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關鍵詞水工隧洞 混凝土 化學灌漿工程 材料 施工工藝 選擇
中圖分類號： TV672+.1 文獻標識碼： A 文章編號：
前言
根據2010年10月01日開始實施的我國第一部關于化學灌漿施工的規范DL/T 5406-2010 《水工建筑物化學灌漿施工規范》的定義，化學灌漿是利用鉆孔、埋管、貼嘴等設施，將化學漿液注入基巖、覆蓋層（砂層）、混凝土裂縫、結構縫等需處理的工程部位，使其充填、擴散、膠凝、固結，達到防滲堵漏、補強加固目的的工程措施。化學灌漿是在水泥等粒狀灌漿材料應用基礎上發展起來的，其所用灌漿材料為真溶液，與顆粒性石灰、粘土和水泥灌漿材料相比，可灌性好、膠凝時間可按工程需要調節、粘結強度高，因此，某些用水泥灌漿不能解決的工程問題，采用化學灌漿材料處理或進行復合灌漿，基本上都可以獲得滿意的解決。目前，運用化學灌漿技術解決工程中防滲堵漏與加固補強兩大方面的工程問題取得了卓越成效。今后，隨著DL/T 5406-2010 《水工建筑物化學灌漿施工規范》、JC/T 2037-2010《丙烯酸鹽灌漿材料》及JC/T 2041-2010《聚氨酯灌漿材料》等一系列規范的實施以及我國經濟建設的快速發展，化學灌漿將會在水利水電、交通、采礦、建筑行業和文物保護方面的得到越來越廣泛的應用。本文結合四川瀘定水電站2#泄洪洞的混凝土裂縫及施工縫滲水等缺陷的試驗研究處理，對如何合理選擇水工隧洞混凝土化學灌漿工程材料及施工工藝進行了探討，對不同類型的混凝土缺陷選用了針對性化學灌漿材料及施工工藝，對今后類似工程的處理具有一定的指導意義。
正確選用化學灌漿材料是保障化學灌漿工程效果和耐久性的關鍵
成功的化學灌漿處理工程應是能滿足設計或使用要求與保證化學灌漿處理工程的耐久性兩個方面。水利水電行業是我國應用化學灌漿技術最早的行業，由于工程的重要性，對化灌漿材施灌效果和耐久性的要求十分重視，一般都必須經過現場工藝性試驗并進行各項試驗檢測，以選出性能效果最好的材料進行工程應用，下面結合瀘定水電站施工實際進行相關介紹。
四川瀘定水電站為大渡河干流水電梯級開發的第十二級水電站，位于甘孜藏族自治州瀘定縣境內，2#泄洪洞位于大渡河右岸, 長1431m，縱坡約11.23‰，為特大斷面水工隧洞。隧洞襯砌厚度140～160cm，襯砌后過水斷面為13×19m，該洞室底板迎水面及邊墻采用了C40HF抗沖耐磨混凝土襯砌。在施工過程中，由于溫度應力及基礎約束等多方面因素影響，墻拱C40HF抗沖耐磨混凝土襯砌范圍內發生了較多裂縫。根據統計，裂縫總長4811m，其中2459m為滲水裂縫，其余為干縫。滲水裂縫寬度均大于0.2mm（大部分集中在0.2～0.4mm之間）、與水平夾角大部分大于45°，且主要集中在局部地段、滲水量較大。此外，在部分施工縫位置，也出現了少量滲漏水流淌的現象。通過分類調查統計顯示，本工程出現的裂縫類型為小于0.2mm的淺表裂縫、大于0.2mm的干裂縫、大于0.2mm的滲水裂縫（滲水量小，未出現明顯流淌現象）、大于0.2mm的滲水裂縫（滲水量大，出現較大流淌現象）等四種類型。由于裂縫類型的不同，并結合水工隧洞工程耐久性的要求，需要對不同類型、不同特性的化學灌漿材料進行合理選擇。
化學灌漿材料品種很多，分類方法也很多，除按照組成化學灌漿材料主要材料的成分進行分類外，也可按灌漿目的分為防滲堵漏、固結補強兩類，這些材料都有一定的獨特性能，使用的針對性強，使用時應根據工程處理的要求加以選用。常見的兩大類型化學灌漿材料見下表。
常用的兩大類型化學灌漿材料
類型 名 稱 特性及使用條件 備注
防滲堵漏型 丙烯酰胺
（丙凝） 固化體具有彈性，抗滲性能好，凝固速度快，有失水干縮和再次遇水膨脹性能，適于防滲堵漏，是曾經普遍使用的化學灌漿材料，但由于毒性較大，目前國外已禁止使用，我國已不提倡使用。
聚氨酯 分為水溶性聚氨酯和油溶性聚氨酯：其中水溶性聚氨酯又分為高強度（HW）、低強度（LW）兩類，兩者能以任意比例互溶，以得到不同性能的固結體。其特點是與水反應迅速，并能與水形成凝膠體，呈柔性彈性體，適用于大流量的快速堵水與潮濕裂縫的防滲處理，但由于其強度低，不具備對混凝土的補強作用，且其泡沫易破裂而產生收縮，耐久性較差，主要用于各種防滲堵漏工程；油溶性聚氨酯與水不相容，只能溶于有機溶劑，并與水或其他活性氫基團反應而固化，其反應速度較快，形成的固結體呈剛性，一般強度較高，既可用于防滲堵漏工程，也可用于補強加固工程。
丙烯酸鹽 性能與丙凝類似，目前研制出的第二代丙烯酸鹽灌漿材料已達到實際無毒級別，是取代丙凝的理想材料，多使用在地基處理和防滲堵漏上，成本較水溶性聚氨酯高。
水玻璃 最早使用的化學灌漿材料，具有無毒、價廉、黏度小等特點，是多數防滲堵漏材料的首選，特別是水泥－水玻璃體系在工程中得到了廣泛的應用，但由于強度低、耐久性差，一般只在臨時性工程中使用。
固結補強型 環氧樹脂 結構中含有環氧基團，能與活性基團反應，生成穩定的高分子結構。具有強度高、收縮小、粘結力強、耐老化性能好的特點，常用于混凝土結構和地基基礎的補強、加固與防滲處理，是使用最為廣泛的化學材料之一。但由于其屬于固化時間比較長的灌漿材料，因此對于有流動水的場合，不宜采用。
油溶性
聚氨酯 與水不相容，只能溶于有機溶劑，并與水或其他活性氫基團反應而固化，其反應速度較快，形成的固結體呈剛性，一般強度較高，可用于補強加固工程，但不適用于混凝土結構裂縫。
甲基丙烯酸甲酯
（甲凝） 黏度低（低于水），可灌性好，但固化過程中體積有收縮。比重低于水，不能灌注有水裂縫，適于灌注δ＝0.05～0.1mm的發絲裂縫，常用于混凝土干細裂縫和文物修復處理。
然而以上兩種類型的化灌漿材的功能并非絕然分開。第一種類型中的水玻璃，亦可單獨或與水泥混合用于強度要求較低的土基的半永久性補強材料，聚氨酯中強度較高的油溶性聚氨酯也可用于非結構性混凝土裂縫補強。而少數親水性較好且固化較快的改性環氧漿材對滲流量小的混凝土結構裂縫具有排水補強功能，但出水量較大的工程不能用作堵水材料。所以，在實際應用中應根據工程實際情況合理地選用漿材。對于混凝土裂縫化灌處理的合理選擇原則一般應考慮以下幾個方面：
1）要根據工程使用要求選擇漿材
首先應考慮工程要求是防滲堵漏還是補強加固，亦或是既要防滲堵漏又要求進行加固補強；要根據滲漏量大小和補強的要求在上述兩類材料中進行選擇，補強要求不高，可選擇聚氨酯；對滲漏量小而補強要求高的可選擇親水性的改性環氧漿材；對伸縮縫、變形縫、活動性裂縫及出水量大、有流動水的化灌應選擇聚氨酯材料。
【關鍵詞】化工原理實驗 實驗教學 教學改革
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）04-0170-02
一、材料科學與工程專業化工原理實驗教學目的與要求
1.化工原理實驗教學目的
該實驗課程主要講述化工原理中單元操作所涉及的各種設備，以鞏固學生加深對化工實際生產的理解，由實驗數據和實驗現象得出結論并提出自己的見解，增強創新意識，同時，對學生的科學研究能力、創新能力的培養也起著十分重要的作用[1-5]。
2.化工原理實驗教學要求
通過實際操作使學生驗證有關化工單元操作的理論，熟悉實驗裝置的結構、性能、工藝流程，掌握化工單元操作方法，培養學生從事實驗研究的能力，其中包括：分析和觀察實驗現象的能力、正確選擇和使用測量儀表的能力、利用實驗的原始數據進行數據處理以獲得實驗結果的能力、運用文字表達技術報告的能力[4-5]。
二、化工原理實驗中存在的不足
1.人數較多，儀器裝置較少，學生動手能力受到限制，由于連年的擴招，每個班的學生人數基本都是35人以上，而實驗儀器的臺套數并沒有增加， 7-8個學生用一臺裝置的現象非常普遍，個別學生根本沒有機會動手操作儀器。
2.學生被動的做實驗，完全按照實驗書上的照搬照抄，“照單抓藥”式的教學，學生花大量的時間寫預習報告，來到實驗室也不知道到底為什么做實驗，怎么做實驗。
3.學生工程實踐性意識淡薄，不知道化工原理實驗的重要性，只是為了學分被動的做實驗，達不到理論聯系實踐的作用。
三、化工原理實驗的教學改革與思考
1.化工原理實驗教學模式的改革與思考
針對“僧多粥少”的問題的教學模式，材料科學與工程專業化工原理實驗充分打破以往“大水漫灌”、“放羊”式的教學模式，分小班、小組教學，每一個小組為3-4人，每一位同學在實驗中都有不同的分工， 比如過濾實驗（恒壓過濾），一個學生要負責壓力閥、料漿閥、料液閥的暢通，一個學生負責記時，一個學生要看濾液量和記錄，大家還要共同清洗濾布，傾倒濾渣，每組學生只有默契合作，才能將實驗做完，這樣就充分調動了學生的積極性、參與性和團隊合作意識，老師再根據實驗操作和小組合作進行現場打分，教學效果明顯提高。
2.化工原理實驗教學方式的改革和思考
每次課授課之前，給學時留20-30min的時間熟悉實驗裝置的結構、性能、工藝流程，掌握化工單元操作方法，正式講課時，以分組提問的方式讓學生自己講解工藝流程和操作步驟，以引導的方式把理論課本上講解的內容和實際操作中遇到的問題相結合，比如傳熱實驗（強化管傳熱），改變原來只做實驗、測數據的單一教學手段，通過強化管的強化方法，引申到化工中常見的傳熱設備的改進方法，討論如何從材料的角度降低成本，從傳熱的角度提高傳熱速率等，學生積極參與發言，各抒己見，當實驗中出現的現象和理論不符時，引導學生從實驗的源頭到實驗過程中分析誤差，充分解決“照單抓藥”式的教學模式。
3.化工原理實驗教學內容的改革與思考
充分聯系課本理論知識，讓學生感覺化工原理實驗非常實用。比如傳熱實驗，告訴學生熱電偶溫度計的測溫原理，溫度計冷端溫度補償的含義，用電腦記錄數據的方法，通過數據處理，雙對數作圖、線性回歸等方法，了解計算機技術在化工原理實驗中的重要性，實驗結束后，學生要對實驗數據進行處理，還要總結和分析，分析實驗數據誤差產生的原因等，根據實驗報告上的數據處理為依據，數據處理主要以電腦處理為主，可以鍛煉學生應用Word、Excel、Origin等辦公軟件的能力。
以上教學內容和教學方法的改革充分調動了學生的實驗積極性，增強了工程觀念，充分做到了理論聯系實際。
參考文獻：
[1]焦緯洲，劉有智，袁志國，祁貴生，高Z.基于工程實踐能力培養的化工原理實驗教學模式的研究與探索[J].實驗技術與管理，2014，31（3）：166-168.
[2]戴益民，李潯，張躍飛.基于創新與實踐能力培養的化工原理實驗研究性教學模式的探索與實踐[J]. 化工高等教育， 2012，6：31-34.
[3]胡秀英，鄭純智.開放式化工原理實驗教學模式研究實驗科學與技術[J].實驗科學與技術，2011，2（9）：111-113.
關鍵詞：培養計劃；培養目標；材料科學與工程；麻省理工學院
歐美國家在20世紀60―70年代開始設立材料科學與工程系。名稱變更反映了對材料領域研究認識的變遷，即“材料研究需要依據其行為和特征，而不是依據材料類型來進行”。1998年教育部對材料類本科專業目錄進行了調整，將原來劃分過細的十多個材料類小專業合并成了現在的冶金工程、金屬材料工程、無機非金屬材料工程、高分子材料與工程、材料物理、材料化學等六個專業。同時，在引導性專業目錄中還設置了材料科學與工程一級專業。雖然以材料科學與工程一級大學科來設置專業是必然趨勢，但材料科學與工程人才培養模式仍在探索之中[1]。同濟大學當年就設置了材料科學與工程本科專業，期望以歐美的模式來培養材料學科人才。實際上，早在20世紀80年代，當時的同濟大學建筑材料工程系就為建筑材料專業的本科生開設了材料科學導論、斷裂力學、表面物理化學和傳熱、傳質與動量傳遞（簡稱三傳）4門基礎課程。近幾年因為參與學院材料科學與工程專業培養計劃的修訂工作，查閱了國內外許多大學這個專業的培養計劃，國內高校在材料科學與工程專業培養計劃上的認識一直存在爭議。美國麻省理工（MIT）材料科學與工程專業本科培養計劃的公開信息最多，不僅有課程列表和學分要求，還有課程的詳細簡介。尤其是麻省理工的開放課程服務（OpenCourseWare），使得我們還能夠進一步了解課程大綱和部分內容。此外，MIT材料學科是USNews全美排名第一的，他們的培養
計劃應該具有更好的借鑒意義。本文在反復仔細研究其有關本科培養的各種公開資料的基礎上，對其培養計劃進行了分析，結合自己的教學工作實踐，總結了一些心得體會，希望與國內同行共享。
一、麻省理工材料科學與工程專業的培養計劃
MIT材料科學與工程系設3個專業（Course）。其一為一般意義上的材料科學與工程專業（Course 3），學生所得學位是材料科學與工程理學學士（Bachelor of Science in Materials Science and Engineering），其所授學位是被ABET（Accreditation Board for Engineering and Technology，美國工程與技術鑒定委員會）授權的，絕大部分學生都選讀這個專業。其二為課程選擇度更大的一般專業（Course 3-A），這個專業的畢業生將獲得沒有特別指定專業領域的理學學士（Bachelor of Science without specification）學位，系里并不尋求ABET對這個學位的授權，只有很少學生選擇這個專業，常常是醫學、法學、MBA預科生選擇這個專業。第三是考古與材料專業（Course 3-C），學生所得學位是考古與材料理學學士（Bachelor of Science in Archaeology and Materials），系里也不尋求ABET對這個學位的授權。從系里是否尋求對所授學位授權就可以看到，MIT材料科學與工程系本科生的主要專業是一般意義上的材料科學與工程專業（Course 3）。后面的討論主要針對Course 3的培養計劃進行。
1. 課程和學分要求
該培養計劃的要求包括：（1）MIT的一般要求，共17門課程，其中自然科學6門，人文社科8門，限選科技課程2門，實驗課程1門。（2）交流能力課程（Communication Requirement）4門。（3）系內課程，包括一套核心課程（Core subjects，共10門課），一個論文或2個實習以及4門限選課程，合計184～195學分。其2011―2012版本的課程和學分要求見表1，表中課程名稱前面的數字表示課程號，后面跟表示學分的數字、課程性質、前修或同修課程號。MIT每門課程的學分由三部分組成，表示學習課程所需要的時間分布，中間用短線隔開，第一個數字表示講課時間，第二數字表示實驗、設計或者野外工作時間，第三個數字表示預習的時間，是以中等學生所需要時間估計的。1個學分大約相當于一學期需要14小時的學習時間。從表 1可見，一般專業課程，預習所需時間是講課時間的2～3倍。
備注
*可以代替本先修課程的其他先修課程列在課程描述頁面。
（1）這些課程可以算作必修課程或者限選課程的一部分，但不能同時計算。
（2）可以選9-12學分。
（3）通過申請，可以被類似課程替代。
2. 限選課程的選擇
中列出了21門限選課程，每個學生只需要選擇4門課（48學分）。理論上，學生可以在21門課程中任選48學分，甚至經過批準，還可以選擇其他系的課程或者研究生課程來代替。實際上，由于材料的范圍很廣，這些選修課程是根據主要的研究領域來設置的，它們是： 生物與聚合物材料（Bio-and Polymeric Materials），電子材料（Electronic Materials），結構與環境材料（Structural and Environmental Materials），基礎與計算材料科學（Fundamental and Computational Materials Science）。
因此，在MIT材料學院的網頁上，曾經列出了各領域推薦的限選課程。網頁上還列出了每一個方向的咨詢教授，以方便對上述領域某一方面更感興趣的學生選課。
3. 部分課程大綱和教學情況分析
（1）材料科學與工程基礎課程
這個課程為15學分（5-0-10），總是與“材料實驗”一起選修。課程安排也是交叉進行，實驗周不上課，一共有4個實驗周。這樣，材料科學與工程課程講課時間就縮短為9周（一個學期14周，最后一周為考試）。其課程安排為周一、三、五各2小時的講課（lecture），周二和四各1小時的復習課（recitation）。所以一共27次講課，18次復習課。實際講課為24次，另外3次課為測驗和考試。最后一次考試并不是考全部課程內容，即每次測驗和考試都是分段內容。
這個課程由兩個教授分別講授，每個教授都是24次課，因此可以推論，每次每個教授將講1小時。一個講授結構和化學鍵（Structure and Bonding），一個講授熱力學和統計力學學（Thermodynamics and Statistical Mechanics）。
兩部分課程分別布置6次作業，每部分每次都是2～3個題目，都有交作業的期限，沒有按期交作業的，該次作業成績為0。作業答案在交作業期限過后就會立即公布。課程總成績由作業成績占20%、三次測驗占80%構成。得分標準為：總評80分以上A，70～79分為B，55～69分為C，低于55分為不及格。
（2）實驗課程
MIT材料系內有2門必修的實驗課程，即材料實驗和材料綜合實驗。這兩門課程同時還是加強專業交流能力培養的課程，所以，教學過程特別注意專業交流方面（包括論文寫作、口頭技術報告等）的形式要求。材料實驗與材料科學與工程課程同時選修，在2年級第一學期進行。材料綜合實驗課（Materials Project Laboratory）基本上就是幾個同學合作的科研項目，在3年級下學期進行。下面以二年級的材料實驗為例，介紹其教學和考評辦法。
如前所述，材料實驗共4個實驗周，實驗周沒有其他專業課。實驗內容包括量子力學原理演示、熱力學和結構，同時囊括了幾乎全部現代材料分析研究方法（XRD、SEM/AFM、DSC、光散射等），并通過口頭和書面方式加強交流能力培養。從教學內容看，這門實驗課承擔了教授材料研究方法的任務。
一般將50個左右學生（2011年的2年級學生只有43人）分成6個組。每個實驗周有3個實驗主題，每個主題下面2個實驗，2個組共選一個主題，每組選做其中一個實驗。6個實驗同時進行。一周3次實驗，每次4小時。因此，每個組每周只做3個實驗（每個主題做1個實驗），共12個實驗。由于每個組只做了一半的實驗，對另一半實驗的了解，通過每周2次的1小時交流課程（recitation sections，一般隔天舉行）來實現。交流課上，大家各自在黑板上即興介紹實驗的發現，回答教師和同學的提問。
該實驗課由3個教授上，其中一個總負責。課程成績評分標準
二、分析和討論
1. 關于必修課和選修課
系內必修課程除畢業論文或企業實習外，共有10門。大學一般要求的17門課，理論上可以自由選擇，但從表1系內課程的先修課程可以看出，微積分I和II，物理I和II是需要先修的，大學一般要求的6門自然科學課程就去掉了4門，能夠自由選擇的大學自然科學課程剩下2門。從系里建議的選課表（roadmap）可以看到，另外2門自然科學是化學和生物。所以，自然科學的必修課程實際上相當于14門。
限選課程要求包括GIR類型2門和48學分的系內選修課。有3門系內課程（共39個學分）可以作為GIR課程來選，但不能同時作為系內課程要求的學分。大多數系內選修課程的學分為12分，這樣的話，系內限選課48學分需要選讀4門。所以，每個學生可以有6門專業選修課程。有意思的是，在表1中只有21門限選課程，而該系主要的研究領域（或者說相當于我們的專業方向）有4個，平均每個方向只有5.25門課。如果去掉2011―2012年新增的2門課程，過去幾年只有19門課，平均每個方向只有4.75門課程。看來，MIT材料科學與工程專業的課程設置，并不鼓勵學生選單一專業方向的課程。實際上，在以前分專業方向限制選修課時，每個專業方向僅僅提供2～3門課程，進一步的分析見下文。
反觀我們的培養計劃，我們的專業方向必修課程有5門（14學分），選修課程應選4門（8學分），合計9門課程22學分。因為我們的學分是按照每周上課學時數計算的。如果按照MIT的學分計算方法，學分約為每周上課學時數的3～4倍，考慮到我們的上課周數為17～18周，而MIT才14周，因此，我們的專業方向應選學分至少相當于MIT的88學分，比其4門課程（48學分）的要求多了5門課程（40學分）。可見，我們的培養計劃更加注重學生專業方向知識和技能的培養。
另外，MIT材料科學與工程系的研究領域非常廣泛，關于其主要研究領域的介紹出現在3個網頁上。其一是在該系的學位要求中關于限選課程的介紹網頁，4個主要的研究領域分別是生物與聚合物材料、電子材料、結構與環境材料、基礎與計算材料科學。其二是在MIT的招生網頁，4個主要的研究領域分別是：半導體材料和低維系統（Semiconductor materials and low-dimensional systems）、能源材料（Materials for Energy）、納米結構材料（Nanostructures）、材料的生物工程（Bioengineering of Materials）。在介紹全體教師（Faculty）的網頁，列出了30個研究方向（discipline），共122人次（有重復計算，因為實際教師只有35人），平均每個研究方向4.07人次（或1.17人）。少的方向僅1人如微技術、半導體，最多的是納米技術，23人次。上面列出的生物工程（包括生物物理和生物技術）9人次，能源材料（包括能源與環境、儲能）9人次。人數比較多的研究方向還有結構與環境材料9人次，高分子材料7人次，電、光和磁材料7人次。
可見，盡管MIT研究的材料類型很多，但其本科生培養計劃中，涉及具體材料類別方向的課程特別少。
2. 關于考核與成績
MIT很多課程的成績評定都包括平時作業和出勤與課堂參與情況。有的課程，考試以外的項目在成績評定中所占份額可達到50%，有的實驗課程則更是高達85%這在一定程度上反映了MIT對大學生平時學習的管理是非常嚴格的，與我們頭腦中關于國外大學生“自由”學習的圖像截然不同。
3. 關于選課進度安排
MIT材料系沒有規定統一的選課進度表。但從其推薦的選課安排（roadmap）看，具有如下特點：
（1）8門大學一般要求的社科課程（GIR）分布在8個學期選修，即每學期選修1門社科課程；
（2）一年級把大學要求的6門自然科學課程（GIR）學完，包括數學、物理和化學。
（3）二年級起全面進入專業學習。第一學期學習材料科學與工程基礎、材料實驗2門課程，兩門課交叉進行，實驗周不上課。上課周每天都有材料科學與工程基礎課，實驗周每天都有實驗或交流，學習安排非常集中。
（4）每學期的課程一般為4門，其中1門為社科課程。
MIT二年級第1學期就學習專業基礎課程，這比我們的教學計劃提前很多。國內的教學計劃進度安排曾經強調，前兩年不安排專業課，以至于我們的材料科學與工程課程被安排在第5學期，材料研究方法更是被安排在第6學期，使得高年級學習特別緊張，深入接觸專業知識和方法的時間被推遲。
4. 關于培養計劃的修訂
從網頁上能夠追溯到MIT材料系1998年的培養計劃，其培養計劃在2003年做了很大的調整。兩者的比較
這兩個培養計劃的最大差別在必修課，課程名稱幾乎完全變了。但對比課程名稱和教學內容可以發現，新培養計劃中的“材料科學與工程基礎”包含結構與化學鍵、熱力學與統計力學兩大部分內容，分別由兩位教授講授，似乎代替了原來的“材料熱力學”、“材料物理化學”和“材料化學物理”3門課程，因為其教材之一仍然是物理化學（Engel， T.， and P. Reid. Physical Chemistry. San Francisco， CA： Benjamin Cummings， 2005. ISBN： 9780805338423）。“材料實驗”應該與原先的“材料結構實驗”對應，“材料綜合實驗”應該與原來的“材料加工實驗”對應。“材料的微結構演變”與原來的“材料結構”相似。取消了“材料力學”、“材料工程中的輸運現象”2門課程。增加了“材料的電光磁性能”、“材料的力學性質”、“有機和生物材料化學”、“材料加工”4門課程。取消2門，合并2門，增加4門，課程總數不變。
選修課變化較小，只是增加了若干課程，特別是生物材料和納米材料的課程。其實，兩門生物材料課程是2000年增加的，當時選修課由4方向增加為5個方向。選修課的最大變化是理論上不再分專業方向，學生可以任意選課。但實際操作時，仍然向學生推薦各專業方向的課程組合。無論如何，每個專業方向的課程不足4門，學生必然需要選修其他方向的課程。
從2003年至今，必修課沒有變化，選修課則有一些小的調整（表5）。其中2005年減少了高分子化學、化學冶金學（Chemical Metallurgy）2門課程。增加了2門數學，材料熱力學（原來的必修課），先進材料加工，衍射和結構，材料的對稱性、結構和張量性質，材料選擇，共7門課程。可見，增加的這些課程仍然是與具體材料種類無關的。2007年和2011年分別增加了1門生物材料方面的課程。可見，即使是選修課的調整，仍然在繼續加強有關材料行為特征方面的課程，減少有關具體材料種類的課程。
5. 關于培養目標與課程設置
過去，MIT材料科學與工程系培養目標分四類，研究型學位（Course 3）、預科型學位（Course 3A）、實踐型學位（Course 3B，2003年取消）和考古型學位（Course 3C）。其中，研究型學位與實踐型學位培養要求的唯一差別是不變的，即前者在四年級做畢業論文，后者在二年級暑假和三年級暑假做2個20周的企業實習，其他課程要求完全相同。現在把實踐型學位取消了，但仍然保留了學生向這個方向發展的渠道，即學生仍然可以選擇做畢業論文或者企業實習，學位合并在研究型學位（Course 3）中。
從2003年培養計劃大調整來看，MIT材料科學與工程專業（Course 3）的主要培養目標是讓本科畢業生繼續深造。也可能是社會需求的變化促使MIT對培養計劃進行調整。這從MIT選讀實踐型學位人數變遷或許可以看出一些端倪（表6）。從1998年到2002年，實踐型學位人數多于研究型學位的人數，2002年突然降低，與研究型學位相當。查看大學2年級實踐型學位學生注冊數，從2002年起突然減少，由原來每年約20人突然減少為6人。2003年培養計劃調整當年，還有5人注冊為實踐型學位，這應該是此前培養計劃延續所致。
那么，沒有了實踐型（Course 3B）學位，是否還有學生仍然會選擇實習代替論文呢。下面從2002～2008年MIT材料系本科畢業生去向分析。除了一些研究生院，網頁一共列出了38家企業和17家政府部門或咨詢機構。統計2002年以后（至2005年結束，當年僅剩下1人）各年4年級實踐型學位人數（也約等于當年畢業人數）總和恰為38人，與畢業生去向統計的企業單位數剛好相同。這難道是巧合？是否可以推論，2003培養計劃修改之后幾乎就沒有學生選擇去企業實習了？
MIT材料專業取消實踐型學位，以及此后可能幾乎沒有人選擇實習代替畢業論文事實，一方面可能與美國產業向國外轉移，本國企業對工程師的需求減少有關；另一方面，MIT培養計劃中的課程設置調整也起了一定作用。因為選擇實踐型學位人數銳減在前（2002年），培養計劃調整在后（2003年）。培養計劃中去掉的必修課“材料力學”和“材料工程中的輸運現象”，顯然屬于工程類課程。因此，其培養計劃課程中增加材料研究型基礎知識、減少工程知識的傾向十分明顯，也說明其培養計劃隨社會需求進行了及時調整。
另外，盡管2003年培養計劃中的必修課有較大調整，但選修課調整比較有限。而且調整前后，沒有改變其材料類本科生寬專業培養的模式。
但在選修課中，把專業方向的基礎課程去掉，仍然讓人有點匪夷所思。例如，高分子化學在高分子材料領域歷來就被認為是專業基礎課。MIT在2005年卻把這門課從本科生培養計劃中去掉了。查看其高分子方向研究生培養計劃核心課程，可以看到高分子物理化學、高分子合成、高分子合成化學等基礎課程。可見，MIT把專業方向的一些基礎知識培養放在了研究生階段。
以上似乎給人這樣的印象，如果不繼續讀研究生，則專業方向的基礎知識是不太夠的，無形中將人才培養的周期拉長到研究生階段了。但從我自己教學的經驗來看，學習高分子物理就可以了解高分子材料的行為和特征，未必需要清楚地知道高分子材料的合成與制備方法。我的一些研究生以前從未學習高分子方面的課程，為了讓他們在研究中能夠理解和使用高分子材料，我就是先給他們講授高分子物理的基本知識。
另外，注意到MIT材料專業研究生數量是本科生數量的2.2倍，有很多研究生來自校外，特別是來自國外。所以，MIT材料專業培養計劃中對專業方向選修課程的調整，結合研究生階段的課程安排，既考慮到了本科寬專業基礎的培養模式，又打通了本科生培養與研究生培養之間的關聯，在研究生階段加強專業方向基礎知識的培養，也便于接受其他教育背景的學生來讀研究生，還是十分合理的。
MIT材料專業的本科培養計劃，不斷強化了按照材料大類進行培養的模式，必修課和選修課都加強了材料基本行為知識的課程，減弱了材料類別基礎知識的課程，把后者移到研究生教育階段。這說明國外關于“材料研究依據其行為和特征，而不是依據材料類型來進行”的認識形成30多年以來，不僅沒有改變，還在進一步加強。MIT在2003年對培養計劃大調整時，加強了材料研究基礎知識課程，減少了工程類課程，其本科生的主要去向是進一步深造，直接到企業就業的比例急劇減少。本科生階段加強研究基礎知識課程，把專業方向基礎知識培養放在研究生階段，加強了研究生的知識培養，可能是其材料研究能夠長期在美國名列前茅的原因之一。
關鍵詞： 卓越工程師教育培養計劃； 材料力學； 教學改革
中圖分類號： G642.3 文獻標識碼： A 文章編號： 1009-8631（2012）01-0152-01
1 引言
2010年，教育部啟動了“卓越工程師教育培養計劃”（以下簡稱“卓越計劃”），提出了一種高校與行業、企業聯合培養人才的新機制。“卓越計劃”是國家推行教育改革，創建具有中國特色高等工程教育模式的重要舉措。通過企業的深度參與，以實際工程為背景，可培養大量具有實踐能力和創新能力的工程技術人才，為國家走向新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國提供優質的人力資源[1]。近年來，參與的高校都對相關專業的課程設置、教學內容、教學手段和考核方式等進行了深入的改革，探索適合本校的人才培養模式。材料力學是一門重要的專業基礎科，具有基礎理論和工程應用雙重特性，是工科大學生從專業基礎課到專業課學習的重要橋梁，在工科的課程體系中占有十分重要的地位。但是，現有材料力學的教學內容側重于知識的完整性和系統性，更注重理論知識的傳授，忽視了與工程實踐的結合，不利于培養學生解決生產實踐問題的能力，與“卓越計劃”的要求有一定的差距。因此，如何對材料力學教學進行改革，在理論知識傳授的同時培養學生的工程素質、工程意識和工程實踐能力，是材料力學教學中面臨的一個重要課題。
2 聯系工程實際，更新教學內容
材料力學課程是一門具有很強實踐性的學科，它的教學內容與生產實際密切相關。但是，現有的材料力學教材中多數仍采用傳統的教學理念，注重理論的推導，忽視與工程實踐的結合。因此，在教材中多數的例題和習題都是采用理想化和抽象化的力學模型，如梁、桿等，在內容上也僅說明了這些力學模型在不同變形下強度、剛度等的計算和校核。因此，會給學生造成一種錯覺，認為這門課就是學習幾種題型的求解，無法明確學習的目的和意義，削弱了學生的積極性和主動性，更不利于學生實踐能力的提高。針對“卓越計劃”的要求，應對材料力學的教學內容和知識點的編排進行更新，突出該課程與工程實踐的聯系。在介紹每一種基本變形時，可大量地引進與其相關的工程實例，介紹如何將具體的構件簡化為簡單的力學模型，使學生能夠了解各種力學模型的意義、適用范圍和限制條件。其次，應對于授課內容進行適當的選擇，在保持理論體系完整性的前提下，刪除一些難度較大、推導繁瑣，且在工程中應用不多的內容，適當增加一些與工程實踐緊密聯系的內容。在教學中應以實際工程為背景，工程技術為主線，突出問題的共性和差異。例如，在材料力學中，所有變形的破壞判據都是最大的作用（如應力、變形）要小于相應的許用值，而各章節的不同處在于最大值的計算。通過加強對問題共性的認識和差異的比較，學生對于課程的理解會更加系統和透徹。而且，教學的重點不能僅停留在如何解題，應從力學模型的建立、破壞判據的選擇，結構參數的確定等方面引導學生，使他們能夠初步具備分析和解決簡單工程問題的能力。
3 結合現代技術，優化教學手段
隨著教學改革的不斷深入，實踐環節和專業課時逐漸增加，材料力學作為基礎課程，課時已大幅減少。為了能在有限的課時內完成教學內容，多媒體技術已廣泛應用于材料力學的教學。作為一種先進的教學手段，多媒體教學不需要寫黑板，節約了大量的時間，提高了教學的效率。另一方面，多媒體教學可以加入圖片、聲音、動畫，課堂的信息量大，直觀性強。通過課件能夠把抽象的力學模型與具體的工程構件聯系起來，更有利于學生的理解。但是，由于課件中每一屏的容量有限，對于一些具有承繼性的推導來說，在換屏后學生無法記住前面的內容，對于后續的推導就很難理解。而且，由于換屏速度太快，學生沒有理解、吸收的時間，學習的效果也不佳。教學實踐證明，單純地運用多媒體教學雖然可以提高教學效率，但教學效果不夠理想。采用傳統板書與現代教學手段相結合的方式，可以有效解決上述問題。以梁彎曲正應力的推導為例，利用多媒體演示梁彎曲的變形，引出平面假設，并逐步推導正應力的計算公式。在多媒體演示的過程中，對于每個關鍵步驟，如變形幾何關系、應力應變關系和物理關系等，在黑板上將相應的內容寫下來。這樣，既可以提醒學生本堂課的重點，又可以使授課具有連貫性。講課結束后，學生可以通過板書了解這節內容的脈絡和重點。同時，還可建立課程的網站，將教學計劃、每章的重點和難點，以及典型例題等公布在網站上，實現師生間資源的共享，方便學生的自主學習。在網站上還可設立答疑的平臺，老師定期回答學生在學習中遇到的問題，實現師生間的信息互動。
4 參與實踐科研，改革評價體系
傳統的材料力學考核模式與高等數學等基礎課的形式完全相同，是通過單一的閉卷考試來考察學生掌握理論知識的能力。根據“卓越計劃”的要求，學生不僅需要掌握基本的理論知識，還應該具有一定的實踐能力。因此，應對現有的考核體系進行改革。在材料力學的考核體系中，除了常規的考試成績、作業成績，還應包括大作業、試驗成績、實踐成績、競賽科研等。借鑒機械設計課程設計的形式，教師可以采用分組布置大作業的形式，讓學生自主完成一些簡單機構的設計。例如，在組合變形這一章，可要求學生設計減速箱中齒輪軸的材料、形狀等。通過解決這些實際的工程問題，學生可以綜合地運用所學的知識，能夠學以致用，可提高學生學習的主動性。在實驗教學環節中，應盡量減少演示性、驗證性的試驗，增加一些設計性的試驗。鼓勵學生參與試驗，自己設計各種試驗，提高動手能力。由于材料力學課程的一些概念比較抽象，且學校試驗室的設備有限，教師可帶學生到工程實地參觀各種機構，使學生能夠直觀地了解材料力學與工程的關系。鼓勵學生參加各種學科競賽，如大學生結構大賽，或在班級內組織類似的競賽。在競賽過程中，教師應全程、深入地參與。教師應介紹比賽涉及到的知識點，指導學生制作模型，解答學生遇到的問題，從專業的角度分析獲勝作品的優點和失敗作品的不足。通過豐富多彩的實踐活動，可進一步加深學生對于課程內容的理解，激發學生的創新意識。同時，還可吸收部分優秀的學生參與教師的科研，做一些力所能及的工作，使學生能盡早培養科研意識、熟悉科研環境，了解科研方法，鍛煉科研能力。
5 結束語
“卓越計劃”是我國高等教育改革中的一個重要舉措，它的順利實施對于全面提高人才培養質量具有十分重要的示范和領導作用。材料力學課程不僅是學習科技知識的基礎課程，也是培養學生實踐能力和創新能力的重要渠道。因此，材料力學課程的改革是“卓越計劃”中重要的一環，只有在教學過程中融知識傳授、能力培養與創新教育為一體，才能培養出適應現代需求的創新型工程技術人才。
參考文獻：
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關鍵詞：電化教學；材料科學與工程專業；生產實習；改革；作用
中圖分類號：G642.44 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）52-0040-02
貴州大學材料科學與工程專業生產實習教學是安排在學生學習《材料科學基礎》、《熱處理原理及工藝》等專業基礎課程后進行。然而實習內容多，概念抽象，理論性強，理解困難，常常缺乏成分-結構-性能-用途相互之間的連貫性，綜合分析能力欠缺。還有實習安全責任、設備老化、生產環境、經費不足、技術更新等諸多因素，往往使得實習難以深入開展，流于形式，很容易引發學生失落心理，缺乏專業興趣。生產實習是培養學生工程意識、創新意識和工程實踐能力的不可替代實踐教學環節。電化教學具有知識表達的多樣性、交互科學性、反饋性、以及教學管理的開放性、靈活性等突出的特點。在這種背景下，電化教學在生產實習教學迎來了創新式發展，必將對實踐教學改革有著積極的作用。
一、運用電化學教學，激發學生的實習興趣
興趣是對客觀事物選擇的態度，是積極認識某種事物或參加某種活動的心理傾向，表現出高度集中的注意力和較強的求知欲。電化教學能創設生動、形象、直觀、視聽結合的教學環境，以其新穎性、多樣性、生動性、趣味性易吸引住學生的注意力，激發學生的學習興趣。精心篩選學院專業教師、企業校友研究成果簡介和科研項目。以形象、直觀、生動的“看圖識知”方式向學生介紹材料在生產、生活、社會發展中的重要性。學生通過大信息、多角度的授課模式，感受到“材料與社會生活息息相關”，樹立學好材料學科的決心和信心。學生觀看本專業教師研制的新型GDL-1汽車齒輪、新型GDL-2釬桿、EA4T高速重載列車車軸、大型燃油退火爐等產品制備過程圖像，了解材料制備、檢測、使用過程須用的知識，深刻體會新材料可以推動社會經濟文明發展，科技創新生活，明確自己將從事材料領域工作必有良好的專業基礎，從而激發學生對材料學科的學習興趣和求知欲，自覺地提高了學生對實習教學內容的重視。
二、利用電化學教學，增設實習教學內容，突出重點難點
電化學教學能克服實習環節時空的局限性，將圖像、文字、聲音、動畫等信息有機融合，形象生動、直觀突出重點、難點、疑點，注重物理、化學內容有機糅合，不斷優化充實實習內容。實習電化教學按照成分-結構-性能-用途主線的科學性和邏輯性，將多學科零散的知識點連貫熔融起來，化靜為動，化虛為實，化遠為近，化抽象為直觀，由表及內，深入淺出，解釋疑惑。比如在貴陽某鋼廠實習鋼材的制備過程以及中航集團某公司表面處理車間的化學表面處理過程時，用電化教學講解GDL-1汽車齒輪、GDL-2釬桿、EA4T高速重載列車車軸等材料冶煉、鑄造、鍛打、塑性變形、熱處理/表面處理、檢測、使用等程序。在對應的程序里巧妙地串聯產品生產、檢測設備以及使用過程中的操作步驟和方法，把虛構球形化原子間的物理化學作用機理融解于組織結構、性能演變、理論分析等重點、難點內容，讓人一目了然。在較短實習時間內，電化教學提供大量無法從實習過程中直接獲取的知識，多學科知識貼近材料實物的生產實踐，解決傳統實習教學無法講清、難以理解的重點、難點內容，更加充分地、清晰地揭示材料生產過程的本質。學生在實習中發現材料生產問題，用抽象-具體-形象的思維加以分解，逐層展示，由易到難、突出重點、剖析難點，步步深入理解多學科的有機交融統一，拓寬渠道獲取更多知識。
三、利用電化教學，提高實習教學質量
電化教學使微觀世界宏觀化，抽象內容具體形象化，活躍了實習教學氣氛，增加了實習改革教學的感染力，提高了實習效果和質量。如模擬仿真軟件，演示新型GDL鋼材料制備-過程處理-組織觀察-性能測試的生產過程，以虛構的球形化原子來展示微觀運動的特點，演繹不同成分GDL鋼材料冶煉-凝固相變、塑性形變、表面化學處理等過程中相應的組織、性能演變，來理解GDL鋼不同的用途要求。抽象化生動，讓學生清晰地認識、分析材料設計、制備、檢測、使用全過程。以材料用途為目標，微觀世界宏觀化、具體形象化，學生能獨立地步步深入，多角度綜合分析選取材料以及生產過程，有利于鞏固、吸納相關學科知識，理解材料成分-組織-性能-用途內在聯系，清晰地認識材料學科的整體性、復雜性以及關聯性，樹立了正確的材料學科觀念，培養學生用辯證唯物主義的物質運動、變化、發展的觀點，合理地、系統地、創新地解決問題的能力，有效地保證實習教學改革質量和效果，也為學生將來就業、工作增添了自信心和競爭力。
四、利用電化教學，全面提高學生的素質
電化教學可以有效地培養學生的綜合素質。在實習電化教學過程中，齒輪、釬桿、高速重載列車車軸等典型材料成功生產案例，潛移默化塑造學生正確的人生觀、價值觀、世界觀。典型材料成分-組織結構-性能-用途交替對應演示，強化學生唯物辯證的工程意識，激發學生的專業興趣，主動積極地去獲取交叉學科知識和發展智力，有力地培養了學生的觀察能力、思維辯證能力、分析問題能力、解決問題能力和創新能力。在中航集團公司某熱處理車間實習期間，以軍工企業文化熏陶塑造人，6～8位學生一組的形式參與某液壓泵零件熱處理工藝培訓教材的動漫插圖比賽，全面訓練了學生用腦、眼、手的基本技能。學生觸發多種感官功能后，能持久保持學習興趣，最大限度地調動實習教學的積極性。學生十分愿意接觸學習現代先進技術和知識，調動了學習材料與計算機學科知識的主動性，求知欲熱情高漲，激發了他們的想象力和創造力。學生間通力合作，充分發揮聰明才智，培養了學生的團隊合作與競爭創新能力。
實習電化教學改革，有效地激發了學生的實踐積極性，充分發揮其主動獲知的精神。學生能在短時間內掌握專業實習重點、難點，加深理解材料學科的辯證統一內在聯系本質，吸收消化更多學科知識，開闊視野，發展智力，提高了實習質量。反之，有力促進電化教學在實習教學改革中創新地發展。
參考文獻：
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關鍵詞： 高分子化學 高分子物理 生物功能材料 教學探索
高分子化學和高分子物理是高分子科學相關專業的專業基礎課。在專業課程設計中，一般兩門課程獨立設置，其中各占有48到72學時不等。我校的生物功能材料專業開設了高分子方面的課程，其中高分子化學與物理是該專業的專業基礎課。根據該專業特點，生物功能材料涉及領域較廣，從無機陶瓷材料到有機高分子材料都有涉及。該專業學生只需掌握有關高分子化學和高分子物理的基本理論知識和應用技能，因此我們開設了高分子化學與物理課程，所設學時為56學時，開設時間安排在二年級下學期，為三年級開設《高分子材料化學》等課程打下一定基礎。該課程內容涉及高分子材料的合成與實施方法，高分子材料的結構、性能、成型加工及其應用，是一門多學科交叉、實用性很強的學科。根據該課程具有涵蓋內容廣，物理化學和有機化學知識運用較多等特點，這樣有限的課時設置就給授課帶來了一定困難，導致學生在理解和應用本課程知識方面具有一定難度。另外，我校該專業物理化學課程設置在二年級下學期和三年級上學期，其中物理化學反應動力學部分講授時間較晚，這也給高分子化學與物理的授課帶來了一定困難。那么如何在有限的學時內系統地講授高分子學科基礎知識，是本文需要重點探討的問題。
1.選擇教材，合理安排教學內容
受授課學時的限制，我們選用的教材是化學工業出版社出版的《高分子化學與物理基礎》，由魏無際等主編。該教材系統地闡述高分子化學與物理的基本概念、基本知識、基本原理和基本測試方法，教材內容全面，難度適中，比較適合生物功能材料專業的教學要求。針對課時較少的現狀，我們對教學內容進行了合理安排。對于高分子化學部分，重點講解高分子的基礎概念、縮聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、陰離子聚合等內容，自由基共聚合、陽離子聚合、配位聚合等可較簡單講解，聚合物的化學反應章節主要由學生自學。這樣既保證了學生能夠掌握高分子化學的基本概念及反應，又沒有因為課程過難給學生造成學習困難。對課程中的某些內容，例如聚合動力學的推導，在物理化學中化學動力學部分還沒講解的情況下，我們在教學中不要求學生記住所有推導和公式，僅提出聚合動力學基本知識，引導學生自己進行動力學推導。對于高分子物理部分，我們重點講解高分子的結構、高分子的分子運動、力學狀態及其轉變，簡單講解高分子固體的基本力學性質、高分子溶液的基本性質章節，對高分子電學、熱學和光學的基本性質章節主要由學生自學。這樣課程的安排，重點講解能夠加強學生對高分子學科基本知識的掌握；簡單講解能夠擴大學生的知識面、引導有科研需求的學生課下加強該部分內容的掌握；自學部分主要為了深化學生對高分子學科知識的理解。重點講解、簡單講解與學生自學相結合的教學方法，突出了本課程重點、拓寬了學生知識面，克服了高分子學科教學中內容多、概念多、數學推導多等難于克服的難點。
2.理論聯系實際，提高學生學習興趣
高分子化合物廣泛存在于日常生活中，如穿著用的化學纖維、自然界存在的棉、麻、絲綢等，食品行業中的蛋白質、淀粉、纖維素，建筑行業中用的涂料、各種高分子管材、膠黏劑、有機玻璃，行駛工具中應用的橡膠、工程塑料、增強纖維等。高分子科學在人們的日常衣、食、住、行中發揮著極其重要的作用，其是一門應用基礎型的學科。高分子化學與物理的教學，單純的講解很難引起學生的學習興趣，教學效果不顯著。為提高學生學習興趣，我們在講解基本知識的同時，注重理論和實際相結合，列舉了大量實例。例如講解縮聚反應時，對滌綸、尼龍等一些重要的縮聚物的生產原理進行了重點講解，對聚乳酸生物材料進行了系列概述，包括其生產方法、原理和應用等；自由基共聚合部分，講到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS樹脂）、丁苯橡膠（SBR橡膠）等一些著名共聚物和常見聚烯烴產品及它們的制備原理、主要性能和用途。其中舉例聚四氟乙烯（PTFE）用于流量泵、反應釜內襯和攪拌棒外面涂層，聚氯乙烯（PVC）用于各種集成吊頂和各種垃圾袋等。在高分子發展史中，講授諾貝爾獎成果和獲得者的發明典故，例如電高分子的發現、齊格勒-納塔催化劑的發展，以增強課堂的趣味性；講述了第二次世界大戰期間高分子的發展典故。此外，讓學生翻看塑料水杯的材質、衣服標簽讓學生認識各種標志上一些材質的名稱，指出我們的水杯、服裝由哪些合成高分子構成，并討論目前常用的化學纖維名稱和聚合原理；通過舉例講解方式，激發學生自主學習興趣。
3.多媒體與板書教學方法相結合，提高教學質量
高分子化學與物理基礎課程知識面廣，其涵蓋了高分子化學、高分子物理、高分子加工等方面內容。該課程教學信息量大、理論性強，學生理解相對比較困難。因此，我們在教學過程中注意多種教學形式相結合，提高教學質量。課堂主要采用多媒體教學方式，同時輔以板書講解，取得了不錯的教學效果。利用多媒體教學方法既能夠將理論的知識直觀體現出來，又能夠將難于理解的教學內容形象地展示出來，這樣可以使學生更容易理解所學內容。例如，在講解配位聚合時，利用動畫演示雙金屬活性中心機理和單金屬活性中心機理中單體分子的插入過程與鏈增長過程；自由基聚合實施方法中，利用制作動畫模擬懸浮聚合和乳液聚合過程中單體的分散過程，高分子物理中拉伸對高分子結晶形態的影響、動態黏彈性模型，等等。通過多媒體的運用，可以使抽象的教學內容具體化，有效提高學生學習的趣味性。多媒體課件也會存在一些缺陷，比如講課節奏過快，學生難以吸收；教師過于關注幻燈片屏幕，減少了和學生的交流互動，等等。在實際教學過程中，還應注意和板書的有效結合，對重點知識內容采用板書的形式進行講解，取得了不錯的效果。
4.網絡教學方法的運用
針對多媒體教學存在講課節奏過快，學生難以吸收等缺陷和板書教學進度緩慢等特點，對重要章節，我們采取課堂與課下網絡教學相配合的方法。網絡教學在原來多媒體教學基礎上，對教學過程和教學內容提供了全面支持。目前學校構建了一個比較完整的網上教學支撐環境，提供多媒體錄播室進行教學視頻的錄制，最后把課件與錄制視頻統一上傳到網絡教學平臺。網絡教學有許多傳統學習方法無可比擬的優點，例如學生學習自主性增強，真正發揮學習的主觀能動性，學生學習在時間和空間上少了許多限制，學習的探究性更加深入。另外，網絡背景下學生在獲取不同的資源時可以進行比較，相互之間取長補短，知識面更廣。隨著現在網絡技術的發展，學生可以在宿舍、教室和學校多媒體教室通過網絡對課堂內容進行學習。網絡教學方法的運用，大大彌補了課堂多媒體課件存在一些不足，大大提高了教學效率。
5.開展互動式教學，發揮學生的學習主動性
教學是教師和學生的共同行為，學生是課堂的主體，教師是學生學習知識的引導者。目前高校教學方式偏重以教師“教”為主，忽視了學生“學習”的主動性，學生始終處于“被動學習”地位。這樣的“被動學習”，導致學生具有學習壓力大、心理負擔重等特點。針對這一現狀，我們采取課堂互動的教學方式，包括師生提問、討論和學生上講臺相結合的方式進行教學活動，取得了一定效果。比如在下課前教師先提出下一節課的預習內容，提出一些討論問題，例如在講述縮聚反應時，提出不同聚合時間獲得聚合物分子量是否相同、什么樣的單體能夠發生縮聚反應、什么樣的單體能夠獲得支化的高分子等問題。讓學生通過查閱資料，自己尋找答案，并在下次課堂上讓學生進行討論，然后教師補充。這樣既提高了學生的學習思考能力，又增強了學生的學習主動性，提高了學習興趣。另外，我校為農業院校，雖然學習《高分子化學與物理課程基礎》課程的學生是非農業專業，但是部分學生畢業后或許從事涉農相關服務業。考慮到此種情況，我們在授課內容安排上，對目前農業應用的高分子材料和高分子在農業方面的潛在應用進行了討論，給他們提供了創造性思維。比如在講自由基聚合章節時，我們就對強吸水樹脂的制備現狀和發展前景，主要針對其在農業生產中的應用進行了講述，對高分子薄膜在農業中的應用及帶來的“白色污染”與應對措施進行了討論。通過這樣的討論，我們鍛煉了學生分析思考問題的能力，這為學生工作與科學研究的創新思維形成打下了基礎，提高了學生的學習積極性和學習興趣，加深了對本課程的理解。
6.結語
通過對本校生物功能材料專業《高分子化學與物理基礎》課程教學中的一些課程設計特點、面臨的問題及目前采取的措施進行了總結。《高分子化學與物理基礎》雖然是一門專業基礎課，但其理論性強、概念抽象難懂，如何讓學生在掌握該課程基本理論的同時，調動學生的學習積極性，培養學生的自主學習能力和創新意識，是教學工作中需要不斷探索的問題。我們將在總結已有教學經驗的基礎上，繼續對本課程教學方法的改善與創新進行探索，以提高該課程的教學質量。
參考文獻：
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關鍵詞：卓越計劃；材料專業；就業適應性
一、“卓越計劃”的實施背景和主要內容
卓越工程師是適應經濟社會發展需要的，具有較強創新能力、綜合素質高的各類型工程技術人才，進而能夠為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人力資源強國服務。
“卓越計劃。培養的標準體系包括通用標準、行業標準以及學校標準三個層面。
首先，要掌握扎實的工科基礎知識和本專業的學科理論知識，能夠對生產工藝、設備與制造、包裝、工廠或工程進行設計，了解本專業的發展現狀和趨勢，了解本專業領域的技術標準、相關行業政策、法律和法規。其次，應具有發現問題、分析問題、解決問題的主動意識及實踐能力，即能敏感地在生產、管理、服務第一線發現潛在問題，通過分析和思考，熟練運用各種知識、經驗、專業技能，最終解決現實問題。
二、影響大學畢業生就業適應性的因素
就業適應性也叫職業適應性，是指一個人對從事一種職業或特定工作時所應該具備的知識、能力和素質的總和，是其內在因素和成長環境共同作用而造就和形成的。就業適應性包括諸多方面，可因職業不同而會有不同的要求，從目前情況看，影響學生就業適應性的因素有學校和學生兩方面。
2.1學校方面的因素
由于受傳統教育觀念和教學模式的影響。近些年來，我國工科類本科生教育多以知識傳授為主，往往將此做法置于教學的中心位置，而輕視對學生能力的培養，特別是學生創新實踐能力的培養。從教學大綱、教學計劃、教學方法等多方面都可以看出，高校的教育是以老師為主體，學生為客體，這就很容易導致學生習慣被動、消極與盲從地接受老師知識的灌輸，不愿意動腦筋，從而扼殺了學生的學習積極性和創新意識。況且，老師也可能在某些知識方面存有不足，如果一些學生不假思索地接受知識，就容易受教師主觀臆斷的影響。
2.2學生方面的因素
許多高校大學生雖然選擇了現在所學的專業，但實際并不了解自己學的專業具體是做什么，對專業學習的意義也認識不足，加之易受社會浮躁和功利思想的影響，缺乏職業規劃。在應試教育體制下，學生習慣考前“突擊”，而忽視平時有關工程基本功的訓練。還有的學生將精力過多地沉浸在各種課外活動或個人生活中，難以系統地學到專業知識，更談不上提高專業實踐能力。其結果，幾年下來，學生對所學知識往往知之甚少，甚至道不出個所以然來，畢業后難以勝任工作的需求，進而導致學生就業適應性差。
三、“卓越計劃”對材料專業畢業生就業適應性的促進作用
實施“卓越計劃”的目標是克服我國目前嚴重的工科類教育與產業脫節，理論與實踐脫節的問題，改革現有的工程技術人才培養模式，實現理論教學與實踐教學的有機統一，實現學校學習與校外實踐的有機結合，真正使工科類本科生的知識、能力、素質能夠有機協調地發展，從而培養造就一批創新能力強、綜合素質高、適應經濟社會發展需要的各類型工程技術人才。
3.1行業企業深度參與培養過程，根據上述的分析，企業尚沒有深入參與到教學中，具體表現在沒有提供給學校足夠的行業信息，很多學生沒能到企業頂崗實習，很多教師也沒有在企業任職的經歷。這些都是造成學生就業適應性差的原因。對此，“卓越計劃”提倡企業深度參與到教學中，讓企業的專業人士參與到教學計劃的制定和實施中來，企業給學生提供實習的機會并參與指導學生完成畢業設計，為老師提供任職輪崗的機會等等。實踐表明，企業深入參與到教學中，必定會給高校的教學帶來一定的促進作用，進而縮短學生的就業適應周期。
湖北省竹溪縣城關初級中學成立于2009年8月，是城區一所寄宿制學校，現有學生1 548人，教師113人。該校2012年底被列為教育部信息化試點學校以來，全校上下高度重視，本著“育人為本，同享成功的快樂”的辦學理念，不斷加快推進教育信息化進程，完善信息化硬、軟件建設，注重以培促用、用研結合，全力促進信息技術與課程教學的深度融合。經過兩年的實踐探索，該校師生的信息化應用與研究能力顯著提升，教學質量和辦學水平逐年攀升。
1軟硬兼備創優教育信息化環境
教育信息化試點工作的推進，硬軟件建設是前提。該校建校伊始，就把信息化建設納入學校統籌規劃，按照“分期投入，逐步完善”的原則，不斷改善教育信息化環境。
1.1在軟硬件建設上多投入
累計投入500余萬元，先后建起了計算機教室2個，電子備課室1個，多媒體功能室1個；開通了30 M網絡流量和Wifi無線網絡，為任課教師每人配備了1臺筆記本電腦，教室均配備“班班通”設備，全校的信息網絡、智能廣播系統、校園監控系統、校園網站等信息化建設逐步得到完善，為信息技術與學科教學的融合提供了支撐。在軟件建設方面，堅持引進與開發并重、共建與共享同存的原則，整合名家理論文章和課堂視頻、IP網絡教育資源，充實校本資源庫，通過教師互動、學生互動、班班互通，建立起穩定有序的資源共享模式。圍繞“一師一優課、一課一優師”的目標，以年級組和備課組為單位，組織教師認真觀摩聽評，精心打磨優質課堂，實現“組組有優課、師師有優課”，并將優秀的課件、教案和微課上傳到十堰市云平臺和校園網，匯集成優質校本資源庫，供全體師生分享學習。
1.2在裝備管理上更規范
對硬、軟件逐一進行登記，建好臺賬，分類存放，做好防護措施。與處室、班級層層簽訂財產保管和使用責任書，定期進行設備管理和維護檢查，其結果直接與班主任、處室負責人的年終績效掛鉤。
1.3在設備保養上求細致
選配責任心強、技術好的教師，專門負責學校信息化裝備的檢查、維護、保養，明確責任，要求負責人時時做好設備、網絡的防控檢測，發現問題及時維修，確保裝備設施的正常使用。
2加強運用促進學科教學有效融合
教育信息化工作的關鍵在運用。該校采取多種形式促使教育信息化與學科教學有機融合，充分發揮其最大效益。
2.1加強信息技術培訓提高信息化應用與學科教學融合能力
近年來，該校將教師培訓納入學校常態化工作。根據教師信息化應用水平現狀和教育信息化應用的需求，學校統一安排學習進度，從最基礎的電腦文件操作、Word排版、PPT制作使用、電子白板運用、網絡搜索下載等基礎使用開始，由簡入繁，逐步過渡到優質課件制作、優課、云平臺運用、微課制作、微信公眾平臺運用等內容的技能培訓，要求教師全員培訓、全員考核，對考核不合格的教師進行補培、補考。每學期期中、期末安排兩次信息化應用檢測，檢測成績作為教師校本培訓成績記入教師成長檔案，并納入教師年終績效量化。2014年暑期時間，全體教師經過信息技術集中培訓、測評后，學校對七年級新調入教師進行了補培，對未合格的教師進行補考，確保教師全員過關，人人都能熟練進行信息化裝備的操作使用。如今，該校的每節課中，師生均能通過電子白板進行學習互動，教師設計的課件已由過去單一的圖畫轉變為生動豐富、靈活多變的動漫與音畫結合體的播放形式，教師的教案、課件、教學反思等教學常規內容全部轉變為數字資源供全體師生學習共享。
2.2通過“課內比教學”活動展現信息技術與學科融合的深度
2011年起，該校每學期都要開展“課內比教學”活動及“課件制作”大賽。例如，2014年學校開展微課制作大賽，通過競技平臺檢驗和展示教師“四環八步”課改模式下的課堂效果和信息化教學應用水平，激勵教師在平日課堂內充分利用網絡信息制好課件、備好教案、用好白板，并能通過電教手段有效開展好小組合作、探究等學習活動，學生學習興趣更濃了，課堂效率更高了。
2.3通過信息技術課提高學生學習能力
各班每周開設一節微機課，并將微機課納入其它學科同等重要的位置，同其他學科一樣參與課內比教學活動。學校定時開放微機室，成立計算機興趣小組，引導學生文明上網，激發學生掌握信息技術的興趣，提高運用計算機進行學習交流的能力。目前，90%的學生均能通過計算機開展網上交流，查找學習資料，運用Word、Excel等軟件寫文章、做統計。
2.4開展課題研究提高信息技術在課堂中的使用效益
該校建立了教研成果獎勵制度，對獲得教研成果獎勵和教學的教師給予物質獎勵，在年度績效和晉升晉級上給予分值獎勵，鼓勵教師勤奮學習和積累教學經驗，提高教研寫作水平，積極向教學類報刊雜志上投稿。創辦《城中教苑》，精選教師優秀的教研論文予以刊發，集中展示教師的科研水平，激發教師參與教學教研的熱情。充分利用每周教師例會時間，開設教育信息與課程融合為主題的論壇，安排教師匯報自己在教育信息化應用上進行研究探索的成果，交流自己在信息技術與課程融合中的經驗體會，助推教師教育信息化應用水平和課題研修能力的提升。近3年，每學期均有20余人次的課件、公開課、論文、案例獲得省市級獎勵或在縣級以上教育類報刊雜志上發表。
3開辟平臺拓展信息應用領域
信息技術的廣泛應用是提升學校信息化水平的有效途徑。該校積極為師生搭建多元的信息化應用平臺，提升師生信息化應用水平和校園管理運行效率，擴展校園服務功能。
搭建師生交流平臺。開通城中教師QQ群、微信公眾平臺、班級QQ群等網絡交流平臺，交流學習心得，下載教學共享資源，布置學習任務，進行師生心理溝通，方便了師生、家校溝通聯系，加強了學習、知識交流，促進了校園和諧。
3.1拓展信息化服務功能
在校園網開辟學校新聞、通知公告、教學科研、德育園地、教師風采、黨風黨建等專欄，內容定期更新，讓師生通過校園網，了解學校動態、教學資源、通知要求、成績查詢等信息，進行反思交流，加強師生溝通，推進學校民主管理進程，提高管理效能。充分利用校園網、中國教師行動網等渠道，建個人博客，上傳教學反思、集體備課、案例、讀書體會等個人教學資源，利用網絡傳達信息、進行校務公示、下發通知、查找資料、學習知識等，使全校實現了學習備課、教育管理的網絡化、無紙化。利用校園廣播室、校園直播系統，實行網絡傳輸和信息快速傳遞，開拓知識視野，播發校園新聞，大大激發了師生求知欲和學習情趣。
3.2充分利用十堰市云平臺
依托十堰云平臺，要求教師人人建好工作室，及時上傳集體備課、教學反思、課件、論文、微課、學生作業等常規教學資源充實自己的工作資源庫，并經常性開展師生在線互動交流，幫助學生釋疑解惑。教導處每月組織人員對云平臺使用中的個人資源上傳、下載及師生交流互動情況納入常規教學的重要檢查內容，并將檢查結果作為教師的年終績效考核的重要依據。
4完善制度健全試點推進長效機制
制度是教育信息化工作的保障。該校通過制度完善和層級管理，達到了以評促“建”、以評促“管”、以評促“用”、以評促“優”的效果。
4.1建立層級督導體系
學校制定出《城關中學信息化試點推進方案》，成立了以校長為組長、分管副校長主抓、處室或年級負責人具體落實的信息化試點推進領導小組，有詳實的推進計劃和任務分解表，明確了各處室、年級組的職責，形成了“校長——分管領導——處室、年級負責人”層級督導、分塊加以落實的機制。
4.2加強督辦力見成效
每周下發《工作督辦》，由學校辦公室和教科室在周五前進行聯合檢查、記載，確保信息化試點工作和檔案資料收集周周有進展、次次見實效。
4.3完善制度建長效機制
為確保教育信息化建設制度化、規范化，學校制定了校園網絡安全運行維護制度、實驗室管理員崗位制度、各功能室管理使用制度、電教設備器材
領用制度、計算機網絡教室管理制度、信息化應用
獎勵制度等教育信息化管理制度，依照制度進行督查，若發現落實不力的處室、年級和功能室的相關負責人，下發通報，責成限期整改。同時開展評比活動，將每周督辦記載情況做為處室、年級組和相關負責人、教師優秀評比的重要條件。
關鍵詞：新型建筑材料；發展；應用
Abstract: along with the science and technology and the development of the material chemistry, new building materials also obtained fast development. And based on the new building materials with beautiful, hard working, intensity, light quality, environmental protection and so on the characteristic that is widely used in building of. This article in view of the new building to development, and discussed the types of new building materials, characteristics and the application in building engineering is built.
Keywords: new building materials; Development; application
中圖分類號：TU5文獻標識碼：A 文章編號：
一、前言
隨著我國改革開放的不斷深入，新型建筑材料層出不窮，從功能上可以分為墻體材料、裝飾材料、門窗材料、保溫材料、防水材料等等從材質上分為天然材料、金屬、非金屬材料、化學材料等。尤其是化學材料在新型材料中廣泛運用，不僅使用不再僅僅的局限于普通建筑，還廣泛的運用于橋梁、地鐵等特殊性建筑當中，這也就為新型建筑材料的發展帶來了巨大的空間。從當今的新型材料來看，其具有強度大、質量輕、性能好、綠色環保等優點，在工程建設之中得到較好的體現。下面就介紹幾中應用較為廣泛的新型建筑材料
二、幾種新型建筑材料的介紹和應用
在材料的研發上，隨著跨學科領域的交叉滲入，使得新型建筑材料越來越品種化和高性能化，在我們的實際生活和建設中發揮著重要的作用。但從近幾年的建筑材料看，其主要有如下幾種類型：
新型墻體材料――中空PVC內模輕質隔墻。它是一種以PVC塑料模板為骨架，外抹普通水泥砂漿的新型墻體，適用于一般工業與民用建筑物內的非承重隔墻以及地下室防潮墻。如：住宅、賓館、醫院、學校、辦公大樓、工業廠房等。它的特點：第一、重量輕，約為一般混凝土墻重量的1/3，粘土磚墻重量的1/2，大幅減輕建筑物自身荷載從而降低了建筑工程的綜合造價，尤其適用于高層、軟基地質的建筑物。第二、經濟實用，由于墻體厚度薄（100～200mm厚已包括雙面抹灰層）大大節省了結構空間，同時相應增加了建筑物的實用面積，相比240mm厚墻體每100m2約能增加3～5m2。第三、墻體的強度高、抗震性能強。由于隔墻邊界與混凝土柱、墻、梁等采用錨固的連接方式使整個墻體形成一體，其整體剛度和抗震性能明顯優于其他板材墻體1倍左右。第四、有良好的防火、耐火性能，優質產品的耐火極限可達到4小時以上。第五、保溫、隔熱、隔音性能好，根據權威部門熱工性能檢測結果，傳熱系數小于2.1w/m2.k，是建筑物實現節能減排的理想材料。第六、無裂紋和拼接縫，因墻面整體施工無拼接縫出現，又由于其內模為軟質材料外掛增強鋼絲網和防裂耐堿玻纖網布，各向同性，有效解決了其他材料因熱脹冷縮及機械動力所造成的龜裂及拼接裂縫等工程質量通病。解決了目前施工單位保修過程中的墻體裂縫維修難題。第七、安裝簡便，施工工期短 ，隔墻施工安裝簡單方便、速度快，比一般墻體施工工期能有效縮短30%－50%。 第八、節能環保，中空內模板原材料可利用廢舊PVC回收再生，對保護土地資源和生態環境、促進資源循環利用有積極深遠的意義。這是目前節能減排的大勢所趨。了解這么多的優點，這種新型墻體材料施工流程是怎樣的呢，其實也很簡單，下面就對一般墻體的施工流程做簡單介紹：結構墻、地面基層處理測量、放線固定上下龍骨配板、裁剪安裝固定PVC內模板安裝預埋管線、電盒滿鋪增強用鋼絲網壓抹1：3水泥砂漿填槽、拉毛滿鋪耐堿抗裂玻纖網布1：1：6水泥混合砂漿壓光抹面成品噴水養護。
說完了新型墻體，還有一種應用非常廣泛的新型建筑材料就是新型防水材料，目前常用的有：聚合物水泥基復合防水涂料（施工人員常稱為JS）；聚氨酯防水涂料；彈性體(SBS)改性瀝青防水卷材和塑性體(APP)改性瀝青防水卷材.雖然它們都是用于防水的材料，但是應用的范圍和環境有所不同，其中聚合物水泥基復合防水涂料不適合在零度以下及雨水中施工（稍微潮濕不見明水的條件下是可以使用）， 而聚氨酯防水涂料克服了冷施工的缺點。SBS改性瀝青防水卷材同樣有這樣的優點，彈性大，低溫柔性好。APP改性瀝青防水卷材的最大優點就是既耐熱又抗低溫，而且抗紫外線能力特別強，所以使用壽命長。但與防水涂料成品相比，防水卷材的成本相對要高。具體根據現場實際情況結合產品的特性靈活選擇。
除了這些常接觸的新型建筑材料，還有一些新型化學材料。如，高分子化學材料。高分子化學材料主要作為當今建筑物的涂料使用。隨著我國城市化建設，城市建筑講究美觀，從而使得高分子化學的涂料得到廣泛的使用。其在制作當中使用樹脂和有機硅合物，甚至在制作中加入瀝青，這種制作材料使得其具有非常顯著的優點，其中最主要的便是具有良好的防水密封功能，在使用中具有較高的穩定性，這就對建筑物不僅起到美化作用，而且減少了建筑的損傷，很大程度上延長了建筑物的使用壽命；該種材料還具有一定的保溫隔熱功能，不過效果不是非常的顯著。對于房屋建筑而言，對其的后期維護也是非常的關鍵。高分子化合材料具有良好的防水密封的功能，而廣泛運用于房屋的外體保護。該種材料不僅可以涂于橋體對房屋起到一定的美觀作用，而且可以有效的隔絕鋼筋混凝土與空氣接觸，減緩墻面的老化。而且在混凝土的拌制時，適量的加入高分子化合材料，從而提高混凝土的性能，如抗腐蝕、抗凍、防水等功能，有效的防水機制可以防止雨水對結構的滲入，這也就減少了房屋墻體內部鋼筋的腐蝕。由此可見，其對于房屋結構耐久性非常的重要。
四、結語
隨著科學技術的發展，諸多的新型建筑材料改變著我們的生活。但是，其目前的發展還遠不能滿足當今建設的需求。新型建筑材料在諸多的領域還不夠成熟，例如纖維聚合物的使用還有非常的局限性，在性能上還比較的單一。因此，新型建筑材質的不斷研發和技術創新既是社會發展的需求也是我們當今社會生活和文化所必須的。
參考文獻：
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