无机非金属材料工程

2024-11-05

无机非金属材料工程(精选12篇)

无机非金属材料工程 篇1

前言

CDIO教育理念是欧美20多年工程教育改革的结晶, CDIO理念下的工程教育模式是一种全新的具体化的人才培养方式, 更加适合高素质创新型人才的培养。随着知识经济的高速发展, 无机非金属材料也在不断地发展与演化, 新知识、新理论、新方法、新技术层出不穷, 对无机非金属材料工程专业人才的培养提出了更高的要求。因此, 在CDIO理念指导下, 对无机非金属材料工程专业课程体系进行全面的改革, 促进人才培养模式的升级, 以促进材料学科发展和创新人才的培养势在必行。

1. CDIO工程教育模式概述

CDIO是最近几年国际上兴起的先进教育理念, 是在国际工程教育改革背景下形成的新型教育模式, 也是包括麻省理工学院在内的跨国研究组织经过四年时间取得的研究成果。CDIO分别代表构思、设计、实现、运作, 主要以产品的研发到产品运行的整个生命周期为载体, 让学生能够在这个过程之中以主动的、实践的、课程之间有机联系的多样化方式对工程的理论知识和实践能力等进行学习[1]。CDIO理念可以从四个层面对工程专业的毕业生能力进行分析, 要求工程专业毕业生需要具备专业基础知识、个人素质能力、工作系统能力和团队协调能力。

CDIO工程教育模式的特点是具备大工程的理念, 它是在一个比较宽阔的视角对工程进行解读, 打破了技术对于工程的局限, 将工程与社会经济发展、市场运作规律、价值文化观念、公共管理模式等进行有机的结合, 使工程的内涵更加的丰富。CDIO工程教育模式的目的不仅仅在于培养技术方面的专家, 而是要在市场经济运行体制和现代组织管理模式之下成为系统开发的工程师以及具有高度社会责任感的社会文明缔造者。CDIO工程教育模式在进行人才培养的过程中, 特别强调对人才综合素质的培养, 在具有专业知识和专业技能的基础上, 还要具有较高的社交能力, 能够与人进行积极有效的沟通, 并且具有创新性思维和发现问题、解决问题的能力[2]。CDIO工程教育理念下培养的人才要在整个生命过程中进行不断的学习, 对自我能力进行全面的提升, 在实际工作中具有较高的职业道德和职业操守, 对工作认真负责。CDIO工程教育模式必须与市场、企业、产业进行紧密的联系, 在实际教学过程中能够将理论和实践进行结合, 培养出适应产业发展需要的人才。

2. CDIO理念对无机非金属材料工程课程体系改革的启示

CDIO理念是国际先进的教育理念, 在国际工程教育改革之中起到了十分积极的作用, 将CDIO理念引进到无机非金属材料工程课程体系改革之中, 可以在相关研究的基础上获得有益的启示。

2.1 对无机非金属材料工程课程教学提出了挑战

CDIO理念的引进对无机非金属材料工程课程教学来说, 既是一种机遇, 也是一种挑战。可以说CDIO理念是一种全新的教育理念和模式, 与我国工程教育的传统模式完全不同, 是对传统工程教育理念的冲击, 甚至会将其彻底的颠覆[3]。通过对CDIO理念的研究可以发现, 我国工程教育中对于技术培养比较注重, 却缺少对工程专业学生全面素质的提高。这为我国无机非金属材料工程课程体系改革提供了有益的启示, 在这个广阔的平台之上, 无机非金属材料工程课程体系改革可以更加注重对学生综合素质的培养。

2.2 与我国工程教育实际相结合

CDIO理念和工程教育模式是在西方价值观念和政治制度之下发展形成的, 具有明显的西方社会特质, 我国无机非金属材料工程课程体系改革在引入此观念时, 需要与我国的发展实际相结合, 将CDIO工程教育模式进行本土化的发展, 形成具有中国特色的工程教育模式[4]。在借鉴CDIO先进理念的基础上, 制定符合我国工程教育发展实际的教育大纲和标准, 而不能完全照搬CDIO理论, 因为在实际应用中, 还没有实践证明CDIO理论完全适合中国社会发展和工程教育改革的需要。

2.3 CDIO理论和模式的普及

通过国际工程教育改革的实践证明, CDIO理念以及工程教育模式是国际先进的理论和方法, 主要目的是为了培养世界顶尖的工程人才, 但是在广泛的工程教育改革中的实用性却并不突出。在对CDIO理念进行引进时, 不能将其固化, 而是需要在不断的实践过程中对其进行完善, 改变这种经营教育模式, 将其应用到大规模的教学实践之中[5]。可以在除工程以外的其他专业对CDIO理念进行试点应用, 在人才培养过程中对经验进行总结, 逐步推广到大范围的教育改革实践之中, 为我国的教育事业发展做出贡献。

3. 无机非金属材料工程课程体系建设现状分析

3.1 无机非金属材料工程课程体系建设要求

无机非金属材料工程专业的课程体系设置是专业培养的核心内容, 是实现专业培养目标和培养规格的中心环节。无机非金属材料工程专业的课程体系由众多的核心课程组成, 涉及范围十分广泛, 主要包括“高等数学”、“无机非金属材料热工基础”、“材料研究与测试方法”、“材料制备工艺”“无机材料生产设备”等课程。无机非金属材料工程课程体系与土木工程建设的相关性较高, 主要对无机非金属建筑工程材料的组成、性能、结构、生产与应用等方面进行研究。无机非金属材料工程课程并不是单纯的进行理论分析, 而是需要学生具备一定的实践动手能力, 因此在掌握专业知识的基础上, 还应该对“工厂热工设备课程设计”、“材料制备综合试验”等实践课程进行系统的学习。

3.2 无机非金属材料工程课程体系建设中存在的问题

机非金属材料工程课程是一个涉及十分广泛的实用型工程学科, 在相关专业人才培养方面具有重要的作用。基于CDIO理念对无机非金属材料工程课程体系建设进行分析, 可以发现其课程体系建设和内容设计方面存在一定的问题, 对无机非金属材料工程专业发展和高素质人才的培养造成了阻碍。

3.2.1 专业课程大纲不够全面

传统的无机非金属材料工程课程教学大纲注重对学生技能的培养, 在掌握一定理论知识的基础上, 需要对专业技能进行熟练的掌握。CDIO理念和工程教育模式强调的是对学生综合素质的培养, 不止包含专业理论知识和实践技能, 还要求在个人能力、团队意识以及协调能力等各个方面进行提高[6]。而我国无机非金属材料工程课程教学大纲中并没有对这些内容进行涉及, 大纲制定不够全面, 对学生综合能力培养方面存在缺陷。

3.2.2 课程内容存在大量重复现象

无机非金属材料工程专业对课程进行了比较细致的划分, 分出了很多基础课程和专业课程, 并且不同的课程采用专门的教师进行授课。这样的课程设置虽然使教学内容更加丰富, 但是课程划分过细使得专业课程的内容存在很多重复, 造成了教学资源的浪费。课程内容上的重复对无机非金属材料工程专业的课堂教学效果产生了严重的负面影响, 重复的内容使得学生学习兴趣降低, 也在很大程度上加重了教师和学生的负担。

3.2.3 课程设置缺乏与产业的有效结合

无机非金属材料工程专业的教学大纲中虽然要求注重对学生实践能力的培养, 在课程设置时也开设了一些实践课程, 但是数量十分有限, 无法起到很好的实践效果。理论教学与实践教学的联系不够紧密, 经常发生理论与实际脱节的现象, 不能及时将先进的研究理论和研究成果引入到教学之中, 出现实践教学滞后的情况。无机非金属材料工程专业教学过程中缺乏实例教学, 与市场、企业、产业之间缺乏有效的结合, 没有根据市场和产业需求对人才进行培养, 使得无机非金属材料工程专业学生在毕业之后无法适应岗位工作, 企业还要对其进行再教育和培训, 浪费了大量的金钱和精力。

4. 基于CDIO理念的无机非金属材料工程课程体系优化与内容设计

4.1 无机非金属材料工程课程体系改革的必要性

我国传统的教育理念在进行无机非金属材料工程专业教育时, 更多的强调对学生专业技能的培养, 在借鉴国外先进教育理念的同时, 也存在照抄照搬的现象, 没有结合我国实际进行调整。随着社会经济和科技的发展, 无机非金属材料也得到了不断的丰富和发展, 各种新的理论和新的技术如雨后春笋般涌现, 对无机非金属材料工程专业学生的素质提出了更高的要求, 传统教育模式的弊端逐渐显现[8]。面对多样化市场需求与无机非金属材料工程课程体系建设之间的矛盾, 加快无机非金属材料工程课程体系改革, 提高该课程人才培养能力成为必然趋势。

4.2 优化无机非金属材料工程课程体系对策

4.2.1 完善工程教育教学大纲

对无机非金属材料工程课程体系进行优化, 首先要对教学大纲进行完善, 才能对实际教学活动进行更加全面、细致的指导。借鉴CDIO的人才培养理念, 将培养全面的高素质专业人才作为无机非金属材料工程课程的教学总体目标, 将社会和市场的实际需求作为人才培养的导向, 对教学大纲进行全面的修订。对无机非金属材料工程专业的课程设置和内容安排进行合理科学的设定, 对实践内容进行增加, 并注重对学生沟通能力、团队协作能力、语言表达能力、创新思维能力等综合能力的培养。按照CDIO理念将工程专业学生能力划分的专业基础知识、个人素质能力、工作系统能力和团队协调能力四个层面对学生素质进行培养, 并根据预定目标对学生能力进行全面的考核。

4.2.2 优化教学内容设计

无机非金属材料工程课程内容中存在较多的问题, 必须在CDIO理念指导下对教学内容进行优化设计, 使教学质量得到全面的提升。对相似的、关联性较大的课程内容进行合并, 避免在教学内容上的重复, 最大限度的节约教学资源, 增加学生对于教学内容的新鲜感, 提高学生学习兴趣, 减轻教师和学生的负担。合理分配理论教学与实践教学比例, 增加实际案例分析教学, 通过科学方法对学生进行引导, 培养学生的创新思维与发现问题、思考问题、解决问题的能力。根据本专业最新研究成果和先进技术对教学内容进行及时的更新, 走在时代发展的前列, 拓宽学生的知识面和视野, 使学生能力能够与时代发展接轨。

4.2.3 加强与产业的有机结合

在无机非金属材料工程专业实际教学过程中, 注重学生实践能力的提高, 在掌握专业知识的基础上, 具备高超的实践能力, 在企业生产实践中发挥巨大的作用。CDIO理念致力于培养符合时代发展要求的高端实用技术人才, 无机非金属材料工程专业教学中, 应该将课程与产业之间进行更加紧密的联合, 组织学生对企业生产现场进行参观, 通过对实体的直接接触, 提升学生的实践能力[10]。与产业进行有机结合, 可以使教师和学生对企业生产实际进行及时的了解, 通过现场教学方式使学生接受更多的实战训练, 可以全方位的提升学生的专业技能、应变能力、团队协作能力等综合素质。

结束语

时代的发展与新型无机非金属材料的出现对无机非金属材料工程课程体系建设提出了更高的要求, 我国工程教育理念和模式与国外先进水平相比具有较大差距, 必须进行全面的改革。通过对无机非金属材料工程课程体系建设现状进行分析, 可以发现我国无机非金属材料工程课程体系建设之中存在很多问题, 基于CDIO理念的无机非金属材料工程课程体系优化与内容设计, 对培养具备超高基础知识储备、个人能力、团队协作能力的应用型创新人才具有重要意义。

参考文献

[1]肖莉.基于CDIO理念的应用型创新人才培养模式研究[D].云南民族大学, 2012.

[2]周天勇.大学生创业技能培训教材[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2011 (7) .

[3]宋晓岚, 杨华明, 金胜明.“无机材料工艺学”课程教学改革研究与实践[J].理工高教研究, 2010, 05 (13) :114-119.

[4]汤勇明, 堵国樑, 贺晋.大学生竞赛组织和创新能力培养的探索[J].电气电子教学学报, 2011, 02 (15) :127-130.

[5]刘大洪.高等职业院校大学生创业的意义与方略[J].中国大学生就业, 2012, 03 (09) :28-30.

[6]陈益兰, 曹德光.无机非金属材料专业教学改革的探索[J].广西大学学报 (自然科学版) , 2012, 01 (19) :46-48.

无机非金属材料工程 篇2

写作功能式简历之前,要精心研究职位要求,要知道,这种格式的简历肯定是针对某一职位而设计的,细节和内容都应该围绕职位描述和职位条件叙述,有详有略,不可平铺直叙毫无重点。

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姓名 yjbys 性别    
生日   民族    
学历 本科 婚姻状况    
毕业院校   户 口    
专业 无机非金属材料工程 政治面貌 中共党员  
联系电话   电子邮件 /jianli  
主要课程 物理化学,粉末冶金原理,粉体工程,材料物理性能,材料科学基础,热工过程及设备,工厂设计,先进陶瓷工艺学,材料合成与制备等
技能证书 CET-4,英语写作能力优良.

 

熟练掌握office软件操作,熟悉internet

CAD制图操作

   
实习经历 .09— 参加学院组织的认知实习(熟悉了无机四大材料:陶瓷、水泥、耐火材料、玻璃的基本概况和生产工艺流程)

 

.06— 参加学院组织的在江西龙发实业股份有限公司的生产实习(熟悉了耐酸砖、管、板,化工填料,耐磨瓷球等产品从泥料配方到成型烧成的整个工艺流程)

个人经历 -—在院宿管部任委员,院啦啦队队员,寝室长.

 

2011-2012— 在体育部任副部,多次参与组织学院篮球赛和足球赛等活动,并任院啦啦队副队,多次参加院里大型晚会,班级组宣委员,组织班级石燕湖活动

2012-2013— 任班级团支书,组织多次班级活动,还有一次院材料系乒乓球赛。并成功转正,成为一名正式的中共党员

2013-—任13级新生助理班主任(代行班主任职责,积极耐心地做好新生的大学启蒙教育)

个人奖项 :获院优秀共青团干

 

:获校优秀共青团员

:材料杯乒乓球赛中获女单第二,混双第一

自我鉴定 本人兴趣广泛,喜欢体育活动,多次参加乒乓球比赛和羽毛球比赛,喜欢游泳.

 

无机非金属材料工程 篇3

[关键词]无机非金属材料;课程群;课程建设;实践教学

0.引言

无机非金属材料作为三大主要材料之一,应用涉及范围极其广泛,不同院校的无机非金属专业所从事教学及研究工作的侧重点有所不同,如清华大学的无机非金属材料专业主要研究方向几乎覆盖了整个无机非金属材料范围:合肥工业大学无机非金属材料工程专业以粉末冶金和工程陶瓷为主要培养方向:安徽工业大学等省内院校则以陶瓷,耐火材料以及水泥建材为其主要特色。尽管各有特色,但各高校所开的主干课程都相似。在课程群建设方面,已有部分高校开始进行试验,如清华大学进行“大材料”课程群建设,整合了材料学课程,加强材料基础课程建设,但相当一部分院校仍按公共基础教育课程、专业基础教育课程和专业课程进行教学。

我院(合肥学院)新设立的无机非金属材料工程本科专业,培养目标是培养学生德、智、体、美全面发展;学生应掌握坚实的基础理论、系统的无机非金属材料科学与工程方面的基本理论和必要的材料工程应用技术、基本的实验技能和科学创新的研究方法,具备从事无机非金属材料生产运行、科学研究、技术开发和经营管理等工程技术人员的能力,并具有进一步深造和成为各行业高级人才的能力。与重点院校比较,我们更加注重培养学生创新实践能力:培养学生工程技术方面的素质培养。围绕着上述培养目标,整合本专业相关的系列课程、相应的师资队伍及教学资源,尝试建立体现我院办学特色的主干课程群,加快课程的模块化建设,为学生提供套餐式的选择模式,逐步向学分制教学过渡,最终形成学科建设特色。因此建设主干课程群将具有很强的现实意义,也将是对本专业本科教育改革的一项创新性研究。

1.无机非金属材料工程专业核心课程群的组建

一般无机非金属材料与工程本科教学的课程设置分公共基础课程、专业基础课和专业课程,但是往往基础课程与专业课程衔接不好,使得基础课程在一定程度上成了万金油式的基础教育,一方面与后两年专业的教学体系脱节,另一方面则是两者往往有过多的重复内容。为了解决这一问题,拟在建设好公共基础课的前提下,将专业基础课和专业课程中教学内容相关的课程组建为若干个课程群。

材料科学基础课程群:该课程群则是本科教学材料科学方面的基础课程群,课程包括材料科学基础、材料研究与测试方法、固体表面物理化学应用基础、固体物理导论、无机材料基础、無机材料物理性能及超细颗粒导论等课程:

工程与技术基础课程群:该课程群是无机非金属材料工程本科教学工程与技术方面的基础课程群,课程包括电工电子技术基础、工程力学、工程制图、计算机绘图、机械设计基础、测量仪表及自动化、化工原理(材料化工基础)、热工基础与设备、无机非金属材料工学、粉体工程、材料工程计算机应用技术等课程:

无机非金属材料应用课程群:该课程群主要是按照我系专业的培养方向即粉体工程和功能材料方向所涉及的应用研究领域而设置,突出材料学科的应用特点及学科间交叉的前瞻l生。课程包括粉体性能及测试技术、复合材料概论、高技术陶瓷材料、膜材料与膜技术、特种陶瓷、电子与工程陶瓷材料、功能陶瓷加工技术、纳米材料及技术等课程。

2.无机非金属材料工程专业核心课程群的组建与教学内容

课程群建设是一个课程群融合与分解的过程,在这整个过程中,融合打破了教学资源的壁垒,删除重复、过时的内容,增加了新的有利于提高学生竞争力、提高教学质量、提高办学特色的新内容。可见,为有效实施课程群建设,必须将教学资源进行融合,打破课程、实验、师资等方面的壁垒,根据培养目标,从逻辑上和结构上加强各门课程的联系和综合,以提高教学资源的办学效益。为此,结合具体实际,我院化工系选择《材料科学与工程基础》、《现代材料分析方法》、《固体物理导论》、《无机材料物理性能》、《超细颗粒导论》和《表面物理基础》六门课程组建了无机非金属材料工程专业核心课程群。该的构建综合了组成该课程群的子课程之间的密切联系和相互统一性,因此,构建后的课程群是一个新的集合体,具有新的内容和性质。

2.1材料科学与工程基础

是材料类和冶金类的主干课。通过讲课、实验、讨论和实践等各教学环节,将金属学、陶瓷学和高分子物理的基础理论融为一体,以研究材料共性规律,即材料成分、组织结构、制备工艺和性能之间的相互关系,指导材料设计和应用,并为学习后继课程、从事材料研究和工程技术工作打下坚实的理论基础。1996年12月全国高校材料工程类专业教学指导委员会决定将原《金属学原理》、《金属学与热处理》等课程合并、扩展、融合为《材料科学基础》,作为材料类各专业共用的技术基础课。《材料科学基础》综合介绍了热力学、动力学理论及纳观、微观尺度组织、细观尺度断裂机制及宏观性能。主要目的是介绍材料的成分、微观结构、制备工艺及性能之间的关系,为材料性能测试和材料加工奠定基础,该课程是材料类专业最主要的技术基础课。

2.2现代材料分析方法

课程教学基本内容包括:材料结构及其研究方法,主要包括材料的晶体光学和电子显微分析、x射线衍射分析、热分析、光谱分析、质谱分析的测试原理、制样技术、影响因素、图谱解析和它们在材料研究中的综合应用技术等。实验或课程设计的内容:光学显微镜的使用和操作,电子显微分析、热分析和傅立叶变换红外光谱分析等仪器的演示实验。通过学习材料研究领域所涉及的最常用的近代仪器分析的测试原理,掌握主要分析方法的制样技术、影响因素、图谱解析和它们在材料研究领域中的具体应用技术。

2.3固体物理导论

固体物理导论是从理论出发讨论材料的特性,包括晶体结构、晶体振动、固体能带论、半导体电子论和固体磁性等部分,同时反映了表面物理、非晶态物理、超导物理、低维系统和无序系统的理论。本课程以晶体结构和晶体振动与晶体的热学性质等内容为基础,重点讨论能带理论及其应用等内容。通过本课程的学习,使学生了解并掌握固体物理研究的发展过程和基本理论以及在实际研究中的应用。

2.4无机材料物理性能

“无机材料物理性能”是材料学科一门重要的基础课,它从材料的组成、结构的角度阐述无机材料的物理性能及本质,包括力学、热学、电学、光学、磁学、以及材料的各种耦合性能,例如压电、压磁、热电、电光、声光、磁光等性能。这些性能基本上都是各个领域在研制和应用无机非金属材料中对材料提出的基本技术要求,即所谓的材料本征参数,掌握这类本征参数

的物理意义在实际工作中具有重要的意义。无机材料物理性能的研究方法可以分为两种:一种是经验方法,在大量获取实验数据的基础上,经过对数据的分析处理,整理为经验方程,来表示它们的函数关系:另一种是从机理着手,即从反映本质的基本关系,如原子、电子间的相互作用出发,按照性能的有关规律,建立物理模型,用数学方法求解,得到有关理论方程式。通过以上两种方法的相互验证促进了材料科学的发展。

“无机材料物理性能”课程的内容随着无机非金属材料的发展而发展。现代材料的发展特点明显的超出了传统组成和工艺范围:要求创造出具有各种性能的新材料,材料在现代工业和科学技术上获得广泛的应用等,因此,在严格控制无机材料组成和结构的基础上,深入了解和研究各项物理性能,从分子、原子级、微观结构等方面设计材料成为材料发展的重要途径。

2.5超细颗粒导论

粉体工程学亦称颗粒学,是一门新兴的综合性技术科学。由于其跨学科、跨技术的交叉性和基础理论的概括性,因此,它既与若干基础科学相毗邻,又与工程应用广泛相联系。正因为颗粒同人类有着极其广泛的联系并具有重要的作用。80年代以来,随着世界范围内新技术、高技术的突飞猛进,新型材料层出不穷。例如,现在人们创造的超硬、超强、超导、超纯、超塑等材料,使科学发展到了利用极端参数的阶段。要使材料达到极端状态,则往往要改变材料原有属性,而改变属性的方法之一就是使材料粒度细化至微细或超微细状态后再行组合。因此,近年来,在颗粒学中超细颗粒成为最引人入胜的研究课题。有关颗粒学中许多课题的研究日益表明,它已成为新兴产业和高新技术发展的关键。因此,开设此课程对学生了解和综合运用各学科知识起到很大的引导和促进作用。

2.6表面物理基础

随着近几十年来凝聚态物理和物理、晶体学、化学、生物学及材料科学等交叉学科的发展。表面和界面物理成为一门日益重要的学科。其中,半导体技术、新材料、晶体生长学及化学催化是该领域发展的主要動力。许多物理和化学过程均涉及固体表面。在现代化学工业中占据十分重要地位的多相催化反应发生在固体催化剂表面,因而,对固体表面以及发生在其上的化学过程的理解和认识是从事工业催化领域研究所必须的重要基础。本课程为使无机非金属材料专业的本科生系统地了解并掌握固体表面化学的基础知识及研究手段,培养具有相关领域坚实的基础理论并顺利地开展科研而设置的。

3.结束语

课程群的组建从当初的提出到现在已经经历了很长一段时间,其目的是打破学科界限,整合群内课程,减少内容重复,有效利用教学资源,加厚基础;同时,扩大课程的覆盖面,引入新的材料和工程科技成果,更新教学内容,拓宽口径,使学生毕业后能通过进一步的自学来掌握所需的知识。因此,课程群的构建是在一定的程度上有利于实践教学,为应用型人才培养提供保障。同时,课程群的组建还可以为模块化教学提供指导和借鉴。

[参考文献]

[1]陈文山,组建课程群,打造学科优势[J].琼州大学学报,2003,(5):73-75.

[2]范守信,试析高校课程群建设[J].扬州大学学报(高教研究版),2003,(3):25-27.

[3]郭必裕,对高校课程群建设中课程内容融合与分解的探讨[J].现代教育科学,2005.2.66-68

无机非金属材料工程 篇4

(1) 在教学观念上重理论、轻实验。把实验教学放在从属于理论教学的地位, 导致对实验教学重视不够, 就从课时上来说, 我校制定的教学计划无机非金属材料专业的无机化学实验只安排一学期来设, 总学时仅有30课时, 应用化学专业开设两学期的无机化学实验, 总学时达到56学时, 所以说要在如此短的教学时间培养学生的各方面实验素质相当困难, 也影响了实验教学效果。

(2) 在实验教学内容上, 仍以“理论验证、性质验证”或“仪器的使用和操作方法训练”为主要实验内容, 且部分内容为了实验而实验, 这样的教学模式中教师通常是把实验目的、原理和实验步骤以及仪器设备的使用方法通通灌输给学生, 学生接受知识的方式很被动, 按部就班按照老师说得做。具有一定的重复性, 学生在实验中缺乏必要的思考, 导致学生实验的兴趣不高, 造成实验中态度较差, 实验准备不足等问题, 影响了实验效果。

(3) 在实验操作过程中, 实验过程中, 学生协作精神较差, 部分无机化学实验是2人一组, 需要2个学生进行协作才能完成, 但实际上一般都是1个人操作, 另一个无所事事, 缺乏协作的精神。

针对以上的各种问题, 我们提出以开放性实验为平台, 来培养学生C3H3素质, 打造合格的无机非金属材料专业人才。

1 在开放性实验中培养学生良好的实验习惯

C3H3中Clean Habit (整洁的习惯) 是良好的实验习惯, 简单地说就是做实验时要保持实验仪器的清洁、实验台的整洁;复杂地说即是做实验过程中要有条不紊, 做到心中有数。学生良好实验习惯的养成, 并非一朝一夕可以形成的, 要在实验中不断强调, 实验过程中长期锻炼。那么也就是说要养成良好的实验习惯, 只是在上无机化学实验课的时候养成似乎是不可能, 因为我们的实验课程课时太短, 长期以来各高校都存在重理论、轻实验的现象, 尽管各高校老师已经意识到实验课程在人才培养中所具有的作用, 各高校纷纷采取了一定的措施力图提高对实验教学的重视, 但是, 与理论课相比, 实验课的重视程度始终达不到[2]。这在潜移默化中也影响学生对于实验课的重视, 学生也认为理论课比实验课重要。学生做实验时会经常出现仪器药品到处乱放, 试剂取完不盖瓶盖, 试剂瓶的滴管胡乱放置, 实验后仪器药品乱摆, 玻璃仪器清洗不到位, 实验台不及时整理等等;还有一些学生做实验没有预习、毫无条理, 要么忘记做某项实验内容, 要么重复某项实验内容, 浪费人力物力。

教育的目的是培养好习惯。在无机化学实验教学中, 要训练学生养成良好的实验习惯, 我们的大多数高校教育工作者首先是思想上对实验教学引起重视, 譬如配备专职有经验的实验教师, 年轻教师在老教师指导下逐步开展实验教学, 实行传帮带[3]等教学制度, 实验教师在学生实验过程中不断巡视, 发现问题及时纠正, 使学生逐步养成整洁的习惯。除了以上的措施以外, 我们希望通过开放性实验教学来约束和改善学生的实验习惯。

开放性实验, 是指将实验室为实验教学、科学研究所提供的条件 (时间、设备、场所、经费、指导教师等) 部分或全部向实验对象有目的地开放。提高学生的动手能力, 掌握基本无机仪器的使用及基本实验操作技能。开放实验室基本是老师仅仅提供必要的药品和适度的监管, 所有的实验包括试剂的配制和仪器的调试都是学生自己动手, 在实验的过程中, 学生掌握许多关于实验的细节, 这些细节是在平时实验中无法遇到的, 可以帮助教师参与实验准备工作, 规划实验的操作, 了解实验的整个过程, 避免现有实验都由教师准备好, 学生在基础实验课只参与其中一个阶段的弊端, 学生在自己动手的过程中更能体会有良好的实验习惯的重要性。

2 在开放性实验中训练学生规范的实验操作

C3H3中Clever Hand (灵巧的双手) 指的是动手能力强, 会动手最起码的标准是实验基本操作的规范性。实验基本操作的规范性是保障实验安全的必要, 也是实验成功的基础, 只有熟练掌握实验基本操作, 才能做到动作娴熟、规范、准确, 才能保证实验的成功[4,5]。对于在高中时没有时间和条件做化学实验的同学, 无机化学实验应该算是化学实验的“启蒙”课, 训练学生形成规范性的实验操作既是无机化学实验宗旨之一。对于化学实验基本操作, 通常是指导教师在讲台上边讲述边操作, 下面围着一圈学生, 教师在进行操作演示时, 难以保证实验操作中每一个细节学生都清楚明白, 因此很难使学生形成规范性的实验操作。比如移液管的使用, 总会有学生注意不到左右手的分工、食指的使用以及食指离管的距离, 结果无法准确快速地移取液体, 而且操作不规范;再如抽滤操作, 总有一些学生由于没有注意到真空泵的开关顺序导致倒吸的发生。为了改善这样的状况, 可以采取的措施有多配备实验教师, 因为人的精力有限, 一个教师如果同时指导三十多名学生工作量太大而且效果很不好, 如果3~4个老师同时指导, 肯定效果明显。其次可以采用多媒体教学, 在实验室中配备多媒体设备, 对于本次实验的规范操作不间断播放, 让这位“不知疲倦”的老师来反复指导。

当然, 在规范学生的操作中学习的主体仍然是学生, 所以最主要还是发挥学生的主观能动性, 我们都知道在教学过程中, 教学是相辅相成的, 对无机化学实验这样实践性较强的课程, 没有学生的主动动手能力, 教师的教自然是无用的, 开放性实验恰能调动学生的积极性, 只有学生自己想学了, 想动手了, 而非在老师的逼迫下被动动手, 才能真正的学到东西。实验室开放提供了发挥个人潜能的实验环境, 并适应不同水平和能力的学生的个性要求, 从而使学生由被动转为主动, 激发学生的主观能动性, 调动学生积极参与实践活动, 只有这样学生才能真正掌握实验的规范操作。当学生开始进入开放实验室, 就要严格遵守实验室的各项规章制度。损坏仪器设备的须按学校有关规定处理[6], 这就强调学生必须掌握基本规范的实验操作, 即使没有掌握也不敢擅自行事, 指导教师会注意从旁协助, 加强对学生实验素质和技能的培养;更要做好安全和开放情况的记录。在开放性实验实践中, 还可以提高学生协作能力, 从设计实验开始, 到实验审核, 实验准备, 实验操作, 都是学生自愿组合, 合作人数根据实验难度不同而变化, 学生需要互相配合才能完成实验工作, 这样没有协作精神的学生或者不愿意做事的学生是没法进行实验的。

3 在开放性实验中训练学生的创新思维

C3H3中Clear Head (清醒的头脑) 指的是勤于思考, 善于思考, 有创新思维。学生创新精神、创新能力的培养是素质教育的要求, 也是实验教学的宗旨。实验教学过程中, 教师不断地激励、启发、引导学生开动脑筋, 勤于思考, 善于思考, 进行创造性思维。众所周知, 在无机化学实验中, 较大的比例都是元素及其化合物的性质实验, 当然这是由它的课程特点决定的。但是这类实验通常只是简单的试管实验, 而且可以“照方抓药”, 现象和结论自然也是千篇一律, 肯定不利于学生勤于思考—善于思考—创新思维的培养, 也不利于学生C3H3素质的培养。通常学校采取的办法是减少性质验证性实验, 增开设计性、综合性实验, 无可厚非, 这样的改变对于学生勤于思考—善于思考—创新思维的培养具有很好的作用[7,8,9]。

我们还是想利用开放性实验来加强学生的创新思维能力, 通过开放实验来激发与引导学生的兴趣、训练和改进他们的思维方法、培养与端正他们的态度, 进而培养他们的创新思维, 实验室开放使学生对于实验的学习态度由被动转为主动, 激发学生的主观能动性, 调动学生积极参与实践活动, 在实验和创新的过程中提高分析问题和解决问题的能力, 培养创新意识和创新能力。在开放性实验中, 教师不可能像平时的实验课将步骤和结果都告知学生, 更多的是向学生渗透研究意识, 让学生以探索者的身份, 认真实验, 仔细观察, 勤于思考, 碰到偏离预期结论的“意外”现象时, 开动脑筋进行寻根溯源, 同时鼓励学生有自己的“小发现”和“延伸”, 这将会在很大程度上提高学生的创新意识。

4 结语

C3H3素质的培养是化学类人才素质教育的要求, 强化实验教学中学生C3H3素质的培养, 是我们每个化学实验教师义不容辞的责任, 应该贯穿于整个实验教学活动中。开放无机化学实验作为无机非金属材料专业无机实验的一种新形式, 既具有实验的趣味性、主动性、灵活性和创造性等特点, 又有开放性本身所特有的条件不完备性、结论不确定性、内涵可发展性、思维不约束性等特点, 受到越来越多的学生的欢迎, 也得到了越来越多的教师的肯定, 其在培养学生良好的实验习惯、规范的实验操作和提高学生创新思维发挥的C3H3素质中发挥特殊的作用。我们会不断总结经验, 始终围绕如何提高大学生素质展开工作, 已取得了初步的成效。在此基础上, 要不断总结教学经验, 开拓教学思路, 改革实验教学, 相信在我们的共同努力下, 一定能培养出合格的应用型无机非金属材料专业人才。

摘要:分析了应用型本科高校无机非金属材料学专业无机化学实验课的特点和教学中存在的问题, 提出相应的改革措施, 探讨如何采用开放性实验的方式培养学生形成良好的实验习惯, 掌握规范的实验操作, 养成创新的实验思维, 逐步培养学生的C3H3素质。

关键词:无机化学实验,无机非金属材料专业,开放性实验,C3H3素质

参考文献

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[2]郑典慧.无机化学实验教学的改革思考[J].云南师范大学学报, 2004, 24 (4) :76-78.

[3]陈烨.借鉴质量管理模式规范实验教学管理[J].实验室研究与探索, 2000 (4) :110-113.

[4]曹小华, 张康华, 徐常龙, 等.强化C3H3元素培养提升学生综合素质[J].化学教育, 2008 (12) :58-60.

[5]陈晓耘.实验课中的C3H3与学生能力素质培养[J].重庆师专学报, 2000, 19 (1) :87-88.

[6]欧阳玉祝, 李佑稷, 石爱华.深化实验教学改革构建多层次实验教学体系[J].实验室研究与探索, 2009, 28 (10) :111-113.

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[8]李小昱, 王为, 胡波.研究型实验教学改革的探索与思考[J].实验室研究与探索, 2008, 27 (6) :105-107.

无机非金属材料工程 篇5

总结报告

一、项目改革的背景、思路

材料是当代社会经济和科学技术发展的四大支柱之一。我国高等院校担负着为国家经济建设培养材料科学与工程专业高级人才的重要历史使命。几十年来,我国的材料类专业高等教育发展迅速,特别是在20世纪末的改革浪潮中,材料类专业的教学改革也取得了很大的进展。但从整体看,已进行的教学改革研究中,对理论课程体系改革力度较大,而对实验教学课程体系的研究还远远不能满足现代工程教育、创新人才培养的需要。

材料科学从主体上来说是一门实验科学。专业实验在培养学生探索材料本质、开发新材料和解决实际生产问题的综合素质和能力方面发挥着举足轻重的作用。因此研究并形成适合我国材料学科发展人才需求的、与改革后理论课程体系相配套的科学、完整的实验课程体系已势在必行。

1996年,我校作为主持单位之一参加了教育部面向21世纪高等工程教育改革计划中“材料类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究”项目,2000年通过国家鉴定。至此确立了面向一级学科专业立足二级学科专业的办学思路,并初步形成了新的“无机非金属材料工程专业教学计划”。

为进一步深化教学改革,强化对学生的工程素质培养,确立与新理论教学体系相适应的实验课程体系,特提出“无机非金属材料工程专业实验教学体系整体优化的研究与实践”课题,并于2000年8月正式被教育部获准立项。

该项目旨在巩固深化已取得的教学成果的同时,进一步对拓宽后的无机非金属材料工程专业的实验课程体系进行整体优化,改革实验教学方法,在专业实验教学中强化学生的能力和素质培养,探索新专业实验室的管理运作模式,实现其高效良性运作。

二、项目研究、实践的情况

项目根据材料科学与工程学科的特点,针对原有人才培养模式中工程实践训练的不足,确立无机非金属材料工程专业实验教学目标。项目针对实验课程体系的研究,实验教学方法和手段改革,“实验中心”管理运行模式探索等内容,全

面实施了无机非金属材料专业实验教学改革。构筑了无机非金属材料工程专业实验教学新体系,出版了“无机非金属材料实验”教材及CAI课件,公开发表了36篇的教学改革研究论文,出版了“材料科学与工程专业教学改革研究与实践”论文专集,探索出材料专业实验室实施开放性和综合性实验教学的途径和方法。

在建设过程中,该项目提出的实验课程体系,通过“试点——总结——扩大试点——总结——全面推广”的阶段,积极稳妥的在96级至99级4届材料科学与工程专业、无机非金属材料工程专业等18个班中实施。2003年,该实验体系又在2000级无机非金属材料工程专业6个班推广实践,至9月项目成果通过国家教育部项目结题验收,已累计有24个班644名学生参与改革实践。实践表明:通过项目的实施,教师教育理念得到转变,实验课程体系得以完善,实验教学方法和教学手段得到更新,实验室建设与管理水平得到提高,学生的专业实践能力和综合素质得到提高。

2004年10月,项目研究成果通过全国高等教育研究中心组织的鉴定,鉴定委员会认为:项目研究与实践有创新、有突破,学生收益面较广,体现了高水平、高起点的特点。研究成果对国内高校专业实验改革具有很好的辐射和借鉴作用,研究成果在同类项目中达到国内领先水平。

三、项目主要成果简介

1、确立无机非金属材料工程专业实验教学目标

通过对国内几十所高校及用人单位的广泛调研,认为:21世纪材料类专业人才必须具有良好的综合素质,必须通晓材料的制备与加工、组成与结构、性能与应用的材料科学与工程的全面知识,应具备开拓和创新精神,具备较强的适应社会发展的能力。由此确定无机非金属材料工程专业实验教学目标是:掌握材料科学与工程学科基础知识,兼顾材料科学家科学研究和材料工程师工程实践的综合需要,培养学生自主创新意识,锻炼学生动手能力和独立思考问题与解决问题的能力。

2、新的无机非金属材料工程专业实验课程体系

新的无机非金属材料专业实验课程体系,在与学科基础课配套设置物理实验、实验化学、电工与电子技术实验的同时,对原附属于理论课的实验内容进行全面整合,同时为拓宽专业实验内涵,强化工程能力训练,增设了粉体工程实验、材料制备与性能实验、材料研究与测试技术等课程实验内容,优化后形成了由材料工程实验(含粉体工程实验、热工工程实验、流体力学实验)、材料科学基础实验、材料制备与性能实验(含公共基础实验、专业选修实验),材料研究与测试方法等

课程组成专业实验课程体系。调整后的无机非金属材料专业实验教学结构发生了根本变化,突出了培养材料工程师和材料科学家应具备的“材料研究”、“材料制备”和“材料生产”的基本能力的训练,实验学时比例大幅度增加。体现了加强学生综合能力,创新能力,主动实践能力的培养思路,实现了对学生的专业基础训练和专业综合能力训练。

根据新课程体系设计思路,在实验教学中,改革传统工科专业将“专业基础实验”、“专业实验”教学完全分开的做法,在实验教学大纲制订中,将专业基础实验和专业实验融合为一体,避免交叉重复,形成更为合理的专业实验教学理论与实践体系,同时加大了对过去陈旧的、演示性、验证性实验项目的整合力度,以学生为主体,开发了一批设计性、综合性实验项目。

3、无机非金属材料实验教材

2002年6月由化工出版社出版。该教材按现代无机非金属材料研究与生产的总体需要选择了54个实验项目,根据专业的特点,把一些实验性质和实验内容相近的项目进行归类、调整,形成以原燃料质量测试研究、材料形成规律分析、材料性能测定为主线的比较科学的实验系列。教材出版后,受到专家较高评价,其理论体系被许多高等院校所关注。

4、无机非金属材料专业实验多媒体课件

该课件2003年6月由化工出版社出版。它的出版发行,填补了我国“无机非金属材料实验”教学课件的空白。为运用现代教学手段,改革传统的实验教学模式,提高实验教学水平和质量创造了必要条件。课件将录像和动画技术结合起来,通过录像展示实验仪器的操作方法,通过FLASH动画展示实验原理及实验过程中的细小变化,便于学生理解,具有很好的可视性和一定的先进性。课件不仅对教材中所述及的实验原理、实验设备、实验方法的理解与掌握起到了很好的辅助教学作用,而且对教材中的实验项目也进行了必要的增补,由原54个实验项目增至56个,反映的信息量大,实用性强。

该课件由材料学院、艺术学院、学校电视台联合开发,设计有创意,制作质量高。课件采用模块化设计,分三级菜单完整体现无机非金属材料实验课程体系,使用者可以在三级目录中随意切换。

5、教学改革实践成果

在实验教学改革与实践过程中,我们收集96级、97级、98级、99级、2000级、2001级无机非金属材料专业实验调查资料及学生体会4本,整理典型实验报告6本,完成实践报告1份。

本项目实验教学内容的改革重点在于对综合性、设计性实验内容的规划,在于对开放性的实验教学方法、科学的专业实验成绩评价方法研究探索,特色在于材料工程实验平台、材料科学公共基础实验平台、专业选修实验平台课程的实施。我们按照各种材料的制备、性能测试的系统性去安排实验,并根据各种材料的研究需要去体现实验的综合性,让学生系统地理解所开实验的目的意义、原理,掌握实验方法,掌握材料生产质量控制和科学研究基本技能,提高分析问题、解决问题的能力。

在实践中,我们还进行了专业实验课程成绩的评价指标和方法的研究,提出以重知识运用、动手能力培养为主的思想。对实验数据处理及结果分析,则按实验性质进行分类,提出写综合实验报告、设计型实验报告的要求。

6、实验教学基地的建设与科学管理

根据学科建设的需要,学校对硅酸盐材料工程教育部重点实验室、材料复合新技术国家实验室、材料研究及测试中心进行了大幅度投入,同时对无机非实验材料中心进行建设,由此为无机非金属材料专业实验提供了强大的基地支撑。

自1998年开始,学校先后增专项300万元,实现了无机非金属材料实验中心设备资源的优化重组,实验条件明显改善。目前,无机非金属材料实验中心已有各类仪器设备600多台套、总价值达450多万元,已初步形成了一定规模。每年能接纳近300位本科生专业实验和200名本科生、研究生的学位论文实验。已成为我校实施材料科学与工程专业本科生教学培养的重要实验基地,同时也已为全国材料类专业实验室的建设提供了很好的示范作用。

实验中心还进行了开放实验室运行模式探索;在积极提高实验中心实验技术人员素质的同时,发挥我校材料学科优势,跨院系引入高职称的专业课教师参与实验教学,以改善实验教学队伍知识结构,提高实验教学水平。

根据实验教学需要,我们将教学改革与实践经验、科研成果有机结合,创新开发与研制了20台套实验设备,并在满足自身教学需求的同时,成功向兄弟院校推广,为拓展项目成果和促进实验中心自身发展奠定了很好基础。

四、项目成果推广及应用情况

本项目针对无机非金属材料工程专业,研究并实施的全方位了实验教学改革,其成果不但对武汉理工大学其他专业实验教学改革产生示范作用,而且已通过无机非金属材料类专业教学指导委员会幅射到有无机非金属材料工程专业的高等院校。

自2003年9月项目结题后,本实验体系2003年、2004年分别在武汉理工大学2000级、2001级材料科学与工程专业12个班推广实施,又有575名学生

参与实践,取得很好教学效果。2003年,本专业本科生参与发表论文56篇,涉及人数73人。2004年,该专业本科毕业生,获湖北省优秀学士论文一等奖2项,二等奖2项,三等奖1项,获湖北省大学生科技成果一等奖、二等奖、三等奖各1项。同时实验教学改革思路也被推广到其他材料类专业,并在2003级教学计划中得到全面体现。2003年10月该项目成果在无机非金属材料类专业教学指导委员会年会上重点进行了交流,有56所学校代表参加,对相关学科、专业或学校的产生积极影响。

本项目成果不仅满足了本校实验教学的需要,而且还满足了全国其他兄弟院校材料专业实验教学的需要。已有南京大学、中南大学、福州大学等40多所学校教师到无机非金属材料实验中心参观学习,出版的《无机非金属材料实验》教材,已在中国地质大学等高校销售2786册,“无机非金属材料实验多媒体课件”,已在重庆大学等12个高校销售13套。研制和开发的实验设备已在河海大学等11所高校推广54台套。

五、项目成果的优势与特色

项目成果的优势与特色主要体现在下面六个方面:

1、研究内容系统而全面,在全国高校同类专业中独树一帜。

本项目以无机非金属材料工程专业拓宽为契机,以实验教学思想的转变为动力,以大幅度提高本专业学生的综合素质及能力为根本目标,对原有专业实验课程进行整合优化的同时,在实验室管理运作模式、多媒体实验教学课件开发、综合性和设计性实验规划等多方面,协调一致地进行了全方位改革,力图探索一条符合中国特色的专业实验教学改革之路。这样全面系统地改革一个专业教学实验是我校历史上前所未有的,在全国高校同类专业中也是独树一帜的。

2、《无机非金属材料实验》教材和CAI课件的配套出版,填补了我国“无机非金属材料实验”教学课件的空白。为运用现代教学手段,改革传统的实验教学模式,提高实验教学水平和质量创造了必要条件。

3、开设的设计性、综合性实验项目交叉、综合、启发性强,具有创新性。

本项目在教学内容的组织上,将专业基础实验和专业实验融合为一体,将传统的单项实验法与新型的多项实验组合法相统一,注重设计性、综合性实验项目的开设,形成由材料工程实验平台、材料科学公共基础实验平台、专业选修实验平台课程组成的特色实验体系。教材中把实验分为三类,即传统实验、综合实验和设计型实验,是教学、生产、科研相统一的最佳模式,这种结合具有创新性。

4、项目研究和实践过程中,在探索开放性的实验教学方法,考试方法改革和实

验设备的开发,以及发挥学科实验基地优势、跨院系组织实验教学等方面均体现出明显特色。

5、取得的实验改革成果全面而系统,为成果推广创造了条件。

项目构筑了无机非金属材料工程专业实验教学新体系,配套出版了高质量的专业实验教材和多媒体课件,研制成功经济实用的配套实验设备,同时探索出材料专业实验室实施开放性和综合性实验教学的途径和方法,为全国的材料专业实现全面系统的实验教学改革积累了经验,也为提高我国该专业本科生的专业实验能力和综合素质,广泛推广本项目研究成果,创造了条件。

6、由试点到推广,完成了实践全过程,学生受益面大。

浅议无机非金属材料中的抗菌性能 篇6

关键词:无机非金属材料;抗菌性能;抗菌机理

所谓的抗菌就是一种抑制细菌滋生的性能,将细菌杀死或是几乎达到无菌状态被称为杀菌。然而,并不是说一切具备抗菌功效的使用材料对人们的生活都是有利而无害的,例如,一些有机材料在抗菌方面具有时效短的特点,从一定程度上来说,对人体会造成负面影响。相反,无机材料具有抗高温的特点,在抗菌方面具有持久性,不会对人体造成危害,可以促进人体健康。因此,对无机非金属材料的抗菌性能研究势在必行。

1 无机非金属材料中的抗菌机理

抗菌类材料的作用和微生物之间的关系,与微生物与自然环境的关系相似。抗菌材料的抗菌性能主要是通过进行毒性化解体现的,从总体上看,其抗菌机理主要表现在以下几个方面:第一,可以通过其内部的相关因素进行作用,从而破坏细胞膜。第二,可以改变蛋白质的结构或是部分环节,破坏其合成。第三,可以对微生物细胞的细胞壁产生干扰,从而阻止它和四肽交联进行结合,使微生物的细胞壁无法发挥应有的保护作用,直接造成细菌死亡。第四,通过阻止微生物遗传信息进行复制,直接阻止核酸合成。

1.1 活性氧化抗菌机理

对于银离子来说,其活性氧中存在的抗菌机理表现为:高氧化状态下的银还原势很高,在光、抗菌剂、水或者空气的作用之下,生成银离子的活性氧,其氧化还原性能很强。从整体上来说,脂作为细菌细胞表膜中的重要组成部分,大部分为磷脂。以磷酸基、磷酸胆碱为主要成分的相关极性基团是构成质分子的主要成分,集中分布于细胞的内外两侧,其核心部分是疏水尾部,它主要是疏水基因组成的。中脂肪酸直接关系着细胞膜的细胞性质。在此基础上,将抗菌材料和相应的微生物进行接触或是在固定的范围中逐渐接近,此时抗菌材料会形成自由基并对细胞膜进攻,产生具有持久性的抗菌作用[1]。

1.2 银离子缓释杀菌机理

银离子在进行杀菌作用的过程中会逐渐释放出一种Ag+,并且快速地和细胞产生作用,从而使细胞中的活性酶降低其原有的活性,从而实现抗菌功效。这是因为,Ag+对浓度的要求比较低,在浓度很低的情况下,它就可以直接破坏细胞,从而达到长时间的抗菌功效。

2 无机非金属抗菌材料的发展新动向

对于无机非金属材料的发展新动向成为了目前我国抗菌材料研究中的重要课题,对于其进一步的发展与应用具有重要的现实意义,下面从多功能陶瓷材料和功能制品、稀土和粘土纳米复合、稀土和复合磷酸盐、稀土和纳米氧化钛四个方面对无机非金属材料的发展新动向进行深入探究。

2.1 多功能陶瓷材料和功能制品分析

抗菌材料的发展方向集中体现在多功能、全方面上,也就是把天然矿物质之中的多种属性和稀土元素相融合,可以进一步制作出功能全面、性能强、抗菌效果好的使用材料,使这种环保材料在抗菌方面不仅具有持久性,还具有远红外线以及活化水等多种对人体健康有益的使用功能。在目前和将来的环保、橡胶、陶瓷等行业具有无限发展前景[2]。

2.2 稀土、粘土纳米复合无机抗菌材料分析

还可以将金属离子和一些粘土材料进行相互作用,从而使其性能逐渐增强。首先,可以大大减少或避免抗菌材料产生色变的可能性。其次,可以有效减低抗菌离子记性团聚的可能性,使其均衡分布,更加全方位产生抗菌效果。最后,可以使抗菌离子充分产生缓释功能和效果,从而提高抗菌能力的时效性[3]。

2.3 稀土和复合磷酸盐无机抗菌材料分析

对于稀土与复合磷酸盐无机抗菌材料的发展不但能够大大减少抗菌材料的贵金属含量,还可以从根本上避免抗菌材料产生色变,与此同时,还能够减少抗菌材料的生产成本[4]。另一方面,抗菌无机抗菌材料可以在一定的可见环境下产生很多自由基,能够在一定程度上提高无机抗菌材料的抗菌性能。

2.4 稀土和纳米氧化钛无机抗菌净化功能材料

从我国目前的相关研究成果看来,稀土纳米里的某些物质可以通过与紫外线进行作用,从而产生自由基,这样就可以在室内光线作用下形成抗菌效果。抗菌功效方面的研究对于我国目前和未来社会室内装修起到了至关重要的作用,随着现代社会人们环保意识的不断提高,无机抗菌材料必定会推动我国环保事业的进一步发展[5]。

总结:

随着我国国民经济的不断增长,社会生产和人们生活水平得到了很大提高,人们的健康意识日益增强,对各种材料的抗菌功能提出了更高的要求,无机非金属材料作为抗菌材料中的一种得到了广泛关注与应用,在我国社会各项事业当中发挥了至关重要的作用,为我国的社会经济建设、健康环保事业的发展做出了突出贡献,本文对无机非金属材料中的抗菌机理和发展新动向进行了深入探究,不足之处还望指正,希望可以为抗菌材料研究贡献绵薄之力。

参考文献:

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无机非金属材料行业的发展趋势 篇7

1.1 低维化发展

低维化发展主要表现在宏观上和微观上两个方面。宏观上的低维化是从体材料向薄膜材料和纤维材料的发展。例如现代信息功能器件如微电子和光电子等都是由集成化, 在这期间主要应用的就是薄膜材料。薄膜材料的特殊作用更加体现在结构材料也用薄膜来改性, 是结构材料增强、增韧耐磨等效果。而作为结构复合材料主体的纤维也同样起着尤为重要的作用, 如光通信中光信号的放大、调制、选模等都是通过纤维来完成, 最终形成纤维光路和光网。

而从微观上看低维化, 即无机非金属材料的织构与结构上的尺寸如毫米、微米趋向纳米。目前人们更加关注的是纳米尺度上的超晶格薄膜、纳米线到纳米点材料的结构中, 在以后的发展中更是以纳米器件为中心来研究纳米材料的合成、组装等性能进行调控。

1.2 复合化发展

作为无机非金属材料与金属材料和有机高分子材料的复合化发展趋势。复合化的最终是以应用为目标, 如无机非金属材料已广泛应用在钢筋混凝土、玻璃钢等方面其中主要就是用有机高分子与无机玻璃纤维来组成, 这种结构材料为主的复合材料, 这也是复合材料具有单一材料所无法满足的是使用功能, 更是建筑材料发展趋势。

1.3 智能化发展

作为材料的只能花是人们关注的焦点, 材料的智能化即是材料性能的多元化, 等接受外部环境变化的信息, 并能实时进行反馈。智能化功能材料大部分为多片压电和铁电陶瓷的复试结构, 目前应用领域较广的建筑智能化, 提高建筑材料的安全性智能等方面。

1.4 节能、降耗的发展

由于传统无机非金属材料产业是一个相对能耗高、环境污染严重的领域。随着可持续发展观的提出, 要全面、协调、可持续发展的理念, 就必须改变这种落后的传统生产方式和经营理念, 进行科研研发, 探索出低能耗、少污染的新的合成工艺, 提高产品性能和节耗的技术途径, 改变生产结构和合理的利用方法。如汽车和柴油机尾气三效催化剂或者是载体材料以解决汽车和柴油机的尾气处理方案等等。

2 我国在无机非金属领域存在的问题

我国在传统的无机非金属材料发展中很多大的问题, 与其它的发达国家相比都有着很大的差距, 主要基于以下几个方面。

(1) 产品等级较低。在传统的无机非金属材料中, 无论是水泥、玻璃等产品等级普遍的偏低。就拿水泥来说, 发达国家的平均强度占90%, 而我国的平均强度仅为50%, 总的来说就是生产的品种处于低级水平。

(2) 资源消耗高和能源消耗高。由于大量的无序开采和未能充分利用有限的资源, 就造成了极大的浪费。而在能耗上更是大量的消耗, 突出表现在水泥生产和消耗的问题上。

(3) 资源的高消耗和能源高消耗, 最终也就带来了严重的环境污染。如大量的排放粉尘, 致使空气清晰度严重受到损失, 严重的更造成了人们患上疾病危害到人们的身体健康。

无机非金属新材料研发存在的问题。

由于经济条件的限制, 我国目前仍处于发展中国家的水平, 与发达国家让然存在相对大的缺陷, 目前的情况来看, 也是相应的取得了明显的成绩。但是还是存在差距, 基于以下几个方面的原因。

(1) 技术落后和基础设备的落后。由于我国经济条件的影响, 对无机非金属材料的研发的起步较晚, 所以对科研费用和人力投入, 都存在着相应的不足, 致使最关键的因素核心的技术没有掌握。无机非金属新材料工业, 不仅是光有技术, 制备技术也相应的落后, 生产能力低, 效率低等因素, 就直接影响了高科技产品质量。

(2) 无机非金属本身的材料性能低、品种也不齐全。由于研发就必须要由相应的无机非金属材料的原料, 很多的关键配套材料还需要进口。这就使得材料性能低、质量差的问题的存在。当然还有技术装备落后等因素等等条件的限制。

由于出现了这些问题, 所以在以后的发展无机非金属材料的同时我国也应制定相应的法案去解决存在的不足, 改变现状, 最终使无机非金属材料的发展实现快速、健康、稳定的发展。

3 合理化建议

(1) 从国家的角度来看, 政府应该加强在建材工业发展的产业化结构调整, 并且合理引导相关的企事业单位, 使其朝着正规化、可持续化的发展战略。

(2) 从法律的角度来看, 政府要相应的制定相关的保护无机非金属, 防止乱开采, 导致大量的无机非金属新材料的浪费, 要充分利用法律的严肃性打击不法分子对新材料的破坏。

(3) 从市场竞争的角度来看, 要尽快制定适应我国市场经济发展和科研体制改革, 加大投资力度和项目的审核, 最终保证无非金属新材料的研发、生产的制度化发展。

(4) 从企业的角度来看, 必须要促进形成如干个有国际竞争力的大型建材工业集团, 建立以企业为主导的新型建材工业科技创新体系, 以提高无机非金属新材料品种的多样性, 当让更应与国际接轨。

(5) 从人才的角度来看, 必须加快人才的培养, 不断进行革新无机非金属的教育设置, 把最新本产品的相关领域和研发, 写入教材中使得对无机非金属的学习, 培养对无机非金属新材料人才。例如重视基本的物理、化学原理的基础作用, 加强原始创新, 最终使无机非金属材料更好的应用到信息、能源、交通、生物医学、生态环境和国防事业中区, 为我国的经济建设提高到一个更高、更好的平台。

的确, 在无机非金属材料行业的发展趋势来看, 新型的无机非金属材料有着不可替代的地位, 它对我国的、对世界各国来说都是一个新型的产业, 更应抓住这个机遇去研发、去运用到更行各业中, 提高国家的更项水平, 当然困难也是与此存在的, 所以要克服困难, 迎难而进, 创造出新的佳绩。

摘要:随着社会科学技术的进步, 能源是制约经济快速发展的重要条件。我国常规能源资源不丰富, 能源紧缺, 然而作为四大材料工业之一的无机非金属材料工业也为我国的经济建设起这重要的作用。无论是在建筑领域、科研领域还是信心技术领域都有着举足轻重的地位, 面对新一轮的研发, 对无机非金属材料发展趋势在经济建设中的作用、地位还是我国在无机非金属材料中的问题及无机非金属材料工业发展的建议, 最终形成一种可持续的发展观念。

关键词:发展趋势,应用的领域,存在的问题,合理建议

参考文献

[1]王厚亮, 邹爱红, 刘继富, 等.新型无机非金属材料研究进展与未来展望[J].山西建材, 1998 (3) .

无机非金属材料工程 篇8

《无机非金属材料》是无机非金属材料专业的必修课和其他专业的选修课,它包括玻璃、陶瓷、耐火材料、胶凝材料(水泥,石膏,石灰)及无机非金属材料基复合材料,系统地介绍了这些材料的组成、结构和性能之间的关系,以及通过工艺调整这种关系的方法。该课程内容广泛、公式繁多,传统的考试方式大多采用笔试,并且大多数都采用闭卷方式,学生在考试中需要记忆的知识较多。高校学生将分数看得十分重要,会为分数而学,因为从免试研究生的推荐、学习优秀生及三好学生的选拔到奖学金的评定无一不与成绩有关。因此这种考试方式容易培养出一批只会死记硬背的人,他们在考前集中精力突击一下往往能够取得较好的成绩,但却抑制了学生个性的发展,挫伤了学生学习的积极性,不利于创新精神的培养;同时还会助长学习态度不端正的不良学风。另外,大学校园内的英语、计算机课程的学习热情有增无减,学生必须花费大量时间和精力去面对大学英语四、六级考试和计算机等级考试。再加上当今社会对大学生的要求也越来越高,所以大学生会普遍感到一种前所未有的压力。在这种情况下,如果继续采取闭卷考试的方式,会大大增加学生的学习负担,极有可能会挫伤一部分学生学习该课程的积极性,这对后面专业课的学习也是极为不利的。

总之,闭卷考试的方式和后果已不太适应当今高等教育发展的基本要求。所以,适当改变考试方式,让大学生在学习上由被动变主动,在目前形势下显得尤为迫切。

二、考试方式改革的内容

针对《无机非金属材料》这门课程内容广泛、公式繁多的特点,笔者认为较为理想的考试方式应该是半开卷考试形式。所谓半开卷考试,即“一页纸开卷”考试。具体实施方法为:期终考试前一周,发给学生一张A4大小的专用纸(本专用纸可带入考场)。专用纸使用规则为[1]:

1. 学生可以将自己对全课程学习内容的总结,包括重点、难点、不好记忆的公式、定理等写在这张A4纸正反两面上,作为参考;

2. 每位学生的“专用纸”上所写的内容必须是本人手抄体,考试时“专用纸”上所写内容若是复印、复写则视为舞弊处理;

3. 专用纸上的学生基本信息要填写完整,考试时“专用纸”不得相互传递、借用,否则视为舞弊处理。

4. 考试结束后,该纸专用纸随试卷一同上交,作为评分依据的一部分。

这种考试方式有以下特点[2,3]:

1.可以大大减轻学生的学习负担和考试压力。从目前大学的教育情况来看,学生的学习时间并没有增加,但学习的知识量和考试的门数却大大地增加了,这自然使得学生在各个方面均承受较大压力。考试方式的改变,使得学生以传统的死记硬背公式中解脱出来,无疑大大缓解了学生的考试压力。

2.“一页开卷”考试方式可促使学生平时认真学习,考前进行全面、系统的复习、整理。允许学生带一张A4纸进考场,把自己认为重要的内容整理在纸上,这种浓缩、整理知识的过程,事实上就是一个很好的学习过程,如果平时没有对所学知识真正理解、融会贯通,很难在小小的一张A4纸上提炼出“要点”或“重点”。所以,“一页开卷”在客观上可迫使学生勤学深思,考前再系统地复习总结,加深理解扩展、延伸所学知识,并在考试中融会贯通、灵活运用所学知识。不下苦功勤奋钻研,想取得高分是不容易的。

3.“一页开卷”可促进教学方法的改革。改用“一页开卷”后,教师在试卷命题时必然将重点转向考查学生的思考、应用能力,也促使教师在平时授课中加强与本课程相关的新知识、新工艺的分析与讨论,以提高学生分析解决问题的能力和学习积极性。

4.能适当拓宽教师出题的深度和广度。在以前的闭卷考试中,教师出题往往要受到一定限制,而采取这种半开卷的考试方式后,教师出题范围可以适当加宽,难度可以适当提高,题量可以适当加大。可以减少甚至取消简单的知识点考核,如名词解析、填空等题型,增加综合能力的考核。

5. 能提高学生的平均成绩。在以前的闭卷考试中,学生有时会出现公式记混或者记错的现象,往往使得不及格率偏高,考试方式改变之后,能有效降低不及格学生的人数,同时也能提高学生的学习兴趣。

三、《无机非金属材料》考试方式改革的实践效果

经实践,对学时少的材料化学专业的《无机非金属材料》的考试进行过一次尝试,取得了一些成效:

1. 学时虽少,但所讲授的内容并没有减少,学生在短时间内仍能学得《无机非金属材料》的大部分内容。学生只需领会基本概念、基本公式的含义,而不需要死记硬背大量复杂的公式。因此,虽然考试的面较宽,但学生并不感到吃力。

2. 教师出题的负担大大减轻。以前的闭卷考试,教师总担心学生记不住复杂公式而回避许多重要章节的内容,但考试方式的改变,使得出题的范围大大地得以拓宽,这样就能较为全面地考出学生的真实水平。

3. 学生的及格率大大地提高。与前一届相比,不及格率由上一届的12%左右降到5%左右。学生对这种新的考试方式普遍感到满意。

四、《无机非金属材料》考试方式改革的不足及优化

这种考试方式的改革虽然取得了一定的效果,但也有不足之处,就是学生的成绩分数不高,优秀率较低。原因主要是学生第一次进行“一页开卷”的考试方式,没能在考试中融会贯通、灵活运用所学知识,导致一些偏重运用知识型的题型得分率不高,影响了最终的成绩。一些学生反映,刚开始时觉得特轻松,确实免去了许多死记硬背的时间,但真要想从几百页书中找到有用的重点、要点,其实并不容易,而是“眉毛胡子一把抓”,没能进行“研究型”备考,扩展、延伸所学知识,没能把最重要、最精华的记在纸上。因此在今后教学中要注意突出学生的主体作用,注重对学生自身能力的培养。一是提高学生的理解能力。引导学生把主要心思和精力放到提高自己对知识的理解、分析和运用上来,使学生从应试型学习向应用型学习转变。过去的考试,学生们都是将课本中能背的全背下来,结果考试时只有少数知识用得上,而考完后又全抛诸脑后。如果学生善于分析归纳重点,把握教学要点,就不必花费大量的时间去背那些概念和公式了。二是提高学生的总结归纳的能力。“一页开卷”考核模式需要学生精心准备、择优挑选,把认为最重要、最精华的记在一页纸上。准备的过程也是一个认真学习、分析、归纳、总结、提炼的过程,促使学生系统地复习整理所学内容,达到考试的真正目的[3]。

五、结论

这次半开卷考试模式改革,只是一种尝试,这种方式本身未必最好,但我认为是可行的:通过让学生自己准备提纲,培养锻炼自学能力、综合归纳能力、科学思维能力,它具有一定的合理性和可行性,可促使学生将学过的知识进行总结、归纳、提升。由此也可以看出,考试模式必须改革,应该让学生能把考试当作深化学习课程知识的一个重要环节,把复习当作主动学习课程知识的一个重要阶段,从而改变学生被动紧张的“挨考”地位。当然,如有其它更好的考试模式能使考试成为后发式的学习环节之一,无疑将更为理想[4]。

参考文献

[1]孙崇江.半开卷考试模式初探.四川教育学院学报,2003,19,(12):25-26.

[2]张新红.材料力学.考试方式的探讨.长江大学学报(自科版)理工卷,2007,4,(2):119-120.

[3]于影,周欣.“一页开卷”考试模式引发的思考.佳木斯大学社会科学学报,2005,23,(5):89-90.

无机非金属材料的制备及性能表征 篇9

关键词:无机非金属材料,石墨烯,制备,性能表征

无机非金属新材料具有耐高温、耐腐蚀、高强度、多功能等多种优越性能,是高技术产业不可缺少的关键材料,目前在各个工业部门以及空间技术、电子技术、激光技术、光电子技术、红外技术发展方面发挥了重要作用。文章以石墨烯为例,对磷化铜纳米粒子修饰石墨烯复合材料的制备及性能表征进行分析,旨在对石墨烯及其他无机非金属材料的制备和应用有所帮助。

1 石墨烯与磷化铜性能分析

磷化铜存在特殊的电化学嵌锂性能,作为锂离子电池负极材料极具潜力,而且其体积容量几乎是石墨的4倍。作为锂离子电池负极材,磷化铜优点是初始放电容量高,电化学活性高;缺点是在充放电的过程中,由于脱锂/嵌锂产生的应力使得磷化铜活性物质形貌结构发生变化,导致放电容量的迅速衰减。磷化铜纳米粒子与导电性、热稳定性较好的基体材料复合是改善材料电学性能的有效途径。

石墨烯具有很高的柔性、优良的导电性和热稳定性,可以从结构上限制磷化铜在充放电过程中的体积膨胀与收缩,同时石墨烯具有很好的导电性,可以提高电子的传导速率。因此,通过石墨烯复合磷化铜可以有效地提高其电学性能。

2 磷化铜纳米粒子修饰石墨烯复合材料制备

(1)一般材料:氯化铜(Cu Cl2·2H2O,AR,上海埃彼化学试剂有限公司);白磷(P4,AR,天津富宇化工有限公司);石墨粉(国药集团化学试剂有限公司);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB,西安化学试剂厂);水(二次蒸馏水)。

(2)氧化石墨烯的制备:使用天然的石墨粉,采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯。使用超纯水对粗产品进行洗涤,至p H约为6。最后进行真空冷冻干燥得到固体氧化石墨烯。

(3)复合材料的制备:精确地称量出10 mg氧化石墨烯固体与准确量取40 m L氨水溶液(28%)加入50 m L的聚四氟乙烯反应釜内衬中,超声分散2 h,直到反应釜中的固体物质完全分散,溶液变的均匀。加入50 mg十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)超声至CTAB完全溶解,将50 mg氯化铜(Cu Cl2·2H2O)加入反应釜中,磁力搅拌30 min。期间超声分散注意水温保持室温。加入100 mg黄磷(YP),将内衬密封至不锈钢釜壳中,在140℃恒温干燥箱中连续反应12 h。待反应完成后,取釜,自然冷却至室温。得到的黑色粗产物用苯、无水乙醇、蒸馏水依次洗涤数次,来除去副反应生成的杂质。最后将清洗完全后的产物,在60℃真空干燥箱内恒温干燥6 h,完成后,收集样品待用。

3 磷化铜纳米粒子修饰石墨烯复合材料性能表征

样品的物相和纯度同样用D/Max-3c型XRD进行检测;样品的形貌分析利用日本Hitachi S-4800型场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM,FEITecnai G2F20S-TWIN)观察。

3.1 结构分析

Gr和Cu3P-Gr复合物的XRD图如图1所示。

通过图1可知,GO位于10.4°的(002)特征峰(图1a插图)对应0.850 nm的层间距。当溶剂热反应完成后,Gr在大约24.4°处出现一个较宽的峰,其对应的层间距为0.365 nm,这说明在该溶剂热体系下GO被还原成Gr。复合物中主要的(112)(202)(211)(300)(113)和(212)晶面分别出现在36.0°、39.1°、41.6°、45.1°、46.2°和47.3°,能够对应Cu3P的标准卡片值(JCPDS号为71-2261)。其中复合物XRD中出现明显的宽峰(图1a黑框标记处),这直接说明Cu3P锚定在石墨烯表面。EDS图分析结果表明在复合物中仅存在Cu、P、O和C四种元素,这点与XRD图分析结果一致。对存在的元素的含量分析发现,复合物中C∶O接近11∶1,这说明复合物中氧化石墨烯还原的程度较高。

3.2 复合物的电学性能

石墨烯作为锚定点保留了其优异的电学性能,同时与纳米Cu3P粒子相互交叠加大了夹层间距和更丰富的微孔结构,两者协同提供更多的储锂空间。有效地提升了复合材料的充放电比容量,解决了单一组分材料的电学性能缺陷。

此外,Cu3P-Gr复合材料和单一组分Cu3P都在0.75 V左右出现了明显的充放电平台,这可以归结于Cu3P+3Li→Li3P+3Cu这一反应。同时,Cu3P-Gr复合材料比单一组分Cu3P充放电平台更长更平稳,这说明石墨烯的加入有效地减少了纳米Cu3P粒子所带来的体积效应,且石墨烯优异的电学性能提高了复合材料的整体导电能力,缩短了锂离子传输的距离,提高锂离子脱嵌过程的扩散速度。这一显著提高,更加有利于复合材料的实际应用。

4 结语

文章以石墨烯、氯化铜、白磷为原料成功制备出Cu3P修饰的石墨烯复合材料,并对其结构、尺寸和形貌进行了表征。石墨烯复合材料电学性能测试结果表明:复合物的放电容量及循环性能优于单一组分的石墨烯、磷化铜,循环性能突出,具有一定的应用价值。

参考文献

[1]张立彬,王金清,杨生荣,等.石墨烯-聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能表征[J].高分子学报,2014(11):1472-1478.

[2]白树林,赵云红.石墨烯热学性能及表征技术[J].力学进展,2014(1):236-259.

[3]耿浩,李金华,刘宣勇.石墨烯在表面工程领域的研究进展[J].中国表面工程,2015(1):4-14.

无机非金属材料工程 篇10

一、针对教学内容的改革:充实教学内容, 丰富课文载体形式

目前本课程采用的教材为杜永娟主编的《无机非金属材料专业英语》 (化学工业出版社) , 教材的内容基本覆盖了无机非金属材料专业的重要内容, 但课文绝大部分来自20世纪80年代末和90年代以来的出版物, 内容略显陈旧。另一方面, 课文与阅读材料来自英文原版教科书、专著、国际著名学术期刊和国际学术会议, 课文载体的形式略显单一。

经统计, 本专业的学生毕业后除35%~45%就读研究生继续深造外, 有55%~65%的毕业生直接参加工作, 主要从事技术、管理、新产品开发等方面的工作。他们最需要的英语能力不是阅读英文基础理论的教科书, 而是能走在无机非金属材料领域的前言, 查阅、撰写各种与科技开发、生产实践密切相关的书籍、合同、专利、仪器使用说明书等文献情报, 以及其他进行国际学术、科技及经贸交流的资料。因此, 在教材的基础上需要对教学内容进行重新设计, 对原教材中的课文进行筛选, 保留实用性强、较为新颖的课文, 同时兼顾课文的范围涵盖无机非金属材料的重要内容, 以此作为基本专业知识阶段教学模块。在此基础上, 补充其他形式的课文, 包括专著文章、论文、专利、文摘、学术会议通讯、经贸合同、各种产品说明书等, 丰富课文载体的形式。

二、针对教学进度和教学模块的改革:实施分阶段教学

以往无机非金属材料专业英语的教学主要依照无机非金属材料的类型的划分单元, 即分别对各类无机非金属材料进行介绍。从材料的角度来看教学内容覆盖面较广, 但从英语教学的角度来看, 始终停留学习性阅读的教学层面, 没有对教学内容作进一步的深化, 难以进一步培养和拓展学生实际英语的应用能力。因此, 在教学改革中有必要按照由浅入深、循序渐进的原则, 合理安排教材和扩展内容, 实施分阶段教学。结合材料专业英语教学的特点, 将教学内容分为三个阶段, 包括基本专业知识阶段、提高阶段和综合应用阶段。各教学模块的教学内容和重点如下表所示:

其中基本专业知识阶段主要围绕教材中的课文, 设置无机材料物理化学、陶瓷、玻璃、水泥与混凝土、耐火材料、宝石、无机材料工程七个单元。在教学中重点对课文中的背景知识及语言点作讲解, 结合课文和补充材料, 使学生了解专业英语句法、词法、结构的特点, 掌握无机非金属材料中常见的英语词汇和短语, 培养学生阅读专业资料的能力, 为专业英语的实际应用打好基础。本阶段的教学学时占整个学时的60%左右。

提高阶段的教学内容为常用英语科技应用文的阅读与写作。英语科技应用文范围较广, 涉及说明书、合同、专利、简历、求职信、图表、科技论文、信函等。在本教学中结合材料专业的特点, 选取说明书、专利、科技论文写作三大科技应用文作为主要内容, 介绍其基本内容、文体要求和一般格式, 在此基础上介绍相关的写作方法与技巧, 分析科技英语写作中常见的问题, 从而锻炼学生的翻译和写作能力。其中说明书部分包括说明的基本组成、说明与说明书书写的原则、说明与说明书的文体要求、说明书常用句型几个部分;专利部分包括专利基础知识简介、专利文献的结构两大部分。英语科技论文部分由三大检索简介、论文的结构安排与撰写、投稿及与编辑的联系三大部分组成。提高阶段的教学学时占整个学时的30%左右。

为了培养学生的综合能力, 在前两个阶段基础上设计了综合应用阶段。在此阶段教学中, 让学生根据各自实习、实验内容撰写英文摘要并作专题演讲和进行集体讨论, 从而对前期所学到的知识进行灵活应用, 锻炼写作、口语能力, 使专业英语的实际应用能力进一步提升。综合应用阶段的教学学时占整个学时的10%左右。

按照上述三个阶段进行教学, 可使学生由浅入深地掌握无机非金属材料专业英语的知识, 既重视基础, 又具有培养和拓展学生实际应用英语能力的能力和空间, 形成有机关联的一个整体。

三、针对教学方法的改革:采用多样的教学手段

目前专业英语的教学方法仍主要采用以教师讲授为主的教学方法, 这种传统的教学方法已不能满足本科教育的需要。因此有必要对教学方法进行改革。

在本教学中, 将PBL (Problem-based leaning) 教学方法引入专业英语的教学中。PBL教学方法在医学等教学领域已被证明是一种有效的教学方法, 该方法能够调动学生的主动性和积极性, 培养学生的综合素质。将PBL教学法引入专业英语的教学中, 设计一些与专业密切相关的问题, 引导学生利用专业英语解决实际问题。例如根据课文内容设定题目, 如在“水泥与混凝土”这一单元中, 要求学生就“什么是水泥”、“如何生产水泥”、“水泥的机械性质如何”等问题进行回答和讨论;将学生分组, 将他们在实习阶段所参与的实习内容写成摘要, 再通过专题演讲的形式在课堂上介绍给大家, 再引导学生进行提问和讨论;按照本专业实验室某种仪器的英文说明书掌握仪器的使用方法等。在课堂教学中以学生为主体、教师为主导, 改变过去以教师为中心的教学模式。

经过以上三方面的改革, 整个教学内容的安排更加合理, 提高了学生学习的积极性和课堂参与度, 在了解理论知识的基础上进行了大量阅读、翻译和写作实践, 使学生能真正以英语为工具, 熟练地获取和交流本专业所需的信息, 为将来在专业工作中使用英语打下良好的基础。

摘要:《无机非金属材料专业英语》课程是无机非金属材料工程专业教学中必不可少的组成部分。本文针对无机非金属材料专业英语的教学现状和存在的问题, 从教学内容、教学进度与模块、教学方法几个方面对无机非金属材料专业英语教学改革进行了初步探讨。

关键词:无机非金属材料,专业英语,教学改革

参考文献

[1]陈洪美.芦笙高等学校材料类专业英语教学现状与改革[J].中国科教创新导刊, 2011, (31) .

[2]王能利, 柏朝晖, 卢利平.无机非金属材料工程专业英语教学改革与实践[J].长春理工大学学报 (社会科学版) , 2009, (03) .

[3]赵锴, 罗晓东, 董季玲.PBL教学模式在材料加工类专业英语教学改革中的探讨[D].第5届教育教学改革与管理工程学术年会论文集, 2012.

[4]要玉宏, 王正品.从本科毕业设计看材料类专业英语教学改革[J].新课程研究, 2011, (213) .

[5]姚爱华, 叶松, 林健, 王德平.材料专业英语教学的现状及其改革的几点建议[J].教育教学论坛, 2013, (16) .

[6]邓雁希.材料专业英语教学改革探讨[J].中国科技信息, 2010, (23) .

[7]皮锦红.材料专业英语教学改革初探[J].南京工程学院学报 (社会科学版) , 2008, 8 (3) .

[8]徐淑珍.材料专业英语教学改革与实践[J].安徽工业大学学报 (社会科学版) , 2008, 2 (25) .

[9]姜秀榕, 童长青, 胡志彪, 周云龙.应用型本科院校《无机非金属材料工学》课程教学改革初探[J].广东化工, 2011, (02) .

无机非金属材料工程 篇11

关键词:无机非金属材料;机械力化学效应;研究及表征技术

前言:在无机非金属材料制备的各项环节中,会涉及到各类制备工艺与技术,令材料的制备工序及成果更为完善。机械力化学效应研究领域的进步,使得诸多材料的制备成效有了质的飞跃。不仅如此,表征技术的发展促进了机械力化学领域的深入研究,不仅提高了材料中能量供给的密度与频度,而且解决了多项实际生产问题。

一、机械力化学效应的基础研究

以往有关机械力化学效应的研究内容与成果较为丰富,很多专家、学者对于该领域中机械力化学专业的发展较为关注。就该领域的实际应用角度来看,理论研究对于实际生产带来诸多便利,改善了无机非金属材料制备中所存在的生产状况,有效提升了材料制备环节的整体质量。

(一)机械力化学效应的概述

机械力化学效应的基本原理是利用机械能量来诱发材料的化学反应,从而导致材料内部组织、结构与机能等性状产生变化,借由此项效应的机理,对实际的材料生产过程与生产技术进行合理改进。机械力化学不仅能使材料发生破裂、变形、改变体积形态等物理变化,而且能使材料物质随着体积和表面积的增减,而造成内部能量的转换效应,发生一系列化学反应,从而影响材料的物质结构。在无机非金属材料制备中,也利用了机械力化学效应及相关的表征技术,提升了材料制备的效能。

(二)无机非金属材料制备过程中的机械力化学效应

是根据物料的物理特性、料块的大小和所要求的细化程度来选择的。对于坚硬物料,应采用挤压、弯曲和劈裂;对于脆性物料,应采用冲击和劈裂;料块较大时,应采用劈裂和弯曲;料块较小或排料粒度要求很小时,则应采用冲击和研磨[1]。粉碎方法如果选择不当,就会出现粉碎困难或过度粉碎现象,两者都会增大粉碎过程中的能量消耗。

二、无机非金属材料制备过程中所应用的表征技术

材料表征技术的改进促进了机械力化学领域的研究,表征技术的发展对于无机非金属材料的制备过程带来有利的影响。

(一)机械力化学效应的表征理论研究

表征理论与技术的沿革经历了较长的发展时期,相关的理论研究围绕着四项主要内容展开,即透射电镜法、光子相关谱、比表面积法与X射线小角散射法等[2]。表征理论研究内容中的各类技术方法都有其局限性与优势特性。例如:光子相关谱法对于无机非金属的制备过程有一定帮助作用,在某一角度下所测散射光的强度和位相将取决于颗粒在光束中的位置,由于颗粒在液体中不断地作布朗运动,它们的位置随机变动,因而其散射光强度也随时间波动[3]。这样一来,就可以改良无机非金属材料的质地。

(二)表征技术的发展

随着各类材料制备过程的细化,新的表征技术不断涌现出来,填补了以往机械力化学研究领域的疏漏,扩大了实践规模。经过机械力化学效应对材料进行粉磨处理之后,其物质密度的变化也会根据物质材料本身的性质差异而产生不同的变化。所以,在针对特种材料的制备过程中就需要运用到表征原理及其技术。固体材料的表征技术所涉及的理论分支众多,包括有射线光电子能谱分析技术与固体材料的质谱分析技术等,在无机非金属材料的制备中,主要应用到以上两种理论和技术。其中,射线光电子能谱分析技术是一种较为直观的制备材料测定方式,尤其是对于纳米颗粒,不仅可以明显观察出物质的物理状态,而且能够根据材料成像的状态来估算出颗粒的厚度和表面积[4]。在实际的材料制备过程中,如若将物质颗粒进行包埋与切片处置,则可以利用该类表征技术对其内部结构实施深层分析,从而准确统计出该类物质的颗粒数目。另外,通过光电子的运用效应,将悬浮于液体表面的细微颗粒呈现出来,造成物质颗粒有规律的进行迁移。由于此项效应与技术的作用,为无机非金属材料制备提供了较为创新的生产思路。应用表征技术改善无机非金属材料制备的过程,提高了生产效率,提升了传统的材料制备水平。可见,将机械力化学效应的相关研究对于实际生产极为有益。

结束语:

在针对无机非金属材料制备领域所进行的研究中,很多该领域专家和学者对于机械力化学效应的理解仍处在理论层面,而对于指导实践而言,还需要将知识理论与技术做进一步拓展延伸。通过对无机非金属材料制备过程的探究,分析机械力化学效应对制造过程所造成的影响而知,需要提高材料中能量的利用率,改进传统的制备技术,同时,仍需加强表征理论的在无机非金属材料制备中的实践能效,从而完善表征技术,以此来提高材料的制备效率[5]。

参考文献:

[1]李竞先,黄康明,吴基球.无机非金属材料制备中机械力化学效应的基础研究及表征技术[J].硅酸盐学报,2010,12(06):156-157.

[2]许红娅,王芬,解宇星.机械力化学法合成无极材料的研究进展[J].华宏新型材料,2010,6(06):112-113.

[3]吴其胜,高树军,张少明,杨南如.机械力化学合成纳米晶PZT的研究[J].硅酸盐学报,2011,11(06):144-145.

[4]吴建其,卢迪芬.无极非金属材料粉磨中的机械力化学效应[J].材料导报,2010,10(05):156-158.

[5]帅英,张少明,路承杰.机械力化学研究进展及其展望[J].新技术新工艺,2010,12(06):146-148.

无机非金属材料工程 篇12

1 无机非金属陶瓷换热器材料的应用现状

从我国现代的无机非金属陶瓷换热器的使用情况来看, 由于我国起步晚, 其整体水平也相对于西方国家较低, 其主要的应用材料, 则有锆英石、黏土、刚玉、堇青石、莫来石、Si C等, 下面针对堇青石与莫来石的应用特点进行简要分析。

堇青石:此类材料在使用中, 由于其耐火性较差, 化学稳定性与扛震能力则相比较其他更为优异, 因此其实际的应用效果, 经济性较好。其在使用中, 比较二氧化硅, 其使用的经济实惠性也能够更好的满足基本的使用需求。但是, 由于这类材料在实际的使用中, 更荣誉受到挥发和熔融问题, 出现气流阻塞, 并严重影响正常的安全使用。为保证对阳离子的堆积密度控制, 可分析不同的面体以及铝氧四面体的稳定性联合使用。而在整体来说, 这一材料的合成范围较为狭窄, 实际应用性能并不完整, 使用上, 不可作为一项主要的抗热振性的陶瓷换热主流材料进行应用。

莫来石:莫来石的结构, 主要为斜方晶系, 其排列顺序, 对整体的双链状结构等, 都具有较好的商业应用价值。这一材料在国防、玻璃、化学等行业中, 应用较为广泛, 在制作使用上, 可有效防治氧化作用, 并保证化学性能的稳定性, 对于基本的使用规划操作等, 也能够更好的满足对理想型制备武技非金属操作的需要使用, 对于不同的无机非金属材料的现代化应用, 其材料的应用, 是一种非常理想的实践性应用材料, 对于基本的安全使用, 都能够极大的满足应用需求, 其应用情景, 相比较堇青石有着更好的应用空间。

2 陶瓷换热器的无机非金属材料需求分析

随着经济的快速发展, 我国社会整体对能源的需求应用, 有着更为直接的应用需求, 为满足的对消耗技能的有效控制, 在进行相应的统计分析中, 我国锅炉耗能占到全国工业总耗能的两成之多, 而分析其原因, 就在于对排烟的能源损失上, 我国企业的去那面损失程度, 对整体的万吨标准煤的使用应用等, 都可更好的, 满足在不同理想节能环境上的全面性促进。有介于此, 在进行相应的能源节能减排过程中, 热交换器的安全使用规格, 对整体的安全应用等, 都能够更好的满足基本的应用需求。相比较传统化学物质的稳定性, 无机非金属陶瓷的化学稳定性, 更好, 在余热分散能力上, 也相对有着较好的控制作用, 不论是扩散还是隔离, 都能够起到较好的控制效果。因此在涉及到额使用中, 则能够更好的满足基本的使用需求。

3 无机非金属陶瓷换热器材料的制备方法与应用理论分析

从环境的使用温度以及操作的安全执行标准来看, 不同的无机非金属陶瓷材料在使用上, 需要从非氧化材料和氧化材料进行区分, 而不同的材料, 在制备方法和使用上也都存在的较大的差别。如何确保使用的安全性, 以及应用的有效性, 就需要从正确的使用规格上来实现对整体的常压使用方法, 完善对具体的操作应用使用。

首先, 材料的制备方法, 主要包括了反应烧结法和常压烧结法。前者为不同的两种材料在按照固定比例后进行的烧结方法, 通过相应的化学反应, 从而有效的完成对整体过程的有效反应, 从而完成对材料的处理。而后者, 是采取常压进行烧结, 也是我国现在最常用的烧结方法, 其主要的特点就是, 针对不同的材料进行不同压强的处理, 在使用上, 也更简便易行, 对于主要的氧化物材料的使用等, 也都能够更好的满足材料的精细研磨使用, 并通过及时的剂量调整, 从最根本的使用剂量上, 保证对添加剂量和塑造成型等多个角度上的综合处理。

然后, 针对无机非金属材料的实际应用, 可结合材料的实际特点进行相应的应用执行, 其中就包括了如耐高温、导热性能、抗震等多个性能方面的实践应用, 在满足基本的使用规格上, 需要更好的满足对基本的材料应用保障, 并通过性能的均匀满足作用, 增强对换热器在实际操作中的经济适用性。

4 结语

总的来说, 为满足经济的快速发展, 通过能源消耗问题上的执行, 并通过相应的能耗发展管理, 可极大的促进对生产成本以及多方面的污染性分析, 并保证在传统的全面性应用换热处理上, 实现更加理想化的科学执行, 其中导热性能与抗震的处理效果等, 也能够更好的满足对稳定性的化学形态保障。而也能够更好的满足对不同化学形态的性能使用。

参考文献

[1]栗海峰.新型无机非金属陶瓷换热器材料的制备与应用[D].武汉理工大学, 2011.

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