時(shí)間：2022-08-22 09:03:20
開(kāi)篇：寫(xiě)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(wú)機(jī)非金屬材料工程，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：無(wú)機(jī)非金屬材料；專業(yè)選修課；教學(xué)方法
作者簡(jiǎn)介：張露露（1975-），女，湖南邵陽(yáng)人，三峽大學(xué)機(jī)械與材料學(xué)院，副教授；楊學(xué)林（1973-），男，湖北均縣人，三峽大學(xué)機(jī)械與材料學(xué)院，副教授。（湖北 宜昌 443002）
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）20-0080-02
無(wú)機(jī)非金屬材料是與金屬材料、有機(jī)高分子材料并列的三大材料之一，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)，也是航空、航天、交通、能源和電子等高技術(shù)領(lǐng)域的重要支撐。目前，它正朝著多元化、復(fù)合化、功能化、結(jié)構(gòu)—功能一體化方向發(fā)展。按照教育部“拓寬基礎(chǔ)，淡化專業(yè)意識(shí)，擴(kuò)大專業(yè)口徑，培養(yǎng)復(fù)合型人才”的要求，結(jié)合三峽大學(xué)“高素質(zhì)、強(qiáng)能力、應(yīng)用型”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，金屬材料工程專業(yè)開(kāi)設(shè)了“無(wú)機(jī)非金屬材料”課程作為專業(yè)選修課，這對(duì)于拓展學(xué)生專業(yè)知識(shí)、增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力有著重要意義。
“無(wú)機(jī)非金屬材料”課程主要介紹無(wú)機(jī)非金屬材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，介紹陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料的制備工藝、組織結(jié)構(gòu)特征、性能特點(diǎn)及其應(yīng)用，以及無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料和功能無(wú)機(jī)非金屬材料等研究現(xiàn)狀及其發(fā)展方向。該課程基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性和實(shí)用性較強(qiáng)。它作為金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)選修課，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求上不同于其作為無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)必修課。金屬材料工程專業(yè)開(kāi)設(shè)“無(wú)機(jī)非金屬材料”課程作為選修課的目的是讓學(xué)生在完成金屬材料工程專業(yè)必修課程的基礎(chǔ)上，初步了解和認(rèn)識(shí)無(wú)機(jī)非金屬材料的基本理論知識(shí)、成型加工方法及其應(yīng)用領(lǐng)域，掌握相應(yīng)的基本知識(shí)、基本技能及必要的理論基礎(chǔ)，深化學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，拓展學(xué)科知識(shí)面。由于課程內(nèi)容豐富，涉及化學(xué)、物理、材料學(xué)等多學(xué)科的專業(yè)知識(shí)，又緊跟材料科學(xué)發(fā)展的前沿，要讓學(xué)生在有限的課時(shí)內(nèi)理解并掌握其內(nèi)容具有一定難度，因此，這對(duì)教學(xué)提出了較高要求。本文主要結(jié)合筆者近幾年的教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，就如何從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法和手段以及考核方式等方面進(jìn)行改革和創(chuàng)新進(jìn)行了探討，以期更好地提高教學(xué)質(zhì)量、增強(qiáng)教學(xué)效果。
一、優(yōu)選教學(xué)資源，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
目前，無(wú)機(jī)非金屬材料方面的教材很多，如戴金輝等主編的《無(wú)機(jī)非金屬材料概論》、盧安賢主編的《無(wú)機(jī)非金屬材料導(dǎo)論》、陳照峰等主編的《無(wú)機(jī)非金屬材料學(xué)》、王培銘主編的《無(wú)機(jī)非金屬材料學(xué)》等，這些教材側(cè)重點(diǎn)各不相同。根據(jù)該課程的選修課性質(zhì)，按照專業(yè)知識(shí)面廣、難易程度適中、實(shí)用性強(qiáng)的原則，三峽大學(xué)選用了戴金輝等主編的《無(wú)機(jī)非金屬材料概論》作為該門(mén)課程的主要教材。該教材主要介紹陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料的結(jié)構(gòu)、性能以及制備工藝，并扼要地介紹這幾種材料的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，[1]它吸取了國(guó)內(nèi)外同類教材的精華，內(nèi)容深廣度適中，敘述深入淺出，適用性強(qiáng)，較適合作為三峽大學(xué)金屬材料工程專業(yè)的選修課教材。同時(shí)，為幫助學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料的認(rèn)識(shí)和了解，學(xué)校還指定了盧安賢編寫(xiě)的《無(wú)機(jī)非金屬材料導(dǎo)論》作為輔助教材。為完善教學(xué)內(nèi)容，還將陳照峰等主編的《無(wú)機(jī)非金屬材料學(xué)》、王培銘主編的《無(wú)機(jī)非金屬材料學(xué)》等教材作為教學(xué)參考書(shū)。
鑒于專業(yè)選修課教學(xué)內(nèi)容彈性較大，在課堂教學(xué)中筆者注重學(xué)科知識(shí)的拓展和深化以及知識(shí)的更新，除講授教材內(nèi)容外，還有意識(shí)地結(jié)合社會(huì)生活中的熱點(diǎn)問(wèn)題、當(dāng)前科技發(fā)展動(dòng)態(tài)、學(xué)校無(wú)機(jī)非金屬材料方面的科研成果以及自身的科研工作進(jìn)行講解和介紹，不斷充實(shí)和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。例如，在講授陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四種傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料時(shí)，筆者一般首先介紹該材料的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，以增加學(xué)生對(duì)該材料的初步認(rèn)識(shí)和了解，然后講授書(shū)本上的相關(guān)理論知識(shí)；又如，在講授無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料時(shí)，筆者介紹了目前比較熱門(mén)的新能源材料，并談及了一些自己在鋰離子電池材料方面的科研工作情況。這些相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充不僅提高了學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣，也激發(fā)了學(xué)生的科研興趣和創(chuàng)新意識(shí)，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。
二、改革教學(xué)模式，創(chuàng)新教學(xué)方法
專業(yè)選修課的特點(diǎn)決定了它的教學(xué)不同于必修課，它不僅強(qiáng)調(diào)知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)方法、科研方法的引導(dǎo)，而且更需要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。針對(duì)“無(wú)機(jī)非金屬材料”課程的專業(yè)選修課性質(zhì)及其理論性強(qiáng)、內(nèi)容枯燥、學(xué)生全面掌握知識(shí)點(diǎn)難度較大等特點(diǎn)，筆者堅(jiān)持“以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體”的教學(xué)原則，采用了多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，運(yùn)用了案例教學(xué)、課堂討論、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、任務(wù)趨動(dòng)等靈活多變的教學(xué)方法和手段，以提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)教學(xué)效果。
1.采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式
多媒體作為一種現(xiàn)代化教學(xué)手段，被廣泛引入各高校的教學(xué)當(dāng)中。它集圖、文、聲、動(dòng)畫(huà)于一體，能將抽象的概念直觀化、具體化，將枯燥的內(nèi)容生動(dòng)化，并容納較大信息量，使課堂教學(xué)變得生動(dòng)、活潑、富有新意，教學(xué)效率高，效果明顯。[2]而傳統(tǒng)的教學(xué)方式，教師可以通過(guò)在講臺(tái)上的“表演”吸引學(xué)生的注意力，有利于實(shí)現(xiàn)師生間的互動(dòng)。“無(wú)機(jī)非金屬材料學(xué)”課程涉及知識(shí)面廣、理論性強(qiáng)、內(nèi)容枯燥，為盡可能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生更好地理解和記憶，筆者針對(duì)各部分教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心構(gòu)思，采用了多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式。在教學(xué)過(guò)程中，筆者一方面制作了圖文并茂的相應(yīng)課件，另一方面也注重傳統(tǒng)教學(xué)方式中教態(tài)和教學(xué)語(yǔ)言的運(yùn)用。通過(guò)教師親切生動(dòng)的講授和大量課件的展示，增加了學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料的感性認(rèn)識(shí)，加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和記憶，取得了較好的教學(xué)效果。
2.注重案例教學(xué)，堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際
“無(wú)機(jī)非金屬材料學(xué)”是一門(mén)理論性較強(qiáng)的課程。在教學(xué)過(guò)程中，筆者注重理論聯(lián)系實(shí)際，盡可能地通過(guò)講授實(shí)際案例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如在講授梯度功能材料時(shí)，筆者介紹了越王勾踐劍，通過(guò)圖片展示和對(duì)越王勾踐劍結(jié)構(gòu)的分析，既展現(xiàn)了中華民族的優(yōu)秀智慧，又加深了學(xué)生對(duì)梯度功能材料的認(rèn)識(shí)和理解；又如，在講授水泥材料時(shí)筆者例舉了伊朗為應(yīng)對(duì)美國(guó)現(xiàn)有的穿地炸彈，已研制出既可抵御鉆地炸彈，也可抵御地震的世界最強(qiáng)混凝土——“智能混凝土”，這一案例讓學(xué)生更加深切體會(huì)到新材料的研發(fā)和應(yīng)用直接關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的工業(yè)活力和軍事力量。這些案例的講解都極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科研興趣。
3.增強(qiáng)互動(dòng)教學(xué)，營(yíng)造良好的課堂氛圍
根據(jù)選修課性質(zhì)，課堂教學(xué)采用啟發(fā)式講授和學(xué)生討論相結(jié)合的互動(dòng)教學(xué)方法，可以很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，營(yíng)造良好的課堂氛圍，提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)教學(xué)效果。因此，在教學(xué)過(guò)程中，筆者既重視發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又尊重學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位。課堂上，筆者常常向?qū)W生提出問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，并展開(kāi)討論。這種互動(dòng)教學(xué)既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，又活躍了課堂氣氛。例如，在講授玻璃的定義時(shí)，筆者首先提出“有機(jī)玻璃、金屬玻璃是玻璃嗎？”這個(gè)問(wèn)題，讓學(xué)生進(jìn)行思考，各抒己見(jiàn)，然后通過(guò)定義講解，使學(xué)生找到正確答案，課堂氣氛十分活躍。這種互動(dòng)教學(xué)使學(xué)生對(duì)定義理解更加透徹，記憶更加深刻，教學(xué)效果好。
4.提倡自主學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性
“授之以魚(yú)，不如授之以漁。”隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的進(jìn)步，充分引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用新技術(shù)獲取知識(shí)和信息，并利用這些信息完成學(xué)習(xí)任務(wù)，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生的自學(xué)能力，在教學(xué)過(guò)程中具有十分重要的意義。教師給學(xué)生布置課外學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生需要利用圖書(shū)館或網(wǎng)絡(luò)資源查閱一定數(shù)量的文獻(xiàn)，并通過(guò)自己的獨(dú)立思考才能完成任務(wù)。這種任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方式既可以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，也可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，這些能力的培養(yǎng)將為學(xué)生今后走上科研或生產(chǎn)崗位奠定良好基礎(chǔ)。因此，在教學(xué)過(guò)程中，筆者提倡通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。這樣不僅可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和科研能力，同時(shí)還可彌補(bǔ)課堂教學(xué)內(nèi)容的有限性，促使學(xué)生掌握更多的知識(shí)。如在學(xué)習(xí)特種玻璃時(shí)，筆者給學(xué)生布置了一項(xiàng)任務(wù)，即合理設(shè)計(jì)一款或多款學(xué)生心目中理想的未來(lái)玻璃。接到任務(wù)后，學(xué)生大膽想象，設(shè)計(jì)出了30多種自己心目中理想的未來(lái)玻璃，如破碎后能自動(dòng)粘合的記憶玻璃、光強(qiáng)和顏色能隨人體內(nèi)電流和電磁波而變的情緒玻璃、不開(kāi)窗即可自動(dòng)換氣的凈化空氣玻璃等，這些作品充分展現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新思維能力。又如，在學(xué)習(xí)完陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料這四種傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料后，筆者鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇任意一種無(wú)機(jī)非金屬材料制作課件，在課堂上進(jìn)行演示和講解，再由學(xué)生展開(kāi)互評(píng)。這次教學(xué)活動(dòng)既鍛煉了學(xué)生查閱文獻(xiàn)和綜述文獻(xiàn)的能力、獨(dú)立思考的能力以及表達(dá)溝通能力，也培養(yǎng)了學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，獲得了學(xué)生的一致好評(píng)。
三、注重教學(xué)效果，改革考核方式
考核環(huán)節(jié)作為教學(xué)活動(dòng)的有機(jī)組成部分，是整個(gè)教學(xué)過(guò)程的重要環(huán)節(jié)之一。專業(yè)選修課的考核一般可根據(jù)實(shí)際情況采取靈活多樣的方式。[3]傳統(tǒng)的閉卷考核形式，需要學(xué)生死記硬背的知識(shí)點(diǎn)多，學(xué)生復(fù)習(xí)吃力，容易讓學(xué)生造成思想負(fù)擔(dān)，給學(xué)生學(xué)習(xí)帶來(lái)壓力，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性；而采用課程論文形式進(jìn)行考核，在信息高度發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會(huì)，學(xué)生中容易出現(xiàn)利用網(wǎng)絡(luò)資源抄襲的現(xiàn)象，無(wú)法真正反映出教學(xué)效果。“無(wú)機(jī)非金屬材料”課程作為金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)選修課，側(cè)重于拓展學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的綜合專業(yè)能力。鑒于該課程的選修課性質(zhì)和內(nèi)容多、知識(shí)面廣、學(xué)生全面掌握知識(shí)點(diǎn)難度較大等實(shí)際情況，為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并真實(shí)反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，筆者對(duì)該課程的考核方式也進(jìn)行了相應(yīng)改革，采取了過(guò)程性考核與終結(jié)性考核相結(jié)合的考核方式。其中，過(guò)程性考核成績(jī)占該課程成績(jī)的30%，考核內(nèi)容主要包括課堂表現(xiàn)、出勤情況和任務(wù)完成情況等；終結(jié)性考核占70%，具體采用開(kāi)卷考試形式進(jìn)行。這種考核方式既可以較客觀地反映學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的了解和掌握情況，也可以較真實(shí)地反映學(xué)生參與這門(mén)課程的學(xué)習(xí)態(tài)度和科研創(chuàng)新思維能力，從而真正體現(xiàn)出這門(mén)課程的教學(xué)效果。
四、結(jié)語(yǔ)
“無(wú)機(jī)非金屬材料”課程作為一門(mén)內(nèi)容多、知識(shí)面廣、關(guān)注學(xué)科前沿的專業(yè)選修課，隨著新材料及其技術(shù)的不斷發(fā)展，其教學(xué)內(nèi)容還需不斷調(diào)整，教學(xué)方法、教學(xué)手段和考核方式也有待于進(jìn)一步改進(jìn)，這樣才能更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)教學(xué)效果，從而為社會(huì)和企業(yè)培養(yǎng)出緊跟時(shí)代步伐的“高素質(zhì)、強(qiáng)能力、應(yīng)用型”材料類高級(jí)專業(yè)人才。
參考文獻(xiàn)：
[1]戴金輝，葛兆明.無(wú)機(jī)非金屬材料概論[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004.
摘 要：材料工業(yè)是現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)支柱之一，對(duì)于整個(gè)人類社會(huì)的發(fā)展有著十分重要的作用，無(wú)機(jī)非金屬材料是材料體系的重要組成部分，本文主要就其進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，詳細(xì)分析與其有關(guān)的能源行業(yè)的發(fā)展問(wèn)題，僅為無(wú)極非金屬材料的應(yīng)用研究提供參考。
關(guān)鍵詞：無(wú)機(jī)非金屬材料；發(fā)展歷程；能源行業(yè)
無(wú)機(jī)非金屬材料廣泛應(yīng)用于居民日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，本文主要就這種材料進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，分析無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)發(fā)展歷程，探討有關(guān)的能源行業(yè)的未來(lái)發(fā)展方向，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)研究人員的工作有所幫助。
一、無(wú)機(jī)非金屬材料概述
無(wú)機(jī)非金屬材料主要是由傳統(tǒng)的硅酸鹽材料演變而來(lái)，現(xiàn)在的無(wú)機(jī)非金屬材料則囊括了碳化物、氮化物、鋁酸鹽、硼酸鹽、硅酸鹽、鹵化物、磷酸鹽等等領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，無(wú)機(jī)非金屬材料的元素之間主要依靠共價(jià)鍵、離子鍵或者離子――共價(jià)鍵混合健進(jìn)行結(jié)合。正是由于在這些化學(xué)鍵的存在，無(wú)機(jī)非金屬材料往往擁有良好的抗氧化性、導(dǎo)電性、壓電性、鐵磁性、鐵電性、較高的熔點(diǎn)、硬度、強(qiáng)度、耐磨損，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。
無(wú)機(jī)非金屬材料可以分為傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料兩大類。日常生活中常見(jiàn)的玻璃、陶瓷、水泥、搪瓷、電瓷等等都屬于傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料，與民眾的生活及生產(chǎn)息息相關(guān)。而新型無(wú)機(jī)非金屬材料的性能及用途都比較特殊，主要是憑借一些新的技術(shù)手段改造而來(lái)，廣泛應(yīng)用與國(guó)防事業(yè)及生物工程之中，比如非晶體材料、無(wú)機(jī)纖維、無(wú)機(jī)涂層等等。
二、無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)發(fā)展歷程
隨著人類社會(huì)以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)逐漸興起，下文主要從水泥、陶瓷、玻璃三種材料簡(jiǎn)單論述無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)的發(fā)展歷程。
（一）陶瓷工業(yè)
陶瓷材料是使用時(shí)間最長(zhǎng)的無(wú)機(jī)非金屬材料，在我國(guó)制陶技藝可以追溯到8000年前的新時(shí)期時(shí)期，商朝白陶的成功燒制為陶器向瓷器的過(guò)渡奠定了良好的基礎(chǔ)，東漢至魏晉時(shí)期出現(xiàn)了青瓷，這種胎質(zhì)堅(jiān)硬加工精細(xì)的瓷器的出現(xiàn)標(biāo)志著我國(guó)瓷器進(jìn)入新的時(shí)代，宋朝起我國(guó)的陶瓷開(kāi)始向歐洲及南洋的一些國(guó)家大量輸出，出現(xiàn)了官、汝、定、鈞、哥等名窯。古代的陶瓷窯主要是間歇式窯型，隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展進(jìn)步，傳統(tǒng)的窯型逐漸被現(xiàn)代窯型代替，1899年，法國(guó)出現(xiàn)機(jī)械式隧道窯，經(jīng)過(guò)了上百年的發(fā)展，現(xiàn)代陶瓷燒制的窯型主要有窯車(chē)式隧道窯、步進(jìn)窯、推板窯、輥道窯、氣墊窯等等幾種，其中窯車(chē)式隧道窯是現(xiàn)階段應(yīng)用較多的現(xiàn)代窯型，其他幾種窯型都是在此基礎(chǔ)上研究制造出來(lái)的，輥道窯燒成過(guò)程要求比較嚴(yán)格，必須要保證窯內(nèi)環(huán)境的均衡穩(wěn)定，這使得快速燒成及全自動(dòng)操作控制成為可能，新型陶窯的能耗明顯降低，陶瓷的產(chǎn)量得到了較大的提高，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度明顯減少，生產(chǎn)環(huán)境得到了極大地改善。此外，為了改善當(dāng)前陶瓷燒制過(guò)程中的生產(chǎn)污染，提高產(chǎn)品的燒制質(zhì)量，許多廠家都在積極的引用低污染的潔凈材料，以往傳統(tǒng)的非潔凈材料逐漸被摒棄。
（二）玻璃工業(yè)
公元前3700年前，古埃及人燒制出簡(jiǎn)單的有色玻璃飾品及器皿，公元前1000年前，無(wú)色玻璃出現(xiàn)，公元12世紀(jì)，玻璃逐漸開(kāi)始應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)之中，18世紀(jì)光學(xué)玻璃出現(xiàn)，并應(yīng)于于望遠(yuǎn)鏡之中，1874年比利時(shí)制造出平板玻璃。就目前來(lái)說(shuō)，玻璃材料廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)、醫(yī)療、電子、日用、儀表等等領(lǐng)域之中。按照生產(chǎn)工藝，玻璃可以分為鋼化玻璃、浮雕玻璃、琉璃玻璃、夾絲玻璃、調(diào)光玻璃、放光玻璃等等種類。就玻璃生產(chǎn)工藝來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的工藝方法有平拉法、對(duì)輥法、有槽法、無(wú)槽法等等。1957年，浮法工藝開(kāi)始在英國(guó)出現(xiàn)，1兩年之后該種工藝技術(shù)成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)之中，與傳統(tǒng)工藝技術(shù)相比，浮法工藝的生產(chǎn)效率明顯較高，因此，浮法工藝迅速普及。隨后相關(guān)廠家利用這種新型的工藝技術(shù)生產(chǎn)出磨光玻璃，隨著生產(chǎn)成本的降低，玻璃的品種也在逐漸的增加，就目前來(lái)說(shuō)，浮法工藝基本上已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的玻璃生產(chǎn)工藝，并逐漸朝著大型化方向發(fā)展。現(xiàn)階段，平板玻璃窯日熔化能力普遍較高，在400t～700t左右，部分廠家達(dá)到了900t。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究發(fā)展，浮法工藝生產(chǎn)線逐漸向著自動(dòng)化方向發(fā)展，少部分廠家已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化，能源及原材料的消耗都大幅度降低，產(chǎn)品的質(zhì)量也得到了明顯的提高，現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)環(huán)境同時(shí)得到了較大的改善。
（三）水泥工業(yè)
水泥是一種是十分重要的膠凝材料，廣泛應(yīng)用于水利、國(guó)防、土木建筑工程之中。1756年英國(guó)工程師J.斯米頓在研究石灰在水中的硬化特性時(shí)發(fā)現(xiàn)，使用含有粘土的石灰石能夠燒制出水硬性石灰，使用火山灰和水硬性石灰能夠配成用于水下建筑的砌筑砂漿，這一發(fā)現(xiàn)是現(xiàn)代水泥研制發(fā)展的基礎(chǔ)。1796年，另一個(gè)英國(guó)工程師J.帕克使用泥灰?guī)r燒制出天然水泥。1824年英國(guó)建筑工人J.阿斯譜丁配制出波蘭特水泥，這種水泥建筑性能優(yōu)良，對(duì)于水泥史的發(fā)展具有重要意義。20世紀(jì)，水泥行業(yè)相關(guān)研究人員對(duì)波蘭特水泥進(jìn)行了不斷地改進(jìn)，同時(shí)研究出各種適合特殊建筑工程的水泥，就目前來(lái)說(shuō)，全球水泥種類達(dá)到100多種，其中硅酸鹽水泥是應(yīng)用最為廣泛的水泥品種。
水泥工業(yè)發(fā)展至今，已經(jīng)經(jīng)過(guò)了幾個(gè)世紀(jì)，燒制工藝及設(shè)備也在不斷地完善之中，現(xiàn)代機(jī)械化立窯逐漸取代了以往的間隙式土立窯，傳統(tǒng)的干法回轉(zhuǎn)窯逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闈穹ɑ剞D(zhuǎn)窯、半干法回轉(zhuǎn)窯，現(xiàn)階段還出現(xiàn)了以窯外角解爐以及懸浮預(yù)熱器為核心的新型干法回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)，該系統(tǒng)中涉及到生料均化技術(shù)、原料預(yù)均化技術(shù)等等現(xiàn)代化的工藝技術(shù)，使得水泥生產(chǎn)的低污染、低能耗、高質(zhì)量成為可能。
三、與無(wú)機(jī)非金屬材料相關(guān)的能源行業(yè)
無(wú)機(jī)非金屬材料大多是經(jīng)過(guò)高溫制成，而高溫的獲得與能源息息相關(guān)，因此無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)與能源工業(yè)聯(lián)系十分緊密，下文就與無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)相關(guān)的能源行業(yè)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析討論。
就目前來(lái)說(shuō)，無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)中使用的最為頻繁的能源為燃料及電能，各種燃料主要用于普通無(wú)機(jī)非金屬材料的工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，而電能主要用于新型無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)。常見(jiàn)的燃料有天然氣、液化石油氣、煤炭、輕質(zhì)柴油、重油等等，這些燃料都屬于一次能源，不可再生，且煤炭、柴油、重油等物質(zhì)屬于非清潔性燃料，燃燒后會(huì)產(chǎn)生二氧化硫、二氧化碳等等物質(zhì)，對(duì)大氣造成嚴(yán)重的污染，無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)生產(chǎn)中絕大多數(shù)使用的是非清潔燃料，由于能源熱效率較低，因此實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)之中燃料浪費(fèi)的現(xiàn)象十分嚴(yán)重。隨著環(huán)境污染、能源危機(jī)的日益加劇，節(jié)能、低排放甚至零排放成為工業(yè)生產(chǎn)研究的重點(diǎn)之一，無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)發(fā)展過(guò)程中也在積極的尋求新的能源，開(kāi)發(fā)研究節(jié)能降耗技術(shù)，優(yōu)化無(wú)機(jī)非金屬產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，改善產(chǎn)品的質(zhì)量，從而促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
結(jié)束語(yǔ)
無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)十分重要，本文結(jié)合陶瓷、水泥、玻璃幾種產(chǎn)品就無(wú)機(jī)非金屬材料的發(fā)展歷程進(jìn)行了簡(jiǎn)單的歸納分析，討論了與無(wú)機(jī)非金屬材料相關(guān)的能源行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向，無(wú)機(jī)非金屬材料及其相關(guān)能源行業(yè)研究工作提供參考。
參考文獻(xiàn)
[1]張晨昀.無(wú)機(jī)非金屬材料及其相關(guān)能源行業(yè)研究[J].西部皮革.2016（06）：14.
[2]李娟，姜洪舟，華.無(wú)機(jī)非金屬材料及其相關(guān)能源行業(yè)技術(shù)狀況分析[J].國(guó)外建材科技 2010（05）：21―26.
[3]劉波，徐順建，鐘煒等.無(wú)機(jī)非金屬新材料科技與產(chǎn)業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì)[J].新余學(xué)院學(xué)報(bào).2010（15）： 84-86.
無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)建設(shè)與改革
1師資建設(shè)方面
無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)師資建設(shè)應(yīng)遵循年齡結(jié)構(gòu)均衡、職務(wù)結(jié)構(gòu)合理和學(xué)歷結(jié)構(gòu)高層化的建設(shè)原則，在師資隊(duì)伍發(fā)展方面，注重引進(jìn)人才，同時(shí)從科研和教學(xué)兩方面培養(yǎng)青年教師。材料實(shí)驗(yàn)中心現(xiàn)有專職教師5人，應(yīng)加大人才的引進(jìn)，鼓勵(lì)高學(xué)歷及高職稱教師參與專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理，鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)室人員不斷深造和充電，加強(qiáng)自身修養(yǎng)和業(yè)務(wù)水平，鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)室人員積極參與科學(xué)研究。力求經(jīng)過(guò)幾年的努力，使教師年齡結(jié)構(gòu)日趨合理，教師學(xué)歷和學(xué)位層次明顯提高，職稱結(jié)構(gòu)平穩(wěn)，師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)全面優(yōu)化，現(xiàn)已形成一支富有奉獻(xiàn)和創(chuàng)新精神、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、相對(duì)穩(wěn)定的教師隊(duì)伍。
2專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)
無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)要從培養(yǎng)無(wú)機(jī)非金屬材料行業(yè)生產(chǎn)一線的工程應(yīng)用型本科人才出發(fā)，以素質(zhì)教育為主題，以工程教育為主線，把人才培養(yǎng)與社會(huì)需求緊密結(jié)合起來(lái)，把材料學(xué)科及產(chǎn)業(yè)發(fā)展與傳統(tǒng)辦學(xué)特色緊密結(jié)合起來(lái)，把材料科學(xué)與材料工程緊密結(jié)合起來(lái);把培養(yǎng)工程意識(shí)和工程能力與培養(yǎng)學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)能力有機(jī)結(jié)合起來(lái)，把適應(yīng)近期就業(yè)的針對(duì)性專業(yè)訓(xùn)練與適應(yīng)職業(yè)變換的能力教育有機(jī)的結(jié)合起來(lái)［3］。在無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)中要注重以下幾點(diǎn):⑴以“深化課程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、加強(qiáng)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ?xùn)練、注重創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)”為宗旨，根據(jù)無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、要求，構(gòu)建“大材料”學(xué)科共同的知識(shí)和技能平臺(tái)實(shí)驗(yàn)室;⑵注重我院專業(yè)特色，充分體現(xiàn)土木工程材料的特點(diǎn);⑶實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)不完全依附理論教學(xué)，充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)自身的作用;⑷增加綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，充分體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新性;⑸編寫(xiě)自己的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，注重啟發(fā)性教學(xué)，加強(qiáng)探索性引導(dǎo);⑹專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)及時(shí)體現(xiàn)無(wú)機(jī)非金屬材料的最新進(jìn)展。
3實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
無(wú)機(jī)非金屬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)要根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃開(kāi)展，考慮到我院的經(jīng)濟(jì)狀況，可采取整體規(guī)劃，逐年完善的方針進(jìn)行建設(shè)。經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展建設(shè)，無(wú)機(jī)非金屬專業(yè)實(shí)驗(yàn)室已有初步的雛形，但實(shí)驗(yàn)室建設(shè)仍然面臨場(chǎng)地不足、設(shè)備老化、設(shè)備配置不合理、設(shè)備購(gòu)置混料等一系列問(wèn)題。考慮到我院土木建筑材料的特色，要加強(qiáng)這方面的建設(shè)，首先建設(shè)一條模擬水泥生產(chǎn)線，并開(kāi)辟一塊土木工程材料原料堆放場(chǎng)地。最后還要加強(qiáng)材料性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，爭(zhēng)取配備一些先進(jìn)的性能測(cè)試設(shè)備，爭(zhēng)取在未來(lái)的幾年內(nèi)把無(wú)機(jī)非金屬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成配置有大量國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可進(jìn)行先進(jìn)材料的制備、結(jié)構(gòu)分析、材料性能評(píng)價(jià)等實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件已達(dá)到省內(nèi)一流先進(jìn)水平的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室。
4實(shí)驗(yàn)室管理建設(shè)
加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理建設(shè)，是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的保證。在實(shí)驗(yàn)室管理建設(shè)中，要規(guī)范與完善規(guī)章制度，在實(shí)驗(yàn)室工作中建立激勵(lì)機(jī)制。完善實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備的責(zé)任制管理制度。分別制訂實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備的責(zé)任制管理制度，由專人負(fù)責(zé)對(duì)貴重儀器和低值儀器設(shè)備分別進(jìn)行分類管理。單價(jià)5萬(wàn)元以上的貴重儀器，除實(shí)行專人責(zé)任制管理外，并逐件建立儀器檔案，儀器檔案上交由學(xué)院綜合檔案室統(tǒng)一管理，既使貴重儀器實(shí)現(xiàn)了全院資源共享，也強(qiáng)化了管理。建立激勵(lì)機(jī)制，實(shí)行工作業(yè)績(jī)與晉升職稱、津貼分配等掛鉤的考核制度，有力地促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室的管理建設(shè)。結(jié)合學(xué)院的有關(guān)規(guī)章制度，每學(xué)期進(jìn)行一次考核，根據(jù)量化的考核標(biāo)準(zhǔn)，把考勤情況、實(shí)驗(yàn)室教學(xué)和科研工作量以及工作效率等綜合考核結(jié)果，直接與個(gè)人的晉升職稱、津貼分配等直接掛鉤，鼓勵(lì)多勞多得，優(yōu)質(zhì)優(yōu)酬。加強(qiáng)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的管理機(jī)制［4］，制定具體開(kāi)放流程，理清責(zé)任。實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)，必須有指導(dǎo)教師值班，負(fù)責(zé)做好教學(xué)秩序、器材供應(yīng)、實(shí)驗(yàn)室安全等管理工作，并認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放記錄。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室實(shí)行登記制度，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵守實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度。損壞儀器設(shè)備的需按有關(guān)規(guī)定處理。
小結(jié)
關(guān)鍵詞：材料 發(fā)展 金屬材料 無(wú)機(jī)非金屬材料 高分子材料
人類社會(huì)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(huì)進(jìn)化的里程碑。對(duì)材料的認(rèn)識(shí)和利用的能力,決定著社會(huì)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(shí)代的標(biāo)志:如石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代、高分子材料時(shí)代……
100萬(wàn)年以前,原始人以石頭作為工具,稱舊石器時(shí)代。1萬(wàn)年以前,人類對(duì)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(shí)代。現(xiàn)在考古發(fā)掘證明我國(guó)在八千多年前已經(jīng)制成實(shí)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(jiǎn)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(shí)期已會(huì)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(shí)代。與此同時(shí),銅、鉛、鋅也大量得到應(yīng)用,鋁、鎂、鈦等金屬相繼問(wèn)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(shí)代的變化。首先是人工合成高分子材料問(wèn)世,并得到廣泛應(yīng)用僅半個(gè)世紀(jì)時(shí)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)量的體積上已超過(guò)了鋼,成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)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(gè)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(wú)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(mén)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(guò)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(guò)程以及材料在制造及使用過(guò)程中的變化和損毀機(jī)理。對(duì)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(diǎn)是具有連續(xù)的金屬基體。目前,特別是航空航天部門(mén)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(gè)重要方向。1990年美國(guó)在航天推進(jìn)系統(tǒng)中形成了3250萬(wàn)美元的高級(jí)復(fù)合材料(主要為mmc)市場(chǎng),年平均增長(zhǎng)率16%,遠(yuǎn)高于高性能合金的年增長(zhǎng)率1.6%。
無(wú)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(wú)機(jī)非金屬的晶體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比金屬?gòu)?fù)雜,并且沒(méi)有自由的電子。具有比金屬鍵和純共價(jià)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(diǎn)、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(wú)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(wú)機(jī)涂層、無(wú)機(jī)纖維、半導(dǎo)體材料以及光學(xué)材料。由于新型無(wú)機(jī)非金屬材料除具有傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的優(yōu)點(diǎn)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(guó)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年代德國(guó)著名科學(xué)家斯托丁格開(kāi)創(chuàng)這一學(xué)科以來(lái),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(wú)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(guó)的合成纖維、合成樹(shù)脂和合成橡膠已分別居世界產(chǎn)能的第一、二和三位。
參考文獻(xiàn):
[1]謝盛輝.《材料科學(xué)發(fā)展史》課程構(gòu)想及教學(xué)綱要. 2006,26,(5).
[2]許順生.金屬材料科學(xué)概述.中國(guó)科學(xué)院上海冶金研究所.
“十二五”期間，國(guó)家將實(shí)施新材料重大工程項(xiàng)目，重點(diǎn)支持高強(qiáng)輕型合金材料、高性能鋼鐵材料、功能膜材料、新型動(dòng)力電池材料、碳纖維復(fù)合材料、稀土功能材料等新材料。另外，新一代信息功能材料和生物醫(yī)藥、節(jié)能環(huán)保、綠色建材等行業(yè)材料也有望獲得重大工程項(xiàng)目支持。
新材料“十二五”期間的發(fā)展目標(biāo)為自給率達(dá)70%，重大工程項(xiàng)目支持的每個(gè)子行業(yè)都有望通過(guò)5―10年時(shí)間形成千億元至萬(wàn)億元產(chǎn)值規(guī)模。“十二五”末，新材料行業(yè)產(chǎn)值有望達(dá)數(shù)萬(wàn)億元。
從現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)新材料產(chǎn)量很大，但由于技術(shù)水平相對(duì)落后，還不能稱為材料強(qiáng)國(guó)。為突出重點(diǎn)，加大支持力度，推動(dòng)我國(guó)新材料重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)家將繼續(xù)圍繞新能源、生物醫(yī)藥、新一代信息技術(shù)、節(jié)能環(huán)保、現(xiàn)代交通包括新能源汽車(chē)及航空航天等重要發(fā)展領(lǐng)域?qū)π虏牧闲枨笞鞒鲆?guī)劃，國(guó)家將實(shí)施新材料重大工程項(xiàng)目，對(duì)相關(guān)材料進(jìn)行重點(diǎn)支持。
“十二五”期間，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)將加強(qiáng)創(chuàng)新能力建設(shè)，提高產(chǎn)業(yè)化水平，建設(shè)具有我國(guó)特色的新材料產(chǎn)業(yè)體系，打造集約化新材料產(chǎn)業(yè)集群和國(guó)際化大型龍頭企業(yè)，努力實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)的不斷突破和提升關(guān)鍵材料的國(guó)產(chǎn)化水平，進(jìn)一步開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)和增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。
新材料是指已經(jīng)形成的或正在發(fā)展的具有傳統(tǒng)材料所不具有的特殊性能和特殊功能的材料，在學(xué)界被分為金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)非金屬材料、復(fù)合材料四種，而在新材料“十二五”規(guī)劃中被細(xì)分為特種金屬功能材料、高端金屬結(jié)構(gòu)材料、先進(jìn)高分子材料、新型無(wú)機(jī)非金屬材料、高性能復(fù)合材料、前沿新材料六大類。其中，特種金屬功能材料包括稀土功能材料、稀有金屬功能材料、半導(dǎo)體材料等。高端金屬結(jié)構(gòu)材料包括高性能鋼鐵、新型輕合金等。先進(jìn)高分子材料包括特種橡膠、工程塑料、功能性膜材料、高性能氟硅材料、高端涂料等。新型無(wú)機(jī)非金屬材料包括先進(jìn)陶瓷、特種玻璃、新型碳材料等。高性能復(fù)合材料包括樹(shù)脂基復(fù)合材料、碳/碳復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料以及碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維等高性能增強(qiáng)纖維。前沿新材料包括納米材料、生物材料、智能材料、超導(dǎo)材料等。
關(guān)鍵詞：無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)；畢業(yè)論文；撰寫(xiě)；指導(dǎo)
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）25-0271-02
本科畢業(yè)論文是完成本科教學(xué)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)本科培養(yǎng)目標(biāo)的重要階段，是人才培養(yǎng)不可缺少的重要環(huán)節(jié)[1]。與其他專業(yè)相比，無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)具有如下特點(diǎn)：①工作量大。該專業(yè)的學(xué)生通常選題為陶瓷粉體、混凝土、納米材料等方向，而上述材料的制備需要進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方能獲得較為理想的結(jié)果。在制得產(chǎn)物后，需要借助分析儀器進(jìn)一步對(duì)材料的物相、形貌等進(jìn)行一系列的表征，方能確認(rèn)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物。有時(shí)還需繼續(xù)研究產(chǎn)物的性能；②結(jié)果具有不確定性。雖然依據(jù)已有文獻(xiàn)，可大致推斷出生成產(chǎn)物，但在實(shí)驗(yàn)時(shí)往往采用新的方法或者對(duì)原有的工藝進(jìn)行改進(jìn)，因此實(shí)驗(yàn)過(guò)程是全新的，只有通過(guò)分析儀器的檢測(cè)方能最終確定實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的實(shí)際組成及形貌，故而經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不盡相同的情形，需要補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)或?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行深入的理論分析。無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)的畢業(yè)論文是完全依賴實(shí)驗(yàn)結(jié)果而成文的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的好壞直接決定畢業(yè)論文的質(zhì)量。因此，在選題后如何開(kāi)展畢業(yè)論文的實(shí)驗(yàn)、制得產(chǎn)物后如何進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)與表征、獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后如何進(jìn)行畢業(yè)論文的撰寫(xiě)，是無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)的本科生需要重點(diǎn)學(xué)習(xí)和掌握的，也是指導(dǎo)教師需要重點(diǎn)把握和指導(dǎo)的內(nèi)容。本文從高校無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)本科畢業(yè)論文指導(dǎo)的三個(gè)方面：畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析、論文撰寫(xiě)分別作以介紹，并對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)畢業(yè)論文撰寫(xiě)中常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析。
一、畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)
由于選題決定了整個(gè)畢業(yè)論文的方向和內(nèi)容，在進(jìn)行選題時(shí)，需要指導(dǎo)教師提供一個(gè)大致的研究方向與課題，讓學(xué)生下載相關(guān)文獻(xiàn)閱讀，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)課題的可行性、可操作性進(jìn)行評(píng)估，并依據(jù)自身的水平判斷自己能否勝任。有的課題在設(shè)計(jì)之初就是探索性的實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生的積極配合與主動(dòng)參與。如果是一個(gè)前沿性的課題，可參考的文獻(xiàn)比較少，學(xué)生覺(jué)得開(kāi)展實(shí)驗(yàn)有困難，則對(duì)其完成論文將是一項(xiàng)不小的考驗(yàn)和挑戰(zhàn)。因此，需要指導(dǎo)教師與學(xué)生共同探討，確立一個(gè)合適選題[2]。在對(duì)課題進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，使學(xué)生了解課題的意義與價(jià)值，熟悉國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展情況，詳細(xì)掌握本課題材料的常用制備方法或者本制備方法制備過(guò)哪些材料。通過(guò)前期調(diào)研，制定符合學(xué)生和實(shí)驗(yàn)室情況的實(shí)驗(yàn)方案，并嚴(yán)格按照進(jìn)度計(jì)劃開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求每個(gè)學(xué)生必須準(zhǔn)備一個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄本，詳細(xì)記錄每次實(shí)驗(yàn)的日期、試劑及用量、使用儀器條件、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、反應(yīng)現(xiàn)象、產(chǎn)率等數(shù)據(jù)，以備實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)問(wèn)題或需要重復(fù)結(jié)果時(shí)有依據(jù)可查。應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作，比如使用易揮發(fā)、腐蝕性強(qiáng)、有毒物質(zhì)必須帶防護(hù)手套，并在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行，中途不許離崗等等。只有在規(guī)范的操作下，才能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。任何一個(gè)步驟的疏漏，都會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的偏差。例如，在納米材料的制備過(guò)程中，通常應(yīng)該使用去離子水和無(wú)水乙醇分別洗滌3次，而有個(gè)學(xué)生為了節(jié)省時(shí)間只用去離子水和無(wú)水乙醇各洗一次，當(dāng)制備完樣品進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)原料殘余的離子沒(méi)有洗凈，影響了產(chǎn)物的純度，導(dǎo)致該學(xué)生耗費(fèi)了更多的時(shí)間來(lái)補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)，重新檢測(cè)。不僅耽誤了實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，浪費(fèi)了實(shí)驗(yàn)試劑，同時(shí)也增加了檢測(cè)費(fèi)用。這一方面是由于學(xué)生態(tài)度不夠認(rèn)真，操作不規(guī)范導(dǎo)致的，另一方面也督促指導(dǎo)教師，需要隨時(shí)把握學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，在關(guān)鍵的操作環(huán)節(jié)予以指導(dǎo)和點(diǎn)撥，這樣才能保證前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)按照設(shè)定的計(jì)劃完成。
二、數(shù)據(jù)分析
對(duì)于無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)來(lái)說(shuō)，通常需要借助于X-射線衍射、差熱―熱重分析、紅外光譜、掃描電鏡、透射電鏡等檢測(cè)手段對(duì)材料進(jìn)行表征。其中，前三種檢測(cè)手段的數(shù)據(jù)通常是以“.CSV”格式提供的，需要使用Origin軟件繪圖；后兩種檢測(cè)手段的數(shù)據(jù)通常是以照片形式提供的，但有時(shí)由于技術(shù)原因?qū)е抡掌粔蚯逦龋枰莆誴hotoshop軟件的相關(guān)應(yīng)用。在性能檢測(cè)后，大部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都是以圖表的形式體現(xiàn)在畢業(yè)論文中的，需要教會(huì)學(xué)生使用相應(yīng)的操作軟件。下面分別對(duì)各軟件涉及數(shù)據(jù)處理的使用要點(diǎn)作以簡(jiǎn)單介紹。
1.Origin使用要點(diǎn)。Origin的使用教程有很多，可讓學(xué)生自行下載學(xué)習(xí)。在畢業(yè)論文撰寫(xiě)的過(guò)程中，需要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)圖片格式的問(wèn)題，例如做出的圖片如何插入文檔等。在Origin繪圖后，通常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)只有左側(cè)坐標(biāo)軸和下部坐標(biāo)軸的圖形，坐標(biāo)軸刻度向軸外。大多數(shù)學(xué)生在將圖插入文檔時(shí)往往忽略了這一點(diǎn)，沒(méi)有注意到圖形沒(méi)有四周的邊框和刻度問(wèn)題，直接將圖片粘貼到文檔里，導(dǎo)致圖形格式不夠規(guī)范。因此，需要在Origin中將坐標(biāo)軸設(shè)置好。
2.HighScore使用要點(diǎn)。在X-射線衍射檢測(cè)后，指導(dǎo)教師可讓學(xué)生使用Origin繪出產(chǎn)物的譜圖，并與參考文獻(xiàn)中理論產(chǎn)物的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。如果無(wú)雜峰出現(xiàn)，且衍射峰出峰位置、相對(duì)強(qiáng)度與參考文獻(xiàn)均一致可直接認(rèn)定產(chǎn)物；如果是未知產(chǎn)物，只知道物質(zhì)中所含的元素，通常使用“HighScore”軟件進(jìn)行物相匹配，獲得產(chǎn)物的晶相結(jié)構(gòu)。在出現(xiàn)的一系列與產(chǎn)物衍射峰相匹配的卡片中，選擇與理論產(chǎn)物最為接近的即可。若為混合物，則應(yīng)逐個(gè)點(diǎn)擊出現(xiàn)的卡片進(jìn)行對(duì)比分析，確定衍射峰的歸屬。
3.Photoshop使用要點(diǎn)。使用掃描電鏡、透射電鏡檢測(cè)樣品后，當(dāng)噪點(diǎn)較多或者是對(duì)焦不準(zhǔn)確使照片不夠清晰，對(duì)比度較差時(shí)，可使用Photoshop對(duì)照片進(jìn)行簡(jiǎn)單處理。首先，打開(kāi)圖片后，選擇工具欄上的“濾鏡”―“雜色”―“蒙塵與劃痕”（一般選默認(rèn)值即可）―“好”；其次，選擇工具欄上的“圖像”―“調(diào)整”―“曲線”―按住曲線中間黑點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，至滿意為止―“好”。此外，還可用Photoshop將圖片加上標(biāo)尺等。
三、論文撰寫(xiě)
1.緒論。緒論部分需要查閱大量的參考文獻(xiàn)，指導(dǎo)教師需向?qū)W生強(qiáng)調(diào)應(yīng)查找最新的、與課題緊密相關(guān)的中文及外文文獻(xiàn)，包括專著、資料等，查閱的資料要有學(xué)術(shù)性、前沿性、理論性。直接查閱的文獻(xiàn)不應(yīng)少于10篇，在撰寫(xiě)緒論部分時(shí)要緊扣論文題目，注意行文邏輯順序，通常按如下層次撰寫(xiě)：①引言：介紹研究?jī)?nèi)容及其作用（意義）有何價(jià)值及應(yīng)用；②國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展：該項(xiàng)工作（或者該項(xiàng)方法等）目前在國(guó)內(nèi)、國(guó)外的研究進(jìn)展情況，存在哪些不足或在哪些地方尚需改進(jìn)；③本課題闡述：介紹該項(xiàng)工作目前在哪些領(lǐng)域進(jìn)行了應(yīng)用，或該方法目前已應(yīng)用在哪些材料制備中；④本文的研究目的與內(nèi)容。
2.材料與方法。在本科生的畢業(yè)論文中，通常可將材料與方法單列一章，詳細(xì)介紹本實(shí)驗(yàn)使用的試劑、儀器及樣品制備及檢測(cè)方法。若論文研究?jī)?nèi)容較多，在制備不同條件下樣品時(shí)，使用的儀器與試劑有較大變化，需要各列成章，則“材料與方法”內(nèi)容可放入各章中分別介紹即可。
3.結(jié)果與討論。此部分為整個(gè)畢業(yè)論文的核心部分，不僅是對(duì)前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一個(gè)匯總，更能夠體現(xiàn)本科生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的能力。因此，需要學(xué)生考察不同條件下樣品的性能進(jìn)行比較，從而得出最佳條件，并將繪制好的圖片放入，對(duì)其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比對(duì)。
4.結(jié)論。結(jié)論部分往往是提綱挈領(lǐng)的，是對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論后的升華與凝練。結(jié)論部分反映出學(xué)生的論文工作是否有意義，對(duì)其他實(shí)驗(yàn)是否有借鑒作用。
5.摘要。論文的摘要是整個(gè)論文畫(huà)龍點(diǎn)睛的部分，需要重點(diǎn)介紹：課題的意義、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論。通常摘要部分應(yīng)該在完成前面幾部分內(nèi)容后最后撰寫(xiě)。在論文撰寫(xiě)過(guò)程中應(yīng)力爭(zhēng)做到“三符”：符合格式規(guī)范、符合認(rèn)知順序、符合嚴(yán)謹(jǐn)行文。
四、畢業(yè)論文撰寫(xiě)過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題
1.實(shí)驗(yàn)記錄不清。在剛開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，很多學(xué)生能夠把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄得很好，但是隨著實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，由于忙于實(shí)驗(yàn)操作，往往就遺漏了數(shù)據(jù)的記錄，導(dǎo)致數(shù)據(jù)記錄不詳盡。因此，需要指導(dǎo)教師反復(fù)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)做好實(shí)驗(yàn)記錄的重要性，并定期進(jìn)行檢查。
2.格式不夠規(guī)范。格式規(guī)范的畢業(yè)論文，不僅能夠準(zhǔn)確反映論文的真實(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)也是學(xué)生自身綜合素質(zhì)的體現(xiàn)，很多學(xué)生的畢業(yè)論文中存在角標(biāo)不規(guī)范、標(biāo)題格式不正確、參考文獻(xiàn)引用混亂等問(wèn)題，因此，需要引導(dǎo)學(xué)生在撰寫(xiě)論文的過(guò)程中養(yǎng)成良好的習(xí)慣，認(rèn)真檢查每一處錯(cuò)誤。
3.理論深度不足。通過(guò)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)的操作后，大部分本科生沒(méi)有將各項(xiàng)知識(shí)融會(huì)貫通的能力，因此，在數(shù)據(jù)分析時(shí)，需要教師加大力度指導(dǎo)，使學(xué)生知其然知其所以然，從而加深對(duì)課題意義和價(jià)值的進(jìn)一步理解。
總之，在無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)畢業(yè)論文撰寫(xiě)的過(guò)程中，需要指導(dǎo)教師全程指導(dǎo)、用心指導(dǎo)。高質(zhì)量的本科畢業(yè)論文不僅僅反映了學(xué)生的綜合能力，也體現(xiàn)了學(xué)校的整體教學(xué)水平。廣大論文指導(dǎo)教師都應(yīng)重視這項(xiàng)工作，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，集思廣益，從而推動(dòng)學(xué)校教學(xué)水平的進(jìn)一步提高。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫潔.英語(yǔ)專業(yè)畢業(yè)論文的撰寫(xiě)指導(dǎo)及問(wèn)題探討[J].時(shí)代文學(xué)（雙月版），2007，（4）：230-231.
【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(huì)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(gè)國(guó)家綜合國(guó)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(guó)內(nèi)自20世紀(jì)70年代開(kāi)始，在不同高校設(shè)置材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科并相應(yīng)的開(kāi)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(jì)、材料性能和產(chǎn)品質(zhì)量控制、材料開(kāi)發(fā)與檢測(cè)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(duì)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(shí)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(wú)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(kāi)放，是學(xué)生最先學(xué)習(xí)的一門(mén)專業(yè)課程，它既是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)各門(mén)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(mén)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(lái)看，該課程具有術(shù)語(yǔ)概念多、涉及知識(shí)面廣及抽象枯燥等特點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不易抓住重點(diǎn)，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(duì)上述問(wèn)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(diǎn)想法。
1 重視基礎(chǔ)，注重術(shù)語(yǔ)解讀
針對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的特點(diǎn)，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(jí)學(xué)科的基本內(nèi)容，既闡述了金屬、無(wú)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(wú)機(jī)非金屬材料的個(gè)性；既描述了崍ρ平衡狀態(tài)下的問(wèn)題，又兼顧了非平衡條件下的材料結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程；既以材料制備、加工過(guò)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(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在自己研讀教材時(shí)會(huì)感覺(jué)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(yǔ)教材沒(méi)有詳細(xì)的介紹，而這些專業(yè)術(shù)語(yǔ)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(huì)影響到對(duì)相關(guān)整個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握，而一個(gè)個(gè)小知識(shí)點(diǎn)的理解不清最終導(dǎo)致學(xué)生對(duì)整門(mén)課程的掌握不到位，失去對(duì)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(shí)，學(xué)生對(duì)晶面及晶界的概念理解不清，為此筆者做了很生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)來(lái)解釋，單晶材料是由一個(gè)晶粒生長(zhǎng)而成的，因而它只具有一圈大大的晶界，同時(shí)它的（hkl）晶面是唯一的平行族；而多晶材料是由多個(gè)晶粒生長(zhǎng)而成的，因而它的晶界包括各個(gè)小晶粒一圈圈的界，同時(shí)每一個(gè)晶粒由于生長(zhǎng)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(gè)相互交叉的平面。結(jié)合筆者的繪圖，學(xué)生很快對(duì)這些基本概念有了很深的理解和認(rèn)識(shí)，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(shí)非常順利，收到了不錯(cuò)的教學(xué)效果。
2 突出重點(diǎn)，注重理論體系融會(huì)貫通
《材料科學(xué)基礎(chǔ)》這門(mén)課程內(nèi)容繁多，在本院有限的72個(gè)學(xué)時(shí)里對(duì)每個(gè)章節(jié)均仔細(xì)講解，做到面面俱到是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù)。因而，需要對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，在有限的時(shí)間里突出重點(diǎn)，同時(shí)將知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，讓整個(gè)理論體系融為一體，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)完課程后也會(huì)倍感輕松，受益匪淺。例如在學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，考慮到金屬結(jié)構(gòu)模型主要為等徑球體堆積模型，而無(wú)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(shí)點(diǎn)是相通的。因而在講述時(shí)，筆者著重以金屬結(jié)構(gòu)模型為例進(jìn)行動(dòng)畫(huà)展示，從立體結(jié)構(gòu)的各個(gè)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(duì)金屬堆垛有了全面、深刻的認(rèn)識(shí)后，自己主動(dòng)對(duì)教材上關(guān)于無(wú)機(jī)化合物的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行理解，在提問(wèn)時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)AX、AX2、A2X3的空間結(jié)構(gòu)均有著較正確的認(rèn)識(shí)，抓住了重點(diǎn)，很多知識(shí)的傳授就變得容易了很多。另外，理論體系的融會(huì)貫通對(duì)該課程的學(xué)習(xí)也大有裨益，在學(xué)習(xí)鮑林規(guī)則時(shí)，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(yàn)硅酸鹽晶體島群結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，加深了學(xué)生對(duì)硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)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(wú)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(huì)從事納米、新材料開(kāi)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(huì)上較前沿和熱點(diǎn)的知識(shí)引入課堂教學(xué)，并對(duì)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(shí)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(dòng)力，有效的拓寬學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，開(kāi)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(jià)鍵晶體結(jié)合時(shí)，筆者通過(guò)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(kāi)了針對(duì)石墨烯結(jié)構(gòu)與性能的討論，表現(xiàn)出對(duì)新材料探索的強(qiáng)烈欲望。事實(shí)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(bào)（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(shí)踐[J].廣州化工，2016，44（3）：148-149.
【關(guān)鍵詞】無(wú)機(jī)材料制備技術(shù) 主要問(wèn)題 解決方案
【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）09-0230-01
《無(wú)機(jī)材料制備技術(shù)》課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)的一門(mén)十分重要的基礎(chǔ)課程，其中課程的內(nèi)容主要包括有玻璃、水泥、陶瓷等一些傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料與一些新型的非金屬材料，該課程所涉及的知識(shí)面廣，知識(shí)點(diǎn)多，理論性強(qiáng)。由于學(xué)生沒(méi)有太多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于無(wú)機(jī)材料的制備技術(shù)可能生疏難懂，不容易抓住學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，這也將導(dǎo)致這門(mén)課的教學(xué)上出現(xiàn)問(wèn)題。
1.《無(wú)機(jī)材料制備技術(shù)》改進(jìn)的必要性
1.1科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的要求
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各類新型無(wú)機(jī)材料的制備技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來(lái)，并且傳統(tǒng)材料的典型制備工藝要么被新的制備技術(shù)與新的設(shè)備所取代而淘汰，要么自身進(jìn)行了改進(jìn)，以滿足現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的要求。在《無(wú)機(jī)材料制備技術(shù)》課程中，老師的教學(xué)通常是重視局部，輕視整體；重視特殊，輕視一般，這種教學(xué)模式不利于學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解，也不利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，將會(huì)影響學(xué)生以后進(jìn)入社會(huì)工作。
1.2市場(chǎng)對(duì)人才需求的改變
近些年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也是越來(lái)越快，在新形勢(shì)下，該課程的教學(xué)難以跟上時(shí)代步伐，培養(yǎng)出來(lái)的大學(xué)生知識(shí)陳舊，結(jié)構(gòu)單一，無(wú)法適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的要求。
2.《無(wú)機(jī)材料制備技術(shù)》課程主要存在的問(wèn)題
由于《無(wú)機(jī)材料制備技術(shù)》這門(mén)課的知識(shí)面廣，涉及傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料與一些新型的非金屬材料的制備技術(shù)，并且還有各類新型無(wú)機(jī)材料的制備技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來(lái)，舊的制備技術(shù)被替換，這也就將導(dǎo)致這門(mén)課的教學(xué)上出現(xiàn)問(wèn)題，其中主要的問(wèn)題如下：
第一，材料科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后主要是從事材料的制備工藝方面的工作，而現(xiàn)在《無(wú)機(jī)材料制備技術(shù)》的教學(xué)無(wú)法跟上時(shí)代的步伐，課程教授的知識(shí)滿足不了市場(chǎng)對(duì)人才的要求。
第二，《無(wú)機(jī)材料制備技術(shù)》課程的知識(shí)還是比較落后的，并且課程的知識(shí)點(diǎn)有相互重疊的地方。此外由于新產(chǎn)品，新材料的不斷推陳出新，這么課程也無(wú)法完全涵蓋新的制備技術(shù)。
第三，教師的教學(xué)方式不夠新穎，并且教學(xué)脫離實(shí)際，不能與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，使得學(xué)生對(duì)于該課程沒(méi)有學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)單一，理論與實(shí)際脫節(jié)。
3.課程主要問(wèn)題的解決方案
3.1認(rèn)清教學(xué)對(duì)象
材料科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后主要是從事材料的制備工藝方面的工作，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)無(wú)機(jī)材料專業(yè)人才的要求越來(lái)越高，因此，該課程需要調(diào)整課程的體系和內(nèi)容，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才，以滿足對(duì)市場(chǎng)的需要。
3.2優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
（1）將課程知識(shí)點(diǎn)相近的進(jìn)行合并，適當(dāng)調(diào)整課程的教學(xué)大綱，選取新編的并且知識(shí)框架更為合理的教材，將相近的知識(shí)點(diǎn)合并講授。
（2）課程中應(yīng)當(dāng)加入更多的國(guó)內(nèi)和國(guó)際熱點(diǎn)問(wèn)題。
（3）要注重該課程最基本的概念和最基本的制備技術(shù)的講解。
3.3引入新的教學(xué)方法
（1）引入多媒體教學(xué)技術(shù)。利用多媒體技術(shù)把各種制備技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備做成視頻、音頻等可以實(shí)際看到的或聽(tīng)到的，然后再結(jié)合老師的講解能夠加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。
（2）安排課堂討論。課堂討論是一種生動(dòng)活潑的教學(xué)方法。在課堂上，應(yīng)該適當(dāng)?shù)淖寣W(xué)生進(jìn)行課堂討論，這樣不僅能改進(jìn)傳統(tǒng)機(jī)械式的教學(xué)，并且能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，有助于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
（3）引用科研新成果來(lái)提高學(xué)生的興趣。讓學(xué)生了解所學(xué)的知識(shí)的運(yùn)用，通過(guò)新的成果和技術(shù)來(lái)吸引學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。
3.4安排實(shí)踐性教學(xué)
該課程的教學(xué)應(yīng)該與實(shí)際的制備緊密聯(lián)系，讓學(xué)生空學(xué)理論知識(shí)難免有些空洞，但是安排實(shí)踐性教學(xué)可以讓學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)合理的運(yùn)用，通過(guò)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行無(wú)機(jī)材料的制備，并且在內(nèi)容上，盡量安排經(jīng)典的制備試驗(yàn)。
4.結(jié)語(yǔ)
《無(wú)機(jī)材料制備技術(shù)》課程在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上還存在著一些問(wèn)題，如何讓學(xué)生掌握制備技術(shù)并且應(yīng)用與實(shí)際，這是值得進(jìn)行分析和研究的。在該課程的教學(xué)過(guò)程中，我們根據(jù)教學(xué)大綱的要求優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，引入新的教學(xué)方法，以學(xué)生為本，不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，采取課堂探討式的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，以解決在教學(xué)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，以達(dá)到該課程高效率的教學(xué)。
膠凝材料 問(wèn)題 創(chuàng)新教育 課程教學(xué)
《膠凝材料學(xué)》是高等學(xué)校建筑材料與制品專業(yè)、膠凝材料與制品專業(yè)、無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，主要任務(wù)是要求學(xué)生從材料科學(xué)的基本原理出發(fā)，以硅酸鹽水泥為重點(diǎn)，掌握膠凝材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系；膠凝材料水化、硬化過(guò)程的基本規(guī)律；膠凝材料硬化體結(jié)構(gòu)與工程性質(zhì)的關(guān)系；硬化體形成過(guò)程與工藝參數(shù)的關(guān)系；膠凝材料硬化體結(jié)構(gòu)、性能與環(huán)境的關(guān)系等。作為我校材料專業(yè)無(wú)機(jī)非金屬材料方向?qū)I(yè)知識(shí)的延續(xù)和補(bǔ)充，它不僅鞏固了硅酸鹽水泥生產(chǎn)原理、過(guò)程及方法，水泥水化反應(yīng)及機(jī)理，水泥組成、結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系，水泥硬化體形成及工程應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)，而且進(jìn)一步要求學(xué)生掌握石膏、石灰、鎂質(zhì)膠凝材料等多種膠凝材料的特性和應(yīng)用，課程教學(xué)中內(nèi)容繁多而抽象枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不大，自主學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，仍存在為考試而學(xué)的不良習(xí)慣。然而，我校卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)施要求教師著力培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實(shí)，知識(shí)面廣，實(shí)踐能力強(qiáng)，思想道德素質(zhì)高，且具有創(chuàng)新精神的工程性人才，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)創(chuàng)新人才的需求。本文結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分析《膠凝材料學(xué)》課程教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新教育提出一些建議。
一、課程教學(xué)存在的問(wèn)題
隨著材料類高校課程體系的調(diào)整，我校《膠凝材料學(xué)》課程內(nèi)容被壓縮到24學(xué)時(shí)，而課程內(nèi)容涉及眾多常用膠凝材料，而不同的膠凝材料擁有不同的特點(diǎn)，課程要求學(xué)生掌握常用膠凝材料的特點(diǎn)和應(yīng)用，課程內(nèi)容繁多。大部分知識(shí)仍以敘述的方式存在，邏輯性差。并且，膠凝材料科學(xué)本身還處于發(fā)展之中，課程教學(xué)要求學(xué)生對(duì)各種材料的掌握程度不同，直接導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于課程重點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足，易使學(xué)生中出現(xiàn)因重點(diǎn)眾多而厭學(xué)的現(xiàn)象，不利于學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。針對(duì)我校材料無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)方向的特點(diǎn)，課程重點(diǎn)放在硅酸鹽水泥生產(chǎn)、水化硬化、性質(zhì)與應(yīng)用方面，特別是重點(diǎn)掌握水泥的生產(chǎn)和應(yīng)用的基本原理和規(guī)律。舉一反三應(yīng)用于其他膠凝材料的學(xué)習(xí)中，不僅有利于將眾多擁有各自特性的膠凝材料聯(lián)系成整體，而且還能增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)對(duì)課程自主學(xué)習(xí)熱情。
傳統(tǒng)教學(xué)觀仍存在課堂教學(xué)中。教學(xué)觀是指對(duì)教學(xué)的一系列問(wèn)題的根本看法。傳統(tǒng)教學(xué)觀片面強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用和權(quán)威性，忽視學(xué)生的主體地位，并且課程教學(xué)學(xué)時(shí)少，內(nèi)容多而繁雜，易造成“滿堂灌”的想象，學(xué)生成為“被動(dòng)接受知識(shí)的容器”，課程教學(xué)中仍以教師講授為主，對(duì)于已經(jīng)接觸過(guò)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)生的專業(yè)方面的疑問(wèn)得不到解決，這種“講——聽(tīng)”單一的課程教學(xué)方式極大地限制學(xué)生的創(chuàng)新思維，并且實(shí)踐證明還易造成學(xué)生上課不集中現(xiàn)象，課程效果較差。
實(shí)踐環(huán)節(jié)與課程教學(xué)的脫節(jié)已經(jīng)影響到學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。由于膠凝材料教學(xué)課時(shí)較少未能安排實(shí)踐環(huán)節(jié)，眾多的膠凝材料的特性及應(yīng)用僅在課程學(xué)習(xí)中提及，學(xué)生未通過(guò)自身實(shí)踐去檢驗(yàn)和發(fā)展，這就導(dǎo)致學(xué)生某些創(chuàng)新觀點(diǎn)被抹殺。膠凝材料學(xué)未安排實(shí)踐環(huán)節(jié)，雖然無(wú)機(jī)非金屬方向的其他課程中安排的實(shí)踐環(huán)節(jié)可以部分檢驗(yàn)?zāi)z凝材料學(xué)習(xí)內(nèi)容，但是其他課程的實(shí)踐還是很難滿足學(xué)生學(xué)習(xí)眾多膠凝材料的需要。并且即使課程學(xué)習(xí)中安排實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，也由于膠凝材料仍處在飛速發(fā)展之中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要兼顧眾多并處在發(fā)展之中的膠凝材料仍存在一定的困難。
二、加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新教育幾點(diǎn)措施
1.踐行先進(jìn)教學(xué)觀
教學(xué)觀念的創(chuàng)新不僅僅是教學(xué)改革取得積極效果關(guān)鍵，而且還是各個(gè)時(shí)代先進(jìn)教學(xué)觀念的繼承和發(fā)展。為培養(yǎng)寬口徑、基礎(chǔ)扎實(shí)、高素質(zhì)的創(chuàng)新性人才，忽略學(xué)生主體地位的傳統(tǒng)教學(xué)觀念應(yīng)適應(yīng)高等教育的發(fā)展，將學(xué)生從“被動(dòng)接受知識(shí)的容器”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃?dòng)學(xué)習(xí)的探索者”，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新熱情。運(yùn)用主體教學(xué)模式，通過(guò)設(shè)立有關(guān)膠凝材料的相關(guān)問(wèn)題，特別是特殊環(huán)境中對(duì)膠凝材料應(yīng)用方面，有利于激發(fā)學(xué)生對(duì)膠凝材料相關(guān)知識(shí)回顧，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，引導(dǎo)學(xué)生從多角度看待問(wèn)題，認(rèn)識(shí)膠凝材料的兩面性。與此同時(shí)，開(kāi)展相關(guān)討論交流，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中解決自己?jiǎn)栴}，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。
2.合理安排教學(xué)內(nèi)容
膠凝材料學(xué)是一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要目的是完善無(wú)機(jī)非金屬材料方向的專業(yè)知識(shí)，針對(duì)我校材料專業(yè)無(wú)機(jī)非金屬方向的實(shí)際情況，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該有所側(cè)重。無(wú)機(jī)非金材料方向?qū)W生畢業(yè)后主要從事水泥基材料方向的工作，所以根據(jù)學(xué)生就業(yè)領(lǐng)域情況，對(duì)畢業(yè)生擇業(yè)后有較大用途的水泥等膠凝材料安排較多授課課時(shí)，并重點(diǎn)放在水泥的生產(chǎn)及原理、水泥熟料礦物組成、結(jié)構(gòu)及性能、水泥水化硬化過(guò)程及機(jī)理、工程應(yīng)用等方面上，并要求學(xué)生進(jìn)一步掌握水泥這類膠凝材料基本原理和規(guī)律。每類膠凝材料雖然都有各自的特點(diǎn)，但是它們的一些基本原理和規(guī)律是共同的，所以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用水泥的基本原理和方法學(xué)習(xí)掌握其他類型膠凝材料十分必要。課程教學(xué)內(nèi)容要與時(shí)俱進(jìn)，跟上時(shí)展需求，及時(shí)更新補(bǔ)充新型膠凝材料的相關(guān)知識(shí)。新生事物往往能激發(fā)學(xué)生興趣，教師要在及時(shí)理解層出不窮的膠凝材料基礎(chǔ)上，構(gòu)建與之相適的教學(xué)體系，將課程內(nèi)容與新的教學(xué)內(nèi)容相聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)理解與掌握新型膠凝材料，解除學(xué)生對(duì)其神秘感，激發(fā)學(xué)生探索新材料的熱情。
3.多種教學(xué)方式結(jié)合
傳統(tǒng)的教學(xué)以板書(shū)方式為主，學(xué)生在課堂中缺少對(duì)膠凝材料感性認(rèn)識(shí)，授課達(dá)不到預(yù)定效果，并且還易使學(xué)生對(duì)課程產(chǎn)生厭學(xué)心理，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，特別對(duì)于那些特殊用途的膠凝材料，例如應(yīng)用于高放核廢料固化的膠凝材料。運(yùn)用多媒體聲、光、圖像進(jìn)行教學(xué)，不僅可以加快課程教學(xué)進(jìn)度，而且還可以給學(xué)生以直接視覺(jué)聽(tīng)覺(jué)沖擊，能加深學(xué)生對(duì)膠凝材料的認(rèn)識(shí)。多媒體可以將膠凝材料的生產(chǎn)、工程應(yīng)用等通過(guò)視頻和動(dòng)畫(huà)的形式生動(dòng)地表示出來(lái)，如水泥的生產(chǎn)和水化等過(guò)程，豐富學(xué)生生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)，提高教學(xué)效果。在運(yùn)用多媒體教學(xué)同時(shí)融入案例教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生興趣和創(chuàng)新意識(shí)，如三峽大壩，臺(tái)灣101大廈等經(jīng)典工程案例應(yīng)用于教學(xué)中有利于提高學(xué)生對(duì)課程興趣。但是將案例教學(xué)法并非等同于舉例教學(xué)法，案例教學(xué)法要求學(xué)生成為課堂的主題，教師指導(dǎo)水平高低以及案例選取合適與否等將極大影響教學(xué)效果。案例教學(xué)法對(duì)教師提出了更高的要求，教師只有通過(guò)努力探索教學(xué)體系，不斷創(chuàng)新才能適應(yīng)深化教學(xué)改革的新形勢(shì)。
4.課程與實(shí)踐相結(jié)合
課程知識(shí)源于實(shí)踐，最終也應(yīng)用于實(shí)踐，課程教學(xué)中，結(jié)合教師的豐富的經(jīng)驗(yàn)，將理論教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生走出課堂，到生產(chǎn)一線，豐富課堂學(xué)習(xí)的知識(shí)。當(dāng)然也可以利用學(xué)院為學(xué)生搭建的實(shí)踐平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生參加混凝土設(shè)計(jì)大賽、水泥輕舟等行業(yè)競(jìng)賽，通過(guò)在實(shí)踐中鞏固所學(xué)知識(shí)，同時(shí)也激發(fā)學(xué)生對(duì)本專業(yè)的熱愛(ài)，對(duì)推動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)具有重大意義。
5.完善評(píng)價(jià)考核體系
單一的試卷成績(jī)的考核方式已經(jīng)不能反應(yīng)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的掌握程度和獲取信息的能力，更不能反應(yīng)學(xué)生的創(chuàng)新能力水平，多種考核方式并存將有利于全方位反應(yīng)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)把握程度和多方面能力。如筆者曾經(jīng)要求學(xué)生針對(duì)自己感興趣的膠凝材料相關(guān)知識(shí)撰寫(xiě)綜述并做報(bào)告，計(jì)入考試一部分成績(jī)，綜述的寫(xiě)作過(guò)程中不僅可鍛煉學(xué)生利用學(xué)校資源獲取有效信息，而且還促使學(xué)生加深有關(guān)膠凝材料的認(rèn)識(shí)，這對(duì)提高以后的科研創(chuàng)新能力十分有益。
三、結(jié)語(yǔ)
膠凝材料學(xué)課程教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個(gè)綜合復(fù)雜的工程。只有認(rèn)識(shí)到現(xiàn)階段膠凝材料課程教學(xué)現(xiàn)狀，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀，合理安排教學(xué)內(nèi)容，采用現(xiàn)代教育手段，課程教學(xué)理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，才能提高課程教學(xué)質(zhì)量，增加學(xué)生創(chuàng)新能力。
參考文獻(xiàn)：
[1]袁潤(rùn)章.膠凝材料學(xué)[M].第二版.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，1996.
[2]劉堯.創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要轉(zhuǎn)變的教學(xué)觀念[J].中國(guó)高等教育，2010,(1)：45-47.
[3]張?jiān)粕彛顔⒘睿岽盒?《土木工程材料》教學(xué)的創(chuàng)新理念[J].山東建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2004,(4)：90-98.
關(guān)鍵詞 無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)；應(yīng)用型人才；專業(yè)建設(shè)；教學(xué)改革
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1671-489X（2016）24-0130-02
Construction of Undergraduate Application Talents： Yingkou Institute of Inorganic Non-metallic Materials Engineering Case//
DAI Chenchen， NIE Bohua， ZHANG Xiping
Abstract In this paper， YingKou Institute of inorganic non-metallic materials engineering as an example， through research， social investi-
gation， invite industry enterprises and education experts， set up pro-fessional construction guidance committee to discuss the research content of the construction of the professional. Discusses the problems
of specialty construction for applied talents cultivation has a certain reference value.
Key words inorganic non-metallic materials engineering； applica-tion-oriented talents； professional development； teaching reform
1 選題依據(jù)及意義
作為遼寧省第一批轉(zhuǎn)型試點(diǎn)高校，解決轉(zhuǎn)型發(fā)展中突出的教育教學(xué)改革問(wèn)題，加速營(yíng)口理工學(xué)院向應(yīng)用技術(shù)技能型轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行。開(kāi)展圍繞人才培養(yǎng)、課程改革、考核改革等方面的應(yīng)用研究項(xiàng)目具有十分重要的意義。應(yīng)用技術(shù)技能型本科人才培養(yǎng)應(yīng)以“重應(yīng)用”為核心，構(gòu)建人才培養(yǎng)理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)體系與教學(xué)內(nèi)涵[1]。
無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)是營(yíng)口理工學(xué)院首批錄取的6個(gè)專業(yè)之一，是與遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶開(kāi)發(fā)開(kāi)放戰(zhàn)略和適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求緊密對(duì)接的專業(yè)。為了更好地適應(yīng)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)，滿足地方、行業(yè)、產(chǎn)業(yè)、企業(yè)需求，亟待在專業(yè)建設(shè)方面進(jìn)行有效的教學(xué)改革[2-3]。
2 具體改革內(nèi)容、改革目標(biāo)
具體改革內(nèi)容
1）人才培養(yǎng)。
①人才培養(yǎng)模式改革。通過(guò)結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r分析專業(yè)特色、需求，通過(guò)企業(yè)調(diào)研、社會(huì)調(diào)查，走訪行業(yè)企業(yè)專家，聽(tīng)取、總結(jié)專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會(huì)的意見(jiàn)和建議，共同制定培養(yǎng)目標(biāo)，建立突出實(shí)踐和應(yīng)用能力的技術(shù)技能型人才培養(yǎng)模式。
②人才培養(yǎng)方案制訂。通過(guò)前期充分調(diào)研和考察，制定課程標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)合理的課程體系。
③課程建設(shè)。深化模塊化課程改革，制作適合本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)視頻、教案課件等。
2）教材建設(shè)。通過(guò)企業(yè)調(diào)研、學(xué)生座談，選擇適合本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的理論教材、實(shí)踐教材。
3）實(shí)習(xí)實(shí)踐基地建設(shè)。通過(guò)企業(yè)調(diào)研、社會(huì)調(diào)查、聘請(qǐng)行業(yè)企業(yè)專家進(jìn)行教學(xué)指導(dǎo)，建立與完善實(shí)習(xí)、實(shí)踐基地軟環(huán)境、拓展校外基地，建立長(zhǎng)效的校企合作機(jī)制。
4）師資隊(duì)伍建設(shè)，包括教師培訓(xùn)、進(jìn)修、掛職鍛煉及聘請(qǐng)兼職教師，培養(yǎng)“雙師雙能型”教師。
5）實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。建立課程實(shí)驗(yàn)、集中實(shí)踐、課外實(shí)踐活動(dòng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練“四位一體”實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)。
本次教學(xué)改革主要是在課程教學(xué)過(guò)程中以“寬基礎(chǔ)、重應(yīng)用”的理念為指導(dǎo)，對(duì)現(xiàn)有的人才培養(yǎng)、教材建設(shè)、實(shí)踐基地建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)進(jìn)行改革，通過(guò)對(duì)行業(yè)、企業(yè)進(jìn)行充分調(diào)研后，了解企業(yè)需求，培養(yǎng)能夠進(jìn)行新產(chǎn)品、新技術(shù)研發(fā)的應(yīng)用型本科人才。
改革目標(biāo)
1）建立能適應(yīng)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的人才培養(yǎng)模式、人才培養(yǎng)方案、課程體系；
2）建立適應(yīng)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的教材體系，編寫(xiě)適應(yīng)本專業(yè)使用的講義與教材；
3）完善現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)實(shí)踐基地，開(kāi)拓新基地；
4）建立實(shí)踐能力強(qiáng)，技術(shù)基礎(chǔ)雄厚的合理師資隊(duì)伍。
3 實(shí)施方案及研究方法
實(shí)施方案 本次教學(xué)改革以無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)2013級(jí)、2014級(jí)人才培養(yǎng)為平臺(tái)，在2015―2017學(xué)年中進(jìn)行。
研究方法 本次教學(xué)改革采用調(diào)查法和比較法兩種研究方法。其中，在人才培養(yǎng)方案、教材建設(shè)、師資建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室、實(shí)踐基地改革方面主要采用比較法及調(diào)查法，在成果分析方面主要采用調(diào)查法及比較法。
4 結(jié)束語(yǔ)
在完全按照教學(xué)改革實(shí)施方案進(jìn)行的同時(shí)，不斷總結(jié)、積累經(jīng)驗(yàn)，取得良好的效果。共計(jì)10余位大型企業(yè)專家、一線技術(shù)工程師、教育專家、政府人員參與項(xiàng)目調(diào)研及人才培養(yǎng)、課程設(shè)置、教學(xué)大綱等方面的會(huì)議討論；制作兩套以不同角度為側(cè)重點(diǎn)的學(xué)生調(diào)查問(wèn)卷，共計(jì)240人次參與調(diào)查，得到準(zhǔn)_數(shù)據(jù)。
以上調(diào)研為制訂、完成完全適應(yīng)于本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的2016級(jí)人才培養(yǎng)方案提供了有力依據(jù)。如在課程設(shè)置上，擴(kuò)大了專業(yè)選修課的范圍，并增添與就業(yè)直接對(duì)口的“冶金窯爐磚型尺寸設(shè)計(jì)及砌筑”“耐火材料生產(chǎn)配方優(yōu)化設(shè)計(jì)”“功能陶瓷”“特種水泥”“特種玻璃”等課程，這些課程由企業(yè)專家、技術(shù)工程師及專任教師共同授課，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐與理論有機(jī)結(jié)合。同時(shí)增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)所占的學(xué)時(shí)比例以及采用豐富多樣的實(shí)踐方式，如計(jì)算機(jī)繪圖實(shí)訓(xùn)中增加3D立體繪圖，為學(xué)生就業(yè)打開(kāi)新局面，提高學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。并且擴(kuò)大生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的實(shí)踐地點(diǎn)，采用校企聯(lián)合培養(yǎng)、共同指導(dǎo)的方式，可以增加學(xué)生的企業(yè)認(rèn)同感，提高其工作適應(yīng)能力。
完成5部完全適應(yīng)本專業(yè)使用的講義或教材，即《耐火材料工藝學(xué)》《現(xiàn)代材料測(cè)試方法》《無(wú)機(jī)非金屬材料工藝實(shí)驗(yàn)講義》《耐火材料巖相學(xué)實(shí)驗(yàn)講義》《無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)講義》。
通^派遣本專業(yè)專任教師到企業(yè)掛職鍛煉、參與課題研究，并鼓勵(lì)青年教師參與行業(yè)會(huì)議、教學(xué)改革及科研項(xiàng)目、網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)等方式，使得本專業(yè)“雙師雙能型”教師占師資隊(duì)伍總?cè)藬?shù)比例達(dá)到60%，并長(zhǎng)期聘請(qǐng)企業(yè)兼職教師高級(jí)工程師4人參與教學(xué)活動(dòng)。
通過(guò)專業(yè)建設(shè)的研究以適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)，能夠體現(xiàn)本專業(yè)人才培養(yǎng)特色，走長(zhǎng)期轉(zhuǎn)型發(fā)展道路。
對(duì)于應(yīng)用型人才，當(dāng)前并沒(méi)有一個(gè)權(quán)威性的界定，但是無(wú)論是哪一種定義，都不能夠超出“理論與應(yīng)用”的范疇，也就是將社會(huì)上所需要的人才分為學(xué)術(shù)型與應(yīng)用型這兩個(gè)大類別，并且從學(xué)術(shù)型人才相對(duì)應(yīng)的角度定義或者是解釋?xiě)?yīng)用型人才。其實(shí)，“理論與應(yīng)用”這兩者并不是完全對(duì)立的。應(yīng)用，不僅僅包括操作性技術(shù)應(yīng)用，還包括知識(shí)與技能的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用等。如果說(shuō)操作性技術(shù)應(yīng)用之中沒(méi)有學(xué)術(shù)的屬性規(guī)定，那么知識(shí)與技能兩者的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用則應(yīng)該是屬于學(xué)術(shù)的范疇之中，只是在學(xué)術(shù)的目的、方向以及內(nèi)容等各個(gè)方面和理論探究性的“學(xué)術(shù)”存在較大的差異與不同，但是兩者在學(xué)術(shù)和職業(yè)上并不存在高低之分。因此，在進(jìn)行本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)過(guò)程中，不能夠簡(jiǎn)單地將“學(xué)術(shù)”從“應(yīng)用”之中進(jìn)行剝離，而應(yīng)該將知識(shí)與技能的開(kāi)發(fā)應(yīng)用到學(xué)術(shù)范疇中，否則培養(yǎng)出的應(yīng)用型人才就難以達(dá)到社會(huì)需求的要求。
營(yíng)口理工學(xué)院在開(kāi)展應(yīng)用型人才培養(yǎng)的專業(yè)建設(shè)研究中清楚地認(rèn)識(shí)到應(yīng)用型人才主要有兩種：
1）技術(shù)操作型應(yīng)用人才，強(qiáng)調(diào)的是要根據(jù)崗位需求來(lái)進(jìn)行培養(yǎng)，要求學(xué)生能夠掌握某一個(gè)崗位所需要的各種熟練技術(shù)，能夠擁有良好的崗位對(duì)應(yīng)性；
2）技能型應(yīng)用人才，強(qiáng)調(diào)的是要掌握生產(chǎn)一線的各種實(shí)用知識(shí)與技術(shù)，或者是需要形成從事某一種職業(yè)、工種的工作能力。
與此同時(shí)，學(xué)校還應(yīng)該注重知識(shí)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。而這種人才的培養(yǎng)面向的是社會(huì)生產(chǎn)生活領(lǐng)域中的職業(yè)群與行業(yè)，不是針對(duì)具體崗位，因此，對(duì)其知識(shí)、能力以及素質(zhì)的要求，并不是強(qiáng)調(diào)技術(shù)的熟練度以及崗位對(duì)應(yīng)性的操作能力，而是強(qiáng)調(diào)需要具備良好的知識(shí)基礎(chǔ)、應(yīng)用性專業(yè)知識(shí)與技能，同時(shí)還需要具備轉(zhuǎn)化與應(yīng)用理論知識(shí)的實(shí)踐能力以及良好的創(chuàng)新能力，例如能夠應(yīng)用知識(shí)開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新。
參考文獻(xiàn)
[1]秦琳.以應(yīng)用性人才培養(yǎng)促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力提升：德國(guó)應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的經(jīng)驗(yàn)[J].大學(xué)：學(xué)術(shù)版，
2013（9）.
關(guān)鍵詞：機(jī)械工程；材料表面；處理方法
前言：對(duì)機(jī)械材料的表面進(jìn)行綜合處理，一方面能夠延長(zhǎng)機(jī)械材料的使用壽命，提高機(jī)械材料的重復(fù)使用率，另一方面又能蚣跎倩械材料的浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)生，保障了我國(guó)機(jī)械企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械工程材料的表面處理方法主要有表面覆蓋層強(qiáng)化法、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)法等，綜合分析機(jī)械工程材料的表面處理方法對(duì)我國(guó)機(jī)械經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。
1機(jī)械工程材料概述
1.1機(jī)械材料的發(fā)展歷史
機(jī)械工程材料屬于工藝材料的一種，是指用于制造各種機(jī)械零件或者機(jī)械構(gòu)件在制造過(guò)程中的工藝材料，是機(jī)械加工的重要組成部分。機(jī)械材料的發(fā)展具有悠久的歷史，在鋼、鐵等材料未被發(fā)現(xiàn)之前，人類最早使用的機(jī)械材料主要是自然材料，自然材料能夠從自然中獲取，而且材料資源比較廣，獲取的方法也比較簡(jiǎn)便，例如，石頭、泥土、獸皮等。隨著人類文明的不斷進(jìn)步，火被人們發(fā)明出來(lái)，隨著火種的發(fā)明，人們又逐漸的摸索出燒瓷制造術(shù)，能夠燒制出陶器或者瓷器等，這一時(shí)期就主要使用陶器和瓷器。到西周時(shí)期，我國(guó)勞動(dòng)人們發(fā)現(xiàn)了青銅，青銅也是我國(guó)最早開(kāi)始使用的金屬材料。隨著人類文明的進(jìn)一步深化，煉鋼和煉鐵技術(shù)的發(fā)展為機(jī)械材料的使用帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇，現(xiàn)階段我國(guó)主要使用的機(jī)械材料是鋼或者鐵，也有一小部分使用高分子材料。二十世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外的很多機(jī)械材料專家致力于研究提高鋼鐵等材料的使用性能和加工性能。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外的材料工作者主要研究高分子材料在機(jī)械中的使用[1]。
1.2機(jī)械材料的分類
1.2.1按金屬性質(zhì)劃分
機(jī)械工程材料的涉及的范圍很廣，按照金屬性質(zhì)劃分主要為金屬材料和非金屬材料。金屬材料在機(jī)械工程中占有重要地位，主要是因?yàn)榻饘俨牧暇哂泻芎玫膶?dǎo)熱性質(zhì)，導(dǎo)電性能也比較強(qiáng)，用來(lái)制作機(jī)械零件的硬度比較高，金屬材料的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，被廣泛使用在我國(guó)機(jī)械工程的零件制作中。非金屬材料主要包括陶瓷、玻璃、水泥等無(wú)機(jī)非金屬材料，和有機(jī)高分子材料，除此之外，還要兩者混合的符合材料，由于復(fù)合材料結(jié)合了有機(jī)高分子材料和無(wú)機(jī)非金屬材料的優(yōu)點(diǎn)，所以具有比一般材料優(yōu)越的綜合性能，被當(dāng)做一種新型材料應(yīng)用在工程制作中。
1.2.2按使用類型劃分
機(jī)械工程材料按用途劃分的種類比較多，有結(jié)構(gòu)鋼組成的結(jié)構(gòu)材料，也有工具鋼組成的共模具材料，還要不銹鋼組成的耐腐蝕性較強(qiáng)的耐蝕材料。按使用類型劃分的機(jī)械工程材料的用途由制造材料的成分決定，由耐磨鋼組成的材料就具有很好的耐磨性質(zhì)。
2機(jī)械工程材料表面處理方法的重要意義
用于制造機(jī)械產(chǎn)品的材料的質(zhì)量和性能在很大程度上決定了機(jī)械產(chǎn)品的安全性和可靠性，一般情況下，制作機(jī)械產(chǎn)品的材料的造價(jià)過(guò)高，而機(jī)械工程材料表面容易受雨水或者化學(xué)藥劑的侵蝕，不利于機(jī)械工程材料很好的發(fā)揮功能，因此，必要的機(jī)械工程材料表面處理方法變得尤為重要。機(jī)械工程材料表面處理方法能夠減少機(jī)械工程施工過(guò)程中的材料成本，降低機(jī)械工程造價(jià)的成本，有利于機(jī)械工程發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，從而促進(jìn)我國(guó)機(jī)械經(jīng)濟(jì)體制的智能化、可持續(xù)性發(fā)展[2]。
3機(jī)械工程材料的表面強(qiáng)化處理方法
3.1表面覆蓋層強(qiáng)化法
表面覆蓋層強(qiáng)化法是使得機(jī)械材料表面覆蓋一些特殊的涂層，例如鍍覆層和氣相沉積層。在機(jī)械材料的表面鍍上一種特殊化學(xué)成分或者物理成分的物質(zhì)，能夠使得原本的機(jī)械材料具有一些特殊的功能和性質(zhì)。比如，在機(jī)械材料表面鍍上防氧化劑，就能提高機(jī)械材料表面的抗氧化能力，以提高材料表面的強(qiáng)度。在我國(guó)現(xiàn)階段的機(jī)械材料加工中，工程技術(shù)人員主要使用金屬熱噴涂或者表面氣相沉淀等工藝方法，不同的工藝方法能夠不同程度的提高機(jī)械材料表面的硬度，熱噴涂方法是將所要使用的機(jī)械材料的涂層高溫熔化掉，然后將熔化的材料以高速氣流的方式霧化成極其微小的顆粒，然后在高速的情況下，將霧化的顆粒噴在機(jī)械材料的表面上，以增強(qiáng)機(jī)械材料的耐磨性和耐腐蝕性，還能延長(zhǎng)機(jī)械材料的使用壽命[3]。
3.2機(jī)械材料表面形變強(qiáng)化法
表面強(qiáng)化法是讓機(jī)械材料表層產(chǎn)生冷塑性變形的材料處理方法，這種處理方法的原理是利用金屬的冷化變形原理，通過(guò)滾壓或者擠壓的方式讓金屬材料的表面產(chǎn)生一定的形變，這種方式只適用于強(qiáng)度適中的金屬材料，能夠提高材料本身的彈性形變能力，提高零件的彈性，增強(qiáng)機(jī)械零件的抗疲勞能力。表面形變強(qiáng)化法不僅能夠提高技術(shù)材料表面的強(qiáng)度和硬度，還能改變金屬材料的形狀，當(dāng)機(jī)械零件變形時(shí)，可以利用此方法將變形的零件回歸到原本的形狀，大大節(jié)約了金屬材料費(fèi)用，提高了機(jī)械材料的重復(fù)利用率。還需注意的是，表面強(qiáng)化法是一種冷處理方式，對(duì)一些不能進(jìn)行加熱處理的金屬材料具有良好的處理效果[4]。
4機(jī)械工程材料的表面防護(hù)處理
4.1電鍍法
電鍍工程材料表面防護(hù)法是利用金屬材料的陰陽(yáng)極的導(dǎo)電性進(jìn)行金屬零件的處理。電鍍的使用方法要根據(jù)金屬的性質(zhì)進(jìn)行選擇，鉻、鋅、銅、錫、金等材料要相對(duì)應(yīng)的選擇適合材料性質(zhì)的電鍍方法，將金屬零件作為陰極，浸泡在想要實(shí)施電鍍的金屬材料的鹽溶液中，之后通上直流電，在直流電場(chǎng)的作用下，將金屬鹽溶液中的陽(yáng)離子分離出來(lái)，讓后沉積在金屬表面，以此形成一個(gè)極為牢固的鍍層，提高金屬零件的強(qiáng)度和硬度[5]。
4.2電鍍法的應(yīng)用途徑
電鍍法是機(jī)械工程材料中常用的一種表面處理方法，工程技術(shù)人員利用電鍍法鍍能夠準(zhǔn)確的控制好金屬材料的鍍層的厚度，不同加熱或者冷卻就能很好的提高鍍層的質(zhì)量，鍍層與被電鍍的金屬材料之間能夠緊密的結(jié)合。電鍍法主要有三個(gè)利用途徑；第一種是利用電鍍法鍍出來(lái)的金屬材料具有很好的防護(hù)性，能夠防止大氣或者其他環(huán)境對(duì)金屬的腐蝕，例如，鋼鐵、鋅、鎳、鉻等材料很容易被大氣中的成分氧化、腐蝕。利用電鍍法能夠在這些金屬表面鍍上一層防護(hù)層，起到抗腐蝕的作用；第二種是電鍍法的修復(fù)性鍍層。利用電鍍法能夠修復(fù)金屬零件的磨損部位，從而彌補(bǔ)零件的尺寸偏差值，此外，電鍍法還能增大金屬零件的尺寸，彌補(bǔ)工件的磨損面，大大提高工件的重復(fù)使用率；第三種是用來(lái)裝飾，電鍍法的裝飾性鍍層能夠提高金屬工件的美觀度，同時(shí)還兼具防腐的功能，達(dá)到了實(shí)用性與美觀性相結(jié)合的目的。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電鍍技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，不僅僅能夠使用于金屬材料，還能應(yīng)用在塑料、玻璃等非金屬材料[6]。
4.3化學(xué)鍍
化學(xué)鍍能夠還原出金屬鍍層，將金屬離子浸泡在適量的還原劑溶液中，就能使得機(jī)械工程材料表面在催化的作用下還原出金屬鍍層。化學(xué)鍍的應(yīng)用材料的范圍非常廣，主要包括金屬和非金屬，導(dǎo)體和半導(dǎo)體等材料，在機(jī)械工程材料的表面處理方法中，最常用的是化學(xué)鍍鎳和化學(xué)鍍銅。
4.4化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)方法
4.4.1氧化處理
氧化處理的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)中常用的一個(gè)方法，采用化學(xué)或者電化學(xué)的方法使得機(jī)械工程材料的表面形成一種氧化膜，提高機(jī)械工程材料表面的抗腐蝕性，美化材料表面的外觀。鋼、鐵、鋁以及鋁合金等機(jī)械工程材料是比較適用氧化處理方法的。將鋼、鐵等機(jī)械工程零部件放入事先配好的氧化還原液中，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行加熱，讓零部件在加熱的條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，以此，在金屬材料的表面形成一種緊密的氧化膜，改善零部件的性能。鋁以及鋁合金的機(jī)械工程材料的氧化處理主要包括化學(xué)氧化法和陽(yáng)極氧化法。化學(xué)氧化法是將機(jī)械工程零件放入實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)備好的弱堿或者弱酸溶液中，使得零件表面與氧化膜緊密的結(jié)合在一起，提高零件的抗腐蝕能力和耐磨損的能力。
4.4.2鋼鐵的磷酸鹽處理
鋼鐵的磷酸鹽處理是將機(jī)械工程工件浸泡在人工配好的磷酸鹽溶液中，以此，在工件的表面形成一種不溶于水的磷酸鹽薄膜，這種磷酸膜具有極高的抗氧化能力，而且具有耐高溫的特點(diǎn)，即使在200或者300℃的溫度下，依然具有很高的耐腐蝕性。
4.5涂料涂裝法
涂料涂裝法是在機(jī)械工程材料的表面涂上一層具有防腐性質(zhì)的材料，將材料與大氣中的物質(zhì)隔開(kāi)，以達(dá)到防腐蝕的目的。在我國(guó)，常用的涂料有紅丹漆、酚醛樹(shù)脂漆等，涂料法的操作成本低廉，操作過(guò)程也比較簡(jiǎn)單，主要應(yīng)用在一些大型的機(jī)械工程材料中。除了涂料以外，塑料薄膜也具有很好的抗腐蝕能力，不僅如此，涂塑料法還具有很強(qiáng)的靈活性，當(dāng)不想使用塑料薄膜時(shí)，可以隨時(shí)將防腐蝕塑料薄膜揭掉。除了涂涂料和涂塑料以外，還可以在機(jī)械工程材料表面涂上不同類型的防銹油，防止機(jī)械設(shè)備常年不使用的情況下生銹[7]。
4.6包裹法
包裹法就是在機(jī)械工程材料的表面包裹一層耐腐蝕的材料，這種方法的適應(yīng)范圍極大，操作方式也比較簡(jiǎn)單，能夠最大限度的保護(hù)金屬的性質(zhì)不被破壞，提高金屬材料的耐腐蝕性。
5機(jī)械工程材料表面裝飾加工方法
5.1表面拋光方法
機(jī)械工程材料表面處理方法不僅要具有實(shí)用性，還要具備一定的美觀性，表面拋光法就能利用一些機(jī)械設(shè)備或者化學(xué)手段，將凹凸不平的機(jī)械工程材料按照工程技術(shù)人員需要的外形磨制出來(lái)，即可以將材料不整齊的位置磨平，又可以在金屬材料的表面形成一種鍍層裝飾，兼具實(shí)用性和美觀性[8]。
5.2鍍光亮方法
鍍光亮的方法是在普通電鍍的基礎(chǔ)上，加入適量的添加劑，這種添加劑能夠在金屬材料表面產(chǎn)生光亮的效果，從而在金屬表面形成一層光亮的鍍層，提高了機(jī)械工程金屬材料的亮度。
結(jié)論：總之，機(jī)械工程材料表面的處理方法的選擇要根據(jù)不同的需要，這樣才能更好的發(fā)揮機(jī)械材料在機(jī)械工程經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用。除上述的幾種方法外，工程技g人員還要不斷研究新的機(jī)械工程表面處理方法，以此延長(zhǎng)機(jī)械工程材料的使用時(shí)間，促進(jìn)機(jī)械工程的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]郭澤鴻.激光―微弧氧化處理對(duì)純鈦表面生物活性影響的研究[D].南方醫(yī)科大學(xué)，2013.
[2]賴春花.噴砂酸蝕鈦種植體表面接觸成骨現(xiàn)象及其影響因素的動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)研究[D].南方醫(yī)科大學(xué)，2014.
[3]賈芳.磷酸和氟化鈉對(duì)純鈦表面酸蝕后的滲氫效果以及對(duì)其生物學(xué)行為影響的探討[D].南方醫(yī)科大學(xué)，2014.
[4]王敬旭.激光酸蝕聯(lián)合納米管與噴砂酸蝕的鈦種植體表面的對(duì)比性研究[D].南方醫(yī)科大學(xué)，2014.
[5]劉偉珍.紫外線光催化不同表面形貌純鈦帽植入兔顱骨早期成骨效能初步研究[D].南方醫(yī)科大學(xué)，2013.
[6]李俊磊.基于激光表面處理的民機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)膠結(jié)修理研究[D].中國(guó)民用航空飛行學(xué)院，2016.
【關(guān)鍵詞】電氣 防火 電線 電纜
中圖分類號(hào)： F407.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、電線電纜的火災(zāi)危險(xiǎn)性和著火因素
1、電線電纜的火災(zāi)危險(xiǎn)性
電氣火災(zāi)造成人員大量死亡的重要原因是火災(zāi)中燃燒產(chǎn)生的有毒氣體和煙霧。煙霧不僅有熱損傷、毒害和窒息等傷害作用, 而且有減光性。根據(jù)研究, 煙氣產(chǎn)生20s 后可使火場(chǎng)能見(jiàn)度減到零, 通電電線電纜在通過(guò)電纜溝、電纜隧道等敷設(shè)的電纜火災(zāi)火焰蔓延速度可達(dá)2m/m in , 如果遇上“施工封堵不好的豎井” 、“封閉溝道” 、“電纜通廊”等管道, 由于“煙囪”效應(yīng), 火勢(shì)蔓延將更加迅速。此外, 傳統(tǒng)電線電纜的塑料絕緣層在燃燒中伴有聚氯乙烯熱分解, 會(huì)釋放大量H Cl、Cl 2 、C O 等有毒氣體, 對(duì)周?chē)貐^(qū)及火災(zāi)范圍內(nèi)的人或生物造成嚴(yán)重的危害。
2、電線電纜的著火因素
電線電纜從絕緣層的油浸電纜紙、交聯(lián)聚乙烯、乙丙橡皮等材料到油麻、聚氯乙烯外護(hù)套材料等都是易燃性物質(zhì)。當(dāng)局部電纜著火燃燒達(dá)到高溫時(shí)會(huì)發(fā)生熔融, 超過(guò)鄰近電纜著火溫度時(shí), 就會(huì)導(dǎo)致電纜群體延燃。導(dǎo)致電線電纜著火的因素主要有以下幾點(diǎn):
（1）電纜載流設(shè)計(jì)不當(dāng)。電纜載流量選擇不當(dāng), 部分電纜長(zhǎng)期滿負(fù)荷或經(jīng)常超負(fù)荷運(yùn)行, 溫度過(guò)高及電纜溝道、隧道積水所致使電纜絕緣老化,受潮、過(guò)熱引起短路自燃。
（2）電纜安裝施工不當(dāng)。在施工中, 有的單位為降低費(fèi)用, 未采取防火措施, 電纜敷設(shè)混雜、過(guò)于集中、堆壓嚴(yán)重, 散熱不良, 常常把起燃后會(huì)產(chǎn)生劇毒煙霧的中低壓電纜與高壓電纜一起敷設(shè); 有的電纜線路與輸送甲、乙、丙類液體管道、可燃?xì)怏w管道、熱力管道敷設(shè)在同一管溝內(nèi), 為進(jìn)行有效分設(shè); 有的在電纜在穿越?jīng)]有可燃物的屋頂, 沒(méi)有進(jìn)行保護(hù): 有的施工人員在電纜敷設(shè)時(shí)沒(méi)有嚴(yán)格按操作規(guī)程和工藝要求施工, 常因刮、碰、壓、扭而造成電纜外護(hù)層損傷, 易進(jìn)水受潮, 運(yùn)行時(shí)絕緣層就可能被擊穿產(chǎn)生電弧, 引起燃燒發(fā)生火災(zāi)。
（3）電線電纜故障。 制作工藝粗糙, 絕緣受潮, 致使電纜頭及終端盒在運(yùn)行中產(chǎn)生故障而自燃爆炸; 部分電纜技工工藝操作不嚴(yán), 不注意衛(wèi)生, 雜質(zhì)、污物等清理不夠均易造成界面接觸不良; 接頭工藝不精、制作質(zhì)量不高, 防火措施較少, 在故障情況下受高電壓、大電流的沖擊導(dǎo)致接頭爆炸起火。電纜接地不良。接地線焊接不牢, 接觸不良, 阻值偏大, 造成電纜接地故障電流比正常短路電流小, 使電流保護(hù)器不能及時(shí)切斷故障, 而出現(xiàn)電弧、電火花。
二、阻燃電線電纜的選用
“規(guī)程”5. 1. 3 條“當(dāng)電線電纜成束敷設(shè)時(shí), 應(yīng)采用阻燃電線電纜”,該條文為強(qiáng)制性條文。許多設(shè)計(jì)人員對(duì)“阻燃”概念不了解, 阻燃是否分等級(jí)、什么情況下用什么等級(jí)的阻燃電線電纜不清楚, 在設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)注“ZR- ”,這樣廠商往往以低阻燃等級(jí)的產(chǎn)品供貨, 阻燃電線電纜在現(xiàn)場(chǎng)不阻燃, 造成很大的后果。例如: 上海某工程在發(fā)生火災(zāi)后分析火災(zāi)擴(kuò)大的原因, 為什么明明用了阻燃電纜而不阻燃, 現(xiàn)場(chǎng)采樣到國(guó)家檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè), 結(jié)論為“阻燃電纜”,但等級(jí)為“C”級(jí)。
1、阻燃
在規(guī)定條件下試樣被燃燒所具有的阻止或延緩火焰蔓延的性能。
2、阻燃電線電纜
難以著火并具有阻止或延緩火焰蔓延能力的電線電纜。阻燃電線電纜可分為A、B、C、D 四種阻燃級(jí)別。其要求應(yīng)符合表1 的規(guī)定。
試驗(yàn)容量( L/ m) 是指同一敷設(shè)通道內(nèi)非金屬材料的容量, 單位是L/ m。非金屬材料是指電線電纜的絕緣和護(hù)套材料。從上表中可以看出, C 級(jí)阻燃的電線電纜在同一通道內(nèi)敷設(shè)時(shí), 非金屬材料的容量超過(guò)1. 5L/ m 時(shí)就通不過(guò)試驗(yàn), 即燃燒過(guò)程中, 由于燃燒熱量的相互作用, 會(huì)越燒越旺, 起不到阻燃作用。阻燃電纜不是不燃電纜, 阻燃電纜只是在絕緣和護(hù)套材料中添加了阻燃劑, 使其在火中不會(huì)延燃, 在外火源消失后, 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間能夠自熄。阻燃電纜的阻燃性能是相對(duì)一定條件下所形成的阻燃, 而超過(guò)這種條件的限制, 也就失去其阻燃的特性。因此, 電纜的阻燃級(jí)別應(yīng)根據(jù)同一電纜通道內(nèi)電纜的非金屬含量來(lái)確定。成束敷設(shè)是指同一通道( 一根橋架) 內(nèi)有二根及以上的電纜。
3、同一電纜通道內(nèi)電纜的非金屬含量
單根電線電纜每米所含非金屬材料的容量可近似按式(1) 計(jì)算:
V = ( S 1- S 2 ) / 1 000 (1)
式中: V —— 每米電線電纜所含非金屬材料容量之和, L/ m;
S 1—— 電線電纜總截面積, mm2 ;
S 2—— 電線電纜金屬截面積之和, mm2。
4、不同阻燃級(jí)別相應(yīng)的電線電纜根數(shù)可近似按式( 2) 計(jì)算:
N = Vs/ V ( 2)
式中: N ——不同阻燃級(jí)別相應(yīng)的電線電纜根數(shù);
V s ——不同阻燃級(jí)別規(guī)定每米電線電纜所含非金屬材料容量, L/ m。
三、無(wú)鹵低煙阻燃電纜
普通型阻燃電纜在火災(zāi)時(shí)燃燒會(huì)放出大量的濃煙和氯化氫等有毒氣體, 其危險(xiǎn)性和造成生命財(cái)產(chǎn)的損失比火災(zāi)燃燒本身的危害性更大。火災(zāi)事故的人員傷亡多是因毒氣、煙氣窒息致死。無(wú)鹵低煙阻燃電纜不僅具有優(yōu)良的阻燃性能, 而且在燃燒時(shí)幾乎不產(chǎn)生腐蝕性氣體和毒性氣體, 僅產(chǎn)生極少量的煙霧, 減少了對(duì)儀器、設(shè)備的腐蝕及對(duì)人體的損害, 有利于火災(zāi)時(shí)的滅火救援。無(wú)鹵低煙阻燃電纜通常考核電纜的阻燃性能、腐蝕性、煙濃度及毒性指標(biāo)。這類電纜的阻燃性能通過(guò)成束燃燒試驗(yàn), 也分A、B、C三種。燃燒氣體的腐蝕性程度是通過(guò)間接測(cè)定燃燒氣體水溶液的PH值和電導(dǎo)率來(lái)確定; 毒性指數(shù)的測(cè)試方法則由用戶規(guī)定。無(wú)鹵阻燃電纜的機(jī)械性能比普通電纜稍差, 這是由于其中加入一些特殊的添加劑所致。這種電纜的特殊性能如表2 所示。無(wú)鹵低煙阻燃電纜適用于地鐵、隧道、船舶和車(chē)輛, 以及核電站、重要的高層建筑等安全性要求比較高的場(chǎng)所和重要設(shè)施。
表2無(wú)鹵低煙阻燃電纜特殊性能
四、低鹵低煙阻燃電纜
低鹵低煙阻燃電纜的氯化氫釋放量和煙濃度指標(biāo)及價(jià)格均介于普通阻燃電纜與無(wú)鹵阻燃電纜之間。這種電纜不僅具備阻燃性能, 而且在燃燒時(shí)釋放的煙量較少, 氯化氫釋放量較低, 主要用于地鐵、隧道、高層建筑等對(duì)電纜燃燒的煙濃度及氯化氫氣體發(fā)生量有一定限制的場(chǎng)所。低鹵低煙阻燃電纜的絕緣和護(hù)套材料成分通常是以聚氯乙烯樹(shù)脂為基材, 配以特種增塑劑、高效阻燃劑、HCl吸收劑、抑煙劑等, 經(jīng)特殊工藝加工而成。顯著改善普通阻燃聚氯乙烯料的燃燒性能, 大大降低了材料的煙密度和氯化氫釋放量。其特殊性能如表3所示
表3低鹵低煙阻燃電纜特殊性能
五、耐火電纜
耐火電纜在著火燃燒時(shí)仍能保持一定時(shí)間的正常運(yùn)行,主要有三種類型: 礦物絕緣電纜(又稱氧化鎂絕緣電纜),采用無(wú)機(jī)物氧化鎂做絕緣, 無(wú)縫銅管做護(hù)套, 經(jīng)特殊工藝制作而成。具有優(yōu)良的防火、防爆、耐高溫、耐腐蝕等特性, 應(yīng)用于要求特別安全或高環(huán)境溫度、高輻射強(qiáng)度的場(chǎng)所, 該電纜的長(zhǎng)期使用溫度為250℃ 在950 ℃ ~ 100 ℃可持續(xù)供電3h。但制造工藝復(fù)雜, 價(jià)格昂貴, 安裝較復(fù)雜, 制造長(zhǎng)度也受限制。
2、硅絕緣電纜
其絕緣采用硅橡膠混合物, 具有較好的耐火性能,但材料主要依賴進(jìn)口, 價(jià)格偏高, 制造及應(yīng)用受限制。
3、用無(wú)機(jī)材料與一般有機(jī)絕緣材料復(fù)合構(gòu)成的復(fù)合絕緣電纜
耐火層采用耐火云母帶繞包在普通導(dǎo)體外。這種耐火電纜工藝簡(jiǎn)單, 價(jià)格較低, 生產(chǎn)長(zhǎng)度和使用范圍不受影響, 耐火性能較好,目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)電纜廠生產(chǎn)均這種耐火電纜供公用設(shè)施、高層建筑、地鐵等處廣泛運(yùn)用。
鋁合金電纜
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高質(zhì)量、高科技含量的鋁材被開(kāi)發(fā)出來(lái)，新型的鋁合金電纜也被更多的在工程實(shí)際中應(yīng)用。現(xiàn)在一些技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)的合金電纜克服了純鋁的問(wèn)題，機(jī)械性能與銅基本接近，安裝和連接穩(wěn)定性很高。一般鋁合金電纜絕緣采用的是低煙無(wú)鹵的XLPE（交聯(lián)聚乙烯）材料，加之其獨(dú)特的自鎖型鎧裝結(jié)構(gòu)，使其達(dá)到低煙無(wú)鹵阻燃IA級(jí)，在燃燒時(shí)的透光率達(dá)到了99%，只產(chǎn)生極微量的煙和霧。鋁合金電纜彌補(bǔ)了純鋁電纜的不足，電氣性能優(yōu)越，在機(jī)械性能、安全性及經(jīng)濟(jì)性上，更輕便、更柔軟、更節(jié)能。
結(jié)論
綜上分析，建筑的防火安全性與電線電纜的正確選擇和敷沒(méi)有著直接關(guān)系，為此應(yīng)按照工程實(shí)際考慮消防設(shè)備以及需要進(jìn)行防火設(shè)計(jì)部位的耐火耐熱配線原則，同時(shí)選用一些防火性能好，性價(jià)比較高的電線電纜，將配線和選線有機(jī)地結(jié)合在一起，使我國(guó)線路敷設(shè)向著更科學(xué)、更合理、更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 黃立新.淺析電線電纜的防火對(duì)策[J]. 中國(guó)西部科技. 2008(24)
