无机非金属材料论文十篇

时间:2023-03-20 08:43:40

无机非金属材料论文

无机非金属材料论文篇1

1.1构建有利于提高学生综合素质的实验教学体系

无机非金属材料专业实验教学的改革必须突破传统的实验教学模式,按照素质教育的要求,以提高学生的综合素质为目的,以培养创新能力为主线,采用核心化、多层次实验教学体系结构。核心化是指服从实验目标,以培养应用型、创新型人才为核心;多层次是指实验内容设置划分多个层次:基础无机非金属材料科学实验(基本技能和基本方法)、综合型实验(学科间交叉)、专业设计型实验。精炼基础(无机非金属材料科学基础实验、玻璃工艺实验、陶瓷工艺实验、水泥工艺实验)实验内容,使其与理论知识同步,以验证性实验为主,小综合实验为辅,既加深理论知识的理解,又培养实验基础技能与应用。在大三下学期增加综合型实验,此类实验内容为至少两个二级学科之间的交叉,这样可以巩固学生的实验技能,并且加强不同学科之间的关联,使学生能独立完成实验方案确定、原材料检测、材料制备、材料性能检测、材料结构分析等实验内容,锻炼学生解决实际问题的综合能力。在大四上学期,为了帮助学生就业以及进一步深造和后面的毕业论文打下基础,增加专业方向设计性实验,以设计为主,讲究与工厂实际内容和研究热点相符的研究型实验,以培养学生解决问题的能力,从而培养创新意识。另外,新的实验教学体系要加强对学生的个性发展,实验内容应设立必做实验项目、选做实验项目和研究性实验项目,以满足不同层次学生的需求,贯彻因材施教的原则。

1.2采用利于培养创新应用型人才的实验教学方法

(1)在实验教学中,改进实验教学方法,采用电子视听设备和多媒体网络技术等多种辅助教学手段,将原来分离的理论课及实验课教学合二为一,使原来课堂上枯燥乏味的专业课及实验课变得生动形象,易于理解。通过下载精品课程实验录像,展示实验仪器的内部结构及操作方法。通过自制和下载FLASH动画展示实验原理及实验过程中的细小变化,通过到企业拍摄的生产实况录像给学生一个真实的生产环境。通过多媒体辅助教学,能够将生涩、抽象、难懂的知识形象化,具体化,提高学生的学习兴趣和积极性。尤其对无机非金属材料专业中的大型及昂贵的工厂设备原理、设备、方法的理解与掌握起到了很好的辅助作用,为学生提供反复观摩实验过程,加深理解实验原理的机会。

(2)在实验过程中,改变实验指导方法,强化学生能力培养。采取“以学生为主体,以教师为主导”的教学模式,变“被动”实验为“主动”实验。使实验教学的各个环节、各个层次都能锻炼学生的动手能力,充分发挥学生的积极性和创造性。教师只提供指导,实验由学生自主完成。这样就要求学生实验前必须认真准备,查阅相关文献,自己设计实验方案和数据表格等。通过实验促进学生个性的发展和创新能力的培养,使学生成为主动实验的参与者、探索者。让学生解决实验中遇到的问题,提高实验效果,增长实验经验,锻炼实验技能。实验结束后要引导学生去思考实验中的问题。

1.3建立科学、公正的考核体系

实验教学的考核方式直接影响着学生参与实验的积极性。新的实验教学模式应改变传统以实验报告作为主要评分依据单一考核方式,对不同类型实验采取不同的考核手段,使考核更加客观公正,并且让不同类型的学生发挥各自的特长,亦可有效杜绝实验报告抄袭和雷同的现象。无机非金属材料工程专业实验教学的考核重点应是对学生综合实验技能的掌握程度、动手能力和解决实际问题能力的考核。对于基础性实验的考核以实际操作与实验报告为评价依据,其中实际操作现场考核,实验报告应为学生独立完成的,无固定模板,教师对其做出综合判断,两项综合评定为其最终成绩;对于综合性实验的考核,以答辩的形式评定成绩,采取抽签的形式,确定每个选择答辩评定成绩的学生必须答辩的实验题目和内容,答辩结束,要求学生针对答辩题目与内容提交自己答辩情况分析和最佳答辩结果书面报告。教师依据学生就实验内容设计与结果分析方法等问题的答辩和书面总结情况评定学生成绩。对于设计性实验的考核,可建议学生撰写相关的科技论文,通过引导学生针对所做的实验内容,有目的的查阅文献、分析问题,最终解决问题,以论文的形式呈交实验报告,全面锻炼学生的研究与创新能力。

1.4增加无机非金属材料专业实验室安全课程

笔者在美国访学期间对美国大学实验室安全教育系统(EHS)印象深刻,其教育形式多样,内容齐全,非常值得我们借鉴。为此,无机非金属材料专业实验教学新模式中应引入类似美国EHS管理系统。无机非金属材料实验室要强制实行安全训练课程及考试制度,实行硬性的安全教育和实验室准入制度。在进入实验室之前,每个学生都必须进行安全培训与考核,最好相关部门建立一套安全教育网络学习系统,设立包括一般实验安全、安全用电、防火、逃生以及如何使用有毒有害、易燃易爆的实验品等在内的多个专门培训课程,并通过考核作为进入实验室的前提条件,考试不合格者禁止进入相关实验室,必须重修合格后才准进入实验室。另外,还可以借鉴美国高校的做法,拍摄不同内容的专题安全教育影片,放到相关网络系统中,供有需要的人员下载或在线观看和使用。

2结语

无机非金属材料论文篇2

关键词:无机非金属材料;实验室开放;教学研究;综合性实验

无机非金属材料专业主要培养具备无机非金属材料特别是建筑材料科学与工程方面的知识,能够从事该领域的科学研究、技术开发、工艺和设备设计、建筑施工、监理、技术及经营管理等方面的高级工程技术人才。学生通过系统学习及专业训练,掌握该领域的基础理论、专业知识和基本技能,研究无机非金属材料及其复合材料的组成、结构与性能之间的关系,探索无机非金属材料的制备、加工工艺技术及性能测试评价。笔者结合无机非金属专业的特点和毕业生的就业方向,探讨和研究无机非金属材料专业的专业课实验教学,从调整课程设置、修改教学内容、改进考核方法、加大实验室的开放力度等几个方面进行了探讨性研究,提出了改革方案,为无机非金属材料工程专业实验教学改革提供了理论依据。

一、专业实验课的设置及实验内容

在20世纪90年代,高等学校的课程设置和教学内容都进行了改进,无机非金属材料专业经过调整后,把原有的胶凝材料、水泥工艺学、混凝土工艺学等专业课程的实验课的内容,统一调整为无机材料测试技术专业课的实验内容,由于无机材料测试技术课程实验学时较少,删除了现在无机行业使用较少的材料实验内容,如,石灰的消解温度、产浆量;石膏的性质、细度的比表面测定方法等实验内容,增加了一些新型材料的实验内容,这样能使学生及时掌握无机材料科学发展的方向,也增强了学生适应社会的能力。但是新型材料的发展,离不开基础材料,基础材料在无机材料的发展中起着重要作用,新材料及复合材料的实验也是在基础材料实验的基础上有所发展的,拼命地追求新材料的实验内容,忽略了基础实验和传统的实验内容,使得无机非金属材料专业学生在完成本科毕业论文阶段明显感觉到实验动手能力不足,在毕业后的工作中,表现出缺乏基础实验技能的训练。所以,基础材料的实验教学在实验课教学中尤为重要,专业实验课的实验内容更应重视基础材料的内容。

二、专业实验实行独立设课,引导学生重视实验课

高等学校的学生存在一个普遍的现象,重视理论课和考试课,忽视考查课和实验课。这种现象是中国应试教育模式的延伸,在这种教育模式下,学生习惯了考试,不适应考核与考查。只有把实验课与专业课分开,独立设置成一门课程,进行单独考核,单独计入学分,才能引起学生足够的重视,从而提高学生的专业技能。

在建筑领域对无机非金属材料的研究越来越广,各种新材料、复合材料大量更新。实验内容和实验工作量越来越大,在原来的基础上增加实验内容远远满足不了实验课的需求,所以无机材料专业的专业实验课应独立设课。课程时间设置成一段时间(一周或两周),课程应分三个阶段,第一阶段:学生必修实验内容(基础实验);第二阶段:教师布置实验内容(综合性、设计性实验内容);第三阶段:学生自主设计实验内容。通过这三个阶段的学习,学生能够把本科阶段的专业课以及专业基础课的内容贯穿起来,形成一个系统的知识链。

三、加大实验室的开放力度,培养学生的动手能力

要满足实验课独立设课的要求,实验室必须进行全面的开放,满足学生的实验需求。

在学生实验集中阶段,首先选一些验证性实验内容,并同时开放所有的实验室,学生可随时选做必修实验内容的任意一个,但是在规定时间内必须完成所有的必修内容。在这一阶段,要求学生熟悉必修试验项目涉及的实验仪器、原理、操作方法及国家的相关技术规程,掌握必修实验材料的技术性质。通过这一阶段的实践,使学生掌握基础材料的实验方法和评定方法,培养学生的动手能力。在第一阶段结束后,提交实验报告,教师布置下一阶段实验任务,这一过程也是必修内容,教师给定几个综合性试验或者设计性试验题目,学生分组选择后进行实验方案的设计,经教师同意后进行试验并写出实验报告。这一过程提高了学生的实验方案设计能力。最后,由学生根据自己的兴趣爱好提出实验题目、设计实验内容,经教师同意认可后,自行进行试验并提交报告。

学生经过这样一个过程后,使理论知识和实践技能有了衔接,同时也是对各门专业课知识的一个系统的总结,不但提高了理论水平,而且提高了学生的动手能力。

四、注重学科交叉渗透,开设综合性实验,提高学生的专业素质

无机非金属材料学涉及多学科领域,所以在专业实验教学过程中,应注重学科知识的交叉渗透。利用综合性试验项目,把许多相关的学科知识进行融合,使学生掌握相关知识,把理论与实践进行衔接。

在国家开展本科教学水平评估以来,学校为了提高本科教学质量,要求本科毕业设计题目是一人一题,不允许出现雷同论文。本科毕业设计时间持续一个学期,由教师命题,学生自主选择,然后根据自己的论文题目,设计实验方案。由于论文命题都是结合教师的科研内容和研究方向定的,所以实验内容除无机材料学外,还包括有机化学、无机化学、声、光、电、力学等多学科的方方面面。这时大多数学生显得很盲目。使学生在专业试验阶段掌握这些相关的实验内容,开设综合性试验、设计性试验就显得尤为重要。综合性、设计性试验能使学生对所学知识和感兴趣的知识进行整合和改进,在实验过程中掌握实践技能,培养学生的专业素质。

专业实验课改革和实践是一项长期的工作,它涉及相关学科的方方面面,是一项系统而艰巨的任务,必须寻求各方面的支持和帮助。无机非金属材料工程专业的毕业生分布在科研、生产、检测等不同领域,要使毕业生都能在自己的岗位上熟练地发挥自己的特长,充分发挥自己的潜能,是我们教学研究要达到的目的。为了达到这一目的,就要不断进行教学研究,探索无机非金属专业的教学改革和建设,培养学生理论联系实际的能力,增强分析问题、解决问题的能力,开发学生的潜在能力,把学生培养成实用型人才。

参考文献:

[1]陈桂华.材料化学专业实验教学研究[J].洛阳师范学院学报,2009:150-151.

[2]张刚.环境科学专业实验课教学改革探讨[J].实验室科学,2009(2):44-46.

[3]肖佳.土木工程材料开放性试验教学研究与实践[J].长沙铁道学院学报:自然科学版,2006(2):83-84.

无机非金属材料论文篇3

1.1无机非金属材料工程工艺实践

工艺实践是结合专业课程而制定的与现场实习类似的一类实践教学,通过自己动手,能够对无机非金属材料工程专业工厂的主要生产环节产生更为实际的感性认识,能对其生产过程有一个完整的了解,进而熟练掌握水泥、玻璃、陶瓷等工艺的操作流程,了解常用和现代无机非金属材料设备的性能和用途,能借鉴材料工艺应用的成功经验,通过工艺实践的开展,为毕业设计和今后从事的专业工作打下基础。

1.2专业实习

无机非金属材料工程专业实习包括教学实习和生产实习两个环节,实习均安排在企业进行。教学实习以现场参观、集中讲解和简单操作的形式完成,通过实习使学生获得对无机非金属材料工程工厂生产的感性认识,加深理解所学的理论知识,逐步提升学生分析问题、解决问题和动手实践的能力,并让学生对生产过程有全面的了解,生产实习安排在专业课程教学之后,采用集中学习、分散跟岗的模式,为避免学生在进入实习基地对专业课与实习内容产生脱节感,在学生进行实习之前,将安排学生自主查阅相关教材和资料,使学生在实习之前对所实习的工厂基地有一个全面的了解,这样有利于学生认真对待实习、重视实习。通过系统的专业实习后,学生能够熟悉无机非金属材料工程的各个生产环节,从原料准备到生产、运输与管理的全过程,了解先进的生产技术与装备,为今后的学习、工作及科研打下坚定的实践基础。学院要选择一个好的实习基地,要求实习基地配备经验丰富的指导老师,为学生提供实践、教学、科研场所以及设备,并且给学生可以参加实践的机会,力争通过生产一线的工程训练,提高学生的工程实践能力。另外,对于学生的考核不应该一味追求实习结束后撰写实习报告,可以采取灵活的手段进行考核,比如以现场提问,答辩的形式,结合实习报告的形式来完成。

1.3毕业设计(论文)

毕业设计目的在于训练学生运用所学基础理论和工艺知识独立地解决有关无机非金属材料工程工厂设计中的工程技术问题。通过毕业设计把所学的理论知识和实际技能有机地结合起来,并应用于工程设计,进一步提高分析问题和解决问题的能力及运算和绘图能力,同时,要学会利用文献资料、查阅图表、手册等方法,初步掌握无机非金属材料工程工艺设计的基本原理、方法、步骤和编制设计文件的基本能力。毕业设计(论文)是学生在校学习期间一个重要的实践性教学环节,利用无机非金属材料专业加入“卓越计划”的契机,选派相关教师到合作企业中锻炼,加强教师的工程素养。建立一支“双师型”指导队伍,联合指导学生的毕业设计(论文)。学生在选题时,一方面结合学院对卓越计划的培养目标,另一方面结合学生在现场实习时所遇到的问题,共同为学生制定毕业设计(论文)题目,让学生能够“真刀真枪”完成毕业设计(论文),提高学生研发和工程设计的能力。

2加强实践教学基地建设

校外实习基地是高校开展实践教学的重要场所,学院积极与相关企业联系,开展实习基地建设,根据企业规模和学生就业意图,经过广泛调研,无机非金属材料工程专业分别在淮南、淮北、蚌埠、南京,湖南等地二十多个单位建立了长期的实践教学基地,可以满足学生开展创新实践教学的需要。实践对于学生来说是非常重要的一个环节,学生在第7学期开始熟悉所在企业的工艺流程,做到所学理论知识与实践的相结合,到第8学期实行企业同老师双师型指导教学,可以聘请企业技术人员进行现场讲解,座谈,加深学生对实际生产与所学理论知识的融合,齐全的实践教学基地和产学研基地为无机非金属材料工程专业人才培养质量提供了支持和保障。

3加强教师队伍建设

无机非金属工程专业现有教师大部分是博士,硕士,参加工作就直接从事教学,现场经验不足,工程实践能力欠缺,为了使卓越计划的成功实施,需要加强无机非金属材料工程专业教师队伍的建设:一是加强对现有教师工程能力的培养,鼓励部分教师到企业工程岗位工作学习1~2年,丰富青年教师的工程实践背景;二是直接从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员担任兼职教师,为学生在企业学习提供全面指导,让其承担专业课程教学,指导毕业设计等任务或担任本科生、研究生的联合导师。着力建设一支具有一定工程经历的高水平专、兼职教师队伍,强化师资队伍的教育素质和技能培训,提高教师的工程实践能力,加强和完善教学团队的教师队伍力量,使工程型教师达到专任教师总数的90%以上,形成专业水平高、实践能力强的教学团队。

4鼓励学生积极参与教师科研项目

将教师的科研课题与实践教学相结合,鼓励学生参与到教师的研究课题里,目的是提高学生的动手能力和对本专业的兴趣,学院鼓励学生以卓越计划为依托,尽早与导师联系,尽早走入实验室,自主进行研究。在学生进入实验室时,摒弃以往教师是实验的设计者,学生是实施者的角色,让学生积极查找文献、制定技术方案、研究探讨、方案实施、优化方案和撰写总结报告,这样就使学生在实验过程中把握学习主动性,加深对知识的理解,扩大学生的知识面,提高学生的科研创新能力和实践动手能力。

5加强实践教学管理

制定实践教学计划和实践教学标准,同时加大监督、管理、检查力度,合理制定各层次的管理规章制度,并建立和完善各层次的管理目标责任制,加强实训教学的考核管理,制定合理的实训教学考核办法,如教学制度的执行情况,实验教学内容的安排及完成情况。将实验设备的维护管理都融入到教学管理体制中,将教师实践教学的积极性充分调动起来,形成一个良好的实践教学机制,让实践教学真正落到实处。学生校内的实践课程考核主要由作业、出勤、考试、实验等几部分组成,根据课程的性质不同,还可以加入项目设计及测验等形式;对于企业实践环节的考核,将由学院和实习基地共同完成,但主要评定由实习基地的导师根据学生参加工程训练的情况给出。具体考核方法:单独对每个培训环节进行考核,在现场由每个实训导师按照实习基地的标准对学生进行考核,考核方式可采取提问答辩、现场操作等,学生的实习成绩由学生在该实习基地的实际表现给出。

6结语

无机非金属材料论文篇4

1、无机非金属材料工程专业学生毕业后可在无机非金属材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作。一般就是水泥厂,陶瓷厂,玻璃厂,混凝土行业以及专业的相关部门。

2、无机非金属材料工程专业学生主要学习无机非金属材料及复合材料的生产过程、工艺及设备的基础理论、组成、结构、性能及生产条件间的关系,具有材料测试、生产过程设计、材料改性及研究开发新产品、新技术和设备及技术管理的能力。

(来源:文章屋网 )

无机非金属材料论文篇5

关键词:材料科学,综合实验,教学改革,实践能力

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)38-0036-02

近年来,我国高等院校办学规模不断扩大。为适应经济社会发展需要,如何培养基础扎实、综合能力强的高素质人才已成为高等院校培养学生的新要求。材料测试综合实验是我校无机非金属材料专业本科生的必修专业课,其主要目标是使学生系统学习和掌握各种测试仪器的基本原理、实验技术及其在无机非金属材料中的应用。本课程实践教学环节是材料测试方法学习的重要组成部分。通过本门课程的学习能够使学生掌握偏光显微镜和部分大型仪器设备的操作方法、样品制备、晶体的镜下特征、图谱解释、数据处理等;学会利用X射线衍射仪、红外光谱仪、热分析仪等大型仪器设备解决材料的物相组成及结构鉴定等问题,培养学生的动手能力和综合分析能力。高等教育经历了十多年的大众化发展,如何创新教育教学方法、强化实践教学环节、构建完善的课程体系,以提高高等学校教学质量、培养高质量创新型人才是目前我国高等教育的教学改革重点[1]。材料测试综合实验教学正是基于上述宗旨,不仅要为学生提供将材料测试方法理论教学付诸实践的机会,同时还要在实践教学的过程中提升学生动手能力以及分析问题、解决问题的综合能力[2]。针对以上目标,为了让学生能够更好地掌握无机材料的测试分析方法并形成系统化的认识,我们着重从以下几方面入手对材料测试实验教学改革进行探讨。

一、材料测试实验教学改革的设想

高层次应用型人才培养是高等教育适应科学技术进步和社会经济发展与转型的必然要求,因此在材料测试实验教学改革的设计与实施过程中,我们确立了以高素质综合型人才为目标的培养模式[3,4]。根据我校无机非金属材料专业设置情况,首先结合材料测试方法理论课教学内容,令实验教学与理论教学内容紧密结合,进一步巩固学生对各种测试方法理论的掌握;针对无机非金属专业的特点制定相应的实验内容,如加大对矿物材料的测试分析环节比例,设计建立多层次的实验教学体系,加大综合性、研究性实验比例;着重培养学生分析问题、解决问题的综合能力。对于一些实验程序复杂、耗时较长的实验可以开展多个小组的学生合作完成注重学生协同合作精神的培养。

二、材料测试实验教学改革具体措施

1.实验内容的更新与优化。由于材料测试方法内容广泛,新仪器、新方法层出不穷,发展迅速,因此在内容选择上更要突出重点,增设研究性实验、分析方案设计实验和综合性实验,把材料测试实验教学由让学生学会使用仪器和测定数据,上升到让其学会如何运用仪器设备对材料进行深入分析的新高度。加大综合性、专业性强的实验比例,综合性实验课时占到总实验课时的65%~75%。此外,针对我校无机非金属材料专业办学特点,我们在测试仪器的基本操作实验教学外,还增设了许多针对无机矿物材料的研究性实验。这样的实验课程设置不仅能够确保学生掌握仪器基本操作方法,而且体现了专业特点,增强了课程与生产实际的联系,有利于培养高层次应用型人才以适应行业发展的需要。只有持续不断地更新与优化,方可令材料测试实践教学在培养高层次综合型人才方面发挥更大的作用。

2.强化实验教学环节。实验指导教师应重视实验测试前的专项讲解。在实验前的讲解过程中,应从以教授知识为主的传统被动教学方法向启发思维、探索知识的主动教学方法逐渐转变,形成“实践引导、自主思考”的教学模式。在激发学生对实践教学环节的兴趣的基础上,阐明实验的目的与意义、操作要点以及在现实生活、工业、科研等领域的应用及国内外的相关前沿知识。让学生在对仪器设备有了充分认识的基础上,了解当前的先进技术,以拓宽学生的知识面。同时还要清楚地了解相应理论课的授课内容。这样方可令实验前仅有的10~15分钟讲解过程对整体实验起到有效的指导作用,学生在实验过程中的学习、操作效率也会随之提高。

3.重视学生基础实验能力的培养。学生基础实践能力的欠缺往往会成为综合型人才培养的阻碍,而实验教学是培养学生实践动手能力最直接、最有效的方法,是培养学生实际应用能力的主要途径。我们在教授每种仪器使用的实验环节,都应有意识地保留一次培养学生基本操作能力的基础性实验和验证性实验,课时大约占实验总课时的1/4~1/3。在基础性实验课教学过程中,不单让学生熟练掌握仪器的基本操作方法、使用流程,同时要让学生能够准确记录实验数据、处理数据,并通过对实验数据的记录,督促学生认真思考、分析相应的实验结果,巩固和加深对不同材料测试方法原理的理解。

4.重视实验后的分析讨论。每次实验结束后,必须带领学生对本次实验进行总结,对实验中出现的各类实验现象以及科学问题加以分析讨论,探讨实验现象的理论解释以加深学生对实验内容的理解,训练学生从多层次、多角度、多方位思考、分析和解决问题。加深学生对各种材料测试方法的认识,让学生自己思考、讨论,结合实际数据与结果使学生更有效地掌握知识。逐渐构建学生的从现象认识本质、从规律探索抽象的主动学习思维,增强学生的综合分析能力。这样的教学过程不仅能提高学生的自学能力、知识迁移能力,而且还能培养学生发散思维能力、分析和解决问题能力等,是培养高层次综合型工程技术人才的重要手段。

学生综合能力的培养是我国目前高等院校人才培养过程中关注的重点。本文针对无机非金属材料专业本科生的材料测试综合实验教学改革进行了探讨,分别从实验内容的更新与优化、实验教学环节强化、学生基础实验能力的培养以及实验后的分析讨论四方面对进行了阐述,旨在通过这些改进措施使学生更好地掌握实验基础方法,提升学生的实践动手能力及综合素质,进而为培养、造就高层次、高质量、综合型的无机非金属材料领域人才提供培训手段。

参考文献:

[1]吴其胜,张长森,焦宝祥,等.材料科学与工程专业实施卓越工程师计划培养模式的研究与实践[J].化工高等教育,2012,(03):14-17.

[2]姜德立,陈敏,谢吉民,等.大学化学教学中培养学生创新能力的探索[J],教育教学论坛,2013,(10):198.

无机非金属材料论文篇6

我国的高等教育在20世纪末进行了大力改革,取得了令人瞩目的成绩。但是,由于长期形成的教学理念及经费等方面的原因,各类理工科专业在实验教学体系改革中成效不显著。尤其对于无机非金属材料这类实验学科,必须将实验教学体系的改革和整个教学体系的改革通盘考虑,同时将高校培养自主创新人才的目标与实验教学改革相结合,只有这样才能在新的教学计划中实现既定的人才培养目标,培养出基础雄厚、勤于思考、善于动手的新时代大学生。

一、我校无机非金属材料专业现状

1998年,国家教育部新颁布了普通高校本科专业目录,对原有专业设置和专业结构进行了调整,旨在拓宽专业口径,提高学生基本素质,以增强学生对社会主义市场经济和科学技术不断发展的适应性[1]。

我校在新的专业目录中,无机非金属材料专业需要培养具备材料科学与工程方面的专业基础知识,掌握材料科学与工程领域的相关专业知识,能在无机材料、复合材料和纳米材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工艺设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。无机非金属材料专业课程体系、教学内容和实验教学体系的制定都是围绕着这一目标,对于培养综合型人才,实验教学环节显得尤为重要。

二、我校无机非金属材料专业实验教学体系中目前存在的主要问题

1、实验教学的内容设置过于依赖理论课程。在传统教学理念中,实验教学一直被认为是理论课程教学的补充,忽视了实验教学作为课程主体的独立性;在传统教学方法中,往往只考虑实验教学内容与理论课程设置的一致性,而忽视了实验课程本身所具有的规律及特点。

2、实验教学内容上,存在着“四多四少”:依赖于课程理论教学的验证性实验多,能发挥学生能动性、积极性的设计性实验少;经典的理论性实验多,有特色的、能反映学科最新研究动态和工程实践的实验少;孤立的单元性实验多,多学科内容复合的综合性实验少;老师讲解并演示指导操作的实验多,学生自主思考动手设计操作的实验少。

3、教学方法上,缺乏创新,教学手段单一、方法古板。在大多数的实验课程中,教师将实验讲义准备的越来越详细,实验用具也准备的越来越具体。对于学生而言,只需要按照老师的讲义,“照方抓药”即可完成实验。这类实验进行的多了,学生便会对实验缺乏兴趣与主动性,进而导致忽视实验课程在教学过程中的作用。

4、在其他方面,存在着实验设备陈旧;部分实验设备缺乏,不能满足每个实验组的要求,造成实验设备在实验教学时高负荷操作等问题。

三、无机非金属材料专业实验教学体系的改革思路

实验教学体系的构建是否科学、合理,对能否培养出既掌握扎实理论知识,又具有动手实践能力的综合性人才有着重要的影响。结合国家的教育方针与政策、无机非金属专业的培养目标、社会对本专业的实际需求、学生对实验教学内容的建议及上文中提到的所存在的各种问题等,我们提出了我校无机非金属材料专业实验教学体系的改革思路。

A、实验教学体系构建的指导思想及原则:

1、以创新能力、动手能力培养为实验教学的核心。从单纯的讲授知识、传授技能转变为培养学生自主创新能力;培养学生将课堂专业知识与实验技能相结合的能力;培养学生在实验中发现新现象,解释新现象的能力;培养学生动脑思考、独立设计实验并完成的能力。

2、优化课程实验配置,积极压缩验证性实验,多开设综合性和设计性实验,大力发展开放性实验。开设能够反映本学科最新研究动态及工程实践方面的实验内容,增加学生自主设计性实验、多学科综合性实验及单方向深入研究性实验。

3、提倡以学生为主体的意识,因材施教,注重学生个性的发展。改进教学方法,由以前的教师一包到底,转变到学生为主、教师辅导的形式,充分调动并发挥学生的主观能动性、积极性和创造性。

4、以无机非金属材料的制备工艺、性能测试、结果分析为主线,构建与专业理论教学相平行的实验教学体系。两者之间既要做到相互独立、各自发展,又要做到互相补充,共同进步。充分体现实验在材料设计、研究、生产过程中的主导地位。

5、在实验教学过程中,注意使用现代化教学手段,引入多媒体教学等内容;在实验教材的安排上,根据实验课程内容的调整,重新编制内容新颖的实验教材;在实验设备上,加大投资力度,尽可能满足学生对实验条件的要求。

6、合理设置实验室,加强实验室与教研室之间的联系,建立健全的实验教学体制。加强对实验教师的培训,使其能充分调动学生对实验课程的学习积极性。

B、实验教学体系的构建思路和具体方法

遵循上述指导思想和原则,我们拟定了无机非金属材料专业实验教学体系的构建思路和具体方法。我校的无机非金属材料专业实验教学体系应该是一个“四种方式、三个阶段、两种综合、一个目标、以能力培养为核心并贯穿整个培养计划始终的实验课程体系。”

1、“四种方式”是指学生在校期间的实验教学可以分为四种不同的方式。分别为:前期的公共性实验、中期的开放性实验和专业实验、后期的毕业论文实验。

公共性实验是指学生在大一大二学习基础课程时,对本专业相关的基础实验内容的学习。这种方式有利于学生打下良好的实验基础,有利于其熟悉实验操作、实验手段,掌握最基本的操作技能,为进一步的专业学习及实验打下良好的基础。

开放性实验和专业实验也非常重要,这是在学生学习专业知识的过程中进行的。我们一方面强化专业基础实验教学,提高教学时数,且单独设课,重要的是我们根据材料类专业的共同特点,建立了专业基础课的公共实验平台,即将专业基础实验构建为四类公共实验:材料合成与制备实验、材料成形与加工实验、材料结构与表征实验、材料性能测试实验;另一方面,我们针对无机非金属材料量多面广的特点,设立了各种设计性的专业实验,这些实验完整再现了一个具体材料的设计过程,而且多是教师们的科研课题,非常具有时效性、前沿性。

这两种方式非常有利于学生进一步了解自己所学专业的内涵及发展前景,有利于形成和强化学生的专业思想,为日后的进一步学习或工作打下基础。

毕业论文实验是对学生四年大学学习的一个总结,是理论知识和专业知识有效的结合。对于进一步考研深造的学生而言,可以尽早进入研究状态;对于工作的同学而言,也可使其更快的熟悉工作岗位。

2、“三个阶段”是指学生在校期间的实验教学可分为三个阶段,并使其对应到上述的“四种方式”中。

首先是前两年的理论学习及基础实验阶段。在这期间,学生需要掌握基础实验所需要的理论知识,如化学、物理及物理化学等;学会进行基本的实验操作,能够独立完成教师布置的实验任务。

中期是指学生在大三学年接触专业知识之后,安排一定的与专业知识内容相关的学科前沿课题,或者工程实践课题等实验项目。从而使学生在理论上及实践上均对专业内容进行了解。这一阶段应该是学生锻炼实验能力的主要阶段。

后期是指学生在大四阶段对专业知识深入了解之后,同时结合毕业论文环节,进一步查漏补缺,进而弥补自己在理论或实验技能上的不足。

3、“两种综合”是指在实验教学体系中要做到实验课程内容综合化和教学方法综合化。

实验课程内容综合化,是指在实验内容的安排上,尽量取消验证性实验,尽可能安排综合性和设计性实验,并注重体现专业特色。在条件允许的情况下,也可以选择跨专业的综合性实验安排。在实验内容的综合化方面,要根据不同的学生情况进行不同的安排。

教学方法的综合化是指在实验教学的过程中,引入各种教学方式,如多媒体教学,演示教学、计算机模拟等。对于验证性、综合性实验等,采取传统的封闭式教学方法;对于设计性、研究性实验,则可以采取学生分组,自主讨论研究,方案自定、共同协作的开放式教学方法。

4、“一个目标”即实验教学改革的唯一目标为培养具有丰富理论知识、具有自主创新思想和专业思想、拥有较强动手能力的新时代大学生,使学生在毕业后能顺利地进入研究或工作中。

四、结束语

无机非金属材料论文篇7

关键词:混凝土工程与技术;课程建设;应用型人才

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)04-0279-02

在大连交通大学无机非金属材料专业开设《混凝土工程与技术》课程源自大连交通大学校级教改项目——《优化“无机非金属材料专业”课程体系,拓宽就业渠道》的教改探索与实践。多年来学生的就业数据表明,无机非金属材料专业就业的去向主要为各中铁局,从事混凝土材料的制备、性能及相关研究工作。例如,2010届无机非金属材料专业学生从事混凝土行业的就业率达该专业总就业率的84.6%,2011届学生从事混凝土行业的就业率达该专业总就业率的79%。由此可见,开展《混凝土工程与技术》课程的教学对于培养服务于混凝土工程的应用型人才具有关键作用。只有进一步完善和优化《混凝土工程与技术》课程体系,加强课程建设,方能适应新形势下对高水平混凝土技术人才的需求。2010年大连市混凝土行业共完成混凝土销售量1600万立方米(包括建筑、交通、市政、港口用量),实际产值48亿多元人民币(按现行市场价格计算)。同年,大连市重点项目“地铁”工程全面开工,预计2013年底竣工。这为无机非金属材料专业学生的就业提供了前所未有的机遇和挑战。研发、检测人才的大量短缺,对《混凝土工程与技术》课程建设提出了新的要求,要求培养出专业知识水平高、理论基础扎实、能够学以致用的应用型专业技术人才。因此,必须加强《混凝土工程与技术》的课程建设,一方面使学生提高认识、加强重视;另一方面需要增强课程本身的吸引力,从各个环节进行完善。

一、课程建设

《混凝土工程与技术》是一门无机非金属材料专业的专业课,是无机非金属材料专业培养计划中的核心课程之一。混凝土材料涉及面广,行业范围宽,通过《混凝土工程与技术》课程的建设,可使学生在毕业后很快熟悉业务,成为混凝土质检、研发或监理部门的工作技术骨干。在授课时系统阐述了混凝土行业最新的国家标准,例如《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)等,使学生全面掌握混凝土结构设计的关键技术内容,进一步加强和规范混凝土工程与技术的先进理念与标准。同时,课程在教学内容更新、课件制作、网络教学建设、教学方法改革和考核方式改革等方面采取了措施,以加强对学生创新能力与综合能力的培养。

1.教学内容更新。作为应用型专业课程,课程内容的设置原则为“理论够用,重在应用”,因此,对《混凝土工程与技术》课程的内容设置做了如下调整:主要介绍混凝土材料组成,混凝土结构及基本性能,混凝土生产技术,包括混凝土配合比设计、预拌混凝土生产工艺、预拌混凝土的运输,混凝土工程施工技术包括模板工程、混凝土的浇注等。预应力混凝土工程,混凝土制品生产工艺及特殊混凝土技术,混凝土结构维修与加固,混凝土的检测与测试等内容。其中,在混凝土结构及基本性能、混凝土配合比设计内容上加大理论知识的深度,特别是混凝土配合比设计是本课程的核心及重点,因此应当深入介绍公式的理论推导及例题计算演示。其他理论内容与实际应用衔接不大的,进行略讲或删减。在混凝土施工工程中需使用大量的钢筋材料,当混凝土发生劣化时,钢筋锈蚀的危害也较为严重。

2.课件制作。《混凝土工程与技术》课程涉及到大量的施工工具、混凝土制品与施工现场的内容,通过制作高质量的多媒体教学课件,合理编排课件内容及添加图片等方式尽可能把实际施工现场的情况展现在学生面前,结合一些视频资料,使学生全方位理解课程内容,并在以后真正走向工作岗位时,尽快熟悉业务,胜任相关工作。

3.网络教学建设。利用学校的网络教学平台,为学生提供网络学习课程的电子资源,如教学课件、教学进度表、教学大纲等。同时,在课程的教学博客中发表了大量与课程相关的行业知识介绍等,学生通过浏览网络课程,可大大开阔眼界,拓宽知识面,激发学习兴趣。

二、教学方法与考核方式的改革

为了督促学生深刻理解和牢固掌握专业课的知识,灵活地学以致用,发挥学生在教学活动中的主体地位,激发他们的学习热情,培养他们发现问题与解决问题的能力,进行了教学方法与考核方式的改革。

1.教学方法改革。①采用启发式教学。在教学的过程中,多激发学生思考,并鼓励学生用发散思维思考问题。实践表明,通过学生自行思考得出的正确结论,往往会使他们印象深刻而加深记忆。采取启发式教学,可有效调动学生的学习热情,使其注意力集中,大大提高了教学效果。②采用互动式教学。在混凝土配合比章节涉及大量的计算,通过计算方能确定混凝土的配合比以及抗压强度等。结合多媒体课件,在课堂上采取互动式教学,通过随机提问学生、让学生来黑板前做题等方式,使学生加深对各项公式的理解和记忆,更好地掌握较为复杂的理论知识,让每个学生都能够牢固掌握知识点。③采用案例式教学。在讲授混凝土工程建设的相关内容时,通过实际案例的讲解和剖析,加强学生对规范施工的重视。例如,在介绍混凝土结构维修与加固部分内容时,通过对某楼发生的严重混凝土质量事故进行分析,针对事故产生原因采用相应措施进行处理。这些案例都是真实发生的质量事故,有的甚至造成了大量的人员伤亡。通过案例的陈述,使学生牢固树立安全生产意识,深刻理解严格遵守施工规范的重要意义,将各孤立的知识点联系在一起,从而更好地掌握教学重点和难点内容。④鼓励学生自学。对于教材中单纯描述性的内容,鼓励学生自学,并通过提交作业的方式进行检查。学有余力的学生还可以通过网络查找相关内容最新的动态。通过自学,可锻炼学生对知识点的概括总结能力。

2.考核方式改革。为了多层次、多角度、全方位地考核学生对知识的掌握运用能力,引导学生认真复习、归纳总结课程的教学内容,促进学生创新能力的提高,本课程的考核方式加强了对知识的运用能力的考核,采用口试、课程论文、文献综述等综合考核方式,多层次、多角度、全方位地考核学生对知识的掌握运用能力,促进学生创新能力的提高。

通过课程建设与教学实践,《混凝土工程与技术》课程已形成理论与案例相结合的培养体系,结合本专业的生产实习,取得了良好的教学效果。对教学方法与考核方式进行改革后,大大激发了学生的学习兴趣,为培养优秀的混凝土技术人才奠定了扎实的基础。

参考文献:

无机非金属材料论文篇8

[摘要]为适应高等教育改革的要求,本文根据暨南大学材料科学与工程专业的培养目标和方案,对“材料科学基础”大平台教学进行探讨。从课程发展的历史、性质及定位出发,优选教材,并依据“奠定学科基础”的角度,对教材中的教学内容进行了科学地扬弃,从而合理组织教学,科学运用教学手段,从中取得了一些较好的教改效果和经验。

[关键词]材料科学与工程专业 材料科学基础 教学

“材料科学基础”是研究材料的成分、结构、性能之间的关系及其变化规律的一门基础学科,是材料科学与工程专业一级学科公共主干专业基础课。根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路和1997年国务院学位办颁发的新专业目录,材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料。为此,各相关高校在材料科学与工程专业主干课程“材料科学基础”的教学上都进行了教学改革。暨南大学材料科学与工程专业自2002年设立以来,就依据教育部的要求,将专业培养目标设定为培养“大材料”科学研究与工程技术所需的人才。故“材料科学基础”课程内容设置为介绍三大材料的基础知识,在教学模式、手段及课程配套方面也具有鲜明的特色。本文阐述了暨南大学材料科学与工程系以“奠定学科专业基础,培养学生科学的思维能力”为宗旨,开展“材料科学基础”教学工作的经验和体会。并以此为契机,进一步优化教学内容,探索新的教学模式和教学手段,进一步提高教学质量。

一、课程发展历史、性质与定位

材料是人类文明发展的基石。人类发展的文明史就是按石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代来划分的,可见材料对人类文明进程的重要贡献。与人类使用材料的漫长历史相比,对材料的研究即材料科学的历史比较短暂。19世纪中叶,开始采用金相显微镜研究钢铁,相平衡热力学和统计热力学则为建立材料的相平衡与相变提供了理论基础。20世纪20年代,原子结构和量子力学提供了研究材料微观结构的理论,X射线衍射技术和电子显微技术为探索材料的微观结构提供了手段。20世纪50年代,金属学已初具规模。高校金属材料专业都开设了《金属学》课程。到20世纪60年代,世界经济的腾飞促使陶瓷学和高分子材料学建立,其代表作分别为wG金格瑞的《陶瓷导论》(Introduction to Ceramics)和PJ Flory的《高分子化学与物理》(Polymer chemistry and physics)。前者,wG金格瑞教授将金属学的原理应用于无机材料的结构、热力学、动力学、相变及性能分析当中,成功地指导了水泥、玻璃和陶瓷材料的生产和科研。而PJ Flory教授则主要围绕聚合物的合成过程、聚集态结构以及物理、化学等行为特征,阐述了高分子材料的结构及性能。到今天,三大材料的研究相互渗透,研究方法相互借鉴,产生了21世纪的材料科学。

“材料科学基础”着眼于材料基本问题诸如材料的结合键、材料的晶体结构及缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散,材料的塑性变形、材料的亚稳态。从金属材料的基本理论出发,将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起,使学生能把握材料的共性,熟悉材料的个性。本课程横向融合金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基础理论于一炉,纵向则充分利用学生已经学过的基础知识(包括高等数学、普通物理、物理化学、材料力学等),并能连接后续的材料的分析与表征、材料物理、材料加工工艺学等必修课程及高分子材料、无机非金属材料、金属材料等模块的选修课程。

二、教学内容的优化和选择

现代材料工业和技术的发展推动材料从组成、结构和功能的单一化向复合化、一体化发展,使培养大材料、宽专业人才的教学改革迫在眉睫。在此形势下,2002年暨南大学材料科学与工程专业设立并开始招收首届本科学生,确定了《材料科学基础》为专业基础课(必修,72学时,4学分)。本课程内容旨在以物质结构和结构形成为主线将三大固体材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)的基础知识有机结合,构建大材料专业公共性专业基础课教学体系。该课程体系旨在强化对学生重基础的通才教育模式,在教学内容上力求共性教学,突出个性特点。为此。从选择教材着手,优化教学内容,强化基础教学,着重培养学生科学的思维方法、创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力。

目前, “材料科学基础”教材体系可分为两大类。第一类沿袭“金属学”课程的教学内容,增加了少量无机非金属材料、高分子材料和复合材料等内容,往往侧重金属材料。这类教材基本上适合以金属材料为主导的材料科学与工程专业的教学。第二类教材则是在增加非金属材料、高分子材料、复合材料等新材料内容的同时,对该课程的所有内容进行了全新的组合,将它们有机地融入整个教材体系中,形成新的包含各种类型材料的教学体系。由于低年级本科学生的专业知识有限,这类教材在教学中要突出构建整个教学内容的逻辑性和条理性,避免学生掌握了各材料的个性,却忽视了各材料的共性,从而使整个课程陷入一个“材料学概论”的泥潭。为达到突出共性教学的目的,搭建一个合理材料科学与工程的知识平台,根据整个学科的培养方案和教学计划,我们选择上海交通大学出版社出版的面向21世纪新教材《材料科学基础》作为教材,从教学目标出发,该教材最显著的特点是着重于基本概念和基础理论,便于在教学中掌握深度和广度。根据本专业培养目标的要求和培养方案的特点,在确立教材内容、体系与后续课程的相互关联的基础上,在保持课程自身体系的完整性的条件下,兼顾到不同材料的特点及知识体系与要素课程内各个环节之间的逻辑关系,对该教材的内容进行了“扬弃”,将课程教学内容分为三大模块:

1 材料的结构。①微观结构:原子的排列方式、高分子链结构;②结构的完整性:晶体学基础、金属的晶体结构、合金、离子晶体结构规则、共价晶体结构、聚合物的晶态结构;③结构的不完整性:晶体缺陷、表面和界面、非晶态、亚稳态、准晶态。

2 固体中原子及分子的运动。①扩散:菲克第一、第二定律、扩散的热力学分析、扩散原子理论、影响因素;②高分子的分子运动:分子链的运动及其柔顺性、分子的运动方式及影响因素。

3 材料的组织结构变化。①材料的形变和再结晶:单晶和多晶体的塑性变形、回复和再结晶;②相图。单元系相图:凝固、形核和晶体长大;二元系相图:匀晶、共晶和包晶相图、混溶间隙、相图分析;三元系相图:相图基础、三元匀晶和共晶相图。

为了在上述教学内容中力求共性教学,以最大限度地淡化三大材料各自的专业色彩,力求突出共性的内容。例如,相平衡与相图的内容,选择了相律、相平衡热力学理论、一元、两元和三元基本相图类型的阅读等为重点内容,而淡化与此相关的教材中有关金属材料的冶金和铸造 转贴于 方面的内容。

通过多年的教学实践,上述教学内容的优化既得到了后续课程教师的肯定,又使学生学以致用,达到了奠定学科专业基础、培养科学思维的目的。

三、教学内容组织方式与目的

本课程教学内容的特点是“三多一少”,即叙述性的原理、规律多,需要记忆的概念、定义多,课程内容知识点多。理论计算少。因该课程内容枯燥、抽象,学生感到难学。具体表现在:不能很好地将数学理论应用到材料科学的基础课程、无法判定从而掌握教学内容中的重点、不能将所学的知识点和实际的材料联系起来。所以,我们在教学内容的组织上做了一些探索:

1 突破传统的“一本教科书”的局限性。本课程的教学内容在严格按照教学大纲和教学计划授课的同时,综合多种中文教材、英文教材等,力图做到知识面完整、讲授描述通俗易懂。如针对本专业每年都有数目不等的海外学生的特点,在教学提倡采用台湾晓园出版社出版的《材料科学与工程》作为补充性教材,提升外招学生对学科知识的认同感和认知度。

2 探索课堂教学,有所为,有所不为。课堂讲重点、难点,讲思路,留给学生充分的思考时间和空间,以调动他们的主动性和积极性。对难点和重点内容,尽量举出其应用实例,结合学科前沿知识,使学生知道该原理的用处,听课时不感到抽象、空洞,达到了理论联系实际的目的。而且,对重点和难点内容务必做到举一反三,确保学生能够掌握,以达到以点带面,进而掌握所学知识的目的。

3 注重教学内容的连贯性,连通性,提高学生对所学知识点的融会贯通能力。本课程在教学过程中,提倡预习,并将即将讲授的知识点与所学基础知识点的关联告知学生,使其掌握学习的主动性。对部分关联度高的章节,采用课堂讨论、换位讲授等方法,调动课堂气氛,使学生自觉地运用基础知识解决教学过程中的难点,从而提高他们通晓所学知识点的能力,达到全面提升专业素质和人文素质的目的。例如,在相图的学习中,尝试让学生利用所学的物理、化学知识换位讲授一元相图和二元相图的基础,一方面使他们学会对所学知识点进行归纳和演绎,另一方面提升他们的口头表达、演讲技巧。

4 充分、恰当地采用现代化多媒体教学方法,并辅之以动画,实现图、文、声、像的视听一体化教学。特别是对那些教学难点和需要丰富空间想象力的内容,形象、生动地展示在学生面前,既直观又富动感,可明显提高教学效果。

四、教学方法与教学手段

“材料科学基础”课程内容抽象、概念性强,学生在学习时容易感到枯燥难学。因此,在课堂上应常采用启发式教育,常用提问、问答或引而不发方法,调动学生的积极思维能力。在讲授时使用PPT演示文稿,尽量多用教学模型、挂图、照片和曲线图表等形象化语言。涉及部分教学内容如位错运动等,应结合动画生动地用图像演示给学生,以加深他们对课程内容的理解,提高学习兴趣。对于部分与前期知识关联度高的基本理论如单元相图,组织学生进行课堂讨论(seminar),并以学生发言为主,让他们直接参与教学。对需要运用较多数学知识且理论性较强的内容,如扩散第一、第二定律,应多采用板书推导,加强逻辑性学习。另外,为了提高学生对那些需要有丰富空间想象力的晶体结构、金相组织的转变和识别、位错、位错增殖和缠结过程等知识难点的理解和掌握,将先进的多媒体现代化教学手段引入材料科学基础教学中,并让它们以二维或三维动画形式生动形象地展示在学生面前,弥补传统教学在时间和空间等方面的不足,以提高教学效果。在课外,还可建立QQ空间,在群聊中解决课堂中来不及解决的问题,通过师生交流,提高学生探索性自学能力和学习的积极性。

在“宽口径,大平台”培养模式下开展材料科学与工程教学, “材料科学基础”作为专业必修的主干课程,突出共性教学是打好学科专业知识的必备条件。从时代的需要出发,合理选择及组织教学内容、创新教学手段和方法,使其与教学内容相互协调,是构建新时代“材料科学基础”教学体系的关键。今后, “材料科学基础课程”将继续围绕以符合时展、符合教育规律为中心开展课程建设,不断探索和实践,为成功培养宽专业人才奠定基础。

参考文献:

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无机非金属材料论文篇9

关键词:无机非金属材料工程;材料工程检测技术;改革与实践

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1005-2909(2012)05-0105-03随着建筑行业的不断发展,土建类用人单位对无机非金属材料工程专业学生的要求也不断提高。目前,材料员、建筑材料(结构工程)试验员、材料检测工程师等材料工程质量检测技术人员成为当前需求最旺盛的人才。材料工程检测技术课程围绕土建类用人单位和高等学校特色专业建设点的要求,依据无机非金属材料工程专业培养计划,以大土木特色教育为基点,以提高学生学习兴趣为突破口,以培养学生创新能力为中心,以加强素质教育为宗旨,结合专业教学改革和专业课程建设,对无机非金属材料工程专业材料工程检测技术课程的质量教学进行系列改革和优化。

一、材料工程检测技术课程教学现状与质量教学目标

(一)材料工程检测技术教学现状

材料工程检测技术课程是无机非金属材料工程专业重要基础课程,土建类高校教学重点应关注建筑材料基本性能检测、建筑材料(结构工程)性能检测和建筑工程质量控制三个方面。从当前开设无机非金属材料工程专业的土建类高校培养计划看,无机非金属材料工程的材料检测教学主要关注常用建筑材料的检测[1-2],包括水泥、砂、石、钢筋、砂浆、混凝土、沥青等基本性能的检测,很少涉及建筑结构和建筑工程质量控制。材料检测、结构检测和质量控制的分离,完全背离了实际工程中对材料检测工程师的要求。无机非金属材料是当前建筑结构中应用最广泛的材料,材料检测要与结构检测和质量控制结合,才能保证建筑结构的安全性。目前,仅有同济大学针对无机非金属材料工程专业开设了材料检测技术课程,教材采用同济大学主编的《混凝土非破坏检查与评估》,主要讲授混凝土结构的检测技术。安徽建筑工业大学无机非金属材料工程专业开设的材料工程检测技术课程,虽然涉及建筑材料(结构工程)检测技术相关内容,但重点仍是建筑工程质量控制。

(二)质量教学目标

当前建筑领域要求检测人员既懂材料又懂结构,这也成为无机非金属材料工程专业的培养目标。通过材料工程检测技术的学习,学生能对建筑材料(结构工程)检测技术有一个全面的认识,为日后从事的材料工程应用行业打下基础。

材料工程检测技术的教学必须在加强常用建筑材料(水泥、砂、石、钢筋、砂浆、混凝土、沥青等)基本性能检测的基础上,增设相关建筑结构检测课程,加强建筑结构(混凝土结构、砌块结构、钢结构、钢管混凝土结构、木结构、柱梁结构、路面结构、桩基基础等)的性能检测。此外,作为一名合格的材料检测工程师,必须掌握检测试验管理与计量认证等工程管理相关知识,熟悉监理工程师对建筑材料和建筑结构质量控制的要点、程序、质量问题(质量事故)处理等。

综上所述,土建类高校无机非金属材料工程专业在材料工程检测技术课程的教学目标是培养材料与结构、质量与管理相结合,能利用现代化测试分析技术从事建筑材料与结构工程检测鉴定、质量监督、施工、监理和结构加固等方面的综合技术人才。

二、材料工程检测技术质量教学优化措施

(一)优化教学方案、更新培养计划

教学方案、培养计划要做好课程间的衔接工作,避免重复教学。同时,在教学内容上推陈出新、与时俱进,尽可能反映本学科国内外的最新成就。

学校修订了2011级无机非金属材料工程专业的培养方案,以CDIO相关规范[3-5]要求为指导,以有利于提高学生工程实践能力、团队领导和协作能力、交流与表达能力及系统思维能力等为目标,构建以项目制为导向的理论与实践一体化的课程体系。

另外,各相关课程重新修订了教学大纲。新教学大纲把材料工程检测技术界定为无机非金属材料工程专业的专业基础课程,主要讲述结构工程现场质量无损检测技术和建设工程质量控制两个方面的内容,如无损检测混凝土结构的强度和内部缺陷、雷达法检测技术与红外成像无损检测技术等。该课程以建筑结构为主要对象,与工程实践紧密结合,根据相关规范标准,利用现代化测试分析技术,对建筑结构的强度、内部缺陷进行测试分析和质量控制。

(二)改善教学手段、增加案例实训

教学手段是提高教学质量、改善教学效果的重要途径。在教学过程中,不断改善教学手段,加强学生的主动性,创造性地运用多种教学方法(如讨论式、互动式、学导式、启发式、案例式、情境式、网上助学式等)以提高学生学习兴趣。教师要努力从“以传授知识为主”的教学模式转向“以促进能力发展为主”的教学模式。

进一步加强多媒体教学[6-8],充分讲解课程的重点、难点、实训案例分析等,借助多媒体教学软件的演示,将实训案例的语言、文字、声音、图形和图像等多种信息显示在屏幕上,使学生进一步深化对实训案例内容的理解和记忆,大大激发了学生学习的积极性和主动性,授课效率大大提高。充分利用校园网,在保证各级精品课程上网的同时,进一步加快网络课程和远程教育建设的步伐,实现优质教学资源网上共享。

(三)建设实训中心、完善实践教学

实训中心是实践训练场所,包括校内实训和校外实训,其基本功能为:完成实训教学与职业素质训导、职业技能训练与鉴定的任务,并逐步发展为培养高等教育人才的实践教学、职业技能培训、鉴定和高新技术推广应用的重要基地[9]。另外,实训中心还具有窗口功能、实践教学功能和校企联合纽带功能。

根据培养职业能力的需要,与企业紧密结合实行校企共建,建设资源共享的校内材料工程检测技术实训基地。按照“营造真实性环境,进行生产性实训”的原则,加大专项投资力度,更新教学设备,营造与建筑企业生产一线一致的职业环境,以满足学生生产实训和企业员工职业资格培训的需要。

在学校无机非金属材料工程专业2011级培养计划中规定,实践教学以项目为主体,辅助以其他教学形式。材料工程检测技术课程的实践教学与水泥基材料设计与控制、建筑节能围护体系选择与评价、材料工程设计三个实践项目的训练相结合,把材料工程检测技术穿插安排在三个实践项目中间,达到构思—设计—实现—运作能力的训练。

(四)提高动手能力、参加工程实践

实践教学是提高学生动手能力的根本,而参加实践比赛和科学研究是强化学生动手能力、培养学生学习兴趣的主要途径。材料工程检测技术课程除了培养计划内的实践教学以外,还积极开展大学生创新活动,动员广大教师利用业余时间,带领学生结合各自科研方向参与科研创新和实践比赛,如积极参与“挑战杯”“水泥轻舟赛”“混凝土设计大赛”等科技创新比赛。另外,有能力的教师结合自身科研项目,带领学生到工程现场进行实践指导,借此拓宽学生实践学习的渠道,创新实践学习的方式,切实提高学生的实践动手能力。

(五)改革考核方式、培养学生兴趣

构建灵活多样的考核体系,推进考试制度改革,改变一考定成绩的做法,采取多种考核方式,加强对学生综合能力的考察。

课程的考核应是对知识掌握、学习能力、态度、表现、方法和实践能力的综合评价,应建立综合化的考评机制,把考试与学习全过程有机地联系起来。要按照课程内容的特点,选择合理科学的考试方式。

三、结语

随着科技的不断进步,材料工程的各种检测技术也将不断发展,也将不断给材料工程检测技术课程教学提出新的目标和要求。我们仍然需要不断探索,不断调整教学内容,改进教学方法,丰富教学手段,采取多种途径,提高教学质量,培养学生的创新能力,实现教与学、学与用的最佳统一。

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Reform and practice on the education of detecting technology of materials engineering

ZHANG Gaozhan

(School of Materials & Chemical Engineering, Anhui University of Architecture, Hefei 230601,

Anhui Province, P. R. China)

无机非金属材料论文篇10

关键词:生物医学材料;口腔临床;临床应用

1. 前言

口腔生物医学材料具有比较广泛的应用范围,不只是在因先天或后天原因导致牙体组织和颌面器官缺损的修复方面进行应用,还可能在鉴别诊断口腔疾病方面具有辅助作用。生物医学材料可实现对缺损组织与器官的修复和置换,恢复组织或器官的正常功能。随着迅猛发展的科技水平,口腔生物医学材料的制作方法也具有明显的改进,日益推出复合型与功能型形式各样的生物医学材料,并日益优化其性能。

2. 资料与方法

通过对生物医学和生命科学有关文献的数据库的检索,并进行较深入地分析。结合临床口腔生物医学材料应用的特点,比较分析有关数据。口腔生物医学材料基础性研究、临床应用的生物医学材料等相关文献都是重要依据,并将与目的无关的研究结果予以排除。

3. 结果

按照材质类别可将口腔生物医学材料分为金属、高分子及非金属生物复合材料三类。金属类材料在临床口腔生物材料中是最早应用的一类材料,这类材料优点是具有较高强度、较强韧性、获取容易等,在临床中应用广泛。还可结合其成分将金属类材料分为纯金属、合金及特种金属三种,在临床中纯金属类材料应用不多,应用较多的主要是合金和特种金属。合金类金属材料由不少于两种金属元素组成,尽管其延展与抗压等物理性能低于纯金属材料,但在应用中生物安全性较高,所以在临床中具有比较广泛的应用。钴基合金材料目前广泛应用的合金类材料,主要有钴铬钨镍和钴铬钼合金两类,具有抗腐蚀性较强的性能,高于单一金属材料40倍。但在加工制作过程中比较烦琐,所以相对具有比较昂贵的价格。此外,机械性能也比纯金属类材料高,通常在替换颞下颌关节与颌面部内固定大面积骨折中应用较多。钛合金与上述金属合金材料相比较,具有较高的机械性能和相容性,在人体植入后不会产生排斥反应和毒副作用,生物相容性较好。通常在种植牙基桩制作、固定骨折及骨缺损替代植入性材料中比较常用。但在使用中金属材料也具有不足之处,诸如在使用中因人体具有比较复杂的内部环境,因人体内长期存在金属材料部会造成离子向体内微渗入,进而产生较大的副作用和毒性。

在现代口腔生物医学材料中非金属生物复合材料也是其中的重要组成部分,主要有以下三种。一是生物活性陶瓷,该材料是表面具有生物活性和吸附性的一N陶瓷,通常具有羟基,为多孔形,具有较高的孔隙率。在体内生物活性陶瓷能够降解吸收,通常在生物体内用于骨诱导材料对新生骨生长具有一定的诱导作用。在实际应用中骨传导性与诱导性良好,所以通常该材料可用于修复骨缺损的一种支架材料,在支架的周围利用填充材料的良好生物学活性充填覆盖,以实现对缺损的修复作用,并使材料增加生物相容性。二是惰性生物陶瓷材料,其主要成分是氧化铝和氧化锆,硬度高,生物相容性好,所以通常在内固定骨折中应用较多,在制作口腔全瓷牙内冠中也比较常用。三是复合树脂,主要混合有机树脂基质和无机填料形成,在特定条件下是能够引发化学性反应的一种修复材料,在修复小面积牙体缺损时比较适合。在临床中目前主要应用的有光固化、化学固化及复合固化等树脂类材料,该材料具有较强的可塑性、良好的仿真性、较高的生物相容性、比较耐磨等优势。

在临床中高分子类材料是一种比较广泛应用的材料,稳定性强,聚乙烯和聚丙烯是其主要成分。与其它材料相比较,该材料在人体中不能降解产生离子,因此不具有毒性。抗冲击性和抗摩擦性也较强,所以在替换人工关节中应用比较广泛。高分子类材料中的硅橡胶材料耐高温、腐蚀及透气性较高,所以在制作颌面部复体及口腔印模精确制取材料中应用较广。另外,该材料可降解,经一段时间后可形成小分子化合物而随人体基础代谢排出患者体外。

4. 讨论

通过研究分析生物材料有关文献资料,在口腔临床生物医学材料中选取金属材料、高分子、生物复合材料三大类分别进行研究。大部分高分子材料与生物复合材料都是由不少于两种材料构成,对这类材料进行制作时,可利用相关技术对材料微观构造进行改变,使材料特性和优点得到充分发挥,对不足之处进行有效弥补,对生物材料赋予新的生物特性。材料的生物相容性和机械强度较高,具有较强的耐腐蚀性,在特定环境下能够降解吸收,在临床应用中完全满足。在高分子材料与生物复合材料中,我国开展相关的研究相对较晚,并在研究初期发展相对较为缓慢,但经过近年来的不断发展,已由最初的盲目效仿逐渐发展到自主研发,由质变迅速发展发展到量变。口腔医用生物医学材料目前在我国已逐渐由传统的单一功能、非专一化、低效逐步发展为功能完善、复合化、专业化及高效,发表的生物医学材料的相关文献也跃居世界第二。

随着医学技术及材料技术的快速发展,口腔生物医学材料也得到了前所未有的发展机遇。目前在临床研究中已逐渐由常用的无机材料转变为有机材料,有机类生物材料在开展较多研究的就是多糖类物质。天然多糖类物质中壳聚糖属于其中一种,其生物相容性良好,抗菌性能优异。通常该类材料被用于对各种材料进行塑造以便于长入细胞和将应力传递至骨与骨之间。壳聚糖类物质因其生物相容性和细胞黏附性较好,而被广泛用于各种细胞因子和药物载体,实现对遗传信息进行传递以及相关疾病的临床治疗。

5. 结语

综上所述,口腔生物医学材料近年来已由传统的单一型材料逐渐过渡到新的复合型、智能型和功能型材料,生物医学材料可实现对缺损组织与器官的修复和置换,恢复组织或器官的正常功能。随着迅猛发展的科技水平,口腔生物医学材料的制作方法也具有明显的改进,日益推出复合型与功能型形式各样的生物医学材料,并日益优化其性能。相信在不远的将来,这种材料在组织工程学及口腔临床应用中将得到迅速发展。

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