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高分子化學論文模板(10篇)

時間:2023-03-20 16:28:30

導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇高分子化學論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

高分子化學論文

篇1

顧名思義,高分子就是相對分子質量很高的分子,它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物,又稱聚合物或高聚物,是結構上由重復單元(低分子化合物—單體)連接而成的高相對分子質量化合物。高分子的相對分子質量非常的大,小到幾千,大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學作為化學的一個分支,同樣也是從事制造和研究分子的科學,但其制造和研究的對象都是大分子,即由若干個原子按一定規律重復地連接成具有成千上萬甚至上百萬質量的、最大伸直長度可達毫米量級的長鏈分子,稱為高分子、大分子或聚合物。

2.高相對分子質量與高強度

相對分子質量和物質的性質是密切相關的,是決定物質性質的一個重要因素。只有相對分子質量高的化合物才有一定的機械力學性能,才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直鏈的烷烴化合物,但是分子量變化很大,其機械力學性能因而也有極大的區別。

3.高分子科學的主要內容

既然高分子化學是制造和研究大分子的科學,對大分子的反應和方法的研究,顯然是高分子化學最基本的研究內容。高分子科學不僅是研究化學問題,也是一門系統的科學。高分子科學的主要內容有:如何將低分子化合物連

接成高分子化合物,即聚合反應的研究。高分子化合物的結構與性質關系。不同性質的高分子,其結構必然是不同的。為了得到不同性質的高分子,就要去合成具有特殊結構的高分子。

二、高分子材料化學的應用

材料是人類社會文明發展階段的標志,是人類賴以生存和發展的物質基礎。它是指經過某種加工,具有一定結構、組分和性能,并可應用于一定用途的物質。上世紀半導體硅、高集成芯片、高分子材料的出現和廣泛應用,把人類由工業社會推向信息和知識經濟社會。可以說某一種新材料的問世及其應用,往往會引起人類社會的重大變革,材料是人類文明的重要標志。如果說現在人人離不開高分子材料,家家離不開高分子材料,處處離不開高分子材料,是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應用是以高分子材料的形式出現的,高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統合成材料,另外許多精細化工材料也都是高分子材料。

第一,塑料:一類是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等;另一類叫工程塑料,其強度大,如汽車零部件、保險杠、洗衣機內的滾筒、電器的外殼等。

第二,纖維:人們開發出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物,通過不同的加工,生產出了各種纖維制品,極大地滿足著人類的需要。

第三,橡膠:天然橡膠的種類和品質都受到很大的限制,于是科學家們不斷開發出了各種人造橡膠,如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。

第四,精細化工:比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產品,如家具漆、內外墻乳膠漆、汽車漆、飛機漆等。女孩子用的指甲油,使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫用膠、結構膠等黏合劑,以及各種吸水樹脂等都是高分子產品。三、高分子化學與高科技的結合

當今社會,人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息發展的物質基礎。自從合成有機高分子材料的那一天起,人們始終在不斷地研究、開發性能更優異、應用更廣泛的新型材料,來滿足計算機、光導纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機械工業等尖端技術發展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發展,出現了許多產量低、價格高、性能優異的新型高分子材料。

隨著生產和科學技術的發展,許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現出來,如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫用材料、光敏材料、非線性光學材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領域,下面簡單介紹特種高分子材料:功能高分子是指當有外部刺激時,能通過化學或物理的方法做出相應反應的高分子材料;高性能高分子則是對外力有特別強的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇;特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學、化學性質和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化學纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑)的范疇。

第一,力學功能材料:強化功能材料,如超高強材料、高結晶材料等;)彈材料,如熱塑性彈性體等。

第二,化學功能材料:分離功能材料,如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡合物等;反應功能材料,如高分子催化劑、高分子試劑;生物功能材料,如固定化酶、生物反應器等。

第三,生物化學功能材料:人工臟器用材料,如人工腎、人工心肺等;高分子藥物,如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農藥等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。

可以預計,在今后很長的歷史時期中,特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發展的主要方向。

四、高分子化學的可持續發展

研究高分子合成材料的環境同化,增加循環使用和再生使用,減少對環境的污染乃至用高分子合成材料治理環境污染,也是21世紀中高分子材料能否得到長足發展的關鍵問題之一。比如利用植物或微生物進行有實用價值的高分子的合成,在環境友好的水或二氧化碳等化學介質中進行化學合成,探索用前面提到的化學或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子來處理污水和毒物,研究合成高分子與生態的相互作用,達到高分子材料與生態環境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀應當開展的綠色化學過程和材料的研究范疇。

參考文獻:

篇2

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)43-0083-02

一、《高分子化學與物理》課程特點

經過高分子科學與技術的快速發展,高分子的理論發展與應用已經滲透到物理學、化學、材料學、生物學等各個學科與領域,具有鮮明的學科交叉特色。高分子化學與物理的研究成果已經進入了我們日常生活的每個方面[1-6]。作為一門多學科交叉、實用性很強的學科,高分子對各個工業部門和科技領域的滲透作用已成為不爭的事實,所以在現行中國高等教育的本科專業中,如化學、應用化學、材料化學、材料物理、復合材料、輕化工程、包裝工程、紡織工程、生物工程和環境工程等許多非高分子專業都將高分子相關知識作為必修課和選修課。

非本專業《高分子化學與物理》教學的側重點在于闡述現代高分子科學已成熟的基本概念、基本知識、基本原理和基本測試方法,對涉及高分子科學研究前沿的理論、測試方法以及高分子的新產品介紹等內容點到為止,該課程的學習為輕化工程專業學生開啟了一扇通往高分子科學的窗戶,引導學生了解高分子化學在高分子學科中的地位,通曉課程的主要研究對象和研究內容,為后續專業基礎課的學習和高分子在染整中的應用奠定基礎[1,2]。通過多年的教學實踐證實,對于輕化工程專業(染整方向)的本科生來說,《高分子化學與物理》課程教學呈現以下幾方面的特點。

(一)基礎課程,銜接不夠

對于輕化工程專業(染整方向)的本科生,高分子的學習顯得尤為重要,一方面后續課程(如《纖維化學與物理》、《染整工藝原理》和《染料化學》等)的學習必須以高分子為學科背景,另一方面大學生的生產實習、創新學分實驗、創新訓練計劃和本科畢業論文等實踐性環節的開展也必須要有高分子基礎,因此為了讓染整方向的本科生了解和掌握高分子的基本理論知識和應用,開設了《高分子化學與物理》學科平臺課程。該課程的學習必須以《有機化學》、《物理化學》和《無機化學》的課程學習為基礎,但江南大學輕化工程專業將《高分子化學與物理》課程設置在大二下學期,《物理化學》等課程也在此學期開設,因此課程開設時間過早,缺乏基礎課程的知識,建議在大三上學期開設,以期獲得較好的教學效果。

(二)內容多、學時少,課時緊張

《高分子化學與物理》課程主要包括高分子化學和高分子物理兩個部分,其中高分子化學部分包括高分子科學的發展歷史、發展趨勢,基本概念、分類與命名、基本原理、高分子合成反應與方法等,涉及逐步聚合、自由基聚合、離子聚合、配位聚合和共聚合等;高分子物理部分則側重于高分子的結構(如鏈結構、聚集態結構等)、分子運動、力學狀態與轉變,物理性能等。對于高分子專業的本科階段,通常會開設《高分子化學》和《高分子物理》兩門課程,分別在32至48學時不等;而對于輕化工程專業,只開設了《高分子化學與物理》一門課程,48學時,相對來說內容多、課時少。在這樣的情況下,教學活動的有效開展、課程體系的完善、講授內容的連貫與取舍等都顯得非常重要,對任課老師是一種不小的挑戰。

(三)注重理論,缺乏實踐

《高分子化學與物理》是一門以實驗為基礎的自然科學,但輕化工程專業只開設理論學習課程,沒有相關實驗課程。為了使學生能夠更好地掌握課程學習內容,同時培養學生的動手能力和分析、解決問題能力,提高學生的實驗技能,相應的實驗課程的開設顯得非常迫切,能夠讓所學知識與理論在實驗中得到驗證,注重理論與實踐的結合,讓學生從最初的原料出發,選擇合適的聚合方法與聚合反應,得到在實際生活中真正用得上的高分子產品。

二、教學改革舉措

針對輕化工程專業《高分子化學與物理》的課程特點,結合本校的實際情況,要求學生在理解基本概念和掌握基礎理論的基礎上能夠了解高分子的應用,重點培養他們的實踐與創新能力,作者經過幾年的教學實踐和摸索,總結了幾點教學改革舉措。

(一)規劃本科培養方案,合理調整課程設置

目前我校輕化工程專業的課程設置還存在一定的問題,建議對本科培養方案進行修改,在《高分子化學與物理》授課前完成《有機化學》、《物理化學》和《無機化學》等基礎課程的學習,這樣才能提高學生的學習效率,增強他們的學習興趣,便于更好地掌握相關理論與知識。

(二)多媒體資源課件與傳統板書有效結合

多媒體課件具有豐富表現力、良好交互性和極大共享性等特點,它可以將枯燥乏味的理論知識直觀化和形象化,能夠充分調動和發揮學生學習的積極性和主動性。但在運用多媒體教學的同時也出現了諸如教師幾乎不寫板書,學生不記筆記等問題,嚴重影響了教與學的質量。建議對任課教師的教學大綱、考核方式、教學難點與重點等相關教學文件進行監督,要求授課過程中課件放映與傳統板書相結合,將學生上課情況、學生主動參與積極性、平時作業等與學生的最終成績掛鉤,進行綜合評定。

(三)增設實驗課程,提高學生實踐能力

《高分子化學與物理》是一門理論與實踐相結合的課程,實驗課是對理論課學習的有效補充,通過直觀的現象和結果驗證理論學習的真實性,幫助學生理解所學理論知識,因此實驗課的教學顯得尤為重要,建議在輕化工程專業開設實驗課程,但涉及的實驗眾多,要求任課老師充分考慮實驗的可操作性、重復性和可行性等方面,認真編寫實驗講義。此外,學校和學院應重視實驗室配套設施建設,突破實驗教學完全依附于理論課程教學的傳統框架,增加啟發式實驗和創新性實驗所占比例額,注重驗證性實驗、啟發式實驗和創新性實驗有效結合,開動學生的思維,發揮學生的潛質,提高學生的創新意識。

(四)理論聯系實際,注重啟發式教學

《高分子化學與物理》是一門相對來說比較抽象、枯燥的課程,但它也是一門應用性很強的課程,高分子材料用途廣泛,遍及現代社會生活中衣、食、住、行、用等各個方面,因而在課程講授時注重理論聯系實際,將抽象的概論、理論與實際應用有機結合,將對課堂教學效果起到重要的促進作用。

三、創新能力的培養

(一)培養方案中開設新生研討課和專業導論課

為了提高學生對專業的認同感以及學生的學習興趣和熱情,可以嘗試在本科培養方案中針對大學新生開設新生研討課和專業導論課,以趣味講座和座談的方式進行專業介紹,了解專業背景,告知學生輕化工程這個專業是以化學與高分子為學科背景的,加強學科平臺課程的學習至關重要。

(二)實施學生雙導師制

全面推進學生雙導師制是確保創新型人才培養的重要手段,企業導師和校內導師組成課程小組,共同確定課程教學大綱、教學內容、教材及承擔教學任務,使專業理論課程與行業實際需求緊密結合。

(三)強化實驗課程學習和創新能力培養

實驗課程采用自主設計實驗,在實驗大綱的規范下完成實驗要求,將驗證性實驗、啟發式實驗和創新性實驗有機結合。在國家大學生創新創業計劃項目、江蘇省大學生創新創業計劃項目和江南大學大學生創新訓練計劃項目等資助下,實現學生創新訓練的全參與和全覆蓋,指導教師從選題開始就應該注重基礎理論知識在創新實驗中的應用,達到學以致用的目標。

(四)強化學生的畢業論文(設計)指導

畢業論文(設計)是學生畢業離校前最后一個實踐性環節,也是所學基礎理論知識得到充分應用的關鍵環節,因此可以從課題的選擇、采取的技術路線、擬采用的研究方法和達到的預期目標等方面進行合理規劃與設計,充分發揮學生所學知識與理論的應用,提升學生運用知識的綜合能力,強化學生的專業基礎。同時,輕化工程專業的畢業生中從事與高分子相關行業的人數眾多,學科交叉特色鮮明,為學生的出國深造、攻讀研究生和就業奠定堅實的高分子基礎。

四、結語

根據國內外行業需求和自身特色,通過教學改革與實踐,圍繞復合型、創新型染整專業技術人才的培養目標,通過理論與實踐相結合、教學和科研相結合、校內與校外相結合、科學素養與人文情懷相結合的人才培養模式,注重理論知識的傳授與學生創新能力的培養相結合,全面提高和調動學生的學習積極性和學習興趣,為學生的學習與工作奠定堅實的基礎。

參考文獻:

[1]徐曉冬.非高分子專業《高分子化學與物理》教學中的幾點體會[J].高分子通報,2010,(5):74-78.

[2]劉兆麗,曹亞峰,譚鳳芝,李沅.非高分子專業高分子化學與物理教學的幾點探索[J].科教導刊,2013,(1):82-83.

[3]喻湘華,鄢國平,李亮,吳江渝,郭慶中,曾小平.高分子化學與高分子物理課程教學改革與探索[J].化工時刊,2011,25(3):68-70.

篇3

中圖分類號:G642 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2013)33-013-01

高分子化學主要包括高分子化學、高分子物理以及高分子工藝。高分子化學主要就是研究高分子化合物合成、化學反應、物理化學、加工成型以及應用等方面的一門綜合性學科。

一、高分子化學實驗研究

霍夫曼和庫特爾在1909年第一次提出C5H8的熱聚合專利。一年后1910年海利斯和麥休斯用鈉實驗,也得到同樣的結果C5H8。長期以來,人們對高分子物質研究也取得了一定的成果。有機化學家畢克斯在1920年的《關于聚合反應》一文中,明確提出,成為環狀化合物和成為共價鍵結構的長鏈高分子化合根本不是一回事。在1922年,發現橡膠“溶液”仍然具有膠體性質。又于1924年明確提出了天然橡膠分子是高分子量的大分子,同時,將其溶于任何物得到的膠體和小分子結合得來的膠體不一樣。分別在1926年和1928年,斯本先、多爾(1926)以及施道丁格(1928)同樣認為纖維素分子可以從一個晶胞長入另一個晶胞而成為直鏈形狀,而施道丁格并進一步提出,纖維素和橡膠分子的晶胞的大小或晶體的大小與線形高分子的長度無關,之后又在1930年,更進一步提出了高分子稀溶液的粘度和分子量之間的關系,從而引起了定量測定高分子分子量的興起。1932年,施丁格發表了一部關于高分子有機化合物的總結性論著,標志高分子化學的建立。在此之后,高分子化學理論迅速發展,高分子工業也蓬勃興起。尤其是1949年之后高分子化學的系統研究大規模地開展起來。

二、協同創新影響下的實驗教學項目建設

在新形勢下,科學技術正在不斷發展,高分子材料也被廣泛應用,這為基于協同創新的高分子化學實驗提供了可能,加強了其與其他科之間的聯系,進行了一系列的綜合性以及創新性的實驗教學項目的建設。

1、有機結合高分子化學、物理實驗

由于高分子材料合成后是要對分子量和其分布量測定的,同時,對于高分子的乳液、溶液鎳都也要進行測定,所以必須做到有機結合高分子化學實驗和高分子物理實驗。通過對高分子化學實驗的安排,完成這些必要性能的測定。

2、結合高分子化學實驗和食品質量標準

在實驗中讓學生學會思考、探索,將知識結合到實踐中,學會解決問題,是以獲得的豐富經驗。就如環氧丙烷交聯淀粉的制備,考慮它的應用范圍,它屬于一種粘稠劑,之前還做過食品添加劑,但是,它不符合《食品安全法》,其里面含有一定的氯元素的毒。因此學生對食品添加劑中高分子材料的應用作了研究,為保證聚合物的化學實驗進行做了保證,同時,也讓學生掌握了這種食物添加劑的檢測辦法。

3、結合高分子化學實驗與藥劑學實驗

隨著新型人才培養的需要,我們結合高分子化學實驗與藥劑學實驗并且在實驗中心增設了藥劑學實驗室。如高分子材料中的羧甲基纖維素鈉就是藥劑學常用的一種,我們同時也做過很多羧甲基纖維素鈉方面的合成實驗,甚至在最后得到一種混懸型液體藥劑。這種藥及對一些皮膚炎癥(濕疹、蕁麻疹以及丘疹等)效果十分好。

4、高分子化學實驗結合固體廢棄物處置

隨著社會的進步,人們生活水平也有逐步提高,但是白色污染也日益困擾這我們,因此我們對這些高分子材料的廢物回收工作必須加以重視,比如生活中最常見的,我們喝過的礦泉水瓶,它們都是聚對苯二甲酸乙二醇酯的,為此我們必須重視對這種高分子材料的礦泉水瓶進行回收,同時思考解決方案(乙二醇降解法),對其加以回收再利用。

5、協同創新影響下的高分子化學實驗和水處理技術的結合

自2004年起,環境工程方面的水處理實驗室就已開始運行,并將高分子材料運用在其中。為此,我們還專門開設聚苯胺的制備和它對鉻離子吸附性進行研究。第一步,用溶液法制備聚苯胺;第二步,把制好的聚苯胺放在有鉻離子的水質中;第三步,通過單因素分析實驗得出結論:PH值對鉻離子的吸附性影響很大。特別是PH值等于3時,去除率是最大的。通過實驗,讓我們認識到高分子材料對環境和水質方面的影響,為保護環境做了巨大貢獻。

6、結合高分子化學實驗和塑料成型工藝

由于新型創新人才培養的需要,我們必須加強對學校中實驗基地建設,對學生接觸塑料成型工藝一高分子化學實驗結合到一起講授,對學生開拓視野以及提高學習興趣有很大影響,同時加強學生對此的了解。

綜上所述,結合多門科學對高分子化學實驗教學內容的建設意義十分重大,為此,我們在《高分子化學實驗》中,增加了其與其它學科的緊密聯系,保證實驗內容的全面性、創新性以及導向性。

參考文獻:

篇4

隨著人類文明的進步與社會經濟生活的發展,能源危機、人類重大疾病相關問題、環境問題等一系列對全球造成影響的科學技術問題的出現使得化學學科、特別是高分子學科成為所有學科的中心學科。例如,基于共軛聚合物半導體材料的有機發光二極管、場效應晶體管和聚合物太陽電池等最新的科研成果將成為未來社會生活中主要的半導體元器件;高分子藥物的出現將能夠很大程度上對藥物釋放、藥物靶向性等方面進行控制而不需要增加更多的臨床藥物試驗;生物醫用高分子在改善人類生活質量方面更是意義非凡。而各種塑料、纖維、橡膠、涂料、粘合劑等高分子材料更是關系到人們衣、食、住、行的方方面面??梢哉f,現代人的生活已經離不開高分子化學和高分子材料。因此,對高分子科學的研究越來越受到國內外學者的關注。

高分子科學的誕生源于高分子合成化學,其基本概念源自于有機化學、物理化學等化學、材料學科,這種情況導致我國現有的高分子科學領域從業人員來源多樣。其中,從本科階段即接受高分子化學教育的比例依然很低,很多從事高分子材料、高分子化學、高分子物理、高分子工程等領域研究的人員本科主修為無機化學、物理化學、有機化學、材料學等專業。一定程度上,這些研究人員存在對高分子化學體系缺乏系統認知的可能。在我國高等學校進行高分子化學教學教育活動,是提高我國現有的高分子科學領域的從業人員基本素養與技能、促進我國高分子科學發展、壯大的重要途徑。

近年來,高等學校為主導的國家級或省級“協同創新中心”的設置,使我國高等學校進入新一輪的由教學型(教學科研型)大學向科研型大學轉變的歷程中。為快速實現這種轉變,培養高層次、研究型的高分子科學領域人才愈發顯得必要和重要。目前,主要的國際學術會議、頂級國際學術期刊均以英語為主。通過學術會議、、論文檢索等在這些國際知名的學術舞臺上進行高分子方面學術活動與信息交流,觀察國際高分子學科的發展動向,無疑是我國高分子學科跟進國際學術發展步伐和超越世界學術水平的基本條件。為此,我們必須建立培養能夠熟練使用英語進行高分子化學相關學科聽、說、讀、寫應用的國際性專業人才的教育體制和培養機制,強化我國高分子方面的科技隊伍建設。換言之,在本科階段開展高分子化學雙語教學,為培養具有國際化交流能力的研究生和高層次高分子科學從業者,對我國高分子學科的發展具有非常重要的意義。

在教學實踐中,我們發現完善教學內容,教學方式與手段,通過激發學生學習興趣和專業興趣,能克服其對雙語教學中英文的畏懼和排斥都有益處;制作精減的英文講義、多媒體課件深入研制等方法和措施的實施,安排學習英文講座視頻等都有利于雙語課程的講授。

3)利用視頻和錄像內容輔助教學。制作教學錄音和錄像,給學生共享,讓學生課下可以繼續觀摩課堂內容,培養其聽和說的能力。不斷構建新的新的本科雙語教育模式,使本科生能從雙語教學過程中分享課程教育國際化的機會,從中受益,并獲得在其他場所不能獲得的實踐和能力鍛煉,從而提高整體素質、創新意識及綜合能力。安排學生參加國際學術會議,到場聽取英語母語國家的專家匯報,同時錄制會議報告錄像和錄音。

4)組織學生檢索高分子化學基礎理論相關英文文獻、制作課件,并互相評閱,提升學生使用英文交流的能力。從科研的角度讓學生體會雙語教學“重點在讀懂、其次在會寫,然后是能聽懂和能說”的含義。

5)對于課堂教學效果的考察采用按照學習內容分段考核,并以英文形式呈現。例如,逐步聚合及其原理和聚酯、聚酰胺放在一起考核;自由基聚合物及其原理和實施方法一起考核;工程塑料、天然產物、環境污染和降解與穩定化放在一起考核等。這樣的做法,讓授課內容的排列更加緊湊,也讓學生更好的把握知識點的相關性。

6)強調背景預備知識積累,強化雙語教學對其他相關化學課程的關聯性,培養學生專業英語綜合素養,以期對學生閱讀英文文獻、其他相關英文課程教科書有所裨益。

總之,在過去幾年的高分子化學雙語教學中,我們通過合理的教學改革措施的使用,提高教學質量和教學效果,為將來這些接受良好英語授課培養的學生進入科研崗位,從事研究生學習打下良好的基礎。當然,這些方法也有繼續改進的空間,我們也將繼續進行深入研究與探索,總結經驗,探索培養具有創新意識和創造能力的高分子科學人才的新思路和新方法。

【參考文獻】

[2]許一婷,戴李宗.關于《高分子化學》課程教學的幾點思考[J].廣東化工,2008 (8):165-167.

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[5]王家喜.高分子化學教學改革初探[J].化學試劑,2009(4):307-309.

篇5

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2012)05-0024-02

高分子化學是嘉興學院材料與紡織工程學院高分子材料科學與工程專業學生的核心基礎課程,它是以實驗為基礎的自然科學。通過實驗課的教學,不僅能加深學生對理論知識的理解,培養學生熟練的實驗操作,還可通過安裝實驗裝置、觀察和記錄實驗現象,培養學生動手能力,進而分析現象、解決問題,最終提高學生的綜合素質和創新能力。由于本專業設立僅有5年時間,高分子化學專業課程的開設也只有短短的3個學年,由于教學經驗有限及實驗室建設的延遲,所開設的實驗一般都是一些典型的驗證性實驗(如甲基丙烯酸甲酯的本體聚合、醋酸乙烯酯的乳液聚合等),學生往往不用動腦思考,只要按照標準步驟動手完成實驗即可?;A性的實驗可以培養學生基本的實驗技能和熟悉實驗儀器的操作,但是,往往難以培養學生分析問題、解決問題的能力,更不利于學生創新能力的培養及學生的學習興趣的提高。等到學生到大四做畢業論文時,問題也暴露出來:缺乏思考問題、解決問題的能力,實驗意識沒體現出來。經初步調研論證,結合本校實際情況,我們確定選擇即將開展高分子化學實驗課程的高材09、10級學生作為這次實踐教學改革的試點,有計劃、有步驟地進行高分子化學實驗教學模式的改革探索與實踐。

一、讓學生參與實驗前的準備工作,珍惜實驗教學,提高學生動手能力

實驗前期準備工作是實驗順利進行的保證。尤其是高分子化學實驗,在實驗前有大量實驗準備工作,包括實驗室儀器設備調試、檢修工作;所需玻璃器皿的清洗工作,化學試劑的配制,如單體、引發劑的精制,溶液的配制等。這些工作都由實驗老師來承擔,學生不了解實驗的順利開展凝聚著實驗老師的大量勞動,所以,往往不珍惜實驗過程。在已開展高分子化學實驗的09級同學中,我們讓學生適當參與實驗的準備工作,如玻璃儀器的清洗,做過高分子化學實驗的人都知道,殘留高分子物質的玻璃儀器難以清洗,同學在清洗玻璃儀器的過程中,既珍惜實驗過程,又能初步了解高分子的性質;甲基丙烯酸甲酯單體的蒸餾,在甲基丙烯酸甲酯溶液中往往加入微量的阻聚劑,以避免溶液在儲存、運輸的過程中發生聚合,所以為了縮短實驗時間,提高反應效率,實驗前學生在實驗老師的指導下采用蒸餾的方式對單體進行提純,加深理論課程中關于阻聚劑的理解。通過參與實驗前的準備工作,同學們懂得實驗的成功不僅取決于實驗過程,與實驗前的準備工作也密不可分,從而更加珍惜實驗教學過程,珍惜自己的實驗成果。更重要的是,實驗的準備工作又加深了對理論知識的理解。

二、結合嘉興學院高分子材料與工程專業特點及實際情況,改革優化實驗項目,著重培養學生思考問題、解決問題的能力及團隊精神

高分子化學是一門以實驗為基礎的自然科學。傳統的實驗課程內容主要是驗證性實驗。通過無機及分析化學、有機化學及物理化學的基礎實驗,已使學生掌握了基本儀器設備的使用和相關實驗操作。因此,在專業高分子化學實驗中,過多地開設驗證性實驗,不利于學生思考問題和解決問題能力的培養,不利于創新能力的培養。因此,必須對高分子化學實驗項目進行改革,主要包括:①基礎實驗項目的改進,鞏固及培養學生的基礎理論與操作技能。如聚甲基丙烯酸甲酯的制備,學生可根據興趣選擇懸浮聚合或本體聚合,確定實驗所需儀器設備及藥品。在實驗過程中,不同聚合方法有不同的實驗步驟及注意事項。如,本體聚合分為三階段進行,不同階段溫度不同,關鍵在于第一階段轉化率的控制,避免出現爆聚,反應時間相對較長,最終的實驗產品為板材;而懸浮聚合實質也是本體聚合,但由于分散介質的加入可以很好地進行傳質和傳熱,避免爆聚現象的發生,攪拌速度是控制實驗成敗的關鍵,聚合時間相對較短,最終的實驗產品為球狀小珠。同學之間對各自的實驗現象、產品外觀、產品性狀等進行熱烈討論,從而加深對于聚合方法的理解。②強化設計性、綜合性實驗,培養和提高學生的綜合素質及創新能力。開設具有工程特色的綜合性實驗項目,如聚醋酸乙烯酯乳液聚合實驗,擴展為一組設計性、綜合性實驗:從單體精制、引發劑精制、乳化劑的選擇與用量、到動態光散射法測定乳膠粒尺寸、穩定性的測定,最后在將其配制成乳膠漆,測定涂層性能與乳膠粒尺寸之間的關系。學生通過對整個材料制備及使用過程的全程跟蹤,掌握結構、性能與合成之間密切聯系,充分發揮學生的主動性、積極性、創造性,提高學生的工程能力,有利于引導學生參加大學生創新性實驗的科學研究,培養學生的工程觀念。③適當增加科研性實驗項目,培養學生的團隊精神,增強對本專業的了解與熱愛。為進一步激發學生的創新能力及參與科研的積極性,浙江省設立了大學生科技創新項目,嘉興學院每年也設立大學生研究訓練(SRT)計劃,本專業大部分09級的學生都參與到科研性實驗項目研究中。學生們呈現出前所未有的申報熱情,他們自愿組成實驗小組、每組成員3~5人,分工明確,團結合作。如作者本人就指導了一項浙江省大學生科技創新項目的研究,團隊負責人由08級同學擔任,主要成員為09級同學。項目開展之初,主要由08級同學設計并實驗,09級同學從旁學習并輔助完成實驗,項目進行中期,09級同學已掌握實驗方法與手段,具備獨立完成實驗能力,08級同學的主要精力可放在考研復習上面,順利完成新老接替的工作,培養了學生的團隊精神。同時,學生更多地接觸到高新技術和應用技術,開闊思路與視野,增強他們對于本專業的了解與熱愛。

④增加經典驗證性實驗的趣味性,提高學生的學習興趣。很多同學剛上大學的時候,嚴重缺乏對高分子材料科學與工程專業的了解,因此對于學習沒有興趣,甚至有些學生想要轉專業。為了培養學生的專業素養,提高學生的學習興趣,我們將一些經典的驗證性實驗與我們日常生活密切聯系起來,增加實驗的趣味性和實用性。如,制備有機玻璃板前,讓學生們準備一些干花、干樹葉或大頭貼,在注模過程中放入其中,等產品成型后,美感十足的玻璃板就制成了,學生們非常有成就感,同時提高了對于高分子化學實驗的興趣。

三、完善實驗考核制度,全面反映學生實驗各環節中的表現

我們進一步細化與完善了實驗的考核方式,使學生在實驗各環節中的表現均得到不同程度的體現。以往我們只根據學生的實驗報告來評定學生的實驗成績,學生在整個實驗過程中的預習、實驗裝置的安裝、實驗設備的清洗、實驗室的清掃等工作都不能得到體現,缺乏客觀、公正、全面的實驗考核機制。因此,我們借鑒比較傳統的有機化學實驗的考核機制,將實驗成績的評定細化:預習報告20分,實驗著裝10分,實驗裝置20分,操作規范20分,實驗結果20分,衛生情況10分。將實驗成績的評定標準公布給學生,加強學生的實驗規范觀念,從實驗預習開始直到實驗結束清掃實驗室的整個實驗過程都能認真完成,從而改善學生不注重實驗教學過程的現象,增加了學生的主觀能動性。

四、建設實驗課程網站,有助于學生的課前預習,提高學生學習的自主性

在以往的實驗教學前,教師要詳細地講解實驗原理、方法、步驟、儀器使用、數據記錄、數據處理及實驗注意事項等,甚至要把實驗從頭到尾演示一遍,讓學生看得清清楚楚,學生完全不用預習實驗,也不用思考問題,這樣就造成了學生對于實驗教學的忽視。在理論教學中,多采用先進的多媒體教學手段,但在嘉興學院大部分實驗教學中,還沒有利用多媒體的教學模式。而多媒體的生動性、可重復性可以讓學生直觀感受實驗操作,可以很好地進行實驗的預習。因此,我們正逐步建設高分子化學實驗課程網站,初步將實驗課的教學大綱、講義等內容放到網站上。編制實驗教學課件,如實驗過程所涉及的基本儀器、基本操作、基本裝置、注意事項等。實驗課程網站的建成,方便學生的課前預習,提高學生學習的自主性。為了進一步完善課程網站的建設,我們還擬采用Flash演示等手段,幫助學生掌握實驗步驟,了解注意事項。目前,實驗課程網絡的正在逐步建設與完善中。

參考文獻:

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[2]宋麗娜.淺談高分子化學實驗教學改革[J].廣東工業大學學報(社會科學版),2009,(9):233-234.

[3]祖立武,張小舟,王雅珍.高分子化學設計性實驗的教學實踐[J].高師理科學刊,2007,(27):94-96.

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Keywords bilingual teaching; Polymer Chemistry; college teaching; teaching experience

?p語教學是高校通過將英語及英文教材以不同比例加入到授課語言及教學內容中的一種授課方式,主要是為強化英語學習、提高學生素質、培養學生追蹤科技前沿發展和順利參與各方面生產、經貿等領域國際交流的能力。[1]雙語教學是以提高英語學習效率為目的的,是我國融入世界經濟、貿易、文化等活動必須工具;[2]是為培養高水平復合人才、與國際盡快接軌,而在展開的教學革新嘗試,目前在全國各省市、各類高校均有嘗試。[3]雙語教學最初是素質教育和高水平人才培養探索的突破口,目前已成為很多高校走向一流大學、一流學科的必經之路,“育人為本”是雙語教學的最終目標。[4]

高校雙語教育模式的選擇,應從本校的具體情況、學生的英語水平和接受能力幾方面出發。循序漸進地增加英語的比例,合理分配中英文教學內容和重點,根據教學的具體情況調整和完善教學安排和方法。通常我國高校的雙語課教學有4種開展方式:[5]

(1)滲透型。開始時將少量的適合章節和內容加入課程中,將名詞和術語解釋作為英文教學必備的環節;逐漸增加英文習題的練習和分析,課后布置學生進行英文原版教材的學習閱讀;根據學生的學習效果逐步加大英語在課上的應用比例,最終達到全英文授課的目的。這種模式,適用于學院、系的整體教學安排朝全英文、半英文授課方向發展的高校和學院。

(2)漸進型。是在低年級主要以強化英語能力為主,在高年級逐步開設以英語作為授課語言的專業課。學院或系要統籌安排課程,低年級時加強安排英文能力的提升;高年級開設英文授課專業課。也就是一年級英文課比重大;二年級減少英文課比重,用英文專業課程進行補充;三年級進一步提高雙語、英語授課比例;四年級全部采用英文授課。這種與第一種類型的操作方式相似,都是適用于學院、系的整體教學安排都朝全英文、半英文授課方向發展的高校和學院。對學生和學校整體的要求均較高,目前僅有少數高水平大學的個別學院采用了這兩種方式。此外還聘請大量外籍教師,保證全英文的學習和生活氛圍。

(3)穿插型?;静捎弥形臑橹鞯氖谡n方式,在掌握專業課內容要的基礎上,對學科進展類、概念類的內容,進行英語講解并布置英文閱讀、自學內容;而對于需要重點掌握的知識要英文講解,且要通過漢語認真解釋,并通過習題和練習對知識的學習進行強化。此法容易操作,適應面廣,不僅學習了知識,而且介紹了該知識的英文表述,有利于學生發散思維、開拓視野。有的高校以英文為主,只用中文對教學重難點進行強調和解釋,這要求教師有熟練的英文口語運用能力和表達能力,也提高了對學生的要求。

(4)選修型。開設全英文授課的專業選修課或非專業選修課,對學生不做強制性要求,可以評自己的興趣和目標進行自主選擇。這種課程的開設,可由母語為英語的外籍教師負責,也可以由英文水平高的普通教師承擔,適用于各種類型的高校。

雙語教學不是一門課程或某一個教師憑自身的努力可以完成的任務,是需要教學管理及師生共同配合,并結合高校自身的實際情況,進行計劃、安排和組織才能達到最佳效果。針對目前國內雙語教學的現狀,天津工業大學“高分子化學”教學團隊面向我校自身特點,制定和適合我校學生的雙語教學計劃和方案。主要有以下的條件和特點:

1 “高分子化學”雙語教學的條件

天津工業大學是以紡織及合成纖維的研究與人才培養為特色的地方性高等院校,材料科學與工程是我校的優勢學科,具有很長的歷史和較強的研究實力。因而面向相關專業的學生開設雙語專業課程,是進一步提高我校人才培養素質和水平的需要,也是延續我校強勢學科研究實力、提升研究水平的需要。因而從有機材料類專業的第一門專業課“高分子化學”開始,即開設雙語課程有利于使學生及早地接觸專業的英語知識,接觸到學科的國際前沿,為后續課程雙語教學的實施做好鋪墊。我校開設“高分子化學”課程雙語教學具備一些特定條件。

1.1 教師具有扎實的英語基礎

首先從師資力量看,我校從事“高分子化學”課程教學的教師共有6名,全部為具有博士學歷的中青年骨干教師。其中1人具有海外留學經歷,其他5名教師也都有在海外學習或工作的經歷,具有扎實的讀寫水平和很強的聽說能力。教師每年都會在國際高水平期刊上發表數篇研究文獻,不斷提高自身的研究能力和外文使用能力,保證了“高分子化學”雙語課程的教學效果。

1.2 教材具有廣泛的認可度

我們所選取的原版參考教材是在國際上廣被認可的通用教材,由George Odian編寫的Principle of Polymerization,目前已更新到第四版。該教材從知識體系框架的構筑到細節概念的介紹、鋪陳都與我們選用的漢語教材――潘祖仁編寫的“高分子化學”,有很好的契合,二者相輔相成,因此無論教師備課,還是學生的參考學習都很容易兩相對照,平順推進。

1.3 教學成果有實際需求

天津工業大學是以化學纖維和中空纖維膜為研究側重的院校,學校各級都很重視科研發展。每個研究室和相應的教師都需求大量的高素質的研究生和助研工作。每學年都會有相當數量的本科生進入到教師研究小組去從事科研工作。接觸到實際科研工作的學生更能體會到專業英文及其系統學習的重要性,因而更能認識到雙語教學的必不可少。

2 “高分子化學”雙語教學的側重點及辦法措施

2.1 專業知識的傳授為側重點

雙語教學是以英文為載體,傳播專業知識的課程,英文中的詞匯、語法等都不是教學重點。但英語能力的確成為制約學生順利學習的最大困難。“高分子化學”是提供對專業最基本理念和認知的課程,因此學生對該課程的學習效果要求很高。因而對雙語教學的感受也不盡相同,首先英語基礎好的學生,雖剛開始對英文授課不適應,但經短暫調整和努力就能進入狀態,以英文的思維方式理解概念和理論,這對于其后續的課程的雙語教學有很大的幫助;英語基礎一般的學生,不能完全跟上教學內容,課后要在預習、復習,對照英、漢教材的區別,努力趕上進度;英語基礎差的學生,長時間的努力仍跟不上雙語教學進程,相當的時間精力花費在自學漢語教材上,英文課程的內容基本不能理解,最終厭學、棄學。總之,問題的最關鍵癥結是,雙語“高分子化學”是專業課程而不是英語課程。如果不能夠實現順利傳授專業知識的目的,則達不到改革嘗試應有的效果。

因而我們提出,我校的“高分子化學”雙語課程要牢牢把握專業知識傳授為主線,輔助相應的英語表述;使學生盡可能地把握專業知識的前提下,全面了解“高分子化學”知識的脈絡和英文描述,為擴大學生的詞匯量和知識面盡最大的努力。在課堂的授課過程中,注重使?W生了解不同文化和思維模式下,相同知識和認知的獲得的路徑不盡相同。使學生通過英文內容的講授,了解近現代西方創新、科研的模式和方法,從而培養學生與國際接軌的創新能力。這種專業為主、語言為輔的教學理念,使“高分子化學”雙語課程成為學生了解學科發展前沿動態的一個媒介。

2.2 教學注重理論與實踐相結合

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隨著教育改革的深入與發展,中等職業教育正經受著巨大的沖擊,尤其是高校的擴大招生,普高熱的持續升溫,致使中專招生出現滑坡,學生質量急劇下降。其中一部分學生基礎較差,自卑心理強,缺乏足夠的學習興趣與信心。這一切給教學造成了很大的困難。面對無法選擇適合教育的學生,只能選擇適合學生的教育,筆者在高分子化學及工藝學教學中,正視教育對象的入學基礎,以“求新、求變、求異”為原則,以“精選內容、淡化推導、加強應用、突出能力”為宗旨,進行了一系列的教學改革。

一、結合教學知識點進行環境與人文教育滲透

任何一個學科的發展史都是科學與人文緊密結合、共同發展的歷史,通過學科發展史教育滲透人文教育不但能激發學生學習興趣,同時還能達到教書育人的目的。筆者在高分子科學發展史的教學中,通過我國解放前后高分子學科及工業發展情況的對比比較來教育學生樹立愛國精神。通過學科發展史上杰出科學家的感人事跡進行人文精神教育。如介紹高分子科學始祖---Staudinger的大分子學說以及科學史上有關高分子的概念的爭論,加強學生對高分子概念的學習興趣,同時通過科學家對真理的棄而不舍的追求精神感染學生,激發學生的學習熱情。再比如介紹2000年高分子科學界諾貝爾得主白川英樹等科學家在科學探索中的合作精神,讓學生明白當今世界科技發展之快,社會更需要懂得合作精神的人才,借此培養學生的團結協作意識。這樣的事例還很多,這兒就不一一列舉了。

再者就是密切結合教學知識點進行環境教育滲透。比如結合廢舊高分子材料回收利用的教學,筆者補充介紹了高分子材料廢棄物的利用至少有兩個基本意義,其一是解決環境污染問題,保護人類賴以生存的唯一的地球;其二是充分利用自然資源。高分子合成材料的單體主要來自石油。與其他自然資源一樣,從長遠看石油等資源不會“取之不盡,用之不竭”。人們必須采取積極手段,不僅必要而且可能做到“變廢為寶”。在教學中結合廢舊高分子材料資源利用問題,導入環境保護意識,導入生態平衡觀點,導入可持續發展思想是培養學生環境意識的重要環節。免費論文。針對環境教育滲透筆者專門撰寫有論文詳細介紹如何與教學緊密結合,這里也就不再多廢筆墨。

教學實踐證明,結合教學知識點進行環境與人文教育滲透,不僅起到了教書育人的作用,還對培養學生的學習興趣起到很好的推進作用。

二、 對課程內容進行歸納和調整

為保證在規定的學時內完成教學任務,除采用多媒體方式授課以外,還對目前教材中的內容進行歸納和調整。

首先是緒論部分,“緒論”,說白了,就是每門課的開場白,俗話說:“王婆賣瓜,自賣自夸”。這種“吹噓”是必要的,關鍵在于怎樣在“第一次課”中把它吹響、吹好,以便把學生的注意力、學習精力抓過來。調動起學生的學習興趣。心理學研究表明,學生的學習成績與學習興趣水平有顯著相關。高水平的學習興趣,產生較大的學習動力,使學生積極朝向學習活動,為取得優異成績創造條件。而優異的學習成績又可提高學生的學習興趣,在學習活動中產生積極愉快的情緒體驗。學習興趣與學習成績是相互影響的。在教學活動中,教育者要注意培養學生的學習興趣,使學生成績與學習興趣互為促進,達成良性循環。我們正處于e時代,信息來源廣,如何喚起學生對課程內容的興趣并投入時間和注意力,值得授課者思量,而筆者以為僅有豐富的內容是不夠的。心理學家皮亞杰強調,在教育中應特別重視興趣的誘發,因為認識是一種主動積極的不間斷的建構活動,不斷建構自己的智力與思維能力。教育的目標之一就是使學生能夠去主動自發地學習,就必須創設情景和條件,誘發學生的學習興趣,激發起求知欲和好奇心。因此,在緒論教學中,在選擇教育內容上要挑選有代表性的、新穎的材料。于是筆者將教材中的緒論與第六章聚合物結構與性能的內容進行了整合,緒論課只介紹學生認識高分子與高分子材料和高分子科學發展概況,讓學生對生活中的大量高分子材料有感性的認識,而將緒論中有關聚合物的基本概念、高分子鏈的形態結構等理論性知識與第六章的聚合物的結構與性能整合在一起作為第一章高分子基礎知識進行介紹。在高分子基礎知識學習章節中安排了高分子科學術語及基本概念(包括單體、高分子鏈的相關術語、高分子鏈形態的相關術語、重復單元、結構單元、單體單元、聚合度、分子量及分子量分布、聚合物結構式及聚合反應方程式的書寫規范等內容)、聚合物結構與性能(主要介紹聚合物的結構層次、聚合物的宏觀狀態以及聚合物結構與性能的關系)以及聚合物形成反應與聚合實施方法等內容。免費論文。從而達到從感性認識上升到理性認識,從生活中來,又回到實踐中去,使學生感到學得實在,學有實用。免費論文。

其次是聚合反應部分,在講授時以聚合反應機理為主線安排各項內容,先講連鎖聚合的典型代表自由基聚合,再對比介紹逐步聚合,主要是自由基聚合與線型縮聚的對比,最后介紹聚合物的化學反應。在聚合反應教學中,有許多基本概念、原理相似或相關;許多種類聚合物的結構、性質、制法、用途也相似或相關,在學習中容易混淆。通過引導學生對這些易混淆的知識進行比較歸納,同中求異,異中求同,就能使知識的理解更準確、更全面、更深刻。同時為了節省教學時間,達到職業教育“夠用、實用、會用”的要求還減去一些理論推導工作,增加一些應用知識的介紹,與生活中所了解到的大量高分子材料品種對上號。比如,在高分子的分子量控制,動力學方程的建立等章節中多處出現一些類似的數學推導,在課堂上進行講解需要大量課時。通過多年的實踐,把詳細的數學推導以參考文獻的方式介紹給學生讓有興趣的、數理基礎好的學生去自修。這不僅滿足對豐富的高分子化學理論知識內容的要求,也滿足了學有余力的學生需求,同時,這對鼓勵自學、培養學習的能力和素質也是有益的。

最后是工藝部分,這部分在于編寫的教材中是兩章的內容,一章為合成工藝,一章是加工工藝。在具體教學中為了節省學時數,筆者也進行了適度的增減和調整。在教學中抓住四種聚合方法和典型的產品進行教學,比如介紹本體聚合方法,接著就介紹乙烯高壓氣相本體聚合及其加工應用,以此為代表說明塑料的加工;介紹溶液聚合方法后筆者刪減了教材中丁二烯的配位溶液聚合,而是增加了醋酸乙烯酯溶液聚合并醇解、再縮醛化制維尼綸的工藝,借此說明纖維的加工。再就是采用比較對比的方法介紹懸浮聚合和乳液聚合,以丁苯橡膠的生產為例說明橡膠的合成和加工工藝。教學實踐證明,將原本兩章的內容變為一章進行組織教學,即節省教學時數,又具體形象,使學生易于接受。

三、 采用多媒體授課

制作與教材配套的電子教案及課件,已在2002和2003級學生中試用,這樣不僅可以節約大量板書的時間,而且電子課件能做到圖文并茂、生動直觀,大大豐富了課程的信息量,從而提高了學生的學習興趣和注意力,使學生積極主動地獲取知識。電子課件除信息量大、形象、直觀、準確外,可以根據需要隨時切換到化工生產現場,既延伸了課堂又增強了課堂說服力,使同學們真切地感受到理論來源于實際,又對實際有明確指導意義,認識到知識的價值和意義,因而對創新充滿激情。

四、 增加教學的實驗環節,建立一套合理的實驗教學考核方法

高分子實驗是《高分子化學及工藝學》課程的重要組成部分。它不僅是為了強化所學的理論知識,更重要的是通過實驗可以訓練學生科學實驗的方法和技能;培養學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力。因此,盡管教學學時數和實驗條件有限,筆者仍創設條件開設了有機玻璃、酚醛樹脂、尿醛樹脂、乙酸乙烯酯乳液聚合及聚乙烯醇縮甲醛--膠水的制備實驗。通過實驗讓學生比較兩大類型的聚合反應的特點,感悟高分子化學反應的特征,比空洞的理論說教效果好得多。在課程實驗過程中,還可利用操作間隙與同學們討論相關原理、技術、知識、經驗和安全等方面的問題,及時、有意義地了解學生對知識掌握的興趣,準確地把握學生在理論聯系實際、動手能力和創造性思維方面的能力,有的放矢地去指出他們的不足之處。

為了避免實驗設備有限,一部分學生趕馬混騾,還建立了一套合理的實驗教學考核方法,把實驗考核安排在各類實驗中進行,著重考查學生基本操作與基本技能訓練的效果,考核學生掌握知識和運用知識能力以及觀察分析和判斷實驗現象的能力,具體做法可從以下四方面考核學生的實驗成績:實驗預習(15% )。要求學生在實驗前認真作好預習報告,了解和掌握實驗原理、步驟和注意事項;實驗前提問口試(15% )。及時檢測學生預習實驗情況,不合格不予準許實驗;實驗操作(40%)。要求在教師的指導下,能正確地使用儀器,正確地掌握實驗操作基本技術;實驗報告(20 )。要求學生做完實驗后,對實驗數據進行認真處理,解釋實驗現象,并對相關實驗的思考題進行認真回答;實驗作風、衛生、紀律(10 )。要求實驗過程中保持安靜、專心實驗。其中實驗報告除了考查學生所寫實驗報告的規范性外,還著重考查了學生的分析討論部分??磳W生能否聯系已經學過的理論和已掌握的知識技能,對實驗結果、實驗條件、實驗的方法和技術等做出綜合性的分析評價。對于有獨特見解或有創新思維學生的實驗報告,將給予“綜合分析討論附加分”,加以鼓勵;而對于分析討論一般的報告,則不建議給予高分。實踐表明,這種考核方法能有效地促進學生認真對待實驗的每個環節,從而使學生的各項實驗技能得到更有效的訓練和提高,還有利于培養學生認真、嚴謹、實事求是的科學態度。這些措施也有利于學生的觀察能力、獨立思考能力、綜合分析能力和創新思維能力的提高。同時也有利于教師全面、客觀、合理地評價學生的實驗成績。

參考文獻:

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4.韓冬冰、王慧敏. 高分子材料概論 [M].北京: 中國石化出版社, 2003年

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武漢工程大學材料科學與工程學院高分子材料與工程專業教師科研成果促進本科教學工作在實踐探索中取得了初步成效。筆者將以此為例,就這方面的工作進行一些探討。

二、教師科研成果促進本科教學工作的思路與實踐

(一)實施的背景

1.是當今社會發展對人才培養質量的要求。隨著人類社會的進步和科技的迅猛發展,材料、能源和信息已被公認為科學技術的三大支柱。將教師的研究成果融入本科教學內容,擴大學生知識面,了解和掌握學科前沿的最新動態,是培養技術開發和應用的創新科技人才,為地方及區域經濟的發展輸送高質量的工程技術的重要舉措。

2.是學校建設規劃實施的需要。

武漢工程大學是一所化工特色鮮明的多科性教學研究型大學,人才培養目標定位于高素質應用型人才的培養。學校明確提出,要以素質教育、工程實踐能力和創新意識培養為教學工作出發點,培養一批適應社會發展需求的“基礎扎實、知識面寬、實踐能力強、具有創新精神的應用型人才”。為進一步貫徹落實學校關于本科教學質量與教學改革工程的精神,我校高分子材料與工程專業幾年來的教學改革與實踐都是圍繞推進素質教育和質量工程建設,培養符合知識、能力、素質三方面要求的創新型人才進行的。讓學生參與到教師的科研工作中,是實施人才培養計劃的有效途徑之一。

3.高分子材料與工程專業具備科研促進教學工作的優勢。

(1)專業優勢。該專業成立于1994年,是我校的優勢特色專業,是學校博士點的兩個一級學科之一。2007年獲得“2007-2010中央地方省部共建材料科學與工程特色專業實驗室”立項建設,“2007-2010中央地方省部共建高分子化學與高分子物理特色專業實驗室”2008年獲準通過。本專業的橡膠加工和塑料加工設備齊全、先進,專業實驗教學條件領先,為本業專和相近專業提供起點高、裝備齊全、適用性強的高分子材料與工程專業實驗示范基地。

(2)專業師資優勢。突出表現在:擁有楚天學者崗、教師的博士比例高、SCI和EI收錄數量多。所屬學科“材料科學與工程”一級學科是湖北省重點學科,設有碩士學位授予點(含材料學、材料加工工程和材料化學與物理三個二級學科碩士點)?!案叻肿踊瘜W與物理”二級學科也是湖北省重點學科,設有碩士點,同時,“材料科學與工程”一級學科已通過博士點立項建設驗收,現有兼職博導3名。另外,所屬專業主干課“高分子化學與物理”等課程為省級精品課程,為本科生、碩士和博士研究生的培養提供良好的理論教學和科研條件。專業教師搞好教學的同時,還積極開展科學研究,通過承擔科研課題,撰寫高水平論文,發明專利,舉辦、參加學術活動等方式,極大地提高了本學科教師的理論水平。

(二)科研促進教學工作的思路及措施

幾年來,本專業教師在積極開展科研工作的同時,特別注重科研成果在教學活動中的應用,努力豐富教學內容,提高教學效果。除了一般性的結合自身的科研經歷于理論教學中外,許多老師將科研課題直接用于教學實踐活動中,開設創新性實驗項目,提高了學生的學習興趣,加強了學生工程實踐能力的培養。

1.科研成果促進教學的平臺構建

本專業多年的辦學經驗顯示,教學與科研訓練是不可分離的,二者的有機結合為培養研究創新型人才,提高學生對新產品、新工藝、新材料的研究、開發能力大有裨益。通過實踐,我們總結了如下的科研促進教學體系:

2.科研成果促進教學的方式方法

科研成果促進教學的方式方法可歸納為以下幾種:

(1)作為理論教學的補充內容

高分子材料與工程專業的理論基礎課,如高分子物理、高分子化學,高分子的專業主干課如聚合物加工原理,都是與實際緊密相連的課程。例如,高分子化學課程中講授的許多原理都將直接運用于工業生產的控制中。因此,將科研成果融合在理論課的教學中,對學生加強理論的理解,提高學習理論課的興趣,是十分有用的。比如老師在講解《聚合物加工原理》課程時,將自己的科研成果,如聚丙烯的改性、加工融入講課內容,豐富了課堂教學的內容和層次。

(2)作為實驗教學的內容

高分子材料與工程專業教師充分利用科研的優勢,將研究成果應用于實驗教學中。高分子材料與工程《專業實驗》課的基本實驗項目中的科學研究實驗如下表(部分):

科研成果轉化為實驗教學內容清單(部分)

(3)作為學生畢業設計(論文)的課題

近年來,該專業本科學生的畢業論文題目均出自指導教師的科研課題,獲得很好的效果,學生的本科畢業論文多人次獲湖北省優秀本科畢業論文獎勵。

(4)作為大學生課外科技創新活動的內容

本專業的教師積極吸納學生參與在研科研項目的研究,指導學生獨立完成大學生課外科技創新活動,培養了學生獨立分析問題、解決問題的能力,激發了學生的創新意識,為今后的考研、讀研打下了良好的基礎。比如學生在教師科研項目的基礎上提出了新的子課題,并積極申報了“武漢工程大學校長基金”,使高分子材料與工程專業連續成為獲得資助項目最多的專業。在大學生化學實驗技能競賽中該專業學生也獲得很好成績。

(5)作為本院教授(博士)論壇的講座內容

武漢工程大學的教授(博士)論壇是由材料科學與工程學院創辦并推廣的。高分子材料與工程專業的教授(博士)將科研成果通過講座的形式傳授給低年級學生,拓寬了本專業學生的知識面,使他們了解了本學科的前沿科學研究,促進了本專業學生參與科研的熱情,成為科研成果促進教學的新方式。

篇9

一、簡析高分子材料與工程專業及其發展現狀

(一)高分子材料與工程專業的演變過程

高分子材料又稱為聚合物材料,它是高分子化合物和其他添加劑混合構成的單元共價構成。早在1953年,我國就設置了高分子類專業,很多高校陸續設置了高分子類專業,比如:化學纖維、高分子化學、復合材料等專業。隨著我國經濟的飛速發展,為高分子材料和工程專業的結合和發展創造了良好的條件,為了培養具備高分子材料和工程方面的高素質人才,教育部于1998年將與高分子材料相關的工科類專業統一稱為“高分子材料與工程專業”,這一歷史性的創新將迎來嶄新的發展,期望我國能在高分子材料的合成改性和加工成型等領域有很好的研究和突破。高分子材料與工程專業的課程設置主要有有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理、聚合物流變學、聚合物成型工藝、聚合物加工原理、高分子材料研究方法等理論知識,力圖造利于我國在科學研究、技術開發、工藝和設備設計、生產及經營等領域的發展,推動我國新領域的開發、研究,增強國力,在世界經濟中站穩腳跟。

(二)高分子材料與工程專業的發展現狀

材料是人們賴以生存的物質基礎,高分子材料與我們的生活息息相關,小到日常使用的毛巾、鼠標、油漆,大到汽車輪胎、防彈衣,玻璃鋼等等,都在不斷滿足著人們的種種需求。我國的高分子材料的消費水平還處在一個很低的階段,高分子材料的生產量無法滿足市場的需求,高分子材料的品種、制造工藝、技術等等都遠遠比不上世界發達國家的水平,資源的浪費和低利用率,以及對環境的污染等等都亟待解決。同時,高分子材料與工程專業人才的就業情況不是很好,截止到2012年,全國以高分子材料與工程專業招生的學校達到145所,其中教育部直屬院校18所,國防科學技術工業委員會院校5所,地方院校119所,其它3所,主要分布在北京、湖南、江蘇、河北等27個省和自治區、直轄市,招生人數也在逐年增加,但是畢業人員的就業情況卻與之不匹配,很多學習這個專業的人才在畢業以后卻沒有從事與該專業有關的行業。此時,我們需要重新審視,如何保證培訓質量和就業問題,培養怎樣的高級工程技術人才,才能滿足社會對高分子材料與過程專業人才的需求。與此同時,我們還需要從環境、能源方面去考慮,節約能源、利用新能源、回收利用可降解的產品,保護環境,減少資源的浪費。

二、高分子材料與工程專業的發展前景

高分子材料獨特的結構決定了它很容易被改變結構和再加工,這個特點是其他材料不可比擬、無法取代的優異性能,從而被廣泛應用于科學技術、國防建設和國民經濟各個領域,并已成為現代社會生活中不可缺少的材料。高分子材料與工程專業的結合是任何行業不可或缺和取代的,小到穿衣吃飯、電腦手機,大到建筑樓房、航空航天。直觀數據顯示,高分子材料與工程專業的就業率還是很高的,達到了92%以上。21世紀以來,中國高分子材料工業取得了令世人矚目的成就,實現了歷史性的跨越。作為輕工行業支柱產業之一的塑料行業,合成樹脂、塑料機械和塑料制品近幾年一直保持高速增長,從建筑、裝飾、家電、電子電器、汽車、玩具、辦公設備等行業日益廣泛的應用發展來看,也顯示了中國高分子材料與工程專業強勁的發展勢頭。盡管高分子材料與工程專業還存在著很多的不足,但是它的發展前景還是很好的,市場的需求量也很大(包括橡膠、塑料制品、復合材料等等)。在當今的新形勢下,我們面臨的是挑戰,同樣也是機遇。我國要想縮短與世界發達國家之間的差距,需要加大高分子材料與工程方面的研究、生產、投入和應用,教育部門應當規范化辦學,適當的控制招生規模,提高教學質量,調整高分子材料與工程專業的技術知識結構體系,模擬創業訓練,培養科學研究、應用研發、生產工程技術、營銷管理等方面的人才,以此來適應社會經濟的發展。據調查顯示,72%的高分子材料與工程專業學生可以在科研、教學、企業等領域得到很好的發展,他們在畢業以后能很快找到工作,既可以從事高分子材料的研究,也可以從事加工工藝技術的開發或者是在商檢、質檢等部門從事材料的檢測等等,其薪資也屬于中等水平。

總結:

高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。隨著社會經濟的迅速發展,我國人民的可支配收入逐漸增加,城市化的進程不斷加快中,人們對更高水平、更高科技化的產品需求加大,綠色環保成為未來發展的需求,因此,社會需要高分子材料與工程專業的專業性人才。有關高分子材料與工程專業的行業有很多,而且涉及范圍很廣,高分子材料與工程專業的就業前景廣闊,影響著我們的日常生活(包括生產、教育、建筑、電子計算機、軍事等領域),并發揮著不可或缺的作用。我國的高分子材料與工程專業存在著很多不足,需要我們與時俱進,在教育、科學、汽車、軍事等各個領域加大投入和創新,運用新材料、新技術,適應社會經濟的發展,不斷改革和創新,從而帶動我國經濟的飛速發展,提高我國的生產力和科技水平。

參考文獻: 

[1]趙長生. 高分子材料與工程專業發展與教育現狀[A]. 中國化學會高分子學科委員會.2011年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C].中國化學會高分子學科委員會:中國化學會,2011:1. 

篇10

一些樹木的分泌物常會形成樹脂,不過琥珀卻是樹脂的化石,蟲膠雖然也被看成樹脂,但卻是紫膠蟲分泌在樹上的沉積物。由蟲膠制成的蟲膠漆,最初只用作木材的防腐劑,但隨著電機的發明又成為最早使用的絕緣漆。然而進入20世紀后,天然產物已無法滿足電氣化的需要,促使人們不得不尋找新的廉價代用品。

早在1872年德國化學家拜耳(A.Bayer)首先發現苯酚與甲醛在酸性條件下加熱時能迅速結成紅褐色硬塊或粘稠物,但因它們無法用經典方法純化而停止實驗。20世紀以后,苯酚已經能從煤焦油中大量獲得,甲醛也作為防腐劑大量生產,因此二者的反應產物更加引人關注,希望開發出有用的產品,盡管先后有許多人為之花費了巨大勞動,但都沒有達到預期結果。1904年,貝克蘭和他的助手也開展這項研究,最初目的只是希望能制成代替天然樹脂的絕緣漆,經過三年的艱苦努力,終于在1907年的夏天,不僅制出了絕緣漆,而且還制出了真正的合成可塑性材料——Bakelite,它就是人們熟知的“電木”、“膠木”或酚醛樹脂。

Bakelite一經問世,很快廠商發現,它不但可以制造多種電絕緣品,而且還能制日用品,愛迪生(T.Edison)用于制造唱片,不久又在廣告中宣稱:已經用Bakelite制出上千種產品,于是一時間把貝克蘭的發明譽為20世紀的“煉金術”。

以煤焦油為原粒的酚醛樹脂,在1940年以前一直居各種合成樹脂產量之首,每年達20多萬噸,但此后隨著石油化工的發展,聚合型的合成樹脂如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯的產量也不斷擴大,隨著眾多年產這類產品10萬噸以上大型廠的建立,它們已成當今產量最多的四類合成樹脂。合成樹脂再加上添加劑,通過各種成型方法即得到塑料制品,到今天塑料的品種有幾十種,世界年產量在1.2億噸左右,我國也在500萬噸以上,它們已經成為生產、生活及國防建設的基礎材料。

二、從天然纖維到合成纖維

人類使用棉、毛、絲、麻等天然纖維的歷史已經有幾千年,但由于全球人口的不斷增加和對紡織品質量的更高要求,從19世紀起,人們就為尋求新的紡織品原料而努力。

1846年制成硝化纖維;1857年制成銅氨纖維;1865年制成醋酸纖維;1891年制成粘膠纖維。由于粘膠纖維的原料是來源豐富的木材漿粕、棉短絨及棉紗下腳料等,再加上制成的纖維性能好,以至它的產量到20世紀50年代已經超過羊毛。

盡管上述幾種稱為“纖維素纖維”或“人造纖維”的出現是繼紡織機械發明之后的又一次紡織革命,但它仍意味著人只是用化學方法,對天然植物纖維的再加工,而通過化學方法,制取全合成的、性能更為優異的紡織纖維階段,才迎來了第三次紡織革命。

1928年32歲的美國化學家卡羅塞斯(W.H.Carothers)博士從大學崗位上應聘到杜邦公司,負責對不久前才興起的高分子化學的基礎研究,他們研究了多種脂肪族二元酸與二醇或二元胺的縮合反應,由于保證了反應物料的嚴格配比,從而獲得分子量很高的縮聚物,但大多數產物的熔點偏低、不耐水,雖然有的可以抽絲,但不適于用做紡織纖維。反復不斷地失敗使卡羅塞斯在精神上受到很大打擊,以至身上經常攜帶著一小瓶準備自殺的氰化鉀。一直到工作6年后的1934年,終于在合成的數百種產品中,找到有希望成為優良紡織纖維的聚酰胺-66,尼龍(Nylon)是它在投產時公司使用的商品名。

杜邦公司為了使它工業化,動員了230多名各方面專家,花費2200萬美元,到1939年始正式投產。這一成功不僅是合成纖維的第一次重大突破,也是高分子科學的重要進展。

尼龍投產后,杜邦公司馬上宣布他們生產了比蜘蛛絲還細,比鋼還結實的全新有機纖維。盡管當時第二次世界大戰已經開始,仍然引起各方面關注。用它織成的女絲襪,銷售第一天就賣出400萬雙,報紙上還報道了當時許多銷售店曾引起“尼龍騷動”的場面,可惜的是卡羅塞斯本人卻沒有看到這種情況。41歲的他,雖然知道尼龍的研究已經取得突破性進展,但卻總感到心力交瘁地被失敗所纏繞,終于在1937年服毒自殺,留下深深的遺憾。

1938年德國研制出聚酰胺-6,即聚己內酰胺;1941年英國制出了聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維,商品名Dacron、“的確涼”、或滌綸;1939年德國人又研制出聚丙烯腈纖維,但到1949年才在美國投產,商品名Orlon,我國稱腈綸,此又出現多種新型合成纖維,滿足了多種需要,但從應用范圍和技術成熟等方面看,仍以上述幾種為主,其產量約占總量的90%。

三、從天然橡膠到合成橡膠

自然界中雖然含有橡膠的植物很多,但能大量采膠的主要是生長在熱帶雨區的巴西橡膠樹。從樹中流出的膠乳,經過凝膠等工藝制成的生橡膠,最初只用于制造一些防水織物、手套、水壺等,但它受溫度的影響很大,熱時變粘,冷時變硬、變脆,因而用途很少。

1839年美國一家小型橡膠廠的廠主古德易(Goodyear)經過反復摸索,發現生橡膠與硫黃混合加熱后能成為一種彈性好、不發粘的彈性體,這一發現推進了橡膠工業迅速發展。在這之前,橡膠的年產量只有388噸,但到1937年已增加到100萬噸,即100年間增加了2000倍,這在天然物質利用史上是十分罕見的,尤其是1920年以后,由于汽車工業興起,進一步擴大需求,以致世界各國開始把天然橡膠作為軍用戰略物資加以控制,這就迫使美、德等汽車大國,但卻是天然橡膠的窮國開展合成橡膠的研究,這種研究是以制造與天然橡膠相同物質為目的開始的,因為人們已知它是由多個異戊二烯分子通過順式加成形成的聚合體。

1914年爆發第一次世界大戰,德國由于受到海上封鎖,開展了強制性的合成橡膠研制和生產,終于實現了以電石為原料合成甲基橡膠的工作,到終戰的1918年,共生產出2350噸。

戰后,由于暫時性天然橡膠過剩,使合成橡膠的生產也告中止,但其研究工作仍在進行。先后研制成聚硫橡膠(1931年投產)、氯丁橡膠(1932年)、丁苯橡膠(1934年)、丁腈橡膠(1937年)等。

第二次世界大戰期間,尤其是日本偷襲珍珠港、占領東南亞后,美國開始擴大合成橡膠生產,并納入國防計劃,1942年產量達84.5萬噸,其中丁苯橡膠為70.5萬噸。1950年以后,由于出現了齊格勒納塔催化劑,在這種催化劑的作用下,生產出三種新型的定向聚合橡膠,其中的順丁橡膠,由于它的優異性能,到20世紀80年代產量已上升到僅次于丁苯橡膠的第二位。此后又有熱塑性橡膠、粉末橡膠和液體橡膠等問世,進一步滿足了尖端科技發展的需要。

回顧過去,展望未來,在新世紀里新技術將更加迅猛發展,與此同時,作為技術革命物質基礎的,以合成高分子為代表的新材料的研制和開發,也將越來越起著重要作用。

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