浅谈学科前沿讲座的学习感受

时间:2024.3.24

沿

04101430

中德学院

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浅谈学科前沿讲座的学习感受

学科前沿是指某一学科中最难代表该学科发展趋势制约该学科当前发展的关键性科学问题、难题及相应的学说。我作为一名中德学院的机械工程专业学生有幸聆听了由李炳文、朱华、李宝林等矿大一流教授作的机械工程学科前沿讲座,教授们从日常生活中的小例子向大家诠释“前沿”的内涵,所谓前沿,就是无论在国内还是国外都没有重复的科学发展事态。同时,他们结合自身做学术研究过程中的种种经历,以平实而又生动的语言讲述着做学问要付出的各种努力以及要去接触的各种问题。随后,教授们分别向大家介绍了各自目前从事的学科前沿问题,同时强调“做学问需要结合时代的需要,符合时代背景,与国际接轨”,并告诫同学们要注重积累,拓宽专业知识。通过这16个学时的学习,我在对机械专业有了更深层次的认识。机械可以完成人用双手和双目,以及双足、双耳直接完成和不能直接完成的工作,而且完成得更快、更好。现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复杂的机械和机械装置,使过去的许多幻想成为现实。机械对于社会和人的生活具有重要意义。

在李炳文教授的学科前沿讲座中,我被他清晰的思路

和表达、严密的逻辑和证据、学者应有的良知与责任而折服。 他带着我走进了 “液压支架”这门学科。液压支架是综采设备的重要组成部分。它能可靠而有效地支撑和控制工作面 2

的顶板,隔空采空区。防止矸石进入回采工作面和推进输送机。它与采煤机配套使用,实现采煤综合机械化,解决机械化采煤工作中顶板管理落后于采煤工作的矛盾,进一步改善和提高采煤和运输设备的效能,减轻煤矿工人的劳动强度,预防事故的发生,最大限度保障煤矿工人的生命安全。据李老师说矿山机械设备落后一般机械设备二十年,在那里生产的物资推动着中国的发展,而没有人来推动他们的发展。在这里我深深地体会到我校的老师走进深山,守住寂寞,发明并研发的 “悬浮式液压支柱系列”、“双伸缩悬浮式液压支柱系列”、“液压支架用悬浮式液压立柱系列”、“液压支架用双伸缩悬浮式液压立柱系列”、“超静定液压支架系列”、“大采高超静定液压支架系列”、“特大采高超静定液压支架系列”、“大采高充填式液压支架系列”及特大采高充填式液压支架系列等系列产品。用自己的聪明才智来解救那些用生命换来工业粮食的矿山工人们。

朱华教授利用影视资料,介绍近年来我国发生矿难情

况。我国煤矿矿井灾害事故频繁发生,人员伤亡十分惨重,触目惊心。中国煤炭产量占世界35%,但矿难死亡人数却占世界的80%。在灾难救援中,救援人员只有非常短的时间(约48小时)用于在倒塌的废墟中寻找幸存者,否则发现幸存者的几率几乎为零。参与救援工作的救护队员在深入井下,会遇到二次爆炸等各种危险状况,他怀着一颗忧国忧民之心, 3

带着对矿工的深厚感情,从救援工作的实际出发,积极组织研制了我国第一台用于煤矿环境监测以及煤矿灾害搜救的机器人CUMT-1。朱教授介绍了CUMT-1能够实时探测灾区的瓦斯浓度、一氧化碳浓度、粉尘浓度和温度,并且安装有低照度摄影机,实时传回灾区的视频和环境信息具有双向语音对讲功能,可以报告受害者的情况,与受害者进行对话, 机器人CUMT-1还能携带食品、水、药品、救护工具等救灾物资。然后朱教授又介绍了CUMT-2型救灾机器人,该机器人采用多传感器融合的方式进行导航的。就未来矿井救灾机器人发展,他站在学科的最前沿提出了矿井救灾机器人技术将随着计算机技术、传感技术、控制技术、材料技术的发展,特别是网络技术和图像信息处理技术的迅猛发展,而将在许多应用领域不断扩大,应用的复杂程度也越来越高。

在朱华教授的另一个讲座中,他把我们带进一个五彩

缤纷的世界------分形学科。也给我们打开了一扇完全崭新和令人兴奋的几何学窗口。在这堂讲座上,朱教授的渊博的知识,在从事机械学研究多年,理工科已取得很高成就下,对文史和艺术上也有很高的建树。他讲座这一新的数学领域触及到我们生活的方方面面,诸如自然现象的描述,电影摄影术、天文学、经济学、气象学、生态学等等。谈到我们拥有的这个新几何,甚至可以描述变化的宇宙。站在这个巨人的肩膀上,我们可以实现许多原来被我们视为奇异或是不可 4

能实现的东西,不觉中让我们感叹原来世界可以这样。分形所呈现的无穷玄机和美感引发人们去探索,并为之感动。分形使人们感悟到科学与艺术的融合,数学与艺术审美上的统一,使昨日枯燥的数学不再仅仅是抽象的哲理,而是具体的感受;不再仅仅是揭示一类存在,而是一种艺术创作,它搭起了科学与艺术的桥梁。感动于分形的美妙,并受到朱教授的启发,我有两个随意的设想:将分形图形用于信息加密防伪;印制分形贺卡、明信片和小台历。

李宝林老师讲授的是汽车发展史,带我们一起回望汽车的发展历史,展望未来汽车,体会汽车给我们带来的种种欢乐与梦想??

汽车自十九世纪末诞生以来,已经走过了风风雨雨的一百多年。从卡尔.本茨造出的第一辆三轮汽车以每小时18公里的速度,跑到现在,竟然诞生了从速度为零到加速到100公里/小时只需要三秒钟多一点的超级跑车。这一百多年,汽车发展的速度是如此惊人!同时,汽车工业也造就了多位巨人,他们一手创建了通用、福特、丰田、本田这样一些在各国经济中举足轻重的著名公司。

19世纪末20世纪初,欧美一些主要资本主义国家都相继完成了工业革命,随着生产力大幅度地增长,要求用于交通运输的工具也要有相应的发展。从德国人奔驰和戴姆勒于 5

1886年制造的第一辆汽车开始,各国都争相发展汽车,使汽车工业有了日新月异的变化。

汽车工业发展到今天,汽车设计的范畴早已不再局限在车身造型上。最大的改变就是对内饰设计的重视,以及新能源动力的整车设计。跳脱传统的造型设计思维,点燃了今天汽车工业的蓬勃发展。

从汽车产业到汽车社会,汽车已成为一种现代生活方式的代表。特别是随着经济的发展,汽车越来越普及,人们需求也越来越多样化,从而刺激汽车厂商不断地开发更全面、更时尚、更能够体现时代特色的汽车产品。未来的小客车的造型将更为平滑、流畅。美国通用汽车公司的雪佛莱部研制的AERO2002型未来小客车已具备了这样的特点。电脑被广泛地运用在汽车上,将是未来汽车的重要标志。将来的汽车装上电脑指挥系统。可以把驾驶员的意志和外界行驶条件结合起来转化成电信号,然后集中输送到微处理器,经过分析计算后,向车辆的各个部分发出指令。使汽车更为安全可靠。甚至可以出现无人驾驶的"智能"汽车。将来还会出现更多造型奇特、性能卓越的汽车。例如,履带式气垫车,用充气的橡胶履带来代替汽车的轮子,可以在泥泞道路或沼泽地自由行走。无轮步行式汽车,是仿照动物行走的特征制造的,装有四条腿,下坑洼、涉泥泞都非常灵活。还有水陆空三用汽 6

车、飞碟汽车、潜艇式汽车等等。总之未来汽车比我们现在想象要丰富得多。

在最后一节课上,另一位未透露姓名的教授则从切割的资源消耗、环境影响分析入手,向我们阐述干切环保绿色技术及特点。这让我想起来我高中曾经做的预涂层-超滤膜联用工艺用于应急给水的应用研究,这是当时我看到贫穷地区的村民喝不上安全饮用水,就决定开始的研究。虽然不同的方向,但是起发点都一样,地球只有一个,我们都要为环保事业做点贡献。我对于干切环保绿色技术了解就是满足零件加工时间,加工质量需求,能以最经济的成本,对大生态环境和对小生产环境都无毒副作用或副作用极小,资源消耗最少,对人及环境无害的切削加工技术。我对具体怎么切削加工那个不太清楚,但是我想只要都有一颗爱护环境的心并付诸实施,都是让人敬佩的。

中国矿业大学有很大一批机械学科前沿的优秀教授,为这个同样领先的大学的发展付出了不懈的努力。我们莘莘学子将以他们为榜样回馈矿山、感知矿山。去为那些为中国的发展提供资源和生命的矿山人,为矿山安全、高效开采奉献知识和生命。

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第二篇:中南大学学科前沿讲座感受


浅谈学科前沿讲座学习感受

学科前沿是指某一学科中最难代表该学科发展趋势制约该学科当前发展的关键性科学问题、难题及相应的学说。我有幸聆听了院里各位教授的学科前沿讲座,八次的讲座使我受益匪浅。教授们从日常生活中的小例子向大家诠释“前沿”的内涵,所谓前沿,就是无论在国内还是国外都没有重复的科学发展事态。同时,他们也结合自身做学术研究过程中的种种经历,以平实而又生动的语言讲述着做学问要付出的各种努力以及要去接触的各种问题。随后,教授们分别向大家介绍了各自目前从事的学科前沿问题,同时强调“做学问需要结合时代的需要,符合时代背景,与国际接轨”,并告诫同学们要注重积累,拓宽专业知识。 虽然仅有八次学科前沿讲座,我被教授们清晰的思路和表达、严密的逻辑和证据、学者应有的良知与责任而折服。讲座中,教授带我们一起回望化学的发展历史,展望化学未来,体会化学给我们带来的种种欢乐与梦想。

在教授们提出的众多学科前沿课题中,我最感兴趣的是:为什么热水比冷水在冰箱中结冰快,因为这一问题贴近生活,我们可以亲自动手验证,如此普通却又高深的难以解释。我对这一问题进行了资料搜集和思考。最早发现这一现象的是中学,19xx年的一天,在地处非洲热带的坦桑尼亚一所中学里,一群学生想做一点冰冻食品降温。一个名叫埃拉斯托·姆佩巴的学生在热牛奶里加了糖后,准备放进冰箱里做冰淇淋。他想,如果等热牛奶凉后放入冰箱,那么别的同学将会把冰箱占满,于是就将热牛奶放进了冰箱。过了不久,他打开冰箱一看,令人惊奇的是,自己的那杯冰淇淋已经变成了一杯可口的冰淇淋,而其他同学用冷水做的冰淇淋还没有结冰。姆佩巴把这特殊现象告诉了达累萨拉姆大学的物理学教授奥斯博尔内博士。奥斯博尔内听了姆佩巴的叙述后也感到有点惊奇,但他相信姆佩巴讲的一定是事实。尊重科学的奥斯博尔内又进行了实验,其结果也姆佩巴的叙述完全相符。这就确切地肯定了在低温环境中,热水比冷水结冰快。此后,世界上许多科学杂志载文介绍了这种自然现象,还将这种现象命名为"姆佩巴效应"(Mpemba Effect)。

从物理方面来说,致冷有四种并存的机制:辐射、传导、汽化、对流,通过实验观察,对结果进行比较,发现引起热水比冷水先结冰的原因主要是传导、汽化、对流三者相互作用的综合结果,如果把热水和冷水结冰的过程叙述出来并分析原因就更能说明问题了:盛有4℃冷水的结冰要很长时间,因为水和玻璃都是热的不良导体,液体内部的热量很难依靠传导有效地传递到表面,杯子里的水由于温度下降,体积膨胀,密度变小,集结在表面,所以在水表面处最先结冰,其次是底部和四周,形成了一个密闭的“冰壳”,这时内层的水与空

气隔绝,只能依靠传导和辐射来散热,所以冷却的速率很小,阻止内层水温继续下降的正常进行,另外由于水结冰时体积要膨胀,“冰壳”起着一种抑制作用。盛有100℃热水那一杯冷冻的时间相对来说要少得多,看到的现象是表面的冰层总不能连成冰盖,看不到“冰壳”的现象,沿冰水的界面向液体内生长出针状的冰晶(在初温低于12℃时,看不到这种现象)。随着时间的流逝,冰晶由细变粗,这是因为初温高的热水,上层水冷却后密度变大向下流动,形成液体内部的对流,使水分子围绕各自的结晶中心结成冰,初温越高,这种对流越剧烈,能量的损耗也越大。正是这种对流,使上层的水不易结成冰盖,由于热传递和相变潜热,在单位时间内的内能损耗较大,冷却速率较大,当水面温度降到0℃以下并有足够的低温,水面就开始出现冰晶。初温较高的水,生长冰晶的速度较大,这是由于冰盖未形成和对流剧烈的缘故,最后我们观察到冰盖还是形成了,冷却速率变小了一些,但由于水内部冰晶已经生长而且粗大,具有较大的表面能,冰晶的生长速率与单位表面能成正比,所以生长速度仍然要比较初温低的水快得多。

从生物作用方面来看,水要结成冰,水中需要许多结晶的中心,生物实验发现,水中的微生物往往是“结晶中心”。而某些微生物在热水(水温在100℃以下一点)中繁殖比冷水中快,这样一来,热水中的“结晶中心”比冷水中的多得多,加速了热水结冰的协同作用,围绕“结晶中心”生长出子晶,子晶是外延结晶的晶核,对流使各种取向的分子都流过子晶,依靠晶体表面的分子力,抓住合适取向的水分子,外延出分子作有序排列的许多晶粒,悬浮在水中,结晶释放的能量通过对流放出,而各相邻的冰粒又连结成冰,直到水全部结冰为止。

以上是对观察到的现象进行分析,得出的一些结论和提出的一些解释。但要真正解开“姆潘巴问题”的谜,对其作出全面定量的令人满意的结论,还有待进一步探索。

回忆起自己的化学学习史,在初高中时期,接触到物质的定性测定,对于复杂的物质定量分析,浅尝辄止,由于许多的理论虽然成立,却对其意义无从深究,例如:酸碱指示剂的应用:酚酞的变色范围是PH8.0~9.6,在强碱滴定强酸试验中通常采用酚酞作为指示剂,理论计算得化学计量点时PH=7.0(室温),而此值并不在酚酞的变色范围内,为何依然选用酚酞作为指示剂,一起滴定的结果会产生怎样的误差?诸如此类的问题,由于自身缺乏详细而周密的理论知识,学习的主动性不是很强。专业的化学知识是作为一名化学人首先应当具备的,无机化学学习已经让我们对于这门学科深奥的知识内涵和庞大的知识体系有所了解,而接触到有机化学课程学习,足以让我们领会到一名化学人应该持有严谨的治学态度。我对这门课的感触颇深:一套完整的理论体系背后,必然有着一套严密的数学推理过程。分析化学的任务是确定物质的化学组成,测量物质各组成成分的含量及表征物质的化学结构,形态等。

为了完成这些任务,必然需要严格的公式推理,在我看来分析化学与其说是化学学科的一门分支,不如说它是架在化学学科和数学学科之间的一道桥梁。望着满满的数学公式,还有形状各异的曲线,心灵的震撼足以让我产生恐惧——如此多的公式要怎样记忆,即使记住又该怎样用?但是,随着老师的详细授教,我的认识有所改变,虽然有繁多的计算公式,但清晰的推理过程为我们的记忆工作做了很好的铺垫。除此以为,在不同的环境和条件下,数据的微元也使得计算式变得简单,在误差允许的范围内,优化了数据的处理。学习时间虽然短暂,但它将对我以后的化学学习产生很大的影响,尤其是其所需求的严谨的治学态度,会使我们终身受用。

在讲座中,我不仅感受到与世界接轨的浓厚科学氛围,更对本院及自己所在专业——分析化学有了更深的认识。当今世界,分析化学占了很重要的位置,尤其是在目前全球所面临的各个领域中的问题上,都少不了分析化学的作用。食品,环境,新型材料,医用药品,冶金,化工,生物,临床医学等领域,都是分析化学应用非常活跃的地方。所以,分析化学未来的方向可能会影响到这些领域的未来动态。本文在查阅文献的基础上,论述了分析化学未来主要的新方向——环境分析。 在环境,食品等方面的问题,我们通过有效的分析方法,可以知道问题的所在,为解决问题带来了根本的帮助。而化学反应方面讲会朝着无害原料、绿色反应条件的方向发展。光化学和电化学分析在环境方面会得到高度的重视。化学发光分析具有测定灵敏度高、线性范围宽、使用仪器简单、分析速度快、易与多种分析技术结合、容易自动化等特点。

另外,化学为人类进步提供了物质基础,对于许多学科分支的发展起了带头作用,但是其地位和作用一直受到忽视。但现在作为化工院的一员,以后将会成为化工人的我认为基础研究是人类文明进步的动力,是科技与经济发展的源泉和后盾,是新技术新发明的先导,也是培养人才的摇篮。基础研究的核心在于创新,而创新就要允许失败,创新是科研的灵魂,而创新又不可能脱离原有研究基础,同时也有不同的模式和水平。

在未来的几十年中,相信化工人将会不断发展壮大,通过分析化学领域的科学方法,对环境污染源分析,从源头上消除污染,合理利用资源和能源,降低生产成本,找到环境问题的解决办法,从而生活在更清洁,更绿色的地球。回顾化学这几十年的飞速发展,给人类带来了许多福音,相信在未来化学定会带给我们更多的惊喜和福祉!

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