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航空航天技術的發展史范文1
關鍵詞：紡織材料；紡織設計；發展
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.049
在科技發展史上其最重要的組成部分為材料科學，隨著科學技術的發展和進步，高科技和航天技術趨于成熟，其對材料的依賴更重，現代科技對材料的需求是普通的纖維材料所不能提供的，因此這就要求尋找新的替代品，要求其不僅具有較高的強度、易于設計和制作，還需要造價相對便宜。筆者在本文中首先分析了紡織復合材料，然后就其應用的領域和應用優勢加以探討，最后研究了影響紡織結構復合材料的組成與設計的因素，以期進一步促進材料科學的發展和進步，為其更好的服務于人類奠定基礎。
1 紡織復合材料技術剖析
和傳統的纖維復合材料相比，紡織復合材料具有較大的不同。我們常講的纖維復合材料指的是經過一定的角度和順序鋪層或纏繞纖維束制成的，纖維材料和基體材料在纏繞和鋪層的同時重新組合，最終形成層狀物，所以也被我們稱之為層壓復合材料。同時，存在于纖維復合材料中的纖維相互平行，彼此不疊加。紡織結構復合材料利用的是纖維束制成預定的結構形狀，然后以此為骨架，經過固化后形成復合材料。革新這種工藝，讓紡織結構復合材料對比普通符合材料具有更大的優越性，然而其細觀結構比較復雜，這讓分析、設計變得比較繁瑣。很多的研究人員經過共同的努力，分析這種模型，雖然一些應用上的問題可以解決，但是還不夠成熟，需要進一步的進行探討，以便于對設計方法、標準等進一步統一，為紡織結構材料的普及、應用夯實基礎。
2 紡織結構復合材料實際應用領域
紡織結構復合材料的應用比較廣泛，其應用涉及微觀世界和宏觀世界。
2.1 航空航天工業
如今，作為國家科技水平的象征，航空航天工業獲得較快的發展，飛機中最大的負荷之一是其自身的飛行重量，怎樣把其負荷重量減輕，需要紡織復合材料為支撐，這也是為什么航天工業如此重視紡織復合材料的原因。如今紡織復合材料的使用不僅僅局限機的內部裝修，在其諸如艙門、雷達罩等比較重要的結構部件中都有使用。
2.2 汽車工業
汽車工業自紡織復合材料出現之日起就表現出濃厚的興趣，重視程度不斷提升，在汽車制造業中使用紡織復合材料不僅有效的降低了制造成本，也將其剛度、強度有效的提升。除此之外，在軍事工業、體育等行業中也廣泛的使用了紡織復合材料。
2.3 建筑行業
使用于建筑領域的紡織機構可以分為兩類：剛性復合材料和柔性復合材料，不管怎樣，如今的社會中廣泛的使用紡織結構材料。
3 紡織復合材料的應用優勢
其一，設計性強，可以按照實際的情況增加纖維束的數量，或者以實際需要為出發，構建零部件后完成組合件。這樣的有點讓其的應用范圍大大的擴大，在高精密和機械加工等科學上扮演著重要的角色。
其二，較高的強度和模量，尤其是全方位的增強厚度方向、橫向方向，保證材料的耐受性更高，具有較高的韌性；這種特性讓紡織復合材料廣泛的使用在高壓設備等行業，在航空航天領域也有所使用。
其三，比較容易預成型以及整合前便于放置機敏類材料。
其四，能夠自動化生產，具有較高的效率，大大減少加工量和連接量。長時間以來，科研院所、企業等致力于尋找一種材料，要求其具有較少的加工量和連接量，這會降低其成本，縮短制造周期，這也就意味著經濟效益的提升，科研單位可以在能源節約的研究上獲得更大的突破和發現。
4 紡織結構復合材料的組成與影響設計的因素
紡織結構復合材料的形態和自然界的組多生物非常的類似，其不同的為通過現代的紡織技術制造形成多種預定成形結構。纖維束網絡骨架在成型后加入一些必要的基體材料，完成固化環節后制作紡織結構復合材料?；w材料是紡織結構復合材料的另一種組分，基體材料主要有四類，分別是：樹脂基、金屬基、陶瓷基和碳基。就復合材料而言，基體主要扮演著荷載傳遞、均衡以及固箝支持纖維的角色。唯有有機的協調纖維和基體，才能讓各自的性能最大限度的發揮出來，為材料的整體性能貢獻力量。
對工程力學進行估算的混合律僅僅是處理工程的一種模式，因此在判定各個組分發揮作用的時候不應該單純的使用混合律。之所以不能對其單一的使用，是因為基體材料對紡織結構復合材料的力學性質、工藝性質以及環境的溫度、介質、導電、導熱等產生直接的影響。根據相關研究結構表明，分別固化兩組之后，小組之間相互作用的力有四種，讓其成為有機的整體：其一，小組自身具有的內聚力；其二，纖維表面的空隙因為基體分子的滲透作用產生的機械作用力；其三，吸附力，包括氫鍵以及分子間作用力；其四，纖維表面化學基團和基體的化學基團經過復雜的化學反應形成的化學鍵產生的作用力。這是在考慮工藝方法選擇和組分選擇中最應該考慮的因素。
5 結束語
不管怎樣，纖維和基體材料是紡織結構符合材料設計中首選的。對材料進行選擇要分析其溫度、濕度、腐蝕性等其他化學性質和化學作用；在其產品特點以及功能特點的要求下，充分的使用固化技術以及預定成形技術；如果使用的環境等條件相同，我們應該考慮其經濟性。社會經濟的發展讓紡織材料和紡織設計具有廣闊的發展空間，我們要對其進行深入的研究和探索，發現更多的實用材料，更好的服務于人類。
參考文獻：
[1]大勢所趨 應運而生 寫在中國紡織材料交易中心開業之時[J]. 紡織服裝周刊，2012（09）.
航空航天技術的發展史范文2
關鍵詞:情景教學;物理化學;課程教學
從2013年開始我國進入產業結構調整優化和轉型升級的新階段，產業結構的轉型升級在數量、層次和結構上增加了對既具備扎實理論基礎，又有實踐操作能力的應用技術型人才的多樣需求［1］。有研究表明:目前我國高級工、高級技師和高級工程師等技術應用型人才求人倍率分別高達2.34、2.25、2［2］。為滿足新形勢下對應用技術型人才的需求，我國對高等教育做出了新的部署，提出采取試點+示范引領等方式引導一批普通本科高等學校向應用技術類型高等學校轉型。面對轉型發展這個現實問題，地方高校以培養高素質應用型人才為目標，積極推進人才培養模式創新，逐步改革和完善人才培養體系。課程教學在人才培養過程中具有至關重要的作用，為切實提高應用型化學化工專業特色人才的培養質量，適應當前地方高校應用技術轉型發展人才培養模式改革的需求，各位教育工作者在教學方面都在認真貫徹教學內容、教學方法和教學手段的改革［3］，不斷提高學生理論與實踐相結合的能力，培養學生分析問題、解決問題的能力，強化學生創新意識和創新能力。物理化學作為化學化工專業的核心課程，其與物理學、高等數學和化學基礎理論具有緊密聯系，互相滲透。與其它專業課程相比，物理化學的理論性強，公式繁瑣，模型抽象，內容枯燥，是一門公認的難教難學的課程。在傳統的物理化學教學中，主要以課堂講授為主，機械式地向學生灌輸大量抽象的理論和復雜的公式，致使學生產生厭學情緒，嚴重影響物理化學課堂學習效果。如何通過物理化學課堂教學方法的改革，激發學生學習興趣，提高學生分析問題，解決問題的能力是物理化學課程教學中亟待解決的問題。情景教學主要是教師圍繞教學內容，有目的地引入或創設一個真實或虛擬的情景，讓學生參與到教學過程中，激發其主動學習的興趣，通過分析問題、解決問題和掌握問題能力的培養，提高學生的思考能力和實踐能力，最終實現教學目標的一種教學方法［4］。筆者在物理化學課堂教學實踐中廣泛采用情景教學法，調動學生學習的積極性，充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用。現就筆者在實踐教學中通過問題設置、實驗探究、化學史實、多媒體技術、生活實際及社會熱點等方法創設教學情境的應用作簡要介紹。
1創設問題情景，激發學習興趣
學生學習行為的開展是以其學習心理為基礎的，抓住學生學習心理特點，合理開展課堂教學活動，有助于提高學生學習效果［5］。在化學化工專業本科人才培養方案中，物理化學課程基本開設在第五、六學期，此階段學生平均年齡在21歲左右，不僅具有對未知事物強烈的探索欲望，而且具有較強的學習能力和理解能力。在課堂教學中引入積極有深度的問題，能夠引發學生探求新知的積極性，培養學生自主學習能力。問題情景的創設不僅需要與教學目標相符，緊密聯系教學內容，還需要基于學生已有的認知水平，具有啟發性、條理性，同時符合循序漸進的認知規律才能逐步引導學生啟發思維、探求新知。例如，熱力學第一定律的應用是化學熱力學基礎內容中的重點，其包含功、熱、焓、熱力學能、熱容等量值計算，涉及到簡單的P/V/T過程、相變化過程和化學變化過程等。該部分內容抽象、枯燥，理論性強，如何引起學生對該部分內容的學習興趣至關重要。鑒于現階段學生好奇心強烈的特點，可以合理設問，引導學生自主探索知識，解決問題。在本學時內容講解時，筆者首先向學生介紹科普知識，例如，近年來我國科學技術的發展突飛猛進，尤其是航空航天技術的發展可謂是日新月異，火箭主要依靠攜帶的推進劑(燃料和氧化劑)發生燃燒反應，釋放大量熱氣從火箭發動機噴射出，產生推動力，直到火箭達到極高的運行速度。此時學生對航天技術的神秘性產生了情感升華，對航天技術和化學的聯系產生了濃厚的探知興趣，借此向學生設置問題:火箭這一龐然大物究竟要攜帶多少推進劑才可以完成預定的飛行計劃?引發學生思考。隨后向學生介紹熱容、相變熱、相變焓、標準摩爾反應焓、標準摩爾生成焓、標準摩爾燃燒焓以及蓋斯定律等定義，協助學生逐步探討化學反應焓變和熱力學能變、溫度的關系，最后逐步掌握化學反應過程中焓變和熱力學能變的計算，破解火箭飛行需要攜帶多少推進劑的問題。在該過程中，通過科普知識設問，調動了學生學習的積極性，有助于引導學生自主學習，使學生掌握學習的重點，具備解決問題的能力，獲得學習的成就感，提高學習效果。
2設計探究實驗，分析解決問題
物理化學是一門實踐性很強的學科，其學習目的不僅是理解和掌握物理化學的概念和原理本身，更重要的是將所學的知識應用于實踐中，分析和解決實際問題，創造出新成果。教師可以設計與教學內容相關的探究實驗，通過實驗前的科學假設、實驗現象和實驗結果的分析，讓學生在實驗的情景中發現問題，獲得科學理論、規律和事實。通過設置探究實驗，既讓學生在增強科學體驗的過程中掌握了科學知識，又激發了學生探究科學和知識規律的興趣。美國心理學家杰羅姆•布魯納認為，在教學過程中，學生是一個積極的探究者，教師的作用是要形成一種學生能夠獨立探究的情境，而不是提供現成的知識［6］。在培養學生創新能力及實踐能力的同時，培養學生通過實驗方法分析理論和解決問題的能力亦具有重要意義。例如，精餾分離是有機化學實驗中常見的分離方式，其分離原理是物理化學相平衡相關章節的重點學習內容。在課時內容學習前，讓學生通過精餾的方式分別分離甲苯－苯混合溶液、乙醇－水混合溶液、氯仿－丙酮混合溶液，利用阿貝折射儀檢測精餾塔頂、塔底餾分的組成。餾分組成差異性的結果致使學生對精餾原理產生濃厚的探知欲，引導學生繪制三種混合溶液的沸點－組成圖，結合沸點－組成圖分析得出精餾是一個部分冷凝和部分汽化過程的連續過程。通過對比甲苯－苯、乙醇－水、氯仿－丙酮三種組成的沸點－組成圖得出混合溶液沸點組成圖有無極大和極小值類型在精餾過程中塔頂、塔底餾分組成的規律。探究實驗的引入使學生主動去思考，發現問題，分析問題，通過實踐的方法獲取抽象的理論知識，做到知識的融會貫通。
3結合化學史實，啟發學生思維
理論知識體系的建立是科學家們不斷發現、推測、實踐與驗證的過程，化學的發展史實際上就是一部運用物理和化學實驗方法進行實驗探究，以獲取化學實驗事實，進而建立學科理論的發展史?；瘜W史料生動地向學生展現了科學家探知理論的艱辛過程。利用化學史實創設教學情境，可以使學生從發展的高度，以開闊的視野全面深刻地理解知識理論的演變過程，以辯證和發展的眼光去看待理論成果，激發學生完善和發展科學的興趣和動機［7］。例如，人工降雨技術的發展，可以追溯到1920年南非科學家開展的“給云注射催化劑”的初步試驗，后經全球各國近50年的實驗，探索出利用強吸水性鹽進行人工降雨解決干旱問題或降低冰雹災害的有效方法。通過向學生播放“人工降雨”紀錄片，使學生深入了解人工降雨的原理，利用強吸水性鹽進行人工降雨的利與弊，人工降雨技術發展的前景。將表面物理化學理論與科技緊密聯系起來，使學生直觀地體會到所學理論知識的科學價值，啟發思維，深化理論學習效果。
4利用多媒體技術，變抽象為具體，洞悉重點知識
多媒體技術的發展充實了課堂教學，其在教學中的應用，對教育教學改革起到了巨大的推動作用。多媒體輔助教學具有傳統教學無法取代的優勢，它能結合圖、文、聲、像、景等，創設逼真的教學情景，化抽象為直觀，化靜止為運動，將知識生動形象地展現在學生面前，使學習變得生動有趣，幫助學生理解抽象的物理化學概論及原理，啟發學生思維，提高學生的探究能力［8］。例如，在中學化學及大學無機化學中均涉及到電解池的相關原理，相應課本內容均較簡單。由于電解池相關知識點的重要性，物理化學在電化學反應的平衡與速率章節中再次重點介紹了電解池。心理學研究表明，人們對世界的感知認識總是首先注意那些新的信息，因為它們具有刺激性和吸引力，同樣學生對學習的興趣也在于它是否能提供新的信息［7］。筆者在教學實踐中首先向學生展示電解鋁工作車間的照片、生產過程的錄像，然后推動學生猜測電解鋁槽的結構，隨后結合電解槽的側面剖析圖引導學生了解電解鋁的原理，最后在此基礎上概括總結電解池的相關知識內容。筆者通過利用多媒體技術，將電解池的工作原理具體到化工生產車間應用中，通過計算機模擬化學實驗原理，不僅可以提高實踐教學的質量，同時無形中調動了學生的學習興趣，提高了學生的探究能力。
5聯系生活實際，結合社會熱點，做到學以致用
學習知識的最大價值在于能夠應用所學知識解決其生活中遇到的實際問題，做到知識的遷移與應用。物理化學知識在實際生活和生產中具有重要應用，在環境問題、能源問題、食品安全和藥品安全等方面與教學內容相關的教學情境比比皆是。在教學實踐過程中聯系生活實際，結合社會熱點，創設真實的教學情景，有助于使學生了解所學知識的價值意義。例如，2016年山東警方破獲案值5.7億元非法疫苗案，涉案疫苗未經嚴格冷鏈存儲運輸銷往全國18個省市，引起社會一片恐慌。疫苗是一種脆弱的生物制劑，對溫度的要求敏感，溫度的高低直接關系到疫苗的保質期。筆者在化學反應速率與溫度的關系相關學時內容講授過程中結合該教學情境，引導學生學習阿倫尼烏斯方程，利用阿倫尼烏斯方程的不定積分和定積分形式剖析速率系數與溫度的關系，再結合已學的化學反應速率方程，計算出不同保存溫度下疫苗的保質期。在該學習過程中，學生清晰地了解了疫苗冷藏儲存的重要性，綜合掌握了化學反應速率方程和阿倫尼烏斯方程的應用，學習目標得到明確，學習效果得到提高。
6結語
物理化學是一門重要的理論課程，傳統教學模式已經不能滿足當下應用技術轉型教育的需求，如何進一步提高教與學的質量，培養具有創新能力的應用型人才，需要授課教師不斷的探索、改革和實踐。在物理化學實踐教學中，通過創設豐富多彩的教學情景，有助于激發學生的學習興趣，促使學生主動學習，提高教學效果。同時，在不同的情景教學中可以提高學生分析問題、解決問題的能力，培養學生的探究能力和創新能力。情景教學的形式多樣化，如何創設與教學內容緊密聯系的教學情景，做到有目的地組織教學，有目標地培養人才，對一線教育工作者提供了新的挑戰和機遇。
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