跨學科指導工科類優秀本科畢業論文的實踐

(1.遼寧省鎂質材料工程研究中心遼寧科技大學鎂質材料工程研究中心遼寧科技大學高溫材料與鎂資源工程學院遼寧鞍山114051;2.五礦營口中板有限責任公司遼寧營口115005; 3.遼寧科技大學化學工程學院遼寧鞍山114051)

摘 要:不同工科類的專業教師，進行跨學科聯合指導本科生畢業論文的實踐，即開闊了教師視野，又培養了學生的綜合能力，取得良好的教學效果。

關鍵詞:學科畢業論文實踐

中圖分類號:G64文獻標識碼:Ａ文章編號:1674-098X(2011)09(b)-0218-01

1 引言

實踐教學作為溝通理論知識與操作技能之間的橋梁，使學生的理論知識和專業技能都能得到發展。實踐教學能有效地配合理論性教學，促進學生理解、鞏固和掌握知識，促進知識的轉化和知識的拓展，是培養學生專業技能和專業學習能力的重要途徑。

2 學生畢業論文

研究解決污水處理廠排出污泥的環保處理問題。污泥在填埋處理過程中，其固化、穩定化程度不夠，固化強度較小。對采用何種添加劑，加入比例如何進行研究，探求固化機理，制定處理工藝，進而制造環保產品。選用三種無機非金屬材料作為添加劑，使用無機非金屬材料的成型及檢測方法，綜合化學分析方法對所制試樣的理化指標進行分析，得出正確結論。

2.1 試驗材料

(1)污泥:為分別取自鞍鋼、鞍山和營口某污水處理廠的脫水污泥。排除空氣后用聚乙烯瓶密封，避光，在生化培養箱中低溫保存，防止其失水和降解。污泥具有高含水率、高液性、高有機質含量、低密度等物理性質，又含有相對較高的有機污染物及重金屬。

(2)水泥:為經濟和常用的低熱鋼渣礦渣水泥32.5#，其熟料的礦物相組成主要包括C3S、C2S、C3A、C4AF等。

(3)粉煤灰:是人工火山灰材料，常為煤燃燒的產物。由一系列玻璃態、帶有空洞的圓形顆粒組成。它具有火山灰材料的特性，即沒有自身水化的特性，需要加入含Ca(OH)2的材料(如石灰)，才能發生火山灰反應，進而生成類似水化硅酸鈣的化合物，可替代部分水泥。

(4)膨潤土:是以蒙脫石為主要成分的粘土，其性質主要取決于蒙脫石的屬性和相對含量，通常蒙脫石含量大于60%。由于蒙脫石晶胞間由氧層與氧層之間很弱的分子力聯結，這使得水分子容易進入晶胞間從而產生膨脹，從經濟角度出發，選擇鈣基膨潤土作為固化材料。

2.2 主要檢測指標

(1)抗壓強度:按試驗配方將粉煤灰(或膨潤土)按比例摻入污泥中，在攪拌機中充分攪拌，再加入水泥進行攪拌，攪拌均勻后裝入水泥膠砂試模中震動成型。制樣后置于相對濕度＞80%，溫度在10-15℃的恒溫恒濕條件中養護，24h后脫模，試樣脫模后繼續養護至試驗齡期，進行抗壓強度檢測。

(2)增容比:將污泥固化前后體積的變化用增容比表示，假定固化處理前后遵守質量守恒，污泥固化的增容比可以通過下式進行計算:

式中V表示體積，m表示質量，ρ表示密度。通過試驗可以得出污泥的摻加量以及污泥和固化污泥的密度，即可通過上式求出固化污泥的增容比。

(3)污染物穩定性:是評價固化污泥效果的另一個重要方面。采用毒性浸出試驗方法GB5086.2-1997，將抗壓強度試驗后的試樣風干，并且碾碎后，通過2mm分析篩，取篩下料10g，放入500mL塑料瓶中，再裝入100mL蒸餾水，將塑料瓶置于調速振蕩器中振蕩8h后，靜置16h，用雙層濾紙過濾，取其上部清液，用pH計測定溶液的pH值，用重鉻酸鉀法測定COD值(有機質含量)。

2.3 試驗結論

對固化污泥的抗壓強度、增容比、污染物穩定性隨添加劑的變化進行了研究。結果表明:對污泥強度的提高而言，膨潤土與水泥復合優于粉煤灰與水泥復合，優于單純摻加水泥;污泥固化后pH值有所提高，其中，水泥固化pH為8.4～9.2，摻加粉煤灰和膨潤土后pH分別為8.9～9.5和8.5-8.8，三者的變化范圍都在安全性指標范圍之內，膨潤土的摻加使固化污泥的pH值波動變得很小;污泥固化后COD滲出明顯降低，與固化前相比，摻加粉煤灰后和膨潤土后固化污泥COD滲出分別減少26.09%～55.49%和27.22～61.19%;7d固化強度為247.1～285.6kPa，增容比1.12，可達到工程填土的標準要求。

綜上所述，采用膨潤土、粉煤灰作為與水泥復合的添加劑來固化、穩定化污泥，對污泥的巖土工程性質和污染物穩定性起到良好作用，對鞍山和營口兩市污泥的固化和穩定化具有指導意義。本試驗同時解決了污泥和粉煤灰兩大工業污染的環保再利用問題，帶來一定的社會效益和經濟效益。

3 學生能力培養

3.1 吃苦耐勞精神

當前的大學生多生活在順境中，家庭條件基本上都能滿足他們的學習生活需要，很少干一些體力活。通過本實踐環節，學生能夠從學習知識、增強能力的角度出發，不怕臟、不怕累，自愿地做一些工作。包括污泥及試樣有較難聞的氣味，學生都樂在其中。

3.2 團結合作精神

學生在試驗過程中，能夠與團隊同學分工合作，男同學盡量干一些臟累的工作，將細致輕巧的工作由女同學來完成，同時互相監督，愉快合作，并與團隊同學結下深厚的友誼。

3.3 實踐動手能力

整個實踐過程中，學生全程跟蹤，包括親自到現場取試驗材料。從試驗配方的設計，到原料的稱量，混合;從試樣的成型、脫模、養生，到試樣性能檢測，數據分析，包括對不理想數據的重復驗證試驗，學生都能夠親歷親為，增強了其動手能力和解決問題的能力。

3.4 自主學習能力

因學生進行跨學科、跨知識領域的研究。在研究過程中有不明白的知識點，就需要花費更多的時間與精力去自主學習所需的理論知識。學生能夠查閱較多的參考資料，這對其自主學習能力的培養有較大幫助。

3.5 科學研究能力

學生在整個畢業論文實踐過程中，對進行科學研究的認識從一無所知到逐步了解，再到實際體驗。從文獻檢索、配料設計、制樣、檢測、分析，到根據試驗數據對試驗方案進行調整，然后從數據中總結提煉出較為科學的結論，并學會按要求撰寫本科畢業論文，完成一次科研實踐過程，為今后走到工作崗位進行生產實踐打下堅實基礎。

4 結語

通過跨學科教師對本科學生畢業論文的指導實踐，教師和學生都順利地完成了實踐教學任務。在這過程中，學生的綜合能力得以良好培養，畢業論文被評為優秀畢業論文，學生成為所在企業的技術骨干。教師亦開闊了視野，拓寬了思路，增強了今后進行類似實踐的信心，有助于跨學科發展的實踐。這也是對錢偉長院士“拆掉校內各學科之間的墻”的辦學宗旨的一點實踐。

參考文獻

[1]林慧麗.普通高校經濟學本科專業實踐教學的設計和管理要點—— 以培養畢業生可雇傭能力的角度[J].經濟師，2007(8).