葛金龍，王傳虎 （蚌埠學(xué)院應(yīng)用化學(xué)與環(huán)境工程系，安徽蚌埠233030）

《無機(jī)材料理化性能檢測》是蚌埠學(xué)院無機(jī)非金屬材料專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容涵蓋硅酸鹽材料的常規(guī)分析以及水泥、玻璃、陶瓷物理性能和化學(xué)性能分析，主要是培養(yǎng)學(xué)生對傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的物理、化學(xué)性能的檢測與分析能力，提高專業(yè)實(shí)驗(yàn)操作技能。

1 《無機(jī)材料理化性能檢測》實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

《無機(jī)材料理化性能檢測》原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括水泥、玻璃、陶瓷的化學(xué)分析和物理性能檢測。實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容存在重復(fù)性，如二氧化硅的檢測方法有氯化銨凝聚質(zhì)量法、氟硅酸鉀容量法、質(zhì)量法-分光光度法等3種，這3種在水泥、玻璃、陶瓷的原料檢測中都要用到，但要根據(jù)要求不同需要選擇不同的實(shí)驗(yàn)方法；鐵的檢測方法主要有配位滴定法、鄰菲羅啉分光光度法、原子吸收分光光度法，水泥檢測中需要用到配位滴定法，玻璃和陶瓷檢測中常使用分光光度法。因此在水泥原料、玻璃原料、陶瓷原料的檢測中必須有針對性的選擇測定方法[1]。

在 《無機(jī)材料理化性能檢測》課程理論課課堂教學(xué)中描述的儀器設(shè)備結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)原理，內(nèi)容枯燥乏味。由于內(nèi)容的抽象性，造成學(xué)生理解困難，學(xué)生易于產(chǎn)生厭煩情緒，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不明顯。另外原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多為驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較少，學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性不高。針對上述問題，需要對課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母?蚌埠學(xué)院教育教學(xué)研究項(xiàng)目 （JYLY1011）。。

2 構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

根據(jù) 《無機(jī)材料理化性能檢測》實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系主要分為物理性能和化學(xué)性能2個(gè)部分。物理性能檢測包括水泥、玻璃、陶瓷的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等性能?；瘜W(xué)性能檢測包括水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽原料、配料、坯料、熟料及制品的化學(xué)成分分析。在實(shí)驗(yàn)過程中存在一些實(shí)驗(yàn)，如粉體粒度、比表面積、白度、硬度、密度、空隙率、熱膨脹性、磁學(xué)性能、電學(xué)性能等，將這些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)穿插于實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，需要學(xué)生完全掌握，這樣既節(jié)省了學(xué)時(shí)又開闊了學(xué)生的視野。而針對不同的檢測實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需要開設(shè)不同的特性試驗(yàn)。

2.1 關(guān)于水泥方面的實(shí)驗(yàn)

水泥方面的化學(xué)性能分析主要涵蓋水泥生料化學(xué)成分分折、水泥熟料的煅燒、熟料化學(xué)成分分析，分析方法有配位滴定、分光光度法、原子吸收法等。物理性能分析包括水泥密度、容積密度、細(xì)度、需水性、凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度等。采用的方法主要是篩析法測定細(xì)度、BET比表面積測定儀測定比表面積、激光粒度儀測定水泥顆粒的粒度分布，沸煮法、雷氏夾法測定水泥安定性，水泥膠砂流動(dòng)度測定儀測定膠砂流動(dòng)度[2]。這些特性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開設(shè)，使學(xué)生基本掌握了關(guān)于水泥方面的物理化學(xué)性能檢測方法。

2.2 關(guān)于玻璃方面的實(shí)驗(yàn)

玻璃方面的化學(xué)性能分析主要包括玻璃原料分析，物理性能分析包括玻璃外觀質(zhì)量、機(jī)械強(qiáng)度、硬度、彈性模量、密度、熱膨脹系數(shù)、熱穩(wěn)定性、電學(xué)性質(zhì)、化學(xué)穩(wěn)定性、透光率等物理性能的測定；玻璃氣泡、夾雜物、線道、劃傷、光學(xué)變形、偏斜、彎曲、端面缺陷、點(diǎn)狀缺陷等外觀質(zhì)量的測定。沉浮法、懸浮法測定玻璃密度，熱膨脹儀法測定玻璃熱膨脹系數(shù)，粉末法、大塊法測定玻璃化學(xué)穩(wěn)定性。通過這些實(shí)驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生對玻璃理化性能檢測的理解能力。

2.3 關(guān)于陶瓷方面的實(shí)驗(yàn)

1）陶瓷原料化學(xué)成分分析實(shí)驗(yàn) 主要是常規(guī)元素含量的測定，粘土原料泥漿粘度及厚化度的測定，粘土或坯料可塑性的測定。

2）陶瓷坯料配方設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 主要是配料計(jì)算，然后進(jìn)行原料性能的測定如吸附水和可塑性、配料、泥漿性能的測定如相對粘度和厚化度、干燥性能的測定如干燥收縮和抗彎曲強(qiáng)度。

3）燒結(jié)制品性能實(shí)驗(yàn) 主要包括燒結(jié)溫度及燒結(jié)溫度范圍的測定，坯體及燒結(jié)體吸水率、氣孔率、體積密度和線收縮率，陶瓷色度、光澤度、透光度的測定，顯微硬度的測定，抗壓、抗折強(qiáng)度測定，熱穩(wěn)定性測定[3]。

4）釉料配方設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 主要包括釉的高溫流動(dòng)度及熔融溫度范圍的測定。

通過這些實(shí)驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生對陶瓷的配料計(jì)算、坯體制備、燒結(jié)工藝、施釉等工藝流程的理解能力，從而對陶瓷的生產(chǎn)過程具備較為完整的思路。在掌握實(shí)驗(yàn)的方法的同時(shí)，了解和控制陶瓷生產(chǎn)工藝流程及參數(shù)。

3 開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)

教師將學(xué)生分為幾個(gè)小組，每個(gè)小組選出一個(gè)負(fù)責(zé)人，可以根據(jù)教師給出的題目進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課題體現(xiàn)趣味性、實(shí)用性、探索性和創(chuàng)新性[4]。也可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件，由小組同學(xué)的興趣自己選擇和確定實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線，經(jīng)指導(dǎo)教師論證后實(shí)施實(shí)驗(yàn)。然后學(xué)生自己去查閱資料，確定實(shí)驗(yàn)方法，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)儀器，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這樣可以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

例如陶瓷的制備及性能檢測綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需要了解原料的化學(xué)成分，需要進(jìn)行原料的球磨處理、練泥陳腐加工、成型、干燥、燒結(jié)、性能檢測等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。綜合實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生必須熟悉每個(gè)環(huán)節(jié)中涉及的實(shí)驗(yàn)儀器的使用、實(shí)驗(yàn)方法、檢測方法，這樣小組的同學(xué)需要分工協(xié)作完成，都需要參與到實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備和工作中來[5]。在實(shí)驗(yàn)過程中碰到問題需要討論、查閱資料解決，這樣大大強(qiáng)化了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。除了陶瓷的綜合性實(shí)驗(yàn)外，筆者還開設(shè)了水泥制備及性能檢測、玻璃熔制及性能檢測的綜合性實(shí)驗(yàn)。

4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中注重將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，這樣，學(xué)生不再是無目的的、被動(dòng)的、孤立的做實(shí)驗(yàn)，而是為完成一個(gè)小項(xiàng)目來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[6]。如在水泥安定性實(shí)驗(yàn)中，由于水泥都是安定性合格的產(chǎn)品，學(xué)生看不到安定性不合格的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以直接從水泥廠拿熟料讓學(xué)生進(jìn)行安定性實(shí)驗(yàn)，加深了學(xué)生對生產(chǎn)實(shí)際的了解。在做水泥的物理性能檢測時(shí)，要求每個(gè)學(xué)生必須認(rèn)真獨(dú)立完成，確保掌握最基本的實(shí)驗(yàn)技能，另外還可以依據(jù)水泥廠生產(chǎn)實(shí)際所采用的國標(biāo)來要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在做玻璃原料分析的實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生直接分析安徽德力玻璃器皿有限公司的配合料，也采用公司檢測部門所采用的方法。在玻璃熔制實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)的配合料與生產(chǎn)實(shí)際的配合料對比，加深了學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)際印象。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合可使學(xué)生在就業(yè)中很快適應(yīng)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)流程。

5 建立開放式實(shí)驗(yàn)室

為了調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，給學(xué)生提供足夠的學(xué)習(xí)時(shí)間，對部分實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了開放。首先讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)，遵守實(shí)驗(yàn)室安全制度，教會(huì)他們對實(shí)驗(yàn)藥品的分類、配制、標(biāo)定，讓學(xué)生自己去準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)試劑，這樣對學(xué)生進(jìn)行了基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ腻憻挘岣吡藢?shí)驗(yàn)技能。對實(shí)驗(yàn)相關(guān)設(shè)備的使用方法、注意事項(xiàng)進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)，由學(xué)生單獨(dú)操作實(shí)驗(yàn)儀器，掌握測定方法和儀器使用方法[7-8]。如顆粒粒度、粘度、密度、白度、硬度、光澤度、介電常數(shù)、體積電阻率、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性等。開放式實(shí)驗(yàn)室的建立可以讓學(xué)生在給定的時(shí)間內(nèi)，自由調(diào)配時(shí)間，利用雙休日、晚上的課余時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和實(shí)驗(yàn)效果。

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