高分。因此，在实际教学中对每个实验步骤量化后制成表格，对学生的每个实验步骤给出评价，尽量避免高分低能的现象出现。

同时量化后的成绩还分析学生普遍出错的步骤，为教师改进教学提供依据。

如土的含水量试验中，评价表格如表1所示：

四、结语

现代教育技术的广泛应用催生实验教学的内容与方法不断完善，在此契机下高职高专实验教学紧跟土力学与建筑材料发展的趋势，开辟思路，可以使学生在极短的时间内取得事半功倍的学习效果。

摘要：高职教育的实验教学是培养应用型人才的重要环节。而传统的实验教学由于时间与空间的限制并不能满足培养应用型人才的需要。笔者通过长期的教学实践, 改革了教学模式, 应用现代教育技术, 达到良好的教学效果。

关键词：应用型人才,实验教学,现代教育技术

参考文献

[1]张喜玲, 黄庆.土工实验电化教学与开放式教学初探[J].交通高教研究, 1998.

[2]张军丽, 刘保健.构建新的土工实验教学体系的研究[J].交通高教研究, 1999.

材料实验 篇5

1、国家教育部颁布的《基础教育课程改革纲要》中明确指出：改革课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探索、勤于动手，培养学生搜索处理信息获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流合作的能力。而中国人民教育家、思想家、民主主义战士陶行知先生早就提出了“生活即教育”、“社会即学校”、“教学做合一”和“智力注重自学”的教育基本原理，教学中要求培养学生学会学习，实施创造教育，“注重养成终身好学之习惯以克服短命教育”。今天，我们学陶、研陶、师陶，在陶行知的教育思想、教育理念的引领下，可以更好地贯彻实施新课程理念，提高学校的教学质量。

2、学校简介

芜湖县实验学校创建于XX年8月，是由4所学校合并而成的九年一贯制学校。学校占地百余亩，现有81个教学班，在校学生5692人，在职教师255人，高级教师21人，中级教师111人，市级骨干教师13人，县级骨干教师、教坛新星、教学能手近40人；学校是芜湖县继续教育培训基地，9名教师入选县继续教育师资库；学校教科研气氛浓厚，省、市、县批准立项的教科研项目有多个，两个陶研课题已结题，在陶研实践中产生了一批陶研骨干教师，多个教研组获得县先进教研组称号。学校教学质量和办学水平评估也一直列全县之首，在社会上已获得了很好的声誉。

为了使我校陶研课题成果得到巩固，将陶行知教育思想在我校得以广泛传播和实践，为此，我校积极申报中国陶行知研究会实验学校，让全校师生能更好地接受陶行知教育思想的熏陶，实践陶行知“教学做合一”、“有效教学”等教育思想，贯彻实施新课程理念，以推动我校素质教育，创建“实验品牌”，提高我校的教育教学质量和办学水平。

二、近年来学陶、研陶、师陶工作情况介绍

（一）学校领导重视，为学陶、研陶活动的开展创造了良好的环境和条件，并提供必要的组织保证和经费支持。

1、组织保障。陶研工作领导小组负责人，由校长担任，确保陶研工作在学校有一席之地；分管教学副校长和教务主任抓具体工作，教研组长、骨干教师积极参与陶研领导小组，使陶研工作组织正常运行。

2、领导重视——走出去，请进来。2011年元月，学校组织了教务主任和各教研组长去南京参加第三期全国陶行知教育思想研究与实践研修班，积极组织陶研骨干教师参加每年暑期学习班，培训教师学习归来后，利用教工例会在全校教师会上进行交流汇报，宣传陶行知思想和教育新理念；学校还多次聘请专家来校进行讲座、指导，传播陶行知教育思想，提高广大教师科研水平。

3、学校将陶研活动的开展整合到教研组、备课组活动中，利用校本培训扩大陶研的参与面和影响面，将陶研活动的参与与教师考核挂钩，并为陶研活动的开展提供一切费用，在陶研课题结题时还给予了课题组2万元奖励。

（二）认真学习和宣传陶行知博大精深的教育思想和光辉的教育实践。

3、学校层面

学校陶研课题《“‘学生自主性学习’学习方法的研究与指导”中期报告》获省级交流二等奖。“行知文学社”被评为芜湖市中学生优秀社团。学生刊物《行知苑》获得省优秀校刊。2011年学校先后荣获安徽省未成年人思想道德建设示范学校、安徽省示范家长学校、安徽省2011年少儿智力开放教育先进单位、芜湖市第十三届文明单位、芜湖市毒品预防教育示范学校、芜湖市关心下一代先进集体、芜湖市“平安校园”等一系列荣誉称号，学校在芜湖市办学水平评估中被评为优秀等级，在芜湖县办学水平评估中获优秀等级第一名。

三、今后的学陶、师陶计划

1、遵守《中国陶行知研究会实验学校章程》，为申报陶行知实验学校积极开展工作；

2、巩固陶研课题研究成果，继续办好课题研究网站和行知文学社、《行知苑》；

3、共享与推广研究成果。将我校陶研成果——“学生自主性学习14种主要方法和影响学生自主性学习方法形成的5种因素，以及具有个性化的9种培养策略”通过两种方式进行推广：一种是校本培训和教研；另一种是举办素质教育开放周活动。

4、鼓励广大教师积极投稿《行知研究》。

5、继续营造“学陶师陶”校园文化。将课题组编写的“四问四做”歌作为校歌广泛传唱。让“陶花“开满芜湖县实验学校每一个角落。

6、将陶研课题成果与信息技术环境结合起来，开展好“信息技术环境下的自主探究·合作·学习策略研究”国家级课题研究工作。

材料物理实验教学改革初探 篇6

[关键词]实验教学改革材料物理实验实验创新

如何培养更多更好的高素质创新型人才。已经成为当前教育改革的主题。实验教学是培养学生动手能力和自主创新能力的重要环节，为适应时代发展要求，为培养适应社会需要的高素质人才，本文结合西安石油大学的实际条件，针对材料物理专业现有的实验教学模式提出一些改革方法和思路。

一、材料物理专业的实验教学现状

(一)实验设施现状

西安石油大学的材料物理实验室于2005年建成并针对第一届学生投入使用。设备台套数少，缺乏成套和高精尖设备，在电、热、声、光、磁等物理性能测试方面，只能满足一些简单、定性的测试和分析，在新材料制备和性能分析方面，更是显得设备能力不足。例如，真空蒸镀法制备薄膜材料实验，真空镀膜仪所能达到的真空

度较低，为了达到最高极限真空度要进行机械泵和扩散泵两级抽真空，抽真空耗时约1小时，实验完成之后还需要降温，抽空和降温所花费时间远超过实验时间，浪费了学生的时间，影响了学生学习的积极性。同时，由于设备极限真空度偏低，镀膜质量教差，缺少薄膜性能和厚度检测设备，严重影响了学生对实验教学的掌握，但设备现状存在诸多限制因素，短期内增加实验仪器是不现实的，要改善只能寻求其他解决办法。

(二)实验项目现状

设备的实际状况限制了实验项目的设置和深度，导致实验内容多以验证性实验为主，实验项目偏少，绝大部分课程只有1个实验，没有选做实验。实验学时最多的仅占课程总学时的1／9，最少的只占1／23，由于开出实验少，所有开出的实验都是必做实验。学生做实验时可选择余地很小。这样就不能充分锻炼学生的实践能力，开发学生的创新能力。

实验前，先由实验老师讲述实验原理、实验目的和实验要求，然后要求学生按照实验步骤进行实验，仪器、试剂等都是老师提前准备好的，学生仅仅按部就班完成实验操作。实验前学生没有预习实验指导书，做实验时非常盲目，对仪器的使用方法和注意事项也不清楚。这样的实验教学方法，不能充分调动学生的学习积极性。抑制了学生个性的发展和创新性的培养。

(三)实验成绩的评定

实验成绩的评定是一种激励学生学习积极性的方法，成绩由实验准备、实验操作、实验报告三部分组成，可操作性不强，无法具体控制，不容易定量给分，随意性较大，达不到公平、公正的要求。在现实教学中，实验是从属于理论教学，是理论教学的一部分，一般实验成绩只占总成绩的10％左右，在学生的心目中造成重理论轻实验的现状。实验成绩对学生总成绩的影响小，不会引起足够的重视。评价体系不完善，给客观评价学生实验时的综合素质和创新能力造成困难。指导教师和学生只有在实验时才能见面，沟通的机会少，不利于造成教学相长、互相探讨的学习氛围。

二、改革实验教学模式。培养学生的综合素质和动手能力

(一)利用其他实验教学资源，提高实验项目的数量和质量

西安石油大学对实验设施的投资非常有限。要改善实验条件不是短期内能够解决的。对此，可利用学院其他专业实验室能利用的设备资源，结合本专业的特点和培养方向，增加选做实验和综合、设计性实验数目，使学生可以选择感兴趣的实验项目和方向，除了必做实验项目外，还可以自由选做一些实验项目，对同一门课，选做的实验项目是必做实验的扩展，是正常教学的延伸和拓展。笔者将教学改革前后的实验项目、课程和实验性质等列于下页表，进行对比。

由下页表可见，更改前的实验项目少，大部分都是验证实验，更改后的实验增加了一些设计和综合性实验，增加了选做实验项目。选做实验难度较大，学生可以根据自己的兴趣和精力，适当多做选做实验，作为知识的拓展和提升。

(二)利用网络，实现互动，提高实验教学质量

以往的实验教学虽然也要求预习，但由于教师无法检查，学生往往没有预习就进入实验室，对实验并不了解，这容易造成实验的失误或仪器设备的损坏，由此导致学生学习自主性不强。不利于知识的吸收，不能激起学习的积极性。实验完成之后的实验报告，学生也是敷衍了事，有些甚至照抄实验指导书上的内容，缺乏对实验数据的分析，给实验成绩的评定造成困难，考核成绩不好把握。

为了解决以上问题，材料物理实验室组织开发了网络实验教学软件，利用该软件可以完成以下工作：

1、检查学生的实验预习情况。只有交了预习报告并通过的学生，才能进行实验预约，经得实验指导教师同意，方能进入实验室进行实验。实验预习情况的检查包括以下环节：实验原理的了解、实验过程和仪器操作规程的掌握、实验预习问题的回答提交等。

2、实验项目的安排和课程的进度配套。实验指导老师准备好所需的实验用品，学生根据自己的时间提前预约。预约好之后按时到达实验地点进行实验。由于实验已经提前预习，心中有数，避免了盲目操作。进行实验时，如果需要，可以观看实验过程的详细说明和注意事项，独立完成操作，有问题可以及时咨询指导教师，实验结果经指导教师检查确认合适后，将所用的物品归位即可离开实验室，早完成早离开。这样的实验过程。完全靠学生自己完成，可以单独，也可以几个人合作。指导教师的角色由原来一步一步“指挥”的主导地位，变成了偶尔指导的从属地位，学生则由原来的被动，变成了主动学习和具体动手操作，这样的改变，正是素质教育所需要的。

材料实验 篇7

北京航空航天大学作为我们国家自己创建的第一所航空航天大学, 学校面向国家重大战略需求、面向世界航空航天发展的前沿, 为国家经济事业的发展、特别是为航空航天事业做出了不可替代的贡献。北京航空航天大学培养了11万学生, 这些高素质人才大部分在我国的航空航天领域担当重任, 为我国的航空航天事业提供了人才支持。北京航空航天大学多年来服务大局、特色兴校、培育人才、不断创新, 突出航空航天特色和工程技术优势, 形成了独具特色的高水平研究型大学建设模式。

北京航空航天大学提出了新时期“重基础、强交叉、拓视野、推创新”的研究生教育思路, 对调整研究生教育结构, 提高生源质量, 改革招生指标分配办法, 修订培养方案, 促进研究生课程国际化, 推广试点班教育模式, 建设专业学位研究生实践基地, 创新学科交叉机制体制等, 提出了明确要求。

一、研究生培养模式和实验教学体系

北京航空航天大学在研究生培养模式上分为理论教学、实验教学和学位论文研究三个阶段。在强化研究生理论教学和学位论文研究的同时, 采取了重大举措来培养研究生的实践能力:针对不同学科专业的特点增加了研究生教学的实验环节;通过“211”和“985”条件建设逐步构建了开放适用的研究生实验教学设备条件, 并构筑人性化的实验环境;打破了传统实验教学模式, 确立了开放式的多元化的研究生公共实验和研究生专业实验课体系;最大限度地挖掘出研究生的知识潜能, 养成创造性品格, 掌握创造性技能, 最后在研究生学位论文的写作中得到深入和升华, 使得研究生培养的三个阶段构成了一个由浅入深、循序渐进、具有内在联系的有机体。

在实验教学体系的构建方面, 在一级学科层面, 将关联密切的研究生理论课程的实验整合成数门独立设置的综合性实验课。结合专业培养目标和其他相关课程, 建立一个包括基础验证实验、综合设计实验和创新型实验3个层次的课程体系。

北京航空航天大学还构建了整体性的开放式创新实践基地。例如自2004年以来, 先后建设了“先进计算机网络技术研究生创新基地”“复杂产品现代设计与先进制造技术研究生创新基地”和“先进航空航天飞行器创新基地”等开放性的创新实践基地。基地以航空航天与信息类优势学科群为中心, 以重点实验室为依托, 在创新人才培养和研究生教育改革的创新方面进行了积极的探索。

二、材料专业研究生特种功能材料特色试验课程设计

北京航空航天大学材料学院多年来一直非常重视研究生教育, 研究生的课程设置及内容为研究生从事科学研究打下了坚实的理论基础。但材料学院研究生的实验设备主要来自各科研课题组, 设备种类、台套数、完好率受限制, 特别是使用时间无法保证, 影响研究生试验运行。课时数虚, 授课内容待充实。

随着多年来对实验室建设的不断投入, 北京航空航天大学材料学院实验室建设遵循“以软带硬”的原则, 即以教学改革为前提, 投入的实验设备要服务于所开设的实验项目, 硬件建设服从软件建设。目前材料学院用于研究生实验教学的设备已经初具规模, 拥有多套透射电子显微镜、扫描电子显微镜、电子探针显微镜、原子力显微镜、磁力显微镜、X射线衍射仪、ICP分析仪、拉曼光谱分析仪等先进的分析检测设备, 并对各学科实验室进行了优化整合和重组资源配置, 发挥了实验室的复合功能和规模效益。材料学院还承担着大量国家级和省部级的重大科研项目, 取得了一系列令人瞩目的研究成果, 具有良好的培养研究生的客观条件。材料学院将逐步彻底改造研究生实验课内容和实验条件, 建立具有航空航天特色、涵盖材料学科重要研究方向的材料制备、测试及评价方法的研究生公共实验平台, 以国家建设和经济发展对材料科学与工程学科复合型人才的重大需求为导向, 确定材料科学与工程学科实验课程的具体设置方案。

北京航空航天大学材料学院以教育部“空天材料及其服役性能实验室”为依托, 开设了“先进结构材料”和“特种功能材料”研究生创新型实验课。该实验室多年来立足于航空航天材料前沿研究, 旨在将先进的和学科交叉性强的科研成果高质量地融入到研究生实验教学上, 取得了多项重大科研成果。下面以“特种功能材料”的设置为例, 从创新型实验课和综合实验课的区别、创新型实验课和研究生毕业论文研究实践的区别、创新型实验课与研究生创新基地三个方面来进行分析。

1. 创新型实验课和综合实验课的区别

创新型实验课和综合实验课在内容上都涉及到培养学生多学科知识综合应用的能力。差别在于综合实验课相对而言内容更为固定, 比如“材料电镜分析实验”是侧重于使学生理解各种电子显微分析方法的基本概念和原理, 熟悉仪器结构, 掌握样品制备方法及实验参数选择, 并学会对各种电镜图像及信息进行识别、计算和分析处理等。而创新型实验课是在课程内容、形式和目的上存在更多的创新元素。这类实验是学生在教师的指导下独立自主完成, 或者在指导教师的研究领域和学科方向上进行有目的有意识的探索研究, 其教学目的在于激发学生的创新意识, 培养学生的科研兴趣和研究创新能力。培养学生的创新精神和创新能力, 关键在于教师是否有创造性的实践活动的经验和体会, 如大的创新团队 (课题组) 和实验室就是培育创新精神的沃土。以“特种功能材料”为例, 北京航空航天大学“空天材料及其服役性能实验室”针对智能机翼、机载设备和航空发动机等的应用, 在航空航天特种功能材料上积累了大量研究成果。其科研设备齐全, 在“特种功能材料”实验课中设立了相变材料、磁性材料等相对宽的方向, 在实验中指导教师演示其中课题组“成熟”材料从设计-制备-功能特性研究的完整的实践过程, 然后在大方向内自由选题, 运用理论课程中的基础知识, 综合设计实验方案和内容, 在任课教师的指导下自主探索研究。如果说综合实验课是学生从理论到实践的第一步, 那么创新型实验则是学生开展创新科研工作的第一步。

2. 创新型实验课和研究生毕业论文研究实践的区别

这两者同为科研训练。创新型实验课是“常做常新”的实验课, 指导教师要不断开发新的实验方法, 搭建不同的新架构。学生则应该不断丰富自主实验的新内容, 成为填充架构的新单元。从时间尺度上来说, 创新型实验课比研究生毕业论文研究短的多, 创新型实验课会对科研的过程有完整的体验, 为了保障进度, 增强协作沟通能力, 学生可以自由结合成小项目组, 分工共同完成实验内容。实验课的考核以小组答辩的形式, 根据选题的创新性、综合性、协作情况等打分。研究生毕业论文研究一般都是学生在其导师的指导下单独完成的。限于不同实验条件、经费保障条件、课题组的创新实践成果积累等的不同, 毕业论文研究的创新实践程度会有很大差异, 研究生也往往得不到自主选题和自主研究的机会。

3. 创新型实验课与研究生创新基地的区别

两者的教学资源开放程度和范围不同。研究生创新实践基地是一个面向全校开放的, 融教学、科研为一体的实践活动平台。研究生创新基地在学科综合性和交叉性上, 可以面向更大范围的不同学科、不同年级的研究生, 实现教育资源的整体优化。学科的集中交叉得资源能更集中整合, 如“复杂产品现代设计与先进制造技术研究生创新基地”和“先进航空航天飞行器创新基地”等开放性的创新实践基地就是如此。目前, “特种功能材料”研究生创新型实验课还是材料学院研究生实验课程体系的一部分, “特种功能材料”与物理、化学、航空、航天、电子、机械等领域有广泛的学科交叉, 可以成为培养研究生的综合设计和研究探索创新能力的有效平台。随着教学实践成果的积累、教学改革的深化和实践教学条件建设的增强, 材料学院可以向学校申报加入研究生创新基地的实践活动内容, 最大限度地为学生提供更多的科技创新实践机会。

三、结语

北京航空航天大学材料学院“特种功能材料”研究生创新型实验课的教学实践才刚刚起步, 深厚的科研成果积累和良好实验课程的资源配置, 以及是否能高质量地转化到研究生实验教学上, 这些都还需要在实践中不断探索。指导教师团队成员如何利用崭新的实验内容引导学生主动参与科研训练, 培养学生的创新思维和探索未知的能力, 还需要不断创新教学, 与时俱进地转变教育思想, 更新教育观念, 才能真正在教学改革中收到实效。

参考文献

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[4]庞强强.关于研究生创新实践能力培养的教学改革探析[J].出国与就业, 2011 (1) :80-81.

遵循“五个标准”选好实验材料 篇8

那么, 如何选用好实验材料呢?

一、科学性

毋庸置疑, 科学性应是选用实验材料最重要的标准之一, 这是由小学科学的学科性质所决定的。因为, 只有实验材料做到科学性, 学生才有可能观察到所要观察的现象, 发现所要发现的规律。

教学片断:科学五 (下) “物体在水中是沉还是浮”一课。为了让学生通过实验观察到同一种材料构成的物体, 即在水中的沉浮与自身的体积和重量无关, 教材以插图的形式告之, 可以选用橡皮和红萝卜这两种材料进行实验。但学生在实际操作中, 却出现了有的小组红萝卜是沉的, 有的小组红萝卜是浮的;有的小组原本浮着的红萝卜, 切小后居然沉了下去, 再切小后又浮了上来……以致在汇报交流时, 学生都说“同一种材料构成的物体, 在水中的沉浮与自身的体积和重量有关”。

问题分析:按理说, 由同种材料构成的物体, 改变它们的轻重和体积后, 在水中的沉浮情况是不会改变的。现在, 实验中却出现了反常现象, 原因何在?是因为选用红萝卜这种材料研究物体在水中的沉浮规律, 本身就不怎么科学。众所周知, 由于生长环境不同等原因, 红萝卜的密度是很少有均匀分布的。另外, 如果红萝卜放置时间较长, 随着里面水分的蒸发, 那么也会使得密度发生改变。上述两方面的原因, 就是为什么有的小组红萝卜是沉的, 而有的小组红萝卜却是浮的, 以及出现红萝卜被切小后, 反常地出现沉的变浮, 浮的变沉的秘密所在。

解决方法:既然红萝卜有着这样的缺点, 那教材为什么还选用它呢?是不是编者科学常识的缺失呢?事实并非如此, 实际上这有着它可取的一面, 那就是红萝卜很容易改变体积和重量, 这样通过改变物体的体积和重量来研究物体在水中的沉浮规律就容易进行。鉴于此, 只要找到一种既有着密度均匀, 又有着容易改变体积和重量的材料就行了。这种材料有吗?有, 如泡沫塑料块就比红萝卜更科学。

二、可控性

实验材料的可控性又称有效性、可行性。实验材料只有做到可控性, 才有可能呈现出所假设的实验现象, 发现相应的结论和规律。

教学片断:科学五 (下) “热是怎样传递的”一课。为了让学生通过实验观察到热在金属条中是怎样传递的, 教材以插图的形式给出了这样一个实验装置和方法, 即在一段铁丝上每隔一定距离用蜡粘上一根火柴, 将铁丝固定在铁架台上, 火柴都向下悬挂, 用酒精灯给铁丝的一端加热。然而, 学生按此方法操作后, 却没能观察到自己所假设的, 即离酒精灯加热部位越近的火柴越先掉下来, 反而有时距离远的火柴先掉。

问题分析:按理说, 热是由较热的一端转向较冷的一端, 离酒精灯加热部位越近的火柴应该越先掉落。可实验中却出现了反常的现象, 它的原因何在?其实, 原因就出在蜡这种材料的使用, 是它导致实验的失败。那教材为什么会建议选用蜡呢?无非是蜡既能把火柴粘在铁丝上, 又有着受热后易于熔化的优点, 所以学生可以通过火柴的掉落观察到热在铁丝上的传递。但用蜡把火柴粘在铁丝上时, 却很难控制每根火柴粘用的蜡都均匀, 这样一来给铁丝一端加热后, 火柴就不按照热量的传递规律先后有序地往下掉, 而是依照粘用的蜡的多少往下掉。

解决方法:既然是蜡的不可控制, 导致实验出现了反常现象, 那么只要找到一种既可以控制, 加热后又易于熔化的材料就可行了。这种材料有吗?猪油就可以很好地解决这一问题, 因为猪油没有蜡那样熔化后易于凝固的缺点, 所以每根火柴上使用猪油的量就能很好地得到控制, 这样, 实验现象的呈现也能够得到有效的控制。

三、简约性

在小学科学教学中, 关于实验材料的选用, 有着这样一个倾向, 那就是希望师生开展的各种观察实验, 尽量使用身边的材料、生活中易得的材料。换句话说, 也就是实验材料要做到简约有效。

教学片断:科学五 (下) “浮力”有这样一个实验, 让学生用弹簧测力计测量泡沫塑料块在水中受到的浮力以及排开的水量。教材以插图的方式, 告之了这个实验的方法, 即在水槽底部用橡皮泥固定一个钩码, 用线绑住泡沫塑料块, 先测泡沫塑料块在空气中的重力, 再测出泡沫塑料块被拉入水中的拉力, 然后把重力和拉力相加, 就是泡沫塑料块在水中所受到的浮力。在这个过程中, 同时测出泡沫塑料块排开的水量。可事实上, 由于橡皮泥不能有效地固定好钩码, 会出现泡沫塑料块和钩码一起被拉出水面的现象, 从而导致实验的失败。另外, 由于水槽太大, 又没有刻度, 实际上是很难测出泡沫塑料块排开的水量, 使得接下去对泡沫塑料在水中受到的浮力和排开的水量的比较活动也无法进行。

问题分析:说实在的, 进行这样一个复杂, 有着一定难度的实验, 教材给出的参考实验材料, 确实是非常简约实用的, 这一点不可否认。在实验中, 出现操作失败的问题, 也并不是因为实验材料的简约而造成的。导致实验的失败, 一是弹簧测力计精度不高, 二是橡皮水泥未能有效地把钩码固定在水槽底部, 三是水槽太大, 又没有刻度, 很难测出泡沫塑料块排开的水量, 四是线容易被拉断……

解决方法:实验中遇到这些问题, 解决的方法, 还是需要遵循简约有效的原则, 即不必一定要购置现成的装置进行实验。如弹簧测力计, 教师可以提前调试精确, 实践证明, 最好选用测量范围为5牛顿的弹簧测力计;橡皮泥固定不牢, 可以用双面胶替代;水槽太大, 没有刻度, 可以用烧杯替代, 最好选用500毫升的烧杯……虽然实验材料照旧简约, 但实践证明, 它的成功率却大大地提高了。

说实在的, 小学科学要求实验材料简约有效, 让学生利用身边的材料, 利用生活中的材料进行实验, 从某种意义上说, 材料的准备过程, 也是在对学生进行观察能力培养的过程, 是提升学生实验能力的另一个好途径。

四、安全性

小学生正处于好动、安全意识淡薄的年龄阶段, 再加上科学课是以观察实验为主的学科。由此, 科学教师在指导学生进行观察实验时, 在思想上要有安全防范意识, 特别是在实验材料的选用和操作上, 千万不要出现因操作不当, 而发生安全事故。

教学片断:在“给塑料袋里的冷水加热”一实验中, 当学生用手把密封的一小塑料袋冷水, 浸没在热水盆中, 约五分钟后, 这袋冷水慢慢地浮了起来。根据实验要求, 接下去还需把这袋加热的水, 捞上来以后放入冷水中, 观察它是沉还是浮的?没想到, 有学生居然用手直接去捞加热后的冷水, 这下可好了, 只听见“啊哟”一声, 一学生叫了起来, 原来这个学生的手被烫伤了……

问题分析:按理说, 学生应该有这样的生活常识, 那就是不能用手直接去捞加热后的水。事后问该学生, 用手直接去捞热水中的塑料袋行不行, 该学生非常明确地说, 不行。可一到实验中, 学生为什么还是“明知故犯”呢?让我们继续听听该学生的心里话, 他说, 是因为看到教材中的插图, 才这么做的。原来课本中的插图, 就画着用手直接把冷水放入热水中加热, 所以, 当冷水被加热后, 他想也没想, 就习惯性地去捞了。那教师为什么没有注意到呢?可能教师也受此影响, 或者没注意到此细节吧!以致出现学生因动作不规犯, 导致不应有的伤害事件发生。

解决方法:出现学生手被烫伤的安全事故, 让科学教师承担责任, 表面看似有点冤, 因为教材中的图片也是这么画的。可事实上, 一点也不冤, 如果教师有过“下水实验”, 那他一定知道冷水被加热后, 是不能直接用手去捞的。这样一来, 就会想办法解决这个问题;在指导学生实验时, 也会注意到这个问题。其实, 实验中出现这样一类事故不是不可避免的, 只要科学教师多一个心眼, 多一份细心, 学生也就不会明知故犯了!当然, 关键还是科学教师要先“下水”, 在思想上时时有安全防范意识。

五、环保性

从小就应培养学生的环保意识, 这既是社会的要求, 又是提升学生素养的需要。作为一门以观察实验为基础的学科, 在实验材料的选取和使用上要注意环保性。

教学片断:在研究“马铃薯在液体中的沉浮”一课中, 每个小组按照要求, 都带来了马铃薯。不过在教学活动即将结束时意想不到的事情发生了, 只听见“咚、咚……”几十个好好的马铃薯统统地被学生扔进了垃圾桶里。

问题分析:按理说, 这些马铃薯还是好好的, 最多只能算是被“清洗”了一翻, 没想到最后却落个被扔进垃圾桶的命运。也许大家会说, 几个马铃薯被扔是件小事嘛!不可否认, 的确是件小事。但问题是学生思想中定留着如此意识, 长此以往, 能行吗?任由其发展, 以后会产生什么样的结果?俗话说, 有什么样的思想, 就有什么样的行为。一旦思想定型了, 随之而产生的问题也就来了。可是, 为什么学生没有意识到这样做的不妥呢?我想, 最主要的原因还是出在教师的身上, 是教师思想上的疏忽, 是教师环保意识的欠缺, 导致学生不恰当行为的产生。

不同金属材料的实验区别研究 篇9

区别不同材料的金属是热力学实验中的重要实验之一, 尤其是关于区别质量相同、外形相同且不能直接分辨的不同金属材料的实验。本课题在传统实验的基础上, 不同外形的金属具有不同的转动惯量、利用不同金属具有不同比热容、不同金属在相同液体中受到的浮力不同等原理, 设计出三种实验方案, 并在三种实验方案的指导下进行实验, 分别记录了不同材料金属的实验数据, 从而可以区分不同的金属材料。借助数学软件处理实验数据, 不仅使结果更加准确, 也使得实验数据处理更加简便, 为实验教师和学生减少了处理繁琐实验数据的计算过程。

2 利用金属比热容区别金属材料

不同的金属有不同的比热容, 将温度、质量相同的不同金属材料放入相同质量的同种液体中, 达到热平衡时, 它们的平衡温度不同。根据这一原理, 我们量取相同体积的水, 倒入两个量热筒中, 先测初始温度, 再放入外表相同的金属材料, 测定平衡时的温度, 计算出它们的比热容, 就可以区别出金属材料。

当室温为t1时, 将质量为m0, 温度相同的金属块投入量热器的水中。设量热器 (包括搅拌器和温度计插入水中的部分) 热容为c, 其中水的质量为m, 比热容为c0。待测物投入水中一段时间后, 其平衡温度为t, 在不计量热器与外界热交换的情况下, 将存在

由 (1) 式可得金属比热容

在实验过程中, 我们在量热筒中加入相同体积的热水, 测定初始温度t0;然后将两个待测金属物体用细绳吊起, 放入量热筒中, 观察温度的变化;改变初始温度, 测定平衡温度, 计算出不同金属的比热容, 就可以区别出不同的金属材料, 得到的实验数据如表1所示。

由表2可知, c1的比热容比较接近铜的比热容值, c2的比热容比较接近铝的比热容值。因此得出c1对应的金属材料是铝, c2对应的金属材料是铜。可以利用EXCEL作出不同金属材料的平衡温度与初始温度的变化关系图线, 如图1所示。

3 利用浮力区别金属材料

不同金属材料的密度不同, 在水中所受的浮力也不同。本实验中, 选取空心铜柱和实心铝柱作为研究对象, 通过测量它们本身的质量和悬挂在水中的质量, 比较各自所受浮力的大小, 区别不同的金属材料。在水中两物体所受的浮力为gvgvgv) ) () ( (gvgvgv

由表2可知△m1> △m2, 物体1受到的浮力大于物体2, 因而物体1是铜柱, 物体2是铝柱。

4 利用转动惯量区别金属材料

当金属质量分布不均匀, 转轴不同时, 它们的转动惯量也不相同, 可以利用转动惯量区别质量分布不同的物体。设外形相同、质量相等的实心铝柱和空心铜柱沿粗糙斜面在同一高度自由滚下, z轴垂直纸面向里, 如图2所示。

如图2, 设斜面的倾角为θ, 实心铝柱和空心铜柱的质量都为m, 半径为r, 转动惯量分别为

, 根据质心运动定理和动量矩定理可列出下列方程I212I mr256I mr x sincmx f mg

z又由无滑滚动条I件acfr r0, 得

根据 (10) 式可以得出当斜面倾角变小时, 小球加速度也随之而减小, 所以在斜面倾角较小时, 测量圆柱运动的时间比较准确。在此实验中, 所选斜面材料为铝合金, 其对于金属的静摩擦因数为0.20左右, 若要小球在斜面上只有滚动而无滑动, 则必须满足

当斜面粗糙程度满足上式时, 可以阻止小球从斜面滑动, 从而保证在斜面上做无滑滚动。此外, 通过测量斜面高度, 计算出斜面倾角, 并根据 (4) 和 (5) 式来计算两球滚动相等距离所需的时间。实验数据如表3所示。

由表3铜柱和铝柱在斜面上运动的时间, 做出图3。

由图3可知, 在同一高度的斜面上, 物体1运动的时间小于和物体2的时间, 因此物体1是铝柱, 物体2铜柱。为了减小误差实验误差, 将铝柱和铜柱的的试验时间和理论时间进行对比。

由图4、图5可以得出斜面高度为11.4 c m, 高度为89.6c m, 即倾角在7.6°时误差最小。

5 结束语

本实验原理紧紧结合课本知识, 即阐述了物体不同物理属性, 比热容、转动惯量、密度, 使学生更深刻的理解了不易接受的物理概念, 同时也为学生提供了区别不同金属材料的多种方法。

本课题提出的实验方法准确, 物理意义清晰, 是一个较好的综合性实验, 为热学、力学、大学物理实验教师提供科学可靠的理论和实验依据, 使学生对物理实验产生浓厚的兴趣, 达到学以致用的目的。

摘要：金属与人类社会的发展有着密切的联系, 在当今工业、农业、国防、科技及人类生活中有着广泛的用途。区别金属材料的方法多种多样, 过程比较复杂。本课题在传统实验的基础上, 设计出几种区分不同金属材料的实验方案, 通过实验操作、数据采集、曲线拟合的方法, 以达到区别质量体积相同的不同金属材料的目的。通过本课题的研究, 我们可以总结出简单实用的区别不同金属材料的方法, 为金属材料的应用奠定良好的基础。

关键词：比热容,转动惯量,金属材料

参考文献

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[3]杨术武, 赵立竹, 沈国土.普通物理实验 (力学、热学实验部分) [M].北京:高等教育出版社, 2009:39-41.

材料实验 篇10

关键词：生土,碱激发,剑麻纤维,抗折抗压试验

1 概述

生土材料以其节能、绿色、环保、保温、调湿、低成本、耗能低等优点,在生态恶化的今天倍受世人关注。陕南地区受当地的自然条件及经济条件的限制,夯土建筑仍大量存在[1]。然而传统的生土材料因强度低、耐水性差、体积稳定性差等缺点严重地限制了生土材料的应用,为了传承和扩大生土建筑材料的应用,改善生土建筑性能,本文对常用的生土改性材料进行了分析比较,并对陕南当地的生土材料利用工业废料矿粉和可再生麻纤维材料进行了改性试验研究,研究结果为陕南地区生土材料的改性提供科学参考。

2 常用改性材料分析

2.1 化学改性

国内许多学者利用传统胶凝材料诸如石灰、水泥、石膏等对生土进行改性固化并进行了一系列的试验研究,改性后生土力学性能、耐久性能都有了一定程度的提高[2,3,4]。除此之外,丁苏金等[5]研究了水泥、矿渣和硫酸钠生土复合改性时硫酸钠对生土粘结材料力学性能的影响,并优化了配比参数,试验结果表明,硫酸钠在水泥、矿渣、硫酸钠复合改性生土中的固化作用要优于在水泥、硫酸钠复合改性生土的固化作用。刘志华等[6]通过试验研究分析了水泥,磷石膏及粉煤灰的单掺和复掺对改性生土材料抗压强度的影响,结果表明水泥、磷石膏和粉煤灰的复合添加可显著提高生土材料的无侧限抗压强度和耐水性,28 d抗压强度最高可达到13.5 MPa。

刘志华等[7]选用高效固化剂混掺粉煤灰作为胶凝材料对原状黄土固化进行了研究,制备了自密实生土基墙体材料。研究了水固比[m(水)∶m(水泥+生土+粉煤灰)]和减水剂(聚羧酸)掺量对改性生土材料抗压强度、流动度和耐水性能的影响,并给出了具有自密实特性的最优配比。马聪等[8]进一步测试了高效固化剂混掺粉煤灰改性生土材料在不同龄期的无侧限抗压强度,得出了基于7 d抗压强度为参数的中后期强度预测模型,可有效预测不同龄期改性材料的抗压强度。

刘志华等[9]提出了一种以土聚水泥用于生土材料改性的方法,土聚水泥以偏高岭土作为主要原材料,通过试验研究了碱性激发剂种类和掺量、促硬剂对土聚水泥改性生土材料力学性能及耐久性能的影响,掺量25%土聚水泥改性生土材料28 d抗压强度可达18.0 MPa,软化系数达0.90。

刘军等[10]研究粉状固化剂不同掺量对生土墙体材料力学性能及耐久性的影响,通过试验分析得出掺入固化剂的生土墙体材料的性能明显优于未掺试件,并且随着固化剂掺量的增加,生土墙体材料力学性能、水稳定性能、抗冻性能均明显提高。

2.2 物理改性

随着生态文明时代的到来,越来越多的人开始重新审视可再生天然材料对生土进行改性固化。王毅红、阿肯江·托呼提等[11,12,13,14]利用麦秸、稻草等对土进行改性试验研究,得出改性后土体的抗剪强度和抗压强度较素土都有明显提高。海然等[15]对黄麻纤维和秸秆纤维等废弃物经过改性作用,纤维的粗糙度得到明显提高,利用改性黄麻纤维和秸秆纤维对生土进行固化改性处理,改性后的生土材料力学性能和耐水性得到明显提高,并通过实验分析显示,改性黄麻纤维与生土材料之间粘结更加紧密,生土材料与纤维界面粘结性能明显改善。

此外,王毅红等[16]通过轻型击实试验对黄土基材分别掺加不同比例的水泥,熟石灰,砂,麦秸进行改性处理,得到改性土料的最优含水量及最大干密度,并通过分析得到改性生土的最优含水量与掺量之间的关系,不同掺料对改性生土材料最优含水量的影响规律,给出了定量分析的估算公式。胡小庆等[17]通过选取聚丙烯纤维的含量和长度两个参数对素土进行加筋改性,进行了改性土无侧限抗压强度试验和直剪试验,研究表明纤维的加入能改善土体的抗压、抗剪强度和变形特性,土体的内聚力得到提高,并得出当纤维长度为2.5 cm,纤维含量为0.2%时增强效果最为明显。

生土改性方法众多,而利用工业废料和天然纤维材料对陕南生土进行改性符合可持续发展的需求,具有地域特色,本文采用工业废料矿渣粉和天然剑麻纤维改性陕南地区生土材料,并进行试验研究。

3 试验研究

3.1 实验材料

1)生土。取自汉中宁强阳平关,现已自然风干,用手很难掰开,将土磨细后过0.5 mm筛。2)矿渣微粉。矿渣微粉由汉中汉钢新型建材有限公司提供,具体性能见表1。3)碱性激发剂。Na OH:天津市北联精细化学品开发有限公司生产,白色粒状固体。其Na OH含量大于96.0%,碳酸盐(以Na2CO3计)小于1.5%。4)剑麻纤维:含杂不大于4%,回潮率不大于10%。5)水:自来水。

3.2 实验方法

以生土和矿粉为原材料,掺加适量碱性激发剂(Na OH)对其活性进行碱性激发,同时还有1组添加天然麻纤维对生土进行改性,固体材料每组试样总称重1 850 g,标准砂称取固体材料的12.4%,称取230 g,每组的配比制作40 mm×40 mm×160 mm胶砂试块3个,采用振动台结合手捣成型,脱模后置于养护箱内养护14 d,控制温度(0±2)℃,控制相对湿度60%~80%,养护至规定龄期,测其抗折及抗压强度。实验方案具体见表2。

3.3 抗折、抗压试验结果

生土材料最大缺点是强度较低,通过本次设计的方法改性后抗折及抗压强度明显提高,其中碱激发改性生土抗折、抗压强度较原生土均得到明显提高,并且抗折、抗压强度随着碱性激发剂的掺量提高而得到提高;天然剑麻纤维能明显提高生土抗折强度,抗压强度提高不明显,实验结果见表2。

4 结语

材料实验 篇11

[关键词]科学实验课 改进 实验材料

[中图分类号] G623.6 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068（2015）03-073

小学科学实验课，往往需要选择合适的材料方便师生进行实验探究，通对直观的实验现象，让学生获得思维的发展。有时候，我们在选择普通实验材料的基础上，如果能对材料进行有目的地加工与改进，使实验的现象更加明显，更加直观的显现在学生面前。那么对培养学生科学素养，提高学生对材料选择和改进的思维，更有帮助。同时也体现了教师的用心，使小学科学实验课堂显得更加流畅，更加生动。

一、在已有的实验材料上进行改装

案例：苏教版四年级下册第四单元中的《物体形状改变以后》实验材料的改进。

本课要探究“随着钩码的数量有规律的增加，弹簧拉伸的长度是不是也存在某种规律？”这一科学问题。教材是这样设计的：利用弹簧进行拉伸实验，每增加一个钩码，弹簧拉伸的长度也依次增加。可是在实际实验中，选择的教材是普通弹簧，进行拉伸的实验时，遇到两个问题：①发现学生用刻度尺进行测量时，数据不是很精确，总是存在误差，且误差比较大。②发现随着钩码的增加，一些弹簧拉伸的长度总是存在一定的规律，但是还有一部分弹簧却没有规律可言。刚开始觉得可能是选择的弹簧旧了或生锈了，导致实验结果的误差。于是又找了另外一批弹簧，发现问题仍然存在。这时，这样的材料就不能解决本课的问题了，给教师授课增加了很大的麻烦。同时，学生用刻度尺测量是否精确的问题始终没有能够很好地解决。

有位教师对这个实验进行了改进：利用规格5N的弹簧测力计，将测力计的表面金属拉出，只留下其中的弹簧装置，在弹簧的侧面贴上刻度尺。将“0”刻度规定好，再挂上钩码进行实验。这样的实验装置经过改进后解决了两个问题：①读数据时，只要根据每次伸长的长度，直接读刻度，不需要学生一次次的用刻度尺去测量，使实验误差降到最低，也节省了实验过程中不必要的时间浪费。②不再受到弹簧受潮生锈等因素的困扰，使用精准的弹簧，使实验现象更加明显，实验结果更加直观。整个课堂的实验过程变得更加流畅，教师显得更有自信。

二、将不同的材料进行整合

案例：苏教版四年级下册第三单元中的《小车的运动》实验材料的改进。

我在执教《小车的运动》一课时，为学生准备探究“小车行驶的快慢与什么因素有关”的实验材料是这样的：提供一块长约80cm的一端有挡板的木板，将小车放在另一端作为起点，学生再依次往小车上挂垫圈，探究拉力大小与小车行驶的快慢之间的关系。通过使用木板代替桌面，使材料进行了统一，同时也使光滑的桌面可能使小车打滑的情况不再出现。学生清楚地看到了小车运动的轨迹，记录了运动的时间。

将长条形木板与小车这种平时不一起使用的材料进行整合既可以让学生进行反复多次实验，满足他们的求知欲，也解决了不同桌面带来的实验效果不同的问题。

三、自制教具代替原有材料

案例：苏教版四年级上册《热的传递》实验材料的改进。

在《热的传递》一课中有“研究热在液体中是怎样传递”的活动。教材是这样设计的：将木屑放在200ML的烧杯中，烧杯放在三脚架上的石棉网上，用酒精灯加热。看木屑运动的方向，来说明热在液体中是怎样传递的。这个设计中，学生观察到了木屑的移动，可是却很难说出热在液体中的传递方式。这样的材料没有将直观的实验现象呈现在学生面前，不利于学生观察与思考。

有位教师对这个实验进行了改进：利用两个玻璃瓶，上下各一个，中间用一个插片插入做阻隔作用。下面的一个玻璃瓶倒入红色的热水，然后插上插片。接着在往上面开口的玻璃瓶内倒入冷水，把上面的开口封住。将插片抽出，观察冷热水的对流。发现：在插片抽出的瞬间，红色的热水不断地往上涌，冷水往下流，不断地循环，效果很明显。

四、选用高灵敏材料代替传统材料

案例：《冷热与温度》一课实验材料的改进。

本课中有一个“热水降温规律探究”的活动。教材使用的材料是：红液温度计和热水。学生每隔一段时间记录一次水温，然后根据数据，得出热水变凉的温度下降规律。实验中，发现学生在使用普通的红液温液计测水温时，数据都不一样，有的是有规律，有的没有规律。许多教师为这样的实验材料感到头疼。

有位教师在一节公开课时，选择了一种灵敏的电子测温计，在课堂上一展示，学生都非常的新奇。看着液晶显示器上不断跳动变化的数据。学生非常兴奋，面带微笑的将数据一个个记录下来。经过数据整理后，学生都有了收获。

根据日常的实验操作可以发现，实验材料的选择和改进，能够为我们的教学带来不一样的效果，能够让学生在实验中充分感知到科学现象，能够帮助教师更好地传递科学精神。因此，教师在教学中要善于发现、仔细观察、细致揣摩并且及时改进，这样我们的科学课堂会更加精彩。

材料实验 篇12

国务院学位委员会于1998年修订研究生专业目录时，特别设立了材料物理和化学专业。材料物理和材料化学是材料科学的重要基础。现代材料科学的发展已经由过去的宏观研究和发展进入到微观分析和研究，用电子、原子、分子的尺度来研究改变物质的性质，发展新兴的材料。特别是当今以服务于高科技，现代工业和国防为主的现代材料或新材料的需求量越来越大，新材料的研制与开发速度也越来越快，因而涌现出的新概念、新理论、新技术、新方法、新工艺、新产品和新问题越来越需要材料学家和物理学家等共同努力来归纳、整理、总结及创新。由此产生的材料化学新专业无疑是多学科知识交叉、渗透的结果。它给现代材料的研究、开发和应用以及相关科学的发展带来了新的空间，为新材料的可持续发展提供完善而系统的理论指导和技术保障。因为材料化学专业是技能性、实践性极强的学科领域。如何通过材料化学各实验课程的改革，深化学生对课堂知识的理解，培养学生的科学思维方式和实践能力，从而提高学生创新能力和综合能力，是我们面临的一个重要问题。如何通过实验培养学生多层次、多方向的掌握材料物理性能与材料的制备、工艺和测试手段的关系。并且通过独立操作和控制实验进程，培养学生的研究精神和创造能力是我们材料化学专业需要迫切解决的问题。我们通过分层次实验教学，取得了良好的教学效果。

分层次实验教学法研究

通过分层次开设实验，培养学生的合理的思维方式和实践能力，从而提高学生研究精神和创造性能力。具体过程分为以下三个步骤：

1. 加强有关材料化学专业基础性实验

在材料化学专业本科生具有了初步的化学和物理实验能力的基础上，首先将材料化学专业实验课程从相关理论课程剥离，综合成材料化学专业专门的基础实验课程，集中训练学生的材料制备和材料性能检测技能，并以此为实验室的开发重点，使学生的实验基本技能得以巩固和提高。

2. 开展综合性实验并结合本专业开展远程网络虚拟实验教学

在材料化学专业本科生已经具有初步的材料制备和性能检测的实验技能基础上，第二步开设综合性实验并结合远程网络虚拟实验教学。综合性实验的开设是为了适应社会的发展和需求，在综合实验新体系中，要求开设的综合性实验尽可能反映材料、生命、环境、信息等学科的内容;了解和学习材料化学研究方法与现代实验技术在高新科技学科中的应用成为我们新的建设目标。因此，不仅要打破专业的界限，还要打破学科的界限，使综合性实验成为跨学科、多技能的综合训练。在我们材料化学专业开设的综合性实验中，与材料、信息相关的实验有新型能源材料的合成，SDC(固体氧化物燃料电池电解质材料)的合成和表征，压电陶瓷的制备和表征等等;与生物相关的实验是天然物或中草药物的提取及指纹图谱等。这样可以使学生掌握无机非金属材料的制备方法和相关性能测试方法，掌握天然生成物质的提取方法和结构确定的手段，从而有效地提高学生的专业知识并扩展了知识面。为今后学生进行主导型研究性实验奠定基础。

目前，网络建设日益完善，网络速度和宽带不再成为制约网络虚拟实验教学的瓶颈。计算机软、硬件的飞速发展无疑使得虚拟实验环境更加逼真、智能。当然，虚拟实验在培养学生的动手能力、培养学生的误差分析能力等方面还不可能取代传统的实物实验教学方式。但是开设远程网络虚拟实验教学可以使接受远程教育的学生获得与在校生一样的从感知到理解的过程。有利于培养学生网络学习的能力，为终身学习打下良好基础。对我们专业来说，因为是新开的专业，很多实验还缺乏必要的实验器材，很多综合性实验课程无法开出。但借助远程教育平台，可以与兄弟院校和我校其他院系的实验教学资源实现共享，从而使相关实验得以进行，实现了学生对相关实验的认知。

3. 开展学生主导型研究性实验的模式

学生主导型研究性实验是在综合性实验的基础上由学生自己选题、查阅文献和设计实验，在教师指导下完成研究性实验论文并进行论文答辩。该模式的主要目的是全方位地锻炼学生实验研究的能力，充分调动学生的主动性和积极性，激发他们从事材料科学研究的兴趣和热情，为其今后的毕业设计和将来从事科研工作打下良好的基础。同时这种新的实验模式也提高了实验室在学生学习中所占的地位，建立了进实验室学习的意识。设计性实验对开发学生智力和创新能力有着重要作用。但在具体实施时，对学生的培养要有一个由浅入深的过程，我们材料化学专业的主导型研究性实验采取在大学中后期开设，在学生已经完成材料化学基础性实验和综合性实验的基础上结合指导教师的课题或相关专业后开设(可参考材料化学实验教程中的设计性实验)。具体过程一般为以下几个步骤：(1)选题;(2)查阅文献收集资料;(3)研究方案。学生设计实验原理，方法和步骤，拟定实验所需药品、仪器，探讨实验时可能产生的现象和容易发生的失误以及安全等应注意的问题，最后独立设计实验方案。实验方案包括：实验题目、仪器、药品、操作步骤和实验表征仪器等。然后将审阅实验设计方案交给教师，教师在尊重学生创造精神的原则下选出几种最佳方法，同时纠正某些实验方案的错误指出某些实验方案的缺陷，再将设计方案反馈给学生，将教师选中的方案交由全班同学讨论、完善。然后采取论文答辩的方式检验实验效果。在整个形式上基本是本科生毕业设计的模型，通过这样的实验为学生的毕业设计和将来的进一步深造奠定基础。

最后，在整个分层次法实验教学中，我们的实验室采取的是开放式实验管理模式，在时间方面，我们安排了中午、晚上和双休日对学生开放，让学生对实验结果进行一些探索，对实验基本技能进行巩固和掌握。同时，有2～3周开展专门的实验时间。在人员配备方面，采用专业课教师和实验室教师结合的方式，使每个实验都有专业教师进行指导，以保证实验的顺利进行。

结语