高分子材料研究課題范文

時間:2023-12-15 17:34:41

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篇1

關鍵詞:高分子材料;加工;形態控制

一、引言

高分子材料的性能與大分子的化學與鏈結構有著密切的關聯,且材料形態也是重要影響因素之一。聚合物氛圍結晶、取向等幾種形態,多相聚合物擇優擴相形態。聚合物制品形態的形成源自于加工中復雜的溫度場與外力場作用。由此可見,關于加工過程中高分子材料形態控制具有重要的研究意義。

二、我國高分子材料加工中形態控制研究現狀

高分子材料形態與物理力學性能之間的關聯十分緊密,這也是高分子材料的重點研究課題。相較于其他材料,高分子材料具有非常復雜的形態,具體表現為高分子鏈的拓撲結構、共聚構型以及剛柔性非常復雜,在分子設計與結構調整中,可以對一些合成方法加以運用;其次,在高分子長鏈結構的影響下,其熔體的粘彈性非常突出;此外,高分子具有非常寬的弛豫時間,就是受到很小的應變作用,其產生的非線也會非常強烈。

對于聚合物的成型過程而言,在非等溫場、不同強度的剪切與拉伸場的影響之下,就分子尺度而言,其大分子鏈會發生一系列化學反應;就納米與亞微米尺度而言,大分子會有結晶與取向現象發生,如此一來就會有超分子結構的形成;而根據亞微米與微米尺度,多相聚合物會有不同相形態的形成,甚至會出現一些缺陷。而這些形態的影響因素非常廣泛,例如加工中的外場強弱、作用頻率、作用方式以及時間等。然而,現階段關于這些問題的研究雖然有所深入,但相應的理論體系尚未成熟。此外,隨著新聚合物的開發不斷深入,在高分子材料加工中涌現出越來越多的成型加工方法,顯然這使聚合物加工中的形態控制成為了一個長期的研究課題,對于高分子物理領域的發展無疑有著重要的影響。

在我國,關于新材料的研究起步以跟蹤模仿為主,在知識產權與創新理論方面有所欠缺,并且基礎研究與技術推廣的通暢性也有待提升。其次,相關人員并不重視傳統材料的升級與優化,很多高性能材料品種對進口的依賴性依然較強。再者,材料成型與加工設備也沒有得到應有的關注,與一些發達國家相比,我國材料研究與整體發展依然存在諸多不足,顯然這與國民經濟與設備的發展需求不相適應。

聚合物的性能取決于形態,因此,在高分子材料領域中,聚合物形態與性能關系的研究一直以來都受到高度重視,然而在實踐中,我們在二者之間的結合方面的研究上依然有所欠缺,具體可以從以下幾個方面得到體現:

第一,在剪切速率與剪切應力非常低的情況下,聚合物共混物相形態的演化研究不斷深入,然而在實踐中,一些主要聚合物成型加工的剪切速率主要在10?~104s-1范圍內,顯而易見,相關研究成果對實際生產的指導作用依然有所欠缺。

第二,基于不同條件的不同特性聚合物,其共混物形態發展與演化研究依然是主要研究內容,而形態與性能關系的研究依然有所欠缺。

第三,在加工過程中,受到部分特殊外場的作用,聚合物凝聚態結構與相形態結構的研究有待深入。

截至今日,在聚合物及其復合物的成型加工中,就算成型設備與工藝條件屬于常規,在外場作用下,人們依然沒有徹底了解結構形態受到的影響,僅僅對一些粗略的定性關系有所認識,甚至有的推斷還是錯誤的。以雙螺桿擠出過程為例,人們僅對不同螺桿原件組合下外力場作用的不同會改變溫度場,進而對產品產量、外觀與內在性能產生影響這一規律有所了解。然而這一影響的具體方式卻沒有清楚的認識,業界研究人員也無法制定出定量的指導方案。在管材生產中,不管是落錘沖擊不達標,還是縱向收縮產生波動,都沒有搞清楚原因,也無法拿出改進方案,大部分情況下都是憑借經驗進行處理。因此,現階段很多成型設備與工藝控制的效果是否取得理想效果,我們依然難以準確判定。

一直以來,關于生產實踐中的問題研究一直沒有得到基礎工作研究人員的關注。在成型設備與工藝技術的研究與開發中,相關規劃也缺乏系統性。現階段,我國塑料制品年產量超過了2200萬噸,塑料機械工業取得了迅猛發展。然而在很多企業生產實踐中,整個效率與質量依然有待提升,產生的能耗也沒有得到有效控制。鑒于此,高分子材料成型加工將會成為未來高分子材料領域的研究重點,必須將側重點放在高分子材料制品的研究上來,而不是過分的關注材料這一因素,只有如此,才能夠提高高分子材料志制品質量。

三、高分子材料加工中形態控制的研究趨勢

第一,基于常規的成型設備條件,聚合物及其復合物典型制品成型或型材生產在成型加工時,在設備與工藝條件改變的情況下,其形成的外場會有所差異,進而發生相應變化,例如塑化、結晶、賦型以及流動等,這些變化會改變制品形態、結構以及性能。

第二,極端的加工條件極端會改變聚合物及其復合物的形態結構變化規律,例如結晶結構、晶體大小等,在這類條件下,還需要盡可能對大尺寸高分子晶體的制備進行探究。

第三,在對新外場條件的分析、推斷以及設定之下,通過對聚合物及其復合物結構形態與性能受到的影響研究,才能夠圍繞新的成型方法或具有特殊性能的高分子材料的制備進行探索,進而實現高分子材料性能的改善,并將節能性、經濟性等方面的優勢充分發揮出來。

四、結束語

總而言之,在未來工業領域的發展中,高分子材料的應用具有重要意義,而高分子材料加工中的形態控制則成為發展高分子技術的關鍵。作為相關研究人員,必須結合高分子材料加工中的形態控制研究與實踐中存在的問題,采取相應的改進與優化對策,提高高分子加工整體水平,如此才能夠從真正意義上推動我國高分子材料加工領域的進步。

參考文獻:

[1]李忠明,馬勁.加工過程中高分子材料形態控制的研究進展[J].中國科學基金,2004,18(3):154-157.

[2]李又兵,申開智.形態控制技術獲取自增強制件研究[J].高分子材料科學與工程,2007,23(1):24-27.

篇2

關鍵詞:導熱高分子 復合材料 研究 應用

中圖分類號:TB332 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)011-070-02

從上世紀40年代以來,人類對于高分子復合材料的研究已經有將近70年的歷史,并且在工業材料應用領域得以普遍應用。但是,隨著經濟的發展、科技的進步,人們在導熱材料應用程度與范圍方面提出了更高的要求,不僅僅是滿足于傳統材料的單一性能,而是對材料優良的綜合性能寄予了更高的期望,如用在化工生產以及廢水處理的熱交換器一方面要有良好的導熱能力,另一方面又要能夠耐化學腐蝕、耐高溫;相應地在電子電氣領域,隨著集成技術以及組裝技術方面的迅猛發展,電子元件以及邏輯電路的占地空間也越來越小,所以傳統的高分子復合材料就不僅僅是需要良好的導熱的功能,還要能夠具備一定的絕緣能力。但是,由于受到傳統工藝的限制,復合材料大部分屬于導熱性能良好的金屬材料,往往不耐腐蝕,當前的技術為了克服導熱材料的耐腐蝕性而采用了合金技術以及進行防腐涂層的技術,同時,復合材料的耐熱性卻降低了。由于傳統導熱材料無法滿足人們對于工業生產中的應用,因此,新型導熱高分子復合材料應運而生,人們更多地將其應用于各個領域。如何提升導熱高分子材料的綜合功能成為了工業領域乃至社會各界的重要研究課題。

1 對于導熱高分子復合材料的課題研究現狀

1.1 導熱高分子復合材料的運作原理

聲子、光子以及電子是固體形態內部的導熱介質。由于聚合物往往是以飽和體系的狀態呈現的,不存在電子導熱的可能性,只能通過聲子這一介質進行導熱,要想到達傳導熱能,就要通過晶格振動的方式。聚合物的導熱性能較差,這是由于聚合物往往具有較大的相對分子質量,分散性較強,分子鏈之間不能夠纏結無規則方式存在,達不到結晶的條件,同時分子鏈會產生振動,聲子受到振動,就會產生散射,大大降低了聚合物材料的導熱性能。從理論上來說,要想達到提升聚合物材料導熱性能的目的,可以從兩個方面對其進行改進,一方面是在聚合物材料中填充進具有高導熱率的物質,制成具有以聚合物為基礎的導熱復合材料,例如可以將環氧樹脂填入碳纖維以及氮化鋁材料中,增強高分子復合材料的導熱性能;另一方面是利用最新的科技,將高導熱率的材料進行聚合。如可以利用聚苯胺導熱性能良好的優點,采用導熱機制達到更佳的導熱能力。

增強聚合物導熱性能的方法中,在實踐工作中,主要使用的是填充入高導熱性能的材料來達到增強導熱的目的,以復合成導熱高分子復合材料,這也是當前工業上制備導熱高分子復合材料的主要途徑。但是,導熱高分子復合材料傳導熱能的效率受到了濕度、分子鏈取向密度、結晶度、溫度以及填充材料種類多方面的影響。

在實際工業的操作中,導熱高分子復合材料傳導熱能的效率主要受到了所填充材料以及材料在復合材料中分布情況的影響。如果填充的材料過少,復合材料的導熱性能就很難達到要求,如果填充的材料過多,那么復合材料相應的力學性能就會有所降低。只有找到填充材料和復合材料之間較科學合理的比例才能達到導熱高分子復合材料最好的導熱性能、最小的熱阻。

1.2 常見導熱高分子復合材料的實際研究成果

(1)應用聚乙烯復合導熱材料。

聚乙烯由于其具有價格低廉、綜合性能良好的優勢,無疑成為了我國所有合成樹脂中應用范圍最廣泛、進口量最大以及產能最大的一種塑料品種。在傳統聚乙烯基礎上改造而成的線性低密度聚乙烯,擁有熱封性能良好,成膜性優良,脫模容易,抗蠕變能力,剛性良好,拉伸強度、撕裂強度以及沖擊強度方面較好,適應環境能力好,導熱性能較好等一系列的優點,正成為當前最新的塑料產品投入使用。

(2)應用硅橡膠復合導熱材料。

當前研究導熱硅橡膠的方面大都是圍繞著填充型硅橡膠而進行,由于填料、加工工藝以及硅橡膠基體三方面是硅橡膠材料能夠具有良好導熱性的關鍵性因素。填料是通過自身的導熱性能情況來決定復合材料的導熱性能,工廠的加工工藝是否精良很大程度上也影響著硅橡膠導熱的能力。

硅橡膠自身具有優秀的減震以及絕緣性能,但是在熱導效能方面卻比較差,一旦在硅橡膠中填充入具有高導熱性能的材料,硅橡膠復合材料在導熱性能上達到十幾甚至是幾十倍的提升。同時,填料在復合材料中的分布情況和填料在導熱性能方面的表現也影響著復合材料導熱性的程度好壞。如果填料在材料基體中的填充量不夠的時候,就會導致填料之間的粒子接觸面積過小,那么填料應有導熱性就沒有得到充分的發揮,無法形成導熱良好的導熱網鏈,大大提升復合材料的導熱性能。

2 導熱高分子復合材料在實踐中的應用以及開發前景

目前,導熱高分子復合材料的應用于潛艇蓄電池當中的冷凝器、導熱絕緣材料、太陽能熱水器以及導熱管等方面,應用的領域涵蓋了很多的方面,如化工生產、電子電器、航空航天以及軍事等方面,并在其中發揮了重大的作用。由于導熱高分子復合材料不但具有導熱性能良好的優點,而且在自身獨特的優勢方面更是有著其它材料難以比肩的優勢,導熱高分子復合材料已經得到了人們越來越多的青睞,在市場上的接受度也是不容小覷的。相信隨著人們在發展納米復合技術方面的進展,日益完善關于導熱高分子復合材料的模型,對于導熱原理的研究更加深入,那么導熱高分子復合材料的性能將會得到更大程度的發掘,應用的范圍也會更加寬廣,作用也會越來越大。

高分子材料的關鍵研究領域之一就是實現導熱高分子復合材料從理論概念到形成產品,開發其經濟效益的目的。尤其是在近十年的研究中,關于研究導熱高分子復合材料的數學模型已經取得了很大的進步與發展,但是也受到了來自納米復合技術的挑戰,也可以說是帶來了進步的機遇。當前對于導熱高分子復合材料提升導熱性能的研究一直僅僅停留在基礎層面的共混復合,得到的復合材料在傳導熱能方面效果并不理想,復合材料在應用開發、導熱機理方面的探索以及開發具有高導熱性能的聚合物方面的研究還是停留在比較表面的層次,沒有進行深入的探索。另外,預測熱導性能的理論模型還是沒有充分有力的理論基礎支持,同時對于理論驗證還是停留在根據經驗來模擬的層次。因此,可以預見不管是現在還是在接下來更長的時間里,導熱高分子復合材料領域都會圍繞著制備高導熱聚合物材料、建立復合高導熱材料的運作模型、改變聚合物樹脂基體的物理特性、開發與研究復合材料的新型技術等方面來進行,成為其重要的研究方向。導熱高分子復合材料的相應研究也增強了高新技術領域進一步發展與進步的可能性。

參考文獻:

[1] 王亮亮,陶國良.導熱高分子復合材料的研究進展[J].工程塑料應用,2013,9(31):70-72.

[2] 馬傳國,容敏智,章明秋.導熱高分子復合材料的研究與應用[J].材料工程,2012,8(7):40-45.

篇3

關鍵詞:創新;研究生;課程教學;改革與實踐

作者簡介:劉鎖蘭(1980-),女,江蘇泰州人,常州大學信息科學與工程學院,副教授。(江蘇 常州 213164)

基金項目:本文系常州大學教學研究課題“計算機科學與技術一級學科研究生課程體系建設的探討”(課題編號:GJY11020020)、“計算機科學與技術專業實驗教學體系的優化設計與實踐”(課題編號:GJY12020056)、“合作式教學模式的研究與實踐”(課題編號:GJY11020046)、常州科教城院校科研基金“常州科教城協同創新公共平臺運行機制研究”(項目編號:K2012303)的研究成果。

中圖分類號:G643.2 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)28-0132-02

研究生教育是國家創新體系中的重要組成部分,肩負著為國家培養高素質、高層次創新型人才的重任。研究生教育主要包括兩個方面:一是課程教育,二是科研教育。研究生創新能力的培養應該貫穿研究生教育的整個過程,而課程學習作為研究生培養的重要環節,對研究生創新能力的培養起著至關重要的作用。

然而,當前研究生課程教學普遍不受重視,主要強調論文,學生只是為了滿足學分要求而選課,教學和考核要求偏低;部分導師也輕視課程教學,要求學生盡早進實驗室。學生在本科階段主要是基礎知識的學習和基本技能的培養,科研能力一般還比較薄弱,直接從事研究活動在知識面和科學思維能力方面尚顯不足。而研究生課程教學正是其中的過渡階段,實際上,通過課堂系統教學,可以使學生對一個研究領域有完整系統的認識,熟悉相關的研究方法和研究思路。通過不同課程的學習,可以了解不同領域的研究現狀,便于學科領域的交叉和研究方向的拓展。一般課題組往往局限在較窄的研究方向,這些內容很難在研究工作中學習到,或者需要自己花費更多的時間和精力摸索。缺失了這部分的學習,學生的知識面往往較窄,科研思路局限性較大,對學生的后續發展不利。然而,在美國研究生教育中課程設置安排靈活性較大,都設置有一定數量的必修課和大量的選修課,非常重視學科滲透和文理交叉,以便使學生能夠更好地進行專業轉換和知識更新。除必修課程外,導師對其它課程的干預不多,研究生可獨立地計劃自己要學的課程,給研究生選課以更大的自主性。另外,跨學科培養已成為美國研究生教育的發展趨勢。因此,加強課程學習不僅是我國研究生培養模式的要求,是對我國教育現狀和研究生創新能力培養現實不足的彌補,還是國外研究生教育發展的共同趨勢。

教學模式與方法的發展和實踐經驗表明,教學有法,法無定法,法貴在活。研究生課堂教學尤其要注重從學生實際出發,從課程特點出發,提高課堂教學有效性。具體而言可從改進教學計劃、凝練教學內容、完善教學體系、優化教學方法、活用考核方式等方面入手,增強課堂教學自身活力,提高教學質量。

一、改進教學計劃

教學計劃是規定研究生教育培養目標和培養方式的提綱性文件。科學的教育計劃應該把理論知識、實踐能力有機地協調組織起來。目前的研究生課程設置中,總學分要求約30學分,公共課程(英語和政治)8學分左右,專業必修課10學分左右,專業選修課10學分左右,講座2學分。專業必修課一般講述專業領域基礎理論的最新發展,專業選修課為各分支領域的發展情況,一般根據學校教師的研究方向選定,不同學校各有側重。這樣,研究生學習專業課程一般為8門左右,必修、選修各半。如何在這樣的課程體系下既顧及學生的專業寬度和學科交叉,不至于每個領域都是淺嘗輒止,浮于表面,又兼顧博與專,這是計劃制定時必須考慮的問題。一種比較有效的方法是把課程按領域的臨近程度劃分模塊,每個模塊有基礎類(先修)和應用類(選修)課程。由于學科領域交叉,不同模塊可能有課程重疊。規定學生選擇兩至三個模塊,每個模塊包含學習基礎課程和1~2門應用類課程。這樣可以保證學生涉足不同領域,同時對所學領域的理論基礎和研究方法都有所了解,便于以后在該領域的發展。例如,常州大學高分子化學與物理專業主要有聚合物分子設計、功能高分子、高分子加工三個研究方向,即可設置三個課程模塊,聚合物分子設計以高等高分子化學為基礎,包含聚合物結構設計、超分子化學、光譜波譜等一系列課程;功能高分子以現代有機合成為基礎,包含材料表界面、納米材料、生物高分子材料等一系列課程;高分子加工以聚合物結構與性能為基礎,包含聚合物共混原理、聚合物反應性加工進展、聚合物流變學等一系列課程。除此之外,聘請企業和研究機構的專家學者舉辦各種講座,可以拓寬研究生的眼界,作為課程教學的重要補充。

二、凝練教學內容

研究生課程相比本科課程更為深入,涉及面更寬,內容更為繁雜。例如,高分子化學中自由基聚合僅需掌握普通自由基聚合的原理即可,而高等高分子化學中涉及可控自由基聚合,就需要掌握iniferter、氮氧穩定自由基聚合、原子轉移自由基、基團轉移聚合、可逆加成斷裂鏈轉移聚合等一系列聚合反應原理。功能高分子課程如果作為本科課程,一般僅要求對各類功能高分子的結構和功能性有一般性的了解即可,而作為研究生課程,則會要求掌握其制備方法及作用原理等更深層次的內容。因此,如何在有限的授課時間達到更好的教學效果,是每個教師需要認真考慮的問題。滿堂灌的方法肯定收效甚微,研究生應具有更強的自學能力,而課堂講授內容應對學生自學起到引導作用和示范作用。所以,教師對教學內容應加以凝練,相同或相似內容選擇重點,進行啟發式教學,引導學生通過比較和模仿進行自主學習。

三、完善教學體系

完整的課程教學體系應包括教學和反饋機制,并且應是過程化和常態化的,而非一次性反饋。研究生課程多為小班教學,教師接觸學生機會較多,更便于經常傾聽學生想法,了解學生對課程內容掌握的情況,以及對課程領域的興趣和看法。多收集這方面的信息,便于教師因材施教,隨時調整授課內容的側重點和授課方法(由于專業課程,尤其是前沿科學發展變化很快,研究生課程對課程大綱限制較松,教師自主性可以得到較充分發揮)。

四、優化教學方法

研究生教學應凸現科學研究思路和方法的培養,而目前很多研究生課程(尤其是專業基礎課)仍沿用本科教學模式,重視理論體系的傳授,而忽視創新方法的培養。這也是很多導師認為研究生課程效果不大,可有可無的重要原因。在這方面,從國外的教學模式可以得到一些啟發。例如,英國曼徹斯特大學研究生課程都不設統一或規定教材,包含講授課(lecture)+討論課(tutorial)兩種形式,比例差不多各占一半,講授課就某個專題作簡單全面的指引,并列出主要參考文獻,由學生自己課下學習,再分組討論交流。目前國內熱衷于出版教材,而教材的使用對于研究生教學有利有弊,雖然可以使課程內容更加嚴謹完善,但卻增加教師和學生對教材的依賴性,喪失了自行對原始文獻歸納總結和分析的機會,導致很多研究生在進入課題研究階段之后很長時間內,文獻閱讀和分析的能力還很薄弱。教材或講授內容過細,學生的思維能力發展也會受到制約。因此,研究生課程教學應重視原始文獻。這樣,一方面可以使學生接觸到最新的研究成果,另一方面可以鍛煉學生的文獻閱讀和分析能力,進而掌握科學研究的思路和方法。

五、活用考核方式

進行教學評價,是實現全面管理和指導基層改革與發展的重要手段,同時也是大力推進研究生教育、教學改革與管理改革的有力舉措。研究生課程有其特殊性,課程比本科深,而學生基礎差異很大,尤其一些交叉學科領域課程更是如此。因此,對研究生評價要因人而異,因課程而異,不以卷面考試成績為唯一依據,要考慮實踐環節和實際能力。例如,可以通過專題討論的方式,根據個人在專題討論中的表現來考核。這樣,每個學生可以選擇和自己專業方向更接近或更感興趣的內容,這樣相對更為公平,也更加能夠體現學生的科研能力。

六、結語

我國的研究生培養已具規模,必須根據研究生的特點,強調研究能力的培養目標,注重研究生學習自主性、能動性以及分析問題和解決問題能力的培養,加快研究生教育模式的改革和創新,切實提高研究生的培養質量,實現研究生的培養目標。

參考文獻:

[1]宣兆龍,李慧.提高研究生課程教學有效性的三個關鍵環節[J].長春理工大學學報,2011,(24):121-122.

[2]余峰.基本創新能力的研究生培養模式改革研究[D].武漢:華中師范大學,2009

[3]唐忠順.基于可持續發展理念的研究生課程教學改革[J].中國電力教育,2012,(34):148-149.

[4]董永平.學位課程教學過程中研究生創新能力的培養[J].安徽工業大學學報,2011,(28):108-109.

篇4

[摘要]新的發展形勢下,大學生應具備一定的創新能力,以適應社會和經濟發展的需要,這對教學體系等提出了更高要求。本文主要探討中國工程教育專業認證背景下,產學研協同創新在學生創新能力培養中的作用以及培養過程中連續性教育的推行。全員參與將有利于大學生創新能力的提高,為培養具備一定創新能力的復合型人才創造條件。本研究期為順利推進創新能力培養教學,并最終實現高等教育的培養目標提供一些思路。

全球化進程的加快以及經濟、科技的全面快速發展,對人才培養提出了更高要求。為適應這一發展,要求我國人才培養必須面向國際,以滿足培養具有創新意識、創新能力及可持續發展能力的應用型人才,這也是我國大部分高等院校的核心職能[1]。因此,開展與國際接軌的工程教育專業認證工作已勢在必行,這有助于進一步提高我國高等院校的教育質量,并促進其持續改進,從而為培養出適應社會需求的高質量人才奠定基礎。中國工程教育專業認證對人才培養的核心理念是以產出為導向,重點關注學生工程實踐能力和知識運用能力的培養。其通用標準強調研究、分析以及設計/開發解決復雜工程問題能力的培養,并在此過程中能體現出創新意識。在此背景下,提供具有針對性、系統性的以協同創新為主的教學平臺模式,將在創新人才的培養中發揮重要的作用。“協同創新”是指創新資源和要素有效匯聚,通過突破創新主體間的壁壘,充分釋放彼此間“人才、資本、信息、技術”等創新要素活力而實現深度合作。產學研協同創新是指企業、大學、科研院所(研究機構)三個基本主體投入各自的優勢資源和能力,在政府、科技服務中介機構、金融機構等相關主體的協同支持下,共同進行技術開發的協同創新活動[2]。目前,大多地方高校正積極推進產學研協同創新,并將其融入大學生的教學過程中,以提高學生的綜合素質。產學研協同創新如何在培養大學生創新能力過程中充分發揮作用,是一個具有實際應用性的研究課題。本文以產學研協同創新為主的多層次、多平臺的教學體系,及在實施過程中的連續性以及全員參與性進行討論。

一、產學研協同創新為主的多層次、多平臺的教學體系

以常州大學高分子材料與工程專業為例,2015年該專業培養方案中明確提出,培養“具有扎實的高分子材料與工程專業知識,具備解決高分子材料成型加工中工程問題的能力和創新思維”。據此,本專業學生必修創新創業與競賽活動1學分,此外,通識課程必須選修1學分的創新創業類課程。要求必須為學生開設創新創業相關課程,講授有關創新創業方面的相關知識,并將此列為課堂基礎教學。開設創新創業類項目,鼓勵學生積極參與為實踐教學。目前,在此過程中單純依賴于專業教師的教學與輔導,從長遠發展角度看,所講授內容可能與企業當前需求相脫節,將面臨創新性不足的嚴峻問題。因此,建立以產學研協同創新為主的多層次、多平臺教學體系,是解決這一問題的有效途徑。在教學過程中,產學研協同創新將發揮重要作用。產學研協同創新可為學生提供大量的創新實踐類課題、項目,協調教學及科研資源合理充分利用,為學生創造教學和實踐條件。教學過程中,產學研協同創新可以提供專業知識、發展的前沿信息、市場信息,使專業理論基礎知識、實踐與市場需求間建立聯系。課堂教學及實踐教學環節中,采用產學研協同創新的典型案例傳授給學生,可以使學生從抽象的以傳授知識為主的理論課堂,走入直接獲取實際經驗和實踐能力的生產與科研實踐有機結合的真實環境。通過開放和共享產學研協同創新硬件資源,豐富教學模式,提高學生學習興趣,理論與實踐相結合培養學生創新能力。此外,產學研協同創新所提供的創新課題、項目多來自于企業直接需求,具有實際應用價值和一定的創新性,融入到大學生實踐教學過程中,將提高學生對專業問題的解決能力,并能在問題解決過程中使創新能力也得到相應提升。這也與中國工程教育專業認證提出的解決復雜工程問題及創新能力的要求相契合。高校學科門類眾多,大部分高校的科學研究,都偏向于在自己的學科領域中進行,學科或學院之間存在壁壘,“各立門戶”“單打獨斗”的現象仍十分普遍。而產學研協同創新為學科交叉提供了平臺,多學科人才的加入、多種多樣的實際問題的解決,都促進了學科深層次交叉,有利于打破學科間的門戶壁壘,有利于創新,并在授課過程中傳授給學生,提高學生的創新能力[3]。圖以產學研協同創新為主的大學生創新能力培養構成。

二、產學研協同創新在大學生培養中的連續性

大學生的創新能力培養是一個連續性的教學活動,不可能單純依賴于某一課程及某一時段來實現,應貫穿整個教學環節。大學生創新能力培養過程中,通識課程、基礎課程,特別是專業基礎課程教育尤為重要,在通識課程、基礎課程教學過程中融入產學研協同創新典型案例,有利于學生在學習、理解基礎知識的同時,運用這些基礎知識認識問題、解決問題,進而培養學生的創新能力。輔助以企業家的相關講座傳授創新創業知識、經驗,以及需要重點關注的環節,可使學生對創新創業形成更深刻的認識。此外,這些典型案例分析過程中可吸引學生的注意力,從而獲得良好的教學效果。實踐環節結合產學研協同創新對實踐過程進行分析,在獲得更全面的信息的同時,分析所存在的問題以及可能的解決方案。尤其在畢業環節結合產學研協同創新,對所做課題進行全面了解,有利于在畢業環節中實現創新性。產學研協同創新可以始終為學生提供最新的實際應用課題和項目,實現學生實踐環節與企業需求相結合,而不是盲目地為了完成實踐而實踐。企業因素的融入使學生在對實踐環節的充分理解前提下,充分發揮本科生活躍的思維,更容易產生新的想法,輔助以指導教師的合理引導和指導,對大學生創新能力的提高將起到積極作用。這樣融合產學研協同創新使基礎課程教育、專業課程教育、實踐環節教育,貫穿于本科生培養全過程,從而實現連續性教育,對于學生創新能力的培養極為有利。創新能力培養應該建立在對專業基礎課及專業課透徹的理解基礎之上,因此,將兩者合理的融合在教學當中是重中之重[4]。

三、產學研協同創新在大學生培養過程中的全員參與性

在大學生創新能力培養過程中,學生是主體,應該全員參與,而不能是個別學生的個別行為。產學研協同創新在大學生培養過程中,不僅要求全體學生參與到學習和實踐當中,也要求專業教師全員參與。要培養學生的創新能力,教師首先應具備創新能力,產學研協同創新同時也為教師提供了企業信息、市場信息、專業信息以及其他學科相關信息,多種信息的融合有利于教師創新能力的提高。尤為重要的是企業因素為教師提供更多的實際生產相關信息,這為提高自身以及培養學生解決復雜工程問題的同時,體現創新性奠定基礎。產學研協同創新產生的自然效應是專業教師科研和實踐能力的提升。因此,重視和發展產學研協同創新,對高校教師的協同創新水平以及團隊實力等方面的提升都十分有益。參與產學研協同創新的教師,能通過課堂教學和報告等教學環節,把自己從事產學研協同創新的體會和經歷傳授給學生。在此過程中教師也對成果進行再學習和再理解,有利于教師創新和研究能力的再次提升。其次,學生通過教師的傳授,對協同創新過程有了間接的體驗和感受,有利于學生實踐、創新和解決問題能力以及參與協同積極性的提升[5]。全員參與有助于促進大學生就業能力發展,通過產學研協同創新,大學生對企業有了更多的了解,從而可有效提高就業質量,實現從盲目找工作到有目的地進行擇業的轉變。四、需要解決的問題科學的教學體系既是創新教育的平臺和依托,也是完成教學目標、實現教學目的最重要的手段之一。產學研協同創新為主的新的教學體系的完善,不能過分強調創新而忽略基礎知識,基礎知識的掌握與運用是認識問題、解決問題的基礎。如何在學好基礎知識的同時培養出具有創新能力的有效途徑,需要長期探索與實踐,并不斷發展和完善。要求教學過程中在引起教師足夠重視的同時,又要激發學生的求知和創新欲望。高校如何對多學科進行有機組織從而充分發揮其優勢,如何與國內外各類創新力量進行融合,如何進一步深化與企業間的合作,成為具有重大影響力的區域創新發展的基地,并以此為基礎將研究成果轉化為教學因素,這將是一個長期而艱巨的任務。此外,產學研協同創新中企業所提供的較多課題及項目,對于本科生而言過于復雜,教師應根據實際情況進行適當分解、簡化,形成若干子課題進行研究。應按照循序漸進原則,不宜操之過急,頻繁的失敗,將極大地挫傷學生的創新積極性。五、結語產學研協同創新在大學生創新能力培養過程中將發揮重要作用,有利于構建融合、高效的教學體系,并可進一步提升參與教師的創新創業能力,促進教學質量的提高。高校人才培養與企業人才需求之間實現有效連接,在以專業知識和理論為基礎,促進實踐能力、創新能力提高的同時,增強了學生就業與創業能力,將為協同創新以及地方經濟的發展起到積極作用。

[參考文獻]

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[4]張麗娜:《以創新能力培養為導向的建環專業基礎課———專業課連續性教學研究》,《大學教育》,2015年第7期。

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關鍵詞:建筑裝修;室內裝修;室內污染;防治對策

一、建筑裝修工程施工過程的特點

建筑裝修工程指的是通過相應的施工操作,在原有的建筑物主體上添加一層裝修層,實現建筑物的美觀和整潔,提高建筑物業主的居住環境質量。在建筑裝修工程施工過程之中,其主要是依托于建筑物的承重墻等結構主體的支持才能夠進行相關的裝修操作。而在裝修的過程中,所使用的漆料和木板由于經過了相應的化學加工處理,很有可能含有甲醛等對人體有危害的氣體,可能對人民群眾的身體造成危害,在加工的過程之中,也有可能或產生粉塵,影響到人民群眾的身體健康。

在建筑裝修工程施工過程之中,由于建筑物的施工環境限制,整個建筑裝修工程施工只能在一個有限的建筑物空間之內進行,這就很有可能發生建筑裝修工程施工和其他建筑物施工過程的平行交叉施工,這就導致在建筑裝修工程施工過程中會產生一些不安全的因素,導致一些質量問題的產生。與此同時,由于建筑物業主的具體要求不盡相同,這也就導致進行裝修使用的過程中所要進行施工操作也不盡相同。除此之外,進行建筑裝修工程施工的材料的類別也很多,這些材料所蘊含的各種物質可能造成對建筑物內部的污染的效果也各不相同,其可能含有的污染物的種類就具有甲醛、粉塵等物質。具體的說,就是在進行建筑裝修工程施工的時候,建筑團隊要選取不同的施工工藝來進行施工,在保證建筑物室內美觀的基礎上,保證室內的環境不受污染。

二、建筑裝修材料中主要污染物及影響因素

1、涂料

目前室內裝飾裝修主要用到的有衛生間或陽臺的防水涂料、內墻涂料和木器涂料。一般廚衛用的防水涂料主要兩大類:聚氨酯類防水涂料和聚合物水泥基防水涂料,早期的聚氨酯類防水涂料因含有煤焦油或瀝青,屬于嚴重污染環境損害健康的產品,已經被淘汰,此外,聚氨酯防水涂料普遍使用的交聯劑是莫卡(MOCA),也屬于可疑致癌物,目前使用的新型聚氨酯類防水涂料為水固化型聚氨酯防水涂料以水為固化擴鏈劑,不需交聯劑莫卡(MOCA),而且不含苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯酯等有害有毒溶劑,屬于環保產品。另外,內墻涂料中以合成樹脂乳膠漆為主,屬水性涂料,內墻膩子的主要成分也屬于無機成分,健康危害風險較低,但鑒于市場中很多淘汰工藝或禁用產品的盛行,需注意以下幾點:第一、合成樹脂乳膠漆屬水性涂料,雖然環保性較溶劑型涂料高,但乳膠漆的添加助劑較多,注意表面活性劑、成膜助劑、防霉殺菌劑、防凍劑中是否含有禁用物質(烷基酚類、乙二醇醚和乙二醇酯、乙二醇)或強溶劑等;第二、內墻膩子主要為無機成分,嚴禁添加建筑膠(107、108、801、901膠水),以免帶來化學污染;第三、防水涂料中目前使用的濕氣固化聚氨酯防水涂料和聚合物水泥基防水涂料屬環保型產品,嚴禁使用含煤焦油或含瀝青的聚氨酯涂料。

2、膠黏劑

與涂料組成類似,膠黏劑也是以高分子材料為主料,配合各種固化劑、增塑劑、填料、溶劑、防腐劑、穩定劑和偶聯劑等助劑配制而成。高分子材料有熱塑性樹脂、熱固性樹脂、合成橡膠、天然高分子物質等;溶劑有脂肪烴、酯類、醇類、酮類、鹵代烴類、醚類等;增塑劑用的較多的是鄰苯二甲酸酯類;固化劑種類有脂肪族多胺、芳香族多胺、芳環脂肪族多胺、脂環族多胺、低分子聚酰胺、有機酸酐、咪唑類等;顏填料則包括氧化鐵紅、氧化鐵黃、云母氧化鐵、三氧化二鉻等。根據膠粘劑的原料組成,造成室內污染的成分主要來源于溶劑中的揮發性有機化合物、有毒固化劑與增塑劑以及其他助劑等。

3、氨氣

氨氣是室內裝修污染的污染源之一,是一種具有強烈刺激性氣味的氣體。建筑物的混凝土外加劑會造成氨氣污染,有的建筑單位為了縮短工期,使用了高堿混凝土,這些混凝土中含有大量的氨類物質,隨著環境溫度、濕度等的變化,這些物質會還原成氨氣,并從墻體中緩慢釋放,進而造成室內空氣中氨的濃度不斷增高。氨氣對人體的主要危害在于它會削弱人體的免疫能力。氨氣被人體吸入后,會與人體血液中的血紅蛋白結合,進而破壞血紅蛋白的輸氧功能,長期大量吸入氨氣會出現流淚、咽疼、聲音嘶啞、咳嗽、痰中帶血、胸悶和呼吸困難等一系列呼吸道疾病。

三、室內建筑裝修危害的防止

1、嚴控建筑裝修工程施工材料質量

施工團隊在引進施工材料的時候,要仔細地審查材料的性能,并根據工程的具體需要進行裝修材料的選取工作。因為,只有保證了建筑裝修工程施工材料質量滿足相應的質量檢驗標準,才能夠保證建筑材料之中所蘊含的的有毒害物質的組分控制在一定的范圍內,才能夠保證建筑裝修工程的室內環境控制達到相應的水平。需要通過這樣的方式,以有效地保證建筑裝修工程的室內環境。但是,截止目前為止,我國還沒有形成一個監督管理嚴格,價格符合統一標準的建筑材料市場,這就導致很多質量并不符合國家相關規定的材料的流入。這就需要建筑團隊組織相關的專業技術人員,進行對建筑材料的嚴格檢查,確保建筑裝修工程施工過程之中使用的建筑材料都是性價比高、綠色無污染、符合可持續發展原則的建筑裝修施工材料。具體地來說,就要求施工團隊仔細審查建筑裝修材料的規格性能、建筑裝修材料的環保性能。針對目前越來越嚴重的環境污染問題,建筑團隊在進行建筑材料選取的時候,必須嚴格遵守《民用建筑室內環境污染控制規范》的相關規定,使用綠色無污染的建筑物裝修材料。在建筑裝修工程施工過程之中,如果建筑團隊想要更改施工的建筑裝修材料,必須要申報監督管理部門,經過認可之后才能夠更改建筑裝修施工材料。

2、簡化裝修模式,增添綠色植物

家居裝修應以實用、簡約為主,過度裝修會引發污染的“疊加效應”。綠色植物可起到凈化室內空氣的作用,比如蘆薈、常春藤、龍舌蘭、月季和玫瑰等,這些植物可吸收室內裝修產生的有害物質。

3、進行必要的室內環境檢測和空氣處理

室內污染,其實是化學污染,所以,不能簡單地憑氣味感覺來判斷,必須借助于專業設備由專業人員進行分析處理。裝修后的房屋不要急于入住,應該先找室內環境監測部門進行檢測,聽取專家的意見,選擇合適的入住時間。

4、建立健全相關的法律法規

通過立法的方式可使室內裝修污染物的防治控制有法可依、有章可循。應從源頭抓起,政府部門要加強裝飾、裝修材料質量標準的細化工作,各級質量技術監督部門應將建筑材料的環保性能作為一項重要內容,并加對大建筑材料違法行為的懲處力度。各級的工商、質量技術管理監督部門應加大聯合執法的力度,在流通領域開展有效的監督管理。

結束語

室內裝修造成的室內空氣污染及其防治措施是一個常新的研究課題,室內裝飾污染的防治應以事前控制為主,事后處理為輔,雙管并重,雙管齊下。通過施工團隊和質量監督單位的共同努力,實現建筑裝修環境的有效提升,保證人民群眾不受裝修污染的干擾。

參考文獻

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[關鍵詞]材料學科;課程體系;創新能力;人才培養

[中圖分類號]G64 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-4634(2012)02-0012-04

材料學科是新技術革命的先導,既有不斷提升的科學積累,又有巨大的產業背景,既有高精尖的縱向發展,又與相關學科日趨交叉、相互滲透,為社會發展和科技進步提供了大量物質基礎。一方面,伴隨材料學科的不斷發展與演化,新知識、新理論、新方法、新技術層出不窮,需要培養人才繼續深入研究和推廣應用;另一方面,在目前國家經濟轉型的關鍵時期,社會急需的高科技創新型人才又極度缺乏。面對這種現狀,作為先進科學文化知識集散地和創造源的高等院校,亟需培養具有更開闊的學科視野、更寬廣的知識背景、更活躍的創新思維、更堅實的創新能力的高素質人才。

本文結合燕山大學材料科學與工程學院多年來創新型人才培養的實際經驗,闡述了優化課程體系、創建創新型實驗教學示范中心、科研與教學一體化以及課外科技活動在創新型人才培養中的作用和成效,以期對目前正在進行的高校創新型人才培養模式改革研究提供參考。

1 材料科學與工程學院概況

燕山大學材料科學與工程學院(以下簡稱學院)作為學校的二級學院,定位層次較高,是研究型學院,設有材料科學與工程博士學位授權一級學科(下設“材料學”、“材料物理與化學”等6個博士學位授權二級學科專業,其中“材料學”為國家重點學科)和博士后科研流動站。“金屬材料工程”為第三批教育部高等學校特色專業建設點。學院建有“亞穩材料制備技術與科學”國家重點實驗室和“金屬產品工藝、性能優化與控制”河北省重點實驗室,建有“材料綜合國家級實驗教學示范中心”、河北省“材料類”應用型人才培養模式創新實驗區和“冶金工程材料”河北省本科教育創新高地。

幾十年來,學院一直非常重視師資隊伍建設,積極從國內外引進高水平學術人才,此外,學院還十分重視對外開放與合作,加強國際問的學術交流。目前,學院共有51名教師,其中教授、副教授為45人(含博士生導師33人),具有國外學習、深造及工作經歷的為33人,占64.7%,具有博士學位的教師為44人,占86.3%。

學院教師具有豐富科研經驗,近5年學院教師承擔了國家及省部級科研項目和各行各業的科學研究及開發項目170余項,發表學術論文700余篇(其中400余篇被SCI、EI、ISTP收錄),申報并獲批了國家自然科學基金委員會創新研究群體1個,教育部“長江學者和創新團隊發展計劃”創新團隊1個,國防科技創新團隊1個。在開展科研的同時,教師能夠以學科為平臺積極承擔專業領域課程教學,實現研究成果與教學內容的緊密銜接。學院現有“材料學”國家級教學團隊1個、國家級模范教師1名、被授予省級教學名師、優秀教師等榮譽稱號的3人次,學院教師作為主編、參編累計出版教材40余部(其中主編國家“十一五”規劃教材5部、“十二五”規劃教材2部),建成省級精品課程4門。

2 材料學科創新型人才培養的實踐與探索

2.1 優化課程體系,積極開展專業課程教學改革

完善培養計劃,優化課程體系是提高本科教育教學質量的重點和關鍵。學院在制定08版本科教學計劃時,對04版教學計劃進行了大刀闊斧的改革。首先是壓縮了10%的學分,即由04版200學分壓縮為08版的180學分,并設定了專業方向模塊。例如“金屬材料工程專業”又劃分為“熱處理方向”和“焊接方向”兩個模塊,并設置了與模塊相匹配的專業課程,使培養的人才更符合社會需求;其次,根據課程的重要程度,各個專業都設定了45學分左右的學位課,學生修讀這些課程并達到一定的標準,才能獲取學位;另外,學院還積極探索實踐“四小學期制”,每門專業課程基本都能在10周以內結課,利于學生及時消化吸收所學新知識,部分專業課程甚至增大了實驗課時的權重,以培養學生的實踐動手能力。

為了進一步完善課程體系建設,學院積極開展專業課程教學改革試點工作,每個專業都遴選了2門課程參與改革,目的是轉變教師教學觀念,改革落后的授課方式,在授課中引入討論式、案例式等教學方法,打破以“教師為中心”、“以講授知識為主”的傳統教學模式,引入新知識,重新構建新的教學授課體系,目前各項教學改革活動進展順利,備受好評。

2.2 結合國家重點實驗室,創建創新型實驗教學示范中心

目前,中國一般高等院校的教學組織結構多為院、系、專業教研室,把課程看成是課堂、教材、單向的講授以及與此相對應的單一的考試,動手能力普遍較弱,未能養成在實驗中培養學生發現問題、提出問題并解決問題的能力,因此創建創新型實驗教學示范中心在培養大學生的創新能力中至關重要。

以“亞穩材料制備技術與科學”國家重點實驗室為依托,結合“金屬產品工藝、性能優化與控制”河北省重點實驗室,學院成立了包括金屬材料(含熱處理方向、焊接方向)、無機材料(含硅酸鹽方向、超硬材料方向)、高分子材料及材料物理在內,面向本科生、碩士生和博士生等各層次、各專業學生開放的多層次、多學科的材料綜合實驗教學示范中心。2007年,教育部首次啟動了材料類國家實驗教學示范中心建設工作,全國首批共建6個,燕山大學材料科學與工程學院的“材料綜合實驗教學示范中心”就是其中之一。

自材料綜合實驗教學示范中心創建以來,以培養創新型人才為出發點,立足于實驗教學的系統性、基礎性、綜合性和創新性,對所有實驗課程進行統一管理,根據金屬材料、無機材料、高分子材料和材料物理不同專業學生的教學要求,設計、構建合理的材料學實驗教學體系,改革和更新實驗內容,改進教學方法,在較少的教學時間內高質量地完成材料類實驗教學任務。目前,為滿足開設小組實驗的要求,“示范中心”已配備了各種小型的高科技實驗設備,并充分利用這些高科技實驗設備培養應用型、實踐型人才,適應社會需求,讓每一個學生都有動手操作實驗的機會,為教學實踐提供了良好條件。同時,在實驗教學內容及方法改革方面,“示范中心”采取減少單科性、驗證型實驗,增加了綜合型、研究型實驗。數據表明,自“示范中心”創建以來,每年約接待本科生教學實驗超過3000次,畢業生180余人,碩士生300余人,博士生100余人。此外,對于每批新來的研究生,“示范中心”都要對其進行大型儀器設備操作培訓工作,開設大型分析儀器及分析方法課程實驗,達到每個研究生都能夠獨立操作SEM、TEM、Gleeble3500熱模擬試驗等大型設備的程度,極大

地提高了學生的動手能力和實踐創新能力。

2.3 科研與教學一體化,提高創新能力

1)以科研帶動教學,保持教學內容的先進性。師者,所以傳道授業解惑也。作為新時代的高等教育工作者,更應著眼于學生創新能力的培養。材料學科隸屬于理工類,學生的創新能力更主要體現在科技創新能力上,而該能力的培養最重要的就是把科研與教學相結合,實現科研與教學一體化。

燕山大學材料科學與工程學院作為研究型學院,在科研、教學之間走出了一條獨具特色、科學發展的新路,取得了良好成效。之前,相當一部分同學反映只聽聞學院學術科研水平高、科研能力強、儀器設備昂貴,卻少有機會得見“廬山真面目”,或者只是在開學伊始的相關活動中偶爾才能領略到高水平專家、博導的風采,但在以后的公共基礎課中就很少有機會看到。為此,學院充分發掘雄厚的師資力量為本科生教學服務,從師資隊伍中選出學術水平突出的學科帶頭人(長江學者、國家杰青、博導)開設“材料科學前沿與展望”系列學術講座以及“博士生導師聯名授課”特色課程,并邀請海內、外知名專家、學者就當前最前沿的科技知識和最具挑戰性的創新課題舉行學術講座,極大地開拓了學生視野,活躍了學生的創新思維。在授課或學術講座過程中,教師盡量避免使用抽象、晦澀、難懂的科學術語,能夠做到深入淺出,并與日常生活緊密聯系,使學生在輕松的氛圍中學習。同時,學院又分專業增開了博導聯講課程,既可以深入地講解學科各專業的前沿成果,又能夠避免學生因專業不同而聽不懂,從而使學生在一定程度上了解學院的研究方向、材料學科的最新研究成果,掌握更多的專業信息,拓寬知識面。此外,學院以培養創新型人才為出發點,立足于實驗教學的系統性、基礎性、綜合性和創新性,將部分成熟的科研成果引入到傳統的實驗教學中,不斷充實和更新實驗內容,提高實驗教學水平。例如,大塑性納米材料制備、Gleeble3500熱模擬試驗、功能高分子的合成與改性等不少實驗內容,都是由學院教師最新科研成果轉化來的,這對培養材料學科創新型人才有重要意義。

2)突出實踐教學,發揮科研創新作用。作為研究型學院,教師科研力量較強,多數教師承擔了國家級、省部級和企業委托的科研項目,故而可以充分利用教師承擔科研項目的便利條件,提升實踐教學水平,調動學生的積極性。

與其它學院相比,燕山大學材料科學與工程學院實行的“本科生導師制”具有更大的指導意義。首先,學院擁有一支高水平的師資隊伍。共有教師編制人員51名,其中教授、副教授為45人(含博士生導師33人),具有開展本科生導師制的雄厚師資基礎;其次,學生數量相對“較少”。學院嚴格限制招生規模,本科生規模和研究生規模向1:1比例靠近,每一屆僅招收180名左右本科生,指導教師與本科學生的比例始終維持在1:4左右。由于學生人數少,因而指導教師能夠在每一名學生身上付出較多精力,提高了指導效果;此外,學生還可以根據自己的興趣和導師的研究方向,采取雙向選擇形式配備導師。學院一直堅持實施并不斷完善“本科生導師制”制度,為大一、大二的本科生配備班級導師(每個班級2名導師),為大三學生配備個人導師(每個導師平均帶3~4名學生)。這樣,學生在剛上大學三年級的時候,就能夠參與到指導教師的科研活動中,較早階段就與專業、實際課題項目接觸,能夠激發學生對本專業的熱愛,培養并篩選有潛質的學生從事更深層次的科學訓練。在本科畢業設計環節,指導教師不僅自己要從事科研活動,更要帶動學生參與科學研究,將學生在大學近四年來所學到的知識和技能融入其畢業論文中,為培養學生實踐能力和創新精神創造條件。學院還充分利用近些年的科研積累多、課題多、經費充足、研究生多的優勢,將本科生、研究生的畢業論文與指導教師的研究課題相結合,保證了一生一題,無重復,并且都是指導教師實際承擔科研項目的一部分,通過將畢業論文與研究課題掛鉤,使本科生或研究生直接參與到國家課題、大型應用開發課題的研究中,在科學研究過程中進一步培養了學生的創新性思維,進一步提高了學生的實踐動手能力。

2.4 開展課外科技活動,提高大學生科研創新能力

1)作為教育部“國家大學生創新性實驗計劃”試點高校,自2008年起燕山大學實施了三期面向優秀大三學生的“大學生創新性實驗計劃”質量工程立項工作。大學生創新性實驗計劃項目的實施,首先,對學生是一個極大的激勵,在學生中形成了崇尚學習、崇尚思考、崇尚創新的氣氛;其次,參與計劃的學生通過親身的實踐,加深了對創新的理解,增強了探索真知的動力和信心,創新能力得到了明顯提高。截至2010年,學生共獲批了教育部“大學生創新性實驗計劃項目”9項,校級一、二、三類項目20余項。

2)開展院級材料科技創新實驗計劃和創新大賽活動,提高學生科學研究能力、創新能力和實踐動手能力。為充分利用學院師資隊伍雄厚、科研力量強以及國家重點實驗室和國家級實驗教學示范中心等資源優勢,積極營造不同學科交叉復合研究的氛圍,從2011年開始,學院全面籌劃,特別設立了面向本科生的材料科技創新實驗計劃項目,并開展各種專業基本技能競賽和科技創新競賽等活動,目的是培養學生的嚴謹科學態度、創新意識、創業和團隊合作精神。希望通過此類活動的開展,促進具有競爭力的材料學科特色專業人才的培養,更好地滿足社會需求。該計劃要求學院正式編制教職工結合自己科研方向或研究興趣,提出若干綜合性、設計性實驗項目,面向積極要求進步的大三學生集中,鼓勵大二、大四學生積極參與。學生可根據自己所學的專業知識,自主選擇所擅長或感興趣的課題,可以個人申報,也可以組隊申報,一般每個團隊3~5人,要求在科技立項實驗中有機協同,分工明確。在指導教師的指導下,團隊需自主地進行研究性學習,自主查閱相關文獻,進行試驗方法的設計、實驗操作、分析處理數據等工作。同時,學院還完善了相關的運行管理機制,從“材料學”國家重點學科建設經費中,劃撥出專項經費對學生項目進行資助。第一批學院共資助了24項學生科技創新項目,學院的國家級材料綜合實驗教學示范中心、國家重點實驗室也面向所有項目進行開放,在場地、設備等方面予以大力支持,為提高學生開展科技創新活動的整體水平、培育和營造良好的科技創新氛圍提供了保證。學院期待創新型人才培養模式能在更高程度上培養學生的科學思維能力,鍛煉學生的創新設計能力。

篇7

華南理工大學在分析目前學校面臨的形勢與任務后,認為不能再按傳統的思維方式就教學而論教學,應該站在學校整個辦學平臺上,將學科建設和專業建設統籌考慮,將教學和科研都作為有效手段,共同服務于人才培養這一根本目的。學校面對建設創新型國家,尤其是創新型廣東的需要,根據以工為主的學科特點和辦學基礎,明確提出以培養研究型工程師和科技型企業家作為主要培養方向:一方面致力于培養能站在國際技術發展前沿、了解我國國情,掌握關鍵技術,并能結合企業實際提出和解決問題的研究型工程師。另一方面,著力培養具有學科領域專業技術知識,受過嚴格的自然科學和工程技術訓練,能領導和駕馭科技型企業,具有強烈的技術創新能力和市場意識,集專業技術、市場經驗和管理才能于一身的科技型企業家。

一、充分發揮學科對專業的支撐作用

學科與專業是科學研究和人才培養的基本單位,通過長期的探索和實踐,我校按“學科―專業―課程―教學”的邏輯順序,將學科資源優勢轉化為教學資源優勢,奠定創新型人才培養的堅實基礎。

第一,依托強勢學科,建設高水平專業。強勢學科決定著學校人才培養特色,是形成優勢專業的重要條件。我校依托6個國家重點學科、21個廣東省重點學科和相應的博士點、碩士點學科的師資、科研實力和實驗設施,先后建設了計算機科學與技術、信息工程、建筑學等19個廣東省名牌專業和1個國家級人才培養基地,在這些學科專業率先建設一批國家級和省級精品課程,積極開展研究型教學,以科研帶動教學水平和質量不斷提升。

第二,依托高水平學科交叉和新興學科發展,建設新專業。綜合、寬廣的學科結構是研究型大學人才培養的重要特征,學科的交叉、融合和滲透是促進形成新專業的沃土。我校輕工、機械、電子、化工和建筑等傳統工科優勢明顯。近年來,生命科學、環境科學、材料科學、信息科學、管理科學、人文社科藝術等新興研究領域蓬勃發展,學校相應調整、改造原有本科專業,陸續增加了26個新專業,形成了多學科交叉滲透、多專業協調發展的學科專業布局,高水平學科交叉融合,使本科專業高起點、高質量培養創新人才。

第三,依托學科創新平臺,讓本科生分享優質學科資源。學科創新平臺是研究型大學人才培養的獨特優勢,是學生創新能力培養的重要支撐。我校在“九五”、“十五”“211工程”建設和“985工程”一期和二期建設期間,共投入約15億元資金,建設了6個國家級、15個省級科技創新平臺。學校依托這些平臺,設立了25個大學生創新能力培養基地。所有科技創新平臺面向本科生開放,鼓勵學生參加在研科研項目,支持學生開展課外科技創新活動,增強學生研究意識和創新能力。

第四,依托學科建設,打造創新型師資。我校依托學科建設感召和匯聚高層次人才,組建學科團隊和學術梯隊,承擔課程建設任務。團隊教師在開展科學研究的同時,承擔專業領域課程教學,指導學生畢業設計和課外科技創新活動。以學科為平臺開展科學研究和課程教學,實現研究成果與教學內容無縫對接。教師在組織和實施教學過程中積極探索教學內容、教學形式、教學方法和手段的改地革,將課程基礎理論中的知識點和學科發展的前沿有機地結合起來,彌補了課本知識基礎性強而新穎性不足的缺陷。

二、積極發揮科研對教學的反哺作用

科研與教學作為研究型大學的基本職能,長期以來存在的“兩張皮”現象嚴重影響創新人才培養的質量。我們認為,兩者有著內在的統一性,科研是“源”,教學是“流”,學校要充分利用科研實力雄厚的優勢,以科研帶動教學基本建設,促進教學改革,提高人才培養質量。

第一,以科學研究提高教學水平。科研是實施“研究型教學”的前提和基礎。我校堅持教學和科研相互結合,要求以教學為主的教師將30%的時間投入到科學研究工作中,同時以科研為主的教師積極承擔專業課程教學、指導學生畢業設計(論文)和課外科技創新活動。目前全校有90%以上的教師直接參與科研,近3年來教師承擔各類科研項目達3956項。高水平的科學研究促使教師始終處于科學技術研究的前沿,將科研的經歷和創新的思維傳授給學生,將科研成果轉化為教學內容,從而帶動教學改革和課程建設,提高教學水平和人才培養質量。2005―2006學年度學校273名教師獲得優秀教師南光獎、教學優秀獎,其中90%承擔或參與過各類科研項目,50%承擔或參與過各類省部級項目。

第二,以科研成果更新教學內容。科研成果是促進教學內容現代化的重要方面。我校要求教師利用科研成果更新教學內容,倡導科研成果進入課堂、進入教材、進入學生頭腦,鼓勵教師將最新科研成果融入教材,化為課程,開設反映學術前沿的選修課。支持教師結合承擔的科研課題,指導本科生畢業設計(論文),使學生了解和掌握最新的前沿科學知識。據統計,70%左右的科研成果內容被教師用作課堂教學素材,許多優秀學術著作直接作為教材、教學參考書或文獻使用,成為新的課堂教學內容。中國工程院院士陳克復教授、俄羅斯工程院外籍院士劉煥彬教授依托重大科技項目和科研成果,將最新科技信息應用于本科教學和教材編寫中,分別主編《制漿造紙機械與設備》、《制漿造紙過程自動測量與控制》教材,均入選國家十一五規劃教材。首屆國家教學名師獎獲得者秦秀白教授一直利用科研反哺教學,其學術著作《英語語體和文體要略》直接作為我校英語專業本科生教材,受到學生的熱烈歡迎。

第三,以科研思維創新教學模式。學校倡導教師在教學過程中與學生共同探索科學知識,開展研究型教學。廣大教師從創設問題情境出發,激發學生的興趣和探究熱情,引導學生自主探究和體驗知識的發生過程,還原原來的科學思維活動,通過師生互動、雙向交流的形式,鼓勵質疑批判和發表獨立見解,培養學生的創新思維和創新能力。不少工科課程積極采用講授與自學相結合、集體討論與獨立思考相結合的啟發式、研討式教學方法。如,經管文科課程大量運用理論學習與實踐學習相結合的研討式、案例式教學方法。同時,教師還指導學生課外學習和閱讀發表的相關論文和科研項目材料,加深學生對課程教學的理解,培養學生的創新思維能力。

第四,以科研資源改善教學條件。學校一方面鼓勵學院和科研人員將科研課題的相關經費用于購買儀器設備用于本科教學,另一方面鼓勵和支持院士、學科帶頭人等高層次人才為本科生開設講座和作學術報告,要求教授、副教授給本科生講授專業主干課、專業基礎課和公共基礎課程,倡導教師投身本科教學,使學生了解專業前沿知識,提高學習興趣。近3年來學院和科研人員共投入1.99億元科研經費用于購買本科教學儀器設備,改善本科教學條件和環境。教授、副教授講授專業主干課和專業基礎課的比例達到95%以上。

篇8

[關鍵詞]粉煤灰;堿法工藝;酸法工藝;氧化鋁

中圖分類號:TK22 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)08-0054-02

引言

粉煤灰是燃煤電廠在煤炭經鍋爐燃燒后排出的固體廢料,也是我國排放量最大的工業廢渣。通常每燃燒1噸煤,產生20~30%的粉煤灰,我國火電廠平均排放灰渣量在25%左右。目前我國年排放粉煤灰約4億多噸,占全球排放量的約1/3。

我國煤炭資源豐富,煤炭主要用于火電廠發電,我國每年產煤量30多億噸,我國的粉煤灰資源量巨大,目前全國粉煤灰堆存量估計在25億噸以上,我國粉煤灰近幾年的排放情況如下:

2010年粉煤灰排放量約4億噸,我國煤炭產量每年在逐步增加,粉煤灰排放量也在逐年增加。預計到2020年時,我國粉煤灰排放量可達5.4億噸/年。

1 粉煤灰對環境的影響

粉煤灰作為一種工業廢渣,如不能及時處理,將會對環境和人類生存造成嚴重危害,大量堆存的粉煤灰對環境的影響如下:

(1)占用土地及浪費人力和財力資源:據統計資料介紹,每掩埋、堆存1噸粉煤灰,處理費用為15~20元。

(2)污染空氣:堆場干燥的粉煤灰,只需四級以上風力,即可將表層灰吹揚到空中20~50m,造成空

氣質量惡化。

(3)污染水體:粉煤灰進入水體,使水變渾濁,灰中重金屬Pb、Hg、Cd等還會污染水質。

(4)污染土壤:堆場儲存的灰或空中飄落的灰,將使土質堿化、板結,影響農作物生長。

(5)浪費資源:粉煤灰中含有大量氧化鋁,并富含鎵等金屬,將粉煤灰當工業廢渣堆存,浪費了寶貴的資源。

2 粉煤灰的基本性質

2.1 粉煤灰的化學組成

粉煤灰的化學組成主要由煤炭本身的礦物組成決定,粉煤灰中氧化鋁含量通常在15~35%,氧化硅含量在30~50%,另含部分氧化鐵、氧化鈣、氧化鈦等金屬氧化物,未燃盡炭在4~10%。通過我公司近幾年對全國粉煤灰化學組分的調研,認為其Al2O3含量平均值為27.2%,氧化硅含量平均值為50.2%。

在我國內蒙古、山西一帶,其粉煤灰中氧化鋁含量通常在38%以上,部分電廠排出的粉煤灰中氧化鋁含量在45~53.5%,屬于高鋁粉煤灰。幾乎與鋁土礦中的氧化鋁含量相當,是鋁工業的一種潛在資源。

經初步統計,高鋁粉煤灰占粉煤灰總量的25%左右。主要集中在內蒙古南部、山西北部地區,粉煤灰綜合利用提取氧化鋁,應圍繞高鋁粉煤灰進行研究,而氧化鋁含量低于36%的粉煤灰,可考慮生產建材等其它綜合利用途徑。

2.2 粉煤灰的礦物組成

粉煤灰是一種高分散的固相集合體,其顆粒形態主要為非晶質的空心微珠、不規則的玻璃體、無定形炭粒及其他不定形礦物,大部分為SiO2、Al2O3的固溶體,另有莫來石、赤鐵礦、磁鐵礦、鈣長石、石英等。各發電廠由于煤質不同、鍋爐燃燒條件不同,礦物成分有較大差別。

如A公司煤粉爐粉煤灰礦物組成:莫來石61%,玻璃體25%,剛玉14%。B公司循環流化床粉煤灰的主要物相組成:無定形偏高嶺石,莫來石含量僅6~8%,它是由原煤中的主要粘土礦物高嶺石在850℃下煅燒而形成,其主要化學組成SiO2、Al2O3及Fe2O3,均具有很好的活性。

2.3 粉煤灰的物理性質

粉煤灰為灰白色粉狀物,少數呈黑色。容重較輕:0.5~0.8g/cm3,松散密度:0.48~0.55g/cm3,比重:1.95~2.4g/cm3, 粒度較細:4~40μm。安息角:47~48度,比表面積:9.5~22m2/g,燒失量:5~7%。

3 高鋁粉煤灰提取氧化鋁的工藝方法

由于我國鋁土礦資源貧乏,目前鋁土礦進口量已經超過國內鋁土礦用量的50%,且礦石價格逐年上漲,礦石品位連年下降,尋找非鋁土礦資源生產氧化鋁已成為我國氧化鋁工業發展的當務之急。

我國內蒙古南部、山西北部地區擁有非常豐富的高鋁粉煤灰資源,高鋁粉煤灰提取氧化鋁的研究,已成為國內煤炭、電力、鋁行業的熱門研究課題。眾多企業、高校、科研單位已投入到此行業的研究中,取得了大量研究成果,有些新工藝已經進入工業化研究階段。現對各種粉煤灰提取氧化鋁的工藝方法進行分析如下:

3.1 石灰石燒結法

(1) 國外石灰石燒結法工藝

自上世紀40年代開始,美國、波蘭、蘇聯等國家對這方面進行過研究。其中對波蘭克拉科夫礦業學院的研究,國內資料報導較多。

波蘭克拉科夫礦業學院對粉煤灰提取氧化鋁的研究,提出石灰石燒結法工藝,要求粉煤灰中Al2O3≥30%,粉煤灰用石灰石燒結法提取氧化鋁后,赤泥用于生產水泥。

1953年建成1萬噸/年氧化鋁廠,配套10萬噸/年水泥廠。

70年代末,波蘭又建設了第二個粉煤灰生產氧化鋁廠,設計規模:10萬噸/年氧化鋁,120萬噸/年水泥。設計指標如下:

粉煤灰原料中氧化鋁含量: 32%

純堿消耗: 151kg/t-Al2O3

石灰石消耗: 11t/t-Al2O3

粉煤灰消耗: 3.99t/t-Al2O3

煤耗(7000kcal/kg標煤): 166kg/t-熟料

水耗: 19.8t/t-Al2O3

氧化鋁回收率: 70~75%

溶出液中Al2O3濃度: 30g/l

燒結溫度: 1300℃

單位產品能耗: >2000kg/t-Al2O3

由于燒結法工藝的局限,粉煤灰中Al2O3含量偏低,許多技術指標是比較差,特別是石灰石配量大,溶出液中Al2O3濃度低,在經濟上難以保證獲利。目前國內已無該廠的資料報導,該工廠可能經濟原因已關閉。

(2) 國內石灰石燒結法工藝

我國從上世紀70年代末開始關注粉煤灰提取氧化鋁的技術研究,受波蘭的影響,最初關于采用石灰燒結法處理粉煤灰的呼聲很高,有關部門也多次組團赴波蘭進行技術考察。安徽淮北、淮南煤礦電廠產出的粉煤灰中氧化鋁含量在32~35%之間,與波蘭粉煤灰中氧化鋁含量相近。

1980年,安徽省冶金研究院和合肥水泥研究所在進行粉煤灰提取氧化鋁和硅鈣渣制做水泥的實驗室實驗基礎上,提出了用石灰燒結、碳酸鈉溶出工藝從高鋁粉煤灰中提取氧化鋁,并將硅鈣渣用作生產水泥的原料的綜合利用工藝技術路線,該方案于1982年3月通過國家技術鑒定。安徽省電力局在完成“粉煤灰提取氧化鋁并生產硅酸鈣材料的方法”的實驗室中試后,于1989年申請了專利,并在淮陰發電廠進行了中試生產。三年的中試生產表明,此工藝不但能夠提取氧化鋁,同時還可生產沸石或凈水劑等中間產品。但由于原料粉煤灰中氧化鋁含量不高、生產過程中碳酸鈉的回收率低以及工藝不配套等種種原因,造成生產虧損,項目在運行3年后不得不關閉。

石灰石燒結法的特點:

①優點:

工藝技術成熟,能夠產出合格氧化鋁產品,并能生產出水泥。

②缺點:

―渣量大,每生產1噸氧化鋁產生10t左右的硅鈣渣,水泥行業無法消化。硅鈣渣堆存則造成更大的環境污染,因為渣量比粉煤灰量增加200%以上。

―熟料溶出過程中由于渣量過大,洗水量隨之增大,使溶出液濃度低,堿的回收率降低,循環效率低,造成能耗及原材料消耗高,生產成本高。

―石灰石燒結法能耗高、生產成本高,與現有氧化鋁廠普遍采用的拜爾法生產氧化鋁工藝比較,沒有競爭力。

3.2 預脫硅-堿石灰燒結法工藝

預脫硅-堿石灰燒結法工藝處理高鋁粉煤灰提取氧化鋁,是在原有石灰石燒結法工藝的基礎上進行改進提高。在粉煤灰進入氧化鋁生產系統前,先對粉煤灰進行預脫硅處理,粉煤灰中的大量SiO2,在一定條件下與適當濃度的苛性堿反應,生成的硅酸鈉溶液用來生產白炭黑、活性硅酸鈣或其它硅產品,而預脫硅后的粉煤灰A/S大幅度提高,再用燒結法工藝生產氧化鋁。

預脫硅-堿石灰燒結法的特點:

(1)經預脫硅處理后的粉煤灰,A/S大幅度提高,可減少燒結法生料漿的配石灰量,從而大幅度減少燒結法排出的渣量。有利于改善燒結法的技術經濟指標。

(2)預脫硅堿液可用于生產白炭黑等硅產品,進一步變廢為寶,有利于粉煤灰原料的綜合利用。

(3)氧化鋁、硅產品生產工藝流程,均能形成閉路循環,技術上可行。

(4)與鋁土礦的傳統氧化鋁生產工藝比較,此方法同樣存在能耗高、渣量大、生產成本高等問題。需要繼續改進及優化。

3.3 酸法工藝

由于Al2O3為兩性氧化鋁,它既可以溶于酸,也可以溶于堿,生產氧化鋁的方法通常有酸法、堿法兩大類之分。

對于傳統的堿法工藝來說,原料中的SiO2為主要有害雜質,故對礦石中的SiO2有嚴格限制,即使采用燒結法工藝,其礦石A/S通常要求4以上,而粉煤灰的A/S通常在1左右,故采用堿法工藝很難突破渣量大、能耗高、成本高的技術難題。

酸法工藝的方法簡單、流程短,將高鋁粉煤灰與酸按比例混合后,在一定條件下進行反應,生成鋁鹽溶液,溶液經凈化處理后進行蒸發結晶得到純凈的鋁鹽中間產品,鋁鹽經焙燒即可得到氧化鋁產品,焙燒煙氣經制酸后循環使用。

酸法的優點:工藝簡單且生產流程短,粉煤灰中的SiO2不溶于酸,不構成氧化鋁生產過程中的有害雜質,可以處理A/S很低(如1左右)的原料。生產過程中不加入石灰等其它物質,故渣量小、能耗及原材料消耗低,生產成本較低。

酸法的缺點:鋁鹽溶液中通常含有鐵、鈣、鎂等雜質,其除雜較難解決,酸對設備及材料腐蝕嚴重,設備材料選擇困難,投資較高,所生產出來的氧化鋁產品,化學成分與堿法氧化鋁產品類似,但物理性能差別較大,電解鋁工藝應配套技改。

氧化鋁工業發展史上,由于酸法工藝的以上缺點存在,過去無法解決,使堿法工藝成為生產氧化鋁的主流方法。

近20年來,隨著材料工業的高速發展,許多新研制的非金屬材料、高分子材料在化工、冶金、氯堿工業大量使用,設備及材料防酸腐蝕問題逐步解決,為粉煤灰酸法工藝的發展提供了保障。鋁鹽除雜難題也隨著高分子樹脂吸附除雜、膜技術除雜的技術發展而逐步得到解決。

目前,粉煤灰提取氧化鋁的研究,其酸法工藝難題隨著材料技術的發展正在逐步得到解決,有可能取代傳統的堿法工藝,成為粉煤灰提取氧化鋁的主要研究方向。下面介紹2種典型的粉煤灰提取氧化鋁酸法工藝:

3.3.1 酸堿聯合法

酸堿聯合法汲取了堿法工藝和酸法工藝的特點,此法主要用于處理A/S較低的原料生產氧化鋁研究。其特點是:用酸法除硅、堿法除鐵。

經我公司2009年對此工藝方案作詳細比較后認為:

(1)此工藝技術基本成熟,可以生產出合格的氧化鋁產品。

(2)其工藝流程較長,有2個獨立的氧化鋁生產系統,必然造成生產工序及設備多、消耗高、投資大、生產成本高,幾乎沒有經濟利用價值。

(3)目前還沒有酸堿聯合法的應用先例,僅停留在理論及實驗室研究階段。

3.3.2 硫酸銨法

硫酸銨法處理高鋁粉煤灰生產氧化鋁,也是目前粉煤灰研究的重點工藝技術,目前已有單位將此研究課題從實驗室研究擴大到工業性生產研究階段。

高鋁粉煤灰與硫酸銨按一定的比例混合后,進行低溫焙燒反應,焙燒得到的熟料經水溶出得到硫酸鋁銨溶液和硅渣,經分離洗滌后,硫酸鋁銨溶液進行凈化處理,再加熟料燒成,產生的氨氣分解,得到氫氧化鋁中間產品,氫氧化鋁焙燒后得到氧化鋁產品。分解產生的硫酸銨溶液經蒸發濃縮后循環使用,而生產過程中產生的硅渣可用于生產白炭黑、硅系列產品。

本工藝路線由于引入了硫酸銨,硫酸根離子對設備腐蝕強于堿,故將其歸類為酸法工藝。由于酸法除鐵及除雜質離子困難,有的研究單位在得到中間產品氫氧化鋁后,再采用拜爾法處理,從而得到純凈的氧化鋁產品。

硫酸銨法的特點如下:

(1)硫酸銨可以實現閉路循環,生產中產生的氨氣也可循環利用。

(2)生產中未添加任何輔助劑,實現了渣量減量化,有利于減少渣對環境的污染。

(3)硫酸鋁銨為弱酸性鹽,對設備及材料腐蝕不如純酸法嚴重,有利于設備及材料選擇。

(4)硫酸鋁銨溶液除鐵等雜質離子較難,若加上獨立的拜爾法工藝除鐵后,其流程較長,投資較大,生產成本較高。

目前高鋁粉煤灰提取氧化鋁的研究方法很多,每種方法都有各自的優缺點,目前技術上還未形成統一認識,處于全面研究階段。除以上列出的5種主要粉煤灰處理方法外,還有選礦法、氟鹽法等,至于酸法工藝,也有鹽酸法、硫酸法、硝酸法之分,這里就不再一一介紹。

4 結論

(1) 粉煤灰綜合利用意義重大,利國利民,既能解決粉煤灰污染環境問題,又能解決我國鋁土礦資源不足的問題,功在當代、利在千秋,建議相關部門對各研究單位給予大力支持。

(2) 目前高鋁粉煤灰綜合利用研究的工藝方法很多,每種方法均有各自的不足。過去幾十年國內外主要圍繞堿法工藝進行研究,由于堿法工藝本身的局限,使得研究進展緩慢。近年來酸法工藝研究取得了重大進展,建議對酸法工藝研究給與重點關注和支持,酸法工藝路線處理粉煤灰具有較好的發展前景。

參考文獻

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篇9

關鍵詞: 農業用水 進展措施

中圖分類號:TN948.3文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)03(a)-0000-00

我國農業用水問題不僅僅關系到我國國民經濟的發展和我國社會的可持續發展,同時也是我國農業資源短缺,特別是用水的緊張,土地分配利用的不平衡的嚴峻形勢所逼迫的。我國的農業高效用水和節水型農業的實行對我國國家的水資源安全和農產品糧食的安全和農業生態環境的安全具有極其中要的影響地位和作用。而對于我國的農業節水問題在絕大多數情況下都需要高效用水和高效節水來實現解決。因此,加快我國節水型農業的新進展,用科學技術來推動農業生產力的發展,努力打造和我國國情相一致的現代高效節水型農業技術系統,這將是我國農業可持續發展的重要的途徑。

1現代高效用水研究進展

1)農業高效的節水技術策略。農業高效的節水技術策略主要從輸水工程上和農業灌溉方式技術上進行探究。比如在河南,在農業用水的運輸上,光在輸水量上就能損失到60%左右,這是占全省平均灌溉輸送水量的比率。而國外在20%左右。由此可見在農業用水中輸送水的過程是很重要的。在這些方面我們可以進行高效節水研究,在渠道的防滲方面、渠道的配套方式上,低壓管道的輸送農業用水方面上進行節水研究。像滴灌等各種節水措施都可以使用其上。

2)農業的高效節水措施分析,在農田之間可以通過各種措施實施節水,可以在限制作物的蒸騰上,抑制土壤的蒸發上進行探究。還有就是可以充分提高農田水的利用效率。可以通過抗旱育苗、限量農業生產、做好農田的保墑措施、高效節水灌溉措施,增加土壤的肥力等等措施。

3)節水管理措施,是在作物生育期內把有限的灌溉水量進行最優分配,來提高作物可吸收的根層儲水和灌溉水之間的轉化,以及經濟產量和光合產物效率的轉化。可采用抗旱灌溉、不十足的灌溉和低水量的灌溉等等措施,通過合理的措施來調節農作物對水分的供應,充分利用有效降雨的措施,提高作物對農田水的利用效率。采用低定額灌溉一般可節水30%~40%,而對產量無明顯影響,只有科學的管理, 建立完善的管理機構,健全規章制度與法規,才能使其他節水措施發揮應用作用,大力推廣現有的先進技術和科技成果, 用好水、管好水、使水資源發揮最大效益。

2我國農業高效用水前景探析

要想實施我國農業的高效用水技術,就必須在農業高效節水技術中充分的利用高分子材料、電子信息、和生物模擬的相關的高薪技術措施等等。當然這些技術不僅僅涉及的是農業用水管理的節水輸水工程上的技術問題,亦不是把生物節水和農藝節水簡單的連接在一起。而是在熟悉高效節水農業的實施技術的基礎上,充分的聯系水利學、工程學、農作學、遺傳學等等,各種學科要充分的聯系起來。把農業的高效節水結束措施定位在與水灌溉―土壤水保墑―污水利用―植物的光合作用―干物質質量―農作物的循環轉化等等。此外我國農業的高效用水和節水技術措施也需要信息、生物、計算機、化工、水利工程、現代的信息技術和現代的生物技術等等。為其科技含量的大幅提升帶來了新的契機與機遇?,深刻的影響著農業高效用水技術發展的進程?,其發展的主要特征是在保障區域生態環境安全與農業水資源高效利用的前提下,充分發揮現代的高新科學技術來對我國傳統的農業用水技術進行改造和升級。實施各類先進的高效的節水技術和農業產品的有機的結合在一起。促成我國農業管理、技術、專利、產業、標準為一體的高效節水型現代農業。

1)目前各國對水位農業的服務政策已經非常的明確。如果能夠在農業生產的過程中合理的利用水資源和高效的保護水資源就能保證我國農業的健康持續的發展進步。當前的立體化農業、新型生態農業、新興有機農業、新興設施農業等等模式都是高效節水型的綠色農業模式。特別是在地下灌溉、微型灌溉、營養液培植、膜下灌溉等技術措施都是可以采取的新型模式。2)噴灌機目前其研究開發方向是綜合利用項目及進一步節能節水,其仍是作為大面積機械化解決大田作物節水灌溉的主要方式,近年在兼噴施農藥和節能等方面有較大的突破。盡管不同噴灌機各自的優勢不同,但綜合考慮其條件,軟管卷盤式自動噴灌機、平移式全自動噴灌機及人工移管式噴灌機等是推廣重點。3)目前的地下灌溉技術是當今世界上普遍認為最好的和最高效的農業節水灌溉技術。雖然在推廣和應用的方面上還存在著速度慢、認可率低等等現象。但是依據這種技術的高技術含量,我相信這些理論實踐會得到很好的研究和解決在不久的將來。4)在旱地農業設施高效全面的機械化保水保墑措施將大有發展的潛力。在這種技術上已經形成了很多種農業體系系統。像深翻深耕農業耕地技術、輪作輪休農業技術、保護性和帶狀耕植技術、使用化學試劑進行保水保墑技術措施等等。這些技術措施如果能夠采用機械化的農業耕植系統將會給我國的農業現代化帶來很好的效果。

3結語

我國農業的高效用水和農業的高效節水是一個影響到世界每個人的全球性的用水問題。努力研究出人類同其他動物、植物和微生物之間的關系以及微生物同土地、水、大氣他們之間的內在關系,尋找出高效節約的用水方式和強有力的節水保護措施。在未來相當長的時間內在科技領域里的首位研究課題將是農業節水問題。

參考文獻

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[2]雷波,劉鈺,許迪,等.農業水資源利用效用評價研究進展[J].水科學進展.2010.

篇10

化工學科的學生從進入校園的那一刻就開始思考自己未來的就業之路,在就業大環境的影響下,他們在大學四年的學習和生活中主要分化成了兩類。第一類學生以考研為學習目的,占學生人數的60%以上,這類學生又可以分成兩部分,一部分爭取學院有限的研究生推薦名額,在大四以前,他們認真學習所有能影響專業排名的課程。以河南大學化工學科為例,免試推薦的名額只有不足5%,爭取到名額的學生一般都在班級名列前茅。這些學生非常注重考試成績,其學習特點很大程度上沿襲了高中的學習方式,即搞題海戰術,學得很累,而對于專業素質和專業思想的培養不是太重視,部分存在高分低能現象;另一部分學生參加一年一度的研究生入學考試,他們把大部分的精力放在考研的那幾門課程上,其他與考研不相干的課程(在他們看來如此),幾乎都采取了敷衍的態度,尤其是實驗和實習,在他們看來非常占用時間,更是應付了事。第二類學生以就業為目的,形成原因很復雜,有的是因為學習成績較差,有的是因為家庭經濟負擔較重,也有很少一部分學生是心甘情愿想要了解社會,了解化工企業的現狀,下決心先工作一段時間再說。可以看出,當今大學生的學習目的以及對知識的需求存在很大的差別,而我們的培養方案模式僵化,在人才培養的結構上缺乏層次,不立體,成為工程教育的首要問題。

其次,年年出榜的中國高校排名成了中國高等教育的指揮棒,致使每個院校都采取了優先發展科研的辦學思路,與之相適應的是各種科研激勵政策不斷出臺。但是,從國家各個政府部門下發的科研經費有著向少數榜單上排名靠前的院校,向科研實力人物匯聚的趨勢,絕大數的教師無力爭取。于是,高校大部分教師,尤其是青年教師,陷入了想搞科研沒有經費,但又不甘于全心全力從事教學的尷尬境地。試想一下,這樣的一支教學隊伍,怎樣應對目前立體的、多層次的創新人才培養需求。再次,我國高等教育的高度計劃性和市場需求的高度選擇性一直是對無法解決的矛盾。事實上,從推行市場經濟體制之初,教育工作者就意識到我們的培養方案與市場的脫節,并開始思考市場需求到底是什么?培養方案的不足在何處?可以說,中國高等教育的工作者了解國家的化工行業的相關政策,以及現代化工企業的需求。阻礙問題解決的關鍵在于教育工作者沒有制定培養方案的自,因為害怕一旦放開,中國高等教育將出現失控的局面。最后是教學理念的陳舊,認定知識的傳授就是一塊黑板加一支粉筆,從一個個基本概念的剖析,到一個個數學公式的推導。可悲的是,我們的學生也適應了,換種知識的傳授方式就感到很吃力。例如我院的一位教師,她在講授《化工基礎》課程的時候,喜歡訓練工程的思維方式,即先給出一個具體的化工案例,然后引導學生提出問題,幫助他們尋找解決問題的途徑,然后由他們自主解決問題。剛開始的時候,學生對這套教學方法充滿了好奇,但是過不了多久,他們就感到不適應,因為他們很少主動思考問題,一般都是老師在講臺上娓娓道來,他們在下面按部就班地接受,到了后來,他們簡直要抵觸這種教學方式。于是,我們看到的是在傳統的教學理念下,教育出來循規蹈矩的學生。

2卓越工程師培養計劃實施的設想與實踐

怎樣才能增加培養方案的層次性和靈活性,使之與人才市場的需求相協調,達到卓越計劃的培養目標呢?學院一直把上述課題當成教學改革的核心問題,圍繞這個課題開展了系列教改探索,現把我們取得的一點研究成果在此簡單介紹一下。針對在校大學生思想動態,畢業生就業單位的跟蹤調查,研究生錄取院校的隨訪,我們認為化工學科的學生至少需要采取兩種培養模式。河南大學化學工程與技術專業學生的培養方案主要包括公共平臺、專業基礎平臺、專業平臺三大塊。公共平臺包含政治、英語、體育、數學、物理、計算機,專業基礎平臺主要包括基礎化學及相關實驗、化工原理及實驗、化工制圖、化工儀表自動化及實驗,專業平臺課包括化學工程的后續專業課程。我們嘗試將專業平臺課做成兩個模塊,一個為考研模塊,另一個為就業模塊。考研模塊體現化工理論及實踐環節的系統性,并強化學生從事科研的基本素質和技能,如開設化工前沿講座、科研指導、化工數據處理、文獻檢索、專業英語、近現代分析測試技術等課程。與之相對應的選修課模塊,則考慮拓展學生的知識面,如開設的生物工程導論、材料科學概論、能源工程導論、環境科學導論、精細化工導論、高分子材料導論、等等。就業模塊在保證化工理論完整性的基礎上,適當壓縮總學時,增加實踐環節的內容和學時,旨在強化其化工基本技能。