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化工概论论文范文

发布时间:2023-03-14 06:36

化工概论论文范文

篇名:绿色化学与化工概论
【关键词】绿色化学; 绿色化工; 概论;
【摘要】 介绍了绿色化学与化工的发展、概念、研究目标、优点、国内外研究现状及发展趋势。列出了绿色化学与化工的一些主要图书资源。
【引证文献】

上了材料化学的专业概论课,老师让写个论文,好像是关于这个专业的。请问大概怎么写?

你好,化 学 发 展 史

( 化工学院 x x x)

摘要:从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy,即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义:化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。
关键词:燃素化学;量子论;晶体化学

自从有了人类,化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火,用火烧煮食物,烧制陶器,冶炼青铜器和铁器,都是化学技术的应用。正是这些应用,极大地促进了当时社会生产力的发展,成为人类进步的标志。今天,化学作为一门基础学科,在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越大的作用。从古至今,伴随着人类社会的进步,化学历史的发展经历了哪些时期呢?
远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。

一、化学的来由

化学的英文词为Chemistry,法文Chimie,德文Chemie,它们都是从一个古字、即拉丁字chemia,希腊字Xηwa(Chamia),希伯莱字Chaman或Haman,阿拉伯字Chema或Kema,埃及字Chemi演化而来的.它的最早来源难以查考.从现存资料看,最早是在埃及第四世纪的记载里出现的.所以有人认为可以假定是从埃及古字Chemi来的,不过这个名字的意义很晦涩,有埃及、埃及的艺术、宗教的迷惑、隐藏、秘密或黑暗等意义。其所以有这些意义,大概因为埃及在西方是化学记载诞生的地方,也是古代化学极为发达的地方,尤其是在实用化学方面。例如,埃及在十一朝代进已有一种雕刻表示一些工人下在制造玻璃,可见至少在公元前2500年以前,埃及已知道玻璃的制造方法了。再从埃及出土的木乃伊看,可知在公元前一、二千年时已精于使用防腐剂和布帛染色等技术。所以古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。至于其它几种意义,可能因为古人认为化学是一种神奇和秘密的事业以及带有宗教色彩的缘故。
中国的化学史当然也是毫不逊色的。大约5000-11000年前,我们已会制作陶器,3000多年前的商朝已有高度精美的青铜器,造纸、磁器、火药更是化学史上的伟大发明。在十六、十七世纪时,中国算得上是世界最先进的国家。“化学”二字我国在1856年开始使用。最早出现在英国传教士韦廉臣在1856年出版的《格物探原》一书中。

二、化学的几个发展阶段

远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。
炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。。
燃素化学时期。从1650年到1775年,随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程,可燃物放出燃素后成为灰烬。
定量化学时期,既近代化学时期。1775年前后,拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律,提出了原子学说,发现了元素周期律,发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。
科学相互渗透时期,既现代化学时期。二十世纪初,量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言,解决了化学上许多悬而未决的问题;另一方面,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。
这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期,是风云变幻英雄辈出的期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉,领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。

三、化学学科在探索中成长

化学的发展可以说是日新月异,尤其是它的边缘学科或者说是它的分支学科,譬如生物化学、物理化学、晶体化学等等,令人目不暇接。就眼下炒得过热的基因工程、克隆技术以及共轭电场论等,更是令人眼花缭乱。而古往今来,有多少化学家为化学的发展做出了难以估量的贡献。你想了解他们吗?化学名人风采将带您走近他们。
燃素说的影响 。可燃物如炭和硫磺,燃烧以后只剩下很少的一点灰烬;致密的金属煅烧后得到的锻灰较多,但很疏松。这一切给人的印象是,随着火焰的升腾,什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后,人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。
1723年,德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释,形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。
施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中,在燃烧过程中释放出来,同时发光发热。燃烧是分解过程:
可燃物==灰烬+燃素

金属==锻灰+燃素

如果将金属锻灰和木炭混合加热,锻灰就吸收木炭中的燃素,重新变为金属,同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质,燃烧起来非常猛烈,而且燃烧后只剩下很少的灰烬;石头、草木灰、黄金不能燃烧,是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物,酒精燃烧时失去燃素,便只剩下了水。
空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合,充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素,动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。

富含燃素的硫磺和白磷燃烧时,燃素逸去,变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮,磷酸(当时指P2O5)与木炭密闭加热,便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时,金属失去燃素生成氢气,氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾(CuSO4·5H2O)溶液置换出铜,是燃素转移到铜中的结果。
燃素说尽管错误,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间,化学家为了解释各种现象,做了大量的实验,积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程,化学反应中物质守恒,这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应,是物质间相互交换成分的过程;氧化还原反应是电子得失的过程;而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。
舍勒和普里斯特里发现氧气的制法 :令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师--chemist,他长期在小镇彻平的药房工作,生活贫困。白天,他在药房为病人配制各种药剂。一有时间,他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次,后院传来一声爆鸣,店主和顾客还在惊诧之中,舍勒满脸是灰地跑来,兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物,忘记了一切。对这样的店员,店主是又爱又气,但从来不想辞退他,因为舍勒是这个城市最好的药剂师。
到了晚上,舍勒可以自由支配时间,他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验,他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验,使他合成了许多新化合物,例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞(氯化汞)、钼酸、乳酸、乙醚等等,他研究了不少物质的性质和成分,发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿(Scheele’s green),就是舍勒发明的亚砷酸氢铜(CuHAsO3)。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的,但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候,他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版,共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程,起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇,使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。
在舍勒与大学教师甘恩的通信中,人们发现,由于舍勒发现了骨灰里有磷,启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前,人们只知道尿里有磷。
1775年2月4日,33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世,舍勒继承了药店,在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作,加上寒冷和有害气体的侵蚀,舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道--他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候,还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日,为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世,终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg(NO3)2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气:

2KNO3==2KNO2+O2↑

2Mg(NO3)2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑

2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑

2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑

2HgO==2Hg+O2↑

第二种方法是将软锰矿(MnO2)与浓硫酸共热产生氧气:
2MnO2+2H2SO4(浓)== 2MnSO4+2H2O+O2↑
舍勒研究了氧气的性质,他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈,燃烧后这种气体便消失了,因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者,他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程,火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后,很快就发表了论文。
普里斯特里始终坚信燃素说,甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验,推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到:我把老鼠放在‘脱燃素气’里,发现它们过得非常舒服后,我自己受了好奇心的驱使,又亲自加以实验,我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时,是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,经过好长时间,身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢?不过现在只有两只老鼠和我,才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师,业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林,他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。
1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎,他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命,曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国,在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆,以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。
拉瓦锡和他的天平: 燃素说的推翻者,法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年,他20岁的时候就取得了法律学士学位,并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师,家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师,而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来,拉瓦锡在他的老师,地质学家葛太德的建议下,师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此,他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平,并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念,成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想,把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式:
葡萄糖 == 碳酸(CO2)+ 酒精
这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程,表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义,又具体地写到:“我可以设想,把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数,然后分别通过实验,逐个算出它们的值。这样以来,就可以用计算来检验我们的实验,再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果,使我能通过正确的途径重新进行实验,直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时,多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律,他当时称之为“物质不灭定律”,其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据,特别是当时俄罗斯的科学还很落后,西欧对沙俄的科学成果不重视,“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。
1772年秋天,拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧,冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量,发现质量增加了!他又燃烧硫磺,同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验:将白磷放在水银面上,扣上一个钟罩,钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧,之后水银面上升。拉瓦锡描述道:“这表明部分空气被消耗,剩下的空气不能使白磷燃烧,并可使燃烧着的蜡烛熄灭;1盎司的白磷大约可得到2.7盎司的白色粉末(P2O5,应该是2.3盎司)。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月,他在实验记录本上写到:“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。
1774年,拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中,密封后再称量金属和瓶的质量,然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量,发现没有变化。打开瓶口,有空气进入,这一次质量增加了,显然增加量是进入的空气的质量(设为A)。他再次打开瓶口取出金属锻灰(在容积小的瓶中还有剩余的金属)称量,发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同(即也为A)。这表明锻灰是金属与空气的化合物。
拉瓦锡进一步想,如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来,就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰(即铁锈),但实验没有成功。
拉瓦锡制得氧气之后: 到了这年的10月,普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀(HgO)和铅丹(Pb3O4)可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说,这条信息是很直接的启发。11月,拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下,拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置,其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子,以便跟着太阳随时转动。1775年,拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气,其实是吸收了氧气,与氧气化合,即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时,拉瓦锡还用动物实验,研究了呼吸作用,认为“是氧气在动物体内与碳化合,生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文),就应该含有其余的气体,拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后,拉瓦锡总结道:“大气中不是全部空气都是可以呼吸的;金属焙烧时,与金属化合的那部分空气是合乎卫生的,最适宜呼吸的;剩下的部分是一种‘碳气’,不能维持动物的呼吸,也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来,也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年,拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能通过容器壁的微孔,有时又说它不能透过;它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫,每时每刻都在改变它的面貌。” 这年的9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言,逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系,揭掉了神秘和臆测的面纱,代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学(即近代化学)时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气,但由于他们思维不够广阔,更多地只是关心具体物质的性质,没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。
拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念:“如果元素表示构成物质的最简单组分,那么目前我们可能难以判断什么是元素;如果相反,我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来,那么,我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质,对我们来说,就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类:
简单物质,普遍存在于动物、植物、矿物界,可以看作是物质元素:光、热、氧、氮、氢。简单的非金属物质,其氧化物为酸:硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。简单的金属物质,被氧化后生成可以中和酸的盐基:锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。简单物质,能成盐的土质:石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中,在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中,作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价,指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到,拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法,但他通过制取氧气分析了空气的组成,建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体,被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋,每天六点起床,从六点到八点进行实验研究,八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作,七点到晚上十点,又专心从事他的科学研究。星期天不休息,专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时,他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子,但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验,经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里,有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发,三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月,国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论,心存嫉恨,便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往,犯有叛国罪,于1794年5月8日把他送上了断头台。对此,当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说:“他们可以一瞬间把他的头割下,而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时,拉瓦锡正当壮年,是51岁。

四、化学学科的发展前沿

中国运动医学杂志000124 基因工程也叫遗传工程(Genetic Engineering),是20世纪70年代在分子生物学发展的基础上形成的新学科。基因工程就是在分子水平上,用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质,在体外切割、拼接和重新组成,然后通过载体把重组的DNA分子引入受体细胞,使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要产生不同的产物或定向地创造生物的新性状,并使之稳定地遗传给下代[1]。基因工程技术主要包括分离基因、纯化基因和扩增基因的技术,其核心是分子克隆技术。它能帮助人们从各种复杂的生物体中分离出单一的基因,并把它纯化,再把它大量扩增,用于研究。

20多年来,基因工程技术得到了迅速地发展,特别是限制性内切酶、DNA序列分析及DNA重组技术等三大技术的发现和应用,不仅把分子生物学提高到了基因水平,而且也把生物学与医学中的其他学科引上基因研究的道路,并取得了许多揭示生命秘密和生命过程的重大成就 ...... 16817希望对你有帮助!

3d打印技术概论论文总结范文

  3d打印技术的发展,给我们的工作生活带来了很大的便利。下文是我整理了3d打印技术论文 总结 范文 ,欢迎大家阅读!

  3d打印技术论文总结范文篇一:《三维打印快速成形技术及其应用》
  摘 要: 文章 对三维打印快速成形技术进行了分析,研究了三维打印快速成形技术的实现方案,并就其系统结构的运行方式做出了说明,最后对三维打印快速成形技术在多个行业领域中应用价值的实现进行了剖析,望能够引起各方人员的关注与重视,促进其进一步发展。

  关键词:三维打印;快速成形技术;系统结构;应用

  三维打印快速成形技术的核心是:建立在微喷射原理基础之上,通过喷射方式自喷嘴中喷出一定的液态微滴,在此基础之上根据预先设置的路径逐层打印并成形。相对于传统意义上的立体印刷技术或者是叠层实体制造技术而言,三维打印快速成形技术有着非常确切的优势,包括对激光系统要求较低,设备投入资金较少,运行性能可靠,维护工作量少,成本低廉等多个方面。同时,三维打印快速成形技术能够在常温环境下操作,运行安全可靠,可适用的成形材料类型众多,价格均衡,有实践价值。因此,三维打印快速成形技术已成为当前整个快速成形行业中最具综合发展潜力与空间的技术手段之一,有着非常广阔的应用前景。文章即围绕三维打印快速成形技术的实现及其应用要点展开分析,望引起重视。

  1.三维打印快速成形技术的实现

  从喷射材料上入手,可对三维打印快速成形技术的实现方案进行分类,主要有两种类型:第一是建立在粘结成形基础之上的三维打印快速成形技术,第二是建立在直接成形基础之上的三维打印快速成形技术。具体分析如下:

  1.1 粘结成形下的三维打印快速成形技术

  下图(如图1)为粘结成形下三维打印快速成形技术的基本工作原理。在本技术方案实施下,首先需要在工作台上均匀铺设一层粉末状材料,然后参照零件截面形态,将粘结材料有选择性的打印至粉末层上,使实体区域内的粉末材料完全粘结起来,形成截面对应的轮廓,打印完一层后将工作台向下移动,然后重复以上操作步骤,直至完成整个工件。

  1.2 直接成形下的三维打印快速成形技术

  下图(如图2)为直接成形下三维打印快速成形技术的基本工作原理。在本技术方案实施下,首先需要根据待打印的零件截面形状,控制打印头在截面有实体的区域内打印光固化实体材料,同时需要在可支撑区域内对固化支撑材料进行打印,然后利用紫外灯照射技术,在光固化材料的基础之上同步进行边固化打印工作。逐层进行固化处理直至完成对整个工件的打印工作,最后将支撑材料去除掉,以得到对应的成形工件。

  2.三维打印快速成形系统结构

  在三维打印快速成形技术实现的过程当中,主要的工作流程为:第一步,采集粉末原料;第二步,将粉末平铺至打印区域当中;第三步,在模型横截面上对打印机喷头进行定位,同时喷涂适当的黏结剂成分;第四步,送粉活塞上升同时实体模型下降,以继续打印;第五步,重复以上操作直至模型打印作业完成;第六步,将多余粉末去除掉,对模型进行固化。建立在该技术基础之上,整个三维打印快速成型系统运行需要完成的动作流程包括:打印喷头沿X轴向以及Y轴向的扫描运动,成型腔活塞沿Z轴向运动,储粉腔活塞沿Z轴向运动,铺粉辊筒转向运动以及平向运动等。其中,喷头X轴向运动采取的是传统喷墨打印机 操作系统 中的字车运动系统,引入光栅技术进行检测,X轴向打印精度可以达到5670dpi单位以上。同时,喷头Y轴向扫描运动能够带动打印机沿与X轴垂直的方向匀速动作,双侧驱动方式为步进电机驱动,光栅检测,闭环控制,三维打印成形中的定位精度可以达到10.0um级别。同时,整个三维打印快速成形系统还可以通过应用步进电机的方式为涡轮减速器提供驱动作用力,以驱动丝杆螺母运动,在半闭环条件下实现对铺粉厚度的合理控制(注:铺粉电机运动仅需要控制电机的启停状态,同时配合合理设置转动速度的方式完成工作任务,即应用常规直流电机就能够满足相应的工作要求)。

  3.三维打印快速成形技术的实际应用

  3.1 三维打印快速成形技术在生物工程领域中的应用

  生物工程领域研究中对无生物活性支架以及假体的制作一直都是备受关注的工作内容之一,传统技术手段需要对生物活性材料进行激光加热或烧结,对材料的生物活性有不良影响。而通过对三维打印快速成形技术的应用,能够将参与生命体代谢行为且可降解的组织工程材料制成内部结构具有多孔疏松特性的人工骨材料,将活性因子填充于疏松孔内,起到代替人工骨骼的目的。

  3.2 三维打印快速成形技术在制药工程领域中的应用

  当前口服药物制剂的制造 方法 主要有粉末压片以及湿法颗粒这两种类型,无论是哪种制药方法,都存在分解速度过快,难以到达血液,或短时间内血液中药物浓度过高的问题,对人体有非常不良的影响。而通过对三维打印快速成形技术的应用,则能够为药物释放可控性功能的实现提供有力的技术性支持,相信随着单药、多药复合释药性口服可控释放药片以及药物梯度控释给药系统等技术的成功研制与应用,三维打印快速成形技术的应用潜力将得到更进一步的扩大与提升。

  3.3 三维打印快速成形技术在元件制造领域中的应用

  通过对三维打印快速成形技术的应用,能够为产品结构设计检查工作的开展提供非常好的支持,同时,依托该技术能够快速制造产品所对应的功能原型件,从而尽早的展开对产品设计性能的检测工作,缩短设计反馈周期,提高开发有效性,降低开发成本。

  4.结束语

  结合本文以上分析认为:三维打印快速成形技术作为当前快速成形领域中最具发展潜力的技术手段之一,对比其他快速成形技术而言,有着众多的应用优势,其应用空间也是非常广阔的。特别是在当前快速成形领域学科不断发展与优化的背景之下,三维打印快速成形技术也势必会逐步得到更为广泛与深入的应用。且由于此种技术手段可供选择的材料范围广阔,故而在多个行业的应用价值正逐步显现出来,值得引起重视。本文即围绕三维打印快速成形技术及其应用的相关问题进行分析与探讨,希望以上引起各方人员的高度关注与重视。

  参考文献:

  [1]李晓燕,张曙,余灯广等.三维打印成形粉末配方的优化设计[J].机械科学与技术,2006,25(11):1343-1346.

  [2]晁艳普,白政民.金属微滴三维打印成形数据处理软件的设计开发[J].机械设计与制造,2014,(8):236-239.

  [3]庄佩,连芩,李涤尘等.仿生多材料复合增强骨软骨支架的制造及性能研究[J].机械工程学报,2014,(21):133-139.

  [4]刘厚才,莫健华,叶春生等.三维打印快速成形系统中的数据压缩方法[J].华中科技大学学报(自然科学版),2008,36(5):90-92.
  3d打印技术论文总结范文篇二:《三维打印技术的应用与启示》
  2013年数字南京 教育 装备工作目标:推进科技实践活动室或技能创造室的装备,全面实现每一所学校拥有一个以上主题鲜明、品质优良,与学校科技实践活动相适应、与学校科技艺体特色发展相适应的实验室;全市创新推进并累计装备建成100个高水平、高品质的机器人、三模科技、农业科技 种植 园等特色实验室,成为南京科技教育的核心与引领基地。评选100个优质科技实验室[1]。

  为此,江苏省南京市教育装备与勤工俭学办公室主任后有为带队去山东省济南市历城区观摩三维打印技术培训,参观学校创新实验室,从而了解山东在创新实验室建设方面的一些做法,以及在创新大赛上获得佳绩和向高校输送人才的 经验 。

  一、社会为什么需要创新设计和技术应用

  《中国玩具制造业利润研究 报告 》显示:以玩具加工业为例,一个芭比娃娃在美国市场上的平均价格为9.9美元,而制作这个芭比娃娃的中国企业只能拿到 0.35美元加工费。中国企业所依赖的是相对低廉的劳动力和原材料成本,对外的竞争力也只是低成本带来的价格优势,所以只能依靠大批量生产,以薄利多销来赚取不多的加工费。我国很多行业产品生产的关键技术大部分来自进口,其中:工程机械高技术产品80%;数控机床70%;石油化工装备76%;集成电路芯片制造设备80%;光纤制造装备100%;通讯、半导体、生物、医药和计算机行业60%~90%;彩电、手机和微机的CPU都是掌握在别人手里[1]。

  历史上,中国是人类创新和技术进步的摇篮,世界著名科技史学家李约瑟博士曾经列举了中国传入西方的26项技术,世界科技史上的前27项重要发明中18项来自中国。我国古代科技发明灿若星辰,对世界科技发展做出了巨大贡献。美国学者坦普尔在《中国:发明与发现的国度》一书中详细描述了“中国领先于世界”“西方受惠于中国”的中国古代100项技术发明。以史为鉴,古为今用,技术进步源于创新,创新设计源于服务现实,创造未来。大项目是创意,小改进也是创意,高科技是创意,简约明快也是创意。功能原理是创意,美化外观也是创意。灵感来源于生活,创意让世界更美好。

  二、创新设计在初高中技术教学中的应用

  我国“十二五”规划提出要深入实施科教兴国战略和人才强国战略,加快建设创新型国家,需要创新型人才,创新型人才培养,教育是基础和前提。同志强调:“要注重从青少年入手培养创新意识和实践能力,积极改革教育体制和改进 教学方法 。” 2011年,奥巴马总统推出的新版《美国创新战略》指出,美国未来的经济增长和国际竞争力取决于其创新能力。“创新教育运动”指引着公共和私营部门联合,以加强创新技术教育。

  三维打印技术是专家预测的2013年十大技术革命之一,在打印过程中,打印机将根据计算机设计的模型从底部开始逐层堆积塑料、金属、合金等材料。凭借三维打印技术可以依据数字设计文件制造出固体结构,一旦物品能够在家或办公室远程打印出来,新技术将引发一场制造业革命[2]。三维打印技术在初高中技术教学中的应用,将对培养创新型人才产生重要作用。

  1.提高教学效率,发展学生的 创新思维

  三维设计软件、结构设计软件在三视图学习中针对学生学习时间少、没有基础等问题提供全新的教学手段,辅助三视图及其画法教学,快速识读技术图。学生进行创新设计时,设计软件提供简单易学的设计手段及完整的设计资源库。直观的三维模型系统教学手段,让设计像搭积木一样简单有趣,对立体模型进行平行移动、旋转、放大、多视窗等操作[3]。

  2.降低学习坡度,突破教学难点

  从三维设计到二维出图,学生在三维设计软件里轻松完成,快速工程图的生成能使学生做到设计与动手能力的完美结合,促进教育教学改革与学生学习方式的变革,是促进师生共同成长的研究与实践过程。

  3.动手动脑结合,强调学生的动手创造

  三维打印是一种快速成型技术,它以数字模型文件为基础,通过逐层打印的方式来构造物体,让动手与动脑相结合,让信息技术与通用技术相结合,让三维设计与二维设计相结合,让学生的设计和加工相结合。通过三维动画可以让学生更好地理解弹性碰撞,让机械机构运动的分析更加直观清晰。

  三、创新设计帮助学生放飞创新的翅膀

  创新设计软件平台在教育信息化中的精确定位是和探究实验室、通用技术实验室、综合实践实验室、信息技术实验室、动漫社相结合。创新软件系列产品及三维打印机将掀起一场教育创新运动。通过创新软件的运用,让我们的孩子和美国的孩子同步学习和发展,学有度、思无界、行无疆,创新设计软件平台及三维打印技术在教育中的促进作用有三:

  一是可以引导中学生在生活中发现问题,去主动思考如何解决问题,而不是简单地去抱怨问题,培养学生的人文精神和社会责任感。

  创意来源: 在高层楼房擦玻璃是很危险的,有没有既安全又方便的擦窗户方案?窗户有调节风、光的作用,如何利用窗户来改善室内的空气循环和光线照明?

  设计原理:百叶窗的结构有可调节性,此类窗户也可以使用类似的结构,即将每扇窗分成若干扇小窗,每扇小窗可以绕轴旋转。这样可以实现调节风和光的作用,并且在雨天也可以开窗。尤其是高层楼房窗户玻璃的擦洗变得十分简便了。

  二是可以帮助中学生固化自己生活的直接经验和亲身经历中的“小灵感”,并通过自己的设计―制作―评价,达到“创造”的教学效果。

  案例2:可升降课桌椅

  创意来源:学校普遍存在着课桌椅不符合学生身材的现象,总会让人觉得或高或低,影响学生的身体健康,于是便想到去设计一种可以升降且更具实用性的课桌椅。

  设计原理:把思路定格在齿轮的传动上。在桌腿内部各安装两个齿轮和两条齿条,中间有一根传动轴连动,再在其中一个桌腿的一侧开孔,利用一个把手转动齿轮,这样便能使桌面水平升降 。   图6 利用三维打印技术制作出来的齿轮组

  三是可以让中学生高度综合各学科、各方面的知识,并立足于实践,实现“做中学”和“学中做”。

  案例3:自动上下楼梯的自助轮椅车

  创意来源:家里有残疾人,上下楼梯不方便,有没有可以帮助残疾人自动上下楼梯的自助轮椅车呢?

  设计原理:市面上有自动上下台阶的拖车,主要是依靠行星轮系的工作原理。如果把这个原理应用到轮椅上,不就是可以帮助残疾人自动上下楼梯的自助轮椅车吗?

  案例4:物理学科中的成像原理

  创意来源:来源于初中物理实验凸透镜成像实验。这个实验十分重要,但许多学生只知道概念而不清楚其中的原理与演示的过程。创意的意义在于把生活中的现象用自己的方式表现出来。

  设计原理:运用新颖的视觉与动画,让大家耳目一新,将传统的枯燥教学转换为全新的模式,从而调动起大家的学习兴趣和热情。

  四、创新设计大赛为学生提供创新实践的平台

  为了丰富中小学生学习生活,激发创新精神,培养实践能力,全面推进素质教育,培养有国际竞争力的创新人才,2013年第十四届全国中小学电脑制作活动和第二届中国国际学生信息科技创意大赛专门设立了比赛项目(9)创新未来设计[4]。参赛者参考生活中的常见事物,通过计算机三维立体设计平台创作设计作品。要求首先完成设计 说明书 ,根据设计说明书,通过软件进行三维模型的设计、搭建和零件装配,并制作相关功能演示动画。

  作品设计的事物尺寸不超过150 mm×200 mm×200 mm,薄厚不小于2 mm。

  初中组设计命题为“未来桥梁”,在保证桥结构稳定的前提下,从功能、外观等方面进行创意设计。桥所应用的情境不做约束,可充分结合自己设定的场景进行设计。

  高中组设计命题为“智慧汽车”,从外形、功能等方面加以创意设计。车辆的动力源和工作环境不做约束。

  提交文件包括:设计作品,ICS或EXB文件;演示动画,SWF,3GP,MPG,AVI或MOV文件;设计说明书。

  作品(含设计作品、演示动画、设计说明书)总大小不超过50 MB。

  五、我们的思考

  从山东省的创新办学标准来看,他们已经在如下方面做了尝试:创新设计软件和探究实验室相结合(初、高中),和通用技术实验室相结合(高中),和技术教室相结合(初中),和综合实践实验室相结合(小学),和信息技术实验室相结合(通用),和动漫室相结合(通用)。

  南京市教育装备与勤工俭学办公室主任后有为说过:我们不一味追求最新的、豪华的、最先进的设备设施,而是选择科学的、实用的、适用的和优质的设备设施。这对于建设创新实验室提供了很好的思路,选择科学的、适用的、适度领先的物质技术及其承载信息,并通过恰当的、优化的、科学的形式整合成能促进教育与学校发展的,能促进教育教学改革与学生学习方式变革的,能促进师生共同成长的研究与实践过程。

  组织相关人员调研三维打印应用

  参考文献

  [1] 张武城.创造创新方略[M] .北京:机械工业出版社,2011.

  [2] 维克托・巴雷拉.专家预测2013年十大技术革命 包括三维打印技术[EB/OL].
  3d打印技术论文总结范文篇三:《试谈3D打印技术在建筑业应用》
  从20世纪80年代起,随着计算机技术、新材料技术的快速发展,3D打印技术不断进步,逐渐走向人们的视野。李晓梅(2014)认为自3D打印机发明30余年来,经历了迅猛发展已成为当今最有生命力的先进制造技术之一[1]。

  本文采用文献研究的方法,针对3D打印在建筑行业的应用找出优点及不足,为3D技术在建筑行业的应用提供发展方向和理论参考。

  一、3D打印技术在建筑业的应用

  (一)3D打印技术概念

  江洪(2013)认为3D打印技术是一种增加制造技术,采用分层制造,逐层叠加的方式形成三维实体的技术[2]。李小丽(2014)总结道,3D打印是包括CAD建模、测量、材料、数控等学科[3]。

  (二)3D打印技术在建筑业应用优点

  李福平(2013)认为3D打印建筑技术优势为速度快;不需要使用模板,可以大幅节约成本,并且具有低碳、绿色、环保的特点[4]。杨健江(2015)认为相较于传统建筑模式,3D打印不仅节约资源,利用废弃物进行制造[5]。丁烈云(2015)认为建筑3D打印数字建造技术满足日益增长的非线性、自由曲面等复杂建筑形式的设计建造要求,是全新的设计建造方法论的革新[6]。

  本文将建筑3D打印技术的优点整理如下:

  1.基于施工层面。根据图纸以及相关数据,就可制造出建筑墙体、楼板等,大大节约了建筑时间;从设计文件里获得各种指令并进行工作,要求操作业者掌握的操作技能水平要求很低,一方面大大降低了人力成本,另一方面将操作者对产品质量带来的影响因素降到了最低;避免了施工现场存在的安全隐患,保障作业人员的人身安全,减少事故和伤亡。

  2.基于经济层面。所需要的材料多可以就地取材,极大节省建造的运输成本;零部件生产一体化成型,既缩短了制造时间,节约了人力成本,又减少了采购及运输成本;仅需更换设计文件和打印材料就可生产不同的零件。

  3.基于材料层面。采用增材制造方法,材料利用率高;3D打印技术可打印出高成本曲线建筑;遵照计算机程序,比人工的更加准确,产品质量有保证;打印过程中依据精确的几何计算,采用坚固耐用的材料,质量有保证;墙体是空心的相比钢筋混凝土实心墙体,3D 打印建筑的墙体要轻许多。

  4.基于环保层面。原材料可以来源于建筑垃圾、工业垃圾,达到了节能环保、资源再生和改善环境的目标;采用干法施工可避免施工粉尘和噪声影响,生产制造过程中产生的废气、液等有害物质低,减少材料浪费和排污;打印过程几乎不产生噪声和大振动。

  (三) 目前建筑3D打印技术存在的问题

  3D打印技术虽发展迅速,但仍存在弊端。

  1.精度问题。3D 打印技术由于工艺问题导致两层材料之间不能光滑过度,且只能形成样式简单且单一的条纹。影响建筑外立面的美观性。而在一定微观尺度下,如果需要制造的对象表面是圆弧形,那么这种具有一定厚度的条纹,就会造成精度上的偏差。

  2.行业规范问题。3D打印建筑在行业内还没有任何相关的规范条例。使用年限和房屋产权等一系列问题都没有权威部门的认可。

  3.材料性能问题。3D打印建筑多数为低矮建筑,相较于传统方式,在强度、刚度和加工性上均有不足。且其打印是水平逐层打印,缺少纵向钢筋。

  4.设备问题。受限于工作原理,目前3D打印机打印速度较慢,且设备和原材料的价格居高不下在一定程度上阻碍了3D打印技术的发展。

  5.伦理安全性问题。伴随着3D打印技术的发展和进步,人体器官的3D打印技术面临着伦理上引起大众质疑的困境。3D打印技术引发的安全风险也收到相应的质疑。

  二、结论与展望

  本文通过对3D打印技术的相关知识及其在建筑业应用的优缺点、发展前景的梳理和归纳,得到如下结论:

  首先,缺少关于适应多元材料的打印设备系统和工艺流程系统的研究,缺少交流和互相融合。

  其次,国内外学者研究建筑3D打印研究的初步成果较多,但是缺乏系统、完善的方法体系。

  最后,3D打印技术近期发展迅猛,但3D打印的相关专业规定及法律条文并没有得到良好的研究。为避免矛盾与事故的发生,解决由3D打印所造成的冲突,建立公平、公正、完善的相关规定必不可少。

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高工职称论文范文及发表要求

  高工指的是高级工程师,那高级工程师的职称论文要怎么写呢?下面是我带来的关于高工职称论文的内容,希望能对大家有所帮助,欢迎阅读参考!

  高工职称论文 范文 篇一
  《核特色环境工程专业建设的探索与实践》

  摘要:对南华大学环境工程专业在人才培养方案与培养模式、师资队伍建设、实践教学等环节如何探索与实践核特色建设以及取得的成绩进行了阐述,以期为大学本科专业特色建设提供交流和参考。

  关键词:环境工程;专业建设;核特色

  环境工程是一门与土木建筑、化学工程、生物学、气象学、管理学和社会学等多门学科相关的交叉学科,我国环境工程专业从1982年2月 毕业 的第1届、7所院校有本科生的基础上,发展到目前稳定在251所院校、年招生人数达2万人的规模。这一方面体现了随着国家对环境保护投入的增加和环境管理力度的加强,环境工程专业繁荣发展的景象,但也预示着办学竞争的不可避免。南华大学(以下简称“我校”)环境工程专业2001年开始招生,在十余年的办学过程中,依托我校核类学科专业齐全、培养层次完整、办学规模大、特色鲜明的背景,环境工程专业的核特色建设取得了一定的成效。本文将对我校环境工程专业在人才培养方案与培养模式、核特色内容引入课程教学、师资队伍建设、实践教学等环节,对核特色建设以及取得的成绩进行阐述,以期为专业特色建设提供交流和参考。

  一、核特色人才培养方案与培养模式

  按照高等学校环境工程专业教学指导委员会通过的环境工程专业本科培养规范的要求,本专业的培养目标是:具有可持续发展理念,具备水、气、声、固体废物等污染防治和给排水工程、环境规划和资源保护等方面的知识;具有进行污染控制工程的设计及运营管理能力,制定环境规划和进行环境管理的能力,以及环境工程方面的新理论、新工艺和新设备的研究和开发能力;能在政府部门、规划部门、经济管理部门、环保部门、设计单位、工矿企业、科研单位、学校等从事规划、设计、管理、 教育 和研究开发方面工作的环境工程学科的高级工程技术人才。

  我校环境工程专业在制定培养方案时,以“能适应国防工业以及核工业发展的需要,具有从事放射性环境监测与评价、核设施与核尾矿库退役治理能力的高素质应用型高级专门人才”为特色,构建环境工程专业人才培养目标。为了实现人才培养的核特色,首先在课程体系、培养模式等方面进行了大胆的探索与实践。

  1.核特色鲜明的环境工程专业课程体系

  我校环境工程专业整个课程体系贯彻“加强学科基础、拓宽专业口径”的原则,分为公共基础课程平台、学科基础课程平台和专业课程平台,每个平台分为必修课程与选修课程两个模块,在每个课程平台均有核特色课程或实践环节。课程体系见表1,具体课程名称见表2。

  以上课程体系是与教育部高等学校环境工程专业教学指导委员会制定的《高等学校本科环境工程专业规范》中确定的环境工程专业课程体系(由通识教育课程、基础课程、专业课程、专业实践教学内容组成)是相吻合的。

  由表2可以看出,我校环境工程专业为了实现核特色人才培养,在公共基础课程平台选修课部分设有“核工业概论”课程;在学科基础课平台选修课部分设有特色课程“原子核物理”、“辐射防护基础”、“放射化学”、“放射生物学”等;在专业课平台必修课部分设有特色课程“放射性三废处理”,在选修课部分设有特色课程“核通风空气净化”、“核环境学”、“核辐射探测实验”、“核电运行”、“核环境学”、“辐射监测与评价”、“特殊分离 方法 ”、“核安全法规”等。

  2.贯穿于整个本科学习阶段的核特色培养模式

  我校环境工程专业在人才培养模式上,实施教学改革,探索“4+x”与“规范+特色”的人才培养模式。同步实施本专业4年制本科教学计划(“4”)和核特色培养(“x”),在贯彻环境工程专业教指委制定的环境工程本科培养规范要求的同时坚特色办学,核特色培养贯穿于学生的整个本科学习阶段。在刚入校的专业教育时,学生就参观铀矿冶生物技术国防重点学科实验室、“氡”湖南省重点实验室、学校的核电模型室等特色实验室,感性了解我校环境工程专业的特色。在学生4年的学习期间,通过在核课程教学和非核课程引入核特色内容以及实验、实习、课外科技活动、毕业设计(论文)等环节,每个学期不间断地坚持核特色培养。

  二、将核特色内容引入课程教学

  为了加强核特色建设,我校环境工程专业在制定课程教学大纲时,采用全体教师参与的专题研讨方式,针对课程有意识地增加核环境知识并注意课程间的衔接,使核特色体现在非核课程教学中。如在“环境监测”课程的实验教学部分,增加了“公路(污染道路)的γ辐射剂量率监测”、“室内空气氡的测量”、“222氡与222氡子体测量”、“场地氡析出率的测量”等系列实验,使学生掌握放射性监测的基本原理与监测方法,得到常用监测仪器的操作、放射性监测布点方法及监测数据的处理与辐射剂量计算等训练。学生保存这些实验监测数据,用于“环境评价”课程里“放射性环境影响评价 报告 ”专题实训作业。在“大气污染控制工程”课程中,增加了“核工业与通风”这一章,使学生获得铀矿通风与辐射防护的基本知识,并了解我校教师在铀矿井通风研究领域的研究成果与动向;在“水污染控制工程”课程教学中,多年来以“生物吸附法处理低浓度含铀废水”、“铀污染土壤生物修复技术”等为专题,老师课堂讲授相关理论知识,指导学生上网查阅科技文献、参与实验研究,在“培养并构建抗辐射超富集铀的工程菌”、“U(Ⅵ)印迹复合吸附剂对铀的去除”、“土壤微生物对铀的吸附”等研究课题上取得了较多的成果。这种核特色教学内容的引入以及课程之间相互衔接的教学模式,既大大提高了学生的学习兴趣,又有利于培养学生的创新能力,同时也加强了专业特色的内涵建设,收到了较好的效果。

  三、师资队伍建设

  教师是专业特色建设的主体,我校环境工程核特色建设在师资方面有多年的积累。学校前身之一的原衡阳工学院隶属于原核工业部,有多年从事核辐射防护、放射性污染治理等方面研究的积累;2002年原核工业第六研究所并入后,其通风安全组与环保组的部分专业技术人员,被吸收到环境工程专业教研室或实验室;学校现有核反应堆工程、核工程与核技术、核化工与核燃料工程、核物理、辐射防护、采矿工程、放射医学、核安全工程等八个核类专业。这些都为我校环境工程核特色的建设奠定了良好的师资队伍基础。为了提高本专业核特色教学水平,我们主动配合学校教师教学工作管理模式,建立跨院(系)、跨学科的联合教学模式,即部分核特色课程由其他学院(学科)的专业老师担任主讲教师,如“原子核物理”课程由我校核科学技术学院的老师主讲,“放射生物学”由公共卫生学院的教师主讲,毕业设计(论文)也有其他学院的教师进行指导等等,各相关学科交叉渗透、协同合作,充分保证了环境工程专业核特色人才培养的师资力量。另外,我们也重视青年教师的培养和提高,已有多人分别攻读采矿工程、核技术及应用的博士研究生。

  四、重视实践性教学环节的核特色建设

  实践教学是提高教学质量、培养创新人才的一个关键环节。我校环境工程专业在实验、实习、课程设计与毕业设计等实践教学环节非常重视核特色建设。

  根据环境工程专业交叉性强的特点,在专业实验室规划建设时,重点建设了“核环境工程实验室”。该实验室能进行“离子交换树脂吸附铀浸出液”、“放射性环境监测与评价(222-氡及222-氡子体、γ辐射剂量)”、“含铀废石铀、镭浸出”等综合性实验以及“环境γ的监测”、“场地氡析出率测量”等设计性实验。实验室采用开放式管理模式,为学生和老师的课堂教学、课外科技活动、科学研究等服务。

  为了凸显核特色,我校环境工程专业与中国原子能研究院、中核二七二铀业有限责任公司、核工业743矿、核工业741矿等企事业单位签订了实习基地建设协议,为学生提供放射性废水处理、放射性废弃物处理与处置、放射性环境监测与防护等方面的实习机会。

  毕业设计(论文)是大学四年最后一项实践性教学内容,我校环境工程专业主要采用如下 措施 实现核特色培养:第一,将教师科研课题的子课题作为学生毕业设计(论文)内容。近年来,环境工程专业教师在铀尾矿冶退役治理、铀矿井通风等研究领域获得了多项国家自然科学基金的资助,每年的毕业设计(论文)都有多人次完成这些课题的部分研究。第二,产学研结合,学生参与校企横向合作项目。我校与某铀尾矿库及多个铀业公司建立了稳定的合作关系,学生在尾砂固化、覆盖降氡、农田修复、周围环境监测与安全性评价等方面就实际问题开展调查研究。每年的毕业设计(论文)总人数中有1/3至1/4是与核工业有关的环境问题的设计或研究,使学生得到了较好的实践训练。

  五、结束语

  我校环境工程专业尽管办学时间不长,但经过十年来专业核特色建设,取得了较好的成绩。2008年核环境工程实验室所属的污染控制与资源化技术实验室获得湖南省普通高等学校重点实验室立项建设,2009年环境工程被评为南华大学特色专业,“大气污染控制工程”、“环境影响评价”等课程遴选为我校精品建设课程,近2年获得铀尾矿冶退役治理、铀矿井通风等核类国家自然科学基金项目3项,获得湖南省教改项目1项,毕业生在铀业公司、核工业环保公司等相关企事业单位就业率达10%以上并获得好评。今后一段时间,我校环境工程专业将在实验室建设、师资队伍建设、课程教学、实习基地建设等方面进一步加强核特色建设的探索与实践,为我国国防工业和核电事业培养更多、更高层次的人才作出更大贡献。

  参考文献:

  [1]刘泽华,等.建筑环境与设备工程专业特色建设探索[J].高等建筑教育,2010,(3):23-26.

  [2]蔡敬民,董强,余国江.高等院校校外实习基地建设新思考[J].中国大学教学,2009,(2):77-78.
  高工职称论文范文篇二
  《环境工程校内实践基地建设与效果分析》

  摘 要 为适应社会对高校人才培养的要求,引入CDIO模式,结合我校教学资源,在环境工程专业建立了校内实践基地。经过广泛的调研,证明实践基地运行模式合理,对学生实践能力的培养和就业竞争力的提高起到了较大作用,受到学生和社会的好评。

  关键词 CDIO模式 实践基地 效果分析

  实践教学是高校整个教学过程中的重要组成部分,尤其是工科类专业,其在培养学生的工程实践能力和创新精神中发挥着不可替代的作用。为了适应21世纪高等教育改革需要,使人才培养更贴近市场、贴近社会。我们引入CDIO模式,结合我校教学资源,在环境工程专业建立了校内实践基地。①从2007年筹建至今,基地运行效果良好,开创了在校学生实验、实习和实训的新途径,培养出的毕业生在企业下得去、用得上、留得住。同时也为学校探索了一条产学研一体化的新路,收效显著。

  1 建立校内实践基地的改革实践

  1.1 遵循CDIO模式改革实践教学

  CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思(ConcEive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习和实践。通过CDIO模式的引入,我们对实践基地的建设进行了整体规划,改变了原有的基础实验、验证实验加少量综合实验的传统实验室模式,把学生的实践教学环节整合成一个有机的整体。基地充分承担起环境工程专业学生在不同学期需要完成的实验、实习和实训过程,并使之形成一套多层次、多科关联性的实践教学体系。

  1.2 完备的设施保障实践教学效果

  几年来,实践基地不断增加设备,为学生提供各类型的小型化污染物处理装置,环境监测仪器。到目前为止,学生在校各门专业课程的配套实验,包括环境监测的大型分析仪器,环境微生物学的微生物培养选育和显微镜检验,水污染控制工程各种水处理方法的工艺装置,大气、土壤、固废、噪声等的监测治理等,均能在实践基地完成教学。实践基地开设了大量开放性、设计型实验和综合实习、实训项目,提供给学生各种实际生产和生活中可能遇到的污水、废气作为实验对象,由学生自己监测污染物的组成和含量,确定治理方案。从污染防治、监测评估到污染控制研究的全过程都有学生自主完成。多科性、多工段、多岗位的联合协作模式完全模拟环保企业生产实际,使学生掌握的技能更加符合用人单位的需要。一定程度上提高了学生的就业竞争力。

  1.3 服务社会形成产学研一体化模式

  实践基地在教学的同时,将学校与社会,教学与生产实际相结合,形成一种整体联动的模式,让学生直接面对实际生产过程。②实践基地为学校周边地区小型企业及居民社区提供有偿污染物处理服务,学生实验样品均来源于实际生产生活过程。既为周边地区解决了污染处理的成本问题,也是实践教学完全契合实际,学生和教师也可以开展科研。形成了产学研一体化的新模式。

  2 实践效果分析

  环境工程校内实验基地的建设和运行,从我们对200余名环境工程专业在校本科生,以及2010-2011两届100多名毕业学生的调查分析可以看出,收效显著。主要体现在以下两个方面。

  2.1 在校生对实践基地教学模式的认同

  我们将06、07、08、09 级环境工程本科生的实践教学环节放入实践基地中进行,每届学生50人左右。基地开设的设计性实验或综合实训项目,均得到广大学生的欢迎,学生受益颇多。为了检验基地运行的效果,我们设计问卷调查,对07、08 级环境工程本科生发放问卷98份,收回95份,回收率96.94%,回收问卷全部有效,统计结果见表1。

  从实践基地的调查统计结果得出,学生对新的实践教学方式表现出极大兴趣,认为通过多层次的实验、实训项目扩展了知识面,提高了实践工作能力和综合多学科分析能力,尤其是岗位协作能力有了极大提高。对部分学生而言,新实践方式有一定的难度,实验时间基本合适(可以接受),实践基地的实验工作条件基本满足要求。从总体上看,实践基地教学模式基本上达到了预期的目的。

  表1 在校生问卷调查统计(n=95)

  2.2 毕业生对实践基地教学模式的反馈

  对已经毕业的2010-2011届学生进行问卷调查,着重咨询了实践基地的教学对学生就业和从事实际工作是否有帮助。共寄出问卷100份,收回76份,回收率76.00%,回收问卷中73份有效,统计结果见表2。

  表2 毕业生问卷调查统计(n=95)

  从对毕业生的调查结果可见,基地实践教学环节不仅增强了学生理论联系实际的能力,更在一定层度上增强了学生的就业竞争力,毕业生普遍认为通过基地实践,使他们适应不同工作岗位的能力有所提高,在工作实习期的表现远优于其他同期实习者,在岗位协作和研究创新上也具备了一定的能力。

  通过对用人企业的调查反馈得知,经过基地实践环节培养的学生,企业满意率很高。毕业生可以迅速适应工作岗位,独立解决问题,各部门协调配合,处理突发情况以及参与科研创新等等方面的能力都得到了充分的认可,成为企业不可或缺的工程技术人才。

  注释

  ① 吴昊,张犁黎.CDIO模式下环境工程校内实验基地探索[J].学理论,2010.32:255-256.

  ② 詹一虹,侯顺.加强实习基地建设 拓宽高校毕业生就业 渠道 [J].教育研究,2006.9:90-92.
  高工职称论文范文篇三
  《试谈水利工程防洪措施》

  1汛前的准备工作

  1.1预测水利工程的防洪状态

  一旦发生洪水灾害,会使水位不断升高,而且水流速度非常快,会给防洪工程带来严重影响。因此,为了使水利工程的防洪作用充分发挥出来,对于汛期的预测工作非常重要。比如,一旦发生较大的洪水灾害,大坝是否有能力承受,会不会发生危险事故,河道会不会被洪水侵蚀,是否会发生渗水等现象,这些情况的发生都需要做好预测工作,及时采取有效措施预防洪水,避免在洪水来临时措手不及。

  1.2清除障碍

  河道的行洪能力在水利工程中起着非常重要的作用,在洪水来临前,需要将河道进行清理工作,特别是会对水流产生阻碍的树林、桥梁等,这些会使河道的面积缩小,很有可能出现断面的情况,而且在河道两边的堤岸会有泥沙积存,出现的这些情况都会直接影响河道的行洪能力。及时将这些阻碍因素清除,有利于提高河道的行洪能力。

  2防洪措施

  目前,我国水利工程防洪的主要措施有:水库、蓄滞分洪区、河道提防、排水工程等。根据实际的地形采取适合的措施进行防洪抗灾工作。水利工程的作用除了能够防洪以外,还有农田水利、发电等,我们可以根据具体情况,将水资源合理利用。

  2.1利用水库蓄水

  在我国比较常见的防洪的措施之一就是利用水库。水库的作用主要有发电、灌溉、养鱼和防洪等,在防洪中主要是调节水流,降低洪水的流速,以及拦洪蓄水等。具体方法是:首先选择一个适合的位置建立可以蓄水的水库,洪水到来时,可以利用水库将洪水储蓄,减少流进下游河道的水量。利用水库调节洪水的方式有蓄洪和滞洪两种。

  首先是蓄洪。在溢洪道没有设置闸门的情况下,洪水来临前,将水库中的水位降到限制水位。便能起到蓄水的作用。如果在溢洪道设置闸门,可以使水库蓄水的能力大大提高。而且可以改变开启闸门的大小调节流入下游河道的水量。水库有闸门的控制,既可以做到蓄洪也可以起到滞洪的作用。在设有闸门的情况下,一旦水库中的蓄水位达到溢洪道堰顶高程的高度时,水库就能将洪水暂时滞留在水库中。

  2.2水库的调蓄作用

  总体而言,利用水库进行防洪一定要注意兼顾上下游。为了不影响到上游人们的生活以及工农业的发展,需要对水库中的水进行控制。而水库的泄洪量大小需要根据下游河道的实际情况进行调节。水库不仅可以起到防洪的作用还可以用在农田水利中,在洪水到来时,利用水库将水储蓄起来,在非汛期时就可以利用水库中的水灌溉农田等,实现资源的有效利用。

  2.3利用水闸防洪

  在水利工程中水闸的应用是非常广泛的,可以将水闸建立在水库、河道或者湖泊等地方。将水闸关闭以后,可以起到挡水的作用;打开水闸可以泄洪,还可以根据实际需求调节进入下游水的流量。水闸主要有节制闸、分洪闸、挡潮闸和排水闸几种,这几种水闸起到的作用各不相同,但是最终的目的都是泄洪和挡水。一般情况下,在上游地区采用节制闸,一旦洪水来临,可以将水闸打开,控制水位,同时也可以控制排水量,确保下游河道的安全。分洪闸的作用是可以将洪水分流到不同的地方,比如湖泊、洼地等,保证下游人们的正常生活。挡潮闸的使用是通过涨潮时和退潮时水位发生变化进行水闸的开合,有利于防止海水倒灌。排水闸是在洪水灾害发生时起到排泄洪水的作用,如果洪水的水位相对于堤内的水位较低时,就需要打开水闸放水,一旦水位比堤内的水位高时,应该将水闸关闭,防止洪水倒流,造成不可挽回的损失。

  2.4修筑堤防

  堤防是用来档洪水的建筑物。修筑堤防能够有效的避免洪水泛滥,保障人们的正常生活。河堤可以将洪水有效的控制在行洪道里,使行洪的速度加快,有利于泄洪排沙。

  堤防在防洪中起着十分重要的作用,有利于提高河道的排水能力,同时它又能抵挡海潮以及风浪等灾害,而且能够防止风暴潮侵入陆地影响人们的生活。泄洪的主要方式就是利用河道,因此将河道的行洪能力提高对于防洪措施的实施有着主要的作用,尤其是在平原地区修筑堤防需要与河道的治理结合起来,比如,提高河道泄洪能力时,需要将堤防进行加固,而在堤防加固的过程中,还需要进行防护工程对提防进行保护。

  2.5利用蓄滞洪区降低河道的行洪压力

  蓄滞洪区是防洪体系中关键的组成部分,它的作用主要是保障防洪工作的安全以及减轻灾害等。蓄滞洪区可以分为四种,即分洪区、行洪区、滞洪区以及蓄洪区。分洪区的修筑主要是在一些有湖泊或是洼地的地方,有利于将洪水分流,降低洪水水流速度。行洪区是在堤岸之间或者天然形成的河道两侧,发生洪水灾害时可以用来宣泄洪水。滞洪区在发生洪水灾害时可以起到调节的作用,在洪水高峰期可以削减洪水流速。蓄洪区可以将河道泄出的多余洪水临时储蓄起来,洪水灾害减轻时再将洪水排放出去。

  蓄滞洪区是用于对需要重点保护的区域,因此我们在有条件的地方开辟出蓄滞洪区,有利于洪水的防治工作。蓄滞区在启用前需要提前做好准备工作,对于蓄滞洪区的使用一定要明确调度程序,随时做好进洪闸口以及分洪闸口的开启准备。

  因为分洪区和蓄滞洪区平时不会使用,一旦发生洪水灾害,会出现措手不及的情况,会造成很大的损失。因此,一定要做好预测工作,采取有效的预防洪水的措施。

  3结束语

  在我国的人口数量不断增长以及经济飞速发展的情形下,自然灾害的发生也逐渐增多,尤其是洪涝灾害比较严重。直接影响着人们的正常生活,威胁着人们的生命财产安全,因此一定要做好防洪措施。根据不同地区的实际情况采取合理的防洪措施,提前做好防洪的准备工作,做到及时洪水来临时能够及时应对,减少不必要的伤亡和损失。自然灾害频繁的发生,应该使人们保护自然环境的意识提高,在日常生活中,需要合理的利用资源,维护生态系统的稳定发展。同时水利工程的防洪系统需要不断进行完善,即使出现较大的洪水灾害也能有能力抵抗。

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工程类工程师中级职称论文范文发表

  工程是科学和数学的某种应用,应用数学和自然科学概念、原理、实验技术等,探求新的工作原理和 方法 。下面是我为大家整理的工程类中级职称论文 范文 ,希望你们喜欢。

  工程类中级职称论文范文篇一:《试谈生物工程专业现状、存在的问题及对策》
  摘要:

  我国生物工程专业正式设立于1998年,它包含了原来的生物化工、微生物制药、生物化学工程、发酵工程等4个专业。自设立以来,发展迅速,全国办学点数从1997年的57个发展到2010年的284个,招生人数从1997年的约2250人达到2010年的30多万人,培养了大量的专业人才。随着科技发展,生物工程产业对从业人员的实验技能、工程问题解决能力和实践 经验 都提出更高层的要求,形成了高素质人才稀缺的局面。本文重点探讨目前生物工程专业的现状,分五个部分详细分析面临的问题,在此基础上提出专业改革的合理方案。

  一、课程设置

  多数生物工程专业是由原来分属于化工、轻工、医药等学科的生物化工、发酵工程、微生物制药等专业调整而来,部分是在师范、农林及其他综合性院校的生物学、生物技术专业的基础上成立的,各高校生物工程专业的教学背景和专业方向上存在较大差异,在学科定位、人才培养、课程体系等方面大相径庭,各有偏颇。如师范、农林及其他理科院校和部分综合性大学,背景偏理,工科基础薄弱,多存在重理轻工现象:专业课程如细胞生物学、分子生物学、遗传学等课程所占课时比例较大,工程类课程如生化反应工程、分离工程、生物工程设备等课程所占课时较少。而工科院校专业课程设置则相反,偏重于生化反应工程、生化分离工程等工科课程的教学,不重视生物学基础,大纲很少涉及细胞生物学等理论基础内容。这些致使各高校生物工程专业在课程体系上普遍存在上下游技术结合不够紧密、学研产环节薄弱甚至脱节的情况,影响了生物工程专业教学目标的实现和结合型人才的培养。

  再有,现行课程体系中,基础类课程占据学生课程学习的3/4以上,致使专业课程的时间和空间严重受限,与人才培养的多元化目标背道而驰。此外,随着科技进步产生交叉学科、边缘学科,学科越分越细,内容庞杂,与此同时,新一轮的教改进一步缩减了理论教学课时,尤其专业课程学时,从而导致学科的新思想、新成果难以及时进入课堂,知识更新速度慢。

  因此,迫切需要整改课程体系,切实推进课程建设的改革,全面分析专业的基础知识和实践部分,统一规划授课内容,通过每周的教师例会,将各课程体系中重复的环节适当删减,在保证学生知识体系完整的基础上,使课堂内容精简有致。

  二、教材建设

  许多学校都对教材选用严格管理,主干课程全部选用 教育 部“十一五”规划教材或面向21世纪课程教材。在教学过程中,存在下列问题①教材编写面面俱到:各教材为了强调它的理论性和系统性,知识点覆盖面不断加宽,例如生物化学教材从原来的十七个大章节增加到现在的四十大章节,内容增加一倍多,教师把握教材的难度明显加大。②知识点重复与漏洞现象并存:专业课程知识分割过细,没有从课程体系整体考虑,例如“氧化磷酸化与形成”这个知识点在主干专业课程中有七门课的任课教师都讲授、“代谢调控”有七门课重复讲授;而“包涵体”“热源”“蛋白质的修饰”等重要概念,却鲜有课程涉及。③工程实践类教材奇缺:如生物工厂设计,全国出版的教材只有“发酵工厂工艺设计”(1992年出版)和“生物工程设计概论”(原为发酵工厂工艺设计概论,1995年出版),内容陈旧,不能反映学科发展动态和专业科技发展的趋势。

  针对这种现象,高校在教材选择和授课内容上需要适应学科的发展动态,在教学大纲的编写环节明确学科教学内容,全面梳理专业知识点,并在此基础上编写适合专业特色的教材体系,避免教材间的过多重复,提升教学质量。

  三、观念影响下的实践教学

  受传统教育观念影响,我国各级教育历来重理论、轻实践。而工科的显著特点就在于其有很强的工程性、技术性、实践性,其忽视实践教学的后果会严重制约人才素质。欧美发达国家不但在工科本专科教育阶段有充分的实践教学环节,而且在这之后还必须接受几乎全部为实践技能训练的继续工程教育。而我国的生物工程专业普遍存在实践教学内容不足、执行困难的问题。

  切实改变观念,提升对实践教学的重视程度,深刻理解实践教学对工程类学科的重要意义,在教学设置中增加实践教学的比例,是解决现有问题的必经之路。

  四、实践 教学方法 和手段

  实践教学方法和手段落后,也是影响实践教学质量的主要问题。原因有两个方面:一是传统教学模式中,涉及的实验多为演示性、验证性实验,学生的参与性、创新性得不到体现。二是教育经费的紧张与逐年扩大招生的现实矛盾使高校本科实验室硬件建设落实困难,教育手段、教学方式难以突破革新。

  我院的专业实验安排为专业理论课程的附属部分, 实践中发现有几点明显不足:①实验时间短而分散;②实验内容及容量受到局限;③综合实践性差。实验多安排为一周两次,每次3~4学时,连贯性差,只能开设一些验证性或 经验性实验,无法实施设计性、创新性实验,严重影响了学生综合能力的培养。

  改革实践教学模式和手段,增加综合性,设计类实验,不仅提高了学生们的动手能力,对其创新意识和科研能力的培养也不无裨益。另外,积极利用多媒体教学对学生感观的强烈刺激,录制实验步骤,形象演示,并增加学术 报告 丰富教学内容,都能够以新颖的方式提升教学质量。

  五、校外 实习基地建设

  受市场 经济的影响,很多企业担心学生短期的实践会影响到有序的正常生产,影响经济收益,拒接学生实习,校外实习走马观花,变成了“参观式”学习,学生无法接触一线生产,没有亲自动手实践机会,专业技能得不到训练。

  另外,教师自 身的实践水平也是左右实践教学质量的关键因素。就生物工程专业来说,由于近年博士招生规模同比扩大,大量刚刚离开校门的年轻博士纷纷走上讲台,他们的成长背景决定了其在专业小领域具有比较深入的了解,但对学生多方面知识的渴求往往显得力不从心,指导学生动手能力训练时难免底气不足,影响学生的学习效果。

  针对上述问题,一方面需要重视实习基地建设,设置学校自己的校内中试规模基地,另外,对师资队伍尤其是新进教员进行及时的实践培训也是提升实践教学水平的必要 措施 。

  结语

  综上,我们将继续研究分析国内外生物工程技术 发展的趋势,加强素质 教育,为全国生物技术领域的快速发展提供广泛的智力支持。
  工程类中级职称论文范文篇二:《应用型高分子材料与工程专业人才培养模式探讨》
  摘要:随着科学技术的迅猛发展,材料、能源和信息已被公认为科技发展的三大支柱。作为社会发展的物质基础,材料的发展水平已成为一个国家综合国力的主要标志之一。高分子材料与工程专业作为材料科学与工程学科下的分支学科,在过去20年的时间里得到了飞速发展。高分子材料应用的日趋普及,使得社会对高分子材料与工程专业的人才需求日益迫切。培养具有一定的实际操作能力,能以理论指导实践、应用于实践,服务于地方经济建设的高分子材料与工程专业技术人才是十分重要的责任。为了满足这一需求,高分子材料与工程专业应实施“强化基础,注重应用,突出创新”的人才培养模式,大力提高学生的科研创新应用能力。

  一、社会发展急需工程应用型人才

  人才培养模式涉及的一个重要问题是培养什么样的人。中国是世界上最大的高分子化纤生产国,化纤工业正在实现由“数量型”向“技术型”的战略转变,使化纤主要常规品种具备国际竞争能力,在一些重要高新技术纤维品种上取得产业化成果。

  目前,我国高分子化纤材料工业随着数量的增加和规模的扩大正由数量型向效益型转变,行业发展的速度远远高于化纤人才的培养速度。据调研统计,化纤企业的专业人才数量不到职工总数的5%,有的甚至不到1%,存在专业人才严重匮乏的现象。同时还发现,由于化纤新技术、新设备、新产品的不断出现,企业原有的专业人才不能完全跟上行业的发展,急需更新人才。

  二、应用型高分子材料与工程专业人才培养的基本原则

  1.更新教学理念,明确培养目标。

  面向未来的教学改革需要前瞻性的教学理念和现代化的教学思想。这些教学理念包括从重视知识传授向重视能力培养转变;从封闭式的学校教育模式向开放型的产、学、研相结合的教育模式转变;从标准化培养模式向个性化培养模式转变;从维持性学习向创新性学习转变[1,2]。

  应用型高分子材料与工程专业的培养目标,是以市场需求和就业为导向,以课程建设为核心,以实践教学为重点,培养在高分子材料与工程专业领域具有丰富的理论知识,能在高分子材料的合成、改性和成型加工等领域从事科技开发、工艺设计及经营管理等方面工作,具有创新精神及实践能力的高素质创新型高级技术人才,更好地为地方经济建设服务。

  2.重视能力培养,实施素质教育。

  提高学生的综合素质可以通过选修课、专题讲座、 社会实践 ,以及在专业教育中融入人文精神、工程环境背景等多种形式,从而加强对学生思想道德素质、 文化 素质、业务素质、身心素质和获取知识、运用知识、创新知识的能力等方面的培养。

  3.强化基础训练,拓宽专业口径。

  强化基础、拓宽专业口径是培养学生适应能力的有效途径。强化基础,一是在基础理论和技能上进行面上拓宽,加强要求,使学生对基础知识掌握更牢固,知识结构更加合理;二是将专业基础课拓宽到新的专业目录的专业口径,为新专业的各个专业方向提供广阔的发展空间。拓宽专业口径,不是将专业课程的名称加以改变,而是将专业主干课程认真整合,构建新的专业课程体系。

  4.优化课程体系,整合课程内容。

  课程体系与教学内容是实现培养目标最直接的体现,是形成人才知识结构和能力的主要因素,是提高人才培养素质的核心,也是教学改革的重点[3]。要进行课程重组,减少课程内容重复,做好课程之间的衔接,逐步深入;建立大工程观念下的新型课程体系,重视各相关学科知识内容的融合、渗透和时间安排上的协调,做到课程综合化、系统化。

  二、应用型高分子材料与工程专业人才培养模式的实施途径

  1.实施“平台式”教学。

  本着工程应用型人才培养要主动适应用人单位的实际需要,要面向基层、面向生产第一线的原则,在加强通识教育的基础上,强调提升学生的综合素质,强化学生的专业实践能力和动手能力的培养。新的教学模式设置了三个教学平台,即理论教学平台、实践教学平台、第二课堂素质教育平台,以达到学生适应社会、适应行业和充分发展个性空间的目的。

  “理论教学平台”包括学科基础课程、专业知识能力课程、专业能力拓展课程,初步形成学院、学科、专业、职业兴趣四级理论课程体系;“实践教学平台”包括学科基础实验教学和模拟仿真企业生产的工程实践教学两部分;“第二课堂素质教育平台”则包括学院公共选修课、课外素质教育及社会实践三部分,作为第一课堂的补充和延伸,拓展学生个性发展的空间[4]。

  2.以实践教学改革为重点,提升学生工程实践能力。

  高分子材料与工程专业有着不同于其他学科的显著特点,它是在大量的科学实验和工程实践基础上发现并 总结 出的一般规律,运用科学分析方法探索这一规律内在的作用机理,采用数学、物理、化学理论与模型计算归纳形成理论体系,并在理论指导下,将科学研究应用于生产实践,使理论体系进一步得以检验并逐步完善,经过实践→理论→再实践的循序渐进过程向前发展的学科。在该领域的科学研究中,实验是分析问题、解决问题的主要手段,每一理论、发明的诞生都是在实验中孕育、培养出来的。针对上述学科特点,专业教研组在制定本科教学培养计划时,要有意识地加强实践教学环节课时比重,培养学生的创新意识、创新能力和实践能力。

  高分子专业教学实践分为认识实习、专业基础实验教学、专业实验、生产实习、课程设计、 毕业 实习和毕业教学环节等实践教学部分。在专业基础实验教学中要积极有效地开展研究型、设计综合型实验教学,鼓励学生利用业余时间参加开放实验室科研活动,注重培养学生的动手能力和科研能力[5]。

  在毕业教学环节实践中结合教师科研项目,选择学科前沿或与企业合作开发的课题进行毕业论文选题,结合工厂实际进行毕业设计,可使学生获得良好的科研能力培养,有效地促进学生动手能力,提高学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,为今后从事本专业研究与生产奠定良好的基础。

  3.以市场需求为导向,积极探索“订单式”人才培养模式。

  在教学改革上,注重人才培养与市场需求相结合,积极开展“订单式”培养模式。此举不仅能为企业发展量身定做工程实际应用型人才,而且能够提前将学生“预售”出去。同时,企业还可以根据实际情况,为“订单式”培养学生提供奖学金、贫困助学金等费用,解决经济困难学生的求学、就业等问题。

  4.理论联系实际,注重培养创新能力。

  要强化学生的操作技能,培养综合素质和创新能力,进一步提高学生在社会大环境中的竞争能力,关键是建立与企业同步发展的规范的实训环境。要充分利用区域与学科优势,加强产学研联合,设立产学研联合体实验室,为学生提供必要的社会实践场所,保障实习、实践教学效果,培养学生的工程应用能力[6]。实习基地可以完成学生的认识实习和生产实习任务和多项工艺实验。学生通过这些实践环节能加深对书本理论知识的理解和应用,同时也了解了本行业发展趋势和存在的问题,这对于学生踏入工作岗位和继续深造都是大有裨益的。

  5.加强师资队伍建设。

  为适应素质教育的教学改革需要,办好高等教育质量工程建设,教师的知识更新与自身素质的提高是非常重要的。只有高水平的师资队伍才能培养出高素质的人才。因此学校需要不断引进高水平科技人才,提高本专业教师队伍的科研能力和科技创新能力。同时,还要注重青年教师的培养,指定有丰富教学经验的老教授对新进教师进行“传、帮、带”教学指导,使新进教师的授课水平快速提高,从而有效地将行业发展动态与理论授课相结合,最大限度地激发学生的科研兴趣,拓宽学生的专业知识面。

  三、结语

  高分子材料的发展极其迅速,每年都会有许多新材料、新技术、新工艺不断涌现,而教育教学改革随着社会的发展也是永无止境的。如何加强高分子材料与工程专业学生的工程应用能力的培养,提高高等教育的办学质量和人才培养质量,是21世纪高等教育面临的挑战,必须引起高度重视。但是,如果一味追求应用而忽略科研创新能力的培养,所培养出来的人才就不是社会需要的高级人才。所以在重视应用的同时,还要注意科研创新能力的培养,即提倡一种“强化基础,注重应用,突出创新”的人才培养模式,才能够适应当代社会经济发展需要。

  参考文献:

  [1]龚春丽,文胜,郑根稳,汪连生,颜永斌.高分子材料与工程专业人才培养方案[J].孝感学院学报,2008,28,(6):109-111.

  [2]高炜斌,枝苗,自瑛.高职教育中高分子材料加工专业人才培养模式探析[J].辽宁教育行政学院学报,2006,23,(12):69-70.

  [3]申长雨,关绍康,张锐.加强课程建设培养创新人才——“高分子材料成型加工”课程建设随想[J].中国大学教学,2008,(3):52-54.

  [4]陈立贵,袁新强,李雷权,王忠,付蕾.构建符合学校定位的高分子专业人才培养方案的研究[J].科技教育,2009,(22):161-162.

  [5]刘仿军,国平,喻湘华,曾小平,周爱军.高分子材料与工程专业人才培养模式研究与实践[J].武汉工程大学学报,2009,31,(6):88-91.
  工程类中级职称论文范文篇三:《试谈材料工程测试技术》
  摘要:材料工程测试技术针对材料工程的检测技术。针对工程材料进行科学有效的检测,是保证工程材料符合建设要求的前提。 文章 主要对检测的概念和一般方法,以及相关方面的最新发展状况进行分析。

  关键词:材料工程;测试技术;新发展

  1材料工程的测试技术

  材料工程测试技术针对材料工程的检测技术,其任务是:一方面对成品或半成品进行检测和测量,另一方面有效的检查、监督和控制某个生产过程,或者运动对象,保证这些环节都处于最佳状况,以便能够全程掌控反映这种最佳状况的各种数据。因此,相关技术和测试人员就需要随时对这些参数的大小和变化情况,进行定性检查或定量测量。为了适应科技进步和生产发展,材料工程需要不断的更新和发展,不断研制出性能优异的新型材料。实践表明,制备新型材料的需要有严格的生产工艺,同时要提高某种材料原有性能,也会对加工工艺有较高的要求,而要满足这些要求,就需要自动控制技术来保证。而自动控制技术的开展,需要在求出相关参数的基础上,经处理后送人控制装置,然后再实施自动控制。

  2测量误差和提高准确度的方法

  ①测量误差概述。被测对象某参数的量值之真实大小(真值)xo是客观存在的,但是由于种种原因,测量结果可能会存在一定的误差。为了保证测量结果的准确性,将误差控制在一定的范围内,同时尽可能的用数学办法估算出大小。同时也掌握测量误差出现的规律,尽量减少误差的产生。

  ②误差产生的原因。测量方法方面:测量方法的不完善、不合理,定义的不严密,以及结果表达式不当,导致测量结果无法得到反映等因素所引起的误差统称方法误差;测量设备方面:测量所使用的仪器、仪表、量具及附件不准确都可能引起误差;环境方面:在测量中,由于实际环境条件与规定的条件各不相同,可能会引起的误差;测量人员方面:在测量时由于人员的分辨能力、反应速度、感觉器官、情绪变化、工作责任心、操作经验、心理的固有习惯等存在差异,这就可能引起相应的认为误差。

  3提高测量准确度的方法

  要想很好的提高测量准确度,就必须要尽可能的减小误差。提高准确度,需要根据具体的产生误差的原因进行分析,在科学的测量原理的指导下,通过优良的仪器设备,提高操作人员的素质才能实现。从实际的测量工作来看,在现有的条件下,通过对测量方法、校正手段以及数据处理这些环节,来提高准确度具有更有效更积极的意义。主要的方法有以下几个方面:首先,掌握产生误差的规律,并通过专业的理论分析,从测量方法的调整着手,完成测量的校正,或者在实验数据的指导下,找出应修正的量值大小。其次,因为缓变误差有不平稳、随机过程的特点,当前要对此问题进行解决,往往是通过不断校正,且校正周期尽量短一些的办法来解决。再次,坏值是指带有粗差的测量数据,在测试过程中一旦发现就要马上剔除,因此,掌握发现坏值的方法至关重要。最后,随机误差,针对随机误差,我们一般是通过掌握统计规律来减小误差量,减少随机误差的影响,保证测量结果的准确性。

  下文将主要分析利用统计规律估算随机误差、减小和剔除粗差的方法。

  3.1随机误差的估算

  尽管通过正确有效的处理测量仪表的间隙和摩擦以及外界噪声干扰,可很好的减小产生随机误差的影响,然而,从随机误差的特点看,其产生的原因是由众多微小因素共同造成的。所以,在测量时需要利用其出现的统计分布规律,结合所得出的测量结果,尽量把估算出的随机误差的范围缩小。在随机误差出现的概率分布上,测量人员必须有要对多数随机误差产生的独立因素有所理解。而误差出现的概率分布正好符合正态分布,那对一个不变的量作n次测量,其随机误差的概率密度函数P(δ)为:

  P()=·e-

  3.2粗大误差的减小和剔除准则

  含粗差的测量值是与事实不符的坏值,在实际的测量中必须要在主观上避免出现,也就是要避免测量的操作者出错,防止外界的各种重大干扰,同时要保证测量设备的完好。如果在测量中发现问题,应该马上剔除。在测量中判别坏值主要有两种方法,即物理判别法和统计判别法。

  所谓的物理判别是指测量人员一旦发现在测量过程中,有读错、记录错、操作错等错误现象,或者发现不符合测量条件或环境突变的情况下,应该随时剔除,并重新进行测量取值。统计判别是在完成自动检测中待测量后,再通过统计办法来处理所取得的测量数据。如果是在无系差的测量情况下,产生随机误差的可能性是比较小的,而且出现大误差的次数是很小的,所以我们可以制定出剔除准则,常材料工程测试技术用的有3σ。

  4检测的一般方法

  ①电测量和非电量电测量。由于电测量的参数差别很大,很难直接检出和测量,所以一般情况下都是采用非电量电测量技术进行测量的。也就是通过传感器把待测的非电参数转换成电参数,接着测出此电量,最后再按原转换的规律逆向找出待测非电量。传感器是指能按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。而敏感元件则是指传感器中能够直接感受,或者响应被测量输出与被测量成确定关系的其他量,如果这个量已是电量,那就会被称为转换元件。

  ②主动检测和被动检测。主动检测是指为了检测,主动向被测对象施加能量,通过得到的反馈情况实现检测,这种检测类似于我们在日常生活中检测瓷瓶是否破裂,就敲击一下,提高其发出的声音来判断。当然,这里要指出的是主动检测会干扰对象的状态。而相对主动检测而言,被动检测不需要向对象施加能量。

  ③接触检测和非接触检测。所谓的接触检测,就是让检测仪器和对象直接接触。这种直接检测的方式必然会对对象产生一定的干扰,甚至能够对测定的正确性产生较大的影响。在特殊情况下,如有高腐蚀、高辐射等情况时,对象是不便或不能直接接触被测对象的。所以,我们往往会采用非接触检测的方式,这种方法一般不会对对象的原来状态造成破坏,不过也会因为非接触,而造成侵入外界干扰的情况。

  ④偏差法、平衡法和微差法、替代法。这些方法的共同特点是,在测量过程的被测量和单位量对比操作上,做出相应的变化,这样能够在原有仪表的作用下,提高测量准确度。偏差法是常规的测量方法。被测量的大小是由模拟的显示仪表指针偏转来反映的,其与家用电压表测电压相似,操作简单且快速,仪表的等级对准确度有决定性的作用。像天平称重那样,平衡法是通过不断地调节已知标准量的大小,使之与被测量平衡。如果指零仪表示零时,则表明此时达到平衡,这种情况下标准量大小就是被测量的大小。电位差计和平衡电桥均都是在此原理之下完成的。测量的高准确度,主要决定于示零仪表的灵敏度是否到位。微差法与平衡法很相似,不过这种方法可以有微小差值,不用把标准量调整到和被测量完全相等,可以用偏差法测出此差值,被测量大小就是此微差值和标准量之和,其准确度比直接用偏差法更高。替代法也是测量方法的一种,曹冲称象是最典型的例子,以石块替代大象,使船只吃水深度达到原承载大象时的深度,然后称出石头的总重量,即为大象体重。这种方法可以很好的解决直接称重存在困难的问题,其在检测中常常会被采用,比如辐射测温等。

  5结语

  材料工程测试技术是一项复杂工程,涉及了多个方面的内容。无论是测试的种类,还是测试的方法,都是多种多样的。测试人员只有对各种类型的测试技术有所了解,并结合工程的需要,才能更好的完成测试工作。
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