高分子材料论文:高分子材料课程设计论文 1课程设计题目选取 课程设计选题合理与否,是课程设计改革的重要环节,应注意课题的综合性、实用性及层次性[2]。课程设计环节中增加高分子材料改性及工艺探索的题目,目的在于加深学生对《高分子材料成型工艺学》、《聚合物改性原理及方法》等课程知识的理解,提高其理论联系实际和灵活运用知识的能力。选择合适的题目是保证学生如期完成课程设计的前提。课程设计环节比毕业设计环节少了8周的时间,因此课程设计选题应“小而精”,难度应明显低于毕业设计题目。如果选取完全没有研究基础的题目,学生前期探索实验会花费过多时间,不利于课程设计顺利进行。基于以上原因,笔者在以往毕业设计题目的基础上进行延伸,确定了课程设计相关题目。例如往届学生曾做过“硅橡胶阻燃材料性能研究”的毕业设计题目,对于硅橡胶混炼及硫化工艺积累了一定的经验数据,而硅橡胶材料力学性能指标还不尽如人意,需要进一步改进配方。可以在此基础上引出两个课程设计题目:“硫化剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”、“结构控制剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”,并由两个学生分别完成以上题目。由于有前人的基础,学生在实验过程中没有重复探索相关工艺参数,实验直接切入主题,有利于在有限的时间内完成课程设计。此外,两个课程设计题目虽各有侧重,但主要原材料及成型工艺都相同,故两个学生可共用一套成型设备,大大节约了设备预热及清理时间。将学生按相近课题组成互助小组,不仅提供设备利用率,也有利于学生在遇到问题时,相互讨论,相互促进[3]。 2实验人员安排 我校高分子材料与工程专业每年招生人数为80人,现有实验室设备条件尚不能满足全部学生同时开展材料改性及工艺制定等实践内容。因此,合理安排课程设计环节进行材料改性及工艺制定的学生人数,是如期完成课程设计内容的必要保证。按照人才培养方案,本专业课程设计安排在第四学年秋季学期最后4周进行。此时学生的专业课程学习已全部完成,学生对于自己的就业去向也有了初步规划。可以结合学生的就业意愿安排其课程设计内容。对于工作单位已落实为材料改性或工艺制定岗位的学生,可以优先安排其在课程设计阶段进入相关实训。课程设计内容与学生就业去向密切相关,可以充分调动学生的积极性,自觉参与到课程设计的各个环节。在本次课程设计改革试点工作中,2010级的一名学生对于硅橡胶材料配方优化题目很感兴趣,原因就是与其签约的工作单位主要生产硅橡胶产品。这名学生在课程设计过程中充分发挥了自身的主观能动性,在实验遇到问题时没有被动等待老师的安排,而是通过多方搜集资料以及与指导老师讨论等方式积极寻求解决问题的有效途径。学生在课程设计阶段提前进入“工作状态”,为学生更快适应企业工作节奏和工作思路奠定基础。 3实验进度安排及突发情况处理 课程设计时间只有4周。以往安排学生绘制模具图,主要按照塑件图测绘(1周)—装配图设计及绘制(1周)—零件图绘制(1周)—说明书撰写(1周)来安排进度。模具设计过程中基本不存在突发因素,设计进度容易控制。如果在课程设计中安排材料改性、工艺制定等内容,则可能由于设备故障、原料采购不及时或其他因素影响实验进度,导致学生无法如期完成课程设计[1]。为此,课程设计指导老师需要提前做好原料及实验设备的准备、检查工作,并做好应急预案。在本次课程设计改革试点工作中,主要按照资料收集、初定方案、实验验证的思路安排进度。仍然以“硫化剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”、“结构控制剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”这两个课程设计题目为例:第1周进行资料搜集并初定两种硫化剂(结构控制剂)备选;第2周进行硫化剂(结构控制剂)种类筛选;第3周确定硫化剂(结构控制剂)最佳用量;第4周整理数据并撰写课程设计小论文。从实际试点情况看来,学生在4周内完成材料改性等课程设计题目是基本可行的,所有参与试点的学生都如期完成了课程设计预定内容并按期提交了课程设计论文。在试点工作中,也出现了一些突发情况。在实验进行过程中,个别设备由于电压不稳导致温控器失灵而维修了几天,耽误了进度。但由于参与试点的学生们积极性及配合度较高,在第1周仅花了3天时间就提前完成了资料收集及方案的初步确定。在设备维修期间,指导教师及时调整进度,让学生把实验数据整理及课程论文框架构建与实验同步进行,大大缩短了后期课程论文撰写的时间,从而保证了课程设计如期完成。 4结语 通过课程设计阶段小范围试点发现,在4周课程设计时间内,可以安排学生进行配方设计及工艺制定的相关实训。不仅提高了现有设备的利用率,也使学生动手能力得到多方面训练,从而使学生所学知识更贴近企业需求。当然,为了保证学生如期完成课程设计,指导教师应在课题选取、实验进度安排等方面多下功夫,也应针对实验过程中可能出现的突发情况做好应急预案,不断总结经验,使课程设计方案尽可能完善。 作者:盛旭敏 单位:重庆理工大学材料科学与工程学院 高分子材料论文:高分子材料教学设计论文 1创新型实验开展的必要性 相比基础性实验,综合性实验的设置和开展对学生各课程知识的掌握在广度和深度上均提出了更高的要求,也使得学生能够对分属于不同课程的知识点有了更为深刻的认识,通过相互对比和验证,有助于专业知识的全面掌握和理解。但鉴于实验开展仍然遵循着学生预习、老师讲授、动手操作和课后交报告的传统模式,虽然实验指导老师针对实验可以设计不同的反应历程,让不同组别的学生获得迥异的结果,但实验结论的预测性很强,一些意外问题的发生也会在指导教师的预料之中,并能够很快给出解决方案,这对于提升学生在主观能动学习能力的效果很有限。另外,本校开展的高分子实验在内容的编排上还存在着较为明显的学科界限,还不能完全融合高分子化学、高分子物理和高分子成型加工原理等课程内容,因此很有必要开设具有创新型的研究型实验课程。 2实验开设时机 鉴于此类研究型实验的开展往往需要比较集中的时间段,高分子材料教研室经过多次商讨,确定本实验的学时为90学时(30学时/周×3周),将主要的实验内容集中安排在大四上学期的最后3周内完成。此时,一方面学生已经完成了所有的理论课程的学生和各类基础实验的训练,为本实验的开展提供了先决条件;其次,在此时间段有关校园招聘活动也会告一段落,可以保证学生有充足的时间和精力完成实验;最后,此次实验训练也为下一学期的本科毕业设计(论文)的开展提供一次很好的预演,能够有效地消除学生对毕业设计(论文)的恐慌和迷茫心理。 3实验内容的优化设计 根据王新平等[5]的观点,创新型实验必须具有实验结果的不确定性和探索性、实验设计程序的自主性和开放性,以及实验过程的可行性和可操纵性等基本要素。因而,这类实验的开展必然会对实验人员(包括指导教师和学生)、实验设备和场地等诸多方面提出了更高的要求。根据创新型实验内容设计的三点原则[5]和本专业教研室老师的科研情况,教研室选择了“导电性高分子材料的制备及其应用”这一开放性较强的实验。通过多方面的探讨和论证,我们尝试设计了一个以掺杂聚苯胺的合成、表征及其在聚丙烯和天然橡胶中的应用为主线的研究型实验,实验内容和所需基本学时安排如下:(1)学生分组,布置实验的侧重方向(一组在聚丙烯中的应用,一组在天然橡胶中的应用),安排相关文献的查询和阅读,着重了解聚苯胺的特性和合成方法、聚丙烯和天然橡胶的性能和加工特性,温习有关设备的操作和安全注意事项(30学时)。(2)根据分组,学生在老师的指导下搭建实验平台,进行聚苯胺的合成,分别采用化学氧化聚合法、乳液聚合法、微乳液聚合法和分散聚合法制得一系列经过质子酸或无机酸掺杂改性的聚苯胺,经纯化干燥后备用(30学时)。(3)用高阻计测试聚苯胺的电导率,X射线衍射仪分析产物的物相结构,红外光谱仪观察产物的特征官能团,并在扫描电镜下观察产物的形貌,并比较不同组别间所得聚苯胺产物在性能和外观上的异同(15学时)。(4)各组同学在制得合格的聚苯胺后,按照预先选定的应用方向,分别添加到聚丙烯或天然橡胶中制成复合材料,前者在双螺杆挤出机中完成,而后者在双辊开炼机和平板硫化机中进行。(30学时)(5)将所得复合材料进行标准化制样后,分别用万能电子试验机、摆锤式冲击试验机和高阻计测试复合材料的拉伸性能、冲击韧性和电导率随聚苯胺添加量的变化规律并记录实验结果;用扫描电镜观察复合材料断面形貌,分析破坏机制,探讨材料的强度和韧性变化的机理(15学时)。(6)学生整理数据,并撰写实验报告。报告要求参照本科毕业论文的模板和格式,须包括引言、实验过程、结果与讨论、结论和参考文献等主要部分(30学时)。其中(1)和(6)要求学生利用课余时间分别在实验周的前后一周内完成,不占用实验周的学时。在整个实验进行过程中,如因出现不可抗力或意外情况导致实验进展不顺利,可通过与实验室管理人员协调,利用周六和周日的时间进行弥补,以保证学生有充足的实验时间。通过这样一个研究型实验的设计和内容编排,不但使学生能够将有机化学、高分子化学、高分子物理、高分子成型加工原理以及材料现代测试与分析技术等课程中散落的知识点进行有机串联,还同时大大增强了学生对高分子材料从合成、表征到应用的整体认识。在实验过程出现不可预料的事件时,合理引导学生利用理论知识去分析问题,并通过查找资料寻求解决问题的方法,有力地推动了学生在理论知识和实践应用方面的融会贯通,极大地提升了学生的主观能动性。 4实验课程考核 本实验的考核采用过程管理与结果考核并用的模式,主要分为以下三个方面:(1)学生实验表现(40%):指导教师观察并记录学生在实验中的表现,包括实验时间的合理安排、实验平台的正确搭建、实验药品和原料的适用和管理,以及意外情况出现时的应对措施等。(2)综合报告撰写(40%):要求每一位学生在查阅文献和整理资料的基础上,独立分析实验数据,撰写一份符合要求的实验报告。(3)教师提问考核(20%):学生提交报告期间,指导教师根据报告内容进行提问,考核学生对实验过程和报告内容的熟悉程度,同时考察学生在实验数据分析中的逻辑性,进一步深化学生对实验的印象,达到初步培养学生科研素质的目的。 5结语与展望 创新型实验的设置和开展是实验教学改革中最为重要的环节之一。虽然我校高分子材料与工程专业在此方面进行了初步尝试,但还有大量的工作亟待深入和细化研究。如,如何协同学生人数多与实验设备少之间的矛盾;在非工作日如何加强学生在实验室的安全管理工作;如何通过学生的反馈来改善和优化实验内容,进而提高实验教学的质量;如有可能的话,应在现有工作的基础上,设计更多具有前瞻性、创新型且兼具可行性的创新型实验,以达到满足学生自主选题的需要等。这些问题对实验室管理人员和指导教师提出了更高的要求,需要在后续的工作中进一步加以完善和提高。 作者:杨继年丁国新陶玉仑王周锋高俊珊王艳丽王媛媛滕艳华张宏艳王静单位:安徽理工大学材料科学与工程学院 高分子材料论文:高分子材料成型加工研究论文 一、高分子材料成型加工技术发展概况 近50年来,高分子合成工业取得了很大的进展。例如,造粒用挤出机的结构有了很大的改进,产量有了极大的提高。20世纪60年代主要采用单螺杆挤出机造粒,产量约为3t/h;70年代至80年代中期,采用连续混炼机+单螺杆挤出机造粒,产量约为10t/h;80年代中期以来。采用双螺杆挤出机+齿轮泵造粒,产量可以达到40-45t/h,今后的发展方向是产量可高达60t/h。在l950年,全世界塑料的年产量为200万t。20世纪90年代。塑料产量的年均增长率为5.8%,2000年增加至1.8亿t至2010年,全世界塑料产量将达3亿t,此外。合成工业的新近避震使得易于璃确控制树脂的分子结构,加速采用大规模进行低成本的生产。随着汽车工业的发展,节能、高速、美观、环保、乘坐舒适及安全可靠等要求对汽车越来越重要.汽车规模的不断扩大和性能的提高带动了零部件及相关材料工业的发展。为降低整车成本及其自身增加汽车的有效载荷,提高塑料类材料在汽车中的使用量便成为关键。 据悉,目前汽车上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的传统汽车材料(如钢铁等)。因此,汽车中越来越多的金属件由塑料件代替。此外,汽车中约90%的零部件均需依靠模具成型,例如制造一款普通轿车就需要制造1200多套模具,在美国、日本等汽车制造业发达的国家,模具产业超过50%的产品是汽车用模具。目前,高分子材料加工的主要目标是高生产率、高性能、低成本和快捷交货。制品方面向小尺寸、薄壁、轻质方向发展;成型加工方面,从大规模向较短研发周期的多品种转变,并向低能耗、全回收、零排放等方向发展。 二、现今高分子材料成型加工技术的创新研究 (一)聚合物动态反应加工技术及设备 聚合物反应加工技术是以现双螺杆挤出机为基础发展起来的。国外的Berstart公司已开发出作为连续反应和混炼的十螺杆挤出机,可以解决其它挤出机(包括双螺杆和四螺杆挤出机)作为反应器所存在的问题。国内反应成型加工技术的研究开发还处于起步阶段,但我国的经济发展强烈要求聚合物反应成型加工技术要有大的发展。指交换法聚碳酸酯(PC)连续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术是缩聚反应器的反应挤出设备,我国每年还有数以千万吨计的改性聚合物及其合金材料的生产。关键技术也是反应挤出技术及设备。 目前国内外使用的反应加工设备从原理上看都是传统混合、混炼设备的改造产品,都存在传热、传质过程、混炼过程、化学反应过程难以控制、反应产物分子量及其分布不可控等问题.另外设备投资费用大、能耗高、噪音大、密封困难等也都是传统反应加工设备的缺陷。聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同,该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程,达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。该技术首先从理论上突破了控制聚合物单体或预聚物混合混炼过程及停留时间分布不可控制的难点,解决了振动力场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量及能量传递及平衡问题,同时从技术上解决了设备结构集成化问题。新设备具有体积重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、适应性好、可靠性高等优点,这些优点是传统技术与设备无法比拟或是根本没有的。该项新技术使我国聚合物反应加工技术直接切人世界技术前沿,并在该领域处于技术领先地位。 (二)以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术 1.信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术。此技术克服传统方式的中间环节多、周期长、能耗大、储运过程易受污染、成型前处理复杂等问题,将光盘级PC树脂生产、中间储运和光盘盘基成型三个过程整合为一体,结合动态连续反应成型技术,研究酯交换连续化生产技术,研制开发精密光盘注射成型装备,达到节能降耗、有效控制产品质量的目的。 2.聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术。此技术在强振动剪切力场作用下对无机粒子表面特性及其功能设计(粒子设计),在设计好的连续加工环境和不加或少加其它化学改性剂的情况下,利用聚合物使无机粒子进行原位表面改性、原位包覆、强制分散,实现连续化制备聚合物/无机物复合材料。 3.热塑性弹性体动态全硫化制备技术。此技术将振动力场引入混炼挤出全过程,控制硫化反直进程,实现混炼过程中橡胶相动态全硫化.解决共混加工过程共混物相态反转问题。研制开发出拥有自主知识产权的热塑性弹性体动态硫化技术与设备,提高我国TPV技术水平。 三、高分子材料成型加工技术的发展趋势 近年来,各个新型成型装备国家工程研究中心在出色完成了部级火炬计划预备项目和国家“八五”、“九五”重点科技计划(攻关)等项目同时,非常注重科技成果转化与产业化,完成产业化工程配套项目20多项,创办了广州华新科机械有限公司和北京华新科塑料机械有限公司,使其有自主知识产权的新技术与装备在国内外推广应用。塑料电磁动态塑化挤出设备已形成了7个规格系列,近两年在国内20多个省、市、自治区推广应用近800台(套)。销售额超过1.5亿元,还有部分新设备销往荷兰、泰国、孟加拉等国家.产生了良好的经济效益和社会效益。例如PE电磁动态发泡片材生产线2000年和2001年仅在广东即为国家节约外汇近1600万美元,每条生产线一年可为制品厂节约21万k的电费。塑料电磁动态注塑机已开发完善5个规格系列,投入批量生产并推向市场;塑料电磁动态混炼挤出机的中试及产业化工作已完成,目前开发完善的4个规格正在生产试用。并逐步推向市场目前新设备的市场需求情况很好,聚合物新型成型装备国家工程研究中心正在对广州华新科机械有限公司进行重组。将技术与资本结合,引入新的管理、市场等机制,争取在两三年内实现新设备年销售额超亿。我国已加入WTO,各个行业都将面临严峻挑战。 综上所述,我国必须走具有中国特色的发展高分子材料成型加工技技术与装备的道路,打破国外的技术封锁,实现由跟踪向跨越的转变;把握技术前沿,培育自主知识产权。促进科学研究与产业界的结合,加快成果转化为生产力的进程,加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。 高分子材料论文:高分子材料抗静电研究论文 一、高分子抗静电的方法概述 高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质,其主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射,三者中以表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率,所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此,通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂,添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法,而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。 (一)添加导电填料 这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中,目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。 (二)与结构型导电高分子材料共混 导电高分子材料中的高分子(或聚合物)是由许多小的重复出现的结构单元组成,当在材料两端加上一定的电压,材料中就有电流通过,即具有导体的性质,凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同,它属于分子导电物质。根本上讲,此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料,但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、成型困难、易氧化和稳定性差,无法直接单独应用,一般作导电填料与其它高分子基体进行共混,制成抗静电复合型材料,这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性,效果更好更持久。 (三)添加抗静电剂法 1.有机小分子抗静电剂。有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质,其结构通式为RYx,其中R为亲油基团,x为亲水基团,Y为连接基。分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性,C12以上的烷基是典型的亲油基团,羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团,此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类:阳离子型抗静电剂;阴离子型抗静电剂;非离子型抗静电剂;两性型抗静电剂。 导电机理无论是外涂型还是内加型,高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下4种:(1)抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性,吸收空气中的水分子,形成“海一岛”型水性的导电膜。(2)离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性。(3)介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。(4)增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系数。概括起来一是降低制品的表面电阻,增加导电性和加快静电电荷的漏泄;二是减少摩擦电荷的产生。 2.永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物,它们与基体树脂有较好的相容性,因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下,经较低的剪切力拉伸作用后,在基体高分子表面呈微细的筋状,即层状分散结构,而中心部分呈球状分布,这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻,并且具有永久性抗静电性能。 二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况 我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种,以非离子表面活性剂为主,目前常用的品种有,大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、ABPS(烷基苯氧基丙烷磺酸钠)、DPE(烷基二苯醚磺酸钾);上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂SN(十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐),另外该厂生产的抗静电剂PM(硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物)、抗静电剂P(磷酸酯与乙醇胺的缩合物);北京化工研究院开发的ASA一10(三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物)、ASA一150(阳离子与非离子表面活性剂复合物),近年来又开发出ASH系列、ASP系列和AB系列产品,其中ASA系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂;ASB系列产品则为有机硼表面活性剂(主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯)与其他非离子表面活性剂复合而成;ASH和ASP系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成,杭州化工研究所开发的HZ一1(羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物)、CH(烷基醇酰胺);天津合成材料工业研究所开发的IC一消静电剂(咪唑一氯化钙络合物);上海合成洗涤剂三厂开发生产的SH系列塑料抗静电剂,已经形成系列产品,在使用效果和性能上处于国内领先地位,部分品种可以替代进口,如SH一102(季铵盐型两性表面活性剂)、SH一103、104、105等(均为季铵盐型阳离子表面活性剂),SH抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂;济南化工研究所JH一非离子型抗静电剂。(聚氧乙烯烷基胺复合物)等; 河南大学开发的KF系列等,如KF一100(非离子多羟基长碳链型抗静电剂)、KF-101(醚结构、多羟基阳离子永久型抗静电剂),另外还有聚氧乙烯醚类抗静电剂,聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等;抗静电剂TM系列产品也是目前国内常用的,主要用于合成纤维领域。 从抗静电剂发展来看,高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品,尤其是在精密的电子电气领域,目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。 三、结语 我国合成材料抗静电剂行业发展前景较好,针对目前国内研究、生产、应用与需求现状,对我国合成材料抗静电剂工业发展提出以下建议。 (一)加大新品种开发力度 近年来国外开发的高性能伯醇多聚氧化乙醚类非离子型表面活性剂;用于聚碳酸酯的脂肪酸单缩水甘油酯;用于磁带工业的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物;适应于聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等多种合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等,总之国内科研院所应根据我国合成材料制品要求,开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种,并不断强化应用技术研究,以满足国内需求。 (二)加快复合抗静电剂和母粒的研究与生产 今后要加快多种结构抗静电剂及其他塑料助剂的复配,向适应范围广、效率高、系列化、多功能、复合型等方向发展。另外合成材料多功能母粒作为助剂已经成为今后合成树脂加工改性的重要原材料,如着色、阻燃、抗菌、成核等母粒在国内开发方兴未艾,国内要加快抗静电母粒的开发与研究,促进我国抗静电剂工业发展。 高分子材料论文:高分子材料抗静电技术研究论文 摘要:目前,静电在生物工程中有着重要的应用。介绍高分子抗静电的方法,阐明高分子材料抗静电技术在我国的发展和策略。 关键词:高分子材料抗静电研究 静电广泛地存在于自然界和日常生活之中,如人们每时每刻呼吸的空气每厘米就含有100500个带电粒子;自然界的雷电;干燥季节里人身上化纤衣物由于摩擦起电而粘附在身体上,这一切都是比较常见的静电现象。实际上,静电在生物工程中有着重要的应用。 一、高分子抗静电的方法概述 高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质,其主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射,三者中以表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率,所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此,通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂,添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法,而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。 (一)添加导电填料 这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中,目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。 (二)与结构型导电高分子材料共混 导电高分子材料中的高分子(或聚合物)是由许多小的重复出现的结构单元组成,当在材料两端加上一定的电压,材料中就有电流通过,即具有导体的性质,凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同,它属于分子导电物质。根本上讲,此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料,但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、成型困难、易氧化和稳定性差,无法直接单独应用,一般作导电填料与其它高分子基体进行共混,制成抗静电复合型材料,这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性,效果更好更持久。 (三)添加抗静电剂法 1.有机小分子抗静电剂。有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质,其结构通式为RYx,其中R为亲油基团,x为亲水基团,Y为连接基。分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性,C12以上的烷基是典型的亲油基团,羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团,此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类:阳离子型抗静电剂;阴离子型抗静电剂;非离子型抗静电剂;两性型抗静电剂。 导电机理无论是外涂型还是内加型,高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下4种:(1)抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性,吸收空气中的水分子,形成“海一岛”型水性的导电膜。(2)离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性。(3)介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。(4)增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系数。概括起来一是降低制品的表面电阻,增加导电性和加快静电电荷的漏泄;二是减少摩擦电荷的产生。 2.永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物,它们与基体树脂有较好的相容性,因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下,经较低的剪切力拉伸作用后,在基体高分子表面呈微细的筋状,即层状分散结构,而中心部分呈球状分布,这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻,并且具有永久性抗静电性能。 二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况 我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种,以非离子表面活性剂为主,目前常用的品种有,大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、ABPS(烷基苯氧基丙烷磺酸钠)、DPE(烷基二苯醚磺酸钾);上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂SN(十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐),另外该厂生产的抗静电剂PM(硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物)、抗静电剂P(磷酸酯与乙醇胺的缩合物);北京化工研究院开发的ASA一10(三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物)、ASA一150(阳离子与非离子表面活性剂复合物),近年来又开发出ASH系列、ASP系列和AB系列产品,其中ASA系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂;ASB系列产品则为有机硼表面活性剂(主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯)与其他非离子表面活性剂复合而成;ASH和ASP系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成,杭州化工研究所开发的HZ一1(羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物)、CH(烷基醇酰胺);天津合成材料工业研究所开发的IC一消静电剂(咪唑一氯化钙络合物);上海合成洗涤剂三厂开发生产的SH系列塑料抗静电剂,已经形成系列产品,在使用效果和性能上处于国内领先地位,部分品种可以替代进口,如SH一102(季铵盐型两性表面活性剂)、SH一103、104、105等(均为季铵盐型阳离子表面活性剂),SH抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂;济南化工研究所JH一非离子型抗静电剂。(聚氧乙烯烷基胺复合物)等; 河南大学开发的KF系列等,如KF一100(非离子多羟基长碳链型抗静电剂)、KF-101(醚结构、多羟基阳离子永久型抗静电剂),另外还有聚氧乙烯醚类抗静电剂,聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等;抗静电剂TM系列产品也是目前国内常用的,主要用于合成纤维领域。 从抗静电剂发展来看,高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品,尤其是在精密的电子电气领域,目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。 三、结语 我国合成材料抗静电剂行业发展前景较好,针对目前国内研究、生产、应用与需求现状,对我国合成材料抗静电剂工业发展提出以下建议。 (一)加大新品种开发力度 近年来国外开发的高性能伯醇多聚氧化乙醚类非离子型表面活性剂;用于聚碳酸酯的脂肪酸单缩水甘油酯;用于磁带工业的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物;适应于聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等多种合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等,总之国内科研院所应根据我国合成材料制品要求,开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种,并不断强化应用技术研究,以满足国内需求。 (二)加快复 合抗静电剂和母粒的研究与生产 今后要加快多种结构抗静电剂及其他塑料助剂的复配,向适应范围广、效率高、系列化、多功能、复合型等方向发展。另外合成材料多功能母粒作为助剂已经成为今后合成树脂加工改性的重要原材料,如着色、阻燃、抗菌、成核等母粒在国内开发方兴未艾,国内要加快抗静电母粒的开发与研究,促进我国抗静电剂工业发展。 高分子材料论文:高分子材料专业贯通式实验案例教学分析 摘要:高分子材料专业的贯通式实验案例教学是将基础知识、探索性专业实验和工程化实践应用融汇贯通的新型教学模式。以高分子材料反应共混改性沥青加工试验为例,介绍了该教学模式的方法、步骤与特点。学生通过查阅文献、实验设计、动手操作、撰写论文及实体工程实践等环节,深化利用已学基础知识和专业知识,培养分析问题和解决问题能力。该贯通式实验案例教学有利于本科生、研究生尽快掌握高分子材料科学与工程的内涵,选择感兴趣的方向,快速进入毕业设计研究,了解社会需求和优化职业取向,加强专业体验性和理解能力。对培养学生综合素质,提高创新、创业能力有重要意义。 关键词:高分子材料;贯通式教学;实验案例;创新;创业 引言 高分子材料科学与工程是一门理论与实践紧密结合的专业,实验和实践教学是高校高分子材料专业学生必修环节。但是,传统教学模式下的高分子材料加工工程实验明显存在专业实验“按部就班”和实践过程“走马观花”等问题。此外,还有实验教学内容相对陈旧,与我国工业化发展程度脱轨;实验课时间少且死板,不利于实验的深入开展;只注重已经成熟的实验操作与报告书写,不利于创新思维的培养;实验设备陈旧,许多新的实验无法满足我国现今创业、创新人才的培养。与欧美等先进高校的高分子材料专业实验、实践课程相比,我国高校学生普遍存在动手操作能力弱、安全意识不足和解决实际问题能力差等缺点。以美国阿克伦大学高分子加工实验课程为例,实验课时间长,且强调学生亲自己动手,并鼓励使用拍照、录像等手段得到各种数据,实验报告内容丰富。即使实验失败,只要学生对失败的原因分析透彻,依然可以得到完美的分数。根据学生的反馈,这样的学习方法普遍比单纯的理论灌输和死板的实验更加有效,实验过程更具体验性。他们还将试验内容与工程实践紧密结合,将试验内容拓展到课外,加深高分子科学与工程的理解和应用。近年来,我国对创新、创业型人才的培养日益重视,推动传统实验、实践课程改革和激发学生创造力日益重要,增加综合型、研究创新型、实践型实验是大势所趋。 相对于基础型和综合型实验的“验证性”而言,研究型实验具有不确定性、探索性、自主性、开放性与可操作性等“探索性”特点。作为学生由知识学习向科学研究、工程应用转变的衔接点,研究实践型创新实验涉及多学科知识的交叉运用,侧重于运用所学知识、文献查阅和基本技能等手段应用,并要求实验结果以研究论文和工程实践报告的形式完成,其设置重在培养发现问题和解决问题能力,更具挑战性。我校高分子材料专业方向已在综合化学实验基础上,开设了自主研究型实验。通过学生与感兴趣的导师联系,共同确定实验方向,在五周内完成实验设计、实验操作、实验分析、报告撰写等相关内容。收到了较好的效果。为加强该专业的工程实践体验,我们在此基础上拓展设计了贯通式实验.即在自主研究型实验技术基础上,进入实际生产一线进行工程实践,贯通理论与实践,建立理论研究与工程应用的关系。具体是结合联系导师的转化成果,将研究型实验延伸,进行三天的工程实践,尝试将学生基础知识、专业知识和产业化实践结合运用,培养学生的工程认知和实践能力。本文以高分子材料反应共混改性沥青材料的高分子加工试验为例,探讨了该贯通式实验教学设计思路、目的、试验步骤、报告撰写方法以及实验心得等,以期促进贯通式试验教学的开展。这对培养我国迫切需要科技成果转化背景下的创新、创业人才有重要意义。 1贯通式实验教学思路 该贯通式试验案例教学是以我校比较成熟的产业化特色项目高分子材料反应共混改性沥青展开。首先指导老师布置课题,讲解贯通式实验的目的、方法和意义等过程,实验小组根据讲解内容选择高等级公路用改性沥青材料为课题展开研究。研究小组通过查阅文献、小组内讨论和教师的共同探讨,决定以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青为主题开展本次贯通型实验。其次,通过以SBS反应共混沥青改性、结构表征、性能测试为主线的研究型实验,旨在提高学生创新意识以及创新能力,培养其团队意识,了解和熟悉开展科研工作的方法。最后,通过工程实践和产学研交流,贯通试验室研究与工程实践的联系与区别,建立室验式开发研究、工程放大生产和工程应用之间的关系。 2贯通式实验教学方法及步骤 贯通式实验教学方法是用讨论式、启发式教学方法;以学生为主,允许失败,多次尝试,提倡提出问题和解决问题的锻炼模式;讲究基础理论、专业实验和工程实践相结合,融汇贯通的模式。贯通式实验教学包括以下步骤:(1)师生双向选择导师公布课题后进行师生双向选择,通过与导师交流,达成合作关系,挑选组长并布置研究实践内容和任务;(2)设计课题学生通过导师指导查找课题领域的前沿文章,以及和老师讨论,设计出切实可行的实验方案,培养学生独立设计实验的能力;(3)实验操作小组成员们利用已有基础实验知识结合专业知识的了解,比如通过实验过程既熟悉了红外光谱、光学显微镜等仪器的使用方法,又接触到了传统教学实验难以接触的新型实验设备如高速剪切机、胶体磨和低温延度计等设备;(4)数据总结与讨论小组成员将所得试验结果进行整理作图,分析讨论试验结果;(5)工程实践通过参观学习生产流水线,与操作工人、车间主任和总工程师交流学习;(6)课程总结与评价与指导老师交流实践过程的问题与收获,撰写研究报告和实践报告。 3贯通式实验教学效果与心得 贯通式实验教学摒弃了传统实验机械、死板、陈旧的教学方式,为老师教学以及学生学习都带来了创新的想法和创业的火花。贯通式实验教学效果总结有如下四点: (1)培养了研究方法和团队协作意识实验小组通过前期选题,查阅大量的资料,了解目前高分子科学领域的新的研究方向。实验过程中,小组成员们接触到并使用了许多传统实验教学中难觅踪影的仪器,SBS、石油沥青等材料的特性,开阔了他们的视野,真正体验了科学研究的过程。分工明确,通过各成员间的协作配合,共同完成。提高了实验操作技能以及与他人合作的能力。在实验过程中不断思考并对实验方案进行改进,定期与老师见面并报告相关进展,最后完成整个实验部分; (2)培养了学生独立思考分析问题和总结升华能力数据总结处理阶段,通过分析实验结果,学会了用统计方法软件对所得数据进行处理,对实验现象运用理论知识做出合理的解释。对有疑惑的问题,小组成员之间随时进行讨论分析,并查阅相关文献,进一步试验验证,最后找到了问题的根源。将所有结果整理并书写成报告。通过对实验结果进行分析与写作,培养了他们独立思考、清晰表达、总结升华的能力; (3)培养了学生工程化思维在工业实际生产阶段,进一步考察工厂生产环节,书写工程实习报告,丰富学生的社会适应能力,并为迅速进入企业工作奠定良好的基础。例如,在工厂实践阶段,认识了实验室实验与工程试验的差别,深化了化学工程中原材料、操作单元选择原则,化工原理中“三传一反”的理解。以搅拌装置的设计为例,大型搅拌桨根据物料粘度设计的原理,SBS与沥青混合加料时的弱搅拌与反应后的强搅拌桨叶的不同;以我国早期SBS改性沥青生产时,为解决高熔体粘度的SBS与低粘度沥青的分散性通过胶体磨等特殊设备强化剪切变形实现分散;还可以通过选择SBS的嵌段比例、分子量等手段提高其在沥青中的分散性; (4)培养了创业思维通过与市场、采购和财务部门人员的交流,了解到企业的市场信息是生产的前提,市场信息是基于大量使用数据和与用户沟通相结合而得到的。市场原材料信息、市场销售信息反馈到研发部门进行开发,形成原材料进入、加工制造和产品销售与服务一体化的运转格局,为以后创业思维的培养打下基础。工程化思维对促进学生校内培养有积极的影响。通过工程化实践锻炼了学生将高分子专业理论知识用于实践,并通过实践加深了对理论知识的学习。例如,深入了解了高分子材料工程的共同点,是解决高性能与易加工、经济性三者的矛盾,环境污染治理与经济性的矛盾。学习了公司治理结构,了解公司的发展优秀,一是靠管理,二是靠科技。团队协作是公司高效运转的保障,注重团队建设。在此过程中,也培养了团队协作能力,更快融入将来的工作融合贯通,认识平时所学知识的重要性,促进专业知识的学习。 在基础理论与工程化生产方面,还认识到室内基础研究试验与工程化生产相辅相成,工程化提出问题必须通过基础研究指导才能获得突破。基础理论指导工程化实践,工程化实践又不能局限于基础理论,还需考虑社会因素、市场因素和环境因素等。在生产应用方面,深刻理会了“安全第一”是一切生产的根本。工厂的安全教育,为以后试验室及工程化生产奠定了基础。工程化放大生产是无数实验室试验的总结,也是指导实验室小试、中试和放大生产的根本。稳定化、规模化生产是市场化应用的根本保障,标准的试验方法和严格的产品检测是市场应用的根基。市场是科研的主要推动力,基础研究是推动科研进行的源动力。 4贯通式教学总结 贯通式实验教学通过自主探索实验和工程实践体验的方式,增强了高分子材料专业教学的趣味性、探索性和创造性,不但对培养学生提出问题和解决问题的能力有积极作用,而且还有利于高校和企业培养创新和创业人才。贯通式实验教学的难点在于,建立良好的产学研信任关系和学生的积极主动性的配合。此外,指导教师的精细设计和企业、学校领导的大力支持也必不可少,有必要进一步深入挖掘适合贯通式实验教学的课题,深化与企业的合作关系,协同培养发掘创新、创业人才。当然,该贯通式实验教学仍处于探索之中,在培养时间、培养模式、培养效果等方面还值得商榷。总之,贯通式实验教学的不确定性、探索性、自主性、开放性与体验性更契合当前学生对实验课的需求以及国家对创新、创业能力人才的培养,值得进一步推广和完善。 作者:王仕峰1;潘三水1;张勇1;李嘉曦2;李航3 单位:1.上海交通大学 高分子材料论文:脉冲激光技术在高分子材料加工中的运用 摘要:随着我国科学技术水平的不断提高以及诸多科研人员的努力,激光技术获得了飞速的发展,超短脉冲、超高强度、超短波长等成为了当前激光技术的代表特征,脉冲激光技术的出现更为高分子材料加工带来了革命性的进步。在分析脉冲激光技术在高分子材料加工中的应用时,首先对脉冲激光及其折射率改性情况进行了概述,在此基础上从激光烧烛产生表面多孔结构、周期结构以及块体材料加工对材脉冲激光技术的应用几个方面进行了详细的研究与探讨。 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。 作者:田新 单位:新疆轻工职业技术学院 高分子材料论文:熔融沉积成型用高分子材料研究 《化学推进剂与高分子材料杂志》2016年第6期 摘要: 介绍了熔融沉积成型(FDM)原理及所需材料要求,详细阐述了国内外FDM用丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料、聚乳酸、聚碳酸酯的研究进展,展望了其发展前景。 关键词: 熔融沉积成型;ABS;聚乳酸;聚碳酸酯 3D打印是一种以设计的3D模型为基础,利用打印设备逐层增加材料来构造三维实物的快速成型技术[1]。它集成了CAD(计算机辅助设计)/CAM(计算机辅助制造)、机电控制和材料科学等方面的技术,被誉为“第三次工业革命”的优秀技术。目前比较成熟的快速成型工艺有:光固化立体造型、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型。与其他快速成型工艺相比,FDM操作简便,安全无毒,成型效率高,成型设备价格低,发展极为迅速。目前FDM系统在全世界已使用的快速成型系统中约占1/3。材料是熔融沉积成型的重要基础,具有可黏合性的高分子材料是FDM工艺最常用的材料,它的发展速度制约熔融沉积成型的进一步发展。本文重点介绍了丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料、聚乳酸、聚碳酸酯3类高分子材料用于FDM工艺的研究进展,为熔融沉积成型进一步发展提供理论基础。 1FDM工艺概述 1.1FDM工艺工作原理 首先用加热装置将丝状(直径约2mm)热塑性材料加热熔化,给材料合适的压力将熔融态材料从微细喷嘴(直径一般为0.2~0.6mm[2])中挤出,喷头根据计算机设定的模型截面信息运动,将挤压出的熔融态丝材涂覆在工作台的制件基座的指定位置,并快速冷却固化,一个层面沉积完成后,工作台按设定的增量下降一个层的厚度,再继续熔融沉积,循环往复,直至完成整个实体制造。 1.2FDM材料的性能要求 根据FDM工艺原理及特点,所用高分子材料应满足以下性能要求[3–5]:①材料的制丝要求高分子材料在使用前,要经螺杆挤出机加工成直径约2mm的单丝,因此材料必须能够挤出成型。单丝要求表面光泽、直径均匀、内部无中空,在常温下应具有良好的柔韧性,不会被轻易折断。②材料的收缩率线材经熔融挤出后在工作台上快速固化,但若成型材料收缩率大,固化时的体积收缩就会在制品中产生更大的内应力,进而使制品翘曲变形,甚至导致制品开裂,以至成形失败。材料的收缩率是影响制品外形质量最重要的因素之一,FDM工艺要求成型材料的收缩率越小越好。③材料的机械性能丝状进料方式要求料丝具有较好的力学性能,这样在摩擦轮的牵引和驱动力作用下才不会发生断丝和弯曲现象。由于料丝在加热装置内还起到活塞推进作用,为提高其抗失稳性能,料丝必须具有足够的弹性模量。④材料的流动性为将熔融态的丝材从喷嘴中顺利挤出,要求所用材料在熔融态时具有较好的流动性。流动性差的材料产生的阻力大,难以挤出;流动性太好的材料挤出后难以控制,发生流涎,并造成每一次循环的起始与停止时,挤出物料不均匀。 2FDM用高分子材料研究进展 2.1ABS ABS是目前使用最多、应用最早的高分子打印线材。它综合了丁二烯、苯乙烯和丙烯腈各自的优良性能,具有良好的力学性能,易加工,广泛应用于汽车、纺织、电子电器和建筑等领域[6]。但ABS也存在一些缺点:较大的收缩率,制品易收缩变形,易发生层间剥离及翘曲等现象;耐热变形性较差;打印过程中有异味产生。为改善ABS打印的成型质量,国内外学者在ABS改性方面做了很多工作。 2.1.1国外 M.L.Shofner等[7]用VGCFs(气相生长碳纤维)填充ABS,制备用于FDM工艺的复合材料,研究了填充VGCFs对ABS机械性能的影响。结果表明,加入VGCFs能提高ABS的拉伸强度和模量,但是流动性会变差。美国的Stratasys是世界上最大的3D打印材料公司,它新推出了一款ABS材料ABS–M30i。与标准的StratasysABS相比,ABS–M30i的力学性能有较大的提高,并且层间黏合强度大幅提升,扩大了ABS的应用范围[8]。Stratasys公司的第2代数码ABS2,这种新型材料可通过FDM技术制备薄壁电子器件,且具有良好的热稳定性和尺寸稳定性[9]。美国3DXTech公司利用多壁碳纳米管对纯ABS树脂进行改性,制备出新型FDM用ABS材料——3DXNanoESD,可用于打印汽车、电子器件用关键零件,以及需要静电放电(ESD)保护的器件。 2.1.2国内 仲伟虹等[10]利用短切玻璃纤维对ABS进行改性,研究了短切玻璃纤维含量对ABS机械性能的影响。结果表明,加入短切玻璃纤维,ABS材料的收缩率变小,解决了ABS制品易收缩变形的问题,同时材料强度、硬度大幅提升,但会使材料韧性变差。加入增韧剂和增容剂很好地解决了这一问题,提高了ABS复合材料的韧性,从而使短切玻璃纤维改性的ABS材料适合于FDM工艺。方禄辉等[11]将ABS与热塑材料苯乙烯–丁二烯–苯乙烯共聚物(SBS)进行熔融共混,制备用于FDM工艺的功能材料,研究了SBS结构及其含量对ABS/SBS共混物各性能的影响。结果表明,加入热塑材料SBS,ABS的流动性明显提高,韧性变好,低频下熔体强度高,对剪切频率依赖变弱,较好地适用于FDM工艺对ABS材料流动性和力学性能的要求。聂富强等[12]发明并公布了一种ABS线材的制备方法。首先将聚丁二烯橡胶剪碎溶在苯乙烯中,然后加入丙烯腈单体和稀释剂后搅拌成均相,再加入引发剂,在一定温度下连续本体聚合后获得可用于FDM工艺的ABS。利用优化后的制备方法成功制备了ABS,且制备的ABS耐热性好、抗冲击强度高。黄旭辉等[13]公开了一种3D打印用ABS材料,材料为核壳结构,核体为改性的ABS材料,壳体为聚砜(PSF)材料。通过将材料制备成核壳结构,材料同时具有ABS的高韧性和PSF的高耐热性和成型收缩率小等优势,取长补短。在ABS材料内添加抗冲击改性剂来增强材料的弯曲强度和压缩强度,改善力学性能;利用小粒度的碳纤维增强材料包裹有机倍半硅氧烷增加材料之间的界面,更好地结合ABS材料与PSF材料,解决了复合材料界面结合力较弱的问题,扩大了ABS材料的使用范围。 2.2聚乳酸 聚乳酸是以玉米或甘蔗为原料,经过发酵制成乳酸,最终转化为聚乳酸[14]。聚乳酸具有良好的光泽性、延展性、降解性、生物相容性,打印的制品硬度好,色彩鲜艳,透明富有光泽,外观细腻,打印过程中不产生难闻气味,是3D打印最好的原材料[15]。聚乳酸的缺点也同样明显,其韧性和抗冲击强度较差,打印制品脆性大,强度较低,尺寸稳定性差,不能抵抗温度变化,当温度超过50℃就会变形,限制了其使用范围[16–18]。为此,国内外学者做了很多工作来改善聚乳酸的性能。 2.2.1国外 D.Drummer等[19]将磷酸钙与聚乳酸复合,通过FDM技术制备组织工程和颌面外科用材料,研究了喷嘴温度对复合材料力学性能的影响。结果表明,喷嘴温度为225℃时,复合材料的模量为3122N/mm2,力学性能最好,而温度为235℃时,所得复合材料具有最低的拉伸强度和断裂伸长率。德国FKuRKunststoff公司与荷兰Helian公司合作,制备出用于FDM的高性能PLA材料,该材料通过加入天然纤维来提高PLA的强度和尺寸稳定性。荷兰Colorfabb公司最近开发出两款新型PLA材料,具有木质效果的WoodFillFine和仿竹子的BambooFill。随后,Colorfabb公司又推出一款独特的PLA线材——具有软木效果的CorkFill。与传统的木材相比,新型纤维增强PLA材料打印的制品外观独特,具有很好的木质效果,并且没有设计限制[20–21]。日本JSR公司推出一系列高性能PLA线材,命名为FABRIAL。此系列产品强度高,韧性好,加工过程中不易折断,制品稳定性好,可用于制造最终产品,有效解决了PLA材料打印制品脆性大、强度较低等问题,扩展了制品的用途。今后该公司将充实产品种类,推出具有特殊性能的产品,以满足多种用途需求[22]。 2.2.2国内 谭志勇等[23]将一种环氧类大分子扩链剂与PLA树脂进行共混,研究扩链剂用量对PLA相对分子质量的影响,以及热处理时间和温度对共混物机械性能和结晶性的影响。结果表明:扩链剂中的环氧基团与PLA中的端羟基、羧基发生反应,PLA的相对分子质量大幅提升;选择合适的条件进行热处理可以使PLA及其共混物结晶,PLA的强度和尺寸稳定性均得到了提高。鄢国强等[24]发明并公布了一种适用于FDM技术的改性聚乳酸复合材料,将PLA、扩链剂、增韧剂、分散剂等经高速混合机混合后,利用挤出机挤出拉丝得到线材。与纯PLA相比,该材料具有良好的柔韧性,同时冲击强度、耐热性和断裂伸长率得到了较大的提高,将该复合材料用于FDM技术,成品具有表面光洁、尺寸稳定等优点。陈庆等人[25]发明并公布了一种FDM工艺用聚乳酸材料及其制备方法。该方法利用低温粉碎混合反应技术改性PLA,改性后的PLA材料机械性能和热变形温度大幅提升,扩大了PLA材料的使用范围。增韧改性后的PLA材料打印温度为200~240℃,打印过程中材料收缩率小,无气味,打印过程流畅,制品尺寸稳定,富有光泽。 2.3聚碳酸酯 PC是一种分子链中含有碳酸酯基的热塑性树脂。它性能优良,是目前使用最多的热塑性工程塑料之一[26–27]。PC几乎具备了工程塑料的所有优良特性,抗冲击性能好、无味、耐高温、抗弯曲、强度高,此外还具有良好的阻燃特性,可用于FDM工艺制备高强度产品[28]。但PC也存在一些缺点:颜色单一,着色性能不理想;PC中含有致癌物质双酚A,在高温下会析出,影响人体健康;价格相对较高;打印温度过高(超过300℃),不适用大多数的桌面3D打印机。 2.3.1国外 Stratasys是世界上第一家推出PC线材的3D打印公司。用该线材生产的产品强度高,耐热性好,最高可耐145℃。随后,Stratasys公司开发了工程材料PC/ABS。PC/ABS同时具有PC的高强度以及ABS的高韧性,力学性能大幅提升,使用该材料配合FORTUS设备制作的产品性能更佳。随后,Stratasys公司又推出了Polycarbonate–ISO(PC–ISO)材料。PC–ISO[29]是FDM技术可采用的材料中强度最高、耐热性最好的生物相容性材料。它通过γ射线、环氧乙烷进行杀菌并且符合ISO10993和美国药典塑料VI级标准,具备PC的所有性能,又具有良好的生物相容性,广泛应用于食品包装行业及医疗器械行业。 2.3.2国内 2014年,广州傲趣电子科技有限公司公布了一种高性能PC线材。此种线材用拜耳公司生产的食品级PC原料制作,可用于FDM工艺。该线材打印过程平台温度为120~150℃,喷嘴温度为255~280℃,流动性好,制品强度高,外观光泽细腻,尺寸精度高,不含双酚A,有效解决了PC材料的致癌问题。2015年,来自上海的3D打印材料制造商Polymaker与先进化学材料开发商Covestro(前身为拜耳材料科技)联手,共同开发出了两款专门针对桌面3D打印机的全新聚碳酸酯3D打印线材——PolymakerPC–Plus和PolymakerPC–Max。这两款线材经过特殊配方已经将打印温度从300~320℃下降到250~270℃,有效解决了PC材料难以用于桌面3D打印机的问题,打印温度的降低同时也减少了在打印过程中出现翘曲或变形的可能性。管国虎等[30]公布了一种FDM用芳香族聚酯材料及其制备方法。该发明首先将芳香族聚酯加入芳香族聚碳酸酯中进行共混改性,然后将共混物加工成细条状,再用适当剂量的电子束辐射使其发生一定程度的交联。该方法保持材料熔融加工性能的同时又达到了本体增强的目的。改性后的材料抗冲击性大大提高,使芳香族聚碳酸酯具有更加广阔的应用。 3展望 FDM技术相对于其他快速成型技术,由于具有成型速度较快,产品性能好、易清洁,后处理简单,设备体积小、易维护等优点,因而将会有更广泛的应用。经国内外学者的共同努力,FDM技术最常用的ABS、PLA和PC材料的性能大大提高,为FDM技术的广泛应用奠定了基础。目前国内有能力生产用于FDM技术的丝材的企业较少,且产品较国外有较大差距。因此,今后应加大对3D打印企业的资金支持,鼓励技术革新,研发高质量产品,缩小与国外的差距,促进我国3D打印产业的发展。 作者:魏欣 刘洋子健 张成彬 张均 姜志国 单位:北京化工大学材料科学与工程学院 高分子材料论文:高分子材料的化工原理教改 一、阐明高分子生产加工与化工生产间的内在联系 高分子材料加工涉及的通常是高分子材料成型加工方法,化工原理课程也是海南大学(以下简称“我校”)高分子材料与工程专业的一门专业基础课。学生在初学化工原理时可能感觉与高分子加工技术相差较大,对将来专业知识没有直接帮助,学习的积极性与主动性均难以充分调动,甚至还易产生消极抵触的情绪。因此,在课程刚开始的绪论这一章的教学中在介绍什么是化学工业过程时笔者不以教材里的传统化工加工为例,而是详举高分子行业中运用化工原理知识进行材料加工处理的实例,提前介绍一些高分子材料加工的方法,拉近学生与传统化工加工技术的距离,让学生理解高分子加工的一些操作与传统化工类的操作间的异同点,以便消除同学们内心的疑惑,指明高分子材料加工专业的同学学习化工原理知识的必要性。如天然橡胶的初加工是海南(以下简称“我省”)省的特色产业也是我校高分子材料专业的一个重要方向。从天然橡胶树上采割的胶乳经过一系列的处理得到干胶产品(如图所示)。在这个过程中干燥、浓缩、压片等操作与传统化工生产中的相关的单元操作一样,所用的基本原理相同,设备基本通用。高分子材料如聚乙烯的合成中乙烯气体在常压常温下,加压输送合成前的加热升温操作及反应后产物的分离与传统化工专业的流体输送原理及加热原理是相同的,所用设备是相通的。 二、将高分子加工工艺融入化工原理的课程教学中 在高分子材料的加工中采用了大量的化工单元操作。但这些高分子加工艺在传统的化工原理教材中是看不到的。这就要求任课教师具有高分子材料加工方面的知识背景,这样可以将高分子加工工艺中运用到的化工原理的知识融入课程的教学中,学生领会到该门课程的知识在专业知识中的基础作用学习兴趣才会提高,并且在将来的工作中能有意识地提前运用化工原理的理论知识,进行企业的节能降耗等的工艺改进。如在以动量传递理论为基础的单元操作的有关教学中,教材通常是以牛顿型流体如水、苯或甲苯等常规化学品的流体输送为例,而高分子材料专业的学生处理对象多为大分子材料,所处状态通常固体颗粒或黏稠状态,属于非牛顿型流体范畴。因此教材中的例子缺乏对高分子材料专业学生的足够吸引力,难以达到应有的示例效果。教学中我们以胶乳厂中天然浓缩胶乳的生产工艺为例,说明工艺中我们利用泵提供新鲜胶乳能量,促使其流入高速离心机中,而离心机是非均相物分离的一个单元操作。高分子量的聚异戊二烯在离心机转鼓的轴中心较远的地方富集,而小分子如水分、小分子量的聚异戊二烯在轴中心附近富集。将这两个位置的乳液分别导出就分别得到浓缩胶乳和胶清胶,并利用非牛顿型流体的阻力计算方法表明,由于胶乳的黏稠度远大于水的黏度在动力消耗上要比同等条件下输送水的动力消耗大。鉴于在塑料或橡胶的加工生产中大量运用到了螺杆挤出机。所以在流体输送设备介绍中,笔者是以螺杆挤出机在塑料加工中的应用为例,说明螺杆挤出机的工作原理,并且介绍在塑料挤出机的料斗的颗粒进料系统中可以利用固体流态化技术,采用真空吸料或用鼓风机压料进行原料输送。在以热量传递为理论基础的单元操作中,在介绍以导热方式进行的热传递时,笔者以未硫化胶膜在平板硫化仪内加热硫化为例进行导热说明。而以塑料在螺杆挤出机内或橡胶在炼胶机上进行塑炼时的粘流态受热为例介绍对流传热热传递方式。在以质量传递为理论基础的单元操作中,以粉末涂料的生产为例,介绍喷雾干燥工艺。这些将高分子材料加工工艺融入化工原理的课堂教学中,拉近了材料加工与化工原理知识间的距离,提高了学生学习的兴趣,起到明显的教学改革效果。 三、以高分子材料为实验对象 化工原理一般是同学们从公共基础课转向专业课学习所接触到的第一门工程性课程,亦是一门理论与实践紧密结合的技术基础课程。它的实验课教学设计至关重要,其不仅关系到整门课程教学效果的好坏,更是决定能否推进该课程素质教育的关键环节之一。为提高高分子材料类专业同学参与化工原理实验课的学习热情,笔者在实验教学中选择高分子材料进行相关的实验。如干燥实验中有的专业以甘蔗渣纸板为实验对象,获得有关纤维的干燥过程曲线和干燥速率曲线。而我省特色产业天然胶乳加工中有将天然胶乳干燥制备成干胶的这一操作。为了结合我校的高分子材料专业,专业实习提前将有关化工原理的知识融入到专业学习中。实验中以天然胶乳制备的湿膜片为实验材料,获得天然胶乳薄膜制品的干燥过程曲线和干燥速率曲线,为以后同学们去胶乳厂参观实习提供理论和实验依据。这一举措不仅有效激发了同学们参与实验研究的主动性,反过来也极大促进了该课程理论学习的积极性。 四、有的放矢传授教学内容,适应少学时的课程教学计划 在高分子材料类专业的教学计划中,化工原理虽也多被列为必修课程,但相比化工类专业,其教学学时要少得多。因此,如何在有限的学时内,引导同学们在掌握基本化工操作知识的基础上,有的放矢地传授教学内容,引导学生自主复习,进行课外自学。如化工原理教材中有大量公式推导过程,少学时专业课的教学中不容许课堂上在公式推导中花费大量的时间,课堂教学中会简单介绍推导思路,鼓励学生课前及课后自学,重点放在有关理论的应用上。如离心泵理论扬程的方程式的推导过程,运用了前期我们学过的伯努利方程的知识和几何学中速度的矢量运算知识。在教学中要求学生课前自学,教学重点在分析、总结和对公式的理解和运用上。考虑课程特点,在蒸发等单元操作上分配课时较少,而对于膜分离这类单元操作,由于与高分子材料有密切关系,安排一定的学时学习这类单元操作的原理。这样做到有的放矢,尽可能与专业产生一定的关联,为专业知识拓宽坚实的专业基础知识。 作者:张可喜符新何映平李志君单位:海南大学材料与化工学院 高分子材料论文:生物可降解高分子材料 摘要:我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。本文探讨了生物可降解高分子材料现阶段的开发应用情况。 关键词:高分子材料可降解生物 我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料,是指在自然界微生物,如细菌、霉菌及藻类作用下,可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便,只要保持干燥,不需避光,应用范围广,可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理,现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。 1、生物可降解高分子材料概念及降解机理 生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。 生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为,高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。 因此,生物可降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用,相互促进的物理化学过程。到目前为止,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。 2、生物可降解高分子材料的类型 按来源,生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类,有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。 2.1微生物生产型 通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖,具有生物可降解性,可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI公司生产的“Biopol”产品。 2.2合成高分子型 脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低,强度及耐热性差,无法应用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔点较高,强度好,是应用价值很高的工程塑料,但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定结构的共聚物,这种共聚物具有良好的性能,又有一定的生物可降解性。 2.3天然高分子型 自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子,这些高分子可被微生物完全降解,但因纤维素等存在物理性能上的不足,由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求,因此,它大多与其它高分子,如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。 2.4掺合型 在没有生物可降解的高分子材料中,掺混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得产品具有相当程度的生物可降解性,这就制成了掺合型生物可降解高分子材料,但这种材料不能完全生物可降解。 3、生物可降解高分子材料的开发 3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法 传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。 3.1.1天然高分子的改造法 通过化学修饰和共混等方法,对自然界中存在大量的多糖类高分子,如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足,但一般不易成型加工,而且产量小,限制了它们的应用。 3.1.2化学合成法 模拟天然高分子的化学结构,从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻,副产品多,工艺复杂,成本较高。 3.1.3微生物发酵法 许多生物能以某些有机物为碳源,通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难,且仍有一些副产品。 ;3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成 用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶学的发展,酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质,并拥有了催化一些特殊反应的能力,从而显示出了许多水相中所没有的特点。 3.3酶促合成法与化学合成法结合使用 酶促合成法具有高的位置及立体选择性,而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量,因此,为了提高聚合效率,许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料新晨 4、生物可降解高分子材料的应用 目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解决环境污染问题,以保证人类生存环境的可持续发展。通常,对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法,但这几种方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物医用材料。目前,我国一年约生产3000多亿片片剂与控释胶囊剂,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片,而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素,羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。 高分子材料论文:建筑材料中废旧高分子材料回收利用研究 摘要:高分子材料是现代社会生产加工中应用的主要原料形式之一,建筑材料中高分子的应用更是随处可见,结合生活中高分子的应用,从职业院校教师的角度,对建筑材料中废旧高分子材料的回收利用探究。 关键词:建筑材料;高分子材料;回收利用 随着社会经济发展水平的逐步提高,社会发展的范围也得到扩大,现代建筑材料中,主要应用以塑料、橡胶、纤维为主的高分子材料作为主要的建筑材料,高分子材料在建筑材料中的应用,可以降低建筑的成本,实现现代建筑的使用寿命得到延长,但建筑材料中废旧高分子材料应用的回收不当,对社会环境造成较大的污染,结合高分子材料的特性,对高分子的回收利用进行探究。 1废旧高分子材料的危害分析 高分子材料主要是由塑料、橡胶以及纤维等资源,是一种新型符合建筑材料,废旧的分子如果不能得到及时降解,则会在太阳光的作用下发生化学反应,产生以二氧化硫为主的污染气体[1],对造成大气污染,同时,高分子中的塑料成分中含有大量的聚乙烯,可降解性较差,从而在社会中产生有色污染垃圾,对社会环境造成直接污染,严重影响了社会环境的建设。结合以上对高分子材料的危害的分析,提出高分子在现代建筑材料中回收利用的分析措施,实现高分子在建筑材料中应用的进一步探究。 2建筑材料中废旧高分子的回收利用 2.1建筑材料墙体的应用 高分子在建筑材料中的应用,可以作为建筑材料墙体,高分子转换为玻璃塑料混合墙体,高分子的主要材质中塑料可以到达塑性的作用,从而实现建筑材料的外部形态结构得到稳固,大大提高了现代建筑墙体的稳定性和固定性,此外,高分子制作的新型融合性结构中充分发挥高分子抗压,耐高温的特点,而新型建筑墙体中融合了玻璃材质,使废旧高分子转化后的建筑墙体可以达到比传统墙体建结构更加完善的建筑稳定性受压能力,为废旧高分子的二次利用提供了应用的新范围[2],为我国现代建筑行业的发展提供新的符合材料。 2.2金属橡胶混凝土 金属橡胶混凝土是现代建筑中应用的一种新型建筑材料,主要由不同硬度的金属,塑料、橡胶等部分组成[3]。金属橡胶混凝土的应用能够解决现代墙体建筑中存在的墙体裂缝等问题,可以提高施工建筑的密封性。例如:应用传统的建筑材料进行施工建筑中,施工材料受到墙体的压力或者温度的影响,容易出现墙体裂缝或者密封性降低的情况发生,导致建筑施工的质量出现问题,采用金属橡胶混凝土后,墙体施工后,应用新型混凝土对墙体建筑充的对接缝进行外部填充,新型混凝土中含水量较低,能够解决墙体施工建筑中施工开裂的问题,提高了现代建筑的施工质量。 2.3混合建筑保温层的转化 高分子材料在建筑应用材料中的回收利用,转化为混合建筑保温层,是直接的综合利用的体现。现代建筑中墙体保温层建筑是主要的建筑问题之一,传统的墙体保温层采用双层保温板,但保温板经过一段时间的应用后,受到墙体中水泥的侵蚀,使保温板的保温效果下降,用户入住后,一段时间后室内温度明显降低,房屋建筑的保温效果下降,高分子可以转化为泡沫保温层,新型高分子混合泡沫保温层的主要成分是塑料和橡胶,可以抵抗水泥长时间的形侵蚀,到达保证保温层长期持久豹纹的效果。此外,新型混合保温层具有较好的吸声作用,能够达到施工墙体建筑保温效果好的同时增强了墙体的隔音效果,完善我国建筑施工技术水平的进一步优化发展,实现废旧高分子的综合应用。 2.4新型防水符合材料 高分子材料在现代建筑领域的应用,为我国建筑施工的材料创新应用提供了更加全面的应用范围。高分子材料的应用,可以达到新型防水材料的使用。现代建筑施工中,采用硅酸水泥和粉煤灰以及聚乙烯作为主要的构成材料,新型防水材料的应用,可以实现外墙墙体建设与保温层之间的隔水性增强[4],能够打破传统墙体建筑保温层中保温层受到外部墙体渗水的影响情况,新型防水材料中聚乙烯可以使施工材料表面形成保护膜,达到及时阻隔外部墙体渗入到墙体中水分的作用,实现我国整体建筑施工墙体的防水性得到大大提高。例如;新型符合防水层可以将外部墙体渗入的水分进行阻隔,聚乙烯将深入的水分转接给粉煤灰,粉煤灰吸收水分,保持保温层的环境干燥,达到保护墙体保温性,延长墙体使用寿命的作用。 2.5复合地板的应用 高分子在建筑材料中的回收利用,体现为复合地板的应用,新型建筑材料的施工建筑具有加强的耐用性,复合地板的主要材料是由传统的木质材质和聚乙烯作为主要的材质,地板的木质材料保留了传统地板中木质地板材质问题,同时融合聚乙烯可以提高地板的防水性和耐磨性,表面的聚乙烯薄膜能够达到保护地板日常应用中与坚硬物体之间的摩擦痕迹,增强地板的耐磨程度;此外,新型符合地板可以保护地板不受到蛀虫的影响,延长地板在实际的使用寿命。 3结论 高分子是现代社会建设中经常应用的一种建筑材料,结合建筑材料对废旧高分子技术的探究分析,实现我国现代社会发展材料综合应用,促进我国现代社会发展资源的综合利用。 作者:陈玲琳 单位:湖北工业大学 高分子材料论文:建筑材料中废旧高分子材料回收及应用 1.我国废旧高分子材料回收的现状 对废旧高分子材料进行处理可谓是一把双刃剑,运用得好能够节约资源,保护环境,如果没能够处理好,就会给我们的生产生活带来一定的负面影响,甚至还会是出现毒有害现象。将废旧材料应用到建筑建设当中,既可以进一步降低高分子材料给我们的生产生活带来的影响,还可以为建筑工程提供更多更好的建筑材料的来源。随着科学技术的发展、社会的进步,会有更多新型的高分子材料问世,从而提高整个建筑行业的经济效益,实现环境效益、社会效益、环境效益的有机统一。我国处理废弃的高分子材料的技术还相对比较落后,绝大部分处理方法也只是简简单单的再生及复合再生。在这种情况下,大批量的废弃高分子材料就会被当成垃圾,随意丢弃,大量的废旧高分子材料给我们的日常生活带来了极大的影响,严重污染了我们的环境,例如:分散在土壤中塑料地膜,很容易导致土质板结,不利于农作物对氧、空气、水分、光的吸收;地面上飞散的薄膜碎片也容易导致相关建筑引起火灾;再降解的过程中,部分废旧高分子材料会释放对人们身体健康非常有害的毒素。现阶段,我们迫切需要处理好这些废旧的塑料、纤维、橡胶等问题。 2.废旧高分子材料在建筑材料中的应用 当今的世界是一个充满高分子材料的世界,我们在一方面享受高分子材料给我们的生产生活带来极大的便利的同时,还要考虑废旧高分子的处理问题。处理废旧高分子材料有益也有弊,废旧材料处理得好,则有利于降低高分子材料给我们带来的危害,不仅如此,还能够帮助我们降低生产生活成本;如果处理不好,就会危害环境,给我们的身体健康造成损害。将废旧高分子材料作为一种建筑材料,能够有效解决废旧材料无法处理的难题,一方面可以降低废旧高分子材料的危害,另一方为工程建设提供了一条新的建筑来源。随着科学技术的进一步发展,新型材料将会一项接着一项的问世,最终达到经济效益、环境效益和社会效益的统一。首先,废旧高分子材料在建筑当中可以当做墙体材料来应用。随着我国相关使用粘土砖禁令的进一步公布,我国建筑工程行业已经开始进一步加强了新型墙体材料的开发和应用,因此,回收废旧高分子材料具有非常重要的意义,极大的支持了墙体材料的进一步创新。现阶段,新墙体材料的相关技术已经日益成熟,并逐步应用到生产实际当中,与我们的生产生活密不可分,具体来说,主要包括以下几个方面:一是将塑料同玻璃有机结合成在一起形成的样品砖。现阶段,我国已经研制出了将玻璃和塑料复合而成的样品砖,这种样品砖并得到了极大的应用。二是金属橡胶混凝土。金属橡胶混凝土材料的性能较强,有利于解决混凝土的各种结构问题,例如我们通常见到的隔音差以及抗震性能不够等。三是聚苯乙烯泡沫塑料生产混凝土保温砌块。这种砌块的规模通常比较小,且具有很强的隔音效果以及抗压强度较高,属于高质量的、质量较轻的墙体材料。在实际工作过程中,砌块的聚苯乙烯泡沫塑料外部包裹的水泥浆层起着重要的骨架作用,因此,基本上泡沫塑料不受外力的作用。四是利用粉煤灰和废旧塑料制作成的建筑用瓦,这种瓦的研制,一方面能够极大的降低成本,另一方面还可以消除白色污染。五是充分利用废泡沫材料制作新型的保温砖,这种保温砖具有防火性能好、造价低廉等特点。 其次,废旧高分子材料在建筑装饰材料中的应用。每一个建筑材料中都不能缺少建筑材料,如果建筑当中缺乏装饰材料则会极大的影响我们日常的生产和生活,甚至还会对人们的身体健康带来极大的影响,更有甚至,还会引发重大的疾病。因此,我们可以将废旧高分子材料应用到建筑装饰材料中,一方面能够降低整个建筑的建设成本,另一方面还提高了安全性能,减少了环境污染,可以说是一举多得。具体来说,可以进行以下几个方面的运作:一是,充分利用废旧塑料来生产建筑装饰板材。现阶段,我国相关部门已经对这方面给予了研究,取得了一定的成绩。该技术的主要原理在于是用色素添加剂、废旧塑料、增强剂等原料,以重量为基本单位,现将废旧塑料清洗干净,将其晒干后,进行融化成为细颗粒,再次融化的同时,添加增强剂以及色素添加剂,并将其冷却成为我们需要的形状,在此基础上,涂上鲜艳的色彩,将其制作成成品。二是,利用废旧高分子材料制作组织燃烧的一种废旧材料。根据相关报道,通过在一些废旧塑料和锯粉末中加入一定添加剂的方式,可以制作有效阻止燃烧的一种建筑装饰材料。经过试验证实,这种材料的阻燃性非常强,因此,完全可以应用到建筑当中,一方面能够为建筑装饰建材提供更多的种类,另一方面还能够保护环境,为美化环境做贡献。再次,废旧高分子材料在其他建筑材料当中的应用。近些年来,废旧高分子材料逐步应用到建筑材料中得到了广泛的应用。具体来说,包括以下几个方面:一是废旧聚苯乙烯泡沫塑料和粉煤灰共同制造的防水材料。以普通硅胶为材料,添加少量防腐剂,从而形成质量良好的保温防水材料,该材料能够将防水和保温隔热有机的融为一体,该保温防水材料的强度较高、密度相对较低、保温隔热性能极好,可以说,是一个非常理想的屋面保温材料。二是,利用废聚烃类树脂生产塑料地板,现阶段,我国已经研究出该项产品,并取得了极大的成功。在世界塑料家族中,“PVC”的产量相对较高,制品也比废品相对较多。由于“PVC”是一种含卤物质,因此,想要回收该材料受到很多因素的限制,运用这项技术能够生产出很多建筑材料产品,我们常见的有用废农膜、碳酸钙、润滑剂、稳定剂、色浆适量,经混合、密炼等一系列加工可制成塑料地板。总而言之,废旧高分子材料在建筑当中的应用,一方面降低了建筑的建设成本,另一方面还保护了环境,可以说是,一举多得。近些年来,我国对该方面的研究,也取得了一定的成效,并获得了极大的成功。 3.结语 随着我国社会的发展,废旧高分子材料的应用范围越来越广,这些废旧材料应用到建筑当中已经成为了大势所趋。正因如此,我们应当予以高度的重视。在日常的生活和工作中,进一步加强该项工作的研究,相关部门应当进一步加大资金投入力度,组织科研人员进行研究,为建设资源节约型、环境保护型社会努力。 作者:聂芹 胡冰峰 单位:江西现代职业技术学院
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高分子化学论文:高分子化学实验教学论文 1应用型人才培养定位下高分子化学实验教学改革 1.1教学理念上,注重调动学生自身主动性 应用型人才培养的教学理念要求在继承传统教学优势的基础上,大力创新教育观念,坚持以学生为本,调动学生主动性[3]。作为一门实践教学活动,高分子化学实验教学要取得良好的教学效果,必然要更新教学理念。在应用型人才培养定位下,我们确立了以学生为中心地位,尊重学生意愿,充分发挥学生能动性、积极性和创新性的教学理念。在教学过程中,让学生占据课堂的主导地位,将教师的被动教变为学生的主动学,教师定位于学生实验的组织者。教师的主要作用不是讲解,而是组织学生主动思考、动手实验。课堂上,教师不再用权威性的语言告诉学生,什么时候准备实验,选择什么样的试剂,而是把自己融入学生中,和学生一起讨论和思考,学生由被动转为主动,成为实验教学的中心。鼓励学生自己制定标准,自己确定实验步骤,允许按自己设计的预习报告进行实验,如实记录实验现象和实验数据,自己分析实验过程中存在的问题及解决办法。实验结束,鼓励学生自己点评,交流实验过程,总结成功经验,分析失败原因。 1.2在教学载体上,为学生提供充实的实验材料 在教学过程中,教师工作的重点是为学生提供大量的学习资源,使学生处于一种可以选择的、能满足他们需求的自由实验环境。通过开发《高分子化学实验》课件增设多媒体教学内容,将实验项目、基本仪器操作使用等制作课件,并将课程资料上网,学生直接申请下载、预约实验。通过多媒体实验演示,让学生在较短的时间内,直观的掌握更多的实验内容,节省了课堂时间,提高了授课的实效性,为学生的个性培养和自主学习创造了有利的条件。学生也可自行拟定设计课题,学生自己查阅资料,预约教师进入实验室进行指导。对学生自己设计的或自带课题的实验,只要所设计的实验方案合理、实验条件许可,就允许进入实验室开展实验,让学生成为实验的主人。上述课程改革,《高分子化学实验》课程已被评为校级精品课程。另一方面,逐渐开放实验室和仪器设备。常用的玻璃仪器由学生自己保管。大型仪器,如红外光谱、元素分析、激光粒径测定仪、X射线衍射仪、扫描电镜等为学生全部免费开放,学生通过提前预约,可对实验中制备的化合物随时进行分析表征。 1.3改革教学内容,增设综合性和设计性实验 为了增强学生的实践能力和独立思考能力,在教学中注重理论与实践相结合,结合高分子化学的基本问题,将科研成果转化为可供学生实验的教学内容改革教学内容,重新编写《高分子化学实验》教学大纲和实验指导书,删除了部分内容陈旧的验证性和基础性实验,增设综合性、探索性和设计性实验,确保实验教学内容的先进性、新颖性。通过精选实验内容使学生加深对所学理论知识的认识,了解高分子化学领域的飞速发展和高分子材料在人们的日常生活和高科技领域中的应用,为学生将来走向工作岗位奠定基础。在教学内容上,不设置标准答案,挑选应用性和综合性强的实验。将传统的单纯“灌注式”理论教学转变为"教学-文献查找-文献综述-汇报交流-自主实验"的多环节、多方式、互动性、研究性、开放式教学。如实验内容上增选“聚乙烯醇的缩醛化制备胶水”的实验。此实验应用性很强,让学生通过实验亲身感受高分子化学的重要意义和实用价值,增强学生实际动手能力。学生在实验中表现出浓烈的兴趣,相互之间探讨实验的工艺过程和应该注意的事项,对制备的胶水质量互相比较并查找原因,收到了良好的教学效果。在"苯乙烯分散聚合的实验"中,对同一单体选用不同的分散剂,包括有机分散剂、无机分散剂及复合分散剂。通过改变引发剂用量、搅拌速度等,使不同组的学生在不同的聚合条件下进行实验,然后将实验结果进行比较、讨论和总结。对于设计性和研究性实验,教师提前一周告知实验内容,提供部分参考目录,供学生查阅。学生自己设计出可行性的实验方案,经教师批准后进行实验。目前已开设的设计性和研究性实验都是以高分子领域中的最新研究成果并结合本院教师的科研项目与科研经验开设的,如"温度和pH值敏感性水凝胶的制备及对药物的释放性能"、"无皂乳液聚合制备核-壳结构聚合物"等。设计性和研究性实验的开设,能够充分调动学生的学习积极性,发挥学生的主观能动性。使学生把自己所学的理论知识、书面知识和科学研究紧密相结合,提高了学生对于科学研究的认识,同时激发和促进了学生的科研兴趣。 1.4考核方式上,采取组合式考核,提高实验教学效果 实验考核是实验教学的重要环节,是激励学生学习和巩固知识、检查教学效果、改革教学方法的重要手段。多年来,我校沿袭的高分子化学实验考核办法是实验报告和期末理论笔试各占50%。该考核方法导致学生对实验预习、实验操作重视程度不够,考试前死记理论知识,综合实践能力薄弱。在应用型型人才培养的要求下,我们改革了传统的实验考核方法,建立了平时成绩、实验操作考核和笔试相结合的新型考核模式,使实验课的考核和评价能够更加科学化和合理化。在高分子化学实验的考核过程中,采取平时考核和实验考试考核相结合的办法。平时考核侧重于对学生平时学习情况的评价,包括实验预习、实验操作、实验记录、实验报告等内容。实验考试考核既要考查学生的实验基本操作和综合运用能力又要检验学生掌握的理论知识。考试之前教师设定合理的考核内容,包括在规定时间内完成一个完整的实验和理论抽查。实验考试时,将学生每4~5人一组进行分批考试,通过考察学生的基本实验操作,实验方案、仪器安装、结果处理以及产品质量等,考查学生掌握实验技能情况。实验结束后,教师根据实验过程的条理性、实验操作情况以及实验结果对学生实验考试进行评分。操作考试结束后,针对实验过程中的理论知识随机抽查3~5个简答题,考察学生对知识的掌握情况。通过平时考核和实验考试考核相结合的方式,能科学有效地对学生进行学习效果评定,提高学生学习的积极性。 2结语 经过近几年的改革与探索,高分子化学实验教学坚持将知识传授、能力培养、素质提高协调发展的实验教学理念,对实验课程进行了改革和探索,较好的形成了有利于培养学生综合实践能力和研究创新思维的实验教学体系。 作者:李桂英 郭磊 蒙延峰 陈厚 单位:鲁东大学 高分子化学实验教学方法论文 1结合当代大学生成长特点,改进教学方法 1.1网络书本相结合,充分做好实验预习工作 随着网络技术的发展,学生在网络上获取信息的兴趣与能力都不断增强。因此我们将传统的预习报告与网络学习相结合,充分帮助学生详细了解实验原理和意义,熟悉实验操作,增强实验意识。如在每次实验前,都要求学生利用网络自主探索该实验与实际生活的联系,比如有机玻璃的制备,学生可以了解到有机玻璃目前被广泛应用于广告装潢、铭牌制作上等等,在课堂上与其他同学就相关应用前景进行讨论,并将自己的想法融入实验过程,这增强了学生的主人翁和创新意识。同时,我们在实验中心网站上制作实验动画,展示实验仪器的使用,实验装置的装搭,帮助学生更直观的了解实验过程。并明示一些突发情况的处理方法,做到有备无患,例如在制备尼龙66的实验中,原料己二胺是强有机碱,强腐蚀性,我们通过动画的形式告知学生在称取过程中一定要小心,一旦沾到皮肤,应立即用大量清水冲洗,并用3%的冰醋酸或1%硼酸冷敷伤口。 1.2情景带入,边讲边做,让学生成为实验主导 实验课是将理论转化为实践,学生应该成为实验的主导。我们每次实验开始前都会先创设情境,将现实问题的解决与实验紧密联系起来,把照方抓药的实验课转变为学生发现问题、解决问题的实践课。基于充分的课前预习工作,课程中教师重点强调实验的重要环节和容易出现的意外事件。学生以小组为单位,每个小组都会接到一个实验相关的问题,如在苯乙烯的乳液聚合实验中,向学生提问乳化剂在乳液聚合中的作用等,实验结束后进行小组讨论,分析实验结果,得出问题答案。实验过程中有任何问题都可以随时跟老师交流,学生带着问题做实验,在实验中探寻答案,成为主导,教师从知识“传教者”变成“军师”,这样激发了学生的学习意愿,提高了实验课的质量。 1.3认真总结实验报告,强化实验结果与理论的联系 在传统的教学模式中,实验报告往往流于形式,学生只是简单记录实验过程。我们则要求学生对实验中遇到的问题进行记录并查阅资料予以解答,反思实验课与理论课的联系,并尽量多的列举出其他相似的应用,以此巩固学生的理论知识。 2量化考核标准,激励学生认真完成实验的各个环节 实验期末考核并不能真正说明学生的实验情况,出勤率、预习报告、实验操作、实验报告结果和卫生,也是反映学生学习态度、学习情况的重要指标。因此在实验考核中综合了平时成绩和考核成绩两部分。出勤率要求学生做到全勤,不迟到、不早退;预习报告要求书写规范,步骤详尽;实验操作要求学生在整个实验过程中操作规范,认真观察实验现象并记录;实验报告中实验现象分析是否客观,实验结果是否符合预期,课堂上的思考题是否总结到位等;实验结束后的值日工作,要求学生检查关闭仪器,整理教室卫生。期末综合考核以设计性实验为主,教师给出一个实验题目,要求学生提前搜集资料,结合本学期其他实验的操作方法,在考试现场自行选择仪器,装搭实验装置,处理实验结果,教师根据现场操作技能和解决问题的能力等进行评判。 3结语 我们认为高分子化学实验教学应体现出该学科的应用特点,向学生展示高分子化学与实际生活的紧密联系,让他们将理论与实践结合起来,学以致用。在教学方法上,也应确立学生的主导位置,通过交互式沟通培养学生的主动性。在我们的实践中,不少学生反映他们对高分子化学有了全新的认识,学习化学知识的兴趣也大大提高,实验技能得到了进一步增强。相较于四大化学,高分子化学实验仍是一门比较年轻的课程,我们将与时俱进,为更好的开展教学工作努力探索。 作者:张艳 董文佩 张洁 单位:河南师范大学化学化工学院化学实验教学中心 高分子化学论文:高分子化学实验论文 1培养环保与安全意识的必要性 现在的大学生多数为独生子女,在成长过程中,父母更多地注重他们的文化课学习,忽略了对其动手能力和责任心的培养;而中小学在这方面的重视程度也不够,导致部分学生动手能力较差,责任心不强。在实验过程中一方面表现为紧张、不敢操作;另一方面表现出对有毒有害物质的回收处理认识不够,没有环保意识,对水、电、易燃易爆等危险化学品的使用不当,安全意识淡薄。高分子化学实验过程中,必然要接触有机溶剂,易燃易爆、有毒有害物质,防火、防爆、防中毒、防止环境污染是学生时刻需要注意的问题。只有具备环保意识和安全意识,在实验过程中具有强烈的责任心,才能防止环境污染现象的出现和安全事故的发生。高分子化学实验正是培养学生这两种意识的有效途径。因此,我校教师在高分子化学实验教学中采取了多种方式对学生进行环保与安全意识培养。 2环保意识培养 2.1在实验教学中培养环保意识 北京的雾霾天气,使身在其中的人们深切体会到恶劣环境对自身的不利影响。伴随着工、农业生产的快速发展,大量化学污染物进入生态系统,对全球生态环境造成了严重危害,给人类生存带来巨大威胁。因此,环境问题越来越受到重视,对“三废”的处理提出了更高的要求。在现有条件下,与高分子化学有关的生产不可能完全避免使用有毒有害物质,因此,对学生进行环保教育至关重要。高分子化学实验教学是对学生进行环保教育的有效途径,不仅要培养学生的动手能力、分析和解决问题能力,还要重视传授环保知识,使学生有机会、有能力利用所学知识,处理实验中产生的有毒有害物质,主动参与到环境保护工作中,增强学生的环保意识。 2.2加强污染物的回收管理 在高分子化学实验中,常会用到有毒有害、易燃易爆的试剂,最大限度减少污染物排放是师生共同的责任。实验教师要对学生实验过程中产生的废弃物进行严格管理,以增强学生的环保意识。实验过程中,要求学生将所有有害物质回收到指定的回收瓶中,对不能再利用的废液进行无害化处理,对能再利用的进行提纯、重复使用,减少有害物质排放。如果在实验过程中有有害气体生成,则实验必须在通风橱中进行,并对有害气体进行无害化处理后再排放。实验教师必须对实验过程进行监控,发现问题及时解决,并提醒全体学生注意。通过一系列的措施,学生的环保意识不断增强,处理有害物质的能力也不断提高。 2.3采用小量、半微量实验 高分子化学实验使用的很多是易燃和毒性较大的药品,在实验过程中可能会产生一些对人体和环境有害的物质,因此,尽可能减少实验中的“三废”排放量至关重要。高分子化学基础实验旨在培养学生的操作能力和观察能力,要求实验现象明显。实践证明,采用小量实验完全可以满足这两方面的需要。当学生具备基本操作技能后,复杂合成实验可以采用半微量法进行。这样既达到了实验目的,又节约了药品,缩短了实验时间,减少了“三废”的产生,减轻了对环境的污染。 2.4将环保能力列为考核内容 对学生每次实验中试剂取用情况、废弃物回收处理情况、有害气体处理情况进行记录,并记入平时成绩。在学期中的实验笔试中加入废弃化学物品的无害化处理方法内容;在实验操作考试中,安排废弃物处理实验,以抽签方式确定考题,考试内容有:废弃单体和聚合物的处理,高浓度有机溶剂的处理,酸、碱废液的处理,洗涤废液的处理等。 3安全意识的培养 3.1安全教育贯穿教学始终 首先,在理论教学中进行安全意识教育。比如,讲解绪论时,在介绍高分子化合物的合成特点和物理性质后,及时举例说明一些低燃点常用物质,如烷烃、乙醚、乙醇、丙酮、过氧化物等易燃易爆物质,告知使用时要注意防火、防爆。随着教学的深入,逐步强化实验安全教育,介绍常用化合物(如苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、甲醛、苯酚等)的毒害性及使用注意事项,为实验教学做好准备。其次,在实验教学中加强安全教育。在第一节实验课上,采用讲解、演示等教学方式,专门进行安全教育,强调水、电、易燃易爆物质、有毒有害物质的安全使用和事故处理办法。随着实验的进行,要求学生在每次实验课之前,必须弄清楚与实验有关物质的物理性质和注意事项;实验课中,实验教师检查并确认学生的实验装置没有错误后,学生方可继续进行实验;当学生的实验装置或操作方法有误时,可以请其他组的学生指出并纠正错误,以加深学生印象,有效防止类似错误的发生。 3.2利用多媒体课件辅助教学 为有效提高教学和安全教育效果,实验教师还制作了多媒体课件供学生学习。比如基本操作中的“单体的精制”,需根据被精制单体的沸点选择热源,要求蒸馏时不能将烧瓶中液体蒸干。由于实验课时有限,低沸点物质的蒸馏和高沸点物质的蒸馏不能都在课上进行。虽然教师在课上对此进行了多次强调,但还是有很多学生在蒸馏操作中习惯性选择第一次蒸馏时使用的热源,而不考虑被蒸馏组分的沸点。还有些学生不知道何时停止蒸馏,往往一直将液体蒸干。利用多媒体辅助教学可以解决以上问题。学生可以在多媒体课件上看到不同热源的选择方法和蒸馏过程,也可以看到错误操作所造成的危害。通过多媒体辅助教学,学生在这方面犯的错误明显减少了。 3.3将安全意识纳入考核范围 为引起学生对实验安全性的高度重视,我们将实验安全内容纳入考核范围,考核内容包括物质的物理、化学性质查阅,实验装置的安装,实验操作,化学试剂的安全量取,溶剂及产品的回收,实验结束后水、电关闭。此外,在学期中安排一次实验笔试考试,考试内容包含安全操作注意事项和违规操作可能产生的后果;学期末安排一次实验操作考试,考试内容包括实验装置的搭建及易燃试剂的安全使用,反应过程中产生的有毒气体的处理方法等。教师在考前将要制备的目标产物告诉学生,实验方案和制备过程完全由学生独自完成,一组学生(20人左右)由两位教师监考,最后给出操作考试成绩。通过以上改革,学生的安全意识普遍增强,实验教学进行到中期时,已经看不到学生在实验结束后不切断电源、用明火提纯易燃单体、用过的溶剂不回收等现象了。 4结语 通过在高分子化学实验教学中进行环保与安全意识培养,学生在实验过程中的责任心明显增强,处理问题的能力也显著提高。然而,为了培养出具有更高素质、更强责任心的人才,高分子化学实验教学改革还需不断深入。 作者:张宜欣 刘永红 古同男 单位:首都医科大学燕京医学院 高分子化学论文:影响高分子化学的历史故事论文 一、导电高分子的发现 导电高分子的发现充满了戏剧性。1967年,白川英树的研究生做实验时错用了一千倍的催化剂,加上搅拌器凑巧停止,在溶液表面生成了银色的薄膜状物。白川英树以此为切入点,进行了深入细致的研究,终于发现制备膜状聚乙炔的有效方法。1975年,美国的Macdiarmid教授偶然见到白川英树的金属光泽的膜状聚乙炔后,立即邀请他去美国与Heeger合作研究。后来,三人一起获得了2000年诺贝尔化学奖,也被传为佳话。与硝酸纤维素、炭黑增强橡胶等发现一样,聚乙炔膜的发现也是“偶然的”。这个故事也教育我们合作的重要性“。这是我的idea,说出去会不会被别人学去了?”具有知识保护意识固然重要,合作交流能够更快、更有效地促进研究的发展,科研中需要有团队精神。 二、Crothers与尼龙66 深受女士喜爱的尼龙袜无疑是引出缩聚反应的最佳例子。尼龙袜在全美首次发售时,每人限购一双,500万双当天告罄,没有买到尼龙袜的人在裸腿上画纹路冒充丝袜。那么引起如此轰动的商品是如何制造出来的?这个问题吊起了学生的胃口,他们对相应的知识特别用心。1928年,杜邦公司成立了基础化学研究所,Crothers受聘担任该所的负责人,并决心利用二元醇和二元酸的缩聚来支持当时刚刚提出的高分子学说。在实验中,同事偶然发现熔融的聚酯可以抽丝,Crothers意识到这是纺丝原料的特性,并展开了大量的研究。克服各种困难后,最终得到了尼龙66纤维。尼龙66的出现不仅有力的支持了高分子学说,也深入改变了人们的生活。尼龙的发现离不开Crothers。同样让人称道的还有杜邦公司,能够在经济大萧条时期拿出一笔巨款支持没有明确应用目的的基础研究,需要敏锐的眼光和巨大的勇气。注重基础研究,在今天也有着重要的借鉴意义。 三、塑料之父———Baekeland 作为第一种人造聚合物———酚醛树脂的发明者,Baekeland是一个传奇人物。他21岁就获得了博士学位,专利意识非常强。发明Velox相纸后,故意在专利中省略一两步。结果柯达公司不得不两次出资购买。在发明酚醛树脂后,Baekeland及时申请了专利(仅比同行早一天),也得到了塑料之父之称。Baekeland的幸运和知识产权保护意识让人感叹不已。酚醛树脂的发明也是一个成功的科研案例。Baekeland敏锐地意识到绝缘材料在刚刚兴起的电力工业中的巨大市场,将研究目标确定为寻找天然绝缘材料的替代品。他没有立即进行实验,先是充分进行了文献调研。发现早在1872年德国化学家Vaeyer曾把苯酚和甲醛混合产生一种树脂状物质,指出在实验中应防止它的产生。Baekeland反其道而行之,加热加压来加快反应,得到琥珀样的样品,并最终掌握了酚醛树脂的制备方法。他于1907年申请了专利,这年也被视为塑料元年。这个故事充分说明了科学研究的选题和文献调研的重要性,在阅读文献时要注意批判性阅读,不迷信已有的解释。 四、配位聚合和Ziegler-Natta 1953年Ziegler在用乙基铝使乙烯加成的一次偶然失败中发现,镍会抑制反应进行,其他过渡金属也有类似作用。他给博士生Breil的论文题目是“系统地实验整个周期表的元素”来对这一作用进行研究!有趣的是,最终研究得到了一种能使乙烯迅速聚合成为高分子量聚乙烯的催化剂。事实恰好与预料的相反,这充分说明,和预期不同的结果不见得是坏结果!Natta的成功无疑是跟踪世界研究前沿的结果。他在Ziegler催化剂研究之初就派人过去接受指导。在用改进后的催化剂进行了丙烯聚合后,Natta发现它含有高结晶部分,敏锐地“把新的结晶聚合物的结构归之于主链或至少相当长部分的主链上的不对称碳原子都采取了相同的构型”。Natta文章因未披露催化剂的本质这一关键问题,初审被拒稿。而作为编辑的Flory则意识到了文章不寻常的意义,更改了裁决才使得文章得以发表。与Ziegler-Natta的成功相对的是,1943年Fischer希望能找到使乙烯聚合成润滑油的方法,发现“当三氯化铝与四氯化钛并用作催化剂时,液态产物减少而有利于生成固态物”,因此似乎是失望多于希望。另外,Ziegler的学生Wesslan制备聚丙烯后,发现物质的熔点高于聚乙烯,他肯定自己错了,他不相信支化会提高石蜡烃的熔点。他没有认识到熔点升高的意义。这两个故事也从反面再次印证了如何看待实验中的意外。高分子史上还有更多的历史故事,如“的确良”(涤纶),田中耕一发现质谱离子化新方法,聚四氟乙烯和高压聚乙烯的发现等。在高分子化学教学中适当穿插相应的历史故事,不仅可以增加课堂的趣味性,还有助于学生了解科学家思考问题的方式,学习他们成功的经验和失败的教训,培养学生思考研究的能力。 五、结语 最后要强调的是,故事可以有适当的艺术处理,但不应违背历史和科学常识。如有文章这样介绍导电高分子“楼道角落里的一堆既像塑料又闪着银光的薄膜吸引了艾伦教授的注意了。当他好奇地询问陪同的白川教授时,对方不以为然地回答:这只是一堆废品,毫无科学价值”。该描述对百川英树有失公允,引用后会给学生错误的印象。充分利用网络资源对故事进行甄别,可以避免这种事情的发生。 作者:纪仕辰 沈星灿 单位:广西师范大学化学与药学学院 广西师范大学药用资源化学与药物分子工程重点实验室 高分子化学论文:高分子化学分析论文 一、高分子化学的内涵 1.何为高分子化学 顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。 2.高相对分子质量与高强度 相对分子质量和物质的性质是密切相关的,是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能,才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直链的烷烃化合物,但是分子量变化很大,其机械力学性能因而也有极大的区别。 3.高分子科学的主要内容 既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连 接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。 二、高分子材料化学的应用 材料是人类社会文明发展阶段的标志,是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用,把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用,往往会引起人类社会的重大变革,材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料,家家离不开高分子材料,处处离不开高分子材料,是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的,高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料,另外许多精细化工材料也都是高分子材料。 第一,塑料:一类是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等;另一类叫工程塑料,其强度大,如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。 第二,纤维:人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物,通过不同的加工,生产出了各种纤维制品,极大地满足着人类的需要。 第三,橡胶:天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制,于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。 第四,精细化工:比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品,如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油,使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂,以及各种吸水树脂等都是高分子产品。三、高分子化学与高科技的结合 当今社会,人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起,人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料,来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 随着生产和科学技术的发展,许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来,如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域,下面简单介绍特种高分子材料:功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料;高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴;特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂)的范畴。 第一,力学功能材料:强化功能材料,如超高强材料、高结晶材料等;)弹性功能材料,如热塑性弹性体等。 第二,化学功能材料:分离功能材料,如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等;反应功能材料,如高分子催化剂、高分子试剂;生物功能材料,如固定化酶、生物反应器等。 第三,生物化学功能材料:人工脏器用材料,如人工肾、人工心肺等;高分子药物,如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。 可以预计,在今后很长的历史时期中,特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。 四、高分子化学的可持续发展 研究高分子合成材料的环境同化,增加循环使用和再生使用,减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染,也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成,在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成,探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子来处理污水和毒物,研究合成高分子与生态的相互作用,达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。 高分子化学论文:高分子化学探讨论文 一、高分子化学的内涵 1.何为高分子化学 顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。 2.高相对分子质量与高强度 相对分子质量和物质的性质是密切相关的,是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能,才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直链的烷烃化合物,但是分子量变化很大,其机械力学性能因而也有极大的区别。 3.高分子科学的主要内容 既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连 接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。 二、高分子材料化学的应用 材料是人类社会文明发展阶段的标志,是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用,把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用,往往会引起人类社会的重大变革,材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料,家家离不开高分子材料,处处离不开高分子材料,是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的,高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料,另外许多精细化工材料也都是高分子材料。 第一,塑料:一类是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等;另一类叫工程塑料,其强度大,如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。 第二,纤维:人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物,通过不同的加工,生产出了各种纤维制品,极大地满足着人类的需要。 第三,橡胶:天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制,于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。 第四,精细化工:比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品,如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油,使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂,以及各种吸水树脂等都是高分子产品。 三、高分子化学与高科技的结合 当今社会,人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起,人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料,来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 随着生产和科学技术的发展,许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来,如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域,下面简单介绍特种高分子材料:功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料;高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴;特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂)的范畴。 第一,力学功能材料:强化功能材料,如超高强材料、高结晶材料等;)弹性功能材料,如热塑性弹性体等。 第二,化学功能材料:分离功能材料,如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等;反应功能材料,如高分子催化剂、高分子试剂;生物功能材料,如固定化酶、生物反应器等。 第三,生物化学功能材料:人工脏器用材料,如人工肾、人工心肺等;高分子药物,如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。 可以预计,在今后很长的历史时期中,特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。 四、高分子化学的可持续发展 研究高分子合成材料的环境同化,增加循环使用和再生使用,减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染,也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成,在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成,探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子来处理污水和毒物,研究合成高分子与生态的相互作用,达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。 高分子化学论文:论高分子化学教育机制建设 为保证实验的顺利进行,我们会让学生展开“往期问题”讨论,将往届学生实验室遇到的实验现象展现给大家:(1)预聚阶段产生气泡,难以排出;(2)浇模时进入气泡;(3)低温反应阶段出现产品与模脱离的情况;(4)后聚合的高温反应阶段,出现气泡,甚至爆聚。学生围绕实验现象展开讨论,讨论结束后教师进行总结:(1)预聚反应时,粘度增大,不要剧烈摇晃锥形瓶,否则会造成空气掺入,形成很多气泡;(2)浇模速度要慢,让流体沿器壁缓慢、连续流入模内;(3)预聚时间要足够长,否则后聚合时因产品收缩率较大,会造成与壁面脱离的情况;(4)低温反应时间要足够长,完全消除凝胶效应,否则高温反应时,会出现气泡,甚至爆聚。制备“人工琥珀”时,为防止产品产生气泡,应注意:(1)物件应充分干燥,否则后聚合时会有水气及气泡产生,影响产品外观;(2)物件表面要用单体或预聚物充分浸润,否则浇模时表面极易残留气泡。此外,不要选取膨胀比相差过大的产品,否则高温处理时会造成产品或模具开裂。为了体现材料的应用性,对该实验进行了改进,扩展内容为透光率的测定。学生在学习理论知识时,已经知道聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)被称作有机玻璃,但是到底它的透光率和真的玻璃相比如何呢?带着这种疑问,学生的学习的主动性提高,学习效果提高,我们的教学效果也可得到大大的提升。为了保证所得透光率数据的可比性,有机玻璃的透光率是使用分光光度计、根据国家标准GB/T2680-94《建筑玻璃———可见光透过比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关玻璃参数的测定》对“可见光透过比”进行测定的。实验测得PMMA的透光率大都在86~92%,与市场产品的值所提的高达93%相接近。 个别产品透光率较低,原因主要有:(1)表面收缩造成壁面不平;(2)模具夹层厚度上下不一致;(3)表面硬度不够,因擦拭造成划痕。与工业生产相结合,展现材料生产全过程基础性实验与工业生产相结合,开设综合性实验。综合实验要求学生完成从原料准备到产品检测全过程,提高学生的综合能力,尤其是工程实践能力。如“线形酚醛树脂的制备”实验项目,根据金光集团酚醛泡沫恒温板的生产工艺进行了改进,扩展为“发泡用酚醛树脂的制备及性能检测”。作为发泡用酚醛树脂,树脂合成后,学生不再进行常规的粘度测定和固含量测定,而重点进行发泡起发时间和固化时间测定。在25℃,称取酚醛树脂50g,将乳化剂(有机硅泡沫稳定剂)2g和发泡剂(正戊烷)2g加入到酚醛树脂中,用机械搅拌器搅拌1min,然后加入固化剂(对甲苯磺酸∶磷酸∶水=5∶3∶2)8g,同时用秒表开始计时,搅拌30s。一般所得酚醛树脂室温下发泡起发时间70~200s,固化时间3~10min。普通高化实验无非就是高分子材料的合成,要求学生掌握高分子材料的合成工艺。该实验在原有合成实验基础上,增加了“泡沫塑料的成型”工艺学的内容,使学生掌握了利用低沸点发泡剂液体蒸发气化而使聚合物发泡的方法[5],即物理发泡法。实验技术讲座中对泡沫塑料的发泡方法进行详细讲解,如聚氨酯软泡沫塑料是采用异氰酸酯与水(或羧基)反应放出CO2气体的化学发泡法,又如脲甲醛开孔硬质泡沫塑料采用机械发泡法。此外,该生产原有工艺中采用的发泡剂氯氟烃会导致大气层臭氧层的破坏,对人类生态平衡不利,实验室工艺中发泡剂改用了生理毒性较小的正戊烷。 与学生创新成果相结合,组建设计性实验在实验室开放阶段,曾指导学生对“苯乙烯的悬浮聚合”进行改进。实验教材上选用的分散剂多为聚乙烯醇类的有机分散剂,但是理论上也可用无机分散体系。该实验要求学生自选分散体系,进行实验步骤设计,确定实验所需仪器设备及药品。学生有选用Mg(OH)2为分散剂的,也有选用聚乙烯醇为分散剂的。当分散介质蒸馏水为100mL,引发剂过氧化二苯甲酰为0.6g,苯乙烯单体为20mL,搅拌速度为250r/min,在85℃反应3h,分散剂用量选用1mol/LMgCl2溶液3mL和1mol/LNaOH溶液6mL或0.3%(wt)聚乙烯醇溶液8mL,所得产品颗粒均匀且直径较大。前者所得直径2.0~2.5mm,后者所得直径3~3.5mm。因为是设计实验,只要实验方案切实可行的,都可进入实验室做实验,所以学生所选分散剂用量和搅拌速度等都不尽相同。但也恰恰是这种不同,让学生直观地认识到悬浮聚合的一些特点:搅拌速度较大时,颗粒粒径较小;无机分散剂用量过多时,产品的透明度不好;聚合后如不进行表面处理,颗粒表面会残留有分散剂。增加研究性实验项目要求每位学生限选一个研究性实验项目。比如“聚丙烯(PP)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料的制备及热性能分析”实验是根据老师的科研方向提炼出来的实验项目[6]。教学与科研相结合,用高水平的科研带动实验课教学,培养了学生的初步科研能力和创新意识。通过高分子化学理论知识的学习,学生已经知道Ziegler-Natta引发剂的发现在高分子科学的发展史上具有划时代的意义,但其主要原料三乙基铝在空气中能自燃,遇水爆炸,对人体有灼伤作用;TiCl4与水接触会发生剧烈反应,冒白烟,对呼吸道有刺激作用,而且该引发剂在空气中放置会失去活性。因此,在引发剂制备及使用时都要采用无水无氧操作,且氮气必须为高纯氮气。通过该探索实验,学生很好地掌握了无水无氧操作技术,如双排管的使用、注射器法和内转移法移取溶液。为提高复合材料的热稳定性能,采用化学反应法制备了MgCl2-MMT复合载体型Ziegler-Natta催化剂,通过单体原位插层聚合法有效地制备了剥离型PP/MMT纳米复合材料。通过该实验,学生了解了蒙脱土有机改性的方法,掌握了Ziegler-Natta复合载体催化剂的制备方法,掌握了一种聚合物/无机纳米复合材料的制备方法———单体原位插层聚合法,了解了无机材料对高分子材料的改性作用。健全实验室开放制度配合学生探索性实验因为课程学时有限,学生有时不能完成高分子材料的性能测试与表征实验内容。通过开放实验室,学生一方面可以继续实验,另一方面可根据个人兴趣,进行探索性实验。为了方便解决学生疑问,高分子化学实验室每天安排有老师值班,随时解答学生疑问。学生探索性实验已经取得一定成果。如“蒲公英橡胶的制备及物理性能研究”,采用组织破碎机破碎蒲公英植株的根部组织,用环己烷萃取破碎物中胶乳成分,将萃取液与水共沸蒸馏,抽滤后得蒲公英橡胶。粘度法测得蒲公英橡胶的粘均分子量为4.9×105;红外光谱法测试显示,所得蒲公英橡胶与天然橡胶的结构相似;差热-热重分析法测得蒲公英橡胶失重15%的温度为271℃,此数值与天然橡胶的测试结果相接近。该项目综合运用了有机化学、高分子化学和化工原理等课程知识,2011年7月获得了第十二届山东省挑战杯大赛三等奖。学生除了可以当面向老师请教外,还可通过《高分子化学实验》课程网站、QQ和飞信与指导老师取得联系。每个老师负责6~8位学生、2~3项探索性实验项目。 实验技术讲座的开展、综合性实验的开设,使学生可以系统地掌握高分子实验技术、高分子材料的合成及性能表征的方法,完善了学生的知识结构。研究性和探索性实验项目切实提高了学生的创造性思维及创新能力。工程性实验项目培养了学生的工程意识,为培养应用型人才提供了新的途径。开放实验室为全面提高学生的创新能力、实践能力提供了有力支持。总之,通过高分子化学实验教学体系改革,有效提高了学生的创新能力和工程实践能力。我们将进一步加强实验教学的研究与探索,不断进行实验教学的改革,提高实验教学水平,为全面培养创新性应用型的高素质人才而努力。我们将从以下几点继续努力:(1)深化教学改革,不断将最新的科研成果应用到教学中;(2)进一步加强实验教材建设,更新教材内容;(3)加强教学队伍建设,吸收高学历高水平的教师加入到实验课程教学队伍中;(4)以精品课程建设为契机,完善课程网站建设,增加知识的先进性、全面性、导向性。 作者:王丽梅 单位:德州学院化学系 高分子化学论文:高分子化学考试模式变革思索 考试不仅是测定和检验学校教学质量最基本、最重要的方式,也是关系教学质量的重要环节。目前,国内工科高校各专业课程考试都存在着一个普遍的问题———考试偏重于理论内容的考核,而轻视学生解决实际问题能力的考查,考试形式集中单一,常常是“一纸考卷定成绩”。这种考试模式会导致学生平时不下工夫学习,考前突击复习,毕业后重理论、轻实践,综合素质下降而不能满足社会的需要。[1,2]因此,对传统的考试内容和形式进行改革,有意识地激发学生的创新意识、创新精神,加强学生科研能力的培养,调动学生学习的积极性和主动性的考试模式势在必行。结合学校的考试改革,针对本校高分子类专业的高分子化学课程考试的现状,提出如何通过课后作业、期中考试、期末考试相结合的形式考核专业理论知识,通过分散考核、课后专题调研报告等方式来考核学生解决实际问题能力,以分散期末考试的压力,有利于学生对所学知识的巩固和掌握,达到素质教育的目的。 一、高分子化学课程特点及考试现状 高分子化学课程是高分子材料以及相关专业的基础课程,是研究高分子的合成原理及其化学反应的一门科学。通过该课程的课堂教学及与课程配套的实验课程,使学生掌握高分子的基本概念、合成高分子化合物的基本原理、聚合方法的选择、控制聚合反应速度和分子量以及分子量分布的方法、高分子化学反应的特征等。该课程需要有机化学、物理化学等为基础,是后继的专业课程———聚合物制备工程基础、聚合物合成原理及工艺学等的必备课程。该课程在整个高分子科学知识体系中起到承前启后的作用,它的基础内容如缩聚反应、自由基聚合、共聚合反应、离子聚合、聚合反应实施方法、聚合物的化学变化等对本专业的其他基础课程———聚合物制备工程基础、聚合物合成原理及工艺学、高分子前沿、功能高分子等课程奠定理论基础。[3]由于高分子化学课程本身涉及物理化学、有机化学、化工原理等学科领域,且也是高分子类专业学生接触的第一门与专业相关的课程,课程内容又涉及大量化学反应,学生对此缺乏直观的认识,因此单一的讲授常常会使学生感觉非常枯燥而难于理解,进而缺乏学习兴趣,因此学生普遍感到此课程难学。针对以上问题,结合高分子化学课程省级精品课程建设,我们尝试进行了一系列教学方法的改革:采用在授课过程中提出一些与科研生产实际相关的问题,引导学生通过运用所学的授课内容相关知识予以解决,激发学生的学习兴趣,以此加深学生对授课内容的理解;采用多媒体给学生演示一些实验、工业生产过程;采用动画方式向学生展示相关原理,这样更生动、直观地将知识传授给学生,以达到较好的教学效果;对课后的习题分类处理,对难度较大的习题进行课间解答,对于一般难度的则课外解答。但根据多年的授课经验发现,仍有学生在期末面对考试时,还存在只死记硬背书本内容的现象和“临时突击”应付期末考试的现象。考试的目的是通过对课程教学效果的检测,帮助教师和学生发现课程教学中存在的问题,进而采取适当措施予以改进,不断提高教学质量。在科技飞速发展的新形势下,传统的考试已不能满足对学生知识掌握程度的评价要求。因此,有必要对考试制度、模式、内容和方法进行改革,使之更科学、合理,并能充分发挥其积极功能。于是,从我校高分子类专业的实际出发,我们提出对高分子化学课程考试进行改革,在课程考试中引入先进理念,注重平时考核,实施全学期分散式考试、动态考核的管理方式。过程中采用“全面性一体化”考试模式。 二、“全面性一体化”考试模式的总体思路及预期目标 改变专业基础课只重视理论教学、学生只是机械记忆专业理论课的弊端。通过考试改革使学生更加牢固地掌握本课程所学基础知识。除期末考试以外,还结合课后作业、期中考试、课后专题调研报告等形式考核专业理论知识,通过分散考核的方式改变学生以往死记硬背、“临时突击”的情况,让学生把工夫下在平时,通过考核方式的改变提高学生学习效果。 1.考核内容更全面、更综合。除全面考察学生对课程基础知识、基本理论和基本技能的把握外,在考核内容方面,加重对学生查阅资料能力、运用所学知识分析问题和解决问题综合能力的考核。以前的课程考试,主要注重考查学生对知识的接收和掌握情况,而往往忽视了对其分析、综合和运用的能力。考试范围一般局限于所用教材,考试重点常常在考前由任课教师划定,结果导致部分学生考前突击,“临时抱佛脚”,也使一部分学生产生了考试作弊等侥幸的想法,考试结果学生学习成绩优劣难分,不能真实反映学生的学习情况,学和不学一个样。这严重伤害了认真学习的学生的积极性,破坏了学校的考风和学风建设。因此,我们把考核内容的全面化作为考试改革的首要方面。 2.考试形式更丰富、题型更多样。考试形式的丰富化是促进目前教育思想转变的有效手段,高分子化学课程内容多,所涉及的知识面广,用简单的一张考卷,不论开卷、闭卷都不能检测出学生对课程知识的真实掌握水平。从新的教育理念出发,结合学校本科生创新实验计划的实施,我们采取了一系列灵活多样的有效形式,如开卷考试与科技小论文形式相结合的方式,口头报告与课堂讨论相结合,模拟操作式考试,等等。尽量避免使用过分偏重于对知识的知与不知的试题,使学生必须经历一个理解、分析、比较、综合过程才能得出答案。根据不同类型试题的特点,在兼顾内容的同时,进行合理搭配与组合,尽量减少名词解释、填空等客观题的比例,增加分析、解决实际问题类型的试题比例,最真实地检测出学生对知识的掌握与应用情况,最大限度地调动学生学习和思考的兴趣。另外,提供一部分选做题给学有余力的学生,以保证他们能充分地发挥与展示自己的才华。根据具体的考试内容和目标,灵活地选择与采用不同类型的试题,充分发挥其最佳测试点。在适当的阶段,进行科学而合理的考试,引导并敦促学生不断努力;通过考试结果的比较、评讲而调动学生的积极性、主动性,促进他们对知识的进一步掌握。完善试题库,推行与实施题库考试,实现教考分离。高分子化学试题库基本包括名词解释、选择、写反应式、简答、计算、论述等题型,可根据需要利用计算机随机抽取一套完整的试题,根据实际情况进行适当修改后形成试卷,评卷时可从计算机中输出相应的标准答案进行评分,再采取集体多人流水作业的形式评卷,以保证考试分数的公平性和准确性。 3.成绩构成更多元、成绩评定更科学。对学生成绩实行综合评定,将平时的考核、考查和期末考试相结合,改变长期形成的“一考定成败”的现象,学生的最终成绩分成五个部分按如下比例计算:课后作业(15分)、课堂回答问题(5分)、出勤情况(10分)、期中考试(30分)、期末考试(40分),总计100分。充分利用平时考核,提高教育教学效果。评分是考试的最终也是重要的环节,学生的某一次考试得分,只表示他对该课程这个阶段知识的掌握程度,并不完全代表其智能水平,故应根据学生的实际情况,结合高分子化学课程的特点、目标、题型采用更加灵活的评分办法:针对主观性试题采用等级评分法、模糊评分法,对客观题型采用准确评分法,再结合学生课堂讨论、口头报告、完成作业等方面综合评价适当给予必要的权重。对不同层次的学生实施多元化的成绩评价模式,把分散式考试、动态考核的管理方式落到实处。 4.考试质量分析与信息反馈。考试质量分析与信息反馈也是促进考试质量提高的重要措施。有必要对考试结果进行科学分析,这样才能抓好考试工作。充分发挥考试对教学的反馈促进功能,提高教学质量。通过试卷分析获得的信息,不仅有利于改进教学方法和手段,指导学生正确有效地学习,同时也对提高考试质量大有帮助。因此,阅卷工作的结束,并不意味着考试工作的完成,还有必要对考试作出定性与定量的分析。定性分析包括对试题质量、学习质量、教学质量提出有针对性的改进意见;定量分析要求统计出各个分数段的人数及所占比例,了解考试成绩分布是否合理,从中找出学生的薄弱环节,并采取相应的改革措施。认真做好试卷分析工作,及时反馈信息;分析学生掌握知识、创新能力的发展情况;分析学生在新的课程教学理念下的学习情况;分析学生学习态度、方式方法的变化情况;分析我们在教学中的薄弱环节,并提出改进措施,进一步优化高分子化学课堂教学,提高该课程的教学质量。 说明:本计划和以往考核的区别在于,通过降低期末考试成绩比例,将出勤情况、课后作业、课堂回答问题、半期考试等形式具体形成考核点。通过考试内容分段考试的形式,强化学生平时学习。期中考试侧重考核学生前半段学习内容,期末考试侧重考核学生后半段学习内容,并注重考核前后关联的综合内容。 高分子化学论文:探究高分子化学学习技巧 一、高分子化学及相关知识领域简介 高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学,根据性能的要求、性能和结构的关系,进行高分子的设计和合成,同时为合成预定结构的聚合物,研究聚合原理、聚合方法、寻找引发剂等是分子化学的任务。目前高分子学科正向纵深扩展:在聚合反应、聚合方法方面、有基团转移聚合、开环移位聚合、微生物方法聚合、天然酶催化聚合;在功能高分子方面,有反应分离膜、液晶态高分子、生物活性高分子、医用高分子,以及各种具有光学(非线性光学)、电学、磁学性能的聚合物;在天然高分子方面,有天然高分子的构成、改性及作为材料的使用等等。 高分子化学内容包括: ①聚合反应、聚合原理,根据聚合机理和动力学的不同聚合反应分类如下:连锁聚合和逐步聚合。连锁聚合包括自由基型聚合(自由基均聚、自由基共聚)、离子型聚合(阴、阳离子聚合,离子型共聚)、配位聚合(属于离子聚合范畴,大多为阴离子聚合)。逐步聚合包括均聚缩、杂缩聚、共缩聚。 ②聚合方法:本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合,逐步聚合及界面缩聚。悬浮乳液聚合只用于自由基型聚合反应,所用引发剂分别是油溶性和水溶性的,本体聚合、溶液聚合只用于自由基、离子型聚合及逐步聚合但水不能作为离子在溶液中聚合的溶剂,界面缩聚只用于逐步聚合,各种聚合方法中,聚合体系的组成配方、各组分作用、聚合过程,体系的粘度、散热及温度控制的难易,聚合速度、链转移反应、分子量及其分布等是不同聚合方法主要关注的内容。 ③聚合热力学:单体能否聚合须从热力学和动力学两方面考虑,若热力学上有聚合的可能,再进一步寻找引发剂、温度等动力学条件解决聚合速度问题。从热力学角度分析单体聚合的倾向。可通过聚合热、聚合的上限温度等的估算和分析。 ④聚合物的化学转变:相似转变,聚合度变大的转变(交联、接枝、嵌段、扩链),聚合物降解。 二、高分子化学学习方法 一般而言,对某门课程的学习一方面是各知识单元能否从共同角度去学习和掌握,另一方面是就某一层面、某一角度进行比较和综合。比较是为了避免知识的割裂和混淆,综合则有一个学习认识上的上升过程,通过综合获得解题能力、获得该门课的基本思想及一般思考方法。同样地,高分子化学的各聚合反应也可从几个共同的方面去学习和掌握: 1.各聚合反应研究的重要的问题、主要的控制目标 对于均聚反应(自由基型或离子型),研究的重要内容是聚合速度、平均分子量、分子量分布。而共聚反应则主要集中在共聚物的组成(平均组成、瞬时组成)、组成分布、序列分布。对于配位聚合主要是立构规整性问题,寻找高效络合引发体系,合成预定立构规整聚合物是配位聚合的任务。对于缩聚反应,聚合速度、分子量控制是线型缩聚的优秀问题,凝胶点的控制则是体型缩聚的关键问题。 2.各聚合应机理及聚合特点 自由基聚合:聚合机理的特征为慢引发、快增长、有终止。活性中心是碳自由基,增长反应、向单体、溶剂、引发剂的链转移反应相互竞争,引发速率最小(Ed=105~150KJ/mol,R1=10-8~10-10mol/L·s),反应为引发控制,Rp比Rt大3~5个数量级,反应达到一定的转化率(15%~20%)后,由于凝胶效应会产生自动加速现象,并使分子量增加。自由基聚合时,单体一经引发便很快增长成高分子聚合物,不能停留在中间聚合度阶段,体系始终由单体、高分子聚合物和微量引发剂组成,并且在不同转化率下分离得到的聚合物分子量差别不大。 阳离子聚合:聚合机理的特征为快引发(E1=8.4~21KJ/mol)、快增长(Ep=8.4~21KJ/mol,与自由基聚合增长活化能属同一数量级,由于kt很小、活性种浓度高因而聚合速度要快得多)、易转移、难终止。活性中心是碳阳离子,碳阳离子不能双分子终止,因而无自动加速现象。增长、增长链的分子内重排(氢转移聚合或异构化聚合)、链转移、单基终止相互竞争,阳离子聚合反应时向单体的链转移(CM=10-2~10-4)比自由基聚合时(CM=10-4~10-5)要大得多,且真正的动力学终止比较稀少。活性中心碳阳离子总是与反离子形成离子对,离子对的紧密程度对聚合速度、平均分子量会产生影响。 阴离子聚合:聚合机理的特征为快引发、慢增长(较引发慢而言)、难转移、无终止。活性中心是碳阴离子,碳阴离子增长速率比自由基还快(由于无终止以及阴离子增长种浓度10-3~10-2mol/L比自由基10-9~10-7mol/L大)。引发快于增长,即聚合开始前引发剂已定量离解成活性中心([M]=引发剂浓度),阴离子活性中心几乎同时增长,增长的几率相等,所得聚合物接近单分散性。反离子为金属阳离子,离子对的紧密程度对聚合速度、平均分子量有影响,并影响着链节的构型。 配位聚合:先配位形成σ-π键,然后单体经四元环插入M—R中间而增长。配位引发剂的作用:一是提供阴离子活性种,二是使单体定位并以一定构型进入增长链。引发剂络合中心构型、单体的配位方式及单体和络合中心形成中间体的稳定性决定着各聚合物构型及相对含量。逐步聚合:逐步和平衡,反应无特定活性种,任何带不同官能团的两组份(单体、低聚物)之间均能缩合(连锁聚合中,活性中心只与单体作用,单体相互间或与聚合物间均不反应),反应可停留在中等聚合度阶段,两单体非等量或低温可使缩聚暂停。 3.影响聚合反应的因素及影响规律 不同的聚合反应,其主要的研究内容及控制目标各不相同。了解影响它们的因素及规律,为实验控制提供依据和指导。 ①自由基均聚合 聚合速度(RP):单体浓度、引发剂浓度越大,温度越高,RP越大。选择Ed较低的引发剂,可显著加速反应,引发剂种类的选择和用量的确定是控制聚合速率的主要因素,聚合温度则随引发剂 分解温度而定。 平均分子量(平均聚合度Xn):引发剂浓度、聚合温度也是影响Xn的主要因素,但影响方向却相反,即引发剂浓度越大、温度越高,Xn越小。链转移反应使分子量减小,由于体系中引发剂浓度很低,向引发剂转移而引起聚合度降低比较小。通常选择链转移常数在1左右的化合物作分子量调节剂。 分子量分布:自由基终止方式、凝胶效应对分子量分布均有影响。歧化终止时Xw/Xn=2,偶合终止时Xw/Xn=1.5,有凝胶效应时Xw/Xn=5~10。聚合物微结构及立体构型:自由基聚合分子链上取代基的排布是无规则的。 聚合条件的选择:聚合控制主要借助对聚合条件的选择,它必须兼顾对聚合速度、平均分子量、分子量分布等方面的影响和效果。自由基均聚时,聚合温度、引发方式、引发剂种类及用量、溶剂、分子量调节剂都是可供选择的因素。以溶剂的选择为例,自由基聚合时,须考虑溶剂对引发剂的诱导分解作用,链自由基对溶剂的链转移反应,溶剂对聚合物溶解性能,凝胶效应等的影响,从而兼顾其对聚合速度、分子量、分子量分布的影响。 ②自由基共聚 共聚物组成及组成分布与单体组成、转化率、两单体的竟聚率有关,根据两单体竞聚率r1、r2的特点及相应的共聚物组成曲线(F1~f1),自由基共聚表现为五种有规律的共聚行为类型。共聚产物是组成不一的共聚物的混合物,存在组成分布的问题。恒比共聚时组成不随转化率而变,若单体组成在恒比点附近,转化率在90%以下组成变化均不大,若配料组成偏离恒比组成,则很难得到组成均一的共聚物。 共聚物微结构及链段分布:某一链段的几率随段长而递减。聚合度不够大( 1000)时,聚合物分子的序列分布并不完全相同,聚合度 5000以后聚合物分子的序列分布才比较接近。聚合控制、聚合条件的选择:利用温度、溶剂、PH值、盐类等因素对单体竟聚率的影响,选择适当的外界条件或选择一定结构的单体(Q、e值大小)来实现某一类型的共聚行为。通过控制转化率的一次投料法或补加活泼单体法来达到对共聚物组成的控制。 ③阳离子聚合、阴离子聚合 阳或阴离子均聚与自由基聚合一样,其优秀问题仍然是聚合速度、聚合度、及分子量分布。离子聚合增长活性种为离子,其近旁存在反离子,活性中心与反离子的结合可以是共价键、离子对(紧对或松对)、自由离子,并处于平衡,离子的聚合速度是离子对、自由离子共同引发并增长结果,即便少量的自由离子对聚合速度的贡献比离子对还大。反应介质:溶剂极性、溶剂化能力影响离子对的紧密程度及自由离子的比例,从而影响聚合速度和聚合物的分子量,另一方面,溶剂必须不与反离子反应(在阳离子聚合中)并且在低温下对聚合物溶解,以保持聚合体系的流动性。 反应温度:阳离子聚合时温度对聚合速率的影响比自由基聚合时小,聚合度随温度降低而增大。阴离子聚合时,聚合速率随温度升高略有增加但并不敏感,温度的影响颇为复杂。总的来说,离子聚合因引发活化能小,加之为了防止链转移、重排等副反应,反应常在低温下进行。 ④逐步聚合(略) ⑤引发剂、引发剂的选择 自由基聚合:引发剂有偶氮类(AIBN)、有机过氧类、无机过氧类、氧化还原引发体系(水溶性和油溶性)。引发剂选择时,首先根据聚合方法选择引发剂类型,然后根据聚合温度,选择活化能、半衰期适当的引发剂。一般选择半衰期与聚合时间相同数量级的引发剂。 阳离子聚合:引发剂有普通质子酸、Lewis酸引发体系、电荷转移络合物等。Lewis酸引发体系的引发活性与引发剂、共引发剂的不同组合及配比,主引发剂、共引发剂酸性强弱等有关。 阴离子聚合:引发剂有碱金属、有机金属化合物(金属氨基化合物、金属烷基化合物)、其它亲核试剂。引发剂的活性不同,应与一定活性的单体相匹配而使用。 配位聚合:引发剂有Ziegler-Natta型、π-烯丙基镍型、烷基锂类。Ziegler-Natta引发体系由主引发剂(过渡金属化合物Lewis酸)和共引发剂(主族元素金属有机化合物)组成,Ziegler-Natta引发体系两组份的选择和组合,以及与单体的匹配,对其立构规化能力有很大的影响。聚合物的立构规整度主要决定于过渡金离属组份,而且,引发剂定向能力与均相表面有关。 4.理论依据及思考方法 上述各类聚合反应有关聚合速度、聚合度、分子量分布;共聚物组成、序列分布;体型缩聚中临界反应程度等控制目标的影响因素及影响规律都有其动力学上的依据,或者通过概率法、Flory统计法可推导而得出。 ①动力学方法 根据聚合机理及各基元反应速率方程,在等活性、稳态等假定和某些特设模型的基础上,推导出速率方程、共聚物组成方程,并得出浓度因素对聚合速率、共聚物组成的影响;从总表观速率常数,聚合反应总活化能与各基元反应活化能关系,估算出总的表观活化能大小,并根据阿氏公式:K=Ae-E/RT,得到温度对聚合速率的影响规律。 类似地,从动力学链长、聚合度概念出发(υ=Rp/RiXn=Rp/(Rt+Rtr)),得出浓度因素、链转移反应对聚合度的影响;从聚合度的综合活化能及其与基元反应活化能的关系估算出聚合度的综 合活化能,并得出温度对聚合率的影响规律。 自由基、离子型连琐聚合讨论中用的是上述思想。 5.聚合动力学实验方法 自由基聚合时聚合速度的测定用膨胀计法,阴或阳离子聚合由于聚合速度快,聚合速度的测定用毛细管流动法。 高分子化学论文:高分子化学实验教学概况 摘要:概述了目前国内高校高分子材料与工程专业高分子化学实验教学存在的共性问题和关键问题。提出了高分子材料与工程专业高分子化学实验课程由基础技能实验,综合设计实验,研究创新实验三个模块组成的新教学体系,并在每个模块中引入一些综合性和应用性的实验教学内容。实践证明所构建的实验教学体系在培养学生的创新意识、应用与实践能力方面起到了较好的效果。 关键词:高分子材料;高分子化学;实验教学 高分子化学实验是高分子化学课程教学的一种最有效的实践教学形式,它可以帮助和促进学生课堂理论知识的学习与消化,建立和巩固高分子化学基本概念和理论,获取高分子化学知识,培养科学素质和操作技能。我国著名化学家戴安邦指出:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧,又训练科学方法与思维,还培养科学精神和品德,学生在化学实验中是学习的主体,在教师指导下进行实验,训练用实验解决化学问题,使各项智力皆得到发展”。这番话指出了开设化学实验课的深刻内涵和重要价值。2004年国家教育部颁布的《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》在评估指标的二级指标“实践教学”中,从“实践教学内容与体系,综合性、设计性实验课的比例及效果,实验室开放”三个方面明确了实践教学改革和发展的方向。近几年高校的化学类实验教学改革取得了令人瞩目的成果。高分子材料科学与工程专业是很多高校在近年来新开设的专业,在实验教学与改革方面的成果积累较少,尤其高分子化学实验教学采用陈旧的教学内容和教学方法依然居多。通过调研发现,目前国内高校高分子材料科学与工程专业的高分子化学实验教学依然不同程度地存在一些问题。 一、高分子化学实验教学现状剖析 1.实验教学体系和内容欠争理 多数的实验教学附属于理论教学,没有单独设课和单独考核,实验课时相对较少虽然有些高校高分子化学实验已经独立设课,但仅作为考查课。实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多,而体现现代科学技术发展成果的实验很少认知性、验证性实验所占的比理偏高,培养学生创新能力的综合性、设计性、应用性和创新性的实验偏少,而且实验环节偏重于理论,突出高分子材料应用性特点的实验太少,不利于培养学生的工程观念。 2.实验教学方法单一 学生按照实验讲义预习,然后进实验室。实验前教师把实验目的、实验原理、仪器使用方法、测试方法、实验步骤和数据记录表格及数据处理方法等进行详细的集中讲解。学生只需按教师指导的过程按部就班或者依照讲义“照方抓药”,就可以完成一个实验。一部分学生糊里糊涂地来到实验室,只动手不动脑地完成实验,然后又迷迷糊糊地离开实验室。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很不够。这种统一模式、统一要求、齐步走的教学方法,一方面造成了学生对教师的过分依赖,另一方面抑制了学生个性思维的发展和创新能力的培养。 3.实验嫩学手段落后 在现代信息技术迅速发展的今天,虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用,但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验,只能最低限度地开设,且开设过程中费用大和危险性高,导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。 二、新教学模块的实践性探索与成效 针对目前国内高校高分子材料科学与工程专业高分子化学实验教学中存在的一些问题,借鉴其他化学实验教学改革的优秀成果,提出了基础技能实验、综合设计实验、研究创新型实验的三个高分子化学实验教学模块体系,并在每个模块中结合常熟理工学院教师的科研成果引入_些新的实验教学内容,采用开放式实验教学方法。通过实验教学实践发现新的体系和教学方法在培养学生的创新意识和工程实践能力方面起到了较好的效果。 1.基础技能实验教学模块 基础技能实验模块构建的目的着重建立高分子化学实验与相关基础理论知识之间的有机联系。培养学生的实验安全意识、清洁卫生习惯和严谨的实验态度。训练学生掌握熟练规范的实验操作技能和技巧,为后续的实验教学模块的实施打下良好的基础。 基础技能实验模块的教学内容设计在课时总量的40%~50%为宜,课时数约30学时,开设8~10个实验。教学内容设计涉及到高分子化学反应机理,如自由基、阴离子,阳离子等连锁反应机理,缩聚、基团转移聚合等逐步反应机理,开环聚合反应机理等。在实验实施方法方面涉及到本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、熔融缩聚、界面缩聚等。如设计膨胀计发测定苯乙烯本体聚合动力学实验,让学生直观感受到了诱导期概念、聚合过程体积减小的现象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化学理论知识。设计过硫酸钾引发甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合实验,除让学生明确了乳液聚合的基本原理外,还了解到了聚合物大分子链端基的重要作用。设计己二酰氯和己二胺界面缩聚实验,让学生深入理解了界面缩聚的概念和聚合物的可纺成纤性能等主要高分子知识。通过设计一些自由基、阴离子、阳离子等连锁反应机理的实验,使学生进一步掌握了活性中心的概念,同时在实验过程中认知了这些引发剂的活性、安全使用和贮存事项。 2.综合设计实验教学模块 综合设计实验教学模块旨在培养学生较强的实际动手能力,自主设计和分析解决问题的能力。本实验模块是实验教学的较高层次,注重学生实验的自主设计性和综合性。 教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本教学模块的特点之一是实验内容的综合性,可以将同一门课的几个实验,或者是几门课的实验组合在一起,形成一个大实验。本教学模块的特点之二是实验方案的灵活性和设计性,侧重培养学生的自主实验和学习的意识和良好习惯。例如关于高分子合成实验先确定好采用的聚合机理和聚合方法,在原材料配方组成、引发剂种类及用量、合成温度等工艺条件方面给出一个大致的框架,然后让学生在所给的框架内进行自行设计和实施实验。譬如悬浮法制备聚苯乙烯珠粒实验,水的用量范围为苯乙烯质量的100%~200%、分散剂为磷酸钙或聚乙烯醇两种、引发剂过氧化二苯甲酰用量为苯乙烯质量的0.2%~1.0%、反应温度设定在75℃~85℃范围等。学生通过自行设计的方案实施实验获得了不同的实验结果,通过对不同组之间实验结果的综合分析,找到了影响悬浮法制备聚苯乙烯珠粒的一些因素,激发了学生动手实验的兴趣,发挥了学生自主实验和学习的主观能动性。 3.研究创新实验教学模块 设置研究创新实验教学模块培养学生的科研和创新意识、提高学生的综合素质和应用开发能力,为实现培养高质量的应用型人才的教育目标提供重要的教学内容实体支撑。 本实验模块是实验教学的最高层次,注重学生实验的独立自主陛、综合性、应用性和创新性,教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本实验教学模块的特点之一是实验项目的独立自主性和综合性。也就是说确定好实验项目之后,让学生在实验教师指导下独立自主地进行实验项目方案的调研、设计、实施和结果分析。本实验教学模块的特点之二是实验项目的应用性和创新性,所拟定实验项目必须关联生产实践中的聚合物产品,充分体现实验项目的应用性。实验项目设计主要针对这些高分子产品生产实践中存在的共性问题和关键问题的解决来进行设计。通过研究创新实验的实施,发现学生学习积极性很高,乐此不疲,为培养学生创新意识和展示高分子化学实验的应用性特征提供了最佳学习平台,尤其是开发一些联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到高分子化学实验的实用价值,能强烈激发学生的创造动机。此外,研究创新实验往往需要多名学生共同完成,有利于培养学生的团队合作精神。例如,聚氨酯绝缘漆的制备及性能测定实验,每个学生做一个实验配方,每5名学生一组,5名学生的实验结果综合在一起可以得出高分子树脂配方组成与漆膜性能之间的关系曲线,以及固化条件与漆膜性能之间的关系曲线。在实验过程中,5名学生要共同安排实验方案,尽量保持操作的一致性,最后得出的结果要呈规律性变化。如果有一名学生操作有误,这个实验点就会落在规律性以外,影响其他学生对实验现象的观察。因此,实施研究创新实验项目对教师也提出了更高要求。在每次实验前,教师要指导学生拟定方案,并对可能出现的实验现象和各种影响因素进行分析,实验过程中,又有多种意外的实验现象出现,这势必要求师生共同分析和讨论造成这些现象的原因,帮助学生透过现象深刻理解事物的本质。这样做需要教师有相当的知识储备量,并且要求教师也不断进取,充分体现了教学相长的教育理念。 三、结论 基础技能实验、综合设计实验、研究创新实验+教学模块教学的实践证明教学效果显著,特别对提高学生综合实践能力、激发学生理论课学习兴趣、培养学生创新意识和应用开发技能取得了预期效果。基础技能实验模块的教学效果主要体现在实验现象与相关基础理论知识之间的有机联系,高分子化学实验操作技能和技巧的掌握和规范。综合设计实验的教学效果主要体现在学生自主设计和分析解决问题的能力培养。研究创新实验的教学效果主要体现在学生科研和创新意识的建立,以及学生团队意识和应用开发能力的培养。 高分子化学论文:高分子化学课程教学探讨 [摘要]高分子化学课程是高分子材料与化工专业的专业基础课,涵盖内容多,需要合理安排教学,运用其他课程知识,用学生容易接受的实例解释理论问题,能够增强学生学习的兴趣,达到较好的讲授效果。 [关键词]高分子化学;教学;实例 高分子化学课程是高分子材料与化工专业的专业基础课,是研究高分子化合物的合成原理和化学反应的科学。学生应具备一定的无机化学、有机化学、物理化学和概率论与数理统计知识才能学好该课程。国内高校多采用潘祖仁先生主编的部级优秀教材高分子化学[1-2],对这门课的掌握程度,影响后续课程的学习。因此学生一般比较重视[3]。但对于初学者来说,认为该课程的内容较多,比较分散,系统性不强,有些知识点理解不透。 1高分子化学的课程特点 高分子化学主要介绍高分子的合成原理及高分子的化学反应,合成原理以聚合反应动力学为主线,衍生到聚合速率和分子量,而这二个指标正是工业生产控制的主要工艺参数,再通过聚合理论方程,讨论温度、介质、单体、引发剂等对聚合的影响。对于连锁聚合,每一种聚合机理都有特殊的引发体系,因此引发剂或引发体系也是高分子化学的重点内容之一。最后一章,聚合物的化学反应,主要介绍聚合物化学反应特征、聚合物的基团反应及接枝、扩链、交联、降解和老化,提出促使降解或防止老化的途径。有学者总结高分子化学课程有“五多”的特点,即内容多、概念多、头绪多、关系多和数学推导多[4]。该课程专业理论性强,概念复杂,抽象难懂,一定程度上影响了学生的学习兴趣[5]。 2课程知识点浅析 该课程序论中,除了介绍高分子化合物的基本概念、命名、发展历程及结构方面的基本知识外,重点介绍分子量。高分子的分子量大且具有一定的分布是高分子化合物的主要特点,其作为材料的力学性能主要由分子量及其分布决定。该部分内容介绍,需使学生明白高分子的分子量与小分子的相对分子质量的区别。缩合和逐步聚合反应中,首先通过二种双官能团单体参与的线形缩聚过程示例,第一步反应,得到二聚体,第二步反应可以得到三聚体、四聚体,此时体系中含有一、二、三、四聚体的分子,第三步聚合,体系中可能含有八、七、六、五、四等聚体,假若反应就此终结,体系中产物的聚合度不同,由此使同学们很容易理解聚合反应得到的产物即聚合物,分子量存在一定的分布。同时自然引入官能团等活性概念,才能从纷乱的聚合反应中抽取出本质特征,用一个速率常数描述同种官能团的反应特征。在课程体系中,活性中心等活性概念是高分子化学的基本思想,因此要借助实验数据进行例证,分子碰撞理论进行阐释。还需要明晰N0和N的含义。有二个相同的羟基,肯定体系中存在另一个分子含有二个羧基,因此平均每个分子链含有一种基团;对于均缩聚,更是如此。这点一定让同学理解,因为后面的理论方程推导要不断用到。另外,反应程度p是一个非常重要的概念和度量,定义为参与反应的基团数(N0-N)占起始基团数N0的分数[2],代表某种基团的转化率,反映了聚合反应的反应进程。缩聚反应中产物分子量分布,Flory利用统计法,根据等活性概念假设,以双官能团单体均缩聚为例,形成x-聚体每个键的成键几率为p,分子末端一个不成键几率为(1-p),推导了线形缩聚的分子量分布关系[2]。实质上,每一个键的成键几率不同,按照反应程度概念,应该是随着聚合度增大,p增大,为了处理简便,等同化,根据乘法原理,即得x-聚体的数量分布函数。后面自由基聚合、共聚合、离子聚合和配位聚合,都属于连锁或链式聚合机理,聚合一般都包含链引发、链增长、链终止和链转移几个基元反应。首先,要有活性中心的形成,进行链引发反应;正是根据其活性中心的不同,将其分为以上自由基聚合、离子聚合等。 有关其机理及分子结构的形成,与有机化学中的空间位阻效应、共轭效应有关。聚合动力学与物理化学知识有关,需要同学学前不妨复习下以前学过的有关内容。对于自由基聚合,介绍其英文词汇为Radical,含有“激进、活泼”之意,故可以作为活性中心,故教材中一般用R•表示,黑点代表单电子。聚合物中单元结构主要在链增长阶段完成,故链增长过程直接影响聚合物分子结构。①键接结构。增长过程中,结构单元间的连接存在“头—尾”、“头—头”(或“尾—尾”)两种可能形式,一般以头-尾结构为主。原因是以尾-尾连接,活化能大。列举生活中的实例,如小轿车、“和谐号”动车车头,都采用流线型,头部体积较小,阻力较小。微观上的化学反应也遵循同样道理。②立体构型。自由基上C为SP2杂化,与单体作用时既可从上方也可从下方进行作用,自由基聚合物分子链上取代基在空间的排布是无规的,但从空间位阻考虑,无规结构中,间同结构略占优势。③几何构型。双烯类单体,还存在几何异构,倾向于形成反式结构,都可以根据空间位阻进行解释。这样同学就容易理解高分子结构比较复杂的特性。另外自由基聚合的引发效率,主要是①诱导分解。诱导分解实际上是自由基向引发剂的转移反应,也就是说,自由基诱使引发剂分解,消耗掉引发剂,作无用功,故使引发效率降低。②笼蔽效应,主要指溶液聚合中,引发剂分子处于溶剂的包围中而不能发挥作用,可以想象,引发剂分子周围存在一层层的溶剂分子和单体分子相隔的球形包围圈(好像笼子一样),初级自由基遇到单体,直接作用,形成单体自由基,若遇到溶剂分子,不能作用,被弹回,有可能与下一个初级自由基结合,甚至与溶剂分子结合,使引发剂分子白白消耗,引发效率降低,称为笼蔽效应。由此派生出单体的活性与浓度、体系粘度和引发剂浓度,都影响引发效率,使同学将知识学通、学活。自由基共聚合中,关于链自由基的活性,一般认为带有共轭取代基的链自由基稳定,同学不易理解,以射击为例,若自由基上存在共轭基团,单电子不再归属于某个原子,离域程度大,行踪不定,这样用枪瞄准难度增加。单体相当于枪,就不易和它反应,故该类自由基活性差。 若链自由基带有非共轭取代基,其单电子位置固定,活动空间小,容易瞄准击中,即容易和单体发生反应,该类自由基活性高。烯类单体的离子聚合中,单体适宜于进行阳离子聚合还是阴离子聚合,主要取决于单体的结构,考虑取代基的诱导效应和工轭效应。带有π-π共轭体系的单体都能进行阴离子聚合。如果取代基具有吸电子性质,更易进行阴离子聚合。因为吸电子基降低双键上电子云密度,有利于阴离子进攻,并使形成的碳阴离子的电子云密度分散而稳定。而具有推电子取代基的烯类单体可进行阳离子聚合,因为推电子取代基增大了双键上电子云密度,有利于阳离子进攻,并使形成的碳阳离子的正电性降低而稳定。苯乙烯,丁二烯等含有共轭体系的单体,由于其π电子云的流动性强,易诱导极化,能进行阳离子、阴离子或自由基聚合。阴离子的活性聚合在理论上和实际应用中具有重要意义,要让学生明白活性聚合的原因、应用价值。配位聚合,要重新复习下无机化学中的配合物知识,其引发体系中,过渡金属为中心原子,它提供空轨道,烯类单体作为配体在空轨道上活化、按照一定的方向或方式进行配位、插入到增长链中,因此所得产物立构规整度一般较高。聚合物的化学反应,是聚合物改性、扩大聚合物品种的手段之一。接枝、交联等使聚合物分子量增大,降解、老化使聚合物分子量降低。用鲜活的实例向同学介绍,这样学生学习时不觉得生硬,便于接受。 3结语 作为一名高校教师,能够将复杂的原理讲解得浅显易懂,抽象的理论能够结合现实生活具体化、简单化,语言生动,课堂气氛活跃,学生对所讲内容有强烈的兴趣,这门课程的授课质量才有保证。 作者:廖肃然;迟长龙 单位:河南工程学院 高分子化学论文:高分子化学实验教学初探 摘要: 实验教学是培养复合型创新人才的重要实践环节,《高分子化学综合实验》是高分子材料科学与工程专业本科生的专业基础课之一。本文针对目前高分子化学实验教学体系中存在的问题探讨了教学改革的途径:通过开展多层次的教学内容,引入综合型、设计型和趣味型实验,结合现代教育技术,灵活应用互动式教学模式,引导学生对高分子科学的科研兴趣,发挥学生的主观能动性,并树立严谨的科学态度,培养其独立的思辨能力和创新能力。 关键词: 高分子化学实验;教学改革;创新能力 高分子化学是高分子学科的重要领域之一,是以实验为基础的自然学科[1,2]。《高分子化学综合实验》是我校《高分子化学》精品课程建设中重要的实践性教学环节,是高分子材料科学与工程专业和材料化学专业本科生的专业基础课之一。实验教学的目的是促进学生理解和掌握高分子化学理论知识并将其应用于实践,从而增强动手能力以及分析问题、解决问题的能力[3~6]。我校的《高分子化学综合实验》课程已开展多年,课程中开设了一系列具有代表性的实验,但在实践过程中也逐渐暴露出了一些问题,譬如,实验教学体系还不够系统,实验课内容中的验证型实验较多,难以提高学生的思辨能力和创新能力,教学方法和手段还不够多样化,不利于提高学生的学习积极性和增强教学效果。为提高教学质量,培养具有创新意识和创造能力的复合型人才,推进广东省精品开放课程———《高分子化学》的建设,对《高分子化学综合实验》教学体系进行改革势在必行。改革后的《高分子化学综合实验》除了能使学生在有限的实践过程中有效巩固本学科的理论知识,掌握基本实验技能,还应提高其自身软实力,通过实验课的开展引导学生对科研探索产生兴趣,发挥其主观能动性形成创新思维,同时增强其发现问题和解决问题的能力。为建立这样一套科学的《高分子化学综合实验》教学体系,应始终贯彻以学生为本的教学理念,从教学内容、教学方式、教学模式三方面系统开展教学改革。 1教学内容层次化:合理配置验证型、趣味型、综合型、设计型实验 传统的高分子化学实验教学项目以验证型实验为主,实验教材中写明实验目的、实验原理、实验注意事项等,教师在课前进行讲解,课堂上学生依据讲义中的操作流程进行实验,并通过实验结果验证高分子化学的理论知识。目前,《高分子化学综合实验》中已开展的验证型实验包括引发剂分解速率的测定、膨胀计法测定自由基聚合动力学。尽管在进行验证型实验的过程中学生的基本操作技能得到了训练,但是因为实验结果是明确的,实验留给学生思考和发挥创造力的余地非常有限[7,8]。为提高学生的工程素养和创新能力,应以充分调动学生主观能动性为突破口,调整高分子化学实验课的内容,引入设计型、综合型、趣味型实验项目,使教学内容更加层次化、系统化。 (1)设计型实验的实施过程中,教师预先给定学生实验设计要求,学生据此查阅相关文献和资料,自主设计实验方案并独立完成实验,通过观察实验现象分析实验成功和失败的原因以及影响实验结果的各种因素,由此让学生得到科学的思维训练。例如,苯乙烯的悬浮聚合可以作为验证型实验,预先给定实验条件,让学生“照方抓药”地进行实验,也可以作为设计型实验开展,不设定实验条件,只提出实验产物的设计要求———制备颗粒均匀、大小适中的聚苯乙烯粒子,让学生从配方(包括分散剂类型与用量、单体和水的比例等)、反应温度和搅拌策略等方面入手设计实验方案,最终独立完成实验并评价产品是否达到要求。让学生们始终带着“如何实现设计要求”的问题,进行“调研设计实验分析总结”的训练过程,通过这种锻炼能够充分发挥他们的主观能动性,大大提高其分析问题和解决问题的能力。下图是两组学生采用悬浮聚合所制备出的聚苯乙烯粒子,图1(a)显示颗粒直径在1.5mm~4mm之间,若增加有机分散剂聚乙烯醇的使用量还可以制备直径更小、粒径分布更均匀的聚苯乙烯粒子,如图1(b)所示。 (2)综合型实验的内容和过程较为复杂,涵盖了不同的知识点,开展此类实验能够锻炼学生综合运用所学知识和实验技术的能力,并有利于学生建立正确的科研思维和培养严谨的科研态度。譬如,以苯乙烯悬浮聚合为优秀内容,可以从产品设计的角度出发,采用“原料精制单体聚合产品性能检测”的思路将其扩展为综合实验内容。在苯乙烯悬浮聚合之前引入“苯乙烯单体和引发剂的精制”的实验内容,可以使学生巩固洗涤、萃取、蒸馏、结晶等基本实验操作。将苯乙烯悬浮聚合延伸到聚合物的下游应用,如交联聚苯乙烯粒子(聚苯乙烯离子交换树脂骨架)的制备与性能的研究,可以使学生体验一个较为完整的功能高分子材料合成的全过程。考虑到实验的难度和复杂度,该实验着重考察交联剂的用量对交联密度的影响。由于交联剂/单体摩尔比对产物的交联密度有影响,粒子最终会表现出不同的溶胀性。通过测定其在良溶剂中的溶胀度,学生可以非常直观地获得配方设计对聚合产物性能影响的相关知识。以苯乙烯悬浮聚合为优秀内容,经过一系列扩展后建立的综合型实验涉及原料的提纯、聚合反应、聚合物的改性以及性能评价的内容,该综合实验具有很好的系统性和延续性,既能全面提升学生的实验技能又能培养学生全局思考实验问题的能力,具有重要的教学实践意义。 (3)兴趣是最好的教师,采用有趣的与日常生活密切相关的实验项目,做到趣味性与知识性、实用性结合,寓教于乐激发学生们的兴趣,可以显著提高教学成效。例如,在高分子化学实验内容中引入甲基丙烯酸甲酯的本体聚合(有机玻璃的制备)实验,学生可以自制有机玻璃相框或有机玻璃坠,将心爱的相片、小挂件、干花镶嵌在自己合成出的有机玻璃中。为了让有机玻璃制品更美观,还可以加入不同的着色剂,制备颜色各异的有机玻璃制品,实验过程因此而变得充满乐趣。学生们对该实验表现出了极大的兴趣。为了制备出合乎自己心意的“作品”,学生们会自发对反应条件进行优化,密切观察实验现象,防止聚合时产生气泡或温度失控发生爆聚而制备出失败的产品。在后期的热处理过程中,有部分学生很急切地盼望看到“作品”,在课余时间也会来实验室查看热处理过程是否已经完成。由于上课人数较多,实验课都是分批次进行的,通过对比可以发现后批次进行该实验的学生会比第一批学生准备更充分,制备出更多美观和特别的“作品”,这也反映了学生们对实验有浓厚的兴趣,融入了更多的设计理念,有助于激发学生的创新意识。图2展示的是学生通过本体聚合制作的成功、失败或有缺陷的有机玻璃制品。 2教学方式多样化:应用多媒体、虚拟化、网络教学等现代教育技术 高分子化学实验的教学普遍采用的是“言传身教”的方式,学生需要在有限的学时内掌握实验要领,这种单一的教学方式会限制教学质量的提升。借力于现代教育技术,普及视频教学、虚拟化教学、教学网站的应用能丰富教学方式,提高学生们的学习兴趣与学习效率,强化教学效果。 (1)视频教学:相对于文字讲义、口头讲解的方式,视频演示的优势在于能够使学生对高分子化学实验有一个初步的感性认识,预先从心理层面接受实验内容和掌握实验方法,提高实验成功率,增加教学质量。譬如,根据高分子化学实验教学大纲,可以将甲基丙烯酸甲酯本体聚合、发泡聚氨酯的制备等教学内容拍摄成教学录像,向学生演示基本实验流程,突出实验操作中的要点、难点、注意事项等,让学生对实验流程和仪器设备的使用方法获得直观地认识。须注意的是,教学视频虽然能再现实验过程,但不能替代学生亲自动手操作的环节,所谓“会看不一定会做”,只有实践才能让学生真正掌握实验技巧。 (2)虚拟化教学:对于一些受限于实验条件难以开展的实验教学项目(如原子转移自由基聚合)或具有一定危险性的实验项目(如高温、高压聚合等)可以应用虚拟化教学方式,通过模拟仿真实验过程,演示实验现象,穿插操作要点和注意事项等,让学生开拓眼界,学习更多的实验技术和研究方法。原子转移自由基聚合是“活性”自由基聚合的一种,因为具有巨大的应用前景而受到广发关注,引入“ATRP的动力学研究”的实验内容有助于学生们掌握“活性”自由基聚合的原理和特点。尽管如此,在本科实验教学过程中开展ATRP实验项目难度很大。ATRP通常以亚铜/胺络合物作为催化组分,由于聚合所采用的催化剂量很少,即使存在微量的氧气就能大大降低催化剂的活性,导致聚合难以进行。因而,除氧的效率对于聚合的成败十分关键。首先,聚合之前须对反应溶液以及反应釜预先除氧,加料和取样时也应避免引入空气,这对学生们的操作技术要求很高,相对于普通自由基聚合,该聚合方法的成功率大大降低,实践教学效果难以收到理想效果。其次,通入反应体系中的惰性气体须预先经过除氧柱才能使用,并且该除氧柱中的填料事先必须活化(用H2或CO还原),该活化过程危险性极高,存在潜在的安全隐患,因而“ATRP的动力学研究”不适合纳入本科生的实践教学。采用仿真技术将“ATRP的动力学研究”制作成虚拟的演示实验,则能有效地化解以上问题。根据实验流程可以将“ATRP的动力学研究”的演示实验分解为惰性气体净化、反应器和反应混合物的除氧、聚合反应(包括引发、增长、终止)、取样和干燥称量等步骤,可有效促进学生们对ATRP原理的理解。此外,聚合过程中ATRP催化剂的颜色会发生变化,因而该仿真实验具有良好的指示性和演示度。 (3)实验教学网站:建设专门的实验教学网站,上传课件、讲义和教学视频,方便学生有效利用课余时间进行预习,有助于提高学习效率。此外,还可以通过网站开辟答疑专区,促进教师和学生们之间或者不同班级、不同专业的学生们之间的交流,营造良好的学习气氛,互相促进和互相提高。总之,一切教学方式都应以提高学生自主学习效率,激发学生学习兴趣,提高教学效果为宗旨。 3教学模式人性化:灵活应用互动式教学 传统的高分子化学实验课主要采用教师预先讲授继而学生动手实践的教学模式,无法达到现代教育以树立学生创新意识和培养学生创新能力为宗旨的教学要求,而采用互动式教学模式能活跃课堂气氛和促进师生之间的交流,是适应当代教学需求的一种教学模式。例如,在实验课堂中,授课教师可以随机抽取平时已经做过的实验考察学生的掌握情况。问题归纳法也是互动式教学方式的一种。在批改完实验报告之后,教师可组织学生们进行归纳和总结,分析各个实验成功和失败的原因,让他们对实验现象和结果分析得更为透彻,提升学习积极性。互动式教学过程中师生互为主体,学生发言可以帮助自己整理思路,强化对实验项目所涉及知识要点的理解以及对实验技术的掌握。若遇到学生对实验结果存在疑问,想通过再一次的实践验证自己推断的情况,授课教师应预留时间和提供实验场所、试剂、器材等,有效组织二次课堂的方式,用开放和包容的心态为学生开启探求真理的大门。 4小结 高分子化学实验教学改革是一项系统工程,应始终以学生为本,从教学内容、教学方式、教学模式三方面进行,改革后的高分子化学实验教学除了应该促进学生掌握基础知识,提高实验技能之外,更要发挥学生的主观能动性,引导其产生科研兴趣,树立创新意识和培养创新能力。改革过程中教育者应明确改革目标,不断修正或改变教学方法,为培养高层次的创新人才不断努力。 作者:赵颖 罗美香 蒋智杰 姜蕾 张安强 吴水珠 单位:华南理工大学材料科学与工程学院 高分子化学论文:分析高分子化学 人类从一开始即与高分子有密切关系,自然界的动植物包括人体本身,就是以高分子为主要成分而构成的,这些高分子早已被用作原料来制造生产工具和生活资料。人类的主要食物如淀粉、蛋白质等,也都是高分子。只是到了工业上大量合成高分子并得到重要应用以后,这些人工合成的化合物,才取得高分子化合物这个名称。但提到合成高分子材料(聚合物)的应用与发展,人们在想到它们极大地方便我们的生活的同时,很多人会想到“白色污染”,甚至将水污染、大气污染等各种环境问题的产生怪罪于高分子,这说明他们对高分子并不十分了解。当今高分子的功用无处不在,而人们认识高分子时,往往忽略了它带给人类生活的巨大变化和种种利益,不了解它为人类文明做出的贡献是巨大的。 一、高分子化学的内涵 1.何为高分子化学 顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。 2.高相对分子质量与高强度 相对分子质量和物质的性质是密切相关的,是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能,才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直链的烷烃化合物,但是分子量变化很大,其机械力学性能因而也有极大的区别。 3.高分子科学的主要内容 既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。 二、高分子材料化学的应用 材料是人类社会文明发展阶段的标志,是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用,把人类由工业社会推向信息和知识社会。可以说某一种新材料的问世及其应用,往往会引起人类社会的重大变革,材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料,家家离不开高分子材料,处处离不开高分子材料,是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的,高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料,另外许多精细化工材料也都是高分子材料。 第一,塑料:一类是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等;另一类叫工程塑料,其强度大,如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。 第二,纤维:人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物,通过不同的加工,生产出了各种纤维制品,极大地满足着人类的需要。 第三,橡胶:天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制,于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。 第四,精细化工:比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品,如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油,使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂,以及各种吸水树脂等都是高分子产品。 高分子化学论文:高分子化学教学中无机化学知识的有效融入 摘 要 高分子化学中融入了大量的无机化学知识,在高分子化学教学中,适当的引入无机化学中的相关知识,将有助于学生更好的学习高分子化学知识。文章根据教学实践,介绍了无机化学知识在自由基聚合、离子聚合以及平衡缩聚中的运用情况,取得了较好的教学效果。 关键词 高分子化学 无机化学 高职院校 教学 “高分子化学”是高分子学科一门重要的专业必修课,是继无机化学、有机化学、分析化学和物理化学之后新开设的一门科学,主要研究高分子化合物的合成原理及其化学反应,该课程的学习为学好后继专业课程奠定了基础。然而,“高分子化学”由于内容抽象、概念多、公式复杂等特点,使得很多学生特别是高职院校的学生在学习该门课程时信心不足。因此,为了培养学生学习该课程的积极性和主动性,增加该课程学习的趣味性,提高该课程学习的质量,很多一线教师开始探索该课程的教学方法。其中,陈静、王小龙、何冰晶等①②③④认为,教学中不能孤立的去讲授该课程,应注重加强高分子化学知识和有机化学知识的有效衔接,取得了很好的教学效果。然而,笔者在教学中发现,对于高职院校的学生来说,无机化学知识在高分子化学学习中同样具有举足轻重的地位。文章Y合作者多年的教学实践和心得,分析了无机化学知识在高分子化学教学中的运用情况,既提高了教学效果,又达到了温故而知新的目的。 1 自由基聚合 自由基聚合反应是连锁聚合反应中最重要、最典型的一种聚合反应,生活中约60%高分子材料,都是按自由基聚合反应合成的,如:PE、PP、PVC、PMMA、ABS、SBS、SBR、丁氰胶、丁苯胶等。自由基聚合反应是单体借助于光、热、辐射、引发剂等的作用,使单体分子活化为活性自由基,再与单体分子连锁聚合形成高聚物的化学反应,聚合过程见图1,也就是说,要想使单体小分子转变成高聚物,活性自由基是贯穿着整个自由基聚合反应的主线,然而,什么是自由基?自由基是怎么产生的?自由基的活性以及自由基的化学反应等问题是教学中的一个难点,学生只有掌握了自由基方面的内容,才能更好的学习接下来自由基聚合机理的问题。因此,教师上课时必须首先讲自由基知识。 自由基,化学上也称为“游离基”,是指化合物的分子在光、热等外界条件下,共价键发生断裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。授课时,应结合无机化学知识系统的复习共价键的相关知识。共价键概念最早是由美国化学家路易斯提出的,通常是指两个原子通过共用电子对形成的化学键,而这两种原子的电负性一般相差不大。共价键可以是单键,也可以是双键和三键,根据共价键的极性情况,又可以把共价键分成极性共价键和非极性共价键,极性共价键通常是由不同原子组成的,非极性共价键通常是由同种原子组成的。当学生充分了解了共价键的相关知识后,再进一步讲清楚共价键是如何断裂形成自由基的。共价键在不同的外界条件下发生断裂的方式不同,如图2。通常共价键在光、热等的条件下易发生均裂,形成的两个原子各带有一个未成对电子,叫做自由基;在极性溶剂或者催化剂作用下易发生异裂,产生了带有不同种电荷的离子。至此,学生便了解了自由基是什么,自由基是如何产生的问题。 然而,对于一个小分子来说,共价键通常有很多个,在形成自由基的时候究竟是哪一条键发生断裂呢?即影响共价键断裂的因素是什么?此时,教师又可以展开讲授共价键断裂的因素有哪些。如此讲解,帮助学生揭开了自由基神秘的面纱,从根本上解决了学生的疑虑,对接下来的学习更有信心。 在讲授自由基聚合反应时,必须要讲到它的引发体系,其中引发剂是最常用的引发方式,要重点讲解。常用的引发剂主要有偶氮双腈类、有机过氧类、无机过氧类和氧化―还原类引发剂。对于前三种引发剂,其共价键的断裂通常发生在C-N、O-O键之间,因为相对于C-C、C-H键的键能,C-N、O-O键的键能要低很多,也就是说共价键的键能越小越易断裂,越易形成自由基。然而,含有弱键的引发剂通常要在较高的温度下才能分解成自由基,若是聚合反应要求的温度较低该怎么办呢?此时可以在过氧化物类引发剂里加入还原剂,便成了氧化―还原引发体系,这里面除了有共价键方面的知识外,还涉及到无机化学里面的氧化还原反应的相关知识。如过氧化氢和亚铁离子氧化―还原引发剂引发的方式见图3,过氧化氢是氧化剂,具有氧化性,亚铁离子是还原剂,具有还原性,两者发生了氧化还原反应。 亚铁离子把自己的一个电子给了过氧化氢,形成了氢氧根离子,本身化合价升高变成了正三价铁离子。然而,在讲授过硫酸盐和亚铁离子引发体系的时候,如图4,该引发体系产生了一个带负电荷的硫酸根自由基,这和大多数学生一贯认为自由基应该是电中性的认识是不吻合的,因此这里要结合以上自由基的知识进行拓展。自由基可以是电中性的,也可以是带电的离子,判断某种物质是不是自由基,关键是看是否存在不成对的电子。 2 离子聚合 离子聚合是另一种重要的连锁聚合方式。由于反应活性种所带电荷的不同,离子聚合可以分为阳离子聚合、阴离子聚合和配位离子聚合。⑤和自由基聚合反应不同,离子聚合对体系中的水、空气及杂质等非常敏感,且通常在低温下进行,给科学实验和工业生产增加了难度。然而,离子聚合反应在高分子合成的理论研究上和工业生产上同样具有着重要的地位,有些重要的聚合物只能使用离子聚合的方式进行合成,如热塑性弹性体SBS、聚甲醛、丁基橡胶等。因此,离子聚合也要详细讲解。 2.1 阳离子聚合 当烯类单体双键上带有推电子取代基或者具有共轭效应的基团时,该单体具有富电子性质,易被阳离子进攻,发生阳离子聚合。在讲到阳离子聚合时,阳离子引发剂既是重点,也是难点,必须好好讲。常见的阳离子引发剂通常是亲电试剂,即电子接受体,被称为广义上的“酸”。当让学生回顾“酸”的知识的时候,多数学生一脸茫然,可能是对之前所学的酸的概念记得不是很清楚了。因此,这里必须要先帮助学生回顾无机化学中酸的知识。酸碱质子理论认为,凡是能给出H+的物质都是酸,如HClO4、H2SO4 HCl、H3PO4等,这些酸在溶液中会离解成质子氢,从而引发单体聚合。但是质子酸反离子亲核能力较强,在聚合过程中容易和活性中心结合导致反应提前结束,一般不能得到高聚物。酸碱电子理论认为,酸是任何可以接受电子对的分子或离子,由于该理论是美国化学家G.N.Lewis提出的,将此类酸称为Lewis酸,如BF3、TiCl4、SnCl4、AlCl3等。Lewis酸中除了少数能单独引发聚合外,大多数Lewis酸需要和能够提供质子或者碳阳离子的物质一同引发聚合,称为助引发剂,如水、醇、氢卤酸等。BF3和助引发剂水的作用如图5,可以看出BF3中的B的空轨道接受了水的OH中的O提供的孤对电子而形成的离子对。当讲清楚酸的相关知识后再学习阳离子聚合引发体系内容,学生会更容易接受。 高分子化学论文:轻化工程专业学科平台课《高分子化学与物理》的教学改革实践与大学生创新能力培养 摘要:《高分子化学与物理》是轻化工程专业(染整方向)开设的重要学科平台课,该课程的学习对后续相关课程的学习、创新能力的培养、毕业论文的开展和科学研究工作等方面具有重要的意义。因此本文结合专业学科特点,通过转变《高分子化学与物理》课程的教学理念、完善教学方法与手段,激发学生学习兴趣、培养创新意识、提高动手能力和提升科学情操,使得该专业的毕业生在社会发展和科学研究中施展才华和作用。 关键词:高分子化学与物理;教学改革;科学研究;创新能力培养 一、《高分子化学与物理》课程特点 经过高分子科学与技术的快速发展,高分子的理论发展与应用已经渗透到物理学、化学、材料学、生物学等各个学科与领域,具有鲜明的学科交叉特色。高分子化学与物理的研究成果已经进入了我们日常生活的每个方面[1-6]。作为一门多学科交叉、实用性很强的学科,高分子对各个工业部门和科技领域的渗透作用已成为不争的事实,所以在现行中国高等教育的本科专业中,如化学、应用化学、材料化学、材料物理、复合材料、轻化工程、包装工程、纺织工程、生物工程和环境工程等许多非高分子专业都将高分子相关知识作为必修课和选修课。 非本专业《高分子化学与物理》教学的侧重点在于阐述现代高分子科学已成熟的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法,对涉及高分子科学研究前沿的理论、测试方法以及高分子的新产品介绍等内容点到为止,该课程的学习为轻化工程专业学生开启了一扇通往高分子科学的窗户,引导学生了解高分子化学在高分子学科中的地位,通晓课程的主要研究对象和研究内容,为后续专业基础课的学习和高分子在染整中的应用奠定基础[1,2]。通过多年的教学实践证实,对于轻化工程专业(染整方向)的本科生来说,《高分子化学与物理》课程教学呈现以下几方面的特点。 (一)基础课程,衔接不够 对于轻化工程专业(染整方向)的本科生,高分子的学习显得尤为重要,一方面后续课程(如《纤维化学与物理》、《染整工艺原理》和《染料化学》等)的学习必须以高分子为学科背景,另一方面大学生的生产实习、创新学分实验、创新训练计划和本科毕业论文等实践性环节的开展也必须要有高分子基础,因此为了让染整方向的本科生了解和掌握高分子的基本理论知识和应用,开设了《高分子化学与物理》学科平台课程。该课程的学习必须以《有机化学》、《物理化学》和《无机化学》的课程学习为基础,但江南大学轻化工程专业将《高分子化学与物理》课程设置在大二下学期,《物理化学》等课程也在此学期开设,因此课程开设时间过早,缺乏基础课程的知识,建议在大三上学期开设,以期获得较好的教学效果。 (二)内容多、学时少,课时紧张 《高分子化学与物理》课程主要包括高分子化学和高分子物理两个部分,其中高分子化学部分包括高分子科学的发展历史、发展趋势,基本概念、分类与命名、基本原理、高分子合成反应与方法等,涉及逐步聚合、自由基聚合、离子聚合、配位聚合和共聚合等;高分子物理部分则侧重于高分子的结构(如链结构、聚集态结构等)、分子运动、力学状态与转变,物理性能等。对于高分子专业的本科阶段,通常会开设《高分子化学》和《高分子物理》两门课程,分别在32至48学时不等;而对于轻化工程专业,只开设了《高分子化学与物理》一门课程,48学时,相对来说内容多、课时少。在这样的情况下,教学活动的有效开展、课程体系的完善、讲授内容的连贯与取舍等都显得非常重要,对任课老师是一种不小的挑战。 (三)注重理论,缺乏实践 《高分子化学与物理》是一门以实验为基础的自然科学,但轻化工程专业只开设理论学习课程,没有相关实验课程。为了使学生能够更好地掌握课程学习内容,同时培养学生的动手能力和分析、解决问题能力,提高学生的实验技能,相应的实验课程的开设显得非常迫切,能够让所学知识与理论在实验中得到验证,注重理论与实践的结合,让学生从最初的原料出发,选择合适的聚合方法与聚合反应,得到在实际生活中真正用得上的高分子产品。 二、教学改革举措 针对轻化工程专业《高分子化学与物理》的课程特点,结合本校的实际情况,要求学生在理解基本概念和掌握基础理论的基础上能够了解高分子的应用,重点培养他们的实践与创新能力,作者经过几年的教学实践和摸索,总结了几点教学改革举措。 (一)规划本科培养方案,合理调整课程设置 目前我校轻化工程专业的课程设置还存在一定的问题,建议对本科培养方案进行修改,在《高分子化学与物理》授课前完成《有机化学》、《物理化学》和《无机化学》等基础课程的学习,这样才能提高学生的学习效率,增强他们的学习兴趣,便于更好地掌握相关理论与知识。 (二)多媒体资源课件与传统板书有效结合 多媒体课件具有丰富表现力、良好交互性和极大共享性等特点,它可以将枯燥乏味的理论知识直观化和形象化,能够充分调动和发挥学生学习的积极性和主动性。但在运用多媒体教学的同时也出现了诸如教师几乎不写板书,学生不记笔记等问题,严重影响了教与学的质量。建议对任课教师的教学大纲、考核方式、教学难点与重点等相关教学文件进行监督,要求授课过程中课件放映与传统板书相结合,将学生上课情况、学生主动参与积极性、平时作业等与学生的最终成绩挂钩,进行综合评定。 (三)增设实验课程,提高学生实践能力 《高分子化学与物理》是一门理论与实践相结合的课程,实验课是对理论课学习的有效补充,通过直观的现象和结果验证理论学习的真实性,帮助学生理解所学理论知识,因此实验课的教学显得尤为重要,建议在轻化工程专业开设实验课程,但涉及的实验众多,要求任课老师充分考虑实验的可操作性、重复性和可行性等方面,认真编写实验讲义。此外,学校和学院应重视实验室配套设施建设,突破实验教学完全依附于理论课程教学的传统框架,增加启发式实验和创新性实验所占比例额,注重验证性实验、启发式实验和创新性实验有效结合,开动学生的思维,发挥学生的潜质,提高学生的创新意识。 (四)理论联系实际,注重启发式教学 《高分子化学与物理》是一门相对来说比较抽象、枯燥的课程,但它也是一门应用性很强的课程,高分子材料用途广泛,遍及现代社会生活中衣、食、住、行、用等各个方面,因而在课程讲授时注重理论联系实际,将抽象的概论、理论与实际应用有机结合,将对课堂教学效果起到重要的促进作用。 三、创新能力的培养 (一)培养方案中开设新生研讨课和专业导论课 为了提高学生对专业的认同感以及学生的学习兴趣和热情,可以尝试在本科培养方案中针对大学新生开设新生研讨课和专业导论课,以趣味讲座和座谈的方式进行专业介绍,了解专业背景,告知学生轻化工程这个专业是以化学与高分子为学科背景的,加强学科平台课程的学习至关重要。 (二)实施学生双导师制 全面推进学生双导师制是确保创新型人才培养的重要手段,企业导师和校内导师组成课程小组,共同确定课程教学大纲、教学内容、教材及承担教学任务,使专业理论课程与行业实际需求紧密结合。 (三)强化实验课程学习和创新能力培养 实验课程采用自主设计实验,在实验大纲的规范下完成实验要求,将验证性实验、启发式实验和创新性实验有机结合。在国家大学生创新创业计划项目、江苏省大学生创新创业计划项目和江南大学大学生创新训练计划项目等资助下,实现学生创新训练的全参与和全覆盖,指导教师从选题开始就应该注重基础理论知识在创新实验中的应用,达到学以致用的目标。 (四)强化学生的毕业论文(设计)指导 毕业论文(设计)是学生毕业离校前最后一个实践性环节,也是所学基础理论知识得到充分应用的关键环节,因此可以从课题的选择、采取的技术路线、拟采用的研究方法和达到的预期目标等方面进行合理规划与设计,充分发挥学生所学知识与理论的应用,提升学生运用知识的综合能力,强化学生的专业基础。同时,轻化工程专业的毕业生中从事与高分子相关行业的人数众多,学科交叉特色鲜明,为学生的出国深造、攻读研究生和就业奠定坚实的高分子基础。 四、结语 根据国内外行业需求和自身特色,通过教学改革与实践,围绕复合型、创新型染整专业技术人才的培养目标,通过理论与实践相结合、教学和科研相结合、校内与校外相结合、科学素养与人文情怀相结合的人才培养模式,注重理论知识的传授与学生创新能力的培养相结合,全面提高和调动学生的学习积极性和学习兴趣,为学生的学习与工作奠定坚实的基础。 高分子化学论文:生物功能材料专业《高分子化学与物理基础》课程教学探索 摘 要: 《高分子化学与物理基础》是高分子材料与工程、生物功能材料等专业的专业基础课,也是材料化学、应用化学等专业的选修课。本文针对本校高分子化学与物理在生物功能材料专业教学中体现的学时少、教学内容广等特点,探讨如何提高该学科的教学质量,激发学生的探知欲望、强化学生的创新意识和能力等问题,提出合理安排教学内容、理论联系实际、多种教学方法相结合、网络教学方法的运用、开展互动式教学等具体措施,提高教学效率。 关键词: 高分子化学 高分子物理 生物功能材料 教学探索 高分子化学和高分子物理是高分子科学相关专业的专业基础课。在专业课程设计中,一般两门课程独立设置,其中各占有48到72学时不等。我校的生物功能材料专业开设了高分子方面的课程,其中高分子化学与物理是该专业的专业基础课。根据该专业特点,生物功能材料涉及领域较广,从无机陶瓷材料到有机高分子材料都有涉及。该专业学生只需掌握有关高分子化学和高分子物理的基本理论知识和应用技能,因此我们开设了高分子化学与物理课程,所设学时为56学时,开设时间安排在二年级下学期,为三年级开设《高分子材料化学》等课程打下一定基础。该课程内容涉及高分子材料的合成与实施方法,高分子材料的结构、性能、成型加工及其应用,是一门多学科交叉、实用性很强的学科。根据该课程具有涵盖内容广,物理化学和有机化学知识运用较多等特点,这样有限的课时设置就给授课带来了一定困难,导致学生在理解和应用本课程知识方面具有一定难度。另外,我校该专业物理化学课程设置在二年级下学期和三年级上学期,其中物理化学反应动力学部分讲授时间较晚,这也给高分子化学与物理的授课带来了一定困难。那么如何在有限的学时内系统地讲授高分子学科基础知识,是本文需要重点探讨的问题。 1.选择教材,合理安排教学内容 受授课学时的限制,我们选用的教材是化学工业出版社出版的《高分子化学与物理基础》,由魏无际等主编。该教材系统地阐述高分子化学与物理的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法,教材内容全面,难度适中,比较适合生物功能材料专业的教学要求。针对课时较少的现状,我们对教学内容进行了合理安排。对于高分子化学部分,重点讲解高分子的基础概念、缩聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、阴离子聚合等内容,自由基共聚合、阳离子聚合、配位聚合等可较简单讲解,聚合物的化学反应章节主要由学生自学。这样既保证了学生能够掌握高分子化学的基本概念及反应,又没有因为课程过难给学生造成学习困难。对课程中的某些内容,例如聚合动力学的推导,在物理化学中化学动力学部分还没讲解的情况下,我们在教学中不要求学生记住所有推导和公式,仅提出聚合动力学基本知识,引导学生自己进行动力学推导。对于高分子物理部分,我们重点讲解高分子的结构、高分子的分子运动、力学状态及其转变,简单讲解高分子固体的基本力学性质、高分子溶液的基本性质章节,对高分子电学、热学和光学的基本性质章节主要由学生自学。这样课程的安排,重点讲解能够加强学生对高分子学科基本知识的掌握;简单讲解能够扩大学生的知识面、引导有科研需求的学生课下加强该部分内容的掌握;自学部分主要为了深化学生对高分子学科知识的理解。重点讲解、简单讲解与学生自学相结合的教学方法,突出了本课程重点、拓宽了学生知识面,克服了高分子学科教学中内容多、概念多、数学推导多等难于克服的难点。 2.理论联系实际,提高学生学习兴趣 高分子化合物广泛存在于日常生活中,如穿着用的化学纤维、自然界存在的棉、麻、丝绸等,食品行业中的蛋白质、淀粉、纤维素,建筑行业中用的涂料、各种高分子管材、胶黏剂、有机玻璃,行驶工具中应用的橡胶、工程塑料、增强纤维等。高分子科学在人们的日常衣、食、住、行中发挥着极其重要的作用,其是一门应用基础型的学科。高分子化学与物理的教学,单纯的讲解很难引起学生的学习兴趣,教学效果不显著。为提高学生学习兴趣,我们在讲解基本知识的同时,注重理论和实际相结合,列举了大量实例。例如讲解缩聚反应时,对涤纶、尼龙等一些重要的缩聚物的生产原理进行了重点讲解,对聚乳酸生物材料进行了系列概述,包括其生产方法、原理和应用等;自由基共聚合部分,讲到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丁苯橡胶(SBR橡胶)等一些著名共聚物和常见聚烯烃产品及它们的制备原理、主要性能和用途。其中举例聚四氟乙烯(PTFE)用于流量泵、反应釜内衬和搅拌棒外面涂层,聚氯乙烯(PVC)用于各种集成吊顶和各种垃圾袋等。在高分子发展史中,讲授诺贝尔奖成果和获得者的发明典故,例如电高分子的发现、齐格勒-纳塔催化剂的发展,以增强课堂的趣味性;讲述了第二次世界大战期间高分子的发展典故。此外,让学生翻看塑料水杯的材质、衣服标签让学生认识各种标志上一些材质的名称,指出我们的水杯、服装由哪些合成高分子构成,并讨论目前常用的化学纤维名称和聚合原理;通过举例讲解方式,激发学生自主学习兴趣。 3.多媒体与板书教学方法相结合,提高教学质量 高分子化学与物理基础课程知识面广,其涵盖了高分子化学、高分子物理、高分子加工等方面内容。该课程教学信息量大、理论性强,学生理解相对比较困难。因此,我们在教学过程中注意多种教学形式相结合,提高教学质量。课堂主要采用多媒体教学方式,同时辅以板书讲解,取得了不错的教学效果。利用多媒体教学方法既能够将理论的知识直观体现出来,又能够将难于理解的教学内容形象地展示出来,这样可以使学生更容易理解所学内容。例如,在讲解配位聚合时,利用动画演示双金属活性中心机理和单金属活性中心机理中单体分子的插入过程与链增长过程;自由基聚合实施方法中,利用制作动画模拟悬浮聚合和乳液聚合过程中单体的分散过程,高分子物理中拉伸对高分子结晶形态的影响、动态黏弹性模型,等等。通过多媒体的运用,可以使抽象的教学内容具体化,有效提高学生学习的趣味性。多媒体课件也会存在一些缺陷,比如讲课节奏过快,学生难以吸收;教师过于关注幻灯片屏幕,减少了和学生的交流互动,等等。在实际教学过程中,还应注意和板书的有效结合,对重点知识内容采用板书的形式进行讲解,取得了不错的效果。 4.网络教学方法的运用 针对多媒体教学存在讲课节奏过快,学生难以吸收等缺陷和板书教学进度缓慢等特点,对重要章节,我们采取课堂与课下网络教学相配合的方法。网络教学在原来多媒体教学基础上,对教学过程和教学内容提供了全面支持。目前学校构建了一个比较完整的网上教学支撑环境,提供多媒体录播室进行教学视频的录制,最后把课件与录制视频统一上传到网络教学平台。网络教学有许多传统学习方法无可比拟的优点,例如学生学习自主性增强,真正发挥学习的主观能动性,学生学习在时间和空间上少了许多限制,学习的探究性更加深入。另外,网络背景下学生在获取不同的资源时可以进行比较,相互之间取长补短,知识面更广。随着现在网络技术的发展,学生可以在宿舍、教室和学校多媒体教室通过网络对课堂内容进行学习。网络教学方法的运用,大大弥补了课堂多媒体课件存在一些不足,大大提高了教学效率。 5.开展互动式教学,发挥学生的学习主动性 教学是教师和学生的共同行为,学生是课堂的主体,教师是学生学习知识的引导者。目前高校教学方式偏重以教师“教”为主,忽视了学生“学习”的主动性,学生始终处于“被动学习”地位。这样的“被动学习”,导致学生具有学习压力大、心理负担重等特点。针对这一现状,我们采取课堂互动的教学方式,包括师生提问、讨论和学生上讲台相结合的方式进行教学活动,取得了一定效果。比如在下课前教师先提出下一节课的预习内容,提出一些讨论问题,例如在讲述缩聚反应时,提出不同聚合时间获得聚合物分子量是否相同、什么样的单体能够发生缩聚反应、什么样的单体能够获得支化的高分子等问题。让学生通过查阅资料,自己寻找答案,并在下次课堂上让学生进行讨论,然后教师补充。这样既提高了学生的学习思考能力,又增强了学生的学习主动性,提高了学习兴趣。另外,我校为农业院校,虽然学习《高分子化学与物理课程基础》课程的学生是非农业专业,但是部分学生毕业后或许从事涉农相关服务业。考虑到此种情况,我们在授课内容安排上,对目前农业应用的高分子材料和高分子在农业方面的潜在应用进行了讨论,给他们提供了创造性思维。比如在讲自由基聚合章节时,我们就对强吸水树脂的制备现状和发展前景,主要针对其在农业生产中的应用进行了讲述,对高分子薄膜在农业中的应用及带来的“白色污染”与应对措施进行了讨论。通过这样的讨论,我们锻炼了学生分析思考问题的能力,这为学生工作与科学研究的创新思维形成打下了基础,提高了学生的学习积极性和学习兴趣,加深了对本课程的理解。 6.结语 通过对本校生物功能材料专业《高分子化学与物理基础》课程教学中的一些课程设计特点、面临的问题及目前采取的措施进行了总结。《高分子化学与物理基础》虽然是一门专业基础课,但其理论性强、概念抽象难懂,如何让学生在掌握该课程基本理论的同时,调动学生的学习积极性,培养学生的自主学习能力和创新意识,是教学工作中需要不断探索的问题。我们将在总结已有教学经验的基础上,继续对本课程教学方法的改善与创新进行探索,以提高该课程的教学质量。
高分子化学教学改革探讨:高分子化学实验教学改革与实践 摘要:高分子化学实验课程可以帮助学生接受课堂高分子化学理论学习,巩固高分子化学基本概念和理论,培养科学素质。文章介绍了嘉兴学院对高分子化学实验教学的改革和实践,主要通过学生参与实验前的部分准备工作、调整实验项目、完善实验考核制度及建设实验课程的网站方面进行改革与实践。通过两个学期的初步实践表明,高分子化学实验教学的改革探索激发了学生的学习兴趣,在提高学生的综合实验能力方面已初见成效。 关键词:高分子化学实验;改革;实践 高分子化学是嘉兴学院材料与纺织工程学院高分子材料科学与工程专业学生的优秀基础课程,它是以实验为基础的自然科学。通过实验课的教学,不仅能加深学生对理论知识的理解,培养学生熟练的实验操作,还可通过安装实验装置、观察和记录实验现象,培养学生动手能力,进而分析现象、解决问题,最终提高学生的综合素质和创新能力。由于本专业设立仅有5年时间,高分子化学专业课程的开设也只有短短的3个学年,由于教学经验有限及实验室建设的延迟,所开设的实验一般都是一些典型的验证性实验(如甲基丙烯酸甲酯的本体聚合、醋酸乙烯酯的乳液聚合等),学生往往不用动脑思考,只要按照标准步骤动手完成实验即可。基础性的实验可以培养学生基本的实验技能和熟悉实验仪器的操作,但是,往往难以培养学生分析问题、解决问题的能力,更不利于学生创新能力的培养及学生的学习兴趣的提高。等到学生到大四做毕业论文时,问题也暴露出来:缺乏思考问题、解决问题的能力,实验意识没体现出来。经初步调研论证,结合本校实际情况,我们确定选择即将开展高分子化学实验课程的高材09、10级学生作为这次实践教学改革的试点,有计划、有步骤地进行高分子化学实验教学模式的改革探索与实践。 一、让学生参与实验前的准备工作,珍惜实验教学,提高学生动手能力 实验前期准备工作是实验顺利进行的保证。尤其是高分子化学实验,在实验前有大量实验准备工作,包括实验室仪器设备调试、检修工作;所需玻璃器皿的清洗工作,化学试剂的配制,如单体、引发剂的精制,溶液的配制等。这些工作都由实验老师来承担,学生不了解实验的顺利开展凝聚着实验老师的大量劳动,所以,往往不珍惜实验过程。在已开展高分子化学实验的09级同学中,我们让学生适当参与实验的准备工作,如玻璃仪器的清洗,做过高分子化学实验的人都知道,残留高分子物质的玻璃仪器难以清洗,同学在清洗玻璃仪器的过程中,既珍惜实验过程,又能初步了解高分子的性质;甲基丙烯酸甲酯单体的蒸馏,在甲基丙烯酸甲酯溶液中往往加入微量的阻聚剂,以避免溶液在储存、运输的过程中发生聚合,所以为了缩短实验时间,提高反应效率,实验前学生在实验老师的指导下采用蒸馏的方式对单体进行提纯,加深理论课程中关于阻聚剂的理解。通过参与实验前的准备工作,同学们懂得实验的成功不仅取决于实验过程,与实验前的准备工作也密不可分,从而更加珍惜实验教学过程,珍惜自己的实验成果。更重要的是,实验的准备工作又加深了对理论知识的理解。 二、结合嘉兴学院高分子材料与工程专业特点及实际情况,改革优化实验项目,着重培养学生思考问题、解决问题的能力及团队精神 高分子化学是一门以实验为基础的自然科学。传统的实验课程内容主要是验证性实验。通过无机及分析化学、有机化学及物理化学的基础实验,已使学生掌握了基本仪器设备的使用和相关实验操作。因此,在专业高分子化学实验中,过多地开设验证性实验,不利于学生思考问题和解决问题能力的培养,不利于创新能力的培养。因此,必须对高分子化学实验项目进行改革,主要包括:①基础实验项目的改进,巩固及培养学生的基础理论与操作技能。如聚甲基丙烯酸甲酯的制备,学生可根据兴趣选择悬浮聚合或本体聚合,确定实验所需仪器设备及药品。在实验过程中,不同聚合方法有不同的实验步骤及注意事项。如,本体聚合分为三阶段进行,不同阶段温度不同,关键在于第一阶段转化率的控制,避免出现爆聚,反应时间相对较长,最终的实验产品为板材;而悬浮聚合实质也是本体聚合,但由于分散介质的加入可以很好地进行传质和传热,避免爆聚现象的发生,搅拌速度是控制实验成败的关键,聚合时间相对较短,最终的实验产品为球状小珠。同学之间对各自的实验现象、产品外观、产品性状等进行热烈讨论,从而加深对于聚合方法的理解。②强化设计性、综合性实验,培养和提高学生的综合素质及创新能力。开设具有工程特色的综合性实验项目,如聚醋酸乙烯酯乳液聚合实验,扩展为一组设计性、综合性实验:从单体精制、引发剂精制、乳化剂的选择与用量、到动态光散射法测定乳胶粒尺寸、稳定性的测定,最后在将其配制成乳胶漆,测定涂层性能与乳胶粒尺寸之间的关系。学生通过对整个材料制备及使用过程的全程跟踪,掌握结构、性能与合成之间密切联系,充分发挥学生的主动性、积极性、创造性,提高学生的工程能力,有利于引导学生参加大学生创新性实验的科学研究,培养学生的工程观念。③适当增加科研性实验项目,培养学生的团队精神,增强对本专业的了解与热爱。为进一步激发学生的创新能力及参与科研的积极性,浙江省设立了大学生科技创新项目,嘉兴学院每年也设立大学生研究训练(SRT)计划,本专业大部分09级的学生都参与到科研性实验项目研究中。学生们呈现出前所未有的申报热情,他们自愿组成实验小组、每组成员3~5人,分工明确,团结合作。如作者本人就指导了一项浙江省大学生科技创新项目的研究,团队负责人由08级同学担任,主要成员为09级同学。项目开展之初,主要由08级同学设计并实验,09级同学从旁学习并辅助完成实验,项目进行中期,09级同学已掌握实验方法与手段,具备独立完成实验能力,08级同学的主要精力可放在考研复习上面,顺利完成新老接替的工作,培养了学生的团队精神。同时,学生更多地接触到高新技术和应用技术,开阔思路与视野,增强他们对于本专业的了解与热爱。 ④增加经典验证性实验的趣味性,提高学生的学习兴趣。很多同学刚上大学的时候,严重缺乏对高分子材料科学与工程专业的了解,因此对于学习没有兴趣,甚至有些学生想要转专业。为了培养学生的专业素养,提高学生的学习兴趣,我们将一些经典的验证性实验与我们日常生活密切联系起来,增加实验的趣味性和实用性。如,制备有机玻璃板前,让学生们准备一些干花、干树叶或大头贴,在注模过程中放入其中,等产品成型后,美感十足的玻璃板就制成了,学生们非常有成就感,同时提高了对于高分子化学实验的兴趣。 三、完善实验考核制度,全面反映学生实验各环节中的表现 我们进一步细化与完善了实验的考核方式,使学生在实验各环节中的表现均得到不同程度的体现。以往我们只根据学生的实验报告来评定学生的实验成绩,学生在整个实验过程中的预习、实验装置的安装、实验设备的清洗、实验室的清扫等工作都不能得到体现,缺乏客观、公正、全面的实验考核机制。因此,我们借鉴比较传统的有机化学实验的考核机制,将实验成绩的评定细化:预习报告20分,实验着装10分,实验装置20分,操作规范20分,实验结果20分,卫生情况10分。将实验成绩的评定标准公布给学生,加强学生的实验规范观念,从实验预习开始直到实验结束清扫实验室的整个实验过程都能认真完成,从而改善学生不注重实验教学过程的现象,增加了学生的主观能动性。 四、建设实验课程网站,有助于学生的课前预习,提高学生学习的自主性 在以往的实验教学前,教师要详细地讲解实验原理、方法、步骤、仪器使用、数据记录、数据处理及实验注意事项等,甚至要把实验从头到尾演示一遍,让学生看得清清楚楚,学生完全不用预习实验,也不用思考问题,这样就造成了学生对于实验教学的忽视。在理论教学中,多采用先进的多媒体教学手段,但在嘉兴学院大部分实验教学中,还没有利用多媒体的教学模式。而多媒体的生动性、可重复性可以让学生直观感受实验操作,可以很好地进行实验的预习。因此,我们正逐步建设高分子化学实验课程网站,初步将实验课的教学大纲、讲义等内容放到网站上。编制实验教学课件,如实验过程所涉及的基本仪器、基本操作、基本装置、注意事项等。实验课程网站的建成,方便学生的课前预习,提高学生学习的自主性。为了进一步完善课程网站的建设,我们还拟采用Flash演示等手段,帮助学生掌握实验步骤,了解注意事项。目前,实验课程网络的正在逐步建设与完善中。 高分子化学教学改革探讨:科学发展观与高分子化学教学改革初探 摘 要:高分子化学是综合了物理化学,数学,有机化学等相关课程知识于一体的专业基础性课程,涉及的知识面较广,教学难度与学生的接受难度都比较大。同时高分子化学也是一个较为年轻的学科,有许多东西还在不断的完善当中,并没有彻底定性。如果可以帮助学生更加深入的认识到科学发展观与高分子化学之间的联系,对于提高学生的学习积极性,悟性以及对于深入的学习与探讨都有较高的帮助。本文就意在阐明如何将科学发展观与高分子化学有机的结合在一起,达到更好的教学目的。 关键词:科学发展观;高分子化学;结合创新 在新课改不断深化的大背景下,教育工作者在不断的摸索不断的寻找着更好的教育学生的方式,希望借此来提高学生的成绩。强灌硬输很明显不是最好的方法,那么以引导为主,激发学生自主学习,自主探究的教学方式就随之而来,加之以理论与实践的结合。就是我们今天要探究的这种将科学发展观与高分子化学教学结合在一起的化学教育的初步改革。我们要做到将可持续发展观与课堂还有高分子化学有机的拆分再结合在一起,成功完成这一改革初探。 一、何为科学发展观以及如何应用在教学中 由中央在2003年7月28日的讲话中提出‘坚持以人为本,树立全面协调可持续的发展观,促进社会经济和人的全面发展’。概括起来就是四点: 1、以人为本的发展观 2、全面发展观 3、协调发展观 4、可持续发展观 如何将这四点有机的结合在高分子化学的教学中是重中之重。首先坚持以人为本的发展观,做到因材施教,以学生为基础采取多元化,多种样式的教学模式。从不同学生的心理角度出发找到可以激起他们学习兴趣的突破口,以这个突破口为起点做出针对每名学生让他们可以学的懂学的明白的教学方案。 其次坚持全面发展。在高分子化学这个领域有很多问题其实还没有一个全世界统一的口径,统一的看法。相对应的高分子化学本身也是个涵盖知识面很广的一个学科。每名学生在学科方面都会有自己的长处或者是自己的短板。对于自己喜欢和自己学的会的领域就会越来越喜欢,越来越爱学。而对于自己在高分子化学这一领域的短板的内容就会逐渐的从学不会,到不爱学,再到最后的放弃。而结合科学发展观我们要做的就是让每个学生对高分子化学这一学科的每一个小知识领域都产生都兴趣,做到不放弃任何一个地方。最后成为一个高分子化学的高手。再就是协调发展观,劳逸结合,丰富多彩的课堂才会激起学生的学期兴趣,而兴趣反而是最好的老师。而最后的可持续发展观对应了前面三点,在前面三点都做到了以后可以成功的激起学生的学习兴趣,对未知的主动求知的欲望,这些不会随着时间的改变而消散,只会随着时间的推移而因为越学越明白产生对高分子化学的无限热爱,良性循环就此展开。 二、在课堂上的具体应用 1、温故而知新可以为师矣 孔圣人的这句话很好的诠释了复习这一环节在学习生活中的重要性。那么是给学生留任务在课后复习呢还是课堂上给出一部分时间复习呢?前者对于当代的学生来说显得略微的有些不现实,至少在一部分学生的身上这是根本不可能出现的事情。那么就要着重是后者身上下功夫。可以在刚上课的时候抽出几分钟的时间,把上一节课的知识点与本节课要讲的知识点结合在一起向学生提问。这样有了新知识的加入既不会让学过的知识点略显枯燥同时也在无意识中将要学习的新东西在学生的心里打下了问号。对于未知的东西谁都是有一颗好奇心的,学生带着这一份好奇心去参加这一节课,必然就不会放过任何的一个讲课细节,因为他们要‘解密’!这样就可以使课堂变得生动而又有效率。 2、针对每名学生做出一份教学的计划 每个学生都会有自己擅长的在高分子化学中的领域,而作为教育工作者要做的就是将整个高分子化学划分为几个领域,找出每名学生所最擅长的领域,在每节课给他的任务中略微的掺杂一些别的领域的知识点。以此逐步渗透,将学生在以前并不擅长的知识领域渗透到他擅长的领域中,逐渐的就可以做到掌握高分子化学的全部领域。 3、授之以鱼不如授之以渔 要激起学生的学习激情与探知兴趣,让现代教育中普遍存在的被动教授知识变为主动的求索知识。而有了这样的一个态度就可以在以后的学习生活中做到可持续发展,在学生正确的找到了一种可以成功完成一科目学到十分优秀的方法后,以后是不会轻易放弃与遗忘这种方式的。主动勾起学生求知的欲望。关于高分子化学的教学过程中学生提出的问题不要给他做最全面的解答。只要给出一部分的答案另一部分或者说是具体细致的答案让学生自己去寻找,自己慢慢寻找到的过程会让学生自己知道怎么去寻找知识,这是很关键的一点。 三、结束语 如何将科学发展观与高分子化学有机的结合是新兴教学方式中很有意义的一种。结合科学发展观中的四个关键点坚持以人为本,全面发展,协调发展,可持续发展。当教育工作者与学生都能找准自己的角色融入到这四点中的时候,那么课堂将会变的很活跃,学生的思维也会对应发散,有自主的求知意识,并且会潜移默化的影响以后的学习和生活中去。 高分子化学教学改革探讨:高分子化学课程教学改革与实践 摘 要: 本文通过对高分子化学教学中的难点进行分析,对高分子化学课程教学方法和教学手段提出几点建议,以开拓学生思路,激发学习兴趣,增强教学效果。 关键词: 高分子化学 教学改革 教学实践 高分子化学是材料化学、应用化学及其相关专业的专业基础课,与四大化学并列,已成为第五大化学。能否学好该课程直接关系到高分子物理、材料合成与加工学等后续课程的学习,学好并熟练运用课程的专业思想和思维方法,在学生将来的科研和工作中将发挥直接或间接的作用。鉴于高分子化学这门课程的重要性,如何深入进行教学改革,如何利用有限的教学时间和教学资源有效地将高分子化学专业知识传授给学生,并能够指导实践应用,就成为众多教学工作者的共同目标。 一、高分子化学教学的主要难点 (一)高分子化学的发展历史较短,许多理论尚不成熟,随着新的聚合方法和新的合成技术不断涌现,对传统的高分子化学概念提出了挑战,并极大地丰富了高分子化学的内容。 由于课时及其他客观原因的限制,教师往往把所有内容全部灌输给学生,“填鸭式”的教学模式会使学生产生乏味厌学的情绪,学生易出现“被动学”、“死记硬背式学”等问题[1]。 (二)高分子化学理论性强,学生理解困难,适时恰当地采用多媒体教学能使抽象的教学内容具体化、清晰化。 从学生反馈的信息来看,普遍认为教师在使用多媒体授课时只是展示根据书本内容制作的幻灯片,有些幻灯片重点不突出,且没有深入联系到实际生活和生产的经验,不能完全激发学生对高分子化学学习的专业自豪感;又加之教师授课时缺乏与学生互动交流,课堂气氛不活跃,出现来不及记笔记、不利于学生复习等情况,久而久之,就会影响学习的主动性和兴趣性,达不到理想的教学效果。 二、高分子化学的教学实践与探索 (一)讲解重点突出,创新教学内容。 教师在选好教材、消化、吸收和融合教材内容的基础上,要处理好“干”与“枝”的关系,在课程内容方面做到重点突出、主次分明。在授课时要避免将教材内容“填鸭式”灌输给学生,应有针对性、侧重点讲解,少讲精讲[2]。如限于课时紧等原因,在讲解聚合方法时,由于此部分内容多数比较简单易懂,可以略讲。但对于自由基聚合反应要重点讲解,让学生对自由基聚合的机理、聚合速率、动力学链长、聚合度和聚合度分布等重要知识点要深入地理解并能加以灵活运用,这样可以有重点地完善学生的知识结构,满足实践应用的需求。同时,要不断更新、创新教学内容。在教学中,教师可以及时地在传统教材内容的基础上补充近年发展起来的前沿科学技术和研究方法,也要关注国内外重要期刊上的最新报道,在课堂上结合国内外的最新研究进行讲解与介绍,并推荐一些期刊、数据库和书籍给学生,引导学生根据自己兴趣自由地学习,扩大学生的知识面,建立知识结构,引导学生探索高分子化学领域。 (二)加强师生互动教学,发挥主观能动性。[3] 在教学中,互动式教学能有效地改变“老师主动讲,学生被动听”的“一言堂”式的教学模式。教师要多与学生眼神交流,用情绪感染学生,引导学生“多想善思”,讲课时语言要清晰流畅,抑扬顿挫,引导学生“勤学好问”。重要的是,在讲课时可穿插有关高分子的小知识、小故事,尽量将生活中常见实例与理论知识相联系,努力为学生营造生动活泼的课堂文化氛围,使学生自觉、主动地接受知识。如:在讲到聚酰胺、聚酯时联系到我们日常穿衣用合成纤维的尼龙、涤纶,学生戴的隐形眼镜、普通眼镜的树脂镜片都是特殊的高分子材料。联系生活中的常见实例有利于学生更深刻地掌握课程内容。在课堂上,多采用启发性的多种教学方法,合理安排课堂反复提问、反复练习、反复分组讨论等互动式教学,加深学生对所学知识的理解,提高教学质量。 (三)多渠道联系实践,培养自主学习能力。 随着如今高分子材料发展的迅猛,教材的教学内容已远远不能满足现代教学的需要,在课堂教学中应把高分子化学领域最新的科技动态、学术前沿有机地渗透到课堂内容当中,给学生多介绍一些近年来高分子化学的最新成果、最新理论,开阔学生的视野。如医用上介入诊疗的各种高分子管材、可降解的手术伤口缝合线、有机高分子发光二级管用于手机、数码相机显示和照明等。针对学生在高分子课堂教学中讨论比较感兴趣的话题,或者是高分子化学前沿领域的新方法、新技术等,可鼓励学生到图书馆和互联网上查找资料,撰写小论文,制作幻灯片,并在课堂上为大家作知识讲座,营造合作探究、自主学习的氛围。同时,也可关注网络上以高分子为主题的论坛,通过与网上的专家、学者的交流,调动学生探知高分子知识和应用领域的兴趣,培养主动学习的能力,激发研究兴趣。 (四)选择合适的教学内容,不断完善多媒体教学。 1.适时使用拿来主义,做到因材施教。 教学是一个个性化的过程,不同的教师有着不同的授课思路、方式与方法。一般来说,可以借助别人的课件作为启发自己的思路,但是,这种“拿来主义”绝不应成为主要依赖的对象。由于学生的层次不同、专业不同、对知识的接受能力不同,教学过程中好的方法可以借鉴,但重要的是要根据学生的需求、教材体系、自己的教学经验、教学思想使用自主开发的课件。尤其是在课件中更应该增加一些理论联系实际的例子,比如聚合物合成工艺和聚合物应用等实践应用方面的内容。 2.将多媒体教学与传统教学手段相结合。 多媒体教学具有传统教学手段不可比拟的优势,能更直观、更形象和生动地传导高分子化学的魅力,并能有效地扩充知识的广度和提高课堂的利用率。特别是需要向学生演示情景的内容,采用多媒体教学就更有优越性。如在讲解乳液聚合机理这一节,采用了动画方式形象演示了胶束成核的机理和乳液聚合过程的三个阶段,帮助学生理解,印象深刻。但是先进的教学手段并不一定能达到良好的教学效果,关键在于多媒体技术如何与传统的教学手段相结合,从而实现它应有的价值。如在高分子化学的课堂授课中,讲述自由基共聚理论推导公式时,就应该采用黑板板书的方式一步步进行推导,同时采用启发式方法调动学生积极性,促进学生主动学习和思考。 3.采用多种手段完善多媒体教学。 采用多媒体教学,教学信息量大,进度快,学生在课堂上有效掌握大量的理论难度较大,因此要做好课后辅助工作。不断完善网络教学平台,将多媒体课件、课后复习材料、教学重点、习题题库及小知识、小贴士等内容在学校的教学网络中充实完善,这样既有利于学生课后复习,又能加深学生对所学知识的掌握和应用。另外,还可利用各种化学软件、网络资源和视频等多种手段展示各种反应模型,特别是一些三维立体模型,启发学生思考,激发学习兴趣。在教学中逐步渗透双语教学,可以有意识地把新出现的专业词汇和标题用英文书写,能有效提高和丰富学生的专业词汇量,对收集到的专业文章,采用多媒体的形式讲解,又可以提高学生的专业阅读水平,这样,能帮助学生提高对专业英语的学习兴趣,为今后的毕业论文撰写及工作实践打下坚实的基础。 三、结语 高分子化学课程教学改革是一项系统的工程,总结近几年来的教学实践,笔者认为,以人文本,转变观念,因材施教是探索高分子化学课程的有效途径,合理有效地利用多媒体,不断完善网络教学平台,逐步渗透英语教学是实践高分子化学课程教学的有效手段,而创新教学内容、加强互动教学,培养学生学习的主观能动性是搞好高分子化学教学的前提条件。我们将不断地继续深入研究与探索,使高分子化学的教学不断适应新形势发展的要求,为培养高分子领域优秀人才作出不懈努力。 高分子化学教学改革探讨:工科院校高分子化学教学改革的探索与创新 摘 要: 高分子化学是高分子材料专业重要的专业基础课。本文针对高分子化学课程的特点,从五个方面对高分子课程教学进行初步探索,包括教学结合科研,合理有效利用多媒体,开展师生互动教学,联系实验与生产实践等方面进行探讨。 关键词: 高分子化学 教学改革 教学创新 高分子化学是高分子专业理工科学生的必修课,也是高分子科学及材料科学的理论基础,在高等学校化学相关专业占有较大比重,与无机化学、有机化学、物理化学和分析化学并列成为第五大化学。因此,如何利用有限的教学时间和教学资源有效地将高分子化学专业知识传授给学生,并能够指导实践应用,已成为众多教学工作者的共同目标。作为一名高分子化学的教师,笔者在讲授高分子化学课程中,对课堂教学方式与方法,多媒体教学手段,实验教学,以及与生产生活的结合等方面进行了探讨和思考。 1.教学与科研讲解相结合 高分子化学是一门年轻的学科,发展历史较短,许多理论尚不成熟。随着时代的不断进步,新的聚合方法和新的合成技术不断涌现,对传统的高分子化学概念提出了挑战,同时也导致高分子化学教材的更新不能与科技同步。因此,在教学中,教师可以及时在传统教材内容的基础上补充近年发展的关于高分子化学的前沿科学技术和研究方法,结合国内外科研的最新研究成果和动向进行介绍与讲解,使教学内容始终跟上时代的步伐,开阔学生的视野,激发他们对高分子化学课程学习的热情。教师还可以推荐一些期刊、数据库和书籍,引导学生根据自己的兴趣自主学习,扩大学生的知识面,积极探索高分子化学的新领域。此外,在课堂上,对本专业老师的研究项目及最新研究成果进行介绍,如在配位聚合的讲解中,笔者就结合自己的研究方向,讲解通过开环易位聚合及非环二烯烃易位聚合方法合成不同拓扑结构的可降解聚合物用于纳米材料和生物医药。同学们对高分子化学的某些知识有了更深的了解,从而调动了学习和科研的积极性、主动性[1]。 2.多媒体和板书授课相结合 高分子化学中聚合反应机理与动力学理论比较抽象,难以理解[2]。多媒体教学作为一种当前基本普及的教学手段,可以实现传统教学无法实现的动态与三维效果,将高分子化学中微观反应历程形象逼真地显示在屏幕上,大大增加单位时间内学生掌握知识的数量。此外,对于工科院校高分子材料专业的学生,毕业以后多数去工业研究部门或工厂工作,除了要掌握理论知识外,还要将理论与实际相结合。因此,在高分子化学的讲授中应加入一些聚合物生产工艺部分的内容,对于这些内容的讲解,都涉及生产流程,应用Flash作出动态的流程图,帮助学生了解实际的生产过程,为以后的工作打下基础。然而,先进的教学手段不等于能达到良好的教学效果,关键在于多媒体技术如何与传统的教学手段相结合,从而实现它应有的价值。讲授中发现,有很多需要理论推导的公式,例如自由基聚合中关于聚合动力学公式的推导,通过多媒体与板书相结合进行讲解,学生能够更容易理解和掌握。首先利用板书对相关公式进行详细推导,一步一步地传授给学生,然后与多媒体结合讲解,并进行归纳和总结,这样可以将结果表示得更清晰明确,更有助于加深学生对公式的记忆。 3.探究式与启发式教学相结合 高等教育的任务不仅是传授知识,而且要教给学生学习知识的方法,让学生积极思考,充分发挥想象,勇于探索和创新,培养自学能力。教学是教师和学生的双边共同活动,在教学时,教师应经常向学生阐明“弟子不必不如师,师不必贤于弟子”的道理,引导学生自由发表观点,从而拓宽学生思路,变被动学习为主动学习,培养他们的语言表达能力和归纳总结能力。在课堂上,教师采用讲授、提问、练习、讨论相结合的互动式教学启发学生,学生积极参与。这样不仅活跃了课堂气氛,而且学生感到上课很轻松,渐渐对该课程感兴趣,从而促进对知识的理解和探索。如教师可以在课堂上就某一主题或知识点专门进行讨论,大家畅所欲言、各抒己见,培养发散思维能力。此外,还可以让学生走上讲台,参与到教学工作中。例如在讲到连锁聚合反应时,科研将学生分成小组,各自选择一种聚合反应,学生通过查阅文献,制作多媒体在课堂进行讲解,其他同学向其小组成员提问。通过文献调研、讲解、回答问题,锻炼学生学习的主观能动性与综合能力,对学生基本的科研能力进行培养,老师也能从学生图文并茂、生动形象地演讲中获得很多新的知识[3]。 4.理论知识与实验教学相结合 化学是一门以实验为基础的科学,在化学教学中,实验占有十分重要的地位。高分子化学实验是高分子化学理论教学课程的重要组成部分,也是工科学生理论联系实际的纽带。实验教学不仅能使学生更好地理解课程中的理论知识,而且对提高学生学习本课程的积极性,培养学生的思维能力,操作能力,观察和解决实际问题的能力也有着极其重要的作用。高分子化学重点讲述聚合反应的机理和实施方法,其实验结果往往得到的是一些聚合物产品。我们可以选择一些和学生平时生活、学习关系紧密的实验内容来做。比如,以前我们开设了“聚甲基丙烯酸甲酯的制备”实验,目的是让学生了解和掌握自由基聚合反应的原理及反应条件对产物性能的影响,在实验中发现,学生的积极性并不高。学生反映不了解聚甲基丙烯酸甲酯是什么东西。为此,我们将这个实验换成“聚乙醇缩甲醛的制备”这个实验,同学们的兴趣一下子提高了许多。因为他们了解到这就是平时用的胶水,在实验过程中尤其积极认真。很多同学还带着空瓶子,做完实验将自己制得的样品带回去。这虽然是一个实验的调整和改变,但是通过这些,不仅使学生进一步学习和掌握了高分子化学的相关理论知识和高分子化学实验的基本操作,提高了学生做实验的积极性和主动性,而且使学生深刻认识到了高分子化学是一个和人们的日常生产生活息息相关的学科,激发了他们对该专业的热爱[4]。 5.高分子化学与社会生活相结合 以塑料、橡胶、纤维、涂料等为代表的高分子材料与人类社会的生产实践密切相关,且已经深入到日常生活的各个方面。然而,目前许多高校在讲授时,对基础理论方面的介绍非常系统、深入,但在高分子的应用和日常生活的联系方面相对弱一些。因此,教师在进行理论教学的同时,应结合高分子的特点,注重积极联系实际的生活和应用,在传授学生理论知识的同时,还要培养其对身边各种聚合物的认知能力。例如,在第一次上课时,可以介绍身边的高分子材料,看到保鲜膜就知道是聚乙烯,看到一次性饭盒知道是发泡聚苯乙烯,看到塑料杯子、盆子就知道是聚丙烯等,掌握一些基本的生活技能。此外,有些高分子材料还能很好地引出课程内容。比如女生都非常熟悉的尼龙袜就是缩聚反应的典型代表――尼龙。此外,还可以提示学生在买鞋的时候,如果售货员告诉是聚氨酯材料的,你就可以知道并不是天然的“皮”,而是人工通过缩聚反应合成的高分子材料。在教学过程中,还应当密切结合社会热点与时事。如当前我们国家面临大量废弃塑料难以降解造成严重的白色污染问题、2010年上海市静安区“11.15”重大火灾等,培养学生社会的责任心、思考能力和研究能力[5]。 教学方法的改革是高校教育改革的重要组成部分。创新精神与实践能力的培养是一个长期的过程,需要对教学过程中的各个环节认真研究,层层贯彻。随着教学改革的不断深入,我们将继续探索,总结经验教训,为培养优秀的应用型创新人才作出不懈努力。 高分子化学教学改革探讨:高分子化学特色教学改革研究 摘要:为了提高相关专业学生对高分子化学课程知识的掌握能力,本文结合实际教学经验,针对该课程的特点,从教学内容、教学方式、教学对象以及教学实验拓展创新几个方面探讨了教学改革,突出了课程的特色化、针对性及实用性。旨在提高教学质量,使同学们对高分子化学有更直接、更深刻的认识。文中特别强调了研究生教学与本科生教学的区别。 关键词:高分子化学;教学改革;教学质量 高分子化学是高分子专业和材料专业的理科及工科学生的必修课,也是其他化学、化工专业学生的选修课之一,是高分子科学及材料科学的基础,在化学相关专业培养体系中占据相当重要的地位。所以,很多院校既在本科阶段开设本课程,又在研究生阶段开设相应的必修和选修课程[2]。高分子化学的主要讲授内容[1]为各种聚合方法的反应机理及其对聚合物结构的影响,以及聚合物的化学改性方法。课程的目的在于使学生能够通过高分子化学基础知识的学习,指导科研和生产实践活动。但是由于相对材料领域的其他学科来说,高分子化学还是一门比较年青的科学,许多理论还不太成熟,而且新材料和新的合成方法不断涌现,致使许多学生感觉无所适从,反映该课程涉及的内容太多且难于掌握,在一定程度上影响了学习的兴趣和掌握程度。为了提高学生学习的兴趣及知识的掌握程度,本人就教学中存在的一些问题进行了思考并且提出了一些个人的解决意见。下面分别从教学内容、教学方式、教学对象以及教学实验拓展创新几个方面分别阐述。 一、关于教学方式 以往的高分子化学课程多是采用讲授法[3],这种方法的优点是教师容易控制教学进程,能够使学生在较短时间内系统地掌握科学知识。但是,如果运用不得当,就会出现教师在讲台上激情澎湃,而学生却听得云里雾里的状况,很可能由于听不懂而失去兴趣。所以我们根据授课对象的不同,改变不同的授课方式,通过调整教学方式,使难懂的知识变得易于接受,增加学生的学习兴趣。比如在讲授法的同时适当地加入了讨论教学法、互动教学法等。其中讨论法教学特别适用于对研究生的教学,让学生以小组为单位,围绕最新的高分子前沿知识,查阅相关资料,并布置课后作业,让学生查找与某一知识点相关的前沿科研成果(如RAFT法在材料制备中的应用),做成幻灯片,然后在课上以主题讲座的形式向全体同学汇报、讲解,并回答其他同学的问题。通过主动讲解的方式,把被动思维转化成主动思维。这样既调动了大家的积极性,同时又丰富了大家的知识,使学生在深刻地掌握高分子学科的相关知识的同时,又锻炼了研究生查阅文献和学术报告的能力。互动教学法中,我们会让学生提出一些自己感兴趣的高分子相关问题,然后在课堂讲授中予以回答。比如缓释药剂的释放原理是什么、塑化剂为什么会到饮料中去、饮料瓶是如何成产的等等。学生提出的往往是生活中遇到的实际问题,将这样的问题放到课堂,可以提高学习兴趣,活跃课堂气氛,加深学生对知识的理解。 二、关于教学内容 高分子化学是一门化学类的专业课程,它不仅需要有机化学、物理化学等基础化学专业背景知识,而且内容丰富、知识点众多,理论体系严谨,实践性强。在教学过程中存在知识点众多、反应方程式复杂、反应机理抽象深奥等特点,相对较难理解记忆。尤其是作为选修课的时候,许多同学由于相关的化学背景知识掌握得不扎实,导致难以理解,甚至不理解,造成学习障碍,从而影响学习的兴趣。因此,如何把复杂的机理,例如配位聚合、开环聚合等,通过通俗易懂的方式将知识点深入浅出地传达给学生,是教学改革的关键问题。在实际教学过程中,我们将高分子化学中的反应过程、反应机理、聚合物立体构型等抽象难懂的教学内容,以立体或动画的形式表述出来,实现了聚合反应的“可视化”[4]。以丙烯的配位聚合为例,我们以三维动画的形式来表述,分子式是三维立体的,反应机理是动画的形式一步一步进行的,生动地向学生讲述了从配位到过渡态再到反应终态的过程,最后还用ChemOffice等专业化学软件绘出彩色立体并可以旋转的聚丙烯旋光异构的结构,直观形象地描绘出难以想象的三维立体结构。大量三维立体图、动画、视频等多媒体的综合运用,将高分子化学知识形象逼真地显示在荧屏上,从而多方位刺激学生的感官,达到“刺激-反应-强化”式现代教学方式[5]。这种方式有利于调动学生的学习积极性和提高学习兴趣,加深对知识点的理解,优化教学过程,提高教学质量,提高学生形象思维能力和课堂效率,实现最佳的学习效果。我们还将高分子教学与网络教学相结合,提供给学生相应的文献检索数据库(如CNKI、ISI等)和高分子领域主流杂志(如Macromolecules、Progress in Polymer Science、Polymer、高分子学报等),使学生可以在课堂以外有针对性地选择自己感兴趣的内容,进行深入的学习。尤其对于研究生教学,要强调高分子科学中前沿科学的讲解,注重结合科研的最新成果。高分子科学本身就是一门年轻的学科,随着时代的不断进步,其内容也在不断地发展与完善。如自由基活性聚合机理的提出、配位聚合机理的完善、树枝状聚合物的成功合成、活性可控乳液聚合方法、‘click化学’的出现,极大地丰富了高分子化学的内容。它们不同于经典的高分子化学反应,但又是当今研究的热点。这些新技术的机理往往还不太成熟,很难在近期内系统写入教科书中。所以我们在讲解高分子化学的课程中,要在深化基础知识的前提上,将前沿的科研成果作为实例,融合到教学过程中,从而丰富和活化教学内容,使教学内容始终跟上时代的步伐。总的来讲,学生更爱听一些高分子化学在实际应用方面的知识,所以在讲课中,作者还把自己以前的研究内容,如聚合物纳米微球的聚合方法、聚合物互穿网络、铬系非均相催化乙烯的配位聚合等与所讲知识结合起来,丰富了教学的内容,收到了比较理想的效果。 三、关于教学对象 高分子化学这门课程既对本科生又对研究生开设,但是学习的侧重点会有所不同,所以应采用不同的教学方式,选择不同的教学内容。对于本科教学,我们要抓住基础知识的讲解。初窥门径的学习,最重要的是要有直观的认识,要将知识点尽量讲得生动、具体;注重基础理论部分,同时也要注重开放性思维的培养。对于研究生教学,则应当关注更深层次的理论研究,并将其与所研究课题的内容联系起来,把所学的知识活学活用,理论落实到实际当中去。在正式讲课前,可以让学生对自己的研究方向、研究内容做一个简短的介绍,了解学生研究课题与高分子相关之处,这样在授课中,对于学生的研究课题有益的地方重点讲解,做到有的放矢。比如乳液聚合的讲解。对于本科生,基础地从乳化剂、聚合机理和动力学进行讲解,突出强调了成核机理、聚合场所和乳液聚合的三个阶段这些基础知识点,并以最为常用的醋酸乙烯酯乳液聚合为例(同时还进行了分组实验),与本体自由基聚合进行对比,让学生形象地认识到乳液聚合的特点,特别是乳液聚合可以同时提高聚合速率和聚合度。而对于研究生,有些学生已经在本科阶段学习过该课程,而且学生的接受能力也较本科生好,可以在帮学生梳理上述基础知识后,结合乳液聚合的新进展进行讲解。我们为学生介绍了可控活性乳液聚合,即将可控活性自由基聚合和乳液聚合结合起来,如RAFT乳液聚合、RATRP乳液聚合等;还介绍了以不同材料作为种子,进行的种子乳液聚合制备多种复合材料的方法。 四、关于教学实验拓展创新 高分子化学是高分子科学的基础,是一门以实验为基础的自然科学,但是它的理论部分略显枯燥,让人觉得难以理解,如何把理论与实验相结合,相得益彰,这是我们努力的重点方向。实验部分不仅可以验证聚合理论,理论的学习最终也是要为实验服务。合理引导与启发,更能为学生学习后继高分子课程奠定必要的认识基础。为此,我们在绪论、逐步聚合和连锁聚合等部分的讲述过程中穿插开设了相应的实验。在课程伊始的绪论部分,我们将PE、PP、尼龙6等聚合物工业原料颗粒带进课堂,让学生对聚合物有一个直观的认识,并分别以果冻和淀粉这两种的食物为例,来区别交联和线性聚合物。在逐步聚合部分,让学生分组进行了酚醛树脂的制备实验。以先对简短而又典型的聚合实验,展示缩聚反应的过程,并让不同组,加入不同的苯酚和甲醛配比,来说明凝胶点问题。在连锁聚合讲述过程中,我们插入了醋酸乙烯酯的乳液聚合,结合乳液聚合特点的讲述,使学生在实践中学习,显得更有效率,印象更加深刻。 我们要不断改进教学方法和教学内容,调动学生的积极性,力求学生能掌握知识要点,让学生学得明白,学得透彻。使学生在学习高分子化学课程后,能够融会贯通,指导生产实践和科研创新。
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高分子化学实验教学研究:提高高分子化学实验教学效果的几点思考 摘 要:高分子化学实验课是高分子及相关专业必修的专业基础实验课之一。如何提高高分子化学实验课程的教学效果是高分子专业教学工作者不断探索的重点。综合前人的教学经验,结合在高分子化学实验教学中的体会,从学生"主体"意识的培养、合理的实验内容的设置以及引入较强专业素养的教师队伍等三个方面来论述了在提高高分子化学实验教学效果中的思考。 关键词:高分子化学实验教学;“主体”意识;教学效果 高分子化学实验课是许多院校高分子及相关专业学生的必修课[1]。高分子化学实验不仅验证高分子化学有关的聚合理论,如果合理引导与启发,更能为学生学习后继高分子相关课程奠定必要的认识基础。如何通过高分子化学实验来培养学生对本专业的兴趣,提高学生的高分子专业素养,是高分子专业教学工作者不断探索的重点。以前的一些教学改革的研究,大多侧重于对教学方式和实验内容进行改进,比如微型化实验探索[2] 、采用多媒体进行实验教学[3]、开设研究性实验[4-5]等等,很少涉及到学生主人翁精神的培养。本文综合前人的研究,从学生“主体”意识的培养、实验内容的设置以及教师队伍的素质三个方面来论述如何提高高分子化学实验教学效果,与同行商榷。 一、让学生自觉成为实验主体,从源头提高学生学习兴趣 高分子化学的基础实验对初入门的学生仍旧是全新的,通常实验都是学生按照实验讲义预习,讲义中十分详细地写着有关的实验配方和操作工艺,学生只要依照讲义“照方抓药”即可,同样配方的实验,观察同样的实验现象、得到同样的实验结果。一部分学生糊里糊涂只动手不动脑地完成实验。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养作用不大,甚至实验的基本目的也难以在学生头脑中留下深刻印象。有的学生甚至会产生惰性,对实验采取敷衍的态度。因此,提高学生对高分子实验的学习兴趣,变“他要我学”为“我要学”,激发学生去了解、学习、探索高分子化学的学科领域。 21世纪的大学生,大多是“90”后,个性张扬、自我另类。要想培养这样的学生从了解高分子化学基础理论――了解高分子材料的应用――热爱高分子化学学科――学习高分子化学的主动性――对高分子化学实验产生浓厚的学习兴趣很不容易,因此,必须从源头开始引导。 (一)开展实验动员 在学生开始做高分子实验以前,专门安排一定的时间进行高分子实验的动员会。借助现代教学手段,把实验视频、动画、图片、图表和实物投影等有机地结合起来,形象生动,让学生对高分子实验有一个感官上愉悦的认识,从而对自己动手做实验产生期待。 (二)提高对实验预习的要求 通常实验都是学生按照实验讲义预习,很多时候学生只是充当 “复印机”,将讲义中有关的实验配方和操作工艺照抄照搬到实验预习报告上。至于实验的机理是什么,涉及到哪些高分子化学理论,实验中所用到的药品哪些是中间体,哪些是引发剂,哪些是分散剂和乳化剂,为什么用这种中间体、引发剂、分散剂,实验采用哪一种实施方法,还可以有哪些方法等等,大部分学生感到茫然无措。因此,在实验开始前要求学生预习实验内容,通过自己的思考,运用所学理论知识或搜集的信息、文献资料写出实验预习报告。这样写出来的预习报告每一本都不一样,学生就会有一种创造“自己的”实验的感觉。 (三)保证学生单独完成实验 实验时,要求学生按自己设计的预习报告进行实验探索,如实记录实验现象和有关实验数据,对照假设分析归纳,完善实验报告。在条件允许情况下,应尽量安排学生一人一组进行实验,并且每人保管一套实验仪器。学生在实验室拥有自己的实验台和实验仪器,很符合“90后”自我的特点,能够激发学生的责任心,大大提高学生的主人翁精神。 (四)总结评价 实验结束后,教师先对实验情况进行分类点评,有代表性的交流实验探索过程,总结成功经验,分析失败原因。最后教师对本堂实验课进行较为全面的评价,并对实验效果比较好的同学给予肯定,推广经验。自己的努力得到老师积极地评价后,学生对实验的兴趣自然就会大增。 因此,让学生成为高分子化学实验的主体,使学生对高分子化学实验产生浓厚的学习兴趣,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很有益处。 二、设置合理的实验内容 高分子化学实验不仅可以验证高分子化学有关的聚合理论,合理引导与启发学生学习积极性,更能为学生学习后继高分子课程奠定必要的认识基础。但是,学生完成大量的基础化学实验后,常见的高分子合成实验,由于缺乏新的操作和技能,加之聚合反应耗时较长,如自由基溶液聚合搭好装置,加料后通常反应3小时以上,学生在等待的过程中觉得没意思,不利于启发学生的思维和创新意识,不利于调动和发挥学生的主观能动性。因此,合理设置高分子实验的内容是维持学生兴趣的另一个重要方面。 (一)合理的实验体系的安排 对于高分子化学专业的新生来说,高分子实验起着联系理论和实际生产的桥梁的作用。本着这一宗旨,在课程的设计上,既要注重基础,又要有所提高和创新。在本学院的课程体系中,既包含了验证性质的高分子基础实验,又包括了提高层次的高分子综合实验课,还开设研究性质的设计性实验。有利于学生循序渐进,逐渐提高学生的实验能力。 (二)丰富的实验内容 常见的高分子基础实验都是学生依照讲义上的实验内容进行,照单下药,同样配方的实验,观察同样的实验现象、得到同样的实验结果,这不利于提高学生的积极性,甚至于部分性急的学生不耐烦,创造条件导致实验失败。因此,用研究性实验替代基础验证性实验是一个很好的方法。让学生把基础实验做成研究性实验,即同时做实验的同学分别完成不同配方的实验,然后对实验结果进行比较分析。一方面,由于实验条件的变化会产生不同的结果,引发了学生的好奇心,他们在实验过程中能够应用已学理论知识对实验现象分析,对实验结果预测,可以帮助学生更深入的理解理论知识;另一方面,几个学生进行不同实验条件的探索、对比和总结,可以提高他们的协作精神,培养学生分析问题的能力和科学研究的探索精神。 (三)增加实验的趣味性和创意性 很多学生都觉得做化学实验比较枯燥,特别是高分子化学实验,实验时间比较长,过程变化慢,学生难以产生兴趣。可以尝试在这方面加以改进,在实验前让学生准备一些精美的树叶或准备几张自己的小画片、小照片,实验合成出聚甲基丙烯酸甲酯低聚体后加入少量颜料,调成一定颜色的透明浆料,然后让学生将准备好的树叶或小画(照)片放到模具中,倒人预聚合产物进行灌浆、加热后聚合处理,脱模后就得到一个自制的美丽画框。这样就可以使学生对实验有了美的感觉,觉得做实验是一种乐趣了。 三、提高教师队伍的专业素养 一个好的专业教师必须具备很多优秀的品质,但是专业素养无疑是其中最重要的品质,因此提高高分子化学实验教学效果,需要提高教师队伍的专业素养。 (一)提高教师的专业素养 开展研究性基础实验以及研究性实验,需要学生查阅大量的文献资料,然后拟出实验方案,根据方案进行实验。这就对教师的知识背景有更高的要求。一方面需要实验技能和教学经验丰富的教授等高职称的教师进实验室担任学生实验的指导教师,提高指导层次;另一方面也需要较低职称的教师了解高分子实验的发展现状和趋势,提升自身实验素养,提高教学效果。 (二)改进教学方法 在实验教学手段上可以采用多媒体、网络等先进手段代替传统的黑板教学,让学生更有效地利用资源,充分提高实验教学的效果。在学生做实验的过程中,教师应该融入到学生中间去,进行一对一的指导,这样不仅有利于教师了解学生的实验情况,更有利于增进学生和教师之间的关系,提高学生的实验兴趣和积极性。 教师深入研究高分子化学实验,广泛联想,积极引导,不断丰富实验的内涵,会极大地激发学生的学习兴趣与学习潜能,收到事半功倍的学习效果。 因此,让学生自觉地成为实验主体,合理地设置高分子化学实验的内容,以及提升教师队伍的专业素养,对于提高高分子化学实验的教学效果有很大的促进作用。 高分子化学实验教学研究:高分子化学实验教学改革与实践 摘要:高分子化学实验课程可以帮助学生接受课堂高分子化学理论学习,巩固高分子化学基本概念和理论,培养科学素质。文章介绍了嘉兴学院对高分子化学实验教学的改革和实践,主要通过学生参与实验前的部分准备工作、调整实验项目、完善实验考核制度及建设实验课程的网站方面进行改革与实践。通过两个学期的初步实践表明,高分子化学实验教学的改革探索激发了学生的学习兴趣,在提高学生的综合实验能力方面已初见成效。 关键词:高分子化学实验;改革;实践 高分子化学是嘉兴学院材料与纺织工程学院高分子材料科学与工程专业学生的优秀基础课程,它是以实验为基础的自然科学。通过实验课的教学,不仅能加深学生对理论知识的理解,培养学生熟练的实验操作,还可通过安装实验装置、观察和记录实验现象,培养学生动手能力,进而分析现象、解决问题,最终提高学生的综合素质和创新能力。由于本专业设立仅有5年时间,高分子化学专业课程的开设也只有短短的3个学年,由于教学经验有限及实验室建设的延迟,所开设的实验一般都是一些典型的验证性实验(如甲基丙烯酸甲酯的本体聚合、醋酸乙烯酯的乳液聚合等),学生往往不用动脑思考,只要按照标准步骤动手完成实验即可。基础性的实验可以培养学生基本的实验技能和熟悉实验仪器的操作,但是,往往难以培养学生分析问题、解决问题的能力,更不利于学生创新能力的培养及学生的学习兴趣的提高。等到学生到大四做毕业论文时,问题也暴露出来:缺乏思考问题、解决问题的能力,实验意识没体现出来。经初步调研论证,结合本校实际情况,我们确定选择即将开展高分子化学实验课程的高材09、10级学生作为这次实践教学改革的试点,有计划、有步骤地进行高分子化学实验教学模式的改革探索与实践。 一、让学生参与实验前的准备工作,珍惜实验教学,提高学生动手能力 实验前期准备工作是实验顺利进行的保证。尤其是高分子化学实验,在实验前有大量实验准备工作,包括实验室仪器设备调试、检修工作;所需玻璃器皿的清洗工作,化学试剂的配制,如单体、引发剂的精制,溶液的配制等。这些工作都由实验老师来承担,学生不了解实验的顺利开展凝聚着实验老师的大量劳动,所以,往往不珍惜实验过程。在已开展高分子化学实验的09级同学中,我们让学生适当参与实验的准备工作,如玻璃仪器的清洗,做过高分子化学实验的人都知道,残留高分子物质的玻璃仪器难以清洗,同学在清洗玻璃仪器的过程中,既珍惜实验过程,又能初步了解高分子的性质;甲基丙烯酸甲酯单体的蒸馏,在甲基丙烯酸甲酯溶液中往往加入微量的阻聚剂,以避免溶液在储存、运输的过程中发生聚合,所以为了缩短实验时间,提高反应效率,实验前学生在实验老师的指导下采用蒸馏的方式对单体进行提纯,加深理论课程中关于阻聚剂的理解。通过参与实验前的准备工作,同学们懂得实验的成功不仅取决于实验过程,与实验前的准备工作也密不可分,从而更加珍惜实验教学过程,珍惜自己的实验成果。更重要的是,实验的准备工作又加深了对理论知识的理解。 二、结合嘉兴学院高分子材料与工程专业特点及实际情况,改革优化实验项目,着重培养学生思考问题、解决问题的能力及团队精神 高分子化学是一门以实验为基础的自然科学。传统的实验课程内容主要是验证性实验。通过无机及分析化学、有机化学及物理化学的基础实验,已使学生掌握了基本仪器设备的使用和相关实验操作。因此,在专业高分子化学实验中,过多地开设验证性实验,不利于学生思考问题和解决问题能力的培养,不利于创新能力的培养。因此,必须对高分子化学实验项目进行改革,主要包括:①基础实验项目的改进,巩固及培养学生的基础理论与操作技能。如聚甲基丙烯酸甲酯的制备,学生可根据兴趣选择悬浮聚合或本体聚合,确定实验所需仪器设备及药品。在实验过程中,不同聚合方法有不同的实验步骤及注意事项。如,本体聚合分为三阶段进行,不同阶段温度不同,关键在于第一阶段转化率的控制,避免出现爆聚,反应时间相对较长,最终的实验产品为板材;而悬浮聚合实质也是本体聚合,但由于分散介质的加入可以很好地进行传质和传热,避免爆聚现象的发生,搅拌速度是控制实验成败的关键,聚合时间相对较短,最终的实验产品为球状小珠。同学之间对各自的实验现象、产品外观、产品性状等进行热烈讨论,从而加深对于聚合方法的理解。②强化设计性、综合性实验,培养和提高学生的综合素质及创新能力。开设具有工程特色的综合性实验项目,如聚醋酸乙烯酯乳液聚合实验,扩展为一组设计性、综合性实验:从单体精制、引发剂精制、乳化剂的选择与用量、到动态光散射法测定乳胶粒尺寸、稳定性的测定,最后在将其配制成乳胶漆,测定涂层性能与乳胶粒尺寸之间的关系。学生通过对整个材料制备及使用过程的全程跟踪,掌握结构、性能与合成之间密切联系,充分发挥学生的主动性、积极性、创造性,提高学生的工程能力,有利于引导学生参加大学生创新性实验的科学研究,培养学生的工程观念。③适当增加科研性实验项目,培养学生的团队精神,增强对本专业的了解与热爱。为进一步激发学生的创新能力及参与科研的积极性,浙江省设立了大学生科技创新项目,嘉兴学院每年也设立大学生研究训练(SRT)计划,本专业大部分09级的学生都参与到科研性实验项目研究中。学生们呈现出前所未有的申报热情,他们自愿组成实验小组、每组成员3~5人,分工明确,团结合作。如作者本人就指导了一项浙江省大学生科技创新项目的研究,团队负责人由08级同学担任,主要成员为09级同学。项目开展之初,主要由08级同学设计并实验,09级同学从旁学习并辅助完成实验,项目进行中期,09级同学已掌握实验方法与手段,具备独立完成实验能力,08级同学的主要精力可放在考研复习上面,顺利完成新老接替的工作,培养了学生的团队精神。同时,学生更多地接触到高新技术和应用技术,开阔思路与视野,增强他们对于本专业的了解与热爱。 ④增加经典验证性实验的趣味性,提高学生的学习兴趣。很多同学刚上大学的时候,严重缺乏对高分子材料科学与工程专业的了解,因此对于学习没有兴趣,甚至有些学生想要转专业。为了培养学生的专业素养,提高学生的学习兴趣,我们将一些经典的验证性实验与我们日常生活密切联系起来,增加实验的趣味性和实用性。如,制备有机玻璃板前,让学生们准备一些干花、干树叶或大头贴,在注模过程中放入其中,等产品成型后,美感十足的玻璃板就制成了,学生们非常有成就感,同时提高了对于高分子化学实验的兴趣。 三、完善实验考核制度,全面反映学生实验各环节中的表现 我们进一步细化与完善了实验的考核方式,使学生在实验各环节中的表现均得到不同程度的体现。以往我们只根据学生的实验报告来评定学生的实验成绩,学生在整个实验过程中的预习、实验装置的安装、实验设备的清洗、实验室的清扫等工作都不能得到体现,缺乏客观、公正、全面的实验考核机制。因此,我们借鉴比较传统的有机化学实验的考核机制,将实验成绩的评定细化:预习报告20分,实验着装10分,实验装置20分,操作规范20分,实验结果20分,卫生情况10分。将实验成绩的评定标准公布给学生,加强学生的实验规范观念,从实验预习开始直到实验结束清扫实验室的整个实验过程都能认真完成,从而改善学生不注重实验教学过程的现象,增加了学生的主观能动性。 四、建设实验课程网站,有助于学生的课前预习,提高学生学习的自主性 在以往的实验教学前,教师要详细地讲解实验原理、方法、步骤、仪器使用、数据记录、数据处理及实验注意事项等,甚至要把实验从头到尾演示一遍,让学生看得清清楚楚,学生完全不用预习实验,也不用思考问题,这样就造成了学生对于实验教学的忽视。在理论教学中,多采用先进的多媒体教学手段,但在嘉兴学院大部分实验教学中,还没有利用多媒体的教学模式。而多媒体的生动性、可重复性可以让学生直观感受实验操作,可以很好地进行实验的预习。因此,我们正逐步建设高分子化学实验课程网站,初步将实验课的教学大纲、讲义等内容放到网站上。编制实验教学课件,如实验过程所涉及的基本仪器、基本操作、基本装置、注意事项等。实验课程网站的建成,方便学生的课前预习,提高学生学习的自主性。为了进一步完善课程网站的建设,我们还拟采用Flash演示等手段,帮助学生掌握实验步骤,了解注意事项。目前,实验课程网络的正在逐步建设与完善中。 高分子化学实验教学研究:基于协同创新的高分子化学实验教学内容建设 摘 要:加强对高分子化学实验教学内容的建设,保证教学质量,以获得更好的教学效果。本文首先了解什么是高分子化学,其次,通过高分子化学实验的研究,对协同创新思想影响下的实验项目建设进行分析,以保证实验内容可以更加全面、先进。 关键词:高分子化学实验;协同创新;实验教学;建设 高分子化学主要包括高分子化学、高分子物理以及高分子工艺。高分子化学主要就是研究高分子化合物合成、化学反应、物理化学、加工成型以及应用等方面的一门综合性学科。 一、高分子化学实验研究 霍夫曼和库特尔在1909年第一次提出C5H8的热聚合专利。一年后1910年海利斯和麦休斯用钠实验,也得到同样的结果C5H8。长期以来,人们对高分子物质研究也取得了一定的成果。有机化学家毕克斯在1920年的《关于聚合反应》一文中,明确提出,成为环状化合物和成为共价键结构的长链高分子化合根本不是一回事。在1922年,发现橡胶“溶液”仍然具有胶体性质。又于1924年明确提出了天然橡胶分子是高分子量的大分子,同时,将其溶于任何物得到的胶体和小分子结合得来的胶体不一样。分别在1926年和1928年,斯本先、多尔(1926)以及施道丁格(1928)同样认为纤维素分子可以从一个晶胞长入另一个晶胞而成为直链形状,而施道丁格并进一步提出,纤维素和橡胶分子的晶胞的大小或晶体的大小与线形高分子的长度无关,之后又在1930年,更进一步提出了高分子稀溶液的粘度和分子量之间的关系,从而引起了定量测定高分子分子量的兴起。1932年,施丁格发表了一部关于高分子有机化合物的总结性论著,标志高分子化学的建立。在此之后,高分子化学理论迅速发展,高分子工业也蓬勃兴起。尤其是1949年之后高分子化学的系统研究大规模地开展起来。 二、协同创新影响下的实验教学项目建设 在新形势下,科学技术正在不断发展,高分子材料也被广泛应用,这为基于协同创新的高分子化学实验提供了可能,加强了其与其他科之间的联系,进行了一系列的综合性以及创新性的实验教学项目的建设。 1、有机结合高分子化学、物理实验 由于高分子材料合成后是要对分子量和其分布量测定的,同时,对于高分子的乳液、溶液镍都也要进行测定,所以必须做到有机结合高分子化学实验和高分子物理实验。通过对高分子化学实验的安排,完成这些必要性能的测定。 2、结合高分子化学实验和食品质量标准 在实验中让学生学会思考、探索,将知识结合到实践中,学会解决问题,是以获得的丰富经验。就如环氧丙烷交联淀粉的制备,考虑它的应用范围,它属于一种粘稠剂,之前还做过食品添加剂,但是,它不符合《食品安全法》,其里面含有一定的氯元素的毒。因此学生对食品添加剂中高分子材料的应用作了研究,为保证聚合物的化学实验进行做了保证,同时,也让学生掌握了这种食物添加剂的检测办法。 3、结合高分子化学实验与药剂学实验 随着新型人才培养的需要,我们结合高分子化学实验与药剂学实验并且在实验中心增设了药剂学实验室。如高分子材料中的羧甲基纤维素钠就是药剂学常用的一种,我们同时也做过很多羧甲基纤维素钠方面的合成实验,甚至在最后得到一种混悬型液体药剂。这种药及对一些皮肤炎症(湿疹、荨麻疹以及丘疹等)效果十分好。 4、高分子化学实验结合固体废弃物处置 随着社会的进步,人们生活水平也有逐步提高,但是白色污染也日益困扰这我们,因此我们对这些高分子材料的废物回收工作必须加以重视,比如生活中最常见的,我们喝过的矿泉水瓶,它们都是聚对苯二甲酸乙二醇酯的,为此我们必须重视对这种高分子材料的矿泉水瓶进行回收,同时思考解决方案(乙二醇降解法),对其加以回收再利用。 5、协同创新影响下的高分子化学实验和水处理技术的结合 自2004年起,环境工程方面的水处理实验室就已开始运行,并将高分子材料运用在其中。为此,我们还专门开设聚苯胺的制备和它对铬离子吸附性进行研究。第一步,用溶液法制备聚苯胺;第二步,把制好的聚苯胺放在有铬离子的水质中;第三步,通过单因素分析实验得出结论:PH值对铬离子的吸附性影响很大。特别是PH值等于3时,去除率是最大的。通过实验,让我们认识到高分子材料对环境和水质方面的影响,为保护环境做了巨大贡献。 6、结合高分子化学实验和塑料成型工艺 由于新型创新人才培养的需要,我们必须加强对学校中实验基地建设,对学生接触塑料成型工艺一高分子化学实验结合到一起讲授,对学生开拓视野以及提高学习兴趣有很大影响,同时加强学生对此的了解。 综上所述,结合多门科学对高分子化学实验教学内容的建设意义十分重大,为此,我们在《高分子化学实验》中,增加了其与其它学科的紧密联系,保证实验内容的全面性、创新性以及导向性。 高分子化学实验教学研究:浅淡材料化学专业的高分子化学实验教学改革 [摘 要]高分子化学实验是我校材料化学专业学生学习的一门重要的实验课程,该课程既能使学生进一步理解和掌握理论知识,又能培养学生的动手能力及科研素养。通过让学生参与实验的准备工作、实验设计等活动,对高分子化学实验教学进行改革,激发学生的学习兴趣,提高学生的基本实验能力。 [关键词]材料化学专业;高分子化学实验;教学改革 《高分子化学》是有机化学的后续课程,但同时更是高分子材料科学的启蒙课程,是学生掌握高分子科学基本理论和分析、解决高分子材料加工过程中的问题的基础课程。考虑到我校材料化学专业的一个重要发展方向是高分子材料, 《高分子化学》被选为材料化学专业的优秀课程。高分子化学是一门以聚合物合成实验为基础的课程,聚合物合成实验教学有别于一般有机化学实验,但又是以有机化学实验为基础,它是培育创业创新人才的一个重要环节,是材料化学专业联系生产实际的实用性教学。高分子化课程实验教学相比于理论课程教学更具趣味性、实践性、复杂性、研究创新性。高分子化学实验教学在整个高分子化学的教学活动中起着重要的推动作用。 高分子化学实验教学属于课程内教学,开设的实验课程内容中有一部分能够很好地体现高分子科学的发展成果,学生的实践与创新能力在某种程度上能得到锻炼。但是仍然存在相当一部分验证性、认知性的实验,而且实验教学环节依然偏重于理论,注重高分子材料实用性的实验不多,不利于学生学习有关高分子材料的制备与加工。在学生进行高分子化学实验过程中,学生一般是按照已有的实验过程进行实验。实验前教师对相关实验重点、难点、细节等方面进行集中讲解,学生只需按照教师提供的实验过程,即可顺利完成实验。如此实验教学,不但阻碍了学生发现问题的能力、分析与解决问题的能力以及创业创新意识的提高,还使学生对教师产生依赖,并且抑制了学生的独立思考及创新能力的挖掘。 我校材料化学专业具有工科特色,和高分子材料专业比,材料化学专业的高分子材料相关课程的课时相对较少,开设《高分子材料化学》(《高分子化学》)、《高分子物理》与《高分子材料加工工艺学》,总共课时不到140学时。如何在有限的时间内,使我校的材料化学专业的学生既能掌握高分子科学的理论基础知识与学科前沿,又可以激发学生学习高分子材料的兴趣,是一个非常值得探讨的问题。 一、分配学生参与教师的前期实验工作 前期实验工作是实验顺利进行的前提条件。相比基础课程中的无机、有机化学实验,高分子化学实验有更多的实验前期工作需要准备,包括检修与调试反应仪器装置、玻璃器皿的清洗、配制溶液(如提纯单体、引发剂)等。粘附在玻璃仪器上的聚合物难以清除,学生在清洗玻璃仪器等设备的过程中,既懂得实验的成功来之不易,又能初步掌握聚合物的溶解性质。如聚苯乙烯单体中一般要加入微量的对苯二酚等阻聚剂,以避免溶液在储存、运输的过程中发生聚合(变质)。所以为了使实验顺利进行,缩短反应时间,开始实验前,在教师的指导下学生采用减压蒸馏的方法对单体(加入阻聚剂)进行提纯。这样,学生既加深了对阻聚剂阻聚原理的理解,又掌握了减压蒸馏的操作方法。通过积极参与实验前的准备工作,学生懂得实验的成功不仅取决于实验过程,而且与实验前期工作密切相关,从而更加重视实验教学过程。更重要的是,通过参与教师实验前期工作的准备,加深了对课堂理论知识的理解,熟悉蒸馏、重结晶等提纯化学物质的方法。 二、设计能激发学生学习兴趣的实验 调动学生学习主动性的一个重要举措是激发学生的学习兴趣。要激发学生的学习兴趣,设计的实验最好是学生既熟悉又陌生的内容。如尼龙66的制备实验,尼龙绳、尼龙袜子等,生活中很常见,但是如何在实验中采用己二酰氯与己二胺的界面缩聚来制备学生却不清楚,这势必将大大提高学生主动参与实验的兴趣。而且实验装置相对简单,一个烧杯即可完成。当学生将有机相与水相混合后,在两相界面马上就能看到一层聚合物薄膜的生成,而且该层薄膜拉出之后,又立即生成新的聚合物薄膜,可以连续不断地拉出,形成纤维状物质。实验操作不复杂,成功率高,过程新颖,操作明了,学生学习的积极性高。 三、注重开设实用、应用型实验 高分子化学实验教学为学生的创业、创新意识的培养提供了良好的环境条件,尤其是一些能结合实际生活的应用型高分子材料的制备,能使学生体会到高分子化学实验的实用价值,有利于激发学生走向的创业、创新。如在“聚丙烯酸型高吸水性树脂的制备”实验中,高吸水性树脂可用于日常生活用品如尿不湿等,由于该产物的实用性强,一方面可以提高学生动手实验的积极性;另外一方面也使学生深刻认识到高分子材料是一个与人们的日常生产生活息息相关的学科方向。类似的高分子材料还有粘接剂、涂料等,这些实验的开出将会使学生对未来从事该行业的信心倍增。 四、适当设计综合型实验 教材内高分子化学实验大多数是认知和验证型实验,学生只需要按实验参考书的步骤操作基本就能完成。如此实验虽然可以使学生的动手能力得到一定程度的提高,却不能使学生的综合能力、分析和解决问题的能力、创新的能力等方面得到合适的锻炼。综合型实验是内容和步骤较为复杂的实验,其中包含多个的知识点和基本实验操作,需要结合多方面的理论知识和技能,才能够顺利完成。综合型实验既能够训练学生综合运用所学理论和实践的技能,又能培养和提高其发现问题、分析问题、解决问题的能力。在综合型实验训练过程中,学生主动思考,敢于提出问题、分析问题和解决问题,学生的科学思考和创新意识获得很大的提升。 五、开设研究型实验 学生经过综合型实验的基本训练后,实验理论知识和专业实验技能都有了一定程度的提高。为了使学生了解高分子科学学科前沿、激发学生创业创新的动机,教师允许学生采取自愿组合的方式组成若干个科研兴趣小组。通过查阅文献资料,小组讨论提出实验方案,并与指导老师讨论方案的可行性,最后开展实验。结束时,上交实验记录由指导教师批阅给出评价,并讨论实验的得失。整个过程中,要求学生提交文献综述、可行性方案、实验报告或科研论文,锻炼写作科研论文的能力。显然研究型实验需要教师付出更多的劳动,为学生创造一个独立完成、接近实际科学研究的环境。研究型实验有利于提升学生分析问题、解决问题、独立工作、团队精神及创业创新等方面的综合能力。 六、改革实验成绩的考核方式 一个好的实验成绩考核方式要能够反映学生在实验教学过程中各个环节的表现。仅凭一份实验报告来评定学生的成绩是远远不够的,学生在预习实验、搭建装置、清洗仪器设备、打扫卫生等方面的工作都将得不到很好的体现,缺乏客观性和公正性。因此,可以借鉴无机、有机化学实验的考核方式,将实验成绩的评定方式细化:平时实验成绩60分,包括书写预习10分、统一服装5分、装置搭建10分、规范操作10分、卫生情况5分和提交报告20分;期末实验操作考试40分(随机抽取)。将实验成绩的评定标准在开课前公布,使学生不得不复习巩固所有开设的实验,从而达到熟练掌握各项实验技能的教学目标。 七、结束语 高分子材料作为我校材料化学专业一个重要的培养方向,《高分子化学》成为材料化学专业的优秀课程,直接影响《高分子物理》《高分子材料加工工艺学》等后续课程的学习。我校材料化学教研室已通过对高分子化学实验教学的改革,在激发学生学习高分子化学科学的兴趣,提高学生的实践技能、创新能力和创业意识等方面有所收获。2015年3月5日,全国人民代表大会第十二届第三次会议开幕,国务院总理同志在作政府工作报告中提及 “大众创业、万众创新”。今后,我们将秉成这一新理念,继续深入研究与探索,使高分子化学教学不断适应社会发展的要求,为培育更多材料化学领域的优秀人才做不懈的努力。 高分子化学实验教学研究:高分子化学实验教学初探 摘要: 实验教学是培养复合型创新人才的重要实践环节,《高分子化学综合实验》是高分子材料科学与工程专业本科生的专业基础课之一。本文针对目前高分子化学实验教学体系中存在的问题探讨了教学改革的途径:通过开展多层次的教学内容,引入综合型、设计型和趣味型实验,结合现代教育技术,灵活应用互动式教学模式,引导学生对高分子科学的科研兴趣,发挥学生的主观能动性,并树立严谨的科学态度,培养其独立的思辨能力和创新能力。 关键词: 高分子化学实验;教学改革;创新能力 高分子化学是高分子学科的重要领域之一,是以实验为基础的自然学科[1,2]。《高分子化学综合实验》是我校《高分子化学》精品课程建设中重要的实践性教学环节,是高分子材料科学与工程专业和材料化学专业本科生的专业基础课之一。实验教学的目的是促进学生理解和掌握高分子化学理论知识并将其应用于实践,从而增强动手能力以及分析问题、解决问题的能力[3~6]。我校的《高分子化学综合实验》课程已开展多年,课程中开设了一系列具有代表性的实验,但在实践过程中也逐渐暴露出了一些问题,譬如,实验教学体系还不够系统,实验课内容中的验证型实验较多,难以提高学生的思辨能力和创新能力,教学方法和手段还不够多样化,不利于提高学生的学习积极性和增强教学效果。为提高教学质量,培养具有创新意识和创造能力的复合型人才,推进广东省精品开放课程———《高分子化学》的建设,对《高分子化学综合实验》教学体系进行改革势在必行。改革后的《高分子化学综合实验》除了能使学生在有限的实践过程中有效巩固本学科的理论知识,掌握基本实验技能,还应提高其自身软实力,通过实验课的开展引导学生对科研探索产生兴趣,发挥其主观能动性形成创新思维,同时增强其发现问题和解决问题的能力。为建立这样一套科学的《高分子化学综合实验》教学体系,应始终贯彻以学生为本的教学理念,从教学内容、教学方式、教学模式三方面系统开展教学改革。 1教学内容层次化:合理配置验证型、趣味型、综合型、设计型实验 传统的高分子化学实验教学项目以验证型实验为主,实验教材中写明实验目的、实验原理、实验注意事项等,教师在课前进行讲解,课堂上学生依据讲义中的操作流程进行实验,并通过实验结果验证高分子化学的理论知识。目前,《高分子化学综合实验》中已开展的验证型实验包括引发剂分解速率的测定、膨胀计法测定自由基聚合动力学。尽管在进行验证型实验的过程中学生的基本操作技能得到了训练,但是因为实验结果是明确的,实验留给学生思考和发挥创造力的余地非常有限[7,8]。为提高学生的工程素养和创新能力,应以充分调动学生主观能动性为突破口,调整高分子化学实验课的内容,引入设计型、综合型、趣味型实验项目,使教学内容更加层次化、系统化。 (1)设计型实验的实施过程中,教师预先给定学生实验设计要求,学生据此查阅相关文献和资料,自主设计实验方案并独立完成实验,通过观察实验现象分析实验成功和失败的原因以及影响实验结果的各种因素,由此让学生得到科学的思维训练。例如,苯乙烯的悬浮聚合可以作为验证型实验,预先给定实验条件,让学生“照方抓药”地进行实验,也可以作为设计型实验开展,不设定实验条件,只提出实验产物的设计要求———制备颗粒均匀、大小适中的聚苯乙烯粒子,让学生从配方(包括分散剂类型与用量、单体和水的比例等)、反应温度和搅拌策略等方面入手设计实验方案,最终独立完成实验并评价产品是否达到要求。让学生们始终带着“如何实现设计要求”的问题,进行“调研设计实验分析总结”的训练过程,通过这种锻炼能够充分发挥他们的主观能动性,大大提高其分析问题和解决问题的能力。下图是两组学生采用悬浮聚合所制备出的聚苯乙烯粒子,图1(a)显示颗粒直径在1.5mm~4mm之间,若增加有机分散剂聚乙烯醇的使用量还可以制备直径更小、粒径分布更均匀的聚苯乙烯粒子,如图1(b)所示。 (2)综合型实验的内容和过程较为复杂,涵盖了不同的知识点,开展此类实验能够锻炼学生综合运用所学知识和实验技术的能力,并有利于学生建立正确的科研思维和培养严谨的科研态度。譬如,以苯乙烯悬浮聚合为优秀内容,可以从产品设计的角度出发,采用“原料精制单体聚合产品性能检测”的思路将其扩展为综合实验内容。在苯乙烯悬浮聚合之前引入“苯乙烯单体和引发剂的精制”的实验内容,可以使学生巩固洗涤、萃取、蒸馏、结晶等基本实验操作。将苯乙烯悬浮聚合延伸到聚合物的下游应用,如交联聚苯乙烯粒子(聚苯乙烯离子交换树脂骨架)的制备与性能的研究,可以使学生体验一个较为完整的功能高分子材料合成的全过程。考虑到实验的难度和复杂度,该实验着重考察交联剂的用量对交联密度的影响。由于交联剂/单体摩尔比对产物的交联密度有影响,粒子最终会表现出不同的溶胀性。通过测定其在良溶剂中的溶胀度,学生可以非常直观地获得配方设计对聚合产物性能影响的相关知识。以苯乙烯悬浮聚合为优秀内容,经过一系列扩展后建立的综合型实验涉及原料的提纯、聚合反应、聚合物的改性以及性能评价的内容,该综合实验具有很好的系统性和延续性,既能全面提升学生的实验技能又能培养学生全局思考实验问题的能力,具有重要的教学实践意义。 (3)兴趣是最好的教师,采用有趣的与日常生活密切相关的实验项目,做到趣味性与知识性、实用性结合,寓教于乐激发学生们的兴趣,可以显著提高教学成效。例如,在高分子化学实验内容中引入甲基丙烯酸甲酯的本体聚合(有机玻璃的制备)实验,学生可以自制有机玻璃相框或有机玻璃坠,将心爱的相片、小挂件、干花镶嵌在自己合成出的有机玻璃中。为了让有机玻璃制品更美观,还可以加入不同的着色剂,制备颜色各异的有机玻璃制品,实验过程因此而变得充满乐趣。学生们对该实验表现出了极大的兴趣。为了制备出合乎自己心意的“作品”,学生们会自发对反应条件进行优化,密切观察实验现象,防止聚合时产生气泡或温度失控发生爆聚而制备出失败的产品。在后期的热处理过程中,有部分学生很急切地盼望看到“作品”,在课余时间也会来实验室查看热处理过程是否已经完成。由于上课人数较多,实验课都是分批次进行的,通过对比可以发现后批次进行该实验的学生会比第一批学生准备更充分,制备出更多美观和特别的“作品”,这也反映了学生们对实验有浓厚的兴趣,融入了更多的设计理念,有助于激发学生的创新意识。图2展示的是学生通过本体聚合制作的成功、失败或有缺陷的有机玻璃制品。 2教学方式多样化:应用多媒体、虚拟化、网络教学等现代教育技术 高分子化学实验的教学普遍采用的是“言传身教”的方式,学生需要在有限的学时内掌握实验要领,这种单一的教学方式会限制教学质量的提升。借力于现代教育技术,普及视频教学、虚拟化教学、教学网站的应用能丰富教学方式,提高学生们的学习兴趣与学习效率,强化教学效果。 (1)视频教学:相对于文字讲义、口头讲解的方式,视频演示的优势在于能够使学生对高分子化学实验有一个初步的感性认识,预先从心理层面接受实验内容和掌握实验方法,提高实验成功率,增加教学质量。譬如,根据高分子化学实验教学大纲,可以将甲基丙烯酸甲酯本体聚合、发泡聚氨酯的制备等教学内容拍摄成教学录像,向学生演示基本实验流程,突出实验操作中的要点、难点、注意事项等,让学生对实验流程和仪器设备的使用方法获得直观地认识。须注意的是,教学视频虽然能再现实验过程,但不能替代学生亲自动手操作的环节,所谓“会看不一定会做”,只有实践才能让学生真正掌握实验技巧。 (2)虚拟化教学:对于一些受限于实验条件难以开展的实验教学项目(如原子转移自由基聚合)或具有一定危险性的实验项目(如高温、高压聚合等)可以应用虚拟化教学方式,通过模拟仿真实验过程,演示实验现象,穿插操作要点和注意事项等,让学生开拓眼界,学习更多的实验技术和研究方法。原子转移自由基聚合是“活性”自由基聚合的一种,因为具有巨大的应用前景而受到广发关注,引入“ATRP的动力学研究”的实验内容有助于学生们掌握“活性”自由基聚合的原理和特点。尽管如此,在本科实验教学过程中开展ATRP实验项目难度很大。ATRP通常以亚铜/胺络合物作为催化组分,由于聚合所采用的催化剂量很少,即使存在微量的氧气就能大大降低催化剂的活性,导致聚合难以进行。因而,除氧的效率对于聚合的成败十分关键。首先,聚合之前须对反应溶液以及反应釜预先除氧,加料和取样时也应避免引入空气,这对学生们的操作技术要求很高,相对于普通自由基聚合,该聚合方法的成功率大大降低,实践教学效果难以收到理想效果。其次,通入反应体系中的惰性气体须预先经过除氧柱才能使用,并且该除氧柱中的填料事先必须活化(用H2或CO还原),该活化过程危险性极高,存在潜在的安全隐患,因而“ATRP的动力学研究”不适合纳入本科生的实践教学。采用仿真技术将“ATRP的动力学研究”制作成虚拟的演示实验,则能有效地化解以上问题。根据实验流程可以将“ATRP的动力学研究”的演示实验分解为惰性气体净化、反应器和反应混合物的除氧、聚合反应(包括引发、增长、终止)、取样和干燥称量等步骤,可有效促进学生们对ATRP原理的理解。此外,聚合过程中ATRP催化剂的颜色会发生变化,因而该仿真实验具有良好的指示性和演示度。 (3)实验教学网站:建设专门的实验教学网站,上传课件、讲义和教学视频,方便学生有效利用课余时间进行预习,有助于提高学习效率。此外,还可以通过网站开辟答疑专区,促进教师和学生们之间或者不同班级、不同专业的学生们之间的交流,营造良好的学习气氛,互相促进和互相提高。总之,一切教学方式都应以提高学生自主学习效率,激发学生学习兴趣,提高教学效果为宗旨。 3教学模式人性化:灵活应用互动式教学 传统的高分子化学实验课主要采用教师预先讲授继而学生动手实践的教学模式,无法达到现代教育以树立学生创新意识和培养学生创新能力为宗旨的教学要求,而采用互动式教学模式能活跃课堂气氛和促进师生之间的交流,是适应当代教学需求的一种教学模式。例如,在实验课堂中,授课教师可以随机抽取平时已经做过的实验考察学生的掌握情况。问题归纳法也是互动式教学方式的一种。在批改完实验报告之后,教师可组织学生们进行归纳和总结,分析各个实验成功和失败的原因,让他们对实验现象和结果分析得更为透彻,提升学习积极性。互动式教学过程中师生互为主体,学生发言可以帮助自己整理思路,强化对实验项目所涉及知识要点的理解以及对实验技术的掌握。若遇到学生对实验结果存在疑问,想通过再一次的实践验证自己推断的情况,授课教师应预留时间和提供实验场所、试剂、器材等,有效组织二次课堂的方式,用开放和包容的心态为学生开启探求真理的大门。 4小结 高分子化学实验教学改革是一项系统工程,应始终以学生为本,从教学内容、教学方式、教学模式三方面进行,改革后的高分子化学实验教学除了应该促进学生掌握基础知识,提高实验技能之外,更要发挥学生的主观能动性,引导其产生科研兴趣,树立创新意识和培养创新能力。改革过程中教育者应明确改革目标,不断修正或改变教学方法,为培养高层次的创新人才不断努力。 作者:赵颖 罗美香 蒋智杰 姜蕾 张安强 吴水珠 单位:华南理工大学材料科学与工程学院
材料化学实验教学研究:高分子材料与工程专业高分子化学实验教学体系的构建与成效 摘要:概述了目前国内高校高分子材料与工程专业高分子化学实验教学存在的共性问题和关键问题。提出了高分子材料与工程专业高分子化学实验课程由基础技能实验,综合设计实验,研究创新实验三个模块组成的新教学体系,并在每个模块中引入一些综合性和应用性的实验教学内容。实践证明所构建的实验教学体系在培养学生的创新意识、应用与实践能力方面起到了较好的效果。 关键词:高分子材料;高分子化学;实验教学 高分子化学实验是高分子化学课程教学的一种最有效的实践教学形式,它可以帮助和促进学生课堂理论知识的学习与消化,建立和巩固高分子化学基本概念和理论,获取高分子化学知识,培养科学素质和操作技能。我国著名化学家戴安邦指出:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧,又训练科学方法与思维,还培养科学精神和品德,学生在化学实验中是学习的主体,在教师指导下进行实验,训练用实验解决化学问题,使各项智力皆得到发展”。这番话指出了开设化学实验课的深刻内涵和重要价值。2004年国家教育部颁布的《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》在评估指标的二级指标“实践教学”中,从“实践教学内容与体系,综合性、设计性实验课的比例及效果,实验室开放”三个方面明确了实践教学改革和发展的方向。近几年高校的化学类实验教学改革取得了令人瞩目的成果。高分子材料科学与工程专业是很多高校在近年来新开设的专业,在实验教学与改革方面的成果积累较少,尤其高分子化学实验教学采用陈旧的教学内容和教学方法依然居多。通过调研发现,目前国内高校高分子材料科学与工程专业的高分子化学实验教学依然不同程度地存在一些问题。 一、高分子化学实验教学现状剖析 1.实验教学体系和内容欠争理 多数的实验教学附属于理论教学,没有单独设课和单独考核,实验课时相对较少虽然有些高校高分子化学实验已经独立设课,但仅作为考查课。实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多,而体现现代科学技术发展成果的实验很少认知性、验证性实验所占的比理偏高,培养学生创新能力的综合性、设计性、应用性和创新性的实验偏少,而且实验环节偏重于理论,突出高分子材料应用性特点的实验太少,不利于培养学生的工程观念。 2.实验教学方法单一 学生按照实验讲义预习,然后进实验室。实验前教师把实验目的、实验原理、仪器使用方法、测试方法、实验步骤和数据记录表格及数据处理方法等进行详细的集中讲解。学生只需按教师指导的过程按部就班或者依照讲义“照方抓药”,就可以完成一个实验。一部分学生糊里糊涂地来到实验室,只动手不动脑地完成实验,然后又迷迷糊糊地离开实验室。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很不够。这种统一模式、统一要求、齐步走的教学方法,一方面造成了学生对教师的过分依赖,另一方面抑制了学生个性思维的发展和创新能力的培养。 3.实验嫩学手段落后 在现代信息技术迅速发展的今天,虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用,但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验,只能最低限度地开设,且开设过程中费用大和危险性高,导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。 二、新教学模块的实践性探索与成效 针对目前国内高校高分子材料科学与工程专业高分子化学实验教学中存在的一些问题,借鉴其他化学实验教学改革的优秀成果,提出了基础技能实验、综合设计实验、研究创新型实验的三个高分子化学实验教学模块体系,并在每个模块中结合常熟理工学院教师的科研成果引入_些新的实验教学内容,采用开放式实验教学方法。通过实验教学实践发现新的体系和教学方法在培养学生的创新意识和工程实践能力方面起到了较好的效果。 1.基础技能实验教学模块 基础技能实验模块构建的目的着重建立高分子化学实验与相关基础理论知识之间的有机联系。培养学生的实验安全意识、清洁卫生习惯和严谨的实验态度。训练学生掌握熟练规范的实验操作技能和技巧,为后续的实验教学模块的实施打下良好的基础。 基础技能实验模块的教学内容设计在课时总量的40%~50%为宜,课时数约30学时,开设8~10个实验。教学内容设计涉及到高分子化学反应机理,如自由基、阴离子,阳离子等连锁反应机理,缩聚、基团转移聚合等逐步反应机理,开环聚合反应机理等。在实验实施方法方面涉及到本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、熔融缩聚、界面缩聚等。如设计膨胀计发测定苯乙烯本体聚合动力学实验,让学生直观感受到了诱导期概念、聚合过程体积减小的现象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化学理论知识。设计过硫酸钾引发甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合实验,除让学生明确了乳液聚合的基本原理外,还了解到了聚合物大分子链端基的重要作用。设计己二酰氯和己二胺界面缩聚实验,让学生深入理解了界面缩聚的概念和聚合物的可纺成纤性能等主要高分子知识。通过设计一些自由基、阴离子、阳离子等连锁反应机理的实验,使学生进一步掌握了活性中心的概念,同时在实验过程中认知了这些引发剂的活性、安全使用和贮存事项。 2.综合设计实验教学模块 综合设计实验教学模块旨在培养学生较强的实际动手能力,自主设计和分析解决问题的能力。本实验模块是实验教学的较高层次,注重学生实验的自主设计性和综合性。 教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本教学模块的特点之一是实验内容的综合性,可以将同一门课的几个实验,或者是几门课的实验组合在一起,形成一个大实验。本教学模块的特点之二是实验方案的灵活性和设计性,侧重培养学生的自主实验和学习的意识和良好习惯。例如关于高分子合成实验先确定好采用的聚合机理和聚合方法,在原材料配方组成、引发剂种类及用量、合成温度等工艺条件方面给出一个大致的框架,然后让学生在所给的框架内进行自行设计和实施实验。譬如悬浮法制备聚苯乙烯珠粒实验,水的用量范围为苯乙烯质量的100%~200%、分散剂为磷酸钙或聚乙烯醇两种、引发剂过氧化二苯甲酰用量为苯乙烯质量的0.2%~1.0%、反应温度设定在75℃~85℃范围等。学生通过自行设计的方案实施实验获得了不同的实验结果,通过对不同组之间实验结果的综合分析,找到了影响悬浮法制备聚苯乙烯珠粒的一些因素,激发了学生动手实验的兴趣,发挥了学生自主实验和学习的主观能动性。 3.研究创新实验教学模块 设置研究创新实验教学模块培养学生的科研和创新意识、提高学生的综合素质和应用开发能力,为实现培养高质量的应用型人才的教育目标提供重要的教学内容实体支撑。 本实验模块是实验教学的最高层次,注重学生实验的独立自主陛、综合性、应用性和创新性,教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本实验教学模块的特点之一是实验项目的独立自主性和综合性。也就是说确定好实验项目之后,让学生在实验教师指导下独立自主地进行实验项目方案的调研、设计、实施和结果分析。本实验教学模块的特点之二是实验项目的应用性和创新性,所拟定实验项目必须关联生产实践中的聚合物产品,充分体现实验项目的应用性。实验项目设计主要针对这些高分子产品生产实践中存在的共性问题和关键问题的解决来进行设计。通过研究创新实验的实施,发现学生学习积极性很高,乐此不疲,为培养学生创新意识和展示高分子化学实验的应用性特征提供了最佳学习平台,尤其是开发一些联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到高分子化学实验的实用价值,能强烈激发学生的创造动机。此外,研究创新实验往往需要多名学生共同完成,有利于培养学生的团队合作精神。例如,聚氨酯绝缘漆的制备及性能测定实验,每个学生做一个实验配方,每5名学生一组,5名学生的实验结果综合在一起可以得出高分子树脂配方组成与漆膜性能之间的关系曲线,以及固化条件与漆膜性能之间的关系曲线。在实验过程中,5名学生要共同安排实验方案,尽量保持操作的一致性,最后得出的结果要呈规律性变化。如果有一名学生操作有误,这个实验点就会落在规律性以外,影响其他学生对实验现象的观察。因此,实施研究创新实验项目对教师也提出了更高要求。在每次实验前,教师要指导学生拟定方案,并对可能出现的实验现象和各种影响因素进行分析,实验过程中,又有多种意外的实验现象出现,这势必要求师生共同分析和讨论造成这些现象的原因,帮助学生透过现象深刻理解事物的本质。这样做需要教师有相当的知识储备量,并且要求教师也不断进取,充分体现了教学相长的教育理念。 三、结论 基础技能实验、综合设计实验、研究创新实验+教学模块教学的实践证明教学效果显著,特别对提高学生综合实践能力、激发学生理论课学习兴趣、培养学生创新意识和应用开发技能取得了预期效果。基础技能实验模块的教学效果主要体现在实验现象与相关基础理论知识之间的有机联系,高分子化学实验操作技能和技巧的掌握和规范。综合设计实验的教学效果主要体现在学生自主设计和分析解决问题的能力培养。研究创新实验的教学效果主要体现在学生科研和创新意识的建立,以及学生团队意识和应用开发能力的培养。 材料化学实验教学研究:浅淡材料化学专业的高分子化学实验教学改革 [摘 要]高分子化学实验是我校材料化学专业学生学习的一门重要的实验课程,该课程既能使学生进一步理解和掌握理论知识,又能培养学生的动手能力及科研素养。通过让学生参与实验的准备工作、实验设计等活动,对高分子化学实验教学进行改革,激发学生的学习兴趣,提高学生的基本实验能力。 [关键词]材料化学专业;高分子化学实验;教学改革 《高分子化学》是有机化学的后续课程,但同时更是高分子材料科学的启蒙课程,是学生掌握高分子科学基本理论和分析、解决高分子材料加工过程中的问题的基础课程。考虑到我校材料化学专业的一个重要发展方向是高分子材料, 《高分子化学》被选为材料化学专业的优秀课程。高分子化学是一门以聚合物合成实验为基础的课程,聚合物合成实验教学有别于一般有机化学实验,但又是以有机化学实验为基础,它是培育创业创新人才的一个重要环节,是材料化学专业联系生产实际的实用性教学。高分子化课程实验教学相比于理论课程教学更具趣味性、实践性、复杂性、研究创新性。高分子化学实验教学在整个高分子化学的教学活动中起着重要的推动作用。 高分子化学实验教学属于课程内教学,开设的实验课程内容中有一部分能够很好地体现高分子科学的发展成果,学生的实践与创新能力在某种程度上能得到锻炼。但是仍然存在相当一部分验证性、认知性的实验,而且实验教学环节依然偏重于理论,注重高分子材料实用性的实验不多,不利于学生学习有关高分子材料的制备与加工。在学生进行高分子化学实验过程中,学生一般是按照已有的实验过程进行实验。实验前教师对相关实验重点、难点、细节等方面进行集中讲解,学生只需按照教师提供的实验过程,即可顺利完成实验。如此实验教学,不但阻碍了学生发现问题的能力、分析与解决问题的能力以及创业创新意识的提高,还使学生对教师产生依赖,并且抑制了学生的独立思考及创新能力的挖掘。 我校材料化学专业具有工科特色,和高分子材料专业比,材料化学专业的高分子材料相关课程的课时相对较少,开设《高分子材料化学》(《高分子化学》)、《高分子物理》与《高分子材料加工工艺学》,总共课时不到140学时。如何在有限的时间内,使我校的材料化学专业的学生既能掌握高分子科学的理论基础知识与学科前沿,又可以激发学生学习高分子材料的兴趣,是一个非常值得探讨的问题。 一、分配学生参与教师的前期实验工作 前期实验工作是实验顺利进行的前提条件。相比基础课程中的无机、有机化学实验,高分子化学实验有更多的实验前期工作需要准备,包括检修与调试反应仪器装置、玻璃器皿的清洗、配制溶液(如提纯单体、引发剂)等。粘附在玻璃仪器上的聚合物难以清除,学生在清洗玻璃仪器等设备的过程中,既懂得实验的成功来之不易,又能初步掌握聚合物的溶解性质。如聚苯乙烯单体中一般要加入微量的对苯二酚等阻聚剂,以避免溶液在储存、运输的过程中发生聚合(变质)。所以为了使实验顺利进行,缩短反应时间,开始实验前,在教师的指导下学生采用减压蒸馏的方法对单体(加入阻聚剂)进行提纯。这样,学生既加深了对阻聚剂阻聚原理的理解,又掌握了减压蒸馏的操作方法。通过积极参与实验前的准备工作,学生懂得实验的成功不仅取决于实验过程,而且与实验前期工作密切相关,从而更加重视实验教学过程。更重要的是,通过参与教师实验前期工作的准备,加深了对课堂理论知识的理解,熟悉蒸馏、重结晶等提纯化学物质的方法。 二、设计能激发学生学习兴趣的实验 调动学生学习主动性的一个重要举措是激发学生的学习兴趣。要激发学生的学习兴趣,设计的实验最好是学生既熟悉又陌生的内容。如尼龙66的制备实验,尼龙绳、尼龙袜子等,生活中很常见,但是如何在实验中采用己二酰氯与己二胺的界面缩聚来制备学生却不清楚,这势必将大大提高学生主动参与实验的兴趣。而且实验装置相对简单,一个烧杯即可完成。当学生将有机相与水相混合后,在两相界面马上就能看到一层聚合物薄膜的生成,而且该层薄膜拉出之后,又立即生成新的聚合物薄膜,可以连续不断地拉出,形成纤维状物质。实验操作不复杂,成功率高,过程新颖,操作明了,学生学习的积极性高。 三、注重开设实用、应用型实验 高分子化学实验教学为学生的创业、创新意识的培养提供了良好的环境条件,尤其是一些能结合实际生活的应用型高分子材料的制备,能使学生体会到高分子化学实验的实用价值,有利于激发学生走向的创业、创新。如在“聚丙烯酸型高吸水性树脂的制备”实验中,高吸水性树脂可用于日常生活用品如尿不湿等,由于该产物的实用性强,一方面可以提高学生动手实验的积极性;另外一方面也使学生深刻认识到高分子材料是一个与人们的日常生产生活息息相关的学科方向。类似的高分子材料还有粘接剂、涂料等,这些实验的开出将会使学生对未来从事该行业的信心倍增。 四、适当设计综合型实验 教材内高分子化学实验大多数是认知和验证型实验,学生只需要按实验参考书的步骤操作基本就能完成。如此实验虽然可以使学生的动手能力得到一定程度的提高,却不能使学生的综合能力、分析和解决问题的能力、创新的能力等方面得到合适的锻炼。综合型实验是内容和步骤较为复杂的实验,其中包含多个的知识点和基本实验操作,需要结合多方面的理论知识和技能,才能够顺利完成。综合型实验既能够训练学生综合运用所学理论和实践的技能,又能培养和提高其发现问题、分析问题、解决问题的能力。在综合型实验训练过程中,学生主动思考,敢于提出问题、分析问题和解决问题,学生的科学思考和创新意识获得很大的提升。 五、开设研究型实验 学生经过综合型实验的基本训练后,实验理论知识和专业实验技能都有了一定程度的提高。为了使学生了解高分子科学学科前沿、激发学生创业创新的动机,教师允许学生采取自愿组合的方式组成若干个科研兴趣小组。通过查阅文献资料,小组讨论提出实验方案,并与指导老师讨论方案的可行性,最后开展实验。结束时,上交实验记录由指导教师批阅给出评价,并讨论实验的得失。整个过程中,要求学生提交文献综述、可行性方案、实验报告或科研论文,锻炼写作科研论文的能力。显然研究型实验需要教师付出更多的劳动,为学生创造一个独立完成、接近实际科学研究的环境。研究型实验有利于提升学生分析问题、解决问题、独立工作、团队精神及创业创新等方面的综合能力。 六、改革实验成绩的考核方式 一个好的实验成绩考核方式要能够反映学生在实验教学过程中各个环节的表现。仅凭一份实验报告来评定学生的成绩是远远不够的,学生在预习实验、搭建装置、清洗仪器设备、打扫卫生等方面的工作都将得不到很好的体现,缺乏客观性和公正性。因此,可以借鉴无机、有机化学实验的考核方式,将实验成绩的评定方式细化:平时实验成绩60分,包括书写预习10分、统一服装5分、装置搭建10分、规范操作10分、卫生情况5分和提交报告20分;期末实验操作考试40分(随机抽取)。将实验成绩的评定标准在开课前公布,使学生不得不复习巩固所有开设的实验,从而达到熟练掌握各项实验技能的教学目标。 七、结束语 高分子材料作为我校材料化学专业一个重要的培养方向,《高分子化学》成为材料化学专业的优秀课程,直接影响《高分子物理》《高分子材料加工工艺学》等后续课程的学习。我校材料化学教研室已通过对高分子化学实验教学的改革,在激发学生学习高分子化学科学的兴趣,提高学生的实践技能、创新能力和创业意识等方面有所收获。2015年3月5日,全国人民代表大会第十二届第三次会议开幕,国务院总理同志在作政府工作报告中提及 “大众创业、万众创新”。今后,我们将秉成这一新理念,继续深入研究与探索,使高分子化学教学不断适应社会发展的要求,为培育更多材料化学领域的优秀人才做不懈的努力。 材料化学实验教学研究:与科研课题相结合的材料化学实验教学模式改革 【摘要】实验教学是材料化学教学的重要组成部分,材料化学实验教学改革也是教学改革的重要内容。为了提高材料化学的教学质量,提高学生的化学综合素质,实验能力的培养极为关键,而与科研课题相结合的材料化学实验教学模式有助于学生实验动手能力、科研能力、创新能力的培养,有利于学生潜能的发挥。本文主要对与科研课题相结合的材料化学实验教学模式的实施进行分析。 【关键词】材料化学;实验教学;科研课题;教学改革 在理工科专业中,材料化学专业属于应用型专业,其实验课教学极为重要。在目前的材料化学实验教学中,存在实验内容单一、实验设备欠缺、实验人员固定,学生的实验兴趣与主动性不足等问题。[1]而在现代科学技术高速发达的今天,不仅要求材料化学专业的学生掌握化学理论知识、材料基础知识,更要求学生具备仪器操作能力、实验能力、创新能力,需要学生具备创作性地将材料基础知识、化学理论知识转化为科学技术的能力。为培养符合社会需求的化学人才,与科研课题相结合的材料化学实验教学模式成为主要途径,这种实验教学模式有助于培养学生的实验激情、激发学生的科研潜能,培养高素质的应用型化学人才。 一、实验教学模式的可行性 在我国的一些高校中,与科研课题相结合的材料化学实验模式已逐步开展,这种实验教学模式在高校中的开展需要高校科研项目、学生实验条件、教师科研水平等的支持。而在目前的高校科研中,一些教育型高校的科研质量、所获的科研经费、教师水科研水平、实验条件等还不能大规模的开展科研实验教学。[2]因此,高校应根据学生的基础、学校的具体实验条件,安排适当的课题、学时,有计划、有步骤的开展与科研课题相结合的实验教学。此外,教育部对教学型高校的科研申报应大力支持,帮助高校开展一些省市级科研项目,提高学校的科研水平,使与科研相结合的材料化学实验教学模式的开展成为可能。 二、实验教学模式的实施 (一)、选择合理的科研实验内容、模式 首先,教师应根据学生的研究性学习的方法、特征,收集符合教学的相关资料,以此选择可供实验教学的科研课题。在此基础上,教师应依据具有明确针对性、体现科学性、具有一定创新性、适当难易度的标准进行课题选择,并对所实验的课题内容进行确定,对实验指导进行撰写修订。其次,在实验教学中,教师应根据学院的要求,对实验模式进行确定,可先进行小规模、短学时的课程。对于课时的安排,应综合考虑实验难易度、经费等因素,合理调整科研项目内容,使实验符合课程需求,符合学生需求,可对一个科研项目进行分解,合理调整,取其中的一个内容进行实验,也可将几个基础性的材料化学实验整合为一节实验课等。这样既可使学生在有限的课时内完成实验,也使学生接触到完整的材料化学知识、科研实验知识等。 (二)、教师的合理的指导 在与科研课题相结合的材料化学实验教学中,教师的指导极为关键,它是实验得以开展的基础,是学生实验学习、进行的依据。教师应有计划、有目的的组织学生进行交流、讨论,收集整理有用的实验材料、结果,为科研课题实验的开展提供依据。在学生实验的过程中,教师应及时、认真观察实验,对学生出现的问题进行及时指导,确保学生实验的可进行性,使学生能在规定的时间内完成实验,提高学生实验兴趣与热情。在实验完成后,教师应及时将实验结果、讨论写入实验报告,并安排学生课后完成实验报考,教师对学生的实验报考进行检查、评价,给予合理意见,更正实验问题等,加强学生对实验的认识,提高学生的实验能力。[3] (三)、引导学生主动学习,积极合作 在传统的材料化学教学中,"灌输式"的教学模式使学生的学习主动性降低,不利于学生实验能力的培养。在与科研相结合的材料化学实验教学中,教师应改变教学模式,以"探究式"的教学方式进行教学,使课堂生动、活泼,激发学生的学习兴趣,实验热情,引导学生主动思考,提高学生的思考能力、动手能力。同时,教师应围绕科研课题,引导学生自主发现问题,并对学生进行分组,确保每小组独立完成任务,每小组的学生通过收集资料、分析信息,解决问题,不仅提高学生的动手能力、解决问题的能力,也培养了学生的合作意识、提高学生的合作能力,为以后的科研实验打下基础。 (四)、加强校外实习基地的建设 开展与科研课题相结合的材料化学实验教学,实验基地的建设尤为重要。高校充分利用多种渠道,加强与企业单位的合作联系,加强校外实验、实习基地的建设,以此增强学生的实验实习时间,提高学生的实践能力。一些高校可在一些化学材料相关企业实习基地,满足学生的实习需求,此外,学生应选择合适的科研项目,鼓励支持学生在所实习的基地进行科研实验,教师并定期的到实习基地,结合实习基地的实验条件、具体情况,给予学生科学的指导,确保科研课题的顺利完成。同时,教学可采用企业、学校双导师制联合的方式,学校、企业各派一名导师到实习基地指导。[4]由于学校、企业所排的导师的侧重点不同,对学生的指导也不同,可使学生的材料化学理论知识、实际实验能力都得到提高。 三、结束语 在高校的材料化学教学中,与科研课题相结合的材料化学实验教学模式的开展需要根据学校的实验条件、科研经费状况、师资水平等因素,合理科学地选择科研课题、实验内容、实验课时等,以此确保实验进行的可行性。在实验教学中,教师应选择合适的科研实验内容、模式,给予学生适度的实验指导等,使学生准确掌握实验知识,提高实验能力。同时,高校应加强对实验基地的建设,提高学校的科研实力,为社会培养更多更优秀的具有实践、创新能力的高素质化学人才。
高分子化学课程教学研究:高分子化学课程教学探讨 [摘要]高分子化学课程是高分子材料与化工专业的专业基础课,涵盖内容多,需要合理安排教学,运用其他课程知识,用学生容易接受的实例解释理论问题,能够增强学生学习的兴趣,达到较好的讲授效果。 [关键词]高分子化学;教学;实例 高分子化学课程是高分子材料与化工专业的专业基础课,是研究高分子化合物的合成原理和化学反应的科学。学生应具备一定的无机化学、有机化学、物理化学和概率论与数理统计知识才能学好该课程。国内高校多采用潘祖仁先生主编的部级优秀教材高分子化学[1-2],对这门课的掌握程度,影响后续课程的学习。因此学生一般比较重视[3]。但对于初学者来说,认为该课程的内容较多,比较分散,系统性不强,有些知识点理解不透。 1高分子化学的课程特点 高分子化学主要介绍高分子的合成原理及高分子的化学反应,合成原理以聚合反应动力学为主线,衍生到聚合速率和分子量,而这二个指标正是工业生产控制的主要工艺参数,再通过聚合理论方程,讨论温度、介质、单体、引发剂等对聚合的影响。对于连锁聚合,每一种聚合机理都有特殊的引发体系,因此引发剂或引发体系也是高分子化学的重点内容之一。最后一章,聚合物的化学反应,主要介绍聚合物化学反应特征、聚合物的基团反应及接枝、扩链、交联、降解和老化,提出促使降解或防止老化的途径。有学者总结高分子化学课程有“五多”的特点,即内容多、概念多、头绪多、关系多和数学推导多[4]。该课程专业理论性强,概念复杂,抽象难懂,一定程度上影响了学生的学习兴趣[5]。 2课程知识点浅析 该课程序论中,除了介绍高分子化合物的基本概念、命名、发展历程及结构方面的基本知识外,重点介绍分子量。高分子的分子量大且具有一定的分布是高分子化合物的主要特点,其作为材料的力学性能主要由分子量及其分布决定。该部分内容介绍,需使学生明白高分子的分子量与小分子的相对分子质量的区别。缩合和逐步聚合反应中,首先通过二种双官能团单体参与的线形缩聚过程示例,第一步反应,得到二聚体,第二步反应可以得到三聚体、四聚体,此时体系中含有一、二、三、四聚体的分子,第三步聚合,体系中可能含有八、七、六、五、四等聚体,假若反应就此终结,体系中产物的聚合度不同,由此使同学们很容易理解聚合反应得到的产物即聚合物,分子量存在一定的分布。同时自然引入官能团等活性概念,才能从纷乱的聚合反应中抽取出本质特征,用一个速率常数描述同种官能团的反应特征。在课程体系中,活性中心等活性概念是高分子化学的基本思想,因此要借助实验数据进行例证,分子碰撞理论进行阐释。还需要明晰N0和N的含义。有二个相同的羟基,肯定体系中存在另一个分子含有二个羧基,因此平均每个分子链含有一种基团;对于均缩聚,更是如此。这点一定让同学理解,因为后面的理论方程推导要不断用到。另外,反应程度p是一个非常重要的概念和度量,定义为参与反应的基团数(N0-N)占起始基团数N0的分数[2],代表某种基团的转化率,反映了聚合反应的反应进程。缩聚反应中产物分子量分布,Flory利用统计法,根据等活性概念假设,以双官能团单体均缩聚为例,形成x-聚体每个键的成键几率为p,分子末端一个不成键几率为(1-p),推导了线形缩聚的分子量分布关系[2]。实质上,每一个键的成键几率不同,按照反应程度概念,应该是随着聚合度增大,p增大,为了处理简便,等同化,根据乘法原理,即得x-聚体的数量分布函数。后面自由基聚合、共聚合、离子聚合和配位聚合,都属于连锁或链式聚合机理,聚合一般都包含链引发、链增长、链终止和链转移几个基元反应。首先,要有活性中心的形成,进行链引发反应;正是根据其活性中心的不同,将其分为以上自由基聚合、离子聚合等。 有关其机理及分子结构的形成,与有机化学中的空间位阻效应、共轭效应有关。聚合动力学与物理化学知识有关,需要同学学前不妨复习下以前学过的有关内容。对于自由基聚合,介绍其英文词汇为Radical,含有“激进、活泼”之意,故可以作为活性中心,故教材中一般用R•表示,黑点代表单电子。聚合物中单元结构主要在链增长阶段完成,故链增长过程直接影响聚合物分子结构。①键接结构。增长过程中,结构单元间的连接存在“头—尾”、“头—头”(或“尾—尾”)两种可能形式,一般以头-尾结构为主。原因是以尾-尾连接,活化能大。列举生活中的实例,如小轿车、“和谐号”动车车头,都采用流线型,头部体积较小,阻力较小。微观上的化学反应也遵循同样道理。②立体构型。自由基上C为SP2杂化,与单体作用时既可从上方也可从下方进行作用,自由基聚合物分子链上取代基在空间的排布是无规的,但从空间位阻考虑,无规结构中,间同结构略占优势。③几何构型。双烯类单体,还存在几何异构,倾向于形成反式结构,都可以根据空间位阻进行解释。这样同学就容易理解高分子结构比较复杂的特性。另外自由基聚合的引发效率,主要是①诱导分解。诱导分解实际上是自由基向引发剂的转移反应,也就是说,自由基诱使引发剂分解,消耗掉引发剂,作无用功,故使引发效率降低。②笼蔽效应,主要指溶液聚合中,引发剂分子处于溶剂的包围中而不能发挥作用,可以想象,引发剂分子周围存在一层层的溶剂分子和单体分子相隔的球形包围圈(好像笼子一样),初级自由基遇到单体,直接作用,形成单体自由基,若遇到溶剂分子,不能作用,被弹回,有可能与下一个初级自由基结合,甚至与溶剂分子结合,使引发剂分子白白消耗,引发效率降低,称为笼蔽效应。由此派生出单体的活性与浓度、体系粘度和引发剂浓度,都影响引发效率,使同学将知识学通、学活。自由基共聚合中,关于链自由基的活性,一般认为带有共轭取代基的链自由基稳定,同学不易理解,以射击为例,若自由基上存在共轭基团,单电子不再归属于某个原子,离域程度大,行踪不定,这样用枪瞄准难度增加。单体相当于枪,就不易和它反应,故该类自由基活性差。 若链自由基带有非共轭取代基,其单电子位置固定,活动空间小,容易瞄准击中,即容易和单体发生反应,该类自由基活性高。烯类单体的离子聚合中,单体适宜于进行阳离子聚合还是阴离子聚合,主要取决于单体的结构,考虑取代基的诱导效应和工轭效应。带有π-π共轭体系的单体都能进行阴离子聚合。如果取代基具有吸电子性质,更易进行阴离子聚合。因为吸电子基降低双键上电子云密度,有利于阴离子进攻,并使形成的碳阴离子的电子云密度分散而稳定。而具有推电子取代基的烯类单体可进行阳离子聚合,因为推电子取代基增大了双键上电子云密度,有利于阳离子进攻,并使形成的碳阳离子的正电性降低而稳定。苯乙烯,丁二烯等含有共轭体系的单体,由于其π电子云的流动性强,易诱导极化,能进行阳离子、阴离子或自由基聚合。阴离子的活性聚合在理论上和实际应用中具有重要意义,要让学生明白活性聚合的原因、应用价值。配位聚合,要重新复习下无机化学中的配合物知识,其引发体系中,过渡金属为中心原子,它提供空轨道,烯类单体作为配体在空轨道上活化、按照一定的方向或方式进行配位、插入到增长链中,因此所得产物立构规整度一般较高。聚合物的化学反应,是聚合物改性、扩大聚合物品种的手段之一。接枝、交联等使聚合物分子量增大,降解、老化使聚合物分子量降低。用鲜活的实例向同学介绍,这样学生学习时不觉得生硬,便于接受。 3结语 作为一名高校教师,能够将复杂的原理讲解得浅显易懂,抽象的理论能够结合现实生活具体化、简单化,语言生动,课堂气氛活跃,学生对所讲内容有强烈的兴趣,这门课程的授课质量才有保证。 作者:廖肃然;迟长龙 单位:河南工程学院 高分子化学课程教学研究:高分子化学课程教学改革与实践 摘 要: 本文通过对高分子化学教学中的难点进行分析,对高分子化学课程教学方法和教学手段提出几点建议,以开拓学生思路,激发学习兴趣,增强教学效果。 关键词: 高分子化学 教学改革 教学实践 高分子化学是材料化学、应用化学及其相关专业的专业基础课,与四大化学并列,已成为第五大化学。能否学好该课程直接关系到高分子物理、材料合成与加工学等后续课程的学习,学好并熟练运用课程的专业思想和思维方法,在学生将来的科研和工作中将发挥直接或间接的作用。鉴于高分子化学这门课程的重要性,如何深入进行教学改革,如何利用有限的教学时间和教学资源有效地将高分子化学专业知识传授给学生,并能够指导实践应用,就成为众多教学工作者的共同目标。 一、高分子化学教学的主要难点 (一)高分子化学的发展历史较短,许多理论尚不成熟,随着新的聚合方法和新的合成技术不断涌现,对传统的高分子化学概念提出了挑战,并极大地丰富了高分子化学的内容。 由于课时及其他客观原因的限制,教师往往把所有内容全部灌输给学生,“填鸭式”的教学模式会使学生产生乏味厌学的情绪,学生易出现“被动学”、“死记硬背式学”等问题[1]。 (二)高分子化学理论性强,学生理解困难,适时恰当地采用多媒体教学能使抽象的教学内容具体化、清晰化。 从学生反馈的信息来看,普遍认为教师在使用多媒体授课时只是展示根据书本内容制作的幻灯片,有些幻灯片重点不突出,且没有深入联系到实际生活和生产的经验,不能完全激发学生对高分子化学学习的专业自豪感;又加之教师授课时缺乏与学生互动交流,课堂气氛不活跃,出现来不及记笔记、不利于学生复习等情况,久而久之,就会影响学习的主动性和兴趣性,达不到理想的教学效果。 二、高分子化学的教学实践与探索 (一)讲解重点突出,创新教学内容。 教师在选好教材、消化、吸收和融合教材内容的基础上,要处理好“干”与“枝”的关系,在课程内容方面做到重点突出、主次分明。在授课时要避免将教材内容“填鸭式”灌输给学生,应有针对性、侧重点讲解,少讲精讲[2]。如限于课时紧等原因,在讲解聚合方法时,由于此部分内容多数比较简单易懂,可以略讲。但对于自由基聚合反应要重点讲解,让学生对自由基聚合的机理、聚合速率、动力学链长、聚合度和聚合度分布等重要知识点要深入地理解并能加以灵活运用,这样可以有重点地完善学生的知识结构,满足实践应用的需求。同时,要不断更新、创新教学内容。在教学中,教师可以及时地在传统教材内容的基础上补充近年发展起来的前沿科学技术和研究方法,也要关注国内外重要期刊上的最新报道,在课堂上结合国内外的最新研究进行讲解与介绍,并推荐一些期刊、数据库和书籍给学生,引导学生根据自己兴趣自由地学习,扩大学生的知识面,建立知识结构,引导学生探索高分子化学领域。 (二)加强师生互动教学,发挥主观能动性。[3] 在教学中,互动式教学能有效地改变“老师主动讲,学生被动听”的“一言堂”式的教学模式。教师要多与学生眼神交流,用情绪感染学生,引导学生“多想善思”,讲课时语言要清晰流畅,抑扬顿挫,引导学生“勤学好问”。重要的是,在讲课时可穿插有关高分子的小知识、小故事,尽量将生活中常见实例与理论知识相联系,努力为学生营造生动活泼的课堂文化氛围,使学生自觉、主动地接受知识。如:在讲到聚酰胺、聚酯时联系到我们日常穿衣用合成纤维的尼龙、涤纶,学生戴的隐形眼镜、普通眼镜的树脂镜片都是特殊的高分子材料。联系生活中的常见实例有利于学生更深刻地掌握课程内容。在课堂上,多采用启发性的多种教学方法,合理安排课堂反复提问、反复练习、反复分组讨论等互动式教学,加深学生对所学知识的理解,提高教学质量。 (三)多渠道联系实践,培养自主学习能力。 随着如今高分子材料发展的迅猛,教材的教学内容已远远不能满足现代教学的需要,在课堂教学中应把高分子化学领域最新的科技动态、学术前沿有机地渗透到课堂内容当中,给学生多介绍一些近年来高分子化学的最新成果、最新理论,开阔学生的视野。如医用上介入诊疗的各种高分子管材、可降解的手术伤口缝合线、有机高分子发光二级管用于手机、数码相机显示和照明等。针对学生在高分子课堂教学中讨论比较感兴趣的话题,或者是高分子化学前沿领域的新方法、新技术等,可鼓励学生到图书馆和互联网上查找资料,撰写小论文,制作幻灯片,并在课堂上为大家作知识讲座,营造合作探究、自主学习的氛围。同时,也可关注网络上以高分子为主题的论坛,通过与网上的专家、学者的交流,调动学生探知高分子知识和应用领域的兴趣,培养主动学习的能力,激发研究兴趣。 (四)选择合适的教学内容,不断完善多媒体教学。 1.适时使用拿来主义,做到因材施教。 教学是一个个性化的过程,不同的教师有着不同的授课思路、方式与方法。一般来说,可以借助别人的课件作为启发自己的思路,但是,这种“拿来主义”绝不应成为主要依赖的对象。由于学生的层次不同、专业不同、对知识的接受能力不同,教学过程中好的方法可以借鉴,但重要的是要根据学生的需求、教材体系、自己的教学经验、教学思想使用自主开发的课件。尤其是在课件中更应该增加一些理论联系实际的例子,比如聚合物合成工艺和聚合物应用等实践应用方面的内容。 2.将多媒体教学与传统教学手段相结合。 多媒体教学具有传统教学手段不可比拟的优势,能更直观、更形象和生动地传导高分子化学的魅力,并能有效地扩充知识的广度和提高课堂的利用率。特别是需要向学生演示情景的内容,采用多媒体教学就更有优越性。如在讲解乳液聚合机理这一节,采用了动画方式形象演示了胶束成核的机理和乳液聚合过程的三个阶段,帮助学生理解,印象深刻。但是先进的教学手段并不一定能达到良好的教学效果,关键在于多媒体技术如何与传统的教学手段相结合,从而实现它应有的价值。如在高分子化学的课堂授课中,讲述自由基共聚理论推导公式时,就应该采用黑板板书的方式一步步进行推导,同时采用启发式方法调动学生积极性,促进学生主动学习和思考。 3.采用多种手段完善多媒体教学。 采用多媒体教学,教学信息量大,进度快,学生在课堂上有效掌握大量的理论难度较大,因此要做好课后辅助工作。不断完善网络教学平台,将多媒体课件、课后复习材料、教学重点、习题题库及小知识、小贴士等内容在学校的教学网络中充实完善,这样既有利于学生课后复习,又能加深学生对所学知识的掌握和应用。另外,还可利用各种化学软件、网络资源和视频等多种手段展示各种反应模型,特别是一些三维立体模型,启发学生思考,激发学习兴趣。在教学中逐步渗透双语教学,可以有意识地把新出现的专业词汇和标题用英文书写,能有效提高和丰富学生的专业词汇量,对收集到的专业文章,采用多媒体的形式讲解,又可以提高学生的专业阅读水平,这样,能帮助学生提高对专业英语的学习兴趣,为今后的毕业论文撰写及工作实践打下坚实的基础。 三、结语 高分子化学课程教学改革是一项系统的工程,总结近几年来的教学实践,笔者认为,以人文本,转变观念,因材施教是探索高分子化学课程的有效途径,合理有效地利用多媒体,不断完善网络教学平台,逐步渗透英语教学是实践高分子化学课程教学的有效手段,而创新教学内容、加强互动教学,培养学生学习的主观能动性是搞好高分子化学教学的前提条件。我们将不断地继续深入研究与探索,使高分子化学的教学不断适应新形势发展的要求,为培养高分子领域优秀人才作出不懈努力。 高分子化学课程教学研究:高分子化学课程考试改革的几点思考 摘要:我们从高分子化学课程特点出发,结合学校的考试改革,提出除期末考试以外,结合课后作业、期中考试、课后专题调研报告等形式考核专业理论知识,通过分散考核的方式改变学生以往突击复习、突击考试的情况,让学生把工夫下在平时,通过考试内容的多变与考核方式的改革提高学生学习效果。 关键词:高分子化学;考试方法;考试改革 考试不仅是测定和检验学校教学质量最基本、最重要的方式,也是关系教学质量的重要环节。目前,国内工科高校各专业课程考试都存在着一个普遍的问题——考试偏重于理论内容的考核,而轻视学生解决实际问题能力的考查,考试形式集中单一,常常是“一纸考卷定成绩”。这种考试模式会导致学生平时不下工夫学习,考前突击复习,毕业后重理论、轻实践,综合素质下降而不能满足社会的需要。[1,2]因此,对传统的考试内容和形式进行改革,有意识地激发学生的创新意识、创新精神,加强学生科研能力的培养,调动学生学习的积极性和主动性的考试模式势在必行。结合学校的考试改革,针对本校高分子类专业的高分子化学课程考试的现状,提出如何通过课后作业、期中考试、期末考试相结合的形式考核专业理论知识,通过分散考核、课后专题调研报告等方式来考核学生解决实际问题能力,以分散期末考试的压力,有利于学生对所学知识的巩固和掌握,达到素质教育的目的。 一、高分子化学课程特点及考试现状 高分子化学课程是高分子材料以及相关专业的基础课程,是研究高分子的合成原理及其化学反应的一门科学。通过该课程的课堂教学及与课程配套的实验课程,使学生掌握高分子的基本概念、合成高分子化合物的基本原理、聚合方法的选择、控制聚合反应速度和分子量以及分子量分布的方法、高分子化学反应的特征等。该课程需要有机化学、物理化学等为基础,是后继的专业课程——聚合物制备工程基础、聚合物合成原理及工艺学等的必备课程。该课程在整个高分子科学知识体系中起到承前启后的作用,它的基础内容如缩聚反应、自由基聚合、共聚合反应、离子聚合、聚合反应实施方法、聚合物的化学变化等对本专业的其他基础课程——聚合物制备工程基础、聚合物合成原理及工艺学、高分子前沿、功能高分子等课程奠定理论基础。[3]由于高分子化学课程本身涉及物理化学、有机化学、化工原理等学科领域,且也是高分子类专业学生接触的第一门与专业相关的课程,课程内容又涉及大量化学反应,学生对此缺乏直观的认识,因此单一的讲授常常会使学生感觉非常枯燥而难于理解,进而缺乏学习兴趣,因此学生普遍感到此课程难学。针对以上问题,结合高分子化学课程省级精品课程建设,我们尝试进行了一系列教学方法的改革:采用在授课过程中提出一些与科研生产实际相关的问题,引导学生通过运用所学的授课内容相关知识予以解决,激发学生的学习兴趣,以此加深学生对授课内容的理解;采用多媒体给学生演示一些实验、工业生产过程;采用动画方式向学生展示相关原理,这样更生动、直观地将知识传授给学生,以达到较好的教学效果;对课后的习题分类处理,对难度较大的习题进行课间解答,对于一般难度的则课外解答。但根据多年的授课经验发现,仍有学生在期末面对考试时,还存在只死记硬背书本内容的现象和“临时突击”应付期末考试的现象。考试的目的是通过对课程教学效果的检测,帮助教师和学生发现课程教学中存在的问题,进而采取适当措施予以改进,不断提高教学质量。在科技飞速发展的新形势下,传统的考试已不能满足对学生知识掌握程度的评价要求。因此,有必要对考试制度、模式、内容和方法进行改革,使之更科学、合理,并能充分发挥其积极功能。于是,从我校高分子类专业的实际出发,我们提出对高分子化学课程考试进行改革,在课程考试中引入先进理念,注重平时考核,实施全学期分散式考试、动态考核的管理方式。过程中采用“全面性一体化”考试模式。 二、“全面性一体化”考试模式的总体思路及预期目标 改变专业基础课只重视理论教学、学生只是机械记忆专业理论课的弊端。通过考试改革使学生更加牢固地掌握本课程所学基础知识。除期末考试以外,还结合课后作业、期中考试、课后专题调研报告等形式考核专业理论知识,通过分散考核的方式改变学生以往死记硬背、“临时突击”的情况,让学生把工夫下在平时,通过考核方式的改变提高学生学习效果。 1.考核内容更全面、更综合。除全面考察学生对课程基础知识、基本理论和基本技能的把握外,在考核内容方面,加重对学生查阅资料能力、运用所学知识分析问题和解决问题综合能力的考核。以前的课程考试,主要注重考查学生对知识的接收和掌握情况,而往往忽视了对其分析、综合和运用的能力。考试范围一般局限于所用教材,考试重点常常在考前由任课教师划定,结果导致部分学生考前突击,“临时抱佛脚”,也使一部分学生产生了考试作弊等侥幸的想法,考试结果学生学习成绩优劣难分,不能真实反映学生的学习情况,学和不学一个样。这严重伤害了认真学习的学生的积极性,破坏了学校的考风和学风建设。因此,我们把考核内容的全面化作为考试改革的首要方面。 2.考试形式更丰富、题型更多样。考试形式的丰富化是促进目前教育思想转变的有效手段,高分子化学课程内容多,所涉及的知识面广,用简单的一张考卷,不论开卷、闭卷都不能检测出学生对课程知识的真实掌握水平。从新的教育理念出发,结合学校本科生创新实验计划的实施,我们采取了一系列灵活多样的有效形式,如开卷考试与科技小论文形式相结合的方式,口头报告与课堂讨论相结合,模拟操作式考试,等等。尽量避免使用过分偏重于对知识的知与不知的试题,使学生必须经历一个理解、分析、比较、综合过程才能得出答案。根据不同类型试题的特点,在兼顾内容的同时,进行合理搭配与组合,尽量减少名词解释、填空等客观题的比例,增加分析、解决实际问题类型的试题比例,最真实地检测出学生对知识的掌握与应用情况,最大限度地调动学生学习和思考的兴趣。另外,提供一部分选做题给学有余力的学生,以保证他们能充分地发挥与展示自己的才华。根据具体的考试内容和目标,灵活地选择与采用不同类型的试题,充分发挥其最佳测试点。在适当的阶段,进行科学而合理的考试,引导并敦促学生不断努力;通过考试结果的比较、评讲而调动学生的积极性、主动性,促进他们对知识的进一步掌握。完善试题库,推行与实施题库考试,实现教考分离。高分子化学试题库基本包括名词解释、选择、写反应式、简答、计算、论述等题型,可根据需要利用计算机随机抽取一套完整的试题,根据实际情况进行适当修改后形成试卷,评卷时可从计算机中输出相应的标准答案进行评分,再采取集体多人流水作业的形式评卷,以保证考试分数的公平性和准确性。
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材料化学论文:材料化学工程论文 1材料化学工程的概述 材料化学工程是由化学工程学科和材料学科交叉渗透所形成的一门分支学科,其研究方向主要有两个:一是以新材料为基础,不断发展反应过程的反应技术,比如吸附过程、膜过程、催化过程等。该方向主要是通过材料的特征将其分离并进行反应,其目的是揭示材料微观结构中物质进行传递和反应机理,进而总结出适用于材料设计和反应过程优化的理论方法和工艺技术。二是在材料制备的过程中,用化学工程的理论方法解决所遇到的关键问题,比如如何运用微结构的性能关系来实现对材料微观结构和性能的控制,从而完成从材料制备到定向制备的转化。新材料的开发是材料化学工程发展的关键和先导,直接可以衡量出国家的材料化学发达与否,因此,开发新材料对于材料化学工程的发展至关重要。材料化学包括陶瓷材料、聚合物材料、磁性材料、化学传感材料、电子材料、超硬材料、无机非金属材料、催化和吸附材料和薄膜材料等,这些材料很大程度上丰富了材料化学工程的领域,对其发展做出重要贡献。 2新材料的开发 我国在新材料的开发领域取得了很多亮点,这些新材料的开发成为分离和反应过程的重要基石。一些研究所和大学正在开发一种非晶态的金催化材料,这种材料很有发展前途,因为它具有非常明显的催化特性,而且其催化活性还具有特殊的选择性,具有显著的催化活性和特殊的选择性。对这种材料进行流程综合和技术集成,可以有助于我国新型石油化工技术的构建。石油化工科学研究院也开发出一种新型的钛硅分子筛催化材料,这种材料具有定向氧化催化作用,可以实现“原子经济”,使“零排放”工艺成为可能,而且也具备工业化生产的可能性。而在新材料的分离技术方面,我国也取得了很大的进步,其中南京工业大学发展了以陶瓷膜材料为原料的新单元技术,同时加强了对集成单元技术的开发,这些研究不仅使我国陶瓷技术更加趋于成熟,而且还形成了陶瓷膜新产业,为我国带来巨大的社会和经济效益。 3材料化学工程技术的进展 材料化学主要是对产品微结构进行调控,其主要手段是在加工材料时,将化学方法引入进去,这样我们就可以通过宏观条件来调控产品的微观结构,从而为材料的加工和制备提供理论和技术指导。因此,化学工程技术的改进将直接促进材料化学工程的发展。我国在化学工程技术改进方面已经取得了非常大的进展。清华大学在碳纳米粉体材料的制备过程中,引入了传统的流化床技术,大大降低了生产成本,从而使此生产技术可以用于工业化生产,带来巨大的经济效益。北京化工大学则用超重力场技术来放大纳米材料生产过程中的形貌控制问题,这样就可以通过调节超重力场的强度来调节和改变产品的粒径,。通过这种方法,我国已经成功制备出碳酸钡、碳酸、碳酸锂、氢氧化铝和碳酸锶等纳米粉体,并且形成了工业化生产的技术体系,为我国带来巨大的经济效益。 4展望 材料化学工程作为一门交叉学科,不仅促进了材料工业的发展,而且也丰富了传统化学工程学科的内容,因此,具有非常重大的研究意义。我国材料化学工程的研究已经取得很多可喜的成就,很多成果在世界上都位于领先水平。但是,材料化学工程中仍然有很多问题需要我们解决,因此,我们需要再接再厉,争取使材料化学工程的研究更加深入,使其更好地为人类服务。 5结语 材料化学工程在新材料的开发、材料技术的改进以及技术的工业化普及过程中都具有非常重要的作用,且有着非常大的研究价值,其研究前景十分广阔,已经成为国内外的研究热点之一。本文主要分析了材料化学的研究现状,并结合新材料的开发和技术制备两方面,阐述了我国取得的巨大进展和成就,希望可以看到更多研究成果的出现,以促进我国材料化学的发展,为我国创造更多的效益。 作者:刘玉琴单位:浑江区东兴街道办事处 材料化学论文:金属材料物理化学论文 1铁的相图图 与图1不同,铁有三种固态,分别是α-Fe、γ-Fe和δ-Fe,其中γ-Fe为密排面心立方结构,α-Fe和δ-Fe为体心立方结构。并且,图2中有三个三相点,分别为气-液-δ-Fe;气-γ-Fe-δ-Fe和气-γ-Fe-α-Fe。通常情况下,Fe是磁性的α-Fe,组织类型有铁素体、珠光体和贝氏体等;通过成分和工艺控制常温下可得到γ-Fe,如奥氏体不锈钢304、310等。Fe的p-T相图的讲解,增强学生识别单组分相图的能力。课堂上通过工业生产实例,加深了同学们对Fe的认识;并建立了物理化学相图知识与学生专业—金属材料之间的联系。解决学生“材料专业为什么学物理化学?”的困惑。 2两组分液态完全互溶系统的相图 虽然二组分系统的气—液平衡相图依据组分在液态的互溶情况各有其特点,但液态完全互溶系统构成了这部分内容的学习基础[4]。对于这种相图,我们除了让学生掌握相图中各相区的组成、相态和杠杆规则外,还注重让学生学习气相线和液相线的绘制方法和细节信息。其绘制过程如图3所示,先配制不同比例的二组分混合物,再升高温度测试混合物的熔点,通过描点—连线得到相图。从而培养学生设计实验绘制相图读取相图细节信息的全面能力。通过学习绘制相图,可使学生对相图的全部信息有较深刻的认识、理解及较好的运用。为了便于学生掌握此类相图及其应用,在教学中我们通过物相点随温度的变化的实例,讲解其液相与气相及组成在该过程的演变情况。重点分析了第一个气泡点产生的压力、组成及最后一滴混合液消失的压力、组成,以及其逆过程这一难点。并将相图理论与工业精馏装置联系起来,激发学生对该部分内容的学习兴趣。 3具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图 具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图,是学生学习中最难掌握的内容。我们通过讲解物相点的降温过程的物相变化和步冷曲线的绘制,并借助动画展示具体过程,使该部分内容更加形象和生动,便于理解和掌握。同时,提高了学生的学习兴趣和动手能力。 4相图在金属材料中的应用 4.1在金属材料设计中的应用在工业生产和科研实践涉及到的金属材料通常为多组分的平衡系统,所以其相图更为复杂。为了得到材料的拟服役性能,需要对材料进行设计和加工。相图在材料设计中起着至关重要的作用,例如,在设计奥氏体不锈钢时,为了得到单一奥氏体组织,需扩大相图中奥氏体区,使其在冷却过程中不发生γ-Feα-Fe的转变。根据相图,改变系统的组成,增加稳定奥氏体元素,如Ni、C等是最常用的方法。当然,为了系统的平衡,其他元素也需做相应的改变。应用相图时,为了提高设计组织的准确性,需要考虑平衡相图与实际相图的差别。 4.2在金属材料加工中的应用在金属材料的热加工过程中,随着加工温度的不同,其物相也发生相应的变化。可通过控制轧制参数和冷却过程,改变材料的相变温度和组织类型,得到高性能的金属材料。例如,在钢铁生产中,热轧钢板控制轧制与控制冷却(TMCP)工艺,通过加大压下量增加累积位错,为相变过程提供更多的高能量相变形核点,以得到细小晶粒组织,提高钢的强韧性。通过控制冷却速率,可改变相变后的组织形态,在650℃以上发生相变得到珠光体和铁素体组织,在450~600℃区间主要得到贝氏体组织的钢材,在更低温度下发生相变得到马氏体组织,不同的组织赋予材料的不同的性能[5]。4.3在金属热处理中的应用相图不仅在金属材料的设计和加工中具有指导下作用,而且在材料的热处理过程中也具有重要的应用价值。例如,在金属材料的退火、淬火和正火中具有重要作用。淬火过程主要是控制冷却速率,使相变温度发生在较低温度区,得到低温转变组织。正火温度需在γ-Fe相区,需要根据相图和化学成分判断其奥氏体化温度,从而确定正火的加热温度。严格的说,确定热处理的升温速率和降温速率也需要参考相应的相图。通过相图在金属材料领域的应用的介绍,学生对本专业和学习物理化学的重要性均有了清晰的认识,他们的学习积极性也显著提高。 5结语 相图在金属材料领域中起着非常重要的作用,本文将日常生活、作者在钢厂的工作经历、科研实践及相关相图知识链接至课堂,通过提出问题,实例讲解和动画演示等多种形式组织教学,建立金属材料专业与物理化学相图之间的内部联系,便于金属材料专业的学生掌握较广阔、深入的物理化学知识,以期为学生正确理解和应用相图提供指导。 作者:孙红英 李占君 单位:安阳工学院 机械工程学院 材料化学论文:材料化学人才培养化学实验论文 1改变课程考核评价体系,注重实验过程考核 在无机化学实验教学考核的过程中,仅凭实验报告成绩和期末考试成绩,不能准确地衡量学生的实际实验能力。为了科学地评估学生的实验能力,需要优化传统的实验课程考核体系,建立全面的无机化学实验综合考核办法。将学生的课程成绩分为实验过程成绩、实验报告成绩、实验理论考试成绩,单项成绩不合格,则总成绩不合格。这种考核方式促使学生认真地对待每个实验环节,有效地提高了学生的综合实验素养。实验过程成绩是教师在指导学生实验过程中,根据学生实际操作情况给出的评价;实验报告成绩主要是根据学生的预习实验报告和实验报告书写、数据处理及分析等来评判;在实验理论考试中,除了常见考题外,还结合材料化学专业特点,增加了实验方案设计等考核内容,突出了综合实验能力和创新能力的考核,促进学生实验能力的全面发展。 2创建适合材料化学专业发展需求的无机化学实验教学模式 进入21世纪以来,材料科学发展愈加迅速,新材料、新技术、新产品不断问世,与此相适应,对材料化学人才培养也提出了新的要求。材料化学专业无机化学实验授课模式必需紧跟时展步伐,及时调整课程结构与内容,引入学科发展的最新成果,介绍学科内容中的多种学术观点及学术背景和发展动态,开阔学生学术视野,提高学生的学习兴趣。教无定法,教要得法。要使课程教学生动活泼,教师必须不断更新教学内容,创新教学方法与手段,增强课程教学的趣味性,促使学生积极参与,在实验中勤于动手、动脑,实现教师教学方式和学生学习方法的转变。 2.1采用多媒体辅助教学和建设实验教学网络平台 多媒体教学是利用多媒体软件对文本、声音、图像、图形、动画等信息进行处理,教师配合多媒体放映进行讲解,将教学内容用特技方法显现出来,能充分创造一个有声有色、图文并茂、生动直观的教学环境,从视觉、听觉等多方面给学生留下深刻印象。无机化学实验教学可以采用多媒体(视频)教学,它不仅教学信息量大,而且可以非常直观地演示实验操作和过程。随着现代科学技术的发展,有些实验可以采用多媒体技术进行辅助教学,如基本操作单元、仪器的使用等。这些实验项目信息量大,操作细节多,仅靠教师在课堂教学有限的时间内进行演示和讲解往往是不够的,而且总有学生没有注意到一些具体操作细节,因此,可以将这些实验演示制成多媒体课件或视频资料,放在课程网络平台上,学生可以不受时间、空间的限制,反复观看,自主地开展预习、复习。这样不仅增强了课堂教学的可视性,而且增加了教师演示的可再现性,延长了学生的学习时间,从而有益于提高学生操作的规范性,使实验教学得到延伸。 2.2将生产生活实例和教师科研项目引入实验教学课堂 不同专业对无机化学实验教学的要求是不一样的。我院材料化学专业的培养目标是培养具备材料化学相关的基本理论知识和基本技能的应用型高级专门人才。因此,学生必须掌握物质的结构与性质、性能的关系,这需要在教学中注意教学内容的层次性。在无机化学实验教学中,我们尽可能选择与专业相关的真实实验课题和实验样品,将生产生活实例引入实验课堂,营造实战氛围,做到知识性、实用性、趣味性的统一。同时,我们还选取了一些与生活息息相关的实验,如锂离子电池正极材料的制备、胶囊壳中铬含量测定等,这样的实验学生感兴趣,实验热情高,有助于学生综合能力的培养。为了进一步提高实验课堂教学质量,我们还在课堂教学中引入教师最新科研课题成果,使实验教学更加贴近科研实际,既丰富了实验教学内容,又增加了实验教学的先进性、新颖性,在加深学生对所学知识的理解和实验技能的熟悉时,还能培养他们的科研兴趣,提高理论联系实际的能力,对科研工作产生感性认识。 2.3实施开放性实验教学 在传统的无机化学实验教学中,学生往往处于被动地位,教师处于主动地位。从实验项目选择、实验方案选择、实验仪器与试剂选择,都由实验老师预先完成。在这种照方抓药的实验教学模式中,学生往往兴趣不高,应付了事。在优化实验教学内容结构的前提下,实行开放式实验教学模式,可以提高学生实验兴趣,强化教学效果。在学生自主的基础上,利用学生课余自由时间开放实验室,对于实验技能较差的同学,让他加强基本操作单元和基本技能的练习。在学生较好地掌握实验基本操作技能后,可以让学生自主选择一些设计型、综合型、应用型实验。在教师的指导下,学生独立设计实验方案,独立完成实验,并认真进行总结,以全面锻炼学生的实验能力和提高综合素质。 3结语 为了适应地方工科院校工程应用型人才培养的要求,无机化学实验教学改革一直在讨论和进行中。我们根据我院材料化学专业人才培养方案,对目前无机化学实验教学内容、教学方法和教学手段及考核方式等方面进行了改革,以全面培养学生的工程应用能力,适应经济社会发展对人才的要求。通过几年来的教学实践与探索,我们已初步建立一套具有可操作性的无机化学实验教学方法与体系,使学生在实际操作能力、实验方案设计、求真务实的实验态度、分析问题和解决问题的能力及创新能力培养等方面得到了良好的锻炼。 作者:李谷才 单位:湖南工程学院化学化工学院 材料化学论文:材料化学教学论文 1“两平台双能力”体系的内涵 基于中国计量学院材料化学专业的教育实践,在分析目前及今后本专业的社会需求和用人单位对材料类专业学生素质、能力等人才规格要求的基础上,对照政府和社会加快教学改革、提高高等教育质量的迫切希望,我们充分认识到实践和创新是专业人才培养的优秀,决定共同搭建分院专业培养学习能力的课程教学与培养实践能力的生产实验(校内综合性实验、自主创新型实验、模拟实验及校外实习等)两大平台,作为学生能力培养的有效载体。通过这两个平台的搭建,把材料专业学生培养为适应社会发展的应用型人才,提升学生的学习能力、适应能力、知识应用能力和专业发展能力。 2教学平台建设及管理体制 自主学习是新课程改革大力倡导的重要学习方式。学院以“厚基础、宽口径、重能力”的指导思想,遵循认知规律,遵照由提高动手能力到培养创新思维的宗旨,对原有教学课程体系进行了改革。除课堂正常教学外,搭建专业教学课程平台,实现教学课程资源网络化,促进学生独立自主学习习惯的养成和能力的提高。通过BB平台的课程建设,实现专业教学课程资源网络化。现在中国计量学院材料科学与工程学院推出了多门重点建设课程,例如《应用电化学》《材料表面处理》等,教师在充分掌握学生学习情况的基础上,针对大多数同学,课上按教学大纲讲授基本要求范围内的内容;对于能够进行更深度学习、对课程某方面需要进行知识面扩展的学生,在网络教学平台上呈现更多的学习资料、相关文献、实验视频、应用软件、学习网站等,方便他们自主学习、加深知识理解;最终针对学生个体差异,实现分层次教学,促进学生学习能力提高及知识的巩固。教学网络平台的所有课程,将对本专业所有学生公开,方便他们对教学资源的获取及问题反馈。 3实验平台建设及优化 大学本科教育中,实践科研反哺理论教学是重要研究课题之一。学生只有通过充分的实验及实践,才能更有效率地促进理论知识学习,提高教学改革效果。目前,主要在以下方面进行了实验平台的搭建及完善。 3.1实验内容的改革 首先,改变传统专业实验课程设置依附于理论课体系的横向模式,超越单门课程的范围,建立实验课程之间的系统联系,在原有实验课程的基础上设立相对独立的纵向联系的课程,形成纵横交叉的网状专业实验课课程体系,实现专业实验课程之间的纵向联系和贯通。其次,改变实验教学由单一课程和学生班级为单位的组织形式,形成交叉型的教学指导团队和兴趣型的学生学习团队。最后,根据实验教学内容,重新确定了基础实验、设计性实验、综合性实验、设计研究型实验4个层次结构。重点开发了几个培养学生综合设计能力和创新能力的实验,以及培养学生综合应用现论和方法的实验。在实验教学内容改革中,减少了验证性、分析性实验项目,增加了设计性、综合性、创新性实验项目。 3.2依据功能实验室条件,实现资源共享 高校科研平台往往拥有大量贵重实验设备,根据仪器属性,可巧妙设计实验教学内容,综合利用仪器,充分发挥仪器能效。部分科研设备课充当实验教学过程的资源。学生通过学会仪器操作,能掌握仪器基本原理和简单维护知识,进而提高学生动手能力,为以后从事相关专业工作打下坚实的基础。大部分从事教学科研的老师,课余时都有自己的研究课题。对于学生感兴趣的实验,学生可以积极参与教师的科研,甚至仪器设备熟练操作后,独立自主完成其中的一个实验环节,培养其科研的缜密思维及细致耐心、精确的实验操作能力等。目前,不少大三及大四的学生在指导教师的帮助下,承担了省级、校级、院级等科研项目,在综合利用实验室资源的条件下,获得了有效的实验成果,并在SCI收录的国际杂志及国内优秀杂志发表数篇论文。 3.3实验管理网络实时化 实验管理过程中,可通过网络平台管理,实现学生与教师的实验前、后的部分互动。对于学生来说,可在网上自主选择时段并预约感兴趣的实验项目,通过实验网络平台完成预习、学习、复习、提问等各项学习任务;对于教师而言,可以对实验教学的全过程实时监控,实现诸如学生网上分组、网上考勤、数据整理及分析、网上答疑等功能,从而使学生实验在老师的指导下有效开展。 3.4建设产学研基地,促进学生社会实践综合能力培养 中国计量学院材料科学与工程学院材料化学专业,主要以高性能磁功能材料与器件、先进炭材料、材料表面处理技术、化学电源等为研究对象,解决企业技术难题及生产中存在的各种关键性难题,满足区域经济发展需求,达到科研为地方经济服务的目的。我院与企业共建校内产学研平台3个、校外产学研基地21个,建立了材料类基础实验教学、专业实验教学、工程技术实践教学以及课外创新实验教学等课外实践教学平台。近期我院又与绍兴康健精密不锈钢有限公司全面开展产学研合作,共建“中国计量学院——绍兴康健精密不锈钢有限公司磁性材料研发中心”,在技术攻关、产品研发、平台搭建、奖学金资助等全方位的合作,支持和激励大学生开展科学研究和创新实践。在生产科研基地,要加强专业实践环节的组织和团队指导,让学生参与到协作单位实际的工程项目中,在教师和工程技术人员的指导下承担实际工程项目的设计和管理,让学生接触技术的优秀,使学生通过实战锻炼掌握工艺创新技能。 4结语 根据社会主义市场经济发展的要求,培养适应社会主义现代化建设需要的德、智、体全面发展,且具有扎实专业知识和实验技能的材料人才是推进材料领域发展的关键。通过认真研究国内外高校相关专业特点,探索并执行“两平台双能力”材料化学专业教学—实践体系的构建,制定并落实材料专业人才培养模式的具体实施方案,必定能够促使专业教学课程体系不断的完善,促进学生在实验实践创新平台培养的实践和创新能力不断提高。 作者:江莉李冬云金顶峰卫国英孙丽侠余云丹单位:中国计量学院材料科学与工程学院 材料化学论文:材料专业普通化学绪论课教学的重要性及其实践 摘要:普通化学是材料专业的一门化学理论基础课,内容抽象、理论性强。通过在绪论课教学中介绍化学发展简史、讲授材料领域学术前沿知识,使学生了解材料在人类文明进程中所起的作用,了解材料与化学之间的关系,从而提高学生对材料专业的认识,激发学生对学习化学的兴趣,增强教学效果。 关键词:材料专业;普通化学;绪论课;教学 普通化学是高等学校材料专业的一门重要的理论基础课。但由于授课对象是大一新生,学生们对于这门课程在材料专业中的基础地位与重要性,以及与所学专业的内在联系缺乏了解或认识不足。如何能让学生迅速了解化学与材料科学之间的密切联系,从而激发他们学习化学的兴趣,调动他们学习的积极性,是普通化学教学过程中面临的首要课题。 绪论课是普通化学课堂教学的第一课,在引导学生认识化学的重要性、激发学生学习化学的兴趣方面起着非常重要的作用[1,2]。对于材料专业的学生来说,最感兴趣的莫过于各类材料对人类文明、社会发展所起的重要作用。通过讲解化学发展简史、材料在社会发展中所起的作用,增加学生学习化学的兴趣,激发学生的学习热情。近几年,笔者通过对绪论课内容的不断更新完善,以及对多媒体课件的精心设计,使学生及时认识到学习化学的必要性和重要性,取得了良好的教学效果。现就绪论课的教学实践做几点总结。 一、从材料发展对社会进步的巨大作用讲述材料发展史,增强学生的专业自豪感和自信心 材料是人类赖以生存和发展的物质基础,一种新材料的应用往往成为人类进步的重要里程碑。例如,历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代特征标志的。一种新型材料的研制成功,可以引起社会生活的新变化。如石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、单晶材料、有机高分子材料等的发明与创造,都曾为社会进步提供了重要的物质基础。因此,可以说,没有半导体材料,就不可能有计算机技术;没有耐高温、高强度的特殊结构材料,便没有宇航工业;没有低损耗的光导纤维,也就没有现代光通讯;没有有机高分子材料,人们的生活也不可能这样丰富多彩。特别是到了现代,国际竞争日趋激烈,各国都想在生物、信息、空间、能源、海洋等技术领域占有一席之地。而开发这些高新技术的关键往往与材料的发展有关。 通过一个个生动鲜明的事例,让学生了解不同材料在人类文明进程中所起的巨大推动作用,增加他们对自己所学专业的自豪感;通过介绍材料在高新技术领域的价值及应用前景,激发学生学习材料科学的兴趣。同时,结合笔者的科研经历、科研体会,讲述一些新型材料设计合成的案例,激发学生的求知欲,增强学生的自信心。 二、介绍化学发展史,激发学生的学习兴趣,培养学生正确的价值观 人类化学知识的获得,是从认识自然现象开始的:动植物的腐烂、火山爆发、空气和水对物质的侵蚀等。远古时代人类通过摩擦生火和钻木取火等方法学会了利用火,不仅增进了健康,发展了智力,而且利用火能产生各种化学反应这个特点,开始了制陶工艺。制陶过程实际上就是在高温下,使粘土中的二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、氧化镁等成分发生一系列的化学变化。制陶工艺不仅提供生活必需品,改进农耕工具,而且改善了人类的居住条件。人们逐渐走出岩洞,住进了砖瓦房,并用陶制农具开展农业生产。同时,人们从烧陶工艺中掌握了高温技术,并该项技术应用于冶炼铜矿和铁矿。如将铜矿石和木炭混合加热得到了金属铜;但纯铜质地较软,不利于制造工具和兵器。在冶炼铜时掺入锡、铅,可制得硬度很高的青铜。青铜器如铜币、编钟、青铜鼎的出现,推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展,把社会文明向前推进了一大步。除了冶炼铜以外,人们用木炭不完全燃烧产生的一氧化碳,还原铁矿石中的氧化铁为金属铁。战国时期铁制工具如犁铧、铁D、铁锛等农具得到广泛应用,带动了农业和手工业的发展。这样,随着冶金技术的不断进步,生产工具的不断革新,在人类历史上相继出现了青铜器时代和铁器时代[4]。 此后到了炼丹术和炼金术时期。虽然炼丹家和术士的目的没能达到,但他们为化学学科的建立积累了丰富的经验。通过做原始的化学实验,发明了大批实验器具,制造出很多化学药剂,记录了大量的实验方法,写下了许多炼金著作。正是这些理论、实验方法、化学仪器以及丹术著作,开创了化学学科的先河。与此同时,人们对物质结构本质的探索与论证也从未停息过。但直到1661年英国化学家波义耳给元素下了明确的定义、1803年英国化学家道尔顿创立原子学说、1811年意大利化学家阿伏加德罗提出分子学说,人们才逐步认识到物质的组成、结构以及发生的化学变化,逐渐形成了完整的化学体系,化学才真正成为一门科学。 到了19世纪末,随着X射线和电子的发现,人们对物质结构的认识逐渐深入,打破了道尔顿原子不可分割的观念。此后,随着建立在卢瑟福有核原子模型、普朗克量子理论和爱因斯坦光子学说基础之上的波尔原子结构理论的提出,标志着现代化学的兴起;薛定谔方程的建立,更直接揭示了微观世界微粒运动的深层奥秘;而在量子力学基础上发展起来的化学键理论,使人类进一步了解到分子结构与性能之间的关系,大大地促进了化学与材料科学的联系,为发展材料科学提供了理论依据。通过化学发展史的介绍,使学生丰富化学历史知识,了解各个时期化学发展的标志性成果及对社会发展所起的巨大作用,由此激发学生学习普通化学的兴趣,为以后的专业课学习打下坚实的基础。 除了激发学习兴趣,化学史的讲授还可以给人以智慧,即尊重事实、追求真理的科学情感和态度,百折不回、锲而不舍的科学品德和情操,勇于探索、勤奋创新的科学精神和方法。如讲述诺贝尔这样的伟大科学家的奋斗历程、学术成就、品德修养,描绘科学家实事求是、一丝不苟的科学态度,锲而不舍、持之以恒的拼搏精神,对提高学生的科学素养会起到潜移默化的作用,更为重要的是,在这个过程中还可以培养学生优良的道德品质,以及正确的人生观和价值观[5]。 三、阐明材料专业只有以化学为基础,方能引领科技的发展,进一步激发学生的学习热情 材料是人类生存、社会发展、科技进步的坚实基础,是现代化革命的先导,人们把信息、材料、能源作为社会文明的支柱。如今,材料已成为与国民经济、国防建设和人民生活息息相关的重要组成部分。通过功能材料的设计合成,如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料等,制造各种高科技功能元器件。发展功能材料正在成为国家提高国际竞争力,增强经济实力,甚至是强化军事优势的重要手段。 当前,化学在推动人类进步和科技发展中起到了优秀作用。化学首先是基础的优秀科学,它不仅可以制造或创造出自然界已有的或不存在的物质,提供分析手段,还可以预测、裁剪、设计分子,揭示物质结构、性质和功能之间的关系;其次化学还在相关学科的发展中起了牵头作用,化学研究不仅带动了其他学科的过程研究(工业、农业、环保、能源),而且极大地带动了材料科学的发展。材料学科的发展、功能材料的设计,只有以化学为基础,才能合成出具有特殊物理性能、化学性能、力学性能等的功能材料。通过讲解材料领域的前沿知识,使学生了解材料与化学之间的密切联系,提高学生对学习化学重要性的认识,激发学生学习化学的热情,为材料专业课的学习奠定扎实的理论基础。 四、多种教学手段的综合运用,进一步改善教学效果 兴趣是学好知识的基础和保障,也是学生学习的源动力。为吸引注意力,提高兴趣,在课堂教学中,笔者运用多种教学技巧提高教学质量,改善教学效果。首先是充分发挥多媒体教学的优势。多媒体课件可以综合多种教学艺术效果,根据绪论课的特点,结合学生的专业特色,通过精心设计,恰当使用图片、文字、声音、动画等形式,充分发挥多媒体形象、直观、交互性强的优势,创造生动的教学氛围,增强趣味性,激发学习兴趣,达到最佳教学效果。其次,通过查阅相关历史及文献资料,以材料知识为主线,以化学知识为背景,通过讲授化学史上的中国人及中国化学史上的世界第一,激发学生的学习热情。最后,结合自己的科研方向和研究成果,讲授材料领域的前沿学科进展,让学生产生共鸣,拉近师生间的距离,提高他们学习的主动性。总之,通过多种教学技巧的运用,增加课堂表现力和感染力,从而有效地激发学生的兴趣。 普通化学基础理论教学是材料专业学生学习的一项必修课程,是培养专业人才的一个关键环节。培养高素质的合格人才,激发学生的求知欲,增强学生的自信心,培养学生正确的人生观和价值观,做好绪论课教学,至关重要。俗话说,“良好的开端是成功的一半”,“学贵刻苦、教贵善诱”。教师通过不断充实教学内容、渗透科研前沿、总结教学经验,讲授一堂重点突出、条理清晰、内容翔实,集科学性、历史性、趣味性、艺术性于一体的生动的绪论课,不仅可以培养学生对普通化学的学习兴趣,还将对学生专业课的学习以及综合素质的提高打下良好的基础。 材料化学论文:材料科学与工程专业物理化学课程教学改革的几点建议 摘要:物理化学是高校材料类专业重要的基础课程。介绍了石河子大学近几年来材料科学与工程专业物理化学课程体系中出现的一些问题,以及教学改革与探索的几点建议,包括教学体系的重构、改进教学方法、强化实验配套教学。以此为举措,推动提高教学质量提高。 关键词:材料类专业;物理化学;教学改革;建议 物理化学课程是高校化学专业最重要的一门基础课程,该课程内容丰富、前后连贯、逻辑推理清晰、理论性强,不仅可对化学、化工、环境专业学生开设,也可为生物、材料、食品、水建等专业学生设置。随着社会的发展和科学技术的进步,高等学校不断深化教学改革,全面提高教学质量,对物理化学学科的课程讲授和发展也提出了更高的要求。结合我校的实际情况,以及我们近几年在建设校级精品课程的探索与实践,重新审视材料科学与工程专业物理化学课程的教学内容、教学方法和教学环节,发现目前我校材料专业物理化学课程教学中还存在以下的问题: 1.现行的教学计划中,无机化学相关课程以及后续一些专业课,与物理化学授课内容中有一些重复之处。 2.教材中抽象理论太多,造成了学生对这门基础课程产生了比较枯燥无味的感觉;加之内容多,课时量有限,老师在课堂讲授中不能针对某一化学原理或原理推导过程进行深入的剖析和讲解。 3.与之配套的物理化学实验课,经常采用多个班级集中循环进行试验的模式,有时理论部分未讲授到,但实验课程因为循环时间到,又必须开始,即实验内容超前于理论教学的进度,或者理论课早已讲授完毕,而实验课程却推后进行,学生不能及时将理论和实验相联系,无法达到预期的教学效果。目前我校物理化学的实验内容,基本以验证基础理论为主,缺少综合性、设计性及性能测试试验,因此物理化学实验体系缺少培养学生创新思维的意识以及提高学生动手能力的舞台。 因此,需要积极推进课程体系改革,充实和更新教学内容、改进教学方法、丰富实验教学,从而全面提高物理化学课程的教学质量和效果。 一、优化整合相关学科内容,打破学科壁垒,构建新的教学体系 对于我校材料科学与工程专业,按照2013版教学大纲的要求和已制定的教学计划,其中包含的课程,如无机化学、无机非金属材料、催化作用原理、胶体与界面化学等专业课,它们都与物理化学课程密切相关,有些课程如催化作用原理和胶体与界面化学,直接是从物理化学的大体系中划分出去的。由于我院材料专业招生时间不长,而这些课程总是不同的教师授课,教师之间就授课内容未来得及进行充分的交流,经过几年的授课,发现同一知识点的简单重复难以避免。因此,建议课程组就这一现象,加强教师间的交流与合作,将这些课程的内容进行有效的整合,突破原来以学科和专业来划分的粗放型的课程体系,建立起适合于自己专业的有效课程体系,是目前我院物理化学教学改革的一项重要任务。 我校材料学科专业物理化学课程采用的是南京大学沈文霞主编的《物理化学优秀教程》第二版教材,主要的授课内容包括热力学(热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡和相平衡)和动力学部分(包括化学反应速率、电化学、表面现象和胶体化学),共56课学时,大学二年级上半年授课;而无机化学,同分析化学一起共48学时,无机部分主要讲授热化学(热力学第一定律)、稀溶液的性质、胶体溶液、化学平衡及化学反应速率;根据教学大纲的安排,胶体和界面化学、催化作用原理这两门课程各安排24个学时,在大学三年级下学期开展。通过几年授课,经老师观察和学生反映不难发现,以上所述这些课程,在知识内容上相互之间都存在着一定的重复性和交叉性。 针对课程内容重复的问题,为了避免盲目浪费学时数,有效改善不同课程之间的重复授课,充分利用大学课堂掌握更多的知识,使我们在课堂上的几十分钟内有效地完成教学任务,这里提议对材料系开设的几门相关课程教学内容进行整合,使每门课都有其侧重点,建议组建一个全新的教学体系,同时要照顾到这些学科知识的完整性和独立性。例如,讲授无机化学课程时,建议把化学热力学和化学平衡作为重点内容详细讲授,而其他内容,如电化学、相平衡和化学反应速率这些内容作为物理化学课程的授课侧重点。物理化学理论课程中的胶体、表面现象则可放在胶体和界面化学以及催化作用原理这两门课程中主要讲授,物理化学课程就不讲授这部分内容。这样既节省了时间,又突出了重点,不仅使教学内容独立而完整,还可以适当减轻因课时量小带来的物理化学的教学压力,弥补了物理化学课程内容多、课时少的矛盾,老师在授课的过程中再也不担心时间不够用而只能浅显的表述;对于学生来说,仍然是掌握了整个物理化学的原理,而且更加坚实。 二、掌握专业知识框架,改革教学方法 通过对物理化学课堂的观察,发现学生们刚开始对这门课还保持有神秘感,大多数同学对这门课还是很有兴趣的,加之从师哥师姐们那里听说这门课容易挂科,因此学生们刚开始上课的时候都很认真。但是随着课程的深入,部分同学开始松懈,开始排斥这门课程,以至于后来干脆放弃学习。经过细心调查分析发现,学生们在失去学习兴趣后,慢慢迷失在这门课程中。尽管老师在课堂上一再强调要理清楚各章节之间内容的联系,重点记忆关键结论,但大部分同学仍然做不到,不能掌握物理化学课程的知识框架,也没有选择性的记忆关键问题,总是被动地接受课堂上讲授的内容,甚至被很多的数学推导过程迷惑。而实际上这门课程内容衔接紧密,逻辑性很强。把各章节之间的知识框架理清楚之后,就坦然的接受和明白了各章的结论,也有利于知识点的重点记忆。在教学过程中,注重课程之间的联系,通过知识点的连接和相关内容衔接相关的课程,及时引导学生把所学的内容纳入到学科的框架中,帮助学生建立较完整的知识框架,不要迷失在盲目的理论推导中。 物理化学这门课理论性很强,内容较多而抽象,公式又多,学生接受很困难,这就对老师的课堂教学提出了更高的要求。为了能够进行有效的课堂教学,激发学生的学习兴趣,常把日常生活现象中涉及的物理化学原理介绍给学生。比如,举例高温下食物容易变质的问题,联系化学动力学的理论加以说明;讲解温度对反应平衡和反应速率的双重影响时,例举合成氨工业中如何选择最佳温度;涉及讲授表面化学的理论时,可以例举农民锄地能防止水分蒸发的现象,或者小气泡、液滴、呈球形的现象,加以解释后,学生就会对表面性质有清晰的认识;讲授渗透压的时候,联系渗透压的作用,提问为什么肥料用多了农作物会“烧死”?打吊瓶时为什么会感觉到疼痛?让学生带着问题听课,面对生活中各种现象去思考,多问几个为什么,自己到物理化学中去寻找答案,激发学生学习这门课程的兴趣,也就达到了提高教学质量的目的。 除此之外,在课堂上还可以采用小班讨论或者Seminar讨论式教学模式,以教师和学生为共同的教学主体,就某些共同关注的问题,在和谐的气氛中进行讨论,加强教师和学生之间的交流和沟通。课下,利用我校教务处网站的网络教学平台,与学生进行课下的交流和习题讨论、小测验等,与传统的课堂教学模式相比,它具有互动性、合作性、学术性的优势。 三、强化配套实验教学 实验教学在物理化学课程的教学中占有十分重要的地位,它与物理化学课程紧密配合,巩固和加深对物理化学原理的理解,提高学生对知识灵活应用的创新能力,还培养了观察和分析问题的能力。 为了避免实验课程超前理论课程,建议在学习完物理化学相关理论后,及时在学期后半学期开设实验课程。课程组已经设置独立的实验课并计算学分,如:配合表面现象,开展了液体表面张力的测定实验、粉体粒度分析实验;为了巩固反应速率反应章节的学习,开设蔗糖反应速率常数、乙酸乙酯反应速率常数的测定实验等。同时,也应鼓励学生根据所学理论,合理设计实验项目,开展综合性创新实验,增加设计研究型实验,根据设计实验的题目、要求等内容,让学生查阅相关资料,并利用学过的理论知识,选用相关的仪器、药品,分析实验中的难点和关键步骤等,自行完成实验内容、并上讲台讲授实验,以培养学生发现和解决问题的能力。 经过几年的探索和实践,我院化学化工学院材料专业物理化学课程的教学改革将有助于提高学校物理化学课程的教学质量和效果,促进了物理化学这门校级精品课程的建设和发展。 材料化学论文:应用型本科院校材料化学专业教学改革探析 摘 要:我国高等教育已进入大众化阶段,地方本科院校材料化学专业应以应用型人才培养为目标,突出地方特色,科学定位办学目标,优化专业课程体系,加强师资队伍建设,改革课程考核评价机制。 关键词:应用型本科院校;材料化学;教学改革 推进教育教学改革,提高教育教学质量和人才培养质量,是高等教育发展的优秀任务。进入21世纪以来,我国的本科教育进入大众化教育发展阶段,客观上要求多数本科院校转向以培养应用型本科人才为主。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020)》、教育部颁布的《关于全面提高高等教育质量的若干意见》(高教三十条)等相关文件均指出:地方本科院校的办学应以科学发展观为指导,以地方经济社会发展对应用型人才培养的要求为导向,遵循高等教育基本规律,要深化教学改革,突出优势,强化特色,培养符合地方经济社会发展需要的应用型本科创新人才。因此,结合材料化学专业特点和应用型人才培养要求,优化课程体系,改革教学内容,突出专业特色,加强师资队伍建设,改革课程评价机制,推动材料化学专业的教学改革,是新形势下应用型本科院校的一项紧迫任务。 一、材料化学专业建设存在的问题 (一)办学目标不明确 目前全国各应用型本科院校中开设的材料化学专业,其专业建设并没有形成自己的办学特色,不少新建本科院校很多只是简单地照搬其他重点大学如“985”或“211”高校的材料类专业或者化学化工类专业的人才培养方案,并没有把其他高校的培养方案引进来后,根据本校本地区的实际情况进行充分吸收与相互融合,这样造成很多新建本科院校在专业设计上同质化现象越来越严重,学生所学习到的专业知识和技能越来越不能适应市场发展的需要。因此,目前应用型本科院校的材料化学专业在办学过程中普遍存在办学目标不够明确,办学定位缺乏一定准确性的问题。 (二)课程体系不合理 不同规格的人才培养需要有相应的课程体系来保证和支撑,课程体系是人才培养的总体蓝图,是实现人才培养目标的主要依据和手段[1]。总体而言,目前我国新建本科院校的课程结构不够科学合理,课程体系不够完整,教学内容相对陈旧。作为一门实践性很强的应用型学科,材料化学专业的课程体系应体现专业培养特色,综合考虑所设置的相关课程之间的有机联系,但目前各本科院校在课程体系构建方面存在以下主要问题:一是少数专业课程由于师资力量不够存在因人设课现象;二是专业课程的部分内容重复较多,学时分配也不够合理;三是专业主干课程缺乏系统性,理论课程的门数和学时偏多,实践课程的门数和学时偏少。此外,课程设置上必修课的比重较大,而选修课的比重较小,且缺乏整体的有机联系。总之,这些传统的课程结构设置不能体现学生创新精神和实践能力的培养,达不到应用型本科院校“宽口径、厚基础、强能力”的培养目标,不利于应用型本科创新人才的培养。 (三)师资力量薄弱 在我国高等学校序列中,地方高校占高校总数的90%以上,是我国高等教育的主体部分,地方高校师资队伍的建设与优化是国家“人才强国”战略的重要保障[2]。目前,各应用型本科院校的材料化学专业专任教师虽然人数不算少,但由于所处地域原因以及待遇因素,引进的高素质专业人才数量仍然偏少,不能满足本科院校新形势下的教学需求。与此同时,由于应用型本科院校大多是由专科学校升格而成,虽然升格以来引进了一大批具有博士或硕士学位的青年教师充实到教师队伍中来,但这些青年教师大多缺乏工程实践经验,这对培养应用型人才的高校而言,极大地影响教学质量,从而影响人才培养质量。此外,高层次人才是引领和带动学校学科建设和专业发展的“领头羊”,应用型本科院校不同程度地存在着高层次人才匮乏,尤其是学科带头人紧缺的问题,着力解决好高层次人才相对匮乏的问题是当前应用型本科院校持续发展和提升办学水平的迫切工作[3]。 二、材料化学专业教学改革的路径 (一)科学定位办学目标 应用型本科院校的办学目标要充分考虑本地区区域经济社会发展情况,积极挖掘特色质点,加强学生应用能力的培养,合理设置专业方向,形成与区域经济社会发展需要相适应、结构优化的专业办学特色。材料化学专业是教育部近年来新设置的一个专业,各本科院校应该明确本校的专业定位,结合本地区的实际情况,突出专业特色,科学合理设置专业办学目标。人才培养定位是高校实施教学计划的主要依据,明确自身定位、提高教学质量是高校办学育人的基础所在[4]。湖南人文科技学院材料化学专业应用型人才的培养目标应该是:培养德智体美全面发展,具有较高的思想道德素质、人文素质和良好身体心理素质,掌握材料化学的基本理论、基本知识和基本技能,了解材料化学领域的理论前沿、最新动态和应用前景,具有运用专业知识和技能解决实际问题的能力,具有较强的创新创业能力,能够在材料化学及其相关领域从事生产、应用开发和管理工作的应用型人才。 (二)优化课程体系与教学内容 课程体系是指一所大学根据本校制订的培养目标而设计的课程整体,课程体系不是简单的指课程设置,不同类型的学校,其课程体系也应当是不同的,这是创办富有特色大学的必要条件[5]。因此,应用型本科院校对本校的专业课程体系进行改革和优化时,既要突出本校的专业办学特色,又应体现应用型本科院校注重应用的特点。湖南人文科技学院的材料化学专业本次重新修订了人才培养方案,对课程体系进行了整体优化,并对相应的教学内容进行了调整,使之更符合专业办学特色和专业综合改革的要求。 1.优化课程结构 湖南人文科技学院材料化学专业根据市场人才需求宽口径招生,强化通识教育,培养综合素质,不断优化课程体系,在本次人才培养方案修订中将理论课程设置为公共必修课、专业必修课、专业限选课、专业任选课和公共任选课共5个课程模块。 第一,公共必修课主要是培养学生具有正确的世界观、人生观、价值观和较强的民主法制观念与较高的社会责任感,具有健康的体魄和良好的心理素质。公共必修课包括“思想道德修养与法律基础”、“马克思主义基本原理概论”、“思想和中国特色社会主义理论体系概论”、“形势与政策”、“大学生就业指导”、“大学生健康教育”、“高等数学”、“线性代数”、“大学物理”、“大学英语”、“大学计算机基础”、“大学体育”、“大学语文”等。 第二,专业必修课主要包括“无机及分析化学”、“有机化学”、“物理化学”、“材料概论”、“工程力学”、“工程制图”、“化工原理”、“材料科学基础”、“材料测试方法”、“材料制备原理”、“热工基础”等,目的是培养学生具有扎实的材料化学专业知识,具有较强的分析问题和解决问题的能力。 第三,根据企业实际和市场需求以及地方区域经济发展情况,专业限选课设置两个专业方向:陶瓷材料方向和能源材料方向。陶瓷材料方向开设“陶瓷工业机械设备”、“陶瓷工艺学”、“无机材料物理性能”、“特种陶瓷”等课程;能源材料方向开设“现代新能源材料”、“化学电源基础与应用”、“化学电源设计与制造工艺学”、“新能源材料与器件发展动态”等课程。 第四,专业任选课包括“金属材料概论”、“复合材料概论”、“专业外语”、“材料工厂设计”、“粉体工程”、“信息检索与应用”、“纳米材料”、“标准化概论”、“材料科学新进展”、“计算机在材料科学中的应用”等课程,学生从中任选6门课程学习。这些专业任选课的开设可使学生更多了解材料化学专业的理论前沿、最新发展动态及应用前景,了解与本专业相关的学科和边缘学科现状及发展趋势,从而可拓展学生的专业视野,为今后就业打下坚实而宽广的专业基础。 第五,公共任选课由学校其他系部开设,包括中华传统文化类、艺术素养类、科学素养类、应用技术类、教师教育类、其他类别类等六大系列课程,学生从中任选5门课程学习。通过该类课程的学习,可使学生实现文理科相关知识的交叉渗透,也是大学教育的努力方向。 为了突出专业培养特色,增强学生对企业实践知识的了解和熟悉程度,在材料化学专业人才培养方案中,我们从专业课程中选择其中6门体现专业特色的课程,组建校企联合授课模块,包括“材料测试方法”、“热工基础”、“材料工厂设计”、“材料科学新进展”、“材料产品技术概论”、“标准化概论”等。 2.合理构建实践课程类型 材料化学专业是一个与生产实际联系非常密切的应用性非常强的专业,在对理论课程整体调整和优化的同时,也必须重视实践教学课程,以提高学生动手能力以及分析和解决问题的能力。该专业的实践教学课程主要设置为校内和校外两个实践模块。校内实践教学模块主要包括公共实践必修课、专业基础实验课、专业实验课等。公共实践必修课主要包括“大学计算机技能训练”、“军事理论与训练”、“素质拓展教育”、“就业实践”等。专业基础实验课主要包括“无机化学实验”、“分析化学实验”、“有机化学实验”、“物理化学实验”、“化工原理实验”、“材料测试方法实验”等。专业实验课主要有“陶瓷制备与性能实验”、“化学电源综合实验”等。材料化学专业的实验教学内容要充分考虑其科学性和系统性,既要强化基础实验课必须掌握的各项理论知识和基本实践技能,同时又要多设置一些综合性实验和设计性实验,减小验证性实验的比重,鼓励学生大胆创新,提高学生的综合设计能力、实践创新能力以及分析问题与解决问题的能力。校外实践课程主要包括“校企合作教育(一)”、“校企合作教育(二)”、“校企合作教育(三)”以及“生产实习”等,这些课程的开设可扩大学生的专业知识面,增加实践技能,同时可将所学专业知识应用到生产岗位,提升学生解决实践问题的能力,使学生得到系统的工程训练,成为更符合社会需求的应用型人才。 (三)加强师资队伍建设 材料化学专业应用性强,与企业生产实践联系紧密,因此要培养出高素质的材料化学专业人才,就必须拥有一支高素质的教师队伍。针对应用型本科院校目前的师资队伍现状,有必要重构师资素质,既要重视教师专业理论知识与学术水平的提高,也要注重在新形势下专业教师创新能力与实践知识的培养。笔者认为,可从以下几个方面考虑来加强师资队伍建设:一是鼓励教师进修攻读硕士和博士学位,进一步增强教师专业知识,全面提升教学理论水平和能力;二是加强青年教师的教育教学培训工作,重点对新进教师进行教学方面的长期培训,建立考核机制,同时完善老教师指导制度,以帮助青年教师过好教学关;三是确定2―3个专业带头人培养对象,通过3年左右时间的培养,遴选出本专业的带头人;四是可考虑选择5―7门专业主干课程进行重点建设,每门主干课程的建设周期为2―3年,加强教学团队建设,整体提升教师队伍的专业能力和教学水平;五是鼓励和遴选专业教师分期分批到相关企事业单位进行短期挂职锻炼(3―6个月),拓宽教师视野,增强实践知识与理论知识的结合,使教师的知识结构与能力结构得到进一步调整和充实,从而提高专业教师的实践动手能力和知识更新能力;六是聘请校外相关企事业单位的“双师型”人才为专职教师或兼职教师,充实到教学团队中,参与校内专业人才培养方案制订、专业课程教学等工作,提高教师实践能力的整体水平。此外,学校还可定期通过举办讲座等形式,邀请国内著名高校、科研院所的专家学者以及有实践经验的企业老总或者技术开发人员来校讲学,让相关教师能够更多地了解和熟悉本专业的最新研究进展,及时更新自己的专业理论知识和实践知识。 (四)改革课程考核评价机制 逐步建立“考核内容综合化、考核形式多样化、考核过程全程化”的多元型课程考核模式,以考核方式改革促进教学模式改革。首先,对于“材料科学基础”、“材料制备原理”、“工程力学”、“化工原理”等专业理论课程,改变期末考试的单一考核方式,可采取课程教学的过程性考核(如增加平时考核、期中考核等方式)和期末考核相结合,实行课程考核方式多样化;而对于专业性比较强的理论课程(如“复合材料概论”、“材料工厂设计”、“化工制图”、“专业英语”等),可实行半开卷或开卷考试,在考试内容上尽量多采用综合性试题来衡量学生对该门课程的掌握程度,侧重学生思维能力和专业知识综合应用能力的考核。其次,对于专业实验课程(如“无机化学实验”、“分析化学实验”、“化工原理实验”、“材料测试方法实验”等)的考核,如果单纯地以每次实验报告的成绩为依据进行考核,容易出现高分低能现象。可考虑采用平时成绩(占30%,包括出勤情况、实验课堂表现、实验报告等综合考评)、期末实验操作考试(占30%,包括对所随机抽中的实验项目的实验过程熟悉程度、操作规范度、实验结果等综合考评)以及期末笔试测试(占40%,包括对平时所有实验项目内容进行考评)等多样化考核对学生学习情况进行综合评价。最后,对“毕业论文”、“校企合作教育”、“生产实习”等实践课程,要细化考核指标体系,实行实践课程的全过程考核评价机制,加大平时考核的成绩比重,把对学生的平时考核与期末总结性考核有机结合,科学评价该类课程的实际教学效果。 材料化学论文:浅淡材料化学专业的高分子化学实验教学改革 [摘 要]高分子化学实验是我校材料化学专业学生学习的一门重要的实验课程,该课程既能使学生进一步理解和掌握理论知识,又能培养学生的动手能力及科研素养。通过让学生参与实验的准备工作、实验设计等活动,对高分子化学实验教学进行改革,激发学生的学习兴趣,提高学生的基本实验能力。 [关键词]材料化学专业;高分子化学实验;教学改革 《高分子化学》是有机化学的后续课程,但同时更是高分子材料科学的启蒙课程,是学生掌握高分子科学基本理论和分析、解决高分子材料加工过程中的问题的基础课程。考虑到我校材料化学专业的一个重要发展方向是高分子材料, 《高分子化学》被选为材料化学专业的优秀课程。高分子化学是一门以聚合物合成实验为基础的课程,聚合物合成实验教学有别于一般有机化学实验,但又是以有机化学实验为基础,它是培育创业创新人才的一个重要环节,是材料化学专业联系生产实际的实用性教学。高分子化课程实验教学相比于理论课程教学更具趣味性、实践性、复杂性、研究创新性。高分子化学实验教学在整个高分子化学的教学活动中起着重要的推动作用。 高分子化学实验教学属于课程内教学,开设的实验课程内容中有一部分能够很好地体现高分子科学的发展成果,学生的实践与创新能力在某种程度上能得到锻炼。但是仍然存在相当一部分验证性、认知性的实验,而且实验教学环节依然偏重于理论,注重高分子材料实用性的实验不多,不利于学生学习有关高分子材料的制备与加工。在学生进行高分子化学实验过程中,学生一般是按照已有的实验过程进行实验。实验前教师对相关实验重点、难点、细节等方面进行集中讲解,学生只需按照教师提供的实验过程,即可顺利完成实验。如此实验教学,不但阻碍了学生发现问题的能力、分析与解决问题的能力以及创业创新意识的提高,还使学生对教师产生依赖,并且抑制了学生的独立思考及创新能力的挖掘。 我校材料化学专业具有工科特色,和高分子材料专业比,材料化学专业的高分子材料相关课程的课时相对较少,开设《高分子材料化学》(《高分子化学》)、《高分子物理》与《高分子材料加工工艺学》,总共课时不到140学时。如何在有限的时间内,使我校的材料化学专业的学生既能掌握高分子科学的理论基础知识与学科前沿,又可以激发学生学习高分子材料的兴趣,是一个非常值得探讨的问题。 一、分配学生参与教师的前期实验工作 前期实验工作是实验顺利进行的前提条件。相比基础课程中的无机、有机化学实验,高分子化学实验有更多的实验前期工作需要准备,包括检修与调试反应仪器装置、玻璃器皿的清洗、配制溶液(如提纯单体、引发剂)等。粘附在玻璃仪器上的聚合物难以清除,学生在清洗玻璃仪器等设备的过程中,既懂得实验的成功来之不易,又能初步掌握聚合物的溶解性质。如聚苯乙烯单体中一般要加入微量的对苯二酚等阻聚剂,以避免溶液在储存、运输的过程中发生聚合(变质)。所以为了使实验顺利进行,缩短反应时间,开始实验前,在教师的指导下学生采用减压蒸馏的方法对单体(加入阻聚剂)进行提纯。这样,学生既加深了对阻聚剂阻聚原理的理解,又掌握了减压蒸馏的操作方法。通过积极参与实验前的准备工作,学生懂得实验的成功不仅取决于实验过程,而且与实验前期工作密切相关,从而更加重视实验教学过程。更重要的是,通过参与教师实验前期工作的准备,加深了对课堂理论知识的理解,熟悉蒸馏、重结晶等提纯化学物质的方法。 二、设计能激发学生学习兴趣的实验 调动学生学习主动性的一个重要举措是激发学生的学习兴趣。要激发学生的学习兴趣,设计的实验最好是学生既熟悉又陌生的内容。如尼龙66的制备实验,尼龙绳、尼龙袜子等,生活中很常见,但是如何在实验中采用己二酰氯与己二胺的界面缩聚来制备学生却不清楚,这势必将大大提高学生主动参与实验的兴趣。而且实验装置相对简单,一个烧杯即可完成。当学生将有机相与水相混合后,在两相界面马上就能看到一层聚合物薄膜的生成,而且该层薄膜拉出之后,又立即生成新的聚合物薄膜,可以连续不断地拉出,形成纤维状物质。实验操作不复杂,成功率高,过程新颖,操作明了,学生学习的积极性高。 三、注重开设实用、应用型实验 高分子化学实验教学为学生的创业、创新意识的培养提供了良好的环境条件,尤其是一些能结合实际生活的应用型高分子材料的制备,能使学生体会到高分子化学实验的实用价值,有利于激发学生走向的创业、创新。如在“聚丙烯酸型高吸水性树脂的制备”实验中,高吸水性树脂可用于日常生活用品如尿不湿等,由于该产物的实用性强,一方面可以提高学生动手实验的积极性;另外一方面也使学生深刻认识到高分子材料是一个与人们的日常生产生活息息相关的学科方向。类似的高分子材料还有粘接剂、涂料等,这些实验的开出将会使学生对未来从事该行业的信心倍增。 四、适当设计综合型实验 教材内高分子化学实验大多数是认知和验证型实验,学生只需要按实验参考书的步骤操作基本就能完成。如此实验虽然可以使学生的动手能力得到一定程度的提高,却不能使学生的综合能力、分析和解决问题的能力、创新的能力等方面得到合适的锻炼。综合型实验是内容和步骤较为复杂的实验,其中包含多个的知识点和基本实验操作,需要结合多方面的理论知识和技能,才能够顺利完成。综合型实验既能够训练学生综合运用所学理论和实践的技能,又能培养和提高其发现问题、分析问题、解决问题的能力。在综合型实验训练过程中,学生主动思考,敢于提出问题、分析问题和解决问题,学生的科学思考和创新意识获得很大的提升。 五、开设研究型实验 学生经过综合型实验的基本训练后,实验理论知识和专业实验技能都有了一定程度的提高。为了使学生了解高分子科学学科前沿、激发学生创业创新的动机,教师允许学生采取自愿组合的方式组成若干个科研兴趣小组。通过查阅文献资料,小组讨论提出实验方案,并与指导老师讨论方案的可行性,最后开展实验。结束时,上交实验记录由指导教师批阅给出评价,并讨论实验的得失。整个过程中,要求学生提交文献综述、可行性方案、实验报告或科研论文,锻炼写作科研论文的能力。显然研究型实验需要教师付出更多的劳动,为学生创造一个独立完成、接近实际科学研究的环境。研究型实验有利于提升学生分析问题、解决问题、独立工作、团队精神及创业创新等方面的综合能力。 六、改革实验成绩的考核方式 一个好的实验成绩考核方式要能够反映学生在实验教学过程中各个环节的表现。仅凭一份实验报告来评定学生的成绩是远远不够的,学生在预习实验、搭建装置、清洗仪器设备、打扫卫生等方面的工作都将得不到很好的体现,缺乏客观性和公正性。因此,可以借鉴无机、有机化学实验的考核方式,将实验成绩的评定方式细化:平时实验成绩60分,包括书写预习10分、统一服装5分、装置搭建10分、规范操作10分、卫生情况5分和提交报告20分;期末实验操作考试40分(随机抽取)。将实验成绩的评定标准在开课前公布,使学生不得不复习巩固所有开设的实验,从而达到熟练掌握各项实验技能的教学目标。 七、结束语 高分子材料作为我校材料化学专业一个重要的培养方向,《高分子化学》成为材料化学专业的优秀课程,直接影响《高分子物理》《高分子材料加工工艺学》等后续课程的学习。我校材料化学教研室已通过对高分子化学实验教学的改革,在激发学生学习高分子化学科学的兴趣,提高学生的实践技能、创新能力和创业意识等方面有所收获。2015年3月5日,全国人民代表大会第十二届第三次会议开幕,国务院总理同志在作政府工作报告中提及 “大众创业、万众创新”。今后,我们将秉成这一新理念,继续深入研究与探索,使高分子化学教学不断适应社会发展的要求,为培育更多材料化学领域的优秀人才做不懈的努力。 材料化学论文:量子化学在电致发光材料分析中的应用 【摘 要】利用量子化学半经验方法可以研究电致发光材料的电子机构、几何构型、光谱性质等等。可为电致发光材料的合成和选用提供诸多指导性建议。本文通过对最近量子化学在电致发光材料合成和分析的应用类文章进行了归纳总结,粗略地说明了量子化学在电致发光材料合成中所起的作用。 【关键词】量子化学;电致发光材料;合成 0 引言 有机及配合物电致发光(EL)和非线性光学材料在高新技术中的广泛应用,受到人们的关注并得到积极的研究[1-3]。近30年来,随着量子化学计算方法和分子模拟技术、以及计算机技术的飞速发展,对材料科学的发展产生了深刻影响。利用量子化学计算方法方法研究EL材料的电子结构和光谱性质,以全自由度优化几何结构为基础,计算化合物的电子光谱。对研究此类材料的性质及合成有指导性意义计算结果是实验结果基本吻合。本文主要介绍量子化学在EL材料研究中的应用及进展。 1 量子化学研究EL材料的方法及原理 就量子化学的几种计算方法来看,从头算法虽然有严谨的理论支持,能得到较好的计算结果,但是当遇到诸如酶、聚合物、蛋白质等大分子体系时,计算很耗时,其计算代价无法承受[4]。为了在计算时间和计算精度上找到一个平衡点。采用量子化学半经验方法AMI进行了理论计算包括构型优化、振动分析电子光谱计算。科学家们以从头算法为基础,忽略一些计算量极大,但是对结果影响极小的积分,或者引用一些来自实验的参数,从而近似求解薛定谔方程,就诞生了半经验算法。如:AM1,PM3,MNDO,CNDO,ZDO 等[5,6]。目前,对多类EL材料的研究大部分都是基于量子化学的半经验方法。 2 光谱性能的量子化学半经验计算 EL材料的发光颜色与材料的荧光光谱有密切的关系,荧光即是电子由第一激发单重态跃迁回基态所产生的降级辐射。目前对光谱性能的量子化学计算多半基于量子化学半经验方法PM3和AM1,先对化合物的几何构型进行了全参数优化, 得到其稳定构型,再进行振动分析,在此基础上利用单激发态组态相互作用方法(CIS)计算它们的电子光谱。 比如苏宇,廖显威[7]等人采用量子化学半经验方法PM3对三种黄酮类化合物的荧光光谱进行了理论研究。对各化合物优化后的构型作了振动分析,均未出现虚频率。在此基础上,采用单激发组态相互作用方法(CIS) 计算荧光光谱,所有计算结果与实验值基本吻合。廖显威,李来才[8]采用单激发组态相互作用(CIS)方法,分别计算了4 种稠环芳烃的电子光谱,选了801个组态进行计算,所得结果与实验值基本吻合。他们还对几种含氮芳烃化合物有机EL材料,对FL-4、 FL-7、FL-10 和FL-12的光谱进行研究,计算结果与实验值基本相符合。薛照明,张宣军[9]等用PM3/SCI方法计算了三个分子的电子吸收光谱,测定了三个分子的电子吸收光谱和荧光光谱(DMF溶液)。结果表明理论计算值与实验值相当吻合。高洪泽,石绍庆等利用量子化学半经验AM1及INDO/SCI方法研究了B与8-羟基喹啉的螯合(LiBq4)的电子结构和光谱性质,计算得到基态到各激发态的垂直跃迁能和振子强度,获得电子光谱。分析出由于配体中苯酚环、吡啶环对不同前线轨道的贡献不一样,所以在吡啶环和苯酚环上引入取代基会对光谱发生影响,为分子设计提供理论指导。 3 量子化学对EL材料结构的分析 结构与性能的关系一直是量子化学的主要研究领域,它涉及的范围非常广泛,从无机小分子、有机分子到高聚物和生物大分子,从人为设计的理想模型分子到实用的药物分子和材料分子等[10]。通过结构与性能的研究,人们可以逐类地对一些化学现象进行统一的解释,得出一般性的规律,进而预言一新的化学事实,指导设计新的实验。目前国际上关心的课题主要有:重要新型无机分子、有机分子和原子簇化合物的化学键本质的研究;重金属、稀土元素化合物的成键规律;(半)导体材料、磁性材料、光电材料等。 高洪泽,石绍庆[11]等通过量子化学半经验方法研究了蓝色有机薄膜电致发光材料LiBq4 电子结构,国外研究人员在这方面已做了不少努力,合成了很多类型的蓝色发光材料并且制备了相关器件[12-15],但多数都没有获得突出的结果。由于LiBq4体系相对分子质量较大,迄今未见有对其进行理论研究的报道.他们通过计算结果表明,各个喹啉环基本保持各自的面共轭结构。计算得到的稳定几何结构和的主要键长。为探讨其发光机理及B和Li 元素在其中所起的作用及M ―N键的共价性、离子性对发光的影响,为进一步探索合成与设计具有优良性能的蓝色发光材料提供理论依据和指导。 4 振动分析 判断分子是否处于稳定构型的一个重要方法是看它的振动光谱是否出现虚频率[16]。刘芳玲,张红梅[17]等对萘及其卤代化合物在B3LYP /6-31G水平下优化了4种化合物的几何构型, 在振动分析中,其振动光谱均未出现虚频率, 说明构型优化基本合理性。 5 前景与展望 近些年来虽然量子化学在研究和分析EL材料方面,解释了一些实验现象,揭示了不少前期未被理解的机理,甚至预期了一些结构性能关系。但量子化学的应用远不止这些。随着量子化学理论不断发展和应用领域的逐渐拓宽,研究方法的不断创新,今后将对电致发光材料的合成和选择提供更好的理论依据和指导。将量子化学与EL材料的性质分析结合起来,才能更好的选择EL材料的构成,合成性能更好的EL材料。 材料化学论文:浅析化学化工材料应用技术 [摘 要]目前我国国家经济发展迅速,随之,化学化工的发展在科学领域也呈现出强劲势头,化学化工材料凭借自己独特的优势不仅在工业生产中得到了广泛的应用,在人们的日常生活中也可以随处可见化学化工材料的身影。化学化工材料已经在各个领域范围内受到了人们的认可,化工材料的应用技术也日新月异,呈现出迅猛的趋势。随着化学化工材料的蓬勃发展,在科学领域不断出现新的学科和新的概念。本文就化学化工材料的应用技术研究为大家进行阐述。 [关键词]化工材料 科学技术 应用 随着化学化工产业的不断发展,各个行业对化学化工材料的应用也有了更为广泛的要求,如何在传统产业链中谋求创新和突破,也成为了化学化工应用技术发展的主要方向,目前,现代建筑业以及新型农业现代产业都对化学化工材料提出了绿色环保的要求。那么化学化工材料在现代建筑业以及新型农业现代产业中的应用具体情况是怎样的呢,现在本文一一阐述。 一、化学化工材料在现代建筑业上的应用 从2008年北京成功举办奥运会开始,世界开始进一步瞩目中国,同时,绿色化工材料也被人们更为广泛的认同。从某个意义上来说,绿色奥运的北京奥运会环保理念,拉开了绿色化工材料在我国建筑行业的应用新纪元。虽然奥运会短暂的过去了,但是绿色化学化工材料在我国的应用还有广阔的市场。 奥运会以来,在“水立方”等奥运场馆中采用的零挥发性有机化合物和低挥发性有机化合物水性涂料更为广泛的在现代建筑业中得到应用。其中水性聚氨酯涂料有着粘合持久、无污染、干燥快的性质,维护起来也更为容易,同时,水性聚氨酯涂料还具有阻燃性,防火性能首屈一指。在“鸟巢”钢结构中使用的氟碳涂料,也是值得现代建筑业关注的化学化工材料的一种绿色涂料。它不但耐溶剂、耐候,还有耐酸碱性的优势。并且其涂刷后性质高度稳定,无害无毒,是当之无愧的“涂料之王”。 谈到化学化工材料在现代建筑业上的应用,不得不说的就是隔热保温材料。像“鸟巢”建筑过程中采用的聚氨酯硬泡材料,其具有保温节能、防止噪音和绿色环保的功能。是现代建筑业中不可或缺的化工材料之一。同样,在奥运场馆座椅上采用的聚丙烯材料,具有阻燃和耐候的特性,同样可以实现回收再次利用。还有值得关注的膜材料。在“水立方“建筑上广泛使用的新型化学化工材料:乙稀-四氟乙烯共聚物。它主要用于膜材料,有着节能、保温隔温、自我清洁的功能。在控制温度方面,其节能效果更为显著,曾为“水立方”节省百分之三十的电能。对于新型建筑产业来说有突破性的建树。 应该说,化学化工材料的应用渗透到了整个现代建筑行业,在绿色环保节能创新方面给现代建筑业带来了新的春天。 二、化学化工材料在新型农业现代产业中的应用 随着社会经济的发展,人们在消费农产品时不再单单重视产品的质量和价格,而是更加注重对品味、特色和安全保健等感性的因素。因此,为了适应这一要求,新型农业应运而生,要想满足新型农业的要求,就要求化学化工材料在微生物肥和生物农药研发上进一步发展。然而农业生产并不是一朝一夕的事,也并不是满足了一代人就可以了,它是关系着我们下一代的发展问题。所以,持续性、发展性以及可循环性就成为了新型农业发展的一个重要特性。而要想能持续发展,与自然和谐共存,就需要化学化工材料应用技术着眼长远,从可持续发展角度进行应用和推广。 传统农药的害处不言而喻,因此绿色农药在新型农业中的应用就越来越为重要。“十一五”以来,加强环境保护成为新的主要目标之一。大力发展“安全、低毒、高效”的环保型农药,保持生态平衡,保障农业产品安全环保成为国家以及人民对农业的更新要求。从而,有机农药应运而生。有机农药中重要的一种腐殖酸类的农药作用更为突出,一方面,腐殖酸类农药产自大自然,并没有传统农药的毒副作用。同时,大自然有丰富无穷的资源,使得有机农药丰富广泛,是可持续发展的前提之一。另一方面,此类有机农药的经济效益可观,又无毒无害,所以深受现代农业好评。是发展前景大好的新型农药之一。 当然,要想农作物增产丰收,还需要一些促进农作物生产效率的有机农药。而这些增效方法可分为物理增效、化学增效、生物增效以及综合增效四类。物理增效,就是不改变农作物的分子,在农作物的细胞间进行各种性能的增效和提升。主要改善农作物的细胞通透性、渗透性和表面活性和粘着性等。化学增效,就是在分子间进行组合和作用,以达到改善农作物的生长形态的方法。生物增效,就是利用生物酶在农作物之间进行调整,进而增加农作物的生长效率。而综合增效就是利用以上各种方法,在不同要求下使用两个以上的增效方法对农作物进行增效生长,以达到增产增收的效果。 随着化学化工材料的不断发展,人们也在尝试将化学化工材料应用到生物菌剂中。在生物菌剂的应用构成中,研究在实验室内取得了较为明显的效果,但是当将这些研究完成的生物菌剂应用到农业生产的农田中,还是遇到了一些问题,因为农田环境对生物菌群的发展环境有所破坏,使得菌剂不能发挥在实验室中的效果。然而,当将化学化工材料与生物菌剂经过合理配比后,再应用到农业生产中,我们可喜的发现了生物菌剂的完美优势,从而完成了生物菌剂与化学化工材料的完美组合,对控制土壤中的农作物病原菌起到了显著的作用。 我国针对现代农业对农药的要求,通过农药企业在技术上进行创新和改革,以达到农业企业发展多元化。这也要求化学化工材料应用技术得到更为多元化以及多方面更为全面的研究,尤其是在现代农产品的生产方面,对化学化工材料的应用技术也要求更为系统和全面的研究和发展。现在,国家对农业化工材料应用和建筑化工材料应用越来越为重视,经过文章的深入分析,希望能对我国化学化工材料的应用和发展起到积极的影响。虽然现在我国的农药生产已经有了一百万吨的突破,但还是不能满足现代农业产业的需求,同时,进出口业务的发展,也使得化学化工材料的应用技术优势更为突出,在平稳中促进全国乃至全球化工化学材料的全面发展。 三、结语 在现代建筑业和新型农业的发展过程中,新型创新性化学化工材料得到了广泛的应用和重视,当然,在全球经济不断升温的今天,只着眼眼前的化学化工材料应用技术是远远不够的,我们还要不断的研究和实验,使化学化工材料的应用技术更为全面和多元化,应用到生产生活的各个领域,从而给我们的日常生活带来更为专业、健康的产品和服务。相信只要通过不断的追求和谨慎的研究,化学化工材料的应用技术一定会得到进一步的完善和升华。 作者简介 李俊闹(1994.1),女,云南昆明人,中南民族大学化学与材料科学学院2012级本科生,材料化学专业 材料化学论文:材料的制备及其光催化环境污染物降解的设计 摘 要: 通过水热法合成并使纳米粒子附着在表面,形成复合光催化剂,通过两种半导体材料之间的相互协同作用,提高复合材料的光催化性能及其光致稳定性。并通过XRD、TEM、XPS、FT-IR等表征方法对光催化剂进行分析;在可见光下以RhB (罗丹明B)和MB(亚甲基蓝)为目标污染物,高压汞灯为光源,评估复合光催化剂的性能,并运用XRD、红外、DRS等表征了其结构特征。通过实验可使学生初步了解纳米材料的基本知识,常用的表征分析方法,以及环境污染物降解处理方法。实验内容涵盖材料化学、环境化学、无机材料合成、仪器分析、光催化性能测试等方面。实验内容设置有助于培养学生的科研创造能力。 关键词: 环境化学 污染学习降解 随着全球对环境问题关注程度的日益提高,对从事环境研究人才的要求越来越高。 为了适应社会及经济发展的需求,培养理论实践相统一的应用复合型人才,要特别加强与重视实验教学。环境化学实验设计应反映新的科研成果,以提高学生的创新能力和科研能力,旨在使学生在实验教学中得到更好的综合能力训练。 近年来,半导体光催化技术在净化环境污染物领域的研究得到了广泛关注。因其独特的半导体能带结构和化学热稳定性,作为一种非金属型可见光光催化剂被应用于光催化领域,包括光解水制取氢气、光催化降解环境有机污染物和光催化合成等,引起国内外学者的广泛关注[1-2]。不仅廉价易得,而且其化学组成和能带结构可调控,因此成为光催化材料研究领域研究的热点。但是,单体材料仍然存在缺陷,为解决该问题,本文采用的复合改善单体的光催化性能。 1.实验部分 1. 1 试剂和仪器 2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪、三聚氰胺、乙腈、钒酸钠、硝酸银和亚甲基蓝(MB) (国药集团化学试剂有限公司);电子分析天平(北京赛多利斯仪器有限公司);Avatar360型FI-IR 光谱仪(美国Nicolet 公司);紫外可见分光光度计(岛津 UV-2450);X射线粉末衍射仪(D/max2500PC)。 1.2 光催化剂的制备 g-C3N4的合成: 称取一定量的2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪和乙腈放入反应釜中搅拌,然后加入三聚氰胺搅拌。将反应釜置于140℃烘箱中反应,反应结束后,反应釜自然冷却至室温。溶液离心分离,蒸馏水洗涤,干燥,所得粉末即为。 的合成: 将含有的水溶液超声后加入于25℃下搅拌。将准备好的NaVO・12HO水溶液逐滴加入上述溶液。搅拌反应后,溶液离心分离,蒸馏水洗涤,60℃干燥,所得粉末即。 1. 3 光催化降解实验方法 在可见光照射下,30℃条件下测量光催化材料的光催化性能。反应光源为模拟太阳光灯源。实验中,将光催化剂和MB (10 mg/L)或者RhB (10 mg/L)水溶液加入光催化反应玻璃瓶中,并通过循环水冷却消除热催化的影响。在光照之前,先将悬浮液在暗处磁力搅拌1 h,使MB (或RhB)染料与光催化剂混合均匀,达到物理吸附平衡。在光反应过程中,MB (或RhB)光催化剂溶液连续磁力搅拌,每5 min (或15 min)取悬浮液,离心去除光催化剂粒子,取上清液测试。使用岛津UV-2450分光光度计,通过测定最大吸收波长确定其浓度,MB (或RhB)的最大吸收波为664 nm (或553 nm)。根据朗伯-比尔定律,溶液的吸光度与浓度成正比,因此可用吸光度代替浓度计算去除率,以此为MB溶液的去除率。计算公式:降解率=(1-)×100%=(1-)×100%,其中C、C分别为光催化降解前后的浓度,A、A分别是降解前后的吸光度值。 2. 结果与讨论 经过XRD、IR、DRS表征发现,合成的为。光催化活性考察表明合成的具有较高的光催化降解活性。 学生在本实验过程中可以学习光催化剂的合成方法,巩固掌握称量固体、液体量取、催化剂洗涤等基本化学实验操作技能,并学习紫外可见分光光度计、红外光谱和DRS的操作方法。学习标准曲线建立的方法。材料的光催化活性最好,光照90 min后RhB的去除率达到85%,光催化降解速率常数最大,说明的存在能够显著提升基体的光催化降解性能。 3.结语 光催化技术已经在制氢、还原,污染物降解等多个领域具有广泛应用。半导体光催化剂是目前应用广泛的环境和能源保护功能性材料之一。本实验可以让学生了解环境污染物控制的新方法,使学生扎实环境化学基础知识的同时,能关注环境领域科技前沿信息, 将最新的科技知识融入基础知识学习中,提高自身的专业技能。 材料化学论文:材料化学教学内容存在的问题及改革趋势研究 摘 要:材料是社会现代化的物质基础与向导,是一切科学和技术发展必不可少的基石,是人类社会进步的里程碑。而材料化学是材料化学专业的基础课程和主干课程,是由材料科学与化学两大类学科交叉形成的。本文通过分析材料化学教学中存在的问题,针对材料科学学科特征和研究内容、任务,探讨了材料化学教学的改革趋势,希望能够提高材料化学教学质量,提高学生综合素质。 关键词:材料化学;教学问题;改革趋势 材料化学是材料化学专业的一门基础课程以及主干课程,是在化学学科、材料科学的相互交叉、渗透的过程中,形成、发展起来的,属于新兴的交叉、边缘学科。我们所采用的材料化学课程包括了晶体学基础、金属材料、有机高分子材料等等内容。材料化学的课程目的是为了使学生具有初步分析、解决材料中的化学问题的能力,通过该课程的学习,使学生熟悉材料的合成方法、表征手段,使学生掌握材料结构的基础理论,熟悉材料应用领域中的一系列知识,掌握材料性质与结构的关系等。并且为了培养学生的创新能力,通过对材料化学课程的系统学习,能够提高学生的综合素质。 1 材料化学教学中存在的问题 随着新材料、新技术、新理论等的出现,材料化学的快速发展要求教材不断更新,材料科学具有了新的生命力和发展前景。材料科学与工程技术日益融合,材料科学研究已经深入到源自尺度,发生了深刻的变化,并开拓了新的研究领域,如:微纳结构材料等等。并且材料化学是一门实践性很强的学科,作为教材,在日新月异发展的同时,需要具备基础性、前沿性和应用性特征。但是目前,教材对学科的原理、规律等难以阐明,缺乏较强的理化基础,根本无法适应学科的发展变化。一些大学毕业生就算具备很好的理论基础,也缺乏适应能力,后劲不足的缺点。对于材料化学研究的目的来说,教材具备应用型能够学以致用,目的明确;而教材具备前沿性,能够有利于学生较快地适应日后的科研工作,能够恰当地反映材料科学发展。随着科技的不断发展,新型材料的研发已经成了高科技中作为活跃的部分,从实验开发到工业应用,材料研究的周期大大缩短,因此,在材料化学的教材中,需要有意识的突出这一特征。另外,材料化学学科发展实践短,研究范围广,是一门新兴学科,课程参考教学资料少,存在本学科中的新理论、新技术不能及时充实到教材中的现象,对教材编著人员素质要求高,因此,材料化学课程教学内容要体现出与时俱进的理念,要进行很好的选取、改革和优化。 2 材料化学教学内容的改革趋势 2.1 材料化学课程教学内容的选取 在内容选取上,材料化学课程教学内容要根据两条原则。首先,材料化学课程教学的目标是“加强基础、突出应用、提高素质”,因此,要根据材料化学课程的研究内容和课程特征,处理好与其他学科的关系,材料化学专业的材料化学课程强调基础理论,适当地介绍一些传统材料,适当地加入一些内容,如:晶体理论、能带理论、热力学基础、金属结构近似模型等等。其中晶体理论包括晶体缺陷、X射线衍射基本原理、晶体结构对称性等等,不能有物没有理论,也不能有理论没有物理,并且还要适当的介绍一些新型功能材料结构、使用性能等。同时,还要突出其基础理论性,要与金属材料、高分子材料、无机非金属材料等联系起来又区别开来,突出材料合成条件、结构性能的关系。其次,要根据学校学科特点,遵循教学内容的选取原则,如:整体优化、精选内容、跟踪前沿等,根据教师的特长及科研成果,体现出课程内容的前沿性,实现课程内容的广度和深度,力求能够反映出当代材料化学新成就、新工艺等,让学生充分了解到材料化学发展趋势,如:纳米材料、能源材料等新材料,扩大学生的视野,培养学生的学习兴趣。 2.2 选取与优化材料化学课程内容的要求 首先,要了解化学在材料科学总的地位,熟悉材料化学的定义、材料类型、材料应用,了解与材料科学有关的期刊,了解新型材料的制备方法、功能、用途。材料化学结构理论要求掌握晶体结构的周期性、对称性概念与性质,主要包括点阵理论和晶体结构、原子结构等。要求要了解常见的对称元素系、疯子的几何构型等等,熟悉金属、离子化合物晶体,了解群的定义,常见分子点群,了解描述晶体结构的表达方法,掌握金属键能带理论、金属单质结构的近似模型,了解晶体学语言转变为化学语言等的方法,熟悉分子之间作用力等,了解不同化学元素等对材料性能的影响,了解不同材料的本质区别。材料化学合成原理与技术,要掌握材料制备技术,如:无定型材料的制备和晶体材料的制备等,熟悉无机材料制备基础理论,如:化学热力学、动力学等,熟悉高分析材料合成原理与方法。如:自由基聚合、高分子化学反应等。并且要熟悉晶体X射线衍射原理等等。其次,要加深理解各种传统材料结构决定性能的观点,熟悉几类重要材料,如:玻璃与陶瓷、聚合物等。另外,要熟悉纳米材料概念、技术等应用前景,了解光学功能材料、电性能材料等。 2.3 材料化学课程教学内容选取措施 一为了帮助学生顺利抵学习材料化学的基本原理,要重视由表入里、由浅入深的认知过程,处理好材料结构与性能、宏观与微观的关系。 二为了贯彻少而精、精而新、新而优的原则,在讲解课程基础知识的同时,要注重理论的连贯性,注意适当穿插新的研究成果,处理好课程内容更新与精选、更新与基础的关系,拓宽学生的知识面,注重其他课程和学科的渗透、促进作用。 三为了巩固学生学到的知识,要充分发挥例题习题的作用,使学生运用所学的知识去分析、解决问题。加强学生的练习,拓展并深化对基本概念、原理的理解,检查学生对课程内容的理解和掌握程度,提高其分析问题和解决问题的能力。 四为了训练学生演绎法和归纳法两种思维方式,要重视演绎法和归纳法的学习、运用,为化学理论提供一种思维体制,总结更新知识,培养学生观察、分析、推理等能力。 五为了提高学生的创新意识和综合素质,要注重理论联系实际,注重实验技能的训练,处理好理论教学与实验内容的关系,通过实验教学加深对原理的理解。 材料化学论文:建筑室内装饰装修材料化学污染及其防治对策 摘要:关于建筑装饰装修材料有害物限量,我国虽制定了系列标准及规范,但目前市场上的产品仍是鱼龙混杂,一般消费者很难鉴别这些材料或物品的环保程度,导致一些高污染的装饰装修材料、物品进入家庭,引发室内空气污染问题,危害居住者健康。 关键词:建筑装修;室内装修;室内污染;防治对策 一、建筑装修工程施工过程的特点 建筑装修工程指的是通过相应的施工操作,在原有的建筑物主体上添加一层装修层,实现建筑物的美观和整洁,提高建筑物业主的居住环境质量。在建筑装修工程施工过程之中,其主要是依托于建筑物的承重墙等结构主体的支持才能够进行相关的装修操作。而在装修的过程中,所使用的漆料和木板由于经过了相应的化学加工处理,很有可能含有甲醛等对人体有危害的气体,可能对人民群众的身体造成危害,在加工的过程之中,也有可能或产生粉尘,影响到人民群众的身体健康。 在建筑装修工程施工过程之中,由于建筑物的施工环境限制,整个建筑装修工程施工只能在一个有限的建筑物空间之内进行,这就很有可能发生建筑装修工程施工和其他建筑物施工过程的平行交叉施工,这就导致在建筑装修工程施工过程中会产生一些不安全的因素,导致一些质量问题的产生。与此同时,由于建筑物业主的具体要求不尽相同,这也就导致进行装修使用的过程中所要进行施工操作也不尽相同。除此之外,进行建筑装修工程施工的材料的类别也很多,这些材料所蕴含的各种物质可能造成对建筑物内部的污染的效果也各不相同,其可能含有的污染物的种类就具有甲醛、粉尘等物质。具体的说,就是在进行建筑装修工程施工的时候,建筑团队要选取不同的施工工艺来进行施工,在保证建筑物室内美观的基础上,保证室内的环境不受污染。 二、建筑装修材料中主要污染物及影响因素 1、涂料 目前室内装饰装修主要用到的有卫生间或阳台的防水涂料、内墙涂料和木器涂料。一般厨卫用的防水涂料主要两大类:聚氨酯类防水涂料和聚合物水泥基防水涂料,早期的聚氨酯类防水涂料因含有煤焦油或沥青,属于严重污染环境损害健康的产品,已经被淘汰,此外,聚氨酯防水涂料普遍使用的交联剂是莫卡(MOCA),也属于可疑致癌物,目前使用的新型聚氨酯类防水涂料为水固化型聚氨酯防水涂料以水为固化扩链剂,不需交联剂莫卡(MOCA),而且不含苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯酯等有害有毒溶剂,属于环保产品。另外,内墙涂料中以合成树脂乳胶漆为主,属水性涂料,内墙腻子的主要成分也属于无机成分,健康危害风险较低,但鉴于市场中很多淘汰工艺或禁用产品的盛行,需注意以下几点:第一、合成树脂乳胶漆属水性涂料,虽然环保性较溶剂型涂料高,但乳胶漆的添加助剂较多,注意表面活性剂、成膜助剂、防霉杀菌剂、防冻剂中是否含有禁用物质(烷基酚类、乙二醇醚和乙二醇酯、乙二醇)或强溶剂等;第二、内墙腻子主要为无机成分,严禁添加建筑胶(107、108、801、901胶水),以免带来化学污染;第三、防水涂料中目前使用的湿气固化聚氨酯防水涂料和聚合物水泥基防水涂料属环保型产品,严禁使用含煤焦油或含沥青的聚氨酯涂料。 2、胶黏剂 与涂料组成类似,胶黏剂也是以高分子材料为主料,配合各种固化剂、增塑剂、填料、溶剂、防腐剂、稳定剂和偶联剂等助剂配制而成。高分子材料有热塑性树脂、热固性树脂、合成橡胶、天然高分子物质等;溶剂有脂肪烃、酯类、醇类、酮类、卤代烃类、醚类等;增塑剂用的较多的是邻苯二甲酸酯类;固化剂种类有脂肪族多胺、芳香族多胺、芳环脂肪族多胺、脂环族多胺、低分子聚酰胺、有机酸酐、咪唑类等;颜填料则包括氧化铁红、氧化铁黄、云母氧化铁、三氧化二铬等。根据胶粘剂的原料组成,造成室内污染的成分主要来源于溶剂中的挥发性有机化合物、有毒固化剂与增塑剂以及其他助剂等。 3、氨气 氨气是室内装修污染的污染源之一,是一种具有强烈刺激性气味的气体。建筑物的混凝土外加剂会造成氨气污染,有的建筑单位为了缩短工期,使用了高碱混凝土,这些混凝土中含有大量的氨类物质,随着环境温度、湿度等的变化,这些物质会还原成氨气,并从墙体中缓慢释放,进而造成室内空气中氨的浓度不断增高。氨气对人体的主要危害在于它会削弱人体的免疫能力。氨气被人体吸入后,会与人体血液中的血红蛋白结合,进而破坏血红蛋白的输氧功能,长期大量吸入氨气会出现流泪、咽疼、声音嘶哑、咳嗽、痰中带血、胸闷和呼吸困难等一系列呼吸道疾病。 三、室内建筑装修危害的防止 1、严控建筑装修工程施工材料质量 施工团队在引进施工材料的时候,要仔细地审查材料的性能,并根据工程的具体需要进行装修材料的选取工作。因为,只有保证了建筑装修工程施工材料质量满足相应的质量检验标准,才能够保证建筑材料之中所蕴含的的有毒害物质的组分控制在一定的范围内,才能够保证建筑装修工程的室内环境控制达到相应的水平。需要通过这样的方式,以有效地保证建筑装修工程的室内环境。但是,截止目前为止,我国还没有形成一个监督管理严格,价格符合统一标准的建筑材料市场,这就导致很多质量并不符合国家相关规定的材料的流入。这就需要建筑团队组织相关的专业技术人员,进行对建筑材料的严格检查,确保建筑装修工程施工过程之中使用的建筑材料都是性价比高、绿色无污染、符合可持续发展原则的建筑装修施工材料。具体地来说,就要求施工团队仔细审查建筑装修材料的规格性能、建筑装修材料的环保性能。针对目前越来越严重的环境污染问题,建筑团队在进行建筑材料选取的时候,必须严格遵守《民用建筑室内环境污染控制规范》的相关规定,使用绿色无污染的建筑物装修材料。在建筑装修工程施工过程之中,如果建筑团队想要更改施工的建筑装修材料,必须要申报监督管理部门,经过认可之后才能够更改建筑装修施工材料。 2、简化装修模式,增添绿色植物 家居装修应以实用、简约为主,过度装修会引发污染的“叠加效应”。绿色植物可起到净化室内空气的作用,比如芦荟、常春藤、龙舌兰、月季和玫瑰等,这些植物可吸收室内装修产生的有害物质。 3、进行必要的室内环境检测和空气处理 室内污染,其实是化学污染,所以,不能简单地凭气味感觉来判断,必须借助于专业设备由专业人员进行分析处理。装修后的房屋不要急于入住,应该先找室内环境监测部门进行检测,听取专家的意见,选择合适的入住时间。 4、建立健全相关的法律法规 通过立法的方式可使室内装修污染物的防治控制有法可依、有章可循。应从源头抓起,政府部门要加强装饰、装修材料质量标准的细化工作,各级质量技术监督部门应将建筑材料的环保性能作为一项重要内容,并加对大建筑材料违法行为的惩处力度。各级的工商、质量技术管理监督部门应加大联合执法的力度,在流通领域开展有效的监督管理。 结束语 室内装修造成的室内空气污染及其防治措施是一个常新的研究课题,室内装饰污染的防治应以事前控制为主,事后处理为辅,双管并重,双管齐下。通过施工团队和质量监督单位的共同努力,实现建筑装修环境的有效提升,保证人民群众不受装修污染的干扰。 材料化学论文:墙体涂层材料中化学成分的检测与分析 [摘 要]采用红外光谱、气质联用仪对一种涂料的化学成分进行检测分析,对涂料的红外光谱进行解析、综合定性,并用气质联用数据进行验证,确定出涂料的溶剂及基料。 [关键词]涂料;溶剂;红外光谱;气质联用;分析 随着现代生活水平的不断提高,对居室进行不同程度的装修在城市居民中已成为一种趋势。在装修中必然要用到大量的油漆和涂料,由此带来的室内空气污染问题也日益突出,尤其是涂料中挥发性有机化合物在室内不断释放,会引起不良建筑物综合征,其对健康的影响已引起了人们的极大关注。挥发性有机化合物主要存在于涂料的溶剂中,因此关注涂料溶剂成分就显得势在必行。 1 实验部分 1.1 实验仪器、设备及溶剂 分析采用Bruker公司的TENSOR27傅立叶变换红外光谱仪;HP6890GC-5975BMS型气相色谱-质谱联用仪(Angilent公司);上海安亭科学仪器厂80-28型离心机;甲醇:天津市科密欧化学试剂有限公司,分析纯;二甲苯:天津市科密欧化学试剂有限公司,分析纯。 1.2 实验内容 1.2.1溶剂的鉴定 由于样品是液状涂料,考虑到其中含有一定量的溶剂或水,先对样品进行蒸馏,在圆底烧瓶中放入23.0g涂料样品,采用常压蒸馏装置,用电热套加热,缓慢升温,当外部温度计达到140℃时开始有无色液体馏出,该液体有芳香烃的气味,蒸馏得到的馏分共重7.3g,计算可知溶剂所占比例为31.7%。 蒸馏出的溶剂先进行有无水测试,结果显示溶剂中不含水。将溶剂的原样涂在干净、平整、透明的NaCl晶片上,做红外光谱,如图1所示。 图1所示的红外光谱反映该溶剂是一个混合溶剂,3030cm-1和1606cm-1分别为苯环的C-H伸缩振动和C=C伸缩振动,说明有芳香烃化合物;1377cm-1是-CH3对称变形震动峰,是-CH3的特征吸收峰,900~650cm-1有芳基的3种取代类型的数据,说明溶剂中可能含有领、间及对位3种二甲苯。1241cm-1为羰基的伸缩振动峰,说明溶剂中可能含有酸类或脂类。 为了证实溶剂的成分,采用GC-MS分析方法进行验证。GC条件:IIP-5MS5%PhenglMethySikloxane型弹性石英毛细管柱(30.0m×250um×0.25um),模式为恒定流量,初始流量为0.8ml/min,额定初始压力为55.227KPa,平均速率为34cm/sec,分流进样,分流比为125:1,分流流量81.1ml/min,进样口温度230℃。升温程序:初始温度40℃,保持2min,以2℃/min升至50℃,保持3min,再以2℃/min升至75℃,保持3min,再以2℃/min升至100℃,保持3min。进样量0.2ul。MS条件:EI源,离子源温度230℃;接口温度280℃;电子能量69.922EV;倍增器电压1152V;四级杆温度150℃;溶剂延迟0min;扫描范围30~400amu。按照上述实验方法对样品进行分析,获得了涂料溶剂成分的总离子流图,如图2所示。通过G1701BA化学工作站数据处理,检索NIST05谱库,确定样品的组成;采用面积归一化法计算出各组分的相对百分含量。 经NIST05普库检索,共鉴定出6种化合物,结果见表1。GC-MS分析结果证实溶剂系统由甲苯、二甲苯、乙苯、乙酸丁酯等组成,证实了红外光谱图的分析结果。 1.2.2成膜物的鉴定 在离心管中装入涂料约1g,用二甲苯溶解,溶解的涂料做离心分离,将第一次离心得到的上层清液倒入干净的锥形瓶中待用。取下层浑浊液用二甲苯洗涤重复离心6~8次,始终无沉淀出现,说明该涂料无无机涂料,开始的浑浊为未溶解的涂料样品。将锥形瓶中的上层清液在红外灯下浓缩至少量,用甲醇做沉淀剂,得到成膜物的沉淀,过滤,洗涤,将沉淀烘干至恒重,称量得到0.58g。计算得成膜物的质量分数58%。将烘干的成膜物做红外光谱图,如图3.该谱图与红外标准图对照[4],可知该成分为短油醇酸树脂。1730cm-1、1602cm-1、1581cm-1、1283cm-1和741cm-1为醇酸树脂的特征吸收峰,其中1602-1和1581cm-1为弱的双吸收峰。 由此粗略判断该涂料为醇酸树脂涂料,但考虑到氨基树脂(由尿素或三聚氰胺与醛缩聚而成)和醇酸树脂可以混合成氨基树脂涂料,检查谱图中并无氨基树脂的特征值1552cm-1和815cm-1及908cm-1或849cm-1或826cm-1[5],所以可以判断该涂料为醇酸树脂涂料。 2 结论 该醇酸涂料的成膜物为短油醇酸树脂,溶剂为甲苯、二甲苯及乙苯等毒性较大的挥发性化合物。挥发性有机化合物(volatileorganiccompoubds,VOC)常见的有脂肪烃混合物、萜烯类、芳香烃类、醇类、酮类、醚类、醚醇类等,是造成室内空气污染的主要原因之一。有机溶剂大多挥发性有机化合物,装饰装修材料中的有机溶剂挥发到空气中污染空气后,可直接对人体造成各种严重损害,甚至中毒死亡。该涂料中的挥发性VOC比重较大不能用于室内装修。 材料化学论文:CeO2改性锂离子电池正极材料LiMn2O4的合成和电化学性能研究 [摘 要]采用高温固相法合成了锂离子电池正极材料LiMn2O4,并采用溶胶凝胶法在其表面进行了CeO2包覆。用XRD、SEM和循环测试分别对包覆后粉体的晶体结构、形貌和电化学性能进行了研究。结果表明:通过LiMn2O4表面包覆CeO2,其电化学性能得到显著提高。综合分析,当LiMn2O4表面包覆CeO2为3.0%时,其综合电化学性能最优,首次放电容量可达120.9mAh/g,在20周循环后容量保持率仍为94.0%。 [关键词]锂离子电池;正极材料;CeO2包覆;LiMn2O4;性能 0 引言 目前对于尖晶石型LiMn2O4作为锂离子电池正极材料的研究较多,主要因为其具有无毒、价格低廉、安全性高等特点。但是尖晶石型LiMn2O4在充放电过程中会发生锰在电解液中的溶解[1],造成在反复的充放电过程中有明显的容量衰减现象,大大降低了电池的比容量及循环寿命。国内外研究表明,表面包覆可以有效地改善锂离子电池正极材料的性能。当前,包覆物质主要有C、CaF2、TiO2、Al2O3、Li3PO4[2~5]等。本文通过CeO2表面包覆LiMn2O4,研究不同CeO2包覆量LiMn2O4的结构、形貌、包覆量及电化学性能,分析不同CeO2包覆量LiMn2O4的循环性能。 1 实验 1.1 CeO2改性LiMn2O4的合成 采用高温固相法合成LiMn2O4,将摩尔比为1.05:4的Li2CO3(分析纯)和电解MnO2(分析纯)混合均匀,在800℃条件温度下保温9小时,冷却到室温,得到LiMn2O4正极材料。用合成的LiMn2O4正极材料作为包覆目标,Ce(NO3)2・6H2O(分析纯)为包覆原料,制备包覆量为1.0%,3.0%,5.0% CeO2的正极材料。分别取计量比的Ce(NO3)2・6H2O溶于去离子水中,搅拌溶解后,加入一定量的柠檬酸溶解。再取2.0g的LiMn2O4加入到混合溶液中,在75~85℃下搅拌至水分蒸发呈凝胶状。将凝胶在100℃下真空干燥8h,再在750℃下热处理6h,得到包覆量为1.0%,3.0%,5.0% CeO2的LiMn2O4正极材料。 1.2 电池制备 将制备的正极材料与乙炔黑、聚四氟乙烯按70:15:15的物质量比均匀混合,配制成锂离子电池的正极,用锂片做负极, 隔膜为Celgard 2300,采用1mol/L的LiClO4/PC(碳酸丙烯酯)+DMC(碳酸二甲酯)+EMC(碳酸甲乙酯)(体积比为1:1:1)做为电解液,在德国M.Braun公司生产的LAB Master氩气手套箱内组装成双电极试验模拟电池。 1.3 材料结构分析及电化学性能测试 采用日本理学D max-RD12kw旋转阳极衍射仪进行XRD分析材料的微观结构,测试条件:CuKα辐射,40kV管电压,100mA管电流,扫速为8°/min;采用JSM-6390LA扫描电子显微镜分析材料形貌。电池组装完毕静置放置10h后,在室温下,采用CT2001A Land电池测试仪进行恒流充放电测试。以0.1C倍率进行恒流充放电测试,充放电区间为2.8~4.4V。 2 结论分析 2.1 LiMn2O4/ CeO2正极材料结构 由图1可知,当CeO2包覆量达到3.0%后,LiMn2O4的XRD图谱出现了CeO2的杂峰;随着包覆量达到3.0%,该衍射峰变得更强。但包覆后,LiMn2O4的晶格常数并没有明显的变化,说明CeO2在LiMn2O4颗粒表面是作为一个独立相存在的。 通过未包覆和包覆3.0%CeO2的LiMn2O4的SEM图可知,采用高温固相合成法制备的LiMn2O4颗粒尺寸主要在2~6μm之间,而包覆3.0%CeO2的LiMn2O4颗粒尺寸主要集中在3~5μm之间,其均匀度明显优于未包覆的LiMn2O4,有益于锂离子的脱嵌。未包覆材料的LiMn2O4单晶颗粒形成完整,单个颗粒呈现立方结构;表面包覆3.0%CeO2的LiMn2O4,样品颗粒均匀性较好,表面较为光滑,颗粒之间存在明显的边界,没有较大的团聚现象发生。 2.2 电化学性能 图2是包覆0、1.0%、3.0%、5.0% CeO2的LiMn2O4在室温条件下的首次充放电曲线。从图中可以看出,未包覆的LiMn2O4首次放电容量为125.0mAh/g,比包覆CeO2的LiMn2O4首次放电容量要高,这可能是包覆后材料未完全活化的原因。随着CeO2包覆量的增加,材料的首次放电容量有所减小,但减小幅度不大。当CeO2的包覆量为3.0%时,其首次放电容量显著减小。 图3是包覆0、1.0%、3.0%、5.0%CeO2的LiMn2O4在0.1C放电倍率下的循环性能。从图中可以看出,在室温下充放电20周后,未包覆的LiMn2O4容量衰减最快,为初始容量的81.3%。当CeO2包覆量从0增加到3.0%时,LiMn2O4的放电容量降低的幅度较小,但循环能力明显提高。当包覆量为3.0%时,其具有最佳的电化学性能,首次放电容量可达到120.9mAh/g,循环20周后容量保持率可达到94.0%。尽管包覆量为5.0%的试样也表现出较好的循环能力,但包覆较多的CeO2使得离子通过CeO2和LiMn2O4界面的阻力增大,使得其放电容量较低。综合考虑,CeO2最佳的包覆量为3.0%。 3 结论 (1)随着CeO2包覆量的增加,LiMn2O4的放电容量虽逐渐降低,但幅度较小,其循环能力明显提高,说明LiMn2O4表面包覆CeO2可显著提高它的电化学性能。 (2)综合考虑不同CeO2包覆量LiMn2O4的首次放电容量和循环性能,当CeO2表面包覆量为3.0%时,其具有最优的电化学性能,首次放电容量可达121.1mAh/g,在20周循环后容量保持率仍为94.0%。 作者简介:吕斌(1987―― ),男,陕西咸阳,助理工程师,主要从事锂离子电池正极材料研究。 材料化学论文:金属材料化学成分的仪器分析方法概述 [摘 要]金属材料化学成分的含量及形态决定着金属的性能,准确分析金属材料的化学成分对鉴别材料性能及用途起着重要作用。利用传统化学法进行成分分析存在着过程复杂、效率低下的缺点,本文主要介绍紫外可见分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、原子发射光谱法、X射线荧光光谱法等常见仪器分析方法在金属材料化学成分分析中的应用。 [关键词]金属材料,化学成本,仪器分析 金属材料的化学成分是决定材料性能和质量的重要因素,现行国家、行业标准对绝大多数的金属材料都规定了其必须保证的化学成分,有的甚至作为质量、品种的指标。金属材料的化学成分分析依据分析原理和分析条件不同,分为化学法和仪器法。化学法主要根据金属成分的化学反应来确定金属材料的组成成分,这种方法能够准确定性及定量分析金属化学成分,但存在着试剂消耗量大、过程复杂、效率低下的缺点。仪器分析法则根据元素的的光学、电学等化学性质,利用分析设备为依托,准确快速地实现成分分析。随着仪器分析学科的发展和越来越多先进分析设备的问世,紫外可见分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、原子发射光谱法以及X射线荧光光谱法等仪器分析方法在金属材料分析领域应用越来越成熟。 一、 紫外可见分光光度法 分光光度法的原理是利用重金属与显色剂发生络合反应,生成有色的分子团,反应后溶液的颜色深浅与浓度成正比。在特定的波长下与标准样品比色检测。目前分光光度分析主要有两种,一种是利用物质本身对紫外及可见光的吸收进行测定,另一种是生成有色化合物,即“显色”,然后测定。虽然不少无机离子在紫外和可见区都有吸收,但因一般强度较弱,所以直接用于分析的较少。加入显色剂使待测物转化为紫外和可见光区有吸收的化合物来进行光度测定,是目前金属材料分光光度分析方法最广泛的手段。通过分光光度法,可测定金属材料中的Mn、P、Si、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、V、Al、W、Nb、Mg等化学成分。与传统化学法相比,紫外可见分光光度法具有灵敏度高,仪器设备操作简单,操作便捷、快速的有点,能够广泛应用在各种金属材料的化学成分分析中,但是相比较于化学法以及其他仪器分析方法,存在着样品需要显色处理、准确度不高的不足。 二、 原子吸收光谱法 原子吸收光谱法是20世纪50年代创立起来的一种新型仪器分析方法,依据金属材料中被分析的目标元素能够吸收特定波长的特征谱线,根据特定元素对光吸收量的多少从而利用朗博比尔定律去进行定量分析,实现金属材料中元素含量的分析。该种方法能够实现金属材料中70多种微量元素的成分分析。分析灵敏度根据原子化方式的不同有所不同,火焰原子吸收光谱法测定的金属材料相对灵敏度为1.0×10-8~1.0×10-10g・mL-1,非火焰原子吸收分光光度法的绝对灵敏度为1.0×10-12~1.0×10-14g。原子吸收光谱法作为一种成熟且应用广泛的分析方法,应用在金属材料化学分析领域具有不可替代的优点:首先,该方法分析范围广,能够分析金属材料中70多种主次微含量的元素;其次,原子吸收光谱法采用的是锐线光源,减少了目标元素之外的其他元素光谱干扰,有利于得到更为准确的分析结果,测定微、痕量元素的相对误差可达0.1%~0.5%,这点在基体复杂的金属材料分析中尤为明显;再次,该方法具有良好的稳定性和重现性,精密度好,一般的仪器分析结果相对标准偏差为1%~2%,性能好的仪器可达0.1%~0.5%。第四,该方法分析的速度快,分析一个样品只需要数十秒至几分钟。基于以上优点,该方法已经成为金属材料化学成分分析的主要手段。但是该法也存在每次测试只能分析一个目标元素,分析多元素时样品用量大,以及只能分析液体样品,金属材料需要化学前处理的不足。 三、原子荧光光谱法 原子荧光光谱法是1964年以后发展起来的,是通过测量待测元素的原子蒸汽在特定频率能激以下所产生的荧光发射强度,以此来测定待测元素含量的方法。原子荧光主要有5种基本类型:共振荧光、直跃线荧光、阶跃线荧光、敏化荧光和多光子荧光。大部分仪器分析工作时使用的是共振荧光因其跃迁的概率最大且普通线光源即可获得相当高的辐射密度。原子荧光光谱法在金属材料化学分析中应用最成功的是金属材料中易形成气态氢化物的As、Sb、Bi、Se、Ge、Pb、Sn、Te和Hg等8种元素的痕量分析,到20世纪末,又增加了Cd和Zn两种元素。目前有些国家标准中已经将原子荧光光谱法指定为金属材料中个别元素分析的标准方法。原子荧光光谱法分析金属材料,具备以下几个方面的优点:1、分析元素能够与可能引起干扰的样品基体分离,消除干扰;2、与溶液直接喷雾进样相比,氢化物法能够将待测元素充分预富集,进样效率接近100%;3、连续氢化物发生装置易于实现自动化;4、不同价态的氢化物发生条件不同,可进行金属材料中痕量元素的价态分析。但是基于原子荧光光谱法的原理,能够形成气态氢化物的元素有限,所以原子荧光光谱法仅能够实现金属材料中部分元素的分析,而不能实现所有成分元素的测定,存在一定的局限性。 四、原子发射光谱法 原子发射光谱法与原子吸收光谱法相辅相成,是金属材料中无机元素定性和定量分析的主要手段。分析的原理是依据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线,对元素进行定性和定量分析。该方法分析目前最主要的仪器为ICP-AES,此类仪器可实现70多个元素的微量、痕量分析。与原子吸收光谱法不同,使用该仪器分析方法分析金属材料时,一个样品一经激发,样品中各元素都各自发射出其特征谱线,从而可以实现一个金属材料样品同时测定其中的多个元素含量。使用原子发射光谱法分析的试样,大多数不需经过化学处理就可分析,且固体、液体试样均可直接分析,若用光电直读光谱仪,还可在几分钟内同时做几十个元素的定量测定。对于批量金属材料的分析,体现出了快速和样品使用量较少的优点。原子发射光谱法的仪器大多都具备检出限低,稳定性及重现性好的优点,但也存在一定的不足,在金属材料分析中,由于各个元素的发射谱线众多,各个目标元素有时会出现相互干扰的情况,影响结果准确性;分析金属材料中主元素含量时,由于含量过高,分析的准确性会变差;该类仪器分析方法,只能分析金属材料中的元素含量,而不能分析金属材料中的化合物含量或者元素的形态;虽然缺点明显,但是原子发射光谱法还是以其无法比拟的优点赢得众多金属材料化学成分分析者的欢迎,成为金属材料化学分析的首选手段。 五、结语 使用仪器分析方法进行金属材料的化学成分分析,每种方法适用的样品类型以及分析的目标不一致,优缺点明显。如何根据金属材料的性质以及分析的目标选取适当经济的分析方法,才是做好金属材料化学分析的关键。随着化学分析技术的进步以及仪器性能的不断提高,仪器分析手段将会更加广泛地应用到金属材料化学分析中。 材料化学论文:基于晶体学的材料化学课程教学 【摘 要】材料化学是从化学的角度研究金属、非金属等多种材料的科学,课程内容涉及面广。以晶体学为主线的材料化学课程教学,通过对材料结构的解析和比较使学生明确各类材料在合成、性能和应用方面的异同,体现了基础理论和应用的结合。 【关键词】晶体学;材料化学;课程模块 现代科学技术赖以发展的各种材料主要以固态形式存在。按照基本粒子排列的有序程度,固态物质可以分为晶态、非晶态和准晶态。鉴于大多数材料只存在于晶态之中且晶态材料具有特殊的规则性,在近代自然科学体系中,通过晶态获得微观立体结构信息已成为极其重要的研究渠道。因此,晶体学是材料科学发展的重要支柱。 材料化学是材料科学的重要分支,是一门研究材料的制备、组成、结构、性质及其应用的科学[1-2]。在材料化学的课程学习中,对于材料结构的认识尤为重要[3]。本文结合本科教学实践,分析了《材料化学》课程的特点和存在的问题,阐述了以晶体学为主线的课程设计及教学方法。 1 《材料化学》课程的特点及存在的问题 首先,《材料化学》是材料类专业的重要专业基础课,课程内容多,涵盖了材料的制备、结构、性能及应用。从所涉及的材料来看,包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料、纳米材料、功能材料等。这就要求《材料化学》授课教师的知识面广,在内容组织上不仅能体现不同材料各自的特点,还要强调它们之间的联系。 其次,不同于《无机化学》等课程,作为一个较新的学科和课程,《材料化学》不具备经典、权威教材。目前,各大出版社的《材料化学》教材内容各不相同,有些甚至差别较大。此外,新材料的开发、传统材料的升级一直是研究热点。因此,材料相关的理论和知识日新月异。如何将新技术、新成果引入到《材料化学》课程中,做到知识与时俱进,是课程教学中面临的一个重要问题。 2 以晶体学为主线的《材料化学》课程教学 2.1 课程内容模块化 按照材料化学专业培养目标及山东科技大学人才培养的特点,材料化学课程选用李奇教授编写的《材料化学》作为教材。根据对本课程的理解,以晶体学基本原理为主线,将课程内容进行模块化整合,分为背景模块、晶体学原理模块、金属材料模块、无机非金属材料模块、高分子材料模块和学科前景模块。 2.2 课程设计及教学方法 背景模块主要介绍材料化学课程在材料科学中的地位、材料化学课程内容、学习目的及学习方法,结合实际例子(如摔不碎的纳米陶瓷刀,“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”――金属玻璃等)激发学生对课程的兴趣。 晶体学原理模块中以晶体的周期性和对称性为教学重点,结合宏观实例解释微观的概念和原理。鉴于晶体学原理模块内容较为抽象,在教学过程中采用多媒体与模型(主要是球棍模型)相结合的方式,通过对比教学加强学生对基本概念和原理的掌握。从晶体与非晶体的异同入手引出晶体的周期性和对称性,从晶棱、晶面和晶胞三个层次分析晶体的特点,结合X射线衍射完整讲解晶体学知识,引导学生构建完整的晶体学理论框架。 在学习晶体学知识的基础上,金属材料模块、无机非金属材料模块和高分子材料模块分别从三大类材料各自的结构出发结合制备方法引出材料的性能及应用。在金属材料模块的教学中,结合前期《无机化学》中有关金属晶体的知识,引出“等径圆球密堆积”的模型,从而分析金属单质一维、二维和三维密堆积的基本形式。为了使学生更好的理解二维密堆积中四面体空隙和八面体空隙的产生,在教学中将学生分成若干小组,每组发放一定数量的乒乓球(代表金属单质原子),请学生动手排出密堆积的形式。另外,准备已组合好的模型,让学生从不同角度观察二维密堆积,查找四面体空隙和八面体空隙的位置。通过二维密堆积的详细讲解和学生的动手组装,使学生更好的理解密堆积,为后续金属单质的三维密堆积和合金结构的学习打下良好的基础。 在金属材料中除了金属晶体之外,还涉及到准晶这一特殊的结构。与晶体的长程有序不同,准晶具有长程准周期性平移序和非晶体学旋转对称性。这部分的教学中着重强调准晶与晶体在结构上的不同,并由此引出其制备和性能的特殊性。 在无机非金属材料模块的教学中,引导学生从比较离子晶体与金属晶体的结构区别入手,结合球棍模型的组装,使学生掌握离子晶体结构的解析方法。着重强调离子晶体结构分析中以往学生经常出现的错误。例如氯化铯(CsCl)晶体的解析,学生在根据晶体结构示意图(图1)进行分析时往往得出其为体心立方结构,但实际上CsCl晶体应该是简单立方结构。该错误的出现是因为学生并未掌握离子晶体结构分析要点。在离子晶体的结构解析中,应首先分析负离子(或正离子)的排列方式,然后查找正离子(或负离子)的位置及其占据的空隙类型,最后分析正负离子的配位数以及每个晶胞中所含正负离子个数。只有按照这样的分析方式才能正确得出晶体结构。在学生熟悉无机材料典型的晶体结构后,引出无机材料的经典制备方法,并比较各种方法间的差异,由此得出材料的性能和应用。在晶态无机材料的教学中,穿插近代科研中比较热门的碳材料(如碳纳米管、石墨烯等)和分子筛材料,分析这些材料的特殊结构及由此衍生出的特殊性质和应用。例如,分子筛材料特殊的孔道结构使其具有择形催化性能并在石油化工领域中有着非常重要的应用。 另一方面,在无机非金属材料中还涉及到非晶态材料。教学过程中通过晶体结构的周期性和对称性,引出非晶态材料(如玻璃等)的结构特点,注重新兴非晶态材料(如金属玻璃)的合成及性能。 在高分子材料模块的教学中,引导学生总结高分子与小分子在结构上的差异,引出高分子的晶态、非晶态、液晶态和取向态。结合偏光显微镜对球晶的观察,使学生进一步明确晶态高分子与金属晶体、离子晶体等的区别。通过高分子材料的晶态没有小分子完善,而其非晶态的有序性却高于非晶态小分子,引出高分子材料具有小分子所不具备的特殊性能和应用。 在前景展望模块,主要从化学的角度针对材料的发展进行分析,使学生认识到材料的特殊魅力。结合材料化学的发展前沿,提高学生对材料学科今后发展趋势的认识,为学生成为材料专业技术人才奠定坚实的基础。 3 结语在材料化学课程教学中,以晶体学为主线将金属材料、无机非金属材料和高分子材料串联在一起。采用比较式教学、多媒体和模型相结合的教学手段,加深学生对材料结构、制备、性能和应用的理解和认识,提升学生分析解决问题的能力。
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包装工程论文:包装工程大学化学论文 一、目前教学存在的问题 1.学生学习目的不明确。包装工程专业大学化学课程安排在大学第一学期开课,学生刚刚独立外出学习,心理上仍处于不完全成熟阶段,对未来工作学习目标不明确[3],对自己的专业没有很多的了解,有的甚至对于包装工程专业所具有的学科综合性更是一无所知,因此,有很多学生认为大学化学与自己的专业离得太远,认为学习化学用处不大,学习的积极性不高,学习效果自然也不理想。这就提醒我们,在化学教学过程中不仅要传授知识,还要告知学生学学化学的必要性和重要性,提高学生学习的效果和学习的积极性。 2.教学重点不突出。培养应用型人才是地方工科院校打造特色教育的着眼点。化学与材料、生物、金属、能源、机电、电子技术等学科相互渗透[4]。包装工程是一个综合性的科学与技术,数学、物理学、化学、材料科学与工程、计算机科学与技术、生命科学等学科对包装工程学科的发展具有重要影响。而目前大学化学的教学内容还是遵循非化学研究类、非化学生产类的学生普遍的教学内容进行授课,并没有很好的跟包装工程专业要求挂钩。 3.教学方法陈旧。传统的教学方法不能提高学生学习的积极性,学生的主观能动性得不到充分发挥。根据现在大学生的培养目标,要求教学内容涉及面要广,而且教学内容要新,要能解决一些实际生产生活中的问题,这就要求教师突破传统,建立现代教学理念,应用现代教育手段实现人才培养目标。 4.成绩考核方式单一,考后总结不到位。考试是教学中经常采用的一种手段,各类各级考试的目的都是为了对学生所学知识和能力进行评价,考试应对学生的学习起到积极的推动作用。对于大学化学课程,考核方法还没有发生根本性变化,现在很多高校的考核方法还是采取期末卷面考试的传统考核方式,这种考试方法虽然能够检查学生对所学知识的掌握情况,但是也导致学生为应付考试而对相关的理论知识死记硬背,出现“高分低能”现象,不利于提高学生学习兴趣、发展学生创造能力,这与培养应用型人才的目标是相悖的。同时,学生考试完后,教师只根据卷面成绩对考试结果进行分析,考试情况分析显示学生的成绩符合正态分布,就说明该方式能够有效地考察学生的学习情况[5]。而考后并没有根据考试情况具体分析为什么会出现这样的考试结果,考试只是为了考试,分析只是为了分析,并没有对下次的教学起指导作用。 二、教学新方法探索 1.从专业学习角度让学生意识到课程学习的重要性。大学化学课程是包装工程专业一门重要的专业基础课程,教师必须在第一堂课就跟学生强调大学化学课程与包装工程后续专业课的联系。例如,大学化学课程与包装材料学、包装防护原理、涂料学等专业必修课有密切联系。让学生在明白大学化学在该专业中的重要性的同时也让大一新生了解了一些自己专业的相关信息(部分学生对于包装工程到底学些什么并不太清楚,高考填志愿也是比较盲目的)。这样会提高学生学习的主动性。 2.立足本专业,突出教学重点。我校包装工程专业大学化学课程是在2007年培养方案调整时,将无机及分析化学和有机化学合并而成的。但因为国家教委对大学生四年的总学时有严格的规定,包装工程专业大学化学课程的课时并不是以前两门化学课课时的总和,而是相当于以前一门课的课时量。大学化学理论教学40学时,实验课16学时。针对大学化学存在内容多学时少的问题,根据包装工程专业特点、培养目标和为后续课程服务的原则,我们在《大学化学》课程的教学内容上做了相应调整。 3.教学方法改进。(1)了解学生知识背景,突出以学生为中心的教学。由于包装工程专业的学生来自五湖四海,高中阶段化学教育背景存在较大差异,学生的知识水平参差不齐,因此有必要在开课前对学生的知识背景进行摸底调查。就此,我们以问卷的形式调查学生对化学基础知识的认知程度、对化学学习的兴趣、对本课程学习后获得知识能力的期望等。通过分析总结调查问卷的结果,从而对学生的化学基础知识和学习心理有了明确清晰的认识,将教学设计和学生实际情况与需求结合进行课程教学。以充分利用有限的课堂教学时间引导学生有效学习、掌握教学内容。(2)充分调动学生学习兴趣。爱因斯坦说过:“我自己并没有特别的天赋,只有强烈的好奇心。”兴趣才是学习的本质动机。讲课时注意理论联系实际,这样学生就由原来的被动学习变为主动要求学习。(3)理论与实验相互促进的教学方式。大学化学是实践性很强的一门课程,教学中不仅需要注重学生对理论知识的掌握,还注重学生理论联系实际能力的培养。例如,理论课上讲述沉淀平衡时可要求学生根据所学的理论知识解答下面的问题:某溶液中含有0.01mol•L-1的Cl-和CrO42-,当逐滴加入Ag+时哪种离子先沉淀?同时,可以安排类似的实验,通过动手操作,让同学们对沉淀平衡理论有更深刻的认识。在金属防腐部分,理论学习后,可以安排综合型实验,自己选择一种金属防护方法处理金属表面,测定其耐腐蚀性。该实验的安排既加强了学生对理论知识的掌握,提高了学生的动手能力,同时也跟包装工程专业后续的学习密切相关。 4.多种考核方式相结合,并形成一定的考后信息反馈体系。大学化学是包装工程专业一门重要的基础课程,基本理论的考核是必要的,但是还要注重实际应用所学知识能力的考核。采用多元化考核的方法对学生成绩进行综合评定,具体的方法可以是:期末进行闭卷考试,考核对理论知识的掌握程度,所占比率为60%;平时动态考核占20%,动态考核包括学生平时出勤和课堂互动、平时的作业评价和专题讨论、课程进行中的章节测验等;知识应用能力考核,这个也占20%。能力考核方法是提出一些他们所学专业中涉及到化学的比较前沿的实际问题,例如,能否利用反应:NO+CO=1/2N2+CO2来消除大气污染物NO和CO呢?能源危机日益严重,那么水变油是否可行呢?让他们通过查找资料提出解决问题的方法,并且以思考题或论文的方式提交给老师,这种考核方式让学生既学习了基本理论知识,又学会灵活应用所学化学理论知识的能力。考试完成后,找部分有代表性的学生进行考后交流是十分必要的,这有利于收集学生对大学化学教师教学情况和学生学习情况的信息。通过对信息的分析和总结,进一步指导今后教学的方向。例如,在考后找这3类人谈话,一是考试成绩优异者(卷面成绩超过90分),通过跟他们交流,了解他们考的好的原因,是教师课上得好还是对该课程有浓厚的兴趣,还是考前进行的复习很到位。二是考试不及格者,通过跟他们交流,了解他们考不好的原因,是教师课上得不好还是化学基础差,还是考前进行的复习不到位。三是平时表现很好而考试成绩不很理想者,这类学生平时表现很活跃,给人的感觉是完全能跟上教师的节奏,但考试成绩并未达到预期结果。通过考后跟学生的交流,更好地掌握教学和情况学生心理状态,为进一步提高教学质量打下基础。包装工程专业开设《大学化学》课程为学生建立现代化学的观点、完善知识体系提供途径,同时为后续课程的学习打下基础。在课程教学实践中紧扣专业特色对教学内容、教学方式和成绩考核进行改革尝试能促进大学化学的教学工作,同时能增强学生对专业的了解和学习的积极性。 作者:邓靖 李文 马靓 薛琼 单位:湖南工业大学 包装工程论文:浅谈广电行业舞台制景及包装工程内部审计 摘要:近年来,以歌唱类选秀节目和真人秀为代表的娱乐综艺持续火爆,成为各广电媒体比拼收视率和广告收入的主要战场之一,再加上原有的各类自办栏目、文艺晚会及大型专场活动,广电行业对舞美制景及包装的需求快速增长,相关成本在整体运营成本中的占比持续提高。如何在保证节目效果的前提下,控制舞美制景及包装工程成本已成为广电行业的重要关注点。结合本人近年来的工作体会,本文将对广电行业如何加强对舞美制景及包装工程的内部审计进行探讨。 关键词:广播电视行业;舞美制景及包装工程;内部审计 一、舞美制景及包装工程内部审计过程中遇到的困难 (一)舞美制景及包装工程的行业特性 舞美制景及包装工程不同与一般的基建装修,既有基建装修工程项目的普遍特点,又有广电行业的行业特性,其主要包括舞台搭建、灯光音响及显示屏布置、道具制作等项目,涉及舞美设计、施工、设备租赁、演职人员劳务等环节。内部审计人员在审计过程中,需对业务的预算、采购、施工、验收、回收处置等进行全程关注。由于舞美制景及包装工程的特殊性,内部审计人员在掌握审计、财务、工程造价知识的同时,还必须培养在美术、戏剧方面的艺术修养。种种因素给舞美制景及包装工程内部审计增加了难度。 (二)节目生产部门的不理解,对内部审计有抵触心理 节目生产部门缺乏对财务部门和审计部门的理解,经常出现抵触情绪。(1)在大型活动制作过程中,时间紧,任务重,需要协调方方面面的工作,有时候为了赶进度,节目生产部门可能出现操作的不规范,有意无意规避相关监督。(2)舞美制景及包装是一个艺术创作的过程,不管是前期设计还是现场执行,都有可能出现片面追求舞台效果,忽视成本效益的情况。 (三)外部因素的干扰 广电行业的常态性节目一般都有比较完整的年度计划及预算。但在实际执行过程中,不可避免的会出现各种突发情况,同时承接的各类政府临时活动也具有较大不确定性,这些给舞美制景及包装工程采购在程序上的合规性和工程执行过程的监督带来难题:(1)经常无法履行正常采购流程。公开招标或邀请招标需要较长时间,但因为各种突发情况,节目时间紧迫,经常需要采用特殊采购流程,不可避免的会出现采购流程的不规范,例如先开工后补办审批手续,缺少对工程项目的事前监管,可能导致工程造价成本过高以及发生采购舞弊的风险。(2)舞美制景及包装工程单项多,单个项目造价不高,制作使用时间短、变动大。从设计到验收往往在很短的时间内就要完成,道具等耗材更是需要根据节目需求进行随时制作及修改。内部审计部门要开展事前、事中审计监督,很可能跟不上节目生产的节奏。 二、如何开展舞美制景及包装工程内部审计 (一)对舞美制景及包装工程内部控制的审计评价 完善的内部控制有助于舞美制景及包装工程执行过程的合规、资产安全、节目制作效率和效果。内部审计中应加强对舞美制景及包装的事前立项、方案设计、项目采购、施工监督、项目验收、资产回收及处置、道具库管理等各内部控制关键点进行评价,确保对不相容岗位进行分离。 (二)对方案设计阶段的审计评价 关注项目设计阶段是否因片面追求舞台效果的高大上造成铺张浪费,是否存在因设计方案、图纸不够清晰造成施工阶段重复修改,产生资金和时间浪费的可能性。合理确认设计方案在保证节目质量和安全生产的前提下,尽可能节约成本,减少资源占用。 (三)对采购阶段的审计评价 关注是否严格按照政府采购相关规定,采用恰当的采购方式组织采购。对无法履行正常采购程序的项目,应提前做出预判,取得财政和主管部门同意后选择适合的采购程序。对特事特办的采购项目,内部审计部门应给予重点关注,尽可能在日后的施工阶段进行全程跟踪,并加强对工程结算的审计。 (四)对施工阶段的审计评价 在舞美制景及包装施工过程中,到施工现场实地跟踪,审查项目整体施工是否符合设计方案,施工工艺以及施工单位使用的材料在材质、尺寸规格等是否符合合同约定,对隐蔽部分进行重点审查,防止施工单位偷工减料,以次充好。关注工程签证是否合规合理,防止施工单位虚报工程量。审计部门尽可能督促施工问题在现场整改,减少发生安全隐患的可能性。 (五)对验收结算阶段的审计评价 参与归口管理部门组织的对舞美制景及包装工程的验收。关注项目实施效果是否达到设计方案的要求,是否完成工程量清单规定的事项,对不符合要求的工作量,督促归口管理部门从合同价款中予以扣除。结合验收对设计、采购进行评价,关注是否因设计、采购环节的问题造成浪费。 (六)对回收处置阶段的审计评价 关注节目完成后,归口办理部门是否对相关可重复使用的回收资源进行有效回收,对资金来源于财政的大中型项目是否按规定移交行政事业资产管理中心统一处置。 (七)对道具库的审计评价 关注道具库是否建立详细的出入库档案,审查道具和设备的质量是否完好。结合项目预算,可以要求优先选用道具库的道具和设备,避免重复采购造成浪费。 三、舞美制景及包装内部审计体会 (一)完善审计制度 目前的广电媒体大部分还处于事业单位的行列,审计制度的建立和完善相对于企业特别是上市公司来说还处于相对落后状态。但广电媒体在保障党政宣传任务的同时大多数都承担生产经营的任务,兼具事业单位和企业的双重属性。因此建立和完善审计制度,是广电行业内部审计的坚强后盾,有利于内部审计活动得到领导的重视和节目部门、财务部门、纪检监察部门等部门的理解和配合,实实在在的将内部审计的事前、事中、事后监督落到实处。 (二)加强审计知识和审计数据的积累 内部审计人员的素质是内部审计质量的重要保证,而舞美制景及包装工程审计是一项跨专业的审计,要求审计人员在巩固审计、财务知识的基础上,多学习工程造价方面的知识,对舞台构造、灯光、音响、显示屏、特种设备要多了解。在日常工作中,内部审计要建立审计数据库,对舞美制景及包装工程经常使用的材料的材质、用途、市场价格、供应商状况等进行归类整体,对地方造价部门的相关文件要充分学习,掌握相关工程定额和取费标准。 (三)重视对施工现场的了解 坐在办公室闭门造车是干不好审计的。舞美制景及包装是一种艺术创作行为,评价项目工作好坏的标准比较模糊。审计人员必须多跑施工现场,了解施工工序,多收集相关数据。只有清楚了解整个施工过程、施工所使用的材料、制作耗费的工时等基础数据,才有可能确定合理的审计评价依据。 (四)探索适合舞美制景及包装的评价体系 目前,地方性的广电媒体尤其是城市台,对大型活动的评价仍然停留在以收视率/收视份额为主导的评价体系,对于投入产出比的评价是否科学、合理方面的考虑不足。收视率/收听份额是目前广播电视行业广告收入的保障前提,但其高低受统计样本的选择,播出频道和播出时间的不同以及插播广告时长等原因的影响。简单的以收视率/收听份额作为主导考核指标,不能全面评价舞美制景及包装工程的经济性、效果性、效率性。因此如何建立科学的舞美制景及包装评价体系是一个需要讨论的问题。由于广电行业的特殊性,节目生产往往兼具社会效益和经济效益,对于社会效益很难找到适合的行业评价标准,但我们可以探索建立可行的评价体系来评价舞美制景及包装工程的经济效益,提高审计的质量和价值。 四、结束语 现阶段,新媒体对广电媒体的冲击越来越大,广电媒体在资本运作、互联网技术运用等方面已经处于落后地位,必须守住自身在节目内容生产方面的传统优势。在节目生产不断推陈出新的阶段,舞台置景及包装大投入的趋势不可避免,这就要求内部审计部门严把成本关,做到审计思维和审计方法的与时俱进,为广电的发展贡献力量。 (作者单位:厦门广播电视集团) 包装工程论文:多媒体信息时代包装工程专业《摄影》教学模式探究 摘 要:本文研究的关键问题在于运用多种手段的艺术实践,颠覆旧有的意识形态、教学观念和教学模式,如何通过摄影实践课程的改革,培养学生的创新思维和创新能力,培养学生的审美观点和审美素养是本课在教学实践中重点思考的问题。 关键词:摄影;实践;教学模式 摄影是一门科学、一门艺术,同时也是信息传播的一种重要手段,广泛应用于人类社会的各个领域。《摄影》对于包装工程专业来说是一门基础性学科,是继《艺术概论》、《美术基础》之后开设的一门专业课程。学生必须有一定的理论功底、绘画功底、造型能力和色彩审美表现能力的基础上开设的。同时它又与包装设计、广告设计、室内空间环境设计平行同步开设。摄影可以说是为所有视觉艺术搜集创作素材的最有效手段之一,对专业课的学习具有很大辅助作用。随着信息时代的发展,传统影像艺术逐步走向数字化,构成了全新的多媒体摄影艺术,形成了全新的创造手法和表现形式, 使得摄影课的目标定位、教学内容、实验室建设和实践教学环节等都发生了很大变化。 作为一门实践性、应用性很强的课程。摄影在教学时要重点强调实践教学环节。传统的摄影教学理论课程在教室进行,教师以传授为主,较多运用图片,对照相机各部位结构、功能、工作原理进行讲解,缺乏直观的操作展示, 学生学起来枯燥无味,导致教学效果较差;另一方面实践教学课程中,一般在摄影室、室外或企业中进行, 沿袭的是先理论后实践的教学方法, 由于时间上理论教学和实践教学的不同步, 理论与实践严重脱节,学生所学的专业理论知识遗忘较多,而不能应用于实训操作,最终导致技能训练效果差。从现实来看,教师对相机的使用、曝光的控制、暗房技术等基本原理在拍摄技法上的运用讲解较多,而忽视了实践教学中具有发展性和创造性的艺术性摄影。这造成了多数学生只能拍出技术性较强图像清楚的照片,而缺乏摄影的艺术价值,使得学生作品雷同毫无特点。传统教学模式和滞后的教学方式已不符合多媒体时代下摄影教学,达不到以人为本的素质教育。必须突破传统摄影教学模式,构置一种框架(纲领),进行教学创新,把科学、技术、艺术结合起来,加大艺术摄影实践课程的设置。故如何启发学生创造性思维,挖掘学生的个性,将技术更好地运用在实际的操作中,是我们在教学中思考和解决的重点所在,改变一成不变的授课方式,做实验的教育,才能更好的培养学生创造力和想象力,并应用于社会。 针对上述现状,本论文研究依托于食品工程学院包装工程专业所开设的《摄影》课程,结合教师本人自己的教学实践实例进行实际研究,突出学生的主体地位,以实践教学为主要内容, 在实践课程目标、实践教学模式、实践教学方法、实践教学环境与资源,考核方式等各个环节进行分析,提出"基础原理实践课程+摄影专项实践课程+摄影创作综合实践课程"三位一体的教学思维模式,以期通过推进开放式和互动式实践课堂建设、加强学生创新基础能力和自主设计能力。这无疑对今后多媒体环境下摄影课程的教学具有很好的参考和借鉴作用。 一、实践教学目标创新思想的再定位 摄影教育不是简单的技术教学,教师的作用是引导。有效培养学学生的逻辑思维能力,使学生在编辑梳理拍摄意图、拍摄方式、拍摄内容的过程中,建立起自己发现和解决问题的良好方法,形成自己独立和特别的审美方式和观察视点。因此新的实践课程的目标是:理论和实践的互动,实践中掌握摄影基本理论。 课堂讲授只是这门课程的一部分,教学是教与学的交往、互动,强调课堂教学的生成性,根据每章小节不同的拍摄题材,或室内或室外,边讲解边实际操作。便于教师有针对性地对每个学生所遇到的问题进行个别讲解。不仅极大地激发了学生的学习兴趣,同时也使他们更牢靠的掌握了课堂所学的知识。 二、实践教学模式的创新 教学模式是在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序。为教学提供一定理论依据的模式化的教学法体系,使教师摆脱只凭经验和感觉,在实践中从头摸索进行教学的状况,搭起了一座理论与实践之间的桥梁。教学模式的这种中介作用,是和它既来源于实践,又是某种理论的简化形式的特点分不开的。 《摄影》实践教学模式的研究是对具体教学活动方式进行优选、概括、加工的结果,另一方面,教学模式又是某种理论的简化表现方式,它可以通过简明扼要的象征性的符号、图式和关系的解释,使人们在头脑中形成一个比抽象理论具体得多的教学程序性的实施程序。 便于学生对《摄影》教学更加深入的理解,将实践课程分别以"基础原理实践课程+摄影专项实践课程+摄影创作综合实践课程"三位一体的教学思维模式来设计指导, 经过三年的《摄影》实践教学研究,构筑这样的“三位一体”以全新理念统领,以理论教学、实践教学、创新拓展为支撑的实验教学体系,效果明显,是新媒体环境下《摄影》课程实验教学创新的必由之路。 三、实践教学方法的创新 1、“课题化”的教学理念 即要求学生带着问题去学习的教学方法,在实践中培养解决问题的能力。做好课题的设计,课题设计实际上就是对研究课题进行详细规划的过程和结果。如,新学期初即布置本门课程的期末结题作业“其实很…”半命题作业,要求学生利用这一学期的学习期间,边学习边做课题研究。像一根主线一样贯穿整门课程各个环节, 注重发展性和创造性地知识教学, 将技术更好的运用在实际的操作中,创作出具有创意的作品。 2、“同中求异”的教学方法 摄影实践教学大模块无外乎新闻摄影、体育摄影、人像摄影、产品摄影、动植物摄影、风景摄影这几大类,在教学中如果过分重视陈述性、技术性材料的教学,学生必被动地接受知识,思维被禁锢,结果造成每个学生的作品几乎雷同,没有特点。故如何启发学生创造性思维,挖掘学生的个性,从被动学习中解脱,并能够帮助准确的传达思想,是我在教学中思考和解决的重点问题所在。采用“同中求异”的教学方法,如进行风景摄影实践的时候,要求所有学生对同“一棵树”进行拍摄,每个同学都发挥自己的创造性思维,进行创新拍摄,有的拍“这棵树”的全貌,有的拍细节枝、叶、花、树根,有的选择雨天拍摄,有的选择逆光拍摄,看似相同却大有差异,学生创作出不同情境、不同观念、不同手法的作品,培养学生的创新能力,大大调动学生学习的积极性。 3、实践课堂与企业、报社、影楼的互动 将课程作业与实际企业需求相结合,让学生进行实地操作,使学生对传媒第一线的摄影工作的真实面貌有更直观清晰的认识。加强与社会联系,进行校企结合。摄影协会,引导学生进行有偿的摄影服务实践,尝试市场化运作,以市场需求为导向,新闻传媒领域,在摄影教学中有意识的帮助学生分析当前传媒领域摄影图片特征,结合大学校园里和校园周边的新闻题材,如新生入学,学校艺术活动,校园买卖,等拍摄出有意义,符合要求的作品,有针对性的向各类网络媒体、新闻媒体投稿。加强与社会摄影机构如婚纱影楼、广告公司、婚庆公司等的联系,定期带领学生做一些交流访问,在企业允许下安排学生做兼职活动,不但培养学生的能力,也扩大了学校的影响。 四、实践教学考核评价方式的创新 课程的考核不以作品的数量为标准,学生作品的呈现不仅仅是课程的一个结束环节,是学生对摄影媒介认识的深入,提升的关键环节。学生作品的有效考核是:作品+表达+意境。首先要求学生自己讲解:所拍摄的作品某处刺痛了我?然后老师或其它同学问这样几个问题:你的作品提出了什么问题?为什么要用这种形式?怎样进行工作的?你的方法是什么?作品之间的联系是什么?某些细节说明了什么?对以上问题学生以第一人称向老师和同学作答。这些问题的回答,能显现出学生对作品情感思维的表达。经过实践证明文字讲解的好的画面视觉语言也较好。随后教师进行点评与学生互动讨论,最后综合得出学生作品的成绩。评分标准有如下几个方面:作品构图合理、层次丰富、内容有深度、拍摄主体明确、有无创新性等。 包装工程专业《摄影》实践教学模式探究,是笔者的一种探索与尝试,更能受学生欢迎,也取得了明显的成效,但还需进一步优化、实践。本文旨在引起同行对摄影理论与教学的探讨,教师应当更新教学观念,改变一般摄影的教学模式,走出限定,统揽全局,将教学过程作为一个系统来进行设计,充分认识艺术创造的本身和艺术创造过程的积极因素,以提高教学效率,让教学效果得到最优。 包装工程论文:包装工程专业中包装机械课程教学改革探讨 摘 要 提出一种包装工程专业包装机械课程的教学改革方案。通过包装机械教学现状的分析,提出从教材、授课内容、授课方式及实验实践等方面进行改革。 关键词 包装工程;包装机械;教学改革 包装工程这一本科专业起始于20世纪80年代,试办至今已有30多年的时间了。在这30多年的时间里,我国的包装高等教育取得很大的发展,受教育面越来越广,学科体系逐步完善[1]。虽然我国的包装机械行业取得长足发展,但也要看到我国与西方发达国家所存在的差距[2]。这就要求包装工程专业努力培养包装机械方面的人才,从而促进我国包装行业更好、更快地发展。 我国高校的包装工程专业都要开设包装机械这门课程。由于它的重要性,很多高校的包装工程专业把这门课程列为重点教学的内容。它与包装工程专业开设的包装材料、包装流通、包装容器、包装测试、包装装潢、包装印刷、包装管理等课程组成一个完整的体系。 随着科学技术的快速发展,包装机械的教学也要进行改革以适应新的要求。如何对现有的教学模式进行改革,如何让学生更全面、系统地掌握知识,成为本文探讨的重点[3]。 1 包装机械教学现状分析 课程设计不合理 目前,河南科技大学的包装工程专业属于非机械专业的工科专业,学生在学习这门课程之前掌握的机械类知识较少。这就造成学生在学习的过程中缺乏学习兴趣,没有积极性,从而导致学生陷入听不懂不学习更听不懂更不学习的恶性循环。 课程内容更新慢 包装机械行业是个快速发展的行业,新技术、新设备不断涌现。但是由于包装机械类的教材较少以及更新速度慢,导致学生选用教材较老,学习内容跟不上时展。 实习及课程设计周期短 由于区域限制,学生参观实习工厂较少,并且设备老化现象严重。在课程设计方面,由于掌握的机械类知识较少,造成学生学习兴趣低下,没有积极性。同时由于时间短,也达不到目的要求。 2 包装机械教学改革措施 精选教材和授课内容 合理地选择教材以及参考书籍,对于刚刚接触新知识的学生来说更加有利于知识体系以及思维方式的培养。目前,本专业所选用的教材为印刷工业出版社出版,孙智慧主编的《包装机械概论》一书。这本教材无论在内容体系还是编写的特点上,都比较适合教学的需要。但在教学过程中也发现这本教材与教学大纲及培养方案中的要求有不相符的地方。这就要求教师在本门课的教学过程中做到及时的查漏补缺。因此,根据教材的特点以及实际教学的需求,笔者建议按以下内容进行教学。 第一章:主要讲解本门课程的绪论,包括包装机械的概念、分类,包装机械分类和型号编制方法,包装机械工业概况,包装机械的组成和特点等基础知识。 第二章:主要讲解常见的充填机的分类,以及容积式、称重式、计数式等典型计量装置的结构及工作原理。另外,块状、散体类固态物料的供送装置作为补充知识。本章是重点讲解的章节。 第三章:主要讲解灌装机的组成以及工作原理,几种常见的灌装机的主要部件和工作原理。另外,液态产品常用的灌装方法作为补充知识。本章是重点讲解的章节。 第四章:本章需要了解各种封口机的类型、工作原理和特点;掌握各种封口机执行机构的结构原理;了解各种封口机的适用范围及选用原则。 第五章:本章需要了解常见裹包机械的概念及分类,进而掌握常见的裹包机械的工作原理及过程。另外,卷筒材料供送装置、典型执行机构的工作原理及设计要点作为补充知识。 第六章:本章主要讲解几种常见的多功能包装机的结构以及工作原理。另外,常用的制袋成型器的设计与计算、横封器以及纵封器的设计与计算作为补充知识。本章是重点讲解的章节。 第七章:本章主要讲解贴标机的分类以及贴标方法,几种常见贴标机的工作原理与执行机构。 第八章:本章主要讲解清洗、杀菌机械。另外,干燥机械作为补充知识。 第九章:本章主要讲解捆扎、集装机械。 第十章:本章主要讲解多功能包装机。 选择合理的教学方式和教学手段 通过参考本门课的教学大纲和培养方案,制订适用于本门课的教学方式和教学手段。在教学的过程中理论与实践分开教学,但不能只讲理论而忽略实践,这样会使学生缺乏动手能力;也不能只讲实践忽略理论,这样容易使学生理论基础薄弱,也就偏离了本门课程的基本培养目标。因此,就要求教师在讲授包装机械课程的时候要全面把握,让教学过程生动、有趣、富有吸引力。同时,教师要整体把握课程中章节与章节之间的联系,从而让学生在学习的过程中能把握知识体系。在实验和实践环节中,教师要引导学生学会利用理论知识来解决实际问题,同时学会利用实验中观察的东西来夯实理论知识,以此激发学生学好这门课程的兴趣以及信心,从而体现学生是学习的主体,注重创新意识的培养,充分发掘学生积极探索与研究的潜力[4]。 本门课程以往的教学方式是以板书的形式进行的。这样的话,教师和学生之间缺乏交流。并且本门课程中包含大量的机械和机构图,只能对照课本来讲解,缺乏生动性和趣味性,学生只能被动地接受知识。 通过改革,现在学校选用多媒体进行理论教学,这就要求教师在制作多媒体课件的时候一定要突出重点,充分利用图片、声音、视频等资源。这就要求教师在制作多媒体时首先不能照搬、照抄课本上的知识。有些教师就是直接把课本上的东西扫描下来然后复制到多媒体课件中,虽然这样会缩短课件的制作时间,但是有照本宣科嫌疑,并且不容易吸引起学生的兴趣。其次就是要求课件不能制作得过于眼花缭乱,这样会分散学生上课的注意力,教学效果也会不理想。因此,教师在多媒体课件的制作上应把握:每张课件上文字不要太多,要精练;合理安排讲授内容的次序;尽量使用图片、声音、视频等资源;突出重点。 在教学过程中,教师要加强与学生的交流,要进行互动。教师不能总是自顾自地讲授,而是应该在讲授过程中提出问题,让学生尝试去解决问题,然后针对问题的解决方式再提出为什么要这样解决,这样解决的优势在哪里,一步一步地引导学生自己去发现问题的本质和知识的根源。这样不但增加了学生学习的兴趣,而且也掌握了知识。 通常在讲授完一次课程以后,直观上学生会以为自己已经听懂了,但实际上由于他们的知识范围和理解能力所限,不能完全掌握已学的知识脉络。对于这个问题,通常的做法是:首先,通过预留作业的方式要求学生尽量在课堂以外复习巩固已学的知识;其次,在下次课讲授新内容前复习旧内容。 强化实验与实践环节 包装机械课程是一门非常注重实验和实践的课程,它的内容都和工程实际相关。合理地安排和强化实验和实践的教学,不但有利于学生掌握理论基础,而且有利于培养和增强学生参与工程实践的能力。本门课程共安排以下几个实验:振动供送装置实验、封口包装实验、多功能包装机实验及捆扎机实验。学生通过自己操作这些实验,不但可以提高动手能力,还可以提高分析能力、判断能力和推理能力。 本门课程结束以后还会安排学生去工厂参观实践。通过工程实际的参观,学生可以全面把握本门课程的应用场景及应用范围,另外对所学习的知识可以进一步的巩固。 3 结束语 教学中课程改革的决策是个漫长和复杂的过程。这个决策既要包含以往的教学经验以及学生认知能力的变化,也要包括包装机械行业的发展现状和趋势等因素。通过这门课的改革,不但要让学生掌握扎实的理论基础,同时也要在实践中提高学生的动手和创新能力,这样才能达到培养出社会需求的人才的目标。 包装工程论文:包装工程中电磁感应电加热技术应用 摘 要:当前,商品包装行业发展迅速,产值不断上升,国家对包装产业经济的关注在不断加强。文章首先简单的介绍包装工程这个行业的当前所存在的基本情况,分析了包装工程发展路程及以后的发展走向,根据以往的经验总结,在结合包装工程这个行业的现状,针对本行业的薄弱环节,在以前出现错误的地方进行精心的学习,详细的分析。争取在以前的工作上有更大的进步。为我们经济的发展,为包装工程的进步,进行一系列的分析探讨,争取取得最优化的效益。 关键词:包装工程;电磁感应技术;电加热技术 1 电磁感应加热技术的优点 电磁感应加热技术的发展历史、应用及优点。电磁感应加热技术的速度比其他的媒介加热的速度快,电磁感应技术在加热的时候损耗铁屑的数量较少。电磁感应技术在加热的时候起动比较快。电磁感应技术的节能效果比较好,因为在不用的时候可以将电磁感应加热技术的电源关掉,比较环保。可以关闭,因为感应加热有启电磁感应技术的工作效率比较高,在短时间内加热就可以到达效果,可以降低成本。除此之外,感应加热还有几点好处:(1)便于控制,易于实现自动化;(2)减少设备占地面积;(3)作业环境安静,安全和洁净;(4)维护简单。正是因为电磁感应技术技术的很多优点,所以才将其用于包装工程的工作中,争取取得更大的效果和最优化的结局。 2 感应电加热技术 电磁感应加热技术法是基于电磁感应技术原理,当交流电流通过初级线圈时,环绕着线圈产生交变磁场,交变磁场在次级线圈上(金属炉料)产生感应电动势。由于此感应电动势的作用,在闭合的线圈(被加热的金属)中产生感应电流使金属加热。为中间包侧面感应加热装置。该装置中的感应器由铁芯、线圈和引入钢水的通道组成。当绻圈中通入交流电后,钢液中产生的感应电流放出焦耳热使钢水加热。在浇注初期,因中间包耐火材料吸热,应供以较大的功率使钢水迅速升温。当中间包容量为10t时,最大功率约为1000kW。采用中间包电加热技术后,可使中间包中钢水温度相对稳定;而且利用磁感应加热钢水时,由于电磁搅拌作用,可使钢中夹杂物上浮。据资料介绍,在5t中间包中采用电磁感应技术电加热技术,当功率为1000kW时,升温速度达25℃/min,热效率为90%,可控制钢水温差在士2.5℃范围内。 感应电加热技术依靠两种能量转换过程以达到加热目的,即焦耳热效应和磁滞效应。第一种是非磁性材料,如铝,铜、奥氏不锈钢和高于居里点(即磁衰变温度)的碳钢产生热量的唯一途经,也是铁磁性金属(如低于居里点温度的碳钢)中主要产热途径。对于铁磁性金属材料,感应发热的一少部分来源于磁滞损耗。磁滞发热可以这样来解释,磁滞现象是由分子(或称磁性偶极子)之间的磨擦力导致的。当铁磁性金属被磁化时,磁性偶极子可以看成是小磁针,它随着磁场方向变化(即交流电的变化)而转动,这种来回转动所引起的发热,就是磁滞发热。交流电频率越高,磁场变化就越快,单位时间内产生出的热量也就越多。焦耳热效应是由涡流损耗产生的。涡流损耗和焦耳的表达式和直流电、交流电的能量消耗公式相同。和其它电流一样,涡流也必须有一个闭合回路。假设该电路中电压为V,电阻为R,电流为Ⅱ,由欧姆定律V=ⅡR。当电势降低时,电能就转变成热能。这种电能的转化过程类似于机械运动过程中势能的转化。势能转化过程是由于在重力作用下,物体由高处向低处落下时发生的。电势降低时产生热,其关系式可以给出。必须清楚,感应加热的机理和直流电或交流电产生的电磁场有密切的关系。对于一个带直流电的导体而言,磁场(感生磁场)的方向垂直于电流方向。距离导体越远,磁场强度越弱。磁场强度的大小和电流大小成正比。磁场极性或磁力线的方向由右手定则给出。假如直流电流过一螺旋线圈,则螺旋线圈内的场强大载流体(中心凋围的磁场(O箭头)而线圈外的强度小。相邻两匝线圈之间的场强很小。这是因为相邻两匝之间的磁力线方向相反,彼此互相抵消了。现在再来考虑在一个通有直流电的螺旋线圈中插入一个实心棒时磁场将会发生怎样的变化。如果棒是非磁性的,则磁场不受影响;反之,如果插入磁性钢棒,则磁力线的数量就会大大增加。这是因为钢的导磁率比非磁性物的导磁率大得多的缘故。实际上,在电学计算中只需要知道相对导磁率即可。非磁性物质和空气的相对导磁率都定为1,磁性的物质的相对导磁率都大于1。 3 包装工程的内容和特点 目前我国的包装主要研究和应用的重点是包装理论、技术方法、结构设计、包装测试、包装材料强度和结构;同时发挥多学科综合专业的优势,在计算机辅助设计、包装机械、市场营销、管理以及造型设计诸方面开展工作。计算机与测试技术可为包装工程设计提供计算、分析、实验和数据处理的手段,以提高包装设计的质量、效率,并适应现代包装工程高速化、智能化、自动化的要求。应包括包装CAD、包装测试技术、包装自动控制等。 4 结束语 现代的包装工程是许多技术的综合运用,因此我们应该加强各个方面的技术的应用,从包装产品的特点、性能、运输、储藏、安全、销售等等很多方面考虑包装工程的要求。包装工程还有一个重要的步骤就是包装材料的问题。包装材料的好坏是包装完成的第一步,也是最重要的一个步骤。可以应用电磁感应技术这个技术制造更好的包装材料。如果包装材料都不好的话,包装的任何一部都无法进行。不仅要包装包装的安全完整,还要做到美观,包装材料的安全完整美观才能吸引消费者额眼球,应该以最安全完整的包装材料达到最完美的包装效果,让包装发挥最大的视觉冲击,吸引更多更广的消费者。利用电磁感应技术这个技术为包装工程作出更好的贡献。 作者简介:李庆标(1984,9-),男,河南郑州人,助理工程师,本科,研究方向:包装工程。 包装工程论文:食品包装工程专业《高分子化学与物理》课程教学初探 摘要:高分子科学已渗透于各个领域与学科,形成了一个无法替代的交叉学科,因此,除化学或材料专业外,相关专业纷纷开设高分子相关课程。高分子化学与物理作为北京农学院食品包装专业的专业主干课之一,向学生讲解高分子化学和高分子物理,其中高分子化学部分侧重高分子化学的基本理论知识,高分子物理部分则侧重于高分子的结构与性能的关系。本文基于食品包装工程专业的需求,分析了高分子化学与物理的课程授课特点,总结了在有限学时的情况下课堂教学中如何采取的行之有效的措施和教学尝试来提高学生的学习兴趣,加强教学效果。 关键词:CAI教学;高分子化学与物理;实例教学;教学改革 随着高分子科学与技术的不断发展,高分子科学已渗透于各个领域与学科,形成了一个无法替代的交叉学科[1]。对于与高分子相关的专业,专业课程一般设置高分子化学与高分子物理两门课,其中高分子化学侧重聚合反应机理的学习,高分子物理从分子运动的观点出发重点介绍高聚物的结构与性能间的关系。对于食品科学与工程学院的包装工程专业的学生一般将这两门课揉合在一起,开设高分子化学与物理,课程48~72学时之间,要求掌握有关高分子的基本理论知识和应用技能。 对于在食品学院中的包装工程专业,结合北京农学院的办学定位和服务对象,学校专业定位在食品包装技术以及与包装相关的食品质量安全与控制[2]。要培养学生这两个方面的能力,学生的学习内容必须涵盖包装中食品接触材料生产、监管、检测和风险评估等与卫生安全质量相关的各个方面。而讲述这些内容的前提是掌握高分子化学与物理以及包装材料学中关于食品接触材料的各种知识点。我们只有在介绍高分子食品接触材料的特性、用途、生产工艺的基础上,才能让学生懂得食品接触材料安全卫生相关的质量控制和管理要素,培养学生对食品接触材料安全卫生相关的质量控制能力,以及准确合理地选择包装材料进行食品产品包装设计的能力。所以,高分子化学与物理是我们食品包装专业非常重要的专业基础课。 在学校“3+1”的教学模式[3]影响下,高分子化学与物理课程的学时数压缩为56学时。在这样少的学时条件下,要使那些对于高分子完全陌生的学生理解并掌握高分子的基本概念与原理,授课内容的选择及讲授方式是非常重要的。通过几年不断地尝试和教学实践,作者结合非高分子专业学生的特点,积极进行教学改革探索,积累了一定的教学经验,取得了比较满意的教学效果。本文结合我校高分子化学与高分子物理课程教学改革与探索的实际,就教学内容的选择、完善以及教学方式与多媒体课件的研制方面提出一些自己的见解。 一、理论联系实际,调整教学内容,加强实例教学 在传统高分子专业的高分子化学课程中,高分子化学涉及的概念公式繁多,而且复杂难懂,要想完全靠死记硬背记住这些公式是比较困难的,而将这些公式熟练应用则更加困难[4,5]。对于食品包装工程系的学生学习高分子化学对聚合物的化学反应部分应当有目的地选择高分子包装材料所涉及的化学反应进行讲授,对于复杂的聚合反应速率方程的推导可以不学。可重点学习各种包装材料如:聚乙烯,聚碳酸酯,聚氯乙烯,聚偏二氯乙烯,聚乙烯醇,聚对二苯甲酸乙二醇酯等现实经济生活中常用高分子材料的合成方法,重点讲述他们的化学合成方法,催化,以及包装材料中单体与催化剂的残留造成的健康风险。在充分体现学科特点的前提下,适当削减了与专业关系不大的聚合反应机理部分的内容,如配位聚合反应的机理。在“聚合物的化学反应”章节中,增添了与专业相关的化学反应。 比如讲述聚苯乙烯(PS)合成时,应当结合包装专业特点来举例聚苯乙烯合成过程对其在包装工业上的应用具有深刻的影响,如聚苯乙烯发泡餐盒白色污染的风波[6]。向学生解释为何2013年2月,国家发改委“21号令”,将被称做白色污染且长久被认为有毒的一次性聚苯乙烯发泡餐具解禁。解禁依据是什么?通过联系实际,同学们都急切想从专业角度得到解答。10年前国家禁止聚乙烯发泡餐盒的应用是基于以下考虑。 1.PS泡沫塑料餐具带来白色污染的问题。 2.PS泡沫塑料餐具受热65℃时或燃烧时会产生“二英”强致癌物的问题。 3.PS泡沫塑料餐具中含有残存单体苯乙烯或在65℃以上使用会释放出单体致毒的问题。 4.PS泡沫塑料餐具遇热会释放出二聚体、三聚体等危害人体物质的问题。 5.PS泡沫塑料餐具含双酚类,导致生殖机能失常的问题。 6.PS泡沫塑料餐具难以回收利用。 7.PS泡沫塑料餐具不能耐高温,高温变形,不能在微波炉里使用。 从向学生介绍高分子化学中聚苯乙烯的分子构造,聚合机理,聚合方法以及化学反应后处理,我们就能解释第2、3、4、5问题。从高分子化学专业的角度向学生讲述“白色污染”的成因是管理不善及随意丢弃垃圾的人,而不属聚苯乙烯材料本身,PS泡沫塑料餐具≠“白色污染”,更不是造成“白色污染”的元凶。PS的生产过程是苯乙烯单体在高温高压和催化剂作用下,在密封的反应内,无氯条件下进行聚合反应,从而无产生二英的条件。PS泡沫塑料饭盒是直接采用食品级的PS材料,加入滑石粉、硬脂肪酸钙、丁烷等,通过挤出、发泡制得,生产过程全部为物理混合过程,无化学反应,不具备产生二英的条件。如果我们工业界使用符合国家标准的食品级聚苯乙烯原料来制造一次性泡沫发泡饭盒,最终产品很难在单体残留量上超标。而且,国外公布相关报告研究结果,明确澄清有关二聚体、三聚体环境荷尔蒙的问题,它们不属所谓拢乱内分泌的化学物质。食品级PS材料中并没有双酚A,在加工过程中也不可能产生双酚A副产物等。以上解释都需要我们高分子化学的知识,通过理论联系实际,我们能让学生们对学习高分子化学对包装材料的认识加深印象。 再如,讲解聚碳酸酯(PC)[7]的逐步缩聚合成过程中,为了加深学生的理解,引入聚碳酸酯“双酚A风波”。生产聚碳酸酯用到双酚A,在材料与食品相接触后,残留双酚A单体迁移进食品,造成一定的健康风险。从高分子化学角度,向学生解析为何2011年在欧盟和加拿大,双酚A被列为有毒物质,被禁止用于生产婴儿奶瓶。在PC实例中,通过聚合机理,单体结构,聚合单体残留等高分子化学方面的知识向学生们展示PC食品接触材料的优缺点。 同理,我们在讲解聚氯乙烯(PVC)时[8],从分子结构的特点引入“塑化剂风波”,讲述聚氯乙烯由于分子的刚性需要塑化剂才能加工成型,这与食品相接触后必然造成有毒塑化剂的迁移。我们在讲解各种包装材料的高分子合成化学时,就应该通过现实生活的同学们已经有所耳闻、鲜活的例子来帮助学生对知识点的理解与记忆,提升他们对专业的学习兴趣。 二、加强《高分子化学及物理》与《包装材料学》的有机联系 高分子物理部分以分子运动的观点来聚合物的转变与松弛,聚合物的粘弹性,聚合物的力学性能等内容。因为《高分子化学及物理》是为《包装材料学》服务的,应让学生重点掌握高分子结构与性能之间的关系。高分子物理部分是教学重点,在讲解基本概念时,同时注意结合《包装材料学》所涉及的结构与性能之间的关系,使《包装材料学》与《高分子化学及物理》真正有机地融合起来。比如,在讲解聚苯乙烯发泡餐盒的时候,我们还是可以通过餐盒禁止与解禁来讲解其分子的构效关系与应用。以前禁用一次性聚苯乙烯泡沫饭盒,存在很多知识的误区,比如对毒性的误解与使用方法的不当。当加热至聚苯乙烯的玻璃化转变温度(80~90℃)以上,PS转变为高弹态,且保持这种状态在较宽的范围内,PS开始热变形,熔融温度为240℃,PS在高真空和330~380℃下剧烈降解。由于其分子结构的特性,一次性聚苯乙烯饭盒不能在70度以上或微波炉的情况下使用,这和聚丙烯餐盒使用是有很大差异的。由于知识普及不到位,许多人把一次性聚苯乙烯泡沫饭盒在高温下加热,在微波炉使用,造成饭盒溶化变形,并伴有刺激性气味。如果我们知道使用说明,一次性聚苯乙烯餐盒在一定条件下使用是无毒,绿色,安全且价廉,比如,在外就餐,我们可以用价廉的一次性聚乙烯发泡餐盒打包你的冷却后的剩饭剩菜而无需采用价格昂贵的替代产品。我们在讲解聚苯乙烯高分子分子运动时,就应该把分子运动的特点引导到聚苯乙烯作为现实包装材料由于分子运动的特点所带来的优缺点。同理,我们讲解聚氯乙烯分子[8]时,就需要结合高分子物理中分子运动的特点来讲解的塑化剂溶出。讲解聚乙烯醇(PVA)时,就应该把高聚物的结晶与分子之间的氢键作用引入到结晶与分子材料透气透氧之间的关系上。 三、改进了教学手段,有效利用多媒体资源和化学作图软件,运用多种方法加深学生的理解 高分子化学与物理的基本概念繁多,有些概念很容易混淆,还有些概念很抽象,难于理解。针对抽象的概念,我们可以有效利用多媒体资源和化学作图软件,使基本概念的理解变得容易,大大增强了记忆的效果,避免了死记硬背。比如,高分子应力松弛与蠕变讲述。对于蠕变,只是通过经典的教科书上的举例,“如在悬挂的软质PVC丝下面勾住一段一定质量的砝码,软丝会慢慢伸长,撤销砝码后,软丝会慢慢地回缩”这种书本讲解,笔者觉得不足以让学生加深印象。而是应该通过形象的多媒体实验演示或现实实验来讲解。由于实验课时有限,笔者在课前对实验进行录像,然后在课堂上进行视频演示,能很好地帮助学生理解。利用实验能让学生充分理解高分子聚合物的结构与性能之间的关系。 例如,结晶概念的诠释,是比较难比喻生动而且易懂的。高聚物结晶分子的排列在书中被用很小的部分来讲述,但是高分子结晶对高分子薄膜材料物理性质影响显著,对于食品包装的学生,急切需要知道结晶度与透气性的构效关系,但是如此小的篇幅根本不能让学生掌握高分子结晶的知识点。书本上的高分子晶体图学生很难理解,这就需要我们教师去寻找更好的化学物质单晶图,我们可以找刚性的芳香有机物的单晶图来阐述分子间的各种力造成的分子有序堆积。通过这种举例,可以让学生更好的理解高分子链之间相互作用力造成的部分链段的有序堆积。可见,生动的举例对于抽象概念的理解是有很大帮助的。 使用多媒体可以将枯燥乏味的理论知识直观和形象化,可以将教学过程生动地展示给学生,使学生更容易理解所学内容。对于高分子化学与物理中一些概念的讲述,我们需要CAI教学[9],多利用化学分子结构软件制作课件。通过化学软件制作三维空间构型,再结合三维动画,动态演示分子骨架旋转,能轻松地带学生进入微观的分子世界,让抽象的分子结构与概念形象化,有利我们教学。比如高分子链的柔性是由于分子内各个化学键和原子在不停地转动或振动,高分子链的形状时刻在变化着而造成的。如果我们制作动态三维的大分子的内旋转图,让学生亲眼目睹这个“动”,才能更好促进学生对分子动态旋转以及高分子柔性的理解。 四、创设开放性的交流空间,鼓励学生主动参与教学活动 在课程教学过程中,除老师引入实例教学、有效利用多媒体资源等教学措施以外,有时引申话题,创设开放性的交流空间,鼓励学生主动参与教学活动也是非常重要的[10]。采取让学生分组讨论,查找文献,撰写小报告的形式拓展学生的知识面,培养学生自主学习的能力。如,高分子聚合的教学中,结合聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等分子的结构特点说明其应用的基础上,提出问题:“为什么限制聚氯乙烯在食品包装保鲜膜上的应用?”“为什么限制聚碳酸酯在婴儿奶瓶上的应用?”“为何聚苯乙烯餐盒只能在70度以下使用?”以及“为何聚乙烯醇容易结晶以及吸水,这些性质会给作为包装材料的它带来哪些优缺点?”然后学生分组从聚合物分子结构、柔韧性等角度讨论,积极参与到教学活动中。每一个问题都与高分子的基础知识息息相关,都是从一些实际现象引出问题,再通过理论分析加以解释、归纳;这样不仅可以引起学生兴趣,重要的是可以加深学生对基本理论知识的理解和掌握,达到事半功倍的效果。 五、结语 高分子化学与物理是一门理论性强、概念抽象难懂且较难掌握的课程,作为包装工程专业,特别是偏重食品包装技术的学生的重要专业基础课,学生需要在有限的学时里掌握高分子的基本概念和理论,教师则需要不断地探索教学方法,采用多种手段提高教学的交互性和生动性,以调动学生学习的主动性和积极性,才能取得令人满意的教学效果。 作者简介:杜斌(1980-),男,浙江衢州人,就职于北京农学院,博士,中级二级,主要从事《高分子化学及物理》、《包装材料学》等课程的教学工作,研究方向为功能性包装材料以及果蔬保鲜。 包装工程论文:探讨包装工程、包装技术体系与包装工程教育若干问题 【摘要】时代的发展,社会、经济的进步使得人们对于生产、生活中的各个方面的要求越来越高,对于各类产品的包装也提出了更加多元化的个性需要。在世界发展历程中,包装工程的历史也是十分漫长的,总体而言经历了原始、传统、现代包装工程三个阶段。本文主要介绍了包装工程大致经历的这三种时期,对包装工程在经济中的重要作用进行了具体阐述;深入分析了包装技术体系中存在的方面,并对包装技术中独有的理论、设计方法、技术等加以介绍。最后,在了解国外包装工程教育概况的情形下,对于我国的包装教育存在的问题进行了深刻的探讨,并提出了相应的解决建议。 【关键词】包装工程;包装技术;包装工程教育 0.引言 在世界产业结构、制造业布局进行大调整的大背景下,我国要想成为世界中的制造业大国、强国,必须要有大量的优秀工程技术人才予以支撑,因此也就必须重新对包装工程、包装技术以及包装工程教育加以十分重视。包装工程教育主要是进行有关包装工程内容的学习,包括了解其进程、主要技术等,只有为包装行业提供出优秀、杰出的专业人才,才更好地促进我国包装工程教育以及包装行业的健康、可持续发展[1]。 1. 包装工程 1.1 包装工程的历程 从包装工程出现至今,也经历了一个十分漫长的发展历程,大体可以分为原始包装,传统包装,现代包装三个阶段。其中,原始包装时代,包装的方式十分得粗糙、简陋,所使用的包装材料也是各种天然的材料。之后的传统包装不管是在方式还是在材质上都取得了很大的进展。包装的形式向产业化、现代化迈进,其在商品的流通、销售中的作用日渐增加,其功能也得到了与延伸[2]。 在现今社会,商品的价值不单单只是体现在其使用价值之上,还包括了更多的经济价值以及美学价值,只有质量与功能兼备的产品才能得到消费真的青睐,因此,包装技术在商品的运输、流通、销售环节同样非常重要。当今的消费者对于商品的品种、品质等要求越来越多元化,对于商品包装的材料、工艺、设计等的要求也相应增强。 1.2包装工程在经济方面的重要作用 经济发展的区域化、全球化促使商品在整个世界中进行流通,市场竞争变得更加激烈,人们的生活质量得到普遍提高,商品消费需求更加多样化,商品的包装技术也得到了生产者的高度关注。在当今社会,包装在几乎所有的行业,如贸易、食品、医药等都有涉及,特别是对于我国这样一个制造大国而言,包装任务以及责任更是重大,在极大程度上影响着国家以及世界经济的发展。包装工程、包装技术在各种类型产品的生产、流通销售环节起着重要、独特的作用。在经济活动中,如果没有包装技术(工艺、材料、管理)的支持,那么将会出现许多不良的后果:影响产品的外观;不利于产品的流通;影响产品的使用;污染环境等。由此可见,包装工程对于现代商品的生产、物流十分的关键,包装的重要性不可估量。 2.包装技术体系 对于包装工程而言,其中的包装技术形成了一个庞杂的技术体系,通常对其进行一下的概念解释:根据产品的物质形态、性能、功能要求, 通过最优的成本和最有效的措施保证产品贮存、流通中的安全, 以实现产品的各种价值需要的专门化的知识、技能等的总和。按照国际标准,根据产品的性质和包装技术侧重的不同,可以把包装分为以下三种类型:销售中的包装目的在于提高商品的使用便利性;运输中的包装主要是为商品提供安全防护性能;特殊情况中的军用包装主要是为了军需品等各种军用物资运输和储存保护。 三种包装类型虽然有所区别,但是使用的包装技术体系是一致的。尽管世界各国中的包装工程学对于包装技术体系有不同的见解,但是总体的体系构成还是大同小异的。综合、归纳之后可以得出,各个国家对于包装工程专业中的各课程都包括了包装材料学、包装标准法规、包装测试、包装设计包装管理等。 3.包装工程教育 3.1 我国包装工程教育发展历程 我国的包装工程教育特别是高等教育随着世界国家对于包装工程、包装技术体系的重视也取得了一定的发展。具体而言,我国的包装工程教育大致经历了三个时期:初期是包装工程专业教育的初试阶段,大概从1985年持续到了1991年;之后是包装工程教育活动渐渐步入正轨的时期,时间大约是从1992年到1998年;第三时期则是从1998年至今,这一时期是我国的包装工程教育全面发展的黄金时期[4]。 自包装工程教育在我国起步至今,我国的包装工程教育取得了显著的成效,具体包括了包装工程教育中的教师队伍的整体素质有了显著地提高;包装工程教育的质量不断增强;包装工程高等教育的科研水平不断上升;包装工程专业教育规模不断扩大,国家对于该专业的教育重视程度显著提高,整体呈现欣欣向荣的发展势态。 3.2 我国包装工程教育存在的问题 一方面,在我国大多高校中的包装工程专业的特点还不够突出,没有良好的学科发展平台以及应有的教育科研能力,无法达到国家经济发展需要的水平;在许多的学校,盲目的对包装工程教育专业的学生进行招生,在教学资源短缺、方法落后的情形下根本不能培养出优秀的包装工程专业人才,造成大量教育资源的浪费;从事于包装工程高等教育的青年教师缺乏对包装工程、包装技术体系的深刻认识,包装工程行业的实践知识耶十分得欠缺;包装工程高等教育和行业的联系十分少,无法给该专业的学生提供更加真实的实践训练。 另一方面,我国的包装工程教育的技术培训以及相应的职业教育环节十分薄弱,不能达到现今经济发展中各行业的发展要求[5]。因为种种落后观念以及客观条件的限制,我国的教育大多重视理论而轻视实践,因此各种高职、专科人才的教育培养力量也十分欠缺,具有熟练水平的包装工程人才更是十分匮乏。 3.3提高对包装工程人才培养教育的重视 相对于国外包装工程教育及发展水平而言,我国的包装工程学科是十分薄弱的,但是由于国际经济的全球化发展以及商品经济的日渐繁荣,加强对包装工程教育的重视显得十分迫切。我国的包装工程教育需要得到更大力度的支持,包括意识上的重视以及政策、制度方面的支持,培养出更多的适应经济发展的包装工程专业人才,更好地促进我国商品经济的发展。 4.结语 当前,经济全球化过程促使商品市场竞争加剧,商品消费需求也愈加多样化,随着我国正逐步成为世界制造强国,商品包装技术成为人们关注的问题[6]。由于包装工程涉及人们生产生活的方方面面,尤其对于我国这样一个制造大国而言,包装工程业的发展、包装技术的成熟以及包装工程教育水平的提高都影响着我国制造业整体水平的发展。唯有积极创新包装技术,提高对包装工程人才培养教育的重视,全面发展包装工程业,才能更好地促进我国制造业健康稳定发展。 包装工程论文:包装工程专业人才培养模式研究 [摘要]分析了我国包装工程专业的现状,结合包装专业人才培养和需求,对包装工程专业人才培养模式进行了探讨,阐述了创新性培养模式、开放性培养模式和研究型培养模式的建立,明确了包装工程专业人才培养模式的目标和宗旨。 [关键词]包装工程 培养模式 一、引言 发达国家的包装工程专业教育开始于20世纪50年代初,其中美国是第一个设置包装工程专业的国家,密歇根州立大学在20世纪50年代建立了世界上最早的包装工程学院,欧洲的包装工程教育起步时间与美国差不多,较发达的为德国、英国和法国。国际上包装学科在近十几年得到了飞速发展,新的包装材料、包装技术、包装工艺、包装设备层出不穷,为包装工程学科的研究提供了丰富内容。 我国高校包装工程学科发展始于20世纪60年代初。江南大学最早创建包装工程学科。1984 年试办包装工程本科专业,并于同年起培养包装技术与装备研究方向的研究生。教育部于1984 年将包装工程专业列入本科专业目录,包装教育和科研得到了高速发展,为国家培养了一大批急需的专门人才。目前全国已有70余所高校开办了包装工程本科专业,每年可培养3000多名本科毕业生。但是,为适应社会需求,包装工程本科人才的培养还面临重要的研究课题。 二、我国包装工程专业教育中存在的问题 1.我国的包装高等教育起步晚,体系和内容不够完善 美国上世纪中期就开始了培养包装工程专业的研究生,90年代有了包装工程专业的博士,现在美国、英国、德国等多所院校可以接受外国留学、进修生,而我国包装工程专业的高等教育培养体系很不完整,因此,不仅是建设开始时间的落后,未来发展的步伐也远落后发达国家。 教育部1984年将包装工程专业列入本科专业目录以来,全国已经有70余所高校开办了包装工程本科专业,每年培养本科毕业生3000余人。1996年经国务院学位委员会通过,将包装工程专业作为“轻工技术与工程”一级学科下的二级学科,确定列入授予博士、硕士学位和培养研究生的专业目录中,但第二年国家修订公布的“授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录”中,该学科被取消。在这之后,多所院校通过自设包装工程二级学科或在相关学科中增设包装工程发向,培养包装工程的研究生,时至今日,包装工程学科已经有了一定的发展规模,但包装工业的档次、水平还有待提高,包装工程的高等教育的体系还有待完善。 我国包装高等教育的不完整性,使得包装企业在人才的使用上也面临诸多的问题,包装企业的创新性发展和高级包装人才的匮乏成为包装企业发展的瓶颈。 2.实践和创新能力培养不强 我们在学生的教育培养方面,面临很多问题,其中实践和创新是当前迫切要解决的问题。现在的教育就是让学生没有问题,而不是提出问题,很多学生别说是创造能力和动手能力,即便简单的生活能力都不具备,这不仅值得学校教育,也包括家庭教育和整个社会教育所思索的。从一些材料上我们可以得知,我国教育和社会发展中存在的突出问题主要表现在这样两个方面:一是人才结构上;二是片面发展严重,可持续发展能力不强。学生的学习能力、创新能力、实践能力不足,适应社会和就业创业能力不强。 3.包装工程专业理论体系建立不够深入 包装工程学科以商品生产和流通过程中的包装件及其形成的整个系统为研究对象,研究它们的功能组合、形成及在物流过程中实现的规律,是一门既涉及自然科学又涉及社会科学的综合性交叉科学。具体研究内容包括包装功能实现的原理方法、物质基础和技术手段。 现有包装工程学科没有独立的理论体系支撑,在学科交叉过程中过于依赖其他领域的理论平台,这也是学科未来发展的一大问题。如何建立相对独立的深入的理论体系将决定未来包装学科的发展。 三、包装工程专业人才培养模式 1.创新性培养模式――个性化教育模式 个性化教学,源于一个古老的教育梦想“因材施教”。2000多年前,孔子在杏坛授课,提出“因材施教”,门下诸多弟子,皆有成就。 而我国现代教育逐渐将个性化教育推上日程,《国家中长期教育改革和发展规划纲要》的第二条“工作方针”中提出:“关心每个学生,促进每个学生主动地、生动活泼地发展,尊重教育规律和学生身心发展规律,为每个学生提供适合的教育。”第三十二条提出:“创新人才培养模式。适应国家和社会发展需要,尊重教育规律和人才成长规律,深化教育教学改革,创新教育教学方法,探索多种培养方式,形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面。”规划纲要中还多处提到要因材施教,把全面发展与个性发展统一起来。 个性化教育思想就是在整合各种教育资源的基础上,在完善知识结构的前提下,充分开发个性思维模式,实施个性化的教育方式,培育现代化的创造性人才,开展素质教育。“个性”主要有两个方面的含义:一是教学过程中的有针对性的教学;二是发挥个性思维的精英教育。这是个性化教育的两个途径,与之对应的是教学内容的共性和培养能力的共性,要求你我们在教育共性的基础平台上,发展个性,这是个性化教育的前提。以吉林大学包装工程专业培养为例,培养方案中共设置普通教育、学科基础、专业教育、专业拓展教育和独立实践教学五部分。对于包装工程专业的学生而言,这些都相当于共性教育,为了培养学生的个性发展,在各类中开设大量的选修课程,包括文、理、艺术等学科共计658个学时,这是个性化教育平台,培养学生的学习兴趣,提高个体的能力属于个体化教育。个性化教育是对教育资源的重新整合,而教师成为资源配置的基础,因此课程体系的建立只是基础建设,而教师在个性化教育方面是关键,所以教师的能力的提高和协作方式的转换成为解决个性化教育的枢纽。 要树立人人成才观念,面向全体学生,促进学生成长成才。树立多样人才观念,尊重个人选择,鼓励个性发展,不拘一格培养人才。相信每个学生都能成才,不放弃任何一个学生。因材施教,扬长避短,充分发挥学生的优势。 2.开放性培养模式――社会参与培养模式 随着高校的扩招,越来越多的学生步入了大学这座象牙塔,理论知识的学习与实践锻炼分家,加之较为单一的人生经历,使得他们对社会的适应有着比上一代多的困难。由此而导致学校培养的人才与社会的需求之间的差距越来越大,究其造成差距的原因,不是学校培养的学生本身资质的问题,更不是培养学生的导师不够尽职,而是学校的单一环境不同于社会的大环境。从而形成了社会要求人才的适应力强、适应快与当今大学生的适应难问题这一对矛盾,欲解决这个矛盾,就必须迫切需要帮助学生增强综合能力和加快适应速度。 面向社会,通过校企合作、社会参与等方式,积极探索学校主导式、校企共建式、教学工厂式等人才培养模式,使“专业融入产业,教学融入企业”,不断提高教学水平和人才培养质量,着力培养动手能力强,符合社会需要的应用型人才。 吉林大学包装工程专业已经与可口可乐、月明试验机、吉林沃达食品等企业建立良好的合作关系,积极推进产、学、研基地,从我校与企业的合作来看,学校提供了一个平台,学生和企业成为主角,实现企业和学生培养的双赢。学生可以在第一线发现问题,并解决问题,反馈到课堂上,同学们倍加珍惜学习的机会,在学习的过程中投入更大的热情和兴趣;而企业依托高校平台完成新产品,新技术,新信息的追踪和反馈,推进新产品的开发和新技术的创新,提高自身的市场竞争力。而对于学校和教师在这一过程中,可以积极调整教学内容和人才培养的市场需求,并指导教师提出具有实际意义的研究性课题。 基于培养优秀大学生而提出的社会导师制,通过社会导师的指导和帮助,学生可以在知识、能力、心理素质等多方面获得成长。一是有利于学生获得各类丰富的知识。社会导师制在学生在和带教导师的互动过程中,一方面可以学到导师所从事职业(岗位)要求的知识、技能等直接知识,另一方面也可以收获宝贵的间接知识,即学生在过程中所感受、体会、领悟到的待人处事之道。二是有利于学生增强与人相处的能力,习得人际交往技巧。三是有利于学生提高适应社会的能力,从而缩短其从学校生活到社会生活的适应期。在校大学生可以通过和带教导师的接触、观察,甚至亲自到相应的岗位上挂职锻炼,取得直接和间接的工作经验及印象,从而提早对自己的未来做好规划。 3.研究型培养模式――高级研究型培养模式 吉林大学包装工程专业新的培养方案增设了包装工程导论、专业拓展课、包装在人们中的应用和前沿讲座等理论课程;进一步加大实验教学比重,独立设置实验课程;设立本科生科研计划,积极倡导课外学术活动为学生提供自我发展和自我创新的空间。把实践能力、创新意识和创新能力的培养贯穿于人才培养的始终,初步构建了研究型大学创新人才培养的新体系。 实验、实习等实践性课程在本科生培养中有非常重要的作用。实验教学不仅检验理论知识、学习实验技能与研究技术,还可发展学生分析问题、解决问题的能力,为学生从事研究创新奠定基础。吉林大学包装工程专业通过推行“课内与课外结合、教学与科研结合”的创新人才培养机制,依托农业机械化国家重点实验室创建“三层次”的试验教学体系,分为基础实验、综合性实验和研究型实验三个层次。本科生参与科研训练有两种模式:一种是学生参与到教师的科研项目和研究小组中,在其中担任部分基础工作;一种是学生自己提出项目方案,并在校内或校外自主联系指导教师。鼓励学生尝试跨院系、跨学科应用型研究。由于研究课题源于学生感兴趣的问题,通过从选题立项、写课题申请书、确定任务目标,与教师共同设计和实施技术方案,到完成科研项目,让学生经历了一个完整的研究过程。学生直接参与科学研究既可以检验他们课堂所学知识和技能训练,激发学习兴趣,提高学习能力,又可以进一步提高他们的实际科研能力。部分学生在本科生科研项目工作的基础上,撰写并发表了论文,并申请了国家专利。 四、包装工程人才培养模式对包装行业的影响 改革开放三十年来,我国包装工业发生了明显的变化,取得了世人瞩目的成就,目前已基本形成了一个以纸、塑料、金属、玻璃、印刷和各类包装机械为主要构架,以纸包装制品、彩印包装制品、塑料包装材料及制品、金属包装材料及制品、包装装潢、包装机械等主要产品的独立完整、门类齐全的现代工业体系。中国包装行业发展迅速,包装产业总产值从2003年的2500亿元,发展到2011年约13000亿元。由于全球包装行业向亚洲转移,特别向中国转移,趋势预测,未来三到五年中国包装总产值增长将加速,年增长率大于21%,将继续保持仅仅次于美国的世界第二大包装产品生产国,甚至有望超越美国。 然而,与世界先进国家相比,我国包装工业仍存在较大的差距,这种差距反应在企业规模、人员素质、产品质量与档次、科技水平及开发能力、包装基础工业水平以及综合利用与环境保护等多个方面。其中,科技人才的不足和开发能力的薄弱是制约我国包装工业发展和技术进步的重要因素。按产业发展预测,每年需培养学士5000名、硕士800名、博士100名,以满足企业需求。 五、结论 积极推进包装工程专业学士、硕士、博士的人才培养体系的完善是包装专业发展的保障。 建立新型的包装工程本科生培养体系,以创新性培养模式、开放性培养模式和研究型培养模式为重点,完善本科生教育。 包装工程学生能力的提高和创新意识的形成和提高得益于包装专业培养模式的改革和探索。 (作者单位:吉林大学生物与农业工程学院 吉林长春) 包装工程论文:新形势下包装工程专业课程体系的构建 摘要:本文对新形势下创新创业应用型包装工程人才培养的课程体系进行了探索与研究,根据该专业人才培养目标,采用模块化思想对其进行了设计,包括必修课、选修课和实践环节三部分,即在必修课方面,调整优秀课程和学时,加大实验和实践环节的学时;在选修课方面,增加创新学、创业基础等5门课程;设置15个实践环节,其中针对创新创业能力培养设置产品创新实践课程设计。 关键词:包装工程;课程体系;新形势 国外,以美国为例,包装专业本科阶段的培养主要是包装技术方面的“通才”,包括包装材料、包装过程、包装测试、包装系统开发等宽泛的知识,面向包装工业培养实用型人才,强调理论结合实际,重视课程设置和实验技能训练,而且必须至少有半年的包装工业实习[1-2]。国内,各高校整体趋势是重视理论知识的传授,忽视学生独立动手能力、综合分析问题和解决问题的能力的培养,统一培养口径、重“学”轻“术”、忽视实践锻炼、偏重课堂教学等做法,在创新创业能力培养方面,缺乏完善的培养模式和科学合理的课程体系[3-4]。本文在分析国内外包装工程本科专业培养特点的基础上,根据社会对人才需求的特点,结合包装工程学科的特点,对当前新形势下培养创新创业应用型包装工程人才的课程体系进行了探索与研究。 一、新形势下包装专业的培养目标定位和原则 近二十年,包装工程得到了飞速的发展,一系列新材料、新技术、新工艺和新装备的不断出现,丰富和扩宽了包装工程学科的研究内容和领域。因此,现代包装工程已发展成为一门高度综合和交叉的学科。2012年教育部调整后的包装工程专业(081702)属于轻工类学科下专业。新形势下本专业的培养目标是培养德、智、体等方面全面发展,知识、能力和素质协调统一,掌握包装防护原理和技术,具备包装系统分析、设计以及技术管理等方面的能力,能在商品生产与流通部门、包装及物流企业、科研机构、商检、质检、外贸等部门从事包装系统设计、生产、质量检测、技术管理和科学研究的高级工程技术人才。 课程是高校教育教学活动的载体,是实现教育目标的基本途径[5]。课程体系设计是指运用系统方法,在全面考察课程体系各要素及其相互关系的基础上,确定课程体系目标,组织课程资源,制定课程体系并做出评价的过程。它是贯彻教育思想,制定课程实施方案,保证人才培养目标的实现[6]。以教育部印发的《普通高等学校本科专业目录(2012年)》为指导思想,注重教育教学理念和专业知识结构,以社会需求为导向,以学生创新创业能力培养为主线,结合本校三学期制的改革方案,进一步构建与优化包装工程专业课程体系。在课程设置的过程中,以板块形态进行设计,强调整体优化思想并充分突出本专业特色,合理安排各类课程比重,建立满足当前新形势需要的科学的课程体系。课程体系总体结构如图1所示,根据本专业的社会需要、知识的类型以及学生的未来发展要求,全部课程按其所要达到的知识、能力、素养目标,分成若干个模块,如必修课程模块、选修课程模块、实践环节模块。 图1课程体系总体结构图 二、必修课程模块:调整优秀课程与学时 必修课程主要由公共基础课、学科基础课和专业课三部分组成。佳木斯大学目前实行大类招生,因此,公共基础课和部分学科基础课属于机械大类平台课,前三个学期全部修完。主干课程是专业课程体系中的基石和灵魂,根据最新颁布的教育部本科专业优秀课程要求,对本专业的优秀课程和学时进行了相应调整,具体包括:包装结构设计、包装装潢与造型设计、包装CAD、包装材料学、运输包装、包装工艺学、包装印刷、包装机械等,其他课程则结合本专业的特点和要求,提供相应的创新与创业知识和技能服务。 对必修课的实验课程体系进行了改革,主要专业实验课程有:专业基础课程实验(包装材料学实验)、专业课程实验(包装测试技术实验、包装工艺学实验、包装结构设计实验、包装印刷实验、运输包装实验等)。根据课程特点,增设课外综合性和设计性实验,培养学生的自主创新思维和设计能力。 图2必修课程组成 三、选修课程模块:增加选修内容与范围 选修课一方面可以对必修课的内容进行拓展或深化,另一方面又可以发展学生的技能、特长。由于工科各专业的教学内容具有变动性大和可选性小的特点,为实现培养目标,大多数课程应该是必修的,而选修课一般是同优秀课程关联程度不紧密的内容,这就致使在课程设置中普遍存在必修课程模块所占比例大的现象,这在一定程度上限制了选修课程的开设。由于新形势,要求培养具备较强适应能力且具备一定创新创业能力的学生,因此要求选修课的内容应与时俱进,关注“前沿”的新技术,目的主要在于开阔学生的视野。 佳木斯大学新一轮培养方案制定要求中明确规定了选修课的学时数和学分数占总数比例,为满足社会发展和个体成长的多样性的需要,增大学生选修的内容和范围,增加了创新学、创新案例、包装工程学科前沿、创业基础和创业案例等课程。选修课程模块主要划分为包装设计、专业技术知识及扩展、创新创业能力三个部分。所有选修课都定为考查课,每门课学时数为30左右。 四、实践环节模块:增加实战与实验学时 实践环节在整个课程体系中占有十分重要的地位,在重视理论教学的同时强化实践环节对学生能力的培养,学生的综合素质将能得到显著提高。对于新一轮实践教学环节体系的设计,主要包括各类课程的实验和实践学时、课程设计、实习和实训、毕业设计等,共计43周,如图4所示。其中,一方面调整了必修课程中的实验和实践学时的比例,另一方面增加了机械类专业认知、工程实践认知实习、产品包装创新实践。另外,把工程制图测绘、机械类专业认知、工程实践认知实习、金工实习、专业认知实习、装潢与造型课程设计和专业实习安排在夏季短学期。 图4实践环节组成 按照课程体系模块化、拼接合理化和体系弹性化要求,依据专业自身特点,对包装工程专业课程体系进行了构建;从注重提高学生创新创业能力、实际动手能力的角度,对各类课程设置进行了优化,提出了一套能够实现知识、能力、素质全面发展的人才培养方案。具体结果是总学分189学分,其中公共基础课60学分,学科基础课47学分,专业课28学分,专业选修课11学分,实践教学43学分;总学时2528学时,公共基础课1000学时(占总学时的39.5%),学科基础课814学时(占总学时的32.2%),专业课492学时(占总学时的19.5%),专业选修课222学时(占总学时的8.8%)。 作者简介:王桂莲(1975―),女,黑龙江萝北人,佳木斯大学机械工程学院副教授,博士,主要从事创新创业应用型人才培养研究。 基金项目:2011年黑龙江省高等院校创新创业人才培养模式改革专项项目“综合性大学创新创业教育嵌入式课程体系构建的研究与实践”;2013年黑龙江省高等教育教学改革项目“工科类创新创业应用型人才培养模式的研究与实践”;佳木斯大学教学研究重点项目(JYA2011-077) 包装工程论文:浅谈包装工程专业人才培养的趋势 针对包装工程专业毕业生高需求、低就业的现象,应在包装工程专业人才培养体系中增加实践环节,培养综合型的包装专业人才。在不同课程的实践环节中加强课程之间的联系,并通过高校与企业之间的产学研合作来给学生提供生产实习的机会,这样培养出来的学生更能够符合企业人才的需求。 包装工程人才培养发展趋势包装产业在我国是一个新兴产业,具有很大的发展前景。虽然经过这些年的飞速发展,我国已经成为了世界第三包装大国,但由于起步较晚等原因,我国的包装产业大多还是依赖国外的技术、设备和材料,很少有独立的自主研发。因此,培养专业的综合型包装研发人才在高等院校的包装工程专业人才培养体系中具有很重要的意义。 一、我国包装工程专业人才培养特点 包装工程是一个“工(程)”“艺(术)”结合,多学科交叉的应用技术学科。包装工程专业的课程体系具有以工为主,“工”“艺”结合,强基础,宽口径,注重实践等特点。国内的包装工程专业经过30多年发展,课程体系不断完善,已经形成了以包装设计、包装印刷、包装管理、包装材料、食品包装、包装机械、包装动力学、运输包装等为主的多元化发展趋势。然而由于专业口径过宽,学科跨度过大,很难培养出全面的综合型人才,各个院校只能根据各自的师资特点形成了各自的专业特色。虽然很多院校在课程体系上已经考虑了培养全面的包装人才。然而,很多课程在开设过程中只是泛泛地介绍些理论知识,没有配套的实践环节,因此效果不佳,学生在毕业时对这些课程没有太多的印象。学生就业以后很难将学过的专业知识应用到实际生产工作当中,使得用人单位对于包装工程专业学生的期望值与实际相差较大,久而久之,出现包装工程专业人才高需求、低就业这种尴尬的局面。一方面用人单位招不到满意的人才,另一方面学生对于包装工程专业的信心丧失。 二、多元化发展存在的主要问题 作为一个新兴专业,包装工程专业的多元化全面培养受到自身专业规模的局限,无法达到像机械工程等传统学科类似的师资规模,这就要求包装工程专业在实行多元化全方位发展时借用其他专业的师资力量,而这对于包装工程专业自身的发展产生了一定的限制。此外,由于专业课程开设于多学科之间,因此各个学科之间的协调也是一个无法避免的问题。作为一个应用技术性学科,包装工程专业培养体系在设置中必须要有大量的实践环节,每个方向最好都能配有相应的实践环节,这样才能保证学生在学习完理论知识后能够应用,从而使学生在进入工作岗位后能够立马发挥其专业能力。因此如何将各个实践环节相互联系起来也是一个需要解决的问题。 三、综合型专业人才培养体系探索 为了解决上述问题,各院校在培养包装工程专业人才时首当其冲的就是要增加课程的实践环节,对于每个开设的方向都要有配套的实践环节。对于包装设计方向的课程要有相应的课程设计;对于包装印刷、包装管理、包装机械等方向的课程要有相应的参观或者实际操作;对于包装材料、食品包装等方向的课程要有对应的实验环节;对于包装动力学、运输包装等方向的课程要有相应的课程设计以及验证实验。这样培养出来的综合型包装工程专业人才就业后不但能直接服务于企业,更能适应各种不同的人才需求,从而满足现代包装企业不断增长的技术创新需求。 但是由于课程方向跨度较大,学生在学习过程中很难对所有课程都感兴趣,这就需要在培养体系设计时尽量考虑到各门课程之间的联系,特别是不同实践环节中的联系,尽量做到环环相扣。在学生刚入校门时就让他们规划好自己毕业设计想要研究的课题,然后在往后的理论学习和实践环节中一步步进行研究,这样既提高了学生学习的兴趣,又能在平时的学习过程中不知不觉地完成毕业设计,减轻毕业设计压力。以某个学生想要设计一套精品水果的运输包装为例,首先在对本专业有个全面的了解和认识后选择这个课题作为自己毕业设计所要研究的对象。在包装设计方向的实践环节中设计好该水果销售包装所用的礼盒;在包装材料和食品包装方向的实践环节中选择礼盒所用的包装材料以及水果包装所采用的保鲜方式;在包装印刷方向的实践环节中将礼盒印刷制作完成;在包装动力学和运输包装方向的实践环节中对水果礼盒的抗振性能进行测试,并选择合适的运输线路。通过这些环环相扣的实践环节,不但提高了学生学习的积极性,而且在学习过程中同时完成了毕业设计。 当然,作为一门应用技术学科,学生光在学校学习知识显然是不够的,还需要到各个企业进行生产实习,将学到的理论知识能够和生产实践很好地结合起来。那么,企业作为包装专业人才的输送目的地,必须要和高等院校进行产学研结合,建立生产实习基地。这样出来的包装专业人才就业后能够马上为企业所服务,在一定程度上也为企业节省了一大笔新员工培训费用。通过这种生产实习,学生不但能加深对本专业的认识,更能体现一种自我价值。 四、结论 包装行业的发展需要综合型的专业技术人才,而综合型专业技术人才的培养离不开包装工程专业的高等教育。在我国的包装工程专业人才培养体系中只有加强生产实践环节,各个实践环节环环相扣才能培养出更为全面的综合型人才。 包装工程论文:包装工程中电磁感应加热技术的应用 摘要:近年来,我国商品包装行业发展迅速,产值不断上升,国家对包装经济的关注在不断加强。文章先是简单的介绍包装工程这个行业的现在所存在的基本情况,分析了包装工程一路走来的发展路程其以后的发展去向,根据以往的经验总结,在结合包装工程这个行业的现状,针对笨行业的薄弱环节,在以前出现错误的地方进行精心的学习,详细的分析。争取在以前的工作上有更大的进步。为我们经济的发展,为包装工程的进步,进行一系列的分析探讨,争取取得最优化的效益。 感应加热原理感应加热系统包括交流电源,感应线圈和加热工件。感应加热所依据的基本现象就是线圈和;工件之间的相互作用。电源的作用是向线圈提供适当大小和频率的交变电流。用这种方法,通过线圈的感应,工件上便出现了电热效应。奉章重点讨沦线圈和工件间的相互作用,我们将把这两个技术相应结合,我们将把这个技术应用于包装工程。 关键字:包装工程;专业建设;完整包装解决方案;电磁感应;加热技术 包装工程是人们运用包装学知识,在社会、经济、资源及时间等因素限制范围内,为满足包装的主要功能而采取的各种技术活动。现代包装是指具有一定科学技术、艺术、经济、社会含量的包装材料、包装容器和包装操作活动的总称,这决定了包装工程是一门实践性较强的应用学科。工程实践能力需要在掌握一定理论知识的基础上,经过有目的、有计划、有组织的系统训练后才能获得。 1电磁感应加热有很多优点 先简短地介绍一下电磁感应加热的发展历史、应用及优点。1、电磁感应加热的速度比其他的媒介加热的速度快,2、电磁感应在加热的时候损耗铁屑的数量较少。3、电磁感应在加热的时候起动比较快。4、电磁感应的节能效果比较好,因为再不用的时候我们可以将电磁感应加热的电源关掉。比较环保。可以关闭,因为感应加热有启5、电磁感应的工作效率比较高,在短时间内加热就可以到达效果,可以降低成本。除此之外,感应加热还有几点好处:(1).便于控制,易于实现自动化(2).减少设备占地面积(3).作环境安静,安全和洁净(4).维护简单。正是因为电磁感应技术的很多优点,所以我们才将其用于包装工程的工作中。争取取得更大的效果最优化的结局。 2感应加热技术。 电磁感应加热法是基于电磁感应原理,当交流电流通过初级线圈(癌应器)时,环绕着线圈产生交变磁场,交变磁场在次级线圈上(金属炉料)产生感应电动势。由于此感应电动势的作用,在闭合的线圈(被加热的金属)中产生感应电流使金属加热。为中间包侧面感应加热装置。该装置中的感应器由铁芯、线圈和引入钢水的通道组成。当绻圈中通入交流电后,钢液中产生的感应电流放出焦耳热使钢水加热。在浇注初期,因中间包耐火材料吸热,应供以较大的功率使钢水迅速升温。当中间包容量为10t时,最大功率约荚1000kW。 采用中间包加热技术后,可使中间包中钢水温度相对稳定;而且利用磁感应加热钢水时,由于电磁搅拌作用,可使钢中夹杂物上浮。 2.1感应加热的基本原理 感应加热技术依靠两种能量转换过程以达到加热目的,即焦耳热效应和磁滞效应。第一种是非磁性材料,如铝,铜、奥氏不锈钢和高于居里点(即磁衰变温度)的碳钢产生热量的唯一途经,也是铁磁性金属(如低于居里点温度的碳钢)中主要产热途径。对于铁磁性金属材料,感应发热的一少部分来源于磁滞损耗。磁滞发热可以这样来解释,磁滞现象是由分子(或称磁性偶极子)之间的磨擦力导致的。当铁磁性金属被磁化时,磁性偶极子可以看成是小磁针,它随着磁场方向变化(即交流电的变化)而转动,这种来回转动所引起的发热,就是磁滞发热。交流电频率越高,磁场变化就越快,单位时间内产生出的热量也就越多。焦耳热效应是由涡流损耗产生的。涡流损耗和焦耳的表达式和直流电、交流电的能量消耗公式相同。和其它电流一样,涡流也必须有一个闭合回路。假设该电路中电压为V,电阻为R,电流为Ⅱ,由欧姆定律V=ⅡR。当电势降低时,电能就转变成热能。这种电能的转化过程类似于机械运动过程中势能的转化。势能转化过程是由于在重力作用下,物体由高处向低处落下时发生的。电势降低时产生热,其关系式可以给出。必须清楚,感应加热的机理和直流电或交流电产生的电磁场有密切的关系。对于一个带直流电的导体而言,磁场(感生磁场)的方向垂直于电流方向。距离导体越远,磁场强度越弱。磁场强度的大小和电流大小成正比。磁场极性或磁力线的方向由右手定则给出。假如直流电流过一螺旋线圈,则螺旋线圈内的场强大载流体(中心凋围的磁场(O箭头)而线圈外的强度小。2)相邻两匝线圈之间的场强很小。这是因为相邻两匝之间的磁力线方向相反,彼此互相抵消了。现在再来考虑在一个通有直流电的螺旋线圈中插入一个实心棒时磁场将会发生怎样的变化。(图2.3)如果棒是非磁性的,则磁场不受影响;反之,如果插入磁性钢棒,则磁力线的数量就会大大增加。这是因为钢的导磁率比非磁性物的导磁率大得多的缘故。实际上,在电学计算中只需要知道相对导磁率即可。非磁性物质和空气的相对导磁率都定为1,磁性的物质的相对导磁率都大于1。 3 包装工程的内容和特点 目前我国的包装主要研究和应用的重点是包装理论、技术方法、结构设计、包装测试、包装材料强度和结构; 同时发挥多科性综合大学的优势, 在计算机辅助设计、包装机械、市场营销、管理以及造型设计诸方面开展工作。 计算机与测试技术可为包装工程设计提供计算、分析、实验和数据处理的手段,以提高包装设计的质量、效率,并适应现代包装工程高速化、智能化、自动化的要求。应包括包装CAD、包装测试技术、包装自动控制等。 5结论 现代的包装工程是许多技术的综合运用,因此我们应该加强各个方面的技术的应用,从包装产品的特点,性能,运输。储藏。安全,销售等等很多方面考虑包装工程的要求。包装工程还有一个重要的步骤就是包装材料的问题。包装材料的好坏是包装完成的第一步,也是最重要的一个步骤。我们可以应用电磁感应这个技术制造歘更好的包装材料。如果包装材料都不好的话,包装的任何一部都无法进行。不仅要包装包装的安全完整,还要做到美观,包装材料的安全完整美观才能吸引消费者额眼球,我们应该以最安全完整的包装材料达到最完美的包装效果,让我们的包装发挥最大的视觉冲击。吸引更多更广的消费者。利用电磁感应这个技术为包装工程作出更好的贡献。 包装工程论文:关于包装工程项目的敏感性分析 摘 要:近年来,我国商品包装行业发展迅速,产值不断上升,国家对包装经济的关注在不断加强。文章先是简单的介绍包装工程这个行业的现在所存在的基本情况,分析了包装工程一路走来的发展路程其以后的发展去向,根据以往的经验总结,在结合包装工程这个行业的现状,针对笨行业的薄弱环节,在以前出现错误的地方进行精心的学习,详细的分析。争取在以前的工作上有更大的进步。为我们经济的发展,为包装工程的进步,进行一系列的分析探讨,争取取得最优化的效益。为本行业的发展奠定坚实的理论基础。关键词:包装工程; 知识体系 ;能力培养 ;包装工程;专业建设;完整包装解决方案 包装工程是人们运用包装学知识,在社会、经济、资源及时间等因素限制范围内,为满足包装的主要功能而采取的各种技术活动。现代包装是指具有一定科学技术、艺术、经济、社会含量的包装材料、包装容器和包装操作活动的总称,这决定了包装工程是一门实践性较强的应用学科。工程实践能力需要在掌握一定理论知识的基础上,经过有目的、有计划、有组织的系统训练后才能获得。 1 包装工程概述 包装工程是一个“工(程)”、“艺(术)”结合,多科交叉的应用技术学科。包装工程具有以工为主,“工”、“艺”结合,强基础,宽口径,注重实践等特点。80 年代, 我国包装工业进入了发展腾飞时期, 成为国民经济中举足轻重的支柱产业。应现代包装工程科学技术进步的需求, 1987 年和1989 年先后成立了全国包装设计研究会( 筹) 和中国振动工程学会包装动力学专业委员会, 并挂靠于浙江大学。十多年来,我国依托知名重点大学科研和技术基础, 工作辐射至全国十五个省市, 五百多名会员分布于国内主要高校、包装研究机构和大中型包装企事业单位。和美国、加拿大、新加坡等国家的包装科技、教育组织建立了国际合作交流关系, 为推动我国包装的现代化进程起到了积极的作用。 2 包装工程的现状分析 包装具有悠久的历史,随着经济和社会的发展,科学技术的进步和人们生活水平的不断提高,包装工业得到了迅速发展。近5年,我国包装工业总产值平均每年以20% 的速度增长,2010年包装工业总产值为8600亿元,2011年包装工业总产值为10000亿元,在国民经济42个主要行业中居14位,为经济和社会的发展做出了不可或缺的贡献。目前我国已成为世界第二包装大国,但还不是包装强国,还存在着包装工业技术比较落后,企业科技创新和新产品开发能力不足,产品缺少自主知识产权,企业优秀竞争力不强等问题,与美国、日本等包装强国相比还有较大差距。因此,必须加强包装行业的科学研究和技术创新,全面促进企业的技术进步和提高管理水平,建设包装强国。 2.1包装工程的简单介绍包装工程专业分布在农业、食品、轻工、商业、综合性、工科等院校,依托机械工程学科的有27所,依托食品科学与工程学科的有12所,依托材料科学与工程学科的有8所,依托轻工技术与工程、化学工程学科的有6所,依托印刷、艺术、出版学科专业的有9所,依托其他工程技术学科的有10所。 20多年来,由于我国教育事业的不断进步不断发展,各大高校为我们培育了一代又一代的高质量高品质额包装工程的专业化人才,为我国包装事业的发展,经济的进步提供了强有力的支持。极大的推动了我国包装产业的额进步跟发展。但与国外包装高等教育半个多世纪的历史相比,我国包装教育历史还不到30年,包装工程专业的学科基础较薄弱,知识体系也不完善,包装工程专业还有待进一步创新和发展。 3、目前我国包装工程专业存在的问题 从课程体系的角度来看,存在如下一些问题[5]:包装工程专业课程体系缺乏完整性,相关课程的内容安排前后衔接尚有欠缺,部分课程内容有重复现象;专业课的学时减少与包装工程的课程容量大之间存在较突出的矛盾;缺少综合性较强的包装工程设计案例分析教材;实践性教学环节由于设备、耗材等原因始终跟不上;传统的教学方法不能激发学生的学习自主性,学生的创新意识和能力得不到培养。 4、专业建设的基本思想 确立包装工程特色专业建设与改革的中心环节。根据包装行业与市场对包装工程综合设计型人才的需求,调整课程体系设置,依据所需的知识、能力和素质结构,重组课程结构,整体优化教学计划,确定优秀课程及相应的教学大纲,确定实践要求及实践课程的教学大纲;研究基于完整包装解决方案的包装工程专业综合设计型人才创新意识的培养目标与方案,改革现有教学方法和手段;组织编写更多更好的思想应用于包装工程。 5 包装工程的内容和特点 目前我国的包装主要研究和应用的重点是包装理论、技术方法、结构设计、包装测试、包装材料强度和结构; 同时发挥多科性综合大学的优势, 在计算机辅助设计、包装机械、市场营销、管理以及造型设计诸方面开展工作。 计算机与测试技术可为包装工程设计提供计算、分析、实验和数据处理的手段,以提高包装设计的质量、效率,并适应现代包装工程高速化、智能化、自动化的要求。应包括包装CAD、包装测试技术、包装自动控制等。 专业建设与教育改革的关键问题 整体包装解决方案是整合营销理念在包装行业中的应用,是包装供应(制造)商向用户提供的从包装材料的选取、供应商的遴选,到包装方案设计、制作,到物流配送直至面向终端用户的一整套系统服务。这是包装系统设计更的统筹考虑范畴。 在教学改革过程中,明确确立完整包装解决方案的思想后,应引导学生改变传统固有的包装设计理念,在学生中针对系统设计、大工程设计等设计思维模式进行培训,将实践动手能力的训练作为重点,尽量与实际课题相结合。培养实践动手能力的同时加强学生自主创新能力的培养。4结束语 现代的包装工程是许多技术的综合运用,因此我们应该加强各个方面的技术的应用,从包装产品的特点,性能,运输。储藏。安全,销售等等很多方面考虑包装工程的要求。包装工程还有一个重要的步骤就是包装材料的问题。包装材料的好坏是包装完成的第一步,也是最重要的一个步骤。如果包装材料都不好的话,包装的任何一部都无法进行。不仅要包装包装的安全完整,还要做到美观,包装材料的安全完整美观才能吸引消费者额眼球,我们应该以最安全完整的包装材料达到最完美的包装效果,让我们的包装发挥最大的视觉冲击。吸引更多更广的消费者。 培养学生具备综合系统包装工程设计,能够提供完整包装解决方案的能力,实现的关键除了建立大工程设计和系统设计的意识之外,尽可能多地接触实践案例是至关重要的,我们利用一切有效途径,如实习、实习基地课题项目、企业生产视频分析、课堂案例讨论、课程综合设计、毕业设计等手段,由浅入深、逐渐强化,切实培养学生的能力。在完整包装解决方案的思想指导下进行人才培养方案的制订,满足市场和企业的需要;针对这种需要,可以应企业要求对学生进行订单式培养,使其专业综合设计能力最大效能地为企业所用、为市场所用,推动包装产业的快速发展,并为全国包装教育改革提供有益参考。 包装工程论文:包装工程专业包装设计方向教学改革的研究与实践 摘要:目前包装教育研究性学习和创新性应用型人才的培养顺应国家高等教育研创型人才培养的步伐才刚刚起步,现有的培养模式和包装经济全球化以及企业对复合型人才的需求还有一定的差距。适应社会需求以及俱有前瞻性的培养模式一直在不断地探索与研究中。本文从构建专业方向人才培养模式、优化专业方向课程体系、专业教学团队培养、拓展优化教学内容等多个角度探索和改革现有人才培养方式,为适应社会需求的包装领域创新人才的培养提供参考依据。 关键词:包装工程;包装设计;专业方向;工程素质;创新能力 我国包装高等教育自上世纪70年代开办以来还不过30多年,人才培养模式和方式方法一直在不断地探索与研讨中。如何紧密联系包装科研机构、广大包装企业及包装高等院校,构筑和指导现代包装工程专业的学科体系结构和产学研网络,我们一直在积极探索和改革现有人才培养模式和教学方法及内容,以期能逐步完善和适应包装企业对工程素质型创新人才的需求。 一、构建专业方向“4+师徒制”人才培养模式,突出人才培养的个性化与多样性,充分发挥学生潜能 师徒制口传身授的方式,方便教学生只能靠感悟才能学到的知识,最大可能地把师傅的手艺和品质传给徒弟,师徒制教学有悠久的历史,当代的师徒制教学依然焕发着活力。我们提出“师徒制”人才培养模式,是受益于英国、澳大利亚等西方国家对设计类人才培养的启发,包装工程设计方向不同于其他专业方向,包装学科多学科交叉的特点也要求培养包装工程拔尖人才时需要针对学生个人的潜质、兴趣、特长等对部分学生进行个性化培养,使学生能够学有所长学有所精,促进就业率的提高,为全国包装工程专业培养模式积累经验。 1.目前考研已是部分理论基础好的学生的强烈愿望,将他们组成考研小组,学院和系里都充分给予支持和关心,指派专业教师定期给予指导。 2.包装工程设计方向对学生的绘画基础有一定要求,集中选拔一批有较好基础的学生,指派艺术专业的指导教师,加强学生对平面设计和三维立体设计的强化训练,让学生去参与各类级别的包装设计大赛。 3.还有一部分同学对实践动手和科研很感兴趣,可以直接参与大学生研创项目或教师课题。在导师的指导下,完成力行实验,成果在优秀期刊和普通期刊上发表科技论文。 4.有的同学对工程设计课题感兴趣,则直接参加老师承接的企业项目,如同学们参加了老师承接的“美的空调运输包装的改进设计”,所得的成果被企业直接采用,获得了一定的经济效益。还有的同学参加老师承接的企业课题“时代橡塑的半导体散热器的缓冲包装设计”和“深圳三浦雨@能吸顶灯的包装设计”,所取得的成果直接被企业采用。 “师徒制”人才培养模式可以做到统一培养与个性培养相结合,而与现有培养方案不发生冲突,可以按照学生的潜能和兴趣因材施教,不仅符合教育基本规律,且师生自愿组合,便于推广实施。 二、以工程素质教育为主线,突出时代性、应用性,优化专业方向课程体系 工程素质是指从事工程实践的工程专业技术人员的一种能力,是面向工程实践活动时所具有的潜能和适应性。也就是说,包装工程设计方向一定要以工程设计为基准,培养具备工程素质的现代工程师。在课程改革上要注意跨学科综合与调整,需要理论与实践相结合、技术与艺术相融合、科学与人文相契合地优化课程内容。同时通过对包装工程设计方向优秀课程的体系建设,促进专业建设。鼓励老师进行全面深入的研究和改革。 三、多渠道、多方式构筑一个学科构架合理的优秀教学团队 通过联合培养提升学历、出国访学深造、产学研实践等多种方式,逐步形成一支包装工程专业设计方向的教学团队。 1.鼓励团队内教师攻读博士学位,为青年教师培养提供支持。目前团队中在中南大学读博的教师有3人,1人被推荐去瑞士皇家理工大学访学一年,1人已经去韩国首尔大学做博士后研究一年。 2.建立“传帮带”制度,一对一为青年教师指陪导师,确定专业研究方向,打造梯队。 3.与长三角和珠三角多家包装企业建立“产学研”合作,派驻青年教师去企业常驻调研,收集和参与解决企业难题,培植青年教师专业素养。 四、以研创型人才培养为目标,引导优秀课程建设,拓展教学网络和凝练教学内容,全面提升课程建设水平 改革设计方向课程体系和教学内容,采用以实用技术为重点的教学方法,以教师科研成果为补充,使精品课程建设特色化、多样化。我们制作的纸包装结构设计多媒体课件,在2002年湖南省课件比赛中获得了二等奖。在2007年湖南工业大学优秀教案比赛中,获得了二等奖。2002年,“包装容器结构设计与制造”课程获湖南省优秀课程;2006年获省级精品课程;2008年获得国家精品课程。将精品课程建设与特色课程特色专业建设紧密结合,为此我系获得了2008年校级特色专业、2009年省级特色专业的立项。 五、通过产学研基地建设,加强青年教师和学生的工程能力培养,有效提高青年教师专业技能 依托学院在珠三角和长三角建立的实习基地和产学研合作单位,定期组织教师驻企业参加工程项目的开发和研究,通过产学研合作项目促进青年教师工程素质和科研能力,提高青年教师的教学水平,同时通过产学研网络提高学生的就业率。依托“产学研”基地,不仅提高了本科教学质量,特别是实践教学的质量。如有的老师指导的毕业设计(设计成果被企业采用)获得过一等奖、二等奖。有的老师通过产学研合作课题的锻炼,教学和科研水平明显提高,在我校讲课比赛中获奖,参与两项国家自科基金项目,发表三大检索论文10多篇,被提拔到重要的教学管理岗位。 六、以工程素质培养为基础,以创新能力培养为优秀,加强实践性教学环节改革 包装工程专业包装设计与制造方向是应用性实践性很强的专业方向,要达到理想的教学效果,理论上初步形成包装工程类学生一体化包装设计能力培养的独特方法。应用探究性教学方法,将学生的创新精神,创新思维,创新能力等统一起来进行训练,同样实践环节非常重要,设计技能的训练可通过以下途径来实现。 1.与时俱进,展开广泛调研和教学研讨,提高对实践性教学在人才培养中的重要作用的认识。我们从2001年开始有计划、有步骤地组织老师就中国包装工业发展、人才培养模式、创新教育、包装工程研究领域、学科内涵、与其它学科关系等方面进行广泛研讨。 2.以激励学生的创新思维为目标,构建符合行业需求的创新型包装设计实验教学体系。一是通过实验环节使学生了解和掌握一般包装容器和包装材料性能的测试方法,培养学生的基本测试技能;二是通过课程设计环节使学生结合实际产品进行内、外包装容器的设计,培养学生的理论联系实际的能力与创新能力;三是通过现场实践教学环节,使学生直观形象地了解包装容器的加工制造过程,培养学生形成科学的设计观。 3.以综合训练和提高学生包装设计综合能力为目的,实行不同学科背景协作式毕业设计模式改革。包装工程的毕业设计是一个多学科知识综合运用的过程,各学科在不同阶段各有侧重。因此,进行毕业设计指导时,可以根据专业培养计划,实行包装工程专业各个专业方向的毕业设计联合指导组。 4.加强学生包装创新设计的能力训练,通过感知、认知包装,试制、改制、创制包装来培养学生的创新能力。我们认为,只要把“创新人才培养”作为包装工程专业实践教学的主要方向,就一定能够在教学环节、教学内容和教学方法的改革中取得成效。 包装工程论文:包装工程专业的本科人才培养方向探讨 摘要:分析了目前包装工程专业本科人才培养存在的若干分歧,并提出了相应的意见与主张。同时建议将“包装结构设计与加工”以及“包装防护技术、工艺及设备”作为专业本科人才培养的两个方向。 关键词:包装工程;人才培养;交叉性;综合性 社会发展的需要促进了包装高等教育的发展,并取得了长足的进步。近三十年来,先后有七十余所高校申办了包装工程本科专业,包装工程作为一个本科专业已得到社会的广泛认可。基于包装工程多学科交叉的特点,很多学校申办专业时考虑的多是自身学科的优势和了解到的就业需求。尽管1996年该专业成功申报到硕士点、博士点,但1997年随即取消了包装工程这一二级学科目录。即便经过众多专家的努力,到现在也未能恢复其二级学科目录。这与当前包装高等教育办学特色过多、过程过泛有莫大的关系。特色过多、课程过泛,影响了包装工程专业本身的独立性和完整性。但作为包装高等教育工作者,有责任也有义务积极探索如何加强包装工程专业的内涵建设、完善学科体系,办出包装工程专业的真正特色来。 作为包装教育专家的杰出代表,姜锐先生一直在为包装高等教育的发展呼吁[1],并高屋建瓴的提出包装工程专业人才培养的重点是现代包装设计人才和管理人才。宋宝丰教授运用学科交叉理论和方法,对如何构建跨学科教育模式提出了建设性的思路[2]。当前,不少从事包装教育的研究人员都提出了自己的见解,如袁志庆、王彩印等从工程教育的角度各自阐述了如何培养包装专业人才[3,4]。无可争议的是,目前我国包装教育存在着较多的问题。如宽口径宽基础、非工程化、将包装装潢等同于包装设计等等。归根结底,其主要原因在于目前业内对于包装工程专业的人才培养方向还存在以下分歧。 一、包装工程本科专业培养方向的分歧 (一)分歧一:包装材料作为培养方向是否可行 材料是包装的载体,是从事包装活动的物质基础。其重要性对于从事包装工作的专业人员来讲是毋庸置疑的。然而包装材料作为包装工程本科专业的人才培养方向是否合适则值得商榷。事实上要能较好地从事包装材料的设计与应用工作,必须系统地掌握材料的相关知识。而包装材料不仅包含高分子、金属材料,也包括玻璃陶瓷等非金属材料。要在学好其他包装工程专业有关课程的同时,再掌握好材料相关课程显得不切实际。 需要说明的是,基于包装材料在包装工程领域的重要性和专业性,笔者认为可以考虑将包装材料作为专业教师的研究方向,或作为有条件的院校中材料类本科专业的一个培养方向,或包装工程专业研究生培养方向。 (二)分歧二:包装艺术学可否作为专业人才培养方向 由于人们对美的不断追求,包装设计出现了一种过分包装的现象。也因此包装所带来的附加值被过分放大。一些艺术类师资相对较强的院校将包装艺术学作为包装工程本科专业的培养方向。事实上,这种做法的合理性值得探讨。其一,包装工程首先突出的是其工程特色,是一门工学专业。它研究的是如何保护商品、方便储运、促进销售以及为实现这一目标而采用的技术和手段。由于专业本身的特点,它要求从业人员具有较高的审美能力,包括色彩构成、装饰装潢等。也正是这个原因,很多院校介绍包装工程专业时都提到了包装技术与艺术的结合。事实上基于其工程技术学科的特点,我们更应该关注的是包装的造型美、结构美与安全性。以包装艺术学作为培养方向对工学知识背景的学生提出的要求偏高;而以包装造型与结构设计作为包装工程本科专业方向又缺乏足够的理论作为支撑,它必然要与包装容器的结构设计与制造结合起来进行研究,方能形成一个培养方向。 (三)分歧三:包装印刷不分家,印刷应该就是包装工程本科培养方向 众所周知,产品包装装潢是通过印刷来实现的。一直以来,部分院校依靠自身办学特色,将包装印刷作为包装工程本科专业的一个重要培养方向。结果导致大批包装工程专业毕业生涌向印刷企业。诚然,印刷技术作为一个独相对立的技术行业对专业人才的需求的确很大。而仅以此为由,就认为包装工程本科专业培养方向应以印刷为主则不尽然。不可否认,印刷企业需要包装工程专业技术人才,但不应是包装工程专业毕业生的主要就业方向。在包装工程这一大的系统中,印刷仅是其中的一环,将大批包装工程专业毕业生推入印刷企业不仅有“抢人饭碗”之嫌,而且不能真正推动包装工程技术的发展和满足市场对包装专业人才的需求。 (四)分歧四:加大管理类课时以培养包装管理人才 现实社会的情况是,包装企业的技术人才和管理人才明显不足。在加强包装技术人才培养力度的同时,加强包装管理人才的培养势在必行。据此有人指出,包装工程教育应分为自然科学和社会科学两个培养方向,或将包装管理作为专业人才培养方向之一。诚然,包装管理人才的不足在一定程度上制约了包装企业的发展,但这并不意味着非要通过加大包装工程专业的管理类课程比重来培养管理人才。否则按照这一逻辑发展下去,包装企业需要包装工程专业管理方向的人才,采矿企业需要采矿工程专业管理方向的人才,电气企业需要电气工程专业管理方向的人才……如此一来,管理专业人才的培养就会陷入困境。应当承认,有包装工程专业背景的人从事管理工作具有一定的优势,但这类人才的培养应通过相关专业课程或实践环节实现。需要说明的是,目前这一方案的可操作性不是很强,因为这对相关教师要求非常高,不仅要懂专业,还要有管理方面的经验,同时也增加了学校的管理难度。事实上,目前包装管理人才缺乏的主要原因是现在企业可用的真正懂包装技术的人才缺乏,或是高校培养出来的专业人才满足不了企业的需求。因为专业技术人员的管理能力完全可以在工作实践中得到锻炼和提高。因而培养企业需要的合格专业技术人才才是当前的首要问题。 二、包装工程本科专业的可能培养方向 基于上述观点,包装工程专业的发展必须立足工程学科本身,加强专业的内涵建设,完善学科体系。在重基础、宽口径的要求下,基于社会发展的需要,结合笔者对包装工程专业的认识,建议包装工程本科专业开设如下两个培养方向。 包装工程论文:包装工程专业高分子科学导论教学改革探索 摘要 高分子科学导论是包装工程专业的专业基础课。如何提高该课程的教学效果,文章从教学内容的选定、教学方式的改进、考核机制的优化三个方面进行了阐述。提出通过选择贴近实际的教学内容,辅之以案例教学,并通过课程论文、PPT讲述与考试相结合的方式来强化学生的参与意识,从而提高课程的教学效果,使其更有利于学生将来的就业和深造。 关键词 高分子科学导论 案例教学 考核机制 包装材料对包装的发展起到巨大的推动作用,有时甚至引起发展上质的飞跃。①高分子材料作为现代包装材料的一个极为重要的组成部分,是包装工程专业学生必须掌握的知识。高分子科学导论主要包括高分子的合成与化学反应、高分子结构与性能的关系、高分子的分析与表征、典型高分子材料的性质与应用,以及高分子科学的发展历程和研究前沿。②知识点多,内容繁杂,而教学时数只有48学时。如何安排好教学的内容、教学重点,按照包装工程专业是需求进行课程建设,成为一个非常有意义的课题。课程内容丰富、实用性强,是包装工程专业学生的必修课程。如何强化学生的参与意识,提高教学效果,本文从以下三个方面进行了探索和总结。 1 教学内容上,突出以专业特点为导向 教学大纲的完善和更新是教学内容建设的基本骨架。现代教学理念认为,教学大纲不是教学内容的堆砌,而是教学的指导性文件。③④课程大纲的完善是以创新教育理念为指导,传授知识和培养能力为主线,并要充分地展示课程教学设计思想。根据我校高分子科学导论教学时数少,同时专业方向又是以包装材料和包装工艺为主要方向,以食品、药品及化妆品包装为主要应用领域,如何选择甚至编写合适的教材,如何确定本课程包含的各部分内容,合理分配学时,成为提升高分子科学导论教学效果的一个非常重要的因素。在本课程的教学中,在对第一部分高分子合成化学部分的学习中,主要精力集中在对于反应基本原理的认识和各种高分子化合物的命名及分子量的影响因素。而不对聚合理论做深入探讨。在第二部分,高分子材料结构与性能的相关知识中,对材料的力学性能进行了着重介绍。作为包装容器的设计、加工和使用,这是考察材料的关键点,同时还需要介绍相关的耐热、耐化学性及其他一些基本性能。使得学生在课程学习后,对材料的基本理化性能有一个初步认识。第三部分是将材料的加工,对于包装材料而言,如何将粒料通过注射、吹塑、模压等方式制备成包装容器,这是一个能激发学生学习兴趣的部分,也是与学生将来从事包装职业联系最紧密的部分。因此,从内容上、从学时上予以加强。尤其是针对我校包装专业比较偏重的食品包装,各种液状货品的包装容器(如各种瓶、壶、桶)以及各种薄膜的主要原材料( PE、PP、PET、PA 等)和主要加工工艺(挤出吹塑成型、注塑吹塑成型、注塑成型、单/双向拉伸等)进行了较为详细的展开。 2 在教学方法上,辅助以案例教学 掌握和运用好的教学方法是提高教学质量的重要手段,也是课程建设的重要内容。⑤案例教学是一种非常行之有效的教学方式,能更加直观地让学生理解书本知识,联系实际。例如在讲高分子材料的应用的内容时,对身边的包装产品进行举例,例如牙膏是我们生活中不可或缺的日用品,因此市场竞争十分激烈。国际牙膏巨头美国高露洁公司在进入我国牙膏市场以前,曾做过大量的市场调查发现,牙膏包装的同质化竞争严重。针对这些特点,高露洁采用了创新的复合管塑料内包装。结果大获成功,在短短的几年时间内,迅速占领了我国1/3的牙膏市场份额。这个例子,充分让学生认识到,高分子材料对于传统材料的替代作用及其适用范围十分广阔,从而激发了学生的学习兴趣。在讲述高分子注射成型工艺时候,拿出在工厂收集的残次样品,对气眼、流痕、欠注、银纹/水花、缩痕、熔接痕等常见问题进行分析。以气眼为例,是由于困在型腔内气体不能被及时排出,易导致出现表面起泡,制件内部夹气,注塑不满等现象。其改进方法,从产品结构设计上,减少厚度的不一致,尽量保证壁厚均匀。这些处理手段,又都可以通过前期所学的高分子化学和高分子物理相关的链段运动、熔体流动、聚集态变化等相关知识进行解释。从而使所学知识得到综合体现,提高了学生的联想、归纳能力,深化了对理论知识的理解,同时有助于其将来在工作中分析并解决一些实际问题。 3 优化考核模式,多重手段调动学生学习积极性 构建课堂教学模式时,主要采用教师引导,充分地调动学生的主动性教学方法,而考核方式的优化,则是对学生一种非常有效的激励方式。为了提高学生的学习兴趣,将考核方式改为论文+PPT讲述+期末考试的模式,其中平时考勤、作业占二十分,论文占二十分,PPT讲述占二十分,期末考试占四十分。考虑到学生还处于大二阶段,尚未接触到文献调研等课程,经过简单教授学生如何使用百度等网络搜索引擎以及初步学习使用中国知网,重庆维普等中文数据库,武装了学生的文献调研手段,同时也充分调动学生的积极性,促使学生发挥主观能动性去查阅文献资料和标准,并按照正规的综述论文格式规范进行撰写。学生虽然还比较稚嫩,在专业领域几乎尚无法真正领会,但初步的锻炼,拓展了专业视野,深化了对本专业的认识,提高了用所学知识去发现问题、分析问题并进行归纳的能力。虽然还不能提出和解决较为复杂的问题,但这种锻炼已经起到了非常显著的效果。大二第二学期,包装专业学生就可以以高分子材料为出发点,申请大学生创新的科技项目,其申请数每年都占到本专业的很大部分。另一个考核内容是将学生按四人一组进行分组,每组做个PPT并请一位同学进行讲述,考核成绩作为该组四位同学的成绩。通过做PPT讲述,学生需要自行组织图片和说明,并进行PPT的设计,直至最后讲述。十分钟的讲述和五分钟的提问,有助于并在一定程度上能集思广益,学生之间相互交流和讨论。再经过最后的考试,学生需要对所学课程进行一个全面的复习和总结,三者结合,使得学生对整个学习内容都有较为直观、详尽的认识。 4 结语 高分子科学导论的知识涵盖面非常广,学生在48学时里所接受的信息量非常大。如何在有限的学时里,夯实学生的专业基础,又拓展其专业知识面,将是一个长期的课题。将塑料包装材料的基本理论与前沿知识相结合,合理取舍,不贪大求全,充分调动学生的积极性,同时又优化考核方式,将会提升本课程的教学效果,为国家输送更多,更优秀的包装人才。 包装工程论文:浅谈案例教学法在包装工程专业课程教学中的应用 我国包装工程专业本科生教育正式起步于1992年,经过20年的发展已经初步形成日趋完善的人才培养模式。随着专业基础理论研究的不断深入和社会对人才需求的不断变化,包装工程专业本科生教育面临新的机遇和挑战。如何培养高素质的研究型后备人才,如何培养实践能力强的应用型人才,这些都成为当前该专业本科生教育亟待解决的问题。案例教学法便于理论联系实际,有助于提高学生分析和解决问题的能力,有助于培养学生的创新能力,可以推动包装工程专业本科生教学方法的进一步改革。 一、教学现状及案例教学法的必要性 包装工程是一个综合性十分突出的专业,内容涉及理、工、文、管等学科门类,具有较强的理论性和实践性,从而对教学方法提出了特殊要求。但是,长期以来,由于学科归属不够明确,我校包装工程本科专业教学改革并没有取得突破性进展。 首先,教学内容系统性、针对性不强。包装工程专业虽与多种学科有一定的联系,但是有其自身的理论知识体系;不同课程之间虽有相互衔接关系,但是每门课程都有其自身的教学目标和内容。尽管一些课程教学内容有“包装”二字,但是专业针对性不强,常常借鉴其它专业课程的内容;不同课程之间缺乏功能性协调,教学时存在部分重复的内容,没有科学的教学目标和计划。长期下去,学生掌握不了专业优秀理论知识,不利于构建完整的知识结构。 其次,教学方法传统,缺少专业特色。我校包装工程专业具有鲜明的工程与艺术结合特性,教师在教学过程中要结合工程和艺术类课程的不同特点,灵活运用不同教学方法,以激发学生的学习兴趣。然而,教师在工程类课程教学过程中多以课堂讲授为主,忽视与其它教学方法的有机结合,难以将枯燥乏味的理论以艺术化的方式传授给学生。同时,教师在艺术类课程教学过程中往往参照艺术专业教学方法,忽视学生美术基础,从一定程度上打击了学生学习的积极性。这样以来,工程与艺术结合的专业特色较难体现出来,学生的综合实践能力得不到很好提升。 如前所述,包装工程专业具有较强的理论性和实践性,对教师的教学方法和学生的学习方法都有较高要求。本科生在专业学习阶段若没有科学有效的教学方法引导,就很难掌握扎实的理论知识,加上实践经验的欠缺,无法理论联系实际,进而对专业功能和自己将来失去信心。因此,案例教学将是克服上述教学内容、方法等不足的有效途径之一,对工程与艺术结合的专业特性具有促进作用。 二、案例教学法的实施 1.案例来源和选择 《缓冲包装》是包装工程专业一门重要的专业课,其理论和方法是研究和解决产品流通过程中破损问题的基础,具有较强的理论性和实践性。该课程内容包括产品脆值理论、缓冲包装材料、缓冲包装五步设计法和缓冲包装试验等知识单元。通常情况下,教师的教学科研成果、学生的课外学术科技作品以及品牌产品的包装都是案例教学的很好题材。为了更好地实施案例教学,教师要了解学生的个性特点和认知水平,紧紧围绕每个知识单元的教学目标有针对性地选择一些经典案例,并巧妙地设计教学流程,以激发学生主动参与。 2.课前准备和分析 以缓冲包装五步设计法这一知识单元为例,该部分的教学目标是让学生掌握缓冲包装设计的五步法,并能运用所学知识解决实际包装技术问题。这部分内容可供选择的教学案例非常多,其中课外学术科技作品比较贴近学生的思想实际,尽管存在一些不足,但能体现缓冲包装设计的具体实施过程,是学生创新能力和实践能力的综合体现。教师在课前可以将学生作品的优点和缺陷进行深刻分析,找出包装方案存在的关键性问题,分发案例材料和思考题,并设计与组织案例教学形式。此时,学生要做的主要是根据教师提供的作品案例和相关材料,认真思考,指出设计方案存在的问题,并提出更好的改进措施。然后,参照产品研发、包装设计、生产管理、成本核算以及物流运输等部门的职能,将全班学生分成相应的小组,每个组选择一名代表,以便进行系统性分析讨论。 3.课堂讨论 课堂上,以学生为主体,模拟不同部门的职能,对包装方案展开讨论。比如,产品研发、包装设计及物流运输等模拟部门可以结合包装件的破损情况,分析查找原因,然后各小组选派代表阐述观点。各小组可以从产品本身强度、包装制品的防护性能以及物流运输过程中的人为因素等方面展开辩论,并通过协商提出改进措施。然后,生产管理、成本核算以及物流运输等部门再从加工工艺、技术经济成本以及运输方便性等方面,对改进的包装设计方案进行讨论和优化。此时,教师要能掌握好整个讨论的节奏和气氛,引导不同部门之间的争辩,但也要能调节好学生的情绪。 4.归纳和总结 讨论结束后,教师要从教学组织和专业理论等角度做个小结。首先,教师要对案例教学的主要目的和整个教学过程做个解释和总结。其次,教师应当对案例所呈现的包装方案作专业性评价,对包装设计的思路和制作过程等进行详细说明,并对包装方案的可靠性、加工工艺性以及成本等进行科学性解释。另外,教师还要对学生在讨论过程中提出的观点和想法加以评价,肯定学生的创新性想法和建议,以激发学生学习的积极性,但也要能指出学生的不足之处,以纠正学生认知上的误区。同时,案例讨论后,学生的总结也是非常重要的。学生在课前的准备工作,以及课堂讨论中提出的观点和想法,可以写成分析报告以便指导自己的包装设计工作。 三、结语 包装工程是一个综合性十分突出的专业,具有较强的理论性和实践性。如何培养高素质的研究型后备人才,如何培养实践能力强的应用型人才,这些都成为当前该专业本科生教育亟待解决的问题。本文详细分析了包装工程专业本科生教育的现状,指出案例教学法的必要性和意义,并结合作者近几年的教学体会,以我校《缓冲包装》课程为例探讨案例教学法的实施过程,对于包装工程专业本科生教学方法的进一步改革有积极作用。
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材料科学与工程论文:材料科学与工程专业认识实习改革与思考 摘 要:该文介绍了近年来中国矿业大学材料科学与工程专业的认识实习的组织,改革以及实习基地建设等方面的工作。认识实习一直以来都是材料科学与工程专业重要的教学环节,得到多方的关注。该文对该专业认识实习的现状进行了分析与研究,发现存在的问题,并对所存在的问题进行改革与实践,取得良好的效果。实践证明,认识实习的开展对于培养学生对该专业的兴趣,理论与实际相结合的能力都具有积极的作用。 关键词:材料科学与工程 认识实习 实践 改革 材料科学技术的发展,是国民经济发展的重要基础,为航天、航空、信息、国防、交通等高新技术进步提供了有利的支撑作用。材料科学与工程专业以物理学、化学为理论基础,系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能,并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科[1]。随着社会经济和科学技术的不断发展,材料科学与工程专业人才培养的实践能力和综合素质的要求也越来越高。实习是把理论教学和社会实践联系起来的有效途径,因而实习课程已经成为材料类本科生培养计划中的重要教学环节。 为了使课堂教学与生产需求密切联系,培养学生理论联系实际的能力,提高学生实践能力和综合素质,必须强化认识实习环节。大二结束时,大多数工科学生完成基础课程的学习,开始转入专业课程的学习。此时,学生对该专业课程的学习和未来的就业方向充满期待但又缺乏了解,认识实习作为学生了解该专业在实际生产中的应用窗口,能够帮助学生建立初步的专业概念并激发其学习专业课程的兴趣和爱好,为其未来两年的专业课程学习提供动力。因而,精心安排的认识实习对学生培养至关重要。 1 材料科学与工程专业认识实习现状分析 在多年实习教学的基础上,我们总结了开展实践教学的经验,同时也发现一些问题。认识实习中常遇到或发生的问题主要有实习单位的落实,实习教学的模式以及学生思想重视程度等问题。 近年来,受金融危机的影响,一些行业不景气,相关企业的经济形势也非常严峻,有些甚至都停工检修。这些单位不愿意接纳本科生进行认识实习,而且在生产不旺盛的企业里实习,学生的收获非常有限,甚至会影响其学习该专业的积极性。有一年,认识实习在一个从事金属件热处理的工厂进行,该厂工艺设备陈旧,能耗高,工人作业环境恶劣。当时就听到有学生悄悄说到“材料专业毕业后就在这样的工厂工作啊, 真不该报考材料”。显然,实习单位的选择不当大大影响学生的学习热情。还有一些企业出于安全考虑,对接受大学生参观实习缺乏积极性,不愿意承担相应的社会责任。因此很难与之建立起长效的合作机制。 由于材料专业人数众多,大多数实习单位场地局促,都是让企业负责人员带领学生参观生产流程的各个环节,且生产现场噪音大,大多数学生反映无法听清工作人员的讲解,对生产流程中各个环节的运转掌握不到位,实习效果不尽如人意。 有些学生重视理论课程的学习,而轻视实践教学,对实习重要性的认识不够。在实习过程中,这些同学走马观花,无意于对生产流程的观察,也就很难对复杂的生产流程建立起整体印象,对专业理论知识在实际中的应用也难以建立感性认识。这也使得实习效果不尽如人意。 2 材料科学与工程专业认识实习的改革与思考 为了提高认识实习的效果,提高实习质量,我们从实习单位的选择,实习模式以及实习效果的考核等3个方面进行了改革。 2.1 实习单位的选择 单位的选择应以学生为主体,按照本科生的培养计划,结合该专业特色来选择适合的实习单位,为学生了解专业的典型生产流程提供信息渠道。具体来说,实习单位的选择应本着能给学生产生良好、正面印象的原t。一些知名的国内外大中型企业,拥有先进技术和设备,往往更能够引起学生的关注,激发学生的实习兴趣。并且,这些企业重视其社会责任和企业形象,愿意支持与配合高校的认识实习工作,为认识实习提供更多的便利条件。此外,实习单位的选择还应该考虑是否适合认识实习的开展。例如,一些大型企业,其自动化程度高,大多数生产过程都通过控制仪表来完成,现场少有人工操作。在这样的企业实习,学生无法观察生产线内部的流程和工艺,连续生产设备如同原料和产品之间的黑匣子,难以产生感性认识,对于专业的了解帮助不大。这类企业虽然技术先进,但并不适合认识实习。相反,一些中小型企业,由于自动化程度不高,学生可以深入生产车间参观生产流程,近距离观察各种设备,甚至是人工的生产操作,因而对原料到产品的生产过程有深刻的感性认识。所以认识实习单位的选择要综合考虑多方面的因素,以适合认识实习的开展,达到实习目的为根本。 为了更好地开展认识实习工作,我们利用校企合作平台以及校友的力量在重型工程机械著称的徐州和经济活跃的常州建设了实习基地。实习单位涵盖了大中型国企,徐工集团,中车集团,德资Bosch-Rexroth公司以及中煤科工集团常州研究院有限公司等多家大中型国企外企下属的工厂和车间,为认识实习的顺利、高效的开展提供了强有力的保障[2]。 2.2 改进实习模式 为了提高实习的质量,改善实习效果,我们对实习模式进行改革,一改以往直接把学生送到实习地点,学多学少都是学生自己掌握,无法保证实习质量,而是按照实习前准备―进厂实习―实习后总结的思路开展实习工作。实习之前,在学校召开实习动员大会,首先把即将参观实习的厂家企业提前告知学生,布置学生查阅相关资料,对实习单位的产品、工艺流程进行了解,以及对所涉及到的专业知识做到心中有数。实习过程中,到达一个实习单位,首先请实习单位的技术负责人介绍,使学生对实习对象有个理性的认识,然后分成几个小组,每个小组分别由一个企业技术人员和一个指导教师带队,参观和实习生产流水线,将所学理论放到实践中验证;参观完毕后,全体集合,对参观产生的疑问进行统一解答,从实践又回到理论。通过理论―实践―理论的思路,取得了最佳实习效果[3]。 2.3 改革综合考核措施 有效的考核方式,能够帮助学生树立对认识实习的正确认识,在培养计划改革中,加大认识实习课程的学分,有利于提高学生对认识实习课程的重视,在机制上起到促进和激励学生认真参与认识实习的作用。考核不仅是保证实习效果的必要手段,而且能够促使学生在实习过程中深入钻研,琢磨理论知识和生产实际的有机结合。每个实习单位的参观完毕并不意味着实习的结束,我们要求学生对每一次参观有详细的现场实习日记,并转化成实习报告。实习报告的内容不仅包含所实习企业的基本概括,更重要的是要对现场技术人员讲解的生产原理、工艺流程、主要控制参数等内容进行总结归纳,内化成自己的知识。此外,实习报告中还要求学生针对自己的专业方向,结合实习的内容,阐述个人的理解和体会,以启发学生思考问题,拓展思路。同时,为了提高学生的主动性和积极性,我们鼓励他们与现场指导人员互动与交流,对生产流程提出问题,并及时记录学生在实习过程中的学习状态。通过综合考核现场实习情况和实习报告,树立学生对实习的正确态度,来督促学生对教学内容掌握,以期达到良好的实习效果。 3 结语 中国矿业大学历来重视学生的实习环节,近年来,学校加大对学生实习的经费投入,加强学生实习教学质量的控制和提高。经过多年的努力,我们在材料科学与工程专业认识实习教学的探索和实践中,已经在徐州和常州初步建设一批管理科学,技术先进的实习基地。在实习教学过程中,我们丰富了实践经验,拓宽了学生的专业知识和视野,提高了学生独立思考的能力,也培养了学生的工程意识。但是,我们也意识到:实习质量的提高是一项艰巨的、长期的任务,只有通过不懈的努力,用于探索与实践,不断完善现有实习条件,最大限度地启发学生的创新思维,激发他们对专业方向的兴趣,为专业课程的学习打下良好的基础。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业新创新型人才培养模式 【摘 要】学校依托材料工程领域部级人才培养模式创新实验区建设,探索材料类创新型人才培养模式。建立了以材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养的创新型人才培养模式。并通过创新平台的搭建,使教学内容及实践环节更贴近社会发展的需要,以科研带动教学,促进学生实践能力及创新能力的提高。 【关键词】材料科学与工程专业 新创新型人才 培养模式 一、引 言 现阶段我国高等教育从“知识传授”向“能力培养”转变,从“精英教育”向“大众教育”转型,单一的学科发展很难培养出社会适应性好、厚基础、宽口径、高素质复合型创新人才。[1]材料科学与工程专业作为我校的优势学科,担负着服务西部地方经济建设的重任。探索如何培养适应服务西部、面向全国的厚基础、宽口径材料类人才是学校人才培养方面的重点研究课题。 过去在材料类专业人才培养中,按工种(行业)分割专业的单一培养模式已很难适应当前市场经济发展及毕业学生就业模式发生的变化。[2]国家通过四次专业大调整、四次材料学科专业目录调整和修订,在学科领域发展上已从单一的材料物理;材料化学;金属、非金属材料;高分子材料领域向交叉融合的方向发展,较大程度的拓宽了专业知识面。[3]随着材料科学与工程专业规范、专业目录的制定,学科知识体系趋向多学科、交叉融合发展,新材料的研发和工业化生产与材料的应用管理之间的有机联系正成为发展的主要趋势,这些变化将导致材料类专业教学体系、教育手段、教学方法与内容等诸多因素发生变革,势必导致专业教育模式的重大转变。 近年来,依托材料工程领域部级人才培养模式创新实验区建设,我校材料科学与工程专业在人才培养模式的探索上取得了很大的发展。建立了以材料的结构与成分、合成与加工、服役行为和性能四个基本要素为优秀的知识体系,以材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养的创新型人才培养模式。从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。 二、我校材料科学与工程专业发展历程 我院材料科学与工程专业最早可追溯到1956年开办的“混凝土及建筑制品”专业,即为后来的“水泥”专业前身,1979年撤销。1970年增设了西北地区唯一一家“耐火材料”专业,1993年,经原国家教委批准,又增设了“无机非金属材料”专业。1999年国家专业大调整,将“硅酸盐工程”专业和“无机非金属材料”专业合并为“无机非金属材料工程”专业。学院为了较大程度地扩大学生知识面,结合我院本专业发展历程,当时的“无机非金属材料工程专业”按一二年级统一培养,三年级分为“水泥、无机即耐火材料、建材”三个模块培养,这就成为当前新创新型人才培养模式的前身。2002年“无机非金属材料工程”专业调整,将其提升为“材料科学与工程”专业一级学科招生。三、新创新型人才培养模式的构建 1.培养模式的确定 全国200多所普通高校都设有材料科学与工程专业,其主要教育模式有三类:①基地班/试点班模式;②一、二年级统一开课,不分专业,三、四年级按二级学科分专业进行教学;③按照一级学科招生,按二级或三级学科进行培养。 结合我校办学实际,以及我校材料科学与工程专业的专业改革,从2002年开始我校材料科学与工程专业按材料科学与工程一级学科招生,以原有无机非金属材料工程专业为背景,下设的材料科学、材料工程、材料应用自主设立办学方向,这是独立于前三种教育模式之外的,具有我校特色的办学模式。这一培养模式的建立对其它开设有材料类专业的本科院校具有一定的参考和示范作用。 2.培养目标的定位 依据材料“四要素”,坚持“以无机非金属材料为主,向金属材料渗透,与土木建筑学科交叉融合”为特色的办学思想,在本科培养方案及课程设置制定中,将一级学科分为三个专业方向培养:即材料科学、材料工程与材料应用。 材料科学方向重点培养具有从事材料性质研究和新材料研发方面知识的高级专门人才;材料工程方向重点培养掌握各种材料工业化的生产技术、工艺过程和系统控制等方面知识的高级专门人才;材料应用方向重点培养具有材料的应用推广、流通中的材料管理、性能检测、商务活动等能力的高级专业人才。 3.培养方案的修订 学校在2004版、2008版培养方案的基础上,围绕教学改革的主导思想,结合社会人才市场的需要,按照材料科学与工程专业3个方向具体培养目标,对教学计划进行认真细致的研讨与修订,我校材料科学与工程专业2009版培养计划更加突出三个办学方向各自的办学特色。 (1)材料科学方向以高温陶瓷材料为背景,注重材料性能及结构表征研究、新材料研发,兼顾材料工艺设计与开发,以高温陶瓷材料和冶金工程专业的交叉融合为特色。 (2)材料工程方向以无机非金属材料为背景,注重与材料的规模化工业生产相关的理论及技术,以生态建筑材料新工艺、新设备开发为特色。 (3)材料应用方向以建筑材料为背景,注重建筑材料在土木工程中的应用,相关理论和技术以及土建施工过程中建筑材料的物流和管理,以建筑材料与土木工程及工程管理专业交叉融合为特色。 4.课程设置体系的构建 结合学校学分制改革,材料科学与工程专业2009版培养方案对原有培养方案总学分进行了压缩,课程设置由必修课、选修课(公选课、限选课、任选课)、实践性教学环节3部分组成,其中适当压缩必修课(尤其是专业必修课),增加了专业类选修课,提高了实践环节的比重,更加注重扩大学生知识面,培养学生的实践、创新能力。2009版培养计划中必修课、选修课、实践性教学环节三者比例为53∶22∶25。 课程体系设置在充分满足三个培养方向所需的共同理论与实践基础的同时,还按照三个方向各自的特点处理好各个方向之间的交叉、渗透和融合。三个方向具有相同的基础课和专业基础课,如:数理化、制图、英语以及材料科学基础、材料工程基础、材料研究方法等公共基础及专业基础课;在专业课模块中,开设具有各自特色的专业方向课和专业方向选修课,在满足学生兴趣的同时,扩大学生的知识面。 为了规范课程内容及知识体系,学校以材料科学与工程专业规范为依据,结合材料四要素,确定了知识领域、知识单元和知识点三个层次的知识体系。由知识点的任意组合来确定教学大纲,使课程体系更具体,实现课程设置、教学大纲的规范化,克服了任意设课、课程名称与教学内容不符等弊端。 5.教学手段、方法的改进 随着现代化教学手段不断成熟,多媒体课件、各类专业课程网站逐渐走进课堂,多媒体动画将繁杂的公式、实验等以动态化的形式向学生讲授。通过近几年的努力,我院《材料工程基础》、《土木工程材料》已获评省级精品课程,《材料科学基础》、《材料物理性能》获评校级精品课程。并在原有“材料与标本陈列馆”的基础上,结合先进网络技术和数字技术,建设“材料与矿物数字博物馆”网站,提高材料类相关学科及课程的教学质量。在双语教学方面,2007年开始在专业选修课部分增加双语内容,为了让学生更快的了解材料学科的前沿发展,学校在2009版培养方案中将双语课程提升为专业必修课,极大地促进了双语教学的开展。 6.创新平台的搭建 近年来,学校利用多年来在材料科学与工程领域所积累的雄厚的科研实力和完备的科研设施条件,不断为本科教学搭建平台。以“产学研”结合的培养模式,科研带动教学,加强本科生实践创新能力培养。学院依托“省部共建西部建筑科技重点实验室”;“部级材料工程领域人才培养模式创新试验区”;8个部级、省部级以上工程中心;10个校企工程中心和12个校外实习基地的建设,听取来自科研、生产一线的校外专家意见,着力实现理论教学和实践教学内容与社会的发展需求紧密结合,解决好青年教师和学生实践能力不强的问题,提高师资总体水平,改进实习基地及实验室条件。确保既有“科工贸并举,理工管渗透”的培养方向,又具有培养知识面宽、基础雄厚、综合实力、实践能力较强的复合型、创新型材料类本科专业人才的培养目标。 四、结束语 1.我校材料科学与工程专业本科按照材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养,从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。 2.我校材料科学与工程专业按照材料的四要素确定了合理的专业培养目标及课程教学体系,并按照学科发展不断完善培养方案、规范课程教学,促进教学质量的提高。 3.学校通过创新平台的搭建,使教学内容及实践环节更贴近社会发展的需要,按照“产学研”结合的培养模式,以科研带动教学,同时促进学生实践能力及创新能力的提高,有助于培养知识面宽、基础扎实、实践能力较强的创新型材料类专业本科人才。 材料科学与工程论文:探讨材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设 摘要:在如今“大学科”的背景下,材料科学与工程专业应加强对课程体系和实验教学体系的建设,主要包括材料的组成与结构、材料的性质、使用性能、制备与加工等四个方面。构建了以公共基础课、专业基础课、专业优秀课、公共选修课、专业选修课等为基础的课程体系,并且构建了以加强学生的实验能力、培养其创新意识和创新能力为目标的,基础知识、专业实践能力和创新意识相结合的实验教学体系。材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设,为社会培养了更加符合时代需求和具有创新意识的专业人才。 关键词:材料科学与工程专业;课程体系;实验教学体系建设 材料科学与工程是一门研究材料的组成与结构、材料的性质、使用性能、制备与加工以及它们之间相互关系的规律,以及对材料的生产技术和生产过程进行研究的学科。材料科学近年来迅速发展成一门独立的学科,并呈现出与工程相互交叉渗透的发展趋势。作为基础学科,单纯的注重培养专业素质明显已经不能适应社会发展的需求。随着我国材料科学与工程教育改革的逐步实行和迅速发展,高等院校的相关材料专业也从课程教育体系、实验教学体系、教学方法等方面进行了改革。该体系应树立新型的教学模式,优化教学方案,建设完善的课程体系和实验教学体系,从而能不断提高教学质量,充分培养学生的创新意识和创新能力,全面推动材料科学与工程教育的改革。 本文根据我校的实际情况,借鉴其他院校改革的相关经验,对材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设进行了探讨和分析。 一、课程体系建设 材料科学与工程专业的课程体系建设,应符合21世纪高等教育的发展趋势。树立以素质为前提,知识为载体,能力是关键的新型人才观。还要把各类材料和相关的合成技术以及分析测试技术当做一个整体,进行分析,真正形成“大学科”,才能满足社会和时展的要求。课程体系建设主要包括以下几个方面。 1.公共基础课。公共基础课主要包括两个方面,分别是:社会科学基础课程体系和自然科学基础课程体系,占总学分的45%。公共基础课主要包括了人文社会科学知识、自然科学知识以及工具性知识,主要是为了培养学生的思想道德品质、文化素质和身心素质、获取知识的能力。 2.专业基础课和专业优秀课。专业基础课包括数字电子技术基础,画法几何与工程制图、工程力学等课程,占总学分的6%。专业基础课以培养学生的工程素质、工程应用能力和工程技术知识。 专业优秀课是材料科学与工程专业的重点组成部分,密切围绕学科专业的基本要求和培养目松柚茫即可以突出学科专业的共同特点又可以体现不同院校的办学特色。专业优秀课主要包括:材料科学基础、材料工程基础、材料物理化学、材料物理性能、材料科学研究方法、材料设计与制备、计算机在材料科学与工程中的应用七大课程,占总学分的14%。充分体现了“大材料”学科的共同知识体系。有利于学生更有效的掌握专业知识,更好地培养学生形成良好的的科学素质、知识应用能力、创新能力。 3.专业选修课。按照二级学科设置专业选修课,占总学分的13%。主要包括无机非金属材料的主干课程,和金属材料的主干课程。学生通过选修这类课程,可以在掌握“大材料”学科共同知识的基础上,对于无机非金属材料和金属材料的基本知识结构体系也能有一定的了解。此外,还开设了高分子材料、复合材料、材料成型加工工艺与设备和一些特色选修课,使优秀课程得到深化,也激发了学生的学习兴趣。 4.公共选修课。公共选修课包括各种素质类课程和任选课程,占总学分的8%。这类课程开设的主要目标是加强学生的人文主义和经济管理等教育,促进学生的个性发展,提高学生的综合素质。 5.实验设计。实验设计包括实验课程、设计及实习等。实验设计是理论教学知识的延伸,有利于培养学生的实际操作能力,激发学生对科学研究的兴趣。主要的内容包括:课程设计、材料性能实验室、材料设计与制备综合实验室、毕业实习等。占总学分的14%。 二、实验教学体系建设 随着社会经济的发展和科学技术的进步,对于材料和工程专业的人才的要求也不断提高,他们应掌握材料现代测试技术与研究方法,并且要具备从事各种材料合成制备、性能与结构分析研究、新材料开发及应用的能力。以深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养为宗旨,根据材料科学与工程专业培养目标要求,构建课程基本知识-专业综合-设计创新三层次实验教学体系。课程基本知识实验教学体系服务于专业理论课程的实验教学;专业综合实验教学体系是独立于专业理论课程平台的实验教学,包括课程设计、材料设计与制备综合实验、毕业设计;设计创新实验教学体系是为学生自主设计创新服务的平台实验教学。[1] 材料科学与工程专业平台实验室下设材料制备实验室、材料成分测试实验室、材料组织结构分析实验室、材料物理性能表征实验室、材料计算机模拟实验室,形成了即独立又相互联系的实验教学体系。这种实验教学体系不但能够满足材料科学与工程专业优秀课程的需要,也为材料综合实验教学水平的提高和学生自主创新设计创造了条件。 材料科学与工程专业安排了专门的时间来进行材料设计与制备实验,学生通过亲自动手做实验,能够熟练掌握材料科学研究的一般程序,对材料设计与制备、成分与结构分析、性能表征等也有了全面的了解,有助于理解材料的设计思路与研究方法。学生还可以根据教师布置的实验题目,为了获得性能达标的各种材料,设计出较合理的制备工艺制度,利用平台实验室进行材料制备,从而了解材料制备方法、工艺、设备性能与操作方法。利用材料成分测试实验室、材料组织结构分析实验室、材料物理性能表征实验室对所制备的材料成品各种无力性能进行分析,并对实验结果进行综合分析。综合实验的训练,培养了学生分析及解决问题的能力。 三、讨论 综上所述,我校在“大学科”的背景下,构建以材料的组成与结构、材料的性质、使用性能、制备与加工等四个方面以及其相互关系为基础的材料科学与工程专业体课程体系,体现了素质结构、能力结构、知识结构协调发展的原则。构建了以深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养为宗旨的材料科学与工程专业实验教学体系。但是教学改革不可能一蹴而就,是一个不断发展的过程,只有通过不断探索和实践,总结经验,才能不断完善材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系,以满足社会对相关材料科学与工程专业人才的需求。 材料科学与工程论文:道路材料科学与工程专业研究生实践教学培养模式探索 摘要:研究生实践能力的培养是研究生创新与素质教育的关键内容。道路材料科学与工程专业作为一门材料科学与工程和交通运输工程相结合的学科,其在实践教学方面的成熟模式很少。本文紧密结合我校专业特色和我国经济建设需要,对道路材料科学与工程专业的创新型人才培养的实践模式进行探索,完善道路材料科学与工程专业实践教学模式框架构建和系统设计。 关键词:道路材料科学与工程;研究生;实践教学;创新型人才 一、引言 道路工程作为国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化的交通工具,在现代运输体系中发挥着极为重要的作用。目前,我国公路交通建设正在由规模扩张型向规模与质量效益并重型转变,国家日益重视交通特种材料的研究与创新人才培养体系建设,组织开展了多项技术难题的科技攻关和研究团队建设,在基础理论研究和新材料开发等方面取得了丰硕成果,特别是具有自主知识产权的新材料在工程建设中的应用,对建立资源节约型、环境友好型交通所要求的节能减排、环境保护等技术起到了有力的推动作用,并培养了大批优秀的研究和工程技术人员。然而,由于缺乏先进的实践教学模式和创新体制,限制了广大研究生实践能力的提高和创新型人才的培养,不利于交通材料领域人才培养体系建设和可持续发展。 作为工程科学技术的承载者,新的生产力的创造者,工科研究生创新与实践素质的水平不仅制约着工科科学与技术的传承与发展,还决定着工程实践的开展乃至工业化进程的推M。同时,作为一门材料科学与工程和交通运输工程相结合的学科,其在实践教学方面的成熟模式很少。因此,为了适应现代工程教育与建设的需要,本论文结合道路材料科学与工程专业特点,提出合理的创新型人才培养实践方案,并根据长安大学材料学院道路材料科学与工程专业实验、实践教学改革实践经验,推进道路材料科学与工程专业实验教学内容、方法、手段、队伍、管理及实验教学模式的改革与创新。 二、道路材料科学与工程专业创新型人才培养实践教学模式的理论依据 首先从当代公路交通建设对道路材料科学与工程专业人才的需求特性出发,研究创新型人才的特质与具体表现形式,依赖创新学、材料学理论,研究道路材料科学与工程专业创新型人才的特质,同时调查分析目前我省各高校道路交通领域研究生的创造能力表现,采用对比分析查找我国道路材料科学与工程专业研究生与国际上先进国家相比在创新力上存在的差距,查找我国道路材料科学与工程专业在研究人才培养模式上与国外的差异,从中研究分析研究生创新培养存在的问题。然后研究道路材料科学与工程实践教学的理念、教学机理,制定适合我校的道路材料科学与工程专业创新型人才培养实践教学模式的理念和教学机理,作为深化教学改革,全面推广和系统设计道路材料科学与工程专业创新型人才培养实践教学模式的重要理论依据。 三、我国道路材料科学与工程专业现行实践教学发展现状 首先,在全国分别选取5所不同类型的兄弟院校,根据学校的办学定位以及社会对不同层次人才的需求分析,依照工科研究生创新素质的构成要素、内在结构、要素间的交互作用机理以及其三要素驱动模型,运用层次分析法构建出我国道路材料科学与工程专业研究生创新素质发展现状的评价指标体系。其次,依照设计出的评价指标体系、遵循量表设计的一般原则,设计出道路材料科学与工程专业创新素质发展现状量表,并选取研究样本进行测量。再次,依托测量数据,从整体视角和分类视角对道路材料科学与工程专业研究生创新素质的发展现状进行分析,实现对学生实践能力和创新素质发展现状及存在问题的总体把握。 四、实践教学模式框架构建和系统设计 结合我校传统专业特色与教学经验,改革实验教学内容,在相关学科专业和课程建立包括基础实验、综合实验和工程实验等不同能力层次,既与理论教学有机结合又接近交通运输、土木建筑等工程实际的综合实验教学体系,设计实验教学项目与教学大纲,实行因材施教。 为促进高层次人才培养与社会经济建设的有效沟通与有机结合,联合领域内具有优质资源的科研院所、大型企业集团组建联合培养基地,建立以培养研究生创新思维和创新能力为优秀、以培养高层次研发型、应用型人才为重点的研究生培养平台。其中,“长安大学―青海交科院研究生联合培养示范工作站”已获陕西省教育厅批准,成为陕西省研究生联合培养示范工作站(如图1所示)。 并且,已建立严格的校外实践管理细则。将负责人听课制度,以任课教师考勤为基础、负责人听课为辅助、管理部门不定期抽查为重点、学生评课为补充的方式,构建考勤、听课、查课、评课四位一体的教学检查制度。要将教学检查结果与学生评奖评优及中期考核等环节挂钩、与教师考核评价挂钩,督促学生与任课教师重视课堂教学环节。要按照学校及设站单位制定的文件要求加强研究生论文开题和中期考核工作,严格工作纪律,对未通过开题报告及中期考核者,提出学业预警,给予延期开题、补修、延期毕业等相应处理,不允许其进入研究生培养的下一阶段。研究生院组织工作人员对研究生论文开题、中期考核情况进行随机抽查,审核预警制度的执行情况。将进一步加大学位论文重复率检测力度,对重复率超过15%的,研究生院将通报导师、约谈学生并要求限期整改。还将进一步加大学位论文盲审比例,尤其加大未参加盲审的硕士学位论文的抽查力度。校外研究生培养平台的建立,不仅能加快科技转化,还将大幅提升我国交通领域高端科技人才的培养质量和水平,提高学生创新性综合素质,完善创新型人才培养体系。 五、加强实验室管理的软件建设 根据材料学院实验室建设现状,制定或修订《高等院校道路材料科学与工程专业实验室管理条例》、《道路材料科学与工程专业实验教学工作规程》、《道路材料科学与工程专业实验教学研究中心开放管理条例》等管理文件,建立一套科学合理的实验教学管理规章制度,包括:实验教学人员、实验工作人员岗位职责,实验人员考核、培训办法;仪器设备维护与管理制度;实验操作基本制度;安全检查制度;实验室基本信息收集制度等。 六、Y语 通过研究与国际交通建设发展水平实质对等的、基于工程教育专业的实践教学方案和人才培养体系,为我国的道路材料科学与工程专业研究生实践教学培养探索了新途径。本文提出道路材料科学与工程专业创新型人才的特质与要求,为我校高等教育发展到新阶段一切以学生为本、注重专业内涵建设、重视质量提升提供了新思路。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业综合实践教学平台的建设与创新 摘 要 本文根据材料科学与工程专业综合实践教学平台的建设与创新实践,通过专业实践教学体系改革,搭建高水平校内实践平台,建设稳定的校外实习基地,建设实践教学信息与管理平台,实践教学手段与方法改革,提高学生创新实践能力。对提高毕业生就业率与就业质量,培养能够适应和支撑纺织产业发展、具有创新实践能力的高素质工程技术人才具有重要的应用与推广价值。 关键词 材料科学与工程专业 综合实践教学 平台 建设 创新 目前,我国高等教育还存在的教学计划、教学方法、仪器设备和师资队伍与学生实践能力培养不相适应,致使大学毕业生缺乏解决实际工程问题的能力,远远满足不了我国能将科技成果及时转化为物质产品和为现实生产服务的技术型人才的要求。本研究是在材料科学与工程专业专业“科研促教学,教与研相长”的办学思路指导下,依托学科在纤维材料的特色优势和资源,突出纤维材料特色,建设高水平综合实践教学平台,对提高毕业生就业率与就业质量,培养能够适应和支撑纺织产业发展、具有创新实践能力的高素质工程技术人才具有重要的应用与推广价值。 1 专业实践教学体系改革 对实验课程进行整合,构建起“一个贯穿、两种模式、三个载体、四个模块”的实验教学体系。“一个贯穿”即学生四年实验教学不断线。“两种模式”即将学生按研究型和工程应用型两种培养模式分别进行培养。“三个载体”即实验教学通过实验中心、产学研实践基地、课题实验室”三个实验载体完成。“四个模块”即基础实验模块、专业实践模块、综合实验模块、创新性实践技能分类教学模块。创新性实践技能分类教学模块要按照研究型和工程应用型两种类型分别进行,研究型方向的学生在学校教师的指导下开展毕业论文的研究,工程应用型方向学校到企业开展在岗实习,并在企业和学校导师的共同指导下完成毕业设计。 2 搭建高水平校内实践平台 通过校企合作,在企业专家和技术人员的参与和指导下,加强校内实践教学环境建设,增加教学仪器和工程实训设备,购置的仪器设备向教学倾斜,专业实践教学平台与校内仿真实训基地的角色整合,在专业实践教学平台基础上,购置了PET /PA仿真聚合装置、纺丝机等小型设备,进行了实验室环境的仿真改造。实现校内实验与企业生产检验零距离、校内工程实训环境与工业生产环境零距离。在培养学生实践能力的同时,还可以为企业新产品开发服务,最重要的还是可以开设更多的综合性、设计性、研究性、创新性实验,强调理论在实践应用中的相关性和综合性,引导和激发学生科学研究的兴趣,重视学生创新能力的培养。 3 建设稳定的校外实习基地 加强校企合作,建设稳定的校外实习基地。与国内有影响力的化纤企业签订产学研合作协议,通过开展产学研合作项目,可将校企合作贯穿到整个实践教学过程中,充分发挥校企双方人才、资源以及科研各自的优势,构建适应社会发展需求的产、学、研紧密结合的先进技术信息平台,在人才培养、项目开发、成果推广等方面实现“无缝对接”,实现资源共享、优势互补,促进校企共赢,共同实现“可持续发展”。树立以“面向企业为主”的基本指导思想,形成几个或十几个长期合作和联合培养的产学研联合体,使学校的人才培养目标明确,针对性强证。在校企联合培养人才过程中,进一步强化人才培养的“两出、两进”,即学生走出校门深入化纤企业现场学习、实习、实践,教师走出校门深入企业进行研究和实践;把化纤企业中具有丰富实践经验的资深人士请进学校讲学,把企业先进技术、设备和生产中的问题引进学校,建立校企联合实验室和研发中心。 4 建设实践教学信息与管理平台 将实验室资源从新整合,依照功能重新设置;安装了门禁系统,具有实验室开放预约登记等管理功能,学生刷卡可以进入实验室自主开展实验;建立了实验教学网站,学生可以网上浏览实践教学资源。开展基于实验过程的多样化教学方法改革,充分利用多媒体教学平台,并加强师生互动交流。 5 实践教学手段与方法改革 (1)通过验证实验,加强学生对化学纤维的基本知识和基本原理的理解。在《化纤工艺实验》中开设验证实验,加强学生对化学纤维的基本知识和基本原理的理解,并不断改革教学方法,增强立体教学。广泛使用电脑多媒体课件讲解实验,重要的基本操作均有教学录像在课程网站上,体现了立体、形象的教学效果。例如声速法测纤维取向度和模量、纤维拉伸试验及纤维切片和摄影等均有录像进行讲解,学生可以在课前、课中和课后观看,提高学生操作水平和对实验内容的充分理解与掌握。(2)通过综合纺丝实验,实施案例教学,开设设计性、综合性和选作实验,提高学生实践能力。开设让学生自己动手的设计性、综合性实验,突出实践环节教学的作用,培养学生的工程实践能力与创新能力。这种大型工艺实验是生产全过程的一种模拟,学生可以在各个环节上亲自动手;此外,课程网站上有企业生产现场影视片,可以体验和真正理解理论课上所讲的化学纤维成形加工技术,对于完善学生的知识结构和培养学生的工程实践能力起了很好的作用。(3)通过开放实验室与课外科技创新活动,激发学生的学习兴趣,促进学生创新能力的培养。近五年来本科生积极参加科研活动和参加课外科技活动,36人次获得各级奖励。材料专业70%的同学报名参加了材料科学研究会,50%的本科生(大二至大四)被分配到16个材料学科创新科研团队及研究小组,17人次获得部级、省部级等各级、各类的创新大赛奖项。在本科生教学中营造了一个良好的学术氛围。在学生科技作品竞赛活动中,课程组老师指导学生7人次获得各级奖励。 6 结语 材料科学与工程专业专业通过不断改革,实现了校内实验与实训信息化管理,学生凭卡可网上预约、进入实验室、自主实验;实现了校内实验与企业生产检验零距离、校内工程实训环境与工业生产环境零距离;强化了综合性、设计性、研究性、创新性实验,引导和激发学生科学研究的兴趣;强化了人才培养的“两出、两进”,学生、教师走进企业学习实践、企业的工程师和管理人才请进学校,实现校企互动,在材料、纺织、化纤工业专门人才的培养中起到了重要作用。 基金项目:天津市教育科学“十二五”规划立项课题(HE4009);天津市普通高等学校本科教学质量与教学改革研究计划(B01-0804) 材料科学与工程论文:材料科学与工程学院人才培养方案修订及改革初探 摘 要: 在分析总结国内外材料科学与工程专业人才培养模式和方案的基础上,结合江苏大学本科培养计划修订的要求和材料科学与工程学科发展的特点,学院对专业人才培养方案进行了全面修订,在拓宽学科基础平台、增大选修课比例、强化实践教育、鼓励自主学习、推进国际化等方面进行了改革尝试。 关键词: 人才培养方案 材料科学与工程学院 主案修订 专业人才培养目标和人才培养模式改革的研究是一项长期的、不断探索的、永恒的课题,为了深化学校人才培养模式改革,促进教学质量的不断提高,实现学校培养人才的总体目标,有必要不断探索人才培养方案的改革,以适应社会的发展,更好地培养人才,服务社会。 材料科学与工程学院遵照江苏大学《关于制定2012版人才培养方案的指导意见》,认真梳理学院现行人才培养方案,在广泛调研的基础上,以培养“重基础理论、重创新精神、强实践技能、强综合素质”的应用型创新人才为目标,探索科学合理的满足学生多元化需求的人才培养体系。 一、现状分析 材料科学与工程学院现行人才培养方案为2006年修订,随着本科教育的发展和社会对人才要求的逐步提高,尤其是材料科学与工程学科的迅速发展,现行人才培养方案已经不能满足社会对人才提出的“知识面广、知识结构科学,创新意识、创新思维、创新能力和实践较强”的要求。存在的主要问题有: 1.现有专业划分很细:不能满足知识面广的要求,也不能反映大材料的特点及社会对材料类人才的需求,有的学生完成了四年的学业,却连对大材料方面的科普知识都不是很了解。 2.课程设置上不能有效衔接,有些课程重复性较大,不同的课程却介绍了部分相同的内容,造成课时的浪费;有些课程由于前序课程没有开或者开设时间不合适,造成学生听不懂或者很难听懂。 3.在“重实践”方面有所欠缺,材料类相关专业属于工科专业,实践性很强,要求在学习过程中安排大量的实验、实践环节,目前的状况还远远达不到要求,以致部分学生到了工作岗位,很难快速适应工作。 4.创新能力培养方面还有待改进,目前采用的授课方式大多是课堂讲课式教学,老师讲,学生听,部分课程设置了讨论环节,这种方式与国外授课方式差距很大,不能有效培养学生的自学能力,尤其对创新能力培养极不利。 5.国际化程度不够高,一方面体现在全英文课程及双语课程的建设方面,另一方面体现在授课方式方面。现行培养计划中以双语课程为主,全英文课程建设情况较差,分析其可能的原因,一方面是师资力量薄弱,另一方面是重视程度不够,部分教师有畏难情绪。 二、修订的目标 江苏大学提出的人才培养计划修订的指导思想是:牢固确立“一切为了学生”和“为了一切学生”的办学理念,以《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《江苏省中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》为引导,深刻领会“建设人力资源强国”和“创新型国家”对高等教育提出的新要求、新挑战;认真总结在实施“卓越工程师教育培养计划”等教育改革实践中形成的新理念、新举措;准确把握高等教育在下一轮大众化、多元化、国际化和特色化发展进程中,本科人才培养工作的新坐标、新路径;全力构建融合队伍、学科、专业、课程、实验室和实习基地建设系列成果,彰显学校办学特色的本科教育教学新体系、新方案。 具体到材料科学与工程学院,我们的指导思想是:适应社会对复合型、开放型人才的需求,适应现代科学技术不断分化,又不断综合的新特点。拓宽知识面,优化专业知识结构,培养具有较强学习能力、适应能力、创新精神和实践能力的工程应用型人才。修订的目标与内容是:平台拓宽,总学时缩减,选修增加,方向明确,实践优化,着力于学生工程应用能力的培养。 三、具体做法 1.广泛调研,理清思路。 通过走访、网上调查等方法进行国内外广泛调研,如高分子材料工程专业利用高访教师及网上调研的方式,对包括剑桥大学、牛津大学在内的英国材料专业前17名高校和包括麻省理工学院、伊利诺伊大学香槟分校在内的美国材料专业前18名高校,以及国内吉林大学、四川大学、山东大学等著名高校进行调研,结果发现:由于原来的基础和特色不同,各高校材料类专业的改革思路和立足点各有千秋。一种是全材料科学与工程的教学模式,不分专业,是通才教育;一种是专才教育,从学科基础知识到专业方向、课程设置的安排,基本上按照原来的专业教学计划来培养。大部分学校对材料类各专业的培养计划在逐步改革。改革碰到的问题很多,难度也很大,关键是对于学科内涵的理解和对人才培养目标的把握和定位。 根据各方面因素的综合分析,我校材料类各专业培养目标的定位是培养工程应用创新型高级人才,其内涵是知识面宽、知识结构科学,创新意识、创新思维和创新能力较强。 2.拓宽学科基础平台,培养宽口径专业人才。 中国工程院和科学院在中国材料发展现状及迈入新世纪对策的咨询报告中指出:“我国培养的本科生专业过窄,具体的生产知识,甚至操作知识过多过细;专业课过多,不利于加强基础和科学技术发展新知识的接受……”最近几年的研究生面试暴露了这些问题,材料类专业的学生对大材料方面的科普知识都不是很了解。经过四年的学习,材料类专业的学生对材料科学与工程学科没有一个宏观的认识、系统的概念和本质的理解,甚至对自己本专业也是如此。国际上早就兴起了实施MSE(Materials Scienceand Engineering,简称MSE)素质教育的热潮,不断进行教学改革。MSE大学科一体化素质教育是必然趋势。 各个专业在新一轮人才培养计划修订过程中,充分体现了MSE素质教育的思想和理念,打破了专业壁垒,拓宽了学科基础平台,设置了材料科学基础、材料科学研究方法、材料测试方法、材料物理性能、材料力学性能、材料分析化学等平台课程,主要目的是培养学生的MSE素质。 3.增加选修课比例,加大学生自主选择权。 《科学时报》2011年有一篇题为“选修课比重是真正大学的首要标志”的文章,作者认为:就中国当下体制的学校而言,真正大学的首要标志应该是选修课比重的高低[1]。我们认为,提高选修课比例正是MSE素质教育必需的,文中提到的60%的比例很高,当然,计算方法可能有差异,但是,加大选修课比重对于引导和培养学生的自主学习和终身学习能力确实是非常重要的,这也是教学计划修订的一个要求。为此,各个专业在课程设置上均增加了选修课的比例,比如,无机非金属材料工程由13.7%提高到26.8%,复合材料工程专业由13.8%提高到30%等。同时,根据信息时展的特点和学校的要求,我们还增设了网络选修课模块,在专业方向选修课中统一增设网络选修课,利用信息化平台,通过网上授课、网上学习和网上测试等方法,使学生学习的灵活性、自主性增强。 4.强化实践教育,培养学生创新能力。 实践教学是指直接培养学生专业能力和创新能力的课程和活动,它是教学体系中一个极其重要的组成部分,是不可忽视的教学环节。材料类相关专业属于工科专业,实践性很强,要求在学习过程中安排大量的实验、实践环节。各个专业均充分认识到实践教育对培养和发展学生能力具有不可替代的作用,教学计划的修订必须进一步强化实践教育。在原有的基础上均不同程度地增加了实践环节。如金属材料工程专业通过减少专业课程的实验学时,按专业方向独立设置专业综合实验课程,增加课外实践训练和按专业方向设置综合课程设计的方式强化实践环节。冶金工程专业增设“冶金工程实验技术”综合实践课程。要求学生在教师的指导下通过相关文献资料的阅读理解自主提出实验方案,完成材料设计、熔炼、浇铸、加工、检测等实验内容,全面掌握金属材料制备的相关知识和技能。在现有的实践环节上调整实践内容,比如专业讲座,由目前主要有学校老师逐步调整为聘请大型企业的厂长、高工等介绍最新的工艺和技术及发展趋势。材料成型及控制工程专业通过增加金属材料综合性实验、课外实践活动的形式提高实践环节的比重,同时根据专业特点,通过举办铸造工艺设计大赛和国际焊接工程师培训的方式为学生的课外实践活动搭建平台,增强学生的创新意识和创新能力。无机非金属材料工程专业强调学生科技创新能力的培养,实践环节多层次、系统化。将学生的自主实践纳入培养体系,增设“课外实践活动”的环节。增设“专业技能提高训练”课程,面向成绩较好的学生,以研究型学习为主。拟根据实验室的容量限定人数,也可与创新性实验相结合。通过此方式,不仅强化实践环节,而且与创新能力培养相结合,有利于因材施教,增强学生的创新意识和创新能力。 5.改变教学思路,推进教育国际化。 启迪学生的创新思维,不仅要培养分析和解决问题的能力,更重要的是培养发现和提出问题的能力。创新素质的培养,涉及很多方面,其中教学方法很重要。一般来说,研究性教与学的特征有:问题性、过程性、互动性、独立性、参与性和开放性等方面[2]。我们在课程教学的各个环节进行了探索,实施研究性教学,主要包括以学生为主体的课堂讨论、互动式问题性的启发激疑、开放性综合作业小论文、供讨论的课后思考题等教学环节。结合国内外很多高校的做法,在新生入学的第一学期设置了专业导论课或新生导论课,由相关专业资深教授给学生上课,使学生在入学后很快能接触到本专业最新的前沿知识,激发学习激情。同时,在授课方式上,除了课堂教学外,还设了一个学分的课外实践环节,通过查阅资料、课外分组讨论等多种形式完成课堂上留下的作业,培养学生的自主学习能力。在其他课程的教学过程中,也对授课老师提出要求,通过实施激疑—启发式教学方法,提高学生的学习兴趣,增强学习效果。 材料学科的发展速度很快,科技成果日新月异,科技人才辈出,近几年,学院引进了多名海外博士或有海外经历的老师,充分利用这个优势,各个专业均开设了两门双语课程和一门全英文课程。如高分子材料工程专业从英国克兰菲尔德大学全职引进的教授为学生开设了《仿生材料及仿生原理》全英语课。无机非金属材料工程专业由海归博士为学生开设了《材料导论》全英文课程。 四、结语 《国家中长期教育改革和发展规划纲要》(2010-2020)提出要更新人才培养观念,创新人才培养模式。遵循教育规律和人才成长规律,深化教育教学改革,创新教育教学方法,探索多种培养方式,形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面。人才培养模式的改革是一项系统工程,需要在实践中不断摸索、不断学习、不断提高。人才培养质量的提高除了依赖科学的人才培养方案外,如何贯彻、实施人才培养方案也是关键。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业《流体力学》课堂教学改革初探 摘要:根据材料科学与工程专业的课程设置与流体力学课程内容的特点,结合本专业的教学实践与教学现状,从改革教学方法、提升教学效率等方面对适合于本专业流体力学教学改革进行了探讨。指出通过提高课堂教学效率、重视工程实践等策略,充分激发学生对本课程的学习兴趣,优化学习效果。 关键词:材料科学与工程专业;流体力学教学;实验教学 流体力学是一门研究流体的受力与运动规律的严密科学,是一门材料科学与工程专业中理论性和实践性都较强的专业基础课程。在流体力学的教学过程中,涉及到的数学公式很多,过程较为复杂。历年来,学生们普遍认为流体力学课程枯燥无味,难以学懂,兴趣不大,导致教学效果较差。分析材料科学与工程专业现状可知,目前,该课程体系教学中存在着较大弊端:一方面,太偏重于数学推导与公式的理解,忽视了课程理论的物理意义与工程应用的有效结合;另一方面,忽视了课程的基础作用,片面强调课程的专业性。为此,本文结合材料科学与工程专业的课程设置,对课程的教学环节进行了改革探索。课堂教学是提升学生认知的重要手段。笔者认为可以从以下几个方面来提高流体力学的教学质量。 一、优化教学内容 纵观材料科学与工程专业的流体力学课程体系,可将之分为基本理论知识、基本应用、实验部分、与其他学科的交叉内容、工程实际应用等方面。在教学过程中,笔者认为采用模块化教学方式能够达到较好的效果。所谓模块化教学是指根据学科或专业的不同需求选择学习内容,将每个内容或环节定义为模块。每个模块的目标明确,针对性强,而且学时数相对较少,容易提高学生的学习效率。当然,各个模块之间并不是孤立的,在教学实施过程中,模块是相对独立的,但从课程的整体架构上来说又是有机关联的,步步为营,内容丰富,难度螺旋式上升,使整个流体力学课程具有较强的系统性和完整性。目前,国内材料科学与工程专业的流体力学课程体系基本按照如下形式贯穿:流体静力学理想流体运动动力学实际流体运动:一元流体相似理论泵与风机。每部分的研究方法较为统一,所形成的体系由简到繁、由易到难,并且很容易实现模块化处理。例如在讲授流体运动学基础、动力学基础时,可以先从实际流体流动的基本方程入手,使学生在本门课程开始就接触到流体动力学的总的轮廓和最基本的理论方程,后面的理想流体动力学及一元流体动力学问题作为其特殊情况处理,将理想流体、一元流动的条件代入有关方程,即可得到理想流体、一元流动的动力学方程。建立的这种模块体系具有由一般到特殊的特点,条理清楚。这样一来,教师在讲完一般形式的方程组后再来讲具体一元流体动力学及理想流体动力学问题,就可略去大量的公式推导过程,节省了大量的课时,内容组织层次感较强,讲起来重点更突出,教学过程却相对简化。 二、更新教材结构 同时,考虑到材料科学与工程专业的特色与应用范畴,非常有必要对教材内容进行优化处理,根据材料科学与工程的课堂要求,淡化一些理论推导过程,以工程应用为根本。从学生的学习规律来看,一般学生刚学习课程的时候积极性和重视程度都比较高,在学习时花费时间较长,但随着课堂内容的推进,学生们的兴趣减弱,教学内容和教学方法的改革与优化势在必行。材料科学与工程专业的流体力学课程内容并不包括本领域的全部专业知识,主要讲授流体流动的基本原理与基本思路,并侧重于工程应用。因此,教材的选取要更具科学性,要根据专业特点和需要,结合学生兴趣与学习层次,有针对性地选取讲义,教材要更侧重于基本原理与基本公式的讲述与应用,做到简单易懂,实用性较强。 三、激发学习兴趣 在流体力学教学的开始,教师就应该紧紧抓住学生们的学习兴趣,在紧扣教学计划的基础上,以当前热点问题为引导,充分调动学生们的学习积极性。因此,在流体力学教学的过程中,如何将教学内容与工程实践相结合,与热点问题相结合,激发学生的学习兴趣是提升教学效果的重要措施之一。比如在给学生上绪论课的时候,可以通过一些生动的图片、视频、动画给学生形象地展示大自然与人类生活密切相关的流体力学现象,增强学生对流体力学的感性认识与兴趣,如汽车为什么要做成流线型的;高尔夫球为什么在表面有很多坑;火箭为什么能够上天;海岸为什么是弧形;战斗机为什么头部是尖的等。这些问题是日常生活中经常见到的,通过这些问题的设计与引导,可以让学生们知道本课程的主要学习目标是什么,能解决什么样的实际问题,让学生们带着疑问和兴趣去学习,效果将事半功倍。 四、改革教学手段 目前,流体力学教学过程中教学手段较为丰富,但仍以板书和多媒体教学两种方法为主。更多采用“多媒体为主,板书为辅”的方法。多媒体教学较为直观、形象,所传输的信息量巨大。同时,伴随着信息网络化大形势的进一步深化,网络电子资源更加丰富,这样大大缩短了教师们的备课时间。但这种方式也有不足之处,最主要表现在多媒体授课速度偏快,学生尚未形成知识结构体系就一带而过,课堂上考虑的时间不足,很难形成师生之间的互动。相对而言,板书备课时间较长,课堂上书写时间也较长,对于一些较难理解的内容,可以给学生们足够的思考空间,并在课堂上按照既定授课思路进行,这样能够涵盖较为琐碎的知识点,易于形成师生间的“一问一答”式的互动关系。因此,在流体力学授课过程中宜采用二者结合的方式,对于系统性较差的知识点来说采用多媒体方式,而对于重点、难点内容则主要采用板书的形式,真正做到对该知识点的侧重讲解,疏而不漏。只有这样才能使学生对课程既有充足的知识量,又有重点突出,进而提高学生的学习效率。 五、重视实验与工程教学 流体力学课是一门与工程实践结合紧密的学科。因此,在课程开展的过程中应该对实验课与工程教学进行重点关注。实验教学目前可以分为演示型和验证型,但教学方法单一,限制了学生分析问题、解决问题的能力;同时,由于长期以来实验教学从属于理论教学,实验教学与工程教学的课程建设与发展受到了严重制约。因此非常有必要对实验与工程教学进行改革来适应目前高校的培养模式。首先,实验与工程教学要注重同专业知识相结合。传统的实验教学较多适用于试验台环境下,是国家根据课程规划以及人才的知识结构需要设立的,这严重阻碍了学生们与工程实践的有效沟通,因此,可以针对学生所学专业逐步设立既符合本专业又具有工程背景的可操作性较强的实验项目,用以适应学生对专业领域知识的理解与创新需求。其次,有效利用高校科研优势,促进实验与工程教学的发展。以学科为依托,实现科研与教学互补,将科研成果引入实验教学,这样可以开阔学生视野,激发学生的创新思维。第三,实现基础实验与个性实验的互补。在基础实验训练的基础上,开展一些更具有研究性和综合性的实验,这样对理论知识的学习有一个较为有利的补充,同时也可以锻炼学生们实验设计、整体规划的能力,积极调动学生们的学习积极性。 材料科学与工程论文:基于材料科学与工程专业特色的课程设置方案实践与探讨 摘 要 针对材料科学与工程专业涵盖面广及交叉性、实践性和应用性强的特点,结合发达国家在专业课程设置方面的经验,提出模块化及有针对性地加强选修课、强化实践环节等课程设置思路,取得良好的教学效果。 关键词 课程设置;材料科学与工程专业;实践教学 1 引言 作为人类文明和社会进步的重要标志,材料科学技术在经济和社会发展中扮演着越来越重要的角色,并与能源、信息技术构成现代科技的三大支柱。高等学校材料科学与工程专业教育在肩负着为国家和社会培养材料类高级专业科技人才的历史使命的同时,也面临着材料科学技术迅猛发展带来的一系列问题和挑战[1]。在材料科学与工程专业高等教育快速发展的今天,探索出符合材料科学与工程专业特色的课程设置体系和方案,是材料科学与工程高等教育的重要任务和目标。本文在分析和总结材料科学与工程专业发展历程及特点的基础之上,提出了符合材料科学与工程专业特色的课程设置方案,为材料科学与工程专业高等教育和改革提供有益的尝试。 众所周知,虽然材料的使用和研究已有非常悠久的历史,但真正将“材料科学与工程”作为一个独立的专业和学科进行人才培养和教育还仅始于20世纪60年代[2]。我国材料科学与工程专业教育经历了由借鉴苏联模式进行严格的专业教育到逐渐学习欧美系统的学科教育的发展历程[3]。从新中国成立到20世纪90年代后期,我国已有144所高校设有材料类专业,涵盖的专业有硅酸盐工程、无机非金属材料、建筑材料、电子材料及元器件、钢铁冶金、有色冶金、粉末冶金、金属材料及热处理、腐蚀与防护、水泥、玻璃、陶瓷、高分子材料、高分子化工、塑料工程、橡胶工程、化学纤维、复合材料、材料物理、材料化学等20余个[4]。严格按照材料的专业方向进行人才培养的缺点是:专业划分过细,基础知识相对薄弱,毕业生就业面窄,工作适应能力差[5]。 为了克服上述缺点,教育部于1998年在“重基础、宽口径”的指导思想下,对材料类本科专业目录进行了调整,将上述20余个专业合并为冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料物理、材料化学等6个专业,并同时在一级学科专业目录材料科学与工程下进行招生[6]。目前我国设有材料类专业的各高等学校均在此次专业目录调整基础之上更新培养方案和教学内容,并结合自身学科的优势和特色、国家及地区经济发展需求等,确立自身的优势学科方向。截止2009年7月,我国具有材料类二级学科的普通高校已有415所,绝大多数“211工程”大学都设置了材料类专业,可以说我国材料科学与工程专业高等教育正处于蓬勃发展的关键时期[7]。 2 国内外高校材料科学与工程专业课程设置情况对比 目前,我国各高校材料科学与工程专业大多按照教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》以及《普通高等学校本科专业设置规定》等文件的要求,构建了以公共基础课、专业基础课、专业课和选修课为主的模块化的课程设置体系[7]。其中,公共基础课(包括外语、数学、人文及社会科学、物理、化学等专业平台课程等)按材料科学与工程一级学科所必需的公共基础知识进行设置,约占全部课程的50%;专业基础课按材料科学与工程二级学科进行设置,占全部课程的20%~35%;专业课及选修课则按二级学科以及各高校设置的专业方向和办学特色进行设置,约占全部课程的15%~20%。 和上述我国材料科学与工程专业的课程设置方式相比,国外发达国家对材料专业的课程体系没有设置统一的规定,各高校可以根据自己的学科发展方向和特色等灵活地进行课程体系设置,并体现出特色鲜明、注重交叉学科人才的培养、课程设置涉及面广和突出实践能力培养等特点。 1)突出特色。国外各高校可以根据学科发展方向和特色有侧重地进行课程设置,如美国宾夕法尼亚大学材料科学与工程系在纳米材料和生物材料领域的研究工作相当出色,因此该校在本科生教学计划及课程设置中突出了纳米材料和生物材料等相关课程及最新研究进展。 2)注重交叉学科人才的培养。国外各知名高校大多设置了多层次的课程体系以满足不同学生对知识结构要求的差异,在培养计划中除设置材料学科的主要课程,还可以引导学生学习相关交叉学科的优秀课程,如生物学、化学、经济学、管理学等,从而为将来打算从事生物、医药、经济、法律、工商管理等领域工作的学生打下基础。 3)课程设置涉及面广。国外各高校均对理工科学生要求有相当的人文知识背景以及交叉学科的相关知识,很多学校都安排了大量的选修课供学生选修,特别是材料科学与相关学科以及社会科学的交叉课程,如与生物、医药、环境、电子工程、化学工程、土木工程等理工技术学科的交叉课程,以及与经济、法律、艺术、财务、管理等人文社会学科的交叉课程。 4)注重实践教学环节的设计和安排。如英国牛津大学材料系的课程设置,从一年级开始到四年级,每个学年均安排了工矿企业的参观或实习,二年级时就要求有6~8周的工业实习。同时,实验教学时间也非常充足,一年级每周有5~6小时的实验教学安排,二年级则安排了15~18小时的实验教学。另外,国外很多大学均安排了四年级两个学期的时间进行毕业设计或毕业论文撰写[8-10]。 3 材料科学与工程专业的特点及对应的课程设置思路 作为一个蓬勃发展的专业,材料科学与工程专业已表现出如下特点,并对课程体系设置改革带来了重要启示。 专业涵盖面广与模块化的课程设置 如上所述,材料科学与工程专业涵盖了冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程、材料物理和材料化学等6个二级学科,其中每一个二级学科又包含若干专业方向。学科涵盖范围广与专业教育的系统性要求材料科学与工程专业高等教育在贯彻教育部“重基础、宽口径”指导思想、强化基础理论知识学习的同时,也应考虑到各二级学科及专业方向的特色,使学生在拓宽知识面和就业口径的同时,也能完整、系统地掌握自身专业方向的理论体系和精髓,从而在苏联严格的专业教育模式和欧美系统的学科教育模式之间找到平衡点,解决目前材料科学与工程专业教育中存在的广度与深度之间的矛盾。 考虑到材料科学与工程专业教育中存在的上述矛盾,昆明理工大学从2004年开始对材料科学与工程专业培养方案进行改革和调整,不仅强化了公共基础课和学科基础课的基础地位,而且有针对性地提出了专业模块课的概念,即在夯实学科基础的同时,为满足各二级学科方向的特色、知识结构的系统性、完整性以及专业教育深度的要求,设置了金属材料工程、无机非金属材料工程等方向的模块课。通过模块课的设置,使学生能够系统掌握所学专业方向的知识结构和框架,深入地理解本专业方向的特点和精髓,从而在满足教育部提出的“重基础、宽口径”的指导思想的同时,也能够系统深入地掌握本专业的知识和技能,解决目前材料科学与工程专业教育中存在的学科涵盖范围广与专业特色教育系统性和深度之间的矛盾。 学科交叉性强与有针对性的选修课设置 材料科学与工程学科是一门涉及材料科学、物理学、化学、工程科学以及计算科学的综合性交叉学科,随着科学技术的进步和发展,各个学科之间相互渗透、交叉、复合的程度越来越深,分界线则越来越模糊,新的材料领域层出不穷并不断发展。材料科学与工程学科交叉性强的特点要求在进行课程设置时,应有针对性地在材料物理、材料化学、材料工程技术以及计算材料科学等领域开设相应课程,弥补由于学科交叉性强而带来的某些学科领域的空白,进而引导学生的兴趣,开阔学生的视野。 基于此,昆明理工大学材料科学与工程专业自2004年起就选择在相关教学和科研领域具有丰富实践经验的教师,有针对性地在材料科学与物理学、化学、计算科学、生物科学、能源科学技术等学科领域之间开设生物材料、能源材料、纳米材料、复合材料、计算材料学、材料物理、材料化学等选修课程,利用这些课程的开设填补材料科学与其他相关学科领域之间的空白,使学生掌握材料与其他学科交叉领域的知识,有目的地引导学生的学习兴趣,从而适应材料科学与工程学科交叉性强的特点。 实践性、应用性强及对应的培养方案改革 材料科学与工程专业同样是一门实践性、应用性很强的专业,只有材料科学的基础知识、基本理论在实践中得到灵活应用,才能体现出学科的真正价值,而且无论传统材料、新兴材料的生产、制备和整个使用过程,均和实际密切联系。因此,在本专业学生的整个培养过程中均应强调知识的灵活运用能力、动手能力、工程实践能力和创新能力的培养。 针对材料科学与工程学科实践性和应用性强并强调知识灵活运用的特点,昆明理工大学自2004年起即有针对性地对实践性教学环节进行了改革,降低了重复性、演示性实验教学环节的比例,提高了探索性、研究性实验教学环节的比例,充分调动学生的积极性、主动性,增强学生对专业的兴趣与学习热情,培养学生的科研方法及分析问题与解决问题的能力。在毕业设计论文改革环节中,积极引导学有余力的学生提前进入导师课题组,鼓励学生参与各类创新、创业大赛,并将其作为毕业设计成绩的一部分,从时间上、制度上保证了毕业设计的质量,使其成为学生灵活运用所学知识进行创新活动的重要环节。在学生实习环节,学院充分利用和挖掘一切资源,与一些科研院所、厂矿企业等合作,共同建立产学研实习基地,使其成为学生了解实际生产情况、综合运用所学知识的场所和日后顺利走向社会的桥梁与纽带。 4 课程设置方案实例 通过学习和借鉴国外大学在材料科学与工程专业课程设置方面的成功经验。与此同时,针对材料学科专业涵盖面广,交叉性、应用性和实践性强的特点,昆明理工大学自2004年起就结合上述学科特点,对材料科学与工程专业本科生培养方案进行了调整和改革,调整后的课程设置体系如表1所示。调整后的课程设置体系不仅符合教育部提出的“重基础、宽口径”的指导思想,而且通过专业模块课的设置较,好地体现了材料科学与工程学科各专业方向对专业教育系统性的要求,而有针对性的任选课的开设则很好地填补了材料学科与其他学科交叉领域的空白。除此之外,还对实践教学环节的形式进行了改革,在认识实习、生产实习和毕业设计环节中突出学生灵活运用知识解决实际问题的能力和创新能力的培养和提高。 5 课程设置方案改革效果 通过上述课程体系改革和实践,昆明理工大学材料科学与工程各专业方向本科毕业生综合素质显著改善,考取研究生比例和就业率均显著提高。根据近年来毕业生就业后的跟踪调查,用人单位普遍认为昆明理工大学材料科学与工程专业毕业生基础知识、专业技能扎实,适应能力、创新能力、分析解决问题的能力强。一批优秀毕业生已经成为国内高校、科研院所及企事业单位的业务骨干和中坚力量,受到了社会的高度评价。学生在参与各类科技创新竞赛中屡获佳绩,已获得获第六届中国青少年科技创新奖一项,第十一届全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖一项,云南省首届大学生“创业计划”大赛金奖一项。 在今后的教学改革和实践活动中,将继续密切结合材料科学与工程专业的特色,不断更新培养方案,为蓬勃发展的材料科学与工程专业高等教育做出新的贡献。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业创新人才培养模式下的专业课程体系构建 摘要:本文针对材料科学与工程专业课程体系建设中存在的问题,从自身实际出发,以专业优秀课程群、专题选修课群、工程实践课程群构建了应用复合型创新人才的课程体系,全方位培养学生创新能力。 关键词:材料科学与工程专业;培养模式;课程体系;创新人才 面对21世纪的挑战,如何加强学生创新能力的培养,已成为我国当前高等教育改革的重要课题。随着社会经济发展和科学进步的需要,多学科已交叉渗透到与材料制备、结构、性质和应用各个领域。在科学技术高速发展,各种材料不断创新涌现,产业化的背景下,材料科学与工程专业以“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”原则,深化改革“材料工程应用复合型专业创新人才”培养方案,突破专业个性培养模式的约束。精心设计课程体系是实施创新教育的关键,是培养具有创新能力人才的优秀环节,也是培养复合型人才的最有效途径之一。目前,“大材料”学科相互交叉渗透融合已成共识,专业课程却内容相对陈旧,逻辑和结构衔接不够紧密;设计性、综合性、创新性、开放性实验相对较少,支持专业培养目标的力度不够等问题日益凸显。在此背景下,本专业以材料的材料制备/加工、组织结构/成分、性能、应用四个要素及其相互关系为基础,构建专业优秀课程群、专题选修课群、工程实践课程群为基本框架的课程体系。 一、整合课程内容,构建专业优秀课程群 材料科学与工程专业培养计划从2007年开始,以全面系统的知识学习和综合思考能力培养为主,以材料制备/加工、组织结构/成分、性能及应用等四要素及其关系构成的材料学科共同基础知识作为重要的教学内容,构筑了“理论教学、实践教学、科学研究三个维度基本框架的新型课程教学体系”。目前,贵州大学材料科学与工程专业设置了“金属材料”、“材料压力加工”方向课程。为了满足“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”的培养目标,材料科学与工程专业按金属材料、材料压力加工二个方向的共同的或相近的学科基础、科学内涵、研究方法与研究设备,设计专业优秀课程群,体现“大材料”学科共同的知识体系。如《固态相变》与《热处理工艺学》整合成《热处理原理及工艺》,《材料分析方法》与《材料物理性能》整合成《材料现代研究方法》,融入CAD、Origin、Matlab等软件组建新《计算机在材料中的应用》课程等;构建6~8门具有基础性、系统性、发展性特点的“专业优秀课程群”(图1)。专业优秀课程群以材料科学基础作为主线,安排各门课的教学内容,既相互衔接、循序渐进,又各有侧重、特点突出。便于学生学习材料共性规律,掌握有关材料及其关系构成的材料学科共同基础知识。鼓励教师把科研项目涉及优秀课程相关的基础原理理论引入课堂教学,帮助学生树立完整、基本的知识观念,最大限度地拓展学生的知识结构,是培养应用复合型专业人才的重要组成部分。 二、设置专题选修课群,适应学生个性发展 加强理论基础同时,适当拓宽知识面,注重培养学生适应社会多样化、复杂化的能力。根据地方经济发展需求和学生个性发展,结合材料科学进展、专业教师科研特色,本专业在培养方案个性课程模块中设置“专题选修课程群”,让学生拓宽渠道获取更多学科专业知识,各得其所、各展其长,完善学生的知识结构系统,满足学生个性发展。学生根据其兴趣、未来发展、就业需要,自主选择相关课程。具体措施是:确定3~4个重点学术方向,每一方向下设置由3~4门课程组成的专题选修课程(图2)。学生可选择进入其中一个方向学习相关专业课程,使学生在熟悉共性知识基础上,掌握一种在国内处于领先水平的材料制备及组织控制技术。从而培养学生运用宽口径专业基础知识解决具体实际问题的应变能力和素质,提高学生适应知识经济社会的能力。 三、强化工程实践课程群,培养学生创新能力 实践课程是理论教学的延续。实践课程群主要包括《综合实验》、《认识实习》、《生产实习》、《毕业实习》、《毕业论文(设计)》及《综合素质拓展》等课程。为了进一步增加实验教学的综合性、研究性、设计性、先进性,对专题实验1、2、3内容进行整合,开设《综合实验》,强化学生创新能力和实践能力。专题实验1中验证性、演示性实验设计成综合性实验;专题实验3中引入3个教师科研项目创新性实验。鼓励学生积极参加国家数学建模比赛、省级节能减排设计研究、校级SRT计划等素质拓展活动,培养学生专业素质技能和实践创新的能力。校外实习基地涵盖材料制备—过程处理—组织观察—性能测试—应用的生产流程,可以满足各种实习教学的要求。引入电化教学等改革手段,学生能在短时间内吸收消化更多学科知识,掌握专业实习重点、难点,提高了实习质量。毕业论文采用“本科导师制”,选定基地技术人员或专业老师为导师,让学生提前进入导师课题组,熟悉设备操作,以不同的企业生产问题或科研课题内容加以培养创新能力。 从自身实际出发,材料科学与工程专业构建了应用复合型创新人才的课程体系。课程体系实施是一项系统工作,不可能一蹴而就,还需强化试验平台建设、教学改革、师资建设,课程评价体系等措施,才能确保其顺利实施和有效运行。 作者简介:张晓燕(1960-),女,贵州贵阳人,教授,材料工程系主任,研究方向:有色金属材料。 材料科学与工程论文:电化教学在材料科学与工程专业生产实习教学改革中的作用 摘要:本文针对材料科学与工程专业生产实习的实践教学现状,探讨电化教学在生产实习教学改革中的作用。实践表明,电化教学有助于激发学生的实习兴趣和积极性,启迪思维,拓宽知识视野,全面提高学生的综合素质,有力地提高实习教学质量,为生产实习教学改革注入新的活力。 关键词:电化教学;材料科学与工程专业;生产实习;改革;作用 贵州大学材料科学与工程专业生产实习教学是安排在学生学习《材料科学基础》、《热处理原理及工艺》等专业基础课程后进行。然而实习内容多,概念抽象,理论性强,理解困难,常常缺乏成分-结构-性能-用途相互之间的连贯性,综合分析能力欠缺。还有实习安全责任、设备老化、生产环境、经费不足、技术更新等诸多因素,往往使得实习难以深入开展,流于形式,很容易引发学生失落心理,缺乏专业兴趣。生产实习是培养学生工程意识、创新意识和工程实践能力的不可替代实践教学环节。电化教学具有知识表达的多样性、交互科学性、反馈性、以及教学管理的开放性、灵活性等突出的特点。在这种背景下,电化教学在生产实习教学迎来了创新式发展,必将对实践教学改革有着积极的作用。 一、运用电化学教学,激发学生的实习兴趣 兴趣是对客观事物选择的态度,是积极认识某种事物或参加某种活动的心理倾向,表现出高度集中的注意力和较强的求知欲。电化教学能创设生动、形象、直观、视听结合的教学环境,以其新颖性、多样性、生动性、趣味性易吸引住学生的注意力,激发学生的学习兴趣。精心筛选学院专业教师、企业校友研究成果简介和科研项目。以形象、直观、生动的“看图识知”方式向学生介绍材料在生产、生活、社会发展中的重要性。学生通过大信息、多角度的授课模式,感受到“材料与社会生活息息相关”,树立学好材料学科的决心和信心。学生观看本专业教师研制的新型GDL-1汽车齿轮、新型GDL-2钎杆、EA4T高速重载列车车轴、大型燃油退火炉等产品制备过程图像,了解材料制备、检测、使用过程须用的知识,深刻体会新材料可以推动社会经济文明发展,科技创新生活,明确自己将从事材料领域工作必有良好的专业基础,从而激发学生对材料学科的学习兴趣和求知欲,自觉地提高了学生对实习教学内容的重视。 二、利用电化学教学,增设实习教学内容,突出重点难点 电化学教学能克服实习环节时空的局限性,将图像、文字、声音、动画等信息有机融合,形象生动、直观突出重点、难点、疑点,注重物理、化学内容有机糅合,不断优化充实实习内容。实习电化教学按照成分-结构-性能-用途主线的科学性和逻辑性,将多学科零散的知识点连贯熔融起来,化静为动,化虚为实,化远为近,化抽象为直观,由表及内,深入浅出,解释疑惑。比如在贵阳某钢厂实习钢材的制备过程以及中航集团某公司表面处理车间的化学表面处理过程时,用电化教学讲解GDL-1汽车齿轮、GDL-2钎杆、EA4T高速重载列车车轴等材料冶炼、铸造、锻打、塑性变形、热处理/表面处理、检测、使用等程序。在对应的程序里巧妙地串联产品生产、检测设备以及使用过程中的操作步骤和方法,把虚构球形化原子间的物理化学作用机理融解于组织结构、性能演变、理论分析等重点、难点内容,让人一目了然。在较短实习时间内,电化教学提供大量无法从实习过程中直接获取的知识,多学科知识贴近材料实物的生产实践,解决传统实习教学无法讲清、难以理解的重点、难点内容,更加充分地、清晰地揭示材料生产过程的本质。学生在实习中发现材料生产问题,用抽象-具体-形象的思维加以分解,逐层展示,由易到难、突出重点、剖析难点,步步深入理解多学科的有机交融统一,拓宽渠道获取更多知识。 三、利用电化教学,提高实习教学质量 电化教学使微观世界宏观化,抽象内容具体形象化,活跃了实习教学气氛,增加了实习改革教学的感染力,提高了实习效果和质量。如模拟仿真软件,演示新型GDL钢材料制备-过程处理-组织观察-性能测试的生产过程,以虚构的球形化原子来展示微观运动的特点,演绎不同成分GDL钢材料冶炼-凝固相变、塑性形变、表面化学处理等过程中相应的组织、性能演变,来理解GDL钢不同的用途要求。抽象化生动,让学生清晰地认识、分析材料设计、制备、检测、使用全过程。以材料用途为目标,微观世界宏观化、具体形象化,学生能独立地步步深入,多角度综合分析选取材料以及生产过程,有利于巩固、吸纳相关学科知识,理解材料成分-组织-性能-用途内在联系,清晰地认识材料学科的整体性、复杂性以及关联性,树立了正确的材料学科观念,培养学生用辩证唯物主义的物质运动、变化、发展的观点,合理地、系统地、创新地解决问题的能力,有效地保证实习教学改革质量和效果,也为学生将来就业、工作增添了自信心和竞争力。 四、利用电化教学,全面提高学生的素质 电化教学可以有效地培养学生的综合素质。在实习电化教学过程中,齿轮、钎杆、高速重载列车车轴等典型材料成功生产案例,潜移默化塑造学生正确的人生观、价值观、世界观。典型材料成分-组织结构-性能-用途交替对应演示,强化学生唯物辩证的工程意识,激发学生的专业兴趣,主动积极地去获取交叉学科知识和发展智力,有力地培养了学生的观察能力、思维辩证能力、分析问题能力、解决问题能力和创新能力。在中航集团公司某热处理车间实习期间,以军工企业文化熏陶塑造人,6~8位学生一组的形式参与某液压泵零件热处理工艺培训教材的动漫插图比赛,全面训练了学生用脑、眼、手的基本技能。学生触发多种感官功能后,能持久保持学习兴趣,最大限度地调动实习教学的积极性。学生十分愿意接触学习现代先进技术和知识,调动了学习材料与计算机学科知识的主动性,求知欲热情高涨,激发了他们的想象力和创造力。学生间通力合作,充分发挥聪明才智,培养了学生的团队合作与竞争创新能力。 实习电化教学改革,有效地激发了学生的实践积极性,充分发挥其主动获知的精神。学生能在短时间内掌握专业实习重点、难点,加深理解材料学科的辩证统一内在联系本质,吸收消化更多学科知识,开阔视野,发展智力,提高了实习质量。反之,有力促进电化教学在实习教学改革中创新地发展。 作者简介:李远会(1976-),男,苗族,贵州遵义人,副教授,主要研究方向:材料表面改性。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业加强校外实习基地的建立与建设 摘要:大学生实践教学是高等教育的重要教学环节之一,是加强学生理论联系实际、培养学生综合素质与创新意识的重要途径,在人才培养中有着其他教学方式不可替代的特殊作用。实践教学基地是促进教学与生产相结合,理论与实践相结合,培养学生动手能力和综合应用能力的重要场所。因此,明确建立校外实践基地的原则和条件,加强校外实习基地的建设和管理是提高大学生实践能力,提高实践教学质量的重要保证。 关键词:实践教学;基地建立;建设;实践教学质量 实践教学是高等院校教学的重要组成部分,是树立学生工程意识,培养学生实践能力和创新能力,提高学生综合素质的重要环节。提高实践教学质量不仅是学校师生自己的事情,还与接收实习方即实践基地的自身条件和双方配合有直接的关系。所以根据不同的实习阶段,选择适宜的实习单位是非常重要的。但是,随着招生数量的增多,办学规模的扩大,实践教学基地建设工作依然存在着建设速度慢、管理不规范、与学校结合不稳定等诸多方面的问题。如何有效地解决这些问题,是我们进一步提高人才培养质量的关键。河南理工大学材料科学与工程专业从1995年招生以来,毕业生已有近七百人之多。从用人单位的反馈信息和历届毕业设计中反映的问题来看,部分毕业生的处理现场工程的能力欠缺,这说明我们的实践教学环节比较薄弱。材料科学与工程专业实践教学除了实验室教学和工科学生共有的金工实习之外,还有结合材料专业特点安排的专业实习,包括认识实习、生产实习和毕业实习,共十周。从目前的教学计划来看,实践教学时数已占有相当大的比例。从单纯增加实践教学时数来提高大学生实践能力是不现实的。因此,要提高大学生实践能力必须从构建优秀的创新实习基地和实践教学模式,加强实习基地建设,提高毕业生的社会竞争能力和适应能力,加强其实践能力的培养,全面提高毕业生的综合素质入手。 一、校外实习基地类型 根据校外教学实习基地的基本情况和材料专业的具体实习要求,将校外实习基地分为两种类型:即短期的校外实习基地和综合型校外实习基地。短期的校外实习基地主要安排学生教学参观实习和专业认识实习,这类基地一般技术含量较高,机械化自动化程度较高,企业效益、企业文化和环境都很好。大学生参观学习这类企业能提高专业印象,稳定专业思想,加强专业学习。综合型校外实习基地主要安排学生较长期的毕业实习,学生根据自己的专长、课题研究方向或就业进行选择。 二、校外教学实习基地的建立 结合材料专业专业自身的特点,以培养学生技术应用能力和提高专业素质为主线,以经济建设社会需求和学校发展目标为依托,以行业科技和社会发展的先进水平为标准与生产、建设、管理、服务第一线相一致,充分体现规范性、先进性和实效性,实现真实或仿真的环境,形成教学、科研、生产以及技能培训和鉴定等多功能并用的实践教学基地。形成多渠道、多模式的格局。 1.建立校外教学实习基地的基本原则和条件。(1)选择实习基地首先应该能满足我们的实习要求。企业应该具备比较完整的生产设备,生产工艺流程,一定数量的生产技术人员。即应具备足够的实力和规模。(2)在生产经营类型和资源、生态等方面有区域或行业代表性,有一定的生产、开发规模和较先进的技术、管理水平,基地建设和发展基础较好。(3)基地能够选派具有相应专业技术职务的指导教师对学生进行指导,并熟悉所实习专业培养计划和实纲。(4)基地建设坚持“就近”的原则,立足本区、本市,既便于开展工作,又有利于节约经费开支。(5)部门领导有远见,重视企业技术革新,尊重知识,尊重人才,重视教育。基地的领导重视实习基地的建设;要具备实习条件和管理环境;学生能有效地参与实践活动,顺利完成教学实习计划;能帮助解决实习学生所需的食宿、劳动保护和卫生等条件。(6)通过在实习基地的实习,获得运用专业文化知识与管理知识的实践技能;满足学生获取本专业的知识技能,建立起一个宽阔的知识基础和能力培养;培养学生观察、动手、思考的能力,并能在教学实习过程中体现出学生的创新能力与创新精神。(7)形成自己的实习基地特色,使学生了解本专业的工作性质和特点,增强职业适用性。(8)基地的建立应有利于促进产、学、研相结合,有利于促进学校与基地资源共享、互惠互利、共同发展。既能满足我校相关专业学生的实践教学需求,又具备科研成果转化与推广的条件,有同我校合作的积极性。 2.实习基地性质多样化、规模多样化、行业多样化。省内外有众多的同类工厂和相关单位,包括各种性质企业、生产品种、生产规模、技术水平和经营方式等具体情况,进行分类比较,选择性质多样化、规模多样化、行业多样化的各种实习基地。我们材料专业实习基地有生产电视电脑显像管显示屏的大型高科技上市企业——中国500强的安彩集团,有全国水泥行业的龙头企业海螺集团、山水集团,有国家大型二级企业转型的股份制企业——焦作花台陶瓷有限公司,还有近期迅速兴起的不定型耐火材料的个体企业——焦作振德窑业。实习基地性质多样化。从企业性质上有国企、外企、个企;从生产规模上有大型企业、中小型企业;从生产品种和产品类型上有传统材料、特种材料或新型材料。学生在不同性质的企业实习,从中可以感受不同的管理方法和经营模式。个体企业规模虽然较小,但管理模式简单高效,学生能感受个体企业的创建及发展,能激发可贵的创业精神。实习基地规模多样化,了解行业的存在状况,不能一味地追求国有大中型企业,不能只看到企业的亮点和兴奋点,不能只参观示范性的企业、高科技或上市企业,还应该看到那些处于困境中的企业,通过分析探讨企业发展和振兴之策,试着自己去栽树,获取培育发育缺陷的树,这比一味在别人的树下乘凉要好得多,激发学生的开拓创新。实习基地行业多样化。传统材料包括水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料、人工晶体等,为了增加就业面,拓宽知识面,利于专业课的学习,材料专业的认识实习和生产实习都要到这几个行业的工厂进行实习,实习的工厂种类多。 3.校外实习基地协议书的签订。校外实习基地共建双方有合作意向,在符合建立校外实习基地条件的基础上,经协商后可由学院与基地所在单位签订建立校外实习基地协议书。协议书应包括以下内容:(1)双方合作目的;(2)基地建设目标与受益范围;(3)双方权利和义务;(4)实习师生的住宿、学习、交通等安排;(5)协议合作年限;(6)其他。校外实习基地一定要签订协议书。因为协议书的正式签订对校企协作双方共尽责任和义务起到了共同约束的作用,实习的联系和实习安排都会比较顺利,有章可循,同时基地会安排专人负责实习事宜,不会出现敷衍了事的现象,为提高实习质量提供保障。 4.校外实习基地挂牌。校外实习基地按照要求,由学院与企业签订合作协议后,统一挂牌子,而且一定要把牌挂在厂门口最醒目的地方。因为实习基地协议书的签订是与企业管理层之间签订的协议,影响面比较小,各车间领导和工人不一定了解。正式挂牌之后,企业从领导阶层到每位职工都认可,从内心愿意配合学生的实习,会认真地讲解和手把手的教授。同时,企业也提升了自身形象,是校企双赢。 三、加强实习基地建设 1.完善管理制度,科学制定建设规划。为适应实习基地建设需要,学校将建立和健全各项实习基地建设的管理规定,使之科学化、制度化,确保实习基地建设的顺利开展。各学院要根据专业发展规划和专业特点及本单位的优势,制定本单位实习基地建设规划,明确实习基地建设的目标、内容、进程,同时明确实习基地建设负责人,有计划地开展工作。 2.巩固和加强对实习基地的建设。对于教育实习基地的建设应突出专业性,与学校教师教育类专业的建设保持一致。各学院要与实习基地学校一起研究建立和健全教育实习保障体系,使接受教育实习工作成为实习基地学校的日常工作之一。 3.聘请实习基地具有丰富实践经验的工程技术人员作为兼职实习指导教师。在学生进入实习车间前熟悉了解各种实习指导书,兼职指导教师具体介绍车间的生产工艺流程、工艺控制、设备的维护和操作等内容,使学生对实习装置有基本的了解,以利于学生的实习。 4.以焦作市为重点,有计划、有步骤地开展实习基地建设工作。充分利用学校的地缘优势和人力资源优势和社会各行业的优质校友资源,我院已建实习基地有焦作坚固水泥有限公司,焦作市华泰陶瓷,焦作咏春塑胶有限公司,焦作市振德窑业有限公司等等。材料科学与工程专业目前的实习基地主要在河南省,以焦作、济源、新乡为主,实习单位的种类主要有陶瓷、水泥、玻璃等传统材料生产单位,而且每个城市都是多种行业企业共存,不必花费大量的时间和资金在路程上。 5.政府对实习基地实行扶植,政策优惠。政府对承担实习任务的企业实行优惠政策,如贷款优先,新上项目优先,减免税收等优惠政策,以鼓励企业承担实习任务。 6.设立实习基地建设专项经费,加大对实习基地建设的投入。学校设立实习基地建设专项经费,各学院应从本单位的资金中拨出一定比例的经费用于实习基地建设。学校专项经费由教务处统一管理,各学院采用项目申报的形式,申请建设专项经费。主要用于资助双方共建项目,双方研究成果的奖励,实习基地建设工作表彰,联系、调研工作的旅差费和工作量补助,共建研讨、检查、总结等会议支出。 7.坚持“互惠互利、双向受益”的原则。学校利用基地条件安排学生实习,培养学生的实践能力和创新能力;基地则可借助学校的科研、师资力量加强生产、教学及人员培训等工作。学校优先向基地提供技术信息服务及先进的计算、实验、测试手段,帮助基地解决生产中的技术难题,积极承担实习基地委托的技术开发项目,并优先转让实习基地所需要的技术成果。 8.重视教师、特别是青年教师实践教学技能的培养和训练。院(系)应有计划、有目的地安排教师到实习基地进行锻炼,以提高教师的实践能力。学校派专人负责某个实习基地的建设工作 9.实施优秀实习基地评选制度。学校将根据实习基地发挥作用情况,定期对实习基地进行检查评估,对那些热情支持我校学生实习的单位和个人予以奖励,以促进我校校外实习基地的建设。 总之,实习基地的建立和建设应着眼于培养从事本专业相关领域必须具备的各方面的知识基础和能力的人才。实习基地的功能应该是学校与社会相结合的桥梁,是学生与社会相接触的实践训练基地,具有满足实习教学各个实践环节要求,具有激发学生创新思维、创新精神、创新能力,培育学生综合能力和综合素质的重要功能。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业协同创新实践的探索与效果 摘要:首先分析了中原工学院材料科学与工程专业工程实践教育遇到的问题,结合超硬材料在河南省具有的区域优势特色,联合研究所和行业内知名企业建立了超硬材料制品工程协同创新中心,通过促进校企共建科学研究平台、提升科学研究水平、强化教师工程实践教学水平、革新创新人才培养模式和提高人才培养质量等方面加强专业工程实践能力的探索,大大强化了材料科学与工程专业工程实践能力的教育教学效果。 关键词:协同创新;材料科学与工程;工程实践 作者简介:张旺玺(1967-),男,河南淮阳人,中原工学院材料与化工学院院长,教授;彭竹琴(1964-),女,河南三门峡人,中原工学院材料与化工学院,副教授。(河南 郑州 450007) 一、专业发展背景及工程实践教育面临的主要问题 我国现有高等学校中有170多所大学设有材料科学与工程类本科专业330个(包括金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程、复合材料工程、冶金工程、材料物理、材料化学等专业),各学校由于发展的历史不同形成了各自的特色,适应了社会发展对不同材料的人才需求,为国家培养了大量的材料科学与工程技术人才。[1]新材料是21世纪支柱产业或战略性新型产业之一,材料科学与工程学科不断快速发展与演化,新知识、新理论、新方法、新技术层出不穷,学科交叉日益深化。同时,随着社会经济的快速发展,高新技术产业急速发展,人民的生活质量日益提高,基础产业需要改造和不断升级,这些重大需求都对材料科学与工程专业人才培养提出了更高要求。 中原工学院是一所省属地方普通高等学校,长期具有明显的纺织机电行业特征。经过50多年的奋斗历程,现在已经发展成为以工为主、以纺织服装为特色,工、管、文、理、经、法、艺协调发展的教学型大学。为适应学校的规模发展和学科、专业建设的需要,学校于2002年设立了材料科学与工程本科专业。对于一个快速发展的省属地方高校来说,由于专业设立时间不长,资本投入不足,高层次人才匮乏,材料科学与工程专业发展面临很多问题,因此如何培养适应社会和科技发展需求的具有较强工程实践能力的高级应用型人才,成为目前最迫切需要解决的问题。[2] 教学过程中存在的影响工程实践能力提高的主要问题有:专业办学历史较短,校内实验教学条件不足;校外实习实践教学时间不充分、效果差;实践教学组织和管理不能满足工程实践能力培养目标的要求。 二、建立有区域优势特色的协同创新中心 2011年总书记在庆祝清华大学建校100周年大会上提出,要积极推动协同创新,通过机制创新和政策项目引导,鼓励高校同科研机构、企业开展深度合作,建立协同创新的战略联盟,促进资源共享。2012年教育部实施了以推进协同创新为优秀内容的“高等学校创新能力提升计划”,即“2011计划”。推进协同创新成为国家全面提升高等教育质量的重要战略举措。在这一背景下,中原工学院积极联合相关科研院所和行业知名企业等单位,建立了校级“超硬材料制品工程”协同创新中心。 选择超硬材料制品工程这一方向作为材料科学与工程学科的协同创新中心是基于如下考虑:中国是世界上超硬材料生产第一大国,占全球产量95%,而河南省是超硬材料大省,产量占全国的70%以上。河南省是全国唯一的“国家火炬计划超硬材料产业基地”、全国唯一的“超硬材料特色产业链”建设基地。目前河南省超硬材料产业已形成明显的产业链,专业化特点明显。郑州是我国超硬材料及制品产业的主要发源地和行业中心,是技术和人才的辐射源,是我国超硬材料的重要生产研发基地。根据服务于中原经济区建设的要求,作为一所地方高校,选择具有突出区域特色产业优势的超硬材料制品工程建设协同创新中心,通过建立协同创新联盟,真正促进政产学研用紧密协作,是实现人才培养工程实践能力快速有效提高的新要求。 三、通过协同创新提高工程实践能力的路径和效果 1.促进校企科学研究水平提升 作为一所地方高校,教师的科研活动受到实验室条件、仪器设备、研究经费和研究人员等多方面的制约,原创性、高层次的项目难以立项。为了完成学校对科研经费任务的考核,教师们主动到企业联系横向课题。材料与化工学院也有目的的组织教师到企业进行产学研合作、培育科研团队。通过产学研合作,以企业为主体,以市场为导向,教师有了科研项目、经费,研究的课题解决了企业的实际问题,双方受益形成了良性循环,不断扩大了双方合作的空间。 协同创新中心把企业同高校、研究机构结合起来,实现了单个主体所无法实现的组织目标和结果,类似于复合材料因为基体材料和增强材料的协同作用,使得复合材料的某些性能既优于其基体材料,又优于增强材料。企业同高校、研究机构协同创新的效率远远高于企业独立创新和模仿创新的效率,[3]尤其是通过协同创新中心建设的实施,协同创新联盟各方都感受到了实实在在的受益,效果显著。协同的本质是复杂系统中各子系统相互协同和作用,以实现单个主体所无法实现的组织目标和结果。如2011年由中原工学院提出,把与郑州华晶、郑州三磨所三方合作多年的“触媒法合成高品级金刚石关键设备与成套工艺技术开发”项目,联合申报国家科技进步奖,最后该成果获得了国家科技进步二等奖,对提升学校美誉度和企业创新能力及声誉具有重要影响。 2.促进共建科学研究平台建设 作为一所地方高校,设备投入和实验室条件都很有限。中原工学院通过实施协同创新,联合郑州三磨所、郑州华晶、中南杰特、河南富耐克等国内知名研究所和企业,申报共建了高档超硬材料工具河南省工程实验室、郑州市金刚石锯切工具工程技术研究中心。另外,还联合郑州博特硬质材料有限公司共建了郑州市超硬复合材料刀具工程研究中心。协同创新思想突破了传统线性、链式创新模式,呈现出非线性、多角色、开放性的多元主体互动协同特征。通过实验室共建,共享分析仪器和实验设备资源,促进了人员交流,提高了科研效率。 3.促进教师工程实践教学水平提高 在协同创新中心,学校与研究所、企业各方可以实现有条件的互相兼职和聘任。材料与化工学院根据政策,通过“博士服务团”、“企业博士后科研工作站”、“科技特派员”等多种形式选送教师到企业挂职锻炼。如材料与化工学院一教授通过与许昌恒源公司的合作,作为带头人建设了“基于发制品用途的化学纤维绿色工艺技术研究”河南省创新型科技团队。现在材料与化工学院大部分教师都有了在企业工作或兼职科研工作的亲身经历,学生感受到教师的授课不再空洞乏味,而是非常实际和富有兴趣,对提高材料科学与工程专业学生的工程实践教育教学质量具有较大影响。 4.促进创新人才培养模式优化 “协同创新”已经成为学校人才培养活动中的重要理念,并在教育实践中形成了一系列富有成效的人才培养模式。[4,5]通过协同创新使原本各单位独立的资源变成了创新联盟内共享的资源,一些潜在的能量得到了充分释放。形成的新机制和新体制为协同创新各方激发了无限生机与活力,对人才培养模式的影响尤其深刻。协同创新实施之前,按照传统的人才培养模式,理论教学和实验教学都在学校内进行,全部由高校教师授课,教学效果不理想,学生普遍感到枯燥乏味、不感兴趣;而需要到企业进行的认识实习、生产实习和毕业实习等实践教学环节,由于资金投入不足和企业不愿意接待等诸多难题,实习质量大打折扣,学生的实习环节基本上变成了“参观”,走马观花下来,学生受益很少。协同创新实施以后,学生可以根据个人爱好加入不同的科研兴趣小组和导师制教学团队,学生到企业“出入自由”,在科研中遇到的实际问题,可以及时在企业联络员的帮助和许可下到现场获得第一手资料与信息,随着参与时间的延长,学生很容易亲自动手进行操作。在课堂教学环节,聘任了企业技术人员和高层管理人员为学校兼职教授,可以给学生进行生动的具有丰富实践经验的教学,学生的兴趣明显提高,也收到了良好的教学效果。 5.促进学生工程实践能力提高 通过协同创新工作的不断深入,科研促进教学的效果极其明显。教师联合企业进行科学研究,把获得的成果有针对性的在教学过程中传授给学生,这种知识的传授不仅可以在理论课堂上进行,也可在科研兴趣小组的科研活动中进行;而同时学生在该科研创新活动中会发现很多问题,提出的问题也可反馈给教师。这种知识传授和学习的过程是一个双向激励的过程,双方通过互相影响和碰撞,教学效果和质量在潜移默化中快速提高。 学生在协同创新中心联盟单位内共享资源,教育活动的空间和时间都被扩大,在参与科研和实习创新活动中,不仅可以使用实验室、仪器和设备等硬件资源,同时还得到了研究所和企业技术人员及一线工人的亲身教育,对社会及企业对人才的真实需求有了实在的认识和了解,对学习目的和就业导向有了明确的方向。在研究生教育和本科生毕业论文环节聘任研究所和企业技术人员为指导教师或合作导师已成为常态。 在参与科研活动时,学生能亲临企业参与生产一线的科研课题,通过解决实际问题和获得一定的薪酬,不仅提高了兴趣,感受到了成功的快乐,还能在自己实实在在的科研活动中提高工程实践能力。通过接触和工作实践,学生毕业后能快速适应工作岗位,强化的工程实践能力将会在新的工作岗位上充分显现其效果,协同创新中心联盟企业对此也非常认可。 四、结语 国家实施协同创新战略的目的是把政产学研用具有不同功能的主体联合到一起,产生综合创新能力质变提升效应。中原工学院材料与化工学院结合超硬材料在河南省的区域优势特色,联合研究所和行业内知名企业建立了超硬材料制品工程协同创新中心,通过促进共建科学研究平台、提升科学研究水平、强化教师工程实践教学水平、革新创新人才培养模式和提高人才培养质量,获得了协同创新中心联盟单位的一致认同,大大强化了材料科学与工程专业工程实践能力的教育教学效果。 材料科学与工程论文:材料科学与工程类研究生培养质量保障机制探析 摘要:本文阐述了高校研究生教育质量保障机制的意义与重要性,并结合太原科技大学材料科学与工程这一特色学科的研究生教育质量保障的实际情况,分析了材料科学与工程类研究生教育质量保障存在的问题,并提出了改进和加强研究生培养质量保障的有效性对策。 关键词:材料科学与工程 研究生教育 质量保障 保障并提高研究生的培养质量,成为高校对国家、社会和学生应尽的责任。近年来,随着我国研究生教育规模的迅速扩大,研究生教育质量问题逐渐凸现出来。同时,时展与进步对培养创新型人才的要求与当前研究生创新能力严重不足的现实矛盾,也使得研究生教育管理人员和众多学者对研究生教育质量格外关注。但是在我国目前的研究生教育质量保障机制中,政府在质量评价和保障中发挥着主导性作用,而高校自身始终处于一种被动地位,这导致了“以评促改,以评促建,评建结合,重在建设”的质量评估原则没有得到充分体现,质量评价的重要功能也没有得到充分发挥。我校2008年经批准设立材料科学与工程一级学科硕士点,自承办研究生教育以来取得了长足的发展,实现了历史性的突破,但面对新的挑战,肩上的任务更加沉重。本文就如何构建材料科学与工程类研究生的培养质量保障机制,从切实可行的几个方面加以阐述。 一、研究生教育质量保障的概念与特征 质量保障(quality assurance,又称为“质量保证”),是管理学中的一个重要概念,在上世纪80年代中期首先由英国的教育部门引入到本国的高等教育管理领域,并由此兴起了一场教育质量保障运动。质量保障在管理学中的涵义是“质量管理中致力于对达到质量要求提供信任的部分”。质量保障并不是一般意义上的保证质量,而是具有特殊含义。它强调对用户负责,即为了使用户或者相关方能够相信组织的产品、过程和体系的质量能够满足规定的要求,必须提供充足的证据,以证明组织有足够的能力满足相应的质量要求。因此,质量保障是指为提供某实体达到质量要求的适当信赖程度,在质量体系内部实施的,并且按照需要进行证实的有策划的系统性活动。 高校研究生教育管理不同于企业管理,它具有自身的特殊性,而且学术界对教育质量保障体系的研究与理解也未形成共识。陈伟等人将高校内部研究生教育质量保障定义为:旨在提高研究生教育质量,并为有关人员提供质量证明和担保的全部政策和过程。因此,建立研究生教育质量保障体系的主要目的在两个方面:第一是向高等教育的利益关系人提供充分的质量证据,证明高校自身提供的产品与服务质量是值得信赖的,并由此增强利益关系人对研究生教育质量的信心;第二是促进教育质量的稳步。为了达到上述目的,需要通过一系列配套政策和过程的实施,以保证成功达到培养目标。已有文献对设立独立的质量保障机构、制定ISO教育质量标准、建立教育质量评价程序等配套政策和过程进行了报道。因此,“全过程管理”与“全员参与”是研究生教育质量保障体系建立的原则。全面质量管理是研究生教育质量保障机制建立的指导思想。构建一整套体现现代教育理念,适应当代科技进步与市场经济迅速发展所要求的研究生教育管理体系,有助于提高究生教育的整体质量。 二、材料科学与工程类研究生质量保障存在的问题 高校研究生教育属于国家事业,因此政府直接管理与调节其教育行为。研究生教育质量保障活动作为高等教育管理的重要组成部分,必须接受政府部门的直接领导。由于我国高校管理体制的局限性,研究生教育由校、院二级共同管理,而以二级学院管理为主。地方一般高校对于研究生招生相对很是被动,在教学质量、培养质量和制度建设等方面还存在不少问题亟待解决。因此,本文结合太原科技大学材料科学与工程这一特色学科的研究生教育质量保障的实际情况,指出材料科学与工程类研究生教育质量保障存在的问题,期待能为保障增强研究生教育质量提供新的思路。 1.高校没有明确的定位理念,质量保障意识缺乏。高校进行人才培养的前提是解决学校自身的定位问题和研究生教育质量观的问题。学校管理者关于学校的定位理念直接影响管理者发展研究生教育的决策理性、制度理性、管理理性和文化理性。进而对研究生培养质量产生巨大影响。首先,它影响到管理者决定发展本科教育、研究生教育等哪一层次作为学校发展的重点;第二,影响高校决策者决定把哪些学科门类作为本校的特色学科和新的学术增长点,即把哪些学科作为重点学科,并把其作为硕士或博士层次学科的优先发展对象;最后,影响高校管理者对于研究生教育质量文化的培育。目前全国有近200个材料类研究生招生单位,材料类研究生的培养和招生竞争激烈。一些学位授权点少的院校寻求更多的授权点,有硕士学位授权点的院校则追求博士学位授权点,似乎数量越多越好,层次越高越好,从而把学位授权点的数量和层次作为吸引高水平生源的一个硬件条件,这实际上偏离了研究生教育的本质,影响了研究生教育质量的提高。高校为了提高声誉,吸引更多学生,投入大量财力、物力、人力到国家重点学科、省级重点学科的资格争取上;投入到重点实验室和科学研究中心的建设上;把大量精力投入到教师科研立项、科研成果上和学校所能获得的荣誉上;而没有把研究生教育质量放到第一位。在研究生培养环节和管理环节都缺乏质量意识。 2.研究生教育质量评估主体单一。研究生教育质量评估是保障研究生教育质量的基本手段之一,在研究生教育质量保障体系中有举足轻重的地位。我国在“十五”和“十一五”期间,进一步制定和完善了研究生教育质量评估制度,逐步建立了科学的研究生教育质量评估机制和指标体系。目前,我国的研究生教育质量评估属于行政教育评价,其最突出的特点在于行政主管部门是唯一的评价主体,评价过程由政府部门主导,这样就造成了教育质量保障的重心过于向中央政府层面倾斜,而高校、市场与社会力量等保障主体可以发挥其自身保障能力的空间不大,自然也没有足够的积极性,因此高等学校只是被动的参加教育质量评估。教育行政对高校研究生培养过程干预过多,极大束缚了学校的自主发展,造成学校内部结构失调,严重影响了高校的办学效益与水平。 3.教育质量管理制度建设不健全。管理部门比较注重过程管理和目标管理,这是表面上的有序化管理。而实际情况是,管理文件出台后,管理人员就照章办事,缺乏对实时过程的监控和管理,缺乏灵活性。不能及时把握研究生教育的最新动态的问题,对于教育质量的保障实效性和及时性很薄弱。从管理队伍来看,由于研究生招生规模的不断扩大及培养类别的增多,管理工作非常繁重,而管理人员未能及时更新管理观念、缺乏管理艺术与创新能力,管理水平亟待提高。 同时,由于高等院校没有明确的定位理念,造成了个别高校对自身的培养目标、培养方案、学科发展等一系列问题的认识相对模糊,研究生教育质量得不到切实保障。材料科学与工程作为一类紧跟当代科技进步与发展的学科门类,在其研究生培养的课程体系中,研究生的课程内容显得陈旧,前沿性不足。不能反映本学科最新研究成果,不能及时跟上经济建设和社会发展更新的步伐。在课程结构上,专业课与公共基础课之间的关系问题一直是棘手问题。以太原科技大学为例,要求硕士研究生毕业之前通过大学英语六级考试,学生不得不将很多精力投入到英语课和英语等级考试上,专业课就相对被忽视。而且公共课占培养方案中总课程很大的比例。根据太原科技大学材料科学与工程一级学科硕士研究生课程设置,最低要求学生修满26学分,其中公共课就占到了11学分。另外,在专业课程的教学方式上,仍以授课方式为主,小组讨论、辩论、沙龙等体验式教学方式运用较少,有时甚至沦于形式,很难启发学生的思考能力和培养学生的创新能力。 4.校企合作缺乏应有的措施保障。材料科学与工程专业要求学生具有独立开展有关材料合成、材料结构性能研究、材料制备与加工、材料改性与应用等方面的科学技术研发能力,具有较好的管理工作的能力。因此,本学科具有很强的工程应用背景,而且随着研究生招生规模的扩大以及培养模式的多样化,走“校企合作、工学结合”之路是研究生教育发展的必然要求。研究生教育的发展需要企业的深度参与,可以说,企业参与硕士研究生教育的程度决定了研究生教育是否能真正承担起为社会培养高素质的生产、管理和服务一线的技术技能型人才的教育使命。但是,目前校企合作缺乏长效机制,不少企业没有认清自身在研究生培养环节中担当角色的重要性,企业也没有过高的积极性。理论上讲,企业会由于参与研究生教育而更好地促进自身的发展,但在现实中,由于存在政府、企业、学校、学生等多重主体、多方力量,在利益的博弈过程中,企业倾向于将参与人才培养的成本和风险转嫁至其他企业。所以,需要有相应的约束机制来督促和规范企业的参与行为。 三、材料科学与工程硕士研究生培养质量保障的有效性策略 1.转变政府教育管理职能。着研究生教育体制改革的深化,政府自上而下对教学活动的控制职能逐渐弱化,转而通过政策、评估、制订教学质量标准等方式对高校进行教学质量管理。在实践中,政府部门应通过制度创新完善管理研究生教育质量的相关职能,从直接性、事务性的管理转变为间接性、宏观性的管理。并通过立法及制定教学质量标准来指导、统筹、协调、检查和监督教育质量。政府应进一步扩大高校办学自主权,增大研究生教育的投入力度,在经费拨款方面向办学质量高、办学特色明显的培养单位倾斜,适时建立绩效拨款制度等,采用竞争手段和淘汰机制有效配置稀缺教育资源。 2.支持社会组织和用人单位参与教育质量评估与保障。在研究生教育质量保障的实践中,应该鼓励和支持社会团体、工商业界代表和毕业生代表等多元主体参与教育质量评估与保障,将各方利益人的意见纳入到实践中来,这样做有助于使教育产品满足社会多方面的要求,同时形成校外机构共同监督教育质量的良好氛围。为了提高研究生教育的国际竞争力,还可以考虑吸收国际教育专家参与到评估过程,例如荷兰等西欧国家正积极推进高等教育认证制度的国际多元化,促进国际交流达成一致。研究生教育的根本任务是向社会输送高层次人才,用人单位对研究生教育质量的高低具有评价权。因此,高校要从需求的角度重视用人单位对毕业生的监控与评价意见,并建立起常态化、规范化、全面化的机制,使之能收集、分析和处理用人单位对学生评价的反馈信息,形成完善的研究生情况追踪和定期反馈机制。 3.强化教育质量保障意识,营造良好质量保障氛围。政府主管部门和高校共同通过宣传和引导、激励等机制,宣传教育质量保障的重要性,奖励在教育质量保障方面有成就的集体与个人,以此营造良好的教育质量保障氛围,使管理者、教育者、受教育者认识到研究生教育质量是学校的“生命线”。只有当教育质量成为所有参与主体共同信奉的优秀价值,成为所有主体的内在追求时,才能增强个人工作的自觉性。例如太原科技大学为了强化研究生质量保障意识,出台了《太原科技大学研究生教学督导管理办法》、《太原科技大学研究生课程教学网络评价办法》等规章制度,实施教学质量评价,加强对研究生培养过程的监控和指导。围绕拔尖创新人才的培养目标设立科学合理的评价指标,对研究生教学的课程结构、内容、课程教学、教学管理等培养过程进行规范,建立了研究生评价、第三方督导、学院及学校考核的教学质量监督和评价体系。 4.加强全过程质量监控与管理。在管理学中,全面质量管理(即TQM)是指一个组织以质量为中心,以全员参与为基础,目的在于通过顾客满意和本组织所有成员及社会受益而达到长期成功的管理途径。在全面质量管理中,质量这个概念和全部管理目标的实现有关。因此,将TQM管理理念引入到研究生培养质量保障体系中,学校应树立全面的质量观,进行全方位、全过程的质量监控与管理。在实际管理工作中,学校要坚持统筹考虑输入、培养、输出等各个环节,将质量意识贯穿到招生、培养、学位论文、学位授予等研究生培养的全过程,让所有涉及到研究生培养的主体和学生本人都积极参与到研究生培养的各个环节,实现教育质量的提高和学校的可持续发展。例如,太原科技大学材料科学与工程学院形成了学院、研究所、系三级教学质量监控系统,研究生学院起全程监督作用,在这样一个全方位、多层次的闭合管理体系中,研究生的科研能力和教学质量都得到了大幅度的提高。 材料科学与工程论文:按材料科学与工程一级学科构建人才培养体系的思考 摘要:在分析总结国内外材料科学与工程专业人才培养模式演变规律的基础上,针对所设定的人才培养目标,构建与之相适应的课程教学体系和实践教学体系,以培养素质全面、创新能力突出的综合性专业人才。 关键词:人才培养;材料科学与工程;教学改革 材料是人类文明与社会进步的物质基础与先导,是实施可持续发展战略的关键;材料技术是现代高科技与新经济的三大重要组成部分,在以高科技为主要特征的知识经济时代,世界各国在产业政策、科学研究、教育与人才培养等方面都给予了材料科学重点支持、优先发展的政策。随着我国社会经济和科学技术的发展,对材料科学与工程专业人才的知识结构与实践能力提出新的要求,因此,高校材料科学与工程专业人才培养方案需要作出相应的调整,以满足社会经济发展对材料科学与工程专业人才的需求。如何构建满足社会经济发展需求的材料科学与工程专业人才培养体系成为当务之急。 一、材料科学与工程专业人才培养的演变 材料科学与工程教学始于1865年美国Columbia University、英国Sheffield University、Emperical Mining College等设立的矿冶专业,侧重于炼钢、铸铁、冶炼工艺等方面教学,以金属材料为主。20世纪40年代后为适应非金属材料的发展需要,Birmingham、Cambridge等大学开始组建冶金与材料专业,并在教学计划中加入了“广泛材料”基础理论及非金属材料课程。80年代后[1],欧美等国逐渐将材料类人才培养模式统一到材料科学与工程一级学科上来。 新中国成立前,中国的材料教育主要是培养矿冶人才,这一时期材料学科教育的突出特点是不划分专业,教学内容包括采矿、选矿、冶金、材料等内容,是一种宽领域培养模式[2]。新中国成立以后,由于经济建设的需要,按照苏联的培养模式与教学体系,我国的材料教育先后开设了金相、轧钢、金属材料热处理、腐蚀与防护、有色金属冶金及热处理、有色金属及其合金压力加工、粉末冶金物化、高分子材料(含复合材料)等十几个专业[3]。随着经济、社会和科学的发展,材料科学与材料工程之间的界线开始模糊,几大材料之间有了更多的内在联系和共性。复合材料、陶瓷材料、功能材料等新材料的出现和广泛应用,计算机等先进技术的快速推广,都使各方面的创新更加强调基础及横向与纵向的联系。实际上,各类学科越来越相互交叉、渗透、借鉴和移植,从应用上来说,越来越大规模的相互替用、组合已成为客观事实。 面对国际材料科学技术飞速发展、高新技术发展对材料科学与工程人才培养需求的变化、国外材料科学与工程教育的改革,我国材料科学与工程教育改革迅速发展,几乎全国所有设有材料专业的院校均已不同程度地参与了材料科学与工程教育改革,借鉴欧美诸国材料科学与工程教育模式与体系,培养模式由“专业培养”向“学科培养”发展,从狭窄的专业教育向全面的素质教育转变,从钻研狭窄的单科教育向建立工程意识教育转变;同时,吸收欧美国家的“材料学科共同基础知识”作为重要的教学内容,课程设置从学科式课程向整合式课程转变,专业课程从中心地位向载体地位转变,课程内容从以学科发展为中心向以培养学生为中心转变[4,5]。总体来说,我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束,向其他专业甚至其他一级学科渗透,按材料科学与工程一级学科来构建人才培养体系已经成为必然的趋势。 二、人才培养目标设定 材料科学与工程专业本科人才培养的总目标是培养具有优良的思想政治素质、扎实的科学文化基础、良好的身体心理素质,在材料科学与工程学科及相关专业领域比较系统地掌握基础理论、基本知识、基本技能,能够从事材料科学与工程领域的技术研发、装备使用与维护以及管理工作的专业技术人才。 在思想政治方面,要求掌握马克思主义基本原理和相关的人文社会科学知识;具有必备的政治行为和道德行为能力;政治立场坚定,法纪意识牢固,思想品行端正。 在科学文化方面,要求比较系统地掌握自然科学基本理论和公共工具课程知识;具有较强的思维能力、实践能力、表达能力、交往合作能力和获取知识能力;具备良好的科学素养和文化修养。 在专业业务方面,要求系统掌握材料科学与工程基础理论和实验技能;掌握一定的化学、电工、电子、计算机、力学等方面的知识;初步具备从事材料工程及其它相关专业的科学研究、技术开发、工程设计等的实际工作能力;具备较好的专业素养和较强的创新精神。掌握一门外语,能够较熟练地查阅专业外文文献,初步具备应用外语进行交流的能力。 在身体心理方面,要求掌握体育运动的一般知识和心理学的基本知识;具有体育运动的基本技能、良好的心理适应能力;具备良好的健康意识、强健的体魄和健康的心理。 图1课程体系结构图 三、课程教学体系设置 针对人才培养目标设置课程体系,所有课程按照培养阶段分为公共基础课程、学科基础课程和专业课程3个层次,按照修读要求分为必修课程、选修课程、自修课程和讲座课程4种类别。课程体系结构如图1所示: 公共基础课程由政治理论、人文社科与自然科学系列课程组成,约占总课程教学学时数的60%。政治理论系列课程涵盖马列理论、思想道德修养、历史、社会主义理论等,主要培养学生的价值观和方法论;人文社科系列课程由外语、文学、心理学等组成,主要培养学生的外语应用能力与文学修养;自然科学系列课程涵盖数学、物理、生物等,主要培养学员科学方法和思维。 学科基础课程与专业课程主要培养学生的学科基础、工程素养、技能与方法,服务业务岗位的需要,约占总课程教学学时数的40%。学科基础课程可区分为大类(或相关)学科基础课程(电子与计算机系列、力学系列)和专业学科基础课程(化学系列、材料科学系列),其中大类学科基础课程由电工与电路基础、模拟电子技术、自动控制原理、计算机程序设计、计算机硬件技术基础、工程力学等课程组成,主要培养学生掌握相关学科基础理论,拓宽知识面,适应未来岗位转换的需要;专业学科基础课程由无机化学、物理化学、有机化学、高分子化学及物理、材料科学基础、复合材料原理等课程组成,课程设置跨化学与材料两个一级学科,强调化学与材料学科的交叉。 专业课程从材料体系、工艺、性能与分析四个方面组织课程教学,主要包括工程材料学、功能材料学、先进复合材料概论、材料力学性能、材料物理性能、材料工艺学、材料研究方法、材料失效分析等课程,主要培养学生材料的合成与制备、成型与加工、成分与结构分析表征等专业知识与基本技能,了解材料学科发展前沿、趋势及其在装备中的应用。 三、实践教学体系构建 材料科学与工程属于基础学科,但又具有极强的工程实践性,因此,在构建人才培养体系时,既要突出其基础学科的属性,同时要重视工程实践能力的培养。在人才培养体系中,除公共基础课程所涉及的课程实验外,整个专业教学实践环节包括专业实验课程、工程实践与毕业论文。工程实践集中安排在实习工厂进行,一般为2~3周,主要是强化学生对工程实际的认识;毕业论文是学生对学科基础与专业知识的综合运用,安排在第8学期进行。 材料科学与工程专业实验课程教学贯穿整个专业课程学习,其主要目的是通过科学、合理、规范的实验教学体系,培养学生的专业实验技能与动手能力,进而提高学生创新意识和创新能力。实验课程教学区分为3个层次,即基础型实验、综合设计型实验与研究创新型实验,如表1所示。 基础型实验由3门实验课程构成,强调学生材料科学与工程基本知识和基本技能培养。通过将材料科学与工程实验基本操作、实验基本技能的培养与对应的理论课程的衔接,使两者相辅相承,互相促进;通过将材料科学与工程基本操作、基本技能的培养与实际应用相衔接,做到学以致用。 综合设计型实验开设1门实验课程,属于大材料科学与工程意义下不同实验课程之间的大综合。该平台的实验,从制备加工方法训练到性能测试分析和组织结构表征的深化,培养学生的科研能力与工程意识。 研究创新型实验开设1门课程,由多个模块组成,学员选修其中一个模块,实行导师制。目的是让学生在学习了基础性实验和综合性实验后可以自主设计、自主创新地进行新的实验。逐步建立起学生自主学习为中心的实验教学模式,形成自主式、合作式、研究式为主的学习方式。 四、结束语 我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束,按材料科学与工程一级学科来构建人才培养体系已经成为发展趋势。本文针对设定的材料科学与工程专业人才培养目标,科学合理地设置课程教学体系与实践教学体系,体现出重基础、宽口径,注重实践和创新的特色,较好地满足了全面素质教育的要求。但人才培养的改革是一项长期的工作,需要持续不断地创新与实践,才能永保人才培养方案的科学性与时代性。 材料科学与工程论文:洛阳理工学院材料科学与工程系往届毕业生职业意识跟踪调查 摘要:通过对洛阳理工学院材料科学与工程系2007~2009届900名往届毕业生的职业意识进行问卷调查、电话访谈,对毕业生“跳槽”较多的用人单位进行实地考察等方式,分析了材料专业类往届毕业生的职业意识现状,并将发展较好的毕业生与普通毕业生的职业意识进行对比,初步了解往届毕业生职业意识中存在的问题,旨在为进一步研究影响大学生职业意识的因素,制定提高大学生职业意识的对策提供可靠的理论依据。 关键词:洛阳理工学院;材料科学与工程系;2007~2009毕业生;职业意识;现状 据我国教育部的资料,2011年,全国高校大学毕业生人数将达到760万左右,创历史新高。同时,大学毕业生待业人数也将逐年增长。2011年,全国高校往届加应届毕业生待业人数将达到400万左右。可见,大学生“就业难”已成为一个不争的事实。但同时,在就业难的严峻形势下,大学生毁约、“跳槽”的比例也居高不下。 材料行业在我国国民经济中占有很大比例,因此,材料专业类大学生能否很好地就业、工作和发展将直接影响我国经济和社会的发展。为此,笔者对洛阳理工学院材料科学与工程系在校生的职业意识进行了研究,同时,对2007~2009届往届毕业生的职业意识进行了跟踪调查,初步了解到材料类专业往届毕业生的职业意识现状以及存在问题,目的是为研究影响大学生职业意识的因素,制定提高大学生职业意识的对策提供可靠的理论依据。 研究方法 通过E-mail或外调函发放调查问卷,对已经参加工作的2007~2009届材料工程技术、高分子材料应用技术和复合材料应用技术三个专业的毕业生共900人(每届每个专业分别以班为单位进行调查,调查人数100人)进行了跟踪调查,发放问卷900份,回收问卷900份,问卷有效率为100%。 分别对2007~2009届材料工程技术、高分子材料应用技术和复合材料应用技术专业各随机抽取了30名毕业生(共270人)以“材料专业类毕业生校友访谈录”的形式进行了电话回访。 对学生“跳槽”、违约、毁约比例较高的用人单位进行了电话采访和实地考察,同时,对与我院材料专业类大学生签约较多的用人单位进行了“企业用人标准和大学生职业意识的关系”问卷调查,发放问卷300份,回收问卷300份,问卷有效率为100%。 研究的结果 (一)材料专业类已就业大学生的“跳槽”情况 “跳槽”率高 从表1可以看出,材料专业类毕业生“跳槽”相当频繁,半年至两年内“跳槽”比例增长较快。就业半年内约有三成学生“跳槽”,就业三年内有约80%的学生“跳槽”,其中,有为数不少的学生“跳槽”不止一次。另外,部分学生毕业后到单位不到一个月,甚至还没有进入工作岗位,就以“不适合自己”或“与上一个单位没有多大区别”等理由将单位否定了。 “跳槽”速度快 由表2可知,44.4%的用人单位表示大学生到单位后,发现报酬、福利、环境等与自己的想法不一致时,半年之后就会选择“跳槽”;38.9%的用人单位表示大学生在进入单位一年之后会选择离开,说明半年到一年期间是毕业生“跳槽”的高峰期和浮躁期。 (二)材料专业类已就业大学生的职业意识现状 职业定位高 在对270名已就业的往届毕业生进行的“材料专业类毕业生校友访谈录”的电话调查中发现,毕业生对自己所从事的职业期望仍很高。对“您最终会给自己什么样的定位?”的调查结果是,有约三成的毕业生给自己的职业定位是公司领导;约35%的毕业生给自己的定位是高级工程师。 过分看中待遇 在回答“什么样的工作条件会让您稳定下来”的问题时,有90%的毕业生提到:首先要有合适的工资待遇,其次是能够实现自己的价值,再次是工作时间为每周5天,每天8小时。 对所在单位满意度低 对“您对现在的工作是否满意,哪些地方满意,哪些地方不满意”的调查结果是,回答“满意”的占10.8%;回答“基本满意,还凑合”的占41.2%;有30.6%的毕业生表示对现在的工作不太满意;有17.4%的学生表示对现在的工作不满意,正在寻找其他单位。 认为“跳槽”有利也有弊 对“您认为频繁换工作利大于弊还是弊大于利”的调查结果是,约10%的学生回答“利大于弊”;10%的学生回答“弊大于利”;80%的学生没有正面回答这个问题,但大都认为有利也有弊。大部分学生认为只有通过换工作,才能知道什么是自己喜欢、感兴趣的职业,什么职业适合自己。 (三)发展较好的毕业生与普通毕业生的职业意识对比 通过对2007届300个毕业生进行“材料专业类毕业生校友访谈录”调查后发现,这300个毕业生中发展相对较好的大约有30人,笔者对这30名毕业生的访谈资料进行了分析。 “跳槽”率低 从调查结果看,这30名毕业生中有“跳槽”经历的仅有6人,其中,有一人“跳槽”两次,“跳槽”比例约为23.3%,远远低于我院材料专业类毕业生约80%的“跳槽”比例。 对所从事工作的满意度较高 在对“您对现在的工作是否满意,哪些方面满意,哪些方面不满意”的调查统计结果发现,有12人(占40%)表示对现在的工作满意;有15个人(占50%)表示基本满意;有2人(占6.7%)表示不太满意,要等一段时间再看;仅有1人(占3.3%)表示不满意,准备改换工作。 看重发展空间 对工作不满意的学生提的较多是发展空间小,单位前景不好;因为工资低对单位不满意的比例相对较少;部分学生表示,趁年轻学到真正的知识,拓展自己以后的发展空间是关键。 存在问题 个人主义倾向严重 在材料专业类往届毕业生“跳槽”的人当中,有85%将“待遇好”作为就业的首选标准;约50%的学生表示,如有单位“条件好、待遇高”,他们会随时“跳槽”;85%的高分子材料应用技术和复合材料加工与应用技术专业的学生表示,如果用人单位的条件合适,他们愿意放弃所学的专业。可见,材料专业类往届毕业生在就业过程中主要强调自我因素而非社会因素。 职业意识仍不成熟 材料专业类往届毕业生的职业意识仍不成熟,普遍存在从众、攀比、求全等心理。部分学生“跳槽”是因为了解到同班或同宿舍的学生比自己工资高,从事的工作比自己环境好,心理不平衡。另外,材料专业类往届毕业生普遍没有对自己进行过深入的分析,不知道自己的兴趣爱好、性格特点和自己的价值观等等,于是导致职业意识不稳定,频繁“跳槽”。 职业情感严重缺乏 材料专业类往届毕业生严重缺乏职业情感。从2007~2009届900名往届毕业生的调查问卷分析结果可知,从事材料行业工作的毕业生占34%,从事与材料相关专业工作的占22%,其余44%的学生从事的工作都与材料无关。 职业道德滑坡严重 对往届毕业生的应聘材料进行随机抽查发现,大部分毕业生的求职材料都经过了人为的包装。约45%的毕业生在求职材料中写到自己是中共党员,曾担任学生干部,多次获得“优秀学生奖学金”,而这些学生在校期间大多没有获得过这些荣誉;另外,约30%的毕业生通过电脑软件修改在校期间的考试成绩;有的毕业生在工作期间专业技能、工作经验并没有得到多大提高,却把自己包装成有经验的“工作者”等等,职业道德滑坡严重。 职业目标缺失 材料专业类往届毕业生职业目标缺失严重,对自己的职业发展考虑不多,没有计划,对职业的报酬、福利、地位等实际利益的考虑多于对个人事业长远发展和对社会贡献的考虑。 作者简介: 袁霄梅(1980—),女,硕士,洛阳理工学院材料科学与工程系讲师,主要从事学生管理和大学生就业指导方面的教学与研究。(本栏责任编辑:王恒) 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业综合性实验的PBL教学 摘要:PBL是以问题为优秀,让学生围绕问题展开知识建构过程,藉此过程使学生发展高层次的思维技能、解决问题能力及自主学习能力的教学模式,正越来越多地被各学科的教学所重视。问题的设置是教学中最关键的环节,本文给出了材料专业二维材料合成制备及性能测试综合性实验的问题设置,阐述了问题的解决过程与知识建构的联系。 关键词:材料科学与工程专业;综合性实验;PBL教学; PBL是以问题为优秀,让学生围绕问题展开知识建构的过程,藉此过程使学生发展高层次的思维技能、解决问题能力及自主学习能力的教学模式[1],正越来越多地被各学科的教学所重视,但其应用还存在许多问题。笔者曾撰文对该教学模式在材料科学与工程专业实验教学中的适用性进行了陈述,也讨论了在材料科学与工程专业实验教学中应用该教学模式需要研究的问题[2,3]。其中,问题的设置是教学中最关键的环节,也是非常需要研究的课题。本文给出材料科学与工程专业二维材料合成制备及性能测试综合性实验的问题设置,阐述了问题的解决过程与知识建构的关系,以明晰问题设置的合理性。PBL教学模式中问题的设置原则主要是:设置的问题既要与生活中真实情景有一定联系,又要使学生能激活或引出所学的概念原理,问题还要有一定的复杂性、动态性,包含多个概念及相互作用。好的问题还能随着问题的解决的同时自然地给学生提供反馈,让他们很好地对知识、学习策略进行评价,并能促进他们的预测和判断。根据以上原则,将材料科学与工程专业实验教学中的材料合成与制备部分和材料的性能测试部分综合起来,设计综合的专业实验。由于通常按材料的维度来划分材料科学与工程专业的实验教学体系,因此设计了二维材料的合成、制备与性能测试实验,将实验的问题设置为:在某种基片上用指定的材料和指定的方法制备出均匀致密的、具有一定性能指标的膜。 一、问题的情景 教师在启动这个问题时,需要把问题与生活中真实情景的联系明确化,如选择手表大小的便携式薄膜发光器件中的发光层或载流子注入层作为问题的载体或依托。这些器件是生活中常见和常用的,构造和发光原理等背景知识可以利用具体的器件进行非常具体明确的讲解,讲解不必非常深入,但器件中的膜所存在或需要解决的问题要讲解得非常具体,制膜达到的指标也要明确,要使学生在已有知识基础上感觉非常容易理解,能快速对目标形成统一认识,并激发学生解决问题的兴趣。指定基片和材料的种类以及制膜的方法,既是处于真实情景的需要,也是出于教学资源配置及学时数限制的考虑。如果不做限定,这个问题实质上会演变成基于项目的学习过程,工作量会过大而无法实施。但教师应该在启动问题时清楚地告知学生基片、材料种类和制膜方法选择的原因。制得符合要求的膜是实验教学顺利实施的关键。基片的处理工艺、膜材料的合成工艺和制膜的工艺参数都将明显地影响膜的质量,没有唯一正确的合成及制膜工艺参数的选择,因此评价的标准也不是单一的。但教师应该针对具体器件的要求设定具体的膜质量指标,以便学生顺利的内化问题和对问题解决的结果进行评价。 二、问题的复杂性与动态性 围绕以上问题的解决,需要涉及多个概念、原理及相互作用:学生需要从了解膜发光器件的构造及发光原理开始,了解所制备的膜在器件中所起的作用、膜的制备方法及性能表征手段、膜质量的评价方法等问题。随着学生的问题内化过程的进行,新的问题自然而然被引发出来,而且问题是多方面的、变化的:为制备出高质量的膜如何选择膜材料的合成方法、如何得到最佳的合成工艺、如何处理基片和选择膜制备中的工艺参数等。学生要讨论并制定非常具体的实验方案,制定方案的过程中必须形成对实验结果的预期或假设,以此为依据假定和选择实验中的变量,并讨论如何在实验技术上控制这些变量,因此设计实验方案时不断有新的问题产生,变量的选择与控制也要根据实验结果而改变,直到能够制备出所期望的膜,即问题的最终解决。全过程中,问题是多层次的、复杂的、动态的,重要的是,内化问题的过程中和解决问题的过程中,第二层次乃至更高层次的很多问题是由第一层次的问题自然引发而又需要学生自己提出的,所需学习的新知识也要学生自己来确定。但所有问题的提出及解决方案的制定是由第一层次的问题来指引方向的,学生也在这样的过程中不断思考各个问题之间的关联,以此促进他们对下一次实验实施后所得结果的预测与判断力。 三、问题的解决过程与知识建构 事实上,对专业实验教学来说,问题最终是否得以完美的解决不是最重要的,最重要的是学生思维技能、解决问题能力及自主学习能力的培养和提高。因此,实验教学过程中,教师可以根据教学资源配备的具体情况和学时数的限制调整问题解决的难度和学生的工作量,同时,针对问题的需要,学习如何自己提出问题、如何确定所需的新知识、如何与小组成员合作、如何分享他人的观点或信息、如何灵活应用所学知识等,从而逐渐形成解决问题的图式,这也是问题的知识建构意义所在。在比较粗浅的程度上,膜制备、发光器件、发光原理等背景知识学生已有接触,此时所学习的内容大部分用教科书为载体,学生较容易确定到哪里寻找合适的书本,也有相应的自学能力自己学习。针对某具体器件时,这部分知识需要进一步深入学习,而问题具体到器件中具体的膜材料、具体的膜制备方法及调控、膜的具体性能指标时,教科书已经不能提供足够的信息供他们较好地内化问题。他们还无法将这些需要选择的参量与最终的制膜目标直接关联起来,此时就需要开始借助数据库等信息支持系统,要查找相关资料,阅读和分析这些资料。收集信息过程中首先遇到的问题就是在大量的信息中如何取舍,这里,激活和调动他们头脑里已有的知识存贮的过程就开始了。在所有这些知识中建立关联的最关键步骤之一是实验中变量的确定或选择。这在一开始也是困难的,学生通常应该被告知关联的大的范畴,如膜的性能与结构关联,结构与制备工艺关联。但由于膜的性能与膜结构、膜结构与膜制备工艺之间的关联是复杂的,是非常典型的结构不良的问题,这也是教师在此过程中要更多地给予学生辅助,有时应该给予非常具体的指导的原因。在知识中建立关联的最关键步骤之二是反馈和问题的动态变化及解决过程,即在按实验方案制得膜之后,如何对膜进行评价,并在评价之后如何调整实验方案。这里膜的评价包括如何选择膜结构和膜性能的表征方法、对实验结果的分析及根据这些分析如何调整变量的控制。虽然学生在专业实验教学之前学习过很多有关结构和性能表征的课程,但由于是传统教学模式下的学习,这些知识还只是学生头脑中的记忆碎片,他们还没有能力判断在什么条件下要启用哪一个碎片以及实验结果如何指导下一步的实验。此时教师也要更多辅助学生,帮助他们启用记忆碎片,并在运用实验结果指导下一步实验方案制定的过程中真正把这些碎片关联起来。这样的过程反复后,学生就能将一个膜产品从原料配置、材料的合成和膜制备的工艺控制到结构表征与性能测试全过程中涉及到的所有知识联系起来,构建成一个以问题解决为目的的、逻辑而系统的体系。最重要的是,他们开始学会针对问题,自主作出假设和灵活运用所学知识判断所需控制的变量,在实验中大胆尝试,并学会分析尝试的结果和利用这些结果对自己的实验方案进行批判性思维过程,逐步寻找和摸索解决问题的正确方向,因此逐渐形成解决问题的图式。 当然,需要补充说明的是,按PBL教学模式,由于设置的问题里包含的工作量和时间的限制,以上实验目标不可能由独立个体单独作业来完成,学生要组成小组并分工合作和相互交流。小组中的每个人可以负责完成一个变量控制的实验,如果实验量大,教师还可以统筹安排几个组之间的合作,每个组完成某方面变量的控制实验,然后各组间相互交流,分享实验结果,这有利于节省时间,使学生更快地解决问题。但作为学习的个体,对所启用的知识和学习的新知识的理解是独特的,因为实验全过程都不存在一个唯一正确的答案,而且由于实验中的很多问题是结构不良的,比如微观结构的解读和结构—性能关联的解读,每个学生完全可以有自己的独特理解,他们也在相互交流中分享小组成员对同一个问题的独特理解,因此,学生个体是自己知识的建构者,他通过主动参与真实情景的实验活动,学习何时以及如何应用知识,学习高层次思维技能和终身学习技能,问题的解决过程充分体现了知识建构的意义。 作者简介:顾少轩(1967-),女,吉林人,博士,副教授,主要从事材料化学、材料物理、材料科学的教学和教学管理工作以及玻璃及光电功能材料研究;郭丽玲(1964-),女,湖北人,博士,教授,主要从事材料化学专业的教学和材料的设计、计算的研究;雷丽文(1976-),女,湖北人,博士,副教授,主要从事材料化学专业的教学及巨磁材料的研究;张枫(1971-),女,湖北人,硕士,副教授,主要从事材料科学专业的教学及铁电陶瓷材料的研究;黄学辉(1963-),男,陕西人,教授,主要从事材料科学与工程专业的教学和教学管理工作及声学材料的研究。 材料科学与工程论文:浅谈材料科学与工程创新基地班建设 摘要:材料科学与工程创新基地班是郑州大学在工科院系设立的第一个人才培养实验班,实行精英型个性化培养方案,在加强理论知识教学的基础上,更加注重创新能力和科研素质的培养。这一人才培养模式带动了全院教学环境的改善和教学质量的提升,在培养有创新意识的应用型人才方面颇具特色,为实现区域人才战略起到了示范作用。 关键词:创新人才培养;本科教育;基地班 高校是培养人才的前沿阵地,肩负着人才培养的光荣任务,制定合理的人才培养方案和科学的管理制度是高素质人才顺利成长的有力保障。材料科学与工程创新基地班是郑州大学在工科院系设立的第一个人才培养实验班,实行精英型个性化培养方案,注重厚实的基础知识教学,进行全新的创新能力和科研素质的培养,以培养具有材料科学专业思想、熟悉掌握材料科学的基本特点最终能够制造先进材料的精英人才为目的。这一人才培养方案的实施为解决我国面临的高层次创新型人才匮乏等难题提供了有效途径,有望打开创新人才培养模式的新局面,加快我国从人力资源大国向人力资源强国转化的进程,为人才规划实施作出应有的贡献。 一、材料科学与工程创新基地班的定位 郑州大学材料科学与工程创新基地班于2006年12月正式成立,其定位为:“立足于为河南经济建设和社会发展服务,发挥学科齐全、梯次结构合理的优势,本科与研究生培养并重,全面提升学科、专业实力和水平,努力建设成为培养工程应用和科学研究创新型人才教学研究型学院。”依据学院学科和教学基础,结合所承担的国家教改项目“发挥学科与区域优势,构筑材料三级实践载体,培养具有创新意识的应用型人才”,以“厚基础、宽专业、重创新、高素质”的复合型人才为目标,培养适应未来发展要求具有科学前沿意识、创新精神和创业能力的高级研究型人才和实践应用型人才。 二、材料科学与工程创新基地班的培养方案 围绕专业建设和人才培养目标,材料科学与工程创新基地班对本科生的培养方案进行了较大规模的调整,体现了素质教育和创新教育理念,并遵循人才成长规律,注重系统性、前沿性和适应性,强调材料科学类课程与材料工程类课程的协调统一和同步建设。在学校政策引导和学院学科发展的统一要求下,构建起“平台+模块+课程群”的课程体系,其中平台课程注重学科基础教育,强调重视教育、体现宽口径;模块课程突出学科发展特色,设立了高分子材料科学与工程、无机非金属材料科学与工程、金属材料科学与工程三个模块,课程分别由主干课和实践教学环节构成;课程群由学科选修课和跨学科选修课组成,总学分控制在173学分。改革后的教学培养计划既体现了“厚基础”,又体现了“宽专业”,并强调学生创新能力的培养,在主体培养应用型人才的基础上,分层次、分步骤培养不同的人才,适应不同应用领域的需求,分别从事应用实践、技术创新、科研管理等工作。 1.注重基础,夯实理论教学 在课程体系方面,基地班强化国外名校、名教材英语教学课程和研究性教学课程,采用国际上通用的原版教材、自编教材及国内优秀教材,知名教授讲授基础课和专业课,采取双语授课。主要课程有高等数学、大学物理及实验、线性代数、物理化学、材料科学与工程基础(部级精品课程)、材料近代研究方法(英文)、材料成型原理、材料科学与工程导论、工程制图、普通化学、电工学、工程力学、机械设计基础、高分子化学(英文)、高分子物理、材料成型原理、合金及熔炼、无机材料科学、无机复合材料学(英文)、陶瓷工艺原理(部级精品课程)等。 在教学计划方面,实行第一、二学年所有课程打通,第三学年第一学期部分课程打通,第三学年第二学期必修课和全院范围内的限选课组中任选相结合。 2.加强技能,拓宽专业知识 基地班覆盖材料学、材料加工工程以及材料物理化学等领域,以金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的合成和成型加工为重点,学习现代新材料、新技术所依赖的基本知识和技能,掌握材料合成原理、工艺、结构与性能之间的关系,进行各种材料的成分设计、合成、成型加工和应用。 3.重视创新,强调因材施教 在夯实学生科学文化知识基础的同时,基地班还着力培养学生的创新精神和创新能力。 在实践教学环节,引导和鼓励学生尽早进入实验室参与科学研究。近三年内,学院已经有12个由学生主持的实验项目获得国家大学生创新实验项目支持,其中大部分学生是基地班的。学院实验中心对基地班学生全面开放,学生可以利用课余时间在实验中心开展实验实践活动,全面提高自己在实验中发现问题、分析问题和解决问题的能力。 此外,学院还积极与校内外部级重点实验室、工程技术中心联合建立独特的实习基地;在毕业实习和设计环节中,引入类似硕士研究生的训练模式,以培养学生的前沿科学意识和独立的创新能力。 4.强化素质,注重全面发展 发达国家的高校都将提高学生的素质作为主要目标。他们充分利用学校的各种资源开展诸多实践教育,有效地开阔了学生的知识面,增强了学生认识科学和揭示科学的信心。基地班始终注重学生的德、智、体、美全面发展,鼓励学生选修学校的素质教育课程,并增设开放实验和暑期课堂学分,鼓励学生跨学科进行开放实验,拓展知识面。在暑期,鼓励学生走进高新企业研究机构或者国内知名科研院所进行跟班学习,使学生通过接触或参与实际科学和技术难题的攻关,掌握科学研究的基本思路和方法,并将所学习的基础理论知识与实践应用联系起来,提高学习兴趣和实践动手能力。这些实践教育可以强化素质教育,有效提高学生的实践创新能力。 三、材料科学与工程创新基地班建设和管理模式 1.基地班建设 成立基地班建设工作小组,由院长、分管教学的院长、骨干教师和管理人员组成。基地班建设工作小组的主要职责有以下6项。 (1)研究制定基地班建设总体规划和基地班建设管理办法等文件,审核基地班发展规划,对基地班发展方向和改革决策提出指导性意见。 (2)指导、监督和推进基地建设与改革,检查基地班教学效果和培养质量。 (3)筹措基地班建设的经费并监督经费的使用情况和使用效果。 (4)组织基地班建设项目和方案的筛选、审定。 (5)商讨解决基地班建设中存在的问题,协调教学、科研、实验室等有关部门的工作为基地班建设服务。 (6)迎接上级主管部门的检查和评估。 基地班建设工作小组实行例会制度,定期商讨基地班建设过程中出现的各种问题,帮助解决实际问题,重大问题直接向党政联席会汇报。 学院设基地班建设工作小组办公室,负责基地班建设与各基地班的日常教学管理工作,办公室设在本科教学办公室,并配设秘书负责基地班的日常教学工作。 2.基地班管理模式 基地班的管理采用“三制”,即班主任制、导师制和末尾淘汰制。实行班主任和导师双层管理,学院主管教学的副院长担任基地班班主任,负责全院各年级基地班的建设与培养工作。前两个学年按成绩高低实行滚动,基地班末尾5名学生与非基地班学生交换,实行末尾淘汰。 在博士生导师和部分知名教授中为基地班遴选导师,学生在导师的指导下完成基础平台课、专业基础课、专业课、素质课的学习以及毕业实习和毕业设计。 四、基地班学生选拔办法 基地班每届招收30人,首届自2006级本科生开始。基地班学生的选拔需经过3个步骤。 (1)材料科学与工程专业本科生根据第一学期末相关公修理论课程(含外语)的总成绩进行排名,初选前50名学生。 (2)以英语、数学、大学物理的三个学科的单科成绩为依据,低于75分者被淘汰,剩下的学生以三科总成绩排名,选出前36名。 (3)经专家面试,最终选取30名进入基地班学生。基地班学生确定后公示5天,对不符合条件的入选者经核实后取消其资格,所缺人员根据排名递推增补。 五、材料科学与工程创新基地班建设成效 经过近4年的成长,材料科学与工程创新基地班已经逐步形成完善的创新型应用人才的培养模式,并成功培养了第一届毕业生。这些学生中有多人在省级以上的大学生科技竞赛活动中获得奖项,其中白阳同学主持的“一种使用新型材料处理废水的装置”项目获得第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖。首届30名毕业生中有24人考入诸如浙江大学、中国科学研究院等国内著名院校或研究机构进行研究生阶段的学习,其余6人分别进入美的微波电器制造有限公司、比亚迪汽车销售有限公司、中铁隧道装备制造有限公司等著名企业从事技术研发和管理工作。 基地班人才培养模式的改革探索不仅是国家教改项目研究的一个重要研究内容,而且作为工科类基地班的试点,在三级实践载体建设、师资力量的配置、创新人才培养计划的调整、本科生提前进入实验室、开设开放性实验、实行导师制、学生的创新活动开展等方面都具有一定的可借鉴性,同时这一应用型人才培养经验还可进一步推广到其他工科专业,以提高相关专业本科生的培养质量。 在探索创新型应用人才培养模式的同时,基地班的建设也促进了学院教学环境的改善和教学质量的提升,其中在国家教学质量工程项目建设方面取得的成效尤其显著:由关绍康、张锐等教授完成的“构筑三级实践载体,培养具有创新意识的应用型人才”教学成果曾获得部级教学成果二等奖,有多个由学生负责的项目获得国家大学生创新科技创新型实验项目支持,同时学院还拥有《材料科学基础》《陶瓷工艺原理》两门部级精品课程、材料科学与工程部级实验教学示范中心、材料学系列课程部级教学团队、部级教学名师1人。此外,材料科学与工程学院近年在大学生科技创新、学科竞赛、学生活动等方面也取得了突出成绩,已成为郑州大学学生培养特色单位,大学毕业生就业率连年位居全校前列。 以上成果的取得不仅极大地提高了本科生的教学质量和教学水平,还促进了材料科学与工程学科建设与科研开发。创新实践载体所依托的材料加工工程学科已被建成河南省工科类唯一的部级重点学科,也是“211工程”院校国家重点建设学科。这充分展现了基地班成果的辐射效应,尤其在就业压力较大的形势下,这一成果探索的具有创新意识的应用型人才培养模式和教学过程良性运转结果有良好的示范作用,更具有推广意义和价值,并为探索应用型人才培养提供了基础知识体系和专业理论支撑。 责编:赵东
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现代房屋建设工程中任何环节都很重要,每一个环节都影响着房屋建造的质量与安全。现代社会房屋在兴建过程中总会融合一些新兴技术,以提高房屋质量和安全性,而土木工程是多年来一直采用的结构基础,也是房屋构建过程中很重要的一部分。虽然这种结构现已很成熟和完善,但是由于地质结构的问题,我国每个地区的房屋构建总是出现不同程度的渗漏问题。渗漏问题不仅拖慢施工进程[3],影响预期的建筑效果,而且在以后人类的居住过程中存在这安全隐患。使用注浆技术,则可以填充这些渗漏,大大提高房屋建造的安全性和稳定性。 1注浆技术的简介 1.1什么是注浆技术 注浆技术,就是运用浆性液体(随着科学技术的发展,现在也可采用高分子材料,更加提高粘固性,以达到填充渗漏的目的),通过压送设备将浆液送至地层中裂缝、孔洞等有空气处,使其冷凝加固[4],能够加固层岩,保证房屋建筑质量的安全性。注浆技术有着良好的环保效果、工艺简单、成本低廉等优点。 1.2浆液材料的选择 在房屋建筑土木工程施工中的注浆技术最重要的原则就是保证牢固性。因此浆液的选择要根据地区气候、湿度、地质活动特点、甚至地下水的上浮高度来选择适宜本地区的浆液材料。一般来说,我们应该选择刚性强,粘结力度大、干凝质量好的材料作为浆液的材料。同时,也要考虑两种或两种以上不同材料互相混合作为注浆材料可能会有更好的注浆效果。比如水泥与水混合后多呈现胶结状态,具有较好的粘结力,再添加其他辅助材料,可以作为一种注浆材料[5]。总的来说,施工技术人员负责人要对本地区的气候、地理位置、地质情况有深入的了解,才能选择合适的注浆材料。 2房屋建筑土木工程施工中注浆技术的应用 2.1注浆技术应在土木结构中 注浆技术应用在土木结构工程中,能够加固土木结构的部位。其具体应用过程为,在需要加固的大方用特定的工具打出多个0.5-1.2mm的孔位,两个孔位之间的距离为300多毫米,然后用胶封住封口以防止浆液流出,然后再在孔位上埋上管子并封住槽口,接着注入浆液。注入桨叶的过程中应该注意缝隙口的温度以及干度是否适宜,若太干,可以从缝隙口处加水进去。最后是加固,注浆完毕后等待凝固14小时即可凝固。此外,在注浆完毕后,要做好保护整个设施,因为环境问题日益严重,岩层酸碱性的问题可能影响注浆的效果,因此要做好后期的保护设施建设[6]。 2.2注浆技术应用在墙体结构中 不论是城市还是农村,也就是不论平房建筑还是楼房建筑,建筑被长时间使用以后难免会出现墙体裂缝现象,这种现象的产生会导致建筑的使用寿命大大缩减。墙体出现裂缝也是工程建设人员和居住人群很头疼的一件事。注浆技术的实施则可以有效减少墙体裂缝的产生。采用高粘度的浆液,注入裂缝中,待其冷凝加固,在填充裂缝的同时,也提高了混凝土结构的稳定性,增加建筑结构之间的连接力。 2.3注浆技术应用在厨卫等结构中 厨房和卫生间的特殊用途决定了它们是房屋建筑中最容易发生渗漏的部位。一旦发生渗漏,与这两个空间相连的管道给排水系统都会瘫痪,会带来很大的麻烦,严重时还会造成安全隐患。因此,对于厨卫等部位的注浆技术更为重要,质量的保证也更为重要。对厨卫等部位的注浆技术要考虑环境湿度较大所带来的影响,选用防适度大的浆液作为材料,可以采用环氧注浆方式即先将渗水通道切除,待水从裂缝中流出后再开槽注浆加以填补。这一技术的使用延长了房屋的整体使用寿命,为人类解决了很多干扰,为人类生活带来了很大的便利。 3总结 可以看出,在经济社会飞速发展的时代,注浆技术作为一个传统工艺永远不被时代抛弃,足足说明注浆技术在房屋建筑土木工程设施中的重要性。我国的快速发展与人类与日俱增的生活需求也带动了建筑产业的发展,提高了建筑行业的施工水平。注浆技术作为一种建筑施工建设中一种必不可少的工艺,已经广泛应用于我国大部分地区的建筑,解决房屋普遍存在的渗漏问题。注浆技术应该顺应时代潮流,与时俱进,不断创新,革新处更加实用,更加牢固,更加环保的工艺技术,为我国的建筑土木工程建设的发展鉴定良好的基础。 参考文献 [1]刘志刚.房屋建筑土木工程施工中的注浆技术分析[J].科学技术创新,2018(28):110-111 [2]韩雅君,崔连福.房屋建筑土木工程施工中的注浆技术分析[J].科技风,2018(24):112. [3]相同军.浅谈房屋建筑土木工程施工中的注浆技术[J].建材与装饰,2018(32):44. [4]李宝亮.建筑土木工程施工中的注浆技术研究[J].城市建设理论研究(电子版),2018(16):116. [5]张常亮.浅谈房屋建筑土木工程施工中的注浆技术分析[J].现代物业(中旬刊),2018(05):178. [6]胡天富.建筑土木工程施工中的注浆技术研究[J].居舍,2018(10):50+120. 作者:吴琛 单位:江西现代职业技术学院
精细化工可持续发展研究:基于可持续发展精细化工技术研究 摘要:精细化工是指生产精细化学工业产品工业的简称,而我国经济在飞速发展,并且科学技术也在世界的前列,并且精细化工也在快速的发展,这就加大了精细化工技术的使用,我国在精细化工技术方面提出了可持续的理念,只有这样才能精确技术,使我国的精细化工为更多的国家使用,这篇文章就是基于可持续发展的精细化工技术来进行讨论的,希望能够对国家的发展带来一定的好处,也能够对学者有所帮助。 关键词:可持续发展;精细化工;技术研究 1国家精细化工现状 我国虽然许多科技在世界的前列,但是精细化工技术仍然处于发展阶段,并没有达到炉火纯青的状态,在使用的过程中还是会有许多的问题发生,所以这就要求我国的科学家们要不断的提高精细化工技术方面,我国在许多地方还是存在不足,比如说缺乏技术控制、精细化工技术对环境的控制,在使用的过程中消耗大量的资源同时还会产生许多的垃圾,这样就是在资源利用率上较低,所以这就与可持续发展相违背了,这就要求我们国家的相应研究人员来改善这种状况,才能算上可持续发展了,要做到尽可能的减少资源使用,并且研究二次使用率,这样一来大大降低了成本,同时还要增加安全性,使得在以后的使用中减少对使用人员的危害性,只有做到这几点,相信我国的精细化工技术会在世界上有较高的地位。精细化工技术不仅只是在化学发面运用到了,还有多个方面,比如在航天事业、工业发展和农业发展都有所涉及,所以有必要提高和改善可持续发展的精细化工技术。 2发展可持续的精细化工技术 绿色发展和低碳化是我国在倡导的,所以不论哪个方面都要坚持这一理念,当然精细化工技术也要如此,要实现绿色发展,只有在使用的过程中本着环保和安全这一想法,才能算上可持续发展吧! 3二次使用 所谓二次使用就是在利用的时候,所产生的废物能够再次利用,这一术语就是可持续的内容,在早期的精细化工技术中,对原料的使用率很低,并且会产生大量的废物、废渣,这样一来不仅降低了原料的利用率还会危害环境,这一问题让许多的研究者们很是头疼,所以经过他们的不懈努力研究发现,在精细化工生产中会产生大量的氨基磺酸,废弃硫酸,这些物质不仅有着较强的腐蚀性,还会对水质造成严重的危害,后来发现能够将这些废物全部转化为氢氧化钠,硫酸钠等物质,这样还能在以后的生产中用到,这就大大降低的成本,同时还不会产生大量的危害物质,使得以前的垃圾变废为宝,这种转化正在被许多企业所接受,并且被人们称赞,个人觉得这种改善算得上是可持续发展了。 4催化技术 在精细化工技术中太多的反应都是消耗大量时间的,这样一来就大大降低了生产效率,并且使得原料不会充分利用,这就与可持续不协调了,所以现在的大多数企业都会在生产中加入催化剂,使得反应更加迅速并且加大反应物使用,这样会加快生产速度,也会快速达到产业目标就拿酶催化为例子,酶在生产中属于生化物品,我们可以通过酶的剂量来调节反应的时间,这样就减少消耗所需要的时间了,同时还能降低反应中带来的污染物。反应酶不仅能够减少时间并且还能多次使用,因为酶在反应中不会被消耗,这样就不会因为买大量的酶而耗费钱力,所以在精细化工技术中要多多运用这个技术,这样才能达到可持续发展,研究人员还应该在此基础上发现催化技术在更大的领域中带来的好处,这样我国的精细化工技术才会在世界中站住脚步。 5合成技术 精细化工技术就是利用化学反应来达到人们所需的产品,而在反应中许多的反应都是比较单一的,如果需要一个东西,那么就需要大量的反应来解决,但是这样就会造成反应的浪费,所以作为研究人员就要解决这一问题,许多的人就发现可以用合成技术来解决这一问题,这样就不会造成浪费的问题出现,就比如拿SPE法来举例子,SPE法降低了反应带来的副反应,还会产生很少的污染物,这样一来很多的企业都在应用这个反应,给他们带来效益是他们没有想到的,只有研究者们发现这样的方法,我国的精细化工技术才会飞速的发展,才能说我们国家精细化工技术是可持续发展的,是绿色的。 6高效助燃 虽然我国精细化工技术处在发展中,但还是有很多方面优点,国家对此也有了很高的管理力度,尤其是在航天行业中,精细化工技术对此作了很大的贡献,因为在航天中助燃剂是非常重要的,助燃剂能够有效并且快速的让燃料发挥作用,这样就会提高了燃料的利用率,使燃料的燃烧很稳定,这样在航天器起飞过程中,会因为有足够的能量达到起飞的高度,这样精细化工技术给航天事业带来了很大的好处。 7储氢材料 精细化工技术应用在多个反面,所以在储氢方面也有所贡献,在以前的工业中吸氢能力很差,这样就导致了在实验中浪费太多的人力物力,还是很少的氢气供给人们使用,并且在储氢的过程中也是很费劲,但是随着精细化工技术的不断发展,问题也随之解决了,比普通的多晶体吸氢能力强太多了。这就帮助了需要氢气的工作人员,也正是技术的改进,才使得科技进步的更加迅速。这也就是可持续精细化工技术给人们带来好好处。 8结语 我们国家正在处于发展的,所以一切的科技和项目都要本着可持续发展的理念,在精细化工技术中可持续发展是指导思想,它指引着精细化工技术的前进方向,也在带动着我国科技的发展和改善,虽然我国的精细化工技术正在处于发展的阶段,但是只要沿着绿色和持续的发展方向前进,一定能取得好的回报,能够达到世界的前列,技术能够达到顶尖。我国正是因为在发展期间,所以环境被破坏,空气被污染,但是只要解决精细化工技术中存在的污染,我国的污染就会解决了很多。走可持续发展的道路是我国发展的必要条件。 作者:夏亚琴 单位:武汉工程大学外语学院 精细化工可持续发展研究:基于可持续发展的精细化工技术探析 摘要:我国作为一个制造业大国,与发达国家相比,我国的精细化工技术远远落后。要想提高产业的生产效率,就必须要把绿色、科学、可持续放在首位。本文将对精细化工的现状和关键的控制技术进行简要的分析并提出几点可行性建议,以供参考。 关键词:可持续发展;精细化工;控制技术 精细化工是当今化学工业中最具活力的新兴领域之一,是新材料的重要组成部分。精细化工凭借着其科技含量高的特点,直接影响着高科技技术与国民经济的发展。因此,我国化学领域的发展需要依靠精细化工的技术来实现。 1国内精细化工发展的现状 精细化工是生产精细化学品的工业的统称,是衡量一个国家科学技术发展水平和综合实力的重要标志之一。但是目前我国的精细化工产业发展迟缓,并且一些在发展过程中存在的问题和受到制约的因素也逐渐暴露出来。 1.1生产技术水平低,浪费严重 与发达国家的生产技术相比较来说,我国的生产技术较为落后,有许多技术上的问题有待解决。由于我国现有的技术水平比较低,无法妥善处理加工过程中所产生的废弃物,因此也无法实现国家节能减排的要求,导致生产与环境之间的矛盾逐渐加深。同时,新产品的开发进度缓慢、科研力度低、投入人力物力较少,生产出来真正对社会有用的产品并不多。因此,精细化工技术的落后也造成了浪费现象比较严重[1]。 1.2企业分散,未能形成产业链 我国国内大部分生产化学产品的企业主要特点是小而分散,设备落后,管理松散,没有形成一定的产业链,因此很难生产出“高精尖”的产品。虽然在江浙和大连一带出现了一些大型的染料厂和工业场地,但是其总体规模距国外的企业来说还是有很大的差距的。因此,我国企业如果想要赶超国外的企业,首先需要形成自己的产业链,有自己的产业聚集区,扩大企业生产规模,提高资源的使用效率,保质保量的生产高科技产品。 1.3信息化落后,受环境污染制约严重 在社会经济的发展下,各种各样高科技的技术被发明出来。但是我国大部分企业领导人过于以盈利为目的,不注重将生产方式与信息化相结合,这使得精细化工得不到信息技术的滋养,导致落后。此外,精细化工产业的发展受环境的制约严重,部分企业只单纯的追求企业的经济效益而忽视了对环境的污染。我国大部分的企业还保留着原来的生产线,用最传统的方式生产着化工产品,不注重设备的更新换代与产业升级,导致环境问题越来越严重。目前,环境污染不仅成为了可持续发展的巨大障碍,也是制约精细化工生产最大的“绊脚石”。此外,传统的生产方式资源利用率低,造成大量的资源浪费。并且,企业生产过程中的“三废”,后期处理的费用大,也成为了企业的沉重负担[2]。 2精细化工的技术分析 精细化工技术要注重绿色环保,属于高密度的技术行业,有着更新换代快、专一性强的特点。在发展绿色精细化工的过程中需要注重这样几项技术的发展。 2.1绿色催化技术 催化剂是化工行业常见的辅助材料,它能够有效的抑制反应过程中的副反应,提升精细化工企业的生产效率,减少废弃物的排放,从而达到保护环境的作用。比如说相转移催化技术,它的反应比较温和,能耗低;生产效率高,并且使用这种溶剂的成本比较低,容易回收。另一种催化技术是利用酶来完成的。酶具有催化的特点,属于生物产品,我们可以通过控制酶的催化性来调整生产,达到能源消耗的控制,并且它还具有无污染,高度专一等特性。酶催化的技术作为精细化工可持续发展的代表技术,正在日渐走向成熟。第三种催化技术是不对称催化技术,它的特点是可以有效得到单一手性分子,而且可以提供对环境友好的绿色合成方法,也经常用于化学产品的生产之中[3]。 2.2电化学合成技术 电化学技术就是精细化工中最关键的合成技术,该技术是在电解池或者电池中进行的化学反应,可以利用此技术做到清洁合成,促进有机化学技术的推广。常见的方法有配对电合成法,自发电合成法等。目前,各种合成法层出不穷,精细化工的企业不能盲目借鉴其他企业的方法,要根据自身的企业特点,选择适合自己的合成方法进行生产,最大限度的提高资源的利用率,减少对环境的污染。 2.3超临界流体技术 目前,超临界流体技术得到迅速发展,原因是其作为流体技术最为优秀的部分,对精细化工的影响较大。它可以实现许多其他技术不能够实现的化学反应。因此,它被在精细化工领域中广泛推广使用。由于超临界流体技术的诸多好处,近几年来,我国加大了对此项技术的科技研究,使得它作为一种绿色的化工技术在医学领域、食品领域以及高分子材料等领域均具有广泛的应用。 2.4计算机分子设计技术 此项技术就是在准备研究开发新产品之前,充分掌握新产品的内在分子性能、内部结构等因素之后,利用计算机作为辅助,首先把绿色、创新、优化等要求输送进去,通过分子的内在结构将精细有机结合技术的生产过程中的变化在计算机中模拟出来,从中得出影响绿色生产以及产品质量的最关键因素。在现实生产中规避或者优化这些因素,从而实现绿色环保的精细化生产[4]。 3结语 无论社会经济发展的怎样迅速,绿色、可持续发展的理念永远不会过时,我国的精细化工技术将会认清现实,改正自身不足,积极研发新的绿色产品。我国企业在保证自身经济效益增长的同时也会更加注重对环境的保护,真正实现“零排放”,无污染的最终目标。 作者:王稳 范伟栋 单位:青海盐湖工业股份有限公司 精细化工可持续发展研究:可持续发展的精细化工技术分析 摘要:近年来,随着我国经济的发展和社会的进步,许多行业都得到了前所未有的进步,制药行业作为我国保证人们身体健康的重要行业,其发展速度同样也是越来越快。在我们的生活中,我们难免会遇到一些病症,此时便需要服用相关的药物来解除病痛。因此,化工制药生产工作的质量和效率便显得尤为重要,随着人们对化工制药技术和设备的要求越来越高,我们必须深入研究化工技术在制药设备及制药流程中的应用,从而有效促进化工制药工作更好的进行,努力提高化工制药产品的质量和效率,促进我国化工制药行业更好更快的发展。 关键词:化工技术;制药设备;制药流程;应用 先进的设备需要先进的技术来结合使用,在化工制药的过程中,化工技术不仅仅是保证制药设备正常运转的前提和基础,更是保证化工生产正常进行的关键。随着时代的进步,人们越来越认识到化工技术对于提高化工生产和质量的重要性,越来越多的化工制药企业通过不断优化化工制药工艺,在一定程度上促进了自身企业的发展和进步,推动了整个行业市场的发展。本文我们便将就目前化工制药技术的现状进行分析,并集合化工制药技术的一些普遍问题,从而有效探索出化工技术在制药设备及制药流程中的应用,促进化工制药生产工作更好的进行。 1化工制药技术的重要性 医药产业是是保证我国国民身体健康的重要行业,也是我国国民经济的重要组成部分。近年来随着我国经济的进步,人们的生活质量得到了很大的改善和进步,人们的医疗健康意识有了明显的提高,越来越追求更高质量的医疗服务质量,对于药品质量的要求也有了明显提高。而作为生产药品的化工制药设备及相关配技术,其重要性不言而喻。目前,我国以及逐步研发并引进了许多新型的化工制药设备和制药技术,这些新设备、新技术的引进,不但促进了我国化工制药生产工作的进行,提高了我国化工制药产品的质量,更是直接推动了我国医药工业现代化建设的进程,缩小了与世界先进水平的差距。因此,医药行业是我国一项前途十分的行业,是21世纪的朝阳行业。 2化工制药技术的现状 目前,我国绝大多数化工制药工厂都有一套比较完整的化工制药流程。一般来说,药物都是通过不断的化学反应得来的,在此过程中,不仅要保证药品的质量还应保证药品的无菌无毒,一是应对药品采取封闭式生产,二是应对药品采取定时定期的消毒灭菌,保证药品不与周围环境中的细菌、病毒等微生物发生反应,导致药品变质。因此,我国现有的大部分制药工厂都十分重视药品的生产环境,对于药品质量有很大的保障,但是仍有一些问题依旧存在。 3化工制药技术问题 目前,我国大部分化工制药工厂在对制药设备进行消毒灭菌时,都是运用灭菌水进行喷射处理,这种方式通过采用分立或轨道翻转的方式进行,可以起到良好的消毒灭菌作用。但是,一些企业采用粉针剂或冻干粉剂等抗生素进行清洁处理,这种处理方式便没有很明显的作用,尤其是采用瓶装抗生素进行处理时,很容易出现一些瓶子不能清洁到的空间。除此之外,在对药品进行质量检测时,由于我国大部分制药设备并不具备先进的药品清洁度自动检测技术,因此只能通过人工手动对药品进行抽样检测,既不能做到全面,造成一些不达标药品流入市场,又很容易在检测过程中对药品造成污染,影响药品的质量,使制药工厂的利益造成损害。 4化工技术在制药设备和制药流程中的运用 4.1微滤过滤技术。微滤过滤技术是精密过滤中的一种,其通过对药品的筛分、提纯可以有效提高药品的质量。一般来说,微滤过滤技术可以根据微滤操作的方式分为两种,一是无流动过滤,其主要应用于较稀的药液和小规模的药品生产中,滤芯多为一次性滤芯;二是错流,又称切线流过滤,其主要运用于工业较大规模的药品生产中,可以通过周期性的清晰和再生保证滤膜的过滤性能。4.2超滤膜技术。超滤膜是介于微滤和纳滤中的一种,其利用筛分原理,可以对有机物进行极为细致的筛选和提纯。4.3反渗透技术。反渗透技术也是化工药品生产中比较常见的一种,主要指通过对较浓溶液施加外部压力的方式,使其压力高于渗透压,从而促使浓溶液中的水排出,提高浓溶液浓度的工艺。4.4萃取蒸馏技术。萃取蒸馏技术适用于两种挥发性不同的溶剂之间的分离和提纯,也是提纯化学药物的一种非常重要的方法。 5结语 化工制药技术是研究、选择更加安全、更加经济、更加合理的化工制药生产途径的一门科学,是保障化工制药工作顺利进行的关键,也是保障万千中国百姓正常用药的基本。因此,广大化工制药工厂必须努力提高化工制药技术的先进程度,并使其更好的运用于实际的生产工作之中,从而切实促进药品质量的整体提高。 作者:姚兴宇 陈浩 单位:邵阳学院生物与化学工程系 精细化工可持续发展研究:浅谈精细化工的可持续发展 摘 要:当今社会最具活力的发展方向就是精细化工,它是新材料的重要组成部分。精细化工的发展水平对一个国家的科技技术和经济水平有很大的影响,现阶段我国精细化工的发展,突出了许多矛盾和问题,尤其是三废问题有待于我们进一步的解决。本文从绿色精细化发展的现状和存在的问题入手,提出了优化精细化工可持续发展技术的措施。 关键词:可持续发展;精细化工;措施 一、精细化工简介 精细化工,是生产精细化学品工业的通称。具有品种多,更新换代快;产量小,大多以间歇方式生产;具有功能性或最终使用性:许多为复配性产品,配方等技术决定产品性能;产品质量要求高;商品性强,多数以商品名销售;技术密集高,要求不断进行新产品的技术开发和应用技术的研究,重视技术服务;设备投资较小;附加价值率高等特点。 精细化工是化学工业中生产具有特定应用性能、合成工艺中步骤较多、反应复杂、品种多、产品附加值高的精细化学品的领域。我国精细化学品主要包括农药、染料、涂料、颜料、信息技术用化学品、化学试剂和高纯物质、食品和饲料添加剂、粘合剂、催化剂和各种助剂、日用化学品、高分子聚合物中的功能高分子材料等。随着化工技术的进步和应用领域不断拓展,业内又将精细化工进一步区分为传统精细化工和新领域精细化工。 二、精细化工存在的问题 我精细化工行业存在技术开发水平低、产品研发能力弱,生产企业规模小,装置效益低等特点,加之,管理层对环境保护的重视程度也不够,国内大多数精细化工生产企业在精细化学品的生产过程中所产生的三废组成成分复杂且三废量较大,对环境造成了很大的影响。截至2012年,化工行业排放废水、废气、固体废弃物数量分别占全国工业“三废”排放总量的16%、 7%和5%,位居第1、4、5位,和国外比,我国精细化工行业单位产品能耗水平明显偏高,而排放物处理率明显偏低,行业快速发展势必会带来资源环境问题。而建设三废治理装置、更新生产设备和提高生产工艺水平将会大大增加企业的生产成本,现在大部分精细化工企业对三废的治理问题还没有达标。 近年来,环境污染的问题越来越严重,我国对环境保护的要求将会越来越严格,因此,对于如果国内精细化工生产企业的三废污染问题不得到及时的解决,将会影响我国精细化工行业的健康发展。我国需要尽快完善关于环境保护的相关法律法规,加大监管力度。同时,国内相关精细化工生产企业也需要加大三废治理装置的投入、更新生产装置和提高生产工艺水平,以减少三废的排放量。 三、实行可持续发展的必然性 精细化工是一个汇集多行业,多产品,为国民经济各部门和人民生活各方面进行服务的工业,小到衣食住行,大到国防航天,化学工业的产品无时无刻不在为人类服务着。精细化工的发展虽然为人类带来了巨大的好处,但是精细化工高能耗、高污染也为人类的健康、资源的利用以及生态环境的良性循环带来了很大的危害。因此,可持续发展道路是化学工业的必然选择,这不仅仅关乎我们当代人的生存和发展,更关乎到整个人类的未来。 四、可持续发展采取的措施 (一)可持续发展是“既满足当代人的需求,又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。”实质上包含了两个方面:一是保证环境的可持续发展;二是确立经济发展的必要性,所谓环境的可持续发展是指环境作为资源可被人类持续利用;所谓发展是指经济的增长。由此可见可持续发展对于精细化工行业的重要性。根据国际上对可持续发展理论、指导原则及对实施可持续发展战略的要求,以及国外化学工业实施可持续发展的经验做法,精细化工可持续发展内涵应当包括以下四项优秀要素: ――在可持续发展理论指导下,努力在化学产品生命周期的各个阶段通过节约能源和不可再生资源,最大限度提高资源、能源利用效率。 ――通过推行清洁生产,从源头削减废物和污染物的产生,循环、回收利用废物并妥善处理处置生产中产生的废弃物以及设计开发出耐用的、能重复使用和环境友好的化学产品,预防和有效控制化工产品生命周期各个阶段对人体健康和环境的危害。 ――通过建立完善企业安全生产和环境管理制度,开展化学品危害鉴别和风险评价,散发化学品安全信息,实现化学品环境无害化管理。 ――主动承诺持续改进健康、安全和环境的各个方面,满足社会公众对化学工业安全和环境保护的知情权和关注、监督要求。 (二)实现精细化工可持续发展的措施。(1)大力推进科技进步,最大限度地提高原材料的利用率。采用消耗少、效率高、少污染的工艺、设备,使其能充分利用原料和能源,提高生产效率,已开发了一系列新的合成方法与技术,如生物化工合成法、利用太阳能合成和超临界状态下的化学合成等都取得了很大的进展。高新分离技术是实现清洁生产的重要手段,如膜分离技术是在无相变的情况下实现的,能节能和减少污染物排放。进一步推行资源综合利用。将废弃物进行回收和再利用,推进资源的深加工和综合利用,既可以减少环境污染,又能充分利用资源。 (2)大力发展新型化工生产技术。①新催化技术。我们可从催化剂入手,它有利于提高精细化工技术的生产效率,保障生产转化率。例如,酶催化技术的可持续发展,它是生物体内的一项物质,具有催化功能,根据催化的活性控制精细化工生产,既可以控制能源的消耗也可以消除精细化工生产中的污染,属于精细化工技术可持续发展的典型案例。因此,研究出新的、有利于环境保护的催化剂对于绿色精细化工的可持续发展具有很大的促进作用。②新分离技术。分离是化工生产过程中重要关键技术,是获得高质量、高纯度化工产品的重要手段。③新材料技术。通过物理、化学改性等加工手段,使化工材料具有各种预期性能,符合不同用途的要求,是实现化工材料品种多样化、系列化、功能化和高性能化的重要途径。④电子信息技术。用现代电子技术、计算机技术、传感技术和自动控制技术改造精细化工工业,是促进精细化工工业技术进步、提高行业整体竞争力的有效途径。例如,运用计算机分子模拟技术,这种技术可以将绿色精细化工企业中需求的产品按照其内在的分子结构、加工的流程以及产品性能等之间存在的规律用计算机技术进行辅助设计,在设计的过程中还要注意将绿色环保和创新的理念加入到模拟设计中去。这样一来就能够使绿色精细化工产品之间的分子结构有机的结合起来,从而降低了产品中有害物质的产生,符合可持续发展的要求。 (3)提高政策重视程度,加强监管措施。国家和地方加强对环境保护和治理的管理,着眼于未来,进一步提高国家和地方对可持续发展政策的扶植,加大资金投入和相关技术的研发和补助,如税收政策支持等有利政策。国家和地方还应该加强相关部门对企业污染情况的监管措施,并加大对污染的惩治制度。如若出现污染对象,要对污染企业和监管部门一并进行严惩,避免出现企业和监管部门狼狈为奸情况。 结语:可持续发展是以提高人类的生活质量为目标,当代人要保障未来人的生存与发展的要求,精细化工就必须要做到保护资源,节约和合理利用资源,大力发展新型化工生产技术,循环利用废弃物,同时要从源头开始控制污染,向污染预防、清洁生产和废物资源化、减量化方向转变,才能促使精细化工走可持续发展之路。实现以最小的环境代价和最少的能耗、物耗获取最大的经济效益,实现真正的可持续发展。
大学化工毕业论文:高校大学生就业创业孵化工作途径探析 大学生就业创业是高校人才培养中的一个重要组成部分,也是解决高等院校人才培养输出与用人单位人才需求之间的关键环节。高校共青团作为党领导下的先进青年群体组织,应充分认识到促进大学生就业创业工作的重要性,着重提升人才培养质量和大学生就业竞争力,引导大学生树立正确的就业观念,使学生在竞争激烈的就业创业中脱颖而出。 创业孵化大学生创业途径 一、高校大学生创业孵化的意义 联合国教科文组织在“面向21世纪教育国际研讨会”上提出了学习的“第三本护照”的概念,将发展青年的创业能力问题作为重要的议题进行讨论,会议认为应把创业能力提高到与目前学术性和职业教育同等的地位。由此可见,创业己经成一个全球范围内所广泛关注和思考的问题,我国作为一个发展中国家更需要认真对待和重视。 近年来,随着我国社会经济的不断发展,创业环境也日渐成熟,在当今这样一个知识经济的时代,大学生群体作为其中的中坚力量在这一趋势中无疑发挥着重要作用。大学生群体在专业领域普遍具有较高的文化素质和专业技能,在另一方面,他们也患有远大的理想、敢于创新,能够突破传统的束缚,对工作充满热情和活力,富有朝气与活力,是最适宜创业的一个群体。在创业的过程中,大学生可以发挥自身的优势,运用科学技术与文化创意等方法灵活创业,使得创业实践活动取得较大的成功和更好的效益。 二、高校共青团服务大学生就业创业的困境 高校共青团组织是大学生群体中最为先进的青年组织,具有悠久的扎根于高校的历史,在新的历史条件下,对于发展和巩固党领导下的青年组织、团结带领广大青年为实现中华民族的伟大理想而共同奋斗提出了新的要求。在如今创业大浪潮的环境下,组织青年开展就业创业教育成为了高校共青团组织帮助大学生群体就业创业最现实、最紧迫的需求之一。高校共青团在实际工作中应及时转变观念,把推进大学生就业创业作为自己新时代的根本职责。尽管在实际工作中,但在实际工作中,我们也发现,尽管高校共青团在促进青年就业创业发面具有自己独特的优势,但在定位与执行力等方面依旧存在一些问题。 由于高校共青团在大学生就业创业教育中起步较晚,存在认识不足等问题,加上目前大学生就业创业的实践经验普遍缺乏,在高校的创业教育中,也存在“重理论、轻实践”的问题,即对于实践创新方面的教育较少,使得创业教育并未能够取得理想的效果。另一方面,社会实践基地的创建对于提高大学生的社会经验和实践能力有很好的帮助,但由于财力、物力等诸多综合因素的限制,使得许多大学生的社会实践基地没有办法得到有效的保障。仅仅依靠学校团委的力量是远远不够的,解决大学生的就业创业实践问题还必须得到全社会有效资源的支持。此外,由于工作范围的限制,高校共青团组织与外界的沟通并未达到最优,信息沟通的不良导致高校团组织无法为毕业生提供高效、有价值、科学的各类信息。从高校毕业生本身来说,由于刚刚步入社会,本身就存在获取信息不通的劣势,面对鱼龙混杂的就业创业信息平台,如何确定其信息的真实性和可靠性也成为困扰毕业生的一大难题。一些创业孵化项目尽管有良好的创意与研究思路,但由于无法得到贯穿始终的指导,加上缺乏科学的管理与市场推广,最终难以取得理想成效。一些社团干部,对于大学生就业创业的执行能力较差,无法落实任务目标,存在利己主义的思想和形式主义,在工作中以自我为中心,对于大学生在就业过程中遇到的就业岗位较少、工作难度大等现象表现出一种消极观望的态度和情绪。还有一些社团干部,为大学生就业创业工作服务的意识薄弱,没有正确梳理为青年就业创业工作服务的意识,因此,在实际工作中也应对有意向创业的大学生提供一定的支持与鼓励。 三、高校大学生就业创业孵化的有效途径 经过以上研究我们发现,良好的创业孵化基地的知识、技能培训等组织人力资本对大学生创业具有非常正向的影响,而组织社会资本和组织物质资本的影响则相对较小。造成这一现象的原因与目前我国高校的教育内容滞后密切相关。 当前,我国正处于经济发展的转型期,各行各业在发展的过程当中都面临着结构性的转变,原有的知识架构和理论体系也在不断的改进与完善。高校作为人才输出的摇篮,为适应经济发展的要求,也需要与时俱进,不断的修订和完善自己的教学理念与教学内容,适应社会发展的新形势。现行的教育体制,对于大学生就业创业技能方面的培训相对较少,而对于大学生本身来说,先进的技术手段、高效率的管理模式以及广泛的知识积累是影响其人力资本质量的重要因素,直接关系到其自身的创业水平及成效,而目前许多高校在这一方面的教学内容未能达到社会的新需求,亟待进一步的改进。 创业并不总是一帆风顺的,往往伴随着一定的风险,创业的过程对于创业者来说也是一个不断克服困难和阻碍的过程。创业在客观上要求创业者要具备良好的创业素质与技能。目前,我国的高等教育模式仍然较为单一,偏重基础理论的教育而非能力教育,这也导致了一部分大学生动手能力较弱,缺乏实践经验,在遇到实际困难时分析和解决问题的能力也普遍较差,“高分低能”的例子并不少见。高校作为大学生教育工作的一个重要基地应该在大学生技能培训方面发挥更大的作用。从根本上扭转高校教育的不平衡的状态,真正的提高大学生创业能力与水平,一方面需要政府在宏观层面上面加强引导,营造良好的社会氛围,为大学生提供更多的有制度化保障的创业就业的实践机会。另一方面,也应注重建设创业孵化基地等多功能载体,为社会输出更多优秀的创业人才。在高校方面,高校自身也应注意改革教育教学内容,增加对大学生各种实践能力及管理能力的培养,提高大学生的人力资本质量,使得大学生在创业过程中更具优势,真正提高大学生自主创业的优势及水平。参考文献: 大学化工毕业论文:轻化工程专业大学生实践教学研究 摘要:本研究针对当前我校轻化工程专业大学生实践能力培养过程中存在的问题与困难,探讨今后轻化工程专业大学生实践教学思路与努力方向。从大学生专业学习角度出发,探索如何将学生实践能力的培养与专业学习进行有效结合,激发大学生实践能力培养的自主性和积极性,通过创新专业教育形式有效提高大学生实践能力,为进一步完善我校轻化工程专业学生实践能力培养模式、课程体系设置提供理论和实践支撑。 关键词:实践能力;实践教学;课程体系 一、课题研究背景和意义 我校轻化工程专业2007年开始招生,依托绍兴市重点学科“纺织化学与染整学科”,目前已列入省新兴特色专业建设计划。结合我校“地方性院校、应用型人才培养、服务地方为主”的办学定位和本专业的区域产业背景,轻化工程专业始终坚持以服务地方为主,以满足岗位或职业需要,培养应用技术型人才为导向的高等教育办学方向。但由于办学时间短,经验不足,在大学生实践能力培养的探索中面临许多问题和挑战。我国把培养具有创新意识和实践能力的高质量人才作为21世纪高等教育发展的目标。2005年教育部印发的《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中第10条明确提出要“大力加强实践教学,切实提高大学生的实践能力”[1]。中共中央关于构建社会主义和谐社会若干重大问题的决定也指出:保持高等院校招生合理增长,注重增强学生的实践能力、创业能力。这是实施科教兴国战略和人才强国战略,全面实施素质教育,提高教育质量,构建社会主义和谐社会的重大课题。进入21世纪以来,随着科技的进步和社会的发展,大学生就业问题日益突出,大学生实践能力和创新能力在就业和实际工作中也越来越重要。社会建设的发展、社会生产力的转化、社会价值的创造与实践能力、创新能力密切相关。具体到学生个体,实践能力已经成为影响大学生就业的关键因素,也决定着学生能否立足社会以及未来的发展前景和命运[2]。大学生自身乃至家庭对大学生实践能力培养都抱有较高的期待和要求。因此,重视培养并提高大学生的实践能力已经日益成为社会关注的焦点。 二、大学生实践能力培养存在的问题 高校大学生实践能力的培养是一种可持续性学习和能力发展的过程,是在学习专业知识的基础上又能综合运用专业知识的培养过程。从大学生实践能力培养理念和目标上讲,是在培养理论知识运用能力、专业技术操作能力等专业性实践能力的基础上,注重和拓展学生的岗位适应能力、专业迁移能力和内在发展潜力的培养,而这种能力的培养需要充分利用丰富的专业教育教学资源[3]。目前我校轻化工程专业在大学生实践能力培养与专业教学的有效结合方面还存在许多不足,主要表现在: 1.认识实习时间安排较晚,实习机会少。轻化工程专业将学生的认识实习安排在大学二年级下半学期,主要目的是让学生在专业课程学习之前对本专业有一个实际的感性认识,但由于部分专业课程提前到二年级上半学期,导致实习安排较晚、实习时间相对集中、缺少连贯性、实习机会少等问题。 2.实习内容缺少精心设计与指导,没有机会将所学专业知识应用于实践中。目前,虽然在实习的安排上已经开始注重与专业的相关性相结合,但在具体实习过程中,学生还不能有效地将所学专业知识与实践相结合,主要原因是在实习内容和细节层面缺乏精心的设计和指导。 3.课程实践性无法彰显,教学方式有待于进一步改善。课程设置的实践性得不到充分彰显,在教学内容上,有关实际案例等实践联系理论的内容不多,教学方式也始终无法突破讲授式的局限,实践课程太少,专业课程中不注重对实践能力的培养。 4.教师实践培养能力较弱。轻化工程专业教师主要以学术科研为主,偏重于知识讲授,缺乏与实际结合的经验。教师师资结构的单一化、实践经验的薄弱化构成了大学生实践能力培养的瓶颈。 5.实践基地建设有待加强。学校实践教育经费的投入明显不足,稳定、有效、专业地参与大学生实践能力和创新能力培养的实习实训基地较少,实习保障机制不健全,大多数学生不能参与到企业日常的具体工作中去,实习基地的建设和相关配套机制的健全迫在眉睫。 三、轻化工程专业实践教学体系构建基本原则 1.目标性原则。根据轻化工程专业人才培养目标和人才培养规格来构建实践教学体系。 2.系统化原则。结合轻化工程专业特点,按照组成实践教学活动各环节的地位、作用及相互之间的内在联系,形成相互联系的实践教学体系,做到实践教学活动各要素之间的协调统一,并贯穿于教学全过程。 3.效益原则。实践教学体系中要体现各环节设置的效益和实效性,最大程度地节约资源。 4.规范化管理原则。创新实践教学环节的内容和形式,加强和规范实践教学过程的管理,制定出科学合理的考评体系和指标。 四、轻化工程专业实践教学层次、模块及相互关系 本专业实践教学环节包括实验、实习、实训等,具体见图1。 实践教学环节是环环相扣、循序渐进、由浅入深的系统过程。本专业实践教学在第一学年开设专业教育和认识实习、基础化学实验,第二学年开设物理化学实验和化工原理课程设计,第三学年开设染整工艺实验,第四学年开设染色打样实践、综合实验、毕业实习、毕业设计(具体可见图2)。不同的实践环节指向不同的专业能力的培养,各实践环节之间相互对应,前后关联(具体可见图3),形成一个有机的整体。 在实践过程中,我们发现轻化工程专业学生实践能力培养还有许多需要改进和完善之处。需要进一步创建校内外创新实践基地,构筑开放式实验教学新体系,改革和完善学生和教师评价体系,建立创新激励机制,引导和激励学生进行创新精神和创新能力的培养。 大学化工毕业论文:化工专业大学生创新性实验计划项目的实践研究 摘 要:当前,我国正处于发展的重要战略机遇期,大力培育创新型人才,为建设创新型国家、国家创新体系和全面建设小康社会,提供坚强的人才保证和智力保障,显得尤为迫切和重要。实践性教学是对大学生进行实践能力培养的重要途径,为强化实践教学,教育部推出“大学生创新性实验计划”,倡导以本科学生为主体的创新性实验改革,调动学生的主动性、积极性和创造性,激发学生的创新思维和创新意识,在校园内形成创新教育氛围,建设创新教育文化,全面提升学生的创新实验能力。 关键词:大学生;创新性;实验计划 社会需要创新型人才,高校培养人才的实践创新能力,需要转变教育思想观念,大胆创新人才培养模式。实践性教学是对大学生进行实践能力培养的重要途径,为强化实践教学,教育部推出“大学生创新性实验计划”(以下简称“实验计划”),支持本科生申报高校教学质量工程项目,旨在资助本科生开展创新性实验,初步涉及科学研究领域,激发科学研究的兴趣,为培养实践创新人才搭建平台。该项目采用学生选题与自主申报、学生与指导教师双向选择、各学院推荐、学生答辩、专家评审、立项资助、监督管理、分阶段验收等模式进行。以研究项目为载体,依托学科、科研优势,结合本科生导师制,利用学校各类实验室、工程中心、产学研基地和研究所的教学科研资源,为大学生开展科技活动创造有利条件。 经过几年的实践,我们在“实验计划”实施中探索了一些规律性的做法,并实践出以下模式:将要报的实验内容实行模块化整合,分为两个层次。第一层次是在低年级学生中开展,让学生开始进行一些基础实验,了解老师的课题方向等,为后续申报项目奠定基础。当这部分学生到了高年级就进入第二层次,进行项目申报或参加教师科研,开始创新性实验。这样带着任务去学习,学习的目的性增强,同时也使学生的学习由被动变为主动。具体实施过程如下: 项目申报。学生在完成教师规定的基础实验后,一方面,可以根据自己的兴趣和能力自拟题目,进行申报。自拟题目者需在申请中写明其创新思路,可自主地进行实验,极大地激发了他们的学习兴趣,是锻炼学生独立思考能力和设计能力的良好机会;另一方面,教师可以向学生公布一些适宜学生做的课题内容,使学生有机会参与教师的科研工作,感受科学研究的氛围,接受创新意识的熏陶与锻炼。 制订实验方案。实验前必须制订周密而具体的实验方案,制订方案时要反复推敲,认真考虑方案的合理性与可行性,并可采用一定的数学模型如正交试验等方法,用尽可能少的实验次数,取得尽可能多的实验结果。 实验研究过程。实验研究是创新实验的中心环节,要求学生以严谨的科学态度进行各实验工作,同时充分发挥观察力、想象力和逻辑思维判断力,对实验中出现的各种现象p数据进行分析与评价,并运用已学过的数据处理理论与方法对实验结果进行整理p分析与归类,找出其中规律。这样的实验教学方法不仅有利于提高学生主动索取知识的积极性,也增强了学生分析问题和解决实际问题的能力。 项目总结报告(论文)的撰写。项目的完成,意味着一个完整实验过程结束,这就要求学生对实验过程及获取的结果进行总结评价,这也是学生进入毕业论文前的一个实训过程。因此,项目总结报告的撰写要求按照一般科研论文的写作方法进行,内容包括标题、作者、摘要、关键词、引言、正文(材料与方法、结果与分析)、结论、参考文献及外文分析及讨论,这将要组织学生集体讨论。先将讨论内容变成一个个问答题,分配给参与项目的学生,要他们回到书本,通过图书资料,甚至网络获取答案,实现从“实践到理论”的飞跃。正是这种规范的要求,学生完成的每一个项目都撰写了1~2篇研究论文,培养了学生撰写科技论文的能力。该成果除用于实验项目的鉴定、验收外,教学职能部门还将其作为指导教师的教学成果进行界定,为推进大学生创新性实验工作的深入有序开展提供了有益支撑。 通过“实验计划”项目的实施,我们探索并实践了一种新的实验教学模式,较好地培养了化工专业学生的创新意识与实践能力。项目实施既体现出了个性化培养的理念,又提高了学生对整个大学阶段相关知识的掌握与应用的能力。从实践来看,项目的实施增强了学生的学习兴趣,提高了学生的资料查阅能力、实验动手操作能力、综合知识的运用能力和论文的撰写能力。正是因为这种创新能力的提高,提高了创业和就业质量,较好地达到了培养创新型人才的目的。 (作者单位:兰州大学化学化工学院) 大学化工毕业论文:新媒体时代下大学生网络文化工作室建设研究 摘要: 本文结合西安邮电大学新媒体建设应用情况,阐述了建设大学生网络文化工作室的意义,分析了该校当前新媒体使用现状,并由此提出了建立学校建设大学生网络文化工作室的思路。 关键词: 新媒体;大学生;网络文化;工作室 0 引言 当前,信息传播和接收方式发生了巨大变革,大学生作为使用新媒体技术最为广泛、最为活跃的群体之一,浸润于新媒体环境,成长于新媒体环境,生活方式、思维方式、行为方式无不被烙上新媒体时代印记。 1 建设大学生网络文化工作室的意义 党的十八大报告中非常重视信息化建设工作,也强调:“着力提升新媒体时代社会沟通能力”。如何占领网络舆论的制高点,利用新媒体手段去开展学生思想政治教育,进一步贴近实际,贴近学生,是学校加强学生网络思想政治教育的重要课题。因此,成立西安邮电大学大学生网络文化工作室,利用新平台、新载体,创造性地开展大学生网络思想政治教育,融入社会主义优秀价值观内容,传播优秀传统文化,对进一步深化学校“人文与科学并重”的办学理念、实现立德树人目标有着重要的意义。 2 当前新媒体使用现状分析 2.1 形式多样,内容分散 目前,西安邮电大学在新媒体运用上,相关职能部门、学工系统、各二级学院都有自己的网站,学工系统老师有自己的QQ群、博客、微博和微信等网络多媒体,涉及到思想政治教育、心理健康、教务管理、职业生涯规划、日常生活服务等内容,但是没有学校层面的系统架构,资源分散不能充分利用,也无法做到相互交流、相互借鉴和相互学习。 2.2 专业平台已搭建,渐行体系 学校e-learning工作室,根据教务处汇总的全校重点、难点课程信息,针对性地对一批校本课程进行微课程建设,目前已经系统性的完成了《大学物理》、《高等数学》、《通信原理》、《电路分析》等一系列课程的建设与,同时也摸索和总结出了视频课程制作的宝贵经验,形成了具有西邮特色的教学信息化服务与建设模式。 2.3 微信平台数量多,影响力加大 2013年11月以来,学校建立了以微信为主体的网络思想政治教育新媒体应用平台,目前已发展包括思政工作的“党员工作站”、心理健康教育的“西邮下午茶”、实践育人的“西邮科创平台”和服务性的“西邮课表”为代表的101个微信平台,年累计关注用户数万人次。 3 大学生网络文化工作室的建设思路 从以上内容可以看出,成立学校大学生网络文化工作室,可以有效地延伸大学生网络思想政治教育工作的深度和广度,增强工作的吸引力、感染力,提高工作的信息化、数字化、高效化,从而实现育人“润物无声”。 3.1 大学生网络文化工作室的建设方向 ①进行整合资源。通过整合学校各类教育网站、网络工作室和新媒体等平台,统一管理,建立学校大学生网络文化工作长效机制,做到有的放矢,形成工作室整体协调。②加强队伍建设。使工作室的新媒体手段不断新颖化、易接受化;使工作室的管理方式更加规范化、科学化;使工作室的教育内容更加人文化,感染化。③提供条件保障。大学生网络文化工作室要发挥作用,需要从学校层面解决工作室运转所需的经费、场所和人员,只有解决了人、财、物,工作室的功能才能不断深化、教育方式才能不断创新、教育影响力才能不断扩大,才能在对学校的实践育人工作发挥积极的促进作用。 3.2 大学生网络文化工作室的建设重点 ①建立“一”个机制。结合学校具体情况,建立“西邮人”网络文化工作室的管理、运行、评价机制和激励措施,建章立制,宏观调控工作室的运转,完善教育服务育人能力,提高学生思想政治教育的成效。②突出“三”个主体。以党员工作站、学生团学组织和学生社团的学生骨干为创作主体,扩大“西邮人”网络文化工作室的影响。为学生的成长成才服务是建立大学生网络文化工作室的源动力,只有不断地贴近学生、服务学生,工作室才能永葆活力,因此可以代表学生最广泛需求的学生骨干是工作室不断创新和开展教育服务工作的基本保障。③打造“一”批品牌。一是宣传品牌,科学设置大学生网络文化工作室活动内容,图文音像并茂,提高工作室的宣传实效;二是实践品牌,以学校科技创新基地和挑战杯等科技创新活动为依托,开发应用APP,提升学生实践能力;三是文化品牌,根据学校专业特色,整合资源,成立“西邮风采”视觉传媒,展示“西邮人精神”,让育人潜移默化。 4 大学生网络文化工作室的功能模块建设 4.1 建成“西邮e家”平台 以学校党建进学生公寓工作为基础,不断提升公寓文化内涵,通过开展网络宣传、网络互动、网络教育和网络培训,营造积极向上公寓文化,让“家”的文化不断入脑入心,为学生创造一个和谐的公寓人文环境,充分发挥宿舍文化在学生思想政治教育中的特殊作用。 4.2 建成“西邮e学”平台 依托学校学科特色,教育和引导学生积极主动学习,将日常学习与网络学习、微课程学习相融合,让工作室成为大家学习的交流空间、答疑解惑的互动空间、创新思路的碰撞空间,增强师生之间沟通、交流,对于学生的困惑、困难等及时给予引导和帮助,有效提高大学生的学习能力、钻研能力、敢于质问的能力,助推学风建设。 4.3 建成“西邮e生活”平台 按照“贴近实际、贴近生活、贴近学生”的原则,整合心理健康教育、学生社团服务、生活服务贴士等资源,让工作室成为学生生活问题的讨论空间、学生生活能力的培养空间、丰富学生生活的休闲空间、真善美的展示空间,有效助推学校第二课堂文化建设,为学生创造一个轻松的人文生活空间。 4.4 建成“西邮e话”平台 积极引导学生开展网络文化、网络思政、网络舆情等内容的正能量传递,宣传典型实践案例,让工作室成为学生文化的交融空间、思想政治潜移默化的教育空间、网络舆情的分析空间,有效增强大学生思想政治教育的针对性、主动性和时效性,从而营造校园网络文化建设的良好氛围。 4.5 建成“西邮e创”平台 打造学生科技在线交流互动平台,开设“学生科技信息”、“竞赛专栏”等板块,推动西安邮电大学学生科技成果转化,让工作室成为学生创新创业思路的孵化空间、学生创新创业经验的推广空间,帮助学生认识自己、明确目标,从而有效促进学生创新创业能力。 5 结语 建立大学生网络文化工作室就是要在信息化大潮中,抢占新阵地,传播正能量,通过相互关注、相互推荐、功能分化,让学生们切实感受到新媒体技术的应用给自己带来的便利,实现学生自我教育、自我管理、自我服务,帮助学生成长成才,最终实现立德树人的目标。 大学化工毕业论文:浅谈三峡大学材料与化工学院化工专业 摘 要 本文从三峡大学材料与化工学院的化工专业的培养目标、课程设置及简介以及该专业毕业生的就业出路三个方面进行了阐述,为化工专业的入学新生尽快适应学校新环境、明确学习目的等起到一定的作用。 关键词 化工专业 培养目标 课程设置 就业 三峡大学材料与化工学院2014级新生马上就要入学了,新生可能在思考诸多问题。我们谈三个方面的问题,供新生参考。(1)通过四年大学学习后同学们将成为什么样的人?(2)化工专业开设那些课程?(3)同学们毕业后就业前景怎样? 首先谈谈通过四年大学学习后同学们将成为什么样的人。 总而言之,对同学们的培养目标是成为厚基础、宽口径、高素质、具有创新精神和实践能力的高级化工工程师。工程师指具有从事工程系统操作、设计、管理,评估能力的人员。按职称(资格)高低,分为:研究员级高级工程师(正高级)、教授级高级工程师(正高级)、高级工程师(副高级)、工程师(中级),助理工程师(初级)。一般来讲,要把同学们培养成为具有创新意识,具备系统、扎实的化工专业基础理论知识和基本技能,宽广的专业面知识,具有一定的化工新产品、新工艺、新设备、新技术的研发能力和较强的工程设计能力,一定的市场认知和开拓能力,良好的外语及信息获取能力,能够胜任化工、石油、能源、环保、医药、食品及劳动安全等部门的工程、技术开发、生产管理和科学研究的应用型高级工程技术人才。 与培养目标相应,需要开设哪些化工专业课程呢?下面对它们作简略介绍。 “体育”课程的作用是促进同学们身心发展,增强体质,并对同学们进行道德品质的教育,使同学们能很好地完成学习任务。 “军事理论”课程以国防教育为主线,通过军事课教学,使大学生掌握基本军事理论与军事技能,增强国防观念和国家安全意识,强化爱国主义、集体主义观念,加强组织纪律性,促进大学生综合素质的提高。 “军事训练”是借助军事化训练,培养同学们克服困难的能力,培养坚强的毅力、良好的沟通和协作能力、百折不挠、打不烂拖不垮的铁血精神,对待生活持正确态度,全面提升个人综合素质。 “大学生心理健康教育”是提高大学生的心理素质,提高大学生的自我调节和自我成长能力,并有助于同学们社会能力、方法能力的形成。 “形势与政策”是促进同学们用马克思主义基本观点、立场和方法,深入了解国情民情、准确把握社会发展动向,提高认识问题、分析问题、解决问题的能力。 “大学英语”和“专业英语”(内容涉及无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、材料化学、环境化学、环境工程等。)是对中学英语的深化,有助于国际交流与合作。 “马克思主义基本原理”是马克思主义科学体系的基本理论、基本范畴,是其立场、观点和方法的理论表达,是科学的世界观和科学的方法论。对于同学们的学习和生活及将来的工作都具有指导意义。 “思想和中国特色社会主义理论体系概论”讲述马克思主义中国化的历史进程和理论成果、马克思主义中国化理论成果的精髓、新民主主义革命理论、社会主义改造理论、社会主义的本质和根本任务、社会主义初级阶段理论等等。 “思想道德修养与法律基础”是使同学们了解大学生活的特点,树立新的学习理念;引导学生正确认识当代大学生的历史使命,树立正确的成才目标;使大学生理解社会主义荣辱观的科学内涵和实践社会主义荣辱观的重要意义;理解和践行“富强、民主、文明、和谐、自由、平等、公正、法治、爱国、敬业、诚信、友善”社会主义优秀价值观;培养学生独立学习和生活的能力,努力塑造良好的自我形象。 “中国近现代史纲要”主要讲述近、现代时期中国人民反对外国侵略斗争,探索国家出路,改革浪潮中的大事变,中国革命的新道路,中华民族的努力奋斗,改革开放与现代化建设等内容。使同学们不忘国耻,坚持四项基本原则,坚持一个中心,两个基本点,构筑中华民族复兴梦。 “大学生就业指导”包括大学生就业的政策指导、技术指导、法律指导、创业指导、就业生涯规划指导、就业岗前指导等内容,为同学们将来就业指明方向。 “创业基础”为同学们指明创业之路,为解决在创业过程中遇到的问题提供思路和方法,为同学们将来自主创业奠定一定的理论基础。 “大学计算机基础”以微型计算机为基础,主要介绍计算机基础知识、Windows XP、Word 2003、Excel 2003、PowerPoint 2003、Office 2010、网络基础、Photoshop、Flash、FrontPage 2003和Access 2003等,同时还概要介绍了Windows 7和DOS等内容。主要训练同学们在计算机应用中非程序设计部分的操作能力,培养同学们的计算机文化素养。 “计算机语言C”广泛应用于基础软件、桌面系统、网络通信、音频视频、游戏娱乐等诸多领域,是世界上使用最广泛的编程语言之一。随着互联网技术的发展,C/C++技术在3G网络通信(移动网络、互联网、Zigbee等专用网络)、多媒体处理、智能识别等领域得到了进一步的推动和发展。 “高等数学”、“大学物理”、“无机化学”及“有机化学”都是同学们在中学已经涉及的课程,其研究对象不变,但是,内容却大大拓宽和加深了,研究手段也发生了质的变化。 “物理化学”是一门从物理学角度分析物质系统化学行为的原理、规律和方法的学科,可谓近代化学的原理根基。 “能源化工”是对一次能源和二次能源的加工和有效利用。一次能源指从自然界获得可直接应用的热能或动力,通常包括煤、石油、天然气等化石燃料及水能、热能等。二次能源指从一次能源经过各种化工过程制得的使用价值更高的燃料,例如,由石油炼制得到的汽油、柴油、重油等。本课程讲述通过改进化工生产工艺,可以减少能耗,降低生产成本,提高经济效益。 “高分子物理化学”是以高分子链为中心内容的研究领域。它包括天然的和合成的高聚物在聚合过程中所生成的高分子链的分子量分布,链结构的序列分布,支化、交联、降解和其他化学反应过程的链结构理论分析,分子链的构象统计,稀溶液性质,溶液理论等内容。 “现代化工概论”使同学们学习和了解现代化工概貌及其工程与技术基础知识,化工各领域的基础知识、典型生产过程及发展的方向等,同时结合新世纪化工面临的挑战阐述了传统化工向绿色化、精细化、高科技化的现代化工的发展趋势。 “化工分离工程”讲述化工生产过程中,原料或中间产物或粗产品等混合物的分离,利用被分离组分间的物理性质或化学性质的差异,采用机械分离工程方法或传质分离工程方法将混合物分离开来。 “化工传递过程”着重阐述动量、热量和质量的传递实质和规律,以及传递过程中强度量分布和传递速率。 “化工过程模拟”主要介绍化工过程模拟的基本原理和应用,重点讲述主要化工单元过程的计算。 “仪器分析”是以物质的物理和物理化学的性质为基础建立起来的一种分析方法。利用比较特殊的仪器,采用几十种分析方法,对物质进行定性分析、定量分析和形态分析。同学们将学习多种分析方法的原理、操作及应用于化工生产中的许多物理量的测量。 “化工过程设计及开发“是研究如何进行化工产品开发。化工产品开发是新的化工产品或新的化工工艺经过实验室研究、放大试验到工业化生产的全过程。课程涉及合成、工艺、工程、设备、控制、经济及环保等多种学科知识,是从学习化工专业知识到应用知识的桥梁。通过学习,同学们可以了解新的化工产品开发的过程和开发的方法。 “化工热力学”是热力学化学工程领域的一门学科,是以热力学第一定律及第二定律出发,研究化工过程中各种能量的相互转化和有效利用以及研究变化过程达到平衡的理论极限、条件或状态,是化工过程开发、设计和生产的理论依据和有力的工具。 “化工系统工程“是对化工生产过程中的某个系统,谋求该系统的整体优化,即合理确定和控制系统各个组成部分输入、输出状态,使得反映系统效益的某种定量函数达到最大值或最小值。这种体现系统整体目标的函数称为目标函数。例如进行某个化工装置的最优设计时,通常选用投资费用和操作费用作为目标函数,以寻求总费用最小的设计方案。 “化学反应工程”是以工业反应过程为主要研究对象,以反应技术的开发、反应过程的优化和反应器设计为主要目的的一门新兴工程学科。 “过程装备控制技术及应用”是从过程装备自动控制的应用角度出发,主要介绍过程控制系统的基本概念,过程控制系统的组成、原理及其应用;压力、温度、流量、液位、物质成分等常见参数的测量方法及所用仪器、仪表的结构、原理和应用。 “化工工艺学”是研究将各种原料加工成为更有价值的消费品或生产资料的过程。本课程以典型的化工产品生产工艺为主线,介绍其涉及的化工过程,介绍基础理论和生产方法,例如工艺路线分析、反应原理、影响因素、工艺条件的确定、流程的组织及主要设备结构的特点等内容,使同学们初步掌握化工工艺过程的基本思路和技巧。 大学化工毕业论文:三峡大学材料与化工学院化工专业谈 摘 要 本文从三峡大学材料与化工学院的化工专业的培养目标、课程设置及简介以及该专业毕业生的就业出路三个方面进行了阐述,为化工专业的入学新生尽快适应学校新环境、明确学习目的等起到一定的作用。 关键词 化工专业 培养目标 课程设置 就业 化工专业的其它课程及其简介如下: “化工安全生产” 课程学习化工生产中的安全知识。安全是人类最重要和最基本的需求。安全生产既是人们生命健康的保证,也是企业生存与发展的基础,更是社会稳定和经济发展的前提和条件。 “工厂设计”是一项技术与经济相结合的综合性设计工作。广义的工厂设计还包括对建设项目的投资决策、设计程序。 工厂设计通常包括设计前期工作、初步设计和施工图设计三个阶段。学生们只做初步设计。 “机械原理”着重讲述分析和设计现代机械的基本技能和思维方法。它是机械类专业的主干课程,对化工专业的学生,要求没有那么严格。 “机械制图”是用图样确切表示机械的结构形状、尺寸大小、工作原理和技术要求的学科。图样由图形、符号、文字和数字等组成,是表达设计意图和制造要求以及交流经验的技术文件,常被称为工程界的语言。学生们通过学习,能够识图和作图。 “机械设计”是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。对化工专业的学生,要求没有机械类的严格。 “电工电子学”是电工基础、电路基本分析、数字电子、模拟电子等电类基础学科的共称。是所有理工类专业学习的基础课程。内容包括电路和电路元器件、电路分析基础、基本放大电路、集成运算放大电路、数字集成电路、波形的产生和变换、功率电子电路、变压器和交流电动机。 “文献检索和科技写作”主要介绍文献检索的基本知识、工具书类型及功用、网络信息资源、国内外的全文数据库检索、著名外文文摘检索、专利文献检索、特种文献检索及科技论文写作等相关内容。 “现代企业管理与产品营销”讲述怎样对企业的生产经营活动进行组织、计划、指挥、监督和调节等。 “毕业设计”是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。通过毕业设计,能使学生综合应用所学的各种理论知识和技能,进行全面、系统、严格的基本能力的练习。 “物理实验”、“无机及分析化学实验”、“有机化学实验”、“物理化学实验”“化工原理实验”及“高分子化学实验”是学生们将理论知识应用于实际,培养学生们的动手能力而设置的。化学工程与工艺专业建设以来,学校已投入专业建设经费300余万元。现有面积260平方米;800元以上的仪器、设备300多台(套),仪器设备总值近450万元。除普通仪器设备外,拥有变压吸附实验装置、薄壁容器应力测定实验装置、安全阀泄放性能测定实验装置、三元液液平衡数据的测定、乙苯脱氢实验、传热过程综合实训、反应精馏、纳滤反渗透分离实验、尿素仿真与实训、管式反应器流动特性测定实验、间歇反应实训等装置。 “认识实习”、“化工实习”、“工程基础训练”、“化工综合实训”是能让学生们面向企业、面向化工生产实际而设置的。我们学院实训实习基地有湖北宜化化工股份有限公司,湖北兴发集团有限公司,湖北当阳华强化工集团有限公司,湖北华阳化工有限公司。 从化工专业的课程设置可以看出,为了把学生们打造成为过硬的高级化工工程师,开设了基础理论课程,如高等数学、大学物理、无机化学。有机化学、物理化学等;开设了专业基础及专业课程,如分析化学、高分子物理与化学、化学工程制图、化工原理、化工传递过程、化工热力学、现代化工概论、化工过程模拟、化工系统工程、能源化工、化工分离工程、化学反应工程、化工工艺学、化学工程设备、化工安全生产等。作为高级化工工程师,还应该懂得一些机电仪表方面的知识,从而开设了机械制图、机械原理、机械设计、电工电子学、过程装备控制技术及应用等。为了提高学生们的综合素质和多方面的能力,相应开设了一些通识课程和实习实训课程(前已述及)。 学生们毕业后有两个走向,一个是考研究生,进一步深造。二是参加工作。二者均可视为就业方式。 下面谈谈第二种就业方式。 首先,从化工产品谈这个问题。化工产品种类繁多,从某个角度可以分为以下几类: (1)化学矿:硫矿、磷矿、硼矿、钾矿、其它化学矿。 (2)无机化工原料:酸类、碱类、无机盐其它金属盐类、氧化物、单质、工业气体及其它无机化工原料。 (3)有机化工原料:基本有机化工原料、一般有机原料及有机中间体。 (4)化学肥料:氮肥、磷肥、钾肥、复合肥料、微量元素肥料、细菌肥料、 农药肥料及其它肥料。 (5)农药:杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂、杀鼠剂、混合剂型及生物农药。 (6)高分子聚合物:合成树脂及塑料、合成橡胶、合成纤维单(聚)体、塑料制品及其它高分子聚合物。 (7)涂料及无机颜料:油漆、特种印刷油墨、无机颜料及其它涂料。 (8)染料及有机颜料:纤维用染料、皮革染料、涂料印花浆、电影胶片用染料、有机颜料及其它染料。 (9)信息用化学品:片基、电影胶片、X光片、特种胶片、照相用化学品、磁记录材料。 (10)化学试剂:通用试剂、高纯试剂及高纯物质。 (11)食品和饲料添加剂:食品添加剂和饲料添加剂。 (12)合成药品:抗感染类、解热镇痛药、维生素类药物、抗寄生虫病药物、内分泌系统用药、抗肿瘤药、心血管系统用药、呼吸系统用药、平喘药、神经系统用药、消化系统用药、沁尿系统用药、血液系统用药、调节酸碱平衡药、手术麻醉用药、解毒药、生化药、创伤外科用药、五官科用药、皮肤科用药、诊断用药、滋补营养药、放射同位素原料药、制剂用料和附加剂及其它化学原料药。 (13)日用化学品:肥皂、洗涤剂、香料、化妆品及其它日用化学品。 (14)胶粘剂:聚醋酸乙烯胶粘剂、对脂胶粘剂、丙烯酸酯胶粘剂、聚氯酯胶粘剂、三聚氰胺胶粘剂、橡胶型胶粘剂、无机胶粘剂、热熔胶及其它胶粘剂。 (15)橡胶制品:轮胎外胎、轮胎内胎、力车胎外胎、力车胎内胎、航空轮胎系统、橡胶运输带、橡胶类传动带、橡胶三角带、橡胶风扇带、橡胶胶管、再生胶、油法再生胶、水油法再生胶及其它再生胶、橡胶导风筒、橡胶杂品、乳胶制品、胶布制品、O形橡胶密封圈、密封圈、特种橡胶制品及其它橡胶制品。 (16)催化剂及化学助剂:催化剂、印染助剂、塑料助剂、橡胶助剂、水处理剂、合成纤维抽丝用油、有机抽提剂、高分子聚合物添加剂、表面活性剂、皮革用助剂、农药乳化剂、钻井用化学品、建工及建材用化学品、机械用化学助剂、炭黑、吸附剂、冶炼助剂、电子工业用化学助剂、油品添加剂及其它化学助剂。 (17)火工产品:烈性炸药、起爆药及导火索。 (18)其它化学品:煤炭化学产品、林产化学品、酶及其它化工产品。 由此可见,化工产品如此之多,化工专业的就业之路是非常广阔的。 下面,我们给出一部分数据,进一步说明这一点。 与2012年相比,2013年,我国化工行业企业3.32万家,实现总产值11.28万亿元,同比增长31.5%;利润总额为8234.34亿元,同比增长19.0%。完成固定资产投资7348.71亿元,同比增长15.3%;进出口总额2600.2亿美元,同比增长35.7%,其中进口和出口总额分别为1517亿美元和1083.2亿美元,分别增长34.4%和37.5%。 我国化肥产量总计6619.8万吨/年,同比上升2.5%。其中:尿素产量2516.3万吨/年,磷肥产量1701.4万吨/年,钾肥产量396.8万吨/年。化学农药原药产量(折纯)234.2万吨,同比增长20.4%。我国乙烯产量1419万吨,增长31.7%;纯苯产量553.1万吨,增长18.7%;甲醇产量1574.3万吨,增长26.2%;硫酸产量7060.1万吨,增长18.7%;烧碱产量2086.7万吨,增长12.8%;合成树脂产量4361万吨,增长18.3%;合成纤维单体产量1373.8万吨,增长17.3%;轮胎产量7.76亿条,增长19.8%。 还有,据全国化工人才交流中心负责人介绍,目前排名世界500强的化工企业绝大多数都在中国设立了公司,国内民营化工企业也迅速崛起,由此迅速拉动了对化工类人才的需求。企业需求最大的前三个专业是化学工程与工艺、高分子材料与工程和精细化工,分别占到需求总数的19%、14%和14%。化学工程与工艺是人才市场最走俏的专业。 据可靠消息,宜昌市某保险企业,点名要化工专业方面的人才。至于其它看似与化工专业无关的企业和事业单位,都可能需要化工专业方面的人才。可见,化工专业的就业门路极其广阔。 化学工业还是所有高新技术产业的支撑工业,如能源、电子、信息、生物及材料等领域,都离不开化学工业提供的物质支撑。 三峡大学深入贯彻落实党的十八届三中全会提出的“要健全促进就业创业体制机制”,“促进以高校毕业生为重点的青年就业”的精神,着力推进三峡大学毕业生就业创业体制机制建设,完善就业服务体系,卓有成效。今年,经过专家组来三峡大学实地调研,然后综合评定:三峡大学进入了“全国就业50强高校”之列。学生们临近毕业时,促使学生们就业的举措之一是我们学院和学校将组织人员到全国许多地方,联系与化工专业有关的企业,让学生们与企业做双向选择。 大学化工毕业论文:非化学化工类专业的《大学化学》课程改革与实践 摘要:针对非化学化工类专业大学化学课程原有的单一教学模式,提出了大学化学教学改革的重点应结合专业特点,因材施教,使化学和工程技术尽可能联系起来,提高学生学习兴趣。课程改革主要从课程体系、教学方法和考核方法等方面进行,通过几年的实践,取得了良好的效果。 关键词:非化类专业教学模式 改革 考核方式 随着科学技术的飞速发展,各学科间的相互渗透日益加深。新时期人才观要求科技工作者应具备比较完善、合理的知识结构。对非化学化工类学生而言,化学课程是作为高等教育中实施化学教育的基础课程,对完善学生的知识能力结构,实施素质教育具有重要作用,因此化学素质教育是高等教育中不可或缺的部分[1]。此外我校启动了“卓越工程师培养计划”,旨在培养和造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类复合型工程技术人才,卓越计划涉及的多个非化类专业中均开设化学课程。原来非化学化工类专业基础化学课程的设置单一,教学模式固定,造成课程与专业联系不紧密。因此我们结合各专业的特点,因材施教,使化学和工程技术尽可能联系起来,使学生在今后解决实际问题不仅用到化学知识,更重要的是运用化学的思维方法近几年的实践表明,非化学化工类专业课程改革取得了良好的效果。 1.课程体系改革 1.1 结合专业特点,优化、重组教学内容 优化、重组教学内容,改革目前各专业的单一教学内容,是课程体系改革的首要任务。结合专业背景,从培养学生科学素质、创新能力出发,以工程技术的观点来组织教学。我校大学化学课程是由32学时的理论课和8学时的实验课组成。在有限的学时中,如何尽可能的减小非化学化工类学生学习的难度,提高他们的学习兴趣,是我们要解决的第一个难题。为此我们主要结合专业特点进行课程的优化重组,如:针对土木工程专业、道桥专业等增加金属腐蚀、物质结构与材料性能等内容;针对安全工程专业增加化合物和化学反应的腐蚀性、毒性、燃烧爆炸性与安全相关的性质,并让学生知道化学安全的重要性;针对新增的应用物理专业,突出电化学中原电池、电解池等过程中的物理知识,并结合手机充电这一过程激发学生学习兴趣。 1.2 注重实验教学,引入绿色化学概念 化学是一门实践性极强的学科,实验是实施素质教育、培养富有开拓创新能力的高素质人才的关键环节[2],对培养学生的动手能力和提高学生实验技能的重要作用不言而喻。简单的验证性试验内容偏多是以往的实验存在的主要问题,这不仅浪费财力物力,也不利于学生创造性思维能力的培养。在实验课程只有8学时的前提下,为满足不同专业的实验要求,我们采取设置多种类型的选做实验项目,形成寓专业性和科学性为一体的实验课程体系。 如增加贴近生活的测定性实验――醋酸解离常数的测定、趣味实验――洗发水的简单制备实验、综合性实验――碘酸铜溶度积常数的测定等。这样既训练学生化学实验的基本技能和相关知识,又提高学生的兴趣和动手、动脑能力。 同时还适时地将绿色化学的概念引入到实验中去,使学生明白实验进行时,也正在向环境排放着“三废”,而且我们学生是首当其冲的受害者。因此,我们尽可能选择对人体和环境无危害或危害小的实验药品。如过去的实验中有用SnCl2与Hg2+反应来验证Sn2+ 的还原性和 Hg2+ 的氧化性,后取消了该实验内容,改为课堂演示实验。另外要求学生养成良好的实验习惯,如将有机废液和含重金属离子的废液倒入回收瓶中等,细微之处见成效。 2.教学方法改革 无论教学方法怎样改变,其目的都是一样的,那就是提高学生学习兴趣和教学效果。鼓励教师改变过去传统单一的“传授式”教学法,运用启发式、讨论式、问题引入式等多种教学方法,渗透于每一节课程当中。注重理论联系实际并使用多媒体辅助教学手段,加强课堂教学,调动学生积极性。 2.1上好第一节绪论课 对于非化学化工专业学生来说,很多学生认为自己的专业与大学化学课程联系不大,学习这门课程用处不大,甚至觉得浪费时间。为改变这一观念,我们教研室要求任课教师结合专业特点,认真上好第一节绪论课,因材施教,将学生领进门。如采取提问式和讨论式教学方法让学生讨论一下衣、食、住、行方面与化学有关的例子,本专业为开设化学课程的必要性,化学在本专业中有哪些应用,则立刻引起了学生的热烈讨论。同时也给学生留下很多悬念问题,如常见的社会热点问题――如何利用化学知识解决诸如汽车尾气如何变为无害气体, 如何除去重金属离子污染的废水中有毒的离子,为什么船底、桥桩、储油罐的底部比上部更易遭受腐蚀,为什么海水比淡水的凝固点低等等。通过第一节绪论课,开阔了学生的视野,牢牢抓住学生的好奇心和求知欲,让学生明白这些问题都会在学习本课程过程得以解决。同时让学生明白能够运用所学的化学知识解决哪些实际问题,增强学生解决实际问题的能力,同时也激发了学生学习化学的兴趣。 2.2 注重理论联系实际 如果只注重理论知识的讲解而无应用方面的渗透,无疑会使学生觉得枯燥没用,因此要改变重理论轻应用的教学方法,提高学生解决工程技术中的实际问题。比如在讲解 “稀溶液的通性”时,采取问题引入式教学,联系实际生活中常见的与化学有关的现象,提出问题:“在寒冷的冬天,淡水湖都结冰了,而海水没有结冰,这是为什么?静脉注射为什么采用0.9%的生理盐水而不用其他浓度的?”只要留心,生活处处皆化学。最后让学生根据化学理论分析,自己来解释一下刚才的问题,学生一下子就明白了,并且掌握的更牢固。同时增添一些与现代化学及应用有关的最新科研成果内容,关注社会热点问题,给学生引进化学的概念和知识,提高学生的化学素养和科学思维能力,突出大学化学课程的社会性、应用性。 2.3 使用多媒体辅助教学手段 多媒体教学已逐渐成为当前和以后教学技术手段的主流之一。我们大学化学课程全部采用多媒体辅助教学。与普通教学相比,多媒体教学的明显优势在于其直观性、动态性、交互性,可重复性以及大的信息量和大容量。 大学化学课程内容多学时少,利用多媒体授课,首先节省了板书时间,而且屏幕清楚。其次多媒体教学图文声像并茂,多角度调动学生的情绪、注意力和兴趣。对一些比较抽象的概念,利用多媒体不仅能“讲清楚”,而且收到事半功倍的效果。如在讲共价键的类型分为键和键时,学生不容易听明白,借助多媒体动画演示可轻松解决这一问题;通过一些演示实验,实现了实验内容的扩充,既扩大学生的知识面,又培养学生的探索、创造能力。另外学生的学习水平参差不齐,课下学生还可将课件拷走,方便复习和巩固所学知识。 3.考核方式改革 课程考核是教学的一个极其重要的环节。它不仅是检测学生学习效果的重要途径, 也是检验教师教学效果的有效方法。为客观公平的评价学生的学习情况,我们的考核机制是结合学校实际校情,从三个方面综合衡量学生的学习效果:期末考试成绩占70%,实验成绩占15%,平时成绩(主要包括作业、出勤、课堂练习等)占15%。期末考试的载体是试卷,命题内容重视基础知识及其应用,考察学生分析问题和解决问题的能力。实验成绩有其严格的考核标准,从实验预习、实验过程、实验完成情况和实验报告等几方面综合评定。 结语 结合专业特点,从课程体系、教学方法和考核方式等方面进行改革,理论联系实际,既提高了学生的学习兴趣和积极性,又使学生获得了化学的思维方式去解决实际问题的能力。通过摸索和实践,建立了适合我校非化学化工专业学生实际情况的课程体系,取得了初步的理想效果。 大学化工毕业论文:大学化工专业生产实习的教学研究与实践 摘 要:工业生产技术人才创新能力是未来我国工业发展的关键基础,是新产品和新技术不断研发推广的重要影响因素。但目前很多高校化工专业生产实习并没有达到预期效果,在很多培养环节上还存在着一些不足之处。基于此,该文结合所在学校的实习情况,将对目前高校化工专业生产实习现状进行简单分析,并针对发现的问题提出一些有效解决措施,以期能够通过不断完善来培养更多的高素质化工人才。 关键词:化工 生产实习 教学研究 化学工程与工艺专业主要研究内容是无机化工、有机化工、高分子材料和能源等领域,是一门实践性很强的学科,而且承担着我国化学工业发展人才培养的重任。学生在校期间的生产现场实习是为了培养学生的实际操作能力,也是独立学院创建实用性应用人才所倡导的重要教学环节。通过生产实习能够让学生在校期间了解更多的实际生产过程,掌握并积累一定的实际工业经验。这样不仅有利于学生对各种理论知识的巩固,同时也有利于他们更好地从一个学生转变为一名职业技术人才。 1 化工专业生产实习现状及成因分析 1.1 生产实习现状 生产实习对于每一个在校大学生而言都是一段非常重要的学习阶段,通过生产实习学生可以有效的将理论知识与实践相结合,思考并解决在实际生产生活过程中遇到的各种问题。而且生产实习对于树立工程意识、提高综合实践能力有着不可替代的作用。化工工业生产过程一般都伴随着很多危险因素,稍有不慎就会酿成惨重的后果。刚刚踏入工作岗位的学生难免会因为各种因素在工作上出现差错,所以该专业的学生更应该多多参与生产实习。在校期间就要对典型化工过程和各种生产设备有进一步的了解与认识,能够为其自身踏入工作岗位打下坚实基础。但是目前很多高校因为种种原因,不论是从规模上还是从实际内容上都没有达到预期目标,学生通过生产实习教学环节并没有学到什么实质性的东西。而且很多学生反映生产实习过程更像是一个参观过程,走马观花似的看一下各种设备,大致听一听技术人员的讲解就结束。学校考核时,学生都是从网上下载图片和资料应付过关。可想而知,这种生产实习教学对学生实际能力的培养不能起到多大的作用。 1.2 成因分析 生产实习教学环节之所以出现当前这种问题,究其原因主要有以下几点:第一,学校难以建立一个长期、稳定、专业对口的校外实习基地。校外实习基地的建设不仅需要学校广泛挖掘企业资源,同时也需要企业给予积极响应。市场经济大背景下,企业生产经营更注重实际效益,而且很多企业都有技术保护制度。大学生到企业工厂实习肯定会对企业的技术保护造成一定的威胁,而且大多数学生在这里实习将来也不会在这里工作,这就导致很多企业对于和高校建立长期生产实习基地兴趣不大;第二,学校经费严重不足,难以承担学生生产实习过程中的开销。有研究人员粗略的估算了一下,一个学生在生产实习教学环节中每天大约需要花费70元左右(包括交通费、住宿费、教师和技术人员的讲课费等),如果想要达到一定的生产实习效果,那么实习时间基本要至少保证3~4周。这样一来一个专业学生一次生产实习就需要学校花费较大一笔开支。对于经费已经非常紧张的高校而言,基本是不可能完成的任务;第三,现代工业日趋自动化、集成化,学生即使到现场也难以直接参与动手实践过程。在生产实习教学中,只能听和看,与课堂教学没什么太大的区别,这对于调动学生积极性、主动性影响很大。 2 化工专业生产实习教学改革策略 2.1 全体动员,重视生产实习教学环节 生产实习环节教学效果的提升首先要做的一点就是从思想上重视该教育教学环节,能够了解并认同生产实习对于学生技术技能提升的作用。同时学校要对每一批即将参加生产实习的学生进行思想教育,让他们能够重视学校给提供的这个来之不易的生产实习过程,努力学习更多的实际工业生产技术,积累更多的相关工作经验。作为以培养应用型工程师的独立学院,从院领导到系主任、专业教师都非常重视化工专业的生产实习,实行责任制划分,落实到每位教师每个实习单位。 2.2 积极筹措资金,建立校内化工仿真实训基地 资金是学校开展生产实习教学环节的重要影响因素之一,早在1998年国家教育部就针对高校建设仿真教学实训基地出台了相关指导性意见。海滨学院自设立化学工程专业以来,就积极筹资建设化工专业仿真实验室,运行两年来,已培养了两届化工专业学生。校内化工仿真实训基地是当前高校化工专业生产实习的有效途径,仿真训练系统是一种能够充分发挥学生创造意识的环境,学生可以反复试验自行设计的开停车方案和事故排除方案。对于相关教学改革有着非常大的帮助。 2.3 建立相对稳定的实习基地 校内化工仿真实训基地虽然在一定程度上能够锻炼学生的实际工业生产能力和技能,但毕竟这个教学环节是在校内进行,与实际工业生产还是有一定程度的区别,所以建设长期稳定的校外企业实习基地也是学校应该重点努力的目标。校外实习基地的选择以产品对口、技术先进、设备齐全为理想条件,毕竟这样的工厂代表了该领域最前沿科技和工业生产水平,学生在这种环境中实习能够较全面的掌握相关技术技能,能够将自己所学习到的理论知识全面加以应用。同时学校要积极与企业合作,努力构建“双师型”师资资源体系,为学生的生产实习配备专业、全面的师资培训队伍。学校可以针对企业未来发展规划,制定相应的人才培养计划和相关制度,以吸引更多的企业与学校建立长期稳定实习基地。结合地域性经济结构,依托环渤海经济走廊,海滨学院签署了十余家石油化工企业作为校企合作单位,合作比较成熟的有六七家,每年都为大四学生提供相应的顶岗生产实习岗位,稳固了生产实习基地的建设。 2.4 构建全面有效的生产实习评价标准 全面有效评价标准是制约生产实习教学环节流于形式的关键,学校要根据不同生产实习内容制定有针对性的评价标准,达到全面真实考核学生实习效果的目的。同时考核内容不仅要针对于学生,还要有针对教师教学效果的评价标准。从教师和学生两个角度对整个生产实习教学环节进行考核,防止生产实习变为参观浏览,防止学校仅有的教育教学资源浪费。所以化工专业生产实习教学改革,全面有效的评价标准是关键。 3 结语 生产实习教学环节是提高学生实际生产实践能力的关键,从某种意义上来说,该环节的教育教学价值要远远高于很多课堂理论教学。因此高校有必要针对生产实习教学环节进行多方面的实际论证,以全面提高生产实习教学效果,达到预期教学目标,作为独立学院更是如此。 大学化工毕业论文:化工材料类大学生课外科技活动的现状分析 摘要: 本文以辽宁某地方高校为例,在分析该校化工材料类大学生课外科技活动开展现状的基础上,对其存在的问题及影响因素进行有效研究,并提出了加强和改进大学生课外科技活动的对策及建议。 基金项目:2012年度辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目。 作者简介:高霞(1981-),女,辽宁抚顺人,辽宁石油化工大学,讲师,硕士研究生,研究方向为大学思想政治教育。 0 引言 本调研高校始终将人才培养质量放于首位,着力培养学生的创新精神和实践能力。以“挑战杯”为龙头的科技竞赛、以普及科技知识与营造学术氛围为宗旨的科技创新活动等都展现出了该校创新型人才培养的勃勃生机。然而,大学生课外科技活动作为一项创新型人才培养的系统工程也受到了许多因素的制约。大学生科技创新小组对该校化工材料类专业大学生的课外科技创新活动的现状展开调查。 1 调查对象及方法 本研究采取问卷调查法及走访调查法,随机抽取样本200份,回收问卷194份,有效回收率为97%,其中大一学生54名,大二学生44名,大三学生47名,大四学生49名。调查数据对研究化工材料类大学生课外科技活动的现状具有一定的代表性。本次调查问卷设计问题18题,分别从大学生课外科技活动的参与情况及大学生课外科技活动的影响因素两方面进行调研。 2 调查结果及分析 2.1 课外科技活动的参与情况 2.1.1 低年级学生参与程度较低,科技活动普及率不高 通过调查发现,调查对象中没有参与过科技活动的人数占56.5%,其中一年级学生所占的比例最高达到83.3%。当被问及愿意参与哪类科技活动时,有53%的学生表示想选择自己感兴趣的活动,认为活动效果可事半功倍;有24.7%的学生想参加贴近本专业的活动,以此提高专业水平;13.9%的学生选择了跨学科参与活动,以此拓展个人学术领域。可见,在开展大学生课外科技活动时应注重专业与兴趣爱好的有效结合。在参与类别上,有52.7%学生表示参与过挑战杯、化学竞赛等科技竞赛,38%的学生表示参与过学术讲座,有9.3%的学生选择“其他”选项。可见,活动的类别有一定的倾向性,以科技竞赛为主,普及性科技活动的开展频率和种类仍有待提高。 2.1.2 对参与课外科技活动持积极态度且目的明确 调查结果显示,47.9%的学生认为大学生应适当的参与一些科技活动;31.4%的学生认为参与创新活动对学生的能力提高起到很大的作用。在对参与科技活动的目的进行调查时,49.5%的学生参加课外科技活动的目的是为了锻炼多方面的能力;39.2%的学生是为了获得各类证书,为将来就业和升学赚取筹码;另有15.5%的学生是为了通过参加高端的实验竞赛,增强实验技能。以上结果表明,多数大学生对参与课外科技活动持有积极态度、期望值较高,且参与活动目的较为明确。 2.2 大学生课外科技活动影响因素分析 2.2.1 资源配备不足,物质保障匮乏 在影响因素调查中,认为”经费支持力度和物资设备”是影响活动开展的主要因素的占88.1%。虽然该校对科技活动的经费投入不断增加,但还不能满足活动开展的需要,且在活动场地和设备支持上仍较为有限。 2.2.2 师资力量有限,指导教师投入精力不足 调查表明,仅有21.1%的学生选择了“所有参加竞赛的学生”均有教师指导这一选项,从以往开展的科技创新活动看来,有教师指导的课外科技创新活动效果较佳,学生的参与程度也较高。然而,由于资力量有限,且教师多忙于教学科研工作,在指导学生科技活动上投入精力明显不足。 2.2.3 第一课堂压力过大,学生评价体系单一 调查结果显示,有42.3% 的学生认为其”课业负担重”,担心参与过多的科技活动会影响成绩。有51%的学生认为“缺乏相应的激励机制,难以使学生全身心的投入到科技创新活动中去”。在解决办法调查上,有14.9%的学生认为应当适当减轻学生第一课堂课业负担;有22.2%的学生认为应适当调整课程设置及课时量;有31.4%的学生认为应当完善课程的学分设置,优化课程整合;有38.7%的学生认为应当改革大学生评价体系,将学生参与课外科技活动更多地与奖优评定、保送读研及留校就业等挂钩,施行大学生综合量化考评机制。 3 关于促进化工材料类大学生课外科技活动开展的几点思考 3.1 明确育人目标,科研、普及并重 在化工材料类大学生课外科技活动中,既要重视精英化教育,使部分学生能在科技创新活动中有所建树,也要注意活动的宣传与普及,尽可能吸引更多的学生参与到科技创新活动中来,使其从根本上强化学生的创新意识,科研积极性。针对当前参与面窄、活动普及低等问题,不仅要在基础性研究、群众性普及和高层次竞赛三个层面理顺课外科技活动的开展形式,还要建立纵向阶梯式化工材料类大学生科技创新活动体系。 3.2 健全评价体系,完善激励措施,提高师生参与积极性 对于教师,应设置具体的评价指标来体现其在指导活动中的实际工作量,而不仅以其指导作品的获奖情况为评价依据。对于学生,应建立课程改革、学分设置、综合测评、物质和精神奖励等因素之间的相互联动体系,从而激发其参与科技活动的积极性。 3.3 优化课程设置,注重课内与课外的有机衔接 本次调研发现,难以协调第一课堂与第二课堂的关系是影响学生参与课外科技活动的一个较为突出的原因。化工材料类学生专业课程繁重,近年来,学校虽然在压缩第一课堂课程总量方面做了大量的工作,在某种程度上也减轻了学生的学业负担,但与实际上的要求相比仍有一定的差距。同时,为了保证正常的教学质量,大幅度的削减课程学时更是一种不现实的做法。因此,正确协调第一课堂与第二课堂的关系,重点不在于时间上的调整,而在于内容上的有机融合,促进学生在课堂内外的协调进步。 3.4 建立创新实践基地,采取规范化组织管理模式 目前,学生在参与科技创新活动中存在着缺乏活动场地、设备、活动指导等诸多问题。建立创新实践基地可充分挖掘现有资源并加以整合,以提高学校场地、器材以及现有人力的使用效率,为大学生科技创新活动提供必要的支持。同时,实践基地具有严密的组织管理、连续的培养环节、规范的操作程序、量化的检验标准等优势,又能够解决在分散情况下所造成的管理力量薄弱,监督机制不够完善以及科研经费支出混乱等不利因素。 大学化工毕业论文:大学生思想政治教育精细化工作案例 [摘要]中央16号文件颁发实施以来,各高校坚持“育人为本、德育为先”,不断加强和改进大学生思想政治教育工作[1]。随着国际国内形势的深刻变化,大学生的价值取向和思想观念日趋多元化、复杂化,要求高校政工干部要把思想政治教育做精、做细、做实,进一步提升教育的针对性和实效性,促进大学生健康成长成才。 [关键词]思想政治教育;精细化 国际国内形势的深刻变化,使大学生的思想教育面临挑战越来越突出[2],思想政治教育的粗放型、经验型管理越来越难以适应形势的发展要求[3],新形势下,迫切要求我们对大学生思想政治教育必须坚持“做精、做细、做实”,针对90后的学生价值取向和思想观念日趋个性化、多元化、复杂化的特点,高校必须以人为本,瞄准学生需求,将精细化管理引入思想政治教育工作中,从而进一步提高思想政治教育工作的针对性和实效性。 一、案例的概况 某学院2009级女生黄某,于2010年元旦放假结束后未返校,辅导员通过联系其家长,得知该生元旦放假并没有回家,当即跟黄某的家里以及有可能去的亲戚、朋友、同学联系,同时让他们不间断打黄某的手机;与此同时,辅导员通过其舍友、高中同学以及当晚打通的几次电话,判断黄某和陌生人在一起且其人身自由已经受控制了。学院据此情况及时向公安局报案并提供很多相关信息,警方根据调阅黄某手机的通话记录,综合分析各方面情况,初步判断黄某在湖北被非法传销组织所控制。最后,经过学校的再三努力,警方及时会同校保卫处、该生的辅导员赶往武汉,于1月9日通过用技侦手段在湖北孝感江北找到非法传销窝点并救出黄某。 学生黄某一是由于在传销窝点限制人身自由近十天了,内心有恐惧感;二是由于受到非法传销组织洗脑,上当受骗,羞于和同学见面,思想情绪不稳定;三是时间紧,已经是接近期末复习考试了。学院综合分析考虑以上各方面因素,决定:一让黄某暂时请假一段时间,接受心理疏导和思想教育;二督促其家长配合学院努力安抚黄某的情绪,尽快让她恢复平静;三在学生黄某返校后,视其具体情况采取相应办法,帮助她尽快投入正常的学习、生活中。在那一段时间,辅导员为学生黄某办理期末缓考手续,经常打电话了解黄某情况并做她的思想工作,鼓励其树立信心尽快摆脱非法传销的影响,走出阴影,争取早日返校学习。 辅导员考虑到学生黄某在一定程度上受到非法传销组织的“洗脑”,认为应该争取各种办法,耐心细致的开展思想政治工作,才能尽快帮助黄某走出阴影,勇敢面对过去。一是在黄某返校前,辅导员首先深入黄某所在宿舍、班级做好同学们的思想工作,要求他们在学习和生活上多给予同学黄某帮助,不要在背后议论其被非法传销组织所骗之事,做到象什么事也没有发生似的,从而减轻其心理压力;二是要求同学们在黄某返校后,不要看不起而疏远她,要帮助她树立信心,早日回到正常的学习、生活中;三是为黄某安排专门的补考时间。在黄某返校的当天,学生科长和辅导员一起到宿舍看望她,并鼓励她勇敢走出这起事情的阴影、积极面对今后的学习和生活。同时,在该班安排一次专门的班会,让黄某以身说法,以自己的亲身经历为例,向同学们揭示非法传销组织欺骗大学生的伎俩和惯用手法,通过亲口讲出受骗经过和悔悟,更好的消除自己内心种种顾虑,以平常心态去面对今后的生活。同时也让全体同学通过这一实际案例,吸取教训,提高安全意识,避免上当受骗。 三年来,在学院领导、辅导员和同学们的鼓励和帮助下,学生黄某不仅走出心理阴影,而且对生活充满信心,比以往更加勤奋学习,学习成绩不断取得进步;积极主动参加集体活动,热衷于社团活动,担任校商务协会团支书、宣传委员并荣获校“优秀共青团员”光荣称号;积极参与个人创业计划大赛并荣获 “二等奖”;获校“就业与创业训练营优秀团长”称号,其带领的团队赢得了“优秀团队”称号;同时,珍惜课余时间,通过努力学习获得了英语专业四级、省计算机一级以及教育学、心理学成绩合格证等技能证书。 二、案例分析 学生黄某被非法传销组织所骗,限制人身自由近十天,通过辅导员及时了解情况,向警方提供诸多可靠信息,为黄某得以从传销窝点救出提供条件。该生所在学院正确分析了学生黄某被非法传销组织“洗脑”和救出后存在思想情绪不稳定这一事实,从而作出了“暂时休息一段时间,接受心理疏导和思想教育”的正确决定。 为了帮助黄某做好心理调适,尽快融入集体,辅导员耐心细致的做了思想政治工作。黄某返校前,辅导员深入黄某所在宿舍,班级要求同学们在其返校后尽量帮助她,避免以异样的眼光、态度看待她,帮助她早日回到正常的学习生活中;为了做好黄某的思想转化工作以及通过这一案例教育周围同学提高安全意识,辅导员特地精心安排了一次特殊“班会”;为了让学生黄某尽快忘却这段经历,辅导员讲究工作方式方法,避免与其频繁接触,交待身边同学暗中关注她的情况,然后在适当的时候再及时和她谈心,化解其心中疙瘩,同时鼓励她多参加集体活动。 三、案例点评 学生黄某受非法传销组织蒙骗,学校认为把黄某从非法传销窝点救出来固然重要,但是如何通过教育疏导让黄某正确认识这段被骗的经历,重新树立起对生活的信心,走好今后人生之路更重要。为此,学院制定了正确的帮助教育转化方案。辅导员在帮助教育学生黄某过程中,及时联系沟通其家长,让他们主动配合学校做好该生的思想工作;辅导员适时的做好黄某的心理疏导,把做好心理疏导工作和加强思想教育相结合,让其树立正确的思想认识和建立健康的心理。 在该案例中,学生家长、普通同学、班级干部、辅导员、分管学生工作书记以及学校有关部门通力合作,很好地化解了受蒙骗学生的危险,同时做好其教育转化工作。该案例在高校思想政治教育过程中具有典型意义,整个过程体现了对学生的细心教育、辅导和服务,真正把思想政治教育做具体、做扎实、做出成效。 通过帮助、教育、转化受非法传销组织蒙骗学生这一例子,我们从中得到启发:新时期大学生既渴望走进社会,接触新事物,又涉世未深、社会经验不足、缺乏安全意识,容易导致一些案件的发生;高校政工干部在开展大学生安全教育和案发后的教育转化上要改变传统教育模式,要本着人文关怀,做到严和爱相结合,规范管理和教育引导相结合。此外,新时期开展大学生思想政治教育工作,要进一步提高其针对性和有效性,高校政工干部首先要不断加强自身学习,努力提高自身政治素质和业务素质,同时在工作中要具备“四心”,即“责任心”、 “爱心”、“细心”、“耐心”,才能更好的在大学生思想政治教育工作中讲究精细化,用心挖掘,寻找亮点,做大学生的引路人。 大学化工毕业论文:化工专业女大学生就业难的原因与对策 【摘 要】当前,在我国大学生就业难已成为普遍的现象。虽然近几年来,化工行业有一批新项目上马,创造出一定的就业岗位,对化工人才的需求增多,为化工专业的高校毕业生提供了一些就业机会。但是化工专业的女大学生的就业难问题并没得到改善。本文分析了化工专业女大学生就业难的原因,并在此基础上提出了解决化工专业女大学生就业难的对策。 【关键词】女大学生 化工专业 就业难 随着高校的扩招,每年将有数百万的毕业生涌入社会,大学生就业问题就成了人们关注的热点。据统计2013年将有700万大学毕业生,大学生就业难已成为普遍的现象。虽然近几年来,化工行业有一批新项目上马,创造出一定的就业岗位,对相关专业人才的需求也逐步增多,为化工专业的高校毕业生提供了一些就业机会。但是很多企业在招聘过程中,仍然秉着“只限男性”或是“男生优先”的原则。在同等条件下,化工专业的男生获得就业机会明显高于女生。许多女大学生在求职过程中经常被拒绝,化工专业的女大学生在就业上的弱势越来越明显,值得引起社会关注。 1 化工专业女大学就业难的原因分析 化工专业女大学生就业难问题是由多方面原因造成的,既有用人单位及化工行业特点的原因,也有女大学生自身的原因。 1.1 企业性别歧视 2012年12月28日《羊城晚报》报道:一名女大学生在一天内应聘28个岗位被拒,原因竟都是“限招男性”。在对全国13所高校745名女大学生进行的调查显示,被调查者中47.8%的人在求职和就业过程中遇到了“很严重”或“比较严重”的性别歧视。而来自全国妇联的近期调查发现,女大学生平均求职10次才能找到一个工作,而男生平均只需四五次。 全国妇联妇女发展部、权益部等机构的蓝皮书《2009~2010年:中国女性生活状况报告》显示,91.9%的被访女大学生感到用人单位存在性别偏见;四成被访女大学生认为女生找工作比男生困难。 1.2 化工行业的特点 化工专业求职比较对口的是进入化工行业。化工行业包含化工、炼油、冶金、能源、轻工、石化、环境、医药、环保和军工等部门从事工程设计、精细与日用化工、能源及动力、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面的行业。而对技术操作人员、一线工人需求量大。而技术操作人员及一线工人劳动强度大,环境差,更适合男性。化工行业这一特点阻碍了女大学生的择业面。 1.2.1化工行业的倒班制度 化工行业需求量比较大的是操作人员,由于一般化工生产都是以连续为特点的,如化工厂的开车和停车,各工序之间是有严格顺序和时间配合的,全厂的开停车要几个小时或十几个小时甚至一两天才能完成。所以要求员工倒班,如两班三倒、四班三倒等。丹麦科研人员进行的一项研究显示,与男性相比,倒班工作对女性健康的损害更大,在上倒班的人群中,女性更容易患病;她们的体重更容易失衡。研究人员介绍说,经常改变工作时间会影响人们的睡眠质量,而在缺少睡眠的情况下,人们的内分泌系统将严重紊乱,内分泌的失衡很容易引起包括乳腺癌等妇科疾病的出现。此外倒班对怀孕妇女体内胎儿的身体发育非常不利,可能导致新生儿体重过轻,因此倒班制对女性的健康构成了更多的威胁。这就阻碍了女性的就业面。 1.2.2 化工行业的工作环境特点 化工企业安全性较差,化工厂多数物料是有毒有害物质,有些是剧毒物质,并且是易挥发的液体或气体。由于生产工艺流程长设备多,物料的泄漏点和排放点也就相当多,稍有泄漏就会对环境和个人造成危害。另外,即是平时各泄漏点的微小滴漏造成工人慢性中毒,长期慢性中毒要得职业病,职业病是难以治愈的,同时还可能影响下一代,影响女性生育。因此化工操作不利于女性就业。 1.3女大学毕业生自身的原因 女大学生比较注重书本学习,实践能力相对差些,就业竞争力不高。又由于化工行业属于高污染行业,化工企业都建在郊区或乡镇,位置比较偏僻,这与女大学生追求都市、追求便利的工作环境想背离。还有些女大学生没有树立正确的择业观,一味追求国企、事业编、公务员,对普通中小企业不屑一顾。女大学生过高的期望值,给个人、企业、学校带来了不必要的麻烦。 2 解决化工专业女大学生就业难的对策 2.1 更新女大学生的就业观念,加强自身素质培养 首先加强女大学生的就业指导,指导她们认清形势,认识自身情况,调整择业心态。树立先就业再择业的就业观,不要一味追求国企、事业编、公务员,对普通中小企业不屑一顾。其次,要加强自身素养的提高。许多企业在挑选人才时,除了要求具有良好专业知识外,还要求具有较强的工作能力、创新能力和敬业精神,特别要求有专长的复合型人才。还有些企业把员工对企业的忠诚度放在第一位,尤其是化工类企业,因为企业在生产过程中会涉及到许多研究成果和优秀技术,如果招聘到的人员对企业忠诚度不高,他们在掌握技术后一旦不辞而别,将会对企业造成很大损失。因此,女大学生在校期间应该做好职业规划,多收集信息,多了解社会,根据企业要求,充实自己,完善自己,增加自己的竞争力。 2.2 消除企业性别歧视,完善法律制度 要提高化工类女大学生就业竞争力就要克服和消除在求职过程中的歧视女性的问题,给女大学生更多的机会。还要完善相关法律制度,国家必须立法明确禁止对女性的就业性别歧视。对于招收女大学生的企业可以在贷款、税收等方面,给予一定的优惠措施,鼓励企业招聘女大学生。 2.3 解放思想,拓宽就业面 化工专业就业既可以选择化工行业也可以跨专业、跨行业就业。化工行业就业面广,可以说衣食住行都和化工相关,因此化工专业的就业面宽,就业机会多。从工作性质来看,可以从事生产性的、技术管理类的,也可以从事销售方面的。除生产性的不太适合女生外,技术管理、销售都比较适合女生。 大学化工毕业论文:浅论大学生的化工学习 摘 要 随着化工的发展,化工的应用已经深入我们的生活和未来,本文主要围绕大学生学习化工的困惑,就如何掌握科学的学习方法、明确学习目标,端正学习态度等方面来探讨化工学习。 关键词 化工发展 学习方法 学习目标 1 化工发展的趋势 1.1 化工发展行业发展的重点——精细化工 化学工业(chemical industry)、化学工程(chemical engineering)、化学工艺(chemical techno-logy)都简称为化工(chemical industry)。精细化工包括医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、香料与香精、化妆品与盥洗卫生品、肥皂与合成洗涤剂、表面活性剂、印刷油墨及其助剂、粘接剂、感光材料、磁性材料、催化剂、试剂、水处理剂与高分子絮凝剂、造纸助剂、皮革助剂、合成材料助剂、纺织印染剂及整理剂、食品添加剂、饲料添加剂、动物用药、油田化学品、石油添加剂及炼制助剂、水泥添加剂、矿物浮选剂、铸造用化学品、金属表面处理剂、合成润滑油与润滑油添加剂、汽车用化学品、芳香除臭剂、工业防菌防霉剂、电子化学品及材料、功能性高分子材料、生物化工制品等40多个行业和门类。随着国民经济的发展,精细化学品的开发和应用领域将不断开拓,新的门类将不断增加。 1.2 化工在国内发展的规模 2011年,化学工业综合实力进一步增强。截至2011年11月末,全国化学工业规模以上企业24125家,累计总产值6.0万亿元,同比增长35.2%,占全行业总产值的58.61%。2011年化工行业利润总额3208.98亿元,同比增长44.4%,占全行业利润总额的47.1%。我国正处于工业化和城镇化加速发展阶段,部分石油和化工产品仍有较大增长空间,民营企业应找好切入点,充分参与到石化产业的发展中来。成品油、钾肥等细分行业、烯烃、部分有机原料等仍然缺乏,天然气、轻烃等低碳原料与产品、国内紧缺的化工新材料、新型专用种化学品等高端产品,将是“十二五”期间具有较大增长空间的领域。“十二五”期间,石油和化学工业规模将继续稳步壮大,总产值年均增长率将达到10%以上。到2015年,全行业总产值增长到16万亿元左右。过去十年中,我国石油和化学工业年均增长20.6%,截至2010年底,石油和化学工业总产值达到8.88万亿元。 目前,我国的工业化进程尚未完成,城市化处于高速发展期,住房、交通的发展对能源、原材料形成大规模需求,未来相当长的时期内石油和化学工业仍有较大发展空间。石化、化工是国家支持的重点领域。具体来看,“十二五”期间石化重点开发渣油沸腾床加氢、悬浮床加氢、灵活焦化、重油催化裂化等技术,符合国Ⅴ标准的清洁燃料技术,催化裂化烟气脱硫脱硝技术,乙烯装置的裂解、分离、深冷、精馏等先进控制和优化技术及副产物综合利用技术,芳烃生产成套技术,合成树脂、合成橡胶高性能化技术,特种合成纤维生产技术,新型分子筛材料、催化剂载体和制备新技术等。 化工对于我们的生活和未来发展重要,我们还有何理由不认真学习这门实用而深奥的学问呢? 2 如何学好化工 2.1 掌握科学的学习方法 (1)勤于预习,提高课堂效率。要想学好化工知识,必须先了解这门课程。为此,同学们可以利用课余时间把化学课本先预览一遍,也许妙趣横生、图文并茂的化学课本会深深地吸引你,又或许枯燥乏味、复杂的化工公式让你望而却步,但是课前预习对于我们的学习很重要,预习知识使我们能快速进入课程,了解教师讲课内容,提前进入课程状态。在预习时,除了要把新课内容仔细读一遍外,还应在不懂处作上记号,并试着做一做课本上的练习。这样带着疑问、难点,听课的效率就会大大地提高。 (2)吃透课本,联系实际。同学们必须善于阅读课本,做到课前预读、课后细读、经常选读等,既重视主要内容,也不忽视小字部分和一些图表及选学内容,因为这些内容有助于加深对主要内容的理解及拓宽知识面。课后细读时要边读边记边思考,联系生活实际,争取能将预习、听课中未解决的问题全部解决,课后细读有助于长远记忆,长远记忆有别于考试前“临时抱佛脚”的短时记忆,长远记忆使我们的知识记忆更深刻、更持久。 (3)重视实验,培养兴趣。化工是一门以实验为基础的学科,要注重实验方面的复习,在网上找些优质的教辅材料来做,勤于练习课本的实验内容,对实验所用的仪器、药品、装置以及实验原理、步骤、现象和注意事项等具体细节都应该弄清、记熟,在此过程中,培养自己做化工实验的兴趣,在点滴实验中理解教学内容,强化书本知识。 (4)掌握记忆规律。很多同学都觉得化工知识学习很难,其实很简单,但是需要记忆的很多,并且这些知识很多容易混淆,所以还需要理解内涵掌握本质。不管怎么说,记忆对于学习无疑是至关重要的前提,如下是化工知识的一些记忆方法: A理解记忆——对所学知识进行分析、综合、比较、归纳总结,找出内在联系及规律,然后记忆这些带有规律性的知识。如化工原理课程的一些知识点,必须在理解的意义前提下去记忆,特别是有关化学计算,化学方程式的记忆,如果没有理解记忆是很难掌握的。 B口诀记忆——由于知识点多,记忆量大,在化学学习中往往会出现一些很容易记住的口诀,老师要求我们去记忆它。首先,要告诉自己这是一种学习的捷径,然后再深刻理解它的内涵,最后记住了,就会成为你学习化学的利器。 C趣味记忆——为了分散难点,提高兴趣,要采用趣味记忆方法来记忆有关的化学知识,例如可以把身边的实际生活甚至自己的经历和书本的有关知识联系起来,让化学知识富有趣味。特别是一些物质的物理性质和化学反应的现象。 D重复记忆——要利用必要的重复来加深记忆事物的印象也是跟遗忘作斗争的有效方法,所以在记住某些知识时常常用默默重复、叙述再现方法来加深印象。德国心理学家艾宾浩斯(H.Ebbinghaus)研究发现,遗忘在学习之后立即开始,而且遗忘的进程并不是均匀的。最初遗忘速度很快,以后逐渐缓慢。他认为“保持和遗忘是时间的函数”,并根据他的实验结果绘成描述遗忘进程的曲线,即著名的艾宾浩斯记忆遗忘曲线。艾宾浩斯的实验向我们充分证实了一个道理,学习要勤于复习,而且记忆的理解效果越好,遗忘的也越慢。所以重复记忆很有必要,很多同学学得快忘得快也就是这个原因。短时记忆对于我们的学习远远不够,只有通过不断反复记忆,才能够把短时记忆转化为长时记忆,为我们的学习打下坚实的基础。 还有归类记忆、比较记忆等方法,这些方法大家在学习中可能也在有意识无意识地用到,它们在其他专业的学习中也同样适用,只要能用适合自己的方法就是最高效、最牢固的,如果记住了这些,我们的学习就会变得轻松有趣很多。 2.2 明确学习目标,端正学习态度 在任何一个领域,能取得较大成就的人,他们的行为时刻都根据自己设定的目标努力奋斗。我们都想成为优秀的学生,首先最关键的是要给规划好自己的时间,明确学习目标和端正良好的学习态度。只有这样,在学习过程我们才能有的放矢、胸有大志,克服身边各种牵绊和困扰,扬着心中的风帆在学海里坚持航行下去。 2.2.1 学习目标 学习目标就是我们学习的动力与方向,如要知道学习的最终目的是什么?为自己、还是为父母、或者是为了其他值得感恩的人?为了以后的发展,还是为了证明自己的个人价值?这些都是个人的学习目标。只要使给你带来学习动力,促使你不断向前发展的,都可作为你人生中的阶段性目标。学习目标的接下来部分,就是实现第一个步骤性目标。根据这个步骤性目标最终决定能否实现自己学习的总目标。例如,我一节课要掌握哪些内容,我这一天的复习要达到怎样的效果,这一个月的学习要完成哪些章节,然后规划好自己的每个小时、每一天的学习和生活,这样日积月累,我们会益接近我们的最终目标。 2.2.2 学习态度 A正视周围环境。环境是客观的,它不会因任何人改变,如果要环境来适应你,那只能是幻想,而现实中只有让自己主动适应周围环境,才能以积极的态度从外部的环境资源中汲取营养成分,为我所用。我们不能总抱怨周围环境不尽如人意,而应从自身的态度着手分析问题,就像特级教师魏书生所说:“改变自我,天高地阔;埋怨环境,天昏地暗,与己无补”,求人不如求己。 B持有一种积极的心态,掌握科学的学习方法。“天生我才必有用,千金散尽还复来”、“是金子总会发光的”,相信通过自己的刻苦学习必将收获成功,摆脱消极的想法。掌握科学的学习方法,成功路上需要“勤奋刻苦、坚持不懈”,勤奋是学习路上取得成功的重要因素之一,但勤奋不是取得成功的唯一条件,成功需要多方面因素的结合,譬如还要掌握科学的学习方法和积极乐观的心态。不求科学的学习方法,耗时间,死学习,其实是没有尽力,最后结果往往令人失望,归因还在于他们没有去研究学习方法。 3 让我们从现在出发 要有恒心,持之以恒,欲速则不达。我要强调的是打好基础最重要,万丈高楼平地起。没有扎实的基础,无论多矮的楼,都会有倒塌的可能。我们现在就是打基础的时候,扎实的功底才是学习知识的重中之重,我们应该明白这个道理。立即行动起来,从现在出发。“明日复明日,明日何其多。我生待明日,万事成蹉跎。”不要把希望寄托在明天,希望永远都在今天,活在当下。让我们从现在出发,行动起来吧,拿起书,拿起笔,走入学校课堂和图书馆,课堂是汲取宝贵知识的重要场所,虚心向老师请教,勤于实践,未来的成功属于勤奋的人,更属于那些掌握科学学习方法的人,努力学习化工,让我们用学的化工知识改变世界,让我们把梦想变成现实,让我们笑言青春无悔,学有所成,超越梦想,超越自己。 大学化工毕业论文:做好个别大学生思想转化工作应把握的几个问题 【摘 要】个别大学生的思想转化工作是高校管理教育工作的重要内容,文章从个别大学生的界定、分析其形成原因,着重在抓住工作的关键环节以及注意把握政策等方面进行了阐述,旨在及时有效地做好这部分学生的思想转化和心理疏导工作,进一步提高工作的针对性、有效性和科学性。 【关键词】个别人;工作;思想转化 所谓个别大学生(以下简称个别人),一般是指学习目标模糊不清、思想问题比较突出或思想基础、心理素质较差,缺点较多的学生。其中包括对党的现行方针政策有不满言论、违反政治纪律的;对评奖评优、入党、转专业以及受到批评处分等,有严重抵触情绪的;婚恋受挫、身体残疾、亲属被判刑或者受到不法侵害,本人不能正确对待包袱较重的;师生或同学关系紧张,隔阂较深的;心理障碍较严重,自我认知失调,情绪情感不稳定的;虚荣心强、思想偏激、心胸狭窄、性情粗野、报复心强,有可能发生问题的人。个别人虽是少数,但如果发现不及时、工作不得力,就很可能酿成案件事故。因此,高校教育管理部门要把个别人的思想转化工作作为教育管理和安全防范工作的重点,认真研究探索,采取有力措施,扎实做好工作。工作中尤其要注意把握好以下几个问题: 一、认真分析原因,增强做好个别人工作的针对性 个别人的情况因人而异,千差万别,须具体原因具体分析,就其客观而言,是与整个社会大环境的影响密不可分的,分析主观原因和发展趋势,大致有以下几种情况:一是入学前有劣迹,上大学后“旧病复发”的个别人。受市场经济和网络传媒的付面影响,有的学生可以说“什么地方都去过,什么场所都进过,什么不健康的东西都看过”个别学生入学后 惹是生非,甚至违法违纪。二是自控能力差,激情型的个别人。现在的大学生思想活跃,民主和自我意识强,绝大多数都是独生子女,单亲家庭的也不占少数,他们感情脆弱,心理承受能力和自我控制能力较差。有的听不得不同意见;有的好义气用事,仅为一点小事就大动干戈;三是贪图享受、追求钱财的个别人。一些学生受腐朽思想文化的影响,人生观、价值观发生了偏移,滋生了个人主义、拜金主义和享乐主义的思想,贪图舒适安逸、盲目攀比消费,有的出口必谈金钱,交往必讲排场。四是因管理教育不当引发的个别人。有的老师自身表率作用不好,形象差,致使一些思想基础较差、感情比较脆弱、心理承受能力较低的学生产生对立情绪和逆反心理,往往导致师生关系紧张,进而诱发案件事故。 二、抓住关键环节,提高做好个别人工作的有效性 第一,及时发现。及时发现是做好个别人工作的首要环节。只有及时发现,才能弄清问题,化解矛盾。一些单位不能做到及时发现,主要是思想认识不到位,对个别人的表现特征不清楚,对有严重违纪的现象 见怪不怪,甚至对有违法违纪苗头的也没有引起警觉。及时发现个别人,首先要思想敏锐,善于扑捉。充分认识到,任何单位、任何时间都可能出现个别人,这是不以人的意志为转移的客观规律。其次要防止认识上的片面性,注意用辩证的观点看问题。有些基层学工干部骨干思维方法简单,只把作风散漫、不服管教的学生看成个别人,限制了自己的视野;只注意后进层,忽视其他层次;只注意了学习成绩差的学生而忽视了学生成绩好的学生;只注意可能发生刑事犯罪的个别人,忽视可能发生政治性问题的个别人。由于认识上的片面性,导致了一些本该作为重点做工作的,没有纳入视线。再次要拓宽发现个别人的渠道。个别人的内心世界总是要以不同的形式在与家庭、社会、同学的交往中表露出来,这样就可通过群众性的思想工作或心理工作网络,多渠道掌握情况。要充分发挥思想工作和心理工作骨干队伍的作用,从个别学生吃饭香不香、睡觉好不好、学习劲头足不足、日常情绪高不高等细节中发现问题。要借助社会和家庭的力量,建立定期联系,广泛获取有关信息,多层次地掌握和发现个别人。 第二,切实弄清。发现和掌握了个别人,就要弄清是什么问题,从而对症下药,有针对性地搞好教育转化和心理疏导工作。而一些单位在对个别人的帮教过程中,虽然做了大量工作,但效果并不明显,主要是没有真正弄清个别人的具体情况和原因。弄清个别人的问题,一是要广泛接触,全面了解。切忌先入为主,从印象出发,主观臆断,偏听偏信,切实把问题的性质、原因及其对问题的认识态度全面了解清楚。二是要坚持定期的思想分析和思想汇报等制度。在发展入党、选拔骨干、转专业、评奖评优等时机,要深入细致地分析,真正把个别人的思想动态掌握起来。三是要善于运用辩证思维的方法弄清问题。个别人隐藏在现象背后的深层次问题,只靠观察了解是远远不够的,必须采取科学的思想方法,通过去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的分析,才能弄清事实真象,作出全面、准确的结论。 第三,正确解决。发现了问题,弄清了情况,只是为解决问题提供了前提条件,只有正确处理,才能使问题得到圆满解决。如果处理不当,就会功亏一篑。要做到正确处理,一要以诚相待。个别人往往有一种自卑感,最怕别人瞧不起、另眼相看,这就需要学工干部要满腔热情真诚相待,以心换心,不歧视,不冷漠,在政治上关心,思想上帮助,生活上体贴,真正使他们体会到学校的关心,师生的温暖。二要善于疏导。形成个别人的原因尽管多种多样,但大都与个别人的思想基础不牢,基本觉悟不高有关。因此,做好个别人的工作必须理直气壮地讲大道理,启发他们提高觉悟,明白立身做人的道理,划清是非界限,克服只讲小道理,甚至歪歪理的现象。三要因人施教。做到一把钥匙开一把锁,比如:对因考试作弊受了处分的,着重教育他们认清考试作弊的危害,讲清组织上给予处分的目的,提出希望,引导他们端正学风、振作精神,继续前进;对在个人荣誉进步等方面不能如愿的,要帮助他们正确分析主客观原因,鼓励他们抓紧学习和实践,并选择符合自己实际的目标;对因伤病、婚恋和家庭发生变故产生思想问题的,要教育疏导他们勇于战胜困难和挫折,同时尽可能地帮助其寻找解决问题的办法;对个别心胸狭窄、性格粗野的,绝不用过激言语揭他们的短处,把感情亲近和行为引导结合起来,激发他们奋发进取,励志成才的勇气和决心。对此,基层学工干部要有耐心,反复抓,抓反复,不解决问题不撒手。要有具体的工作方案和目标,一个问题一个问题帮助教育,持之以恒地坚持下去。同时,要注意宣扬那些浪子回头的典型,大胆使用转化好的个别人,以启迪和激励其他个别学生放下包袱,把精力用到学习成才上。 第四,加强防范。这是做好个别人工作的最后一道防线。许多单位在做个别人转化工作中,对有现实危险的采取了必要的控制措施,有效防止了案件事故的发生。而有的单位思想麻痹,疏于防范,致使个别人有机可乘,最后导致了事故案件。加强对个别人的防范工作,首先要保持应有的警觉,随时掌握他们的情绪变化和反常现象,采取相应的控制措施。对有现实危险的,要严密防范,确保不发生问题。 三、严格掌握政策,注重做个别人工作方法的科学性 有的单位个别人问题成为老大难,费了很大劲,也不见好转,就认为个别学生是“出窑的砖定型了”、“煮熟的鸡蛋不变了”,对于个别人的工作,我们既要克服工作大而化之,笼而统之的简单化倾向,又要防止把个别学生的心理障碍当作“思想消极”来对待。必须辩证地看待个别人,采用科学的方法做好个别人的工作。 一要尊重个别人的合法权益,防止和克服侵犯权利、滥施处罚的现象。个别人虽然有这样那样的问题,但对其民主权利和合法权益必须尊重和维护,防止武断行事,滥施处罚。对个别人的申诉、控告、揭发检举和反映情况,要按政策规定办理,不得阻挠、压制,不能乱扣帽子,打击报复。要关注个别人的心理疾病问题,不要把心理问题当成思想问题,注意观察和分析个别人行为上的异常表现,找准心理障碍的原因,有针对性地进行心理教育和疏导,适时缓解和调控病情,避免心理矛盾加剧。对不适合继续上学的学生,要按有关政策规定办理休学或退学手续。 二要公正合理地处理涉及个别人切身利益的各种实际困难和问题,防止因处理不当酿成祸患。要实事求是地对待个别人的具体问题,不能随意扩大和无限上纲;要严格区分两类不用性质的矛盾,不能把思想认识问题看成是原则立场问题。对入党、评奖评优、转专业等问题,要公开标准,公道正派,不分亲疏,不徇私情;对恋爱、婚姻、家庭变故和家庭纠纷等方面问题,主要是教育本人依靠学校、依靠法律、依靠当地政府解决,防止感情用事,采取过激行为;对家庭成员或亲友有重大问题受到刑事处罚的,要教育其划清界限,同时把家庭问题与学生本人区分开来,不另眼对待;对提出不合理要求,要讲清道理,做好解释和疏导工作。 三要依照法律规定,严肃处理个别人的违法违纪问题。应当看到,个别人绝大多数是可以转化的,但确有些人恶习很深,极个别的甚至胆大妄为,肆无忌惮,成为“害群之马”。一些单位对此处理不严,失之于宽,失之于软,有的怕影响本单位声誉,对违法违纪学生姑息迁就,客观上助长了违法犯罪的胆量。因此,对已经有违法违纪行为的个别人,不能无原则地迁就,必须严明法纪。要依照法律和有关政策,依法依规果断处理,以真正起到教育警示作用。
纺织论文:混纺织物工业研究论文 1实验方法 1.1工艺流程 染色水洗皂煮水洗烘干。 1.2工艺处方 分散艳蓝E-4R2%(owf),弱酸性艳蓝RAW2%(owf),阿白格B10~60g/L,载体0.2%~1.0%(owf),匀染剂10g/L,冰醋酸调节pH值5.5~6.0,温度60~100℃,保温时间30~80min,浴比1∶50。 1.3染色K/S值测试 将毛/涤织物平整放置好,在保证不透光的情况下,使用7000A型电脑测色仪进行测定。可以将布样折叠,以防透光,在织物的表面取3个点,读取3个值,记录波长最大时的K/S值。 2结果分析与讨论 2.1载体用量对染色的影响 改变载体用量分别为0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.8%、1.0%(owf),其他染色工艺条件相同,即2g毛/涤织物6份,浴比1∶50,冰醋酸调节pH值为5.5~6.0,保温时间50min,染色温度100℃,阿白格B20g/L.由表1可知,K/S值随着载体用量的增加先增大后减小,载体用量达0.5%(owf)后,K/S值反而下降。这可能是因为载体在染色初期主要起促染作用,使混纺织物中涤纶纤维分子结构松弛,纤维空隙增大,分子易进入纤维内部。同时由于载体本身对纤维及染料分子有直接性,不但能帮助染料溶解,增加染料在纤维表面的浓度,而且能减少纤维的表面张力,使染料分子迅速进入纤维空隙区域,提高了染料分子的扩散率,促使染料与纤维结合。而在染色后期,载体的这种作用同样可以加快纤维中染料的解吸。所以合适的载体用量为0.5%(owf)。 2.2阿白格B质量浓度对染色的影响 改变阿白格B的质量浓度分别为10、20、30、40、50、60g/L,其他工艺条件不变,即2g毛/涤织物6份,浴比1∶50,冰醋酸调节pH值5.5~6.0,保温时间50min,染色温度100℃,载体用量0.5%(owf).随着阿白格B质量浓度增加,K/S值先增加后降低,当阿白格B质量浓度增加到20g/L以后,K/S值反而下降。阿白格B在染色中,主要是对毛/涤混纺织物中毛纤维起到匀染作用,增加得色量。所以选择阿白格B的质量浓度为20g/L。 2.3染色温度对染色的影响 改变染色温度分别为60、70、80、90、100℃,其他工艺条件不变,即2g毛/涤织物5份,浴比1∶50,冰醋酸调节pH值5.5~6.0,保温时间50min,载体用量0.5%(owf),阿白格B质量浓度20g/L.随着染色温度的提高、染色K/S值呈上升趋势,尤其是当温度达到90℃以后,K/S值急剧上升,这可能是因为羊毛结构中含有鳞片层结构,温度升高以后,鳞片层软化,羊毛纤维发生溶胀,同时涤纶纤维分子内链段运动逐渐增强,自由体积增大,利于染料上染,考虑到温度太高对羊毛损伤越大,选择染色温度为100℃。 2.4浴比对染色的影响 改变浴比分别为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60时进行染色,其他工艺条件不变,即2g毛/涤织物5份,冰醋酸调节pH值5.5~6.0,保温时间50min,载体0.5%(owf),阿白格B20g/L,染色温度100℃.浴比对K/S值的影响不是很明显。但在染色过程中,浴比过小时,易使染液温度分布不均,被染纤维浸渍不充分,而且使被染物局部暴露在空气中,致使被染物吸染料不匀不透,造成染色匀染性差,导致染色不匀。同时过小的浴比会增加设备对纤维的磨损,影响染物的外观及手感,加工疵病增多;浴比过大,降低了染料在染液中的浓度,影响染料的上染百分率,致使染料的利用率下降,导致纤维上染料少,K/S值不理想。所以选定最佳浴比为1∶20。 2.5染色时间对染色的影响 改变染色时间分别为30、40、50、60、70、80min时进行染色,其他工艺条件不变,即2g毛/涤织物5份,冰醋酸调节pH值为5.5~6.0,载体0.5%(owf),阿白格B20g/L,染色温度100℃,浴比为1∶20.随着保温时间的延长,K/S值逐渐增大,当超过70min以后,再继续延长保温时间,K/S值反而降低。染色保温时间过短,羊毛鳞片层的软化需要一定时间,染料不能充分的进入纤维内部并固着在纤维上,K/S值小;保温时间过长,高温情况下会使羊毛纤维受到一定的损伤,K/S值增加不明显甚至降低,且手感较差。所以选定最佳保温时间为70min。 3结论 ①毛/涤混纺织物用载体法染色的最佳工艺为:分散染料2%(owf)、弱酸性染料2%(owf)、载体用量0.5%(owf)、阿白格B20g/L、匀染剂10g/L、pH值5.5~6.0、温度100℃,保温时间70min,浴比1∶20。②染色温度对毛/涤混纺织物染色影响最大,这可能是由于羊毛的鳞片层结构导致的。 作者:余艳娥季洪引单位:江阴职业技术学院 纺织论文:智能纺织品电子信息论文 1电子信息智能纺织品导电材料的种类 依据导电体不同对复合型导电高分子材料的分类见图1。图1依据导电体不同对复合型导电高分子材料的分类用于制备电子信息智能纺织品的导电高分子材料称为导电聚合物,其具有明显的聚合物特征,且若在两端加上一定电压,有明显的电流通过。依据材料的组成,可以将导电高分子材料分为复合型和本征型两大类[3]。前者是指将导电体加入到基体中构成的复合材料,后者是指基体本身具有导电功能的复合材料。本文主要讨论前者,按其导电体的不同,将导电材料分为4种:金属氧化物导电体,碳系导电体,结构型导电高分子,金属系导电体。1.1金属氧化物导电体在聚合物中添加金属氧化物可制备导电复合材料。一般采用的导电体是氧化钒、氧化钛、氧化锌、氧化锡等粉末物质,目前最广泛使用的是氧化锌晶须(ZnOw)。1.2碳系导电体碳系导电体包括炭黑、石墨、碳纤维和碳纳米管。炭黑是一种天然的半导体材料,能够大幅度调整复合材料的电阻率(1~108Ω•cm),如采用高温气相氧化和石墨化对炭黑进行处理,可以提高炭黑的比表面积和一定量炭黑吸收邻苯二甲酸二丁酯的体积值,降低表面基团特别是含氧基团的含量,改善复合材料的导电性[3]。石墨是自然界发现的最硬的材料,具有很好的导电性和导热性能,利用石墨制备的复合材料,如尼龙/石墨、聚苯胺/石墨复合材料均具备良好的导电能力。碳纤维的导电性能介于炭黑和石墨之间,其体积电阻率约为1200×10-6~300×10-6Ω•cm。在复合材料中,碳纤维可使其形成的导电渗滤通道的临界体积分数很低,达到很高的导电性能所需的填充量很小[4]。碳纳米管是一种新型的导电体,在纳米纤维含量为0.5%~10%、碳纳米管质量分数为0.1%~0.5%时,复合材料具有很高的导电性能。1.3结构型导电高分子使用较多的是聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电物质,这些高聚物不需要加入其他导电性物质而依靠本身结构即具有导电性。1.4金属系导电体金属系导电体包括纯金属粉末和金属纤维。现阶段应用最广的金属粉末是铁粉和铜粉。一般情况下,金属粉末的体积分数达到50%,会使导电复合材料的电阻率达到要求。将金属纤维填充到聚合物基体中,可制成导电性能优异的导电复合材料,其体积电阻率1.0×10-3~106Ω•cm。目前应用较多的金属纤维有铜纤维、不锈钢纤维和铁纤维等[5]。 2电子信息智能纺织品导电材料的制备 近年来,研究人员在电子信息智能纺织品导电材料的制备方面做了大量研究,笔者通过分析归纳将不同导电材料的制备方法分为4类,如图2所示。2.1混入法2.1.1编织法将导电纱线整合在织物结构中LiuY.[6]等人设计出一种应用在智能纺织品上的柔性可伸缩的磷酸铁锂电池,将LiFePO4作为阴极,Li4Ti5O12作为阳极,固体聚氧化乙烯电解质作为分离层铺在阴极和阳极之间,然后将这3层放置在液体聚合物溶液中,在50℃下使溶液蒸发,最后3层合并在一起成为一个电池条。由于该种材料具有热塑性,故此条状电池可以被切断或者拉伸,并混入织物中。据报道,单个的电池条只能提供约0.3V的电压,若将8个聚合物电池条与棉布材料编织在一起(见图3),用铜和铝作为导电线把它们串联起来,可以支持1个3V的发光二极管(LED)持续发光数小时(见图4)。图3电池条织入棉织物形成的导电线程图48个聚合物电池条供1个3伏LED灯发光KinkeldeiT.[7]等人提出一种纺织品一体化的电子鼻系统织物(见图5),将4种非导电聚合物分别在四种相应的溶剂中溶解,同时加入炭黑作为导电的填料,利用超声波震荡使颗粒分散均匀,从而制成4种不同聚合物复合材料的气体传感器。当气体传感器吸收有机溶剂后膨胀,聚合物内部的炭黑填料颗粒之间的距离会增加,使传感器的电阻发生变化。据报道,若使用柔性聚合物基板作为气体传感器的载体,将柔性聚合物基板形成的薄膜条(见图6)作为衬纬织入织物,在经向织入导电丝与柔性薄膜条接触,检测接触点的电阻变化,可以识别不同的溶剂蒸汽并对其进行分类。图5被织入织物的电子鼻系统图6基于柔性聚合物基材制成的薄膜条ZyssetC.[8]等人选用柔性塑料基板作为电子元件的载体,将它们切成条状编织进纺织品。通过织入导线,在导线、条状柔性塑料基板以及接触点之间形成相互连接而成的总线拓扑型的编织网络(见图7)。据报道,导线和柔性塑料基板之间的接触点可承受20N的剪切应力,若将温度传感器集成到条状塑料基板上,织物的抗弯刚度将提高30%。图7带有导条和导线的机织物照片2.1.2改变纱线结构设置导电层和不导电层Gu,J.F.[9]等人开发出一种高灵活度的、基于导电聚合物而制备的具有高电容性能的纤维。通过在两个低密度聚乙烯的绝缘片之间添加一种导电聚合物,从而创建一个简单的卷状电容器,然后把它们卷成一个圆柱体,放进高密度聚乙烯。通过加热,经小孔喷出纺丝,形成一个直径小于1mm的纤维。据报道,该电容纤维(见图8)容纳电荷的能力相当于同轴电缆的1000倍。图8中心具有两个电极的圆柱形电容器纤维GuoL.[10]等人设计了一种基于针织物的传感器,将不锈钢纤维作为导电纱线的外包纱线,将聚酰胺/莱卡的混合纱线作为芯纱,制作具有导电性能的包芯纱,然后制成针织物并测量其导电性能。据报道,以聚酰胺/莱卡混合纱线作为芯纱制成的针织物,其导电性能相对于以聚酰胺单一纤维作为芯纱制成的针织物有所提高。BaeJ.[11]等人提出一种用于操作电容式触摸屏面板的导电织物,将镀银的尼龙丝作为芯丝,将50/50棉/羊毛混纺纱作为外包纤维,利用传统的环锭细纱机制造导电纱线(见图9)。据报道,使用该种导电纱线可以织成具有导电性能的纬编针织物,采用该种纬编针织物制作的手套。可用于在极端寒冷的气候下操作电容式触控面板的屏幕。图9导电的环锭纺包芯纱的横截面2.2化学镀法张碧田[12]等人选用尼龙织物作为待镀织物,经表面粗化、胶体钯溶液活化及解胶处理后,进行化学镀镍。据报道,镀层中磷含量较低,有利于改善镀镍织物的导电性能,提高其电磁屏蔽的效果。甘雪萍[13]等人将涤纶作为基布在一定浓度的NaOH溶液中浸泡去油,然后在含有强氧化性的酸性KMnO4溶液中进行粗化处理,经SnCl2和HCl的敏化处理以及PdCl2和HCl的活化处理后,再进行化学镀铜和化学镀镍。据报道,织物的表面比电阻随着镀铜量的增加而显著减小,镍磷合金镀层质量的增加只能使织物表面电阻略有下降,见图10。纤维表面随着铜的不断沉积而变得光滑,但是镀铜时间达到15min时,纤维表面开始出现一些圆形的瘤子,并且经过化学镀镍处理后不能被镍层覆盖。图10织物化学镀铜、镍后的SEM照片2.3聚合法2.3.1气相沉积聚合法杨楠[14]设计出一套制备聚吡咯导电织物的方案,以纬平针织物作为基布,经过NaOH溶液的去油处理后,将试样经过一定浓度的对甲苯磺酸水溶液进行掺杂剂掺杂处理,再将试样经过一定浓度的FeCl3•6H2O乙醇溶液进行氧化剂掺杂处理,最后让吡咯蒸汽缓慢均匀地沉积在处理过的织物试样上,得到聚吡咯导电织物。2.3.2现场吸附聚合法狄剑锋[15]等人选定以锦纶/氨纶长丝共同编织的经编针织物作为基质,制备聚苯胺/锦纶/氨纶复合导电织物。首先将锦纶/氨纶织物试样浸入苯胺单体溶液进行单体吸附处理,然后将处理后的织物置于氧化剂过硫酸铵和盐酸反应液中,制得墨绿色的聚苯胺复合导电织物,再用盐酸、丙酮、去离子水分别洗涤至溶液为无色,烘干后即得到聚苯胺/锦纶/氨纶复合导电织物。2.3.3液相化学吸附聚合法胡沛然[16]等人以棉织物为模板,通过简单的“浸渍-干燥”过程,制备得到规则的氧化铟锡导电网络,再将其与聚二甲基硅氧烷树脂复合,得到复合柔性导电材料。据报道,氧化铟锡导电网络/聚二甲基硅氧烷柔性导电复合材料弯曲后的电阻率从20Ω•cm增长到80Ω•cm,仅增加了3倍,在弯曲同样的角度后,氧化铟锡纳米颗粒/聚二甲基硅氧烷柔性导电复合材料的电阻率从20Ω•cm快速上升到超过1000Ω•cm,增长了近50倍,导电性能下降非常明显,因此得出,氧化铟锡导电网络的使用能够在弯曲状态下有效地保持材料稳定的电学性能。2.3.4电化学聚合法Kim[17]等人采用电化学聚合法对锦纶/氨纶混纺织物进行聚合,在不同的聚合条件、伸长率和重复拉伸次数下测量织物的导电性能。据报道,织物伸长率在40%时,其导电灵敏度达到最大,如果再增加则伸长率变化不明显。导电织物的导电率会随着拉力的增加而稍微下降。2.4纳米涂层整理LimZ.H.[18]等人提出一种氧化锌纳米棒导电纺织品,让氧化锌纳米棒在普通的棉织物纤维上均匀生长,最后得到高结晶度的纳米棒导电织物。经过机械性能测试可知,纳米棒织物有较强的抗压和耐水洗性能,在室温下,该导电织物可用于气体和光学传感器,用来检测氢气和紫外线。ZhangW.[19]等人用单壁碳纳米管制备导电纱线,使用聚乙烯亚胺对棉纱进行预处理,用以提高碳纳米管的亲和力,然后将基于碳纳米管制备得到的导电纱线作为化学电阻,通过检测其电阻变化,可以在室温下检测氨气的浓度,制成氨气传感器,见图11。 3结语 微电子和纳米技术的快速发展为电子信息智能纺织品领域带来了更多的机会,使电子信息智能纺织品的开发有了更广阔的空间。导电纱线的织入及缝入、包芯纱导电部分和不导电部分的设计、纳米涂层整理技术以及传感器和电池技术的探索,将会成为未来的研究方向。 作者:张杰刘晓霞单位:上海工程技术大学 纺织论文:纺织品加工贸易论文 一、全球价值链的理论形成及其运用 (一)全球价值链的理论形成 价值链概念最早是由迈克尔•波特(MichaelPorter,1985)在《竞争优势》一书中提出的,他认为企业的研发、生产、营销、物流与客服等活动组成了一条完整的链条,链条上的各个环节都会产生其特有的价值。[1]格里芬(GaryGereffi,1999)在迈克尔•波特的研究基础上建立了全球价值链(GlobalValueChain,GVC)模型,认为经济全球化发展趋势使得商品生产不再仅仅局限于企业或国家的狭义范围内,而是通过国际分工与跨国合作方式在不同成员国之间形成了完整的合作体系。这种分散在世界各国(地)的商品加工程序,通过自由贸易形式将劳动力和生产要素组合在一起,最终形成了全球(商品)价值链。 (二)全球价值链理论的运用 全球价值链的形成是资金、人才、资源在世界范围内自由流通的必然结果,符合市场经济发展的客观规律,其目的是为了完成实体商品的生产或虚拟服务的增值。价值链中每个环节的成员密切配合、各司其职并彼此依存,通过参与蓝图设计、研究开发、技术测试、品牌推广、渠道建设等,进而享受流通过程中的产品增值与利润分配。全球价值链理论是基于纵向维度来看待世界各国在经济发展与生产组织过程中的分工,价值链的不同生产环节对应着截然不同的利润空间。某个环节涉及的产品生产工艺越复杂,所需的技术含量越高,对误差的要求也越精密,所要求的条件与门槛也越高,参与者在利润分配中才能拥有更多的话语权。正因为如此,世界各国都采取了增加政府投入、集结各种优势资源、发展上下游配套产业等措施,加速打造产业集群,以构建独一无二的产业优秀竞争力,力争在全球价值链分工中占据有利地位,增加本国贸易收入。为衡量一个国家参与国际商品生产与贸易的效率及其通过相关产业链获取的增值程度,笔者引进了“贸易增值率”这个指标。通常而言,加工贸易增值率=(加工贸易出口额-加工贸易进口额)/加工贸易进口额。[2]通过这个公式,可以清楚看到,一个国家在加工贸易环节所获得的附加值多少主要取决于国内相关产业链的深度与长度。在全球产业链参与环节越多、上下游配套设施越齐全、对国外先进技术依存度越低,就越能获得理想的贸易增值率,反之亦然。 二、中国纺织品加工贸易发展现状及其存在的主要问题 (一)中国纺织品加工贸易发展现状 加工贸易是指经营企业进口全部或者部分原辅材料、零部件、元器件、包装物料(以下简称料件),经过加工或装配后再将制成品出口的经营活动。[3]纺织品加工贸易是中国加工贸易的重要组成部分,也是中国发展对外贸易、参与国际分工与竞争的关键产业之一。改革开放后,中国纺织品加工贸易进入黄金发展时期,经过多年的持续努力,基本形成了产品质量上乘、品种丰富多样、上下游配套齐全的产业体系。加入WTO之后,中国纺织品加工企业凭借劳动力价格优势,大量承接了马来西亚等亚洲国家与地区的订单,从而实现了行业的整体快速发展。2013年,中国纺织品加工贸易进出口总额为827.6亿美元,同比增长21%,其中,出口总额为532.1亿美元,进口总额为295.5亿美元。但与此不相称的是,中国纺织品加工贸易企业平均利润常年维持在极低水准。2012年商务部公布的数据显示,绝大多数从事纺织品加工贸易的企业净利率仅在3%~5%。近年来,随着国内劳动力的紧缺,加之国际原材料价格上涨和人民币升值,更多纺织品加工贸易企业开始面临增产不增利的尴尬局面。 (二)中国纺织品加工贸易存在的主要问题 1.加工贸易形式落后,企业利润微薄 改革开放初期,由于中国经济基础薄弱,各行业发展普遍缺乏资金支持,只能以“三来一补”方式参与到世界加工贸易行列。“三来一补”加工贸易主要包括进料加工、来料加工、装配业务和协作生产等方式。[4]近年来,中国经济发展取得了巨大成就,截至2013年底,中国货物进出口总额达到25.83万亿元人民币,外汇储备达到3.79万亿美元。在此背景下,中国纺织品加工贸易依托劳动力供给充沛及其价格低廉得到一定发展。但与世界纺织品贸易强国相比,中国纺织品加工贸易始终缺乏实质性提升,大部分企业依然从事着含金量较低的来料加工业务。中国的纺织品加工贸易属于典型的劳动密集型产业,位于全球价值链的底层。按照台湾地区宏碁实业董事长施振荣提出的关于全球分工微笑曲线模型,整个价值链中,最有机会能够获得高附加价值的区域往往位于曲线的两端,即产品研发与品牌营销。[5]国内纺织品行业由于长期缺乏足够研发实力,只能为国外品牌进行代工,从中赚取微薄的加工费。由于缺乏足够的市场开发与品牌营销能力,即便是质量上乘、用料充足的产品也只能以成本价为基准进行销售,无法享受国际品牌产品所独有的品牌溢价。以国际时装品牌范思哲为例,某款大衣在美国本土的售价是299美元,而国内服装企业只能获得每件12.9美元的代工费用。反观日本的优衣库品牌,2013年财务报表数据显示,该公司毛利率与净利率分别维持在47%与23%的高位。优衣库等服饰品牌成功的根本原因就在于其对市场营销的重视,通过对自身品牌的塑造,让旗下服装超越了普通消费品范畴,成为当下年轻消费者的一种时尚主张与生活方式,进而在全球价值链中占据优势地位,轻松获取高额附加值。 2.研发设计能力不足,产品款式落后 中国服装加工贸易企业主要分布于福建、浙江等沿海省份,大多数企业是由当地小型家庭作坊发展而来,企业所有者思维方式陈旧、管理方法落后,对当前国际大环境以及全球价值链变化缺乏清醒认识。反映在企业日常管理中,主要表现为很多企业经营者对纺织机械与设备投入不足,有将近7成的纺织品加工企业在近10年内没有更新过生产设备,CAD排版裁剪机等新型智能化生产设备仅为少部分企业所拥有。部分企业经营者对过去低价夺取出口市场份额做法存在明显的路径依赖,不重视纺织品专业技术人才培养,导致行业整体研发能力不足、产品款式落后。目前,这些企业员工构成多以农民工为主。由于员工文化水平较低,接受新技术、新工艺、新设备的能力普遍较差,加上行业平均薪酬较低,阻碍了优秀产品设计人才的跨行业流动。在这个背景下,国内纺织品行业新品设计乏力,绝大部分产品依靠国外来样加工,其余则来自对国外品牌的“山寨”,即便有少量原创作品,但在时尚性与美观性方面与国外同类产品相比存在明显差距。 3.环保意识缺失,对生态纺织品重视不足 随着生活水平的提高,欧美国家消费者愈加重视纺织品的环保性能,纺织品进口检疫标准与贸易门槛逐渐提高。目前,北欧各国正在兴起生态纺织品热潮,其影响已经通过国际化产业分工体系波及全球纺织品产业链上下各合作成员国。生态纺织品是指采用无公害原料,并以规定生产流程制作的对人体健康无明显伤害的纺织品。生态纺织品的流行对加工出口国的上下游企业都提出了全新要求。然而,中国纺织品行业普遍缺乏环保意识,对于即将到来的生态纺织品发展趋势缺乏敏锐嗅觉。2013年,由于产品化学品残留超标,中国有近98亿美元的出口纺织品被退回,相关企业损失惨重。造成中国纺织品加工贸易行业如此被动的原因是,一方面,中国产品环保标准严重滞后。由于国家质监部门介入程度不够,中国纺织品生产一向存在多重标准,绝大部分纺织品生产企业执行的是国家标准,与欧盟标准相比,中国纺织品国家标准存在较大差距。另一方面,生产工艺落后对中国纺织行业充分参与全球产业链竞争形成巨大阻碍。以出口到美国的生态纺织品为例,美国商务部对该类产品的生产流程与工艺制定了详细、严格的技术规范,明确规定产品不得经过氯漂白处理、不得经由防霉程序、不得进行阻燃整理工序。反观国内,由于环保监督过于宽松,相关违法成本太低,大部分纺织加工企业生产设备陈旧、工艺落后,即便短期内加大投入、集中整治,生产出来的产品也无法快速达到欧美发达国家技术要求。因此,由环保指标所构筑的出口贸易壁垒将成为中国纺织品加工贸易企业转型的巨大障碍。 三、中国纺织品加工贸易转型与升级政策建议 (一)转换生产模式,推动加工贸易产业链延伸 政府要鼓励行业内企业努力向国际纺织品产业链上游延伸,从而有效延长国内加工贸易产业链,进一步提高产业增值率;通过强化技术投入,提升产品设计能力,创立自有独立品牌;深入海外市场,设立产品分销渠道,建立与国外用户直接接触的渠道,推动中国纺织品加工贸易行业实现由“订单模式”向“市场模式”的升级转换。随着国内经济的发展和人民生活水平的提高,中国内销市场已悄然启动并逐渐形成规模,为纺织品行业发展开辟了一个新的市场空间。要着力引导纺织品加工贸易由原来的“单一外销模式”向“内外销并举模式”转变,加大产品出口转内销的尝试;推动企业商业模式与经营理念更新,竭力打造为消费者所接受的服装、服饰知名品牌;立足国内,放眼全球,通过整合国内消费者需求,一改以往被动生产的局面,以海外订单反向定制创新型模式,实现全球价值链参与角色互换,推动纺织品企业实现从低端制造商到高档品牌运营商的实质性跨越。 (二)加大研发经费投入,建立高层次人才队伍 有关部门应通过树立行业典范方式,推动企业管理者及时转变经营理念;通过设立纺织行业技术改造专项经费财政扶持政策,加快企业技术装备与生产工艺革新步伐;通过鼓励纺织品企业设立行业技术研究中心,完善产业研发体系,提升中国纺织产品优秀竞争力。建立高质量专业人才队伍是提升产品技术含量、推动纺织品企业转型升级的重要保障。为全方位满足行业可持续发展需求,政府相关部门应通过多种渠道,广泛储备人才资源;加大行内企业员工培训力度,提高其文化知识水平与专业技能;设立针对高层次人才的落户优惠政策并给予其相应奖励经费,有效提高国内纺织品行业的研发水平。加强纺织品企业内部建设,通过技术引进、合作开发、自主研发等方式努力提升企业自主创新能力,在巩固和扩大现有大宗初级产品和半成品出口的同时,大举进军国际高档服装及其产品深加工领域,提高时尚品牌服饰的生产与出口比例,进而在全球价值链中获得高附加值回报。 (三)提升产品检测标准,完善上下游产业建设 随着中国纺织品行业对全球价值链的参与程度不断提升,产品所面临的标准与约束日趋严格。以欧盟为例,之前众多成员国执行的是进口纺织品-100标准,2013年世界纺织协会颁布的新标准在原有约束条件基础上进行了升级,对化学物质的检测量以及纺织品生产流程都制定了更加严格的程序。为此,中国纺织品行业必须时刻掌握全球消费者对生态纺织品的升级需求,及时改造自身生产技术与生产工艺,严控原材料采购环节,确保产品生产无毒、无害、无添加。大力推动农作物种植规范化,避免使用各种违禁农药,从源头上解决棉花等纺织原材料有害物质残留问题。只有政府、社会和行业共同努力,才能切实有效推动纺织品企业的转型升级,促使企业更好参与到世界经济的全球化进程中,为中国对外贸易可持续发展作出贡献。 作者:易雅馨单位:苏州科技学院 纺织论文:智能数据管理下纺织机械效率论文 1智能数据管理系统的介绍 随着第三次工业革命到来,先进制造、绿色制造、智能制造已成为当今工业发展的主题,纺织行业作为我国工业的重要组成部分,选择在本行业应用数据管理系统,来提高企业技术水平和智能化水平,已成为行业发展的必然趋势。至于数据管理在企业应用中的表现形式,以及有哪些优势,本文将在这一部分做相关介绍。 1.1智能数据管理的表现形式 实行数据管理,在纺织业的主要表现是对各流程、各工序参数的准确记录,确保有详细数据来描述每一道工序,以使纺织业的产业链更接近于数字化、智能化。日常生产的正常并且成功进行,要靠流程中每一步工艺的精确执行。生产过程中的各项参数,例如温度、湿度、pH值等都会影响到生产过程的正常运转。在这个过程应用数据管理,机械制造商在设备内部设置测量这些参数的功能,同时把这些数据自动存档并进行规范化整理,对于工艺的长久可靠性有很大的帮助。数据管理系统中强大的数据库还可以存储生产中使用的配方,以方便生产过程的实时调用。数据管理通过使用敏锐的传感器系统,还能随时监控生产过程中的各项参数,确保数据的完全可靠,确保工艺的准确实现,从而得到令人满意的产品。 1.2应用数据管理的优势 数据管理的主要优势是减少了生产成本,提高了产品性能。数据管理做到了对每一步工艺进行准确记录,这样在每一道工序中,各原料的使用量便一目了然。精确度较高同时具备自动检测、纠错能力的设备,可以及时纠正各原料的使用情况,准确记录各项数据变化,不会再有人工添加原材料时使用量过多或过少的情况出现,这样减少了原材料的浪费,降低了能耗,节约了成本。另外,数据管理中数据库系统的应用,让配方可以长久存储,使用时只需从数据库中找到调用,这样配方具有了重现性,对生产人员来说,操作变得简单方便,同时产品的品质也有了大幅度提高。另外,通过各原料使用量的记录情况,可以估算生产成本,也能实现对生产成本的控制,这样就能辅助企业确定产品价格,从而使产品的定价更具合理性,对企业的发展更有利。 2纺织工业的发展现状 当前,技术水平低下限制了纺织企业的长足发展,尤其是在出口方面,企业内部技术的薄弱使企业经常遭遇国外技术壁垒。因此,提高纺织行业生产技术,通过技术创新、设备改进来提高纺织业机械效率已经变得刻不容缓。很多企业都在关注纺织业技术方面的改革创新。在各种技术的尝试中,在智能数据管理下提高纺织机械效率,进而给企业带来经济效益的方法,在应用中,取得了显著的成果。因此,越来越多的企业在生产中都引进了数据管理这项技术。当然,在使用这项技术时,也有很多需要注意的事项,还有一些在应用过程中会出现的问题,接下来本文将介绍这些问题。 2.1生产设备智能水平较低 智能数据管理技术应用的基础是有智能水平较高的设备,而这项技术的优秀是精确记录各工序参数,严格控制生产过程中各环节使用原料的量,并反映产品的性能。但许多企业现阶段所使用的设备智能化水平很低,甚至达不到智能化水平。有些企业因为引进先进设备花费较大,就仍然使用以往陈旧的生产设备,而这样的设备根本无法满足技术的要求,导致技术引进不彻底,数据记录不详细,控制功能发挥不充分,进而造成原料浪费,产品参数检验不准确,最终反而增加了成本,降低了收益。 2.2生产人员对设备过于依赖 应用智能数据管理,生产过程中的智能化、自动化水平大大提高,生产过程中不再需要人工添加配料,例如往洗涤槽内进行人工加水。智能化后,洗涤槽内水量已预先设好,先进的设备可以自动添加准确量。此时,有些生产人员因为设备智能化水平很高,就对生产过程放松了警惕,对各项参数的记录也不够准确,主观认为机器不会出错,过分依赖设备,不能做到随时查看生产过程中的各项参数,也会在存档记录数据时,有漏记、乱记现象,对生产过程把关不够严,不够细致认真,甚至带来了产品生产不合格等严重后果。 2.3对设备性能的实时监测不到位 机械设备一般情况下都具备合格的性能,才会应用到生产过程。但设备都有使用期限,并且在使用过程中,受环境条件的影响,设备本身可能已经失去了原有性能,例如机械本身的传感器系统损坏,造成了对生产工序的参数检测出错。有些企业在将设备投入生产时,未能对设备性能进行及时检测,致使设备自身的检测能力失效时仍在使用,使得具有错误参数配成的产品出现。有些企业在设备使用过程中,未能对设备进行实时监测和及时维护,导致生产过程中出现生产隐患。 3数据管理应用过程的改善措施 纺织行业作为我国工业中的重要组成部分,如何改变行业的现状,实现产业结构的调整升级,降低成本,提高产品质量,以获得最大经济效益,是每个纺织企业应当进行探索的方向。数据管理系统的应用,可以充分挖掘设备潜能,使纺织机械效率最大化,符合当前的改革思路。因此,针对数据管理系统应用过程出现的问题,力求解决措施,将更能满足当前的行业发展需求。下面笔者将就这些问题提一些建议,希望能对现阶段纺织业的发展情况有所裨益。 3.1保证设备具备较高的智能性 生产设备是数据管理应用的平台,这就决定了数据管理系统对于设备的智能水平的要求会较高。企业可以通过购买最新的设备,应用到生产线上,以确保数据管理的实现。当然购买新设备,成本也会投入较大,但立足于长远计划,这样的代价还是值得的。但是,如果对旧设备全部丢弃,也是对成本的增加,对资源的浪费。因此,还可以通过对旧设备进行技术改造的途径,来实现应用数据管理系统。在实际应用中,可以根据企业自身具体情况,通过对两种方法的结合,来实现成本最小化,效益最大化。 3.2生产人员要严格记录生产过程的各项参数 生产过程中对各项数据的准确记录,是数据管理系统应用的重要体现,因此一定要提高生产人员对生产过程的数据记录的严谨性,不要仅仅依赖机器,人毕竟比机器要智能,不能因为有智能机器存在,便放松警惕。生产人员在生产过程中,应当随时查看各项参数,尤其是原料的使用量是否与设备的真正使用量相符合,还要注意当前使用配方是否与所需配方相符合。数据管理中强大的数据库系统中的数据也是由人工输入的,在这个阶段更应认真仔细查看正确性,一定要确保完全正确,一旦有纰漏后果将很严重,甚至可能危及企业生存。 3.3要随时对设备进行实时监测 对于机械本身,由于在内部应用传感器系统,因此,器械本身往往带有一定的自动监测能力。但机械设备的智能性毕竟有限,如果内部器件有损坏,或内部参数设置有误,就可能出现设备监测能力很弱或失效等情况。在这种情况下,继续使用这样的设备,无疑是埋下了生产线上的隐患。因此,一定要确保设备的完好性。这就需要投入维修检测人力,对设备的性能进行定期和随机抽查的检测,发现有损坏,及时进行维修。另外,对于使用生产人员,也应适当了解设备的某些参数,例如容积等,一旦发现有不符合数据情况,及时告知维修人员,确保设备性能良好,生产过程正常进行。 3.4及时引进新技术 现代化的新技术更新速度很快,尤其是计算机技术在智能化方面的升级,更是日新月异。作为企业,要想长久立足本行业,必须拥有最新的技术,这就需要随时关注行业技术的更新动态,及时引入,并应用于生产实践。数据管理系统要想充分发挥其监测能力,确保工艺可靠性,需要现代化新技术的正确配置,需要有相应的技术进行依托,因此企业应当及时学习,及时引进新技术,确保自身技术走在前沿行列,增强企业在同行中的竞争力。 4结语 当今世界,绿色生产、低碳环保概念深入人心。而要实现这些理念,企业必须从技术上进行根本改造,以实现企业产业结构的转型和升级。现阶段,我国纺织行业虽然与欧美等地区技术还有不小的差距,但已经具备良好的基础。在纺织行业实行数据管理,可以通过精确生产过程使用量来减少资源的浪费,通过实时的监测以减少回炉重造,从而降低成本,减少能耗,提高机械效率,确保真正实现了节能减排,进而为企业创造更大的经济效益。 作者:石艳红白尚勇单位:内蒙古工业大学乌海职业技术学院鄂尔多斯羊绒集团 纺织论文:纺织产业集群在全球贸易下发展思考论文 摘要:文章以绍兴县纺织产业集群为例,研究出口退税、金融危机、人民币汇率等开放经济问题对纺织产业集群的实际影响以期认识开放经济条件下纺织产业集群转型升级的紧迫性。 关键词:开放经济;出口退税;金融危机;人民币汇率 开放经济条件下,绍兴县纺织产业集群面临着一系列问题,纺织品出口退税率的调整。国际金融危机的冲击、人民币汇率的调整,困扰着绍兴县纺织企业特别是中小型纺织企业,集群转型升级迫在眉睫。 一、纺织品出口退税率调整问题 (一)纺织品出口退税政策演变历程 出口退税指一国家或地区对已报关离境的出口货物,由税务机关根据本国税法规定,将其在出口前生产和流通各环节已经缴纳的国内增值税或消费税等间接税款,退还给出口企业的税收制度。其主要目的在于增强国内产品的国际竞争力。我国是世界上纺织品第一生产大国和出口大国,纺织品出口退税问题一直是个热门问题,相关政策调整相当频繁。自1997年金融危机以来,我国纺织品出口退税主要经历了以下几个阶段: 1998年1月一2004年1月。这阶段国家纺织品出口退税政策进行了4次调整。加大纺织品出口退税率,目的在于应对金融危机的影响,扩大出口。1998年1月,国家将纺织服装出口退税率由6%上调至11%;1999年1月,又将出口退税率由11%上调至13%;同年7月,出口退税率由13%上调至15%;2001年7月,国家将棉纱、棉布、棉制产品出口退税率由15%上调至17%。 2004年1月-2008年8月。这阶段国家对纺织品出口退税率采用下调政策,目的在于增加财政收入,减少贸易摩擦,提高出口质量。具体进行了两次调整。2004年7月,纺织品服装出口退税率由15%、17%下调至13%,出口退税由中央和地方共同负担;2006年9月15日,纺织品出口退税率由13%降至11%。 2008年8月至今。2008年,为应对美国金融危机的消极影响,国家频繁地调整纺织品出口退税率,短短1年间,4次上调纺织品出口退税率。2008年8月,将部分纺织品、服装的出口退税率由11%提高到13%;11月,将部分纺织品、服装出口退税率提高到14%;2009年2月,将纺织品、服装出口退税率提高到15%;4月份则提升到16%。 (二)纺织品出口退税率调整对绍兴县纺织品出口的影响 纺织品出口退税政策的调整是国家根据国内外经济形势制定的。但具体效果并不是均衡地分布于各个地区。绍兴县作为我国纺织品出口大县,有必要考察出口退税政策调整对其产生的影响。 1历年纺织品出口退税率数值来源和处理方面 历年纺织品出口退税率数值总体由国家税收总局税收法规库相关文件整理,但由于国家纺织品出口退税率调整并不是每年调整一次,而是根据经济形势需要适时进行调整,而且其调整并不是都针对全体纺织品,还涉及纺织品结构问题,因此文章采取了以下几点处理方法:(1)年度内有不同的出口退税率的处理。这类数值。以不同时段出口退税率的时间为权重进行加权处理。例如,2009年,国家于2月1日和4月1日实施不同的纺织品出口退税率,分别为15%和16%,当年的出口退税率分为3段:1月、2-3月、4-12月,各占权重分别为1/12、2/12、9/12。其中1月份用2008年最后一次调整税率14%计算。(2)涉及小部分纺织品出口退税率的数据处理。这部分数值以该类纺织品出口占纺织品出口比重加权处理。例如,2001年7月1日。国家将棉纱、棉布及其制品退税率调整为17%,其他税率仍为15%,这个政策持续至2004年1月,因此以2002年数据说明。该年棉制品占据纺织品出口的40.65%,即为17%税率的权重,其他59.35%则为15%的权重,数值来源于当年中国纺织工业发展报告。(3)涉及几乎全部纺织品出口退税率调整的数据处理。这部分数值不做加权处理,近似取代为全部纺织品出口退税率。如2008年11月税率的调整,涉及纺织品出口大类,因而近似为当个时间段税率。 2出口退税率与绍兴县纺织品出口增长率相关性分析 从回归结果上看,回归系数均通过了5%的显著性水平检验,拟合优度为66.7%,不是很高。这是因为文章集中于出口退税率与纺织品出口增长率的相关性分析,没有考虑影响出口增长的其他因素,如GDP、汇率的因素。D-W值通过5%显著性水平检验。方程不存在白相关问题。 回归结果表明,出口退税率对绍兴县纺织品出口增长率有显著性影响,出口退税率每上升1%,下一年出口增长率增加14.54%。出口增长率对出口退税率变化非常敏感,由此反映绍兴县纺织品出口对出口退税率依赖程度很强。 出口增长率对出口退税率依赖现象在短期内可以解决外在冲击的威胁,但长期依赖出口退税政策来扩展外贸实际上并不符合市场经济运行规律,最终难以培养出市场自适应、自调节的强势企业,不利于产品高级化和产业的转型升级。如何运用好、把握好出口退税率杠杆效应强度成为一项严峻的课题。 二、国际金融危机的冲击 2007年夏,美国次贷危机全面爆发。此后,危机持续发展,导致大批美欧金融机构陷入困境甚至破产,最终在2008年9月升级为一场全面的金融危机,逐步向世界扩散并影响实体经济。2008年3季度,金融危机对我国经济的影响开始显现。外向度较高的长三角、珠三角地区出口型企业订单急剧缩减,数以万计企业纷纷倒闭,绍兴县纺织企业也难逃厄运。10月7日,全国最大的印染企业——绍兴“浙江江龙控股集团”轰然倒塌。10月11日,绍兴最大民营企业,亚洲最大PTA供应商——“浙江华联三鑫集团”停产,濒临破产。数天之内,两家绍兴当地龙头企业相继“挂号”,一度引发当地纺织业私营业主们的恐慌, 金融危机对绍兴县纺织业的冲击,在柯桥纺织指数的外贸指数中得到了充分的体现。2008年9月。金融危机全面爆发前。柯桥外贸景气指数和销售额指数从2008年6-9月不断攀升,到9月份达到相应高位,分别为1877.03和2748.5。金融全面爆发后,两外贸指数,特别是外贸销售额指数陡然下滑。2009年3月,外贸景气指数下降为938.75.较2008年9月份下降了49.99%。外贸销售额下降指数先对滞后,到4月份跌入低谷,下降为851.48.但波动幅度更大,较2008年9月下降了69.02%。另据统计,受金融危机影响,2009年1-2月,纺织服装整体自营出口降幅大于全国14.2个百分点。其中,面料类出口5.7亿美元,下降29.9%;服装出口4107万美元,降幅较小。下降10.9%。 金融危机虽对绍兴县产生了较为严重的破坏,但在2009年4月份以后,短短8个月左右时间,处于集群区的绍兴县纺织产业开始实现适应性调节,柯桥外贸指数在波动中逐步上升。2010年前2月,纺织服装出口额达10.67亿美元,同比增长74.89%,外贸出口强劲反弹,显示了集群强大的生命力。绍兴县纺织产业能在金融危机面前迅速反应调整,一方面离不开政府部门的规划调节,但更为重要的是来自集群区多年来形成的一种自适应调节机制。这种机制助推了绍兴县纺织产业集群的转型升级,是集群发展升级的根本动力机制。 三、人民币汇率波动问题 近年来,人民币汇率问题一直是个敏感问题,经常听到人民币升值的言论,但具体人民币到底是升值还是贬值,有多大变动幅度,还需要具体考察一下近年来人民币汇率波动情况。 实际有效汇率比较真实反映一国币值,不仅考虑所有双边名义汇率的相对变动情况。而且还剔除了通货膨胀对货币本身价值变动的影响,能够综合地反映本国货币的对外价值和相对购买力。自2000年以来,人民币币值波动相当频繁,但在2005年,我国汇率制度改革实行以市场供求为基础的、参考一篮子货币进行调节、单一的、有管理的浮动汇率制。之后,人民币总体以升值为主,贬值幅度要远低于升值幅度。2005年,人民币升值7.1%;2006年,人民币贬值仅1.1%;2007、2008又连续两年大幅升值,分别升值4.5%和12.88%。2009年虽贬值5%,但相比2005年,人民币升值11个百分点,人民币升值大势所趋,人民币升值势必会对绍兴县纺织品出口产生影响,因为人民币升值,以外币标价的中国出口产品的价格要提升,降低中国出口产品的竞争力。另外,纺织业的利润率一般较低,近年来绍兴县规模以上纺织企业的利润率集中在3%-5%,特别是2005年后,基本徘徊在3%左右。人民币币值如继续升值,绍兴县很多纺织企业,特别是中小纺织企业将面临灭顶之灾。寻找新的利润点,加快发展升级,成为绍兴县乃至全国纺织产业必由之路。 纺织论文:纺织企业出招美国反倾销研究论文 摘要:全球纺织品贸易进入无配额时代之后,失去了保护伞的各纺织品进口国将更多地利用反倾销措施抵制我国纺织品的涌入。美国对华纺织品频繁的反倾销严重损害了我国纺织品行业的出口环境和国际竞争力,本文在剖析美国对华纺织品反倾销原因后,针对性的提出提升我国纺织品企业出口竞争力的对策建议。 关键词:中国纺织品;出口企业;美国;反倾销 一、我国纺织品贸易出口现状 1.出口规模快速增长。我国自改革开放以来,经济发展突飞猛进,进出口贸易发展迅速。2009年,中国对外贸易总额高达2.21万亿美元,出口12016.7亿美元,全年贸易顺差1960.7亿美元。纺织业是我国最早开放进入国际市场的产业,也是我国在国际市场上成长最好、增长最快、发展最完善的产业。我国加入WTO后,随着出口规模的不断扩大,纺织品出口从2001年的534.4亿美元猛增到2009年约1670亿美元,占全国出口总额14%,八年中出口增长近3倍。据最新统计数据,2009年我国纺织品服装进出口总值为1882.56亿美元,占全国外贸进出口总值的8..53%,其中出口总值1713.32亿美元,占全国出口总额的14.26%,进口169.24亿美元,占全国进口总额的1..68%,贸易顺差为78.76亿美元。 2.出口贸易地区分布。我国从1994年成为世界上最大的纺织品出口国以来,纺织品出口额约占世界纺织品出口总量的五分之一。在我国纺织服装出口的所有国家和地区中,美国、日本、我国香港排名前三位。据统计,我国出口纺织品到达美国市场的比率达2O.14%。2009年我国对美国、日本及我国香港地区的纺织服装出口金额分别为为278.37亿美元、220.80亿美元和139.98亿美元,与上年分别同比增长3.44%、0.27%和下降12.88%。另外,2009年我国对欧盟的纺织品服装出口总额为370.79亿美元,与上年同比下降7.13%。2009年1月~12月中国出口编织电热毯中,美国、日本和欧盟27国是最大的出口地,分别占国内出口总量的39%、31%和15%。 3.美国对华纺织品反倾销现状。从美国对华反倾销案件总量上看,截至2009年,我国遭遇反倾销案件已高达178件。从美国对华反倾销案占国总案的比例看,1980年以来稳步上升,1980年~1985年为6.3%,乌拉圭回合上升到9.1%,WTO成立后的10年里,其对华案比例一直在不断上升,2009年已升至55.6%。今年6月,美国商务部裁定,以所谓中国产机织电热毯对美国相关产业造成实质损害为由,同意对中国输美机织电热毯实施最高达174.85%的反倾销制裁。8月上旬,美国商务部公告,由于计算错误,决定修改对原产于中国的编织电热毯的反倾销终裁结果。电热毯产品的出口利润大约在4%~5%之间,如果被征收77.5%,甚至174.85%的反倾销税,美国客户肯定承受不了这个涨幅,中国不少相关企业只能被迫退出美国市场。这也意味着,从去年7月开始的美对华电热毯反倾销调查一案将有最终结果,国内企业应诉并未取得良好结果。美方此举也令纺织业界担忧,其是在“投石问路”,以电热毯这个相对冷门品类的商品,试探国内企业应诉能力和反应速度,可能会蔓延至其他大门类纺织品。 二、美国对华纺织品反倾销的原因 1.不断扩大的中美贸易逆差。20世纪80年代以来,美国贸易账户赤字日益恶化,与之相对应,美国对华反倾销数量呈现波动性增长趋势。WTO的第一年,美国是对我国反倾销立案最多的国家,提起调查的案件高达12起。2006年美国对华逆差高达1442.6亿美元,占美国外贸逆差总额的19%,1996年~2006年贸易账户赤字年均高达4291.8亿美元,2008年逆差高达6959亿美元。奥巴马政府上台后在减少贸易逆差方面竭尽所能,并把扭转逆差作为一项优秀经济政策,提出转变美国经济发展模式的4个方向,其中首要一项就是要更多依靠出口。一年来,美国积极推动与韩国、哥伦比亚、巴拿马等国的双边自由贸易协定,同时不时挥舞“保护主义大棒”以限制进口。作为美国主要贸易伙伴,也是美国最大的贸易逆差国,中国无疑是美国贸易政策调整的重点对象,成为遭受美国反倾销最多的发展中国家。 2.次贷危机下保护本国相关行业和降低失业率的需要。近几年,美国经济增长放缓,甚至2006年房地产市场出现了衰退,由此引起的次贷危机使得美国经济元气大伤。中国具有比较优势的劳动密集型产品的出口直接冲击着美国的同类产业。在美国国内经济尚未完全回暖的情况下,其一定程度需要通过国内的贸易保护主义保护本国相关行业的利益,导致其对中国发起调查范围更大,立案标准更宽,反倾销税的税率更高的反倾销调查。另一方面,反倾销还可作为美国政府转移视线的有效途径。政府面对强大的就业压力时,将问题归咎于国外的不公平竞争以缓解国内矛盾。有资料统计,美国失业率与对华反倾销趋势基本符合正方向变化关系(见图3)。尤其在大选时,运用反倾销打击外来商品,保护国内企业和就业者利益,降低失业率,以迎合工会和国内产业的要求,成为美国国内两党拉选票的重要筹码,所以大选年间对华反倾销案会呈上升趋势。 3.反对贸易保护主义的宣言不过是“表面文章”。近年来,随着资本主义国家经济发展不平衡,以及国际竞争的日益激化,美国的出口商品日益受到日本和西欧的挑战,其世界经济贸易中的霸主地位逐渐下降。在此种情况下,美国力图通过贸易保护主义政策来维护自身的经济和政治利益。仅仅在美国对华纺织品采取反倾销制裁一天前,G20峰会刚刚发表了《二十国集团多伦多峰会宣言》,就反对贸易保护、推进商业和投资等达成共识。同时,美国总统奥巴马在和我国国家主席会谈时也表示,“美国希望看到一个非常成功、繁荣的中国,美方反对贸易保护主义。”事实上,今年以来中美两国间的贸易纷争一直在持续,中方的钢材等相关出口产品则成了贸易战的重灾区。相关的反对贸易保护主义的宣言不过是相关国家的“表面文章”,并不能真正对缓解贸易纷争起促进作用。 4.对美出口市场结构单一,企业贸易管理模式落后。改革开放以来,随着我国外贸经营权的下放,经营进出口业务的企业数量急剧增加,又多为规模不大的中小企业,贸易管理模式落后,销售策略单一,再加上国家宏观管理措施不配套,因而出现了哪种出口商品的成本低、在国外市场有利可图,各出口企业就在国际市场营销中一味采取低价竞争策略,急功近利,过度投入的局面。同时,在产品结构上,我国出口较多的是纺织机电及化工等附加值相对偏低的劳动密集型产品,缺乏自主品牌,本身容易被误认为倾销。另外,中国纺织品出口市场结构过于单一,主要集中在北美和西欧市场。 5.滥用贸易救济措施及产品标准。随着行业危机加深和更多行业陷入困境,作为控制进口有效便利的手段,反倾销、反补贴被美国政府视为常规的贸易救济措施而继续利用。美国还动用国内贸易法中201保障措施、421特别保障措施。钢铁、汽车、信息产品、家具、纺织等行业均可能成为美国设限的重点领域。实际上,近几年美国仍在继续实施不符合世贸组织规则的伯德修正案,其产业部门针对其他贸易伙伴已经提出了大量的两反指控。美国凭借其在技术、信息等方面的优势,在食品安全、环境保护、知识产权等问题上大做文章。美国实施不久的消费品安全促进法案,规定所有消费品生产商和进口商必须提交证书,保证进口产品符合美国的规定和标准。 三、应对美国反倾销提升我国纺织品出口的对策建议 1.积极利用WTO争端解决机制,提升中国政府解决中美贸易纷争的能力。中国加入WTO后,我国可以依靠世界贸易组织这个平台争取更多权益。在应对美国反倾销时,应充分利用WTO贸易争端解决机制,对于美方不合理的滥用反倾销进行贸易保护的做法,中国政府可向WTO争端解决机构提起申诉。同时,要加强对WTO规则的研究,以便在今后WTO规则的评价及修改中充分利用中国在WTO多边贸易体系中的发言权,争取早日修改国际反倾销规则,取消对中国的歧视性规定,尽快得到公正待遇。2001年11月开始的多哈回合目前正在进行之中,我国应在本轮谈判中努力争取属于自己的权益。我国政府也可与美国政府进行谈判,对其一些不合理或歧视性的做法进行必要的抗争,说服其改变或放弃原来的观点和做法,努力提高解决中美贸易纷争的能力,加快中美贸易健康发展。公务员之家 2.转变出口经营战略,提高产品在国际市场上的可持续竞争力。我国纺织品出口企业既要充分利用劳动力和原材料价格低廉的优势,同时又要对美国市场进行认真调研,充分了解出口产品在美国市场上的成本供求及收益状况等,正确规划企业发展战略和科学进行经营决策,选择市场空间较大的项目,合理制定并及时调整出口产品价格,树立以质量取胜、以服务取胜的经营理念,提高质量档次、增加科技含量、增强品牌意识,力争以优质的产品和服务进入美国市场,改变中国产品长期以来低质低价的形象,由单一的价格竞争转变到综合的非价格竞争,增强产品的可持续竞争力。 3.完善出口区域市场结构,寻找新的国际市场通道。加入WTO以来,中国纺织品出口贸易额持续增长,但由于出口市场结构过于单一,导致过多企业激烈竞争,争夺有限的市场。由于企业的目标市场单一,如若遭到欧美等国的反倾销,则企业的价格优势将不复存在,严重则会导致企业的生存问题受到威胁。因此,我国纺织品出口企业应从单一市场化向多元市场化战略转变,将出口战略目标定位为全球范围。这样,不仅可帮助企业因避免为进入单一市场而进行的激烈竞争,同时帮助企业摆脱因过度依赖单一市场生存而实施的低价策略。就算企业因某一贸易摩擦问题而退出某一目标市场,仍有其他的市场来维持企业的生存与可持续发展,而不至于使企业的生存受到威胁。 4.中美双方协商有关产品的反倾销贸易标准。外贸经营权由审批制改为登记制以后,国家采取行政手段限制和规范企业贸易行为越来越少,纺织商会要根据国际纺织品市场需求情况和外贸敏感度对纺织服装行业及企业在经营过程中的原材料和能源消耗、生产安全、产品质量、环保、劳动保障等情况进行调查研究。在纺织品反倾销认定标准上,美方和中方也有不同的理解。当然,美方肯定是不会完全考虑中方利益的。中国政府应积极与美方沟通,协商有关产品的反倾销贸易标准,制定纺织品进出市场准入标准和认证体系,充分了解美国反倾销法规,制定一个可操作的、量化的、让双方都能理解的准则。在商务部支持下,联合有关部门和专家制定国际上认可的行业标准,规范企业行为,促进纺织品行业的可持续发展。 纺织论文:中国纺织品针对国外反倾销策略研究论文 [摘要]全球纺织品贸易进入无配额时代之后,失去了保护伞的各纺织品进口国将更多地利用反倾销措施抵制我国纺织品的涌入。美国对华纺织品频繁的反倾销严重损害了我国纺织品行业的出口环境和国际竞争力,本文在剖析美国对华纺织品反倾销原因后,针对性的提出提升我国纺织品企业出口竞争力的对策建议。 [关键词]中国纺织品出口企业美国反倾销 一、我国纺织品贸易出口现状 1.出口规模快速增长。我国自改革开放以来,经济发展突飞猛进,进出口贸易发展迅速。2009年,中国对外贸易总额高达2.21万亿美元,出口12016.7亿美元,全年贸易顺差1960.7亿美元。纺织业是我国最早开放进入国际市场的产业,也是我国在国际市场上成长最好、增长最快、发展最完善的产业。我国加入WTO后,随着出口规模的不断扩大,纺织品出口从2001年的534.4亿美元猛增到2009年约1670亿美元,占全国出口总额14%,八年中出口增长近3倍。据最新统计数据,2009年我国纺织品服装进出口总值为1882.56亿美元,占全国外贸进出口总值的8..53%,其中出口总值1713.32亿美元,占全国出口总额的14.26%,进口169.24亿美元,占全国进口总额的1..68%,贸易顺差为78.76亿美元。 2.出口贸易地区分布。我国从1994年成为世界上最大的纺织品出口国以来,纺织品出口额约占世界纺织品出口总量的五分之一。在我国纺织服装出口的所有国家和地区中,美国、日本、我国香港排名前三位。据统计,我国出口纺织品到达美国市场的比率达2O.14%。2009年我国对美国、日本及我国香港地区的纺织服装出口金额分别为为278.37亿美元、220.80亿美元和139.98亿美元,与上年分别同比增长3.44%、0.27%和下降12.88%。另外,2009年我国对欧盟的纺织品服装出口总额为370.79亿美元,与上年同比下降7.13%。2009年1月~12月中国出口编织电热毯中,美国、日本和欧盟27国是最大的出口地,分别占国内出口总量的39%、31%和15%。 3.美国对华纺织品反倾销现状。从美国对华反倾销案件总量上看,截至2009年,我国遭遇反倾销案件已高达178件。从美国对华反倾销案占国总案的比例看,1980年以来稳步上升,1980年~1985年为6.3%,乌拉圭回合上升到9.1%,WTO成立后的10年里,其对华案比例一直在不断上升,2009年已升至55.6%。今年6月,美国商务部裁定,以所谓中国产机织电热毯对美国相关产业造成实质损害为由,同意对中国输美机织电热毯实施最高达174.85%的反倾销制裁。8月上旬,美国商务部公告,由于计算错误,决定修改对原产于中国的编织电热毯的反倾销终裁结果。电热毯产品的出口利润大约在4%~5%之间,如果被征收77.5%,甚至174.85%的反倾销税,美国客户肯定承受不了这个涨幅,中国不少相关企业只能被迫退出美国市场。这也意味着,从去年7月开始的美对华电热毯反倾销调查一案将有最终结果,国内企业应诉并未取得良好结果。美方此举也令纺织业界担忧,其是在“投石问路”,以电热毯这个相对冷门品类的商品,试探国内企业应诉能力和反应速度,可能会蔓延至其他大门类纺织品。 二、美国对华纺织品反倾销的原因 1.不断扩大的中美贸易逆差。20世纪80年代以来,美国贸易账户赤字日益恶化,与之相对应,美国对华反倾销数量呈现波动性增长趋势。WTO的第一年,美国是对我国反倾销立案最多的国家,提起调查的案件高达12起。2006年美国对华逆差高达1442.6亿美元,占美国外贸逆差总额的19%,1996年~2006年贸易账户赤字年均高达4291.8亿美元,2008年逆差高达6959亿美元。奥巴马政府上台后在减少贸易逆差方面竭尽所能,并把扭转逆差作为一项优秀经济政策,提出转变美国经济发展模式的4个方向,其中首要一项就是要更多依靠出口。一年来,美国积极推动与韩国、哥伦比亚、巴拿马等国的双边自由贸易协定,同时不时挥舞“保护主义大棒”以限制进口。作为美国主要贸易伙伴,也是美国最大的贸易逆差国,中国无疑是美国贸易政策调整的重点对象,成为遭受美国反倾销最多的发展中国家。 2.次贷危机下保护本国相关行业和降低失业率的需要。近几年,美国经济增长放缓,甚至2006年房地产市场出现了衰退,由此引起的次贷危机使得美国经济元气大伤。中国具有比较优势的劳动密集型产品的出口直接冲击着美国的同类产业。在美国国内经济尚未完全回暖的情况下,其一定程度需要通过国内的贸易保护主义保护本国相关行业的利益,导致其对中国发起调查范围更大,立案标准更宽,反倾销税的税率更高的反倾销调查。另一方面,反倾销还可作为美国政府转移视线的有效途径。政府面对强大的就业压力时,将问题归咎于国外的不公平竞争以缓解国内矛盾。有资料统计,美国失业率与对华反倾销趋势基本符合正方向变化关系(见图3)。尤其在大选时,运用反倾销打击外来商品,保护国内企业和就业者利益,降低失业率,以迎合工会和国内产业的要求,成为美国国内两党拉选票的重要筹码,所以大选年间对华反倾销案会呈上升趋势。 3.反对贸易保护主义的宣言不过是“表面文章”。近年来,随着资本主义国家经济发展不平衡,以及国际竞争的日益激化,美国的出口商品日益受到日本和西欧的挑战,其世界经济贸易中的霸主地位逐渐下降。在此种情况下,美国力图通过贸易保护主义政策来维护自身的经济和政治利益。仅仅在美国对华纺织品采取反倾销制裁一天前,G20峰会刚刚发表了《二十国集团多伦多峰会宣言》,就反对贸易保护、推进商业和投资等达成共识。同时,美国总统奥巴马在和我国国家主席会谈时也表示,“美国希望看到一个非常成功、繁荣的中国,美方反对贸易保护主义。”事实上,今年以来中美两国间的贸易纷争一直在持续,中方的钢材等相关出口产品则成了贸易战的重灾区。相关的反对贸易保护主义的宣言不过是相关国家的“表面文章”,并不能真正对缓解贸易纷争起促进作用。 4.对美出口市场结构单一,企业贸易管理模式落后。改革开放以来,随着我国外贸经营权的下放,经营进出口业务的企业数量急剧增加,又多为规模不大的中小企业,贸易管理模式落后,销售策略单一,再加上国家宏观管理措施不配套,因而出现了哪种出口商品的成本低、在国外市场有利可图,各出口企业就在国际市场营销中一味采取低价竞争策略,急功近利,过度投入的局面。同时,在产品结构上,我国出口较多的是纺织机电及化工等附加值相对偏低的劳动密集型产品,缺乏自主品牌,本身容易被误认为倾销。另外,中国纺织品出口市场结构过于单一,主要集中在北美和西欧市场。 5.滥用贸易救济措施及产品标准。随着行业危机加深和更多行业陷入困境,作为控制进口有效便利的手段,反倾销、反补贴被美国政府视为常规的贸易救济措施而继续利用。美国还动用国内贸易法中201保障措施、421特别保障措施。钢铁、汽车、信息产品、家具、纺织等行业均可能成为美国设限的重点领域。实际上,近几年美国仍在继续实施不符合世贸组织规则的伯德修正案,其产业部门针对其他贸易伙伴已经提出了大量的两反指控。美国凭借其在技术、信息等方面的优势,在食品安全、环境保护、知识产权等问题上大做文章。美国实施不久的消费品安全促进法案,规定所有消费品生产商和进口商必须提交证书,保证进口产品符合美国的规定和标准。 三、应对美国反倾销提升我国纺织品出口的对策建议 1.积极利用WTO争端解决机制,提升中国政府解决中美贸易纷争的能力。中国加入WTO后,我国可以依靠世界贸易组织这个平台争取更多权益。在应对美国反倾销时,应充分利用WTO贸易争端解决机制,对于美方不合理的滥用反倾销进行贸易保护的做法,中国政府可向WTO争端解决机构提起申诉。同时,要加强对WTO规则的研究,以便在今后WTO规则的评价及修改中充分利用中国在WTO多边贸易体系中的发言权,争取早日修改国际反倾销规则,取消对中国的歧视性规定,尽快得到公正待遇。2001年11月开始的多哈回合目前正在进行之中,我国应在本轮谈判中努力争取属于自己的权益。我国政府也可与美国政府进行谈判,对其一些不合理或歧视性的做法进行必要的抗争,说服其改变或放弃原来的观点和做法,努力提高解决中美贸易纷争的能力,加快中美贸易健康发展。 2.转变出口经营战略,提高产品在国际市场上的可持续竞争力。我国纺织品出口企业既要充分利用劳动力和原材料价格低廉的优势,同时又要对美国市场进行认真调研,充分了解出口产品在美国市场上的成本供求及收益状况等,正确规划企业发展战略和科学进行经营决策,选择市场空间较大的项目,合理制定并及时调整出口产品价格,树立以质量取胜、以服务取胜的经营理念,提高质量档次、增加科技含量、增强品牌意识,力争以优质的产品和服务进入美国市场,改变中国产品长期以来低质低价的形象,由单一的价格竞争转变到综合的非价格竞争,增强产品的可持续竞争力。公务员之家 3.完善出口区域市场结构,寻找新的国际市场通道。加入WTO以来,中国纺织品出口贸易额持续增长,但由于出口市场结构过于单一,导致过多企业激烈竞争,争夺有限的市场。由于企业的目标市场单一,如若遭到欧美等国的反倾销,则企业的价格优势将不复存在,严重则会导致企业的生存问题受到威胁。因此,我国纺织品出口企业应从单一市场化向多元市场化战略转变,将出口战略目标定位为全球范围。这样,不仅可帮助企业因避免为进入单一市场而进行的激烈竞争,同时帮助企业摆脱因过度依赖单一市场生存而实施的低价策略。就算企业因某一贸易摩擦问题而退出某一目标市场,仍有其他的市场来维持企业的生存与可持续发展,而不至于使企业的生存受到威胁。 4.中美双方协商有关产品的反倾销贸易标准。外贸经营权由审批制改为登记制以后,国家采取行政手段限制和规范企业贸易行为越来越少,纺织商会要根据国际纺织品市场需求情况和外贸敏感度对纺织服装行业及企业在经营过程中的原材料和能源消耗、生产安全、产品质量、环保、劳动保障等情况进行调查研究。在纺织品反倾销认定标准上,美方和中方也有不同的理解。当然,美方肯定是不会完全考虑中方利益的。中国政府应积极与美方沟通,协商有关产品的反倾销贸易标准,制定纺织品进出市场准入标准和认证体系,充分了解美国反倾销法规,制定一个可操作的、量化的、让双方都能理解的准则。在商务部支持下,联合有关部门和专家制定国际上认可的行业标准,规范企业行为,促进纺织品行业的可持续发展。 纺织论文:中国纺织品出口反倾销应对策略探讨论文 [摘要]全球纺织品贸易进入无配额时代之后,失去了保护伞的各纺织品进口国将更多地利用反倾销措施抵制我国纺织品的涌入。美国对华纺织品频繁的反倾销严重损害了我国纺织品行业的出口环境和国际竞争力,本文在剖析美国对华纺织品反倾销原因后,针对性的提出提升我国纺织品企业出口竞争力的对策建议。 [关键词]中国纺织品出口企业美国反倾销 一、我国纺织品贸易出口现状 1.出口规模快速增长。我国自改革开放以来,经济发展突飞猛进,进出口贸易发展迅速。2009年,中国对外贸易总额高达2.21万亿美元,出口12016.7亿美元,全年贸易顺差1960.7亿美元。纺织业是我国最早开放进入国际市场的产业,也是我国在国际市场上成长最好、增长最快、发展最完善的产业。我国加入WTO后,随着出口规模的不断扩大,纺织品出口从2001年的534.4亿美元猛增到2009年约1670亿美元,占全国出口总额14%,八年中出口增长近3倍。据最新统计数据,2009年我国纺织品服装进出口总值为1882.56亿美元,占全国外贸进出口总值的8..53%,其中出口总值1713.32亿美元,占全国出口总额的14.26%,进口169.24亿美元,占全国进口总额的1..68%,贸易顺差为78.76亿美元。 2.出口贸易地区分布。我国从1994年成为世界上最大的纺织品出口国以来,纺织品出口额约占世界纺织品出口总量的五分之一。在我国纺织服装出口的所有国家和地区中,美国、日本、我国香港排名前三位。据统计,我国出口纺织品到达美国市场的比率达2O.14%。2009年我国对美国、日本及我国香港地区的纺织服装出口金额分别为为278.37亿美元、220.80亿美元和139.98亿美元,与上年分别同比增长3.44%、0.27%和下降12.88%。另外,2009年我国对欧盟的纺织品服装出口总额为370.79亿美元,与上年同比下降7.13%。2009年1月~12月中国出口编织电热毯中,美国、日本和欧盟27国是最大的出口地,分别占国内出口总量的39%、31%和15%。 3.美国对华纺织品反倾销现状。从美国对华反倾销案件总量上看,截至2009年,我国遭遇反倾销案件已高达178件。从美国对华反倾销案占国总案的比例看,1980年以来稳步上升,1980年~1985年为6.3%,乌拉圭回合上升到9.1%,WTO成立后的10年里,其对华案比例一直在不断上升,2009年已升至55.6%。今年6月,美国商务部裁定,以所谓中国产机织电热毯对美国相关产业造成实质损害为由,同意对中国输美机织电热毯实施最高达174.85%的反倾销制裁。8月上旬,美国商务部公告,由于计算错误,决定修改对原产于中国的编织电热毯的反倾销终裁结果。电热毯产品的出口利润大约在4%~5%之间,如果被征收77.5%,甚至174.85%的反倾销税,美国客户肯定承受不了这个涨幅,中国不少相关企业只能被迫退出美国市场。这也意味着,从去年7月开始的美对华电热毯反倾销调查一案将有最终结果,国内企业应诉并未取得良好结果。美方此举也令纺织业界担忧,其是在“投石问路”,以电热毯这个相对冷门品类的商品,试探国内企业应诉能力和反应速度,可能会蔓延至其他大门类纺织品。 二、美国对华纺织品反倾销的原因 1.不断扩大的中美贸易逆差。20世纪80年代以来,美国贸易账户赤字日益恶化,与之相对应,美国对华反倾销数量呈现波动性增长趋势。WTO的第一年,美国是对我国反倾销立案最多的国家,提起调查的案件高达12起。2006年美国对华逆差高达1442.6亿美元,占美国外贸逆差总额的19%,1996年~2006年贸易账户赤字年均高达4291.8亿美元,2008年逆差高达6959亿美元。奥巴马政府上台后在减少贸易逆差方面竭尽所能,并把扭转逆差作为一项优秀经济政策,提出转变美国经济发展模式的4个方向,其中首要一项就是要更多依靠出口。一年来,美国积极推动与韩国、哥伦比亚、巴拿马等国的双边自由贸易协定,同时不时挥舞“保护主义大棒”以限制进口。作为美国主要贸易伙伴,也是美国最大的贸易逆差国,中国无疑是美国贸易政策调整的重点对象,成为遭受美国反倾销最多的发展中国家。 2.次贷危机下保护本国相关行业和降低失业率的需要。近几年,美国经济增长放缓,甚至2006年房地产市场出现了衰退,由此引起的次贷危机使得美国经济元气大伤。中国具有比较优势的劳动密集型产品的出口直接冲击着美国的同类产业。在美国国内经济尚未完全回暖的情况下,其一定程度需要通过国内的贸易保护主义保护本国相关行业的利益,导致其对中国发起调查范围更大,立案标准更宽,反倾销税的税率更高的反倾销调查。另一方面,反倾销还可作为美国政府转移视线的有效途径。政府面对强大的就业压力时,将问题归咎于国外的不公平竞争以缓解国内矛盾。有资料统计,美国失业率与对华反倾销趋势基本符合正方向变化关系(见图3)。尤其在大选时,运用反倾销打击外来商品,保护国内企业和就业者利益,降低失业率,以迎合工会和国内产业的要求,成为美国国内两党拉选票的重要筹码,所以大选年间对华反倾销案会呈上升趋势。 3.反对贸易保护主义的宣言不过是“表面文章”。近年来,随着资本主义国家经济发展不平衡,以及国际竞争的日益激化,美国的出口商品日益受到日本和西欧的挑战,其世界经济贸易中的霸主地位逐渐下降。在此种情况下,美国力图通过贸易保护主义政策来维护自身的经济和政治利益。仅仅在美国对华纺织品采取反倾销制裁一天前,G20峰会刚刚发表了《二十国集团多伦多峰会宣言》,就反对贸易保护、推进商业和投资等达成共识。同时,美国总统奥巴马在和我国国家主席会谈时也表示,“美国希望看到一个非常成功、繁荣的中国,美方反对贸易保护主义。”事实上,今年以来中美两国间的贸易纷争一直在持续,中方的钢材等相关出口产品则成了贸易战的重灾区。相关的反对贸易保护主义的宣言不过是相关国家的“表面文章”,并不能真正对缓解贸易纷争起促进作用。 4.对美出口市场结构单一,企业贸易管理模式落后。改革开放以来,随着我国外贸经营权的下放,经营进出口业务的企业数量急剧增加,又多为规模不大的中小企业,贸易管理模式落后,销售策略单一,再加上国家宏观管理措施不配套,因而出现了哪种出口商品的成本低、在国外市场有利可图,各出口企业就在国际市场营销中一味采取低价竞争策略,急功近利,过度投入的局面。同时,在产品结构上,我国出口较多的是纺织机电及化工等附加值相对偏低的劳动密集型产品,缺乏自主品牌,本身容易被误认为倾销。另外,中国纺织品出口市场结构过于单一,主要集中在北美和西欧市场。公务员之家 5.滥用贸易救济措施及产品标准。随着行业危机加深和更多行业陷入困境,作为控制进口有效便利的手段,反倾销、反补贴被美国政府视为常规的贸易救济措施而继续利用。美国还动用国内贸易法中201保障措施、421特别保障措施。钢铁、汽车、信息产品、家具、纺织等行业均可能成为美国设限的重点领域。实际上,近几年美国仍在继续实施不符合世贸组织规则的伯德修正案,其产业部门针对其他贸易伙伴已经提出了大量的两反指控。美国凭借其在技术、信息等方面的优势,在食品安全、环境保护、知识产权等问题上大做文章。美国实施不久的消费品安全促进法案,规定所有消费品生产商和进口商必须提交证书,保证进口产品符合美国的规定和标准。 三、应对美国反倾销提升我国纺织品出口的对策建议 1.积极利用WTO争端解决机制,提升中国政府解决中美贸易纷争的能力。中国加入WTO后,我国可以依靠世界贸易组织这个平台争取更多权益。在应对美国反倾销时,应充分利用WTO贸易争端解决机制,对于美方不合理的滥用反倾销进行贸易保护的做法,中国政府可向WTO争端解决机构提起申诉。同时,要加强对WTO规则的研究,以便在今后WTO规则的评价及修改中充分利用中国在WTO多边贸易体系中的发言权,争取早日修改国际反倾销规则,取消对中国的歧视性规定,尽快得到公正待遇。2001年11月开始的多哈回合目前正在进行之中,我国应在本轮谈判中努力争取属于自己的权益。我国政府也可与美国政府进行谈判,对其一些不合理或歧视性的做法进行必要的抗争,说服其改变或放弃原来的观点和做法,努力提高解决中美贸易纷争的能力,加快中美贸易健康发展。 2.转变出口经营战略,提高产品在国际市场上的可持续竞争力。我国纺织品出口企业既要充分利用劳动力和原材料价格低廉的优势,同时又要对美国市场进行认真调研,充分了解出口产品在美国市场上的成本供求及收益状况等,正确规划企业发展战略和科学进行经营决策,选择市场空间较大的项目,合理制定并及时调整出口产品价格,树立以质量取胜、以服务取胜的经营理念,提高质量档次、增加科技含量、增强品牌意识,力争以优质的产品和服务进入美国市场,改变中国产品长期以来低质低价的形象,由单一的价格竞争转变到综合的非价格竞争,增强产品的可持续竞争力。 3.完善出口区域市场结构,寻找新的国际市场通道。加入WTO以来,中国纺织品出口贸易额持续增长,但由于出口市场结构过于单一,导致过多企业激烈竞争,争夺有限的市场。由于企业的目标市场单一,如若遭到欧美等国的反倾销,则企业的价格优势将不复存在,严重则会导致企业的生存问题受到威胁。因此,我国纺织品出口企业应从单一市场化向多元市场化战略转变,将出口战略目标定位为全球范围。这样,不仅可帮助企业因避免为进入单一市场而进行的激烈竞争,同时帮助企业摆脱因过度依赖单一市场生存而实施的低价策略。就算企业因某一贸易摩擦问题而退出某一目标市场,仍有其他的市场来维持企业的生存与可持续发展,而不至于使企业的生存受到威胁。 4.中美双方协商有关产品的反倾销贸易标准。外贸经营权由审批制改为登记制以后,国家采取行政手段限制和规范企业贸易行为越来越少,纺织商会要根据国际纺织品市场需求情况和外贸敏感度对纺织服装行业及企业在经营过程中的原材料和能源消耗、生产安全、产品质量、环保、劳动保障等情况进行调查研究。在纺织品反倾销认定标准上,美方和中方也有不同的理解。当然,美方肯定是不会完全考虑中方利益的。中国政府应积极与美方沟通,协商有关产品的反倾销贸易标准,制定纺织品进出市场准入标准和认证体系,充分了解美国反倾销法规,制定一个可操作的、量化的、让双方都能理解的准则。在商务部支持下,联合有关部门和专家制定国际上认可的行业标准,规范企业行为,促进纺织品行业的可持续发展。
精细化工论文:精细化工企业生产管理论文 1应用化学专业实验的特点及及存在的问题 1.1实验管理制度方面的问题 由于应用化学专业实验的内容大多数与精细化学品相关,易燃易爆、有毒的原料较多,对于安全责任管理的要求要远远高于一般基础实验。但是目前大多数应用化学专业实验室管理制度来自于基础化学实验室的管理制度。基础化学实验室管理制度一般仅包括:仪器管理,药品管理,安全规则,管理人员工作职责等部分。仪器管理部分侧重点在于仪器的正确操作方法以及赔偿措施等方面,药品管理则侧重于药品使用,有毒药品的存放等,安全规则仅仅强调水电气的使用安全以及基本的防护措施,管理人员工作职责则重视实验室的物品,秩序等维护。整个管理制度中,对于学生涉及的较少,和实际的生产管理差距太大,不利于学生生产意识的培养。同时和具体的实验关联度不大,制度的制定过于粗放。 1.2实验运行机制方面的问题基础化学实验运行一般包括实验预习,实验操作,实验总结三个步骤。大多数的学校应用化学专业实验也是按照上述步骤进行。充其量在实验内容上贴近实际生产,其运行机制还是实验室的模式,远达不到实际生产的模拟,不能给与学生实际生产的经验。 1.3考核制度的问题基础实验的考核制度重点强调学生的操作准确度,实验效果,纪律性等方面。专业实验和基础实验有极大地不同,基础实验中验证性实验居多,而专业实验侧重于创新性。如果仅仅参照基础实验的考核制度,则不易激发学生的学习兴趣,不利于学生创新能力的提高。 2精细化工企业生产管理的特点 精细化工企业是生产精细化学工业品的企业。精细化学品种类繁多,目前涉及到的领域有医药、染料、农药、涂料、表面活性剂、催化剂,助剂和化学试剂等传统的化工部门,也包括食品添加剂、饲料添加剂、油田化学品、电子工业用化学品、皮革化学品、功能高分子材料和生命科学用材料等新领域[7-9]。由于精细化工企业的原料、设备和生产工艺的特殊性,使企业管理的难度远大于一般企业。其详细的管理制度一般包括设备管理,生产管理,质量管理,工艺管理,安全和环保管理五个部分。各个管理步骤具有较强的关联性、科学性和严密性,同时对经济效益的产生有较大影响。精细化工企业生产管理制度对于制定切合实际生产的应用化学专业实验管理制度有相当的借鉴意义。 3精细化工企业生产管理制度在应用化学专业实验中的应用 3.1实验管理制度方面的改进 借鉴化工企业生产管理制度,在仪器药品管理,实验过程管理,实验产品质量管理以及安全管理方面制定详细的制度。使专业实验室在硬件管理(仪器设备、原材料等方面)和软件管理方面(各项生产、安全管理制度)都能与企业对接。结合实际从实验纪律、仪器药品管理、实验过程管理、实验产品质量管理、安全管理、教师行为职责等六个方面制定专业实验室管理细则,把化工企业生产管理模式推行融入日常管理工作。使专业实验室内形成浓厚的生产氛围,有效地促进学生职业素养的养成和职业道德的培养。管理制度的改进包括: (1)实验纪律:模拟企业打卡制度,明确上下班时间;实验(工作)服制度,强调着装整洁。实验过程模拟实际生产过程的基本纪律要求。 (2)仪器药品管理:强调学生作为管理者和使用者的责任。学生在具体实验操作之间必须熟悉实验过程中每一种样品的物理化学性质,毒性以及应急措施。对于仪器,要严格操作程序,操作标准,施行培训合格上岗制度。对于实验室的所有设备都要有具体的负责人,都要有详细的安全操作规程。 (3)实验过程管理:模拟班组长制度,施行细致化,分层次管理。对于每一个实验及其操作过程都要有具体的操作标准和安全措施。同时班组长对实验过程进行质量监控。 (4)实验产品质量管理:以实际生产过程的各项国家标准对产品质量进行检验,确保产品各项指标符合实际生产要求。 (5)安全管理:首先确定班组长安全负责制,制定包括水电气安全、仪器安全操作、药品安全管理、实验过程安全管理制度。对于实际的实验,制定实验安全操作规定以及实验步骤安全注意事项,确保每一个实验环节的安全管理。 (6)教师行为职责:和基础化学实验不同,在专业实验中,教师不再充当指导作用,而是充任引导者、监督者、安全员、裁判员的作用。引导学生对实验中的问题进行思考,改进实验;监督学生相互间的协作以及在实验过程中的个人的实验操作表现;确保学生的人身安全以及实验室财产安全,判定学生的实验成果。 3.2实验运行机制方面的改进 在实验过程中,全面模拟实际生产运营的每一个环节。在专业实验中,除了基本的实验外,以某一实际产品研发为主组成研发团队进行产品开发。整个实验内容不再仅局限于实验室里,包括市场调研,配方研制,配方优化,成本核算、产品检验等各个环节,全方位的培养学生的生产、营销、研发能力。市场调研要求学生详细地对某个感兴趣的精细化工产品进行产品价格、产品销路、市场前景等方面的调查研究。进而确定该产品是否具有研究开发的价值,据此写出调研报告。配方研制要求学生对该产品的生产技术进行文献调研,确定该产品的基本配方,继而提交研究计划和团队人员组成方案。配方优化和成本核算则要求学生在实验室进行大量的实验研究,对产品配方进行优化,提高产品性能的同时兼顾成本核算。产品检验环节则依据该产品的各项国家标准进行严格检验,确保产品符合市场要求。 3.4考核制度的改进 在应用化学专业实验考核中,探索制定全新的专业实验成绩考核模式,促进学生的创新能力以及生产意识的培养和提高。对于实验过程的每一步,制定严格的质量考核标准。强调过程管理和步骤考核,不再局限于实验操作和实验报告,整个考核兼顾实验运行的每个环节以及各环节中每个团队成员的表现。同时实验考核以产品的性能及成本为关键目标,促使学生认识到产品质量是企业的生命线。鼓励学生利用研发的产品进行创业,提高学生创新创业能力。 在应用化学专业实验内容改进的基础上,参照精细化工企业上产管理制度,制定一套和实际生产紧密相关的实验管理制度,对于实现专业实验的教学目的,培养学生解决生产实际问题的能力,特别是新产品研制、开发的能力,增强学生的创新意识和创新能力具有非常重要的意义。本文通过对应用化学专业实验的管理制度、运行模式、考核制度的探索,建立和实际生产紧密结合的,以产品开发为实验运行主体,以行业标准为考核依据,兼顾市场调研、营销的应用化学专业实验运行管理机制。从而部分解决目前应用化专业实验中存在的方向不明确,内容无特色,和行业标准差距大,专业技能不能适应社会生产的需求等问题。 作者:向天成 司红岩 单位:许昌学院 精细化工论文:精细化工企业生产管理论文 1应用化学专业实验的特点及及存在的问题 1.1实验运行机制方面的问题基础化学实验运行一般包括实验预习,实验操作,实验总结三个步骤。大多数的学校应用化学专业实验也是按照上述步骤进行。充其量在实验内容上贴近实际生产,其运行机制还是实验室的模式,远达不到实际生产的模拟,不能给与学生实际生产的经验。 1.2考核制度的问题基础实验的考核制度重点强调学生的操作准确度,实验效果,纪律性等方面。专业实验和基础实验有极大地不同,基础实验中验证性实验居多,而专业实验侧重于创新性。如果仅仅参照基础实验的考核制度,则不易激发学生的学习兴趣,不利于学生创新能力的提高。 2精细化工企业生产管理的特点 精细化工企业是生产精细化学工业品的企业。精细化学品种类繁多,目前涉及到的领域有医药、染料、农药、涂料、表面活性剂、催化剂,助剂和化学试剂等传统的化工部门,也包括食品添加剂、饲料添加剂、油田化学品、电子工业用化学品、皮革化学品、功能高分子材料和生命科学用材料等新领域[7-9]。由于精细化工企业的原料、设备和生产工艺的特殊性,使企业管理的难度远大于一般企业。其详细的管理制度一般包括设备管理,生产管理,质量管理,工艺管理,安全和环保管理五个部分。各个管理步骤具有较强的关联性、科学性和严密性,同时对经济效益的产生有较大影响。精细化工企业生产管理制度对于制定切合实际生产的应用化学专业实验管理制度有相当的借鉴意义。 3精细化工企业生产管理制度在应用化学专业实验中的应用 3.1实验管理制度方面的改进借鉴化工企业生产管理制度,在仪器药品管理,实验过程管理,实验产品质量管理以及安全管理方面制定详细的制度。使专业实验室在硬件管理(仪器设备、原材料等方面)和软件管理方面(各项生产、安全管理制度)都能与企业对接。结合实际从实验纪律、仪器药品管理、实验过程管理、实验产品质量管理、安全管理、教师行为职责等六个方面制定专业实验室管理细则,把化工企业生产管理模式推行融入日常管理工作。使专业实验室内形成浓厚的生产氛围,有效地促进学生职业素养的养成和职业道德的培养。管理制度的改进包括:(1)实验纪律:模拟企业打卡制度,明确上下班时间;实验(工作)服制度,强调着装整洁。实验过程模拟实际生产过程的基本纪律要求。(2)仪器药品管理:强调学生作为管理者和使用者的责任。学生在具体实验操作之间必须熟悉实验过程中每一种样品的物理化学性质,毒性以及应急措施。对于仪器,要严格操作程序,操作标准,施行培训合格上岗制度。对于实验室的所有设备都要有具体的负责人,都要有详细的安全操作规程。(3)实验过程管理:模拟班组长制度,施行细致化,分层次管理。对于每一个实验及其操作过程都要有具体的操作标准和安全措施。同时班组长对实验过程进行质量监控。(4)实验产品质量管理:以实际生产过程的各项国家标准对产品质量进行检验,确保产品各项指标符合实际生产要求。(5)安全管理:首先确定班组长安全负责制,制定包括水电气安全、仪器安全操作、药品安全管理、实验过程安全管理制度。对于实际的实验,制定实验安全操作规定以及实验步骤安全注意事项,确保每一个实验环节的安全管理。(6)教师行为职责:和基础化学实验不同,在专业实验中,教师不再充当指导作用,而是充任引导者、监督者、安全员、裁判员的作用。引导学生对实验中的问题进行思考,改进实验;监督学生相互间的协作以及在实验过程中的个人的实验操作表现;确保学生的人身安全以及实验室财产安全,判定学生的实验成果。 3.2实验运行机制方面的改进。在实验过程中,全面模拟实际生产运营的每一个环节。在专业实验中,除了基本的实验外,以某一实际产品研发为主组成研发团队进行产品开发。整个实验内容不再仅局限于实验室里,包括市场调研,配方研制,配方优化,成本核算、产品检验等各个环节,全方位的培养学生的生产、营销、研发能力。市场调研要求学生详细地对某个感兴趣的精细化工产品进行产品价格、产品销路、市场前景等方面的调查研究,进而确定该产品是否具有研究开发的价值,据此写出调研报告。配方研制要求学生对该产品的生产技术进行文献调研,确定该产品的基本配方,继而提交研究计划和团队人员组成方案。配方优化和成本核算则要求学生在实验室进行大量的实验研究,对产品配方进行优化,提高产品性能的同时兼顾成本核算。产品检验环节则依据该产品的各项国家标准进行严格检验,确保产品符合市场要求。 3.3考核制度的改进在应用化学专业实验考核中,探索制定全新的专业实验成绩考核模式,促进学生的创新能力以及生产意识的培养和提高。对于实验过程的每一步,制定严格的质量考核标准。强调过程管理和步骤考核,不再局限于实验操作和实验报告,整个考核兼顾实验运行的每个环节以及各环节中每个团队成员的表现。同时实验考核以产品的性能及成本为关键目标,促使学生认识到产品质量是企业的生命线。鼓励学生利用研发的产品进行创业,提高学生创新创业能力。 在应用化学专业实验内容改进的基础上,参照精细化工企业上产管理制度,制定一套和实际生产紧密相关的实验管理制度,对于实现专业实验的教学目的,培养学生解决生产实际问题的能力,特别是新产品研制、开发的能力,增强学生的创新意识和创新能力具有非常重要的意义。本文通过对应用化学专业实验的管理制度、运行模式、考核制度的探索,建立和实际生产紧密结合的,以产品开发为实验运行主体,以行业标准为考核依据,兼顾市场调研、营销的应用化学专业实验运行管理机制。从而部分解决目前应用化专业实验中存在的方向不明确,内容无特色,和行业标准差距大,专业技能不能适应社会生产的需求等问题。 作者:向天成司红岩单位:许昌学院化学化工学院 精细化工论文:精细化工领域工程技术论文 一、分析分子产品工程 以产品的加工行为、性能、分子结构作为设计原则是现代化学产品工程发展的基本方向,其设计目标是设计出满足现在市场需求的化学品。产品工程的工作人员必须对分子结构作用在产品性能方面产生的影响进行预测,还要能够在此基础上设计出性质需求相符合的化学产品。在整个的分子产品过程当中,最重要的就是研究分子性能以及结构,通常来看,半经验方法、计算化学领域的理论与方法是其采用的最主要的分析法。如果使用计算机辅助分子法,能够把产品的能源消耗以及产品的开发周期降到最低,这种设计的办法最主要的目的就是为了和特殊性质要求的分子混合物和分子相互符合。而且能够在很多的分子中找出与产品最符合的,就一般来而言要进行正反两方面分析。首先,制作相关关系模型,在模型的基础上了解分子交互作用和性质之间、分子节后的一些关系。然后,以关系模型作为基础,对分子结构进行不断的优化,让其和性质要求能够相符。 二、精细化工领域数字化工 1.数字化工的特点基本特征探索一种全新的数字化的基于工艺过程数学模型进行工艺技术仿真实验研究的方法、构建多功能数字化工过程及其控制系统,以控制系统开发人机操作界面,通过建立工艺过程的全范围、高精度动态数学模型的方法被称为数字化工技术。它的主要特征包括:有双重用途,即系统控制以及工艺过程实验。能够利用有限的设备进行多种过程实验的最佳组合,能够选择多种方案以及过程控制法来进行实验,达到了连续、间歇反应动力学实验。不需要投入材料,可以安全的智能化实验,环保节能、易维护、使用、标准化、素质化等。 2.功能性的数字化工过程的研究多功能数字化工过程系统的研究是一个具备前沿性和原创性的探索性课题,需要引进大量的技术人员开展关于技术创新的工作。创新技术的研究主要包括以下几个方面:关于比较复杂的化工过程的高精度、全流程、全范围动态的数学模型的建立办法。化工过程一般都是间歇式的方式,在化工过程开始运行,到运行结束各个环节的实验数据分析,发现在工艺过程中表现出来的是分布参数、变化性、不平稳性、非线性等比较复杂的性质,这些复杂的特征给数字化工过程模型的建立带来了极大的困扰。通过对过程机理建模、模糊逻辑建模、人工神经元网络建模和系统识别建模等各环节的研究,可以建造复杂性高的化工数学模型过程。关于虚拟人机操作界面的研究。高度逼真的人机操作界面对于工业过程中需要的数字化实验的实现是必不可少的,通过模仿实际操作过程中工作人员的操作步骤,实现操作控制由数字化试验系统进行操作。对于此系统的开发必须提高人机操作界面技术,充分实现数字化工代替人工操作的方法。 人机操作界面与数学模型进行数据交换的新技术。关于数字化工控制系统和数字化工过程系统的研究,需要解决的技术就是数据的交互。人机操作界面发出的命令及操作必须让数学模型收到并运算数据信号,再将运算的结果显示在人接操作界面上。需要对高速动态数据函数链接库进行探究和建立,或者对于高速动态数据的数据交换方式进行探究和建立,以促使人机操作界面与数学模型的数据系统和数据交互形成一个整体。 三、总结 综上所述,为了能够适应不断变化的市场需求,我们必须提高健全精细化学品以及其生产工艺过程的相关技术,并不断的进行探究探讨。发展现代过程系统工程技术,尤其是数字化工技术以及化学产品工程等新技术的应用,为精细化学品的快速、多品种、多样化以及规模等市场新挑战提供了更有力更高效技术手段。从而在一定程度上促进其发展壮大。 作者:赵丽单位:珠海安邦工程有限公司 精细化工论文:精细化工企业消防安全管理论文 摘要:企业消防安全管理是社会消防安全管理的重要内容之一。近些年来,伴随我国社会经济的快速发展,化工企业在其中发挥了举足轻重的作用,并做出了重要贡献。然而化工企业的消防安全管理却并没有伴随企业的发展而相应跟进。由于化工企业是高危的特殊行业,其生产经营的化工产品存在着易燃、易爆等严重安全隐患,一旦企业不注重消防安全管理,将可能造成无法挽回的悲剧。当前我国很多化工企业其消防安全管理存在着许多不足,阻碍了消防安全管理工作的正常开展,也为企业埋下了安全隐患。本文主要针对精细化工企业的消防安全管理工作现状及存在问题展开相应分析探讨,并在此基础上结合当前消防安全管理的需要和需求,提出相应的管理措施和对策,希望能借此提高我国精细化工企业的消防安全管理水平,最大程度避免企业出现安全事故。 关键词:消防安全管理;安全隐患;精细化工企业;管理措施;安全事故 精细化工企业直接为社会各个领域、各个行业服务,而且直接关乎到各领域、各行业其高新技术产业发展。因此,精细化工企业目前已经成为最具发展前景的新兴产业。精细化工不但具有使用用途广、产业关联度大等特点,而且其生产经营的产品还具有品种丰富、单位生产能耗低、产品经济附加值高等优势,因此是国家进行重点扶持的战略性产业,其发展水平甚至成为一个地区其工业化程度的重要指标。[1] 近些年来,国家高度重视精细化工产业的发展,甚至已经将化学工业的发展重点放到了精细化工产业上,并且将其归入到国家多项发展规划中,给予相应政策、资金支持,从而逐渐使得精细化工产业成为化工行业的前沿领域。由于精细化工与材料、生物化工、信息和能源等行业之间的紧密联系,因而在我国现代化建设中也发挥着越来越重要的作用,成为不可或缺、不可替代的关键一环,拥有光明的发展前景。因此对精细化工企业的消防安全管理进行相应探讨,具有十分重要的理论意义和现实作用。 1精细化工企业行业特点 精细化工企业其生产经营的产品范围十分广泛,品种繁多,如果按照大类属性进行划分,可以分为精细生物化工产品、精细高分子化工产品、精细有机化工产品以及精细无机化工产品四大类,然而这种分类方法显得较为粗糙,因此一般按产品的功能进行分类。主要有农药、医药、有机颜料、合成染料、粘合剂、涂料、化妆品、香料、表面活性剂、洗涤剂、印刷油墨、肥皂、照相感光材料、有机橡胶助剂、试剂、催化剂、石油添加剂、高分子絮凝剂、兽药、食品添加剂、纸及纸浆用化学品、塑料添加剂、芳香消臭剂、饲料添加剂、汽车用化学品、金属表面处理剂、脂肪酸、杀菌防霉剂、精密陶瓷、稀土化学品、生化制品、功能性高分子、酶、稳定剂、混凝土外加剂、增塑剂、有机电子材料、健康食品等。精细化工企业其生产技术主要以下几点共同特点:(1)品种多、更新快,需要不断进行技术开发;(2)产品质量稳定;(3)整个生产过程不但包括化学合成,还包括产品加工和商品化;(4)需要精密的技术,间歇式小批量生产;(5)产品附加值较高。 2精细化工企业火灾事故特点 和一般化工企业发生的火灾事故有所不同的是,精细化工企业其消防安全事故有着其特殊性,主要表现在以下几个方面:(1)极容易给企业造成很大的经济损失。这主要是因为精细化工企业其储存的化工原料,生产和加工的化工产品一般具有较高的经济价值,一旦发生火灾事故或者其他消防安全事故,不仅会造成生产设备损坏,使得企业生产停顿,而且还极容易造成重大人员伤亡事故的产生,从而给企业带来很大的经济损失。(2)火灾事故容易扩大蔓延。由于精细化工产品多具有易燃易爆性、有毒性和易腐蚀性等特点,一旦发生火灾事故,常常伴随着大面积的、立体的、多火点爆炸、复燃复爆等形式的燃烧,如果再受爆炸飞溅或者风力等因素影响,很容易扩大蔓延至附近其他厂房,从而造成火势的蔓延扩大。[2](3)火灾事故救援难度大,很容易使得救援人员出现伤亡。精细化工企业其火灾事故发生现场具有非常复杂的情况,因为精细化工产品其燃烧可能随时引发爆炸,火势迅速蔓延扩大,而且除了燃烧与爆炸之外,还存在着有毒气体以及腐蚀性危险化学物品等危险因素。因为精细化工产品燃烧产生的有毒气体蔓延在空气中,因此对火灾现场救援人员的安全时刻产生着严重威胁。而腐蚀性危险化学物品不仅会灼伤救援人员的皮肤,还容易腐蚀灭火救援器材和装备。除此之外,燃烧爆炸引起的建筑物倒塌等情况,也可能使得救援人员出现伤亡事故。等等上述因素,给精细化工企业火灾事故的灭火救援工作带来了很大的难度。(4)带来持续的环境污染。精细化工企业生产经营所使用的化工原料,以及生产过程中产生的各种有毒有害物质,很容易因为火灾事故的产生而扩散到大气中,从而污染了区域空气,严重危害群众的身体健康。 3我国精细化工企业消防安全管理现状及存在问题 伴随我国社会主义现代化建设进程的不断推进,化工企业在其中日益发挥着重要的作用。然而随之而来的消防安全问题却频频发生,给事故发生企业带来了严重的财产损失和人员伤亡,危害了社会安定和谐和健康发展。[3]比如:2015年8月23日山东淄博某精细化工企业发生丙烯腈储罐爆炸事件,事故最终造成1人死亡9人受伤。据悉当时事发精细化工企业内还存有化工品己二腈,己二腈为无色油状液体,略有气味。是制造尼龙的中间体。微溶于水、醚,溶于醇。遇明火、高热可燃。与强氧化剂可发生反应。受热分解放出有毒的氧化氮烟气。还好山东省公安消防总队从济南、东营、潍坊、泰安4地调集包括4部通信指挥车、3套远程供水系统、7部泡沫消防车在内的41部消防车辆及184名消防官兵,及时赶往事故现场增援,使得安全事故未进一步恶化,否则后果不堪设想。 3.1厂区规划布局不合理 许多精细化工企业都是在经济快速发展时期成立的,由于当时政府的招商引资政策较为优惠,工业园区产业布局规划较为滞后,消防相关法律法规尚不够完善,致使许多精细化工企业仓促上马,而政府在这一过程中缺乏对把关过程的严格审批,使得这些企业其厂区布局在最初建造时就不合理,从而埋下了安全隐患。比如生产车间与危险化学品储存仓库、厂房与办公楼之间、相邻厂房之间的防火间距不足。按现行《建筑设计防火规范》(GB50016—2014)[4]有关规定,甲、乙类厂房之间其防火间距应当不低于12m,丙、丁、卯类厂房之间其防火间距应当不低于10m。而现实情况是,大多数精细化工企业由于在建造之初,规划布局不合理,厂区内厂房之间其防火间距不足,相邻建筑物之间没有明显的防火隔离,没有满足当前建筑设计防火规范有关规定和要求。 3.2没有制定完善的消防安全管理机制 当前许多精细化工企业其消防安全管理的方式方法仍然较为落后,使得消防安全管理现状堪忧。一些企业由于缺乏消防安全意识、待遇与风险不对应、独立性差等原因,其管理方式方法通常是“事后型”和“经验型”,这种管理方式对消防安全事故的定量分析少、定性分析多,过于看重经验,当事情发生了才知道吸取教训。[5]而具体到日常消防安全工作来说,大多数精细化工企业通常采取制定计划实施检查过程总结的管理方法,没有制定和建立日常化、系统化的消防安全管理机制。比如没有制定详细的企业消防安全制度、企业消防安全操作规程、企业消防安全责任制度、灭火预案、应急疏散预案、日常防火检查制度等等。由于没有制定完善的消防安全管理机制,使得无法对消防安全事故防患于未然,当事故真的发生的时候无法及时采取相应的应对机制,最终使得企业产生难以换回的重大经济损失。 3.3消防设施设备不足以及维护管理不到位 一些精细化工企业其厂房由于是在原有旧建筑物基础上改造而成,使得其规划布局、内部结构和设施依然沿用原有建筑,造成厂房内外相应的消防给水系统存在给水严重不足。还有些精细化工企业由于位置较为偏远,消防给水系统压力不足,一旦火灾事故发生,消防给水系统难以发挥应有作用。相关消防配套设施设备也存在不足的情况,使得火灾刚发生时候,无法及时使用灭火设备控制火势,阻止火势蔓延扩大。除了消防设施设备不足,还存在消防设施设备维护管理不到位的情况。一些精细化工企业由于没有对消防设施设备进行日常维护管理,致使一些灭火设备已经失去了应有功效都不知道,从而为企业消防安全埋下了安全隐患。 3.4未做好从业人员消防安全培训工作 一些精细化工企业管理者由于自身就缺乏相应的消防安全管理意识,过于注重企业生产效益,忽视了对企业从业人员的安全培训工作,使得企业职工不仅缺乏消防安全意识,还缺乏基本的消防设施运用技能。一旦出现火灾事故,从业人员无法及时采取有效的应对措施,致使火势扩大,从而给企业带来更大的损失。比如2010年10月5日广东南雄市某精细化工有限公司出现的爆炸火灾事故,事故最终造成6人不同程度受伤,其中五人严重烧伤,一人被爆炸震碎的玻璃划伤。这起事故发生的最主要原因就是因为该企业未做好从业人员的相关消防安全培训事故,使得从业人员缺乏消防安全意识,忽视了消防安全工作的重要性,致使悲剧出现。 4加强精细化工企业消防安全管理的可行措施 4.1对厂区进行科学合理的规划与布局 精细化工企业应当根据企业自身生产流程、生产特点以及各厂房火灾危险性类别,对厂区进行科学合理的规划与布局,相邻厂房之间布局要安全合理,从而减少相互之间的影响,有利于预防火灾事故和事故发生后的灭火工作。对于精细化工企业其建筑物的耐火等级、厂房防暴、防火间距以及安全疏散等,国家建筑设计防火规范都对这些方面进行了严格的规定。比如易燃易爆危化品应当单独储放于建筑耐火等级不小于2级的仓库里,并且要和明火散发地点有25m以上的间隔距离,存在潜在爆炸危险的车间不能够设在半地下室或者地下室内。[6]因此精细化工企业在工厂规划设计阶段以及后续厂区扩建阶段,一定要注重审核工作,严格按照国家相关规定对设计图纸进行审核,对厂区进行合理布局,杜绝厂区建筑物先天安全隐患。 4.2制定完善的消防安全管理机制 精细化工企业要想切实走好消防安全管理工作,就必须丢掉原有不合理的管理方式,通过制定完善的消防安全管理机制,以各项管理制度对消防安全管理工作予以加强。[7]比如企业负责人应当对相关消防法律法规予以贯彻执行,掌握本企业的消防安全情况,并结合企业生产经营情况制定消防工作计划和为消防工作提供必要的组织保障和经费。制定企业消防安全责任制度与奖惩制度,将安全管理责任落实到具体负责人,对消防工作成绩显著的部门或个人应当给予一定奖励,而对于违反企业消防制度的个人要予以惩处并追究相关负责人责任。制定详细的日常防火检查制度,组织专人对厂区各个位置进行日常防火检查,确保企业按规则制度用火用电、确保疏散通道和安全出口畅通、确保安全疏散指示标志以及应急照明灯完好等等。企业各部门也应当对自行定期进行消防安全检查,对存在安全隐患的地方进行整改。 4.3加强消防设施设备的日常管理和维护 首先,精细化工企业的消防设施设备不能在非消防性救援中使用,对擅自移动、使用或损坏消防设施设备的相关人员,要依照企业消防安全管理制度进行处罚,情节严重的还应当追究其相应的法律责任。其次,安排专人对消防设施设备进行日常管理和维护,了解灭火器材的使用期限,及时更换无法使用或者已经过期的灭火器材,并做好相关记录,确保这些灭火器材随时处于正常状态,以便关键时刻能够发挥其应有作用。最后,可以采取通过与消防设施安装企业或者消防设备生产厂家等对消防设施设备有维修能力的企业签订消防设施设备维护保养合同的形式,对企业的消防设施和消防器材定期进行维护保养。 4.4切实加强企业从业人员消防安全培训工作 首先,精细化工企业应当加强消防安全的宣传力度。消防安全意识是企业消防安全管理的基础与前提,精细化工企业应当运用多方式、多途径来开展消防安全培训的宣传教育工作。通过悬挂横幅、布置消防警示牌以及企业宣传栏等途径在整个企业构建一种消防安全氛围,并利用安全生产月或消防宣传日,组织开展内容丰富形式多样的宣传活动,从而将消防安全宣传教育工作常态化、日常化,让企业全体上下认识到消防安全管理的重要性,增强消防安全意识。比如企业可以利用安全生产月或消防宣传日在公司举行消防安全致使竞赛活动,让企业员工熟悉消防安全常识以及预防对策。其次,精细化工企业应当切实加强企业从业人员消防安全培训工作。比如充分利用员工学习室,定期分批次对全体员工进行消防安全知识培训,并进行相应的考核,切实使培训教育工作落到实处。在培训过程中,培训老师可以借助多媒体手段给员工播放相关消防安全事故案例,并当场组织员工对该事故进行讨论分析,让员工主动从这些安全事故中汲取经验教训,让消防安全警钟长鸣,以此树立消防安全防范意识,切实将安全生产放在首位。最后,为了让全体员工能够切实掌握消防灭火器材使用方法和应急逃生手段。精细化工企业还应当组织全体员工进行消防演练,在演练过程中,企业安全员应当向全体员工演示灭火器材的正确使用方法和维护技巧,并同时传授不同火情的不同灭火办法以及应急逃生技巧。安全员演示完毕后,还应当让员工练习使用灭火器材,并在旁进行相关指导,确保员工切实掌握灭火器材使用方法。在应急逃生演练完毕后,安全员还应当对演练过程中存在的不足予以指出,并给予纠正建议,确保员工切实掌握应急逃生能力。 5结论 综上所述,对于精细化工企业来说,不断增强企业消防安全管理水平,使消防安全管理工作制度化、日常化和常态化,是企业实现健康快速发展的前提之一。因此,精细化工企业应当结合自身行业特点,从厂区科学合理的规划与布局,制定完善的消防安全管理机制,加强消防设施设备的日常管理和维护,加强员工消防安全培训教育工作四个方面,以制度、思想、行动对消防安全管理工作进行多层次推进,使消防安全管理工作真正起到防患于未然的作用。最后,希望能够通过本文的相关研究探讨对其他精细化工企业就消防安全管理方面给予一定的参考与借鉴,共同提高我国精细化工企业的消防安全管理水平,推动精细化工企业持续健康发展。 作者:刘兆文 单位:江西省赣州市公安消防支队定南县大队 精细化工论文:精细化工生产企业成本控制论文 一、精细化工生产企业控制成本的意义 企业以追求利润为经营目标,而对成本进行有效控制是实现这一目标的最好的办法。优秀的企业往往是在保证产品质量的基础上,通过对设计、研发、生产、销售等各个环节加强管理来降低成本,进而在激烈的市场竞争中谋取更多的利益。充分认识到控制成本的意义,是精细化工企业能够科学、严格地进行成本控制的前提。精细化工生产企业,从前成本管理和控制过程以节约与否为评价标准,重视节省和节约,而现代化企业要从战略角度去管理,不是单纯减少成本,而是提高产量、保证质量、降低生产周期、增强生产力。有效的控制成本是提高经济利润的重要方式,能节约资源并提高收入,也能增强企业的市场竞争力。 二、精细化工生产企业成本控制中存在的问题 (一)缺乏完善的成本控制意识 第一,对控制成本的目的认识不清。成本控制的目的是通过对企业内部资源进行优化配置,实现利润最大化的经营目标。但部分精细化工企业没有清晰的认识到成本控制的目的,盲目降低成本,而影响产品质量甚至耽误生产。第二,对控制的内容和范围把握不明。一些企业进行成本控制往往只限定于生产环节,而在产品研发、采购、销售等环节实施的力度不够。 (二)成本控制手段陈旧、方法单一 精细化工生产企业原材料品种特别多,其价格具有明显的周期性波动,当政治和经济环境出现变化时,会影响原材料的价格,企业采购材料时,要全面考虑价格风险和采购时机。精细化工生产企业需要大型机器设备,采购、保养、使用、维修设备也是企业应该控制的内容。产品具有明显的化学性,如石油产品具有易燃易爆性、氟气、氯气等具有挥发性和毒性;酸碱类具有腐蚀性等等,在运输、储存以及成本控制管理时要考虑到这些特殊性,而不能盲目减少成本而提高安全风险。但很多精细化工生产企业在控制成本过程中创新意识不足,没有准确的认识和判断到本行业的特殊性,成本控制手段单一,难以满足企业生产经营和时展提出的要求。其具体表现有:重复建设固定资产,没有严格的实施库存管理,生产工艺比较陈旧落后等。 (三)企业不重视成本核算分析 部分精细化工生产企业并不重视成本核算分析,主要在三个方面有所体现。第一,成本核算范围和内容比较狭窄。一些精细化工生产企业经营管理者思想观念比较陈旧,认为知识产权、环境资源等无形资产不能起到控制和约束企业成本的作用,没有对其进行科学核算。在核算中没有涉及到安全保护成本、环境治理成本,所以企业成本核算体现出核算范围窄的问题。第二,缺乏科学规范的核算方法。精细化工生产企业在开展核算时,依旧运用传统核算方式,分开列支企业的制造费用和管理费用,其核算缺乏全面性和精确性。此外,信息化管理的缺失和落后,也制约成本核算的发展及其准确性和实效性。第三,成本核算分析没有得到广泛的应用。成本核算是企业决策和优化管理的根据,应用不足让成本核算分析失去了应有的作用。 三、精细化工生产企业完善成本控制的策略 以适应性、节约性、操作性、责权利结合为基本原则,提出优化和完善精细化工生产企业成本控制的策略与措施。 (一)运用创新意识,重视成本控制 精细化工的特点是“新、精、特、专”,其批量小、品种多、科技含量高,精细化工生产企业要积极学习和借鉴国外科学的成本控制和管理法规,了解并运用国内外企业研究成果。如创新和改革存货管理制度,降低库存材料所占的资金数量;设置科学有效的产品消耗指标,运用科学的定额用料制度,全面控制人工成本、燃料动力成本和材料成本。同时,要重视并大胆进行成本预测,提高预测水平,制定科学的成本计划,合理进行成本分配与分析,从而提高企业和社会的经济效益。 (二)完善成本控制模式与核算方法 第一,制定完善、统一的成本控制标准。以企业财务目标为基础,按照实际生产经营情况和业务预测,制定出科学的成本控制标准。按照此标准将整体成本目标进行分解,将成本控制责任落实到相应的部门和个人身上。第二,按照管理要求和经营特点,运用有效的成本控制手段。采购方面要建立多渠道、有效及时的供应机制,在采购时要简化流程、重视质量,运用信息平台选择供应商并实时监控原材料价格。在生产方面,要提高对人工、材料的控制,优化生产流程和作业,严格管理材料的支取、补充、退还,提高机器设备的保养、维护和监管。在库存方面,制定有效的管理计划,经常盘点仓库,检查物资的安全,对闲置和废弃材料要及时处理。第三,创新与改革成本控制方式。精细化工生产企业要不断完善生产工艺,引进先进设备,学习科学技术,放弃落后的生产设备和生产方式,增强企业的效益产出和生产率。 (三)建设信息平台,增强成本核算与控制能力 第一,扩大成本核算内容。精细化工生产企业要全面认识成本核算的内容,将安全生产、治理污染等成本列入核算范围。另外成本核算不能只重视成本的变动和发生,而是应该扩展到成本评估、成本预测等方面,进而全面扩大成本核算的范围。第二,合理运用成本核算系统和分析方法。在成本核算中,要构建立体的成本核算系统,将企业、车间、班组都作为该系统的单元,结合作业成本法的运用,提高成本核算的科学性和准确性。在核算过程中要根据具体情况选择建模分析、差异分析等方法。第三,成本核算分析后,要重视成果应用。成本核算分析的目的是提高企业的管理和控制水平,精细化工生产企业应该根据成本核算结果,对生产流程进行调整和优化,合理配置和使用资源,寻找并弥补管理和控制的漏洞,增强企业控制与管理成本的能力。 总之,面对企业发展需要和更加激烈的竞争需求,精细化工生产企业要提高成本控制意识,运用科学有效的方式控制成本,进而提高经济效益、增强企业竞争实力。然而,成本控制是动态的、长期的过程,需要逐步完善业务流程才能完成管理目标。只有运用创新意识,重视成本控制基础工作、完善成本控制模式与核算方法、扩大控制范围等策略,才能深化与完善精细化工生产企业的成本控制体系。 作者:吴志超单位:广东省石油化工研究院 精细化工论文:精细化工的环境保护研究 1传统领域与新领域精细化工发展趋势 传统领域包括染料、农药、医药中间体、涂料等行业。染料行业要将毒性较大容易致癌的品种淘汰,发展清洁化程度高、不对环境产生危害的品种,进一步优化工艺技术,提高生产总量。农药生产企业规模更加大型化,农药毒性危害小、残余量低。医药中间体要在中枢神经、抗高血压、抗癌、头孢菌素等方面大力发展。涂料要向着性能高、污染性小、能耗低的方向发展,提高环保型产品的生产比例。新领域精细化工产品包括胶黏剂、饲料添加剂、皮革化学品、塑料助剂、造纸化学品、食品添加剂、水处理剂、生物化学产品、橡胶助剂等,这些领域都要向着更大规模、更高效率、更加绿色的方向发展。 2倡导绿色精细化工,加强环境保护 2.1发展能耗低、污染小的生产工艺及设备我国的精细化工生产工艺以及设备水平都较为落后,精细化工产品产量的提高受到阻碍。应该将落后的生产工艺以及设备淘汰,在原来的生产工艺基础上进行创新,提高原材料加工的转化效率,降低能量耗损量,将生产工艺中产生较严重污染的环节剔除,将绿色环保技术融入其中,购进能耗低环保型密封性能以及安全性能高的新设备,促进生产效率的提高。 2.2采用无污染、可再生的生产原料精细化工产品繁多,原材料来源广泛,在生产过程中尽量采用可以循环再生的原料,将原来利用率不高、不可重复再生的原料替换,这样不仅能够降低生产成本,提高经济效益,也能将对环境的污染程度降低。 2.3加大资金投入,提高技术创新水平首先,提高国家以及科研单位对精细化工的重视程度,加大对这方面的资金投入,政府为精细化工企业提供优惠政策,引导银行、外资等的资金注入。其次,精细化工生产企业可以与科研院所开展深度的技术交流以及合作,科研单位的技术如果不及时转化为生产力,就只能“纸上谈兵”,企业将其先进技术及时引进,在科研单位的带动下,提高自身的技术研发能力,从而提高生产能力。再次,建立完善的技术创新体制,对产业结构进行调整,提高诸如功能树脂等高科技产业在精细化工行业中的比例,对以往高能耗高污染的产业进行调整或者淘汰,让整个精细化工行业向着绿色节能高效的方向发展。 2.4注重废物利用,增加经济效益精细化工废物产量较多,如果不注重治理,就会对环境安全造成很大的威胁。比如在染料中间体对甲基苯胺的生产工艺中,这是一个还原过程,此过程会产生较多的废液,可以让其中的硫酸钠和NaOH进行反应,生成具有经济效益的硫代硫酸钠产品,有效的解决了污染问题。这种将废物重新再利用,生成新产品的治污且增加收益的方法应该大力推广。 3结语 我国的精细化工产业经过发展,虽然已经取得了较大的成就,但是与发达国家相比仍然有较多的问题,应该从发展环保低能耗的工艺及设备、采用可再生原料、提高技术水平、注重废物利用等方面入手,倡导绿色精细化工,增强对环境的保护。 作者:梁照东单位:肇庆市鼎湖区环境监测站 精细化工论文:绿色化工技术在精细化工的运用 摘要:随着国民经济不断发展,我国工业制造业发展逐步迈向更高的高度,当然由于环境的变化及工业发展带来的问题也在不断增加,国家对于环境的保护意识逐步增加,环境的排污容量在不断减少,国家及政府针对环境的保护政策也在不断细化,在此基础上进行的环保化工技术越来越被更多人重视,其绿色化工技术也越来越成熟,化工工业的生产污染零排放指标逐渐得到落实。 关键词:绿色化工技术;精细化工;研究分析 工业经济不断发展,环境保护形势越来越严峻,必须要将绿色化工技术落实到实际的化工生产中。本文针对绿色化工技术进行了研究,首先分析了其零排放无污染利用和资源充分利用,遵循可持续发展以及采用无毒、无害的原料等特点,同时具体阐述了精细化工具备的装置规模小、种类较多和生产装置具有多功能和综合生产能力以及技术密集度高等主要特点,提出要积极应用浅析微化工技术和绿色催化技术以及绿色分离技术绿色精细化工合成技术等建议,希望对提升绿色化工生产效率有所启发。 1绿色化工的的特点概述 1.1“零”排放无污染利用。绿色化工技术实现的精细化工装置在获取新物质的转化过程中,对每一个可能产生的产品及规格都进行更加充分的吸收及利用,保证整个产品生产过程的零污染。1.2资源充分利用,遵循可持续发展。在生产过程中不仅要考虑是否对人类健康和生态环境是否有效利用,绿色化工不仅要考虑是否产生对人类健康和生态环境有害的污染物,在此基础上,还需要考虑的是整个产品的生产过程的健康性和绿色性,以及是否符合健康可持续发展的特征。1.3绿色新型。生产技术的主要目标是为了实现“零排放”和使用无毒、无害原材料,实现可持续发展,所以为了实现这一目标就必须使用绿色新型生产技术,比如近年来的膜分离技术、超临界流体技术、新型生物发酵技术、无毒、无害可再生的催化剂技术等。 2精细化工的主要特点 2.1装置规模小。精细化工装置要比一些石油化工等行业相对小很多,但是国内外的市场不断扩大,已经有不少的精细化工产品的规模越来越大。2.2种类较多。随着社会发展和科学技术进步,精细化工产品的应用领域也在不断丰富和发展,不仅是通用型精细化工产品,一些专用品种和定制品种不断出现及丰富化工市场,即使是类型相同的产品,也会出现多种规格的特点,科学技术不断提升,多种品种和型号的产品也在不断增加。2.3技术密集度高。化工产品的形势更加多样,在此基础上进行的市场研发工作也要符合市场需要,所以其中的开发周期往往相对较短,工业技术的不断发展对技术的要求越来越严格,其开发周期也越来越长,所应用的开发成本也越来越大,这样一来,其中的精细化工的产业技术密集度也得到提升。从技术密集度方面来讲,以机械工业技术密集度指数为100,则精细化工中的医药可达到340,而且有上升的趋势。从而导致行业利润率较高,比较容易推行绿色化工技术,同时也是绿色化工技术的发展的前沿。在此基础上进行的绿色化工技术推广及应用,越来越多的应用与精细化工行业。 3绿色化工技术及应用浅析 3.1绿色催化技术。日益发展的先进技术大大促进了绿色催化剂的研究进展,有机合成工业借助仿酶催化剂、固体酸碱催化剂、纳米催化剂等催化剂大大促进了有机合成工业的发展。比如现在人们都是采用更加先进的手段来对传统催化剂进行强化优化,保证整个催化反应过程更加高效合理,使得每一个反应条件更加适宜于进行催化工作,保证整个生产环节向绿色方面进行转换和发展。可以这么说,未来反应过程节能要依靠绿色催化技术的进步。3.2绿色分离技术。化工技术的发展使得其化工装置的形式也在不断优化和高效,精细的化工装置相类似于其他的化工装置一样,其分离技术的应用也往往更加普遍而多样,但是其中也有例外,比如像超临界流体萃取、膜分离、树脂吸附、分子筛吸附、微波萃取等分离技术是发展迅速的几种主要的绿色分离技术。他们往往具备有能耗低、污染小、效率高、操作简单等特点。这种绿色分离技术在一些医药、农药、香料、添加剂、表面活性剂、化妆品等行业中都得到了积极广泛的应用。3.3绿色精细化工合成技术。随着工业经济的发展,针对信息技术和计算机技术的研发及应用也得到了巨大的进步,在此基础上,科学研究成果和先进技术的共享,大大促进了整体绿色精细化工合成技术的加速进步。绿色精细化工合成技术不对称催化合成技术在手性药物、部分医药、农药、香料等行业都提供了绿色高效的合成方法。有机电化学合成技术取代了一些高温、高压、高污染的传统化学合成技术,如电氧化、电还原、电取代、电聚合、电裂解、电环化、电耦合等。 4结语 总体来说,工业经济不断发展,针对化工发展来说,必须要将绿色化工技术落实到实际的化工生产中,在此基础上首先要把握绿色化工零排放无污染利用和资源充分利用,遵循可持续发展以及采用无毒、无害的原料等特点,科学把握精细化工的装置规模小、种类较多和生产装置具有多功能和综合生产能力以及技术密集度高等主要特点,积极应用及应用浅析微化工技术和绿色催化技术以及绿色分离技术绿色精细化工合成技术等绿色化工技术,促进绿色化工生产迈向新的台阶。 作者:柴委 单位:枣庄职业学院 精细化工论文:基于可持续发展精细化工技术研究 摘要:精细化工是指生产精细化学工业产品工业的简称,而我国经济在飞速发展,并且科学技术也在世界的前列,并且精细化工也在快速的发展,这就加大了精细化工技术的使用,我国在精细化工技术方面提出了可持续的理念,只有这样才能精确技术,使我国的精细化工为更多的国家使用,这篇文章就是基于可持续发展的精细化工技术来进行讨论的,希望能够对国家的发展带来一定的好处,也能够对学者有所帮助。 关键词:可持续发展;精细化工;技术研究 1国家精细化工现状 我国虽然许多科技在世界的前列,但是精细化工技术仍然处于发展阶段,并没有达到炉火纯青的状态,在使用的过程中还是会有许多的问题发生,所以这就要求我国的科学家们要不断的提高精细化工技术方面,我国在许多地方还是存在不足,比如说缺乏技术控制、精细化工技术对环境的控制,在使用的过程中消耗大量的资源同时还会产生许多的垃圾,这样就是在资源利用率上较低,所以这就与可持续发展相违背了,这就要求我们国家的相应研究人员来改善这种状况,才能算上可持续发展了,要做到尽可能的减少资源使用,并且研究二次使用率,这样一来大大降低了成本,同时还要增加安全性,使得在以后的使用中减少对使用人员的危害性,只有做到这几点,相信我国的精细化工技术会在世界上有较高的地位。精细化工技术不仅只是在化学发面运用到了,还有多个方面,比如在航天事业、工业发展和农业发展都有所涉及,所以有必要提高和改善可持续发展的精细化工技术。 2发展可持续的精细化工技术 绿色发展和低碳化是我国在倡导的,所以不论哪个方面都要坚持这一理念,当然精细化工技术也要如此,要实现绿色发展,只有在使用的过程中本着环保和安全这一想法,才能算上可持续发展吧! 3二次使用 所谓二次使用就是在利用的时候,所产生的废物能够再次利用,这一术语就是可持续的内容,在早期的精细化工技术中,对原料的使用率很低,并且会产生大量的废物、废渣,这样一来不仅降低了原料的利用率还会危害环境,这一问题让许多的研究者们很是头疼,所以经过他们的不懈努力研究发现,在精细化工生产中会产生大量的氨基磺酸,废弃硫酸,这些物质不仅有着较强的腐蚀性,还会对水质造成严重的危害,后来发现能够将这些废物全部转化为氢氧化钠,硫酸钠等物质,这样还能在以后的生产中用到,这就大大降低的成本,同时还不会产生大量的危害物质,使得以前的垃圾变废为宝,这种转化正在被许多企业所接受,并且被人们称赞,个人觉得这种改善算得上是可持续发展了。 4催化技术 在精细化工技术中太多的反应都是消耗大量时间的,这样一来就大大降低了生产效率,并且使得原料不会充分利用,这就与可持续不协调了,所以现在的大多数企业都会在生产中加入催化剂,使得反应更加迅速并且加大反应物使用,这样会加快生产速度,也会快速达到产业目标就拿酶催化为例子,酶在生产中属于生化物品,我们可以通过酶的剂量来调节反应的时间,这样就减少消耗所需要的时间了,同时还能降低反应中带来的污染物。反应酶不仅能够减少时间并且还能多次使用,因为酶在反应中不会被消耗,这样就不会因为买大量的酶而耗费钱力,所以在精细化工技术中要多多运用这个技术,这样才能达到可持续发展,研究人员还应该在此基础上发现催化技术在更大的领域中带来的好处,这样我国的精细化工技术才会在世界中站住脚步。 5合成技术 精细化工技术就是利用化学反应来达到人们所需的产品,而在反应中许多的反应都是比较单一的,如果需要一个东西,那么就需要大量的反应来解决,但是这样就会造成反应的浪费,所以作为研究人员就要解决这一问题,许多的人就发现可以用合成技术来解决这一问题,这样就不会造成浪费的问题出现,就比如拿SPE法来举例子,SPE法降低了反应带来的副反应,还会产生很少的污染物,这样一来很多的企业都在应用这个反应,给他们带来效益是他们没有想到的,只有研究者们发现这样的方法,我国的精细化工技术才会飞速的发展,才能说我们国家精细化工技术是可持续发展的,是绿色的。 6高效助燃 虽然我国精细化工技术处在发展中,但还是有很多方面优点,国家对此也有了很高的管理力度,尤其是在航天行业中,精细化工技术对此作了很大的贡献,因为在航天中助燃剂是非常重要的,助燃剂能够有效并且快速的让燃料发挥作用,这样就会提高了燃料的利用率,使燃料的燃烧很稳定,这样在航天器起飞过程中,会因为有足够的能量达到起飞的高度,这样精细化工技术给航天事业带来了很大的好处。 7储氢材料 精细化工技术应用在多个反面,所以在储氢方面也有所贡献,在以前的工业中吸氢能力很差,这样就导致了在实验中浪费太多的人力物力,还是很少的氢气供给人们使用,并且在储氢的过程中也是很费劲,但是随着精细化工技术的不断发展,问题也随之解决了,比普通的多晶体吸氢能力强太多了。这就帮助了需要氢气的工作人员,也正是技术的改进,才使得科技进步的更加迅速。这也就是可持续精细化工技术给人们带来好好处。 8结语 我们国家正在处于发展的,所以一切的科技和项目都要本着可持续发展的理念,在精细化工技术中可持续发展是指导思想,它指引着精细化工技术的前进方向,也在带动着我国科技的发展和改善,虽然我国的精细化工技术正在处于发展的阶段,但是只要沿着绿色和持续的发展方向前进,一定能取得好的回报,能够达到世界的前列,技术能够达到顶尖。我国正是因为在发展期间,所以环境被破坏,空气被污染,但是只要解决精细化工技术中存在的污染,我国的污染就会解决了很多。走可持续发展的道路是我国发展的必要条件。 作者:夏亚琴 单位:武汉工程大学外语学院 精细化工论文:基于可持续发展的精细化工技术探析 摘要:我国作为一个制造业大国,与发达国家相比,我国的精细化工技术远远落后。要想提高产业的生产效率,就必须要把绿色、科学、可持续放在首位。本文将对精细化工的现状和关键的控制技术进行简要的分析并提出几点可行性建议,以供参考。 关键词:可持续发展;精细化工;控制技术 精细化工是当今化学工业中最具活力的新兴领域之一,是新材料的重要组成部分。精细化工凭借着其科技含量高的特点,直接影响着高科技技术与国民经济的发展。因此,我国化学领域的发展需要依靠精细化工的技术来实现。 1国内精细化工发展的现状 精细化工是生产精细化学品的工业的统称,是衡量一个国家科学技术发展水平和综合实力的重要标志之一。但是目前我国的精细化工产业发展迟缓,并且一些在发展过程中存在的问题和受到制约的因素也逐渐暴露出来。 1.1生产技术水平低,浪费严重 与发达国家的生产技术相比较来说,我国的生产技术较为落后,有许多技术上的问题有待解决。由于我国现有的技术水平比较低,无法妥善处理加工过程中所产生的废弃物,因此也无法实现国家节能减排的要求,导致生产与环境之间的矛盾逐渐加深。同时,新产品的开发进度缓慢、科研力度低、投入人力物力较少,生产出来真正对社会有用的产品并不多。因此,精细化工技术的落后也造成了浪费现象比较严重[1]。 1.2企业分散,未能形成产业链 我国国内大部分生产化学产品的企业主要特点是小而分散,设备落后,管理松散,没有形成一定的产业链,因此很难生产出“高精尖”的产品。虽然在江浙和大连一带出现了一些大型的染料厂和工业场地,但是其总体规模距国外的企业来说还是有很大的差距的。因此,我国企业如果想要赶超国外的企业,首先需要形成自己的产业链,有自己的产业聚集区,扩大企业生产规模,提高资源的使用效率,保质保量的生产高科技产品。 1.3信息化落后,受环境污染制约严重 在社会经济的发展下,各种各样高科技的技术被发明出来。但是我国大部分企业领导人过于以盈利为目的,不注重将生产方式与信息化相结合,这使得精细化工得不到信息技术的滋养,导致落后。此外,精细化工产业的发展受环境的制约严重,部分企业只单纯的追求企业的经济效益而忽视了对环境的污染。我国大部分的企业还保留着原来的生产线,用最传统的方式生产着化工产品,不注重设备的更新换代与产业升级,导致环境问题越来越严重。目前,环境污染不仅成为了可持续发展的巨大障碍,也是制约精细化工生产最大的“绊脚石”。此外,传统的生产方式资源利用率低,造成大量的资源浪费。并且,企业生产过程中的“三废”,后期处理的费用大,也成为了企业的沉重负担[2]。 2精细化工的技术分析 精细化工技术要注重绿色环保,属于高密度的技术行业,有着更新换代快、专一性强的特点。在发展绿色精细化工的过程中需要注重这样几项技术的发展。 2.1绿色催化技术 催化剂是化工行业常见的辅助材料,它能够有效的抑制反应过程中的副反应,提升精细化工企业的生产效率,减少废弃物的排放,从而达到保护环境的作用。比如说相转移催化技术,它的反应比较温和,能耗低;生产效率高,并且使用这种溶剂的成本比较低,容易回收。另一种催化技术是利用酶来完成的。酶具有催化的特点,属于生物产品,我们可以通过控制酶的催化性来调整生产,达到能源消耗的控制,并且它还具有无污染,高度专一等特性。酶催化的技术作为精细化工可持续发展的代表技术,正在日渐走向成熟。第三种催化技术是不对称催化技术,它的特点是可以有效得到单一手性分子,而且可以提供对环境友好的绿色合成方法,也经常用于化学产品的生产之中[3]。 2.2电化学合成技术 电化学技术就是精细化工中最关键的合成技术,该技术是在电解池或者电池中进行的化学反应,可以利用此技术做到清洁合成,促进有机化学技术的推广。常见的方法有配对电合成法,自发电合成法等。目前,各种合成法层出不穷,精细化工的企业不能盲目借鉴其他企业的方法,要根据自身的企业特点,选择适合自己的合成方法进行生产,最大限度的提高资源的利用率,减少对环境的污染。 2.3超临界流体技术 目前,超临界流体技术得到迅速发展,原因是其作为流体技术最为优秀的部分,对精细化工的影响较大。它可以实现许多其他技术不能够实现的化学反应。因此,它被在精细化工领域中广泛推广使用。由于超临界流体技术的诸多好处,近几年来,我国加大了对此项技术的科技研究,使得它作为一种绿色的化工技术在医学领域、食品领域以及高分子材料等领域均具有广泛的应用。 2.4计算机分子设计技术 此项技术就是在准备研究开发新产品之前,充分掌握新产品的内在分子性能、内部结构等因素之后,利用计算机作为辅助,首先把绿色、创新、优化等要求输送进去,通过分子的内在结构将精细有机结合技术的生产过程中的变化在计算机中模拟出来,从中得出影响绿色生产以及产品质量的最关键因素。在现实生产中规避或者优化这些因素,从而实现绿色环保的精细化生产[4]。 3结语 无论社会经济发展的怎样迅速,绿色、可持续发展的理念永远不会过时,我国的精细化工技术将会认清现实,改正自身不足,积极研发新的绿色产品。我国企业在保证自身经济效益增长的同时也会更加注重对环境的保护,真正实现“零排放”,无污染的最终目标。 作者:王稳 范伟栋 单位:青海盐湖工业股份有限公司 精细化工论文:可持续发展的精细化工技术分析 摘要:近年来,随着我国经济的发展和社会的进步,许多行业都得到了前所未有的进步,制药行业作为我国保证人们身体健康的重要行业,其发展速度同样也是越来越快。在我们的生活中,我们难免会遇到一些病症,此时便需要服用相关的药物来解除病痛。因此,化工制药生产工作的质量和效率便显得尤为重要,随着人们对化工制药技术和设备的要求越来越高,我们必须深入研究化工技术在制药设备及制药流程中的应用,从而有效促进化工制药工作更好的进行,努力提高化工制药产品的质量和效率,促进我国化工制药行业更好更快的发展。 关键词:化工技术;制药设备;制药流程;应用 先进的设备需要先进的技术来结合使用,在化工制药的过程中,化工技术不仅仅是保证制药设备正常运转的前提和基础,更是保证化工生产正常进行的关键。随着时代的进步,人们越来越认识到化工技术对于提高化工生产和质量的重要性,越来越多的化工制药企业通过不断优化化工制药工艺,在一定程度上促进了自身企业的发展和进步,推动了整个行业市场的发展。本文我们便将就目前化工制药技术的现状进行分析,并集合化工制药技术的一些普遍问题,从而有效探索出化工技术在制药设备及制药流程中的应用,促进化工制药生产工作更好的进行。 1化工制药技术的重要性 医药产业是是保证我国国民身体健康的重要行业,也是我国国民经济的重要组成部分。近年来随着我国经济的进步,人们的生活质量得到了很大的改善和进步,人们的医疗健康意识有了明显的提高,越来越追求更高质量的医疗服务质量,对于药品质量的要求也有了明显提高。而作为生产药品的化工制药设备及相关配技术,其重要性不言而喻。目前,我国以及逐步研发并引进了许多新型的化工制药设备和制药技术,这些新设备、新技术的引进,不但促进了我国化工制药生产工作的进行,提高了我国化工制药产品的质量,更是直接推动了我国医药工业现代化建设的进程,缩小了与世界先进水平的差距。因此,医药行业是我国一项前途十分的行业,是21世纪的朝阳行业。 2化工制药技术的现状 目前,我国绝大多数化工制药工厂都有一套比较完整的化工制药流程。一般来说,药物都是通过不断的化学反应得来的,在此过程中,不仅要保证药品的质量还应保证药品的无菌无毒,一是应对药品采取封闭式生产,二是应对药品采取定时定期的消毒灭菌,保证药品不与周围环境中的细菌、病毒等微生物发生反应,导致药品变质。因此,我国现有的大部分制药工厂都十分重视药品的生产环境,对于药品质量有很大的保障,但是仍有一些问题依旧存在。 3化工制药技术问题 目前,我国大部分化工制药工厂在对制药设备进行消毒灭菌时,都是运用灭菌水进行喷射处理,这种方式通过采用分立或轨道翻转的方式进行,可以起到良好的消毒灭菌作用。但是,一些企业采用粉针剂或冻干粉剂等抗生素进行清洁处理,这种处理方式便没有很明显的作用,尤其是采用瓶装抗生素进行处理时,很容易出现一些瓶子不能清洁到的空间。除此之外,在对药品进行质量检测时,由于我国大部分制药设备并不具备先进的药品清洁度自动检测技术,因此只能通过人工手动对药品进行抽样检测,既不能做到全面,造成一些不达标药品流入市场,又很容易在检测过程中对药品造成污染,影响药品的质量,使制药工厂的利益造成损害。 4化工技术在制药设备和制药流程中的运用 4.1微滤过滤技术。微滤过滤技术是精密过滤中的一种,其通过对药品的筛分、提纯可以有效提高药品的质量。一般来说,微滤过滤技术可以根据微滤操作的方式分为两种,一是无流动过滤,其主要应用于较稀的药液和小规模的药品生产中,滤芯多为一次性滤芯;二是错流,又称切线流过滤,其主要运用于工业较大规模的药品生产中,可以通过周期性的清晰和再生保证滤膜的过滤性能。4.2超滤膜技术。超滤膜是介于微滤和纳滤中的一种,其利用筛分原理,可以对有机物进行极为细致的筛选和提纯。4.3反渗透技术。反渗透技术也是化工药品生产中比较常见的一种,主要指通过对较浓溶液施加外部压力的方式,使其压力高于渗透压,从而促使浓溶液中的水排出,提高浓溶液浓度的工艺。4.4萃取蒸馏技术。萃取蒸馏技术适用于两种挥发性不同的溶剂之间的分离和提纯,也是提纯化学药物的一种非常重要的方法。 5结语 化工制药技术是研究、选择更加安全、更加经济、更加合理的化工制药生产途径的一门科学,是保障化工制药工作顺利进行的关键,也是保障万千中国百姓正常用药的基本。因此,广大化工制药工厂必须努力提高化工制药技术的先进程度,并使其更好的运用于实际的生产工作之中,从而切实促进药品质量的整体提高。 作者:姚兴宇 陈浩 单位:邵阳学院生物与化学工程系 精细化工论文:高速公路建设监理精细化工作方法的应用 【摘 要】当前,我国在高速公路发展事业上投入日渐提高,对建设监理工作要求越来越高。由于其建设工程十分复杂,采用精细化监理手段有着很多积极的意义。文章根据笔者多年的实际工作经验,从高速公路项目工程审查制度、质量、进度、成本等不同角度探讨了高速公路建设监理精细化工作方法,以供业内人士参考。 【关键词】高速公路 质量控制 精细化监理 高速公路工程具有系统性和复杂性的特征,投入资金多,涉及部门广。因此,此类项目工程对监理工作的要求越来越高。当前,我国对该类工程的管理方法尚不成熟,无法满足日益增长的需求。监理精细化强调管理的精确性、快速性和高效性,以期达到降低工程成本的目的。监理精细化要求对工程的各个环节进行严格把关,追求以最小的成本获取最大的利益,并能在此基础上提高施工质量,把控工程进度。对高速公路工程整个过程进行无缝精细化监理,在保证施工质量的前提下,控制工程成本、进度等细节并对重点环节进行控制管理,将会大大提高施工水准。 1审查制度监理精细化 首先,严格依照规范要求进行组织机构的监理,遵循《公路工程技术标准》等相关标准规定文件,并参考《公路项目建设精细化管理指导意见》中相关规定。设项目管理工程师以及具有交通部资格认证的专业监理人员,监理人员必须熟悉工程流程和进度。高速公路工程由于是一项十分系统繁杂的工程,其审查内容比较复杂,主要包括如下内容: 承包商资格审查:承包单位必须具有资格证书,包括资质证明文件、营业执照、安全生产许可证等。工程人员需持证上岗。检查岗位工程人员的数量及具体安排情况。工程组织设计审查:对各个承包商的各项工程组织设计方案进行严格审查,承包商有总承包商和分包单位。承包商进行设计方案编制,通常,针对不同的工程情况,其组织设计内容包括:工程概况、施工条件及施工方案、进度安排、施工所需工具、材料及人力资源、工程设计图纸等。工程器械审查:检查工程器械的数量、规格、各项指标及出厂测试文件,确保器械完备且质量达标。工程质量审查:检查承包商及其员工关于工程质量方面的保证证书、执业证书及相关文件;检查工程质量管理设计方案;检查施工、测量及试验等各种设施的质量;检查员工培训情况。工程安全审查:检查承包商及其员工关于工程安全方面的许可认证证书;检查承包商安全组织人员和安全制度;检查工程危险因素的预防和紧急处理措施安排;检查员工安全培训记录。最后,所有相关文件经过政府批准,检查施工现场,一切准备好,便可开工。 2工程质量监理精细化 2.1巡视监理 通过巡视,监理人员可监管施工质量、工程进度、施工安全情况等。检查工程是否严格按照规定文件进行施工,检查旁站实施状况,对巡视管理工作进行记录;巡视检查施工现场安全施工状况。具体来说,巡视工作包括以下内容:巡视检查工程人员有没有严格遵守规范文件、施工设计方案进行施工;巡视检查施工器械是否正常运行,施工材料是否达到标准;巡视检查施工现场环境,检查现场场地是否预留足够施工空间;巡视检查上岗人员是否满足要求数量,是否持证;巡视检查施工工艺水平是否达标;巡视检查施工安全防护处理方式;巡视检查施工工序衔接情况;巡视检查故障方法和紧急处理措施。 2.2旁站监理 旁站监理指的是工程监理人员对工程重点环节、重点位置进行跟班监管,如工程主体结构、基础结构、机械设备布置等。具体来说,旁站监理工作包括以下内容:首先明确监管方案、监管内容、责任到人,严格按照相关规定和施工设计方案进行工程重点监管;检查施工材料是否达标,如混凝土配比;检查施工器械;检查到岗工程人员是否齐全;检查施工人员工艺水准;检查样品抽样检查合格率;检查样品试验记录;检查施工环境和施工条件及安全隐患;监督工程进度;检查故障、安全预防防护措施;记录检查结果。 2.3施工现场监理 施工现场监理包括对施工现场和施工本身两个方面的规范和监理。规定工程施工必须依照《高速公路文明施工规范化管理实施细则》相关明文要求进行。科学安排工程部位置和原材料放置地点。根据不同器械和材料的数量特点,有针对性地进行场地布置和标识,如压路机的数量和型号、规格等。高速公路现场管理需要细化管理内容,如对路基、隧道工程、架桥工程的工艺流程和质量分别进行专项管理。 2.4验收监理 对工程所有的检验批进行检查验收。该项工作需要检查的是检验批的出厂合格证明、质检文件及施工注意事项等,并对合格的进行实体验收工作,包括安全、环保及其他检查方面。另外,要做好竣工验收工作,在此,需要注意一下方面:严格按照规范规定进行竣工验收,确保每项工作、每道工序施工质量均达到要求;关于工程施工竣工质量验收资料必须包含技术及管理两个方面完备的信息,而且施工安全验收资料也应该完备;严格按照验收规范抽检重点工序;工程人员应对所有预测的问题事先进行处理,并通过专门人员的验收认证,再撰写工程评估报告;对验收材料进行整理并归档。 3工程进度监理精细化 按照工程设计规划进行进度安排,并根据每个月的实际情况适当调整。整体上不能背离计划安排,并将实际情况反馈给甲方。在进行进度记录时,必须达到生动明了的要求。在每个月的监理报告中,适当穿插照片、截图、图形、实验结果等各种形式进行记录和表述,对重点工程要加大笔墨。确保其他人员能够对工程进度一目了然,对一些重点问题也能够快速了解。分析工程进度的影响力和问题防范处理措施,尤其是当前的工程进度是否延迟或者提前这个阶段工程目标的完成,对此进行估测,针对可能出现的问题预备相应的处理方案。如果问题已经出现,就要对其及时进行分析,避免下一次类似情况的发生。这些问题应有承包商自己主动去思考,而不能等待甲方安排,被动地去做,如此才能收到事半功倍的效果。 对于进度管理,监理人员需要做好下面几项工作:对工程当前完成情况进行记录;采用进度指示、例会、专题会议、表扬等形式来监督和鼓励乙方按照进度计划旅行职责;如果承包商未能在计划内按时完成施工进度,监理人员就需要向乙方进行书面通知,督促乙方尽快采取处理措施,调整方案。如果情况严重,监理人员就要协调甲方和乙方共同商定解决方案。进度管理要适当考虑工程的紧迫程度。在重点项目和环节上可以每晚完工后召开总结性会议,及时解决施工中所遇问题,并商讨次日工作安排。 4工程成本监理精细化 对于高速公路工程,要做到成本精细化管理,则必须坚持下面两个原则: 第一,成本最小化。对工程工艺进行细分,利用科学的成本控制方法,对工程每个环节进行成本控制,最大限度地降低工程成本,在完成正常工程进度的前提下,实现工程成本最小化。 第二,动态管理。成本控制是一个动态过程。在工程准备时就要结合工程设计图明确成本管理目标和具体管理方案,在设计时需要考虑项目成本改变因素和情况,已在需要时进行适当调整。 在进行高速公路项目成本控制时,需要注意以下几个方面: 第一,当月的工程量。当月的工程量需要通过审核并签字证明,同时参考施工计划的工程量。 第二,当月经费审核。要仔细记录好当月的工程项目中每个环节的经费审核。记录中必须囊括合同变更、索赔的内容。 第三,当月实际资金投入。仔细记录好当月的工程项目中每个环节的实际投入。通过统计分析软件,对计划投资款、当月实际投入进行分析以更形象地查看投入资金走势图,分析潜在问题出现的可能性,并针对性地进行投资调控。 第四,当月在投入方面的具体控制方案及成效。通过对投资方案控制成效的分析,来总结出有益的投资方案,并详细记录实施过程以便查阅和效仿。另外,要针对当月出现的风险和实际问题进行评价,记录解决方案的合理性及实际成效,将该因素考虑到之后的投资计划当中。 5结语 目前,我国高速公路建设事业大力发展,同时也暴露出很多问题。工程管理水平在很大程度上决定了工程质量的高低。本文主要从审查制度、工程质量、工程进度、工程成本等方面阐述了公路工程的精细化监理方法。该管理方法强调管理工作的系统化和精细化,确保工程质量、进度、成本、安全、环境等各个因素协调一致地发展,是打造一流工程一个重要的手段。另外,文章中对高速公路施工安全、文明施工、环保问题没有阐述。在施工中,必须将人身安全放第一位,按规范要求进行施工并应强化环境保护意识,将责任落实到人。 作者简介:冶涛(1983―),男(回族),新疆乌鲁木齐人,深圳高速工程顾问有限公司中级工程师,研究方向:高速公路项目管理。 精细化工论文:精细化工的现状与发展趋势概述 摘 要:化学工业与我们的生产生活息息相关,而精细化工则是化工工业中最具活力的领域之一,是世界化工行业发展的新趋势。围绕国内外的精细化工发展,分析了国内外精细化工的发展现状和发展趋势,并针对国内的发展情况提出自己的看法。 关键词:精细化工;现状;趋势;看法 一、精细化工的定义 首先我们说精细化学品。中国和日本把产量小、组成明确,并且能够按照规格说明书小批量生产的化学品,或者产量小、经过加工具有专门功能,同时按照规格进行小批量生产的化学品称为精细化学品。而前者在欧美被称为精细化学品,后者称为专用化学品。精细化学品具有“工业味精”“工业催化剂”和其他特殊功能的作用。具有很大的发展潜力。 精细化学品概念知道了,那么精细化工就是生产精细化学品的工业。精细化工的生产是由化学合成、精制加工和商品化等三部分组成,通过多功能装置和间歇方式小批量生产,与通用化工的生产方式有很大差异。其中化学合成经常采用液相反应,并且流程比较长,需要精密的工程技术。化学合成后,要想达到商品化,又需要精致的、复杂的加工过程。所以精细化工技术密集程度高,市场竞争激烈,其技术保密性很强。由于市场随时变化,要根据市场及时更新产品。 20世纪80年代,中国又把那些还未形成产业的精细化工门类称为新领域精细化工。它们是饲料添加剂、食品添加剂、表面活性剂、水处理化学品、造纸化学品、皮革化学品、胶粘剂、生物化工等。后来用精细化工的产值在化工行业的占比表示中国精细化工发展的程度。这个占比叫做精细化工率。目前,世界发达国家精细化工率已达50%以上,日本的精细化工率最高,现已超过60%。 二、国内外精细化工的发展状况 1、国际精细化工发展状况 现在各个国家面对的主要问题就是能源危机和环境问题,为此,国际上纷纷加大精细化工的开发和利用。世界范围内都在加大在精细化工方面的科技投入,希望生产出更多的能源替代品来解决能源危机,满足经济的发展需要。这方面在发达国家表现的更加突出,精细化率不断提高,科技投入规模也在不断上升。精细化工的发展在发达国家还有一个特点就是十分重视技术保护,严控技术外流,形成一定的技术垄断。部分发达国家在大力发展精细化工的同时也十分重视环境的保护,减少三废排放,重视污染处理。这点值得我们学习,环境保护是一切发展的前提,发展精细化工也能更好的减少污染。 2、我国精细化工发展现状 上世纪90年代,我国开始加大在能源、材料、信息等方面的投入。化工没有被列入优先发展的行业,很多人把它归为夕阳产业。实际并不是这样的,尤其是针对精细化工,它跟能源、材料等是紧密联系的,在我国的经济发展和现代化建设发挥着重要作用,具有不可替代性。近年来,精细化工的发展在我国越来越得到重视,已经成为化工行业的战略要点,同时也是新材料的重要组成成分。现在精细化工已经被列入多项国家计划中,得到了政策、资金的大力支持。精细化工已经成为一个重要的独立的化学分支,是化学工业经济增长的重要推动力。目前,我国石油工业发展迅速,化学工业也开始向精细化转变,再加上新的科学技术不断投入到精细化工里,精细化工的创新能力和技术含量将得到很大的提升。 随着近20年的快速发展,我国部分精细化工产品已经位居世界前列:农药世界第一、涂料世界第四、染料世界第一。我国的精细化率目前是40%左右,已经成为世界上主要的精细化学品的生产国和消费国了。目前,我国的精细化品基本满足国内需求,部分产品在其他国家也占有重要的地位。随着国家的科教兴国战略的实施,863计划和“火炬”计划里有多项关于精细化工的项目得到推进,对我国的精细化工产业有很大的推动作用。近年来,国家推动经济体制改革,越来越多的企业和民间科研机构投入到精细化工的发展中。精细化工产业目前是一个朝阳产业,有很大的发展潜力。 但是,我国由于精细化工的发展时间有限,部分产品和技术与国际发达国家还有很大的差距,由于发达国家的技术管制,我们只能加大科研力度,赶超发达国家。 三、精细化工的发展趋势 随着科技的进步,精细化工的发展也发生着重大的变化。精细化学品的生产是由化学合成、制剂和商品化组成的,每一个过程又有各种化学、物理、经济等考量。所以精细化工是技术密集型产业。 传统的精细化学品是肥皂、染料、油漆等,与我们的生活息息相关。随着科技的发展,新型精细化学逐步进入市场,未来也会更具备科技含量。环保型新型农药,建筑、轻纺工业所用的特殊胶粘剂,还有各种环保型染料等。精细化工未来的发展趋势是:环保、经济、高效等方向。以前由于技术限制,我们使用的很多精细化产品都含有一定的毒性,比如塑料袋。精细化工的发展方向就是要使得精细化产品更加具有安全性和便捷性。 由于精细化工产品跟很多行业有密切联系,随着科技进步,新材料、生物技术、能源、海洋开发等领域都是精细化工的发展趋势。例如功能型高分子材料就是精细化工的重要应用领域,还有感光产品、胶粘剂也有很多的应用。随着我国海洋战略的逐步得到重视,精细化工也开始进入这个领域,海洋里面资源丰富,为精细化工的发展提供丰富的新型原材料。生物技术被誉为21世纪革命性的领域,它涉及人们生活的多个领域,酶技术、细胞融合技术和基因重组技术,都给精细化工提供更多的发展领域。因此,精细化工的发展方向是高科技化。 四、总结 精细化工产业涉及社会生产生活的多个方面,是国民经济的重要组成成分。它的发展对我国的现代化建设和人民生活水平的提高具有重要的意义。随着我国在精细化工方面持续大量的政策、经济投入,新型精细化产品将持续快速的得到发展,而且更加具备科技含量,更加多元化,更加环保。精细化工将为国家的现代化建设作出重要的贡献。 精细化工论文:精细化工控制技术的探究 摘要:随着精细化工市场的不断发展,对产品的要求也在不断提高,促使目前的精细化工通常采用小批量方式进行生产,这种生产过程具有典型的间歇性、时变性以及工艺复杂等特征。同时,多数精细化工材质具有一定的腐蚀性或者毒性,所以精细化工过程的控制是非常重要的。为了提高精细化工的水平,需要研究其控制技术特点和发展趋势。基于此,主要分析了目前精细化工过程控制和技术特点,并结合国外先进经验研究了精细化工过程控制技术的发展趋势。 关键词:精细化工;过程控制;技术特征;发展趋势 精细化工以快速发展的市场为发展导向,其关键在于高新技术,并且产品生产定位为高附加值、多层次、小批量。目前,我国精细化工市场的需求越来越大,同时我国精细化工逐渐从商品化学产品转换为功能化学产品,从大规模生产转变为小规模生产,由价格竞争转换为质量竞争,推动了精细化工技术和市场的健康发展。精细化工产业在化工产业中占有很大比重,同时因为精细化工具有较小的规模,生产具有间歇性和复杂性,并且其自动化和信息化水平还比较低,和发达国家有很大差距。 一、精细化工过程控制的技术特征 首先,精细化工规模小、品种多、换代周期短。我国精细化工涉及到了几十个行业,具有繁多的产品类型,专用性比较强,致使精细化工具有较小的规模。可是,因为精细化工市场的需求变化迅速,大大缩短了产品的寿命周期,提高了产品更新换代的速度。而变化迅速的市场需求要求精细化工最大程度的缩短生产周期,提高研发工艺的效率。所以,在精细化工的开发时期需要加强采集生产工艺数据的工作,最大程度的降低试验次数,此外也要对数据进行深入处理和分析,获得更多的有用信息。 其次,精细化工具有间歇性和半连续性。精细化工市场需求决定了其具有间歇性和半连续性。因为精细化工具有较小的规模,应用半连续的生产工艺可以确保产品的质量。此外,因为产品的工艺参数也在快速变化,所以需要动态的、范围较大、不在不同一工作地点的控制过程,有必要提高过程控制的适应性和调节性。 再次,精细化工具有较多的生产流程,复杂的操作和较大的劳动强度。大部分精细化工采用的是间歇性生产工艺,所以具有较多的生产流程,每一个流程有复杂的操作,其过程控制具有较低的自动化程度,大大增加了员工的劳动强度。 二、精细化工过程控制技术的发展 (一)向计算机发展,进而提高其自动化程度 传统精细化工的过程控制为了节省成本主要应用仪表进行控制,大大降低了其自动化程度。当前,计算机技术和自动化技术的快速发展,同时市场要求精细化工具有较高精度的过程控制,应用自动化控制系统是精细化工过程控制的一种必然选择。 (二)向自动批量发现发展 因为精细化工过程具有间歇性,所以传统生产过程大部分是投料以此,批量生产,在结束一个批次的生产之后才能开始另一个批次的生产。所以,精细化工的间歇性生产操作就是重复投料、开机、关机。此外,间歇性生产需要依照提前确定的参数和流程进行试生产,为过程控制的自动化提供了便利条件。因为当前大部分精细化工要进行更加柔性的生产过程,所以其过程要严格依据ISASPAA间接过程控制标准执行,还可以通过计算机设计不同的过程控制,并以具体生产计划为依据切换控制策略,实现柔性精细化工生产。 (三)向智能化过程控制发展 目前,大部分精细化工的生产都是依照预定的控制策略生产,提前设定好生产温度、压力、速度等,以确保每一个批次具有相同的生产过程。可是,实际的生产肯定会受到外部和内部环境的影响,传统解决方式是人工干预,人员的技术水平决定了干预效果,导致每个批次的产品质量都不同。而间歇性生产的工作点不固定,导致大部分精细化工生产在一定范围内变化,有关的环境参数也在变化,可是一般的PID控制具有较窄的控制范围,假如参数发生了很大的变化,就不能保证参数的质量了。所以,以迭代学习控制的思想为依据校正精细化工的控制参数。 (四)向综合性发展 精细化工过程控制主要是简单控制参数,也就是测定生产开始、中间以及结束三个点的参数,可是因为操作失误或者过程干扰无法达到理想的生产工艺,也就无法确保产品质量。此外,多数精细化工生产具有不可逆性,假如发生质量问题,几乎不能补救,浪费了大量物料和资源,也对生产进度产生影响。精细化工生产过程由于受到机器、环境等的影响,必然会发生质量波动。生产控制过程中的一个重要理论是统计过程控制,能够综合性评价生产过程,并以具体反馈信息为依据预判生产异常情况,也能采取有效措施修复机械性能,确保持续控制生产过程。另外,精细化工中逐渐普及计算机以及数据库系统,大大增加了加工过程中的数据采集能力,所以还能依据实时统计的数据判定生产过程中的参数变化,进一步提高过程控制的水平。 三、结束语 精细化工市场需求不断提高,为了满足市场需求,提高产品质量,要逐渐实现过程控制的自动化,应用先进的设备和技术,提高过程控制的水平,及时发现和解决问题。 作者简介:王拥军(1967.08-),男,汉,浙江绍兴人,学历学位:大学、本科、学士,职称:工程师,研究方向:精细化工和原料药。 精细化工论文:精细化工实验课程体系优化整合原则的探讨 摘要:实验课程体系是课程体系的基础,与高校实验教学水平和人才培养有着密切的关系。本文在实验课程体系优化整合目标之上,探讨了实验课程体系优化整合的原 则。 关键词:精细化工;实验课程体系;优化整合原则;探讨 实验课程体系是体现培养目标和专业规格,以学习实验技术理论和培养能力为主要功能的实验课程组合系统[1]。实验课程体系的整体优化是指高校根据人才培养目标和相关学科知识和能力要求,按一定 比例和逻辑关系设计实验结构、实验内容和组织教育教学活动,是实验课程内部结构与实验课程间的比例达到最优化组合与动态平衡[2]。 一、精细化工实验课程体系优化整合的目标 (一)实现实验课程体系的多样化 随着市场经济的建立和完善,高校课程体系已经成为一个多元化、多层次的开放体系。由此社会主义市场经济对人才的培养也发生了改变甚至提出了更高的要求,要求由“单一技术型”转变为“复合技 术型”人才,这也就意味着传统的实验课程体系已经不能适合社会对人才的要求,高校人才培养目标和规格要做出相应的调整和改变。实验课程体系的构建和人才培养有着密切的联系,将实验课程体系 朝着多样化和开放化进行调整和改变;比如,在实验内容上减少验证性实验,增加开放型实验和研究型实验等都是一些举措。 (二)实现实验课程体系的综合化 综合化是精细化工产业和技术发展的最明显特征之一,在高校人才培养体系中,实验课程体系构建设置要体现体系的综合化,包括培养目标、实验课程体系、实验内容、实验教学方法及评价体制都应体 现综合化的理念;打破传统的学科中心模式,强调实验课程体系的系统性和完整性,顺应新形势下精细化工产业发展的趋势。如在实验课程体系中开设精细化工绿色合成实验,添加前沿性理论知识讲座 等。 (三)实现实验课程体系现代化 实验课程体系的现代化是指实验教学和实践环节,利用计算机和高科技在校内建立仿真实验室进行仿真实验,安全、无毒无害,能模拟一些大型的生产设备和复杂的产品的生产过程,将一些工厂无法操 作或可能存在爆炸的危险操作,真实地展现给学生,使学生置身于工厂的环境之中。在实践环节,仿真模拟实训需要借助现代化手段完成,如工程制图和一些绘图软件的使用,所以建设现代化的实验课 程体系非常的重要。 (四)实现实验课程体系国际化 正确的选取和保留经典实验内容,删去重复性和关联性较大的内容,精简实验内容,突出实验内容重点,保持实验内容不断的更新,与科技发展保持同步。如精细化学产品的绿色合成就应该作为一个单 独的实验模块在体系进行设置,要把绿色生产理念贯穿于该门实验的教学之中。 二、整合优化精细化工实验课程体系的原则 如何培养适应时展的创新型人才是本科教育所面临的最大问题,通过对人才培养模式的改革与创新来提高人才质量,课程实验体系的改革是一个重要的途径。实验课程体系改革要不仅要注重学生素 质结构、知识结构和能力结构的培养和形成,而且还要反映前沿科学技术发展趋势和最新成果理论的学习,使学生能够适应社会经济的发展需要,在现代教育思想和规律的基础上遵循系统优化整合的原 则。 (一)“宽口径、厚基础“的原则 “宽口径、厚基础“是新形势下精细化工发展对才人培养的要求,主要是指课程体系中的对大类平台中课程设置要求,“宽口径”是指课程设置要足够宽,要能够拓宽学生的专业领域视野,增强学生对 社会的适应能力;“厚基础”是指课程体系的设置能加厚该专业学生的基础知识和基本理论。过渡到实验课程体系中,就是要求实验课程的设置要能够加强学生的基础理论和提高实验操作技能。 (二)“强能力、重实践”的原则 “强能力、重实践”是指实验课程体系的构建中要加强对实践环节的重视和训练及学生实验能力的培养。所构建的实验课程体系要以培养学生的能力为出发点和归宿,实践环节的设置要有利于培养学生 的创新意识,培养出能够适应知识经济快速发展的创新性人才。 (三)“高素质、特色性”的原则 “高素质”是指实验课程体系的构建要能够从根本上调动学生的主观能动性,促进学生在心理、情感、意志等因素的全面发展,促进学生心理品质的内化。“特色性”是指实验课程体系的构建,要能够 体现本校的专业特色和研究方向,还要体现出当地的资源优势,设置特色专业、特色课程,培养特色的人才。 (四)“开放性、前瞻性”的原则 “开放性”是指实验课程体系的设置应打破各门实验课程之间的界限,跨越各门实验课交叉设课,建立开放的知识系统。另一方面是指实验室时间上的开放,实验室要对所有的学生进行不定时的开放, 这样有利于提高学生做实验的积极性。“前瞻性”是指实验课程内容要有超前性和遇见性,能够反映最新的科学知识和技术,体现学科专业的发展趋势[3]。 (五)“技能操作为主线”的原则 新构建新的实验课程体系,要根据培养对象、培养目标、实验的性质,整体将实验内容分为三大模块,分别为基础性实验平台、综合性实验平台、工程训练实验平台三大实验平台,并根据不同平台进行 不同的教学;这样的安排利于学生对实验内容的全面了解和掌握,为培养学生的创新精神和个性发展打好基础。 (六)“单元操作训练为主线”的原则 要以具体的精细化工产品为载体,培养学生的动手能力、锻炼学生的操作能力和综合应用实验能力、创新能力、素质能力,同时要考虑到精细化工的系统性和整体性及之间的独立性;教师在实验教学中 要遵循由简单到复杂、由成熟的组合式技能训练到综合性设计型实验的多层次训练方式,还要抓好学生课前的预习工作,并要求学生在实验操作要严格规范,还有运用现代化教学手段,充分调动学生实 验的积极性。 (七)“创新性实验为主线”的原则 在课程安排上,应该加强综合、设计型实验的课时,减少理论课程的课时;同时,在加强基本操作的基础上,还要对所选的实验项目进行筛选,进一步的提高学生的实验技能,学生所研究的实验课题可 以参加教师的科研项目的方式进行,也可以让学生自己独立的设计实验的方案,自己讨论分析,独自完成实验,由选题、查阅文献、设计方案、确定产品反应条件、工艺优化、操作控制、结项,最后提 交研究论文一篇。这样以培养学生的动手能力和创新能力为主线构建新的实验内容,能够提高学生实验的兴趣,培养学生独力获取知识的能力和实际操作的能力。 结 语 综上所述,高校担负着为精细化工行业培养人才的重任,优化整合实验课程体系是一项复杂的系统工程。优化整合原则的探讨为精细化工实验课程体系的改革提供了一定的理论指导和约束。 精细化工论文:关于绿色精细化工的若干思考 摘 要:绿色精细化工是我国化工产业未来发展的一个必然趋势。我国人口基数大,资源短缺,发展绿色精细化工有着重要的战略意义。本文通过对绿色精细化工的简要分析,结合绿色精细化工的关键技术,最后提出了几点绿色精细化工的发展策略。 关键词:绿色精细化工 技术 发展 精细化工是指生产精细的化学产品的行业,而绿色精细化工则是指利用绿色化学技术与绿色化学理论,使用无污染或者低污染的化工原料来进行化工生产。我国绿色精细化工的发展有着重要的战略意义,如何在发展当中看清形势,调整战略,从而获取更好的发展前景,是绿色精细化工发展所需重视的问题。 一、我国绿色精细化工的发展现状 如今新领域的精细化工成为了我国化学工业发展战略当中的一个重要部分,近年来我国精细化工行业得到了较大的发展,但仍然有许多产品还处在开发的前期,同一些发达国家相比,存在着不小的差距。虽然我国精细化工的发展受到诸多因素的制约,但随着国家政策与经济的调整与帮助,我国精细化工也有了更为广阔的发展空间。而绿色精细化工则是我国化工产业未来发展的一个必然趋势。所谓绿色精细化工,则是指利用绿色化学技术与原理,采取无污染或者低碳污染的原材料的化工生产过程,其不排放环境污染物。绿色精细化工生产出的精细产品对社会环境以及人的身体健康没有损害,并且绿色精细化工产品还具有回收利用的价值。具体来讲,绿色精细化工有着以下几点特征:首先,现代绿色精细化工技术采取无毒无害的原材料;其次,绿色精细化工在无毒无害的反应条件之下进行生产;第三,反应具有高选择性,具有原子经济型,副产物较少;第四,绿色精细化工采取用之不竭的能源作为基础供应;此外,对环境生态没有损害。 传统的化学工业生产当中资源利用不合理以及浪费的现象对生态环境造成了不良的影响,而现代社会对于绿色环保越来越重视,并且由于我国人口基数大,资源短缺,精细化工生产对于生态环境的破坏大,因而发展绿色精细化工有着重要的战略意义,现代化工产业也必须从绿色环保的角度出发,促进绿色精细化工生产来保证生态的可持续发展要求。 二、绿色精细化工关键技术 1.绿色催化技术 绿色催化技术是化学工艺当中的基础,催化技术是化学反应工业应用的关键步骤。催化作用具体包括生物催化与化学催化,其能够很大程度上提升化学反应选择性以及目标产物产率,并且同时能够抑制副反应的发生,有效地减少甚至消除副产物的产生,从而最大程度利用现有资源,减少对生态环境的破坏。如今绿色催化剂有了很大的进步,例如访酶催化剂、固体酸碱催化剂、不对称合成反映催化剂、纳米催化剂等,都一定程度上推动了化学合成工业的绿色化。 2.超临界流体技术 超临界流体技术的开发与应用已经有着100多年的历史,但其应用于工业领域只有30余年。在精细化工当中其主要用于天然精细化学品提取;药品原料的浓缩与精制;有毒物质的脱臭、脱色以及脱酸等。如今超临界流体技术发展迅速,其中以超临界二氧化碳流体技术为代表,超临界二氧化碳技术在生理活性物质提取领域有着广泛的应用空间,此外超临界流体技术在薄膜材料以及纳米材料等方向也有着很大的进展。作为一种绿色化工技术,超临界流体技术有着广泛的应用前景。 3.电化学合成技术 电化学反应在电池或者电解池中进行,利用电化学合成技术可以做到清洁合成,其是绿色化工技术的重要组成部分。电化学合成主要有燃料电池法、牺牲阳极电化学合成法、SPE法有机电化学合成以及配对电化学合成法等,发展有机电化学合成是实现绿色精细化工的重要目标,而随着化学工业的不断发展,有机电化学合成技术也将发挥出更大的作用,有着更为广阔的应用范围。 4.非传统技术 非传统技术指采取超声波、超临界、等离子体、超短接触、辐射、微波以及光电磁能等操作条件去完成常规的操作条件难以完成的生产。其中等离子体技术在化工生产当中的应用较为广泛, 三、绿色精细化工的发展策略 绿色精细化工是化学领域当中的新兴策略,其对化工业有着巨大的推动作用,能够适应现代社会可持续发展的需求,保持资源的可持续利用,促进经济的发展。我国目前的绿色精细化工也面临着巨大的机遇与挑战。现提出几点加强绿色精细化工发展的建议。 1.加强绿色精细化工的引导宣传工作 如今社会越来越注重生态环境,现代社会也是绿色产业快速发展的时代,因而我国政府部门应当注重绿色精细化工的发展,认识到其对于促进我国经济可持续发展的重要意义。我国人口基数大,生态环境脆弱,发展绿色技术与绿色产业有着重要作用,因而应当不断加强领导与宣传,积极引导,制定具体的扶持政策,促进我国绿色精细化工的持续发展。 2.加大科技创新与研发力度 创新是科技发展的动力,要加快并促进绿色精细化工的发展,必须要加强自主研发与创新,加强对新方法、新理论、新技术以及新工艺等的探讨,研发关键技术,指导绿色精细化工的研究与开发,加快科技转化,促进产学研的结合。政府与相关部门应当加强对专业人才的培养,打造出一批高水平的从专业绿色合成技术开发与管理的人才队伍,发挥出领导骨干的作用 3.加快绿色精细化工技术发展 精细化工更新换代较快、品种类型多、工艺精细,要发展绿色精细化工,就必须要促进绿色精细化工关键技术的发展,例如生物工程技术有着高效清洁以及高选择性,因而可以避免使用贵金属与有机溶剂,反应产物的能耗低,应用生物工程技术能够将价格低廉的生物质资源转化为精细化学品 4.加强国际间合作交流 绿色精细化工如今是全球性的科学问题,绿色化学与相关的应用技术如今在美国等一些西方发达国家发展迅速,因而,我国绿色精细化工的发展需要加强同国际间学术的交流与合作,主动跟踪国际绿色化学产业与发展的动态,积极开展相关的学术合作,不断吸收新工艺、新技术,优化精细化工产业结构,提升我国绿色精细化工产业的进程 精细化工论文:纳米技术在精细化工中的应用浅谈 【摘 要】本文对纳米技术及纳米材料的制备进行了简单的介绍,然后重点对纳米技术在精细化工中的应用进行了具体的阐述,对纳米材料作为催化剂作用、添加剂作用以及医学制剂作用的特点进行了详细的论述,最后对纳米技术在化工领域的应用前景进行了展望。 【关键词】纳米技术;精细化工;催化剂;添加剂 0.引言 纳米技术是指使用纳米材料的特殊性质的技术,纳米材料是指尺寸处于1-100nm的微小粒子组成的材料,这样的微小粒子既不是微观的原子簇,也不是宏观物体,是出于微观与宏观之间的介观系统,这种材料往往因为其表面效应、量子尺寸效应、体积效应以及宏观量子隧道效应具有传统物质所不具备的特殊性质。纳米材料通常具有很高的特殊催化性,在冶金、涂料、精细化工等工业领域应用非常广泛。本文对纳米技术在精细化工领域的应用方法及特点进行了详细的论述,为纳米技术在精细化工领域的推广应用提供了有效的支撑。 1.纳米技术在精细化工中的应用 1.1纳米材料的制备方法简介 纳米材料的制备通常包括机械法、物理法和化学法。机械法是指机械粉碎法和机械合金化法,其制作方法简单、成本低,但颗粒不均匀,纯度低;物理法是指溶液蒸发法和蒸发冷凝法,其制作方法较为复杂、成本较高,但粒度可控、纯度很高、结晶组织好;化学法则是通过化学反应制备纳米材料,其粒度可控、纯度很高,而且其成本不是很高、操作相对简单,常用的有水热法、沉淀法、溶胶-凝结法、化学气相反应法、微乳液法、有机配合前驱体法以及超重力沉淀法等。纳米材料的制备方法很多,而且正在不断的被发现,越来越多的制备更细颗粒、更好分散性的方法出现,为纳米技术的进一步发展提供了较好的支撑。 1.2纳米技术在催化方面的应用探讨 大量研究表明,纳米催化剂的稳定性好,催化效率高,如:在乙炔加氢反应中,加入纳米的Pb/TiO2作为催化剂,可以是乙炔的转化率达到100%,并且使乙炔的选择性达到80%以上;在液态加氢法制备2-氨基-4,6二氯苯酚时,采用纳米Ni-B/SiO2作为催化剂,其催化效果明显比其他Ni催化剂好得多,转化率达到了100%,选择性达到了98%。在化学电源领域,纳米材料具有很好的电化学活性,作为电极能很好的减轻电池重量,如:纳米二氧化锰作为锂电池正极可以做成高能电池;纳米的银粉、镍粉和二氧化镍混合烧结体作为光化学电池的电极,效果远超过其它材料;碳管纳米材料的奇异电学性能已经广泛应用于场发射元件、锂离子电池、燃料电池等。 另外,纳米材料的光催化特点被广泛应用与环境保护领域,如:(1)污水处理,硫化物或金属氧化物的纳米材料是半导体材料,其特殊的电子结构可以通过氧化或还原反应降解并矿化H2O、CO2、无机离子以及某些毒性较小的有机物等,其特点是分解完全,没有二次污染、成本低、操作简单,常见的纳米催化剂材料有二氧化镍、三氧化铝、氧化锌等,尤其是二氧化镍对染料废水、农药废水的处理效果极好。 (2)空气污染处理,纳米催化材料对空气中的硫氧化物和氮氧化物的处理效果极好,在汽车尾气处理方面应用广泛,比传统的贵金属和稀土催化剂的效果好得多,尤其是贵金属催化剂,价格昂贵。易失活,纳米光催化剂成本低、稳定性好,活性高,能有效的提高汽车尾气中的一氧化碳、一氧化氮、碳化氢等物质的转化效率;另外,纳米材料还用于陶瓷制品的除臭抗菌以及分解有机物等作用,也用于汽车或建筑玻璃的自洁等。 1.3纳米技术在添加剂领域的应用 纳米技术在添加剂领域的作用也非常广泛,通常是纳米材料加入到其它物质中,改变其它物质的性质,达到普通物质所达不到的效果,常用的有: (1)化妆品添加剂。将纳米材料氧化锌、二氧化镍、氧化铁作为添加剂可以提高化妆品的药物利用率、增强抗菌作用,减轻对皮肤的刺激,而且自身无毒无味、化学稳定、热稳定,是目前化妆品领域的研究热点。 (2)黏合剂、润滑剂和密封胶。纳米二氧化硅作为添加剂,可以有效提高黏合剂等黏结效果、润滑剂的润滑效果和密封胶的密封效果。 (3)涂料。将纳米材料加入到涂料中,可以有效的改善传统涂料的性能,并使涂料具有新的功能,如纳米氧化锌添加剂可以使涂料具有吸收红外线、屏蔽紫外线、杀菌防霉等效果,纳米二氧化硅可以增加涂料的耐磨性、抗氧化性等。除此之外,纳米材料还可增加橡胶的力学性能、硫化活性,改变塑料综合力学性能、纤维的分散性、有机玻璃的冲击韧性等。 另外,纳米技术在医药领域也有广泛的应用,可以提高药效的吸收,降低药物的不良反应,还能有效的丰富制药技术,提高药物的效果。 2.结论 纳米技术是一种新兴的技术,纳米材料具有一般材料所不具备的特性,在精细化工领域已经取得了广泛应用,也为人类解决环境保护、能源合理开发利用提供了有效的新途径。目前纳米技术的推广使用还受纳米材料制备、纳米改性技术工业化等限制,但随着纳米技术的发展和影响,纳米技术在精细化工领域必然得到广泛的使用。
工程化学论文:在工程化学中实施工程教育的探索 摘要:由于我国科技的不断进步及发展,新综合学科也在不断的涌现。化学科学更是广泛的和生物学、土建学、采矿学等学科进行了相互的渗透。现今社会竞争的优秀就是对人才的竞争,而现今社会对于人才的要求就是基础知识要扎实,知识面要宽广,并且全面发展的人员,也需要可以灵活运用所学知识及勇于创新的人才。工程技术的人员,不但要求其拥有专业的技能,还需要在面临实际问题时可以综合多方面的知识来解决。本文就对在工程化学中实施工程教育的教学情况进行分析和探索。 关键词:工程化学;工程教育;探索 工程化学就是在普通化学的课程教学中不断完善及改革的成果,是我国高等院校中对于非化学工程技术专业学生开设的一门必修课。它设置的目的就是为了在学生有限的学习时间内,把化学中的基础知识、基础原理、基础技能及和化学专业相关部分的交叉学科信息。由于工程化学的授课对象是非化学专业的学生,所以我们就要根据其专业特点,更新教学的观念,对于传统教学的模式进行改革,在工程教育教学的内容、教学的方法和教学的手段进行积极的探索,以适应现在社会对于工程化学教学的新体系。 一、化学工程在工程教育改革的探索 工程教育模式改革指在培养学生系统工程技术能力,尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力,以及较强的自学、组织沟通和协调能力。因此,课程体系的建设要突出课程之间的关联性,这就必须打破教师单打独斗的传统教学方法。 1、化工优秀课程团队的组织与教师团队建设 优秀课程团队由化工热力学、传递过程原理、化学反应工程、分离工程、化学工艺学、化工设计6门课程组成,构成了化学工程与工艺优秀专业课的主体。化工设计以其他五门课程为基础,对提高学生分析问题、解决问题的综合工程能力起到非常重要的作用。 2、加入课程专业的前沿知识,加强学生的求知欲 在工程化学的课程教学的过程中要加入其专业的前沿知识,是把教师在科学研究中积累的新知识融入到工程化学课程教学当中。这不但能够开阔学生们的视野,拓展学生的思维,还可以激发学生们的创新意识以及科研的兴趣,只有这样才能提高学生们在学习工程化学中的动力。比如,在对医学专业的学生进行讲解分散的时候,引入“纳米磁性药物”这样前沿的知识,指出了把磁性的药物注射到人体的血管中,就可以在磁场的指引下正确的到达人体病变的部位,这就可以避免口服的药物在消化中不能充分的分解,又可以预防药物在病人治疗过程中起到的副作用。实际的教学表明,对于专业的前沿知识进行引进不但可以使学生可以充分的掌握理论的知识,还可以激发学生们对于科研兴趣及求知欲。 3、采用讲授与多种教学形式相结合的原则 “教师讲、学生听”的传统教学方法在传道,授业,解惑中起着重要作用。但这种“灌输式”教学方法加重了教师的主导地位而忽略了学生的主体地位,学生被动的跟着老师的思路学习,以老师的理解方式去理解问题。对于从未遇到的问题,茫然不知所措,缺乏逻辑推理能力和创新能力。学生走出校园,走向社会,不是结束了学习,而是一边学习一边工作。此时学生的自学能力和创新能力显得非常重要。因此,在工程化学的教学过程中,由传统的讲授式教学方法式个体学习转化为团队合作。增强团队合作意识,分工明确。改变得分方式变为“抢分”,增加学生的主动学习意识,做到“我的地盘我做主”。 在授课过程中,对于部分章节的学习,可以开展团队讨论式、启发式和参与式教学,建立新型的教与学的互动机制,充分调动学生学习研究的积极性,引导养成接受知识、发现知识、应用知识、探索新知识的习惯。在课堂讨论中,通过师生、学生之间的对话与交流,有助于增强学生的自信心和提高语言表达能力,也使学生自学知识的科学性和系统性得以保证;在启发式教学中,学生通过学习和对问题的钻研,从中学会自学方法,这对学生在今后工作中不断地主动学习新知识,提高分析问题和解决问题能力,提高自身的业务素质和工作能力将有很大的帮助;通过参与式教学的学习,学生的主体地位得到了充分体现,学生的想法也和老师的思路有了更多的碰撞,学生学会了多方面思考问题,解决问题,这对学生走向社会,多角度,多方面分析解决问题,提供了很好的锻炼过程挥出各自最大的优势。 4、融入科研成果,教学科研相互促进 高校教师可利用自身的研究成果为课程内容不断注入活力,自身经历的研究,会常讲常新,还会激发研究的灵感,使教材中的理论得以体现,两者相辅相成。因此,只有教师自身科研水平提高了,才能在教学中向学生渗透科学的思维方法,介绍先进的科研理念,使课程具有先进性、时代感,充分提高学生的科学素质和创新能力。例如,在介绍配合物的内容时融入笔者在配合物方面的调查和研究成果,使学生意识到仿酶配合物的合成可以更深入地了解人体当中活性酶的作用机制,从而激发了学生强烈的求知欲。如果教师在某些方面没有条件开展相关实验,也可以检索大量国内外的研究与改革动态,查阅文献资料反复研讨,形成工程化学基础理论的辅助性资料,丰富讲课内容,另外,鼓励学生加入到教师的科研团队中,开展少量简单的科研活动,不失为是培养学生学习,研究探索和创新能力的一条主要途径。 5、强化学生运用知识的能力 知识是学无止境的,学习知识正是为了运用知识,只有把所学的知识运用起来,才算学到了知识,否则便成了死知识。而运用所学的知识去解决问题的能力是可以学会的,这也是发挥创造力的关键。这种能力主要体现在能够根据某些信息有针对性地调动所学的知识,并作出科学的思考和分析;能够运用自己学过的知识来推理和解决某些问题;能够结合所学知识及生活经验,辩证的、唯物的发现现象的本质和规律。学会运用知识也是学生走向社会,立足社会所需要的一项重要技能。 二、建立适合工程理念的考核制度 正确、公平、合理且科学有效的考核制度对本专业的健康发展起着至关重要的作用,它应当是对教学效果做出真实和客观的评价,同时有利于提高学生学习的积极性和主动性。现行的课程考核方法主要是通过期中和期末考试成绩来评定,它能在一定程度上反映学生掌握知识的程度以及教师上课的教学效果,但不能很好地促进学生学习的主动性。部分学生比较反感现行的考核制度,这是因为现行的考核方法存在比较单一、部分学生在学习上投机取巧也能获得高分而影响其他学生学习的积极性、不能全面反应学生的综合应用能力等问题。工程教学模式以能力培养为目标,其主要培养的是学生的理论知识、职业技能、人际交流等方面,评价方法则应侧重能力的考核,能力本位的教学观贯穿课程设置和教学实践的全过程。我们进行教改,其目的是提高学生的工程实际能力,因此我们的考核将使用过程能力评测替代以往单一的成绩评定。 结束语 综上所述,以上是笔者在工程化学的教学中积累的一些经验和看法。近几年来,笔者对于学生不同的情况和各学科不同的特点进行了不断的探索,收到比较良好的教学效果。但是,对与教学的方法认识及探索是需要不断完善和创新的,这就需要学校以及教师投入更多精力去进行实践及完善,也是需要在校的大学生们进行积极的参与。只有这样才能在未来的工程化学的教学过程中,取得更加良好的效果。 工程化学论文:以工程化素质培养为导向的应用化学专业教学改革研究 摘要:工程化是应用化学专业毕业生应具备的基本素质。以许昌学院应用化学专业教学实际为例,通过分析传统教学模式存在的问题,从创新培养方案、灵活师资培养、案例法教学、实践教学改革等四个方面论述了培养学生工程化素质的教学改革。 关键词:工程化素质;培养;应用化学;教学改革 应用化学专业是以化学学科为基础的应用型理工科专业。国家教育部颁布的本科专业目录明确规定:应用化学专业属于理科专业,毕业生可根据所在学校教学计划及培养目标授予理学或工学学士学位。这说明应用化学是以理为主的理工结合专业,是研究化学理论在相关领域中应用的理科专业,是产品开发或技术应用型专业,而不是工科专业。但是,从应用化学学位授予现状来看,学士一般授予理科学位,硕士则可授予理科或工科学位。说明应用化学具有工科专业的特点。另外,目前全国有近400所高校开设应用化学专业,覆盖本、专科不同层次和理工、农林、师范等不同类型高校。其中大多数是新办或改办的。大量的应用化学专业毕业生除了小部分从事教育、研究和质检等行业工作外,其余的势必要进入企业从事产品开发和工程管理工作。而当前相当数量的本科生毕业后在工作中感觉实践能力和动手能力较差,进而影响到创新能力的提升,最终势必限制其职业发展。因此,在本科阶段,应用化学专业学生应该具有一定的工科或工程化素质,对其研究生深造或工作实践打下工程化基础具有重要作用。 另一方面,当前,地方本科院校是我国高等教育发展的重要新生力量,此类高校大多能够把握形势、明确定位,以地方性、应用型为办学方向,走特色化发展道路。此类高校更要防止一味追求大而全、赶研究型大学的时髦、进而陷入同质化的境地。因此,此类高校在特色发展中,工科专业的培育和发展更应从基础抓起,在使学生掌握基本工科课程知识的同时,应使学生具有基本的工程化素养。 针对目前国内应用化学专业数量多、方向杂、规范性不足等问题,参照近期教育部专业教学指导委员会制定的教学基本要求,结合许昌学院应用化学专业多年来的建设体会,发现传统教学模式存在的问题:首先,没有特色,或没有按特色化发展去设置培养方案;其次,师资力量薄弱,实践教师人员匮乏,双师型教师几乎没有;第三,教学方法仍流于说教;第四,实践环节不符合工程化素质人才培养。本文相应地从创新培养方案、灵活师资培养、案例法教学、实践教学改革等四个方面论述了以工程化素质培养为导向的教学改革。以期为规范和办好应用化学理科专业提供理论依据和实践经验。 一、创新培养方案 从当前我国地方高校中应用化学专业设置的范围来看,有趋同的倾向。对于像许昌学院这样的地方新升本院校,如果不走特色化道路,势必在激烈的竞争中惨遭出局,对应用化学专业来说更是如此。我校的定位为地方性、应用型、服务中原城市群建设、依托地方经济发展、目前通过校企合作、服务经济对改造专业建设、推进学科建设起到了显著的作用。对以往单纯旨在培养研究型人才的培养方案加以调整,注入了工程化、应用型人才培养的元素。首先,将“工程实践”能力作为一项重要的技能写进培养目标中。其次,在培养规格中增加“工程实践”能力一条,具体阐述为“具有将产品实现从实验室规模到工业规模的认识和初步能力”。最后,最根本的是课程设置目标更加明确、为专业特色服务的目的突出,凝练了专业方向,加强了专业课分量和深度。 2010年之前,应用化学专业完全按照理科专业模式设置,专业课除了四大化学、仪器分析、化工基础等必修课之外,选修课则是按照四个模块设置,具体为,纳米材料模块:纳米材料学、纳米材料的检测与表征、应用X射线衍射技术。光电材料模块:新能源材料、太阳能电池材料、光功能材料。工业分析模块:色谱与分离、光谱分析、环境分析。化工模块:化工制图、反应工程基础、化工分离技术。其它的选修课则有催化、有机合成设计、应用电化学、无机合成化学、精细化学品化学、化学工艺学、化工产品开发概论等以及一些必修课选论(主要为考研学生开设,主要是讲解典型例题,如物理化学选论等)。从上述课程设置来看,课程模块太多,每个模块课程单薄;必修课基本完全是专业基础课,而专业课则直接过渡选修课,专业课设置薄弱,显然不能满足专业特色方向设置对课程的要求。因此,2010年后,我们对应用化学专业设置了两个方向,分别是精细化工和高分子材料,相应地设置了必修课(专业基础、专业课)和选修课(专业课),加深了专业课程基础,凝练了方向,取得了良好的效果。具体为,精细化工模块:精细化工工艺学、精细有机合成单元反应、精细化工过程及设备、精细化工实验。相应的选修课有化工产品开发概论、分离工程、表面活性剂、涂料、胶黏剂、香精香料、纺织助剂等,可任选。高分子材料模块:高分子物理、高分子化学、高分子实验、高分子材料加工。相应的选修课有化工产品开发概论、分离工程、材料学、塑料、橡胶、纤维等,可任选。 二、灵活师资培养 教师给学生上课,并不是简单地照本宣科、传递知识,而是要培养学生认识问题、分析问题、解决问题的能力。因此,教师要掌握的就不仅仅是书本知识,更多的应该是见识,即真正的工程实践经验、理论在实践中的应用实例。 当前,地方高校处在高速发展和扩张之际,每年都会招聘一批新教师。但是,限于政策,这些新教师主要是刚毕业的博士、硕士,基本没有教师的从业经历,更没有企业实践经验。因此,教师自身对实践教学、企业生产等没有基本的认识。我院同样面临此类问题。我们的解决方法主要从三个方面入手,即理科向工科转变;攻读学位和专业培训结合,以专业培训为主;企业技术人员兼职承担理论教学和实践教学,以实践教学为主。 第一,理科背景教师向工科转变。首先要明确专业建设的需要,让理科教师产生我要转变的原动力;其次,从政策和经费上支持理科教师的工科能力进修和培训。第二,在企业内进行专业培训。比如,新教师报到入校后,在第一学期被派往企业定岗实习,期间对车间工艺、设备和部分工段操作基本掌握。在学期开始后,还安排其在老教师带领和指导下赴实习单位进行指导学生实习工作。另外,在第二年该新教师即将承担实习指导任务前的暑期,学院会安排其先期赴企业进行轮岗实习学习,掌握实习的第一手资料,提高其指导和教学水平。经过这样两年的学习、培训和指导训练,到第三年该新教师独立指导学生实习时,已经具备能够圆满完成实习指导任务的能力。该教师自身的工程实践能力的提高无疑为学生工程化素质培养提供了保障。第三,充分利用好企业师资。由企业技术人员兼职承担实践教学任务。我们对实习单位的技术人员作为师资的利用包括几部分,除了在学生实习时给学生讲解之外,还在对我方新进教师进行师资培训、来我校进行课程辅导和讲授中承担重要角色。我们采取灵活的待遇方案,使企业技术人员的积极性得到提高,我院的教师和学生均得到全面的培训和辅导,对提高实习水平和效果起到很好地促进作用。 三、案例法教学 案例教学法是在教师的引导下,再现案例实景,把学生带入特定事件的现场,通过深入角色,提高学生实际运用知识能力的一种教学方法。实践结果表明,该方法对促进学生更快、更深理解和掌握基本知识有明显成效。 应用化学专业讲授的专业课不但有理论性强的课程还有实践性强的课程。前者如物理化学、反应工程;后者如精细化学品化学、工业催化、表面活性剂化学等。国外教育界有句名言:告诉给我,我会忘记;演示给我,我会理解;让我参与,我会学会。但是,让学生理解掌握知识点不可能完全通过实验来实现。所以我们通过案例教学法有效实现了此目标。 根据学生的认知水平和规律,我们采取了从“告诉”“演示”“参与”的模拟步骤,循序渐进,使学生易于理解和掌握知识点。当然,其中的“参与”步骤更多地仍是通过课堂模拟讲述或结合实验实践课程来实现。首先,在一系列活生生的案例基础上提出学生感兴趣且切中基础理论优秀的问题;然后回答问题,逐步深入,反向推理,最终使学生对物理化学的基本原理很轻松、很自然地理解、掌握、接受;最后要强调掌握部分重要的参数和指标。这样的结果就使学生掌握了基本且必要的产品作用原理和重要性能参数,符合教学要求和就业入门的目的。 该步骤示例如下:首先引出案例,例如提到农民锄地的原因,有的学生认为是松土,而正确答案应是保墒。因为土壤中有很多气孔,类似于毛细管,由于附加压力的作用,导致水分和养料丧失,锄地可以破坏毛细管,起到保留水分和养料的目的。接下来分析该案例,提出涉及的原理和知识点,即毛细管的附加压力及其产生原理(书本上的理论知识)。从土地水分丧失联想到毛细管产生附加压力,再到拉普拉斯公式和开尔文公式,从生活化的案例到理论知识的轻松理解和掌握。 其次,用生活中的多个实例来显示表面活性剂的其它作用。例如,透明状、水溶性注射针剂生产中表面活性剂的增溶作用;化妆品和农药乳状液产品中表面活性剂的乳化作用;墨水的制备中表面活性剂的分散作用;浆料中表面活性剂的消泡作用;在新型纺织品材料中的防水、防污作用等。从这些实例继续讲述胶束、表面活性剂的两亲性结构、性能参数(CMC值、HLB值)等重要理论知识就很容易被学生接受和理解掌握了。 以“表面活性剂”部分为例。首先引入肥皂和洗衣粉的实用案例。肥皂和洗衣粉是人们日常生活经常接触的化学品,可谓是“看得见摸得着”的例子,虽然可能部分学生对这类洗涤剂有初步的认识,但真正了解其洗涤作用原理的并不多。因此,此案例满足“听说过但不熟悉”的要求。在运用多媒体教学时可在肥皂和洗衣粉的种类、造型、颜色以及使用对象和部位等方面充分展现其多样性,使学生认识到该类日用品还有很多“高端产品”,还有很大的开发空间和前景。在此过程中还可以简要说明肥皂的来历等科技发展历史。 四、实践教学改革 实践教学改革分别从实验课、实习实训和毕业论文(设计)三方面开展。 传统的实验课以验证性实验为主,且内容陈旧,达不到培养学生创新能力的目的。我们的做法是改进传统实验项目、引入教师科研课题和企业课题。 首先是内容陈旧,部分实验项目已被证明不适合本科实验训练、锻炼动手能力,或难以体现知识重点,需要改进。比如,物理化学实验中测定电势-pH曲线项目主要的考查目标为理解一定条件下能斯特方程中浓度的负对数即pH值与电势φ成正比,并掌握pH值测定的原理。但事实上学生对此兴趣不大,感觉这是必然的,老师在讲的时候已经把结果给展示了,没有创造性。因此,我们增加了电极的原理和组装、pH计的原理和组装实验,放在测定电势-pH曲线实验之前,使学生亲自组装了电极、pH计,到测定电势-pH曲线时自然理解清晰、操作得心应手。 引入教师科研课题和企业课题。首先使学生接触实际存在或生产中的问题,对培养其求知欲和提高探索的兴趣具有显著作用,同时还培养了学生的专业自信;其次锻炼了教师,增强其将理论与实验实际相结合的能力。 实习实训按一般常规情况就是带领学生去工厂实习几周,请工厂的技术人员讲课,然后参观生产车间,就算完成生产实习任务。结果是每年学校都要投入大量的财力,学生实习则走马观花,成了走过场,效果自然难以体现。 目前,在前述加强师资的前提下,使得我们拥有了一定的工程化素质的教师队伍,结合企业技术人员,为做好实习实训打下了良好的人力资源基础。另外,我们采用了新的管理模式和综合实习实训考核方式,起到了较好的效果。具体做法为:管理采用封闭管理、集体上下班、随时考勤等,保证学生的实习时间和在岗率;考核不但要参考其实习报告,还要引入笔试和面试、单独岗位操作和答辩等,保证了学生真正掌握、理解生产过程,起到实习的目的。 毕业论文目前面临的最大问题是学生由于要备考研究生,导致实验时间难以保证。我们的改进做法是:其一,严格毕业论文(设计)出口机制,让达不到要求水平的毕业论文(设计)作者延期毕业,重新答辩,使学生重视,教师认真对待。其二,一部分学生在大二或大三即进入教师实验室,进行科研创新实验。每年学期初由年级辅导员、班导师向有需求的教师推荐一些学有余力、感兴趣的学生去进行科研创新实验。对学生巩固实验课所学的技能和知识有显著作用,还可培养其实践动手能力,另外还可以为毕业论文写作打下基础。其三,毕业论文或设计可以与毕业实习结合。通过延长企业实习时间,并提炼出课题或模拟出设计任务让部分感兴趣的学生选做,这样就可以使学生提前了解了课题的背景,为做论文或设计打下了坚实的基础,同时节省了时间。 五、效果与探讨 2010年以来,我院应用化学专业通过上述教学改革,取得了明显成效: 第一,青年教师投身于教学改革的热情更加高涨,并从工程化素质提升和教学过程中得到成长。3年来,青年教师积极总结教学经验并申报教学研究项目,共获立项校级教研项目4项,发表教研论文5篇。同时,有2位教师获聘副教授,2位教师获聘讲师,其中有2位教师获聘双师称号。 第二,学生动手能力和解决问题的能力得到提高。首先在后期实验中,学生的动手能力显著提高,比如物理化学实验,90%的学生能够在3个学时的规定时间里保质保量完成实验任务,而在过去则一般需要延长1个学时才能完成;其次,学生参与教师科研创新实验的积极性空前高涨,毕业论文质量也相应大幅度提高;最后,3年来,学生参与“挑战杯”创新大赛、企业奖学金项目、校级创新课题等立项、获奖共计35项。 第三,学生学习成绩提高,考研录取率显著升高。从2002级到2009级,考研录取率从最早的10%上升到60%。这固然与学生的刻苦学习有关,但显然与上述教学改革有一定关系,尤其是实践教学改革结出了硕果,比如提高了学生动手能力、增强了其考研面试竞争力这一结果,势必会提高学生被录取的机会。 工程化学论文:关于工程化学基础课程教学方法的探索 【摘 要】本文针对工程化学学科特点,从四个方面探讨了高校工程化学基础课程教学方法的心得和体会。阐明在工程化学教学中,通过精选教学内容,运用现代化教学手段,设置创新型实验,融入科研成果等措施,从而有效提高教学水平和质量。 【关键词】工程化学;基础课程;教学方法 工程化学基础是工科院校学生的公共基础必修课程,在工科大学生的知识结构体系中占据着重要地位,工程化学教学在专业培养中的定位是传授基础工程化学知识、健全学生的知识结构体系,训练学生掌握专业工程实际应用中涉及的基础化学知识和实验操作的技能[1]。课程体系从物质的化学组成、物质的结构和材料的性质出发,介绍化学热力学、化学反应的基本理论,密切联系现代工程技术中遇到的如材料的选择和保护、水体的污染和保护、能源的开发和利用、生命科学及高分子材料发展等有关化学问题,使学生掌握有现实应用价值和有潜在应用价值的基础理论和基本知识,促使学生在今后实际工作中能有意识的运用化学观点去思考、认识和解决问题[2]。因此,工程化学的学习对工科院校学生的全面培养起到相当重要的作用。 工程化学基础课程对于现在非化学非化工类的大学本科生一年级学生来说,存在着内容多、学时少,新名词新理论多、跨度大等因素,学生学习起来普遍感觉吃力、抓不住重点、掌握不住方法[3]。笔者结合给我校土木工程专业讲授工程化学基础的经验,根据工程化学基础的内容结构和大一新生特点,对工程化学基础课程的教学方法进行探索[4]。 1 精选教学内容,引入课程专业前沿知识,激发学生兴趣 要想在有限的学时数里让学生掌握课本中涉及的所有内容,这是不现实的。我们根据大一新生已有的知识、教学目标和课程设置,对工程化学基础的教学内容进行适当的取舍。如教材中有关生物大分子、固体吸附剂、液晶、高分子材料等内容适当取舍,提高课程教学的针对性。 为激发学生兴趣,根据学生的专业背景,我们对于土木工程专业的学生,则侧重介绍新建筑材料的组成以及坚固阻燃和绿色环保等内容。另外,在讲到环境保护时,我们给学生宣讲化学与实际生活的紧密关系,让学生真正领悟到化学是一门实用性很强的必修课程,进而产生一股潜在的驱动力使他们愿意将其学好、学透。 2 运用现代化教学手段,增强教学效果 根据学生接受知识的特点和教学内容,合理制作和使用多媒体课件,将多媒体和传统教学手段有机结合起来,有效发挥各种教学手段的优势。多媒体教学有助于解决教学内容多的问题,可把一些抽象的、难理解的知识通过高科技电子手段直观地展现给学生。例如,晶胞和晶体的概念,多媒体动画的设计便于学生直观、深入地理解,另外,这些动感的展示也极大地激发了学生的学习积极性。对于一些理论计算的知识内容,例如,教材中热力学、动力学和电化学中有关计算的内容,多媒体和传统的黑板板书教学充分地结合,有利于学生更好地理解和掌握。 针对教学内容中前沿知识更新较快的问题,可对所学内容进行分类和整理,通过网络搜索,制作知识链接,可链接基础理论知识,也可链接高校和科研院所,提出和研究这些知识的人物。这更有利于学生产生学习的兴趣,而且对学生将来的就业和深造有所帮助。 3 设置创新型实验,培养学生综合技能 化学是以实验为基础的学科,工程化学的教学要注重理论教学与实验教学相结合,培养学生的综合技能。一方面,我们精选具有一定的验证性和操作性的实验,以满足辅助课堂教学的需要和让学生掌握基本操作技能的目的。另一方面,我们选择一定数目的研究性创新型实验作为实验课内容,力求在工程化学实验教学过程中引进新意,提高学生对实验的积极性和创造性。 在工程化学实验课中,我们新设了从茶叶中提取咖啡因的研究及纯度鉴定的内容,将无机化学实验、有机化学实验和分析化学实验统一起来,以培养学生的综合技能。通过训练学生查阅资料、设计实验方案、实验室做实验、数据分析和总结报告等一系列教学过程,提高了学生的动手能力和独立进行科学研究的能力。 4 融入科研成果,教学科研相互促进 高校教师可利用自身的研究成果为课程内容不断注入活力,自身经历的研究,会常讲常新,还会激发研究的灵感,使教材中的理论得以体现,两者相辅相成。因此,只有教师自身科研水平提高了,才能在教学中向学生渗透科学的思维方法,介绍先进的科研理念,使课程具有先进性、时代感,充分提高学生的科学素质和创新能力。例如,在介绍配合物的内容时融入笔者在配合物方面的调查和研究成果,使学生意识到仿酶配合物的合成可以更深入地了解人体当中活性酶的作用机制,从而激发了学生强烈的求知欲。如果教师在某些方面没有条件开展相关实验,也可以检索大量国内外的研究与改革动态,查阅文献资料反复研讨,形成工程化学基础理论的辅助性资料,丰富讲课内容,另外,鼓励学生加入到教师的科研团队中,开展少量简单的科研活动,不失为是培养学生学习,研究探索和创新能力的一条主要途径。 以上是笔者在工程化学教学中的一些体会,针对学生的不同情况及学科特点不断探索,收到了较好的教学效果。当然,对教学方法的认识和探索是无止境的,需要学校学院和教师投入更多的精力去实践和完善,也需要大学生们积极参与。 工程化学论文:关于提高工程化学教学效果的探讨 【摘 要】如何提高工程化学的教学效果,激发学生的学习热情和求知欲,培养学生的综合能力,本文从丰富课堂教学内容、教学方法、实验操作、工程应用等方面,进行了探索和实践,获得了较好的结果,使学生能够获取更多的化学知识。 【关键词】工程化学;教学效果;学习兴趣 工程化学是高等院校非化学、化工专业开设的一门重要公共基础课,是将化学基础知识与当前一些新兴学科相联系,通过工程化学的教学,使学生能够在将来所从事的工作中,有意识地运用化学的观点,去思考、认识和解决实际问题。但是在教学过程中,有相当多的学生不重视这门课程的学习,认为学习工程化学没有什么实际用途,针对以上问题,我们提出了一些看法和对策。 1.加强课堂教学,丰富教学内容,充分调动学生的学习热情 教师上课前,首先要下功夫认真备课,做到思路清晰,重点、难点心中有数。教学过程中,还应注重教师与学生之间的双向交流,教学时既要注意融入情感调动因素,又要关注讲课过程中学生的情绪变化,用积极的情感交流、风趣幽默的语言,调节课堂气氛,来带动学生对知识的学习与运用,提高教学效果。可根据授课内容,增加提问,引发思考,启动思维。如讲到沉淀反应这部分内容时,可引发提问,在含有相同浓度的I-、Cl- 溶液中加入AgNO3 溶液,是先看到AgCl沉淀,还是AgI沉淀?是否能利用沉淀操作将两种离子分离?还有溶液的pH值对沉淀是否有影响,某种离子开始沉淀和完全沉淀的pH值是否相等?让学生充分进行讨论之后,我们再进行讲解,增强学生参与意识和解决问题后的成就感。如果教师在课堂上唱独角戏,忽视学生的反应,忽视与学生的情感交流,必然会影响学生的个性发展,使学生的思维发展受到压抑。 2.引用纳米化学,拓宽学生的知识面 在给学生传授化学知识的同时,可以给他们提供化学学科的“前沿”知识和最新科技发展动态。如增加纳米化学的内容,有助于增加学生对工程化学的学习兴趣。纳米科学技术是80年代末期刚刚诞生并正在崛起的高新科技,它是以0.1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿科学,在这样的尺度空间内,研究电子、原子和分子运动规律和特性。纳米科技所涵盖的范围,除了电子,还包括材料、机械、信息、生物、医学等领域,纳米新科技将成为21世纪科学的前沿和主导科学。例如,给学生介绍纳米技术用于现有雷达信息处理上,可使其能力提高10倍至几百倍,纳米TiO2加入到化妆品中,可以有效地遮蔽紫外线;将对人体无害的纳米粒子注入到血液中,可用来探测病端,可用于疾病的治疗等。纳米科学技术的发展给化学提出了许多新的课题, 因此将纳米化学引入工程化学的教学中, 不但丰富了工程化学的内容,在学生掌握理论知识的同时,有效地激发其对科学的求知欲和探索精神。 3.如何在工程化学中充分发挥多媒体教学的功用 多年课堂教学实践证明,应用多媒体教学较好改变了传统的教学模式。因多媒体教学课件信息量大、文字简练、图表清晰规范并且色彩鲜明、动画形象生动,有助于学生对教学内容的理解。首先,要对教学内容进行精选优化,对教学方法进行精心设计,将抽象难懂的内容形象化、图示化。例如,讲到原子轨道、共价键的形成等有关内容时,由于本章内容较为抽象,学生往往感到很难理解,可以将这些内容制作成动画图形和能分解组合的立体结构,将抽象的理论变得简单明了、形象直观,降低了学生理解的难度。除了要注意制作课件的技巧外,在课件里适当增加一些课外的知识也是十分必要的,如在网上下载一些与知识点相关的一些学科前沿的新知识及目前我国科技进步奖的研究成果等,这样即增加学生学习工程化学的兴趣,也丰富了学生的知识结构和知识体系。 4.从实验中获取更多的化学知识,培养学生观测、思考和创新能力 化学是一门以实验为基础的科学,化学实验是学生学习工程化学须经历的一个实践性环节,通过这个环节的训练,可以巩固课堂所学的基础理论知识,培养学生独立思考能力及实验操作能力。我们利用有限的学时,精选实验的内容,开设了材料的制备和表征、废水处理以及一些演示实验。实验课上要求学生集中精力,仔细观测实验现象及数据,特别是对那些与预期不相同的现象要进行深入地分析,寻找产生异常现象的原因,并提出解决办法,培养学生的综合能力。例如,通过演示“解离平衡常数测定”实验,使学生加深对解离平衡常数、解离度和弱电解质解离平衡的理解,了解了酸度计的原理和使用方法,根据实验结果,我们让学生讨论醋酸解离度和解离常数与其浓度的关系, 配制不同浓度的醋酸溶液有哪些注意之处等;在制备TiO2纳米粒子实验过程中,有的同学制备出的二氧化钛的晶形、形貌不太理想,我们启发学生分析可能试剂加入顺序不对,或试剂滴加的速度太快等原因,要引导学生认真分析和研究,查明异常现象产生的原因,鼓励学生敢于提问,相互探讨,及时点评,使学生真正掌握相关的基本理论和基本知识,提高学生综合运用所学化学知识的能力。同时学生可以了解光催化材料的有关应用, 光催化材料是一类具有光催化活性、能在紫外光甚至可见光照射下降解各类化学物质或杀灭细菌的半导体材料,而光催化技术具有反应条件温和,操作便利,不产生二次污染等特点,TiO2是光催化反应中最常用的催化剂。也增强了学生对工程化学实验的兴趣。 5.理论课教学内容的绿色化,树立绿色环保意识 化学在人类社会进步和发展中发挥着关键的作用,但许多传统的化学化工过程给社会造成严重的环境污染,严重破坏了人类和动植物生存的正常环境,威胁着人类的生存质量,成为全球关注的热门环境问题。能否在创造物质财富的同时不产生环境污染?这就是绿色化学需要解决的问题,绿色化学旨在从物质产生的源头控制废物的产生,从而减少对环境的污染。它在节约资源、防治污染、保障人类健康等方面发挥着重要的作用。因此,有必要在工程化学教学中体现绿色化学的内容,而我们也布置一些与环保有关的大作业,在课堂上留一些时间让学生来宣读,然后进行讨论,有的是目前大家非常关注的热点话题,如人们大量使用的涂料中,含有易挥发的机溶剂,是污染大气的主要来源,现在研究的水性涂料、无溶剂涂料属于绿色环保涂料,发展十分迅速。通过这样的方法大大激发学生学习工程化学的兴趣,从而增强学生的绿色环保意识。 6.结束语 要培养出社会发展需要的高水平合格技术人才,教师要不断进行教学方法的研究和实践,丰富自己的教学内容,提高教学质量,使学生喜爱这门课程,充分调动学生的学习积极性和主动性,使他们成为21世纪高素质人才,只有这样才能使我们的学生适应当今社会的高速发展。 工程化学论文:工程化学教学方法探讨 摘要:本文针对工程化学学科特点,从六个方面探讨了高校工程化学课程有效教学方法的心得和体会。阐明在工程化学教学中,要注重引人课程专业前沿知识,采用启发式、比较和归纳教学法,以及优化多媒体应用、设置创新型实验和改革考核方法等措施,从而有效提高教学水平和质量。 关键词:工程化学;教学方法;教学改革 工程化学是化学、石油、医学、制药、冶金、环保、材料等领域的一门重要的专业基础课程,涵盖无机化学、物理化学、分析化学、有机化学等基本理论和实验内容。因而,工程化学课程内容广泛、知识量大。以往学生在学习工程化学课程过程中普遍反映授课进度过快而导致知识不易掌握的问题,也就是工程化学较大的知识量和较少的课时之间产生了尖锐的矛盾。本文根据工程化学课程的特点,就作者在工程化学理论和实验课程教学过程中的一些心得体会,探讨了高校工程化学课程的有效教学方法。 一、引入课程专业前沿知识,激发学生的求知欲 在工程化学课程教学中引入专业前沿知识,是把教师在科学研究中积累的新知识融入到工程化学课程教学当中。这既可以开阔学生的视野,拓展其思维,又能够激发学生的创新意识和科研兴趣,从而增加学生学习工程化学的动力[1]。例如,笔者在对医学专业学生讲解分散系时,引入了“纳米磁性药物”的前沿知识,指出将磁性药物注射到人体血管中,能在磁场指引下定向到达人体病变部位,既避免了口服药物被消化分解,又防止药物对全身的副作用。实际教学效果表明,专业前沿知识的引入使学生在掌握理论知识的同时,也激发了学生对科研的兴趣和求知欲。 二、采用启发式教学法,发挥学生主动性 传统教学方法一般是老师对学生单方面灌输知识,学生学习的积极性较低。为了调动学生的主动性,我们引入了启发式教学法。启发式教学法将理论知识和具体实例紧密结合,在知识运用方面具有较强的针对性和目的性。根据教学目的,选择有代表性的启发实例穿插在工程化学教学中,有利于改善教学效果、活跃课堂气氛,提高学生理论联系实际、分析和解决问题的能力。例如,笔者讲解“沉淀—溶解”平衡时,采用“多喝水能够预防尿结石”这一实例,启发学生对于“沉淀—溶解”平衡的分析和理解,达到了令人满意的教学效果。学生在思考后,均能够指出钙离子和草酸根浓度过高会诱发尿结石,而日常生活中多饮水,降低钙离子和草酸根的浓度,会预防尿结石。实践证明,启发式教学法能激发学生的兴趣和主动性,真正实现以学生为主体的教学模式[2]。 三、采用比较和归纳教学法,加深学生对知识的理解和记忆 工程化学各章之间既紧密联系,又相互独立。因此加强对课程整体性的阐述和各章独立性的比较,可以使学生在学习过程中从整体上把握工程化学课程的结构和联系,从而统领全局、一目了然[3]。例如,化学平衡内容贯穿了化学热力学、化学动力学、酸碱平衡、沉淀溶解平衡等多章内容,笔者在讲授后面章节有关化学平衡的内容时,与前面各章节有关化学平衡的平衡常数、影响平衡移动的因素等内容进行比较和归纳,使学生对各种不同的化学平衡有了较深刻和系统的辨别和理解,而且还能达到温故、知新的效果。因此,比较和归纳教学法除了能够帮助学生对所学知识进行复习和加深印象外,还有利于学生对所学知识进行分类和辨别,利于长久记忆。 四、优化多媒体应用,增强辅助教学效果 多媒体图、文、声、像并茂,能够使抽象的理论直观、形象化。心理学研究发现,多种感官同时感知的学习效果远优于单一感官感知的学习效果,这使得多媒体技术在工程化学课堂中可以产生很好的教学效果。前几年笔者采用板书讲授波函数和原子轨道时,发现自身在讲解方面和学生在接受方面都存在一定的困难。而今我们利用多媒体技术进行教学,用flash动画演示原子轨道变化过程,不仅使讲授方式变得生动、形象,而且使学生能够从多方位进行观察,获得了很好的教学效果。但是,选用多媒体作为教学工具,需要注意根据学生的认知规律,使多媒体成为引导学生认知和思维的工具,而不是教学内容展示的工具[4]。过分依赖多媒体会影响教学效果。例如:在讲解公式的推导时,多媒体对解题思路的呈现不如板书。另外,如果多媒体教学速度过快,学生会跟不上多媒体所呈现的信息量,势必影响教学效果。因此,应根据学生接受知识的特点和教学内容合理制作和使用多媒体课件,并将多媒体和传统教学手段有机结合起来,以有效发挥各种教学手段的优势。 五、设置创新型实验,培养学生综合技能 化学是以实验为基础的学科。工程化学的教学要注重理论教学与实验教学相结合,培养学生的综合技能。一方面,我们精选具有一定的验证性和操作性的实验,以满足辅助课堂教学的需要和让学生掌握基本操作技能的目的。另一方面,我们选择一定数目的研究性、创新型实验作为实验课内容,力求在工程化学实验教学过程中引进新意,提高学生对实验的积极性和创造性。例如,我们在工程化学实验课中新设了“从茶叶中提取咖啡因的研究及纯度鉴定”的内容,将无机化学实验、有机化学实验和分析化学实验统一起来,以培养学生的综合技能。在此过程中,我们通过训练学生查阅资料、设计实验方案、实验室做实验、数据分析和总结报告等一系列教学过程,提高了学生的动手能力和独立进行科学研究的能力。 六、改革考核方法,引导学生学习方向 考核学生掌握的知识量和运用知识解决实际问题的能力是教学的重要环节。通过它可以检验学生对所学课程知识的掌握程度和理解情况;同时检验教师的教学质量和教学效果,促进教师改进教学方法。传统的期末考试是评价学生成绩的重要依据,对学生的学习起到了重要的引导作用。但是过分注重期末考试这一考核手段,会导致学生只看重考试结果,难以起到引导学生全面发展和提高教师教学水平的作用。为了改革这一不合理的考核方法,我们在工程化学教学工作中提出,不仅仅要考核学生对知识的记忆水平,更要关注对其自主学习能力、实践能力和创新能力等综合素质的评价。我们将学生的工程化学课程成绩分成以下四个部分:理论课中笔试部分为50分,平时成绩为20分,实验课中实验报告成绩为10分,操作成绩为20分。在评价过程中,我们注重科学性和灵活性的统一,鼓励学生一切具有合理性和创新性的实践和研究。 以上只是笔者在工程化学教学中的一些体会。近几年,笔者针对学生的不同情况及学科特点不断探索,收到了较好的教学效果。当然,对教学方法的认识和探索是无止境的,需要学校、学院和教师投入更多的精力去实践和完善,也需要大学生们的积极参与。希望在今后的工程化学教学过程中,可以取得更好的效果。 作者简介:闫早学(1981-),男,江苏大学化学化工学院,博士,讲师,主要从事工程化学的教学和科研工作;谢吉民(1958-),男,江苏大学化学化工学院,教授,主要研究方向为新型功能配合物的制备及性能研究;陈敏(1963-),女,江苏大学化学化工学院,教授,主要研究方向为功能纳米材料的制备及其在催化和生物医学中的应用。 工程化学论文:《现代工程化学》特色教材建设 【摘要】《现代工程化学》是针对我校电气工程专业实验班开设的本科必修课,是高等院校非化学化工类工科专业学生需要学习的一门重要基础课程,本文详尽阐述了《现代工程化学》教材建设的目的意义、鲜明特色、具体方案、创新性及学生受益情况分析。 【关键词】现代工程化学特色教材建设研究 1 目的意义 《现代工程化学》课程,旨在使学生掌握现代化学的基本知识和理论,了解化学在社会发展和科技进步中的作用,了解化学在其发展过程中与其他学科相互渗透的特色,培养学生用现代化学的观点去观察和分析工程技术上可能遇到的化学问题,并能和化学工作者一起解决,为今后继续学习和工作打下必要的化学基础,也将培养跨世纪建设人才所必备的现代化学素养,所以编写一部适用于电气工程专业本科学生培养特点的《现代工程化学》教材,不仅可以改变学生教师无适用教材使用的困境,实现教与学的便利通畅,更可以完善基础化学教育体系,培养宽厚扎实基础理论的高级人才,尤其针对电力行业中化学知识的应用与化学问题的解决,包括新材料、能源、环境保护等领域提供理论学习平台[1]。 目前电气工程及其自动化学科[2]涉及电力电子技术,计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术,机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科,而化学学科在该专业中一直不受重视,因而导致适用于该专业的化学类教材匮乏。近年来,随着科技的发展,电气设备不断采用新材料,新技术,该专业发展受到化学新材料技术的影响很大,同时该专业学生在电气元件的选用、组装、设备防腐等方面由于化学知识缺乏往往造成制作的器件性能低下,腐蚀严重等情况。我校电气工程及自动化专业实验班开设的本科必修课《现代工程化学》目前处于无适合教材使用的状况,在整体教学过程及学生学习过程中引起诸多不便,经调研国内相关类型及层次的教材有《工程化学基础》和《工程化学》[3—4],但理论内容相对单一,结构层次简单,与电力应用领域联结空白的现实状态,无法满足培养实验班学生的特点要求,而且在教学过程中要不断补充相关无机化学、有机化学、热力学及材料能源发展的知识内容,还要拓展前沿领域研究进展,所以建设适用于电力行业使用的《现代工程化学》特色教材具有迫切性及应用性需求。 2.鲜明特色 《现代工程化学》特色教材建设是针对我校电气工程及自动化专业实验班开设的本科必修课,是高等院校非化学化工类工科专业学生需要学习的一门重要基础课程,是培养全面发展的现代高级工程技术人员和相关管理人才知识结构和综合能力的重要组成部分。本教材从物质的化学组成、化学结构和化学反应基本规律出发,介绍有现实应用价值和潜在应用价值的基础理论和基本知识,密切联系电力行业现代工程技术中遇到的诸如材料的加工与防护、能源的开发与利用、电厂环境保护有关化学问题,了解化学与其他学科间的交叉渗透,其目的主要是帮助学生建立物质变化的观点和能量变化的观点,提高学生的科学素质和创新能力,以利于学生在今后的工作中能有意识地运用化学知识去观察、分析和解决电力行业所涉及的化学问题。本教材将现代化学基本原理与当前迅速发展的材料、能源、环境科学密切联系,同时联结电力行业中化学知识的多方面应用,具有内容简明、联系实际、突出重点的特色,可作为工科高等学校非化工类专业的普通化学课程的教材,此外教材强调化学基础理论的系统性,强化基础结构理论,尤其突出前沿领域应用研究,在编写理念、章节结构和内容安排方面进行全新尝试。 3.具体方案 3.1精选化学基础理论 通过调研及汇总资料文献,项目负责人及项目组成员认真研究本项目,结合电气工程及自动化专业实验班培养方案,确定教材编写大纲,整合无机化学、有机化学、分析化学、物理化学四大基础化学经典理论,如无机化学中物质结构包括原子结构与分子结构理论,有机化学中与能源、材料相关的重要有机物化性理论,分析化学中表征物质材料结构的光谱学内容,物理化学中化学反应规律等,强化理论联系实际,突出工程应用。 3.2汇总电力行业中化学知识的多方面应用 整合电厂仪器分析、电厂化学仪表、电厂水处理、电力用油、电力用煤等多课程实例应用内容结合基础化学理论,通过广泛调研,收集材料,结合电力行业特点,介绍有关电厂水、煤、油、气、汽、废水、仪表、锅炉腐蚀与防护等与化学学科密切相关内容。 3.3化学前沿领域研究进展 以反映新知识、新技术、新工艺和新材料为指导,突出介绍电力行业中最新化学知识理论的应用与化学问题的解决。例如发展低碳智能电网指标体系、电厂化学绿色处理、超导材料应用和输变电系统中化学问题及对策等,同时补充国外电厂中与化学专业有关的技术问题。 3.4复习指导与课后练习 精心总结各章节复习指导纲要,挑选具有代表性习题,巩固理论内容,并配合编写习题答案。 4.创新性 突出联系电力行业中化学理论应用与化学问题的解决,包括新材料、能源、环境保护等领域的实际应用研究,化学前沿领域的精粹概述。针对实验班学生培养特点,完善基础化学理论学习体系,有助于引导学生在较高层面学习化学理论,为学好学活工程化学奠定基础。 5.学生受益情况分析 通过电力行业《现代工程化学》特色教材的编写与建设,首先将改变学生无固定教材上课的现状,利于学生系统学习、预习和复习,更利于教师授课及教学安排。通过对化学基础理论进行整合,添加与电力行业相关的设备、材料、能源、环境等化学知识的应用与联结,有利于培养学生的化学素养和工程意识,将更能够适应国内电力建设的发展需求,有利于学生毕业后参与更多的实际工程、建设项目合作,更好的应用化学理论并解决在电力系统中出现的化学问题,综合培养提高学生的学习视野、信息素养、创新思维和交叉学科融合应用能力。 6.致谢 本论文由东北电力大学 "电力行业《现代工程化学》特色教材建设" 教学改革项目支持,特此感谢。 工程化学论文:建筑工程化学植筋质量控制 摘 要:从化学植筋的施工方法和质量控制、化学植筋的质量检查与验收、化学植筋锚固承载力的现场检验方法等方面分析了化学植筋的质量控制。 关键词:建筑工程;化学植筋;质量控制 建筑工程化学植筋,简称植筋,又叫种筋,是目前工程上的一种后锚固连接技术。化学植筋在框架结构与填充墙的连接;砖混结构混凝土柱、梁与后砌墙体的拉结;钢筋混凝土结构施工中,板、梁结构调整的钢筋补强;以及房屋建筑的抗震加固和建筑装修中得到广泛采用。 化学植筋后锚固相对于钢筋预埋(即先锚固),具有施工方便,使用灵活等优点,其连接技术得到较快发展,已成为目前不可缺少的一种新型施工技术。其工程原理是:在已有的混凝土结构或构件上根据工程拟需用的拉结钢筋位置,钻适当的钻孔和深度,用高强度的化学粘合剂,使拉结钢筋或螺杆等与混凝土通过粘结达到锁键植筋作用。化学植筋不会产生植筋位移,其密封性能好,也无需作防水处理。由于其通过化学粘合固定,不会对基层产生膨胀破坏,更适合边距、间距小的部位的拉结需要。施工简便迅速,是建筑工程中钢筋混凝土结构加固、结构变更、追加连结的最有效的方法。 化学植筋,其工程原理不复杂,施工工艺简单,但拉结植筋对建筑工程的质量、房屋抗震设防非常重要,涉及群众的生命财产安全。必须对其施工工艺、工程质量给予高度的重视。 实际工程中,常出现植筋定位不准确、孔深和孔径不足、钻孔不清理、数量不足、锚固胶的质量达不到规范要求;锚固后现场拉拔检测结果不合格等质量问题。因此,必须十分重视化学植筋的施工工艺和施工过程,加强锚固质量检查与验收,确保建筑工程化学植筋的工程质量。 1 化学植筋的施工方法和质量控制 1.1钻孔和质量控制。(1)施工前的准备:熟悉施工图要求,认真清理干净结构表面,按图纸要求,准确放线标明钢筋锚固点的钻孔位置,钻孔位置标明后由现场质量负责人验收。(2)孔径及锚固深度:根据钢筋或螺栓的锚固位置,确定成孔的直径及锚固深度。若孔位处有受力钢筋,钻孔位置可适当调整,但均应植在箍筋内侧或分布筋内侧(若产生废孔,应清净废孔后用植筋胶填实)。钻孔直径为D+4~10mm(小直径钢筋取低值,大直径钢筋取高值),同时,最小锚固深度应满足《混凝土结构加固技术规范》(CECS25:90)和《混凝土结构后锚固技术规程》JGJl45-2004的要求。 1.2锚固孔的清孔。(1)钻孔完成后,将孔周围半径0.5米范围内灰尘清理干净。用气泵和毛刷清孔,要作到三吹两刷,清刷完毕后,用棉丝沾丙酮液清刷孔洞内壁,使钻孔洞内达到清洁干燥;如遇较潮湿的情况,还须用加热棒,进行干燥处理。(2)若为水钻孔,用清水将孔内泥浆冲刷干净,用棉丝将孔擦净,等孔晾干、干燥后(可用加热棒进行干燥处理),再进行下一道工序。(3)钻孔工作完后,用干净棉丝将清洁过的孔洞封堵,防止灰尘和异物落入。(4)现场质量负责人检查清孔工作,请监理验收,做好隐检记录。 1.3拉结钢筋清理。(1)在钢筋端部相应位置上做好标记,标示出除锈清理的长度范围(除锈清理的长度大于锚固深度50mm)。(2)用磨光机或用钢丝刷将除锈清理长度内的钢筋表面打磨出金属光泽为止。(3)将除锈清理好的钢筋加垫整齐码放在干燥处。(4)用棉丝蘸丙酮,将除锈清理长度范围内的钢筋表面擦拭干净,将所有处理好的钢筋码放整齐。(5)拉结钢筋清理完,报请现场质量负责人检查。 1.4钢筋埋植。(1)钢筋锚固用胶的配制和使用方法,按照锚固用胶产品说明,并根据现场技术质量负责人要求,按比例配制且搅拌均匀。(2)盲孔钢筋埋植:先将锚固用胶注入孔深2/3;将处理好的钢筋的除锈清理端朝向孔洞,边向同一方向旋转,边缓慢将钢筋插入洞内,直至到达孔的洞底部为止。插筋到底,如无锚固胶从孔内溢出,说明注胶量不够,须将钢筋拔出,重新注胶,再次插入钢筋,直至有锚固胶溢出洞口为止。(3)通孔钢筋埋植:先将处理好的钢筋插入孔内,孔的两端用环氧砂浆封堵(封堵时,须在一端留出注胶孔,另一端留出出气孔);待环氧砂浆凝固后进行高压注胶。将配制好的锚固用胶装入打胶筒内,安装打胶嘴;将锚固用胶通过注胶孔注入孔洞内,直至另一端出气孔溢出胶为止;然后,用环氧砂浆或其它材料将注胶孔及出气孔封堵死。(4)垂直通孔植筋:方法同通孔钢筋埋植,只是注胶时应从孔底部的注胶口向上注胶,以孔上部出气口出胶为止。(5)已埋植好的钢筋要做好保护工作,埋植完成,挂明显标志牌,以防锚固胶在固化时间内,钢筋被摇摆动或碰撞,影响埋植的效果。(6)用棉丝蘸少许丙酮,清理孔周围遗留的胶,清理工作面的垃圾。(7)植筋胶有一个固化过程,具体时间以植筋胶的品种而定,在锚固用胶固化前,应对埋植好的钢筋进行必要的围挡保护。(8)钢筋埋植工作完成,报请现场质量负责人检查验收。 1.5施工中需注意的事项。(1)植筋胶在每次使用前应检查包装桶内胶有无沉淀现象。(2)施工过程中要注意:孔内尘屑是否清净、钢筋是否除锈、植筋胶配合比是否准确、搅拌是否均匀。孔内植筋胶是否密实充溢,决定锚固效果的好坏,要特别注意。(3)施工现场温度过低时,应对植筋胶及锚固位置预热。 2 化学植筋的质量检查与验收 2.1植筋施工时必须严格遵守《混凝土结构加固技术规范》和《混凝土结构后锚固技术规程》的施工要求进行施工。 2.2钻孔位置中心线偏差应符合规定、深度不得低于设计要求。 2.3植筋数量不得低于设计数量。 2.4如受结构构件的尺寸、钢筋、预埋件等影响,钻孔位置、深度、数量不能满足设计要求时,应及时向监理、设计单位反映,做相应的调整。 2.5严格按照施工图和相关规范的质量要求进行施工。 2.6各项技术指标应达到规范规定的数值。 2.7锚固用胶应有产品合格证,质量要有保证。 2.8钢筋锚固工作完成后,自检合格,并填写分项工程报验单报请监理、总包单位验收。 3 化学植筋锚固承载力的现场检验方法 3.1基本规定。(1)混凝土结构后锚固工程质量,应进行抗拔承载力的现场检验。(2)锚固抗拔承载力现场检验可分为非破坏性检验和破坏性检验。对于一般结构及非结构构件,可采用非破坏性检验;对于重要结构构件及生命线工程非结构构件,应采用破坏性检验。 3.2试样选取。(1)锚固抗拔承载力现场非破坏性检验采用随机抽样办法取样。(2)同规格,同型号,基本相同部位的锚栓组成一个检验批。抽样数量按每批锚栓总数的l‰计算,且不少于3根。 3.3检验方法。(1)加荷设备支撑环内径D0。应满足下述要求:化学植筋D0≥max(12d,250mm)。(2)锚栓抗拔检验可选用以下两种加荷方法:a.连续加载:以匀速加载至设定荷载或锚固破坏,总加荷时间为23分钟。b.分级加载:以预计极限荷载的10%为一级(文秘站:),逐级加荷,每级荷载保持1~2分钟,至设定荷载或锚固破坏。 3.4检验结果评定。(1)非破坏性检验荷载下,以混凝土基材无裂缝、锚栓或植筋无滑移等宏观裂损现象,且2min持荷期间荷载降低不大于5%时为合格。当非破坏性检验为不合格时,应另抽不少于3个锚栓做破坏性检验判断。(2)对于破坏性检验,该批锚栓的极限抗拔力满足规范的要求。 3.5常见的几种破坏形式。(1)混凝土锥体破坏;化学植筋受拉时混凝土基材形成倒锥体破坏形式。(2)混合型破坏:化学植筋受拉时形成以基材混凝土锥体及深部粘结拔出的组合破坏形式。(3)胶筋界面破坏:化学值筋粘结型锚栓受拉时,沿胶粘剂与混 凝土孔壁界面的拔出破坏形式。 建筑工程化学植筋,是一种便捷、使用灵活、成本低、质量可靠的新型施工技术,在建筑工程中得到较快的推广和发展。也因为其在建筑结构中的重要作用,应该对其设计、施工、检测个各环节的工程质量给予充分的重视。目前专业的化学植筋人员较少,人员素质也有待提高。应该加强从业人员的技术规范培训,重视施工过程的管理,加强工程质量检测,使这项新型施工技术得到更快更好的推广和运用。 工程化学论文:纺织工程专业工程化学课程教学改革的实践和探索 引言 《工程化学》就是建立在化学知识与工程实践之间的一门桥梁学科,目的就在于将化学的基本知识以及一些新兴学科和应用学科的信息传授给学生。但是,工程技术具有非常广泛的范畴,内容十分庞杂,这导致很多工科院校的工程化学教学存在着各种弊端,例如教学内容不够系统、知识点比较零散、不同的专业区分相对较小,缺少与专业的衔接内容;学生在学习过程中体会不到这门课程与自己的专业有什么关系,缺少学习动力等等,因此有必要打破传统的教学内容和教育模式,建立一套符合实情的新的工程化学教学体系。针对此现象,作者对我校纺织工程专业的工程化学教学进行了改革。 1整合教学内容,做好衔接 我校纺织工程专业是浙江省重点专业,其目的在于培养纺织品设计、纺织技术与贸易相结合的具有复合型知识结构的高级工程技术与贸易人才。该专业特点决定了学生们将来涉及较多的是有机材料,鉴于此,对工程化学教学内容进行了如下整改:选用李成琴等主编的《纺织有机化学》为教材,重点讲述与纺织专业关系密切的传统有机化合基础知识,以官能团为主线区分各类有机化合物,介绍其分类、命名、结构特点及物理化学性质,分析各种反应的发生机理和历程;增加物质结构基础知识,为随后的杂化轨道和电子效应的接受和理解打基础;将现代分析测试技术-红外光谱和核磁共振谱作为教学重点内容;增加表面活性剂、染料化学和高分子纤维等专业基础知识,介绍专业相关的表面活性剂、染料和高分子纤维的结构、性质及应用,以便于更好的与专业课相衔接;学习过程中引入有机化学史和人名反应及相关小故事,以活跃课堂气氛,增加学生对该反应的印象。另外,在对工程化学教学内容的改革中,要合理安排化学理论基础和工程技术在教学中所占比重,一方面,根据教学条件和专业实际,在理论基础教学内容上适当取舍;另一方面,联系工程实际,介绍现代有机化学在工程技术中的最新应用。 2与实际生产和科研相结合,激发学习兴趣 作为一门基础学科,化学与我们的日常生活关系十分紧密,尤其是有机化学和有机化合物,充斥着我们生活的每一个角落,如果将抽象的教学内容与我们的日常生活或者实际生产联系起来,使学生们亲身体会到知识的力量,将会对学生的学习带来莫大的推动力。因此,在介绍到与课本相关内容时,可考虑引入一些实际生活或生产中的实例,例如在讲解氨基酸和蛋白质时,可以引入卤水点豆腐的机理和用鸡蛋清来减少汞吸收的生活小知识;在介绍到表面活性剂的时候联想到日常生活中去污清洁物质的使用等,使学生感到化学是一门渗透到我们生产、生活各个领域中的学科。 3丰富教学形式 由于工程技术的发展迅速,抽象的微观结构和最新的仪器设备很难用传统的教学模式直观地表达和展示。为了适应新的教学计划,又不降低教学要求,我们采用计算机辅助的多媒体教学方法和手段,加大课堂的教学信息量,创造良好的授课环境,以提高课堂教学效果。例如在讲解卤代烃的双分子亲核取代反应过程中的瓦尔登转化时,仅以板书或者口头讲解很难给出一个立体、形象的解释,而将该过程用多媒体形式演示出来,会帮助学生理解,加深记忆。但是我们又不能完全摒弃粉笔板书的教学形式。有机化学中需要理解记忆的知识点有很多,课堂讲解要对这些知识点进行详细展开,这时候采用板书形式将有利于所讲内容的逻辑组织和讲解速度的控制,帮助学生达到理解性记忆。 4开设实验环节 化学是一门实践性和应用性都很强的科学,其发展和对其反应机理的理解都是以实验为基础的。因此,化学实验是每个学习工程化学的学生必须要经历的一个实践性环节。我们利用有限的学时,安排了蒸馏、萃取、精馏和重结晶等实验,并要求学生自己设计方案,进行实验操作,然后独立撰写实验报告,这一系统的工作不仅加深了学生对理论知识的理解,也培养了学生面对问题,独立思考、解决的科研能力,打破了化学学科的神秘感,使学生直观地体会到化学的本质和价值,收到了很好的效果。 5结语 工程化学是我校今年来开设的新课程,因其新,故有很多地方还不太成熟,有待于改革完善。在采取了整合教学内容,理论联系实际,加强基础课和专业课之间的衔接和渗透,采用多样的教学形式,加强实验环节等方法来对工程化学的教学进行整改后,学生们的学习目标明确,学习兴趣大增,在掌握理论基础知识的同时提高了实验动手能力。而在教学的同时,我也深深体会到有机化学学科的博大精深,感受到了肩负的重任,这为我更加努力进行工程化学教学改革增加了信心。我相信随着教学经验的不断积累和教学改革的不断深入,工程化学的教学内容和方法会日趋完善,对其进行的改革和实践研究还会取得更新的进展。 工程化学论文:探求环境工程化学实践教学革新 一、环境工程专业化学实践教学存在的问题 1.传统行政管理教育理念的制约 我国的高等教育是计划经济的产物,管理模式以行政管理为主,教学受到人才培养方案、教学大纲和授课计划等格式化条款的制约,只注重外在的教学形式,不重视课程内涵设计。且过度重视理论教学,轻视实践教学,使得实践教学处于从属地位,造成实践教学课时少、实验经费短缺等问题,不利于高素质应用型专业人才的培养。 2.人才培养方案和教学大纲设置不合理 环境工程和环境科学专业大都是高校扩招的新开专业,专业申请获得批准后大规模招聘老师,匆忙制定人才培养方案和教学大纲,导致实验项目不合理,缺乏内在连贯性,衔接性差。化学实践教学课程较多,课时少,学生难以获得充分动手机会,并且实践教学内容以单元实验为主,缺少综合性实验。 3.实践教师教学综合能力不强 实验教师大多是年轻教师,没有受到系统的师范技能培训,且教学和科研经验不足,导致教师综合素质不高、动手能力不强。工作中,个别教师责任心不强,课前不预习,不预做实验。实验教师待遇普遍较低,缺乏教学改革的积极性。 4.学生学习主动性不够 在实践教学环节中,学生对实践教学不够重视,只关注实验成绩,而忽视实验技能的学习;缺乏自主思考,创新动力不足;个别学生缺乏科学精神,还有伪造数据的陋习。 二、环境工程专业化学实践教学改革的思路与对策 1.调整和完善人才培养方案,建立系统化实践教学体系 积极开展实践教学研讨活动,认真听取教师和学生对化学实践教学的意见,总结教学经验,对人才培养方案和实践教学大纲进行修改。调整不合理的实践教学内容,增加新的教学内容,建立系统化实践教学体系,并制订完善的实践教学授课计划,使实践教学与理论教学起到相辅相成的作用。环境学院组织教师和学生,对无机和分析化学实验开展研讨活动,总结教学中的优点和经验教训,如:无机化学实验原来设计为实验周教学,在一个星期内连续进行五个独立的单元教学实验,由于实验任务安排过于集中,学生对教学内容难以理解,教学效果较差。经过认真调研,把实验周教学改为课内试验,学习完基础理论之后立即开展实验教学,理论与实践相结合,取得较好的实践教学效果。积极调整实验教学内容,例如:在无机与分析化学实验课中开设有“邻二氮菲分光光度法测定微量铁”实验,由于该实验属于微量分析实验,用到朗伯-比尔定律,并且要配制标准曲线,用到紫外可见分光光度计测定吸光度,大一学生没有学到仪器分析相关的理论知识,在课堂讲授后无法理解实验原理,教学效果很差。我院把“邻二氮菲分光光度法测定微量铁”更改为“EDTA标准溶液的配制与自来水硬度的测定”,既用到分析化学的理论知识又和水的硬度测定相结合,加深了对络合滴定的理解,又培养了学生常量分析的基本操作能力。 2.注重基础操作能力的培养 经过调查发现:30%~45%的环境工程专业高中阶段只学习过1年的化学,几乎没有上化学实验课程,基础操作能力普遍较差。根据学生的现有水平,环境学院把基础操作能力的培养作为实践教学的重点,如:在无机化学实验课程中,在硫酸亚铁铵的制备与纯度分析实验中进行称量、量取、加热、常规过滤、减压过滤和蒸发结晶等基础操作的讲解,教师亲手示范,讲解动作要领,使学生掌握操作要领。在后继实验课中,对相同的操作加以强化练习,学生操作不规范之处,一一加以纠正。有机实验课中,讲解蒸馏、精馏、回流和分液等基础操作,要求学生掌握阿贝折光仪、旋转蒸发仪、显微熔点仪等设备的使用原理及操作方法。在后继的分析化学、物理化学和仪器分析实验课程中对学生的基础操作进一步进行强化和提高。这种重视基础操作的教学模式大大提高了学生的动手能力和教学效率。 3.结合环境工程专业特色,开设综合性实验 根据环境工程专业特色,设计综合性实验项目,开展针对性实践教学,加深学生对环境工程专业的理解。比如:针对电厂化学专业,在学完分析化学试验后开设了叶绿素测定、全铁测定、二氧化硅测定、全碱度分析和磷酸盐分析等水质全分析试验,既加深学生对电厂给水专业知识的理解又在水质分析过程中,强化了常量分析的基础操作,进一步培养基本的分析和解决问题的能力,综合素质得到进一步提高。 4.改善管理方式,打造开放型实验中心,培养学生的创新能力 南京工程学院积极资助大学生开展创新科研活动,通过专项经费支持鼓励大学生开展科学研究。环境学院实验中心积极为大学生科技创新活动服务,积极整合实验室资源,改善管理模式,专门开设科技创新实验室,为学生提供玻璃仪器和小型实验器材,协助购买药品。开展傅里叶红外分光广度计、紫外可见分光光度计、气相色谱和液相色谱等大型仪器的操作培训,使学生在充分理解仪器原理的基础上可以熟练操作大型仪器。实验室对学生的全方位开放,打造良好的服务氛围,有利于学生创新能力的培养。 5.建立新型的实践教学考核评价体系 在教学评价上,既应重视课堂教学效果的评价也应重视实践教学效果的评价。对学生的考核既重视理论知识考试,也应重视实践动手能力考核,理论测试成绩应该与实践能力考核成绩同等对待。例如:学生参加各类科技竞赛活动、小发明、小制作等,参加科研课题,计入实践能力考核成绩中,这样不仅保护了那些具有创新能力学生的积极性,也有利于更客观、全面和切合实际地评价和考核学生。 6.加大实践教学经费投入,提高实践教学教师的教学水平 加大实践教学经费投入,引进先进的教学设备和精密仪器,提高实验中心硬件水平,大力营造良好的实践教学环境,以适应新的实践教学的需求。环境工程学院通过中央与地方共建项目的建设,购入或建设烟气脱硫试验装置、气相色谱仪、液相色谱仪、水质全分析仪、总有机碳分析仪、热重分析仪和元素分析仪等精密仪器,并以大型仪器为优秀,设立实验课程,安排课程实习,促进化学实践教学。加大实践教学师资队伍建设,有必要进行教师职业知识与技能的培训,提高教师综合教学能力。此外,应加强教师与外界的交流,提供在职进修学习的机会,提高其科研水平和综合能力水平,更好地服务于实践教学和科学研究。 三、结束语 通过积极研讨,认真修改人才培养计划,制定系统化化学实践教学大纲,优化实验项目。加大实践教学的经费投入,提高实践教学教师的教学水平,可以解决环境工程专业化学实践教学的问题,使学生掌握扎实的基础操作能力,为培养创新能力和全面发展的应用性人才打下坚实基础。 作者:刘献锋张长飞张东平单位:南京工程学院环境学院 工程化学论文:制药工程化学教导诌议 作者:张怀红 黄连荣 单位:盐城工学院化学与生物工程学院 目前,科学家们在实验室中可以用各种各样的物理或者化学方法制备出类似荷叶结构的自清洁的超疏水性材料,例如,当前研究得比较多的纳米二氧化钛材料就具有自清洁功能。把物理化学的抽象理论和生动的生活联系起来,把最新的科研成果和书中的理论结合,既吸引了学生的注意力,又增强了学生对现代技术进步的惊叹和想往。2把生活中遇到的问题与物理化学内容结合问题可以促进思维活动。可以通过“提出生活中遇到的问题-如何解决-引入新内容-解决问题的理论方法”这一思维以吸引学生的注意及让他们思维进行创新活动。比如,在相平衡中学习固液平衡体系时,举例在2008年南方雪灾大雪过后,环卫工人为什么在大街上洒盐水,以及在化工生产中为什么经常用盐水溶液做冷冻液;在讲到相图在药学中的应用时,举例说明为什么用氯霉素与尿素形成低共熔混合物可以改善氯霉素的溶解和吸收;从江河入海处三角洲的形成让学生进一步知道胶体的聚沉作用;从城市晚上的霓虹灯现象引出丁达尔效应;通过测定血液中红细胞的电泳率就可判定人体的肝功能是否正常;从树干的高度引入渗透压的概念;从高压锅的使用联系克-克方程。通过这些实例的阐述,可使学生加深印象,从而改善教学效果,使教与学产生共鸣[3]。通过这种理论与实际的结合,还可以让学生们感觉到物理化学知识不再是书本上的纯理论的东西。而与我们的生活息息相关,有效避免“空”对“空”的课堂说教,使学生体会到处处有“物理化学”,处处需要“物理化学”的真情实感,可将抽象理论变成有趣的解决问题的钥匙。另外,我们也结合科研中的一些亲身经历来讲解一些问题,促使学生在理论与实践的联系中理解和掌握知识,提高分析与解决问题的能力,同时可以活跃课堂气氛,增强师生间的共鸣及学生的学习兴趣,达到较好的教学效果。 开展各种形式的讨论现代教育 理论告诉我们,教学方法已经由注重教法向注重学法转变,这体现了学生学习的主体地位。大学时代所学的知识只是知识海洋中的一滴水,更多的知识需要学习者日后持续不断的自学来积累,所以,虽然基础知识、基本技能和基本方法很重要,但更为关键的是通过大学的学习过程来掌握科学研究方法和学习方法[4]。在物理化学教学中我们注重学生的主体地位,引导、激发和指导学生由被动的受体转变为自主学习、积极思维的人。由于物理化学理论性和逻辑性强,相当一部分内容学生们难于直接开展讨论,我们便注意引导学生分析熟知的典型事例,或从学生己有知识逻辑中提出问题,并提供讨论问题所必须的感性材料和相关学科知识以及进一步思考问题的线索和依据,创造便于探索问题的良好环境,激发学生学习兴趣。例如,在学习热力学第二定律时,为了帮助学生理解和掌握系统和环境的概念及它们之间的热功转换关系,我们以热得快在暖水瓶中烧开水作为实例,这样的实例是同学们熟悉的,便于同学们展开讨论。暖水瓶相当于一绝热恒容容器,其中盛有水,水中放有电阻丝,由电源给电阻丝供电。同一过程,如果分别以水和电阻丝作为系统,系统和环境问的热功转换是不同的。若以水为系统,由于水吸热Q 0,水温升高,则U 0,在加热过程中水的体积变化很小,可近似认为体积功W=0;若以电阻丝为系统,由于电阻丝接受了电功,所以其W’ 0,电阻丝将电功转化为热能,并放热给水,所以Q 0,同时电阻丝温度升高,则其U 0。将熟悉的生活实例作为讨论题材,同学们不会感到陌生和抽象,讨论起来有兴趣。在介绍理想气体的膨胀做功时,有些同学无法理解为什么经常会练习理想气体膨胀和压缩过程的体积功,鉴于此,我们布置了“汽车是如何奔跑的”这样的问题,让学生课后合资料。课上讨论时,学生很有兴趣。通过讨论大家明确了早期的火车和轮船上用的蒸汽机是外燃机。利用燃料煤燃烧产生的热,使水在高压锅炉内变为高温、高压水蒸汽,然后进入绝热的气缸膨胀,从而对外做功,而膨胀后的水蒸汽进入冷凝器降温并凝结为水,循环使用。外燃机效率低、体积大。目前多用内燃机,内燃机是油或气在气缸中燃烧产生高温、高压气体,气体对外膨胀做功产生动力。相比之下,内燃机比外燃机的效率高。对于问题的创设可以考虑由浅入深,由易到难,形成适当难度梯度,并注意趣味性、艺术性和逻辑性。我们在教学过程中尝试了以上方法,收到了较好的效果。 充分利用现代技术手段 随着社会的发展、科技的进步,教学媒体日趋增多。由于计算机的人机交互功能以及它的图、文、声、色、光、动画等强烈地抓住了学生的学习兴趣,改变了以往物理化学教学枯燥的特点,让一些抽象的或很难想像的现象变得形象、具体可感,有利于突破教学难点,创造出最佳的学习环境和最好的教学效果[5]。例如:气体膨胀过程、精馏过程、Langmuir吸附过程、丁达尔现象、渗透压现象、结晶分离提纯等,利用传统的教学手段,透过黑板、教材、挂图等只能看到它们的平面图或结构图,学生所学内容与实际联系不起来,感觉很枯燥。而利用PowerPoint和Flash将上述素材制成相应的课件,因其图画形象逼真,增强了学生的学习兴趣,教师讲授起来轻松,学生也理解得很清楚。利用灵活多变的教学手段以及网络课程和网络资源进行网络环境教学,可以实现课堂教学中教与学的交互以及课程的互动教学,利于学生构建自己的知识体系,并且在教师的主导作用下,利于发挥学生在学习中的主体作用,以达到更好的学习效果[6]。 工程化学论文:环境工程化学教学改革的思路与对策 一、环境工程专业化学实践教学改革的思路与对策 1.调整和完善人才培养方案,建立系统化实践教学体系 积极开展实践教学研讨活动,认真听取教师和学生对化学实践教学的意见,总结教学经验,对人才培养方案和实践教学大纲进行修改。调整不合理的实践教学内容,增加新的教学内容,建立系统化实践教学体系,并制订完善的实践教学授课计划,使实践教学与理论教学起到相辅相成的作用。环境学院组织教师和学生,对无机和分析化学实验开展研讨活动,总结教学中的优点和经验教训,如:无机化学实验原来设计为实验周教学,在一个星期内连续进行五个独立的单元教学实验,由于实验任务安排过于集中,学生对教学内容难以理解,教学效果较差。经过认真调研,把实验周教学改为课内试验,学习完基础理论之后立即开展实验教学,理论与实践相结合,取得较好的实践教学效果。积极调整实验教学内容,例如:在无机与分析化学实验课中开设有“邻二氮菲分光光度法测定微量铁”实验,由于该实验属于微量分析实验,用到朗伯-比尔定律,并且要配制标准曲线,用到紫外可见分光光度计测定吸光度,大一学生没有学到仪器分析相关的理论知识,在课堂讲授后无法理解实验原理,教学效果很差。我院把“邻二氮菲分光光度法测定微量铁”更改为“EDTA标准溶液的配制与自来水硬度的测定”,既用到分析化学的理论知识又和水的硬度测定相结合,加深了对络合滴定的理解,又培养了学生常量分析的基本操作能力。 2.注重基础操作能力的培养 经过调查发现:30%~45%的环境工程专业高中阶段只学习过1年的化学,几乎没有上化学实验课程,基础操作能力普遍较差。根据学生的现有水平,环境学院把基础操作能力的培养作为实践教学的重点,如:在无机化学实验课程中,在硫酸亚铁铵的制备与纯度分析实验中进行称量、量取、加热、常规过滤、减压过滤和蒸发结晶等基础操作的讲解,教师亲手示范,讲解动作要领,使学生掌握操作要领。在后继实验课中,对相同的操作加以强化练习,学生操作不规范之处,一一加以纠正。有机实验课中,讲解蒸馏、精馏、回流和分液等基础操作,要求学生掌握阿贝折光仪、旋转蒸发仪、显微熔点仪等设备的使用原理及操作方法。在后继的分析化学、物理化学和仪器分析实验课程中对学生的基础操作进一步进行强化和提高。这种重视基础操作的教学模式大大提高了学生的动手能力和教学效率。 3.结合环境工程专业特色,开设综合性实验 根据环境工程专业特色,设计综合性实验项目,开展针对性实践教学,加深学生对环境工程专业的理解。比如:针对电厂化学专业,在学完分析化学试验后开设了叶绿素测定、全铁测定、二氧化硅测定、全碱度分析和磷酸盐分析等水质全分析试验,既加深学生对电厂给水专业知识的理解又在水质分析过程中,强化了常量分析的基础操作,进一步培养基本的分析和解决问题的能力,综合素质得到进一步提高。 4.改善管理方式,打造开放型实验中心,培养学生的创新能力 南京工程学院积极资助大学生开展创新科研活动,通过专项经费支持鼓励大学生开展科学研究。环境学院实验中心积极为大学生科技创新活动服务,积极整合实验室资源,改善管理模式,专门开设科技创新实验室,为学生提供玻璃仪器和小型实验器材,协助购买药品。开展傅里叶红外分光广度计、紫外可见分光光度计、气相色谱和液相色谱等大型仪器的操作培训,使学生在充分理解仪器原理的基础上可以熟练操作大型仪器。实验室对学生的全方位开放,打造良好的服务氛围,有利于学生创新能力的培养。 5.建立新型的实践教学考核评价体系 在教学评价上,既应重视课堂教学效果的评价也应重视实践教学效果的评价。对学生的考核既重视理论知识考试,也应重视实践动手能力考核,理论测试成绩应该与实践能力考核成绩同等对待。例如:学生参加各类科技竞赛活动、小发明、小制作等,参加科研课题,计入实践能力考核成绩中,这样不仅保护了那些具有创新能力学生的积极性,也有利于更客观、全面和切合实际地评价和考核学生。 6.加大实践教学经费投入,提高实践教学教师的教学水平 加大实践教学经费投入,引进先进的教学设备和精密仪器,提高实验中心硬件水平,大力营造良好的实践教学环境,以适应新的实践教学的需求。环境工程学院通过中央与地方共建项目的建设,购入或建设烟气脱硫试验装置、气相色谱仪、液相色谱仪、水质全分析仪、总有机碳分析仪、热重分析仪和元素分析仪等精密仪器,并以大型仪器为优秀,设立实验课程,安排课程实习,促进化学实践教学。加大实践教学师资队伍建设,有必要进行教师职业知识与技能的培训,提高教师综合教学能力。此外,应加强教师与外界的交流,提供在职进修学习的机会,提高其科研水平和综合能力水平,更好地服务于实践教学和科学研究。 二、结束语 通过积极研讨,认真修改人才培养计划,制定系统化化学实践教学大纲,优化实验项目。加大实践教学的经费投入,提高实践教学教师的教学水平,可以解决环境工程专业化学实践教学的问题,使学生掌握扎实的基础操作能力,为培养创新能力和全面发展的应用性人才打下坚实基础。 作者:刘献锋 张长飞 张东平单位:南京工程学院环境学院 工程化学论文:环境工程化学实验教课系统的优化 环境工程专业基础化学实验教学改革思路 依据基础化学实验教学改革目标,按照“基础-应用-开放”的思路,建立了“三模块”的课程体系;实验教学内容改革充分考虑环境工程专业特点,通过优化整合实验项目,力求体现化学实验技术在环境工程专业中的具体应用;增加研究型开放性实验,满足学生个性化发展要求和促进学生自主学习能力的提高。 建立环境工程专业基础化学“三模块”实验课程体系 打破了传统按四大化学各自组成实验的教学模式,重新进行规划设计,组成在化学一级学科水平上的独立的基础化学实验课程体系,并由三个模块构成。 1公共基础模块 凸显基础性,充分考虑化学实验技术的共性要求,突出基本知识、基本操作、基本技能训练在人才培养中的基础性地位。对应课程《基础化学实验Ⅰ》,32学时,第1学期开设。 2方向应用模块 凸显应用性,设置与环境工程专业方向紧密相关的实验项目,不仅增加学生专业兴趣,而且更强调实验技术的在环境工程专业中的应用,适应专业人才培养定位与要求。对应课程《基础化学实验Ⅱ》,48学时,第2学期开设。 3拓展开放模块 凸显开放性,强调化学技术拓展,培养环境工程专业学生化学实验技术应用能力和自主学习能力,注重与实验开放平台相结合,实验项目以综合型、设计型和研究创新为主,突出化学实验技术的实际应用。对应课程《基础化学实验Ⅲ》,16学时,第3~4学期开设, 更新环境工程专业基础化学实验项目,优化实验内容 1《基础化学实验Ⅰ》实验内容设计 本模块实验重点是培养和强化实验操作技能,培养学生一般化学原理的实验方法和一般分析问题的能力。如玻璃仪器的洗涤、物质的称量、溶液的配制、滴定操作、物质的分离与纯化、电导仪和分光光度计等基础仪器的使用等。在教学过程中须严格强调这些基本操作和基本技能的规范性。《基础化学实验Ⅰ》实验项目设计见表1。 2《基础化学实验Ⅱ》实验内容设计 本模块尽量设置环境工程专业结合紧密的实验,体现实验技能的应用和实验内容的拓展。针对环境工程专业特点,实验项目以环境分析化学实验为主,突出化学分析与仪器分析技术在环境科学中的应用。比如,“废水中铅含量的测定”、“水样中化学耗氧量的测定”、“溶解氧的测定”、“钼酸铵分光光度法测磷部”等实验以环境污染指标为测定对象;通过开设“气相色谱法测定酚类组分的分析”、“用反相液相色谱法分离芳香烃”、“废水中铅含量的测定”等实验项目,让学生掌握气相色谱仪、高效液相色谱仪和原子吸收分光光度计的使用操作方法及其在环境化学分析中的具体应用;通过开设“有机染料废水柱层析分离”、“阳离子交换树脂交换容量的测定”等实验,让学生掌握环境污染物处理及分析方法。《基础化学实验Ⅱ》实验项目设计见表2。 3《基础化学实验Ⅲ》实验内容设计 该模块实验主要来源于科学研究和生产实际,以综合设计型和研究创新型实验为主,学生可以结合专业特点和自己的兴趣爱好,选择3~4个开放性实验项目来进一步拓展实验技能。在方案设计阶段学生通过查询大量科技文献,了解该领域研究热点、研究难点及最新技术发展趋势等信息,从实践效果来看,可以把学生引向科学研究和生产实际的前沿领域,激发学生研究探索热情和创造性。《基础化学实验Ⅲ》实验项目内容设计见表3。 实践效果与展望 通过近3年的改革与实践,目前已经形成了较为固定的基础化学实验课程体系和教学内容。由于实验内容强调与专业实验相结合并求体现化学实验技术在环境工程专业中的具体应用,学生学习积极性显著提高,有效地提高了学生的操作技能、创新思维能力和分析、判断问题及解决实际问题的能力。在今后的工作中,我们将在实践中不断完善课程体系和教学内容,从而最终实现学生以被动实验为主向主动实验为主的转变,实现以常规仪器实验为主向大型现代仪器实验为主的转变,实现由验证型实验为主向综合型、设计型和专业特色型实验为主的转变。 作者:王崇均傅敏古昌红吴四维林兵单位:重庆工商大学环境与生物工程学院 工程化学论文:工程化学植筋质量控制 建筑工程化学植筋,简称植筋,又叫种筋,是目前工程上的一种后锚固连接技术。化学植筋在框架结构与填充墙的连接;砖混结构混凝土柱、梁与后砌墙体的拉结;钢筋混凝土结构施工中,板、梁结构调整的钢筋补强;以及房屋建筑的抗震加固和建筑装修中得到广泛采用。 化学植筋后锚固相对于钢筋预埋(即先锚固),具有施工方便,使用灵活等优点,其连接技术得到较快发展,已成为目前不可缺少的一种新型施工技术。其工程原理是:在已有的混凝土结构或构件上根据工程拟需用的拉结钢筋位置,钻适当的钻孔和深度,用高强度的化学粘合剂,使拉结钢筋或螺杆等与混凝土通过粘结达到锁键植筋作用。化学植筋不会产生植筋位移,其密封性能好,也无需作防水处理。由于其通过化学粘合固定,不会对基层产生膨胀破坏,更适合边距、间距小的部位的拉结需要。施工简便迅速,是建筑工程中钢筋混凝土结构加固、结构变更、追加连结的最有效的方法。 化学植筋,其工程原理不复杂,施工工艺简单,但拉结植筋对建筑工程的质量、房屋抗震设防非常重要,涉及群众的生命财产安全。必须对其施工工艺、工程质量给予高度的重视。 实际工程中,常出现植筋定位不准确、孔深和孔径不足、钻孔不清理、数量不足、锚固胶的质量达不到规范要求;锚固后现场拉拔检测结果不合格等质量问题。因此,必须十分重视化学植筋的施工工艺和施工过程,加强锚固质量检查与验收,确保建筑工程化学植筋的工程质量。 1化学植筋的施工方法和质量控制 1.1钻孔和质量控制。(1)施工前的准备:熟悉施工图要求,认真清理干净结构表面,按图纸要求,准确放线标明钢筋锚固点的钻孔位置,钻孔位置标明后由现场质量负责人验收。(2)孔径及锚固深度:根据钢筋或螺栓的锚固位置,确定成孔的直径及锚固深度。若孔位处有受力钢筋,钻孔位置可适当调整,但均应植在箍筋内侧或分布筋内侧(若产生废孔,应清净废孔后用植筋胶填实)。钻孔直径为D+4~10mm(小直径钢筋取低值,大直径钢筋取高值),同时,最小锚固深度应满足《混凝土结构加固技术规范》(CECS25:90)和《混凝土结构后锚固技术规程》JGJl45-2004的要求。 1.2锚固孔的清孔。(1)钻孔完成后,将孔周围半径0.5米范围内灰尘清理干净。用气泵和毛刷清孔,要作到三吹两刷,清刷完毕后,用棉丝沾丙酮液清刷孔洞内壁,使钻孔洞内达到清洁干燥;如遇较潮湿的情况,还须用加热棒,进行干燥处理。(2)若为水钻孔,用清水将孔内泥浆冲刷干净,用棉丝将孔擦净,等孔晾干、干燥后(可用加热棒进行干燥处理),再进行下一道工序。(3)钻孔工作完后,用干净棉丝将清洁过的孔洞封堵,防止灰尘和异物落入。(4)现场质量负责人检查清孔工作,请监理验收,做好隐检记录。 1.3拉结钢筋清理。(1)在钢筋端部相应位置上做好标记,标示出除锈清理的长度范围(除锈清理的长度大于锚固深度50mm)。(2)用磨光机或用钢丝刷将除锈清理长度内的钢筋表面打磨出金属光泽为止。(3)将除锈清理好的钢筋加垫整齐码放在干燥处。(4)用棉丝蘸丙酮,将除锈清理长度范围内的钢筋表面擦拭干净,将所有处理好的钢筋码放整齐。(5)拉结钢筋清理完,报请现场质量负责人检查。 1.4钢筋埋植。(1)钢筋锚固用胶的配制和使用方法,按照锚固用胶产品说明,并根据现场技术质量负责人要求,按比例配制且搅拌均匀。(2)盲孔钢筋埋植:先将锚固用胶注入孔深2/3;将处理好的钢筋的除锈清理端朝向孔洞,边向同一方向旋转,边缓慢将钢筋插入洞内,直至到达孔的洞底部为止。插筋到底,如无锚固胶从孔内溢出,说明注胶量不够,须将钢筋拔出,重新注胶,再次插入钢筋,直至有锚固胶溢出洞口为止。(3)通孔钢筋埋植:先将处理好的钢筋插入孔内,孔的两端用环氧砂浆封堵(封堵时,须在一端留出注胶孔,另一端留出出气孔);待环氧砂浆凝固后进行高压注胶。将配制好的锚固用胶装入打胶筒内,安装打胶嘴;将锚固用胶通过注胶孔注入孔洞内,直至另一端出气孔溢出胶为止;然后,用环氧砂浆或其它材料将注胶孔及出气孔封堵死。(4)垂直通孔植筋:方法同通孔钢筋埋植,只是注胶时应从孔底部的注胶口向上注胶,以孔上部出气口出胶为止。(5)已埋植好的钢筋要做好保护工作,埋植完成,挂明显标志牌,以防锚固胶在固化时间内,钢筋被摇摆动或碰撞,影响埋植的效果。(6)用棉丝蘸少许丙酮,清理孔周围遗留的胶,清理工作面的垃圾。(7)植筋胶有一个固化过程,具体时间以植筋胶的品种而定,在锚固用胶固化前,应对埋植好的钢筋进行必要的围挡保护。(8)钢筋埋植工作完成,报请现场质量负责人检查验收。 1.5施工中需注意的事项。(1)植筋胶在每次使用前应检查包装桶内胶有无沉淀现象。(2)施工过程中要注意:孔内尘屑是否清净、钢筋是否除锈、植筋胶配合比是否准确、搅拌是否均匀。孔内植筋胶是否密实充溢,决定锚固效果的好坏,要特别注意。(3)施工现场温度过低时,应对植筋胶及锚固位置预热。 2化学植筋的质量检查与验收 2.1植筋施工时必须严格遵守《混凝土结构加固技术规范》和《混凝土结构后锚固技术规程》的施工要求进行施工。 2.2钻孔位置中心线偏差应符合规定、深度不得低于设计要求。 2.3植筋数量不得低于设计数量。 2.4如受结构构件的尺寸、钢筋、预埋件等影响,钻孔位置、深度、数量不能满足设计要求时,应及时向监理、设计单位反映,做相应的调整。 2.5严格按照施工图和相关规范的质量要求进行施工。 2.6各项技术指标应达到规范规定的数值。 2.7锚固用胶应有产品合格证,质量要有保证。 2.8钢筋锚固工作完成后,自检合格,并填写分项工程报验单报请监理、总包单位验收。 3化学植筋锚固承载力的现场检验方法 3.1基本规定。(1)混凝土结构后锚固工程质量,应进行抗拔承载力的现场检验。(2)锚固抗拔承载力现场检验可分为非破坏性检验和破坏性检验。对于一般结构及非结构构件,可采用非破坏性检验;对于重要结构构件及生命线工程非结构构件,应采用破坏性检验。 3.2试样选取。(1)锚固抗拔承载力现场非破坏性检验采用随机抽样办法取样。(2)同规格,同型号,基本相同部位的锚栓组成一个检验批。抽样数量按每批锚栓总数的l‰计算,且不少于3根。 3.3检验方法。(1)加荷设备支撑环内径D0。应满足下述要求:化学植筋D0≥max(12d,250mm)。(2)锚栓抗拔检验可选用以下两种加荷方法:a.连续加载:以匀速加载至设定荷载或锚固破坏,总加荷时间为23分钟。b.分级加载:以预计极限荷载的10%为一级,逐级加荷,每级荷载保持1~2分钟,至设定荷载或锚固破坏。 3.4检验结果评定。(1)非破坏性检验荷载下,以混凝土基材无裂缝、锚栓或植筋无滑移等宏观裂损现象,且2min持荷期间荷载降低不大于5%时为合格。当非破坏性检验为不合格时,应另抽不少于3个锚栓做破坏性检验判断。(2)对于破坏性检验,该批锚栓的极限抗拔力满足规范的要求。 3.5常见的几种破坏形式。(1)混凝土锥体破坏;化学植筋受拉时混凝土基材形成倒锥体破坏形式。(2)混合型破坏:化学植筋受拉时形成以基材混凝土锥体及深部粘结拔出的组合破坏形式。(3)胶筋界面破坏:化学值筋粘结型锚栓受拉时,沿胶粘剂与混凝土孔壁界面的拔出破坏形式。 建筑工程化学植筋,是一种便捷、使用灵活、成本低、质量可靠的新型施工技术,在建筑工程中得到较快的推广和发展。也因为其在建筑结构中的重要作用,应该对其设计、施工、检测个各环节的工程质量给予充分的重视。目前专业的化学植筋人员较少,人员素质也有待提高。应该加强从业人员的技术规范培训,重视施工过程的管理,加强工程质量检测,使这项新型施工技术得到更快更好的推广和运用。 工程化学论文:建筑工程化学植筋质量控制 摘要:从化学植筋的施工方法和质量控制、化学植筋的质量检查与验收、化学植筋锚固承载力的现场检验方法等方面分析了化学植筋的质量控制。 关键词:建筑工程;化学植筋;质量控制 建筑工程化学植筋,简称植筋,又叫种筋,是目前工程上的一种后锚固连接技术。化学植筋在框架结构与填充墙的连接;砖混结构混凝土柱、梁与后砌墙体的拉结;钢筋混凝土结构施工中,板、梁结构调整的钢筋补强;以及房屋建筑的抗震加固和建筑装修中得到广泛采用。 化学植筋后锚固相对于钢筋预埋(即先锚固),具有施工方便,使用灵活等优点,其连接技术得到较快发展,已成为目前不可缺少的一种新型施工技术。其工程原理是:在已有的混凝土结构或构件上根据工程拟需用的拉结钢筋位置,钻适当的钻孔和深度,用高强度的化学粘合剂,使拉结钢筋或螺杆等与混凝土通过粘结达到锁键植筋作用。化学植筋不会产生植筋位移,其密封性能好,也无需作防水处理。由于其通过化学粘合固定,不会对基层产生膨胀破坏,更适合边距、间距小的部位的拉结需要。施工简便迅速,是建筑工程中钢筋混凝土结构加固、结构变更、追加连结的最有效的方法。 化学植筋,其工程原理不复杂,施工工艺简单,但拉结植筋对建筑工程的质量、房屋抗震设防非常重要,涉及群众的生命财产安全。必须对其施工工艺、工程质量给予高度的重视。 实际工程中,常出现植筋定位不准确、孔深和孔径不足、钻孔不清理、数量不足、锚固胶的质量达不到规范要求;锚固后现场拉拔检测结果不合格等质量问题。因此,必须十分重视化学植筋的施工工艺和施工过程,加强锚固质量检查与验收,确保建筑工程化学植筋的工程质量。 1化学植筋的施工方法和质量控制 1.1钻孔和质量控制。(1)施工前的准备:熟悉施工图要求,认真清理干净结构表面,按图纸要求,准确放线标明钢筋锚固点的钻孔位置,钻孔位置标明后由现场质量负责人验收。(2)孔径及锚固深度:根据钢筋或螺栓的锚固位置,确定成孔的直径及锚固深度。若孔位处有受力钢筋,钻孔位置可适当调整,但均应植在箍筋内侧或分布筋内侧(若产生废孔,应清净废孔后用植筋胶填实)。钻孔直径为D+4~10mm(小直径钢筋取低值,大直径钢筋取高值),同时,最小锚固深度应满足《混凝土结构加固技术规范》(CECS25:90)和《混凝土结构后锚固技术规程》JGJl45-2004的要求。 1.2锚固孔的清孔。(1)钻孔完成后,将孔周围半径0.5米范围内灰尘清理干净。用气泵和毛刷清孔,要作到三吹两刷,清刷完毕后,用棉丝沾丙酮液清刷孔洞内壁,使钻孔洞内达到清洁干燥;如遇较潮湿的情况,还须用加热棒,进行干燥处理。(2)若为水钻孔,用清水将孔内泥浆冲刷干净,用棉丝将孔擦净,等孔晾干、干燥后(可用加热棒进行干燥处理),再进行下一道工序。(3)钻孔工作完后,用干净棉丝将清洁过的孔洞封堵,防止灰尘和异物落入。(4)现场质量负责人检查清孔工作,请监理验收,做好隐检记录。 1.3拉结钢筋清理。(1)在钢筋端部相应位置上做好标记,标示出除锈清理的长度范围(除锈清理的长度大于锚固深度50mm)。(2)用磨光机或用钢丝刷将除锈清理长度内的钢筋表面打磨出金属光泽为止。(3)将除锈清理好的钢筋加垫整齐码放在干燥处。(4)用棉丝蘸丙酮,将除锈清理长度范围内的钢筋表面擦拭干净,将所有处理好的钢筋码放整齐。(5)拉结钢筋清理完,报请现场质量负责人检查。 1.4钢筋埋植。(1)钢筋锚固用胶的配制和使用方法,按照锚固用胶产品说明,并根据现场技术质量负责人要求,按比例配制且搅拌均匀。(2)盲孔钢筋埋植:先将锚固用胶注入孔深2/3;将处理好的钢筋的除锈清理端朝向孔洞,边向同一方向旋转,边缓慢将钢筋插入洞内,直至到达孔的洞底部为止。插筋到底,如无锚固胶从孔内溢出,说明注胶量不够,须将钢筋拔出,重新注胶,再次插入钢筋,直至有锚固胶溢出洞口为止。(3)通孔钢筋埋植:先将处理好的钢筋插入孔内,孔的两端用环氧砂浆封堵(封堵时,须在一端留出注胶孔,另一端留出出气孔);待环氧砂浆凝固后进行高压注胶。将配制好的锚固用胶装入打胶筒内,安装打胶嘴;将锚固用胶通过注胶孔注入孔洞内,直至另一端出气孔溢出胶为止;然后,用环氧砂浆或其它材料将注胶孔及出气孔封堵死。(4)垂直通孔植筋:方法同通孔钢筋埋植,只是注胶时应从孔底部的注胶口向上注胶,以孔上部出气口出胶为止。(5)已埋植好的钢筋要做好保护工作,埋植完成,挂明显标志牌,以防锚固胶在固化时间内,钢筋被摇摆动或碰撞,影响埋植的效果。(6)用棉丝蘸少许丙酮,清理孔周围遗留的胶,清理工作面的垃圾。(7)植筋胶有一个固化过程,具体时间以植筋胶的品种而定,在锚固用胶固化前,应对埋植好的钢筋进行必要的围挡保护。(8)钢筋埋植工作完成,报请现场质量负责人检查验收。 1.5施工中需注意的事项。(1)植筋胶在每次使用前应检查包装桶内胶有无沉淀现象。(2)施工过程中要注意:孔内尘屑是否清净、钢筋是否除锈、植筋胶配合比是否准确、搅拌是否均匀。孔内植筋胶是否密实充溢,决定锚固效果的好坏,要特别注意。(3)施工现场温度过低时,应对植筋胶及锚固位置预热。2化学植筋的质量检查与验收 2.1植筋施工时必须严格遵守《混凝土结构加固技术规范》和《混凝土结构后锚固技术规程》的施工要求进行施工。 2.2钻孔位置中心线偏差应符合规定、深度不得低于设计要求。 2.3植筋数量不得低于设计数量。 2.4如受结构构件的尺寸、钢筋、预埋件等影响,钻孔位置、深度、数量不能满足设计要求时,应及时向监理、设计单位反映,做相应的调整。 2.5严格按照施工图和相关规范的质量要求进行施工。 2.6各项技术指标应达到规范规定的数值。 2.7锚固用胶应有产品合格证,质量要有保证。 2.8钢筋锚固工作完成后,自检合格,并填写分项工程报验单报请监理、总包单位验收。 3化学植筋锚固承载力的现场检验方法 3.1基本规定。(1)混凝土结构后锚固工程质量,应进行抗拔承载力的现场检验。(2)锚固抗拔承载力现场检验可分为非破坏性检验和破坏性检验。对于一般结构及非结构构件,可采用非破坏性检验;对于重要结构构件及生命线工程非结构构件,应采用破坏性检验。 3.2试样选取。(1)锚固抗拔承载力现场非破坏性检验采用随机抽样办法取样。(2)同规格,同型号,基本相同部位的锚栓组成一个检验批。抽样数量按每批锚栓总数的l‰计算,且不少于3根。 3.3检验方法。(1)加荷设备支撑环内径D0。应满足下述要求:化学植筋D0≥max(12d,250mm)。(2)锚栓抗拔检验可选用以下两种加荷方法:a.连续加载:以匀速加载至设定荷载或锚固破坏,总加荷时间为23分钟。b.分级加载:以预计极限荷载的10%为一级,逐级加荷,每级荷载保持1~2分钟,至设定荷载或锚固破坏。 3.4检验结果评定。(1)非破坏性检验荷载下,以混凝土基材无裂缝、锚栓或植筋无滑移等宏观裂损现象,且2min持荷期间荷载降低不大于5%时为合格。当非破坏性检验为不合格时,应另抽不少于3个锚栓做破坏性检验判断。(2)对于破坏性检验,该批锚栓的极限抗拔力满足规范的要求。 3.5常见的几种破坏形式。(1)混凝土锥体破坏;化学植筋受拉时混凝土基材形成倒锥体破坏形式。(2)混合型破坏:化学植筋受拉时形成以基材混凝土锥体及深部粘结拔出的组合破坏形式。(3)胶筋界面破坏:化学值筋粘结型锚栓受拉时,沿胶粘剂与混凝土孔壁界面的拔出破坏形式。 建筑工程化学植筋,是一种便捷、使用灵活、成本低、质量可靠的新型施工技术,在建筑工程中得到较快的推广和发展。也因为其在建筑结构中的重要作用,应该对其设计、施工、检测个各环节的工程质量给予充分的重视。目前专业的化学植筋人员较少,人员素质也有待提高。应该加强从业人员的技术规范培训,重视施工过程的管理,加强工程质量检测,使这项新型施工技术得到更快更好的推广和运用。 工程化学论文:环境工程化学实验教学改革探讨 如今,化学实验教学不仅仅是对学生进行传授知识和技能、训练科学方法和思维、提高创新意识与能力、培养科学精神和品德的有效形式,更是服务社会的一种重要试验手段。分析化学实验的应用性、实践性较强,它对于学生获取新知识、实现知识和能力的转化、理论与实践的结合起着举足轻重的作用[1、2]。目前,环境问题频频发生,社会对研究环境方面的人士寄予“厚望”,希望能够将理论知识转化为实践,研究并解决其中的问题。因此,培养环境工程应用型和创新型人才已是高等院校的重要职责。而从分析化学实验教学方面,可以与环境学科融合,做出一些方面的改革或改进。文章融合环境工程专业的理论知识对分析化学实验教学提出改革,旨在提高学生的创新性和实践技术能力,为分析化学和环境工程专业实验教学体系的完善和发展提供参考,为新世纪环境工程专业应用型和创新型人才的培养提供一定的指导方法。 1结合环境专业特点,优化实验教学内容 传统的分析化学实验教学内容单调,验证性实验多,综合性、设计性实验少[3],学生的思维能力和操作能力受到了影响,极大地限制了应用型人才的培养。如果实验教学以社会关注的环境问题为背景,将相关科研项目引入到实验教学中,以解决实际问题为目标,优化实验教学内容,不仅使学生掌握了一定的科学研究方法,培养了一定的解决问题的思路和能力,还将引起学生的科研兴趣[4],促进了分析实验教学与人才培养的良性循环。例如,河池学院教师申请了有关广西南丹矿区重金属污染土壤的修复项目,在分析化学实验教学中可以将项目中测定矿区中的微量重金属铜和锌含量引入其中。先向学生介绍铜和锌的物化学性质,及其对环境的污染、危害等。然后简单介绍南丹矿区重金属污染的情况,铜锌的监测方法,可选用络合滴定法,也可选用原子吸收法,教师顺着科研的思路进行讲解,然后对其测定过程进行讲解与演示。这样,学生从中学习到了滴定法中的络合滴定,以及仪器分析法中的原子吸收法的设备和操作方法等等,对该测定的过程中不仅产生了较多的兴趣,还接触了科研项目,将知识学以致用,为以后的毕业设计起到了较好的铺垫作用。 2增加环境方面的综合设计性实验,提升学生综合实验素质 分析化学实验教学,一方面注重培养学生的基础性实验技能,来提高扎实的专业基础素质。另一方面注重培养学生的独立和创新能力,增加了综合性、设计性实验项目的设定。基础性实验技能是片段式的,大多是验证性的实验。综合设计性实验可将本课程的综合知识或者与本课程相关的课程知识有机地综合在一个实验当中,从而使学生将所学的知识扩大化,更高效地去理解、掌握和巩固所学知识,进而提高学生分析问题和解决问题的能力,并提升学生的综合实验素质[5]。例如,在分析化学实验教学中,可以结合河池学院承担的广西东兰坡壕湖的水质监测项目,开设对其水质科学综合性、设计性实验研究。教师可根据学生所学的理论知识及实验方法,设计“水体特性分析与质量评价”、“坡壕湖水质测定与建模”等实验。学生通过查阅文献和有关书籍设计实验方案,独立完成实验,写出实验报告。有时候不可能一次成功,在多次的失败与尝试中找到最佳的方案,不仅激发学生学习的探索性,自觉性,提高了兴趣,而且培养了学生的独立工作能力、分析问题和解决问题的能力。 3运用现代教学手段,调动学生学习环境监测的主动性 分析化学实验教学的环节中,学生初次接触的仪器较多,缺少感性认识,针对这种现状,有时候运用现代教学手段无不是一种好的方法。比如多媒体。科技的进步使得多媒体教学普遍进入课堂中,是现代教育教学的重要手段。相比传统的黑板板书的教学,多媒体减少了课堂的板书量与板书花费的大量时间,同时可以通过图片、动画、录像、视频等激发学生的学习兴趣和求知欲,调动他们的学习主动性。像分析化学实验中,学习分光光度计的使用时,教学可以以对亚硝酸标准溶液系列进行测定相应的吸光度为例,而这也是测定环境空气中氮氧化物实验的一部分。教学过程中可以先从大气中氮氧化物讲起,介绍其测定方法,若选用甲醛吸收法时,教师对实验原理和过程予以讲解,通过视频让学生感性地认识大气采样器,观看采样器进行氮氧化物的采样,规范操作步骤,然后通过动画演示如何将配置标准溶液,以及标准溶液以及样品溶液的吸光值在分光光度计中测定的过程,同时对关键步骤不断强调,以及强调一些注意的事项。整个过程显得内容充实,拓宽了学生的环境知识面,全面地调动了学生学习的主动性。再比如现代教学手段中的实地参观考察。这项过程是传授知识和培养能力相结合的过程,可开阔学生的环境视野,提高学生的认知能力,全方位培养学生的实际应用能力。在实验教学中,有些大型仪器是模拟工业企业设计的,教师应参与指导学生到校外实习,在认识实习阶段以调查为主,在中期实习和生产实习阶段,带领学生去参观,由实习单位负责人给学生进行细致地讲解,让学生系统地认识设备,掌握设备的完整操作流程,把课堂知识与生产实际有机地结合起来,真正达到实践教学的目的。 4举办实验技能竞赛,增强学生的环保意识和绿色化学理念 分析化学实验操作技能是得到分析数据的基础,也是进行科学研究的关键[6]。尽管努力提高学生实验的研究性和综合性很重要,但也不能忽视了学生的基本操作技能的训练。平常在实验教学的过程中,笔者发现学生动手能力和创新能力弱等现象。为了激发学生对实验的兴趣,强化环保意识,可以开展以竞赛的方式培养学生的实验技能,强化绿色化学理念。这种技能竞赛是面向大学生的群众性科技活动,选择监测污染物为对象,尤其是对污染元素的定性和常量组分的定量分析,来真实地反映学生对基本分析化学操作和基础理论的掌握情况,找出教学中的优点和不足,使教师在今后的教学中改进教学方法和教学内容,提高质量[7];同时可以提升学生学习的积极性和主动性,激发学生理论联系实际和动手能力,加强学生理解化学原理理论,一举两得。在竞赛中可适当增加一些绿色化学的知识点,进一步增强学生的环保意识和绿色化学理念。 5结语 通过以上提出的实验教学改革,可以提高了学生的创新性和应用性能力。通过与环境工程学科的融合,坚持实验教学内容的先进性和对学生综合能力、创新能力的培养方向,并不断积累经验,分析化学实验教学会更上一个新的台阶,会更好地服务社会,为环境保护工作做出一份努力。 作者:齐国翠 单位:河池学院化学与生物工程学院 工程化学论文:高职院校土木工程专业《工程化学》课程教学的思考 摘 要:工程化学是高职院校土木工程专业一门重要专业基础课程,课程教学质量对学生今后工作的影响极大。任课教师要根据高职或三本大学生的培养目标、知识体系结构和教学大纲的要求,从选择和吃透教材的基础上,紧紧围绕化学基本原理和基本知识,广泛涉猎当代科学技术发展的新成果、新材料、新技术及环保技术新进展,确定教学内容,在教学实践中摸索和总结出科学教学方法和行之有效的教学手段,全面提高课堂教学效果。 关键词:高职院校;工程化学;课程教学;改革与实践;研究 作者介:卢森林(1960-),男,江西高安人,江西科技师范大学副教授,硕士生导师,研究方向为工程化学教学;杜思洁(1983-),女,江西南昌人,江西科技师范大学硕士研究生。 《工程化学》是高职院校土木工程专业学生一门重要专业必修基础课程。学习工程化学的目的就是要帮助土木工程专业大学生建立物质变化和能量变化的观点,提高大学生化学方面的基本素质和专业创新能力。力求从化学原理上弄清楚化学研究对象是原子和分子等结合态单元,各种建筑材料均由原子结合态单元组成的事实。一方面要求土木工程专业大学生接受化学基本知识和基本原理,认识到化学在土木工程专业中的重要性和必要性。另一方面也要求他们能从化学的角度更多地认识材料、能源、信息、环境、生命等科学技术在土木工程具体实践中的作用。要顺利达到上述教学目标,可通过实例教学手段来增强大学生的宏观认识,通过工程化学课堂教学实践来不断探索和深入研究,才能找到适合高职院校和三本院校土木工程专业工程化学最佳的课堂教学教学模式和教学方法。 一、工程化学课程教学现状分析 《工程化学》课程是高等学校非化学、化工类各专业培养现代工程技术和管理人才的必修专业基础课程。《工程化学》从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发密切联系现代工程技术中遇到的化学问题,如材料的选择和寿命、环境的污染和保护、能源的开发和利用、信息的传递和生命科学发展等问题。深入浅出地介绍有现实应用价值和有潜在应用价值的化学基础理论和基本知识,使学生在今后的实际工作中能有意识地运用化学的观点去思考、认识和解决问题。 《工程化学》课堂教学必须以化学原理为经,通过对物质的化学组成、化学结构和化学反应三条主线进行系列分析、探讨和摸索其内在规律来展开教学活动,突出化学知识在实际建筑工程中的重要作用;以化学在土木建筑工程实际应用为纬,从材料、能源、环境、信息和生命五个领域入手,突出化学原理、化学知识在土木工程建设中的重要作用;加强化学与土木工程学的相互渗透、相互联系和相互柔合。 《工程化学》课堂教学在选择教材体系和教材内容上的取舍,要突破化学学科的框架和体系,要根据土木工程建筑专业学生未来工作实际需要和提高课堂教学质量的要求来组织和取舍教学内容;课任教师在备课时要注重基础、突出重点和有利于大学生创新能力的培养。 采取有利于课程教学需要的教学方法和教学手段,给教师留下更大的空间,特别是在联系实际把教学搞活方面提供了方便。 高职院校土木工程专业《工程化学》教材选择是选用普通高等教育“十五”部级规划教材并根据高职院院校学生的实际,不断更新教学内容,要不断置换、积累和融入最新和最先进化学方面的研究成果。突破传统教材的局限,进一步解决了《工程化学》教学理论与实际相脱离的现象,将《工程化学》理论知识与土木工程建设实际需要有机地结合起来,融为一体,采用渗透、交叉的方式处理好两者关系。 目前,国内外已经开发出了不少《工程化学》课堂教学多媒体课件,其中不少为《工程化学》精品课堂教学多媒体课件。但是,针对高职院校土木工程专业《工程化学》课堂教学多媒体课件则非常少见,急切需要教学研究和管理部门加大《工程化学》课程课教学课件开发力度,开发出适合高职院校土木工程专业《工程化学》课程多媒体教学课件来满足高职院校土木工程专业《工程化学》课程课堂教学需求。要随着科学技术的发展和建筑材料等行业技术的发展的最新成果,不断更新和优化《工程化学》课程资源体系,同时要加强新常态下《工程化学》课程课堂教学更为科学有效的教学模式。只有通过高职院校《工程化学》课程教学改革研究,才能建立该课程科学地、完整的和有效的课堂教学模式才能科学地制定土木工程专业《工程化学》课程课堂教学实施方案,最终实现土木工程专业《工程化学》课程资源体系的科学配置,提升土木工程专业《工程化学》课程的教学质量,优化土木工程专业大学生化学知识结构和涵养。 二、工程化学课程教学存在的问题 (一)师资力量薄弱 《工程化学》课程虽然是土木工程专业一门重要专业基础课,值得注意的是,课任教师的来源,往往不是本院(系)教师,更多地来自化学化工学院和校外,学院(系)如果有自己的《工程化学》专任教也是极为少数,这校的师资配置,存在以下几个明显的缺陷,首先从化学化工学院(系)来的教师由于受化学化工学院实际工作潜移默化的影响,在实际教学过程中难免会偏重理论和偏重化学知识的教学,往往和土木工程专业的实际需求会存在一定的差距;其次,校外聘请的教师更多是通过关系介绍而来,教学水平和教学能力一时也难以评定;三是学院(系)自己的专任教师由于是个别现象,集体备课共同研习教学经验的机会必然稀少,难以做到,互相提醒,互相帮助,最终影响课程教学质量的提升;第四,缺少传帮带,总是靠自己摸着石头过河来独自探索该课程的教学模式和教学手段。因此,师资力量配置的好坏将直接影响《工程化学》课堂教学效果。 (二)教材内容局限 通过对国内大多数高职院校土木工程专业《工程化学》课程教材选择情况的统计结果表明,大多数高校采用由浙江大学陈林根主编的“十二、五”规划《工程化学基础》教材。由于陈林根主编的《工程化学基础》教材本身不是针对高校单一的土木工程专业编写的,而是面对整个非化学、化工工程系列专业为对象而编写,故教材内容虽然也涵盖了土木工程类专业所需要的内容,不仅知识面涉及广,而且从理论到应用自成体系。但是,正因为如此才难以凸显土木工程专业所需要的相对全面的建筑材料的结构及相关知识内容,据分析可知该教材相对土木工程专业存在不少关联度不大的内容。其次,教材教法缺乏实验演示实例教学模式。内容需要更新和优化,教学方法需要不断创新,教学模式要根据学校不同层次和学生不同基础进行可行性改革。 (三)教学脱离实际 不少高职院校教师受社会不良思潮的影响,受学校工作重心导向的影响,如有些学校特别重视科研工作,制定了很有诱惑力的倾斜政策,主要是对科研成果的奖励幅度较大,导致不少教师花大量的时间放在自己并不善长的科学研究上。而必须用在履行岗位职责认真钻研教材,潜心备课的时间和精力投入很有限,严重影响了优质课或精品课程的建设工作,导致不少人在思想认识出现滑坡,错误地认为课堂教学对一名课任教师来说已经不是第一要务,而只是一种义务,故此不少教师很少把课堂教学当作一名教师的第一责任。不少教师在处理课堂教学内容时,很少做深入地调查研究工作,对本专业学生具体需要什么并不清楚,故不能结合学生的实际因材施教,课堂教学与专业实际需要相差甚远,这是新常态下高校教学工作中出现的新问题必须引起教学管理部门的高度重视问题。 (四)教学模式刻板 据对高职院校当前教学现状的调查了解和分析评估,不难发现大多数教师的教学模式不仅呆板而且缺少生气,不少年青教师只能照着课件上课,对教学课件的依赖程度相当严重,几乎到了没有课件就没有办法上课的状况。有些教师板书也缺少必要的演示和推论,教师的示范作用受到较大的限制。这种教学模式,很难提升课程的教学质量,课堂教学效果不好。 (五)教学手段单一 虽然现代科学技术的发展,为高职院校课堂教学提供了现代化的教学手段,如多媒体教学,大大改善了传统教学模式存在的缺陷,为丰富了教师课堂教学手段,实现了超时空和空间的知识传送。但是,通过调查研究发现,不少年轻教师利用多媒体教学手段的层次偏低,实际应用停留在较低的层次,不能真正发挥多媒体技术在课堂教学中的优势,同时又失去了传统教学优势,教学手段显得十分单一,对课堂教学质量造成不利影响。 (六)实验教学缺乏 《工程化学》是一门实验性很强的专业基础学科,因此,必须配置相应的实验教学用场地和设备。高校土木工程专业开设《工程化学》课程,有条件的高职院校可开设与教材内容关系密切的实验课程教学,通过科学实验来证实化学原理,通过实验教学让学生有个直观和感性的认识。但是,不能不看到,高职院校土木工程专业《工程化学》课程很少设置实验教学课程,基本上是采用课堂理论教学模式,使得《工程化学》课程教学不能取得真正的教学效果,学生也没有亲身的感受,影响该课程的教学质量。 三、工程化学课程教学改革措施 (一)优化师资力量 《工程化学》和其他学科一样,在教学上要取得良好的效果,师资力量是首要问题,因此,高职院校土木工程专业《工程化学》课程师资是否科学配置也是教学改革能否取得成功的非常重要的一内容,严把师资师进口关,在引进师资时,必须注意从毕业学校、所学专业、学业成绩和思想品行都应列入考核范围内。一方面要尽可能招收优秀的985学校的硕士研究生或博士研究生。另一方面可考虑从外聘教师中择优选择,从这个方面考虑就要注意事项高校本专业专任教师名师中选择优秀的《工程化学》课任教师,外聘专业课任教师一定要做到宁缺勿滥,杜绝引入教学能力差、责任心不强、水平一般,没有发展潜力和空间的师资。第三是学校要创造良好的进修条件,将在职在岗的《工程化学》课任教师送到条件好的、《工程化学》专业教学、科研水平高特别是建立了精品课教学基地的高校培训,从高位切入,大幅度提升专任教师的教学技能和教学水平,从根本上优化《工程化学》师资力量。 (二)精练课程内容 目前,可供选择的《工程化学》教材不乏精品,但是在用于高职院校三本院校土木工程专业时,就存在明显的取舍问题,因为每一部教材,在编写时都是根据编者学校学生的专业性质组织实施的,内容分布较全、较广,不仅有化学基本原理,也涉及到化学基本粒子的性质和结构知识,同时也和物质的具体应用关系密切,特别是材料的性质和应用较为全面和具体。因此,教师在备课时,增减完全取决于教师对学生需求的把握。为了实现对教材的科学地处置,教师必须熟悉教材、熟悉学生所学专业的实际需求,花时间精讲课程内容。 (三)深入联系实际 《工程化学》课程教学需要有一个良好的教学环境,教师需要有师德修为和职业道德素养,因此必须加强教师队伍的建设工作,不仅要抓好业务工作,更要抓好思想政治工作,宣传和普及《高等教育法》,依法办学,要教育教师遵纪守法,爱岗敬业,全身心投入学校的教学事业之中。高职院校应该时刻把握正确的教育方向,把人才培养工作列为学校工作第一要务抓好落实。任何时候都不能冲击正常的教学工作,为教师创造一个良好的教学环境。学校要审时度势,抓住教师的心理动态,采取积极各种有效措施鼓励教师爱岗敬业,认真履行好教师的岗位职责,建立符合高校实际的激励机制,促使每一位教师都成为本专业的行家里手,把每一门课程尽可能建设成为精品课程,把每一堂课都成为示范课,这样《工程化学》课堂教学也将获得成功,大幅度提升教学质量。 (四)优化教学模式 《工程化学》课程教师要根据土木工程专业学生的特点,认真钻研课程内容,分析上课对象的特点和基础条件,采取合理的工作模式,以传统教学模式为基础,积极学习和掌握多媒体等现代化教学手段,根据课堂实际需要大力改革和优化现有的课程教学模式。 (五)采用多媒体教学手段 《工程化学》传统的教学模式存在明显的缺陷就是理论分析不易展开,推理过程过于复杂,不利用大学生学习吸收和消化,教师的黑板演示时间过长,工作量大,效果反而不好,学生也学得很累,教师也很累。而现代多媒体教学可通过光、电、声、像和动漫等技术手段,将复杂难以理解的数字公式做到直观化、形象化和具体化,大大提高了课堂教学效果。但其中也存在明显不足,师生之间的联系淡薄了,教学互动环节往往也被忽略了,不少利用多媒体手段教学的教师错误地认为只要做好多媒体课件,课堂教学就不成问题的错误认识,离开了多媒体就不知如何上课了。对不少青年教师来说,不是个例,可见这一问题必须引起教学管理部门的重视。 (六)密切学生的实际开展实验教学 实验教学是工程化学教学的一个重要组成部分,在教学过程中必须结合课程内容设计好易于开展的化学实验活动,通过亲身经历化学实验整个过程,加深同学们对原理及过程的认识和理解。 工程化学课任教师综合素质如何,灵活掌控课堂教学的能力如何是决定课堂教学成败的关键因素,只有课任教师熟悉高职院校土木工程专业整体知识结构体系和工作实践的经历,才能对工程化学上课内容的深度和广度把握恰当,将土木工程专学业所必须认识和了的相关化学原理和各种各样建筑材料的有一个客观的了解,客观地说土木工程专业大学生只要掌握普遍性的化学知识和建筑材料的特性及其在工程建设中的应用,就完成了课程的教学任务,完善了土木工程专业大学生的知识结构,为其顺利开展专业工作奠定坚实的化学基础。 工程化学论文:“产―学―研”模式下的《工程化学》新课程教改与实践 摘要:基于“产―学―研”高校创新平台,构筑本科生集中授课与个性化学习相结合的办学模式,旨在培养应用型创新人才。通过“产―学―研”与教师的科研相结合,在教与学的过程中,加强实践教学来突出工程实践能力的培养。鉴于此,本文以深蓝学院的《工程化学》新课程教改为契机,从课程体系与教师队伍等方面进行教学改革,实行重点章节“模块化”、解决问题“模型化”、专业问题“形象化、实践化”、工程实践与案例教学并进的教学形式来彰显机械化工专业的特色。实践表明,《工程化学》新课程改革遵循“产―学―研”模式的教学改革,教学效果显著提高。同时,有利于“双师型”教师的培养,还有助于激发学生对实践中及学术问题的思考,全面推进“产―学―研”模式的课程教改。 关键词:“产―学―研”模式;工程化学;课程教改;教学实践;深蓝学院 鉴于目前高校教学型的办学模式,考虑到本科生就业难以及现代社会对技能性人才的需求,2015年教育部启动地方本科高校向应用技术型转型,宗旨是面向工程应用培养创新专技人才。一直以来,高校习惯以“灌输―填鸭式”教学手段对学生进行教学,从而致使创新思维和实践能力受到束缚,培养出来的学生已不再适应用工单位的职业要求。针对上述问题,高等教育须审时度势,重新定位是培养科技人才还是培养工程技能人才,以便对自身的办学模式及课堂教学活动进行改革[1,2]。教学工作是学校的首要工作,但高等学校的办学思路要脱离传统单一的课堂授课模式,与时俱进,形成具有自己特色的办学模式。随着技术发展和创新形态演变,目前中国高等教育正致力于向“产―学―研”教学模式转变。 何为“产―学―研”教学模式?“产―学―研”即产业、学校、科研机构等相互配合,优势互补,形成强大的研发、教学、生产一体化的先进系统。通常是以企业技术为向导,以科研院所供给为合作方式,为科技创新服务,促进科研成果转变,其实质是促进技术创新所需各种生产要素的有效组合[3-5]。本文以江苏科技大学深蓝学院《工程化学》教改课程为蓝本,立足于教学课程与科研相结合,以激发学生在实践过程中寻求科学问题为出发点,应用专业知识去发现问题并解决问题,进一步分析了“产―学―研”模式在新形势下对高校教学模式改革的必要性,亩探讨出一条在学术科研与实践技能背景下的新型教学形态。 一、“产―学―研”高校教学模式提出的背景 我国企业职工文化素质,技术水平较低,已成为生产效率不高的重要制约因素,目前仅有少数国有大型企业开始重视岗位培训,把技术改造、科技创新同培养人才结合起来,使企业产品更新快。这说明“产―学―研结合”也是发展生产力,是提高劳动效率的客观要求。在高校教学过程中,加强实践环节,以促进理论与实践相结合,全面提高教育质量,反映了“产―学―研结合”的重要性。当前,中国正积极而慎重地推进“产―学―研结合”,其宗旨是通过企业、高校学校和科研单位紧密结合、有针对性地培养专技人才,探索出符合我国国情的“产―学―研结合”战略性课题,提高学生的综合素质,增加毕业生的就业竞争力。 然而,受传统私塾教育的影响,中国高等教育一直遵循老师的“教”为主的教学模式。现如今,实践是创新之源,实践教学是课堂理论教学的外延,是理论联系实际的重要手段,学生在实践中直接获取工程实际经验来达到学习的目的,远比仅仅聆听教师关于书本知识的介绍和讲解理解得更深刻,实践教学起到了理论教学不可替代的特殊作用。在这种情况下,“产―学―研”模式的教学便是一种新的教育形式,是一条兼顾理论专业学习与技能实践相结合的教育模式。“产―学―研结合”的教育思想,是在“教育产业化”、“教育社会化”“教育战略性”等观念上产生的。已有部分大专院校进行了一些尝试,如实行“3+1“制(学制4年,学生前3年在校学习基础理论,1年在有资质的实习单位进行专业实践);又比如,一些大学借鉴了研究所的培养模式,对硕士研究生进行“订单式”培养;此类改革措施取得了较好的教育效果,体现了我国“产―学―研结合”教育的多种途径和美好前景。 二、“产―学―研”高校教学模式改革与实践 基于“产―学―研”模式的高校教学改革,居于首位的是“产”,何为“产”?“产”即是企业的市场经济,企业寻求技术以及理念方面的新型合作,以科研院所、高校科研成果输出作为企业发展的推动力,从而使得企业在激烈竞争中可持续发展,同时也为科研院所提供实习基地和人才开发的资源。在当代“双师型”教师培养模式中,“产”是一种联合与互通,使企业和高校之间能够做到以技术和理念的输入与输出,让“产”成为“双师型”教师培养的原动力。同时,教师应重视校企间的科研工作,当取得较好的科研成果时,可进一步将成果服务于地方,与当地企业进行密切合作,进行优势互补,共同承担一些科研项目。更多的情况下,是学校和(合作)企业共同创造条件,为教师更好地“教”和学生实践性地“学”提供教学基地,促进“产、学”的有机结合[6]。实现实践教学,不仅要有一流的实践基地和科研设备,更需要一流的师资队伍,一支责任心强、水平高和充满活力的教师队伍,能在指导过程中熟悉企业生产过程,洞悉生产工艺不足,在成品开发、工艺等方面做出技术改进,并开展科研攻关,着重培养学生的科研意识和职业素养。“产―学―研”高校教学模式,如图1所示。 其次,是“学”的层面。“学”即是高校对人才的教学培养,是高等学校的本职所在。强化基础教学,触发创造性思维,积极创造实践机会,意在培养学生的职业素养与就业竞争力,是当前众多高校改革的方向。牢牢把握“教学”这一重要环节,广泛开展“大班授课、小班研讨”的教学模式。同时,教师要认清任何一门课程都有其特点,必须把握住定位,是理论课程还是专业实践课程。比如《工程化学》这是一门专业基础课(大一新生课),由于章节间连续性差,理论性强,且部分章节偏于工程实践性。于是教研室讨论决定,重点章节“模块化”,解决问题“模型化”,专业问题“形象化、实践化”。具体实施是,第3章(物质的结构与材料的性能),主要研究固体物理、原子电子排布规律及化学键能等,该章节理论性强,由专任教师授课,由形象化的PPT组成;第6章(化学反应与材料的保护),主要研究材料的腐蚀与防护技术,涉及到电化学工作站测试Tafel及EIS阻抗谱等曲线,这部分内容偏实践性,邀请实验中心老师给学生们授课,配备课内实验:不锈钢的晶间腐蚀倾向试验,由此可对章节中的曲线(Tafel曲线,阴、阳极化拐点)有了本质认识。众所周知,电化学工作站是目前研究所、电子厂研究材料电位与抗腐蚀的通用仪器,此方式可在学习理论的同时掌握电化学工作站的操作规范及相关技能,提高了就业竞争力。 最后是“研”的层面。“研”是高层次要求,是在“学”的基础上的演变与升华,是对研究生的要求。然而,部分应用型本科院校却片面强调“实践技能”在培养模式中的重要性,而忽略了“专业理论”基础。鉴于此,《工程化学》新课程改革必须用科研来指导教学,并不断更新和完善课堂以及实践教学内容,最后将教学中所得出的结论回归专业理论,从而使学生真正做到理论与实践相结合,形成一个密闭循环的完整的知识体系。积极要求学生参加本科生创新计划(简称“本创”),鼓励学生走进实验室,在遇实际问题时用专业知识来解决,体现“学-研”结合[7]。 三、“产―学―研”教学模式在《工程化学》新课程教改中的应用 浙江大学陈林根《工程化学基础》第二版,教材内容非常综合且章节连续性差,具体涉及固态物理学与原子晶体(第2,3章),化学反应与能源(第4章),水溶液酸碱平衡(第5章),化学腐蚀与高分子保护(第6章)等。此外,苦于实验课时有限,32节课时中仅安排4节实验课(2节塑料注射成型+2节不锈钢的晶间腐蚀倾向实验),这样的教学计划依旧坚持的是传统的“灌输-填鸭式”模式教学,经过2学期的考核,结果很不乐观,不及格率在15%左右,优秀率也仅有10%,教学效果不理想。2次课内实验,也仅有少部分头脑灵活的优等生掌握了电化学工作站的基本操作规范及相关原理。 为了更好地提高教学质量,新学期对《工程化学》进行了课程改革,实行模块化教学,分章节解析,同时利用实验中心的资源进行多样化教学,避免枯燥单一课堂教学。具体改革措施是:(1)理论课堂。采用形象化案例教学,注重工程实践与实例来层层剖析,将抽象概念与易懂的物理模型对应来进行解释,例如2.1章节“配合物”定义及命名时,同学们感觉比较抽象难懂,我们采用的是模块化教学,阶梯式深入,对于配合物的复杂组成进行层层剖析,外界原子价态、配位原子个数等优秀知识点,通过分类举例形式展开教学以寻找规律;(2)实践课上,例如2.3章节表面活性剂,阴阳表面活性剂与润湿性(亲、憎(疏))两者联系起来讲解,用液体表面张力来解释表性活性剂的作用(结合示意图进行理论推导),并用润湿角大小来定量判断授润湿性好坏,当润湿角θ 四、结束语 培养具有创新精神的应用型人才是当代社会发展的必然,也是地方普通本科高校改革发展的宗旨所在,特别是像江苏科技大学这样的普通工科院校,必须树立“面向工程应用,培养创新人才”教学宗旨,要求“双师型”教师不断充实和丰富自身专业知识以及实践技能的平台和载体,在授课过程中,实现“产―学―研”角色的转换,激发同学们的思考问题和解决问题的能力。“产―学―研”模式的提出,是高校教W模式改革的旗帜,要求理论教学与工程实践相联系。 因此,深蓝学院老师《工程化学》授课时,采用“大班授课、小班研讨”形式的教学模式中,建立多种考核方式以及评价制度,取得了很好的教学效果。在课堂第一线触发学生的“思考问题”能力,实行重点章节“模块化”,解决问题“模型化”,专业问题“形象化、实践化”,执行工程实践与案例教学结合的形式来突出机械化工专业特色,使学生在实践教学过程中发现问题,在学习过程中分析问题,在科研过程中解决问题,真正推动“产―学―研”一体化的教学模式, 工程化学论文:纺织工程专业工程化学课程教学改革的实践和探索 摘要: 针对目前工程化学课程教学的现状和问题,结合纺织工程专业的特点,作者采用整合教学内容,注重与专业基础课之间的衔接,加强教学内容与日常生活/生产以及科学研究之间的联系,采用多媒体与传统教学方法相结合的形式教学,并开设实验环节等多种手段对工程化学的教学进行改革,取得了较好的效果。 0引言 《工程化学》就是建立在化学知识与工程实践之间的一门桥梁学科,目的就在于将化学的基本知识以及一些新兴学科和应用学科的信息传授给学生。但是,工程技术具有非常广泛的范畴,内容十分庞杂,这导致很多工科院校的工程化学教学存在着各种弊端,例如教学内容不够系统、知识点比较零散、不同的专业区分相对较小,缺少与专业的衔接内容;学生在学习过程中体会不到这门课程与自己的专业有什么关系,缺少学习动力等等,因此有必要打破传统的教学内容和教育模式,建立一套符合实情的新的工程化学教学体系。针对此现象,作者对我校纺织工程专业的工程化学教学进行了改革。 1整合教学内容,做好衔接 我校纺织工程专业是浙江省重点专业,其目的在于培养纺织品设计、纺织技术与贸易相结合的具有复合型知识结构的高级工程技术与贸易人才。该专业特点决定了学生们将来涉及较多的是有机材料,鉴于此,对工程化学教学内容进行了如下整改:选用李成琴等主编的《纺织有机化学》为教材,重点讲述与纺织专业关系密切的传统有机化合基础知识,以官能团为主线区分各类有机化合物,介绍其分类、命名、结构特点及物理化学性质,分析各种反应的发生机理和历程;增加物质结构基础知识,为随后的杂化轨道和电子效应的接受和理解打基础;将现代分析测试技术-红外光谱和核磁共振谱作为教学重点内容;增加表面活性剂、染料化学和高分子纤维等专业基础知识,介绍专业相关的表面活性剂、染料和高分子纤维的结构、性质及应用,以便于更好的与专业课相衔接;学习过程中引入有机化学史和人名反应及相关小故事,以活跃课堂气氛,增加学生对该反应的印象。另外,在对工程化学教学内容的改革中,要合理安排化学理论基础和工程技术在教学中所占比重,一方面,根据教学条件和专业实际,在理论基础教学内容上适当取舍;另一方面,联系工程实际,介绍现代有机化学在工程技术中的最新应用。 2与实际生产和科研相结合,激发学习兴趣 作为一门基础学科,化学与我们的日常生活关系十分紧密,尤其是有机化学和有机化合物,充斥着我们生活的每一个角落,如果将抽象的教学内容与我们的日常生活或者实际生产联系起来,使学生们亲身体会到知识的力量,将会对学生的学习带来莫大的推动力。因此,在介绍到与课本相关内容时,可考虑引入一些实际生活或生产中的实例,例如在讲解氨基酸和蛋白质时,可以引入卤水点豆腐的机理和用鸡蛋清来减少汞吸收的生活小知识;在介绍到表面活性剂的时候联想到日常生活中去污清洁物质的使用等,使学生感到化学是一门渗透到我们生产、生活各个领域中的学科。 3丰富教学形式 由于工程技术的发展迅速,抽象的微观结构和最新的仪器设备很难用传统的教学模式直观地表达和展示。为了适应新的教学计划,又不降低教学要求,我们采用计算机辅助的多媒体教学方法和手段,加大课堂的教学信息量,创造良好的授课环境,以提高课堂教学效果。例如在讲解卤代烃的双分子亲核取代反应过程中的瓦尔登转化时,仅以板书或者口头讲解很难给出一个立体、形象的解释,而将该过程用多媒体形式演示出来,会帮助学生理解,加深记忆。但是我们又不能完全摒弃粉笔板书的教学形式。有机化学中需要理解记忆的知识点有很多,课堂讲解要对这些知识点进行详细展开,这时候采用板书形式将有利于所讲内容的逻辑组织和讲解速度的控制,帮助学生达到理解性记忆。 4开设实验环节 化学是一门实践性和应用性都很强的科学,其发展和对其反应机理的理解都是以实验为基础的。因此,化学实验是每个学习工程化学的学生必须要经历的一个实践性环节。我们利用有限的学时,安排了蒸馏、萃取、精馏和重结晶等实验,并要求学生自己设计方案,进行实验操作,然后独立撰写实验报告,这一系统的工作不仅加深了学生对理论知识的理解,也培养了学生面对问题,独立思考、解决的科研能力,打破了化学学科的神秘感,使学生直观地体会到化学的本质和价值,收到了很好的效果。 5结语 工程化学是我校今年来开设的新课程,因其新,故有很多地方还不太成熟,有待于改革完善。在采取了整合教学内容,理论联系实际,加强基础课和专业课之间的衔接和渗透,采用多样的教学形式,加强实验环节等方法来对工程化学的教学进行整改后,学生们的学习目标明确,学习兴趣大增,在掌握理论基础知识的同时提高了实验动手能力。而在教学的同时,我也深深体会到有机化学学科的博大精深,感受到了肩负的重任,这为我更加努力进行工程化学教学改革增加了信心。我相信随着教学经验的不断积累和教学改革的不断深入,工程化学的教学内容和方法会日趋完善,对其进行的改革和实践研究还会取得更新的进展。 工程化学论文:土木工程专业《工程化学》教学中的一些体会和认识 摘要:针对大一新生和土木工程专业的特点,结合自己的教学实践,从重视第一堂课、理论联系实际、改进教学手段和改革教学模式四个方面就如何提高土木工程专业《工程化学》的教学质量浅谈了几点体会和认识。 关键词:工程化学;土木工程专业;提高教学质量 工程化学作为培养“基础厚、口径宽、能力强、素质高”的高级工程人才必需课程,是我校土木工程专业本科生的一门基础必修课,是该专业学生大学期间所学的唯一一门化学课程,因此,该课程的开设对于学生在今后能够有意识地运用化学原理去思考、分析和解决实际工程问题的科学思维培养具有重要作用。 工程化学对于大学一年级的学生来说,存在着内容多、学时少、理论性强、概念抽象等因素,因此笔者针对我校土木工程专业认证(评估)中对《工程化学》人才培养的要求等特点,就如何让工程化学的教学得以更好地实施,从而激发学生的学习动力,提高教学质量这一课题,结合自己的教学实践,浅谈几点体会和认识。 一、重视第一堂课,激发学生的学习兴趣 对每一位刚刚踏入大学的新生来说,大学是一个全新的学习和生活环境,学生对周边的事物存在着新鲜感与好奇心。绪论课作为一门课程的第一堂课,是课程的开场白和宣言书,是师生之间的第一次接触。俗话说:美好的开始是成功的一半,因此,上好第一堂课在整个学科教学过程中有着特殊的地位和重要的影响。笔者认为,为了上好这第一堂课,需要做好以下几个方面: 1.注重教师的言谈举止和仪表风范。学生对任课教师的第一印象在一定程度上会影响到学生对这门课程的学习态度,因为学生对教师本身也存在着一定的好奇心。教师若能着装整洁得体、仪表端庄大方、教态自然,并以精练、准确、幽默的语言把知识讲授给学生的话,定会吸引学生并提高教师形象,进而缩短师生心灵之间的距离,达到“亲其师,敬其人,信其道”的目的。 2.明确教学目的和教学要求。土木工程专业的学生拿到教材后,难免会有些困惑和不解,比如大部分学生会想“为什么要学这门课?”、“学什么?”、“学了有什么用?”等问题。说到底,这就是我们教学目的和教学内容的问题。因此,上课之前,教师必须吃透教材内容,明确教学目的,做到心中有数。针对土木工程专业的学生,笔者认为可以根据土木工程注册师基础考试大纲的要求讲起,这样既能很好地回答学生的这些问题,又能让学生明白如果不学该学科或没学好该学科会带来什么后果,会给自己今后的学习和生活造成什么影响,通过这种反证法说明该学科的重要性,以引起学生对该学科的重视并端正他们的学习态度。 3.了解学生的基础,因材施教。我校土木工程专业的学生来自全国各地,学生的知识水平参差不齐,部分学生特别是新疆、西藏地区少数民族学生因为高考的时候没有选择化学,所以化学基础比较薄弱甚至还停留在初中阶段。因此,在第一堂课上,有必要了解一下学生的真实情况,对他们的化学基础做好充分调研,为后续的教学工作做好准备。笔者所在学校针对新疆、西藏地区少数民族学生的课程管理中,规定任课教师应对民族生增加课程辅导,并安排一定的测试,以便及时了解学生掌握情况。 二、理论联系实际,提高学生的学习热情 当代大学生都是“90后”,他们对于知识的学习常常是按照兴趣而进行的,为了吸引学生的注意力,在教学过程中,不仅要重视对化学基础知识的讲解,还要介绍一些与专业相关的科技成果,提高学生的学习热情。比如,材料的腐蚀是建筑工程务必关注的重要问题之一,其中钢筋的腐蚀对工程影响较大。因此,在氧化还原与电化学章节的教学中,可以从电化学的原理出发,介绍混凝土对钢筋的保护作用以及钢筋腐蚀的电化学性质等内容;再如,在讲解溶液和离子平衡时,可以从化学的角度分析水体的污染源以及对废水的处理方法等,结合酸碱理论介绍用中和法处理酸性或碱性废水,或者利用溶度积规则来判断废水中的某种金属离子是否已经完全除去,使其达到排放标准等等。这样一来,可以让学生体会到工程化学对他们进一步深造和未来从事的工程设计施工或管理行业具有非常重要的作用。 此外,笔者认为,在教学过程中需要穿插一些贴近生活的教学案例以丰富学习内容,从而增强学生对化学知识的记忆。在热力学中引入描述混乱度大小的物理量――熵时,可以多举例一些从有序到无序的生活案例,如水自动地从高处往低处流;再如在一杯水中滴入几滴红墨水,则红墨水就会自发地扩散到整杯水中等。在讲解催化剂对反应速率的影响时,要让同学们了解催化剂有正催化剂也有负催化剂,如橡胶中的防老化剂、食品中的防腐剂等都是负催化剂;此外,通过在混凝土中加入一定比例的橡胶粉,不仅可以提高混凝土的韧性、变形能力、抗冲击性能,而且还拓展了废旧橡胶的应用领域,实现了固体废弃物的资源再利用。通过以上种种讲解,使学生真切感受到化学知识可以广泛应用于我们日常生活中。 三、注重教学手段的改进,发挥学生的主动性 笔者认为在教学过程中应充分利用现代教学手段,一方面可以采用大量的图片、视频等生动形象地展示与知识点相关的化学原理或实际工程,使同学们对土木工程中化学知识的应用有一定的感性认识;另一方面还可以将工程化学中抽象的概念具体化,如在讲解杂化轨道理论时,可以将整个杂化过程用三维立体动画的形式表示出来,能使学生直观地看到杂化前后轨道的数目不变,但是杂化后轨道的伸展方向和形状却发生了改变。 任何一种教学手段都有利有弊,多媒体教学也不例外。在公式推导等章节,如弱酸或弱碱的解离平衡、缓冲溶液pH值的计算以及能斯特公式的推导和应用等,笔者认为则宜用板书书写,适当地放慢教学进度,可以方便学生跟进思考,便于理解和接受,提高教学效果。 四、多种教学模式的相结合,培养学生的自主学习能力 由于我校土木工程专业《工程化学》课程面向的是大一的新生,他们大多数人还处于初入大学的迷茫期,通常表现为自学能力、独立分析问题能力、灵活运用所学知识能力、实践和创新能力等方面比较欠缺。而科学的教学模式是实现教学目标、保证教学质量的重要手段;不同的教学内容若能与不同的教学模式相匹配必能相得益彰。因此,在教学过程中,笔者认为教师一定要善于巧设问题情境,或将需要教师主讲的一些内容转换成思考题的形式进行教学,尽可能采用启发式、互动式、探索式、研究式等多种教学方法将结合,针对不同的教学内容采用不同的形式组织课堂教学,来改变“填鸭式”的传统教育模式,培养学生自主学习、分析问题和解决问题的能力。如每1―2次课设立一次3分钟左右的学生讲授环节,选择一位或两位同学对已学或即将学习内容的一个知识点进行讲授;或要求学生在学习某个知识点前,走进图书馆去寻找和构建贴近自己专业的生动教学案例,鼓励同学们主动面向全班同学进行阐述。因此,学生为了讲解清楚课堂内容必须认真预习,做好充分的准备,也达到了培养学生的自主学习能力的目的。 结语: 在结合专业特点和学生实际情况的前提下,教师在教学过程中应重视第一堂课,给学生留下良好的第一印象;合理组织教学内容,理论联系实际;改革教学方法,利用多媒体和传统板书有机结合,增加实际工程或生活案例,这些方面都能够有效地提高学生学习兴趣,培养学生的自主学习能力,达到提高教学质量的目的。以上即为笔者讲授工程化学课程中的一些体会和认识。 工程化学论文:土木工程专业工程化学课程的教学实践与思考 摘要:工程化学是土木工程专业的一门重要的基础课程,课程的教学目的是培养学生在今后实际工作中能有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题。本文通过阐述对新疆大学建筑工程学院土木工程专业工程化学课程理论教学内容的优化、实验教学内容的更新和完善以及课程考核方式的多元化改革内容的教学探索,希望能为工程化学课程的教学改革和提高教学质量积累一些经验。 关键词:工程化学;教学实践;教学改革 工程化学课程是针对高等院校非化学化工专业本科生开设的公共基础必修课程,在工科大学生的知识结构体系中占据着重要地位,工程化学教学在专业培养中的定位是传授基础工程化学知识、健全学生的知识结构体系,训练学生掌握专业工程实际应用中涉及的基础化学知识和实验操作的技能[1]。工程化学课程从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发密切联系现代工程技术中遇到的如材料的选择和寿命、环境的污染与保护、能源的开发与利用、生命科学的发展等有关化学问题,使学生掌握有现实应用价值和有潜在应用价值的基础理论和基本知识,促使学生在今后实际工作中能有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题[2]。因此,工程化学课程的学习对非化学化工专业学生的全面培养起到相当重要的作用。 由于高考化学课程所占比例有所降低,过去原本在中学化学课程中讲授的内容放到大学来进行学习,工程化学基础课程对于现在非化学化工的大学一年级学生来说,存在着内容多、学时少,新名词新理论多、跨度大等问题,学生学习起来普遍感觉吃力、抓不住重点、掌握不住方法[3]。因而,在大学里工程化学的教学就显得尤为重要。 新疆大学建筑工程学院自2014年通过国家教育部土木工程专业评估后,为提高我校土木工程专业学生的化学素养及基本化学实验能力,将工程化学课程教学课时从原来的28学时调整为36学时,并增加了10学时的实验课课程教学。因此,如何在这有限的课堂教学和实验教学中提高我院土木工程专业学生的化学素养,让学生能在今后的学习和工作中能够有意识地运用化学观点去思考、认识和解决问题,是摆在工程化学课程授课教师面前的紧迫任务[4]。对此,笔者结合我院土木工程专业讲授工程化学课程的经验,结合我院大一新生特点,根据工程化学课程的内容并结合土木工程专业后续课程内容的需要,对工程化学基础课程的教学方法进行实践与思考。 一、优化课程教学内容 目前,工程化学课程使用化学工业出版社出版的贾朝霞教授主编的《工程化学》一书,全书从物质的聚集状态、化学反应的基本规律、溶液的离子平衡等基础理论出发,结合了无机材料、有机材料、常用油品和化学与环境保护等内容,适用范围较广。 结合我院土木工程专业的人才培养目标,对工程化学课程的基本知识、基本原理、专业知识和技能知识的讲授比例进行了优化,在保证基本知识和原理内容的教学课时的基础上,通过增加课程学时的办法,较大比例地增大了课程的专业性和技能性。当然,要想在有限的学时数里让学生掌握工程化学课程中涉及的所有内容,这是不现实的。因此,就需要教师在有限的讲授课时中,让学生真正领悟到化学是一门与我们生活息息相关的科学知识,激发学生学习兴趣,进而产生一股潜在的驱动力让学生提高自主学习的能力,使他们愿意将其学好、学透。 工程化学课程相较于化学化工专业的普通化学课程而言,是让非化学化工专业学生从较为具体和实际的化学角度认识和分析解决工程技术中的问题,这是一种通向学以致用的途径。因而工程化学课程应该有明确的专业针对性。因此,在基础理论的讲解过程中,对于应用量子力学的知识去理解核外电子运动状态的这部分内容,这部分教学内容笔者认为应重思维而轻具体内容,只需要求学生对量子力学解决原子结构问题的思路即可。讲授过程中可以较为系统地介绍人类认识微观世界的发展过程,从道尔顿提出的原子学说到卢瑟福的含核原子模型,由波尔理论、鲍林规则到量子力学理论的产生后,人类是如何逐步深入的探究微观粒子的运动状态、化学键和分子结构。使学生认识微观世界的本质,了解和掌握波粒二象性、测不准原理以及化学键的成键本质;再从微观本质的基础上,进一步学习化学变化的宏观现象,介绍如何运用这些原理来指导实际的科学问题。如可以现代液晶电视中分子间作用力是如何被表征的;混凝土中减水剂分子是如何通过表面化学现象实现高减水的等等。这样可使知识的讲授环环相扣,也避免了枯燥的理论满堂灌。 二、实验教学内容的更新和完善 工程化学实验是工程化学课程体系的重要组成部分,是培养学生工程实践基本素质的一个重要环节,为将来运用工程化学知识解决和化学有关的实际问题打下一定的基础。以往工程化学课程的实验项目多为验证性实验,如化学实验仪器的基本操作、酸碱滴定等,实验内容比较单一,综合性和设计性实验项目偏少,不能有效培养学生综合运用化学知识解决问题的能力[5];并且对于土木工程专业学生来说也无法突出专业特点,与后续专业课程的学习衔接性不好。 目前,我院对工程化学实验课的开设提出要积极增加综合性、设计性和创新性的实验项目,压缩验证性实验项目的要求。对此,实验室将原有化学实验仪器的认识和电子天平的使用、双指示剂法测定混合碱液中组分含量、水质检验及水硬度测定、氧化还原与电化学、固体氯化铵生成热的测定等五个实验调整为化学实验仪器的认识和电子天平的使用、粗食盐的提纯、水泥熟料中二氧化硅含量的测定和金属的防护与防腐等四个与今后专业课程内容联系更为紧密的实验项目。而且我院在实验室规定的开放实验时间内,学生可以通过查阅资料、拟定方案、设计实验并和老师讨论后可进实验室进行实验项目工作的开展,让学生自我发挥的空间更大。 新开的实验课项目在满足实验的基础性和创新性的前提下,注重了实验的设计与综合。大学实验课较为强调作为主体地位的学生在实验过程要有发散性的思维,敢于试错。指导教师要尊重学生的主体地位,不能再以教师为中心或者以知识权威者的身份进行知识的灌输,而是把学生作为中心,围绕学生的特点需要,以帮助学生学习不断进步为目的,与学生商讨问题,解决问题,把工程化学实验室建造成为大一新生步入的第一个进行研究性学习的场所,让他们学会利用大学的有利环境,锻炼提高自身的专业能力、心理能力和社会适应能力。 通过实际教学发现,根据专业需求设置实验项目内容,在大一新生掌握他们所需的化学知识和实验操作技能的基础上,还可使他们对今后所学专业的应用前景有一个初步的了解。 三、课程考核方式的改革 当前,工程化学课程在大一入学第一学期开设,我院对于土木工程专业将其设定为考查课。这对于大一新生来说,考核方式与高中一场接一场较为狭隘的学习目标有所不同。大一新生对大学的学习抱有强烈的好奇心,但经过对大学课程的接触后就会发现大学教学内容、方式和手段与中学时有很大差异,对于长期习惯于学生和老师捆绑式的鸟儿喂食的教学方法的大一新生开始感到茫然,很难在短时间里找到适应大学阶段的学习方法。而工程化学课程内容多、学时少、跨度大,入学的大一新生往往稍不努力学习,就会感觉学习吃力。高考胜利所带来的良好感觉将逐渐消失,精神压力也感觉较大。对此,笔者认为在授课过程就应指出大学工程化学课程与高中化学课程学习的巨大差异性,其中,课程的考核方式不在是单纯依靠期末的卷面成绩,而是要更多考查学生自主学习能力、实践能力和创新能力等综合素质的评价。 考勤(5%)+作业(5%)+实验成绩(10%)+期终卷面成绩(80%)这种传统的理论课考核权重方式和大一新生高中阶段的学习考核方式相仿,比较侧重于终结性的评价,笔者感觉这种方式由于与高中学习考核方式的相仿而不利于调动大一新生的学习积极性;对此,我院工程化学课程考核方式调整为考勤(5%)+作业(5%)+实验成绩(10%)+期终卷面成绩(40%)+个人专题论文(20%)+团队创新实验(20%)这样六部分构成。考核方式的多元化改革是希望学生逐步提高自主学习和团队合作的能力,在这种新体系的考核方式中,更突出了过程性考核,有利于学生将来走向社会后的职业发展。 四、结束语 通过实际教学发现,化学作为一门与工程实践紧密结合的基础科学,不仅要让学生掌握好基础理论,更要让学生学会运用所学的理论知识思考、解决所面对的生产实生活中的实际问题。 由于当前工程化学课程设置的教学时数和实验课时数相对较少,有限的学时往往也限制了部分教学方法和手段的使用,这些问题和不足,笔者认为随着今后互联网的蓬勃发展,信息化建设水平的不断提高,今后可在网络教学平台上搭建出一个不受教学时间和空间限制并且教师与学生能够良好互动的24小时教室。 总之,工程化学课程的教学改革取得了一些成绩,积累了一些经验,但改革是一项长期而艰巨的任务,需要相关教师在当前学校以教学为基础、以科研为导向的政策支持下,付出更多的努力。 工程化学论文:《工程化学》教学与考核模式的改革经验 摘要:本文根据西北工业大学理学院普通化学教研室面向全校非化学化工专业学生多年来的教学经验与体会,分别从教学模式以及考核模式两个层面介绍了我校由普通化学向工程化学转变的教学改革过程中取得的教学经验。旨在与国内兄弟院校相互交流教学经验及体会以共同提高工程化学教学效果。 关键词:工程化学;教学模式;考核模式;教学改革 《普通化学》是一门介绍化学领域及其分支领域中的基本化学原理及物质结构的课程。在我校,该课程多年来一直是面向全校各工科院系的公共基础课。由于是全校面上课程,因此一直采取全校统一教学大纲,统一命题,统一考试的教学及考核模式。在多年的对不同院系的《普通化学》教学实践中,我们发现,各个院系对化学知识的需求不尽相同。以材料学院为代表的非化学类院系专业在以后的工作或科研中对化学知识的需求较多,所以他们希望学到更加系统更加深入的化学知识,目前《普通化学》教学内容满足不了他们对化学知识的“大胃口”。而以机电学院、电子工程学院、自动化学院等为代表的这些学院的学生工作后虽然也需要化学知识和思维作支撑,但是他们对化学不需要系统的纯学科教学,系统地教学会使他们“吃的太撑”,“消化不良”而产生“知识过剩”,进一步使学生产生厌学情绪[1,2]。因此,如何针对各个学院对化学知识的不同需求对《普通化学》课程进行改革,让学生做到“为用而学”、让老师做到“为用而教”是该门课程亟需解决的问题。针对以上问题,我校基础化学教研组在经过详细的调研、分析、讨论后,乘着我校本科培养方案改革的春风,对《普通化学》课程开展了一系列的改革,针对不同院系开设“私人定制”式的教学计划。如:对我校机电、电子、自动化等学院开设《工程化学基础》课程,以“少而精”为原则,避免一味强调化学的系统性,突出以这些院系的工程应用为基础,讲授化学原理、化学知识在工程中的应用。针对特定的专业将化学教学由《普通化学》转变为《工程化学》后,如何在教学手段及内容上进行改革国内兄弟院校已有不少报道。如王艳芝等人[3]提出在教学中需要反映当代科技前沿并渗透环保意识及可持续发展思想。杨华玲等人[4]提出在教学中需将板书与多媒体技术有机结合起来。王斌等人[5]提出应在教学中引入前沿知识、设置创新实验进而充分提高学生的科学素质和创新能力。几年来,关于如何激发学生学习兴趣并建立良好师生互动的改革也有所报到。如:吴芳辉[6]提出通过设置疑点或悬念诱发学生质疑能有效发掘学生的潜能。原长洲等人[7]提出通过构建和谐的师生关系使学生亲其师而信其道。岳彩波等人[8]提出的“引诱式”教学方式可增加师生互动环节,在调节课堂气氛的同时也加深了师生之间的友情。钮金芬[9]也介绍了如何让教学内容“动”起来的经验。上述文献中关于师生互动的改革在一定程度上提升了学生参与教学的主动性,但是关于教学中学生的“主体地位”属性还没有真正体现出来,另外师生互动也仅局限与课堂上,课堂外的师生互动模式还少见报道。因此,本论文本着与国内同行交流的目的,从教学方式以及考核模式等方面介绍我们在《工程化学基础》教学方面的一些经验及改革措施,重点突出学生参与教学的“主体地位”特性。 一、教学方式的改革 1.横向交互式授课模式。传统的以教师为中心的“灌输式”教学模式,与现代教育理念已经格格不入;因此如何让学生从被动的知识接受者变为主动的知识学习者尤为重要。这就要求老师要相应地从知识传授者变为学生学习知识过程中的参与者,指导者。近年来在《工程化学基础》课程的教学中,我们探索了“横向交互式”教学模式,主要表现为两个方面:①在老师讲课过程中学生随时可以提问,并讨论。这样,有效增加了师生互动,使学生的问题及时得到解决。但是,这种模式需要老师对学生提的问题做宏观把控。即学生提的问题如果是共性问题,那么可以在课堂上组织大家讨论并在最后给出老师的意见。如果老师认为学生的问题太过简单,则为了避免耽误大家的时间,则可以告诉学生下课找老师解决。②让学生参与授课,老师作为听众,为学生做点评。即:老师可以找一些与最新科研动态相关联的选题,让学生分组去搜索、阅读、整理资料、形成报告,并参与到课程的讲授中来。如下页图1所示。 图1(a)为郑同学将化学与能源工程相结合讲授关于太阳能电池方面的知识,体现了《工程化学》这门课程的工程特色。图1(b)为王同学结合我校的国防特色,给同学们讲解化学武器方面的知识,极大地激发了同学们对化学的兴趣,同时也提升了同学们对我校作为一所国防特色院校的热爱程度。图1(c)为任同学讲授太阳帆材料的选取及相关原理,与我校三航特色密切相连。图1(d)为赵同学讲解食品制作中的化学原理,并结合我校3D打印技术的优势讲解了通过3D打印技术打印食物,该同学的讲授极大地引起了班上“吃货”同学们的兴趣。另外还有同学将化学知识与人的不同情绪相结合,讲解了引发人们不同情绪的一些生物物质如梅拉多宁、乙酰胆碱、多巴胺等对人情绪的影响及其相关化学原理,使同学们认识到化学知识就在自己身边。这种互动式的教学凸显了学生学习的“主体“地位,极大地提升了学生学习的主动性,实践表明,这种互动教学方法成效显著。这种改革有以下几方面的优势:①可以提高学生学习的主动性;②可以培养学生的团队合作精神;③通过让学生参与讲课锻炼学生的语言表达能力以及自信心。 2.信息化手段辅助教学。在我们的教学中,除了采用传统的邮件,电话等方式与学生交流外,还建立了QQ群,QQ群的建立与传统的邮件或电话通讯相比,具有以下特点:①随时随地都可以解决学生的问题,而且一个学生提问的问题其他在群里的学生也可以看到,所以避免了同一个问题很多不同的同学来问的难题。②传统的电话邮件只限于师生互动,而QQ群中除了师生互动外,学生之间也可以相互讨论,相互交流。③QQ群的建立有助于学习资料的扩散,老师可以将一些与学习相关的讲义、课外辅导资料及最新的文献等与学生共享,为教与学提供了很好的课外互动平台,进而有效地提高了教学成效。 如图2(a)所示,学生之间可以通过QQ互动群进行讨论,交流,同时,其讨论内容群内所有同学可见,进而能够使具有相同疑惑的同学也从讨论中受益,图2(b)所示为学生通过QQ群与老师交流,学生可以很方便地通过手机照相并发到QQ里来向老师请教问题,老师也可以用同样的方法给学生答疑,这样突破了传统的在固定时间固定地点答疑的缺陷。图2(c)所示为通过QQ群可以与学生共享学习资料,同时也可以共享学习以外的一些资料,比如:有一些励志的,或者能对学生人生观价值观具有指导意义的一些资料,也可以在群众共享,进而在学习之外,也给学生一些人生观价值观等的培养与指导。 二、考核模式的改革 改变以往单独以期末考试分数作为学生对本门课程掌握程度的标准,建立更加全面科学的考核方式。将课堂提问、分组讨论、专题调研小论文、自主讲课、课后作业等环节纳入考核范畴。分组讨论主要是选择一些工程案例,让学生分组进行资料的收集、搜索、整理,而后讨论,最后应用所学化学知识解决工程中的问题,并形成小论文,论文分数计入考试成绩。该措施能够激发学生学习的兴趣,并让学生通过分组讨论形成良好的团队精神。自主讲课是指在该门课程中留出1~3次课给学生,选取比较简单而又与工程应用比较紧密的内容让学生经过预习、制作PPT并在课堂上讲授,从而调动学生学习的主动性,而且也能锻炼学生的表达能力以及自信心。最后的考试成绩由几个部分组成:实验成绩+平时作业成绩+科研小论文成绩+期末成绩+互动成绩等,与单纯地以期末成绩作为考核方式相比,这种考核模式虽然给老师带来了较大的工作量,但是却有效地调动了学生学习的积极性及主动性,同时能够对学生对知识的掌握做一个更加客观、科学的评价,能够更有效地考核学生的整体素质。 教学容易,但要教好却并不容易,需要老师以高度的责任心去潜心思考,像搞科研一样去研究。简单而言,我们认为要做好以下几点:(1)突出学生的主体地位,与学生建立有效的互动机制,让学生以主人翁的角色去学习;(2)与学生建立良好的师生关系对于提升教学效果也具有重要的作用,这就是所谓的“亲其师,信其道”;(3)教学需与时俱进,需要与科研相结合,随时关注国内外最新的科研动态,并将其与教学内容相融合,穿插到课堂教学中,往往能够收到较好的教学效果。
改革开放以后,我国经济加速发展,人们的生活质量也在不断改善,人们对现代建筑设计提出了更高要求,不仅建筑质量要符合相关标准,其功能也要更为齐全,且在建筑艺术形态上也有着更新的要求。仿生学作为一门相对独立的学科,随着社会的进步其相关技术日趋成熟,将其与艺术设计融合起来,能够更好的提升建筑美感,凸显时代风格。 1仿生学的含义 仿生学主要研究的是生物体的工作原理、功能以及结构特征等内容,属于一种边缘性科学。在现今工业快速发展中,通过仿生学的应用,能够更好的进行技术创新,实现设备仪器的改良与优化,有效的改善生产质量和效率,增强我国的综合竞争实力。将仿生学应用到设计领域中,能够更好的开拓人们视野,增强设计作品的生命力,尤其在建筑设计领域中的应用,能够将生物自身的结构、性能等特征引入其中,完善整体建筑的美观性、功能性和实用性,并减少资源的过度浪费,实现建筑设计的优化改革。 2仿生学与建筑设计的关系 仿生学同建筑设计之间是相辅相成,共同依存的关系。仿生学主要研究生物的一些体征、结构等内容,将这些特征应用到建筑设计中,能够起到丰富和促进建筑设计发展的作用。同时仿生学具有一定的生命体征,能够为建筑设计带来新的活力,进而在满足建筑基本要求的前提下,更好的提升其美学效果,优化建筑整体设计风格,符合时展特征。在近几年的发展中,一些城市的商业街建筑开始将仿生学应用其中,其不仅在外观上能够带给人较大的视觉冲击,在结构造型上,也能够给人们一种耳目一新的感觉,提升整体的审美层次。另外,在建筑设计中应用仿生学概念,还能够为仿生学的发展提供一个更好的平台和方向,实现人、自然和社会三者之间的共同发展,为和谐社会的建设提供帮助。随着社会节奏的加快,人们的生活压力也逐渐增大,对于建筑的要求也更加趋向于同自然之间的连接方面,以缓解发展本身的压力。而通过仿生学的应用,则能够有效的实现这一目标,进而为仿生建筑的进步提供充足动力。 3建筑设计中仿生学的应用 3.1建筑形式仿生 现代建筑形式不再仅局限于对美学的表达,也更加追求对现代城市发展趋势的阐述。通过仿生学的应用能够为设计者们提供更多的创作灵感,丰富设计内容,在赋予建筑以灵魂的基础上,给人们不同的视觉享受。从设计手法上来看,目前建筑形式中的仿生学类型,其实际主要可以分为以下两种:1)象形仿生设计。这种仿生设计方法对自然界的生物体外观进行艺术加工,并将加工后的元素应用于现代建筑设计中。例如,北京的鸟巢体育场就是将自然界的鸟巢直接应用到现实中的典型例子;或者美国芝加哥的玛丽娜城大厦,也是将自然界中玉米的形象应用其中,被人们誉为玉米楼。该类型仿生设计的优势在于:一方面能够加强建筑空间布局的灵活性,另一方面也丰富了建筑的造型设计,2)抽象仿生设计。抽象仿生设计是在确保建筑外形设计的基础上,赋予建筑更深层次的内涵。可以说这些设计风格是将当地的文化风俗同建筑设计紧密的融合在了一起,进一步凸显了城市的文化。例如,美国的自由女神像,就是直接利用人体艺术形态展现人们对自由、和平的向往;希腊的多利克柱式建筑集中展现了男性阳刚之美,爱奥尼克柱式建筑则体现了女性的阴柔之韵。 3.2建筑结构仿生 建筑结构仿生设计的应用能够为建筑设计提供更加多变、合理、有效的结构形式,为建筑空间布局和设计提供更多有利条件。现阶段的建筑仿生发展中,建筑结构仿生设计主要有六种形式,分别为筒体结构、螺旋结构、悬索结构、网架结构、壳体结构和膜结构。以下就将对悬索、壳体以及膜结构予以简要分析。1)悬索结构。这种结构主要应用柔性拉索承受建筑荷载,常用材料有钢丝绳、钢丝束和钢索等,这些材料具有共同的特点,其受拉性较强,故而也可采用其他性能类似的材料。这种结构在体育馆、厂房和桥梁的建设之中应用较为广泛,如生米大桥等。通过拉索自身力学特征的发挥,可以承受桥梁所受到的所有荷载,以此保证桥梁的稳定性。而这一理念的设计灵感则来源于自然界中的蛛丝和藤条。2)壳体结构。壳体结构的灵感主要来源于自然界中蛋壳和贝壳等物质形态,由于这类材料具有壁薄、张力好等特征,在外力的作用下,能够更好的将外力沿着不同方向进行分解,减少破损等问题的出现。将其应用在建筑设计中,能够更好的提高建筑的整体性能和美观度。例如,悉尼歌剧院,一个半径在75m左右的球面上就有近13个壳体群,这不仅带给人们不一样的视觉感受,还更好的提高了建筑的实用价值。同时,通过这些蛋壳和贝壳类材料的建筑造型,还可大大增强建筑的独特性,更好的凸显建筑的仿生设计。3)膜结构。由于自然界中存在较多的膜结构,如细胞膜、肥皂泡沫等,而这些膜结构在外力的作用下,能够形成一种胀压模式,保护自身结构的稳定性。将其应用在仿生建筑设计中,能够更好的将外力予以化解,将力均匀的呈现在结构表面上。同时由于膜结构自身的重量较轻,使用的材料也较少,能够有效降低其对地基的压力,保证空间结构的质量。如北京水立方游泳馆就是膜结构的代表性建筑。 3.3建筑功能仿生 建筑功能仿生主要是对自然界中生物的功能原理进行研究,并将其应用在实际建筑中。例如,竹子是一种空心的植物形态,其自身的功能不仅仅是承受自身荷载的一种承重“构件”,也是运输养分的“管道”,竹子的这种结构功能在筒体结构形式的建筑中应用相对广泛。建筑功能仿生以自然界生物功能研究为基础,科学地将原理应用于现代建筑设计中,如竹子是一种空心植物,竹子本身是能够承重的构件,同时其也是运送养料的主要路径。竹子的这种结构特点在建筑设计当中也有着较为广泛的应用。与建筑结构仿生相比,建筑功能仿生起步晚,在仿生建筑设计方面还不够完善,不过随着社会发展以及人们生活质量的提升,其在建筑设计中也将得到更好的应用,而这对增强建筑功能性以及满足人们对物质文化的需求有着显著意义。例如,法国孚日山区朗香教堂的设计,其屋顶的设计灵感主要来源于蟹壳,通过降屋顶的设计,使屋顶像蟹壳一样向上弯曲,让薄材料自身的力学张力和坚韧性能得到延展,提升整个屋顶的效果。同时,该教堂的平面是通过对人耳的模拟来实现的,象征着上帝可以倾听信徒的祈祷,该类型的设计结构可为人们营造一种神秘高贵的氛围。 3.4建筑材料仿生 在建筑行业快速发展的今天,建筑材料也得到了一定的进步。建筑材料仿生是通过对自然界中生物躯体结构以及物质形态的仿照,研究出的新型建筑材料,从而实现建筑节能效果。比如,通过对蚁穴等建筑形态的研究,创造出的加气混凝土、泡沫混凝土等材料,将其应用在建筑墙体施工中,不仅能够有效减轻隔墙自重,还起到了良好的保温隔热、降低噪声污染的作用;而将这类材料应用在梁板结构施工中,除了可以减轻结构自重外,还可以减少混凝土的用量,实现资源节约的目的,减少成本支出。此外,将自然界中的纤维素类物质应用在建筑材料设计中,能够创造出更多的高分子材料。这主要是由于纤维素自身具有较高的强度、质量轻、塑性韧性较好等特征,通过加工后,能够使建筑材料具有较高的耐火和耐用性,有效提高建筑质量。例如,美国研制了一种玻璃纤维瓦,其结构材料是由有机纤维玻璃薄垫物构成的,故而有较好的耐用性及耐火性。 4 结语 将仿生学应用在建筑设计中,不仅可以为建筑设计提供更多的灵感和素材,还能充分展现建筑的美学效果,赋予建筑更多的内涵,促进建筑、人与自然之间的有效融合,从而实现城市的发展以及文化的传承。虽然目前仿生学的应用还处在初级阶段,不过相信在未来的发展中,其将会成为建筑设计的主流趋势,为实现节能化、智能化、生态化的建筑目标贡献力量。 参考文献: [1]鲍轶.论仿生学在建筑中的应用[J].建筑工程技术与设计,2016(13):89-93. [2]苏若溪,李昌盛.建筑设计中仿生构思法初探[J].门窗,2017(3):102-103. [3]赵敏.建筑设计中绿色建筑设计理念应用之研究[J].居业,2018(10):201-202. [4]陈卉佼.陈卉佼建筑设计作品选[J].武汉理工大学学报(社会科学版),2012(4):14-16. [5]邓玲霞,钟晖.基于创新角度思考建筑设计的发展[J].大众文艺,2018(20):213-215. 作者:段少飞 单位:山西中方森特建筑工程设计研究院
材料科学论文:浅谈《材料科学基础》课程的教改认识与实践 【摘 要】《材料科学基础》是材料科学与工程类专业学科中一门重要的基础课程。在多年的教学工作中,通过不断的学习与实践,在优化教学方法,融会贯通理论知识等教学改革措施中,大大提高了教学效果,并很好地培养了学生的学习能动性。 【关键词】材料科学基础;教学方法;知识体系 材料是人类文明进步的里程碑,时代的发展需要材料,而材料又推动时代的发展,所以人们把材料视为现代文明的支柱之一[1]。《材料科学基础》是材料科学与工程类专业学科中一门重要的基础课程,是相关材料学学科的基础和媒介,它起着公共基础课与专业课程之间的纽带作用,特别是在各学科相互交叉融合不断加强的今天,《材料科学基础》在高校教学中的地位更加的突出和明显。通过《材料科学基础》课程的教学,使学生很好的掌握材料科学的基本理论,是学生学习其它专业课程的基础,也是今后从事材料科学研究工作的重要基础。 伴随着材料科学技术的迅猛发展,《材料科学基础》课程内容不断扩充更新,《材料科学基础》课程的教学改革问题也日益显现。学生在学习过程中,普遍反映课程内容枯燥、抽象,知识点太多,难于理解等,学习具有一定难度。结合近几年的教学实践和体会,本文探讨了《材料科学基础》课程教学改革的几点认识与实践。 1 优化教学方法,提高教学效果 1.1 多媒体辅助教学 《材料科学基础》课程涉及到物理、化学、高分子等多个相关学科,课程具有内容多,概念多,理论抽象等特点。针对这些特点,《材料科学基础》课程教学方法改革的主要措施是:改变过去单一的粉笔加黑板的传统教学方法,制作多媒体课件辅助教学,将看不见摸不着、又极为抽象复杂的材料内部结构形态,生动、直观的表达出来,使学生易于理解和接受。如三元相图的空间模型,晶体结构的大量空间堆叠,空间粒子间的错综复杂的相互联系,位错的各种交互作用等,需要很丰富的空间想象力去理解。这些教学内容单靠课本上简单的平面图形和教师的静态模型,难以让学生理解和掌握。结合《材料科学基础》课程内容及课程特点,采用多媒体教学为主的教学方式,大大提高了教学效果。在讲述三元相图时,将相图进行拆分、重组,可以很清晰的把点、线、面的具体位置及相互关系展示给学生。多媒体教学通过形象、逼真的动画形式,从静态到动态、从平面到立体、从单色到彩色、具有局部结构解析功能、全方位演示课程的重点和难点教学内容,极大的丰富了《材料科学基础》课程的教学信息量,扩充了教学内容,既有利于学生空间概念的建立,正确理解材料微观结构的特点和宏观性质及其应用之间的相互关系, 又提高了教学效率和学生的学习积极性,使教学效果得到了明显的提高。 1.2 “参与式”和“互动式”教学 在《材料科学基础》课程的讲授过程中,让学生作为学习的主体参与教学,针对不同的教学内容,采用学生分组讨论、学生代表上台讲授、同学间辩论、老师点评等教学方法,使学生感受到自己是教学的主体,引导他们在民主、宽松、和谐的课堂气氛中自主学习、合作学习与探究学习。让学生变“被动学习”为“自主学习”,变“要我学”为“我要学”。充分发挥学生的积极性、主动性、创造性为前提,培养学生的学习热情,使学生“爱学习”。促进学生掌握学习的正确方法,使学生“会学习”。另外,通过布置部分教学内容自学、阅读一些必要的参考书、撰写小论文等形式,引导学生提出问题,独立思考,大大提高了学习的能动性。 2 知识体系的融会贯通 高效的课堂要以扎实的教学内容为载体。扎实的教学内容是课堂教学促进学生发展的载体。课堂教学并不是教学内容越“多”越好,也不是越“难”越好[2],而是要在了解学生的实际发展水平和特点的基础上,合理地确定教学内容的重点。因此,课堂上教师要以“精讲多练”方式落实教学重点,要让学生扎实掌握基础知识,发展熟练的基本技能。在分析和讲解各种材料理论体系时,我们都从理论范畴和科学体系层面进行融会贯通。例如在讲授材料中的质点扩散、结构缺陷类型、界面偏析、相变类型、表面带电等时均进行了整合贯通,使学生既能够把握材料的共性,又能熟悉材料的个性。 材料科学在理论上的交叉融合已日益明显,材料制备和使用过程中许多概念、现象和转变都存在着许多相似之处[3]。例如马氏体相变理论最初由金属学家建立,广泛应用于钢的热处理理论解释。而氧化锆增韧陶瓷中同样也发现了马氏体相变现象,并作为陶瓷增韧的一种有效方法。又如缺陷行为、平衡热力学、扩散、塑性变形和断裂机理、界面的精细结构与行为、晶态和非晶态结构、不同类型材料中的电子迁移理论等可以用来解释不同类型材料的行为。这些都为材料科学基础课程的内容整合提供了十分良好的基础和可能性。 3 注重实践环节,学以致用 《材料科学基础》课程所面临的学时数不足与当代知识信息量迅速增加、课程内容的不断拓展和更新的矛盾日益加剧,深化教学改革迫在眉睫。如何提高《材料科学基础》课程的教学效果,形成知识传授、思维方法与能力培养、创新精神相互渗透形成的完整系统,课题组成员进行了深入的尝试和探索,从教学内容的整合、教学方法与教学手段的改进,到融汇情感教育,千方百计调动学生学习积极性,注重实践环节,要求学生学以致用,达到了较理想的教学效果。实验环节可帮助学生巩固和加深对理论知识的理解,掌握基本实验技能,培养理论联系实际,自己动手分析、解决问题的能力。目前,我们材料科学基础实验室,通过实验课程的基本训练,学生拥有了较多的实践和动手机会,实践技能和创新能力得到较大程度的培养。实验教学在材料科学与工程专业人才的培养中占有重要地位,加强《材料科学基础》课程的实验教学,可以帮助学生巩固理论知识,掌握实验技能。 《材料科学基础》课程是一门与实验和工程实践紧密相联的学科。强化课程实验和实践环节的教学,无论对于学生基础理论的掌握还是工程实践能力的培养都具有举足轻重的作用。以提高学生分析和解决实际问题的能力是我们高校教育的重中之重,但长期以来《材料科学基础》实验的开设都是沿用实验教材上所设置的内容,大多是一些验证性实验。为了培养学生的动手能力,我们的实验部分逐步调整为两个部分:一部分为验证性实验,训练学生材料配置的基本技能和掌握相关基础知识;另一部分则为综合性实验,如样品的制备、材料的分析等,提前将实验内容布置给学生,让学生查阅资料,自拟实验方案,准备实验材料,一直到自主完成实验操作,处理好数据,上交数据报告等全过程。这对学生的独立性培养很有益处,对他们将来做科研也很有帮助,对我们老师也有了更高的要求。在教学实践中,将“粘土性能测定及差热分析”设计为综合实验,涉及到粘土白度、表面电位、阳离子交换容量、膨胀容、胶质价等物理性能测定,粘土的钠化、有机改性,差热分析等。学生在教师指导下分析粘土的物理性能,对改性前后粘土进行查热分析并对比,对实验结果进行数据处理,锻炼了实际动手能力,培养了分析问题能力。在实验教学中打破传统教学中学生被动接受的缺点,使学生逐步形成以自助式学习方式,将实验教学由封闭变为开放,有效地提高了学生的学习积极性和学习质量。针对材料科学基础课程已经学习过的内容安排验证性实验,巩固已学过的知识,培养学生动手和亲自设计实验的能力,通过加强实验和实践的教学环节,使学生加深了材料的成分结构的了解。 在加强实践的教学改革中,采取实验教学课程建设与学院平台实验室建设相结合的方式,推进课程实践教学的全面提高。通过加强实验和实践的教学环节,使学生加深了材料的成分、组织结构、材料制备工艺材料、使用性能之间有着相互依存、彼此影响的复杂关系的理念,有效地调动学生的主观能动性,激发学生的创新意识,使学生既提高了实验动手能力,又进一步巩固了课堂教学的内容,取得了新教学培养模式的良好的教学效果。 在不断的教学改革实践中,良好的教学效果已初见端倪。但教育教学改革是一个新的事物,总会出现这样那样的新问题,这就需要我们认真地区对待去解决,从中改进我们的教学效果,提高我们的教学质量。此外,从与科学技术和人类文明社会发展相适应的角度上说,教育教学改革也是永无止境的。教学质量是高等教育的主题,只有不断总结教学经验,深化《材料科学基础》课程教学改革,才能提高材料科学基础工程专业人才的培养质量。必须正确认识到《材料科学基础》教学改革是一项涉及面广、科学性强的系统工作。在教学改革中,必须始终抓住基础理论和工程实践相结合的特征。只有勇于实践和探索,并不断充实和完善,才能达到培养具有创新能力、高素质和复合型人才的目标。今后我们要对《材料科学基础》课程改革做更多的具体的探索和调查研究,以总结其中的教改效果和经验教训,通过不断地实践、不断地认识、不断地完善,相信我们定会走出一条适合于材料科学专业人才培养的成功之路。 材料科学论文:原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用 摘要:本文主要讲述原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程,并详细讲述原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用,以及原位反应自生法的研究发展趋势。原位反应自生法广泛应用在制备金属基复合材料、金属陶瓷复合材料等方面。本文作者认为原位反应自生法制备复合材料可以应用在材料科学与工程专业的教学实践中,应该增加一些原位反应自生法制备复合材料的实验课程,从而提高实践教学质量。 关键词:原位反应自生法 复合材料 材料科学与工程专业 实验教学 研究 应用 一、前言 在材料科学与工程专业的本科教学工作中,本科学生在高年级就开始学习材料科学与工程专业的基础课程和专业课程。其中在材料科学与工程专业课程教学中,在讲述材料的制备工艺方法中讲述过原位反应自生法制备复合材料。原位反应自生法是制备金属基复合材料,金属陶瓷复合材料,以及金属间化合物/陶瓷基复合材料的主要方法。原位反应自生法是在一定条件下通过化学反应在基体内原位生成一种或几种增强相从而达到强化的目的。这种方法可得到增强体颗粒尺寸细小,热力学性能稳定,界面结合强度高的复合材料,是一种很有前途的颗粒增强复合材料制造工艺。原位反应自生法制备复合材料由于具有可以达到净近尺寸成形的优势,所以能够广泛应用于工程领域中。在材料科学与工程专业的本科课程教学中,在材料加工工程和材料制备方法中都讲述过原位反应合成技术。此外还可以将原位反应自生法制备复合材料作为一项实验教学内容安排学生进行实验,使学生认识和了解原位反应自生法制备复合材料的工艺过程。所以原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业教学实践中得到广泛的应用。本文首先讲述原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程,并讲述原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业教学实践中的研究和讨论。并对原位反应自生法制备复合材料的未来发展趋势进行分析和预测。 二、原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程 为了克服传统方法制备的复合材料存在增强体颗粒尺寸粗大,热力学不稳定以及界面结合强度低等缺点,出现了原位合成技术,即在一定条件下通过化学反应在基体内原位生成一种或几种增强相从而达到强化的目的。原位自生法是通过原料粉末中的某些化学反应生成所需要的反应产物并通过热压烧结工艺制备出复合材料试样。原位反应自生法可得到增强体颗粒尺寸细小,热力学性能稳定,界面结合强度高的复合材料,是一种很有前途的颗粒增强复合材料制造工艺。目前报道的原位合成技术主要有原位反应热压烧结技术,原位复合技术,定向氧化技术,熔体浸渍技术,反应结合技术及自蔓延高温合成技术等。定向氧化合成技术是利用放热反应在金属或金属间化合物基体中原位分散金属间化合物或陶瓷颗粒或晶须的原位复合技术。原位自生法是通过反应物之间的反应生成所需要的反应产物并通过热压烧结工艺实现致密化。原位合成法是利用化学反应在原位生成补强组元-晶须或长径比较大的晶粒来补强基体材料的制备工艺。原位合成法主要具有如下优点:简化工艺,降低材料成本,实现特殊显微结构设计和获得特殊材料性能,具有很好的热力学稳定性。金属间化合物/陶瓷基复合材料的制备方法主要有原位复合技术和定向氧化技术以及原位反应热压烧结工艺。可以采用原位反应热压烧结工艺制备金属间化合物/陶瓷基复合材料。原位复合技术是由于金属间化合物反应的形成热相对较低,因而采用自蔓延燃烧时系统不易达到较高的绝热温度,故一般采用原位复合技术制备和合成复合材料。原位复合技术是利用放热反应在金属或金属间化合物基体中原位分散金属间化合物或陶瓷颗粒或晶须的原位复合技术。传统的方法是将粉末压坯在恒定速率下加热到可使反应自发的产生并在整个混合物中处处发生反应。定向氧化技术是定向金属氧化工艺可用于制备金属基复合材料。原位反应热压烧结工艺是将原位反应和热压烧结工艺相结合制备致密的复合材料。 三、原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用 原位反应自生法主要用于制备金属陶瓷,金属间化合物,金属间化合物/陶瓷复合材料等。在材料科学与工程专业的教学课程中,其中材料加工工程和材料制备与合成方法讲述过原位反应自生法。原位反应自生法同粉末冶金技术和液相烧结技术一样都是材料制备技术。原位反应自生法同样是热加工工艺,原位反应自生法涉及到反应物高温化学反应制备产物的过程。在材料科学与工程专业课程的课堂教学中,在有些专业课程中原位反应自生法只是作为了解,对于原位反应自生法制备复合材料的具体内容和制备工艺步骤的研究和应用了解很少。所以就需要在材料科学与工程专业的实践教学课程中增加一些关于原位反应自生法制备复合材料的实验课程。通过原位反应自生法制备复合材料的实践教学活动可以使学生认识和了解原位反应自生法制备复合材料的原理,制备工艺过程以及对经过原位反应自生工艺后得到的金属基复合材料烧结制品的物相组成,显微结构和性能进行研究,使学生通过对复合材料的制备与研究过程可以加深学生对材料科学与工程专业课程学习的认识和了解。对于本科学生的教学实践课程,可以在本科学生的本科专业课程设计和本科毕业设计过程中安排采用原位反应自生工艺制备金属基复合材料和金属陶瓷复合材料的教学内容。例如采用原位反应自生工艺可以制备金属陶瓷复合材料,先将金属陶瓷粉末通过压力成型工艺制成坯体,并通过原位反应自生工艺和高温烧结工艺制备金属陶瓷复合材料。高温烧结工艺可采用常压烧结工艺,热压烧结工艺和放电等离子烧结工艺以及热等静压烧结工艺。采用原位反应合成工艺可以制备金属间化合物/陶瓷基复合材料,通常先将金属间化合物粉末和陶瓷粉末通过压力成型过程在一定压力下压制成具有一定形状和致密度的预制件,通过原位反应自生法和高温烧结工艺形成金属间化合物/陶瓷基复合材料。高温烧结工艺可采用常压烧结工艺,热压烧结工艺和放电等离子烧结工艺以及热等静压烧结工艺。有时将原位反应自生法和热压烧结工艺相结合制备致密的复合材料烧结块材。通过实验教学过程使学生认识和了解到原位反应自生法制备金属陶瓷复合材料的制备工艺过程,提高学生对专业课程学习的认识和了解。使学生通过实验教学认识和了解了原位反应自生工艺制备复合材料的制备工艺原理,使用方法和制备过程,以及对得到产物的物相组成和显微结构进行分析和测试。原位自生法可以制备金属基复合材料,金属陶瓷复合材料等。采用原位反应自生法可以制备颗粒增强的金属基或陶瓷基复合材料。 原位反应自生工艺制备复合材料涉及到反应物在高温下发生化学反应生成反应产物的过程,原位反应合成技术操作过程比较简单,对设备要求较低,只需要高温烧结炉,可以进行现场操作,因此可以作为本科学生的实验课程教学内容,可作为材料科学与工程专业课程的辅助教学实验,也可以作为本科专业课程设计和本科毕业设计教学内容。使学生通过实践教学来加深对材料科学与工程专业课程的认识和掌握。使学生认识到金属基复合材料的制备过程以及金属陶瓷复合材料的制备过程等,并使得学生对原位反应自生法得到的烧结制品进行分析和测试,使学生对材料的分析和检测水平有较大的提高。对于拓展学生的知识面有很大的帮助。为本科学生以后的本科专业课程设计和本科毕业设计打下坚实的实验基础。 四、原位反应自生法制备复合材料的未来发展趋势和应用 原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程领域有着广泛的研究和应用。原位反应自生技术由于制备工艺简单,成本较低,对设备要求较低,只需要高温烧结炉,所以被广泛的应用到金属基复合材料,金属陶瓷复合材料,金属间化合物/陶瓷基复合材料等的合成与制备中。利用原位反应自生法可以开发新型的金属基复合材料和金属陶瓷复合材料以及金属间化合物/陶瓷基复合材料。采用原位反应自生技术可以开发出很多种类型的金属基复合材料和金属陶瓷复合材料。所研究和开发的材料种类也逐渐增多,应用范围也越来越广泛。原位反应自生技术在材料科学与工程专业教学与实践中也得到广泛的推广和应用,原位合成技术已经成为材料科学与工程专业实践教学课程进行的实验内容。所以本文作者认为应该在材料科学与工程专业的教学实践中增加一些采用原位反应自生技术制备复合材料的实验课程。 五、结论 本文主要讲述原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程,并详细讲述原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用。原位反应自生法广泛应用在制备金属基复合材料,金属陶瓷复合材料等领域中。本文作者认为原位反应自生法制备复合材料可以应用在材料科学与工程专业的教学实践中,应该增加一些原位反应自生法制备复合材料的实验课程,扩大学生学习的知识面,提高学生的认识了解能力,从而提高实践教学质量。通过原位自生法制备复合材料的实验教学过程提高学生的知识水平和认识能力。 材料科学论文:材料科学专业双语教学的研究与实践 【摘 要】结合我国国情和广西地区特色分析双语教学的重要性,简单介绍双语教学的含义、教学模式及其存在的问题。研究我校材料学科的双语教学,对教学实践进行详细阐述,对教学初步成效进行总结。探讨双语教学对培养具有国际竞争力人才的促进作用。 【关键词】双语教学;材料学科;国际竞争力;人才培养 随着改革开放的深入以及WTO的加入,中国逐渐与世界接轨,因此急需既精通专业知识又有很强的外语语沟通能力的高素质人才来应对日益剧增的经济、科技方面的交流与合作。为缩短与他国的信息交流距离,减少沟通障碍,培养优秀的、具有国际竞争力人才,教育部明确提出在高等院校要大力发展双语教学,要求高等学校用英语讲授基础课和专业课的比例达到10%[1-3]。而当前,中国-东盟自贸区的建立以及广西“14+4”千亿元产业计划和北部湾经济建设,促使广西的经济面临着新的发展机遇,为促进广西材料工业与国际接轨,必须培养大批的材料专业复合型双语人才。 1 双语教学的含义及教学模式 双语教学是指在学校里使用第二种语言或外语进行各门学科的教学。要求教师在学科教育中交互使用本族与与外语甚至完全使用外语进行教学活动,以满足学习者的工具型学习动机和融合型学习动机[4]。 双语教学的实施有很多种类型,最为常见有三种模式:(1)沉浸式,在学校使用一种与学生母语不同的语言进行教学;(2)保持式,学生进入学校时以其母语进行教学,然后逐渐地使用第二种语言进行部分学科的教学;(3)过渡式,学生进入学校以后部分或者全部使用其母语进行教学,然后逐步转变为只使用第二种语言进行教学[5]。 2 双语教学存在的问题 2.1 学生外语水平较低,难以真正掌握专业知识,限制双语教学的实施和推广。长期以来,传统的教学方法和考试、考核制度使大多数学生学习英语的目的只为应付考试、升学、过四六级,很少为培养阅读和交流能力而学,导致大多数学生学习英语的兴趣逐渐下降。同时,由于生活环境、文化等差异,学生缺乏相应的英语思维能力,在客观上阻碍了双语教学的发展[6]。 2.2 师资水平制约了双语教学的开展。在目前双语教学实施过程中,同时具备专业素质与外语能力的教师十分缺乏。一些有经验的教师虽然具有广博的专业知识,但外语水平可能较差;而一些年轻教师虽然有一定的外语功底,却又缺乏教学经验和深厚的理论基础,因此,真正符合双语教学要求的师资十分有限。 2.3 教材的选择问题。对于专业课的双语教学,必须考虑教师的教学负担和学生的接受能力,阅读英文原版对于刚接触专业英语的学生来说,会面临既不懂英文又也不懂专业的困境,且由于教学理念不同,也将增加教师的教学负担,因而在教材的选择上,应该酌情考虑。 2.4 没有建立相应的评价措施。从各高校的情况来看,一般从事双语教学的教师基本都是本学科骨干教师,他们的业务水平和英语水平为同行中的佼佼者。然而他们的教学水平如何评估,却成为一个问题。缺乏专业的教学评估,就无法有针对性的对教学进行改革,因此,需要建立符合双语教学规律和特点的评价机制[7]。 3 材料科学双语教学实践 针对双语教学存在的问题,以及我校材料学科双语教学改革的需要,我院教师采取以下措施来进行双语教学改革,促进双语教学的顺利进行。 3.1 合理选择教材 由于本科生正在进行专业知识的全面学习,对专业知识的深度了解不够,且接触英文资料的机会较少。因此,在对教材进行筛选时,选择便于学生学习的双语教材,而非全英文教材,同时首选行业资深学者所著作的书籍,因而对专业知识的覆盖度较全面。我校材料学科选择的教材是华中科技大学张军教授主编的《材料专业英语译写教程》。该教材涵盖专业术语、常见词汇短语、短句翻译、长句分析、段落解析、科技论文赏析以及科技论文写作练习。由浅到深,由易到难,逐级深入式教学模式让学生先适应后接受双语教学。 3.2 以英语水平高的教授开设材料学双语教学课程 在我校的材料专业,开设双语教学课程的教师都具有国外留学经历,并且都是本校教授。他们在国外经历过系统的专业能力培训,也亲自感受过国外的教学理念和人文环境。在专业水平上,是本学科教师行列中的权威,而其英语水平,亦是同行中的佼佼者。因此,由他们开设专业课程的双语教学,专业知识的传授和精准的英文表达都能较好的进行。 3.3 建立互动式的课堂 3.3.1 授课方式 采用多媒体教学,信息量大,重点和难点更容易突出。教师根据教学大纲,将授课内容编入Power Point(PPT)内,在课堂上进行有序的、逐渐深入式的教学。 3.3.2 课堂互动 督促学生开口和动手,让学生对专业英语有直观理解能力。将专业词汇编入短句中,以课堂小测验的形式,要求学生随堂口头翻译;或让学生走上讲台,以板书的形式进行翻译,教师从旁指导。 3.3.3 课后习作 对于刚开始接触专业英语的学生,熟知专业术语是基石,而看懂科技论文和学会写作是最终目的。因此,在每次课后都必须布置一定内容的课后练习,由简入繁,从记忆单词到习作,使学生逐步掌握看科技论文的要领和写作技巧。 3.4 建立教学效果评估体系 3.4.1 开放式教学效果评估 我校开设网络教学平台,教师可以将课堂录像、课程PPT、学生作业等上传到网络平台,该平台对学生和教师开放。本院的材料学双语教学改革中,教师对课堂实况进行录像,以便课后对教师和学生的表现进行研究,并针对存在的问题,及时进行更正。教学录像可供全校教师观摩,在必要时,可以向专家提供教学资源,由专家鉴定,并提出修改意见。 3.4.2 考试 考试是一种带有强制性的学习环节,教师通过考试来检测学生对专业英语的掌握和运用情况。考试采用闭卷形式,其内容来自于书本和科技论文,但并非课堂讲授内容,考察学生对专业的了解和专业英语的灵活运用能力。专业词汇是必须要求掌握的知识,因此全部为汉译英,要求学生能够书写出专业词汇。长短句是写作的另一个关键,学生必须掌握分析句子的技巧和习作能力;命题作文灵活多样,其内容一般包括日常内容和专业内容,考察学生对日常用语和专业英语的掌握程度。 4 结语 通过对材料科学的双语教学实践,发现对教师的英语教学能力是一个考验,而对学生的英语水平则有很大的提高。通过专业英语的学习,学生对专业词汇认识度提高,对长句难句的分析能力逐步提升,从刚开始的对英文资料茫然到逐步可以慢慢看懂,并且可以运用专业英语进行简单的写作。而我们的教学初步目的在于教会学生如何掌握专业英语,从学生的课堂表现和考试答题来看,已经初步达到我们的教学目的。但还需要进一步努力,最终把学生培养成复合型双语人才。 材料科学论文:“材料科学基础”课程教学改革的探索与实践 摘 要:结合本校材料化学专业学科方向,尝试对“材料科学基础”这门课程的教学内容及注重点、课程实验等方面进行教学变革,以期能更好地满足社会对材料科学人才素质的要求。 关键词:“材料科学基础”;课程教学;改革 材料物理与化学是材料科学与工程的二级学科,“材料科学基础”这门课程是连接基础课与专业课的桥梁。学生在学习过程中普遍反映概念多、抽象、学习起来困难。对相关专业的学生来说,学好这门课程意义重大,笔者对这门课程的改革作以下探讨: 一、精简课程内容,保留课程精华 “材料科学基础”内容繁多,在保证达到教学目标,保证教学质量的前提下,结合教学中的实际情况对该课程内容进行有目的的删除和保留,使学生明确学习重点。 1.突出课程重点,让学生学有所得 “材料科学基础”涉及材料的组成、性质及结构等方面的问题,对材料及材料的使用性能进行了探讨。“材料科学基础”中公认的重要知识点有:晶体的结构、位错、晶界、相及相的组成、组织特点、合金元素的作用及热处理等,这些知识点环环相扣,内容繁多且对学生的理解能力要求较高。教师在课堂教学中应当注意与实际生活相联系,运用生活中的物品、材料进行讲解,加深学生对知识点的理解。 2.联系学科进展,增添学生的学习兴趣 当前我国载人航天及新功能复合材料领域与“材料科学基础”的内容息息相关,学生对新事物往往有着好奇的心理,在授课时穿插一些建立在本课程知识基础之上的科技前沿动态,通过新材料具体性能的介绍调动学生学习的积极性。例如:在讲授晶粒的概念时,可以将纳米技术的应用及进展介绍给学生听,展现纳米材料独特物理化学性质,来吸引学生。 3.温故而知新,让学生所学的知识成为一个体系 科学编排“材料科学基础”课程内容,教授新内容时,带领学生复习上节课的学习内容,通过合理的教学安排使每节课的授课内容具有承前启后的作用。学生学习新内容就不再感到突兀和陌生,有助于学生对整个课本知识的融会贯通,提高他们利用所学知识分析和解决问题的能力。 二、教学手段的改革 1.角色互换教学 传统教学手法一般以教师为中心,教师的说教,学生只能被动听课,容易造成学生听课不在状态,甚至酣然入睡的情况发生。为了避免这种情况发生,有必要将重心从老师转移到学生身上,开展学生之间,学生和老师之间的互动。比如尝试让学生去讲课,老师点评的办法来提高学生的参与度。 2.多媒体教学 多媒体作为辅助教学的手段,能否利用好多媒体达到教学事半功倍的效果,关键在于老师的运用。多媒体教学应用较广泛,但真正达到教学预期的目标比较困难。结合笔者经验,在使用多媒体教学前,要做好所讲内容的图片,比如讲授晶体时,就需要老师收集各方面资料,制作好晶体模型,以便学生可以对晶体结构有直观认识。 三、对课程实验的改革 要学好“材料科学基础”,就需要理论与实验结合,用理论来指导实验,用实验结果来验证理论。一般来说,本课程传统实验主要安排有:铁碳合金的平衡组织观察、钢的热处理和硬度实验、钢热处理后的显微组织观察和其他材料的显微组织观察等实验项目。这些实验多为验证性的,不利于学生实验创新能力的提高。我们可以对传统的实验项目进行变革,合理整合相关实验,引进对学生创新能力要求较高的实验来达到提高教学质量的目的。例如:我们可以将原本是几个独立实验的钢的热处理和硬度实验、钢热处理后的显微组织等实验合并起来,既避免了实验耗时太长的缺点,又加强了学生对材料科学基础重要知识点的理解。 支持学生对教学重点内容开发新的实验,尝试设计实验方案,鼓励学生运用实验室的器材进行验证,并对实验结果进行分析。教师只要对学生的实验步骤或目的提出合理化建议,有利于学生动手能力的培养,有利于学生自主创新能力的提高。实验项目的确定,可以通过交流探讨,发扬民主,结合课程、当地实际与学生兴趣来进行选择。 对“材料科学基础”进行教学改革,要综合考虑各方面因素,抓住学生的兴趣,通过对教学课程的合理设置,教学方法的提高及实验内容的创新来达到预期改革目标。笔者结合教学经验对“材料科学基础”课程的教学改革及探索作了简单分析,还望广大同仁进行批评指正。 材料科学论文:《无机材料科学基础》的教学改革与实践 【摘要】《无机材料科学基础》是无机非金属材料工程及相关专业的专业基础课。本文从课程的性质和内容出发,围绕课程建设和提高教学质量这一优秀任务,在教学实践中进行了一系列改革和探索。通过改进教学方法、优化教学手段、加强实验教学、改革考核方式等措施,激发了学生的学习兴趣,拓宽了学生视野,收到了较好的教学效果。 【关键词】无机材料科学基础 教学改革 教学实践 教学方法 《无机材料科学基础》是无机非金属材料工程及相关专业的一门重要专业基础课,同时也是研究生入学考试的必考课。该课程科学系统,内容广泛,逻辑严谨,注重新概念、新理论、新材料、新工艺及不同学科知识的运用和融合;同时还涵盖了结构化学、物理化学与结晶化学的基本原理,探究了无机非金属材料宏观性能与微观结构之间的内在联系,是专业课程学习和材料研发的重要理论基础。 随着高等教育课程体系改革的深入,课程存在的学时数减少与知识信息量的拓展与更新之间的矛盾日益加剧。《无机材料科学基础》内容丰富,知识体系零乱、抽象且难于理解,学生普遍反映难学,甚至表现出厌学情绪。因此,深化教学改革、提高教学质量已势在必行。结合近几年的教学实践和体会,本文对《无机材料科学基础》课程教学改革的方法进行了探讨。 1.改进教学方法,提高教学效果 在传统的粉笔加黑板的教学方法中,由于板书时间花费较长,讲授时间相应减少,从而引起教学质量下降甚至教学任务难以完成。有些抽象性内容仅凭口授很难表述清楚,学生也很难完全理解,传统教学方法的劣势日益显现。多媒体和网络技术的运用与发展,不但可以实现更多的信息量的传递,而且可以更加生动形象地模拟物质结构和动态过程,能更好地帮助学生理解相关知识点,提升教学效果。然而,学生长时间观看屏幕会导致视觉疲劳、走神甚至跟不上教学进度等问题。因此,采用何种教学方法使学生易于接受,从而达到最佳教学效果是教学改革永恒的主题。 1.1启发式教学法 启发式教学法是在教学过程中通过教师的启发引导帮助学生主动、自觉地去涉猎知识。在课堂教学中,教师精心设计各种启发式问题,进行互动式提问,鼓励学生大胆发表见解,引导学生自主学习、独立思考,教师只扮演“授人以渔” 的角色。比如在讲授非自发形核知识点时,就以人工降雨引入。人工降雨是通过向高空发射AgI炮弹来增加降雨量,引入时就向学生提问“为什么人工降雨能增大降雨量?”,带着这个“启”有效地引导学生主动的“发”,在讲解的过程中不时穿插有关问题,迫使学生主动思考,自寻答案,最终就会获得“非自发形核小于自发形核功,从而提高形核率”的结论。 1.2直观式教学法 直观式教学法就是使用实物、挂图、模型等教学媒体创建具体生动的形象或场景的教学方法。对于培养观察力、判断力和想象力,激发学习的积极性、主动性和创造性,提高教学效果具有非常重要的意义。例如,在介绍材料缺陷时,点缺陷和刃位错可以用“玉米棒上玉米粒子的分布”形象地表示出来;在学习材料的疲劳内容时,课堂中以一铁丝为教具进行现场演示,用手在铁丝两端使劲拉不能将其拉断,而反复弯折却能将其折断。然后以此现象为切入点,通过系列提问以启发引导学生思维,最终让学生理解:铁丝在弯折过程中受到的力属于交变载荷,交变载荷的反复作用使铁丝在外加应力小于抗拉强度时,在铁丝内部或表面的某些缺陷处或薄弱处萌生裂纹,裂纹的扩展最终导致疲劳断裂。 1.3提问式教学法 在教学过程中,适时地提出问题并引导学生有意识地去思考,对提高教学效果很有好处。上课开始时,在复习上次课内容的基础上,花两分钟时间以提问方式引出新课内容,达到引人入胜的效果;在讲授到易出现错误理解的知识点时,及时提出相关问题,帮助学生正确吸收相关内容;每堂课结束前提出几个具有启发性问题,引导学生课后进一步阅读相关文献资料,加深对所学内容的理解和知识体系的拓宽。通过提问式教学,激发了学生的学习欲望,增强了学生学习的兴趣。 1.4讨论式教学法 课堂讨论不但能引导学生对要讨论的问题进行积极思考,而且可以提高学生的思维能力和语言表达能力。在学习硅酸盐晶体结构时,提前2周将讨论主题告知学生,让学生分为若干小组,每个小组在课下准备讨论内容。课堂讨论时由各组选派代表上台发言,要求学生将几种典型结构的桥氧数、组成单元的络阴离子及硅氧比、晶胞分子数、四面体和八面体空隙的填充情况及连接情况、结构与性质的关系等内容进行对比介绍,通过讨论以达到取长补短,完善各自认识的效果。期间教师及时对讨论内容进行启发指导和总结,并对学生表现进行打分。 2.优化教学手段,提高教学效率 传统的教学手段主要采用板书,这种教学方法使师生交流更易实现,对于启发学生思维、发展智力起到很重要的作用;然而板书存在授课量偏少、上课效率较低、特别对很多抽象的知识点难以讲解清楚等不足,教学效果不是很好。结合《无机材料科学基础》内容和特点,采用多媒体教学为主、板书为辅的教学方式,极大地丰富了教学信息量,提高了教学效果和学生的学习兴趣。 在多媒体课件制作中,将比较重要的、提醒学生注意的地方用记号标示出来;尽量减少文字的出现,以避免视觉疲劳;需要详细讲解和强调的地方,则采用板书讲授;在抽象难懂的地方适量运用动画视频形式。比如,在讲述最紧密堆积时,可以通过视频动画展示面心立方、密排六方堆积及其四面体和八面体空隙,同时配合实物模型、挂图等辅助手段提高学生的空间想象能力;在讲述晶体结构时,通过flash动画将抽象的三维晶体结构以立体的、动态的形式展现出来,便于学生理解吸收;在学习缺陷内容时,通过多媒体多角度直观展现点缺陷、刃位错和螺位错形成的过程,使学生从直观上掌握了这些缺陷的基本特征。 3.加强实验教学,注重能力培养 《无机材料科学基础》是一门理论联系实际比较紧密的学科,实验教学无论对于学生基础理论的学习和掌握还是工程实践能力的培养和提高都具有至关重要的作用,是培养学生工程意识、创新能力和动手实践能力的重要途径。结合课程的内容,将实验整合为基础型、设计型及综合型三大类。对于基础型实验,实验原理、实验步骤及注意事项都要讲解清楚;对于设计型实验,只给出实验题目和方案,由学生独立实验和处理数据;对于综合型实验,只给出题目和方向,给定实验条件,由学生自己制定方案、独立完成实验。在实践过程中,通过开设部分教学动画演示实验替代部分验证性实验,将有限经费尽可能投入到研究型和综合型实验中。 4.改革考核方式,促进学生发展 目前,国内高校对学习的评价方式主要是依据学生的考试成绩,考试形式比较单一,大多为一次性闭卷考试,强调答案的唯一性,导致学生学习被动,自主学习能力差,不善于灵活运用所学知识分析解决实际问题,普遍缺乏创新精神。因此,《无机材料科学基础》应采取较为灵活的考核手段。我们尝试了一系列改革,取得了良好的效果。比如,注重平时课堂上的表现,鼓励学生在课堂上积极提出问题、回答问题并进行讨论;学习晶体结构时,课后要求学生用相关软件绘制几种典型结构的三维模拟图;学完一章内容后,根据学生自身的喜好,就某一知识点提交一篇小论文。平时作业、考勤、课堂讨论、小论文全部纳入平时成绩,总成绩则由平时成绩、期中考试成绩和期末考试成绩构成。多样化的考核,使学生开阔了专业视野,提高了学习兴趣。 5.结束语 《无机材料科学基础》课程的教学改革是一项科学性强、涉及面广、任务繁重、意义深远的系统工程。在改革过程中必然遇到新的情况和问题,过程永无止境。在平时的教学中,必须依据教学大纲和时展的要求,与时俱进,以人为本,充分调动学生自主学习的积极性,不断改革,勇于实践,才能进一步提高教学质量,实现“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的创新人才培养目标。 作者简介: 杨海平(1976-),男,湖南新宁人,工学博士,湖北工程学院化学与材料科学学院讲师,主要从事无机功能材料的研究工作。 材料科学论文:《材料科学实验》的创新教学模式与实践探索 【摘 要】针对《材料科学实验》的课程设置和教学模式,提出以拓宽基础、突出应用为目标导向,围绕材料的力学、电学、磁学、光学、以及材料加工、材料成型等领域创新教学内容和教学模式,使学生全面了解和掌握材料的合成、制备、测试、分析等基本实践操作和数据分析能力,搭建课堂教学与实验实践的桥梁。 【关键词】材料科学实验;实验教学;创新 0 引言 《材料科学实验》是材料专业的主要实验基础课之一,主要面向高年级本科生和低年级硕士研究生开设。《材料科学实验》以物理学、化学、物理化学、材料科学基础、材料性能学等课程为基础,教学内容涵盖材料的力学、电学、磁学、光学、以及材料加工、材料成型等诸多领域,是材料专业基础理论的重要实践环节,也是搭建课堂教学与实验实践之间的桥梁。《材料科学实验》力求通过了解和掌握材料的合成、制备、性能测试、分析等基本实验实践操作和数据分析能力,解决科研生产和实践工作中的实际问题。本文针对当前形势下社会对创新性综合型人才的需求,提出以拓宽基础、突出应用为目标导向,对《材料科学实验》课程的教学模式进行创新与实践探索。 1 当前课程教学分析 在国家对材料专业人才培养的高度重视与大力支持下,大部分高校具备了材料专业本科生和硕士研究生人才培养的资格。但材料专业的主要实践课程之一《材料科学实验》的现有教学内容、教学模式与教学效果之间还存在一些问题,主要体现在以下三个方面:一是学科分工精细化使知识缺乏系统性。在高年级本科生和研究生阶段,学生的知识领域逐渐向二级学科和三级学科(即研究方向)靠拢,忽视了一级学科的总体目标要求。例如高分子材料方向的学生对金属材料方面的知识重视不够。二是对知识的理解与运用缺乏连贯性。如前所述,学生的知识范畴通常是局限在二级学科或三级学科领域,忽略了大学(在某种程度上)作为一种通式教育以及综合型人才培养的重要载体这一特征。更有甚者,目前很多以考研为目的的学生只掌握了所需考试的那几门课程的知识,其它课程便是无人问津,更加谈不上实验实践了。即,过于强调知识的“点”,而缺乏“线”和“面”层次的理解。三是重理论轻操作。理论固然重要,但是少了实践环节,很多创新性思维就难以得到发挥,也容易导致教学与实践的脱节。因此,从新形势下社会对材料专业人才的需求与高校人才培养目标的一致性出发,本着培养创新性综合型材料专业人才的宗旨,我们提出在《材料科学实验》的课程设置和教学模式上进行创新,以拓宽基础、突出应用为目标导向,努力培养出满足当今国家和社会需求的高素质人才。 2 创新教学模式与实践探索 以拓宽基础、突出应用为目标导向,从课程开设的目的、方法、内容和效果等方面对《材料科学实验》课程的教学模式进行创新。 2.1 课程设置上体现创新性和综合性 近年来,通过不断摸索,全面规划,以掌握材料的合成、制备、测试、分析等方面的知识和实践能力作为出发点,围绕材料的力学、电学、磁学、光学、以及材料加工、材料成型、材料表面处理等诸多领域开设实验项目,以拓宽基础、突出应用为目标导向,为开展与材料专业有关的实验实践活动打下宽广而坚实的基础,并搭建材料专业的基础理论和实践应用之间的桥梁。把各知识点连接起来,融会贯通,使知识由“点”的层次跃迁到“线”和“面”的层次,举例如表1所示。 2.2 创新教学模式、提高教学效果 通过不断探索,建立了一套比较完善的教学体系、考评体系以及质量保障体系,重点解决了以下几个关键问题。 1)多学科交叉授课的协同性。《材料科学实验》涉及到材料的力学、电学、磁学、光学、以及材料加工、材料成型、材料表面处理等诸多领域,每个实验项目均由教学经验较丰富的副教授及以上人员担任,每名教师只负责一个实验项目,解决了多学科知识背景与多名教师授课之间的协同性。 2)创新教学方式。首先通过实验原理、实验目的、设备结构和工作原理等方面知识的系统讲解与分析,阐述本实验项目与基础理论知识之间的关联性;然后老师做出演示实验,进一步展示实验原理和有关的操作方法;最后每个学生自己动手开展实验,结合老师的讲解和自己在实验操作过程中的体会,对有关实验现象进行总结、对实验结果进行分析、对所遇到的问题进行剖析并提出解决途径,将所学的理论知识与实验实践紧密结合起来。 3)完善知识体系。通过《材料科学实验》课程的系统学习和实践操作,补充以前所学知识的漏洞。同时也为不同专业方向的学生拓宽视野、扩充知识范畴,并且利用各专业方向各自的优点和不同学科之间的互补性提高学生综合运用知识的能力。 4)搭建公共实验平台。在《材料科学实验》平台建设方面,通过购置新设备、综合利用部分科研设备、改造或扩展现有仪器设备功能等三个方面为《材料科学实验》课程的教学搭建先进和较为齐全的实验教学平台,平台建设注重基础知识和跟踪科技前沿的双重目标。在材料科学实验这个平台上,使学生的创新能力和知识运用能力得到了充分的锻炼和培养。同时该平台也为学生的课外实践、第二课堂、国家大学生创新训练计划、广西大学生创新训练计划等提供了重要场所,深受广大学生的欢迎。 5)构建公平合理的考评体系。按照实验现场操作、数据分析与解决实际问题能力、期末考核三方面对学生的基础知识运用和实验实践操作进行综合测评。 6)建立健全的质量保证体系。实验项目的现场指导均由从事一线教学的骨干教师负责,教学管理员负责协调各实验项目的开展,分管领导进行督查,这样一整套的实验实践教学和管理系统确保了教学的顺利进行并取得了预定的效果。 3 结语 以先进教育思想为指导,系统规划课程的各实验项目,以拓宽基础、突出应用为目标导向,构建了具有鲜明特色的《材料科学实验》课程教学软硬件平台,形成了有利于培养学生实践能力和创新能力的教学模式,全面提高了实验教学水平和教学效果。 材料科学论文:材料科学与工程专业英语教学改革思考 摘要:专业英语教学是继传统英语教学之后,提高材料科学与工程专业大学生对本专业英语应用能力的重要手段。本文通过对现行专业英语教学现状进行分析,针对目前教学中存在的问题,探讨今后教学内容及教学方法,着重培养学生专业外语的自学能力及应用能力。 关键词:专业英语;材料科学与工程;教学改革 1. 专业英语教学现状 专业英语是一门综合性较强的课程,即包括基础英语的基本知识又包含了特定专业的专业知识,因此其既具有语言教学的规律性又具有专业教学的规律性[1]。但目前,专业英语教学任务分散在各个学院,专业外语教师师资力量较薄弱,而且专业外语课时少,很难实现科技英语系统教学[2]。而学生从基础英语教学模式一下子转变为专业英语教学模式,面对大量复杂的专业词汇及长句、难句,同学们初学时不易掌握,不会进行长句结构分析,不会词性的转换及词序的灵活处理,因此翻译课文经常不能表达原意。而且,一般专业英语课程开设在第六学期,此时同学们刚刚接触本专业基础课程,对专业知识和技能的理解和掌握有限,因此对于教材中一些专业性很强的知识很难理解,学生掌握起来较吃力而使其失去学习兴趣,课堂中形成了老师为主的翻译模式[3,4]。由于缺少了对科技英语体系的系统学习部分,同学们对科技论文的结构及撰写格式不甚了解,在毕业设计环节,本科生撰写英文摘要等方面的表现很差。 为了提高材料科学与工程专业学生的专业英语水平,本文从教学内容及教学方法上进行了一系列探索,力求提高学生专业外语的自学能力及应用能力。 2. 教学内容改革 目前,材料科学与工程专业选择的专业英语教材主要内容包括水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料等传统工程材料的制备原理及工艺,专业性很强,部分内容因为学生未接触本专业课程,缺乏专业背景而很难理解。因此。针对本专业学生的实际情况,在充分调研国外相关教材的基础上,将国外原版教材中过于水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料的精华部分作为课堂教学的一部分,让同学们掌握科学、客观、较标准的英文表述习惯,而内容和难易程度则与专业知识结合紧密,以各种材料概述、制备工艺、性能及应用为主,不再涉及一些专业性太强的理论知识。课程中除了讲解专业知识外,在课程绪论部分给学生一个过渡,让学生了解专业英语与基础英语之间的区别以及专业英语句式结构的特点,使学生能够对专业英语的语法结构有一个大致的了解。同时,为了提高学生科技论文查阅及写作能力以及国际交流能力,教材中将设置有关专业论文结构与撰写的章节。 3. 教学方法改革 专业外语课时设置都较短,一般为32~48学时,在短短的32学时内,要求学生“听、说、读、写”全面发展几乎是不可能的。因此,课内教学主要仍以“能读会写”为主要教学目标。但教学方法将不再以教师为主角,改变原来“老师讲、学生听”这种填鸭式的教学方式,通过翻转课堂,让同学们走上讲台,完成课文的翻译及讲解过程。老师主要负责专业词汇的讲解及引伸,扩展同学们的专业词汇,通过讨论对同学们在翻译过程中产生的问题进行纠正及讲解,剖析复杂长句及难句的句式结构。结合目前同学们专业外语学习现状,将在课堂上引入大量的科技外文文献,使同学们掌握其主要结构及撰写要求,重点培养同学们掌握本专业论文英文摘要的撰写。 专业外语听说能力的培养同样至关重要,而且培养过程需要一个长期的过程,并非通过 一两次课堂教学就能一蹴而就,因此,这部分能力的培养主要是通过鼓励学生自主学习来完成,鼓励学生观看相关材料介绍的视听文件,在课堂翻译过程中要求同学首先对原文进行朗诵然后进行讲解,这就要求同学们在课前要做好充分的预习,提高他们的自学能力。此外,根据同学们撰写的专业论文英文摘要,要求学生在课堂上做一个presentation,逐步提高同学们专业英语表达的自信,最终目的是培养同学们国际交流及应用的能力。 4. 结语 随着时代的发展,在英语日益成为国际主要交流工具的今天,加强材料科学与工程专业外语教学水平,根据教学目标的正确定位来及时调整教学内容以及采用丰富有效的教学方法是培养学生学习兴趣以及提升英文阅读、写作及交流能力的重要方面。因此,积极进行专业英语有效教学方法改革的研究,对于提高学生专业外语的自学能力及应用能力有着重要的意义。 参考文献: [1] 刘秀梅, 贺杰. 优化机械专业实践性教学方法的研究[J]. 科技创新导报. 2014(2):158. [2] 陈静如, 田砾, 万小梅. 专业外语教学内容与方法改革[J]. 中国冶金教育. 2014(1):69-70. [3] 王振廷, 孟君晟, 孙剑峰, 武万良. 材料类专业外语课教学模式改革与探索[J]. 黑龙江教育:高教研究与评估. 2008(10):47-48. [4] 饲觳. 高分子材料与工程专业科技外语阅读教学浅谈[J]. 吉林化工学院学报. 2013(2):21-22. 断裂力学力学、材料科学和化学的集成 材料的断裂和裂纹缓慢增长是材料(微观结构)对力学效应、化学驱动力和温度影响行为的联合反应。因此,有必要考虑化学和热环境影响下的建模,其中需要考虑微观结构的随机影响。作者用本书作为断裂力学本科生和研究生的课程教材,也是基于作者在里海大学的工作团队进行的断裂力学、表面和电化学、材料科学的研究。 本书分为10章:1.引言; 2.断裂力学的物理基础;3.裂缝的应力分析; 4.断裂韧性的实验测定;5.设计(安全)的断裂考虑;6.亚临界裂纹增长;蠕变控制的裂纹扩展;7.亚临界裂纹扩展:应力,腐蚀开裂和疲劳裂纹增长(现象学);8.亚临界裂纹增长: 在区域负载环境下提高裂纹扩展(或应力腐蚀开裂); 9.亚临界裂纹增长: 在区域负载环境下提高裂纹扩展(或腐蚀疲劳) ;10.以科学为基础的概率建模和寿命周期工程及管理。 本书适合力学、材料科学、化学和多学科的研究人员、工程师、教师和研究生阅读和参考。 材料科学论文:“材料科学与工程”学科建设与未来发展对策 摘要:以学科评估为契机,立足我校“材料科学与工程”学科现状,围绕学科建设与未来发展,从师资队伍、学科平台建设、科学研究水平、人才培养质量等方面的现状进行了分析与探讨,对材料学科未来的发展提出对策。 关键词:学科建设;平台建设;科学研究;人才培养 高等学校是知识创新和创新人才培养的基地,其优秀是学科建设。大学在国际及国内的排名主要取决于该校学科的发展水平。世界上一流的院校,首先是拥有一流的学科。“材料科学与工程”学科既是基础科学,又是新技术革命的先导。津工业大学“材料科学与工程”学科近年来围绕学科建设这条主线,以学科评估为契机,在师资队伍、学科平台建设、科学研究水平、人才培养等方面开展了卓有成效的工作。但国家对新材料的要求不断提高、国际材料领域发展迅猛,学校对材料学科的总体发展寄予了更高的希望,学科建设工作仍存在较大的努力空间,如:①学科尚缺乏在国际、国内具有较大影响力的领军人物;②学科尚无部级的科研平台;③学科在教学方面尚无部级的教学名师及教学成果。在我校“材料科学与工程”学科现有的基础下,如何采取积极有效的措施,保持我校材料学科在市属高校现有的领先地位,实现跨越式可持续发展,尽早步入国家重点学科的行列,仍然是材料学科目前面临的紧迫任务。 一、师资队伍的现状与未来发展 1.师资队伍的现状。有了高水平的学科领军人才建设高水平学科,才能出高水平成果,提高学科的整体水平。有了高水平的学科,才能吸引高水平的学科骨干人才。因此师资队伍建设对学科水平的提升起着至关重要的作用。目前,材料学科有教职员工84人,学历层次、职称层次较高,学缘结构、年龄结构合理,已拥有国家百千万一层次人才2人、中科院百人计划入选者1人、教育部新世纪人才2人。但部分学科人员分散在学校其他部门,总人数在相同学科中仍属于中等偏少的状态。部级人才较少,仍达不到高水平师资队伍的要求。 2.师资队伍的建设及未来发展。学科现有5个特色研究方向:高性能与功能纤维材料、膜材料与膜过程、新型功能材料物理与化学、材料设计、结构与性能和无机功能材料。2012年学科以自由组合的方式形成了7支年龄、学历、职称结构合理的学术团队,每个团队根据自己的优势科研方向建立了学术梯队,取得了显著的科研成果,有效地提升了学科的科研水平。近年来,我校材料学科积极贯彻落实校人才工作会议精神,广开引进人才渠道,坚持培养本学科优秀学术人才与选拔、引进国内外材料学科优秀中青年科研工作者相结合的方法。2010~2013年已引进加拿大滑铁卢大学、日本东北大学、中科院山煤化所等国内外著名科研院所的优秀中青年学者来校工作。2014~2015年材料学科将继续依据各方向的发展需要,适度引进树脂基复合材料、生物医用材料和金属材料方面的优秀科研、教学人才,充实和加强师资队伍。目前已意向引进美国宾州大学、加拿大卡尔加里大学等国际知名院校优秀博士毕业生。“十二五”末学科教职工总数预计达到100人左右,整合分布在院外的本学科骨干教师,总体形成专职教师95人左右的队伍。材料学科将继续对教师实行分类考核,加强完善教师的考核机制,根据教师的能力和特点,强化教师自身的特长,确定以教学、应用基础理论研究、应用研究等为重点的发展方向。重视青年教师的培养,结合青年教师的专业和科研方向,帮助青年教师尽快融入现有科研团队,促进他们专业专长的发展,做到“人尽其才、才尽其用”,充分发挥每一位人才的作用。近年来,学科通过实施国内外访问学者、中青年学术骨干教师出国访学研修等项目,着力培养了一批年轻有为、有较大科研潜力的中青年学术骨干学者,储备了学科拔尖人才和学术领军人才后备力量。目前,材料学科已具备冲击部级人才称号的实力,将在教育部新世纪人才、国家教学名师、青年等方面有所突破,预计到“十二五”末新增部级和省部级称号人才5人次,为材料学科建设以及整个教师队伍科研能力的提升发挥重要作用。 二、学科平台的现状与未来发展 1.学科平台的现状。“材料科学与工程”学科是天津市重中之重学科、天津市高等学校“十二五”综合投资I类建设学科,建有一级学科博士点、一级学科博士后流动站。高水平的科研创新平台和基地不仅是凝聚人才、科研工作者展示智慧的舞台,更是学科创新和进入当代国际科学研究前沿的重要基础平台。多年来,天津工业大学材料学科重视科研平台的建设和管理,目前已建有“部级实验教学示范中心”、“中空纤维膜材料与膜过程”省部共建重点实验室、“改性与功能纤维”天津市重点实验室、天津市膜技术工程中心、膜分离技术协同创新中心等科研平台。实验室面积16000m2,设备总金额达9000万以上,万元以上设备400余台套。实验室管理体制健全,制定了一系列规章和管理制度,如《天津工业大学实验室工作规程》、《天津工业大学校级、学院(系)管实验室管理办法》等。 2.学科平台的建设与未来发展。材料学科既重视提高本学科的科研水平,还不断加强与其他学科的交叉融合,发现和形成新的学科生长点。2013年“材料科学与工程”一级学科与“环境科学与工程”学科交叉设置了“环境材料科学与工程”二级学科硕士点,与“电子信息工程”学科交叉设置了“材料检测与系统”和“生物医学工程”二级学科硕士点。通过与其他学科的交叉融合,进一步优化了“材料科学与工程”学科的结构,提高了学科整体水平,促进了相关学科的发展。目前,材料学院的“无机非金属材料工程”专业教师承担着多项国家高技术研究发展(863)计划课题、国家自然基金等部级、省部级课题,无机功能材料与器件相关研究已处在国内该领域的前沿,已形成自己的优势与特色。2014~2015年,材料学科拟在现有工作的基础上,继续组织力量论证、筹建“能量存储材料”天津市重点实验室,加速材料学科建设的发展。材料学科及时跟踪国家重点学科建设情况,对比学科发展找差距,积极组织实施,确保全面完成天津市“十二五”综合投资I类学科建设任务,争取市重点学科建设取得更大成绩,早日具备申报国家重点学科的条件。此外,未来几年材料学科将进一步健全管理体制和激励政策,争取尽快建成省部共建国家重点实验室、部级协同创新中心,实现市属高校部级科研平台的突破,通过协同创新,做大、做强学科科研平台。 三、科学研究水平的现状与未来发展 1.代表性学术论文质量。代表性学术论文质量的衡量标准包括ESI情况、SCI影响因子、他引次数等几个方面。材料学科已出台激励政策加强引导、鼓励教师发表高水平科研论文、出版专著和教材。在学科奖励政策的指导下,2011~2013年教师和研究生发表的科研论文被SCI、EI、ISTP检索的数量及JCR一、二区论文数出现了较大幅度的增加,科研论文的质量迅速提高,但高影响因子和高他引次数的论文数仍相对较少,国内学术刊物论文的他引次数也有待提高。2013年材料学科制定了“材料科学与工程学院学术资助计划”,并从学科建设经费中给予支持。一年来学院教师参加国内外学术交流30余人次,提升了学院的学术氛围,同时,教师的质量也有较大提高,鼓励教师“多出成果、出高水平成果”,巩固和提高学科整体科研水平。 2.科研获奖。近年来,学科在中空纤维膜材料、功能及智能纤维、相变材料微/纳胶囊、高性能纤维等领域形成了较大的优势和特色。过去5年中连续获得了3项国家科技二等奖,2012年获得天津市科学技术一等奖和中国纺织工业协会一等奖各1项,2013年获得中国粮油学会科技奖三等奖1项,2012~2013年获得天津市滨海新区技术发明奖等省市级其他奖项9项。近几年科研获奖是材料学科的优势,但未来应注意培养新的增长点,继续引导教师培育国家和省部级科技奖励成果,保持不断有新的成果出现。 3.专利转化与签订技术合同情况。“专利转化”是我校的强项,材料学科2011年获得授权发明专利12项,2012年获得授权发明专利22项,2013年获得授权发明专利38项,取了迅猛发展的好形势。未来几年,材料学科将有计划、有组织的加强科技成果转化工作,加大对取得显著成绩的教师的奖励力度,提高成果转化率。对转化前景好的专利,积极寻找转化对象,对于暂时难以转化的专利,以授权使用的方式转让高新技术企业,为提高转化水平积累经验。近年来材料学科引进青年教师人数较多,学科通过实施“青年教师下企业”、“青年教师进企业博士后工作站”、“滨海新区科技特派员”等措施,加强培养青年教师的实践能力,加强其与企业合作的意识,及时引导青年教师进行成果转化。 4.科研项目。2012年材料学科新获批国家科技支撑计划1项、973前期预研项目1项、国家“十二五”军工配套科研项目1项、参与承担国家863计划项目1项、国家自然基金14项。2012年材料学科新增科研项目数、纵向科研立项以及项目总经费均较2011年有较大幅度的增加,总体发展较为平稳,科研经费到位相对充裕,但至今无主持承担973重大科研项目。未来几年,材料学科将继续巩固和加强在科研立项方面的成绩,组织教师培训交流,稳步提高科研经费额,年增长率保持在25%以上,到“十二五”末达到年新增科研经费2000万元,五年累计科研经费6800万元。 四、人才培养的现状与未来发展 1.教学与教材质量。近年来,笼统的“学科专业建设”已被“学科建设”与“专业建设”所取代,概念的分离反映出提高教学质量在“学科建设”中的作用日益提升。在政策的导向作用下,材料学科教师出版专著和教材的积极性逐年增加,但缺少部级精品教材与部级教学成果,教学与教材建设亟待加强。学科拟尽快组织开展全国调研和学科内研讨会,认真探索、总结经验、迅速研究出台相应的奖励政策,以减免工作量和学校实验教学团队建设经费,奖励教师出版部级和省部级规划教材和实验教材,积极发展交叉学科的教材建设,使教材建设与学科建设同步发展。 2.优秀学位论文及优秀学生。学位论文作为研究生学习的最终结果,学位论文质量是研究生教育的重要体现,也是评价研究生培养质量的综合指标。本学科近年来部分优秀硕士毕业生攻读了本校纺织学科的博士研究生,累计为纺织学科培养了4名博士生获得国家优博论文提名奖,材料学科目前只获得两篇天津市优秀博士学位论文,总体上差距较大。2013年本学科分别出台了“材料科学与工程学科硕士、博士研究生优秀学位论文培育基金和助学金管理办法”和“博士研究生国际会议交流资助计划”。学科对有潜力的研究生重点培育,鼓励研究生参加高水平国际会议,加快取得发明专利等科研成果的进度,鼓励研究生安心论文工作,早出成果。材料学科将在现有水平的基础上,继续提升天津市优秀博士学位论文和硕士学位论文数量,期待在“十二五”末在国家优秀百篇博士学位论文提名奖方面取得突破。 师资队伍、科研平台建设、科学研究水平、人才培养是高校建设高水平学科长期性、基础性的工作。本论文针对天津工业大学“材料科学与工程”学科的现状进行了全面的分析与探讨,立足于充分发挥学科的优势,以政策为导向,对本学科未来的发展和建设提出行之有效的对策,也为其他地方院校材料学科的建设和发展提供了一定的参考与借鉴。 作者简介:张兴祥(1962-),男,山东莱州人,天津工业大学材料科学与工程学院院长,教授。 材料科学论文:材料科学与工程专业学生专业素质培养方法的探究 摘要:在分析当前形势、国家发展方向、社会需求及当代大学生的特点的基础上,结合材料科学与工程专业的特点,探讨学生专业素质培养方法,包括专业理论知识学习、实践能力培养、自学能力和创新意识培养、科技创新能力培养,以培养具有较强专业素质的复合型人才。 关键词:材料科学与工程;专业素质;培养方法 一、当前形势分析 2012年11月召开的中国共产党第十八次代表大会提出了两个百年奋斗目标:在中国共产党成立一百年时全面建成小康社会;在新中国成立一百年时建成富强民主文明和谐的社会主义现代化国家[1]。为了实现这两个奋斗目标,需要有大量的人才作为基础。十八大指出要“把立德树人作为教育的根本任务,培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人”。十八大为我国的高等教育发展指明了方向,同时对人才培养也提出了要求。 为了拉动内需,提高国民素质,我国的高校从1999年开始进行扩招。高等教育的毛入学率从1998年的9.8%快速增长到2009年的24.2%。到2012年,我国高等教育的毛入学率已达到30%。2013年,我国高校毕业生人数达到了创历史新高的699万人。据有关分析数据显示,今后几年中,我国高校的毕业生人数将基本稳定在700万人左右。高校毕业生的就业压力将越来越大。自2009年以来,受全球金融危机的影响,国内大量的工业企业发展动力不足,企事业单位提供的就业岗位数量下降,使得2013年成为“史上最难就业季”,出现了部分高校毕业生“一毕业就失业”的现象。 材料科学与工程是多学科交叉的新兴学科,与工程技术有着密不可分的关系,有很强的应用目的和明确的应用背景。材料、能源和信息被认为是21世纪国民经济的三大支柱,材料科学技术的发展为能源和信息技术的发展提供了保障。 在当前形势下,如何贯彻落实好十八大精神,把握好材料科学与工程专业的发展方向,适应社会发展,培养出满足国家和社会发展需要的高素质复合型人才,成为教育工作者、专家及学者共同关注的热点。 二、国家发展方向、社会需求及当代大学生的特点 在当前形势下,要培养出满足国家和社会发展需要的高素质复合型人才,需要掌握三个方面的内容。首先,掌握国家和经济社会的发展方向。只有很好地掌握了国家和经济社会发展的方向,才能够顺应时代的发展,培养出适应国家和社会发展的合格人才。其次,掌握社会对当代大学生的需求特点。大学培养人才是为社会培养的,只有充分了解社会对当代大学生的需求特点才能培养出适应社会发展需求的有用人才。最后,掌握当代大学生的特点。高等教育要以人为本,只有很好地了解培养对象的特点才能培养出合格的社会主义接班人。 1.掌握国家的发展方向。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》指出,要对经济结构进行战略性调整,建设资源节约型、环境友好型社会,改造提升制造业。制造业发展重点是优化结构,改善品种质量,增强产业配套能力,淘汰落后产能。发展先进装备制造业,调整优化原材料工业,改造提升消费品工业,促进制造业由大变强。完善依托国家重点工程发展重大技术装备政策,提高基础工艺、基础材料、基础元器件研发和系统集成水平。支持企业技术改造,增强新产品开发能力和品牌创建能力。培育发展战略性新兴产业。科学判断未来市场需求变化和技术发展趋势,加强政策支持和规划引导,强化优秀关键技术研发,突破重点领域,积极有序发展新一代信息技术、节能环保、新能源、生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等产业,加快形成先导性、支柱性产业,切实提高产业优秀竞争力和经济效益。 2.社会对当代大学生的需求。首先从材料科学与工程专业学生的毕业去向方面来看,以河南理工大学为例,近几年来,毕业生中有三分之一左右的学生考取了高校及科研院所的研究生,进一步进行深造,另外三分之二的学生到社会上的工矿企业及事业单位就业工作。无论是高校及科研院所,还是工矿企业及事业单位,都需要高校毕业生是具有较强的综合能力的复合型人才,如理论知识的运用能力、创新能力、适应环境能力、社会交际能力、语言表达能力、动手能力、竞争能力、沟通能力等。 3.当代大学生的特点。压力大,接触的信息量大,思维活跃,务实,他们思想前卫,追求时尚,具有观念优势;接受和理解能力较强,具有认知优势;性格外向、善于表达,逻辑表述和归纳总结能力更加突出,具有可塑优势;许多学生在入学前没有经受过压力,遭受过挫折,一路较为顺利地升入大学,具有明显的经历优势。独生子女的家庭环境使当代大学生较多地带有一些以自我为中心的意识。他们表现出较强的好胜心和自尊心,但承受挫折和打击的能力较差。同时,他们在传统的以升学为唯一目的的教学模式下受训多年,习惯于传统的填鸭式教育,造成的学习依赖性使他们难以自发调整自己,克服学习困难。当代大学生不管在生活上还是学习上,个性鲜明,反映出明显的时代特征。实践表明,采用传统的思路进行教学改进,不仅不能起到很好的效果,反而压制学生的主动创新心理。 三、材料科学与工程专业学生专业素质培养方法 为了满足国家和社会发展的需求,全面培养学生的综合素质和能力,河南理工大学材料科学与工程专业对原有的培养方案进行了修订,加大了人文素质和实践能力培养课程的比重,相应地压缩了专业教学课程的比重。在相对短的专业课程教学中,如何培养好学生的专业素质?我们认为应该从以下几个方面着手。 1.专业理论知识学习。大学生虽然具有一定的自学能力,但由于理论基础薄弱,认识和实践经验的不足,专业理论知识的学习还应当以课堂学习为主,辅之以课外学习。在做好专业理论知识学习方面,一方面要充分发挥教师的指导作用;另一方面,也要充分发挥学生的学习积极性。要提高专业理论知识的学习效率,就必须做好教与学两方面的工作。相对于传统的填鸭式课堂教育,我们将教学工作的重心逐步从“以教师为中心”转移到“以学生为中心”,在专业理论学习中最大限度地发挥大学生自主学习的作用。为了做好这些工作,我们主要在教学工作的三个重要部分:课前准备,课堂教学和课外辅导与交流这三个方面做工作。首先,在课前准备方面,由新老教师共同组成课程教学组,由具有丰富教学经验的老教师从事主干课的教学工作,年轻教师进行助课。老教师主要侧重于教学方法的研究,年轻则发挥其精力充沛,接受新信息快的特点,收集、制作和整理大量与教学内容相关的视频、图片以及文字资料,与老教师共同研究和丰富教学内容,制作精美的多媒体课件,通过引入大量的实例来说明专业理论知识的应用。一方面丰富了教学内容,扩展了学生认识;另一方面,也引起了学生学习的兴趣,调动了学生学习的积极性。其次,在课堂教学方面,由具有丰富教学经验的老教师进行教学内容的讲解,并根据学生上课掌握专业知识的情况进行分类指导和讲解说明。同时,引入美式课堂教育中常见的“课程项目”(Term Project),要求学生运用所学知识解决实际问题,并且在课堂上向教师与同学汇报,这样极大地提高了学生的学习兴趣与动手、沟通的能力。另外,在课外辅导方面,我们除了延用传统的辅导方式,即在指定的时间和地点,由老师对学生专门进行辅导外,我们还充分利用现代化的通讯联系方式来对学生进行辅导。QQ、微信、微博、飞信、电话、短信、E-mail和网络平台等通讯联系方式是目前最为流行、最为方便快捷的,而且,这些通讯联系方式也是大学生最喜欢和最常用的。我们采用这些现代化的通讯联系方式对学生进行辅导,大大地方便了学生与教师的沟通和交流。我们的实践表明,采用这些通讯联系方式可以更加灵活方便地对学生学习过程中遇到的问题进行辅导和答疑,极大地方便了学生在专业理论知识方面的学习。 2.实践能力培养。大学生在高校里所学到的专业理论知识最终都将应用于工程实际中,并在实践中得到检验、提高和发展。因此,大学生的实践能力培养是专业素质培养中的重要一环。高校的实践教学主要包括两大部分内容,即实习和实验教学。目前,国内高校在实践教学方面存在的不足主要在于理论与实践联系不够紧密,实践教学方法简单,方式单调。为了能让学生在实践中得到锻炼并在实践中得到提高,我们在实践教学方面做了一些尝试。在实习方面,首先,精选实习单位。我们根据大学生在不同学习阶段的能力特点以及实践教学计划和要求精选实习单位,以便学生在实习过程中能够很好地将所学专业理论知识与实践结合起来。其次,做好实习动员。在实习动员过程中,我们将实习单位的特点及实习内容给学生做详细的说明,同时,将实习中要注意解决的问题发给学生,以便学生在实习开始前提前做好预习和准备。另外,通过实习动员,进一步提高学生对实习的重要性的认识,使学生在思想上对实习工作高度重视。再次,开展实习中的答辩。在实习过程中,我们请实习单位中有经验的工程技术人员对实习单位的特点进行讲解,然后带领学生进行实习。在实习中,我们针对实习中每一部分的内容及特点,随机地抽一些同学进行现场答辩,接着,由其他同学对其进行评判和补充,然后由指导教师进行综合解答。这样充分地调动起学生实习的积极性和主动性,避免了实习过程中走马观花现象的出现,提高了实习的质量。最后,完成实结。在实习结束后,我们要求学生根据每天的实习日记做好实结,对实习中发现的问题及相关问题的思考写成实习报告,并由指导老师进行批改,批改后再发给学生进行学习。在实验教学方面,为了进一步提高实验教学的质量,我们主要做了几方面的工作。第一,提前将实验任务下达给学生,让学生做好充分的预习,对实验原理、实验方法和实验内容进行充分地了解和学习。第二,在实验过程中,指导教师对实验内容进行认真讲解,并提出相应的问题和要求。学生在实验过程中注意实验仪器和设备的使用,数据的分析与处理,以及在实验过程中发现的问题和处理方法。第三,实验结束后,组织学生对实验内容进行分析和讲评,进一步提高学生对实验内容的认识,并写出详细的实验报告。第四,指导教师将实验报告批改后发给学生,对指导教师提出的问题进行分析和解答。通过这些工作,学生对实验教学内容有了全面的认识,同时,实践能力在实验过程中得到了很大的提高。 3.自学能力培养。高校是培养专业人才的地方,但大学生仅靠在大学里学到有限的专业知识是很难解决今后在实际工作中所遇到的各种问题。要解决在实际工作中所遇到的各种各样的问题,就需要大学生具有很强的自学能力,在充分发挥所学专业理论的基础上,自学相关理论知识,以解决在实际工作中所遇到的问题。因此,在高校专业人才培养中,自学能力的培养也是非常重要的。 要培养好大学生的自学能力,除了发挥大学生自主学习的作用外,教师的指导和引导作用也是至关重要的。为了更好地提高大学生的自学能力,我们做了以下几方面的工作。第一,充分发挥教师的指导和引导作用。材料科学工程专业涉及的材料种类繁多,知识面广,为了避免学生盲目学习,我们对相关材料进行分类介绍,引导学生结合自己的兴趣进行自学。同时,引导学生参加各种学术讲座和学术报告,通过这些讲座和学术报告进一步提高学生对专业的认识和兴趣。第二,充分发挥学生自主学习的主导作用。学会利用高校丰富的资源进行自学。除了在图书馆查阅相关专业资料外,大学生还能够很好地利用学校的数据库进行专业理论知识的学习。同时,部分学生还能够主动地进入一些专业的学术论坛进行专业理论知识的学习。第三,加强对学生的辅导。由于大学生的专业理论基础还较薄弱,实践经验少,在自学过程中往往会碰到大量的问题。为了保障学生的自学效果,我们采用多种形式对学生进行辅导答疑,及时解答学生自学过程中遇到的问题,使学生的专业理论知识得到进一步提高。 4.科技创新能力培养。多年来,我国本土的科技工作者没有获得过代表着最高研究水平的自然科学方面的诺贝尔奖,国内的教育专家对其原因做出了深入的研究,其中,普遍的共识是现有的教育模式限制了科技工作者的科技创新能力[2-5]。为了更好地培养大学生的科技创新能力,我们为材料科学与工程专业的大学生营造了良好的科技创新氛围,创造了良好的科技创新条件。首先,为大学生灌输科技创新理念。从大学生入校开始,我们就对学生科技创新能力的重要性进行讲解说明,引导学生注重自身创新能力的发展,鼓励学生结合自己的兴趣积极参与到校内外的各种科技创新活动中去。其次,为大学生的创新能力发展制造机会、创造条件。目前,河南理工大学开展的校内外科技创新活动非常丰富多彩。校外的科技创新活动主要有国家大学生创新实验计划、大学生研究训练计划(SRTP)、河南省重点实验室开发基金、数学建模等,校内的主要有“步步高”大学生科技攀登计划项目,河南理工大学材料科学与工程专业学生创新研究基金,以及教师从事的各种科研项目研究活动等。通过积极参与这些科技创新活动,大学生的科技创新能力得到了很大的提高。再次,为大学生的创新能力发展提供辅导和支持。除了学生自主地与有关教师联系辅导以后,我们专门指派一批有经验的教师为学生的科技创新活动提供全程的指导和帮助,及时解决了学生在创新活动中遇到的各种困难。学生通过参与科技创新活动,不仅提高了自己的科技创新能力,发现问题和处理问题的能力,综合应变能力等方面也都得到了提高。 四、结论 通过多年来对材料科学与工程专业学生专业素质培养方法的探索、创新和实践,我们培养出来的大学毕业生的专业素质有了很大的提高,毕业生的质量也有了明显提升。近年来,毕业生的考研录取率逐年攀升,2013届毕业生的考研录取率达到了36.8%。毕业生的一次就业率一直稳定在95%以上。毕业生在工作岗位上能够很快进入状态,为工作单位各项事业的发展做出了突出的贡献,同时,也为国家和经济社会的发展做出了积极的贡献。 作者简介:袁海滨(1971-),博士,副教授,主要从事材料科学与工程专业的教学和科研工作,河南理工大学教改项目“国外先进教育理念在材料科学与工程专业教学改革中的应用研究”的项目负责人。 材料科学论文:浅谈《计算机在材料科学中的应用》的教改方案 [摘 要]随着计算机技术的不断发展壮大,计算机在材料科学中的应用越发普遍和显著。开设计算机在材料科学中的应用课程能让材料科学专业学生适应现代新材料研究,融入社会新潮。不同高校由于材料科学的具体研究方向不一,因而课程内容都依据专业特色而设置,结合自身专业特点,从教学方法、教学内容以及实验教学三方面对计算机在材料科学中的应用课程进行教改方案的探讨。 [关键词]计算机 材料科学 虚拟课题 教改方案 一、引言 在当今社会中,计算机在社会发展中显示了其强有力的推动作用。随着计算机技术的不断发展壮大,计算机在材料科学中的应用也越发普遍和显著,如信息检索、数据分析和图像处理、计算模拟、材料组分和结构分析等等。对大学高等教育而言,开设计算机在材料科学中的应用课程是为了让学生初步掌握计算机在材料科学应用中的方法、步骤和应用领域等,从而促进专业课的学习。 结合我校高分子材料与工程专业的特点以及毕业生需进行的毕业设计环节,在高分子材料科学的学习研究过程中需要涉及多种软件的应用,最基本的包括文献检索、实验方案的设计、数据分析、图形处理等等,而这些都离不开计算机技术。在书本式教育和多媒体PPT教育为基础的理论教学模式下,教学效果并不是十分理想。在往届的教学质量反馈中,多数学生反映单纯的理论教学形式枯燥、效果不良,一旦涉及实际应用往往束手无策,其原因是众多软件的学了需要了解基本的理论知识外,更重要的是要反复的上机练习以熟悉各种软件的操作,形成更为扎实的操作意识,而很多学生做不到这一点。因而如何更好的让学生理解、吸收、掌握众多软件的基本操作并活用到今后的学习、科研或工作中,这是大学教育所要思考的地方。 教育部颁布的新课程标准明确提出了“提高科学素养,在课堂中开展探索性学习的理念,提倡通过探索式教学,培养学生的自主科学探索能力,加强学生对科学本质的认识”。 二、教学方案的设计 (一)教学方法设计 为提高教学效果,在计算机在材料科学中的应用这门课程中,首先将课堂搬到备有多媒体设备的机房。多媒体技术具有良好的直观性、形象性和趣味性等特点,是教学的一大帮手,能进一步将课堂内容的理论教学与实际操作同步进行,更好的让学生学习、吸收课程内容。在课程设计中,引入虚拟课题作为教学方案,将多种软件的使用和课题的研究思路结合起来,以课题研究思路为教学的基本大纲路线,按步骤在各个环节中引入所需的常用软件,从而将计算机作为理论教学和实际应用的缓冲结合点,通过虚拟课题的方法将学生在课堂所学的理论知识融会贯通,为实际课题研究以及论文写作奠定基础。 (二)教学内容设计 课程规划上主要以虚拟课题的相关文献为案例,通过探讨课题的研究思路和方法,研究过程中所需要处理的问题等,循序渐进,逐渐介绍文献检索、实验设计(chemical office)、数据分析(IR,NMR)、图形处理(Origin,Adobe Photoshop)等等,为毕业论文的展开做铺垫。教学内容具体如下: 1.首先确立学生所感兴趣的研究方向或课题,并以此对学生进行简单的分组,以方便后期进行更多的教学互动。在此过程中向学生介绍常见搜索引擎,如Google,Yahoo,百度等,这些常用搜索引擎可以较为方便的提供一定的信息。而常用数据库,如中国知网(CNKI),万方数据库,ScienceDirect,RSC,ACS,Wiley-Blackwell等,借助简单的检索字段,包括Any Field(全文)、Title(篇名)、Abstract(文摘)、Author's Name(作者姓名)、Journal Title(期刊名称)等可以检索到相关研究论文文献,让学生带着自身目的去学习、掌握、运用诸多数据库进行文献检索。 2.当课题资料的收集结束之后,设想课题如何进行,设计一定的实验方案。该过程中利用chemical office是较为普遍的一款应用软件、可以满足各种分子结构的设计、反应方程式的设计、基本示意图的设计以及核磁结构的模拟分析。具体教学内容以虚拟课题中的文献相关图谱为案例,通过对文献图谱的剖析,让教学更为直观,同时上机模拟作图,加深印象和增强操作熟练度,并且鼓励设计新的设计路线,如反应合成路线、实验基本示意图等。 3.随着课题探讨的深入,课堂内容会不断涉及结构分析表征,如IR,NMR等。在此,IR,NMR软件的常规使用与分析,包括常见结构的特征峰和化学位移、峰值面积的积分比较等等都将成为基本的教学内容,让学生尽可能的认识到在材料科学研究中结构分析的重要性。 4.在众多的数据处理中,Origin由于功能强大,被公认为是最快、最灵活、使用最容易的工程绘图软件。因此教学中需要重点介绍Origin在数据处理中的应用。着重介绍各种图谱,包括数据的调整、排序、计算,统计和曲线拟合,以及直线图、散点图、饼图、柱状图、三维图表的绘制。以虚拟课题中出现的文献案例为教学案例,循序渐进,让学生由简入难,由粗到细。 5.随着文献的阅读和自我作图的实践,学生会发现优秀文献中的图谱总是让人赏心悦目。教学中通过与优秀文献中图片处理效果的对比,逐渐提高学生对数据处理的要求。Adobe Photoshop简称PS,使用其众多的编修与绘图工具,可以有效地进行图片编辑工作。因而学会将PS的图片处理功能运用到材料科学研究领域中则会使图片效果大大提升,做到科学严谨又不失观赏性。 6.当有了出色的研究成果之后,需要的便是如何更好的呈现自身的工作。为此,如何运用PPT技术制作一份精美的论文报告是展现成果的关键。鉴于计算机课程的普遍性,相信学生对简单的PPT制作并不陌生,因而课程内容中转为更高层次的PPT技术讲解,包括论文报告型PPT的一般逻辑思路、PPT中的图形制作、模板的设计、PPT的美化等等,让学生能体会到PPT制作对论文结果报告的重要性,提高学生在PPT的制作上的布局和美化意识,为毕业设计环节的PPT制作提前做准备。 (三)实验内容设计 针对常用化学软件学习的实践性、应用性较强的特点,我们将理论教学和实际上机操作设计成同步进行。而同步进行的教学模式能让学生加深课堂印象,也更有利于学生及时发现自身在软件操作应用上的盲区,因而能更好的将知识讲解和动手操作相结合,起到以点带面、强化应用的作用。如在讲解chemical office作图时,首先可以让学生学习模仿,而后鼓励学生自行设计,更深一步的让学生去体验挖掘chemical office中的作图技巧。 三、教学方案特色 通过虚拟课题的引入,使得本文所提出的教学方案的特色在于:1.课程内容的确立有学生的参与,虚拟课题的选定由学生自主分组确定,逐渐让学生主导课堂,教师则成为摆渡护航的角色;2.教学内容符合学生所需,为毕业设环节做铺垫,课题内容设计上更有针对性;3.教学过程中时时刻刻充满师生的互动,学生在自我的求知欲望下能更好的投入课程学习中,从而营造更好的教学氛围,以便获得更优的教学成果。 四、小结 本文结合自身专业特色,提出了基于虚拟课题的教学方案,目的在于让教学更好的触及学生所需要和学生所感兴趣的领域,从而提高学生学习的兴趣、专注度,同时将理论多媒体教学与实际上机操作同步进行,进一步提高课程教学的直观性和趣味性,以期获得更好的教学成果。总的来说,改善计算机在材料科学的应用课程的教学是一个系统的工程,对于高分子材料专业的学生来说,如何将计算机知识和高分子专业知识,以及自身所需有机地结合起来具有更加重要的意义。只有将三者有机结合,才能使学校教育真正满足学生的需求,让老师教得舒心,学生学得开心。再者,除去教学内容的不断改善之外,教师对教学的投入度,对学生的关爱度也是教学成功的一个重大因素所在,因而不论是教学内容还是教学态度都将是我们应改善的地方。 材料科学论文:关于材料科学基础实验教学改革的探索与思考 摘要:介绍了材料科学基础课程的主要内容及其实验教学现状,提出了对实验教学改革的具体方法和措施,总结了实验教学改革的预期效果。 关键词:材料科学基础;实验教学改革;预期效果 材料科学基础是材料科学方法与工程专业一级学科公共主干课,是介于一般基础课与专业课之间的专业基础课,在教学中占有极其重要的地位,是学习其他相关专业课程的基础。材料科学基础实验是与材料科学基础课程教学配套的实践性课程,该课程的主要目的是培养学生的基本实验、实践能力,能应用所学的基本知识分析实验现象,解决实验中出现的问题。能根据要求查阅资料,设计实验方案,正确分析实验结果。通过实验培养学生分析和解决问题的能力以及创新精神。 随着国家高教改革的实施,实验课在教学中越来越受重视,很多高校以把实验课作为一门独立的课程来计算学分,为提高学生的动手能力,使实验与教学有机的结合起来,让学生在以后的工作中能学以致用,我们进行了一些探索和讨论,希望目前实验教学中一些不合理、不适合的方面能得以改进,充分发挥发挥实验教学在专业教学中的作用。 一、课程的主要内容及实验教学的现状 本课程将系统全面介绍材料科学的基础理论知识,诸如固体材料的结合键,材料的结构与性能,材料中的扩散,材料的相变,材料的塑性变形与强化,以及材料科学研究方法等,将金属材料、无机非金属材料、聚合物材料紧密地结合在一起。通过学习,要求学生掌握材料组织结构―成分―工艺―性能相互关系的基本规律和基本理论,深入理解他们之间的相互关系,培养学生应用所学的知识,分析、解决材料研究、开发和使用中实际问题的能力。初步掌握材料科学研究的思路和方法,为后续课程的学习和进一步深造奠定理论基础。 目前,我院材料科学基础实验课程存在着一个全国高校实验教学普遍存在的问题――实验与专业课之间为隶属关系。实验内容往往各自独立,实验之间缺乏连贯性,由于实验主要以分析材料的组织为主,因此常常出现重复实验操作的现象,往往造成实验室效益低下,教师、设备、房屋等的极大浪费。实验的模式,往往是以验证性实验为主,大多是按照实验指导书,在实验室人员的指导下按部就班地进行实验,学生做完实验后常常不知道做此实验的目的、意义是什么,使学生缺乏对实验过程的理解及相关理论知识的融会贯通,不能充分掌握和利用所学知识进行创新。同时,目前实验主要以验证实验为主,大大阻碍了学生创新能力的培养。有的实验操作具有重复性,学生常常由于重复相似的实验,而失去对实验的兴趣,进而对实验抱着敷衍的态度。如,钢铁平衡组织及铸铁组织的观察、马氏体形态观察、金属的低倍组织缺陷观察等,目前主要是学生用金相显微镜对各种组织的标样进行观察,实验具有相似性,学生做实验时实验兴趣逐渐减退,往往做完实验很快就忘了。 二、实验教学改革的内容 1.验证型实验加深学生对基本理论的理解。由于材料科学基础实验是学生首次进入专业实验室,因此他们对实验室的基本情况都不了解。基础实验,主要使学生了解实验室的规章制度、注意事项及实验设备的相关知识,掌握实验设备的结构、功能,及其操作方法。本部分的实验包括金相显微镜结构与使用、金相试样的制备、金相显微摄影技术,要求学生能按实验指导书的要求,正确进行实验,联系课堂所学知识,加深对所学知识的理解,使学生掌握金相试样的制备方法,金相显微镜的使用方法和金相显微镜的数码照相法。 2.综合型实验培养学生综合实践能力。在这一实验环节中,要求学生能根据实验目的,合理设计实验方案,正确进行实际操作,应用所学的理论知识分析问题实验结果,解决实验中出现的问题。如铁碳合金平衡组织的观察与分析等。这些实验可与材料热处理、材料工艺学课程的学习一起进行。将一个班的学生分成若干个组,每组4~6名学生,由学生根据材料热处理、材料工艺学课程所学知识,在老师的指导下,学生从原料的选择、加工开始,进行配料、成型、热处理、制备金相试样,进而进行金相实验,分析各组间观察到的金相图像不同的原因。 3.设计型实验提高学生创新能力。在有关教师的指导下,学生应用所学本课程的理论知识,在本学科的前沿进行一些探索性的实践,可以在本课程时间内提出有创新性的设想和研究方案,而后在开放实验室中进行,也可以是教师科研工作中与本课程内容有关的小课题,鼓励学生应用所学的知识提出创新性的设想。如:“高强铝合金组织与性能研究”的实验。首先,学生在研究生的指导下完成相关文献的查阅,通过查阅文献,拟定出实验目的。提高铝合金强度的方法很多,如添加合金元素、制定合理的热处理工艺、采用最佳的制备工艺等,本实验的实验目的即选取适当的方法以提高铝合金的强度。其次,学生在结合文献的基础上,根据实验室条件,选择适当的实验设备。如,我院实验室可选相应实验设备有:电阻熔炼炉、金相显微镜、硬度计、力学性能实验机、扫描电子显微镜等。学生可通过所选实验设备进行合金熔铸、合金热处理、力学性能分析、显微结构分析等实验。然后,学生结合文献在老师的指导下拟定切实可行的实验步骤。在研究生的参与下完成实验。在实验实施过程中,可以几个同学一起完成,这样又可培养学生的协作能力。 4.实验报告的撰写。目前,大多数学生在撰写专业实验报告时,仍按照大学物理实验报告的模式来撰写,包括实验题目、实验目的、实验器材、实验原理、实验步骤、实验数据处理以及问题的分析讨论几个主要部分。但综合型实验与设计型实验的实验报告要求按正规期刊上发表的小论文的格式进行撰写。这样有利于培养学生的逻辑思维、文字表达能力。较好的小论文还可以进行发表,以此来提高学生学习的兴趣、学习自信,及学院的教学影响力。 三、教学实验改革的预期效果 材料科学基础通常开设在第五学期,是我院材料类本科生接触的第一门专业基础课程,课时多,课程难度也比较大,其实验课主要围绕组织的金相分析为主,有一定的操作重复性,学生实验后往往记不住实验的内容,缺乏实验兴趣。经过实验教学改革,开设综合型实验及设计型实验后,在实验过程中,学生都是实验的主体,整个实验都是在实验室老师的指导下由学生独立完成,综合实验对培养学生主动学习、灵活运用所学理论知识及创新的能力,激发学生的学习热情,提高学生解决分析问题的能力,都具有一定的效果。 四、结束语 以上是本人在材料科学基础实验教学过程中,对实验教学改革的一些思索。实验环节是工科学生学习期间的重要环节,实验教学工作的好坏,直接影响到学生专业知识学习能力、实践动手能力及创新能力的培养,因此,实验教学的改革是一项势在必行的艰巨任务,如何开展材料科学基础实验的教学改革是值得进一步深思和探讨的。 材料科学论文:混合式教学模式在《微机在材料科学中的应用》课程中的探索应用 【摘要】针对《微机在材料科学中的应用》课程自身大量运用信息手段的特点,在布鲁姆教育目标分类理论指导下开展混合式教学模式的研究,以网络教学平台为主要技术手段的多种信息技术融入日常教学活动中,对课程内容进行梳理和整合,分配网络教学时间,为学生提供完善的课上授课和课下自主学习的要求和内容,从而规范教学行为,提高教学有效性。 【关键词】混合式教学模式 微机 材料科学 在高等教育信息化逐步深入的大背景下,混合式教学已经成为大家共同关注的问题。混合式教学是指综合运用不同的学习理论、不同的技术和手段以及不同的应用方式来实施教学的一种策略。当前主要是指面对面的课堂学习和在线学习这两种典型教学形式的有机融合。 在布鲁姆教育目标分类理论指导下开展混合式教学模式的研究,旨在推动教师熟悉面向知识分类和目标导向的教学方法,提高教学设计能力,将以网络教学平台为主要技术手段的多种信息技术融入日常教学活动中,从而规范教学行为,提高教学有效性。 《微机在材料科学中的应用》课程是针对目前国内高校材料科学与工程学院所涵盖各专业大学生开设的一门专业基础课程,是将先进的绘图工具、分析软件、办公软件应用在材料生产中对产品、原材料及中间产品进行分析、测定、绘制、表述的具体应用。该课程的知识与实践能力对材料制备中的配料、原料成分数据有重要的指导作用,对产品质量检测结果、材料性能分析等方面起着重要的支撑作用。学生毕业进入企业之后,正确、高效使用先进计算机软件来提高科研、生产能力,正确处理、分析数据的能力欠缺。 目前材料科学与工程学院以培养从事材料领域科学研究与教学、技术开发、工艺设计及经营管理等方面工作,基础厚、能力强、素质高、具有创新精神的应用型高级人才为目标。为了满足该专业培养目标,《微机在材料科学中的应用》课程在教学内容、实验项目应该进行改革与创新,为做好材料科学与工程学院各专业学生从学校到社会的良好衔接,培养学生实践动手能力,与企业实际需要对接,培养实践能力强的应用型技术人才奠定基础。 主要工作流程: 1.梳理知识点:打破章节界限,将逻辑相关的知识点进行整合,然后根据前序和后续课程的关系,明确学生要掌握的知识点。 2.确定网络学时:分清以教师讲授为主的知识点和以学生自主学习为主的知识点,并根据以学生自主学习为主的知识点的难易程度和数量设置网络学时。 3.编写教学目标:按照布鲁姆的教育目标分类学的要求,编写知识点的教学目标,明确知识的类别和认知过程要求。 4.编写测评方式:根据知识类别和认知过程要求,编写能够检验学生是否达到教学目标的测评方式。 5.拟定教学策略,编排教学活动:根据教学目标和测评方式,选择恰当的教学媒体,采用恰当的教学方法,拟定恰当的教学策略,其中重点突出基于网络的线上教学和课堂教学两种方式的融合,并编排课堂教学活动的流程。 6.形成完整的教学方案:以教学设计为基础,参照学校提供的教学方案模板,最后形成以知识点为基本单元的详细的教学方案。 结合本课程特点,本课题主要研究内容涉及课程教学内容设计、上机项目优化、授课模式的改革以及考核体系的改革。现有的教学模式不能充分适应该课程的特点,理论知识的储备比例偏高,在学生具备基本的计算机操作能力的前提下,应加大理论知识和动手能力的结合,增加上机操作环节的比例,提高学生本身实践能力。针对考核体系改革,试卷考核的方式及其不适用于该门课程的考核。造成学生死记硬背,知识运用能力差,与素质教育的宗旨相违背,并且不能合适的评价学生的真是水平和能力。因此应改革考核方式,主要体现在:考试形式多样化,考题设置应用化,成绩评定多元化。 其中,课程内容的优化,授课模式的改革作为建设的重点内容。根据学生就业企业的需要以及进一步研究所需要的专业技能需求,调整和更新本课程的课程内容和授课模式是本研究要解决的关键问题,主要涉及两方面的内容:一是企业实际需要就业学生具备什么计算机在材料加工、分析、测试方面的素质和技能,二是如何处理好基础理论讲授与实际应用的关系,要求在保障学生掌握基本原理和实验操作技能的基础上,增加对实际问题分析、处理、总结、反馈、改进的技能培养。 针对《微机在材料科学中的应用》课程自身大量运用信息手段的特点,通过混合式教学模式的建设,对课程内容进行梳理和整合,分配网络教学时间,为学生提供完善的课上授课和课下自主学习的要求和内容,提高教学效率和教学成果,着重培养学生综合运用各种分析绘图软件解决在研究、生产过程中遇到的实际问题的能力。在建立和完善能够提高材料科学与工程学院各专业本科生《微机在材料科学中的应用》教学内容和实验体系的同时,可以使该课程内容和实验项目更贴近于工科学生工作后的实际需要,为探索如何提高材料专业本科生应用先进计算机软件解决实用问题的能力提供有益的思路。为培养能够适应现代社会经济需要的高级工程技术人才、现代化的工程师进行有益的探索。为促进我国高等工程教育改革,培养高层次工程技术人才做出贡献。 材料科学论文:材料科学与工程专业协同创新实践的探索与效果 摘要:本文对材料科学于工程专业工程实践进行分析,通过促进校企共建科学研究平台、提升科学研究水平、强化教师工程实践教学水平、革新创新人才培养模式和提高人才培养质量等方面加强专业工程实践能力的探索,大大强化了材料科学与工程专业工程实践能力的教育教学效果。 关键词:协同创新;材料科学与工程;工程实践在 引言 实践教学是人才培养过程中的重要环节,在培养学生的动手能力、实践能力和综合素质方面发挥着重要的作用。实践教学对于材料科学与工程专业创新型人才的培养尤为重要,而实践教学体系是提高实践教学质量的重要保障,改革和完善工程类实践教学体系是我国高等工程教育面临的重要问题之一。 一、科学发展观是协同创新的理论指导 科学发展观从以人为本、全面整体、密切合作等方面,体现了协同、和谐、创新的思维特点;科学发展观从建设创新型国家的战略高度,要求我们在积极提升原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力的同时,提出了积极推动协同创新的重要思想。因此,科学发展观是协同创新的重要指导理论。 二、协同创新是地方高校发展的重要机遇 协同创新战略,既要研究和解决科技尖端领域前沿性问题,也要研究国家和地方急需的战略性问题,涉及国计民生和地方经济发展的重大公益性问题。服务地方经济发展是协同创新的必然要求,也是地方高等院校的地域优势所在。进入本世纪以来,国家和区域科技创新活动进入难得的历史机遇期,科技创新的竞争态势出现了新格局,地方高校面临着新的机遇和挑战。其挑战主要表现在科技资源配置方面,高端人才和项目资助越来越趋向重点高等院校集中且集中度不断升级。另外,在科技创新重大成果方面,竞争更加激烈。由于企业作为创新主体的迅速崛起,高校的传统优势出现衰减迹象,越来越多的高校以参与者、合作方出现。地方高校要在日趋激烈的科技竞争中争得一席之地,就要敢于竞争和创新,同时也要善于协同合作。 另一方面,协同创新有利于重点突破制约创新能力提升的内在机制障碍,打破高校与其他创新主体间的体制壁垒,实现多方共赢,最终提升高等教育质量。地方高校应紧紧抓住教育部实施高等学校创新能力提升计划的契机,加快融入形式多样的协同创新联合体中,以构建“协同创新中心”这个载体作为推动地方高校发展的新机遇。 三、协同创新是材料科学与工程学科发展的必然需要 材料被公认为人类社会进步的里程碑。虽然材料是一个早已存在的概念,但材料科学的提出只是20世纪60年代初的事情。1957年前苏联人造卫星首先上天,美国认为自己落后的主要原因是先进材料落后,于是在一些大学(如麻省理工学院、康奈尔大学、宾夕法尼亚州立大学等)相继成立材料研究中心和材料研究实验室。采用先进的科学理论和实验方法对材料进行深入的研究并取得重要成果。从此,材料科学这个名词开始流行。 材料科学的形成实际上是多学科科学技术协同发展的结果。在材料科学形成之前,固体物理、无机化学、有机化学、物理化学等学科的发展推动了对物质本质的了解。冶金学、陶瓷学、金属学、高分子科学的发展对材料制备、结构、性能及其相互关系的研究大大加强,各种先进分析测试手段的出现为材料科学的形成打下坚实的基础。材料科学具有多学科交叉的重要属性,它是物理学、化学、冶金学、陶瓷、高分子化学及计算科学相互融合与交叉的结果。材料学与实际应用结合非常密切,发展材料科学的目的在于开发新材料,提高材料的性能和质量,合理使用材料,同时降低材料成本和减少污染。材料的不同应用领域又牵涉到不同学科的知识;材料科学是一个正在发展中的科学,不像物理学、化学等已经有一个很成熟的体系,材料科学将随着各有关科学的发展而得到完善。 四、通过协同创新提高工程实践能力的路径和效果 1、促进校企科学研究水平提升 作为一所地方高校,教师的科研活动受到实验室条件、仪器设备、研究经费和研究人员等多方面的制约,原创性、高层次的项目难以立项。为了完成学校对科研经费任务的考核,教师们主动到企业联系横向课题。材料与化工学院也有目的的组织教师到企业进行产学研合作、培育科研团队。通过产学研合作,以企业为主体,以市场为导向,教师有了科研项目、经费,研究的课题解决了企业的实际问题,双方受益形成了良性循环,不断扩大了双方合作的空间。 协同创新中心把企业同高校、研究机构结合起来,实现了单个主体所无法实现的组织目标和结果,类似于复合材料因为基体材料和增强材料的协同作用,使得复合材料的某些性能既优于其基体材料,又优于增强材料。企业同高校、研究机构协同创新的效率远远高于企业独立创新和模仿创新的效率,尤其是通过协同创新中心建设的实施,协同创新联盟各方都感受到了实实在在的受益,效果显著。协同的本质是复杂系统中各子系统相互协同和作用,以实现单个主体所无法实现的组织目标和结果。如2011年由中原工学院提出,把与郑州华晶、郑州三磨所三方合作多年的“触媒法合成高品级金刚石关键设备与成套工艺技术开发”项目,联合申报国家科技进步奖,最后该成果获得了国家科技进步二等奖,对提升学校美誉度和企业创新能力及声誉具有重要影响。 2、促进教师工程实践教学水平提高 在协同创新中心,学校与研究所、企业各方可以实现有条件的互相兼职和聘任。材料与化工学院根据政策,通过“博士服务团”、“企业博士后科研工作站”、“科技特派员”等多种形式选送教师到企业挂职锻炼。如材料与化工学院一教授通过与许昌恒源公司的合作,作为带头人建设了“基于发制品用途的化学纤维绿色工艺技术研究”河南省创新型科技团队。现在材料与化工学院大部分教师都有了在企业工作或兼职科研工作的亲身经历,学生感受到教师的授课不再空洞乏味,而是非常实际和富有兴趣,对提高材料科学与工程专业学生的工程实践教育教学质量具有较大影响。 3、促进创新人才培养模式优化 “协同创新”已经成为学校人才培养活动中的重要理念,并在教育实践中形成了一系列富有成效的人才培养模式。[4,5]通过协同创新使原本各单位独立的资源变成了创新联盟内共享的资源,一些潜在的能量得到了充分释放。形成的新机制和新体制为协同创新各方激发了无限生机与活力,对人才培养模式的影响尤其深刻。协同创新实施之前,按照传统的人才培养模式,理论教学和实验教学都在学校内进行,全部由高校教师授课,教学效果不理想,学生普遍感到枯燥乏味、不感兴趣;而需要到企业进行的认识实习、生产实习和毕业实习等实践教学环节,由于资金投入不足和企业不愿意接待等诸多难题,实习质量大打折扣,学生的实习环节基本上变成了“参观”,走马观花下来,学生受益很少。协同创新实施以后,学生可以根据个人爱好加入不同的科研兴趣小组和导师制教学团队,学生到企业“出入自由”,在科研中遇到的实际问题,可以及时在企业联络员的帮助和许可下到现场获得第一手资料与信息,随着参与时间的延长,学生很容易亲自动手进行操作。在课堂教学环节,聘任了企业技术人员和高层管理人员为学校兼职教授,可以给学生进行生动的具有丰富实践经验的教学,学生的兴趣明显提高,也收到了良好的教学效果。 4、促进学生工程实践能力提高 通过协同创新工作的不断深入,科研促进教学的效果极其明显。教师联合企业进行科学研究,把获得的成果有针对性的在教学过程中传授给学生,这种知识的传授不仅可以在理论课堂上进行,也可在科研兴趣小组的科研活动中进行;而同时学生在该科研创新活动中会发现很多问题,提出的问题也可反馈给教师。这种知识传授和学习的过程是一个双向激励的过程,双方通过互相影响和碰撞,教学效果和质量在潜移默化中快速提高。 学生在协同创新中心联盟单位内共享资源,教育活动的空间和时间都被扩大,在参与科研和实习创新活动中,不仅可以使用实验室、仪器和设备等硬件资源,同时还得到了研究所和企业技术人员及一线工人的亲身教育,对社会及企业对人才的真实需求有了实在的认识和了解,对学习目的和就业导向有了明确的方向。在研究生教育和本科生毕业论文环节聘任研究所和企业技术人员为指导教师或合作导师已成为常态。 在参与科研活动时,学生能亲临企业参与生产一线的科研课题,通过解决实际问题和获得一定的薪酬,不仅提高了兴趣,感受到了成功的快乐,还能在自己实实在在的科研活动中提高工程实践能力。通过接触和工作实践,学生毕业后能快速适应工作岗位,强化的工程实践能力将会在新的工作岗位上充分显现其效果,协同创新中心联盟企业对此也非常认可。 结束语 科学发展观是协同创新的理论指导,协同创新是地方高校提高人才培养质量、服务区域经济社会发展的有效手段,也是科学发展观的重要体现。在科学发展观指导下与相关科研院所、企事业单位开展协同创新,是地方高校学科建设和发展的必然要求。 材料科学论文:结合学校特色,提升材料科学与工程专业的培养水平 摘 要 对材料科学与工程专业的培养水平进行提升,主要通过人才培养模式的创新、专业培养方案的修订、教学团队建设、课程及教学内容的优化、提高学生实践能力,拓宽实践平台等各项措施,突出学校特色的基础上,满足“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养目标,体现素质、能力和知识结构协调发展的原则,从而培养出社会需要的、认同的材料类人才。 关键词 材料科学与工程专业 提升 策略 0 引言 材料科学与工程是21世纪国家重点发展领域。材料科学与工程专业属于一级学科,涵盖了金属材料工程、冶金工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程、材料物理和材料化学等二级学科专业,目前,我国大部分理工科高校都设有材料类学科,各学校的定位和特色也有所区别。 重庆交通大学材料科学与工程专业始于上世纪50年代的建材教研室,2000年成立了以公路工程材料应用为特色的材料科学与工程专业,同年获得材料学专业硕士学位授权资格。材料科学与工程专业自2001年招生,立足学校在交通土建方面的行业优势,结合土木工程专业培养满足交通建设需要的材料专业技术人才,通过吸收兄弟院校的办学经验,遵循“厚基础、宽专业、强能力、高素质”的原则,强化基础理论,不断优化组合土木相关课程;加强基本实验技能和实践环节训练提高学生的实践能力。为进一步理清专业建设思路、明确专业建设目标、明晰专业建设方向,立足长远,拟定切实可行的具体措施,扎实推进专业内涵建设,完善专业人才培养体系,规范教学过程,切实增强专业的办学水平、社会适应度和社会声誉,从2011年开始进行专业提升计划的实施,目前正按计划、有步骤地逐步实现。 1 明确专业定位,凝练专业特色 重庆交通大学材料科学与工程专业依托我校在交通土木行业的优势,与交通土建材料的研究、开发和应用方面的学科交叉,以无机非金属材料、有机高分子材料为基础,向相关功能材料领域拓展,教学与科研并举,立足重庆,面向西南,走向全国,建设市内绝对领先,在国内有一定影响的教学研究型材料科学与工程专业,为交通土建行业培养高层次的人才,提供高水平的科技服务。本专业经过几年的办学实践,已经形成了以土木工程材料、复合材料为特色的专业,构建了科学合理、特色鲜明的人才培养方案、课程结构体系及实践教学体系,并建立了较为完善的本科教学质量监控及质量保障体系,且运行良好,保证了教学质量,目前,已为国家特别是西部地区培养了大批优秀交通建设材料科技人才。 2 材料科学与工程专业培养水平的提升策略 2.1 人才培养模式的创新 继续发挥学校特色优势,在材料科学与工程专业现有的人才培养模式基础上,改革单一化的人才培养模式,突出学生个性发展的同时,探索具有交通特色的材料科学人才培养模式。 (1)加强学科专业调研,深入把握重庆市、西部地区及全国经济结构调整、人才市场需求和国际竞争能力的需要,结合我校由教学型向教学研究型过渡的特点,进一步明确材料科学与工程专业建设和结构调整的方向,突显办学特色。 (2)以材料科学与工程专业班级为依托,调整和完善人才培养方案、课程体系、实践教学体系等,不断完善具有交通特色的材料科学创新型人才培养方案。 (3)以全面性、开放性、主体性、实践性、差异性为培养方法,实现个体创新能力的挖掘和培养。主要体现在以下几个方面:①建立以本科生导师制为优秀的全过程引导的培养模式。从入学起,就建立专业老师、辅导员联系、沟通的制度,加强学生的人生目标规划,加强对学生的指导,根据每个学生的自身特点提出阶段性的发展计划,帮助学生形成优良的计划能力和实现目标的执行能力。②在兼顾共性和个性的基础上,制定个性化培养方案。根据每个学生的特点来制定学习方案,充分发挥学生的个人特长,最大程度地挖掘每个学生的潜力。③针对现代研究型人才素质培养特点,鼓励本科生参与指导教师的科研项目研究,重在研究意识、过程与方法,学习与研究相互促进,实现个体创新能力的挖掘和培养。 2.2 培养方案修订 按照学校材料科学与工程专业人才培养目标和规格的要求,并针对我国、尤其西部地区公路工程材料人才培养方面的专业几乎为空白,进一步开展学科多层次、多尺度交叉,构建适合交通行业的高素质人才培养方案和培养模式,实现教学与科研相结合、科学与工程相促进,深化专业内涵,进一步完善以公路工程材料应用为特色的人才培养方案,同时考虑培养方案能够适应社会需求的动态变化。突出本专业的特色,按照“以科研促教学,以实践促创新,以特色促发展”的思路,培养大批在工程材料领域内的高层次、高质量、高能力的创新性复合人才。具体措施是:(1)在已重点调研国内高校办学情况的基础上,对材料科学与工程专业人才培养方案进行修改和调整,将力求与社会对材料学科人才的需求相统一,并与对应的行业单位、 企业开展对话,进一步分析并把握未来的市场需求;(2)注重专业间的协调与发展,完善课程体系,优化理论教学与实际教学环节体系及比例,扩大选修课程设置,增加实践环节,既满足人才全面发展的共性要求,又顾及学生的个性需要。(3)在材料科学与工程专业人才培养方案中将继续体现边缘学科的交叉和前沿学科的发展,并将进一步丰富其内容,及时将本专业科研成果作为专题进行讲座,以开拓学生的视野。 2.3 课程及教学内容优化 材料科学与工程专业的课程设置不但要符合专业规范,还必须突出交通行业的特色,并随着社会和专业不断发展的需求而进行必要的调整,做到需求为首,与时俱进。材料科学与工程专业的课程建设主要考虑了以下几个方面:(1)以工程材料应用特色为主线,加强工程实践能力为优秀来构建本专业的优秀课程、特色课程;(2)对原有课程设置加以调整,优化优秀、特色课程的知识结构体系。例如,近年来本专业先后对建材实验与检测技术基础、胶凝材料学、混凝土学、沥青与沥青混合料等主干课程进行优化和教学内容的改革,取得了明显效果;(3)加强重点课程和精品课程的建设,加强课程整合,更新教学内容、不断改革教学方法和教学手段;(4)在课程教材的建设上,坚持编、选并重的原则,选用质量上乘、科学适用的优秀教材,同时也进一步加强自编教材的编写水平和出版工作;(5)利用现有试验条件,为专业课程服务,促进本科教学质量的提高。 2.4 教学团队建设 根据材料科学与工程专业特色方向所建设的目标,重点建设宽容、和谐的教学团队,培养教学团队的优秀竞争力,激发团队的凝聚力。积极展示团队学术成果,加强对团队及团队带头人的宣传,从而培养一个优秀的教学团队。目前具体采取的主要措施有: (1)重视教学队伍“双师”结构建设,利用学校的优惠政策引进高层次的人才,有效吸引骨干教师积极参与专业建设和人才培养,采取多种措施鼓励本校青年老师脱产攻读博士学位,安排出国或在国内名牌大学访学、进修,鼓励教师参加校内外多种形式的学术交流活动,并发挥每个团队成员的特长,实现每个人都是所学专业领域的专家,教学和科研都很出色,锻炼和培养一个高水平的教师团队。 (2)在教育教学研究方面,本专业全体教师积极开展课程建设、教材建设、多媒体课件建设等;编写先进、适用的高教特色教材;积极开展教学标准、课程体系、教学内容、课件、案例、实训实习项目、教学指导等教学资源的建设,同时,促进与外校各专业合作、同校各系、教研室的合作交流,进行跨学科、跨院系、跨专业的教学改革尝试,从而提高人才的培养质量,也为形成教师的教学合作机制和协作氛围起到积极推动的作用。 (3)扩大和吸引材料专业领域的一线人员到校,通过讲学、做报告、开设短期课程等形式,形成专兼结合的高水平教师队伍,并进一步建立与企业进行更深层次的资源共享与人员交流的机制。 2.5 提高实践能力,拓宽实践平台 实践教学是通过调查、实验、实习实训、课外实践活动、科研训练、毕业论文等方式培养学生的实践动手能力,实践教学是理论教学的巩固与升华。目前,实践教学环节主要是实验环节和实习环节。实验环节要增加综合型和设计型实验内容,增加实验设备和学生实验时间。实习环节要扩大实习单位的数量,到设备先进和与教学内容相关的企业去,并联系企业的生产和课堂学习内容,制定合适的实习题目,让学生带着问题去学习,观察或解决问题。通过强化理论和实践两个课堂互动的方式,来提高学生的动手实践能力,同时,从解决社会或企业实际问题入手,以提高综合训练的实践效果出发,做好综合设计(论文)工作的选题和过程管理,使毕业设计环节理论联系实际,真正做到“真题真做”。 3 结论 目前,材料科学与工程已呈现出与多学科相互渗透、交叉综合的发展趋势。单一的行业工程师人才已经满足不了人才市场对材料类专业人才的要求,材料科学与工程人才的培养,应结合实际办学条件,在突出学校特色的同时,还必须要满足“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养目标,培养出社会需要的、认同的材料人才,这是材料科学与工程专业建设的重任,也是材料科学与工程专业提升的最终目的。 重庆交通大学教育教学改革研究基金资助项目(1203005)
高层建筑施工研究篇1 进入21世纪以来,城市中高层建筑的比重越来越大,逐步从新兴产物成为人们眼中城市发展水平的形象代言,大量高层建筑工地的随之兴起和大量新型装修材料的使用也日益增加了城市的火灾载荷,高层建筑施工过程中火灾隐患多,火灾发生后蔓延速度快,扑救难度大,往往会造成恶劣的社会影响。2010年9月9日,吉林省长春市一座在建楼盘的两栋32层高楼发生火灾,由于起火高度太高,消防救援的高喷车灭火高度完全达不到,加上烟囱效应,火势铺天盖地,大火共造成了42人受伤,财产损失达600万元;2017年12月1日3时53分,位于天津河西区友谊路35号的君谊大厦1号楼泰禾“金尊府”项目发生一起重大火灾事故,共造成10人死亡,5人受伤;2015年12月8日,石家庄市长安区建设北大街与和平东路交叉口一个高层建筑工地失火,在建楼房飞火遍地,现场浓烟滚滚、混乱不堪,历经2个多小时才将大火扑灭,造成了巨大的社会反响……这些事故的发生,均是基于高层建筑工地火灾的特殊性和人为操作、日常疏于管理等问题共同导致的,因此,重视高层建筑工地安全,从建设施工源头治理高层火灾隐患显得尤为重要。[1]由于高度和间距的差别,高层建筑在施工过程中与单、多层建筑和厂房等建筑有着显著的差别,不同施工阶段存在的消防安全风险重点也是各不相同,相应的消防安全管理策略也应该具有针对性。 1高层建筑工程的施工阶段和重点内容 1.1施工准备阶段重点做好场地交接,调集人、材、物等施工力量,进行施工平面布置,图纸会审,办理开工有关手续,做好技术、质量交底工作,使施工尽快进行正常,争取早日开工。此阶段主要进行高层建筑项目整体规划,项目报建、委托建设监理、招标投标、施工合同、签订前期手续等办理工作;通过各种勘察手段和方法对拟建工地的地质结构或地质构造做出分析评价;进行工程测量定位,确保高层建筑及其相邻建筑物和地下管路、道路的安全;对施工场地进行平整;建筑工地进行围栏及大门建设,预备封闭式施工,并进行办公区、生活区的搭建;保证现场办公的信息化,构建通讯、通网、通水、通电、通路等环节。 1.2主体施工阶段此阶段主要进行放线及土方挖掘。地基防水层及保护层施工,基础回填土。主体施工包括支架搭设、墙柱梁板钢筋绑扎、电气照明安装、防排烟、自动喷淋等消防系统管线的预埋预设、施工电梯等电气工程施工、排气道安装及洞口封堵、节能工程施工等环节。 1.3装修施工阶段包括内外墙抹灰施工、外墙装饰、楼梯及室内铝合金门窗安装、室内砂浆地面防水施工、护窗栏杆施工,室内及地下部分油漆涂饰和室内精装部分施工,室外车棚,围墙,绿化等环节。 2高层建筑各施工阶段的火灾危险及管理策略 2.1施工准备阶段高层建筑的建设工地占用面积较为庞大,人员也较多,施工准备前和施工的过程中均有较多潜在危险,给消防在日常安全管理方面带来了不少的困难。其中,消防布局的不合理,甚至无提前布局或随意布局,未按照建筑消防设计规范和要求进行规划的情况也常常存在。同时施工时涉及的部门较多,对工地消防设施提前进行设置时也会有所忽略,这些都容易造成先天的火灾安全隐患。先期高层建筑物的设计通常只考虑的是使用功能方面,往往又忽略了抵御火灾的能力,容易形成先天性隐患,例如,由于功能的需要,内部设有楼梯间、电梯井、管道井、电缆井、排气道、垃圾道等竖向性的通道和管道,这些井道一般贯穿若干或整个楼层,如果在施工前的设计未考虑相应的耐火等级和防火分隔或对耐火等级和防火分隔处理未进行科学安排,发生火灾时,这些井道就会像一条条内部的烟囱,成为火势迅速蔓延的途径。因此各管道、通道、竖井等在各楼层相互连接处或穿越过各楼层的封堵部位,以及同楼层通道穿越墙体等技术设计措施保障必须到位,相应地在施工后期跟进的阻燃结构必不可少。还有没按国家消防规范要求设计防火分区、自动消防系统、疏散通道等,由于场地四周的环境限制极容易导致在设计时省去设计环形消防车道或即使设计了但不完全按照规范要求。这些先天性的问题、建造前的缺陷使得高层在发生火灾事故时,建筑结构失去应有的防火功能,容易造成灾难事故的蔓延扩大。此施工阶段总体的火灾特点为火灾隐患多,建筑施工规模大,关联内容复杂,可燃的电器设备、火源和可燃物等火灾隐患多。 2.2基础建设施工阶段由于工程刚开工,此阶段主要是交叉作业,需要做好组织、协调,使工程尽快正常施工,相较于单多层建筑工程工地,高层建筑工地内施工工程量大,施工周期长,用火用电现象更为普遍。通常高层建筑施工需要两年时间,规模大的高层建筑需要的建筑周期可能会更长。随着建设工期的推移,大量的工人施工和种类繁多的机械增加了更多用火用电的情况,给高层建筑的防火管理工作带来更多的问题。工人入住后的生活区主要使用彩钢板房或临时搭建的简易建筑,使用彩钢板房板内部夹芯材料大多为阻燃性能好的岩棉等材料,但是受材料供应、价格等因素限制,有些施工工地会使用造价相比岩棉材料更为便宜的阻燃板材,甚至会使用造价更为低的易燃可燃聚苯板材料。同时临时搭建的彩钢房内的电器线路往往在墙壁或顶棚下敷设,因使用方便和图省事的原因,私拉乱接电器线路现象较多,增加了火灾危险性。由于工人的消防意识和素质各不相同,进驻工地的施工团队也不同,同时人员与外界接触频繁,人员流动难以有效管控,工人如果不能遵守防火的管理规定,如在禁烟区吸烟、未经许可擅自使用火源,随意使用小太阳、电热毯等保暖加热设备,把易燃易爆物品带入施工现场等。另外,大量建筑材料的堆放,施工人员的饮食、住宿,施工过程中用电量骤增,大量电焊作业随处可见,也给施工现场消防安全带来了更多隐患。施工工地内的办公建筑,会大量设置各种电子器材和日用设备,随之而来的是配电线路的铺设和搭接增多,负载的增加导致线路负荷的增加,造成了电线内传导的电流加大,由于施工期长,设备长期运行甚至过载运行,易使线路由于短路、接触电阻过大等原因,造成局部线路温度过高产生电线、电缆过热,或因绝缘层老化碰线而燃烧,甚至直接产生电火花、电弧引起火灾。加工区域使用的大功率电器加工设备和可能放置的易燃可燃材料,甚至是易燃易爆品,也增加了高层建筑工地的危险源,因此也是极易发生火灾的危险管控区域。 2.3装修施工阶段此阶段是施工和防火保护最难控制的阶段,也是容易发生较大火灾的阶段,需要更加严格地做好防火管控。首先是物料的堆放区,通常使用简易临时建筑搭建、或使用室外的大棚或露天堆放。这一区域内堆放的物料种类多、数量大,有时还会有施工需要的设施设备,各类装修的高分子原材料和木质板材都是可燃物。木料、木板、电缆线或是尼龙丝编织袋,容易被随意丢弃的烟头等火种引燃。高层建筑主体完工后的内部装修材料多采用高分、有机塑料等新型材料制品,如木质家具、窗帘、壁纸、吊顶、地毯和施工材料等都是氧指数低的易燃材料,可燃载荷极大,只要有一个小小的火源就有可能酿成大的火灾。高分子材料不但容易燃烧,还会在燃烧过程中分解释放出大量的一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、二氧化硫、氰化物等有毒烟气,这些烟气对人体的危害极大。尤其是外保温材料受限于现有材料种类,往往采用难燃物质而非不燃的A级材料,在央视大楼、伦敦大火中由于建筑外墙保温装修材料在防火阻燃方面等级普遍较低,失火后造成了极大的损失和极大的影响。与此同时,高层建筑在主体完工后由于楼层多和高度大,一旦起火,受烟囱效应的影响,室内和室外的温度差异形成的热风压也大,烟气在流动时的推动力亦增强[2]。建筑越高的楼层,提供给火灾燃烧的氧气供应越充分,燃烧越剧烈。由于高层建筑使用方面的要求,必须设置的通道和管道竖井,例如疏散楼梯、电缆井、电梯井、通风井等,竖向通道和管道的增多使得建筑的烟囱效应更加强烈,火灾热对流相应也加快,火场燃烧就越猛烈,烟气蔓延更快,形成恶性循环,使得火灾和火势更难控制。 3高层建筑工地的防火管理工作 3.1落实安全责任制建筑工地涉及的施工人员多,施工时间长,经常一个工地同时有几个施工单位,管理起来难度大。为此,首先必须健全管理体系,认真贯彻“谁主管,谁负责”的管理原则,明确划分建设单位、施工单位、管理团队的相关消防安全职责,逐级签订安全责任书、承诺书等,构建科学合理的消防管理制度和严格的消防安全管理体系,并对消防安全管理体系加以完善,以便消防安全责任能够落实到每一位工作人员的身上。有条件的应当在建设周期内建立消防保卫组织、义务消防队、微型消防站等,配备消防保卫人员,落实消防巡查制度。用防火制度来管理和规范人的行为,扎实落实好人员上岗培训制度、电气焊、用火等级审批制度、用电安全管理制度、材料分类存放和登记制度、人员出入管控制度等行之有效的方法制度,最大限度改善高层建筑的施工环境。 3.2严格审核工作效能火灾胜在防控,尤其是高层建筑,应当对建设施工前的消防安全设计规划工作进行严格把关,高层建筑的建设方和施工方都要高度重视防火设计和规划工作,并对施工现场的消防规划设计进行落实。从防火间距、耐火等级、消防车通道、消防设施、消防器材和现场消防用水的基础防火设计着手进行合理的安排落实和后续详细的检查,如发现在这些方面产生的问题,应该立即进行整改和重新完善。在按照前期设计的基础上,在后续建筑施工的过程中,对于设计和规划的情况及时进行调整和完善强化。在管理模式中优先应用动态化消防安全管理模式,在定期检查和错时抽查的基础上对消防落实设计工作的质量开展检查,并在第一时间将隐患消除[3]。 3.3加强施工消防安全培训充分发挥各施工单位、各部门、群众的人防作用,做到人人防火,处处防火,时时防火。高层建筑施工现场所有参与的人员,都应该经过消防知识常识、安全技术、应急灭火处置等方面的培训,提高防、灭火工作技能;增设专、兼职消防工作管理人员、检查和巡查人员,按照各自职责做好本职内的消防安全工作。 3.4做好建筑工地消防设施的配置工作各个楼层和重点防火区域要配备齐全的灭火器材,可配置适当数量的临时手提式灭火器、消防水桶、消防沙袋等。各种类灭火器材一定要放置在明显和方便取用的位置,不准挪作他用,指定专人管理,定期检测。建筑施工现场应配备相应的临时灭火设施,高层建筑物内的疏散楼梯、安全出口、避难场所等要保持畅通;电动车和电动车充电不得进入建筑内部;疏散标志和应急照明灯要按照要求设置和保持正常功能;建筑内施工不得随便拆改,装修不得随意增加可燃材料;严格划分施工现场各区域的安全等级,划分可燃、易燃材料的存放区和加工区,划分人员集中区域和其他重要区域等。 3.5严格规定外墙保温材料的耐火标准现代建筑设计越来越注重节约能源,普通建筑外墙的砂浆保温层已能达到节能要求,外墙采用可燃保温材料的现象较为少见。但从目前建筑工地的消防安全形势来看,建筑外保温火灾的频发,与建筑工地的消防安全管理不到位有关;在严格限制外墙保温使用条件的前提下,政府建设主管部门应该在对施工单位加强监管的同时,督促施工单位提高外保温耐火等级,协助搞好施工工地的消防安全管理并提供必要的支持。[4] 3.6提高防火宣传力度提高施工参与人员的消防安全素质和消防意识,是保障建筑施工单位和施工现场安全的重要方法。通过注重和加大消防安全宣传力度,加强场地的消防宣传工作,使施工人员能够有良好的消防安全意识,能够对职责内的消防工作给予配合,强化应急处置能力。同时,施工方可制作消防手册和画报,使用多媒体等各种渠道进行宣传。[5]总之,高层建筑施工现场的消防安全是一件复杂和涉及内容较多的工作,与人员的生命财产安全有着直接的关系,也影响着高层建筑未来的发展。因此,在施工的过程中,要求全力做好防范,将火灾发生的概率降到最低,避免产生严重的后果和伤亡。 作者:刘占姣 单位:天津滨海高新技术产业开发区消防救援支队 高层建筑施工研究篇2 1项目概况 贵阳市棚户区改造项目位于甘荫塘花溪大道四方河延伸段交汇处,共6栋高层建筑,包含主体结构工程、建筑装饰装修工程、安装工程、小区道路及绿化工程等。项目总建筑面积112849.33m2,规划用地面积34050.60m2,建筑高度:1#楼82.8m(27F),2#楼82.8m(27F),3#楼85.8m(28F),4#楼92.5m(29F),5#楼67.8m(22F),6#楼97.8m(32F)。结构形式:2层地下室为框架结构,主体建筑为框支剪力墙结构。抗震类别:丙类。抗震设防烈度:6度。耐火等级:一级。建筑合理使用年限为50年。 2工程技术参数 2.1爬架安装概况(1)以项目其中一栋32层建筑进行分析,标准层高3m,单层面积490m2。(2)爬架架体高度14.4m(四倍层高+防护高度)。(3)楼栋四周设置不同方向的3个卸料平台。(4)直线布置的架体支承跨度小于7m,折线或曲线布置的架体支承跨度小于5.4m,水平悬挑架体长度小于2m,架体全高与支承跨度的乘积小于110m2。 2.2工艺流程根据施工安全技术特点及要求,本工程附着式升降脚手架只上升不下降。 3附着式升降脚手架的安装与使用 3.1安装准备附着式升降脚手架安装前,应了解专项方案是否按规范规定完善审批,开展好交底工作,复核拼装总平面布置图,并明确架体分块划分、附着点位安装位置、安装数量、其他设施现场平面位置关系及预埋件情况,尤其是操作层现浇混凝土需满足一定强度要求。安装前,需完成各系统部件设备、材料进场检验与复检程序。安装前,建筑四周需提供预拼装场地及底部拼装操作平台,脚手架应由下而上依次安装,确保底层结构稳固后,方可进行后续的安装。 3.2安装施工在安装施工时,须保证工作的有序性和连贯性,严格按照安装流程逐步施工,同时做好工序交接与检查。脚手架安装工作需要根据现场情况把控,由专业人员操作。在安装过程中,特别注意水平方向的安装操作,比如先将平台架进行调频,且放置在预先指定位置。再铺设导轨龙骨和龙骨板,并按照设计要求安装支撑杆及斜拉杆,统一进行水平刚性测试,符合要求后,方可进行下一层的龙骨板安装和安全立网的围设作业。结合实际进行安装作业,根据设计图纸的规范来有效提升安装效果。安装效果要符合现场施工作业的要求,以此来提高升降脚手架系统的安全稳定性,在不断优化的前提下,有针对性地对各环节进行试运行。 3.3脚手架拆除拆除前,事先做好拆除方案,并围设好危险警示区域,做好相关警示和安全工作。 4重要节点处理措施 4.1附着式升降脚手架与施工电梯之间的技术处理措施施工电梯作为建筑施工重要的垂直运输机械,主要用于二次结构施工阶段材料运输及人员的转移,一般在主体结构施工至10层左右启用。本项目施工电梯与附着式升降脚手架采用异步提升,即主体施工阶段附着式升降脚手架始终位于施工电梯上方,直至结构封顶后,施工电梯再行竖向贯穿爬架。例如主体结构施工至13层,此时附着式升降脚手架所覆盖的楼层为10层、11层、12层、13层及14层半高度,施工电梯安装至9层。对于材料运输,第10层拆除的模板搬运至附着式提升卸料平台,通过塔吊将材料吊装转运至第13层作业层。主体结构32层封顶后,拆除施工电梯处支撑框架、脚手板、防护网等,同时对其各面进行框网封闭,待此处竖向贯穿机位完全拆除后,方可进行施工电梯附着装置及升架工作。施工电梯与防护平台架体之间间隙大于250mm。 4.2附着式升降脚手架与塔吊附臂之间的技术处理措施工程现场有QTZ5012塔吊1台,塔吊臂长50m,架体框架最小起吊单元荷载1.2t,吊距40m处额定荷载1.62t,塔吊距离防护平台远端点39m,塔吊的覆盖范围和额定载荷满足安全吊装要求。根据现场塔吊布设位置,工程塔吊附臂安装及附着式升降脚手架升降均需要穿过架体主框架,需将升降防护平台外防护钢网、脚手板模块分阶段拆除,待脚手架水平构件通过塔吊附着后,重新进行安装防护钢网、脚手板模块等。该位置处的架体脚手板采用对翻式脚手板,该脚手板的连接采用铰链结构。当升降架上升或下降时,先拆开对翻式1和2脚手板处竖向所有安全网片,对翻式1和2脚手板由中间向两边翻开,从而使塔吊附臂竖向位置无任何障碍,当升降架上升或下降完成时,恢复原来状态,在脚手板打开时,断开处加设栏杆,禁止人员通过,确保升降架上升或下降的安全。 4.3附着式升降脚手架与物料平台之间的技术处理措施该工程卸料平台为全钢定型制作的专用卸料平台,其结构件由槽钢、矩管、钢板、花纹钢板、重型钢板网等组成。卸料平台组装完毕且经过验收合格后方可吊装。吊装至预定位置后,先将平台槽钢与预埋件固定后,再将钢丝绳固定,紧固螺母及钢丝绳卡子。卸料平台安装完毕经总承包单位验收合格后方可使用,要求提升一次验收一次。钢丝绳与脚手架要连接牢固,通常选择花篮螺栓进行紧固,以及专用卡环相连接。本作业的吊点位置需要设计大小横杆与立杆之间的交点位置,钢丝绳需要由大横杆底部将其拉紧。吊点位置要安设两根小横杆加固,其端头要与结构卡紧,其中之一紧卡立杆,另外一根紧卡大横杆。为避免下下滑移,需要在吊点位置加设抗滑管,脚手架卸载防滑节点做法见图2。 5安全措施 5.1提升人员技术和安全交底附着式升降脚手架在应用前,需组织参与作业人员对安全技术交底的相关工作进行反复确认。每个作业人员应熟知提升技术的使用方法与安全技术标准,确保附着式升降脚手架在提升过程中的安全顺畅。在运行中,如果发生变更,需要组织人员对技术安全交底进行细化优化调整,确保可实施性和科学性[4]。 5.2重视安全检查由于建筑工程的施工周期较长,附着式升降脚手架会在很长时间内暴露于施工环境中,容易受到外界自然环境的影响,比如温度或天气等方面的干扰因素。在应用过程中,需要定期或不定期进行安全检查,随时清理脚手架提升过程中产生的垃圾。附着式升降脚手架的安全运行需要由施工方及供应方双方对安装过程和运行的安全性能进行严格检查后,再让相关机构审核批示,审核通过后方可进入施工应用。 5.3附着式升降脚手架的安全防护装置5.3.1防坠落装置安装防坠落装置,此类装置通常安装在挑梁式架体上,具体安装过程需要将防坠落杆穿过挑梁架体后,再将防坠落杆延伸到防坠梁上并安装稳固;同时还要安装导座式的自动防坠落装置,这种装置通常是与导座连接组装成一体,牢固固定在建筑物上。当脚手架发生坠落时,防坠落设备可通过导座式防坠落杆或者架体来进行自动闭锁,从而避免坠落事故发生[5]。5.3.2防倾覆装置在脚手架运行过程中,其上下升降作业会有晃动,而防倾覆装置能够有针对性地控制升降晃动的程度。为了保障脚手架在升降运行过程的安全性和稳定性,防倾覆装置的强度必须达到相应标准。安装抗倾覆设备时,需要将其牢固地与附着支撑或竖向主框架上进行连接。在实际工程应用中,在同一竖向工作平面内,至少需要设置三套防倾覆装置,并分别安装在三个设计位置[6]。5.3.3同步控制装置必须装设有限度的荷载或高度水平偏移的同步控制装置。该同步控制装置具有防止超载、失运、报警及自动暂停等功能[7]。 5.4其他安全措施(1)附着式升降脚手架的底层及中间层须分别设置刚性封闭脚手板,防止材料从高处掉落。(2)防护平台上的施工荷载应符合防护平台使用要求,专职管理人员须时刻巡查监督施工荷载情况,严禁超载,严禁堆放导致附着式升降脚手架荷载突增的钢管件、模板等材料,严禁将附着式升降脚手架作为卸料平台使用,严禁使用过程中拆除脚手架局部杆件和的安全防护网[8-9]。(3)附着式升降脚手架提升的动力设备控制系统装置以及循环链的主要连接和零部件需要及时按周期进行维护保养,当出现异常情况时,需进行排障后方可继续使用。(4)在附着式升降脚手架的提升过程中其下部空间区域严禁施工作业。 6结语 附着式升降脚手架安装,必须结合工程施工实际,随时关注工程建设中各项作业的应用情况,同时,根据安装作业的难易度等相关因素,严格把控作业质量,缩短工期,提升施工效果,确保工程符合绿色环保及安全生产要求。 作者:许明书 单位:贵阳工商投资控股有限公司 高层建筑施工研究篇3 1.GIS系统在高层建筑施工测量中的数据管理设计 此次应用设计的重点在于使用GIS系统的数据处理技术优化传统高层建筑施工测量的不足,以提升高层建筑施工测量的数据处理能力,避免由于数据问题造成的测量误差。 1.1构建测量坐标系在高层建筑施工测量时,为便于GIS系统的数据管理应用,需构建相应的测量坐标系,便于采集测量数据。本研究采用地球坐标系的形式,构建建筑与地球体相关联的坐标系[5],对地球坐标系的表现形式进行研究,将地球空间坐标系与大地坐标系相结合,如图1所示。图1坐标系由图1可知:设定上述坐标系中参考面的长半轴为a,短半轴为b,且此参考面为椭圆形。参考面的几何中心与高层建筑的直角坐标系原点重合。短半轴b与直角坐标系的Z轴重合。建筑物当地的纬度设定为B,其经过地面点S的圆形法线与参考面XOY平面形成夹角,设定XOY的OZ轴方向为正;大地经度L设定为经过地面点的ZOY平面与子午面的夹角,将ZOX右旋后的方向设定为正方向;建筑物高度h设定为经过E点的法线到参考面的距离。高层建筑的直角坐标系转换为地面坐标系,并使用此坐标系完成测量工作。 1.2施工测量设备优化为有效开展测量数据的采集工作,需对施工测量中使用的工具与设备展开优化。为保证测量结果的精度,在工程施工过程中,采用精密水准仪作为主要高层建筑测量仪器。设定此设备的测量精度标准差为0.1mm,高度测量精度为0.1ppm,最小读数0.01mm。在测量过程中,可提速40%,以此消除因焦距导致测量结果误差较大的问题。此设备中设定多种建筑的测量模式,采用倾斜补偿器作为测量结果有效性的保障。使用精密水准仪测量高层建筑,测量数据自动存储在仪器的内存卡上,在每次测量结束后,导出测量数据,并记录相应的测量时间。在测量过程中,将测量的基准点设定在建筑物外部轮廓上,使基准点组成闭合水准导线,并将其城市导线点进行量测,以此得到基础数据。 1.3测量数据处理通过上述测量,在得到基础数据的基础上,将基础数据导入GIS系统中,对高层建筑展开分层处理,在施工过程中逐步增加数据处理量,每升高4~5层时,做一次重新观测,结构封顶后完成观测过程。为保证测量结果的精准度,对测量后的数据进行处理。在此次研究中,使用数据融合技术,剔除系统测量误差数据。 2.测试研究 基于上述应用设计部分,开展GIS系统高层建筑施工测量应用测试,以验证本研究中GIS系统高层建筑施工测量应用内容的可行性。 2.1试验场地设定在此次试验过程中,将某大学校园的施工场地作为测试对象。在施工场地中进行工业数字摄像机实时监测设定。考虑到测量过程中会出现行人车辆干扰与视线通道干扰等问题,所以将测量设备安装至高层建筑的外部轮廓中,根据GB50009-2012《建筑结构荷载规范》,将测量中产生的正弦函数作为计算参数。根据上述设定,试验场地与测量点的设定结果如图2所示。在此次试验中,采用GIS系统高层建筑施工数据处理方法、传统高层建筑数据处理方法及应用文献[4]的高层建筑数据处理方法,对试验场地目标建筑测量的基础数据进行分析与处理,对比三种方法的数据处理差异性及测试结果。 2.2试验仪器设定在此次试验中,为保证三种高层建筑测量方法可在同一试验环境中运行,对试验中使用的设备仪器展开设计。试验设备包含工业数字摄像机、变焦镜头、自开发系统。此次试验中使用的工业数字相机型号为GE1050,图像分辨率为1024×1024,其变焦镜头最远焦距为1000mm,可实现对超高层建筑的施工测量。此试验设备与预先设定的试验场地作为试验对比平台。 2.3试验对比对象在此次试验过程中,设定试验对比对象为垂直测量数据处理结果的误差值。为提升试验的可对比性,设定目标建筑的测量距离为10m、50m、100m。通过不同测量距离对比三种高层建筑测量方法的数据处理效果差异。 2.4试验结果分析10m测量距离试验结果如图3所示。由图3可知:当测量距离较近时,三种高层施工测量方法的垂直距离测量数据误差值大致相同,未出现某种方法处理效果最佳或最差的情况。由试验图像分析可知,当测量距离较近时,三种方法对于高层建筑测量的数据处理能力较强,误差值均较低。因而,在首次使用中,未发现三种高层建筑测量数据处理方法的差异。此次试验扩大了测量距离,增加了高层建筑垂直距离测量的数据处理难度,三种方法的垂直距离测量数据处理效果逐渐出现变化。文中提出的运用GIS测量法的误差值较低,且在多次测量过程中误差值变化较小。采用文献[4]技术的测量方法在使用过程中未出现误差值波动过大情况,但仍具有较高的误差值。传统方法的处理误差值较高,但符合建筑工程的相关要求。对上述试验结果进行综合分析可知:测量距离对数据处理结果的误差值产生影响,应控制测量距离,以保证数据处理与分析的有效性。100m测量距离试验结果如图5所示。此组为垂直距离测量最大的试验,在此次试验中完成三种测量方法的对比。通过试验结果可知:文中提出的应用GIS系统的高层测量方法的垂直距离测量数据处理结果优于其他两种方法。文中提出的方法在三次试验过程中,均未出现数据处理结果误差值过高的问题,其结果的可靠性较稳定。用文献[4]技术的数据处理效果较平稳,但相比文中提出方法仍有不足。传统的高层建筑数据处理分析方法的误差值较大。综合上述试验结果可知:文中提出方法的测量数据管理效果最佳。 3.结束语 本研究针对传统高层建筑测量数据处理分析方法存在的问题,提出基于GIS系统技术的数据处理方法。试验结果表明:使用该方法进行高层建筑测量数据的分析处理结果具备有效性。在研究过程中,由于较少考虑天气因素对测量结果造成的影响,故在测量时可能出现因外界环境导致的误差。在日后研究中,将对外界环境对高层建筑施工测量方法的影响展开进一步研究。 参考文献: 【1】张保钢,杨伯钢,易致礼,等.我国规划核实测量工作的现状与分析[J].北京测绘,2018(4):373-377. 【2】焦俊娟,张胜良,陆静文.北京第一高楼精密施工测量关键技术[J].北京测绘,2019(12):1438-1442. 【3】邱冬炜,段明旭,丁克良,等.基于智慧云的超高层建筑施工测控管理平台的研究[J].北京测绘,2017(S2):7-11. 【4】王章朋.超高层建筑控制测量技术在珠海中心工程中的应用[J].施工技术,2018(3):109-113. 【5】刘明亮,丁克良,宋子超,等.基于地基干涉雷达的超高层动态变形监测[J].北京测绘,2019(7):829-834. 作者:康文海 单位:四川省水利水电勘测设计研究院有限公司
化学工程与工艺论文:工艺实验与化学工程论文 1数据处理的程序框架 因为每一个化学工程与工艺实验的目的都不相同,因此其处理的步骤以及涉及的化学公式也不尽相同,不可能以一个程序来概括,但是经过大量的实验研究和总结,发现不同的化工实验中都会有其相似之处,它们都可以由图1来概述。 2数据处理的程序编制 2.1数据输入。化学工程与工艺实验的数据输入主要依靠提示的函数input实现,比如以温度为例子,则其输入函数为:t=input(‘请输入实验的温度(摄氏度):’),其中输入函数大多是以矩阵的输入形式为主。 2.2处理和作图。化学工程与工艺实验中得到的数据时常会存在离散的情况,必须经由多种拟合的方法将它们结合成一条或多条连合的曲线,而其中最常用的拟合方式是最小二乘法,因此本实验设计中的拟合方式也采用最小二乘法的方式。设实验的离散数据(x1,y1)通过最小二乘法将其拟合成因变量y,自变量x,输入的函数关系为y=f(x),函数关系的主要思路是让离散数据中的x1的残差平方以及Σ(f(x1)-y1)2达到最小值。因为在得出化工实验数据中多少会因为外界的因素存在着一些误差,因此最小二乘法可以无需使输入函数y=f(x)必须经过全部的离散数据(x1,y1),但是残差平方和必须达到最小值。根据最小二乘法的拟合方法可知,最小二乘法可以满足化工实验数据处理中的拟合应用需求。在化学工程与工艺实验中会涉及到流体的流动阻力研究,研究主要是通过测试流体的流动阻力,在经过特定的计算之后得出摩擦系数(λ)和雷诺准数(Re)的离散数据,再同理,经过最小二乘法拟合出连续的曲线,并根据其画出相对应的图形。得出上述式子之后可以将MATLAB里的函数polyfit()进行线性的拟合,以作为化工数据处理的程序原理。 2.3建立数据库。因为经过上述的设计,化学工程与工艺实验数据处理只能得知在特定的温度下(比如10℃、20℃以及30℃等)实验的物性数据,但是在实际的生产中,工业生产所涉及的温度多变,不单单只停留在设计好的温度当中,因此,这就需要我们在数据中选择最相近的数据,假设它们属于线性的关系,再利用内插或者外推的方式计算出实验的物性数据常数。在本文的化工实验中,编写的程序已经将实验温度和密度以及实验的温度与黏度进行多次的实验拟合,建立出了一个相对完整的数据库,在工作中只需将温度输入进系统,则程序可以自动跳出在特定温度下的物性数据,提高数据处理效率。 3程序的运行 在编制完成化学工程与工艺实验的数据处理程序,且建立数据库之后,便应该输入数据以验证程序是否能有效地处理实验数据。在化学工程与工艺实验的数据处理中,MATLAB软件的应用是十分重要的,经过实验可知,在化工实验当中会出现大量的离散数据,必须经过拟合的方式进行处理,其处理过程中不仅工作量大,而且十分繁琐,一旦出现差错则必须重新推翻重来,浪费大量的人力物力资源,而且在处理好实验数据之后,在查看实验当中还要将化工实验数据重新计算一次,看结果是否与原先的计算结果相同,工作量十分重,但是如果运用MATLAB软件则大大降低了数据处理难度,只要在MATLAB软件中输入相应的化工实验数据,就可以得到结果,节省了时间,提高了工作效率。 4结语 在实际的应用中,化学工程与工艺实验所要处理的数据十分庞大,而且涉及的计算公式也十分多,甚至很多时候为了将数据的计算公式导出来还要建立复杂的模型,一旦有一个步骤出现差错则会直接影响到实验的成果,如果使用传统的手工计算方式,为了避免差错则必须对每一个数据处理环节进行反复计算,降低了工作效率,因此MATLAB软件的应用对于化学工程与工艺实验的数据处理十分重要,它不仅将复杂的计算变得简单,也让事后的实验验证效率得到提高,促进了化工实验的发展。 作者:李世英单位:内蒙古蒙西建设集团有限公司钢结构分公司 化学工程与工艺论文:石油加工工艺学与化学工程论文 1每章增加课后习题 为了提高学生的学习效果及自我总结能力,每章增加不同类型的课后习题与思考题。包括石油产品有哪些分类及各自用途等基础性习题;冬天柴油车挂蜡如何处理等与实际生活相关的习题;如何根据油品的特性实现油品的安全管理等与实际生产相关的习题。学生即掌握了基础知识,又可以运用所学知识来分析和解决实际问题。另外每章结束后要求学生对本章重要知识点进行总结,再相互交流,把握主线,整体思路清晰。 2教学方法改革 2.1现代教育技术的应用多媒体教学课件以它图文并茂、动静结合的表现形式,达到增强了学生对抽象概念、图形性质和学科定理的理解与感受,从而极大地提高了课堂的教学效果。石油加工工艺学课程具有专业性强,需要良好的专业知识铺垫;知识综合性强,涉及内容广泛,内容复杂,新工艺技术、新标准繁多;应用性强,理论与实际密切结合等特点,决定了该课程的授课形式必须多样化,达到最好的教学效果。所以授课中把新工艺、新标准等以多媒体的形式讲授,既直观、形象、又便于学生了解掌握,节省教师画图、画表的时间,在有限的教学时间里实现了大容量、高效率的教学。运用视频将理论与专业实验、仿真素材等紧密联系起来,如对实沸点蒸馏先进行理论介绍,再播放视频,一动一静,将枯燥的理论以实际过程表现出来,提高学生的学习效果。课外学习平台也不断完善,包括授课视频、实验视频、课件、配套习题、实际问题解决方法等,用现代技术及丰富生动的内容吸引学生的学习兴趣,提高学生自主学习的能力。 2.2启发式与对比式教学相结合为了改变大学生在中学阶段养成的被动式、机械式的学习方式,变被动为主动,增加学习的积极性,提高对知识的渴望与兴趣,本课程的讲授过程中大量采用启发式教学。如在讲授清洁燃料生产时,先通过图片了解现在全球气候变化带来的影响,并给出具体数据,再讨论导致的原因。汽车尾气的排放就是源头之一,为了改善全球气候,减少汽车尾气排放的污染物是当务之急,这就要求提高燃料的质量,即生产清洁的汽油和柴油。应用启发式教学,从我们切实能体会到的事情出发,引导学生运用所学知识去解决实际问题,既可以把问题简单化,又增加了学生的学习积极性和兴趣。除了启发式教学外,还并用对比式教学方式,两者相互补充。如把汽油和柴油进行对比讲解,找出异同点,便于学生的理解与掌握。先指出汽油机与柴油机的虽然都是活塞式发动机,工作过程都是由进气、压缩、膨胀做功、排气4个过程构成,但两者的压缩比、进入气缸的气体、着火方式等不同,所以对燃料的要求不同。汽油和柴油在发动机中燃烧不正常时都会发生爆震,且爆震现象相同,但是产生爆震的原因及时期却完全不同,两者用不同的指标来表示其抗爆性,由此得出各自的理想组分。通过对比归纳,内容清晰,层次分明,相似的知识点不易混淆,便于理解与掌握,取得了良好的教学效果。 2.3小组讨论形式进入课堂为了提高学生的学习积极性,我们会不定期的提出一些与石油相关的问题,鼓励学生通过各种渠道(期刊、报刊、互联网、电视等)收集资料进行了解,之后在课堂上进行分组讨论,把枯燥乏味的理论知识结合到我们的生活中,学生积极性较高,课堂气氛高涨。比如绪论讲完之后提出问题:石油与你有多大关系,你一天消耗掉多少石油?在下次课中用部分时间进行分组讨论,在激烈的讨论中,同学们各抒己见,真正了解到了我们的衣食住行确实离不开石油,但石油又是什么,它又是如何加工成我们想要的产品呢?有了疑问和好奇心,增强对本课程的兴趣。 2.4培养独立查阅并加工文献的能力在授课过程中提出几个比较热门的课题,如原油价格对国民经济的影响?炼化企业如何实现清洁燃料的生产?现代炼油工业发展趋势?中国的能源安全及战略问题等。学生根据个人兴趣,选取某一个课题,独立查阅文献并经过整理完成一份报告,提高学生查阅加工文献的能力,为以后毕业论文奠定良好的基础,又加深对某一方面的深刻理解。 2.5加强工程意识与理论的联系石油加工工艺学是一门专业课,除讲授理论内容,还引入大量工业生产和科学研究案例,提升学生工程意识与理论联系实际的能力,真正做到理论与工业生产紧密相连。如以辽阳石化加工原油-俄罗斯原油为例,根据原油性质、实沸点蒸馏数据及直馏产品性质,确定加工方案;以辽阳石化550万t/a常减压装置为例,讲授常减压装置工艺流程、主要设备、直馏产品性质等,运用实测数据进行产品实沸点切割计算,分离精确度计算等;增加解决实际问题的环节,如当某一侧线产品出现头重尾轻的时候应如何调节操作?本专业定期聘请工厂有经验的专业技术人员到学校进行讲课,介绍工厂相关装置概况、原料及产品、市场需求、主要设备及生产工艺流程、从事化工行业要注意的安全事项等事项,使学生不但有了安全意识,也对实际生产过程有所了解,有利于理论知识的理解,引起学生对自己未来工作的兴趣,提高学习动力。专业实验最能反映专业特色,是与本专业学科发展关系最密的实践性教学环节,因此我们不断对专业实验教学环节进行改善,除了开设传统的验证性实验外,又增加了设计型、研究型实验;建设炼油化工与自动化仿真培训中心,强化学生的工程实践与运行能力;鼓励学生参加“中国石化-三井化学杯”大学生化工设计竞赛,聘请设计院人员与教师共同指导,培养学生的创新思维和工程技能,培养团队协作精神,增强学生的工程设计与实践能力,实现“卓越工程师教育培养计划”。 3教师实践能力的提高 作为石油加工工艺学课程的老师,本人除了具有丰富的理论教学经验,也具有实际生产经历,曾在中石化沧州炼油厂催化裂化装置工作两年,每年参加知道学生下厂生产实习实践教学环节,并于2012年在辽阳石化炼油厂进行为期一个月的实践培训,因此对炼油加工工艺过程及主要生产设备的操作及工作原理颇为了解。在理论教学过程中,能够将实际生产与理论知识结合在一起,并对生产中遇到的问题作为实例进行分析、讲解,提高了学生的学习积极性及理论联系实际,分析问题和解决问题的能力。从事石油加工工艺学课程的教师除了担任理论教学外,还担任专业实验、毕业设计论文、生产实习及实践教学环节的指导工作。在学校、学院的推荐下,每年都有青年教师到中石油辽阳石化公司的生产一线进行实习,并派专业教师参加相应的技能培训,定期聘请工厂专业技术人员到学校进行讲座,以提高青年教师的工程实践能力。 4结束语 卓越工程师教育培养计划对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用,石油加工工艺学课程是化学工程与工艺专业的重要专业课程,主要培养学生理论与实践的工程意识与能力,减少从校园到石油化工企业生产实际的过渡期。 作者:朱静李素君傅承碧孙明珠单位:沈阳工业大学石油化工学院 化学工程与工艺论文:工艺与化学工程论文 一、化学工业特点延伸 依据数理、化学内涵作为支撑媒介,进而深度联合工业经济基础条件进行窥测,将化工单元操作和热学、动力学原理进行深度融合,进而有力指导设备开发工作。化学工程主要随着化学工业的过渡改造而形成,其中化学反应作为生产流程的优秀内容,将为过程分析创设主动适应空间,将研究过程方向梳理完全;而化工热力学条件作为单元反应的理论基础,对于产品回收效率有着充分的界定要求,其将直接决定产品后期回收效率,对于产业经济成本规模产生着重大影响效果。因此,在单元详细操作流程中,技术人员可针对各类化工设备以及产品形态进行科学审视,由于传递流程作为单元操作、反应工程的支撑媒介,而化工产业在全新发展形态下需要落实优秀催化技术,就必须联合跨学科形态的战略进行综合比对、研究,争取达到统一规划标准格局。内部传递机制主要围绕动力、热能、产品质量元素阐述,这其实就是异质化单元内部反应装置的物理演变过程。 另一方面,合成化学作为既定学科的优秀要素,为设计主体开发大量非天然化合物质提供灵感经验。在大量创新化合产物的影响下,有关化工产业基础模型便开始顺利过渡。信息技术为各类设备、工艺创造主动适应条件,整体上推动了行业的进步趋势。这部分生产技术已经联合各类深加工流程进行替换改造,需要化学工业不断开发新型归控技术,进而为既定产业规范效率和经济成果提供适应条件。技术人员需要全面开发最为先进的协调处理细则,这是创新化学工艺改造流程的必要准则。整个技术开发活动利用市场导向机理进行布置,使得工业、商业化动机需求得到全面绽放。 二、化学工程、工艺试验数据的科学搭配分析 传统形态的化工实验操作,内部数据排列机理相当复杂,整体活动延展下来,具体的人力、物力资源全面堆积。因为内部流程需要借助平行试验进行掌控,特定数据处理重复性特征广布。因此,必要时技术人员可依靠MATLAB软件进行流程过渡,将人工演算过程中的数据限制因素调节完毕。这部分实验流程是掌握化工研究方式的重要环节,整体流程较为漫长。所以,计算机信息技术便将这些复杂的演算流程进行智能模拟操作,并透过实验要求建立必要的模型基础,使得工艺技术管制范围下的各类可行条件全面延展。化工产业讲求专业实验的引导价值,具体行动标准动机也是围绕特地实验点进行参数定量关系探索,进而将化工所需遵循的客观规律罗列完整。 MATLAB软件在整个研究过程中开辟引导先河,其将各类函数图形进行轻松规划,肃清细致符号演算和数值计算限制问题。这类软件应用范围较为广阔,包括数字通讯和财务建模等内容。目前这类程序已经成为国际控制终端的必要支撑媒介,现场操作人员基本只需编写某种数据处理程序,之后将原始数据输入,就能轻松提炼相关实验结果,将优质化数据和图示模型展出。另外,涉及这方面人员素质的强化工作也相当重要。随着技术创新和科技产业化的加快,环境保护意识的加强,必然会带来对分析检验专业人才需求的上升,且无论在数量和质量上,都提出了新的要求。 三、结语 按照上述内容论述,随着我国经济事业的不断发展,有关化学工业整改工业也大面积扩张。为了积极改良化工产业归控形态,就必须联合工程实践环节进行有力疏导,争取将各类操作限制问题归控完毕,完成工程改造的历史任务,为后期产业可持续发展灌输全面适应活力。 作者:刘晓明单位:沈阳化工大学科亚学院 化学工程与工艺论文:化学工程与工艺教学变革 生产实习是化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业重要的实践教学内容。通过生产实习,可以达到巩固所学知识、培养和提高学生的创造性思维和实践能力的目的。生产实习是进行素质教育和加强学生实际动手能力培养的关键环节[1],可以增加学生对所在专业及相关行业现实状况和发展水平的了解,可以使学生建立起清晰的专业意识,有利于学生人生观、价值观、效益观和竞争观的形成。通过实习还可以加强学生的组织纪律性,培养学生团结协作和吃苦耐劳的精神,从而提高学生的综合素质。对于化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业的本科学生来讲,进行生产实习,其作用同样是不言而喻的。通过实习,能够让学生了解海洋化工生产的概况和特点,熟悉生产工艺和主要设备的结构、原理及其作用,掌握安全生产的知识和预防及应对措施,增加感性认识,培养海洋化工生产的基本概念。通过生产实习可以加深学生对本专业学习内容和专业方向的认识,是理论联系实际的重要过程,充分做到理论与实践相结合,以实践促进理论知识的学习。目前,由于经济、社会和文化等多种因素的影响,生产实习现已成为该专业实践教学质量提高的限制性瓶颈,如何突破这一瓶颈,保证并提高化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业生产实习的质量已是一个亟待解决的问题。 1化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业生产实习中存在的问题 1.1学生对生产实习重视程度不够由于受中国长期以来所形成的传统教育观念的影响,在教学内容方面重理论,轻实习;以理论教学为主,把生产实习放在次要位置。学生认为课堂理论知识非常重要,而生产实习则无关紧要、可有可无,所以对生产实习抱着“混”的态度。另外,在中国当前严峻的就业形势下,学生的就业压力越来越大。很多学生刚进入大四就开始为找工作四处奔波,而生产实习正好安排在这个时期,有些学生根本无法安心进行生产实习。除此之外,有些学生为了提高自身的竞争力,选择了考研。目前我国硕士研究生入学考试时间一般安排在第七学期期末。安排生产实习的时间正是学生复习考研的时间,很多考研学生为了能够顺利考取而争分夺秒地进行备考,心中只有考研一个想法,其他的一切都放在了次要地位。在这种情况下,考研学生根本无法安心进行生产实习,严重影响了生产实习的质量。 1.2学校投入实习经费不足在整个生产实习过程中,需要提供学生相应的交通费、住宿费;在实习过程中企业承担了一定的管理、指导和培训任务,还需要支付相应的管理费用和酬金;为了加强联系,保证实习基地的稳定,往往还需要一定的礼品费用和应酬费用等。以上所产生的费用都需要从实习经费中支付,随着我国经济的快速发展,消费水平的大幅提高,学校能够提供的实习经费多年来一直不变,没有相应的增加,根本无法满足生产实习的正常进行。 1.3校外生产实习基地不稳定在经济高速发展的今天,企业都把经济效益放在了首位。出于自身管理、生产保密、实习学生人身安全等方面的考虑,企业普遍对于接纳学生进行生产实习的积极性不高。大批学生进入企业进行生产实习必然影响正常秩序,加上接待、住宿、就餐等问题,给企业带来不少额外的负担及不便,因而企业不愿意学生去生产实习,造成联系生产实习基地困难,即使联系好的生产实习基地也很不稳定,缺乏一种长期稳定的合作关系。 1.4生产实习指导教师队伍层次不高,人员不稳目前在我校化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业,年轻教师占有较大比例,这些教师大都是“从学校到学校”,没有企业一线的具体工作经验,实际动手能力普遍较低。另一方面,生产实习枯燥而单调,而且有些企业岗位环境也不好。所以一般教师不愿从事生产实习,致使生产实习的指导教师量不足、层次不高、人员不稳。 1.5学校对生产实习过程缺乏有效监管生产实习一般由学校教务处统一部署,确定实习时间、内容和考核标准,然后再将具体任务进行分解,最终由指导教师具体安排学生的实习方式、地点和内容等。在整个实习过程中,教务处和学院缺乏一套统一有效的监管机制,从而导致生产实习的效果完全依赖于指导教师的责任心和学生的自觉性。如果指导教师缺乏责任心,学生没有自觉性,就会出现在整个实习期间,老师和学生都在“混日子”的结果,实习效果可想而知。 2化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业生产实习教学改革的措施 针对以上所提出的关于生产实习过程中出现的问题,结合近几年天津科技大学化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业的实践经验,对本专业生产实习教学改革的措施进行了总结。 2.1加强教育宣传,提高学生对生产实习的认识程度在每学期生产实习之前,本专业教研室主任召集全体生产实习指导教师进行学习交流。实习指导教师通过课堂灌输、日常宣传、动员大会等多种形式,让学生在思想上充分认识到生产实习的重要性,使他们清醒地认识到,只有经过实践的锻炼和检验,掌握真正的本领,才能在日趋激烈的社会竞争中立于不败之地。这样才能够提高学生对生产实习的重视程度,变被动为主动,自觉自愿地去完成生产实习任务,提高实习效果。 2.2开源节流,保障生产实习经费的投入生产实习经费是制约生产实习效果的一个重要因素,必须对其加强管理,改善经费不足的现象,保证生产实习能够正常、顺利地进行。一方面,我们压缩不必要的开支。本着节约资金、便于管理的原则,在满足教学要求、保障实习效果的前提下,尽量就近安排实习。凡能在校内实习的,不到校外去;能在本地实习的,不到外地去;能在近处实习的,不到远处去。就近建立相对稳定、长期合作的校外实习基地,以减少交通费和住宿费等开支。另一方面,积极争取企业资金赞助。本着“互惠互利”的原则,发挥学校的技术和人才优势,通过人才培训、技术合作、成果转化等途径,与企业建立紧密的“双赢”合作关系,以此来争取企业资金赞助,改善生产实习经费不足的现象。 2.3建立长期稳定的校外生产实习基地生产实习基地的建立是实践教学的基本条件,高质量的生产实习基地是培养高水平人才的重要保证[2]。首先是学院领导和系主任高度重视校外生产实习基地的建立,认真对待学生生产实习的教学工作,从财力、人力、物力上把生产实习当做一门重点课程来抓。其次是根据学校实践教学体系的总体设计,制定校外实践基地的建设规划;再次是根据专业方向和特色选择好对应企业单位,按照互惠互利原则,通过签订协议和长期合作经历,形成稳定、有效的校外实习基地。到目前为止,笔者专业建立的长期稳定的校外生产实习基地有:中盐制盐工程技术研究院、天津长芦海晶集团有限公司、天津长芦汉沽盐场有限责任公司、天津泰达新水源科技发展有限公司。在与校外生产实习基地建立长期稳定的合作基础上,积极探索“产学研”合作基地高素质创新人才的培养模式,增加学生就业渠道,提高就业质量。 2.4加强生产实习指导教师队伍的建设生产实习指导教师指导工作的好坏直接关系到生产实习效果的优劣,这是生产实习最重要的一环。师资队伍建设可以通过进修、内部培训、招聘引进等方式,优化结构,提高水平[3]。笔者通过扩大外聘兼职教师在指导教师中的所占比例,积极聘请专家、技术能手来校上课或现场指导生产实习。笔者也通过选取生产实习指导教师参与到天津滨海新区“科技特派员”的工作,让生产实习指导教师积极到校外生产实习基地学习和合作,进一步提高教师指导生产实习的水平。笔者学校也组织合作团队,深入企业第一线,以解决工程实际问题为优秀,边工作边学习,既可提高教师水平,还可配合企业组建开放型的研究开放中心,促进企业有针对性地开展继续工程教育活动,以促进教师工程实践能力的提高。 2.5加强生产实习过程管理,严格考核制度为了保证生产实习能够取得良好的效果,必须进行严格的管理。学校教务处和学院除了要抓好两头外,还要着重管理好生产实习中间过程。实习开始之前要制定详细的规章制度来作为指导;实习过程中务必将各项规定落到实处,严格进行中期检查,定期进行交流和汇报,认真检查学生们的生产实习笔记,加强过程管理;生产实习结束后,要进行考核,严把质量关,对于一些弄虚作假、抄袭严重的坚决不予通过。并通过调查和与学生交流的方式了解指导教师的情况,对于玩忽职守、不负责任的指导教师要进行严肃处理。只有通过加强生产实习过程管理,严格考核制度,才能确保生产实习取得良好的效果。 3结语 生产实习的教学改革是一项涉及面广、环节多的复杂系统工程。探索有效的化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业生产实习方式,加强学生的工程实践训练,对促进学生全面发展,着力提高学生服务国家人民的社会责任感、勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力具有十分重要意义。在不断创新工程教育观念的前提下,社会、学校和企业仍需要从多方面、多途径探索有效的化学工程与工艺(海洋化工与工业分析)专业生产实习方式。 化学工程与工艺论文:化学工程与工艺的应用 摘要:化学工程与工艺专业是一个极富创造性、挑战性的重要工业领域,能在化工、石油、能源、轻工、冶金、医药、微电子生产、食品和环保等多领域行业,从事产品的研制开发与评估、过程工艺与装置的设计放大、过程科学研究、高等工程教育、生产过程的控制及经营管理等方面工作的高级工程技术、教育教学和管理营销人才,具有技术密集、人才密集、资本密集的特征,特别是二十一世纪的化学工业在向“绿色化工”方向发展的同时,对知识的交叉渗透、产业的相互交融提出了更宽更深的要求,该专业就是为了适应面向二十一世纪化学工业发展而设置的一个厚基础、宽口径、适应性强的大专业。 关键词:化学工程与工艺;专业;就业方向 化学工程与工艺专业是一个极富创造性、挑战性的重要工业领域,能在化工、石油、能源、轻工、冶金、医药、微电子生产、食品和环保等多领域行业,从事产品的研制开发与评估、过程工艺与装置的设计放大、过程科学研究、高等工程教育、生产过程的控制及经营管理等方面工作的高级工程技术、教育教学和管理营销人才,具有技术密集、人才密集、资本密集的特征,特别是二十一世纪的化学工业在向“绿色化工”方向发展的同时,对知识的交叉渗透、产业的相互交融提出了更宽更深的要求,该专业就是为了适应面向二十一世纪化学工业发展而设置的一个厚基础、宽口径、适应性强的大专业。本专业旨在培养德、智、体全面发展,具备在工业界、科技界、政府及行业机构中担任重要职务的基本素质,掌握化工生产技术的基本原理、专业技能与研究方法。 通过上述阐述,我们简单了解到了化学工程与工艺的定义,在一些重要领域的关键作用。下面就让我们分开来解读化学工程和工艺在哪些领域起到了什么作用,在工作中,如何将资源更好的利用? 化学工程与工艺就是研究化学工业生产过程中的共同规律,并用化学方法改变物质组成或性质来生产化学产品的一门工程W科。简单来说,也就是化学在工程实际中的应用。该专业主要开设高等数学、无机与分析化学、有机化学、物理化学、高级语言程序设计、化工原理、化工热力学、化工分离工程、仪器分析、化工设计、化学反应工程、化工工艺等课程。其中英语、化工原理、化学反应工程、高等数学为学位课程,参加省自学考试。 化学工程与技术学科是从19世纪末由于化学品大规模生产的需要而形成和发展的。当时,为了化工生产的高效和大型化,根据典型的化学工艺和设备中出现的一些具有共同属性的工程问题,形成了单元操作的概念。20世纪50年代后发展的传递过程原理和化学反应工程使化学工程学科上升到了新的阶段。人类穿的各种合成纤维的衣物,吃的各种食物的包装加工,住的房屋的水泥钢材,以及人们开车所用的石油天然气,都是化工研究的方向。中科院院士陈洪渊就曾经评价化工产业为“国之重器”,能创造出数千万个“新物种”。譬如说,1909年哈伯发明的合成氨技术使世界粮食翻倍,解决了世界上一半人的温饱问题。1995年我国的化学纤维产量为330万吨,其中90%是合成纤维,这一化工技术的应用,使大多数人免于挨冻。 当今社会,化学工程与工艺也应用到多个领域,如分析化学师、食品化学师、化妆品研发员、医药技术师等职业,这些职业你肯定听说过,但不一定想到他们与化学工程与工艺专业相关。总体来说化学工程与工艺专业的就业领域还是相当广泛的。毕业生能在化工、能源、信息、材料、环保、生物工程、轻工、制药、食品、冶金和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作。一般主要的主要就业方向可以从一下几个方面来看: 首先,可到科研院所、高等院校从事化学工程与工艺相关科研、教学等工作。不过这需要该专业学生具备一定的科研水平和较高的学历。 其次,到化工类、石油类、轻工类、车辆化工、建筑机械、制药、食品、涂料涂装等相关的科研单位、企业、公司从事应用研究、精细化工产品的开发、设计、生产技术和科技等工作。化工行业有很多知名的企业如美孚、壳牌、巴斯夫、中石油、中石化等。当然,除了这些大企业外,一些冶金、化纤、煤炭、橡胶等化工企业也是毕业生不错的选择。化工行业是个讲究经验和积累的行业,技术和经验是技术型人才的资本,对于刚走出校门毕业的学生来说,一般需要一个相当长时间的经验积累,从基层做起,让理论和实践充分的结合后,才能谋取个人职业更好的发展。 再次,可以在相关化工类企业从事销售、管理等工作。除了走工艺、研发、质量检验等技术人才的道路外,该专业复合型销售和管理人才在人才市场中也特别受欢迎。关键是如何取得化工类技术以外的教育背景和从业经历。化工贸易、管理人才基本都需要是化工专业出身,同时熟知贸易规则和单位业务,还必须具备耐心细致,和较强的语言表达能力。 国家教育部曾公布的化学工艺与工程专业就业状况显示,该专业2013年全国普通高校毕业生规模在28000-30000人,近三年全国就业率区间在90%-95%之间,属于就业率较高专业。 据调查,相关从业人员都表示,化工专业毕业生要找到一份工作并不难,但找什么样的工作就因人而异了。由于化工各个方向分类较细,各个大学都有自己擅长的专业方向。如有些学校侧重石油化工、煤化工;有些侧重医药化工;有的则偏重金属冶炼或精细化工等。另外,还有一些人对化工就业存在这样的误区,担心学这个专业毕业后要去挖煤、炼石油。实际上,传统的石油化工、煤化工只是其中的一个就业方向,如果你对这个方向不感兴趣,还有更广泛的领域可供选择。如可以选择和人们生活息息相关的精细化工,我们用的洗发水、洗面奶、沐浴液的研发生产都是化工的主要就业领域。还有食用油、巧克力等食品加工企业,香水、化妆品、奢侈品制造等也是化工很好的就业方向。目前我国经济建设水平不断提升,涉及综合技术项目的开发工作节奏也显得急躁起来,对于化工专业建设工作人员来说,需要联同系统性的设施布置和先进实验验证项目开发,积极稳固综合人力资源的开发动力,为我国相关行业的发展提供更加优质的贡献力量。 除了化学工程与工艺在工作上的应用外,可以说,我们日常生活中的“衣、食、住、行”样样都离不开化工产品。化学工业已经成为国民经济重要的基础性产业,它为农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等工农业和人民日常生活提供保障和配套服务。同时它还是工业经济中最具活力,有待开发且竞争力极强的一个行业。老人常说,“三百六十行,行行出状元”,不管研读什么专业,都有一定的优势和特点,只要潜心学习,任何领域都可以走出一片辉煌的天地。 化学工程与工艺论文:试论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用 【摘要】伴随我国科技水平的不管进步,一些工业技术得到了很大的发展,这样就对化工材料的节能提出更高层次的要求。在化学行业中,绿色化学工程与工艺的运用起到了非常大的节能作用,该工程与工艺主要是对化学生产中的资源浪费、环境污染等现象进行有效处理,从而就可以很大程度降低化工材料对环境的污染,也能大大提高能源的利用效率。基于此,本文主要对绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用进行了分析。 【关键词】绿色化工工程;化工工业;节能;促进作用 引言:对于化工来说,其是促进社会和物质文明发展的关键,并且为人类做出了非常大的贡献。与此同时,环境污染问题也日益严重,这样就需要采取相应的措施进行解决。而绿色化学工程与工艺是利用科学有效的方法和材料等进行处理,不仅大大提升了生产的利用效率,还很好的解决了存在的污染问题,因此,其对化工节能就有很大的促进意义。 1.绿色化学工程与工艺概述 1.1 绿色化学工程与工艺的重要性 目前很多我们生活中需要用到的物品都有赖化工生产流程,传统的化学工程与工艺中往往对于绿色化学不重视,生产过程中只是注重结果,短期内或许能收获相应的产品及利益,但从长远来看,很多化工生产工艺流程在生产过程中对环境造成很多污染,有的污染对环境的破坏是不可逆的,后果可想而知。随着人们环保意识的加强,近年来绿色化学工程与工艺越来越被人们提倡,这样的方式采用一种更科学更自然的方式实现化工生产,仍然能通过有效途径得到最后的目标产品,但大大降低了生产工艺对于环境的污染与破坏,同时很好的促进了化学工艺的节能,也实现了可持续发展的要义。 1.2 绿色化学工程与工艺的基本原则 绿色化学化工在世界范围内的原则相对一体,主要涵盖下列几方面。(1)在反应过程的源头上减少甚至根除废弃物的产生,而不是在废弃物产生之后再对其进行净化处理。(2)产品进行设计时,尽量做到原料利用率最大化。(3)产品进行分析时,在考虑生产效率的同时使原料和产品的毒性降低。(4)对于析出剂和溶剂等辅助物,尽量少用或选择使用无害产品。(5)减少生产过程中能量的损耗及其对环境的影响。(6)除了考虑经济和技术的因素,生产原料尽量选择可回收的加工原料。(7)尽量避免生产过程中产生不必要的化学衍生物。 2.化工企业节能减排的措施 通常情况下,大型化工企业在生产过程中往往会消耗大量的煤炭、石油和一些化工原材料,最终排放出大量的“三废”,也只有通过不断循环市场经济,才能够促进化工企业在国内市场的发展,并取得一定的市场优势。而目前化工企业应该在节能环保的基础上促进经济发展,其方法主要有以下几点:(1)加大化工污染这方面的技术、资金投入力度,对污染问题进行全面的控制。(2)针对化工生产项目使用先进的节能减排生产工艺,控制好化工原料,进而从源头上对污染问题进行防控。(3)创建绿色的化工生产链条,实现节能减排技术集中化处理。(4)全面提高企业职工的绿色减排意识,从自身出发做好环境保护工作。 3.绿色化学工程与工艺的合理开发 3.1 绿色化学原料的合理运用 在化工生产工艺及具体流程中,化学生产原料是起着决定性作用的主要因素,在传统化学工程中,所用原料大部分为不可再生能源。采用这些原料不但大大提高国家不可再生能源的消耗,同时还导致污染物的排放量大大增加,加重生态环境污染程度。将绿色化学原料作为化工生产材料是绿色化学工程重要研发内容之一。在化工生产过程中,可使用绿色化学物质、自然物质等无染污、可再生的化学原料。典型的绿色化学原料主要有芦苇、苞米杆、纤维植物等。将这些作为原料投入到化工生产过程中,可使其转化为酮、醇、酸类等多种化学品。在整个转化反应过程中,这些原料仅会产生一定量的氢气,而不会有任何一种有害、有毒的物质产生。 3.2 提高化学反应的选择性 在化学工程的物质反应中,化学反应作为必不可少的重要组成部分存在。所有化学原料的转化均是需要化学反应才能得以实现。在化工生产过程中,合理选择有效的化学反应形式可有效促进化学工程生产效率及质量得到提高[2]。对化学反应产生影响的因素有很多种,反应原料、环境、时间、特点等均会对化学反应产生不同程度的影响。在化学生产过程中应用最为普遍的反应形式为氧化反应。在氧化反应过程中会有大量的热产生,所有化学原料均会在热的催化作用下发生变质,因此会大大降低化学品的生产质量。在绿色化学工程中,应用新型的反应形式,这种新型反应形式为烃类氧化反应。这种反应形式的应用不仅可促进催化物反应催化能力得到提高,同时还可有效促进生产物同分异构反应时间增加。 3.3 使用无毒无害催化原料 从目前的现状来看,伴随着化工行业的不断发展,合理运用化学反应成为了化工行业健康稳定发展的关键,而在进行化学反应的时候,催化剂的使用是非常关键的,既可以对反应速度进行加快,也可以对反应时间进行缩短,那么在进行化工生产中,要想确保绿色化工工程和工艺得到快速的发展,就要使用没有毒害的催化原材料。同时现在我国有关部门对催化原材料的选择和应用已经给予了高度重视,并且催化剂的开发、研究和制作在不断增多,从而就促使在进行化学反应的时候,催化原材料有了很大的改善。此外,使用没有毒害的催化原材料还能够大大提高化学反应的效率,对能源消耗含量进行降低,也能够很大程度减少环境的污染。 4.绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用 加强对绿色化学工程与工艺的研究是化学工程的一次全新探索与实践创新,绿色化学工程工艺研究能够将废弃物的科滋控制在合理的范围之内,实现化学工程的规划化发展,与此同时也可以改善人民群众生活环境,对构建环境友好型社会具有重要的现实意义。 4.1 清洁生产技术的合理应用 清洁生产技术的合理应用具有超高的价值,对化学原料进行无公害化的处理,以期最终达到合格生产的目的。清洁生产技术的使用可促使原料等到有效的利用,提升原料的使用效率,清洁生产技术最为常见技术例如脱硫技术等,化学生产加工不可避免将会产生一定废气,为了进一步降低废气对于空气质量的污染,就需要进行脱硫处理。此外,除了清洁生产技术的研发外,当前自然发电技术也被赋予了更多的重视,在环境污染日趋恶劣下,自然发电技术受到的关注,利用风能等自然资源发电,可在生物工程中降低污染,并提高环境质量,以期实现资源有效利用。 4.2 生物技术的有机结合 在可持m发展理念推进下,生物技术也不断得以升级,生物技术也可理解成为生物工程,其中包括生物化工以及仿生学两部分。生物技术利用生物科技进行生产与加工,如常见的生物酶技术,生物酶是一种具有催化作用的有机物,该种有机物可具有超高应用价值,加之其污染系数较小,故此被广泛的应用到各领域之中。例如纺织领域,通过氧化还原酶的作用促使衣物处于仿旧状态等。生物技术的使用符合绿色化学工程工艺的要求,因此将生物技术与绿色化学工程工艺相互结合,可进一步的深人落实化学工程节能理念,并改变传统化学生产工艺模式,共同打造绿色环保社会。 4.3 环境友好型产品的加工生产 绿色化学工程与工艺的主要发展目的之一即为为社会生产处环境友好型产品,如清洁汽油、磷洗衣粉等无毒无害产品。通过绿色化学工程可以生产出与社会、自然环境发展相符合的友好型产品。绿色化学工程生产的出现在很大程度上起到了保护环境的作用。在社会生产、生活中,人们的购买的产品均为绿色产品,不仅有效保证了人们身体健康,同时也可促进社会健康、和谐发展。因此,在化工生产过程中,如能够促进绿色化学工程与工艺对的优势得到充分发挥,可有效降低生态环境的染污,促进国家自然环境和社会经济得到可持续发展,对国家的长远发展及社会的进步具有重要意义。 结语 通过上文对绿色化学工程和工艺技术进行系统分析可知,绿色化学工程对促进化学工业节能发展起到了重要助推作用,是实现化学工业节能减排发展目标的重要手段。现阶段,开发和应用绿色化学工艺,已成为现代化学工业的发展趋势和前沿技术,是建设环境友好型社会,实现可持续发展的关键。 化学工程与工艺论文:论提高技工学校化学工程与工艺教学质量的方法 摘 要:当前,在职业教育努力服务经济建设的大背景下,怎样创新中等职业学校的化学工艺专业教学,为地方经济建设搞好服务?笔者认为,应当认真把握专业课程教学和学生就业的关系,结合中等职业教育的发展现状及化学工艺学科教学的特点,通过对专业课程的正确定位和教学方法的进一步改革,努力培养高素质的化学工艺职业劳动者。 关键词:中等职业教育 化学工艺 校企合作 能力培养 化学工程与工艺专业作为一个注重实践能力的专业,要求学生具有很强的实践动手能力。但在实际工程实践能力培养过程中,学生在工程实践能力培养方面还是遇到了许多问题。为此,本文将围绕这个话题进行相应探讨,期望通过简单分析可以给学生能力培养带来实质性帮助。 一、中等职业教育现状分析 中等职业教育其实就是就业教育,这已经成为人们的一个共识。也就是说,人们越来越感受到职业教育对社会经济发展的重要作用,越来越认识到职业教育与市场经济的紧密联系,认识到市场经济对职业教育资源的配置利用。同时,市场也对职业教育的发展起着制约和促进作用,主要表现在:生源市场构成了职业教育的入口环节;产业结构和市场需求构成了职业教育的运行环节;就业市场影响着职业教育的出口环节。市场已成为影响职业教育的重要因素,在一定程度上讲,市场变化已成为职业教育发展变化的一个晴雨表。 二、化学工艺学科特点分析 根据教育部面向21世纪中等职业教育教材建设的精神,以及培养高素质化工职业劳动者的要求,化学工艺课程立足化工工艺岗位操作工所需要的基本知识、基本原理和基本技术,在介绍化工生产原料、阐述化学工艺基本知识与原理的基础上,选择可体现化学工艺特点的工艺,讨论工艺原理、工艺条件及工艺流程,使学生学习掌握化工生产的基础知识,基本原理和技术,为他们走向生产岗位奠定了化工职业基础。 三、如何改革化学工艺学教学 1.改革思路要以市场为基础。要以市场调研为基础,结合地方工业的特点对化学工艺课程内容及要求进行定位。首先,课程定位必须要实事求是。职业教育办学方向就是依靠市场办专业,如果脱离了这个目标,那么课程定位就是无源之水。其次,职业学校的学生基础比较薄弱,学生的水平差距也比较大,学生缺乏兴趣,容易失去学习动力,所以我们要了解教学的主体即学生的实际情况。教学内容应按学生的实际学习能力和就业市场需求进行适当的删减,应着重介绍与实操和就业企业紧贴的内容。注重理论联系实际。教学内容突出实用性,引发学生的学习兴趣,让学生感觉到学有所用,充分调动学生的主动性和参与意识。 2.基本方法要与地方经济相结合。目前中等职业教育的专业课教材中,化学工艺学教材中的内容大多是以一些相对完善、通用的一些工艺作为优秀内容。由于不同地区化工行业的资源、人才需求和生产工艺不同,现行教材中很多内容并不能很好地被企业、教师和学生认可。在实际教学过程中,应当将一些本地具有代表性、基础性的工艺作为优秀教学内容,将化学工艺中的工艺学基础知识融入优秀工艺完成教学目标。如我们济源地区以树脂生产、煤化工和化肥生产为主,教学内容就应当与企业合作制定以树脂生产、煤焦化、煤气化和化肥生产的工艺作为主线,将工艺学基础知识和生产工艺相结合为内容的校本教材。 3.实施化学工艺教学的几项措施。一是要加强教师的业务能力培训及师资队伍建设。首先,要重视学历、职称的提高与实践本领和研发能力的培养。鼓励教师主动到当地相关企业锻炼为行业企业提供各种技术支持与服务。同时参与行业标准的制订,积累实际工作经验,提高实践教学能力。其次,组建“校企互通、动态组合”的兼职教师队伍。拓宽兼职教师来源,建立校外兼职教师数据库,通过正式引进、柔性引进和与企业“共引共享”等方式,聘请当地行业企业技术骨干和能工巧匠来校兼职上课。 二是要针对岗位特点使用特殊教学模式。项目教学、生产性实训等职业教育大力提倡的教育模式都是对传统理论教学、课堂教学的“颠覆”。随着项目教学和生产性实训等教学模式的推进,带动了校企合作办学模式、学做合一学习模式和产教结合教学模式的改革。以工作任务为中心,许多项目教学实施安排在校内和校外企业开展生产性实训。开展项目课程和生产性实训不仅是培养学生职业技能的重要方式,同时也是培养学生良好职业道德、科学创新精神的理想途径。 三是工学交替,将理论与实际相结合。以学科教育模式针对化学工艺基础知识进行教学,以实训、实验、现场管理教学进行针对性训练。将地方企业与学校理论知识与实践技能教育紧密结合起来,是一种主要以专业技术工人为培养目标的职业教育制度。化学工艺教学过程中的理论知识部分要在实践、实训时进行强化和讲解。将实际操作所需知识在课堂上进行分析和理解。如在聚氯乙烯化工工艺课程的教学过程中,要在学生掌握部分安全和理论知识后到企业观摩学习。在理解工艺和实际操作后回到学校重新对理论和操作知识进行学习和反馈,能够更好地让学生掌握知识。 4.关于专业教学考核与评价的方法。一是现场实训考核,以能否胜任岗位工作为标准,占总评成绩的60%。二是对工艺认识、理解的考核,以在企业现场进行提问及考核为方式,占总评成绩的30%。三是工艺基础知识笔试成绩考核,占总评成绩的10%。 四、在了解了化学工程与工艺专业可以有哪些就业路线 1.技术型路线:技术员-工程师-总工程师(或创业)。化工行业是个讲究资历和积累的行业,很少有“一飞冲天”的特别机遇,初毕业的我们可以做些技术类的工作,踏踏实实,一步步积累技术资本和经验,然后到了一定程度后,便能获得比较好的机遇和地位。化学工程与工艺工作,一般需要一个相当长的时间来让自己的理论和实践得以充分的结合后,才能谋取个人职业的发展基础。所以,若要走技术路线,对于刚毕业的我们,必须在寂寞与微薄的薪水中提升自己,技术和经验是化学工程师的资本,基本可以替代金融资本进行创业,这也是工作最开始几年的寂寞和低收入换来的回报。有技术在手,想有高薪或者是创业,都不是问题。 2.销售型路线:业务员-销售主管-区域经理-销售总监。化工原材料的辨别必须是建立在扎实的专业基础之上,否则无法向客户解释产品的优劣。所以,化工贸易人才基本都需要是化工专业出身,同时熟知外贸规则和单位业务,还必须具备贸易人才的耐心细致,语言表达能力强,开朗乐观,能吃苦耐劳等素质,若你具备以上的素质,那便在你涉足该行业做销售时,努力地工作。工作的前两年是收入和职业发展的关键期,因为,销售过程中最重要的渠道(人脉)和技巧在两年内基本定型。好的销售人才永远都不用发愁企业或行业的不景气,因为销售技能的通用性,跳槽转行都是非常轻松的。 总之,化工类专业毕业生若要成为企业青睐的复合型人才,关键的在于如何取得化工类技术以外的教育背景和从业经历。除了传统的化工生产、工艺、研发、质量检验等化工专业型人才外,物流、法律、环保、项目管理等“边缘性”人才的招聘比例大大提高,有时甚至超过了化工专业人才的招聘量。这些人才要求掌握多方面的专业知识。通过跨专业开研究生,是取得相关专业教育背景和专业知识的主要途径。如此,化学工程与工艺专业的前景是广阔的,为了美好的明天,今天的我们偏硬开足马力,加紧学习。 化学工程与工艺论文:化学工程与工艺发展趋势浅析 摘要:化化学工程是生产化学品的重要环节也是化工生产的重要环节,随着人们对环保理念的关注,化工生产的工艺也受到了挑战。本文对化工生产工艺进行探讨。以期提高化学工程与工艺发展水平,为人类生存环境做出一定的努力。 关键词:化学工程;化工工艺 引言:在化工生产中,往往存在着一定的污染,对人们生活环境质量和身体健康带来了很大的威胁,随着人们对环保理念的关注,化工生产的工艺也受到了挑战。为了能够满足当前节能环保以及节能减排的主流理念,基于环境化以及高效化的原则,在化工生产中应该不断加深对化工工艺的研究与革新,因为化学生产造成的污染,从很大程度是化工生产工艺不够成熟所致。 一、关于化学工程与化工工艺发展中存在的问题? 一是化学工程水平不高。在化学反应过程中,由于生产环境以及生产设备的不过关,从而使反应不充分,造成大量废气、废水和废渣的产生。例如,在进行化学肥料的生产过程中,反应器皿往往无法达到反应需求温度,造成反应不彻底,产生三废。化学反应不充分是化工工艺不成熟的表现,在这种情况下,生产出来的化学产品合格率十分低,质量无法得到保证,不能满足人们对生产和生活的需要。最为严重的是,不充分的化工生产会造成巨大的能源与资源的浪费,而大大降低了化工生产效率。并且,在我国化工生产过程中,连续型的化工生产环节在具体操作时往往不能连续,造成整个工程的连续性不佳,生产的进度容易受到影响,尤其是当整个生产环节出现脱节的时候,就会对生产过程造成很大的影响,这些都是由于化工生产工艺不完善所致。 二是环保能力低下。我国的环境污染和空气污染之所以这么严重,很大程度上是因为化工生产的环保能力低下。造成我国环境污染这么严重的罪魁祸首之一便是化工生产工程的污染。化工生产中污染环境的能力最强的几个行业则是:造纸业、印刷业、纺织业、印染业、重金属的生产等行业。这些行业的废水检测结果,一般都是重金属超标非常严重,对环境造成的危害不可估量,从而严重影响人们的衣食住行,也影响了我国的环境污染指数。这些重金属污染型废水的排放会严重影响我国人民饮水的质量以及土壤的质量,使得生态环境失调。而且,由于很多化工厂的规模不大,没有足够的人力以及财力对这些污水进行处理,通常都是直接排放到江河湖泊中,从而影响了较大范围的生态环境。 三是安全管理制度不严格。在化工污染的巨大威胁之下,国家出台了很多相关法律政策来约束化工工业的发展,希望化工行业能转变生产模式,走上绿色化发展道路。然而在实际的化工生产中各种问题层出不穷,如环境污染、资源浪费、安全问题等,这些问题都会成为制约我国化工行业良性发展的绊脚石。而产生这些问题的根本原因就是相关部门没有严格地执行安全管理制度。在化工生产时往往是先考虑到经济利益,可能为了节省成本不愿意投入先进设备和技术,采用不成熟或者落后的化工生产工艺,而忽略了安全和环境的重要性。 二、提高化工生产工艺质量的控制措施 一是提高反应技术以及反应装置的先进性。反应条件和反应技术是化工生产中最为重要的环节,也是提升化工工艺质量的关键所在,只有具备充分的化学反应条件,才能切实保证反应结果,提升反应效率,减少废料的产生。例如当精馏塔中的压力发生变化时,回流比会减小。而运用热泵蒸馏之类的技术能够减少分离过程中的能量损失。当反应压力减小时,气态反应物的压缩作用会显著减小。吸热的反应温度下降时,供热温度也会减小,这样能限制副反应的发生,使产品的反应和分离过程中的能耗减少。通过高效填料和传热装置,能够提升传热性能和转换效率。新一代的隔热材料及其最合适的厚度可以大大地减小热损失,所以要尽量多使用高效的节能设备。并且,在提高反应条件的过程中,必须保证化学反应材料齐全,反应材料质量也必须符合规定标准,反应中所须的催化剂也要准备到位,反应器皿和设备等都不能有遗漏,只有这样才能保证在化工生产过程中高效生产,并减少废物的产生。保证这些废物不直接排放到自然环境中,就能减少化工生产对环境的危害。 二是降低生产全过程的动力能耗。在化工生产过程中,常会用到电机拖动系统,电机拖动系统在使用时耗费电能较多,可以采用变频控制来调速达到节能的效果。变频节能调速可以改善普通的阀门静态调节技术,让电机拖动系统的输入输出能够保持持久的动态平衡,在化工工艺中可以减少电能能耗。化工工艺具体操作时需要热能来促成反应,对热能的消耗也是极其巨大的,在供热系统改造时,要不受传统的单套装置的约束,对组合装置全体优化,可以从源头上解决“高热低用”的问题,最合理地利用热能源。 三是合理处理废弃物。在化学品的生产过程中,反应条件和反应环境固然重要,但废弃物的处理也很重要。我们国家是一个资源大国同时也是一个人口大国,使得人均资源占有率很有限,为了以后子孙后代的发展,我们不能走先污染后治理的道路,该合理处理好废弃物。我国现行的法律规定,化工生产过程中产生的重金属和有毒污染物一定不能直接排放到江河湖泊中。另外,对有毒废气也要经过处理才能排放到大气中。被污染水质的排放应该严格采用化学原理对其进行化学处理,等到指标合格后,才能通过专用渠道,排放到自然环境中。比较简单的则是通过基本反映,利用沉淀的方式,将重金属离子转变为化合物沉淀下来,使其危害性降到最低。而废气则应该在排放装置的中部和顶端设置有效的废气处理系统,过滤掉有毒的粉尘和气体,之后再排放到空气中。 三、化学工程与工艺发展 随着科学技术的发展和化学行业的不断进步,专业人员已经把化学专业的研究重点从单一研究化学过程、设备等单一方面转而研究化学行业与其他行业的融合方面。最大限度地节约地资源、能源,实现绿色化学的目标,实现可持续发展。探究化学工程技术的热点分析与发展趋势,通过对现有的化学工程技术的分析,研究其技术热点,从而经过理论分析,判断未来的化学工程技术的发展态势。化学的影响以及需要重点探讨的方向,就是化学环保问题。由于化学工程往往都会涉及污染问题,因此从化学工程技术角度分析,将从技术角度出发,从而尽最大限度来降低化工技术对环境的影响。未来化学工程技术的发展,直接影响着其发展态势。 结束语 化学工程技术的热点是将化学工程与信息工程研究相结合,随着信息技术的发展,信息技术已经深入各行各业,通过计算机技术可以收集大量信息,并对此进行精细的计算,随着大量的数据的统计和分析,可以得出很多重要的规律和结论,这些规律可以用来作为提高效率和生产效益的理论依据,同时可以预见,将化学工程和材料科学结合起来进行分析必将是化学工程领域的重点研究课题,必将成为引领化学研究的主要方向。 化学工程与工艺论文:试论化学工程与工艺中的裂解1 摘要:近年来,以分析裂解为主的反向工程技术发展极为迅速,通过反应可以了解化学物品的组成、结构以及各个体系的作用机理,以此提高物质的品性。本文对化学工程与工艺中的裂解进行了探讨分析。 关键词:化学工程;裂解? 一、关于裂解原理? 在化学工程中,裂解是指将样品放在严格控制的环境中加热,使之迅速裂解成易挥发的分子碎片,并用其他联用装置分离和鉴定这些裂解碎片,从而推断样品的组成、结构和性质。联用装置最普遍的是色谱仪和质谱仪,故分析裂解是裂解质谱和裂解色谱的总称。 第一种是裂解质谱。裂解质谱即将热裂解产生的碎片送入质谱分析仪中,由谱图分析裂解产物。裂解质谱具有所需样品量小、可从碎裂方式分析分子结构、可鉴定混合物等优点。故裂解质谱是最早也是最广泛应用于合成和天然高分子结构分析的质谱技术,典型应用包括:均聚物结构的确认;异构体高分子的区别;共聚物的组成和序列分布分析;高分子混合物的分析;高分子中挥发性添加剂的鉴定及添加剂对高分子性能影响的研究和高分子的热分解机理研究等。裂解质谱技术包括直接裂解质谱、闪蒸裂解质谱和裂解色谱质谱。 第二种是裂解色谱。裂解色谱是将试样放在严格控制的条件下,经过热裂解形成小分子碎片,而后用直接或间接方法送进气相色谱仪中进行分离测定。不同的高分子材料有不同的特征谱图,因此未知样品谱图与标准特征谱图对照分析,即可对未知样品进行定性、定量分析。本方法可以发挥气相色谱法的快速、灵敏度高、分离效能高的优点,且样品用量少,对含有复杂填充剂的硫化胶,通常可不必经过复杂的分离手续,即可直接进样裂解分析。主要用于聚合物的鉴定、组成分析、结构表征以及降解研究等方面。高分辨裂解气相色谱和裂解同时衍生化技术是近年分析裂解技术的重要进展,其大大推动了裂解色谱在各个领域中的应用。裂解质谱与裂解色谱相比在定性分析制品方面占有绝对优势,但定量分析较为困难,而裂解色谱则可定量分析。综合裂解质谱和裂解色谱各自的优点,两种技术的联用可对橡胶制品进行广泛的推广。 二、关于裂解技术在工程中的应用 橡胶制品由于相对分子质量大,难溶、难熔且难以挥发,用通常的分析技术难以分析他们的组成。分析裂解技术可以结合化学方法并与其他仪器分析法如红外、核磁等联用,对橡胶制品进行深入、系统的分析,是提供制品分子结构、组成信息唯一而有效的方法。 一是关于废旧橡胶分析 橡胶工业发展的同时废旧橡胶的产量也与日俱增,这不仅造成了环境污染,还浪费了大量资源,回收利用废旧橡胶制品已成为一个重大的社会问题。 回收利用废旧橡胶制品首先要对其组成结构给以分析。景治中等人曾用热裂解色谱2质谱技术对硅橡胶边角废料及次品进行分析,确定了两种酸碱化合物的组成,高温橡胶的酸催化裂解产物主要是环状化合物,室温橡胶的酸催化裂解产物中有环状和链状两类化合物,从而为硅橡胶废料利用提供了理论依据。邱清华等运用裂解质谱及其他辅助技术对胶粉进行了研究,结果表明,胶粉含胶率为49161%,填料质量分数为50139%,其中炭黑质量分数为29128%,为胶粉的利用提供了理论依据。孙玉珍采用色质连用仪对氟橡胶二段硫化挥发物进行了研究,确定挥发物及组分来源,对环境保护有很重要的意义。对废旧橡胶制品的组成结构分析,可以了解其废旧原因,探讨其废旧机理,以便在制品的配方设计或工艺设计中加以改善,从而提高制品的使用寿命。Cardina利用分析裂解色谱技术研究了轮胎胎面胶废旧后成粒子状的原因是空气粉尘对其破坏作用,但空气粉尘对不同胶种的破坏作用不同,由此,我们可以优化耐用胎面胶配方。 二是关于热解机理的研究? 典型的热分解反应有:①解聚反应,最终得到单体;②支链取代即简单分子的消除,还伴有分子链的改造;③环化至较低分子量化合物;④氢转换,伴随含不饱和基团的开链碎片的生成。烃类橡胶的热解多数是自由基降解反应,裂解产物的形成遵循自由基降解反应的规律,因此可利用此规律帮助分析裂解产物的谱图,也可以用分析获得的产物结构进行自由基反应机理的研究。其他仪器剖析技术由于设备装置原因或制样较为困难,不便于对裂解机理进行研究。而分析裂解技术采用特殊的装置,不需对样品进行处理,在分析橡胶及其制品时,通过热裂解形成的小分子碎片通常是单体、二聚体及链断裂的分解产物,可用于橡胶的初级热解机理的研究。在绝大多数情况下,使用该技术均能给出明确无误的橡胶初级热解产物信息,从而得到聚合物初热反应机理。Radhakr2ishnan,R.alilarao利用裂解色谱分别讨论了聚环戊二烯和聚丁二烯橡胶的裂解产物及机理。国内有关学者已研究过多种橡胶,包括CR、NR及BR等,获得了各种橡胶的特征信息,并从理论方面讨论了各种橡胶的裂解机理。黄玮等使用裂解色谱2质谱连用仪对甲基乙烯基硅橡胶泡沫进行了研究,结果表明,辐射导致的裂解机制与热裂解机制有相同之处,并对其裂解机理进行了讨论。 三是关于橡胶结构的表征? 采用分析裂解技术分析橡胶,可对橡胶进行表征。杨丹等采用高分辨裂解气相色谱2质谱对由溶液法和胶乳法生产工艺制备的氯化天然橡胶的结构进行了分析,结果表明,两种方法制备的氯化天然橡胶具有相同的主体结构,但胶乳法制各的氯化天然橡胶中含有少量的羧基和羰基结构。氯化天然橡胶分子链上的环结构应为六元环,其裂解特征产物是环己烷同系物。王朝阳等运用裂解色谱及其他测试技术对环化氯丁橡胶进行了表征,结果表明,二甲苯溶剂参与了环化反应,且随环化度增加,参与反应的溶剂二甲苯的数目也逐渐增加,并确定了环化结构的形成。 结语:总之,以分析裂解为主的反向工程技术已广泛应用于橡胶制品的分析领域,并取得了良好的经济效益。多种灵敏度高、专用性强的定性分析的裂解质谱及定量分析的裂解色谱已被成功的开发应用。为进一步对橡胶制品精确分析,应结合两种技术的优点,开发功能性强、灵敏度高的裂解色质联用技术无疑是今后的发展重点。 化学工程与工艺论文:论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用 摘要:人类社会不断向前发展,人们的生活水平节节攀升,在人们生活不断发展的背后,是一系列的环境问题,其中主要归结来说就是环境污染和环境破坏。本文是站在教育者的立场上,对绿色化学教学中的重要意义和有益探索进行了阐释,并在此基础上探讨了绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用,希望可以对绿色化工教学的征途上提供一定的借鉴作用。 关键词:化学工程;绿色化学工程;推动发展 引言 绿色化学工程就是在传统的化学生产中,将环保理念充分的融合,旨在生产出一种完全无公害的生产效果,这种状态目前看来虽然是一种理想化的状态,但是应用绿色技术对环境的破坏和污染作用还是具有较为显著的成果的。 一、化学教学中进行绿色化学教育的意义和探索 (一)化学教学中进行绿色化学教育的意义 现代教育理念中讲究的是素质教育,化学思想对于当前学生的创新能力的培养以及社会的可持续发展上,有着重要的地位,引导学生在化学工业上不断创新,不断实践。绿色化学在化学教育中不是一门独立的学科,他是化学教育中的一种战略方针,一种指导理念,绿色化工理念是符合我国的可持续发展战略思想的。绿色化工就是将化学生产中产生的污染,通过技术手段将其扼杀在摇篮中,这种防患于未然的化学思想是一种较为先进的思想。绿色化学对教师的能力是一种新的考验,这种理念要求教师改变旧有的教育观念,并通过终身教育不断完善自身的知识结构。绿色化学在战略部署上是一个环境策略,这种理念是一种保护环境的高级策略,通过化学生产过程中的绿色化,践行我国的可持续发展战略。 (二)在化学教学中进行绿色化学教育的探索 绿色化学理念渗透贯穿到真个化学实践中,化学教育工作者是直接向学生传授理念的工作人员,教师应当首先具有这种环保理念。绿色化学主要立场就是保护我们的生存环境,最终实现整个人类的和谐健康发展。化学教育中,应当体现绿色性,这是对化学教育的一种完善和改进。教师在进行绿色化学教育中,要结合课堂教学和实验教学,将两种形式的教学中都要渗透绿色化学的观念,树立绿色开发意识。化学生产中会经常有很多化学反应过程,对于一些化学产品的生产中都是需要重构的。绿色化学在社会效益,经济效益和环境效益上都是有所建树的,此外,绿色化学结合多种科学技术和相互关系,是学科的一种进步,是化学本身的一场革命。 二、绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用 (一)应用清洁生产技术 清洁化工生产技术主要目的就是节能,将清洁生产在整个化工生产中作为主要的生产环节,具体来说就是在生产中,尽可能的避免使用一些毒害性较大的材料,并且在使用中尽量避免排放量较大的设备,采用先进的工艺等。在生产中,还要尽最大程度的降低危险系数,例如高温、高压或者是易燃易爆的情况,同时还要对生产工艺尽可能的简单化以及可靠化,在生产中对其进行操控,例如在生产铬酸酐时,经过采用清洁的生产技术改造之后,实现了环氧丙烷的清洁生产和二氯苯胺的清洁生产,这些清洁生产环节都极大的促进了环境保护,对绿色化工的生产实现提供了坚实的保障。 (二)和生物技术相结合进行生产 化学工业在生产中经常会配合多种生产方式,化工生产技术和生物技术结合是清洁生产的一个发展方向,将生物能转化为化学生产中需要的能量,生物技术是新型的生产技术,和化学工艺结合是生物技术发展的一大创新,例如,在对农作物进行炼制过程中,一般原材料为大豆和玉米,在氧气的作用下结合发酵和基因组合的生物技术方法,进行丙二醇的生产。在绿色化学的发展角度来看,绿色化学最大的特性就是在能源的节约上以及在生产的清洁上,都实现了传统化学无法实现的效果,并且实际的教学中,要结合化工的过程生产,将生物技术的研究和发展推向一个更为广阔的前景之上。 (三)绿色化学品的应用 生物科学是当前较为先进的科学,生物技术在很多人看来还有一定的神秘感,生物技术的产生在当前的技术革新中是相当重要的一部分。化工生产中,绿色化工工艺的应用,符合我国当前建设环境友好型社会的需要,促进社会和自然环境相和谐健康的发展,例如传统的制冷剂为氟利昂,利用绿色化学品――三氟碘甲烷,可以大大的减轻氟利昂对臭氧层的破坏,因此也就在很大程度上减轻了温室效应,为全球的环境保护做出了积极的贡献。指引学生在化学科学的学习过程中,对一些难降解的高聚物要多加关注,并且结合自身的生活,时刻观察生活观察周围,查看生活中的日用品是否能够通过一些可降解的材料代替,更好的服务于我们自身的实际生活。 结束语 总而言之,绿色化工的实际教学中,将绿色生产理念融入进入,对于自然界中各类清洁能源加以有效整合利用,进行新型的工艺的开发,更好的促进整个化工行业的健康友好发展,从而起到节能的作用,我们应当在这条道路上不断的前进探索。 作者简介:闵凯,男,1984年10月,毕业学校:武汉工程大学 学历:本科 专业:化学工程与工艺 现工作单位:云南经济管理学院 职称:助教 作者简介:秦凯,男,汉族。1989年9月出生于河南开封,2012年6月毕业于西南林业大学体育教育专业,本科学历。职称:助教。主要研究方向,学校体育学,学生管理。 化学工程与工艺论文:浅析化学工程与工艺 【摘要】化学工程是化学的一系列生产活动的组成,在化工生产中,为了能够满足当前节能环保以及节能减排的主流理念。化工生产中,开发了许多最新的化学工艺以及化学加工技术。从生产效率以及生产效益的基础分析,化学生产的工艺应该更加趋于环境化以及高效化。并且,两者应该能够在某一定实现统一。本文通过对化学工程中,化学生产的工艺分析,解读未来对于化工生产的理念与方式。 化学工程与工艺概述 化学工程,简称化工,是研究以化学工业为代表的,以及其他过程工业生产过程中有关化学过程与物理过程的一般原理和规律,如石油炼制工业、冶金工业、食品工业、印染工业等,并应用这些规律来解决过程及装置开发、设计、操作等问题,它是以数学及少量的物理观念为基础应用于化学工业上,主要研究大规模改变物料中的化学组成及其机械和物理性质,来替生产化学品或是物料工厂提供一个反应流程设计方式。实验研究、理论分析和科学计算已经成为当代化工研究中不可或缺的三种主要手段。 随着发展,后来又发展出一些新的分支,化学工程领域的分支庞大,可应用在各类化学相关领域的研究及实务上的操作,因应现代工业发展的需要,以化工的知识背景为基础,例如半导体工业。随计算机的快速发展,数值模拟(cfd)在化工的发展占据重要的地位。 二、化学工程与工艺专业简介 1、 化学工程与工艺任务。根据化学工程与工艺专业的性质,化学工程与工艺专业的任务是培养学习化学工程学与化学工艺学等方面的基本理论和基本知识,受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练.具有对现有企业的生产过程进行模拟优化、革新改造,对新过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力。由于涉及化工的学科和领域很多,化学工程与工艺专业除了让学生学习一般应用化工的基本知识和基本技能外,还应该结合本地区、本行业及本校的实际情况,重点学习化工在某个或某几个领域中的具体应用,以便形成不同高校应用化工专业的特色专业方向。 2、化学工程以及化学工业的一些特点。以物理学、化学和数学为基础,并结合工业经济基本法则,研究化工单元操作以及有关的流体力学、传热和传质原理、热力学和化学动力学等在化学工业上的应用,以指导各种过程及其设备的开发、改进和发展属于化学工程学的内容。化学工程是随着化学工业的大规模生产发展而形成的。化学工程包括过程动态学及控制、化工系统工程、传递过程、单元操作、化工热力学、化学反应工程等方面。化学反应是化工生产的优秀部分,提供过程分析和设计所需的有关基础数据,研究传递过程的方向和极限,化工热力学是单元操作和反应工程的理论基础,它决定着产品的收率,对生产成本产生重要影响。对单元操作的研究,可用来指导各类产品的生产和化工设备的设计;传递过程是单元操作和反应工程的共同基础,化学工业在新的形势下要求处于化学优秀地位的催化技术和化学工程都必须用跨学科的战略进行多学科的研究。动量传递、热量传递和质量传递,这三种传递,实质上就是各种单元操作设备和反应装置中进行的物理过程。 合成化学是化学学科的优秀,化学家不仅发现和合成了众多天然存在的化合物,同时也创造了大量非天然的化合物,使人类社会所有的化合物达到2230万个(美国化学文摘1999年12月10日收录的化合物数),并且以几个月就有100万个的速度发展,大量新化合物的产生是化学工业产品开发的基础。信息技术及工程技术的进步为设备和工艺创新创造了条件,推动了化工行业的技术进步。 化学工业的生产技术和许多深度加工的产品更新换代快,要求化学工业必须不断发展和采用先进科学技术,从而提高生产效率和经济效益。不断寻求技术上最先进和经济上最合理的方法、原理、流程和设备是化学工业工艺创新追求的目标。化工新技术开发程序是一套科学的程序,它是以市场为导向、以创新为宗旨,以工业化和商业化为目的的创新过程。世界上经济发达国家化学工业的研究开发费用、科研人员以及专利和文献的数量都居各工业部门的前列。 三、化学工程与工艺实验数据处理分析 传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来。 化工实验的特点流程较长,规模较大,数据处理也较为复杂。因此依靠计算机处理数据会使繁琐的数据处理过程变得简单快捷,大大提高工作效率。数据处理是每一个化学工程实验必不可少的步骤,也是至关重要的一个步骤。通过实验可以建立过程模型、分析工艺技术的可行条件。但是化工实验数据的处理往往并不是那么简单,它需要通过复杂的数学计算,若仅仅依靠手工计算则需要花费大量的时间,而且化工实验数据的处理量很大、重现性很高,因此应用计算机来处理实验数据可以大大提高工作效率。化学工程与工艺专业是一个以实验为基础的专业学科。实验的目的是通过有限的实验点去寻找某一对象或某一过程中各参数之间的定量关系,从而揭示某化工过程所遵循的客观规律。 MATLAB在化学工程与工艺实验中的应用进行初步的尝试。传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。而MATLAB是一个强大的数学软件,能够方便地绘出各种函数图形,一方面可以解决符号演算问题,另一方面可以解决数学中的数值计算问题。MATLAB的应用范围非常广,包括信号和图像的处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。它已成为国际控制界的标准计算软件。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来,利用MATLAB软件编写一个数据处理程序:只需输入任意一组原始数据,就可以把实验结果,数据模型以及作图一起显示出来。 综上所述:21世纪世界进入资源、能源短缺的时代,解决由国家提出的节约资源对保护自然生态环境的任务,需要化学与化工学科的共同发展,社会经济的可持续发展,我国提出转变经济发展模式,为此,化工教育首先要端正学生和家长对化工产生的片面认识。融合从分子水平的化学到大规模制各工程科学的宽阔视野,现代化学工程教育内容既应跨越和涵盖整个化学和化工领域,也仍要重视工程教育的特征,强化工程实践环节,培养学生解决复杂问题的能力,完成化学工程教育的历史任务,探讨化工与其他学科的跨学科交叉,并落实到教学实践中,正确认识化学工程的学科范式和内涵。 化学工程与工艺论文:MATLAB在化学工程与工艺实验数据处理中的应用探讨 摘要:随着科技的不断发展与进步,MATLAB软件开始在化学工程与工艺实验数据处理中应用开来。因为传统的数据处理方式十分繁琐,因此MATLAB软件的出现弥补了传统化工实验数据的数据处理缺陷,提高了化工实验数据的处理效率。文章通过研究MATLAB软件在化学工程与工艺实验数据处理中的应用,分析其处理数据的优势与特点。 关键词:化学工程与工艺实验;数据处理;MATLAB软件;化工实验数据;化学实验 1 MATLAB软件 MATLAB软件最早由美国的Mathworks公司提出,其主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。近年来MATLAB软件逐渐被用于化学工程与工艺实验的数据处理中,极大地提高了数据处理的效率。 2 化学工程与工艺实验数据处理 化学工程与工艺实验不同于普通的化学实验只重视一个原理的求证,它的目的是为了解决工业中的化工问题,其特点主要有实验时间长、实验规模大和实验数据处理繁杂等。在整个化学工程与工艺实验里数据处理是必不可少的阶段,也是印证化学实验成果是否行之有效的必要手段,但是由于实验数据过于庞大,实验当中相关的参数关系大多是非线性的,单单依靠传统的手工计算不仅速度慢,还容易出现计算失误的情况,根本无法满足实际的需求,因此,将MATLAB软件融入实验数据的处理中刻不容缓,它能有效地将繁琐的计算步骤化解成简单的计算,提高工作效率,让实验数据的准确性达到最高值,避免误差的产生。以下通过研究两个化学工程与工艺实验,分析MATLAB软件在处理实验数据时与传统的手工计算有什么优势和便利。 3 化学工程与工艺实验数据处理设计 3.1 数据处理的程序框架 因为每一个化学工程与工艺实验的目的都不相同,因此其处理的步骤以及涉及的化学公式也不尽相同,不可能以一个程序来概括,但是经过大量的实验研究和总结,发现不同的化工实验中都会有其相似之处,它们都可以由图1来概述: 图1 3.2 数据处理的程序编制 3.2.1 数据输入。化学工程与工艺实验的数据输入主要依靠提示的函数input实现,比如以温度为例子,则其输入函数为:t=input(‘请输入实验的温度(摄氏度):’),其中输入函数大多是以矩阵的输入形式为主。 3.2.2 处理和作图。化学工程与工艺实验中得到的数据时常会存在离散的情况,必须经由多种拟合的方法将它们结合成一条或多条连合的曲线,而其中最常用的拟合方式是最小二乘法,因此本实验设计中的拟合方式也采用最小二乘法的方式。 设实验的离散数据(x1,y1)通过最小二乘法将其拟合成因变量y,自变量x,输入的函数关系为y=f(x),函数关系的主要思路是让离散数据中的x1的残差平方以及Σ(f(x1)-y1)2达到最小值。因为在得出化工实验数据中多少会因为外界的因素存在着一些误差,因此最小二乘法可以无需使输入函数y=f(x)必须经过全部的离散数据(x1,y1),但是残差平方和必须达到最小值。根据最小二乘法的拟合方法可知,最小二乘法可以满足化工实验数据处理中的拟合应用需求。 在化学工程与工艺实验中会涉及到流体的流动阻力研究,研究主要是通过测试流体的流动阻力,在经过特定的计算之后得出摩擦系数(λ)和雷诺准数(Re)的离散数据,再同理,经过最小二乘法拟合出连续的曲线,并根据其画出相对应的图形。 得出上述式子之后可以将MATLAB里的函数polyfit()进行线性的拟合,以作为化工数据处理的程序 原理。 3.2.3 建立数据库。因为经过上述的设计,化学工程与工艺实验数据处理只能得知在特定的温度下(比如10℃、20℃以及30℃等)实验的物性数据,但 是在实际的生产中,工业生产所涉及的温度多变,不单单只停留在设计好的温度当中,因此,这就需要我们在数据中选择最相近的数据,假设它们属于线性的关系,再利用内插或者外推的方式计算出实验的物性数据常数。在本文的化工实验中,编写的程序已经将实验温度和密度以及实验的温度与黏度进行多次的实验拟合,建立出了一个相对完整的数据库,在工作中只需将温度输入进系统,则程序可以自动跳出在特定温度下的物性数据,提高数据处理效率。 3.3 程序的运行 在编制完成化学工程与工艺实验的数据处理程序,且建立数据库之后,便应该输入数据以验证程序是否能有效地处理实验数据。在化学工程与工艺实验的数据处理中,MATLAB软件的应用是十分重要的,经过实验可知,在化工实验当中会出现大量的离散数据,必须经过拟合的方式进行处理,其处理过程中不仅工作量大,而且十分繁琐,一旦出现差错则必须重新推翻重来,浪费大量的人力物力资源,而且在处理好实验数据之后,在查看实验当中还要将化工实验数据重新计算一次,看结果是否与原先的计算结果相同,工作量十分重,但是如果运用MATLAB软件则大大降低了数据处理难度,只要在MATLAB软件中输入相应的化工实验数据,就可以得到结果,节省了时间,提高了工作效率。 4 结语 在实际的应用中,化学工程与工艺实验所要处理的数据十分庞大,而且涉及的计算公式也十分多,甚至很多时候为了将数据的计算公式导出来还要建立复杂的模型,一旦有一个步骤出现差错则会直接影响到实验的成果,如果使用传统的手工计算方式,为了避免差错则必须对每一个数据处理环节进行反复计算,降低了工作效率,因此MATLAB软件的应用对于化学工程与工艺实验的数据处理十分重要,它不仅将复杂的计算变得简单,也让事后的实验验证效率得到提高,促进了化工实验的 发展。 作者简介:李世英(1972-),男,内蒙古乌海人,内蒙古蒙西建设集团有限公司钢结构分公司化学工程工程师,研究方向:化学工程。 化学工程与工艺论文:论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用 摘要:运用科学有效的方法对化工原料、催化剂、溶剂、试剂、废物、产品等等进行改善来减少其对人类健康以及生态环境的危害,并促进化工工业的节能发展,这就是绿色化学工程与工艺。本文作者根据工作和实践经验,就绿色化学工程与工艺的开发、化工企业的节能减排以及在化学工业节能中的应用等方面做了论述。 关键词:化学工程 绿色化工 工艺改进 节能减排 一、化学与绿色化学 20世纪80年代以来,化学品在社会公众中的形象产生了一些微妙的变化。一些人甚至认为,“化学品有毒、有味、污染环境。国内一些食品、化妆品广告或包装上常有一句‘本品不含任何化学添加剂’“化学”似乎成了“有害”的同义词。然而,殊不知,那些标榜着纯天然的也是化学品。广义地说,任何物质都是有毒的,物质的毒性与物质的“量”有关。常用衡量物质毒性的标准时LD50(半数致死量)( mg/kg)等见下表: 表1化学物质的急性毒性分级 随着化学的发展,尤其是化学工业给社会带来的环境污染问题,污染环境似乎成了化学的代名词。造成这一现象固然是出于误解,但是不可否认不少化学工业生产的排放和一些化学品的滥用,确实给整个生态环境造成了非常严重的影响。当前面临的形式是,我们这个社会已经无法离开我们当前物质文明的化学工业和化工测评而倒退到从前。尽管我们处于恐怖的白色污染中,但离开今天的高分子产品,我们的日常生活还能正常进行吗?“尤其是在都市中。而我们自己也己经或者正在将一些有毒有害的化学生产转移到发展中国家”。这一结果最终将是自食其果,毁了我们赖以生存的地球。因此我们既要为了开创美好生活而发展化学工业,又不能让它的生产过程和它的产品破坏我们的环境,贻害我们的子孙。这是当前化学工业者面临的最大的挑战,即要为社会创造新的、安全的化学一绿色化学。 四、绿色化学的兴起 什么是绿色化学?“美国绿色化学研究所长P .T - Anastas博士认为,“绿色化学就是在化学品的设计、制造和使用过程中利用一系列的原则来减少、甚至消除有毒有害物质的使用或者在过程中的生成。”绿色化学又称环境友好化学,是运用现代科学技术的原理和方法来减少或消除化学产品的设计、生产和应用中有害物质的使用与产生,使所研究开发的化学产品和过程更加对环境友好。 从这定义上来看,绿色化学的目的就是在化学转化的全过程中对污染进行预防,把污染末端开始控制变为源头就治理。绿色化学涉及对化学产品及其合成设计与改造。通过提供一个新的方法,既通过改变化学方应与化工过程,从而从根本上减少或消除危害物质的产生,并进而解决环境问题。2、绿色化学的特点 绿色化学是当今国际化学工业研究的前沿,己成为21世纪化学工业的主要方向之一,其显著特点是: 1)绿色化学考虑社会可持续发展,促进人与自然的协调。大力开发人类最理想的绿色资源和能源,充分利用生物质,即植物、农作物,以及其他通过光合作用产生的有机物,它们是理想的石油品替代原料。此外,还可利用取之不尽、用之不竭的太阳能及风能、地热能和海洋能等,促进化工生产的持续发展。绿色化学是人类用环境危机的巨大代价换来的新认识、新思维和新科学,是更高层次的化学。如:在设计获取新物质的化学反应路线时,力求使原料中的原子100%地转变为目的产物,实现废物的‘零排放’。这样既可以充分利用资源,又不会对环境造成污染。 2)绿色化学是研究与环境友好化学反应和技术,特别是新的催化工程技术,在选择原料路线时,尽量使用低污染、无污染的原料,以替代有毒有害的原材料,反应过程中采用对环境友好的媒介和反应技术。如:酶催化反应、膜催化反应、清洁合成技术、生物工程技术等。”这些采用生物技术、酶技术及基因重组工程等高新技术开发新的化学反应与合成新的化合物,能够实现化学反应技术的绿色化。 3)绿色化学是从源头上防止污染的生成。即污染预防(pollutionention)环境治理则是对已被污染的环境进行治理,即“末端治理”。时间表明,这种“末端治理”的粗放式经营模式,往往治标不治本,只注重污染的净化和处理,不注意从源头上和生产全过程中预防和杜绝废物的产生和排放,既浪费资源和能源,治理费用投资又比较大,综合效益差,甚至造成二次污染。因此,绿色化学的目的就是把现有的化学工业生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上消除污染”。 五、绿色化学工程与工艺的开发 1、选择、采用无毒害化学原料 生产化学产品的源头是原料的选择,它决定着化学生产流程和工艺的选择。绿色化学工程与工艺以不使用有毒有害的原料为首要开发目标,从源头上防止化学污染,同时绿色化学工程与工艺本着采用可再生的自然物质作原料的开发原则,来保证化学生产的无污染。 2、提高化学反应的选择性 烃类选择性氧化是一类具有强放热性的反应,石油化工工业中时常发生这种反应,但是,它的生成物不稳定,很容易被进一步氧化,生成H2O和CO2。在各类的催化反应中,此反应一般不会被选择,因为有时生成物中还会存在同分异构提,不利于得到最终产物,所以,为了简化生产,一般都会使用选择性高的试剂。这样不仅可以降低分离产品和纯化产品的难度,还提高了反应的选择性,还能够起到降低成本,节约资源,减少环境污染的作用。所以加强这一方面的研究会有很强的实用性,比如开发载氧能力强、选择性好的新型催化剂,就可以应对不同的烃类氧化反应。 3、采用无毒无害的化学催化剂 近年来,化学反应越来越多的应用到了工业化的生产中,而催化剂对提高反应速率有着明泉的效果,所以开发新型高效、无毒无害的催化剂以成为绿色化学工艺的发展方向之一。如今,相关部门都在研发新的烷基化固相催化剂,此外,分子筛催化剂也得到了很好的开发和应用。 六、绿色化学工程与工艺在化学工业节能中的应用 绿色化学工程的开始与使用很大程度上促进了化学工业节能的实现,主要有以下几方面的应用。 1、清洁生产技术的应用 清洁生产技术也被称为无害、无毒、无废的绿色化技术,比如先进的脱硝和脱硫技术;城市垃圾的无害化处理技术;生活垃圾制沼气技术;高效清洁的煤气化技术;利用风能、太阳能等自然能发电技术等等,这此都利用了清洁生产的技术。清洁生产技术包括的范围很广,主要有以下几种技术:生物工程技术,这其中有细胞工程、酶工程、基因工程等等;辐射加工技术,如离子束、射线和中子束等在常温常压下就可以引起一些需要在高温高压下才能进行的反应;绿色催化技术,这里有多种催化剂,比如分子筛催化剂、相转移催化剂等;超临界流体技术,这里有超临界H2O。和超临界CO2,都能阻燃并且无毒。 2、生产环境友好型产品 发展绿色化学工程与工艺,其目的是生产出环境友好型产品。在生活中有许多实例,比如寻找替代品来替代氟利昂,这样可以保护大气的臭氧层;使用可降解的塑料制品;无磷洗衣粉、清洁汽油等等。因为传统汽油柴油给大气带来了严重污染,近年来国内外流行使用的新汽油、低硫柴油或者是其他无污染燃料,大大减少汽车尾气造成的污染。 结语: 绿色化学工程与工艺采用无毒的溶剂、原料,选择无污染、低耗、节能的化学工艺过程,应用清洁的生产技术,实现生产与环境相协调,产品和生态友好。开发和应用绿色化学工艺,已成为当代化学工业的发展趋势和前沿技术,是建设环境友好型社会,实现可持续发展的关键所在。 化学工程与工艺论文:探索绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用 摘要:随着经济的快速发展,“节能”的理念被越来越多的人们所认可,与此同时,与“节能”理念相一致的“绿色”理念也逐步的兴起,成为了21世纪人们所普遍谈论的话题。本文以分析绿色化学工程与工艺为基础,对化学工程给人们带来的影响一一讲解,探讨绿色化学工程与工艺在化学工业中的作用。 关键词:绿色化学工程与工艺;工业节能;促进作用 引言 当下,我国倡导节能理念之风日益兴盛,在各类的生产活动中,环保的地位越来越高。国家政府出台了一系列的规章制度来推行环境保护的实施,监察力度日益加大,打击环境污染的力度明显提高,相关的工作人员的努力也有了显著的成效。长期以来,我国作为世界上的工业生产大国,工业发展速度之快令世人惊叹。然而,与工业迅猛发展一起出现的还有环境污染的问题,这时,成功进入人们眼球的“绿色”理念就成为了当今时代下的主题,绿色化学工程的理念也逐步的兴盛起来。 一、绿色化学工程兴起的原由 1、绿色化学工程与工艺简介 谈起绿色化学工程兴起的原由,我们就应该首先来了解一下什么是绿色化学工程。说到化学工程可能所有的人都并不陌生,它就是常常被人以简称来时常谈论的化工。随着新时代的发展,化学工程得到了广泛的应用,与此同时,化学污染也成为了化学工程的代名词,环境污染现象、资源浪费现象等等,都给社会发展背上了沉重的负担。 而此时发展起来的绿色化学工程于工艺就是为了解决这一问题。绿色化学工程与工艺就是用化学的方法和技术去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。从而提高环境的保护效率,增强资源的可持续使用的效率。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物。 2、绿色化学工程和工艺的意义 随着经济的快速发展,人们的生活水平有了显著的提高并增强,人们生活的步伐也明显加快,化学生产也为人们所普遍接受并广泛应用,但化工生产所产生的废水、废气、废物排放,会对环境产生严重的影响,甚至生产生活用水也受到了一定程度的污染,这些不合理现象的存在甚至会危害到人们的生命安全,长期生活在这样环境下的人们的精神也会受到冲击。 化学生产不仅要大量采集自然物资,还对自然环境造成影响,这是当今时代背景下所不能容忍的。政府的政策的出台、监察机关的严厉执法、相关工作人员加快技术研究开发出环境友好产品就显得尤其重要了,绿色化学工程与工艺也就成了未来化工生产发展的方向。 当化学工程逐渐的融入了“节能”的概念和“绿色”的概念时,化学工程的生产再也不是当初的污染的代名词,绿色化学工程将保护生态环境和提高资源的利用率抬到实质,自然环境得到了有效的保护,原来只能废弃的垃圾也做到了成功的再回收利用。这样看来,绿色化学工程与工艺就成为了新时代所倡导的新词汇,它成功的成为了保护环境资源的有效手段,而技术的进步,城市污染的减少,从而提升我们赖以生存的环境条件。 二、绿色化学工程与工艺的应用 根据当下的环境氛围,我国绿色化学工程的开发和应用都有了一定的发展,从本质问题治理起来,俗话说:“射人先射马,擒贼先擒王。”只有抓住了根本性的问题,才能够真正的解决问题。现阶段,我国的绿色化学生产体现在下面几个方面。 1、选用无毒、无害化学原料 从化学原料的选择入手,尽量选择无毒、无害,并且可进行再生利用的化学原料来进行化学产品的生产和制作。对于化学产品来说,最根本的问题在于原料的选择,它是影响着化学生产过程和生产工艺重要原因之一。绿色化学工程与工艺是以无毒无害的化学原料为基本原则,在化学工业生产的起始就采取了防治手段,并且,绿色化学工程与工艺采用可再生资源为开发原料,保证在化学工业生产过程中进行无污染操作。 2、采用绿色高效的化学催化剂 绿色高效的化学催化剂的使用是非常必要的。目前我国也正在积极的研究这样技术,如采用绿色生物仿生催化剂。石油化工反应中烷烃氧化反应时碳氢键是相当惰性的,通常情况下需要苛刻的反应条件,如高温高压才能使之活化。采用新型的绿色生物仿生催化剂,能够实现在温和条件下对分子氧的活化,在烷烃的氧化反应中表现出很高的催化活性和选择性,因而绿色仿生催化剂使用也是绿色工学工程与工艺所追求的方向之一。 3、提高化学反应的选择性 采用先进工艺和使用选择性高的试剂等手段提高化学反应的选择性,可以降低成本,节约资源,减少环境污染。如石油化工中经常会发生的反应――如以上所说的烷烃类选择性氧化反应,这一类反应具有强放热性的特性,其目的产物不稳定,有时有些产品还具有异构体形式,在各类的催化反应中此反应的选择性最低,采用选择性高的试剂,提高反应选择性,从而能够获得更多的最终产物。 三、绿色化学工程与工艺在化学工业节能中的应用 基于绿色化学工程与工艺下的化工产品的大量的使用,在一定程度上实现了我国的化学工业节能,就目前而言,绿色化学工程与工艺在国内已经得到应用领域主要有以下几个: 1、清洁生产技术的应用 清洁生产技术也被称为无害、无毒、无废的绿色化技术、生活垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能、太阳能等自然能发电技术等等,这些都利用了清洁生产的技术。清洁生产技术包括的范围很广,主要有以下几种技术:生物工程技术,这其中有基因工程;辐射加工技术;绿色催化技术,这里有多种催化剂,都能阻燃并且无毒。清洁生产技术具有许多优点,其产品清洁无毒,不管是对环境还是对人体都是安全的。 2、结合生物技术的应用 生物技术领域包括有细胞、微生物和酶的技术范畴。它在化工领域的应用主要包括两个方面,化学仿生学和生物化工。生物酶在生物体内作为一种催化剂具有高效性和专一性,广泛参与到生物合成的各个过程。而在化学仿生学中主要是膜化学这一领域使用到生物技术。绿色化学工程与工艺部分采用了生物技术,使可再生资源合成化学品。早期的有机化合物原料多数直接来源于动植物,之后才发展到利用石油和煤炭作为原料。在绿色化学工程与工艺中,催化剂一般用的都是自然界中存在的酶或者是工业酶。酶与一般的化学催化剂相比,具有无污染、反应条件温和产物性质优良等优点。 3、生产环境友好型产品 绿色化学工程的生产也可以生产出来符合社会发展的环境友好型的产品。它的生产的出现,在很大程度上做到了对环境的保护作用。在社会中,人们随时随地都可以买到放心的“绿色”产品,不仅维护了自身的健康,同时也是在为社会做着重大的贡献,这样一举两得的事情,若是真的能够实现,对国家的发展和社会的进步影响的意义也是十分巨大的。 结束语 在绿色化学工程与工艺中采用无毒无害的原料,使用节约减排的生产工艺,采取清洁生产的技术,可以有效地使化学工业产品的破坏性降低,实现人与自然的和谐,达到产品与生态之间的互补。因此,开发和研究绿色化学工程与工艺是影响当代化学工业发展的决定性因素之一,成为了可持续发展的重要前提。 化学工程与工艺论文:化学工程与工艺发展趋势浅析 摘 要:近代化学工程与工艺的发展更加注重多学科的融合,保持良好的生态环境是发展的重要环节。化学工程与工艺主要通过对相关的化工材料进行加工处理,使资源的利用率最大化,达到保护环境的目的。全面落实科学发展观,走环境保护与科技发展的道路,进一步调整资源环境与经济发展之间的关系。本文就化学工程与工艺发展趋势与环境的影响进行了一些分析。 关键词:化学工程与工艺 环保 发展趋势 化学工程与工艺就是对材料进行加工处理,然后进行再次利用实现能量的传递,这样高效环保完成资源的优化配置,优化产品加工生产的过程。化学工程与工艺的发展由来已久,它以化学工程相关理论还有实际的一些运用为指导,利用这一学科知识对各种产品进行研究、开发跟生产。化工工程领域的相关行业非常多,比如石油化工、生物化工、材料化工、冶炼化工等相关行业。化学工程领域相关的行业都是关乎我国经济发展的重要领域,化工工程还与一些高新科技领域相互影响作用,共同推动着科技的发展,促进社会的进步。目前化学工程领域正向着自动集约化、高效精细化方向发展。总而言之,化工工程涵盖的专业领域范围非常广,因此,加强对化工工程与工艺发展研究时非常有必要的。 一、化学工程学科的发展特点趋势 1.化学工程与工艺特点 化学工程简称化工,是研究以化学为代表的相关工业的,化学工程与工艺这门学科是一门工业特色十分显著学科,化学工程与工艺的研究范围广,是一门应用十分宽泛的专业。如一些食品加工业、印刷业、冶炼业、医药生产、材料化工等都是建立在化学工程与化学工艺的基础之上。化学工程与工艺这门课就是培养学习化学工程与化学工艺方面的理论知识,想要在这一门学科能够为我国各个行业都做出贡献,就必须要组织构建一个能够发展化学工程与工艺学科的研究基地。构建适合专业特点的,有利于人才培养的创新型体系。 2.化学工程与工艺研究对环境保护的意义 化学工程与工艺这门学科是一门工业特色明显的专业,它覆盖了原有的各种化学相关的专业。现阶段,环保已经是人们普遍追求的一种生活方式跟生活态度。化学工程与化学工艺的相关研究是实现环保节能这一理念的重要实现途径。对于化学工程跟化学工艺的研究发现,人类在降低污染节约能源的时候可以实现利益的最大化,这样的前提条件下,人们都愿意进行节能环保方面的尝试。很多跨国大型企业都针对这种情况成立专门的科研小组,进行相关绿色环保方面的研究。社会的发展离不开科技的发展,科技发展不能以牺牲环境为代价。这就要求绿色环保的概念。科技的发展过程中化学工程与化学工艺的发展一定会占据重要位置。针对这样的情况,应该积极改变策略加大对化学工程与化学工艺方面的研究。 二、相关新兴化学工程与工艺的技术研究 1.绿色化学工程 绿色化学也就是现今的人们所说的环境友好化学,这种化学方面的术语是现如今最为流行的术语。绿色化学就是环保,降低污染,用一些化学方面的技术还有方法来减少对生态环境的影响,降低环境污染对人类健康的影响。运用化学工程与化学工艺减少一些有害的原料还有催化剂等的生产还有使用。从根本上杜绝环境污染的产生,绿色化学的技术就是从源头来阻止污染的产生,用无毒无害的原料,并且对一些废弃物进行回收再利用。 2.化学工程与化学工艺的分离工程 分离工程就是使物质从无序向有序转变的一种非自发的过程,在一些重力、压力还有一些温度、电的影响下由外力的作用,这是一个消耗能量的过程,并且这也是化学工程与化学工艺分离工程研究的重要内容之一。现今使用比较多的分离工程方法就是蒸馏法,我国在蒸馏分离方法方面的研究已经有了非常深厚的理论依据跟实践经验,但是蒸馏分离方法在速度方面还是要进一步的改善。并且在一些蒸馏设备上也值得改进,蒸馏分离法如果在设备上采用现今新型的材料会取得较好的经济效益。并且对于提高蒸馏吸收的效率,降低蒸馏分离时间上,可以采用新型的吸收剂,吸收剂对蒸馏时间的长短也有很大的影响,因此,吸收剂的研究开发也是值得关注的。 膜分离技术也是现今比较流行的分离技术,膜分离具有节能、高效、易于清理等一些特点,被许多国家的科学家认为是当下最有发展潜力的分离技术。膜分离就是吸附分离,这种吸附分离的办法被广泛运用一些气体的干燥、废水等污染物的处理等等。膜分离的研究重点在于新型吸附剂的开发,膜分离的主要问题就是膜的污染还有防治。膜分离的研究必须要实现膜使用的长寿还有高效。 3.Supercritical Fluid,SCF(超临界流体) Supercritical Fluid,SCF(超临界流体)是一种温度还有压力都在临界点之上的无气体液体的相界面,同时具有液体跟气体性质的一种流体。这一技术在化工、食品加工还有生物医药工程中都有非常广泛的应用。SCF质量高、工艺要求高。开发附加值高使其有着广阔的发展前景十分诱人的发展利润。近几年来,SCWO(超临界水氧化法)用于环境治疗保护方面的研究比较多,在化学工程与化学工艺方面的研究较少,还处于研究试验期。 三、结束语 当今世界面临着资源还有能源的短缺,全球国家都指出社会经济的发展不能以牺牲环境为代价,并且提出资源的节约还有保护环境的要求,这就需要化学工程与化学工艺的配合共同发展,我国在此基础上提出了转变可持续发展经济的概念,所以,相关的化学工程与化学工艺的行业领域应该要积极配合,对于化学工程与化学工艺的相关技术研究必须要重视其发展的环保性,推动传统的化学工程与化学工艺成为绿色的工艺。最大限度的减少环境污染,节约资源,积极研究开发新能源,走科技发展与环境友好的道路。 化学工程与工艺论文:试论化学工程与工艺中的裂解 摘要:橡胶制品由聚合物、加工助剂、填料等配合加工而成,其复杂性可想而知。要对橡胶制品进行全面、系统、深入的科学分析,研究其结构、原材料配方、使用条件以及其他与之相关的重要因素,就需要相应的反向工程技术。 关键词:化学工程 裂解 近年来,以分析裂解为主的反向工程技术发展极为迅速,其优越性在于:①可以了解橡胶制品的组成、结构以及各个体系的作用机理,从而优化配方提高制品的性能,指导新制品的研制开发;②可以分析废旧橡胶制品的成分、结构,从而了解老化降解机理,为废旧橡胶制品的再利用提供依据。 一、分析裂解原理 是指将样品放在严格控制的环境中加热,使之迅速裂解成易挥发的分子碎片,并用其他联用装置分离和鉴定这些裂解碎片,从而推断样品的组成、结构和性质。联用装置最普遍的是色谱仪和质谱仪,故分析裂解是裂解质谱和裂解色谱的总称。 1.裂解质谱 裂解质谱即将热裂解产生的碎片送入质谱分析仪中,由谱图分析裂解产物。裂解质谱具有所需样品量小、可从碎裂方式分析分子结构、可鉴定混合物等优点。故裂解质谱是最早也是最广泛应用于合成和天然高分子结构分析的质谱技术,典型应用包括:均聚物结构的确认;异构体高分子的区别;共聚物的组成和序列分布分析;高分子混合物的分析;高分子中挥发性添加剂的鉴定及添加剂对高分子性能影响的研究和高分子的热分解机理研究等。裂解质谱技术包括直接裂解质谱、闪蒸裂解质谱和裂解色谱质谱。 2.裂解色谱 是将试样放在严格控制的条件下,经过热裂解形成小分子碎片,而后用直接或间接方法送进气相色谱仪中进行分离测定。不同的高分子材料有不同的特征谱图,因此未知样品谱图与标准特征谱图对照分析,即可对未知样品进行定性、定量分析。本方法可以发挥气相色谱法的快速、灵敏度高、分离效能高的优点,且样品用量少,对含有复杂填充剂的硫化胶,通常可不必经过复杂的分离手续,即可直接进样裂解分析。主要用于聚合物的鉴定、组成分析、结构表征以及降解研究等方面。高分辨裂解气相色谱和裂解同时衍生化技术是近年分析裂解技术的重要进展,其大大推动了裂解色谱在各个领域中的应用。裂解质谱与裂解色谱相比在定性分析制品方面占有绝对优势,但定量分析较为困难,而裂解色谱则可定量分析。综合裂解质谱和裂解色谱各自的优点,两种技术的联用可对橡胶制品进行广泛的推广。 二、分析裂解技术的应用 橡胶制品由于相对分子质量大,难溶、难熔且难以挥发,用通常的分析技术难以分析他们的组成。分析裂解技术可以结合化学方法并与其他仪器分析法如红外、核磁等联用,对橡胶制品进行深入、系统的分析,是提供制品分子结构、组成信息唯一而有效的方法。 1.废旧橡胶分析 橡胶工业发展的同时废旧橡胶的产量也与日俱增,这不仅造成了环境污染,还浪费了大量资源,回收利用废旧橡胶制品已成为一个重大的社会问题。 回收利用废旧橡胶制品首先要对其组成结构给以分析。景治中等人曾用热裂解色谱2质谱技术对硅橡胶边角废料及次品进行分析,确定了两种酸碱化合物的组成,高温橡胶的酸催化裂解产物主要是环状化合物,室温橡胶的酸催化裂解产物中有环状和链状两类化合物,从而为硅橡胶废料利用提供了理论依据。邱清华等运用裂解质谱及其他辅助技术对胶粉进行了研究,结果表明,胶粉含胶率为49161%,填料质量分数为50139%,其中炭黑质量分数为29128%,为胶粉的利用提供了理论依据。孙玉珍采用色质连用仪对氟橡胶二段硫化挥发物进行了研究,确定挥发物及组分来源,对环境保护有很重要的意义。对废旧橡胶制品的组成结构分析,可以了解其废旧原因,探讨其废旧机理,以便在制品的配方设计或工艺设计中加以改善,从而提高制品的使用寿命。Cardina利用分析裂解色谱技术研究了轮胎胎面胶废旧后成粒子状的原因是空气粉尘对其破坏作用,但空气粉尘对不同胶种的破坏作用不同,由此,我们可以优化耐用胎面胶配方。 2.热解机理的研究 研究高分子的热分解过程和热分解机理,必须详细了解热分解产物的组成和分布,尤其是各种大分子量的低聚体分解产物,往往能反映高分子的初级分解过程。研究表明,热分解不是随机的,而是有选择性的特征反应。大多数情况下,只有一种简单反应导致了橡胶的热解过程。典型的热分解反应有:①解聚反应,最终得到单体;②支链取代即简单分子的消除,还伴有分子链的改造;③环化至较低分子量化合物;④氢转换,伴随含不饱和基团的开链碎片的生成。烃类橡胶的热解多数是自由基降解反应,裂解产物的形成遵循自由基降解反应的规律,因此可利用此规律帮助分析裂解产物的谱图,也可以用分析获得的产物结构进行自由基反应机理的研究。其他仪器剖析技术由于设备装置原因或制样较为困难,不便于对裂解机理进行研究。而分析裂解技术采用特殊的装置,不需对样品进行处理,在分析橡胶及其制品时,通过热裂解形成的小分子碎片通常是单体、二聚体及链断裂的分解产物,可用于橡胶的初级热解机理的研究。在绝大多数情况下,使用该技术均能给出明确无误的橡胶初级热解产物信息,从而得到聚合物初级热反应机理。Radhakr2ishnan,Ramarao利用裂解色谱分别讨论了聚环戊二烯和聚丁二烯橡胶的裂解产物及机理。国内有关学者已研究过多种橡胶,包括CR、NR及BR等,获得了各种橡胶的特征信息,并从理论方面讨论了各种橡胶的裂解机理。黄玮等使用裂解色谱2质谱连用仪对甲基乙烯基硅橡胶泡沫进行了研究,结果表明,辐射导致的裂解机制与热裂解机制有相同之处,并对其裂解机理进行了讨论。 3.橡胶结构的表征 采用分析裂解技术分析橡胶,可对橡胶进行表征。杨丹等采用高分辨裂解气相色谱2质谱对由溶液法和胶乳法生产工艺制备的氯化天然橡胶的结构进行了分析,结果表明,两种方法制备的氯化天然橡胶具有相同的主体结构,但胶乳法制备的氯化天然橡胶中含有少量的羧基和羰基结构。氯化天然橡胶分子链上的环结构应为六元环,其裂解特征产物是环己烷同系物。王朝阳等运用裂解色谱及其他测试技术对环化氯丁橡胶进行了表征,结果表明,二甲苯溶剂参与了环化反应,且随环化度增加,参与反应的溶剂二甲苯的数目也逐渐增加,并确定了环化结构的形成。 总之,以分析裂解为主的反向工程技术已广泛应用于橡胶制品的分析领域,并取得了良好的经济效益。多种灵敏度高、专用性强的定性分析的裂解质谱及定量分析的裂解色谱已被成功的开发应用。为进一步对橡胶制品精确分析,应结合两种技术的优点,开发功能性强、灵敏度高的裂解色质联用技术无疑是今后的发展重点。 化学工程与工艺论文:MATLAB在化学工程与工艺实验数据处理中的应用 摘 要:随着我国高科技人才的不断出现,各行业的高新技术也逐渐兴起。对于我国以往的化学工程,化学人员需要进行大量的复杂的数据处理,以及相当有难度的化学实验,这样的做法既浪费时间又浪费资源。因此,在化学工程中进行不断的创新与改革,是我国化学工程技术人员需要研究的重要课题。而MATLAB的出现,是化学工程中的重大创新软件。化学工程人员将MATLAB软件运用到化学工程实验中,可以大大提高数据处理效率,并且节省了很多的人力物力等资源。此软件被广泛的运用到化学工程的各种试验中。本文就针对MATLAN在化学工程与工艺实验数据处理中的应用进行深入的分析与探讨。 关键词:MATLAB 化学工程 工艺实验 数据处理 应用 化学工程与工艺学科是我国重要的学科之一,在化学工程中,化学实验起着重要的作用。化学实验的好坏严重影响着化学工程的建设。而数据处理过程又是化学实验中的重要组成部分。对程序中的数据进行有效的处理有助于化学实验的研究与开发。然而以往的数据处理方法基本上都是人工处理,这种处理方法既浪费时间又浪费资源。因此,开发新的化学数据处理方法成为我国化学工程研究的重点,而MATLAB软件就是新型化学数据处理方法之一,也对化学工业的发展起到巨大的作用[1]。 一、化学工程和工艺中的实验数据处理 化学工程实验是化学工程的重要组成部分,也是化学实验人员进行数据处理的重要手段。化学实验与其它的科学实验不同,其主要强调实验的结果是否可以反映一定的化学现象并且处理一定的化学问题,化学实验对人类的生活有一定的影响,其结果可以解决社会上的一些化学工业问题,并为化学工业的进行带来方便[2]。可见化学工程实验在化学工程中的重要性。但是以往的化学工程实验需要用人工处理法对大量的化学数据进行处理,由于数据的繁多和复杂,使得处理过程十分困难,并且实验需要运用大量的时间,也会耗费大量的人力及物资,这样的实验方法过于陈旧,已经不能满足社会对化学工程的需求。然而,随着社会科学的不断发展与完善,人们生产出的计算机已经完全可以代替以往的人为处理数据方法,使化工实验变得简单易行,并且可以大大提高处理化学数据的实验效率。 数据处理是化学实验中的重要组成部分,化学实验的实现主要通过进行大量的数据处理得来。数据处理并不简单,需要将大量的数据进行运算,从而得到合理的化学实验结果,但只是单单的运用人工运算方法,耗时耗力,而运用计算机进行化学数据的处理却可以很好的解决这一问题。 化学工程与化学工艺的基本组成部分是化学实验,化学实验的主要目标是根据有效的化学实验数据对生活中出现的一些化学问题进行合理的实验,从而得到合适的解决办法[3]。但在进行化学实验过程中,会有很多的限制因素,因此,实验人员需要在考虑这些限制因素的基础上进行数据处理,从而得到与实验现象相符的数据,只有这样才能更好的解决化学问题。 对于不同的生活现象有不同的化学实验验证方法,而不同的实验方法的难易程度不同,大多数的化学实验都是比较复杂且不易实行的,化学的数据之间有着多种多样的联系,这种联系往往不能单单从表面就被看出,需要经过大量的复杂的运算后才可进行进一步的观察[4]。而这就造成了处理数据需要运用大量的人力资源,并且对一些难理解的数据进行合理的分析也是比较耗时的工作。但如果应用计算机对实验中产生的一系列数据进行整合,将无效的甚至对有效数据有所干扰的数据进行消除,就可以留下有用的数据进行实验处理,这样的做法可以使数据结果非常精准,并且可以节省数据处理时间。 二、应用MATLAB进行化学工程与工艺的数据处理过程分析 MATLAB软件是化学工程实验中所运用到的一种先进的软件,这种软件可以进行编写化学程序、化学数据运算、数据结果运行等,并且可以运用高科技的技术进行化学计算得到有效可靠的数据,再对化学现象进行分析,从而得出合理的化学结论[5]。MATLAB软件的好处有很多,其中最主要的是操作简单,易懂、易学、易会,并且其操作界面比较人性化,有易于操作人员进行有效合理的操作,可以使以往复杂的计算过程变得简单易行,并且使计算结果比以往的更为精准,还可以减小误差。 MATLAB软件运用一种特殊的简单的程序语言对化学实验现象进行编写程序。其应用范围非常广、内部功能非常多、程序便于维护、利于编写程序,并且可以拥有多种平台的操作系统等。这种软件是化学工程实验中的重要软件,在对实验的数据处理上,发挥着重大的作用。这是化学工程及工艺中的重大突破与创新,也是化学工程学科未来的发展方向。 1.画程序图 对于不同的化学实验需要有其不同的数据处理过程,也有其不同的程序图、程序中所应用到的各种公式等,这些影响因素决定了实验的难易程度。一个实验拥有一个与之相符的独特的程序,也只有这一程序可以对其对应的化学实验进行很好的描述。但是,不论怎样的实验都有其共同点,下面就是对于大多数化学实验的总程序图。 2.编写程序 2.1输入数据 输入数据时,主要应用的函数是INPUT,应用INPUT将化学工程中有效的数据输入MATLAB软件的程序中,MATLAB再对数据进行处理,得出相应的结论。下面以温度为例对数据进行输入,其主要实现形式是:t=input,即表示系统要求程序输入温度值。但被输入程序的主要数据都是成组出现的,只有这样才会形成有效的程序处理系统。这种系统的处理数据能力高,处理速度快、处理效果好。 2.2处理数据 通常情况下,对实验所需数据进行处理需要先将数据进行整合,使程序模型被整合成一条连续的曲线形式。而对于不同的程序有其不同的整合方法,这里,对常见的整合方法,最小二乘法进行分析。 应用最小二乘法对数据x和y进行整合,是使x和y得到相应的函数关系式y=f(x),其主要思想是使残差的平方 2在定值x上最小。在进行数据测验时,经常会出现误差,最小二乘法不需要整合后的关系式y=f(x)经过所有的x点和y点,只需要残差平方的总和数最小。这证明最小二乘法最适于整合数据。这些方法都是MATLAB软件中所应用到的处理数据的方法。 2.3建立数据库 由于数据是在特殊情况下得出的,但是在实际的生活中,往往不会碰巧与数据相一致,而是会与实验数据有一定的偏差,这就需要技术人员将不同情况下的不同数据进行整合后,得到相应的关系式,即当程序输入一定的数据后,程序便会根据该数据进行及时的分析与运算,得出相对于输入数据的输出值。这就是数据库的建立过程。 三、总结 将MATLAB软件运用到化学工程与工艺中去是我国化学工程中的重大突破,MATLAB软件可以将复杂难懂的数据自动进行分析、整合,并得出有效的合理的数据进行程序设计。这种方法可以节省大量的人力、物力、时间等,并且最终处理数据的结果将更加准确,更便于在化学工程中使用。可见,MATLAB软件在化学工程及工艺中的重要作用。 化学工程与工艺论文:面向国家需求的化学工程与工艺特色专业课程体系构建与实践 摘 要:本文介绍了哈尔滨工业大学“化学工程与工艺”专业面向国家需求定位特色专业方向与人才培养目标,依据培养目标确定知识、能力、素质要求,以知识点为标准协调专业规范的统一性与专业特色多样性的关系,构建既满足专业规范要求又彰显专业特色的课程体系。同时,通过发挥学科优势,加强实践教学与创新能力培养。 关键词:专业特色;课程体系;化学工程与工艺;电化学工程 哈尔滨工业大学电化学工程专业成立于1962年,是国内最早建立的电化学工程专业之一。1999年我国大学本科专业目录调整,原多个化工类专业(含电化学工程)统一合并为“化学工程与工艺”专业,但各大学中的该专业侧重方向与特色不同。我校保留了原来的“电化学工程”方向与特色,并被教育部认定为第三批高等学校特色专业建设点。在特色专业的建设过程中,面对宽口径的“化学工程与工艺”专业,既要开设优秀化工课程又要保持电化学工程专业方向的课程。2008年修订培养方案时,我们将化学工程与工艺专业分为“化学工艺”与“电化学工程”两个专业方向进行课程设置。对“化学工艺”专业方向的学生按“化学工程与工艺”专业规范要求构建化工课程体系进行培养;而对于“电化学工程”方向,探索以满足专业规范中优秀知识要求为前提,依据专业特色的需要,通过以知识点为标准(不拘泥于课程名称)协调专业规范要求与专业方向的关系,构建彰显专业特色的课程体系。2012年修订培养方案时,我们在系统地分析总结前期实践效果的基础上,形成了新培养方案。本文重点介绍了我们构建与“电化学工程”专业方向对应的课程体系的一些做法,以期达到抛砖引玉之作用。 一、面向国家需求的专业特色定位与培养目标 专业特色是特色专业的灵魂,特色定位准确与否直接决定了特色专业建设的成败。首先,专业特色的定位要以长期形成的办学理念以及在人才培养方面的积累为基础。哈尔滨工业大学化学工程与工艺专业的“电化学工程”方向经过半个多世纪的深厚积累,培养了大批我国电化学工程领域的中坚力量。20世纪80年代,本专业王纪三教授的“发泡镍电极”技术,带动了我国电池行业的技术进步,胡信国教授的“一步法无氰电镀铜”工艺引领了电镀行业降低污染的技术革命,因此获得了国家发明奖。当前,传统石化类资源的日趋紧张及环境污染压力,已成为限制我国经济发展的一大瓶颈,研发新型能源与电镀清洁生产新工艺,是国家能源、环境的重大战略需求,特色专业责无旁贷要担当起此方面人才培养的重任。我们认为,特色定位不能脱离化工领域及化工学科,要根据国家对人才需求现状和发展趋势,充分发挥自己已经积累的特色基础和教学资源优势,有效利用外部环境中的有利因素和发展机遇进行定位。基于此,哈工大“化学工程与工艺”专业特色方向确定为化学电源和电化学表面处理,与电池及电镀行业对应。 本专业毕业的学生应具有以下几方面的知识和能力:(1)具有坚实的自然科学基础,较好的人文、艺术和社会科学基础知识及较高的科学素养;(2)具有较强的计算机和外语应用能力;(3)较系统地掌握本专业领域的理论基础知识,了解学科前沿及最新的发展动态;(4)具有创新意识和独立获取知识的能力;(5)具有较强的分析解决问题的能力及实践技能,具有从事与本专业有关的产品研究、设计、开发以及组织管理的能力;(6)熟悉本专业领域相关的发展方针、政策和法规。 二、基于专业特色的内涵和建设目标,明确课程设置的原则 专业特色是指充分体现学校办学定位,经过长期办学实践逐步积淀形成,优于其他学校相关专业的独特、稳定和具有鲜明个性特点并为社会所承认的专业风格。开展专业特色建设,旨在促进高等学校人才培养工作与社会需求的紧密联系,满足国家经济社会发展对多样化、多类型和紧缺型人才的需求。通过专业特色建设,探索专业建设实践,丰富专业建设理论,形成专业建设、人才培养与经济社会发展紧密结合的专业建设思路与人才培养方案,形成该专业建设内容的相关参考规范,对国内同类型专业建设起到示范和带动作用。 人才培养方案的制订与优化是专业特色建设的优秀内容,而课程体系的设计是实现培养目标的基础,是完成特色型人才培养的保证。课程体系构建要根据人才培养目标要求应具备的知识、能力、素质,明确其应具有的知识结构进而设置相应课程,形成结构合理能满足专业特色需要的课程体系。我们认为满足专业特色的课程设置应遵循如下原则: 1.通识教育和专业教育相结合的原则。课程设置上要处理好宽基础与专业特色的关系,注重理学基础教育,既要满足特色的要求,又要为学生未来可持续发展和继续学习打好基础。通识教育和专业教育课程的有机结合,拓宽学生知识和视野,使学生在科学基础、人文素养、专业素质和能力等方面同步提升,促进学生的全面发展。 2.坚持在满足“化学工程与工艺”专业规范要求前提下彰显专业特色的原则。依据专业特色的需要,以知识点为标准,构建融会贯通、有机联系的课程体系。应以学生为本,不但要有与专业特色要求知识结构对应的课程体系,还要通过增加选修课的方式,构建与专业规范完全对应的课程体系,以满足本专业方向学生的自主选修。同时注意设置反映行业与产业形成的新知识、新成果、新技术和学科发展的课程。 3.加强实践教学与创新能力培养的原则。单独设置与实践教学及创新意识培养对应的课程,注重理论课与实验课的衔接与相互补充。增加实验教学比重,及时将教师的相关研究成果转化为实验教学内容,使我校的强势科研力量转化为优质教学资源。并通过设置产学结合与创新类课程等,培养学生运用所学知识解决实际问题的能力及创新意识。 4.促进本科教育国际化的原则。保证学生四年外语不断线。在通识教育阶段基础上,参照国外同类专业课程体系,设置和建设系列化专业教育双语课程,培养学生跨文化交流能力,提高学生的国际竞争力。 三、以满足专业规范基本要求为前提,构建彰显专业特色的课程体系 高等教育大众化的显著特征之一是多样化,但多样化不是随意化,不能没有基本的人才培养质量标准。专业规范就是专业人才培养的总体框架与规定,我们不能背离专业规范中的基本要求去追求所谓的专业特色,遵循专业规范而不拘泥于规范的专业特色才能日益彰显。专业特色总体上呈现多样性特征,而专业规范体现了统一性的特征,专业规范中的人才培养基本规格,优秀知识领域等质量要求标准是统一的,这是专业本身具有的特征。要协调好专业规范的统一性与专业特色多样性的关系,以满足专业规范基本要求为前提来彰显专业特色。我们以“化学工程与工艺”专业规范中要求的知识点为标准,围绕“电化学工程”知识结构的需要构建课程体系。基本做法如下: 1.在通识教育方面,强化数理基础,数学类课程278学时、物理课程177学时,人文与社会科学基础课177学时,公共外语课200学时(前两学年完成公共外语课后,大三开设双语课有“化工热力学”、“电化学测量”等,大四开设“表面工程”、“新型化学电源”、“电动车能源系统”双语课,保证四年外语不断线),还设有文化素质讲座、全校任选课等;针对行业、学科发展的需求,在通识教育的基础上,通过知识点不重复介绍来压缩相应课程的学时,设置与电化学工程知识结构对应的学科基础课、专业优秀课、专业选修课。为拓宽专业基础,将“工程制图基础”、“化工传递与单元操作”、“化工热力学”、“化工综合实验”、“专业导论课”、“化工安全概论”、“理论力学”、“材料力学”、“电工与电子技术”、“电工与电子技术综合实验”、“高分子材料”、“新能源概论”、“无机材料制备方法”等定为学科基础课。按教学目标重组突出专业特色的主干课程体系,把“无机化学”、“有机化学”、“分析化学”、“物理化学”、“化工传递与单元操作”、“化工热力学”、“电化学原理”、“电化学测量”、“化学电源工艺学”、“电镀工艺学”10门课程作为专业主干课。 2.以知识点为标准,通过必修与限选课来满足专业规范的基本要求。“电镀车间设计”、“化学电源设计”为实践类必修课,同时设有“化工机械与设备”专业选修课,以此涵盖化工设计的知识点;“化学反应工程”与“电化学反应工程”2门课限定为至少二选一,另外在10门专业主干课程中,包含了电极过程动力学、催化、反应器等内容,满足了反应工程知识点的要求。我们增加了选修课门数,并以知识点不重复介绍为原则压缩每门课程的学时,具体分为三类:第一类是设置了“结构化学”、“化工设计”、“化工仪表及自动化”、“化工分离工程”等化学、化工类课程及“材料分析测试方法”课程,使学生具备专业规范要求的化工知识体系,为有志于在化工行业就业及出国、考取外校研究生的学生打好基础;第二类是设置了“新型化学电源”、“固体电化学基础”、“电动车能源系统”、“绿色能源”、“电极材料结构表征”等课程,供希望从事电池行业的学生选修;第三类是设置了“化工设备腐蚀与防护”、“表面工程”、“电化学加工技术”、“涂装技术”等课程,供准备从事电镀行业的学生选修。从知识点看,既满足了“化学工程与工艺”专业规范的要求,又构建了适合专业特色的电化学工程知识结构体系。同时,不但满足了学生的就业要求,还为学生职业发展和继续学习奠定了基础。 四、发挥学科优势,设置加强实践教学与创新能力培养的课程 本专业依托的哈工大化学工程与技术学科,具有一级学科博士学位授予权,并建有化学工程与技术博士后流动工作站,2012年哈工大的化学工程与技术学科排名进入全国评估前八名。多年来面向国家、国防重大需求,形成了本学科的优势特色。在应用电化学方向上,产学研特色突出,多项原创性成果为企业创造了显著的效益。与本专业建立长期稳定的科研、教学合作关系的企业有十几家,为产学结合的学生培养奠定了良好的基础。我校化工学科在“211工程”、“985工程”的支持下,形成了科研、教学硬件大平台,为学生的科研训练、课程设计、毕业论文(设计)等提供良好的实践平台。在软硬件方面,对电化学工程的专业特色方向建设起到了保障和促进作用。另外,本专业正在逐步加大科研设备和科研实验室等资源向学生开放的力度,创造条件让学生能够较早进入实验室,参与教师的科研工作,在具体的科研活动中培养实践、创新能力。在专业实验内容上,鼓励教师将适合于实验教学的科研成果转化、更新为课程教学内容,有利于将最新的学科知识、技能传授给学生。 在实践教学与创新意识培养方面,对于基本技能、方法类实验,与四大化学相关的实验课为132学时、与化工基础相关实验72学时,与专业方向对应的实验课100学时。特色专业是面向行业培养人才,在产学结合上,设置“国内外专家讲学”学科基础课,还要求讲授专业课的教师要理论联系实际,注重启发科研思路。专业定期从合作企业中邀请高级工程技术人员来校为学生进行课堂教学或讲座,聘请具有教学经验的高级工程师参与本科教学活动;在创新能力培养方面,设置了“大一年度项目”、“创新创业训练计划”、“创新实验课”、“创新研修课”,要求学生在校期间至少完成2个学分,可通过选修创新研修课、创新实验课、参加大一年度项目、大学生创新创业训练计划、学科知识竞赛、发表研究论文、申请专利等方式获得。 自1999年本科专业目录调整后,我们围绕协调专业规范的统一性与专业特色多样性的关系上,进行了各方面的努力与探索,构建了面向国家需求的化学工程与工艺特色专业课程体系。作为特色专业建设,我们今后要为实现培养具有前瞻性、综合素质高、创新能力强和具有国际竞争力的行业人才的目标而继续努力。