材料工程技术专业《教学设计(生料配料计算)》
材料设计教程教学设计
材料设计教程教学设计前言材料设计是现代科学技术发展的重要组成部分，作为一门重要的基础课程，对于工程技术的发展具有重要意义。
本文将探讨如何设计一门材料设计教程的教学计划。
教学目标教学目标是制定教学计划的基础，明确了教学目标，教师才能在教学过程中清晰地知道自己要做什么，学生也能明确自己要学什么。
本课程的教学目标如下：1.学生能够了解材料设计的基本概念、原理和应用。
2.学生能够了解材料的性质、结构和工艺制造方法。
3.学生能够掌握材料设计的基本方法和步骤，并能够根据实际情况进行合理的材料设计。
4.学生能够运用所学知识，解决实际的工程问题。
教学内容与方法教学内容本课程的教学内容包括以下部分：第一章材料设计基础1.1 材料设计的概念和意义1.2 材料设计的基本原理1.3 材料设计的应用范围第二章材料的性质和结构2.1 材料的力学性质2.2 材料的热学性质2.3 材料的电学性质2.4 材料的光学性质2.5 材料的结构第三章材料制造工艺3.1 金属材料的制造工艺3.2 非金属材料的制造工艺第四章材料设计方法与步骤4.1 材料设计步骤4.2 材料设计方法4.3 材料设计实例第五章材料设计与工程应用5.1 材料选择与工程应用5.2 材料设计在工程中的应用案例教学方法1.讲授法2.实践法3.研讨法4.课堂讨论法5.教学示范法教学评价教学评价是检验教学效果的重要手段。
本课程的评价将采用以下方法：1.期中测试2.期末考试3.课堂测验4.实验报告总结教学计划的制定不能仅仅围绕知识点展开，还应该注重培养学生的实际能力和创新精神，通过多种教学方法，使学生能够灵活运用所学知识解决实际问题，为未来的工程事业打下坚实的基础。
材料计算技巧初中教案
材料计算技巧初中教案教学目标：1. 让学生掌握材料计算的基本技巧，提高计算速度和准确性。
2. 通过实例分析，让学生学会运用材料计算技巧解决实际问题。
3. 培养学生的逻辑思维能力和创新意识。
教学内容：1. 材料计算的基本概念和常用技巧。
2. 材料计算在实际问题中的应用。
3. 材料计算的练习和拓展。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 向学生介绍材料计算的概念，引导学生关注材料计算在日常生活中的应用。
2. 通过提问方式，激发学生对材料计算技巧的好奇心。
二、基本概念和常用技巧（15分钟）1. 讲解材料计算的基本概念，如单位换算、数值调整等。
2. 介绍常用的材料计算技巧，如估算法、分解法、速算法等。
3. 通过实例演示，让学生了解各种技巧的具体应用。
三、实例分析与应用（15分钟）1. 给出几个实际问题，让学生尝试运用材料计算技巧解决。
2. 分析问题，引导学生思考如何运用技巧简化计算过程。
3. 引导学生总结经验，提高解决问题的能力。
四、练习与拓展（15分钟）1. 布置一些练习题，让学生巩固所学技巧。
2. 鼓励学生尝试创新，提出新的计算方法或技巧。
3. 组织学生相互交流，分享解题心得。
五、总结与反思（5分钟）1. 让学生回顾本节课所学内容，总结材料计算技巧。
2. 引导学生思考如何在日常生活中运用所学技巧，提高生活质量。
3. 鼓励学生持续关注材料计算的发展，培养创新意识。
教学评价：1. 课后收集学生的练习成果，评估掌握程度。
2. 在下一节课开始时，让学生分享自己的学习心得，了解他们在课堂外的应用情况。
3. 关注学生在日常生活中的计算需求，观察他们是否能灵活运用所学技巧。
教学资源：1. PPT课件：包含材料计算的基本概念、常用技巧、实例分析等内容。
2. 练习题：包括不同难度的题目，用于巩固知识和拓展思维。
3. 教学视频：用于演示材料计算的实际应用。
教学建议：1. 注重学生的个体差异，因材施教。
对于基础较差的学生，可以适当降低难度，让他们逐步跟上进度。
自动配料课程设计
自动配料课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解自动配料系统的基本原理和组成部分；2. 学生能掌握自动配料系统中各种原料的作用和配比计算方法；3. 学生了解自动配料系统在实际工业生产中的应用和意义。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，进行简单的自动配料系统的设计和计算；2. 学生能通过实际操作，熟练使用自动配料设备，并进行基本的故障排查；3. 学生能运用信息技术，收集和处理自动配料过程中的数据，优化配料方案。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对自动配料技术及其在工业生产中应用的兴趣，激发探索精神；2. 学生形成严谨的科学态度，注重实际操作的安全性和精确性；3. 学生增强环保意识，关注自动配料技术对环境的影响，树立绿色生产的理念。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，培养学生运用自动配料技术解决实际问题的能力。
学生特点：学生在本年级已具备一定的化学基础和工程意识，对新技术和新设备充满好奇心，具备一定的动手操作能力。
教学要求：教师需注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和问题解决能力，同时关注学生的情感态度培养，使其在学习过程中形成正确的价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 自动配料系统原理：介绍自动配料系统的基本原理、组成部分及其功能，使学生理解配料过程中的关键因素。
- 教材章节：第二章 自动配料系统概述- 内容列举：自动配料系统的组成、工作原理、配料精度影响因素。
2. 原料作用及配比计算：讲解自动配料系统中各种原料的作用，教授配比计算方法，使学生掌握配料比的确定。
- 教材章节：第三章 原料与配比计算- 内容列举：原料的种类、作用、配比计算方法及实例。
3. 自动配料设备操作与维护：指导学生进行自动配料设备的实际操作，学习设备维护与故障排查，提高动手能力。
- 教材章节：第四章 自动配料设备- 内容列举：设备结构、操作流程、维护保养方法、常见故障及解决措施。
材料工程技术专业《校正原料的选择》
校正原料的选择当石灰质原料和粘土质原料配合所得生料成分不符合配料方案要求时，必须根据所缺少的组分掺加相应的原料，这种以补充某些成分缺乏为主的原料称为校正原料。
一、铁质校正原料的选择当氧化铁含量缺乏时，应掺加氧化铁含量大于4%的铁质校正原料，常用的有低品位铁矿石、炼铁厂尾矿及硫酸厂工业废渣硫铁渣等。
硫铁矿渣(即铁粉)主要成分为Fe2O3，含量大于50％，红褐色粉末，含水量较大，对贮存、卸料均有一定影响。
目前有的厂用铅矿渣或铜矿渣代替铁粉，不仅可用作校正原料，而且其中所含氧化铁(FeO)能降低烧成温度和液相粘度，还可起矿化剂作用。
表1-5为各种铁质校正原料的化学成分。
表1-5 一些铁质校正原料的化学成分〔％〕二、硅质校正原料的选择当生料中SiO2含量缺乏时，须掺加硅质校正原料。
常用的有硅藻土、硅藻石，以及含SiO2多的河砂、砂岩、粉砂岩等。
但应注意，砂岩中的矿物主要是石英，其次是长石，结晶SiO2对粉磨和煅烧都有不利影响，所以要尽可能少采用。
河砂的石英结晶更为完整粗大，只有在无砂岩等矿源时才采用。
最好采用风化砂岩或粉砂岩，其氧化硅含量不太低，但易于粉磨，对煅烧影响小。
表1-6为几种硅质校正原料的化学成分。
表1-6 硅质校正原料的化学成分种类烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO 总计∑M〔n〕砂岩〔1〕8.46 62.92 12.74 5.22 4.34 1.35 95.03 3.50砂岩〔2〕3.79 78.75 9.67 4.34 0.47 0.44 77.48 5.62河砂0.53 89.68 6.22 1.34 1.18 0.75 99.72 11.85粉砂岩 5.63 67.28 12.33 5.14 2.80 2.33 95.51 3.85三、铝质校正原料的选择当生料中Al2O3，含量缺乏时，须掺加铝质校正原料，常用的铝质校正原料有炉渣、煤矸石、铝矾土等。
表1-7为几种铝质校正原料的化学成分。
材料(计算)设计与方法
综合性材料设计软件 Materials Research Advisor & Complex Date Analyser
厚德
弘毅
博学
笃行
6. 3
数学方法在材料（计算）设计中的应用
数学直接为材料科学中非线性现象的定性和定量分析提供了精 确的语言，有利于从理论的高度研究材料的内在规律
材料 科学
数 学 6材料（计算）设计的主要技术
一，材料数据库和知识库技术
数据库
包括材料的性能及一些重要的参量的数据， 材料成分、处理、试验条件以及材料的应 用与评价
知识库
材料成分、组织、工艺和性能间的关系以 及材料科学与工程的有关理论成果
厚德
弘毅
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日本在 建立数 据库方 面很突 出
三岛良绩 岩田修一
6.2.3基于量子理论的设计
第一性原理计算 （从头计算）
基本方法有固体量子理论和量 子化学理论。特别适用于原子 级，纳米级工程的材料，电子 器件材料等方面的计算设计。
成功实例
高温超导材料、超硬材料、纳 米材料等，及人工薄膜生长过 程
局域密度近似（LDA）；GW 准粒子近似；分子动力学方法； 新赝势法，紧束缚（TB）总能 量法等
1）首创了"逆定向流－径向热梯度CVI"核心技术和 工业装置 2）提出并采用了全炭纤维准三维针刺整体毡预制 体，创新设计、采用了热解炭和浸渍炭复合增密技术 3）自主发明并设计制造了六大类30台套关键工艺 设备 4）首家获得了民航总局颁发的我国大型飞机用炭 刹车副零部件制造人批准书
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厚德
厚德
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该项目在催化剂和蛋 白分离显示了优异的 应用前景，对推动化 学学科及相关学科的 发展具有重要意义。
材料工程技术专业教学与学习指导书.doc
材料工程技术专业教学与学习指导书焦作大学化工与环境工程学院目录前言 (1)一、专业培养目标 (2)二、人才培养要求 (2)三、课程设置及理论课程简介 (4)四、独立设置的实践教学环节及简介 (10)五、素质教育的有关说明 (13)六、实训基地建设与专业建设指导委员会 (14)七、专业课程设置及教学进程表 (16)八、专业知识及技能模块设置一览表 (17)九、独立的实践教学环节设置进程表 (18)十、专业教学总周数分配表 (19)十一、本专业培养方案学时学分比例表 (19)十二、水平测试及评价 (19)十三、毕业设计（论文）、课程设计指导及要求 (31)十四、本专业相关证书及要求 (38)十五、本专业相关的法律法规 (38)十六、我校教学方面的规章、规定摘要 (39)前言为了使学生能够比较详细的了解材料工程技术专业概况，熟悉本专业的知识结构和教学规范，掌握学习的主动权，特拟定本专业学习指导纲要。
通过教师的引导与同学的主导作用，科学而全面地理解学科知识，是学好专业知识的前提之一，学以致用，面向社会，把每一个局部的努力同最终目的联系起来。
材料工程技术专业的专业教学是一个完整的知识传授体系，人才培养方案、教学大纲、测评环节，以及相应的各种规章制度，是保证教学正常进行的必要环节。
同时，这些规章制度随着教学改革的不断发展，也在不断完善和改进的过程之中。
因此，本教学学习指导的目的是让它对学生的学习起到一定的指导作用，对学生的学习和生活起到相应的规范和指导作用。
一、专业培养目标随着科学技术的迅猛发展，当今世界范围内正进行着材料科学的技术革命。
现代科学家曾预测：二十一世纪将是金属、陶瓷、高分子三大材料科学研究及应用的辉煌时代。
然而在国内，目前我国各种材料的产量虽多居世界前列，但普遍存在着生产规模小、人员素质低、工艺技术落后、产品质量档次低、更新换代缓慢、能耗高、污染环境严重等问题，而在我省这方面尤其严重。
据了解，目前省内开设材料工程技术专业的院校极少，仅洛阳理工学院、郑州大学、河南理工大学等设有相类似的专业，因此，众多该类企业对专业技术人员的需求与正规院校所培养人数之间存在着相当大的矛盾。
材料工程技术专业《知识点技能点注释(熟料率值设计与计算)》
熟料率值设计与计算知识点注释#熟料的率值#率值是硅酸盐水泥熟料中各主要氧化物含量之间比例关系的系数。
通过率值可以简明地表示熟料中化学成分与矿物成分之间的关系，明确地表示出熟料的性能及其对煅烧的影响。
常用的率值有：石灰饱和系数〔KH〕、硅率〔n或SM〕、铝率〔〕。
#石灰饱和系数#表示水泥熟料中的总氧化钙含量扣除饱和酸性氧化物〔Al2O3、Fe2O3〕所需要的氧化钙后，剩下的与二氧化硅化合的氧化钙的含量与理论上二氧化硅全部化合成硅酸三钙所需要的氧化钙含量的比值。
表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。
#硅率#表示水泥熟料中SiO2含量与Al2O3、Fe2O3含量之和的比例。
反映了熟料中硅酸盐矿物〔C3SC2S〕、熔剂矿物〔C3AC4AF〕的相对含量。
#铝率#表示水泥熟料中Al2O3含量与Fe2O3含量之比。
反映了熟料中C3A和 C4AF的相对含量。
技能点注释#计算熟料的率值#根据熟料的化学分析结果，套用熟料率值的计算公式，计算熟料率值，包括KH、KH-、n、p。
注意化学成分直接用百分数，不用换算成小数；率值的有效数字：KH小数点后保存两位，n、p小数点后保存1位。
#根据熟料的率值大小判定熟料质量及熟料煅烧难易程度#考虑熟料率值的一般取值范围，判断率值的相对大小；根据熟料的率值与熟料矿物之间的关系，判断熟料矿物的相对含量上下，再根据该矿物的特性，描述熟料的质量；根据熟料率值大小与原料中石灰质原料配比的多少、熔剂矿物的含量大小之间的关系，判定熟料煅烧的难易程度。
#熟料化学组成、矿物组成及率值的计算与换算#水泥厂一般测熟料的化学组成，据此计算熟料的矿物组成和率值。
矿物组成也可以测定用仪器分析出。
熟料的化学组成、矿物组成、率值三者间可以进行换算，套用公式即可。
计算时注意：对熟料化学成分、矿物组成直接用百分数；计算结果有效数字处理，化学组成、矿物组成为小数点后保存两位，率值KH小数点后保存两位，n、p小数点后保存1位。
钢筋配料课程设计
钢筋配料课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握钢筋的基本概念，包括种类、性能及应用场景；2. 使学生了解钢筋配料的基本原则，如规范要求、搭配比例；3. 让学生掌握钢筋配料计算方法，并能运用到实际工程中。
技能目标：1. 培养学生运用钢筋配料知识解决实际问题的能力；2. 提高学生钢筋配料计算的准确性和速度；3. 培养学生团队协作能力，能与他人共同完成钢筋配料任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对建筑行业的热爱，增强职业责任感；2. 增强学生遵守工程规范和质量要求的意识；3. 培养学生关注环保、节能减排的观念，提高资源利用率。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为建筑类学科的基础课程，旨在培养学生掌握钢筋配料的基本知识和技能。
学生为初中年级，具有一定的数学和物理基础，但对建筑行业了解有限。
教学要求注重理论联系实际，培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。
将目标分解为具体学习成果：1. 学生能准确描述钢筋的种类、性能及应用；2. 学生能根据工程需求，运用配料原则和计算方法进行钢筋配料；3. 学生能在团队协作中发挥积极作用，完成钢筋配料任务；4. 学生能关注工程规范和质量要求，提高配料准确性和资源利用率。
二、教学内容1. 钢筋基本知识：介绍钢筋的种类、性能、规格及应用场景，对应教材第一章第一节。
2. 钢筋配料原则：讲解钢筋配料的基本原则，包括规范要求、搭配比例等，对应教材第一章第二节。
3. 钢筋配料计算方法：教授钢筋配料计算的方法，如长度计算、重量计算等，对应教材第二章。
4. 实践操作：安排学生进行实际钢筋配料操作，巩固理论知识，培养动手能力，对应教材第三章。
5. 钢筋配料案例分析：分析典型工程案例，让学生了解实际工程中的钢筋配料问题及解决方法，对应教材第四章。
教学进度安排：第一周：钢筋基本知识学习；第二周：钢筋配料原则学习；第三周：钢筋配料计算方法学习；第四周：实践操作及钢筋配料案例分析。
材料工程《工艺设计的原则程序和工艺计算B》课件
KT
100s 100I
❖ 式中 KT——干生料理论消耗量(t/t熟料)； ❖ I ———干生料的烧失量(%)；
s ——煤灰掺如量，以熟料百分数表示(%)。
（2）考虑煤灰掺入量时，1t 熟料的干 生料消耗定额：
K
生
100KT 100P生
❖ 式中 K生——干生料消耗定额（t/t熟料）； ❖ P生——生料的生产损失（%)，一般3～
Gh
100-p 100-d-e
Qh
Gd = 24Gh
❖ 水泥年产量
Gy = 8760ηGh
2）周平衡法
❖ 计算步骤是： ❖ 按计划任务书对工厂规模(熟料日产量)的
要求，选择窑型和规格，标定窑的台时产量， 计算窑的台数，然后再核算出烧成系统和工厂 的每周生产能力。
2．原、燃材料消耗定额的计算
❖ 1）原料消耗定额:
消耗定额
物料平衡量（t）
物料 天 生
t/t熟料
干料
含天然水分料
备
名称
然产 水损 分失
干 料
含天 然水 小 分料 时
日周 年
小 时
日
周年
注
1
23
4
5
6 7 8 9 10 11 12 13 14
石灰石
粘土 铁粉 生料 石膏
混合材
熟料
水泥
烧成用 煤 烘干用 煤 燃煤合 计
注： 1．采用年平衡法时，可不列第8和第12栏；采用周平衡法时，可不列第9和第13栏。 2．备注中可列出：生料组分、物料配比、生熟料消耗定额，烧成热耗和烘干热耗、煤的热值等
设计提供可靠依据。
二、工艺设计的步骤
材料工程技术专业《教学设计(水泥生产用原燃料的选择)》
教学
反思
教师讲解有点多，应再多些实际案例让学生分析以提高能力。
学习
资源
1学习指南：水泥生产用原燃料的选择
2教学录像：水泥生产用原燃料的选择
③演示文稿：水泥生产用原燃料的选择
④习题作业：水泥生产用原燃料的选择
⑤课外阅读：资源综合利用税收优惠及相关文件
课后
作业
①如果拟采用预分解窑生产硅酸盐水泥，试列出有关原料的名称。
②在选择石灰石原料时，应注意哪些问题？
③综合利用低品位原料有何重大意义？
重点
难点
教学重点：水泥生产用原料的类别、常用品种及其性能；新型干法水泥厂对原料的选择与搭配原那么；资源综合利用。
教学难点：新型干法水泥厂对原料的选择与搭配。
教学
内容
①生产硅酸盐水泥所用原料类别、所提供的主要成分、常用品种及其性能
②低品位原料及工业废渣的利用；
③资源综合利用相关。
④燃料的种类，新型干法水泥厂对燃料的选择。
水泥生产用原燃料的选择
教学设计
单元名称
水泥生产用原燃料的选择
单元教学学时
4
教学
目标
知识目标
能力目标
①掌握水泥生产用主要原料、辅助原料的品种、主要成分、性能；
②掌握新型干法水泥生产用原料的选择与搭配原那么
③掌握水泥生产对燃料的要求。
1认识常用的生产水泥的原料；
2学会选择与搭配原料；
③学会选择燃料。
教学
教学活动
〔教学建议〕
在物检实验室，给学生看各种原料、燃料，引出本单元内容。同时给出工作任务，让学生带着任务听课。
通过演示文稿，讲解水泥生产主要原料、辅助原料的作用、常用品种及其特点。
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教学设计
单元名称
生料配料计算
单元教学学时
6
教学
目标
知识目标
能力目标
①掌握根本概念：生料、配料；
②掌握配料计算的意义、依据、原那么及计算方法。
①能利用尝试误差法进行配料计算；
②能利用递减试凑法进行配料计算；
能利用计算机辅助EXCEL法进行配料计算。
教学
重点
难点
教学重点：生料、配料、配料方案相关概念；配料计算方法和过程；
学习
资源
①?水泥工艺技术?教材；
②单元教学演示文稿；
单元教学录像；
配料计算资料、模版。
课后
作业
①配料的原那么和依据是什么？
②简述尝试误差法配料计算的步骤。
配料计算见习题作业〞。
教学
反思
本次教学效果较好，绝大局部学生到达教学目标要求；如果能让学生去水泥企业体验或观摩工艺员配料工作过程可能效果更好。
教学难点：EXCEL法配料计算。
教学
内容
①根本概念：生料、配料；
②配料计算：配料计算的任务、目的、方案选择、计算方法；
配料计算举例：尝试误差法、递减试凑法、EXCEL法；
配料的调整。
教学活动
〔教学建议〕
教师通过企业生产实际引出生料配料的重要作用和将来从事工艺员工作的角度提出本工程的重要作用，引导学生从开始就认真学习，通过教师讲授、举例帮助学生学会生料配料的相关概念和配料计算方法，通过教师边讲解边演示EXCEL法配料计算过程，让学生掌握计算过程，通过辅导学生EXCEL法配料计算过程中容易出错的环节，培养学生配料计算能力，通过布置作业任务训练学生能力。