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高分子材料的基本概念范文1
（一）注重基本概念和基本原理，开展共性和个性相结合的分类教学
本课程的教学内容涉及高分子材料研究中典型的7大类15种仪器分析方法，每种方法都有其原理、仪器组成、制样要求和应用实例，课程内容非常丰富。如果授课时面面俱到，学生一定会疲于记忆，淹没在大量的知识碎片中。而且，随着新材料和新表征方法的不断涌现，学生需要了解的知识会逐年增多。这就要求课程教学必须抓住重点，主次分明。作为本科生教学，本课程的重点应放在基本概念、基本原理的讲授上。我们将种类繁多的分析方法归结为7大类，即色谱法、质谱法、光谱法、波谱法、热分析法、显微镜和X射线衍射，并分类进行介绍。教学中首先着重介绍每一类方法共性的基本概念和原理，其次在共性基础上，介绍各种方法的个性和方法之间的差异，从而突出重点，理清脉络。例如讲授色谱法时，我们首先强调色谱最基本的分离功能原理，即依据不同组分在固定相和流动相中的分配系数不同导致保留时间不同的原理而实现分离，并介绍最基本的气相色谱法。在此基础上，我们再讲解，由于高分子材料不能气化，因此在气相色谱仪前加装裂解器，将大分子链在高温下断裂为可气化的小分子碎片并进行分离分析，即为裂解气相色谱；将高分子材料作为固定相，通过研究不同温度下特定小分子在其中的保留时间变化来研究高分子材料的状态变化，即为反相气相色谱；如果不依赖相互作用，而仅是以分子线团尺寸为分离依据，即为凝胶渗透色谱。按照这样的教学思路，学生在掌握了气相色谱之后，只需了解其他各种色谱方法与气相色谱的不同之处，以及由此引申出来的在样品制备、数据分析和应用等方面的独特之处即可，而无须记忆大量的知识。这样的方法有利于学生了解同类的不同分析方法之间的相互关系，形成归纳—推理的学习模式，从而可以举一反三。
（二）采用启发和推理式教学
为了让学生能够学活学透，在介绍每一种仪器分析方法时，我们都通过三个问题串起全部内容，即why（仪器为什么能工作，即仪器工作原理）、how（仪器怎么工作，即仪器组成及各部分结构和制样要求）和what（仪器能干什么，即可能的应用）。教师在课堂上把分析方法的原理讲深讲透，之后从原理出发通过一个个问题引导学生层层递进，推理出仪器组成、制样要求和可能的应用。例如红外光谱仪的基本原理是用一定范围的红外光照射样品，其中不同官能团的振动会吸收不同波长的红外光，使得出射光在特定波长处的能量下降。从基本原理出发，学生们提出红外光谱仪的基本组成部分应该包括红外光源、样品室和检测器，然后又发现必须要有分光部分，这样才能知道是哪个波长的光被吸收了。经过提示，他们发现这样组成的仪器（即传统的光栅红外），其分辨率和测试效率相互矛盾。此时，我们再介绍从原理上实现重大革新的迈克尔逊干涉仪，即采用全波长同时照射样品，同时检测并通过傅里叶变换得到对单个波长的吸收情况（即现在广泛应用的傅里叶变换红外），从而实现分辨率和测试效率的同步提高。经过多次训练后，学生越来越自觉地采用这样的推理式学习方法，不仅知识掌握得很牢固，自学能力、独立思考能力和分析问题的能力也得到了锻炼。
（三）强调知识之间的相互联系
本课程与高分子化学、高分子物理和聚合物成型加工的课程内容密切相关。这些课程分别介绍了高分子材料的分子链结构、聚集态结构、各种物性及如何成型，而本课程介绍的各种仪器分析方法则是表征这些结构和性能的手段。没有表征方法，研究人员就是聋子、瞎子，无法了解高分子材料的结构和性能，而不了解高分子材料的结构和性能特征，也就无法针对不同的材料特点进行表征方案的设计，并对表征结果进行合理的数据分析和足够的信息挖掘。本课程的名称也恰恰反映了既要了解高分子材料，也要掌握仪器分析方法的特点。此外，本课程还鼓励学生就一个问题进行分析，寻找多种解决方案，并比较这些方案得到的结果之间的差异，从而了解不同分析方法解决问题的不同角度，以此来打开学生的思路。例如高分子材料的结晶有多种研究方法，我们可以采用示差扫描量热（DSC）、红外光谱（IR）、X射线衍射（XRD）等来研究结晶度，也可以利用偏光显微镜、电子显微镜等来观察结晶形貌，还可以利用XRD、光散射等方法来测定晶型和晶胞参数。同样研究结晶度，DSC依据的是结晶／熔融过程的吸放热，IR依据的是分子的规整排列引起的特征峰的变化，XRD依据的是晶体对X射线的衍射。其中，DSC和XRD反映的是结晶的长程有序，而IR还可反映短程有序。因此，这三种方法得到的结晶度常常是不一致的。通过对比这些差异，学生对各种方法的特点理解得会更深入。
（四）在教学过程中灌输工程实际的概念
本课程的实践性很强，教学中采用了大量的实际科研工作案例，开展案例教学。实际案例的一个典型特点就是根据不同的材料特点，即使是对同样的一个问题进行分析，也可能会形成不同的分析方案，因此需要具体问题具体分析。在对这些实例进行分析的过程中，教师要注意不断融入工程概念，逐渐转变学生习惯套公式、定理解题的僵化思路。在课后作业中，我们有意给出冗余条件或不提供可以通过文献检索得到的数据，强调有效数位等基本概念，要求学生就原始数据进行数据的有效性分析和误差分析等。这样能够促使学生根据千变万化的实际情况形成分析问题和解决问题的思路，从而具备分析问题和解决问题的能力。
（五）有挑战性的作业
本课程的作业大多是我们根据科研实际案例自行编写的。由于与实践结合紧密，当材料、要求及前提条件不同时，作业就存在多条思路、多个层次、不同答案。因此，每次作业都是一次实战演习，学生都要花很多心思去完成。由于作业没有标准答案，因此都由任课教师自己批改，仔细订正学生的错误，并在参考文献引用、数据处理、作图等多方面严格要求学生，培养学生严谨的科学作风。例如一道作业题：用反相气相色谱（IGC）分别研究聚苯乙烯（PS）和聚丙烯（PP），请描述探针分子保留值随温度的变化规律，并画出分析结果的示意图，试说明两者的差异，并分析原因。这道题考查的内容分为5个层次：1．一般情况下PS和PP的结晶性。要求学生知道PS一般为无定形态，而PP则可结晶，并由此画出示意图。2．两者的特征转变温度。PS的玻璃化温度约为100℃，PP的熔点约为160～170℃，这两个温度应该在示意图中标出。3．两者的特例。全同PS可结晶，而无规PP不结晶。4．不同状态下曲线的斜率。玻璃态、橡胶态及熔融态下探针分子的扩散系数不同，所以相应曲线的斜率应不同。5．实际测定的可能性。PP的玻璃化温度低于零度，一般在IGC方法中无法测得。本题一般要求学生能回答前两个层次。但是，事实上学生的能力非常强，每年都有学生答出3～4个层次，这对于训练他们从多个角度深入考虑问题非常有益。在教学内容之外，本课程还结合教学方法和教学内容，引导学生形成积极的世界观和建立科学的方法论。例如本课程引导学生通过分析不同分析方法之间、不同课程之间，乃至不同学科之间的关联，体会事物之间的普遍联系；通过将一种分析方法在此处的局限性变成在彼处的用途，告诉学生要用辩证的眼光看待问题；通过介绍不断发展的仪器分析方法，让学生了解事物是处于不断发展变化中的，不能用僵化的观点看待问题；通过带领学生用一条条主线来贯穿所学知识，帮助他们掌握科学的学习方法。
二、结语
高分子材料的基本概念范文2
关键词：应用型本科 高分子课程 考核方法
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（a）-0197-01
应用型本科教育的培养目标定位于技术工程师，既要具有较强的专业基础理论知识，又能够解决生产实际中的具体技术问题。而在培养过程中，专业基础课和专业课起到了从书本的理论到实际应用的过渡。因此，应用型本科院校在这类课程的设置上减少了理论课的课时，增加实验和实践课的课时[1-4]。而在教学过程中，我们发现学生往往不能将理论与实践相结合，对于理论的掌握也往往通过死记硬背的方式，对于实验和实践中出现的问题也不太会分析解决。究其原因，目前评价学生学习的好坏主要是通过考试成绩来判定，而考核形式单一，笔试为主，这就使得学生的学习也常常以成绩为导向，以考试为目标，考试之外的东西他们很少去关心思考。因此，在应用型本科人才的培养过程中，对于专业课和专业基础课的考核方法、考核体系的改革势在必行。该文以笔者在实际教学工作中在高分子系列课程上的一些教学思考提出了一些改革措施。
1 构建包括基本理论、基本知识在内的基础理论考核系统
高分子是材料科学与工程专业知识体系构建的一个重要方向，主要由高分子化学、高分子物理、高分子材料检测、聚合物成型加工、高分子材料等构成了这个专业方向的主要的专业课与专业基础课。这些课程讲述的内容实现了从小分子变成实际使用的高分子材料的过程，如图1所示。其中高分子化学是讲述从单体变为高聚物的聚合过程，而高分子物理是讲述高聚物的结构与性能，聚合物成型加工是讲述从聚合物变为材料的成型加工过程，高分子材料是讲述高分子制品的应用，高分子材料检测是讲述高分子材料的性能检测。
对高分子化学、高分子物理、高分子材料、高分子材料检测、聚合物成型加工等系列课程中的基本理论、基础知识内容，在原有闭卷考核方式的基础上，建立涵盖系列课程知识的试题库，题型包含：基本概念的名词解释和填空、基本理论的比较和是非判断、基于基本知识的简答和计算。相关课程的老师根据自己课程的需要，选择考核试题，注重考查学生对高分子知识体系关联性的理解。
2 构建以实际工程问题的理论分析为主的基础理论应用考核系统
在教学过程中注重教学内容的变革，积极推行案例教学、专题性教学、研究性学习，积极开展观摩教学与评教活动，并构建以实际工程问题的理论分析为主的基础理论应用考核系统，建立案例分析试题库，让学生用已有的基本理论和基本知识来分析实际案例。例如，如何制备既具有弹性，又具有一定强度的尼龙纤维？首先涉及的知识是聚合物成型加工中的尼龙纤维的制备方法，尼龙纤维可以通过湿法纺丝来实现，这样学生可以加深对湿法纺丝的过程的了解；其次如何实现材料的高强度，这就可以从高分子物理里面的聚合物的聚集态分析，具有结晶、取向等状态的高聚物的力学强度较好，因此要想纤维具有高强度就必须通过一定的方式使其结晶或取向，而结晶和取向两者之间又是相互影响的，取向会促进结晶，因此在成型加工过程中需要通过一定的方式使其取向，这又回到成型加工的过程中，通过定向拉伸的方法使其取向；最后要使纤维具有一定的弹性，这就需要使纤维能在一定程度解取向，恢复高分子的弹性，而解取向的方法可以利用热处理来实现，这就要求增加材料制备的后处理过程。总之，通过这样以实际工程问题的理论分析为主的考题，使学生建立基本理论和实际应用的联系，深入理解相关课程理论知识间的关联。
3 建立实际问题解决能力考核系统
建立以能力培养为目标的考核体系，改单一的试卷考核方式为大作业、小论文、课题答辩等多种考核方式，改一次性课程终结考核为过程监测考核、理论和实践动手综合考核。通过目前科学和工程上存在的问题，考核学生解决实际问题的能力，并将相关的问题贯穿相关的专业基础课、专业课和实践课程的教学与考核中。例如，实际高分子材料制备中的问题可以在高分子物理中作为案例分析题；经过分析后的问题又可以在聚合物加工工艺中做为一个大作业，让学生自己提出解决方案，并给出评分；然后在实践课上让学生完成此方案，并在实现的过程中学会利用已有的知识对方案做出优化和调整，给出实践课的评分；最后通过高分子材料检测课程分析材料的结构与性能。
4 结语
考核方法是课程建设的重要组成部分，是评价学生学习以及能力的最直接的方法，也是对教学效果最直接的评价方法。因此在课程改革过程中，考核方式的改革成为推动课程建设，实现应用型本科院校的培养目标必不可缺少的环节，在应用型本科院校工程类专业上有着很好的推广价值。
参考文献
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高分子材料的基本概念范文3
关键词：高分子化学及工艺学，教学改革，职业教育，学习兴趣培养
随着教育改革的深入与发展，中等职业教育正经受着巨大的冲击，尤其是高校的扩大招生，普高热的持续升温，致使中专招生出现滑坡，学生质量急剧下降。其中一部分学生基础较差，自卑心理强，缺乏足够的学习兴趣与信心。这一切给教学造成了很大的困难。面对无法选择适合教育的学生，只能选择适合学生的教育，笔者在高分子化学及工艺学教学中，正视教育对象的入学基础，以“求新、求变、求异”为原则，以“精选内容、淡化推导、加强应用、突出能力”为宗旨，进行了一系列的教学改革。
一、结合教学知识点进行环境与人文教育渗透
任何一个学科的发展史都是科学与人文紧密结合、共同发展的历史，通过学科发展史教育渗透人文教育不但能激发学生学习兴趣，同时还能达到教书育人的目的。笔者在高分子科学发展史的教学中，通过我国解放前后高分子学科及工业发展情况的对比比较来教育学生树立爱国精神。通过学科发展史上杰出科学家的感人事迹进行人文精神教育。如介绍高分子科学始祖---Staudinger的大分子学说以及科学史上有关高分子的概念的争论，加强学生对高分子概念的学习兴趣，同时通过科学家对真理的弃而不舍的追求精神感染学生，激发学生的学习热情。再比如介绍2000年高分子科学界诺贝尔得主白川英树等科学家在科学探索中的合作精神，让学生明白当今世界科技发展之快，社会更需要懂得合作精神的人才，借此培养学生的团结协作意识。这样的事例还很多，这儿就不一一列举了。
再者就是密切结合教学知识点进行环境教育渗透。比如结合废旧高分子材料回收利用的教学，笔者补充介绍了高分子材料废弃物的利用至少有两个基本意义，其一是解决环境污染问题，保护人类赖以生存的唯一的地球；其二是充分利用自然资源。高分子合成材料的单体主要来自石油。与其他自然资源一样，从长远看石油等资源不会“取之不尽，用之不竭”。人们必须采取积极手段，不仅必要而且可能做到“变废为宝”。在教学中结合废旧高分子材料资源利用问题，导入环境保护意识，导入生态平衡观点，导入可持续发展思想是培养学生环境意识的重要环节。免费论文。针对环境教育渗透笔者专门撰写有论文详细介绍如何与教学紧密结合，这里也就不再多废笔墨。
教学实践证明，结合教学知识点进行环境与人文教育渗透，不仅起到了教书育人的作用，还对培养学生的学习兴趣起到很好的推进作用。
二、 对课程内容进行归纳和调整
为保证在规定的学时内完成教学任务，除采用多媒体方式授课以外，还对目前教材中的内容进行归纳和调整。
首先是绪论部分，“绪论”，说白了，就是每门课的开场白，俗话说：“王婆卖瓜，自卖自夸”。这种“吹嘘”是必要的，关键在于怎样在“第一次课”中把它吹响、吹好，以便把学生的注意力、学习精力抓过来。调动起学生的学习兴趣。心理学研究表明，学生的学习成绩与学习兴趣水平有显著相关。高水平的学习兴趣，产生较大的学习动力，使学生积极朝向学习活动，为取得优异成绩创造条件。而优异的学习成绩又可提高学生的学习兴趣，在学习活动中产生积极愉快的情绪体验。学习兴趣与学习成绩是相互影响的。在教学活动中，教育者要注意培养学生的学习兴趣，使学生成绩与学习兴趣互为促进，达成良性循环。我们正处于e时代，信息来源广，如何唤起学生对课程内容的兴趣并投入时间和注意力，值得授课者思量，而笔者以为仅有丰富的内容是不够的。心理学家皮亚杰强调，在教育中应特别重视兴趣的诱发，因为认识是一种主动积极的不间断的建构活动，不断建构自己的智力与思维能力。教育的目标之一就是使学生能够去主动自发地学习，就必须创设情景和条件，诱发学生的学习兴趣，激发起求知欲和好奇心。因此，在绪论教学中，在选择教育内容上要挑选有代表性的、新颖的材料。于是笔者将教材中的绪论与第六章聚合物结构与性能的内容进行了整合，绪论课只介绍学生认识高分子与高分子材料和高分子科学发展概况，让学生对生活中的大量高分子材料有感性的认识，而将绪论中有关聚合物的基本概念、高分子链的形态结构等理论性知识与第六章的聚合物的结构与性能整合在一起作为第一章高分子基础知识进行介绍。在高分子基础知识学习章节中安排了高分子科学术语及基本概念（包括单体、高分子链的相关术语、高分子链形态的相关术语、重复单元、结构单元、单体单元、聚合度、分子量及分子量分布、聚合物结构式及聚合反应方程式的书写规范等内容）、聚合物结构与性能（主要介绍聚合物的结构层次、聚合物的宏观状态以及聚合物结构与性能的关系）以及聚合物形成反应与聚合实施方法等内容。免费论文。从而达到从感性认识上升到理性认识，从生活中来，又回到实践中去，使学生感到学得实在，学有实用。免费论文。
其次是聚合反应部分，在讲授时以聚合反应机理为主线安排各项内容，先讲连锁聚合的典型代表自由基聚合，再对比介绍逐步聚合，主要是自由基聚合与线型缩聚的对比，最后介绍聚合物的化学反应。在聚合反应教学中，有许多基本概念、原理相似或相关；许多种类聚合物的结构、性质、制法、用途也相似或相关，在学习中容易混淆。通过引导学生对这些易混淆的知识进行比较归纳，同中求异，异中求同，就能使知识的理解更准确、更全面、更深刻。同时为了节省教学时间，达到职业教育“够用、实用、会用”的要求还减去一些理论推导工作，增加一些应用知识的介绍，与生活中所了解到的大量高分子材料品种对上号。比如，在高分子的分子量控制，动力学方程的建立等章节中多处出现一些类似的数学推导，在课堂上进行讲解需要大量课时。通过多年的实践，把详细的数学推导以参考文献的方式介绍给学生让有兴趣的、数理基础好的学生去自修。这不仅满足对丰富的高分子化学理论知识内容的要求，也满足了学有余力的学生需求，同时，这对鼓励自学、培养学习的能力和素质也是有益的。
最后是工艺部分，这部分在于编写的教材中是两章的内容，一章为合成工艺，一章是加工工艺。在具体教学中为了节省学时数，笔者也进行了适度的增减和调整。在教学中抓住四种聚合方法和典型的产品进行教学，比如介绍本体聚合方法，接着就介绍乙烯高压气相本体聚合及其加工应用，以此为代表说明塑料的加工；介绍溶液聚合方法后笔者删减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、再缩醛化制维尼纶的工艺，借此说明纤维的加工。再就是采用比较对比的方法介绍悬浮聚合和乳液聚合，以丁苯橡胶的生产为例说明橡胶的合成和加工工艺。教学实践证明，将原本两章的内容变为一章进行组织教学，即节省教学时数，又具体形象，使学生易于接受。
三、 采用多媒体授课
制作与教材配套的电子教案及课件，已在2002和2003级学生中试用，这样不仅可以节约大量板书的时间，而且电子课件能做到图文并茂、生动直观，大大丰富了课程的信息量，从而提高了学生的学习兴趣和注意力，使学生积极主动地获取知识。电子课件除信息量大、形象、直观、准确外，可以根据需要随时切换到化工生产现场，既延伸了课堂又增强了课堂说服力，使同学们真切地感受到理论来源于实际，又对实际有明确指导意义，认识到知识的价值和意义，因而对创新充满激情。
四、 增加教学的实验环节，建立一套合理的实验教学考核方法
高分子实验是《高分子化学及工艺学》课程的重要组成部分。它不仅是为了强化所学的理论知识，更重要的是通过实验可以训练学生科学实验的方法和技能；培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。因此，尽管教学学时数和实验条件有限，笔者仍创设条件开设了有机玻璃、酚醛树脂、尿醛树脂、乙酸乙烯酯乳液聚合及聚乙烯醇缩甲醛--胶水的制备实验。通过实验让学生比较两大类型的聚合反应的特点，感悟高分子化学反应的特征，比空洞的理论说教效果好得多。在课程实验过程中，还可利用操作间隙与同学们讨论相关原理、技术、知识、经验和安全等方面的问题，及时、有意义地了解学生对知识掌握的兴趣，准确地把握学生在理论联系实际、动手能力和创造性思维方面的能力，有的放矢地去指出他们的不足之处。
为了避免实验设备有限，一部分学生赶马混骡，还建立了一套合理的实验教学考核方法，把实验考核安排在各类实验中进行，着重考查学生基本操作与基本技能训练的效果，考核学生掌握知识和运用知识能力以及观察分析和判断实验现象的能力，具体做法可从以下四方面考核学生的实验成绩：实验预习(15％ )。要求学生在实验前认真作好预习报告，了解和掌握实验原理、步骤和注意事项；实验前提问口试（15％ ）。及时检测学生预习实验情况，不合格不予准许实验；实验操作(40％)。要求在教师的指导下，能正确地使用仪器，正确地掌握实验操作基本技术；实验报告(20 )。要求学生做完实验后，对实验数据进行认真处理，解释实验现象，并对相关实验的思考题进行认真回答；实验作风、卫生、纪律(10 )。要求实验过程中保持安静、专心实验。其中实验报告除了考查学生所写实验报告的规范性外，还着重考查了学生的分析讨论部分。看学生能否联系已经学过的理论和已掌握的知识技能，对实验结果、实验条件、实验的方法和技术等做出综合性的分析评价。对于有独特见解或有创新思维学生的实验报告，将给予“综合分析讨论附加分”，加以鼓励；而对于分析讨论一般的报告，则不建议给予高分。实践表明，这种考核方法能有效地促进学生认真对待实验的每个环节，从而使学生的各项实验技能得到更有效的训练和提高，还有利于培养学生认真、严谨、实事求是的科学态度。这些措施也有利于学生的观察能力、独立思考能力、综合分析能力和创新思维能力的提高。同时也有利于教师全面、客观、合理地评价学生的实验成绩。
参考文献：
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2.冉蓉，丁泽扬，潘固平，王跃川.轻化工程专业的“高分子化学'课程教学改革[J]. 皮革科学与工程， 2004，14（1）：52-54
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5.于. 高分子化学及工艺学 [M].北京： 化学工业出版社， 2000年
高分子材料的基本概念范文4
【关键词】高分子化学；双语教学；教学改革；科研导向
随着人类文明的进步与社会经济生活的发展，能源危机、人类重大疾病相关问题、环境问题等一系列对全球造成影响的科学技术问题的出现使得化学学科、特别是高分子学科成为所有学科的中心学科。例如，基于共轭聚合物半导体材料的有机发光二极管、场效应晶体管和聚合物太阳电池等最新的科研成果将成为未来社会生活中主要的半导体元器件；高分子药物的出现将能够很大程度上对药物释放、药物靶向性等方面进行控制而不需要增加更多的临床药物试验；生物医用高分子在改善人类生活质量方面更是意义非凡。而各种塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂等高分子材料更是关系到人们衣、食、住、行的方方面面。可以说，现代人的生活已经离不开高分子化学和高分子材料。因此，对高分子科学的研究越来越受到国内外学者的关注。
高分子科学的诞生源于高分子合成化学，其基本概念源自于有机化学、物理化学等化学、材料学科，这种情况导致我国现有的高分子科学领域从业人员来源多样。其中，从本科阶段即接受高分子化学教育的比例依然很低，很多从事高分子材料、高分子化学、高分子物理、高分子工程等领域研究的人员本科主修为无机化学、物理化学、有机化学、材料学等专业。一定程度上，这些研究人员存在对高分子化学体系缺乏系统认知的可能。在我国高等学校进行高分子化学教学教育活动，是提高我国现有的高分子科学领域的从业人员基本素养与技能、促进我国高分子科学发展、壮大的重要途径。
近年来，高等学校为主导的国家级或省级“协同创新中心”的设置，使我国高等学校进入新一轮的由教学型（教学科研型）大学向科研型大学转变的历程中。为快速实现这种转变，培养高层次、研究型的高分子科学领域人才愈发显得必要和重要。目前，主要的国际学术会议、顶级国际学术期刊均以英语为主。通过学术会议、、论文检索等在这些国际知名的学术舞台上进行高分子方面学术活动与信息交流，观察国际高分子学科的发展动向，无疑是我国高分子学科跟进国际学术发展步伐和超越世界学术水平的基本条件。为此，我们必须建立培养能够熟练使用英语进行高分子化学相关学科听、说、读、写应用的国际性专业人才的教育体制和培养机制，强化我国高分子方面的科技队伍建设。换言之，在本科阶段开展高分子化学双语教学，为培养具有国际化交流能力的研究生和高层次高分子科学从业者，对我国高分子学科的发展具有非常重要的意义。
在教学实践中，我们发现完善教学内容，教学方式与手段，通过激发学生学习兴趣和专业兴趣，能克服其对双语教学中英文的畏惧和排斥都有益处；制作精减的英文讲义、多媒体课件深入研制等方法和措施的实施，安排学习英文讲座视频等都有利于双语课程的讲授。
3）利用视频和录像内容辅助教学。制作教学录音和录像，给学生共享，让学生课下可以继续观摩课堂内容，培养其听和说的能力。不断构建新的新的本科双语教育模式，使本科生能从双语教学过程中分享课程教育国际化的机会，从中受益，并获得在其他场所不能获得的实践和能力锻炼，从而提高整体素质、创新意识及综合能力。安排学生参加国际学术会议，到场听取英语母语国家的专家汇报，同时录制会议报告录像和录音。
4）组织学生检索高分子化学基础理论相关英文文献、制作课件，并互相评阅，提升学生使用英文交流的能力。从科研的角度让学生体会双语教学“重点在读懂、其次在会写，然后是能听懂和能说”的含义。
5）对于课堂教学效果的考察采用按照学习内容分段考核，并以英文形式呈现。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实施方法一起考核；工程塑料、天然产物、环境污染和降解与稳定化放在一起考核等。这样的做法，让授课内容的排列更加紧凑，也让学生更好的把握知识点的相关性。
6）强调背景预备知识积累，强化双语教学对其他相关化学课程的关联性，培养学生专业英语综合素养，以期对学生阅读英文文献、其他相关英文课程教科书有所裨益。
总之，在过去几年的高分子化学双语教学中，我们通过合理的教学改革措施的使用，提高教学质量和教学效果，为将来这些接受良好英语授课培养的学生进入科研岗位，从事研究生学习打下良好的基础。当然，这些方法也有继续改进的空间，我们也将继续进行深入研究与探索，总结经验，探索培养具有创新意识和创造能力的高分子科学人才的新思路和新方法。
【参考文献】
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高分子材料的基本概念范文5
【关键词】点、面结合；知识点；教学新模式；探讨
0 引言
《高分子物理》是一门新兴的学科，是在长期的生产实践和科学经验的基础上逐渐发展起来的，是高等工科院校高分子材料科学与工程专业的核心主干课程，是研究高分子结构与性能间关系的科学，也是研究聚合物分子运动规律的科学[1]。通过本课程的学习使学生掌握聚合物的多层次结构分子运动及主要物理机械性能的基本概念理论和研究方法。为高分子设计、改性、加工、应用奠定基础，对学生深入掌握专业知识有深远影响。然而《高分子物理》概念多、抽象、结构纷繁且性能多变，被视为高分子专业最难讲授和最难学的专业课程。不少同学认为，高分子物理理论性强、推导多、在课堂教学中缺乏学习兴趣，同学们在学习过程中普遍感到无从下手，力不从心[2]。
针对以上问题对该课程教学方法进行研究，以增强教学效果、调动学生的学习积极性。对现有的教学模式进行改革，采用点、面立体教学模式，让学生充分了解各个知识点，通过引入多种、全面的教学方法，让学生从整体上了解高分子物理的基本概率和理论知识。
1 点、面立体教学模式
以课本上的知识点中心，发散到和这个知识点相关的各个知识面，采用不同教学手段相结合。首先课本上理论讲授知识点，结合当前的科研相关成果，讲解这个知识点的应用，结合计算机模拟技术建立形象的思维，通过实体的图形数据深入的理解知识点，达到能够熟悉掌握并灵活应用的效果。
教学初期让学生对高分子物理这门课程有个总体的认识，大概理解这个课程是做什么用，和我们以前学习的高分子课程有什么不同，在整个高分子专业课程中的地位和重要性。从总体的面上，帮助学生理顺各章节之间的内在联系，明确课程前后内容的逻辑关系，完善高分子物理知识体系框架结构，强化高分子结构内涵，重视高分子运动机制描述，突出高分子性能与结构和运动之间关系的关联[3]。高分子物理学的主要内容包括结构、分子运动及性能，结构包括高分子链结构、聚集态结构；性能包括力学性能、热性能、电学性能、光学性能及表面与界面性能等； 分子运动则包括高分子的三种状态及松弛转变[4]。授课时应将各个知识点的内容详细的讲解、推导，让学生真正从
随着教学过程的深入，学生在基本理解高分子物理的研究内容和特点后，需要让学生深入理解高分子物理中基本术语，高分子物理课程中有许多内涵相近、相关或相互对应的术语。如高分子、大分子，非晶态、无定形态，银纹、裂纹等是内涵相近的术语，构造、构型、构象，高弹性、黏弹性，滞后、力学损耗、损耗因子，蠕变、应力松弛，松弛时间、推迟时间，屈服强度、极限强度、拉伸强度、冲击强度、弯曲强度等是内涵相关的术语，近程结构、远程结构，结晶态、非晶态，动态模量、动态柔量，应变软化、应变硬化，有规立构聚合物、无规立构聚合物，取向、解取向等可视为内涵相对的术语[5]。在高分子物理课程的教学中，对众多基本术语的深入讲解是一个首要和基本的任务。对于这些基本术语是否理解和掌握，意味着对有关基本概念是否理解和掌握，在理解基本概率的基础上，结合当前和这个知识点相关的科研成果，让学生能够真实的感受这个知识点很有用。
在仔细理解各个知识点后，将知识点发散到各个面，结合当前的研究热点或研究进展，全面的介绍和讲授的知识点相关的研究工作。真正做到能够即学即用，达到事半功倍的效果。
2 实例讲授高分子物理非晶态聚合物的玻璃化转变
2.1 课本知识点讲授
玻璃化转变现象是非常复杂的，至今还没有比较完善的理论可以解释实验事实。现有的玻璃化转变理论包括：自由体积理论、热力学理论、动力学理论、模态耦合理论、固体模型理论等。每一种理论只能解决玻璃化转变中部分实验现象，课本中重点讨论自由体积理论。
自由体积理论最初由Fox和Flory提出来的，主要工作是由Turnbull和Cohen完成。自由体积理论认为：液体或固体的体积由两部分组成，一部分是被分子占据的体积，称为已占体积；另一部分是未被占据的体积，称为自由体积。后者以“空穴”的形式分散于整个物质之中，自由体积的存在为分子链通过转动和位移调整构象提供可能性。当高聚物冷却时，自由体积先逐渐减小，到达某一温度时，自由体积达到最低值，维持不变。此时，高聚物进入玻璃态。因而高聚物的玻璃态可视为等自由状态[1]。
在玻璃态下，聚合物温度随温度升高发生的膨胀，只是由于正常的分子膨胀过程造成的，包括分子振动振幅的增加和键长的变化。到玻璃化转变点，分子热运动已具有足够的能量，而且自由体积也开始解冻而参加到整个膨胀的过程中去，因而链段获得了足够的运动能量和必要自由空间，从冻结进入运动。
2.2 玻璃化转变知识点推导演示
理论知识点讲授之后，需要给学生推导理论的由来和公式的演算过程，虽然大部分的推导书本上有，但是有些省略的步骤，可能让学生不能独自的完全推导出来。结合自由体积理论示意图推导，可以将Doolittle方程和WLF方程做个简单的介绍，然后推导得到自聚合物的自由体积分数等于2.5%，直接在黑板上板书整个过程，让学生能够体会到公式是有根据，同时增强学生学习高分子物理学中公式的信心，应该会有很好的效果。
实验中研究玻璃化转变，主要方法是聚合物发生玻璃化变化时，测量发生急剧变化的物理性能，主要有测比容、线膨胀系数、折光率、溶剂在聚合物中的扩散系数、比热容、动力学损耗等随温度的变化，可以重点讲述比较典型的几类，如图1、图2、图3：
通过课本上的部分实验数据，让学生能够直观的理解玻璃化转变温度的客观性，加深对玻璃化转变温度公式的理解。
2.3 玻璃化转变知识点发散到知识面
结合当前玻璃化转变的研究热点，将知识点发散到面，使学生更加全面的理解知识点。近些年来，非晶态聚合物玻璃化转变研究的热点比较多，在给学生讲授的时候，可以选择一个熟悉的研究热点进行讲解。如大分子物质如聚合物、蛋白质分子等受限于纳米孔洞的玻璃化转变，Schonhals[6]发现聚二甲基硅氧烷（PDMS）受限于2.5～20nm孔洞中的链段运动性均较本体强，随着孔径的减小受限体系的温度依赖性由VFT行为转变为Arrhenius行为；Russell[7]等人应小角 X射线散射（SAXS）和中子散射的方法发现，聚苯乙烯链（PS）受限于比其本体状态链尺寸小的氧化铝孔洞中时，由于高分链之间缠结的减少，链整体的运动性增强，粘度降低。DSC实验表明链段运动的分布变宽，但其运动性并没有发生明显变化；Richterli[8]等人应用中子自旋回波的方法研究了聚二甲基硅氧烷受限于 26nmAAO孔洞中的动力学行为，第一次发现了在分子受限于纳米孔洞，在紧邻孔壁表面的强吸附层与孔中心本体层之间存在一个中间相，它的链松弛行为受到固定在孔壁上链的影响（如图4所示）。Kinimicht[9]等人应用NMR的方法研究受限的高分子熔体，发现高分子熔体即使在比其自身尺度大得多的受限空间中，其tube-reptation模型算得的有效管径都小r本体状态，“紧缩效应”（corest effect）的概念被用来解释这一实验现象。
图4 受限于AAO纳米孔洞中高分子链的三层模型
教师在讲课时，可以重点讲解一个受限条件下玻璃态转变研究成果，让学生从目前的科研中感受到学习的知识点很有必要，而且研究的前景十分宽广，激发学生学习的动力和兴趣。
3 思考和探索
高分子物理的总体课时并不多，所以不是所有的章节都需要采用点、面结合的教学方式，需要合理分配教学课时，尽量在有限的教学课时里，让学生充分掌握学习知识的方法，提高兴趣。首先使学生明确学习高分子物理的意义，将术语真正地讲透彻，在教学过程中牢牢地把握住教学主线，注意方式方法，例如从某个知识点强化理论概念，然后立体的发散到和知识点相关的面，并通过运用多种教学方法，形成一个知识的空间网络结构，使学生牢固掌握高分子物理中的知识。结合现有的一些科研热点，调动学生的积极性，使其主动参与到教学活动中来，培养创新意识。我们主要是激发学生学习兴趣，只有这样才能提高运用知识的能力，开拓眼界，启发思维，使认知过程不断充实提高，达到提升教学质量的目的。
4 体会
高分子物理是一门难学难教的课程，作为高分子材料与工程本科专业重要的基础课，对学生后续学习其它专业课有深远的影响。总之，在高分子物理的教学过程中，应突出重要知识点的详细讲解、推导，然后有这个知识点发散到相关的知识面，形成以这个知识点为中心的空间知识网，对学生牢固的掌握知识将会有很大的帮助，提高学生对课程内容的理解，培养和提高学生分析、解决问题的能力。但是在讲授的过程中，由于受到教学课时的限制，需要整体把握，不能对每个知识点面面俱到，需要有筛选的进行该方法的教学。
【参考文献】
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[2]张焕芝. 《高分子物理》课程教学改革的探索[J]. 科技信息，2013（17）：177-177.
[3]付文， 王丽. 高分子物理教学改革探讨[J]. 化工高等教育， 2010， 27（5）：69-71.
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高分子材料的基本概念范文6
[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。
