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高分子材料与工程

时间:2022-10-18 06:54:49

高分子材料与工程

高分子材料与工程范文1

问:高分子材料与工程专业的研究对象是什么?

答:高分子材料与工程是一门将理科、工科相结合的专业。高分子材料,又可以称作石油化学工业。在发达国家,石油化学工业里60%~70%的产值是由高分子来体现的。高分子专业涉及合成与加工两个方面,到了硕士阶段分设理科的“高分子化学与物理”和工科的“高分子材料”两个专业。

问:本科核心课程有哪些?高分子材料与工程专业的学生需要具备什么特质?

答:有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、高分子材料、功能高分子导论。其中的高分子化学、高分子物理和高分子材料都有相对应的实验课。

我认为一个专业需要各种各样的人,高分子也是一样。不能说哪类学生特别适合学这个专业,我倒觉得更应该是学生在选择高分子后,能够主动去适应这个体系,发挥自身的特点,不断深入,持之以恒,这样才能够学好。

小编插话:如果能够不断深入学习,持之以恒,说不定就会像美剧《生活大爆炸》中的谢耳朵、霍华德他们一样,成为厉害的物理学家或化学家!在学习的路上,就算脚踩荆棘也要大步前行,来看看都会遇到怎样的困难吧。

问:在高分子材料与工程专业的学习过程中,有可能遇到的困难是什么?

答:困难主要在于从经典化学到高分子化学的改变。高分子是混合物,所以高分子化学的化学式,结构不明确。在经典化学中,化合物有明确的分子式,但到了高分子化学,很多时候我们只能说大概是这样,不够明确,这会令学生困惑。

等到学习高分子物理,困惑就更多。因为学科体系尚未完全建立,很多东西只是在一定条件下的研究过程中,觉得应该是那么回事,至今没有定论。这种现象,对学生甚至老师来说,都是困惑的。

此外,高分子是大分子混合物,每一个聚合物的分子量有几万、几十万,甚至上百万,分子量庞大,且混在一起,此时就需要统计理论来总结规律。高分子物理里有大量统计理论,而统计理论对一般人来讲,很难理解。

问:大家是否有对高分子材料与工程专业的理解误区?

答:很多人认为高分子材料是不环保的,特别是所谓的“白色污染”,这样的说法并不科学。高分子材料从制造、使用、处置和无害化处理的多环节的综合评价结果来看,是对环境污染最小和能量消耗最少的材料。国内之所以出现“白色污染”,是因为人们没有养成良好的环境保护理念和垃圾分类处置的习惯。学习和掌握了高分子的相关知识,不仅可以成为你事业的方向,还可以使自己的生活过得更加健康和环保。

问:高分子材料与工程专业的毕业生,主要是面向哪些行业就业?

答:各行各业都可以。我们系大多数学生读研究生、出国,真正本科一毕业就去工作的好像很少,硕士毕业很容易找工作。

高分子材料与工程范文2

摘要:由于我国对于国际化人才需求的急剧增加,专业外语课程的教学对于我国高校人才培养的意义变得越来越明显。但是专业外语的教学存在的一个关键问题是课程内容设置不科学,这首先是由于对于这门课的学科特点认识不清,其次是因为各个学校学生生源的英语水平差别较大,导致教学当中的困境。本文深入分析了以上两方面的原因,并提出了具体解决问题的方法。

关键词:专业外语;教学改革;课程内容设置

当前我国大部分高等院校的大部分专业都开设了专业外语课程,这适应了当下社会对大学生外语人才质量的提升的要求,也对于提高大学生的专业水平有着重要的意义。作为专业能力培养的一部分,专业外语课程的教学不仅加强了大学生的英语应用能力,也使得大学生初步具备了利用英语这个语言工具与国际上的专业人士进行全方位的沟通能力,并使将来其成为一名我国“一带一路”战略急需的国际化专业人才[1-2]。

1专业外语这门课的特点及教学中面对的困难

笔者通过综述相关的教改文献发现当前专业外语教学存在以下问题:一、由于学生把学习重心放在大学英语四、六级考试上,学生对于专业外语的学习积极性不高;二、课程考查方式不科学;三、合适的教材不易找到;四、教学方式需要改革[3-6]。笔者认为存在以上这些问题很大程度上是由于对于专业外语这门课程的特点思考不够,以及没有针对学生的实际情况因材施教,所以需要先厘清以下问题:顾名思义,专业外语这门课至少要突出两个重点,要把专业知识和英语学习结合起来。专业外语是以英语为媒介传递的专业知识,仍然是英语语言的一种呈现形式,所以英语语言的综合能力的培养在这门课的教学中应该占据重要的内容。因此专业外语本质上仍然是一门英语课,而一门完备的英语课至少应该包含以下几个方面的内容。(1)专业词汇的学习记忆。词汇的学习记忆是英语学习的基础,也是英语学习的难点。在英语为母语的国家,一个受过良好教育的人的词汇量却需要几万。所以对于中国学生来说,背单词是学英语必须要过的一关。(2)专业文献的阅读理解。对于大学水平的专业英语文献阅读理解,一个重要的特点是长难句更多,而这一点是与大学英语四、六级考试以及考研英语考试的特点是相通的,甚至有时大学英语四、六级考试与考研英语考试中出现一个段落就只有一个句子的情况。学生们普遍反映即使有时句子中每个单词都理解,但是仍然不能准确理解句子的意思。(3)专业文献的写作能力的培养。一些学生的写作能力相当薄弱,甚至不能有把握地写出一个简单的正确的英文句子。很多学生习惯性地将头脑中的句子里的中文一一对应地机械地翻译成英文,完全不符合英语自身的语法特点和规范。(4)专业文献的笔译能力的培养。准确对专业文献进行翻译必须是在对文献准确理解的基础上进行的,同时对学生的英文和中文水平都提出了更高的要求。巧合的是,在考研英语中难度最高的题型也是翻译题。(5)与专业人士的口语交流能力的培养。中国学生的英语学习普遍存在能理解不能张口说的问题,因此在教学中如何能提高学生用英语交流的能力也是一个迫切的关注点。(6)同时专业外语这门课又紧密地与学生的专业课程相联系,其中要涉及到大量的专业知识。如何在课堂上把专业知识和英语学习有机地结合起来,为国家急需的国际化专业人才的培养打下良好的基础,也是这门课的教学需要面对的一个挑战。笔者认为以上这些问题是大学中每个开设专业外语这门课的老师需要解决的带有普遍性的共同的关键问题,只有解决好这些问题才能达到这门课的教学目标。

2各种问题的解决方法

学生的英语基础是制约这门课程教学内容设置的一个关键因素。教育的基本原则是要教授学生能学懂的内容,教学的内容一定要因材施教。显然,即使使用同一本教材,985和211院校的学生与普通二本院校的学生的教学内容和教学进度肯定都会存在较大的区别。专业英语教学的有关英语方面的基本内容与普通英语教学的并无很大的差别,基本上是包括词汇、语法、阅读理解、写作、口语。借鉴分级教学的经验,显然面对不同的学生应该有不同的侧重点。专业外语中英语词汇的教学重点是帮助学生记忆大量的专业词汇,主要是要使用自然拼读法,使学生在读音和字母组合之间建立联系,从而做到“会读就会写”。词汇教学的另一个重点是强调词根的作用,让学生从词根的角度来理解英语的构词法,从而帮助学生牢固地记忆单词。例如在高分子材料中的专业词汇polymer(聚合物)包含两个词根poly-和-mer,这两个词根又会出现在其它词汇中如polygamy(一夫多妻,一妻多夫)、monomer(单体)、dimer(二聚体),而其中的词根mono-和di-分别是一和二的意思,如此总结联想,可以帮助学生更轻松地大量记忆单词,提高学习效率。对于英语语言特点的准确把握离不开英语语法的深刻理解以及语感的培养。大学专业外语所使用的英语语法知识在高中的基础上并没有更多的新的内容,不同的只是长难句更多,而这一点是与大学英语四、六级考试与考研英语考试的特点是相同的。所以根据笔者的教学经验,专业英语课程的教学中对于长难句的分析理解是准确理解专业外语文献的基础,而这正是来源于英语语法特点的深刻理解。所以在教学中应该多强调从句和非谓语动词的翻译技巧,这两者正是使英语句子变得比较长的关键内容。在教学中加大这方面的内容对于学生综合英语水平的提高也能起到关键性的作用,学生的学习兴趣也是非常强烈的。语法的深化也可以和专业文献的写作联系起来。教授学生写作的顺序应该是循序渐进的,先要求写出正确的简单句,然后模仿专业文献写出较为复杂的长难句。在写作中要引导学生多注意专业文献的文法特点,多使用被动语态,同时多使用从句及非谓语动词从而使文章简练精干并达到较高的专业文献写作水平。其中练习写作论文摘要是一个很好的教学设计,因为学习专业外语的学生很快就要面临毕业论文的写作,而毕业论文的摘要是要求中英双语写作的,这样学习的针对性就很强。笔者通常是在高分子材料专业的核心期刊如《高分子学报》上找到难度合适的专业文献,然后要求学生进行汉译英的练习,然后对比原文献的译文,从而让学生更深刻地领会专业外语文献的语法和写作特点。口语的提高需要更多的时间和更长的教学周期,而课堂的时间非常有限。这就需要学生在课外进行额外的学习,这就需要老师的引导。笔者一般是向学生推荐反复观看网易公开课上外国名校的专业教学视频。这有两个好处,一是学生可以直观地感受到英美大学中实际的课堂教学中所使用的英语,为某些学生将来可能出国留学打下基础;同时可以提高学生应用专业外语的综合能力,同时加深学生对专业知识的理解。另外在课堂上有限的时间内可以为学生总结一些做学术报告时经常用到的句型,这样对学生的引导更有针对性。在明确了专业英语的主要教学内容后,需要考虑的就是如何客观地评价学生英语基础,这是科学设置专业外语课程内容的一个关键因素。一个简单可行的办法是利用学生的大学英语四级考试通过率来判断。四级考试成绩较全面地反映了学生的听、读、写的能力,是比较客观的。面对英语基础差的同学占多数的班级(四级通过率在20%以下,笔者所上课的班级全部属于这种情况),在教授单词时就得要花费更多的时间给学生讲解基础性的内容如读音规则、怎样用词根来帮助记忆单词和基础语法知识。而面对英语基础较好的班级(四级通过率在40%以上),可以把更多的时间用于讲授语法知识在阅读理解中的应用甚至专业文献的写作和口语交流技巧。并且根据教学内容灵活调整考查方式。在专业外语这门课讲授中如何平衡英语知识和专业知识对授课老师是一个较大的挑战。其中涉及到的专业知识基本上有两类:一类是专业基础知识,涉及到的专业知识多是主干专业课中常见的概念、名词,面广但并不需要很深的理论上的讲解;另一类是涉及到本专业的前沿研究领域,对于学生的专业素养及科研背景有较高的要求。教师的讲解基本上可以有两种选择,一种是突出专业基础知识,这些知识是成为一名专业人士所需要的基本的常识,同时也是解决很多较深入的专业问题的切入点,极有可能会出现在招工面试甚至研究生面试的环节,比方说笔者会在教学中特别强调高分子材料结构与性能的关系、加工工艺和使用性能方面的相关知识,这种情况可能更适用于专业素养较薄弱的班级;另一种是重点讲解一些较前沿的研究成果,比方说可以选择本学院中各专业教师所涉及到的研究领域的相关的专业文献作为教学内容,在笔者所在的教学院主要选择的是生物活性高分子材料和阻燃高分子材料方面的内容,因为学生在做毕业设计的时候会在这些领域开展研究,这样可以激活学生的专业兴趣和探究精神,这种情况适合专业素养有相当基础的班级。当然,老师也可以把两种方式综合起来,适当分配各自比例。

3结语

根据这些年从事高分子材料科学与工程专业外语教学的工作经验的总结,笔者认为教好大学专业外语这门课,关键是要科学地设置专业外语的教学内容,一定要根据教师所教班级的实际的英语基础和专业素养来设计,对于这两方面基础较好的同学,教学的目的是“拔高”;而对于基础较差的同学,教学的目的是“夯实基础”。根据这样的教学思路才能科学地设计相应的教学内容,才能最大限度地激活学生的学习积极性,从而取得最好的教学效果。

高分子材料与工程范文3

关键词:高分子材料与工程;应用型转变;人才培养

中图分类号:G642

文献标识码:A 文章编号:16749944(2017)09024202

1 引言

2015年10月21日,教育部、国家发展改革委、财政部联合了《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》(教发[2015] 7号),至此地方高校转型发展成为国家深化高等教育领域综合改革的一项重要部署[1]。鉴于高校转型发展的新形势,辽宁省于2015年确定首批10所高校116个专业开展应用型转型试点工作,辽宁石油化工大学高分子材料与工程专业为其中试点之一,作为以“工科为主、石油化工为特色”的辽宁省属综合性重点大学以及卓越工程师教育培养计划试点高校,辽宁石油化工大学率先迈出了应用型本科转型改革的步伐,积极响应我国高等教育改革方针,明确了该校应用型人才的培养目标。高分子材料与工程专业针对应用型转变下,如何加快应用技术人才培养,以提升高校服务经济社会发展能力,开展了一系列的改革与探索。

2 辽宁石油化工大学应用型人才培养定位

应用型本科教育本着立足地方、面向全国、依托行业、服务区域经济发展的原则,以行业需求为人才培养目标[2]。与研究型大学以及高职高专的定位不同,该校立足于打造高水平应用型大学,高分子材料与工程专业的人才定位为 “创新应用”型人才,即培养的学生不仅能胜任操作生产设备等一线生产工作,而且还具备较高的创新知识能力。为达到此目标,在大学四年的培养教育过程中,学习理论知识、培养实践动手能力以及实践科技创新方面要三管齐下,使学生具备完整的理论知识体系,运用学科专业知识应用于实际的能力以及创新的逻辑思维。其就业领域主要面向国内外大中型科技生产企业的一线生产、检测及产品研发岗位,经过一定时间的锤炼并最终走上各企业的中高层核心岗位,并成为企业骨干力量。

3 “创新应用”型人才培养模式改革

针对以上定位,在课程体系,实践环节以及本科生科技创新方面开展了一系列的探索与改革。

3.1 课程体系和教学方法改革

由于高分子材料种类繁多、来源丰富,而且各高校开设此专业的背景以及所依托的优势学科也不尽相同,所以其培养模式和教学内容侧重点均有所不同[3~6]。专业核心课程是人才培养的核心要素,我校依据自身优势,设置的专业核心课程有《有机化学》、《物理化学》、《材料科学与工程基础》、《高分子化学》、《高分子物理》、《聚合物流变学》、《高分子材料研究方法》、《高分子材料成型加工原理》、《聚合物共混改性》、《高聚物合成工艺学》。通过对这些课程的学习,学生具有拓展自己知识和创业的能力,具有较扎实的自然科学基础、材料科学与工程的基础理论和高分子材料与工程的专业知识。同时,在教学过程中高校教师要避免填鸭式教学,大力推广启发式、案例式和研讨式教学,让学生更多地参与到课堂教学中去,在分析、讨论和解决问题的过程中理解、应用所学到的专业知识,并且能够识别、表达高分子材料成型加工与改性相关的工程问题,最终利用科学基本原理进行合理分析。对于一些专业核心课程,我们还进行了慕课的建设以及推广校际课程学习,全面利用课上和课下时间,结合网络,调动学生全过程学习的积极性。

3.2 实践环节改革

实践教学环节是培养学生动手能力的关键环节,我们主要开展的实践性教学环节包括工程训练、生产实习、计算机在材料科学中的应用、课程设计、高分子材料创新实验、毕业设计(论文)等,共计36学分。①计算机在材料科学中的应用和课程设计模块,运用理论知识进行综合性训练;②通过工程训练与生产实习进入高分子材料相关企业检测、生产岗位,熟练生产设备与职业技能、感受企业文化生活;③在高分子材料创新实验,毕业论文环节进入学术课题组,以中高级职称教师作为指导教师,参与部级,省级以及企业工艺改进、产品研发等项目,培养学生的应用能力;④积极开展校企联合,邀请相关高分子材料优秀企业的工程师来校分享企业生活,开展技术专题报告。经过多层次、多维度的能力培养及实践教学环节,学生能逐步将专业理论知识与实际应用相结合,最终转变成牢固的职业技能,并可以进一步提升。

3.3 科技创新教育开展

“创新应用”型人才培养的最终目标是使学生具备创新能力,具有开拓精神,因此,我们开放实验平台,以大学生挑战杯、大学生创新创业大赛、大学生工业设计大赛、以及各个教师的国家省级科研项目等为依托,鼓励学生参与,在导师的指引下,完成项目应用专业知识,并获得各种荣誉或专利等,经过此过程的培训,学生的创新能力会得到大幅度的提高。

4 结语

高分子材料与工程专业“创新应用”型人才具有应用和创新能力的双重保障,在职业发展上有更大的空间,既符合用人市场对人才的需求,又符合学生成长的长远规划。以学生为本,是高校的发展之基,也是满足社会经济发展对专业人才培养的需求,应用型转变应以促进学生能力的培养和行业对人才需求之间形成良性循环为主旨,而我国地方普通本科高校向应用型转变仍需在探索中不断前行。

参考文献:

[1]张 威.地方高校转型发展政策的制定与实施路径[J].教育与职业,2016(8):26~27.

[2]李宏胜,陈 桂.应用型本科人才培养方案制定过程的思考[J].中国现代教育装备,2011(21):108~110.

[3]张宝莲,魏冬青,杨学稳,等.材料化学专业定位及课程体系的思考[J].高等建筑教育,2007,16(4):93~95.

[4]文 胜,龚春丽,郑根稳,等.材料化学专业课程体系的改革与建设[J].孝感学院学报,2010,30(3):109~112.

[5]董秋静,罗春华,韩 燕,等.教学型高校材料化学专业定位及课程体系思考[J].广东化工,2009,37(9):228~230.

高分子材料与工程范文4

高分子材料与工程专业推荐信优秀范文 尊敬的领导:

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高分子材料与工程范文5

关键词:高分子材料;流变学;全英文教学;教学评价

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)07-0129-02

一、全英文教学实施的目的及其本质

随着经济全球化、教育国际化进程的加快,为满足经济发展、学术交流和学习国外先进技术的需要,为了实现高校能够培养出既具有扎实的专业基础知识又具有较好的外语运用能力的高素质、复合型人才的目标,在高校专业课程中实施全英文教学是我国高等教育发展的必然选择。因此,在2001年教育部下发的《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》的通知中指出:为适应经济全球化和科技革命的挑战,本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学[1],对高校的全英文教学做出了政策要求和方针指导。此后,全英文教学课程在各高校中迅速发展起来,也为后续的全英文教学打下了良好的基础。实施全英文教学的目的,从总体上讲就是培养出能够熟练运用外语的专业技术人才,以推动我国经济的发展和适应教育国际化的需要[2]。

1.高分子材料加工流变学课程全英文教学影响因素研究。高分子材料加工流变学课程是材料成型与控制工程、高分子材料及高分子材料加工成型等专业的专业基础课,既有较深的理论性,又有较强的创新性和实践性。涵盖了材料、加工以及测试等方面的知识,其授课对象是工科类的本科大三学生。对本课程进行全英文教学的教学目的,一方面是希望相应专业学生掌握本课程的专业知识,另一方面希望将国外本学科先进的理论和实验方法引入国内的教学课堂,在学生了解国际先进理念的基础上,学会用外语思考、解决问题,为以后的工作学习打下基础。但在实际的教学实践中我们发现由于受多种因素的影响,高分子材料加工流变学课程的全英文教学在起步阶段还是遇到了一系列困难、面临着一定的阻力,具体影响因素主要包括如下几个方面。

2.教师的影响因素分析。教师的专业基础知识和外语能力是讲授好高分子材料加工流变学全英文课的关键,但在教学中,许多在本学科教学、科研均非常突出的老师,由于外语能力不强,无法全面地应用外语进行专业知识的系统讲解。而且很多年轻教师虽然外语水平不错,但也仅限于阅读、写作水平较高,用外语进行授课及引导学生用外语进行思维时仍然显得力不从心。除外语能力之外,由于高分子材料加工流变学课是一门前沿课程,还要求教师具有很强的发展意识和开阔视野,以培养学生的创新能力,引导学生进入学科前沿,这就对全英文教师进行海外留学和继续深造提出了一定要求。

3.学生的影响因素分析。由于全英文教学涉及到了外语,由此增加了学生的学习难度和学习时间,虽然许多同学已通过英语四、六级考试,具备了一定的英语基础,但在实际学习专业课程时由于受到词汇和专业语言的影响,在学习中还是感觉压力较大,觉得自己不具备用外语学习较高专业知识的能力。此外,由于学生外语水平不均衡,在授课过程中需综合考虑的因素较多,既不能由于语言的原因使得课程过于浅显,亦不能挫伤外语水平不高的同学的积极性。所以,学生的学习态度和外语水平对本课程的全英文教学效果具有一定的影响。

4.教材的影响因素分析。在全英文教学过程中选用的英文教材对全英文课程教学的影响十分重大。原版教材语言地道、例证突出、实践性强,但学生在具体学习时一方面感觉理论知识不够深刻、专业知识难度系数小,另一方面厚重的外语教学又让学生望而却步,不愿详读。此外,许多符号、单位名称等各国规范也不尽相同,讲授、学习过程中需进行一定的换算、对译,这也在无形中增加了学生的学习难度。教材是学习的基本工具,一旦选用不合适的教材将会在很大程度上影响学生的学习。因此,在全英文教学中,教材的影响因素也不容小觑。

5.教学方法的影响因素分析。在双语教学的基础上,有条件的高校全英文课程教学陆续开展,因此,很多方面处于探索阶段。由于国内外高校在对学生的培养理念、课程的教学大纲和授课模式等方面存在着许多差异,若在高分子材料加工流变学全英文教学课程中单纯采用我们传统的专业课授课方式进行讲授,将在很大程度上影响教学成果,更达不到教学目的。因为讲授教学法指的是教师通过口头语言,加以板书的形式向学生传授信息,是一种教师讲、学生听的活动。这种教学方法与许多外文教材的专业难度低、注重实际案例与实践创新的模式不相符合。因此,在全英文教学中,授课方法需要做一定的改进。

二、促进高分子材料加工流变学课程全英文教学发展的措施研究

通过对高分子材料加工流变学课程全英文教学的多方面影响因素的分析,提出了如下发展措施。

1.提高、完善全英文教师师资队伍。教师是本课程教学的关键因素,缺乏高素质的教师就缺少推动全英文教学发展的动力。根据高分子材料加工流变学课程全英文教学的实践经验,在提高、完善全英文教师师资队伍建设上提出以下建议:首先,学校要全方位地大力支持教师进行在职和出国进修培训,以提高教师的外语水平。其次,在全英文教师队伍中适当增加外教和留学归国人员数量,让具有国外学校背景和国内学习背景的教师在外语能力和教学理论上达到一个无缝衔接。再次,由于教师的专业能力水平是教学的关键,因此全英文教师的教学和科研要相互结合,把教学融入科研,把科研贯穿教学,使教学和科研相互推动、相互促进,以达到教研相长的目的。最后,需要建立全英文课程研究小组,全英文教师共同讨论教学内容,制作教学课件,相互评价教学成果。总之,不断完善的师资定会大力促进全英文教学的发展。

2.改进全英文课程教学方法。以往的中文专业课程(非实验课)的教学方式主要是讲授法,该法是课堂教学的传统形式[3]。由于这种以教师为主、学生为辅的被动式学习法不太符合外文教材工程实例、探讨环节多的模式特征,也不能充分调动学生的学习积极性、培养其独立思考的创造性,所以在改进传统授课方式的基础上,提倡使用启发式教学法和互动式教学法。启发式教学法,是充分发挥教师主导作用和调动学生学习积极性的一种有效方法[4],就是根据教学目的、内容、学生的知识水平和知识规律,运用各种教学手段,采用启发诱导办法传授知识、培养能力,使学生积极主动地去学习,以促进学生身心发展。教师用全英文讲授高分子材料加工流变学时,应尽量多提出一些问题,并引导学生用外语思考并回答,此过程既可以锻炼学生的思维能力、外语表达能力,又能培养学生运用专业知识解答问题的能力。而互动式教学法则是指在教学过程中充分发挥教师和学生双方的主观能动性,形成师生之间相互对话、相互讨论、相互观摩、相互交流和相互促进的一种教学方法[5]。在这种活跃自主的学习气氛下,学生能够踊跃发言,其学习自主性和积极性将会大大提高,由此克服自己羞于用外进行表达的心理顾虑,提高其学习质量。在互动式教学中,教师除了设立小组讨论等形式外,还应鼓励学生评讲所讲授课件的内容,以此来锻炼学生提出问题、解决问题的能力。

3.完善全英文教学评价机制。全英文教学评价我们暂且分为学生考核和教师评价两个方面。在对学生的考核中,不能仅仅只注重最终的期末考试成绩,而应突出高分子材料加工流变学专业课的特点,将学生的平时上课表现、课后作业、实验设计能力和操作能力计入考核机制,减少卷面考试比例,重点培养学生的专业实验能力和研究能力。对于教师的评价建议应建立相应的评价机制和激励机制。教学评价机制主要指有高分子材料加工测试专业的评估督导对教师的授课情况、课前预习、课后考核情况、学生的接受情况等进行评价,这些评估督导应具有丰富的科研、专业知识,还应具有很强的语言运用能力和全英文教学经验,以保证评价的合理、准确。而激励机制的运用,主要目的是一方面要大力认可全英文教师为全英文教学所做的努力,对教师的工作成绩予以肯定,另一方面在工作量计算、专业培训、外语培训等方面学校应给予适当关照。

4.通过建立学院间的交流合作机制,促进全英文教学发展。全英文课程的开设涉及专业与外语两个方面,任何一方的缺少或薄弱都将大大影响全英文课的开设和效果。所以,在强化专业方面,建议加大本课程与其他学院类似专业课程的联系,如高分子学院的《高分子物理》和材料学院的《工程材料测试技术》课程,可以通过相互学习交流提高专业课程教学质量。在外语能力方面,外语学院应给予其他学院全英文授课教师、学生语言运用的指导。例如,外语学院可开设教师听说提高班,对全英文教师的口语运用进行帮助;而对学生,除却课堂指导外,可开设各学院专业英语指导小组,利用课后时间解答学生在全英文学习中遇到的语言方面的问题。

三、结论

本文通过高分子材料加工流变学全英文教学的实践,探讨了全英文教学的影响因素,探索出了高分子材料加工流变学课程全英文教学发展的措施,对促进专业课程全英文教学的发展具有积极的意义。

参考文献:

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[2]陈坚,张亚梅.本科材料学专业基础课全英文教学的探索与思考―以材料热力学为例[J].东南大学学报(哲学社会科学版),2013,(15).

[3]周风,黄孔辰,赵保纬.讲授法、自学法、讨论法在语文教学中的效果比较实验[J].上海教育科研,1982,(04).

高分子材料与工程范文6

【关键词】高分子材料成型加工 教学改革 课程设计

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)14-0010-02

在高分子科学的学科构架中,形成了高分子化学、高分子物理、高分子工程三个基础性分支学科,以及功能高分子及高分子新材料两个综合性研究领域。高分子材料成型加工属于高分子工程研究的范畴,高分子工程的主要研究线索是,研究在外场(剪切力、振动力、温度、压力等)作用下,高分子的链运动、相态及结构的变化规律和控制条件,从而发展聚合物成型的新方法和新技术。

高分子材料是材料领域的后起之秀,它具有许多其他材料不可比拟的突出性能,在尖端技术、国防建设和国民经济各个领域已成为不可缺少的材料。大多数高分子材料需要经过成型加工才能形成制品,无论金属、陶瓷、玻璃还是天然材料,没有哪一种材料能像高分子材料那样,其最终结构与性能都强烈依赖于加工过程。高分子材料加工过程是控制聚合物制品结构和性能的中心环节,内容涉及高分子物理、高分子化学、聚合物流变学、机械、计算机模拟等多学科,其任务是了解高分子材料的加工特性,确定最适宜加工条件,制取最佳性能产品,为合成具有预期性能的高分子材料提供理论依据。

高分子材料成型加工是高分子材料与工程专业最重要的专业核心课程之一。高分子材料成型加工的工程本质决定了它是一门多学科交叉、科学与工程紧密结合的学科。为使学生建立起大工程的观点,理解其精髓,本课程的讲授会涉及以上诸多学科的内容,要使学生在有限的学时内掌握这门课的基本内容,并且通过对高分子材料成型加工课程的学习,具有高分子材料及其制品设计、生产和研究的科学思维以及创新研究素质,无论对授课老师还是学生而言都是一个新的挑战。笔者结合自身讲授高分子材料成型加工课程的教学实践,在课程体系、教学内容、教学方法等方面提出以下几点看法。

一 加强课程的横向联系

高分子材料的生产有三大关键要素:适宜的材料组成、正确的成型加工方法、配套的成型机械及成型模具。要生产出一个有使用价值,能够利用现有成型设备进行加工的高分子材料制品,必须同时满足以上三个要素。高分子材料生产三个要素之间相互联系、相互影响,是一个不可分割的有机整体。从这个意义上来看,高分子材料成型加工与成型机械的联系应是非常密切的。

高分子材料成型加工与高分子材料成型机械是高分子材料与工程专业的两门专业基础课,这两门课程在本质上有密切的联系,高分子材料成型加工课程包括原材料树脂、助剂、配方设计、成型设备、成型模具、工艺条件及控制等方面,高分子材料成型设备课程主要讲述不同加工方法所采用的成型设备,如开炼机、密炼机、挤出机、注塑机、压延机、中空吹塑机等,从其包括的课程内容看,成型加工和成型机械相互渗透、相互联系,也有交叉重叠的内容,因此有必要对这两门课程的教学内容从整体的高度重新进行规划。

在这个原则的指导下,教师在教学中可以按照原材料、设备、工艺这三大要素组织教学内容,从而把两门课的知识点有机地融合起来,加强课程的横向联系,打破传统的教学模式,培养学生的大工程观。如在讲授聚氯乙烯(PVC)管材挤出成型工艺这部分内容时,教师首先讲授挤出所用的原材料配方(PVC树脂、各种助剂),由于PVC树脂牌号众多,不同牌号的树脂制备方法不同,树脂的性能也不同,在加工过程中所选用的工艺也会有所差异,因此,教师在开始讲授成型工艺时,有必要使学生具备原材料选择这个意识。然后介绍管材成型所需的设备(包括挤出机类型、机头口模、螺杆结构、螺杆组合、传动系统、控制系统、辅机)。如在讲解螺杆时,可分析各种螺杆结构参数对成型加工的影响,各种不同混合、混炼元件的螺杆组合所具有的加工特性,并结合PVC管材生产工艺特点,讲解生产PVC管材所用螺杆的选用原则。在讲解挤出机机头口模时,可将机头口模流道的设计、口模类型等涉及成型机械的内容引入课堂中,使学生掌握有关机头口模设计的基本原则。最后,讲授PVC管材生产的工艺条件及控制方法(螺杆转速、牵引速度、挤出机及机头温度)及其对制品性能的影响。

教学内容改革是21世纪高等教育教学改革的重点,将高分子材料成型加工与成型机械有机结合起来,重新组织课程内容既有利于教师的教学与学生的学习,增强理论教学的课堂教学效果,同时节约下来的理论教学课时可用于实践教学环节,培养学生的动手能力和创新意识,提高在社会上的竞争力,也符合高分子材料加工行业对本专业毕业生所提出来的越来越高的要求。

二 按课程主线组织教学内容

本课程以“材料―成型加工―制品性能”这条高分子材料成型加工的主线组织教学内容,重点了解和掌握高分子材料、成型加工工艺、制品性能三者的关系;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

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* 基金项目:广东石油化工学院教育科学研究基金项目

与材料本身的性质有何关系等,强调了成型加工对制品性能的重要性,即高分子材料最终的结构与性能强烈依赖于加工过程这一独特之处,这是本课程的主题思想――高分子材料的工程特征,教师在教学过程中,将这一主题思想贯彻始终是本课程教学的首要目标。

在教学过程中,任课教师应将高分子科学基础理论与实际生产和日常用品的例子相结合,与学生进行分析和讨论,启发学生在学习过程中牢牢抓住本课程的主题思想。对于聚合物来说,具体结构决定了它的性能,同一种链结构的聚合物,由于成型加工条件的不同,分子链的排列与堆砌方式会有所不同,从而形成不同的聚集态结构,聚集态结构不同,制品性能也大不相同。如生产聚丙烯注塑件时,聚丙烯注塑制品最终的物理性能不仅与本身分子量和结晶性等有关,而且与注射工艺条件的控制有关。不同的工艺条件导致聚丙烯具有不同的微观结构,而微观结构又直接影响聚丙烯注塑制品的强度、韧性、硬度以及成型加工等性能。如聚丙烯注塑件的光学性能会受到注射成型条件的影响,聚丙烯注塑件在冷却过程中,由于塑件不同部位的温度场、应力场的分布不同,从而会造成注塑件内不均匀的体积收缩和密度分布,因此严重影响了塑件的光学性能和力学性能。这些例子很好地体现了“高分子材料―成型加工―制品性能”这条高分子材料成型加工的主线。

三 对教学方法进行改革

1.多媒体教学

高分子材料成型加工属于专业技术课,教学内容具有很强的理论性和实践性,许多内容涉及成型机械的结构以及具体的操作过程,在学生大多缺少实际感性认识的情况下,单纯依靠文字的板书进行课堂教学,学生难以理解,教学效果不理想。因此,课堂讲授可借鉴国内一些院校的聚合物成型加工精品课程网站的教学资源来制作多媒体课件,通过结合所用的教材,有选择性地将多媒体动画仿真和图片资料补充到电子课件中,不断修改完善课件内容,增加课堂信息量,提高教学效果,激发学生的学习兴趣。为了加深学生对实际生产过程各种机械设备、操作工艺的认识,教师可通过收集各种高分子材料成型加工厂的生产视频,然后在课堂上进行播放讲解,可增加学生对高分子材料成型加工工艺的感性认识。如在讲薄膜的中空吹塑时,大多数学生对旋转机头的工作方式比较陌生,笔者通过给学生播放带有旋转机头口模的中空吹塑生产过程,学生在录像中可以很直观地看到旋转机头在工作中的运行情况,以及旋转机头如何调整薄膜厚度的工作原理,这些都使学生感受到课本的理论知识并不是枯燥的,它来源于生产实际,并对生产实际起到指导作用。

除了在课堂上引入多媒体课件外,教师还可向学生推荐一些著名的专业网站,包括美国塑料工程师学会(SPE)、美国塑料工业协会(SPI)、中国注塑技术论坛、聚合物技术网等,鼓励学生了解加工工程的前沿发展,从而提高学生的学习兴趣。

2.案例教学

为了提高学生分析问题和解决问题的能力,经常以日常生活中常用高分子材料制品进行案例教学,帮助学生认知高分子材料成型加工的整个过程,如日常用到的笔记本外壳、空调外壳、排水管、薄膜、泡沫塑料、汽车轮胎等,启发学生去思考,然后进行讨论,针对常用制品分析所用的原材料、成型方法和工艺,使学生在看得见、摸得着的实例中体会所学知识,这样的教学方法提升了学生学习效率和学习效果。在实际教学中,教师可给学生提供一些案例,如某个工厂某批次的注射件出现了应力开裂现象,试让学生讨论分析其中的原因,并提出解决方案。通过课堂讨论,学生从这一案例中可学到包括原材料、成型方法、成型工艺条件(温度、压力)、制品性能(应力开裂)在内的许多知识点,很好地将高分子材料基础理论与生产实际相结合,学生可以充分理解“高分子材料―成型加工―制品性能”这一课程的主题思想。

3.课程设计

作为大工程观教育理念的一部分,培养具有敏锐工程师意识的学生是工科教学的一个重要目标,高分子材料成型加工课程作为一门实践性很强的学科,可为学生将来走进企业站稳脚跟打下良好的基础,因此,在教学中引入项目教学的理念,让学生利用各种校内外的资源及自身的经验,通过完成给定的工作任务来获得知识与技能。本专业的课程设计是以高分子材料生产流程为主线,实现项目教学,以培养学生的创新能力。

设计内容可以典型的通用高分子材料(如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等)的生产任务为依托建构、设计出一个高分子材料产品生产项目(包括厂址的选择、原料选择、配方设计、高分子材料加工方法、设备的选型以及生产成本的核算等)。它有效地解决了传统教学中理论与实践相脱离的弊端,使理论教学内容与实践教学内容通过课程设计紧密地结合在一起。在设计的过程中,学生通过互联网查找大量的资料、数据,通过到企业调查,掌握了许多第一手资料,在这个过程学生可以概括性地知道所学专业的主要工作内容及其在整个生产过程中所起的作用。

四 结束语

高分子材料成型加工是一门实践性很强的专业技术课程。结合该门课程自身的特点,通过采取加强课程间的联系,抓住课程主线教学、改革教学方法等措施,力图改变该课程课堂讲授效果不高、学生学习积极性普遍较低等现象。

在不断深化教学改革的过程中,要想使学生学有所得、融会贯通,首先应提高学生在高分子材料产品的设计、生产和研究等方面的综合应用能力,从而培养具有卓越工程师意识的高分子材料专业技术人才。

参考文献

[1]申长雨、关绍康、张锐.加强课程建设 培养创新人才――“高分子材料成型加工”课程建设随想[J].中国大学教学,2008(3):52~54

[2]胡杰、袁新华、曹顺生.《高分子材料成型加工》课程教学中的几点思考[J].科技创新导报,2010(4)

[3]李宝铭、张星、郑玉婴.高分子材料成型与加工课程建设初探[J].化工高等教育,2010(3):39~41

高分子材料与工程范文7

金属材料工程

本专业培养具备金属材料科学与工程等方面的知识,能在冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域,从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。

主要课程:金属学、材料工程基础、材料热力学、材料力学性能、金属工艺学、金属热处理、材料固态相变、材料分析技术、金相技术、金属材料学、金属学实验等。

就业方向:从事金属材料及其他在机械、能源、汽车、冶金和航空航天等领域中的应用研发工作,或者材料的生产及经营、技术管理和材料的检测、失效分析等技术工作。

专业点评:未来几年,我国将在国产大飞机、航空母舰、航空发动机等领域投入巨资,本专业人才将迎来更大的发展机遇。相关企业主要分布在东北、陕西、河北等地。由于此专业工科性质很强,男生较好就业(女生可以选择材料研究方向)。

推荐院校:哈尔滨工业大学、燕山大学、西安工业大学、辽宁科技大学、南昌航空大学、河南科技大学、江西理工大学应用科学学院。

无机非金属材料工程

本专业与金属材料工程研究范围有所交叉,但重点培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识,并且使学生掌握各类土木工程材料在建筑工程中的应用技术、测试方法和开发能力。

主要课程:材料力学、工程制图与CAD、无机化学、有机化学、粉体工程、材料制备原理、热工过程与设备、无机材料工艺学、材料工艺性能实验、建筑施工技术与组织、工程测量等。

就业方向:在无机非金属材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域,从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作。

专业点评:本专业分混凝土、陶瓷、新材料等多个研究方向。混凝土的研究已经很成熟,人才需求大,本科学历就足以找到好工作;陶瓷研究近几年才兴起,生物陶瓷、特种陶瓷等研究前景广阔,就业或考研皆宜;高性能、多功能无机非金属新材料在发展现代武器装备中起到十分重要的作用,这方面的高水平人才在我国尤为紧缺。

推荐院校:华南理工大学、武汉理工大学、陕西科技大学、河北联合大学、洛阳理工学院、景德镇陶瓷学院(国家品牌特色专业)、巢湖学院。

高分子材料与工程

与金属材料工程、无机非金属材料工程专业研究对象有所区别,高分子材料与工程专业的研究对象是高分子材料。作为发展最为迅速的三大材料之一,本专业面向传统和新兴的诸如塑料、橡胶、纤维、涂料、石油化工、生物医学、新能源、海洋、国防等各类行业,培养具有理工交叉特点的人才。

主要课程:高分子化学、高分子物理、高分子工程、高等有机化学、物质结构、材料科学基础、聚合物成型加工与应用、功能高分子材料、特种复合材料等。

就业方向:主要在日化、石化、汽车、家电、航空航天等领域的相关企业、科研部门,从事设计、新产品开发、生产管理、市场营销工作。

高分子材料与工程范文8

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

高分子材料与工程范文9

关键词:脉冲激光技术;高分子材料;材料加工

近年来,脉冲激光技术已经得到了相对比较广泛的应用,并且该种精密的加工技术越来越受到社会与人们的关注,主要原因在于脉冲激光技术能够在加工高分子材料的过程中得到比较高的加工精度,并且能够进行材料表面的加工,使得材料的表面形成多孔结构与周期结构等。更加能够实现对块体材料、透明材料的内部加工与改性等。可以说,脉冲激光技术比较适用于其他加工技术无法实现的复杂形状元器件的加工以及高精度元器件的加工。脉冲激光技术在高分子材料加工的过程中所产生的瞬间功率比较大,几乎能够与任何材料产生相互的作用,本文对脉冲激光技术在高分子材料加工中的应用进行研究,希望能够促使高分子材料加工更加良好的依据脉冲激光技术获得发展。

1脉冲激光及其折射率改性

所谓脉冲主要便是指隔一段相同的是假案发出的电波、光波等机械形式。脉冲激光则主要是指脉冲工作方式的激光器发出的光脉冲,脉冲激光具有其独特的工作必要性,其能够进行信号的发送并且减少热量的产生。一般情况下,脉冲激光比较短,其时间几乎已经达到了“皮秒”的级别。脉冲激光器在工作中需要由激光泵浦源持续性的提供能量,由此方能够长期间产生并且输出脉冲激光。高分子材料加工领域目前对脉冲激光技术有所应用。就高分子材料而言,其材料的折射率与其密度之间呈现正比关系,并且包括末端基、添加剂与杂志等化学组成、分子趋向、链间结合力等均与热历史存在关系。在高分子材料加工应用脉冲激光技术时,与其他改性技术相比较而言,脉冲激光技术能够诱导高分子材料改性技术对其财力下性能产生最小的影响,并且脉冲激光技术能够在高分子材料的表面将原有的化学键打破,并且能够形成全新的化学键,以此改变高分子材料的特性。

2高分子材料加工对脉冲激光技术的应用

2.1激光烧烛产生表面多孔结构

激光烧烛产生表面多孔结构能够有效的促进高分子材料与生物组织交界面上的细胞黏附与增殖,使得生物医学领域的众多学者均对其予以了较高的关注。高分子材料表面的孔洞会在材料表面热化的情况下形成,并且应力在整个孔洞形成的过程中发挥着极为重要的作用。受应力波的影响,高分子材料的黏度会下降,而高分子材料本身又存在着因应力波作用而产生的孔洞长大的核,即自由体积孔洞,该自由体积孔洞的总体积会在温度上升的情况随着应力的下降而增加。就该方面高分子材料对脉冲激光技术的应用情况已经有部分学者展开了研究,并且认为在248nm的脉冲激光辐照下高分子材料胶原薄膜的链结构稳定性会发生一定改变,其能够将原有的氢键网络打破,并且经过红外吸收光谱、拉曼光谱、荧光分析等发现高分子材料胶原主链的部分会出现光热分解现象,在激光烧烛时会将光机械作为主要作用力,而后发生光化学转变。该种状态下生物的相容性会发生改善,即细胞黏着与细胞生长会发生改变。

2.2激光烧烛产生表面周期结构

高分子材料一般不会吸收长波长激光,其只有在激光强度十分高的情况下方能够有效的实现多光子的吸收。此时脉冲激光辐照在高分子材料表面时便会形成一定的表面周期结构,且存在波长效应,其中,长脉冲激光器只能够形成紫外波段激光器,而超短脉冲激光器则能够在紫外波段和红外波段均形成激光器。激光烧烛所产生的高分子材料表面周期结构一般可以向其纳入到波长量级,并且在对偏振态、激光波长与入射角度等参数进行改变的情况下,高分子材料表面结构亦能够发生相应的改变。经过对激光烧烛产生表面周期结构进行研究可以发现,其形成的机理主要包括两点:①入射脉冲激光束与高分子材料的表面散射光之间能够相互调制;②脉冲激光的强度调制能够转化成为高分子材料表面的改性结构。在激光烧烛产生表面周期结构的该两点形成机理相互联情况下,脉冲激光辐照将能够促使高分子材料产生表层的热化,继而在温度梯度的影响下导致高分子链不断扩散,最终形成表面周期结构。

2.3块体材料加工对脉冲激光技术的应用

高分子材料会对不同波长的光进行吸收,紫外脉冲激光加工需要对高分子材料的该点特性会产生依赖性。一般情况下,大部分的透明高分子材料均属于弱吸收体,其能够吸收的波段一般保持在193mm以下的真空紫外区。若入射的脉冲激光光子能量明显要大于高分子材料的化学键能时可以将原有的化学键直接打破,此时高分子材料将会被离解成为单体产生脉冲激光烧烛,但是并不会产生液相,属于典型的光化学过程,其所产生的热影响亦最小。对于块体材料加工对脉冲激光技术的应用方面,部分学者发现利用飞秒激光技术进行PCL片材的加工将能够在加工的过程中于加工边缘发现存在着热退火形成的晶球以及快速冷却形成的非晶组成热影响区域。与此同时,紫外波段光子能量若超过了高分子材料中大部分分子键能,则亦会产生光化学作用。

3结束语

综上所述,脉冲激光技术加工高分子材料具有十分复杂的机理,且不同的脉冲激光加工技术会对加工工艺、加工材料等提出不同的要求,因而高分子材料的脉冲激光烧烛在各界均有着比较大的争议性。比较典型的高分子材料在脉冲激光技术加工下的光热与光化学特点有:短波长激光的光子能量比较大,能够直接打破高分子材料的化学键,并且能够对高分子材料进行光化学降解。若将脉冲激光中脉冲的宽度缩短将能够有效地提高多光子吸收截面,此时的加工效率也将能够有效提高。鉴于此,脉冲激光能够成为我国现阶段以及未来工业高分子材料加工的首选技术,并且在不断地研究与探索下,脉冲激光技术将能够进一步的完善与应用,推动我国社会与经济水平全面提升,并且提高我国在国际方面的影响力。

参考文献

[1]田晗.激光技术在金属材料加工工艺中的应用[J].技术与市场,2016,(11):103.

[2]直妍.激光技术在材料加工中的应用与发展趋势[J].热加工工艺,2014,(1):22–23.

高分子材料与工程范文10

【关键词】化工材料科学与工程 发展现状 趋势分析 研究

化工材料科学与工程是社会经济发展的主要驱动力之一,同时能够带动信息技术与生物技术的发展。在以科学技术为主导的当今社会中,无论是高校中还是化工企业中,都需要培养化工材料科学与工程的专业人才,创新材料科学与工程的发展。从化工材料科学与工程的发展中找寻其中存在的问题,以便于后期的工程技术研发。

1 化工材料科学与工程的发展现状分析

1.1 化工材料科学与工程的发展历程

化工材料科学与工程的从个个单一分来的学术系统中,逐渐实现走向了科学之间的相互融合。在社会发展的进程中,材料科学的应用与社会建设步伐息息相关。单一化的材料科学发展不能适应社会发展需求,各个材料学科之间应该实现相互交叉、渗透、移植,从细分最终走向综合化的发展。在20世纪40年代,基础科学与工程之间的相互渗透较差,固体物理学与材料工程学之间的互不融合。从60年代起,材料科学与工程学能够实现交互,材料科学与材料工程之间的大部分内涵能够实现重叠,化工材料科学与工程得到了教育界的广泛认可[1]。

1.2 化工材料科学与工程在教育界的发展

化工材料科学与工程是高校教育中的重点内容,该门学科经过多变的研究与演变,衍生出中诸多的子学科。以美国麻省理工学院材料学科专业演变为例,与化工材料科学与工程相关的专业课程有:地质与采矿工程、采矿与冶金、冶金与材料科学等。欧美等国家将在材料教育方面的认识比较深,将很多高校中的冶金、陶瓷、电子材料等科目统称为材料,材料教学内容逐渐扩大,应用到社会建设中的诸多领域中。目前,我国重点高校相继设立材料科学与工程学院,针对于化工方面的教学改革,在原设置专业的基础上,补充了非金属的工程材料的内容。化工材料科学与工程的发展能够打破原专业设置的界限,加强专业间的渗透和联系,教学内容实现了更新。截止至2003年7月份,具备材料科学与工程的院校占据我国的高校的总数的34%。化工材料科学与工程的教学逐渐展现出了新思路[2]。

2 化工材料科学与工程的发展趋势

2.1 化工材料科学与工程教学中创新性人才培养

化工材料科学与工程的发展,以来社会化工企业的技术研发还远远不够,为了更好的促进化工材料科学的发展,在未来的科技社会中,化工材料科学与工程还需要与教育实现紧密结合。促进化工新材料的研发与应用,需要在高校中培养优秀的材料科学人才,与社会高精尖材料研发机构构成联动机制。对于材料科学的人才培养要求极为严格,一方面需要学生具有较好的结构力学基础,另一方面还要向学生传授学生微系统、纳系统、生物系统。同时还需要进行材料结构、性能、工艺等工程的研究,以计算机技术进行材料科学的模拟研发。高校能够为社会输送创新性的人才,是社会化工企业实现稳步发展的关键。创新性人才的能够促进化工新材料的研发,保障化工材料领域更新[3]。

2.2 化工新材料的研发

在科技信息不断发展的当今社会中,对于化工材料的研发技术越来越先进,我国化工材料科学与工程的未来发展,需要与科技信息技术相互融合,研发出具有更多功能的化工新材料。这些新材料的研发与应用能够在传统材料的优势基础上,为人们的生活提供更多的便利。

2.2.1 纤维材料

化工新材料“十三五”发展规划在即,很多具有高技术含量、高价值知识密集和技术密集的新型材料,在社会建设中能够发挥出无线的潜力。这些新材料与传统的材料相比,在质量上更加的轻便,在性能上的更加的好,在功能上更加的强大,附加值更加的高。那么何为化工新材料,化工新材料是指一些包含高性能纤维复核材料,这些才能够在国防军工、航空航天、新能源及高科技产业中应用广泛,同时化工新材料在建筑、通信、机械、环保以及海洋开发中用途更大。有专家指出,全球纤产量在近十年内的长幅为3%,而高性能的纤维在全球范围内产量增长能够达到30%,也就是说,在未来的几年间是高性能纤维发展的黄金期[4]。

2.2.2 聚酰亚胺

有机高分子材料也是化工新材料的另一类,与传统的高分子材料相比,聚酰亚胺的综合性比较强,特点突出。聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、分离膜、纳米、液晶、激光等领域。在物理性质上,耐高温达 400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,熔点特征不明显。并且该种材料绝缘性能极高。通常情况下,103赫下介电常数为4.0;在化学性质上,聚酰亚胺可以被分为脂肪族、芳香族、半芳香族聚酰亚胺三种。聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其在微电子领域发挥着重要的作用。

3 结语

综上所述,化工材料科学与工程化工研发领域中的重点内容,提升对于化工材料科学与工程的研发,能够有效的促进化工领域发展。本文对化工材料科学与工程的发展现状进行分析,与社会发展趋势相互结合,研究其在未来的发展方向。在未来,需要对化工材料科学与工程教学中进行创新性人才培养,鼓励化工新材料的研发,实现科技创造未来。

参考文献:

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[2]张钧林.材料科学与工程的学科发展、现状及人才培养[J].甘肃科技,2008,15:165-168+132.

高分子材料与工程范文11

[关键词]材料科学与工程专业 材料科学基础 教学

“材料科学基础”是研究材料的成分、结构、性能之间的关系及其变化规律的一门基础学科,是材料科学与工程专业一级学科公共主干专业基础课。根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路和1997年国务院学位办颁发的新专业目录,材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料。为此,各相关高校在材料科学与工程专业主干课程“材料科学基础”的教学上都进行了教学改革。暨南大学材料科学与工程专业自2002年设立以来,就依据教育部的要求,将专业培养目标设定为培养“大材料”科学研究与工程技术所需的人才。故“材料科学基础”课程内容设置为介绍三大材料的基础知识,在教学模式、手段及课程配套方面也具有鲜明的特色。本文阐述了暨南大学材料科学与工程系以“奠定学科专业基础,培养学生科学的思维能力”为宗旨,开展“材料科学基础”教学工作的经验和体会。并以此为契机,进一步优化教学内容,探索新的教学模式和教学手段,进一步提高教学质量。

一、课程发展历史、性质与定位

材料是人类文明发展的基石。人类发展的文明史就是按石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代来划分的,可见材料对人类文明进程的重要贡献。与人类使用材料的漫长历史相比,对材料的研究即材料科学的历史比较短暂。19世纪中叶,开始采用金相显微镜研究钢铁,相平衡热力学和统计热力学则为建立材料的相平衡与相变提供了理论基础。20世纪20年代,原子结构和量子力学提供了研究材料微观结构的理论,x射线衍射技术和电子显微技术为探索材料的微观结构提供了手段。20世纪50年代,金属学已初具规模。高校金属材料专业都开设了《金属学》课程。到20世纪60年代,世界经济的腾飞促使陶瓷学和高分子材料学建立,其代表作分别为wg金格瑞的《陶瓷导论》(introduction to ceramics)和pj flory的《高分子化学与物理》(polymer chemistry and physics)。前者,wg金格瑞教授将金属学的原理应用于无机材料的结构、热力学、动力学、相变及性能分析当中,成功地指导了水泥、玻璃和陶瓷材料的生产和科研。而pj flory教授则主要围绕聚合物的合成过程、聚集态结构以及物理、化学等行为特征,阐述了高分子材料的结构及性能。到今天,三大材料的研究相互渗透,研究方法相互借鉴,产生了21世纪的材料科学。

“材料科学基础”着眼于材料基本问题诸如材料的结合键、材料的晶体结构及缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散,材料的塑性变形、材料的亚稳态。从金属材料的基本理论出发,将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起,使学生能把握材料的共性,熟悉材料的个性。本课程横向融合金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基础理论于一炉,纵向则充分利用学生已经学过的基础知识(包括高等数学、普通物理、物理化学、材料力学等),并能连接后续的材料的分析与表征、材料物理、材料加工工艺学等必修课程及高分子材料、无机非金属材料、金属材料等模块的选修课程。

二、教学内容的优化和选择

现代材料工业和技术的发展推动材料从组成、结构和功能的单一化向复合化、一体化发展,使培养大材料、宽专业人才的教学改革迫在眉睫。在此形势下,2002年暨南大学材料科学与工程专业设立并开始招收首届本科学生,确定了《材料科学基础》为专业基础课(必修,72学时,4学分)。本课程内容旨在以物质结构和结构形成为主线将三大固体材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)的基础知识有机结合,构建大材料专业公共性专业基础课教学体系。该课程体系旨在强化对学生重基础的通才教育模式,在教学内容上力求共性教学,突出个性特点。为此。从选择教材着手,优化教学内容,强化基础教学,着重培养学生科学的思维方法、创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力。

目前, “材料科学基础”教材体系可分为两大类。第一类沿袭“金属学”课程的教学内容,增加了少量无机非金属材料、高分子材料和复合材料等内容,往往侧重金属材料。这类教材基本上适合以金属材料为主导的材料科学与工程专业的教学。第二类教材则是在增加非金属材料、高分子材料、复合材料等新材料内容的同时,对该课程的所有内容进行了全新的组合,将它们有机地融入整个教材体系中,形成新的包含各种类型材料的教学体系。由于低年级本科学生的专业知识有限,这类教材在教学中要突出构建整个教学内容的逻辑性和条理性,避免学生掌握了各材料的个性,却忽视了各材料的共性,从而使整个课程陷入一个“材料学概论”的泥潭。为达到突出共性教学的目的,搭建一个合理材料科学与工程的知识平台,根据整个学科的培养方案和教学计划,我们选择上海交通大学出版社出版的面向21世纪新教材《材料科学基础》作为教材,从教学目标出发,该教材最显著的特点是着重于基本概念和基础理论,便于在教学中掌握深度和广度。根据本专业培养目标的要求和培养方案的特点,在确立教材内容、体系与后续课程的相互关联的基础上,在保持课程自身体系的完整性的条件下,兼顾到不同材料的特点及知识体系与要素课程内各个环节之间的逻辑关系,对该教材的内容进行了“扬弃”,将课程教学内容分为三大模块:

1 材料的结构。①微观结构:原子的排列方式、高分子链结构;②结构的完整性:晶体学基础、金属的晶体结构、合金、离子晶体结构规则、共价晶体结构、聚合物的晶态结构;③结构的不完整性:晶体缺陷、表面和界面、非晶态、亚稳态、准晶态。

2 固体中原子及分子的运动。①扩散:菲克第一、第二定律、扩散的热力学分析、扩散原子理论、影响因素;②高分子的分子运动:分子链的运动及其柔顺性、分子的运动方式及影响因素。

3 材料的组织结构变化。①材料的形变和再结晶:单晶和多晶体的塑性变形、回复和再结晶;②相图。单元系相图:凝固、形核和晶体长大;二元系相图:匀晶、共晶和包晶相图、混溶间隙、相图分析;三元系相图:相图基础、三元匀晶和共晶相图。

为了在上述教学内容中力求共性教学,以最大限度地淡化三大材料各自的专业色彩,力求突出共性的内容。例如,相平衡与相图的内容,选择了相律、相平衡热力学理论、一元、两元和三元基本相图类型的阅读等为重点内容,而淡化与此相关的教材中有关金属材料的冶金和铸造 

方面的内容。

通过多年的教学实践,上述教学内容的优化既得到了后续课程教师的肯定,又使学生学以致用,达到了奠定学科专业基础、培养科学思维的目的。

三、教学内容组织方式与目的

本课程教学内容的特点是“三多一少”,即叙述性的原理、规律多,需要记忆的概念、定义多,课程内容知识点多。理论计算少。因该课程内容枯燥、抽象,学生感到难学。具体表现在:不能很好地将数学理论应用到材料科学的基础课程、无法判定从而掌握教学内容中的重点、不能将所学的知识点和实际的材料联系起来。所以,我们在教学内容的组织上做了一些探索:

1 突破传统的“一本教科书”的局限性。本课程的教学内容在严格按照教学大纲和教学计划授课的同时,综合多种中文教材、英文教材等,力图做到知识面完整、讲授描述通俗易懂。如针对本专业每年都有数目不等的海外学生的特点,在教学提倡采用台湾晓园出版社出版的《材料科学与工程》作为补充性教材,提升外招学生对学科知识的认同感和认知度。

2 探索课堂教学,有所为,有所不为。课堂讲重点、难点,讲思路,留给学生充分的思考时间和空间,以调动他们的主动性和积极性。对难点和重点内容,尽量举出其应用实例,结合学科前沿知识,使学生知道该原理的用处,听课时不感到抽象、空洞,达到了理论联系实际的目的。而且,对重点和难点内容务必做到举一反三,确保学生能够掌握,以达到以点带面,进而掌握所学知识的目的。

3 注重教学内容的连贯性,连通性,提高学生对所学知识点的融会贯通能力。本课程在教学过程中,提倡预习,并将即将讲授的知识点与所学基础知识点的关联告知学生,使其掌握学习的主动性。对部分关联度高的章节,采用课堂讨论、换位讲授等方法,调动课堂气氛,使学生自觉地运用基础知识解决教学过程中的难点,从而提高他们通晓所学知识点的能力,达到全面提升专业素质和人文素质的目的。例如,在相图的学习中,尝试让学生利用所学的物理、化学知识换位讲授一元相图和二元相图的基础,一方面使他们学会对所学知识点进行归纳和演绎,另一方面提升他们的口头表达、演讲技巧。

4 充分、恰当地采用现代化多媒体教学方法,并辅之以动画,实现图、文、声、像的视听一体化教学。特别是对那些教学难点和需要丰富空间想象力的内容,形象、生动地展示在学生面前,既直观又富动感,可明显提高教学效果。

四、教学方法与教学手段

“材料科学基础”课程内容抽象、概念性强,学生在学习时容易感到枯燥难学。因此,在课堂上应常采用启发式教育,常用提问、问答或引而不发方法,调动学生的积极思维能力。在讲授时使用ppt演示文稿,尽量多用教学模型、挂图、照片和曲线图表等形象化语言。涉及部分教学内容如位错运动等,应结合动画生动地用图像演示给学生,以加深他们对课程内容的理解,提高学习兴趣。对于部分与前期知识关联度高的基本理论如单元相图,组织学生进行课堂讨论(seminar),并以学生发言为主,让他们直接参与教学。对需要运用较多数学知识且理论性较强的内容,如扩散第一、第二定律,应多采用板书推导,加强逻辑性学习。另外,为了提高学生对那些需要有丰富空间想象力的晶体结构、金相组织的转变和识别、位错、位错增殖和缠结过程等知识难点的理解和掌握,将先进的多媒体现代化教学手段引入材料科学基础教学中,并让它们以二维或三维动画形式生动形象地展示在学生面前,弥补传统教学在时间和空间等方面的不足,以提高教学效果。在课外,还可建立qq空间,在群聊中解决课堂中来不及解决的问题,通过师生交流,提高学生探索性自学能力和学习的积极性。

在“宽口径,大平台”培养模式下开展材料科学与工程教学, “材料科学基础”作为专业必修的主干课程,突出共性教学是打好学科专业知识的必备条件。从时代的需要出发,合理选择及组织教学内容、创新教学手段和方法,使其与教学内容相互协调,是构建新时代“材料科学基础”教学体系的关键。今后, “材料科学基础课程”将继续围绕以符合时展、符合教育规律为中心开展课程建设,不断探索和实践,为成功培养宽专业人才奠定基础。

参考文献:

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高分子材料与工程范文12

1贯彻结构-性能关系的教学主线

目前合成纤维、合成橡胶、塑料、涂料、高分子粘合剂等高分子材料的应用十分广泛,然而该类材料分子内缺乏反应基团,化学与物理性质较为单一,属于常规高分子材料。相对而言,功能高分子材料则具有光、电、力、热、磁、化学、生物等性能,在化工、环保、能源、信息、医药、农业等领域具有独特的应用价值。功能高分子材料之所以具有不同于常规高分子材料的独特性能,主要与其结构具有直接关系。功能高分子材料学科的主要任务是研究影响材料性能的因素,尤其是结构与性能之间的关系,从而设计出满足工业生产与人们生活所需的各种新型功能材料。因而结构-性能关系在功能高分子材料课程中具有重要地位,它不仅是学生理解材料性能的理论基础,同时也是设计新型功能材料的所遵循的规律。因而,在课堂教学过程中需要贯彻结构-性能关系的教学主线,使学生能够利用结构-性能关系来理解每一类功能高分子的性质特点,进而以此为基础有能力学习并设计新型功能高分子材料。

尽管材料学科中结构-性能关系的研究已经很多,但是功能高分子材料有其自身特点,即存在分子、超分子、微观、宏观等不同层次的结构。层次不同的结构对于材料性能具有不同的影响,因而功能高分子材料的结构-性能关系是学生最难掌握的内容,既是教学的重点也是难点。对此,在课堂教学过程中不仅需要在课程的概述部分重点讲述不同层次结构对于材料性能的影响规律,而且需要在每一章结合实例具体讲解不同类型高分子材料的结构-性能关系,从而使学生能够深入理解并掌握该重要规律。

功能高分子材料的结构具有元素组成、官能团结构、高分子链段结构、高分子微观构象结构、材料的超分子结构和聚集态、材料的宏观结构等不同的层次,依次包括原子、原子团、链段、分子、超分子的微观尺度结构以及宏观结构,其中官能团结构和分子链结构是两个重点内容,前者决定了分子的大部分化学性质,而后者主要影响材料的物理化学性质。例如,高分子还原剂的还原能力来源于分子中包含的有机锡、硫醇等还原性基团,而高分子骨架主要使还原剂的分子量增大、溶解度降低,从而在保持小分子还原剂的还原能力的同时具有不溶性,从而使产物的分离纯化工艺大大简化。

2通过前沿进展专题补充知识结构

功能高分子材料是一门交叉学科,涉及化工、电子、信息、生命、医学、能源等多个领域,并与相关学科存在深入而广泛的交叉融合,因而功能高分子材料的知识结构也在随着其它学科的发展而迅速变化。为了适应功能高分子材料知识更新快的特点,不仅需要在课堂教学中介绍完整的知识体系,而且要补充相关领域不断产生的最新进展。然而由于教材的版本更新相对较慢,所以需要在课堂教学过程中针对每一章节加入前沿进展专题,以补充相关的最新知识。

例如,近年来纳米科技发展迅猛,新型的高分子-纳米复合功能材料成为当前的研究热点,各种新颖的研究成果不断涌现,极大丰富了功能高分子材料的构成与应用。根据这些变化,教学中增加了高分子光电功能纳米材料的专题,重点介绍共轭高分子与富勒烯、量子点等复合材料在太阳能电池中的应用进展;在医用高分子材料一章,针对当前高分子在药物输运与控制释放方面的研究进展,归纳了响应性高分子载药专题,列举对于化学、光、热、磁等外界刺激信号具有响应能力的高分子载药体系。由于相关领域在肿瘤治疗中具有重要应用价值,同时载药体系往往具有有趣的控制释放机理,提高了学生的学习兴趣,也补充了教材在相关内容上的不足。

3利用多媒体增强教学内容的表现力

功能高分子材料课程的知识点较多,信息量很大,而教材中的图形较少,大多为文字内容。心理学的研究表明,人们在学习过程中依靠单一的文字阅读获得知识时容易疲劳,记忆与理解的效率也会降低;相对而言,人们对于形象信息的感知速度更快,记忆能力更强。为此,授课过程中需要借助PowerPoint(PPT)的多媒体功能对教学内容进行图形化。首先,需要对教材的内容进行提炼,总结出主要知识点,利用关系图构建知识框架,将文字内容形象化、条理化;细节内容进行列表,有利于归纳和比较;重点内容进行色彩处理,从而提高了可读性。其次,功能高分子材料的应用性较强,与工业生产与生活关系紧密,受限于篇幅和印刷用纸的材质,教材中多无相关的图形,尤其是彩图。在准备PPT课件时,通过网络搜集相关资料并利用PPT的图形制作能力,补充相关的示意图、示例图,使得相关的功能高分子材料从应用背景、化学结构、性能原理、器件结构等均做到“有图有真相”,显著提升了学生的注意力和学习兴趣,使得抽象的结构-性能关系更容易理解,同时也使得学生能够联系到实际生活,感受到功能高分子材料的应用价值。

例如,在电活性高分子材料一章中,高分子电致发光材料与器件是其中的重要内容,相关领域产品已经开始商业化并展示出良好的发展前景,但是相关的器件工作原理较为复杂,对于高分子专业的学生具有一定的难度。为此,在实际授课过程中,首先将当前某著名品牌的手机显示屏作为实例,介绍相关材料的成分与结构,并借助立体的器件结构示意图解释器件的工作机理与高分子材料在其中的作用,使得学生可以通过直观的方式学习抽象的知识。在高分子功能膜材料一章中,膜分离机制是重点内容,而其中过筛分离是最常见的一种机制。为增强学生对于该原理的认识,PPT课件中使用了动画示意图,将不同尺寸的粒子依次通过不同孔径的筛网而被截留的过程直观表现出来,使抽象的分离机理一目了然。

4借助课外科研实践提升学生创新能力

当前社会经济对高分子学科人才的要求不断提高,高素质的人才不仅需要具有良好的知识基础,而且需要具有创新能力。受到课堂教学课时与形式的限制,高分子材料专业学生仅能够接触到基本的合成与表征实验,而功能高分子材料的相关实验较少,缺乏相关的实践训练和能力培养过程。为增强学生独立的研究与开发能力,我们向学生开放实验室,设置与功能高分子材料课程内容相关的科研课题,吸引有兴趣的学生,尤其是打算毕业后读研究生或从事研发工作的同学,在课余时间进入实验室参与功能高分子合成、结构与成分表征。近两年来已有超过十名同学参与了课外科研实践,申请并获得多项学校本科生创新实践项目的支持,掌握了原子自由基转移聚合等高分子可控合成技术,制备了多种嵌段高分子材料并用于调控纳米粒子的组装,制备了一系列具有优异光电性能的新型高分子纳米复合材料。课外科研实践活动培养了学生探索未知的兴趣,提高了学习的主动性与积极性,拓展了他们的知识面,培养了新型功能高分子材料的设计能力,有助于实现学生创新能力的个性化培养。

5课程的考核方式

功能高分子材料课程的教学目标是让学生掌握功能高分子材料的结构-性能关系、制备方法、表征手段及应用的知识,初步具备新型功能高分子材料的设计能力。传统的评价模式注重学生对于知识掌握的系统性和准确性,主要采用闭卷考试的方式,然而本课程具有知识系统复杂、知识量大、知识更新快等特点,所以闭卷考试的考核方式容易导致学生采用死记硬背的方式学习;另一方面,当前大力提倡素质教育,更为注重学生创新能力,因而在课程的考核评价模式需要相应调整。课程的总评成绩由期末成绩和平时成绩组成,期末成绩占总评的70%,采用开卷考试方式,平时成绩占总评的30%。首先,采用开卷考试可以弱化知识记忆在评估中的比例,通过设计较多的综合题以突出学生对知识的理解和运用能力的考核,减少学生突击复习应付考试的现象,也有助于减少学生的课业负担;另一方面,平时成绩主要用于考察学生上课时回答提问与课程讨论的情况,对于评价学生的知识掌握与运用能力具有重要参考价值,不仅是考试的重要补充部分,还可以提高学生参与课堂教学的积极性。

6结语

针对功能高分材料课程的特点及其在高分子专业学生培养中的重要地位,在课堂教学中坚持贯彻结构-性能关系的教学主线,补充相关领域的进展专题以丰富课程的知识结构,充分利用多媒体教学的优势增强教学内容的形象性和生动性,提供课外科研见习课题供学生进行科研实践,从而提高了学生的学习积极性、实践能力和创新能力,发展出有效的教学模式和评价方法。

【参考文献】

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[责任编辑:汤静]