工业结晶论文例1

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0072-02

自20世纪50年代以来，以固体物理的能带理论为基础，固体物理学得到了飞速发展。科学家在磁学半导体、超导、激光等现代科学研究领域获得了重大进展，相关研究成果已经迅速转变为实际生产力，并带动了相关信息科学技术群的高速发展。在20世纪50年代末，“固体物理”被采纳为我国物理专业的一门基础课，是在物理专业课程设置上最为显著的一项改革。[1]

固体物理学通过研究固体的结构，及组成固体的粒子之间相互作用与运动规律来阐明其性能和用途。固体物理学涉及的内容包括固体中的原子结构、晶体结合规律、固体电子运动方程及能带结构、金属导体的导电机制、半导体的基本原理、超导性的基本规律等，因此，“固体物理”已成为物理学科和材料学科的专业主干课之一。中国石油大学（华东）为教育部直属的行业特色鲜明的工科重点大学，目前“固体物理”课程已在材料物理、材料科学与工程、光信息科学与技术三个专业开设，并拟在应用物理学专业开设。

本文从中国石油大学（华东）（以下简称“我校”）目前的固体物理本科教学实际情况出发，针对不同专业对固体物理知识需求的不同，对课堂教学内容进行优化整合，并结合现代多媒体技术对教学手段和方法提出合理改革措施并在授课过程中进行了实践。

一、教学内容的改革与实践―― “一个平台，三个知识模块”教学模式的建立

“固体物理”课程内容丰富，体系庞大，涉及到“普通物理”“理论力学”“量子力学”“热力学统计物理”等多门课程，而目前国内各个高校“固体物理”课程的授课学时受到了总学时的限制。因此如何在有限的学时内把固体物理的精髓讲授给学生，需要针对学生的不同专业特点和对固体物理的要求来精选授课内容。

我校有三个专业开设“固体物理”课程，分别为材料物理专业（64学时专业必修课）、材料科学与工程专业（32学时专业限选课）、光信息科学与技术（32学时专业限选课）。由于各个专业的特点及对固体物理的要求不同，因此在授课过程中授课内容必定有所差异。

我校材料物理专业的学生毕业后一部分在企事业单位从事材料分析与检测或材料制备工作，一部分继续读研深造。学生在大学前两年的学习中已系统学过“普通物理”“量子力学”“热力学统计物理”等课程，物理背景明显，物理知识扎实，并且在以后的学习和工作中对固体物理要求较高。根据这一实际情况，笔者选用山东大学出版的物理基地班教材，在对材料物理专业讲授时主要包含以下六部分内容：一是晶体的结构，在这部分中主要讲授固体物理的基本概念，如晶体的共性、堆积模型、布拉菲点阵等内容；二是晶体的结合类型，主要从晶体结合的物理本质出发阐述导致不同结合类型的原因；三是晶格振动与晶体热学性质，在该部分中主要有简单到复杂的讲解一维晶格振动、三位晶格振动及晶格振动的热容理论；四是晶体的缺陷，主要讲晶体缺陷的基本量类型、性质及缺陷的扩散和缺陷的统计；五是晶体中的电子能带理论，主要讲布洛赫波、一维晶格中近自由电子的近似、能带理论等，并由此讲解导体、半导体、绝缘体形成的本质和差异；六是自由电子论和电子的输运性质，主要讲电子气的费米统计，利用费米统计理论和能带理论对金属的电导、热导等电子输运特性进行系统分析。该六部分内容基本包含了晶体物理学的主要内容，就后期学生深造所需的表面物理、非晶态物理等很少涉及。该内容已在材料物理专业2004～2008级5届学生中讲授过，学生反映良好。

针对材料科学与工程专业学生开设“固体物理”课程，其为32学时专业限选课。考虑到该专业学生没有系统学习过“理论物理”“热力学统计物理”“量子力学”等课程，物理背景相对较弱，但在先修课程中已学过“材料科学基础”“材料工程基础”“材料力学性能”等课程，因此笔者在讲授“固体物理”课程时从学生实际知识背景和学时要求出发，弱化课程涉及到的具体理论推导，强化模型思想对部分推导直接得到结论。从学生本身知识背景考虑，在课程教授时主要讲解以下三部分内容：一是晶体的结合类型，该部分内容与材料物理专业一致；二是晶格振动与晶体热学性质，在该部分中笔者弱化理论推导，而是通过近似的思想给出热容的爱因斯坦模型和德拜模型；三是晶体中的电子能带理论，讲解内容与材料物理专业一致，但在授课过程中涉及到量子力学的内容直接给出结论而略掉具体推导过程。与材料物理专业相比，材料科学与工程专业学生的授课内容和授课学时均有所减少。比如对于晶体结构和晶体的缺陷等内容直接略掉，这是由于学生在先修课程材料科学基础中已经讲解过，这样就避免了不同学院在授课过程中的内容交叉。对于想继续考研深造的学生，笔者一般建议跟随材料物理专业学生上64学时课程。该部分内容在2002～2008级7届学生中讲授过，学生反应较好。

光信息科学与技术专业隶属中国石油大学（华东）理学院，该专业学生的物理知识较材料科学与工程专业学生教深，其专业就业领域为光电子产品与技术领域。光信息科学与技术专业开设32学时“固体物理”专业限选课。与材料科学与工程专业相比，开设课程学时虽然相同，但学生的专业知识背景和对固体物理的要求并不相同。该课程主要教授以下内容：一是晶体的结构，该部分内容与材料物理专业一致；二是晶体的结合，主要讲晶体结合的物理本质，并因此而导致的不同晶体结合类型，应力和应变的内容因涉及到矩阵推导而去掉；三是晶格振动与晶体热学性质，该部分内容与材料专业大概一致，但弱化具体推导，比如晶格振动的长波近似等内容，直接给出结论；四是晶体的缺陷，主要讲晶体缺陷的基本量类型、性质，而缺陷的扩散和缺陷的统计只做定性分析。与材料物理专业相比，受到客观原因限制，光信息科学与技术专业学生的授课深度有所降低，授课内容和授课学时均有所减少。该部分内容已在光信息科学与技术2006～2011级6届学生中讲授过，学生反应良好。

通过对课程内容的认真分析，并针对我校三个不同专业的课程特点及对固体物理的需求，笔者在多年实践的基础上实现了“固体物理”教学“一个平台，三个知识模块”的教学模式，为其他相似课程的建设提供了一定的借鉴意义。

二、教学方法和手段的改革与实践

“固体物理”课在授课过程中涉及到较多的理论推导，一般采用传统的板书授课形式。板书授课可以保证学生与教师思维的同步，加深学生对知识点的理解。但板书在课堂教学过程中会占用相当的课堂时间，降低课堂学习效率和信息量，且长时间板书会导致学生课堂注意力下降，主动参与学习的积极性降低。从课程特点来看，某些教学内容单靠板书学生理解难度较大，比如晶体周期性结构、密堆积模型的六角密排和立方密排、倒格矢、倒格空间等。传统的课堂板书教学方式在“固体物理”教学时遇到了极大的困难。鉴于此，传统的板书教学方法需要改革。

自20世纪90年代以来，随着计算机技术的迅速发展，多媒体技术已成为“固体物理”教学现代化教学手段的重要组成部分。在“固体物理”教学过程中晶格振动、固体、能带理论、电子输运等内容，要用到量子理论、理论力学、热力学统计物理等知识，且要用到高度抽象的波矢空间，该部分知识点一直是教师上课的重点和学生学习的难点。借助计算机技术可以把图片、文本、声音、视频等诸多要素集成在一起来改变教学信息的包装形式，直观地用动态的画面解释晶体的微观及宏观结构和有关的物理规律，从而提高教学内容的表现力和增强教学过程中的直观感染力。而且可以方便现在常用“固体物理”教学模式设计，提高现有教学模式的教学效率和质量，以达到优化固体物理教学的目的。[2]如在讲到晶体的密堆积模型时，学生对六角密排和立方密排感到难以理解，笔者利用3DS MAX动画制作软件及MS、CASTEP等计算软件的绘图功能制作了晶体结构的三维图像及视频，从而充分向学生展示其堆积方式及堆积过程，学生反映良好，收到了较好的教学效果。

多媒体技术授课方式同传统的板书教学相比有其自身的先进性，如教师提前制作多媒体课件可节省大量的板书时间，可提高课堂效率、增加课堂教学内容的信息量；多媒体课件的直观性、新颖性特点，可提高学生的课堂兴趣。但“固体物理”课程理论性很强，如果课堂教学完全依赖多媒体课件会导致学生忽略课程内容学习，而把注意力转移到课件本身上去；多媒体课件可节省课堂板书时间，增加课堂内容的信息量，但同时导致课堂进度紧凑，学生在课堂学习过程中思维紧张，没有充分的时间对知识点深入理解和吸收。因此，通过多年的教学实践，在教学过程中笔者采用了课堂“板书教学+多媒体教学”相结合的教学模式。如在讲解晶体结构时，笔者通过板书提示类型，但具体结构通过多媒体课件展示；对于晶体热容的模型、能带理论等内容，通过多媒体课件给出主要推导步骤，但具体推导过程利用板书进行，从而增加学生的理解时间等。在多年的教学实践中，笔者对课堂板书教学+多媒体课件教学的比例进行了探讨，但得出的结论是：由于专业的不同和面对学生的不同，其比例关系不能一概而论，教师仍为课堂教学的主导，应根据课堂教学的实际情况来调整其比例关系，充分发挥板书和多媒体课件的优势，达到最佳教学效果。

三、网络资源及“课堂教学+网络自学”立体化教学模式的研究与实践

在多年的“固体物理”教学实践过程中，由于专业课的性质，课堂教学具有难以重复性，因此学生课堂听课的效果很大程度上决定了学生掌握知识的程度。借助中国石油大学（华东）“固体物理”校级精品课培育项目的进行，笔者尝试进行网站建设，制定了“固体物理”教学资料的上网计划。目前“固体物理”课程已具备教材、教学大纲、教案、讲稿、试题库等教学辅助资料。网站一旦运行，即可形成“课堂教学+网上自学”的立体化教学模式，从而摆脱学生仅依赖课堂学习的传统学习方式。

四、结束语

随着21世纪固体物理学科的发展及现代化技术的进步，对高等教育提出了巨大挑战，“固体物理”教学的改革势在必行。通过多年教学实践和研究，在我校的“固体物理”课程教学内容中实现了“一个平台+三个知识模块”的教学模式，对“固体物理”的教学方法和手段的改革及新的学习模式进行了一些有意义的探索和实践，并取得了良好的效果。

参考文献：

工业结晶论文例2

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）43-0081-02

一、前言

《晶体学基础》课程是为地质学、材料科学、矿物学等专业学生在完成高等数学、普通化学和物理学等公共课程后而开设的一门专业基础课[1-4]。对于材料科学与工程专业的学生而言，《晶体学基础》课程中的晶体结构、晶体对称性、倒易点阵、晶体投影、晶体生长、晶体缺陷等晶体学基本知识，是进一步学习《X射线衍射》、《电子显微分析》、《材料科学基础》、《材料力学性能》以及《材料物理性能》等专业课程的基础[2]。在材料科学领域，调控材料的性能是人们追求的目标。如果一种材料的成分确定，那么它的电学、光学、磁学以及力学等性能将取决于材料的晶体结构类型和晶体中存在的缺陷特征（如杂质原子的浓度、位错密度和晶粒尺寸等）。因此，《晶体学基础》课程的基础知识不仅在材料科学与工程专业各门专业课程的教学中起到重要的作用，而且将对学生们将来的材料科学与工程实践起到重要的指导作用。

开设《晶体学基础》课程以前，北京航空航天大学材料科学与工程专业的晶体学教学计划主要安排在《材料科学基础》课程中，大约讲解4学时。另一方面，在《X射线衍射》和《电子显微分析》等专业课程教学过程中，过去通常要利用2～4学时来讲解布拉斐点阵、倒易点阵等晶体学知识。这使得部分晶体学知识被重复讲授，而一些重要的晶体学知识没有得到无法全面、系统和深入地讲解。基于以上原因，北京航空航天大学自2010年起对材料专业的本科2年级学生开设了《晶体学基础》课程。

通过过去几年的《晶体学基础》课程教学实践，学生们普遍反应对晶体学基础知识的理解更加全面和深入了，同时在学习与晶体学相关的其他材料专业课程时，也更加得心应手。但是，目前的晶体学教学中还存在以下3个主要问题。

1.晶体学涵盖的内容十分广泛，它是多个学科的重要基础课程，不同学科对于晶体学知识的侧重点有所差别。目前，国内《晶体学基础》的教材主要是面向地质和矿物专业而编写的[5]，其包含的内容以及章节编排次序也是为了使地质和矿物专业学生更好地掌握相关晶体学知识而设计的。所以，现有教材的教学内容以及讲授次序并不完全适用于材料专业《晶体学基础》课程的教学。

2.《晶体学基础》课程中包含着很多晶体学基本概念，同时还有非常抽象的宏观和微观对称操作以及晶体的投影操作。在以往的晶体学教学过程中，主要借助一些静态的二维或者三维图片进行讲解，其表现力度有限，无法有效地使学生理解和掌握抽象的晶体学基本概念和理论。

3.在《晶体学基础》的授课形式上，过去主要以教师讲授为主，学生主动参与较少。仅仅通过教师对《晶体学基础》中复杂空间对称变换进行讲解，难以使学生深入理解晶体中对称特点、内部质点的堆积规律以及复杂的空间概念。同时，这样也不利于学生创造性思维和解决实际问题能力的培养。

由以上分析可见，现有的《晶体学基础》教学已经难以满足材料科学与工程专业学生培养目标的要求。因此，我们有必要对该课程的教学内容、教学手段和教学模式进行改革，以充分调动学生的学习积极性和主动性，提高学生的学习兴趣，使学生真正理解和掌握晶体学知识的精髓，为学生在将来的材料科学与工程实践中打下良好基础。

二、教学内容和讲授次序的改革

目前，本校《晶体学基础》的教学课时共32学时，与地质学和矿物学专业相比，总授课时间较少[3，4]。为了在有限的教学时间内讲授材料科学专业学生所必需掌握的晶体学基础知识，有必要将那些与材料科学专业相关性不大的内容进行删减。例如，晶体理想形态和晶体规则连生方面的内容对地质学和矿物学专业十分重要，但是对于材料专业学生来说，只需要在课程绪论中加以概述就能够满足本专业的教学要求了。同时，对于后续材料科学的其他专业课程将详细讲解的知识点，也可以进行适当删减，如晶体相变、晶体物理学等内容。另一方面，对于进一步学习材料专业其他课程而需要用到的一些重要晶体学基础知识，应该增加讲解内容的深度。例如，倒易点阵、吴氏网等基础知识对于分析材料的微观结构特征至关重要，但是，现有教材中的以上相关内容过于简单，无法满足材料专业学生的培养要求，所以，需要增加相关的授课内容。

教学内容的变更促使我们进一步思考授课内容编排的逻辑性。由于晶体学授课内容和侧重点发生了变化，所以，我们就不能按照现有教科书中针对地质和矿物专业的教学目的来安排授课次序，而应该按照材料专业对晶体学教学内容的要求，研究如何安排授课次序才能更有利于本专业学生由浅入深、循序渐进地学习相关晶体学基础知识。例如，在讲解晶体宏观对称性之前，有必要先讲解一些典型晶体结构的实例，以帮助学生形象地理解复杂的空间对称操作;将晶体的微观对称和空间群知识从原教材的第七章提前到第三章[5]，使其与晶体宏观对称合并成晶体宏观和微观对称一章，这样有利于从宏观和微观相互联系的角度进行讲解;另外，倒易点阵知识应该从原教材的第一章后移到第四章，在讲解完晶体定向和晶体学符号之后，学生们熟练掌握了晶体正空间的晶面和晶向指数，此时讲授倒易点阵知识更有利于学生理解复杂的正空间和倒易空间的相互变换。

三、教学手段的改革

《晶体学基础》课程的难点是晶体宏观和微观对称、晶体的投影以及内部质点的堆积。除了采用传统的板书和二维图形对这些晶体学难点知识进行讲解以外，我们应该更加注重利用一些三维模型。例如，在讲解晶体的球面投影和吴氏网过程中，利用地球仪作为三维实物模型，能够更好地说明晶体的各个晶面在进行球面投影过程中的操作次序，以及解释如何利用吴氏网来计算晶面夹角。在讲解晶体的旋转对称时，可以利用一些特制的三维立体模型，形象地显示出不同轴次的旋转对称;另外，在讲解晶体的极射赤平投影时，可以针对一些具有特殊对称特点的宏观晶体，让学生自己动手制作相关的三维实物模型，通过观察各晶面的投影特点，加深对极射赤平投影知识的理解。

同时，为了使学生更加形象地把握各种对称变换特征和晶面投影规律，我们应该进一步利用三维多媒体软件，制作一些三维动画作为辅助教学手段[6]。这样能够通过三维旋转来观察晶体的宏观对称特点以及晶体结构中的质点（原子、分子或离子）位置，满足晶体宏观和微观对称要素及其操作等抽象教学内容的教学目的，使学生能够直观地观察不同宏观和微观对称操作的特点，从而加深对这些抽象晶体学概念的理解。

四、研讨式教学模式的改革

本校《晶体学基础》课程在开课初期的授课形式为大班整体授课，包括所有材料专业大二的学生（约150名）。由于听课学生人数较多，导致教师难以实时掌握学生的听课效果。故而，本校自2013年起对《晶体学基础》课程进行了“小班化”教学实验（每班70～80人），有效地提高了授课效果。但是，目前的教学模式基本上还是以教师的“填鸭式”教学方式为主要授课模式，学生缺乏学习的主动性，没有积极地思考问题。因此，应该实现教师和学生共同主导本课程的教学过程，通过师生之间以及学生之间“研讨式”的教学模式，使学生在研讨过程中理解和掌握《晶体学基础》的基本概念和抽象知识。针对每堂课的重点讲授内容，教师在课堂中提出相关问题，将学生分成若干小组，每组4～6人，在教师的引导下，通过学生之间反复讨论将复杂的晶体学问题进行逐步阐明，这样也有利于检验学生对每堂课知识的掌握情况。同时，将分组讨论的结果纳入平时成绩的考核体系，鼓励学生主动提出问题，并积极地通过讨论来相互启发，进而解决各个难点问题。

另外，师生应该充分利用本校在校园网上建立的晶体学课程中心平台。一方面，鼓励学生在网络上进行自由讨论，另一方面，让学生针对以上问题在课堂上以小组为单位进行发言和讨论。通过以上“研讨式”教学模式及时获得学生学习效果的反馈，从而调整讲课速度，提高学生的学习效果。

五、总结

《晶体学基础》是材料科学与工程专业的重要基础课程，应该按照材料科学专业学生应该掌握的晶体学知识，优化编排授课内容和次序，提高授课效果;利用三维晶体学动画模型，加深学生对晶体对称要素及其操作等复杂晶体学概念和理论的理解;建立“研讨式”教学模式，针对课程的重点和难点，提出学生课堂和课后研讨的主题，检验学生对授课内容的掌握情况，提高学生通过主动提问以及相互讨论而获取知识的能力，最终使学生更好地掌握材料科学专业必需的晶体学基础知识，培养学生分析问题和解决问题的能力。

参考文献：

[1]张恩.关于《结晶学与矿物学》教学模式的探讨[J].中国地质教育，2000，（4）：41-43.

[2]张英.材料大背景下晶体学课程的改革与创新[J].科技文汇，2011，（10）：71-72.

[3]何明跃.《结晶学与矿物学》教学改革探索[J].中国地质教育，2000，（4）：57-58.

工业结晶论文例3

（灵宝市高级技工学校，河南灵宝472500）

【摘要】作为一名技工学校的教师，大多面对的是学习兴趣和能力有限的学生，在平时的教学工作中教师应该把更多的精力和时间放在课堂教学的研究上，上一堂课简单，但上一堂有特色的、经典的、让学生能够更好地完成教学任务的课并不简单。针对《电子技术基础》这门专业课中《晶闸管的识别与检测》这节课，教师可以从五个方面（课前准备、导入新课、主体探究、巩固拓展、课后反思）进行课堂设计。

http://

关键词 晶闸管；课堂教学；教学设计

关于课堂教学设计，美国教育心理学家加涅曾在（教学设计原理）(1988年）中界定为“教学设计是一个系统化规划教学系统的过程”。而《电子技术基础》是一门理论性较强的专业实践课，要求学生在掌握理论知识的基础上，完成动手操作。因此，在《晶闸管的识别与检测》的课堂教学设计中，重点要引导学生在已有知识和现实生活的环境中学习晶闸管的相关知识。

1课前准备方面

磨刀不误砍柴工，教师不应打无准备之仗。在课前准备中，教师应对教学对象（学生）进行充分分析，根据教学大纲和现实生活的实际需求设定合适的教学目标，明确教学中的重难点，寻找合适的教学方法引导学生的学习。

1.1学生基本情况

《电子技术基础》这门专业课面对的学生是维修电工专业第二学期的学生，他们虽然经过了一学期的电工基础、电工仪表和维修电工技能训练等相关课程的学习，对电路方面有一定的了解，但仍然存在理论基础比较差，实践操作能力不强的问题，在本节课的学习中应该重点培养学生认知方面及学习分析能力。

1.2教学内容基本情况

元器件的识别和检测是电子技术基础教学的重要内容，是学生进行电工电子技能训练和实际应用能力的重要组成部分。而《晶闸管的识别与检测》这节内容位于中国劳动社会保障出版社出版的电工类专业通用教材《电子技术基础》（第四版），第六章第一节，即教材的P122-126的内容。主要讲解的是在电子技术中弱电控制强电的重要元件—晶闸管的相关知识，晶闸管在“电力”、“电子”和“自动化控制”等设备中都有广泛的应用，对它的掌握和应用是整个电子电路教学的重要内容。经过这次课的学习，可以为以后学习电子电路中延时控制、自动控制与智能电路等打好基础。

1.3教学重、难点

通过本次课的学习，应该让学生重点掌握两个方面的内容：（1）晶闸管的符号及外形；（2）晶闸管的工作特性。其中晶闸管的内部结构和其工作特性较难理解，教师应作为难点内容，用多种教法相结合引导学生理解学习。

1.4教法学法设计

学生是课堂的主体，教师是课堂的引导者。本次课内容理论性强，教学过程中教师要将多种教法相融合，引导学生学习。比如用实物教学法，让学生直观的认识何为晶闸管；用多媒体教学法，将实验过程进行模拟；用提问、归纳、总结法让学生针对实验结果进行分析，得出晶闸管工作特性的结论。

2新课导入方面

温故而知新，新知识的学习也需要旧知识的复习。首先，考勤复习。

检查学生的学习情况的同时，也为本次课做准备。可以通过课前一支歌，挺高学生的精神面貌；通过课前点名，确保学生的出勤率；通过提问的方式让学生复习前一课主要知识点（二极管和三极管的工作特性），为本节课打好基础。其次，导入新课。一方面可以根据之前复习的二极管、三极管的内部结构，提出问题：如果在一块半导体材料上制作一个四层三个PN结的半导体器会有什么作用；另一方面，通过彩灯视频、家庭中的调光开关、楼道路灯由亮变暗的亮度调节等的导入让学生将抽象的理论知识与现实生活联系起来，提高学生的学习兴趣，增强学生的学习效果。

3主题探究方面

利用课件，刺激学生的视觉、听觉等，激发学生的学习兴趣，完成三个方面的学习。

3.1晶闸管的发展史

主要采用多媒体教学法，简述晶闸管的主要应用范围，让学生产生好奇，利用学生的好奇心完成教学任务。

晶闸管又称可控硅，是一种大功率半可控元件。1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管，1957年美国通用电气公司开发出第一只晶闸管产品，1958年商业化。它主要用于整流、逆变、调压、开关四个方面，应用最多的是晶闸管整流。

3.2晶闸管的结构与符号

主要采用实物教学法和实验教学法，通过图片展示不同晶闸管的外形，并引导学生用二极管、三极管的电极判断法用万用表的欧姆档判断不同形状的晶闸管的三个电极。

晶闸管具有J1、J2、J3三个PN结，是PNPN四层半导体结构。在阳极和阴极间有三个PN结，无论如何加电压，总有一个PN结处于反向阻断状态，正反向电阻均很大。门极和阴极间反并联了一个二极管，可以对其间的反向电压进行限幅，防止PN结反向击穿。

3.3晶闸管的工作特性

主要采用多媒体教学法，在电脑上根据电路原理图模拟实验过程，让学生直观看到实验现象，再根据实验现象分析晶闸管的工作特性。

实验一晶闸管的导通条件：实验条件（阳极加反向电压，门极分别加正向电压和反向电压），实验结论（晶闸管阳极在反向电压作用下，不论门极为何种电压，它都处于关断状态）；实验二晶闸管的导通条件：实验条件（阳极加正向电压，门极分别加正向电压和反向电压），实验结论（晶闸管正向导通条件：阳极加正向电压，同时门极也加正向触发电压）；实验三晶闸管导通后的实验（原来灯亮）：实验条件（阳极加正向电压，门极分别加正向电压和反向电压），实验结论（晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用）；实验四晶闸管导通后的关断实验（原来灯亮）：实验条件（门极加正向电压，改变阳极电压），实验结论（要使已导通的晶闸管关断的方法：将阳极电流减小到小于其维持电流）。

4巩固拓展方面

首先，总结课堂中的主要教学内容，让学生对于课堂内容进行再次回顾。晶闸管的工作特性：（1）晶闸管具有反向阻断能力，与二极管相似。（2）晶闸管还具有正向阻断能力，即晶闸管正向导通必须具备一定条件：阳极加正向电压，同时控制极还要加正向触发电压。（3）晶闸管一旦导通，控制极即失去控制作用，使晶闸管关断的方法是将阳极电流减小到小于其维持电流。由此可知，晶闸管是一个半可控的单向开关元件。其次，利用课堂作业检查学生对于教学目标的完成情况。作业一：晶闸管导通及关断的条件有那些？最后，进行知识拓展，布置课后作业，下次上课时进行检查。作业二：学生查资料找出晶闸管在节能照明和舞台灯光方面的应用。

5课后反思方面

晶闸管作为一种半导体器件，学生觉得最难理解的应该是它的内部结构，在讲解时，应该引导学生将晶闸管的工作特性作为学习的重点，并且通过模拟实验，用flash动画的形式，展现晶闸管的特性，让学生明白晶闸管的应用。在平时的教学中，要尽量采用多种形式、多样教法让学生觉得理论知识的学习，也并不是那么的枯燥，并注意与现实生活的联系。

http://

工业结晶论文例4

一、 对闪烁体部及各个工序的学习与认识

在蒋经理、张老师等领导的关心下，由师父韩工和小闫的悉心指导和帮助，先后深入部门各个工序进行观摩与学习，对每个工序都有了初步的了解，熟悉并了解了各个工序及作业的任务与流程。

1） 晶体生长

通过理论学习与主动实践，了解了晶体生长的工艺流程，如设计配料与装料、抽真空与封焊工艺、装炉、温场设计、调试与记录以及出炉等，每个作业都有很多技巧，均为非实践不能领悟的技艺，在以后的工作中需向王师傅等同事求教，加以深入学习并掌握。

2） 晶体加工

晶体加工是部门最重要的工序之一，同时缘于工作所需，入职以来在加工学习的机会较多。加工主要有晶体条（块）与阵列等作业，还包括内外圆、划片机、铣床、车床等在内的大型加工机床等。通过同事们悉心的授教与自我总结，使我获益匪浅。其中个别作业可独立操作，如img-m2d二维影像测量软件的应用、晶体打磨与抛光等作业。

3） 阵列

阵列是部门最重要、要求最高的工序之一。阵列置于二楼，主要包括灌胶、打磨与抛光（底表面、侧面与端面）、大nai封装、性能测试（光输出、余辉等）等作业。在刘工、姚工等的指导下，对晶体测试、封装、阵列及晶体条的打磨与抛光均有了初步的认识。学会了独立用特氟龙封装需要光输出测试的晶体，同时结合理论学习，熟悉了性能测试基本原理等有关知识。另外，由于岗位工作所需，在小闫师傅等的指导下，学会了独立操作金刚石线切割机进行cwo晶片切割、籽晶加工等操作，也掌握了一些常见问题的解决方法。

4） 提纯

提纯不像其他工序那么显眼，但是对部门却极其重要。在同事的指导下，我了解了提纯的几个基本作业，如溶料、水浴洗料、过滤、煮料、水浴结晶、真空烘料等。企业对生产废料的处理及回收利用都是非常的重视，特别是对于生产原料极其昂贵、加工废料比例极大，存在潜在污染环境等因素的企业，提纯工艺更具有全局意义。并且由于近期原料供应紧张，提纯的重要性尤为凸显。

5） 塑料闪烁体

塑闪工序生产的塑料闪烁体为部门填补了有机闪烁体领域的空白，可以发挥塑料闪烁体尺寸大、价格低、产品尺寸形貌多样化等优点，与部门传统优势产品——无机闪烁体（csi(tl)等）形成优势互补。该工序主要包括原料的分馏与提纯、聚苯乙烯的聚合（添加发光物）、加工、打磨与抛光、测试与封装等。目前，塑料闪烁体在产品闪烁性能、成本控制上还有很多需要改进与提高的地方。

6） 科研

所有的科研活动都必须要源于生产，服务于生产。所以，自从我被安排到科研岗位，在师父韩工与小闫的影响下，我深知要想搞好科研，除了要有扎实的理论基础，还必须要立足于生产，扎根于生产一线。自己不仅要能够开发出新的产品，还要能够全面了解甚至大体上掌握新产品的生产、加工、测试、包装、市场及原料的回收利用等工序。同时只有科研人员在全面掌握产品从研发到生产再到销售等的全部流程后，才能在其过程中发现问题与不足，才能逐步改进、创新，最终促进科研，使科研更有价值。

目前，部门主要的科研项目有大尺寸nai项目、半导体材料tlbr项目、纯csi项目及cwo研制项目等，本人所在岗位属cwo研制项目组。

二、对本职岗位的学习与认识

在张老师的带领下，由韩工等前辈同事将cwo项目从无到有、从立项到搭建生长炉、从无数次的温场设计与调试到第一个晶体的试生长，从晶体存在大面积开裂、粘锅、着色、性能低劣等缺点到能够生长出完好、着色明显改善、性能显著提高的晶体……他们付出了大量的心血与努力，收获了宝贵的经验，为进一步提高晶体性能打下了坚实的基础。相信在这样的一个团队里，自己的科研能力会得到很好的锻炼，个人的各种素养也会得到全面提高。深信我一定能够和这个团队并肩作战，把cwo项目顺利开展下去。

两个多月的实习生活中，cwo项目是我主要的工作与学习内容。在师父韩工和小闫深入的理论知识与丰富的经验指导下，通过查阅大量的国内外相关文献，同时结合晶体结构、晶体生长工艺与性能等理论知识，我对cwo闪烁晶体目前的研究现状、本项目所取得成果、目前研究面临的问题进行了全面的学习与了解。此外，主动参与实验设计与配料、晶体生 长过程与控制、退火工艺及样品加工与测试等每一个主要的科研环节。同时积极和项目组成员研究讨论目前遇到的各种问题及研究解决的对策与方案。

三、存在问题与解决思路

目前cwo项目组可以生长出完好、通透的晶体，但是与其他研究者类似，遇到致命的难题——晶体着色严重。晶体着色导致晶体光自吸收严重，光输出难以达到要求。另外，晶体还存在（010）面严重解理的缺点，导致晶体生长，特别是晶体加工过程产生掉片、开裂等现象。

1）着色机理

据相关文献及经验总结，一般认为由于高温熔融状态下，cwo发生分解，cdo与wo3均易挥发，且cdo挥发速率更快，导致原料组分严重发生偏析，使得晶体产生大量的cd、w、o空位、各种包裹体等缺陷及wo3、wo42-等色心，导致晶体着色。同时原料的纯度也是一个不可忽视的决定性因素。此外，个人认为晶体着色还有一个重要的原因是晶体生长本身产生的缺陷，因为可能籽晶定向不准确、生长工艺缺陷等因素造成晶体生长中产生大量的晶格扭曲及杂乱晶畴的出现，会导致晶体着色失透。至于哪种原因占主导，还需要借助精密的科研仪器进行系统性研究（可实现）。

2）分析与解决思路

①钨酸镉分解挥发

由于没有确定钨酸镉分解温度，难于可靠的判定cwo原料高温下是以分子形式还是以分解的氧化物形式挥发为主，也不利于工艺的改进，故可以做热重差热测试，分析其分解温度，再想办法从设备与工艺上解决。

②确定缺陷种类

晶体着色归根结底是由于晶体存在大量的缺陷产生的，那么探索晶体中存在的是何种缺陷，更确切的说是晶体中到底是以什么缺陷为主，对寻找改善晶体着色方法有根本的指导作用。故研究晶体中空位、杂质等缺陷以及生长产生的结构缺陷等具有重要的意义，这些应该是可以通过科学仪器进行测试分析的。如果存在大量的晶体生长缺陷，那么反复的掺杂也只能是事倍功半，我们必须得从生长工艺与方法上下功夫。

③掺杂

对于目前认为的主要以cd空位及wo3色心等引起的缺陷主要采用掺杂的方式加以解决。我们从掺杂机理及杂质离子的消色机制去分析并选择掺杂的离子。文献报道，由于nb和tb的离子半径和w接近，可以占据w挥发产生的w空位，同时可以在一定程度上提高光输出；另外，nb5+具有高温变价释放氧从而补氧空位的作用；过量的cd源可以抑制或弥补cd空位的产生等。结果表明cd、nb、tb的掺杂（单掺与共掺）起到了一定的作用，但是由于掺杂、生长工艺等还不成熟，其效果还不是很明显，需要做进一步的探索工作。

稀土元素的掺杂，这里主要指gd3+离子的掺杂。据报道gd3+离子的去色效果非常好，但是掺杂浓度一般不超过0.1%，否则会变成淡蓝色。这主要可能有两个原因，一个是gd3+离子本身有发淡蓝光成分，另一个更主要的原因是gd3+离子的敏化作用，起到了能量传递的作用，使得吸收波长蓝移，从而使吸收光谱的吸收限向高能端移动，提高晶体发光效率。

鉴于氧空位难以排出，可以采用阴离子掺杂的方式达到排除空位的效果。据文献报道，f-离子可以作为最佳阴离子掺杂，因为f-与o2-离子半径等极其相似，同时f-还可以起到增加光输出的效果。

④原料的纯度、籽晶的加工、晶体生长及退火工艺等因素都对晶体的闪烁性质有很重要的影响，有待开展进一步的探索工作。当然面临的科研难题远不止这些，相信通过逐步的探索、分析与归纳，我们一定可以克服这些难题。

四、下一步计划

工业结晶论文例5

中图分类号：TG1 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-162-2

铜-锌合金H68可用作各种复杂的冷冲件和深冲件，是工业行业中不可缺少的一种深冲材料。具有良好的塑性和较高的强度，冷形成性能好，耐腐蚀，易于切削加工和焊接，能极好地承受热、冷压力加工，广泛地用于制作各种复杂的冷冲件、深冲件等，是汽车和拖拉机行业制作水箱散热器水室的最好材料。而其H68板带材成品的晶粒大小和晶粒的均匀性，是判别水箱散热器水室用H68板带材机械性能和成形的重要依据。H68合金成品加工前的晶粒度越大，成品热处理后的晶粒度愈大。那么，最终的成品热处理的晶粒度与原始晶粒的大小是否有关？成品冷加工前的粗大晶粒能否影响到最终成品的热处理晶粒度大小？本实验就这一课题在生产实践中进行工艺总结并做如下阐述。

1 H68合金晶粒度大小与工艺因素的关系

在生产过程中，往往会因热处理温度控制不当或保温时间过长而使得热处理后的H68合金晶粒粗大，那么，H68合金热处理后的晶粒度是由哪些主要因素而决定的呢？通常合金再结晶的晶粒度与下列因素有关。

1.1 化学成分及合金相

H68合金属于单相α合金，仅有少量的非平衡结晶（α+β）两相组织形式存在于α相组成之中。（α+β）中的非平衡β相经热加工前的加热，基本能得到消除。那么，常见的H68合金可以说只有单相α组织。单相α合金通常在350℃～450℃的温度范围内完成再结晶，其再结晶温度T再为：300℃～370℃。因为单相α合金的再结晶温度是随着合金锌含量的增加而降低的。也就是说：单相α合金仅在100℃温度范围内就可以结晶完毕，即热处理时对其热处理温度应严格控制。

1.2 加工率

在对H68合金再结晶退火前的加工时，生产中通常采用的冷加工率范围在55%～78%之间。由于加工率大，可使晶粒在大变形量的条件下被充分地拉长既而得到破碎，使其合金内部储存的能量增高。生核的高能区增多，使其再结晶晶核数目增多，故而再结晶的晶粒细小。加工率对晶粒的大小关系见图1。由此可见，采用大的变形程度能使内部高能区增多，让再结晶数目增多，通过晶核数目增多也是使H68合金热处理晶粒变小的途径之一。

1.3 退火温度 、时间与加热速度

在退火过程中发现，温度愈高，再结晶完成时间愈短，晶粒长大速率也愈大（见图2）。在一定温度下，保温时间越长，晶粒逐渐长大，并在达到一定尺寸后基本终止，因为晶粒尺寸与时间呈抛物线型关系（如图3），所以在一定温度下，晶粒尺寸均会有一极限值。若晶粒尺寸达到极限值后，温度再升高，晶粒还会继续长大，一直达到后一温度下的极限值。因此要严格控制退火温度，避免温度波动引起二次再结晶，出现交替分布的粗晶带和细晶带，使晶粒不均匀。

由于合金热处理后的晶粒尺寸与加热时间成正比，加热时间与加热温度成反比；又加热速度与加热温度成正比。而我们生产通常采用的热处理温度是由热处理温度与加热保温时间来决定的。当变形程度和保温时间一定时，热处理温度愈高，再结晶后的晶粒度愈大（见图2）。所以，掌握好热处理时的加热速度对晶粒尺寸的均匀性具有决定性作用。我们设想，控制一定的加热速度，使变形金属由于冷加工变形而形成的内部位错密度较高的地方得到部分回复，减少内部畸变能之差，使加热过程中金属各部分生核均匀，再结晶过程缩短，这样便可得到均匀的再结晶晶粒。

2 试验方案和热处理工艺

2.1 实验方案

根据上述分析，H68合金属单相α高锌合金，第一，再结晶温度低；第二，晶粒易长大。又在结晶理论中指出，原始晶粒粗大，加工处理后再结晶晶粒亦大，H68合金在成品冷加工前需经过两次中间热处理（6.0 mm冷轧卷坯和2.3 mm冷加工卷坯热处理），这两次中间热处理一般要求有良好的塑性，因而热处理温度较高，材料机械性能一般抗拉强度为285kg/mm2～235kg/mm2，伸长率为51%～72%，晶粒度一般情况下是大于0.045mm的，甚至达到0.09 mm的结晶度。如果说在2.3mm冷加工卷坯热处理时，将其晶粒度控制在0.045 mm以下，由结晶理论可知，成品热处理时的晶粒度是能得到保障的。但这样势必使其伸长率下降，抗拉强度上升，会给H68合金成品冷加工带来一定困难，对带式法生产的强化轧制不利。故而从工艺考虑不能选择控制原始晶粒的方法来控制最终成品的晶粒度。

由于冷加工薄板的成品加工率均在50%以上，详见H68合金板带材的生产工艺流程那么，大加工率能使原始粗大晶粒得到充分地破碎，内部能量增高，生核数量增多，有使晶粒细化的可能。常规的热处理工艺是以炉子定温与加热保温时间而定，它对于装炉料的多少与规格不同的影响也不一致。针对热处理工艺的温度与时间这两个关键工艺参数，以成品热处理的工艺以实测料温为基准，可避免因装炉规格不同而造成的加热时间不同的弊端。

2.2 热处理工艺

根据前述的方案，H68合金的再结晶温度在300～370℃范围之内，所以热处理料温应保证大于最高再结晶温度370℃以上， 故而为了获得H68合金的最佳成品热处理温度，实施几组工艺试验，其实验结果见表1和表2。

从表中看出：随着料温的上升，晶粒度尺寸逐渐增大。其中最小0.01 mm，最大的0.03 mm，无粗大晶粒现象。

表2左半部都是6.0 mm卷坯热处理时实测值，右半部是成品冷加工前2.3 mm卷坯热处理时的实测值，也就是表1中第一组实验的原始晶粒度状况。

表1、表2联系起来进行分析得出，H68合金成品热处理的晶粒度并不因为原始晶粒的粗大的原因，而使最终晶粒度粗大，即原始晶粒均为0.045 mm～0.09 mm的情况下，在成品热处理料温380℃，热处理晶粒度也是0.01 mm～0.02 mm。说明H68合金热处理可以使晶粒度得到有效控制。

3 结论

经过对H68合金晶粒度的分析和成品热处理料温与晶粒度之间的关系得出：1）H68合金的成品热处理晶粒度基本与原始晶粒度大小无关，在加工率大于50%前提下，只与成品热处理的料温有关。2）H68合金的晶粒度基本随温度的上升而上升且线性长大，当料温大于550℃之后，晶粒度增长不明显。

参考文献

[1]中南矿冶学院金属材料有色合金教研室.金属学[M].1976.

工业结晶论文例6

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）26-0026-03

一、《晶硅电池片生产技术》课程实施项目化教学的必要性

近年来光伏产业在我国得到蓬勃发展，特别是晶硅电池片加工，其产量已连续四年稳居世界第一。虽然光伏产业在我国得到快速发展，但是光伏专业人才培养却相对滞后。常州工程职业技术学院于2011年开设“光伏材料加工与应用技术”专业，其中《晶硅电池片生产技术》课程是高职光伏专业的一门操作性很强的专业基础课，课程主要研究内容为将硅片经过复杂的物理和化学处理过程加工成具有光伏效应的电池片。通过该课程的学习，学生的综合职业技能培养和职业素质培养起着主要支撑功能。由于传统教学方法在高职人才培养过程中存在许多不足[1]，这就需要探索适合光伏人才培养方式的教学方法。

项目化教学（Project-oriented Teaching）作为一种创新性实践教学模式，源自于美国，在德国得到广泛推广，其是把整个教学过程分解为一个个具体的工作情境，从而设计出一个个项目教学案例，教学在实际项目的带动进行展开。项目化教学注重培养学生的职业综合能力，让学生直接参与到项目过程中。在教师的引导基础下，学生完成所有教学项目，在项目化教学过程中学生需要掌握授课计划涵盖的所有教学知识点。同时保证了“教、学、做、评”等相结合，理论与实践一体化，从而实现最终教学效果[1]。

我院开设的《晶硅电池生产技术》课程以高职教育理念，即“理论以够用为度，强化操作技能训练”为基础，遵循“实际、实用、实践”的基本教学规则，采用了基于工作情境的项目化教学法，该教学法注重全面培养学生的职业素养，可使学生主动参与到教学过程中，实现“教、学、做”相结合，实践与理论相统一，实现由重视理论知识教学向重点强调操作技能教学的转变[2]。

二、《晶硅电池片生产技术》项目化方案设计

通过教师走访光伏企业、行业专家，了解企业的生产工作流程，及应具备的专业能力和素质。在此基础上，召集相关教师、行业专家与光伏企业技术人员，结合《晶硅电池片生产技术》课程内容，在遵循由简单到复杂的原则基础上，确定教学项目。根据课程特点，我们设计的项目分为两大类，即课内项目（见表1）和课外项目。每一个学习项目其实就是晶硅太阳能电池片生产一个工序，在项目的设计过程中，按照电池片加工过程先后顺序，学习情境中的任务是根据车间工作岗位进行划分。课内项目是实际生产中的典型工艺流程，在项目化实施过程中学生的学习与实践更具有针对性和实操性，在项目完成过程中可掌握更贴近于生产一线的实际操作技能。在课内项目基础上，补充一些课外项目，课外项目能够保证学生相关知识体系的完整而课内项目又无法涵盖的部分。

三、《晶硅电池片生产技术》课程的项目化方案分析

项目化方案执行过程就是教学任务实施过程，其不仅培养学生学习能力过程，也是让学生获取专业知识与技能的过程，其是项目教学核心环节[3]。在项目化开始实施时，首先要确定项目小组及成员。为了让学生更加深刻感受晶硅太阳能电池企业生产过程，尽快与实际工作岗位衔接，在项目化教学过程中引入企业的管理运营模式，建立一套完整的行政管理体系，在岗位设计过程中设置车间经理、领班、组长等职位；其次是教学项目分配。小组项目确立后，由各组长负责组织项目论证，开展小组讨论，拟定项目实施规划等。课堂项目要求以每位同学准备为主，小组内合作为辅。

下面以“学习情境2”中的“单晶硅片制绒液配制”项目为例进行阐述。在实施项目化教学过程中，学生负责信息的收集、方案的确定、项目的实施及最终的评价等，学生在项目化教学教学过程中其作绝对主体作用，而教师在项目化执行过程中起到引导者、指导者和监督者身份。项目化教学实施过程如下：①明确任务，教师将“单晶硅片制绒液配制”分配给各学习小组，并分析该项目的终极教学任务是使学生能从事单晶硅片制绒工序工艺岗位。具体教学任务是使学生掌握单晶硅片制绒四个方面的知识与技能：制绒目的、制绒原理、制绒液组成及各化学品作用、制绒影响因素；②任务分析，各个项目小组依据自己的项目内容进行自学习，主要通过教材、参考文献、标准、专业网站等，获取关于项目任务的相关知识内容，查阅一些相关联的专业资料，最终完成项目报告；③制定计划，在任务分析基础上，每位小组成员都要制定项目计划，列出项目执行的内容、顺序、各阶段划分和所需实验耗材等。各项目组从多种方案中优化出最佳的“单晶硅片制绒液配制”方案，最后以小组的形式作出决策；④实施计划，项目小组开始配制单晶硅片制绒液，并记录所有项目实施过程；⑤总结分析，项目小组在单晶硅片制绒液配制完成后总结项目实施过程中存在的问题及原因，并优化项目计划；⑥成果评定，为了检验教学效果和促进教学目标的落实，同时为发现在项目化教学中出现的一些不足，教学效果评价是项目化教学中非常重要的一环。项目化教学评价由两部分组成，即项目化结果性评价和过程性实施评价。过程评价主要包括学习态度、仪器操作规范、成果质量、组内同学合作情况和6S完成情况。过程性评价采用自评、互评、教师点评等方法[4]。在各个项目完成时对学生理论知识与实践技能测试是结果性评价主要内容，其主要采用试卷测试方式进行。其组成部分见表2所示。通过以上实施过程，可以做到“教”“学”“做”“评”四个环节环环相扣，交互进行，形成一个有机整体。

四、实施效果

通过项目化教学过程实施，有助于培养学生的学习兴趣、分析问题与解决问题能力综合能力、严谨的职业态度和团队合作意识，增强学生的知识应用能力，学生的综合素质得到显著提高，“工学结合，能力为本”的现代职业教育的教育理念得到充分贯彻，课堂教学的成效得到大幅度提升。

参考文献：

[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京：教育科学出版社，2007.

[2]张荣，罗冲.高职《市场营销》课程项目化教学的实践[J].职教论坛，2012，（2）：28-30.

[3]朱红雨.高职项目化教学中教学情境创设的实践[J].职教论坛，2011，（11）：29-31.

工业结晶论文例7

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）12-0153-02

金属学原理是金属材料工程专业很重要的一门专业基础课，该课程以材料物理、化学、力学等课程为基础，重点研究材料的微观结构，加热、冷却及形变等因素对材料结构的影响。为培养综合性应用型人才，注重材料及零件的合成制备、生产加工、检测分析、工艺设计及控制。教育部联合有关部门和行业学（协）会在2010年6月共同启动“卓越工程师教育培养计划”，就是培养一大批高质量的工程技术应用人才，满足社会发展的需要。金属学原理是理论与实践结合较强的课程，结合专业发展的趋势，许多的院校都在进行课程建设和改革，许多专家学者也提出了一些课程教学方法、教学手段等方面的改革建议。但是，人才的培养目标不同，教学方法也不一样。从培养应用型人才的角度出发，以提高实践应用技能为核心，讨论课程的教学内容、教学手段、教学措施以及评价考核方法，达到提高教学质量，学以致用的目的。

一、课程教学的现状及存在问题

金属学原理共96学时，计6学分，说明该课程的重要地位。许多学校作为课程建设和教学改革的对象，取得了一些成效，但仍然还存在一些问题：

1.理论内容过于分散、概念抽象、知识之间的联系性差，课程体系需要整合；课程内容陈旧，新的研究成果未能得到及时补充，脱离企业生产需求，导致学生认为学了也没有用的现象。

2.传统的教学方法单一，教学效果差，知识被机械地、填鸭式地灌输给学生，学生感觉学习枯燥无味，其积极性、主动性差，教学手段有待提高。

3.课程的学时分配重理论、轻实践，实验实践环节所占的比重过轻，学生在实验室试验及企业进行实践锻炼的时间远远不够，学生自己能够动手的机会很少，学生的应用技能也就很难提高。

二、构建课程有机体系，实现理论知识的紧密结合

金属学原理共有十一章，知识内容体系复杂，课程章节内容划分过细，割裂了各个知识点之间的联系。以金属材料的组织结构为依据，将课程内容进行整合，划分为四大模块。

模块一，晶体结构理论包括晶体学基础、晶体中的缺陷、合金晶体结构及固体中的扩散。以原子的排列规律为主线，学习纯金属在理想条件、生产条件以及合金的原子排列方式。

模块二，金属凝固理论包括金属的结晶现象、凝固的热力学条件、凝固的形核与长大与二元合金的凝固。围绕晶体的形成过程，学习晶体形成的条件、晶体的形核、长大、二元合金凝固r溶质分布与宏观铸锭组织结构。

模块三，相图理论包括二元相图概论，二元匀晶、共晶、包晶及铁碳相图，三元相图表示方法及法则，三元匀晶、共晶相图。相图理论是研究组织形成的依据，学习过程中要抓住温度和成分两个变化因素，在不同变化条件下获得不同组织结构，得到不一样的性能。

模块四，塑性变形理论包括单晶体、多晶体、合金的塑性变形，变形金属的回复和再结晶。该模块主要研究在受外界力和载荷的条件下，晶体结构和组织形貌的变化，以及结构组织对性能的影响。

四个模块之间既有区别也有联系，四个模块分别侧重于晶体的基本结构、晶体的形成、由晶体产生的组织形态以及外界条件对晶体结构组织的影响，四个模块分别阐述了晶体的不同方面的知识。但是，模块之间又有紧密的联系，存在着一种层层递进的关系：模块一告诉我们晶体是什么；在知道了晶体基本知识的基础上，我们追溯晶体是怎么形成的；然后，晶体在不同的条件下获得什么样的产物，也就是组织；最后研究受到外界条件变化时，晶体结构及组织的变化。

三、丰富教学手段，提高教学质量

教学手段、教学方法是提高教学质量的关键因素，再好的素材，要是没有好的加工方法，也难于做出合格的产品。教学方法是获得好的教学效果、提高教学质量的钥匙。但教学方法又因地制宜、因时制宜，不同的教学目标所采用的教学方法也不尽相同。结合学校培养应用型人才的目标，教学过程要重点加强和提高学生的专业实践技能。

教学方法要多样化，使用要灵活。目前的教学手段主要是多媒体化、网络化，能够通过图片、视频等方式让知识更加形象、生动地呈现给学生；但也造成老师上课过分依赖多媒体，知识的讲解缺少过程，而是通过课件直接给出结果，这样的教学很难让学生加深对知识的理解和掌握。传统的教学方式在于强调教学过程，加深学生对知识的理解；现代的多媒体、网络教学更加能够生产实践应用的知识内容通过更加形象、生动的方式传递给学生。只有两者能够很好地结合，再加上学生的积极参与，才能取得良好的教学效果，保证提高教学质量。

四、增加实验实践环节的比重，侧重实践应用教学

实验教学是提高学生实践能力，增强学生操作动手能力，分析和解决实际应用问题的重要组成部分。现在学校金属学课程的实验教学共有5个环节，仅占10学时，提供给学生动手操作的机会太少。为提高学生的应用技能，将实验内容的学时调整为20―30学时，加大实践应用环节的比重。同时，将实验环节增加至10―15个，在更多的层面上展开实验教学。另外，对实验性质进行改革，减少验证性实验，增加设计性、综合性实验。设计性、综合性实验让学生开动脑筋、积极思考、动手操作，让学生得到真正的锻炼，提高应用技能，达到教学的目的。

五、多种应用模式相结合，切实提高专业技能

专业技能是应用型人才培养的核心，为了更好地让学生进行应用锻炼，在学校中可以组织学生进行模拟应用操作，同样也能达到实践锻炼的目的。

1.组建微型学习小组，提高学习的主动性。以5―6人为单位，将班级学生分为几个学习小组，按照正常的课程安排，定期地组织学习活动。微型小组的学习要以教师给出的课题为指导，在学习了课堂理论的基础上，让学生通过查阅文献资料，了解生产应用，设计工艺方案，掌握检测分析的方法，论证实施的可行性。

2.加强专业设计，增强专业技能。专业设计主要包括课程设计和毕业设计，教学过程要与专业设计相衔接。专业设计就是理论学习的应用，充分利用所学的知识能够设计出零件产品，是一个理论与应用相结合的过程。通过专业设计能够让学生知道所学的知识是干什么用，怎么去用，从而提高学生学习的兴趣。

3.积极参加专业技能大赛，进一步提高应用水平。学校组织学生参加见习热处理工程师考试和金相技能大赛等，这种全国性的专业技能比赛，可以为同行业之间建立起交流的平台，增强竞争意识，了解自己在行业领域内所处的位置，为以后的学习提供动力，可以更好地驱使学生进行应用能力的学习和锻炼。

六、完善考核方式，突出能力考察

传统的课程考核不能体现学生的专业技能的应用水平，为更好地体现学生的应用技能水平，技能测试应单独进行，即课程成绩=卷面理论成绩（50%）+技能成绩（30%）+平时成绩（20%）。技能成绩主要由实验成绩、企业实习成绩、课程设计成绩三部分组成。与理论成绩相比较，技能成绩占有较大的比重，作为独立的考察热荩更能彰显应用技能的重要性。

七、结论

课程教学改革以应用为中心，通过课程体系的设置、教学方法和手段的改善、实验实践教学的重视、多种应用教学模式的结合及考核方式的改进形成一套完整的改革体系。当然，课程教学改革也要结合实际情况，在教学的过程中才能做到有的放矢，在锻炼学生的应用技能时就更加具有针对性，真正满足企业的需求，服务地方经济发展。

参考文献：

[1]教育部.教育部关于实施“卓越工程师教育培养计划”的若干意见（教高[2011]1号）[Z].

[2]张桥，鄢国平，李亮，等.材料化学专业《材料科学基础》课程改革与实践[J].广州化工，2015，43（1）：167-168.

[3]郭宁，刘晓魁，覃丽禄.《材料科学基础》课程研究性教学模式的探索[J].西南师范大学学报：自然科学版，2014，39（6）：139-140.

工业结晶论文例8

近年来，人类的生活水平的提高，高品质、高附加值产品日益增加，高档饮料、果汁、生物制药等也逐渐成为人们日常消费的主体。推动了食品的加工技术与方法的发展,食品原料中含有的营养成分与风味物质等要得到最大限度的保护就离不开冷冻浓缩技术。

一、冷冻浓缩技术国内外发展现状

（一）国外发展概况

自上世纪50年代末学者们开始关注冷冻浓缩这一工艺以来，人类对冷冻浓缩技术的研究已有较长的历史。荷兰Eindhoven大学Thijssen等在70年代成功地利用奥斯特瓦尔德成熟效应设置了再结晶过程造大冰晶,并建立了冰晶生长与种晶大小及添加量的数学模型,从此冷冻浓缩技术被应用于工业化生产。依此制造的Grenco冷冻浓缩设备在食品工业中用于果汁、葡萄酒、咖啡提取物、牛奶等的浓缩，得到了高质量的产品。

之后，Shirai等为降低成本在采用悬浮结晶冷冻法时将小冰晶凝聚成为大冰晶来减小单位体积冰晶的表面积。研究者以10%(质量分数)的葡萄糖溶液做试料,在0.212K的过冷却度下,添加占溶液总量6%(质量分数)的种晶,经7h凝聚成直径为0.77mm～2.85mm的大冰晶。他们还将此方法用于海水淡化及烧酒废液处理等方面。MarinoRodriguez等[3]对比研究了反渗透法和冷冻浓缩法在从废水中去除戊酸中的应用，两种操作方法的经济运算结果表明冷冻浓缩法的能耗虽是反渗透的五倍，但却正好折中了反渗透中所用膜的代价。

F.A.Ramos将冷冻浓缩技术应用于一种生长于安第斯山脉的浆果，发现此技术并未改变其果肉的色泽及PH值，并明显降低了挥发性物质的损失量，且很好地保留了浆果独特的香味。

OsatoMiyawaki将管式结冰渐进式冷冻浓缩系统应用于咖啡萃取物可其溶液浓缩至30%，含果肉的番茄汁可浓缩至12.5%，而将夹带有5%果肉的冰相溶解再次经过管状结冰器浓缩后所得冰相的浓度低至0.25%，如果事先将果肉去除，则番茄汁可浓缩至40%，蔗糖水溶液可由41.8%浓缩至54.8%，且浓缩效果非常好。

（二）国内研究及应用现状

由于冷冻浓缩的基本原理很简单，我国传统的老陈醋生产工艺中就曾应用过冷冻浓缩技术。近年来，该技术在国内已被广泛应用于各行业中，并在相关理论和设备开发上取得了许多新进展。

1.酿酒业。冷冻浓缩的优势尤其可用于酿酒产业。冷冻浓缩技术最先在啤酒工业中应用，可在除去冰晶的同时除去形成混浊的多酚、丹宁酸等物质，从而减少啤酒的贮存容积，特别是对冷冻浓缩后的啤酒采用混合水技术可以完全恢复到原来的啤酒。后来，有人通过对葡萄酒进行冷冻分离试验,发现酒精和还原糖比较易于利用冷冻法在液相中进行浓缩分离，通过冷冻浓缩技术改善了干白葡萄酒的品质。

2.果汁工业。我国是生产甘蔗的大国，将糖蔗改种果蔗并加工成甘蔗汁既解决了甘蔗的销路,又满足了人们对果汁日益增长的需要。甘蔗汁的热敏性很强,对其进行普通的蒸发浓缩极容易使甘蔗汁焦糖化,丧失其特有的风味。应用冷冻浓缩工艺对甘蔗汁的处理，对浓缩前后的甘蔗汁进行了感官上的比较，发现浓缩后的甘蔗汁品质稳定，除了在颜色、气味、甜味方面感觉更加浓重外,其它基本保持了冷冻浓缩前甘蔗汁的原有风味。

3.制药业。冷冻浓缩已发展应用到制药工业，因此它为开发新产品和改良品种大开方便之门，并且通过其高效的加工节省能源。用冷冻浓缩工艺对中药水提取液进行中试规模的浓缩试验制取口服液，试验表明用冷冻浓缩工艺代替真空蒸发浓缩可免去某些口服液制造过程中的醇沉工序，从而改善口服液的口感。

由于木聚糖酶解所得到的低聚木糖溶液常常需要脱水浓缩，如采用真空蒸发浓缩，可能导致低聚木糖在加热管表面结焦变性，降低产品的质量。江华等研究了低聚木糖溶液冷冻浓缩时的冰晶生长动力学以及悬浮结晶法冷冻浓缩低聚木糖溶液过程中各因素对低聚木糖在固液两相中分配的影响，为低聚木糖冷冻浓缩过程的开发利用提供了理论依据。二、冷冻技术发展方向

食品冷冻浓缩技术与传统浓缩方法相比，其浓缩产品的质量是最好的，但仍存在某些问题。当物料粘度高时难以生成大冰晶，且由于迅速冷却而形成的微小冰晶不能彻底从母液中分离出来，难以回收附在冰晶上的可溶性固形物和一些有效成分，从而限制了它的推广与使用。

近年来有关冷冻浓缩的理论和技术又取得一些新进展。其中，将冰核细菌(IceNucleation-ActiveBacteria，简称INA细菌)用于食品冷冻浓缩中，是生物技术在食品中的一项独特应用。国外已有相关文献报道，表明INA细菌可显著提高食品的过冷点，缩短冷冻时间，节省大量能源；还可促进较大冰晶的生长，使结晶操作成本降低，同时又使分离操作所需费用及因冰晶夹带所引起的溶质损失减少。

Kumeno等用X.campestrisINXC-1对蛋清冷冻浓缩后加热形成硬胶，其物理性质如起泡性、稳定性、硬度、粘弹性等均优于常规生产的产品。Minjung等用P.syringae冷冻浓缩苹果汁，加入细菌的样品在-2.2℃就出现冰核并开始结冰，而不加细菌的样品则无结冰现象。

Watanabe等用海藻酸钙包埋E.ananas制成活性胶囊,加入蛋清中做冷冻试验，发现加了细菌的约在-3℃就有冰晶析出，而没加的则在-18℃才有冰晶出现，熔化冰晶阶段无显著差异；又用E.ananas冷冻浓缩柠檬汁，浓缩汁的可溶性固形物回收率高，风味营养成分保持好，GC分析和感官评定均表明与原汁无异。

三、冷冻技术的发展前景

冷冻浓缩技术现已证明优质可靠，极具市场活力。随着社会的进步，经济的发展，人们生活水平的提高，冷冻浓缩这一低能耗、可生产高质量产品的加工技术具有很大的发展潜力。此方法除了用于浓缩，也可考虑用于有机废水的处理，活性物质的回收再利用等方面。同时，整体的冰结晶又是很好的蓄冷、降温用冷源。这些方面对于保护环境、促进资源的再利用都是很有意义的。

对食品冷冻浓缩技术来说，应在提高冰晶纯度、减少固形物损失及降低生产成本方面加以深入研究，这样才能充分发挥其自身的优势。冰核微生物用于食品冷冻浓缩中，属于生物技术与食品加工相结合的一项高新技术，极富应用潜力。

参考文献：

工业结晶论文例9

近年来，人类的生活水平的提高，高品质、高附加值产品日益增加，高档饮料、果汁、生物制药等也逐渐成为人们日常消费的主体。推动了食品的加工技术与方法的发展,食品原料中含有的营养成分与风味物质等要得到最大限度的保护就离不开冷冻浓缩技术。

一、冷冻浓缩技术国内外发展现状

（一）国外发展概况

自上世纪50年代末学者们开始关注冷冻浓缩这一工艺以来，人类对冷冻浓缩技术的研究已有较长的 历史 。荷兰eindhoven大学thijssen等在70年代成功地利用奥斯特瓦尔德成熟效应设置了再结晶过程造大冰晶,并建立了冰晶生长与种晶大小及添加量的数学模型,从此冷冻浓缩技术被应用于 工业 化生产。依此制造的grenco冷冻浓缩设备在食品工业中用于果汁、葡萄酒、咖啡提取物、牛奶等的浓缩，得到了高质量的产品。

之后，shirai等为降低成本在采用悬浮结晶冷冻法时将小冰晶凝聚成为大冰晶来减小单位体积冰晶的表面积。研究者以10%(质量分数)的葡萄糖溶液做试料,在0.212k的过冷却度下,添加占溶液总量6%(质量分数)的种晶,经7h凝聚成直径为0.77mm～2.85mm的大冰晶。他们还将此方法用于海水淡化及烧酒废液处理等方面。marino rodriguez等[3]对比研究了反渗透法和冷冻浓缩法在从废水中去除戊酸中的应用，两种操作方法的 经济 运算结果表明冷冻浓缩法的能耗虽是反渗透的五倍，但却正好折中了反渗透中所用膜的代价。

f.a. ramos将冷冻浓缩技术应用于一种生长于安第斯山脉的浆果，发现此技术并未改变其果肉的色泽及ph值，并明显降低了挥发性物质的损失量，且很好地保留了浆果独特的香味。

osato miyawaki将管式结冰渐进式冷冻浓缩系统应用于咖啡萃取物可其溶液浓缩至30%，含果肉的番茄汁可浓缩至12.5%，而将夹带有5%果肉的冰相溶解再次经过管状结冰器浓缩后所得冰相的浓度低至0.25%，如果事先将果肉去除，则番茄汁可浓缩至40%，蔗糖水溶液可由41.8%浓缩至54.8%，且浓缩效果非常好。

（二）国内研究及应用现状

由于冷冻浓缩的基本原理很简单，我国传统的老陈醋生产工艺中就曾应用过冷冻浓缩技术。近年来，该技术在国内已被广泛应用于各行业中，并在相关理论和设备开发上取得了许多新进展。

1. 酿酒业。冷冻浓缩的优势尤其可用于酿酒产业。冷冻浓缩技术最先在啤酒工业中应用，可在除去冰晶的同时除去形成混浊的多酚、丹宁酸等物质，从而减少啤酒的贮存容积，特别是对冷冻浓缩后的啤酒采用混合水技术可以完全恢复到原来的啤酒。后来，有人通过对葡萄酒进行冷冻分离试验,发现酒精和还原糖比较易于利用冷冻法在液相中进行浓缩分离，通过冷冻浓缩技术改善了干白葡萄酒的品质。

2.果汁工业。我国是生产甘蔗的大国，将糖蔗改种果蔗并加工成甘蔗汁既解决了甘蔗的销路,又满足了人们对果汁日益增长的需要。甘蔗汁的热敏性很强,对其进行普通的蒸发浓缩极容易使甘蔗汁焦糖化,丧失其特有的风味。应用冷冻浓缩工艺对甘蔗汁的处理，对浓缩前后的甘蔗汁进行了感官上的比较，发现浓缩后的甘蔗汁品质稳定，除了在颜色、气味、甜味方面感觉更加浓重外,其它基本保持了冷冻浓缩前甘蔗汁的原有风味。

3. 制药业。冷冻浓缩已发展应用到制药工业，因此它为开发新产品和改良品种大开方便之门，并且通过其高效的加工节省能源。用冷冻浓缩工艺对中药水提取液进行中试规模的浓缩试验制取口服液，试验表明用冷冻浓缩工艺代替真空蒸发浓缩可免去某些口服液制造过程中的醇沉工序，从而改善口服液的口感。

由于木聚糖酶解所得到的低聚木糖溶液常常需要脱水浓缩，如采用真空蒸发浓缩，可能导致低聚木糖在加热管表面结焦变性，降低产品的质量。江华等研究了低聚木糖溶液冷冻浓缩时的冰晶生长动力学以及悬浮结晶法冷冻浓缩低聚木糖溶液过程中各因素对低聚木糖在固液两相中分配的影响，为低聚木糖冷冻浓缩过程的开发利用提供了理论依据。

二、冷冻技术 发展 方向

食品冷冻浓缩技术与传统浓缩方法相比，其浓缩产品的质量是最好的，但仍存在某些问题。当物料粘度高时难以生成大冰晶，且由于迅速冷却而形成的微小冰晶不能彻底从母液中分离出来，难以回收附在冰晶上的可溶性固形物和一些有效成分，从而限制了它的推广与使用。

近年来有关冷冻浓缩的理论和技术又取得一些新进展。其中，将冰核细菌(ice nucleation-active bacteria，简称ina细菌)用于食品冷冻浓缩中，是生物技术在食品中的一项独特应用。国外已有相关 文献 报道，表明ina细菌可显著提高食品的过冷点，缩短冷冻时间，节省大量能源；还可促进较大冰晶的生长，使结晶操作成本降低，同时又使分离操作所需费用及因冰晶夹带所引起的溶质损失减少。

kumeno等用x.campestris inxc-1对蛋清冷冻浓缩后加热形成硬胶，其物理性质如起泡性、稳定性、硬度、粘弹性等均优于常规生产的产品。minjung等用p.syringae冷冻浓缩苹果汁，加入细菌的样品在-2.2℃就出现冰核并开始结冰，而不加细菌的样品则无结冰现象。

watanabe等用海藻酸钙包埋e.ananas制成活性胶囊,加入蛋清中做冷冻试验，发现加了细菌的约在-3℃就有冰晶析出，而没加的则在-18℃才有冰晶出现，熔化冰晶阶段无显著差异；又用e.ananas冷冻浓缩柠檬汁，浓缩汁的可溶性固形物回收率高，风味营养成分保持好，gc分析和感官评定均表明与原汁无异。

三、冷冻技术的发展前景

冷冻浓缩技术现已证明优质可靠，极具市场活力。随着社会的进步， 经济 的发展，人们生活水平的提高，冷冻浓缩这一低能耗、可生产高质量产品的加工技术具有很大的发展潜力。此方法除了用于浓缩，也可考虑用于有机废水的处理，活性物质的回收再利用等方面。同时，整体的冰结晶又是很好的蓄冷、降温用冷源。这些方面对于保护环境、促进资源的再利用都是很有意义的。

对食品冷冻浓缩技术来说，应在提高冰晶纯度、减少固形物损失及降低生产成本方面加以深入研究，这样才能充分发挥其自身的优势。冰核微生物用于食品冷冻浓缩中，属于生物技术与食品加工相结合的一项高新技术，极富应用潜力。

参考 文献：

工业结晶论文例10

1988年6月，欧阳征标到深圳大学任教，现任深圳大学太赫兹技术研究中心副主任、固态光子实验室主任等职，长期从事光子晶体的理论及相关光子器件的开发研究。

近年来，在光子晶体研究领域，他提出了一系列新型的光子晶体全光逻辑门和全光半加器等逻辑光路；他还提出了一类光子晶体磁光环行器、单TM模工作的磁性材料Bragg光纤结构、宽禁带全角度反射器结构以及正入射情况下超窄频带、超窄角度单偏振滤波器结构等。他发现了光子晶体谐振腔的模式分类特性和复周期光子晶体中的密集多通道滤波特性。他提出的二维FIBONACCI光子晶体的概念，从理论和实验上证实了该光子晶体存在较大的光子禁带。