高分子材料的实际应用范例6篇

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高分子材料的实际应用

高分子材料的实际应用范文1

关键词:生产性实训基地;内涵;高分子材料

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0202-02

高职教育是我国高等教育的重要组成部分,其任务是培养高素质技能型专门人才,实行的是“双证制”,即学历证书和职业资格证书并重。注重学生实践能力的培养是高职教育最显著的特征。校内生产性实训基地,是学生掌握技能的主要场所,也是教师提高动手能力、积累实践经验的主要平台。本文结合扬州工业职业技术学院化学工程系高分子材料应用技术专业生产性实训基地的建设分别从高职院校校内生产性实训基地的内涵、特点和建设过程及建设、运行中需要注意的问题这几个方面进行探讨。

一、高职院校校内生产性实训基地的内涵

实践教学是高职院校专业教学最重要的组成部分,贯穿于高素质技能型专门人才培养的全过程。专业实训基地是培养学生动手实践能力、提高学生职业素养、实现从“学生”到“职业人”角色转变的重要基础与保证,是现阶段我国提高高职人才培养质量与增强就业竞争力的有效途径。那么校内生产性实训基地的内涵是什么?笔者认为,校内生产性实训基地是在校内建设的具有一定生产功能的实训基地。按照工厂化、车间式进行布局,参照企业员工管理、成本控制、质量监控、绩效考核等管理模式建设,实训过程与岗位工作任务一致,可以让学生体验真实的生产环境、完成真实的工作任务、感受真实的企业文化,从而实现教、学、做的高度统一,把学校的日常实训融入企业产业链,使教学与生产、学生与企业“近距离”接触。这就是生产性实训的内涵。

二、我院高分子材料应用技术专业校内生产性实训基地的主要特点和建设过程

1.以校企合作为基础,创新生产性实训基地建设模式。生产性实训基地建设以校企合作机制为基础,以“共同建设、共同管理、实现双赢”为原则,充分调动行业、企业参与生产性实训基地建设的积极性。如我院在进行高分子材料生产技术专业校内生产性实训基地建设时,主要按以下几个步骤实施:①教学团队根据人才培养方案的要求和该专业面向的职业岗位群中对学生的能力要求,并根据专业改革、课程改革的需要,经调研形成初步设计方案,系部初审,学院统筹安排;②公开招标,确定合作企业;③教学团队与合作企业共同进行实训装置方案的设计,按照“工学结合”的要求,使装置既贴近企业生产实际并与真实的工艺流程相符,又能满足学生培训的需要,进行多轮修改后形成最终建设方案;④教师、学生全程参与设备的选型、制作、安装、调试等,校企共同编写实训指导书。

2.充分使用设备促进生产性实训基地的功能提升。设备的充分使用可使生产性实训基地整体功能得以提升,是充分发挥资源效率的重要举措。我院高分子材料应用技术专业生产性实训基地的主要设备有挤出造粒机、挤出吹膜制袋机、注塑机,它们的功能是在挤出造粒机上将回收的塑料制品进行破碎造粒,然后在挤出吹膜制袋机上吹膜制成垃圾袋供学院的后勤部门使用,另外在注塑机上通过注射成型制备衣架和漱口杯供我院广大师生使用。由此可见该实训基地的功能不仅是供学生实训实验,其功能也得到了提升。通过塑料的回收利用达到了废物利用的目的,对环境保护具有一定的意义。通过给学院后勤部门提供垃圾袋,达到了节约学院运行成本的目的;通过制备衣架和漱口杯给广大师生使用,扩大了该专业的知名度和社会影响力。该专业的学生通过产品的制造,对该专业的基本操作技能有了进一步认识,并对专业的发展方向有了更强的信心。

3.科学管理促进生产性实训基地功能不断完善。设备建设只是生产性实训基地建设的基础,科学的管理和运行是生产性实训基地建设的继续,也是实现其服务功能的载体,只有建立科学的管理运行机制才能促进生产性实训基地功能不断完善。我院高分子材料应用技术专业校内生产性实训基地主要是校企共同管理,学校为主,企业为辅。在行业、企业和学校共同组成的专业指导委员会的指导下,系部主导,实施专业教研室与实训基地一体化的管理机制。专业带头人和骨干教师组成团队,邀请共建的企业专家共同商讨实训的具体内容,以及怎样指导实训,是否满足人才培养方案中对职业能力的需求,为何这样组织实训,有无更有效的途径、方法来替代等等,从而形成一个全面的、科学的、有效的实训方案。与此同时,指导教师带领学生负责实训基地的技术服务与功能开发。在生产产品的同时,还能为社会进行技术服务和培训。如本实训基地可以进行“塑料注塑工”中、高级工职业资格证书的鉴定工作,并能为扬州市周边地区的企事业单位进行职工培训和技术服务等。通过科学的管理模式,我们还将开发出实训基地新的功能,使其功能不断完善。

4.依托工学结合项目提升专业团队素质,为生产性实训基地功能发挥创造条件。通过校企合作项目的实施,基地可作为教师开展“产学研”活动的平台,与企业定期进行交流,学习新知识,掌握新技术、新手段,不断更新知识结构,提高其业务水平。这样能极大地提高教师的专业技术和实践教学水平,有利于培养一批具有较强的教科研能力和丰富的专业实践能力的“双师型”素质的教师队伍。在教师的带领下,学生参与产品生产的全过程。充分发挥基地的功能,按照企业的规范和要求,组织学生进行产品的生产,使得学生在校期间就了解了企业的规范化管理的具体内容,初步接触到了“企业文化”,为将来的就业打下了坚实的基础。

三、校内生产性实训基地建设、运行中需要注意的问题

校内生产性实训基地在建设、运行中也有几方面的问题值得注意。首先,我们要正确处理常规教学与生产性实训教学的关系。目前我系将高分子材料应用技术专业生产性实训教学环节贯穿于整个大学学习活动中,与传统的教学课程一起实施,容易使学生在时间或精力安排上产生一定的矛盾冲突。为了解决这一问题,系部与企业协商、协调安排生产性实训教学任务,同时帮助学生做好学习和实习的工作,达到学习实习两不误,效果良好。其次,应充分开发和发挥生产性基地的功能,建设区域共享型的实训中心,例如,在学院、企业和政府有关部门的支持与协调下,努力把该校内生产性实训基地建设成为扬州市或苏中地区高职教师培训基地、扬州市人才培养培训中心和技能鉴定中心,使得生产性基地向多功能方向发展。

参考文献:

[1]关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见[Z].教高[2006]16号文件.

[2]王武林.高职校内生产型实训基地建设模式的探索[J].职业教育研究,2008,(10):123-124.

高分子材料的实际应用范文2

关键词:液晶 液晶高分子 应用

中图分类号:TN15 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2011)004-031-01

1 引言

液晶高分子材料是在一定条件下可以液晶态存在的高分子所加工制成的材料,较高分子量和液晶有序的有机结合使液晶高分子材料具有一些优异的特性。例如,液晶高分子材料具有非常高的强度和模量,或具有很小的热膨胀系数,或具有优良的电光性质等等。研究和开发液晶高分子材料,不仅可以提供新的高性能材料从而促使技术的进步和新技术的产生,同时可以促进高分子化学、高分子物理学、高分子加工以及高分子应用等领域的发展。因此,研究液晶高分子材料具有重要意义。

2 液晶高分子材料的发展

液晶高分子存在于自然界很多物质中,像是生物体中的纤维素、多肽、核酸、蛋白质、细胞及细胞膜等都存在液晶态。液晶的原理首先在1888年由奥地利植物学家F Reinitzer(F.Reinitzer,Monatsh,Chem,9,421,1888)提出,之后,德国科学家O,Lehamann验证了液晶的各向异性,他建议将其命名为Fliess,endekrystalle,在英语中也就是液晶(Liquid Crystal或简化为LC)。19世纪60年代,人们发现聚对苯甲酰胺溶解在二甲基乙酰胺LiCI中,和聚对苯二甲酰对本二胺溶解在浓硫酸中,都可以形成向列型液晶(根据分子排列的形式和有序性不同,液晶有三种不同的结构类型:近晶型、向列型和胆甾型。向列型液晶只保留着固体的一维有序性,具有较好的流动性)。刚性分子链在溶液中伸展,当其浓度达到临界浓度时由于部分刚性分子聚集在一起形成有序排列的微区结构,使溶液由各向同性向各向异性转变,由此形成了液晶。随即,美国杜邦公司(DuPont’s)先后推出了PSA(聚苯甲酰胺)及Kevelar纤维PPTA(聚对苯二甲酰对苯二胺),标志着液晶高分子研究工业化发展的开始。到70~80年代,出现了诸如Xydar(美国Dartin公司,1984年),Vectra(美国Calanese公司,1985年)等一系列商用型热致液晶,液晶高分子材料逐渐开始推广。发展至今,液晶这一形态已经成为一个相当大的物质家族,其商业用途多达几百种,例如日常生活中所用的液晶显示手表、计算器、笔记本电脑和高清晰的彩色电视等都已商品化,使得显示技术领域发生重大的革命性变化。

液晶高分子的一系列不同寻常的性质已经得到了广泛的实际应用,其中大家最为熟悉的就是上面说到的液晶显示技术,它是应用向列型液晶的灵敏的电响应特性和优秀的光学特性的典型例子。把透明的向列型液晶薄膜夹在两块导电的玻璃板之间,在施加适当电压的点上变得不透明,因此当电压以某种图形的形式加到液晶薄膜上就产生了图像。这一原理等同于学生日常学习使用的计算器,在通电时液晶分子排列变得有秩序,使光线容易通过;不通电时分子排列混乱,阻止光线通过,因而显示出所要计算的数字。液晶显示器件最大的优点在于耗电低,可以实现微型化和超薄化。与小分子液晶材料相比,液晶高分子在图形显示方面的应用前景在于利用其优点开发大面积、平面、超薄型、直接沉积在控制电极表面的显示器,具有相当大的优势。

液晶高分子还可以利用其热,光效应来实现光存储。首先将存储介质制成透光的液晶态晶体,这时测试的光完全透过,证明没有信息记录;当用一束激光照射存储介质时,局部温度升高而使液晶高分子熔融成各向同性熔体,分子失去有序性:激光消失后,液晶高分子凝结成不透光的固体,信号被记录下来。此时如果再照射测试光,将仅有部分光透过,记录的信息在室温下永久保存。这同目前常用的存储介质――光盘相比,其对信息的存储依靠记忆材料内部的特性变化使得液晶高分子存储材料的可靠性更高,而且不用担心灰尘和表面的划伤对存储数据的影响,更适合于重要数据的长期保存。

此外,将刚性高分子溶液的液晶体系所具有的流变学特性应用于纤维加工过程中,已创造出一种新的纺丝技术――液晶纺丝,这种新技术使纤维的力学性能提高了两倍以上,获得了高强度、高模量、综合性能优越的纤维。由于刚性高分子溶液形成的液晶体系具有高浓度、低粘度和低切变速率下高度取向的流变学特性,因此采用液晶纺丝便顺利地解决了高浓度溶液必然伴随着高粘度的问题。同时,由于液晶分子的取向,纺丝时可以在较低的牵伸条件下就获得较高的取向度,避免纤维在高倍拉伸时产生应力和受到损伤。这样所得的高性能纤维可用于制造防弹衣、缆和特种复合材料等。

3 液晶高分子材料的应用

液晶高分子材料不仅在化学、物理方面得到了广泛的应用,其在生物医学方面的应用也是不可小视的。由于在电、磁、光、热、力等条件变化时,液晶高分子将发生显著的变化,使得液晶高分子膜比一般的膜材料具有更高的透过量和选择性。因此,利用溶致性液晶(根据液晶形成条件的不同液晶态物质又可分为“热致型液晶”和“溶致型液晶”)高分子的成型过程,如形成层状结构,再进行交联固化成膜,可以制备具有部分类似功能的膜材料。脂质体是液晶高分子在溶液中形成的一种聚集态,这种微胶囊最重要的应用就是作为定点释放和缓释药物的使用。微胶囊中包裹的药物随体液到达病变点后被酶作用破裂释放出药物,达到定点释放药物的目的。

如前所述,作为新兴的功能材料,液晶高分子材料具有很多突出的优点。随着人们对它不断的研究,液晶高分子材料会逐步代替目前使用的部分金属和非金属材料。液晶高分子材料作为一种较新的高分子材料,人们对它的认识还不充分,但在不远的将来,液晶高分子材料的应用一定会越来越广泛。对人类的生存和发展做出新的贡献。

参考文献:

[1]罗祥林.功能高分子材料[M].京:化学工业出版社,2010.

[2]何曼君,张红东等.高分子物理[M].上海:复旦大学出版社,2007.

高分子材料的实际应用范文3

关键词:高分子复合材料;多泥沙河流;水电机组;过流部件;应用

随着各个学者的不断研究,多年来,相继的出现了很多的防磨蚀的材料,其中比较常见的是环氧金刚砂的技术、尼龙的喷涂技术、金属的热喷涂技术以及高分子材料喷涂技术等等,这些技术和材料在一定的程度上也都取得了一些效果。试验表明:经过高分子材料进行喷涂的过流部件更加具有优良的防磨蚀性能,数据显示,它比不锈钢的防磨蚀性能要提高十倍以上。

1 高分子复合材料的制造技术特点

高分子复合材料是指用一种或者集中高分子材料作为基础原料,在必要的机械设备和特定的工艺条件下,使一种或多种的高分子材料在紧密的接触的情况下,增加它们的相容性,再通过一定的物理和化学作用,使其成为兼备其中多种材料特性的复合型高分子材料。

此种材料可以经过不同的填料以及特殊的生产工艺,制成不同的高分子材料,也可以根据不同的用户对于产品的性能、结构特点、生产数量、产品的价格以及使用寿命等特定的因素的要求,更加科学合理地来设计各种高分子复合材料的配方和生产工艺,从而可以保证生产出更加物美价廉和适用的产品,最终的目的是要使其更加的符合用户的实际生产的需要,提高高分子材料的利用率,并降低它的生产成本,使其的使用性能更加可靠。

那么,高分子复合材料在拟订配方的时候,主要是要遵循这样的原则:要根据高性能的通用机械产品和配件的实际应用情况、产品的结构、生产的数量、实际的成本等因素来综合考虑;一般要采用两种或者是两种以上的高分子材料作为它的基础原料,这样做的目的主要是通过发挥各个高分子材料本身的固有特性以及它们之间的相容性,并通过最佳的用量匹配和辅助原料的确定、有效的加工工艺等条件,来确定出最为合理的配方,这样制造出来的复合材料的综合物理机械性能才会更加的优良,制造出来的材料的密封制品才会具有耐磨损、长寿命,并适用于多种介质和温度等情况的特点。

2 水电机组过流部件的磨蚀机理

我们都知道,在多泥沙河流中,尤其是在动水的工况之下,高速并且含沙的水流的状态是非常稳定的,那么,水电机组的过流部件在含有泥沙等推移质的高速水流的冲击作用之下,它的腐蚀和磨损通常很容易在某一个固定的位置发生。过流的部件磨蚀的原因和磨损的情况往往是十分复杂的,而且很多情况之下,会出现几种磨蚀同时存在的情况。

其中比较常见的是化学腐蚀,它主要是由于过流部件的金属部件与介质发生的化学作用所产生的腐蚀,一般在这样的作用过程中是没有电流产生的。化学腐蚀往往是由于金属和水中的阴离子之间产生的化学反应。而电化学腐蚀则主要是由于金属的表面与介质所发生的电化学作用而产生的腐蚀,在电化学的作用过程当中会产生一个阴极区和一个阳极区,金属和介质中会有电流的流动产生。

另外,比较常见的还有冲刷磨蚀,它主要是液体的高速流动,使得过流部件与液体中的推移质发生的物理作用而产生的。这种磨蚀往往会在金属的表面上形成槽形、波浪形、峡谷状的凹槽,但一般是没有磨蚀的产物遗留的。

还有一种腐蚀现象是缝隙腐蚀,它一般是发生在处于流体中的金属表面或其他比较屏蔽部位,是一种较为严重的局部腐蚀。发生的主要部位是在金属表面的缝隙之中。

3 高分子复合材料在水电机组过流部件上的应用

3.1 高分子复合材料在水轮机叶片上的应用

如果用高分子复合材料在水轮机汽蚀磨损比较严重的部位进行涂覆,就会很容易的形成一层耐磨耐汽蚀的涂层,可以起到很好的保护水轮机叶片的作用,经验表明,这种效果还是比较优异的,也是很多的其他材料所不能比拟的。

在早期的时候,往往使用环氧金刚砂材料作为水轮机叶片的耐磨涂层,也起到了一定的效果,但是环氧金刚砂的最大缺点就是抗汽蚀的性能比较差,在水轮机叶片背面的比较严重的汽蚀区,就很难起到应有的效果。

3.2 高分子复合材料在水轮机导叶上的应用

高分子复合材料作为水轮机导叶的密封条,在很长的一段时间内基本上已经取代了之前所使用的橡胶密封条,这也是高分子复合材料的更加优异的机械性能及耐磨耐蚀的性能所决定的。经验表明,高分子复合材料在水轮机的导叶上,在水中浸泡五年以上,其性能的下降也不会超过10%,而在五十多年以后才有可能会发生分解。

3.3 高分子复合材料在水轮机底环和顶盖上的应用

水轮机的底环抗磨板和顶盖一般是用碳钢或者是不锈钢制造的,这样的材料在多泥沙的河流当中往往会受到比较严重的磨损和汽蚀。那么,为了避免这种情况的发生,在早期的时候,一般采用尼龙抗磨板来代替金属板,这样会使部件具有一定的抗磨强度,但是效果并不是很理想。高分子复合材料与其他的材料相比,抗磨板的效果更好,抗磨和抗汽蚀的性能也要优异得多,而且一般情况下会是金属抗磨板使用寿命的五倍以上。

4 结语

在多泥沙的河流当中,水电机组的过流部件的使用寿命主要是看其受到磨蚀的程度怎么样,实践表明:水电机组的过流部件在经过高分子复合材料的防磨蚀处理之后,明显的具有更加优良的抗磨蚀效果,成功的提高了过流部件的使用寿命,所以会逐渐的成为多泥沙河流上所运行的水电机组更加理想的新型的防磨蚀材料。

参考文献

高分子材料的实际应用范文4

关键词:课程建设;创新型人才

一、课程建设在创新型人才培养体系中的作用与意义

1,创新型人才培养的基础是课程建设

教学以课程为起点,课程居于教学的核心,是教学活动中内容和过程的统一。课程是把教育思想、观念、宗旨等转变为具体教育实践的中介,没有这个中介,一切教育目的、思想、观念、宗旨等都不可能得到落实。因此,要实现创新教育目标,优化课程体系应是首当其冲。

许多教育教学研究成果表明,创新人才的培养使命最终要靠创新课程体系来完成,创新课程体系是实现创新人才培养的终归途径。创新课程体系不能单靠某种因素构成,而要包括课程的新观念、新内容、新机制和新方法等。华中科技大学承担的新世纪高等教育教学改革工程项目项目组通过对国内外高校的人才培养进行调研、分析,得出结论:课程体系是开展创新教育的保证,工程实践是创新的基础,开展各项创新活动是培养创新人才的有力措施。

2,课程建设可以有效促进专业发展

科学、合理的课程体系可以有效促进专业建设与发展。以郑州大学国家精品课程“材料科学基础”为例,通过课程改革,综合了金属材料、高分子材料、无机非金属材料、材料加工等专业基础知识,构筑材料科学与工程学院新的基础平台课程体系。改革实践教学环节,增设八类“材料科学与工程基础实验”,实现了材料科学与工程大类专业人才培养新模式。突出“宽口径、厚基础、高素质、强能力”的创新教育理念,促进了专业建设与发展,使材料科学与工程大专业逐步成为郑州大学的特色专业。

在2007年4月召开的教育部高等学校高分子材料与工程专业教学指导分委员会工作年会上,与会专家结合高分子材料专业建设、专业规范、专业评估等工作,重点进行了课程建设研讨。围绕创新型人才培养模式,结合已有的课程改革成果,通过认真讨论,计划由郑州大学作为召集单位,针对高分子材料与工程专业本科生教学过程中存在的问题,以“高分子材料成型加工”课程建设为切入点,提出具体的课程建设规划,探讨课程建设对创新型人才培养的作用与意义,并探讨该课程对高分子材料成型加工新专业建设的推动作用。

二、课程建设基本思路与内容

结合学院本科教育发展目标,根据学科专业的发展趋势、社会对人才的要求和学院的具体情况,材料科学与工程学院确定了“以教学为中心,学科专业建设为龙头,队伍建设、实验室建设和科学研究为主体,全面提升学院的整体实力和水平,努力建设成为培养工程应用创新型人才”的总体目标,突出“高分子材料成型加工”课程建设的基本思路为:强化基础,注重实践,突出创新。具体包括:

1,拓展课程专业理论知识与技术方法

在原有课程体系的基础上,结合现代教育特点,借鉴国际化教育方法与先进的教学体系,在课程建设过程中,具体通过三项措施优化课程知识体系:

(1)拓展专业知识。主要包括:在新的课程体系中融入“高分子材料科学基础”、“高分子材料成型原理”、“成型机械”、“成型模具”等相关课程知识,组成新的课程基础平台,突出新课程体系的基础性、全面性、系统性。

(2)增加技术方法课程内容。主要包括:在材料加工知识领域增加“高分子材料制品开发设计”、“生产质量管理”、“工厂车间设计”以及最新的数字化制造技术等知识,全面拓展各类高分子材料(有机材料)的成型与加工新技术、新工艺、新方法,保持课程中材料成型加工技术与方法的新颖性、先进性、前沿性。

(3)注重学科交叉。主要包括:在课程体系中不仅涉及高分子材料与工程专业的相关知识,更要综合交叉材料科学基础、材料加工学、机械工程学和生产管理学为一体的新型教学平台,注重课程建设的综合性、交叉性、适应性。

2,强化实践教学环节

在高等教育中,实验教学是全面实现人才培养目标的一个重要环节。它具有直观性、实践性和探索性的特点,同时具有传授知识、培养能力以及思想品德教育的作用,是提高学生实践能力和科学素质的重要手段,是培养合格人才用其他教学环节不可代替的重要环节。“面向21世纪教育振兴行动计划”中进一步强调指出要加强对学生的素质教育,培养创新精神和实践能力。这些对于理工科学生而言更为重要,尤其是材料科学与工程这样一些实验性很强的学科,很多新知识、新技术、新材料都是从实验过程中产生的。

但长期以来实践教学处于理论教学的从属地位,在培养学生实践能力和创新精神中发挥的作用远远不够。问题在于教育观念上的落后,对实验教学的重要性认识不够,投入的经费不足,实验室仪器设备缺乏,以至于有的教学实验往往开成演示实验,严重影响了学生实践能力的提高。近年来,国家对高等教育投资力度逐步加大,在实验室建设上也投入了大量的人力、物力和财力,实验室建设取得了长足的进步。但随着经济的发展,社会对人才的要求不断提高,实验室的建设仍难以满足人才培养的需要,实践教学环节仍然比较薄弱,本科毕业生的实践能力、总体设计能力不够理想。因此,在新的课程体系中,围绕创新型人才培养,在注重基础理论、交叉学科、前沿领域等基础知识的同时,要进一步强化实践教学环节。

(1)在注重各类基础实验教学体系的同时,进一步加强综合性、设计性、创新型实验。在专业平台的基础上,加强学生基本概念、基本理论、基本方法、基本技能的培养。通过三类学院平台基础性实验、两类专业方向综合性实验、一类开放性实验,并结合“郑州大学材料科学与工程创新基地班”建设,设立3~4个创新型实验。重点培养材料先进加工与自动控制相关的专业实验技能,拓展专业知识面,全面培养学生的专业基本技能和基础理论应用能力。

(2)增加实践环节,加大实验教学、实习、综合设计等教学内容。实行“3+1”培养模式,增加毕业设计论文时间,即在学生第七学期下半学期开始进入毕业设计(论文)环节。

3,教材建设

结合实际应用范例编写教材。既注重高分子材料科学与工程的基础知识与基础理论、基本加工原理、成型加工工艺、成型加工设备等,又介绍最先进的高分子材料成型加工的新技术和新方法。教材内容多样化,既注重不同材料成型加工的共性,又兼顾不同材料成型加工的特色。

4,实训教学

主要包括应用实践载体建设和创新实践载体建设。其中,充分利用区域与学科优势,加强产学研联合,设

立产学研联合体实验室,为学生提供必要的社会实践场所,保障实习、实践教学效果,培养学生的工程应用能力。

郑州大学材料科学与工程学院位于郑州市高新技术开发区,区内有许多家材料类相关的高新技术企业,涉及高分子材料成型加工的企业有十几家,通过应用实践载体建设,以高新技术企业为依托,建立产学研联合体实验室,作为学生实训教学基地,培养学生的实际应用能力。

郑州大学材料科学与工程学科拥有材料加工工程国家重点学科、橡塑模具国家工程技术研究中心、材料成型过程与模具教育部重点实验室等,实验设备先进,从事的科研项目包括国家自然科学基金重大项目、国家“863计划”、“973计划”项目等,研究领域涉及许多前沿性课题。因此,充分利用这些学科优势,以学科前沿实验室为依托,作为本科生创新实践载体,从而培养学生的科学前沿意识和科技创新能力。

5,教学改革与教学研究

新的课程体系需要不断完善,从而保证教学效果和学生培养质量。因此,在课程建设过程中,需要注重教学研究与教学改革,不断丰富教学内容,完善教学手段,提高教学效果。

教学改革主要围绕以下几个方面来进行:

(1)进一步完善多媒体课件,使教学内容丰富、直观、科学、系统。

(2)建设网络课程。以“高分子材料成型加工”课程为平台,围绕精品课程建设要求,积极推进网络课程建设,即将所有课程资源上网,与国内相关高校进行课程互动建设,实现异地课程同步建设、同步交流、共同发展。

(3)建设虚拟实验室。对于当前材料成型的新方法,往往通过教材无法及时介绍。因此,通过虚拟实验室,介绍最前沿、最先进的成型方式及作用过程,保证课程内容的前沿性、先进性。

(4)开展第二课堂实践教学。通过吸收低年级本科生提前进入实验室,参与第二课堂实践教学活动,开设各类课外创新实验,鼓励学生参与各类科技活动,积极参与大学生“挑战杯”等各类课外创新活动竞赛。

(5)完善双语教学,培养学生英语应用能力。探索有效的双语教学方式,提高教学效果。

(6)课程建设国际化。课程建设国际化是中国大学教育与国际接轨的基础,对于引进国外优质教育资源,借鉴国外有益的教学和管理经验,培养国家经济建设急需的专业人才,增加中国教育供给的多样化和选择性,发挥着积极的作用。因此,通过与国外相关高校加强交流,共同探讨课程建设体系,选用原版教材,使学生了解国际前沿信息,促进课程国际化建设,培养国际化专业人才。

教学研究的内容主要包括以下几个方面:

一是课程体系中涉及的高分子材料模具设计、加工过程模拟等软件的研制开发及应用推广等的教学研究。

二是课程体系中涉及的新型高分子材料成型加工机械设备的改进、设计、研制与应用等的教学研究。

三是课程体系中涉及的高分子材料成型加T新技术、新工艺、新方法探索等的教学研究。

四是课程建设过程中各类教学实践与改革的教学研究。

通过教学研究,从而掌握新课程体系建设的基本规律,提出相关建设理论,指导其他工科类相关课程建设,全面提高各工科类本科生的培养质量。

6,教学团队建设

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关键字:高分子导论 独立学院 教学

自1920年德国科学家H.Staudinger提出大分子概念以来,高分子科学迅猛发展,现已发展成为一门独立的学科,它是塑料、合成纤维、合成橡胶三大合成材料生产的理论基础,在国民经济建设与科学技术发展中占有重要的地位。高分子科学既是一门基础学科,又是一门应用学科,其内容包括高分子物理、高分子化学、高分子加工和高分子材料;课程知识点多,概念多,理论性强,比较抽象,学习难度较大。在独立学院应用化学专业开设高分子导论课程有很重要的意义,但是教学学时数较少(本校为34学时),而且在大学期间只有这一门高分子相关课程。所以如何用较少的时间,引导学生掌握基本的专业知识,为其今后工作或继续深造打下基础,是每个教师都应该思考的问题。

1、独立学院的学生培养目标及特点

独立学院是指实施本科以上学历教育的普通高等学校与国家机构以外的社会组织或者个人合作,利用非国家财政性经费具备的实施本科学历教育的高等学校[1],在我国的高等教育中起着越来越重要的作用。独立学院也称三本院校,既不同于普通高等教育、又不同于高等职业教育,招生录取线主要介于二者之间。

1.1 培养目标

独立学院的学生属于本科层次,通过大学期间的学习应该成长为既有一定理论基础,又具备较强实践能力的高素质应用型人才,与一本、二本院校培养的研究型人才有着明显区别。

1.2 学生特点

独立学院作为普通高等教育的重要组成部分,学生既有一般大学生的通性,也有自身比较突出的特点[2]。分析我校应用化学专业学生情况,发现存在以下几个特点:

a.入学时对专业知识掌握较少,甚至有部分江苏考生在高中阶段都没有选修化学;

b.对本专业缺乏归属感,很多学生是调剂生,部分学生认为所学知识用处不大;

c.自控能力不强,无故旷课、不交作业、考试突击等现象较多;

d.学习动力不足,积极性不高,课程知识掌握较差,甚至有同学出现挂科现象;

e.动手能力较强,对社会实践的要求比较强烈。

2、教学建议

根据本校应用化学专业开设高分子导论课程几年的情况,结合同行经验[3-4]、自身教学体会和学生意见,对独立学院高分子导论课程的教学提出以下几点建议:

2.1 教师观念转变

由于独立学院的办学及专业建设年限较短,目前师资力量主要依附母体院校。一部分教师是从母体院校外聘的兼职教师,教学经验丰富,但是自身在母体院校已承担较重的教学或科研任务,精力有限,而且多年来形成了一本、二本的教学定势,惯于按照研究型大学或教学科研并重型高校的培养目标进行教学,往往会把内容讲的过深,理论性太强,常常使学生感到学习困难,甚至发出“想把我们培养成科学家”的感慨。另一部分教师是学校自有年轻教师,他们教学经验不足,容易受到自己学习体会或老教师教学经验的影响,短时间内难以很好的根据独立学院“三本”的生源特点进行教学。教师应该明确独立学院培养应用型人才的目标,并且贯彻在整个教学过程中。

2.2 合理选择教材

独立学院的学生学习主动性不够,课后主动复习和预习的情况很少,寻找相关书本文献学习的更少,所得知识大都依赖于课本和课堂,所以参考教材的选用很重要。

高分子导论教材版本较多,主要章节包括概论、链式聚合反应、逐步聚合反应、聚合物的化学反应、聚合物的结构、聚合物的性质、高分子材料、聚合物的成型加工等。这些教材主要是面对普通高等教育,整体内容理论性较强,对学生的学习基础及学习能力有一定的要求。鉴于目前还没有一本专门适用于独立学院的教材,本校目前选用董炎明编著的《高分子科学简明教程》(科学出版社),该教材内容通俗易懂,而且书中有很多小故事,可以提高学生的学习兴趣。教师要随时关注教材信息,寻找更为适合的教材。

2.3 明确教学内容侧重点

应用化学专业开设高分子导论课程的目的,是为了引导学生进入高分子的世界,理解和掌握高分子科学的基本框架、概念和原理,为以后进一步学习或从事相关行业工作提供知识储备,所以在教学的深度上要求相对偏低,但是作为仅有的一门高分子课程,课程内容要有代表性。

高分子科学四个知识板块中,高分子化学和高分子物理是讲解重点,安排28学时左右,而高分子材料和高分子加工则重在与实践结合,以讲座或参观的形式学习。

在高分子化学的学习中,紧紧围绕“如何合成聚合物”这条主线,重点介绍自由基聚合和逐步聚合,离子聚合和聚合物的化学反应作为次重点,而配位聚合则可以安排学生自学。其中涉及到很多公式,比如自由基聚合反应动力学部分,有引发速率方程、链增长速率方程、稳态假设下的自由基浓度方式、聚合总速率方程等[5],弱化公式的推导,而将关注度放在公式的理解应用上。

高分子物理则围绕着“聚合物结构和性能关系”这条主线,重在二者的对应关系。此部分涉及到较多的曲线,比如线性非晶态聚合物的形变-温度曲线,聚合物的应力-应变曲线,重点介绍曲线各段所代表的意义、对应的结构要求、相互的异同之点,而对精确的曲线函数推导完全忽略,所涉及到的比较前沿的结构模型也适当弱化。

2.4 充分调动学生的积极性

独立学院的学生学习主动性不够,而且在遇到困难时容易产生自卑、畏缩心理,所以要充分利用各种资源,将多媒体教学和板书教学相结合,将理论讲解和实物、模型演示相结合,将课本知识和实际应用相结合,通过多种授课方式,调动学生的学习积极性,提高教学效果。 转贴于

2.4.1 培养良好的学习习惯

独立学院的学生中课前不预习、上课不听讲或旷课、课后不复习、作业抄袭、考试突击等的现象比较多,反映出学生的学习态度、学习习惯方面存在一定的缺陷,这些都严重影响了教学效果的实现。

针对这些现象,可以采取以下这些引导性的措施:

a.课前布置预习题,并在上课时提问,培养学生的预习习惯;

b.讲课之前列出本堂课主要要解决的问题或知识点,在下课之前以课堂作业的形式解答上交,让学生带着问题学习,提高课堂听讲的效率;

c.课后习题不单要对课堂内容进行检查,还要包括部分拓展性内容,引导学生查阅相关书籍、文献或是网络资源,培养独立学习的习惯;

d.将学生分成若干个小组,选取某种实用的高分子材料,课后查阅相关知识,相互讨论,并选取代表以讲课的形式在课堂上进行十分钟左右的成果展示,培养学生协作精神,锻炼学生的演讲能力。

2.4.2 充分利用多媒体教学

现今多媒体技术非常发达,对其有效利用可以大大提高教学的效果,这方面已经有很多教师进行了探索[6-7]。多媒体教学的重要部分是多媒体课件,课件并不是教材的简单重复,而要突出教学重点和难点,图文并茂、形象生动。充分利用多媒体资源的同时,也不能完全摒弃板书教学,比如对于某些特别重要的理论公式的学习和推导,学生难以在较短的时间内完全理解,这时就应该采用传统的板书教学方式。

多媒体教学中可以利用各种化学软件实现分子结构的模拟、构型的转变等,直观形象,对高分子的链结构、构型转变等抽象知识点的学习很有帮助,还可以将简单高分子实验制作成视频,比如学生在学习自由基聚合中的自动加速效应时,由于没有感官印象而难以掌握,可以通过视频将这一过程直观的展示出来,让学生通过观察去分析理解。

2.4.3 紧密联系生活

教学内容与生产生活紧密联系,能很大程度提高学生学习的积极性。高分子科学支撑着庞大的高分子工业,与生活联系密切,在教学中要将理论与实际结合,提高学生的兴趣。生活中到处都是高分子制品,在讲述高聚物名称和结构时,展示此种聚合物的制品,引导学生通过制品的特点来推断聚合物的特点,加深印象,还可以简单介绍行业内代表性的生产及加工单位。独立学院多有产学研共建平台、学生实训基地,在条件允许的情况下,组织学生参观高分子生产加工基地,了解比较成熟的高分子合成工艺,高分子材料的加工成型过程等。

2.5 改革考核体系

考核是教学成果的主要检测手段之一,传统的考核方式是一张试卷定生死,存在诸多弊端,建议将课程考核方式分为两部分,一部分是平时的课堂表现,包括出勤率、作业完成情况等,这部分的比例可以适当提高,从而使学生更加注重课堂的互动环节;另一部分是期中和期末理论考试,采取开卷与闭卷相结合的形式。

高分子导论的主要理论考核内容是高分子化学和高分子物理,这是两个虽有联系但相互独立的方向,可以分别考试,同比重计入总分。考试可以采取开卷闭卷相结合的方式,高分子化学中反应动力学部分有很多的公式,学生记忆上存在困难,可以适当采取开卷或半开卷的形式,而高分子物理中多是对规律的解释和应用,采取闭卷的形式。

3、结语

高分子导论作为一门知识点多、理论性强、学习难度大的课程,在独立学院学生基础薄弱、课时数少的情况下进行教学,目前尚在探索阶段,还存在不少问题。教师需要不断的改进教学方法,培养学生良好的学习习惯,充分调动学生的学习积极性,这样才能取得令人满意的教学效果。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部令,第26号:独立学院设置与管理办法,2008年2月22日

[2] 于丽波,本三院校学生特点分析,科技信息,2011,8:69

[3] 方征平 郭正虹,在独立学院开展高分子物理教学的几点思考,高分子通报,2009,8:74-78

[4] 徐晓冬,非高分子专业《高分子化学与物理》教学中的几点体会,高分子通报,2010,5:74-78

[5] 董炎明 张海良,高分子科学简明教程,科学出版社,2008

高分子材料的实际应用范文6

摘要:《高分子合成》是高分子材料专业的短学期实训课程,主要目的是强化学生基本操作能力,提高学生在未来就业市场的竞争力。本文针对目前嘉兴学院《高分子合成》实训教学中存在的问题,将CDIO项目教学法应用于该课程的教学改革中,培养学生的专业实践能力、自主学习能力、动手能力、表达能力和团队合作精神。

关键词:高分子合成;CDIO;项目教学法;实训教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)21-0152-02

一、传统《高分子合成》实训教学中存在的问题

《高分子合成》课程是高分子材料与工程专业的综合实训课,目的在于让学生对所学专业知识有一个总体认识,对所学专业知识建立整体概念,了解知识之间的相互交叉,培养学生综合应用所学知识的能力,使学生从高分子设计、高分子合成、材料的制备和性能检测的全过程得到训练,达到工程师的基本要求。经过几轮的实训课程训练,积累了宝贵的经验。如:在实验教学过程中,要求学生提前预习,掌握注意事项;在实验教学手段上,实验教学视频与传统实验技术进行有机结合;在实验教学考核上,综合评价预习报告、实验过程、实验原始数据的记录与最终的实验报告。以上这些方法和措施都能一定程度地提高学生参与实验的积极性、思考问题及独立动手的能力。当然,在《高分子合成》实训教学的过程中,也逐渐暴露一些问题,包括:①命题式设计合成,主要以设计合成水溶性高分子乳胶漆、水溶性酚醛树脂实用产品作为实训案例为主,学生参照确定的实验方案,获得几乎相同的实验结果;②个别学生对实训课程的设置不理解,所做实验项目不感兴趣,最终导致达不到实训的目的;③1个班30人左右,配备2名指导教师,面对学生出现的各种问题疲于应答,教学效果不理想。④三周的实训时间过长,安排不够紧凑,学生难以充分利用有效的时间。经初步调研论证,结合本校的人才发展方案和实际情况,我们确定《高分子合成》实训课程的高材专业15级的学生作为这次实践教学改革的试点,有计划、有步骤地进行高分子合成实训课程教学模式的改革探索与实践。以培养应用型人才为目标,结合地区企业特点,更加深入的体现实训课程的意义。

二、CDIO项目教学理念

CDIO即工程教育模式,是近年来在国际工程教育改革中提出的最新成果。它代表构思、设计、实现和运作,以产品研发到运行的周期为载体,让学生通过一种实践的、主动的、课程间相关联的学习方式加深对工程理论、经验与技术的了解。CDIO以采用接近工程实际的设计项目进行综合性教学为理念。项目教学法通常以实施完整的项目来达到教学目的,其类似于案例教学法,旨在实现教学中理论与实践相结合,并培养学生的创造能力及解决问题的能力。项目教学法实现了以教师为中心到以学生为中心的、以课本为中心到以“项目”为中心、以课堂为中心到以实际经验为中心的转变,从某种程度上来说,这就是CDIO教育理念所提倡的从协作能力、理论知识、个人素质和工程系统能力4个层面进行综合培养的教学模式,其教育理念就是通过开展项目教学的模式,使得学生从内容各异的实践项目中学到一样的方法和能力,不仅仅是局限于掌握所涉及到的具体知识,更要提高综合能力。

三、教学改革方案

在《高分子合成》实训课程教学中开展CDIO项目任务式教学法,培养学生独立查阅相关文献,完成相应的文献综述;设计高分子合成路线及优化工艺条件;把学生融入有意义的任务完成的过程中,让学生积极地学习、自主地进行知识的建构,以现实的学习生成的知识和培养起来的能力为最高成就目标。基于项目任务式教学法在《高分子合成》实训课程总体设计思路是,以更接近工程实际的企业“命题”项目或将学生按照其专业导师分组,以专业导师科研中的课题任务为中心组织课程内容,由专业导师和学生共同开展工作,在得到给定的功能目标和相关的技术要求后,在教师的指导下,学生需完成从技术构思、设计方案到具体实施的整个过程,相当于一个产品完整的研究开发过程,这对于训练学生的专业实践能力具有很好的现实意义。让学生在完成具体工作任务的过程中了解并掌握高分子合成技能,同时构建相关理论知识,形成高分子材料合成的能力。每3-5名同学组成一个课题组,并选举一名组长。每课题组根据文献自行设计实验方案,指导教师给予技术上的指导和方向上的把握。通过具体的研究课题培养学生团结协作的精神。

1.调整《高分子合成》实训开设时间。我校《高分子合成》实训开设时间放在第2学年的第2个学期末。通过几轮教学发现,在学生专业学习还没完全到位的情况下,适当降低实验难度,缩短实训周期,有助于提高学习效率,因而将时间从3周减少到2周。

2.企业参与《高分子合成》实训教学计划的制定。以往的教学计划完全由任课教师自行制订,由于教师的工程能力不足等原因,制订的实验教学计划脱离生产实际,即所谓的“理论性、研究性过强”。在新的实训教学计划修订时,我们积极争取企业具有丰富实践经验的生产技术人员参与进来,共同制定人才的培养目标、培养方案,共同制定实训教学大纲、实训教学计划,使实验内容更符合工程实际性。

3.《高分子合成》实训内容的确定。①原有实验内容优化。从原有实验中筛选出小部分的经典内容,通过这些经典的实验来训练学生系统地掌握原料准备、材料合成、性能测定及表征方法等。同时增加具有项目背景的实验,以贴近实际的社会需求为前提,并符合高分子材料的潮流化趋势,以适应企业对人才的需求。②教师科研课题转化。我院高材专业学生从大二开始即实行导师制,每个老师指导4-5名学生,从教师已完成的或在研的科研项目中挑选出部分可行的内容,以专业实验的形式分解为学生能力范围内可以完成的实验项目。本专业的教师研究方向和研究背景都存在一定的差异,因此给学生的命题形式丰富多彩,同时也为学生将来的毕业论文奠定一定的研究基础。

4.实验教学方式的改革。①企业需求与教师科研结合命题。由过去的分配到人改变为根据企业需求与教师科研相结合命题,使实训教学完成从传统的“以教师为主”的模式到“以学生为主体、教师为主导”模式的转变,从而充分地发挥学生的创造性和积极性。②改变实训教导方法。注重学生自主学习能力的培养,将实验指导教师定位为“导师”,而学生则定位为实验中的主动参与者和探索者,鼓励学生进行独立思考,引导学生自主解决实验中出现的问题,而不是代替学生成为执行者。③以课题组的形式开展实验。每三名同学为一个课题组,并推选出一名组长。每个课题组均配备一名指导教师,对课题组进行技术上的指导并把握整体方向。在具体的研究课题下使学生团结协作精神得到培养。

5.专业综合实验的考评方式改革。实训模拟本科毕业论文方式进行。结合实训内容给学生下达任务书。学生做出文献综述、开题报告、以论文的形式完成实验报告。在同等的实验时间、实验条件下,增加了实验信息量。增强了团队意识,强化了工程理念。

四、结语

基于CDIO理念的项目教学在《高分子合成》实训课程中的应用,不仅使学生的创新意识、表达能力、动手能力、自主学习能力、信息分析综合能力和团队合作精神得到了培养,同时在项目的实现过程中也使教师的教学水平和实际应用能力得到了进一步提高,使教师具备完成一个项目所涉及的专业理论和专业技能。

参考文献:

[1]郑薇薇.基于CDIO的创新型工程科技人才培养模式研究与实践[D].大连理工大学,2010.

[2]张璇.结合CDIO教育理念与案例教学进行教学探索与实践[J].教育与教学研究,2008,(24):152-157.

[3]余久久.项目教学法在高职院校开展的几点探讨[J].皖西学院学报,2010,26(1):42-44.

[4]陈春林.基于CDIO教育理念的工程学科教育改革与实践[J].教育与现代化,2010,(1):30-34.