高分子材料与工程的认识范例6篇

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高分子材料与工程的认识

高分子材料与工程的认识范文1

关键词 本科教育 课程改革 实验能力 创新意识

中图分类号:G642 文献标识码:A

高分子材料以其质轻、耐蚀、易加工等性能,正处于迅速发展时期,随着新技术、新工艺、新设备不断涌现,越来越多的企业迫切需要大量创新能力强、综合素质高的高分子材料专业人才。建立面向市场和企业,适应现代高分子材料发展要求,培养具有创新精神和竞争能力强的复合型专业人才,已成为现有高校高分子材料与工程专业所面临的重要问题。①②③④本文结合我校高分子材料与工程近年来的教学实践,提出构建新的实验实践教学体系,实验教学分层次、按模块进行,加强了实验教学的基础性、系统性、综合性和创新性,增加实践教学比重,改变实践教学模式,加强学科平台建设,强化对学生创新性实验能力的培养。

1 创新性实验教学改革的必要性

实验和实践教学不同于理论教学,在很长时间里,实验和实践教学得不到应有的重视,实验和实践教学附属于理论教学,在实际教学过程中多是验证性和认知性实验,启发式、设计性以及综合性实验偏少,不利于学生创新能力和工程化能力的培养。高分子材料与工程专业是一门应用性较强的专业,以塑料、橡胶、胶黏剂、纤维、涂料为代表的高分子材料已在国民经济建设中发挥越来越重要的作用,因此培养更多创新能力的从事高分子材料的合成、改性、共混复合、加工成型等方面的高素质人才是社会发展的必然要求。

以高分子材料与工程专业实验课程建设为核心,深化实验教学改革,通过按模块教学,强化学生实验技能,增加以新产品设计开发为导向的创新性实验,兼顾趣味性和挑战性,通过老师的引导,在实验过程中培养学生如何分析问题和解决问题,提高学生工程创新能力。我校高分子材料与工程专业成立于1994年,2005年被批准为湖北省立项建设本科品牌专业,并于2010年通过合格验收,同年被批准为国家特色专业建设点,2012年被批准为湖北省普通高等学校战略性新兴(支柱)产业人才培养计划项目,是我校首批在一本进行招生的专业。高分子材料与工程专业是与湖北省国民经济和社会发展联系紧密的应用型本科专业,在湖北省内乃至中南地区具有较大影响,为地方经济建设培养了大批高层次应用人才,并提供了大量实用型科技成果。

2 创新性实验教学的具体措施

2.1 构建创新性人才实验培养方案,改革实验课程体系

制定创新性人才实验培养方案。高分子材料与工程专业是培养高分子材料及相关学科的基础理论知识,通过理论学习及实验、实践教学训练,掌握材料的制备、加工、分析测试等基本方法,能从事高分子材料成型加工和改性以及聚合物合成与相关产品的生产设计、研究、开发和技术管理等工作的创新型高级工程技术人才。⑤坚持“夯实理论基础、拓宽专业口径、增强工程和创新能力、提高科学素质”的人才培养思路。⑥注重理论和实践相统一,重视工程创新能力的培养,加强对新材料相关产业和领域发展趋势和人才需求研究,吸纳相关产业、行业和用人部门共同研究课程计划,制定与生产实践、社会发展需要相结合的培养方案。

改革实验课程体系。结合现代高分子材料发展状况,及时完善高分子材料与工程专业实验课程内容,补充高分子材料新技术、新工艺,参考国外知名大学的具体措施,我们在实验课程体系与教学内容等方面进行全面的改革,建立有利于学生实验创新能力培养的教学体系。根据学生认知能力的不同阶段和理论课程进度计划,按模块化设计优化实验教学内容。形成了由“化学基础实验”、“高分子化学与物理基础实验”、 “高分子工程实验” 和“高分子综合设计实验” 四个实验模块组成的高分子材料与工程专业实验教学新体系。其中化学基础实验模块不仅包括无机化学、有机化学、分析化学和物理化学四大基础化学实验,而且还涵盖仪器分析和化工原理实验,在编制新的实验课程体系时,结合高分子材料与工程专业的特点,对传统实验进行有目的的筛选、分类、整合和更新,突出学生基本技能的培养和训练。高分子化学与物理基础实验包含高分子物理和高分子化学实验内容,不仅巩固学生所学的高分子科学实验的基本理论,而且培养学生制备高分子材料、测试材料物理性能及高分子的结构表征和测试等技能。高分子工程实验模块包括橡胶、塑料、胶粘剂、涂料四大实验,从材料加工、成型、性能测试以及应用,独立设计实验内容,旨在培养学生的实际操作能力,分析和解决实际问题的能力。高分子综合设计实验模块是教学的最高层次,结合学生实际情况,有针对性选取实验内容,应体现实验的知识性、综合性和创新性。

2.2 加强实践教学建设与改革,强化学生实践创新能力

高分子材料与工程的认识范文2

关键词:交通;高分子材料;工程应用;人才培养

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)22-0139-02

一、前言

交通拥堵已成为世界主要国家存在的交通主要问题。为解决交通拥堵和提高客运运输能力他们正在寻求新的交通政策和解决办法,其中最重要方法就是发展轨道交通。因为轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点,主要包括干线铁路、地铁、轻轨、有轨电车等轨道交通系统。预计到2020年,我国城市化水平将超过50%,城市轨道交通累计营业里程将达到7395千米。发展轨道交通,必须要克服车辆的走行性能、轻量化、集电性能、环保、空气力学以及其他诸如改善车内环境、提高乘车舒适度、提高耐候性和耐火性等方面的技术,而车辆的轻量化在解决其他各项技术方面起着至关重要性,高速列车的轻量化必须大量采用高分子材料及复合材料。随着科学技术的不断进步,具有质轻、高强度以及易成型等特点的集结构功能一体化的新型高分子材料,尤其是高分子复合材料越来越多地应用在现代轨道交通领域。

另外,随着轨道交通的发展,尤其是铁路的提速,噪音污染对于人类的威胁也越来越大,甚至危及生命,因此,控制振动、降低噪音已成为急需解决的重大问题。在众多的阻尼防噪材料中,其中以高分子阻尼降噪材料阻尼耗能的作用更为突出。高分子材料阻尼特性一直以来是一项重要的研究课题,同时高阻尼聚合物也是目前发展高性能减震降噪材料的重点发展方向。因为高分子材料具有以下特点:(1)利用其玻璃态转化区的粘性阻尼部分,将机械能或声能部分转变为热能逸散掉,通过阻尼制振降低车厢结构共振区的振动,从而减小车内噪声。(2)利用小分子和极性高聚物之间会形成可逆的氢键,氢键在振动下会不断断裂和形成新键,最终将机械能转化为热能而耗散。(3)将不同的阻尼材料交替层状排列,利用多层杂化材料叠加来有效地拓宽材料的有效阻尼温域,通过控制复合材料的层状结构和数量将可获得更高阻尼值。这些特性是其他材料无法达到的。发展高分子交通材料对于发展交通具有非常重要的应用价值。在当今经济发展的中国,开设具有交通特色的高分子材料专业,培养更多掌握高分子材料的基本知识和应用技术的人才具有划时代的意义。

二、高分子专业特色

作为以交通为特色的一所大学,专业设置必须具有交通的特点。学校在“十三五”规划中,就明显地突出了交通的特色,确立了学校的发展目标,将其定为“以交通为特色,轨道为核心”发展理念,而且强调其他所有的专业建设必须紧紧围绕着这个目标,包括学科建设和人才引进。作为与轨道交通有着非常紧密联系的高分子材料专业更要凸现交通特色。我们在专业建设方面紧紧围绕交通的特色,包括本科的课程设置、学科专业方向和人才引进。在课程设置方面我们更多地注重学生的实际能力的培养,以轨道交通为靶向,为交通运输行业提供掌握高分子材料基础知识和实际应用人才。在学科建设方面首先以高分子材料基础理论建立学科平台,尤其是硕士学位硕士点,目前,该专业有专材料科学与工程和化学两个一级硕士学位硕士点来支撑;其次,按照学校的发展定位凝练学科特色,突出交通,以教授为学科带头人,形成专业团队,在高分子材料与工程专业主要体现在以下几个方面:(1)根据聚合物的流变学原理,利用共混的手段,将两种或多种聚合物进行共混改性,以改善单一高分子材料性能,获得更加广泛的交通应用材料。同时通过改性可获得较窄的玻璃化转变温度,以形成宽温域、宽频率阻尼高分子材料。(2)利用接枝共聚的化学方法,将具有一种较长链段或带有功能基团的单体接枝到聚合物主链上,使聚合物能形成多个侧链或者交联,获得新型功能通材料;同时还可以通过改性使侧链与侧链之间产生纠缠,实现阻尼增强的效果。(3)运用复合的方式,选择一种较强的力学强度和较高损耗因子聚合物,通过与一些补强材料或添加第二相粒子,以形成各类具有高性能的复合材料,同时达到应用的需要。(4)利用有机硅独特的结构,其兼备了无机材料与有机材料的性能,即具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性,制备硅氧键(-Si-O-Si-)为骨架组成的聚硅氧烷。这类材料应用领域不断拓宽,而且形成了化工新材料界独树一帜的重要产品体系。

三、高分子专业培养模式

1.明确交通特色的培养目标。在科技发展的今天,材料已成为三大支柱产业(材料、能源、信息)之一,材料的发展水平已作为评价一个国家综合实力的重要标志。高分子材料与工程是材料科学与工程的一个分支,它在实际生活中得到广泛的应用。另外,高分子材料易于改性,赋予新功能性,这就使得高分子材料的应用进一步拓展。社会更加急需掌握高分子材料与工程理论知识和专业技能的专业人才。作为工科性质的大学,培养具有一定的实际操作能力,能以理论指导实践、应用于实践,服务于地方经济建设的高分子材料与工程专业技术人才是十分重要的责任。而作为交通特色的大学,高分子材料专业人才的培养必须适应当今轨道交通的需求,专业培养模式应该是“强化基础,注重交通,突出创新”。

2.以科学研究强化专业建设内涵。专业建设内涵主要包括课程设置、教材建设和师资队伍等内涵建设。课程体系是实现培养目标最直接的体现,是形成人才知识结构和提高能力的主要来源,是提高人才培养素质的核心,也是教学改革的重点。根据我们高分子专业的培养目标,合理地设置课程,才能高效地促进专业发展,在此,我们按照三个模块来进行选择和设置课程,基础理论模块按照国家教资委的要求设置基础理论课程,选择“十二五”规划或获奖教材,系统传授基础理论课程,在大一和大二上完成基础理论课程,为专业基础理论及专业研究方向提供理论指导;专业基础模块体现高分子专业特色设置课程,选择丰富经验的教师授课,尤其具有专业特长高级职称教师,在高分子专业上传授高分子专业基础课;专业方向模块突出交通特色,发挥专业研究方向的优势让学生有选择性进入不同方向的导师团队,团队的导师必须具有行业经历,尤其在专业方向上进行过专业生产实践,承担过或正在承担企业项目,在校内进行专业方向模块训练,这样可以做到形式不单一,课程内容不重复。在丰富教学内容的同时,又加强了师资队伍的建设。

3.以实践教学促进专业建设。高分子材料与工程专业与大部分工科专业有着相同的特点,重视工程实践,该专业是在大量的科学实验和工程实践基础上发现并总结出来的,运用科学分析方法探索其内在的作用机理,采用数学、物理、化学理论与模型计算归纳形成理论体系,并在理论指导下,将科学研究应用于生产实践,使理论体系进一步得以检验并逐步完善,实际上高分子专业形成过程是经过实践到理论再实践的发展过程。针对这一特点,我们在设置课程的同时有意侧重实践课程教学,尤其是交通特色的高分子材料实践教学,培养学生在交通领域具有创新意识、创新能力和实践能力。

高分子专业教学实践分为校内和校外实践。在校内主要包括专业基础实验教学、专业实验、开放实验、课程设计、计算机模拟实践和毕业教学环节等实践教学部分。而在校外主要包括认识实习、生产实习以及毕业实习等实践环节。校内实践是校外实践的基础,相互衔接,在专业基础实验教学中要积极有效地开展研究型、设计综合型实验教学,鼓励学生利用业余时间参加开放实验活动,注重培养学生的动手能力和科研能力。校外实践注重实训基地的建设,形成良性互动,学生在生产实习中得到锻炼,企业在学生的生产实践中发现人才,能为企业使用,学校提高了声誉,企业也大大地降低了生产成本,两个实践模式的有效结合,提高了学生的动手能力,加强了学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,为今后从事本专业研究与生产奠定良好的基础。此外,我们还探索了一条校企合作培养的模式,在学生和企业中产生很好的效应。也就是利用毕业实习阶段,将有意愿到企业就业的同学以企业工程师为导师,在企业中完成毕设,打破了原来学生必须在学校的导师指导下完成毕业设计的模式。

四、结语

高分子材料应用非常广泛,从国家发展规划就不难发现,在“十三五”规划中,新材料就已经成为重大科技项目之一,为在新材料、新技术、新工艺方面有重大突破,就需要更多更优秀的材料从事者。尤其是轨道交通轻量化的发展,对于材料的要求就越来越高,特别是高分子材料和复合材料,因为他们具有非常显著的优势。这就要求高等教育必须培养更多掌握高分子交通材料的优秀人才,因此,改革高分子材料与工程专业的教育教学,使之适应当今轨道交通发展。教学改革必须更加注重高分子材料与工程专业学生的工程应用能力的培养、办学质量和人才培养质量。提倡一种“强化基础,注重交通,突出创新”的培养模式,以适合当代轨道交通发展的需要。

参考文献

高分子材料与工程的认识范文3

关键词 侨校内外生源 高分子加工工艺学 实验仪器教学评价体系

中图分类号:G424 文献标识码:A

0 前言

暨南大学作为有着百年历史的侨校,每年本科招收的外招生都超过了半数。一般内招生数理基础扎实,动手能力稍弱;而侨生数理基础稍弱,但创新能力、动手能力较强。为了适应这种情况,创新高分子加工工艺学的教学方法与教学手段,适应两类学生的学习特点显得至关重要。①本教改实施后,可提高实验学生的责任感、迫切感和实验热情,使其经历高分子产品开发全过程,享受到从原料到制品的快乐,基本技能在模块中被不断重复和加强,培养节约素养、成本意识和综合能力,富于成就感。

1 高分子加工工艺学课程体系新旧对比

现有的高分子加工工艺学课程体系是分散的、验证性的,缺少连贯性与创造性。

实验是高分子科学教育中最有效的教学形式,它可以帮助学生建立和巩固高分子科学的基本概念和基本理论,获取高分子科学知识,培养科学素养。世界各国都十分重视大学本科实验教学,而国内的实验教学与实验教学体系不够合理。

高分子专业实验是高分子学科的重要组成部分,由于高分子材料专业理论教学部分主要从高分子化学、高分子物理、高分子工程3个方面向学生讲授。因此,实验教学部分也依附于这3个方面被划分为:高分子化学实验、高分子物理实验、高分子成型加工等实验课程。

2 高分子加工工艺学实验课程体系改革内容

2.1 实验课程体系优化

聚合物加工实验的目的是为了让学生能更好地理解聚合物加工过程的原理,了解、熟悉聚合物加工过程的工艺,使学生对聚合物加工原理能有进一步的感性认识,同时也让学生掌握必要的工程技术和研究方法。为此,我们暨南大学材料加工教研室从2008年开始探索对聚合物加工实验课程体系进行改革,专为聚合物加工实验课设置1学分,考核评分独立于聚合物加工理论课程,而且试行内、外招生分离教学。36学时和共计10个实验,主要安排如下实验:原料挤出混配、挤塑实验、注塑实验、模压实验、橡胶混炼、模型硫化、酚醛树脂模压实验、热成型实验、吹塑实验、发泡成型实验。

2.2 工程化和模块化的高分子加工工艺学实验设置

本课程以“高分子材料―成型加工―材料制品性能”这条高分子材料成型加工的主线展开教学内容,重点让学生了解和掌握高分子材料、成型加工工艺、材料及制品性能三者的关系。即高分子材料如何通过成型加工制成具有一定性能的制品,材料的不同与成型加工方法的关系,同样的材料用不同的加工工艺方法或加工工艺条件,所得制品的性能为何不同,制品的性能与材料本身的性质有何关系等等,强调了成型加工对制品性能的重要性,即高分子材料制品的性能既与材料本身的性质有关,又很大程度上受成型加工过程所产生的附加性质的影响,这是本课程的设计主题思想。

根据混合招生的知识基础、认识规律和学习需求都不同的特点,本文提出对聚合物加工实验课程进行工程化和模块化改革,同时在实验前期做到内外生分离教学。在模块实验设计上考虑外招生加上基本技能实验环节,之后,让内外生同时参与涵盖整个产品开发的全过程。那么在实验环节中,考虑包括的实验模块有:填充聚乙烯配制与成型、橡胶的胶料配制与成型、聚氨酯组合发泡料的配制与成型。模块一是必做模块,其他两个模块是选做模块,保证了基本技能的培养,又兼顾了学生的兴趣爱好。

2.3 实验仪器设备的优化与整合

2.3.1 仪器设备对教学的重要性

课程建设的核心是实验模块能力的建设,全面完成这种能力的建设,对实验室场地和设备等资源要求较高。系统化、模块化的高分子科学实验课程需要一定的软硬件环境。在本课程实验中涉及到挤出机、注塑机、模压机、开炼机、发泡机等多种设备,这些设备的正确使用关系到整个实验的正确性,那么良好的设备管理方法也至关重要了。我们认为,将本科教学和科研有机结合形成互动,是建设研究型大学的重要内容。本科实验教学也是一项基本科研活动,需要合理组织调动学科、学院和学校的各种资源。

2.3.2 注重学生的参与过程

我们在2008-2012四年间,把本科实验教学与科研工作穿插起来,依靠本院教师承担的相关科研课题,设计了“回收聚丙烯的再资源化应用“实验,由课题组提供相关实验材料和专用设备,同时安排承担该课题的研究生协助教师对本科生进行实验现场指导,既让研究生对其研究方向有了一些新的认识,为其科研工作取得了一些新的数据,又让本科实验教学得到顺利实施,注重学生的参与与提升。

2.3.3 提高仪器设备的使用和平时学习效果

为了有效避免资源浪费,必须统筹协调科研与教学资源,包括一些必需的仪器设备、互通共享的实验场所和协调的管理,形成教学为科研,科研促教学的良性循环。任课教师是课程建设的核心,不必要求是通才,但必须具备较强的协调能力,在利用学校分配的教学资源开展课程教学的同时,还要能有效地组织所有相关的有能力的教师参与课程的教学,利用高校教学和科研的优势将教学与科研有机结合,将最新的科研成果、科研思想引入到教学中去,让学生体会科学研究的乐趣。

3 结束语

经过以上的改革试验与探索,在高分子加工工艺学实验课程的内、外招生混合教学中取得良好的效果:(1)提高了学生的责任感、迫切感和实验热情;(2)使学生经历了聚合物产品开发的全过程,学生享受到从原料到制品的快乐,且将配方、设备、工艺和检测四阶段的产品开发过程有机联系在一起;(3)基本技能在模块中被不断重复和加强,各模块存在交叉实验步骤,这些交叉点实际上对基本技能的强化;(4)培养了学生的节约素养和成本意识;(5)学生的综合能力得到了提高,不仅外招生认为实验很有吸引力,很有成就感,内招生也认为在和外招生的合作中,开阔了视野,增长了能力。

高分子材料与工程的认识范文4

关键词:高分子专业;实验教学;改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)22-0098-02

长期以来,国内高校高分子材料专业教学偏重理论课,专业实验课所受重视程度不够,基本上还是传统的实验。针对现存问题,笔者所在高校进行了高分子材料专业实验教学改革,取得了良好的教学效果。鉴于此,高分子材料本科专业实验教学改革应着力于以下五个方面。

一、正确认识实验教学的作用,提高实验课程在专业培养计划中的比重

正确认识实验教学是提高实验教学效果的基础。高分子材料专业理论教学与实验教学这两个方面相对独立、相互依存、相互促进。实验教学与理论教学相比,更具有直观性、趣味性和连贯性,对于培养学生的动手能力、科学能力和创新能力具有不可替代的作用。实验教学内容以理论教学内容为基础,但比理论教学内容更加注重实际,强调动手能力与运用知识的能力。学生通过实验教学的各个环节,能提高分析问题、解决问题以及创新的能力。由于以往过于强调理论教学,对实验教学重视不够,因而高分子材料专业实验教学课时少,在专业培养计划中的比重相对较小。为改变这一状况,本实验课程新增了60课时用于综合性实验教学,另外还新增了课时用于设计性创新性实验。这样,高分子材料专业实验教学课时大幅增加,为保证实验教学质量打下了基础。

二、引入开放式实验教学模式

集中实验教学有其本身的优点,能在规定的时间内训练学生的基本实验操作技能,引导学生形成科学的实验方法和严谨的实验作风。然而,所有专业实验都集中开课的话,学生实验的积极性和主动性难以提高,主观能动性不能得到很好的调动,不利于创新能力的培养。针对集中实验的缺点,需要做大幅的改革。在学生接受了一定的集中实验训练,具备基本实验技能之后,新增了综合性与设计性创新性实验,以激发主观能动性,锻炼学生分析问题解决问题的能力。将该部分专业实验设置为开放性实验,学生根据自己的课表选择实验时间,预约实验平台进行实验,可提高学生的实验主动性,也能解决实验场地与时间难以安排的问题,从而弥补了集中实验教学的缺陷。

三、补充更新实验仪器设备,并将科研仪器用于实验教学

由于全校化学实验教学的整合,高分子材料专业实验仪器设备人均占有率下降,并且部分专业实验教学仪器设备老化。通过申请专项经费,补充更新了实验教学设备,保证学生能及时开展实验。同时,针对开展综合性实验和设计性创新性实验,为缓解实验教学仪器设备的不足,学院测试中心为学生专业实验提供免费测试分析服务。笔者所在学院测试中心由仪器分析中心和高分子材料加工中心两部分组成,属于211工程和985项目投资建设的公共实验平台,具有较大的规模,总面积达900平方米,拥有50余台先进精密的大中型仪器设备,并且高端先进仪器设备还在不断地引进当中。此外,还有双螺杆挤出机、注射成型机、开炼机、密炼机和平板压机等加工设备,面向高分子材料加工研究方向。该中心能为专业实验教学提供强大的分析测试平台支撑。学院还动员各课题组参与实验教学,并可免费使用各课题组自有的仪器设备。

四、对实验教学各部分内容进行合理组织,分阶段进行教学

1.加强基础实验,训练基本实验技能。高分子材料专业基础实验以演示性和验证性实验为主,侧重于某个反应、某个性能、单一操作的基本训练,以巩固和加深对专业基础理论的理解,培养学生基本实验操作技能,是养成良好实验习惯的基本环节。通过这些基础实验的训练,为后续的综合性实验和设计性创新型实验打下了基础。根据高分子材料三门专业课的内容,可以安排如表1所示的20个基础实验,基本涵盖了高分子化学实验、高分子物理实验和高分子材料加工实验。

2.增加综合性实验,提高综合运用专业知识解决问题的能力。综合性实验要求对所学理论知识和基础实验知识进行有机融合,去解决比较复杂的实验问题,其目的是综合运用专业知识能力去分析和解决问题。综合性实验的选题在注重科学性的同时还要兼顾可行性和实用性,难度也要适中,最好能涵盖高分子化学实验、高分子物理实验和高分子材料加工实验这三部分内容。综合性实验要体现多门课程的融合,实验操作涉及多种实验技能的运用。在之前专业基本实验的基础上,再通过综合性验的训练,让学生经历一个循序渐进的提高实验技能的过程,掌握专业研究的基本方法。高分子材料专业综合性实验安排在基础实验之后进行,在大学第六个学期开课,综合性实验目录如表2所示。

3.通过设计性创新性实验提高创新能力。设计性创新性实验本质上属于“真刀真枪”的科研工作,共分为两部分。第一部分是新型高分子材料实验的设计,训练学生实验的构思、设计能力。学生与指导教师互选,共同确定感兴趣的研究课题。学生查阅资料,了解课题研究背景与创新性,明确研究目标,提出具体实验方案。与指导教师讨论,修改、确定实验方案,最后撰写实验设计报告。在上述实验设计训练的基础上,可通过学校的PRP(Participation in Research Program)项目,开展创新性实验工作,这是设计性创新性实验的第二部分内容。PRP项目是我校专门为本科生开展创新性实验提供的科研项目,有专门经费支持。通过师生互选,共同申报该类项目,学校批准后实施。PRP项目在老师指导下进课题组实验室完成,属于开放式实验,包括课题立项、开题、中期汇报和结题答辩四个过程。

设计性创新性实验是实验教学方式方法的革新。由指导教师提出实验项目、实验目的,学生综合运用专业知识设计实验方案与具体步骤,在老师指导下完成实验,最后总结,写出实验项目报告。通过设计性创新性实验的训练,动手能力、分析与解决问题的能力得到了提高,逐步了解科学研究的思路和方法,全方位地提升学生的创新能力。

五、采用实验操作与实验报告并重的评价方式

学生实验成绩的评价是实验教学的重要环节,也是专业实验教学改革的重要部分。以往基本上依据实验报告做评价的方式存在严重弊端,需要进行改革。新的实验成绩的评价注重操作、注重过程、注重综合运用知识的能力。根据实验教学类型,成绩评价有以下三种方式。对于基础实验,出勤和实验预习报告占20%,实验操作技能及实验结果占50%,实验报告占30%。对于综合性实验,实验开题报告占30%,实验操作技能及实验结果占50%,实验报告占20%。对于设计性综合性实验,考核成绩由实验总结报告成绩和项目答辩的成绩组成,分别占60%与40%的比重,强调综合运用专业知识解决实际问题的能力。

综上所述,对高分子材料专业实验教学改革进行上述五个方面的改革实践,并通过这一系列专业实验的科学训练,高分子材料专业学生能熟悉使用常见专业实验仪器,达到掌握基本的实验技能和实验方法,综合运用专业知识的能力得到加强,分析与解决问题的能力显著提高,为毕业论文及以后的科研工作打下牢固的基础。

参考文献:

[1]卞军.高分子材料与工程专业基础实验教学改革探析――借鉴美国大学理工科实验教学及管理经验[J].教育教学论坛,2014,(9):26C28.

[2]韩哲文高分子科学教程[M].第2版.上海:华东理工大学出版社,2011.

高分子材料与工程的认识范文5

【关键词】应用型人才培养模式;建筑高分子材料;教学改革

Teaching Reform of Polymer Materials for Building Course Based on the Applicable Talents Cultavating

WAHG Li-yan GAI Guang-qing ZHAO Li

(Jilin Jianzhu University, Changchun Jilin, 130118)

【Abstract】Teaching reform methods of polymer materials for building course based on the applicable talents cultavating mode were proposed. In addition, the concrete implementation processes of four education reform methods were elaborated in detail by combining with the teaching instances. Finally, teaching reform effects of polymer materials for building course were summarized.

【Key words】Applicable talents cultavating mode; Polymer materials for building; Education reform

随着高等教育的普及,各高校急剧扩招,尤其对于普通高校,学生入学成绩很低,在高中就没有养成好的学习习惯,升入大学后对学习更是松懈怠慢。学生自觉学习、自我管理的能力较差,学习兴致不高,考试突击学习现象十分严重,学习无用论在学生脑子里根深蒂固,导致理论基础不扎实。另外,对于实验、实习等实践教学环节,学生缺乏足够的重视,多数流于形式。因此,多数学生既没有扎实的理论基础,又缺乏较好的实践技能,势必导致就业难的社会问题。近年来,针对高等教育人才培养中存在的问题,我们提出了构建应用型人才培养模式,使我们的毕业生适应社会发展需要。应用型人才培养模式下的理论课程教学改革尤为重要,本文以《建筑高分子材料》课程为例,阐述课程教学改革方法。

1 建筑高分子材料课程简介

建筑高分子材料是指以有机高分子材料及其复合材料为原料生产加工的新型建筑材料。塑料管材管件、塑料门窗、建筑涂料、建筑防水及密封材料、建筑胶黏剂、建筑模板、泡沫塑料保温材料等建筑高分子材料在建筑领域广泛应用,极大的推动了建筑业的革新和发展。随着中国城市建设和建筑业的迅猛发展,各类新型建筑材料不断涌现,建筑高分子材料已成为国民经济的支柱产业。通过对建筑高分子材料课程的学习,学生把自己所学的高分子材料的相关知识和建筑工程结合起来, 充分认识到了高分子材料在建筑领域的应用价值,将理论和生产实际紧密结合起来,更加突出了吉林建筑大学高分子材料专业的一大特色, 拓宽了毕业生的就业和创业机会。建筑高分子材料课程是一门实用性很强的专业任选课。本人在教学过程中不断探索新的教学方法,尽量避免枯燥的灌输式教学,采取灵活多样的教学方法,多样的考核方式,充分地调动了学生的学习积极性。下面是本人结合教学经验提出的本课程的教学改革方法。

2 建筑高分子材料课程教学改革方法

2.1 教师课前准备工作

教师开课前做好调研工作,查阅资料、深入市场、深入企业,掌握当前建筑高分子材料的发展现状和研究方向。要想讲好一门课程,必须提前做好准备工作。第一,查阅相关领域的期刊资料,关注相关网站,了解该领域的研究现状。在开课前我查阅了与该课程有关的大量资料,在建筑塑料部分的讲授中,相对应的期刊有《塑料工业》、《国外塑料》、《化学建材》等;在建筑涂料部分的讲授时,经常参考的期刊有《涂料工业》。第二,深入市场、走向企业。上学期,我走访了几家建筑材料的企业,进行了参观学习,感觉收获很大。深入市场、走进企业可以将理论知识和生产实际紧密结合起来,了解该领域的发展现状和趋势。当你带着实践经验走向课堂组织教学,那将给同学带来很多新鲜的气息,无疑会增加学生的学习兴趣,真正了解到学有所用。这是当前大学生最为关注的问题,尤其那些主张学习无用论的学生将受益匪浅。

2.2 理论教学联系实际

教师要时刻记住将理论教学与实际生产联系起来、与实践教学联系起来。教师不仅要经常深入企业, 还要鼓励学生到企业参观实习,向工人学习生产经验,从而增加对所学理论的深入理解。课堂上,我经常鼓励学生并将学生介绍到企业参观学习,了解理论知识在生产实际中的应用。同学积极响应,受到了较好的效果。另外,我们还经常将理论教学与实践教学联系起来。在讲授建筑涂料部分内容时,由于我们材料专业实验室完全具备涂料的实验条件,我们鼓励学生自己设计关于内墙和外墙涂料的开放性实验,最后,在教师指导下,完成涂料的制备及性能检测,实践教学与理论教学相互促进,学生受益匪浅。

2.3 培养学生自觉学习能力

目前普通高校大学生缺乏自主学习能力,主动学习强调学生应成为学习的主体,要促进学生积极参与到学习的过程之中,要通过阅读、写作、演讲、讨论与辩论、实验与研究、社会实践等多种形式学习。在本课程的教学中,我要求学生每学习一章,至少要查阅一份资料,并鼓励其进行科学研究和实验,撰写论文,以此作为一项重要的考核标准。而且在课堂上会给同学提供讲解自己所查资料的机会,与大家一起分享和探讨知识。这样,学生课后能够积极查阅资料,课堂上也能积极思考,部分学生能够积极投入开放性实验中去,主动到实验室做实验,真正成为学习的主体。

2.4 注重平时成绩考核

以往的考核方式以期末考试为主,大约占80-90%。这种考核方式存在很大弊端,对于很多课程,学生平时不学习,进行考前突击学习,应付过关,考完则不久就会全盘忘掉。所以,考核方式应该使学生注重平时的学习过程,而不是最后的成绩。利用一学期能学到的知识要远远多于期末的突击学习。在本课程教学中,采用多样的考核方式,第一是出勤,占5% ,比例较小;第二是课堂讨论,给学生提前布置任务,学生通过学习课本、查阅大量资料,准备课堂讨论内容,此项占35%左右;第三是市场和企业调查,要求学生结合理论知识,到相应的企业参观实习,了解相关建筑材料产品的生产过程,利用课堂向同学们讲述,此项占30%左右;第四才是理论知识的测验,占30%。

3 结论

通过建筑高分子材料课程教学改革,学生学习兴趣显著提高,能够自觉主动学习,不仅向课本向老师学习,还能积极主动查阅大量资料,到企业实习,能够做到将理论与生产联系起来,与实践教学结合起来。课堂上积极参与讨论,勇于阐述自己的观点。但在(下转第31页)(上接第8页)实施过程中也有很多困难,如在进行市场调查过程中,部分学生不敢走向社会。教学改革是一个长期的过程,作为教师,需要不断思考、探索新的教学方法以适应应用型人才培养的需要。

【参考文献】

[1]王嘉毅,詹妮特・弗悌娜.美国高等学校提高本科教学质量的七条对策[J].高等教育研究,2007,28(3):100-105.

高分子材料与工程的认识范文6

[关键词] 任务驱动教学法;双语课;教学方法

[中图分类号] G642.4 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2014)01-0078-04

0 引言

2001年教育部印发了《关于加强高等学校本科教学工作,提高教学质量的若干意见》,鼓励高校“积极推动使用英语等外语进行教学”[1],我国高等学校各专业纷纷开设了双语课程。经过10余年的努力与发展,我国高校双语课的开课数量与教学质量均有大幅度提高。据武汉大学的数据调查显示,截至2009年,被调查的135所高校中已有132所开设了双语教学课,开课率高达97.8% [2]。虽然各级教育机构对双语教学的重视程度和投入力度不断加大,但是受到教师、教材以及学生水平等众多因素的限制,我国高校双语课的教学效果仍然有待提高。尤其是对于师资水平、学生水平有限的地方性高校,“双语教学”更是成为本科教学中的“鸡肋”――食之无味,弃之可惜。虽然目前学术界将制约我国双语教学水平的主要原因归咎于“师资、教材和学生”[3],但不可否认的是,正确合理的教学理论指导和教学方法的缺失也是双语教学水平提高受限的重要因素[3]。

“任务驱动法”是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学方法,起源于20世纪80年代中期,最早应用于外语类课程的教学实践中并取得良好的效果[4,5],在计算机、信息类教学中也有广泛应用[6,7]。任务驱动教学过程中,教师根据教学大纲中的内容要求及培养目的设计相关任务,使学生在真实情境的驱使下,通过探究完成任务或解决问题的过程,学习和掌握教学要求的内容,并培养学生提出问题、分析问题、解决问题的综合能力。此方法将以往以教师传授知识、学生被动接受为主的传统教学理念,转变为以解决问题、完成任务为主的多维、互动式的教学理念,使学生处于积极的学习状态之中,每一位学生根据自己对当前问题的理解,运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题[8]。2010年,胡静等[9]通过普通双语教学法和任务驱动教学法在“健康评估”双语课中的教学实践,对比了两届学生在同一阶段的考评结果以及学生对课程的认可度,结果显示采用任务驱动教学法的教学效果和学生对课程的认可度明显优于传统双语教学法。

本文结合高分子材料与工程专业双语课“高分子材料科学技术概论”(Introduction to Polymer Science and Technology )的教学实践,对“任务驱动教学法”在本课程教学实践中的应用进行了探讨和解析。教学过程中根据专业特点及课程教学大纲的要求,以增长专业知识、培养学习兴趣、提高科技英语阅读写作水平为目标,对驱动任务的制定和分析、驱动任务的分解完成以及实施过程中存在的问题进行了探讨,为“任务驱动教学法”在双语教学实践中的进一步拓展提供了依据。

1 驱动任务的制定

我国双语课程开设的主要出发点是旨在通过双语教学培养学生国际化的职业能力和科研能力,以适应时展和需要。具体而言,一是从职业能力方面,改变学生“哑巴英语”、“聋子英语”的状态,使其在大学英语的基础上,掌握一定的专业术语,能够参与到国际化的工作交流中,如英文工作环境以及国际会议等;二是从国际化的科研能力来说,改变过去大学生对国外文献资料零接触的状态,使其初步具备搜集阅读和理解运用国外相关文献的能力,为学术研究开拓宽广的视野,打开获得外部信息观念的通道,从而把握本专业国际学术前沿的发展动态,向世界先进学术研究水准看齐[10]。“高分子材料科学技术概论”是高分子材料科学与工程专业任选课程之一,主要介绍高分子材料方面的基本概念、发展历史,聚合物的合成、加工以及结构与性能,目的是使学生在学习专业课之前对日常生活中接触到的聚合物材料有一个基本的认识和了解,激发其学习兴趣。另外,在介绍专业知识的基础上,加强学生对学术期刊论文、专利等科技论文格式的认识,使其初步具备专业科技论文的检索、阅读、分析和总结能力。传统的双语课教学主要采用英文课件,通过教师双语授课、学生被动接受的方式进行。然而,由于专业英语与大学英语的区别,加之专业基础知识的缺乏,使部分同学对课件内容及老师的英文讲述难以理解,从而影响了其对课程内容的接受水平。“任务驱动教学法”以“驱动任务”作为学生学习探索的推动力,使学生由被动接受转变为主动学习,有助于提高学习效果。

任务驱动教学方法的实施过程通常包括:设计任务、提出任务、分析任务、自主协作完成任务、交流评价5个环节。其中,设计合理有效的“驱动任务”是整个教学过程的关键,任务的完整性、难易程度及是否典型、能否引起学生兴趣等都将直接影响到学生课堂上探究式学习的效果。根据课程教学大纲及教学目的的要求,本课程的驱动任务设计过程中主要考虑在以下方面对学生进行训练:(1)专业知识的学习和掌握,如聚合物的合成反应及其实施方法、聚合物的结构与性能等;(2)专业类科技英语的学习和掌握,如组织学生通过英文课本、期刊、网站了解专业知识及行业发展前沿;(3)文献检索平台的使用,如学校图书馆、电子数据库的使用等;(4)科技论文的分类及格式要求,如区分研究型论文与综述性论文在写作方法及格式的异同,掌握专利文献的结构组成等;(5)多媒体课件的制作,如多媒体课件的设计、动画等;(6)中英文口头表述及交流互动,如“会议模式”的口头汇报及回答问题等;(7)任务分解及分工合作,即组内同学根据老师布置的任务对其进行分解后,大家分工合作,共同完成任务;(8)相互学习交流,由于不同学生的具体任务不同,大家在任务完成后可以相互学习交流,达到共同提高的目的。

“高分子科学技术概论”为概论型课程,主要涉及的专业内容包括高分子化学(介绍高分子的合成与制备反应)、高分子物理(介绍高聚物的结构与性能)、高分子材料成型工艺学(介绍常用高分子的成型方法及工艺条件)、高分子材料(介绍常用高分子的性能及应用)等。因此,驱动任务的设计在综合考虑其他能力锻炼的同时,要紧紧围绕相关的教学内容,难易适中,注重兴趣的培养。如针对高分子材料部分的内容,传统的教学方式只是枯燥的讲解何种材料具有何种性能,学生缺乏感性认识,学习兴趣不佳。在任务驱动教学法中,设定的驱动任务是以生活中常见的高分子材料制品为例,比如安排学生找出塑料盆是什么高分子材料组成的,该材料的制备方法、性能以及应用范围,制品配方设计包括哪些成分以及配方设计中应考虑的因素,产品的成型方法、成型条件等等。本方法充分调动了学生的好奇心,并以此为动力完成后续学习任务。另外,作为双语课程,更好的利用英语这一媒介采集和输出信息也是本课程重要的学习目的之一。因此,驱动任务也应该注意鼓励学生利用英文教材、网络等途径进行专业英语方面的了解和学习。

2 驱动任务的分析与分解

由于专业知识的限制,学生对任务的分析可能不够全面,教师在此过程中需要进行指导。“驱动任务”的设定通常以教学大纲为依据,因此教师在给出驱动任务后,应该根据教学大纲的内容及要求,对驱动任务进行充分的分析,使学生知道此任务设定的目的,明白完成此任务需要了解和掌握哪方面的知识,从而提高学习的针对性和任务完成的效率。例如对于上述任务,其设计目标是使学生对聚合物合成、结构与性能、塑料配方设计、高分子材料成型方法等多方面内容有一个基本的了解和掌握。教师在任务分析过程中除了提示学生充分考虑本任务涉及的知识外,也应该注意对相关知识的拓展及思考。例如,塑料盆的成型加工是采用何种方法,除此之外高分子材料还有哪些常用的成型方法;每种成型方法的特点及适用的高聚物类型以及产品类型、各成型加工条件的确定方法以及应注意的问题等,而所有这些问题的根源则是高分子材料的结构与性能的关系。学生对这些问题的思考与学习,对于其在以后的工作过程中将所学的理论知识学以致用、解决实际工程技术问题具有非常重要的意义。

3 驱动任务的完成

教师根据课程内容设定驱动任务后,需要对学生进行分组,要求每一组的同学相互协作,共同完成资料搜集、整理、幻灯片制作等工作。每一个驱动任务都可以分解为多个子任务,因此需要多名同学共同努力完成。一般每组学生4~6人,选取组中“中坚力量”为小组长,负责组织协调本组的学习活动,并详细记录问题探究的进展,每次课后要向教师汇报学习的情况。驱动任务主要靠学生在课下通过图书馆、互联网等多种途径搜集资料来完成。根据授课计划以及各组任务的难易程度,各小组的具体任务及完成时限要求将有所不同。因此,要求小组长切实做好任务分配及协调工作,保证大家进度一致,并在汇报前将工作做完。最后,小组任务的完成情况采用“学术会议”的组织模式,由小组代表采用多媒体课件进行汇报,汇报语言要求50%以上用英语。

下面以驱动任务“列出常用塑料的回收标志并找出对应的聚合物在生活用品中的应用及其基本物理化学性能和使用过程中应注意的问题”为例介绍任务的分解及完成要求。本任务主要可以分解为以下几个子任务:(1)塑料的回收标志及其对应的聚合物;(2)回收标志中的英文缩写对应的中英文全称;(3)回收标志中各种材料的化学组成及机械、物理性能;(4)针对回收标志1~7分别找出生活中5个实例并根据实际用途区别其性能差异。最后要求小组内成员将各自负责的内容整理汇总,并做好幻灯片以便课上汇报交流。由此可见,驱动任务的完成过程需要小组全体成员在教师的指导下共同合作完成,任务完成质量取决于各子任务的完成情况以及成员的团结合作,是集体智慧的结晶。任务的完成过程除了需要学生借助互联网、书籍等渠道查阅大量文献资料之外,还要求学生对生活中的塑料制品进行观察思考,有助于提高其学习兴趣。

4 交流评价

交流评价与归纳是总结、反思与巩固的阶段,这一过程应在每一组汇报以后进行。小组汇报结束后,作为观众的同学可以针对其讲述内容提出问题,并由汇报小组成员回答。学生通过问答或者讨论的形式获得知识,并实现信息的传播。交流的目的:(1)通过相互评价,加深学生对该任务的认识,将小组的研究结果汇报给其他同学,使“学”者的身份转换为“师”者,通过汇报内容传达教学大纲的要求;(2)总结完成任务的过程方法,发现和解决倾向性问题,促使学生进行反思,把所学会的知识内化;(3)锻炼学生在多媒体制作、口头表达自己思想、辩论自己观点等方面的能力。评价可以采用个人自评、组内互评、组间互评、教师点评等多种评价相结合的方法,使评价做到公平、公正。教师在整个过程中起指导、组织和补充的作用,使学生真正成为学习的主体。在这一模式下,学生可以通过计算机互联网随时获取帮助,并随时成为“教师”。这一方法完全改变了传统的教学方式,使因材施教真正落到实处,让每个学习者都能将学习当作一种享受。

5 运用中存在的问题

通过合理有效的驱动任务,大大调动了学生的学习动力,使兴趣成为其学习的内动力,效果是不言而喻的。但是,在此教学方法的应用过程中仍然存在着一些问题和需要注意的地方。具体来说主要有以下几个方面。

1)教学进度不易把握。驱动任务的完成过程需要耗费大量的课余时间,而原来的课堂授课时间很大一部分被交流和评价所占据。根据教学内容安排,如果汇报小组的准备不够充分,就会影响到教学进度。这就需要教师严格要求并在课下投入大量的精力对任务的完成情况进行督促和指导。另外,教师需要准备备用材料,以防止有的小组任务完成得不够全面。

2)课堂管理亟待改进。课堂的交流与评价时间应该防止部分学生“开小差”,游离于课堂讨论之外。针对这一问题,教师要认真观察,必要时采取提问的方式促使学生投入到课堂讨论中。

3)评价上有困难。由于任务的完成工作多在课下进行,在小组内可能会出现部分同学“偷懒”、不积极参与的情况。这要求教师和小组长做好协调和督促工作,针对每一位同学的具体任务,教师做到心中有数,并及时与小组长沟通任务进展情况。

4)如何达到“双语”这一目的。完成驱动任务往往需要查阅大量的文献和资料,能采用英文这一工具除了要求学生具有较高的英文水平之外,对学生专业基础知识和专业英语的掌握也是一个不小的挑战。否则,学生面对满眼不认识的单词往往不知所措,无法利用英文完成相应的任务。因此,如何增强学生面对大篇幅英文资料的信心,使课程真正达到“双语”课程设置的目的也有待后期的研究和实践。

6 结束语

本文结合“高分子材料科学技术概论”双语课程的实践教学,对“任务驱动教学法”在双语课教学中的应用进行了探讨。通过对学生的问卷调查显示本方法可以有效地调动学生的学习积极性并使兴趣成为其积极探索的内在动力,同时提高了其专业知识掌握、资料检索、多媒体课件制作、口头表述等综合素质,教学效果有效提高,也受到学生的广泛好评。针对实施过程中仍然存在的一些问题,在以后的教学过程中应该采取相应措施加以改善。

参考文献

[1]教育部.关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见[EB/OL].(2001-08-28)[2013-03-04]..