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摘要：
《工程材料》是高校土木工程專業的一門重要的專業課，它不僅是一門應用技術，同時又是建筑施工等課程的基礎，該課程中涉及到的材料的組成及性能等內容需要學生具備一定的化學知識方能學好，因此在開設該課程前，一般都需要學生具備基礎化學知識，結合《工程材料》教學內容，主要總結了小高職基礎教育階段需要前修的化學知識模塊。
關鍵詞：
工程材料；高職；化學；教學內容
哈爾濱鐵道職業技術學院是一所以高鐵、隧道、橋梁、建筑為主打專業的國家骨干高職院校，同時也是中國中鐵集團下屬唯一一所高職院校。我校每年為國家高速鐵路建設、城市軌道交通建設、土木工程檢測、道路橋梁建設等方面輸送大量的優秀人才。作為一個歷史悠久的老牌土木工程類院校，我校在大一第二學期開設了《工程材料》這門課程。由于近些年高考不斷改革，高中化學知識刪減了很多，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，使得我校招生學生的素質降低，此外，作為三年制高職教學的補充，五年制高職的學生沒有經過高中系統的學習，化學知識更是為零，學生的化學基礎知識不能夠滿足《工程材料》這門課程的學習，因此，需要在講授這門課程之前，前修一部分化學基礎知識，現結合我校的實際情況，前修基礎課程并沒有充足的課時，也不能像高中化學教學那樣，重視基礎，精講運算，因此我們針對學生后學專業課學習的內容，總結出三個必須掌握的化學知識模塊，即金屬元素及其化合物、硅酸鹽工業基礎、有機物及新型高分子材料，便于學生學習掌握，為后續《工程材料》課程的學習打下堅實的理論基礎。
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。從事土木工程建設的技術人員必須了解和掌握這些材料有關的知識，土木工程材料是一切土木工程的物質基礎，材料決定了建筑的形式和施工方法，因此我們的學生要想學好這部分知識，就必須先要掌握金屬元素及其化學物有關的基礎化學知識。金屬及其化合物知識點較多，由于學時有限，我們只能選取與專業課聯系比較緊密的內容重點講解。例如：鋁、鐵、銅三種金屬及其化合物的性質是重點講解的內容。鋁元素存在的形式主要是鋁土礦，鐵元素能夠以游離態的隕鐵和化合態的鐵礦石存在；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；金屬鋁既能和強酸反應，又能和強堿反應；金屬化合物與酸和堿的反應；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煉鋼、煉鐵的原理。工業煉鐵的主要原料是石灰石、鐵礦石、焦炭，在煉鐵高爐中發生三個化學反應這樣可以得到生鐵，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，并且適當地降低生鐵里的含碳量，調整鋼里合金元素含量到規定范圍之內。煉鋼時常用的氧化劑是空氣、氧氣或氧化鐵，主要化學方程式：大量鐵變成氧化亞鐵，調整硅、錳的含量，同時降低碳量，除去FeO，因它會使鋼具有熱脆性。
2硅及硅酸鹽工業基礎
建筑工程中把能夠將散粒狀材料（如砂子、石子等）和塊狀材料（各種磚或者砌塊）粘結成為具有一定強度的整體材料，成為膠凝材料。膠凝材料根據化學成分可分為無機膠凝材料和有機膠凝材料，其中無機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。作為土木工程專業的學生，在學習這部分知識時要作為重點內容。因此我們在講述這部分知識點時，首先要求學生要對這幾種材料的化學成分、反應方程式有一定的了解，并且知道它們之間的聯系。主要講述的內容包括硅的性質及應用；二氧化硅的性質及用途，硅酸鹽工業主要包括玻璃、水泥和陶瓷，這三種產品都是建筑工程中常用的材料，尤其是水泥，因此，學生要掌握這幾種產品的制備原料、設備、反應原理、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），設備為水泥回轉窯，具有水硬性，水中空氣中都可以硬化，是不可逆過程。
3有機物及高分子材料
隨著國民經濟的發展，對材料的需求越來越多，對材料的性能要求也越來越高，新型高分子復合材料越來越受到人們的重視。有機物知識點繁多，需要學生掌握的知識點主要包括：烷、烯、炔烴及笨和笨的同系物基本組成及化學性質；烴的衍生物的重要類別和各類衍生物的重要化學性質，包括鹵代烴、醇、醚、酚、醛、酮、羧酸、酯，硝基化合物等等；重要的有機反應及類型，包括：取代反應、加成反應、氧化反應、還原反應、消去反應、水解反應、熱裂化反應，聚合反應、中和反應；高分子材料是由可稱為單體的原料小分子通過聚合反應而合成的，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成為國民經濟建設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越，應用更廣泛，既具備了傳統高分子材料機械性能，且在一定領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、醫用的高分子材料、液晶高分子材料、導電塑料等等。兩者在化學結構和物質劃分上，是基本一致的，只是合成難度上、實際用途上、出現時間上有差異。從事建筑工程的技術人員都必須了解和掌握土木工程材料的有關技術知識。土木工程材料是一切土木工程的物質基礎，材料決定了建筑形式和施工方法。因此要學好這部分知識非常重要。知識的積累和學習是一個漫長的過程，不能一蹴而就，要循序漸進，要想學好專業課，就必須要先學好基礎課。
作者：張巍 單位：哈爾濱鐵道職業技術學院基礎教育學院
參考文獻
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