高职院校实验室建设与实验方案的设计

材料工程技术专业开设的一门专业必修课程，以普通陶瓷（日用陶瓷、建筑卫生陶瓷）为主，讲述陶瓷生产过程中原料的选择，坯釉料的配料，坯釉料的制备、成型、干燥、烧成、施釉等生产技术。实验室的建设及实验方案的设计是实现理实一体化教学的重要基础。

一、实验室的建设

（一）现状

“陶瓷生产技术”课程自开设以来，以理论教学为主，依据学院现有试验条件，在课程教学中加入陶瓷砖尺寸和表面质量的检测等试验内容，仅仅增加了学生的动手实践活动，而与本课程的教学内容联系不大，对于掌握陶瓷生产原理及技术帮助不大，因此实验室的建设势在必行。

（二）设备购置

实验室设备的配置紧紧围绕课程项目内容，针对课程中的陶瓷生产工序配备相应的实验设备进行实践教学与理论教学的结合。学院现有试验条件中已配备分析天平、烘箱等基础实验设备，根据课程内容，确定要新购置如下设备、材料，满足教学要求。

（三）实验场地选择、实验室布置、基础设施配置

根据购置的实验设备，陶瓷生产技术课程的主要试验项目有黏土工艺性能的检测、坯釉料性能的检测、坯体的成型（注浆法成型、拉坯成型、捏雕成型）、坯体的烧结及施釉。考虑到不同实验特点及环境要求的不同，建议配置三个实验室。

检测室：将性能检测设备整齐摆放在检测室内，保持干净整洁的设备运行环境，无毒性，不产生污染，如下图所示。

成型室：将成型设备及展示柜放在一个实验室内，拉坯机、成型台、练泥机分别摆放，便于学生分组试验，试验完成后现将成型好的坯体暂时摆放在展示柜自然干燥，如下图所示。

烧结、施釉室：放置电窑、施釉设备设施，后期可以添加彩绘设施。电窑属于高温设备，施釉作业会产生粉尘及微毒性，该实验室操作要严格执行安全操作规程，如下图所示。

实验室基础设施包括水、电、暖、安全防火设施等，按相关要求配备齐全，是实验室建设的重要组成部分，也是实验顺利进行的保障。

（四）实验室管理

实验室建成后，建立实验室管理制度，内容包括：实验室管理人员岗位责任制、实验室安全管理制度、实验室设备管理制度、实验室出入库制度、各检测项目的作业指导书（如可塑性检验作业指导书、坯体的烧结作业指导书等），通过制度的建设，确保教学设备和教学材料得到妥善使用和保管，保持实验室的清洁和整齐，为学生营造安全的实验环境，保障顺利、圆满完成实验任务，达到教学目标的要求。

二、实验方案的设计

试验方案的设计充分利用現有实验资源，紧密结合课程项目内容，覆盖陶瓷生产不同工序，满足理实一体化教学要求。

（一）原料、坯料工艺性能的检测实验

实验项目：

1.黏土粒度、可塑性、干燥收缩、烧成收缩的检测。

2.陶泥工艺性能的检测：水分、可塑性、干燥收缩、烧成收缩的检测。

3.瓷泥工艺性能的检测：水分、可塑性、干燥收缩、烧成收缩的检测。

4.泥浆水分、细度、PH值、相对粘度、触变性的测定。

5.粉状物料水份、颗粒分布的测定。

实验原理：

1.黏土的工艺性能有哪些？什么是可塑性？收缩？

2.可塑法成型坯料的性能要求。

3.注浆法成型料浆的性能要求。

4.压制法成型粉状物料的性能要求。

实验目的：

1.通过实验，认识陶泥、瓷泥工艺性能的不同，理解最终产品性能的差异。

2.通过实验，掌握可塑法成型坯料、注浆法成型坯料、压制法成型坯料性能的差异。

（二）坯体的成型实验

实验项目：

1.陶泥的捏雕成型：设计作品→小组讨论方案→小组成员合作完成→静置干燥。

2.瓷泥的拉坯成型：设计作品→小组讨论方案→成型准备：找准瓷泥中心→拉坯成型→静置干燥。

3.泥浆的注浆法成型：选择石膏模具→搅拌料浆→注浆→倒浆→静置干燥。

实验原理：

1.可塑法成型泥团的屈服值与最大变形量的意义。

2.注浆法成型过程的物理化学变化。

实验目的：

1.通过实验，掌握坯料的可塑性对可塑法成型的必要性及泥浆性能对注浆法成型的重要性。

2.通过实验掌握基本的拉坯成型、捏雕成型、注浆成型技能。

（三）坯体的干燥与修坯实验

试验项目：

1.坯体的干燥：采用自然干燥方法进行。

2.修坯：坯体干燥到一定程度后，对坯体进行修坯作业。

实验原理：

1.干燥过程分为哪几个阶段，各有何特点。

2.干燥缺陷产生的原因，如何避免？

实验目的：

1.理解干燥过程的基本原理。

2.掌握修坯的基本技能。

（四）坯体的烧成

实验项目：

1.小组成员根据坯料的性能、坯体的成型方法、坯体干燥情况，讨论，最终制定烧成制度，绘制烧成制度曲线。

2.严格按照烧成制度进行升温、烧成、保温、冷却，完成坯体的烧成。

实验原理：

1.坯体烧成过程的物理化学变化有哪些？

2.坯体烧成制度包括哪三个制度？

3.坯体的烧成制度制定的依据？

实验目的：

1.理解烧成制度对陶瓷最终产品质量影响的重要性。

2.掌握烧成制度的制定方法。

（五）施釉及釉烧

实验项目：

1.对烧制好的作品进行喷釉作业。

2.小组讨论，制定釉烧的烧成制度，严格执行烧成制度，进行釉烧作业。

实验原理：

1.釉在陶瓷表面的作用？

2.施釉的方法有哪些？

3.釉烧烧成制度的确定依据？

實验目的：

1.通过实验，理解施釉及釉烧对陶瓷产品的重要性。

2.掌握釉烧烧成制度的制定方法。

三、结语

实验室的建设正在进行中，设备设施还没有全部到位。本学期的教学中，使用部分到位的设备、设施进行坯体的成型、干燥、修坯试验。试验环节，学生热情度很高，群策群力，小组合作，分别完成不同的陶瓷作品，使课程教学充满生机与活力，实现了理论与实践教学的相辅相成。

参考文献：

[1]李雅文，张云华.高职院校建筑材料实验室规划建设探讨[J].实验技术与管理，2014，31（2）：218-220.

[2]颜凌云.智能建筑通信实验室设计方案探讨[J].高等建筑教育，2005（4）：84-87.

◎编辑 赵瑞峰