纳米材料的背景、意义

纳米知识介绍

1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生。

纳米

纳米是一种长度单位，1纳米=1×10-9米，即1米的十亿分之一，单位符号为 nm。

纳米技术

纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术，是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用，并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子，制造出具有特定功能的产品。

纳米技术的发展大致可以划分为3个阶段：

第一阶段(1990年即在召开“Nano 1”以前)主要是在实验室探索各种纳米粉体的制备手段，合成纳米块体(包括薄膜)，研究评估表征的方法，探索纳米材料的特殊性能。研究对象一般局限于纳米晶或纳米相材料。

第二阶段 (1990年～1994年)人们关注的热点是设计纳米复合材料：

?纳米微粒与纳米微粒复合(0-0复合)，

?纳米微粒与常规块体复合(0-3复合)，

?纳米复合薄膜(0-2复合)。

第三阶段(从1994年至今)纳米组装体系研究。它的基本内涵是以纳米颗粒以及纳米丝、管等为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系的研究。

纳米材料

材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料就称为纳米材料。纳米材料和宏观材料迥然不同，它具有奇特的光学、电学、磁学、热学和力学等方面的性质。

图1 纳米颗粒材料SEM图

一、纳米材料的基本特性

由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题，可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。

1、力学性质

高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳米材料中位错滑移和增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。

使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。

2、热学性质

纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作用，从而有效地将太阳光能转换为热能。

3、电学性质

由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成功研制出了室温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展，已经成功研制出由碳纳米管组成的逻辑电路。

4、磁学性质

当代计算机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm2，在这情况下，感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%，已不能满足需要，而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%，可以用于信息存储的磁电阻读出磁头，具有相当高的灵敏度和低噪音。目前巨磁电阻效应的读出磁头可将磁盘的记录密度提高到1.71Gb/cm2。同时纳米巨磁电阻材料的磁电阻与外磁场间存在近似线性的关系，所以也可以用作新型的磁传感材料。高分子复合纳米材料对可见光具有良好的透射率，对可见光的吸收系数比传统粗晶材料低得多，而且对红外波段的吸收系数至少比传统粗晶材料低3个数量级，磁性比FeBO3和FeF3透明体至少高1个数量级，从而在光磁系统、光磁材料中有着广泛的应用。

纳米结构

以纳米尺度的物质单元为基础，按一定规律构筑或营造的新体系。它不仅具有纳米物质单元的性能，还存在由结构组合而产生的新的特性。

Gleiter认为纳米材料是其晶粒中原子的长程有序排列和无序界面成分的组合，纳米材料具有大量界面，晶界原子达15%一50%。可以利用TEM、X射线、中子衍射和一些其它方法来表征纳米材料及其结构。对于纳米材料晶界的结构有三种不同的理论:

（1） Gleiter的完全无序说。[3]这种假说认为纳米晶粒间界具有较为开放的结构，原子排列具有随机性，原子间距较大，原子密度低，既无长程有序，又无短程有序。（2）Seagel的有序说。[4]有序说认为晶粒间界处含有短程有序的结构单元，晶粒间界处原子保持一定的有序度，通过阶梯式移动实现局部能量的最低状态;（3）叶恒强、吴希俊的有序无序说。[5]该理论认为纳米材料晶界结构受晶粒取向和外场作用等一些因素的限制，在有序和无序之间变化。

二、纳米材料的主要应用

借助于纳米材料的各种特殊性质，科学家们在各个研究领域都取得了性的突破，这同时也促进了纳米材料应用的越来越广泛化。

1、特殊性能材料的生产

材料科学领域无疑会是纳米材料的重要应用领域。高熔点材料的烧结纳米材料的小尺寸效应(即体积效应)使得其在低温下烧结就可获得质

地优异的烧结体(如SiC、WC、BC等)，且不用添加剂仍能保持其良好的

性能。另一方面，由于纳米材料具有烧结温度低、流动性大、渗透力强、烧结收缩大等烧结特性，所以它又可作为烧结过程的活化剂使用，以加

快烧结过程、缩短烧结时间、降低烧结温度。例如普通钨粉需在3 000℃

高温时烧结，而当掺入0.1%～0.5%的纳米镍粉后，烧结成形温度可降低

到1 200℃～1 311℃。复合材料的烧结由于不同材料的熔点和相变温度

各不相同，所以把它们烧结成复合材料是比较困难的。纳米材料的小尺

寸效应和表面效应，不仅使其熔点降低，且相变温度也降低了，从而在

低温下就能进行固相反应，得到烧结性能好的复合材料。纳米陶瓷材料

的制备通常的陶瓷是借助于高温高压使各种颗粒融合在一起制成的。

由于纳米材料粒径非常小、熔点低、相变温度低，故在低温低压下就可

用它们作原料生产出质地致密、性能优异的纳米陶瓷。纳米陶瓷具有塑

性强、硬度高、耐高温、耐腐蚀、耐磨的性能，它还具有高磁化率、高

矫顽力、低饱和磁矩、低磁耗以及光吸收效应，这些都将成为材料开拓

应用的一个崭新领域，并将会对高技术和新材料的开发产生重要作

2、生物医学中的纳米技术应用

从蛋白质、DNA、RNA到病毒，都在1-100nm的尺度范围，从而纳米结构也是生命现象中基本的东西。细胞中的细胞器和其它的结构单

元都是执行某种功能的“纳米机械”，细胞就象一个个“纳米车间”，植

物中的光合作用等都是“纳米工厂”的典型例子。遗传基因序列的自组

装排列做到了原子级的结构精确，神经系统的信息传递和反馈等都是纳

米科技的完美典范。生物合成和生物过程已成为启发和制造新的纳米结

构的源泉，研究人员正效法生物特性来实现技术上的纳米级控制和操纵。

纳米微粒的尺寸常常比生物体内的细胞、红血球还要小，这就为医学研

究提供了新的契机。目前已得到较好应用的实例有：利用纳米SiO2微粒

实现细胞分离的技术，纳米微粒，特别是纳米金(Au)粒子的细胞内部染色，表面包覆磁性纳米微粒的新型药物或抗体进行局部定向治疗等。

正在研制的生物芯片包括细胞芯片、蛋白质芯片(生物分子芯片)和基因芯片(即DNA芯片)等，都具有集成、并行和快速检测的优点，已成为纳米生物工程的前沿科技。将直接应用于临床诊断，药物开发和人类遗传诊断。植入人体后可使人们随时随地都可享受医疗，而且可在动态检测中发现疾病的先兆信息，使早期诊断和预防成为可能。纳米生物材料也可以分为两类，一类是适合于生物体内的纳米材料，如各式纳米传感器，用于疾病的早期诊断、监测和治疗。各式纳米机械系统可以快速地辨别病区所在，并定向地将药物注入病区而不伤害正常的组织或清除心脑血管中的血栓、脂肪沉积物，甚至可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞。另一类是利用生物分子的活性而研制的纳米材料，它们可以不被用于生物体，而被用于其它纳米技术或微制造。

3、纳米生物计算机开发

生物计算机的主要原材料之一是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片。在这种芯片中，信息以波的形式传播，其运算速度要比当今最新一代计算机快10倍以至几万倍，能量消耗仅相当于普通计算机的几亿分之一，存贮信息的空间仅占百亿分之一。由于蛋白质分子能自我组合，再生新的微型电路，从而使得生物计算机具有生物体的一些特点，如能发挥生物本身的调节机能、自动修复芯片上发生的故障，还能使其模仿人脑的机制等。世界上第一台生物计算机是由美国于1994年11月首次研制成功的。

科学家们预言，实用的生物分子计算机将于今后几年问世，它将对未来世界产生重大影响。制造这类计算机离不开纳米技术。生物纳米计算机和纳米机器人的结合体则是另一类更高层次上的可以进行人机对话的装置，它一旦研制成功，有可能在1秒钟完成数十亿次操作，届时人类的劳动方式将产生彻底的变革。

目前纳米科学技术正处在重大突破的前夜，它已取得一系列成果，使全世界为之震动，并引起关心未来发展的全世界科学家的思索。人们正注视着纳米科学技术领域不断涌现出的奇异现象和新进展，这一领域前景十分诱人。它与其它学科相互渗透和交叉，可以形成许多新的学科或学科群，其有关发展将对经济建设、国防实力、科技发展乃至整个社会文明进步产生巨大影

4、新的国防科技革命

纳米技术将对国防军事领域带来革命性的影响。例如：纳米电子器件将用于虚拟训练系统和战场上的实时联系；对化学、生物、核武器的纳米探测系统；新型纳米材料可以提高常规武器的打击与防护能力；由纳米微机械系统制造的小型机器人可以完成特殊的侦察和打击任务；纳米卫星可用一枚小型运载火箭发射千百颗，按不同轨道组成卫星网，监视地球上的每一个角落，使战场更加透明。而纳米材料在隐身技术上的应用尤其引人注目。在雷达隐身技术中，超高频(SHF，GHz)段电磁波吸波材料的制备是关键。纳米材料正被作为新一代隐身材料加以研制。

由于纳米材料的界面组元所占比例大，纳米颗粒表面原子比例高，不饱和键和悬挂键增多。大量悬挂键的存在使界面极化，吸收频带展宽。高

的比表面积造成多重散射。纳米材料的量子尺寸效应使得电子的能级分

裂，分裂的能级间距正处于微波的能量范围，为纳米材料创造了新的吸

波通道。纳米材料中的原子、电子在微波场的辐照下，运动加剧，增加

电磁能转化为热能的效率，从而提高对电磁波的吸收性能。美国研制的

“超黑粉”纳米吸波材料对雷达波的吸收率达99％，法国最近研制的

CoNi纳米颗粒被覆绝缘层的纳米复合材料，在2-7GHz范围内，其m￠

和m￠￠几乎均大于6。最近国外正致力于研究可覆盖厘米波、毫米波、

红外、可见光等波段的纳米复合材料，并提出了单个吸收粒子匹配设计

机理，这样可以充分发挥单位质量损耗层的作用。纳米材料在具备良好

的吸波功能的同时，普遍兼备了薄、轻、宽、强等特点。纳米材料中的

硼化物、碳化物，铁氧体，包括纳米纤维及纳米碳管在隐身材料方面的

应用都将大有作为

5、其他领域

除此之外，纳米材料还在诸如海水净化、航空航天、环境能源、微电子学等其他领域也有着逐渐广泛的应用，纳米材料在这些领域都在逐

渐发挥着光和热。

三、纳米材料的应用前景展望

经过几十年对纳米技术的研究探索，现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子，纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测：不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生；用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用；分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。

纳米技术目前从整体上看虽然仍然处于实验研究和小规模生产阶段，但从历史的角度看：上世纪70年代重视微米科技的国家如今都已成为发达国家。当今重视发展纳米技术的国家很可能在21世纪成为先进国家。纳米技术对我们既是严峻的挑战，又是难得的机遇。必须加倍重视纳米技术和纳米基础理论的研究，为我国在21世纪实现经济腾飞奠定坚实的基础。整个人类社会将因纳米技术的发展和商业化而产生根本性的变革。

国际纳米材料发展投入和国内水平的对比

纳米科学与技术在二十世纪九十年代初期在世界发达国家蓬勃发展，西方发达国家对纳米科学与技术的研发投入逐年增加，竞争也进入白热化。以高新技术为导向的美国正是看到了纳米材料的无限潜力，近年将纳米科学技术的研发作为科技政策的重点，于2000年宣布实施“国家纳米计划”，每年的纳米科技研发投入都在增长，截至2007年初共投入五十六亿美元用于纳米科学技术的研发。[14-15]日本通产省实施为期７年的“纳米材料工程”计划，每年投资达５０亿日元。日本科技厅设立“纳米材料研究中心”，集中数百名专家进行研究开发。日本文部科学省也实施“纳米技术综合支援计划”，以最大限度发挥各科研机构开发纳

米技术的能力。日本每年用于纳米技术研发的投资大约5亿美元。

欧盟近年也将纳米科学技术作为重点研究领域之一，从2002至2006年间为纳米技术研究拨款1 3亿欧元，并于2003年建立纳米技术工业平台，推动纳米技术的应用。法国于2003年动用5000万欧元建立法国最大的电子纳米技术中心——“联盟－克洛尔２”，并在2005年该中心又投入１４亿美元，建成了世界上规模最大的纳米芯片生产基地。

在纳米科技领域，我国在“十五”、“十一五”期间取得了一批重要的研究成果，在部分领域已达到国际先进水平。但从以上我国的纳米材料成果可以看出，与发达国家相比，我国纳米材料和技术的发展水平与发达国家还存在着不小的差距。

首先，发达国家自上世纪90年代以来，一直把纳米科技作为发展的长远战略目标，不断强化基础和应用技术开发，积极推动科技成果产业化，抢占战略制高点，企图垄断知识产权和国际市场。近一年来，纳米科技取得了多方面的重要研究成果和突破，主要表现在下列几个领域：纳米量子器件及其集成关键技术；纳米信息获取技术及器件；纳米光电子材料及器件；纳米级高密度信息储存技术及器件，生物医学纳米器件；纳米金属材料；纳米非金属材料；纳米材料应用技术开发；纳米材料的结构设计与模拟；纳米结构的检测与表征方法；与纳米科技相关仪器的设计与开发。而我国纳米科技的大部分研究工作主要集中在硬件条件要求不太高的基础研究领域，涉及纳米主流技术高、精、尖的研究内容不多，特别是一些具有重要应用前景的技术研究比较薄弱，在纳米材料、纳米结构的设计、制造和控制以及实用化方面与国际先进水平存在着较大的差距。

其次，我国纳米技术研究目前主要集中在部分高等院校和中科院的一些研究所，覆盖领域狭窄，多学科交叉融合程度不够，技术创新主体——企业参与力度低，缺乏统筹规划与协调。在全国100多家从事纳米材料和技术研发单位中，大多数的研发内容都集中在与传统技术的改性和纳米粉体制备技术上，与“在原子和分子水平上操纵物质”、“设计、制造和控制纳米结构”的纳米主流技术差距较大。

第三，纳米材料与技术，是一个典型的新兴高技术领域，需要大批高技术人才和先进、昂贵的实验装备。在过去的近十年中，国家对纳米科技的总投入为8500万元，仅为日本的1/30、德国的1/10、美国的1/7，还略低于印度的投入强度，急需改善硬件环境、添置一批必要的共用性强的先进设备和测试仪器。[16-19]

的变革。

课题研究的背景

课题研究的背景：初高中学科教学中存在的衔接问题并非基础教育课程出现的新问题。它实际上是知识在人的认知过程中产生、成长、延伸、完善过程中必然产生的矛盾。 新课标下，这种矛盾显得更为突出。高中物理与初中物理相比，在教材内容、教学要求、教学方式、思维层次以及学习方法上都发生了许多变化，如何衔接好初、高中物理教学，是提高高中教学物理教学质量的一个十分重要的问题。学生由初中升入高中将面临许多变化，受这些变化的影响，学生不能尽快地适应高中物理学习，不少初中物理成绩的佼佼者，进入高中后成绩大幅下降。三年一个循环，每每到新一轮的高一，总感到老师“教”起来比高三还费劲，学生学起来更是困难。特别是高一第一次考试后，许多同学看到物理成绩流泪，高一一年结束，一些学生因物理成绩不好而勉强学文的现象，使我这位常年战斗在教学一线并深爱这门学科的老师心里很不安。基于这种现状，我决定研究初中和高中两个阶段影响教学衔接的因素，从而探索出一条有效的解决问题的方法。 课题研究的意义： 1）理论基础与意义：建构主义学习理论对物理教学衔接的指导意义。皮亚杰认为：“结构是在构建中形成的。”换句话说，任何结构都不能与构建相分离。知识结构的形成也是如此，人的认知结构变化的机制主要表现为动态的平衡过程。动态平衡是通过有机体内部两种相反的自我调节行为——同化与顺应来实现的。同化与顺应是对立的又是统一的。说它对立是因为同化让事物服从原来的知识结构，顺应是人认识适应客观事实。统一是由于同化和顺应都是人们认识周围世界、学习新的知识、主观与客观相互作用的过程。同化与顺应这一对矛盾促使人们学习新知识，扩大知识面，并在大脑中建立新的知识结构。因此，教师在教学过程中，帮助学生以旧知识同化新知识，使学生掌握新知识，顺利达到知识的迁移。高中教师应该了解学生在初中已经掌握了哪些知识，并认真分析学生已有的知识；把高中教材研究的问题与初中教材研究的问题在文字表述、研究方法、思维特点等方面进行对比，明确新旧知识之问的联系与差异；选择恰当的教学方法，使学生顺利地利用旧知识来同化新知识。 2）教学实践意义

课题研究的背景和意义论文

课题研究的背景和意义论文 课程标准的要求：《语文课程标准》就提出了“培养学生广泛的阅读兴趣，扩大阅读面，增加阅读量，提倡少做题，多读书，好读书，读好书，读整本的书。鼓励学生自主选择阅读材料。”明确规定背诵优秀诗文不少于150篇。课外阅读总量不少于150万字。适合儿童阅读的各类读物是现实生活中最重要的语文。“积极创造条件，指导学生多读书，并采取多种形式交流”则是极为重要的语文实践活动。 学生课外阅读现状：我校处于城乡结合部，生源以农村、进城务工子女为主，家长教育观念落后，学生手头课外读物少得可怜，课外阅读缺乏兴趣。学校语文教学缺乏对学生的课外阅读系统指导，大量的学生处在放任自流的状态，学生阅读习惯差，阅读不能有效地进行。在平时的语文学习中表现出语言表达能力差，不能顺利地表达自己的意见，词汇量少，语言平淡；怕写，一遇上作文就愁眉不展，不爱写；语病多，错别字、病句屡屡出现；缺少对语言的鉴别能力。应试教育的观念没有完全消除影响。教师教学重点都放在如何提高学生对课本知识的消化吸收，提高考试成绩上。家长给子女只是购买课外辅导材料、小学生优秀作文选集等，缺乏经典文学作品。学校放学后，重视教育的家长送子女学钢琴、学画画、学奥数……忙着学特长，冲刺名校，学生的业余时间安排非常满，即使意识到课外阅读的重要性也没有时间。不重视教育的家长则让孩子放任自流，白白浪费宝贵时光。

现在市面上的书可以说浩如烟海，但是良莠不齐、鱼龙混杂。卡通漫画在学生课外阅读书籍中所占的比例较大，存在学生只爱口袋书、漫画书，学生非常有限的课外阅读被这些书占满了，很可惜。有些学生家长，因为没有经验，所以在择书时有些盲目。或是书目过于单一，使得阅读面狭窄，思维受到局限；或是选择一些不符合孩子年龄特征的书籍，结果不但不利于孩子的发展，还带来了阅读困难的问题；或是干脆放任自流，不加约束，使得一些有害的书籍也出现在孩子的手头。 结合我校实际，对课外阅读的管理、引导滞后，亟待提高。有少数教师在语文教中有步骤有计划地对学生进行课外阅读指导，取得一些实效。同时在具体的实施过程中，因为种种原因，阅读的质量总是 __。所以，怎样改变阅读现状，引导学生进行积极有效的课外阅读是摆在每一位教师面前的亟待解决的问题。 课题名称的界定和解读所谓课外阅读，是指学生在课余时间的各种形式的阅读活动。它是学生自主地、有选择地获取大量信息的学习活动。它是语文课外活动中最重要、最普遍、最经常的形式，是课堂阅读的继续与扩展，是阅读能力训练必不可少的组成部分。“有效”意味着采取的策略能够引导学生达到预期的阅读目标……“策略”是一门艺术或技巧，是指为得到某种目的所采用的方法和手段，它既

课题研究对我们教学的实际意义

课题研究对我们教学的实际意义 -------课题研究动员会 小课题研究是指教师对教学实践中某个一个具体问题以专题研究的方式探索教育规律的一种研究。小课题的主题比较具体，它深入到学科工作领域内部，是指教学的某一具体问题。在长期的教育教学实践中，教师们面对许多问题，具有研究价值和研究意义。例如，后进生的转化问题，班集体建设问题，提升课堂教学质量问题，学生心理健康教育问题，教师专业成长的问题等。这些问题与日常工作密切相关，研究起来实实在在，有方向，有条件，以小见大，小题大做，既可以发挥教师的特长，又可以使研究成果很快指导自己的教育实践，解决教育过程中的难题，一举多得。因此，开展教师小课题研究能促进教师主动发展；有选择的发展小课题，是教师专业发展的必然选择；是改变教师生活的重在途径；是学校内涵发展的必然产物;是深化课程改革的基本条件。 小课题研究，是以学校教师自身教育教学过程中，需要解决的问题为研究对象，以问题解决、经验总结为研究目标，吸收和运用有利于问题解决的经验、模式和方法，改革育人思路和方法，提高教育教学水平和质量，同时促进教师自身专业发展，全面推进素质教育的研究。开展小课题研究，全面推进素质教育具有重要的意义。 1. 开展小课题研究是深化课堂教学的需要在深化课堂教学改革的过程中，干部教师会遇到很多教育教学方面的问题，小课题研究的立足点就是教师的教育教学实践。教师在实践中反思，在反思

中探索，从而有效解决教学中现实问题。 2. 开展小课题研究是提高校本教研效益的需要在校本教研活动中，如何提高教研活动的实效，一直是学校和教师困惑的问题。学校迫切需要找到一种能落到实处、且有实效的校本教研活动方式。开展小课题研究能够有效的解决教研活动中的许多问题，使校本教研更加贴近教育教学实际，更加有效地服务于教育教学实践，更加有利于教学效率的提高。并且所有的教师都能参与小课题研究，可以有力的促进教师的专业素质不断发展。3. 开展小课题研究是促进教师专业成长的需要由于小课题研究贴近教师、贴近教学，教师在日常教学过程中可以研究、能够研究、愿意研究，其成果介于教育科研与教学反思、教学案例之间，教师容易介入，研究容易深入，成果容易形成。 因此，小课题研究很容易成为教师认识、参与教育科研的奠基石与敲门砖，为教师的专业化成长提供发展的平台。教师参与小课题研究，就会以研究者的心态置身于教学情境之中，以研究者的眼光审视分析教学实践中的各种问题，对自身的教学行为进行反思，对出现的教学问题进行探究，对积累的教学经验进行总结，逐步掌握教学规律、形成教学思想，在实践、探索、反思中提升自己的能力，从而促进教师专业化成长。

纳米材料研究方法

纳米材料研究方法 ——《材料研究方法》课程论文学院：机电工程学院 ：王前聪 学号：201602044

纳米材料研究方法 摘要：本文以纳米材料为主要研究对象,阐述了其分析使用的分析方法。 关键词：纳米材料分析方法表征 1前言 纳米材料具有许多优良的物理及化学特性以及一系列新异的力、光、声、热、电、磁及催化特性，被广泛应用于国防、电子、化工、建材、医药、航空、能源、环境及日常生活用品中，具有重大的现实与潜在的高科技应用前景。纳米科技是未来高科技的基础, 而适合纳米科技研究的仪器分析方法是纳米科技中必不可少的实验手段。因此, 纳米材料的分析和表征对纳米材料和纳米科技发展具有重要的意义和作用。分析科学是人类知识宝库中最重要、最活跃的领域之一, 它不仅是研究的对象, 而且又是观察和探索世界特别是微观世界的重要手段。随着纳米材料科学技术的发展, 要求改进和发展新分析方法、新分析技术和新概念, 提高其灵敏度、准确度和可靠性, 从中提取更多信息, 提高测试质量、效率和经济性。 纳米材料主要性质有:小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应。目前表征纳米材料的技术很多，采用各种不同的测量信号形成了各种不同的材料分析方法，大体可以分为以下几种方法。

2 X射线衍射分析（XRD) X射线粉末衍射法的基本原理是:一束单色X射线碰击到研成细粉的样品上，在理想情况下，样品中晶体按各个可能的取向随机排列。在这样的粉末样品中，各种点阵面也以每个可能的取向存在。因此，对每套点阵面，至少有一些晶体的取向与入射束成Bragg角e，于是对这些晶体和晶面发生衍射。衍射束采用与图象记录仪相连的可移动检测仪Geiger，如计数器(衍射仪)检测，在记录纸上画出一系列峰。峰度位置和强度很容易从谱图上得到，从而使它成为物相分析的极为有用和快速的方法。 3光谱分析方法 3.1激光拉曼光谱分析(LR) 拉曼散射的过程涉及光的弹性散射和非弹性散射，当一束频率为n。的单色光照射到样品上时，都会发生散射现象，产生散射光，将产生弹性散射(Ray leighscattering)和非弹性散射(Raman scattering)。散射光的大部分具有与入射光(激发光)相同的频率，即散射光的光子能量与入射光的相同，这就是弹性散射，称为瑞利散射。当散射光的光子能量发生改变与入射光不同时，其频率高于和低于入射光即非弹性散射，称为拉曼散射。频率低于激发光的拉曼散射叫斯托克斯散射，频率高于激发光的拉曼散射叫反斯托克散射。其中Stokes线(v0一△v)与Anti-stokes线(v0+△v)对称分布在激发线(n0)。由于拉曼位移△、只取决于散射分子的结构而与v0无关，所以拉曼光谱可以作为分子振动能级的指纹光谱。拉曼位移△v(散射光

论文开题报告问题及写作意义

论文开题报告问题及写作意义

————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:

开题报告的内容一般包括：题目、立论依据(论文选题的目的与意义、国内外研究现状)、研究方案(研究目标、研究内容、研究方法、研究过程、拟解决的关键问题及创新点)、条件分析(仪器设备、协作单位及分工、人员配置)等。开题报告的写作也是不容小觑的,可是我们应该注意哪些细节呢? １.开题报告准备探究什么? 作为开题报告的开端,首先你要考虑准备研究什么?要选定你的探究课题。可以这样说,题目选准了,开题报告也就成功了一半。因为题目一旦选定，那么研究的目标、内容、对象、范围。预期的成果乃至课题的价值也就在某种程度上被决定了。从这个意义上讲,题目是课题的龙头,对整个课题的成功与否起着重要的关键作用。 2.为什么要探究这个课题? 这一部分就是要说明你为什么要探究？你这个课题是怎么想出来的?它有什么意义。价值？要求围绕课题的题目,进行解释和说明。 3.进行探究你具备哪些条件? 为了保证课题研究的正常发展,需要有一定的条件支持。条件可以内部和外部两个方面来说明。内部指我们开题者的自身基础。包括开题者对课题的兴趣,所掌握的知识基础和能力水平。外部指客观条件。如可以提供哪些参考资料?有关的实验器具,教学设备是否具备?各个方面是否重视,是否支持等等。 4．怎样去探究这个课题? 怎样去探究呢?一般将实施过程分成两个部分;①是任务分工,②是探究步骤。任务分工首先 要考虑在课题完成过程中要做哪些事?哪些事是集体完成的?哪些事是个人承担的?然后将每一件事具体落实到人，这样的分工越细越好。 5.可能会取得怎样的成果？ 围绕课题研究目标，估计可能会取得什么样的成果,要交代清楚。由于这部分内容往往就是结题报告的提纲。尽可能写得详细些。

纳米材料的研究进展及其应用全解

纳米材料的研究进展及其应用 姓名：李若木 学号：115104000462 学院：电光院

1、纳米材料 1.1纳米材料的概念 纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型人介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著不同。 1.2纳米材料的发展 自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来，从研究内涵和特点大致可划分为三个阶段： 第一阶段（1990年以前）：主要是在实验室探索用各种方法制备各种材料的纳米颗粒粉体或合成块体，研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能；研究对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这种材料称为纳米晶或纳米相材料。 第二阶段（1990~1994年）：人们关注的热点是如何利用纳米材料已发掘的物理和化学特性，设计纳米复合材料，复合材料的合成和物性探索一度成为纳米材料研究的主导方向。 第三阶段（1994年至今）：纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构材料体系正在成为纳米材料研究的新热点。国际上把这类材料称为纳米组装材料体系或者纳米尺度的图案材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝、管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。

2、纳米材料：石墨烯 2.1石墨烯的概念 石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料，如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。 石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。 另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。 石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体（monocrystalline silicon）高，而电阻率只约10-6 Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。 作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

课题研究的背景

引言 1.1 课题研究的背景由于直流电动机具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，在工业场合应用广泛。近代，由于生产技术的发展，对电气传动在起制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、和动态响应方面都提出了更高的要求，寻找更高效、更可靠、成本更低的直流电机控制方法成为新世纪研究的热点。近十几年来，单片机作为微计算机一个很重要的分支，应用广泛，发展迅速，已经对人类社会产生了深远的影响。单片机在生产过程控制、自动检测、数据采集及处理、科技计算、商业管理及办公室自动化等方面获得了广泛的应用。单片机具有体积小、重量轻、耗能省、价格低可靠性和通用灵活性等特点，尤其是美国Intel 公司生产的MCS-51 系列单片机，由于其具有集成度高、处理功能强、可靠性好、结构简单、价格低廉、易于使用等优点，在我国已经得到广泛的应用。由于MCS-51 单片机易于学习、掌握、性能价格比高，另外以MCS-51 单片机的基本内核为核心的各种扩展型、增强型的单片机不断推出，所以在今后若干年内，MCS-51 系列单片机仍是我国在单片机应用领域中首选机型。单片机技术在自动控制领域中有着十分广泛的应用。如汽车、航空、电话、传真、视频等，很多行业设计自动控制情况下，通常会涉及单片机技术。本课题介绍一种基于51 单片机的直流电机闭环调速系统设计——控制器设计，控制系统采用89C51 单片机控制，用PWM驱动控制电机。调速系统按照其调速方式不同可以分为开环调速和闭环调速两种。所谓开环调速系统就是由控制部分直接控制电机运转，无需对电机实际转速进行检测；而所谓闭环调速就是通过转速测量电路测量电机转速，将结果在反馈给控制系统对电机进行控制。两种方法相比较而言，开环调速结构相对简单，而闭环调速精度较高，难度也较大，本文就将采用闭环调速方式。1.2 国内外研究现状电机控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术和微机应用技术的最新发展成就。正是这些技术的进步使电动机控制技术在近二十多年内发生了天翻地覆的变化。其中电机的控制部分已由模拟控制逐渐让位于以单片机为主的微处理器控制，形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统，并正向全数字控制方向快速发展。电动机的驱动部分所用的功率器件经历了几次更新换代。目前开关速度更快、控制更容易的全控型功率器件MOSFET 和IGBT 成为主流。功率器件控制条件的变化和微电子技术的使用也使新型的电动机控制方法能够得到实现。脉宽调制控制方法在直流调速中获得了广泛的应用。1964 年A.Schonung 和H.stemmler 首先提出把PWM 技术应用到电机传动中，从此为电机传动的推广应用开辟了新的局面。进入70 年代以来，体积小、耗电少、成本低、速度快、功能强、可靠性高的大规模集成电路微处理器已经商品化，把电机控制推上了一个崭新的阶段，以微处理器为核心的数字控制(简称微机数字控制)成为现代电气传动系统控制器的主要形式。PWM 常取代数模转换器(DAC)用于功率输出控制，其中，直流电机的速度控制是最常见的应用。通常PWM 配合桥式驱动电路实现直流电机调速，非常简单，且调速范围大。在直流电动机的控制中，主要使用定频调宽法。目前，电机调速控制模块主要有以下三种：(1)采用电阻网络或数字电位器调整直流电机的分压，从而达到调速的目的；(2)采用继电器对直流电机的开或关进行控制，通过开关的切换对电机的速度进行调整；(3)采用由IGBT 管组成的H 型PWM 电路。用单片机控制IGBT 管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。1.3 本课题的主要工作本课题的主要目的主要是完成直流电机闭环调速系统设计——控制器设计。主要的内容包括：主要的设计内容为通过按键设置电机的转速，单片机时刻检测直流电机的转速。当检测到的转速与设置的转速出现偏差的时候，单片机通过控制输出PWM 脉冲的占空比来控制电机的转速。同时检测的电机的转速通过数码管显示出来。硬件设计要求如下：1、系统电源设计：为整个系统提供不同大小的电源；2、A T89C51 基本工作电路设计：使单片机正常工作；3、复位电路：为单片机提供高电平复位信号；4、时钟电路：为单片机提供时钟信号；5、按键电路：设定电机速度上限；6、电机驱动电路：为单片机控制电机提供驱动电路；7、显示电路：显示当

课题研究的背景及意义

参考复制一、课题研究的背景及意义 自改革开放以来，我们国家的总体生活水平不断提高，然而令人痛心的是社会的精神财富并未得到同步加强，功利主义价值观日益影响着人们的思考和行为方式。不少社会成员物质丰富但精神空虚，社会中某些不和谐的因素直接影响着青少年的健康成长。加上青少年儿童身心发展处于快速发展变化之中，对外界新鲜事物的判断力与抵抗力尚未健全，他们的思想很容易被武侠小说、电影、动漫、网络等外在的因素左右，直接导致他们较早地丧失学习兴趣，产生对学校的厌恶与恐惧感，如上课注意力不集中、不持久，学习上进心不足，精神脆弱，易于产生挫折感、失败感，易于产生对学习的恐惧和对老师的疏远感等。由于孩子面临强大的学习压力以及生活时间的单调性，不少孩子厌学、逃学。厌学问题已经成为许多教育工作者关注和担忧的问题。初中的厌学是一个普遍问题，厌学以致辍学的现象大量存在，其原因是多方面的，如家庭贫穷、学习困难等。尤其是2008年1月，全省实施教育改革新政以来，我校教育体系在课程、教学、管理等方面发生了很大变革。学生厌学问题的产生，有愈演愈烈之势，体现在对涉世未深、思想懵懂的初中生的教育上，前景更是让人担忧。 社会要求我们学习，以便跟上时代的发展，而我们的现状却又不容乐观，那么如何保持学习的积极性，缓解学生的厌学现象就还是一个大问题。众所周知，只有真正对学习发生兴趣时，学习才是轻松愉快的，才能最大限度地发挥个人的聪明才智，并且最好地完成学业，

反之，学习就是一种沉重的负担，学习效率就会事倍功半。中学是培养人材不可缺少的基础教育阶段，厌学情绪的滋长和蔓延，对人材的培养构成潜在的威胁，势必造成严重的后果。同时，由于初中生的年龄特点，决定了他们相互之间的影响，模仿要大于对成人的学习，因此如果不能及时解决初中生中存在的这一心理障碍，其厌学情绪继续流传和扩大，向下延伸至小学，这种后果的严重性是不可估量的。 莱阳市是一个经济比较繁荣地区，物质生活比较丰富，社会中有积极有益的文化影响，但对思想未成熟的初中生来说更多的却是消极文化对他们的影响，如果学校的生活无法吸引学生，那么学生就会沉迷于外界的游戏玩乐，受不良风气的侵蚀，最终导致无心向学，厌学甚至辍学的结果产生，直接影响学生的健康成长和发展。因此，研究初中生厌学问题，对厌学现象追本溯源，寻找行之有效的解决方案，无疑具有重要的理论价值和现实意义，具有时代性与社会性双重意义。 二、课题研究的现状 1、国外对厌学问题的研究分析 国外学者在分析学生厌学原因时大多侧重于学生的个性偏差。如日本教育家依田新提出，厌学是因为个体“对自己的无能为力和怠惰产生沮丧，产生对自己的失望和厌恶”。在日本，传统学历主义思想干扰学校的正常教育，学校偏重以书本知识为主，而忽视学生的个性、

课题研究背景

课题研究背景 1 课题提出背景：黄土是一种形成于第四纪的陆相粉砂质土状堆积物，颜色呈棕黄、灰黄或者褐黄。一般具有多孔性和垂直节理特征，其颗粒组成以粉粒（0.005-0.075mm）为主，而粒度成分百分比在不同地区和不同时代有所不同。在一定的压力条件下浸水产生湿陷的土称为湿陷性黄土，不产生湿陷的称为非湿陷性黄土。黄土的矿物成分有碎屑矿物、粘土矿物及自生矿物三类，碎屑矿物主要是石英、长石和云母，占碎屑矿物的80%，此外尚有较多含量的碳酸盐矿物，主要是方解石。粘土矿物主要是伊利石、蒙脱石、高岭石、针铁矿、含水赤铁矿等。黄土的物理性质表现为疏松、多孔隙、垂直节理发育、极易渗水，且有许多可溶性物质，很容易被流水侵蚀成河谷，也易形成沉陷和崩塌。黄土颗粒之间结合不紧，孔隙度一般在40％～50％。具有天然含水量的黄土，如未受水浸湿，则一般强度较高，压缩性较小。但当管道（或水池）漏水、地面积水、生产和生活用水等渗入地下，或由于降水量较大，灌溉渠和水库的渗漏或回水使得地下水位升高时则容易发生剥落、湿陷、甚至发生坍陷，对工程项目的建设和使用带来很大危害。 黄土分布较广，覆盖全球十分之一以上的面积，主要分布于中国、前苏联、罗马尼亚、保加利亚、新西兰、法国、德国、比利时、匈牙利和波兰的大部分地区。我国的黄土分布面积比世界上任何一个国家都大，而且黄土地形在我国发育得最为完善，规模也最大。中国西北

的黄土高原是世界上规模最大的黄土高原，华北的黄土平原也是世界上规模最大的黄土平原。我国的黄土分布面积为64万平方千米，占国土面积的6.3%，主要分布在甘肃的中部和东部、陕西的北部、内蒙古伊克昭盟的南部和西部、河南的北部及西北部地带以及山西的大部分地区。黄土在我省以次生黄土为主分布广泛，在地貌上有塬、梁、峁、陡坎、冲沟、阶地、冲积平原、洪积平原等，且有地层、地质年代、产状、成因等方面的区别，其工程性质也与地貌单元，地层类型，地质构造，气候水文等方面的因素紧密相连。黄土特殊的形成环境和自然条件使得它具有特殊的物理力学性质和水理特性，所以，在黄土地区进行各种工程建设时，如果对黄土的特性不了解，往往给工程建设带来严重的损害，因此黄土的特性很早就引起了科学工作者和工程技术人员的注意并对其研究。我国黄土研究上的前辈们在20世纪50年代以前曾经随黄河流域的治理对于风沙对环境的影响和土壤农业关系展开过不少工作，50年代以后，随着水土保持和黄土地基处理及地基沉降等研究工作的开展，在黄土研究领域内培养了人才，建立了机构，积累了相当部分的经验，为现代黄土研究奠定了基础。 2 所要解决的主要问题: 从20世纪80年代开始，以“五纵七横”国道主干线系统规划为核心，我国的高速公路建设逐步走上了持续，快速，有序的发展道路，目前高速公路总里程接近3万公里，跃居世界第二位。山西省高速公路建设从1993年开始起步，它是山西省公路网中层次最高、功能相对独立的子系统，处于山西省国家高

课题研究的背景和意义

一、课题研究的目标 1、通过研究，促进教师和家长转变教育观念，使教师既会教书，更会育人；使家长懂得“养”与“育”并重。 2、拓展课堂德育模式，优化家校沟通渠道。 3、通过家校有效合作，促使学生全面发展，形成健康健全心理。 二、课题研究的方法 1、问卷调查法。通过向学生发放调查问卷，调查学生的家庭现状、课题实施的效果等方面的调查研究，为本课题的研究实质性数据的积累作好准备。 2、行动研究法：组织发动通过，有计划、有步骤地构建家校互动机制的实践，全体师生、家长参与课题研究，探索家长参与学校家庭教育指导活动最佳途径。 3、总结归纳法。对课堂教学与家庭教育合作实践活动中的具体情况，进行归纳与分析，使之系统化、理论化，上升为经验的一种方法。 三、课题研究的主要内容 （一）、掌握学生基本情况，了解其家庭及心理行为习惯现状。 1、学生家庭情况调查 在班主任的积极配合下，我们对七、八两个年级学生家庭现状进行调查。调查内容包括：父母联系方式，父母及家庭成员现状，家庭特殊情况说明（包括父母离异，父母亡故，父母疾病情况，父母是否在外打工，家庭是否贫困等）。通过调查，我们掌握了每位学生家庭

具体情况，使我们对学生的教育有了针对性，与家长的联系也变得更有效更方便。 通过调查，我们发现，近年来离婚率呈上升趋势，单亲孩子增多，人口流动性大，留守儿童增加，家长与孩子、家长与老师的沟通面临新的困难和挑战。 2、中学生行为习惯和家庭教育现状调查 通过对四个实验班学生及家长的问卷调查，我们分析出了中学生日常行为习惯及家庭教育的现状： ⑴、养成教育差，自理能力弱。 ⑵、自私，任性，以自我为中心。好强而缺乏意志。 ⑶、学习目的不明确，主动性差，厌学情绪浓。 ⑷、没有良好的行为习惯和学习习惯。 ⑸、父母与孩子沟通少，孩子与父母关系不够和谐。 ⑹、家长缺乏家庭教育常识，方法简单粗暴，缺乏艺术性，教育效果不明显。 ⑺、家长更多关注孩子成绩、忽视心理、道德品质及行为习惯教育。教育方法单一。 调查结果令人堪忧，孩子们良好的行为习惯有待养成，道德品质缺失严重，家庭教育能力亟待提升。课堂教学必须渗透德育因素，家庭教育必须与学校教育同步。 （二）、充分利用语文课堂教育主阵地，适时适事，对学生进行健康心理、良好品行教育及亲情教育。．

本课题研究的目的意义

一、本课题研究的目的意义 课程改革的重点之一是如何促进学生学习方式的变革，教学现状也亟需学生学习方式的转变。它关系到教育效能和学生的学习质量，以及学生的可持续发展问题。鉴于学校“行动研究法”的课题研究，物理教研组拟启动“物理自主性学习实施研究”的课题研究，通过这一课题在各年级的物理教学活动中的实践、认识和发现，尝试探索学生在物理学习中的自主性学习和自主性学习中的合作学习、探究学习，目的在于唤醒、发掘与提升学生的潜能，促进学生的自主发展；促进学生认知、情感、态度与技能等方面的和谐发展；促进学生有特色的发展；关注学生的终身学习的愿望和能力的形成，促进学生的可持续发展。期待通过这一课题的研究，逐步认识把学生的被动学习(机械学习、他主学习)转变为学生的自主性学习方式，以及在自主性学习中的合作学习、探究学习的一些可操作的实践原则、方式及手段，使教师和学生在“物理自主性学习实施研究”的课题研究平台上，思考和认识如何理性地对待教与学的过程中的问题，如何科学地运用教学策略和学习策略认识问题和解决问题。并通过这一课题的实践研究，推动已经实施的初中新课程标准。 二．课题研究的主要内容（四个方面） （一）、认识和研究采集的教学实践的案例，发现、形成有助于学生开展自主性学习的多样化的课堂教学形式、基本特征及至一般模式。 （二）、有助于学生形成多样化的自主性学习的指导性原则 1．如何引导学生参与确定阶段性物理学习的目标、如何达成目标的保障措施或手段、达成目标的过程评价； 2．如何引导学生积极发展各种学习、思考的策略，在解决问题中学习； 3．如何引导学生把握学习中获得的积极情感体验，有效地显现和提升； 4．如何引导学生在学习过程中对认知活动能够进行自我监控，并作出相应的调适。 5．采集学生学习方式的个案，认识、探索学生学习方式差异、学习目标达成差异和学生心理、行为方式差异的相关性，提出有助于引导学生学习方式的多样化的方式和原则。 （三）、如何建立有助于学生开展自主性学习的合作学习小组 1．如何建立促进性的互动的学习小组； 2．如何形成稳定的学习小组； 3．如何引导小组成员对共同活动的成效进行评估，寻求提高其有效性的小组环境。 （四）、开展有助于学生开展自主性学习的探究学习(发现学习)学习活动的内容、形式及过程控制。课题研究的主要方法和实施的主要操作过程 1．在课堂教学过程中，创设有助于学生开展认知过程的探究、发现，解决问题的方法的探究、发现以及经验形成的教学情景和教学互动环境氛围，为学生自主性学习提供引导性作用。 通过个人和备课组的教学研究，充分发掘教材内容中有助于学生开展自主性学习的相关教材，开展教学设计、教学实践、总结反思等系列化、多样化的个案研讨，达成有助于实现自主性学习的课堂教学形式、基本特征及至一般模式的基本认识。 2．关于“形成多样化的自主性学习的指导性原则”的研究方法，根据学生学习方式和认知方式的差异选择个例 （1）引导学生确定适当的阶段性学习的目标、达成目标的保障措施或手段，选择适当的达成目标的过程评价方式； （2）引导学生形成和发展各种学习、思考的策略，在解决问题中学习； （3）引导学生把握学习中获得积极的情感体验，有效地显现和提升； （4）引导学生在学习过程中对认知活动能够进行自我监控，并作出相应的调适。 3．通过建立一个或几个有助于学生开展自主性学习的合作学习小组，在教师的引领下开展具有明确共同任务的合作学习活动。 通过小组成员在积极承担完成共同任务中既有个人责任的、又有积极的相互支持和配合的学习活动中进行有效的沟通，建立并维护小组成员之间的相互信任，引导小组成员对共同活动的成效进行积极评估，从而形成相对稳定的学习小组。 4．利用课本知识及研究性活动，组织学生运用互联网、图书馆等多种渠道获得生活、生产实际中的与物理相关的科技信息，开展探究性学习活动，为学生创设探究学习的时间和空间。 1）根据教材的知识特点，指导学生制定研究方案，小组成员的合作分工，进行学习探究； 开展学习探究，使学生认识和理解物理学科的科学研究与探索的规律与方法，应用于理解知识、应用知识解决物理问题的学习过程，提出认识和应用物理知识、解决物理问题的策略性方法、手段和经验，教师关注的是学生能否敢于提出、善于发现这些策略、手段和经验，而不苛求这些策

纳米材料的发展及研究现状

纳米材料的发展及研究现状 在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术。新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。 纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方厘米400g的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。 纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单

元的尺度（1～100urn）与物质中的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象，认识新规律，提出新概念，建立新理论，为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础，也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题；纳米结构设计，异质、异相和不同性质的纳米基元（零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝）的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点，人们可以有更多的自由度按自己的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件以及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。1研究形状和趋势纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术很可能成为下一世纪前20年的主导技术，带动纳米产业的发展。世纪之交世界先进国家都从未来发展战略高度重新布局纳米材料研究，在千年交替的关键时刻，迎接新的挑战，抓紧纳米材料和柏米结构的立项，迅速组织科技人员围绕国家制定的目标进行研究是十分重要的。纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。进入90年代，纳米材料研究的内涵不断扩大，领域逐渐拓宽。一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们预料，基

课题研究的背景和理论依据

《小学生积累数学基本活动经验的课堂教学研究》 课题实施方案 东台市第一小学缪素萍 一、课题研究的背景及国内外研究现状分析 1、课题提出的背景。 在新课程改革背景下,《国家义务教育数学课程标准》从课程目标上对数学活动经验提出了要求，把“基本数学知识”、“数学基本技能”、“数学基本思想”以及“数学基本活动经验”称作“四基”。课程目标的变化,引起了我们数学教育工作者对数学活动经验相关问题的思索和探究。反思课堂教学，相对忽视了对学生数学学习过程本身的重视，忽略促使学生生动活泼地学习和发展的长效性目标。学生学习的经验主要被解题的经验所替代，数学活动经验单一和不足已是一个不争的事实。 思想守旧。一部分教师对过去所提的“双基”都搞不楚，更何况说现在所说的“四基”？基本活动经验的认识不足、理解不透，心有余而力不足。在课堂教学中往往是手握“旧船票登上新客船”，学生的“伪经历”、“被经历”现象时有存在，使得基本活动经验的获得常常游离于数学课堂教学的边缘，成为学生“随机而遇”、“碰巧发生”的幸运之物。 应试情结。在考试指挥棒的影响下，检测的都是显性的知识点，新的“双基”没法考或很少考，因此不去关心什么是“基本活动经验”、不去关注“过程教学”、怎样去实施活动经验的教学。 教学惰性。教材中有很多的操作性的活动（如“摸一摸”、“拼一拼”、“摆一摆”等，像圆面积计算公式推导等，以及概率统计中的可能性内容），都与学生操作活动经验的积累有关，教学时，有的教师怕麻烦怕影响时间怕课堂失控，或一带而过、浅尝辄止，或纸上谈兵、死记硬背。 课程目标的变化,课堂教学的现状，引起了数学教育工作者对数学活动经验

相关问题的思索和探究，为此，我们提出了“小学生积累数学基本活动经验的课堂教学研究”的研究课题，旨在实践、探索一条“低耗高效”的现代小学数学教学新路，以使学生在主动学习、积极实践中积累数学活动经验，真正提高数学素养。 2、国内外研究现状分析。 活动经验作为教育目的的思想经历了一个长期演变和发展的过程。源头可追溯到文艺复兴时期,在人文主义思想的影响下,西方教育逐渐形成了一条明显的教育思想发展线索,其核心是要求确立学生在教育中的地位,反对单纯向学生灌输书本知识,强调感性经验和活动的价值,重视自然适应教育、社会生活教育和实践教育。 从维多里诺、拉伯雷和蒙旦，他们首先强调了经验与活动的重要价值及它们之间的联系,是西方教育思想的奠基人。法国启蒙思想家卢梭认为是西方第一个比较全面地阐述数学活动经验教学的教育家。德国著名学前教育家福禄倍尔,不仅继承了自然教育思想,而且在实践中进一步验证和发展了这一思想,认为教育要以儿童经验和活动为基础,因而十分重视儿童的自我活动。19世纪末20世纪初,科学技术迅猛发展,教育改革势在必行,代表人物是现代美国著名的教育家杜威,提出了以儿童为中心,以活动为中心和以个人经验为中心的具有鲜明时代特征的“三中心”活动教育的思想和主张。弗莱顿塔尔的“再创造”思想充分肯定了学生自己的体验。现代美国的数学教育也十分重视经验在数学教学中的基础性作用, 中国教育历来重视个人经验、实践活动在教育中的重要地位。我国古代教育思想很多,例如：孔子的“因材施教思想”；荀子的以“闻”与“见”的感情认识为基础,在“知”的基础上进入理性阶段的教育思想；王守仁的“知行合一”的教法思想；陈鹤琴的“活教育”思想。这些思想对“数学基本活动经验”的研究有重要的借鉴意义。 新课程改革为数学活动经验的教学提供了方法论指导,把学生的经验、活动在教学中的地位提高到了新的高度,受到了一线教育工作者及教育专家的重视。从数学新课程改革中对数学活动经验的重视到“数学基本活动经验”概念的提出,其中经历了曲折的过程，在广大数学教育工作者的努力下,现在思路逐渐清晰,如：东北师大史宁中校长：《数学课程标准》的若干思考；湖南大学研究生唐祥德《中

课题研究的目的、意义与管理

课题研究的目的、意义与管理 一、课题研究的目的意义 教育科研是衡量一个国家教育发展水平的重要标志。重视教育科研已经成为当今世界教育改革与发展的潮流。20世纪80年代，随着国际政治、经济竞争的加剧，教育改革以空前未有的广度和深度在全球兴起，许多国家政府都越来越重视利用教育科研成果指导本国的教育改革。教育改革与决策必须依靠教育科研，教育科研必须为教育改革与决策服务，已经逐渐成为世界各国政府的共识。 教育科研在整个教育事业发展中的重要地位是由其本身的本质属性 决定的。“科学技术是第一生产力”，科学技术不仅包括自然科学和工程技术，也包括社会科学和各种应用技术。教育科学也属第一生产力的范畴，教育科研在教育事业发展的过程中占据着“第一生产力”的位置。随着教育改革的不断深入，“向教育科研要质量，靠教育科研上水平”已经成为越来越多的教育工作者的共识。教育事业要发展，教育科研需先行。教育科研对于推动教育改革与发展，具有不可替代的重要作用。 学校现代教育技术课题研究，是学校教研工作的重要组成部分，它对促进中小学教育、教学的改革具有重要意义。 1．促进学校深化教育教学改革 中小学校教育要发展，就必须改革；中小学校要改革，就必须研究。把中小学校教育发展与改革纳入教育科研的轨道，并形成不间断的改革与创新局面，是新世纪中小学校教育改革与发展的一个显著特征。

现代教育技术课题研究对改革传统的教育体制、教育思想、教学方法起了较大作用，研究成果为学校各学科的综合改革提供了宝贵的实验数据和可供借鉴的研究方法。但现代教育技术如何促进教育教学改革向一个更科学、更先进的方向发展，则有待于我们的深入研究。 “科研兴校”。中小学校教育既应坚持“常规体系”高效率地运行，又要构建未来教育的框架。因此，现代教育技术课题研究不仅对学校今天的整体教育水平产生重大影响，而且对学校明确未来的教育思路（学校教育的个性化、社会化和终身教育），实现教育的现代化都有着极其深远的意义。 2．全面提高教育教学质量 “向教育科研要质量”。现代教育技术课题研究与教育教学实践紧密结合，已经成为中小学校全面提高教育教学质量的一个重要趋势。对教育教学实践中不断出现的新情况、新问题，在科学理论的指导下进行探索、研究和实验，有助于揭示教育规律，解决教育问题，促进教育教学质量的全面提高。可以说，课题研究水平的高低，决定着教育教学质量提高的幅度。 重不重视课题研究，是衡量一个校长是不是具备科学意识和现代教育观念的重要标志。回顾我国电化教育的发展历史，由于缺少教育科研，办了许多违背教育规律的蠢事。现在已经到了必须重视教育科研、非抓课题研究不可的时候了。真抓实干，至少应做到“四个到位”：一是认识到位。认识正确是前提，要转变思想，更新观念。 二是领导到位。领导重视是关键，要实施“一把手工程”。

纳米抗菌材料国内外研究现状

1.国内外研究现状和发展趋势 （1）多尺度杂化纳米抗菌材料的国内外研究进展 Ag+、Zn2+和Cu2+等金属离子具有抗菌活性，且毒性小、安全性高而被广泛用作抗菌剂使用。但是，由于其存在易变色、抗菌谱窄、长效性差、耐热性和稳定性不好等缺点而成为其进一步发展的障碍。相比而言，纳米银、纳米金、纳米铜、纳米氧化锌等纳米材料则可以在一定程度上克服这些问题。例如纳米银，在抗菌长效性和变色性方面均比银离子（多孔纳米材料负载银离子）抗菌剂有显著改善，而且其毒性也更低（Adv. Mater.2010）；关于其抗菌机理，被认为是纳米银释放出银离子而产生抗菌效果（Chem. Mater 2010，ACS Nano 2010）。纳米金也有类似的效果（Adv. Mater. ），尽管活性比纳米银稍差，但其对耐药菌株表现出良好的抗菌活性(Biomaterials 2012)。铜系抗菌材料可阻止“超级细菌”（NDM-1）的传播（Lancet .2010）。活性氧化物是使用时间最长、使用面最广泛的一类长效抗菌剂，其中氧化锌是典型代表，特别是近年来随着纳米技术的发展，一系列低维结构氧化锌的出现，为氧化锌系抗菌材料提供了极大的发展空间，由于其良好的安全性，氧化锌甚至可用于牙科等口腔材料（Wiley Znter Sci.，2010）。本项目相关课题组多年的研究发现，ZnO的形貌差异、结构缺陷和极化率等都会影响其抗菌活性（Phys. Chem. Chem. Phys. 2008）；锌离子还可以与多种成分杂化，产生协同抗菌活性而提高其抗菌性能（Chin. J. Chem.2008, J. Rare Earths 2011）。 利用杂化纳米材料结构耦合所带来的协同作用提高纳米材料的抗菌活性是近年来的研究热点。例如：纳米铜与石墨烯杂化体系中存在显著的协同抗菌作用（ACS Nano2010）。用络氨酸辅助制备的Ag-ZnO杂化纳米材料，表现出良好的抗菌和光催化性能（Nanotechnology 2008）；但是Ag的沉积量过大，催化活性反而有所降低（J. Hazard. Mater. 2011）。以壳聚糖为媒质，通过静电作用合成得到均匀的ZnO/Ag纳米杂化结构，结果显示，ZnO/Ag纳米杂化结构比单独的ZnO 和单独纳米Ag的抗菌活性都高，表现出明显的协同抗菌作用（RSC Adv. 2012）。Akhavan等用直接等离子体增强化学气相沉积技术，结合溶胶-凝胶技术