《無(wú)機(jī)非金屬材料工學(xué)》課程教學(xué)大綱一、基本信息中文名稱:無(wú)機(jī)非金屬材料工學(xué)英文名稱：InorganicNon-metallicMaterialsTechnology課程代碼：19044304課程性質(zhì)：專業(yè)核心課學(xué)分：3總學(xué)時(shí)：48（其中理論：48實(shí)驗(yàn)：0上機(jī)：0實(shí)踐：0）適用學(xué)院及專業(yè)：材料科學(xué)與工程學(xué)院無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)先修課程：材料科學(xué)基礎(chǔ)A、材料工程基礎(chǔ)開(kāi)課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料工程系無(wú)機(jī)非金屬材料工程教研室二、課程地位與作用本課程是無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)核心課之一，與《水泥基復(fù)合材料》、《混凝土工程與技術(shù)》、《建筑材料性能檢測(cè)與分析》、《無(wú)機(jī)非金屬材料生產(chǎn)設(shè)備》、《建筑物修復(fù)與加固技術(shù)》等課程共同構(gòu)成無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)知識(shí)體系。本課程系統(tǒng)介紹無(wú)機(jī)非金屬材料的制備、成型、燒成及加工等工藝過(guò)程，為后繼課程《無(wú)機(jī)非金屬材料生產(chǎn)設(shè)備》、《混凝土工程與技術(shù)》、《水泥基復(fù)合材料》等課程奠定專業(yè)理論基礎(chǔ)。三、課程教學(xué)目標(biāo)本課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.1、1.2、2.1、2.2、2.3、3.1、3.2、3.3、4.1、4.2、4.3。學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)民族自豪感、愛(ài)國(guó)情懷、文化自信、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、使命感和專業(yè)自豪感；樹(shù)立遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)志向和正確的人生觀、價(jià)值觀；增強(qiáng)生態(tài)環(huán)保意識(shí)，堅(jiān)定“綠水青山就是金山銀山”的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展觀和國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)政策；具有較強(qiáng)的辯證思維和思變能力；具有較強(qiáng)的創(chuàng)新精神和奮斗精神以及吃苦耐勞、堅(jiān)持不懈、追求卓越的良好個(gè)人品格，實(shí)現(xiàn)“立德樹(shù)人”的總目標(biāo)。掌握水泥、玻璃、陶瓷三大傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的原料、組成及配料計(jì)算、配合料的制備加工，水泥熟料的煅燒、玻璃的熔制與成型、陶瓷的成型與燒成等核心生產(chǎn)工藝過(guò)程；理解生產(chǎn)工藝過(guò)程與產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量和能耗之間的關(guān)系；了解生產(chǎn)工藝的發(fā)展趨勢(shì)。學(xué)生應(yīng)具備一定的新材料、新工藝的研究與開(kāi)發(fā)能力，能解決實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的一般技術(shù)、工藝和質(zhì)量問(wèn)題，具有一定的工藝設(shè)計(jì)和技術(shù)改造能力和創(chuàng)新能力。具有無(wú)機(jī)非金屬材料的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及運(yùn)行等專業(yè)技術(shù)工作的能力，具有能將無(wú)機(jī)非金屬材料工學(xué)的基本原理和知識(shí)應(yīng)用于分析和解決復(fù)雜實(shí)際工程問(wèn)題的能力。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具備以下能力：目標(biāo)1：掌握無(wú)機(jī)非金屬材料生產(chǎn)制備的基礎(chǔ)知識(shí)，并應(yīng)用于復(fù)雜工程問(wèn)題的描述、分析與求解。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.1、1.2）目標(biāo)2：能夠識(shí)別建筑工程材料制備過(guò)程的復(fù)雜工程問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和影響參數(shù)；能夠運(yùn)用無(wú)機(jī)非金屬材料工學(xué)的基本原理和方法，結(jié)合文獻(xiàn)資料研究，對(duì)解決方案的各種影響因素進(jìn)行分析，并對(duì)方案進(jìn)行論證與評(píng)價(jià)；能夠表達(dá)建筑工程材料制備的復(fù)雜工程問(wèn)題的各種可行解決方案。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.1、2.2、2.3）目標(biāo)3：能夠綜合運(yùn)用本專業(yè)工程基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，對(duì)建筑工程材料制備中的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，并能夠?qū)?chuàng)新方法和工具應(yīng)用于技術(shù)問(wèn)題解決方案的確定；了解與建筑工程材料制備的相關(guān)方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能夠根據(jù)解決方案進(jìn)行制備工藝設(shè)計(jì)、性能檢測(cè)及方案設(shè)計(jì)和實(shí)施；對(duì)技術(shù)問(wèn)題解決方案進(jìn)行技術(shù)分析、論證，確定方案的合理性；同時(shí)還要考慮社會(huì)與環(huán)境、安全與健康、法律與文化等因素，對(duì)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性和可行性評(píng)價(jià)。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.1、3.2、3.3）目標(biāo)4：能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理、分析和解釋，并能把實(shí)驗(yàn)結(jié)果、理論分析和文獻(xiàn)研究相結(jié)合，得出合理有效的結(jié)論；能夠?qū)ㄖこ滩牧现苽溥^(guò)程中的各類物理化學(xué)現(xiàn)象、材料特性進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法，針對(duì)建筑工程材料制備過(guò)程中的復(fù)雜工程問(wèn)題制定實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1、4.2、4.3）課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系矩陣教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)教學(xué)方式考核方式目標(biāo)11.1能夠掌握無(wú)機(jī)非金屬材料生產(chǎn)制備的基礎(chǔ)知識(shí)，并運(yùn)用于建筑工程材料的設(shè)計(jì)和制備。課堂講授、典型案例、成就、先進(jìn)事跡、課堂討論、查閱資料和課后作業(yè)課程期末考試、課后作業(yè)、課堂討論1.2能夠?qū)o(wú)機(jī)非金屬材料工學(xué)的基本理論和知識(shí)應(yīng)用于復(fù)雜工程問(wèn)題的描述、分析與求解。目標(biāo)22.1能夠識(shí)別建筑工程材料制備過(guò)程的復(fù)雜工程問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和影響參數(shù)。課堂講授、典型案例、成就、先進(jìn)事跡、課堂討論、查閱資料和課后作業(yè)課程期末考試、課后作業(yè)、課堂討論2.2能夠運(yùn)用無(wú)機(jī)非金屬材料工學(xué)的基本原理和方法，結(jié)合文獻(xiàn)資料研究，對(duì)解決方案的各種影響因素進(jìn)行分析，并對(duì)方案進(jìn)行論證與評(píng)價(jià)。2.3能夠表達(dá)建筑工程材料制備的復(fù)雜工程問(wèn)題的各種可行解決方案。目標(biāo)33.1能夠綜合運(yùn)用本專業(yè)工程基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，對(duì)建筑工程材料制備中的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，并能夠?qū)?chuàng)新方法和工具應(yīng)用于技術(shù)問(wèn)題解決方案的確定；課堂講授、典型案例、成就、先進(jìn)事跡、課堂討論、查閱資料和課后作業(yè)課程期末考試、課后作業(yè)、課堂討論3.2了解與建筑工程材料制備的相關(guān)方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能夠根據(jù)解決方案進(jìn)行制備工藝設(shè)計(jì)、性能檢測(cè)及方案設(shè)計(jì)和實(shí)施。3.3對(duì)技術(shù)問(wèn)題解決方案進(jìn)行技術(shù)分析、論證，確定方案的合理性；同時(shí)還要考慮社會(huì)與環(huán)境、安全與健康、法律與文化等因素，對(duì)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性和可行性評(píng)價(jià)；目標(biāo)44.1能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理、分析和解釋，并能把實(shí)驗(yàn)結(jié)果、理論分析和文獻(xiàn)研究相結(jié)合，得出合理有效的結(jié)論。課堂講授、典型案例、成就、先進(jìn)事跡、課堂討論、查閱資料和課后作業(yè)課程期末考試、課后作業(yè)、課堂討論4.2能夠?qū)ㄖこ滩牧现苽溥^(guò)程中的各類物理化學(xué)現(xiàn)象、材料特性進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；4.3能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法，針對(duì)建筑工程材料制備過(guò)程中的復(fù)雜工程問(wèn)題制定實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。四、主要教學(xué)內(nèi)容第1章緒論（1學(xué)時(shí)）本章應(yīng)了解無(wú)機(jī)非金屬材料的定義、分類、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，水泥、玻璃、陶瓷等典型無(wú)機(jī)非金屬材料；掌握無(wú)機(jī)非金屬材料工學(xué)的研究?jī)?nèi)容和典型無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)工藝過(guò)程。通過(guò)對(duì)中國(guó)路、中國(guó)橋、中國(guó)港等偉大工程的剖析，使學(xué)生了解其中與本專業(yè)（水泥/混凝土）相關(guān)的偉大人物、科學(xué)技術(shù)、企業(yè)及品牌，以及國(guó)內(nèi)外聲譽(yù)與評(píng)價(jià)，以激發(fā)學(xué)生的民族自豪感、愛(ài)國(guó)情懷、專業(yè)自豪感、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、奮斗精神、創(chuàng)新精神，激勵(lì)學(xué)生樹(shù)立遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)志向，樹(shù)立正確的科學(xué)態(tài)度。通過(guò)對(duì)中國(guó)在水泥、玻璃、陶瓷三大傳統(tǒng)建筑材料領(lǐng)域所取得的偉大成就，以及行業(yè)龍頭企業(yè)的發(fā)展歷史、規(guī)模、首創(chuàng)項(xiàng)目、核心競(jìng)爭(zhēng)力、國(guó)際化程度、國(guó)際地位和聲譽(yù)等素材的講解剖析以及學(xué)生的討論，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)自豪感和社會(huì)責(zé)任感，培養(yǎng)科學(xué)精神和傳承與創(chuàng)新精神，樹(shù)立環(huán)保意識(shí)。通過(guò)講解功能陶瓷在航空航天、電子、軍事方面的應(yīng)用和典型案例，以及綠色生態(tài)建材和玻璃對(duì)人類美好生活的貢獻(xiàn)，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)自豪感和生態(tài)意識(shí)。通過(guò)講解中國(guó)古陶瓷的輝煌歷史，增強(qiáng)學(xué)生的文化自信和民族自豪感。重點(diǎn)：典型無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)工藝過(guò)程。原料及其預(yù)處理（7學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.1、1.2、4.1、4.2、4.3）本章應(yīng)掌握鈣質(zhì)原料、粘土類原料、石英類原料、長(zhǎng)石類原料、其他原料、輔助原料等原料的種類、組成、性質(zhì)與作用，原料的預(yù)處理工藝過(guò)程；理解原料性能與產(chǎn)品性能之間的關(guān)系；了解固體廢棄物用作無(wú)機(jī)非金屬材料的原料的現(xiàn)狀和趨勢(shì)。通過(guò)引入固體廢棄物所造成的環(huán)境污染問(wèn)題、國(guó)家生態(tài)環(huán)境戰(zhàn)略政策、原材料的綠色化、固體廢棄物在建筑材料工業(yè)的資源化利用情況等素材，經(jīng)過(guò)“感官?zèng)_擊+事實(shí)說(shuō)話→心理反應(yīng)+循循善誘→內(nèi)心升華”模式，激發(fā)學(xué)生的生態(tài)環(huán)保意識(shí)和專業(yè)自豪感，增強(qiáng)責(zé)任擔(dān)當(dāng)和使命感，培養(yǎng)學(xué)生辯證思維（事物具有兩面性）、思變能力和創(chuàng)新精神，使學(xué)生堅(jiān)定“綠水青山就是金山銀山”的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展觀和國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)政策。重點(diǎn)：原料性質(zhì)、原料性質(zhì)與產(chǎn)品性能之間的關(guān)系。難點(diǎn)：原料性能與產(chǎn)品性能之間的關(guān)系。第3章組成及配料計(jì)算（8學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.1、1.2、2.2、2.3、3.1、3.3、4.1、4.2、4.3）本章應(yīng)掌握CaO-SiO2-Al2O3、K2O-SiO2-Al2O3、Na2O-CaO-SiO2等典型的無(wú)機(jī)非金屬材料的組成系統(tǒng)，硅酸鹽水泥、玻璃、陶瓷的組成設(shè)計(jì)與配料計(jì)算；理解組成與產(chǎn)品性能之間的關(guān)系。重點(diǎn)：硅酸鹽水泥、玻璃、陶瓷的組成設(shè)計(jì)與配料計(jì)算。難點(diǎn)：硅酸鹽水泥、玻璃、陶瓷的組成設(shè)計(jì)。第4章配合料的制備與加工（6學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.1、1.2、2.1、2.2、2.3、3.1、3.3、4.1、4.2、4.3）本章應(yīng)掌握原料的粉碎、水泥生料的粉磨、陶瓷坯料和釉料的制備的工藝過(guò)程；了解超細(xì)粉體的制備類型。通過(guò)強(qiáng)調(diào)粉塵排放對(duì)環(huán)境的影響，解讀相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)以及中國(guó)在新工藝、新設(shè)備方面的成就，以激發(fā)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)、社會(huì)責(zé)任及民族自豪感。重點(diǎn)：原料的粉碎、水泥生料的粉磨、陶瓷坯料和釉料的制備的工藝過(guò)程。第5章成型（6學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.1、1.2、2.1、2.2、2.3、3.1、4.1、4.2、4.3）本章應(yīng)掌握配合料?；?、注漿成型、可塑成型、壓制成型、玻璃成型等成型方法的工藝原理及工藝控制；了解成型工藝的新進(jìn)展。通過(guò)講解中國(guó)當(dāng)前的成型新技術(shù)和新工藝在全球的地位和優(yōu)勢(shì)，以及存在的問(wèn)題和差距，激發(fā)學(xué)生的奮斗精神、創(chuàng)新意識(shí)、責(zé)任意識(shí)以及崇尚科學(xué)的態(tài)度。重點(diǎn)：配合料粒化、注漿成型、可塑成型、壓制成型、玻璃成型等成型方法的工藝原理難點(diǎn)：配合料?；?、注漿成型、可塑成型、壓制成型、玻璃成型等成型方法的工藝控制第6章干燥（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.1、1.2、2.1、2.2、2.3、4.1、4.2、4.3）本章應(yīng)了解干燥的基本方法，掌握干燥的物理過(guò)程，原料和陶瓷坯件的干燥工藝及控制。重點(diǎn)：原料和陶瓷坯件的干燥工藝及控制。難點(diǎn)：陶瓷坯件的干燥工藝及控制。第7章煅燒、燒成與熔化（12學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.1、1.2、2.1、2.2、2.3、3.1、3.3、4.1、4.2、4.3）本章應(yīng)掌握硅酸鹽水泥熟料的煅燒工藝，陶瓷的燒成工藝及玻璃的熔化過(guò)程；理解影響各煅燒過(guò)程的因素。通過(guò)對(duì)我國(guó)處于世界領(lǐng)先水平的煅燒技術(shù)和工藝（如窯爐煙氣的二氧化碳捕集、脫硝技術(shù)）的講解和討論，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到中國(guó)正在從中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造的偉大轉(zhuǎn)變，而這個(gè)偉大轉(zhuǎn)變需要大學(xué)生的奉獻(xiàn)和投入，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和國(guó)家責(zé)任感。引入行業(yè)偉大學(xué)者和企業(yè)家（如“水泥院士”徐德龍、曹德旺）的故事（如人生經(jīng)歷、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)履歷、成就貢獻(xiàn)和個(gè)人品格），使學(xué)生樹(shù)立高遠(yuǎn)的學(xué)術(shù)志向和正確的人生觀、價(jià)值觀，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)精神、創(chuàng)新精神、奮斗精神，以及踏實(shí)勤奮、吃苦耐勞、堅(jiān)持不懈、追求卓越的個(gè)人品格和仁義之心。重點(diǎn)：硅酸鹽水泥熟料的煅燒工藝，陶瓷的燒成工藝及玻璃的熔化過(guò)程。難點(diǎn)：影響各煅燒過(guò)程的因素。制品及其加工（4學(xué)時(shí)，1.1、1.2、2.1、2.2、2.3、3.1）本章應(yīng)掌握水泥的制成、玻璃與玻璃制品的加工及陶瓷冷加工工藝；理解影響制品加工的因素。重點(diǎn)：水泥的制成、玻璃與玻璃制品的加工及陶瓷冷加工工藝難點(diǎn)：影響制品加工的因素。陶瓷與玻璃的物理性能（2學(xué)時(shí)）本章應(yīng)掌握陶瓷材料的硬度、脆性斷裂與強(qiáng)度、透光性；掌握玻璃的機(jī)械性能、光學(xué)性能、電學(xué)性能及化學(xué)穩(wěn)定性。重點(diǎn)：陶瓷材料的硬度、透光性與脆性斷裂，以及玻璃的光學(xué)性能及化學(xué)穩(wěn)定性。五、教學(xué)方法1.課堂講授（1）多媒體與板書相結(jié)合：通過(guò)圖片、視頻等影像資料增強(qiáng)直觀性，便于掌握，提高教學(xué)效果。利用板書進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的梳理和匯總，有助于學(xué)生專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成。（2）智慧課堂的應(yīng)用：利用“雨課堂”、“學(xué)習(xí)通”或“微助教”等教學(xué)APP，實(shí)現(xiàn)考勤、互動(dòng)、教學(xué)檢測(cè)、教學(xué)資源的建立以及思考題的和知識(shí)拓展。（3）對(duì)于思政內(nèi)容通過(guò)講解和討論進(jìn)行剖析。2.課外輔導(dǎo)答疑及作業(yè)批改每周定期進(jìn)行輔導(dǎo)答疑，答疑時(shí)間每周不少于2小時(shí)；根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)程布置適量的作業(yè)，并做好批閱和解析工作。六、課程考核和成績(jī)?cè)u(píng)定方式課程考核采用閉卷考試和平時(shí)考核相結(jié)合的方式，總評(píng)成績(jī)中閉卷考試成績(jī)占70%，平時(shí)考核成績(jī)占30%，以百分制