跨学科指导工科类优秀本科毕业论文的实践

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跨学科指导工科类优秀本科毕业论文的实践

作者：李志辉 丛希君潘大伟王森李静 来源：《科技创新导报》 2011年第26期



李志辉1 丛希君2 潘大伟3 王森1 李静1

(1.辽宁省镁质材料工程研究中心 辽宁科技大学镁质材料工程研究中心 辽宁科技大学高温材料与镁资源工程学院 辽宁鞍山 114051;2.五矿营口中板有限责任公司 辽宁营口 115005; 3.辽宁科技大学化学工程学院 辽宁鞍山 114051)

摘 要:不同工科类的专业教师,进行跨学科联合指导本科生毕业论文的实践,即开阔了教师视野,又培养了学生的综合能力,取得良好的教学效果。

关键词:学科 毕业论文 实践

中图分类号:G64 文献标识码:Ａ 文章编号:1674-098X(2011)09(b)-0218-01

1 引言

实践教学作为沟通理论知识与操作技能之间的桥梁,使学生的理论知识和专业技能都能得到发展。实践教学能有效地配合理论性教学,促进学生理解、巩固和掌握知识,促进知识的转化和知识的拓展,是培养学生专业技能和专业学习能力的重要途径。

2 学生毕业论文

研究解决污水处理厂排出污泥的环保处理问题。污泥在填埋处理过程中,其固化、稳定化程度不够,固化强度较小。对采用何种添加剂,加入比例如何进行研究,探求固化机理,制定处理工艺,进而制造环保产品。选用三种无机非金属材料作为添加剂,使用无机非金属材料的成型及检测方法,综合化学分析方法对所制试样的理化指标进行分析,得出正确结论。

2.1 试验材料

(1)污泥:为分别取自鞍钢、鞍山和营口某污水处理厂的脱水污泥。排除空气后用聚乙烯瓶密封,避光,在生化培养箱中低温保存,防止其失水和降解。污泥具有高含水率、高液性、高有机质含量、低密度等物理性质,又含有相对较高的有机污染物及重金属。

(2)水泥:为经济和常用的低热钢渣矿渣水泥32.5#,其熟料的矿物相组成主要包括C3S、C2S、C3A、C4AF等。

(3)粉煤灰:是人工火山灰材料,常为煤燃烧的产物。由一系列玻璃态、带有空洞的圆形颗粒组成。它具有火山灰材料的特性,即没有自身水化的特性,需要加入含Ca(OH)2的材料(如石灰),才能发生火山灰反应,进而生成类似水化硅酸钙的化合物,可替代部分水泥。

(4)膨润土:是以蒙脱石为主要成分的粘土,其性质主要取决于蒙脱石的属性和相对含量,通常蒙脱石含量大于60%。由于蒙脱石晶胞间由氧层与氧层之间很弱的分子力联结,这使得水分子容易进入晶胞间从而产生膨胀,从经济角度出发,选择钙基膨润土作为固化材料。


2.2 主要检测指标

(1)抗压强度:按试验配方将粉煤灰(或膨润土)按比例掺入污泥中,在搅拌机中充分搅拌,再加入水泥进行搅拌,搅拌均匀后装入水泥胶砂试模中震动成型。制样后置于相对湿度＞80%,温度在10-15℃的恒温恒湿条件中养护,24h后脱模,试样脱模后继续养护至试验龄期,进行抗压强度检测。

(2)增容比:将污泥固化前后体积的变化用增容比表示,假定固化处理前后遵守质量守恒,污泥固化的增容比可以通过下式进行计算:







式中V表示体积,m表示质量,ρ表示密度。通过试验可以得出污泥的掺加量以及污泥和固化污泥的密度,即可通过上式求出固化污泥的增容比。

(3)污染物稳定性:是评价固化污泥效果的另一个重要方面。采用毒性浸出试验方法

GB5086.2-1997,将抗压强度试验后的试样风干,并且碾碎后,通过2mm分析筛,取筛下料10g,放入500mL塑料瓶中,再装入100mL蒸馏水,将塑料瓶置于调速振荡器中振荡8h后,静置16h,用双层滤纸过滤,取其上部清液,用pH计测定溶液的pH值,用重铬酸钾法测定COD值(有机质含量)。

2.3 试验结论

对固化污泥的抗压强度、增容比、污染物稳定性随添加剂的变化进行了研究。结果表明:对污泥强度的提高而言,膨润土与水泥复合优于粉煤灰与水泥复合,优于单纯掺加水泥;污泥固化后pH值有所提高,其中,水泥固化pH为8.4～9.2,掺加粉煤灰和膨润土后pH分别为8.9～9.5和8.5-8.8,三者的变化范围都在安全性指标范围之内,膨润土的掺加使固化污泥的pH值波动变得很小;污泥固化后COD渗出明显降低,与固化前相比,掺加粉煤灰后和膨润土后固化污泥COD渗出分别减少26.09%～55.49%和27.22～61.19%;7d固化强度为247.1～285.6kPa,增容比1.12,可达到工程填土的标准要求。

综上所述,采用膨润土、粉煤灰作为与水泥复合的添加剂来固化、稳定化污泥,对污泥的岩土工程性质和污染物稳定性起到良好作用,对鞍山和营口两市污泥的固化和稳定化具有指导意义。本试验同时解决了污泥和粉煤灰两大工业污染的环保再利用问题,带来一定的社会效益和经济效益。

3 学生能力培养

3.1 吃苦耐劳精神


当前的大学生多生活在顺境中,家庭条件基本上都能满足他们的学习生活需要,很少干一些体力活。通过本实践环节,学生能够从学习知识、增强能力的角度出发,不怕脏、不怕累,自愿地做一些工作。包括污泥及试样有较难闻的气味,学生都乐在其中。

3.2 团结合作精神

学生在试验过程中,能够与团队同学分工合作,男同学尽量干一些脏累的工作,将细致轻巧的工作由女同学来完成,同时互相监督,愉快合作,并与团队同学结下深厚的友谊。

3.3 实践动手能力

整个实践过程中,学生全程跟踪,包括亲自到现场取试验材料。从试验配方的设计,到原料的称量,混合;从试样的成型、脱模、养生,到试样性能检测,数据分析,包括对不理想数据的重复验证试验,学生都能够亲历亲为,增强了其动手能力和解决问题的能力。

3.4 自主学习能力

因学生进行跨学科、跨知识领域的研究。在研究过程中有不明白的知识点,就需要花费更多的时间与精力去自主学习所需的理论知识。学生能够查阅较多的参考资料,这对其自主学习能力的培养有较大帮助。

3.5 科学研究能力

学生在整个毕业论文实践过程中,对进行科学研究的认识从一无所知到逐步了解,再到实际体验。从文献检索、配料设计、制样、检测、分析,到根据试验数据对试验方案进行调整,然后从数据中总结提炼出较为科学的结论,并学会按要求撰写本科毕业论文,完成一次科研实践过程,为今后走到工作岗位进行生产实践打下坚实基础。

4 结语

通过跨学科教师对本科学生毕业论文的指导实践,教师和学生都顺利地完成了实践教学任务。在这过程中,学生的综合能力得以良好培养,毕业论文被评为优秀毕业论文,学生成为所在企业的技术骨干。教师亦开阔了视野,拓宽了思路,增强了今后进行类似实践的信心,有助于跨学科发展的实践。这也是对钱伟长院士“拆掉校内各学科之间的墙”的办学宗旨的一点实践。

参考文献

[1]林慧丽.普通高校经济学本科专业实践教学的设计和管理要点—— 以培养毕业生可雇佣能力的角度[J].经济师,2007(8).

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