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大学高分子化学范文1
【关键词】高分子化学;能力培养;实践;实验教学
《高分子化学实验》是针对高分子科学相关专业学生编写的一部教材和参考书。在高校开设《高分子化学实验》课程,实现了与专业理论基础课程之间的有机结合,对于巩固学生理论知识和专业技能,提升学生的实验水平和科研能力具有重要的意义。本文将围绕基于实践能力培养的高分子化学实验课程教学展开研究。
1.高分子化学实验教学概述
1.1高分子化学实验课程的重要性
目前,各类高校均有开设《高分子化学实验》课程,该课程多针对年纪较高的本科生开设。《高分子化学实验》是一门具有较强的实践性的课程,而各类高分子化学实验则是该课程开设的实践基础。
通过开设该课程,可以培育材料化学、高分子材料与工程专业等专业学生的实践能力,使学生能够掌握实验技能和研究方法,更对培养学生创新精神具有关键作用。
1.2当前高分子化学实验课程教学现状
目前,国内许多高校《高分子化学实验》课程教学中,普遍存在实验教学缺乏独立性和主动性,对理论教学依附性太强,且实践教学所占比重低于理论教学。具体体现如下几个方面:
其一,从教学内容来看,理论验证性实验较多,而创新型实验、设计型实验以及综合型实验较少。
其二,从实验设置上来看,大多选择陈旧、老套的实验,缺乏现代实验。
其三,从实验教学方式上来看,学生进行的实验项目,多为固定的,学生只需按照实验步骤进行反复实验论证,这种实验教学方式对扎实学生理论知识,培养学生试验基本技能具有一定的积极作用,但不利于调动学生兴趣和激发学生的探索精神,难以使学生通过培养实践能力提升科研能力、解决问题能力和创新能力。
总之,学生通过课程学习能够掌握基本的理论知识和技能,实验操作也较为规范。但存在自主性较差,缺乏知识技能向科研创新能力的转化能力,不能将理论学习与实际应用有机结合。因此,如何在《高分子化学实验》课程中培养学生的创造性、主动性和探索性已成为《高分子化学实验》课程的重要研究课题。下文将基于实践能力培养对《高分子化学实验》课程教学进行探讨。
2. 基于实践能力培养的高分子化学实验课程教学策略研究
2.1学理念上,注重调动学生自身主动性与探索精神
高校应用型人才培养理念下,要求专业课程教学必须实现继承传统教学优势基础上的创新,必须坚持以学生为本,发挥学生的自主性和积极性。《高分子化学实验》作为一门实践性较强的课程,必须坚持学生为本、发挥学生创新性、积极性和主动性的教育理念。
首先,坚持学生主导地位,教师定位于实验指导者角色。在高分子化学实验中,教师的关键作用在于组织学生进行思考和实践。课堂中,教师将自身学生之中,与学生共同思考,让学生成为课堂的主人,便被动为主动。
其次,实验标准及预习报告设计由学生独立进行。高分子实验中,应鼓励学生制定标准。同时,实验前容许学生自主确定实验步骤和预习报告设计。实验中要求学生详细记录实验中遇到的现象和实验数据,并独立对实验中出现的问题等进行分析,碳素解决方法。实验后对本次实验进行点评,总结成功的经验,分析失败的原因。
2.2改革教学内容,增设综合性和设计性实验
教学中,为提升学生实践能力,应强调理论知识与实践技能的有机结合。具体如下:
首先,重编《高分子化学实验》教学大纲及参考书。在新版教学大纲和参考书中引入科研成果,改革实验教学内容。同时,应增设设计性实验、探索性实验和综合性实验,保证教学内容与时俱进,与科研前沿的保持一致。
其次,挑选应用性和综合性强的实验。教学中,应多安排应用性和综合性强的实验,使学生通过亲自参加实验,明确高分子化学实验的重要性所在,并通过参与实验实践获得动手能力和实验技能的提升。
第三,引入研究性和设计性实验。教师应提前告知学生本课程设计的实验内容和实验参考目录。学生可以独立选择实验项目并设计对应的实验可行性方案,经教师批准后方可进行实验。通过引入研究性、设计性实验,可以有效地调动起学生的主动性,激发学生积极进行学习。
2.3健全实验室开放制度配合学生探索性实验
课程学时有限,而实验室是学生《高分子化学实验》课程的重要补充。因此,高校应通过健全实验室开放制度,为学生提供更多的机会进行高分子材料的性能测试与表征等实验内容。一方面,通过开放实验室学生可以依据兴趣进行探索性实验,也可以方便学生之间进行讨论,互助答疑。《高分子化学实验》教师可以适当安排学生分组负责2-3项探索性实验,并可建立对应的课题组群组或网站,为学生与学生之间、学生与教师之间针对探索性项目进行交流。
3.结语
总之,基于实践能力培养的《高分子化学实验》课程教学研究是当前高校高分子相关专业教学的重要研究课题。在明确《高分子化学实验》课程重要性的基础上,立足当前高校《高分子化学实验》的教学现状,从教学理念、教学内容、实验室开放制度等多层面入手,有助于培养学生的实践能力,提升学生的实验技能和科研能力。
【参考文献】
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【作者简介】
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关键词:少数民族;化学教育专业;高分子化学;教学方法
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)32-0180-02
新疆维吾尔自治区是一个多民族地区,共有47个民族,全疆人口数据显示,全区人口中,汉族人口占总人口的40.1%,各少数民族人口占总人口的59.9%。在民族稳定基础之上,要加大基础建设力度,势必需要大量的化工企业在新疆地区建成,急需大批的化学化工专业人才充斥到工作一线,为此能够培养出适合于新疆地域特色,稳定人才留在新疆,一直是石河子大学化学化工学院培养人才的主要考虑因素,也是兵团教育系统化学学科目前急需解决的问题[1,2]。新时代下,无论中国还是各个省、市、自治区都面临着高速发展的时期,尤其是“十三五”规划项目中,对于产业调整,将我国、我区建立成依靠科技,加大竞争力,创立具有新疆特色的实力企业,独立品牌都需要高附加值的科技支撑。新疆地处祖国的边缘,和内地沿海城市或发达省份相比,不具有任何吸引人才的优势。因此,作为兵团的第一高校石河子大学化学化工学院的教师,我们深感责任重大,如何能将我们在内地高校学习到的先进技术、先进理念系统知识传授给学生,并将培养的人才稳定住,扎根兵团,发扬兵团第一代人的精神,继续将科技实施到垦区的各行各业。尤其在面对少数民族的学生时,我们尤感责任重大。他们的大学生教育已经全面纳入国家教育体系的整体发展规划之中。中央政府推出“西部大开发”战略已经有近二十年的时间,加上“一带一路”的国家大发展步伐,新疆少数民族地区的自然资源开发、传统文化演进、高等教育体系、人才储备、新建产业、族际交往在新的发展态势下必然会逐步呈现出新的模式。因此,我们在思考和规划我国自己少数民族教育事业的发展时,需要把与学校教育相关的核心问题放到这样的国际、国内大形势的背景中,拓展视野,在大量深入调查的基础上,从国家现代化和少数民族长远发展的角度和立场来分析当前教育体系中存在的问题,从我们教师的最基础教育上给予学生最好的知识体系和企业适应能力。《高分子化学》课程是化学化工学院非常关键的一门专业基础课程,设计到化工专业、材料专业、应用化学专业、师范类化学教育专业等,不同专业对于该课程的基础知识掌握程度不同,奠定了该生毕业后进入工作岗位对于现实需要的理解能力。因此针对我院学生进入化工企业较多的特点,学好高分子化学的课程,对他们进入化工企业意义重大[3]。
一、合理安排教学内容
我们选取潘祖仁主编的《高分子化学》第四版的经典教材为国家级优秀教材,普通高等教育“十一五”国家级规划教材。该教材是内地高校高分子化学的必选教材,全书我们选择多个章节进行系统阐述高分子化学涉及的基本知识、合成方法和基本结构性能测试,内容覆盖面广,难度较大[4]。针对32个课时的特点,我们重点讲述高分子化学绪论(基本概念)(5个学时)、缩聚和逐步聚合(5个学时)、自由基聚合(6个学时)、自由基共聚合(4个学时)、聚合方法(4个学时)、离子聚合(4个学时)以及配位聚合(2个学时)[5]。而开环聚合以及聚合物的化学反应以及做全书总结(2个学时)可简单介绍。这样既保证了学生对于高分子化学的基本概念和重点内容,又不失负担过重。针对民族学生的汉语水平以及中学化学基础较差的特点,我们将所讲述的内容均增加课时以讲解的更为清晰[6]。
二、教学技巧
1.以关爱为主,鼓励为辅。给民族生上课,首先要以关爱为导向,尤其是语言理解能力和文化差异,关心少数民族学生,引导他们树立学习的自信心,诚恳解答每一个问题。在与学生的交流中多讲述高分子化学课程在现实生活中的广泛用途,让学生内心感受到学习高分子化学的用处,对自己的未来有美好的憧憬以增强学习专业知识的动力[7]。课间和课余时间多关心少数民族学生的学习,了解他们在学习过程中遇到的困难,尽力解决每一个问题。同时,也可以多关心少数民族学生的生活,少数民族较为感性和热情,在有感情基础的情况下,更容易沟通[8],也增强了学生对教师的信任。在学习过程中,要多表扬、多鼓励。少数民族学生在学习专业文化知识过程中有较强的自卑心理,这就限制了他们的求知欲望,在交流过程中,就要求教师多鼓励、多表扬他们的学习成果,增加少数民族学生的学习兴趣、自信心和积极性。在困难面前,勇于提出问题,解决一个小问题,就可以多掌握一个知识点。同时,一定要虚心学习少数民族学生的风俗、礼仪等,理解与尊重他们的民族自豪感[3,9]。
2.理论联系实际,提高学生兴趣。高分子本身是一门应用型学科,高分子材料已经普及到生活的方方面面,如橡胶、塑料、纤维织物等。在课堂讲解过程中,要注意与生活实际相结合,提高学生的学习兴趣,在学习中理解如何学以致用[10]。例如,讲解自由基聚合时,有聚乙烯、聚氯乙烯产品,结合我区农业特点,讲解地膜的材质和产品的合成过程。也可以结合高分子实验中的聚甲基丙烯酸甲酯的合成,讲解人工琥珀的合成。讲解基本概念时以表面活性剂为例,讲解日化产品洗发水等的工作原理,让学生切身体会到高分子化学知识无处不在[11]。
3.教学形式多样,提高教学质量。高分子化学的理论性强、信息量大,是不同于无机化学、分析化学、有机化学和物理化学四大化学的学科,有自己的一套系统,因此学生理解较为困难,尤其针对民族学生更为突出。在各大高校主张多媒体教学的大形势下,针对民族学生,可以增加Flas模拟悬浮聚合和乳液聚合过程中单体的分散,使抽象的教学内容形象化、简单化,以兴趣为导向,有效提高学生学习的趣味性和感性认识[12]。同时,一定要结合板书,尤其是在自由基共聚合的公式推导过程中,一定要在板书过程中一步一步地推导,推导过程中学生有不明白的地方可以直接打断教师进行询问,这种方法取得了不错的教学效果。多媒体课件中可以增加基础知识的图片,以增强理解[13]。
4.开展互动教学,发挥学生的主动性。学生是教学授课的对象,也是课堂的主体。常规课堂以教为主,针对民族学生,笔者认为应该多采取提问、让学生大胆回答问题等方式,调动学生的积极性[14]。比如在讲述过阳离子聚合后,讲述阴离子聚合时,多提问,让学生比较阴阳离子聚合的差异,这样不仅锻炼了学生的主动思考能力,也提高了其语言表达能力,加深其对课程的理解[15]。
在新疆少数民族高分子化学的讲述过程中,一定要把握好少数民族学生的情绪和学习特点,理解并包容他们的学习差异,充分尊重学生,报以能学就好的心态,让学生和教师形成和谐的教学环境。丰富教学手段,多媒体和板书相结合,讲解和提问相结合,新知识和旧知识相结合,重视学生理论联系实际能力的培养,这样才能满足新疆化工人才的需要。
参考文献:
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大学高分子化学范文3
关键词: 高分子化学 高分子物理 生物功能材料 教学探索
高分子化学和高分子物理是高分子科学相关专业的专业基础课。在专业课程设计中,一般两门课程独立设置,其中各占有48到72学时不等。我校的生物功能材料专业开设了高分子方面的课程,其中高分子化学与物理是该专业的专业基础课。根据该专业特点,生物功能材料涉及领域较广,从无机陶瓷材料到有机高分子材料都有涉及。该专业学生只需掌握有关高分子化学和高分子物理的基本理论知识和应用技能,因此我们开设了高分子化学与物理课程,所设学时为56学时,开设时间安排在二年级下学期,为三年级开设《高分子材料化学》等课程打下一定基础。该课程内容涉及高分子材料的合成与实施方法,高分子材料的结构、性能、成型加工及其应用,是一门多学科交叉、实用性很强的学科。根据该课程具有涵盖内容广,物理化学和有机化学知识运用较多等特点,这样有限的课时设置就给授课带来了一定困难,导致学生在理解和应用本课程知识方面具有一定难度。另外,我校该专业物理化学课程设置在二年级下学期和三年级上学期,其中物理化学反应动力学部分讲授时间较晚,这也给高分子化学与物理的授课带来了一定困难。那么如何在有限的学时内系统地讲授高分子学科基础知识,是本文需要重点探讨的问题。
1.选择教材,合理安排教学内容
受授课学时的限制,我们选用的教材是化学工业出版社出版的《高分子化学与物理基础》,由魏无际等主编。该教材系统地阐述高分子化学与物理的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法,教材内容全面,难度适中,比较适合生物功能材料专业的教学要求。针对课时较少的现状,我们对教学内容进行了合理安排。对于高分子化学部分,重点讲解高分子的基础概念、缩聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、阴离子聚合等内容,自由基共聚合、阳离子聚合、配位聚合等可较简单讲解,聚合物的化学反应章节主要由学生自学。这样既保证了学生能够掌握高分子化学的基本概念及反应,又没有因为课程过难给学生造成学习困难。对课程中的某些内容,例如聚合动力学的推导,在物理化学中化学动力学部分还没讲解的情况下,我们在教学中不要求学生记住所有推导和公式,仅提出聚合动力学基本知识,引导学生自己进行动力学推导。对于高分子物理部分,我们重点讲解高分子的结构、高分子的分子运动、力学状态及其转变,简单讲解高分子固体的基本力学性质、高分子溶液的基本性质章节,对高分子电学、热学和光学的基本性质章节主要由学生自学。这样课程的安排,重点讲解能够加强学生对高分子学科基本知识的掌握;简单讲解能够扩大学生的知识面、引导有科研需求的学生课下加强该部分内容的掌握;自学部分主要为了深化学生对高分子学科知识的理解。重点讲解、简单讲解与学生自学相结合的教学方法,突出了本课程重点、拓宽了学生知识面,克服了高分子学科教学中内容多、概念多、数学推导多等难于克服的难点。
2.理论联系实际,提高学生学习兴趣
高分子化合物广泛存在于日常生活中,如穿着用的化学纤维、自然界存在的棉、麻、丝绸等,食品行业中的蛋白质、淀粉、纤维素,建筑行业中用的涂料、各种高分子管材、胶黏剂、有机玻璃,行驶工具中应用的橡胶、工程塑料、增强纤维等。高分子科学在人们的日常衣、食、住、行中发挥着极其重要的作用,其是一门应用基础型的学科。高分子化学与物理的教学,单纯的讲解很难引起学生的学习兴趣,教学效果不显著。为提高学生学习兴趣,我们在讲解基本知识的同时,注重理论和实际相结合,列举了大量实例。例如讲解缩聚反应时,对涤纶、尼龙等一些重要的缩聚物的生产原理进行了重点讲解,对聚乳酸生物材料进行了系列概述,包括其生产方法、原理和应用等;自由基共聚合部分,讲到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丁苯橡胶(SBR橡胶)等一些著名共聚物和常见聚烯烃产品及它们的制备原理、主要性能和用途。其中举例聚四氟乙烯(PTFE)用于流量泵、反应釜内衬和搅拌棒外面涂层,聚氯乙烯(PVC)用于各种集成吊顶和各种垃圾袋等。在高分子发展史中,讲授诺贝尔奖成果和获得者的发明典故,例如电高分子的发现、齐格勒-纳塔催化剂的发展,以增强课堂的趣味性;讲述了第二次世界大战期间高分子的发展典故。此外,让学生翻看塑料水杯的材质、衣服标签让学生认识各种标志上一些材质的名称,指出我们的水杯、服装由哪些合成高分子构成,并讨论目前常用的化学纤维名称和聚合原理;通过举例讲解方式,激发学生自主学习兴趣。
3.多媒体与板书教学方法相结合,提高教学质量
高分子化学与物理基础课程知识面广,其涵盖了高分子化学、高分子物理、高分子加工等方面内容。该课程教学信息量大、理论性强,学生理解相对比较困难。因此,我们在教学过程中注意多种教学形式相结合,提高教学质量。课堂主要采用多媒体教学方式,同时辅以板书讲解,取得了不错的教学效果。利用多媒体教学方法既能够将理论的知识直观体现出来,又能够将难于理解的教学内容形象地展示出来,这样可以使学生更容易理解所学内容。例如,在讲解配位聚合时,利用动画演示双金属活性中心机理和单金属活性中心机理中单体分子的插入过程与链增长过程;自由基聚合实施方法中,利用制作动画模拟悬浮聚合和乳液聚合过程中单体的分散过程,高分子物理中拉伸对高分子结晶形态的影响、动态黏弹性模型,等等。通过多媒体的运用,可以使抽象的教学内容具体化,有效提高学生学习的趣味性。多媒体课件也会存在一些缺陷,比如讲课节奏过快,学生难以吸收;教师过于关注幻灯片屏幕,减少了和学生的交流互动,等等。在实际教学过程中,还应注意和板书的有效结合,对重点知识内容采用板书的形式进行讲解,取得了不错的效果。
4.网络教学方法的运用
针对多媒体教学存在讲课节奏过快,学生难以吸收等缺陷和板书教学进度缓慢等特点,对重要章节,我们采取课堂与课下网络教学相配合的方法。网络教学在原来多媒体教学基础上,对教学过程和教学内容提供了全面支持。目前学校构建了一个比较完整的网上教学支撑环境,提供多媒体录播室进行教学视频的录制,最后把课件与录制视频统一上传到网络教学平台。网络教学有许多传统学习方法无可比拟的优点,例如学生学习自主性增强,真正发挥学习的主观能动性,学生学习在时间和空间上少了许多限制,学习的探究性更加深入。另外,网络背景下学生在获取不同的资源时可以进行比较,相互之间取长补短,知识面更广。随着现在网络技术的发展,学生可以在宿舍、教室和学校多媒体教室通过网络对课堂内容进行学习。网络教学方法的运用,大大弥补了课堂多媒体课件存在一些不足,大大提高了教学效率。
5.开展互动式教学,发挥学生的学习主动性
教学是教师和学生的共同行为,学生是课堂的主体,教师是学生学习知识的引导者。目前高校教学方式偏重以教师“教”为主,忽视了学生“学习”的主动性,学生始终处于“被动学习”地位。这样的“被动学习”,导致学生具有学习压力大、心理负担重等特点。针对这一现状,我们采取课堂互动的教学方式,包括师生提问、讨论和学生上讲台相结合的方式进行教学活动,取得了一定效果。比如在下课前教师先提出下一节课的预习内容,提出一些讨论问题,例如在讲述缩聚反应时,提出不同聚合时间获得聚合物分子量是否相同、什么样的单体能够发生缩聚反应、什么样的单体能够获得支化的高分子等问题。让学生通过查阅资料,自己寻找答案,并在下次课堂上让学生进行讨论,然后教师补充。这样既提高了学生的学习思考能力,又增强了学生的学习主动性,提高了学习兴趣。另外,我校为农业院校,虽然学习《高分子化学与物理课程基础》课程的学生是非农业专业,但是部分学生毕业后或许从事涉农相关服务业。考虑到此种情况,我们在授课内容安排上,对目前农业应用的高分子材料和高分子在农业方面的潜在应用进行了讨论,给他们提供了创造性思维。比如在讲自由基聚合章节时,我们就对强吸水树脂的制备现状和发展前景,主要针对其在农业生产中的应用进行了讲述,对高分子薄膜在农业中的应用及带来的“白色污染”与应对措施进行了讨论。通过这样的讨论,我们锻炼了学生分析思考问题的能力,这为学生工作与科学研究的创新思维形成打下了基础,提高了学生的学习积极性和学习兴趣,加深了对本课程的理解。
6.结语
通过对本校生物功能材料专业《高分子化学与物理基础》课程教学中的一些课程设计特点、面临的问题及目前采取的措施进行了总结。《高分子化学与物理基础》虽然是一门专业基础课,但其理论性强、概念抽象难懂,如何让学生在掌握该课程基本理论的同时,调动学生的学习积极性,培养学生的自主学习能力和创新意识,是教学工作中需要不断探索的问题。我们将在总结已有教学经验的基础上,继续对本课程教学方法的改善与创新进行探索,以提高该课程的教学质量。
参考文献:
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[2]黄海霞.应用化学专业《高分子化学与物理》课程教学探索.广州化工,2013,41(12).
大学高分子化学范文4
关键词:高分子化学改性 教学内容 教学方法
中图分类号:G642.0 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.21.108
高分子材料由于具有优越的综合性能、简便的成型工艺和广泛的应用领域等优点,得到了迅猛的发展。但是,高分子材料也有诸多需要克服的缺点。例如许多塑料品种性脆而不耐冲击,有些耐热性差而不能在高温下使用;有些耐高温聚合物的加工流动性差而难以成型。未经过硫化改性的橡胶几乎没有使用价值。诸如此类的问题,都要求对高分子聚合物进行改性。通过改性可以使聚合物的性能大幅度地提高,或者被赋予一些新的功能。其中,化学改性是一种较早出现的有效的聚合物改性方法[1-2]。《高分子化学改性》课程是高分子材料与工程专业的重要专业基础课,具有较强的理论性和实用性。该课程重点介绍了聚合物的接枝共聚改性、嵌段共聚改性、无规共聚改性和高聚物的化学转变等聚合物的化学改性方法。为了提高《高分子化学改性》课程的教学质量,笔者根据自己的教学实践,分析探讨了本课程的教学手段和教学方法,有以下一些体会和想法。
1 理论联系实际
高分子化学改性是一门理论性与应用性都比较强的专业基础课,课程内容繁杂、涉及学科众多。在教学过程中,必须将理论知识与实际应用相结合才能提高学生的学习兴趣,达到良好的教学效果。例如,在聚合物的接枝共聚改性讲授中,举例说明了高吸水性淀粉的接枝改性,淀粉是一种多羟基的高分子化合物,本身具有较强的亲水性,为了提高其吸水率,可以在淀粉主链上接枝具有亲水性基团的支链。利用有强亲水性的支链和能溶胀成庞大体积的淀粉骨架相结合,把水分牢固地结合起来,以达到吸水保水的效果,从而被广泛应用于农业、工业医药、环保等多个领域。通过具体的实例将理论知识与生产实践相结合,不仅可以加深学生对理论知识的理解,还可以提高学生的专业学习兴趣。
2 采用多媒体教学
多媒体教学是根据教学的对象和教学的目标特点,将现代教学媒体合理地与传统教学手段有机组合进来进行教学的一种现代教学方式[3,4]。多媒体可以包含图像、声音、动画,可以将抽象、感性的知识具体化、形象化,把呆板、单调的讲解灵活化、趣味化,同时还可以加大信息量,减少板书量,在有限的时间内讲授更多的知识,促使学生在上课的时候更能集中精力听课,提高教学质量与效率。高分子化学改性是一门实用性较强的课程,它与现实生产联系紧密。课程中的许多知识,如果教师只是采用口述的方法来讲授,学生难以有直观的了解。例如,在讲述改性高分子材料的成型设备时,通过多媒体引入大量的产品实物图片,既可以让学生有更直观、感性的认识,又可以提高学生的学习兴趣。
3 采用互动教学
教师的主要作用在于引导学生进行积极的探索,激发学生的创新思维能力,教师传授给学生的主要不是知识本身而是学习知识的方法。在教学过程中,教师是教的主体,学生是学的主体,教师应该通过引导和启发学生,教会其正确的学习方法,培养学生的自主学习能力,充分发挥学生的潜能[5,6]。为了充分发挥学生学习的主动性与积极性,在高分子化学改性教学过程中积极开发学生的学习潜力,注重培养学生自主查询、整理资料和语言表达等方面的综合能力。在课程教学过程中注重介绍高分子改性领域的最前沿研究,让学生选择自己感兴趣的课程内容,充分利用网络和图书馆等资源查询相关信息进行整理、分析,让学生根据自己的个人情况将论成PPT形式上台进行讲述,鼓励学生提出自己的见解,引导学生从多角度、多层面思考问题,培养学生对资料的收集能力、阅读能力、理解能力和写作能力,锻炼学生的胆量,提高学生的表达能力。通过互动式的教学提高了学生学习本专业的兴趣,拓宽了学生的专业知识,为以后从事本专业的研究工作奠定了坚实的基础。
4 进行专题讲座
为了加深学生对课程知识的理解及更好地将理论知识运用到实际生产中,在教学过程中,在一些重要的章节后加入专题报告。例如,在讲授完接枝共聚改性的知识点后,给学生做“天然橡胶的化学接枝改性”的专题报告,讲述了天然橡胶的优缺点,接枝改性的目的和接枝单体的选择,接枝机理的探讨和接枝工艺的优化,接枝共聚物的结构表征方法,并介绍了接枝共聚物的性能及应用。通过专题报告,使学生更深入地了解学习高分子化学改性的目的和解决问题的思路,掌握高分子化学改性的实验设计过程,并会对实验结果及数据进行分析。这一方面让学生体会到高分子化学改性这门课的研究内容很有实际意义,引起学习的兴趣,另一方面,为学生以后在科研或工作中应用高分子化学改性方法解决实际问题打下了基础。
5 教学与科研相结合
高校教师在教学的同时,一般都承担一些科研项目。教师通过参与科研项目,加深了对专业知识的理解,了解学科前沿,在教学活动中更能理论联系实际,激发学生的学习热情。同时,将科研融入教学活动中不仅可以丰富教学的内容、还可以提高学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力。例如,在讲授高聚物的接枝共聚改性时,结合“吸水天然橡胶”的课题,介绍课题的研究思路及研究内容,为了提高天然橡胶的吸水性,可以在天然橡胶主链上接枝亲水性的单体,接枝工艺的优化,接枝高聚物的结构表征及性能测试。通过结合课题讲授,可以在丰富教学内容的同时,激发学生的专业学习兴趣,并开阔了学生的视野,拓展了思维。
6 结语
随着高分子材料科学的飞速发展和各种新材料的不断涌现,对高分子材料工程专业的学生也提出了新的要求。因此,高分子化学改性课程的教学内容、教学手段和教学方法也需要不断改进和完善。教师在教学的过程中,可以不断地激发学生的学习兴趣,拓宽其知识,提高其综合素质,培养其独立分析问题和解决问题的能力,以培养更多的复合型、高素质的创新型人才。
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大学高分子化学范文5
1健全师资队伍保障机制
教师是应用型创新人才培养的践行者,教师知识水平、业务能力、对实验教学重视程度直接决定实验教学效果。然而,由于长期以来形成的实验指导教师是“教辅人员”的错误导向,实验师资队伍普遍存在年龄高、学历层次低、培训机会少等问题,使得实验教学水平无法得到有效提高。近年来,学院对实验教学给予了极大重视,进行了重大调整,将一些高学历的年轻教师补充到实验教学队伍中,形成了“老中青”相结合的实验教学队伍。老教师将丰富的教学经验传授给年轻教师,年轻教师将新的想法和研究项目融入实验教学,凝练出新的实验教学项目。学院非常重视“双师型”教师队伍的培养,选派教师利用寒暑假时间到企业锻炼,了解行业发展动态,以便教师将企业所见所闻融入实验教学。学院还采取相应措施鼓励教师参与实验教学改革,从而使近几年实验教学水平有了大幅提升。
2多手段结合,改进教学方法
我们改进了仅在实验室内讲解的传统授课模式,采取实验室外精讲与实验室内泛讲相结合的方式进行。在实验项目开始前一星期,教师利用多媒体等辅助教学手段在理论课教室对实验进行较为详细的讲解,播放实验教学短片进行实验演示,使学生对实验步骤、实验重点及注意事项等有较充分的认识。同时围绕实验项目提出一些问题,引导学生思考,让学生利用实验开始前的一个星期时间通过到图书馆或利用网络查阅文献资料寻找问题答案。在实验室的泛讲阶段围绕问题提问学生,并进行解析。由于实验开始前学生利用多种途径对实验进行了充分的预习和思考,避免了传统教学模式中学生仅看实验教材进行预习的单一模式,使学生能够更全面的预习实验,有助于学生更好的开展实验。为培养学生的创新能力,积极鼓励学生提出自己的实验方案,经与老师探讨实施。由于减少了在实验室内的集中讲解时间,学生可以在有限的实验学时内进行更多的实验操作,充分锻炼动手能力。做实验期间,不要求学生象在理论课堂一样鸦雀无声,允许学生充分讨论,鼓励他们提不同意见,进行交流互动。教师积极和学生交谈,倾听他们对实验的建议和感受,形成良好的互动氛围。通过互动交流,极大的提高了学生的实验主动性与积极性。
3激发学习热情,改进实验教学内容
传统的高分子化学实验项目主要是验证性实验,学生按照实验教材规定的实验步骤进行操作。虽然通过验证性实验能使学生掌握实验设备和仪器的安装与使用,动手能力得到了锻炼,所学的理论知识得到了巩固,但由于学生按固定的实验模式进行实验,在一定程度上限制了学生主观能动性的发挥,也不利于学生创新能力的培养[5]。为使学生能够通过实验巩固理论知识,我们保留了部分基本的实验项目,但对实验步骤进行了适当的设计。如在甲基丙烯酸甲酯的本体聚合(有机玻璃的制备)实验中,我们提前让学生准备一些卡片、植物标本等,在预聚物制备完成后将准备好的标本放入模具,然后浇铸成模,继续进行后续实验,最终得到嵌有标本的有机玻璃制品。通过这一实验,学生不仅巩固了所学的本体聚合理论知识,而且得到了有纪念意义的制品。在标本选择准备阶段,学生围绕何种样品能够加入预聚物中作为标本进行了深入的思考,在发挥学生主观能动性的同时也培养了其分析问题的能力。在乙酸乙烯酯的乳液聚合实验(白乳胶的制备)中,不同的小组选择不同的实验原料配比进行实验,反应结束后,让学生用自制的白乳胶进行木板粘合,直接检验所合成产品的应用性能,然后不同小组进行比较,得出最优的原料配比,并围绕结论进行讨论分析。学生通过这一实验不仅巩固了理论知识,也与实际应用接轨,激发了学习兴趣和积极性,使得学生感觉到实验不再枯燥,起到了事半功倍的效果。随着科技的发展,高分子学科领域不断有新的研究成果出现,并被广泛应用。因此,为使学生能更好的了解学科发展,并掌握相应的实验技能,需要将较为成熟的新技术补充到实验内容中。譬如可逆加成-断裂链转移聚合作为“活性”自由基聚合的一种,由于其适用单体范围广、反应条件温和不受聚合实施方法限制等优点,自1998年提出以来已成为高分子合成研究领域最活跃的方向之一,并且今后还会继续发展[6]。我们将“苯乙烯的可逆加成-断裂链转移聚合”实验加入到高分子化学实验中。学生在该实验进行时表现出了极大的学习热情,同时也了解了可逆加成-断裂链转移聚合的特点和基本操作方法,为今后可能从事该领域的相关研究奠定了基础。
4细化考核方式,全方位评价学习效果
客观、全面、科学的评定实验成绩对于评价学习效果、调动学生的积极性和主动性具有显著的促进作用。我们改变了以往仅依靠实验报告进行成绩评定的模式,细化考核方式,由平时成绩和期末考试成绩组成实验总成绩。平时成绩包括考勤、实验预习、实验操作、实验现象/数据记录、实验结果讨论与分析、思考题回答情况等,逐项评分,不单纯注重实验结果,更注重实验态度、过程、实验结果的分析和讨论。期末考试采取实际操作和口试相结合的方法进行,均从试题库中抽题作答。
5结语
大学高分子化学范文6
关键词:机械工程材料 高分子材料 教学改革
Reform and practice on teaching of polymer materials in mechanical engineering materials course
Dong Xufeng, Qi Min, Wang Weiqiang
Dalian university of technology, Dalian, 116024, China
Abstract: In most universities, metal material is the route of mechanical engineering materials course. Polymer materials have been a new type of engineering materials in the recent 50 years. Therefore, it is necessary to increase the proportion of polymer materials and make corresponding reform in the teaching of mechanical engineering materials. In this paper, the reform and practice experience on mechanical engineering materials in Dalian university of technology is introduced. Reforms were made in content, aim, process, method and reference books. The practice results indicated good teaching effect was obtained.
Key words: mechanical engineering materials; polymer materials; teaching reform
机械工程材料课程是面向非材料专业学生开设的介绍材料科学与工程基础内容的课程,涉及专业包括机械、化工、船舶、汽车、航空航天等。目前大多数机械工程材料课程的讲授以金属材料为主线,内容涵盖金属材料的化学成分、组织结构、加工工艺与性能之间的关系等[1,2]。教学目的是让非材料专业学生了解常用金属材料的性能、应用范围和加工工艺,初步掌握金属材料的选用原则与方法,同时能够对实际工程中与材料相关的基本问题进行正确分析和处理。
1 高分子材料教学改革原则
20世纪中期以来,大批新型高分子材料的合成拓展了人类使用材料的范围。与金属材料相比,高分子材料具有密度小、比强度高、原料丰富、成型简单、成本低、耐腐蚀等优点。近年来一些性能优异的高分子材料在诸多领域呈现取代传统钢、铁等金属材料的趋势,成为机械工程材料中不可忽视的一部分[3]。因此,在机械工程材料课程的教学过程中,须摒弃完全以金属材料为主体的授课方法,适当增加高分子材料等新型工程材料的比重。因此,我校在2013年对机械工程材料32学时课程的教学计划进行了调整,将高分子材料部分由之前的2学时增加到4学时,并确定了以下改革原则:
1.1 授课内容强调基础性
高分子材料与机械类学生通常接触到的金属材料在结构、性能、制备工艺等方面有很大的区别。向机械类学生讲授高分子材料,主要目的是让他们对高分子材料有最基本的了解。在短短4学时内,不可能也没必要将高分子材料相关的全部内容压缩讲授。这就决定了机械工程材料课程中高分子材料部分必须侧重于基础性知识,对于理论性、专业性太强的知识点必须舍弃。基础性内容应当包括高分子材料的基本概念、分类、结构特点及常用工程高分子材料(工程塑料、工程橡胶及工程纤维)的基本力学性能[4-6]。
1.2 授课目标偏向工程性
高分子材料不仅可作为结构材料使用,也可以作为功能材料使用。对于非材料类专业的学生,特别是机械类专业的学生,更关心材料的力学性能和应用范围。因此,在课程内容的安排上,应以与机械工程有关的机械性能为主,给出常用工程高分子材料的基本力学性能指标及适用领域。
1.3 授课过程重视学生的先修知识
大多数高校的机械工程材料课程以金属材料为主线,在学习高分子材料之前,学生对金属材料已经有基本了解。高分子材料与金属材料之间存在较大差异,例如:高分子材料的聚集态结构以非晶结构为主,而金属材料则以晶体结构为主;许多高分子材料,特别是橡胶类的高分子材料具有金属材料所不具备的优良弹性等。学生先修知识的习惯思维在他们学习高分子材料时可能会引起冲突,因此在授课时必须对金属材料与高分子材料的差异予以考虑。采用与金属材料对比的方法学习高分子材料,有利于帮助学生澄清概念,更好地掌握高分子材料的知识。
1.4 教学方式应具有高效性
高分子材料课程涉及的概念繁多,容易混淆,对于机械类学生而言比较抽象,难以理解。在短短的4学时内,要想让学生尽可能多的掌握高分子材料的相关基本概念,必须摒弃照本宣科或一味讲授的教学方式。通过高效的教学方式,充分调动学生的积极性、主动性,引导学生思考,方能达到理想的教学效果。
1.5 提供扩展知识的参考书
由于高分子材料的性能、结构、制备工艺以及表征与金属材料和陶瓷材料完全不同,而且目前在机械工程材料中高分子材料部分比例很少。为解决这一矛盾,在章节后面列出了比较系统的高分子材料性能、内容、结构、制备工艺以及表征方面的书籍,以供学生参考[7,8]。
2 高分子材料教学改革
根据以上原则,我们在2013年度的授课过程中对高分子材料的讲授进行了调整,具体如下:
(1)授课内容及学时安排:高分子材料的基本概念(高分子、单体、链节,0.5学时),高分子材料的分类方法(按用途分类,按热行为分类,按反应类型分类,按主链结构分类,0.5学时),高分子材料基本结构(简单介绍近程结构、远程结构、聚集态结构的概念,0.5学时)及物理状态(玻璃态、高弹态和粘流态,0.5学时),典型工程塑料的力学性能和应用(1学时),典型合成橡胶的力学性能和应用(1学时)。
(2)重点讲授常用工程高分子材料(工程塑料、工程橡胶及工程纤维)的基本力学性能及典型工程高分子材料的适用领域。
(3)授课过程中通过列表等方式将高分子材料的相关内容与金属材料进行对比,一方面避免概念混淆,另一方面突出高分子材料与金属材料的不同之处。
(4)采用启发式教学模式,通过设问、模拟实验、举例、探究等方法引导学生思考;在多媒体课件中,采用丰富的图片、动画激发学生学习的积极性和主动性。
3 结束语
通过机械工程材料课程中高分子材料的教学方案改革,学生对这种新型工程材料有了基本且更为全面的了解,他们深刻认识到,高分子材料是机械工程材料领域中不可忽视的分支。
参考文献
[1] 文九巴.机械工程材料[M].北京:机械工业出版社,2009.
[2] 于永泗,齐民.机械工程材料[M].大连:大连理工大学出版社,2012.
[3] 张留成.高分子材料基础[M].北京:化学工业出版社,2011.
[4] 高建纲,宋庆平,丁玉洁,吴之传.工科非本专业《高分子化学》课程的教学探讨[J].高分子通报,2009(5):63-66.
[5] 韩顺玉,柳海兰.非高分子专业《高分子化学》课程教学实践与探讨[J].中国科教创新导刊,2010(35):93.
[6] 詹茂盛,何利军.“高分子材料课程信息化师生互动教学方法”研究与实践[J].化工高等教育,2004(3):69-71.