无机非金属材料工艺学B

《无机非金属材料工艺学B》课程大纲

一 课程简介

《无机非金属材料工艺学B》属于无机非金属材料科学方向的必修课程，内容包括陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等无机非金属材料的制备原理、生产工艺过程、性能特点及其应用。使学生解释无机非金属材料制备工艺的基础理论，培养自主学习能力及未来从事相关工作的专业素养，以提高社会适应能力。

通过本课程的理论教学，使学生具备基本的知识和能力，课程的具体课程目标如下：

知识目标：

1. 解释陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等无机非金属材料的制备原理、生产工艺过程、性能特点及其应用，具备根据实际需要合理选择工艺过程和主要设备的能力。
2. 具备实验设备安全操作、实验方案设计和数据结果分析的能力。
3. 能进行无机非金属材料工艺设计，能完整地撰写设计说明书和绘制设计图，具备一定的沟通能力。
4. 能力目标：
5. 能在进行无机非金属材料工艺选择和设计时考虑工艺设计的经济技术指标和经济成本、社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素，评价材料生产、使用和废弃对环境和社会可持续发展的影响。（1）本课程所能支撑的毕业要求和课程目标的对应关系
6. 二 本课程所支撑的毕业要求

（2）本课程内容与课程目标、毕业要求指标点的对应关系

三 教学基本内容

（一）理论教学基本内容（32学时）

1. 课程简介（2学时）

（1）基本要求

1）解释课程教学目标、教学内容；

2）熟悉课程意义和学习方法；

3）认识课程相关资源。

（2）教学内容

1) 本课程教学大纲解读

2) 本课程的性质、任务与教学目标；

3) 本课程教学内容；本课程教学方法；

4) 本课程教学进程；本课程教学组织；本课程考核形式与基本要求；

5) 本课程使用教材、参考书与提供的其他相关课程资源。

（3）重点

   本课程的性质和内容

2. 无机非金属材料工艺过程（2学时）

(1) 基本要求

1) 解释陶瓷、玻璃、耐火材料和水泥等无机非金属材料的特性

2) 解释陶瓷、玻璃、耐火材料和水泥等无机非金属材料生产过程中的共性

3) 解释陶瓷、玻璃、耐火材料和水泥等无机非金属材料生产过程中的个性

4) 解释陶瓷、玻璃、耐火材料和水泥典型的生产工艺流程

(2) 教学内容

1) 无机非金属材料的特性：晶体结构，性能基本属性，特殊功能；

2) 无机非金属材料的共性：原料，干燥，粉碎与运输，成型，高温加热；

3) 无机非金属材料的个性：胶凝材料类，玻璃类，陶瓷类；

4) 陶瓷材料典型的生产工艺流程

5) 玻璃材料典型的生产工艺流程

6) 水泥典型的生产工艺流程

3 重点

重点：无机非金属材料的生产过程中的共性和个性

第三章 原料（6学时）

(1) 基本要求

1）解释粘土原料的种类和性质；

2）解释石英类原料的种类和性质；

3）解释长石类原料的种类和性质；

4）解释钙质原料的种类和性质；

5）分析氧化物包括氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化锌的种类和性质；

6） 认识非氧化物合成原料（包括碳化物、氮化物和硼化物）的种类和性质。

(2) 教学内容

1) 陶瓷、玻璃、耐火材料和水泥原料总论；

2) 黏土质原料的种类、基本特性、分类、组成及工艺性质；

3) 石英类原料的组成、种类及在各种无机非金属材料中的作用；

4) 长石类原料的种类、性质及在各种无机非金属材料中的作用；

5) 钙质原料的种类、性质及在各种无机非金属材料中的作用；

6) 氧化物包括氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化锌的种类、性质、制备方法及在各种无机非金属材料中的作用；

7) 非氧化物合成原料（包括碳化物、氮化物和硼化物）的种类、性质及在各种无机非金属材料中的作用。

(3) 重点

重点：黏土类、石英类、长石类及钙质类矿物原料的种类和性质。

第四章 陶瓷材料工艺（6学时）

(1) 基本要求

1）认识普通陶瓷、结构陶瓷及功能陶瓷的主要种类、组成、性能应用；

2）解释确定日用陶瓷配方的依据；理解坯料配方的计算；

3）解释坯料的制备、成型、干燥、施釉、烧成等生产工艺；

(2) 教学内容

1) 陶瓷材料的概念及分类

2) 功能陶瓷和结构陶瓷的要种类、组成、性能应用；

3) 陶瓷材料坯料组成、设计及计算，包括：坯料组成的表示方法，设计配方的依据，配料的各种计算方法；

4) 陶瓷材料坯料的制备过程及要求；注浆成型方法原理、基本流程、泥浆的成型性能及分类；热压铸成型方法的原理及应用；成型用石膏模具的性能要求及制备方法；可塑形成方法的原理、流程及可塑泥团的性能；压制成型的原理、流程及分类；等静压成型的原理及分类；凝胶注模成型的原理、流程及优点；

5) 釉料制备与施釉：釉的作用，陶瓷制品对釉的要求，釉的分类，制釉原料，釉中各氧化物的作用；

6) 陶瓷材料的干燥过程：干燥过程的四个阶段及特征，影响干燥速度的影响，干燥设备，干燥制度的确定；

7) 陶瓷材料的烧结：烧结类型及作用机制，坯体烧成四大过程，烧成制度，特种烧结方法，烧成设备；

(3) 重点

重点：陶瓷材料的配料计算和制备工艺。

第五章 玻璃材料工艺（6学时）

(1) 基本要求

1）解释玻璃的基本概念、特性、种类及应用、结构特征及性质；

2）解释玻璃的原料、配合料制备、玻璃的熔制、玻璃的成型、玻璃的退火；

3）认识玻璃的缺陷；熟知新型玻璃的生产工艺过程。

(2) 教学内容

1) 玻璃的基本概念及特性；玻璃的种类及应用；玻璃的四大结构特征；玻璃的两大结构学说；

2) 石英玻璃结构及性质，氧化硼玻璃结构及性质；

3) 玻璃形成规律：热力学条件和动力学条件；玻璃的性质；

4) 玻璃原料的设计及配合料的制备；碎玻璃的作用；玻璃原料的选择原则；玻璃原料的加工；

5) 玻璃的熔制过程及五大形成阶段；玻璃的熔制制度；

6) 玻璃的成型过程及成型方法；浮法玻璃的成型过程及特点；玻璃退火流程及作用；

7) 玻璃制品的熔制、成型、加工及运输缺陷；特殊玻璃的制备及作用。

(3) 重点

重点：玻璃形成的条件，玻璃熔制的过程及形成阶段。

第六章 水泥材料工艺（4学时）

(1) 基本要求

1）解释硅酸盐水泥熟料的组成及配料过程、硅酸盐水泥的生产工艺及水化硬化过程。

2）认识掺混合材的水泥、特种水泥和新型水泥的定义、性能及应用。

3）认识混凝土的生产工艺。

(2) 教学内容

1) 硅酸盐水泥的基本概念、熟料的组成及配料过程、

2) 水泥的性能；硅酸盐水泥的生产工艺及水化硬化过程；

3) 掺混合材料硅酸盐水泥、特种水泥的制备及应用；

4) 新型水泥的基本概念、性能及应用；

5) 混凝土的制备工艺。

(3) 重点

重点：水泥的性能和生产工艺。

第七章 耐火材料工艺（6学时）

(1) 基本要求

1）解释耐火材料的定义及三种分类方法，发展历史；

2）解释耐火材料的化学组成和矿物组成；

3）解释耐火材料的结构、性质以及使用性能。

4）认识耐火材料的生产工艺；

(2) 教学内容

1） 耐火材料的定义及三种分类方法；耐火材料的发展历史及其应用领域；

2）耐火材料的的基本概念、化学组成及矿物组成；耐火材料的结构、性质及使用性能；

3）耐火材料的生产工艺以及常见品种；

4）不定型耐火材料的生产流程及特点；粘土制耐火材料的生产流程及特点；氧化硅制耐火材料的生产流程及特点；氧化镁质耐火材料的生产流程及特点；白云质耐火材料的生产流程及特点。

(3) 重点

重点：耐火材料的化学组成、结构及性质，不定型耐火材料生产流程及

特点。

（二）实验教学基本内容（8学时）

（三）课程设计（8学时）

四、达成课程目标的途径和措施

1.本课程的教学方法

（1）课堂讲授。本课程为材料应用方向的重要学科方向课，内容中包括无机非金属材料的制备原理、生产工艺过程、各种无机非金属材料的性能特点及其应用。为提高讲课效率和效果，便于学生理解接受，在授课方面，以多媒体课堂讲授为主，讲课过程中穿插一些材料生产实例分析。

（2）作业。在每一章节讲授结束以后，均布置适量的作业，学生每次独立完成作业时间约 1~2 小时。 作业面覆盖所讲内容的重点与难点，以便于学生巩固所讲内容及考试复习。组织学生讨论作业，对于作业中发现的共性问题，教师统一讲解，如果在检查中发现同学问题较大，教师帮助同学改进学习方法。

（3）小测试。在每三章结束后，进行随堂小测试，考察学生专业知识的熟悉程度，督促学生按时对已授课程进行复习。提高整体学习效果，促进毕业要求指标点的达成。（是否计入成绩？后面没有体现）

（4）实验教学。主要采用“讲授法”与“直观演示法”结合，对实验仪器设备进行讲解及实验步骤进行示范性操作，通过学生分组并要求每个学生独立完成有关典型无机非金属材料的加工工艺实验过程，及时讨论、分析、解决实验中出现的问题，要求学生具备实验方案设计、实验设备安全操作和数据结果分析的能力。

（5）课程设计。主要采用“讲授法”与“讨论法”结合，结合文献检索，通过典型陶瓷或耐火材料厂工艺设计，及时开展讨论，分析和解决设计中出现的问题，要求学生解释典型陶瓷或耐火材料厂工艺设计特点，要求学生能完整地撰写设计说明书和工艺设计图。教学内容应紧跟无机非金属材料生产工艺与设备的发展动态，及时补充新方法、新技术、新材料等内容，并根据每届学生的特点，对不同内容根据需要调整课堂组织和讨论内容，提高整体学习效果，促进毕业要求指标点的达成。

2.教学手段

本课程利用采用现代化的教学手段，采用“多媒体”结合“板书”的教学手段进行授课，“多媒体”可将抽象的内容生动化，“板书”可用于辅助表达，二者充分发挥优势，扬长避短。

3.课外阅读要求

推荐学生利用互联网资源、校园网资源（校园网数据库）、图书馆资源（期刊、专业文献）等多种手段获取信息，进行课外阅读。通过课外阅读，既能加深对教学内容的理解，又能拓展专业视野，紧跟行业发展前沿。

4.多环节训练

（1）作业

（2）实验

（3）设计

（4）期末考试

五、课程综合记分方法

课程考核由作业、实验、设计和期末考试四部分组成，内容须覆盖全部课程目标和毕业要求指标点。各考核环节及所占比重见下表：

（注：无故旷勤1/3者，不允许参加期末考试。）

各个环节的评分标准如下：

1. 作业

每次作业必须在正式上课前交，迟交作业或作业不满足下列要求，均以零分计。每次作业按百分制评分，总评后折算成10分。

                       作业的评分标准

2. 实验

实验成绩根据实验报告成绩以及实验课上的操作表现及实验预习情况综合进行评定。每次实验按百分制评分，总评后折算成20分。

实验课程评价标准                  

3.课程设计

课程设计成绩是根据设计计算说明书、工艺路线图及答辩表现三方面综合给出。按百分制评分，总评后折算成20分。

课程设计考核方案  

4.期末考试

期末考试成绩是通过闭卷考试的卷面成绩给出，考核内容覆盖课程所讲的流体力学、工程热力学、传热学、干燥及热养护过程等知识点。按期末考试的标准答案和评分标准百分制评分，总评后折算成50分。

为了确保考核试卷的信度和效度，必须针对教学目标、把握能力层次，进行试卷蓝图设计。

试卷蓝图设计

六、评估方法

每学期课程结束后进行课程评估。本课程采用基于课程目标（即预期学习成果）的评估方法，包括：1）根据课程目标设计并实施相应的学习任务和学习活动；2）收集学习活动中各种学习成果的评估资料；3）分析和评估实际的学习成果，做出正确的判断。4）写出反思和持续改进报告（包括评估过程、评估结果、教学反思和持续改进）。

课程目标1的评估设计

课程目标2 的评估设计

课程目标3的评估设计

课程目标4 的评估设计

七 课程评价与持续改进机制

1 课程评价

课程评价周期定为每2年评价一次。课程评价周期定为每2年评价一次，评价小组由教学指导委员会和专业负责人组成。评价小组依据毕业要求达成度目标值设置课程达成目标值，采用课程总评成绩分析法进行评价。依据课程评价的结果，寻找问题，持续改进课程教学质量。依据毕业要求达成度评价结果，持续改进课程体系。

2.持续改进机制

（1）建立持续改进制度

1）成立本课程持续改进组。

2）由课程持续改进组组长负责组织执行并监督持续改进过程。

3）制定持续改进措施。

（2）成立本课程持续改进组

组长：于刚              

组员：杨治刚 王彩辉 秦国强 吴红亚

（3）本课程持续改进措施

根据各个考核环节的达成评价结果，寻找和分析学生的能力短板，进行课程持续改进，包括课程教学内容的改进、教学方法和手段的改进、考核方法的改进等。

制表：杨治刚     审核：付华   批准：             发布日期：2018年