新材料导论论文范文
时间:2023-03-26 16:37:27
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篇1
【关键词】导师制;毕业论文;材料化学;本科
本科生毕业设计是高校本科教育的一个重要部分,是培养大学生综合素质的重要教学形式,提高学生运用知识和技能分析、研究、解决问题能力,是对大学生本科四年学习成果的阶段性总结和审核,同时也是大学生从事科学研究的最初尝试。
本科生,尤其是理工科的学生在大学阶段普遍缺乏系统的从事科学研究的经历,因此,有必要经过本科毕业设计这样一个过程的系统训练为以后继续深造从事科研或者服务社会打下基础。同时,本科生毕业设计对于高校实现人才培养目标、加强学生的知识综合运用能力、培养学生的科学研究能力及独立工作能力、培养具有创新精神和实践能力的专门人才等方面,都具有重要意义。因此,完成本科毕业论文是每个大学生毕业的基本条件[1-2]。
1 材料化学本科毕业论文的现状及原因
材料化学专业是研究从制备到废弃全过程中材料的化学性质,其研究范围很广,既包含了整个材料领域,又包括各类应用材料在有机和无机等多领域的化学性能,它是一门应用基础理论和方法研究解决在工业化生产中与化学和材料有关的问题的学科。它既是材料科学的一个重要分支,又是化学学科的一个组成部分。材料化学跨越了材料和化学两大类学科。是一门既具有交叉边缘学科性质又含有应用理学性质的综合性学科。同时,正由于材料化学学科的交叉性和复杂性,从而导致在日常的教学过程中凸显出相对于其他传统学科所不同的教学难点和盲区。这就给学生在平时的学习提高了难度,也对教师的教学过程提出了更高的要求。
于此同时,由于近年来高校的扩招,高等教育由精英化向大众化不断的转变,高校学生的综合素质也在逐年下降。高校教师指导的学生和毕业论文的数量大幅增加,从而导致每个学生得不到足够的指导。并且在考研、就业等诸多因素的影响下,很多大学生无法提供足够的时间和精力于毕业设计方面的工作,对毕业论文持应付态度,得过且过,导致论文质量普遍不高。毕业论文工作易流于形式有的选题偏大或选题落后于当前社会和科技的发展水平;有的理论与实践不相符,内容空泛,缺乏现实依据和说服力,更没有从理论到实践转化,解决实际问题的能力;有的试验设计和研究技术路线不合理,试验数据错误;有的毕业论文仅仅是罗列了相关的文献内容,简单概述他人的成果与现状,并没有提出自己的理念和想法,甚至存在着抄袭论文的恶劣行为。在这样的背景下,尽管学生完成的毕业论文已经达到了所需的某些硬性要求,但其论文的质量并没有实现质的变化。因此,改变本科毕业论文的现行状况,提高本科毕业论文的质量,已经成为当前高校迫切需要解决的现实问题[3]。
2 提高本科毕业论文质量的几点对策
2.1 提高对毕业论文重要性的认识
本科毕业论文不仅仅是一个常规的本科教学环节,它是高校实现高层次人才培养的重要辅助手段,是本科教育理论与实践相结合的首要环节,是学生对四年所学的理论知识进行深化和升华的重要过程,是学生进入社会前的综合技能训练。要想提高本科生毕业设计论文的质量,首当其冲的是要提高对其重要性的认识,不仅仅是对学生,同时也是对老师的要求。通常可以采取动员大会、学术论文大赛等多种方式,进行广泛宣传,从而使教师、学生乃至管理人员认识到毕业论文工作是教学环节的重要组成部分,是学生科研能力、实践能力、信息检索能力形成和提高的重要过程,是其他教学环节无法取代的。
2.2 加强过程管理,实施质量监控
毕业论文设计的全过程需要学生、指导老师和组织协同配合,以学生为毕设主体,指导老师为主导,组织管理提供保障。从毕业论文的实施过程来看,主要包括从选题到答辩等诸多环节,每一个部分都需要制定相关的规章制度和要求,从而使毕业设计的管理更加合理规范。具体到每个环节,首先应严把命题关,完善选题管理办法,所选题目应具有时效性。其次要明确指导教师的资格,指导教师的专业知识结构和教师的指导水平直接影响着学生毕业论文的质量。最好毕业论文的组织撰写,教师应明确各阶段的要求,检查进行情况,并及时总结出现的问题加以指导。毕业论文在经过指导老师和的审查合格之后,学生才可进行毕设答辩,同时成绩的评定标准必须坚持公平公正,实事求是的原则,只有这样才能够保证毕业论文的质量。
实施质量监控机制也是提高毕业论文质量的一项非常重要的措施,监控机制主要包括初期检查、中期检查和后期检查三个部分。由校、院、系三级共同承担整个机制的运行和管理,对毕业论文工作的每个环节实行跟踪监督,结合本科教学评估的标准和要求,强化过程管理,严格执行和落实各项制度,保证毕业论文质量的提高。
2.3 全面实施导师制,充分发挥教师的指导作用
指导教师作为毕业设计全过程的主导,发挥着重要的作用,建立指导教师的筛选机制,保证指导教师队伍的高质量,形成一支责任心强并且科研经验丰富的指导教师队伍,这是提高毕业论文指导质量的强有力保证。在学校鼓励学生进行学术探索和课题申报的大环境下,应尽快确定本科生指导老师,鼓励学生积极参加指导老师的研究课题。在科研实践过程中,学生发现新的问题,分析并解决了这些问题,在不断的发现和解决问题过程中,学生不仅可以巩固课堂所学知识,而且学生的思维也得到了应有的训练,使其科研创新意识和创新能力得到不断提高。这些不仅可为后期的毕业论文的开展奠定基础,为毕业论文质量的提高提供了可能,更为以后继续深造从事科研或者服务社会打下基础。
3 科研导师制的特点
科研导师制是多层次本科生导师制的实施模式之一[4-5]。以科研作为纽带,充分利用教师的科研能力让学生参与课题研究,促进教师在育人中的主导作用。本科生导师制度不同于研究生阶段实行的导师制。本科生导师制度的特点主要有以下几个方面:
3.1 以学生为本,师生积极互动
实行科研导师制,主要目的在于培养高校学生的创新思维,提出、分析并解决问题的能力,提高学生在科研方面的思维和能力。在高等教育大众化的时代,为了满足不同的需求,高等教育必须在实施群体化教育的同时适时的提供个性化学习的机制,以个性化教育的实施有效的补充群体化教育所带来的在个体方面的不足。
3.2 注重培养学生的科研意识和科研能力
在大众化高等教育的现行模式下,绝大多数的学生依然将大部分的精力停留在书本上,缺乏独立开展开学研究的能力和实践训练,也很难有机会将自己的想法和创新应用于实践。但在科研导师制的模式下,学生在老师的指导下有目标、有步骤的进行科研研究,既可以将自己的创新思维付诸研究实践,又能提高科研创新能力。在科学研究过程中,导师也可以全面深入的了解不同学生的特点和专长,从而制定出适合不同学生的学习方案,使学生在研究实践的整个过程中,科研意识和科研能力都能得到不断的提高[6]。
3.3 操作性、实践性较强
科研导师和学生之间通过一个有价值的科研课题相联系,围绕着这个课题双方展开交流和沟通。科研导师要想引导学生深入课题进行研究,产生独到的见解,富有创新性,实用性,就必须加强实践环节。只有深入到实践中去,才可以让学生对课题产生更深层次的理解。
3.4 工作具有延续性
通过本科生导师制度的建立,帮助学生树立正确的人生观、价值观、世界观,制定科学的专业学习计划,确立明确的专业发展方向。在校四年期间,除常规教育之外,学生还接受了导师从科研到工作、从思想到行为各个环节全方位的教导,使学生得到全方位的提高。
4 科研导师制在本科毕业论文指导过程中运用的重要意义
本科毕业论文中所存在的诸多问题,既有学生主观上的原因,也有教学和管理上的客观原因。总的来说,所反映出毕业生科研意识淡薄、科研态度不够端正、科研能力低下等问题是相当突出的。导师制有利于培养本科生的科研意识,端正科研态度,提高科研能力。为毕业论文指导工作提前打下坚实的基础,可以有效地解决毕业论文中存在的诸多问题,对毕业论文质量的提高具有显著的促进作用。
本科生导师制实行的根本目标不在于提高学生从事科研的能力,而是旨在锻炼学生的创新思维,促进学生的个性化发展,开拓其眼界,并同时使其科学实践能力得到提高。实施本科生导师制,可以让学生多层次领域学科的学习成为可能。这种教育模式也为大学生对自身潜能的在开发提供了机遇。同时,学生较早的参与到科研活动中去,在科学实践中学生可以不断的发现和提出问题,从而提高了学生观察和解决问题的能力。
本科生导师制也是一种教学相长的过程,在科研之余,导师同时要负担起引导学生树立正确的人生观、价值观、世界观,这些都要求导师在平时的工作和生活中不断提高对自身的要求,自觉加强专业知识的学习,以身作则,从而更好的发挥引导和榜样的作用。
本科生导师制也是对我们现有的学生思想政治工作的一种补充。随着网络对高校思想政治工作带来的强大冲击,以及大学生对新事务接受能力强但分辨能力弱的特点,更需要对他们进行正确的引导和教育。学生与导师之间、同学之间开展积极的思想交流,要求学生提出并论证自己的观点,并能够接受他人建设性的批评和建议。这种教学方法可以培养学生的独立思考能力,不仅有助于学生的学业,而且还有助于通过迁移培养学生的其他能力。
综合分析以上情况,本研究项目拟探讨将本科生导师制工作与学生毕业论文指导工作结合起来,本科生从低年级就开始参与到导师的科学研究工作中来,改变现有学生在大三下学期甚至大四才着手毕业论文工作的运行模式,改善现有导师制的运行状况和提高本科毕业论文质量。作为探索专业发展特色和提高教学质量的新运行模式,值得深入研究和探讨。
【参考文献】
[1]田春生.目前我国高校本科毕业论文的问题及对策[J].中国青年政治学院学报,2010(4):63-67.
[2]教育部办公厅.教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知.教高厅[2004]14号[Z].
[3]高慧,涂道伍.本科毕业论文存在的问题与对策[J].黑龙江教育:高教研究与评估,2010(7):77-78.
[4]方小玲,肖文.本科生导师制的实践与思考[J].湖北教育学院学报,2007:6.
篇2
关键词:材料科学与工程;材料导论;教学创新
中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)35-0053-02
材料是社会文明和科技进步的物质基础和先导,材料科学是现代科学技术的三大支柱之一,其发展水平已成为一个国家综合国力的主要标志。材料导论课程是介绍材料基本知识以及材料科学与工程基本概念的入门课程,本课程的授课时间一般设置在大一第一学期,作为一门先导课程,对于培养大一新生学习专业知识的兴趣非常重要。目前国内外许多知名高校均将《材料导论》课程作为一门核心和主干课程,还有许多高校将其列入拟将开设的重要课程,充分体现了本课程的重要地位。但是国内外现有的《材料导论》课程内容过于专业,难以满足专业基础课程尚未开展的本专业低年级学生初步了解材料科学与工程专业的需求。课堂不应是学生听取讲授的场所,而是学生获取信息的场所;教师的讲授不是信息本身,而仅仅是信息的载体。为了使学生通过课程学习,达到了解学科内容,激发学习兴趣,启迪思维,开拓视野的目的,需要对材料导论课程教学内容、教学方法、教学手段、教师团队等方面进行创新与改革。
一、课程内容设计
在课程内容体系上打破传统大类材料知识的灌输式教学,应多从生活常识中寻找材料实例,阐述材料特点、发展及其应用存在的问题,高度概括地介绍材料科学与工程的基本概念、发展历史、学科地位、研究范畴、核心要素、分类方法、各种新型材料与工艺,通过介绍材料科学与工程的最基本知识和相关的前沿应用,同时突出生物材料、信息材料、智能材料、纳米材料等新型材料的迅猛发展,激发学生对材料科学与工程的浓厚兴趣,实现系统性、普及性、趣味性和专业性四性统一。此外,材料种类繁多,每一种材料在各自领域都有其重要性,加之学时、专业性限制,课程内容不可能面面俱到或者平行设计,因此在课程内容设计上还应充分考虑本校材料学科研究的优势项目,在保证课程内容系统性的同时,应重点介绍本校的优势方向,这样有利于学生在了解学科结构的同时,了解本校的特色和科研动态,为学生在今后学习过程中起到导向作用。
二、教学方法与手段改革
在教学方法方面,知识不仅仅靠老师传授,要让学生能够主动获取知识,为学生营造一个自觉发现问题、思考问题和解决问题的环境。在实践本课程教学的过程中,要建立一种良好的教学模式,让同学们一方面全面接触材料科学相关的知识体系、研究方法等,另一方面培养同学如何自我获取材料科学知识的手段,如何表达自己的学术观点等。本课程将采用学生参与的互动式教学方法,以多媒体教学、课堂讨论等形式,鼓励学生进行研究型学习,启发学生在学习知识的同时,深入思考,培养创新意识。另一方面,尽可能采用双语授课,即使用英语讲授和中文解说相结合,或用英文辅助关键词语表达的方式进行教学,同时让学生接受更多的信息量。树立以学生为本的理念,积极实行启发式、讨论式、探究式、开放式等教学方法,实行因材施教,有效促进学生自主性学习和创造性学习;要充分尊重学生个性特长,注重教学民主和师生互动,实现教学相长。在教学手段方面,应巧妙使用多媒体技术。关于多媒体教学,目前大部分高校均已经实现,并应用多年,教师和学生并不陌生。但是,随着该项技术的长期使用,以及生活中随处可见多媒体信息,学生逐渐对此产生了审美疲劳,甚至出现上课思想不集中,下课拷贝授课ppt作为复习材料的现象。在国际学术组织中也有类似的认同,比如最近报道的,费米实验室大强子对撞机双周论坛的组织者就开始限制使用ppt做报告,他们认为,没有ppt,参与者可以脱离脚本,促进互动和激发好奇心。其实无论是使用或不使用ppt,其目的均是为了激发听者的兴趣,更好地传递讲授者的思路,因此,在教学手段方面应该以吸引学生注意力、便于学生理解为目的,而不是以方便教授讲授为目的,巧妙地使用多媒体技术,采用大量与生活紧密联系、切合教学内容的图片、图形、动画、音效、视频,降低学生理解知识点的难度,为学生创设更为生动、真实、准确的学习氛围,激发学生学习的兴趣。此外,在课程中还可以设计模拟国际会议教学,首先由教师指定会议主题,让学生课后自行查阅相关文献,撰写学术报告。在模拟会议中,由学生担任会议的主持人、学术报告宣讲人和翻译,作为观众的学生在宣讲结束后可自由提问,由宣讲人对所提问题进行解答,最后由教师进行点评。运用多种媒体展示学生对信息资料的搜集、加工、处理成果,为学生搭建一个表现自己思想的舞台。实践证明,通过模拟使学生搜集资料、整理资料、提炼知识、处理问题等方面的能力得到充分的锻炼和提高,也对本专业有了更深层次的认识,同时也使学生对于“自主学习”有了初步的认识,让学生能够逐渐从被动学习向主动学习转变。
三、教师团队建设
对于课程建设,教师队伍的建设是重要的工作之一,本课程将重视教学团队的建设,包括教师组成知识结构、教师能力培养、教师年龄结构设计几个方面。材料导论学科涉及知识面广,为了实现教学的系统性、普及性、趣味性和专业性,必须有一个知识结构合理、由老中青构成的教学团队。此外,积极开展对青年教师授课水平的培养工作,为青年教师安排经验丰富的辅导老师,并制定青年教师培养计划及培养目标,要求其跟班听课并担任助教,使青年教师更好地、全面地理解了课程的背景和知识要点、教学要求和内容,掌握各种教学方法。采取听课、研讨等活动,要求青年教师在担任主讲任务前必须在教研室对课程的主要章节进行试讲,通过开展观摩名师教学、青年教师授课竞赛、教案展评、多媒体课件制作评比等活动,使青年教师教学水平逐年提高,全部能够独立走上讲台。与此同时,充分调动教师的工作积极性,在教学团队建设中,做到意识超前、观念更新、措施和培养方案操作性强,本着“培养”、“引进”、“提高”并重的原则,采取学术交流、国内外访问进修与考察、学历提升、产学研结合项目开发等措施,建立健全管理机制,努力建成一支教学水平高、结构合理、责任心强、师德高尚的教师队伍。
以上是笔者对于材料导论课程教学的几点认识,在教学过程中需要进一步提高和改进,努力坚持探索和创新,通过课程内容设计、教学方法与手段改革、教师团队建设几个方面,提高教学质量,为学生今后专业课程的学习起到良好的引导作用。
参考文献:
[1]姚军龙,高琳.“材料导论”课程教学探索[J].科教文汇,2010,(12):69-70.
[2]刘生满.《新材料导论》教学探索[J].黑龙江科技信息,2009,(8):163.
篇3
关键词: 毕业论文 工科大学生 存在问题 解决对策
自1981年全国实行学位制度以来,本科毕业生都要通过撰写毕业论文这关,以获得学位。对于工科大学生而言,毕业论文是大学本科教育最后也是最重要的环节,它可以培养学生综合运用所学专业和基础理论知识进行解决和分析实际工程问题的能力,是训练学生独立工作和思考问题,参与科技创新及培养科学素养的重要实践环节。但近年来由于受到高校扩招、学生面试、就业等因素的冲击,教学质量持续下降。因此,如何做好毕业论文工作,与时俱进,是工科大学教学环节中亟待解决的重大课题。
一、工科毕业论文目前存在的主要问题
1.毕业生频繁就业面试,严重影响毕业论文工作正常进行。
工科本科生毕业论文工作包括选题、文献综述、开题、实验、论证、撰写论文、答辩等诸多环节,通常博士生、硕士生完成相同工作,需要2年以上时间,而本科生的毕业论文工作一般都安排在最后一学期,所有事务必须在短短4个月内完成,然而在此期间不少学生却把主要精力放在参加各种社会考试、面试及找工作上,根本无暇顾及毕业论文的各项工作,而学校也往往会为了提高学生就业率暗中降低对本科毕业论文的要求,这样就导致了论文质量的严重下滑。以我的工作实践为例,2006届到2011届染整专业本科毕业生进实验室工作情况如图1所示。
从图1中不难看出,学生实验时间逐年下降,工科毕业论文多属科学研究型或技术应用型,必须进行大量实验,摸索研究,充分论证。课题实验时间过短,一方面将导致无法完成既定任务,另一方面可能会得出错误结论,给高校的教学和学生本人能力的培养造成极大损失。
2.资金设备短缺,难以达到课题创新性要求。
总书记在2006年两院院士大会上指出:“创新型科技人才的成长是一个综合培养的过程,不可能一蹴而就,首先要从教育这个源头抓起”,“要以系统的观点统筹小学、中学、大学直到就业等各个环节,形成培养创新型科技人才的有效机制”。[1]
培养创新型人才,大学教学当之无愧是最重要的环节,而毕业论文质量的高低又直接反映了大学培养创新型人才的成败,所以指导教师制定课题应充分考虑实用性,强调创新性。但实际情况是很多课题既刻板又重复,究其原因主要是实验室条件及经费的限制。如今学科交错现象在毕业论文中屡见不鲜,不少指导教师在制定课题时往往突破自己的专业领域,向具有较好应用前景的领域探索,这就导致原有的实验室条件难以支持课题进行,比如纺织专业实验室原本侧重于物理机械性能检测及织造工艺设计,但现在整个学科向材料及染整靠拢,进行新材料合成及应用时,只能借用设备,支付高昂的使用费。此外,本科毕业论文实验经费过于紧张,购买实验药品尚显不足,故难以对课题进行反复研究,对实验中出现的问题,也无经费去加以解决,往往造成研究的中断、放弃,浪费了老师与学生的大量精力与时间。
市场经济下,不少高校为吸引生源,不惜负债经营,把学校扩建成豪华校区,据有关报导2002年底央属的76所高校贷款总额为88亿元,而至2005年底贷款总额已高达336亿元,2007年7月初,全国高校贷款总额已达到2500亿元左右[2]。高校负债扩建对高校日常教学造成许多不利影响,由于财务困难,不少地方高校在引进和培养高水平师资、改善教学和科研条件等方面资金不足。这无形中就给课题创新性戴上了无法突破的桎梏。
3.高校学员扩招导致高素质教师资源缺乏。
从1999年开始,高等教育开始由精英教育的培养模式发展为大众化教育的培养模式,普通高校招生人数迅速增加,而高校师资队伍建设速度却相对滞后。目前,不少专业师生比例失调,几年前每位教师指导3―5名学生,而如今增至8―10名,每位学生的面授指导时间成倍减少,而且学生的学习态度与水平本就参差不齐,在毕业论文工作中解决实际问题时的能力存在极大差别,一旦教师指导的学生太多,工作上难免会顾此失彼,这势必影响毕业论文的质量。此外,很多学校都规定,同级学生的毕业课题不得彼此一致,每个教师在规定年限内不得重复以前的课题,如此可促进教师积极创新,但每年教师必须针对多个不同的新课题进行指导,所以工作负担很重。
4.部分学校领导、教师和学生对毕业论文的重要性思想上认识不到位。
目前,由于学生的毕业论文成绩与教师的个人利益无太大联系,有些指导教师忙于私事,工作责任心不强,按照规定,毕业论文期间,教师每天至少有两个学时用于指导学生,但如今大多数高校教师很难达到这一要求,甚至有少数教师把往届的毕业论文直接交给学生抄袭,或者根本不指导,任由学生“发挥”,等等,造成严重后果。近年来实验室爆炸、灼伤、电击等事例屡有发生。而院校领导对指导教师管理相对松散,学院负责人往往对指导老师仅要求按时上交材料,至于材料的来源,质量如何,并不关心。就学生方面而言,有相当数量的学生对毕业设计不够重视,加上求职、网游和拜金主义等因素的影响,他们对毕业论文往往持消极应付的态度。所撰写的毕业论文如同“行尸走肉”,缺乏必要的“灵魂”,有的甚至直接抄袭或请人。“打假斗士”方舟子曾说:“毕业论文是刺激造假的温床。”大量的本科毕业论文导致了教育繁荣的假象,实际上却存在相当数量的糟粕,由此引发了本科毕业论文有没有必要存在的讨论。华中师范大学涂艳国教授建议取消本科毕业论文。“本科毕业论文并非必不可少。在美国,不仅本科生不写毕业论文,连硕士生都不用写毕业论文。高等教育日益大众化,取消本科毕业论文可能是大势所趋。”根据中国青年报在2007年的网络调查显示,有42.5%的人赞成取消本科毕业论文[3]。毕业论文成绩如同学生的各科学习成绩,如果仅仅是因为学生就业压力大,就可降低标准,甚至是干脆取消,那么学生在校的学分制度是不是也可以取消?是不是学生的学科成绩不合格,也可以降低标准让其顺利毕业?退一步说,取消了毕业论文,给学生一个学期的时间去找工作,学生就可以顺利就业吗?
二、提高工科毕业论文工作质量的对策措施
1.调整教学计划,优化课程设置,提前进入毕业论文阶段。
针对毕业论文工作中出现的时间冲突问题,不少院校进行了教学改革,大四上学期课程快结束时就开始布置毕业论文工作,放寒假前学生已经选好题目,指导教师下达任务书,学生利用寒假期间查找资料,开学时上交文献综述、开题报告。但这种做法仍有很大的不足之处,首先期末是同学们复习功课,迎接期末考试、研究生入学考试的重要时刻;其次,学生离开学校后,对于文献的查找相当困难,无论网络,还是当地图书馆都不能给予学生足够的帮助;再次,大多数同学放寒假都必须回家过年,活动很多,要求同学们静下心来做学问实在勉为其难;最后,即使学生在期末下载打印出材料,带回家研习,但在遇到疑难问题时,得不到指导老师及时的解惑,也无法找资料释疑,容易造成瓶颈,难以继续下去,所以寄希望同学们充分利用寒假,可行性不高。我认为毕业论文工作应进一步提前,以错开学生应聘、就业时间,与时俱进,适应新时代的社会需求,体现以人为本的教育理念。日本学生大三末期开始根据个人的爱好和兴趣选择研究室,学校根据学生的志愿进行分配和调剂,一进入四年级,就到各自的研究室上班,学生一进入研究室就完全体会到一种学术研究的氛围,博士生、硕士生和四年本科生搭配形成梯队式结构。我国本科毕业论文工作可以借鉴国外的先进经验,调整教学计划,优化课程设置,加长毕业论文的时间。可以参考博士、硕士的培养方法,把课程教学与毕业论文合理搭配。以染整工程专业为例,公共基础课程如高数、英语等合并,全校所有专业合并,分班滚动开课,由各专业学生自行选择上课班级;专业基础课如有机化学、无机化学等可安排在第一两个学年内完成,所有专业选修课如染整机械、染整环保工程等则安排在第三学年。在第五学期开始就进行毕业论文工作,主要完成师生双选、选题、文献综述、初步确定研究方向。学生可根据指导教师要求或课题研究需要选择专业选修课,而教学院部也应该对选修课的设置进行优化,多开设一些前沿课程,如测配色技术、光化学技术,并将部分原有课程进行撤并,如生态纺织品检测与仪器分析,等等;第六学期完成开题工作,并初步进行实验尝试,验证其可行性;第七学期建立严格的实验实施方案,系统进行科学实验研究;第八学期完成毕业论文的撰写,进行必要的补充性实验,进行毕业论文答辩。
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2.扩大选题范围,加强实验室建设,提高课题的创新性与实用性。
毕业论文的教学过程为培养学生的创新意识提供了一个实践平台,所以毕业论文的选题要尽可能反映当代科技发展的水平,落后于时代的题目不能采用,在满足教学基本要求不变的前提下,可以广泛地从教师承担的科研任务、专业所处行业的生产实际、专业技术发展的最新领域中选题,使其具有一定的深度与广度,也可以引导学生到工厂调研,与工人师傅和技术人员座谈,分析生产实际问题,确定研究方向。
前教育部部长周济在第三届中外大学校长论坛的讲话中指出:“高水平实验室是培养创新人才的重要阵地,是科技创新的主要场所,实验室的数量与水平是一所高校科技创新能力的基本标志之一。”[4]毕业论文创新性成果得以实现,很重要的一点就是专业实验室的建设状况,如果学校不重视实验室资源建设,就很难向大学生提供实际动手操作的条件和机会,这将直接影响学生今后的发展方向,也难以在科学研究领域占一席之地。因此,在实验设备上应加大经费投入,改善实验室环境,提高本科生实验经费标准,更好地为高校创新人才的培养提供雄厚的物质基础,同时应加强生产企业、兄弟院校的联系,互通有无,确保毕业论文实验工作的顺利进行。
3.加强高素质指导教师队伍建设,引进高水平专业人士共同指导。
指出:“教师是人类文明的传承者,推动教育事业又好又快发展,培养高素质人才,教师是关键。”[5]目前,高校扩招对毕业论文的指导工作产生了巨大的压力,师生比例严重失调。为缓解压力,不少高校大量引进教师,但部分教师素质不高、责任心不强、缺乏创新能力,直接影响了学生素质能力的提高。因此,加强指导教师队伍的建设迫在眉睫,不仅要培养他们强烈的创造意识和善于创造的本领,广博精深的专业基础知识和技能及教学功力,更要培养他们爱岗、敬业、奉献的崇高精神境界和真挚的教育情感。古人云:“师者,传道授业解惑也。”但如今部分教师忙于拉关系、搞项目、开公司、为商人炒作,而给学生传道授业,却引不起他们的兴趣。上课时照本宣科,避重就轻,上一节课放一节课,或是干脆让他们的研究生给本科生上课。可以想象让这样的教师,即使是知名教授、社会达人,指导学生做论文,质量可想而知。大学四年是人生观形成的最后,也是最重要的时期,指导教师的人格、品德、人生观、科研能力和学术精神能随时潜移默化地影响着学生。老师尚不爱岗敬业,学生又怎能健康成长,所以在指导教师的选用上决不能滥竽充数,必须制定严格的制度。要严格考查指导教师职称等级、实践能力及论文水平;对于其他工作比较繁忙的教师,不推荐其指导论文;限制每位教师指导的学生数为2―4人;扩大指导教师选择范围,解决教师资源短缺的问题,可以聘用其他高校教师、离休教师、优秀博士生,甚至聘用企事业单位的高级工程师;打破专人指导的局限性,对于一些复杂的课题,可以多人联合指导,由不同研究方向的教师组成课题组,对学生进行指导。这样,可以弥补单个教师知识的缺陷,使学生遇到问题时,能得到最专业的指导,提高学生的综合设计能力。
4.加强毕业论文的规范管理,严把答辩关,综合评定学员成绩。
教育部袁贵仁部长指出:“要加强学风建设,坚决反对沽名钓誉、弄虚作假,大力倡导淡泊名利、科学严谨的学风,切实加强师德师风建设,引导学生养成勤奋好学、诚实守信的优良品质,严惩学术不端行为。”[6]良好学风的形成离不开严格的管理。毕业论文中,指导教师是主导,学生是主体,组织管理是保证。学校教学管理部门和各院(系)应层层负责,齐抓共管,加强过程化管理,抓好每一个环节。我们要充分发挥校院两级教学督导的作用,对毕业论文工作进行全程跟踪式检查和督导。
在论文选题阶段,本着因材施教的原则,从学生自身的兴趣出发,进行双向选择。每个老师必须提供多于所带学生数的题目,由专门成立的毕业论文选题专家组,对每一个题目的创新性、可行性、实用性进行分析、审核,在内容上严格保证工作量、难度和质量。学生根据兴趣、公布的题目、指导教师科研现状,填写2―3个志愿,再由老师选择学生,最后通过教研室进行调整。
在论文进行阶段,仿照博士、硕士培养方法,指导老师每周须组织学生开课题组组会,主要进行考勤、检查、答疑等工作,并做好记录,作为评定成绩的重要依据,同时学校须建设好网络教学平台,方便学生通过电子邮件、在线答疑等方式与指导老师联系。学院也应定期检查教师与学生双方面工作是否达到预定目标,发现问题及时改正。
在论文写作阶段,本科毕业论文应该注重实质,坚持原创,严禁找人、抄袭,凑字数。由于学生在进行毕业设计之前,没有撰写科技论文的经验,院系应用举办科技论文写作专题讲座或者直接开设相关选修课程,系统地向学生讲述论文写作需要注意的事项,指导教师在检查毕业论文时,严格把关,提高规范化程度。
在论文答辩时,推行学生答辩资格审查制,特别请专人进行外文摘要的评审,严把答辩关,对不遵守学校纪律,不符合答辩要求的学生,不允许答辩。答辩分组进行,导师一概回避,严格按程序进行,避免答辩走过场的现象。要加强公共监督,可以参照各种展览会的形式,将本专业学生分成3―4组,每组学员必须制作能反映课题意义、内容及成果的墙报,在规定时间、规定地点张贴,并回答参观学生或教师提出的各种问题。
毕业论文成绩评定既要做到标准化,又要注意灵活化。缺乏统一的标准,就难以给出公平的成绩。为了避免出现不公平的现象,必须对评定标准进行统一规范。比如可以细化量化成绩如表1所示。
各工科院校可以根据学校实际情况制定标准,但成绩的评定也不能僵硬地套搬标准,对于论文有重大突破,很高实用价值的学员应适当加分。可参照欧美学生论文考核的是4个方面:①论文的背景知识是否与专业相符,有何意义;②论文中应用了什么样的专业原理;③论文中得到了什么样的解决方案;④论文有没有给出什么特别的个人建议和创意,由院系组织专家组综合评定成绩。
三、结语
2001年教育部下发的《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》(4号文件)明确指出:“要高度重视毕业实习,提高毕业设计、毕业论文的质量。”我们要认真贯彻教育部4号文件精神,充分认识搞好毕业设计工作的重要性,共同努力,抓好毕业设计工作的每一个环节,促进学生的综合素质与创新能力的提高。
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篇4
关键词先进陶瓷,结构陶瓷,研究进展
1前言
20世纪60年代以来,新技术革命的浪潮席卷全球,计算机、微电子、通信、激光、新能源、航天、海洋和生物工程等新兴技术的出现和发展,对材料提出了很高的要求,能够满足这些要求的先进陶瓷材料应运而生,并在这些技术革命中发挥着重要的作用[1~4],同时也极大地促进了陶瓷科学的发展和应用,使陶瓷材料又一次焕发出了青春, 在尖端科学领域得到广泛的应用, 如航天、航空、汽车、体育、建筑、医疗等领域[4,5]。
先进陶瓷是有别于传统陶瓷而言的,不同国家和不同专业领域对先进陶瓷有不同叫法。先进陶瓷也称高技术陶瓷、精细陶瓷、新型陶瓷、近代陶瓷、高性能陶瓷、特种陶瓷、工程陶瓷等[1]。先进陶瓷是在传统陶瓷的基础上发展起来的,但远远超出了传统陶瓷的范畴,是陶瓷发展史上一次革命性的变化。通常认为,先进陶瓷是指采用高度精选的原料,具有能精确控制的化学组成,按照便于进行的结构设计及便于控制的制备方法进行制造、加工的,具有优异特性的陶瓷。
先进陶瓷按用途可分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。结构陶瓷是指用于各种结构部件,以发挥其机械、热、化学相生物等功能的高性能陶瓷。功能陶瓷是指那些可利用电、磁、声、光、热、弹等性质或其耦合效应以实现某种使用功能的先进陶瓷。先进结构陶瓷材料由于具有一系列优异的性能,在节约能源、节约贵重金属资源、促进环保、提高生产效率、延长机器设备寿命、保证高新技术和尖端技术的实现方面都发挥了积极的作用。本文着重介绍近年来结构陶瓷的研究进展及发展趋势。
2先进结构陶瓷及其应用
先进结构陶瓷若按使用领域进行分类可分为:(1)机械陶瓷;(2)热机陶瓷;(3)生物陶瓷;(4)核陶瓷及其它。若按化学成分分类可分为:(1)氧化物陶瓷(Al2O3、ZrO2、MgO、CaO、BeO、TiO2、ThO2、UO2);(2)氮化物陶瓷(Si3N4、赛龙陶瓷、AlN、BN、TiN);(3)碳化物陶瓷(SiC、B4C、ZrC、TiC、WC、TaC、NbC、Cr3C2);(4)硼化物陶瓷(ZrB、TiB2、HfB2、LaB2等);(5)其它结构陶瓷(莫来石陶瓷、MoSi陶瓷、硫化物陶瓷以及复合陶瓷等)[1]。
由于先进结构陶瓷具有耐高温、高强度、高硬度、高耐磨、耐腐蚀和抗氧化等一系列优异性能[4],可以承受金属材料和高分子材料难以胜任的严酷工作环境,已成为许多新兴科学技术得以实现的关键,在能源、航空航天、机械、交通、冶金、化工、电子和生物医学等方面有着广泛的应用前景。
2.1 耐高温、高强度、耐磨损陶瓷
2.1.1 氮化物陶瓷[6~8]
氮化物陶瓷是近20多年来迅速发展起来的新型工程结构陶瓷。氮化硅陶瓷和一般硅酸盐陶瓷不同之处在于其中氮和硅的结合属于共价键性质的键合,因而有结合力强、绝缘性好的特点。
氮化硅的烧结与一般陶瓷的烧结工艺不同,采用的是反应烧结法,此法制造的氮化硅陶瓷,不能达到很高的致密度,一般只能达到理论密度的79%左右,不能制造厚壁部件。提高氮化硅陶瓷致密度的有效方法之一就是在高温下进行加压烧结,由此可得到热压氮化硅陶瓷,其室温抗弯强度一般都在800~1000MPa。如果在其中添加少量氧化钇和氧化铝的热压氮化硅,室温抗弯强度可达到1500MPa,在陶瓷材料中名列前茅,硬度很高,是世界上最坚硬的物质之一;极耐高温,强度一直可以维持到1200℃的高温而不下降,受热后不会熔成融体,一直到1900℃才会分解;有惊人的耐化学腐蚀性能,能耐几乎所有的无机酸(氢氟酸除外)和30%以下的烧碱溶液,也能耐很多有机酸的腐蚀,同时又是一种高性能电绝缘材料。由于其热膨胀系数小,抗温度急变能力很强,因此氮化硅陶瓷具有优良的力学性能,在工程技术的应用上已占有重要地位。
氮化硅陶瓷制品的种类很多,应用也日益广泛,例如可做燃气轮机的燃烧室、晶体管的模具、液体或气体输送泵中的机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道和阀门、铸铝用永久性模具、钢水分离环等。利用氮化硅摩擦系数小的特点用作轴承材料,特别适合作为高温轴承使用,其工作温度可达1200℃,比普通合金轴承的工作温度提高2.5倍,而工作速度是普通轴承的10倍;使用陶瓷轴承还可以免除系统,大大减少对铬、镍、锰等原料的依赖。氮化硅作为高温结构陶瓷最引人注目的就是在发动机制造上获得了突破性进展。美国用热压氮化硅制成的发动机转子成功地在5000转/min的转速下运转很长时间。
2.1.2 碳化硅陶瓷[9,10]
工业化生产碳化硅的方法是将石英、碳素(煤焦)、木屑和食盐混合,在电炉中加热到2200~2500℃下制成。碳化硅陶瓷和许多陶瓷的不同之处,在于它在室温下既能导电,又耐高温,是一种很好的发热元件。用碳化硅制成的电热棒叫硅碳棒,在空气中能经受1450℃的高温;质量好的重结晶法制成的硅碳棒甚至可耐1600℃的高温,远高于金属电热元件(除了铂、铑等贵金属外),这是因为它在高温空气中会氧化生成一层致密的氧化硅薄膜,起到隔离空气的作用,大大减慢了内层碳化硅的进一步氧化,从而使它能在高温下工作。用热压工艺可以制得接近理论密度值的高致密碳化硅陶瓷,它的抗弯强度即使在1400℃左右的高温下仍可达到500~600MPa,而其它陶瓷材料在1200℃以后,强度都会急剧下降。因此,碳化硅是在高温空气中强度最高的材料。
高温燃气涡轮发动机要提高效率,就必须提高工作温度,而解决问题的关键是找到能承受高温的结构材料,特别是发动机内部的叶片材料。碳化硅陶瓷在高温下有足够的强度,且有良好的抗氧化能力和抗热震性,这些优良品质都使它极其适合作为高温结构材料使用。用于在1200~1400℃下工作的高温燃气涡轮发动机叶片的材料,许多科学家认为它和氮化硅陶瓷是最有希望的候选材料。
碳化硅陶瓷的热传导能力仅次于氧化铍陶瓷。利用这一特性,可作为优良的热交换器材料。太阳能发电设备中被阳光聚焦加热的热交换器,其工作温度高达1000~1100℃,具有高热传导性的碳化硅陶瓷很适合做这种热交换器的材料,从试验情况来看,碳化硅陶瓷热交换器的工作状态良好。此外,在原子能反应堆中碳化硅陶瓷可用作核燃料的包封材料,还可作为火箭尾喷管的喷嘴及飞机驾驶员的防弹用品。
此外,为了提高切削刀具的切削性能,20世纪以来,刀具材料经过了高速钢和硬质合金两次发展过程,目前正在进入陶瓷刀具大发展的阶段。新型陶瓷以其耐高温、耐磨削的特点,已在20世纪初引起了高速切削工具行业的注意。陶瓷刀具不仅红硬性高,而且具有高硬度、高耐磨性,因此便成为制造切削刀具的理想材料。目前,制造陶瓷切削刀具的材料主要有氧化铝、氧化铝-碳化钛、氧化铝-氮化钛-碳化钛-碳化钨、氧化铝-碳化钨-铬、氮化硼和氮化硅等[11]。以这类材料制作的刀具没有冷却液也可以工作,比起硬质合金来具有切削速度高、寿命长等优点。目前,欧美各国都已广泛使用陶瓷材料做钻头、丝锥和滚刀;原苏联确定了7000多个品种的合金刀具,用喷涂表面陶瓷涂层的办法来提高车刀的工作速度和使用寿命。
陶瓷除作切削刀具外,利用其耐磨、耐腐蚀的特性还可用作各种机械上的耐磨部件。如用特种陶瓷制作农用水泵、砂浆泵、带腐蚀性液体的化工泵及有粉尘的风机中的耐磨、耐腐蚀件或密封圈等都已取得良好的实用效果。此外,高纯氧化铝(刚玉)可制作金属拉丝模,尤其在高温下的热拉丝更显示出陶瓷的优越性;工业陶瓷中纳球磨筒和磨球,金属表面除锈用的喷砂嘴,喷洒农药用的喷头等。总之,凡是需要耐磨、耐腐蚀的场合,几乎都会看到特种陶瓷的存在。
2.2 耐高温、高强度、高韧性陶瓷
新型陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨损、抗腐蚀等性能,因此在冶金、宇航、能源、机械等领域有重要的应用。由于陶瓷的韧性差,因此也限制了它的使用范围。1975年澳大利亚的伽里耶(Garie)首次成功地利用添加氧化锆来大大提高陶瓷材料的强度和韧性,自那时起世界各国利用氧化锆增韧这一办法,开发出多种具有高强度和高韧性的陶瓷材料,掀起了寻求打不碎陶瓷的热潮。
氧化锆能够增加陶瓷材料韧性和提高强度的原因,至今虽没有完全搞清楚,但研究结果已经表明,它和均匀弥散在陶瓷基体中的氧化锆晶粒的相变有关。一种增韧理论认为相变膨胀导致的微裂纹可以阻止造成脆断的裂纹扩展;另一种理论认为应力诱导相变,而相变可吸收应力的能量,从而起到增韧的作用[12~14]。总之,在某些陶瓷材料中引入一定量亚稳氧化锆微粒,并使其均匀分布都可大大提高陶瓷材料的强度和韧性。
氧化锆增韧陶瓷已在工程结构陶瓷研究中取得重大进展,经过增韧的陶瓷品种日益增多。现在已经发现可稳定氧化锆的添加物有氧化镁、氧化钙、氧化镧、氧化铈、氧化钇等单一氧化物或它的复合氧化物。被增韧的基质材料,除了稳定的氧化锆外,常见的有氧化铝、氧化钍、尖晶石、莫来石等氧化物陶瓷,还有氮化硅和碳化硅等非氧化物陶瓷。日本在氧化铝基质(强度为400MPa、断裂韧性为5.2 J/m2)材料中,添加16%体积百分数的氧化锆进行增韧处理,制得材料的强度高达1200MPa,提高了3倍,断裂韧性达到15.0J/m2,几乎也提高了3倍,基本达到了低韧性金属材料的程度[12]。最近的研究表明,强度和韧性是相互制约的。尽管如此,许多陶瓷材料通过氧化锆增韧,大大拓宽了应用领域,增强了取代某些金属材料的能力,出现了喜人的应用前景。利用氧化锆增韧陶瓷可替代金属制造模具、拉丝模、泵机的叶轮、特种陶瓷工业用的磨球、轴承,替代手表中的单晶红宝石。日本用增韧氧化锆做成剪刀,既不会生锈,又不导电,可以放心地剪断带电的电线。氧化锆增韧陶瓷还可用于制造汽车零件,如凸轮、推杆、连动杆、销子等。
2.3 耐高温、耐腐蚀的透明陶瓷[4,15]
现代电光源对构成材料的耐高温、耐腐蚀性及透光性有很高的要求,而同时满足这些性能的材料直到20世纪50年代后期才开始得到发展。1957年,美国通用电器公司的科布尔等人在平均尺寸只有0.3μm的高纯超细氧化铝原料中,添加氧化镁,混匀后压成小圆片,放在通氢气的高温电炉中烧制,意外地发现它像玻璃一样透明。科布尔还发现,把透明的陶瓷片放在显微镜下观察,几乎看不到微气孔。经过多次实验观察和研究分析发现,陶瓷的透光能力和内部气孔大小有很大关系,当微气孔的大小在1μm左右时,厚度为0.5mm的陶瓷试样只要含有千分之三的气孔就能使光线的透过率减少90%。一般氧化铝陶瓷中所含的气孔都超过这个数字。因此,构成氧化铝陶瓷的刚玉小晶体本身能够透过光线,而陶瓷还是不透明。使陶瓷透明的关键,是坯体中只能有一种晶型的晶体,而且对称性愈高愈好,否则会发生双折射,此外气孔要愈少愈好,有人做过试验,当气孔小到埃的数量级时,光会沿着微气孔发生绕射现象,这有助于透明度的提高。
氧化铝陶瓷是高压钠灯极为理想的灯管材料,它在高温下与钠蒸气不发生作用,又能把95 %以上的可见光传送出来。这种灯是目前世界上发光效率最高的灯。在相同功率下,一只高压钠灯要比2只水银灯或10只普通白炽灯发出的光还要亮,寿命比普通白炽灯高20倍,可使用2万小时以上,是目前寿命最长的灯。人眼对高压钠灯的黄色谱线十分敏感,而且黄光能穿过浓雾,特别适合街道、广场、港口、机场、车站等大面积的照明,效果极好。目前,许多国家正在推广使用,其发展速度之快,超过了以往任何一种电光源。由此不难看出,新型透明氧化铝陶瓷的出现,引起了电光源发展过程中的一次重大飞跃,带来了巨大的社会经济效益。
除半透明氧化铝陶瓷外,研究得较多的还有氧化镁、氧化钙、氧化铍、氧化锆、氧化钇、氧化钍、氧化镧等。透明氟化镁、氰化钙、硫化锌、硒化锌、硒化镉等也有报道。用氧化铝和氧化镁混合在1800℃高温下制成的全透明镁铝尖晶石陶瓷,外观极似玻璃,但其硬度、强度和化学稳定性都大大超过玻璃,可以用它作为飞机挡风材料,也可作为高级轿车的防弹窗、坦克的观察窗、炸弹瞄准具,以及飞机、导弹的雷达天线罩等。
2.4 纤维、晶须补强陶瓷复合材料[12,16~18]
近年来,以陶瓷为基体、纤维或晶须补强的复合材料由于其韧性得到提高而受到重视。碳化硅晶须增韧的氧化铝陶瓷刀具在20世纪80年代初开始研究,1986年已作为商品推向市场。碳化硅晶须的加入大大提高了氧化铝陶瓷的断裂韧性,改善了切削性能。用碳纤维和锂铝硅酸盐陶瓷复合,材料的强度已接近或超过1000MPa,其断裂功高达3000J/m2,即达到了铸铁的水平。用钽丝补强氮化硅的室温抗机械冲击强度增加到30倍;用直径为25μm的钨丝沉积碳化硅补强氮化硅,这种纤维补强陶瓷的断裂功比氮化硅提高了几百倍,强度增加60%;用莫来石晶须来补强氮化硼,其抗机械冲击强度提高10倍以上。可以认为,继20世纪70年代出现的相变增韧热后,晶须、纤维增强、均韧复合陶瓷已成为结构陶瓷发展的主流。高性能(强度、韧性)、高稳定性、高重复性的晶须、纤维复合陶瓷材料的获得,除要求晶须、纤维与基体间化学、物理相容性较好以外,从复合工艺上,还必须保证晶须纤维在基体中能均匀地分散,才能获得预期的效果。最近,利用“织构技术”,在某些陶瓷坯体中生长出纤维状态针状第二相物质如莫来石晶体进行“自身内部”复合,这种复合增韧是一项简便易行的陶瓷补强新技术。目前高性能陶瓷复合材料,还处在深化研究阶段,关键在于改进工艺和降低成本,提高其实际应用的竞争力。
2.5 生物陶瓷[4,5,19]
生物陶瓷材料是先进陶瓷的一个重要分支,它是指用于生物医学及生物化学工程的各种陶瓷材料。它的总产值约占整个特种陶瓷产值的5%。生物陶瓷目前主要用于人体硬组织的修复,使其功能得以恢复。全世界1975年才开始生物陶瓷的临床应用研究。但是,最近10多年间,各国在这方面的基础应用研究很活跃。
目前生物植入材料在人体硬组织修复中应用的有:金属及合金、有机高分子材料、无机非金属材料和复合材料。材料被埋在体内,在体内的严酷条件下,由于氧化、水解会造成材料变质;长期持续应力作用会造成疲劳或者破裂、表面磨损、腐蚀、溶解等,这些都可引起组织反应,腐蚀产物不仅在种植体附近聚集,还会溶入血液和尿中,引起全身反应。因此,对生物植入材料的要求是严格的、慎重的。陶瓷材料作为生物植入材料和其他材料相比,它和骨组织的化学组成比较接近,生物相容性好,在体内的化学稳定性、生物力学相容性和组织亲和性等也较好,因此,生物陶瓷越来越受到重视。目前国内一些高等院校已对羟基磷灰石及氧化铝陶瓷等进行了研究,并已开始临床应用。
随着人类社会物质文明的发展,人们对提高医疗保健水平和健康长寿的要求必然成为广泛的社会需要。可以相信,生物陶瓷材料今后必将会有重大发展。
3结构陶瓷的发展趋势
当今世界,材料,特别是高性能新材料由于以下原因而得到迅速发展:(1)国际军事工业激烈竞争,航空航天技术的发展需要;(2)新技术的需要促进了新材料的发展;(3)地球上金属资源与化石能源越用越少,石油、天燃气等在本世纪末将用尽,开发与节约能源成为当务之急;(4)科学技术的进步为新材料的发展提供了条件[14]。目前使用的金属合金,在无冷却条件下,最高工作温度不超过1050℃,而高温结构陶瓷,如Si3N4和SiC则分别在1400℃和1600℃以上仍保持着较高的强度和刚性[16]。先进结构陶瓷所表现出的优异性能,是现代高新技术、新兴产业和传统工业改造的物质基础,具有广阔的应用前景和巨大的潜在社会经济效益,受到各发达国家的高度重视,对其进行广泛的研究和开发,并已取得了一系列成果。但结构陶瓷的致命弱点是脆性、低可靠性和重复性。近20年来,围绕这些关键问题已开展了深入的基础研究,并取得了突破性的进展。例如,发展和创新出许多制备陶瓷粉末、成形和烧结的新工艺、新技术;建立了相变增韧、弥散强化、纤维增韧、复相增韧、表面强化、原位生长强化增韧等多种有效的强化、增韧方法和技术;取得了陶瓷相图、烧结机理等基础研究的新成就,使结构陶瓷及复合陶瓷的合成与制备摆脱了落后的传统工艺而实现了根本性的改革,强度和韧性有了大幅度的提高,脆性得到改善,某些结构陶瓷的韧性已接近铸铁的水平。
先进结构陶瓷今后的重点发展方向是加强工艺-结构-性能的设计与研究,有效地控制工艺过程,使其达到预定的结构(包括薄膜化、纤维化、气孔的含量、非晶态化、晶粒的微细化等),重视粉体标准化、系列化的研究与开发及精密加工技术,降低制造成本,提高制品的重复性、可靠性及使用寿命。目前,高性能结构陶瓷的发展趋势主要有如下三个方面:
3.1 单相陶瓷向多相复合陶瓷发展
当前结构陶瓷的研究与开发已从原先倾向于单相和高纯的特点向多相复合的方向发展[20]。复合的主要目的是充分发挥陶瓷的高硬度、耐高温、耐腐蚀性并改善其脆性,其中包括纤维(或晶须)补强的陶瓷基复合材料;异相颗粒弥散强化的复相陶瓷;自补强复相陶瓷(也称为原位生长复相陶瓷);梯度功能复合陶瓷[21]。以往研究的微米-微米复合材料中,微米尺度的第二相颗粒(或晶须、纤维)全部分布在基体晶界处,增韧效果有限,要设计和制备兼具高强度、高韧性且能经受恶劣环境考验的材料十分困难,纳米技术和纳米材料的发展为之提供了新的思路。
20世纪90年代末,Niihara教授领导的研究小组报道了一些有关纳米复相陶瓷的令人振奋的试验结果,如Al2O3-SiC(体积分数为5%)晶内型纳米复合陶瓷的室温强度达到了单组分Al2O3陶瓷的3~4倍,在1100℃下强度达1500MPa[8~12,22~26],这些都引起了材料研究者的极大兴趣。从那时直到现在,纳米复相陶瓷的研究不断深入[13~17,27~31],我国也相继开展了一系列的工作,目前对纳米复相陶瓷的研究已处于国际一流水平[18~22,32~36]。
3.2 微米陶瓷向纳米陶瓷发展
1987年,德国Karch等[37]首次报道了纳米陶瓷的高韧性、低温超塑。此后,世界各国对发展纳米陶瓷以解决陶瓷材料脆性和难加工性寄予了厚望。从20世纪90年代开始,结构陶瓷的研究和开发已开始步入陶瓷发展的第三个阶段,即纳米陶瓷阶段。结构陶瓷正在从目前微米级尺度(从粉体到显微结构)向纳米级尺度发展。其晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸以及缺陷尺寸都属于纳米量级,为了得到纳米陶瓷,一般的制粉、成形和烧结工艺已不适应,这必将引起陶瓷工艺的发展与变革,也将引起陶瓷学理论的发展乃至建立新的理论体系,以适应纳米尺度的需求。由于晶粒细化有助于晶粒间的滑移,使陶瓷具有超塑性,因此晶粒细化可使陶瓷的原有性能得到很大的改善,以至在性能上发生突变甚至出现新的性能或功能。纳米陶瓷的发展是当前陶瓷研究和开发的一个重要趋势,它将促使陶瓷材料的研究从工艺到理论、从性能到应用都提升到一个崭新的阶段。
纳米陶瓷的关键技术在于烧结过程中晶粒尺寸的控制。为解决这一问题,目前主要采用热压烧结、快速烧结、热锻式烧结、脉冲电流烧结、预热粉体爆炸式烧结等致密化手段[39~43],但总的来说,以上各种手段,虽对降低烧结温度、提高致密度有一定作用,但对烧结过程中晶粒长大的抑制效果并不理想,大块纳米陶瓷的制备一直是目前国际上纳米陶瓷材料研究的前沿和难点。目前纳米陶瓷在商业应用方面尚未取得突破性进展,若能制备出真正意义上的纳米陶瓷,则将开创陶瓷发展史上的新纪元,陶瓷的脆性问题也将迎刃而解[44]。大量的研究结果表明[45~49],将等离子喷涂技术与纳米技术相结合,以纳米陶瓷粉末为原料经等离子喷涂技术制备的纳米陶瓷结构涂层表现出极其优异的性能,已经使纳米材料的应用逐步进入大规模实用化的阶段。
3.3 由经验式研究向材料设计方向发展
由于现代陶瓷学理论的发展,高性能结构陶瓷的研究已摆脱以经验式研究为主导的方式,陶瓷制备科学的日趋完善以及相应学科与技术的进步,使陶瓷材料研究工作者们有能力根据使用上提出的要求来判断陶瓷材料的适应可能性,从而对陶瓷材料进行剪裁与设计,并最终制备出符合使用要求的适宜材料。
陶瓷材料常常是多组分、多相结构,既有各类结晶相,又有非晶态相,既有主晶相,又有晶界相。先进结构陶瓷材料的组织结构或显微结构日益向微米、亚微米,甚至纳米级方向发展。主晶相固然是控制材料性能的基本要素,但晶界相常常产生着关键影响。因此,材料设计需考虑这两方面的因素。另外,缺陷的存在、产生与变化、氧化、气氛与环境的影响,对结构材料的性能及在使用中的行为将产生至关重要的作用。所以这也是材料设计中要考虑的重要问题,材料的制备对结构与缺陷有着直接影响,因此人们力求使先进陶瓷材料的性能具有更好的可靠性和重复性,制备科学与工程学将在这方面发挥重要作用。
陶瓷相图的研究为材料的组成与显微结构的设计提供了具有指导性意义的科学信息。最近提出的陶瓷晶界应力设计,企图利用两相或晶界相在物理性质(热膨胀系数或弹性模量)上的差异,在晶界区域及其周围造成适当的应力状态,从而对外加能量起到吸收、消耗或转移的作用,以达到对陶瓷材料强化和增韧的目的[1]。为克服陶瓷材料的脆性而提出的仿生结构设计,通过模仿天然生物材料的结构,设计并制备出高韧性陶瓷材料的新方法也成为研究热点[12,50]。
4结语
先进结构陶瓷材料在粉体制备、成形、烧结、新材料应用以及探索性研究方面取得了丰硕的成果,这些新材料、新工艺、新技术,在节约能源、节约贵重金属资源、促进环境保护、提高生产效率,延长机器设备寿命以及实现尖端技术等方面,已经并继续发挥着积极的作用,促进了国民经济可持续发展、传统产业的升级改造和国防现代化建设。
先进结构陶瓷材料的研究,需要跟踪国际科技前沿,对新设想、新技术进行广泛探索。自蔓延高温燃烧合成技术(SHS)、凝胶注模成形技术、微观结构设计已成为研究热点。
陶瓷材料的许多独特性能有待我们去开发,所以先进陶瓷的发展潜力很大。随着科技的发展和人们对陶瓷研究的深入,先进陶瓷将在新材料领域占有重要的地位。
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Research Progress on Advanced Structural Ceramic Materials
Lu XuechengRen Ying
(Handling Equipment Mechanical Department, Academy of Military TransportationTianjin300161)
篇5
关键词:军校;装备保障;研究生培养
作者简介:邵新杰(1969-),男,河南西平人,军械工程学院车辆与电气工程系,副教授;田广(1981-),男,河北安国人,军械工程学院车辆与电气工程系,讲师。(河北 石家庄 050003)
基金项目:本文系总装军事训练理论研究课题“信息化条件下部队集成训练研究”的研究成果。
中图分类号:G643 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0026-03
当前,随着科学技术的迅猛发展,带动了全球范围的军革,传统的军事斗争理论、战争意识形态、作战方式手段和武器装备运用等均发生了翻天覆地的变化。新技术、新工艺、新材料的发展及其在武器装备上的大量应用促进了我军武器装备的飞速发展,武器装备操作运用和技术保障的难度越来越大,对部队技术保障人才的培养提出了更新、更高的要求。如何做好未来军事斗争准备,一方面部队要加强“杀手锏”武器装备的发展和提高,另一方面要加强高素质、高层次、适应部队武器装备技术发展的人才的培养。从某种意义上讲,后者更为重要。
军队院校研究生教育在高层次军事人才的培养中起着龙头和核心的作用,肩负着为国防现代化和信息化建设培养高素质新型军事人才的重任,担负着为部队培养满足部队各种岗位任职需要、适应部队武器装备现代化和信息化发展、具有创新能力和综合素质强的高层次人才的重要使命。
军队研究生教育经过近几十年的发展,为军队建设培养了一大批高层次人才,尤其是大量高层次毕业生走向了军队建设的重要岗位,对我军装备技术保障、优化人才结构、适应未来军事斗争需求作出了卓越的贡献。为切实进一步提高研究生培养质量,第六届全军研究生教育改革工作会议专门研究了新世纪我军高层次人才的培养和改革问题,明确提出了要全面推进素质教育,突出研究生创新能力、实践能力和创造精神的培养。会议明确指出,军队院校研究生教育要“实现由培养学术型研究生为主向以培养应用型研究生为主转变”。
因此,必须深化军队院校研究生教育改革,准确对军队院校研究生教育进行定位,落实研究生培养政策,完善研究生培养制度,改进研究生培养模式,优化研究生培养方案,创新研究生培养方法,提高研究生的培养水平。充分体现军队院校研究生的教育特色,严格遵循军队院校研究生教育的发展规律,培养和造就一支紧跟部队装备发展、精通装备性能、掌握装备结构和原理、利用先进的仪器设备排除各种故障、解决部队技术保障疑难杂症的技术专家队伍。
一、军队院校研究生培养存在的问题
随着军队现代化和信息化建设的发展,新知识、新工艺、新技术和新装备对军校研究生的知识、能力结构提出了更高的标准和要求。紧贴部队装备发展来提高军校研究生培养质量体现在研究生培养的方方面面。目前,军校研究生培养过程中还存在一些问题。
1.军校研究生培养重理论、轻应用
针对军事人才的培养,同志曾经深刻指出:“迎接新的军事发展的挑战,关键在人才。没有一大批高素质人才,无法掌握新的武器装备,就无法创造和运用新的战法,也就不可能赢得未来战争的胜利。”从世界军事斗争来看,未来战争就是高技术支撑的局部战争,决定战争胜负的关键在于是否拥有一支熟练驾驭高新技术武器装备、适应战争各种需求的新型军事人才队伍。而长期以来,我军研究生人才的培养一直以学术型人才培养为主,研究生教育目标定位在研究型人才上,主要面向院校和科研部门。但是,根据近几年我院研究生毕业的工作去向统计数据,绝大多数研究生毕业后还是到基层部队岗位任职。他们在面临部队工作实际时,经常会遭遇所学的用不上、所用非所学的困惑。如何将研究生培养过程中取得的研究成果与武器装备的技术保障特点结合起来,并将其应用到工作实际中,进而转化形成战斗力和保障力,成为目前研究生培养中面临的一个重要问题。
在研究生培养过程中,由于时间和精力的局限,研究生对新型武器装备的性能特点、结构形式、工作原理、维护保养和运用环境等往往没有清晰具体的认识,概念比较模糊。在平时学习和课题研究过程中,虽然做了一些与装备相关的小型试验,对装备相关知识有了一些了解,但与装备的全面知识掌握不是很全面,导致课题研究成果同装备技术保障实际之间有脱节现象。因此,军校研究生创新能力的培养绝不能仅仅停留在理论知识上,否则需要很长时间才能实现从理论研究到工程实践的素质提高。同时,如果缺乏针对装备在部队中技术应用方面的培养,走上工作岗位后就会对动手实践产生畏惧,解决不了装备的技术问题,难以实现部队第一任职的需要,久而久之很可能失去面对高技术装备解决实际难题的信心,更谈不上进一步的创新性研究。因此,培养应用型军事技术人才是应对当前装备科技发展大趋势的正确选择,是部队人才需求的根本所在,不仅有利于军校研究生素质培养的全面发展,也有利于军队战斗力和保障力的总体提高。
2.论文选题脱离部队装备实际,缺乏针对性和实用性
研究生的学位论文选题是研究生撰写论文的开端,是研究生进行科学研究的必经阶段,是研究生培养的一个重要环节。所选择的研究题目质量的高低直接影响着最后学位论文水平的高低:选题得当有利于研究生研究课题的顺利展开,有利于研究课题的顺利完成,有利于写出水平高的学位论文;选题不当,就不利于课题的研究,往往事倍功半,甚至半途而废。因此,科学选题是提高学位论文质量的关键。目前研究生对部队装备技术保障的重点和难点问题的把握不到位,缺乏对部队装备技术保障业务的了解,对选题的军事需求和应用价值的概念比较模糊,到部队调研往往是局限在形式上,不能深入了解部队亟待解决的装备技术保障重点和难点问题,脱离部队装备技术保障实际,研究课题缺乏部队装备技术保障的针对性和实用性。
3.实践操作技能相对薄弱,制约技术保障需求
近年来,计算机技术的高速发展为研究生的课题研究提供了良好的软硬件研究工具,使他们在理论推导、仿真模拟和理想化实验方面提供了便利条件,课题研究的测量精度、模型计算以及可靠性仿真的水平都比较高,同时,跟踪我军现役高技术装备和理论研究中的先进新概念武器的能力很强,往往容易造成军校研究生在课题研究过程中“以理论计算为主、实践操作为辅”的现象。虽然军队院校一般都拥有部队的所有大型复杂装备和相关的教学设备,但由于各种原因,研究生在课题研究的时候很少动用这些装备进行武器系统的实践操作。对于如何将自己的研究课题与实际装备紧密结合没有比较清晰的概念,根本谈不上熟练掌握武器装备的性能特点、结构形式、工作原理、维护保养、故障排除和技术保障等各种环节的技术要领,学位论文的结论也就会和武器装备的实际脱节。因此,研究生相对薄弱的实践操作技能必然制约研究生在部队的岗位任职,制约装备技术保障工作的胜任,甚至影响将来在部队的进一步发展。
4.培养目标滞后,难以适应部队岗位工作需要
目前,大部分军事院校的研究生培养目标仍主要以专业学科的划分来定位,利用相关武器装备的预研、型号研制和维修保障的研究课题,把相应学科的工程技术要求作为研究生培养目标。随着我国国力的大幅度提高,军事装备技术得到了很大发展,部队逐步装备了大量高新技术装备,军队院校就应该适应部队装备的发展趋势,以新武器系统为背景进行研究生培养必将成为军队院校的首选。
据不完全统计,我军目前具有硕士以上学位的军官主要集中在院校、科研单位等,在部队一线岗位的仍然是少数。因此,积极灌输研究生毕业之后到野战部队、基层部队的意识已逐渐成为一种趋势。为使研究生教育在部队军事活动中充分发挥效益,军校研究生教育必须贴近部队实际,紧贴装备办学,使具有一定的学术研究能力和解决装备实际问题能力的研究生运用所学理论和装备知识解决部队实际问题的能力和技术创新能力得到提高,尽快适应部队岗位任职的需求,缓解部队应用型人才严重不足的状况。
二、提高研究生培养质量的对策
1.面向基层,培养部队急需的装备人才
以前有人认为,基层部队建设任务重、管理严格、条件简陋、环境艰苦,高学历的研究生干部没有用武之地,也缺乏足够的吸引力。实际上,近年来我军研制和装备了大量新型复杂装备,基层部队建设非常需要高学历的装备人才。因此,军校研究生培养由学术型研究生向应用型研究生转变,面向基层,为部队服务,一方面引导研究生树立建设基层、扎根基层和在基层部队建功立业的意识;另一方面,通过调整学科结构、完善考评机制、加大模拟代职锻炼力度,让在校研究生想方设法了解基层,熟悉部队,为毕业后胜任基层岗位工作打下良好的基础。
2.利用院校优势,紧贴装备培养研究生
军校研究生培养转向部队建设实际,瞄准部队建设一线,并不意味着对研究生培养的档次降低了,要求放宽了,不注重用前沿理论武装头脑了。相反,更需要崭新的视角和超前的思维,探索和掌握新形势下部队建设的特点、规律。军校应充分利用自身的特点和优势,鼓励研究生参与高技术武器装备的应用技术研究,在科研中开阔研究生的视野,培养综合创新能力,采取各种措施提高研究生的培养质量。比如,在教学模式上,聘请总部领导、机关主管参谋和与装备知识相关的军区技术专家为研究生授课,了解总部政策和装备整体情况;在培训方式上,组织研究生到装备承研承制单位跟产学习,了解装备制造方面的知识;在实习组织上,组织研究生到部队参观见学,使研究生树立装备作战和保障的观念,了解装备作战与技术保障的特点,增强其对未来装备战场环境、技术保障、作战组织指挥的感性认识,激发他们对高技术战争装备指挥、技术保障等理论的研究热情。通过这些有效的指导、学习和交流,可使他们真正成为适应军队装备现代化建设需要、“学有所为、学有所用”的高层次军事人才。
3.改革教学方法,提高实践应用能力
培养学术型的军校研究生要求学员多读书、勤思考,着重培养逻辑思维能力;培养应用型的研究生,则更加注重实践环节,提高学员的实际应用能力和技术素养。首先,必须改革传统的填鸭式教学方法,采用讨论式和启发式等各种教学方法,引导研究生用所学的理论知识分析解决部队建设的实际问题。其次,要注重与学员的互动交流。军校研究生学员大多来自一线部队,对部队现代化建设中出现的新情况、新问题感受比较直接、真实,研究分析比较全面具体。加强与这类学员的交流,一方面能提高学员的逻辑思维能力,拓宽学员视野;另一方面,能够增强导师对部队的了解,使教学研究更加符合部队实际和学员的需求。同时,在指导学员论文的选题上更应强调应用性和实践性,结合装备技术保障实际直接为部队建设和装备保障服务。
4.紧贴装备实际,创新培养方式
军校要加强应用型研究生培养,使研究生在校期间所学的知识、所做的研究都离不开部队技术保障实际。结合部队工作实际和装备实际来进行学术科研既能取得较高水平的研究成果,又能为将来部队岗位任职打下良好的基础。研究生的培养方式改革要贴近部队装备实际,建立军队院校和野战部队联合培养的模式,采取双导师制度,聘任部队在装备技术保障一线工作的知名专家为研究生的第二导师,接受院校和部队两个导师、两种途径的共同指导,在培养过程中实行部队与院校的共同培养,达到理论解释问题与现实解决问题的统一,完成从理论到实践再到理论的良性循环过程,使研究生学习到部队导师丰富的任职经验和实践体会,了解部队装备使用、保障等过程中遇到的难题,全面提高自身素质。提倡军校研究生积极到部队代职锻炼和学习,多参加与本学科密切相关的部队演习和其他重大军事行动,以丰富基层阅历、拓展思维空间、加快知识更新,提高军校研究生从事部队岗位所需的决策指挥、维修保障和研究分析等方面的能力素质。同时,鼓励研究生多接触部队,了解熟悉部队,找准自己专业的研究方向和部队建设实践的结合点,增强课题研究的针对性和指导性。
5.把握部队建设需要,完善研究生课程教学模式
军队院校研究生培养工作必须全面跟踪部队装备技术保障的实际情况,准确把握部队装备的实际需要,立足现实、着眼未来,结合装备技术的发展及其战场运用特点,提出科学、合理的人才培养模式,以适应部队建设的需要。比如,引入一些与部队装备有关的课程,使得学员在学习本专业的课程时能够更好地将所学知识与部队装备现实相结合。另外,在课程设置和教学方法上也应当有所改革,加大装备实际案例课程以及现地装备教学、参观见学等课程的开设力度,使研究生愿意到部队一线去,勤于调查研究,掌握第一手的材料。还要根据部队装备发展情况及时更新课程内容,课程内容必须着眼于部队的实际,突出装备特点的课程内容的授课。
6.跟踪装备发展,科学指导论文选题
随着全球范围内科学技术的迅猛发展,科学技术转化为战斗力的速度也越来越快,世界各国都把最新的科学技术成果首先运用到军事领域,新型武器装备不断出现,在未来战场上必将出现各种各样的新式武器,未来战争必然是高技术战争。作为我军培养高层次、高素质人才的军事院校,承担着许多与装备前沿相关的科研课题。这些课题基本上都与部队装备建设紧密相关,与装备的发展结合紧密,目的是解决部队急需的技术运用和勤务保障问题,突出保证高新技术装备形成保障力和战斗力的需要。在导师的指导下,研究生在选题的时候要围绕解决军事斗争准备的重点、难点问题,充分利用院校科研课题,结合装备保障实际进行学位论文的选题工作。要有选择性、有针性地选题,对一些有关部队建设的重要的、根本性问题进行研究,使研究生尽快适应未来高技术条件下现代化战争,使他们“懂理论、会管理、精技术”,尽快成为具备较强分析综合能力和创造能力的新型军事人才。
三、结束语
紧贴装备实际,跟踪装备发展,把握部队急需,着眼部队需求,培养面向基层的应用型研究生,是当前军校研究生教育改革的一项重点工作。为了切实提高军校研究生的培养质量,适应装备维修改革需求,军队院校应该积极调整研究生培养类型结构,树立素质教育和创新教育的观念,逐渐将军校研究生教育从以培养学术型人才为主向以培养应用型人才为主转变,达到“加强基础,拓宽知识,重视实践,培养能力,激励创新,讲究综合,提高素质”的总要求,努力提高军校研究生自身的综合能力,加强对知识的实际应用能力,使他们积极投入到装备现代化建设的洪流中去。
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篇6
关键词:运输通道 区域运输网络 发展趋势
交通运输是我国国民经济的命脉,是人民生活水平日益提高的重要保证。发展协调高效的综合运输体系,是交通运输发展的必要趋势。其中关键则是大力规划和建设各具特色的综合运输通道。发展高效的运输通道,能够有效的利用各种运输资源,降低流通的成本,提高服务的质量,满足人民物质文化生活水平的提高。我国"十一五"综合交通发展规划中也明确提出,未来的发展重点是能源运输大通道、经济圈之间结构合理的运输大通道。因此,在我国运输网络中占据着十分重要的地位。
一、运输通道的概念分析
运输通道的概念最早于20世纪60年代在美国出现。运输通道通常是由两种以上的交通方式组成的运输线路束,也称运输走廊。它是一个国家综合运输网的主骨架,在运输业和整个国民经济中占有举足轻重的地位。其含义主要包括以下几个方面的内容:
1、运输通道是一个运输的地带,并不是运输线。
2、运输通道是连接客货流发源地与目的地的客货流的密集地带。
3、运输通道一般是由平行的多种运输方式的运输线路互相补充,共同提供服务。虽然单一的运输方式的运输线路也可以租称运输通道,但是只有单一的运输方式有多条运输线路构成运输密集带,才能称之为运输通道。
4、运输通道不仅包括各种运输线路,而且包括枢纽、港口、车站、机场以及运输生产相配套的服务设施,形成运输通道的统一体。
二、我国交通运输通道建设的现状
我国的综合运输体系建设始于60年代,自80年代开始运用通道理论指导并进行规划。交通部在1990年提出了,从"八五"开始,建设以"国道主干线"为主的大运输系统,主要由"五纵七横"十二条公路组成,总里程为3.5万公里,贯通首都、各省省会、经济特区、主要交通枢纽和重要交通口岸。铁道部在"十五"规划中明确提出建设"八纵八横"的铁路运输通道,总里程达3.4万公里,涵盖了我国绝大部分的大中型城市,主要旅游点和大部分产品的产销地。
经过了20多年的建设,交通部、铁道部提出的铁路、公路、水运通道,在目前已具雏形,各种运输方式在社会化的运输范围内和统一的运输过程形成了一定的交通运输综合体系,通道技术装备水平有了大幅提高,并逐步由性能单一性通道向综合型通道演化,形成了以国道和铁路主干线、内河水运通道为轴的多条国家级综合运输通道和区域运输通道。其中,有6条通道组成了国家通道干线网络的雏形:(1)哈大通道;(2)山海关至杭州的东部地区南北通道;(3)北京至广州的中部地区南北通道;(4)山西能源基地煤炭外运通道;)5)连云港至西北地区的欧亚大陆桥;(6)西南出海(出境)通道。城市通道建设也是由80年代以道路运输为主体向地铁、轻轨等大容量运输方式构成的综合交通通道演化。
三、运输通道在区域运输网络中的作用
区域运输网络上联系多个重要城市和地区,对国家政治经济文化有重大影响且运量巨大的运输线路称运输通道。运输通道有如下重要作用:
1、运输通道能够加强区域之间运输经济的发展。运输通道的建设将降低沿线地区运输成本,提高区域中心城市的辐射能力,带动端点城市和沿线地区的快速发展,引导区域产业合理布局,形成多个交通经济增长点,从而推动区域整体的社会经济发展。
2、运输通道有助于调整运输结构,发挥运输网络的作用。不同的运输方式有不同的优势和特点,将不同的运输方式组合在一起,有助于调整运输结构,改善运输布局,发挥综合运输网的重要作用。
3、运输通道可以改善沿海港口布局,形成与社会经济发展相适应的几大港口群,使沿海和内地的经济发展互相补充,互相支持,相得益彰。
4、运输通道完善了区域综合运输体系,是区域客货联系流通的重要保证。区域综合的运输通道作为区域综合交通运输体系的重要组成部分,担负着区域之间的稳定、庞大的客货运输任务,维系着区域内的人流、物流、商流以及信息流的交换流通。区域综合运输通道能力的提升、结构的升级,将完善区域间综合运输体系,加快区域客货流通运转的效率,满足区域内层次化、多样化的出行需求。
因此,运输通道是区域运输网络的骨干,对区域运输网络的发展具有重大的作用。
四、运输通道的发展趋势
1、结构复杂化,运输能力大型化
随着高速公路、高速铁路等新技术的应用,通道内的路径和枢纽引入的线路也逐渐增多,通道的结构也变得更加复杂。重载列车的行使和多车道高速公路的修建,将使得通道的运输能力有了很大的提高。高速铁路客运专线、磁悬浮列车技术、真空管道技术的发展和应用,将会使得通道内运输工具的行驶速度大大提高,特别是未来真空管道技术的发展和应用。
2、运输通道内的运输方式间进行分工协作
将各种运输方式有机的组合起来,实现优势互补,这是各种运输方式分工协作的体现,也是未来的发展趋势。同时,运输通道内各个路径的分工协作关系也将加强,并且分别承担着不同的运输需求任务。目前,随着社会经济的快速发展,更多的家庭拥有了小汽车,在一定范围内,运输通道内的公路和铁路的竞争会发生变化,将由高速公路普通客运与高速铁路之间的竞争转变为小汽车与高速铁路的竞争。
3、运输通道与环境的关系趋于和谐化
目前,人类追的理想目标是--人与自然的协同进化与和谐共存。要么维护自己生存的摇篮,要么毁坏自己存在的基础,这既取决于人类自身的认识和利用自然、改造自然地理性程度,又取决于人类对于自身存在的价值。在进行运输通道的规划与建设时,人类已逐渐开始关注,并将继续关注交通运输社会经济的可持续发展,鼓励采用先进的科学技术和新工艺、新材料,应尽量减少运输通道建设对自然资源的占用和污染等负面作用,努力实现人与自然的和谐,运输通道与自然地和谐、一体。
4、运输通道趋于网络化,其骨干作用更加明显
随着经济的发展,区域对外的联络加强,市场的不断扩大和发展要求与更多的地区加强联系,原来单一区域的联系已不能满足经济的发展和市场的不断扩大。交通运输需求的网络化要求供应的网络化,从而要求运输通道体系向网络化的方向发展,并且智能交通技术的应用,将与通道有关的所有交通活动纳入一体,想成立体化的运输体系,在区域中的骨干作用也得到充分的发挥和体现。
五、结论
在快速发展的现代社会中,运输通道是区域运输网络中的重要组成部分,对交通运输具有重要的作用。运输通道的结构更加复杂,运输能力进一步提高;各种运输方式间相互分工协作;与环境的关系更加和谐;并且不断趋于网络化,在运输网络中的骨干作用更加明显。我们需要了解和认清运输通道的发展趋势,以使能够更好地利用运输通道的优势和特点,促进运输网络的不断发展。
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