无机非金属材料工程范文

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2.无机非金属材料工程专业“工程化"师资队伍实践水平的提高必须寻求校企合作，依托校企合作交流平台，建设双师型师资队伍，要求企业定期为教师开展培训班，教师直接从生产第一线获取企业的新技术、新知识、新工艺、新材料、新方法，并应用于教学过程。支持教师参加岗位职业资格培训，强化师资队伍的工程实践能力。我系逐步建设一支熟悉行业企业需求、工作经验丰富、实践教学能力强的专兼职结合的“双能型"教师队伍。同时，企业可以推荐专业骨干教师与高技能人才承担无机非金属材料工程实践教学任务，保证实践队伍高素质、高水平。组织“双能型"专业教师的培养，鼓励教师到企业进行整个工程实践进行针对性训练，提高师资队伍的工程化教学能力。对于工厂实践教学我们将学生带到工厂，利用工厂的生产设备，聘请生产一线的企业工程师现场授课，比如玻璃窑炉的实验课程，我们就组织学生到企业去，聘请企业技术人员依据企业的窑炉现场讲解整个窑炉的结构、工作原理及工作过程，非常生动形象，也大大提高了学生的学习兴趣，提高了工程化实践能力。同时现场教学也增强了学生“工程化"思想，在工程化实践教学过程中让学生明确自己的学习目标是成为工程师，将来能将科技转化为现实生产力。“工程化"教育中学生体会和掌握工程设计、工程实践的基本分析方法，提升综合实践素质。

二、促进实习实践基地建设

实习实践基地建设一直是工科专业的薄弱环节，如何借助“工程化"提升专业实习实践基地建设是值得考虑的问题。利用无机非金属材料工程专业实习基地和产学研基地工程化方面的优势，对学生进行工程化方面的培养，包括校内实习基地和企业实习基地建设。校内实习基地建设，通过基本仪器设备的添置与更新组建成工程中心，尽可能贴近生产实际，满足专业工程实践教学的基本需要，满足相关专业内涵与外延拓展需要。我院无机非金属材料工程专业利用蚌埠玻璃设计院等具有丰富工程化水平和实践经验的智力资源，利用中航三鑫太阳能光电玻璃有限公司、安徽鑫民玻璃制品有限公司、安徽德力集团、凤阳珍珠水泥集团、海螺水泥集团等企业先进的实践教学基地，共同提高无机非金属材料专业工程化人才培养质量。

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中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）08-0072-03

目前，工程技术人才培养已提升到国家战略高度。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》明确提出实施“卓越计划”，探索建立工程技术人才校企联合培养的新机制，创新工程师培养模式，完善卓越工程师培养体系，以期培养适应我国社会发展需要的工程技术人才 [1]。

洛阳理工学院是一所具有鲜明建材特色的本科院校。无机非金属材料工程专业作为河南省特色专业，在长期的办学过程中，一直以为建材行业和地方经济建设培养优秀人才为己任，工程实践教学中高校、科研院所与企业广泛参与，全程监督，重视技术能力的训练，重视工程素养的发展，培养了一大批“下得去、用得上、留得住”的工程技术人才。本文以无机非金属材料工程专业为例，根据教育部卓越工程师计划的培养目标及学校办学特色和专业建设经验，对卓越工程师人才培养体系的构建进行研究与探索。

1 卓越工程师的培养模式

国外卓越工程师培养模式 国外卓越工程师培养具有代表性的是以美国为代表的《华盛顿协议》成员模式和以德、法为代表的欧洲大陆国家模式。美国工程教育经历了最初的以实用主义为目的的工程技术教育（20世纪30年代以前）、重基础科学研究（20世纪40―50年代）、通识教育与基础科学教育并重（20世纪60―80年代）和回归工程教育（20世纪90年代以后）等过程，即美国在经历了“技术模式”“科学模式”后，正实践着当前的“工程模式”[2]。美国大学生在校期间完成基础科学、人文与社会科学和工程科学的学习，毕业后通过职业教育考试获取职业资格认证后成为工程师。而欧洲大陆国家工程教育呈现“分合辩证统一”的特点，如德国工程教育采用了由理工科大学（TU/TH）培养研究型工程师和应用技术大学（FH）培养应用型工程师的办学模式，法国则采用“双轨制”高教体制，通识教育与精英教育在职业教育中互为补充[3]。德法国家大学生在校期间完成工程师的基本训练，毕业时获得工程师学位以及职业资格。国外卓越工程师的培养，都要求注重实践教学，企业的参与和支持非常普遍。

我国卓越工程师的培养模式 对应于目前我国高等教育的人才培养模式，卓越工程师的培养采用三段式人才培养模式：应用型工程师培养阶段（四年制本科）、设计型工程师培养阶段（2年全日制硕士）和研究型工程师培养阶段（3～5年工程博士）。各个培养阶段安排相应的企业实习时间，强化工程能力的培养。不同类型的高校对工程人才的培养目标定位不同，洛阳理工学院作为新建应用型本科院校，在办学定位、服务面向、人才培养目标以及教学模式与途径等方面有别于办学实力雄厚的传统大学，应结合自身发展特点，在应用型卓越工程师人才培养上找到突破点，创新工程技术人才培养模式，提高人才培养质量。

2 卓越工程师培养方案的设计

培养方案应充分体现培养工程技术人才的工程知识、工程素质和工程能力的特征[4]。洛阳理工学院无机非金属材料工程专业在实施卓越工程师计划试点时，以为企业培养所需的工程师储备人才为目标，加大实践教学环节比例，培养基础扎实、素质全面、工程实践能力强且具有一定创新能力的应用型技术人才和工程管理人才。

人才培养模式的构建 根据学校办学特色与办学规格，“卓越工程师”人才培养模式采用“3+1”培养模式，即累计有3年时间在校学习，1年时间在企业学习。企业学习阶段主要包括两方面的训练内容，即企业培训内容和专业培训内容。企业培训内容包括企业课程、企业文化与规章制度教育、行业法规与技术标准学习、生产技能培训、生产过程控制与生产实习等，这部分内容主要由企业的人力资源部门和企业兼职教师负责实施。专业培训是针对承担具体企业业务所需要的相关专业知识的学习，并通过毕业设计（毕业论文）培养学生综合应用所学知识解决工程实际问题的能力，为其后续的发展打好基础。专业培训可以在学校教师和企业兼职教师的共同指导下在学校相关平台或企业工作平成。

专业方向的定位 洛阳理工学院无机非金属材料工程专业以服务建材行业为主，对国内建材企业进行充分调研，了解当前与未来的市场和企业对人才的需求，分析、比较国内设置同专业高校的培养目标与学生工作定位。根据学校建材方向上的传统优势，确定水泥工艺方向为“卓越工程师”计划的主要实施点。学校选择洛阳水泥工程设计研究院、河南天瑞集团水泥有限公司、中国联合水泥集团公司等企业作为合作伙伴，与其建立产学研战略联盟，协助完成本专业“卓越工程师”企业学习阶段的培养。企业的参与是实施“卓越计划”人才培养的关键，因此，学校与河南省内具有较强实力和良好合作基础的多家企业共同承担培养无机非金属材料工程专业卓越工程师的任务，培养的后备人才可以直接进入对口的企业就业，既解决了学生的就业问题，也为企业培养了“下得去、用得上、留得住”的合格人才，企业参与积极性很高。

课程体系的设置 在课程体系的设置上，按“通识教育、专业教育及综合教育”的方式实施无机非金属材料工程专业卓越工程师人才培养。通识教育与专业教育以第一课堂（校内）为主要形式实施，教学任务的实施由学校和合作企业共同完成。“通识教育”课程主要包括公共基础课与人文社会科学等课程，通过这些课程对学生的价值观、个人品德、职业道德、逻辑思维及语言表达等基本能力和素质进行培养。“专业教育”课程包括专业基础课程和专业课程。专业基础课主要包括无机化学、物理化学、分析化学、工程图学、机械设计与制造基础、材料工艺CAD基础、热工检测与自动控制、电工与电子技术、材料科学基础、材料工程基础和材料研究与测试方法等。在这些课程的教学中，明确要求教师在授课时要引入相应工程案例，让学生在学习中了解专业基础知识在实际生产中的实用性，激发他们的学习兴趣。专业课程主要包括水泥工艺学、新型干法水泥生产技术与设备、水泥厂工艺设计概论、水泥性能检测、混凝土工艺学和低温余热发电技术等。综合教育在人才培养中起到开拓视野、强化能力、提高素质、增强团队协作和交流等作用，通过课外科技创新、学术讲座活动、基础技能竞赛等形式，对学生的动手能力、创新能力和团队协作能力进行培养[5]。

3 卓越工程师的培养方式与途径

校企共建，联合培养 洛阳理工学院先后与中国建材国际工程有限公司、河南天瑞集团公司、中国联合水泥有限责任公司、河南省同力水泥集团、洛阳水泥工程设计研究院等建立了产学研战略联盟，以此为平台，建立了学科链、专业链对接产业链的办学模式，专业设置紧贴产业需求。采取校企联合培养的方式，邀请企业全过程参与学校相关专业培养方案的制订、课程教学内容的优化、实践教学工作的安排等人才培养环节，共同实施培养方案，共同评价培养质量，实现学校与企业的零距离对接，人才培养规格很好地满足社会需求，成为培养具有“勤奋、求是、创新、奉献”精神的卓越工程师的摇篮。

构建校内实践平台，培养学生工程能力 近年来，实践教学受到学生人数规模、工程实践条件等限制，实践要求与实践条件存在巨大反差，其教学效果明显下降。为了有效保障实践教学效果，进一步深化专业教学改革和满足高等工程教育培养应用型人才的需要，不断加强具有建材特色的校内实践教学平台的构建[6]。目前，学校与建材专业相关的省级实践教学平台有水泥工程实验教学中心和建材机械基础实验教学中心，此外，还有粉体工程实训中心、材料测试中心、河南省固废开发利用工程实验室和洛阳市硅酸盐材料重点实验室等。借助校内实践教学平台，有效开展教学与科研工作，学生熟练掌握工程设计、生产操作、材料设计与检测等基本技能，培养学生工程观念与工程实践能力。同时，这些平台也是企业的技术人员培训基地，如中国建筑材料工业协会、中国机冶建材工会全国委员会的洛阳培训基地就是以此为依托建立的。校内实践教学平台的构建，包含有一项重要的内容就是具有自主知识产权工程教学软件系统的研究开发，通过产、学、研的紧密结合，既锻炼教师队伍，又培养了大批工程技术人才，取得良好的成绩。如水泥工程的仿真教学系统获得河南省教学成果一等奖，学生在参加全国首届水泥中控操作技能大赛中获得团体一等奖。

构建产学研实践基地，服务建材行业 产、学、研的紧密结合，有利提升科研水平，加快科技转化，解决企业生产难题，是企业与高校专业服务对接、互动的桥梁与纽带。自洛阳理工学院升本以来，该专业与国内20多家建材企业签订了实习基地协议，开展产、学、研的互动活动。一方面，企业生产上的难题可以提出、讨论，通过校企之间的合作解决生产问题，企业获得技术支持，学生得到实践锻炼；另一方面，学校也可为企业提供优秀人才和优质的职工技术培训服务。

4 “卓越计划”的组织与管理

为了加强对无机非金属材料工程专业实用型“卓越工程师”教育培养工作的领导与指导，材料系成立了一个由系领导、专业教师和企业专家组成的“卓越工程师培养计划”项目工作小组，负责制定“卓越工程师培养计划”的培养目标、培养方案等，并聘请专家对“卓越计划”实施内容进行论证。

无机非金属材料工程专业“卓越工程师”培养计划试点班的生源采取“学生自愿报名，学院择优录取”的双向选择原则，建立了“因材施教、分流培养、能进能出”的“卓越工程师计划”试点班动态管理机制，旨在培养实践能力突出、富有创新精神且有志于从事水泥工程设计、技术开发、生产技术管理的工程技术人才。

5 结语

卓越工程师培养是一项长期的、复杂的人才培育工程。地方高校在构建应用型人才培养体系时，应突出自身的专业特色，找准专业技术人才培养的定位，在实际操作中积极探索，在发展中不断完善，将应用型人才培养专业越办越出色。

参考文献

[1]教育部高等教育司.2011年教育部关于卓越工程师教育培养计划实施与工程技术人才培养方案及专业课程教学标准：上卷[M].北京：高等教育出版社，2011.

[2]王世斌，郄海霞，余建星，等.高等工程教育改革的理念与实践：以麻省、伯克利、普渡、天大为例[J].高等工程教育研究，2011（1）：18-23.

[3]刘鸿.法、美、德、俄高等工程教育“卓越”之缘[J].大学教育科学，2012（2）：46-50.

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“卓越工程师培养计划”是指高等学校培养具有工程师基本能力、并有获得工程师执业资质或者工程师职称潜力的后备工程师。借鉴世界先进国家高等工程教育的成功经验，创建具有中国特色工程教育模式，通过教育和行业、高校和企业的密切合作，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，培养造就一大批创新能力强、适应企业发展需要的多种类型优秀工程师。通过实施“卓越工程师培养计划”，主动服务国家战略、服务社会需求。

一、无机非非金属材料专业特点

沈阳建筑大学是以建筑、土木等学科为特色，因此学校各专业人才培养的主要目标是围绕建筑、土木学科展开的。材料是土木工程实施的物质基础，二十一世纪建筑业迅猛发展，新材料、新工艺的不断更新，对材料的人才需求提出了新得挑战。因此无机专业的培养是为土木工程材料的研发、生产及应用等服务。

无机非金属材料工程专业人才应具备无机非金属工程材料相关领域的基础理论，掌握土木工程材料的研究开发、生产应用、工程施工管理质量检测的基本方法，实验技能和工程应用技术，能够从事各类土木工程材料的工程应用、质量检测及研究、开发和生产的高级工程技术人才。

二、卓越工程师培养模式研究的背景

教育部启动“卓越工程师教育培养计划”以来，以清华大学为首的61所高校成为第一批“卓越工程师教育培养计划”高校，2013年沈阳建筑大学无机非金属材料工程专业获批教育部第三批“卓越工程师教育培养计划”建设高校。

“卓越工程师培养计划”对于本科生制定通用标准和专业标准两方面要求。通用标准是指对所有工科学生的毕业生的基本要求。在通用标准的基础上，为满足各行业对工程技术人员职业资格要求，各行业根据具体专业特点制定工程型人才培养要求。本科层次卓越工程师工程能力的评价重点在学生分析和解决实际工程问题的能力、生产系统运行和维护能力、创新意识、新产品开发和设计能力、技术改造和创新能力等。因此培养计划的制定应围绕着专业特点和卓越工程师培养计划要求制定。

依据卓越工程师培养计划要求，通过对长安大学、西北建筑科技大学等多个“卓越工程培养计划，建设院校相关专业进行调研的基础上，修改制定了本校的专业培养方案。明确了本专业卓越工程师培养计划的定位，加强了实践环节的设置和过程管理，增加了工程界参与的深度，克服了理论和实践脱节的现象，保证了理论与实践环节的连续性。

三、培养模式的建设

1、优化培养方案：为了卓越工程人才培养计划的顺利实施，保证卓越工程师培养过程中有足够的工程实践训练，首先调整教学培养方案的进程，调整理论课内容至五一六学期完成，专业实验和课程设计调整到第七学期的13-20周。通过对课程进程的调整，保证卓越培养计划的学生有足够时间参与工程实践和顶岗实习。其次修改教学内容，增设了设计性实验内容和顶岗实习实践，调整校内的实验教学内容和方式，并聘请了企业工程技术人员作为导师，强化实践环节的过程管理。

2、加强实验实践教学过程建设：

教学实验实践主要是指与通识课程和专业课程相关联的各种课程教学需要的实验实践、以及专门实验课的实验实践。实践场地以校内的各种基础实验室、工程训练中心和专业实验室为主，以校外实践基地为辅。通过校内外导师联合培养和强化实践环节的过程管理，训练学生的工程实践能力和创新思维。

（1）强化校内教学实验体系建设

培养方案增加了综合、设计性实验内容。在现有专业实践教学内容基础上，对于“卓越工程培养计划”的学生增加了4周的材料设计试验，材料设计实验以土木工程背景下的新型建筑材料发展的热点问题进行，实验内容强调开发设计性、综合性和创新性实验，实验内容灵活多样，学生可自行选择。增加课程设计部分的工艺设计内容，同时工厂设计采取局部和整体结合的方式，学生根据生产工艺进行组合设计，创新探索新的生产工艺的可行性，让学生掌握行业发展动态。

（2）凸显专业特点的实习实践教学环节

顶岗实习实践是加强学生实践能力训练的另一个重要的实践教学环节。无机非金属材料工程专业依托建筑行业背景，结合现代的建筑产业的发展趋势，建立了具有行业特色卓越工程师培养计划校外实践教学体系建设，

首先是以混凝土生产及应用为主线的实践教学。中建商品混凝土有限公司是国内商品混凝土行业内的领军企业，具有鲜明的行业特点，契合无机非金属专业的培养方向，企业可为学生的生产实践提供了良好的践基地和大量的就业机会，使学生实践能力培养和工作培训融合，缩短了学生适应岗位能力的时间。本专业第一批学生已经顺利完成顶岗实习，并取得良好的效果。

其次是以建筑装配式产业化生产为主线的实践教学。装配式建筑是国家近几年推荐的新型建筑结构形式，住建部已经在沈阳开展了试点，并逐步在多个撑死推广。在这种行业需求下，学院与沈阳亚泰装配式建筑有限公司建立了校外实践基地，引导部分学生参与到装配式建筑设计、生产和应用过程，培养符合装配式建筑设计生产应用复合型人才。

此外与辽宁秦恒科技、恒威水泥，利盟高科等建立了一批实习实践基地，这些实践基地为学生提供了建筑行业背景下的特色培养需求。

校外实践基地是对校内实践训练的有益补充，是实践教育环节的重要组成部分。基于无机非金属材料专业结构和特色优势，实践体系的建设思路是：以建筑行业为背景，以水泥混凝土生产应用为主，结合玻璃、陶瓷、建筑装配式化等建立培养面向建筑领域的工程技术人才的实践教育体系。

（3）增加与企业相关毕业设计的环节

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中图分类号：TU198+.6文献标识码： A 文章编号：

Abstract: inorganic non-metallic materials due to its good material properties, has been widely used in China's building project. With the rapid development of science, people continuously improve the quality and performance requirements for building works. This article, based on the development of inorganic non-metallic materials, combined with its material properties, contact the characteristics of China's construction work, to explore the application of inorganic non-metallic materials in the construction works, want to be able to inorganic non-metallic materials in construction play a guiding effect.Keywords: inorganic non-metallic materials; construction; material application

无机非金属材料的概述

无机非金属材料的范畴

当今所谓的无机非金属材料科学是传统硅酸盐材料科学逐渐发展演变而来。自从20世纪40年以来，金属材料、无机非金属才来和有机高分子材料的研究越来越多，使得相关的材料产品也层出不穷，最终使得这三种材料成为社会各行各业的主要构成材料。从一定意义上说，社会物质的不断丰富，很大程度上是不断涌现的无机非金属材料引起的。

无机非金属材料的特性

在建筑行业，无机非金属行业已经有了不少的应用。作为一种固体无机材料，无机非金属材料具有稳定的理化性质，极强的整体性。建筑对整体性和稳定性材料有着很高的需求，这也就为无机非金属材料在建筑行业的应用找到了市场依据。无机非金属材料不易风化，耐久性和有效性上有着突出的表现，并且能够承受一般金属材料不能承受的高温，因此能够作为良好的防火材料。在结构上，无机非金属材料的内部结构紧凑，具有良好防水能力，能够有效地防止雨水或者地表水的渗透。同时，无机非金属材料对酸碱的反应不大敏感，这对于保证其长久的使用有着重要的意义。

国内无机非金属材料的现状

1、高技术陶瓷材料

高技术陶瓷材料的主要原材料是人工合成的超细高纯粉体，使用先进的材料成型方法，结合当代优秀的烧结工艺和加工技术技术而得到的一种具有很高强度的新型无机非金属材料。高技术陶瓷材料的性能好，附加值高，因此主要被应用在顶尖的国防工业材料领域中。高技术陶瓷具有高硬度、高刚度、耐高温、耐磨损的优良特性，能够用在集成电路、传感器和机械零件等诸多领域。在建筑物的易损伤处使用高技术陶瓷材料能够保证建筑整体强度。

2、纳米材料

纳米科学技术的不断发展为纳米材料的研制提供了便利，纳米材料是由极细的晶粒构成的，晶粒的尺寸一般处于纳米的尺度中。同微米晶体对比，纳米材料在材料光学、材料力学和材料地磁学上都表现出了优异的特带你。因此在凝聚态物理材料研究的领域中，纳米材料一直是一个热点。

3、复合氧化物与化学传感器材料

这种新型的无机非金属材料的形态多种多样，性能也各有千秋，功能也各具特色。目前对于这种材料的研究重点放在了一些具有特殊功能的材料上。例如：新型的半导体材料，能够极度灵敏地感知有害气体的材料等。多功能敏感材料有着对各种状况相当敏感的传感元件，并且这些传感元件的结构都比较简单、使用也相当方便，价格一般不高。因此多功能敏感材料在火灾报警、汽车尾气检测等方面有着重要的应用。

无机非金属材料在建筑行业应用的发展方向

节能、降耗的方向发展

传统的无机非金属材料常常是消耗能源的大户，世界资源逐渐枯竭的今天，节能、降耗成为了主体。如何建设处高质量的建筑，在很大程度上都是有材料工业供给的新型材料的决定的。因此新型无机非金属材料在建筑行业会想节能、降耗的方向发展。重视资源节约型、质量效益型、科技引导性的发展。例如：新型的墙体材料能够在保证墙体的稳定性的基础上，其优良的耐久性能够降低维护的费用，实现资源的节约，则中空玻璃的研制成功能够大大减少材料的使用。目前，大量重复的建设和低寿命的设计已经成为严重制约城市建筑建设的关键，因此现代化建筑就需要有高性能的无机非金属材料作为支持，从而较大程度上提高建筑的耐久性和材料的使用寿命。

复合型方向

复合型材料有着单一材料无法比拟的优良特性，拥有某些特殊的性能，这中优良的特性满足了建筑行业对材料的需要，合理使用复合型材料能够保证建筑功能取向多功能化。在当下的许多国家，例如：美国、西欧和日本等经济发达的国家，早已将无机非金属材料技术的研究发展在科学发展战略之中，并且处于有限发展的位置。美国就是这种现象的代表，为了巩固和保持器在高技术局势装备方面的优势，美国先后制定了《国家关键技术报告》和《先进材料与技术计划（AMPP）》，其中将复合型材料技术列为六大关键技术的首列，而日本也发表了相关性质的文件，支持和推动无机非金属新材料的研究。复合型的发展方向使得材料的工业化、产业化成为可能，对于促进无机非金属材料技术的创新和成熟提供了基础的条件。

小 结

在对无机非金属材料进行浅要概述之后，对我国的新型无机非金属材料的研究成果进行了介绍，对有着优良特性的高技术陶瓷材料、纳米材料和复合氧化物与化学传感器材料进行了相关特性的介绍，之后对无机非金属材料在建筑行业的应用进行分析，认为将会向着节能、降耗和复合型的方向发展，并且对于建筑行业的进步和建筑功能多样化前进有着推动作用。

参考文献：

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关键词：无机非金属材料；发展历程；能源行业

无机非金属材料广泛应用于居民日常生活以及工业生产过程中，对于现代工业的发展至关重要，本文主要就这种材料进行简单的介绍，分析无机非金属材料工业发展历程，探讨有关的能源行业的未来发展方向，希望能够对相关研究人员的工作有所帮助。

一、无机非金属材料概述

无机非金属材料主要是由传统的硅酸盐材料演变而来，现在的无机非金属材料则囊括了碳化物、氮化物、铝酸盐、硼酸盐、硅酸盐、卤化物、磷酸盐等等领域。结构上来说，无机非金属材料的元素之间主要依靠共价键、离子键或者离子――共价键混合健进行结合。正是由于在这些化学键的存在，无机非金属材料往往拥有良好的抗氧化性、导电性、压电性、铁磁性、铁电性、较高的熔点、硬度、强度、耐磨损，广泛应用于各行各业。

无机非金属材料可以分为传统的无机非金属材料和新型无机非金属材料两大类。日常生活中常见的玻璃、陶瓷、水泥、搪瓷、电瓷等等都属于传统的无机非金属材料，与民众的生活及生产息息相关。而新型无机非金属材料的性能及用途都比较特殊，主要是凭借一些新的技术手段改造而来，广泛应用与国防事业及生物工程之中，比如非晶体材料、无机纤维、无机涂层等等。

二、无机非金属材料工业发展历程

随着人类社会以及科学技术的不断发展，无机非金属材料工业逐渐兴起，下文主要从水泥、陶瓷、玻璃三种材料简单论述无机非金属材料工业的发展历程。

（一）陶瓷工业

陶瓷材料是使用时间最长的无机非金属材料，在我国制陶技艺可以追溯到8000年前的新时期时期，商朝白陶的成功烧制为陶器向瓷器的过渡奠定了良好的基础，东汉至魏晋时期出现了青瓷，这种胎质坚硬加工精细的瓷器的出现标志着我国瓷器进入新的时代，宋朝起我国的陶瓷开始向欧洲及南洋的一些国家大量输出，出现了官、汝、定、钧、哥等名窑。古代的陶瓷窑主要是间歇式窑型，随着科学技术不断的发展进步，传统的窑型逐渐被现代窑型代替，1899年，法国出现机械式隧道窑，经过了上百年的发展，现代陶瓷烧制的窑型主要有窑车式隧道窑、步进窑、推板窑、辊道窑、气垫窑等等几种，其中窑车式隧道窑是现阶段应用较多的现代窑型，其他几种窑型都是在此基础上研究制造出来的，辊道窑烧成过程要求比较严格，必须要保证窑内环境的均衡稳定，这使得快速烧成及全自动操作控制成为可能，新型陶窑的能耗明显降低，陶瓷的产量得到了较大的提高，工人的劳动强度明显减少，生产环境得到了极大地改善。此外，为了改善当前陶瓷烧制过程中的生产污染，提高产品的烧制质量，许多厂家都在积极的引用低污染的洁净材料，以往传统的非洁净材料逐渐被摒弃。

（二）玻璃工业

公元前3700年前，古埃及人烧制出简单的有色玻璃饰品及器皿，公元前1000年前，无色玻璃出现，公元12世纪，玻璃逐渐开始应用于工业生产之中，18世纪光学玻璃出现，并应于于望远镜之中，1874年比利时制造出平板玻璃。就目前来说，玻璃材料广泛应用于建筑行业、医疗、电子、日用、仪表等等领域之中。按照生产工艺，玻璃可以分为钢化玻璃、浮雕玻璃、琉璃玻璃、夹丝玻璃、调光玻璃、放光玻璃等等种类。就玻璃生产工艺来说，传统的工艺方法有平拉法、对辊法、有槽法、无槽法等等。1957年，浮法工艺开始在英国出现，1两年之后该种工艺技术成功应用于工业生产之中，与传统工艺技术相比，浮法工艺的生产效率明显较高，因此，浮法工艺迅速普及。随后相关厂家利用这种新型的工艺技术生产出磨光玻璃，随着生产成本的降低，玻璃的品种也在逐渐的增加，就目前来说，浮法工艺基本上已经完全取代了传统的玻璃生产工艺，并逐渐朝着大型化方向发展。现阶段，平板玻璃窑日熔化能力普遍较高，在400t～700t左右，部分厂家达到了900t。随着计算机技术的研究发展，浮法工艺生产线逐渐向着自动化方向发展，少部分厂家已经基本实现了全自动化，能源及原材料的消耗都大幅度降低，产品的质量也得到了明显的提高，现场的作业环境同时得到了较大的改善。

（三）水泥工业

水泥是一种是十分重要的胶凝材料，广泛应用于水利、国防、土木建筑工程之中。1756年英国工程师J.斯米顿在研究石灰在水中的硬化特性时发现，使用含有粘土的石灰石能够烧制出水硬性石灰，使用火山灰和水硬性石灰能够配成用于水下建筑的砌筑砂浆，这一发现是现代水泥研制发展的基础。1796年，另一个英国工程师J.帕克使用泥灰岩烧制出天然水泥。1824年英国建筑工人J.阿斯谱丁配制出波兰特水泥，这种水泥建筑性能优良，对于水泥史的发展具有重要意义。20世纪，水泥行业相关研究人员对波兰特水泥进行了不断地改进，同时研究出各种适合特殊建筑工程的水泥，就目前来说，全球水泥种类达到100多种，其中硅酸盐水泥是应用最为广泛的水泥品种。

水泥工业发展至今，已经经过了几个世纪，烧制工艺及设备也在不断地完善之中，现代机械化立窑逐渐取代了以往的间隙式土立窑，传统的干法回转窑逐渐转变为湿法回转窑、半干法回转窑，现阶段还出现了以窑外角解炉以及悬浮预热器为核心的新型干法回转窑系统，该系统中涉及到生料均化技术、原料预均化技术等等现代化的工艺技术，使得水泥生产的低污染、低能耗、高质量成为可能。

三、与无机非金属材料相关的能源行业

无机非金属材料大多是经过高温制成，而高温的获得与能源息息相关，因此无机非金属材料工业与能源工业联系十分紧密，下文就与无机非金属材料工业相关的能源行业进行简单的分析讨论。

就目前来说，无机非金属材料工业中使用的最为频繁的能源为燃料及电能，各种燃料主要用于普通无机非金属材料的工业规模生产，而电能主要用于新型无机非金属材料的生产。常见的燃料有天然气、液化石油气、煤炭、轻质柴油、重油等等，这些燃料都属于一次能源，不可再生，且煤炭、柴油、重油等物质属于非清洁性燃料，燃烧后会产生二氧化硫、二氧化碳等等物质，对大气造成严重的污染，无机非金属材料工业生产中绝大多数使用的是非清洁燃料，由于能源热效率较低，因此实际的工业生产之中燃料浪费的现象十分严重。随着环境污染、能源危机的日益加剧，节能、低排放甚至零排放成为工业生产研究的重点之一，无机非金属材料工业发展过程中也在积极的寻求新的能源，开发研究节能降耗技术，优化无机非金属产品的生产流程，改善产品的质量，从而促进行业的可持续发展。

结束语

无机非金属材料工业对于现代工业生产十分重要，本文结合陶瓷、水泥、玻璃几种产品就无机非金属材料的发展历程进行了简单的归纳分析，讨论了与无机非金属材料相关的能源行业未来的发展方向，无机非金属材料及其相关能源行业研究工作提供参考。

参考文献

[1]张晨昀.无机非金属材料及其相关能源行业研究[J].西部皮革.2016（06）：14.

[2]李娟，姜洪舟，华.无机非金属材料及其相关能源行业技术状况分析[J].国外建材科技 2010（05）：21―26.

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中图分类号：TB321 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0111-01

随着我国经济的不断的发展，各个领域对于能源的需求量不断地增大，无机非金属材料在各个行业的发展中的重要作用越来越凸显，无机非金属材料的良好的发展将对于我国经济发展有着非常重要的作用，所以要加快无机非金属材料的研究开发，为我国国民经济的发展做保障。

一、无机非金属材料行业的特点

无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后，随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。

（1）在晶体结构上，无机非金属的晶体结构远比金属复杂，并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类？材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性，以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。

（2）无机非金属材料品种和名目极其繁多，用途各异，通常把它们分为普通的和先进的无机非金属材料两大类。

普通无机非金属材料的特点是：耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外，水泥在胶凝性能上，玻璃在光学性能上，陶瓷在耐蚀、介电性能上，耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性，为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比，它抗断强度低、缺少延展性，属于脆性材料。与高分子材料相比，密度较大，制造工艺较复杂。

特种无机非金属材料的特点是：①各具特色。例如：高匮趸物等的高温抗氧化特性；氧化铝、氧化铍陶瓷的高频绝缘特性；铁氧体的磁学性质；光导纤维的光传输性质等。②各种物理效应和微观现象。例如：光敏材料的光-电、热敏材料的热-电、压电材料的力-电、气敏材料的气体-电。③不同性质的材料经复合而构成复合材料。例如：金属陶瓷、高温无机涂层，以及用无机纤维、晶须等增强的材料。

（3）传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥是一种重要的建筑材料；耐火材料与高温技术，尤其与钢铁工业的发展关系密切；各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大，用途广。其他产品，如搪瓷、磨料（碳化硅）、铸石（辉绿岩）、碳素材料、非金属矿（石棉、云母等）也都属于传统的无机非金属材料。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的，具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。

二、无机非金属材料行业存在的问题。

（1）基础研究和关键技术落后。我国无机非金属材料产品等级低。在传统无机非金属材料中，无论是水泥、玻璃还是陶瓷的产品等级普遍偏低。中国的无机非金属新材料是从试制起步的，发展过程也主要是随从于型号的需要进行。由于时间、人力的限制，加之中国长期以来对基础研究重视不够，投入较少，无机非金属材料的系统的基础非常薄弱。

（2）材料性能低、品种少、生产质量不稳定。虽然中国已基本建立了无机非金属材料的研究、开发与部分产品的生产体系，但材料的品种尚不齐全，一些重要工程的关键配套材料还需进口。产品性能低、质量差的问题仍然存在，而且在进行批量生产时质量不稳定、成品率低、效益差的问题严重。

（3）制备技术落后，资源利用率低。我国无机非金属新材料工业，不但制备技术落后，而且生产能力低，生产效率低，直接影响高科技产品质量、成本、能耗等三个方面。在资源的消耗方面，水泥和陶瓷工业更为突出。由于大量的无序开采，往往未能充分利用资源，从而造成了极大的浪费。

（4）技术装备落后。我国企业现有生产线单线生产规模小，落后工艺大量存在。在建筑材料的生产过程中，需要消耗大量的能源。中国无机非金属新材料制备技术与装备明显落后，造成研制周期长、新产品发展困难，预研成果不能及时进入工程化研究，即便生产也会出现成品率低、规模小，经济效率差等问题。

三、无机非金属材料的未来发展趋势。

近些年，随着科学技术的进步，无论是传统无机非金属材料，还是新型无机非金属材料都有了一些新的发展趋势。

（1）生态与环保意识加强，建立科学的评价体系，实现可持续发展。

西方发达国家在促进传统无机非金属材料产业健康、可持续发展方面的采取了许多重要措施。世界发达国家十分重视建材工业的可持续发展与绿色评价。生态评价也成为世界可持续发展的一个重要手段。目前，许多国家正在进行“生态城市”的建设与实践，推广建筑节能技术材料，使用可循环材料等，改善城市生态系统状况。由此，提出了绿色建材、环保建材与节能建材的概念，并开展了大量的研究与实践工作。与西方发达国家相比，我国还存在很大的差距，特别是缺乏立法支持与技术标准的指导以及相应组织的管理与监督，使我国的传统无机非金属材料工业发展还有很大的提升空间。面对资源和环境对我国经济发展的严峻考验，国民经济的可持续发展战略显得愈加重要。

（2）向着节能、降耗的方向发展。

传统的无机非金属材料工业是能源消耗大户，在世界能源口益短缺的今天，如何生产节能、降耗，以及如何生产出高质量的建筑节能、保温产品是建材工业发展的重要趋势。选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的发展方式。新型墙体材料、高质量门窗、中空玻璃将大量应用。向着提高材料性能、使用寿命的方向发展。低寿命设计、大量重复建设已经严制约城市建设的发展。现代化建筑需要高性能建筑材料的支持，而提高建筑的耐久性又对建筑材料的使用寿命提出了更高的要求。

（3）单线生产能力向大型化发展。

尤论是水泥工业、玻璃工业，还是陶瓷工业，单条生产线的生产能力有大型化的趋势。生产线的大型化可以有效提高产品的质量，降低能源消耗。

（4）向着智能化方向发展。

建筑的智能化需要建筑材料的支持。随着技术的进步和生活水平的提高，建筑材料的安全性智能诊断等智能技术将更多的应用于建筑中。

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近几年新型材料迅速发展，无机非金属材料从传统的硅酸盐材料水泥、耐火、玻璃和陶瓷材料，逐渐涵盖了包括由某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料，成为与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一，因此无机非金属材料相关产业成为国民经济中不可或缺的支柱型产业，各工科院校都增设了无机非金属材料专业。随着国家西部大开发政策的推行，内蒙古中西部呼包鄂地区的矿产资源为我国新型材料的发展注入了新的活力，除钢铁产业外，与煤矿资源、黏土矿、稀土矿和沙漠硅砂等相关的无机非产业也得到了蓬勃发展。因此，我国中西部高校无机非专业的学生培养宜与当地资源和就业要求相适应，具备自身的特点。

一、结合当地矿产及企业资源，因地制宜指引学生专业方向

内蒙古地区拥有丰富的矿产资源，除金属资源外，还有大量煤矿资源、黏土矿、稀土矿和沙漠硅砂等，这极大促进了本地区无机非金属材料产业的发展。如内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗三垧梁工业园区，地处蒙、陕、晋三省交汇处，陶瓷生产资源丰富，能源成本优势突出，高速公路、铁路主干线贴近工业园，物流运输十分方便，吸引了大量企业进驻，如陶瓷厂、电厂、氧化锆粉体制备企业、稀土氧化物加工企业等。另外，内蒙古地区地广人稀，太阳能和风能的开发成了热点。这些企业及产业的迅猛发展，需要引入大量高素质无机非金属专业人才。

内蒙古中西部工科院校生源的50%来自内蒙古，学生就业意向留在当地，因此，该地区的无机材料专业应有针对性地进行培养，既满足本地市场要求又解决学生就业问题。目前的主要方向包括水泥生产、建筑用陶瓷生产、稀土矿提取与加工、玻璃生产、耐火材料生产及光伏产业等，因此要根据学生兴趣加强这几方面的专业素质培养。

二、应新技术发展要求，加强创新型人才的培养

在专业人才培养方面，除了要求学生稳扎稳打地掌握基础知识外，还要应新技术的发展要求，全面提高个人能力，增强学生的创新能力。这就要求学生不仅夯实基础学科的知识，如数学、物理学和化学等方面的自然科学知识，以及专业学科知识如无机非金属材料的结构组成、材料的制备、材料的表征、材料的性能与应用的基本理论、基本方法及相关的基本实验技能等，还要增加交流拓展类学科的知识，如外语、计算机及信息技术应用等，工程技术类知识，如工程制图、工程设计基础、电工电子学等方面的知识，从而具备一定的创新能力，在设计、制备、研究新材料等方面展现出一定的素质。与此同时，除专业能力以外，学生还要具有良好的身体心理素质，具备良好的专业品质和与主要面向工作岗位相适应的踏实敬业、吃苦耐劳、团结协作的职业素养。

三、加强应用科学和实践教学，培养“上手快，留得住”的优质专业人才

工科院校的毕业生，普遍的就业对象是工矿企业，工作环境较枯燥和艰苦，很多学生的就业思想比较理想化，真正参加工作后往往觉得与想象差距太大，不能吃苦也不能坚持，对个人发展没有规划和定位，容易频繁跳槽。加强应用科学和实践教学，使学生认识到科学的价值和学习的目的，激发学生的学习兴趣，培养创造精神，使学生改变“眼高手低”的学习态度，增加专业知识，开阔视野，认识到本专业在国民经济和社会生产中的重要性。这就要求在教学环节中，加强实践环节的教育，让学生多进实验室培养动手能力，多进企业和厂区了解现场环境及工作要求、与企业领导接触、与技术人员沟通，有目的有方向地进行专业规划，制订学习计划，增强专业信心，且不好高骛远。这样，学生就业后就可以很快上手工作，并且在企业环境中稳扎稳打，开辟自己的职业生涯。

四、根据社会发展要求，增强学生专业环保意识

随着社会发展，环境保护日益受到人们的关注，经济发展的同时拥有良好的生活环境成为我国发展的新目标。无机非金属材料工业生产大多具有能耗高、排放污染大的缺点，如何保持产业的继续发展，又与环境相协调，成为企业发展的新目标，同时对无机非专业人才的培养提出了新的挑战。近几年，内蒙古中西部的生产企业逐渐在向废物利用和节能减排方面发展。如水泥厂原料采用电石渣和煤矸石取代熟料，陶瓷厂采用粉煤灰和沙漠硅砂取代黏土和石英，并在相关领域取得发明专利。因此，在无机非金属材料专业人才培养过程中加强环境保护教育是一条有效且必要的措施，让学生认识无机非金属材料工业潜在污染的来源和危害，了解污染控制的相关标准，学习污染控制的各种技术手段，掌握个人防护的技能，通过环境教育培养学生的环境意识，使学生树立环境保护和可持续发展的观念。

随着我国“一带一路”发展战略的推进，内蒙古中西部的无机非材料相关产业将进一步持续发展，各学科之间的交互作用越来越强，这对该地区本专业人才培养将提出更高的要求，由对口培养逐渐向适应型教育转变，因此无机非金属材料专业的高校学生培养既要多样化，又要具备地区适应性强的特点，为促进本地区经济发展作出贡献。

参考文献：

[1]吴敏薇.在无机非金属材料教学中实施STS教育的探索[J].希望月报，2007.10：74，29.

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1师资建设方面

无机非金属材料工程专业实验师资建设应遵循年龄结构均衡、职务结构合理和学历结构高层化的建设原则，在师资队伍发展方面，注重引进人才，同时从科研和教学两方面培养青年教师。材料实验中心现有专职教师5人，应加大人才的引进，鼓励高学历及高职称教师参与专业实验教学及实验室建设和管理，鼓励实验室人员不断深造和充电，加强自身修养和业务水平，鼓励实验室人员积极参与科学研究。力求经过几年的努力，使教师年龄结构日趋合理，教师学历和学位层次明显提高，职称结构平稳，师资队伍结构全面优化，现已形成一支富有奉献和创新精神、治学严谨、相对稳定的教师队伍。

2专业实验课程体系建设

无机非金属材料工程专业实验课程体系建设要从培养无机非金属材料行业生产一线的工程应用型本科人才出发，以素质教育为主题，以工程教育为主线，把人才培养与社会需求紧密结合起来，把材料学科及产业发展与传统办学特色紧密结合起来，把材料科学与材料工程紧密结合起来;把培养工程意识和工程能力与培养学习习惯和学习能力有机结合起来，把适应近期就业的针对性专业训练与适应职业变换的能力教育有机的结合起来［3］。在无机非金属材料专业实验课程体系建设中要注重以下几点:⑴以“深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养”为宗旨，根据无机非金属材料工程专业培养目标、要求，构建“大材料”学科共同的知识和技能平台实验室;⑵注重我院专业特色，充分体现土木工程材料的特点;⑶实验课程设计不完全依附理论教学，充分体现实验教学自身的作用;⑷增加综合设计性实验，充分体现学生的创新性;⑸编写自己的实验指导书，注重启发性教学，加强探索性引导;⑹专业实验课程应及时体现无机非金属材料的最新进展。

3实验室建设

无机非金属实验室的建设要根据专业培养计划开展，考虑到我院的经济状况，可采取整体规划，逐年完善的方针进行建设。经过近几年的发展建设，无机非金属专业实验室已有初步的雏形，但实验室建设仍然面临场地不足、设备老化、设备配置不合理、设备购置混料等一系列问题。考虑到我院土木建筑材料的特色，要加强这方面的建设，首先建设一条模拟水泥生产线，并开辟一块土木工程材料原料堆放场地。最后还要加强材料性能评价实验室的建设，争取配备一些先进的性能测试设备，争取在未来的几年内把无机非金属实验室建设成配置有大量国内外先进的实验设备，可进行先进材料的制备、结构分析、材料性能评价等实验，实验教学条件已达到省内一流先进水平的现代化实验室。

4实验室管理建设

加强实验室管理建设，是提高实验教学质量的保证。在实验室管理建设中，要规范与完善规章制度，在实验室工作中建立激励机制。完善实验室和仪器设备的责任制管理制度。分别制订实验室和仪器设备的责任制管理制度，由专人负责对贵重仪器和低值仪器设备分别进行分类管理。单价5万元以上的贵重仪器，除实行专人责任制管理外，并逐件建立仪器档案，仪器档案上交由学院综合档案室统一管理，既使贵重仪器实现了全院资源共享，也强化了管理。建立激励机制，实行工作业绩与晋升职称、津贴分配等挂钩的考核制度，有力地促进了实验室的管理建设。结合学院的有关规章制度，每学期进行一次考核，根据量化的考核标准，把考勤情况、实验室教学和科研工作量以及工作效率等综合考核结果，直接与个人的晋升职称、津贴分配等直接挂钩，鼓励多劳多得，优质优酬。加强开放实验室的管理机制［4］，制定具体开放流程，理清责任。实验室开放时，必须有指导教师值班，负责做好教学秩序、器材供应、实验室安全等管理工作，并认真做好实验室开放记录。学生进入实验室实行登记制度，在实验室进行实验应遵守实验室的各项规章制度。损坏仪器设备的需按有关规定处理。

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本专业培养具备金属材料科学与工程等方面的知识，能在冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域，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的高级工程技术人才。

主要课程：金属学、材料工程基础、材料热力学、材料力学性能、金属工艺学、金属热处理、材料固态相变、材料分析技术、金相技术、金属材料学、金属学实验等。

就业方向：从事金属材料及其他在机械、能源、汽车、冶金和航空航天等领域中的应用研发工作，或者材料的生产及经营、技术管理和材料的检测、失效分析等技术工作。

专业点评：未来几年，我国将在国产大飞机、航空母舰、航空发动机等领域投入巨资，本专业人才将迎来更大的发展机遇。相关企业主要分布在东北、陕西、河北等地。由于此专业工科性质很强，男生较好就业（女生可以选择材料研究方向）。

推荐院校：哈尔滨工业大学、燕山大学、西安工业大学、辽宁科技大学、南昌航空大学、河南科技大学、江西理工大学应用科学学院。

无机非金属材料工程

本专业与金属材料工程研究范围有所交叉，但重点培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识，并且使学生掌握各类土木工程材料在建筑工程中的应用技术、测试方法和开发能力。

主要课程：材料力学、工程制图与CAD、无机化学、有机化学、粉体工程、材料制备原理、热工过程与设备、无机材料工艺学、材料工艺性能实验、建筑施工技术与组织、工程测量等。

就业方向：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。

专业点评：本专业分混凝土、陶瓷、新材料等多个研究方向。混凝土的研究已经很成熟，人才需求大，本科学历就足以找到好工作；陶瓷研究近几年才兴起，生物陶瓷、特种陶瓷等研究前景广阔，就业或考研皆宜；高性能、多功能无机非金属新材料在发展现代武器装备中起到十分重要的作用，这方面的高水平人才在我国尤为紧缺。

推荐院校：华南理工大学、武汉理工大学、陕西科技大学、河北联合大学、洛阳理工学院、景德镇陶瓷学院（国家品牌特色专业）、巢湖学院。

高分子材料与工程

与金属材料工程、无机非金属材料工程专业研究对象有所区别，高分子材料与工程专业的研究对象是高分子材料。作为发展最为迅速的三大材料之一，本专业面向传统和新兴的诸如塑料、橡胶、纤维、涂料、石油化工、生物医学、新能源、海洋、国防等各类行业，培养具有理工交叉特点的人才。

主要课程：高分子化学、高分子物理、高分子工程、高等有机化学、物质结构、材料科学基础、聚合物成型加工与应用、功能高分子材料、特种复合材料等。

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中图分类号：F062.4 文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2017）02-241-02

一、引言

我国主要无机非金属材料产品水泥、玻璃、建筑卫生陶瓷等产量多年居世界第一位，新型无机非金属材料不断涌现。无机非金属材料工程专业培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识，能在无机非金属材料结构与分析、材料的制备、材料成形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的高级工程技术人才。技术经济学是一门综合性实用性和操作性都很强的应用经济学科，其主要是运用经济学的基本原理研究技术领域的经济问题和经济规律，寻找技术与经济的最佳结合。目前不少高校非常重视技术经济学课程的教学，不仅在经济管理类专业，而且在理工类各专业也开设了该课程。为满足创新型工程人才培养的需要，使学生掌握无机材料技术经济分析和评价的基本原理和基本方法、更好地适应行业工作，佳木斯大学材料科学与工程学院无机非金属材料专业在2013版培养方案中设置了《无机材料技术经济》作为专业选修课。本文分析了我国高校工科专业开设技术经济课程的现状，介绍了佳木斯大学材料科学与工程学院无机非金属材料专业“无机材料技术经济”课程建设情况。

二、我国高校工科专业开设技术经济学课程的现状

目前，我国不少高校已充分认识到技术经济学课程的重要性，纷纷在工科专业中开设技术经济学课程。如清华大学、天津大学把该课程作为全校理工类学生的必修课，浙江工业大学把该课程作为全校各工程类专业的公共必选课。西安建筑科技大学材料工程专业开设此课程，华北水利水电学院在工科专业开设《工程经济学》课程。石油大学技术经济学课程是该校各工程技术专业研究生和本科生的选修课。广西大学电力系统及其自动化专业开设了“电力技术经济”课程，浙江科技学院工科专业开设技术经济学课程。武汉理工大学和上海大学无机非金属材料工程专业卓越工程师培养方案要求学生具有一定的概算编制和初步技术经济分析的基本知识，开设此课程。

三、无机材料技术经济课程简介

《无机材料技术经济》是佳木斯大学材料科学与工程学院无机非金属材料工程专业的一门专业课，本课程系统地介绍技术经济分析的理论和方法，并着重讲述无机材料生产中技术经济问题，是应用技术经济学的基本原理和方法，结合无机材料工业的特点，研究无机材料工业发展中的规划、设计、建设、生产及科研等各方面和各阶段的经济效益问题，任务是将无机材料技术与经济有机地结合和统一，以取得最佳的经济效益。通过本课程的学习，使学生能用技术经济基本理论、基本方法和基本技能解决实际问题，在项目前期决策中，对项目的资金筹措、财务评价、国民经济评价、不确定性分析及风险决策等有一个系统的评价，掌握对项目的可行性研究方法，以达到能对具体项目进行公正、客观、合理、准确评价的目的，培养学生作为复合型工程师必备的素质和能力。

四、无机材料技术经济课程内容

《无机材料技术经济》课程为32学时，选用教材是国家“十一五”规划教材《化工技术经济》，主要内容为：经济分析的基本要素；技术经济的基本原理；经济评价方法；不确定分析及风险决策；技术经济预测方法；项目可行性研究；技术改造和设备更新的技术经济分析；生产管理的经济分析与优化；技术创新与研究开发技术经济分析。要在32学时中将以上内容法全面讲解清楚，是不可能的。因此，对以上教学内容进行增删。第一部分――绪论。主要讲述无机非金属材料工业，技术经济的定义、内容、特点、发展概况及其应用，了解本课程的重要性及其在教学体系中的作用，介绍课程安排、参考书目、学习方法，使学生对该课程有总体的了解和印象，增加了教材上没有的我国无机非金属材料工业现状。第二部分――技术经济分析的基本要素。包括经济效益、技术经济指标体系、投资、成本、费用、税金和利润等基本概念，投资、成本、利润等各种指标的内容及计算。第三部分――技术经济的基本原理。包括可比性原则，资金时间价值的概念与计算方法，现金流量和净现金流量的概念，资金等效值的概念及计算。第四部分――经济评价方法。包括投资回收期、净现值、内部收益率、追加投资回收期、投资效果系数、年值、差额净现值、差额内部收益等基本指标的定义、定义式和经济含义，单方案技术经济评价方法和多方案技术经济评价方法。第五部分――不确定性分析及风险决策。包括：盈亏平衡分析、敏感性分析、概率分析、风险决策。第六部分――项目可行性研究。可行性研究的概念，市场研究和生a规模、原材料路线和工艺技术的选择、厂址的选择、投资估算和资金筹措、项目财务评价、项目国民经济评价、工程项目的经济评价。教材中其他的内容由学生结合课本和案例自学。

五、无机材料技术经济课程教学方法

讲授无机材料技术经济，目的是培养既懂无机材料生产技术，又懂经济，既有科学思维，又有经济头脑的创新型工程技术人才。为了帮助学生更好地掌握有关的原理和方法，在教学方法上，针对不同的教学内容采用案例教学法、交互式的问题教学法相结合，取得了较好的效果。

（一）案例教学法

无机材料技术经济课程的教学必须重视和加强与无机材料工程实际相结合，案例教学是实现理论教学与工程实际相结合，培养学生对所学知识应用能力的一种好方法。案例教学法是通过对实际案例的分析讨论，使学生能够生动、直观地理解理论知识点，从而提高其分析解决实际问题的能力。

无机材料技术经济课程中许多知识点都适合案例教学，例如：投资估算、资金等效值计算、盈亏平衡分析、风险分析、可行性研究等，都可以采用案例教学。案例教学法实施时，教师可以案例的形式引入知识点，通过讲解和讨论解决实际问题。例如学习等差分付序列现值时，引入案例：某陶瓷厂在技术改造中第一年的收益额100万元，其后逐年进行技术改造，优化工艺参数等，使收益逐年递增。设第一年以后至第8年末收益逐年递增额为3万元。试求在年利率为10%的条件下，该厂8年的收益现值。通过讲解公式推导和计算使学生掌握资金等值的概念及计算公式。讲解后，马上给学生相似案例，让学生当堂进行解决，提高了学生综合运用计算公式分析与解决实际技术经济问题的能力。

（二）交互式的问题教学法

交互式问题教学法就是针对某一知识点，师生互相提出问题，通常是在讲述知识点前由教师先向学生提出问题，让学生带着问题听n，知识点讲完后进行提问和讨论，或以课堂作业的形式让学生进行计算解答。某一知识点讲完后，学生有了一定的理解，由于理解的深度和广度问题，很容易会产生一些疑问或不理解的地方，在课堂上给学生留出一些向老师提问的时间，由老师解答或集体讨论。通过这种教学方法，变被动学习为主动学习，提高了学生学习兴趣。

例如，讲述到资金的时间价值时，先提出问题。某水泥厂年初从建设银行贷款1000万元，并约定借期为N年，贷款年利率为I。讨论式问题：从水泥厂角度看，借用他人的资源，是要付出代价的，并且时间越长，付出的代价越多。这种代价与什么有关系？怎样的关系？ 计算式问题，现在的500万元，与5年后的500万元，在价值上不等。那么，现在的500万元，与5年后的多少万元，在价值上相等？（在年利率为13.6%的情况下，与将来5年后的1000万元，在价值上相等）。通过这些问题的解决使学生理解了资金随着时间的推移，会产生价值的变化――增值。而且，时间越长，资金的增值越多。另外，学生们感兴趣的是现实生活中，怎样才能使自己有限的资金增值，这样的问题会向老师提出来，这个问题正好符合“资金的时间价值的表现”这个知识点，可以给学生们介绍可以通过直接投资，从生产过程中获得收益或效益。鼓励学生自主创业；或通过间接投资，出让资金的使用权来获得利息和收益，如存入银行、放贷、购买债券、购买股票等。

（三）考核方法

无机材料技术经济课程实践性强，要在短学时内起到培养学生解决实际技术经济问题的能力、分析与决策能力的作用只能采取平时作业、课堂参与度、实践能力考核、理论水平考核相结合的方式。

平时作业包括课堂作业和课后作业，多是解决小型的案例，以计算为主。课堂参与度主要考核学生回答问题、提出问题、讨论问题的参与程度。实践能力考核采取撰写可行性研究报告的形式，让同学们查阅资料或去企业调研，写出可行性研究报告。理论水平考核采取开卷形式，考核内容突出学生对知识综合分析、运用的水平。

六、结束语

在经济全球化的时代，材料类专业人才不仅要懂技术，而且还要懂技术经济，掌握一定的技术经济知识。只有这样，才能在科学研究、科技成果的转化与推广、技术创新、新产品开发、自主创业等各项工作中，能从技术经济的角度来分析和解决实际问题。因此，无机材料技术经济应作为无机非金属材料类专业的一门必修课程加以建设，同时加强课程改革和教学改革，培养学生经济效益意识，扩展学生的知识广度，对创新型工程应用人才培养具有十分重要的意义。

[基金项目：佳木斯大学教研课题（项目编号JYLA2012-25）；黑龙江省高等教育学会规划课题（课题编号14G133）。]

参考文献：

[1] 吴添祖，虞晓芬，龚建立.技术经济学[M].高等教育出版社，2004

[2] 吕海萍，董颖，李长安，董敏.工科学生的三个使命与技术经济学课程改革[J].浙江科技学院学报，2009（2）

[3] 白晓青.“电力技术经济”课程教学研究与探讨[J].中国电力教育，2011（21）

[4] 宋航，付超.化工技术经济[M].化学工业出版社，2002

[5] 曹平，李军，全学军.化工技术经济课程改革探析.广东化工，2012

[6] 李冬梅，刘红岩.工科专业技术经济学课程设置探讨――以华北科技学院为例.黑龙江教育（高教研究与评估），2011

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人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。历史上,材料被视为人类社会进化的里程碑。对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志:如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代……

100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。直到20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。20世纪中叶以后,科学技术迅猛发展,作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。首先是人工合成高分子材料问世,并得到广泛应用仅半个世纪时间,高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱,并在年产量整理的体积上已超过了钢,成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的发展。陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和特殊制备工艺的发展,使陶瓷材料产生了一个飞跃,出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变,许多新型功能陶瓷形成了产业,满足了电力、电子技术和航天技术的发展和需要。

现在人们也按化学成分的不同将材料划分为金属材料,无机非金属材料和有机高分子材料三大类以及他们的复合材料。

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前言

随着社会的不断进步，科学技术得到了极大的发展，越来越多的新型材料出现在人们的日常生活中。无机非金属材料、有机高分子材料和金属材料是当今社会的三大材料，并且无机非金属材料在经济的发展中扮演着举足轻重的角色。而水热法，即是指在高温高压下进行的一种液相反应，由于水热法对无机非金属材料的合成具有重要的意义，因而水热法的应用以及水热法技术的改革创新越来越受到人们的重视。通过先进的水热法技术，以达到用较低的成本和较高的效率来获取无机非金属材料的目的，是当今许多企业和科学教研究的重点。改进的水热法就是利用先进的科学技术对原有的水热法进行改进，包括反应介质、加热方式、技术连用等手段对水热发的生产工艺进行改良。改进的水热法相对于传统的水热法来说具有其优势，改进的水热法将传统的水热法所不能合成的新的物相变成了可能，同时又降低了反应的条件需求。本文介绍了改进的水热法在无机非金属材料中的应用。

1、水热法的简介

水热法是十九世纪中期地质学家为模拟自然界的成矿作用而开始研究的。当时的地质学家发现，许多矿物质在特定的高温、高压条件下才被发现，普通条件下则很难发现，于是科学家们猜想这些矿物的形成一定与热的水有较密切的关系，是否可以人工模拟环境而产生所需的矿物呢？后来科学家在实验室模拟了自然界的热水体系，果然合成了长石、石英等矿物。经过时代的发展和许多科研人员的努力，水热反应便逐渐进入到无尽非金属材料的合成研究领域。自从1900 年后科学家们建立了水热合成理论，其后水热法便开始转向功能材料的研究。目前用水热法已制备出百余种晶体，水热技术得到了极大的发展。

2、改进的水热法

2.1 水热法的基本原理

水热法就是利用高温高压下的水溶剂让那些在一般条件下不溶或者难溶的物质，或反应生成该物质的溶解产物，通过控制高压釜内溶液的温差使产生对流以形成过饱和状态而析出生长晶体的方法。水热法也就是人工模拟自然界的热液成矿条件，以获取所需的目标产物。

水热法又称热液法，属液相化学法的范畴。是指在密封的压力容器中，把水作为溶剂，在高温高压的条件下进行的化学反应。水热反应依据反应类型的不同可分为水热还原、水热氧化、水热合成、水热水解、水热沉淀、水热结晶等。其中水热结晶在生产中用得最多。

2.2 改进的水热法的产生

总体上来说，改进的水热法一般有三中情况：①改进反应液相介质：即反应体系中的液相介质不再是只有水，而是水和其他的液相物质共同作为液相介质，或者是用其他效果更好的液相介质替代水。②改进加热方式：传统的水热法的加热方式是通过电炉实施的对流加热，此种加热方式有很大的弊端。而改进的加热方式应用了微波技术，通过微波来实现反应体系分子自传加热。③改进反应液相介质同时改进加热方式。另外，改进的水热法还包括了两种水热法与其他新的科技手段相结合。为何会产生改进的水热法呢？正如上诉所说，许多液相反应在常温下是不能实现的，但是却可以在高温下的“热水”中进行反应。

2.2 改进水热法的应用成果

2.2.1 有机溶剂水热法

有机溶剂水热法是指在水热反应的体系中放入一定量的有机溶剂和水共同组成反应介质，从而改变了原有水热法的反应介质。有机溶剂水热法已经被广泛用于合成水滑石等材料。如用“乙二醇―水热法”合成镁铝水滑石超分子，经过试验发现，如果在水热体系中加入体积分数为百分之十五的乙二醇，即可得到晶形较好、板形结构明显、规整性好的具有超分子结构的镁铝水滑石。如果反应体系中不加入醇类，则反应后所得到的样品形貌远不规则，粒子没有规整的棱角，并且结晶度较低，这些结果都表明有机溶剂结合到水热法中对无机非金属材料的制备有极好的帮助。

近些年“有机溶剂―水热法”在合成其他材料方面也取得了不错的成就。许多学者通过对不同界面处化学反应的控制，采用新的科技手段，实现了许多新的无机非金属材料的合成。另外，有机溶剂还有如下作用：根据化学反应的动力学公式，晶粒的生成速率N可以表示为：

公式中，K表示反应速率常数；M表示溶质的分子量；R表示其他常数；T为体系绝对温度；S表示溶液的过饱和度。有机溶剂的加入，减少了晶粒团聚的几率，让晶粒可以有规律、有秩序的生长。另外，晶粒在过饱和溶液中形成后，晶粒生长速率的方程式是：

由上述可知，有机溶剂与水组成的体系可以很好的改进水热法，并获得不错的成果。并且“有机溶剂―水热法”仍有许多问题值得我们去研究。

2.2.2 微波水热法

微波―水热法就是讲传统水热法中的热源改用微波加热的方式。微波水热法即是利用微波作为加热工具，其原理就是利用电场对带电粒子作用力，可实现分子水平上的搅拌，具有加热速度快、加热均匀、无温度梯度、无滞后效应等优点。

3、改进的水热法的发展形势和其存在的问题

探索出更低的水热法合成条件是众多学者研究的方向，另外，先进的工程技术和水热法相结合也是水热法发展的一个重要的方向，把先进的科学技术应用到水热法中去，也可以说是水热法技术的革新。例如，科学家王东光等将超重力与水热法相结合，成功的制备出纳米绿色阻燃材料。还有许多新的技术应用到水热发展，制备出许多新的材料，这都表明了科学技术和化学技术相互依赖、相辅相成。所以说，改进的水热法就是各个学科和技术交叉运用的结果。

水热法制备无机非金属材料自上世纪七十年代兴起后，很快便受到许多国家的重视，许多国家专门成立了研究机构，这对水热法制备无机非金属材料的发展起到了极大的促进作用。水热法对无机非金属材料的制备来说是其极为重要的技术，但目前仍有许多难题需要解决：①水热法需要高温高压，不利于扩大生产②很难实现制备过程中的观察。应对水热法进行不断的改进，以适应无机材料制备的要求。

结语

把该进的水热法应用到无机非金属材料的制备中去，可以很好地解决生产过程中所遇到的问题。在应用水热法时，我们应该引进交叉学科技术，将传统的水热法不断改革、不断优化，把水热法更好的应用到材料的制备中去。

参考文献：