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摘要：

《工程材料》是高校土木工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，它不僅是一門應(yīng)用技術(shù)，同時(shí)又是建筑施工等課程的基礎(chǔ)，該課程中涉及到的材料的組成及性能等內(nèi)容需要學(xué)生具備一定的化學(xué)知識(shí)方能學(xué)好，因此在開設(shè)該課程前，一般都需要學(xué)生具備基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)，結(jié)合《工程材料》教學(xué)內(nèi)容，主要總結(jié)了小高職基礎(chǔ)教育階段需要前修的化學(xué)知識(shí)模塊。

關(guān)鍵詞：

工程材料；高職；化學(xué)；教學(xué)內(nèi)容

哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院是一所以高鐵、隧道、橋梁、建筑為主打?qū)I(yè)的國(guó)家骨干高職院校，同時(shí)也是中國(guó)中鐵集團(tuán)下屬唯一一所高職院校。我校每年為國(guó)家高速鐵路建設(shè)、城市軌道交通建設(shè)、土木工程檢測(cè)、道路橋梁建設(shè)等方面輸送大量的優(yōu)秀人才。作為一個(gè)歷史悠久的老牌土木工程類院校，我校在大一第二學(xué)期開設(shè)了《工程材料》這門課程。由于近些年高考不斷改革，高中化學(xué)知識(shí)刪減了很多，又由于高考適齡生源的減少，以及一些二本院校招生門檻的降低，使得我校招生學(xué)生的素質(zhì)降低，此外，作為三年制高職教學(xué)的補(bǔ)充，五年制高職的學(xué)生沒有經(jīng)過高中系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，化學(xué)知識(shí)更是為零，學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)不能夠滿足《工程材料》這門課程的學(xué)習(xí)，因此，需要在講授這門課程之前，前修一部分化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，現(xiàn)結(jié)合我校的實(shí)際情況，前修基礎(chǔ)課程并沒有充足的課時(shí)，也不能像高中化學(xué)教學(xué)那樣，重視基礎(chǔ)，精講運(yùn)算，因此我們針對(duì)學(xué)生后學(xué)專業(yè)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，總結(jié)出三個(gè)必須掌握的化學(xué)知識(shí)模塊，即金屬元素及其化合物、硅酸鹽工業(yè)基礎(chǔ)、有機(jī)物及新型高分子材料，便于學(xué)生學(xué)習(xí)掌握，為后續(xù)《工程材料》課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

1金屬元素及其化合物

《工程材料》主要講述建筑材料的性能和使用條件，現(xiàn)階段建筑工程中常用的金屬材料又可分為黑色金屬，例如鋼、鐵、及其合金等，還有有色金屬包括銅、鋁及其合金。從事土木工程建設(shè)的技術(shù)人員必須了解和掌握這些材料有關(guān)的知識(shí)，土木工程材料是一切土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料決定了建筑的形式和施工方法，因此我們的學(xué)生要想學(xué)好這部分知識(shí)，就必須先要掌握金屬元素及其化學(xué)物有關(guān)的基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)。金屬及其化合物知識(shí)點(diǎn)較多，由于學(xué)時(shí)有限，我們只能選取與專業(yè)課聯(lián)系比較緊密的內(nèi)容重點(diǎn)講解。例如：鋁、鐵、銅三種金屬及其化合物的性質(zhì)是重點(diǎn)講解的內(nèi)容。鋁元素存在的形式主要是鋁土礦，鐵元素能夠以游離態(tài)的隕鐵和化合態(tài)的鐵礦石存在；鋁粉可以制成銀粉（白色涂料）；鐵（鉻、錳）為黑金屬，其余的都為有色金屬；金屬鋁既能和強(qiáng)酸反應(yīng)，又能和強(qiáng)堿反應(yīng)；金屬化合物與酸和堿的反應(yīng)；常用的金屬冶煉方法及原理，例如，電解法冶煉鋁，熱還原法冶煉鐵，濕法冶煉銅等；其中最主要的還是工業(yè)煉鋼、煉鐵的原理。工業(yè)煉鐵的主要原料是石灰石、鐵礦石、焦炭，在煉鐵高爐中發(fā)生三個(gè)化學(xué)反應(yīng)這樣可以得到生鐵，生鐵可以作為煉鋼的原料，把生鐵冶煉成鋼的過程，就是除去大部分硫、磷等有害雜質(zhì)，并且適當(dāng)?shù)亟档蜕F里的含碳量，調(diào)整鋼里合金元素含量到規(guī)定范圍之內(nèi)。煉鋼時(shí)常用的氧化劑是空氣、氧氣或氧化鐵，主要化學(xué)方程式：大量鐵變成氧化亞鐵，調(diào)整硅、錳的含量，同時(shí)降低碳量，除去FeO，因它會(huì)使鋼具有熱脆性。

2硅及硅酸鹽工業(yè)基礎(chǔ)

建筑工程中把能夠?qū)⑸⒘畈牧希ㄈ缟白印⑹拥龋┖蛪K狀材料（各種磚或者砌塊）粘結(jié)成為具有一定強(qiáng)度的整體材料，成為膠凝材料。膠凝材料根據(jù)化學(xué)成分可分為無機(jī)膠凝材料和有機(jī)膠凝材料，其中無機(jī)膠凝材料又可分為氣硬性膠凝材料，例如石灰、石膏、水玻璃等，而水硬性膠凝材料主要為各類水泥。作為土木工程專業(yè)的學(xué)生，在學(xué)習(xí)這部分知識(shí)時(shí)要作為重點(diǎn)內(nèi)容。因此我們?cè)谥v述這部分知識(shí)點(diǎn)時(shí)，首先要求學(xué)生要對(duì)這幾種材料的化學(xué)成分、反應(yīng)方程式有一定的了解，并且知道它們之間的聯(lián)系。主要講述的內(nèi)容包括硅的性質(zhì)及應(yīng)用；二氧化硅的性質(zhì)及用途，硅酸鹽工業(yè)主要包括玻璃、水泥和陶瓷，這三種產(chǎn)品都是建筑工程中常用的材料，尤其是水泥，因此，學(xué)生要掌握這幾種產(chǎn)品的制備原料、設(shè)備、反應(yīng)原理、主要成分、特性、種類及用途。以水泥為例，其制備原料為石灰石、粘土和石膏（適量），設(shè)備為水泥回轉(zhuǎn)窯，具有水硬性，水中空氣中都可以硬化，是不可逆過程。

3有機(jī)物及高分子材料

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)材料的需求越來越多，對(duì)材料的性能要求也越來越高，新型高分子復(fù)合材料越來越受到人們的重視。有機(jī)物知識(shí)點(diǎn)繁多，需要學(xué)生掌握的知識(shí)點(diǎn)主要包括：烷、烯、炔烴及笨和笨的同系物基本組成及化學(xué)性質(zhì)；烴的衍生物的重要類別和各類衍生物的重要化學(xué)性質(zhì)，包括鹵代烴、醇、醚、酚、醛、酮、羧酸、酯，硝基化合物等等；重要的有機(jī)反應(yīng)及類型，包括：取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、消去反應(yīng)、水解反應(yīng)、熱裂化反應(yīng)，聚合反應(yīng)、中和反應(yīng)；高分子材料是由可稱為單體的原料小分子通過聚合反應(yīng)而合成的，包括碳鏈高聚物、雜鏈高聚物、元素高聚物，四類主要高聚物反應(yīng)包括：加聚成碳鏈、縮聚成酯鏈、縮聚成肽鏈、酚醛（或酮）縮聚。傳統(tǒng)高分子材料包括塑料、橡膠、纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等。其中，塑料、合成纖維和合成橡膠已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與人民日常生活所必不可少的重要材料。而新型高分子材料的性能更優(yōu)越，應(yīng)用更廣泛，既具備了傳統(tǒng)高分子材料機(jī)械性能，且在一定領(lǐng)域有特殊用途的若干種新型材料，例如有高分子分離膜、仿生的高分子材料、醫(yī)用的高分子材料、液晶高分子材料、導(dǎo)電塑料等等。兩者在化學(xué)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)劃分上，是基本一致的，只是合成難度上、實(shí)際用途上、出現(xiàn)時(shí)間上有差異。從事建筑工程的技術(shù)人員都必須了解和掌握土木工程材料的有關(guān)技術(shù)知識(shí)。土木工程材料是一切土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料決定了建筑形式和施工方法。因此要學(xué)好這部分知識(shí)非常重要。知識(shí)的積累和學(xué)習(xí)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，不能一蹴而就，要循序漸進(jìn)，要想學(xué)好專業(yè)課，就必須要先學(xué)好基礎(chǔ)課。

作者：張巍 單位：哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)教育學(xué)院

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