关键词：传统无机非金属材料；水泥；玻璃；陶瓷
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。
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;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。
1 水泥
水泥作为三大建筑材料之一，是最大宗的无机非金属材料。日前，传统水泥的生产工艺日趋完善，水泥材料的发展主要表现在高性能水泥基材料、节能型水泥等方面。
1. 1高性能水泥基材料
对水泥材料高性能的要求首先是基于高强。通过降低孔隙率、改善孔结构及孔径分布可开发出高致密、高强度的水泥基材料，为此，一般可采用以下儿种方法:改变成型方法；掺加超细活性硅质材料，掺加高分了材料;掺加纤维材料，取得了很好的增强和增韧效果，从理论上讲，理想的纤维材料是硅酸钙纤维，它与水泥材料的化学兼容性好，还可起品种作用促进水化;发展新型水泥材料，传统的硅酸盐水泥及其衍生品种的强度和耐久性均不够理想，
1.1.1浸渍水泥基材料
采用高分子聚合物对水泥浆体浸渍，使整个材料非常密实，所得材料的抗压强度可达240MPa。
1.1.2压实水泥
根据岩石的成矿机理采用类似于制造陶瓷的热压工艺，在100MPa-345M P。的压力和150°C - 250°C的温度下获得了抗压强度达350MPa- 500MP的水泥材料，使其几乎与金属材料媲美。
1.1.3MDF水泥
又称宏观无缺陷水泥是指一种综合性能优异的抗压强度高达300MPa，抗折强度更高达的200MPa，在电学、磁学、声学和低温使用性能方面也有某些性能的新型水泥制品。 MDF水泥抗折强度高韧性好，可用于制造各种管 道尤其是用其他材料不易制作的大直径管道，及对抗折强度有较高要求的支撑材料。 MDF水泥绝缘性好，体积电阻率和击穿电压高，可代替陶瓷、塑料用作力学性能好的经久耐用电绝缘材料； 经微细化处理的MDF水泥，可用作唱片、音箱材料以及制作水泥弹簧等； MDF水泥还有望成为一些金属材料、木材和陶瓷材料的廉价代用品。
1.2节能型水泥
节能型水泥的生产可通过改变熟料矿物组成、生产少熟料水泥等途径达到。
1.2.1改变熟料矿物组成：在保证质量的条件下以含钙量低，形成温底低的低能耗熟料矿物代替传统硅酸盐水泥中的C3S,C3A等高能耗矿物。
1.2.2生产少熟料水泥： 利用碱―矿渣水泥的生产原理，提高混合材掺量，减少水泥用量可大幅度降低水泥生产能耗及成本，同时还可充分利用工业废渣，如钢渣、磷渣、铁合金渣、铅渣、镍渣、铝渣等，还可利用沸石、火山灰等天然或人工火山灰质材料。提高混合村掺量通常对水泥长期强度没影响，但使凝结变慢、早强下降，采用碱性激发剂充分激发混合材的活性或采用早强剂可弥补这一缺点。
2玻璃
玻璃是另一类传统的、历史悠久的无机非金属材料。传统的玻璃材料及器皿等工艺技术己基本成熟，玻璃新材料包括医用玻璃和生物工程玻璃、非线性光学玻璃、光通讯用玻璃、平面集成微光学玻璃、电致变色和光致变色玻璃等。
2.1医用玻璃和生物工程玻璃
自发明生物玻璃以来，人们发现许多玻璃和微品玻璃能与生物骨形成键合，其中一些己应用于临床，用作牙周种植、人造中耳骨等。日前已经利用玻璃、微品玻璃制备高韧性生物活性金属，生物活性聚合物等。微品玻璃尤其是多孔微品玻璃可用作生物工程中的载体，用在固定床反应器、固定床循环反应器和流化床反应器上。
2. 2非线性光学玻璃
近年来，非线性光学玻璃，特别是未来全光学装置所要求的具有高二阶极化率X,快的响应时间T和低的光吸收特性的材料研究引人注日。制备方法包括传统微品玻璃制备法分离了交换法、溶胶―凝胶法和离了注入法。
2. 3光通讯用玻璃
目前利用掺稀土的氟化物光纤制作具有从可见光到中红外光操作波长带的纤维激发器和放大器，以满足超高容量和适应性强的光学网络系统的需要。
3陶瓷
陶瓷是具有悠久历史的材料，通常作为陶瓷器、砖瓦、卫生陶器等民用产品用于人们的日常生活，作为工业产品，广泛用着耐火材料、电绝缘子、磨削砂轮等。
精细陶瓷是相对于传统陶瓷而言的。它是采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术制造、加工的，便于进行结构设计的，具有优异特性的陶瓷。精细陶瓷可分为:电了陶瓷、高温陶瓷、生物陶瓷、结构陶瓷等。
3. 1电陶瓷
电陶瓷可分为导电陶瓷、光电陶瓷、电介质陶瓷等。
导电陶瓷：导电陶瓷有碳和SiC系陶瓷、BaTi03系半导体陶瓷等。可用作电阻器、高温用电热电阻、热敏电阻器、湿敏电阻器、具有开关和存储功能的非线性电阻器等。光电陶瓷：光电陶瓷制成光敏元件、光电导模元件、光生伏打模元件。烧结CaS多品可作成x射线到紫外线范围的光检测器。电介质陶瓷：电介质陶瓷可分为绝缘陶瓷、压电陶瓷和铁电陶瓷。
3.2高温陶瓷
高温陶瓷与金属相比，能耐更高的温度。高温陶瓷有氧化物系陶瓷和非氧化物系陶瓷。碳化物、硼化物、氮化物等显示出不同于以往氧化物系陶瓷的性能，成为超高温度技术领域中的重要材料。
3. 3生物陶瓷
生物陶瓷是用于人体器官替换、修补和外科矫形的陶瓷材料，它己用于人体，近年来发展相当迅速。这类材料卞要包括氧化铝、烃基磷灰石、生物活性玻璃及生物活性玻璃陶瓷、涂层及可被吸收降解的磷酸钙陶瓷。
3.4结构陶瓷
结构陶瓷以耐高温、高强度、耐磨损、抗腐蚀等机械力学性能为主要特征，在冶金、宇航、能源、机械、光学待领域有重要应用。在这些领域中用非金属代替部分金属是总的发展趋势。
结语
未来科学技术的发展，对各种无机非金属材料，尤其是对特种新型材料提出更多更高的要求。由于对材料科学基础研究的日益深入，各种精密测试分析技术的发展，将有助于按预定性能设计材料的原子或分子组成及结构形态的早日实现。（郑州大学材料科学与工程学院；河南；郑州；450001）
参考文献：
关键词： 一页开卷 无机非金属材料 考核方式 教学改革
一、引言
《无机非金属材料》是无机非金属材料专业的必修课和其他专业的选修课，它包括玻璃、陶瓷、耐火材料、胶凝材料（水泥，石膏，石灰）及无机非金属材料基复合材料，系统地介绍了这些材料的组成、结构和性能之间的关系，以及通过工艺调整这种关系的方法。该课程内容广泛、公式繁多，传统的考试方式大多采用笔试，并且大多数都采用闭卷方式，学生在考试中需要记忆的知识较多。高校学生将分数看得十分重要，会为分数而学，因为从免试研究生的推荐、学习优秀生及三好学生的选拔到奖学金的评定无一不与成绩有关。因此这种考试方式容易培养出一批只会死记硬背的人，他们在考前集中精力突击一下往往能够取得较好的成绩，但却抑制了学生个性的发展，挫伤了学生学习的积极性，不利于创新精神的培养；同时还会助长学习态度不端正的不良学风。另外，大学校园内的英语、计算机课程的学习热情有增无减，学生必须花费大量时间和精力去面对大学英语四、六级考试和计算机等级考试。再加上当今社会对大学生的要求也越来越高，所以大学生会普遍感到一种前所未有的压力。在这种情况下，如果继续采取闭卷考试的方式，会大大增加学生的学习负担，极有可能会挫伤一部分学生学习该课程的积极性，这对后面专业课的学习也是极为不利的。
总之，闭卷考试的方式和后果已不太适应当今高等教育发展的基本要求。所以，适当改变考试方式，让大学生在
学习上由被动变主动，在目前形势下显得尤为迫切。
二、考试方式改革的内容
针对《无机非金属材料》这门课程内容广泛、公式繁多的特点，笔者认为较为理想的考试方式应该是半开卷考试形式。所谓半开卷考试，即“一页纸开卷”考试。具体实施方法为：期终考试前一周，发给学生一张A4大小的专用纸（本专用纸可带入考场）。专用纸使用规则为［1］：
1.学生可以将自己对全课程学习内容的总结，包括重点、难点、不好记忆的公式、定理等写在这张A4纸正反两面上，作为参考；
2.每位学生的“专用纸”上所写的内容必须是本人手抄体，考试时“专用纸”上所写内容若是复印、复写则视为舞弊处理；
3.专用纸上的学生基本信息要填写完整，考试时“专用纸”不得相互传递、借用，否则视为舞弊处理。
4.考试结束后，该纸专用纸随试卷一同上交，作为评分依据的一部分。
这种考试方式有以下特点［2］，［3］：
1.可以大大减轻学生的学习负担和考试压力。从目前大学的教育情况来看，学生的学习时间并没有增加，但学习的知识量和考试的门数却大大地增加了，这自然使得学生在各个方面均承受较大压力。考试方式的改变，使得学生以传统的死记硬背公式中解脱出来，无疑大大缓解了学生的考试压力。
2.“一页开卷”考试方式可促使学生平时认真学习，考前进行全面、系统的复习、整理。允许学生带一张A4纸进考场，把自己认为重要的内容整理在纸上，这种浓缩、整理知识的过程，事实上就是一个很好的学习过程，如果平时没有对所学知识真正理解、融会贯通，很难在小小的一张A4纸上提炼出“要点”或“重点”。所以，“一页开卷”在客观上可迫使学生勤学深思，考前再系统地复结，加深理解扩展、延伸所学知识，并在考试中融会贯通、灵活运用所学知识。不下苦功勤奋钻研，想取得高分是不容易的。
3.“一页开卷”可促进教学方法的改革。改用“一页开卷”后，教师在试卷命题时必然将重点转向考查学生的思考、应用能力，也促使教师在平时授课中加强与本课程相关的新知识、新工艺的分析与讨论，以提高学生分析解决问题的能力和学习积极性。
4.能适当拓宽教师出题的深度和广度。在以前的闭卷考试中，教师出题往往要受到一定限制，而采取这种半开卷的考试方式后，教师出题范围可以适当加宽，难度可以适当提高，题量可以适当加大。可以减少甚至取消简单的知识点考核，如名词解析、填空等题型，增加综合能力的考核。
5.能提高学生的平均成绩。在以前的闭卷考试中，学生有时会出现公式记混或者记错的现象，往往使得不及格率偏高，考试方式改变之后，能有效降低不及格学生的人数，同时也能提高学生的学习兴趣。
三、《无机非金属材料》考试方式改革的实践效果
经实践，对学时少的材料化学专业的《无机非金属材料》的考试进行过一次尝试，取得了一些成效：
1.学时虽少，但所讲授的内容并没有减少，学生在短时间内仍能学得《无机非金属材料》的大部分内容。学生只需领会基本概念、基本公式的含义，而不需要死记硬背大量复杂的公式。因此，虽然考试的面较宽，但学生并不感到吃力。
2.教师出题的负担大大减轻。以前的闭卷考试，教师总担心学生记不住复杂公式而回避许多重要章节的内容，但考试方式的改变，使得出题的范围大大地得以拓宽，这样就能较为全面地考出学生的真实水平。
3.学生的及格率大大地提高。与前一届相比，不及格率由上一届的12%左右降到5%左右。学生对这种新的考试方式普遍感到满意。
四、《无机非金属材料》考试方式改革的不足及优化
这种考试方式的改革虽然取得了一定的效果，但也有不足之处，就是学生的成绩分数不高，优秀率较低。原因主要是学生第一次进行“一页开卷”的考试方式，没能在考试中融会贯通、灵活运用所学知识，导致一些偏重运用知识型的题型得分率不高，影响了最终的成绩。一些学生反映，刚开始时觉得特轻松，确实免去了许多死记硬背的时间，但真要想从几百页书中找到有用的重点、要点，其实并不容易，而是“眉毛胡子一把抓”，没能进行“研究型”备考，扩展、延伸所学知识，没能把最重要、最精华的记在纸上。因此在今后教学中要注意突出学生的主体作用，注重对学生自身能力的培养。一是提高学生的理解能力。引导学生把主要心思和精力放到提高自己对知识的理解、分析和运用上来，使学生从应试型学习向应用型学习转变。过去的考试，学生们都是将课本中能背的全背下来，结果考试时只有少数知识用得上，而考完后又全抛诸脑后。如果学生善于分析归纳重点，把握教学要点，就不必花费大量的时间去背那些概念和公式了。二是提高学生的总结归纳的能力。“一页开卷”考核模式需要学生精心准备、择优挑选，把认为最重要、最精华的记在一页纸上。准备的过程也是一个认真学习、分析、归纳、总结、提炼的过程，促使学生系统地复习整理所学内容，达到考试的真正目的［3］。
五、结论
这次半开卷考试模式改革，只是一种尝试，这种方式本身未必最好，但我认为是可行的：通过让学生自己准备提纲，培养锻炼自学能力、综合归纳能力、科学思维能力，它具有一定的合理性和可行性，可促使学生将学过的知识进行总结、归纳、提升。由此也可以看出，考试模式必须改革，应该让学生能把考试当作深化学习课程知识的一个重要环节，把复习当作主动学习课程知识的一个重要阶段，从而改变学生被动紧张的“挨考”地位。当然，如有其它更好的考试模式能使考试成为后发式的学习环节之一，无疑将更为理想［4］。
参考文献：
［1］孙崇江.半开卷考试模式初探.四川教育学院学报，2003，19，（12）：25-26.
［2］张新红.材料力学.考试方式的探讨.长江大学学报（自科版）理工卷，2007，4，（2）：119-120.
关键词：无机非金属材料实验室；安全管理；措施
中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）50-0013-02
引言：
实验室是高校进行人才培养的重要场所是培养学生动手能力、实验实践能力和创新意识的基础环境[1]。工科类专业学生的培养更是与实验室密切相关学生很大一部分学习都在实验室进行或者与实验室相关所以实验室也是高等院校安全防护的重点场所[2]。无机非金属材料专业实验室是专业实验教学活动和学生论文阶段从事科研活动的场所也是学生接触较多、参与度较高的场所实验室的安全关系到每一个学生的学习。无机非金属材料是传统三大材料之一（金属材料、高分子材料、无机非金属材料）主要研究水泥、玻璃、陶瓷等材料的结构、分析、制备、成形与加工等。设备的使用在材料专业学生的培养与学习中有很重要的地位。很多实验需要在科研设备中完成因此设备的安全至关重要[3]。随着无机非金属材料专业的发展研究领域越来越广所用实验设备也越来越多比如机械切割设备、高温高压设备等这些设备在使用过程中稍不留神便可能引起安全事故实验室安全管理面临新的困难和挑战[4-6]。作为实验室的管理者与参与者必须重视实验室的安全管理工作避免安全事故造成实验人员人身伤害。本文从无机非金属材料专业实验室常用实验设备方面分析了无机非金属材料专业实验室面临的安全问题并由此提出相应的安全管理措施。
一、影响实验室安全因素
无机非金属材料实验室主要承担的实验内容有材料的制备、合成、成形及加工、测试、分析等。实验过程中接触设备量大实验室安全管理涉及面广潜在危险性大。具体可以概括为以下几个方面的安全隐患：
1.机械伤害安全隐患。无机非金属材料专业实验中需要用到许多机械类设备如水泥生料和熟料破碎时所用的各种破碎设备包括鄂式破碎机、球磨机、圆盘磨、行星磨等；进行水泥性能测试及混凝土试样成型时所用的水泥净浆搅拌机、水经胶砂搅拌机、振实台、砂浆搅拌机等；制备陶瓷时所用压片机、切割机、剖光机等。这些设备在运行过程中稍有不慎就会对实验人员造成刮伤、压伤、擦伤、碰伤等人身伤害。
笔者在管理实验室过程中就经常会遇到学生在使用切割机时将手指擦伤、碰伤的情况。
2.电气类伤害安全隐患。用电安全是每个实验室面临的主要安全问题之一无机非金属材料实验室尤是如此。无机非金属材料研究的水泥、玻璃、陶瓷三大材料都在高温条件下完成制备工艺（三大材料通常所需要温度在1000℃以上）因此实验室需要大量的高温炉、烘干箱等大功率用电设备。这些大功率用电设备在长时间运行后很容易发生线路老化如果检查不及时可能会造成触电伤人事件。尤其是由老旧实验室改造改建后投入运行的实验室则原有建筑电源容量相比较现在大型设备而言很容易显得不足在大功率用电设备启动后整栋建筑用电量急剧增加很容易造成电路故障严重时可能引起火灾[7]。
高压气瓶安全也是无机非金属材料实验室的安全因素之一。随着材料专业的不断发展无机非金属材料的研究范围也在不断扩大很多材料的制备需要在在氮气或氦气等惰性气体氛围下进行。再比如进行材料比表面积测试、差热曲线测试过程中也需要进行氮气。这些高压气瓶如有泄漏很容易引起爆炸。加上气瓶本身质量较大如果存放、保管和使用不当很容易产生倒地砸撞伤人事故。
3.高温高压伤害安全隐患。前已述及无机非金属材料主要研究的三大材料都需要在高温条件下才能完成制备。因此需要用到大量的高温炉就本实验室而言用到的高温炉种类繁多有马弗炉、箱式高温炉、管式炉、气氛炉、微波高温炉等还有各种大小不一的数显恒温鼓风干燥箱。学生在实验过程中大部分实验需要温度高于600℃有的高达1500℃这么高的温度人的皮肤一旦接触后果将不堪设想。特别是管式炉炉膛有石英玻璃和刚玉炉膛如果发生开裂或崩开情况很容易造成伤人事件。另外水热合成无机材料过程中需要用到各种材质的高温高压反应釜包括耐酸高压反应釜和耐碱高压反应釜等等。这些高温炉和反应釜在使用过程中如果操作失当很容易造成烫伤和化学腐蚀伤害。
二、无机非实验室安全管理措施
针对无机非实验室所面临的安全问题实验室管理者应该做好以下几个方面的工作。
1.制定详细的仪器或设备操作规程。操作规程指指导操作人正确操作该设备的有关规定和程序。制定详细的仪器或设备操作规程是安全使用该仪器设备的基础。编制仪器或设备操作规程时应该以制造厂提供的设备说明书的内容要求为主要依据根据设备的结构运行特点及具体实验室使用条件和环境详细制定使用人员在使用该仪器或设备过程中必须遵守的事项、程序及动作。特别是对于涉及到安全的操作步骤或操作动作需要重点提醒制作操作规程时相应的文字应加粗或采取其他方式使浏览该操作规程的人员引起足够重视。
2.进行定期的培训与宣传教育。实验室管理人员在本科生和研究生进入实验室之前集中进行安全教育培训和应急演练以提高学生的安全意识增强应急反应能力包括救生和自救[8]。每学期开学阶段都会有相应年级的本科生进行生产实习或毕业论文实验。此时实验室管理人员需要对参与实验的学生进行安全教育对实验室常见安全因素进行重点告知比如常见的机械伤害、电气伤害、高温高压伤害、化学药品伤害等。并针对相关的仪器或设备开展安全技术操作规程讲解。但在实际实验过程中很多参与实验的本科生安全意识逐渐淡化。在实验开始阶段还能较好地保持安全防范但随着对仪器设备的熟练使用很多人已不再严格按照相关仪器设备的操作规程进行致使出现安全事故的可能性升高管理实验室经验告诉我们本科生的安全教育仅仅通过进入实验室前的一次培训远远不够有必要定期地进行安全知识考核和安全技能重复培训。因此需要做到定期的安全宣传教育工作。做到：“安全钟”时刻在实验人员的头脑中敲打。
3.随时检查安全隐患。针对无机非金属材料实验室所存在的安全隐患实验室管理人员应该定期检查。关于机械类设备应定期检查其安全性。重点对设备的螺丝紧固、安全阀的完好等安全关键点进行逐一检查以防实验人员在实验时出现设备意外情况而发生安全事故。对于高压钢瓶要对连接气体管路定期检查查看气体管路是否完好无损并及时清理废旧气体钢瓶。关于电气类安全隐患实验室管理人员应该定期对实验室电路进行检查以及对高压气瓶进行阀门和减压阀等安全设备元件进行检查。对实验室存在的不安全因素要及时向有关部门反映、整改。
三、结语
实验室安全方面的管理任务坚巨而复杂不同专业的实验室有其不同的特点。实验室管理人员需要认真分析自己所在的实验室的不安全因素针对实验室的不安全因素制定相应的规章制度。在实验室日常管理过程中要求实验室的每个参与者时刻树立安全意识。对实验室制定的规章制度认真贯彻执行养成一个良好的实验习惯。只有平时对安全方面足够重视才能在安全问题突然出现时使伤害降到最低程度。
参考文献：
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【关键词】煤矸石，无机非金属，材料，综合利用
中图分类号： TU522 文献标识码： A
一.前言
煤矸石制砖是近年来煤炭企业的一个热门话题，它节能、节地、利废、环保，符合国家产业政策，具有良好的经济效益与社会效益。煤矸石制砖技术在国内已经成熟，针对煤矸石在无机非金属材料方面的综合利用进行深入的研究和探讨。
二.煤矸石概述和现状
1.概述
煤矸石是一种与煤伴生的岩石，在采煤和洗煤过程中被分离出来，属于沉积岩的范畴。经晶相分析及X射线衍射分析，煤矸石所含的矿物主要有长石、高岭石、蒙脱石、石英、云母、方解石等。但不同地区形成煤矸石的地质条件一般不同，所以不同地区甚至即时同一地区但不同矿区的煤矸石所含矿物一般也有所差别，致使其化学组成和其他矿物比较起来也较为复杂。但从结构成分方面来说来说各地煤矸石大都属于CaO-SiO2-Al2O3系统，一般以硅、铝的氧化物为主要成分，并含有少量的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等，以及微量的钛、钡、钴等稀有金属。
虽然煤矸石与粉煤灰、矿渣等同属于CaO-SiO2-Al2O3系统，但大多数煤矸石中的CaO含量远低于矿渣，而且煤矸石的晶型较稳定，结构缺陷很少，因此活性较差，但仍然存在一定的潜在的活性。煤矸石的活性是指它具有一定的火山灰质材料的活性，即在调水后本身并不能硬化但与一些固化剂如石灰混合，加水拌合成胶泥状态后不但能在空气中硬化，而且能在水中继续硬化的性质。
2.我国煤矸石综合利用现状
我国综合利用煤矸石已有几十年的历史，但到目前为止，煤矸石综合利用率不高。主要表现在技术装备落后，企业规模小，发展后劲不足，竞争能力弱等方面。目前我国综合利用煤矸石技术及装备水平达到国际20世纪90年代先进水平的比例还不高，一些技术含量较高的煤矸石综合利用技术还未得到广泛应用。据有关资料报道，美国、英国、德国等发达的西方国家对煤矸石的综合利用率已达到90%以上。而我国这样一个以煤炭为主要能源的国家对煤矸石的综合利用率仅为50%。这导致目前我国煤矸石的堆存量还以每年1.5～2.0亿t的速度增加，矸石山的危害日益严重。
因此，应加大对煤矸石综合利用工作的力度，加强煤矸石综合利用技术的开发和推广应用，最终实现煤矸石变废为宝，促进煤炭工业健康发展和国民经济的可持续发展。同时，解决煤矸石的处理和利用问题也是煤矿开采和环境保护部门的重要课题。
三.对煤矸石的综合循环利用特点
1.减少占地，治理复垦
在土地资源尤其是耕种土地日益紧张的今天，将堆置煤矸石的大片土地资源腾出来后，经过土质治理后，还田与农，加上替代节省的土地资源，又将解决多少人的吃饭问题，周边地区百姓的菜篮子、米袋子又将更加丰裕起来。
2.改变矿区景观，减轻矿区及周边地区的污染煤矸石综合利用后，矿区的黑乎乎煤矸石山渐渐消失，取而代之的将是一片生命的绿色。
3.增加矿区新产业，带动矿区经济二次腾飞
煤矸石的综合利用，将在矿区形成新的产业链，会生产出更多的衍生产品，不但减轻了矿区的公害，而且会产生巨大的投入产出差，产生巨额的经济效益，无疑会给矿区的经济发展提供了强劲的动力。
4.实现产业转移及劳动再就业
目前，我国大部分地区的煤炭资源面临枯竭的现实，到那时，从业人员无煤可采，面临的将是失业的现实。但矿区的大量废弃物煤矸石的综合利用，可使单一煤炭开采向发展煤矸石综合利用产业转移，及早的实现产业转移，不仅能使现有从业人员免除失业危机，而且煤矸石综合利用产业还将提供大量新的就业岗位，更符合当前的产业政策。
言而概之，煤矸石的综合利用不仅是简单废物利用、变废为宝，而且是新时代的要求，是利国利民、大有可为的事业。
四.煤矸石在无机非金属材料方面的综合利用
1.利用煤矸石生产建筑材料
利用煤矸石生产的建筑材料及其制品主要有：煤矸石砖、煤矸石砌块、煤矸石通用水泥、煤矸石特殊水泥、轻集料、马赛克及釉面砖等。这是煤矸石综合利用的又一重要方向，也可消耗大量的煤矸石。
（1）煤矸石制砖技术利用与粘土成分相近的煤矸石制砖，可以做得烧砖不用土、不用煤或少用煤，即节地又节能。用煤矸石制砖的主要工艺流程为：破碎粉磨搅拌压制成型干燥(排湿)焙烧成品。矸石砖与传统的粘土砖相比较其强度和耐腐蚀性都优于粘土砖，且干燥快、收缩率小。
（2）煤矸石制作水泥
把煤矸石应用于水泥工业的研究，国内外已做了大量的工作。研究和实践表明，利用煤矸石生产水泥熟料、普通硅酸盐水泥、无熟料或少熟料水泥以及特种水泥(如快硬水泥、双快水泥、喷射水泥等)都有着广泛的应用前景。
煤矸石代替粘土烧制硅酸盐水泥熟料。在烧制硅酸盐水泥熟料时，掺入一定比例的煤矸石，部分或全部代替粘土配制生料。煤矸石主要选用洗矸，岩石类型以泥质岩石为主，砂岩含量尽量少。
以煤矸石做混合材料磨制各种水泥。用做水泥混合材料的煤矸石要求碳质泥岩和泥岩、砂岩、石灰岩（氧化钙含量＞70%），通常选用过火或煅烧过的煤矸石。
2.利用煤矸石生产肥料
利用煤矸石为原料生产农用肥料，在国内外已经得到应用。煤矸石中约含有15～20%的有机质，并含有丰富的植物生长所需的B、Zn、Cu、Co、Mn、Mo等微量元素。某些煤矸石中的N、P、K及微量元素的是普通土壤的数倍，经过加工可以生产有机肥和微生物肥料。
微生物肥料是近年来发展生态农业和绿色食品的新产物。煤矸石中含有大量的有机物，是携带固氨、解磷、解钾等微生物最理想的基质和载体。煤矸石微生物肥料生产工艺简单，耗能低、投资少，生产过程中不排渣。例如：南票矿务局与中国农科院合作开发的“金丰牌”I微生物肥料，山东龙口矿务局与北京田力宝科技研究所开发生产的“田力宝”微生物肥料均取得了很好的社会效益和经济效益。
3.利用煤矸石制取新型材料
（1）煤矸石合成碳化硅（SiC）碳化硅材料的优异的高温强度，高导热率，高耐磨性和耐腐蚀性在磨料、耐火材料、高温结构陶瓷、冶金和大功率电子学等工业领域广泛应用。工业上生产碳化硅主要是以石英砂、石油焦碳或优质无烟煤作原料，在炉中给高温电热还原生成碳化硅，是一种高耗能，高污染的工业。而采用高硅煤矸石与烟煤作原料，用工艺合成碳化硅与传统原料相比其反应速度快且反应温度低，可以代替石英砂和大部分价格较贵的石油焦碳，并可以降低能耗和生产成本，具有较高的应用价值和应用前景。这是煤矸石综合开发利用的一条新途径。
（2）煤矸石制备4A分子筛传统的分子筛生产，国内外大部分采用氢氧化钠，水玻璃和烧碱等化工原料合成的方法。由于这种原料短缺，价格昂贵，生产工艺流程较复杂，且生产成本高，阻碍了分子筛应用范围的扩大，而利用富含高岭石的煤矸石生产分子筛，原料丰富廉价，工艺流程简单，成本低廉，具有较强的市场竞争力。
4.煤矸石生产轻骨料
轻骨料是为了减少混凝土的密度，而选用的一类多孔骨料，轻骨料应比一般卵石、碎石石密度小得多，有些轻骨料甚至可以浮在水上。用煤矸石生产轻骨料的工艺大致可分为两种：一种是用烧结机生产烧结型的煤矸石多孔烧结料；另一种是用回转窑生产膨胀型的煤矸石陶粒。国外大多采用烧结机生产煤矸石多孔烧结料来作轻骨料。
用煤矸石烧制轻骨料的原料最好是碳质页岩或洗煤厂排出的矸石，将其破碎成块或磨细后加水制成球，用烧结机或回转窑焙烧，使矸石球膨胀，冷却后即成轻骨料。
五.结束语
总之，煤矸石的综合利用不仅能够节约资源，保护环境，还能够大力发展循环经济，加快资源节约型、环境友好型社会建设。积极提高煤矸石综合利用的效率和科技含量，以及煤矸石的经济附加值和有效成分的综合利用率。
参考文献：
[1]胡维淳.煤矸石综合利用是大有可为的事业［C］.中国煤炭综合利用集团公司.2013
关键词：无机非金属材料工厂设计；专业课；教学方法
中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）01-0213-02
《无机非金属材料工厂设计》课程是为材料学无机非金属材料专业高年级本科生开设的专业必修课，是在学生学习了专业课程后，掌握基础理论及专业基础知识的基础上开设的。主要目的是培养学生具备对无机非金属材料工厂及相关生产单位进行车间工艺布置、工厂规划设计的能力。课程的主要内容有工厂工艺设计、物料平衡计算、设备选型及车间工艺布置等。《无机非金属材料工厂设计》作为一门重要的专业课程，除涵盖了本专业的基础理论、基础知识外，还涉及了其他相关学科的知识应用（运输、电气、动力、土建、卫生工程等），是一门综合性较强的学科。因此，在讲授这门课程时，我们不能简单地按照传统的教学模式单纯地讲解课本知识和内容，而是要理论与实践相结合，探索适合本课程的教学方法，使学生在一种相对轻松、惬意的气氛下学习工厂设计，从而提高教学质量。为此，笔者针对《无机非金属材料工厂设计》课程特点及亲身教学实践，对本课程的教学方法进行了初步实践和探讨。
一、优化教学内容
《无机非金属材料工厂设计》讲述的是有关工厂工艺设计、物料平衡计算、设备选型及车间工艺布置等内容，同时涉及相关领域的专业知识，课程内容较多，而教学大纲规定的课时仅为24学时，因此在讲课过程中要对教学内容进行精选，突出重点，精讲难点，以点带面介绍本门课程的主要内容。《无机非金属材料工厂设计》是一门设计课，对于设计的概念、设计思想的介绍是这门课程的一个重点内容。工厂设计，作为设计中的一种具体形式，它有着一套固定的模式，在简单介绍工厂设计的基本过程之后，要重点讲解设计过程中的几个关键环节。如在讲授工厂总平面的布置和竖向布置一章中，工厂总平面布置原则是本章重点，在课堂上结合具体工厂的总平面布置实例详细讲解布置总平面要遵循的基本原则及相关的规范标准；再如讲述车间工艺流程选择章节时，要求学生查阅相关资料，了解无机非金属材料工厂的生产工艺、产生流程、产品技术指标等，对部分课堂教学内容进行自学。教师在课堂上对重点内容进行详细讲解，对课程中的一般内容，只做一般讲解。同时通过课堂提问等方式组织学生课堂讨论，提高学生的自主学习能力。这种抓重点难点以点带面的教学方法，充分调动了学生学习的积极性和主动性，使学生较好地掌握了课程的主要内容。
二、激发学生学习兴趣
在教学过程中发现，对于这门课程的学习，部分学生感到难度较大，缺乏兴趣。这主要是因为《无机非金属材料工厂设计》课程的性质决定它必然与工厂生产实际紧密结合，而平时学生实践机会不多，对无机非金属材料工厂的实际生产过程了解较少，缺乏感性认识，比较生疏，再加上课程体系与其他专业课有所不同，就造成了部分学生学习困难，学习兴趣不足。如何激发学生的学习热情是专业课老师亟待解决的问题。在课程内容设置上要深入浅出，消除学生对课程的疑惑。在开课之初，学生对《无机非金属材料工厂设计》这门课程普遍感到陌生，尤其对“设计”的理解觉得很玄妙，离自己的生活很远。那么在对课程内容讲述之前，首先要向学生解释设计的含义。所谓设计是将问题解决的方法传达出来的活动过程。在日常生活中会经常与设计打交道，比如制定学习计划、美化寝室环境、搭配营养结构等都是一种设计活动，甚至学生们平时爱玩的游戏人人餐厅都是一种设计活动，而工厂设计只是这些设计活动中的一种具体形式而已。从身边的小事说到工厂设计课程自然而然地消除了学生对课程的神秘感。在进行课程内容的讲授过程中，如何帮助学生理解那些条条框框，单调枯燥的设计原则呢，同样可以从学生比较感兴趣的游戏人人餐厅说起，借助人人餐厅桌椅摆放原则与升级速度的关系说明，工厂生产要素的布置同样会影响工厂的生产效率。以学生感兴趣的游戏作比喻不但能增加课堂趣味性，活跃课堂气氛，而且能使学生在很轻松的氛围下，学习课程的主要内容。此外，在教学方法上改变那种“灌输式”、“填鸭式”打消学生积极性的教学方式，以一种面对面交流讨论的方式来对知识进行讲授，不但可以拉近老师和学生的距离，活跃气氛，还可以调动学生的注意力和积极性，使学生全面参与到教学活动中来，提高学生的学习效率和质量。
三、应用多媒体技术
多媒体教学是现代化的教学手段，因其具有能集成文字、图像、影像、声音及动画等多种信息的功能而越来越受欢迎，对提高教学效果，激发学生学习兴趣起到积极作用。《无机非金属材料工厂设计》课程教学完全使用了多媒体授课，在电子课件中包括了无机非金属材料工厂的总平面布置图、工艺流程图、生产车间工艺布置图等图片，通过对这些图片的分析讲解，能让学生更直观、清晰地理解工厂总平面布置图设计的基本原则、工艺流程选择的依据及车间工艺布置的注意要点。在图片教学的同时，我们还适时播放了一些无机非金属材料工厂介绍和生产情况的视频，使学生能清楚、系统地学习教学内容。同时，采取讨论式、互动式等多种教学形式，针对课件中的某个原则、某个流程图不断设置问题，启发学生积极思考、拓展思维，引导学生积极讨论、畅所欲言。在整个讲授过程中，生动形象的教学内容配合讨论式、互动式的教学形式，激发了学生对《无机非金属材料工厂设计》课程的学习兴趣，强化了他们对课程内容的感性认识，提高了学习效率，加深了学生对课程内容的理解，收到了较好的效果。
四、重视参观教学作用
参观教学是到生产实践中对实物进行实地观察、学习的一种教学方法，在《无机非金属材料工厂设计》课程教学过程中显得尤为重要。《无机非金属材料工厂设计》是一门综合性较强的学科。课程所讲述的工艺设计、设备选型等内容决定它必然与工厂生产实际紧密结合。尽管在课堂教学中采用了多媒体技术，生动形象的电子课件强化了学生对工厂生产流程和布局的感性认识，但是图片视频仍无法代替现场实地的参观认识。为此，我们组织了学生到长春亚泰双阳水泥厂和双辽福耀玻璃厂参观学习。通过参观学习使许多学生第一次看到了课本上静止呆板的生产设备是如何运转的，感受到书本上简单的一个流程是如何通过复杂的工艺过程得以实现的，也体会到厂区内车间设备布局的道理所在。通过实地参观教学，真正达到理论联系实际，加深学生对书本知识的理解和记忆，收到了事半功倍的效果。同时，在参观过程中，学生们都怀一颗强烈的好奇心对感兴趣的问题不停地追问，极大地激发学生的求知欲，催进了日后的学习进步。
五、强化课程设计
【关键词】校企联合 无机非金属材料 人才培养
【中图分类号】G647 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）30-0011-02
一 引言
校企联合培养是学校、企业在各自不同利益基础上寻求共同发展、互利互惠、实现双赢的一种合作形式。国家“十二五”教育规划中指出：人才培养要学校与企业、科研机构及中外合作等多种联合培养方式，形成体系开放、机制灵活、渠道互通、选择多样的人才培养体系。广西地处东盟经济贸易区核心圈，随着广西工业化、城镇化建设的推进、北部湾经济区开放开发，亟需大量的材料来满足经济建设需求，新型材料开发、合成与加工产业也将迅速发展壮大，企业（如广西鱼峰水泥集团、华润水泥集团、海螺水泥集团、北流三环集团等）对无机非金属材料人才需求增大，对材料学人才也提出了更多、更高的要求，特别是对创新精神、社会适应能力、独立解决问题能力的要求。广西区教育厅中长期改革和发展规划中也指出，鼓励各高校与企业、科研机构联合，集中优势资源、充分发挥政府、学校、企业的能动性，加强高水平学科专业队伍建设，这为高等教育人才培养提出了明确的目标，也为高等教育改革和发展指明了方向。如何才能摒弃精英教育时期的固有思想，放开心态、不断调整与完善、以更好地解决问题，服务于社会的发展需要，对此，学术界、教育界已进行过多方面的有益研究。如何真正办好应用型的无机非金属专业、强化学生实践能力的培养，是值得我们深刻思考的。本文仅就无机非金属材料专业本科教育的教学改革进行探索。
二 地方无机非金属材料专业人才培养现状及问题分析
随着大学的逐年扩招，毕业生的数量越来越多，就业压力越来越大。大学生需要具有全方位的社会适应能力，在走出校门后在短期内能适应社会，满足企业的要求，为社会做更大贡献；随着教育的规模化，教育资源日益紧张，实验经费缺乏，实习基地类型单一，理论学习难以跟社会实际相结合等，投资不足和经费短缺已成为教育发展的瓶颈，尽管国家教育经费逐年增加，但与发达国家相比还存在很大差距，学校急需社会特别是企业的支持，因此校企联合培养成为了必然。通过这种联合，企业可以便捷地获得人才、智力和技术支持，增强创新和发展能力；学生可以培养自身的创新能力、社会适应能力、就业竞争能力，解决就业难的问题；学校可以极大地拓展办学渠道和途径，找到广阔的用武之地，解决实习经费匮乏的问题。高等教育的培养目标要求理论与实践结合、教学与科研并重、人才与成果并举，因而校企联合是最适合的培养方式，也是高等教育改革发展和全面提高教育质量和办学效益的重要途径。无机非金属材料专业是个实践性较强的专业，材料的发展瞬息万变，采用校企联合培养的方法较适合本专业的特点，对于创新型人才的培养将会是一种飞跃。
将校企联合培养贯穿于无机非金属材料专业理论教学、实验、实习的整个过程中，以广西鱼峰水泥集团、华润水泥集团等多家企业为实习基地，将水泥工艺学、水泥工艺与设备、陶瓷工艺学、陶瓷工艺与设备、工厂设计概论等课程理论与实践相结合学习，学生在实践过程中加深了对理论课的认识，避免了过去单一的课堂教学单调乏味的学习状况，提高学校人才培养质量。在长时间的实习过程中，学生与企业相互深入了解、双向选择，解决了工厂招工难、学生找工作难的双重难题。
三 国内外校企联合人才培养典型模式
校企联合培养已发展成为当今发达国家实施教育的重要特点，但因各国在社会经济发展和文化背景上的差异，使其在校企合作的具体操作上各有其特征。概括起来主要呈现为三种不同的模式：一是以企业为主的模式。最为典型的代表仍是德国的“双元制”。它以企业的实践培训为主，以部分时间制职业学校的理论教学为辅，学校教育与企业培训的办学费用分别由各级政府与企业全额负责。学生需与培训企业订立培训合同，整个培训过程由行业协会作为中介，执行监管与质量考核。二是以学校为主的模式。其代表是美国的“合作教育”。这种模式下教育对象的主要身份是职业学校的学生，教育部门成为职业教育的主要组织者，它将学生在企业的培训纳入学校的教学计划，学生以接受学校教育为主，同时按一定方式轮流或交替到企业进行技能培训。三是以行业为主导的模式。澳大利亚的职业教育是最为典型的“行业主导型”模式，其行业在职业教育发展中发挥着极为重要的作用。
教学模式是在一定的教学思想或教学理论指导下建立起来的各种类型的教学活动的基本结构或框架，表现教学过程程序性的策略体系。基于校企联合培养的本科教育教学模式强调将校企合作引入教学活动，从教学活动的结构或框架架构上突出校企联合培养思想的指导地位。第一，确立重视学生综合实践能力的课程目标。第二，设置适应社会发展要求的课程体系。第三，运用多样化教学条件、教学方法。
四 基于校企联合培养的人才培养模式构建与实践
1.课程设置特点
根据人才培养目标、知识体系及能力要求，将课程设置划分为以下几个模块：（1）围绕通识教育（综合基础+基本技能）。（2）工程基础教育（技术基础+专业基础）。（3）工程专业教育（工程实践+设计创新）三个中心环节，层层递进、环环相扣，突出企业实训并与专业认证相结合。
从课程设置来看，该专业培养学生运用专业理论知识解决工程实际问题的能力；具有新产品研制开发的创新能力；具有从事材料科学与工程专业工厂设计、生产过程控制、新产品开发、工艺改进以及企业经营管理等方面较强工程实践能力的复合型人才。在实践环节，着重培养学生的工程实践能力和组织管理能力，另外设置了软件测试课程、企业管理和职业发展规划等课程，在培养学生解决实际工程问题的能力，能参与生产管理、工厂生产工艺设计、设备操作和调试及维护的同时，强调了工程职业道德和职业行为规范。
2.人才培养的方式和方法
为确保人才培养的效果，我院材料科学与工程专业与珠三角有关企业建立了良好的合作关系，如广西柳州鱼峰集团公司（广西新干法水泥制造工程技术研究中心）、广西北海新未来信息股份有限公司（千亿元产业广西电子元器件研发中心）、桂林昊华南方橡胶有限公司、三环陶瓷、华锡集团、桂林矿地院等十多家大型企业等均建立了产学研合作关系。在广泛的市场调研基础上，结合无机非金属材料专业的特点，人才培养目标定位于能运用专业理论知识解决工程实际问题的能力和新产品研制开发创新的能力。在人才培养规格方面，对思想道德、社会责任、职业标准等素质，对掌握专业知识和知识获取、知识应用、知识创新、团队合作等能力，对自然科学、工程科学、经济管理和专业技术等知识给出了具体要求。
3.教学形式与考核方法
学生前六个学期在学校实习，期间企业定期派人到学校进行讲座和报告，后两个学期在企业或项目开发现场参加实践，即“3+1”的人才培养模式，由学校和企业派专人进行指导，在项目开发过程中完成理论和实践教学、专业实习和毕业设计等。考核的形式与传统相比多样化，如（1）依照传统方式以试卷形式对基础理论课程进行考试，出卷者可以是任课教师，也可以是企业相关人员，确保做到教考分离。（2）企业指导教师根据学生完成项目的实际情况给予成绩。（3）也可以根据学习报告、心得体会、文档作品等给予成绩等。
4.教学保障措施
人才培养模式的变化对教师具备的知识结构和工程实践能力提出了新的要求，尤其是有实践部分的课程，为了保证优良的教学效果，在教学培养过程中，采用校企双导师制，将部分与实际材料生产工艺和生产加工设备联系密切的专业课程放到企业讲授，以使理论与实际相结合，加强学生工程实践能力和科研素质的培养，使学生尽早接触工程实际。发挥校内导师和企业导师各自的优势共同指导学生进行相关课程的学习、实习、企业实训，学生能参与到企业的生产工艺设计、生产组织管理和新产品开发，为实现培养学生独立解决工程实践问题的能力、科学研究能力和科技开发及组织管理能力的目标提供有力保障。
五 评价与反馈
校企联合培养模式能促进校企双方互利互惠互动发展。对于企业来说，高校教师和学生的引入，提高了企业的整体技术水平和创新研发能力，使企业在项目研发、技术咨询、生产运营等方面得到了人力、智力的支持和补充。合作项目的攻关大大缩短了项目的出品周期，保障了项目的出品成功率，使企业的创新能力和竞争力得到有效提高。教师进企业能及时跟进科学技术前沿的动态发展。在科研方面，地方企业每年都委托给地方高校的产学研合作教育方面的横向科研项目。总之，校企联合培养合作教育模式促进了地方高校与企业单位的联合，使他们在互通有无、资源共享、双方合作方面都有所收获。
通过以上研究和实践，制定出无机非金属材料专业校企联合培养教学改革模式的实施方案，建立联合培养大学生的长期实习基地。通过校企联合培养，提高无机非金属材料专业学生的实践创新精神、社会适应能力，提高本科教育教学质量，进一步提高就业率和就业质量，使培养的学生很快适应经济社会发展的需要。希望社会各界更多人士关注本科教育教学改革，深入而广泛地展开讨论、研究，不断推进我国本科教育的教学改革。
参考文献
[1]孙宏伟.探索校企合作模式，培养优秀技能人才[J].教育发展研究，2006（4）
【关键词】晶体学；材料化学；课程模块
现代科学技术赖以发展的各种材料主要以固态形式存在。按照基本粒子排列的有序程度，固态物质可以分为晶态、非晶态和准晶态。鉴于大多数材料只存在于晶态之中且晶态材料具有特殊的规则性，在近代自然科学体系中，通过晶态获得微观立体结构信息已成为极其重要的研究渠道。因此，晶体学是材料科学发展的重要支柱。
材料化学是材料科学的重要分支，是一门研究材料的制备、组成、结构、性质及其应用的科学[1-2]。在材料化学的课程学习中，对于材料结构的认识尤为重要[3]。本文结合本科教学实践，分析了《材料化学》课程的特点和存在的问题，阐述了以晶体学为主线的课程设计及教学方法。
1 《材料化学》课程的特点及存在的问题
首先，《材料化学》是材料类专业的重要专业基础课，课程内容多，涵盖了材料的制备、结构、性能及应用。从所涉及的材料来看，包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料、纳米材料、功能材料等。这就要求《材料化学》授课教师的知识面广，在内容组织上不仅能体现不同材料各自的特点，还要强调它们之间的联系。
其次，不同于《无机化学》等课程，作为一个较新的学科和课程，《材料化学》不具备经典、权威教材。目前，各大出版社的《材料化学》教材内容各不相同，有些甚至差别较大。此外，新材料的开发、传统材料的升级一直是研究热点。因此，材料相关的理论和知识日新月异。如何将新技术、新成果引入到《材料化学》课程中，做到知识与时俱进，是课程教学中面临的一个重要问题。
2 以晶体学为主线的《材料化学》课程教学
2.1 课程内容模块化
按照材料化学专业培养目标及山东科技大学人才培养的特点，材料化学课程选用李奇教授编写的《材料化学》作为教材。根据对本课程的理解，以晶体学基本原理为主线，将课程内容进行模块化整合，分为背景模块、晶体学原理模块、金属材料模块、无机非金属材料模块、高分子材料模块和学科前景模块。
2.2 课程设计及教学方法
背景模块主要介绍材料化学课程在材料科学中的地位、材料化学课程内容、学习目的及学习方法，结合实际例子（如摔不碎的纳米陶瓷刀，“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”――金属玻璃等）激发学生对课程的兴趣。
晶体学原理模块中以晶体的周期性和对称性为教学重点，结合宏观实例解释微观的概念和原理。鉴于晶体学原理模块内容较为抽象，在教学过程中采用多媒体与模型（主要是球棍模型）相结合的方式，通过对比教学加强学生对基本概念和原理的掌握。从晶体与非晶体的异同入手引出晶体的周期性和对称性，从晶棱、晶面和晶胞三个层次分析晶体的特点，结合X射线衍射完整讲解晶体学知识，引导学生构建完整的晶体学理论框架。
在学习晶体学知识的基础上，金属材料模块、无机非金属材料模块和高分子材料模块分别从三大类材料各自的结构出发结合制备方法引出材料的性能及应用。在金属材料模块的教学中，结合前期《无机化学》中有关金属晶体的知识，引出“等径圆球密堆积”的模型，从而分析金属单质一维、二维和三维密堆积的基本形式。为了使学生更好的理解二维密堆积中四面体空隙和八面体空隙的产生，在教学中将学生分成若干小组，每组发放一定数量的乒乓球（代表金属单质原子），请学生动手排出密堆积的形式。另外，准备已组合好的模型，让学生从不同角度观察二维密堆积，查找四面体空隙和八面体空隙的位置。通过二维密堆积的详细讲解和学生的动手组装，使学生更好的理解密堆积，为后续金属单质的三维密堆积和合金结构的学习打下良好的基础。
在金属材料中除了金属晶体之外，还涉及到准晶这一特殊的结构。与晶体的长程有序不同，准晶具有长程准周期性平移序和非晶体学旋转对称性。这部分的教学中着重强调准晶与晶体在结构上的不同，并由此引出其制备和性能的特殊性。
在无机非金属材料模块的教学中，引导学生从比较离子晶体与金属晶体的结构区别入手，结合球棍模型的组装，使学生掌握离子晶体结构的解析方法。着重强调离子晶体结构分析中以往学生经常出现的错误。例如氯化铯（CsCl）晶体的解析，学生在根据晶体结构示意图（图1）进行分析时往往得出其为体心立方结构，但实际上CsCl晶体应该是简单立方结构。该错误的出现是因为学生并未掌握离子晶体结构分析要点。在离子晶体的结构解析中，应首先分析负离子（或正离子）的排列方式，然后查找正离子（或负离子）的位置及其占据的空隙类型，最后分析正负离子的配位数以及每个晶胞中所含正负离子个数。只有按照这样的分析方式才能正确得出晶体结构。在学生熟悉无机材料典型的晶体结构后，引出无机材料的经典制备方法，并比较各种方法间的差异，由此得出材料的性能和应用。在晶态无机材料的教学中，穿插近代科研中比较热门的碳材料（如碳纳米管、石墨烯等）和分子筛材料，分析这些材料的特殊结构及由此衍生出的特殊性质和应用。例如，分子筛材料特殊的孔道结构使其具有择形催化性能并在石油化工领域中有着非常重要的应用。
图1 氯化铯（CsCl）晶体的结构示意图
另一方面，在无机非金属材料中还涉及到非晶态材料。教学过程中通过晶体结构的周期性和对称性，引出非晶态材料（如玻璃等）的结构特点，注重新兴非晶态材料（如金属玻璃）的合成及性能。
在高分子材料模块的教学中，引导学生总结高分子与小分子在结构上的差异，引出高分子的晶态、非晶态、液晶态和取向态。结合偏光显微镜对球晶的观察，使学生进一步明确晶态高分子与金属晶体、离子晶体等的区别。通过高分子材料的晶态没有小分子完善，而其非晶态的有序性却高于非晶态小分子，引出高分子材料具有小分子所不具备的特殊性能和应用。
在前景展望模块，主要从化学的角度针对材料的发展进行分析，使学生认识到材料的特殊魅力。结合材料化学的发展前沿，提高学生对材料学科今后发展趋势的认识，为学生成为材料专业技术人才奠定坚实的基础。
3 结语在材料化学课程教学中，以晶体学为主线将金属材料、无机非金属材料和高分子材料串联在一起。采用比较式教学、多媒体和模型相结合的教学手段，加深学生对材料结构、制备、性能和应用的理解和认识，提升学生分析解决问题的能力。
【参考文献】
[1]米晓云，张希艳，柏朝晖，等.科研对材料化学课程教学的促进作用[J].现代教育科学，2009，1：112-114.
关键词：无机材料技术经济 无机非金属材料工程专业 教学实践
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：
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[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
（作者单位：佳木斯大学材料科学与工程学院 黑龙江佳木斯 154007）
