前言：中文期刊网精心挑选了高分子材料的重要性范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
高分子材料的重要性范文1
【关键词】高分子材料成型加工；工艺；实验教学；改革；综合能力
在高等职业教育从精英教育转向高素质技能人才教育发展以后，创造性与适用性的实验教学方法的重要性日益凸显。高分子材料成型加工作为一门专业性强、实用性与系统性兼具、技术不断快速发展的新兴学科来说，高分子材料成型加工教学的实施需要通过理论教学和实践教学的有机结合，培养学生良好的学习方法和探究性、创新性的思维方法。为此，探究性的实验教学已经成为其教学过程中十分重要的教学手段与教学环节。随着新材料技术的不断发展，高分子材料特别塑料已经在各个领域得到了越来越广泛地应用，已成为现代工业三大新型材料，高分子材料成型加工业已成为我国经济发展的支柱产业。高分子材料成型加工是一门实践性很强的学科，因此，对于高分子材料成型加工这门学科的教学来说，改革创新实验教学，对保证本学科的整体教学效果和质量有着非常重要的意义。
一、高分子材料成型加工专业概述
高分子材料成型加工技术是以高分子材料的结构性能和改性制备、制品设计、成型工艺、模具设计与应用、性能检测、设备应用等为研究对象的一门学科。开设主要课程有高分子化学基础、高分子物理学、聚合物流变学、聚合物加工原理、高分子材料与配方、高分子材料成型工艺、塑料成型模具、塑料成型设备等。高分子材料成型加工工艺是高分子材料成型加工技术专业最为核心的课程。培养具有高分子材料成型加工专业基础知识，能在高分子材料领域从事科学研究、技术开发、工艺设计、生产及经营管理等方面工作的高素质应用型专门技能人才。通过本专业的学习，学生应该掌握高分子材料的改性与配制方法；高分子材料的组成、结构和性能关系；聚合物加工流变学、成型加工工艺和成型模具设计的基本理论和基本技能；具有对高分子材料进行改性及加工工艺研究、设计和分析测试，并开发新型高分子材料及产品的初步能力；具有应用计算机进行模流分析、制品与模具设计应用的能力；具有对高分子材料改性及加工过程进行技术经济分析和管理的初步能力。
二、高分子材料成型加工实验教学的改革方法探索
（一） 对实验课程进行系统性设计，让其更具实操性
高分子材料成型加工技术是一门系统学科，其实验教学课程也应该是一个具有系统性的课程。但在以往的课程设置中却将实验课程分割成了高分子化学实验、高分子物理实验、高分子成型加工实验等若干个零碎的单元实验，学生获得的实验知识散乱，无法形成系统的知识链和技能集群。因此，将相关实验课程进行项目分类，按照案例模块设计，将相关实验有机地串联成一门集趣味性、知识性和实践性为一体的完整实验教学课程，这样知识间的联系也更为紧密，使实验课程的实操性更高。
（二）让实验的“验证性”向“探究性”转变，增加学生的自主性
现行的高分子材料成型加工实验教材上，都是以验证实验的正确性作为实验目的，实验教材上已经将实验方法、步骤、标准等介绍得非常清楚了，因此，学生只需要按照实验教材上的步骤完成即可，整个过程很少有需要学生创新探索的地方。很显然，这样的实验教学是无法满足高职教育对于提高学生综合实际应用能力的要求的。为此，在已有实验标准基础上，将“验证性”实验向“探究性”实验转变。让学生自行设计方案，自行探究完整实验应该如何做。学生将自己设定的实验步骤完整地记录下来，在实验过程中如果出现了问题，学生根据自己的实验步骤探究分析问题的症结。例如在做PP树脂熔体指数的测试实验时，同时进行PP树脂分子量的测定实验，通过两种实验的对比研究，使学生真正懂得在同一环境因素条件下，熔体指数只是树脂熔体流动性能好坏的表现形式，而高分子的大小才是树脂熔体流动性好坏的内在决定因素。只有让学生的所学在探究性的实验教学中有所体现，学生才能切实得到实践能力上的提升，才能不断提升自身综合素质。在这个过程中，学生分析与解决问题的能力才会得到有效提升。
（三）增加实验教学的创意性与趣味性
高分子材料成型加工的实验教学与一般化学实验的不同之处在于，它的很多实验都需要一个完整的工艺流程才能看到效果，有的单元实验枯燥无味，因此，对于高分子材料成型加工实验来说，增加一些创意性与趣味性是非常必要的。学生如果将做实验当做自己的兴趣来对待，所取得的教学效果会更好。以双酚A型环氧树脂的合成与粘接实验为例，由于环氧树脂是透明的，因此教师可以让学生在实验开始前自行准备一些喜欢的树叶或者卡片之类的东西。当环氧预聚体合成出来以后可以将这些准备好的树叶以及卡片等放到合成模具中，然后进行灌浆、封口以及加热操作，待其固化以后就会得到一个非常漂亮的自制相框。在这一创意的启发下，学生还可以发挥自己的才智制作出台历、钥匙牌等小用具，这就使这样的实验变得非常的有趣。这些创意不仅让学生获得了成就感，同时也更加喜欢实验课程。
（四）实施案例教学法来提高学生的实验分析能力
高职院校教学的重要任务是引导学生学会学习，培养学生的自主学习能力和创新精神。案例教学法是一种以案例为基础的教学法。在教师的指导下，根据教学目标和内容的需要，运用案例来个别说明展示，从实际案例出发，提出问题、分析问题、解决问题，通过师生的共同努力使学生达到举一反三、理论联系实际、融会贯通、增强知识、提高能力和水平的方法。它实现了以学生为主体，以培养学生的实践能力和创新能力为基本价值取向，将理论与实践有机地结合了起来，迅速、高效地解决实际问题。为了让同学们掌握分析解决塑料制品应力开裂现象的方法，在实验教学过程中，以学校高分子材料加工中心生产的某品牌的食用油包装瓶盖在使用过程中发生部分开裂现象为例，让同学们分析发生开裂的原因。通过调查研究知道，瓶盖发生开裂可能是加工温度等工艺条件设定不合适、材料的选择不够正确、模具的冷却系统和模具浇注系统结构不合理等因素造成。然后通过计算机模流分析，发现主要是浇口进浇方向不正确而引发的应力收缩开裂。为此，将进浇方向改为从瓶盖侧向进浇，使问题得到了解决。
三、结束语
综上所述，对于实践性比较强的高分子材料成型加工技术来说，实验教学是教学环节中非常重要的一个部分。创新性实验教学对于高分子材料成型加工学科的整体教学效果会产生至关重要的影响。实现高分子材料成型加工实验教学的改进与改革，有利于提高学生的学习能力、综合应用能力和解决实际问题的能力。对高分子材料成型加工的实验教学进行改革，从对实验课程进行系统性设计着手，让其更具实操性；使实验教学从“验证性”向“探究性”转变，增加学生的自主性；增加实验教学的创意性与趣味性，以及实施案例教学法等，实现理论教学与实验教学的有机结合，提高本学科教学的内涵质量和整体教学效果。
参考文献：
[1]杨芳，刘钰馨.《高分子材料成型加工原理》课程教学改革探索[J].广西师范学院学报（自然科学版），2010（04）
[2]高长有，叶辰，马列.高分子材料课程的讨论与互动式教学[J].高分子通报，2013（06）
[3]张立英.高职高分子材料改性课程项目化教学改革探索[J].科技信息，2013（19）
高分子材料的重要性范文2
[关键词] 案例教学 高分子材料加工 教学质量
大学专业课课堂教学在人才培养中占有重要地位,是传授专业知识、培养学生技能、提高专业人才质量的重要手段。但是,现在工科专业课课程内容多,并且教材的变化很多时候无法跟上现实应用,这使得学生感觉学的东西难以理解,与实际应用脱节严重,应用性不强,很容易失去学习兴趣,导致专业课的课堂教学效果差。如何进行大学工科专业课程的教学改革,提高专业课的教学效果,满足未来经济增长和社会发展的需要,发挥大学在我国作为培养未来一线创新人才主要基地的重要作用,是教师、学生共同关心的问题。
案例教学首创于哈佛大学商学院,是在学校教育发展到一定阶段基础上产生的,是指一种“亲验式”的教学方式,它是根据教学目的和培养目标的要求,以教学案例为基本教学素材,将学习者引入教育实践的情景中分析问题和解决问题,培养学习者反思能力,挖掘其教育机制的一种教学方式的综合。简而言之,就是在教师的引导下,再现案例实景,把学生带入特定事件的现场,深入角色,以提高学生实际运用知识能力的一种教学方法。案例具有高度的仿真性、培训为主的功能性、情景典型性等特点,案例教学通过对事件情景逼真的记录与描述,引导学生运用所学知识或工作经验加以分析,以提高发现问题、分析问题与解决问题的能力。案例教学在经贸、管理、法学等学科的相关专业获得了广泛应用并取得了显著的成效。
《高分子材料加工工艺》是高分子材料专业的重要专业必修课,讲述高分子材料制品的性能、组成、结构和成型加工工艺的关系,使学生基本掌握高分子材料的重要品种的加工工艺,对于给定高分子材料制品,学生能够灵活运用高分子材料加工工艺获取高分子材料制品、具有开发新材料的能力。该门课程涉及的内容繁杂、且较为枯燥,但与实际应用结合非常紧密,一般安排在《高分子材料加工原理》课程之后开课。笔者在长期的工科专业课程《高分子材料加工工艺》的教学中发现:传统教学方法的课堂教学质量和效果不如人意,传统教学方法已经显得力不从心,探讨新的、行之有效的教学方法势在必行;学生也普遍反映此门课程如果采取传统的讲授式教学,学生感觉知识就像是空中楼阁,较难深入理解和掌握,在与实际结合时也难以融会贯通,迫切期望进行相关教学改革,引入新的教学方法。
一、在《高分子材料加工工艺》课程中实施案例教学法的必要性
1.强化学生对理论知识的认知水平
《高分子材料加工原理》课程中,学生已经基本掌握了各种高分子材料加工工艺的基本理论知识。从掌握某种高分子材料加工工艺以及日后的深造或工作来说,这远远不够,其余的需要在实践中不断摸索与体会。以PVC管材的挤出成型这个教学专题为例,案例教学是师生围在加工机械――双螺杆挤出机旁边,从原料开始,直至得到成品,让学生亲眼看到完整的加工过程;然后,教师下达案例教学内容,学生根据具体的教学内容以及要求精心准备资料,分组讨论并派代表小组发言;教师点评,并给出相应答案,讲解其中的关键点和难点。
由此可以补充学生在之前的《高分子材料加工原理》课程中对高分子材料加工工艺的基本理论的掌握,加强并深化学生对基本理论的认知水平。
2.变“被动学习”为“主动学习”,释放学生的创新性,提高课堂教学质量
大学的工科专业课,尤其是《高分子材料加工工艺》,涉及原材料的基本性能、纷繁复杂的各种高分子添加剂的基本性能,灵活多样的加工工艺等,内容比较枯燥,加之开课对象基本为大三下学期或大四上学期的高年级学生,传统的教学方法只能使学生困顿乏味、昏昏欲睡,教学质量可以想象。
如果采用案例教学,一方面,学生可以亲眼见到、摸到具体的加工机械以及加工模式,相对于纸上谈兵的传统教学方式来说,案例教学法在学生心中留下的印象更加深刻;而且学生在课前需要查阅大量资料,模拟实际加工时出现的各种问题及并提出具体对策,这就需要学生通过自己的努力去积极主动的寻找答案,从而让学生的“被动学习”成为“主动学习”,“主动思考”,极大的激发学生们的求知欲,进而释放学生的创新性,同时一个小组合作一个教学专题,也锻炼了学生们的团队合作精神;另一方面,教师与学生之间不再是传统的教与受的单向交流,而是互动式交流,学生大部分跃跃欲试,加上教师的技巧性的引导,大部分学生都能主动发表自己的意见,课堂气氛大大活跃,学习的积极性得到提高,课堂教学质量得到有效提高。
3.培养学生理论联系实际的能力
目前,我国的高等教学,尤其是工科教学中,培养学生理论联系实际的能力显得更为重要。对于高分子材料加工课程来说,高分子材料的品种如此之多,学生在课堂上不可能全部掌握,而且新的高分子材料及新的加工工艺不断涌现。如果采用传统的教学方法,学生仅仅在课堂上涉及几种非常有限的加工工艺,而且采用的是传统的教师讲授式,学生对此门课程的掌握很可能也就止于这种孤立的高分子材料加工工艺。在日后的工作及深入学习中,当遇到某个新的高分子材料制品需要加工时,学生很可能根本无所适从,无处下手。如果采用案例教学法,对于给定高分子材料制品,从原材料的优选,到加工工艺的优选,以及具体加工工艺参数的优选及其对制品质量的影响规律,学生都会涉及并需要全面考虑,尤其重点和难点部分更需要深入讨论和剖析。由此可以培养学生理论联系实际的能力,增强学生对于今后不断涌现的新材料、新品种、新工艺的适应性。
目前,工科相关专业课教学中,案例教学的应用实例屈指可数,能够借鉴的成功经验较少。笔者在实际的教学中总结并设计了一套案例教学法,在我校的高分子材料专业课程教学中取得了较好的效果。
二、《高分子材料加工工艺》课程案例教学法的实施模式
在《高分子材料加工原理》课程学习时,学生已经掌握了各种高分子材料加工工艺的基本理论知识。后续的《高分子材料加工工艺》课程教学采用案例教学法,具体的实施模式可划分为五个模块:
1.案例的选取
典型案例的选取是完成案例教学的基本保证之一。《高分子材料加工工艺》整个课程内容包括:塑料制品的挤出成型、塑料制品的注射成型、塑料制品的压延成型、塑料制品的压制成型、塑料制品的二次成型五个教学专题。每个专题选取1～2个典型案例,对于这五个专题以外的其他知识点运用传统教学方法进行教学。
以塑料制品的挤出成型章节为例,此模块部分的教学目标是:让学生掌握常见塑料制品的挤出成型工艺。对于同一种加工工艺,当聚合物品种改变时,加工过程就存在一定程度的区别;对于同一种聚合物,加工工艺改变时,加工过程更是不同。因此,高分子材料加工涉及到聚合物品种以及加工工艺等两方面的内容。下面,以塑料制品的挤出成型为例,谈谈如何选取典型案例进行案例教学。
能够采用挤出成型工艺加工的塑料制品品种有:管材、薄膜、异型材以及板材、片材等;采用挤出成型加工管材的聚合物品种有:硬质与软质聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE、聚丙烯PP、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS、聚酰胺PA、聚碳酸酯PC、聚四氟乙烯PTFE等;采用挤出成型加工板材/片材的聚合物品种有:硬质与软质PVC、PE、PP、ABS、PS、丙烯酸酯类等;采用挤出成型加工薄膜的聚合物品种有:PVC、PE、PP、聚偏二氯乙烯PVDC、PA等;采用挤出成型加工异型材的聚合物品种有:PVC、ABS、PE、PP等。在纷繁复杂的聚合物品种以及塑料制品品种中,PVC管材是挤出成型加工的制品品种中应用最广泛的,因此,我们选取了PVC管材的挤出成型作为典型案例,以下均以此为例展开论述。
2.教学准备工作
教师深入细致地组织与指导是完成案例教学的基本保证之一。教师不仅要准备一份适合学生水平的高质量的案例,而且还需要准备一份案例教学的备课笔记,还应设想下一个分析讨论模块中可能出现的各种问题以及如何回答等。具体来说,教师方面的准备工作包括:对每个典型案例进行学时规划,然后就教学内容、教学大纲、教案、教学指导与设计、时间与分组安排、考核方式等方面进行详细设计,保证教学过程与内容的协调性和针对性。
对于PVC管材的挤出成型这个典型案例,教学内容至少包括:
1.PVC的基本性能:尤其是采用挤出成型时,需要注意的重要性能。
2. PVC的成型性能:PVC都可以采用哪些加工工艺进行加工,以及各种用途。
3.PVC管材的挤出成型:至少包括PVC管材的挤出成型工艺流程、关键工艺和关键工艺参数及其对PVC管材质量的影响规律等。此部分为整个案例分析的重点内容。
学生方面的准备工作:对于案例分析所涉及的各种高分子材料加工工艺的基本原理,学生已经在之前的课程中掌握。此部分学生需要针对具体的典型案例进行充分准备,分组做出发言提纲及讲稿。以PVC管材的挤出成型为例,学生需要针对PVC的基本性能、PVC的成型性能、PVC管材的挤出成型等三个部分内容进行充分准备,尤其是PVC管材的挤出成型部分内容需要精心准备,后续的小组讨论以及小组代表发言时更应以此为重点展开。
3.分析讨论案例
分析讨论是案例教学法的核心模块。教师的精心组织和及时引导是这个模块乃至整个案例教学成功与否的关键。此模块先以组为单位进行讨论,然后各小组选派代表向全班同学对整个案例进行阐述。
教师要注意案例教学只是手段,目的是在既定学时内完成教学大纲所规定的教学目标。整个案例的重点是PVC管材的挤出成型,小组讨论以及代表发言均应以此为重点展开。案例的分析讨论不宜信马由缰,教师应该使用各种方法让整个分析讨论过程在可控范围内进行。教师要做好充分的准备工作,在此阶段启发和组织学生在良好的氛围中参与讨论,使学生在讨论中这种互动式学习中掌握大纲需要掌握的内容。
4.总结归纳案例
教师在此模块的归纳总结以及点评,是整个案例教学的点睛之笔。讨论结束后,教师根据教学的要求引导并和学生一起总结归纳,并简单给出所讨论案例的答案,指出本次案例讨论的重点、难点以及主要解决的问题,并对本次讨论的成功与不足之处做出点评。学生可在课后分组作学结。
5.案例演练
案例演练是案例教学的最后一个模块,也是对该门课程考核方式的重大革新。在整个课程内容所有专题的典型案例教学结束后,教师将给出综合性更强的案例,并作为课程考核的一部分。
所谓案例演练,选取某个具体制品(由几个高分子材料部件组成),请根据各部件的使用环境要求,选择材料类型并设计具体的制品配方,为各个部件选择加工工艺,并确定制造各部件的关键工艺参数,最后将其组合成一个完整制品。整个过程没有标准答案,只有最优方案。案例演练的实施模式为:
(1)选题
学生分组,每组在案例分析题库中抽选一个作为该组的设计内容,也允许根据要求自命题目。
(2)完成设计
小组成员分工合作,根据要求完成设计。
(3)答辩及提问
每组选派一名代表在规定时间内汇报设计内容,提问并现场回答。
案例演练能够让学生对各种高分子材料加工工艺的认知更加深入,并融会贯通,形成高分子材料制品设计、生产和研究的科学思维,并养成“主动”探寻并“主动”获取相关知识、综合利用专业书籍、网络、图书馆以及书店等多种途径获取知识的习惯,从中筛选出自己所需要的信息和知识,做知识的主人。
四、结论
本文结合《高分子材料加工工艺》课程的特点,提出了案例教学的模式,可以较好地解决教材稳定与教学内容不断更新、基本原理稳定与高分子材料制品及加工工艺不断发展之间的矛盾,能较好地适应工科领域日新月异的局面。
自实施案例教学以来,学生普遍反映:案例教学法所选取的典型案例和实际紧密结合,有助于他们对所学内容进行深入的理解和掌握、尤其是融会贯通的能力得到大大提高。案例教学在工科专业课程中的应用实例太少,具体实施模式还不成熟,而且对教师自身提出了更加严格的要求,需要教师在教学中积极更新自身知识结构,多总结多交流,不断提升我国工科专业课程的教学质量。
参考文献:
[1]李得伟,张超,李海鹰.大学工科专业课程实施研究型教学的探讨[J].高等教育研究,2009,(9):74-75.
[2]郑金洲.案例教学指南[M].上海:华东师范大学出版社,2000.7.
[3]刘刚.哈佛商学院案例教学作用机制及其启示[J].中国高教研究,2008,(5).
[4]朱迪恩•舒尔曼.教师教育中的案例教学法[M].上海:华东师范大学出版社,2007.7.
[5]杨东洁.塑料制品成型工艺[M].北京:中国纺织出版社,2007.3.
高分子材料的重要性范文3
关键词：新课标；教育价值；基本策略
一、高中化学新教材的价值价值取向
（一）化学与新材料、新技术。材料是当今社会三大支柱产业之一，也是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类进步的一个重要里程碑。新教材在高一教材中介绍了高温结构陶瓷、光导纤维、C60等新型无机非金属材料；在高二教材中介绍了金属陶瓷、超导材料等金属材料，功能高分子材料、复合高分子材料等新型有机高分子材料；高三教材中氯碱工业里新型的离子交换膜等。材料是科学技术的先导，没有新材料的发展，不可能使新的科学技术成为现实生产力。通过对新材料的学习，使学生明确学习化学的目的，提高学习兴趣。
新教材在“绪言”中首先介绍中科院北京真空物理实验室研究院人员以超真空扫描隧道显微镜（STM）为手段在Si晶体表面开展原子操纵研究，取得了世界水平的成果；李远哲教授与交叉分子束方法的研究等新科技的介绍。这既是很好的爱国主义教育，又把化学科学的进步与人类物质文明、精神文明的关系讲明，使学生理解学习化学的重要性，激发学生学好化学的社会责任感。
（二）化学与能源。能源也是现代社会三大支柱产业之一。随着人类经济活动的日益增大，人们对能源的需求急剧增加。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一，研究化学反应中能量变化具有非常现实的意义。高中化学新教材首次在化学教学中渗透了能量观点，如，在高一化学
第一章里提出如何提高燃料的利用率，开发新能源等与社会相关的问题。在卤素中新增了“海水资源及其综合利用”，在几种重要金属中增加了“金属的回收和资源保护”，在原电池一节介绍了化学电源和新型电池等。化学与能量、能源观点的建立，不仅仅是为了教育学生节约能源，树立环境保护意识，更侧重培养学生创新意识和创新能力，增强社会进步责任感。尤其是在第二轮新教材改革中增加了一些开放性问题的研究，有利于培养学生的创新能力、实践能力、团结协作能力等。
（三）化学与环境。保护环境已成为当前和未来的一项全球性的重大课题。新教材中介绍了臭氧层的破坏、酸雨、温室效应、光化学烟雾、白色垃圾、土壤以及水污染等环境污染问题及其防治。并将“居室中化学污染及防治”、“生活中常见污染物和防治污染”放在选学教材中。在治理这些环境污染问题中，化学已经并将继续发挥重大作用，大幅度地增强了学生的社会环保责任感，增强了学习化学的兴趣。与化学和能源一样，化学与环境从可持续发展的角度来看，在化学教育中增强了化学与社会的联系部分，因为环境科学是一门综合性的学科，而环境化学是解决环境问题的“钥匙”，环境教育与能源问题的提出对提高学生的创新意识和实践能力，培养公民综合素养有着重要的作用。这正是现代化学教育的蓝图规划，现代化学教育价值观的一种重要体现。
二、化学教育价值实现的基本策略
（一）主题型教学策略。“化学―人类进步的关键”是高中化学新课程的总主题，在整个高中化学教学过程中应该尽可能体现这一主题。如“糖类、蛋白质、油脂”可以“人类重要的营养物质”为主题；氮族元素结合生物圈中氮的循环以固氮为主题；硅和硅酸盐工业、金属和合成材料以材料为主题；化学反应与能量、原电池原理以开发新能源为主题；烃以石油化工为主题。主体型教学策略可以使学生认识到自己所学内容的社会价值及其实用性，有利于学生学习兴趣的激发和保持。
（二）用途联系型策略。在元素化合物教学中应该将现代最新的有价值的有关元素化合物用途纳入教学之中。如在学习NO的性质时，可联系医学新成就，介绍NO对人体某些疾病的治疗作用，然后提出问题：为什么大量NO吸入人体有害，而少量的NO吸入却能治疗某些疾病？在学习有机高分子材料时，可联系智能高分子材料、导点高分子材料、医用高分子材料、可降解高分子材料、高吸水性高分子材料等；在卤素学习时，可联系海水化学资源的开发、利用和饮水与消毒化学；在硅和硅酸盐学习时，可联系新型无机高分子材料等。
高分子材料的重要性范文4
关键词：高分子材料性能与结构测试；项目化课程改革；教学改革；工作过程
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）03-0102-02
教育部《关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》指出：“以培养高等技术应用型人才为根本任务；以适应社会需要为目标，以培养技术应用能力为主线，设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案，毕业生应具有基本理论知识适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质高等特点；以应用为主旨和特征构建课程和教学内容体系；实践教学的主要目的是培养学生的技术应用能力，并在教学计划中占有较大比重。”根据上述精神，我校把培养目标确定为：努力培养具有必要的理论知识，较强的实践能力，较高人文素养与协作精神的技术应用型、复合型高级职业人才，对高分子材料性能与结构测试课程教学模式进行了改革探索。
项目化教学的提出
高分子材料性能与结构测试是高职高分子材料应用技术专业重要的专业核心课程。通过本课程的学习，应使学生熟练掌握高分子原材料检验的基本理论和各种分析仪器规范操作，应培养其对检测结果的分析、报告和评价能力，并能使之养成科学严谨、认真负责、实事求是、团结协作的工作作风，形成良好的职业素质，为今后胜任高分子原材料检验岗位的工作打下坚实的基础。然而，传统的教学方式有很多弊端。主要原因如下：（1）学生学习兴趣不高。该课程实践性较强，而传统的讲课方式会较多地在课程上讲解抽象的检测原理和方法，学生感受不到这些内容的实际应用价值，无法具体地理解学习内容，因此，会出现兴趣较低，学习积极性不高的现象。（2）学生难以系统地参与工作过程实践。传统的理论课加上实验课的教学模式使得学生有一定的实践机会。但单纯的实验课程比较单调，程序大体为：教师先讲清楚实验流程，指导注意事项，然后，学生根据实际课本上的实验步骤操作。整个实验下来，学生只是完成了过程，对实验内容印象不深刻，很难培养学生的创新能力和实践能力。
基于此，我们对本课程的教学进行了改革，使教学流程项目化。我们按照培养目标将课程综合，细化成若干操作性很强的项目，教学以工作任务为中心，以真实的企业检测项目为载体，同时，将理论知识、实践操作、素质培养融于一体，通过具体项目让学生在完成任务的过程中获得知识、技能的提升。
项目化教学方案设计
（一）确定课程总体培养目标
能力目标 通过完成三个项目，使得学生具备采样、制样和样品预处理的能力，能够熟练、规范操作各种分析仪器，并能够对大型分析仪器进行简单维护和保养，对分析结果能够处理并进行评价。通过完成整个分析检验的基本程序，培养具有执行分析检验方案的能力。
知识目标 通过完成三个项目，使学生掌握采样、样品处理的相关理论知识，并掌握高分子原材料化学分析中各种类型反应的基本原理和相关理论知识，掌握仪器分析中各种仪器的工作原理和使用方法，并掌握分析检验结果的数据处理方法。
综合素质目标 通过完成三个项目，培养学生认真负责、科学严谨、实事求是的工作态度，具有团结协作精神、创新意识和自主学习能力，具有尊重标准、遵守标准的行为，具有环境保护意识、经济意识、安全意识。
（二）确定本课程选用的项目
通过企业调研、职业分析、岗位任务分析，确定岗位核心技能，以工作任务为中心整合相应的知识、技能和态度，并参照化学检验工资格标准确定综合性学习任务，以企业真实检测项目为载体，实现旧学科体系的解构和新行动体系的重建，且每一个学习性任务都是一个完整的工作过程。作为教学项目必须具有典型性、可行性，符合学生的能力水平和教学规律，并且能将项目的理论知识与实践技能结合起来，而且还要具有一定难度，使学生能够运用已有知识来学习新的实用技能，解决过去从未遇到过的实际问题。经过与企业专家的共同协商，选取了5个真实检测项目，项目都来自烟台与威海地区高分子企业的高分子原材料检测项目，共包含15个检测任务，基本涵盖了高分子原材料检测的核心技能。
项目按照完成的途径分为入门项目、主导项目和自主项目。根据各项内容具体要求，以“行动导向”为目标，分设不同的二级任务（见表1）。项目一为入门项目，注重基本知识与技能的培养，学生在完成第一个项目后，应掌握化学分析的基本理论知识和操作技能，了解化学检验的基本规范；项目二、三、四为主导项目，它们具备一定梯度，随着项目进行，学生自主性加大，独立工作能力得到提高；项目五为自主项目，难度增大，学生通过团队协作完成工作，学生主体明显，通过这个项目的完成提高学生的自主创新能力。
（三）教学实施方法
首次课的设计对于整个课程的进行具有很重要的意义，好的首课设计可以激发学生学习兴趣，提高其学习积极性。可首先用真实的案例说明本课程的重要性，让学生理解高分子原材料检验岗位作为企业生产管理“眼睛”的重要意义；然后介绍本课程的学习内容、学习方法、考核方式，使学生对本课程全面了解；再用视频演示高分子原材料检验的全过程，让学生对所学课程及今后工作有一个感性认识，清楚所要掌握的基本技能，从而使学生明确学习目的，激发学习兴趣。最后进行基本技能的训练，让学生初步掌握高分子原材料检验的基本操作技能，并明白操作规范对于检验结果的意义，为后面的学习任务打下良好基础。
对于每个项目任务的完成，教师在每次课结束前都向学生提供任务书，每一项工作任务都是一个完整的工作过程。学生在任务书的指导下可以查阅相关的资料，明确任务的内容。以橡胶配合剂天然碳酸钙的检测工作任务完成为例，来说明整个教学过程。
资讯 布置检测任务，学生从工作任务中了解、分析完成任务的必要信息。学生利用课余时间通过网络、图书馆查阅有关橡胶配合剂天然碳酸钙检测应该遵循的标准资料；熟悉检测技术要求，查阅检测所用的试剂和仪器，分析其检测原理。
计划 了解橡胶配合剂碳酸钙检测标准提炼碳酸钙的检测项目了解碳酸钙检测原理了解碳酸钙检测所用仪器与试剂分析检测结果的计算原理。
决策 师生共同讨论，对方案进行优化，确定橡胶配合剂碳酸钙的检测方案，选择所采用的检测试剂与仪器，教师讲授相关理论知识。
实施 每组4个人分别选择一种方案执行检测任务。查阅检测标准分析橡胶配合剂的性质确定检测步骤填写数据记录单和检测报告单得出检测结论。
检查 橡胶配合剂碳酸钙的检测方案；试剂的选用，仪器的使用情况；检测步骤是否与方案一致；数据的记录是否合理；结论是否合理。
评价 橡胶配合剂碳酸钙的检测是否符合标准；检测过程中存在的问题；数据的分析记录是否符合要求；完成任务过程中所体现出的职业素养。
基于真实检测工作过程，采用资讯、计划、决策、实施、检查、评价六步教学法来进行教学。教学过程以学生为主体，教师作为引导者、服务者参与其中。在实施过程中，学生可以及时发现问题，修改计划，重新实施，尽可能找到最佳的实施方案。在此过程中，不断加深对知识的理解，同时也培养了学生的能力。
（四）考核方式
项目化教学的考核采用过程考核与期末考评相结合的方法，强调过程的重要性，将工作中的每一环节都纳入考评范围，教师、企业、学生都参与考评，实现了多元化的考核方式，提高了学生的积极性，促进了学生职业能力的培养。考核的内容包括过程考评（占60%）和期末考核（占40%），主要涉及方案制定、实操考评、检测报告、素质考评、自查互查、协作能力、经济意识、安全意识以及环保意识等方面。
教学改革的成效
通过近一年的项目化教学实践，学生的学习兴趣提高了，学习的积极性和主动性、自主学习能力得到了提高，学生的综合应用知识解决实际问题的能力得到了改善。毕业生的岗位能力得到了加强，受到企业普遍欢迎。由于课程的开发和实施都是以企业真实项目为载体，以工作过程为导向，学生毕业后能够很快胜任岗位工作。同时，由于在教学过程中比较注重学生的协作能力、实事求是的科学态度和严谨的工作作风的培养，使得学生综合素质得到提高。
总之，项目化教学的方法不同于传统教学方法。许多方面还需要职业院校的教师进一步深入探索和实践。在项目选取、教学方法实施上都需要认真研究。我们的宗旨就是如何更大程度地提高学生的学习兴趣，更大程度地提高学生的学习积极性和主动性，从而更好地发挥项目化教学的优势，尽可能让学生实现“零距离”就业。
参考文献：
[1]史维琴.《承压设备焊接工艺编制》课程项目化教学改革探索[J].职教论坛，2009（9）：59-60.
[2]顾准.《化工工艺设计》课程项目化教学法的实践[J].职教论坛，2009（10）：60-61.
[3]陈文华.高职《药物合成反应》项目化教学初探[J].职业教育研究，2009（4）：98-99.
[4]沈国良.项目化教学课程开发中存在问题探究[J].中国成人教育，2010（11）：157-158.
[5]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京：清华大学出版社，2007：6.
[6]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京：教育科学出版社，2007：1.
[7]周岳.高职数控加工技术项目化教学的实践与探索[J].职教论坛，2010（2）：51-52.
高分子材料的重要性范文5
[关键词]工程教育认证；聚合物制备工程；课程教学研究
1准确定位培养目标，合理制定课程教学目标和教学内容
工程教育认证专业培养目标是对本专业毕业生在毕业后五年左右能够到达的职业和专业成就的总体描述，毕业要求不仅要符合学校、专业办学定位，还要适应社会经济发展，同时还要兼顾学生可持续发展。江南大学高分子材料与工程专业始创于1997年，可追溯至1960年原无锡轻工业学院的塑料加工专业，1999年招收第一届本科学生，2003年获得学士学位授予权，同年获得材料学硕士点，2006年和2010年分别入选江苏省特色专业和国家特色专业，2012年材料学入选江苏省“十二五”高等学校重点专业，专业根据学校总体办学定位和轻工行业发展对高分子材料与工程专业人才的特殊需求，以涂料科学与技术、功能高分子材料与高分子材料加工为特色方向，将人才培养定位为：培养具有良好思想素质、人文社科素养和职业道德，系统掌握高分子材料与工程专业基础知识与实践技能，具备科学创新思维、不断学习和适应发展的能力，具有安全与环保意识和国际视野，能够在材料、化工、机械等相关领域，从事科学研究、技术开发、工程设计、生产及经营管理等工作的高层次工程技术人才。工程教育专业认证制度在以学生为中心、以产出为导向和质量持续改进三大基本理念指导下，从工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理和终身学习十二个方面开展学生毕业能力达成度的工程教育专业认证。在聚合物制备课程中，重点承担《工程教育认证标准》中的工程知识、问题分析、设计/开发解决方案3项能力的培养，根据毕业要求分解的指标点，在教学大纲中制定了课程支撑的主要教学目标和教学内容：(1)理解高聚物制备工程的基本概念、一般过程和方法，掌握常见高聚物的聚合方法、合成工艺和生产实践；(2)掌握不同类型聚合机理和不同聚合实施方法的工艺特点，能够确定聚合反应体系、聚合条件、聚合反应器和聚合工艺流程；(3)能够对高聚物化学组成、分子结构、生产成本、性能和应用领域、使用安全和环境等因素进行综合分析和判断，科学合理设计高聚物制备方法和工艺，分析和解决实际工程问题；(4)掌握高聚物聚合方法和技术的发展趋势和研究进展，能够对高聚物制备方法和生产工艺进行优化和改进。在教学内容方面既注重基础知识，又注意引入介绍先进的聚合物制备工程的新理论、新技术和新方法。以聚合物制备工程的工程观点为着眼点，以宽专业为目标，在原有课程体系的基础上，对课程知识体系进行合理优化，根据本专业特色，融入聚合反应工程、涂料化学、功能高分子材料、感光高分子等以及与聚合物制备工程相关的生产管理、环保、安全、法规等相关知识，注重课程建设的综合性、交叉性、适应性。
2构建学生中心的教学体系，积极改进教学方法和手段
工程教育认证指导强调以学生为中心，注重培养学生的工程意识和解决复杂问题的能力。课堂教学是学生学习知识，提高综合能力素质的重要环节，因此教师在教学实施过程中如何充分发挥学生的主动积极性，激发学生的学习兴趣，提高学生专业能力成为一个急需解决的问题。聚合物制备工程是典型的以基础理论和工程实践紧密结合为特征的课程，我们主要采用启发式教学、案例式教学和课堂讨论的教学方法，根据课程内容灵活运用多媒体课件、视频及实物等教学手段进行课堂授课，以学生为主体，引导学生进行自主学习。在教学过程中，将高分子化学基础理论与聚合物实际生产和工业应用例子相结合，引导学生进行分析和讨论，做到“知其然，知其所以然”，启发学生运用理论知识解决复杂问题的能力。如在讲解溶液聚合内容时，结合目前环保对涂料、胶粘剂行业对有机挥发物含量(VOC)的限制，要求合成的丙烯酸酯聚合物具有高固体份、低粘度(即分子量足够低)，而对于电子材料行业干膜用丙烯酸酯光致抗蚀剂要求分子量足够高，面对工业实际问题，要求学生综合运用学过的理论知识从单体、引发剂、溶剂、链转移剂方面及聚合工艺(温度、单体滴加方式等)方面综合考虑调控聚合物的分子量。另外，结合自己科研方面了解到国外干膜用丙烯酸酯光致抗蚀剂研究给学生介绍相关美国专利提出通过控制聚合工艺一釜合成两种分子量的丙烯酸树脂的新技术，通过以上案例介绍，学生表现出浓厚兴趣、积极参与课堂讨论，甚至课后查阅相关文献与老师讨论交流。又如在讲授乳液聚合成核机理，通常胶束的尺寸为7~10纳米，单体液滴的尺寸为几个微米，因此胶束成为聚合的主要场所；如果控制乳化剂的量抑制胶束的产生，同时采用超声等分散设备将单体液滴的尺寸进一步降低到50~500纳米范围，那么聚合的场所主要发生在哪里呢？学生通过讨论得出在这种情况下，单体液滴成为聚合的主要场所(即细乳液聚合机理)。结合目前细乳液研究进展，单体液滴可以作为纳米反应器，合成复合胶体粒子，如将无机纳米粒子、聚合物分别分散溶解在单体液滴里，经细乳液聚合就可以合成有机无机纳米复合粒子和两种聚合物杂化的胶体粒子，该方法有效解决了无机纳米粒子在聚合物中的分散与相容性难题，以及两种聚合物不相容、宏观相分离问题。通过以上案例讨论使学生深入理解掌握了乳液、细乳液聚合机理，同时能够根据特定要求设计制备一些复杂结构的胶体粒子。此外，聚合物制备工程强调聚合物合成过程中的聚合稳定性和单体转化率，在授课过程中对于本体、溶液聚合中易发生的“爆聚”及悬浮、乳液聚合过程中的残渣及残余单体对于实际工业的危害必须加以强调，这些问题不仅影响生产、产品质量还涉及到安全、环保及工人健康问题，使学生充分认识到实际工业制备聚合物过程中聚合稳定性的重要性，培养学生具备较好的工程意识和工程思维。总之，通过采用启发式教学、案例式教学和课堂讨论的教学方法，学生不仅较好的掌握了聚合物合成的基本理论、技术，还能够根据要求设计合成特定结构的高分子聚合物及初步具备分析解决复杂高分子工程问题的能力。
3质量持续改进
工程教育专业认证强调教学质量持续改进，要求建立持续有效的质量改进机制、质量监控与反馈机制。聚合物制备工程的教学质量考核从课程教学环节(出勤、课堂提问、小组讨论和平时作业等)、期末考试环节(基础知识、制备工艺和技术、设计合成等题型)、学生评价和教学质量鉴定(教学指导委员会专家)等多个方面开展，同时实施包含企业、学校、家长、教师和学生共同参与的质量跟踪管理体系；我们依据课程具体支撑的毕业要求指标点进行课程教学目标达成度评价，分析教学目标、任务是否满足毕业要求的达成，根据分析结果找出教学任务的不足之处，并提出持续改进措施，促进教学质量和学生学习效果的持续提高。
高分子材料的重要性范文6
2生物材料的类型与应用生物材料种类繁多,到目前为止,被详细研究过的生物材料已经超过一千种,在医学临床上广泛应用的也有几十种,涉及材料学科各个领域。依据不同的分类标准,可以分为不同的类型。
2.1以材料的生物性能为分类标准根据材料的生物性能,生物材料可分为生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料和生物复合材料四类。
2.1.1生物惰性材料生物惰性材料是指一类在生物环境中能保持稳定,不发生或仅发生微弱化学反应的生物医学材料,主要是生物陶瓷类和医用合金类材料。由于在实际中不存在完全惰性的材料,因此生物惰性材料在机体内也只是基本上不发生化学反应,它与组织间的结合主要是组织长入其粗糙不平的表面形成一种机械嵌联,即形态结合。生物惰性材料主要包括以下几类:(1)氧化物陶瓷主要包括氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷.氧化铝陶瓷中以纯刚玉及其复合材料的人工关节和人工骨为主,具体包括纯刚玉双杯式人工髋关节;纯刚玉—金属复合型人工股骨头;纯刚玉—聚甲基丙烯酸酯—钴铬钼合金铰链式膝关节,其他人工骨、人工牙根等。(2)玻璃陶瓷该材料主要用来制作部分人工关节。(3)Si3N4陶瓷该类材料主要用来制作一些作为替代用的较小的人工骨,目前还不能用作承重材料。(4)医用碳素材料它主要被作为制作人工心脏瓣膜等人工脏器以及人工关节等方面的材料。(5)医用金属材料该类材料是目前人体承重材料中应用最广泛的材料,在其表面涂上活性生物材料后可增加它与人体环境的相容性.同时它还能制作各类其他人体骨的替代物。
2.1.2生物活性材料生物活性材料是一类能诱出或调节生物活性的生物医学材料。但是,也有人认为生物活性是增进细胞活性或新组织再生的性质。现在,生物活性材料的概念已建立了牢固的基础,其应用范围也大大扩充.一些生物医用高分子材料,特别是某些天然高分子材料及合成高分子材料都被视为生物活性材料.羟基磷灰石是一种典型的生物活性材料。由于人体骨的主要无机质成分为该材料,故当材料植入体内时不仅能传导成骨,而且能与新骨形成骨键合。在肌肉、韧带或皮下种植时,能与组织密合,无炎症或刺激反应.生物活性材料主要有以下几类:
(1)羟基磷灰石,它是目前研究最多的生物活性材料之一,作为最有代表性的生物活性陶瓷—羟基磷灰石(简称HAP)材料的研究,在近代生物医学工程学科领域一直受到人们的密切关注.羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]是脊椎动物骨和齿的主要无机成分,结构也非常相近,与动物体组织的相容性好、无毒副作用、界面活性优于各类医用钛合金、硅橡胶及植骨用碳素材料。因此可广泛应用于生物硬组织的修复和替换材料,如口腔种植、牙槽脊增高、耳小骨替换、脊椎骨替换等多个方面.另外,在HA生物陶瓷中耳通气引流管、颌面骨、鼻梁、假眼球以及填充用HA颗粒和抑制癌细胞用HA微晶粉方面也有广泛的应用.又因为该材料受到本身脆性高、抗折强度低的限制,因此在承重材料应用方面受到了限制.现在该材料已引起世界各国学者的广泛关注。目前制备多孔陶瓷和复合材料是该材料的重要发展方向,涂层材料也是重要分支之一。该类材料以医用为目的,主要包括制粉、烧结、性能实验和临床应用几部分。
(2)磷酸钙生物活性材料这种材料主要包括磷酸钙骨水泥和磷酸钙陶瓷纤维两类.前者是一种广泛用于骨修补和固定关节的新型材料,有望部分取代传统的PMMA有机骨水泥.国内研究抗压强度已达60MPa以上。后者具有一定的机械强度和生物活性,可用于无机骨水泥的补强及制备有机与无机复合型植入材料。
(3)磁性材料生物磁性陶瓷材料主要为治疗癌症用磁性材料,它属于功能性活性生物材料的一种。把它植入肿瘤病灶内,在外部交变磁场作用下,产生磁滞热效应,导致磁性材料区域内局部温度升高,借以杀死肿瘤细胞,抑制肿瘤的发展。动物实验效果良好。
(4)生物玻璃生物玻璃主要指微晶玻璃,包括生物活性微晶玻璃和可加工生物活性微晶玻璃两类。目前关于该方向的研究已成为生物材料的主要研究方向之一。
2.1.3生物降解材料所谓可降解生物材料是指那些在被植入人体以后,能够不断的发生分解,分解产物能够被生物体所吸收或排出体外的一类材料,主要包括β-TCP生物降解陶瓷和生物陶瓷药物载体两类,前者主要用于修复良性骨肿瘤或瘤样病变手术刮除后所致缺损,而后者主要用作微药库型载体,可根据要求制成一定形状和大小的中空结构,用于各种骨科疾病。
2.1.4生物复合材料生物复合材料又称为生物医用复合材料,它是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医学材料,并且与其所有单体的性能相比,复合材料的性能都有较大程度的提高的材料。制备该类材料的目的就是进一步提高或改善某一种生物材料的性能。该类材料主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造,它除应具有预期的物理化学性质之外,还必须满足生物相容性的要求,这里不仅要求组分材料自身必须满足生物相容性要求,而且复合之后不允许出现有损材料生物学性能的性质。按基材分生物复合材料可分为高分子基、金属基和陶瓷基三类,它们既可以作为生物复合材料的基材,又可作为增强体或填料,它们之间的相互搭配或组合形成了大量性质各异的生物医学复合材料,利用生物技术,一些活体组织、细胞和诱导组织再生的生长因子被引入了生物医学材料,大大改善了其生物学性能,并可使其具有药物治疗功能,已成为生物医学材料的一个十分重要的发展方向,根据材料植入体内后引起的组织反应类型和水平,它又可分为近于生物惰性的、生物活性的、可生物降解和吸收等几种类型。人和动物中绝大多数组织均可视为复合材料,生物医学复合材料的发展为获得真正仿生的生物材料开辟了广阔的途径。
2.2以材料的属性为分类标准
2.2.1生物医用金属材料生物医用金属材料是用作生物医学材料的金属或合金,又称外科用金属材料或医用金属材料,是一类惰性材料,这类材料具有高的机械强度和抗疲劳性能,是临床应用最广泛的承力植入材料。该类材料的应用非常广泛,及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助器材等各个方面,除了要求它具有良好的力学性能及相关的物理性质外,优良的抗生理腐蚀性和生物相容性也是其必须具备的条件。医用金属材料应用中的主要问题是由于生理环境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散及植入材料自身性质的退变,前者可能导致毒副作用,后者常常导致植入的失败。已经用于临床的医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金和钛基合金等三大类。此外,还有形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、锆等。
2.2.2生物医用高分子材料医用高分子材料是生物医学材料中发展最早、应用最广泛、用量最大的材料,也是一个正在迅速发展的领域。它有天然产物和人工合成两个来源,该材料除应满足一般的物理、化学性能要求外,还必须具有足够好的生物相容性。按性质医用高分子材料可分为非降解型和可生物降解型两类。对于前者,要求其在生物环境中能长期保持稳定,不发生降解、交联或物理磨损等,并具有良好的物理机械性能。并不要求它绝对稳定,但是要求其本身和少量的降解产物不对机体产生明显的毒副作用,同时材料不致发生灾难性破坏。该类材料主要用于人体软、硬组织修复体、人工器官、人造血管、接触镜、膜材、粘接剂和管腔制品等方面。这类材料主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等.而可降解型高分子主要包括胶原、线性脂肪族聚酯、甲壳素、纤维素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己丙酯等。它们可在生物环境作用下发生结构破坏和性能蜕变,其降解产物能通过正常的新陈代谢或被机体吸收利用或被排出体外,主要用于药物释放和送达载体及非永久性植入装置.按使用的目的或用途,医用高分子材料还可分为心血管系统、软组织及硬组织等修复材料。用于心血管系统的医用高分子材料应当着重要求其抗凝血性好,不破坏红细胞、血小板,不改变血液中的蛋白并不干扰电解质等。
2.2.3生物医用无机非金属材料或称为生物陶瓷。生物医用非金属材料,又称生物陶瓷。包括陶瓷、玻璃、碳素等无机非金属材料。此类材料化学性能稳定,具有良好的生物相容性。一般来说,生物陶瓷主要包括惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷和功能活性生物陶瓷三类。其中惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷在前面已经简要作了介绍,而功能活性生物陶瓷是近年来提出的一个新概念.随着生物陶瓷材料研究的深入和越来越多医学问题的出现,对生物陶瓷材料的要求也越来越高。原先的生物陶瓷材料无论是生物惰性的还是生物活性的,强调的是材料在生物体内的组织力学环境和生化环境的适应性,而现在组织电学适应性和能参与生物体物质、能量交换的功能已成为生物材料应具备的条件。因此,又提出了功能活性生物材料的概念。它主要包括以下两类:(1)模拟性生物陶瓷材料该类材料是将天然有机物(如骨胶原、纤维蛋白以及骨形成因子等)和无机生物材料复合,来模拟人体硬组织成分和结构,以改善材料的力学性能和手术的可操作性,并能发挥天然有机物的促进人体硬组织生长的特性。(2)带有治疗功能的生物陶瓷复合材料该类材料是利用骨的压电效应能刺激骨折愈合的特点,使压电陶瓷与生物活性陶瓷复合,在进行骨置换的同时,利用生物体自身运动对置换体产生的压电效应来刺激骨损伤部位的早期硬组织生长。具体来说是由于肿瘤中血管供氧不足,当局部被加热到43~45℃时,癌细胞很容易被杀死。现在最常用的是将铁氧体与生物活性陶瓷复合,填充在因骨肿瘤而产生的骨缺损部位,利用外加交变磁场,充填物因磁滞损耗而产生局部发热,杀死癌细胞,又不影响周围正常组织。现在,功能活性生物陶瓷的研究还处于探索阶段,临床应用鲜有报道,但其发展应用前景是很光明的。各种不同种类的生物陶瓷的物理、化学和生物性能差别很大,在医学领域用途也不同.尤其是功能活性陶瓷更有不可估量的发展前途.临床应用中,生物陶瓷存在的主要问题是强度和韧性较差.氧化铝、氧化锆陶瓷耐压、耐磨和化学稳定性比金属、有机材料都好,但其脆性的问题也没有得到解决。生物活性陶瓷的强度则很难满足人体承力较大部位的需要。
2.2.4生物医用复合材料此类材料在2.1.4中已有介绍,此处不再详述
2.2.5生物衍生材料生物衍生材料是由经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医用材
料,也称为生物再生材料.生物组织可取自同种或异种动物体的组织.特殊处理包括维持组织原有构型而进行的固定、灭菌和消除抗原性的轻微处理,以及拆散原有构型、重建新的物理形态的强烈处理.由于经过处理的生物组织已失去生命力,生物衍生材料是无生命力的材料.但是,由于生物衍生材料或是具有类似于自然组织的构型和功能,或是其组成类似于自然组织,在维持人体动态过程的修复和替换中具有重要作用.主要用于人工心瓣膜、血管修复体、皮肤掩膜、纤维蛋白制品、骨修复体、巩膜修复体、鼻种植体、血液唧筒、血浆增强剂和血液透析膜等.
3.生物材料的性能评价目前关于生物材料性能评价的研究主要集中在生物相容性方面.因为生物相容性是生物材料研究中始终贯穿的主题.它是指生命体组织对生物材料产生反应的一种性能,该材料既能是非活性的又能是活性的.一般是指材料与宿主之间的相容性,包括组织相容性和血液相容性.现在普遍认为,生物相容性包括两大原则,一是生物安全性原则,二是生物功能性原则.生物安全性是植入体内的生物材料要满足的首要性能,是材料与宿主之间能否结合完好的关键.关于生物材料生物学评价标准的研究始于20世纪70年代,目前形成了从细胞水平到整体动物的较完整的评价框架.国际标准化组织(ISO)以10993编号了17个相关标准,同时对生物学评价方法也进行了标准化.迫于现代社会动物保护和减少动物试验的压力,国际上各国专家对体外评价方法进行了大量的研究,同时利用现代分子生物学手段来评价生物材料的安全性、使评价方法从整体动物和细胞水平深入到分子水平.主要在体外细胞毒性试验、遗传性和致癌性试验以及血液相容性评价方法等方面进行了一些研究.但具体评价方法和指标都未统一,更没有标准化.随着对生物材料生物相容性的深入研究,人们发现评价生物材料对生物功能的影响也很重要.关于这一方面的研究主要是体外法。具体来说侧重于对细胞功能的影响和分子生物学评价方面的一些研究。总之,关于生物功能性的原则是提出不久的一个新的生物材料的评价方面,它必将随着研究的不断深入而向前发展.而涉及材料的化学稳定性、疲劳性能、摩擦、磨损性能的生物材料在人体内长期埋植的稳定性是需要开展评价研究的一个重要方面。
4生物材料的发展趋势展望生物材料科学是20世纪新兴学科中最耀眼的新星之一。现在,生物材料科学已成为一门与人类现代医疗保健系统密切相关的边缘学科。其重要性不仅因为它与人类自身密切相关,还因为它跨越了材料、医学、物理、生物化学和现代高科技等诸多学科领域。现在对于该材料的研究已从被动地适应生物环境发展到有目的地设计材料,以达到与生物组织的有机连接。并随着生命科学和材料科学的发展,生物材料必将走向功能性半生命方向。生物材料的临床应用已从短期的替换和填充发展成永久性牢固种植,并与其它高科技(如电子技术、信息处理技术)相结合,制备富有应用潜力的医疗器械。生物材料的研究在世界各国也日益受到重视.四年一次的世界生物材料大会代表着国际上生物材料研究的发展动态和目前的水平。分析认为,以下几个方面是生物材料今后研究发展的几个主要方向:
(1)发展具有主动诱导、激发人体组织和器官再生修复功能的,能参与人体能量和物质交换产生相互结合的功能性活性生物材料,将成为生物材料研究的主要方向之一。
(2)把生物陶瓷与高分子聚合物或生物玻璃进行二元或多元复合,来制备接近人体骨真实情况的骨修复或替代材料将成为研究的重要方向之一。
(3)制备接近天然人骨形态的、纳微米相结合的、用于承重的、多孔型生物复合材料将成为方向之一。
(4)用于延长药效时间、提高药物效率和稳定性、减少用量及对机体的毒副作用的药物传递材料将成为研究热点之一。
(5)血液相容性人工脏器材料的研究也是突破方向之一。
(6)如何能够制备出纳米尺寸的生物材料的工艺以及纳米生物材料本身将成为研究热点之一。
