時間:2022-11-13 05:39:25
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇無機(jī)非金屬材料,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1.工程化實踐教學(xué)能力師資隊伍是教學(xué)的主導(dǎo)力量,提高無機(jī)非金屬材料工程化人才培養(yǎng)質(zhì)量,必須加強(qiáng)工程實踐的師資隊伍建設(shè)。如果專業(yè)教師本身缺少工程實踐訓(xùn)練,工程實踐能力低,無法將理論與實際緊密結(jié)合并指導(dǎo)學(xué)生工程實踐環(huán)節(jié),無法調(diào)動學(xué)生主動實踐的積極性。無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)“工程化"師資隊伍建設(shè)薄弱,教師工程化素質(zhì)與實踐能力偏低,不能深入工程化實際開展實踐教學(xué)活動。依托“工程化"教學(xué),加強(qiáng)構(gòu)建中青年教師“工程化"培養(yǎng)模式,培養(yǎng)“雙能型"專業(yè)教師,組織青年教師到企業(yè)進(jìn)行專業(yè)實踐,實施“工程化"培養(yǎng),加強(qiáng)教師工程實踐的訓(xùn)練,可以了解學(xué)科專業(yè)的現(xiàn)實需求,加深教師對工程實際和產(chǎn)業(yè)的了解,可以促進(jìn)理論教學(xué)與實踐教學(xué)的結(jié)合。蚌埠市無機(jī)非金屬材料工程相關(guān)科研院所,如蚌埠玻璃設(shè)計院、玻璃企業(yè)、水泥企業(yè)較多,專業(yè)人才豐富,為校企合作提供了優(yōu)勢,只要教師積極探索校企合作,開展產(chǎn)學(xué)研合作,必定能提高“工程化"水平,加強(qiáng)“雙能型"建設(shè),提高無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)工程化培養(yǎng)水平。
2.無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)“工程化"師資隊伍實踐水平的提高必須尋求校企合作,依托校企合作交流平臺,建設(shè)雙師型師資隊伍,要求企業(yè)定期為教師開展培訓(xùn)班,教師直接從生產(chǎn)第一線獲取企業(yè)的新技術(shù)、新知識、新工藝、新材料、新方法,并應(yīng)用于教學(xué)過程。支持教師參加崗位職業(yè)資格培訓(xùn),強(qiáng)化師資隊伍的工程實踐能力。我系逐步建設(shè)一支熟悉行業(yè)企業(yè)需求、工作經(jīng)驗豐富、實踐教學(xué)能力強(qiáng)的專兼職結(jié)合的“雙能型"教師隊伍。同時,企業(yè)可以推薦專業(yè)骨干教師與高技能人才承擔(dān)無機(jī)非金屬材料工程實踐教學(xué)任務(wù),保證實踐隊伍高素質(zhì)、高水平。組織“雙能型"專業(yè)教師的培養(yǎng),鼓勵教師到企業(yè)進(jìn)行整個工程實踐進(jìn)行針對性訓(xùn)練,提高師資隊伍的工程化教學(xué)能力。對于工廠實踐教學(xué)我們將學(xué)生帶到工廠,利用工廠的生產(chǎn)設(shè)備,聘請生產(chǎn)一線的企業(yè)工程師現(xiàn)場授課,比如玻璃窯爐的實驗課程,我們就組織學(xué)生到企業(yè)去,聘請企業(yè)技術(shù)人員依據(jù)企業(yè)的窯爐現(xiàn)場講解整個窯爐的結(jié)構(gòu)、工作原理及工作過程,非常生動形象,也大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了工程化實踐能力。同時現(xiàn)場教學(xué)也增強(qiáng)了學(xué)生“工程化"思想,在工程化實踐教學(xué)過程中讓學(xué)生明確自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)是成為工程師,將來能將科技轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力。“工程化"教育中學(xué)生體會和掌握工程設(shè)計、工程實踐的基本分析方法,提升綜合實踐素質(zhì)。
二、促進(jìn)實習(xí)實踐基地建設(shè)
實習(xí)實踐基地建設(shè)一直是工科專業(yè)的薄弱環(huán)節(jié),如何借助“工程化"提升專業(yè)實習(xí)實踐基地建設(shè)是值得考慮的問題。利用無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)實習(xí)基地和產(chǎn)學(xué)研基地工程化方面的優(yōu)勢,對學(xué)生進(jìn)行工程化方面的培養(yǎng),包括校內(nèi)實習(xí)基地和企業(yè)實習(xí)基地建設(shè)。校內(nèi)實習(xí)基地建設(shè),通過基本儀器設(shè)備的添置與更新組建成工程中心,盡可能貼近生產(chǎn)實際,滿足專業(yè)工程實踐教學(xué)的基本需要,滿足相關(guān)專業(yè)內(nèi)涵與外延拓展需要。我院無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)利用蚌埠玻璃設(shè)計院等具有豐富工程化水平和實踐經(jīng)驗的智力資源,利用中航三鑫太陽能光電玻璃有限公司、安徽鑫民玻璃制品有限公司、安徽德力集團(tuán)、鳳陽珍珠水泥集團(tuán)、海螺水泥集團(tuán)等企業(yè)先進(jìn)的實踐教學(xué)基地,共同提高無機(jī)非金屬材料專業(yè)工程化人才培養(yǎng)質(zhì)量。
三、校企合作辦學(xué)和產(chǎn)學(xué)研合作
按照互惠共贏的原則,搭建校內(nèi)外合作育人平臺。通過政策傾斜、經(jīng)費扶持、提供場地和設(shè)備等手段,推動合作企業(yè)在學(xué)校內(nèi)設(shè)立研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、檢測等機(jī)構(gòu)。積極嘗試共建企業(yè)冠名班、訂單式培養(yǎng)等方式,開展深度合作的辦學(xué)模式,利用現(xiàn)有實習(xí)就業(yè)基地主動開展合作,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和綜合素質(zhì);優(yōu)化校企合作育人機(jī)制,校企共同制定工程化實踐能力人才培養(yǎng)方案,共同構(gòu)建應(yīng)用型工程化課程體系,改革教學(xué)方法和手段;校企共同制定核心課程標(biāo)準(zhǔn)、改革評價方法、注重過程考核;強(qiáng)化實踐教學(xué),并推進(jìn)校企分段培養(yǎng)、模塊化教學(xué)、多證書制度。蚌埠學(xué)院與安徽鑫民玻璃制品有限公司簽訂校企聯(lián)合辦學(xué)協(xié)議,組建級無機(jī)非金屬材料工程“鑫民玻璃冠名班”,班級現(xiàn)有學(xué)生49人。安徽鑫民玻璃制品有限公司提供10萬元專項資金用于發(fā)放該班學(xué)生助學(xué)金、獎學(xué)金等。總之,著力提高工程化實踐能力,對于無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的意義,是地方本科院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的前提。工程化實踐能力的培養(yǎng)是一個長期的工程,更是一個重要的課題,應(yīng)在工程化實踐能力體系、師資教學(xué)能力、實踐教學(xué)基地、企業(yè)合作辦學(xué)等方面逐步完善。
作者:葛金龍王傳虎單位:蚌埠學(xué)院
關(guān)鍵詞:無機(jī)非金屬 材料研發(fā) 材料發(fā)展 材料應(yīng)用
中圖分類號:TB321 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)11(b)-0057-01
1 無機(jī)非金屬材料簡介
1.1 無機(jī)非金屬材料范疇
當(dāng)今的無機(jī)非金屬材料科學(xué)是在20世紀(jì)40年代開始由傳統(tǒng)的硅酸鹽材料科學(xué)逐漸演變發(fā)展而來的。目前,無機(jī)非金屬材料、金屬材料和有機(jī)高分子材料已成為社會各行各業(yè)使用的三大主要材料。全球無機(jī)非金屬材料的快速發(fā)展以及其新產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)為社會的發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)。
1.2 無機(jī)非金屬材料的優(yōu)點
無機(jī)非金屬材料是一種固體無機(jī)材料,具有很強(qiáng)的整體性,其理化性質(zhì)穩(wěn)定,不易老化、風(fēng)化。無機(jī)非金屬材料因其耐久性和有效性方面的優(yōu)異表現(xiàn),且能承受高溫,防水性能也表現(xiàn)出色,所以其也是一種很好的防火材料。無機(jī)非金屬材料本身屬于一到三級耐火材料標(biāo)準(zhǔn),其材料結(jié)構(gòu)緊密,其也具有很好的防水滲透能力,防雨水和地表滲透性能。無機(jī)非金屬材料的物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,與酸堿反應(yīng)敏感度不大,具有很好的耐酸堿性,同時,無機(jī)非金屬材料對鼠害,蟲害的忍耐度比較大,能保證長久的正常的使用效果。
2 國內(nèi)無機(jī)非金屬材料的現(xiàn)狀
2.1 無機(jī)非金屬新材料的新應(yīng)用
2.1.1 高技術(shù)陶瓷材料
高技術(shù)陶瓷是以人工合成的超細(xì)高純粉體為原料制備的一種新型無機(jī)非金屬材料,其主要使用各種先進(jìn)材料成型方法、優(yōu)秀的當(dāng)代燒結(jié)工藝以及精密加工技術(shù)制作而成。高技術(shù)陶瓷材料具有高性能、高附加值的特點,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高端技術(shù)領(lǐng)域和頂尖國防材料領(lǐng)域。高技術(shù)陶瓷具有耐高溫、高硬度、高剛度、耐磨耐腐蝕性優(yōu)越等優(yōu)點,可用于陶瓷機(jī)械零件、生物陶瓷材料、集成電路、各種傳感器等領(lǐng)域。大量材料應(yīng)用結(jié)果表明:高技術(shù)陶瓷材料是21世紀(jì)國家經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展水平的重要特征。
2.1.2 納米材料
隨著納米科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,納米材料也迅速得到發(fā)展,納米材料由極細(xì)晶粒組成,其晶粒尺寸在納米尺度范圍,與微米晶體材料相比,在材料力學(xué)、材料光學(xué)、材料電磁學(xué)等方面具有更加優(yōu)異的表現(xiàn), 因此納米材料科學(xué)是當(dāng)今凝聚態(tài)物理材料領(lǐng)域的熱點研究方向。比如:納米碳管的直徑為1.4 nm,5萬根納米碳管并排后才跟一根頭發(fā)一般粗,但是其強(qiáng)度已達(dá)到鋼的100倍。多數(shù)研究表明,納米材料的特殊性將在未來日常生活和高科技領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。例如,利用納米技術(shù)研發(fā)的新型電腦其性能更優(yōu)良;飛機(jī)表面涂覆納米硅基陶瓷粉可以成功避開雷達(dá)的監(jiān)測等。
2.1.3 復(fù)合氧化物與化學(xué)傳感器材料
復(fù)合氧化物敏感材料與化學(xué)傳感器對信息感知度強(qiáng),其形態(tài)千變?nèi)f化、性能各異、功能多樣。目前,對這類材料的研究重點材料主要有:新型半導(dǎo)體材料;有害氣體敏感材料;復(fù)合氧化物氣敏材料等。多功能敏感材料的傳感元件結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格便宜、靈敏度高。廣泛用于火災(zāi)報警、可燃?xì)鈭缶⑵囄矚鈾z測等方面。
2.1.4 特精細(xì)化學(xué)品材料和功能化合物材料
目前,特精細(xì)化學(xué)品材料和功能化合物材料品種越來越多,其主要包括畜牧業(yè)飼料添加劑、飲食添加劑、滅火劑、生氧劑等等。特種精細(xì)化學(xué)品和功能化合物的生產(chǎn)產(chǎn)量小、規(guī)模小,但是生產(chǎn)的技術(shù)含量高,具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和市場前景。
2.1.5 固體電解質(zhì)
近十幾年來,固體電解質(zhì)材料發(fā)展較快。由于非核能能源技術(shù)發(fā)展的需要,固體電解質(zhì)材料中的新能源技術(shù)的研發(fā)引起人們極大的關(guān)注。當(dāng)前,這類材料的研究體系已經(jīng)成為單獨的固態(tài)離子學(xué)學(xué)科。固體電解質(zhì)研究重點主要是堿金屬離子材料,未來具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和市場前景。
2.2 無機(jī)非金屬材料的發(fā)展趨勢
未來,無機(jī)非金屬材料的發(fā)展趨勢將有以下幾點:(1)材料與高科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)緊密聯(lián)系。隨著全球電子工業(yè)、高能電池、太陽能技術(shù)的迅速發(fā)展,未來無機(jī)非金屬新材料發(fā)展和高科技發(fā)展之間的聯(lián)系將會更加緊密。(2)各種材料復(fù)合程度提高。相互交叉的各學(xué)科領(lǐng)域相互合作研發(fā)的復(fù)合材料將占據(jù)材料工業(yè)越來越大的市場規(guī)模。(3)高分子復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用。高分子復(fù)合材料具有良好的機(jī)械性能、光電材料特性和磁學(xué)等功能。這些新材料將在生物、機(jī)械、光學(xué)、電子學(xué)等領(lǐng)域取得更廣大的應(yīng)用。
2.3 無機(jī)非金屬材料在我國發(fā)展中出現(xiàn)的問題
雖然,無機(jī)非金屬材料在我國發(fā)展迅速,其新技術(shù)與新工藝不斷得以應(yīng)用與推廣,無機(jī)非金屬材料的產(chǎn)量也得到突破。但是,我國傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料依然存在著品種雜、質(zhì)量檔次低、高科技含量少,國際競爭力不強(qiáng)的現(xiàn)象。導(dǎo)致這現(xiàn)象的主要原因是國內(nèi)材料企業(yè)過多,市場競爭失衡,企業(yè)總體生產(chǎn)工藝差,材料工作人員素質(zhì)差, 高水平材料研發(fā)機(jī)構(gòu)少等等。21世紀(jì)對無機(jī)非金屬材料需要量大,質(zhì)量要求也越來越高。在激烈的市場競爭下,國內(nèi)材料型企業(yè)要想生存與發(fā)展,必須提高企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售高科技材料的能力,積極參預(yù)國際材料市場的競爭,提高自身的核心競爭力。
3 國內(nèi)無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用與發(fā)展建議
3.1 國家的角度
國家政府應(yīng)加大對國內(nèi)建材工業(yè)的產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)調(diào)整力度,合理引導(dǎo)企事業(yè)單位步入材料市場的正軌,從宏觀經(jīng)濟(jì)、宏觀行政手段使國內(nèi)無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用與發(fā)展正規(guī)化、可持續(xù)化。
3.2 法律的角度
政府應(yīng)制定相關(guān)的法律法規(guī),防止無機(jī)非金屬新材料研發(fā)結(jié)果被侵權(quán)的現(xiàn)象,充分利用法律手段嚴(yán)懲不法分子對材料領(lǐng)域的破壞行為。同時,要盡快制定適應(yīng)我國科研體制改革的法律法規(guī),保證無非金屬新材料的研發(fā)與生產(chǎn)。
3.3 人才的角度
國家與企業(yè)都應(yīng)加快有關(guān)材料人才的培養(yǎng)速度,不斷優(yōu)化教育資源,以最新材料相關(guān)知識和研發(fā)體系來培養(yǎng)無機(jī)非金屬材料新人才。
4 結(jié)語
目前,國內(nèi)無機(jī)非金屬材料在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的作用越來越重要。國內(nèi)無機(jī)非金屬材料的發(fā)展和應(yīng)用是國內(nèi)特色社會主義經(jīng)濟(jì)體制改革的重要標(biāo)志之一,無機(jī)非金屬材料的發(fā)展與應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其自身的范疇,它帶動了國內(nèi)各個科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新,推動了國內(nèi)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 張義順.傳統(tǒng)無機(jī)材料的現(xiàn)狀及新材料的發(fā)展趨勢[J].焦作工學(xué)院學(xué)報,2000(19).
關(guān)鍵詞:生物技術(shù);無機(jī)非金屬材料;應(yīng)用前景
在本世紀(jì)70年代, 逐步發(fā)展形成的現(xiàn)代生物技術(shù)( 亦稱生物工程技術(shù)), 從廣義上說, 它包括人類對動物、植物以及微生物有目的利用、控制和改造。隨后80年代, 美國和口本便分別召開了 “用生物方法合成材料”和“使用生物技術(shù)創(chuàng)制新材料”等專題學(xué)術(shù)研公寸會。由此可見, 現(xiàn)代生物技術(shù)在材料學(xué)與上程中的應(yīng)用前景頗為看好。例如現(xiàn)代生物技術(shù)在金屬材料行業(yè)中的系統(tǒng)應(yīng)用已經(jīng)成功地形成生物冶金分支學(xué)科。所謂生物冶金或稱細(xì)菌冶金, 即細(xì)菌萃取金屬或生物浸出金屬, 是一種利用細(xì)菌的氧化作用把不溶性金屬化合物轉(zhuǎn)變成可溶性化合物, 再用濕法冶金從溶液中回收金屬的方法。又如開發(fā)研究生物降解高分子材料, 及時防止和解決當(dāng)今世界上極為嚴(yán)重的“白色污染”的決定性措施, 亦是現(xiàn)代生物技術(shù)在有機(jī)高分子材料行業(yè)中的應(yīng)用熱點。至于現(xiàn)代生物技術(shù)在尤機(jī)非金屬材料行業(yè)的應(yīng)用前景, 是又可望又可即的。
1 生物提純硅酸鹽礦物原料
生物提純是指現(xiàn)代生物技術(shù)利用生物浸出法在非金屬礦選礦過程中的應(yīng)用。這種技術(shù)的應(yīng)用原理主要就是利用微生物能夠讓金屬礦物進(jìn)行液化的功能, 使得生物技術(shù)在礦物融濾過程中得到廣泛的應(yīng)用。由于這些鐵雜質(zhì)一般都以黃鐵礦的形態(tài)存在于硅酸礦物質(zhì)中, 人們可以利用氧化鐵硫桿菌和其他菌類對黃鐵礦變成可溶性化合物, 在形成這一反應(yīng)時。根據(jù)調(diào)查顯示, 這種真菌可以對高嶺土壤中鐵的含量至少降低4 %左右, 并且讓高嶺土的白亮度有很大的提高, 這成為陶瓷和造紙行業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)鍵的因素。根據(jù)上述分析, 現(xiàn)代生物技術(shù)將會為硅酸鹽礦物原料。
2生物礦化過程
生物礦化過程是在一定的細(xì)菌分泌和特殊機(jī)質(zhì)的作用下的成礦過程, 也是在特定的機(jī)質(zhì)下長成晶體結(jié)構(gòu)。以珍珠貝的珍珠層為例, 珍珠層的結(jié)構(gòu)是由霞石的碳酸鈣晶體組成, 并在這種情況下形成了大小不一的螺旋形, 由于這種基質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中存在不規(guī)則的鈣物質(zhì), 能夠使碳酸鈣在一定的距離成核并且按照自身的生長規(guī)律形成霞石螺旋。碳酸鈣的生物礦化過程既是一個化學(xué)過程, 也是一個生物過程,這是兩者共同作用過程的結(jié)果。日本研究人員還培育出一種海藻和一種單胞藻, 它們都可以聯(lián)系生產(chǎn)處石灰石顆粒, 每天這些形狀的石灰石最佳生產(chǎn)率為15毫克每升和90 毫克每升, 并可以對回收后的細(xì)胞進(jìn)行再生產(chǎn)。根據(jù)上述材料表明, 人類可以在人工手段下實現(xiàn)細(xì)胞固定化技術(shù), 并利用生物的成礦能錄生產(chǎn)石灰石質(zhì)納木材料和生物裝飾材料, 也可能利用生物的成礦功能進(jìn)行復(fù)合材料的生產(chǎn)。
3 用稻殼制備高純度高性能碳化硅
從仿生學(xué)的角度來看, 人們可以利用稻殼制造出高濃度、高性能的碳化硅。主要的步驟為: 首先, 將稻殼進(jìn)行碳化, 使稻殼中的纖維素進(jìn)行分解, 形成不定性碳化物; 其次, 在還原性和惰性的條件下, 對稻殼進(jìn)行高文煉燒下形成碳化硅。在稻殼中所存在的二氧化硅凝膠會與多糖基質(zhì)進(jìn)行緊密的結(jié)合, 多糖的談話會在二氧化硅的表層發(fā)生, 并且二氧化硅一直處于高化學(xué)活性的多孔和微粒狀態(tài)下, 因此, 在對它進(jìn)行煉燒時,可以最快速度與二氧化硅產(chǎn)生反應(yīng)。德國的一位建筑師利用自己設(shè)計的一種水下裝置放到海中, 在經(jīng)過兩到三個月的時間用過海藻作用可以產(chǎn)生2 5尺長、五尺寬、2寸厚的生物大理石材料板。近期, 日本的工業(yè)技術(shù)研究所成功利用稻殼制備出碳化硅的新工藝, 這種技術(shù)與原來的硅石和煤氣還原法相比, 同時達(dá)到了降低成本和實現(xiàn)了對稻殼的最大利用。在稻殼中存在碳、二氧化硅等有效化學(xué)成分, 這就具備了形成碳化硅的先決條件, 但是一旦在發(fā)生反應(yīng)時磷成分過多時, 就無法形成碳化硅, 那么就必須研究減少磷產(chǎn)生的方法。這種工藝的原理是以弱酸性緩沖劑進(jìn)行爆破性處理, 在多種酶的作用下可以溶出碳, 然后再對其進(jìn)行氧化處理, 在無氧加熱條件下形成高濃度、高性能的碳化硅。
4 生物混凝土
在很早以前, 我國就應(yīng)經(jīng)學(xué)會利用存在于粘土中的細(xì)菌對粘土進(jìn)行發(fā)酵來增強(qiáng)它的可塑性。目前, 我國很多學(xué)者都預(yù)言幾千年后老鼠建造洞穴的材料將用比混凝土還牢固的白蟻排泄物。這種材料是天然的高分子非金屬材料的符合混凝土, 也是細(xì)菌作用下形成的生物混凝土。與此同時, 在日本也有相關(guān)報道曾預(yù)言提出這種單材質(zhì)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用。新型生物混凝土具有多層結(jié)構(gòu):第一層是防水層,能夠防止雨水滲入,避免對建筑結(jié)構(gòu)造成破壞;第二層是生物層,能夠收集雨水以供植物生長,例如它可以為微型藻類、菌類、地衣和苔蘚等提供天然生物屏障;第三層是覆蓋層,能夠讓雨水通過這一層滲入生物層,并可防止水分流失。與傳統(tǒng)混凝土相比,這種新產(chǎn)品的最大優(yōu)勢是既能吸收二氧化碳,改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量;又可美化墻體,改變城市色彩單一的外觀面貌;還能提升建筑物的保溫性,降低能源消耗。
5 生物鐵氧體功能陶瓷材料
在常溫條件下, 可以利用海洋水中想磁性細(xì)菌合成比較均勻的磁性微粒, 磁性微粒通常情況下也被稱為生物鐵氧體功能陶瓷材料, 它與人工制成的磁微粒材料相比, 它的表面積比較大, 而且表面部位被堅硬的有機(jī)薄膜覆蓋, 在這種情況下很難將鐵浸。
6 結(jié)語
將現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用到非金屬材料領(lǐng)域中比較重要的工程, 這也將大大推動生物非金屬材料工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。我們必須積極探索現(xiàn)代生物技術(shù)的作用, 抓住現(xiàn)代生物技術(shù)的特點, 現(xiàn)代生物技術(shù)作為一種低能耗、高效益的新興技術(shù), 必將在非金屬材料領(lǐng)域大面積的應(yīng)用, 以推動我國經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]朱躍釗,盧定強(qiáng),萬紅貴,韋萍,周華,歐陽平凱. 工業(yè)生物技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 化工學(xué)報,2004(12).
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【關(guān)鍵詞】固溶物;無機(jī)非金屬;非金屬材料;應(yīng)用與研究
0 前言
隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步,新技術(shù)開始在各個領(lǐng)域中應(yīng)用,尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來,新的技術(shù)更是如雨后初筍般出現(xiàn),我們常聽到的如納米材料的應(yīng)用、超導(dǎo)材料的發(fā)現(xiàn)、新能源的研究以及光電子材料的技術(shù)發(fā)展等一系列新技術(shù)和新材料。這對我國的新材料工業(yè)來說是一次重大的發(fā)展機(jī)遇,如果能抓住這次新材料機(jī)遇,我國的工業(yè)生產(chǎn)將會有一個新的突破。隨著固溶物的應(yīng)用和發(fā)展,固溶物的應(yīng)用和研究越來越廣,尤其是近些年來在無機(jī)非技術(shù)材料中的應(yīng)用,在制備無機(jī)非金屬材料中,在材料制備過程中,通過對其內(nèi)部摻雜雜質(zhì)、改變壓力等一系列條件,來使得非金屬材料的性質(zhì)發(fā)生改變,從而賦予非金屬材料新的特性。
1 固溶物簡介
在溶液中將溶質(zhì)進(jìn)行溶解后,理化性質(zhì)受到微量溶質(zhì)的決定形成的產(chǎn)物為固溶體。固溶體有很多分類,一般我們根據(jù)外來的組元在固溶體中主晶相的固溶度分類,將固溶體分為有限型和連續(xù)型兩種;按照外來組元在固溶體主晶相的位置分類,可以分成間隙固溶體和置換固溶體;而若按照相圖中固溶體所處的位置,則可以分成中間固溶體和端部固溶體兩部分。在固溶體的制備方法中,一般常用的有沉淀法、電泳法、溶膠法以及絡(luò)合法等一系列傳統(tǒng)的方法,在最近幾年,新興了一些固溶體的制備方法,但是這些技術(shù)和方法還不是很成熟,因此在實際的生產(chǎn)過程中應(yīng)用較少。這表明固溶體在非金屬材料中的應(yīng)用還有很大的空間去探求,非金屬材料制備在固溶體中還有很長一段路要走。
2 固溶體的特性
固溶體的特性一般主要是由固溶物的組成物來決定的,在近些年的無機(jī)非金屬材料的制備中,在固溶體中摻雜一些性質(zhì)獨特的物質(zhì)來改變固溶體本身存在的特性,改變固溶體原有的屬性。在固溶體中,加入一些稀有元素,會將該元素的特性延伸到固溶體中,會大大提升固溶體的屬性。現(xiàn)在一些學(xué)者將稀有金屬添加到固溶體中,鈦使用用最廣的一種,鈦由于具有密度小,質(zhì)輕,機(jī)械強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐酸、耐堿等一系列性能,因此在固溶體中被廣泛的應(yīng)用,摻入鈦的固溶體也會具備鈦原有的一些屬性,使得固溶體的性能得到進(jìn)一步的加強(qiáng)。還有一些將硅、鋁以及石墨加入到固溶體中,讓固溶體擁有它們的屬性,為非金屬材料的制備提供更好的固溶體。
3 固溶體在無機(jī)非金屬材料中的應(yīng)用
隨著對固溶體的研究越來越多,因此固溶體的應(yīng)用也越來越廣泛,近些年,固溶體開始在無機(jī)非金屬材料中廣泛應(yīng)用。
3.1 固溶體作為催化劑
在我國,一些研究人員通過將CeO2和ZrO2進(jìn)行固溶作用,得到了一種新的鈰鋯氧化物的固溶體,由于之前的二氧化鈰是非常好的催化劑,在生物陶瓷材料的制備、燃料電池的電極的生產(chǎn)中都被用作催化劑使用,效果很好。這種由兩種氧化物固溶形成的固溶體,其既具有Ce的氧化還原性質(zhì),在4價的Ce4+氧化為3價的Ce3+時,發(fā)生氧化還原時,會對周圍的氧濃度產(chǎn)生緩沖的作用,其中的CeO2直接影響的是鈰鋯氧化物的固溶體的催化活性,在生物陶瓷的制備過程中,加入鈰鋯氧化物的固溶體,能有效的將Zr4+引入到立方的晶格中去,在燒結(jié)的過程中起到催化作用,使得生產(chǎn)出來的生物陶瓷質(zhì)量高、性能強(qiáng),具有一些特性。
在Mn-Ce-O的復(fù)合氧化物中,摻入一些銅粉,形成新的復(fù)合氧化物的固溶體,同樣可以在催化作用中增強(qiáng)其催化的作用,這是由于在合氧化物Cu.Mn―Ce―O三元固溶體中,二價的Cu2+和Mn3+進(jìn)入到CeO2的晶格中去,使其形成螢石型結(jié)構(gòu)的三元固溶體,這樣的催化劑在催化無機(jī)非金屬材料過程中,提高了氧的活性和吸附能力,提高了固溶體中銅和錳的分散和結(jié)合的速度,在無機(jī)非金屬中會加快化合物表面物質(zhì)的還原,將催化活性能降到最低,使得生產(chǎn)過程中,無機(jī)非金屬材料耗能少,降低了成本。
還有一種固溶體是將TiO2中將SnO2摻雜進(jìn)去形成SnO2-TiO2固溶體,主要的結(jié)構(gòu)為金紅石,形成的固溶物由于酸性弱,在固溶物的表面會出現(xiàn)含有吸附氧,在晶格中出現(xiàn)晶格氧。在非金屬材料的制備中,TiO2會在反應(yīng)中被SnO2反應(yīng)分解,將SnO2-TiO2固溶體的比表面積增大到一定程度,將SnO2-TiO2固溶體的催化活性提升,在寬帶隙半導(dǎo)體的制備中能連續(xù)反應(yīng),催化活性很高。
3.2 固溶體對晶格的影響
在一種發(fā)現(xiàn)的鈦酸鋁固溶體,經(jīng)過研究和實驗,發(fā)現(xiàn)鈦酸鋁具有耐火性、隔熱性以及抗震性等一系列優(yōu)良特點,但是在實際的應(yīng)用中,發(fā)現(xiàn)鈦酸鋁在高溫時,只要溫度超過800℃時,就會被分解,在1300℃以下會被分解成金紅石和剛玉,這就會讓鈦酸鋁的催化性能降低,不穩(wěn)定的鈦酸鋁,要想保證其穩(wěn)定性,通常會加入一些Fe2O3和MgO,使得鈦酸鋁形成穩(wěn)定一點的晶格,有效地抑制鈦酸鋁固溶體的分解。在無機(jī)非金屬材料的制備中,鈦酸鋁固溶物的使用會使得生產(chǎn)的非金屬材料壓電性穩(wěn)定、介電常數(shù)能夠大幅的提升。因此在實際的應(yīng)用中,鈦酸鋁固溶體廣泛的應(yīng)用到無機(jī)非金屬材料的制備中。
3.3 固溶體在新型陶瓷中的應(yīng)用
在近些年,一些陶瓷公司開始研究鈦硅碳系列的陶瓷,這種新型的陶瓷具備強(qiáng)度高、抗壓、抗震、抗氧化等一系列優(yōu)良特性,在一些陶瓷的制備中,采用氧化鋯固溶體進(jìn)行新型陶瓷的應(yīng)用,由于氧化鋯在高溫下的結(jié)構(gòu)不同,在1200℃的溫度以下結(jié)構(gòu)為單斜相,而在1200℃到2400℃之間的結(jié)構(gòu)為四方晶相,在2400℃以上的結(jié)構(gòu)將形成立方相。在陶瓷的制備過程中,氧化鋯固溶體在立方相結(jié)構(gòu)時最穩(wěn)定,在陶瓷中主要用于制備耐火陶瓷和隔熱陶瓷,因此,在制備這些新型陶瓷中,就要對燒制陶瓷的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制,防止溫度的變化導(dǎo)致氧化鋯固溶體的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,在研究中一般采用的是溶膠凝膠法將氧化鋯固溶體摻雜進(jìn)陶瓷材料中,但是摻雜的比例也會導(dǎo)致制備的陶瓷性能發(fā)生變化,這時將加入一定比例的Pr,加入的Pr會將定形的氧化鋯固溶體轉(zhuǎn)化為晶相結(jié)構(gòu)的氧化鋯。通過實驗研究發(fā)現(xiàn),不同的制備技術(shù)、不同的Pr摻雜以及不同的溫度,生產(chǎn)的新型陶瓷的興紙業(yè)不相同。
4 結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新型材料將會陸續(xù)的發(fā)現(xiàn),新的科學(xué)技術(shù)也會應(yīng)用到無機(jī)非金屬材料的制備中。在實際的應(yīng)用中,通過化合物的擁有不同的膨化系數(shù)來將不同的化合物進(jìn)行固溶,形成新的固溶物來制備超低膨脹無機(jī)材料。調(diào)整化合物不同的比例也能生產(chǎn)出不同的熱膨脹非金屬材料。而在一些傳統(tǒng)的氧化鋁材料中,通過摻雜一些其他新型的氧化物制備成新的固溶物可以制成顏色不同的人工寶石;在鋯鈦酸鉛加入一些鑭系氧化物,就能夠生產(chǎn)出透明度很高的壓電陶瓷。固溶體的特性經(jīng)過長時間的研究和分析,相信在未來的無機(jī)材料生產(chǎn)中應(yīng)用會越來越廣。固溶體的明天將會越來越好。
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞:無機(jī)非金屬材料;卓越工程師;培養(yǎng)模式
“卓越工程師培養(yǎng)計劃”是指高等學(xué)校培養(yǎng)具有工程師基本能力、并有獲得工程師執(zhí)業(yè)資質(zhì)或者工程師職稱潛力的后備工程師。借鑒世界先進(jìn)國家高等工程教育的成功經(jīng)驗,創(chuàng)建具有中國特色工程教育模式,通過教育和行業(yè)、高校和企業(yè)的密切合作,以實際工程為背景,以工程技術(shù)為主線,著力提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力,培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)企業(yè)發(fā)展需要的多種類型優(yōu)秀工程師。通過實施“卓越工程師培養(yǎng)計劃”,主動服務(wù)國家戰(zhàn)略、服務(wù)社會需求。
一、無機(jī)非非金屬材料專業(yè)特點
沈陽建筑大學(xué)是以建筑、土木等學(xué)科為特色,因此學(xué)校各專業(yè)人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)是圍繞建筑、土木學(xué)科展開的。材料是土木工程實施的物質(zhì)基礎(chǔ),二十一世紀(jì)建筑業(yè)迅猛發(fā)展,新材料、新工藝的不斷更新,對材料的人才需求提出了新得挑戰(zhàn)。因此無機(jī)專業(yè)的培養(yǎng)是為土木工程材料的研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用等服務(wù)。
無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)人才應(yīng)具備無機(jī)非金屬工程材料相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論,掌握土木工程材料的研究開發(fā)、生產(chǎn)應(yīng)用、工程施工管理質(zhì)量檢測的基本方法,實驗技能和工程應(yīng)用技術(shù),能夠從事各類土木工程材料的工程應(yīng)用、質(zhì)量檢測及研究、開發(fā)和生產(chǎn)的高級工程技術(shù)人才。
二、卓越工程師培養(yǎng)模式研究的背景
教育部啟動“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”以來,以清華大學(xué)為首的61所高校成為第一批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”高校,2013年沈陽建筑大學(xué)無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)獲批教育部第三批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”建設(shè)高校。
“卓越工程師培養(yǎng)計劃”對于本科生制定通用標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)兩方面要求。通用標(biāo)準(zhǔn)是指對所有工科學(xué)生的畢業(yè)生的基本要求。在通用標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,為滿足各行業(yè)對工程技術(shù)人員職業(yè)資格要求,各行業(yè)根據(jù)具體專業(yè)特點制定工程型人才培養(yǎng)要求。本科層次卓越工程師工程能力的評價重點在學(xué)生分析和解決實際工程問題的能力、生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)能力、創(chuàng)新意識、新產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計能力、技術(shù)改造和創(chuàng)新能力等。因此培養(yǎng)計劃的制定應(yīng)圍繞著專業(yè)特點和卓越工程師培養(yǎng)計劃要求制定。
依據(jù)卓越工程師培養(yǎng)計劃要求,通過對長安大學(xué)、西北建筑科技大學(xué)等多個“卓越工程培養(yǎng)計劃,建設(shè)院校相關(guān)專業(yè)進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上,修改制定了本校的專業(yè)培養(yǎng)方案。明確了本專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計劃的定位,加強(qiáng)了實踐環(huán)節(jié)的設(shè)置和過程管理,增加了工程界參與的深度,克服了理論和實踐脫節(jié)的現(xiàn)象,保證了理論與實踐環(huán)節(jié)的連續(xù)性。
三、培養(yǎng)模式的建設(shè)
1、優(yōu)化培養(yǎng)方案:為了卓越工程人才培養(yǎng)計劃的順利實施,保證卓越工程師培養(yǎng)過程中有足夠的工程實踐訓(xùn)練,首先調(diào)整教學(xué)培養(yǎng)方案的進(jìn)程,調(diào)整理論課內(nèi)容至五一六學(xué)期完成,專業(yè)實驗和課程設(shè)計調(diào)整到第七學(xué)期的13-20周。通過對課程進(jìn)程的調(diào)整,保證卓越培養(yǎng)計劃的學(xué)生有足夠時間參與工程實踐和頂崗實習(xí)。其次修改教學(xué)內(nèi)容,增設(shè)了設(shè)計性實驗內(nèi)容和頂崗實習(xí)實踐,調(diào)整校內(nèi)的實驗教學(xué)內(nèi)容和方式,并聘請了企業(yè)工程技術(shù)人員作為導(dǎo)師,強(qiáng)化實踐環(huán)節(jié)的過程管理。
2、加強(qiáng)實驗實踐教學(xué)過程建設(shè):
教學(xué)實驗實踐主要是指與通識課程和專業(yè)課程相關(guān)聯(lián)的各種課程教學(xué)需要的實驗實踐、以及專門實驗課的實驗實踐。實踐場地以校內(nèi)的各種基礎(chǔ)實驗室、工程訓(xùn)練中心和專業(yè)實驗室為主,以校外實踐基地為輔。通過校內(nèi)外導(dǎo)師聯(lián)合培養(yǎng)和強(qiáng)化實踐環(huán)節(jié)的過程管理,訓(xùn)練學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新思維。
(1)強(qiáng)化校內(nèi)教學(xué)實驗體系建設(shè)
培養(yǎng)方案增加了綜合、設(shè)計性實驗內(nèi)容。在現(xiàn)有專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上,對于“卓越工程培養(yǎng)計劃”的學(xué)生增加了4周的材料設(shè)計試驗,材料設(shè)計實驗以土木工程背景下的新型建筑材料發(fā)展的熱點問題進(jìn)行,實驗內(nèi)容強(qiáng)調(diào)開發(fā)設(shè)計性、綜合性和創(chuàng)新性實驗,實驗內(nèi)容靈活多樣,學(xué)生可自行選擇。增加課程設(shè)計部分的工藝設(shè)計內(nèi)容,同時工廠設(shè)計采取局部和整體結(jié)合的方式,學(xué)生根據(jù)生產(chǎn)工藝進(jìn)行組合設(shè)計,創(chuàng)新探索新的生產(chǎn)工藝的可行性,讓學(xué)生掌握行業(yè)發(fā)展動態(tài)。
(2)凸顯專業(yè)特點的實習(xí)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)
頂崗實習(xí)實踐是加強(qiáng)學(xué)生實踐能力訓(xùn)練的另一個重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)依托建筑行業(yè)背景,結(jié)合現(xiàn)代的建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢,建立了具有行業(yè)特色卓越工程師培養(yǎng)計劃校外實踐教學(xué)體系建設(shè),
首先是以混凝土生產(chǎn)及應(yīng)用為主線的實踐教學(xué)。中建商品混凝土有限公司是國內(nèi)商品混凝土行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)軍企業(yè),具有鮮明的行業(yè)特點,契合無機(jī)非金屬專業(yè)的培養(yǎng)方向,企業(yè)可為學(xué)生的生產(chǎn)實踐提供了良好的踐基地和大量的就業(yè)機(jī)會,使學(xué)生實踐能力培養(yǎng)和工作培訓(xùn)融合,縮短了學(xué)生適應(yīng)崗位能力的時間。本專業(yè)第一批學(xué)生已經(jīng)順利完成頂崗實習(xí),并取得良好的效果。
其次是以建筑裝配式產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)為主線的實踐教學(xué)。裝配式建筑是國家近幾年推薦的新型建筑結(jié)構(gòu)形式,住建部已經(jīng)在沈陽開展了試點,并逐步在多個撐死推廣。在這種行業(yè)需求下,學(xué)院與沈陽亞泰裝配式建筑有限公司建立了校外實踐基地,引導(dǎo)部分學(xué)生參與到裝配式建筑設(shè)計、生產(chǎn)和應(yīng)用過程,培養(yǎng)符合裝配式建筑設(shè)計生產(chǎn)應(yīng)用復(fù)合型人才。
此外與遼寧秦恒科技、恒威水泥,利盟高科等建立了一批實習(xí)實踐基地,這些實踐基地為學(xué)生提供了建筑行業(yè)背景下的特色培養(yǎng)需求。
校外實踐基地是對校內(nèi)實踐訓(xùn)練的有益補(bǔ)充,是實踐教育環(huán)節(jié)的重要組成部分。基于無機(jī)非金屬材料專業(yè)結(jié)構(gòu)和特色優(yōu)勢,實踐體系的建設(shè)思路是:以建筑行業(yè)為背景,以水泥混凝土生產(chǎn)應(yīng)用為主,結(jié)合玻璃、陶瓷、建筑裝配式化等建立培養(yǎng)面向建筑領(lǐng)域的工程技術(shù)人才的實踐教育體系。
(3)增加與企業(yè)相關(guān)畢業(yè)設(shè)計的環(huán)節(jié)
充分利用企業(yè)的資源開展畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)。企業(yè)或者用人單位結(jié)合自身的發(fā)展需求和科研方向,提供畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)論文題目,并指派專門技術(shù)人員配合校內(nèi)導(dǎo)師協(xié)同指導(dǎo),按照學(xué)校畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)進(jìn)行過程管理。這種模式既有利于企業(yè)需求,也有利培養(yǎng)學(xué)生盡快熟悉崗位技能,同時可緩解校內(nèi)資源不足等問題。
【關(guān)鍵詞】校企聯(lián)合 無機(jī)非金屬材料 人才培養(yǎng)
【中圖分類號】G647 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810(2013)30-0011-02
一 引言
校企聯(lián)合培養(yǎng)是學(xué)校、企業(yè)在各自不同利益基礎(chǔ)上尋求共同發(fā)展、互利互惠、實現(xiàn)雙贏的一種合作形式。國家“十二五”教育規(guī)劃中指出:人才培養(yǎng)要學(xué)校與企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)及中外合作等多種聯(lián)合培養(yǎng)方式,形成體系開放、機(jī)制靈活、渠道互通、選擇多樣的人才培養(yǎng)體系。廣西地處東盟經(jīng)濟(jì)貿(mào)易區(qū)核心圈,隨著廣西工業(yè)化、城鎮(zhèn)化建設(shè)的推進(jìn)、北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)開放開發(fā),亟需大量的材料來滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求,新型材料開發(fā)、合成與加工產(chǎn)業(yè)也將迅速發(fā)展壯大,企業(yè)(如廣西魚峰水泥集團(tuán)、華潤水泥集團(tuán)、海螺水泥集團(tuán)、北流三環(huán)集團(tuán)等)對無機(jī)非金屬材料人才需求增大,對材料學(xué)人才也提出了更多、更高的要求,特別是對創(chuàng)新精神、社會適應(yīng)能力、獨立解決問題能力的要求。廣西區(qū)教育廳中長期改革和發(fā)展規(guī)劃中也指出,鼓勵各高校與企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合,集中優(yōu)勢資源、充分發(fā)揮政府、學(xué)校、企業(yè)的能動性,加強(qiáng)高水平學(xué)科專業(yè)隊伍建設(shè),這為高等教育人才培養(yǎng)提出了明確的目標(biāo),也為高等教育改革和發(fā)展指明了方向。如何才能摒棄精英教育時期的固有思想,放開心態(tài)、不斷調(diào)整與完善、以更好地解決問題,服務(wù)于社會的發(fā)展需要,對此,學(xué)術(shù)界、教育界已進(jìn)行過多方面的有益研究。如何真正辦好應(yīng)用型的無機(jī)非金屬專業(yè)、強(qiáng)化學(xué)生實踐能力的培養(yǎng),是值得我們深刻思考的。本文僅就無機(jī)非金屬材料專業(yè)本科教育的教學(xué)改革進(jìn)行探索。
二 地方無機(jī)非金屬材料專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及問題分析
隨著大學(xué)的逐年擴(kuò)招,畢業(yè)生的數(shù)量越來越多,就業(yè)壓力越來越大。大學(xué)生需要具有全方位的社會適應(yīng)能力,在走出校門后在短期內(nèi)能適應(yīng)社會,滿足企業(yè)的要求,為社會做更大貢獻(xiàn);隨著教育的規(guī)模化,教育資源日益緊張,實驗經(jīng)費缺乏,實習(xí)基地類型單一,理論學(xué)習(xí)難以跟社會實際相結(jié)合等,投資不足和經(jīng)費短缺已成為教育發(fā)展的瓶頸,盡管國家教育經(jīng)費逐年增加,但與發(fā)達(dá)國家相比還存在很大差距,學(xué)校急需社會特別是企業(yè)的支持,因此校企聯(lián)合培養(yǎng)成為了必然。通過這種聯(lián)合,企業(yè)可以便捷地獲得人才、智力和技術(shù)支持,增強(qiáng)創(chuàng)新和發(fā)展能力;學(xué)生可以培養(yǎng)自身的創(chuàng)新能力、社會適應(yīng)能力、就業(yè)競爭能力,解決就業(yè)難的問題;學(xué)校可以極大地拓展辦學(xué)渠道和途徑,找到廣闊的用武之地,解決實習(xí)經(jīng)費匱乏的問題。高等教育的培養(yǎng)目標(biāo)要求理論與實踐結(jié)合、教學(xué)與科研并重、人才與成果并舉,因而校企聯(lián)合是最適合的培養(yǎng)方式,也是高等教育改革發(fā)展和全面提高教育質(zhì)量和辦學(xué)效益的重要途徑。無機(jī)非金屬材料專業(yè)是個實踐性較強(qiáng)的專業(yè),材料的發(fā)展瞬息萬變,采用校企聯(lián)合培養(yǎng)的方法較適合本專業(yè)的特點,對于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)將會是一種飛躍。
將校企聯(lián)合培養(yǎng)貫穿于無機(jī)非金屬材料專業(yè)理論教學(xué)、實驗、實習(xí)的整個過程中,以廣西魚峰水泥集團(tuán)、華潤水泥集團(tuán)等多家企業(yè)為實習(xí)基地,將水泥工藝學(xué)、水泥工藝與設(shè)備、陶瓷工藝學(xué)、陶瓷工藝與設(shè)備、工廠設(shè)計概論等課程理論與實踐相結(jié)合學(xué)習(xí),學(xué)生在實踐過程中加深了對理論課的認(rèn)識,避免了過去單一的課堂教學(xué)單調(diào)乏味的學(xué)習(xí)狀況,提高學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量。在長時間的實習(xí)過程中,學(xué)生與企業(yè)相互深入了解、雙向選擇,解決了工廠招工難、學(xué)生找工作難的雙重難題。
三 國內(nèi)外校企聯(lián)合人才培養(yǎng)典型模式
校企聯(lián)合培養(yǎng)已發(fā)展成為當(dāng)今發(fā)達(dá)國家實施教育的重要特點,但因各國在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和文化背景上的差異,使其在校企合作的具體操作上各有其特征。概括起來主要呈現(xiàn)為三種不同的模式:一是以企業(yè)為主的模式。最為典型的代表仍是德國的“雙元制”。它以企業(yè)的實踐培訓(xùn)為主,以部分時間制職業(yè)學(xué)校的理論教學(xué)為輔,學(xué)校教育與企業(yè)培訓(xùn)的辦學(xué)費用分別由各級政府與企業(yè)全額負(fù)責(zé)。學(xué)生需與培訓(xùn)企業(yè)訂立培訓(xùn)合同,整個培訓(xùn)過程由行業(yè)協(xié)會作為中介,執(zhí)行監(jiān)管與質(zhì)量考核。二是以學(xué)校為主的模式。其代表是美國的“合作教育”。這種模式下教育對象的主要身份是職業(yè)學(xué)校的學(xué)生,教育部門成為職業(yè)教育的主要組織者,它將學(xué)生在企業(yè)的培訓(xùn)納入學(xué)校的教學(xué)計劃,學(xué)生以接受學(xué)校教育為主,同時按一定方式輪流或交替到企業(yè)進(jìn)行技能培訓(xùn)。三是以行業(yè)為主導(dǎo)的模式。澳大利亞的職業(yè)教育是最為典型的“行業(yè)主導(dǎo)型”模式,其行業(yè)在職業(yè)教育發(fā)展中發(fā)揮著極為重要的作用。
教學(xué)模式是在一定的教學(xué)思想或教學(xué)理論指導(dǎo)下建立起來的各種類型的教學(xué)活動的基本結(jié)構(gòu)或框架,表現(xiàn)教學(xué)過程程序性的策略體系。基于校企聯(lián)合培養(yǎng)的本科教育教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)將校企合作引入教學(xué)活動,從教學(xué)活動的結(jié)構(gòu)或框架架構(gòu)上突出校企聯(lián)合培養(yǎng)思想的指導(dǎo)地位。第一,確立重視學(xué)生綜合實踐能力的課程目標(biāo)。第二,設(shè)置適應(yīng)社會發(fā)展要求的課程體系。第三,運(yùn)用多樣化教學(xué)條件、教學(xué)方法。
四 基于校企聯(lián)合培養(yǎng)的人才培養(yǎng)模式構(gòu)建與實踐
1.課程設(shè)置特點
根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)、知識體系及能力要求,將課程設(shè)置劃分為以下幾個模塊:(1)圍繞通識教育(綜合基礎(chǔ)+基本技能)。(2)工程基礎(chǔ)教育(技術(shù)基礎(chǔ)+專業(yè)基礎(chǔ))。(3)工程專業(yè)教育(工程實踐+設(shè)計創(chuàng)新)三個中心環(huán)節(jié),層層遞進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣,突出企業(yè)實訓(xùn)并與專業(yè)認(rèn)證相結(jié)合。
從課程設(shè)置來看,該專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)理論知識解決工程實際問題的能力;具有新產(chǎn)品研制開發(fā)的創(chuàng)新能力;具有從事材料科學(xué)與工程專業(yè)工廠設(shè)計、生產(chǎn)過程控制、新產(chǎn)品開發(fā)、工藝改進(jìn)以及企業(yè)經(jīng)營管理等方面較強(qiáng)工程實踐能力的復(fù)合型人才。在實踐環(huán)節(jié),著重培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和組織管理能力,另外設(shè)置了軟件測試課程、企業(yè)管理和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃等課程,在培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題的能力,能參與生產(chǎn)管理、工廠生產(chǎn)工藝設(shè)計、設(shè)備操作和調(diào)試及維護(hù)的同時,強(qiáng)調(diào)了工程職業(yè)道德和職業(yè)行為規(guī)范。
2.人才培養(yǎng)的方式和方法
為確保人才培養(yǎng)的效果,我院材料科學(xué)與工程專業(yè)與珠三角有關(guān)企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系,如廣西柳州魚峰集團(tuán)公司(廣西新干法水泥制造工程技術(shù)研究中心)、廣西北海新未來信息股份有限公司(千億元產(chǎn)業(yè)廣西電子元器件研發(fā)中心)、桂林昊華南方橡膠有限公司、三環(huán)陶瓷、華錫集團(tuán)、桂林礦地院等十多家大型企業(yè)等均建立了產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系。在廣泛的市場調(diào)研基礎(chǔ)上,結(jié)合無機(jī)非金屬材料專業(yè)的特點,人才培養(yǎng)目標(biāo)定位于能運(yùn)用專業(yè)理論知識解決工程實際問題的能力和新產(chǎn)品研制開發(fā)創(chuàng)新的能力。在人才培養(yǎng)規(guī)格方面,對思想道德、社會責(zé)任、職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等素質(zhì),對掌握專業(yè)知識和知識獲取、知識應(yīng)用、知識創(chuàng)新、團(tuán)隊合作等能力,對自然科學(xué)、工程科學(xué)、經(jīng)濟(jì)管理和專業(yè)技術(shù)等知識給出了具體要求。
3.教學(xué)形式與考核方法
學(xué)生前六個學(xué)期在學(xué)校實習(xí),期間企業(yè)定期派人到學(xué)校進(jìn)行講座和報告,后兩個學(xué)期在企業(yè)或項目開發(fā)現(xiàn)場參加實踐,即“3+1”的人才培養(yǎng)模式,由學(xué)校和企業(yè)派專人進(jìn)行指導(dǎo),在項目開發(fā)過程中完成理論和實踐教學(xué)、專業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等。考核的形式與傳統(tǒng)相比多樣化,如(1)依照傳統(tǒng)方式以試卷形式對基礎(chǔ)理論課程進(jìn)行考試,出卷者可以是任課教師,也可以是企業(yè)相關(guān)人員,確保做到教考分離。(2)企業(yè)指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生完成項目的實際情況給予成績。(3)也可以根據(jù)學(xué)習(xí)報告、心得體會、文檔作品等給予成績等。
4.教學(xué)保障措施
人才培養(yǎng)模式的變化對教師具備的知識結(jié)構(gòu)和工程實踐能力提出了新的要求,尤其是有實踐部分的課程,為了保證優(yōu)良的教學(xué)效果,在教學(xué)培養(yǎng)過程中,采用校企雙導(dǎo)師制,將部分與實際材料生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)加工設(shè)備聯(lián)系密切的專業(yè)課程放到企業(yè)講授,以使理論與實際相結(jié)合,加強(qiáng)學(xué)生工程實踐能力和科研素質(zhì)的培養(yǎng),使學(xué)生盡早接觸工程實際。發(fā)揮校內(nèi)導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師各自的優(yōu)勢共同指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)課程的學(xué)習(xí)、實習(xí)、企業(yè)實訓(xùn),學(xué)生能參與到企業(yè)的生產(chǎn)工藝設(shè)計、生產(chǎn)組織管理和新產(chǎn)品開發(fā),為實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生獨立解決工程實踐問題的能力、科學(xué)研究能力和科技開發(fā)及組織管理能力的目標(biāo)提供有力保障。
五 評價與反饋
校企聯(lián)合培養(yǎng)模式能促進(jìn)校企雙方互利互惠互動發(fā)展。對于企業(yè)來說,高校教師和學(xué)生的引入,提高了企業(yè)的整體技術(shù)水平和創(chuàng)新研發(fā)能力,使企業(yè)在項目研發(fā)、技術(shù)咨詢、生產(chǎn)運(yùn)營等方面得到了人力、智力的支持和補(bǔ)充。合作項目的攻關(guān)大大縮短了項目的出品周期,保障了項目的出品成功率,使企業(yè)的創(chuàng)新能力和競爭力得到有效提高。教師進(jìn)企業(yè)能及時跟進(jìn)科學(xué)技術(shù)前沿的動態(tài)發(fā)展。在科研方面,地方企業(yè)每年都委托給地方高校的產(chǎn)學(xué)研合作教育方面的橫向科研項目。總之,校企聯(lián)合培養(yǎng)合作教育模式促進(jìn)了地方高校與企業(yè)單位的聯(lián)合,使他們在互通有無、資源共享、雙方合作方面都有所收獲。
通過以上研究和實踐,制定出無機(jī)非金屬材料專業(yè)校企聯(lián)合培養(yǎng)教學(xué)改革模式的實施方案,建立聯(lián)合培養(yǎng)大學(xué)生的長期實習(xí)基地。通過校企聯(lián)合培養(yǎng),提高無機(jī)非金屬材料專業(yè)學(xué)生的實踐創(chuàng)新精神、社會適應(yīng)能力,提高本科教育教學(xué)質(zhì)量,進(jìn)一步提高就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量,使培養(yǎng)的學(xué)生很快適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要。希望社會各界更多人士關(guān)注本科教育教學(xué)改革,深入而廣泛地展開討論、研究,不斷推進(jìn)我國本科教育的教學(xué)改革。
參考文獻(xiàn)
[1]孫宏偉.探索校企合作模式,培養(yǎng)優(yōu)秀技能人才[J].教育發(fā)展研究,2006(4)
[摘要]本文簡要的介紹了材料的發(fā)展史,然后分別對金屬材料、無機(jī)非金屬材料以及高分子材料做了簡單的介紹。
[關(guān)鍵詞]材料發(fā)展、金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料
人類社會的發(fā)展歷程,是以材料為主要標(biāo)志的。歷史上,材料被視為人類社會進(jìn)化的里程碑。對材料的認(rèn)識和利用的能力,決定著社會的形態(tài)和人類生活的質(zhì)量。歷史學(xué)家也把材料及其器具作為劃分時代的標(biāo)志:如石器時代、青銅器時代、鐵器時代、高分子材料時代……
100萬年以前,原始人以石頭作為工具,稱舊石器時代。1萬年以前,人類對石器進(jìn)行加工,使之成為器皿和精致的工具,從而進(jìn)入新石器時代。現(xiàn)在考古發(fā)掘證明我國在八千多年前已經(jīng)制成實用的陶器,在六千多年前已經(jīng)冶煉出黃銅,在四千多年前已有簡單的青銅工具,在三千多年前已用隕鐵制造兵器。我們的祖先在二千五百多年前的春秋時期已會冶煉生鐵,比歐洲要早一千八百多年以上。18世紀(jì),鋼鐵工業(yè)的發(fā)展,成為產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容和物質(zhì)基礎(chǔ)。19世紀(jì)中葉,現(xiàn)代平爐和轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的出現(xiàn),使人類真正進(jìn)入了鋼鐵時代。與此同時,銅、鉛、鋅也大量得到應(yīng)用,鋁、鎂、鈦等金屬相繼問世并得到應(yīng)用。直到20世紀(jì)中葉,金屬材料在材料工業(yè)中一直占有主導(dǎo)地位。20世紀(jì)中葉以后,科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,作為發(fā)明之母和產(chǎn)業(yè)糧食的新材料又出現(xiàn)了劃時代的變化。首先是人工合成高分子材料問世,并得到廣泛應(yīng)用僅半個世紀(jì)時間,高分子材料已與有上千年歷史的金屬材料并駕齊驅(qū),并在年產(chǎn)量整理的體積上已超過了鋼,成為國民經(jīng)濟(jì)、國防尖端科學(xué)和高科技領(lǐng)域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的發(fā)展。陶瓷是人類最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和特殊制備工藝的發(fā)展,使陶瓷材料產(chǎn)生了一個飛躍,出現(xiàn)了從傳統(tǒng)陶瓷向先進(jìn)陶瓷的轉(zhuǎn)變,許多新型功能陶瓷形成了產(chǎn)業(yè),滿足了電力、電子技術(shù)和航天技術(shù)的發(fā)展和需要。
現(xiàn)在人們也按化學(xué)成分的不同將材料劃分為金屬材料,無機(jī)非金屬材料和有機(jī)高分子材料三大類以及他們的復(fù)合材料。
金屬材料科學(xué)主要是研究金屬材料的成分組織、結(jié)構(gòu)、缺陷與性能之間內(nèi)在聯(lián)系的一門學(xué)科。金屬材料科學(xué)與工程的工作者還要研究各種金屬冶煉和合金化的反應(yīng)過程和相的關(guān)系,金屬材料的制備方法和形成機(jī)理,結(jié)晶過程以及材料在制造及使用過程中的變化和損毀機(jī)理。對其按化學(xué)成份進(jìn)行分類可以分為鋼鐵、有色金屬以及復(fù)合金屬材料。按用途分類包括結(jié)構(gòu)材料和功能材料。
金屬基復(fù)合材料(MMC)因其良好的性能而得到了人們廣泛的關(guān)注。它是一類以金屬或合金為基體,以金屬或非金屬線、絲、纖維、晶須或顆粒狀組分為增強(qiáng)相的非均質(zhì)混合物,其共同點是具有連續(xù)的金屬基體。目前,特別是航空航天部門推進(jìn)系統(tǒng)使用的材料,其性能已經(jīng)達(dá)到了極限。因此,研制工作溫度更高、比剛度和比強(qiáng)度大幅度增加的金屬基復(fù)合材料,已經(jīng)成為發(fā)展高性能結(jié)構(gòu)材料的一個重要方向。1990年美國在航天推進(jìn)系統(tǒng)中形成了3250萬美元的高級復(fù)合材料(主要為MMC)市場,年平均增長率16%,遠(yuǎn)高于高性能合金的年增長率1.6%。無機(jī)非金屬材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質(zhì)組成的材料。是除有機(jī)高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。在晶體結(jié)構(gòu)上,無機(jī)非金屬的晶體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比金屬復(fù)雜,并且沒有自由的電子。具有比金屬鍵和純共價鍵更強(qiáng)的離子鍵和混合鍵。這種化學(xué)鍵所特有的高鍵能、高鍵強(qiáng)賦予這一大類材料以高熔點、高硬度、耐腐蝕、耐磨損、高強(qiáng)度和良好的抗氧化性等基本屬性,以及寬廣的導(dǎo)電性、隔熱性、透光性及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性。無機(jī)非金屬材料已從傳統(tǒng)的水泥、玻璃、陶瓷發(fā)展到了新型的先進(jìn)陶瓷、非晶態(tài)材料、人工晶體、無機(jī)涂層、無機(jī)纖維、半導(dǎo)體材料以及光學(xué)材料。由于新型無機(jī)非金屬材料除具有傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的優(yōu)點外,還有某些特征如:強(qiáng)度高、具有電學(xué)、光學(xué)特性和生物功能等,因此它們已成為現(xiàn)代新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造、現(xiàn)代國防和生物醫(yī)學(xué)所不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)。
高分子材料為有機(jī)合成材料,亦稱聚合物。自20世紀(jì)20年代德整理國著名科學(xué)家斯托丁格開創(chuàng)這一學(xué)科以來,高分子科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展極為迅猛,如今已形成非常龐大的高分子工業(yè)。它具有較高的強(qiáng)度,良好的塑性,較強(qiáng)的耐腐蝕性能,很好的絕緣性能,以及重量輕等優(yōu)良性能,在是工程上的發(fā)展最快的一類新型結(jié)構(gòu)材料。高分子材料按其分子鏈排列有序與否,可分為結(jié)晶聚合物和無定型聚合物兩類。結(jié)晶聚合物的強(qiáng)度較高,結(jié)晶度決定于分子鏈排列的有序程度。工程上通常根據(jù)機(jī)械性能和使用狀態(tài)將其分為三大類:塑料、橡膠以及合成纖維。其中,我國的合成纖維、合成樹脂和合成橡膠已分別居世界產(chǎn)能的第一、二和三位。
關(guān)鍵詞:綠色建材;培養(yǎng)體系;兩型社會;無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)
中圖分類號:G642.0?搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)14-0234-02
節(jié)能和環(huán)保是當(dāng)今社會可持續(xù)發(fā)展的兩大主題,建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”兩型社會已越來越被政府和社會各界所重視。綠色建材是資源消耗少、環(huán)保節(jié)能的一類新型建筑材料,切合國家建材產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略以及兩型社會建設(shè)的需要。大力開發(fā)和利用各種高品質(zhì)的節(jié)能材料,是節(jié)約能源、降低能耗、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的迫切需要。武漢工程大學(xué)無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)是湖北省本科品牌專業(yè),一直重視根據(jù)國家社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求培養(yǎng)人才,近年來把綠色建材作為該專業(yè)的特色之一進(jìn)行重點建設(shè)。我們在無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)構(gòu)建了以綠色建材為特色的高素質(zhì)人才培養(yǎng)體系,有效推動了專業(yè)建設(shè)水平的提升,為地方及區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、兩型社會的建設(shè)輸送更高素質(zhì)的工程技術(shù)人才。
一、高素質(zhì)人才培養(yǎng)體系內(nèi)容
1.高素質(zhì)人才培養(yǎng)方案的優(yōu)化。根據(jù)教育部無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)指導(dǎo)委員會制定的《無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)規(guī)范》,在人才培養(yǎng)方案“業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標(biāo)”和“業(yè)務(wù)培養(yǎng)要求”中突出綠色建材特色、強(qiáng)調(diào)工程實踐能力和科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。充分利用現(xiàn)有硬件條件與人員條件,研究并整體設(shè)計了四年培養(yǎng)周期的課程設(shè)置、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)和科研能力訓(xùn)練及其學(xué)時分配比例、實施序次和成效評價體系。在課程設(shè)置和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中全面融入“綠色”元素,設(shè)置特色課程。同時強(qiáng)調(diào)課外科技活動、進(jìn)一步突出實踐教學(xué),通過優(yōu)化整合,把第四學(xué)年調(diào)整為以實習(xí)、綜合實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計(論文)為主的實踐教學(xué)年,重點加強(qiáng)對學(xué)生工程意識和實踐動手能力、科研創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)。通過優(yōu)化,將專業(yè)實驗課程中綜合性、設(shè)計性實驗比重提高到20%以上,使實習(xí)、綜合實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計與畢業(yè)論文等綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的總學(xué)時達(dá)到40周,總學(xué)分達(dá)到60。
2.高素質(zhì)人才培養(yǎng)模式的探索。圍繞“武漢工程大學(xué)以‘三實一創(chuàng)’為核心的人才培養(yǎng)模式改革計劃”,結(jié)合專業(yè)自身發(fā)展特點、社會和行業(yè)需求,探索了以工程實踐能力和科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主體、以綠色建材為特色的1+1+1高素質(zhì)人才培養(yǎng)模式,突出對節(jié)能環(huán)保理念、工程實踐能力和科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng),切實提高學(xué)生對綠色建材的理解水平和實踐能力。以導(dǎo)師制的形式要求具有高級職稱的教師結(jié)合自己的研究課題吸收高年級學(xué)生進(jìn)實驗室從事科研工作,多方位培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力,并把學(xué)生獲得的科技成果計入學(xué)分,從制度上鼓勵學(xué)生創(chuàng)新。1+1+1創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式具體為:1個科研課題:鼓勵學(xué)生在深入理解綠色建材節(jié)能環(huán)保理念的基礎(chǔ)上,自主選題,參加教師科研項目,并申報校長基金、節(jié)能減排等大學(xué)生課外科技活動項目。1名指導(dǎo)教師:負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)生完成科研項目中的一個具體內(nèi)容,注重發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,培養(yǎng)綠色理念和科研創(chuàng)新能力。1年的系統(tǒng)實踐訓(xùn)練:學(xué)生獨立完成有關(guān)綠色建材產(chǎn)品的實驗設(shè)計、材料制備與表征、主機(jī)設(shè)備(窯爐)設(shè)計與工藝設(shè)計等實踐訓(xùn)練,帶著自己的“綠色建材作品”出實驗室。
3.師資隊伍建設(shè)。教師是辦學(xué)質(zhì)量的根本保證。通過討論、學(xué)習(xí)、交流,在教師中樹立創(chuàng)新教育、實踐教育和環(huán)保教育的理念,并將其貫徹落實到課程教學(xué)和實踐教學(xué)中去,鼓勵教師積極承擔(dān)綠色建材相關(guān)的教學(xué)研究項目和科研課題。同時注重從企業(yè)聘請實踐經(jīng)驗豐富、創(chuàng)新能力突出、環(huán)保意識較強(qiáng)的工程技術(shù)人員擔(dān)任兼職教師,指導(dǎo)學(xué)生的實習(xí)以及畢業(yè)設(shè)計。提高實踐教學(xué)的整體水平,并較大幅度提高了“雙師型”教師比例,
4.實驗室與實踐基地建設(shè)。充分利用中央財政支持地方高校發(fā)展專項資金“綠色建材實驗平臺”項目的投入,建立比較完善的校內(nèi)實驗與實訓(xùn)基地,建成“綠色建材合成與制備實驗室”、“綠色建材結(jié)構(gòu)與性能表征實驗室”以及“綠色建材設(shè)計實驗室”等3個實驗室,形成比較完善的綠色建材實驗教學(xué)平臺,為高素質(zhì)人才的培養(yǎng)提供有力保障。
5.教學(xué)方法改革。利用綠色建材的節(jié)能環(huán)保和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與自主學(xué)習(xí)能力。課堂教學(xué)方面:注重教學(xué)生“學(xué)”,多采用以歸納法為特點的啟發(fā)式教學(xué),塑造學(xué)生的創(chuàng)新思維和環(huán)保意識;實踐教學(xué)方面:注重培養(yǎng)學(xué)生觀察、發(fā)現(xiàn)、表達(dá)、分析、解決問題的能力;考核方式方面:應(yīng)注重知識的應(yīng)用,考核方式不拘一格,減少筆試的比重;在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)要重視過程,鼓勵創(chuàng)新。
二、高素質(zhì)人才培養(yǎng)體系的實施方案
1.通過問卷調(diào)查、現(xiàn)場走訪等形式,了解在兩型社會背景下企業(yè)對無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)本科生素質(zhì)與能力的要求;統(tǒng)計分析調(diào)查結(jié)果,指導(dǎo)人才培養(yǎng)方案的修訂。
2.貫徹落實以工程實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主體、以綠色建材為特色的1+1+1人才培養(yǎng)模式,并按照其要求,修訂相關(guān)教學(xué)大綱,制定合理的考核方式。
3.通過學(xué)習(xí)、討論、交流,在教師中牢固樹立創(chuàng)新教育、實踐教育和環(huán)保教育的理念。
4.利用中央財政支持地方高校發(fā)展專項資金的投入,建設(shè)完善的綠色建材實驗教學(xué)平臺,爭取與地方企業(yè)共建實驗室和實習(xí)基地,改善實踐教學(xué)條件。
5.在教學(xué)方法上,以節(jié)能環(huán)保和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與自主學(xué)習(xí)能力;重點探索啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué);加強(qiáng)對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的過程控制,弱化結(jié)果驗證,鼓勵創(chuàng)新;進(jìn)行課程考試改革和考核方式改革,減少筆試的比重。
三、高素質(zhì)人才培養(yǎng)體系的作用與意義
1.以綠色建材為特色的無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)高素質(zhì)人才培養(yǎng)體系建設(shè)符合兩型社會建設(shè)發(fā)展需要,有利于提高“無機(jī)非金屬材料工程”湖北省本科品牌專業(yè)的辦學(xué)水平。
2.在人才培養(yǎng)方案和人才培養(yǎng)模式中突出“綠色建材”的特色,引入節(jié)能環(huán)保和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量。
3.綠色建材切合社會熱點及經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求,以綠色建材為特色的高素質(zhì)人才培養(yǎng)體系的建立有助于學(xué)生形成質(zhì)量-成本-效益-環(huán)境四位一體的新型工程觀,深入理解專業(yè)需求,切實提高學(xué)生的素質(zhì)和能力。
4.有利于培養(yǎng)具有無機(jī)非金屬材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念、適合兩型社會發(fā)展需求、工程實踐能力和創(chuàng)新能力強(qiáng)的綠色建材專門人才,有效推動專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升,提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。
綜上所述,我們根據(jù)一般地方高校工科專業(yè)本科生的特點,以無機(jī)非金屬材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求為指導(dǎo),在無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)構(gòu)建了以“綠色建材”為特色、以工程實踐能力和創(chuàng)新能力為主體的人才培養(yǎng)體系,培養(yǎng)高素質(zhì)綠色建材本科生,更好地服務(wù)兩型社會,研究成果可供其他高校相關(guān)專業(yè)參考或應(yīng)用,具有良好的社會效益和輻射效應(yīng)。
【關(guān)鍵詞】材料科學(xué)基礎(chǔ);核心課程;教學(xué)質(zhì)量;教學(xué)效果
材料是社會文明和科技進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo),材料科學(xué)和能源科學(xué)、信息科學(xué)一起被列為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱,其發(fā)展水平更是成為一個國家綜合國力的主要目標(biāo)之一[1]。為了培養(yǎng)更多材料領(lǐng)域的人才,國內(nèi)自20世紀(jì)70年代開始,在不同高校設(shè)置材料科學(xué)與工程一級學(xué)科并相應(yīng)的開設(shè)了一系列材料相關(guān)的專業(yè)課程,而在這些課程中《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的地位可以謂之為重中之重,它立足于闡明材料制備、組成、組織結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的基本規(guī)律,訓(xùn)練學(xué)生材料設(shè)計、材料性能和產(chǎn)品質(zhì)量控制、材料開發(fā)與檢測的基本能力,在公共基礎(chǔ)課和專業(yè)課程之間起著紐帶的作用,對構(gòu)建材料科學(xué)與工程學(xué)科人才整體能力結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu)及素質(zhì)結(jié)構(gòu)具有奠基性的作用[2-3]。
具體到筆者所在的安徽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院無機(jī)非金屬材料工程專業(yè),《材料科學(xué)基礎(chǔ)》在學(xué)生大二學(xué)年下學(xué)期開放,是學(xué)生最先學(xué)習(xí)的一門專業(yè)課程,它既是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)各門專業(yè)課程的保障,也是學(xué)生以后從事材料相關(guān)生產(chǎn)和科學(xué)研究所必備的理論基礎(chǔ),因而保證該門課程的教學(xué)質(zhì)量意義非常重大。然而,就筆者備、授課的經(jīng)歷來看,該課程具有術(shù)語概念多、涉及知識面廣及抽象枯燥等特點,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不易抓住重點,且學(xué)習(xí)難度大,學(xué)生不易產(chǎn)生足夠的學(xué)習(xí)興趣,針對上述問題,結(jié)合本院的具體情況,筆者提出提高該課程教學(xué)效果的幾點想法。
1 重視基礎(chǔ),注重術(shù)語解讀
針對無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的特點,筆者目前所使用的教材為武漢理工大學(xué)出版社出版,由張聯(lián)盟、黃學(xué)輝、宋曉嵐主編的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》。該教材能較全面的覆蓋一級學(xué)科的基本內(nèi)容,既闡述了金屬、無機(jī)非金屬、高分子等典型材料結(jié)構(gòu)上的共性,又突出了無機(jī)非金屬材料的個性;既描述了崍ρ平衡狀態(tài)下的問題,又兼顧了非平衡條件下的材料結(jié)構(gòu)的形成過程;既以材料制備、加工過程中的科學(xué)原理及共性規(guī)律為主,又兼顧了材料服役中的環(huán)境行為效應(yīng),做到了將科學(xué)與工程融為一體。但在教學(xué)時,筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在自己研讀教材時會感覺到生澀難懂,究其原因是由于很多涉及到材料類的專業(yè)術(shù)語教材沒有詳細(xì)的介紹,而這些專業(yè)術(shù)語是學(xué)習(xí)材料科學(xué)的基礎(chǔ),一旦一知半解、含混不清就會影響到對相關(guān)整個知識點的掌握,而一個個小知識點的理解不清最終導(dǎo)致學(xué)生對整門課程的掌握不到位,失去對課程的學(xué)習(xí)興趣。例如在學(xué)習(xí)第二章的晶體結(jié)構(gòu)時,學(xué)生對晶面及晶界的概念理解不清,為此筆者做了很生動的動畫來解釋,單晶材料是由一個晶粒生長而成的,因而它只具有一圈大大的晶界,同時它的(hkl)晶面是唯一的平行族;而多晶材料是由多個晶粒生長而成的,因而它的晶界包括各個小晶粒一圈圈的界,同時每一個晶粒由于生長取向不同具有自己的(hkl)晶面,因而多晶材料的(hkl)晶面是多個相互交叉的平面。結(jié)合筆者的繪圖,學(xué)生很快對這些基本概念有了很深的理解和認(rèn)識,因而在學(xué)習(xí)后續(xù)的結(jié)晶學(xué)指數(shù)、晶向與晶面關(guān)系等結(jié)晶學(xué)基本內(nèi)容時非常順利,收到了不錯的教學(xué)效果。
2 突出重點,注重理論體系融會貫通
《材料科學(xué)基礎(chǔ)》這門課程內(nèi)容繁多,在本院有限的72個學(xué)時里對每個章節(jié)均仔細(xì)講解,做到面面俱到是一項不可能完成的任務(wù)。因而,需要對知識點進(jìn)行梳理,在有限的時間里突出重點,同時將知識點串聯(lián)起來,讓整個理論體系融為一體,這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)完課程后也會倍感輕松,受益匪淺。例如在學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)時,考慮到金屬結(jié)構(gòu)模型主要為等徑球體堆積模型,而無機(jī)非金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)主要為不等徑球體堆積模型,兩者的知識點是相通的。因而在講述時,筆者著重以金屬結(jié)構(gòu)模型為例進(jìn)行動畫展示,從立體結(jié)構(gòu)的各個方向講述,如何堆垛,并結(jié)合制作的球棍模型讓學(xué)生充分理解最密排堆積及配位數(shù)這些基礎(chǔ)概念,學(xué)生對金屬堆垛有了全面、深刻的認(rèn)識后,自己主動對教材上關(guān)于無機(jī)化合物的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行理解,在提問時發(fā)現(xiàn)學(xué)生對AX、AX2、A2X3的空間結(jié)構(gòu)均有著較正確的認(rèn)識,抓住了重點,很多知識的傳授就變得容易了很多。另外,理論體系的融會貫通對該課程的學(xué)習(xí)也大有裨益,在學(xué)習(xí)鮑林規(guī)則時,筆者要求學(xué)生認(rèn)真掌握鮑林第二及第四規(guī)則,運(yùn)用第二規(guī)則去判定離子化合物的可靠性,運(yùn)用第四規(guī)則去檢驗硅酸鹽晶體島群結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,加深了學(xué)生對硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,促進(jìn)了學(xué)生對硅酸鹽晶體具有的結(jié)晶、解離及介電性能差異的理解。
3 拓寬專業(yè),加強(qiáng)前沿成果介紹
由于我院無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后不僅是進(jìn)入各種傳統(tǒng)建材(包括玻璃、水泥、陶瓷、耐火材料)企業(yè)工作,近幾年的簽約情況看相當(dāng)部分的學(xué)生最終會從事納米、新材料開發(fā)等領(lǐng)域的工作。拓寬專業(yè),在教學(xué)中適度的把目前社會上較前沿和熱點的知識引入課堂教學(xué),并對傳統(tǒng)材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹R延伸和拓展,這不僅讓學(xué)生強(qiáng)烈地感受到科學(xué)發(fā)展的脈搏和動力,有效的拓寬學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),開闊學(xué)生的視野,而且也給課堂教學(xué)增添了活力[4]。例如在講授共價鍵晶體結(jié)合時,筆者通過查閱最新發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn),介紹了目前碳納米管和石墨烯的一些最新研究進(jìn)展,結(jié)果學(xué)生在課堂上自發(fā)的展開了針對石墨烯結(jié)構(gòu)與性能的討論,表現(xiàn)出對新材料探索的強(qiáng)烈欲望。事實表明,在教學(xué)中加強(qiáng)前沿成果的介紹能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,大大提高《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)效果。
【參考文獻(xiàn)】
[1]代凱.大學(xué)本科材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教改初探[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2011(1):66-68.
[2]潘建梅,唐麗永,喬冠軍.材料科學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的探索與實踐[J].廣州化工,2016,44(3):148-149.
【臨床醫(yī)學(xué)】
讀研比例42.7%
臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)是一門實踐性很強(qiáng)的應(yīng)用科學(xué)專業(yè)。它致力于培養(yǎng)具備基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)的基本理論和醫(yī)療預(yù)防的基本技能;能在醫(yī)療衛(wèi)生單位、醫(yī)學(xué)科研等部門從事醫(yī)療及預(yù)防、醫(yī)學(xué)科研等方面工作的醫(yī)學(xué)高級專門人才。該專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)方面的基礎(chǔ)理論和基本知識,人類疾病的診斷、治療、預(yù)防方面的基本訓(xùn)練。具有對人類疾病的病因、發(fā)病機(jī)制作出分類鑒別的能力。
就業(yè)方向
主要到醫(yī)療衛(wèi)生單位、醫(yī)學(xué)科研等部門從事醫(yī)療及預(yù)防、科研等方面工作。
就業(yè)前景
隨著高等醫(yī)學(xué)教育事業(yè)的迅猛發(fā)展,醫(yī)學(xué)院校辦學(xué)條件得到較大改善,招生規(guī)模不斷擴(kuò)大,臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)畢業(yè)生的數(shù)量和質(zhì)量大大提高。但是在全國總的畢業(yè)生就業(yè)形勢嚴(yán)峻的情況下,臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)形勢不容樂觀。
臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域高校推薦
上海交通大學(xué)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院、中山大學(xué)、四川大學(xué)、首都醫(yī)科大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、第二軍醫(yī)大學(xué)。
【能源動力系統(tǒng)及自動化】
讀研比例40.4%
能源動力系統(tǒng)及自動化專業(yè)研究將煤炭、石油、天然氣等一次能源轉(zhuǎn)化為電力、熱能等二次能源的生產(chǎn)和利用過程;研究人工環(huán)境、制冷空調(diào)、低溫生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)問題;還研究風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等新能源的開發(fā)利用。伴隨能源轉(zhuǎn)換與利用過程排放的有害物質(zhì)將造成環(huán)境污染,能源的生產(chǎn)必須高 效、清潔。能源與環(huán)境系統(tǒng)專業(yè)不僅對自動化控制十分依賴,而且是一個復(fù)雜系統(tǒng)工程,集合了熱科學(xué)、力學(xué)、材料科學(xué)、機(jī)械制造、環(huán)境科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、自動 控制科學(xué)、系統(tǒng)工程科學(xué)等高新科學(xué)技術(shù)。能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)具有很寬的專業(yè)知識面,是一個能源、環(huán)境與控制三大學(xué)科交叉的復(fù)合型專業(yè)。
就業(yè)方向
從事清潔能源開發(fā)、電力生產(chǎn)自動化、能源環(huán)境保護(hù)、制冷與低溫、空調(diào)和儲能、空調(diào)與人工環(huán)境等領(lǐng)域的設(shè)計、研究與管理的跨學(xué)科復(fù)合型高級技術(shù)人才。
院校推薦
清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、武漢大學(xué)、武漢理工大學(xué)、天津理工大學(xué)、河海大學(xué)、吉林大學(xué)。
【工程力學(xué)】
讀研比例37.1%
工程力學(xué)專業(yè)本專業(yè)培養(yǎng)具備力學(xué)基礎(chǔ)理論知識、計算和試驗?zāi)芰Γ茉诟鞣N工程(如機(jī)械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等)中從事與力學(xué)有關(guān)的科研、技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計和力學(xué)教學(xué)工作的高級工程科學(xué)技術(shù)人才。
就業(yè)方向
可到土木水利、機(jī)械控制、微電子技術(shù)、能源交通、航空航天等部門從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和工程計算機(jī)軟件的開發(fā)應(yīng)用等工作;由于具備較為堅實的專業(yè)基礎(chǔ)知識,較強(qiáng)的分析、解決問題的能力及計算機(jī)應(yīng)用能力,也可到有關(guān)的高新技術(shù)領(lǐng)域工作(如信息科學(xué)、生命科學(xué)、新型材料等),還可從事教學(xué)工作。
推薦院校
北京工業(yè)大學(xué)、大連理工大學(xué)、福州大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)。
【中醫(yī)學(xué)】
讀研比例33.3%
本專業(yè)培養(yǎng)具備中醫(yī)藥理論基礎(chǔ)、中醫(yī)學(xué)專業(yè)知識和專業(yè)實踐技能,能在各級中醫(yī)院、中醫(yī)科研機(jī)構(gòu)及各級綜合性醫(yī)院等部門從事中醫(yī)臨床醫(yī)療工作和科學(xué)研究工作的醫(yī)學(xué)高級專門人才。本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)中醫(yī)藥學(xué)基本理論知識和中醫(yī)臨床醫(yī)療技能,具備一定自然科學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的知識,受到中醫(yī)臨床技能和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)臨床基本技能的訓(xùn)練,具有中醫(yī)各科疾病的臨床診療和科研工作的基本能力。
推薦院校
北京中醫(yī)藥大學(xué)、首都醫(yī)科大學(xué)、天津中醫(yī)藥大學(xué)、浙江中醫(yī)藥大學(xué)、暨南大學(xué)、延邊大學(xué)、上海中醫(yī)藥大學(xué)。
【無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)】
讀研比例31.4%
本專業(yè)培養(yǎng)具備無機(jī)非金屬材料及其復(fù)合材料科學(xué)與工程方面的知識,能在無機(jī)非金屬材料結(jié)構(gòu)研究與分析、材料的制備、材料成型與加工等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)及經(jīng)營管理等方面工作的高級工程技術(shù)人才。本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)無機(jī)非金屬材料及復(fù)合材料的生產(chǎn)過程、工藝及設(shè)備的基礎(chǔ)理論、組成、結(jié)構(gòu)、性能及生產(chǎn)條件間的關(guān)系,具有材料測試、生產(chǎn)過程設(shè)計、材料改性及研究開發(fā)新產(chǎn)品、新技術(shù)和設(shè)備及技術(shù)管理的能力。
玻璃是非晶無機(jī)非金屬材料,一般是用多種無機(jī)礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純堿等)為主要原料,另外加入少量輔助原料制成的。
玻璃廣泛應(yīng)用于建筑物,用來隔風(fēng)透光,屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現(xiàn)出顏色的有色玻璃,和通過物理或者化學(xué)的方法制得的鋼化玻璃等。有時把一些透明的塑料也稱作有機(jī)玻璃。
(來源:文章屋網(wǎng) )
【關(guān)鍵詞】無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法
【中圖分類號】G642【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1674-4810(2012)11-0084-02
無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)是無機(jī)非金屬材料專業(yè)最重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,也是研究生入學(xué)的必考課,該課程內(nèi)容對構(gòu)建無機(jī)材料類工程技術(shù)人員的專業(yè)知識體系,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和創(chuàng)新能力以及運(yùn)用基礎(chǔ)理論解決實際問題的能力具有基礎(chǔ)作用。
這門課內(nèi)容多、概念性強(qiáng)、理論性強(qiáng),比較抽象。因此學(xué)生普遍反映該課程難學(xué),教師講授起來也感覺困難。筆者通過數(shù)年的教學(xué)實踐,結(jié)合我校學(xué)生的特點,摸索出了一些教學(xué)方法,和大家探討一下。
一 強(qiáng)調(diào)課程重要性,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
自古以來,材料的發(fā)展一直是人類文明進(jìn)步的里程碑。材料、能源、信息被公認(rèn)為是現(xiàn)代文明的三大支柱。新材料已成為各個高技術(shù)領(lǐng)域的突破口。材料學(xué)主要是研究材料組成與結(jié)構(gòu)、合成與制備、性能以及使用效能四者之間相互關(guān)系和變化規(guī)律的一門應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科。無機(jī)非金屬材料是材料學(xué)的重要組成部分。傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料主要以硅酸鹽材料為主,包括水泥、玻璃、陶瓷和耐火材料四大類。隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展,現(xiàn)已在傳統(tǒng)硅酸鹽材料基礎(chǔ)上開發(fā)出許多具有特殊性能的高溫高強(qiáng)、電子、光學(xué)以及激光、鐵電、壓電等新型無機(jī)材料,所涉及的化合物遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出硅酸鹽范疇,而是整個無機(jī)非金屬,包括含氧酸鹽、氧化物、氮化物、碳與碳化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、鍺、Ⅲ-V族及Ⅱ-VI族化合物等。其基礎(chǔ)科學(xué)理論,除了物理、化學(xué)外,結(jié)構(gòu)化學(xué)、晶體化學(xué)、晶體缺陷化學(xué)、高溫熔體化學(xué)、固體物理中的基本理論也日益滲透交叉。因此本門課程名為無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ),這既是適應(yīng)新型無機(jī)材料飛速發(fā)展對本專業(yè)人才基礎(chǔ)理論與知識結(jié)構(gòu)的要求,又能使本專業(yè)基礎(chǔ)理論知識與材料學(xué)這門學(xué)科相對應(yīng)。
二 提綱挈領(lǐng),脈絡(luò)清晰
在第一次課的緒論中,我會給學(xué)生詳細(xì)介紹本課程的主要內(nèi)容、特點和學(xué)習(xí)方法,讓學(xué)生在頭腦中建立大的輪廓,并采取相應(yīng)的學(xué)習(xí)方法。無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)容定位于以基礎(chǔ)理論為主,結(jié)合實際無機(jī)材料闡述其制備、組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用。具體來說是綜合晶體學(xué)基礎(chǔ)、晶體結(jié)構(gòu)和晶體缺陷理論、高溫熔體化學(xué)、固體表面和界面化學(xué)、固體材料熱力學(xué)和相平衡理論、固體動力學(xué),包括擴(kuò)散、相變、固相反應(yīng)和燒結(jié)理論等基礎(chǔ)知識來分析實際無機(jī)材料問題。將基礎(chǔ)理論具體應(yīng)用到無機(jī)材料的制備工藝和性能研究中,用基礎(chǔ)理論來闡明無機(jī)材料形成過程,揭示無機(jī)材料結(jié)構(gòu)與性能的內(nèi)在聯(lián)系與規(guī)律;并從基本理論出發(fā),指導(dǎo)無機(jī)材料的實際生產(chǎn)及科研,解決無機(jī)材料使用過程中的問題,為認(rèn)識和改進(jìn)無機(jī)材料的性能以及生產(chǎn)、研究、開發(fā)新型無機(jī)材料提供必備的基礎(chǔ)理論知識。據(jù)此,學(xué)生學(xué)習(xí)時應(yīng)以理解為主,死記為輔,在深刻理解的基礎(chǔ)上才能記憶準(zhǔn)確、牢固。
在每一章的概論中,給學(xué)生介紹本章的主要內(nèi)容、講授次序、重點和難點在哪里,讓學(xué)生學(xué)習(xí)起來脈絡(luò)分明,主次清楚,將主要精力放在掌握重點內(nèi)容上面,能起到事半功倍的作用。
三 講清重點,突破難點
本門課程學(xué)生反映難學(xué),教師感覺難教,一個很重要的因素就是重點和難點重合,不好突破。例如:在黏土-水系統(tǒng)章節(jié)中,ζ電位是一個至關(guān)重要的概念,是學(xué)生學(xué)習(xí)本章節(jié)其他性能的基礎(chǔ),自始至終貫穿著整章,是重中之重,但也是本章的難點,因此必須花費時間詳細(xì)講解清楚。我從ζ電位的本質(zhì)開始,讓學(xué)生明白:在黏土-水系統(tǒng)中,黏土顆粒帶上負(fù)電后為平衡電荷,就會吸附水化的陽離子,水化陽離子分為兩層:吸附層和擴(kuò)散層。ζ電位的實質(zhì)就是黏土膠核表面的負(fù)電荷被吸附層中的水化陽離子中和后凈余電荷的度量。只有讓學(xué)生從根本上理解了ζ電位的實質(zhì),才能正確掌握其影響因素的變化規(guī)律和本章其他變化規(guī)律。
四 根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生情況,因材施教
本門課程內(nèi)容多,學(xué)時緊,因此多采取單向灌輸式的講授形式,但有時效果并不是很理想。針對這種情況,我嘗試了新的教學(xué)模式:重點講解和提問式、啟發(fā)式、討論式等形式相結(jié)合的方式,取得了很好的效果。例如:在黏土-水系統(tǒng)章節(jié)中,講授清楚陽離子的交換順序——霍夫曼斯特順序后,提出一個問題:如果序列后面的陽離子要交換前面的陽離子怎么辦?增大序列后面陽離子的濃度!當(dāng)然可以,但不增加濃度能不能交換?一陣思考之后,又出現(xiàn)新的答案……通過提問、啟發(fā),最后學(xué)生想到了解決辦法,從中加深了對知識點的理解。
五 溫故而知新,強(qiáng)化知識點
本課程概念多、知識點雜,學(xué)生不好掌握,易遺忘。針對這種情況,除了采取及時布置作業(yè),要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)外,每次上課前我都將上次課的主要內(nèi)容簡單做一下概括和復(fù)習(xí),為本次課的內(nèi)容做鋪墊,也能引導(dǎo)學(xué)生跟上上課思路。在講授新課的過程中碰到相關(guān)的知識點,需適當(dāng)復(fù)習(xí)停頓,做到溫故而知新。如在相圖學(xué)習(xí)時,講授順序是相律、單元相圖、二元相圖、三元相圖和四元相圖。講授每種相圖時,強(qiáng)調(diào)相律是基礎(chǔ),必須服從相律;講授三元相圖時,適時復(fù)元相圖,讓學(xué)生充分理解它們之間的關(guān)系,盡快實現(xiàn)知識點的相互轉(zhuǎn)化,力圖達(dá)到融會貫通。
六 理論聯(lián)系實際,學(xué)以致用
引導(dǎo)學(xué)生用無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)中的一些知識解決實際生產(chǎn)科研中的一些問題。如在學(xué)習(xí)了熱力學(xué)的基本原理后,在合成材料時原材料的選擇、溫度的選擇計算。又如在學(xué)習(xí)了三元相圖后,針對MgO-Al2O3-SiO2實際相圖,為學(xué)生講授制備鋁鎂澆注料時配方制定的原則和相圖依據(jù),讓學(xué)生明白相圖對實際生產(chǎn)的指導(dǎo)意義和作用。
總之,針對無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程的特點,因材施教,采用靈活的教學(xué)方法,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,就能取得較好的學(xué)習(xí)效果。
參考文獻(xiàn)
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