對高分子材料的認識范文

時間:2023-12-22 18:03:49

導語:如何才能寫好一篇對高分子材料的認識,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

篇1

1.1授課內容強調基礎性高分子材料與機械類學生通常接觸到的金屬材料在結構、性能、制備工藝等方面有很大的區別。向機械類學生講授高分子材料,主要目的是讓他們對高分子材料有最基本的了解。在短短4學時內,不可能也沒必要將高分子材料相關的全部內容壓縮講授。這就決定了機械工程材料課程中高分子材料部分必須側重于基礎性知識,對于理論性、專業性太強的知識點必須舍棄?;A性內容應當包括高分子材料的基本概念、分類、結構特點及常用工程高分子材料(工程塑料、工程橡膠及工程纖維)的基本力學性能。

1.2授課目標偏向工程性高分子材料不僅可作為結構材料使用,也可以作為功能材料使用。對于非材料類專業的學生,特別是機械類專業的學生,更關心材料的力學性能和應用范圍。因此,在課程內容的安排上,應以與機械工程有關的機械性能為主,給出常用工程高分子材料的基本力學性能指標及適用領域。

1.3授課過程重視學生的先修知識大多數高校的機械工程材料課程以金屬材料為主線,在學習高分子材料之前,學生對金屬材料已經有基本了解。高分子材料與金屬材料之間存在較大差異,例如:高分子材料的聚集態結構以非晶結構為主,而金屬材料則以晶體結構為主;許多高分子材料,特別是橡膠類的高分子材料具有金屬材料所不具備的優良彈性等。學生先修知識的習慣思維在他們學習高分子材料時可能會引起沖突,因此在授課時必須對金屬材料與高分子材料的差異予以考慮。采用與金屬材料對比的方法學習高分子材料,有利于幫助學生澄清概念,更好地掌握高分子材料的知識。

1.4教學方式應具有高效性高分子材料課程涉及的概念繁多,容易混淆,對于機械類學生而言比較抽象,難以理解。在短短的4學時內,要想讓學生盡可能多的掌握高分子材料的相關基本概念,必須摒棄照本宣科或一味講授的教學方式。通過高效的教學方式,充分調動學生的積極性、主動性,引導學生思考,方能達到理想的教學效果。

1.5提供擴展知識的參考書由于高分子材料的性能、結構、制備工藝以及表征與金屬材料和陶瓷材料完全不同,而且目前在機械工程材料中高分子材料部分比例很少。為解決這一矛盾,在章節后面列出了比較系統的高分子材料性能、內容、結構、制備工藝以及表征方面的書籍,以供學生參考。

2高分子材料教學改革

根據以上原則,我們在2013年度的授課過程中對高分子材料的講授進行了調整,具體如下:(1)授課內容及學時安排:高分子材料的基本概念(高分子、單體、鏈節,0.5學時),高分子材料的分類方法(按用途分類,按熱行為分類,按反應類型分類,按主鏈結構分類,0.5學時),高分子材料基本結構(簡單介紹近程結構、遠程結構、聚集態結構的概念,0.5學時)及物理狀態(玻璃態、高彈態和粘流態,0.5學時),典型工程塑料的力學性能和應用(1學時),典型合成橡膠的力學性能和應用(1學時)。(2)重點講授常用工程高分子材料(工程塑料、工程橡膠及工程纖維)的基本力學性能及典型工程高分子材料的適用領域。(3)授課過程中通過列表等方式將高分子材料的相關內容與金屬材料進行對比,一方面避免概念混淆,另一方面突出高分子材料與金屬材料的不同之處。(4)采用啟發式教學模式,通過設問、模擬實驗、舉例、探究等方法引導學生思考;在多媒體課件中,采用豐富的圖片、動畫激發學生學習的積極性和主動性。

3結束語

篇2

關鍵詞:高分子材料;功能;研究現狀;發展前景

前言

在我們的日常生活中,材料隨處可見,材料的發展水平直接影響我們的生活質量。高分子材料在我們日常生活的應用中擁有很多的優勢,與現代化生產非常吻合,同時它也產生了很高的經濟效益等,因此它在工業上發展的十分迅速。在過去,20世紀60年展起來的功能高分子材料是屬于那時的一個新興領域,這個新興領域同時滲透到能源和電子以及生物三大領等。而如今,21世紀的科技不斷創新,也有了新型有機功能高分子材料,它們在人們的生產和生活中扮演著一個越來越重要的角色。

1 功能高分子材料的定義

功能高分子材料是指同時兼顧有兩種性能的復合高分子材料,性能一:傳統高分子材料的所體現出來的性能,性能二:某些特殊功能的基團所體現出來的性能。一般說來,具有傳遞信息、轉化能量和貯存物質作用的高分子及其復合材料為功能高分子材料,或者還可以理解為具有能量轉換的特性、催化特性、化學反應活性、磁性、光敏特性、藥理性、導電特性、生物相容性、選擇分離性等功能的高分子及其復合材料,同時還具有原有力學性能的基礎。

2 功能高分子材料的工程實際應用

目前,在工程上應用較廣泛而且具有重要應用價值的一些功能高分子材料主要分為以下幾種:光功能高分子、液晶高分子、電功能高分子、吸附分離功能高分子、反應型功能高分子、醫用功能高分子、環境降解功能高分子、高分子功能膜材料等。下文中具體從這幾方面闡述:

(1)光功能高分子材料。指在光的作用下能夠產生物理變化,如光導電、光致變色或者化學變化,如光交聯、光分解的高分子材料,或者在物理或化學作用下表現出光特性的高分子材料。光功能高分子材料主要應用在電子工業和太陽能的開發利用等方面。

(2)液晶高分子材料。液晶高分子是一種新型的功能高分子材料,它是分子水平的微觀復合,由纖維與樹脂基體在宏觀上的復合衍生而來,也可以理解為在柔性高分子基體中以接近分子水平的分散程度分散增強劑(剛性高分子鏈或微纖維)的復合材料。強度高、模量大是液晶高分子材料的主要特點,它在復合材料、纖維和液晶顯示技術等方面的應用非常廣泛。

(3)電功能高分子材料。電功能高分子材料主要表現為在特定條件下表現出各種電學性質,如熱電、壓電、鐵電、光電、介電和導電等性質。根據其功能劃分,主要包括導電高分子材料、電絕緣性高分子材料、高分子介電材料、高分子駐極體、高分子光導材料、高分子電活性材料等。同時根據其組成情況可以分成結構型電功能材料和復合電功能材料兩類。電功能高分子材料在電子器件、敏感器件、靜電復印和特殊用途電池生產方面有廣泛應用。

(4)吸附分離高分子材料。吸附分離功能高分子按吸附機理分為化學吸附劑、物理吸附劑、親和吸附劑,按樹脂形態分為無定形、球形、纖維狀,按孔結構分為微孔、中孔、大孔、特大孔、均孔等,吸附分離功能高分子主要包括離子交換樹脂和吸附樹脂。

(5)反應型功能高分子材料。反應功能高分子是有化學活性、能夠參與或促進化學反應進行的一種高分子材料。它是將小分子反應活性物質通過共價鍵、離子鍵、配位鍵或物理吸附作用結合于高分子骨架,主要用于化學合成和化學反應。

(6)醫用功能高分子材料。在生物體產生生理系統疾病時,一些特殊的功能高分子材料有對疾病的診斷、治療、修復或替換生物體組織或器官,增進或恢復其功能的作用,此類特殊的功能高分子材料稱為醫用功能高分子材料。一般來說,醫用功能高分子材料多用于對生物體進行疾病的診斷和疾病的治療以及修復或替換生物體組織或器官和合成或再生損傷組織或器官,具有延長病人生命、提高病人生存質量等作用,在醫療方面被廣泛應用。

(7)環境降解高分子材料。高分子材料在發生降解反應的條件有許多,如機械力的作用下發生的降解稱為機械降解,此外在化學試劑的作用下可發生化學降解,在氧的作用下可發生氧化降解,在熱的作用下可發生熱降解,在光的作用下可發生光降解,在生物的作用下可發生生物降解等。具有此類功能的高分子稱為環境降解高分子材料。

(8)高分子功能膜材料。高分子功能膜是一種具有選擇性透過能力的膜型材料,同時也是具有特殊功能的高分子材料,一般稱為分離膜或功能膜。使用功能膜分離物質具有以下突出的優點:具有較好的選擇性透過性,透過產物和原產物位于膜的兩側,便于產物的收集;分離時不發生相變,同時也不耗費相變能。從功能的角度,高分子分離膜具有識別物質和分離物質的功能,此外,它還有轉化物質和轉化能量的其它功能。利用其在不同條件下顯出的特殊性質,已經在許多領域獲得應用。

3 功能高分子材料的發展前景

人類賴以生存和發展的物質基礎離不開材料,材料的發展關系到社會發展和國民經濟以及國家的安全,同時也是體現國家綜合實力的重要標志。高新技術和現代工業發展的基石離不開高分子材料,國民經濟基礎產業以及國家安全不可或缺的重要保證同樣也離不開高分子材料。而功能高分子材料由于其優越性,使得其在材料行業中發展迅速。

未來材料科學與工程技術領域研究的重要發展方向離不開功能高分子材料,材料、信息和能源理所當然的被評為新科技革命時代的三大根基,信息和能源發展離不開材料領域中功能高分子材料作為它們物質基礎所起到的重要作用,新型功能高分子材料的研究與發展主要取決于現代學科交叉程度高這一特點。在傳統的三大合成材料以外,陸陸續續又出現了具有光、電、磁等特殊功能的高分子材料以及功能高分子膜,同時也出現了生物高分子材料,隱身高分子材料等許多具有特殊功能的高分子材料,與此同時功能高分子材料的發展速度依然保持著加快的狀態,顯然它們對新技術革命影響非常之大。這些新型的功能高分子材料在我們的尖端科學技術領域和工農業生產以及日常生活中扮演著越來越重要的角色,21世紀人類社會生活必將與功能高分子材料密切相關。

4 結束語

功能高分子材料是一門研究高分子材料變化規律以及實際應用技術的一門學科,在高分子材料科學領域中的發展速度是最快的,同時也是與其它科學領域交叉最為密切的一個研究領域。它是以高分子物理、高分子化學等相關學科為基礎,同時與物理學和生物學以及醫學密切聯系的一門學科。因此學習這門學科能讓我們很好的將高分子學科的知識綜合運用起來,進而使我們對高分子學科有更深刻的認識,讓我們受益匪淺。

參考文獻

[1]張青,陳昌倫,吳狄.功能高分子材料發展與應用[J].廣東化工,2015,42(06):119-120.

[2]武帥,魯云華.功能高分子材料發展現狀及展望[J].化工設計通訊,2016,42(04):82.

[3]賴承鉞,鄭寬,赫麗萍.高分子材料生物降解性能的分析研究進展[J].化學研究與應用,2010,03(01):1-7.

篇3

關鍵詞:高分子材料改性;教學改革;實踐

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)41-0094-02

一、緒論

“高分子材料改性”是高等工科學校高分子材料與工程專業一門重要的專業課程。高分子改性的方法多種多樣,各種不同門類的改性方法之間相互關聯、相互依托,這不僅體現在理論范疇,而且體現在應用領域。通過本門課程學習,使學生掌握高分子材料改性的基本概念,改性原理、增強理論和技術,共混工藝以及聚合物改性的最新研究進展;了解常用的改性設備;培養學生運用所學的有關基礎理論、基本知識去分析與解決實際問題的能力[1]。針對“高分子材料改性”課程的特點以及過去幾年的教學實踐,目前“高分子材料改性”課程教學中還存在以下3個主要問題:

1.授課計劃和授課內容安排不合理?!案叻肿硬牧细男浴闭n程主要包括聚合物共混的基本概念、聚合物共混過程與調控、共混物的形態、共混體系相容熱力學、共混物性能的預測與影響因素、共混改性在塑料及橡膠等領域中的應用、共混方法在短纖維填充體系及納米復合物材料中的應用、聚合物共混工藝與設備等。對于強調實際應用的高分子材料與工程專業的本科學時來說,該課程顯得尤其重要[2]。根據授課計劃安排,該課程開設32學時,存在著內容多、課時少、授課內容需要進一步提煉等問題,難以在規定學時內有效、連貫的開展教學活動。

2.缺乏實踐環節。目前,“高分子材料改性”課程主要以講授為主,缺乏實踐環節,學生主動參與較少,導致學生感性認識不深。例如在第十章講解高分子共混改性設備時,學生們難以區分同向雙螺桿擠出機和異向雙螺桿擠出機的物料輸送方向,通過靜態的二維或三維圖片進行講解時,其表現力度有限,無法有效地使學生理解和掌握兩類雙螺桿擠出機的工作原理和區別。

3.教材更新與完善。目前,江蘇科技大學“高分子材料改性”課程選用的教材是2006年王國全老師編寫的《聚合物共混改性原理與應用》。本書為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材、“十一五”國家重點圖書。教材在廣泛總結國內外高分子共混理論與應用成果的基礎上,融入了王國全老師多年來在高分子材料共混領域的教學與科研實踐經驗編著而成[1]。目前,高分子共混改性等相關方法在高分子加工領域中的應用不斷擴展和壯大,但是該教材自2007年第一次出版后沒有進行過更新和修訂,部分內容與當前發展現狀不符,例如教材第七章介紹五大通用塑料產量時,依據2006年的統計數據,聚氯乙烯的產量僅次于聚乙烯居于第二位,而隨著聚氯乙烯應用領域的進一步擴展,目前聚氯乙烯的產量已經超過聚乙烯位居第一位,因此,目前的教材并不完全適應于當前高分子材料與工程專業“高分子材料改性”課程的教學。

4.考核方式不全面。目前,“高分子材料改性”課程考核方式為平時成績占30%,期末成績占70%。平時成績占比較低,期末成績占比較高,出現部分學生平時不重視課后作業,期末考試時突擊復習通過考試的現象。這樣的考核方式無法反映出學生的真實水平和實際能力,也很難讓學生的實際應用能力得以實質性提高。

二、教學改革方法與手段

針對高分子材料與工程專業“高分子材料改性”的特點和目前存在的問題,結合江蘇科技大學的實際情況,要求學生在掌握聚合物共混改性原理和基本概念的基礎上,培養學生分析和解決實際問題的能力,作者結合該課程的特點以及過去幾年的教學實踐,總結了幾點教學改革方法。

(一)結合課程特點,調整授課計劃和內容

針對授課內容多、學時少的問題,有必要對課程進行提煉整理,刪除部分與聚合物共混改性無關的內容。例如教材第五章中相分離行為與均相結構穩定性的內容對于物理化學專業十分重要,但是對高分子材料與工程專業學生來說,只需要在第五章中加以概述就能滿足本專業的教學要求。同時,對于后續的Flory-Huggins模型和狀態方程理論部分為高分子物理講授內容,也可以進行適當刪減和提煉。另外,共混物的相界面學習對于分析多相共混體系的微觀結構和性能至關重要,現有的授課計劃中相關內容過于簡單,無法滿足高分子材料與工程專業學生的培養要求,因此有必要增加相關的授課內容。

(二)增加實踐環節,提高學生的感性認識,培養學生解決實際問題能力

“高分子材料改性”是一門理論與實踐并重的課程,部分授課內容較為抽象,學生只有通過親自實踐,才能對課堂學習的相關知識進行充分的理解和消化吸收。同時,實踐環節的引入,學生們可以在實踐過程中提高感性認識,培養學生的動手能力以及發現問題、查閱文獻、相互合作去分析解決問題的能力,這對于學生將來的學習和工作都具有重要意義。另外,實踐環節具有一定的趣味性,可以有效調動學生的學習積極性[3]。

(三)優化教學方法,發揮學生主動性

在以往的教學過程中發現,課堂上學生的參與程度少,課后缺乏主動復習,導致整體的教學效果不好。教學方法的改革應倡導以學生為主,激發學生自身作為學習主體的意識,使知識的學習從傳統的灌輸式教育方式向主動吸收式的方向轉變,可以有效提高教學效果。例如可以將每堂課開始前的復習時間由以往的老師講改為學生講,上課前給學生5分鐘時間簡要總結上次課學習的主要知識點。這樣做一方面可以有效幫助學生提高上課時的注意力,另一方面可以督促學生課后及時復習課堂知識,更加牢固的掌握知識,做到融會貫通。同時該方法的推廣,還可以鍛煉學生的幻燈片制作水平并給每一位學生提供一個展現自己的機會,增加學生的主體意識[4]。

(四)優化考核方法,引導學生全面發展

課程考核是檢驗教師教學效果和學生學習效果的重要方式和手段。以往的考核方式主要通過一張試卷來檢查學生的學習情況,而學生往往可以通過突擊性的復習取得較高的分數,這樣的考核方式既不能準確反映老師的教學效果,亦不能充分反映學生對知識的掌握程度[5]。根據高分子材料改性課程的特點,筆者在實際的課程考核中嘗試采取靈活多樣的考核方式。一是增加平時成績所占比重,將平時成績所占的比重從30%提高至40%,使學生認識到平時學習的重要性;二是進一步增加隨堂提問,提高學生上課時的注意力,減少課外作業在平時成績中所占的比重;三是引入課前5分鐘,讓學生利用幻燈片總結復習上節課學習的內容,督促學生養成課后復習的良好習慣。

三、教學改革效果

“高分子材料改性”課程從江蘇科技大學材料科學與工程學院高分子材料與工程專業2009級開設,目前已經開設7屆。近三屆學生的成績分析表明,該課程平均優良率為92%。通過本課程的學習,使學生利用共混改性相關的基本知識去分析與解決實際問題的能力得到明顯提高,很多同學參與了本科生的創新計劃大賽,做了很多有意思的實驗性課題,部分同學取得了較好的成績。

四、結論

“高分子材料改性課程”教學改革是一項系統工程,筆者以培養學生有效利用共混改性相關的基本知識去解決實際應用問題為出發點,通過調整授課計劃、增加實踐環節、優化教學方法和考核方法,去引導學生樹立良好的學習習慣,充分掌握高分子共混改性的相關知識點。實踐證明,對“高分子材料改性課程”課程進行教學改革能夠有效地激發學生的學習積極性和主動性,充分發揮學生自身潛力,為學生將來的學習與工作奠定堅實的基礎。

參考文獻:

[1]王國全.聚合物共混改性原理與應用[M].北京:中國輕工業出版社,2006.

[2]楊菁菁,周健,周仕龍,楊潤苗.“高分子材料改性綜合實驗”課程教學的改革與實踐[J].江蘇理工學院學報,2015,(6).

[3]于淑娟.《聚合物合成工藝學》課程教學與改革[J].廣西師范學院學報:自然科學版,2012,(2).

[4]趙德仁,張慰盛.高聚物合成工藝學[M].北京:化學工業出版社,2006.

[5]李馨.考試改革對提高大學生綜合素質的探討[J].農業教育研究,2009,(3).

Teaching Reform of "Polymer Materials Modified" Course

ZHUO Qi-qi

(College of Material Science and Technology,Jiangsu University of Science and Technology,Zhenjiang,Jiangsu 212003,China)

篇4

關鍵詞:高分子材料基礎;教學內容;教學手段;教學方法

高分子材料學科的學生培養,應立足于其創新精神和創新能力的培養,立足于對學生綜合素質的培養,以滿足社會對高分子材料學科人才的需求。為此,在“高分子材料基礎”課程的教學中,我們堅持“給大學生創造機會與條件,充分發揮其潛能,逐步培養其自主式、合作式和探究式的學習習慣以及創新意識、創新能力和科學精神”的教學宗旨,積極探索教學內容、教學手段和教學方法的改革。

一、教學內容的整合與優化

我校自2002年開始在高分子材料及其相近專業開設“高分子材料基礎”課程。課程教材選用“面向21世紀課程教材”《高分子材料基礎》。此教材的特點是涵蓋了高分子材料學科的基本理論、基本知識以及典型材料的制備與應用,并且對當前一些高分子材料學科前沿性的理論與知識給予了充分的闡釋。但是,為了適應本科教學的需要,給學生一個清晰的學習脈絡,在規定的學時內完成講授任務,通過認真討論,我們按照“刪繁就簡,削枝強干,突出重點”的原則,對教學內容進行了整合與優化,使學生在有限的時間內,盡量學習到課程的精髓。

教材內容體系主要如下:材料科學概論、高分子材料的制備反應、高分子材料的結構與性能、通用高分子材料、功能高分子材料、聚合物共混物、聚合物基復合材料。

通過對教材內容的整合與優化,對“高分子化學”、“高分子物理”中涉及到的基礎理論知識內容,通過以緒論的形式,以新的角度給予重點講授,目的是引出以下的重點講授內容。并且,在緒論的講授中增加了對歷來在高分子學科中作出突出貢獻的專家,尤其是獲得諾貝爾獎的科學家的生平事跡的介紹,以提高學生的學習興趣。整合優化后的課程教學內容為:材料與材料科學(含:材料概念及分類、材料結構、材料性能、材料制備、材料的發展簡史、高分子材料突出科學家簡介、材料科學范疇及任務等),通用高分子材料(含:塑料、橡膠、纖維、粘劑及涂料),功能高分子材料(重點:功能高分子材料的設計及制備方法、高分子催化劑、高分子功能膜材料、高分子醫用材料、智能高分子材料等),聚合物共混物(重點:制備方法、形態結構、性能、增韌塑料增韌機理等),聚合物基復合材料(含:聚合物基宏觀復合材料、聚合物基納米復合材料)。

此外,在進行講授的過程中,也插入一些花絮。例如在講授聚酰胺樹脂時,介紹尼龍(Nylon)名稱的來歷:尼龍最早由杜邦公司的Carothers領導的美國和英國科學家團隊研制成功的合成纖維材料,為紀念這一研究成果,銘記兩國科學家的貢獻,取兩國的首都城市名首字來命名,即New York取NY,London取LON,合成一個新名字NYLON(尼龍),等等。以引導學生樹立遠大理想,刻苦努力學習,為祖國的建設與發展作出貢獻。

二、教學模式的改革與實踐

荀子曰:假輿馬者,非利足也,而致千里;假舟楫者,非能水也,而絕江河。君子生非異也,善假于物也。所以教學手段與教學方法的改革對提高教學質量是至關重要的。因此,為了提高教學質量,在教學方法和手段上,我們也積極進行了一些改革與探索。

1.教學手段的改革

一是采用多媒體教學增加課程的信息量和內容的直觀性。我們按照教學內容制作了教學課件,課件中對一些難以理解的教學內容進行了直觀處理,使學生能夠更好地理解。例如,對一些塑料加工設備的運行專門制作了部分動畫,使其講授更加生動直觀。另外,通過利用多媒體教學,減少了板書的環節,節省了大量的時間,增加了課程的信息量。

二是利用學校的“課程中心”加強與學生的課外交流。通過學校的“課程中心”,達到師生互動的教學輔助模式,提高學生的自主學習能力及教學效率。學?!罢n程中心”設有教師論壇、課程論壇、專家論壇、答疑信箱和個人空間等板塊,可以達到課下師生之間互動的目的。此門課程充分利用以上功能,實現了教師上傳電子課件、課程相關文獻資料等,學生下載課件資料、上交作業、提出問題、在線測試等,達到了師生及學生之間相互訪問、交流、互動的學習目的,調動了學生學習的主動性與創造性。

2.教學方法的改革

主要采用“精講解多討論”的方法,引導學生的學習興趣,發揮學生的學習主動性,教育學生要知學、好學、樂學。為了使學生達到樂學的至高境界,教學中采取了以下方法:

一是在課堂教學中針對重要的知識點設計出系列問題,有意識地向學生提出,由學生經過自由討論后,請學生回答。

二是增加了課程論文的寫作。由于學生剛剛接觸到部分專業課程,關于專業科研論文的寫作技法不熟練,一開始只要求學生就所講的一些內容,如針對某種塑料,查閱至少10篇近期的論文,通過分析、歸納、總結,進行綜述寫作。為了使學生按照規范來寫作,利用課余時間給學生講授綜述的基本要求及寫作方法。通過綜述的寫作,鍛煉了學生自主學習的能力、查閱文獻的能力,以及對文獻分析、歸納、總結的能力、并且使他們通過寫作論文產生一種成就感。

三是布置自學內容,對自學的課程內容要求寫出課程讀書感想。學生通過自學,將書本上的內容消化成自己的知識,再經過歸納總結,寫出讀后感,使他們對所學的知識牢固掌握。

這些方法與手段的使用,使學生自主學習、合作學習和探究學習的能力得到提高,從而提高了此門課程的教學效率,也對其他課程的學習起到了促進作用。

三、改革取得顯著效果

“高分子材料基礎”課程涉及的教學內容比較龐雜,系統性較差,在講授的過程中不易形成嚴密的體系,特別是涉及對一些材料的制備、性能、應用等講解時,跳躍性大,內容枯燥,吸引力不足。但是,通過對課程內容的整合優化以及采用了一些有效的教學手段與教學方法,使該門課程的教學取得了一些很好的效果。

1.學生知識面得到拓寬。本門課程是高分子材料專業在本科教學中一門全面介紹材料知識的課程,學生在學習一些基本理論基本知識的基礎上,通過對一些常用材料的知識學習,對高分子學科的發展、應用等有了更深的、更清晰的認識。學生普遍認為,通過學習使他們對專業知識從懵懂、迷茫轉為清晰、明確,使他們的專業知識面得到的拓展。學生在掌握該課程的核心內容后,對于專業后續課程的學習、學業專題研究以及研究生階段的學習都起到了重要的促進作用。

2.學生學習興趣得到提升。大力開展多媒體教學和網絡教學,發揮學生學習主動性,以及增加講授一些與課程有關的知識發現過程、相關課程內容涉及的科學家的趣聞軼事等等,學生普遍反映通過學習此課程,自己的學習興趣及學習能力得到了較大的提高。例如,通過“課程中心”達到了學生與教師之間的交流互動,學生的寫作能力,對問題的認識深度、廣度,對文獻的分析、歸納、總結能力等都得到了很大提高。

3.學業負擔轉化為精神享受。學生普遍反映,通過在課堂上討論問題,通過課下搜集相關資料,在“課程中心”提供的個人空間上發表,通過整理自己設計的BLOG空間等等,使自己的自主學習能力得到升華,學習成為一種對美好事物的追求,將枯燥的學習負擔轉變為一種精神的享受。

篇5

關鍵詞:卓越計劃;高分子材料與工程;培養方案;改革

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)22-0043-03

教育部“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010―2020)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010―2020)》而實施的重大改革項目,也是促進我國由工程教育大國向工程教育強國的重大舉措[1]。湖北工業大學已獲批教育部卓越工程師教育培養的資格,為地方輸送了大量的工程技術人才,為地方經濟和社會發展發揮了重要作用。本校高分子材料與工程專業是湖北省品牌專業,且已經獲批“湖北省戰略性新興(支柱)產業人才培養計劃”,“卓越計劃”已經申報待批。為保證以上本科質量工程項目的順利實施,結合本專業高分子材料加工的鮮明特色,本專業對培養方案進行了大幅度的革新,旨在進一步夯實學生基礎理論知識的基礎上,強化學生在高分子材料成型加工方面的工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力,并引入環境友好材料和環保生產的理念,培養出更多高素質的以環境友好高分子材料成型加工為特色的高級工程應用型人才。具體將從培養目標的準確定位、課程體系改革、校企聯合培養人才機制的創建、教師隊伍水平的提升、質量培養監控體系的建立等幾方面進行落實。

一、科學論證,準確定位人才培養目標

人才培養目標定位是保證人才培養規格和人才培養質量的前提。本校高分子材料與工程專業創建于1978年,有30多年的辦學經驗,其高分子材料加工的鮮明特色得到省內外同行的認可,高分子材料成型加工是湖北省第一批重點學科,該專業也是湖北省第一批品牌專業,現有教師中近一半從事高分子材料加工方面的教學和科研工作,因此在師資、教學條件及產學研合作等方面均具有良好的基礎。同時省內有著如顧地科技、武漢金牛、武漢華麗環保、武漢三力塑膠、湖北三環汽車工程塑料、武漢天誠型材、宜昌長欣塑業、湖北洋田塑料制品等一大批高分子材料加工企業,多年來本專業畢業生就業率一直穩居98%以上。因此,本專業提出“卓越計劃”培養目標旨在強化學生在高分子材料成型加工方面的工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力,并依托綠色輕工材料湖北省重點實驗室,引入環境友好材料和環保生產的理念,以培養出更多高素質的以環境友好高分子材料成型加工為特色的高級工程應用型人才。

二、課程體系改革

1.理論課程體系改革。本專業圍繞著高分子材料加工特色,將主干課程分為高分子材料基礎理論、高分子材料成型加工、塑料模具及設計、高分子材料檢測與分析四個課程群:①高分子材料基礎理論課程群:高分子化學、高分子物理、高分子材料學;②高分子材料成型加工課程群:聚合物成型工藝學、聚合物流變學、聚合物共混改性、塑料機械等;③塑料模具及設計課程群:機械設計基礎(含課程設計)、工程圖學、塑料模具,模具CAD/CAM(含模具課程設計)等;④高分子材料檢測與分析課程群:高分子材料研究方法、儀器分析、塑料材料檢測與標準等。根據“卓越計劃”培養標準,將目標和標準進行分解和細化為知識能力大綱,然后督促教師對現有的課程教學大綱進行修訂,具體對大綱中各知識點進行細化,明確各門課程及各知識點在學生知識、能力和素質培養過程的角色和作用;這樣就從原來相對單一的專業課程逐漸轉變為以工程專業課程、工程實踐課程為主體、自然科學課程為基礎、人文社科課程為補充的課程體系,最終實現培養目標、培養標準與課程體系的一體化設計。同時在教學方法上要適應課程模塊化的要求,教師不僅加強知識儲備,還要改變以往主要依賴課堂教學“滿堂灌”的教學方式,著力開展基于項目的教學、問題教學、案例教學、研究型教學和探究式教學。

2.實踐教學體系改革。專業課程實驗或設計、認識實習、生產實習、畢業實習、畢業論文等環節構建了本專業現有實踐教學體系,也是培養本專業學生工程實踐能力的主要環節。但目前專業實踐教學環節存在著一些問題:首先,在專業課程實驗或設計方面,以往各門實驗課實驗教學中都有各自獨立的教學大綱,相互之間沒有交叉、銜接,且出現重復教學現象,沒能形成一個有機的整體,體現不出作為專業實驗教學的系統性;而且實驗項目中驗證性實驗比例仍較大,設計性和創新性實驗所占比例少。其次,在三大實習方面,由于學校實習經費有限,且實習企業集成化、自動化、連續化程度較高,實習過程中學生大多只能被動地看和聽,學生的主動性和創造性難以調動,實習效果得不到保證。為了改變傳統的實踐教學各環節脫節的缺陷,加強學生創新能力訓練,本專業設計了基本技能層、綜合應用能力與初步設計能力層、工程實踐與創新能力層這個“三層次”,循序漸進地培養學生的工程實踐能力。其中基本技能層主要依托高分子化學、高分子物理、聚合物成型工藝學、高分子研究方法、塑料檢測與標準等課程的實驗教學,主要幫助學生建立和鞏固高分子科學的基本理論,鍛煉學生關于高分子合成、加工、檢測等方面的基本操作能力;同時設計系統化主題以貫穿整個基礎實驗的教學,使之形成有機整體,如圍繞苯乙烯開設苯乙烯的乳液聚合、苯乙烯的成型加工、紅外光譜法鑒定聚苯乙烯聚合物、聚苯乙烯分子量測定(粘度法)、聚苯乙烯的分子量及分子量分布測定(凝膠滲透色譜法)、聚苯乙烯熔融指數的測定、聚苯乙烯力學性能分析、聚苯乙烯熱性能分析等實驗。在綜合應用能力與初步設計能力層中,除依托機械設計、模具設計等科目的課程設計外,主要是通過綜合實驗全面檢驗學生從高分子合成、加工到檢測各方面的能力。工程實踐與創新能力層主要依托認識實習、生產實習、畢業實習等三大實習和畢業設計。其中三大實習是工科學生理論聯系實際的紐帶,是學生從學校走向社會的橋梁[2]。本專業三大實習主要依托顧地科技、武漢金牛、武漢三力塑膠、武漢天誠型材、宜昌長欣塑業等高分子加工企業完成,通過實習要求學生對聚合物擠出、注射、吹塑等加工工藝及設備、常見塑料管型材配方設計、廢料回收再利用等有一個全面的掌握;另外在生產實習環節通常根據學生興趣會分流部分學生到岳陽石化橡膠合成事業部進行高分子合成方面的實習。實習環節采取分散實習方式,實行雙導師共同指導,改變原來集體實習走馬觀花的弊端,更好地培養其創造能力和綜合能力。

三、校企聯合培養人才機制的落實

高校和企業聯合培養人才機制的內涵是共同制定培養目標、共同建設課程體系和教學內容、共同實施培養過程、共同評價培養質量[3]。但是目前各高校的校企聯合培養人才過程流于形式的居多。其原因主要是校企雙方還沒有做到資源互補、利益共享,企業參與合作教育的積極性不高。在校企聯合人才培養過程中,學校期望通過校企聯合人才培養模式的實施,充分利用企業的資源和優勢,給學生提供校外實習及就業機會以提高辦學效益和教育質量,培養高技術人才;而企業則期望通過校企聯合培養人才的機制宣傳企業的形象,并依靠高校的人才、技術優勢,提升企業的市場競爭力。高校沒有品牌與優勢,企業就得不到高效的人力和技術上的支持,也就會失去接受高校實習的積極性。所以校企聯合培養人才機制的正常運行關鍵是我們的學生進入企業實習能確實幫企業解決一些問題。如果能做到這一點,所有問題就會迎刃而解。事實上在本專業以前的實習實踐中,也有老師帶領學生科研小組赴企業幫企業解決技術難題的成功經驗。對于今后的實習環節,我們將要求教師事先與實習企業充分溝通,由企業根據自己的需求定出幾個技術課題,學生在教師指導下有針對性地成立幾個攻關小組,讓學生帶著問題、有目的地進入企業實習。這樣不僅能更好地鍛煉自己,還可以為企業做出貢獻。只要這些工作得到企業的認可,雙方溝通交流起來就容易得多,也才可能使建立的校企聯合培養人才機制得到真正的落實,實現校企雙贏。

四、教師隊伍水平的提升

師資隊伍建設是高校人才培養的重要條件和保障,實施“卓越計劃”的高校要建設一支具有一定工程經歷的高水平專、兼職教師隊伍。教師隊伍水平的提升主要是要強化教師實踐背景,構建一支既具備堅實的專業理論知識,又具備較強工程實踐能力的“雙結構型”教師隊伍。因此,在“卓越計劃”實施過程中要有準備、有計劃地選送年輕教師進企業,進車間,鍛煉至少半年時間,與企業深入接觸,了解本專業目前最新的生產工藝及設備現狀;并依托現有的橡塑成型加工湖北省工程研究中心開展橫向課題研究,提高教師的技術開發能力。另一方面,從企業聘請具有豐富工程實踐經驗的工程技術負責人擔任本專業兼職教師,承擔學生實習和畢業設計等環節的指導任務,并計劃把一些有實踐技能特長,又有一定理論水平的企業兼職教師引進課堂。在畢業設計環節,實施“雙導師制”,采取校內與企業雙導師培養,學生可以從不同的教師身上博采眾長。

五、質量培養監控體系的建立

建立校內質量監控、聯合培養企業質量監控、社會評價等三個層次、一體化的人才培養質量監控體系。(1)加強教學過程監控,進一步完善校內教學質量監控體系。首先組織教師對本科培養計劃制定的原則進行學習,對本專業培養計劃進行解讀,對課程模塊設置、實驗實習教學環節的比重、課程考評方式等進行討論,完善本專業培養方案;同時組織教師開展經常性的研討,對教案、課件、教學方法等進行交流和講評,相互學習,相互促進,相互提高。其次,組織教師對學校制定的理論課堂教學和實驗課堂教學質量評價指標體系及其內涵進行深入學習,讓教師在教學中有目的地去改進。其三,針對指標體系,狠抓落實,實施全面的考核與評價,如加強教師和學生督導組的工作,不僅要對教師的課堂教學進行評價,對教師的實驗指導也要進行檢查和評價,同時將教學質量評價結果作為職稱評審的重要指標。(2)建立健全校企聯合培養質量監控體系。每年根據企業的生產情況更新實習實踐教學大綱,并實行“雙導師制”,學生實習實踐是在校內外導師的共同指導下完成。在實習過程中,導師的任務不僅僅是指導學生,更要多與學生交流,多提問。實習實踐的成績包括了回答問題、實習態度、答辯以及實習報告等部分。(3)建立社會評價監控體系。首先要關心學生就業情況和就業質量,并建立本專業畢業生就業信息庫;其次與畢業生保持常態聯系,通過他們了解本專業就業形勢的變化、專業知識結構的變化,并建立用人單位對本專業畢業生的調查評價和反饋體系,據反饋信息調整和優化培養方案,使本專業能培養出更多優秀的畢業生。

參考文獻:

[1]沈春暉,董麗杰,熊傳溪.基于“卓越工程師”培養的高分子材料工程專業培養方案改革[J].教育改革,2011,(9):13-14.

[2]劉宇艷,于海洋,龍軍,等.高分子材料與工程專業實踐教學改革研究與探索[J].高分子通報,2011,(11):102-106.

[3]陳歡,龐洪江.淺談卓越軟件工程人才的培養[J].教育探索,2012,(12):83-84.

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關鍵詞: 塑料 成型 教學體會 教學方法

塑料材料科學是當今世界帶頭學科之一,而高分子材料是材料領域的新秀,目前高分子材料在尖端科技、國防建設和國民經濟各領域都得到了廣泛的應用,已成為現代生活中衣、食、住、行、用各個方面所不可缺少的材料。近年來,隨著高分子材料應用領域的發展,單一的材料已不能滿足許多性能要求。塑料成型設備已成為科研、技術開發和實際生產中各個環節必不可少的技術手段[1][2][3]。

《塑料成型設備》課程是我校高分子材料加工專業最重要的核心課程之一,該課程的教學目的是希望學生通過學習掌握聚合物的化學改性、聚合物的填充改性、纖維增強改性聚合物復合材料、聚合物的共混改性及聚合物/無機納米復合材料這幾個方面的改性技術,為以后走上工作崗位,適應社會人才需求打下良好的基礎。因此,本課程在材料學科中有著十分重要的地位。在本文中,我們首先介紹該課程的教學特點,并結合近幾年塑料成型設備技術發展的新情況和我們在該課程中的教學經驗,談一談該課程的教學體會和教學方法。

1.該課程的主要特點

《塑料成型設備》課程實際上是一門綜合了高分子物理、高分子化學、高分子成型加工[4][5][6]等基礎知識的實踐運用課程。它不僅講述了各種改性方法的基本原理,更重要的是傳授了如何運用這些技術手段對已有高分子材料進行改性;可直接指導以后的生產和科研工作,促進高分子材料科學與技術的發展。因此,這是一門要求綜合運用高分子材料學科的各種知識,并要求進行實際操作的具有較強理論聯系實踐的課程,具有綜合性和實踐性較強及知識前沿性的特點。

2.該課程的教學體會和教學方法

2.1教學內容有所側重。

在授課過程中,教師并非要將內容全部灌輸給學生,而是重點突出和注重課程銜接。教學內容要符合實際生產應用及科研的需要,并結合最新改性技術在本專業的主要應用情況及前沿發展動向。因此,目前本課程教學主要立足于聚合物的化學改性、聚合物的填充改性、纖維增強改性聚合物復合材料、聚合物的共混改性及聚合物/無機納米復合材料這幾個方面,同時,研究各種改性技術的基本原理及實際應用要求,選用有代表性的示例,更好地向學生傳授,以培養他們對實際生產和科研工作中存在問題的分析和處理能力。

2.2理論聯系實際,增加實踐性教學環節。

為了調動學生的學習主動性,培養高素質的創新型人才,在教學方法上采用理論聯系實際和講授與討論相結合的方式?!端芰铣尚驮O備》是一門實用性較強的課程,要求結合實際問題來分析和理解理論知識,死記硬背和生搬硬套,都不利于學生對知識的理解和接受。因此,適當增設一些實踐操作課,開展實踐性教學也是教學中必要的部分。在教學實踐上,讓學生參與樣品的制備及儀器的實際操作,并結合課程內容來獨立分析和解決問題,是實踐性教學的目的所在。在老師的指導下,讓學生學會親自操作一些儀器,并對得到的圖譜進行解析,使學生的科研能力得到初步培養和鍛煉,也培養他們分析問題和解決問題的能力。

此外,還可以開設小型科研活動,結合實際問題,通過一兩個系列實驗,激發學生發散思維。如提出請同學們“研究PE材料表面熱氧老化的機理”,這樣教學形式由過去單一的驗證轉變為學生自主資料查閱、交流、思考、設計實驗、制備樣品,并對材料進行綜合性能評價及結構分析,包括利用熱分析、全反射紅外光譜技術、差譜技術及表面能譜技術等,分析在不同溫度、不同時間及有氧和無氧條件下,PE材料表面老化前后的結構變化,從而推斷其熱氧老化的機理。學生通過一系列學習和實踐,不僅掌握了高分子材料的制備研究的基本原理和方法,更重要的是培養了他們自覺學習、獨立思考及獨立科研的能力。

2.3靈活運用多媒體教學手段。

多媒體教學是將文字、圖像、聲音等集合在一起通過課堂教學實施的一種手段[7]。目前,用來制作課件的工具有PowerPoint、Author Ware,以及Flash,不僅使課件圖文并茂,而且可以產生動畫效果,將枯燥乏味的理論知識直觀化和形象化[8]。這樣,一方面可以充分調動學生在整節課堂上的學習積極性和興趣。另一方面使學生更加容易地理解所講授的內容,雖然多媒體課件能夠起到很好的教學效果,但是并不能完全替代板書。對于需要重點強調的內容及一些重要反應式和理論公式的推導,我們必須在課堂上進行板書,以加深學生的印象。因為雖然塑料成型設備更偏重于應用,但是其應用是建立在理論學習基礎之上的,只有奠定了堅實的理論基礎,才能夠更好地開發和應用已有的改性技術。因此,我們在課堂上進行多媒體教學的同時,絕不可忽視板書所起的作用。

2.4注重教學效果反饋,提高教學質量。

建立健全配套的教學管理制度是課程建設的重要內容,它應與學校整體管理制度結合起來,在管理內容方面涉及教學質量的評估、教學質量的監控、學分制管理、考試考核及教師的聘用、考評、獎懲等[9]。我們在講授塑料成型設備試課程時,是把教學效果和教學過程的管理有機結合起來的,在嚴格教學管理的同時,充分調動教與學的積極性。目前,我們采用的方法主要是通過定期問卷調查的形式跟蹤教學質量。有兩種問卷,一種是不記名的問卷,一般有2個問題:(1)你對該課程的學習興趣如何?提供5個答案供選擇,分別為:很“感興趣”、“比較感興趣”、“一般感興趣”、“不感興趣”和“很不感興趣”;(2)對課程講授的合理化建議。另一種是記名的問卷,有3~4個問題,內容與當節課堂講授的知識相關,并且至少有2個問題是延伸性的。通過這兩種問卷的調查,可以較好地認識教學環節中存在的不足之處,了解學生課堂學習的狀況,進一步改進教學方法,強化教學效果。在以后的教學過程中,我們還計劃采取另外一種方法,即首先在課程講授前期提供一些塑料成型設備相關的題目,然后將學生分為不同的小組,讓其選擇感興趣的題目并利用空余時間制作PPT,在課程后期派出各個小組的代表上講臺演講,每人講3~5分鐘,講完后大家提問題,然后由教師進行點評,總的時間限定在2個學時。這樣做的目的是充分調動學生的學習積極性,進一步加深他們對高分子改性技術的認識和理解。

3.結語

塑料成型設備課程是一門應用性較強的綜合性課程,隨著我國材料應用領域的發展而快速發展,在高職高專院校高分子材料加工專業開設該課程及提高其教學質量的要求愈加迫切。因此,我們需要積極地采取各種措施去適應這種新的要求,改進教學方法,提高教學質量,為高分子材料加工行業培養出優秀的專業技術人才,以推動其更加健康有序地發展。

參考文獻:

[1]董建華.國家自然科學基金高分子科學學科近況介紹[J].高分子通報,2008.7:38-41.

[2]李曉,錢一鈞,張衛英.高分子化工方向專業課程體系設計[J].化工高等教育,2001.5:50-52.

[3]朱高峰.論高等工程教育發展的方向[J].高等工程教育研究,2003(3):1-4.

[4]雷彩紅.高分子材料研究方法“課程教改初探”[J].廣東工業大學學報社會科學版,2008(5):127-128.

[5]夏峰,林少琨,王曉,等.發揮現代分析儀器作用培養高素質科技人才[J].實驗室研究與探索,2000(5):18-21.

[6]陳立貴,袁新強,李雷權,等.高分子材料與工程專業綜合實驗教學的改革與實踐[J].科技創新導報,2008;(9):234-234.

[7]張發愛.高分子材料專業涂料課程教學初探[J].高分子通報,2006(4):93-95.

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關鍵詞:高分子材料與工程;生產實習;困境

作者簡介:盛旭敏(1977-),女,四川彭州人,重慶理工大學材料學院,講師;王選倫(1976-),男,四川南充人,重慶理工大學材料學院,副教授。(重慶 400054)

中圖分類號:G642.44?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)31-0111-02

重慶理工大學高分子材料與工程專業成立于2007年,主要培養在高分子材料合成、改性以及成型加工等領域從事技術開發、工藝和設備設計、生產管理工作的應用型專門人才。經過近五年的建設及發展,高分子材料與工程專業在招生規模、課程體系構建、專業平臺搭建等方面已基本穩定下來,但在生產實習等實踐教學環節的實施方面還存在實習效果欠佳等問題,需要積極尋求有效對策,進一步改善實習效果。

生產實習是高分子材料與工程專業實踐教學的重要環節,在這一教學環節中,學生通過在工廠實地參觀、學習,強化對書本知識的理解,加深對生產過程、成型設備、生產管理等方面的感性認識。[1]為迎合市場經濟體制下生產企業對人才的要求,工科學生不僅需要具備扎實的理論知識,還需要進行相關專業技能訓練,以便提高工作中的創新能力。因此工科院校應充分重視生產實習實踐環節。[2]

重慶理工大學高分子材料與工程專業的生產實習時間共4周。其中前2周安排學生在重慶市內實習,實習單位分布在重慶主城區及璧山等郊區,以生產塑料管材、汽車內飾件等產品的中小型企業為主;后2周為重慶市外實習,主要安排在四川長虹集團等自動化程度高,技術水平先進的大型企業進行。學生在重慶主城區企業實習以參觀為主,當天往返;在郊區及市外實習則采用駐廠實習的形式。

從高分子材料與工程專業2007級、2008級兩屆學生的實習情況來看,實習效果總體欠佳,究其原因,主要由以下三方面因素造成:一是實習聯系難,經費緊張;二是實習模式主要由實習單位決定,學校自不高;三是實習時間安排不夠恰當。

一、加強校企合作,就近建立穩定實習基地

實習聯系困難,經費緊張是各院校工科專業生產實習面臨的普遍問題。[2,3]

1.加強校企合作是解決實習聯系困難的關鍵

在計劃經濟體制下,高校招生規模比較小,工科院校學生緊俏,各大中型國有企業本著吸引人才的目的,也樂于接待工科院校學生進行生產實習,故不存在生產實習單位難以聯系的問題。而在現有市場經濟體制下,除四川長虹集團、洛陽拖拉機廠、十堰二汽集團等少數國有企業愿意繼續接待工科院校學生生產實習外,多數企業都不愿意接待學生實習。原因在于企業為自負盈虧,以生產效益為第一目標,接待學生實習容易打亂正常的生產秩序。此外隨著高校招生規模逐年擴大,學生人數不斷增加,企業出于學生安全考慮以及技術保密等原因也不愿接待大批學生進企業實習,從而造成實習聯系困難的現實。

重慶理工大學高分子專業實習帶隊教師曾嘗試聯系重慶周邊某大型國有企業。該企業設備先進、技術全面,不僅擁有從美國杜邦公司引進的高分子原料生產線,塑料產品的注塑、擠塑、吹塑生產線也一應俱有,并且還有專門的塑料模具設計及模具加工分部,擁有奧地利進口的深孔鉆等先進的模具加工設備。該企業所在地距離重慶市約兩小時車程,交通十分便利,非常適合重慶理工大學高分子材料與工程專業學生進行生產實習。但經咨詢該企業人力資源部,對方明確表示只接待有校企合作關系的高校學生。

2.就近建立實習基地是緩解實習經費緊張的有效途徑

在市場經濟體制下,隨著物價水平不斷提高,生產實習單位針對學校收取的學生實習費和培訓費等也普遍上漲。以重慶市內實習單位為例,幾年前每個學生每天的實習費一般按3~5元收取,而現在則按每人每天10~15元收取,較幾年前上漲了2~3倍。此外,因重慶周邊無法聯系到專業對口且愿意接納學生駐廠實習的大型企業,高分子專業只能舍近求遠,到四川綿陽實習,由于目前重慶、綿陽兩地無直達火車,只能選擇乘坐汽車包車前往,車程約5小時。學生實習交通費、住宿費等大幅增加,導致有限的實習經費更是捉襟見肘。實習經費不足直接影響了實習單位的選擇、實習內容的安排,路途時間延長也導致學生市外實習時間的壓縮,嚴重影響了實習效果。

可見,要從根本上解決生產實習單位“年年聯系,年年換”的困境以及在有限的實習經費下保質保量完成生產實習任務,還是需要由學校相關部門出面,與重慶周邊企業特別是與高分子材料與工程專業對口的大中型企業建立良好的合作關系,以產學研結合的思想為基礎,重視校企合作,以便在重慶周邊就近建立起穩定的實習基地,從根本上解決實習困境。

二、改進實習模式,加強學校自

由于目前生產實習單位基本依靠校友關系或專業教師的私人關系聯系,“求人辦事”,實習帶隊教師也無法對實習企業提出實習行程安排及實習內容的具體要求,學生在企業進行生產實習時通常只能聽從實習單位安排。目前,高分子材料與工程專業的生產實習模式主要以實地參觀、生產體驗等形式為主。

1.“走馬觀花”,學生收獲最小

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一、化學教學價值

新課程改革使所有的教育活動要圍繞體現學生主動認知、健康發展的核心價值而進行?;瘜W教育價值在于其能夠奠定學生的科學素養基礎,形成基本的化學觀念,提供化學學科獨特的認識物質世界的視角與完善“結構決定性質、性質反映結構”等化學思維結構。但是,在傳統的化學教學領域中,大部分教師對化學教學價值的認識還停留在“傳遞化學知識”上,部分教師雖然已經關注到學生技能與技巧的發展,但大多為點綴。在教學實踐中,教師奉行的價值觀與理想中的教學價值觀并不一致,相去甚遠。因此,我們要想轉變教學價值觀,就要在化學教學實踐中不斷摸索、發展與完善。

二、“功能高分子材料”的化學教學價值

“功能高分子材料”是人教版高中化學選修5第五章第三節的內容,是高中“有機化學”的最后一節內容。在傳統教學中,我們會把這節課當作科普內容介紹給學生或安排學生自學。然而,經過深入分析教材,我們就會發現,這節容易被忽視的課,從各個方面都蘊含著可實現的化學教學價值。功能高分子材料與學生的生產生活實際、高科技材料發展有著緊密的關系,能夠深層次地體現“結構決定性質”的化學思維結構,運用宏觀與微觀視角解決本節教學相關問題,能讓學生體驗有機化學原理在解決實際問題中的重要作用。如何才能在教學實踐中實現化學的教學價值,我結合“功能高分子材料”的教學實例,將具體分析如何在新課程改革的教學實踐中實現化學教學價值。

1.奠定科學素養基礎,形成基本的化學觀念

形成超越課堂的持久價值和遷移價值是化學學科具有強大生命力的體現。《高中化學新課程標準》強調從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等三個維度著手培養學生的科學素養,在此基礎上形成基本的化學觀念,使之成為認識物質世界、做出相關判斷的出發點與基本依據。這意味著化學教學不僅要提供給學生基本的化學知識、技能和方法,更重要的是要讓學生從化學視角去認識科學、技術、社會和生活,了解化學制品對人類的影響,形成如微粒觀、元素觀、分類觀、結構決定性質等基本的化學觀念,懂得運用化學知識去治理環境污染,合理地開發和利用化學資源,在面臨與化學有關的社會問題的挑戰時,做出更理智、更科學的決策。

圍繞“奠定科學素養基礎、形成基本的化學觀念”這一教學價值,我在“功能高分子材料”的教學過程中突出教學素材的選取和化學觀念的合理運用。

在引入環節,我展示了功能高分子材料在各個領域的廣泛應用,從新材料的實際應用出發,讓學生了解功能高分子材料,引導學生關注高科技產品與生產生活的緊密聯系。隨后,我會問同學們這樣一個問題:在沙漠治理和抗旱保水的過程中,我們需要一種高吸水性材料,如何獲得?這就將學生置身于解決實際問題的環境中,面對與化學有關的社會問題的挑戰,引導學生去探求化學知識的實際應用價值,引發他們進行創新性思考。

為了解決這個問題,我讓同學們說說生活中常見的吸水性物質有哪些?之后,我會從他們都熟知的物質――棉花入手,分析其性質和結構特點,引發學生有針對性的思考和研究,從而在明確其結構特點與性質關系的基礎上,對棉花的結構按需進行改造,合成能夠解決沙漠問題的高吸水性材料――聚丙烯酸鈉。所有的教學環節都在培養當學生面臨與化學有關問題的挑戰時有運用化學研究的一般思路做出科學決策的能力。

在我們完成探究高吸水性材料的性質之后,我又以尿不濕為例拓展高吸水性材料的重要應用,從應用和結構的角度比較聚丙烯酸鈉與聚丙烯酰胺性質的異同,培養學生從化學視角分析生活中常見物質結構和性質的異同,鞏固學生已有的基本認識和觀念,培養學生觀察、對比和分析等科研能力。

這部分教學材料的選取始終突出化學的教學價值,圍繞奠定學生化學科學素養基礎的要求,將化學課堂教學與學生生活體驗、高新科技發展緊密聯系在一起,將各種素材在有機合成思想的指導下合理安排,落實官能團性質、有機合成思路等化學知識,幫助學生主動建立并鞏固化學觀念,引發學生對化學與社會、科技的主動關注與思考,嘗試運用化學知識解決現實世界的問題。

2.提供化學學科獨特的認識物質世界的視角

微觀結構與宏觀性質的關系是認識客觀世界的一個思想方法,是化學不同于其他學科的最具特征的思維方式。化學的基本特點是在分子水平上研究物質的結構、組成、性質和變化,在微觀層面揭示事物一般的、本質的與深層次的特征與聯系,因此,化學能幫助學生從宏觀與微觀視角認識物質及其運動,使他們的認識得以升華。

“功能高分子材料”一課的教學實踐源于學生的生活經驗,我們可以從宏觀層面研究天然吸水性材料――棉花的宏觀性質和外部特征,探究棉花具有一定吸水性和保水能力的原因。在這個過程中,學生能夠在問題的驅動下主動地分析棉花纖維素分子的功能基團和分子骨架,自覺從微觀層面研究分子物質的組成。結合素材分析微觀結構,我們會進一步思考并討論如何通過改變結構,增強棉花的吸水能力和保水能力,進而獲得強吸水性和強保水能力的高吸水性材料,從微觀分析進入到宏觀觀察,進而探究聚丙烯酸鈉的性質和特征。

3.完善“結構決定性質、性質反映結構”的化學思維結構

化學研究既重視觀察與操作,又突出化學思維,從實現化學教學價值的角度看,建立并完善“結構決定性質、性質反映結構”的化學思維結構是化學教學的一個核心任務?;瘜W教學需要喚起學生主動進行科學探索的意識,更要優化學生的科學思維結構。

“功能高分子材料”一課通過改造和修飾功能基或分子骨架,合成所需要的功能高分子,將“結構決定性質”的體現從靜態結論轉變為動態過程,讓學生從被動地接受轉變為主動運用化學觀念。從完善“結構決定性質、性質反映結構”的化學思維結構視角出發,我們通過對高吸水性樹脂的合成分析,遵循材料科技發展的路徑,從天然材料中得到啟發,通過引入功能基團和改造分子骨架,得到高性能材料,從結構角度認識性質,進行結構優化,實現性能優化,最終形成合成功能高分子材料的一般思路。例如,我會從學生熟知的天然吸水性材料――棉花開始,探究它的吸水性和保水性,分析哪些分子結構特點會影響棉花的性質,認識纖維素分子的分子骨架和功能基團與棉花吸水性、保水性的關系。因為棉花的性質特點不能滿足沙漠治理的需要,如何在了解棉花的結構后合成高吸水性材料?我會讓學生從纖維素分子的結構入手,改造分子結構,通過對分子骨架的改造和功能基團的修飾,設計出合成高吸水性材料的路線,合成聚丙烯酸鈉,通過實驗驗證其性質,反映物質結構與性質的關系。

化學課程把形成學生主動、健康發展的意識與能力作為其實施的核心價值,因此,我們要在化學教學活動中,選取教學素材、設計探究活動、安排教學程序,完成化學教學的真正任務,實現化學教學的價值。

參考文獻:

[1]胡久華,王磊.促進學生認識素養發展的化學教學[J].教育科學研究,2010(3).

[2]教學部基礎教學教材審定工作辦公室.新課程實驗教材精粹選評(化學卷)[M].北京:人民教育出版社, 2012.

[3]林承志.化學課程與教學論[M].北京:北京師范大學出版社,2012.

[4]沈理明.化學教學研究[M].鎮江:江蘇大學出版社,2010.

[5]楊梓生.試析《化學1(必修)》教材如何引導學生形成化學觀念[J].化學教育,2008(4).

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【關鍵詞】 材料 發展 金屬材料 無機非金屬材料 高分子材料

人類社會的發展歷程,是以材料為主要標志的。歷史上,材料被視為人類社會進化的里程碑。對材料的認識和利用的能力,決定著社會的形態和人類生活的質量。歷史學家也把材料及其器具作為劃分時代的標志:如石器時代、青銅器時代、鐵器時代、高分子材料時代……

100萬年以前,原始人以石頭作為工具,稱舊石器時代。1萬年以前,人類對石器進行加工,使之成為器皿和精致的工具,從而進入新石器時代。現在考古發掘證明我國在八千多年前已經制成實用的陶器,在六千多年前已經冶煉出黃銅,在四千多年前已有簡單的青銅工具,在三千多年前已用隕鐵制造兵器。我們的祖先在二千五百多年前的春秋時期已會冶煉生鐵,比歐洲要早一千八百多年以上。18世紀,鋼鐵工業的發展,成為產業革命的重要內容和物質基礎。19世紀中葉,現代平爐和轉爐煉鋼技術的出現,使人類真正進入了鋼鐵時代。與此同時,銅、鉛、鋅也大量得到應用,鋁、鎂、鈦等金屬相繼問世并得到應用。直到20世紀中葉,金屬材料在材料工業中一直占有主導地位。20世紀中葉以后,科學技術迅猛發展,作為發明之母和產業糧食的新材料又出現了劃時代的變化。首先是人工合成高分子材料問世,并得到廣泛應用僅半個世紀時間,高分子材料已與有上千年歷史的金屬材料并駕齊驅,并在年產量的體積上已超過了鋼,成為國民經濟、國防尖端科學和高科技領域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的發展。陶瓷是人類最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和特殊制備工藝的發展,使陶瓷材料產生了一個飛躍,出現了從傳統陶瓷向先進陶瓷的轉變,許多新型功能陶瓷形成了產業,滿足了電力、電子技術和航天技術的發展和需要。

現在人們也按化學成分的不同將材料劃分為金屬材料,無機非金屬材料和有機高分子材料三大類以及他們的復合材料。

金屬材料科學主要是研究金屬材料的成分組織、結構、缺陷與性能之間內在聯系的一門學科。金屬材料科學與工程的工作者還要研究各種金屬冶煉和合金化的反應過程和相的關系,金屬材料的制備方法和形成機理,結晶過程以及材料在制造及使用過程中的變化和損毀機理。對其按化學成份進行分類可以分為鋼鐵、有色金屬以及復合金屬材料。按用途分類包括結構材料和功能材料。

金屬基復合材料(MMC)因其良好的性能而得到了人們廣泛的關注。它是一類以金屬或合金為基體,以金屬或非金屬線、絲、纖維、晶須或顆粒狀組分為增強相的非均質混合物,其共同點是具有連續的金屬基體。目前,特別是航空航天部門推進系統使用的材料,其性能已經達到了極限。因此,研制工作溫度更高、比剛度和比強度大幅度增加的金屬基復合材料,已經成為發展高性能結構材料的一個重要方向。1990年美國在航天推進系統中形成了3250萬美元的高級復合材料(主要為MMC)市場,年平均增長率16%,遠高于高性能合金的年增長率1.6%。

無機非金屬材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質組成的材料。是除有機高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統稱。在晶體結構上,無機非金屬的晶體結構遠比金屬復雜,并且沒有自由的電子。具有比金屬鍵和純共價鍵更強的離子鍵和混合鍵。這種化學鍵所特有的高鍵能、高鍵強賦予這一大類材料以高熔點、高硬度、耐腐蝕、耐磨損、高強度和良好的抗氧化性等基本屬性,以及寬廣的導電性、隔熱性、透光性及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性。無機非金屬材料已從傳統的水泥、玻璃、陶瓷發展到了新型的先進陶瓷、非晶態材料、人工晶體、無機涂層、無機纖維、半導體材料以及光學材料。由于新型無機非金屬材料除具有傳統無機非金屬材料的優點外,還有某些特征如:強度高、具有電學、光學特性和生物功能等,因此它們已成為現代新技術、新產業、傳統工業技術改造、現代國防和生物醫學所不可缺少的物質基礎。

高分子材料為有機合成材料,亦稱聚合物。自20世紀20年代德國著名科學家斯托丁格開創這一學科以來,高分子科學和技術的發展極為迅猛,如今已形成非常龐大的高分子工業。它具有較高的強度,良好的塑性,較強的耐腐蝕性能,很好的絕緣性能,以及重量輕等優良性能,在是工程上的發展最快的一類新型結構材料。高分子材料按其分子鏈排列有序與否,可分為結晶聚合物和無定型聚合物兩類。結晶聚合物的強度較高,結晶度決定于分子鏈排列的有序程度。工程上通常根據機械性能和使用狀態將其分為三大類:塑料、橡膠以及合成纖維。其中,我國的合成纖維、合成樹脂和合成橡膠已分別居世界產能的第一、二和三位。

參考文獻

[1]謝盛輝.《材料科學發展史》.課程構想及教學綱要.2006:26(5)

[2]許順生.金屬材料科學概述.中國科學院上海冶金研究所

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關鍵詞:聚合物;成型加工;教學模式;教學改革

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)03-0268-02

一、前言

目前,全球聚合物材料年產量達數億噸,在人們的生活和生產中具有不可替代的作用。聚合物制品的性能取決于聚合物本身的性質和成型工藝等。聚合物成型加工是獲取高分子材料制品、體現材料特性和開發新材料的重要手段,是高分子材料學科的重要組成部分,這其中包含了許多高分子物理和高分子化學的相關問題,而且與生產實踐密切相關。為了使學生能夠全面了解和把握聚合物的成型加工技術,《聚合物成型加工》課程涵蓋了諸多內容,包括影響聚合物性能的物理化學因素、添加劑、配方設計、聚合物流變學、聚合物共混與制備、成型加工設備、成型工藝等內容,是一門理論性和實踐性緊密結合的課程。[1]

如何在教學過程中將基礎理論和生產實踐相結合,用理論知識來解決生產中遇到的問題,或通過實踐中的具體例子來豐富和解釋課程中的理論問題,使學生通過對本課程的學習真正掌握相關專業知識,具有高分子材料及其制品設計、生產和研究的科學思維以及創新研究素質,是本課程教學的核心問題。

鑒于上述特點,要學好本課程,就要求學生對高分子化學與高分子物理、成型加工的設備與工藝有一定的感知,講授內容要有直觀性。傳統單一板書的授課方式已經難以滿足該課程的教學要求,不易達到優秀的教學效果。[2]

針對這些問題,本課程在教學過程中對教學方法、教學模式進行了有益的改革與探索。將課堂講授、動畫仿真、實踐教學、課外科研、生產實習相結合,形成了一套課內課外聯動以提高教學質量和學習效果的新模式。

二、課堂教學改革

在課堂教學方面,首先要讓學生明確聚合物成型加工是一門綜合性和實用性很強的學科,近年來發展迅速,新技術和新產品層出不窮,社會和企業對相關人才的需求十分迫切,學好該課程對學生的未來大有裨益,從而激發學生學習的主動性和積極性。在教學過程中,一方面要重視對基礎理論知識的講解,讓學生“知其然”又“知其所以然”,例如在講解壓延薄膜時要讓學生知道薄膜存在各項異性,更要讓他們知曉為何會產生各項異性,如何削弱或者利用各項異性設計想要的產品;另一方面,教師在課程教學中應注意結合成型加工領域的研究前沿和最新發展動態,介紹先進的成型加工設備、工藝和科技成果,豐富和活化教學內容,使教學內容與時代的步伐接軌,讓學生能夠掌握更多、更新的專業知識。

根據聚合物成型加工涉及的主體內容和本學科特色,該課程以“材料―設備―工藝―制品”為主線、以培養學生扎實的工程素養為目標來組織教學內容。在教學過程中,從高分子材料的加工原理出發,以成型加工的工程觀點為著眼點,剖析各種聚合物材料或制品適合的成型加工方法,比較不同成型加工方法之間的共性和區別,使原本寬泛的課程內容集中化、系統化,便于學生歸納、總結和掌握抽象概念以及所涉及的實質問題。

在教學過程中,加強互動式教學[3],通過教師與學生雙方平等交流、探討甚至辯論,加深學生對知識和現象的理解,進而激發教學雙方的主動性、積極性和探索性,提高教學效果??紤]到本課程信息量大、知識點多,本課程教學還采用先進的技術手段輔助教學,使課程內容形象直觀準確,在有限的課時內對課程全面系統、深入簡出地講解,讓學生更容易的接收和理解。例如,采用多媒體授課可以根據需要隨時由理論知識切換到相關的生產現場,既延伸了課堂又增強了授課的說服力,使同學們認識到理論來源于實際而又指導實際的事實,認識到學習本課程的價值和意義。在多媒體課件中增加了豐富的圖片和三維動畫,可以對學生原本陌生的加工設備、成型工藝、加工原理進行形象的演示,其效果遠勝于教師的板書和口授。多媒體教學所選取的圖片和動畫素材源于國內外相關的精彩報告、精品課件以及在生產現場拍攝的與課程內容相關的聚合物成型加工過程,內容包括壓制成型、擠出管材、注射成型、吹塑薄膜、二次成型(“注―拉―吹”工藝)、壓延薄膜等,實現了課程的多媒體化、可視化,使學生對聚合物材料成型加工藝有了實際的感性認識,對成型加工過程有了“身臨其境”的效果。

另外,課堂教學還充分利用學校的中試車間資源,將與成型加工設備相關的課堂由教室延伸到車間,教師與學生面對真實設備(如擠出機、吹膜機、注射劑等)一起學習其結構、組合、工作原理等。該嘗試很好的克服了理論課程講授時學生對所講理論缺乏感性認識;成型工藝試驗時學生對所做實驗缺乏理論認知等矛盾。

三、課外教學改革

雖然上述課堂教學改革探索收到了良好的效果,但仍然未能真正實現教學目標,并且容易使學生眼高手低,實際工作時不能學以致用?!毒酆衔锍尚图庸ぁ肥且婚T實踐性很強的專業課程。因此,有必要對該課程開設配套的實驗和實踐教學。讓學生在實驗室和工廠中真實地了解和直觀認識成型設備、工藝流程和制品的后處理與性能,開發學生的創新與創造力,培養學生用知識武裝自己、解決實際問題的能力。

為此,江南大學通過開設為期兩周的聚合物成型工藝實驗、組織課外科研興趣小組、組織學生參加高分子成型加工生產實習等課外環節,提高學生對《聚合物成型加工》的理解和學以致用的能力。

首先,圍繞“材料―設備―工藝―制品”這條課程主線,將聚合物材料的選擇、制備、成型加工以及性能測試等方面有機地聯系起來,開設了一系列綜合性成型工藝實驗,包括包括聚丙烯的擠出和注塑、聚乙烯的擠出吹膜、聚氯乙烯的開煉機和密煉機混煉、聚氯乙烯混合物的壓制成型等試驗項目,這些實驗涵蓋了《聚合物成型加工》課程的主要成型工藝。例如,在聚合物的注射成型實驗中,要求學生根據原料的結構與物性,優化成型加工工藝參數(溫度、壓力、保壓時間),并對注塑制品的沖擊/拉伸/彎曲/熱變形溫度等性能進行測試。通過理論學習與實驗實踐的交叉和對“材料―設備―工藝―制品―性能”之間關系的分析與構建,讓學生系統有效地掌握所學知識,并獲得靈活應用知識的能力,為下一步畢業設計和就業奠定良好的基礎。

其次,本專業教師以開展國家級、省級、校級大學生創新實踐活動為契機,積極組織學生參與聚合物制備、改性、制品設計等方面的創新課題。學生則分組參與自行設計或者與導師共同商定的課題研究,全面參與研究方案的制定、原材料的選擇、共混配方與工藝的優化、制品的制備、制品的設計與性能測試、結果的總結匯報等過程。在專業導師的指導下,通過興趣小組開展創新課題實踐,不僅加深了學生對本課程內容的理解和掌握,還培養了科研創新的能力、分析問題的能力、解決問題的能力、團隊協作的能力以及查閱文獻和撰寫報告的能力。舉辦課外興趣小組活動五年多來,不少興趣小組對自己的創新成果申請專利或者撰寫論文,取得較好的效果,學生參與踴躍,目前興趣小組對學生的覆蓋面達80%以上。

此外,學校和學院加強與周邊高分子材料企業的聯系和交流,建立了10個實習實踐基地,涉及聚合物成型加工的各個領域,包括橡膠模壓成型、聚丙烯注射成型、多層擠出成型等。本專業每年由學院組織、專業老師帶隊,帶領本專業相關年級全體學生深入到企業一線,參觀學習聚合物成型加工的生產過程,聽取工廠技術人員的相關介紹,實地了解成型設備、工藝流程、質量控制及生產線管理等,使學生對工業化生產有具體、直觀的認識,真正將基礎理論與實際應用結合起來,讓學生掌握科學的方法,培養科學的思維,成為真正社會和企業所需要的有創造力的有用人才。

四、結語

綜上所述,《聚合物成型加工》具有很強的工程應用性,學習該課程時要求學生建立起大工程的整體觀。要達到這樣的教學水平和目標,既要充分利用現代化的教學手段豐富課堂教學內容,又要借助課外資源充分調動學生參與實驗實踐的積極性,將理論學習與實踐教學緊密結合,發揮其協同效應。通過近年來對本課程教學改革與探索,發現課內課外聯動的教學模式能較好的適應本課程的教學要求,具有更好的教學效果。

參考文獻:

[1]周達飛,唐頌超.高分子材料成型加工(第二版)[M].北京:中國輕工業出版社,2006.