《材料科学与工程专业环境材料学课程教学改革的探索与实践.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料科学与工程专业环境材料学课程教学改革的探索与实践.docx（4页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、材料科学与工程专业环境材料学课程教学改革的探索与实践摘要：环境材料学是贵州民族大学材料科学与工程专业本科生的一门重要专业选修课。文章首先阐述了开设环境材料学课程的必要性，其次介绍了学校环境材料学课程的开设情况，然后对课程的教学方法、实践教学、评价方式等方面进行了初步的探讨和研究，并在教学过程中进行了一些课程教学改革的尝试，以期为材料类专业环境材料学课程教学提供参考。关键词：材料科学与工程;环境材料学;教学改革;教学实践环境材料强调材料的环境属性，是人类环境意识在材料领域的重要体现。环境材料的发展，符合中国可持续发展的战略要求，是材料科学领域发展的必然趋势。环境材料学自20世纪90年代初兴起以来
2、，一直是材料科学与技术的研究热点。环境材料学课程的开设，正是“可持续发展”思想在本科教学中的体现，对材料类专业大学生环境意识的培养具有非常重要的意义。因此，环境材料学课程在提高材料类专业大学生环境意识方面作出了有益的尝试。一、环境材料学课程开设的必要性环境材料学课程主要探讨在材料加工和使用过程中如何减少对生态环境的影响，提高资源和能源效率，系统地介绍了材料的生命周期评价方法（LCA）、技术框架和评价过程，讲述了材料及产品生态设计的基本原则和方法，分别讨论了金属、无机非金属、高分子、天然矿物与天然有机高分子材料的环境材料学基础理论，并介绍了研究与发展的最新动向1-2。环境材料学课程的开设可以使学
3、生获得系统的环境材料学知识，在引导学生认识材料产业发展与人类生存环境关系的基础上，把环境意识和可持续发展思想引入材料科学与工程，为学生今后从事环境材料的研究和开发工作奠定必要的理论基础，使学生从环境材料的观点重新看待所有的材料及其性能，树立环境协调发展的新观念。（1）改变片面追求材料功能和性能的传统观念。在满足用户对材料使用性能要求的前提下，必须考虑资源、能源和环境问题，尽可能地提高资源和能源效率，减少对环境的污染1。（2）改变传统的设计观念，树立生态设计理念。为了从根本上解决环境污染的问题，必须从材料或产品的设计阶段就考虑其整个生命周期全过程的环境影响，通过改进设计把产品的环境影响降到最小。
4、材料的生态设计是实现材料可持续发展的重要途径3。（3）摒弃先发展后治理的错误观念，从被动的末端治理转向主动的初始端控制，保护生态环境，实现社会、经济的可持续发展。通过环境材料学课程的学习，可使学生在今后的科研和生产中，综合运用所学知识去解决环境材料相关的问题，培养学生开发环境相容性新材料及其产品，以及对现有材料进行环境协调性改性的能力，使材料或产品的生产工艺流程更加环保，把环境保护逐步提升到与工艺要求同等重要的地位4。二、环境材料学课程简介（一）课程设置情况自2022年以来，贵州民族大学材料科学与工程学院将环境材料学作为专业选修课程，列入了材料科学与工程专业本科生的培养方案，课程设置在第四学年
5、上学期，共32学时。在材料科学与工程导论、材料科学基础、金属材料学、无机非金属材料基础、高分子化学、高分子物理、材料力学、功能材料等课程结束之后开设此课程。（二）教材使用情况学校使用的教材是机械工业出版社出版的生态环境材料学，此书是普通高等教育材料科学与工程专业规划教材，由北京工业大学聂祚仁教授等在讲授环境材料学课程的基础上，结合国内外近年来科学研究和工程实践的成果编撰而成5。此外，还选取环境材料学（第2版）（清华大学出版社，翁端等编）和基础环境材料学（哈尔滨工业大学出版社，张坤等编）部分章节作为教学补充。（三）教学内容和课时安排在环境材料学的教学内容安排上，重点突出材料科学的基础理论，更加强
6、调材料与资源、能源和环境的关系，除了讲授材料的生命周期评价、生态设计等内容外，主要选取金属、无机非金属、高分子、天然矿物与天然有机高分子材料的环境材料学基础理论进行讲授。这些内容在材料类专业的金属材料学、无机非金属材料基础、高分子材料及应用、功能材料等课程中也有所介绍，但与之不同的是，在环境材料学课程中，强调的是金属、无机非金属、高分子、天然矿物和天然有机高分子材料与环境的协调性，重点讲述这些材料生产工艺流程的环境协调化和再生循环利用技术，让学生在巩固旧知识的基础上，把新知识融会到已有的知识体系中，从而使自己所掌握的知识系统化，以达到融会贯通的目的。（一）案例分析教学法例如：在“材料的生命周期
7、评价方法”教学时，可以让学生利用课堂上刚刚学过的LCA方法对“聚氨酯防水涂料生产过程”这一实例进行分析。在确定了评价目标和评价范围后，学生对聚氨酯防水涂料的生产过程进行了清单分析和环境影响评价，并对LCA评价结果做出了合理解释，提出了相应的改进工艺。通过案例分析，学生加深了对“LCA技术框架和评价过程”知识点的理解和应用，并把所学的LCA理论知识应用于具体的案例分析中，训练了学生运用所学理论知识解决实际问题的能力。在“可降解高分子材料”教学时，以降解塑料聚乳酸为例讲解，聚乳酸是化学合成型降解塑料中应用最广的一种以玉米等有机酸为原料生产的新型聚酯材料，这种材料具有生物降解性能，解决了当前塑料制品难以降解而产生的白色污染問题，可以用作包装材料。在教学时，教师可以从聚乳酸的合成方法、降解机理、应用现状及发展趋势等方面展开。