功能材料论文精选(九篇)
第1篇：功能材料论文范文
选择合适的材料是实现有机光敏二极管功能以及提高其性能的第一步。目前研究者们对有机光敏二极管的光敏材料研究涉及紫外、可见、红外光区各个波段。一些已报道的有机光敏二极管的性能如表1所示。
1.1可见光光敏二极管材料富勒烯及其衍生物是研究较早也是目前较为热门的一类n型有机半导体材料。研究者正不断地探索该类材料的潜能，Lee等［6］报道了一种多层结构的并五苯/C60器件，该器件在500～690nm的波长范围内都有良好的吸光效率，而在670nm左右，其EQE甚至可以超过100%。P3HT(聚-3-己基噻吩，图2)和PC61BM(［6，6］-苯基-碳六十一-丁酸甲酯，图2)也是一组常见的给体、受体材料组合，有报道显示用P3HT∶PC61BM制备的器件在540nm光照，－5V偏压下光响应度可以达到390mA/W，(图3)［7］。近年来，聚芴衍生物及其共聚物也被证明是一类很有前途的有机半导体材料，目前已经报道的聚芴衍生物F8T2(聚(9，9-二辛基芴-二噻吩)，图2)为给体，PC61BM为受体，得到的器件光响应度约为625mA/W(460nm，9mW/cm2光照，－10V偏压)［8］。而Park等［9］报道DMQA(N，N-二甲基喹啉并吖啶)∶DCV3T(二氰乙烯基-三联噻吩，图2)材料用于有机光敏二极管，可以得到光响应度超过250mA/W(5mW/cm2光照，－3V偏压)，外量子效率超过64%的器件。本课题组在可见光光敏二极管方面也有着一定的研究基础。2009年，基于C60/NPB(N，N''''-二(1-萘基)-N，N''''-二苯基-1，1''''-联苯-4-4''''-二胺，图6)有机异质结，我们报道了一个蓝光敏感的有机光敏二极管［10］。以蓝色OLED(发光波长为462nm)为光源，我们将此有机光敏二极管应用到有机光电耦合(OOC)器件中，实现了0.17%的电流传输效率，这是当时已报道的有机小分子光电耦合器件中的最高值。同时，其截止频率达到了400kHz，并且在1MHz的输入信号下也能表现出极好的跟随特性(如图4)。在此工作基础上，基于C60/m-MTDATA(4，4''''，4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺，图6)有机异质结，其在462nm的OLED光源下的光响应度达到130mA/W，将有机光耦的电流传输效率提高到了1.3%［3］。同时，我们实现了在柔性基底上制备该有机光耦，可以应用于压力传感中。由于其良好的电隔离性能，可将其应用到低压控制电路中，实现了对处于2000V高电势电路的控制(图5)。随着应用需求的增加，对特定颜色选择性吸收的有机光敏二极管也逐渐地为人们所重视，Burn等［11］合成了一种以氧化花青素为核心的树枝状分子(Dendrimers3，图2)，以它和PC61BM组成的体异质结有机光敏二极管可以选择性地吸收460～570nm的绿光，而在500nm光照条件下，该器件在0V时的光暗电流比可以达到2.7×104。Park等［12］报道的DMQA/SubPc(二氯硼酞菁，图2)器件也显示出了对绿光较好的选择性，其在560nm光照条件下的比探测率可以达到2.34×1012Jones。红光选择型器件在这方面报道较少，有课题组利用P6T(α，ω-二苯基六噻吩，图2)和BP3T(α，ω-二(联苯-4-基)三噻吩，图2)作为蓝绿光吸收材料来阻止蓝绿光到达传统的CuPc(铜酞菁)/C60结构的器件光敏层，从而得到较好的红光选择性，该器件的比探测率可以达到4.0×1011Jones，EQE达到51.4%［13］。
1.2紫外光光敏二极管材料m-MTDATA是紫外吸收材料里的明星分子，目前报道的基于m-MTDATA∶BPhen(二苯基邻菲咯啉，图6)的器件，在－12V偏压，365nm的光照条件下，其光响应度达到872mA/W［14］。而m-MTDATA搭配Cu(I)配合物CuDD(硼氟酸二［2-(二苯基膦基)苯基］醚•二吡啶并(3，2-a:2''''，3''''-c)吩嗪合铜(Ⅱ)，图6)组成的器件在365nm光照条件下，其光响应度可达560mA/W，比探测率达到2.82×1011Jones［15］。NPB也是一种不错的紫外光吸收材料，基于NPB/PBD(2-(4-叔丁基苯基)-5-(4-联苯基)-1，3，4-二唑，图6)的器件光响应度可以达到4.5A/W(3V偏压，350nm，60μW/cm2光照)，同时光暗电流比达到了2.4×103［16］。纳米复合材料同样得到了研究者们的青睐，如Huang等将C-TPD(4，4''''-二［(对-三氯代甲硅烷基苯基)苯基氨基］-联苯，图6)和ZnO组成的纳米复合材料与C60用于紫外光敏二极管，得到EQE约400%的高效率器件［17］。然而，以上器件或多或少都会在可见光区有所吸收，这对它们的应用造成了一定的限制，另外，由于ITO对深紫外区光线的吸收也给深紫外区的探测造成了困难，为解决这个问题，有课题组利用在12nm的超薄铝电极上加镀一层TPD(N，N''''-二(3-甲基苯基)-N，N''''-二(苯基)联苯胺，图6)作为可见光吸收材料的方法，得到了紫外区与可见光光响应度比值达到1000左右的器件［18］，也有课题组利用PVA(聚乙烯醇)达到了类似的效果。
1.3红外光光敏二极管材料红光-红外区域的探测在光学通信、遥感控制等领域有着无法替代的作用，然而由于有机半导体红外吸收材料较少，使得相关研究目前要落后于紫外和可见光区的研究。Chen等［20］通过在半导体层P3HT和PC61BM间插入Ir-125(4，5-苯并吲哚三碳菁，图7)染料，使得器件的光谱探测上限从650nm提升到1050nm处，在－1.5V偏压下，该器件在800nm处的EQE达到了757%，然而，该器件在可见光区域更加明显的光响应使其并不能被称为一个典型的红外探测器(图8)。Sampietro课题组［21］报道了基于方酸菁类化合物AlkSQ的有机光敏二极管，700nm处的比探测率达到3.41012Jones。此外，基于二硫纶类材料也表现出不错的红外吸收性能，Awaga等［22］报道的以二硫纶类材料BDN(二(4-二甲基氨基二硫代苯偶酰)合镍(Ⅱ)，图7)为基础的器件探测范围可以覆盖700～1600nm区域，比探测率达到1.6×1011Jones，带宽约为1.4MHz。曹镛研究组近年来在近红外有机光敏探测器方面做了很好的研究工作，他们报道了两种性能优良的红外光敏材料，即苯并三唑类的高聚物PTZBTTT-BDT(图7)和卟啉类小分子材料DHTBTEZP(图7)［23，24］，用它们和PC61BM配合制成的器件在近红外区处的比探测率都可以达到1012Jones以上，是两种很有潜力的红外光敏二极管材料。另外，他们还尝试采用ZnO纳米线作为电子取出层，使得PDDTT(聚(5，7-二(4-癸基-2-噻吩基)-噻吩并(3，4-b)-噻二唑-噻吩-2，5)，图7)和PCBM制成的器件可以对400～1450nm的光照产生响应，且在1300～1450nm的红外区比探测率达到109Jones以上［25］，这也为提高红外光敏二极管的性能提供了一种有效的方法。
2有机光敏二极管的结构优化与界面修饰
有机光敏二极管依异质结构造方式的不同大致可以分为平面异质结(图9a)、体异质结(图9b)以及混合型(图9c)三类器件。不同结构的器件往往会有很不一样的性能表现。
2.1平面异质结结构平面异质结结构是有机光敏二极管较为常见的结构，其中acceptor和donor分别成层，两者有一个平面界面，形成异质结。如Wang等［27］设计的基于C60/TPBi(1，3，5-(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯，图6)的器件就是基于这一结构，该课题组发现该器件在做成平面异质结结构的时候可以对365和330nm双波长的光线发生响应，而一旦做成体异质结结构则会失去这一特点。在平面异质结的基础上，研究者们也通过不同的优化手段来提高器件的性能，Lee等设计了超薄的并五苯与C60层交替多层的器件(图10a)，该器件充分利用了并五苯内单线态激子裂变形成两个三线态激子的特性，将器件EQE提高到了100%以上(670nm光照条件下)［6］。也有一些课题组尝试在给体/受体之间插入一个内联层作为红光吸收材料，有效地提高了红光的利用率，EQE最高超过了7000%［20］。另外，有课题组采用C-TPD等作为阳极缓冲层对平面异质结结构的器件做修饰，C-TPD是一种良好的空穴传输材料，有很低的电子迁移率，另一方面，它较高的LUMO能级也有效地阻挡了C60层电子的注入，因此，它的引入可以使器件的暗电流降低3～4个量级［28］。
2.2体异质结结构体异质结结构的有机光敏二极管近年来发展迅速，有研究人员认为这是比平面异质结更有效率的结构［26］。这主要取决于体异质结结构相比于平面异质结结构具有的更加大的acceptor和donor的接触面积。由于光照产生的空穴电子对的分离主要发生在acceptor和donor界面处，随之迁移到电极中产生光电流，因而体异质结中的空穴电子对能够得到更加有效的分离，进而得到较高的光电转换效率。MEH-PPV(聚［2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4-亚苯基-亚乙烯基］，图2)∶PC61BM组成的体异质结器件暗电流密度可以降到1nA/cm2以下［2］。Gong课题组［29］利用溶液法制备的P3HT∶PCBM体异质结的器件EQE约为80%，比探测率(500nm，0.32mW/cm2光照，－0.5V偏压)超过1×1013Jones，线性动态范围超过120dB，暗电流同样低至nA/cm2量级。研究者也通过表面修饰的方式来提高体异质结结构的器件性能。Leem等［30］以DMQA和DCV3T组成的体异质结为基础，利用TPD/MoOX双层结构作为阳极缓冲层得到的器件在540nm处EQE达到55.2%，而在－3V偏压下的暗电流降低到6.41nA/cm2。其他还有利用PEIE(聚乙烯亚胺)作为PBDTT-C(图2)和PC70BM组成的体异质结结构器件的阳极缓冲层，最终得到的器件在－2V偏压下暗电流为2nA/cm2，比探测率(680nm光照，－2V偏压)可达1013Jones，带宽为12kHz。
2.3其他结构还有一些器件采用给体/体异质结/受体这样的三层混合结构。如Ma等［32］发现他们构建的ITO/红荧烯(Rubrene)/红荧烯∶C60/C60/Al结构的器件的带宽比普通的平面异质结器件有显著的提高，达到15.6MHz，比探测率(405nm光照条件下)在较低的－2V偏压下就高达5×1012Jones，此时暗电流仅为1.5nA/cm2。另外，该器件在同一电压下入射光强改变约5个量级的范围内，光电流都与光强成线性关系。该课题组还采用TAPC(1，1-双［(二-4-甲苯基氨基)苯基］环己烷，图2)和C70这一组材料，器件结构也是平面-体异质结混合的结构(图10b)，同样取得了很好的器件性能，其比探测率达到2.5×1013Jones，EQE为62%，在同一电压下，光电流可以和入射光强在6个量级的范围内呈线性关系［33］。近年来也有一些无机纳米棒、纳米等与有机半导体材料相结合的新型异质结组合，Xie等［34］报道的TiO2纳米棒与Spiro-MeOTAD组成的器件即是这样的结构(图11)，Ogale研究组［35］报道的ZnO(N)纳米棒-Spiro-MeOTAD杂交光敏二极管也是类似的结构，此类器件往往有自供电的特性，即可以在0V偏压下表现出光响应性，符合未来社会节能环保化的倾向。
2.4界面机理研究对有机光敏二极管器件的电子空穴传输机理的研究有利于人们通过设计器件结构得到最优化的器件性能。目前，有机光敏二极管的机理研究多集中在界面处。Hayden课题组［36］利用TSC(热激发电流分析)研究有机光敏二极管内的界面陷阱状态，他们发现在低光强下，有机光敏二极管的带宽受到界面陷阱的影响，而当光强足够高时，体陷阱的影响居主导地位。Wang等［37］研究了有机光敏二极管在光照下的性能衰退现象，最终他们将引起光电流降低的原因定位在了界面处的光解现象上，并提出合适的缓冲层有利于器件性能的提高。本课题组通过调节C60/NPB异质结中半导体薄膜的厚度，建立了OPD界面中关于耗尽区形成的定量模型，并提供了一个普遍适用的方法来探究有机半导体界面的信息。该模型描述了暗电流和开路电压与C60和NPB薄膜厚度的关系。界面处的相关电子结构信息，如内建电场、电荷密度、耗尽区完全形成的最小厚度和异质结每一侧上的能级弯曲，都可以从这个拟合模型中得到(图12)。该模型的拟合结果显示，有光照和无光照情况下，半导体耗尽区的厚度分别是5nm(C60)/70nm(NPB)和8nm(C60)/60nm(NPB)。器件的性能优化结果验证了拟合模型的合理性。以此为基础，对有机光敏二极管(OPD)进行了结构优化，并与有机发光二极管(OLED)组装成OOC。测试表明该OOC的电流传输比、信噪比、截止频率、跟随频率分别为0.58%、3×104、400kHz、1.25MHz［38］。
2.5光强分布的计算有机薄膜器件中由于光在薄膜内的反射与干涉现象，光场强度在薄膜内层波浪状分布(图13)，研究器件内部光强分布对于器件光敏性能的优化有指导性的意义。O''''connor研究组在光伏器件中引进了一个Cap层，通过转移矩阵法计算了不同Cap层厚度下异质结界面处的光强分布，他们发现当器件界面处光强分布达到最大时，器件的光电流也达到最大值［40］。Hung等同样用器件内部光场强度的变化来解释改变器件厚度时，器件光电流的变化［41］。本课题组发展了利用光强分布预测光电流的方法，将器件薄膜厚度对器件内部的光场和电场分布的影响同时列入考虑，提出了一个模型，可以预测mMTDATA/C60器件光电流随厚度变化的趋势，并指导器件结构的优化，使器件光敏性能得到了显著提高。该方法也可用于其他材料体系［42］。
2.6有机光敏二极管的稳定性有机光敏二极管的稳定性也是一个非常重要的性能指标。器件在使用过程中，通常会受到来自环境中水、氧的侵蚀，还会出现由光和电引起的材料老化或降解，这些都会导致器件性能的衰减，影响器件使用寿命。通常情况下，我们可以使用高功函的电极，如Au、Ag等，作为光敏二极管的阴极，这样可以降低电极氧化的几率，在一定程度上对器件起到保护的作用，以提高其稳定性。但这对器件内部的能级匹配提出了较为严格的要求和限制。Wang课题组在电极和有机层界面处引入界面修饰层LiF和Li-acac(乙酰丙酮合锂)，通过其和无界面修饰层器件的瞬态光电流谱的对比，得出了电极/有机层界面在光生激子的衰减方面起着十分重要的作用。并且在界面处引入界面修饰层可以有效地降低光生激子的衰减，从而得到较稳定的器件性能。Simonato课题组通过在Ag电极和光敏层之间引入缓冲层聚乙烯亚胺(PEIE)，使得该器件在环境条件下放置100天之后，性能仍没有出现明显的衰减，如图14所示。这些研究对制备高稳定、高效率的光敏二极管器件起到十分有效的指导作用。
3未来发展方向
第2篇：功能材料论文范文
关键词：功能梯度材料板，高阶剪切变形和法向变形板理论，有限单元法，Mori-Tanaka模型
引言：
功能梯度材料是一种新型复合材料，是由两相或两相以上颗粒复合材料合成且沿着一个或多个方向每种组分不断变化的预制构件，具有变化的微观结构和连续变化的力学或热学性能。传统的复合材料是分层离散的材料组合，并伴随着界面的产生和材料热力、机械和物理特性的突变。由于非完全粘结、残余应力等因素，通常这些界面都包含一定的缺陷。即使没有，这种材料性质的不匹配会导致应力集中，使得界面变成一个在正常工作状态下容易开裂、脱粘和层裂的温床。而功能梯度材料则根据具体要求，选择使用两种或两种以上具有不同性能的材料，通过连续的改变材料的组成和结构，使其内部界面消失，从而得到功能相应于组成和结构的变化而渐变的非均质材料，以减小和克服结合部位的性能不匹配因素[1]。
目前，国内外已有大量对于功能梯度材料结构的研究工作。由于功能梯度材料的材料参数变化的，所以问题的控制方程是变系数偏微分方程，即使对于简单问题也难以求得解析解。现有的研究主要的分析方法有直接将考虑剪切变形的的板壳理论套用到功能梯度材料结构当中[2-4]；层合模型法[5-7]，将功能梯度材料结构沿材料变化方向分为若干层，每一层近似看做均质材料，然后加上界面处的连续条件；渐进解法[8,9]等。而对于数值计算方法而言，如有限元法，由于材料不均匀，利用常规实体元对功能梯度材料进行三维分析，需要划分大量的单元。所以针对这种材料特点，需要新的有限单元与计算格式，有人提出了梯度有限元方法[10,11]。本文作者将采用同时考虑了剪切变形和层间变形的高阶板理论(a higher order shear and normal deformable plate theory)[12]构造了一种新的有限板单元，并该单元对功能梯度板进行分析，并通过算例说明了这种单元的可行性。
HOSNDPT板理论与控制方程的建立
如图1所示，考虑一材料参数沿板厚Z方向变化的功能梯度板。其中未变形的板的在直角坐标系中的域为。板的中面为坐标平面OXY记为S，沿x, y, z轴的位移分别记为u, v, w。
图1
将位移场函数展开为的级数：
其中为定义在上单位正交化的次勒让德多项式，即满足：
为狄拉克函数。因为勒让德多项式为正交完备化的函数系，所以当时，该级数收敛于位移场函数。
在小变形的情况下，根据应变与位移的关系可得：
是关于的次多项式。可以写成：
有限元计算格式的推导
功能梯度板所占的域记为，四边边界面记为，上下表面分别记为与。板所受的体力为，在上的位移边界条件为：，在上的应力边界条件为，在上下表面受面力。
问题的静力平衡方程可以写成：
由板的受力条件与自然边界条件，可求的板的总位能：
设为形函数，其中为单元节点数，令
其中为单元广义节点位移，则单元内任意一点位移可表示为：
单元节点基本未知量：
单元节点位移向量：
为单元的阶形函数矩阵。
将式代入几何方程中，可得单元应变与节点基本未知量的关系式：
为单元的阶应变矩阵。
计算算例与结果
4.1两相复合材料的有效模量
功能梯度材料是由两种不同材料混合而成，通常其材料颗粒的精确分布则无法获得，所以其有效材料模量只能基于材料的体积分量和分散相的大致形状来估算。目前，已有几种以从微观力学观点得出计算复合材料宏观模量的模型，本文选择比较流行的Mori-Tanaka模型[13]。
Mori-Tanaka模型适用于计算微观结构为一种材料构成连续的基质和另一种材料以离散的颗粒包裹于其中的复合材料有效模量。基质相材料1的体积模量、剪切模量和体积分量记为、和，颗粒相材料2的体积模量、剪切模量和体积分量记为、和，显然有。
4.2模型参数
假定是由陶瓷(SiC)和铝(Al)组成的功能梯度板，其板厚。
对于Al：弹性模量，泊松比，对于SiC：弹性模量，泊松比。体积模量和剪切模量与弹性模量和泊松比的关系式为和，其材料组分沿厚度方向的变化函数为
和分别是陶瓷相在板的上下表面的体积分量。并令金属相(Al)为基质相，陶瓷相(SiC)为颗粒相，则有和。
4.3计算结果对比与分析
假定板四边简支，即在上；，在上。则在有限元模型中，对于广义自由度有，在上；，在上。在板的上表面施加大小为的分布正应力，对于本例，取。将该单元划分为个四边形版单元，则可令表示单元划分密度。将计算结果无量纲化，令
图3、图4、图5分别为单元密度为，材料参数，，时用本文方法求得的对于不同的长厚比的功能梯度板板中心挠度、板中心上表面正应力和板边缘中点处的剪应力的数值解与Vel和Batra[13]求得的相应的精确解的对比。从2到40，可以看出本文方法不论对于厚板还是薄板，都取得令人满意的结果。
图3 图4
图5图六
图6为，，，长厚比时，本文方法求得的功能梯度板板中心沿截面的挠度、正应力分布和板边缘中点沿截面的剪应力分布的数值解与Vel和Batra[13]求得的精确解的误差随网格密度增加，即计算自由度的增加的误差的变化趋势。可以看出随着自由度增加数值解趋向于精确解，当误差不大于，当时，数值计算结果已趋于稳定，且误差不大于。
结论
第3篇：功能材料论文范文
关键词：新型建筑材料，发展状况
1.引言
新型建筑材料是相对于传统建筑材料而言的，它主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料，具有传统建筑材料无法比拟的功能。
建筑材料费用在基本建设总费用中占50%以上，具有相当大的比例；而且建筑材料的品种和质量水平制约着建筑与结构形式和施工方法。此外，建筑材料直接影响土木和建筑工程的安全可靠性、耐久性及适用性（经济适用、美观、节能）等各种性能。因此，新型建筑材料的开发、生产和使用，对于促进社会进步、发展国民经济具有重要意义。
2.新型建筑材料概述
新型建筑材料及其制品工业是建立在技术进步、保护环境和资源综合利用基础上的新兴产业。一般来说，新型建筑材料应具有一下特点：
（1）复合化。随着现代科学技术的发展，人们对材料的要求越来越高，单一材料往往难以满足要求。因此，利用符合技术制备的复合材料应运而生。论文参考，新型建筑材料。论文参考，新型建筑材料。所为复合技术是将有机与有机。有机与无机、无机与无机材料，在一定条件下，按适当的比例复合。然后，经过一定的工艺条件有效地将集中材料的优良性能结合起来，从而得到性能优良的复合材料。据专家预测，21世纪复合材料的比例将达到50%以上。
（2）多功能化。随着人民生活水平的提高和建筑技术的发展，对材料功能的要求将越来越高，要求新型材料从单一功能向多功能方向发展。即要求材料不仅要满足一般的使用要求，还要求兼具呼吸、电磁屏蔽、防菌、灭菌、抗静电、防射线、防水、防霉、防火、自洁、智能等功能。
（3）节能化、绿色化。随着我国墙体材料革新和建筑节能力度的逐步加大，建筑保温、防水、装饰装修标准的提高及居住条件的改善，对新型建筑材料的需求不仅仅是数量的增加，更重要的是质量的提高，即参评质量与档次的提高及产品的更新换代。随着人们生活水平和文化素质的提高，以及自我保护意识的增强，人们对材料功能的要求日益提高，要求材料不但具有良好的使用功能，还要求材料无毒、对人体健康无害、对环境不会产生不良影响，即新型建筑材料应是所谓的“生态建筑材料”或“绿色建筑材料”。
（4）轻质高强化。轻质主要是指材料多孔、体积密度小。如空心砖、加气混凝土砌块轻质材料的使用，可大大减轻建筑物的自重，满足建筑向空间发展的要求。高强主要是指材料的强度不小于60MPa。高强材料在承重结构中的应用，可以减小材料截面面积提高建筑物的稳定性及灵活性。
（5）工业化生产。工业化生产主要是指应用先进施工技术，采用工业化生产方式，产品规范化、系列化。论文参考，新型建筑材料。这样，材料才能具有巨大市场潜力和良好发展情景，如涂料、防水卷材、塑料地板等建筑材料的生产。
3.国内外新型建筑材料发展状况
我国新型建筑材料工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的，我国新型建筑材料工业基本完成了从无到有、从小到大的发展过程，在全国范围内形成了一个新兴的行业，成为建筑材料工业中重要产品门类和新的经济增长点。
1） 新型墙体材料
墙体材料是指在建筑中起承重、围护或分隔作用的材料。新型墙体材料品种较多，主要包括各种空心砖、新型实心砖、砌块、墙板等，如黏土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等，其主要特点是节能、利废、省土、环保、减轻劳动强度和提高施工效率。我国墙体材料改革“十五”规划和2015年发展规划中明确提出，重点开发和推广全煤矸石空心砖、高掺量粉煤灰空心砖生态建筑材料产品。但目前在总的墙体材料中所占比例仍然偏小，因此很难满足当前对环境资源保护的要求。只有促使各种新型墙体材料因地制宜快速发展，才能改变墙体材料不合理的产品结构，达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促进建筑技术的目的。
2） 新型建筑涂料
新型建筑涂料是指涂敷于物体表面能形成连续性涂膜，装饰、保护或使物体具有某种特殊功能的材料。近年来，无机高分子涂料受到各国重视，日本将其列为低公害产品加以发展，欧美国家也大力推广。新型高档涂料不断出现，如氟树脂涂料等，国外还相继出现了抗菌涂料、抗静电涂料及防海水侵蚀等功能涂料。
3） 新型建筑塑料
建筑塑料是以高分子材料为主要成分，添加各种改性剂及助剂，为适合建筑工程各部位的特点和要求而生产出用于各类建筑工程的塑料制品。论文参考，新型建筑材料。近几年来，在建筑工程中，塑料制品将不断取代金属制品。主要体现在塑料管道、覆面材料和门窗，以及室外装修、防水保温材料的产量和需求量日益增大。我国塑料建筑材料行业加快了研发和推广应用步伐，行业生产规模不断扩大，技术水平稳步提高，尤其是塑料型材、管材已经进入稳定成熟的增长时期，是塑料建筑材料中最成熟的品种，目前生产仍在稳定增长中，并成为应用最好的塑料建筑材料。论文参考，新型建筑材料。
4） 新型装饰材料
装饰材料是指建筑物内外墙面、地面、顶棚的饰面材料。我国建筑装饰装修材料的发展，起步较晚，与国外相比，我国装饰材料的生产企业规模偏小，产品质量不稳定，款色旧，档次低，配套性差，市场竞争能力弱；科研开发力量不足，产品更新换代能力弱，不能适应市场需求；产品结构不合理，中、低档产品比例大，高档材料比重低。不能满足高档建筑装饰装修的需求。由于装修材料的应用，使民用建筑室内环境污染问题日益突出，有专家认为继“煤烟型污染”和“光化学烟雾型污染”之后，人们已经进入以“室内空气污染”为标志的第三污染时期。所以，必须对装饰装修材料有害物质进行限量；对建筑室内污染进行控制等，降低室内污染，大力发展绿色建筑材料。论文参考，新型建筑材料。
5） 新型防水、密封材料
防水材料是指有效防止雨水或地下水向建筑物内部渗漏的防水薄膜材料，是建筑业及其他有关行业所需要的重要功能材料。我国建筑防水、密封材料经过几十多年的努力，获得了较大发展，到目前为止已基本上发展成为门类较为齐全、产品规格档次多样、工艺装备开发已初具规模的防水材料工业体系。
参考文献：
[1]梁美．浅析新型建筑材料的趋势与发展[J]．文学与艺术，2009（12）：233-233
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[3]迟建生．浅谈新型建筑材料的使用与发展趋势[J]．林业科技情报，2009（3）：144-145
第4篇：功能材料论文范文
关键词: 读者语境旅游外宣材料语境功能翻译策略
一、前言
在国际交流日益频繁的今天,外宣材料的英译渐渐成为翻译领域讨论的焦点。译出高质量的文本使对外宣传准确到位,其文本功能和翻译目的得以有效行使,是译者追求的目标。
自马林若夫斯基提出“语境”概念以来,语境理论得到了全方面的发展,在实践中与翻译的结合也愈加密切。如何针对不同类型文本、不同翻译目的侧重点,选择相适应的理论作为指导,是译者行使翻译行为之前须慎重考虑的问题。
旅游外宣材料是中国对外开放加速发展的一个重要媒介,译语读者的理解和反应是译文关注的焦点。基于以上考虑,本文针对旅游外宣材料的功能和特点,结合读者语境作出讨论。
二、语境概述
(一)语境的发展及分类。
自1923年“语境”概念的首次提出,语境的发展经历了几个主要阶段。人们开始从理论上认识到,对语言的理解不能停留在语言层面,还要考虑文本的产生和使用环境。
传统的语境被认为是静态而又包罗万象的。马林若夫斯基最初提出情景语境和文化语境,认为“Exactly as in the reality of spoken or written languages,a word without linguistic context is a mere figment and stands for nothing but itself,so in the reality of a spoken living tongue,the utterance has no meaning except in the context of situation.”(Malinowski,1923:307)即,缺乏语境的词语是孤立无意义的。之后,国外的Firth,Halliday,Sperber & Wilson,Verschuren,以及国内的陈望道、胡壮麟、李运兴和裴文等学者都对这一理论进行了丰富发展,并逐步将之与翻译实践相结合,用于指导翻译行为。
Firth指出,语境并非局限于文本的前后词句,社会环境、文化、宗教、话语参与者的身份和关系都包含在语境之中。Halliday更加重视语言与社会的关系,并提出“情景语境是文化语境的具体事例,而文化语境是情景语境的抽象系统”(朱永生,2005:11)。在诸位学者的努力下,语境发展走过传统语境静止且依赖文本的观念,20世纪80年代进入Sperber & Wilson的认知语境、Vershuren的语境顺应论等动态研究的领域。Sperber & Wilson把语境范围进一步深化,延伸到参与者的假设,以及大脑的认知领域。语用学中的关联理论也提出了“语境假设”这一动态概念。Vershuren的语境顺应论把原作的交际意图纳入考虑并指出,译者需要考虑原文作者与译文读者的认知环境在多大程度上共享。只有找出最佳关联,正确理解原文的信息意图和交际意图,对译文读者的阅读期待及认知环境有比较准确的了解,并以符合译文读者的文化背景和满足他们阅读期待为目的,才能做出具有最佳语境效果的翻译。李运兴提出翻译语境视角,并指出“作者和译语读者语境一般是单语/文化的,而译者的语境是跨语言/文化的,单独的作者语境和读者语境并不是翻译语境,译者的语境才是翻译语境”(李运兴)。
(二)对翻译的影响。
语境理论经过长时间发展,形成相对完整的体系。除了传统上的定义和分类外,文化语境视角、译者语境和读者语境视角、翻译语境视角等从不同方面补充了语境理论在具体文本应用中遇到的问题。
翻译活动要实现预期的目的,除了考虑语言上的转换之外,更要根据文本功能的特点,关注特定语境条件,如译文使用的范围和读者的特殊性等。读者语境这一视角从文本属性的要求和译文接受者语境背景的角度较为客观地审视了译文的效果,适合于旅游外宣材料此类应用性较强的文本。
三、旅游外宣材料
(一)定义和分类。
旅游外宣材料是国家对外宣传的一个重要组成部分。尽管在地位及准确性的描述上不及新闻媒体等外宣材料的宣传,但是随着国际交流的不断增多,其充当了让外界了解中国的重要媒介。旅游产业尤其是外国人入境游在生产领域中的地位日渐提高。因此,旅游外宣材料作为外国游客了解旅游地的第一手资料,其翻译的准确性和效果倍受关注,也因此近年来关于各类旅游材料的研究和分析日益增多,分类也细化。总的来说,它包含旅游宣传册和电子广告、旅游景点介绍等介绍传达旅游点的有效信息,目的在于激发潜在游客体验异国风景和文化的渴望,促成旅游行为的实施。
(二)材料性质对译本的要求及现存的问题。
文本的目的和功能决定了其特点,旅游外宣材料也一样。材料的目的是传达旅游资讯、对外宣传中国文化景观等,功能是激发译语读者旅游的兴趣。
根据Peter Newmark在《翻译问题探讨》一书中的观点,文本功能主要分为表达性文本、信息型文本和呼唤型文本。然而,又很少有文本只属于一个文本类型。“Few texts are purely expressive,informative or vocative:most include all three functions,with an emphasis on one of the three.”(Newmark,2001:42)基于旅游材料最基本的作用和目的,我们将其归纳为以传递信息为中心的呼唤型文本。译文既要将本国良好的旅游资源和优秀历史宣传到位,又要激发读者到此一游的欲望。文化因素的传递,目的语读者的接受和反应甚至延伸到其之后的行为都要考虑在文本功能之内。读者的特殊性要求文字翻译的准确性、风格和方式等都需要以目的语读者的理解接受能力为考量,不盲目追求文字对等和文章体裁一致,而要根据读者习惯的语境背景进行加工,采取灵活的翻译技巧解决其中文化差异所造成的理解问题。
之前,笔者在参考文军的文学作品英语读者问卷调查的方式和高存、张允关于旅游翻译问卷调查内容的基础上,以外国游客为对象,对当前旅游景介的汉英译文质量和他们的理解程度进行调查。得出以下结论:译语读者在一定程度上依赖外宣材料,但对当前译文质量并不非常满意。造成误解的主要原因有译文句子结构、文化信息和语法。很多人认为现存译文受中式语法的影响很大。大部分问卷接受者认为译文中的文化成分有必要进行解释,也指出现存译文常造成他们的理解障碍。问卷的第二部分中,问卷接受者对不同译文进行比较和修改,提出改进的建议。大部分人选择符合其认知语境,如,阅读习惯、审美观和相关文化背景的译文,倾向于行文简洁,必要时采用意译加解释等较为灵活的翻译手法,否定了逐字翻译和过分忠实于原文的华丽文本。
四、读者语境对旅游外宣材料英译的作用及策略结合
(一)读者语境的特点及其对旅游外宣材料的作用。
日本学者西光正在其文章“语境与语言研究”中将语境的基本功能划分为八种:绝对功能、制约功能、解释功能、设计功能、滤补功能、生成功能、转化功能和习得功能(西光正,1992:26-43)。鉴于我们讨论的读者语境功能注重读者的反馈,制约功能和解释功能是本文关注的重点。
制约功能指的是特定语境对语言生成或是理解方面起的决定性效果。人们在特定语境下产生话语并根据一定语境对语义进行猜测。为了译出有效译文,译者必须充分考虑读者所拥有的语境与原文产生的语境有何不同,是否出现真空限制了他们对于文本的理解。根据问卷调查的结果来看,像“中式英语”、“词语和短语误用”和“过分华丽的语句和文法”这类错误的出现源自于缺乏对译语读者语境制约功能的充分考虑。鉴于汉英两种语言和内含文化的巨大差别,缺乏对译语读者语境知识的认识和考量,就很难译有效达到文本功能的译文,尤其是针对旅游外宣材料这类功能性文本。
解释功能,针对读者、听话人和语言研究者来说,是指语境对于言语活动中某些语言现象的解释和说明能力,表现在语境对于话语语义的生成和补足。正如之前讨论过的,旅游外宣材料的文本功能主要在于吸引读者,帮助其理解中国的旅游资源和文化,进而前来旅游。没有接受理解就没有后续的活动。两种语言两种文化千差万别,历史认知、审美习惯,甚至基本词语的缺损在所难免,这也是一直以来有关文化翻译的难点所在。然而人类历史的发展过程总有相似的地方,Vershuren提到,使用语言就是一个不断选择语言的过程。因此,翻译此类文本,译者要熟悉并利用译语读者语境的解释功能,对比并寻找两种语境共享的地方,采取灵活的翻译方法。
(二)结合读者语境,针对材料英译可选择的策略。
不同的文化背景赋予了译语读者不同的文化语境。因此,译语读者在阅读文化负载量大的外宣文本时,由于本身语境知识的制约,面对源语读者驾轻就熟的文字,难免觉得不知所云,从而直接或间接地造成文本功能效果的减弱。因此在处理相关文本时,译者要考虑到读者语境知识对他们理解能力的制约,作简要的增译。
此外,中国的旅游宣传材料大都气势磅礴,行文华丽,描写景物时则喜用夸张手法,讲究诗情画意。然而,根据英语行文习惯,景物大多写实、简洁明了,过多渲染只会让译语读者认为华而不实、心生反感。因此,关于华丽的修饰,非必要诗词的点缀和复杂句式,可以在翻译中进行简化。
语言和文化的多样性,接受心理的不同和对信息期待的不同,要求译者处理旅游外宣材料要适时作出改动,例如重组句型或选择相关词语以便迎合译语读者的认知语境,容易理解。
类比是吸引译语读者注意力的有效手段。通过对中英两种语言或文化历史相似处的比较,在译语读者语境背景中找出共鸣,使读者在第一时间抓住信息传递的重点。例如把“澳门”译为Macao,Eastern Las Vegas,或是把“西施”译为Xishi,the Chinese Cleopatra or Helen(rare beauty),都可以达到立竿见影的效果。
五、结语
旅游外宣材料是功能性文本,比一般的汉译英材料更注重翻译效果,而译语读者的接受程度是判断译文优劣的重要因素。鉴于语境对文章理解的重要性、译语读者语境背景的特殊性和在此类文本英译中的关键作用,译者在翻译过程中要灵活选择翻译策略,根据语段特点采取增译、简化、改译和类比的方法,译出符合读者语境背景和审美期待的作品,以达到文本功能,促进双方文化的交流和旅游业的发展。
参考文献:
[1]Malinowski,B.The Problem of Meaning in Primitive Language.Supplement to C.K.Ogden and I.A.Richards.The Meaning of Meaning[M].New York:Harcourt Brace and World,1923.
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[4]Sperber,D. & Wilson,D.Relevance:Communication and Cognition[M].Oxford:Blackwell,1986.
[5]包惠南.文化语境与语言翻译[M].中国对外翻译出版公司,2001.
[6]方梦之,毛忠明.实用翻译教程[M].2004:313.
[7]高存,张允.旅游文本的英译――问卷调查与策略探讨[J].上海翻译,2005,(3).
[8]李运兴.再谈翻译语境的性质[J].中国翻译,2008,(5).
[9]朱永生.语境动态研究[M].北京:北京大学出版社,2005.
第5篇：功能材料论文范文
关键词：历史；小论文；素养；环节；评价
中图分类号：G633.51 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2016）25-0065-01
高中历史课程标准明确把历史小论文纳入历史习作范畴，并且把历史小论文作为考查学生收集和处理信息的能力、历史思维能力、语言文字表达能力的重要评价方式。如何能提升高中生的历史小论文写作水平和历史素养呢？基于历史学科特色，从探究历史小论文的写作功能、准确把握写作环节、建立论文有效评价体系等三个方面进行深入探讨。
一、立足能力培养，探究写作功能
（1）聚焦展现学生历史素养的功能。学科素养，是指在学科学习和实践活动中所形成的该学科基础知识、基本技能、品质和经验的综合。历史素养就是历史学科基本知识、技能、基本方法和学习经验的积累，也包含文史常识、史学思想和史学方法等。小论文题往往渗透某种史观，紧扣教材重难点，关注社会热点与焦点，充分挖掘学科素养，拓展学科教育与鉴今功能，具有科学性与导向性。例如2013年江苏高考历史第23题在考查“罗斯福新政的机遇与挑战”这道历史论证题中，既考查学生历史学科的基础知识，又体现了学科教育与鉴今功能，这正是历史学科的价值体现。
（2）展现学生知识学习深度的功能。材料论文题既是对考生的思维与心理水平和记忆水平的考量，也是对考生建构知识的发散性思维和创造能力、理解能力、应用能力的考查。材料论文题考查知识学习的深度表现在三个方面：首先是选材内容丰富、来源广泛，涉及中国古代、近现代以及世界近现代的相关史料和历史评价资料；其次是学生可以把所学知识和所给材料用来理解并说明问题，做到学以致用；第三是围绕所给史料确定中心论题，然后展开论证。写作过程中应紧紧围绕确定的主题，充分利用材料，进行多角度、深层次的分析论证。
（3）深化历史认知过程的考查功能。历史小论文的考查要求考生有层次地对所给史料进行理解从而获取有效信息，提炼出史料中所隐含的中心主题，运用判断、比较、鉴别、说明等史学方法做出系统完整的论证。这种考查知识认知过程的再现，突出对“过程与方法”的考查。为了引导学生展现自己的认知过程，论文一般以某一线索或主题为线轴，提供相应的背景材料，给出相关的论题，并要求学生对问题进行论证，从而得出自己独特的理解和见解。比如2014年江苏高考历史第22题，要求以“王韬课士的近代性”为主题进行论证。通过对材料的理解和分析，提取有效信息，从主考人员、考核内容和考核结果等几个角度进行论证，并结合所学知识，联系洋务运动时期的近代教育，进行知识再创新。
二、立足学科特色，抓好写作环节
高中历史小论文主要由这样几个部分组成：论点、论据、论证和结论，总体要做到论点明确、论证符合逻辑、层次分明、史论结合，论据准确充分。
（1）画龙点睛抓论点。提炼论点，是历史小论文写作的关键一步，如果观点提炼不正确，将会影响小论文的整体质量。用材料提出问题，用小论文的形式回答，是目前检测学生历史小论文写作的主要模式。因此，在审题过程中最重要的是结合问题看清楚材料的观点。如何提炼观点呢？这要求学生浏览材料，找关键词，抓关键句，明确观点。一般而言，要把题干中的问题带到材料中去阅读。
（2）知识能力抓证据。一是注重历史主干知识的整体性。历史小论文重在考查学生的历史潜能、历史素养和历史主干知识。在教学过程中首先要注重夯实历史基础知识，引导学生从整体上掌握历史发展的脉络，用历史线索把零碎的知识点串联起来。二是注重学生学科思维能力培养。高考历史材料论文题考查学生正确理解和合理使用材料的能力，有效整合和分析材料的能力，依据材料进行合理论证、评价和创作的能力，这些能力正是学科思维能力的体现。要注重引导学生对历史教材知识和史学观念、基本方法进行整合，然后分析、说明某种历史观点。同时，注重培养学生发散思维，突破求证思维的框架。
三、立足评价标准，进行有效评价
公正合理的评价才能使教学活动更具有效性，才能使教学更加完善。历史小论文写作在评价方面主要依赖于教师和学生在课堂上的深层互动，而不是仅仅依赖于试卷测验，不能只注重结果评价，更应该关注对学生写作过程的评价，使学习成为一个“自我纠正系统”，从而促进学生更有效学习。在学生进行历史小论文题习作过程中，要让学生充分了解小论文的评价依据和评分标准，这对学生历史小论文的写作有着重要的帮助。立足评价标准，进行有效评价至关重要。
四、结束语
总之，在历史小论文写作过程中，教师要注重思维的层次性、逻辑性和整体性以及学生相关能力的培养。历史小论文写作是高中历史新课改成果的重要体现，是学生改变传统学习历史方式的重要途径。教师在平时教学中加强历史小论文的写作指导，推动历史课程改革的深入发展，这不仅有利于学生写作能力、历史思维能力的提高，还能增强学生写作和学习历史的兴趣。
参考文献：
第6篇：功能材料论文范文
一、辅助文在教材中的地位和作用
辅助文在思想品德课教材中的地位是非常重要的。课文的主体部分是正文，是用来表述概念、原理、观点和结论的，也是要求学生识记、理解和运用的内容。辅助文是对正文内容的注释性、扩展性、引伸性和形象化的说明以及与正文相关的事例和材料等。尽管辅助文在地位上从属于正文起辅助作用，但如果抽去辅助文，教师授课就会失去生动、形象的色彩，学生在接受、掌握正文知识和观点时将会一知半解，教材知识结构的完整性、系统性将会失去。辅助文行文活泼，不拘一格，选材新颖、典型，融知识性、趣味性于一体。学生对此颇感兴趣，是思想品德课教学难得的辅助材料。
认识是行动的先导，认识的目的在于指导行动。既然我们已经充分地认识到正文与辅助文是相辅相成的统一整体，那么我们政治教师在实施教学时就要将二者结合起来，充分发挥辅助文的作用。轻视辅助文在教学中的作用是不利于思想品德课实施素质教育的。
二、辅助文是学生全面准确理解正文的钥匙
无论何种形式的辅助文，都是为正文服务的。正文内容一般是从具体事物发展过程及规律中概括出来的理论观点或结论，这已于涉世太浅，理解问题还停留在形象、直观的水平上的初中生来说，要真正地理解、领会其实质，并转化为自己的觉悟和行为，实在是很困难。解决这一问题的最好途径就是借助于辅助文，将抽象的问题具体化，复杂的问题直观化。这样，理论观点、概念、结论才易于被学生所理解、接受。如对“可持续发展”的含义，我们成年人初听起来很难理解，何况初中生呢！教材在阐述“可持续发展”概念之前，先举一个例子（即一个牧场能容纳的牛羊头数）提示出“可持续发展”的含义，形象具体、简单明了，学生很容易理解。再如教材中有这样一个标题“低下的生产力决定原始的生产关系”。真正理解这一理论观点的实质不太容易。如果单凭老师讲解，或是靠学生死记硬背，是不会收到好效果的。然而教材采用了三个具体、生动的说明材料，从析原始人使用的生产工具、原始人的劳动技能以及有限的劳动对象入手，很自然地引伸出原始人只能共同劳动，共同占有生产资料，平均分配消费品。这样的生产关系是低下的生产力水平所决定的。正是由于这些丰富的辅助文启迪了学生的智慧。如果我们教师在教学中，注重对辅助文的研究和运用，定会收到事半功倍的效果。因此，用好辅助文是学生全面准确掌握正文知识内容的钥匙。
三、辅助文是贯彻理论联系实际原则的体现
我们知道，理论来源于实践，并接受实践的检验。思想品德课讲述的理论是科学的理论。这种理论比较抽象，中学生不是很容易就能接受，当然我们也不可能强迫他们去接受这一种理论观点。因此，我们必须贯彻理论联系实际的原则。在教学中我们不仅要联系学生实际、现实生活实际，还要联系国家的政治、经济等方面的实际，用具体的、生动的事实去说明教材中的理论观点。教材中的辅助文正是说明正文理论观点的活生生的材料。我们应将这些辅助材料及时正确地应用到教学中去，理论联系实际。我们提倡将现实生活中的材料引用到思想品德课教学中，但同时我们也反对在教学中将自己收集到的材料取代辅助文材料。思想品德课教学一定要贯彻理论联系实际的原则，一定要注重辅助文材料在教学中的运用，因为有些材料是我们很难收集到的。
四、运用辅助文应注意的几个问题
第7篇：功能材料论文范文
关键词：材料专业；普通化学；绪论课；教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）51-0134-02
普通化学是高等学校材料专业的一门重要的理论基础课。但由于授课对象是大一新生，学生们对于这门课程在材料专业中的基础地位与重要性，以及与所学专业的内在联系缺乏了解或认识不足。如何能让学生迅速了解化学与材料科学之间的密切联系，从而激发他们学习化学的兴趣，调动他们学习的积极性，是普通化学教学过程中面临的首要课题。
绪论课是普通化学课堂教学的第一课，在引导学生认识化学的重要性、激发学生学习化学的兴趣方面起着非常重要的作用[1，2]。对于材料专业的学生来说，最感兴趣的莫过于各类材料对人类文明、社会发展所起的重要作用。通过讲解化学发展简史、材料在社会发展中所起的作用，增加学生学习化学的兴趣，激发学生的学习热情。近几年，笔者通过对绪论课内容的不断更新完善，以及对多媒体课件的精心设计，使学生及时认识到学习化学的必要性和重要性，取得了良好的教学效果。现就绪论课的教学实践做几点总结。
一、从材料发展对社会进步的巨大作用讲述材料发展史，增强学生的专业自豪感和自信心
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一种新材料的应用往往成为人类进步的重要里程碑。例如，历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代特征标志的。一种新型材料的研制成功，可以引起社会生活的新变化。如石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、单晶材料、有机高分子材料等的发明与创造，都曾为社会进步提供了重要的物质基础。因此，可以说，没有半导体材料，就不可能有计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊结构材料，便没有宇航工业；没有低损耗的光导纤维，也就没有现代光通讯；没有有机高分子材料，人们的生活也不可能这样丰富多彩。特别是到了现代，国际竞争日趋激烈，各国都想在生物、信息、空间、能源、海洋等技术领域占有一席之地。而开发这些高新技术的关键往往与材料的发展有关。
通过一个个生动鲜明的事例，让学生了解不同材料在人类文明进程中所起的巨大推动作用，增加他们对自己所学专业的自豪感；通过介绍材料在高新技术领域的价值及应用前景，激发学生学习材料科学的兴趣。同时，结合笔者的科研经历、科研体会，讲述一些新型材料设计合成的案例，激发学生的求知欲，增强学生的自信心。
二、介绍化学发展史，激发学生的学习兴趣，培养学生正确的价值观
人类化学知识的获得，是从认识自然现象开始的：动植物的腐烂、火山爆发、空气和水对物质的侵蚀等。远古时代人类通过摩擦生火和钻木取火等方法学会了利用火，不仅增进了健康，发展了智力，而且利用火能产生各种化学反应这个特点，开始了制陶工艺。制陶过程实际上就是在高温下，使粘土中的二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、氧化镁等成分发生一系列的化学变化。制陶工艺不仅提供生活必需品，改进农耕工具，而且改善了人类的居住条件。人们逐渐走出岩洞，住进了砖瓦房，并用陶制农具开展农业生产。同时，人们从烧陶工艺中掌握了高温技术，并该项技术应用于冶炼铜矿和铁矿。如将铜矿石和木炭混合加热得到了金属铜；但纯铜质地较软，不利于制造工具和兵器。在冶炼铜时掺入锡、铅，可制得硬度很高的青铜。青铜器如铜币、编钟、青铜鼎的出现，推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展，把社会文明向前推进了一大步。除了冶炼铜以外，人们用木炭不完全燃烧产生的一氧化碳，还原铁矿石中的氧化铁为金属铁。战国时期铁制工具如犁铧、铁D、铁锛等农具得到广泛应用，带动了农业和手工业的发展。这样，随着冶金技术的不断进步，生产工具的不断革新，在人类历史上相继出现了青铜器时代和铁器时代[4]。
此后到了炼丹术和炼金术时期。虽然炼丹家和术士的目的没能达到，但他们为化学学科的建立积累了丰富的经验。通过做原始的化学实验，发明了大批实验器具，制造出很多化学药剂，记录了大量的实验方法，写下了许多炼金著作。正是这些理论、实验方法、化学仪器以及丹术著作，开创了化学学科的先河。与此同时，人们对物质结构本质的探索与论证也从未停息过。但直到1661年英国化学家波义耳给元素下了明确的定义、1803年英国化学家道尔顿创立原子学说、1811年意大利化学家阿伏加德罗提出分子学说，人们才逐步认识到物质的组成、结构以及发生的化学变化，逐渐形成了完整的化学体系，化学才真正成为一门科学。
到了19世纪末，随着X射线和电子的发现，人们对物质结构的认识逐渐深入，打破了道尔顿原子不可分割的观念。此后，随着建立在卢瑟福有核原子模型、普朗克量子理论和爱因斯坦光子学说基础之上的波尔原子结构理论的提出，标志着现代化学的兴起；薛定谔方程的建立，更直接揭示了微观世界微粒运动的深层奥秘；而在量子力学基础上发展起来的化学键理论，使人类进一步了解到分子结构与性能之间的关系，大大地促进了化学与材料科学的联系，为发展材料科学提供了理论依据。通过化学发展史的介绍，使学生丰富化学历史知识，了解各个时期化学发展的标志性成果及对社会发展所起的巨大作用，由此激发学生学习普通化学的兴趣，为以后的专业课学习打下坚实的基础。
除了激发学习兴趣，化学史的讲授还可以给人以智慧，即尊重事实、追求真理的科学情感和态度，百折不回、锲而不舍的科学品德和情操，勇于探索、勤奋创新的科学精神和方法。如讲述诺贝尔这样的伟大科学家的奋斗历程、学术成就、品德修养，描绘科学家实事求是、一丝不苟的科学态度，锲而不舍、持之以恒的拼搏精神，对提高学生的科学素养会起到潜移默化的作用，更为重要的是，在这个过程中还可以培养学生优良的道德品质，以及正确的人生观和价值观[5]。
三、阐明材料专业只有以化学为基础，方能引领科技的发展，进一步激发学生的学习热情
材料是人类生存、社会发展、科技进步的坚实基础，是现代化革命的先导，人们把信息、材料、能源作为社会文明的支柱。如今，材料已成为与国民经济、国防建设和人民生活息息相关的重要组成部分。通过功能材料的设计合成，如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料等，制造各种高科技功能元器件。发展功能材料正在成为国家提高国际竞争力，增强经济实力，甚至是强化军事优势的重要手段。
当前，化学在推动人类进步和科技发展中起到了核心作用。化学首先是基础的核心科学，它不仅可以制造或创造出自然界已有的或不存在的物质，提供分析手段，还可以预测、裁剪、设计分子，揭示物质结构、性质和功能之间的关系；其次化学还在相关学科的发展中起了牵头作用，化学研究不仅带动了其他学科的过程研究（工业、农业、环保、能源），而且极大地带动了材料科学的发展。材料学科的发展、功能材料的设计，只有以化学为基础，才能合成出具有特殊物理性能、化学性能、力学性能等的功能材料。通过讲解材料领域的前沿知识，使学生了解材料与化学之间的密切联系，提高学生对学习化学重要性的认识，激发学生学习化学的热情，为材料专业课的学习奠定扎实的理论基础。
四、多种教学手段的综合运用，进一步改善教学效果
兴趣是学好知识的基础和保障，也是学生学习的源动力。为吸引注意力，提高兴趣，在课堂教学中，笔者运用多种教学技巧提高教学质量，改善教学效果。首先是充分发挥多媒体教学的优势。多媒体课件可以综合多种教学艺术效果，根据绪论课的特点，结合学生的专业特色，通过精心设计，恰当使用图片、文字、声音、动画等形式，充分发挥多媒体形象、直观、交互性强的优势，创造生动的教学氛围，增强趣味性，激发学习兴趣，达到最佳教学效果。其次，通过查阅相关历史及文献资料，以材料知识为主线，以化学知识为背景，通过讲授化学史上的中国人及中国化学史上的世界第一，激发学生的学习热情。最后，结合自己的科研方向和研究成果，讲授材料领域的前沿学科进展，让学生产生共鸣，拉近师生间的距离，提高他们学习的主动性。总之，通过多种教学技巧的运用，增加课堂表现力和感染力，从而有效地激发学生的兴趣。
普通化学基础理论教学是材料专业学生学习的一项必修课程，是培养专业人才的一个关键环节。培养高素质的合格人才，激发学生的求知欲，增强学生的自信心，培养学生正确的人生观和价值观，做好绪论课教学，至关重要。俗话说，“良好的开端是成功的一半”，“学贵刻苦、教贵善诱”。教师通过不断充实教学内容、渗透科研前沿、总结教学经验，讲授一堂重点突出、条理清晰、内容翔实，集科学性、历史性、趣味性、艺术性于一体的生动的绪论课，不仅可以培养学生对普通化学的学习兴趣，还将对学生专业课的学习以及综合素质的提高打下良好的基础。
参考文献：
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第8篇：功能材料论文范文
近年来备受关注的新材料作文，再一次把这个话题推到风口浪尖上。新材料作文与话题作文、命题作文比较起来，更能提供给学生自主确定角度、立意、文体的权利，更侧重于培养学生的思维能力，同时也凸显了对学生作文思维能力的要求。
首当其冲的是材料的审读问题。“新材料作文中，阅读（理解材料、把握材料，寻找写作切入点）是一道客观存在的‘门槛’”。[1 ]话题作文、命题作文淡化了“审题”，但因过于宽泛而容易套做；“新材料作文”强调“全面理解材料，不要脱离材料的含义”。“材料作文是一种资源型作文，试题中的‘材料’（含内容、思想、主题）就是给予写作者的第一份资源，是文章思维的起点，思想的火种。” [2 ]可见，正确审读材料，是立意的关键。据不完全统计，2011年高考福建语文作文约有18%的考生不及格，其中多数作文失败的原因之一是对材料审读不准确，偏离题意。
新材料作文之所以审题难度相对较大，原因在于：首先，材料多为叙事性，多没有明显的提示立意的词句；其次，材料所蕴涵的观点多呈现多向性；其三，中学生缺少作文思维训练，思维普遍呈现肤浅、单一和人云亦云状态，常常无法对材料做深入准确的分析，审题容易走偏。要解决这一问题，关键就是要进行有效的审题思维能力的训练。
下面，笔者尝试以具体的审题思维训练为例，来探讨新材料作文审题中思维能力的培养。
一、抓关键句，把握主旨
即准确抓住材料中的关键语句，正确理解关键语句的含义。关键句常常有暗示材料中心的作用，可以作为选择立意角度的突破口。关键语句常常是议论性语句，或是命题者或材料中的人物的评议性语句，或是反复出现的语句，或是转折复句“但是”后面的分句。
示例一：（2006全国卷Ⅰ）一只鹰抓了一只羊，被一只乌鸦看到了，乌鸦很羡慕，于是开始模仿，想学鹰抓羊。有一天，它看到牧羊人带着小孩在放一群羊，它也像鹰那样飞下来抓羊。结果被牧羊人抓到了。牧羊人说：这是一只忘记自己叫什么的鸟。小孩说：它也很可爱。
审题训练时，教师可以先引导学生思考这则材料有多少个角度。生可能回答：鹰、羊、乌鸦、牧羊人、小孩等五个角度。教师可再引导学生思考：谁是材料中的主角？哪些属于关键词？从而确定乌鸦是材料中的主角，找出关键词：羡慕、模仿、抓。然后，再找与乌鸦结局有关的评价。学生确定了牧羊人和小孩的对话。接着，思考：乌鸦为什么被牧羊人抓到了？最后，确定材料的主要内容是乌鸦不能清醒地认识自我，盲目模仿老鹰。作文立意：要正确评价自己，不要盲目模仿（属于最主要的角度和最稳妥的立意）。由此，可以归纳出快速审题“四字”要领：“抓”（主次方）、“圈”（关键词）、“划”（中心句）、“问”（为什么）。
从思维训练的角度而言，这个审题训练运用了从具体到抽象的思维训练方法。“抽象”就是同志在《实践论》里所说的“将丰富的感觉材料加以去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的改造制作工夫。” [3 ]首先将材料通过找关键词句的方法，逐句分析，概括出中心意思；然后将具体含义通过全面考量，从同一类别的感性对象中抽取出它们的本质属性。2006年全国卷I所引用的材料虽是多元的，但很显然的，乌鸦是第一角度，也是最佳角度。“抓”、“圈”、“划”、“问”这四个审题步骤，可以分析并从中抽取乌鸦结局的本质是：不能清醒地认识自我。这样训练，一环接着一环，将思维一步一步地由具体引向抽象，拂去表层，深入本质，抓关键句、把握主旨，既切题又富有深度。这种方法可能使学生在处理比较感性的材料时更加有章可循。
二、由果溯因
世间万物之间关系复杂，其中有些事物是以因果关系的联系形式存在的。审题时可以由材料中列举的现象或结果推究出造成所列现象或结果的本质原因。
示例2：三国时，诸葛亮率蜀国大军北伐魏国，司马懿认定蜀军远道来袭，后援补给必定不足，故闭门休战。诸葛亮多次设计引诱，甚至派人送去一件女人衣裳侮辱逼战，司马懿依然按兵不动，强压怒火稳住军心。相持数月后，诸葛亮不幸病逝军中，蜀军群龙无首悄悄退兵，司马懿不战而胜。
审题训练时，教师可以设计以下问题引导学生层层深入地思考：1.这个故事的结局是什么？2.通过材料中对司马懿的描写语句，可以分析出其不战而胜的原因有哪些？3.从“司马懿认定蜀军远道来袭，后援补给必定不足，故闭门休战”可以提炼出什么观点？4.从“诸葛亮多次设计引诱，甚至派人送去一件女人衣裳侮辱逼战，司马懿依然按兵不动，强压怒火稳住军心”中又能提炼出什么观点？5.从“相持数月”中可以提炼出什么观点？
这是多因对一果的因果关系型材料，在审题思维训练上，除了要具有由具体到抽象的思维外，还需有发散性思维。在分析中，遵循“是什么”“为什么”“怎么办”的逻辑过程，从果溯因，因为深入把握成因是对事物有更全面的了解并从根本上加以解决的必经途径。
通过以上思考题的设计，就可以引导学生抓住结果，一步一步地分析，推究出结果的本质原因，进行多角度立意。比如：由第3题中，我们可以分析出他具有知己知彼的能力，可提炼出“要获得成功，须做到知己知彼”的观点；由第4题中，可以分析出他自控能力强，在关键时刻能控制情绪，由此可提炼出“要获得成功，须有自制力、能忍辱负重”的观点；由第5题中，可以分析出他能准确把握时机，由此可提炼出“要获得成功，须学会等待时机、善于把握时机”的观点。
三、求同存异
遇到多则材料，首先必须先将各则材料进行对照分析，或者求同综合，即把几则材料共同的论题或共同的观点提炼出来；或者求异比较，即看这几则材料有哪些不同点，由此说明什么问题，从而提炼出观点。
示例3：（2009年高考全国卷Ⅱ）英国科学家道尔顿送给妈妈一双袜子，妈妈说：“我这个年纪怎么能穿红袜子呢？”大家都说是红色而道尔顿看到的却是蓝色，他感到自己色觉有问题。他研究了两年，1794年《视觉之异常》，将这种疾病称为色盲症，填补了医学理论上的一项空白。
日本商人安藤百福看到拉面摊前常排着长队，已经破产的他感到这是一个创业的机会。他买了面粉和食油，在小屋里每天干20个小时，实验了一年，1958年发明了世界上第一包方便面。这一新产品的开发带动了一个新产业。
法国年轻的家务杂工乔利，不小心将灯油滴在熨烫的衣服上，他只好白干一年来赔偿。后来他发现被煤油滴染的地方，不仅没脏反而把陈年污渍也清除了。这个发现，促使他研制出干洗剂，改革了传统的洗衣技术。
审题思维训练时，教师可以引导学生从以下几个方面来审读材料：1.分别概括三则材料的主要内容。2.将三则材料进行对照分析，试着找出共同点。虽都没有明显表现主题的词句，内容也完全不同，但三个材料都有一个过程：由现象问题之因，引起思考、探索之行，最后得出努力之果；都有一个不好的开始和一个好的结果——道尔顿把红色看成蓝色到研究出色盲症理论，安藤百福破产到发明方便面，乔利弄脏了衣服到研制出干洗剂；每个问题的产生，都具有其偶然性，问题最终有好的结果，又是主人公留心生活、努力探索的必然。3.综合三则材料，就可以提炼出这样的主题——偶然的发现，若能够抓住不放，深入思考和探索，必将带来不一样的成功。当然，还可以多向思考。如：留心生活，抓住机遇，才能成功；发明创造，就在生活当中；勤于思考，是成功的保障；善于发现并努力思考探索，才容易成功；发明、成功，必须执著于事，努力付出；等等。
由于材料本身具有较强的思辨性和立意角度的多向选择性，选取这个材料进行思维训练，就能更好地引领学生感悟新材料作文立意的多元化，体会如何理清材料的指向性，找到思维的聚合点，从而更快速而准确地审题立意。这样既训练了学生思维的广阔性，又使学生思维在深刻性上有更深的认识。
学生要在分别读懂每则材料、把握内涵的基础上，进行综合性思考，才能提炼出具有共性的观点，绝不能仅凭其中一个材料中的只言片语就做出立意的选择。如：由“道尔顿给妈妈买袜子”，谈亲情、孝道；见到“安藤百福破产”的字样，就探讨起当今“失业和就业”的热门话题；从“乔利的油浸衣服，白干一年来赔偿”联想到社会待遇不公、奖惩制度等问题。
马克思十分重视思维的比较过程，他说：“极为相似的事情，在不同的历史环境中出现，就引起了完全不同的结果。如果把这些过程中的每一个部分都分别加以研究，然后再把它们加以比较，我们就会很容易找到理解这现象的钥匙。” [4 ]在进行思维的广阔性训练时，我们就要像马克思所说的这样将各个角度或各个方位全面地进行分析和比较，从而训练学生多角度、全方位辩证地观察、分析、联想，广开思路。多角度思维的作用是拓宽思路，其目的是通过分析比较后，找出问题的实质或要害，选择一个最佳角度，从而写出见解深邃、令人信服的文章。
由具体到抽象、由单一到广阔、由肤浅到深刻是新材料作文尤其是议论文写作思维训练的必由之路。清代黄宗羲说得好：“每一题，必有庸人思路共集之处缠绵笔端，剥去一层，方有至理名言。”新材料作文审题时，单则材料可运用“抓关键句、把握主旨”、“由果溯因”等方法，多则材料可运用“求同存异”等方法进行训练，引导学生不断将一般人的认识“剥去一层”，其思维就逐步广阔、逐步深刻了。
以上是笔者在新材料作文审题思维能力训练上所进行的一些摸索。正如王立根老师所说的：“作文也应重视思维训练，只要我们不时地坚持做思维体操，我们也一定会学会分析，把思维引向深入。” [5 ]如何有效、有序地进行作文思维训练对于中学教师而言，始终是一个不可小觑的课题。其路漫漫其修远兮，吾辈当上下求索，永不停息。
参考文献：
[1]余发亮：《关于议论文写作训练的思考》，福建省第二届“高中议论文教学”高级研修班专题讲座，福建省教育学院，2012年。
[2]余发亮：《关于议论文写作训练的思考》，福建省第二届“高中议论文教学”高级研修班专题讲座，福建省教育学院，2012年。
[3]：《实践论》，《全选》第一卷，人民出版社，1991年。
第9篇：功能材料论文范文
关键词：“材料力学”；教学方法；高校
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2017）06-0018-03
“材料力学”是工科院校中一门重要的专业基础课。其主要研究单个杆件的强度、刚度及稳定性问题，是后续专业课学习的理论基础。同时“材料力学”也是学生首次接触到的有较强工程背景的一门课程[1]，是从原来的解析分析向工程近似分析的一个过渡。然而，近年来，随着专业培养方案的调整，“材料力学”课程的学时被压缩，以往的教学方法已经不能满足新形势的要求，如何在有限学时内让学生掌握“材料力学”的理论方法成为一个亟待解决的问题。
“材料力学”课程的一个特点是概念多，理论性、实用性强，数学推导、计算烦琐。对这类课程学生普遍缺乏学习兴趣，如果学生上课昏昏欲睡，对这些理论的推导过程、适用范围不甚理解，就会在应用这些公式解决实际问题时出现困难甚至错误[2]。“材料力学”课程承前启后，既是对前期理论力学知识的应用，又是为后期结构力学等课程的学习做好铺垫，这就要求学生对这门课程中的假设、概念及理论方法要有透彻的理解，这样才能为后续专业课的学习打下坚实的基础。然而，在初学阶段，学生要完全领会这套理论并非易事，难免会出现生搬硬套的现象。那么，如何让学生在短期内尽可能透彻地理解掌握“材料力学”中的理论方法成为教学中的一个关键问题。
针对以上问题，笔者结合自身的教学体会，在“材料力学”教学方法上进行了一些新的思考和尝试。
一、情理交融，以彰其美
“材料力学”课程中理论推导多、逻辑性强，这也是学生普遍反映缺乏学习兴趣的原因。这样的课程，如果就事论事、有一说一地讲授肯定会枯燥无味，然而，如果能在讲解过程中适当展开，从一个理论讲出一段情感一个道理，让学生深刻感受到“材料力学”是一种有血有肉的理论，展现出“材料力学”的美，这样会更好地吸引学生的注意力，提高其学习兴趣。
例如，在介绍赵州桥等代表古人智慧结晶的工程典范时，引申出只有“美好”（力学中就指遵循力学规律）的东西才会长久的道理，无论是物质还是精神方面皆是如此，同时与陆游的“人间万事消磨尽，只有清香似旧时”结合，鼓励学生多行善事，志存高远，青史留名；介绍比萨斜塔时，指出该斜塔因为有伽利略在上面做过著名实验而闻名于世，因为伽利略的伟大使得比萨斜塔跟着出名，然而，那些游览历史古迹并刻下自己名字的游客以期借古迹之名千古流芳却终不可得，随即联想到龚定庵的“科以人重科亦重，人以科传人可知”，希望学生们将来都做“科以人重”的人，不要做“人以科传”的人，期望他们将来个个都成就卓著，光芒万丈；在讲解弹性力做功只与最终变形量有关时，鼓励学生你每一个人都一定会成功，只不过人生的轨迹不同，一时之失一事之失并不会影响他们人生最终的高度，在帮助学生理解力学原理的同时树立“天生我材必有用”的信念；在讲授偏心拉压状态下载荷位置与中性轴关系时，为了让学生深刻体会载荷作用点和中性轴分布在截面形心的两侧，载荷作用点靠近形心时中性轴则远离形心，反之，载荷作用点远离形心时中性轴则靠近形心这种关系，由事及人联想到杜甫的“人生不相见，动如参与商”，造化弄人、生活所迫可能让大家同窗一别再难谋面，犹如此处的载荷的作用点和中性轴，这是同一情感的不同表达，古人交通不便，朋友间一旦离别就很难再见，所以古人重情谊，也告诫学生要珍惜彼此间的友谊。
这样的讲述让学生体会到了“材料力学”的鲜活生动，意识到“材料力学”中蕴含着朴素的人生道理，使学生产生一种“此中有真意，欲辩已忘言”的美感，进而增强其对“材料力学”的兴趣。
二、随地取材，贴近生活
案例教学在“材料力学”讲授过程中发挥着重要作用，案例不仅为理论知识提供了真实背景而且可以激发学生解决实际问题的兴趣。大的工程案例会给学生留下宏观印象，然而学生并不能应用所学完整地分析一个工程实例，这样久而久之学生会对工程案例产生距离感，感到理论和实际一在平地一在天，甚至认为这些大型工程仿佛在白云外，遥不可及。如果在案例教学中不仅给学生介绍工程案例作为学生学习的最高理想，而且更多地介绍生活中身边的案例，引导学生应用所W解释分析一个简单现象，这样更能加深学生对知识的印象和运用知识的能力。从这个角度讲工程案例和身边小例就像是诗和词，诗是言志，让人壮怀激烈；而词则多描写生活琐事抒感，让人有生活情趣。两者应兼而有之，不可偏废。
例如，在学习斜截面上的应力计算公式时，通过扭断粉笔的简单示例，比较其与低碳钢的断面区别，为了解释断面位置不同这个现象，再引导学生推导斜截面上的应力公式；通过包装袋上的锯齿状边缘或药品袋上的剪开小口说明应力集中的现象；通过讨论钢尺受压弯曲、展开纸张和卷成圆筒的纸张的竖立实验，让学生体会受压杆件的极限承载力不仅与其截面面积有关而且与其截面形状有关，为欧拉公式的推导做好铺垫；通过竹子等横截面形状说明截面几何形状与结构刚度间的关系，让学生对自然产生敬畏，更好地体会万法自然。
三、反客为主，共同探讨
“材料力学”的理论性强，传统以教师为主导的单向讲授方式枯燥无味，变单向讲授为双向探讨、交流，以学生为中心，教师引导其思考、解决问题，以激发学生主动学习的积极性，培养学生积极思考的能力。本文通过引导学生对能量法进行探讨，加深了学生对基本概念、理论和方法的理解。
（一）引出问题
孙训方编《材料力学》（I）第二章中[3]，例题2-5，图1（a）所示，杆系由圆截面钢杆1和2组成。已知杆端铰接，两杆与铅垂线均成α=30°的角度，长度均为l=2m，直径均为d=25mm，钢的弹性模量E=210GPa。设在结点A处悬挂一重量为P=100kN的重物，试求A点的位移A。
图1 杆系受力变形图
解：首先通过A点平衡（图1（b）所示）求得各杆的轴力
FN1=FN2= （1）
再由胡克定律计算各杆的伸长量
l1=l2= = （2）
然后，再对结构进行几何分析，如图1（c）所示，在小变形假定下采用以直代曲的近似方法，最终会得到A点的铅锤位移。
A=AA'≈AA''= （3）
将（2）式代入（3）式中，可得A点的铅锤位移如下：
例题2-5中采用的是传统受力分析的方法，逐个杆进行变形计算，然后再根据几何关系计算整体结构的变形，这种方法的特点是过程清晰，容易理解掌握，但算较为繁复。当然也有简便方法，教材[4]针对同一个问题，在例题2-6中采用能量法进行了求解，求解过程如下：
首先计算结构中储存的应变能
然后，利用功能原理求A点的铅锤位移，由外力做功等于结构内的应变能可列方程如下：
PA=Vε （4）
于是可以得到结点A的铅锤位移为：
此时，提出疑问，引导学生讨论。观察两种方法的计算结果，发现完全吻合。不禁让人产生疑问，因为，在以往理论力学的概念中，能量法可以理解为一种精确的解法，而例题2-5中以直代曲是一种近似方法，所以，这两种方法的计算结果应该有差异才对，可是为何例题2-5和2-6的结果完全一致？（连表达式都完全一致！）这种结果不可以用简单的“殊途同归”或“异曲同工”来解释。
（二）更进一步
带着上述疑问再来探讨教材[5]中的习题2-13。
习题2-13，图2所示A和B两点之间原有水平方向的一根直径d=1mm的钢丝，在钢丝的中点C加一竖直荷载F。已知钢丝产生的线应变为ε=0.0035，其材料的弹性模量E=210GPa，钢丝的自重不计。试求：（1）钢丝截面上的应力（假设钢丝经过冷拉，在断裂前可认为符合胡克定律）；（2）钢丝在C点下降的距离；（3）荷载F的值。
图2 钢丝受力图
解：由胡克定律和图2所示几何关系容易求得钢丝截面上的应力σ及C点下降的距离分别为：
图3 钢丝受力图
根据图3所示的受力情况，根据节点C的平衡可求得荷载F：
为了计算简便，可以借鉴例题2-6的做法，运用功能原理计算节点C的载荷F，则有：
解得，F=48.3N。
旧惑未解又添新愁！发现本该“殊途同归”却变成“殊途殊归”，两种方法竟然得到了两个截然不同的结果。显然，用能量法计算的结果错了，究竟错在什么地方呢？
（三）深入讨论
仔细观察例题2-6和习题2-13求解过程，发现应变能是按定义计算的，应该没有错误；如果出错，肯定是外力做功计算错误，而外力做功似乎也是按照定义计算的！要确定外力做功计算的正确与否，必须重温其概念。教材[6]在讲述功能原理时，外力做功的推导以一个轴向受拉杆为例，前提是在线弹性范围内，则外载荷F与杆的变形量l成线性关系（图4所示），此时，外力做功才可以写成下面的形式（例题2-6、习题2-13中的形式）：
W= Fl （5）
图4 弹性范围内载荷与变形的关系
面对上述结论的适用范围，自然就会问，单个杆件的变形与外载荷之间是线性关系，那么由杆件组成的结构中某节点的位移与外载荷之间是否依然保持这种线性关系呢？为了弄清这个问题，我们重新回顾例题2-6，研究A点位移A与外载荷P之间的关系。
图5 杆系变形几何分析
显然，在图5中，节点A的位移A=AA'，而A'是分别以B为圆心，以BA1长为半径和以C为圆心，以CA2为半径的两个圆弧的交点，由几何关系可知：
略去高阶无穷小后，上式可化简为：
考虑到，
所以A点的位移又可以写为：
这就是外载荷与A点位移间的关系，它们并非简单的线性关系。进一步化简后发现：
化简过程中略掉了高阶微量A2，发现A点的位移与外载荷近似成线性关系，然而在例题2-6中直接默认了这种线性关系存在，所以不加讨论地使用公式W=PA/2进行外力功的计算，这也是例2-6与例2-5的结果完全一致的原因。从这里也可以发现，“材料力学”中的能量方法并不同于理论力学中的能量方法，它是一种工程近似方法。至此，一个疑问已解决。
如果不假思索地直接运用式（5）计算外力做功，这样容易给学生造成误导，误以为所有情况下式（5）均成立，因此，也就出现了习题2-13中用能量法得出错误结果的情况。那么，在习题2-13中，外力F与C点的位移之间是否也存在线性关系呢？
图6 钢丝变形几何关系
从图6中可以看出，有如下几何关系成立：
注意到，FN = ≈ = ，代入上式可得：
发现外载荷F与C点位移并不是线性关系而是三次函数关系，所以计算外力功时不可以直接使用公式W=F/2，而需要根据功的定义，先计算微功然后再积分得到外力功，亦即
所以，正确的功能原理应写为：
解得，F=96.56N。
此时，由功能原理求得的结果与受力分析获得的结果才能吻合。而且，容易看到，能量法的计算结果与受力分析的计算结果并不完全一致！至此，所有疑问均已解决。
（四）归纳总结
以上通过两个题目采用不同方法求解，然后提出疑问，组织学生深入讨论，最终引导学生解决疑问。这会让学生更加深刻地理解“材料力学”中的能量方法是一种小变形假定下的工程近似方法而非精确解析方法；应用能量法求解问题时，外力做功的计算不能一味的套用式（5），而需根据外力与位移间的关系具体对待，只有当外载荷与节点位移成线性关系时，式（5）才成立；当外载荷与节点位移间不存在线性关系时，需要根据功的定义，先计算微功然后再积分得到外力做功。
结合“材料力学”课程的自身特点，文章围绕如何提高学生学习兴趣和如何加深学生对理论方法的理解两方面问题，在课堂教学方面做了一些初步的思考和尝试。通过情理交融，融入人文情怀，让学生感受“材料力学”的美，培养其对“材料力学”的兴趣；通过随地取材的教学案例，让学生体会到“材料力学”既可顶天又能立地，培养学生观察生活、体味自然的习惯；通过提出疑问，组织课堂讨论，让学生更加深刻、透彻地理解“材料力学”中的理论方法，从而避免出现生搬硬套公式的现象。
参考文献：
[1]王化更，吴懋亮.新形势下高校《材料力学》教学改革的研究与实践[J].教育教学论坛，2015，（16）.
