实验与材料分析33页PPT
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材料分析化学--结构分析 ppt课件
当一个外来电子将K层的一个电子击出成为自由电子，这时原 子就处于高能的不稳定状态，必然自发地向稳态过渡。此时 位于外层较高能量的L层电子可以跃迁到K层。这个能量差 ΔE=EL-EK=hν将以X射线的形式放射出去，其波长λ＝h/ΔE 仅仅取决于原子序数的常数。
这种由L→K的跃迁产生的X射线我们称为Kα辐射，同理还有
清华大学化学系
ppt课表件面表与面材与料材实料验实室验室
23
X射线衍射
1913年，劳厄设想到，如果晶体中的原子排列是有规则的， 那么晶体可以当作是X射线的三维衍射光栅。
X射线波长的数量级是10-8cm ,这与固体中的原子间距大致 相同。果然试验取得了成功，这就是最早的X射线衍射。
显然，在X射线一定的情况下，根据衍射的花样可以分析晶 体的性质。但为此必须事先建立X射线衍射的方向和强度与 晶体结构之间的对应关系，这正是本节要解决的问题。
材料分析化学
第5讲
结构分析
材料结构分析引言
结构分析的目的
解析物质的体相结构，表面相结构，原子排列，物相等
结构分析的种类
XRD，ED，中子衍射，低能电子衍射（LEED），高能电 子衍射（HEED)，LRS
结构分析的信息
物相结构确定，晶体结构测定，表面结构等
结构分析的应用
材料物相，晶粒大小，应力，缺陷结构，表面吸附反应等
清华大学化学系
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10
几种常用阳极靶材料的特征谱参数
阳极 靶 元 素
Cr
原子 序 数 Z
24
K系特征谱波长（埃）
Kα1
Kα2
2.28970 2.29306
Kα＊
2.29100
材料分析方法剖析课件
该方法利用原子能级跃迁时对特定波长的光的吸收特性，通过测量光吸收的程度 ，可以确定物质中元素的种类和含量。该方法具有较高的精度和灵敏度，适用于 痕量元素分析和高纯度物质分析。
气相色谱-质谱联用法
气相色谱-质谱联用法是一种将气相色谱分离技术与质谱技术相结合的分析方法，通过分离和鉴定化 合物来分析物质成分。
总结词
利用电磁感应原理在材料中产生涡流来检测 材料表面和近表面缺陷的方法。
详细描述
涡流检测利用电磁感应原理在材料中产生涡 流，当材料存在表面或近表面缺陷时，涡流 的分布和强度会发生变化，通过测量这些变 化可以判断出缺陷的位置和形状。涡流检测 具有较高的灵敏度和分辨率，但需要注意涡 流对材料的热效应和灵敏度受材料导电率影
磁粉检测
总结词
利用磁粉在磁场中被吸附的特性来检测材料表面和近表 面缺陷的方法。
详细描述
磁粉检测利用磁粉在磁场中被吸附的特性，当材料存在 表面或近表面缺陷时，磁粉会在缺陷处聚集形成磁痕， 通过观察磁痕可以判断出缺陷的位置和形状。磁粉检测 主要用于铁磁性材料的检测，具有操作简便、成本低等 优点。
涡流检测
材料分析的重要性
材料分析是材料科学研究的重要组成部分，通过对材料的组 成、结构和性能进行分析，可以深入了解材料的性质和行为 ，为新材料的研发和应用提供有力支持。
材料分析在产品质量控制、失效分析、环境监测等领域也具 有广泛应用，对于保障产品质量、提高生产效率、保护环境 等方面具有重要意义。
材料分析的发展历程
扫描电子显微镜在材料表面形貌观察中的应用
总结词
扫描电子显微镜能够提供高分辨率的表面形貌图像， 帮助研究者观察材料的表面细节和微观结构。
详细描述
扫描电子显微镜利用电子束扫描样品表面，通过检测样 品发射的信号（如二次电子、背散射电子等）来形成图 像。通过该技术，可以观察材料的表面形貌、微观结构 以及元素分布等，有助于了解材料的性能和制备工艺。
气相色谱-质谱联用法
气相色谱-质谱联用法是一种将气相色谱分离技术与质谱技术相结合的分析方法，通过分离和鉴定化 合物来分析物质成分。
总结词
利用电磁感应原理在材料中产生涡流来检测 材料表面和近表面缺陷的方法。
详细描述
涡流检测利用电磁感应原理在材料中产生涡 流，当材料存在表面或近表面缺陷时，涡流 的分布和强度会发生变化，通过测量这些变 化可以判断出缺陷的位置和形状。涡流检测 具有较高的灵敏度和分辨率，但需要注意涡 流对材料的热效应和灵敏度受材料导电率影
磁粉检测
总结词
利用磁粉在磁场中被吸附的特性来检测材料表面和近表 面缺陷的方法。
详细描述
磁粉检测利用磁粉在磁场中被吸附的特性，当材料存在 表面或近表面缺陷时，磁粉会在缺陷处聚集形成磁痕， 通过观察磁痕可以判断出缺陷的位置和形状。磁粉检测 主要用于铁磁性材料的检测，具有操作简便、成本低等 优点。
涡流检测
材料分析的重要性
材料分析是材料科学研究的重要组成部分，通过对材料的组 成、结构和性能进行分析，可以深入了解材料的性质和行为 ，为新材料的研发和应用提供有力支持。
材料分析在产品质量控制、失效分析、环境监测等领域也具 有广泛应用，对于保障产品质量、提高生产效率、保护环境 等方面具有重要意义。
材料分析的发展历程
扫描电子显微镜在材料表面形貌观察中的应用
总结词
扫描电子显微镜能够提供高分辨率的表面形貌图像， 帮助研究者观察材料的表面细节和微观结构。
详细描述
扫描电子显微镜利用电子束扫描样品表面，通过检测样 品发射的信号（如二次电子、背散射电子等）来形成图 像。通过该技术，可以观察材料的表面形貌、微观结构 以及元素分布等，有助于了解材料的性能和制备工艺。
《材料分析测试技术》课件
在生物学领域，材料分析测试技术用于研 究生物大分子的结构和功能，以及生物材 料的性能和生物相容性。
医学领域
环境科学领域
在医学领域，材料分析测试技术用于药物 研发、医疗器械性能评价以及人体组织与 器官的生理和病理研究。
在环境科学领域，材料分析测试技术用于 环境污染物检测、生态系统中物质循环的 研究以及环保材料的性能评估。
反射光谱测试技术
通过测量材料对不同波长光的反射率，分 析材料的表面特性、光学常数和光学性能 。
发光光谱测试技术
研究材料在受到激发后发射出的光的性质 ，包括荧光、磷光和热辐射等，以了解材 料的发光性能和光谱特性。
透射光谱测试技术
通过测量材料对不同波长光的透射率，分 析材料的透光性能、光谱特性和光学常数 。
磁粉检测技术
总结词
通过磁粉与材料相互作用，检测其表面和近表面缺陷。
详细描述
磁粉检测技术利用磁粉与被检测材料的相互作用，通过观察磁粉的分布和排列，检测材 料表面和近表面的裂纹、折叠等缺陷。该技术广泛应用于钢铁、有色金属等材料的检测
。
涡流检测技术
总结词
通过电磁感应在材料中产生涡流，检测其表 面和近表面缺陷。
《材料分析测试技术》ppt课件
目录
• 材料分析测试技术概述 • 材料物理性能测试技术 • 材料化学性能测试技术 • 材料力学性能测试技术 • 材料无损检测技术 • 材料分析测试技术的应用与展望
01
材料分析测试技术概述
Chapter
定义与目的
定义
材料分析测试技术是指通过一系列实验手段对材料 进行物理、化学、机械等性能检测，以获取材料组 成、结构、性能等方面的信息。
电学性能测试技术
电容率测试技术
《材料分析方法》PPT课件
第十章 成分和价键分析概论
1. 原子中电子的分布和跃迁 2. 各种特征信号的产生机制 3. 各种成分分析手段的比较
1.原子中电子的分布和跃迁
在原子系统中，电子的能量和运动状态可以通过n，l， m，ms四个量子数来表示。
n为主量子数，具有一样n值的处于同一电子壳层，每个 电子的能量主要〔并非完全〕取决于主量子数。
3.1 X光谱
X光谱的X光子可以从很深的样品内部〔500纳米～5微米〕 出射，因此它不仅是外表成分的反映，还包含样品内部的 信息。
XFS适用于原子序数大于等于5 的元素，可以实现定性与定 量的元素分析，但灵敏度不够高，只能分析含量超过万分 之几的成分；而EPMA所用的电子束激发源可以聚焦，因 此具有微区〔1µm〕、灵敏〔10-14g〕、无损、快速、样 品用量小〔10-10g〕等优点。
《材料分析方法》PPT课 件
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第十章 成分和价键分析概论
大局部成分和价键分析手段都是基于同一 个原理，即核外电子的能级分布反响了原 子的特征信息。利用不同的入射波激发核 外电子，使之发生层间跃迁、在此过程中 产生元素的特征信息。
l为轨道角动量量子数，它决定电子云的几何形状，不同 的l值将同一电子壳层内分成几个亚壳层。
m是轨道磁量子数，它决定电子云在空间伸展的方向。 ms是自旋磁量子数，决定了自旋方向。对于特定的原子，
每个能级上的电子能量是固定的。
1.原子中电子的分布和跃迁
原子内的电子分布遵从泡利不相容原理。 当入射的电磁波或粒子所具有的动能足以将原子内
材料现代分析方法ppt课件
聚合物分子运动的测定——分子运动方式不同会导致聚 合物所处的力学状态发生改变——转变。每种聚合物都 有其特定的转变。研究聚合物的松弛与转变可以帮助人 们了解聚合物的结构，建立结构与性能之间的关系。
.
31
5.1聚合物结构的分析表征——
链结构——红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、拉曼光谱、 电子能谱、核磁共振、顺磁共振、X射线衍射（广角）、 电子衍射、中子散射……；
島津EPMA-1600
.
25
EDS应用举例（能量色散型X射线谱，Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy ）
不良品
良品
齿轮疲劳失效，是由于 渗碳处理不均匀，根本 原因在于硅的偏聚。
浸炭不 良部
不良品
.
Ｃ
良品
Ｓｉ
26
XPS X射线光电子能谱
.
27
3.4 分子结构分析
光学显微镜
分辨率
1000 0 10
扫描探针显微镜 扫描电子显微镜
观察倍率 ×10000000 ×1000000 ×100000 ×10000 ×1000 ×100 ×10
1000
100
10
1
0.1 ｎｍ
1
0.1 0.01 0.001 0.0001 μｍ
.
13
OM
Ni-Cr合金的铸造组织
.
14
SEM
“材料性能”主要研究性能的评价方法、测试方法及影 响因素。
.
5
材料分析方法定义
广义：包括
技术路线
实验技术
数据分析
狭义：某一种测试方法，如：
X射线衍射方法
电子显微术
红外光谱分析
核磁共振分析等
.
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5.1聚合物结构的分析表征——
链结构——红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、拉曼光谱、 电子能谱、核磁共振、顺磁共振、X射线衍射（广角）、 电子衍射、中子散射……；
島津EPMA-1600
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25
EDS应用举例（能量色散型X射线谱，Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy ）
不良品
良品
齿轮疲劳失效，是由于 渗碳处理不均匀，根本 原因在于硅的偏聚。
浸炭不 良部
不良品
.
Ｃ
良品
Ｓｉ
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XPS X射线光电子能谱
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3.4 分子结构分析
光学显微镜
分辨率
1000 0 10
扫描探针显微镜 扫描电子显微镜
观察倍率 ×10000000 ×1000000 ×100000 ×10000 ×1000 ×100 ×10
1000
100
10
1
0.1 ｎｍ
1
0.1 0.01 0.001 0.0001 μｍ
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13
OM
Ni-Cr合金的铸造组织
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14
SEM
“材料性能”主要研究性能的评价方法、测试方法及影 响因素。
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5
材料分析方法定义
广义：包括
技术路线
实验技术
数据分析
狭义：某一种测试方法，如：
X射线衍射方法
电子显微术
红外光谱分析
核磁共振分析等
实验课ppt课件
理论公式和计算方法
介绍与实验相关的理论公式和计算方法，以便学生在实验过程中进 行数据处理和分析。
实验步骤概览
实验前的准备
注意事项和安全要求
包括实验器材、试剂、样品等准备， 以及实验室安全注意事项。
强调实验过程中的注意事项和安全要 求，确保学生能够安全地进行实验操 作。
实验操作流程
按照实验顺序，简要介绍每个步骤的 操作内容，让学生对实验过程有个整 体了解。
完善实验指导书
加强实验考核
建议完善实验指导书，提供更详细的操作 步骤和注意事项，以帮助学生更好地完成 实验。
建议加强对学生的实验考核，确保学生认 真对待实验关领域
对本实验涉及的领域进行深入研究，探索更 多的应用前景和发展方向。
跨学科思考
从其他学科的角度思考本实验，寻找与其他 学科的交叉点，拓展思路和视野。
根据实验结果和分析，总结实验的结论，并提出相应的建议和展 望。
结果应用
探讨实验结果在实际生活和生产中的应用和价值，以促进知识的 实际应用和推广。
05
实验总结与反思
本实验的收获与体会
实验技能提升
通过本次实验，我掌握了更多实验技 巧和操作方法，提高了自己的实验能 力。
理论知识应用
实验过程中，我将理论知识与实际操 作相结合，加深了对理论知识的理解 和应用。
团队协作能力
在实验过程中，我学会了与团队成员 协作，共同解决问题，提高了团队协 作能力。
问题解决能力
通过实验中遇到的问题，我学会了分 析问题、寻找解决方案，提高了问题 解决能力。
对实验的改进建议
优化实验流程
增加实验内容
建议对实验流程进行优化，减少不必要的 操作，提高实验效率。
建议增加更多与本实验相关的内容，以拓 宽学生的知识面。
介绍与实验相关的理论公式和计算方法，以便学生在实验过程中进 行数据处理和分析。
实验步骤概览
实验前的准备
注意事项和安全要求
包括实验器材、试剂、样品等准备， 以及实验室安全注意事项。
强调实验过程中的注意事项和安全要 求，确保学生能够安全地进行实验操 作。
实验操作流程
按照实验顺序，简要介绍每个步骤的 操作内容，让学生对实验过程有个整 体了解。
完善实验指导书
加强实验考核
建议完善实验指导书，提供更详细的操作 步骤和注意事项，以帮助学生更好地完成 实验。
建议加强对学生的实验考核，确保学生认 真对待实验关领域
对本实验涉及的领域进行深入研究，探索更 多的应用前景和发展方向。
跨学科思考
从其他学科的角度思考本实验，寻找与其他 学科的交叉点，拓展思路和视野。
根据实验结果和分析，总结实验的结论，并提出相应的建议和展 望。
结果应用
探讨实验结果在实际生活和生产中的应用和价值，以促进知识的 实际应用和推广。
05
实验总结与反思
本实验的收获与体会
实验技能提升
通过本次实验，我掌握了更多实验技 巧和操作方法，提高了自己的实验能 力。
理论知识应用
实验过程中，我将理论知识与实际操 作相结合，加深了对理论知识的理解 和应用。
团队协作能力
在实验过程中，我学会了与团队成员 协作，共同解决问题，提高了团队协 作能力。
问题解决能力
通过实验中遇到的问题，我学会了分 析问题、寻找解决方案，提高了问题 解决能力。
对实验的改进建议
优化实验流程
增加实验内容
建议对实验流程进行优化，减少不必要的 操作，提高实验效率。
建议增加更多与本实验相关的内容，以拓 宽学生的知识面。
《材料分析》课件
绿色环保
发展可再生、可循环利用的材料，降 低材料生产和使用过程中的环境污染 ，实现可持续发展。
复合化
通过材料的复合化，实现各材料之间 的优势互补，提高材料的综合性能和 应用范围。
THANKS
感谢观看
析有助于提高飞行器和航天器的性能和安全性。
02
CATALOGUE
材料分析方法化学分析法总结词通过化学反应对材料进行定性和定量分析的方法。
详细描述
化学分析法是利用化学反应来测定材料中组分的含量。它通常包括滴定分析、重 量分析和气体分析等方法。这些方法可以确定材料中各种元素的含量，以及化合 物或离子的存在与否。
《材料分析》 ppt课件
contents
目录
• 材料分析概述 • 材料分析方法 • 材料性能分析 • 材料结构分析 • 材料成分分析 • 材料应用与发展趋势
01
CATALOGUE
材料分析概述
材料分析的定义
总结词
材料分析是对材料进行测试、表征和鉴别的过程，旨在了解材料的性质、结构 和性能。
详细描述
X射线衍射分析
电子衍射分析
利用电子在晶体中的衍射现象，进行 晶体结构分析和测定。
利用X射线在晶体中的衍射现象，分 析晶体的晶格常数、晶面间距等晶体 结构参数。
分子结构分析
01
02
03
分子几何构型
根据分子中原子之间的连 接方式和空间排列，确定 分子的几何构型，如直线 型、平面型、立体型等。
分子光谱分析
利用分子吸收光谱和发射 光谱的特性，分析分子内 部的结构和运动状态。
分子力学计算
利用量子力学和分子力学 计算方法，模拟分子的结 构和性质，预测分子的物 理和化学性质。
4.12《天然材料与人造材料》课件ppt（33张PPT）
拓展提高
小资料
课堂总结
通过这节课的学习，我们能够运用多种感官和方法 认识材料；能够对常见材料进行简单分类；知道材 料有天然的，也有人造的。在科学探究中，能利用 多种感官观察、区分常见的天然材料和人造材料； 能在教师指导下，探究天然材料和人造材料的异同 之处。
板书设计
天然材料与人造材料
作业布置
我们也来动手做一做
火柴
玻璃培养皿
小烧杯 腈纶棉 棉花
新知讲解
操作过程与要求
①把棉花和腈纶棉分别放入玻璃器皿中。 ②用火柴点燃，把燃烧的火柴放进烧杯中。 ③注意观察火焰的颜色、大小。 ④观察产生的烟的大小、颜色。 ⑤闻一闻燃烧过程中产生的气味。 ⑥观察灰烬的颜色、形状。 ⑥用手按按灰烬会发生什么变化。
棉花和腈纶棉比较相似，它们有什么特点？
棉花
腈纶棉
新知讲解
我们通过视频了解一下棉花和腈纶棉的特点吧。
（点击图片观看）
新知讲解
怎么比较棉花和腈纶棉的相似处和不同点？
实验一：“感官总动员”，直接对比棉花与腈纶棉。
（1）用眼睛看：颜色 （2）用鼻子闻：气味 （3）用手摸：软硬 注意：不能用舌头尝
新知讲解
新知讲解
塑料的加工来源是石油这种天然材料。
人们炼化石油，产生许多不同 的产品。塑料就是由其中的某 些产品进行再加工得到的。
新知讲解
如何区分天然材料和人造材料？
区分天然材料和人 造材料的依据不是 有没有人的参与， 而是有没有人工合 成的材料出现，如 果有人工合成的材 料就是人造材料。
新知讲解
比较棉花与腈纶棉
气味
烧纸、木炭味 难闻、刺激性气味
按压现象
软、粉末
硬、易碎
新知讲解
实验与材料分析PPT文档共33页
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
实验与材料分析
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
33
材料分析.ppt
向别人模仿学习而形成的。儿童模仿他所喜欢的榜样人物，模仿后 若自己的表现得到社会赞许则获得满足，社会赞许就起着强化的作 用，在以后的类似情境中，即使榜样不在场，受到强化的行为仍会 出现。
（3）引题 传统的身教重于言教的观念，在原理上与人格的社会学习理论
是பைடு நூலகம்通的。 （4）联系实际
材料分析题一：
教学生识字有很多技巧，有一位教师告诉学生如 何区别“买卖”两个字时说：“多了就卖，少了就 买。”学生很快记住了这两个字。还有的学生把“干 燥”写成“干躁”，把“急躁”写成“急燥”，老师 就教学生记住：“干燥防失火，急躁必跺足。”从此 以后，学生对这两个字再也不混淆了。这些教法有何 心理学依据？
材料分析题八：
在课堂上，教师让学生“列举砖头的用处”时，学生 小方的回答是：“造房子，造仓库，造学校，铺路”； 学生小明的回答是：“盖房子，盖花坛，打狗，敲 钉”，请问小方和小明的回答如何？你更欣赏哪种回 答？为什么？请根据思维的原理进行分析。 。
答题要点：
1、回答题目：…… 2、分析：小方回答砖头的用途都是沿着用作“建筑材料”这一 方向发散出来的，几乎没有变通性。而小明的回答不仅想到了砖 头可作建筑材料，还可作防身的武器，敲打的工具，这样的发散 思维变通性就好，其新的思路和想法，有利于创造性思维的发展。 3、 ……
材料分析题四：
一位热情而又热爱教育工作的老师为了使学生更好 地学习及提供一个更有情趣的学习环境。新学期开始， 他对教室进行了精心的布置，教室的四周墙上张贴了 各种各样生动有趣的图画，窗台上还摆上了花草、植 物，使教室充满生机。请你判断，它将产生怎样的效 果？为什么？
答题要点：
1、阐述观点：这位老师出发点很好，但事与愿违，反而产
材料分析题：
（3）引题 传统的身教重于言教的观念，在原理上与人格的社会学习理论
是பைடு நூலகம்通的。 （4）联系实际
材料分析题一：
教学生识字有很多技巧，有一位教师告诉学生如 何区别“买卖”两个字时说：“多了就卖，少了就 买。”学生很快记住了这两个字。还有的学生把“干 燥”写成“干躁”，把“急躁”写成“急燥”，老师 就教学生记住：“干燥防失火，急躁必跺足。”从此 以后，学生对这两个字再也不混淆了。这些教法有何 心理学依据？
材料分析题八：
在课堂上，教师让学生“列举砖头的用处”时，学生 小方的回答是：“造房子，造仓库，造学校，铺路”； 学生小明的回答是：“盖房子，盖花坛，打狗，敲 钉”，请问小方和小明的回答如何？你更欣赏哪种回 答？为什么？请根据思维的原理进行分析。 。
答题要点：
1、回答题目：…… 2、分析：小方回答砖头的用途都是沿着用作“建筑材料”这一 方向发散出来的，几乎没有变通性。而小明的回答不仅想到了砖 头可作建筑材料，还可作防身的武器，敲打的工具，这样的发散 思维变通性就好，其新的思路和想法，有利于创造性思维的发展。 3、 ……
材料分析题四：
一位热情而又热爱教育工作的老师为了使学生更好 地学习及提供一个更有情趣的学习环境。新学期开始， 他对教室进行了精心的布置，教室的四周墙上张贴了 各种各样生动有趣的图画，窗台上还摆上了花草、植 物，使教室充满生机。请你判断，它将产生怎样的效 果？为什么？
答题要点：
1、阐述观点：这位老师出发点很好，但事与愿违，反而产
材料分析题：