无机材料专业

无机材料专业（精选12篇）

无机材料专业 篇1

实验教学是现代高等教育的重要教学形式, 它的主要作用是引导学生形成好的实验习惯、养成规范实验操作和培育创新精神方面起着关键的作用。正如著名化学家卢嘉锡指出:一个在化学事业中有所建树之人, 在实验中必须具备“C3H3” (Clean Habit, Clear Head, Clever Hands) 素质, 即整洁的习惯, 清晰的头脑, 灵巧的双手[1]。对于无机非金属材料专业的学生来说, 无机化学实验是他们入学后的第一门专业实践性课程, 无机化学实验的基本操作和实验方法是后继诸多实验课程的基础。而实验中最基础的实验操作技能也都是从无机化学实验开始, 基础实验技能实验操作的掌握情况也必然影响着后继实验课程的效果, 通过无机化学实验培养学生的能力 (包括观察能力、实验操作能力、归纳推理能力、综合表达能力等) 及科学态度、科学方法, 对后继实验课程及科学研究具有指导意义。在实践中, 应用型本科高校无机非金属材料专业无机化学实验教学中存在着许多问题, 主要集中在:

(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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[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.

[7]孙文斌.开放性创新实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索, 2006 (2) :149-151.

[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.

[9]刘永德, 汪毅.开设研究型实验培养学生的创新能力[J].实验室研究与探索, 2004, 23 (12) :174-176.

无机材料专业 篇2

6月22日至27日是我们无机非金属材料专业的实习周，我们无机非金属材料专业先后参观了中铁九局和沈阳泰丰混凝土有限公司，使我受益匪浅！

23日，我们在老师的带领下，来到著名的中铁九局，中铁九局集团有限公司系国务院国资委监管的中央企业，隶属于中国铁路工程总公司，无机非金属材料专业实习报告。是集设计、施工、科研、房地产开发、机加工为一体的多功能、大型企业集团，年施工能力100亿元以上，为中国500家最大建筑企业之一。集团总部设在中国沈阳。

来这样的企业参观真是荣幸。我们在工程师的带领下参观了中铁九局的T梁的生产流程。通过学习基本上掌握T梁的设计原理，其主要流程图：模板初装－钢筋制作－吊装钢筋－穿钢绞线－质量检验－整体砼浇注－蒸汽养护－强度测验－拆模养护－张拉－压浆－出模吊移－模外封堵挡头－质量验收评定。

我们休息一天后，又来到了沈阳泰丰特种混凝土有限公司公司，沈阳泰丰特种混凝土有限公司是具有雄厚实力的大型预拌商品混凝土生产企业。被辽宁省信誉评级委员会评为AA***单位；沈阳质量信誉保证单位；是 ISO9001国际质量体系、ISO14001环境管理体系、GB/T28001职业健康安全管理体系认证单位，实习报告《无机非金属材料专业实习报告》。被沈阳市质量技术监督局推荐为名牌产品。作为全国混凝土协会常务理事、辽宁省混凝土协会副会长、沈阳市混凝土协会会长的公司董事长兼总经 理瞿庆华先生被评为中国混凝土行业优秀企业家。公司亦被中国混凝土协会和辽宁省混凝土协会分别评为2005-2006全国混凝土行业先进企业和辽宁省 混凝土行业先进企业；被沈阳市科委认定为沈阳市外商投资先进技术企业。

老师首先给我们介绍了什么是混凝土，混凝土-概述混凝土也称砼，是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶结材料，骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使其使用范围出十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。

然后又带领我们参观其生产流程，首先看到的是混凝土的原料，沙子、碎石、水泥。水泥、沙子、碎石等材料与水拌和使混凝土拌合物具有可塑性；进而通过化学和物理化学作用凝结硬化而产生强度。一般说来，饮用水都可满足混凝土拌和用水的要求。水中过量的酸、碱、盐和有机物都会对混凝土产生有害的影响。集料不仅有填充作用，而且对混凝土的容重、强度和变形等性质有重要影响。

为改善混凝土的某些性质，可加入外加剂。由于掺用外加剂有明显的技术经济效果，它日益成为混凝土不可缺少的组分。为改善混凝土拌合物的和易性或硬化后混凝土的性能,节约水泥,在混凝土搅拌时也可掺入磨细的矿物材料──掺合料。它分为活性和非活性两类。掺合料的性质和数量，影响混凝土的强度、变形、水化热、抗渗性和颜色等。混凝土的制备

1、配合比设计：制备混凝土时，首先应根据工程对和易性、强度、耐久性等的要求，合理地选择原材料并确定其配合比例，以达到经济适用的目的。混凝土配合比的设计通常按水灰比法则的要求进行。材料用量的计算主要用假定容重法或绝对体积法。

2、搅拌：根据不同施工要求和条件，混凝土可在施工现场或搅拌站集中搅拌。流动性较好的混凝土拌合物可用自落式搅拌机；流动性较小或干硬性混凝土宜用强制式搅拌机搅拌。搅拌前应按配合比要求配料，控制称量误差。投料顺序和搅拌时间对混凝土质量均有影响，应严加掌握，使各组分材料拌和均匀。

无机材料专业 篇3

关键词：技能训练；石墨；改革

石墨作为一种不可再生的重要战略资源，目前已引起国家有关部门的高度重视。我国石墨的探明储量20亿吨左右，而黑龙江省石墨资源的储量占国内总储量的60%以上，约11.72亿吨，居全国之首。近年来，省委、省政府对石墨新材料高度重视，省政府已经将其纳为省“十二五”规划，将其作为全省十大产业之一。我校作为黑龙江省石墨技术创新服务平台的研发主体和“石墨产业发展战略联盟”的骨干单位，已承担国家级、省部级及企业横向科研项目十余项。我校已成为石墨方向人才的培养基地，在无机非金属专业开设石墨相关的课程。为了培养学生探索石墨材料本质，巩固专业知识和解决实际生产问题的综合素质，在专业技能训练中增加石墨方向的实验是必要的。

一、 无机非金属材料专业技能训练的改革思路

（一）原有专业技能训练的设置及存在问题

原有专业技能训练的实验主要是水泥方向，包括水泥安定性的测定，水泥熟料中不溶物的测定，水泥细度的测定，水泥密度的测定，水泥比表面积的测定，水泥标准稠度用水量的测定，水泥凝结时间的测定，水泥生料易烧性的测定，水泥胶砂强度的测定。经过5年的实践，我校无机非金属材料专业水泥方向的专业技能训练已经成型，并且为中铁中建和水泥厂输送大批优秀人才。然而，随着无机非金属材料专业的发展，单一的水泥方向已经不能满足社会的需要，同时也限制了学生的就业方向。水泥方向技能训练的验证性实验比较多，只是通过实验验证理论知识，不适合21世纪材料专业综合性的应用型创新人才的培养。并且，水泥方向也不能较好地结合地区文化和我校的办学特色。

（二）结合地区文化和我校办学特色对技能训练进行改革

我国石墨的探明储量20亿吨左右，而黑龙江省石墨资源的储量占国内总储量的60%以上，约11.72亿吨，居全国之首。黑龙江省作为探明石墨资源的储量大省，已经引起全国的关注，黑龙江省委、省政府也高度重视石墨资源的开采和深加工。作为黑龙江省唯一一所和矿业相关的大学，我校已成为石墨方向人才的培养基地，并且在无机非金属材料专业开设了石墨相关的课程。同时，为了培养石墨方向人才的实践能力，在专业技能训练方面增加了石墨方向的实验。

二、无机非金属材料专业技能训练改革方案

（一）石墨方向技能训练内容

结合实验室具体情况制定石墨方向技能训练的实验方案，然后拿到院里进行讨论、修改，最后，安排具体教师负责此体系技能训练的实施。石墨方向的实验包括两方面内容，一是以石墨为原料制备新材料，一是炭石墨的生产工艺。

新材料制备方面的实验主要是石墨提纯、氧化石墨的制备、膨胀石墨的制备、石墨烯的制备、石墨复合材料以及石墨烯复合材料的制备。图1-6分别给出了新材料制备的工艺流程图，石墨复合材料和石墨烯复合材料分别以复合二氧化钛为例。

炭石墨生产工艺方面的实验，主要是结合工厂实践，主要包括炭石墨材料的生产配方原理与计算、混合与混捏、成形、焙烧、机械加工以及炭石墨材料的力学、化学、电磁等性能测试。

（二）石墨方向技能训练所需实验硬件

技能训练前，石墨方向技能训练所需药品和实验设备要保证完好。尤其是实验设备方面，尽量保证实验设备的台数满足石墨系列技能训练的要求。对实验室已有的设备要进行检修，不够或缺少的重新采购。

（三）石墨方向技能训练的总结与交流

在技能训练过程中，指导教师、实验室教师全程跟踪，提供指导。每天技能训练结束后，指导教师都要作出总结和点评，并让学生之间进行交流。这样，除了巩固学生所学的专业知识外，也调动了学生专业技能训练的积极性。

三、无机非金属材料专业技能训练改革的效果

（一）巩固学生的专业知识，提高学生毕业设计水平

通过石墨方向技能训练的设置，学生进一步掌握炭石墨的生产工艺和产品检测。同时也了解了新产品开发方面的知识和要求，尤其是对天然鳞片石墨、膨胀石墨、氧化石墨、石墨烯及其复合材料的掌握更为深刻。培养学生探索材料本质，巩固专业知识和解决实际生产问题的综合素质。

经过专业技能训练的锻炼后，学生受到全面、正规的综合训练，科研能力也有提高。在毕业设计期间，学生能够比较快地着手查阅文献，设计最佳实验方案，仪器的使用和实验操作也熟练自如，毕业论文的质量有了显著提高。

（二） 为学生拓宽就业领域

无机非金属材料专业开设石墨方向的专业课和技能训练，为学生的就业开创了新领域。目前，2010届毕业生已有10人从事和石墨相关的工作，主要在哈尔滨电炭厂工作。其中，两人从事技术研发，一人在生产半成品的生产车间，其余人在生产成品的车间工作。

（三）提升教师的教学水平

学生在专业技能训练过程中会遇到各种各样的理论和实际问题，有些问题也因指导教师的专长不同而一时难以解答，须要查阅文献及相关资料或向其他教师请教，以及指导教师自己深入思考加以解决，提高了教师的知识水平。

无机材料专业 篇4

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

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无机材料专业 篇5

对无机非金属材料工程专业，招聘企业给出的工资面议最多，占比100%;应届毕业生工作经验要求的最多，占比50%;本科学历要求的最多，占比50%。截止到 20xx年12月24日，322130位无机非金属材料工程专业毕业生的平均薪资为4995元，其中应届毕业生工资3545元，0-2年工资4245元，以上工资1000元，3-5年工资5330元，6-7年工资6813元，8-10年工资7691元。无机非金属材料工程专业在专业学科中属于工学类中的材料类，其中材料类共17个专业，无机非金属材料工程专业在材料类专业中排名第12，在整个工学大类中排名第84位。

无机材料物理性能的实验教学 篇6

关键词：物理性能；实验教学；改革

一、无机材料物理性能教学存在的问题

山东建筑大学材料科学与工程学院所用的教材是1992年由清华大学出版社出版的《无机材料物理性能》，这本经典教材一直被国内众多知名高校作为本科或者研究生的教材，该教材虽然经过了多次出版，但是教材内容已经明显落后于科技的发展。

1.教材知识面较窄，且与《大学物理》等教材有重复的部分。该教材主要讲述了材料的声光电热磁和力学，介绍深度较浅。另外，该教材侧重于公式推导和来源，对于面向工程类就业的学生来说，这部分学生并不需要详细了解、掌握该公式的来源，因此教学内容对于大部分学生来说显得枯燥，难度较大，内容过于抽象，没有直观认识难以理解。

2.缺少实践环节。该教材虽然被众多高校使用，但是缺少与之配套的实验教材，教材中也没有体现出实践环节的重要性。学生学习完成后，仅仅靠死记硬背来理解这些现象的机理和本质，一方面造成理解不够全面，另一方面给学生学习造成了很大的压力，学生最后靠记忆背下来公式，却不知道如何解释某一种物理现象或者本质。

二、实践教学环节

1.无机材料的受力和断裂。这部分主要讲述了无机材料微观的受力和裂纹扩展。对于材料受力方面，可以利用万能试验机对金属材料、高分子材料和陶瓷材料分别进行拉伸实验，来验证课本上所讲述的内容，这部分内容比较直观，容易理解。对于材料的应变和应力部分，学生通过宏观实验不容易理解，需要教师采用现代化的多媒体教学进行讲解，特别是做成动画更容易理解虎克定律、材料的晶格滑移和微裂纹的扩展。

2.无机材料的热学性能。这部分内容可以进行材料的验证实验，利用材料热膨胀仪就可以测试陶瓷或者其他材料的热膨胀性。待测试样（玻璃、陶瓷等），小砂轮片（磨平试样端面用），卡尺（量试样长度用），秒表（计时用），石英膨胀仪（包括管式电炉、特制石英玻璃管、石英玻璃棒、千分表、电热偶等）。在这部分实验里面可以开设一些创新性的实验，如设计一种材料在高温时是否符合杜隆-帕替定律，在低温下符合德拜T3定律。验证一下材料的热容是否符合单个材料的加法规律。测试石英玻璃和石英晶体的热膨胀系数，利用所学的知识解释出现这种现象的本质是什么。这些实验都可以用课本上的机理来解释实验现象，加深学生对知识点的理解。

3.无机材料的电导。这部分内容主要讲述了无机材料微观的电导现象，掌握如何判断材料中存在电子电导和离子电导。利用变温霍尔效应测试，不但可以测试常温和变温下的霍尔系数和电导率，还可以确定半导体禁带宽度、杂质电离能以及迁移率的温度系数等。可以设计一个实验，利用电解效应判断材料中存在离子电导。利用这部分知识点可以验证在玻璃里面添加不同的碱金属以后，对玻璃电导率的影响，双碱效应和压碱效应。双碱效应是玻璃中碱金属离子总浓度较大时，含有两种碱金属离子的玻璃要比一种碱金属离子玻璃的电导率要低。压碱效应指玻璃里面加入二价金属氧化物后，玻璃的电导率降低很多。

4.无机材料的介电、压电和铁电性能。这部分内容主要讲述了无机材料常见的几种电学性能，既可以测试陶瓷块体的电学性能，也可以测试薄膜材料的电学性能。陶瓷块体的电学性能测试。并不是所有的陶瓷材料都具有以上电学性能，只是很少一部分电子陶瓷的组成具有以上性能。首先利用以前所学的知识，利用混料、预烧、成型、烧结、被银等工艺过程制备出陶瓷块体，然后测试陶瓷块体的各种电学性能。这里的陶瓷块体配方可以是直接给出的，也可以让学生参考资料设计出一种电子陶瓷，陶瓷的制备过程相当于将以前学习过的无机材料工艺学实验陶瓷制备实验、压制成型从新做了一遍。陶瓷薄膜电学性能测试。将陶瓷块体做成薄膜材料，主要的衬底材料是白金片或者含有电极的玻璃基体。主要有溶胶凝胶法和溅射的方法。学生实验成本最低、最簡单的是溶胶凝胶法，在沉积好的薄膜上面制备顶电极进行测试，可以利用四探针法测试薄膜的电阻等。因此薄膜从制备到测试可以让学生学会如何进行配料、沉积薄膜、测试等全方位的实验。

三、实验教学对策

可以看出，无机材料物理性实验教学需要专业程度较高的实验设备，特别是一些专用设备，经济投入较大，但是实验的设备利用率不太高。因此建议将无机材料物理性能实验与学院教师研究的相关课题结合进行，利用这些专用的实验设备增加分组进行。对于一些成本比较高的实验，可以利用现代化的教学手段进行模拟。学院在加大实验设备投入和扩大实验室面积的基础上，还开设了“开放性”的实验，要求每一个教师都拿出一部分课题题目，让学生选择教师的课题，每人选择一个，形成一个组，学院对于每一个选择课题的学生进行科研经费补贴。这样一方面可以克服现有实验设备的不足，另外还可以让学生做一些自己感兴趣的实验，提高了学生的积极性。

参考文献：

[1]刘琨，金胜明.“无机材料物理性能”课程教学改革初探[J].中国电力教育，2012（13）：88-89.

[2]张小文，陈国华，袁昌来，许积文.《材料物理性能实验》中导电性与介电性相结合的创新性综合实验验设计[J].科技信息，2012（34）：172-173.

无机材料专业 篇7

1 培养目标确定

培养目标是课程体系设置的导向。国内院校可以划分为两大类, 一类是研究型高校, 一类是教学型高校。土建院校如北京建筑工程学院、河南城建学院等属于教学型高校。由于教学型高校师资力量薄弱, 科研水平较低, 新生基础较差, 无法开展广泛的专业基础教育, 即宽口径专业教育;同时我国很多企业不太愿意招聘在专业知识和职业技能方面近乎“一张白纸”的大学生, 也不愿意投入大量资源培训新员工, 要求学生能马上到岗位上, 发挥作用。因此, 教学型高校的本科教育应是以工程实践为主的工程教育, 以培养适应地方需要的工程技术人才 (即应用型人才) 为主要目标。

从本专业就业市场情况来看, 在建筑材料性能检测、新型建筑材料制备、土木施工管理和监理方面仍然有很大市场。例如, 我省商品混凝土搅拌站虽然达到一定规模, 但是相比长江三角洲, 混凝土的拌制技术仍然很低, 对于工程事故应变能力很差;同时混凝土外加剂生产厂家很少, 商品砂浆刚刚起步, 随着这些新型产业的兴起, 将会产生更大的就业市场。同时, 从我院本专业近两届学生毕业去向来看, 主要从事建筑材料应用、检测及施工管理等工作, 其中07级从事土木工程施工管理和混凝土材料性能测试占90%, 08级从事土木工程施工管理占80%。因此, 在培养目标设置中必须把建筑材料和施工技术结合, 尤其新型建筑材料的施工技术。

此外, 从长远来看, 我国的教育体系逐渐向德、美等发达教育模式靠近, 高等院校将会被划分为研究型大学和技术型大学。像河南城建学院这类普通教学型高校将会逐渐向工程技术专业人才方向偏斜, 把工程技术人才的培养作为首要目标。

因此, 目前的培养目标应使学生成为具备材料科学与工程专业的基本知识和土木工程专业必要的专业知识, 为建材和建筑行业培养建筑材料开发与检测、工程施工组织与管理等工程技术人才。

2 课程体系调整

土建院校无机非金属材料专业置根土木沃土, 在学科上依托材料科学与工程和土木工程两个一级学科, 其定位主要是为建材和建筑相关企业培养技术全面的高级技术人才和管理人才。因此, 课程设置必须遵循两条主线:一条主线为材料学科和建筑材料的基础知识 (简称主线1) , 另一条主线为土木工程建造的必备专业知识 (简称主线2) 。

在专业基础课方面, 主线1应以材料科学基础、材料物理、材料测试技术、物理化学、胶凝材料、混凝土学等理论课程为主, 使学生具有基本的材料科学基础, 尤其是建筑材料方面, 为学生从事建筑材料制备、开发、检测和施工管理打下一定的理论基础。主线2的专业基础课应以建筑力学、混凝土结构设计原理、房屋建筑学等理论基础课程为主, 使学生掌握建筑工程必要的专业基础知识, 在大土木背景下, 发挥材料专业技能和优势。

在专业课上, 主线1以无机非金属材料材料工艺学、高性能混凝土、建筑材料测试技术等为主, 使学生掌握材料的性能研究、生产、应用、检测的基本理论和实验技能, 具备必要的材料制备和检测方面专业基础, 从而可以在科研院所、材料测试和质检部门、建筑材料生产企业 (如水泥厂、混凝土搅拌站、外加剂厂、商品砂浆企业等) 等继续深造或就业。主线2以土木工程施工、土木工程项目管理、土木工程结构检测、建筑CAD等为主, 使学生具备工程施工与管理方面的专业知识, 从而可以在工程建造、工程监理以及结构检测等相关行业就业。

根据上述设计思想, 具体课程设置如下:

(1) 专业基础课包括分析化学、物理化学、材料科学基础、材料研究与测试方法、建筑力学、土木工程概论、土力学、房屋建筑学、画法几何及建筑制图;

(2) 专业必修课应包括无机非金属材料工艺学、胶凝材料学、混凝土学、建筑材料质量检测与控制、钢筋混凝土设计原理、建筑施工技术与组织、工程测量、混凝土加固与修复技术、建筑结构无损测试技术;

(3) 专业选修课应包括无机非金属材料进展、高性能混凝土、混凝土外加剂、生态环境材料、固体废弃物资源化综合利用、建筑装饰材料测试技术、工程建设项目管理、工程概预算、桥梁工程、路桥结构检测技术。

3 教学内容优化

课程内容重复, 缺乏新颖性是专业教育中常遇见的问题, 不仅浪费了时间, 而且降低了教学效果。因此, 在保持每门课程知识的完整性、系统性的前提下, 对相关课程的教学内容进行整合, 确定归属, 删除陈旧的教学内容, 增加前沿专业知识。如《混凝土学》中水泥相关内容放到《胶凝材料学》讲述, 而《混凝土学》集中讲述混凝土相关性能, 同时增加商品混凝土和高性能混凝土相关知识。此外, 辅以现场参观实习和工业生产录像, 并通过专家讲座或专题报告的形式, 使学生了解材料发展的状态及趋势。

需要注意的是, 由于本专业所培养的学生很大一部分毕业后在建材和建筑领域工作, 如果只强调建筑材料本身性能的掌握, 而缺少与工程有关的知识和相互之间的知识渗透, 就会使其在工作中忽略其他因素对建筑材料性能及结构安全的影响, 从而造成一些工程事故。如混凝土是一种能用简单技术制作的复杂体系, 其耐久性是危害结构安全的重要因素, 而混凝土的耐久性不仅涉及混凝土材料本身, 还涉及了所服役的环境和结构受力情况等。因此, 教学内容应紧密结合工程进行, 从而给予学生从工程的角度去考虑材料使用的思维方式, 同时也提高学生学习的兴趣。

4 加强实践性教学环节建设

在专业建设中除了使专业课程教学与工程实践紧密结合外, 还必须下大力气搞好实践环节的教学工作, 不断提高实践教学所占比例, 提高教学效果。

(1) 实验教学

由于各种原因, 大部分的本科试验教学基本以验证性实验为主, 不利于学生创新意识和能力的培养, 但是这个环节又是不可缺少的。因此, 低年级阶段应以验证性为主, 而高年级阶段转向“综合性、设计性”, 使学生从模仿式的被动状态, 转入到创新性的主动状态, 以提高学生的动手能力和创新能力。如在《建筑材料质量控制与检测》的课程实验中, 可以设置如大流动度混凝土配合比设计等设计型实验, 而涉及的试验方法都是一些常规性如流动度、强度等测试。此外, 除了提交相应的实验报告之外, 还应要求学生把实验结果进行整理, 以科技小论文的形式提交, 为毕业论文的顺利完成做好前期准备。

(2) 实习

实习使学生了解今后所从事的工作和升华知识最直接的途径, 如果做不好这个环节, 将会影响到学生的兴趣, 甚至今后上的招生。因此, 在实习单位的选择方面, 要做到多样性、典型性和实用性。在培养方案中一般会包括认识实习、生产实习和毕业实习三个实践环节。认识实习是提供给学生全面认识本专业的机会, 应体现出多样性;生产实习提供个学生加深专业理解的机会, 应体现出典型性;毕业实习是提供给学生知识升华和工作技能提升的机会, 应体现出实用性。在认识实习中, 除了陶瓷厂、玻璃厂、水泥厂外, 可以组织参观新型建材企业、外加剂生产企业、建筑材料产品市场调研、建筑施工现场等。在生产实习中, 由于时间较长, 可以组织学生到一些不同的大企业去, 深入了解相关生产流程或产品检测及评价方法, 最后以答辩形式来加深学生的认识。毕业实习可以和毕业论文结合到一起, 使学生在较长的时间待在企业, 一方面可以保证论文的质量, 另一方面相当于给学生进行就业前的一次职业培训, 这种方法在我院的2012届毕业生中取得了很好的效果。

(3) 毕业论文

毕业论文环节是学生对四年专业知识一个重新认识和理解的重要阶段。根据本专业的培养目标, 应采取课题研究和企业实践总结两种形式, 这对于学生从事建材和建筑方面工作有很大的帮助。在课题研究中, 让学生参与教师的科研工作中, 在教师指导下, 学习文献查阅, 文献综述, 技术路线和实验方案制定等内容。在企业实践总结中, 让学生深入企业, 了解企业的技术现状, 针对企业的问题, 根据所学知识, 文献查阅, 找出问题所在, 并提出相应方案, 从而培养他们综合运用所学知识解决实际问题的能力, 不断获取和理解新知识的能力、实验动手能力和创新能力。

5 拓展思考

土木环境下无机非金属课程体系的建设是一个崭新的课题, 大量的研究和实践工作需要继续开展, 但是以下三个方面要高度重视。

(1) 土木环境的无机非金属材料专业服务于土木工程建设, 应在此思想指导下设计培养目标、设置课程体系、进行教学教学活动。

(2) 普通教学类理工科院校要处理好高等教育与职业教育关系, 使培养出的学生既具有扎实的专业知识, 又具有较高的专业技术能力和创新能力。

(3) 培养青年教师工程实践能力是保证应用型人才培养的关键环节。目前众多院校所引进的青年教师基本是从高校毕业后直接进入教学岗位, 缺乏必要的工程实践经历, 严重阻碍了培养目标的实现。

参考文献

[1]宋晓岚, 杨华明, 王海东, 等.无机非金属材料专业创新人才培养的教学体系优化与实践[J].理工高教研究, 2007, 26 (2) :91-93.

[2]冒爱琴, 郑翠红.无机非金属材料专业教学改革与实践[J].安徽工业大学学报:社会科学版, 2010, 27 (5) :129-130.

[3]宋少民, 刘娟红, 李崇智.建筑材料行业应用型本科人才培养模式探讨[J].高等建筑教育, 2010, 19 (2) :40-42.

[4]万朝均, 黄佳木.提高建筑材料工程方向学生工程能力的十项举措[J].高等建筑教育, 2010, 19 (2) :7-10.

[5]田清波, 徐丽娜, 岳雪涛, 等.建筑材料工程专业培养模式实践与思考[J].高等建筑教育, 2011, 20 (1) :43-45.

无机材料专业 篇8

无机纳米金属氧化物气敏材料是一类广受国内外研究者青睐的智能材料, 包括纳米SnO2、纳米ZnO、纳米WO3等, 其材料合成涉及多种方法和研究思路。由纳米金属氧化物气敏材料制成的气敏传感器在有毒有味、可燃易爆等气体的探测、监控和报警等方面有着极其广泛的应用。因此, 对纳米气敏材料的制备、表征及其性能的系统研究, 具有较高的理论研究意义和实际应用价值。课题组根据多年的研究积累, 选择了较为成熟的内容提炼为专业实验“掺杂纳米氧化锡的合成、表征和气敏特性研究”。实验内容包括四部分: (1) 掺杂纳米氧化锡的制备; (2) 掺杂纳米氧化锡的形貌及结构表征; (3) 掺杂纳米氧化锡气敏元件的制备; (4) 掺杂氧化锡材料气敏性能测试。

1 研究背景及意义

综合实验可拓展空间大, 创新性强, 具有很强的操作性。它给一些不爱动脑筋, 只知道照实验讲义操作的学生带来了苦恼, 在实验课堂上被提问时常常答非所问。为了让学生既知其然又知其所以然, 我们会在实验前两周安排学生查资料并制作PPT文件, 实验前一周在理论教学课上随机抽查几名学生进行PPT讲解, 然后找几名学生点评, 最后根据存在的问题及学生提出的疑问, 教师在实验方法和思路上做出较为全面的启发式解释。学生查阅资料、制作PPT的过程, 就是一个非常好的阅读、理解并进行思考的主动学习提高的过程。这样安排实验, 加深了学生对实验内容的认识, 激发了学生的研究兴趣, 为后续实验工作奠定了良好的基础。

2 实验目的及任务

通过做实验, 学生熟悉纳米材料、功能材料的几种制备方法;学习纳米材料的表征手段和方法;练习材料合成的基本操作与技能;熟悉半导体材料的应用、气敏元件的制备及其气敏特性的测定;培养动手操作能力、分析解决问题的能力和初步的科研能力。

3 实验药品和仪器

材料与药品:锡粒, HNO3, Sn Cl4·5H2O, Na2CO3, NH3·H2O, AgNO3, La (NO3) 3, Nd (NO3) 3, PdCl2, 松油醇, 气敏元件 (套) , 瓷舟, 镊子等。

仪器:微波反应仪, 高速离心机, 马弗炉, 比表面测定仪, X-射线衍射仪, 场发射电镜, 万用表等。

4 实验内容及要求

本着积极探索、独立实验、独立分析、独立完成的实验原则, 按硝酸氧化法、室温固相法、化学沉淀法、微波水解法四种方法将全班学生分成4个小组, 采用La (NO3) 3, Nd (NO3) 3和PdCl2三种掺杂剂对纳米氧化锡进行掺杂, 将全班学生分成相互独立的实验个体, 要求每位学生上交两个成功的气敏元件并完成实验报告。本文以全班56位学生为例安排实验, 教师可根据学生实际人数对掺杂剂及其掺杂量灵活调整, 确保每个学生的实验都不一样, 实现真正意义上的独立实验。

4.1 气敏材料的合成

(1) 硝酸氧化法

学号为1~14的学生被安排在该组, 采用硝酸氧化法制备纳米氧化锡。这14名学生又按La (NO3) 3掺杂质量比 (下同) 为0, 1%, 3%, 5%, 10%, Nd (NO3) 3掺杂量1%, 3%, 5%, 10%, PdCl2掺杂量0.1%, 0.3%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 三种不同含量的掺杂剂而被各自分开, 独立实验。

(2) 室温固相法

学号为15~28的学生被安排在该组, 采用室温固相法合成纳米氧化锡。这14名学生又按La (NO3) 3掺杂质量比 (下同) 为0, 1%, 3%, 5%, 10%, Nd (NO3) 3掺杂量1%, 3%, 5%, 10%, PdCl2掺杂量0.1%, 0.3%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 三种不同含量的掺杂剂而被各自分开, 独立实验。

(3) 化学沉淀法

学号为29~42的学生被安排在该组, 采用化学沉淀法合成纳米氧化锡。这14名学生又按La (NO3) 3掺杂质量比 (下同) 为0, 1%, 3%, 5%, 10%, Nd (NO3) 3掺杂量1%, 3%, 5%, 10%, PdCl2掺杂量0.1%, 0.3%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 三种不同含量的掺杂剂而被各自分开, 独立实验。

(4) 微波水解法

学号为43~56的学生被安排在该组, 采用微波水解法合成纳米氧化锡。这14名学生又按La (NO3) 3掺杂质量比 (下同) 为0, 1%, 3%, 5%, 10%, Nd (NO3) 3掺杂量1%, 3%, 5%, 10%, PdCl2掺杂量0.1%, 0.3%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 三种不同含量的掺杂剂而被各自分开, 独立实验。

4.2 气敏材料的表征和性能测试

受以往教学条件限制和教学观念影响, 本科生接触大型仪器的机会较少, 开设专业综合实验设计, 需要适当引入先进实验仪器。结合实际情况, 我们利用本学院专业实验教学平台的条件, 在综合实验中安排了较多使用科研和生产实践中常用仪器设备的环节, 尽量让每个学生都有机会上机操作, 极大地提高了学生的实验兴趣和科研素养, 达到了巩固和提高实验技能的目的。

本实验用到的仪器主要有:精密天平, 微波反应仪, 高速离心机, 3H-3000型全自动氮吸附比表面测试仪, 德国Bruke D8 Advance X-射线衍射仪, 日本JSM-6490LV型扫描电子显微镜。

材料合成好后, 可以分别制成陶瓷管型气敏传感器在WS-30A进行不同气体不同浓度的灵敏度测试, 也可将制成的材料涂覆在平板叉指电极上, 在CGS-1TP智能气敏分析系统上进行不同气体不同浓度的灵敏度测试。

5 结果分析及讨论

制备的材料除了颜色和实验过程可以清晰看见外, 所制备的材料是不是氧化锡, 如何评判?在综合实验开设之前, 很多学生不知道怎么做。本实验采用X-射线粉末衍射仪分析样品的X-射线衍射图谱, 可以得到材料的物相组成及结晶度数据, 还可以根据谢乐公式大致计算颗粒的粒径。

XRD分析结果只能告诉我们制备的是不是我们想要的物质, 而这些材料到底“长”什么样, 我们肉眼无法看到。当学生在扫描电子显微镜下清晰地看到制备的材料的形貌时, 不禁惊呼:哇!原来我制备的材料“长”这个样子!

看到所制备材料的长相后, 尽管电镜图上有标尺, 但我们仍然想知道制备材料比表面积的具体数值, 也好与相关文献中的研究结果进行比较。因此, 我们要求学生做氮吸附比表面积测试, 有些学生做的样品比表面积在10 m2/g以下, 也有的学生做的材料测试的比表面积达到几十甚至100 m2/g, 我们要求学生结合电镜图进行对照分析, 得出结论和体会, 写在实验报告中。

材料的结构和形貌都做了表征后, 就该测试相关的性能了。气敏性能是反映材料组织结构对性能影响的一种手段, 例如:本征电阻随掺杂量的变化, 不同气体灵敏度随浓度的变化关系, 相同浓度不同工作温度下灵敏度是如何变化的, 元器件的稳定性循环性能, 等等。进一步将材料的组织结构与气敏性能进行对照, 学生就会对材料组织结构与性能之间的关系有非常深刻的感悟。

我们也会提出如下思考题: (1) 扫描电镜和光学显微镜的区别在哪里?各有什么优势? (2) 比表面积和表面积的区别是什么?分别如何定义? (3) 材料的组织结构与性能之间有什么样的关系?影响这种关系的因素有哪些?

这一层层问题式的设计思想, 打破了以往教师照本宣科指导学生, 学生依葫芦画瓢的教学模式, 使得实验具有一定的开放性、研究性、探索性和可操作性。这一研究过程符合学生的认知规律, 实验充分调动了学生的积极性和创造性, 也充分体现了专业实验的“专业、研究、探索、创新”等特点。

6 结束语

通过这个开放型、研究型综合实验的实践训练, 学生可以体验一次完整的模拟科研经历, 变被动接受为主动思考, 强化了专业实验效果, 培养了严谨的科学态度, 并可以学到有关资料查阅、综合实验操作技能、数据处理与分析等专业知识, 了解相关学科知识的拓展和渗透, 促进知识的融会贯通, 培养综合分析问题和解决问题的能力, 这将有利于创新型综合素质人才的培养。

摘要：以掺杂纳米氧化锡材料的合成、表征及气敏性能研究实验的教学实践为例, 探讨通过模拟科研流程的专业实验模式培养学生综合应用及创新能力的途径。

无机材料专业 篇9

关键词：无机材料专业,本科毕业设计,团队培养模式

毕业设计是高校学生综合运用所学理论知识分析解决实际问题的一次系统训练和检验过程, 是培养大学生的创造能力、实践能力和创新精神的重要环节, 通过这个环节, 可锻炼学生独立分析和解决问题的能力, 培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。目前, 理工科大学生毕业设计的质量和整体水平存在下滑趋势, 如何保证理工科大学生毕业设计的质量, 发挥这一教学环节在人才培养中的关键作用, 已成为提高本科教学质量的重要问题之一[1]。本文结合专业老师教学第一线多年的实践和体会, 在分析影响毕业设计质量主要矛盾的基础上, 尝试一种共享优质教育资源、提高毕业设计质量的团队指导法, 这对于进一步深化理工科大学生实践教学改革、全面提高教学质量是有益的。

一、建立毕业设计团队的目的和意义

传统单纯的个体毕业设计存在许多弊端, 例如选题难, 毕业设计指导工作量大, 学生能力得不到很好培养。近年来, 随着高校本科生数目的增多, 高校教师往往同时指导多名学生进行毕业设计, 许多工科院校要求本科毕业设计题目不得重复, 甚至几年内不得重复, 增加了高校教师选题的难度。选题太难, 学生在短短的几个月内很难高质量地完成;选题太简单, 毕业设计过程形同虚设, 达不到预期的效果。题目选定了之后, 每位学生的研究内容都不尽相同, 遇到了难题, 找不到合适的讨论对象, 少数学生遇到困难一拖再拖, 延误进度, 最终影响毕业设计质量。

基于以上原因, 有必要引入新的毕业设计模式。团队式组织是一种高效的组织形式, 它是在团队成员充分合作的基础上确保任务的高质量完成。无机材料专业在指导毕业设计的过程当中, 采用了团队毕业设计的形式, 并进行了积极的探索和实践。

1994年, 斯蒂芬·罗宾斯教授首次提出“团队”的概念[2]:为实现某一目标而由相互协作的个体所组成的正式群体。所谓团队合作能力, 是指在团队的基础上团队中的每个成员不仅具备个人能力, 更具备一种通过各尽所能来互补互助以发挥最大效率的能力。经济全球化时代, 生产力飞速发展, 竞争愈加激烈, 加速和强化了全球范围内的专业化和社会分工。分工细化要求人们掌握更专业的知识与技能, 同时要求这些不同知识、技能更广泛、更深入地进行交换与合作, 团队合作能力已成为个人在社会生存与发展的必要素质。所以, 要培养适合社会发展的综合性人才, 就要培养在校大学生的团队合作能力。

二、团队模式的建立

所谓团队模式包括两层含义, 即教师团队和学生团队。

1. 教师团队的建立

教师团队是由若干个课题组成员构成的, 可以弥补原来单人指导学生的不足。例如一旦某些教师出国、出差或开会, 团队中的其他教师就会进行指导和监管, 避免指导缺位。

教师团队由经验丰富的教授、副教授和青年教师组成。团队第一指导教师为专业带头人, 指导的本科论文多次获评江苏大学优秀论文, 团队成员均具有副教授职称的年轻教师, 且在不同的高校取得博士学位, 目前承担着863课题、国家青年科学基金、江苏省自然科学基金及博士后基金等项目的研究工作, 自身具有丰富的科研经验。团队模式既可保证团队的科研方向有比较高的起点, 又有利于青年教师的培养和成长。

2. 学生团队的建立

教师和学生以双向选择的形式, 组成学生团队。经过多年的实践, 我们发现一个对课题感兴趣的学生在完成课题的态度上, 比一个对课题无兴趣而学习成绩优异的学生要认真。在双向选择的基础上, 学生团队共由六位同学组成, 其中三人考上本校研究生, 一人考上南京理工大学研究生, 团队成员有着共同的特点, 即对科研工作很感兴趣, 部分同学参加了江苏大学大学生科研立项工作, 在三年级时就进入老师的课题研究, 积累了一定的经验, 并有同学参与并完成的工作发表在Materials Technology期刊上 (SCI收录) 。

三、团队毕业设计 (论文) 的选题

选题与学生的专业知识背景相关, 可以培养学生综合运用所学知识分析、解决实际问题的能力, 这是毕业设计工作的基本要求。同时, 学生对背景熟悉的课题比较容易接受, 上手快, 有利于高质量地完成毕业设计研究工作。选题具有一定的探索性, 有利于培养学生的创新能力和科研素养。好的毕业设计题目可以不断激发学生的创造性思维, 培养学生浓厚的科研兴趣, 让学生在毕业设计过程中不断发现新问题、分析原因、解决难题, 体验科研的乐趣。选题具有一定的系统性, 这是团队毕业设计选题的基本要求。系统性强的课题有利于充分培养团队毕业设计成员之间的协作能力。将一个系统问题划分为若干个子课题, 每个成员都单独负责一个子课题, 只有各个成员之间通力合作, 才能圆满实现团队总目标。

根据无机非金属材料专业的特点及新型无机功能材料发展的现状及趋势, 结合部分学生科研立项的研究方向, 同时结合实验室现有条件, 选择“无机功能材料的水热制备技术”为毕业设计团队总课题, 各指导老师子课题结合老师科研项目, 围绕总课题展开。该课题紧密贴合学生专业背景, 涉及《无机材料科学基础》、《材料测试新技术》、《粉体工程》等多门课程, 可以较好地利用学生所学的专业知识, 同时锻炼学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。

目前, 水热法广泛应用于无机功能材料, 如单晶材料、半导体材料、磁性材料、发光材料等的制备研究中, 不仅可以制备粉体, 而且可以制备薄膜、纤维, 甚至是复合材料, 在新型无机功能材料的研制方面发挥着越来越重要的作用。该课题瞄准无机功能材料发展的前沿, 围绕无机功能材料的研究热点, 如纳米单晶、稀土发光材料、压电陶瓷等展开, 是综合性和设计性实验的提升, 具有一定的实用性和很强的探索性。对学生而言, 该课题题材新颖, 极具挑战性。

四、各种能力的培养

1. 文献调研、写作和表达能力的培养

教师团队安排教师专门对学生进行了文献调研能力的培养, 使其掌握利用图书、检索工具和网络等手段查阅的方法, 然后消化、分析和总结所查到的资料。为了使学生达到论文写作的规范及要求, 安排了教师专门对学生进行写作能力的培训。为了提高学生的口头表达能力, 我们每两周举办一次研讨会, 要求团队中所有学生汇报研究进展、下一步计划和遇到的问题, 然后大家共同讨论。

2. 动手能力和创新能力的培养

我们还引导学生参与硕士生和博士生的课题实验活动, 如研究生开题、中期考核、课题研讨、论文答辩等, 并安排教师专门对学生的动手能力进行培养。教师详细讲解水热釜的使用规程和注意事项, 并指导学生进行具体的实验, 每一位指导老师都要全程指导, 介绍相关仪器设备 (如X射线衍射、热分析、扫描电镜等大型仪器) 的操作方法及注意事项, 尤其是谱图的分析方法, 让学生自己设计实验方案后独立完成实验研究。

为了培养学生的创新能力, 团队安排教师给学生讲解创新意识、创新精神和创新思维, 通过团队研讨, 与硕士生、博士生交流等形式, 充分发挥学生的创新性思维潜力, 鼓励他们在文献基础上大胆创新, 提出新思路、新方法, 给学生提供可能的机会和必要的经费支持, 留出充足的时间和空间让学生开展实践活动和创新活动。

3. 团队协作能力的培养

团队具有目标一致、关系融洽、齐心协力、技能互补等特点。可以看出, 学生毕业论文中团队能力的培养不仅要求学生具有专业工作的能力, 而且要求学生有能力为具体的团队目标承担各自的责任, 作出共同的承诺, 并相互协调, 为共同的目标而努力。

毕业论文的时间有限, 我们要求学生对团队目标深刻理解。团队成员定期研讨, 让学生明白, 个人所作的论文工作只是团队中的一部分, 它要满足团队目标的要求。学生所采取的方法、手段能互相融合, 材料制备方法、测试方法均具有可借鉴性, 团队各成员可以互相学习, 互相探讨, 取长补短, 弥补自己存在的不足之处, 同为水热法, 针对于不同的材料具体的制备工艺如温度、时间、溶剂组成、pH值等均不完全一样, 但是又有可借鉴之处, 虽然每位同学针对某一类特殊的材料制备展开研究工作, 但是, 通过交流与合作, 可以了解整个团队工作的进展, 从而对水热法在新材料研究中的应用有更全面、更深入的了解。多人合作并不意味着依附他人, 也不代表工作雷同, 团队中每个学生有各自的具体任务, 彼此之间既相互联系, 又相对独立, 学生要养成独立思考的习惯, 能发现问题, 提出问题, 学会独立判断与策划。每个人只有依靠自己的努力才能完成论文。团队毕业论文不仅体现在团队结果上, 更反映在学生能否进行团队工作的过程中, 也就是通过整个毕业论文, 学生能否树立团队意识, 培养团队习惯, 提高团队工作能力。

五、结语

团队指导模式, 不仅锻炼了学生, 而且锻炼了老师。经过一学期的努力, 团队成员, 无论是教师还是学生都有不同程度的收获, 团队六名同学, 有两人毕业设计成绩为优秀。回顾本次团队指导的过程, 我们认为, 通过这种新的模式的尝试, 群体的智慧得到了充分发挥, 个体的行动智慧也得到了催生和积淀。通过老师之间、同学之间、师生之间的不断交流共同促进毕业设计教学水平的提高, 也进一步增进师生之间的友谊。

但是, 由于是第一次尝试, 有一些不足, 在以后的教学实践中, 我们将继续对这种模式进行尝试与推广, 在选题过程中进一步强调系统性, 也加强各个环节的有效衔接, 充分调动每个团队成员的积极性, 使学生的学习能力、动手能力、实践能力进一步得到深化和提高, 不断培养学生综合运用所学知识独立完成课题和从文献、科学实验、生产实践和调查研究中获取知识的能力。

参考文献

[1]刘冠卉, 屠洁.毕业设计创新团队模式的探索与实践[J].广西轻工业, 2009, 8:170-173.

无机材料专业 篇10

一、目前存在问题

1.生产实习模式单一。由于本专业的学生在实际就业的过程中, 扩大了就业范围, 很多同学毕业后从事一些与本专业部分相关甚至是毫不相关的工作, 因此, 有必要使学生一专多能, 在生产学习阶段参与多个模块的学习。比如我校无机非金属材料专业的毕业生大部分在中铁各局等建设部门就业, 还有部分毕业生从事材料检测的工作, 按原生产实习模式, 学生的学习较单一, 只能参加生产模块部分的实习, 而对于材料检测、监理等模块的内容则缺乏实践。

2.学生重视性不够。有部分学生在生产实习的过程中, 没有把生产实习看作是步入社会、进入工作的第一步, 在参观相关企业的时候, 仅仅是走马观花地跟着队伍走过场, 这就达不到生产实习的真正目的。正是通过生产实习才能够让学生把书本上的知识与实际生产现场一一对应, 实现理论与实践的紧密结合。由于重视性不够, 以及生产环境带来的噪音、粉尘等影响, 使得学生在进一步了解实际生产环节及各项设备时不够详细, 从而使实习效果打了折扣。因此为了充分调动学生积极性, 实现生产实习对学生理论联系实践的真正提升, 需要对原有的生产实习模式进行改革。

3.生产实习趋于形式化。出于安全生产及对学生人身安全因素的考虑, 现有的实习企业都是让企业负责人员带领学生参观生产流程的各个环节, 没有或很少让学生亲自动手去参与实践, 而只有通过亲自动手才能够进一步加深学生的印象, 强化生产实习的效果。目前, 无机非金属材料专业学生生产实习的企业大多为玻璃、陶瓷、耐火材料等企业, 这些企业的生产环境往往有以下特点: (1) 高温窑炉环境:玻璃、陶瓷等非金属材料需要加热、煅烧等工艺, 其高温窑炉会带来高温环境, 存在着烫伤等安全隐患。 (2) 粉尘环境:水泥、耐火材料等生产过程, 需要对原料进行破碎、粉碎、运输等, 虽然参观的企业都有相应的环保措施, 注重使用各类粉尘收尘器来进行收尘, 但是在生产操作现场不可避免仍有少量粉尘。 (3) 噪声环境:粉碎原料过程中会产生巨大噪音, 循环风机噪声、冷却机高压鼓风等都有较大的噪声污染, 目前各企业对噪声污染的处理较差, 需要在生产实习中注意避免噪声对人体的伤害。综上, 在保证学生安全的情况下, 应提供给学生真正的生产实践机会, 尽力避免生产实习的形式化, 使学生通过生产实习真正学到知识和本领, 这成为生产实习教学改革的重要内容。

4.实习单位落实难。多年来, 我校已与多家无机非金属材料的生产企业形成了良好的合作关系, 建立了生产实习基地。但是为了让学生能够有更多的实习机会, 我们每年都会发展一些新的生产企业, 出于安全考虑, 有很多实习单位不再有接纳本科生实习的积极性, 很难与之建立起长效的合作机制。比如我校学生曾赴某玻璃制品有限公司进行生产实习, 单位负责人派出了指导教师, 进行专题讲座, 并带队参观, 实习效果较好, 但当我们提出与该单位建立长期合作的实践基地时, 企业出于各方面原因考虑, 拒绝了这样的提议。这意味着, 如果企业方中断了这样的合作, 我们还需要重新寻找新的生产实习单位, 所以, 需要有合适的合作机制, 保障校企双方的长期合作关系。

二、教学改革方案

结合无机非金属材料专业自身和新时期企业的特点实现多样化生产实习模式, 具体的实施方案如下:

1.丰富学生实习内容, 拓展实习领域。 (1) 开办专题讲座。将待实习单位的网址介绍给大家, 并播放教师精心收集及制作的视频和多媒体课件, 如实习安全篇、水泥制备工艺篇、玻璃制备工艺篇、陶瓷制备工艺篇等。生动直观的多媒体视频, 以各企业的实际生产路线为主, 配合教师的讲解, 给学生身临其境的感觉, 使学生对实习有一定的感性认识, 对未来实习的内容做到心中有数, 并显著提高实习兴趣。 (2) 增加材料检测、监理等实习单位。例如具有材料检测资质的建筑工程质量检测中心以及具有工程监理资质的企业等, 这些公司具有建筑工程材料取样检测、建筑节能检测、室内环境检测、建筑智能工程检测等检测及监理资质, 涉及到无机非金属材料的内容, 同样适于本专业学生的生产实习。

2.改变实习考核制度, 带着问题实习。改变传统的听技术讲座—参观现场—解答疑问—写实习报告的生产实习模式, 采用提问式生产实习的办法, 首先在实习前, 给学生详细介绍生产实习企业的背景及生产流程, 搜集学生感兴趣的问题, 将学生按五人分为一个小组, 并选出小组长, 每组学生准备自己的问题, 在生产实习过程中, 可允许学生向企业负责人及生产现场的工人师傅请教问题, 指导老师现场评分并记录。在实习后, 让学生按组进行PPT展示, 将生产实习的成果展示给大家, 这样可进一步加深学生的印象, 增强学习效果。提问、PPT展示及实习报告的成绩共同成为生产实习的最终成绩。通过自己查阅相关的资料, 参与其中, 使学生全面得到锻炼, 如此可显著提高学生的学习积极性。

3.进行“订单式实习”, 锻炼动手能力。学生进行订单式实习, 将大大提高他们的主人翁意识和主观能动性, 增强实习效果, 提高实习质量。因此, 可以开展集中、分散生产实习模式相结合的方式, 对于没有明确就业意向的同学, 比如将来想考研或者出国的学生等, 可以安排集中生产实习的方式。对于有强烈就业意愿的, 特别是希望毕业后到实习单位就业的学生, 可以直接在生产实习阶段安排订单式实习, 进行为期一个月的岗前培训, 具体工作内容由企业安排。在毕业设计阶段的3~5个月, 可以直接实现毕业设计在企业完成, 学生在企业指派负责人及指导老师的带领下, 深入到车间, 直接进行生产操作, 实现知识从书本到实践的跨越, 积累了宝贵的工作经验, 为未来的工作打下良好的基础。

4.实现校企合作办学, 激发企业热情。学校可利用各种渠道, 积极开展与企事业单位的深度合作。在课程设置与教学环节上按照企业的实际需要改变原有的人才培养模式。依据自愿原则, 学校选择将来有意到该企业工作的学生在生产实习、毕业设计环节进入到企业培养, 企业根据自身需要分阶段、有计划地对这些学生进行系统的业务和专业技能培训。初期, 可推荐一些待就业学生在指导教师与合作企业共同指导下完成生产实习, 进一步地, 可使学生到企业完成毕业设计工作, 当该项工作获得学生和企业的一致认可后, 可以“冠名班”的方式与企业合作, 从而实现校企合作办学, 这将在很大程度上缓解无机非金属材料专业毕业生的就业压力。

通过本教学改革方案的实施, 丰富学生实习内容, 拓展实习领域, 使原有的实习内容从水泥、玻璃、陶瓷等拓展到检测、监理等内容, 使学生吸收多元化的实践知识;通过改变实习考核制度, 使学生在整个生产实习过程中, 带着问题实习, 最大程度激发学生的实习热情, 并显著提高实习的效果;通过集中和分散实习相结合的方式, 实现部分学生的订单式实习, 能够让学生真正动手去操作, 从而培养学以致用的人才;通过实现校企合作办学, 激发企业热情, 使企业通过生产实习和毕业设计发现人才, 留用人才, 使学生通过生产实习和毕业设计提高能力, 实现就业, 从而达到校企合作的深层次对接, 互利共赢。

摘要：针对无机非金属材料专业目前生产实习中存在的问题, 如生产实习模式单一, 学生重视性不够, 生产实习趋于形式化, 实习单位落实难等问题, 提出了丰富学生实习内容, 拓展实习领域;改变实习考核制度, 带着问题实习;进行“订单式实习”, 锻炼动手能力;实现校企合作办学, 激发企业热情等教学改革方案, 为无机非金属材料专业在生产实习教学方面提供参考。

关键词：无机非金属材料,生产实习,订单式实习

参考文献

[1]庞玉华, 马幼平, 邹德宁, 等.材料成型与控制专业生产实习的改革与实践[J].中国冶金教育, 2011, (5) :66–69.

无机材料专业 篇11

关键词：无机保温；建筑节能；应用

中图分类号： TU551 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）21-99-2

0引言

在过去，应用于建筑中的保温材料几乎全是无机保温材料，有机保温材料在实际中应用的非常少。随着建筑行业的发展，建筑规模的逐步扩大，无机保温材料已经成为建筑节能中不可缺少的重要组成部分。但在节能领域中，无机保温材料多应用于建筑内外墙粉刷，主要有膨胀珍珠岩、岩棉、玻璃棉、发泡混凝土、空玻化微珠等。无机保温材料应用时间非常久远，广泛应用于节能建筑中，且应用的效果非常明显。

1 建筑节能中应用有机保温材料存在的问题

在过去，有机保温材料也应用于建筑节能中。但是在实际中就会发现有机保温材料应用于建筑节能中存在着很多的问题。

1.1 有机保温材料的优越性与不足

就现代化建筑中，楼梯间使用的保温材料有XPS板与EPS板，这些板材中均含有聚苯乙烯。高层建筑外墙使用的XPS板、EPS板与PU有机保温材料中，均含有可燃性物质，安全系数相对较低[1]。因而，在民用建筑中禁止使用此类材料。如果保温材料中含有聚苯乙烯与聚氨酯就非常容易着火。一旦着火，火势蔓延的速度将非常快，且燃烧过程中容易产生大量的有毒有害气体，很容易导致建筑中的人在短时间内窒息，甚至死亡，危险性非常大。由此可见，在现代建筑中保温材料中，即便是利用具有阻燃作用的有机保温材料，也不能完全避免燃烧。

1.2 忽视节能材料的防火功能

改造维修老建筑的时候，为解决外墙结露的问题，会使用到有机保温材料进行保温绝热处理。在建筑节能设计中，对于保温材料的阻燃性要求并没有清晰明确的说明。使用的保温材料只说明具体的类型与厚度。有的建筑节能设计即使说明使用阻燃性的有机保温材料，但实际施工期间，采用的是没有阻燃性的保温材料进行保温处理。事实上，在建筑节能设计中出现这种现象，最为主要的是人们对节能建筑材料的防火功能缺乏应有的重视，导致建筑存在火灾安全隐患。

1.3 耐用性能差，使用寿命短

将有机保温材料运用于建筑保温层中，由于缺乏有效的抗冲击保护能力，导致搬运材料的时候会对保温层产生破坏，有的时候还需另外进行大面积的维修[2]。EPS板是保温节能建筑中较为常见的一种材料，但是这种材料并没有严格的制作标准，导致建筑节能施工使用期间出现多方面的质量问题。

2 无机保温材料在建筑节能中的应用

就现代化建筑发展的形势与发展趋势来看，无机保温材料在建筑节能中应用非常广泛。相对有机保温材料，无机保温材料在建筑节能中的应用显示出明显优势。

具体而言，无机保温材料在建筑节能中的应用体现在以下几方面。

2.1 无机保温材料在建筑节能中的优越性与缺陷

在实际应用中就可很容易发现，相对比有机保温材料，无机保温材料的容量更大，保温效果也没有有机保温材料良好。但是无机保温材料拥有有机保温材料所没有的较多优势。如无机保温材料耐酸碱，不容易脱落，具有非常强的抗腐蚀性，同时无机保温材料稳定性非常好，具有抗老化性。将无机保温材料应用于建筑节能中，可显著延长其使用寿命。在具体的建筑保温施工操作期间，无机保温材料与墙体面和抹灰层能够紧密结合，施工操作简便，应用范围非常广泛，且实用性较为突出[3]。对于不同的墙体基层和形状，将无机保温材料应用于其中，经济性显现的异常明显，且还不会对环境产生任何的影响。建筑节能中，无机保温材料可循环利用，不会产生冷热桥的效果。也就是说，将无机保温材料应用于建筑节能中，作为外墙体侧表面保温材料的同时，还能够作为内墙内侧保温材料，阻燃性非常好，且安全系数非常高。将无机保温材料应用于密集型的住宅区与公共建筑区域均不会产生任何实质性的影响。

2.2 常见的无机保温材料

在建筑保温施工中，有几种无机保温材料经常使用。首先，矿物棉。矿物棉最早出现在上个世纪的英国。从发现至今已经有长达接近170年的历史。分析矿物棉的使用情况就可发现此种保温材料无论是在工艺还是在设备上均取得明显的进步，同时还有效促进保温材料的发展。由矿物棉制成的吸声板、管道以及板应用范围越来越广泛，长纤维性与高弹性的优点非常明显，同时强度非常高。这是一种高质量的无机保温材料，密度相对较低，应用前景非常可观。

其次，玻璃棉。就生产现状来看，生产玻璃棉的国家不多。但是英国离心棉技术在世界范圍内仍旧处于高端水平。在我国，玻璃棉的研发和生产始于上世纪60年代。随着经济与建筑行业的发展，玻璃棉的使用量持续增多。但是我国在生产玻璃棉的时候缺乏较高水平的加工技术，必须引进国外先进技术。根据发展的趋势就能够了解到，离心玻璃棉占据的比例越来越大，已经逐渐成为无机保温材料的主导力量。而在实际使用中也很容发现，玻璃棉温度适应能力非常强，广泛应用在建筑节能中。但同样的，这种材料存在一定的缺陷，即材料中含有有机物，会对环境产生一定的影响，且玻璃棉的强度并不是非常高，制备成的隔热层非常容易出现崩塌，生产工艺也相对比较复杂。在实际应用中其他材料可替代性使用。

再次，泡沫混凝土保温板。相对比其他国家，泡沫混凝土在我国研究的时间比较早。从上世纪末，此种材料被大量应用于地暖、屋面等现浇保温领域中。但是建筑外墙应用的并不是非常多。根据最近几年建筑保温材料引发的火灾事故情况，泡沫混凝土作为不燃温度材料开始广泛应用于实际中[4]。使用这种材料首先就得了解该种材料的优缺点。就优点来看，泡沫混凝土保温板应用于外墙保温中，其优越性主要体现于：这种材料本身就属于A级的防火性材料，性价比非常高，经济性显现的较为明显，相对于其他A级类的保温材料中，成本可以说是最低的一种。同时应用建筑中，兼容性、亲和力均非常好，同时施工操作较为简便。这种材料的优越性，同时还表现在其与建筑寿命等长。但在具体施工操作中，由于受到条件的影响，相对比有机保温材料，泡沫混凝土密度与导热性还是比较大。实际应用的时候，还需对材料进行防水处理。

最后，无机保温砂浆。无机保温砂浆将膨胀珍珠岩或玻化微珠等类似的轻集料作为骨料，水泥作为胶凝材料，同时添加可分散的胶粉均匀混合制成。玻化微珠与膨胀珍珠岩是一种经过特高温工艺生产的球状矿物质，同时也是一种高温轻质的绝热无机材料。这种材料重量轻，具有防火、保温、隔热等优良性能。在实际应用中就可了解到，无机砂浆的优点有这么几点，满足国家防火的要求，同时粘接性能非常好，不会产生保温盲区，并且还有效地防止负风压对高层建筑保温层的影响[5]。在建筑节能中，应用此种无机保温材料，还能够体现出其具有良好的抗冲击性能，有效预防开裂，强度相对较高。但是此种材料使用期间的保温层相对比较厚，需要达到相应的保温层厚度，且这种厚度需两次施工操作才能完成。

3 结语

在建筑杭亚发展规模逐步扩大的过程中，保温材料的应用显得越来越重要。良好的保温措施对建筑使用性能具有非常重要的影响。无机保温材料应用于建筑节能中，可降低保温成本，促进建筑行业发展。

参 考 文 献

[1] 蒋鑫伟.无机保温材料在建筑节能工程中的应用简析[J].城市建设理论研究：电子版，，2012，17（29）：789.

[2] 冯亚坤.无机保温材料在建筑物外墙节能工程中的应用探讨[J].建筑工程技术与设计，2015，12（11）：741.

[3] 胡兵涛.探讨无机保温材料在外墙保温系统中的应用展望[J].建材发展导向（上），2015，12（5）：281-282.

[4] 王新龙.硬质防火保温板在建筑节能工程中的应用技术研究[J].中华民居旬刊，2014，14（27）：726.

无机材料专业 篇12

关键词：设计性实验,实验教学,无机材料专业

电子材料的课内实验课以验证性实验为主,综合性实验为辅助。验证性实验是学生对已知结果进行实验验证,主要在于实验过程的演示和实验结果的证明,重点掌握实验操作的过程。验证性实验的这种实验教学模式有利于培养学生基本技能,对于无机专业学生材料方面的基本理论有比较好的效果。综合性实验所需时长较长,通过实验可以让学生掌握一套完善的电子材料的实验工艺以及结果表征。验证性实验要求学生按照实验指导书预习并撰写实验预习报告后再进入实验室开展实验。实验开始前由实验老师先进行理论方面的讲解,具体介绍实验的目的、操作步骤和方法,重点会强调在实验中遇到的问题和解决思路。与综合性实验相比,验证性实验具有固定的实验思路,容易约束学生在实验过程中的想法,同时很容易出现相互借鉴实验结果的情况,很难达到培养学生创新思维的目的。

设计性综合实验作为实验教学一种创新形式,对培养学生的科研意识,提高学生分析问题和解决问题的能力,激发学生创新思维的重要作用已经得到普遍认同[1]。随着自主设计实验教学方法的不断应用,其教学模式主要分为学生围绕老师指定题目进行自主设计[2,3]和学生自主选题、自主设计[4]两种教学模式。在电子材料实验课程中我们主要采用学生自主选题、自主设计的方式进行了实验教学的探索和实践,并对实践过程中出现的问题进行总结和思考。

1实验教学设计

电子材料的实验课开设在大四第一学期,电子材料实验课所需掌握的基本专业知识已经具备,也具有一定的动手操作能力。因此在设计电子材料综合实验课的时候,可以考虑多发挥学生自己的能力,让学生以研究性实验为主。学生提出实验方案,教师根据情况加以指导,在实验过程中遇到问题后优先让学生自己通过查阅文献资料自己解决,充分发挥学生的主观能动性。学生先提出实验思路、实验方案、具体步骤、所需要用到的设备与药品、实验结果的分析测试表征。老师在学生提出的基础上,根据实验室具体条件再进行调整。电子材料实验课的总课时为26学时,其中验证性的课程实验3次,共10学时,设计性综合实验1次,16学时。设计性综合实验分为资料查询、实验思路的提出、实验方案的设计、实验具体操作流程、实验结果表征与实验结果汇报6个阶段。设计性综合实验以4-5人为一个小组,在理论课学习的基础上,教师给出学生电子材料实验项目相对较新的实验方法和实验思路,让学生通过网络数据库、图书馆等多种渠道查阅近些年的资料和文献获取实验思路。实验方案确定后,学生即以实验小组为单位,各小组将准备的实验方案、具体的实验步骤、所需要用到的设备与药品制成幻灯片,并撰写实验设计报告,由每小组委派一位学生将实验内容在全班内进行交流与答辩,教师结合实验室的条件论证学生实验的可行性后再进行实验。实验完成后撰写实验结果与讨论的报告在全班内进行第二次答辩,汇报实验中遇到的问题和实验结论。

在实验内容选择上,我们以热门的电子材料与元器件为题目,学生可以自主选定课题项目。对于设计性综合实验的考核,以考核实验过程中的综合能力为主,特别鼓励在实验思路与内容方面的创新。在选定的实验课题完成后,需要撰写实验设计报告和实验结果与讨论的两份报告对设计性综合实验进行总结,并进行交流与答辩。教师根据学生所设计课题的创新性、设计思路、设计内容、实验完成情况以及学生的答辩情况进行综合评判,最终确定设计性综合实验课程成绩。

2设计性综合实验内容

设计性综合实验需要学生有一定的电子陶瓷方面的理论和实验操作基础,因此选择将验证性实验安排在设计性综合实验前。验证性实验由学生个人独立完成,可以培养学生独立完成电子材料实验操作的能力,使每个学生掌握实验室基本仪器设备使用的常识、实验药品的种类与用途、电子材料实验流程,补充学生对理论知识的应用能力,培养学生独立思考和动手的能力。设计性综合实验的需要查阅资料较多、操作繁琐复杂,一般学生难以独立在有限的课时内完成,因此学生以小组为单位,相互协调分工完成。综合性实验内容由老师确定一个范围学生可以在此范围以内选择。如果学生有较好的想法,教师也会鼓励学生自主提出课题。学生组合的原则是自由自愿,经过长期的磨合组员之间相互之间比较了解,有良好的团队意识,这对后设计性综合实验的完成具有决定性的意义。验证性实验的内容和实验步骤都由老师写在实验指导书上,而且实验过程中的注意事项教师都会详细讲述,遇到问题教师也能很快解决。而设计性综合实验整个过程都由学生自己完成,老师只起到指导和引导的作用,实验方案的确定、实验仪器和药品的选择、实验结果的分析讨论都需要每组学生讨论完成。在实验中学生遇到问题时应该引导学生通过查阅资料和文献等寻找解决办法,若遇到较大难度是教师可以协助解决。学生在实验操作过程中熟悉了电子材料制备的基本流程,形成了遇到问题独立思考的习惯,也极大提高了学生的实验操作能力和创新能力。

3设计性综合实验实施

设计性综合实验的实验器材分为公用和根据各组实际情况分配的试剂药品。其中公用的设备如磁力搅拌器、量筒、烧杯、容量瓶等集中放置在柜子,并规定该集中区域为公用,每次使用完成后必须清洗干净放回远处。分配到每组自己使用的试剂和药品,则要求每组学生将其放置到已经安排好的专门试剂柜,由每组选出一人负责试剂柜钥匙的保管,以免造成器皿样品的丢失和混乱。实验台面也分配每个小组一个,保证每组都有独立的实验空间,避免在实验过程中发生实验冲突。设计性综合实验以小组为单位,每组之间选择的课题具有较大的差异,每组选择的药品也大多不相同。这就增加需要提供药品的种类,药品的使用率也大幅度下降。有些药品只能使用很小的一部分,长时间的放置导致最后药品失效,造成浪费。随着设计性综合实验的自选题目的长期开展,实验工艺种类越来越多,使用的药品种类也会不断增加,很多某种工艺才使用的药品的使用频率也会随之降低,导致药品的累积。针对药品的浪费问题,教师在指导下一届学生做实验前回动员学生对以前已经做过的实验基础上进行改进和创新,或者选择比较相似的材料体系进行实验,减少药品的不必要闲置和浪费。设计性综合实验不同于传统验证性使用的可预知性,设计性综合实验的实验周期较长具有一定的复杂性,并且实验过程中可能失败需要重做,学生很难在安排的课程时间内完成实验并得到良好的实验效果。因此可以鼓励学生在课余时间来补做实验,可以一周安排2-3次开放实验室,学生可以通过预约来自主完成实验,任课老师和实验员轮流值班学生实验进行指导。

4实验技术方面的经验与思考

在设计性综合实验题目的选择过程中我们发现,大部分学生倾向于选择不同实验方法尤其是新型制备技术的课题。学生对新型的实验技术都具有较大热情,但是由于实验课时的限制和学生对自身能力信心的不足,基本都会选择较为简单的实验工艺。设计性综合实验学生很难在教学安排的课程时间内完成实验并写出实验结果与讨论的报告,虽然学生愿意利用自己的休息时间来完成实验,但是由于对知识掌握的不够深刻以及自身能力的不足,在测试分析的过程中常常遇到较大的问题。实验结果的分析都较为简单,测试方法也比较单一,涉及到一些复杂测试时很难对数据进行分析。实验室的许多仪器并没有得到有效利用,测试与实验的结合还需要教师进行深度指导。针对上述问题可以在学生大三刚开始专业课的过程中对学生进行实验室设备的介绍和培训,给学生推荐一些实验技术方面的书籍资料,播放实验设备操作的相关视频。经常在学生中开展实验室的宣传和普及工作,鼓励学生进入实验室熟悉仪器设备。在实验室仪器旁放置仪器设备的详细介绍,包括设备名称、应用范围、使用规范及注意事项等,利于学生了解学习。此外,对于学生在实验设计方案中经常提及而实验室没有的仪器也要做适当的补充。

5学生对设计性综合实验反馈

学生的评价对教师教学质量提高有着重要的作用。通过对学生的谈话了解发现学生对设计性综合实验很支持和理解,大家都认为设计性综合实验在实验中大家都参与研究、讨论对如何自己设计实验有了初步的了解。尤其是经过自己实际解决实验中遇到的问题和困难会对所学理论知识的理解更为透彻,也能很好的将理论与实际相结合。在实验讨论的过程中,每组成员都能提出一些很好的想法,大家相互交流取长补短,营造了很好的学习氛围。经过对实验方案的调整最终得到实验结果的成就感积极调动了学生对科研的热情,课后很多同学都会选择自己的课题继续做进一步的实验研究。

6结语

电子材料的设计性综合实验对指导教师也提出了较高的要求,学生选择的实验方法和实验内容老师可能并不是十分熟悉,因此要求老师也要来查阅相关文献资料来判断实验中可能出现的各种影响因素和实验的可行性,以更好地指导学生。设计性综合实验需要学生自主选择,激发了学生实验的热情,促使学生在实验中不断学习新的知识,不断探索和创新。电子材料设计性综合实验还需要教师在实验指导方面不断完善,帮助学生掌握电子材料领域方面知识。

参考文献

[1]许会静,刘磊,李艳.生物化学检验自主设计实验的经验总结与思考[J].科技创新导报,2015,11:154-155.

[2]汪涛,李田,叶大梧,等.一个传统验证性实验向设计性实验的升华[J].物理与工程,2011,21(1):10-13.

[3]卢素敏,刘秀军,郭玉高,等.化工原理流体力学自主设计性实验的教学实践[J].实验室科学,2015,18(2):24-30.