1 无机非金属材料的发展动态
1.1 低维化发展
低维化发展主要表现在宏观上和微观上两个方面。宏观上的低维化是从体材料向薄膜材料和纤维材料的发展。例如现代信息功能器件如微电子和光电子等都是由集成化, 在这期间主要应用的就是薄膜材料。薄膜材料的特殊作用更加体现在结构材料也用薄膜来改性,是结构材料增强、增韧耐磨等效果。而作为结构复合材料主体的纤维也同样起着尤为重要的作用, 如光通信中光信号的放大、调制、选模等都是通过纤维来完成,最终形成纤维光路和光网。而从微观上看低维化, 即无机非金属材料的织构与结构上的尺寸如毫米、微米趋向纳米。目前人们更加关注的是纳米尺度上的超晶格薄膜、纳米线到纳米点材料的结构中, 在以后的发展中更是以纳米器件为中心来研究纳米材料的合成、组装等性能进行调控。
1.2 复合化发展
作为无机非金属材料与金属材料和有机高分子材料的复合化发展趋势。复合化的最终是以应用为目标, 如无机非金属材料已广泛应用在钢筋混凝土、玻璃钢等方面其中主要就是用有机高分子与无机玻璃纤维来组成, 这种结构材料为主的复合材料, 这也是复合材料具有单一材料所无法满足的是使用功能,更是建筑材料发展趋势。
1.3 智能化发展
作为材料的只能花是人们关注的焦点,材料的智能化即是材料性能的多元化,等接受外部环境变化的信息, 并能实时进行反馈。智能化功能材料大部分为多片压电和铁电陶瓷的复试结构, 目前应用领域较广的建筑智能化,提高建筑材料的安全性智能等方面。
1．4 节能、降耗的发展
由于传统无机非金属材料产业是一个相对能耗高、环境污染严重的领域。随着可持续发展观的提出, 要全面、协调、可持续发展的理念, 就必须改变这种落后的传统生产方式和经营理念,进行科研研发,探索出低能耗、少污染的新的合成工艺,提高产品性能和节耗的技术途径, 改变生产结构和合理的利用方法。如汽车和柴油机尾气三效催化剂或者是载体材料以解决汽车和柴油机的尾气处理方案。特别是建材行业是环境材料的一个重要领域,尤其在我国具有特别重要的意义。我国目前的建筑材料工业每年毁田6～10万亩,耗土石50亿t、标准煤2亿t。排放二氧化碳61591亿t,占全国总排放量的35%～40%。因此,我国急需发展节省资源和能源及环保型生态建材;有益于健康及净化功能的生态建材;拓展生存空间和增加可利用资源的生态建材。
2 无机非金属行业存在的问题
我国在传统的无机非金属材料发展中很多大的问题, 与其它的发达国家相比都有着很大的差距,主要基于以下几个方面。
2.1 产品等级较低。在传统的无机非金属材料中,无论是水泥、玻璃等产品等级普遍的偏低。就拿水泥来说,发达国家的平均强度占90%,而我国的平均强度仅为50%,总的来说就是生产的品种处于低级水平。
2.2 资源消耗高和能源消耗高。由于大量的无序开采和未能充分利用有限的资源,就造成了极大的浪费。而在能耗上更是大量的消耗, 突出表现在水泥生产和消耗的问题上。
2.3 资源的高消耗和能源高消耗,最终也就带来了严重的环境污染。如大量的排放粉尘,致使空气清晰度严重受到损失,严重的更造成了人们患上疾病危害到人们的身体健康。
无机非金属新材料研发存在的问题。由于经济条件的限制, 我国目前仍处于发展中国家的水平, 与发达国家仍然存在相对大的缺陷,目前的情况来看,也是相应的取得了明显的成绩。但是还是存在差距,基于以下几个方面的原因。
2.4 技术落后和基础设备的落后。由于我国经济条件的影响, 对无机非金属材料的研发的起步较晚,所以对科研费用和人力投入,都存在着相应的不足,致使最关键的因素核心的技术没有掌握。无机非金属新材料工业,不仅是光有技术,制备技术也相应的落后, 生产能力低, 效率低等因素,就直接影响了高科技产品质量。
2.5 无机非金属本身的材料性能低、品种也不齐全。由于研发就必须要由相应的无机非金属材料的原料, 很多的关键配套材料还需要进口。这就使得材料性能低、质量差的问题的存在。当然还有技术装备落后等因素等等条件的限制。由于出现了这些问题, 所以在以后的发展无机非金属材料的同时我国也应制定相应的法案去解决存在的不足,改变现状,最终使无机非金属材料的发展实现快速、健康、稳定的发展。
3 无机非金属材料发展的、建议
3.1 从国家的角度来看,政府应该加强在建材工业发展的产业化结构调整, 并且合理引导相关的企事业单位, 使其朝着正规化、可持续化的发展战略。
3.2 从法律的角度来看,政府要相应的制定相关的保护无机非金属,防止乱开采,导致大量的无机非金属新材料的浪费,要充分利用法律的严肃性打击不法分子对新材料的破坏。
3.3 从市场竞争的角度来看,要尽快制定适应我国市场经济发展和科研体制改革,加大投资力度和项目的审核,最终保证无非金属新材料的研发、生产的制度化发展。
3.4 从企业的角度来看,必须要促进形成如干个有国际竞争力的大型建材工业集团, 建立以企业为主导的新型建材工业科技创新体系, 以提高无机非金属新材料品种的多样性, 当让更应与国际接轨。
3.5 从人才的角度来看,必须加快人才的培养, 不断进行革新无机非金属的教育设置,把最新本产品的相关领域和研发,写入教材中使得对无机非金属的学习, 培养对无机非金属新材料人才。例如重视基本的物理、化学原理的基础作用,加强原始创新, 最终使无机非金属材料更好的应用到信息、能源、交通、生物医学、生态环境和国防事业中区, 为我国的经济建设提高到一个更高、更好的平台。
4 结束语
新材料是发展高新技术的物质基础,新材料及与其直接相关的研究领域,如信息存储材料、微电子材料、生物材料、纳米材料、超导材料及高温电子学等,在当今高新技术领域及未来技术中均占有重要地位。因此世界各国都给予高度重视,很多国家把新材料的研究与开发列为关键技术。而在新材料中,新型无机非金属材料又是特别活跃的领域,在整个新材料中占据主要地位。它对我国的、对世界各国来说都是一个新型的产业, 更应抓住这个机遇去研发、去运用到更行各业中,提高国家的更项水平,当然困难也是与此存在的,所以要克服困难, 迎难而进, 创造出新的佳绩。
无机非金属材料的基元是某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后，随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。无机非金属材料常见种类有二氧化硅气凝胶、水泥、玻璃、陶瓷。
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1师资建设方面
无机非金属材料工程专业实验师资建设应遵循年龄结构均衡、职务结构合理和学历结构高层化的建设原则，在师资队伍发展方面，注重引进人才，同时从科研和教学两方面培养青年教师。材料实验中心现有专职教师5人，应加大人才的引进，鼓励高学历及高职称教师参与专业实验教学及实验室建设和管理，鼓励实验室人员不断深造和充电，加强自身修养和业务水平，鼓励实验室人员积极参与科学研究。力求经过几年的努力，使教师年龄结构日趋合理，教师学历和学位层次明显提高，职称结构平稳，师资队伍结构全面优化，现已形成一支富有奉献和创新精神、治学严谨、相对稳定的教师队伍。
2专业实验课程体系建设
无机非金属材料工程专业实验课程体系建设要从培养无机非金属材料行业生产一线的工程应用型本科人才出发，以素质教育为主题，以工程教育为主线，把人才培养与社会需求紧密结合起来，把材料学科及产业发展与传统办学特色紧密结合起来，把材料科学与材料工程紧密结合起来;把培养工程意识和工程能力与培养学习习惯和学习能力有机结合起来，把适应近期就业的针对性专业训练与适应职业变换的能力教育有机的结合起来［3］。在无机非金属材料专业实验课程体系建设中要注重以下几点:⑴以“深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养”为宗旨，根据无机非金属材料工程专业培养目标、要求，构建“大材料”学科共同的知识和技能平台实验室;⑵注重我院专业特色，充分体现土木工程材料的特点;⑶实验课程设计不完全依附理论教学，充分体现实验教学自身的作用;⑷增加综合设计性实验，充分体现学生的创新性;⑸编写自己的实验指导书，注重启发性教学，加强探索性引导;⑹专业实验课程应及时体现无机非金属材料的最新进展。
3实验室建设
无机非金属实验室的建设要根据专业培养计划开展，考虑到我院的经济状况，可采取整体规划，逐年完善的方针进行建设。经过近几年的发展建设，无机非金属专业实验室已有初步的雏形，但实验室建设仍然面临场地不足、设备老化、设备配置不合理、设备购置混料等一系列问题。考虑到我院土木建筑材料的特色，要加强这方面的建设，首先建设一条模拟水泥生产线，并开辟一块土木工程材料原料堆放场地。最后还要加强材料性能评价实验室的建设，争取配备一些先进的性能测试设备，争取在未来的几年内把无机非金属实验室建设成配置有大量国内外先进的实验设备，可进行先进材料的制备、结构分析、材料性能评价等实验，实验教学条件已达到省内一流先进水平的现代化实验室。
4实验室管理建设
加强实验室管理建设，是提高实验教学质量的保证。在实验室管理建设中，要规范与完善规章制度，在实验室工作中建立激励机制。完善实验室和仪器设备的责任制管理制度。分别制订实验室和仪器设备的责任制管理制度，由专人负责对贵重仪器和低值仪器设备分别进行分类管理。单价5万元以上的贵重仪器，除实行专人责任制管理外，并逐件建立仪器档案，仪器档案上交由学院综合档案室统一管理，既使贵重仪器实现了全院资源共享，也强化了管理。建立激励机制，实行工作业绩与晋升职称、津贴分配等挂钩的考核制度，有力地促进了实验室的管理建设。结合学院的有关规章制度，每学期进行一次考核，根据量化的考核标准，把考勤情况、实验室教学和科研工作量以及工作效率等综合考核结果，直接与个人的晋升职称、津贴分配等直接挂钩，鼓励多劳多得，优质优酬。加强开放实验室的管理机制［4］，制定具体开放流程，理清责任。实验室开放时，必须有指导教师值班，负责做好教学秩序、器材供应、实验室安全等管理工作，并认真做好实验室开放记录。学生进入实验室实行登记制度，在实验室进行实验应遵守实验室的各项规章制度。损坏仪器设备的需按有关规定处理。
我国的经济发展为目前的无机非金属材料工程专业的改革提供了方向，做好基础性、根本性、原则性的工作任务是目前应该完成的要求，教学体系的改革首当其冲。当前专业的培养目标是：培养政治上合格的，在无机非金属材料学科领域内有广阔而扎实的理论基础、适应能力强、具有创新精神和技术开发能力的高级专门人才。无机非金属材料工程专业的课程体系改革应该从以下三个方面着手：首先加强科学基础以及计算机基础技术的学习，随着科技的发展，科学技术无疑成为了影响社会生产的第一要素，强化学生的自然科学基础能力同时结合计算机技术的适用，在加强其对自然科学本质理解的情况下，显著提高其运用科学技术解决基本问题的能力和速度；其次是重视对工程基础的学习，在无机非金属材料工程专业中，基础知识的学习能提高学生的工作适应能力，掌握了工程技术的共同理论、共同技术，即使就业工程中专业知识有所偏差，也能利用基础知识弥补，强化学生适应人才市场缺口的问题；最后，建立完善的学科专业知识实践教学平台，为了培养更全面的应用型人才，针对地方经济发展以及人才缺口方向，加大对实践教学环节的重视有利于让学生走入工作岗位就能迅速为企业创造产业价值，理应成为本次教学课程改革的重点，因此强化无机材料科学基础、热工基础以及水泥等研究方法和实验等实践环节至关重要。具体到应用步骤，应加大对每一个环节的检查力度，教师做出相应的实践要求，一环扣一环，分步完成。保证学生的实践环节无论是设计或是草图绘制等阶段都有配套的记录，以便于对实践教学质量的控制。同时，让学生运用所学知识进行实验，从事实验操作并对实验结果进行数据处理、误差分析，有助于观察问题、解决问题能力的提高。
2建构应用型人才培养体系
首先，建立一支教学水平高、技术能力硬、思想素质好的师资队伍，形成应用型学科的专兼职教学建设。“兵熊熊一个，将熊熊一窝”，一位高水平的教师给学生带来的好处是其他方面无法比拟的。教师不但要具有渊博的理论知识，更应该在实践教学上给学生正确的指导，从一开始就避免学生走入操作的误区。同时，学校可以与相关大型企业建立起互动关系，建立教学激励机制，鼓励教师与一线工作者多多交流，培养教师的创新能力；聘用基层工作经验丰富的技术骨干在学校担任客座讲师，让企业的技术人员向其讲解各个生产线的优缺点，保证本专业学生能够迅速掌握一线工作中的先进技术和经验，以帮助其迅速掌握学习中的要领，从而适应工作的需要。其次，积极开展与当地的企业相互合作，建立一批质量较高、相对稳定的校外技术实训基地；将校外实训基地建立在当地的相关企业内部，充分利用生产技术骨干和先进的生产设备；同时利用学校的实验室，“材料制备技术”、“工程测试技术”、“材料表征技术”三大课程实验及“专业综合实验”为建设重点，充分利用校内外的教学资源，把实验室打造成技术培训和理论知识结合的基地以满足应用型人才的培养工作。最后，要革新学生考核体系，开展校内证书认证制度过去的一卷考核体系已经不适应当前学习的需要，考生在考试前简单突击一下就能随意应付过去，为了让学生从深入理论研究，可以开展论文考察等形式，高屋建瓴的从应用的角度掌握理论的知识。目前，专业证书代表了各专业的等级水平，也得到了社会的承认。学校可顺应潮流构建校内证书认证制度，建立奖励机制，将职业资格证书引入人才培养机制，以鼓励学生多多考取专业资格证书，强化基础专业的理解，拓展相关知识的学习。
关键词：无机非金属；应用现状；发展趋势；探析
随着我国经济的不断的发展，各个领域对于能源的需求量随着不断地增大，无机非金属材料在各个行业的发展中有着非常重要的作用，无机非金属材料的良好的发展将对于我国经济发展有着非常重要的作用，所以要加快无机非金属材料的研究开发，为我国国民经济的发展做保障。
1、无机非金属材料概况
当前无机非金属材料已经在各个行业得到了广泛的应用，无机非金属材料主要的有以下几个方面的优点：整体性，无机非金属材料具有比较稳定的化学性质，其一般不容易发生老化和风化现象，在耐久性和有效性上也符合要求的标准，具有很强的整体性。防水性能，无机非金属材料的结构非常紧密，具有较好的防水渗透能力，其可以有效的防止雨水和地下水的渗透；防火性能，因为该材料本身为无机物，其是属于非燃烧类的材料；耐候性强，无机非金属材料使用的面积比较广泛，其广泛的应用于温带、热带和寒带，并且还能够在干燥、潮湿等气候比较差的环境中起作用；抗腐蚀性，无机非金属材料的化学特性和物理特性决定其具有一定程度的防腐性；
2、无机非金属材料应用现状
2.1传统无机非金属材料存在的问题
我国传统的无机非金属材料在发展的过程中存在着很多的问题：首先其产品的等级比较低，在传统的无机非金属材料中，大多数的产品的等级都是比较低的，比如：水泥的质量，我国水泥的平均的强度仅为50%，而发达国家的水泥平均的强度占90%，其质量严重的不合格；其次是资源的消耗和能源的消耗比较高，由于当前资源的无序的开发和未充分的利用，造成了没必要的能源的浪费，在其能耗上更是有着大量的消耗。相应的资源和能源的高消耗，从而是环境受到了严重的污染，这将直接的影响到人们的健康，造成不必要的疾病的发生。
2.2无机非金属新材料研发存在的问题
我国当前在无机非金属材料的研发上虽然取得了不错的成绩，但是整体上距离发到国家还有很大的不足。其主要的表现在基础设施和技术相对的比较的落后，我国对于无机非金属新材料的研究开发的起步比较晚，对于科研的费用以及相应的人力的投入还不是非常的充足，这也就严重的影响了无机非金属新材料的开发的力度。另外我国的制备技术也比较的落后，其相应的生产能力和生产的效率都比较低，这样会严重的影响到无机非金属材料产品的质量和生产的效率。此外就是无机非金属材料的本身性能比较低，其相应的品种也不齐全，在新材料的研发过程中要使用相应的无机非金属的原材料，许多关键的配套原材料还需要进口，这样就会导致材料的性能和质量存在着不少的问题，同时还会受到技术和设备落后等条件的限制，这样就严重的影响到非金属材料研发的进行。
3、无机非金属材料发展的趋势
3.1低维化发展
无机非金属材料会向着低维化的方向发展，在低维化的发展上主要的表现在宏观和微观两个方面，在宏观上面低维化是从体材料向薄膜材料和纤维材料的发展，现代的信息功能器件一般如光电子和微电子等都是由集成化，在此期间主要所使用的就是薄膜材料。薄膜材料的特殊的作用主要的体现在结构材料也可以使用薄膜来改性，从而使结构材料的整体的性能增强。另外作为结构复合材料的主体的纤维同样的也起着重要的作用，比如：光通信过程中的光信号的调制、放大以及选模等一般都是通过纤维来完成的，使其最终形成了纤维光网和光路。从其微观上来讲，无机非金属材料的结构和织构上的尺寸都是非常小的，当前人们更加的关注的是纳米尺度上的材料，在无机非金属材料主要的是向着纳米材料的合成和组装等方向发展。
3.2复合化发展
无机非金属材料向着复合化的方向上发展是必然的发展趋势，其复合化方向发展的最终是以应用为目标的，当前无机非金属材料已经广泛的应用到钢筋混凝土以及钢玻璃等方面，其主要的是使用有机高分子和无机玻璃纤维所组成，此种结构材料为主的复合型材料比一般单一的结构材料更加的具有使用的价值，更加的符合当前时展的趋势。
3.3智能化发展
材料的智能化已经成为当前人们所关注的焦点，材料的智能化主要是指材料性能的多元化，能够接受到外部环境变化的信息，并且能够及时的进行反馈。智能化功能材料大部分为多片压电以及铁电陶瓷的复试结构，当前的主要的发展方向是建筑材料的智能化的发展，提高建筑材料的安全的使用性能。
3.4节能和降耗方向的发展
传统的无机非金属材料是一个环境污染严重以及相对的能耗比较高的发展领域。随着可持续发展战略的提出，在各个行业中的发展中要坚持可持续发展的理念，为此就要改变传统比较落后的经营的理念和生产方式。在未来无机非金属材料中的发展中，要进行科研研发的力度，探索出相对污染小并且能耗低的新型的合成工艺，从而使产品的性能得到提高，使无机非金属材料的生产结构更加的合理完整。
总结
无机非金属材料由于其良好的性能，以及被应用到生产生活中的各个领域中，其对于我国经济建设的发展起着非常重要的作用，其的发展带动了各个科学领域的创新，推动了科学技术的快速的发展。
参考文献
[1]舒凯征.国内无机非金属材料的应用与发展概述[J].科技资讯.2012，10（11）：67-72
科技的高速发展，使更多高性能的材料的发现和应用成为可能。无机非金属材料以其优良的耐腐蚀性等特点被应用在防腐工程特别是管道防腐之中，这种材料其实又称陶瓷材料，有传统陶瓷与精细陶瓷之分。无机非金属材料具有其他材料无法比拟的优点，在声、电、光、磁等方面都具有特殊的功能，其中质子导电性无机非金属材料十分具有研究价值。
1 质子导电性的无机非金属材料发展概述
关于质子导体的研究早在20世纪初就已经出现并寻找到了银离子导体，其中还具有现今为止常温下最高的导电率的导体。但是银离子导体在性能上很不稳定，价格又很高，很快就被后来出现的铜离子导体给取代。铜离子导体中存在着迄今为止具有最高导电率的固体电解质，因为其具有与银离子导体相似的性质，价格有比其低很多，故收到了人们普遍关注，之后又发现了其他的离子导体，质子导电体是在20世纪70年代被发现的[1]。最近几年全球都十分关注能源相关的研究领域，具有质子导电性的无机非金属材料在功能上又十分特别，所以对这一领域的研究一直未中断过。
到目前，已经被发现的质子导电性的无机化合物主要包括：水合物型、氢键型、β-Al2O3型、氢嵌入型、晶格缺陷型，下面对这几种类型简单加以介绍。
水合物型的导电体，它的构造之中含有一些结晶水，如果在通电的状态下，水分子之间就会通过质子传递来导电。这一类型的导体如果在室温的条件下，导电率会相当高，而如果温度在此基础上升高，其结构之中的结晶水很容易流失，导电率就会明显的下降。
氢键型的质子导体是通过氢键连接离子团或者分子，使其形成链状或者是骨架类的结构，同样可以在通电的条件下，利用质子传递导电。氢键在高温时容易遭到破坏，使其本来连接在一起的结构分解，导电率会相应的降低。
β-Al2O3类的质子导体可以分为三种类型，而当制备的方法不一样的时候，又可以分成两种不同的类型。这其中的各种类型都具有高低不同的导电率，出现这种不同是由于结构中的质子能量降低，形成低能扩散的途径[2]，所有的类型在温度升高时都会降低其导电的效率。
氢嵌入型的质子导体中H+体积很小，对于部分晶体晶格的间隙可以很轻易的嵌入其中，在通电的条件下，H+会在晶体间隙之中进行定向的移动，从而导电。氢嵌入类型的导电体导电是通过电子进行导电为主，其质子的导电性很低，所以应用的价值也不大。
晶格缺陷型的质子导体，比之前的几种具有质子的导电性质的无机化合物发现的要晚，那些含氢的导体在高温的状态下会降低其导电性或者导电性直接消失，所以不适合在高于300摄氏度的状态下应用。后来发现的氧化物烧结体在一定条件下呈现电子导电性，但是当处于高温状态下，会产生水蒸气或者氢气，这时其电子的导电性就会降低，而质子的导电性反而增加，温度如果达到一定的标准，就能够基本上完全显示质子的导电性[3]。由于这种材料可以在高温状态下导电，所以在应用价值方面很高，也在现实中得到相应的应用，并取得一定成就。
2 质子导电性无机非金属材料的应用
2.1 氢传感器
一些陶瓷以SrCeO3、CaZrO3、BaCeO3作为母体，它们是固体的电解质，其中一端的H2压力较大，是负极，而另外一端的H2压力则较小，就是正极，从而形成了氢浓差电池。可以用测试电池对这种氢传感器进行检验，这样的电池性能稳定，又是固体的电解质，所以使用起来特别方便。
2.2 含有氢化合物的传感器
这种测试电池可以测试氢的含量，特别是可以在高温状态下测试空气中的氢化物，比如空气中的碳氢化合物或者水蒸汽等等。可以通过电动势的计算得出空气中水蒸气的含量，也可以在工业中加以应用，比如在工业烧结的过程中，为了提高熔融金属的品质，去除其中的氢，就可以应用这种传感器测定其中的氢含量。
2.3 燃料电池的应用
燃料电池多采用氧离子导体作为其电解质，现在的燃料电池也会采用质子导体作为固体电解质，后者相比前者而言，在使用上要方便许多。因为质子导体作为电解质的这类燃料电池，它的燃料电极之上根本没有水产生，所以燃料不需要进行循环[4]。而且，如果从热处理的角度来进行考虑，燃料电池中具有碳氢化合物的，如果产生氢气就会当作燃料被消耗，剩下的物质可以产生其他有用的产品。
2.4 可以应用在蒸汽电解产生氢气中
用质子导电性的无机非金属材料方法，可以获取极高纯度的氢气，那是由于这样的电池之中，质子是唯一可以由正极移动到负极去的导电体。
2.5 氢分离与氢泵
可以利用质子导电性的无机非金属材料制作出氢泵，只需要进行一步操作，就可以在高温的状态下将气体的混合物之中的氢气分离出来，而且分离的速度和效率很方便控制。
2.6 应用于蒸汽泵中
常温常态下的水蒸气可以通过在阳极进行放电从而产生质子，这些质子可以移动到阴极那里去，并且在阴极发生反应，通过空气中的氧气生成水或者是氢气等等。可以利用这种蒸汽泵去调节和控制高温封闭环境的湿度，也有人在高放射条件下的同位素浓缩中进行这一方法的应用研究。
2.7 氢化或者脱氢中的应用
用具有质子导电性的无机非金属材料作为固体电解质，与其他化学反应比较，在进行氢化和脱氢时，优势很明显。被进行氢化或者是脱氢反应的化合物，与生成产生的氢气是相互分离的，可以用电流对反应的速率进行有效的控制，电极电势不但可以控制氢的化学性，还可以控制催化性以及选择性。
3 总结
具有质子导电性的无机非金属材料在应用中与其他非质子的材料相比，都具有一定的优势。随着人们对其关注程度的加深，这种材料在今后的前景将更加广阔，相关研究会更全面系统，应用也会更广泛。
【参考文献】
[1]张义顺，李小雷.传统无机材料的现状及新材料的发展趋势[J].焦作工学院学报（自然科学版），2000（6）：471-474.
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（a）-0172-02
无机非金属材料工艺学课程是南京信息工程大学材料物理专业学生的专业基础课程，针对我校建设应用型人才的培养目标，该课程具有专业特点的主干专业基础课，无机非金属材料工艺学课程对传统三大工艺学（水泥工艺学、玻璃工艺学、陶瓷工艺学）进行了优化整合，从多方面阐述了无机非金属材料工艺学中的基本概念、基本理论以及基本工艺过程等规律。该课程目的是使学生通过本课程的学习，掌握无机非金属材料的制备原理、生产工艺过程中的共性及特点、生产过程中的物理化学变化，并使学生对无机非金属材料（特别是水泥、陶瓷、玻璃材料）的性能、生产过程和应用有较全面的了解。该课程注重对学生专业技能的培养，是一门综合性强、理论与实践相结合的课程[1～2]。
近几年来，作者对“无机材料工艺学”课教学方法进行了不断探索，在从事几年的无机材料工艺学课程的教学工作基础上，认识到教师若是在授课中只是一味的向学生灌输知识，而不注重与学生的互动，表面上教师教课效果很好，课堂学生的纪律性也很好，但学生在课程学习过程中注意力明显不足，对课程的知识点也了解很少，而临到考试学生往往采取突击的方式或者以老师划重点帮助复习的方式来通过考试，因此作者提出一改考试这种方法来单一检验课程的教学效果，而是提出在课堂上要注重改革教学内容，采用布置课外调研题的方式来提高学生学籍的积极性和思维能力，在考核方式上采用试卷、专题报告和答辩相结合的这一全新的考查方式，进一步开拓师生互动、大学生研究性学习和展示创造能力的更大空间[3]。
1 课程教学面临的问题
近几年，我国很多高校建立的专业人才培养体系，着重强调大学科和宽口径的特点，大学科的基础课程门数增多，我校材料物理专业学生，在基础课程上要必修很多基础课程如大学物理、理论物理、固体物理、物理解析方程、以及现代物理专题等，在专业课程上强调宽口径特点，既除了材料科学与基础理论课程外，还有陶瓷材料、高分子材料、金属材料、磁性材料、复合材料、以及环境材料等，然而大学科和宽口径专业课程设置与学生在校恒定总学时之间存在突出矛盾，例如：各课程的课时比20世纪90年代前大大减小，出现了越是大学科和宽口径的学校，越没有明显专业的局面。但提高教学质量、发挥学生的主管能动性是教师始终追求的教学效果。然而，教师如何在较少课时内保证甚至提高教学质量，是需要首先求解的问题。
其次，很多专业课程的开设时间多半安排在大三下学期，而这一学期恰恰是很多学生准备考研的时间，因此任课教师就要引导好学生正确处理专业课学习与考研复习间的关系。老师在专业课程的授课过程中要能够结合考研课程的重点内容，引导学生更好的学习，既解决了激活课堂、提高学生学习热情，同时又能帮忙学生更好地面对考研。
最后，学生在大学拥有的自由时间很多，但很多学生却浪费在上网和玩游戏上，较少学生真正去研究自己所学专业的知识点和发展前景的。因此，教师在讲授专业课的同时，如何引导学生在课后自觉开展学习，是专业课教师要解决的第三个问题[4]。
因此笔者以无机材料工艺学课程教学为例，进行了一些改革和探索。
2 课程教学改革与研究
2.1 促进专业课程教材建设
教材建设是精品课程建设的重要组成部分，教材是保证教学质量的关键，是教学改革成果的集中体现。本课程选用山东大学王琦教授主编的《无机非金属材料工艺学》，该教材具有逻辑清楚、概念简单、实践环节充分等特点，该教材主要阐述了无机非金属材料工艺中的基本概念、基本理论、基本工艺过程及其共性规律，强调了无机非金属材料工艺的主要过程及其内在联系，包括原料及预处理、材料热加工、制品及制品加工以及材料性能等。作者也在致力于结合本系材料物理专业的特点，积极编写《无机非金属材料结构与物性讲义》及与课程配套的习题集，制订了“无机非金属材料工艺学”课程教学大纲，制作了多媒体网络课件，为课程建设和发展打下了良好的基础[5]。
2.2 改进课程教学方法
无机非金属材料课程教学采取“启发式”和“探究式”的研究型教学方法，为了调动学生的积极性，可以通过在课堂上提问、学生参与讨论以及学生专题报告等方式，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，提高学生的综合素质。通过学生的专题报告，培养学生理论与实践相结合的能力，有利于应用型人才和创新思维能力的培养。同时，在教学过程中教师还注意重点把最新的科技成果、创新思想以及最新的科学研究手段和方法介绍给学生，启迪学生思维，培养创新精神。
人在学习的过程中最常用的是“反省思维”，即产生疑惑、发现问题、搜集材料、逻辑推理以及解决问题。因此教师在教学中应该布置一些问题给学生，安排三到四个学生一组，查找相应的资料，运用自己所学的知识来找到解决问题的方法，使学生能够独立的思考，化盲目地接受知识为主动地思考，培养学生的逻辑思维能力[6]。
2.3 优化课程教学手段
在教学中应积极引入各种教学手段，如图像、视频等多种多媒体教学，教师充分运用多媒体教学手段，发挥其形象具体直观、图文清晰规范、信息量大、知识面宽的优势，运用多媒体将新材料制备通过多彩动画的形象描述和展示，能够将普通教学难以表达和阐述的教学中的重点和难点简单化、形象化，显著提高了教学效率，增强了教学效果，有利于调动学生的各种感觉器官参与教学活动，充分发挥其想象力。
采用多媒体教学，因注意灵活使用，切忌用大篇幅的文字，对于PPT的制作，教师也应认真对待，字体大小合适，色彩分明，图片清晰，对于传统教学中学生难以理解的抽象内容、复杂的变化过程以及工厂的实际生产过程等，可以通过视频动画形象、直观、清晰地展现在学生面前，例如通过动画将陶瓷的烧结过程形象地演示出来，可以让学生更好地了解陶瓷烧结过程的机理及影响因素[7]。
2.4 提高课程实践环节
无机非金属材料工艺学课程是一门实践性很强的课程，因此课程组始终遵循“以材料学科平台为依托，以学生实践能力、创新能力、科学思维能力和探索精神的培养为核心，重视和加强实验教学，理论教学与实验教学并重”的实验教学理念，强调知识传授和能力培养协调发展、实验教学与理论教学统筹兼顾的原则，建立多层次实验教学平台，鼓励学生积极参加课外科技创新活动，培养学生的理论联系实际能力、实践动手能力、分析与解决问题能力和科技创新意识。
本课程内容与无机非金属材料加工企业生产密切相关，课程教学中十分重视实习教学，让学生在理论的基础上培养动手能力和解决实际问题的能力。在课程的专业教学计划中有明确的实践性教学体系。通过金工实习、认识实习、生产实习，使学生对无机非金属材料加工工艺有较全面的认识，理论联系实际，结合已学知识理解生产过程采用的设备、工艺和操作方法，强化对专业基础课理论知识的认识，通过实习培养了学生的劳动意识，增强团队精神，培养思考问题和解决问题的本领[8]。在学期最后的毕业设计及论文中，学生要对自己所学知识进行总结、深化，上升到一个新的层面，为毕业后从事相关专业工作打下坚实基础。
2.5 改革课程考核方式
作者提出一改考试来检验教学效果的这一单一方式，提出在考核方式上采用试卷、专题报告和答辩相结合的这一全新的考查方式来检验授课效果。对于学生而言这是一种新考核模式，会有很大的兴趣，教师规定大的选题方向，学生可以根据自己的兴趣，拟定各自报告专题，大家的侧重点各不相同，通过在课堂上学生自己做专题报告的方式来检验学生对课程知识点掌握的情况。由于这种考核方式具有“学术交流”的性质，学生们选题各不相同，专题报告的方式也各不相同，在报告过程中学生不仅提高自己的表达能力，而且听取了其他同学的报告，参与全体同学的答辩过程，学生能够初步体会到什么是学术会议，什么是答辩考试。这样不仅锻炼了个人表述能力，更营造出一种学术氛围，在相互学习、相互促进的过程中，每个人的知识面得到很大扩充，无论是内容广度、深度、新颖性都会大大超越教师的讲授内容。
3 结语
总之专业课程体系改革是一个系统性，全面性，前瞻性的综合性工程。无机非金属材料工艺学课程教学改革，是材料物理专业体系整体改革的一部分。作为材料物理专业技术基础课程之一，它与一些后继课程相互依存、互为补充。在教学改革中，只有我们不断实践与思考，群策群力，才能为创新型复合型人才的培养奠定基础。
参考文献
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[2] 王东凤.浅谈《机械工程材料》课教学中学生思维能力的培养[J].教育教学，2009（1）：93.
[3] 刘月秀，刘辉.大学生研究性学习探析[J].中山大学学报论丛，2005，25（3）：111.
[4] 詹茂盛，李晓东.自出考题自评成绩——高分子材料课教学模式探索[J]，化工高等教育，2006（4）.
[5] 宋鹏，王琦.无机非金属材料工艺学课程的改革与建设[J].广州化工，2010（11）.
1.了解硅在自然界中的含量、存在、用途。
2.掌握硅的两种重要化合物――二氧化硅及硅酸的主要性质。
过程与方法：
1.初步养成自主查阅资料的能力。
2.养成联系、对比、归纳总结的学习方法。
情感、态度与价值观：
了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。
【教学重点】
二氧化硅的用途、性质，硅酸的性质。
【教学难点】
二氧化硅的性质、结构。
【主要教具】
【主要教法】
实验探究、引导、对比归纳。
【主要学法】
自主学习、思考、讨论。
【教学过程】
[导入新课]硅谷已成为世界各国半导体工业聚集区的代名词，也是高新科技的象征。
[师]既然硅这么重要，那么它是如何存在的，有些什么性质呢？
[板书]第一节 无机非金属材料的主角――硅
形式。
[师]硅在地壳中的含量居第二，仅次于氧。硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳总量的90%
以上。
[学生总结]它们最外层均为4个电子，既不容易得到电子，也不容易失去电子。
【教学反思】
本节课充分体现了元素化合物与自然界、社会生活的密切联
系，促进学生科学素养的提高。联系生产和生活实际，充分利用实物、模型及教科书中的彩图和插图，增强教学的直观性，有利于激发学生的学习兴趣。比如，可用生活事例（水晶、玛瑙）来说明SiO2质硬、不溶于水的性质。引导学生通过观察课本中的图片，观察陶瓷和玻璃制品等实物来了解硅酸盐的广泛用途等。
在教学中，采用了实验、科学探究等活动充分调动学生的学习热情，积极参与，主动地去发现问题―提出假设―验证分析―得出结论。提高了学生分析解决问题的能力，回避了传统教学法（碳和硅的对比教学）；冲破教学的重难点――二氧化硅和氢氟酸反应、
二氧化硅与氢氧化钠反应。
从课前预习和最后的活动探究来看，学生的阅读和获取主要
信息的能力较弱，对于“较强的酸制备较弱的酸”这类规律也不能很好地运用，此类问题还需要在教学中不断加以指导和强化。
中图分类号：TU198+.6文献标识码： A 文章编号：
Abstract: inorganic non-metallic materials due to its good material properties, has been widely used in China's building project. With the rapid development of science, people continuously improve the quality and performance requirements for building works. This article, based on the development of inorganic non-metallic materials, combined with its material properties, contact the characteristics of China's construction work, to explore the application of inorganic non-metallic materials in the construction works, want to be able to inorganic non-metallic materials in construction play a guiding effect.Keywords: inorganic non-metallic materials; construction; material application
无机非金属材料的概述
无机非金属材料的范畴
当今所谓的无机非金属材料科学是传统硅酸盐材料科学逐渐发展演变而来。自从20世纪40年以来，金属材料、无机非金属才来和有机高分子材料的研究越来越多，使得相关的材料产品也层出不穷，最终使得这三种材料成为社会各行各业的主要构成材料。从一定意义上说，社会物质的不断丰富，很大程度上是不断涌现的无机非金属材料引起的。
无机非金属材料的特性
在建筑行业，无机非金属行业已经有了不少的应用。作为一种固体无机材料，无机非金属材料具有稳定的理化性质，极强的整体性。建筑对整体性和稳定性材料有着很高的需求，这也就为无机非金属材料在建筑行业的应用找到了市场依据。无机非金属材料不易风化，耐久性和有效性上有着突出的表现，并且能够承受一般金属材料不能承受的高温，因此能够作为良好的防火材料。在结构上，无机非金属材料的内部结构紧凑，具有良好防水能力，能够有效地防止雨水或者地表水的渗透。同时，无机非金属材料对酸碱的反应不大敏感，这对于保证其长久的使用有着重要的意义。
国内无机非金属材料的现状
1、高技术陶瓷材料
高技术陶瓷材料的主要原材料是人工合成的超细高纯粉体，使用先进的材料成型方法，结合当代优秀的烧结工艺和加工技术技术而得到的一种具有很高强度的新型无机非金属材料。高技术陶瓷材料的性能好，附加值高，因此主要被应用在顶尖的国防工业材料领域中。高技术陶瓷具有高硬度、高刚度、耐高温、耐磨损的优良特性，能够用在集成电路、传感器和机械零件等诸多领域。在建筑物的易损伤处使用高技术陶瓷材料能够保证建筑整体强度。
2、纳米材料
纳米科学技术的不断发展为纳米材料的研制提供了便利，纳米材料是由极细的晶粒构成的，晶粒的尺寸一般处于纳米的尺度中。同微米晶体对比，纳米材料在材料光学、材料力学和材料地磁学上都表现出了优异的特带你。因此在凝聚态物理材料研究的领域中，纳米材料一直是一个热点。
3、复合氧化物与化学传感器材料
这种新型的无机非金属材料的形态多种多样，性能也各有千秋，功能也各具特色。目前对于这种材料的研究重点放在了一些具有特殊功能的材料上。例如：新型的半导体材料，能够极度灵敏地感知有害气体的材料等。多功能敏感材料有着对各种状况相当敏感的传感元件，并且这些传感元件的结构都比较简单、使用也相当方便，价格一般不高。因此多功能敏感材料在火灾报警、汽车尾气检测等方面有着重要的应用。
无机非金属材料在建筑行业应用的发展方向
节能、降耗的方向发展
传统的无机非金属材料常常是消耗能源的大户，世界资源逐渐枯竭的今天，节能、降耗成为了主体。如何建设处高质量的建筑，在很大程度上都是有材料工业供给的新型材料的决定的。因此新型无机非金属材料在建筑行业会想节能、降耗的方向发展。重视资源节约型、质量效益型、科技引导性的发展。例如：新型的墙体材料能够在保证墙体的稳定性的基础上，其优良的耐久性能够降低维护的费用，实现资源的节约，则中空玻璃的研制成功能够大大减少材料的使用。目前，大量重复的建设和低寿命的设计已经成为严重制约城市建筑建设的关键，因此现代化建筑就需要有高性能的无机非金属材料作为支持，从而较大程度上提高建筑的耐久性和材料的使用寿命。
复合型方向
复合型材料有着单一材料无法比拟的优良特性，拥有某些特殊的性能，这中优良的特性满足了建筑行业对材料的需要，合理使用复合型材料能够保证建筑功能取向多功能化。在当下的许多国家，例如：美国、西欧和日本等经济发达的国家，早已将无机非金属材料技术的研究发展在科学发展战略之中，并且处于有限发展的位置。美国就是这种现象的代表，为了巩固和保持器在高技术局势装备方面的优势，美国先后制定了《国家关键技术报告》和《先进材料与技术计划（AMPP）》，其中将复合型材料技术列为六大关键技术的首列，而日本也发表了相关性质的文件，支持和推动无机非金属新材料的研究。复合型的发展方向使得材料的工业化、产业化成为可能，对于促进无机非金属材料技术的创新和成熟提供了基础的条件。
小 结
在对无机非金属材料进行浅要概述之后，对我国的新型无机非金属材料的研究成果进行了介绍，对有着优良特性的高技术陶瓷材料、纳米材料和复合氧化物与化学传感器材料进行了相关特性的介绍，之后对无机非金属材料在建筑行业的应用进行分析，认为将会向着节能、降耗和复合型的方向发展，并且对于建筑行业的进步和建筑功能多样化前进有着推动作用。
参考文献：
近几年新型材料迅速发展，无机非金属材料从传统的硅酸盐材料水泥、耐火、玻璃和陶瓷材料，逐渐涵盖了包括由某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料，成为与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一，因此无机非金属材料相关产业成为国民经济中不可或缺的支柱型产业，各工科院校都增设了无机非金属材料专业。随着国家西部大开发政策的推行，内蒙古中西部呼包鄂地区的矿产资源为我国新型材料的发展注入了新的活力，除钢铁产业外，与煤矿资源、黏土矿、稀土矿和沙漠硅砂等相关的无机非产业也得到了蓬勃发展。因此，我国中西部高校无机非专业的学生培养宜与当地资源和就业要求相适应，具备自身的特点。
一、结合当地矿产及企业资源，因地制宜指引学生专业方向
内蒙古地区拥有丰富的矿产资源，除金属资源外，还有大量煤矿资源、黏土矿、稀土矿和沙漠硅砂等，这极大促进了本地区无机非金属材料产业的发展。如内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗三垧梁工业园区，地处蒙、陕、晋三省交汇处，陶瓷生产资源丰富，能源成本优势突出，高速公路、铁路主干线贴近工业园，物流运输十分方便，吸引了大量企业进驻，如陶瓷厂、电厂、氧化锆粉体制备企业、稀土氧化物加工企业等。另外，内蒙古地区地广人稀，太阳能和风能的开发成了热点。这些企业及产业的迅猛发展，需要引入大量高素质无机非金属专业人才。
内蒙古中西部工科院校生源的50%来自内蒙古，学生就业意向留在当地，因此，该地区的无机材料专业应有针对性地进行培养，既满足本地市场要求又解决学生就业问题。目前的主要方向包括水泥生产、建筑用陶瓷生产、稀土矿提取与加工、玻璃生产、耐火材料生产及光伏产业等，因此要根据学生兴趣加强这几方面的专业素质培养。
二、应新技术发展要求，加强创新型人才的培养
在专业人才培养方面，除了要求学生稳扎稳打地掌握基础知识外，还要应新技术的发展要求，全面提高个人能力，增强学生的创新能力。这就要求学生不仅夯实基础学科的知识，如数学、物理学和化学等方面的自然科学知识，以及专业学科知识如无机非金属材料的结构组成、材料的制备、材料的表征、材料的性能与应用的基本理论、基本方法及相关的基本实验技能等，还要增加交流拓展类学科的知识，如外语、计算机及信息技术应用等，工程技术类知识，如工程制图、工程设计基础、电工电子学等方面的知识，从而具备一定的创新能力，在设计、制备、研究新材料等方面展现出一定的素质。与此同时，除专业能力以外，学生还要具有良好的身体心理素质，具备良好的专业品质和与主要面向工作岗位相适应的踏实敬业、吃苦耐劳、团结协作的职业素养。
三、加强应用科学和实践教学，培养“上手快，留得住”的优质专业人才
工科院校的毕业生，普遍的就业对象是工矿企业，工作环境较枯燥和艰苦，很多学生的就业思想比较理想化，真正参加工作后往往觉得与想象差距太大，不能吃苦也不能坚持，对个人发展没有规划和定位，容易频繁跳槽。加强应用科学和实践教学，使学生认识到科学的价值和学习的目的，激发学生的学习兴趣，培养创造精神，使学生改变“眼高手低”的学习态度，增加专业知识，开阔视野，认识到本专业在国民经济和社会生产中的重要性。这就要求在教学环节中，加强实践环节的教育，让学生多进实验室培养动手能力，多进企业和厂区了解现场环境及工作要求、与企业领导接触、与技术人员沟通，有目的有方向地进行专业规划，制订学习计划，增强专业信心，且不好高骛远。这样，学生就业后就可以很快上手工作，并且在企业环境中稳扎稳打，开辟自己的职业生涯。
四、根据社会发展要求，增强学生专业环保意识
随着社会发展，环境保护日益受到人们的关注，经济发展的同时拥有良好的生活环境成为我国发展的新目标。无机非金属材料工业生产大多具有能耗高、排放污染大的缺点，如何保持产业的继续发展，又与环境相协调，成为企业发展的新目标，同时对无机非专业人才的培养提出了新的挑战。近几年，内蒙古中西部的生产企业逐渐在向废物利用和节能减排方面发展。如水泥厂原料采用电石渣和煤矸石取代熟料，陶瓷厂采用粉煤灰和沙漠硅砂取代黏土和石英，并在相关领域取得发明专利。因此，在无机非金属材料专业人才培养过程中加强环境保护教育是一条有效且必要的措施，让学生认识无机非金属材料工业潜在污染的来源和危害，了解污染控制的相关标准，学习污染控制的各种技术手段，掌握个人防护的技能，通过环境教育培养学生的环境意识，使学生树立环境保护和可持续发展的观念。
随着我国“一带一路”发展战略的推进，内蒙古中西部的无机非材料相关产业将进一步持续发展，各学科之间的交互作用越来越强，这对该地区本专业人才培养将提出更高的要求，由对口培养逐渐向适应型教育转变，因此无机非金属材料专业的高校学生培养既要多样化，又要具备地区适应性强的特点，为促进本地区经济发展作出贡献。
参考文献：
[1]吴敏薇.在无机非金属材料教学中实施STS教育的探索[J].希望月报，2007.10：74，29.
