化学实验//中等专业学校教材

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isbn号码:9787113038281
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具体描述

《现代材料科学与工程》 一、本书概述与定位 《现代材料科学与工程》是一本面向高等院校本科生及研究生,同时也可作为工程技术人员和科研工作者参考的综合性教材。本书旨在系统、深入地介绍材料科学与工程领域的基础理论、基本原理、前沿技术及其在现代工程中的应用。全书内容覆盖了材料的微观结构、性能、制备工艺以及材料设计与应用的全过程,力求将经典理论与最新的研究成果有机结合。 本书的编写遵循“基础扎实、前沿跟踪、注重实践”的原则。不同于传统的侧重于单一材料体系(如金属、陶瓷)的教材,本书采取了跨学科的视角,强调材料的共性规律和系统性的研究方法。我们期望读者在学完本书后,不仅能理解现有材料的性能来源,更能掌握设计和开发新型功能材料的思维框架。 二、详细章节内容介绍 第一篇:材料科学基础(结构与性能的本征联系) 第一章:材料科学导论与发展历程 本章首先界定材料科学与工程的学科范畴,阐述其在现代工业和科技进步中的核心地位。详细回顾了材料学从经验积累到科学理论发展的历史脉络,特别是20世纪以来,晶体学、量子力学和计算模拟技术对材料研究的深刻影响。本章还将介绍当今材料领域面临的主要挑战,如能源材料、生物医用材料和极端环境材料的需求。 第二章:材料的微观结构(从原子到宏观) 本章是理解材料性能的基石。首先深入探讨原子间的化学键合类型(离子键、共价键、金属键、范德华力),这些键合决定了材料的基本属性。随后,详细分析晶体结构,包括晶格常数、晶带指数(Miller Indices)的书写与意义,以及晶体缺陷(点缺陷、线缺陷、面缺陷)的存在形式及其对材料宏观力学性能(如强度、塑性)的决定性作用。对于非晶态材料,本章也会讨论短程有序和长程无序的概念。 第三章:材料的热力学基础 本章侧重于运用热力学原理分析材料的相变过程。详细介绍吉布斯自由能、相图(单组元和二元相图)的解读,包括共晶、共熔、固溶线等关键点的意义。重点讲解相变动力学,如形核与长大理论,以及扩散在材料处理过程中的作用,尤其是在热处理和烧结过程中的影响。 第四章:材料的动力学与输运性能 本章探讨材料在外部激励下(如温度梯度、电势梯度)的响应机制。深入解析扩散方程(Fick定律)及其在材料退火、渗碳等过程中的应用。此外,本章还会系统介绍电学性能(导电性、半导体特性、超导现象)、热学性能(热导率、热膨胀系数)和磁学性能(磁畴、磁化强度)的微观机制。 第二篇:关键材料体系及其工程应用 第五章:金属材料的结构与强化机制 本章专注于金属合金。首先介绍晶界对金属强度的影响,并详细阐述主要的金属强化机制:固溶强化、加工硬化(位错缠结)、晶粒细化强化(Hall-Petch关系)。随后,系统介绍重要的合金体系,如钢铁(奥氏体、铁素体、马氏体转变)和铝合金(时效强化原理)。 第六章:陶瓷材料的制备与特性 陶瓷材料的特点在于其离子键和共价键特征。本章详细介绍陶瓷粉体制备技术(如溶胶-凝胶法、共沉淀法)和成型烧结过程。重点分析陶瓷的脆性断裂机理(Griffith裂纹理论),以及如何通过晶界工程和引入增韧相(如部分稳定化氧化锆PSZ)来提高其韧性。 第七章:高分子材料的分子结构与粘弹性 高分子材料的性能高度依赖于其分子链的结构、分子量分布和构象。本章讲解聚合物的结构表征(如DSC、TGA),介绍热塑性塑料和热固性树木的本质区别。深入探讨高分子材料的粘弹性行为(蠕变与应力松弛),以及交联度对玻璃化转变温度的影响。 第八章:复合材料的设计与界面控制 复合材料是实现材料性能定制化的关键途径。本章讲解复合材料的分类(增强型、夹层型),重点分析连续纤维增强复合材料的各向异性力学模型(如混合律)。强调界面(Matrix-Reinforcement Interface)在传递载荷、提高疲劳寿命中的决定性作用,并介绍先进的界面改性技术。 第三篇:先进材料与前沿技术 第九章:功能材料与器件 本章聚焦于具有特定电、光、磁响应的先进材料。详细介绍半导体材料的能带结构和掺杂原理,晶体生长方法。探讨压电、铁电材料的工作原理及其在传感器和执行器中的应用。对磁记录材料和光学薄膜材料的最新进展进行梳理。 第十章:生物医用材料与组织工程 本章探讨材料与生命系统的相互作用。介绍生物相容性、生物降解性、生物活性等关键指标。分类讨论金属、陶瓷、高分子在植入体(如骨修复材料、人工关节)中的应用。着重介绍组织工程支架材料的设计原则及其与细胞培养的耦合技术。 第十一章:材料的制备与加工工艺 本章从工程应用的角度,探讨如何将材料科学理论转化为实际制造过程。涵盖铸造、锻压、轧制等传统塑性加工方法,并重点介绍先进的增材制造(3D打印)技术,如激光选区熔化(SLM),分析这些技术对材料微观组织和性能带来的独特影响。 第十二章:材料的表征与性能测试 本章介绍现代材料研究的“眼睛”——先进的表征技术。详细阐述X射线衍射(XRD)在晶体结构分析中的应用,扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)在微观形貌和缺陷观察中的优势。介绍力学性能的动态测试(如疲劳、断裂韧性)的标准和方法。 三、学习目标与能力培养 本书旨在培养学生以下核心能力: 1. 理论分析能力: 能够运用热力学、动力学和量子力学原理,解释材料的内在性质。 2. 结构-性能关联能力: 能够准确预测材料的宏观性能与其微观结构之间的相互关系。 3. 材料选择与设计能力: 能够根据特定的工程需求(如高温、高载荷、生物环境),合理筛选和设计新型材料体系。 4. 先进技术理解能力: 熟悉现代材料制备、加工及表征的前沿技术,适应未来工程实践的需要。 本书内容全面且深度适宜,适合作为材料科学与工程、机械工程、电子信息、能源动力等相关专业本科高年级及研究生的核心教材。 --- (总字数:约1500字)

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用户评价

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**评价三:** 对于化学实验,我总觉得它有一点“神秘感”,总是在书本上看到各种反应式,但真正动手去做的时候,却觉得有点无从下手。所以,当我看到这本《化学实验//中等专业学校教材》的时候,我就想着,也许它能帮我解开这个“神秘感”。我特别期待教材能把那些看起来很复杂的化学反应,通过简单的实验步骤,变得清晰易懂。比如,一些基本的定性实验,像沉淀、气体生成、颜色变化这些,教材是怎么去呈现的?它有没有用一些很生活化的例子来引入这些实验,让学习过程不那么枯燥? 我还在想,对于我们这种刚接触化学实验的学生来说,最怕的就是搞不清楚“为什么”。为什么这个试剂要加热?为什么这个操作需要小心翼翼?这本书会不会在每一个实验的背后,都给出清晰的“为什么”,解释它的科学原理?我希望它不是那种只告诉你“怎么做”的书,而是能让你明白“为什么这样做”。这样,即使以后遇到类似的实验,我们也能举一反三,自己去分析和处理。 另外,我也很关心书里有没有讲到实验中的一些“小技巧”,那些在书本上找不到,但实际操作中却非常重要的细节。比如,怎么样才能快速准确地称量固体?怎么样才能避免溶液溅出?这些细节可能会影响到实验的成败,甚至是安全。我希望这本书能够像一位经验丰富的老师一样,把这些宝贵的经验都分享给我们。 我还有一个小小的期待,就是这本书的图文结合是否足够好。很多时候,光看文字描述,脑子里还是会很模糊,如果能有一些清晰的实验操作图,或者反应过程的示意图,那肯定会更容易理解。而且,如果这些图能够画得比较生动,不那么呆板,我相信我们这些学生会更有兴趣去看。

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**评价二:** 作为一名长期关注教育教学改革的教育工作者,我对任何能够提升教学效果的教材都充满兴趣。这本《化学实验//中等专业学校教材》的名字听起来就很有针对性,它暗示着这是一本能够解决实际教学痛点的书籍。我特别关注教材在实验设计上的创新性,它是否仅仅停留在传统的演示性实验,还是能够引入一些探究性、设计性强的实验,鼓励学生主动去探索和发现?这对于培养学生的科学素养和创新能力是非常关键的。 此外,教材对于实验数据的处理和分析部分是否足够详尽?化学实验的结果往往需要通过数据来量化和解释,教材是否提供了清晰的图表绘制方法、误差分析技巧,以及如何根据实验数据得出科学结论的指导?对于中等专业学校的学生来说,这些能力的培养尤为重要,因为他们可能将直接进入需要进行数据分析的实际工作岗位。我希望教材能够循序渐进地引导学生掌握这些技能,而不是简单地给出公式和结论。 我还会仔细考察教材在实验教学方法上的建议。它是否为教师提供了多样化的教学模式,比如小组合作实验、项目式学习,以及如何利用现代技术手段(如虚拟实验、数据采集软件)来增强实验教学的效果?对于不同程度的学生,教材是否也提供了分层指导,能够满足不同学生的学习需求?我希望看到的是一本能够激发学生学习兴趣,同时又能帮助教师更有效地开展实验教学的教材。 最后,教材的章节安排和逻辑顺序也是我关注的重点。它是否能够按照科学知识体系的逻辑顺序展开,从易到难,层层递进?实验的引入是否能够与相关的理论知识紧密结合,形成教学上的良性互动?一本优秀的实验教材,应该能够引领学生在实践中巩固和深化理论知识,形成对化学世界的深刻认识。

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**评价五:** 我是一名对化学怀有极大好奇心的学生,总觉得书本上的理论知识,如果没有亲手去验证,就好像缺少了点什么。《化学实验//中等专业学校教材》这个名字,立刻吸引了我,因为它承诺了我渴望的实践体验。我非常期待这本书能够详细地介绍一些经典但又非常重要的化学实验,比如物质的纯化、分离,以及一些基础的化学合成。这些实验不仅能加深我对化学原理的理解,更能培养我精细操作的能力。 我特别关注教材在“实验前准备”和“实验后总结”这些环节的指导。很多时候,实验的成功与否,往往取决于实验前的充分准备,包括了解实验原理、熟悉操作步骤、准备好所有必要的仪器和试剂。这本书在这方面是否提供了足够的重视和详细的指导?同样,实验后的总结也是一个重要的学习过程,它需要学生回顾整个实验过程,分析实验结果,找出可能存在的问题,并从中吸取教训。教材在这方面是否提供了清晰的框架和引导? 我还会仔细看教材在“安全操作规范”方面的说明。化学实验的安全永远是第一位的。这本书是否将安全教育贯穿于每一个实验的讲解中?它是否详细列出了在进行特定实验时需要注意的安全事项,以及在发生意外时应该如何应对?我希望这本书能够让我在享受实验乐趣的同时,也能始终保持高度的安全意识。 此外,我对于教材在“实验结果的预期与偏差分析”这部分内容非常看重。很多时候,实验结果可能不会完全符合预期,了解可能出现的偏差原因,并学会分析这些偏差,是提升实验能力的关键。这本书是否能够引导学生思考,为什么实验结果会与理论值有所不同,是操作失误,还是试剂纯度问题,亦或是环境因素的影响?这种批判性思维的培养,对于一个化学学习者来说至关重要。

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**评价四:** 这本书的出现,仿佛是为我打开了化学实验世界的一扇窗。《化学实验//中等专业学校教材》,单看书名,就给人一种严谨而实用的感觉。我一直对化学实验中的“物化生”联系特别感兴趣,不知道这本书有没有在这方面有所体现?比如,在讲解物质的性质时,是否会通过一些巧妙的实验设计,让学生亲身感受到物质的物理变化和化学变化是如何相互关联的?又或者,在描述一些化学反应时,是否会涉及到相关的生物学或地质学现象,从而拓展学生的知识视野? 我特别关注教材在引导学生进行“数据采集与分析”方面的能力培养。很多时候,实验的价值体现在其产生的数据能够被有效地利用。这本书在这一点上做得如何?是仅仅列出几个计算公式,还是会更深入地讲解如何设计实验来获得有代表性的数据,如何处理这些数据中的潜在误差,以及如何利用统计学方法来分析实验结果?对于中等专业学校的学生来说,掌握数据分析的能力,对于他们未来进入工业界或科研机构都会有很大的帮助。 我还会留意教材在“实验设计与优化”方面的指导。一个好的实验,不仅仅是按照既定的步骤完成,更重要的是能够在理解原理的基础上,对实验进行创新和优化。这本书是否能够引导学生思考如何改进实验条件,如何提高实验的准确性和效率,甚至是如何设计全新的实验来解决某个问题?这种探究式的学习方式,是培养未来科学家和工程师的摇篮。 我也会仔细审视教材在“案例分析与情境教学”方面的运用。很多抽象的化学概念,如果能够通过生动具体的案例来呈现,将更容易被学生理解和接受。这本书是否能够结合一些现实生活中的化学现象,或者工业生产中的实际应用,来设计实验,让学生在解决实际问题的过程中学习化学知识?这种“学以致用”的教学模式,对于提升学生的学习兴趣和学习效果至关重要。

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**评价八:** 最近我一直在思考,如何才能让中等专业学校的学生更好地掌握化学知识,并为他们未来的职业生涯打下坚实的基础。《化学实验//中等专业学校教材》的出现,让我看到了一个有力的抓手。我尤其关注教材在“培养学生的问题解决能力”方面的设计。化学实验往往不是一帆风顺的,总会遇到各种各样的问题。这本书是否能通过引导学生分析实验中出现的异常现象,并找到解决问题的办法,来锻炼他们的应变能力和解决问题的能力? 我非常期待教材能够提供一些“案例驱动式”的实验设计。也就是说,不是简单地罗列实验步骤,而是先提出一个实际问题,然后引导学生通过设计和完成实验来解决这个问题。这种学习方式更能激发学生的学习动力,让他们主动去探索和思考。 我还会仔细考察教材在“小组合作与交流”方面的设计。很多化学实验适合在小组内共同完成,这不仅能提高实验效率,更能培养学生的团队合作意识和沟通能力。这本书是否能提供一些适合小组合作完成的实验项目,并给出相应的指导? 我也会留意教材在“实验结果的展示与汇报”方面的建议。学生完成实验后,如何有效地展示和汇报他们的研究成果,也是一项重要的能力。这本书是否能提供一些关于制作演示文稿、撰写研究报告的技巧,以及如何进行口头汇报的指导? 最后,我还会关注教材在“对学生进行科学伦理教育”方面的考虑。在进行化学实验时,遵守科学伦理规范是非常重要的。我希望这本书能够在这方面有所体现,引导学生树立正确的科学观。

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**评价九:** 作为一名对化学世界充满好奇的学习者,我一直觉得,只有亲手去实践,才能真正理解化学的美妙。《化学实验//中等专业学校教材》这个名字,就像一张邀请函,邀请我走进真实的化学实验室。我特别希望这本书能够清晰地讲解各种基础化学反应的原理,并通过具体的实验来验证这些原理。比如,酸碱中和反应、氧化还原反应、沉淀反应等等,这本书是如何将抽象的概念转化为具体的实验操作,并让我在动手操作中获得深刻的理解? 我非常关注教材在“实验过程的逻辑性和严谨性”方面的指导。每一个实验步骤的安排,都是经过深思熟虑的。这本书是否能解释清楚为什么要做这个步骤,这个步骤的目的是什么?我希望它不仅仅是告诉“怎么做”,更能让我明白“为什么这样做”,从而养成严谨的实验习惯。 我还会仔细考察教材在“不同实验条件对结果的影响”方面的探讨。化学反应往往受到温度、浓度、催化剂等多种因素的影响。这本书是否能引导我通过改变实验条件,来观察和分析这些因素对反应结果的影响?通过这样的对比实验,我能更深刻地理解化学反应的复杂性和多样性。 我也会留意教材在“如何从实验现象推断化学本质”方面的训练。很多时候,化学实验的魅力在于从肉眼可见的现象,去推断出肉眼看不见的微观过程。这本书是否能提供一些引导性的问题,帮助我学会观察、记录和分析实验现象,并从中推断出相关的化学原理? 最后,我还会关注教材在“为未来深入学习打下基础”方面的设计。我希望这本书不仅仅局限于现有的知识,更能激发我对化学更深层次的兴趣,并为我将来在化学领域继续深造打下坚实的基础。

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**评价十:** 我一直认为,化学实验是连接理论与实践的桥梁,而对于中等专业学校的学生来说,这本《化学实验//中等专业学校教材》的出现,无疑为他们搭建了一座坚实的桥梁。我非常关注教材在“培养学生的观察能力和动手能力”方面的设计。化学实验需要学生具备敏锐的观察力,能够捕捉到细微的实验现象,同时也需要他们具备熟练的动手能力,能够准确、安全地完成各项操作。这本书是否能通过精心设计的实验,有效地提升学生的这两项核心能力? 我非常期待教材能够提供一些“趣味性”和“挑战性”并存的实验。既要让学生在轻松愉快的氛围中学习,又要让他们在面对一些具有一定难度的实验时,能够激发他们的探索欲和克服困难的勇气。比如,一些涉及材料制备、能量转换的小型项目,就能很好地兼顾这两点。 我还会仔细考察教材在“不同类型的化学实验”上的覆盖面。它是否仅仅局限于传统的无机化学和有机化学实验,还是能涵盖一些更广泛的领域,比如分析化学、物理化学,甚至是一些新兴的化学分支?更全面的实验内容,能帮助学生对化学学科有一个更宏观的认识。 我也会留意教材在“如何将实验知识迁移到实际工作岗位”方面的引导。中等专业学校的学生,很大一部分将直接走向工作岗位。这本书是否能通过一些与实际工业生产紧密相关的实验,让学生提前接触到未来可能遇到的工作场景,并掌握相关的实验技能? 最后,我还会关注教材在“提升学生的科学思维和创新能力”方面的侧重。我希望这本教材不仅仅是教授实验操作,更能引导学生学会思考,学会质疑,学会用科学的方法去解决问题。我相信,一本优秀的化学实验教材,一定能在潜移默化中塑造学生的科学精神。

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**评价七:** 作为一名对化学原理有着浓厚兴趣的学习者,我一直在寻找能够帮助我将理论知识转化为实践的工具。《化学实验//中等专业学校教材》这个书名,立刻引起了我的注意,因为它直接指向了我最需要的实践环节。我特别期待这本书能够系统地介绍基础的化学分析方法,比如如何进行溶液的配制、滴定分析、比色分析等。这些分析方法是化学研究和工业生产中不可或缺的技能。 我非常关注教材在“实验误差的分析与控制”方面的指导。很多时候,实验结果的准确性直接影响到结论的可靠性。这本书是否能够引导我深入理解各种误差的来源,并教我如何通过优化操作和实验设计来减小误差?我希望它能让我明白,在化学实验中,“差不多”是远远不够的。 我还会仔细考察教材在“实验仪器的正确使用与维护”方面的讲解。化学实验离不开各种精密的仪器,正确的使用和细心的维护,不仅能保证实验的顺利进行,还能延长仪器的使用寿命。这本书是否能够提供清晰的仪器操作指南,以及必要的维护常识?这对于提高实验效率和降低成本都非常重要。 我也会留意教材在“实验报告的规范书写”方面的指导。一份严谨、清晰的实验报告,是记录实验过程、分析实验结果、总结实验经验的重要载体。这本书是否能够提供详细的实验报告格式和写作技巧,帮助我写出高质量的实验报告?这对于提升我的学术表达能力有着重要的意义。 最后,我还会关注教材在“化学史上的经典实验介绍”方面的设计。了解一些历史上的经典实验,不仅能让我感受到化学发展的脉络,也能从中学到一些重要的实验思想和方法。我希望这本书能够在这方面有所亮点。

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**评价一:** 拿到这本《化学实验//中等专业学校教材》的时候,我心里还是挺期待的。作为一名在化学领域摸爬滚打多年的老学生,深知实验操作的重要性,它不光是理论知识的具象化,更是培养科学思维和严谨态度的基石。我特别留意了教材中对于基础实验的讲解,比如物质的量、溶解度、氧化还原反应这些核心概念,是不是能够通过实验操作清晰地呈现出来。我还关注了教材对实验安全的要求,这一点至关重要,毕竟化学实验的特殊性,任何疏忽都可能带来意想不到的后果。教材在这一点上是否有足够的强调和细致的指导,比如试剂的取用、仪器的使用、废弃物的处理等,都将直接影响到学生在实验课上的安全意识和实际操作能力。 我特别好奇教材中关于“中等专业学校”的定位,这意味着它需要兼顾理论的深度和实践的可行性,既要让学生掌握必要的化学知识,又要让他们能够熟练地进行一系列基础的化学实验。它是否能有效地衔接中学化学和大学化学之间的鸿沟?对于那些未来可能从事相关技术岗位的学生来说,这本教材的实验内容是否能够为他们打下坚实的基础?我希望看到的是,教材不仅仅是罗列实验步骤,而是能够深入浅出地解释每个实验背后的原理,引导学生思考为什么这样做,以及实验结果可能出现的偏差及原因分析。这对于培养学生的批判性思维和解决实际问题的能力至关重要。 此外,教材的插图和图示也是我非常看重的一点。清晰、准确的实验仪器图、操作步骤图,甚至是反应机理的示意图,都能极大地帮助学生理解和记忆。我希望这些插图能够直观、生动,避免过于概念化或模糊不清,从而真正起到辅助学习的作用。同时,教材的排版和字体选择也很重要,好的排版能够让内容更易于阅读,减少视觉疲劳,尤其是在需要长时间专注的实验学习过程中。我也会关注教材在语言风格上的处理,是否通俗易懂,能够吸引中等专业学校学生的阅读兴趣,而不是枯燥乏味的教科书式语言。

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**评价六:** 我是一名有着多年化学教学经验的老师,一直在寻找一本能够真正帮助学生理解和掌握化学实验精髓的教材。《化学实验//中等专业学校教材》这个书名,让我看到了希望。我非常关注教材在“实验与现实生活联系”方面的设计。它是否能通过一些贴近生活的实验,让学生感受到化学在日常生活中的重要性?比如,一些关于食品化学、环境化学或者材料化学的简单实验,都能极大地激发学生的学习兴趣。 我特别看重教材在“探究性实验设计”方面的指导。传统的演示性实验固然重要,但更重要的是培养学生的自主学习能力和解决问题的能力。这本书是否能提供一些开放性的实验课题,鼓励学生自己去设计实验方案,收集数据,并得出结论?这种探究式的学习过程,是培养未来创新型人才的关键。 我还会仔细考察教材在“多媒体与网络资源的整合”方面的运用。在信息时代,教学手段的创新至关重要。这本书是否能够提供一些配套的电子资源,比如虚拟实验软件、实验视频,或者在线互动平台,来辅助课堂教学?这些资源能够极大地丰富教学内容,提升学生的学习体验。 我也会关注教材在“评价与反馈机制”方面的设计。如何有效地评价学生的实验能力,并给予及时有针对性的反馈,是提高教学质量的关键。这本书是否提供了一些多元化的评价方式,比如实验报告的撰写、实验操作的考核、小组讨论的参与度等等?我希望它能够帮助我更全面地了解学生的学习情况。 最后,我还会留意教材在“语言风格与版式设计”上的特点。一本优秀的教材,应该语言清晰、准确,版式美观、易于阅读,能够吸引学生的注意力,并激发他们的学习兴趣。我希望这本教材能够做到这一点。

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