土木工程材料課程教學論文(3篇)
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摘要:從土木工程材料的重要性入手，從強調課程的重要性和培養學生的學習興趣兩個方面探討了土木工程材料課程教學方法，從材料的特性及質量控制、常用材料可能出現的問題及對策、新型材料的介紹三個方面介紹了土木工程材料教學內容，以期達到良好的教學效果。
關鍵詞:土木工程材料;教學方法;教學內容
0前言
土木工程材料是土木工程專業及其他相近專業重要的基礎課程，主要講授建筑施工中用到的材料的特性、分類、制備方法、使用方法以及質量檢測與控制等內容。它幾乎涉及實際工程材料中的全部，包括氣硬性膠凝材料石灰、水硬性膠凝材料水泥、混凝土、鋼材、瀝青、木材、石材等。它是諸如房屋建筑學、建筑工程造價、混凝土結構原理等其他課程的基礎課，課程的學習可以為從事土木工程施工的技術人員提供相關材料的理論知識，使學生在實際施工過程中達到可以合理使用建筑材料，并對其進行嚴格的質量控制。事實上，在實際施工過程中材料的控制與使用對工程造價、施工進度、質量控制等環節，乃至整個工程有重要的意義。特別作為專科院校或獨立本科院校的同學來說，他們中的大部分畢業后會直接走向工作崗位，從事與工程施工有關的工作。因此，對土木工程專業學生而言，土木工程材料課程內容掌握的好壞直接影響處理實際工作崗位問題的能力。但長期以來，由于種種原因土木工程材料課程的講授遠遠未達到預期的效果。一方面與課程特點有關，比如教學內容繁雜、邏輯性差、教材陳舊等。另一方面與授課方法與授課內容有直接的關系。教師如何更好地講授“土木工程材料”以便讓學生切實掌握施工中涉及到的材料方面的知識是每個老師應該思考的問題。本文就“土木工程材料”教學內容的講授談一些自已的認識和體會，以期與各位同行共同探討。
1教學方法
1.1強調課程的重要性
從多年的教學經驗來看，土木工程專業的學生普遍對材料課程的重視程度不足，他們將大量的時間花在材料力學、鋼結構等課程上，而對材料課程僅是應付考試的態度。前已述及，土木工程材料課程是混凝土結構原理、房屋建筑學等很多課程的基礎課，如果材料基礎課學不好，則后面很多專業課都會遇到很大困難。因此，在第一節課緒論開始就應該和學生強調土木工程材料課程的重要性。這可以從兩個方面向學生進行解釋。①對其他課程的輔助學習作用，土木工程材料涉及了方方面面的知識點，它對于理解混凝土原理、房屋建筑學等課程有重要的作用。比如在工程類型、工程部位對水泥類型的要求與選擇等知識點，完全可以用土木工程材料課程中所學的知識點來進行講解，比如房屋建筑學中剛性防水材料、柔性防水材料及其施工特點等知識點均與土木工程材料課程有關。將土木工程材料課程與其他基礎專業課相關聯更容易使得學生對本課程的重視。②對未來工作的影響，本科畢業的學生將有一大部分人從事與施工有關的工作，而在施工單位工作過程中，離不開建筑材料的選擇與質量控制。事實上，施工過程中很多需要技術員解決的問題與所用工程材料有關，比如水泥類型的選擇與質量控制，澆筑混凝土過程中存在的種種問題。如果學好土木工程材料這門課程，則可以使學生在工作崗位上充分展示能力，體現個人價值，同時可以有很好的發展前景。
1.2培養學生的學習興趣
任何一門課程的講授都離不開興趣的培養，土木工程材料課程也不例外。多年的教學經驗表明，課程的講解內容與平時生活密切相關則可以極大地提高學生的學習興趣。這就要求我們平時注意觀察周圍的生活場所，一點一滴記錄可以在上課用到的素材。比如自己上課的教學樓或學校都用到什么不同類型的建筑材料;市內比較繁華的商業街或著名的景點都用到什么新型的建筑材料，這些都可能激發學生強烈的學習興趣。另外，教師在上課過程中可以多增加一些圖片或影像資料，這樣給學生直觀的認識，同樣提高學生的學習興趣。
1.3注重實踐教學環節
土木工程材料試驗是與課堂理論教學互相配合的一個不可缺少的實踐性教學環節。其任務是驗證基本理論、學習試驗方法、培養科學研究能力和嚴謹縝密的科學態度。通過試驗操作，熟悉試驗設備和試驗操作技能，具體了解材料性質的檢驗方法和有關的技術規范，為今后從事材料試驗和科研工作打下必要的基礎［1］。而學生對試驗課上的動手操作興趣極大，這正是激發學生對土木工程材料課程學習熱情與積極性的絕佳機會。試驗課上，為培養學生動手、獨立思考、設計及解決問題的能力，教師只給予必要的指導，而試驗的準備、具體操作、數據處理及報告撰寫都由學生獨立完成。對于試驗中出現的問題，應鼓勵學生自己解決。實在無法解決的，可先組織學生進行討論，充分調動全班同學的積極性，最后教師給予總結和解答。如在講完瀝青的摻配合改性之后，給出不同的摻配方案和改性要求，由學生自行選擇，獨立完成延度、針入度、軟化點等性能指標的測試，獨立完成報告。學生分四人一組進行試驗，雖然各組之間摻配比例并不相同，但達到設計要求的目標是一致的。利用各組之間的競爭促使他們認真準備，積極性高漲。
2教學內容
2.1材料的特性
材料在工程中能否很好地應用首先需要了解材料的特性，因此，首先需要對材料特性進行詳盡地講授，包括物理性質、化學性質及力學性質等［2］，如有必要可以講解材料的微觀結構，這部分內容的講解可以為學生在實際工作崗位上解決棘手的問題。實際施工過程中出現的問題，很多情況下可以通過探討材料的特性從根本上解決。
2.2常用材料可能出現的問題及對策
作為工程技術人員來講，施工現場可能出現的問題挺多。但很多問題是關于材料的問題，因此，材料可能出現的問題及對策應該是土木工程材料授課的重要級成部分，這部分內容的講解可以采用“案例分析法”，教師可以對常用材料出現的問題及經典案例進行講解。例如混凝土常見的開裂問題，教師可以從水泥、骨料、外加劑等原材料的選用、混凝土的配合比、養護方式等探討混凝土開裂的原因;鋼材常見的焊接缺陷，教師可以從鋼材的質量及焊接質量不高時出現的常見問題等逐一進行講解。
2.3新型材料的介紹
目前，大多數學校所采用的土木工程材料教材均為2000年左右所編教材，此教材的特點是編寫內容全面、注重基礎理論知識，但也存在內容陳舊，并沒有把新開發的建筑材料編入教材中。因此，教師在授課前需要認真備課，將實際工程中使用的新材料、新標準內容作為授課的一部分。這方面教師仍然需要從身邊的素材抓起，一方面介紹自已周圍可見的建筑中用到的新型材料，比如商場、影院、體育館等經典的場所，學生經常去的地方，這樣既培養了學生的學習興趣，而且學到了新課程中的知識。另一方面可以選取國內著名的建筑作為素材，這是因為這些建筑使用了很多新型材料，而且有很多學生可能正準備去旅游觀看，可以提高學生的學習熱情。比如可以講解北京奧運會時建造的體育館鳥巢，鳥巢在建設過程中就使用了大量我國自主創新研發生產的Q460EZ235鋼材，它的特點是強度高，是目前國內市場上使用的普通鋼材的2倍;另外，鳥巢的建設還使用了新型的防火板材———聚合秸稈多功能防火板材，這種板材具有優異的防火、防水性能，并且強度高、重量輕;還有，水立方在建設過程中用了幾千個透明的薄膜覆蓋，這些薄膜有優異的透光性能;上海世博會意大利館外墻采用的混凝土為透明混凝土，這種混凝土材料，可以形成不同透明度的漸變，還能折射室外的自然光，減少室內燈光的使用，從而節約能源等。另外，教師可以通過網絡搜索國外著名建筑所用的建筑材料及相關的圖片和影像資料，事實證明，學生對上課所看到的圖片和影像資料記憶深刻。
3結語
筆者從教學方法和教學內容兩個方面對如何講授土木工程材料課程進行了初步探討，經過幾年的教學經驗，取得了較好的教學效果，但對于不同專業的學生，土木工程材料課程的教學需要不同的方法，所以仍然需要在各自教學中不斷地進行方法的總結與內容的選擇。
參考文獻:
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作者：王淑娟 單位：吉林建筑大學城建學院
第二篇：建筑節能下土木工程材料課程改革研究
摘要:以“建筑節能”為導向的土木工程材料的發展趨勢成為當前土木工程材料發展的主流方向。為了適應新的發展方向，培養滿足經濟發展需求的合格大學生，有必要對土木工程材料課程進行相應的改革，以適應當前建筑節能市場的需求。從課程教材的適用性，教師知識結構水平和實驗，課程設計環節出發，探討了建筑節能材料發展對土木工程材料課程帶來了的影響和應對措施。
關鍵詞:土木工程材料，建筑節能，課程改革
0引言
當前可持續發展，環境保護，生態平衡等在建筑領域產生了巨大的影響，對土木工程材料的發展提出了客觀的要求。以“建筑節能”為導向的土木工程材料的發展趨勢成為當前土木工程材料發展的主流方向[1]。高校應盡早適應當前科技發展需求，積極促進土木工程材料的發展，對于土木工程材料課程。它是土木工程類相關專業的一門專業基礎課，該課程的內容龐雜，涵蓋知識較多。如何讓學生能夠在有限的學時內學好土木工程材料這門課程，在實踐中加深對這門課程的認知，獲得更多的知識，對應用型本科院校的教師整體能力提出了較高的要求。因此有必要進一步對該課程進行認識，及時解決一些在教學中存在的一些問題。
1當前教學過程中面臨的問題
當前，土木工程材料主要的課程體系是以材料學科為主的課程體系，主要側重點是在材料科學領域方面的研究[2]，建筑節能方面的介紹和研究相對校少，對于應用型本科院校的學生來說，存在教材的適用性差，教師對節能材料認識較少，以及對實驗和課程設計環節的重視程度低等問題。
1.1教材適用性差
土木工程材料課程的通用編排體系是講述材料的結構與性能以及在此基礎上涵蓋的材料的使用性能。當前，節能減排已經成為經濟發展，生活服務的重要組成，以建筑節能為理念的土木工程材料的研究廣泛的深入到了我們生活的周圍，如節能墻體材料[3]，外墻保溫材料，相變建筑節能材料[4]等。其生產所用的原料盡可能少用天然材料，而使用可回收利用的廢渣，尾礦所含的資源，另外，低能耗，少污染的生產技術也為土木工程材料的節能發展提供又一條發展途經。課程中對節能材料，節能的方法，節能的應用只占有很小的一些篇幅，滯后于當前發展的大環境，教材的編排與建材的節能理念意識不接軌。學生從一大段的理論學習中只是知道這部分知識，但是卻不知道該怎么運用。如何讓學生能夠盡快的適應當前土木工程材料的發展，做到學有所用，學以致用，對應用型本科院校的學生顯得尤為重要。所以，對教材的修改顯得非常重要和及時。
1.2教師對節能材料的認識少
因為土木工程材料是門涵蓋各種材料的一門通識課程，土木工程材料研究的是在建筑領域中使用著的材料，通常這些材料包括有鋼筋、混凝土、水泥、磚、涂料等，而這些土木工程材料之間具有著千差萬別的性質。對于教師來講，區別這些不同材料，而且能夠深入了解到各種材料間的性能是非常重要的，而且節能材料是綜合了各種材料的新生事物。目前存在的問題是教師的現有水平不能充分滿足課堂教學的需要，適應不了當前節能材料發展的新要求。在現行教學體系下，教師僅僅研究的是土木工程材料中其中一類材料，而對于其他類的材料，教師的基礎就顯得很薄弱，在教學過程中就很難將課本中的知識講細，講透，讓學生能夠明白這些內容間的關聯。
1.3實驗環節不足
土木工程材料的使用，一方面是建筑結構的設計，另一方面是土木工程材料的組成。一個好的設計，可以節約土木工程材料的使用，另外，具有優異性能的土木工程材料能夠滿足不同使用條件下的建筑物的需求。當前，土木工程材料的實驗設置多數還是沿用材料領域的性能測試分析，看材料的力學，熱學，耐環境性等實驗，不能夠很好地體現出當前土木工程材料的新的發展趨勢。土木工程材料課程的實驗實訓環節不能很好的體現建筑節能理念，對于節能材料的應用還偏少。
2對土木工程材料課程改革的措施
上面提到的是當前土木工程材料課程改革所面臨的一些問題，如何能夠理論與實踐有機結合起來，讓學生能夠了解到當前土木工程材料的發展，并激發學生的學習熱情，要從三個方面做起。
2.1對課程進行改革，發展精品課程
針對課程與教材之間問題，從學生的實際情況出發，制定符合學生實際水平的教學計劃，對教材進行重新的編排，更新內容。以當前土木工程材料的實際情況出發，介紹土木工程材料領域內被接受了的新的理論與實際應用。通過大量的實例展現建筑節能材料的發展，對知識體系進行梳理的同時，新增節能材料章節，以介紹各類節能材料的基本原理和當前一些新的進展為重點，如砌體結構中的透水磚[5]，高分子材料中的聚氨酯高性能保溫材料[6]；另外對現有知識進行適當的拓寬，因為節能材料的廣泛應用歸根結底是與當前的城鎮規劃，工業設計的需求緊密聯系在一起的。同時，在每一章結束后，將本章的重點與難點列出，便于學生加深理解本章的核心內容。同時，積極發展精品課程的建設，將講授的知識搬到網絡上去，用多媒體的優勢來促進土木工程材料這門課程的發展建設。讓學生在課堂之后，能夠從網絡中獲取與自己所學知識更多的信息，也加深了學生的積極性和參與感，通過有效的信息反饋，進一步促進精品課程的建設。
2.2加強師資隊伍建設
要在教學環節中充分體現節能的理念，就需要當前高校教師在知識體系和教學環節中不斷充實豐富自己，樹立節能發展理念，轉變現有觀念[7]，講授相關節能的基本原理和應用方法，同時對節能材料的研究新進展進行探索。在實踐中豐富教學，在教學中促進實踐的發展。針對教師對建筑節能材料之間了解較少這一問題，一方面是要“鉆進去”，教師應積極擴充自己的知識面，主動適應課程發展的新要求，掌握不同的材料的組織結構與所表現出來的各種特性之間的關系。另一方面，要鼓勵教師“走出去”，和同事進行交流，認識不同建筑節能材料間的差異，了解建筑節能材料的發展，參加一些學術交流會議，掌握建筑節能材料的發展前沿，并將所學所得及時總結，傳授給學生，在精品課程的建設中進一步優化課程體系，促進課程改革。
2.3注重實驗環節和課程設計
在大學生的實驗實訓環節中要加強學生對節能建材的認識，通過具體實驗和生產實習的參觀學習加深對建材節能的感性認識。在畢業設計環節中，通過學生查閱資料，動手試驗，多方面掌握節能材料的制備工藝和使用[8]。在講授理論知識的同時，注重實踐性教學環節。教學中將基本理論與熟悉的生活現象聯系起來，讓學生能夠對知識的理解更加透徹。實驗環節中增加1~2個節能建材實驗，讓學生能夠感知到建筑節能材料已經融入到我們生活中。對于學生的課程設計，鼓勵學生通過自己查找資料，探索不同土木工程材料間會給對建筑物帶來什么樣的影響，如何才能夠讓土木工程材料更加節能，環保，并通過一些實驗數據加以證明。
3結束語
土木工程材料是一門注重理論和實踐相結合的課程。由于建筑行業的迅速發展，新型的建筑節能材料的發展對土木工程材料帶來了巨大的變化，為了主動適應這種新的情況，進行這門課的教學改革和探索是非常必要的。這些改革增強的教師對于新課程的認識，拓寬了知識的學習，促進了學科的發展；增加了學生的學習興趣，提高了教學效果，增強了學生解決實際問題的能力，從而有利于工程應用型人才的培養。
參考文獻
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作者：郭勁言 胡新萍 郭陶明 單位：山西工程技術學院
第三篇：CDIO工程教育下土木工程材料課程教學改革分析
摘要:文章探討了“CDIO”工程教育模式在土木工程材料課程教學改革中的應用，主要是從理論知識體系模塊化構建、實踐技能項目驅動化構建、課程效果多功能化構建、課程考核互動后構建4個方面對土木工程材料課程教學進行改革探索，實踐證明，“CDIO”工程教育模式教學激發了學生的主動性和創造性，教學質量得到明顯提高。
關鍵詞:CDIO;土木工程材料;課程;教學改革
“CDIO”工程教育理念起源于20世紀90年代，最早由美國麻省理工學院、瑞典皇家工程學院等國際知名大學聯合創立。CDIO是Conceive(構思)、Design(設計)、Implement(實施)和Operate(運行)4個英文單詞的縮寫，該教育理念的核心是利用大學學科齊全、資源豐富等優勢，結合工程實際，把產品從研發、設計、生產到運行過程中涉及到的有關技術、經濟、企業和社會等團隊綜合大項目融入專業核心課程的教學，使學生的基礎知識、個人素養、團隊精神和工程意識4個方面的能力得到訓練和提升。目前，中國高等工程教育普遍缺乏創新性和實踐性，已成為高等工程教育改革亟待解決的難題，因此，依托“CDIO”工程教育模式結合工程教育的實際，探索培養學生創新精神和實踐能力的教育教學改革，具有重要的現實意義［1－2］。土木工程材料是土木工程、建筑學、材料科學與工程、安全工程、工程管理等專業的重要專業基礎課程，具有很強的實踐性、應用性和創新性。當前，突出“應用和創新”是地方高校土建類專業教育的核心，也是專業定位和辦學的立足點。文章基于“CDIO”工程教育的理念和模式，結合近幾年參與土木工程材料課程教學的實踐，就培養學生的工程意識、實踐能力和創新精神，提高教學質量進行了探索。
一、土木工程材料課程教學存在的問題
土木工程材料作為土建類專業的一門專業基礎課程，主要培養學生了解和掌握該領域相關材料的組成、性能、檢測、表征和應用等方面的知識以及現代土木工程材料的新理論、新技術、新規范、新方法等［3－4］，目前，該課程在教學過程中主要存在以下問題。
第一，課程內容繁雜。土木工程材料課程包括涉及土建領域的無機膠凝材料、有機高分子材料、金屬材料和復合材料四大類，上千個品種。由于教學內容多而雜，各章之間又缺乏聯系，教學內容整體系統性不強，導致學生難以將所學知識融會貫通并在實踐中靈活運用。
第二，教學模式單一。土木工程材料課程涉及概念或經驗性的內容多，理論推導及計算較少，學生在學習中常感枯燥乏味，課堂氣氛不佳。此外，組織學生到施工現場見習實踐的機會不多，學生缺乏直觀認識，不知道怎樣將書本知識與工程實踐結合起來，在教學過程中容易造成理論與實際脫節。
第三，知識更新較快。近年來，隨著經濟與科技的發展和城鎮化建設進程的加快，對土木工程材料的質量和品種提出了更高要求，各種新技術、新工藝不斷出現使土木工程材料家族不斷添加新成員。然而在教學實踐中，課程內容常常滯后于行業發展，缺乏對新材料、新技術、新工藝的追蹤，培養的學生畢業后在崗位上適應性較差。
第四，教學學時限制。教學改革后，安徽建筑大學土木工程材料課程教學僅有24學時，由于學時的限制，很難將課程涉及到的所有材料按照門類和品種一一在課堂上講授。因此，有必要借鑒“CDIO”工程教育理念對原有的教學模式進行改革與創新。
二、土木工程材料課程教學方法改革與創新
以創新精神和實踐能力為培養目標的“CDIO”工程教育模式實現了3種能力結構的有機結合:一是理論層面的知識體系;二是實踐層面的能力體系;三是人際交往技能體系。基于這3種能力的培養，對土木工程材料課程進行了以下4個方面的改革。
(一)理論體系模塊化構建
根據土建類項目運行周期內的不同階段，將土木工程材料課程的理論知識體系分為3個層面，即土木工程材料基礎知識、土木工程材料技術知識和土木工程材料綜合應用及制備、研發。根據以上3個層面的學習要點，將課程內容整合為3個模塊:第一模塊為材料基本性質與工程應用;第二模塊為材料性能檢測與表征、質量控制與評價;第三模塊為材料制備方法與性能改善。在授課形式上，打破傳統課堂講授的單一模式，借助模塊管理，整合知識體系，輔以多媒體演示、實驗驗證、課堂討論等教學手段，使學生充分掌握三大模塊的主要內容。
(二)實踐體系項目化驅動
土木工程材料課程實踐層面的能力體系包括工程實踐與問題解決技能、實驗驗證與知識創新技能以及在工程實踐中構思、設計、實施和運作項目的能力。在實踐環節，根據專業人才培養的特點和要求，通過項目設計將需要學習和掌握的內容有機而系統地結合起來。在項目設計上，立足專業和行業發展，將相關的實際項目或案例整理為實踐教學內容。根據理論體系模塊，先后共設計了三大實踐項目，所帶班級學生分成若干小組，以教師提出的大項目為藍本，自行設計子項目，通過調研、設計、試驗、總結、成果展示等過程完成項目研究。
(三)教學效果功能化構建
人際交往技能體系包括團隊意識、合作能力與協調能力等。教書和育人是教學的兩大功能，但在實際的教學過程中，許多教師往往注重知識的傳授，而忽略了學生道德品質與職業素養的養成。“CDIO”模式下的教學改革提升了學生的團隊合作、開拓創新、勇于嘗試等品質的培養。在教學過程中，學生分成若干項目組，每個項目組由一個負責人和多個小組成員組成，工作中教師、項目負責人、項目組成員之間需要不斷地溝通和磨合，有些時候，學生還需要走出校園，參與相關行業、企業的項目。在這些環節里，學生的團隊合作意識，創新意識、工程意識以及個體的人際交往和工程實踐能力等職業素養均得到了潛移默化訓練和提升。
(四)考核方式互動化構建
土木工程材料課程在考核方式上做了大膽的嘗試，改變以往“學生學習、教師評價”的單一考核模式，尤其是“項目驅動”環節的考核，學生既是項目的參與者，也是實施效果的評價者之一，這種模式充分調動了學生的主觀能動性。在考核過程中，要求學生按照項目構思與設計、項目實施與運行、結果反饋與修正、項目總結與匯報4個方面進行。該環節的評分按3個方面綜合考評:一是專家組老師給每個項目組打分，二是項目小組之間的互評打分，三是項目組自評打分。每個項目組成員的最終得分由3個方面的得分按照一定的比例加權而成。這種互動式考核模式使學生在自評與互評的過程中不斷自我提升與相互學習，達到教學資源利用的最大化與教學效果的最優化。
三、課程教學改革效果
基于“CDIO”教育理念的土木工程材料課程教學改革，通過理論教學模塊化設計，能夠系統化、高效率地幫助學生掌握土木工程材料基本理論知識，積極參與實踐教學項目，有利于其工程實踐、人際交往、環境適應能力的培養，教學效果良好。
(1)構建了突出學生能力培養的“理論+實踐+素養”的課程教學體系。以模塊化、項目化、功能化、互動化教學為主線，培養了學生作為未來土建類工程師所必備的基本職業素養。
(2)構建了能夠激發學生主觀能動性的“項目驅動”式課程教學模式。項目驅動教學能夠有效整合教學內容，幫助學生系統化掌握課程知識體系，對于培養學生自主學習、實踐能力以及團隊協作等具有極大地促進作用。
(3)培養了學生“科學思維+經濟頭腦”的大工程觀。在項目構思、設計、實施和運行過程中，學生不僅要從專業的角度保證材料的性能最優化，還要根據工程實際考慮項目的經濟效益、社會效益和環境效益等因素，培養學生的大工程觀。
(4)嘗試了一種更能激發學生學習興趣的“互動式”考核模式。“互動式”考核模式改變了學生“被學習”、“被考核”的被動局面，使其充分享受到學習與考核的樂趣，激發其學習的主動性和創造性。
四、結語
基于“CDIO”工程教育模式的土木工程材料課程教學改革，以理論知識體系模塊化構建為平臺，實踐能力體系項目化驅動為手段，以培養學生的工程實踐、應用創新以及人際交往能力為目標，轉變教育教學理念、優化教學內容、改進教學模式，將理論與實踐有機融合，激發了學生的主動性和創造性，教學效果得到明顯改善。
參考文獻:
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作者：帥英 翟紅俠 劉瑾 單位：安徽建筑大學材料與化學工程學院
