時間:2023-02-22 00:14:56
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2創(chuàng)建適合材料化學(xué)專業(yè)發(fā)展需求的無機化學(xué)實驗教學(xué)模式
進入21世紀以來,材料科學(xué)發(fā)展愈加迅速,新材料、新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷問世,與此相適應(yīng),對材料化學(xué)人才培養(yǎng)也提出了新的要求。材料化學(xué)專業(yè)無機化學(xué)實驗授課模式必需緊跟時展步伐,及時調(diào)整課程結(jié)構(gòu)與內(nèi)容,引入學(xué)科發(fā)展的最新成果,介紹學(xué)科內(nèi)容中的多種學(xué)術(shù)觀點及學(xué)術(shù)背景和發(fā)展動態(tài),開闊學(xué)生學(xué)術(shù)視野,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教無定法,教要得法。要使課程教學(xué)生動活潑,教師必須不斷更新教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新教學(xué)方法與手段,增強課程教學(xué)的趣味性,促使學(xué)生積極參與,在實驗中勤于動手、動腦,實現(xiàn)教師教學(xué)方式和學(xué)生學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變。
2.1采用多媒體輔助教學(xué)和建設(shè)實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺
多媒體教學(xué)是利用多媒體軟件對文本、聲音、圖像、圖形、動畫等信息進行處理,教師配合多媒體放映進行講解,將教學(xué)內(nèi)容用特技方法顯現(xiàn)出來,能充分創(chuàng)造一個有聲有色、圖文并茂、生動直觀的教學(xué)環(huán)境,從視覺、聽覺等多方面給學(xué)生留下深刻印象。無機化學(xué)實驗教學(xué)可以采用多媒體(視頻)教學(xué),它不僅教學(xué)信息量大,而且可以非常直觀地演示實驗操作和過程。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,有些實驗可以采用多媒體技術(shù)進行輔助教學(xué),如基本操作單元、儀器的使用等。這些實驗項目信息量大,操作細節(jié)多,僅靠教師在課堂教學(xué)有限的時間內(nèi)進行演示和講解往往是不夠的,而且總有學(xué)生沒有注意到一些具體操作細節(jié),因此,可以將這些實驗演示制成多媒體課件或視頻資料,放在課程網(wǎng)絡(luò)平臺上,學(xué)生可以不受時間、空間的限制,反復(fù)觀看,自主地開展預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)。這樣不僅增強了課堂教學(xué)的可視性,而且增加了教師演示的可再現(xiàn)性,延長了學(xué)生的學(xué)習(xí)時間,從而有益于提高學(xué)生操作的規(guī)范性,使實驗教學(xué)得到延伸。
2.2將生產(chǎn)生活實例和教師科研項目引入實驗教學(xué)課堂
不同專業(yè)對無機化學(xué)實驗教學(xué)的要求是不一樣的。我院材料化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)具備材料化學(xué)相關(guān)的基本理論知識和基本技能的應(yīng)用型高級專門人才。因此,學(xué)生必須掌握物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、性能的關(guān)系,這需要在教學(xué)中注意教學(xué)內(nèi)容的層次性。在無機化學(xué)實驗教學(xué)中,我們盡可能選擇與專業(yè)相關(guān)的真實實驗課題和實驗樣品,將生產(chǎn)生活實例引入實驗課堂,營造實戰(zhàn)氛圍,做到知識性、實用性、趣味性的統(tǒng)一。同時,我們還選取了一些與生活息息相關(guān)的實驗,如鋰離子電池正極材料的制備、膠囊殼中鉻含量測定等,這樣的實驗學(xué)生感興趣,實驗熱情高,有助于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。為了進一步提高實驗課堂教學(xué)質(zhì)量,我們還在課堂教學(xué)中引入教師最新科研課題成果,使實驗教學(xué)更加貼近科研實際,既豐富了實驗教學(xué)內(nèi)容,又增加了實驗教學(xué)的先進性、新穎性,在加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解和實驗技能的熟悉時,還能培養(yǎng)他們的科研興趣,提高理論聯(lián)系實際的能力,對科研工作產(chǎn)生感性認識。
2.3實施開放性實驗教學(xué)
在傳統(tǒng)的無機化學(xué)實驗教學(xué)中,學(xué)生往往處于被動地位,教師處于主動地位。從實驗項目選擇、實驗方案選擇、實驗儀器與試劑選擇,都由實驗老師預(yù)先完成。在這種照方抓藥的實驗教學(xué)模式中,學(xué)生往往興趣不高,應(yīng)付了事。在優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)的前提下,實行開放式實驗教學(xué)模式,可以提高學(xué)生實驗興趣,強化教學(xué)效果。在學(xué)生自主的基礎(chǔ)上,利用學(xué)生課余自由時間開放實驗室,對于實驗技能較差的同學(xué),讓他加強基本操作單元和基本技能的練習(xí)。在學(xué)生較好地掌握實驗基本操作技能后,可以讓學(xué)生自主選擇一些設(shè)計型、綜合型、應(yīng)用型實驗。在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生獨立設(shè)計實驗方案,獨立完成實驗,并認真進行總結(jié),以全面鍛煉學(xué)生的實驗?zāi)芰吞岣呔C合素質(zhì)。
二、產(chǎn)學(xué)研一體化在材料工程類人才培養(yǎng)中的實施途徑
材料工程類人才培養(yǎng)需以“依據(jù)學(xué)科、面向應(yīng)用、個人培養(yǎng)”為宗旨啟理調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)不斷增強專業(yè)設(shè)置與市場需求的契合度提高學(xué)生的實踐操作能力和創(chuàng)新能力,為盡快適應(yīng)社會生產(chǎn)打下牢固的基礎(chǔ)。
1.明確人才培養(yǎng)目標合理設(shè)置課程體系。
材料科學(xué)是一門理論與實踐緊密結(jié)合的學(xué)科。要想學(xué)生能夠更好的適應(yīng)社會成為具有創(chuàng)新能力的專業(yè)人才必須具有扎實的理論知識周此在課程設(shè)置過程中應(yīng)注重基礎(chǔ)理論課程的學(xué)習(xí)。只有掌握扎實全面的理論基礎(chǔ)并且加以融會貫通才能夠在將來實際生產(chǎn)中做到學(xué)以致用。結(jié)合新科技的發(fā)展不斷擴充自己的知識面不斷完善自己的創(chuàng)新能力在自己的專業(yè)領(lǐng)域才能有更好的發(fā)展。在課程選擇上除了必修的課程之外,可以針對材料類各專業(yè)方向的發(fā)展狀況增加專業(yè)選修課的設(shè)置由實踐經(jīng)驗豐富的教師進行授課開拓學(xué)生的視野了解專業(yè)發(fā)展的最新動態(tài)。在此過程中要充分體現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研合作的特點赴企業(yè)真正參與到教學(xué)環(huán)節(jié)中。企業(yè)可以結(jié)合當前工業(yè)的發(fā)展狀況,在專業(yè)課程設(shè)置過程中提出意見和建議加培養(yǎng)模式的確定、教學(xué)內(nèi)容和方法、實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)等。同時積極聽取企業(yè)對專業(yè)課程體系建設(shè)和規(guī)劃的意見與建議,tD實將實踐與理論、學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、應(yīng)用豐富教學(xué)內(nèi)容改善教學(xué)方式。
2.構(gòu)建實驗教學(xué)平臺焙養(yǎng)學(xué)生拓展能力。
實驗教學(xué)是高校培養(yǎng)學(xué)生動手能力最直接、最有效的方法。注重實驗教學(xué)才能更好地培養(yǎng)學(xué)生愛動手、愛動腦的習(xí)慣,以便于更好地適應(yīng)社會需要。在課堂教學(xué)中書本內(nèi)容難免過于枯燥無味無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣河如果把實驗教學(xué)融入到課堂教學(xué)中把上課地點由課堂轉(zhuǎn)移到實驗室邊講、邊學(xué)、邊做遇到問題及時溝通就有可能充分激發(fā)學(xué)生的參與意識與主動性。在實驗過程中掌生的動手能力得到了鍛煉,創(chuàng)新意識也自然得到了培養(yǎng),對專業(yè)學(xué)習(xí)的需求自然會提高。以《材料測試技術(shù)》課程為例與其在黑板上洋洋灑灑地介紹設(shè)備是如何裝備如何操作,不如帶領(lǐng)學(xué)生親自去實驗室對應(yīng)著設(shè)備進行解剖分析甚至可以讓學(xué)生自己操作,這種教學(xué)方式更能加深學(xué)生的印象。另外值得注意的是在實驗教學(xué)中應(yīng)注重綜合性、設(shè)計性實驗的設(shè)置。與驗證性實驗不同的是綜合性、設(shè)計性實驗需要學(xué)生對多門課程的內(nèi)容進行綜合運用。教師可以結(jié)合科研方向及企業(yè)課題選擇實驗題目拓寬學(xué)生的專業(yè)知識面提高學(xué)生的專業(yè)水平。另外掌校應(yīng)加大實驗室平臺的建設(shè)工作,為學(xué)生提供良好的實驗資源共享平臺。同時加強與企業(yè)間的聯(lián)合高等院??梢耘c企業(yè)共建研發(fā)機構(gòu)洪建聯(lián)合實驗室、教學(xué)實驗示范中心、工程技術(shù)中心等研究機構(gòu)企業(yè)對高校專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新進行持續(xù)投入從而更好地實現(xiàn)資源共享焙養(yǎng)高素質(zhì)的技術(shù)人才,保證科研的連續(xù)性,實現(xiàn)專業(yè)領(lǐng)域的不斷進步。
3.加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)真正實現(xiàn)校企聯(lián)合。
培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型工程人才必須要提高學(xué)生的實踐能力而學(xué)生的實踐能力取決于實踐教學(xué)。目前高校實現(xiàn)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)最主要的方式就是校企聯(lián)合通過建立校內(nèi)實習(xí)基地赴學(xué)生進行實踐活動。加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)就應(yīng)該考慮學(xué)科知識的前后銜接合理安排實踐的內(nèi)容及順序選擇合適的企業(yè),實現(xiàn)真正的校企聯(lián)合。以實習(xí)為例材料專業(yè)可設(shè)置認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)三大實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。這三大實習(xí)有先有后需要合理安排。畢業(yè)設(shè)計也是人才培養(yǎng)中重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一。學(xué)生在選擇畢業(yè)設(shè)計題目時可以結(jié)合教師的縱向、橫向科研項目來選擇池可以按照自己的專業(yè)興趣方向選擇。對于已簽訂就業(yè)協(xié)議的或有就業(yè)意向的同學(xué),則可實現(xiàn)企業(yè)和學(xué)校雙向培養(yǎng)的模式,允許學(xué)生到即將工作的單位結(jié)合該單位的實際生產(chǎn)情況選擇合適的課題真題真做河以更快地適應(yīng)技術(shù)發(fā)展需要。通過校企聯(lián)合加強設(shè)計與實踐的結(jié)合,能更快地將專業(yè)知識運用到實際的研究和工程設(shè)計中去提高學(xué)生自身的實踐能力。
一些樹木的分泌物常會形成樹脂,不過琥珀卻是樹脂的化石,蟲膠雖然也被看成樹脂,但卻是紫膠蟲分泌在樹上的沉積物。由蟲膠制成的蟲膠漆,最初只用作木材的防腐劑,但隨著電機的發(fā)明又成為最早使用的絕緣漆。然而進入20世紀后,天然產(chǎn)物已無法滿足電氣化的需要,促使人們不得不尋找新的廉價代用品。
早在1872年德國化學(xué)家拜耳(A.Bayer)首先發(fā)現(xiàn)苯酚與甲醛在酸性條件下加熱時能迅速結(jié)成紅褐色硬塊或粘稠物,但因它們無法用經(jīng)典方法純化而停止實驗。20世紀以后,苯酚已經(jīng)能從煤焦油中大量獲得,甲醛也作為防腐劑大量生產(chǎn),因此二者的反應(yīng)產(chǎn)物更加引人關(guān)注,希望開發(fā)出有用的產(chǎn)品,盡管先后有許多人為之花費了巨大勞動,但都沒有達到預(yù)期結(jié)果。1904年,貝克蘭和他的助手也開展這項研究,最初目的只是希望能制成代替天然樹脂的絕緣漆,經(jīng)過三年的艱苦努力,終于在1907年的夏天,不僅制出了絕緣漆,而且還制出了真正的合成可塑性材料——Bakelite,它就是人們熟知的“電木”、“膠木”或酚醛樹脂。
Bakelite一經(jīng)問世,很快廠商發(fā)現(xiàn),它不但可以制造多種電絕緣品,而且還能制日用品,愛迪生(T.Edison)用于制造唱片,不久又在廣告中宣稱:已經(jīng)用Bakelite制出上千種產(chǎn)品,于是一時間把貝克蘭的發(fā)明譽為20世紀的“煉金術(shù)”。
以煤焦油為原粒的酚醛樹脂,在1940年以前一直居各種合成樹脂產(chǎn)量之首,每年達20多萬噸,但此后隨著石油化工的發(fā)展,聚合型的合成樹脂如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯的產(chǎn)量也不斷擴大,隨著眾多年產(chǎn)這類產(chǎn)品10萬噸以上大型廠的建立,它們已成當今產(chǎn)量最多的四類合成樹脂。合成樹脂再加上添加劑,通過各種成型方法即得到塑料制品,到今天塑料的品種有幾十種,世界年產(chǎn)量在1.2億噸左右,我國也在500萬噸以上,它們已經(jīng)成為生產(chǎn)、生活及國防建設(shè)的基礎(chǔ)材料。
二、從天然纖維到合成纖維
人類使用棉、毛、絲、麻等天然纖維的歷史已經(jīng)有幾千年,但由于全球人口的不斷增加和對紡織品質(zhì)量的更高要求,從19世紀起,人們就為尋求新的紡織品原料而努力。
1846年制成硝化纖維;1857年制成銅氨纖維;1865年制成醋酸纖維;1891年制成粘膠纖維。由于粘膠纖維的原料是來源豐富的木材漿粕、棉短絨及棉紗下腳料等,再加上制成的纖維性能好,以至它的產(chǎn)量到20世紀50年代已經(jīng)超過羊毛。
盡管上述幾種稱為“纖維素纖維”或“人造纖維”的出現(xiàn)是繼紡織機械發(fā)明之后的又一次紡織革命,但它仍意味著人只是用化學(xué)方法,對天然植物纖維的再加工,而通過化學(xué)方法,制取全合成的、性能更為優(yōu)異的紡織纖維階段,才迎來了第三次紡織革命。
1928年32歲的美國化學(xué)家卡羅塞斯(W.H.Carothers)博士從大學(xué)崗位上應(yīng)聘到杜邦公司,負責對不久前才興起的高分子化學(xué)的基礎(chǔ)研究,他們研究了多種脂肪族二元酸與二醇或二元胺的縮合反應(yīng),由于保證了反應(yīng)物料的嚴格配比,從而獲得分子量很高的縮聚物,但大多數(shù)產(chǎn)物的熔點偏低、不耐水,雖然有的可以抽絲,但不適于用做紡織纖維。反復(fù)不斷地失敗使卡羅塞斯在精神上受到很大打擊,以至身上經(jīng)常攜帶著一小瓶準備自殺的氰化鉀。一直到工作6年后的1934年,終于在合成的數(shù)百種產(chǎn)品中,找到有希望成為優(yōu)良紡織纖維的聚酰胺-66,尼龍(Nylon)是它在投產(chǎn)時公司使用的商品名。
杜邦公司為了使它工業(yè)化,動員了230多名各方面專家,花費2200萬美元,到1939年始正式投產(chǎn)。這一成功不僅是合成纖維的第一次重大突破,也是高分子科學(xué)的重要進展。
尼龍投產(chǎn)后,杜邦公司馬上宣布他們生產(chǎn)了比蜘蛛絲還細,比鋼還結(jié)實的全新有機纖維。盡管當時第二次世界大戰(zhàn)已經(jīng)開始,仍然引起各方面關(guān)注。用它織成的女絲襪,銷售第一天就賣出400萬雙,報紙上還報道了當時許多銷售店曾引起“尼龍騷動”的場面,可惜的是卡羅塞斯本人卻沒有看到這種情況。41歲的他,雖然知道尼龍的研究已經(jīng)取得突破性進展,但卻總感到心力交瘁地被失敗所纏繞,終于在1937年服毒自殺,留下深深的遺憾。
1938年德國研制出聚酰胺-6,即聚己內(nèi)酰胺;1941年英國制出了聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維,商品名Dacron、“的確涼”、或滌綸;1939年德國人又研制出聚丙烯腈纖維,但到1949年才在美國投產(chǎn),商品名Orlon,我國稱腈綸,此又出現(xiàn)多種新型合成纖維,滿足了多種需要,但從應(yīng)用范圍和技術(shù)成熟等方面看,仍以上述幾種為主,其產(chǎn)量約占總量的90%。
三、從天然橡膠到合成橡膠
自然界中雖然含有橡膠的植物很多,但能大量采膠的主要是生長在熱帶雨區(qū)的巴西橡膠樹。從樹中流出的膠乳,經(jīng)過凝膠等工藝制成的生橡膠,最初只用于制造一些防水織物、手套、水壺等,但它受溫度的影響很大,熱時變粘,冷時變硬、變脆,因而用途很少。
1839年美國一家小型橡膠廠的廠主古德易(Goodyear)經(jīng)過反復(fù)摸索,發(fā)現(xiàn)生橡膠與硫黃混合加熱后能成為一種彈性好、不發(fā)粘的彈性體,這一發(fā)現(xiàn)推進了橡膠工業(yè)迅速發(fā)展。在這之前,橡膠的年產(chǎn)量只有388噸,但到1937年已增加到100萬噸,即100年間增加了2000倍,這在天然物質(zhì)利用史上是十分罕見的,尤其是1920年以后,由于汽車工業(yè)興起,進一步擴大需求,以致世界各國開始把天然橡膠作為軍用戰(zhàn)略物資加以控制,這就迫使美、德等汽車大國,但卻是天然橡膠的窮國開展合成橡膠的研究,這種研究是以制造與天然橡膠相同物質(zhì)為目的開始的,因為人們已知它是由多個異戊二烯分子通過順式加成形成的聚合體。
1914年爆發(fā)第一次世界大戰(zhàn),德國由于受到海上封鎖,開展了強制性的合成橡膠研制和生產(chǎn),終于實現(xiàn)了以電石為原料合成甲基橡膠的工作,到終戰(zhàn)的1918年,共生產(chǎn)出2350噸。
戰(zhàn)后,由于暫時性天然橡膠過剩,使合成橡膠的生產(chǎn)也告中止,但其研究工作仍在進行。先后研制成聚硫橡膠(1931年投產(chǎn))、氯丁橡膠(1932年)、丁苯橡膠(1934年)、丁腈橡膠(1937年)等。
第二次世界大戰(zhàn)期間,尤其是日本偷襲珍珠港、占領(lǐng)東南亞后,美國開始擴大合成橡膠生產(chǎn),并納入國防計劃,1942年產(chǎn)量達84.5萬噸,其中丁苯橡膠為70.5萬噸。1950年以后,由于出現(xiàn)了齊格勒納塔催化劑,在這種催化劑的作用下,生產(chǎn)出三種新型的定向聚合橡膠,其中的順丁橡膠,由于它的優(yōu)異性能,到20世紀80年代產(chǎn)量已上升到僅次于丁苯橡膠的第二位。此后又有熱塑性橡膠、粉末橡膠和液體橡膠等問世,進一步滿足了尖端科技發(fā)展的需要。
回顧過去,展望未來,在新世紀里新技術(shù)將更加迅猛發(fā)展,與此同時,作為技術(shù)革命物質(zhì)基礎(chǔ)的,以合成高分子為代表的新材料的研制和開發(fā),也將越來越起著重要作用。
本科生畢業(yè)設(shè)計是高校本科教育的一個重要部分,是培養(yǎng)大學(xué)生綜合素質(zhì)的重要教學(xué)形式,提高學(xué)生運用知識和技能分析、研究、解決問題能力,是對大學(xué)生本科四年學(xué)習(xí)成果的階段性總結(jié)和審核,同時也是大學(xué)生從事科學(xué)研究的最初嘗試。
本科生,尤其是理工科的學(xué)生在大學(xué)階段普遍缺乏系統(tǒng)的從事科學(xué)研究的經(jīng)歷,因此,有必要經(jīng)過本科畢業(yè)設(shè)計這樣一個過程的系統(tǒng)訓(xùn)練為以后繼續(xù)深造從事科研或者服務(wù)社會打下基礎(chǔ)。同時,本科生畢業(yè)設(shè)計對于高校實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標、加強學(xué)生的知識綜合運用能力、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力及獨立工作能力、培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的專門人才等方面,都具有重要意義。因此,完成本科畢業(yè)論文是每個大學(xué)生畢業(yè)的基本條件[1-2]。
1 材料化學(xué)本科畢業(yè)論文的現(xiàn)狀及原因
材料化學(xué)專業(yè)是研究從制備到廢棄全過程中材料的化學(xué)性質(zhì),其研究范圍很廣,既包含了整個材料領(lǐng)域,又包括各類應(yīng)用材料在有機和無機等多領(lǐng)域的化學(xué)性能,它是一門應(yīng)用基礎(chǔ)理論和方法研究解決在工業(yè)化生產(chǎn)中與化學(xué)和材料有關(guān)的問題的學(xué)科。它既是材料科學(xué)的一個重要分支,又是化學(xué)學(xué)科的一個組成部分。材料化學(xué)跨越了材料和化學(xué)兩大類學(xué)科。是一門既具有交叉邊緣學(xué)科性質(zhì)又含有應(yīng)用理學(xué)性質(zhì)的綜合性學(xué)科。同時,正由于材料化學(xué)學(xué)科的交叉性和復(fù)雜性,從而導(dǎo)致在日常的教學(xué)過程中凸顯出相對于其他傳統(tǒng)學(xué)科所不同的教學(xué)難點和盲區(qū)。這就給學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)提高了難度,也對教師的教學(xué)過程提出了更高的要求。
于此同時,由于近年來高校的擴招,高等教育由精英化向大眾化不斷的轉(zhuǎn)變,高校學(xué)生的綜合素質(zhì)也在逐年下降。高校教師指導(dǎo)的學(xué)生和畢業(yè)論文的數(shù)量大幅增加,從而導(dǎo)致每個學(xué)生得不到足夠的指導(dǎo)。并且在考研、就業(yè)等諸多因素的影響下,很多大學(xué)生無法提供足夠的時間和精力于畢業(yè)設(shè)計方面的工作,對畢業(yè)論文持應(yīng)付態(tài)度,得過且過,導(dǎo)致論文質(zhì)量普遍不高。畢業(yè)論文工作易流于形式有的選題偏大或選題落后于當前社會和科技的發(fā)展水平;有的理論與實踐不相符,內(nèi)容空泛,缺乏現(xiàn)實依據(jù)和說服力,更沒有從理論到實踐轉(zhuǎn)化,解決實際問題的能力;有的試驗設(shè)計和研究技術(shù)路線不合理,試驗數(shù)據(jù)錯誤;有的畢業(yè)論文僅僅是羅列了相關(guān)的文獻內(nèi)容,簡單概述他人的成果與現(xiàn)狀,并沒有提出自己的理念和想法,甚至存在著抄襲論文的惡劣行為。在這樣的背景下,盡管學(xué)生完成的畢業(yè)論文已經(jīng)達到了所需的某些硬性要求,但其論文的質(zhì)量并沒有實現(xiàn)質(zhì)的變化。因此,改變本科畢業(yè)論文的現(xiàn)行狀況,提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量,已經(jīng)成為當前高校迫切需要解決的現(xiàn)實問題[3]。
2 提高本科畢業(yè)論文質(zhì)量的幾點對策
2.1 提高對畢業(yè)論文重要性的認識
本科畢業(yè)論文不僅僅是一個常規(guī)的本科教學(xué)環(huán)節(jié),它是高校實現(xiàn)高層次人才培養(yǎng)的重要輔助手段,是本科教育理論與實踐相結(jié)合的首要環(huán)節(jié),是學(xué)生對四年所學(xué)的理論知識進行深化和升華的重要過程,是學(xué)生進入社會前的綜合技能訓(xùn)練。要想提高本科生畢業(yè)設(shè)計論文的質(zhì)量,首當其沖的是要提高對其重要性的認識,不僅僅是對學(xué)生,同時也是對老師的要求。通??梢圆扇訂T大會、學(xué)術(shù)論文大賽等多種方式,進行廣泛宣傳,從而使教師、學(xué)生乃至管理人員認識到畢業(yè)論文工作是教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分,是學(xué)生科研能力、實踐能力、信息檢索能力形成和提高的重要過程,是其他教學(xué)環(huán)節(jié)無法取代的。
2.2 加強過程管理,實施質(zhì)量監(jiān)控
畢業(yè)論文設(shè)計的全過程需要學(xué)生、指導(dǎo)老師和組織協(xié)同配合,以學(xué)生為畢設(shè)主體,指導(dǎo)老師為主導(dǎo),組織管理提供保障。從畢業(yè)論文的實施過程來看,主要包括從選題到答辯等諸多環(huán)節(jié),每一個部分都需要制定相關(guān)的規(guī)章制度和要求,從而使畢業(yè)設(shè)計的管理更加合理規(guī)范。具體到每個環(huán)節(jié),首先應(yīng)嚴把命題關(guān),完善選題管理辦法,所選題目應(yīng)具有時效性。其次要明確指導(dǎo)教師的資格,指導(dǎo)教師的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)和教師的指導(dǎo)水平直接影響著學(xué)生畢業(yè)論文的質(zhì)量。最好畢業(yè)論文的組織撰寫,教師應(yīng)明確各階段的要求,檢查進行情況,并及時總結(jié)出現(xiàn)的問題加以指導(dǎo)。畢業(yè)論文在經(jīng)過指導(dǎo)老師和的審查合格之后,學(xué)生才可進行畢設(shè)答辯,同時成績的評定標準必須堅持公平公正,實事求是的原則,只有這樣才能夠保證畢業(yè)論文的質(zhì)量。
實施質(zhì)量監(jiān)控機制也是提高畢業(yè)論文質(zhì)量的一項非常重要的措施,監(jiān)控機制主要包括初期檢查、中期檢查和后期檢查三個部分。由校、院、系三級共同承擔整個機制的運行和管理,對畢業(yè)論文工作的每個環(huán)節(jié)實行跟蹤監(jiān)督,結(jié)合本科教學(xué)評估的標準和要求,強化過程管理,嚴格執(zhí)行和落實各項制度,保證畢業(yè)論文質(zhì)量的提高。
2.3 全面實施導(dǎo)師制,充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用
指導(dǎo)教師作為畢業(yè)設(shè)計全過程的主導(dǎo),發(fā)揮著重要的作用,建立指導(dǎo)教師的篩選機制,保證指導(dǎo)教師隊伍的高質(zhì)量,形成一支責任心強并且科研經(jīng)驗豐富的指導(dǎo)教師隊伍,這是提高畢業(yè)論文指導(dǎo)質(zhì)量的強有力保證。在學(xué)校鼓勵學(xué)生進行學(xué)術(shù)探索和課題申報的大環(huán)境下,應(yīng)盡快確定本科生指導(dǎo)老師,鼓勵學(xué)生積極參加指導(dǎo)老師的研究課題。在科研實踐過程中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)新的問題,分析并解決了這些問題,在不斷的發(fā)現(xiàn)和解決問題過程中,學(xué)生不僅可以鞏固課堂所學(xué)知識,而且學(xué)生的思維也得到了應(yīng)有的訓(xùn)練,使其科研創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力得到不斷提高。這些不僅可為后期的畢業(yè)論文的開展奠定基礎(chǔ),為畢業(yè)論文質(zhì)量的提高提供了可能,更為以后繼續(xù)深造從事科研或者服務(wù)社會打下基礎(chǔ)。
3 科研導(dǎo)師制的特點
科研導(dǎo)師制是多層次本科生導(dǎo)師制的實施模式之一[4-5]。以科研作為紐帶,充分利用教師的科研能力讓學(xué)生參與課題研究,促進教師在育人中的主導(dǎo)作用。本科生導(dǎo)師制度不同于研究生階段實行的導(dǎo)師制。本科生導(dǎo)師制度的特點主要有以下幾個方面:
3.1 以學(xué)生為本,師生積極互動
實行科研導(dǎo)師制,主要目的在于培養(yǎng)高校學(xué)生的創(chuàng)新思維,提出、分析并解決問題的能力,提高學(xué)生在科研方面的思維和能力。在高等教育大眾化的時代,為了滿足不同的需求,高等教育必須在實施群體化教育的同時適時的提供個性化學(xué)習(xí)的機制,以個性化教育的實施有效的補充群體化教育所帶來的在個體方面的不足。
3.2 注重培養(yǎng)學(xué)生的科研意識和科研能力
在大眾化高等教育的現(xiàn)行模式下,絕大多數(shù)的學(xué)生依然將大部分的精力停留在書本上,缺乏獨立開展開學(xué)研究的能力和實踐訓(xùn)練,也很難有機會將自己的想法和創(chuàng)新應(yīng)用于實踐。但在科研導(dǎo)師制的模式下,學(xué)生在老師的指導(dǎo)下有目標、有步驟的進行科研研究,既可以將自己的創(chuàng)新思維付諸研究實踐,又能提高科研創(chuàng)新能力。在科學(xué)研究過程中,導(dǎo)師也可以全面深入的了解不同學(xué)生的特點和專長,從而制定出適合不同學(xué)生的學(xué)習(xí)方案,使學(xué)生在研究實踐的整個過程中,科研意識和科研能力都能得到不斷的提高[6]。
3.3 操作性、實踐性較強
科研導(dǎo)師和學(xué)生之間通過一個有價值的科研課題相聯(lián)系,圍繞著這個課題雙方展開交流和溝通??蒲袑?dǎo)師要想引導(dǎo)學(xué)生深入課題進行研究,產(chǎn)生獨到的見解,富有創(chuàng)新性,實用性,就必須加強實踐環(huán)節(jié)。只有深入到實踐中去,才可以讓學(xué)生對課題產(chǎn)生更深層次的理解。
3.4 工作具有延續(xù)性
通過本科生導(dǎo)師制度的建立,幫助學(xué)生樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀,制定科學(xué)的專業(yè)學(xué)習(xí)計劃,確立明確的專業(yè)發(fā)展方向。在校四年期間,除常規(guī)教育之外,學(xué)生還接受了導(dǎo)師從科研到工作、從思想到行為各個環(huán)節(jié)全方位的教導(dǎo),使學(xué)生得到全方位的提高。
4 科研導(dǎo)師制在本科畢業(yè)論文指導(dǎo)過程中運用的重要意義
本科畢業(yè)論文中所存在的諸多問題,既有學(xué)生主觀上的原因,也有教學(xué)和管理上的客觀原因。總的來說,所反映出畢業(yè)生科研意識淡薄、科研態(tài)度不夠端正、科研能力低下等問題是相當突出的。導(dǎo)師制有利于培養(yǎng)本科生的科研意識,端正科研態(tài)度,提高科研能力。為畢業(yè)論文指導(dǎo)工作提前打下堅實的基礎(chǔ),可以有效地解決畢業(yè)論文中存在的諸多問題,對畢業(yè)論文質(zhì)量的提高具有顯著的促進作用。
本科生導(dǎo)師制實行的根本目標不在于提高學(xué)生從事科研的能力,而是旨在鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維,促進學(xué)生的個性化發(fā)展,開拓其眼界,并同時使其科學(xué)實踐能力得到提高。實施本科生導(dǎo)師制,可以讓學(xué)生多層次領(lǐng)域?qū)W科的學(xué)習(xí)成為可能。這種教育模式也為大學(xué)生對自身潛能的在開發(fā)提供了機遇。同時,學(xué)生較早的參與到科研活動中去,在科學(xué)實踐中學(xué)生可以不斷的發(fā)現(xiàn)和提出問題,從而提高了學(xué)生觀察和解決問題的能力。
本科生導(dǎo)師制也是一種教學(xué)相長的過程,在科研之余,導(dǎo)師同時要負擔起引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀,這些都要求導(dǎo)師在平時的工作和生活中不斷提高對自身的要求,自覺加強專業(yè)知識的學(xué)習(xí),以身作則,從而更好的發(fā)揮引導(dǎo)和榜樣的作用。
本科生導(dǎo)師制也是對我們現(xiàn)有的學(xué)生思想政治工作的一種補充。隨著網(wǎng)絡(luò)對高校思想政治工作帶來的強大沖擊,以及大學(xué)生對新事務(wù)接受能力強但分辨能力弱的特點,更需要對他們進行正確的引導(dǎo)和教育。學(xué)生與導(dǎo)師之間、同學(xué)之間開展積極的思想交流,要求學(xué)生提出并論證自己的觀點,并能夠接受他人建設(shè)性的批評和建議。這種教學(xué)方法可以培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力,不僅有助于學(xué)生的學(xué)業(yè),而且還有助于通過遷移培養(yǎng)學(xué)生的其他能力。
綜合分析以上情況,本研究項目擬探討將本科生導(dǎo)師制工作與學(xué)生畢業(yè)論文指導(dǎo)工作結(jié)合起來,本科生從低年級就開始參與到導(dǎo)師的科學(xué)研究工作中來,改變現(xiàn)有學(xué)生在大三下學(xué)期甚至大四才著手畢業(yè)論文工作的運行模式,改善現(xiàn)有導(dǎo)師制的運行狀況和提高本科畢業(yè)論文質(zhì)量。作為探索專業(yè)發(fā)展特色和提高教學(xué)質(zhì)量的新運行模式,值得深入研究和探討。
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我國在化學(xué)領(lǐng)域發(fā)表的文章總數(shù)和被引用文章數(shù)以及論文的引用次數(shù)逐年上升,已經(jīng)躍居世界前列。在2000—2010年期間,中國在化學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)表的SCI論文總量列世界第2位;2007、2008年成為SCI論文增長速度最快的國家見圖1、圖2),在此期間論文被引用次數(shù)名列世界第四位;2005—2008年,中國在化學(xué)領(lǐng)域被引論文的數(shù)量超過曰本,成為重要研究成果的主要產(chǎn)出國家之一。論文的數(shù)量與質(zhì)量同步提高,質(zhì)量提高更快(見圖4)。中國化學(xué)在國際化學(xué)界頂尖1的論文比例從1998年的0.3%增加到2008年的8.1%中國人在化學(xué)領(lǐng)域發(fā)表的文章從19W—2!丨n3年的9%上升到2丨104—2丨IIm年的17%(有中國作者在內(nèi)的所有文章)(源于基本科學(xué)指標.湯姆森-路透影響力的提高,我國化學(xué)家在包括IUPAC重要學(xué)術(shù)機構(gòu)的擔任重要職務(wù)的人數(shù)越來越多,越來越多的中國化學(xué)家擔任包括Acc.Chem.Res.,Chem.Soc.Rev.,J.Am.Chem.Soc.,Angew.Chem.Int.Ed.,Adv.Mater.等重要學(xué)術(shù)期刊的編輯、副主編、編委、顧問編委。
我國化學(xué)領(lǐng)域越來越重視對知識產(chǎn)權(quán)的保護,專利申請數(shù)量穩(wěn)步增力口。2009年中國化學(xué)科學(xué)領(lǐng)域在中國申請的專利件數(shù)已經(jīng)超過曰本和美國(見圖5)。
我國生產(chǎn)的化工產(chǎn)品的銷售額占全球的比例有了大幅度提升,2009年已經(jīng)超過美國,成為繼歐盟之后的第二大化工產(chǎn)品大國(圖6)。
中國化學(xué)發(fā)展存在的問題
近年來在化學(xué)領(lǐng)域頂尖刊物上發(fā)表的論文已經(jīng)有了較大幅度的增長,專利申請有了較快增長,在國際化學(xué)界有了一定的影響。但是,我們必須清楚地看到,我國化學(xué)的發(fā)展與具有傳統(tǒng)研究優(yōu)勢的歐美和曰本相比,仍然存在著較大的差距,這主要體現(xiàn)在:高質(zhì)量、原創(chuàng)性和系統(tǒng)性的研究成果仍然較少;國際頂尖科學(xué)家還很少;研究隊伍在化學(xué)的各個分支研究方向結(jié)構(gòu)不甚合理;缺乏與其他學(xué)科的深度交叉融合,缺乏化工產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)以及對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展缺乏引領(lǐng)作用等。因此,充分的認識目前我國化學(xué)發(fā)展的制約因素和存在的問題,在“十二五”期間進行正確的引導(dǎo),對維護我國化學(xué)的健康和可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
中國化學(xué)學(xué)科發(fā)展的戰(zhàn)略
一是要保持已有優(yōu)勢,發(fā)展新的特色領(lǐng)域。在已有的研究基礎(chǔ)上,繼續(xù)深入開展以化學(xué)合成及理論為核心,以材料科學(xué)、能源科學(xué)、生命科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和信息科學(xué)等領(lǐng)域的重大需求為導(dǎo)向,發(fā)展定向、高效、低耗、綠色的化學(xué)合成、能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)換體系及相關(guān)技術(shù),加強基礎(chǔ)研究思想和方法向原理器件設(shè)計和制備技術(shù)的轉(zhuǎn)化,強化探索和創(chuàng)新意識,注重基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的結(jié)合與協(xié)調(diào)發(fā)展,加快化學(xué)科學(xué)的全面發(fā)展。
二是要鼓勵具有原創(chuàng)性的新思想、新概念、新理論、新方法的提出,鼓勵變革性研究項目,對重大基礎(chǔ)問題科學(xué)研究應(yīng)給予持續(xù)性的支持,使我國在一些重要的研究領(lǐng)域取得突破,形成一些由我國科學(xué)家提出的、在國際上具有重要影響的學(xué)術(shù)思想和理論,使我國在化學(xué)科學(xué)的若干領(lǐng)域的研究水平跨入世界先進行列,且在一些領(lǐng)域形成優(yōu)勢和特色。
三是要在化學(xué)科學(xué)的前沿和新興領(lǐng)域取得重要突破,趕超國際先進水平。在化學(xué)科學(xué)的前沿及其新興領(lǐng)域,選擇具有一定基礎(chǔ)和優(yōu)勢、關(guān)系國計民生和國家安全的關(guān)鍵科學(xué)問題,集中力量,重點突破。爭取在揭示分子及其組裝體的可控合成、設(shè)計規(guī)律、性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)的本質(zhì)關(guān)系,在高性能、不同凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)化學(xué)材料體系的制備、表征、理論模擬和計算方法,在高效能源和物質(zhì)轉(zhuǎn)化催化劑的設(shè)計和機理,在關(guān)乎人類生存和健康的藥物設(shè)計和合成等領(lǐng)域取得重要研究成果。
四是要加強學(xué)科交叉,形成新的生長點,有重點地發(fā)展一些新的國際前沿研究領(lǐng)域。瞄準化學(xué)科學(xué)前沿和國家戰(zhàn)略需求,完善學(xué)科布局與結(jié)構(gòu),注重和加強化學(xué)科學(xué)各分支學(xué)科及其與材料科學(xué)、生命科學(xué)、信息科學(xué)、納米科學(xué)等學(xué)科的交叉、滲透和融合,推動學(xué)科建設(shè),形成新的學(xué)科生長點,賦予化學(xué)科學(xué)新的內(nèi)涵和生命力。前瞻性地重點部署和發(fā)展一些新的具有戰(zhàn)略意義的國際前沿研究領(lǐng)域(例如:能源、環(huán)保、生物、催化等),組織學(xué)科交叉研究和多學(xué)科綜合研究。
第二是聞。只要塑料有異味,是絕對不能用來裝食品的,異味一般是制品中添加輔助劑、染料等其他輔料或殘余單體的味道。
第三是摸。裝食物的塑料一般摸起來光滑,如果手感不光滑,尤其是發(fā)黏的,一定不能用來裝食物。
塑料水杯不利健康
塑料杯因其多變的造型、鮮艷的顏色、不怕摔打的特性,受到許多人的喜愛。其實,塑料屬于高分子化學(xué)材料,常含有聚丙乙烯或PVC(聚氯乙烯)等有毒的化學(xué)物質(zhì),用塑料杯裝熱水或開水時,這些有毒的化學(xué)物質(zhì)很容易析入水中。另外,塑料杯易生細菌,不易洗凈,因為塑料表面看似光滑,實際它的內(nèi)部微觀構(gòu)造有很多孔隙,易藏留污物。如選用塑料杯,應(yīng)選擇符合國家標準的食用級塑料所制的水杯。
當心鄰苯二甲酸鹽和酚甲烷
據(jù)美國最新一期《環(huán)境觀察》雜志報道,一種廣泛存在于塑料玩具、奶瓶和其他塑料消費品中的人工合成化學(xué)物質(zhì)――鄰苯二甲酸鹽,可能危害男嬰的生殖器官,影響孩子的性征發(fā)育,甚至引起生殖系統(tǒng)的癌癥。幾乎在同時,一份發(fā)表在《內(nèi)分泌月刊》上的論文指出,酚甲烷也是一種在塑料制品中常用的化學(xué)物質(zhì),可能導(dǎo)致女性患上乳腺癌。
慎選慎用塑料食品袋
有關(guān)專家提醒:在選擇和使用塑料食品袋或一次性餐盒時要慎選慎用。
購買熟食、點心等直接入口的食物時,最好自帶餐具或標準塑料食品袋。購買標準塑料食品袋,最好到正規(guī)的商場(店)購買知名品牌的產(chǎn)品,產(chǎn)品的外包裝袋上要有中文標識,標有廠名、廠址和執(zhí)行標準,并在明顯處注明“食品用”字樣。同時,冰箱里的冷藏、冷凍食品也應(yīng)該用保鮮膜或保鮮袋,不要用普通的塑料袋代替。禁用彩色塑料袋直接盛裝食品。因為塑料袋染色的顏料滲透性較強,遇油和遇熱時容易使顏料中的化學(xué)成分滲出。塑料袋還會釋放有毒氣體,侵入食品當中。
如何選用微波爐專用飯盒
通過緊密結(jié)合教材基礎(chǔ)知識或重點知識的應(yīng)用性知識的補充、討論與交流,一方面可以使學(xué)生從化學(xué)的角度逐步認識自然與環(huán)境的關(guān)系,分析有關(guān)的社會現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系生活、社會中的化學(xué)問題的意識,另一方面可以提供給學(xué)生未來發(fā)展所需要的基礎(chǔ)的化學(xué)知識和技能,培養(yǎng)學(xué)生運用化學(xué)知識和科學(xué)方法分析和解決簡單問題的能力。
二、進行熱點滲透教學(xué)
教學(xué)過程中為學(xué)生提供與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的各種情景素材如化學(xué)史料,日常生活中生動的自然現(xiàn)象和化學(xué)事實等,能夠強化學(xué)生對化學(xué)與生活有關(guān)、對生活有用的意識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。如現(xiàn)行高中化學(xué)教材中“人類保護臭氧層的行動”,這既是一個自然科學(xué)問題,也是一個“人文意識”問題,圍繞“從電冰箱的普及與換代到臭氧層”開展探究,指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻,訪問網(wǎng)站,獲得知識。在講授重金屬汞的性質(zhì)時,可以結(jié)合生活實際討論其危害,講述汞蒸汽對人體的危害可以使學(xué)生們認識到用行動防止汞污染的重要性,例如怎樣清理破碎的水銀溫度計、如何處理含汞的廢舊電池、廢日光燈管等,使學(xué)生養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣,這使化學(xué)教學(xué)更貼近于社會實踐,同學(xué)們在學(xué)習(xí)過程中會覺得所學(xué)知識富有時代感,具有實用價值,有助于培養(yǎng)學(xué)生對未來的人文關(guān)懷,將自然科學(xué)融入整個人類文化的背景中思考和分析。
三、進行生活與化學(xué)關(guān)系專題教學(xué)
高中化學(xué)專題教學(xué)能有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并可拓展學(xué)生的知識面,具體教學(xué)形式可以將生活中的化學(xué)與書本中的化學(xué)的聯(lián)系以專題講座的形式介紹給學(xué)生,介紹化學(xué)的過去、現(xiàn)在和未來,介紹世界高新技術(shù)發(fā)展的動態(tài)與趨勢,介紹化學(xué)在高新科技領(lǐng)域中的作用,介紹化學(xué)與其它學(xué)科之間的相互滲透,介紹化學(xué)與社會的關(guān)系,如健康、保健、能源、資源、環(huán)境等社會問題。例如可以向?qū)W生講解當前化學(xué)合成材料的發(fā)展概況,人類已經(jīng)可以制造出可以替代人體多個部位的化學(xué)材料。四、與生活中化學(xué)知識相關(guān)的實驗探究教學(xué)
化學(xué)實驗是進行科學(xué)研究的重要手段,是培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力的有效途徑,在化學(xué)實驗的基礎(chǔ)上,學(xué)生從具體的形象思維轉(zhuǎn)入抽象的邏輯思維,從而提高理性認識?;瘜W(xué)實驗還可以培養(yǎng)學(xué)生謹慎的科學(xué)態(tài)度,以貼近生活和發(fā)生在身邊的化學(xué)現(xiàn)象為素材,組織探究實驗活動,既培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣,又使學(xué)生感受到化學(xué)在國民經(jīng)濟及生活中的實際運用。例如選取日常生活的素材可進行“鮮果中維生素C的還原性”、“自制肥皂與肥皂的洗滌作用”、“用生活中的材料制作簡易電池”、“溫度對加酶洗衣粉的洗滌效果的影響”等實驗。選取與化學(xué)有關(guān)的社會問題為實驗內(nèi)容可進行“用氧化還原滴定法或電化學(xué)分析法測定污水中的化學(xué)耗氧量”、“用淀粉自制吸水材料,并進行模擬保水試驗”等實驗。通過化學(xué)實驗來解釋和解決日常生活和社會實際問題,對于拓展化學(xué)實驗的功能,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),具有十分重要的意義和價值。
五、進行與生活有關(guān)的論文寫作教學(xué)
布置學(xué)生撰寫小論文或課題報告,探討實驗中的問題或?qū)懗鲎约旱捏w會。教師向?qū)W生介紹撰寫小論文的基本要求和方法,從學(xué)生實際出發(fā),文字能力不做高要求,只要論據(jù)能說明論題,條理清楚,說得明白就達到了要求。例如,將“糖類”設(shè)計成主題為“糖類與生活”的拓展課,課前充分發(fā)動學(xué)生積極參與,提出他們感興趣的課題,引導(dǎo)他們提煉成“糖在生活中的分布”、“血液中的葡萄糖”、“糖與糖尿病”、“糖與減肥”、“糖與健康”等小課題。然后把全班學(xué)生組合成幾個組進行專題研究,同學(xué)們查找資料、走訪調(diào)查、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、進行實驗,在組內(nèi)充分交流討論的基礎(chǔ)上,形成課題報告。
此外,遵循自愿的原則,鼓勵學(xué)生將課外新聞記者材料用自己的語言加以組織,寫出科技小論文。在將閱讀材料整理成文章,并發(fā)表自己的見解的過程中,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究問題的學(xué)風,促進學(xué)生獨立思考,提高自學(xué)能力的組織語言的能力。
教材中的教學(xué)內(nèi)容是教師教和學(xué)生學(xué)的直接依據(jù),不同的教學(xué)內(nèi)容對應(yīng)不同的教學(xué)策略和教學(xué)方法?;瘜W(xué)教學(xué)內(nèi)容可分為基本概念、基本理論、元素化合物知識、化學(xué)用語、化學(xué)計算以及化學(xué)實驗等,不同類型的教學(xué)內(nèi)容具有不同的特點。并非所有的教學(xué)內(nèi)容都適合或者說都能很好地聯(lián)系社會和生活實際。本文就當前化學(xué)教學(xué)與學(xué)生生活不能緊密聯(lián)系的現(xiàn)狀提出將生活中的化學(xué)滲透在化學(xué)教學(xué)中的相關(guān)教學(xué)方法,將所學(xué)知識運用在社會生活中,這有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。這樣的教學(xué)方式也給教師提出了更高的要求,要求教師要接受這樣一種適應(yīng)學(xué)生發(fā)展的教學(xué)方式,并愿意在教學(xué)中付諸實現(xiàn),同時還要加強自身的專業(yè)化學(xué)習(xí),注意搜集各種新知識,注重引導(dǎo)學(xué)生認識各科知識的普遍聯(lián)系,只有這樣才可以在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生真正的進入化學(xué)學(xué)科的殿堂。
參考文獻:
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1 常見裂縫分析及預(yù)防
1.1 混凝土塑性收縮裂縫及預(yù)防
塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)前期。表面因失水過快而產(chǎn)生的收縮。一般在干熱和大風天氣裂縫較為常見,形狀多為中間寬、兩端細、互不連貫且長短不一,較長的裂縫可達2m-3m,寬度可達0.5cm,嚴重影響混凝土的抗?jié)B性和耐久性。
主要預(yù)防措施:一是選用干縮值較小、早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。二是嚴格控制水灰比,在保證混凝土施工所需坍落度和和易性的前提下盡量減少水的用量,必要時摻入減水劑。三是澆筑混凝土之前,將基層和模板均勻澆水濕透。四是及時覆蓋握料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等,保持混凝土凝結(jié)前表面濕潤,或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護劑等進行養(yǎng)護。
1.2 沉陷裂縫及預(yù)防
沉陷裂縫的產(chǎn)生主要是由于結(jié)構(gòu)地基浸水、土質(zhì)不勻或回填土不密實等原因引起不均勻沉降所致;另外在混凝士硬化過程中由于模板剛度不足或支撐底部不牢固也會引起沉陷裂縫。主要預(yù)防措施:一是在結(jié)構(gòu)施工前,保證地基處理質(zhì)量。原地基土必須密實、均勻,并達到設(shè)計要求的承載能力;回填土嚴格按規(guī)范規(guī)定分層夯實,達到設(shè)計要求的壓實系數(shù)。二是在基坑或地基周圍做好防護措施,防止地基被水浸泡。三是保證模板有足夠的強度和剛度。在支撐底部加設(shè)墊板保證支撐牢固。論文格式。并使地基受力均勻。論文格式。四是模板拆除的時間不能過早,且要注意拆模的先后次序。五是在結(jié)構(gòu)自重不同或建筑物層高不同的相鄰部位設(shè)置后澆帶,待相鄰結(jié)構(gòu)沉降基本趨于穩(wěn)定后再澆筑。
1.3 溫度裂縫及預(yù)防
溫度裂縫的走向無一定規(guī)律,通常縱橫交錯,深淺不一。長短邊比例較大的梁板結(jié)構(gòu),裂縫多平行于短邊,沿著長邊分段出現(xiàn),中間較密、較寬。裂縫的寬度受溫度變化影響較大,冬季較寬,夏季較窄。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕和內(nèi)部混凝土的碳化,嚴重影響其使用功能和耐久性。主要預(yù)防措施:一是盡量選用低熱或中熟水泥,如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是在保證混凝土強度的前提下。改善骨料級配,摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量。三是在保證混凝土和易性和滿足施工需要的前提下,降低水灰比。四是改善混凝土的制作工藝,降低混凝土的澆筑溫度。五是在混凝土中摻加一定量的緩凝劑,推遲熱峰的出現(xiàn)時間。六是加強混凝土溫度的監(jiān)控,及時采取冷卻或保溫措施,減小混凝土的內(nèi)外溫差。論文格式。七是加強混凝土養(yǎng)護,混凝土澆筑后,及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋,并注意灑水養(yǎng)護,適當延長養(yǎng)護時間。八是混凝土中配置少量的小規(guī)格鋼筋或者摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內(nèi)。
1.4 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫及預(yù)防
化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫一般在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中分為堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕裂縫兩種。建筑工程中限于混凝土的構(gòu)成,在其拌和后會產(chǎn)生一些堿性離子,這些離子與某些活性骨料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周圍環(huán)境中的水分而膨脹,造成混凝土酥松、脹裂。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)使用期間,一旦出現(xiàn)很難補救,因此應(yīng)在施工中采取有效措施進行預(yù)防。主要的預(yù)防措施有:一是選用堿活性小的砂石骨料。二是選用低堿水泥和無堿外加劑。三是選用能抑制堿骨料反應(yīng)的摻和料。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工不良引起的鋼筋保護層薄、露筋、蜂窩、麻面等不利現(xiàn)象,使得有害物質(zhì)與外露鋼筋或穿過混凝土與內(nèi)部鋼筋產(chǎn)生反應(yīng)而銹蝕,銹蝕的鋼筋體積膨脹,導(dǎo)致混凝土脹裂,此種類型的裂縫一般沿鋼筋的位置出現(xiàn)。通常的預(yù)防措施;一是在澆筑混凝土前,嚴格檢查鋼筋保護層,保證其厚度滿足設(shè)計要求,同時確保鋼筋綁扎牢固且位置準確,避免振搗混凝土?xí)r鋼筋移位而露筋。二是采用級配較好的砂石骨料配制混凝土。三是混凝土澆筑要振搗密實。四是拆模后及時處理混凝土的夾渣、蜂窩和麻面現(xiàn)象。
2 常見裂縫處理方法
2.1 表面修補法
表面修補法是一種簡單、常見的修補方法,它主要適用于穩(wěn)定和對結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深迸裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料,在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂,采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布的方法,當混凝土表面裂縫數(shù)量較多,分布面較廣時,常采用增加一層水泥砂漿或細石混凝土整體面層的方法處理,同時整體面層內(nèi)宜配置雙向鋼絲網(wǎng)。
2.2 混凝土置換法
混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法,此方法是先將損壞的混凝土剔除干凈、潤濕,然后涂刷結(jié)合層,最后再置換入新的高一級標號混凝土或其他材料。常用的置換材料有:普通混凝土、水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。
2.3 結(jié)構(gòu)加固法
當裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時,就要考慮采取加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法:在構(gòu)件上外包型鋼、粘貼鋼板加固;在構(gòu)件上增設(shè)支撐點加固;在構(gòu)件上施加預(yù)應(yīng)力加固等。
2.4 灌漿、嵌縫封堵法
灌漿法主要適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補,它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓人混凝土的裂縫中,膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個整體,從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料。以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等;常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。
3 結(jié)論
隨著高分子科學(xué)的發(fā)展,高分子材料已滲透到日常生活和工業(yè)的各個部門,新的高分子聚合反應(yīng)、聚合方法和新的高分子材料層出不窮。高分子化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,是學(xué)生深入理解高分子化學(xué)理論課程和進行高分子化學(xué)材料研究的必備課程,對加強學(xué)生的實踐動手能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面有著重要的作用[1-3]。傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實驗教學(xué)模式基本是教師講解、學(xué)生操作、學(xué)生提交實驗報告、教師評分等。這種教學(xué)模式下,學(xué)生對實驗課程缺乏足夠的重視,往往只是按部就班地操作完,最后實驗報告能夠拿到合格的成績就足夠了,在實驗過程中缺乏對過程和細節(jié)的深入思考,因此不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提升[4-6]。高分子化學(xué)是一門與時俱進的課程,高分子化學(xué)實驗應(yīng)該進一步體現(xiàn)這種發(fā)展趨勢。因此,為了提高學(xué)生對高分子化學(xué)實驗課程的熱情與積極性,采用科研項目與高分子化學(xué)實驗課程相結(jié)合的教學(xué)模式,不僅能夠豐富實驗教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生的實驗技能和科研能力,也為培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的創(chuàng)新人才添磚加瓦。
1傳統(tǒng)高分子化學(xué)實驗教學(xué)中的問題
傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實驗教學(xué)模式一般是固定的,即教師講解理論知識與實驗操作示范、學(xué)生根據(jù)教材的實驗?zāi)康暮屠蠋煹囊筮M行程序化操作、學(xué)生課后撰寫實驗報告并交給老師、教師根據(jù)實驗結(jié)果的優(yōu)劣進行實驗報告評分等。學(xué)生在這種教學(xué)模式下很少會對實驗設(shè)計、實驗過程和細節(jié)等進行思考與討論。對大部分學(xué)生來說,只要最后的實驗考核是合格的就足夠了,因此學(xué)生們往往是抱著完成任務(wù)的態(tài)度做實驗。這種實驗教學(xué)模式雖然實現(xiàn)了對學(xué)生動手能力的鍛煉,但是難以督促學(xué)生學(xué)以致用,導(dǎo)致理論課和實驗課是完全分離開來的,難以結(jié)合在一起。另外,這種固定模式和程序化的實驗課程,難以鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,更難以培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才。高分子化學(xué)的發(fā)展與變化日新月異,高分子化學(xué)實驗也應(yīng)該進一步體現(xiàn)這種變化趨勢,從而使得學(xué)生們更加深入地理解高分子化學(xué)的與時俱進。然而,由于實驗室資源與資金的缺乏,傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實驗課程內(nèi)容經(jīng)常是幾年都固定不變的,對學(xué)科的新發(fā)展、新知識、新變化沒有吸收與提升。這種內(nèi)容固定、操作按部就班的實驗課程很難調(diào)動學(xué)生的積極主動性,更難以引起學(xué)生對高分子化學(xué)的熱愛與興趣。
2科研項目與高分子化學(xué)實驗相結(jié)合
高校教師一般會以自己的研究領(lǐng)域為基礎(chǔ),進行相關(guān)科研項目的申報。這些科研項目相對于高分子化學(xué)實驗來說,都是一些具有前瞻性和創(chuàng)新性的研究。因此,將高校教師的科研項目融入高分子化學(xué)實驗教學(xué),對高分子化學(xué)實驗傳統(tǒng)教學(xué)模式進行改革,具有重要的意義。
2.1科研項目融入高分子化學(xué)實驗課堂的意義
高分子化學(xué)是一門與時俱進的課程。傳統(tǒng)的高分子化學(xué)主要以傳統(tǒng)高分子材料如塑料、橡膠、纖維素、涂料等為主,相應(yīng)的高分子化學(xué)實驗也是以合成或改性傳統(tǒng)高分子材料為主。隨著高分子科學(xué)的發(fā)展,高分子化學(xué)領(lǐng)域的新材料層出不窮,這不僅體現(xiàn)在生活、軍事、工業(yè)等領(lǐng)域的新型功能材料。在科研項目中,高分子化學(xué)材料的應(yīng)用也得到了廣泛的關(guān)注與認可,高分子化學(xué)領(lǐng)域的科研項目在化學(xué)領(lǐng)域的教師中占有較大的比重。在教師的科研項目中,涉及到的高分子化學(xué)材料通常具有較好的新穎性。因此,將科研項目的內(nèi)容融入高分子化學(xué)實驗課堂,不僅能夠豐富高分子化學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生對實驗的興趣和積極主動性,而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和科研思維。同時,教師也可能從學(xué)生們的思考與討論中,獲得新的想法。
2.2科研項目融入高分子化學(xué)實驗課堂的方法
高分子化學(xué)實驗的時間一般比較長。在等待的過程中,學(xué)生基本是在聊天,有的學(xué)生甚至在打游戲,很少有同學(xué)利用這個時間對實驗進行思考或者討論。這不僅浪費了寶貴的學(xué)習(xí)時間,而且不利于實驗的開展。即使后面實驗出現(xiàn)了問題,學(xué)生也不會花費過多的時間去尋找原因。因此,老師可以利用學(xué)生在等待實驗的過程中,將科研項目中較為簡單且與實驗有聯(lián)系的部分拿出來與學(xué)生討論。首先,將教師科研項目中與實驗相關(guān)的內(nèi)容拿給學(xué)生分組討論,通過與自己的實驗比較分析,并結(jié)合理論課程和實驗課程知識,讓學(xué)生提出問題。進一步,根據(jù)提出的問題,讓學(xué)生先自己進行分析,得出結(jié)論后與老師進行討論。然后,老師根據(jù)學(xué)生的討論情況,引導(dǎo)學(xué)生提出解決問題的方法。最后,根據(jù)以上討論的內(nèi)容,鼓勵學(xué)生進行進一步的創(chuàng)新,并鼓勵感興趣的學(xué)生利用課后時間進入教師所在實驗室進行深入的探索與研究。例如,傳統(tǒng)高分子化學(xué)實驗中,有一部分實驗內(nèi)容是“甲基丙烯酸甲酯的本體聚合”,如果老師的科研項目中有涉及到甲基丙烯酸甲酯或者本體聚合的內(nèi)容,就可以拿出來與學(xué)生進行討論,引導(dǎo)學(xué)生進行實驗課堂之外的新思考。通過“提出問題-分析問題-解決問題-創(chuàng)新實踐”這一過程,鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研意識,為將來進入實驗室進行畢業(yè)論文課題研究或科研項目研究打下良好的基礎(chǔ)。
2.3將科研項目內(nèi)容融入高分子化學(xué)實驗教學(xué)中
高分子化學(xué)實驗教學(xué),一般會有多個老師負責。每位老師都有自己的研究領(lǐng)域或?qū)<继亻L。高分子學(xué)科之所以發(fā)展如此迅速,其中很重要的一個原因是其具有比較強的應(yīng)用性。因此,根據(jù)帶教老師的研究領(lǐng)域,可以對現(xiàn)有的一些高分子實驗進行改進。例如,在“雙酚A環(huán)氧樹脂的制備”實驗中,主要內(nèi)容是環(huán)氧樹脂的制備和環(huán)氧值的測定,而沒有涉及到環(huán)氧樹脂的應(yīng)用。如果帶教老師的研究領(lǐng)域和科研項目與環(huán)氧樹脂相關(guān),可以根據(jù)自己的科研項目內(nèi)容,在與其他帶教老師及實驗中心討論后,適當增加實驗內(nèi)容及應(yīng)用。例如,可以增加不同制備時間下環(huán)氧樹脂的制備實驗,研究不同反應(yīng)時間對環(huán)氧值的影響。同時,將具有不同環(huán)氧值的環(huán)氧樹脂進行粘結(jié)實驗,研究反應(yīng)時間對環(huán)氧樹脂粘結(jié)性能的影響。這種將科研項目內(nèi)容與高分子實驗課程相結(jié)合的方式,不僅保留了經(jīng)典高分子化學(xué)實驗的內(nèi)容,同時豐富了實驗課程的內(nèi)容和方式,改變了傳統(tǒng)高分子化學(xué)實驗內(nèi)容一層不變的局面。此外,這種目的導(dǎo)向性的高分子化學(xué)實驗內(nèi)容,容易引起學(xué)生的思考與興趣,對于培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新意識具有重要意義。
2.4將科研項目的資源與高分子化學(xué)實驗共享
由于資金或平臺的限制,大學(xué)生的高分子化學(xué)實驗課程往往只進行最基礎(chǔ)的研究,學(xué)生缺少進一步深入探索的機會與平臺。而許多高校教師一般都有自己的科研資源或平臺,因此,可以利用高校教師的實驗室資源和平臺,為那些對課程實驗內(nèi)容感興趣的學(xué)生提供進一步研究的機會。例如,在“線性酚醛樹脂的制備”實驗中,主要內(nèi)容是線性酚醛樹脂的制備和固化,沒有涉及到酚醛樹脂的物理化學(xué)性能。眾所周知,酚醛樹脂的耐熱性、拉伸性能、耐壓性等影響了酚醛樹脂的應(yīng)用。盡管這些性質(zhì)屬于高分子物理領(lǐng)域范疇,但卻是研究酚醛樹脂必不可少的內(nèi)容。因此,該實驗課程結(jié)束后,可以帶領(lǐng)對酚醛樹脂感興趣的同學(xué),進入研究酚醛樹脂教師的實驗室。將學(xué)生實驗得到的產(chǎn)品進行進一步的分析與研究,并要求學(xué)生提交相關(guān)的實驗報告和心得體會。通過這種方式,不僅能夠豐富實驗教學(xué)內(nèi)容、增強學(xué)生對實驗的理解與認識、激發(fā)學(xué)生對實驗的興趣,還能夠幫助對科研感興趣的同學(xué)提前了解和掌握一些實驗內(nèi)容與技術(shù),為將來進入實驗室開展科研項目工作打下基礎(chǔ)。
2.5鼓勵學(xué)生將高分子化學(xué)實驗內(nèi)容拓展為大學(xué)生創(chuàng)新研究項目
①它是溶液,而且是真溶液.應(yīng)永不分層,無沉淀;
②粘度很低,有些漿材粘度甚至接近水;
③固化或膠凝時間可人為控制;
④可用泵灌入裂縫,充填裂隙,堵截滲漏水,具有原位修復(fù)止水結(jié)構(gòu)或單獨構(gòu)建防滲帷幕之功能,特別適用于地下隱蔽工程;
⑤固化或膠凝時體積收縮很小;
⑥固化物或膠凝體本身不滲水;
⑦固化物或膠凝體耐久性良好.上述特點和功能是我們通常熟習(xí)的防水建筑材料所不具備也無法替代的,正因如此,化學(xué)灌漿材料在防水工程上具有特殊的重要性,并以此成為防水建筑材料中不可或缺的重要成員
2.常用化灌漿材的分類
目前國內(nèi)常用的化學(xué)灌漿材料按其性能與用途大致分為兩大類,六大品種系列,上百種品牌.第一類是防滲止水型,這包括水玻璃、丙烯酸鹽、聚氨酯和木質(zhì)素漿材四大品種系列.第二類是補強加固型,這包括環(huán)氧樹脂與甲基丙烯酸甲酯漿材兩大品種系列.其中水玻璃漿材又可分堿性與酸性兩大品種,聚氨酯漿材又可分油溶性、水溶性與彈性三大品種,環(huán)氧樹脂漿材又可分為非活性稀釋劑、活性稀釋劑及呋喃樹脂三大品種.必須指出,在第一類型中的水玻璃漿材也能用于補強加固工程,只是強度較低;在第二類型中的環(huán)氧樹脂漿材也能用于防滲止水工程,只是單價偏高.現(xiàn)將國內(nèi)用量較大的環(huán)氧樹脂和聚氨酯漿材品牌及研發(fā)單位列于下表1和表2.
表1.國內(nèi)常用環(huán)氧漿材品牌及研發(fā)單位
漿材品牌SK-1JXHK中化-798CW
研發(fā)單位中國水科院天津基礎(chǔ)公司杭州華東院科研所廣州中科院化學(xué)所長江科學(xué)院
表2.國內(nèi)常用聚氨酯漿材品牌及研發(fā)單位
漿材品牌
PMLWHWTZS發(fā)單位天津大學(xué)華東院科研所華東院科研所上海隧道公司
3.主要用途及應(yīng)用部門
由于化灌漿材具有前述七大特性,故化學(xué)灌漿漿材和技術(shù)特別適用于工程建設(shè)中的堵漏止水、帷幕防滲、基礎(chǔ)加固和裂縫修補四個方面.從現(xiàn)在來看,化學(xué)灌漿的應(yīng)用領(lǐng)域主要在水電、建筑、采礦和交通四個行業(yè),具體應(yīng)用領(lǐng)域大體如下
①大壩、水庫、涵閘等基礎(chǔ)防滲帷幕和基礎(chǔ)加固;
②大堤、渠道、渡槽等的防滲堵漏及加固;
③核電站等的封閉止水防滲[1]和基礎(chǔ)加固;
④地下建筑物(如地鐵、人防、隧道等)的防滲、堵漏止水、基礎(chǔ)加固和裂縫的補強加固;
⑤礦山、工廠有毒廢渣、廢水和城市垃圾場等截滲工程的防滲帷幕;
⑥礦井建設(shè)中的涌水堵漏、流沙治理及對軟弱地層加固、穩(wěn)定的預(yù)灌漿;
⑦石油鉆井開采中的堵漏止水、鉆孔護壁加固和驅(qū)油;
⑧橋基加固及橋體裂縫補強;
⑨機場跑道和停機坪、公路和鐵路特殊路段的軟弱地層加固、防滲和混凝土裂縫補強加固;
⑩江河海港港工建筑物(如碼頭、船閘、防波堤等)的基礎(chǔ)防滲和加固
4.國內(nèi)化灌漿材應(yīng)用概況
化學(xué)灌漿材料在防水材料中雖屬小品種,但隨我國基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展應(yīng)用量在逐年增加,年用量己遠超萬噸,現(xiàn)僅根據(jù)2004年沿海八城市12個企業(yè)或公司粗略統(tǒng)計的用量就有6635T,見表3.同時,在各部門中化學(xué)灌漿材料的應(yīng)用也因工程要求不同而有所不同,有所選
表3.沿海八城市12家企業(yè)或公司2004年用漿量粗略統(tǒng)計
漿材種類水玻璃聚氨酯環(huán)氧丙烯酸鹽
用量(T)/年4000220042015
擇差別.如地下建筑業(yè)及地鐵建筑防水多選用聚氨酯漿材;采礦部門止水和交通部門修復(fù)路基多選用廉價的水玻璃漿材;水電部門修筑大壩多選用丙烯酸鹽做防滲帷幕和選用環(huán)氧漿材加固壩基;文物保護部門則選用甲基丙烯酸甲酯漿材來修復(fù)文物建筑等.化學(xué)灌漿材料在大型工程中應(yīng)用量是很大的.葛洲壩電站一期工程護坦止水系統(tǒng)滲漏事故的修復(fù),一次用彈性聚氨酯漿材20余噸;上海地鐵4號線塌方冒水事故僅止水一項用聚氨酯漿材就達102噸;三峽工程近幾年防滲堵漏和地基加固應(yīng)用各種化學(xué)灌漿材料570多噸,見表4;廣東一家化灌企業(yè)
表4.三峽工程化灌漿材應(yīng)用概況
漿材名稱CW環(huán)氧LW+HW聚氨酯丙烯酸鹽
主要用途地基加固止水堵漏防滲帷幕
漿材用量(T)32018070
去年僅在桂、粵、湘公路修復(fù)工程的路基加固防滲中就用了水玻璃漿材2000噸以上,由此可見一斑
5.國內(nèi)化灌漿材研究概況
我國化學(xué)灌漿事業(yè)是解放后開創(chuàng)的,經(jīng)50余年發(fā)展,成績斐然[2].這與一些產(chǎn)業(yè)部門和部份大專院校培養(yǎng)了一批從事化學(xué)灌漿技術(shù)的研究隊伍密切相關(guān).隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展,防水化灌漿材應(yīng)用量逐年上升,漿材開發(fā)與應(yīng)用的研究也在逐步增多.以近五年為例,在科技期刊雜志庫撿索中化學(xué)灌漿的研究論文約有323篇,其中漿材研究與應(yīng)用占240篇,見表5.由
表5.近五年國內(nèi)化灌漿材研究與應(yīng)用撿索概況
漿材環(huán)氧聚氨酯水玻璃丙烯酸鹽丙凝甲凝木質(zhì)素篇數(shù)1127327111052
%46.730.411.24.64.22.10.8
表5可見,從研究論文數(shù)量排序講,前三位是環(huán)氧樹脂漿材、聚氨酯漿材和水玻璃漿材,而
實際應(yīng)用中則正相反,水玻璃漿材多于聚氨酯漿材,而聚氨酯漿材又多于環(huán)氧樹脂漿材.從研究與應(yīng)用所獲成果水平來看也較高,世人矚目的三峽工程化學(xué)灌漿的成果就是例子.該工程在
①應(yīng)用國內(nèi)研制的無毒丙烯酸鹽漿材,替代有毒并有致癌可疑的丙凝漿材,首次建造大壩化學(xué)防滲帷幕[3];
②選用CW環(huán)氧漿材和水泥—化學(xué)復(fù)合灌漿技術(shù),加固軟弱泥化斷層破碎帶;和
③采用包括化學(xué)漿材在內(nèi)的五層防滲止水措施,處理好泄水閘迎水面多條混凝土活縫上[4]都達到了國際先進水平.這其中三峽工程的高水頭混凝土活縫處理,一直是中外媒體關(guān)注的焦點
6.化灌漿材與環(huán)境保護
化學(xué)材料中常含少量有毒害的化合物,用于防水的化學(xué)灌漿材料也不例外,因此研究與應(yīng)用化灌漿材的人員一定要提高環(huán)保意識,做好防止污染的工作.積多年從事研究與應(yīng)用防水化灌漿材工作的經(jīng)驗,特提出如下選擇與應(yīng)用化灌漿材,防止污染的四條原則[5]:
①能用水泥漿材解決工程防滲加固問題的絕不用化灌漿材;
②在滿足工程防水設(shè)計基本要求的前提下,選用化灌漿材應(yīng)首選無環(huán)境污染的水玻璃漿材;