时间：2023-02-14 16:32:55
导语：在师德学习材料的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
观优秀模范对照先进求新高
在本次的师德师风学习活动中，我阅读了********，学习座谈了新*****，重温了*****重要思想精神，从理论上丰富自己，也使自己的心灵得到了一次洗礼。本着教师职业道德规范的要求和自己十多年的教学体验，自我反省剖析如下：
一、工作现状
在十五年的教育教学工作中，我能主动利用业余时间，认真学习党的教育路线方针政策及师德建设理论知识，通过学习使自己在思想上不断提高，人生观与价值观得到了提升。
在工作上，我能脚踏实地、全心全意投身于教育事业，热爱学生，关心学生，爱护学生。在教学上做到“四认真”，能积极参与备课组协作备课，教研积极性高，教学效果稳步提高。同时，每项工作能做到领导在与不在一个样，领导分配于我的每项工作都能毫无怨言地做好。
在各项纪律上，能遵纪守法，决不做违规违纪之事，不体罚或变相体罚学生，不私自征订课外资料，不搞有偿家教，能自觉遵守学校的一切规章制度。在生活上能严格要求自己，能对自己负责，对家庭负责和对学校负责，不假公济私，不以公谋私，淡薄物质生活，注重精神生活。能团结同志、理解别人，同志间能相互帮助、相互关心，在背后不议论人，宽以待人，严以律己。
二、存在问题
1、政治学习和专业知识学习没有计划，没有系统性，抓得不够紧。
2、在工作中还不够细致，有时也存在应付。
3、在新课标中探究不够，教改方面动脑不够。
4、不能主动大胆为学校出谋划策，有明哲保身之想法。
三、存因剖析
1、在政治理论、职业道德理论学习方面，主要是对其重要性认识不足。觉得一名普通教师，只按照学校行政的布置去完成就好了。对专业知识学习也是这样，认为本科了，已是合格的初中教师。其实知识在不断更新，自己应该不断学习。存在这一问题，也是思想上认识不足。
2、工作中不够细腻似乎可以推到男人的性格中去，其实也是不够负责的表现。主要没有充分利用好一切时间，各项工作的计划性、持久性、反馈性都不够，说白了是主观不够努力。
3、在新课标实施中虽然在动一些尝试，但没有大胆实施，更没有把它当作课题来实施，而是一种突发的念头，这对理念的转变是不够的，对改革缩手缩脚，开拓精神不足，尤其是一些成功的教学尝试，更没有用文字的形式记下来，让大家来讨论和维护，总认为失败了会被人讥笑，何苦呢。
4、在教学上似乎有些想法，是否可以尝试，但总不想去跟领导说，总认为多一事不如少一事，领导叫我做，把它做好就行了，其实主人翁精神不够，把自己打扮成一个局外人，俗话说“三个臭皮匠，顶个诸葛亮”，“一个篱笆三个桩”嘛。
5、安于现状、明哲保身似乎成了常理，人家也可以理解，自己也应该识相，最好把工作做得在中间位次，好了已经不可能，差了还感难为情，想混同于普通教师，其结果肯定会差，其实有悖于教师职业道德。
四、整改措施
1、一定要给自己定规矩，坚持认真学，认真写体会，做到学习、学习、再学习，活到老学到老，有一个真诚而清醒的政治头脑，有较好的理论水平和较深的专业素养，对新时期教师职业道德修养的精神实质有深刻的理解和掌握，并在日常教育教学活动中努力践行。
2、要利用一切时间做好各项工作，既做得扎实，又做得有序，每个细小的工作要踏实做好。做学生的思想工作是无止境的，要有一种诲人不倦的精神，使每位学生获得理想的成绩。
3、只有探索才会前进，在教学上要大胆实践，敢于实践，勇于探索，不断探索，不断开拓，培养学生“自主、探究、合作”的学习精神，努力实施一条轻负担高质量之路。
4、争做主人翁，决不做局外人，只要对教学有利不管是否被采纳，也要敢于提出，努力实践，凡是都能从大局出发，从实事求是出发，从学校发展出发，不计个人得失和荣辱，为学校出谋划策，把学校当作自己的家。
一、材料与题型
今年的18套作文试题无一例外都是新材料作文。新材料作文是在材料作文基础上发展起来的一种新的作文样式，给定材料，但不给定话题，材料的功能主要是为考生规定范围，提示思维方向，而考生的审题、立意、行文必须以此为依据来进行。作文命题材料来源很广泛，从形式上来讲，可以是文字叙述类，可以是漫画图片式，也可以是现代诗歌式。但今年的材料全都是文字叙述类，这可能是命题者考虑到漫画图片式与现代诗歌式的解读困难，从这一层面上来说，这又是替考生着想。命题者心中有考生，这不得不说是一种进步之举。因为无论是漫画图片还是诗歌，想要在考场上那么紧张而短暂的时间内全面正确地把握是极困难的。
今年的文字叙述类作文命题的材料，从内容上大体可分为四种：一是寓言故事类，二是假想图景类，三是真实生活类，四是思考讨论类。
寓言故事类指材料引述了一个寓言或故事，需要考生从这则寓言故事中提炼出寓意。如全国卷Ⅱ中“山羊过独木桥”的故事；湖北卷中游客询问风景美在哪，是山脚、山腰还是山顶？假想图景类是命题者为了更好地引导考生审题立意，虚构出一个情景，而这个图景中又孕育深刻的内涵。如天津卷中假想人类植入智慧芯片后会出现的结果，要求考生思考；辽宁卷则假想夜间祖孙二人倚窗远眺富有诗意的图景。真实生活类是指命题者所选取的材料源于生活或新闻事件，都是真实发生的事情，需要考生从该事件本身中提升出观点。如湖南卷中最美乡镇干部的某乡党委书记的事迹；重庆卷中游客去波罗的海海滨度假的遭遇；全国大纲卷中农民工老王受医院开绿色通道救治的事件。思考讨论类是指命题者根据社会生活或人生中出现的一些现象，提出一定的思考方向，或是留有余地的思考，或是几种不同观点的思考，需要考生以此为方向进行立意。如上海卷对人生“自由”与“不自由”的思考；江苏卷对青春是否永恒不朽的思考；浙江卷对人生的“门”与“路”的思考；安徽卷对谁有权改台词的思考；福建卷对空谷的思考；江西卷对探究学习的思考等。
作文命题的材料不同，故审题的方向与方法也不尽相同，也就是不一样的作文题型。为了便于分析，笔者姑且将其分为三种题型。
（一）引申主题型
引申主题型主要是针对寓言故事材料类。寓言故事类大多以非人类的东西为叙述的主体，但又都具有象征性。这类题需要抓住故事中主体对象关键事件的变化处，将其引申到人类社会或个人的人生本身思考，要善于寻找人生或社会与之相似的点进行立意。如全国卷Ⅰ中“给野生动物喂食，易使它们丧失觅食能力”引申到人生，那就是人需要自立自强，才能立身于世。又如全国卷Ⅱ中“山羊过独木桥”的比赛中，敌对双方前后战略转变，关键在于后面出现的新情况，“双方选手相遇时，互相抱住，转身换位，全都顺利过了桥”可引申为人与他人（尤其是竞争的对手）相处时的智慧。
（二）提升主题型
提升主题型主要针对假想图景类和真实生活类的作文题。无论是假想图景类还是真实生活类，它们都是真正源于生活的，或是艺术中的真实，或是生活中的真实。这类材料作文，需要考生从材料本身进行更高的提升，提升到具有社会或人生普遍性规律的思想。如全国大纲卷中，主要叙述对象是农民工老王，他被医院及时救治后，还欠下医院4000多元的医疗费，而医院却默许他出院。最后，他以一种感恩的方式，在医院打工抵债。这则事件本身提升出的则是人的最传统最纯朴的美德――感恩。心怀感恩，这就是人性的光辉。又如湖南卷中最美乡镇干部的某乡党委书记，八年如一日，以坚定的信念和顽强的意志，带领村民建设美丽乡村，并深有感触地说：“心在哪里，风景就在哪里！”提升到人类普遍道德，那就是甘于奉献。只要用心奉献，处处都是人生亮丽的风景。
（三）选择思考主题型
选择思考主题型适合思考讨论类的材料。这类材料的作文题，命题者一般以一个问题为引子，或是直接提出自己的思考，或是提出两种或三种不同的看法，需要考生作出更深的思考或选择某一方向进行思考。考生对这类题一定要记住一个原则，就是看这些不同的观点能否辩证地融合为一种观点，如果能，则需进行综合辩证思考。如上海卷中，人一方面是自由的，另一方面又是不自由的。自由的是生活的方式、人生的道路选择，但一旦你选定了生活方式、人生道路，就必须义无反顾地走下去，即便这条路上充满荆棘。又如福建卷中的材料，“提到空谷，有人想到的是悬崖，有人想到的是栈道桥梁”，这需要考生从这两种观点中选取其中一种进行立意。
二、主题与趋势
高考是一种公众性选拔考试。从作文角度来讲，它要实现考试的公平性、公正性，主题就必须是具有普遍规律普遍价值的。从今年的18道作文题的主题来看，它们基本上都做到了这一点。笔者认真研读这些作文题，并试图将其分为三类主题：
（一）对传统文化流逝的思考
随着现代科技文明的发达，传统文化的东西也在悄然走出我们的生活。这已经引起了许多有志之士的关注，他们在通过种种努力保护着传统文化，就连我们国家也提出要对传统文化的抢修。而作为即将步入大学，即将承担起建设中国重担的知识青年，就不能不对此进行一些理性思考。可见，这种具有意义的东西将会是高考作文的一大趋势。
比如天津卷中，随着科技的发展，也许将来有一天，人脑中可植入智慧芯片，它将带给我们许多学习的便利，获取信息的快捷。可是，它却在吞噬着我们传统学习的思维。如果真有那么一天，那么人都将会是机器的奴隶，一旦离开机器，就会变成一架没有思想的躯壳。这不能不引起我们的思考。无独有偶，辽宁卷中，科技文明的高度发达，到处霓虹闪烁，可却失去了最自然最淳朴的美景。广东卷中对黑白胶片的留恋，因为它为我们留下的是永不褪色的记忆瞬间，而数码科技的发达，照片似乎更方便，但却失去了感动人心的瞬间。这些都是一种对传统文化流逝的思考。
（二）对社会主流价值观的弘扬
语文和其他学科不同，它不仅仅是为了教会学生一些知识和技能，更重要的是培养学生的一种人文情怀，帮助学生树立正确的人生观、世界观和价值观，能够积极面对自己的生活。而这些目标的实现，作文就是一块主阵地。高考作文作为选拔人才的重要一块内容，就责无旁贷地要承担起弘扬社会主流价值观的重任，引导考生去思考，以便他们在未来的生活中更好地去践行。
如全国大纲卷中农民工老王的心怀感恩的美德。感恩是一个人最起码的道德，只有懂得感恩的人，才会懂得用自己的努力去回报社会，回报亲人，才会懂得将心比心，去帮助其他需要帮助的人。如果失去了感恩品德，那们他的能力越强，对社会的危害可能会越大。又如北京卷中对“老规矩”的传承与发扬。材料中的“老规矩”都是一种生活中的“礼”，懂礼的人、知书达礼的人才是社会需要的。“人而无礼，胡不遄死”，尤其是现代，独生子女占多数，长期以来，自我为中心，自私自利惯了，目无尊长，毫无礼貌，这不得不引起我们的思考。又如湖南卷中最美乡镇干部，不正是一种“当好人民公仆，站好自己的岗，甘于奉献”的至善美德吗？尤其是现在社会，、、的事件太多，这种美德就更应该去弘扬。
（三）对个人为人处世原则的思考
说到底，作文还是一块个性性灵的抒发主阵地。作为刚跨入“成人门”的高中毕业生，有必要去对个人的为人处世原则进行思考。只有懂得去思考自己的人生，才能更从容地去面对生活中出现的一切问题，而高考只不过是将这些思考进行一次有条理的重现。对个人的为人处世原则的思考，对高中生来说尤为重要，因为他们即将迈入大学之门，即将步入社会。如果对自己的人生都不能思考清楚，他又怎能更好地迎接自己未来的人生呢？因此，这类主题的作文题也占着大多数。
全国卷Ⅰ是对“人应凭什么立身于世”的思考。全国卷Ⅱ是对“如何与对手相处达到互惠互利”的思考。上海卷思考的是人处于世的“自由”与“不自由”的矛盾统一。江苏卷是对青春的“朽”与“不朽”的思考。人如何才能做到青春不朽？古人强调人不朽的三种途径，即“太上立德，其次立功，其次立言”。也就是说，人应珍惜青春，有所作为，留笔青史，那就是“不朽”。又如浙江卷对人生的“门”与“路”的思考。进什么门，走什么路，都需要自己审思之，慎行之。福建卷强调人处于世，也许向前一步就是“空谷”。面对“空谷”，你如何去想？把它当作悬崖峭壁，畏惧不敢前，那是一种悲观的人生观；而由它想到栈道桥梁，则是一种乐观向上的人生观。山东卷强调人应保有一颗优雅宁静的心。四川卷则强调“人只有站起来，世界才会属于他”，是一种自立自强的人生观。
高考作文以这三类题为主要趋势，这是由高考作文的本质属性决定的。高考作文是一个公众性作文，它与私人写作有着截然不同的特征。公众性写作，就是指写作者以一种公民的身份进行写作。公民的身份就意味着对公共空间与社会事务的介入姿态，既要关注自己的生活空间与生活方式，也要关注现实的社会生活，积极投身于社会实践中。
三、写作与教学
在紧张的高考考场中，读懂了材料，审对了主题，接着最重要的就是写作。高考写作（本质上就是一种考场作文），有一定的外在技巧。诸如“留有充足时间从容写作”、“卷面干净整洁”、“结构完整新颖”、“拟个好标题，开个好头”等，这不得不说是考场作文取胜的终南捷径。但笔者在此所要强调的写作，主要是针对内容而非这些形式，因为形式的技巧毕竟是在短时间内可以学会的，但写作的内容则必须要长期的积累。
今年的18套作文题，整体上来说，都注重现实社会与个人生活的思考。无论是写成什么文体的文章，似乎都不好引用他人的例子，写出来的文字都应侧重自我的独立思考。这体现了写作的本质――“我手写我口”，每位考生写出来的东西都应带有自己个性化的思维印迹。这就有效地避免了以前的“代圣人写作”的传统写作。一写议论文，就是“明星开会，古人聚会”，毫无自己的思想。写作本就是一种认知活动的再现，其本质是将自己的认知过程通过一定的理性语言进行表达。有自己独立的思考，不迷信任何权威，不迷信古人，一切均由自己进行判断与选择，实事求是，合乎逻辑，按一定的思维程序将其表达出来。
这些作文题其实也给了我们以后作文教学一些启示。首先，多引导学生关注生活，用心去感知自己的生活。要让学生明白，平常点滴的生活才是作文的活水源头，没有生活感悟的文章是没有生命的。其次，帮助学生建构正确的道德体系，关注社会现象，建立正确的审美理念。再次，多引导学生读一些名篇，以便使自己的认识更深刻更全面。当然也可以名篇为借鉴，学学别人的理性表达。正如南宋史豪卿所言：“读书如销铜，聚铜入炉，大鞴扇之，不销不止，极其费力。作文如铸器，铜既销矣，随模铸器，一冶即成，只要识模，全不费力。此所谓劳于读书，逸于作文也。”
要解决当前《建筑材料》实践课程的弊病，首先在思想上应当处理好理论和实践的关系，教师要牢固树立实践验证理论，理论源于实践的观念。理论课和实践课都是教学体系里两个互相有联系的相对独立环节。实践教学作为教学体系的一个重要组成部分，与理论教学形成相辅相成的辩证统一关系。学生不能光接受理论课，更要从实践课里去学知识、验证知识。掌握知识是一个实践-认识-再实践-再认识的过程。实践教学与理论教学相比在培养学生创新能力和提高专业技能方面具有不可替代的作用。在教学形式上，为保证教学计划和实践教学内容的连续性和完整性，实施理论教师与实践教师合一的一体化教学。在中职学校由于专业老师少、缺乏实践教学人员实施一体化教学是一条可行之路。
2.设置合理的建筑材料实践课程体系
（1）将实践教学从原有的教学体系中划分出来，单独设置材料实践课或设置材料实践周，合理安排实践教学内容，使实践性教学得以实现。首先对于部分有兴趣和能力较高的学生可开设实践兴趣小组，也可结合教师科研参与到实际生产实践中来，进行研究性学习和科技创新。其次，可通过设置新型的建筑材料实践项目，优化整合课程内容，精选验证性实践，开设设计、综合性实践课，组织学生到建设工地去、生产一线去开展实践性、技能性教学活动来完善和充实实践教学内容。在新型材料实践项目教学中可根据实践项目内容进行选择。例如：在粉煤灰混凝土、新型水性防水材料、混凝土非破损检测、建筑陶瓷等材料的实践教学及研究性学习中可以从研究目的、研究方法、实践设计、过程的记录、结果的验证来研究粉煤灰组成及性能对混凝土性能的影响。结合水性防水材料科研项目，开展方案制定、选材、性能测试及分析、材料应用等环节的综合实践来探究新型防水材料的综合利用，增加学生新型材料知识。既拓宽了学生的知识面又进一步增强了学生创新意识和动手实践操作能力。
（2）应结合整体的实践教学内容使学生获得有关材料性能的测试和品质评定的基本技能。如“材料基本物理性质中密度的测定、吸水率的测定试验”，“水泥标准稠度用水量测定”“，砂筛分试验”等。对于这些基础实践要求学生能熟练掌握实践方法，增强感性认识，为做好设计综合性实践奠定基础
（3）由教师给定实践设计结果，由学生自己拟定实践方案和实践步骤。以砂浆配合比实践为例，让学生自己选择所需要的各种材料，测定配合比设计所需要的各种材料指标，自行研究设计配合比，调整成型，验证配合比是否满足工程类别及砌体部位的设计要求。
（4）根据中等职业教育质量目标的要求，学生应具有较强的工程实践能力和创新能力。可采用综合的或现代的测试技术的实践项目训练学生初步分析问题、解决问题的综合能力。如将原来的水泥、砂石、混凝土3项相对独立的实践内容整合为一项设计性综合实践，以完成不同要求的混凝土配合比设计为目标，以目前工程中使用的实践报告为样本，模拟实际工程的实践程序，把常规的3项实践有机地贯穿在一起，从混凝土强度设计、和易性的选择、材料的材性检测到混凝土配合比的计算和试配，以及实践的准备和实践后的处理等都由学生自己完成，最终提出最佳配合比及理论分析报告。
2.1调整实践教学课时和时间
根据传统教学大纲课时设置，《建筑材料》实践课时包含在理论课时内，一般为10～16课时，但往往因为实践课集中设置，实践学生过度集中，有些实践要求等待的时间长等原因，理论课内的实践时间远远不能满足教学要求，实践的教学作用和效果之差是显而易见的。可将实践课的时间做如下调整尝试：实践周数为4周，实验室的每天开放时间为早8点～晚9点。实践采用预约制，学生在此期间可随时到实验室做试验。每个实践小组自由组合，每组人数以3～4人为宜。对于较综合的需要时间跨度大的试验本校做不了则可采用走出去的办法来加以弥补和充实。例如我校同县建筑工程质量监督站检测室建立了长期的校外实训基地来加强了因设备不足而造成的实践无法进行的现状。
2.2改革实践教学考核办法
传统的实践教学中由于分组少，每组人数多，实践都是验证性的活动，实践报告也就大同小异，抄袭现象严重。而实践综合成绩一般也是由实践报告、操作表现、出勤情况组成，因此，以往的实践成绩不能真实地考察学生实践能力，不能全面科学地反映学生对实践掌握的情况。通过实践教学考核办法的改革，实践成绩将不再有"大锅饭"的现象，实践结束后教师可针对实践过程情况记录、提交的实践成果及实践问题的解决途经等进行综合考核。我校建立并实施的《学生学科成绩综合评价体系》就针对学生实践操作成绩的评定与考核办法做了有益的探索。
2.3改善实践教学的条件
专任教学人员不足，实践教学人员缺乏。必须通过加强实践教学队伍的建设，确保教学队伍人员素质的提高和稳定来加以改善。我校是采用“走出去、请进来”的办法来加以改善，即定期、不定期让专业教师到生产企业去学习深造，组织专业老师参加各级各类培训，培养双师的人才，聘请有实践经验的技术人才到校指导实践教学工作。实践教学资金投入不足，实践教学用房少，实践教学仪器设备陈旧、不配套使提高实践教学质量成为空谈。加大资金投入，为实践教学提供必要的物质保障已刻不容缓。近几年来我校加强了实践性教学设施设备的投入，建立了建筑材料专用实训室，添置了常规的实验仪器设备，逐步改善实践教学条件，另外还通过同县工程建设检测中心建立长期校外实训基地来加以充实和完善。
3.改进建筑材料实践性教学的成效
（1）改变原有的建筑材料实践教学项目，增加一些新型重要的材料实践，纳入实践课程体系，既满足了建筑工程类专业课程教学的需要，又提高了实践技术设备的利用价值，丰富了建筑材料实践教学体系及内容，强化了学生对新型材料的测试技术的学习。
（2）通过开放建筑材料实验室，给学生创造了自由支配的时间，自主安排实践的条件，极大地激发和调动了学生学习的积极性和主动性。采用走出去的办法建立长期的校外实训基地进行综合性的实践。一是变不可能实践为可能实践；二是进行将理论同生产实践相结合，提高了学生综合运用理论知识分析和解决实际问题的能力，培养学生的创新意识。
[关键词]石墨烯；认识论；辨证法
一、前言
人们说的石墨烯是将石墨片剥成单层之后，这是基于碳石墨的原子层间作用力很弱，较容易互相剥离。这种由一层以蜂窝状排列的碳原子结构的单层就是石墨烯。20世纪初，科学家们开始研究石墨烯，2004年，英国曼彻斯特大学的物理学教授安德烈・杰姆和他的学生克斯特亚・诺沃消洛夫用简单易行的胶带分离法制备出了石墨烯。它们将石墨剥离成石墨片，然后将石墨片的两面分别用特殊的胶带进行粘贴，随后撕开胶带，又再次把石墨片一分为二，重复该操作，于是得到越来越薄的薄片，幸运地最后得到仅有一层碳原子厚度的石墨薄片。这种只有一层原子厚度的二维晶体就是石墨烯。
2010年，研创新究石墨烯的两位科学家获得了诺贝尔物理学奖。媒体渲染报道称“物理学家用透明胶和铅笔赢得诺贝尔奖。”使用胶带剥离方法分离高定向的石墨，并因此获得了真正存在独立的二维石墨晶体。在此之后，制备石墨烯的新方法不断涌现，我们发现将石墨烯引入工业化生产将成为将来趋势。
二、石墨
石墨烯是一种新的紧密型型碳原子的碳质材料，具有立体蜂窝状晶格结构，同时它具有独特的物理特性，其中包括：特有的载流子特性，这使得电子在石墨烯传输过程产生较小的阻力，因而具有优良的电子传输性质。石墨烯的力学性强，导电性能优，韧性好等。
（一）石墨烯的性质
石墨烯其特有的微观分子结构决定了它特殊的物理化学性质。石墨烯是二维晶体，最大的特点是电子在石墨烯的速度可达光速1/300，远远超过在其他导体中的电子速度。石墨烯具有优异的力学，光学和电学性能：结构十分稳定，目前研究结果尚未发现石墨烯碳原子缺失，碳原子之间的连接柔和并且坚韧，超过世界金刚石硬强度；石墨烯几乎是完全透明的，但非常紧凑，气密强，不易透水，甚至最小尺寸氦原子大小都可不以穿透；良好的导电性，石墨烯的导电性强，其导电材料远超过传统的导电材料。
1.力学性能：由于石墨烯分子结构中碳原子是sp2杂化结构。特殊的分子结构决定石墨烯具有高强度。石墨烯是目前人类已知的强度最高，比钻石更硬的材料。
2.导电性能：石墨烯结构非常稳定，到目前为止，还没有发现在石墨碳原子的这种晶格结构缺乏稳定性，石墨烯赋予优异的导电性。
3.导热率：稳定的石墨烯晶格结构给出优异的导热性，石墨烯热导率强于传统碳纳米管和金刚石。
4.化学性质：石墨烯是单层的石墨结构，因此石墨烯可以看作表面因而具有一层石墨属性的化学性质，石墨烯卷曲在一起，从而形成碳纳米管，石墨烯也具有碳纳米管相似的化学性质。同时石墨烯到近红外，可见光和紫外线具有优异的穿透性。
（二）石墨烯的性质应用
石墨烯独特的结构和优异的性能使科学界产生了巨大波澜，成为国内外研究的热点，尤其石墨烯具有纳米尺寸的晶体管们将成为“后硅时代”最具潜力材料。石墨烯将成为以后高速晶体管、生物传感器、太阳能电池、超级电容器和触摸面板的核心材料。
1.石墨烯薄膜
将石墨烯片重新组装，在电子，电气，信息，能源，光学等领域应用广泛，这也是石墨烯在生活中最接近实际应用的方向。因为其高透光性和导电性的，石墨烯片是最有前途的新的透明导电膜，可以作为显示器中透明电极，使用新的透明导电膜和背电极材料的太阳能电池应用广泛。同时因石墨烯薄膜还有较为良好的柔韧性，石墨烯成为制备性透明导电膜材料的首选。
2.储能材料
高能量密度和高功率密度是当前的能量储存装置的一个重要发展方向，电极材料的选择是关键。碳纳米材料的能量存储装置的属性，因为该独特的结构和优异的性能，使其高性能能量存储装置提供了一个理想的电极材料。相比碳纳米管，石墨不仅具有良好的导电性和化学稳定性，并且具有较大的表面积，该空间是更灵活的特性。因此，基于石墨烯的电极材料，优异的电化学特性，使石墨烯制成比碳纳米管更实用的超级电容器。
3.纳米生物传感器
高灵敏度的生物传感器是由石墨烯纳米粒子抗体的还原石墨烯而制备成功的，这是由于石墨烯制备的传感器灵敏度很高。同时石墨烯电导率传感器可快速猝灭荧光染料，因此它也可以作为荧光传感器制备材料。新型石墨烯传感器优于常规的碳基材料的传感器。
4.“太空梯”缆线
石墨烯在其他方面的优异性能体现在可以制备被出纸片薄度的超轻性材料，制造超轻型飞机。同时也创造了强硬防弹衣。石墨烯具有非常良好的力性。人们希望穿梭于太空，建造“太空电梯”。石墨烯材料因其比表面积大，韧性强，成为“太空梯”缆线材料首选。石墨烯也可以用作药物载体，为药物研发提供较好的平台。
三、关于石墨烯材料的哲学价值
石墨烯材料出现，是人类认识世界和改造世界的重大突破，f明在人与自然共存的环境中，人类认知能力提升到了一个新的水平。石墨烯材料技术引发认知革命，石墨烯材料的诞生，不仅提高人类认知世界的层次，同时也提升了人类在微观和宏观世界认知水平。石墨烯材料是对大自然物质发现和改造的过程，以体现了人类科学技术改善在生产和生活中质的飞跃，也标志着人类科学技术的发展迈向新的空间。石墨烯材料的诞生标志着物质能被反映的客观实在，石墨烯材料的研究，进一步说明了物质的客观实在性，并且客观实在是被人们所反映的哲学原理。
（一）石墨烯材料的出现和发展提升了人类认识世界的层次
石墨烯材料的是人类在分子、原子层次的微观层面改造了自然，实现了人类生产方式改造的质的飞跃，也标志着人类科学技术的发展注入了新的高度。同时深刻反映物质客观存在的标志。石墨烯材料的进一步研究和开发，提升了人类认识世界的层次。
1.由量变到结构改变、再由结构改变到质变的跨越
石墨烯因其特殊结构和性能可以创造新的材料，主要通过改变微观单分子层结构，改变材料的空间结构合成新材料。多种性能的石墨烯材料具有特殊的性能，这也是从微观分子层到宏^性能的改变，石墨烯材料的出现，标志着人类在改造自然方面进入了一个新的层次即说明由量变到结构改变、再由结构改变到质变的跨越。
2.改变了传统的物质生产，引发生产方式的革命
石墨烯材料改变了传统的物质生产方式，这种新材料引发了生产方式的革命。石墨烯材料的诞生是在微观分子层的改造过程中创造新的物质，在原有的纳米颗粒材料基础上上发现碳石墨的单分子层即神奇的石墨烯。这也是人类改造自然，运用的是从微观到宏观，即“从小到大”或“简单到复杂”的生产方式。由微观到宏观，从微观石墨烯单分子层发现，到宏观“生物传感器、太阳能电池、超级电容器”等，都体现了通过微观分子层逐个改变生产方式并实现人类对微观层面物质的改造。
石墨烯材料的诞生和发展是人类改造自然力，改善人类与自然共存方式的提升。人类的人类的生存方式也将随之从跟班上发生改变。
（二）材料产业和资源环境的关系
人类的生活离不开自然界的物质资源。材料是从环境中提取，其制备、生产、使用和废弃的过程都是对自然界环境污染的过程。我们追寻可持续发展的生产生活方式，但是现实生活中大量的废气、废水和工业废弃物严重破坏了我们赖以生存的空间。社会的可持续发展要求我们不断开发环保实用型材料。人类的生存需求与科学研究和技术发展息息相关。石墨烯新材料的诞生和发展正好适应了可持续发展这一需求。
材料和结构的讨论中，通常要考虑两者之间的关系。由于材料结构的性质与其结构相关，材料的本质便是结构。石墨烯材料与环境变化是内部因素和外部因素的关系。
材料的结构与物质性能相关，性能的体现直接关系材料的作用与环境保护的关系，前者是内因，后者是外因。环境友好的材料：例如石墨烯太阳能电池对于环境保护有积极、正面的作用。倘若是破坏环境的材料则对环境产生负面影响，例如众所周知的“白色污染“，我们摒弃一次性消费用品。目前大料的材料释放温室气体C02，CH4，NO，S02等气体。这会造成酸雨的降落和全球变暖等负面效应。因此材料和环境之间是内因和外因的关系。
（三）石墨烯材料充实了辩证唯物主义的认识论和方法论
从唯物辩证法说，动物特别是人脑的结构的概念是非常复杂的，但毕竟是可知的，它提供了一个人类的新材料发展的无尽可能性。材料研发人员从仿生学角度来研发新的智能材料。认识论认为对物质的认识还必然受到主观因素的制约，人们在探寻某一事物的复杂过程中，本身就是人类在社会中的实践活动。这个实践活动过程必然受到人为主观因素的影响。例如我们已有的知识背景，理论举出，以往的生活实践经验等。整个认识过程都伴随了必然性和偶然性，主观因素、客观因素等多方面的影响。辩证唯物主义认识论肯定了机遇的存在性。机遇的存在具有客观性，机遇的产生的客观依据是偶然性和必然性的辩证统一。偶然性以必然性为基础，必然性是通过偶然性来实现。所以当偶然性出现的时候，必须及时捕捉它，并且进一步挖掘其背后的必然性，分析两者之间的区别和联系，此时新物质、新科学发现就诞生了。例如石墨烯的发现是便是物理学家通过撕透明胶带偶然发现的。
认识论是认知本质和发展的理论。认识的主体是人，是实践着的人。认识客体是主体与之发生关系的东西，比如人类对于石墨烯的研究开发过程，石墨烯不仅是客观实在，而是进入人类活动领域的并且预人类主体县关联的客观对象。我们对石墨烯的改造过程本质就是人类主体对石墨烯课题的反应。人类能动的将石墨烯改造的过程，也是人类改善自己生活方式，不断提升自身认识能力，形成正确认知的过程。这里，石墨烯材料科学工作者是认识的主体，而与之相关的环境材料及环境是认识的客体。材料研发人员通过材料和环境的客观分析，思考材料与环境之间的关系以及通过仔细观察和分析，从定性认识上升到得定量认识，从感性认识上升到理性认识。例如石墨烯几乎是完全透明的，同时结构非常致密，就算是最小的氢原子都无法穿透，这些特殊的结构性质，恰好适合制备透明的触摸屏和太阳能电池板。
科学的进步说明人类知识储备的迅速增加。类似于石墨烯这样的新材料的研究开发过程中，说明了人类可以通过多种研究方法思维模式改造生活中的客观存在，人类不断的构思、认知过程充实了辩证唯物主义的认识论和方法论。
（四）石墨烯材料是一种模仿中的创造
模仿是仿照，仿效，模拟，模仿中需要创造性，模仿过程是创造的研究过程。模仿的建立有赖于创造性的研究，化学模仿作为研究的结果，以一定的符号体系而存在，它具有直观性，形象性，是人们的感官可以感知的，或者是人的思维可以把我的。然而，建立模型的过程，却是一个艰苦的，充满矛盾的思维过程。在此过程中，需要主体充分的发挥思维的创造性。
一般在建立模型的过程中，包含着猜测或猜想的因素。化学家依据已知理论，深入分析了事实。对要模仿的对象的结构和性质等方面提出某种设想，这中间就包含着猜测。这是建立模型中的重要一环。在猜测中，各种逻辑方法，比如：比较，类比，归纳，演绎，分析，综合等，都会起一定作用。石墨烯材料的诞生即是在纳米技术理论基础上进行归纳猜测，并通过实践后总结经验产生的。猜测是以经验事实为基础的，从认识发展的过程来看，从最简单，最典型的实例人手，突破一点，会使认识获得广泛发展。这种认识发展规律反过来作为进一步认识的指导线索，在研究过程中，要求善于选择典型对象，从典型对象着手，开展工作，所谓典型对象，其一具有代表性，石墨烯是作为碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，具有一些奇特的物理特性，具有典型性是具有理论意义的对象，这是典型分析中选择典型要考虑的一个重要因素。
（五）石墨烯材料的发展是化学认识中的继承、积累、突破的革命
化学知识的积累从化学元素开始，包括基本元素的资料的发现和继承过程，尤其是化学元素的性质等方面的资料，比如就是因为拥有最初碳元素到碳单质的研究资料的积累，才有石墨烯微观结构及其特殊性质的应用开发的顺利开展，化学元素到化学分子，再从化学结构到化学性质的研究都是化学认识中的继承和创新。良好的研究方法和研究手段都是在不断地发现和资料搜集积累过程中产生的。化学知识积累到一定阶段，化学认知过程也会发生突破，从何科学知识达到质变化。
这就说明化学元素到化学分子的研究都是在大量资料积累的基础上产生的，积累之后才会有所突破。化学知识积累是个循序渐进的工程，而化学突破恰恰是化学知识的飞跃。每一种新的突破就是一种创新，如石墨烯材料的发现发展中，石墨烯概念的确立，石墨烯制备方法层出不穷，石墨烯结构的改善及确立过程，这都具有重大影响的新物质，新现象，新规律，都是技术创新，都是化学发展的突破。往往化学知识的突破都是从最简单最典型的对象开始的，有一个简单突破点开始然后广泛发展，这种化学认识的发展形势充实了认识论和方法论。例子：石墨烯单分子层的发现常常是对简单或最典型的对象进行研究开始的，化学理论和观念的变革是破旧和创新的统一。这也是通过科学实验获取经验事实，积累经验事实，将理论与化学经验事实密切地结合起来。进而对经验事实进行分析，总结和概括，形成定律、假说或理论。从逻辑学观点看，就是从某种理论出发，合乎逻辑地推论出新的认识，得出理论的解释和预见功能并在逻辑学中演绎推理。
关键词：材料科学 专家系统 材料设计
专家系统是一种计算机程序系统，这种系统的原理是模拟人类专家解决领域问题的方法来解决领域问题，这种系统特别善于处理非线性关系，由于这种系统模拟专家的方法，因此专家系统特别善于处理需要大量专业知识和经验解决的专业问题。专家系统包括五个部分，包括接口、知识库、推理机以及数据库等，专家系统的工作方式就是运用系统中存储的知识进行推理，从而得出解决问题的方法，处理专业问题。专家系统已经广泛应用到各个领域，包括材料科学领域，材料科学领域传统依靠实验进行研究的方法会消耗大量的人力、物力以及时间，将专家系统应用到材料科学研究中，能够通过较少的实验得出研究结果，节约了大量资源。
一、材料科学中的专家系统发展概述
1.发展历程
20世纪80年代早期，科学家们开始研究应用于材料科学的专家系统，随后科学家们相继进行了许多研究，得到了很大的发展。80年代晚期，我国开始研究应用于材料科学领域的专家系统，在合金设计和无机材料设计方面做了许多研究。
纵观国内外的研究历史，虽然材料领域的专家系统的研究时间并不长，但是在短时间内取得了很大的发展，取得许多研究成果。20世纪90年代，材料科学领域的专家系统成为研究热点，近年来，专家系统已经应用到了材料科学的各个领域，为材料科学的发展起到了相当大的促进作用。
2.应用领域
根据材料自身的性质对材料进行分类，可以将材料分为高分子材料、金属材料、复合材料等。根据材料的作用分类，可以将材料分为功能材料和结构材料。近10年来，材料科学领域的专家系统主要应用于金属材料中，而且大部分应用于作为结构材料用的金属材料中。这是因为金属材料具有易加工性和优良的机械性能，在各个行业中都得到了广泛了应用，这种需求促使应用于金属材料领域中的专家系统的快速发展；其次，由于资金的限制，许多组织在应用新技术时，一般希望通过最少的资源取得最多的研究成果，而人类对于金属材料的应用和研究使用时间比较长，对于金属材料的特点积累了许多的理论和经验，因此，在金属材料领域更可能开发出成功的专家系统。
3.应用类型
可以按照多种不同的方法对专家系统进行分类，根据构建方法进行分类，可以分为人工神经网络专家系统、基于Web的专家系统、基于框架的专家系统等；根据解决的问题，可以将专家系统分为监视、仿真以及诊断等11中。应用于材料领用的专家系统的主要功能是设计和优选，这是因为材料科学发展的需求。当前研究先进材料不能像过去一样一味地追加在实验上的投入，急需设计制造该材料的制造工艺以及选择制备该材料的设备，通过设备和工艺指导材料的制备，研制出先进的材料；其次，由于在设计和优选方面积累了大量的理论和经验，因此比较容易开发出设计和优选类的专家系统。
二、材料设计专家系统
材料设计专家系统是指应用积累的经验、知识、科学原理以及实验规律进行推理，得出满足要求的制造工艺的计算机程序系统。近年来，材料设计专家系统在合金材料设计、复合材料设计以及成型过程中得到了广泛的应用。应用材料设计专家系统对材料的制造工艺进行设计，能够让科技人员学习到更多的材料设计的知识，同时还能减少研制、开发消耗的时间和经费，从而降低生产成本。材料设计专家系统研究的时间最长，取得的数据最多，是研究的主流，但是材料设计专家系统仍然存在许多问题。
1.对材料的工艺、组分以及性能之间的内在联系不够明确，缺乏有助于建模的定量规则。
2.材料科学的一大发展方向是开发新材料，但是人们对于新材料不够了解，新材料的信息十分模糊和复杂，使得新材料的开发变得更加艰难。
三、人工神经网络材料专家系统
人工神经网络不需要任何先验函数的假设，也不需要预先给定公式的形式，直接从已有的实验数据出发，经过有限次迭代计算而得到一个反映实验数据内在规律的数学模型，而且还可利用经过训练的网络模型进行推理预测，特别适合于研究复杂非线性系统。在材料领域中，人工神经网络已用于材料选择、成分设计、智能加工与控制、工艺优化、相变规律的研究，特别是在材料性能、缺陷以及相变点等预测方面，应用更为突出。
四、材料科学中的专家系统发展趋势
目前，专家系统的开发和研究已进人稳步上升的阶段。展望未来，材料科学中的专家系统将会朝着实用化、商品化的方向发展。
功能强大是材料专家系统实用化和商品化的基础。伴随专家系统理论和技术的进步，尤其是在有效解决知识表示和获取、提高系统推理能力的前提下，集成多智能技术的混合系统，将克服单一技术不足的缺点，成为材料类专家系统的发展趋势。
信息技术的集成是材料专家系统实用化和商品化的保障多媒体技术、计算机网络、远程通讯、数据库、过程控制、并行计算等技术都会逐渐应用到材料各类专家系统中。
参考文献
[1] 黄国兴，李琳，李冰，陈玲，李坚斌. 人工神经网络在材料制备工业中的应用[J]. 材料导报. 2006（11） .
[2] 张运，武建军. 神经网络专家系统及其在材料领域中的应用[J]. 河北工业大学成人教育学院学报. 2007（04） .
由于传统行业的不景气和校际竞争的加剧，调整专业方向，改革人才培养体系，建设应用技术型高校成为地方院校努力的方向[1]。近年来北部湾地区的发展对人才的培养提出了更高层次、更为迫切的要求。把握我校向应用技术型大学转变的良好契机，结合北部湾发展对人才需求的特点，探索创新型实践人才培养的途径，对于促进学校教育更好地与市场需求对接，完善教学体系、深化教学改革具有重要的参考意义。
1 材料化学学科的实践性和深化改革的重要性
材料化学是由材料科学和化学交叉形成的一个新兴学科领域，涉及材料制备、加工、性能等诸多方面，既有传统学科的基础性，也有新兴学科的工程实践性，在未来的科学研究领域、经济领域都将发挥至关重要的作用[2-3]。
玉林师范学院是北部湾地区较早升级的一所地方性高校，自2006年起就将创办非师范专业作为建设有地方特色的多科性大学的一个重要目标。经过近十年不断的摸索，我院材料化学专业建设从学科核心课程设计、课程体系、实践教学环节等多方面入手，引入了“平台+模块”的教学模式，逐步建立了相对完善的课程体系和人才培养模式。但随着经济社会的不断向前发展，从学生能力培养现状及用人单位反馈的信息来看，现有的教学体系已逐渐不能满足社会发展的需求，对现有教学体系特别是实践教学体系的改革已成为一项迫在眉睫的重要任务。研究探索材料化学专业教育体系的新途径、新思路，不仅有助于改进和完善现有的材料化学教学体系，还将为我校其他非师范专业的培育和建设提供经验参考。
2 现有材料化学实践教学体系中有待改进之处
从我院材料化学专业实践体系的建设来看，存在以下几个方面的突出问题：（1）实践性课程教学安排相对偏少；（2）部分课程实验内容变相重叠，题材陈旧，与生产过程脱钩；（3）教学手段和教学效果评价体系有待改进；（4）实践基地布局不合理；（5）师资队伍结构不合理。这些突出问题的存在，严重制约了我院材料化学专业的特色化发展，不利于学生科学创新思维，以及应用能力的培养，为此，通过多次的教学研讨，材料化学专业教学团队提出了相应的应对措施和整改方案，并先后付诸实施。
3 材料化学实践教学体系建设应对策略与实践
3.1 精选教学内容、强化实验系列教材建设
在材料化学专业的实践课程建设过程中，我们针对材料化学专业学生的培养，除开设《无机化学实验》《有机化学实验》、《物理化学实验》《分析化学实验》等课程外，还先后开设了《材料化学实验》《高分子化学实验》《高分子加工实验》《无机功能材料实验》等课程。虽然从开课的数量上讲基本上能满足学生动手能力的培养，但从实验内容的角度来看，存在一些亟待解决的问题，例如《材料化学实验》和《无机功能材料实验》教学内容存在部分重叠，单纯的《分析化学实验》已无法满足材料分析的要求，如何促进基础实验与专业实验的延续性和融合性，成为我们关注的一个重要内容。经过调研与研讨，材料化学专业教学团队针对这些问题提出了以下几条措施：（1）精选基础实验教学内容，明确实验课程的侧重点。例如《无机化学实验》与《材料化学实验》《无机功能材料实验》三门实验课程在内容上避免重复，无机化学实验强化无机化学基本原理与现象，材料化学实验则以无机材料制备与加工、改性方法为主，功能材料化学实验则突出材料结构对功能的影响，体现教学内容的延续性和层次性；（2）调整课时比重，适当减少基础实验课时，增加专业实验课时；（3）以立项的方式开展教材建设，通过给予适当的经费支持、举办教研活动等方式，鼓励教师以自编讲义为基础，建设规范化的、有地方特色的实验教材。近两年来，材料化学教学团队先后组织人员编写了《硅酸盐工业分析》、《高分子化学合成实验》等具有地方性特色的专业教材，所选题材大部分是以本地产业为背景。
3.2 加强校内专业实验室建设、充分挖掘外部实践基地条件，充实实验教学体系
在实验室建设方面，我们借鉴基础化学实验室建设过程中形成的形成完备的实验制度和教学体系，结合教师科研课题的需要，先后购置了红外光谱仪、紫外光谱仪、荧光光谱仪、粉末衍射仪、单晶衍射仪、扫描电子显微镜、材料显微镜、气体吸附仪、热分析仪等科研设备，具备了基本的材料制备、结构分析、性能研究所需的设备。在此基础上，我们针对有机材料方面实验相对薄弱的环节，购置了密炼机、流化床、螺杆挤出机等高分子材料加工设备，开辟了中试规模的高分子材料实验基地，弥补有机材料加工方面的不足，从建设经费、科研立项方面对高分子以及有机无机复合材料方向倾斜，促进无机材料、有机材料和复合材料方向的协调发展，在保证设备正常运行的前提下，充分挖掘已有实验设备功能，让学生在教学实践活动、毕业论文等环节中掌握相关设备的原理和使用方法、提高分析和解决问题的能力，体验生产过程。
除加强专业实验室建设外，我校积极挖掘本地资源，推动校外实训基地建设、先后在海螺水泥、三环陶瓷、银亿矿冶等相关企业开辟实训基地，建立了稳定的人才培养关系。通过利用这些校外单位的工作平台，借助其行业资源，开展工业实践教育，让学生通过见习、生产实习等方式参与到工业生产过程。结合学生就业，积极推动学生的驻厂实践，协调理论学习、实践教学和生产实践的关系，培养良好的合作关系。
3.3 完善考核体系建设，促进学生多样化发展
如何评价实践教学效果，考核学生能力，近年来一直备受关注。建一个多样化的、重视课程差异、尊重学生个性的竞争型考核方式成为我们教学改革的一个重要任务。我们参照师范生技能考核体系的相关指标，在三年级的专业课学习阶段，设置了应用型材料化学专业人才实践能力考核体系，从内容上融入了课题选题、综合设计、实践操作、实训报告、口头表达等几大模块，结合二级学院“大学生创业大赛”的开展进行考核评价，给出相应的评定结果，并给予适当的精神奖励。从近两年的实践效果来看，学生对于科研体系的价值认识有了一定程度的提高，参与各项竞赛、自主创业的热情都得到了很大的激发。另外，我们将校外实习单位的考核纳入到实践教学考核体系，针对校外实习单位缺乏约束，不容易考核的特点，增加了实习生自评和小组考评。当然考核并非我们教学的目的，只要能够达到教学目的，可以采用多样化的手段和形式，建立考核体系的目的主要还是促进学生自我提升，为后期的教学改革提供相应的参考指标[4]。
3.4 刚柔相济，加强“双师型”师资队伍建设
近几来，结合我校师资队伍建设的需要，我院结合专业发展定位，在材料化学专业人才梯队建设方面努力做到刚柔相济：（1）加强“内培外引”，提高教师队伍学历层次。一方面积极动员青年教师攻读材料科学方向的学位；另一方面加大力度从校外引进有企业实践经历的有机材料、复合材料方面的博士（后）。（2）尽可能挖掘实训基地人力资源。从企业“柔性”引进工程师加入我们的实践教学团队。我院先后从广西三环陶瓷、玉林市陶瓷检测国家重点实验室聘请了具有较高专业素质的工程师兼职参与我校的实践教学。（3）注重高校科研力量与地方产业的融合，加强“双师型”人才队伍的培养力度。通过积极推进部分教师以“科技特派员”等身份分别进入本地企业开展合作研究，促进产业研的直接对接。经过几年的努力，我院教师联合企业申报的省级科技攻关项目在数量和质量上都有了大幅的提高。这些做法对于完善师资队伍结构，拓展校外科研平台，促进产学研的有效融合起到了良好的推动作用。
关键词:多媒体学习信息加工认知规律认知负荷
一、多媒体学习中学习者的信息加工过程和认知规律
要研究学习者的信息加工过程,首先要探讨多媒体学习认知机制的理论。对多媒体认知机制研究分为两个层面,其中一个层面就是对多媒体信息加工过程的直接探讨。认知主义学习理论者把人的学习过程看成是信息加工的过程,即当人受到外界环境刺激时,在控制过程的控制下,刺激信息首先进入感觉寄存中进行选择,被选定的信息传递至短时记忆,未被选定的信息自动消失。短时记忆将接受到的信息进行编码后传递至长时记忆,长时记忆可以将信息长时间保存以备将来信息的提取,只有当知识信息进入到长时记忆中,学习才是有效的。对于信息加工观学者们有两种取向:
1.符号表征取向。认知科学先驱纽厄尔(Newell)把人的认知过程看作是计算机式的信息加工过程,以计算机的符号加工为启示,通过计算机的物理操作来类比人的认知活动,把作为媒介的符号的运算看成是认知加工,符号有自己的意义,或者说符号表征着对象世界。在认知过程中,符号得到储存、提取和转换。
符号表征理论强调产生式系统(Production system),用以说明人在解决问题时的程序。在一个产生式系列中,一个条件系列产生一个活动系列,即条件一活动(C―A)。也就是说,认知过程是以系列和序列的方式进行的,即认知过程按照一次一个事件的方式进行。
2.联结主义取向。鲁梅尔哈特(Rumelhart,D.E)和麦克莱兰德(McCle1.1and,J.L)把人们把目光的焦点从符号表征取向的信息加工观转向了联结主义。在联结主义看来,心理表征就在于网络突现的整体状态与对象世界的特征相一致。它不是把认知解释为符号运算,而是看成一个网络的整体活动,即以神经的网络加工为启示,通过脑的生物过程来类比人的认知活动,把作为基础的类似于神经元的基本单元或结点之间的联结看成是认知加工。最简单的模型有两层结点―输入和输出,更复杂的模型就会有许多中间结点。
在多媒体学习认知机制的基础上,Kristian Kiili(2006)提出参与式多媒体学习模式(如图1),这种模型由多媒体学习和活跃的参与层组成。虽然这些层是分离的,但又是相互制约的。在这个模型的多媒体学习层,中间部位加入一个中央处理器和情景缓冲区。工作记忆部分的功能是控制认知资源及提供一个多媒体学习层的认知资源,尽管执行部件控制认知资源,但是长时记忆的存储功能在获得知识的过程中发挥了重要作用,多媒体学习的过程是整合来自各个通道的盲目信息,存储在情景缓冲区中。参与层的目的是加强与知识建构有关的认知符合,这个层通过直接经验学习与指导学习的对比来强调学习的意义。
二、多媒体学习材料的最佳呈现方式和控制方式
目前国外有关多媒体学习的研究尚处于第二阶段,与言语信息和视觉信息的安排及呈现方式相关的研究。以迈耶为代表,他们的研究主要关注怎么设计多媒体信息以促进有意义的学习。他们把多媒体教学信息界定为言语信息(文字信息、声音信息)、视觉信息(静态图像、动画、视频)两类,并通过大量实验的方法探求言语信息与视觉信息的不同组合方式对学习结果的影响。这些研究指出,言语信息与视觉信息的联系有助于改善学习,对言语信息和视觉信息进行安排能够突出重要的关系,删除无关信息并管理相关信息,以使学习者的工作记忆资源不至于负担过重。如果要进行有意义学习,不管是通过视觉信息静态的或动态的、言语信息还是两者兼备,例如选择相关的文字和图像,把他们组织成一致的言语和视觉表征,整合相关的言语和视觉表征。现代多媒体学习材料呈现研究有以下方面:
1.合理组合视觉呈现材料,减少外部负荷
学习可能受益于视觉呈现的材料,研究者在20世纪七八十年代断言,精心构筑的文字插图普遍提高学生文字认知的能力。最近的研究仍然支持这种说法,例如Richard E. Mayer and Roxana Moreno。但是Mayer理论存在不足之处,Mayer在设计多媒体时强调要考虑认知负荷,但是他没有全面详细的阐述它的来源。Mayer主要测试了不同的呈现形式,但是通过理想的教学形式来减少认知负荷不能确保将所有的自由认知资源分派到深层知识建构过程中。学习者在工作记忆选择并处理相关的图片和文字,但是Mayer没有解释这些过程是如何工作及如何被控制的。Mayer多媒体认知理论为设计多媒体材料提供了一个框架,但是它主要针对技术,使外在的认知负荷最小化而不是通过加强有关架构构建所需要的认知负荷理论。此外,Bannert,M.B.(2002)也阐述了如何组织多媒体学习材料,以减少外部认知负荷。
2.恰当运用动画促进学习
Richard E.Mayer and Roxana Moreno论述如何从文字和图片中学习,教学设计者依据学生如何学习的理论,制定涉及动画的多媒体演示。阐述多媒体学习的信息传递理论、多媒体学习的认知理论、及如何在多媒体演示中运用动画的理论。多媒体演示的设计应促进认知过程,进行有意义的学习,即选择,组织和整合所呈现的信息。本文提供了以研究为基础方式的实例,动画可以用来有效地促进学习者的理解。然而,动画(和其他视觉形式的介绍)不是灵丹妙药,不会自动创建理解。研究的目标是建立一个多媒体学习认知理论,指导设计人员在有效利用动画呈现多媒体材料。Pieter Wouters(2009)提出动画模型就是使用动画教学生如何解决问题和解释为什么选择特殊方法解决问题,通常把解说加入动画中以减少视觉通道的负荷。
Dong-Seok Lee(2009)介绍了一种用户界面,称为流接口,它提供了以图形化为代表性的移动内容之间和内部的音频/视频设备。此界面提供了一种参考框架,这种框架是可视化生成的,可以操纵、存储、显示、以及输入和输出内容。研究表明,参与者有机会获得流动界面显示的成功率和经过时间。此外,与会者表示,他们可以很容易地了解流动界面。潜在的流接口,适用于其他音频视频设备和设计需要进一步审议的问题,进行了讨论。Zeynel Amaël Arguel(2009)指出动画和录像往往旨在信息随着时间推移而改变,以这种方式帮助了解和促进学习。然而,在许多研究报告,显示了静态呈现有时更为有利。在这项研究中,考察了一个视频录制和一系列的静态图片一起呈现的影响。实验一分3组:(1)仅视频显示。(2)仅静态图片显示。(3)视频和静态图片。发现第三组分数最高。实验二考察如何以最佳方式呈现的静态图片,发现动态演示的图片明显优于静态图片模式,且显示更少图片(低频)更有益。总体上说,调查结果支持教学视频+静态图片的有效性,但是一些静态的图片的恰当使用也是一个重要的调节。S.Guttormsen Scha(2006)不但探讨通过以不同的方式测量获得的知识,建立稳定的多媒体学习原则,而且还测试各种媒体的组合的认知负荷。此外最重要的是,使用不同的概念考察各种媒体的组合效果。指出在言语知识学习方面,文字+声音要好于文字+图片,在推理知识学习方面,文字+声音要好于单种形式等,在分散注意力方面言语信息(文字+声音)比视觉信息(文字+图片)的影响要小。但是这些结论和知识测试有关,知识决定与多媒体学习过程相对应的呈现方式。
在这些多媒体组合中要考虑到时间连续原则与空间连续原则,不同的媒体组合形式有不同的知识概念相对应,在不同的媒体元素中学习策略不同。
三、结束语
虽然国外对多媒体学习认知理论和认知规律有一定的研究基础,且多媒体学习材料的呈现研究正逐步深入,研究成果也陆续应用于教学实践中。但是以上那些研究是基于英文环境下的,因此,笔者认为我国研究者应借鉴国外多媒体学习认知理论和学习规律,研究开发中文环境下多媒体学习材料,找出适合本国学习者学习的呈现方式,为学习者构建一个主动的、个性化的、有创造性的、符合学习者自身认知特点和需求的多媒体学习环境。
参考文献
[1]Kristian KiiliTowards a participatory multimedia learning model,Educ Inf Technol (2006)11:2132DOI 10.1007/s10639-005-5711-7
[2]Richard E.Mayer and Roxana Moreno,Animation as an Aid to Multimedia Learning,Educational Psychology Review,Vol.14,No.1,March2002
[3]Pieter Wouters,Observational learning from animated models:Effects of modality and reflection on transfer,Contemporary Educational Psychology 34(2009) 1～8
[4]Dong-Seok Lee The effect of visualizing the flow of multimedia content among and inside devices,Applied Ergonomics 40(2009)440,447
关键词： 土木工程材料； 实验教学体系； 改革
中图分类号： G427 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）04-0170-02
一、土木工程材料实验教学特点及现状
土木工程材料是土木建筑类专业的专业基础课，它是一门实践性很强的课程，实验课是其的重要教学环节，目前我校实验课学时为10学时，约占总学时的1/4。实验教学是在相应理论课程讲授完成后，由教师指导学生进行实验。学生根据实验指导书按部就班地进行实验操作，最后提交实验报告，教师批改后即完成实验课程教学环节。在教学过程中我们发现，传统的实验教学方法存在着诸多弊端：
（一）实验教学主要是强调实验对理论的补充和验证，综合性、设计性实验项目少。学生按照指导书按部就班地完成实验，很少去想为什么要这样做，实验项目是否可以优化等等，甚至有的学生做完实验还是一知半解。
（二）由于实验设备、仪器及师资等方面的不足，实验教学仍然以课堂授课、班级制形式进行。学生分小组开展实验，3~5人一组，部分学生没有亲自动手做实验，而是在旁边观看。
（三）学生成绩评定等考核评价方式不能充分调动学生的主观能动性。由于学生实验课考核主要是评阅实验报告，根据实验报告确定实验成绩，其成绩只占课程总分的一小部分，一般理论课通过考核，那么这门课程就基本通过了，所以很多学生在上实验课时存在着应付的心理。
二、土木工程实验教学体系改革的思路
（一）实验课独立设课
为了保证实验教学质量，我校对10学时以上的实验课进行了单独设课，单独考核，单独计分。[1]改变了以往实验课教学附属于理论课，实验课成绩只占理论课的一部分的现象。这一做法符合我校培养应用型人才，强调实践教学环节的培养目标，有利于实验课教学的管理和质量监控，有利于提高实验教学质量和效果。
（二）优化实验内容，将原有独立的多个实验项目进行整合，构成一个综合性、设计性实验项目
具体做法是：由教师提出土木工程实验课程的总体目标和要求，学生分小组制定本小组的实验任务书及实验方案，经教师初审后通过后，开始在实验室中进行实验。由实验室提供砂、石等原材料，学生首先通过实验测出砂、石的基本数据，然后根据本组实验任务书，确定水泥的品种和标号，由实验室老师将相应水泥购买回来，学生进行水泥性能实验。根据前面砂、石、水泥实验得到的数据，进行混凝土配合比设计，并在实验室里进行试配、调整，最后打出两组混凝土试块，养护到规定龄期，测抗压强度。根据混凝土实测强度与小组任务书中的设计强度数据进行安全性和经济性分析，完成实验报告。对于钢筋实验，则在后续课程《砌体结构》与相应实验项目进行综合设计。具体见图1：
针对一些学有余力的学生，我们鼓励学生在混凝土配合比设计时添加化学外加剂和矿物外加剂，如减水剂、矿粉、粉煤灰等，探讨这些外加剂对混凝土性能的改善效果。
（三）建立实验室开放制度，改革实验课授课方式
由于实验室场地、仪器设备台套数的限制，每个实验小组一般为3~5名学生，学生多、场地小，很难保证每一名学生都能充分动手操作。为了增加学生的实验动手机会，提高实验室利用率，我们将原来的按照课表安排实验课，改为对学生实行部分开放。即在周一到周五正常上班时间，学生可以到实验室预约实验。
（四）改革实验课程考核方式，提高学生对实验课程的学习积极性
考核评价体系如同指挥棒一样，不同的考核评价体系产生不同的结果，在一定程度上决定了教师的教学方法和学生的学习习惯，也在一定程度上决定了人才的能力结构及质量。
我们在个别班级进行了考核方式改革试点，由传统的提交实验报告改为提交报告和实验操作结合的方式。具体做法是：教师预先设计好若干实验内容，实验课结束后，由每个实验小组抽签，按抽签抽到的实验内容在实验室进行现场操作，根据操作的准确程度和熟练程度进行评分，并结合其实验报告给出实验课成绩。由于实验场地和时间限制，对于考核操作的实验内容要进行精心设计，不能太复杂，也不能过于简单，否则操作考核将很难取得预期的效果。
（五）参加学科竞赛，提高学生综合素质
举办学科竞赛的目的是为了提高学生综合素质，培养学生创新能力，构建解决实际问题的科学思维意识。从人才培养的角度看，学科竞赛和教学改革是溯本同源、目的一致的。我们有目的的选择一些适合的学科竞赛，如全国大学生混凝土材料竞赛等，将竞赛思想和内容融入实验教学过程中，如参照竞赛要求，进行实验课程内容的充实，让有兴趣的学生有机会选择多个实验项目，提高学生参加学科竞赛的水平，同时也能让学生收获最新的科学知识及其有关方法，跟上科学技术发展的步伐。
三、土木工程实验课程教学改革的效果
（一）学生学习积极性明显提高
学生采取小组学习的方式，自己设计、实施实验方案，每一小组的设计方案都有可能不同，互相抄袭的现象明显减少，在实验过程中更讲究的是一种共同学习和积极讨论的团队合作精神。
（二）学生综合能力提高
通过课程改革，学生的动手能力和独立思考问题的能力得到了明显提升。2010年8月在大连理工大学举办了首届全国（U30）大学生混凝土材料设计大赛，此次竞赛的主题是“预期强度的混凝土材料设计”，所用到的材料有：水泥、砂、石、水、萘系减水剂、粉煤灰、磨细矿粉，其设计主题以及原材料与我校土木工程材料实验课程改革的内容基本一致。我校有一个队三名学生参加此次竞赛，由于在实验课程中学生得到了较好的实践，在参加竞赛前我们通过理论知识的强化和补充，并在实验室中进行试拌练习，学生较好的掌握了竞赛的内容和实际操作。
四、土木工程实验课程教学改革中的问题及思考
（一）实验课程还不能做到全开放
由于土木工程材料实验课学时较少，我校仅配备一名实验室人员，不能实现完全开放，目前我们只能实现部分开放，即周一至周五实验室正常上班时间学生可以预约进行实验。要实现网上预约、完全开放要依赖于实验室软件条件的改善以及学校相应政策的支持。
（二）虚拟仿真实验室与实际实验室操作结合
虚拟仿真实验可以提供开放式实验环境，真正实现实验室向学生开放。学生可以打破时间和地域的限制完成相关的教学实验。虚拟仿真实验系统改变传统的灌输式教学方式，可以让学生自主参与到教学中来，最大限度地发挥学生的主动性和创造性。目前，我们正在利用计算机、网络开发一套可视化的虚拟仿真实验系统，可以实现网上预习、模拟操作、数据分析、网上答疑等教学环节。
对于工科学生而言，虚拟仿真实验系统并不能完全替代实际的实验室教学，我们强调虚拟仿真实验系统只能作为一种辅助手段，不能取代真实的实验环境。我们将虚拟仿真实验系统与实验室实际操作结合。对于一些大型仪器设备，学生可以在虚拟仿真实验系统中了解其操作程序，降低实际操作过程的危险性。
参考文献：
[1] 刘先锋，黄林青，廖小烽.土木工程材料实验教学改革探索[J].山西建筑，2010，36（12）.
[2] 佘跃心，袁启旺.土木工程材料实验教学改革研究[J].高等建筑教育，2008（01）.
关键词：材料科学与工程专业；培养模式；课程体系；创新人才
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）41-0216-02
面对21世纪的挑战，如何加强学生创新能力的培养，已成为我国当前高等教育改革的重要课题。随着社会经济发展和科学进步的需要，多学科已交叉渗透到与材料制备、结构、性质和应用各个领域。在科学技术高速发展，各种材料不断创新涌现，产业化的背景下，材料科学与工程专业以“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”原则，深化改革“材料工程应用复合型专业创新人才”培养方案，突破专业个性培养模式的约束。精心设计课程体系是实施创新教育的关键，是培养具有创新能力人才的核心环节，也是培养复合型人才的最有效途径之一。目前，“大材料”学科相互交叉渗透融合已成共识，专业课程却内容相对陈旧，逻辑和结构衔接不够紧密；设计性、综合性、创新性、开放性实验相对较少，支持专业培养目标的力度不够等问题日益凸显。在此背景下，本专业以材料的材料制备/加工、组织结构/成分、性能、应用四个要素及其相互关系为基础，构建专业核心课程群、专题选修课群、工程实践课程群为基本框架的课程体系。
一、整合课程内容，构建专业核心课程群
材料科学与工程专业培养计划从2007年开始，以全面系统的知识学习和综合思考能力培养为主，以材料制备/加工、组织结构/成分、性能及应用等四要素及其关系构成的材料学科共同基础知识作为重要的教学内容，构筑了“理论教学、实践教学、科学研究三个维度基本框架的新型课程教学体系”。目前，贵州大学材料科学与工程专业设置了“金属材料”、“材料压力加工”方向课程。为了满足“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”的培养目标，材料科学与工程专业按金属材料、材料压力加工二个方向的共同的或相近的学科基础、科学内涵、研究方法与研究设备，设计专业核心课程群，体现“大材料”学科共同的知识体系。如《固态相变》与《热处理工艺学》整合成《热处理原理及工艺》，《材料分析方法》与《材料物理性能》整合成《材料现代研究方法》，融入CAD、Origin、Matlab等软件组建新《计算机在材料中的应用》课程等；构建6～8门具有基础性、系统性、发展性特点的“专业核心课程群”（图1）。专业核心课程群以材料科学基础作为主线，安排各门课的教学内容，既相互衔接、循序渐进，又各有侧重、特点突出。便于学生学习材料共性规律，掌握有关材料及其关系构成的材料学科共同基础知识。鼓励教师把科研项目涉及核心课程相关的基础原理理论引入课堂教学，帮助学生树立完整、基本的知识观念，最大限度地拓展学生的知识结构，是培养应用复合型专业人才的重要组成部分。
二、设置专题选修课群，适应学生个性发展
加强理论基础同时，适当拓宽知识面，注重培养学生适应社会多样化、复杂化的能力。根据地方经济发展需求和学生个性发展，结合材料科学进展、专业教师科研特色，本专业在培养方案个性课程模块中设置“专题选修课程群”，让学生拓宽渠道获取更多学科专业知识，各得其所、各展其长，完善学生的知识结构系统，满足学生个性发展。学生根据其兴趣、未来发展、就业需要，自主选择相关课程。具体措施是：确定3～4个重点学术方向，每一方向下设置由3～4门课程组成的专题选修课程（图2）。学生可选择进入其中一个方向学习相关专业课程，使学生在熟悉共性知识基础上，掌握一种在国内处于领先水平的材料制备及组织控制技术。从而培养学生运用宽口径专业基础知识解决具体实际问题的应变能力和素质，提高学生适应知识经济社会的能力。
三、强化工程实践课程群，培养学生创新能力
实践课程是理论教学的延续。实践课程群主要包括《综合实验》、《认识实习》、《生产实习》、《毕业实习》、《毕业论文（设计）》及《综合素质拓展》等课程。为了进一步增加实验教学的综合性、研究性、设计性、先进性，对专题实验1、2、3内容进行整合，开设《综合实验》，强化学生创新能力和实践能力。专题实验1中验证性、演示性实验设计成综合性实验；专题实验3中引入3个教师科研项目创新性实验。鼓励学生积极参加国家数学建模比赛、省级节能减排设计研究、校级SRT计划等素质拓展活动，培养学生专业素质技能和实践创新的能力。校外实习基地涵盖材料制备—过程处理—组织观察—性能测试—应用的生产流程，可以满足各种实习教学的要求。引入电化教学等改革手段，学生能在短时间内吸收消化更多学科知识，掌握专业实习重点、难点，提高了实习质量。毕业论文采用“本科导师制”，选定基地技术人员或专业老师为导师，让学生提前进入导师课题组，熟悉设备操作，以不同的企业生产问题或科研课题内容加以培养创新能力。
从自身实际出发，材料科学与工程专业构建了应用复合型创新人才的课程体系。课程体系实施是一项系统工作，不可能一蹴而就，还需强化试验平台建设、教学改革、师资建设，课程评价体系等措施，才能确保其顺利实施和有效运行。
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