化学与工程材料范文

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一,加强政治理论学习,提高思想认识

通过认真学习领会贯彻科学发展观,努力营造以人为本,和谐发展,敬业爱岗,乐于奉献的工作氛围,扎扎实实地做好教学,科研,管理等各项工作.加强政治理论学习,提高思想认识,促进各项工作的持续健康开展.

二,重视学科建设,抓科研促教学

1,重视专业学科建设

积极迎接省重点学科检查为申报省重点学科筹建单位做了大量准备和建设工作.

重视搞好学科专业建设,充分发挥优势,特色发展.结合学院对第一批优势学科培养对象和研究机构进行考核验收,及时总结经验,整合方向.

2,加强师资队伍建设,创建科技创新团队

充分认识师资队伍是发展的关键,重视青年教师的引进,培养,努力建设结构合理,素质较高的教师队伍.引进博士1名,硕士1名,辅导员1名.在学院首批优秀教学团队基础上成功申报市(来源：文秘站 ）科技计划团队建设专项项目,获批经费10万元.

3,抓科研促教学,积极开展科技创新

以科研促教学,积极争取和完成好科研,教改项目,学生科技创新,工业实习,毕业论文与教学科研相结合.

根据目前系内实际和社会,地方需求,总结近几年学科建设和科研工作的经验,研究下一步科研人员,方向,设备的整合,凝聚力量,在纵向项目申报,横向服务地方,科研促进教学等方面,发挥更大作用.

三,坚持教学一线,狠抓教学质量提高

1,坚持教学一线.坚持在教学一线,担任高分子材料与工程和材料化学两个本科专业的无机化学课程讲授,教学效果较好,深受学生欢迎.

2,切实提高课堂教学质量.结合学院教学达标创优活动,和我系教师年轻,非师范类毕业的相对较多,教学经验不足的实际,制定了教学达标创优活动方案,采取多项措施,方法,切实提高课堂教学质量.

3,继续人才培养模式改革,抓考研促学风.继续进行人才培养模式改革,前两年三个本科专业形成教学大平台,三年级进行专业培养,四年级考研和就业实践训练分流培养,努力培养具备专业加特长,具有创新精神的优秀毕业生.考研上线率为42%,录取率28%,其中大部分被211工程学校或中科院所录取.重视学费收缴工作,学费上交率达到98%以上.

4,加强实践性教学环节,重视专业课教学.主干必修课程全部采用全国优秀教材,保障学生基本功扎实,加强实践性教学环节,提高学生综合运用知识的能力和创新精神,扩大就业渠道,毕业生就业率连续达到95%以上,

获学院就业工作先进集体.

四,重视实验室,资料室建设

按照我系实验室建设规划,加强材料实验室的建设,新建材料热解研究室,作为化学化工实验教学中心主任,7月被确定为山东省实验教学示范中心筹建单位.

重视资料室建设,为教师科研,毕业生考研,完成毕业论文创造良好的条件.注重加强文档的规范化,制度化和常规化建设.

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）37-0128-02

物理化学课程是高校化学专业最重要的一门基础课程，该课程内容丰富、前后连贯、逻辑推理清晰、理论性强，不仅可对化学、化工、环境专业学生开设，也可为生物、材料、食品、水建等专业学生设置。随着社会的发展和科学技术的进步，高等学校不断深化教学改革，全面提高教学质量，对物理化学学科的课程讲授和发展也提出了更高的要求。结合我校的实际情况，以及我们近几年在建设校级精品课程的探索与实践，重新审视材料科学与工程专业物理化学课程的教学内容、教学方法和教学环节，发现目前我校材料专业物理化学课程教学中还存在以下的问题：

1.现行的教学计划中，无机化学相关课程以及后续一些专业课，与物理化学授课内容中有一些重复之处。

2.教材中抽象理论太多，造成了学生对这门基础课程产生了比较枯燥无味的感觉；加之内容多，课时量有限，老师在课堂讲授中不能针对某一化学原理或原理推导过程进行深入的剖析和讲解。

3.与之配套的物理化学实验课，经常采用多个班级集中循环进行试验的模式，有时理论部分未讲授到，但实验课程因为循环时间到，又必须开始，即实验内容超前于理论教学的进度，或者理论课早已讲授完毕，而实验课程却推后进行，学生不能及时将理论和实验相联系，无法达到预期的教学效果。目前我校物理化学的实验内容，基本以验证基础理论为主，缺少综合性、设计性及性能测试试验，因此物理化学实验体系缺少培养学生创新思维的意识以及提高学生动手能力的舞台。

因此，需要积极推进课程体系改革，充实和更新教学内容、改进教学方法、丰富实验教学，从而全面提高物理化学课程的教学质量和效果。

一、优化整合相关学科内容，打破学科壁垒，构建新的教学体系

对于我校材料科学与工程专业，按照2013版教学大纲的要求和已制定的教学计划，其中包含的课程，如无机化学、无机非金属材料、催化作用原理、胶体与界面化学等专业课，它们都与物理化学课程密切相关，有些课程如催化作用原理和胶体与界面化学，直接是从物理化学的大体系中划分出去的。由于我院材料专业招生时间不长，而这些课程总是不同的教师授课，教师之间就授课内容未来得及进行充分的交流，经过几年的授课，发现同一知识点的简单重复难以避免。因此，建议课程组就这一现象，加强教师间的交流与合作，将这些课程的内容进行有效的整合，突破原来以学科和专业来划分的粗放型的课程体系，建立起适合于自己专业的有效课程体系，是目前我院物理化学教学改革的一项重要任务。

我校材料学科专业物理化学课程采用的是南京大学沈文霞主编的《物理化学核心教程》第二版教材，主要的授课内容包括热力学（热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡和相平衡）和动力学部分（包括化学反应速率、电化学、表面现象和胶体化学），共56课学时，大学二年级上半年授课；而无机化学，同分析化学一起共48学时，无机部分主要讲授热化学（热力学第一定律）、稀溶液的性质、胶体溶液、化学平衡及化学反应速率；根据教学大纲的安排，胶体和界面化学、催化作用原理这两门课程各安排24个学时，在大学三年级下学期开展。通过几年授课，经老师观察和学生反映不难发现，以上所述这些课程，在知识内容上相互之间都存在着一定的重复性和交叉性。

针对课程内容重复的问题，为了避免盲目浪费学时数，有效改善不同课程之间的重复授课，充分利用大学课堂掌握更多的知识，使我们在课堂上的几十分钟内有效地完成教学任务，这里提议对材料系开设的几门相关课程教学内容进行整合，使每门课都有其侧重点，建议组建一个全新的教学体系，同时要照顾到这些学科知识的完整性和独立性。例如，讲授无机化学课程时，建议把化学热力学和化学平衡作为重点内容详细讲授，而其他内容，如电化学、相平衡和化学反应速率这些内容作为物理化学课程的授课侧重点。物理化学理论课程中的胶体、表面现象则可放在胶体和界面化学以及催化作用原理这两门课程中主要讲授，物理化学课程就不讲授这部分内容。这样既节省了时间，又突出了重点，不仅使教学内容独立而完整，还可以适当减轻因课时量小带来的物理化学的教学压力，弥补了物理化学课程内容多、课时少的矛盾，老师在授课的过程中再也不担心时间不够用而只能浅显的表述；对于学生来说，仍然是掌握了整个物理化学的原理，而且更加坚实。

二、掌握专业知识框架，改革教学方法

通过对物理化学课堂的观察，发现学生们刚开始对这门课还保持有神秘感，大多数同学对这门课还是很有兴趣的，加之从师哥师姐们那里听说这门课容易挂科，因此学生们刚开始上课的时候都很认真。但是随着课程的深入，部分同学开始松懈，开始排斥这门课程，以至于后来干脆放弃学习。经过细心调查分析发现，学生们在失去学习兴趣后，慢慢迷失在这门课程中。尽管老师在课堂上一再强调要理清楚各章节之间内容的联系，重点记忆关键结论，但大部分同学仍然做不到，不能掌握物理化学课程的知识框架，也没有选择性的记忆关键问题，总是被动地接受课堂上讲授的内容，甚至被很多的数学推导过程迷惑。而实际上这门课程内容衔接紧密，逻辑性很强。把各章节之间的知识框架理清楚之后，就坦然的接受和明白了各章的结论，也有利于知识点的重点记忆。在教学过程中，注重课程之间的联系，通过知识点的连接和相关内容衔接相关的课程，及时引导学生把所学的内容纳入到学科的框架中，帮助学生建立较完整的知识框架，不要迷失在盲目的理论推导中。

物理化学这门课理论性很强，内容较多而抽象，公式又多，学生接受很困难，这就对老师的课堂教学提出了更高的要求。为了能够进行有效的课堂教学，激发学生的学习兴趣，常把日常生活现象中涉及的物理化学原理介绍给学生。比如，举例高温下食物容易变质的问题，联系化学动力学的理论加以说明；讲解温度对反应平衡和反应速率的双重影响时，例举合成氨工业中如何选择最佳温度；涉及讲授表面化学的理论时，可以例举农民锄地能防止水分蒸发的现象，或者小气泡、液滴、呈球形的现象，加以解释后，学生就会对表面性质有清晰的认识；讲授渗透压的时候，联系渗透压的作用，提问为什么肥料用多了农作物会“烧死”？打吊瓶时为什么会感觉到疼痛？让学生带着问题听课，面对生活中各种现象去思考，多问几个为什么，自己到物理化学中去寻找答案，激发学生学习这门课程的兴趣，也就达到了提高教学质量的目的。

除此之外，在课堂上还可以采用小班讨论或者Seminar讨论式教学模式，以教师和学生为共同的教学主体，就某些共同关注的问题，在和谐的气氛中进行讨论，加强教师和学生之间的交流和沟通。课下，利用我校教务处网站的网络教学平台，与学生进行课下的交流和习题讨论、小测验等，与传统的课堂教学模式相比，它具有互动性、合作性、学术性的优势。

三、强化配套实验教学

实验教学在物理化学课程的教学中占有十分重要的地位，它与物理化学课程紧密配合，巩固和加深对物理化学原理的理解，提高学生对知识灵活应用的创新能力，还培养了观察和分析问题的能力。

为了避免实验课程超前理论课程，建议在学习完物理化学相关理论后，及时在学期后半学期开设实验课程。课程组已经设置独立的实验课并计算学分，如：配合表面现象，开展了液体表面张力的测定实验、粉体粒度分析实验；为了巩固反应速率反应章节的学习，开设蔗糖反应速率常数、乙酸乙酯反应速率常数的测定实验等。同时，也应鼓励学生根据所学理论，合理设计实验项目，开展综合性创新实验，增加设计研究型实验，根据设计实验的题目、要求等内容，让学生查阅相关资料，并利用学过的理论知识，选用相关的仪器、药品，分析实验中的难点和关键步骤等，自行完成实验内容、并上讲台讲授实验，以培养学生发现和解决问题的能力。

经过几年的探索和实践，我院化学化工学院材料专业物理化学课程的教学改革将有助于提高学校物理化学课程的教学质量和效果，促进了物理化学这门校级精品课程的建设和发展。

参考文献：

[1]王彬.冶金与材料专业物理化学课程教学方法的探讨[J].教学研究，2013，（7）：60-61.

[2]孙春艳.化工专业物理化学课程教学改革与实践[J].广州化工，2013，41（18）：180-181.

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欧美国家在20世纪60―70年代开始设立材料科学与工程系。名称变更反映了对材料领域研究认识的变迁，即“材料研究需要依据其行为和特征，而不是依据材料类型来进行”。1998年教育部对材料类本科专业目录进行了调整，将原来划分过细的十多个材料类小专业合并成了现在的冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料物理、材料化学等六个专业。同时，在引导性专业目录中还设置了材料科学与工程一级专业。虽然以材料科学与工程一级大学科来设置专业是必然趋势，但材料科学与工程人才培养模式仍在探索之中[1]。同济大学当年就设置了材料科学与工程本科专业，期望以欧美的模式来培养材料学科人才。实际上，早在20世纪80年代，当时的同济大学建筑材料工程系就为建筑材料专业的本科生开设了材料科学导论、断裂力学、表面物理化学和传热、传质与动量传递（简称三传）4门基础课程。近几年因为参与学院材料科学与工程专业培养计划的修订工作，查阅了国内外许多大学这个专业的培养计划，国内高校在材料科学与工程专业培养计划上的认识一直存在争议。美国麻省理工（MIT）材料科学与工程专业本科培养计划的公开信息最多，不仅有课程列表和学分要求，还有课程的详细简介。尤其是麻省理工的开放课程服务（OpenCourseWare），使得我们还能够进一步了解课程大纲和部分内容。此外，MIT材料学科是USNews全美排名第一的，他们的培养

计划应该具有更好的借鉴意义。本文在反复仔细研究其有关本科培养的各种公开资料的基础上，对其培养计划进行了分析，结合自己的教学工作实践，总结了一些心得体会，希望与国内同行共享。

一、麻省理工材料科学与工程专业的培养计划

MIT材料科学与工程系设3个专业（Course）。其一为一般意义上的材料科学与工程专业（Course 3），学生所得学位是材料科学与工程理学学士（Bachelor of Science in Materials Science and Engineering），其所授学位是被ABET（Accreditation Board for Engineering and Technology，美国工程与技术鉴定委员会）授权的，绝大部分学生都选读这个专业。其二为课程选择度更大的一般专业（Course 3-A），这个专业的毕业生将获得没有特别指定专业领域的理学学士（Bachelor of Science without specification）学位，系里并不寻求ABET对这个学位的授权，只有很少学生选择这个专业，常常是医学、法学、MBA预科生选择这个专业。第三是考古与材料专业（Course 3-C），学生所得学位是考古与材料理学学士（Bachelor of Science in Archaeology and Materials），系里也不寻求ABET对这个学位的授权。从系里是否寻求对所授学位授权就可以看到，MIT材料科学与工程系本科生的主要专业是一般意义上的材料科学与工程专业（Course 3）。后面的讨论主要针对Course 3的培养计划进行。

1. 课程和学分要求

该培养计划的要求包括：（1）MIT的一般要求，共17门课程，其中自然科学6门，人文社科8门，限选科技课程2门，实验课程1门。（2）交流能力课程（Communication Requirement）4门。（3）系内课程，包括一套核心课程（Core subjects，共10门课），一个论文或2个实习以及4门限选课程，合计184～195学分。其2011―2012版本的课程和学分要求见表1，表中课程名称前面的数字表示课程号，后面跟表示学分的数字、课程性质、前修或同修课程号。MIT每门课程的学分由三部分组成，表示学习课程所需要的时间分布，中间用短线隔开，第一个数字表示讲课时间，第二数字表示实验、设计或者野外工作时间，第三个数字表示预习的时间，是以中等学生所需要时间估计的。1个学分大约相当于一学期需要14小时的学习时间。从表 1可见，一般专业课程，预习所需时间是讲课时间的2～3倍。

备注

*可以代替本先修课程的其他先修课程列在课程描述页面。

（1）这些课程可以算作必修课程或者限选课程的一部分，但不能同时计算。

（2）可以选9-12学分。

（3）通过申请，可以被类似课程替代。

2. 限选课程的选择

中列出了21门限选课程，每个学生只需要选择4门课（48学分）。理论上，学生可以在21门课程中任选48学分，甚至经过批准，还可以选择其他系的课程或者研究生课程来代替。实际上，由于材料的范围很广，这些选修课程是根据主要的研究领域来设置的，它们是： 生物与聚合物材料（Bio-and Polymeric Materials），电子材料（Electronic Materials），结构与环境材料（Structural and Environmental Materials），基础与计算材料科学（Fundamental and Computational Materials Science）。

因此，在MIT材料学院的网页上，曾经列出了各领域推荐的限选课程。网页上还列出了每一个方向的咨询教授，以方便对上述领域某一方面更感兴趣的学生选课。

3. 部分课程大纲和教学情况分析

（1）材料科学与工程基础课程

这个课程为15学分（5-0-10），总是与“材料实验”一起选修。课程安排也是交叉进行，实验周不上课，一共有4个实验周。这样，材料科学与工程课程讲课时间就缩短为9周（一个学期14周，最后一周为考试）。其课程安排为周一、三、五各2小时的讲课（lecture），周二和四各1小时的复习课（recitation）。所以一共27次讲课，18次复习课。实际讲课为24次，另外3次课为测验和考试。最后一次考试并不是考全部课程内容，即每次测验和考试都是分段内容。

这个课程由两个教授分别讲授，每个教授都是24次课，因此可以推论，每次每个教授将讲1小时。一个讲授结构和化学键（Structure and Bonding），一个讲授热力学和统计力学学（Thermodynamics and Statistical Mechanics）。

两部分课程分别布置6次作业，每部分每次都是2～3个题目，都有交作业的期限，没有按期交作业的，该次作业成绩为0。作业答案在交作业期限过后就会立即公布。课程总成绩由作业成绩占20%、三次测验占80%构成。得分标准为：总评80分以上A，70～79分为B，55～69分为C，低于55分为不及格。

（2）实验课程

MIT材料系内有2门必修的实验课程，即材料实验和材料综合实验。这两门课程同时还是加强专业交流能力培养的课程，所以，教学过程特别注意专业交流方面（包括论文写作、口头技术报告等）的形式要求。材料实验与材料科学与工程课程同时选修，在2年级第一学期进行。材料综合实验课（Materials Project Laboratory）基本上就是几个同学合作的科研项目，在3年级下学期进行。下面以二年级的材料实验为例，介绍其教学和考评办法。

如前所述，材料实验共4个实验周，实验周没有其他专业课。实验内容包括量子力学原理演示、热力学和结构，同时囊括了几乎全部现代材料分析研究方法（XRD、SEM/AFM、DSC、光散射等），并通过口头和书面方式加强交流能力培养。从教学内容看，这门实验课承担了教授材料研究方法的任务。

一般将50个左右学生（2011年的2年级学生只有43人）分成6个组。每个实验周有3个实验主题，每个主题下面2个实验，2个组共选一个主题，每组选做其中一个实验。6个实验同时进行。一周3次实验，每次4小时。因此，每个组每周只做3个实验（每个主题做1个实验），共12个实验。由于每个组只做了一半的实验，对另一半实验的了解，通过每周2次的1小时交流课程（recitation sections，一般隔天举行）来实现。交流课上，大家各自在黑板上即兴介绍实验的发现，回答教师和同学的提问。

该实验课由3个教授上，其中一个总负责。课程成绩评分标准

二、分析和讨论

1. 关于必修课和选修课

系内必修课程除毕业论文或企业实习外，共有10门。大学一般要求的17门课，理论上可以自由选择，但从表1系内课程的先修课程可以看出，微积分I和II，物理I和II是需要先修的，大学一般要求的6门自然科学课程就去掉了4门，能够自由选择的大学自然科学课程剩下2门。从系里建议的选课表（roadmap）可以看到，另外2门自然科学是化学和生物。所以，自然科学的必修课程实际上相当于14门。

限选课程要求包括GIR类型2门和48学分的系内选修课。有3门系内课程（共39个学分）可以作为GIR课程来选，但不能同时作为系内课程要求的学分。大多数系内选修课程的学分为12分，这样的话，系内限选课48学分需要选读4门。所以，每个学生可以有6门专业选修课程。有意思的是，在表1中只有21门限选课程，而该系主要的研究领域（或者说相当于我们的专业方向）有4个，平均每个方向只有5.25门课。如果去掉2011―2012年新增的2门课程，过去几年只有19门课，平均每个方向只有4.75门课程。看来，MIT材料科学与工程专业的课程设置，并不鼓励学生选单一专业方向的课程。实际上，在以前分专业方向限制选修课时，每个专业方向仅仅提供2～3门课程，进一步的分析见下文。

反观我们的培养计划，我们的专业方向必修课程有5门（14学分），选修课程应选4门（8学分），合计9门课程22学分。因为我们的学分是按照每周上课学时数计算的。如果按照MIT的学分计算方法，学分约为每周上课学时数的3～4倍，考虑到我们的上课周数为17～18周，而MIT才14周，因此，我们的专业方向应选学分至少相当于MIT的88学分，比其4门课程（48学分）的要求多了5门课程（40学分）。可见，我们的培养计划更加注重学生专业方向知识和技能的培养。

另外，MIT材料科学与工程系的研究领域非常广泛，关于其主要研究领域的介绍出现在3个网页上。其一是在该系的学位要求中关于限选课程的介绍网页，4个主要的研究领域分别是生物与聚合物材料、电子材料、结构与环境材料、基础与计算材料科学。其二是在MIT的招生网页，4个主要的研究领域分别是：半导体材料和低维系统（Semiconductor materials and low-dimensional systems）、能源材料（Materials for Energy）、纳米结构材料（Nanostructures）、材料的生物工程（Bioengineering of Materials）。在介绍全体教师（Faculty）的网页，列出了30个研究方向（discipline），共122人次（有重复计算，因为实际教师只有35人），平均每个研究方向4.07人次（或1.17人）。少的方向仅1人如微技术、半导体，最多的是纳米技术，23人次。上面列出的生物工程（包括生物物理和生物技术）9人次，能源材料（包括能源与环境、储能）9人次。人数比较多的研究方向还有结构与环境材料9人次，高分子材料7人次，电、光和磁材料7人次。

可见，尽管MIT研究的材料类型很多，但其本科生培养计划中，涉及具体材料类别方向的课程特别少。

2. 关于考核与成绩

MIT很多课程的成绩评定都包括平时作业和出勤与课堂参与情况。有的课程，考试以外的项目在成绩评定中所占份额可达到50%，有的实验课程则更是高达85%这在一定程度上反映了MIT对大学生平时学习的管理是非常严格的，与我们头脑中关于国外大学生“自由”学习的图像截然不同。

3. 关于选课进度安排

MIT材料系没有规定统一的选课进度表。但从其推荐的选课安排（roadmap）看，具有如下特点：

（1）8门大学一般要求的社科课程（GIR）分布在8个学期选修，即每学期选修1门社科课程；

（2）一年级把大学要求的6门自然科学课程（GIR）学完，包括数学、物理和化学。

（3）二年级起全面进入专业学习。第一学期学习材料科学与工程基础、材料实验2门课程，两门课交叉进行，实验周不上课。上课周每天都有材料科学与工程基础课，实验周每天都有实验或交流，学习安排非常集中。

（4）每学期的课程一般为4门，其中1门为社科课程。

MIT二年级第1学期就学习专业基础课程，这比我们的教学计划提前很多。国内的教学计划进度安排曾经强调，前两年不安排专业课，以至于我们的材料科学与工程课程被安排在第5学期，材料研究方法更是被安排在第6学期，使得高年级学习特别紧张，深入接触专业知识和方法的时间被推迟。

4. 关于培养计划的修订

从网页上能够追溯到MIT材料系1998年的培养计划，其培养计划在2003年做了很大的调整。两者的比较

这两个培养计划的最大差别在必修课，课程名称几乎完全变了。但对比课程名称和教学内容可以发现，新培养计划中的“材料科学与工程基础”包含结构与化学键、热力学与统计力学两大部分内容，分别由两位教授讲授，似乎代替了原来的“材料热力学”、“材料物理化学”和“材料化学物理”3门课程，因为其教材之一仍然是物理化学（Engel， T.， and P. Reid. Physical Chemistry. San Francisco， CA： Benjamin Cummings， 2005. ISBN： 9780805338423）。“材料实验”应该与原先的“材料结构实验”对应，“材料综合实验”应该与原来的“材料加工实验”对应。“材料的微结构演变”与原来的“材料结构”相似。取消了“材料力学”、“材料工程中的输运现象”2门课程。增加了“材料的电光磁性能”、“材料的力学性质”、“有机和生物材料化学”、“材料加工”4门课程。取消2门，合并2门，增加4门，课程总数不变。

选修课变化较小，只是增加了若干课程，特别是生物材料和纳米材料的课程。其实，两门生物材料课程是2000年增加的，当时选修课由4方向增加为5个方向。选修课的最大变化是理论上不再分专业方向，学生可以任意选课。但实际操作时，仍然向学生推荐各专业方向的课程组合。无论如何，每个专业方向的课程不足4门，学生必然需要选修其他方向的课程。

从2003年至今，必修课没有变化，选修课则有一些小的调整（表5）。其中2005年减少了高分子化学、化学冶金学（Chemical Metallurgy）2门课程。增加了2门数学，材料热力学（原来的必修课），先进材料加工，衍射和结构，材料的对称性、结构和张量性质，材料选择，共7门课程。可见，增加的这些课程仍然是与具体材料种类无关的。2007年和2011年分别增加了1门生物材料方面的课程。可见，即使是选修课的调整，仍然在继续加强有关材料行为特征方面的课程，减少有关具体材料种类的课程。

5. 关于培养目标与课程设置

过去，MIT材料科学与工程系培养目标分四类，研究型学位（Course 3）、预科型学位（Course 3A）、实践型学位（Course 3B，2003年取消）和考古型学位（Course 3C）。其中，研究型学位与实践型学位培养要求的唯一差别是不变的，即前者在四年级做毕业论文，后者在二年级暑假和三年级暑假做2个20周的企业实习，其他课程要求完全相同。现在把实践型学位取消了，但仍然保留了学生向这个方向发展的渠道，即学生仍然可以选择做毕业论文或者企业实习，学位合并在研究型学位（Course 3）中。

从2003年培养计划大调整来看，MIT材料科学与工程专业（Course 3）的主要培养目标是让本科毕业生继续深造。也可能是社会需求的变化促使MIT对培养计划进行调整。这从MIT选读实践型学位人数变迁或许可以看出一些端倪（表6）。从1998年到2002年，实践型学位人数多于研究型学位的人数，2002年突然降低，与研究型学位相当。查看大学2年级实践型学位学生注册数，从2002年起突然减少，由原来每年约20人突然减少为6人。2003年培养计划调整当年，还有5人注册为实践型学位，这应该是此前培养计划延续所致。

那么，没有了实践型（Course 3B）学位，是否还有学生仍然会选择实习代替论文呢。下面从2002～2008年MIT材料系本科毕业生去向分析。除了一些研究生院，网页一共列出了38家企业和17家政府部门或咨询机构。统计2002年以后（至2005年结束，当年仅剩下1人）各年4年级实践型学位人数（也约等于当年毕业人数）总和恰为38人，与毕业生去向统计的企业单位数刚好相同。这难道是巧合？是否可以推论，2003培养计划修改之后几乎就没有学生选择去企业实习了？

MIT材料专业取消实践型学位，以及此后可能几乎没有人选择实习代替毕业论文事实，一方面可能与美国产业向国外转移，本国企业对工程师的需求减少有关；另一方面，MIT培养计划中的课程设置调整也起了一定作用。因为选择实践型学位人数锐减在前（2002年），培养计划调整在后（2003年）。培养计划中去掉的必修课“材料力学”和“材料工程中的输运现象”，显然属于工程类课程。因此，其培养计划课程中增加材料研究型基础知识、减少工程知识的倾向十分明显，也说明其培养计划随社会需求进行了及时调整。

另外，尽管2003年培养计划中的必修课有较大调整，但选修课调整比较有限。而且调整前后，没有改变其材料类本科生宽专业培养的模式。

但在选修课中，把专业方向的基础课程去掉，仍然让人有点匪夷所思。例如，高分子化学在高分子材料领域历来就被认为是专业基础课。MIT在2005年却把这门课从本科生培养计划中去掉了。查看其高分子方向研究生培养计划核心课程，可以看到高分子物理化学、高分子合成、高分子合成化学等基础课程。可见，MIT把专业方向的一些基础知识培养放在了研究生阶段。

以上似乎给人这样的印象，如果不继续读研究生，则专业方向的基础知识是不太够的，无形中将人才培养的周期拉长到研究生阶段了。但从我自己教学的经验来看，学习高分子物理就可以了解高分子材料的行为和特征，未必需要清楚地知道高分子材料的合成与制备方法。我的一些研究生以前从未学习高分子方面的课程，为了让他们在研究中能够理解和使用高分子材料，我就是先给他们讲授高分子物理的基本知识。

另外，注意到MIT材料专业研究生数量是本科生数量的2.2倍，有很多研究生来自校外，特别是来自国外。所以，MIT材料专业培养计划中对专业方向选修课程的调整，结合研究生阶段的课程安排，既考虑到了本科宽专业基础的培养模式，又打通了本科生培养与研究生培养之间的关联，在研究生阶段加强专业方向基础知识的培养，也便于接受其他教育背景的学生来读研究生，还是十分合理的。

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中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）08-0140-02

进入21世纪，我国高等教育已由精英教育走向大众化教育。新建本科院校是指1999年我国高校实行扩招以来，随着我国高等教育规模的扩张和高等教育体制改革的不断深化，专科学校通过合并、重组或独立升格的普通本科高校。如今，新建本科院校已成为我国高等教育中重要的组成部分，在推进我国高等教育向大众化发展过程中发挥了重要的作用。新建本科院校的主要任务是培养适应地方经济社会发展需要的应用型人才，要求这类应用型人才能够较好地掌握基础理论知识和专业知识，并且将理论转化为应用。即既可以将理论转化为实际生产，又具有应用专业理论分析和解决生产实际问题的能力。为培养应用型人才，新建本科院校普遍采取理论教学和实践教学相结合的方法，努力培养学生具有扎实的理论基础和灵活的实践运用能力。[1]

一、实践教学目前存在问题

实践教学环节是培养学生综合运用所学的基本理论、基本知识，分析解决实际问题的重要环节。通过实践教学使学生对所学专业具有一定的感性认识，并为后继课程的学习打下良好的基础[2、3]。但是，通过广泛调研、走访兄弟院校及参加相关会议交流，在化学化工及材料专业的实践教学过程中，存在一些共性问题：

1.没有建立稳定的认识实习基地。一方面，企业面临着很大的竞争压力，生产任务繁重，再加上学生人数众多，企业怕学生实习影响安全生产，不愿接受学生的实习；另一方面，学校为保证实践教学质量，要考虑专业对口、技术水平高的大型企业，所以寻找稳定的实习单位较为困难。另外，没有稳定的实习基地，指导老师无法提前进行实习准备工作，大大影响实习的质量。

2.传统实践教学模式的弊端。传统实习模式是单纯的现场参观实习，这种模式虽然能增强学生的感性认识，在一定程度上激励学生的实习积极性。但是参观实习虚多实少，学生只是单一的参观，不能动手操作，加上怕影响企业生产，大部分学生几乎就是走马观花，很难对实际的生产工艺、具体设备的结构和原理有较全面的了解，严重制约了认识实习质量的提高。

3.学校经费投入不足。由于近年来的不断扩招，使得学院的实习经费严重短缺。在这种情况下，只得压缩实习时间，实习质量难以保证，再加上学生的不断增多，教师资源和实习场所配置出现相对短缺，难以达到预期的实习效果。

这样的实践教学模式使学生只能在表面上大致了解企业的生产情况与工艺流程，无法接触到实际工程问题，更不能动手处理生产中出现的问题，无法激发起学生的学习兴趣，更不能提高学生分析问题和解决问题的能力。面对实践教学中存在的种种问题，要求新建本科院校坚持教育教学改革为动力，拓展实践教学途径，全面提升教学水平。

二、改革思路及措施

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2 构造专业实验与技能一体化的教学模式，建立“四级实验平台”

为满足金属材料工程特色专业的建设和创新型人才培养模式的需求，突出并强化实践教育环节和学生能力的培养和训练，迫切需要加强实验教学的改革与创新。我校将专业实验与专业技能培训融为一体，针对金属材料工程专业多门专业课程，实行“四级实验平台”教学改革。

2.1 优化整合，编写四级实验指导书

将以往所属材料科学基础、钢的热处理、材料性能学、工程材料学、表面工程、腐蚀与防护等专业基础课与专业课程中的实验进行统一整合，按“专业基础性”“拓展技能训练”“材料工艺设计实验”和“材料性能测试与分析”四级平台进行实验设计与技能培训。其中专业基础性实验包括金相显微试样的取材与制备，金相显微镜的构造、使用与图像的采集和处理，铁碳合金平衡状态下的显微组织观察，金属的塑性变形与再结晶，热电偶与炉温仪表的成套性检定，目的是让学生掌握材料学科最基本的金相试样制备、显微镜使用及铁碳合金基本组织等。拓展技能训练实验包括化学器皿的使用及镀液的配置，电镀、化学镀设备及镀层常用检测设备的使用，电化学试样的制备，恒电位仪的使用与极化曲线的测试，综合实验—合金镀层的制备及镀层性能的检测和耐蚀/耐磨性的评价，目的在于训练学生熟悉金属材料表面处理的常用方法、操作以及表面处理设备和检测设备的使用方法，并在此基础上进行镀层工艺设计和性能评价。材料工艺设计实验包括奥氏体晶粒显示及晶粒度测定，钢的淬透性的测定，常用工业用钢典型热处理组织的观察，铸铁及有色金属显微组织观察，综合实验—热处理工艺设计及操作，目的在于让学生熟悉常用钢典型热处理后的组织形貌特征及热处理基本操作和实际密切相关的晶粒度、淬透性测试方法，同时针对所学专业知识进行热处理工艺设计、操作及组织分析等一系列综合训练。材料性能测试与分析实验包括电子拉伸试验机的使用及拉伸实验，材料的硬度实验，单摆冲击试验机的使用及系列冲击实验，断口形貌分析，综合实验—金属材料热处理工艺及力学性能测试分析，目的在于让学生了解并熟悉工程材料常用力学性能的实验方法及所用设备、失效的断口形貌特征，并在此基础上通过综合设计实验训练学生合理选材、工艺设计、性能测试与评价等综合技能。

通过建立专业基础性、拓展技能训练、材料工艺设计实验和材料性能测试与分析四级实验平台，编写实验指导书，使独立开设的实验实现操作技能与能力训练一体化，突出学生的主观能动性，培养其实验技能与独立分析和设计能力以及科研意识等综合能力，使学生具备材料科学研究的基本操作技能和研究方法，提升学生的综合素质。

2.2 集中训练，加强课程有机联系

我们将原来分属于多门课程的分散孤立的实验进行优化组合，建立四级实验平台，其中每级平台分别有5个实验，20学时，进行集中训练，安排在大三全年和大四上半年完成。集中培训，可以帮助学生将不同课程中学到的理论知识联系起来，建立起专业课程之间的有机关联。学生在训练过程中亲自动手，尤其是实验平台中综合性、设计性实验要求学生根据任务要求，自行设计工艺路线和制备方法，不但强化与巩固了课堂理论知识，而且促进了多门课程间知识的交叉与融合，培养了学生的创新精神和独立分析问题、解决问题的能力，激发了学生的科研兴趣，受到学生的广泛好评，为他们以后走上工作岗位以及继续进行科学研究打下了良好的基础。

2.3 优势互补，联合进行平台建设

在专业实验与技能一体化教学模式实施之前，分别由教研组教师与实验教师承担教学和实验任务，使教学和实验完全脱节[6]。学生在实验时是怎么操作的，理论课教师一无所知；学生在课堂上学习了哪些知识，实验教师也不太清楚。而且，随着科学技术的发展和知识的更新，一些陈旧的方法和技术已经被淘汰，而实验教师仍在使用，造成教学和实验的脱节，对学生的素质培养和就业极为不利。

通过整合实验，使授课教师和实验教师共同参与到实验平台建设中来。专业授课教师大多数是从国内外重点高校毕业的博士生，具有扎实的专业理论基础和较强的研究能力，对目前本领域研究方向的发展较为熟悉，能够把本专业的新思想、新动向传递给学生。实验教师学历虽然不高，但具有丰富的操作经验，熟悉各种仪器设备的使用方法及实验的操作步骤。授课教师和实验教师联合，优势互补，相得益彰，有助于教学工作的完成和学生技能水平的提高。

2.4 科学评价，建立统一的考核机制

原来分属于不同课程的实验都是单独操作的，学生的实验报告上交后由实验教师评定，但实验成绩不作为评价指标计入学生的总成绩。因此，学生做不做实验，实验质量优劣都不会影响其最终成绩，这对于学生实践动手能力的锻炼是非常不利的。

将分属于不同课程的实验打乱，重新组合，建立四级实验平台，每个平台中的实验都由学生自己动手完成，根据学生实验中的动手能力、团队合作能力、创新能力等表现以及最后提交的实验报告分别给 出评定，学生获得各个平台的实践成绩。这样的评价方式，能科学地反映出学生对理论知识的掌握水平，同时在实验中锻炼了他们独立思考、提出问题和解决问题的能力，有助于学生综合素质的提高。

3结束语

对金属材料工程专业各课程实验进行整合，独立开设专业实验，打破了课程之间的界限，建立了专业基础性、拓展技能训练、材料工艺设计和材料性能测试与分析四级实验平台。通过编写四级实验指导书，集中训练；授课教师与实验教师联合授课、科学评价等措施，突出了实践技能和综合能力的培养与训练，培养了学生独立思考、分析解决问题的能力；综合性、创新性实验的开设突出了学生的主体地位，体现了个性化教育的培养理念，有助于学生综合素质的提高。

参考文献

[1] 叶宁廖,林楠,彭波.理论实验一体化教学模式在药理学教学中的实践与探讨[J].职业技术,2011(11):22-23.

[2] 马松涛,臧志和,刘冬恋.教师理论实验分离教学利弊分析[J].四川生理科学杂志,2012,34(3):130-132.

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【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）32-0052-02

随着我国不断加大对基础设施建设的投入，各地工程不断开工建设，国家对工程技术人员的需求越来越大。在这样的大环境下，高职院校的土木工程专业获得了前所未有的发展机遇，学校的实训基地建设也得到了大力支持。与此同时，社会对高职院校所培养的人才也有了更高的要求。从以前的会动手，到现在的还要会动脑，无疑要求高职院校在教育教学手段上做出改变。

一 高职院校工程材料与检测课程现状

高职院校是国家规定的具有专科层次办学资质的院校，其教育层次低于本科，因此，在生源水平上，学生大多没有良好的学习习惯，学习热情也不高，加之感觉不到学习压力，很容易被周围诸多诱惑吸引而迷失前进的方向，忘记在校学习的目的。考虑到生源的质量，高职院校的课程在教学理念上，不能把教学对象当作“目标明确的成年人”来对待，不能认为“他们已经是成年人了，能对自己的未来负责”，而是要像中学时一样，让他们在课堂上知道“学了这门课，我能干什么”，而且要随着学习的深入，让他们看到自己学到的东西在工作中是怎样发挥作用的。这样才能保持他们对学习的热情，从而完成教学任务。

工程材料与检测是一门基于实验的具有“理论+实践”要求的课程，所教授的是在工程建设过程中使用的水泥、砂石、钢筋、沥青等一切原材料的性质，以及原材料、工程构筑物的质量检测方法、判定依据。学生在学习过程中，要掌握多种常用材料的物理、力学性能，以及国家规范对材料性能指标的要求和这些指标的实验室检测方法。因此，课程中设置了若干个材料实验项目，供学生强化理论知识，并培养动手操作能力。

在教学中，主讲教师多采用在课堂内介绍材料的组成、特性及应用的理论讲解，再到实验室完成实验操作，最终以学生提交的实验报告作为评定学生成绩的标准。但在教学实践中发现，学生理论是否掌握，实验的目的是否明确，操作步骤是否规范，实验报告并不能完全体现。

二 “教学做一体化”教学法的引入

当前高职院校教育强调以服务为宗旨，以就业为导向，以培养高技能人才为目标。学生是否掌握教师传授的知识并融会贯通，是检验教学质量的最终标准。在多年的教学实践中我发现，高职院校学生对课堂理论教学的耐性较低，当课堂内容相对生动有趣时，大部分学生都能跟随教师的思路听下去，但当讲到理论性强一些的内容时，还能保持听课耐性的学生就少了很多。无论什么教学内容，想保持全程活泼生动的难度相当大，以讲授为主的课程模式对知识的传授是有限的。而在实践课上，大部分学生因为能操作仪器，在教师的讲解下能看到自己从一窍不通到基本能操作的过程，就对能动手操作的教学内容保持较高的积极性，经过1～2周的实训，大部分学生都表示比平时课堂学习收获更大。从对比中可以看出，高职院校学生的特点是：动手操作的意愿远大于单纯的动脑学习。为了顺应学生的这一特点，“教学做一体化”的教学方法势在必行。

“教学做一体化”的核心是将讲授、学习、操作整合在一起，以学生动手操作为课堂主要学习形式，在学生操作的同时，教师从旁观察、发现并解答学生出现的问题。在工程材料课程的设计上，则是以砂石基本性质、水泥检测、混凝土、砂浆、钢筋、沥青等若干个实验项目分别作为教学单元，以熟悉掌握实验项目为目的进行项目教学。相比传统的教学方法，课程的表现形式主要有以下两点差别：

1.一体化教学场地

由于课程的主要目的是学生掌握实验操作的步骤，不同的实验项目涉及大大小小的实验设备和仪器，普通教室无法满足数十名学生同时进行学习和操作。因此，必须把教室搬进实验室，在“实验教室”中进行教学和操作。为了同时满足教学和实验的要求，实验教室的内部布置也应针对不同的实验项目，以实验设备为核心，增加教学设备。以水泥实验教室为例，实验教室中教师所在的讲台由实验台取代，实验台上放置水泥实验所需要的量筒、天平、水泥刀、维卡仪、水泥净浆搅拌机等设备，水源、电源齐备。在实验台旁，电脑及多媒体设备也必须到位。讲台下，按班级人数设置若干个学生实验台，以每台4～6人为宜，仪器设备等与教师实验台相同。教室四周设置4～6台水泥胶砂振实台，另外放置一排铁架，放置水泥胶砂试模及油等辅助材料，并在角落堆砌一个水泥试块养护池，以满足水泥试块的养护需要。

2.一体化课堂组织

通过对不同材料实验内容的研究和分析，将各个大的实验项目分解为若干个分部实验，每次课围绕一个分部实验，先由教师进行理论讲授，再组织学生进行实验操作。

在“教学做一体化”教学的水泥技术性质检测章节，水泥需要检测五项技术指标，安排12课时，实验项目有“水泥标准稠度用水量”、“水泥凝结时间”、“水泥体积安定性”、“水泥细度”、“水泥胶砂强度”五项（其中，进行“凝结时间”及“水泥体积安定性”检测的前提条件是水泥净浆达到“标准稠度”，实验项目之间存在前后连续关系，因此安排在同一次课中进行。由于“水泥标准稠度用水量”需要多次重复试验，尝试使用不同的用水量，以期得到标准稠度的水泥浆，故需要安排4个课时以保证实验顺利完成）。

以“水泥标准稠度用水量”课堂组织为例，该课程安排4个课时，分配如下：理论讲授1个课时，演示实验步骤1个课时，学生动手2个课时。

第一，在理论讲授环节，主要利用多媒体课件的图片讲解水泥技术指标对水泥性质的影响，以及对生产实践的意义。通过对比合格与不合格的水泥对工程构筑物的不同影响，让学生对水泥各技术指标的检测的重要性有一定的直观认识，初步建立质量检测意识，重点强调安全意识（包括工程安全、设备安全以及人员的安全）。

第二，理论讲授完成后，介绍“水泥标准稠度用水量”实验需要的各种仪器设备的使用方法以及设备使用的注意事项，并进行演示。在演示过程中，逐一指出实验可能存在的危险，并强调自我保护，尽量减少发生意外的概率。根据《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）对“标准稠度用水量”实验中水泥净浆的搅拌要求，搅拌机会按已编程序低速搅拌120s，停顿15s后高速搅拌120s。根据规范要求，在停顿的15s中，实验者应迅速将粘在搅拌叶上的水泥净浆刮至搅拌锅中。但由于学生首次操作，对机器的运转不熟悉，动作也不可能迅速地完成刮水泥浆的操作，稍有不慎就可能受到突然启动的搅拌叶的伤害。因此，必须提醒学生在停转的15s内不可进行任何操作，以保证安全。搅拌好的净浆需装入圆台试模，在装填的过程中，需强调“插捣”及“振捣”。“插捣”和“振捣”对于水泥产品有着极其重要的意义，能否得到内部均匀、密实的水泥产品，主要就看“插捣”及“振捣”是否充分到位。最后讲解维卡仪的使用，主要讲解读数方法以及判定水泥净浆达到标准稠度的标准。

第三，后两个课时就交由学生自行支配，完成实验内容，教师则巡视全场，及时发现并解决学生在实验中发现的问题，纠正不规范的操作。由于该实验需要不断重复操作，通过反复搅拌水泥浆、检测稠度的过程，让学生对实验室的工作性质有初步的认识，鼓励并要求学生在多次失败后继续坚持实验，直至得出最终结论。

三 “教学做一体化”教学的教学效果

在近一个学期的“教学做一体化”课程实践中，通过对比常规教学与“一体化”教学班级的学习效果，在排除教师差异的影响后，有如下区别：

1.理论知识掌握情况对比

在两个班级的对比中，以相同知识点在讲授一个月后的整体记忆情况来判断，普通班级有34%的学生能直接回答出来，52%的学生表示只有一些印象，需要翻看课本才能作答，另外有14%的学生则毫无反应。而使用“教学做一体化”教学授课的班级对于同一知识点，近80%的学生还有很清晰的记忆，能直接回答，剩余20%的学生则能很快在书上翻找到相应知识点并作答，掌握程度明显好于普通班级。

2.实践操作情况对比

由于普通教学和“一体化”教学在实验进行之前，都会对学生进行演示及讲解，因此两个班级在初次实验的表现基本相同。但采用“一体化”教学的班级在实验原理掌握、操作规范及数据处理能力方面要好于普通班级。

四 结束语

通过对比，采用“教学做一体化”教学法的授课班级的知识掌握程度明显优于普通班，动手能力略高。对高职院校的学生来说，在掌握动手操作技能的基础上，能记住更多的理论知识，不但“能动手”，还“会思考”，使他们区别于其他专科生，接近本科的水平，这使他们在未来的职业道路上会有更广阔的发展空间。

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中图分类号： G642.3 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）01-0152-01

1 引言

2010年，教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”），提出了一种高校与行业、企业联合培养人才的新机制。“卓越计划”是国家推行教育改革，创建具有中国特色高等工程教育模式的重要举措。通过企业的深度参与，以实际工程为背景，可培养大量具有实践能力和创新能力的工程技术人才，为国家走向新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国提供优质的人力资源[1]。近年来，参与的高校都对相关专业的课程设置、教学内容、教学手段和考核方式等进行了深入的改革，探索适合本校的人才培养模式。材料力学是一门重要的专业基础科，具有基础理论和工程应用双重特性，是工科大学生从专业基础课到专业课学习的重要桥梁，在工科的课程体系中占有十分重要的地位。但是，现有材料力学的教学内容侧重于知识的完整性和系统性，更注重理论知识的传授，忽视了与工程实践的结合，不利于培养学生解决生产实践问题的能力，与“卓越计划”的要求有一定的差距。因此，如何对材料力学教学进行改革，在理论知识传授的同时培养学生的工程素质、工程意识和工程实践能力，是材料力学教学中面临的一个重要课题。

2 联系工程实际，更新教学内容

材料力学课程是一门具有很强实践性的学科，它的教学内容与生产实际密切相关。但是，现有的材料力学教材中多数仍采用传统的教学理念，注重理论的推导，忽视与工程实践的结合。因此，在教材中多数的例题和习题都是采用理想化和抽象化的力学模型，如梁、杆等，在内容上也仅说明了这些力学模型在不同变形下强度、刚度等的计算和校核。因此，会给学生造成一种错觉，认为这门课就是学习几种题型的求解，无法明确学习的目的和意义，削弱了学生的积极性和主动性，更不利于学生实践能力的提高。针对“卓越计划”的要求，应对材料力学的教学内容和知识点的编排进行更新，突出该课程与工程实践的联系。在介绍每一种基本变形时，可大量地引进与其相关的工程实例，介绍如何将具体的构件简化为简单的力学模型，使学生能够了解各种力学模型的意义、适用范围和限制条件。其次，应对于授课内容进行适当的选择，在保持理论体系完整性的前提下，删除一些难度较大、推导繁琐，且在工程中应用不多的内容，适当增加一些与工程实践紧密联系的内容。在教学中应以实际工程为背景，工程技术为主线，突出问题的共性和差异。例如，在材料力学中，所有变形的破坏判据都是最大的作用（如应力、变形）要小于相应的许用值，而各章节的不同处在于最大值的计算。通过加强对问题共性的认识和差异的比较，学生对于课程的理解会更加系统和透彻。而且，教学的重点不能仅停留在如何解题，应从力学模型的建立、破坏判据的选择，结构参数的确定等方面引导学生，使他们能够初步具备分析和解决简单工程问题的能力。

3 结合现代技术，优化教学手段

随着教学改革的不断深入，实践环节和专业课时逐渐增加，材料力学作为基础课程，课时已大幅减少。为了能在有限的课时内完成教学内容，多媒体技术已广泛应用于材料力学的教学。作为一种先进的教学手段，多媒体教学不需要写黑板，节约了大量的时间，提高了教学的效率。另一方面，多媒体教学可以加入图片、声音、动画，课堂的信息量大，直观性强。通过课件能够把抽象的力学模型与具体的工程构件联系起来，更有利于学生的理解。但是，由于课件中每一屏的容量有限，对于一些具有承继性的推导来说，在换屏后学生无法记住前面的内容，对于后续的推导就很难理解。而且，由于换屏速度太快，学生没有理解、吸收的时间，学习的效果也不佳。教学实践证明，单纯地运用多媒体教学虽然可以提高教学效率，但教学效果不够理想。采用传统板书与现代教学手段相结合的方式，可以有效解决上述问题。以梁弯曲正应力的推导为例，利用多媒体演示梁弯曲的变形，引出平面假设，并逐步推导正应力的计算公式。在多媒体演示的过程中，对于每个关键步骤，如变形几何关系、应力应变关系和物理关系等，在黑板上将相应的内容写下来。这样，既可以提醒学生本堂课的重点，又可以使授课具有连贯性。讲课结束后，学生可以通过板书了解这节内容的脉络和重点。同时，还可建立课程的网站，将教学计划、每章的重点和难点，以及典型例题等公布在网站上，实现师生间资源的共享，方便学生的自主学习。在网站上还可设立答疑的平台，老师定期回答学生在学习中遇到的问题，实现师生间的信息互动。

4 参与实践科研，改革评价体系

传统的材料力学考核模式与高等数学等基础课的形式完全相同，是通过单一的闭卷考试来考察学生掌握理论知识的能力。根据“卓越计划”的要求，学生不仅需要掌握基本的理论知识，还应该具有一定的实践能力。因此，应对现有的考核体系进行改革。在材料力学的考核体系中，除了常规的考试成绩、作业成绩，还应包括大作业、试验成绩、实践成绩、竞赛科研等。借鉴机械设计课程设计的形式，教师可以采用分组布置大作业的形式，让学生自主完成一些简单机构的设计。例如，在组合变形这一章，可要求学生设计减速箱中齿轮轴的材料、形状等。通过解决这些实际的工程问题，学生可以综合地运用所学的知识，能够学以致用，可提高学生学习的主动性。在实验教学环节中，应尽量减少演示性、验证性的试验，增加一些设计性的试验。鼓励学生参与试验，自己设计各种试验，提高动手能力。由于材料力学课程的一些概念比较抽象，且学校试验室的设备有限，教师可带学生到工程实地参观各种机构，使学生能够直观地了解材料力学与工程的关系。鼓励学生参加各种学科竞赛，如大学生结构大赛，或在班级内组织类似的竞赛。在竞赛过程中，教师应全程、深入地参与。教师应介绍比赛涉及到的知识点，指导学生制作模型，解答学生遇到的问题，从专业的角度分析获胜作品的优点和失败作品的不足。通过丰富多彩的实践活动，可进一步加深学生对于课程内容的理解，激发学生的创新意识。同时，还可吸收部分优秀的学生参与教师的科研，做一些力所能及的工作，使学生能尽早培养科研意识、熟悉科研环境，了解科研方法，锻炼科研能力。

5 结束语

“卓越计划”是我国高等教育改革中的一个重要举措，它的顺利实施对于全面提高人才培养质量具有十分重要的示范和领导作用。材料力学课程不仅是学习科技知识的基础课程，也是培养学生实践能力和创新能力的重要渠道。因此，材料力学课程的改革是“卓越计划”中重要的一环，只有在教学过程中融知识传授、能力培养与创新教育为一体，才能培养出适应现代需求的创新型工程技术人才。

参考文献：

[1] 张韦韦.教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划”[J].教育与职业，2010，（7）：20.

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1软硬兼备创优教育信息化环境

教育信息化试点工作的推进，硬软件建设是前提。该校建校伊始，就把信息化建设纳入学校统筹规划，按照“分期投入，逐步完善”的原则，不断改善教育信息化环境。

1.1在软硬件建设上多投入

累计投入500余万元，先后建起了计算机教室2个，电子备课室1个，多媒体功能室1个；开通了30 M网络流量和Wifi无线网络，为任课教师每人配备了1台笔记本电脑，教室均配备“班班通”设备，全校的信息网络、智能广播系统、校园监控系统、校园网站等信息化建设逐步得到完善，为信息技术与学科教学的融合提供了支撑。在软件建设方面，坚持引进与开发并重、共建与共享同存的原则，整合名家理论文章和课堂视频、IP网络教育资源，充实校本资源库，通过教师互动、学生互动、班班互通，建立起稳定有序的资源共享模式。围绕“一师一优课、一课一优师”的目标，以年级组和备课组为单位，组织教师认真观摩听评，精心打磨优质课堂，实现“组组有优课、师师有优课”，并将优秀的课件、教案和微课上传到十堰市云平台和校园网，汇集成优质校本资源库，供全体师生分享学习。

1.2在装备管理上更规范

对硬、软件逐一进行登记，建好台账，分类存放，做好防护措施。与处室、班级层层签订财产保管和使用责任书，定期进行设备管理和维护检查，其结果直接与班主任、处室负责人的年终绩效挂钩。

1.3在设备保养上求细致

选配责任心强、技术好的教师，专门负责学校信息化装备的检查、维护、保养，明确责任，要求负责人时时做好设备、网络的防控检测，发现问题及时维修，确保装备设施的正常使用。

2加强运用促进学科教学有效融合

教育信息化工作的关键在运用。该校采取多种形式促使教育信息化与学科教学有机融合，充分发挥其最大效益。

2.1加强信息技术培训提高信息化应用与学科教学融合能力

近年来，该校将教师培训纳入学校常态化工作。根据教师信息化应用水平现状和教育信息化应用的需求，学校统一安排学习进度，从最基础的电脑文件操作、Word排版、PPT制作使用、电子白板运用、网络搜索下载等基础使用开始，由简入繁，逐步过渡到优质课件制作、优课、云平台运用、微课制作、微信公众平台运用等内容的技能培训，要求教师全员培训、全员考核，对考核不合格的教师进行补培、补考。每学期期中、期末安排两次信息化应用检测，检测成绩作为教师校本培训成绩记入教师成长档案，并纳入教师年终绩效量化。2014年暑期时间，全体教师经过信息技术集中培训、测评后，学校对七年级新调入教师进行了补培，对未合格的教师进行补考，确保教师全员过关，人人都能熟练进行信息化装备的操作使用。如今，该校的每节课中，师生均能通过电子白板进行学习互动，教师设计的课件已由过去单一的图画转变为生动丰富、灵活多变的动漫与音画结合体的播放形式，教师的教案、课件、教学反思等教学常规内容全部转变为数字资源供全体师生学习共享。

2.2通过“课内比教学”活动展现信息技术与学科融合的深度

2011年起，该校每学期都要开展“课内比教学”活动及“课件制作”大赛。例如，2014年学校开展微课制作大赛，通过竞技平台检验和展示教师“四环八步”课改模式下的课堂效果和信息化教学应用水平，激励教师在平日课堂内充分利用网络信息制好课件、备好教案、用好白板，并能通过电教手段有效开展好小组合作、探究等学习活动，学生学习兴趣更浓了，课堂效率更高了。

2.3通过信息技术课提高学生学习能力

各班每周开设一节微机课，并将微机课纳入其它学科同等重要的位置，同其他学科一样参与课内比教学活动。学校定时开放微机室，成立计算机兴趣小组，引导学生文明上网，激发学生掌握信息技术的兴趣，提高运用计算机进行学习交流的能力。目前，90%的学生均能通过计算机开展网上交流，查找学习资料，运用Word、Excel等软件写文章、做统计。

2.4开展课题研究提高信息技术在课堂中的使用效益

该校建立了教研成果奖励制度，对获得教研成果奖励和教学的教师给予物质奖励，在年度绩效和晋升晋级上给予分值奖励，鼓励教师勤奋学习和积累教学经验，提高教研写作水平，积极向教学类报刊杂志上投稿。创办《城中教苑》，精选教师优秀的教研论文予以刊发，集中展示教师的科研水平，激发教师参与教学教研的热情。充分利用每周教师例会时间，开设教育信息与课程融合为主题的论坛，安排教师汇报自己在教育信息化应用上进行研究探索的成果，交流自己在信息技术与课程融合中的经验体会，助推教师教育信息化应用水平和课题研修能力的提升。近3年，每学期均有20余人次的课件、公开课、论文、案例获得省市级奖励或在县级以上教育类报刊杂志上发表。

3开辟平台拓展信息应用领域

信息技术的广泛应用是提升学校信息化水平的有效途径。该校积极为师生搭建多元的信息化应用平台，提升师生信息化应用水平和校园管理运行效率，扩展校园服务功能。

搭建师生交流平台。开通城中教师QQ群、微信公众平台、班级QQ群等网络交流平台，交流学习心得，下载教学共享资源，布置学习任务，进行师生心理沟通，方便了师生、家校沟通联系，加强了学习、知识交流，促进了校园和谐。

3.1拓展信息化服务功能

在校园网开辟学校新闻、通知公告、教学科研、德育园地、教师风采、党风党建等专栏，内容定期更新，让师生通过校园网，了解学校动态、教学资源、通知要求、成绩查询等信息，进行反思交流，加强师生沟通，推进学校民主管理进程，提高管理效能。充分利用校园网、中国教师行动网等渠道，建个人博客，上传教学反思、集体备课、案例、读书体会等个人教学资源，利用网络传达信息、进行校务公示、下发通知、查找资料、学习知识等，使全校实现了学习备课、教育管理的网络化、无纸化。利用校园广播室、校园直播系统，实行网络传输和信息快速传递，开拓知识视野，播发校园新闻，大大激发了师生求知欲和学习情趣。

3.2充分利用十堰市云平台

依托十堰云平台，要求教师人人建好工作室，及时上传集体备课、教学反思、课件、论文、微课、学生作业等常规教学资源充实自己的工作资源库，并经常性开展师生在线互动交流，帮助学生释疑解惑。教导处每月组织人员对云平台使用中的个人资源上传、下载及师生交流互动情况纳入常规教学的重要检查内容，并将检查结果作为教师的年终绩效考核的重要依据。

4完善制度健全试点推进长效机制

制度是教育信息化工作的保障。该校通过制度完善和层级管理，达到了以评促“建”、以评促“管”、以评促“用”、以评促“优”的效果。

4.1建立层级督导体系

学校制定出《城关中学信息化试点推进方案》，成立了以校长为组长、分管副校长主抓、处室或年级负责人具体落实的信息化试点推进领导小组，有详实的推进计划和任务分解表，明确了各处室、年级组的职责，形成了“校长——分管领导——处室、年级负责人”层级督导、分块加以落实的机制。

4.2加强督办力见成效

每周下发《工作督办》，由学校办公室和教科室在周五前进行联合检查、记载，确保信息化试点工作和档案资料收集周周有进展、次次见实效。

4.3完善制度建长效机制

为确保教育信息化建设制度化、规范化，学校制定了校园网络安全运行维护制度、实验室管理员岗位制度、各功能室管理使用制度、电教设备器材

领用制度、计算机网络教室管理制度、信息化应用

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3、安全工程。主要课程：工程力学、煤矿开采学、煤矿灾害防治理论、矿井通风与安全、安全系统工程、安全人机工程、煤矿安全管理、安全法规等。

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关键词：

工程材料；高职；化学；教学内容

哈尔滨铁道职业技术学院是一所以高铁、隧道、桥梁、建筑为主打专业的国家骨干高职院校，同时也是中国中铁集团下属唯一一所高职院校。我校每年为国家高速铁路建设、城市轨道交通建设、土木工程检测、道路桥梁建设等方面输送大量的优秀人才。作为一个历史悠久的老牌土木工程类院校，我校在大一第二学期开设了《工程材料》这门课程。由于近些年高考不断改革，高中化学知识删减了很多，又由于高考适龄生源的减少，以及一些二本院校招生门槛的降低，使得我校招生学生的素质降低，此外，作为三年制高职教学的补充，五年制高职的学生没有经过高中系统的学习，化学知识更是为零，学生的化学基础知识不能够满足《工程材料》这门课程的学习，因此，需要在讲授这门课程之前，前修一部分化学基础知识，现结合我校的实际情况，前修基础课程并没有充足的课时，也不能像高中化学教学那样，重视基础，精讲运算，因此我们针对学生后学专业课学习的内容，总结出三个必须掌握的化学知识模块，即金属元素及其化合物、硅酸盐工业基础、有机物及新型高分子材料，便于学生学习掌握，为后续《工程材料》课程的学习打下坚实的理论基础。

1金属元素及其化合物

《工程材料》主要讲述建筑材料的性能和使用条件，现阶段建筑工程中常用的金属材料又可分为黑色金属，例如钢、铁、及其合金等，还有有色金属包括铜、铝及其合金。从事土木工程建设的技术人员必须了解和掌握这些材料有关的知识，土木工程材料是一切土木工程的物质基础，材料决定了建筑的形式和施工方法，因此我们的学生要想学好这部分知识，就必须先要掌握金属元素及其化学物有关的基础化学知识。金属及其化合物知识点较多，由于学时有限，我们只能选取与专业课联系比较紧密的内容重点讲解。例如：铝、铁、铜三种金属及其化合物的性质是重点讲解的内容。铝元素存在的形式主要是铝土矿，铁元素能够以游离态的陨铁和化合态的铁矿石存在；铝粉可以制成银粉（白色涂料）；铁（铬、锰）为黑金属，其余的都为有色金属；金属铝既能和强酸反应，又能和强碱反应；金属化合物与酸和碱的反应；常用的金属冶炼方法及原理，例如，电解法冶炼铝，热还原法冶炼铁，湿法冶炼铜等；其中最主要的还是工业炼钢、炼铁的原理。工业炼铁的主要原料是石灰石、铁矿石、焦炭，在炼铁高炉中发生三个化学反应这样可以得到生铁，生铁可以作为炼钢的原料，把生铁冶炼成钢的过程，就是除去大部分硫、磷等有害杂质，并且适当地降低生铁里的含碳量，调整钢里合金元素含量到规定范围之内。炼钢时常用的氧化剂是空气、氧气或氧化铁，主要化学方程式：大量铁变成氧化亚铁，调整硅、锰的含量，同时降低碳量，除去FeO，因它会使钢具有热脆性。

2硅及硅酸盐工业基础

建筑工程中把能够将散粒状材料（如砂子、石子等）和块状材料（各种砖或者砌块）粘结成为具有一定强度的整体材料，成为胶凝材料。胶凝材料根据化学成分可分为无机胶凝材料和有机胶凝材料，其中无机胶凝材料又可分为气硬性胶凝材料，例如石灰、石膏、水玻璃等，而水硬性胶凝材料主要为各类水泥。作为土木工程专业的学生，在学习这部分知识时要作为重点内容。因此我们在讲述这部分知识点时，首先要求学生要对这几种材料的化学成分、反应方程式有一定的了解，并且知道它们之间的联系。主要讲述的内容包括硅的性质及应用；二氧化硅的性质及用途，硅酸盐工业主要包括玻璃、水泥和陶瓷，这三种产品都是建筑工程中常用的材料，尤其是水泥，因此，学生要掌握这几种产品的制备原料、设备、反应原理、主要成分、特性、种类及用途。以水泥为例，其制备原料为石灰石、粘土和石膏（适量），设备为水泥回转窑，具有水硬性，水中空气中都可以硬化，是不可逆过程。

3有机物及高分子材料

随着国民经济的发展，对材料的需求越来越多，对材料的性能要求也越来越高，新型高分子复合材料越来越受到人们的重视。有机物知识点繁多，需要学生掌握的知识点主要包括：烷、烯、炔烃及笨和笨的同系物基本组成及化学性质；烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质，包括卤代烃、醇、醚、酚、醛、酮、羧酸、酯，硝基化合物等等；重要的有机反应及类型，包括：取代反应、加成反应、氧化反应、还原反应、消去反应、水解反应、热裂化反应，聚合反应、中和反应；高分子材料是由可称为单体的原料小分子通过聚合反应而合成的，包括碳链高聚物、杂链高聚物、元素高聚物，四类主要高聚物反应包括：加聚成碳链、缩聚成酯链、缩聚成肽链、酚醛（或酮）缩聚。传统高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中，塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。而新型高分子材料的性能更优越，应用更广泛，既具备了传统高分子材料机械性能，且在一定领域有特殊用途的若干种新型材料，例如有高分子分离膜、仿生的高分子材料、医用的高分子材料、液晶高分子材料、导电塑料等等。两者在化学结构和物质划分上，是基本一致的，只是合成难度上、实际用途上、出现时间上有差异。从事建筑工程的技术人员都必须了解和掌握土木工程材料的有关技术知识。土木工程材料是一切土木工程的物质基础，材料决定了建筑形式和施工方法。因此要学好这部分知识非常重要。知识的积累和学习是一个漫长的过程，不能一蹴而就，要循序渐进，要想学好专业课，就必须要先学好基础课。

作者：张巍 单位：哈尔滨铁道职业技术学院基础教育学院

参考文献

[1]马兰,刘景景.基于工程教育认证的材料专业《大学化学》课程建设思考[J].教育现代化,2016(6):35-37.

[2]刘荣梅.基于化学基础知识背景的金属材料工程专业物理化学课程教学研究[J].宿州学院学报,2013(10):96-97.

[3]唐灵生.《硅和硅酸盐工业》导学[J].数理化学习(高中版),2003,(11):48-52.

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由于现代水利工程坝体结构多采用混凝土结构或土石坝结构，其在使用一端时间后长会出现坝体裂缝，坝体裂缝的出现严重影响了坝体的安全，给坝体的使用埋下了隐患。针对这样的情况，如何对水利工程坝体裂缝进行治理成为了水利工程维护、施工企业面临的首要问题。化学灌浆施工方法的出现，为坝体维护治理带来了新的契机，促进了我国水利工程的发展，为我国可持续发展战略的实施奠定了基础。

1.混凝土坝体裂缝对水利工程的影响

现代水利工程为了保障坝体的强度与使用寿命，多采用混凝土作为坝体的主要施工材料。但是混凝土工程经过长时间自然环境的影响，会出现炭化、侵蚀等现象，其中由于混凝土施工过程技术控制原因以及混凝土自身特性等原因，混凝土坝体常会出现裂缝。坝体裂缝使坝体工程内部钢筋结构受到外界物质的侵蚀，导致坝体强度降低，当裂缝宽度达到一定程度还会影响坝体的力学结构，最终导致水利工程坝体使用年限降低。针对这样的情况，加快混凝土坝体裂缝治理、加快新技术应用成为了水利工程养护部门的首要工作。

2.水利工程混凝土坝体的化学灌浆加固

化学灌浆（Chemical Grouting）是将一定的化学材料（无机或有机材料）配制成真溶液，用化学灌浆泵等压送设备将其灌入地层或缝隙内，使其渗透、扩散、胶凝或固化，以增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形和进行混凝土建筑物裂缝修补的一项加固基础，防水堵漏和混凝土缺陷补强技术。

2.1水利工程混凝土坝体的化学灌浆加固处理技术概述

混凝土坝体裂缝修复的化学灌浆加固处理法适用于深层裂缝和贯穿裂缝的修补与加固。对于灌浆死缝可选用水泥浆材、环氧浆材、高强水溶性聚氨酯浆材等；活缝可选用弹性聚氨酯浆材等。其施工首先要根据原有设计要求对裂缝进行勘察和分析，确定灌浆孔。然后钻孔、洗孔、埋设灌浆管。沿裂缝凿宽、深5～6cm的V形槽，并清洗干净，在槽内涂刷基波，用砂浆嵌填封堵；进行灌浆前要进行压水检查。灌浆结束封孔时的吸浆量应小于0.02l/5min。在进行灌装时要根据裂缝类型的不同使用不同的灌浆方法，垂直裂缝和倾斜裂缝灌浆应从深到浅、自下而上进行；接近水平状裂缝灌浆可从低端或吸浆量大的孔开始。

2.2化学灌浆材料与使用注意事项

目前常用的化学灌浆浆液主要有环氧浆液及丙凝浆液两种。环氧浆液的主要成份是环氧树脂，丙凝浆液的主要成份是丙烯酰胺。环氧浆液的特点是能灌注0.1～0.2的裂缝，可灌性强，收缩性小，强度高，抗渗性能好；丙凝浆液的特点是可灌注细微裂缝，可灌性好，浓度为12～15的浆液与水相似，聚合时间可以控制；该浆液稳定性好，不析水，有一定膨胀性，抗挤力好，是良好的防渗材料。其具体使用需根据坝体裂缝情况选用适宜的材料进行，对于宽度较小，无渗水或有微渗水的裂缝用环氧浆液进行灌注。对于宽度较大，有渗水或渗水量较大的裂缝先用丙凝浆液进行灌注再用环氧浆液灌注。无论是环氧浆液还是丙烯浆液其关注施工必须在12℃～16℃温度环境下进行。

2.3水利工程混凝土坝体化学灌浆加固处理技术的具体施工

水利工程混凝土坝体裂缝的化学灌浆加固施工，首先要对裂缝进行清洁，去除表面杂质以及混凝土钙化物质。具体实施可以采用钢刷刷洗、高压水枪冲洗等方式进行。刷洗后还要对裂缝进行干燥处理，确保灌浆工作面的干净与干燥，为后期的化学灌浆施工打下基础。

其次，为了保障化学灌浆材料与裂缝块石、沙浆结台充分结合，使灌浆过程中不开裂、不漏浆，还要对封堵裂缝表面进行凿槽。凿槽后，先清理槽内碎石屑，用高压水，压缩空气冲洗吹干，然后埋管、灌浆管采用“埋入式”，间距控制在20～50cm之间，根据裂缝宽度与长度的具体情况而定。灌浆管用紫钢管，用快硬水泥埋设。为防止漏浆，U型槽中须用专用材料进行封堵，合适的封堵材料和严密的操作工序是封堵质量好差的关键，要根据坝体设计结构以及坝体受力情况选用适合的化学灌浆材料，以保障灌浆加固的施工质量。

在灌浆结束后，要对缝面进行修整，清楚灌浆管外露部分，并采用增厚涂料涂刷缝面，通过修整是缝面平整。同时还需要在坝体裂缝的顶端两侧打孔，使用环氧灌浆材料和钢箭进行锚固，将裂缝两侧的坝体拉紧。

2.4混凝土坝体化学灌浆质量控制

混凝土坝体化学灌浆过程的控制是保障灌浆质量、保障坝体加固的关键。在施工过程中要通过材料控制、操作方法控制、工艺技术控制等方式保障混凝土坝体化学灌浆质量。首先，要通过对裂缝的勘察与分析，选用适宜的灌浆材料，并在灌浆材料配置过程中严格控制配比，保障灌浆材料质量，为混凝土坝体化学灌浆施工质量打下基础。在施工过程中，还要根据裂缝的情况，单孔一次灌浆或停灌结合等工艺方式，满足裂缝灌浆要求，保障灌浆质量。例如：在进行环氧材料灌浆时，由于环氧材料需一定时间才能固化，因此在灌浆达到一定量后，需停止灌浆，待环氧浆液达到一定固化后再继续进行灌浆。

在进行灌浆施工时，还要根据裂缝走向、裂缝内混凝土情况等进行压力与渗透的控制。如混凝土裂缝内部还有其他横向裂缝，则需在灌浆过程中考虑到横向劣等情况，加大压力，使灌浆材料渗透范围增大，保障灌浆质量。如裂缝内部无其他裂缝，则需在灌浆时控制灌浆压力与渗透范围，压力过小或范围过小，将导致灌浆不饱满，裂缝没有完全堵死，影响灌浆质量。

3.坝体化学灌浆施工质量管理

混凝土坝体一旦出现裂缝其力学结构的变化将导致坝体承受力大幅下降，严重影响坝体安全。因此，即使进行坝体化学灌浆处理，加固坝体时保障水利工程安全稳定运行的关键。在日常坝体检测中，检查人员必须严格遵守职业道德，严密监控坝体情况，及时发现坝体裂缝，并向上级汇报。坝体养护企业或部门，要建立健全的施工质量管理体系，通过对坝体施工技术文件以及裂缝勘探资料的分析，选用适宜的灌浆材料与工艺。在施工过程中通过健全的质量管理体系以及施工技术管理体系的双重控制，保障坝体化学灌浆施工质量。

4.结论

混凝土坝体化学灌浆加固技术的应用已非常广泛，技术也非常成熟。灌浆施工过程只需通过对施工过程材料控制与技术管理即能很好的保障灌浆质量，保障坝体强度。水利工程坝体除在出现裂缝时及时进行化学灌浆加固，还需在日常管理过程中注意混凝土坝体的其他病害，并通过日常养护与定期养护对可能发生的损坏进行防护。减少混凝土坝体裂缝、病害的出现，在裂缝出现初期及时进行加固处理，避免裂缝进一步扩大造成坝体安全隐患。

【参考文献】

[1]钱晓强.水利工程混凝土坝体裂缝的化学灌浆加固[J].水工建设与养护.

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1概述

随着我国社会经济的快速发展，各种化学制品已经充斥在我们周围，成为我们日常生产生活中不可或缺的基本物品。然而，这些物品的原材料生产，都是来自于化学工程与工艺。化学工程与工艺是通过对化学材料的处理，从而实现了化学生产的环保资源的高效优化，生产过程也变得非常完善。尤其是当前，经济的快速发展也随之带来了严重的环境污染问题，化学工程与工艺更是要朝着绿色环保的方向发展，尤其是与化学工程工艺相关而且环境问题息息相关的行业，例如石油化工行业、材料化工行业、生物化工行业等，这些都是利用化学工程与工艺的技术来带动经济发展的行业，对于我国社会的经济发展来说，具有非常重要的现实意义。所以利用高新科技实现的化学工程与工艺，不仅有利于科学的发展和进步，而且对于经济可持续发展来说意义重大。尤其是目前化学工程与工艺正朝着高精化、自动化、数字信息化的方向发展，加强对化学工程工艺的研究是非常有必要的。

2化学工程工艺

化学工程与工艺是涵盖冶炼、药物生产、食品加工、材料化工、印刷业等多行业一门科学，其实现是以化学的基本理论知识为基础的，具有工业特色的技术。化学工程工艺涵盖了原有化学的理论知识，结合了现代最新的环保思想和理念，对于促进社会的发展、人类的进步、经济的可持续化来说意义重大。目前环境保护越来越被人们所看重，也是人们在物质经济条件逐渐优越的前提下追求更高质量生活的体现。而化学工程工艺的相关研究，这实现环保节能、优化工业生产过程、提升社会经济发展的重要途径，它的出现，能够使人们在减能节排的前提下使其经济利益最大化，也是目前更多企业愿意尝试和追求的环保生产途径。科技的发展带动社会的进步，经济的提升势必会对自然环境造成破坏，在绿色环保、减能节排的前提下，化学工程工艺势必为社会可持续发展带来新的契机，这对于社会发展来说，具有非常重要的现实意义。新型的化学工程工艺与传统的化工相比，更加注重环境保护，更加看重生产效率，例如绿色化工技术、最新的分离技术以及超临界流体萃取技术等，都是当前化学工程工艺最新兴的生产技术。

3绿色化工技术

绿色环保、节能减排是当前企业工业生产一直看重和强调的生产方式，化学工程工艺中的绿色化工技术，则是对绿色环保的工业生产的最好的诠释，绿色化学工程又被人成为环境优化化学工程，核心理念就是注重环境保护、降低环境污染、节能减排，从而实现环境污染与企业生产利益最大化之间的最佳平衡，对人类的健康和发展具有非常积极的意义。所以绿色化学工程工艺就是在化学工程过程中原材料选取、催化剂选用以及化学反应过程中都在强调绿色化工的理念，从而从化学工程生产的源头阻止环境污染，促进废物利用。

3．1选用绿色化学原料

绿色化工源头做起就需要对化学工程的原材料入手，通过选择绿色环保的、无害的化学化学物质作为企业生产的原材料，在根本上减少或消除化工生产的污染物的排放，进而将对环境污染源消灭在萌芽之中。当前，在企业生产中原材料的选取非常重要，尤其是在各种高新科技的快速发展下，各种化工原材料、催化剂、溶剂等都已经能够加工成无毒无害或低毒少害的化学材料，所以在针对化学工程原材料选取时，尽量选择使用高新技术生产的无毒无公害的原材料，或者采用天然的植物、农作物或其他很多自然生物作为企业生产的原材料，从而有效地促进化学工程原材料绿色化，从根本上消除自然环境污染源。

3．2选用绿色化学催化剂

在化学工业生产中，很多都需要催化剂来加速整个化学反应的过程，从而节约生产时间成本，提升经济收益。然而，在传统的化学工程生产过程中，很多催化剂虽然加速了化学反应的过程，但是在污染物生产和排放量等方面，都对环境造成了很严重的污染。目前在绿色化工技术中，大都采用天然无公害的催化剂的开发和使用，在化学工程中，尽量选择无污染公害或少污染的催化剂替代传统的污染重的催化剂，从而促进化学反应工程的绿色无公害。目前，部分化学工程工艺研究人员发现一种烷基化固相催化剂，其在促进化学反应的过程中基本上能够做到无污染物排放，同时能够加大废弃物的使用率，这对于企业绿色化工生产来说，将是一个很大的福音。

3．3选择绿色的化学反应

在企业化工成产过程中，会有很多化学反应，而对于这些化学反应的选择，尽量提升化学反应的选择性，从而将化工过程中减少污染排放和能源消耗，使生产物更加纯净化、提取更加便捷。以石油化工生产为例，对于烃类的处理常常选择氧化处理，这个操作会对生产物造成污染和破坏，所以在石油化工生产过程中，要尽量避免此种反应，通过优化化学反应的选择性，选择绿色生产，从而提升整个化学反应的绿色生产过程。

4化工分离技术

在化学工程工艺中，有很多物质都是混合的，对于化工企业的生产来说，是远远不能符合生产所需的，那么在化学工程工艺的物质分离技术，则是将物质进行净化、提纯的重要过程，是使物质从杂乱无章、无规律的变化，通过外在作用力，如压力、重力、温度、电磁场等作用下能够有序的转变的过程，而过程中是需要消耗能量的，而这种过程这是化学工程工艺中的物质分离技术。在化工分离技术中，应用最为广泛的是蒸馏法，这种方法的实现是通过外在的燃料燃烧对物质进行加热，通过混合物中不同物质的气化温度点，来充分掌握加热温度的变化，使得混合物的温度在预期温度点进行持续加热，从而实现对应物质气化分离。在我国，对于蒸馏分离的技术和工程实现，都已经积累了深厚的理论知识和丰富的应用实践经验，为我国的化工也生产做出了不可磨灭的贡献。但是，蒸馏法整体来说速度比较慢，效率相对较低，所以在化学工程分离技术的实现中，目前推出了各种热门的物质分离方法和技术，无论是在时间效率上、还是在生产成本上，都能很好地应用在企业化工生产过程中。

4．1膜分离技术

膜分离技术是当前化学工程工艺领域中，实现物质分离技术中比较流行的分离方法，在环保节能、低污染、高效率等诸多方面都表现出优异的性能。膜分离技术是以各种材质的膜作为基本的分离介质，膜的介质可以采用气体材质、固体材质、液体材质或混合材质，最终构成一个膜两边互不连通的界面，根据其自身的渗透特性，在不同的外在作用力(例如重力、压力、电磁场、渗透压差)下，实现物质分离。按照膜不同材质划分，常见的膜有包括支撑液膜、乳化液膜的液体材质膜以及无机材料膜、聚合物膜的固体材质膜，这些膜的材质、特性不同，最终实现的分离过程也不尽相同，有渗透、电渗析、微滤、液膜分离等，这些分离技术和过程在气体干燥、废水处理等方面广泛应用，正式因为膜分离技术效率高、耗能少、工作条件需求低，也逐渐化学工程工艺中分离技术的主体。

4．2吸附技术

在分离技术发展迅速的今天，新型吸附技术也逐渐进入了物质分离工程中，通过变压吸附、层析、模拟移动长等分离方法，新型的吸附技术也成为了分离技术中的新型技术，在工业制造和化工生产中起到非常重要的作用。

4．3反应分离耦合技术

反应分离耦合技术是提高生产效率、优化化学工程生产过程、降低生产成本中发挥越来越重要的作用。反应分离耦合技术是通过利用物质分离来促进反应或通过物质反应来促进分离的一种化工分离技术，整个技术的应用效率非常高，操作费用也很低。以醋化反应为例，该反应过程就是在精馏塔中进行可逆的醋化反应，利用精馏的反应来分离醋和水，同时逆向反应也能够加强醋化过程，从而在原料成本等多方面节约成本。

5超临界流体萃取技术

超临界流体又称为SCF，是SupercriticalFluid的缩写，一般的气体或液体在温度或者压力的持续变化下，达到某个临界点就会发生气体到液体的变化或者液体向气体的变化，但是，超临界流体是某种流体物质在达到临界压力点或温度点时，如果持续提升外界条件，该流体密度不断增加，但是并没有真正发生液化或气化的现象，此时的物体就成为超临界流体，该流体既具有气体的特性，又具有也提到特质，利用超临界流体来实现物质分离的技术，则被称为SCFE超临界流体萃取技术，该技术目前被广泛应用在食品加工、化学工程和企业生产、生物制药等诸多领域。SCFE的超临界流体萃取技术，是对混合物进行施加温度或压力的条件，从而使其进入超临界状态，进而使萃取物从其中分离出来，实现物质的分离。流体物质在超临界状态下，融合了气体和液体的综合特性，密度上比气体大得多，一般与液体比较接近，但是粘性度方面则与气体接近，比液体小得多，而且超临界流体自身的溶解度非常高、而且很容易流动和扩散，而且在压力或温度的临界点，能随着外加条件的微小变化，密度则发生显著变化，极易实现混合物中萃取物的提取和分离。利用超临界流体萃取技术，一般是使用流体作为萃取物的溶剂，使其进入超临界状态，然后与物料进行接触，使其中的萃取物溶于流体中，进而实现萃取物与物料的分离，而后降低外在施加条件，如降低压力或温度，流体密度发生变化，溶解度降低，萃取物则很容易从流体溶剂中解析出来，从而实现萃取物的分离。利用SCFE的超临界流体萃取技术来实现物料萃取物的分离，在提取速率、萃取物兼容范围等方面都非常优异，而且外在条件是通过温度或者压强的调节来实现对流体密度、溶解度的控制，从而能够有效地实现萃取物的分离，而且提取萃取物的纯度非常高，对于化工生产来说非常重要。其次，流体溶剂的选择一般选择二氧化碳流体，这种低温、无氧环境的操作可以有效地分离热敏或容易氧化的物质，此外，SCFE技术的实现，可以从固体或中液体中快速提取有效地萃取物成分，整个过程无污染、耗能少，而且对于有机物的分离提取和精致都有非常显著的功效。

6总结

化学工程工艺是目前涵盖冶炼、药物生产、食品加工、材料化工、印刷业等多行业的专业学科，其实现的专业技术对于企业的生产来说具有非常重要的现实意义。在化学工程工艺中，常见的技术有绿色化工技术，该技术是从原材料、催化剂以及化学反应的过程中选取绿色无毒无公害的物质和反应选择性来提升化工的低污染率，分离技术则是通过蒸馏分离、膜分离等分流技术来实现的化工材料的分离，超临界流体萃取技术则是采用超临界流体对物料中萃取物的提取，通过改变外在条件来实现萃取物的提取，从而实现物质分离。这些化学工程工艺都在为企业的生产、化工过程等起到非常重要的作用，为促进我国的经济发展奠定了良好的技术基础。

参考文献:

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