《材料工程基础》教学改革探讨

《材料工程基础》教学改革探讨（共10篇）

《材料工程基础》教学改革探讨 篇1

《材料工程基础》教学改革探讨

本文从教学理念的.转变,教学方法的选择与教学手段的改进等几个方面探讨了在<材料工程基础>的教学改革中如何提高教学效果,培养学生的工程实践能力与创新意识.

作 者：曹钦存 作者单位：洛阳理工学院材料工程系,河南洛阳,471023刊 名：中国科教创新导刊英文刊名：CHINA EDUCATION INNOVATION HERALD年，卷(期)：“”(35)分类号：G420关键词：教学改革 材料工程基础 教学效果 工程实践

《材料工程基础》教学改革探讨 篇2

无机非金属材料专业我校的特色专业，并在2008年被河南省评为省级特色专业建设点。《无机材料工程基础》是该专业的重要专业主干课程，为学生提供重要的流体基础理论知识和热工分析、计算能力。我校是2007年才升格洛阳理工学院的新本科院校，同时在学校设置的第一批本科专业中就有无机非金属材料工程专业，这对《无机材料工程基础》的课程改革提出了更高的要求，如何结合专科教学经验为本科的教学提供建议和指导也是教师面临的重要问题。

2、改革课程体系

《无机材料工程基础》教学体系涵盖了教材选择、课程设计、理论教学、实践教学、考试评价等主要内容，其中理论教学内容主要包括流体力学基础、传热和传质、燃料和燃烧三大部分主体内容。根据我校无机非金属材料专业特色，学生毕业后大部分硅酸盐工业工厂从事生产技术工作，其中以新型干法生产的水泥厂居多。这就要求在进行《无机材料工程基础》课程体系改革的过程中要结合硅酸盐工业工厂的特点，主要是窑炉的工作、换热设备等，形成合理的教学体系。

课程体系改革第一个问题就是教材选择和课程设计，目前尚无一套完整的教材，使用的教材往往抄袭严重、内容枯燥、深奥难学，缺乏生动形象的内容形式。学生普遍反映课本内容抽象、繁琐、理解困难，难以掌握。教材不足严重影响了学生学习的积极性。为此我们选择了校编讲义《流体力学及其在硅酸盐工业生产中的应用》和统编教材《硅酸盐工业热工基础》相结合，加深学生对工厂实际生产中出现的热工问题的认识和解决方法，取得了较好的效果，下一步的改革是要把两本教材糅合成一本通用《无机材料工程基础》教材满足不同层次专业学生的需求。

理论和实践教学主要是围绕流体力学、传热和传质、燃料和燃烧三部分内容展开，结合我校的专业特色，这三部分内容细化成流体力学基础、流体力学在窑炉中的应用、泵与风机、传热学、窑炉中的传热、燃料和燃烧、煤的工业分析（实验）等几部分，让学生全面学习工厂中的工程基础知识和实践技能。存在的主要问题是综合性实验较少，需要针对专业特色设计，设计综合实验，提高学生分析问题解决问题的能力。

课程考试是检验教学内容和质量的重要环节。学生对这门课程的反映是知识点多，记忆量大，又有大量的热工计算，学习困难。所以考试评价主要是简化学生的记忆内容，主要考查学生学习的思路和解决问题的能力，因此考试题型以选择题和计算为主，也侧重对学生能力的考察。目前考试未形成有效的试题库，需要加强试题库建设。

3、完善教学内容

教学内容应体现出新的研究成果和新的技术在生产实践中的应用，并注意与专业课程的衔接性，以专业课所需要的理论知识为依据来构建课程内容。实验教学内容尽可能使学生在课堂学到的理论知识能够在实验实训中得到充分的训练。还必须培养学生的自学能力、独立思考和解决问题的能力以及实际动手能力，以培养学生终身学习的素养。

《无机材料工程基础》主要是研究流体力学、传热学、燃料和燃烧基本原理以及在硅酸盐工业生产问题上的应用，知识点复杂、概念多、重点难点多、经验公式多、理论性和应用性较强，针对这些特点应做到：

(1）重视对基本概念和基本理论的理解。针对课程中知识点复杂、概念多，难理解，我们精简公式推导，使学生能清晰理解这些基本概念和定理的实质，而不过分强调公式从何处来、如何推导出来。例如对辐射换热过程中的重要的角系数，强调学生对角系数意义的理解，角系数其实是一个比例分数，即一个物体投射另一个到物体的辐射占其有效辐射的比值，不要求学生掌握角系数的计算和推导。

(2）强化课程的工程应用，将许多来源于大量热力工程技术的知识融于教材，列举大量工程实例，使学生能用热工知识分析和专业相关的实际问题，突出热工知识在硅酸盐工厂中的应用，有助于培养学生对知识的理解和分析问题、解决问题的能力。特别是在介绍流体力学理论知识的过程中，要求学生还能掌握流体力学在窑炉工作时的应用，例如垂直气流分散法则、烟囱设计等。

(3）注重新知识教育，向学生介绍和展示学科的新发展，在工程中的应用，与其他学科的联系等，如新型流体设备，新型导热材料等。

(4）课堂教学中融入对学生素质教育的培养，要求学生养成脚踏实地的工作作风，要有创新意识，注重创新能力的培养，和解决实际问题的能力。

实验课程主要有雷诺实验、流体阻力测定、风机性能测定、煤的工业分析等必做实验和摩擦阻力系数、导热系数、燃烧系数、发热量的测定等多个选做实验。使理论教学与实践教学做到相互渗透、相互促进、相互融合，提高学生在学习过程中，分析和解决实践中遇到的实际问题的能力。

专业设置从专科升格到本科专业以后，对课程的内容有了更高的要求，不但要注重解决实际问题，还要加重对基础理论知识的深化，对学生的利用数学公式解决实际问题的能力，特别是在流体力学的基础知识中，涉及流体性质，运动规律等内容都需要很多高等数学的内容。

4、丰富教学手段和方法

教学手段的改革目的就是要提高课程教学内容的形象性、生动性和通俗易懂性，提高教与学的效率，提高教学质量。根据本课程的性质和内容选择切实可行的教学方法和教学手段。如启发式教学、讨论式教学、模拟教学和现场教学法等。充分利用现代化教学手段进行教学：在教学过程中结合实际情况，制作了多媒体课件，使抽象的概念具体化，复杂的问题简单化，繁琐的内容精炼化，实际问题形象化，采用直观、形象的图形等阐明问题，最大限度地利用现有的优质教学资源, 采用现代教育技术，力图形成立体的课程结构，集视听、课件、习题、参考文献于一体。

在教学过程中，信息获得也是比较重要的教学手段，充分挖掘现有的信息渠道，扩展学生的视野提高学生学习兴趣。学生获取信息的渠道主要有以下几个方面：

(1）利用学校图书馆：无机非金属材料专业是我校历史最悠久的专业，也是优势特色专业，学校图书馆内有相当数量的藏书，不但有大量经典教材，还有许多相关教辅教材和习题，可以根据需要引导学生有选择的借阅；

(2）利用网络资源：现代社会是信息时代，大量信息资源都可以通过网络共享，因此通过网络获取信息也是当代大学生需要具备的基本技能。《无机材料工程基础》中与流体力学，热工基础，燃料燃烧相关的网站很多，例如：流体力学中泵与风机这一内容，网上就有流体机械网等专业网站，不但有大量理论知识，有些还具有相关动画，视频资料。

另外，搜索引擎也是很便捷的网络工具，两大主流搜索引擎B A I D U和G O O G L E都开通于学术相关的搜索，例如：百度百科、谷歌学术，都是学生可以借助的工具。这些搜索引擎可以非常容易地查询到网络中的相关信息。

(3）利用其他高校的教学资源库：一些名校通过长期的教学实践，积累了丰富的教学经验，武汉理工大学的《材料工程基础》的精品课程、西安建筑科技大学的《材料工程基础》网络课程都是国家级精品课程，课程内容生动，还是名师指导，是很好的学习辅助工具。

5、课程改革的成果和展望

经过各位教师的辛苦努力，我校的《无机材料工程基础》课程已基本形成良好的教学体系，完备的教学内容和丰富的教学手段，对学生的综合素质的提高起到重要的作用，无机非金属材料工程专业的毕业生业获得了社会各界的认可，学生就业率一直保持较高水平，特别是在2008年底金融危机的大环境下，我专业毕业生保持了9 0%以上就业率。为了使《无机材料工程基础》课程的改革更加完善，还需要做到以下几点：一、尽快编写符合无机非金属材料工程专业的教材和实验指导用书，二、加强和完善实验室的建设和实验课程的设置，三、做好学生学习过程和实践过程的结合。

参考文献

[1]李桂芳, 朱亚珠.热工基础课程教学改革与建设的思考[J].廊坊师范学院学报 (自然科学版) .2008.6:94-98

[2]张凌云.热工基础教学探讨[J].内蒙古名族大学学报 (自然科学版) .2004.12:710-711

[3]徐红梅.高职热工基础课程的教学改革与实践.教育园地.2006.16:73-73

[4]朱光俊等.“热工基础”课程教学改革的探索与实践.重庆工业高等专科学校学报.2003.12:119-122

《材料工程基础》教学改革探讨 篇3

关键词：高职；高分子材料化学基础；内容；改革

《高分子材料化学基础》是高分子材料加工技术专业一门必修的专业基础课，是以高中（包括中专、技校、职高）化学基础为起点，以高分子化学知识为核心内容，融入高分子化学所必要的无机化学、有机化学、物理化学知识，构建本专业基本的化学知识体系，培养本专业所需化学实验操作基本技能，为学习后续的《塑料材料》、《高分子材料成型加工基础》、《塑料测试技术》、《塑料混配技术》、《塑料成型技术》等课程打基础。显然该课程是高分子材料加工技术重要的专业基础课。但从目前该课程的内容体系来看，学科体系明显，内容体系仍是无机化学、有机化学、物理化学及高分子化学知识体系的机械组合，其结果是课程内容多而杂，理论深而涩，给该课程的教学带来困难而且教学效果欠佳，可以认为目前该课程体系无法适应高职教育的要求，所以很有必要对该门课程的内容进行改革。

一、课程教学内容改革的依据

本门课程教学内容改革的依据主要考虑如下三点：第一是考虑高分子材料加工技术毕业生主要就业岗位对化学知识、技能及态度的需要，保证毕业生在就业岗位上具有够用的化学基础知识与从事化学实验室工作的技能；第二是考虑毕业生职业生涯发展的需要，要让学生掌握能够支持其进一步提高其专业水平所需的化学知识，为他们的职业发展提供后劲；第三是考虑目前高职生源的高中化学知识的掌握程度以及学习能力的实际情况。

为了掌握高分子材料加工技术专业毕业生的主要就业岗位对化学基础知识、技能及态度的要求，我们对湖南塑料行业校企联盟企业进行了走访调查，调查的主要企业有湖南路路通塑业有限公司、湖南神塑科技有限公司、南车集团时代工程塑料有限公司、湖南科天新材料有限公司、湖南省塑料研究所、湖南益达塑业有限公司、株洲三鑫塑胶科技有限公司、株洲创业塑料有限公司，另外还对25家塑料加工企业通过电子邮件发送调查表进行了调查，28家外省企业进行了电话访问调查，调查塑料加工企业达到61家。调查结果表明我校高分子材料加工技术专业毕业生就业主要有四大技术工作岗位，分别是塑料挤出技术员岗位、塑料注射技术员岗位、塑料配方技术员岗位、塑料测试技术员岗位。我们根据这四个主要技术岗位所需要的化学基础知识进行了问卷调查，发出问卷调查表207份，回收调查表198份。《高分子材料化学基础》教学内容需求调查表如表1所示。

从调查表中我们可以看出，《高分子材料化学基础》七个单元的内容对我校毕业生主要就业岗位都是需要的，其中以塑料配方技术员对《高分子材料化学基础》知识要求最高，统计需要数据达到1247次，其它三个就业的主要岗位对《高分子材料化学基础》内容要求相关不大，均超过了1100次，就业的其它岗位对本门课程的要求相对不高，只有934次。由此我们可以得出，《高分子材料化学基础》对本专业主要就业技术岗位来说非常重要，但对在其它岗位上就业的毕业生重要性相对降低。就各单元来说，以“碳链高聚物及其单体”单元最为重要，调查表中统计次数达964次，调查企业对象认为最不重要的内容是“高聚物合成”单元，只有573次，其次不重要的是“高聚物化学反应”单元，为707次，其它单元的统计次数多在800次左右，这几个单元的内容是可以认为是很重要的。

通过本次调查，我们知道了《高分子材料化学基础》哪些内容对毕业生就业岗位是最重要及很重要的，哪些内容相对不重要，为我们对《高分子材料化学基础》课程教学内容的选取找到了可靠的依据。

对于教学内容的选取我们也不能完全采取实用主义的办法，也就是说不是采用学生在企业的就业岗位用到那些知识我们就教授那些知识，高等职业教育属于国民教育序列中的高等教育，还需要考虑学生职业生涯的发展，也就是说为学生提供能够支撑其后续发展所必需的化学基础知识。采取的措施是在学生高中化学知识的基础上，将高等教育层次的化学基本的原理、理论融入各教学单元中，提高学生化学基本知识与技能，达到高分子材料加工技术专业大专层次所必需的化学基础。

同时我们还要考虑目前高职生源的实际情况，目前高职生源一般来说对高中化学课程掌握的情况不理想，学习能力也有待提高，所以我们选取《高分子材料化学基础》内容时也不能脱离生源基础的实际情况，没有必要将过深的化学理论纳入教学内容，不然学生无法掌握教学内容，反而造成不利于提高教学质量的影响，如结构化学的内容、化学反应机理的动力学分析等内容不必作为《高分子材料化学基础》的内容，以往的教学实践也证明过深的教学内容对学生学习本门课程是不利的。容易造成学生失去学习的信心与兴趣，从而从整体上影响课程教学效果。

二、教学内容的整合

如前所述，目前《高分子材料化学基础》的内容体系是无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学等多门化学课的机械组合，每门课的教学课时在以往的教学中都在100个学时以上，即总课时在400学时以上，要在96学时的《高分子材料化学基础》这门课教授完原来400学时以上的内容，显然不对教学内容进行整合是不可能教授完相关内容，所以必须对高分子材料加工技术专业化学基础的教学内容进行整合，整合的依据就有前面所述的三个考虑。在课程内容的整合过程中，必须防止以前出现的几大化学内容简单的机械的组合，为此要正确把握好这几门化学基础课中相关内容的整合和优化，按照高分子材料加工技术专业人才培养目标对知识、技能及态度的要求，科学地进行“综合”，严格地把握好对相关课程内容“取”与“舍”的尺度。课程内容整合是为了改变以往按单一学科系统分别设置课程，各课程自成一体，缺乏联系，重理论而轻实践的现象和课程与课程间的内容重复，为此我们重新设计了《高分子材料化学基础》的内容结构体系，课程内容体系如表3所示。

从《高分子材料化学基础》教学内容新体系可以看出，新的内容体系打破了原来的几大化学课程内容机械组合的学科体系，考虑课程的职业性，是根据本专业毕业生就业岗位对本门课程知识、技能及态度的需要来设计内容，没有学科体系的影响。将无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学这四门课的内容根据职业岗位的需要进行了取舍，整合为一门课程，即《高分子材料化学基础》。需要调整课程结构，重新优化课程内容，处理好相关内容的衔接。高分子材料化学基础以高分子材料为主线，无机化学部分容入各教学单元中，有机化学与高分子化学知识密切结合，物理化学内容也容入相关教学单元，舍去过深理论性教学内容，教学内容结合实际，提高学生学习本门课程的兴趣，从而提高教学效果。课后最后一个单元是综合训练，教学内容有高分子溶液的配制、常用高分子材料的鉴别及聚乙烯醇涂料的制备实验等，这些教学内容结合生产及生活实际，很好地实现了课程教学目标，教学实践证明，学生在学习这些内容时兴趣昂然，取得了较好的教学效果。

三、课程整合注意问题及效果

高职课程教学内容的整合是高职教育教学的热点与难点之一，《高分子材料化学基础》教学内容的改革在我校是近二年来的事情，仍有些问题在探索之中，如课程内容教学改革后教学方法、教学手段的配套改革，专业教学条件的改善问题等都得同时进行才会有较好的效果，现学校正在推广项目化课程改造，如何将该课程进行项目化改造也还有些问题，在探索之中由于本门课仍是本专业的专业基础课，教学内容与后续课程有较大的关联性，如何为后续课如《塑料材料》、《塑料测试技术》等课服务，如何使教学内容与塑料成型加工的实际更紧密的结合，这些问题都还有待于课程组的各位老师的努力，用教学实践过程来解决存在的问题。再有是课程如何在促进学生全面发展的基础上注重学生思维整体的构建，动手能力的提高、职业习惯的养成及职业能力的提高仍需进行研究。

总之，回顾近二年来的《高分子材料化学基础》课程教学内容的改革，教师的教学理念有了新的变化，明确了学生的知识是学生自己学习得到的，技能也是自己亲自训练才能获得，学生是学习的主体，由此我们不再在课堂上满堂灌了，老师在课堂上起主导作用，组织、引导、指导、示范才是老师在课堂上的工作。我们更注重知识的实际应用，注重实践技能的培养，注重学生综合能力的培养。教学实践证明我们的做法起到了提高课程教学效果与质量的作用，高分子材料加工技术专业《高分子材料化学基础》课程教学内容改革获得了成功。

材料工程基础思考题 篇4

1.为什么说柔顺性是高分子独有的性质？

答：因为柔顺性是高分子链通过内旋转作用改变其构象的性能，分子内旋转是导致分子链柔顺性的根本原因，因此只有在高分子内部，具有一定的内旋转自由度，出现分子链的内部旋转，才会表现出柔顺性。

2.高分子的分子量相对于小分子和无机物有何特点，主要的表示和描述方法有哪些？

高聚物分子量有两个特点：一是分子量大，二是分子量的多散性。

首先，从相对分子质量来看——小分子和无机化合物的相对分子质量只有几十到几百；

高聚物的相对分子质量相对高得多

其次，高聚物的晶态结构比小分子物质的晶态有序程度差得多，高聚物的非晶态结构比小分子物质液态的有序程度高。

综上，高分子的分子量可以用聚合物的多分散性、平均分子量、多分散系数来表示。

3.高分子的聚集体包括哪些内容，为什么聚合物不易形成100%的结晶以及宏观单晶？另外试述高分子的聚集体有哪些特点，以及成型加工条件、性能的关系？

4.如何理解高分子材料拉伸的应力-应变的时温等效性和蠕变特性？

时温等效原理;时间温度等效原理;时间温度对应原理;time temperature correspondence分子式：CAS号：性质：又称时间温度对应原理。观察高分子材料的某种力学响应（如力学松弛），既可在较低温度下通过足够长的观察时间来实现，也可在较高温度下短时间内观察来实现，简单地说，升高温度与延长观察时间具有相同的效果。

高分子材料蠕变指的是高分子材料在外界恒定应力作用下，由于材料内部分子的位移产生的应变（即外观形变）随着时间而变大。当应力去掉后，由于高分子材料有弹性记忆回复能力，形变可以部分回复。

5.高分子材料组成和结构的基本特征、高分子链的组成和结构、高分子链的聚集态结构。① 高分子材料组成和结构的基本特征是：

1、平均分子量大和存在分子量分布

2、具有多种形态

3、组成与结构的多层次性

② 高分子链的组成和结构主要指组成高分子链的结构单元的化学组成、键接方式、空间构型和高分子链的形态等。A、高分子链中的原子类型

根据主链上原子类型，高分子链可分为：碳链高分子、杂链高分子、元素有机高分子、无机高分子、梯形和螺旋形高分子。

B、结构单元的键接方式 共有三种可能的键接方式：头头接、尾尾接、头尾接。其造成的原子排列方式为：无规共聚、交替共聚、嵌段共聚和接枝共聚。Ｃ空间立体构型

全同立构；间同立构；无规立构。Ｄ支化和交联结构

线形，支化和交联高分子共同构成高分子链的主要形状。

③聚集态结构是指高分子材料整体的内部结构，包括晶态结构、非晶态结构、部分晶态和液晶态结构。

6.热塑性塑料和热固性塑料的在物理、化学以及加工特性上的区别？

7.塑料和橡胶的加工温度和使用温度是由什么决定的，一般是在那个温度范围？

8.界定塑料和橡胶是通过他们的分子单元种类和分子量吗？

不是，塑料与橡胶最本质的区别在于塑料发生形变是塑性变形，而橡胶是弹性变形。二者都是高分子材料，塑料是以合成或天然高聚物为基本成分，橡胶是多组分组成的。塑料是加工后在常温下保持形状不变，高温下有可塑性的一类高分子材料；而橡胶是是一类在宽阔温度范围内表现良好高弹性的高分子材料 9.塑料成型加工的方法主要那几种以及各自特点？

主要有挤出成型、注射成型、压制成型、传递成型、压延成型 ① 挤出成型特点：

1、连续成型生产效率高，成本低

2、模具机构较简单，制造维修方便

3、塑料内部结构均衡紧密

4、使用大多数热塑性塑料。② 注塑成型特点：

1、成型期短，生产效率高

2、可以成型形状复杂，尺寸要求高及带嵌件的塑料制品。

3、注射和脱模可实现自动化作业。

4、适应性广

③吹塑成型特点：用于热塑性塑料成型，生产效率高，产品抗拉强度好 10.为何氟塑料具有优良的化学稳定性以及良好的抗沾污性？

化学稳定性：有机氟高分子的主链上带有大量的氟原子；氟原子吸引电子和束缚电子云的能力最强；而且氟原子的原子半径小、电子云密度大、电子云流动性小，难极化，与碳原子形成的C-F键的键能比C-H键大；c-f键稳定，不易被破坏，有机氟高分子特有的“a-氟代效应”，使与c-f相邻的化学键均得到加强；使得氟塑料具有很高的化学稳定性

良好的抗沾污性：c-f键有难极化的特点，这使有机氟高分子材料的表面能最低；表面能低使氟材料表面有很好的抗沾污性。

11.与金属和无机材料相比，合成高分子材料有什么优缺点？

高分子合成材料种类很多，这就是它的第一个优点，品种的多样性使其可以满足上天、下海等个方面的要求。

第二可以根据需要，满足各种功能性的需要。第三价格便宜。

第四纤维强度高、橡胶弹性好、塑料强又韧，再加上其它功能性材料，是生活、工业上不可缺少的。

缺点：通常耐温较差，当然现在也有部分耐温等级较高的高分子材料，但总体比金属、陶瓷差。

高分子是缺陷材料，由于其分子结构的显著不对称性，决定其形态结构上的缺陷结构，其强度往往比理论值差很多。耐候性较差。

生产过程中，许多会有一定污染。

回收困难，大多数高分子材料要被自然完全吸收，时间太长。

12.塑料的主要性能决定于什么，其加工温度是在什么范围，有哪些加工方法？ 13.何为功能高分子，他们与普通高分子的区别是什么？

功能高分子材料是指那些具有独特物理特性或化学特性或生物特性的新型高分子材料。一般说来，利用具力学性能的高分子称为一般高分子；而利用力学性能以外性能的高分子，叫做功能高分子。功能高分子一般带有官能团，化学结构较复杂。

区别：常规高分子材料由于其分子量巨大，分子内缺少活性官能团，通常表现为难以形成完整晶体，难溶于常规溶剂，没有明显熔点，不导电，并呈现化学惰性等共同特性。功能高分子材料带有特殊的物化性质和功能，其性能和特征都大大超出了常规高分子。

14.试述高分子的玻璃态和无机玻璃的有何相同和不同之处？

15.正确分析和理解无机材料的结构与性能的关系,无机材料相对于金属及高分子材料在性能方面有何特点? 16.金属材料、高分子材料、以及无机非金属材料之间的在化学组成、结构、性能以及使用效能和生产工艺有何差异.结合键 金属材料 金属键

无机非金属材料 共价键 离子键 高分子材料 共价键 范德华力

制备方法

金属材料 冶炼（火法、湿法、电解、粉冶等）、（铸造）

无机非金属材料 混料、成形、烧结（陶瓷，耐火材料）、熔炼，吹（瓶等）、拉（平板玻璃）（玻璃）、焙烧、混料、浇注（水泥-混凝土，不定形耐火材料），熔炼-提拉（人工晶体）等等

高分子材料 有机单体聚合、缩合（人工合成高分子），（天然的如木材棉花之类各自不同）性能特点

金属 相比之下通常强度较高，韧性较好，导电，常有金属光泽，常具延展性 无机非金属材料 通常硬度高，常表现为脆性。有丰富的种类，具体类别之间性能-用途差别极大。包括有各种不同的物理性质用作功能材料。

高分子材料 通常硬度低，韧性好，弹性模量小（通常说的有弹性之类，）

17.陶瓷材料的结构及性能特点是什么？陶瓷材料的增韧方法有哪些？了解工程陶瓷，压电陶瓷、介电陶瓷和结构和基本性质特点以及主要的制备方法。陶瓷材料结构：晶体相（硅酸盐结构、氧化物结构、非氧化物结构）、玻璃相、气相

Ps:晶体相是陶瓷的主要组成相，决定陶瓷的性能和应用，非氧化物结构是特种陶瓷特别是金属陶瓷的主要组成和晶体相。玻璃相的作用是把晶体粘接起来。气孔是造成裂纹的根源。陶瓷材料性能特点：

1、力学性能

①弹性模量。陶瓷的弹性模量比金属材料的大得多。

②强度。陶瓷材料在理论上具有很高的断裂强度，但实际上却比金属材料低得多。③ 塑性与韧性。陶瓷材料的塑性和韧性都较低。④ 硬度

2、热性能

①热容。陶瓷材料的摩尔热容对结构的变化不敏感。②热膨胀系数。③导热率

④热压力和抗热震性

3、电性能

①导电性。绝大多数陶瓷都是良好的绝缘体。②极化和介电常数 ③介电消耗

陶瓷的增韧方法有：颗粒增韧、纤维/晶须增韧、自增韧、相变增韧、纳米增韧。结构和基本性质特点以及主要的制备方法

工程陶瓷（特种陶瓷）：又叫氮化硅陶瓷或高强度陶瓷，以硅粉为原料，分别采用反应烧结和热压两种工艺方法制造而成。它强度很高，具有极优良的耐磨性和耐化学腐蚀，还是一种良好的电绝缘材料。

压电陶瓷：压电陶瓷属于铁电体一类的物质，它具有类似贴磁材料磁畴结构的电畴结构。压电陶瓷之所以具有压电效应，是因为其内部存在自发极化。压电陶瓷具有较大的机电耦合系数，转换效率高，形状和尺寸不受限制，工艺简单，成本低廉

介电陶瓷：这类材料主要分为非铁电陶瓷和铁电陶瓷两类。非铁电陶瓷比如二氧化钛、钛酸镁等，高频损耗小，也称为补偿电容器陶瓷。铁电陶瓷比如钛酸钡、锆钛酸铅等，介电常数高，也称为强介电陶瓷。除此以外还有一些比如反铁电陶瓷等等，数量比较少。

18..功能陶瓷相对于普通陶瓷有何区别？

功能陶瓷和传统普通陶瓷的区别主要体现在以下四个方面：

1、所用原材料不同。传统陶瓷以天然矿物为原料；功能陶瓷则选用高度精选或人工合成的高纯度原料。

结构不同。传统陶瓷结构复杂多样，功能陶瓷的化学组成和相组成则相对较简单。

制备工艺不同。传统陶瓷可直接采用湿法成型，而功能陶瓷则必须添加一定的添加剂后再用干法或湿法成型。2、3、4、性能不同。传统陶瓷一般仅限于日常和建筑使用，而功能陶瓷则在光、电、声、磁等各个方面有特殊功能。

19.玻璃的定义，结构和性质以及的形成及其条件；

20.复合材料的组成与结构：复合材料定义及分类、复合材料的组成及特性、复合材料的结构、复合材料的界面。复合材料的性能：复合材料性质的复合效应、复合材料的力学性能；

1、什么是复合材料？

复合材料：用经过选择的、含一定数量比的两种或两种以上的组分，通过人工复合而成的具有特殊性能的多相固体材料。

2、复合材料的设计因素有哪些？

物理相容、化学相容、界面以及界面相

3、增强体和功能体以及界面在复合材料中起的各起什么作用？

复合材料主要的基体类型、种类有哪些？复合材料的增强体材料主要有哪些？ 增强体（纤维）起承力作用（增加强度、改善性能），基体（树脂）（粘结和固定增强相、分配增强体的载荷、保护增强体免受环境影响）起粘结、保护纤维的作用；界面起传递载荷的作用（传递作用、阻断作用、诱导效应··）；增强相起承受应力和现实功能的作用

按基体材料的性质分类，复合材料可分为金属基复合材料、无机非金属基复合材料和聚合物基复合材料

复合材料的增强体材料：纤维增强体、颗粒增强体、片材增强体、层叠式复合材料

4、复合材料的显著特征是什么？

复合材料的基本特点：比强度，比模量大；可设计性强；各向异性

复合材料的缺点：制备工艺复杂，性能离散性较大；增强体、基体可供选择的种类有限；断裂伸长较小，抗冲击能力较低；成本较高 5复合效应中加和效应和乘积效应指的是什么？ 1）加和效应（混合效应）：在复合材料中，在已知各组分材料的力学性能、物理性能的情况下，复合材料的力学性能和物理性能主要取决于组成复合材料的材料组分的体积百分比（vol.%）： NPcPiVi i1

Pc ：复合材料的某性能，如强度、弹性模量、热导率等； Pi ：各组分材料的对应复合材料的某性能； V ：组成复合材料各组分的体积百分比； i：表示组成复合材料的组分数。

2）乘积效应(Product Properties)传递特性、交叉耦合效应。

定义：将两种具有能量（信息）转换功能的组分复合起来，使其相同的功能得到复合，不同的功能得到新的转换的效应。常用于功能复合材料。乘积效应的数学表示：

（Y/X）(Z/Y)=(Z/X)

6界面对于复合材料制备以及性能的意义和作用。

《材料工程基础》教学改革探讨 篇5

《材料工程基础》是一门理论性和工程实际意义都较强的课程。它主要涵盖了流体力学、传热学及燃料燃烧学的相关内容。

《材料工程基础》包含了材料的制取与合成、材料的成型与加工、材料的改性与表面加工以及材料的复合四大篇材料的支取与合成包括材料的熔炼，材料粉末的制备，高分子材料的聚合。材料的成形与加工包括金属的液态成形与半固体态成形，金属塑性加工，粉末材料的成形与固结以及高分子材料成形与加工。材料的改性与表面加工包括金属材料的常规热处理，材料的表面改性，材料的表面防护，薄膜制备技术。材料的复合包括复合材料基础，金属复合材料制备与加工。它具有理论不易掌握，概念和方程较多且容易混淆，对学生高等数学知识及综合分析和处理问题能力要求较高等特点。如何使学生掌握这些理论知识并且加以灵活应用是我们需要解决的问题。本文从改革教学理念，改进教学方法和改变教学手段和几个方面对Ⅸ材料工程基础》教学改革进行探讨。1教学理念的转变是提高教学效果的基础

传统的教学目的是教授学生本课程的基本概念、理论与计算方法，而不是形成该学科的思维方式和知识体系。1在这种理念指导下学习的学生，可能在课程考核中获得好的成绩，但是在遇到实际的材料工程问题或后续课程的学习时无从着手。实际上，掌握该课程的思维方式和知识体系，不仅有利于本课程的学习，而且对于专业课程的学习及实际生产中解决工程问题都是不可或缺的。例如：当同学掌握r相似理论，不仪对于流体力学中各种力学相似准数容易理解，当学习到对流换热时各种热学准数也很容易掌握。再比如在专业课学习中讨论玻璃窑炉内压力过大的原因有哪些时，同学很茫然，不知道从流体力学的角度来解决问题。这说明机械符号的记忆无法解决实际问题。当我们在教学中反复强化该学科的知识体系，使学生建立了该学科的思维方式时，同学们就能够根据能量方程中能量的转换关系来解决问题。

2合适的教学方法是提高教学效果的保证

在《材料工程基础》这门课中，有很多理论性较强的内容如能量方程的推导和应用，导热方程的推导等，可以采用采用教师讲解，引导学生提出问题，扩展学生的思维空间的启发式教学法，通过师生之间的相互质疑，探讨进而解决问题，从而帮助学生形成该学科的思维方式。当同学某一方面的理论体系建立以后，可以开设讨论课．教师提出具体的工程实际问题，要求同学通过讨论后进行解决，教师启发引导，进行教学互动。例如：当同学完成传热学理论体系的学习后，教师可以提出在玻璃窑炉设计过程(或实际的操作)中，怎样强化有益传热?通过这种互动式、讨论式的教学方法，既可以充分尊重学生的主体地位，激发学生的自主学习精神，提高学生的学习兴趣，同时也有利于强化该学科的思维方式。在学生有一定基础的情况下，町以将部分章节留给学生自学，要求学生查阅资料，撰写报告，解决一些简单的项目。比如换热器问题，教师有计划地拟定一些分析和设计题目，提出某工程应用要求，作为任务提供给同学，由同学自学完成各种换热器的分析，计算，提出应用策略。通过这种方式，可以促使学生利用现有的知识和网络资源，发挥学生的主观能动性。所以侄教学过程中，教师要根据不同的内容选择不同的教学方法，从而提高教学效果。3先进的教学手段是提高教学效果的推动力 3．1传统教学手段与多媒体教学相结合

理论性强的特点使其具有运用数学和物理的知识推导演绎出相关的理论，传统的黑板教学方式更适合这种知识体系的认知规律。同时，这门课的工程实践特性又使得学生需要学生更深入和直观地了解知识的内涵。为了使学生更深刻、透彻地理解知识的本质、内涵，把抽象的问题具体化，可以利用现代多媒体教学手段制作了各种视景、动画、三维演示课件等手段来激发学生的学习积极性和主动性。例如：导热微分方程的建模方法"I的讲解，通过传统黑板的逐步演绎．推导、论证教学方式，更容易让学生r解提出问题、分析问题和解决问题的过程，从而掌握运用所学过的知识解决导热问题的的方法。而对于诸如辐射换热过程中投射辐射和有效辐射等这样难以理解的概念，通过三维多媒体动画演示，让学生对现象本身有个直观的了解和认识。所以根据不同的教学内容和教师的个性化教学需要，将板书、教具等传统的教学手段与现代化教学手段相结合，使课堂教学形式由单调呆板变得丰富生动，加深学生对所学内容的理解，从而提高教学质量和水平。

3，2理论教学与实践教学互动相长

《材料工程基础》课程的典型特点是理论指导实践，实践加强理论。如何促进学生将理论知识运用到实践中去，用理论指导实践，并在实践过程中加深理解所学到的理论知识，逐步提高综合运用理论知识解决实际问题的能力，使理论课老师与实践老师需要共同完成的任务。理论数学要为实践教学打下良好的基础，同时通过实践巩固和强化理论教学的效果。在理论教学的过程中，密切结合实际操作的需要，让学生了解该理论的学习可以应用干工程实际中的那些地方，从而既保证理论教学的针对性，也有助于激发学生学习理论知识的积极性。我们学校该门课学习的过程中，安排有学生下厂实习的时间，理论课老师可以借助于此机会，带领同学把相关的内容从理论上的理性认识和生产中的感性认识相结合，从而更深刻地理解课堂上所学习的内容。例如：在实习的过程中，我们引领学生回忆不同风机的工作原理，选型及不同的风机调节的方式，然后带领学生现场观察各种风机的结构，使用及调节。学生在这个过程中，将理论上的内容与现场的工程实际相结合，不但加深r对理论知识的理解，同时学习的主动性有很大的提高。另外在实验过程中，我们将常用的老师讲解，学生操作验证的方法改为学生自己设计实验来解决老师所提出的问题，老师辅导的方式。

材料科学是研究材料的成分、组织结构、制备工艺与材料性能和应用之间相互关系的新兴学科，它将金属、陶瓷、高分子等不同材料的微观特性和宏观规律建立在共同的理论基础上，对生产、使用和发展材料具有指导意义。

通过对材料科学基础的学习，我对材料科学有了一个较为完善的认识！何谓“材料”？我认为就是人们所谓“物质享受”的物质。而随着人们生活水平的提高，人们对物质享受的要求标准也在提高，这就带来了材料的新发展。高分子材料作为材料科学中的重要部分，它的发展更加受到人们的关注。

首先，我认为高分子材料主要的发展方向就是环保。因为材料是为人类服务的，而环境是维持人类生存的重要部分，所以一切新发展都要做到环保才可以。如原来使用的一次性饭盒就不能够再生产了，取而代之的应该是一些可以回收，再利用的新高分子材料。只有这样，才不会让地球随着高分子材料消费量的增加变成一个巨大的垃圾场。除此之外，毒性也是一个亟待解决的问题，像PVC及各种有毒涂料这类材料也不应该在胡乱用下去了，科学家、制造商应该去寻找更安全，无毒害的替代材料，这才是发展的主线。其次，我觉得高分子材料的发展趋势就是易于使用。社会发展到今天，人们都在强调以人为本这一理念，所以材料也应向着这个方向发展。新材料的生产和加工应该改变指向，面向大众市场，这样才会给这个行业带来新的血液，也能让大众接触新材料、去了解新材料，也有助于快速提高人们的生活质量。比如，可以研制一种低成本的抗拉能力强的纤维并制成绳子，来取代人们普遍使用的凉衣绳，这就消除了绳子蠕变快给人们带来的影响，带给人们方便。再比如，书籍上可以生产一种纸张替代物来做书，这就为书籍老化与折损找到了解决办法，也节省了木材。相信这种新高分子材料书籍的推出也一定会受到公众的欢迎。但仅仅这些还不够，随着生产与科技发展，社会对材料提出的要求也越来越多。如高分子材料的高性能化、复合化、高功能化、精细化和智能化等等。下面谈谈我对这几方面的理解：

——对于高性能化，我想起老师第一节课讲的人们对材料的要求——高强、轻质、多功能。当今科技发展迅猛，很多方面都对材料有着很苛刻的要求。所以说，高性能材料的开发与研究是高分子材料科学发展的一个重要方向。比如建造跨海大桥所要用的桥墩材料就是一个难题，要具有耐久性，耐腐蚀性等性质。再比如科学研究对光学材料的要求也促使了如光致变色光学树脂等一系列高性能聚合物光学材料的进步与发展。对于提高性能，可以改变分子结构去寻找最适合的构造，也可进行多种聚合物的复合，达到1+1＞2的目的。

——对于复合化，首先要讲到复合材料，它可以使组成材料获得某单一材料所没有的性能。这样就扩大了其应用范围，从而获得更高的经济效益。至于高分子材料，可以通过共混、填充等方式改变其性能，也可以进行化学改性或表面改性。通过各种工艺生产出的聚合物基复合材料便可以应用于航空航天、海洋港口及道路设施上了，达到促进发展，造福百姓的目的。

——对于高功能化，这是个新要求，目前也只是发展初期。但各类功能高分子材料已经出现了很多，这也使功能高分子材料成为高分子材料的重要类别。最引人关注的功能高分子莫过于医用高分子了，人工脏器等的开发大大提高了社会医疗水平，使人类的平均寿命大大提高，各种医用工具如胶粘剂、缝合线等也大多采用功能高分子材料，这也将是未来高分子材料的重要发展方向之一。——对于精细化，我认为它是个技术要求。它的要求是使工艺分辨率控制在微米级，甚至亚微米级并向纳米级发展，因为我们知道纳米材料的性能很奇特，许多材料精细到纳米级后都具有了很多特别的性质。这方面的要求是让材料科学改进工艺水平去制造更多新的材料。

——对于智能化，我觉得就是让材料具有一种自我反应能力。它是让材料本身带有生物所具有的高级功能。如形状记忆高分子、智能橡塑材料以及各种智能仿生材料等。这些材料让人们的生活更方便、更舒适、更安全，也让生活更加人性化。

《材料工程基础》教学改革探讨 篇6

科普基础设施建设工程的情况汇报材料

一、关于科普资源开发与共建共享工程实施情况

1、共建网络科普资源共享平台。县委组织部在全县112个行政村建立“农村党员干部现代远程教育乡村网络”，县政务网设有“科普园地”专栏，县科技局设有“科普天地”专栏，县农业局设有“农业155网”，县政府政务网将县科技局、农业局等55个单位网络有效链接，充分整合网络资源，共建**县科普资源共建共享体系，促进我县全民科学素质服务水平。

2、利用电视、广播传媒方式共享。县委宣传部、县科协、县卫生局、县农业局与**电视台联办《科普大篷车》、《农业致富之窗》、《健康田野》、《健康热线》、《森林防火》、《地震百科》、《消防安全》、和大型电视科访谈节目《发展油茶利国利民》等；县广播电台开设《农业科技》、《卫生与健康》、《人口与计生》等专题科普栏目；移动、联通和县气象局等单位也都利用短信平台开展科普宣传教育。形成了电视、广播、刊物、手机、网络、文艺活动等六大载体互动联动、优势互补的新型科普传播局面。宣传覆盖面达100%，全县约12万民众受到科普教育。

3、开展大型科普巡展实现共享。县科协主动加强同省科技馆的联系，积极争取“福建省科普巡展**行”项目，“科普巡展**行”活动，于12月20至27日在**举办。为期8天的巡展期间，前来参观的学生和公众近1万人次，在学校、在机关、在社区中引起了强烈反响，给人留下了许多启示。

4、科普品牌活动网上交流展示共享。每年都把“三下乡”活动、“科技。人才活动周”活动和“全国科普日”活动中开展的环境保护、节能减排、农业科技、地震科普、气象科普、激励企业自主创新等面向广大市民和企业的科普活动，集中上网，更大范围地展示宣传了我县科技事业发展的最新成就。

5、成立科普讲师团，深入乡村巡回宣讲。由县科协、县老科协、各学会牵头，组织科技工作者讲师团，到乡镇、到行政村讲解相关实用技术。20，组织科技讲师团深入朱口、上青、新桥、开善等乡镇，通过现场会、课堂、专题会议等形式，积极开展了灾后生产管理、病虫害防治等技术培训，及时将科技应用技术送到千家万户、用到田间地头，减少灾害带来的损失，深受群众的好评。

二、关于科普基础设施建设的情况

近年来，我县各级党委、政府和有关部门高度重科普基础设施建设，科普基础设施建设纳入国民经济和社会事业发展总体规划及基本建设度划，加大对公益性科普设施建设和运行经费的投入。在财力十分困难的情况下，根据创建工作的需要，从年开始科普专项经费从人均0.5元提高到人均1元，还另外安排5万元创建专项经费，为创建工作提供了资金保证，促进了科普基础设施建设。

1、科普基础设施建设不断完善。2010年以来，我县共投入40余万元，一是加快了“站、栏、员”建设。科普宣传栏是省委、省政府为民办实事项目之一，县科协将这项工作作为当前一项重要工作来抓，保质保量，新建了16个科普宣传栏。另外，还新建了5个科普惠农服务站。截止目前全县共建科普惠农服务站65个、科普宣传栏97个，全县112个行政村全部配齐科普宣传员。二是新建了社区科学工作室。在青少年学生校外活动中心，新建了社区青少年科学工作室，内设有科普展品区、简易机器人制作区、机床工作区、科技小制作区、作品展示区等。

2、科普队伍建设不断加强。一是配齐配强基层科协组织，各乡镇科协均设主席1人，由乡镇副职领导兼任；设秘书长1人，一般由农口业务站站长兼任，具体负责科协工作；设理事3――7人，由农口站所、群团部门负责人兼任。117个行政村，全部建立起科普活动小组，每个村配有1名科普宣传员；13个企业科协均成立科协领导机构，均由企业老总兼任科协主席，有效加强基层科普服务能力。二是选好配强科普志愿者，以来，我县结合新农村建设，成立了“百、千、万”科普服务新农村领导小组及制定了相关方案，通过自愿报名组织考核把关共挑选出科普志愿者300人，通过多年的努力，科普志愿者的队伍不断得到加强。

3、科普示范功能日益突显。一是积极创建科普教育基地和农村科普示范基地。世界地质公园被命名为全国科普教育基地，在此基础上抓好农村科普示范基地的建设，近年来先后授牌命名了烟叶、雷公藤、锥栗、茶叶、笋竹、食用菌、渔业、花卉、乌凤鸡等13个农村科普示范基地，这些基地都成为当地农村产业结构调整中的一个示范点。二是积极创建科普示范乡镇和社区。近年来，我们单位主动引导乡镇和社区开展创建工作，并得到省市科协的肯定，**乡、新桥乡、朱口镇先后被省科协命名为科普先进乡镇，炉峰社区也被省科协命名为科普示范社区。三是积极创建科普惠农先进单位和带头人。积极抓好科普惠农兴村先进单位和个人的培育工作，**渔业协会被评为全国科普惠农兴村先进单位，锥栗协会被评为省级科普惠农兴村先进单位；科普带头人张维元和江其仕获得省科普惠农兴村致富带头人荣誉称号。

4、注重科普场馆规划与建设。目前，我县已有专业性科技馆1个（**地质博物苑）；被命名的国家级科普教育基地1个（**世界地质公园），省级科普教育基地1个，省级青少年科技教育基地1个，市级科普教育基地2个，县科普示范基地7个；青少年学生校外活动中心1个。2010年4月，县科协、县发改局、县财政局、县科技局联合制定《**县科普场馆平台建设计划》，力争到，全县基本建成以各类科普基地为主体、以科普设施为基础、以其他类型科普设施为补充的.科普场馆平台，适应公众不同科普需求；各类科普场馆展教水平明显提高，科普教育功能得到不断拓展和完善；建立能基本满足科普场馆运行服务需求的专职、兼职和志愿者队伍；各类科普场馆利用率得到有效提高，年接待参观公众人次达到全县总人口的20%以上，其中**地质博物苑年接待本县公众参观达到1万人次，其他科普场馆年接待本县公众参观达到1.6万人次。

三、我县实施科普资源开发与共建共享工程和加强科普基础设施建设的主要做法

1、领导重视，政策引导。《科学技术普及法》、《福建省科普条例》和《全民科学素质行动计划纲要》颁布后，县委、县政府把科普建设摆上重要议事日程。成立县全民科学素质工作领导小组，建立听取领导小组定期工作汇报制度，县委、县政府还先后出台了《**县科学素质工程实施方案》、《关于实施（全民科学素质行动计划纲要）的保障措施》等政策性文件，对促进我县科普场馆建设、加快实施全民科学素质工程进程起到了有力的推动作用。

2、整合资源，合力共建。坚持《全民科学素质行动计划纲要》提出的“政府推动、全民参与、提高素质、促进和谐”的指导方针，把科普资源开发与共享工程和科普设施建设作为一项社会工程，在坚持“政府推动”的基础上，实行“大联合、大协作”的工作机制，为科普资源开发与共享工程和科普设施建设纳入议事日程定期听取有关工作汇报，及时协调解决有关重要问题，为科普资源开发与共享工程和科普场馆建设创造了有利条件。二是部门联动。县委、县政府建立了由多个职能部门组成的科普工作联席会议制度，要求各有关部门树立一盘棋思想，跳出部门圈子抓好科普设施建设，并在工作上实行大联合、大协作，做到工作上互相支持，信息上互通有无，资金、设备上互相支持，资源上互相共享。()(范_文_先_生_网)三是上下带动。县里组织人员深入各乡镇、部门对科普资源开发与共享工程和科普场馆建设进行督促检查，各乡镇、部门也相继成立了科普资源开发与共享工程和科普设施建设领导小组，建立健全了相应的工作制度，形成了上下联动抓科普建设的工作格局。四是典型促动。为了调动各级各部门和社会各界参与科普资源开发与共享工程和科普设施建设的积极性，总结推广了一批在科普资源开发与共享工程和科普基础设施建设中涌现出的先进典型，充分发挥他们的示范带动作用。如古城管理处领导高度重视科普工作的组织安排，认真制定科普工作实施方案，对科普各项活动的顺利开展奠定了坚实的基础。

《材料工程基础》教学改革探讨 篇7

《材料工程基础》课程主要是学习动量传递、热量传递和质量传递的基本原理,并将这些原理应用于流体输送、传热、吸收、蒸馏和干燥等单元操作中。这些内容与《化工原理》有相似性。这些过程均为物理过程,通过数学建模和推导获得一些经验或半经验方程,为实际的工程应用提供计算依据。教授这门课程的目的在于使学生具有工程思想,并能够将这些具体的物理过程抽象为数学模型,通过计算获得相应的工程参数。因此在学习这门课程过程之前,需要学生具有高等数学和物理学的基础知识,同时还需要具备数学建模的思想。因此,本课程的开设在本科学习的第五学期。

1 开展微型实验的背景分析

尽管目前高校学生都具备相应的知识,但是在学习该门课程的过程中,仍然反映课程难学,计算复杂,表现出对其中研究方法的不适应感。通过对历年的学习情况和学生反馈进行剖析,我们发现是由于以下原因引发了学生在学习时的不适应感:

( 1) 思维方式的变化: 本科学习的前期知识均为经典理论,而《材料工程基础》课程中开始出现了半经验的理论,即黑箱模型的引入。

( 2) 知识的综合程度变化: 前期的理论课学习均为数学、物理和化学单方面的基础理论学习。而《材料工程基础》课程的学习,是将物理过程通过数学模型进行描述和分析。同时,一些物理参数由之前简化的二维参数状态扩展到了四维参数状态,从而增加了微积分计算的复杂程度,例如流体的速度,在前期学习中仅定义为时间和长度的二维参数,而在材料工程基础课程中,速度被定义为空间坐标 ( x、y、z) 和时间的四维参数。

( 3) 描述概念的变化: 流体的动量传递、热量传递和质量传递均属于物理过程,在描述这些过程中,引入了一些抽象、专业的工程概念和术语,这些概念是后期模型建立、计算和应用的基础。例如,流线、截流断面、水力粗糙、层/湍流、边界层、层流底层、有效层流膜层、湿度、相对湿度、平衡水分和自由水分等。

对于前两项原因产生的障碍,可以通过实验课程解决,即通过实验的操作和分析,使学生对该类思维方式和数据处理方法熟悉并适应。但是对于抽象的专业概念,学生面临抽象思维建立的困难。我国著名科学家钱学森也说: “我按我们习惯的称呼,把一个人的思维分为三种: 抽象 ( 逻辑) 思维、形象( 直觉) 思维和灵感 ( 顿悟) 思维。”“我建议把形象思维作为思维科学的突破口。”[2]因此在普遍的教学中,会先通过实验课建立形象思维,然后再在课堂上讲解以建立抽象思维。这样的方法是遵从学习规律的,但是将实验和理论课堂分开,会产生理论和实验现象对照讲解不及时的问题,从而会造成学生对一些概念理解延滞,甚至会引起相似概念的混淆。因此,在抽象概念的教学中,需要有时效性的引入实验课程,才能充分发挥实验课程的优点。

然而目前高校的教室和实验室都独立存在,实验装置体积较大,因此材料工程的一些实验,难于移动到教室中展示。微型实验概念的引入,有助于解决这个难题。

2 微型实验的介绍与教学实施情况

微型实验主要是作者受到微型化学实验的思想提出的。微型化学实验( M. L. ) 是近10年来国际和国内化学界,在绿色化学思想下用预防化学污染的新思想对常规实验进行改革而发展起来的化学实验的新方法和新技术,在教学中被引入以提高化学教学的效率[3,4,5,6,7,8]。

借鉴这种做法,微型实验可以在《材料工程基础》课堂教学中被引入进来辅助教学,所用材料可以利用无毒无害物质进行。作者在课堂教学中已开始尝试加入了部分微型实验。以下为将微型实验引入课堂抽象概念教学的两个案例。

( 1) 案例1

概念: 流线和迹线

定义: 流线为某一时刻各质点的切线方向与通过该点的流体质点的流速方向重合的空间曲线,迹线为同一质点在各个不同时刻所占有的空间位置所连成的空间曲线。

微型实验: 1在玻璃板上滴加一滴硅油,将玻璃板慢慢立起来,重力作用使得硅油滴向下流动,最后留下一条痕迹线。2然后连续滴加硅油,让学生在某一时刻进行拍照。

课堂讲解:

在第一个实验中,得到的痕迹线即为迹线,根据定义能够使学生容易理解。然后让学生提供一张刚才拍下的照片,选择十个位置点,以各点为质点进行分析,画出速度方向,然后画出质点的切线和流速方向,从而获得一条曲线即为流线。

然后讨论稳定流动和非稳定流动现象,并介绍均匀流和非均匀流,定性说明速度的差别,为后期伯努利方程的讲解储备均匀流的速度分布知识。

( 2) 案例2

概念: 流动阻力和能量损失

定义: 流体微团之间有相对运动时,由于流体具有黏性,相互间必产生阻力,对流体运动形成阻力,这种阻力称为流动阻力。为维持流动需要克服阻力,从而消耗能量,即为能量损失。能量损失表现为机械能转化为热能。

微型实验:

实验装置如图1所示。将装置水平放置,分别以水和硅油为流体,通过微型泵使流体产生水平流动。由测压管获得A、B和C处的压力,同时采用毕托测速管测定这三处的流速。

课堂讲解:

1以水为流体时,观察测压管中产生压降,比较A、B和C三点的机械能,引导学生发现机械能降低。由此引入能量损失的概念。

2比较硅油和水分别作流体时,A、B和C三点的机械能变化情况,引导学生发现当流体的粘度发生改变时,能量损失量也发生改变。由此解释流体阻力及其产生原因。

3 结 论

通过与历年学生的考试成绩比较,发现在《材料工程基础》课堂教学中引入微型实验辅助教授专业知识时,学生对这些专业概念和术语理解加深且记忆增强,并能够区分相似概念。此外,教师在讲解过程中,讲解难度降低,教学效率提高。

参考文献

[1]袁华.《材料工程基础》课程内容探讨[J].中国科教创新导刊,2012(7):193,195.

[2]钱学森.关于思维科学[M].上海:上海人民出版社,1986:129-141.

[3]钱贵晴.微型化学实验与创新教育[J].化学通报,1999(5):2-6.

[4]熊枝金.高中化学实验微型课程开发的策略及初步实践[J].化学教学,2014(5):10-13.

[5]王珺,朱舜丰.论微型实验进入科学习题课的重要性[J].基础教育,2013(6):179.

[6]游利琴,袁金伟,毛璞.浅析微型有机化学实验教学的开展[J].广州化工,42(19):176-177.

《机械工程材料》课程教学探讨 篇8

关键词： 《机械工程材料》 教学现状 教学方法

《机械工程材料》是机械及近机类专业，材料专业和土木建筑类专业的一门重要专业基础课[1，2]。本课程从材料的本质出发，介绍了材料的种类、组织结构和性能，以及之间的相互联系，并对其中涵盖的理论知识做重要阐述，还介绍了机械零件的失效与选材原则、典型工件的选材及工艺路线设计及工程材料的应用等。实验内容主要为金相试样制备及硬度实验和铁碳合金平衡组织观察实验。通过课程的学习，学生能够掌握工程材料的分类及应用，了解工程材料的基本理论；能够根据所学的知识解决工程实际问题；能够对零件进行材料选择及热处理，并且能够完成零件机械加工工艺路线设计。为学习后续专业课程和从事机械设计及制造工作奠定基础。

《机械工程材料》课程作为一门专业基础课，里面涉及多种材料的介绍和分类，如金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料、功能材料等。具有信息量大，概念抽象多，涉及知识点广，理论性性强的特点。各种材料之间缺乏联系，彼此之间差异性很大，要求学习过程中有灵活转变的能力。课程的大量内容都以叙述为主，计算的东西少。各概念、规律大多独立存在，缺乏推理性，不像数学、物理那样各知识点都有严密的逻辑推导和计算关系，也不像机械制图那样直观。最后，课程实践性强，与实际生产联系紧密，试验课程是必不可少的教学环节，这是学生理解抽象概念，直观认识微观组织的重要途径，与学生毕业后从事的施工工作有非常紧密的联系。

机械工程材料这门课程属于学生刚刚接触到跟自己专业相关的少数几门课程之一，之前并没有专业基础，因此对一些抽象概念在理解上存在困难，如涉及的原子、分子水平的微观概念很多。特别是与金属学相关的部分，如晶体结构、晶体缺陷、位错运动及凝固结晶、相的概念、组织转变等，这些概念都是微观和抽象的，学生无法通过推导计算获得，更无法通过肉眼直接观察和亲身体验到，有时候需要通过丰富的空间想象力理解。近年来，在课程教学改革的引导下，课时不断被压缩，课程内容却在不断更新和充实，在巨大的教学任务压力下，很多课堂教学仍然以灌输知识为主。为了在规定课时内完成教学任务，老师偏重于课程内容和知识点简单、孤立地传授，无暇顾及学生对知识点的掌握情况，也没有过多时间深入挖掘各知识点的深层内涵，学生运用所学知识解决、分析实际问题的能力缺乏训练。再加上课程叙述性内容多的特点，如果不注重教学方法，教师授课就很容易陷入平铺直叙的乏味陈述中。学生在课堂上基本处于被动接受状态，课程知识的晦涩难懂和课堂气氛的沉闷，使学生学习很容易就丧失积极性、主动性，教学效率不高，结业考试成绩偏低。此外，由于受到总体教育学时计划安排，学校办学条件和经费欠缺导致的相关实验仪器设备短缺等的限制，开设的实验类型较少，大多属于验证性实验，即学生根据实验指导老师的讲解，按部就班操作即可得到实验结果，几乎不需要思考，因此学生对实验课的投入不够，缺乏兴趣。课堂所学知识不能在实验中得到加强和深化，丧失实验存在的意义。以上这些因素如不能正确处理，则势必降低整体教学质量。我结合多年教学经历和体会，针对教学现状暴露出的一些不足[3，4]，积极探索更加有效的教学模式，使学生理解并掌握课本基础知识的同时，更多地了解和把握本领域研究与发展动向。特提出见解如下：

1.着眼于整体，理清课程的整体脉络，突出重点。

首先，理清教学思路。本门课程具有信息量大，概念抽象多，涉及知识点广，理论性强，知识点琐碎等特点，如何使学生掌握《机械工程材料》课程内容，是目前教师面临的一个难题。教师必须把握本课程的主线，即以材料的成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系为主线，帮助学生理出知识脉络，明确课程分为几个部分，主要介绍哪几种材料，哪几种加工工艺等，使学生能整体把握课程学习目的、学习内容、学习要求和方法，做到杂而不乱。这项工作在本课程的绪论部分就应该完成。绪论课上得好坏，直接影响学生对这门课程学习兴趣的高低。为了激起学生的好奇心，绪论课上应着重介绍材料及成形技术发展的历史及最新动态，并结合生活中接触过的材料进行举例，使学生意识到材料不仅跟人们的日常生活息息相关，而且高科技的发展也离不开材料科学的发展。

其次，完善教学方法，突出重点。在日常分章节具体知识点教学当中，老师要充分理解教学大纲的要求，在授课过程中利用各种方法教会学生善于归纳、提取和浓缩知识要点，如对概念、材料种类、热处理工艺、材料性能等相近或相反不容易区分、识记、掌握的内容，可以通过类比法进行讲解。要善于将知识点模块化，便于学生掌握和理解，使学生认识到《机械工程材料》课程中的每种材料学习都有一个知识结构，那就是材料的成分、生产工艺、技术性质、国家和行业标准的规定、试验检测方法、应用。学习过程中，应有意识地提醒学生注意知识结构。这样经过前几种材料的讲授，学生基本就可以形成对知识结构体系的认识和把握能力。本课程信息量大，涉及知识点多，如果眉毛胡子一把抓，势必给学生的学习带来巨大负担。因此，在全面介绍的基础上，根据教学大纲和教学要求，对教学内容进行整合，以应用为核心，以实用、实际、实效为原则，大胆地删掉一些过时的、落后于本专业发展的旧的知识，引入材料科学的最新研究成果，及时地、有选择地补充最新技术标准、规范和规程，使教学内容处于动态优化过程中，做到详略得当、重点突出。

2.丰富教学手段和方法，培养学生兴趣。

教学效果在很大程度上取决于课堂教学。课堂教学效果的强弱，决定了教学质量的高低[1]。提高课堂教学质量的关键是激发学生兴趣，勾起他们的学习欲望，调动学生的学习主动性和积极性，促使他们生动活泼地学习。

首先，教学重心应该由以教师为中心转为以学生为中心，充分发挥学生的主观能动性，改变以往“满堂灌”的做法，使学生由被动接受知识变为主动获取知识，提高学生的自学能力。传统课堂讲授法和演示法均以教师为主，学生被动听讲，学生在课堂上自主学习时间不足，学习兴趣不浓厚，课堂气氛沉闷，上课易走神，实践证明课堂教学效果不佳。为了调动学生学习积极性，可以采用分小组学习方式，即将课堂学生按人数分成若干个学习小组，老师根据教学计划提出下节课的重点提纲和需要解决的问题，将这些问题分到各组，要求各小组学生课前解决。课上由各小组派代表讲解并相互提问，最后老师做总结，并对学生不能解决的问题进行解答。这种方法不但继承了传统课堂上提问法的优点，而且提高了课堂学习的效率，使学生参与进来，真正成为课堂的主人。

其次，老师在重难点讲解的过程中要引入大量实际案例或生动例子，能帮助学生理解抽象的概念和变化过程，吸引学生的注意力，加深对理论知识的认识，使枯燥的理论知识立体化，有利于学生对知识的记忆和存储。例如讲到热处理部分时，可以引入“鸟巢建造”的案例。介绍国家体育场用钢4.8万吨，使用焊接材料超过2000吨，整个工程没有一颗螺丝钉和铆钉，100%全焊钢结构，所有构件作用力全都由焊缝承担。分析焊接时的高温对焊缝附近的热影响区的微观组织的影响，从而联系所讲知识在其中的运用和体现。

最后，教师要充分运用现代多媒体技术，使之在课堂教学中发挥重要作用。多媒体图片、Flash动画等具有直观、生动、形象的特点，因此使用多媒体辅助教学是一种较为理想的现代化教学手段。一些微观、动态的变化过程及状态，采用传统的教学方法很难描述清楚。若采用动画进行动态演示，则可以形象生动地描述变化形态，效果直观、生动，学生容易记忆，容易理解，可提高课堂的可观赏性[5]。

3.结语

《机械工程材料》这门课程无论对于老师还是学生都是一个很大的挑战，如何在有限的课时内，使学生更加容易掌握大纲所要求的知识点，这是一个值得探讨的话题。在大纲的指引下，突破传统理念的束缚，不断变换教学方法，积极激发学生的学习兴趣，敢于创新，大胆地进行探索和实践，教学效果必定会得到强化。

参考文献：

[1]张建梅，云介平.加强教学改革，提高《机械工程材料》课堂教学质量[J].考试周刊，2011（5）.

[2]倪卫华，汪中厚.机械工程材料教学方法探讨[J].教育教学论坛，2015（9）.

[3]覃海英.机械工程材料课程建设与改革浅议[J].广西大学学报，2008（9）.

[4]张有强，罗树丽，周岭.机械工程材料课程教学探讨[J].中国现代教育装备，2013（3）.

《材料工程基础》教学改革探讨 篇9

1、原材料、构配件汇总表(表C—005)

内容包括材料名称、生产厂家、品种、规格、进场数量、主要使用部位及说明等，

2、原材料、构配件质量证明资料

分为进场验收记录：产品质量合格证、厂家提供检验(试验)报告、产品生产许可证、进口材料的商检证明和中文版的质量证明文件、性能检测报告等技术文件;见证取样记录，复验报告，

(1)原材料、构配件进场验收记录(表C—006)

内容包括原材料、构配件规格型号、厂家质量检验报告、商检证、外观质量、检验结果等。

(2)见证取样记录(表C—007)

内容包括样品名称、使用部位、代表数量、见证记录、见证取样送检印章等。

(3)复验报告(表C—008至表C—030)

《材料工程基础》教学改革探讨 篇10

摘要：当前我国的经济、政治、科技等各领域都步入了飞速发展的快车道，城市化进程也得到了大力推进。为了提高人民的生活质量，政府市政部门也在不断加大工作力度，强力推进市政工程的建设情况，提高市政工程的建设质量。从这个角度来看，严把市政工程施工材料质量关，对工程材料进行有效的质量鉴定，是保证市政工程施工质量的基本保证。关键词：市政工程；材料；检测；控制；措施

市政工程建设是城市发展规划的具体体现，更是改变市容市貌、提高人民居住质量、提升公民幸福指数的重要措施，可以说市政工程项目建设的质量将直接关系到人民生活的幸福安康，因此再进行市政工程项目建设的过程中，必须将市政工程材料的检测及控制作为一项重点工作来抓，实现市政工程建设的高质量、严标准施工。

一、市政工程材料的检测项目及内容

市政工程的质量主要是由市政规划、工程材料、施工质量等多方面因素决定的，但在其中工程材料的质量却是保证市政工程质量的基本物质保障，市政工程材料质量的高低对于市政工程的整体施工质量起到决定性作用。在实际施工过程中，某些不良施工单位为了追求更高的经济利益，往往会大量采用质劣价低的工程材料，以次充好，从而对市政工程的施工质量造成极大的损伤，同时也为人民的生产生活造成了极为严重的安全隐患。为了杜绝此类现象的发生，我们必须加强对市政工程材料的检测及控制。具体检测项目及内容有：对施工现场所有的建筑材料进行检测，要求由各级各类主管部门开具的证明材料必须完整、齐备，质量必须符合图纸设计标准及施工标准；施工过程中对施工承建单位进行检查督促，保证对施工材料按照规定进行多方检测，并保证检测结果的准确性；对于施工中需要进行施工设计变更的情况，要留有变更说明，做好施工记录，确保施工检查项目的档案材料完整齐全。

二、市政工程材料的检测措施

（一）建立健全市政工程材料抽检机制

建立健全对市政工程材料的抽检机制，是对工程材料进行客观评价、有效保证工程材料质量的重要手段。市政工程管理部门、质量监督管理部门、各相关检测单位应当加大力度进行对工程材料的抽检工作，力争在源头处保证施工材料的质量关。同时，进行抽检过程中必须做好详细、真实的抽检台账记录，以便掌握真实可靠的检测相关数据，为后续开展的其他控制、管理工作提供便利条件。

（二）做好抽样检测工作

对市政工程材料进行抽样检测，一定要按照国家制定的规范标准进行，严格把握抽取式样的方法和抽取试样的部位；对于批次不同的工程材料，如果抽取的试样比例不足或者抽取试样的部位出现过度偏差，都会在很大程度上造成抽样检测结果的误差，因此应当在保证抽样比例的前提下，采取随机抽取的方式进行，以保证抽样检测的客观性、准确性。

（三）抽样检测结果的后期处理工作

为了保证抽取试样检测结果的客观性、准确性，应当对市政工程材料质量检测的结果所取得的数据进行规范，明确取舍要求。不过需要注意的是，对于不同的市政材料的检测结果，应该采取不同的规范要求进行取舍处理，绝不能进行简单方式进行处理。比如在对商业混凝土进行抗析测试时，如果发现检测强度已经超出了标准水平，那么这一项检测结果就应当进行剔除；假如同一组抽样检测的结果都超出了规范标准，那这项抽检就应当作废，重新进行。另外，在对抽检结果数据计算计算的过程中，需要严格执行国家规定的计算标准，对结果尾数进行四舍五入确定。

三、市政工程材料的控制措施

（一）加强对施工现场材料的控制措施

1、在各种施工材料集中进场期间，应当首先进行整体布局规划，依照施工设计、施工要求、材料性质及取放的便利性进行放置，对种类不同、规格不同的材料必须分类进行堆放，必须进行必要覆盖，防止受到雨水侵蚀导致材料变质或产生锈蚀。

2、对施工所需的主要材料，例如钢筋、水泥、砂石、沥青等，需要进行抽检，进行室内试验，并及时开具抽检结果检验报告，做到以数据为准，以事实说话。

3、路面施工过程中，必须对土场及路基土的各项指标进行调查、检验，例如土场的土壤分类、土壤的天然含水率、土壤的塑性指数等，做好土壤的击实试验，测定最佳含水率和最大干密度，并制定好与各种施工相关的控制指标。

4、对于工程材料中的钢混构件，必须保证钢筋的钢号、直径、种类和混凝土的强度能够达到国家规范及施工设计的规定要求，对钢筋进行的焊接和对预埋件的处理、质量都必须符合规范要求。

5、必须做好对施工质量的监督、规范、检验工作，一切以国家规定的市政工程质量管理标准为依据，不合格的施工原材料、半成品材料不准使用，不符合规范的施工方法不能进行，并且要及时掌控施工进度与施工质量，发现隐患要及时排除。

6、对施工中所需的原材料或者半成品材料，采购前必须进行相关资质的考察，必须由厂家提供符合国家规范、由国家主管部门提供的产品合格证和实验报告，并及时进行抽样检测，以保证材料的质量。

7、施工现场材料堆放处或者原材料仓库必须设置明显醒目的标志，并对各种材料设置标示牌，表明材料的名称、规格、出产厂家、检验情况，保证原材料必须处于可控范围内，出现任何状况都能够及时究查。

（二）加强对检测设备的管理控制措施

要想实现对施工材料的检验结果准确可靠，就必须保证检测设备的配置高、种类齐、精度高，这就要求在购置检测设备时，必须要到正规渠道采购符合国家检测标准的、有正规厂家生产的检测设备，购进后建立规范统一的设备管理台账，明确标明设备的购买时间、运行状态，定期进行维护，以保证设备能够正常进行运转，保证检测结果的精密、准确。

（三）加强对检测人员的管理控制措施

仅凭借先进的检测设备，没有检测素质高、检测技术精的专业人员进行操作，也无法保证检测结果的准确度。因此，在招选检测人员时必须保证其具备丰富的专业知识，并需要在上岗之前对从业人员进行相关培训及测试，测试合格后方可上岗开展工作。工作过程中需要定期进行考核，总结先进工作经验，弥补工作不足，并积极参加国家主管部门组织的学习和业务培训活动，切实提高自身的业务素质水平。

（四）加强施工环境的控制措施

施工过程中，温度、湿度都将对施工材料的质量及施工质量造成极大的影响。因此必须严格实施对施工环境的温度、湿度的控制，在规范标准规定许可的环境下进行抽样检测、建设施工、维修及养护施工，确保对市政工程材料质量的有效控制。

（五）加强现场施工质量的控制措施

加强现场施工质量，是强化市政工程材料管理的重要途径。首先从施工方来说，一定要加强自身的管理机制，建立一整套科学、高效的管理制度，制定和完善施工材料抽样检测措施，有效提升施工质量；从施工监理部门来说，应当加强施工过程中的质量监管工作，对不符合施工标准的材料投入和具体施工，要及时向上级汇报，有效解决问题。政府主管部门也应当加强监督管理工作，确保施工质量的有效提高。结语

对市政工程材料的检测及控制，是保证施工质量、改善人民居住环境、提升人民居住舒适度的重要因素。检测控制过程中，一定要在充分依据国家规范及施工要求的基础上，及时制定周密、详细的工作流程及工作要求，强化抽样检测流程控制，对结果进行科学分析及处理，加强对施工现场的材料管理，加强对施工过程中各个环节的控制力度，实现对施工质量的有效控制。参考文献：