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高分子化學專業范文1
關鍵詞: 高分子化學 高分子物理 生物功能材料 教學探索
高分子化學和高分子物理是高分子科學相關專業的專業基礎課。在專業課程設計中,一般兩門課程獨立設置,其中各占有48到72學時不等。我校的生物功能材料專業開設了高分子方面的課程,其中高分子化學與物理是該專業的專業基礎課。根據該專業特點,生物功能材料涉及領域較廣,從無機陶瓷材料到有機高分子材料都有涉及。該專業學生只需掌握有關高分子化學和高分子物理的基本理論知識和應用技能,因此我們開設了高分子化學與物理課程,所設學時為56學時,開設時間安排在二年級下學期,為三年級開設《高分子材料化學》等課程打下一定基礎。該課程內容涉及高分子材料的合成與實施方法,高分子材料的結構、性能、成型加工及其應用,是一門多學科交叉、實用性很強的學科。根據該課程具有涵蓋內容廣,物理化學和有機化學知識運用較多等特點,這樣有限的課時設置就給授課帶來了一定困難,導致學生在理解和應用本課程知識方面具有一定難度。另外,我校該專業物理化學課程設置在二年級下學期和三年級上學期,其中物理化學反應動力學部分講授時間較晚,這也給高分子化學與物理的授課帶來了一定困難。那么如何在有限的學時內系統地講授高分子學科基礎知識,是本文需要重點探討的問題。
1.選擇教材,合理安排教學內容
受授課學時的限制,我們選用的教材是化學工業出版社出版的《高分子化學與物理基礎》,由魏無際等主編。該教材系統地闡述高分子化學與物理的基本概念、基本知識、基本原理和基本測試方法,教材內容全面,難度適中,比較適合生物功能材料專業的教學要求。針對課時較少的現狀,我們對教學內容進行了合理安排。對于高分子化學部分,重點講解高分子的基礎概念、縮聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、陰離子聚合等內容,自由基共聚合、陽離子聚合、配位聚合等可較簡單講解,聚合物的化學反應章節主要由學生自學。這樣既保證了學生能夠掌握高分子化學的基本概念及反應,又沒有因為課程過難給學生造成學習困難。對課程中的某些內容,例如聚合動力學的推導,在物理化學中化學動力學部分還沒講解的情況下,我們在教學中不要求學生記住所有推導和公式,僅提出聚合動力學基本知識,引導學生自己進行動力學推導。對于高分子物理部分,我們重點講解高分子的結構、高分子的分子運動、力學狀態及其轉變,簡單講解高分子固體的基本力學性質、高分子溶液的基本性質章節,對高分子電學、熱學和光學的基本性質章節主要由學生自學。這樣課程的安排,重點講解能夠加強學生對高分子學科基本知識的掌握;簡單講解能夠擴大學生的知識面、引導有科研需求的學生課下加強該部分內容的掌握;自學部分主要為了深化學生對高分子學科知識的理解。重點講解、簡單講解與學生自學相結合的教學方法,突出了本課程重點、拓寬了學生知識面,克服了高分子學科教學中內容多、概念多、數學推導多等難于克服的難點。
2.理論聯系實際,提高學生學習興趣
高分子化合物廣泛存在于日常生活中,如穿著用的化學纖維、自然界存在的棉、麻、絲綢等,食品行業中的蛋白質、淀粉、纖維素,建筑行業中用的涂料、各種高分子管材、膠黏劑、有機玻璃,行駛工具中應用的橡膠、工程塑料、增強纖維等。高分子科學在人們的日常衣、食、住、行中發揮著極其重要的作用,其是一門應用基礎型的學科。高分子化學與物理的教學,單純的講解很難引起學生的學習興趣,教學效果不顯著。為提高學生學習興趣,我們在講解基本知識的同時,注重理論和實際相結合,列舉了大量實例。例如講解縮聚反應時,對滌綸、尼龍等一些重要的縮聚物的生產原理進行了重點講解,對聚乳酸生物材料進行了系列概述,包括其生產方法、原理和應用等;自由基共聚合部分,講到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)、丁苯橡膠(SBR橡膠)等一些著名共聚物和常見聚烯烴產品及它們的制備原理、主要性能和用途。其中舉例聚四氟乙烯(PTFE)用于流量泵、反應釜內襯和攪拌棒外面涂層,聚氯乙烯(PVC)用于各種集成吊頂和各種垃圾袋等。在高分子發展史中,講授諾貝爾獎成果和獲得者的發明典故,例如電高分子的發現、齊格勒-納塔催化劑的發展,以增強課堂的趣味性;講述了第二次世界大戰期間高分子的發展典故。此外,讓學生翻看塑料水杯的材質、衣服標簽讓學生認識各種標志上一些材質的名稱,指出我們的水杯、服裝由哪些合成高分子構成,并討論目前常用的化學纖維名稱和聚合原理;通過舉例講解方式,激發學生自主學習興趣。
3.多媒體與板書教學方法相結合,提高教學質量
高分子化學與物理基礎課程知識面廣,其涵蓋了高分子化學、高分子物理、高分子加工等方面內容。該課程教學信息量大、理論性強,學生理解相對比較困難。因此,我們在教學過程中注意多種教學形式相結合,提高教學質量。課堂主要采用多媒體教學方式,同時輔以板書講解,取得了不錯的教學效果。利用多媒體教學方法既能夠將理論的知識直觀體現出來,又能夠將難于理解的教學內容形象地展示出來,這樣可以使學生更容易理解所學內容。例如,在講解配位聚合時,利用動畫演示雙金屬活性中心機理和單金屬活性中心機理中單體分子的插入過程與鏈增長過程;自由基聚合實施方法中,利用制作動畫模擬懸浮聚合和乳液聚合過程中單體的分散過程,高分子物理中拉伸對高分子結晶形態的影響、動態黏彈性模型,等等。通過多媒體的運用,可以使抽象的教學內容具體化,有效提高學生學習的趣味性。多媒體課件也會存在一些缺陷,比如講課節奏過快,學生難以吸收;教師過于關注幻燈片屏幕,減少了和學生的交流互動,等等。在實際教學過程中,還應注意和板書的有效結合,對重點知識內容采用板書的形式進行講解,取得了不錯的效果。
4.網絡教學方法的運用
針對多媒體教學存在講課節奏過快,學生難以吸收等缺陷和板書教學進度緩慢等特點,對重要章節,我們采取課堂與課下網絡教學相配合的方法。網絡教學在原來多媒體教學基礎上,對教學過程和教學內容提供了全面支持。目前學校構建了一個比較完整的網上教學支撐環境,提供多媒體錄播室進行教學視頻的錄制,最后把課件與錄制視頻統一上傳到網絡教學平臺。網絡教學有許多傳統學習方法無可比擬的優點,例如學生學習自主性增強,真正發揮學習的主觀能動性,學生學習在時間和空間上少了許多限制,學習的探究性更加深入。另外,網絡背景下學生在獲取不同的資源時可以進行比較,相互之間取長補短,知識面更廣。隨著現在網絡技術的發展,學生可以在宿舍、教室和學校多媒體教室通過網絡對課堂內容進行學習。網絡教學方法的運用,大大彌補了課堂多媒體課件存在一些不足,大大提高了教學效率。
5.開展互動式教學,發揮學生的學習主動性
教學是教師和學生的共同行為,學生是課堂的主體,教師是學生學習知識的引導者。目前高校教學方式偏重以教師“教”為主,忽視了學生“學習”的主動性,學生始終處于“被動學習”地位。這樣的“被動學習”,導致學生具有學習壓力大、心理負擔重等特點。針對這一現狀,我們采取課堂互動的教學方式,包括師生提問、討論和學生上講臺相結合的方式進行教學活動,取得了一定效果。比如在下課前教師先提出下一節課的預習內容,提出一些討論問題,例如在講述縮聚反應時,提出不同聚合時間獲得聚合物分子量是否相同、什么樣的單體能夠發生縮聚反應、什么樣的單體能夠獲得支化的高分子等問題。讓學生通過查閱資料,自己尋找答案,并在下次課堂上讓學生進行討論,然后教師補充。這樣既提高了學生的學習思考能力,又增強了學生的學習主動性,提高了學習興趣。另外,我校為農業院校,雖然學習《高分子化學與物理課程基礎》課程的學生是非農業專業,但是部分學生畢業后或許從事涉農相關服務業。考慮到此種情況,我們在授課內容安排上,對目前農業應用的高分子材料和高分子在農業方面的潛在應用進行了討論,給他們提供了創造性思維。比如在講自由基聚合章節時,我們就對強吸水樹脂的制備現狀和發展前景,主要針對其在農業生產中的應用進行了講述,對高分子薄膜在農業中的應用及帶來的“白色污染”與應對措施進行了討論。通過這樣的討論,我們鍛煉了學生分析思考問題的能力,這為學生工作與科學研究的創新思維形成打下了基礎,提高了學生的學習積極性和學習興趣,加深了對本課程的理解。
6.結語
通過對本校生物功能材料專業《高分子化學與物理基礎》課程教學中的一些課程設計特點、面臨的問題及目前采取的措施進行了總結。《高分子化學與物理基礎》雖然是一門專業基礎課,但其理論性強、概念抽象難懂,如何讓學生在掌握該課程基本理論的同時,調動學生的學習積極性,培養學生的自主學習能力和創新意識,是教學工作中需要不斷探索的問題。我們將在總結已有教學經驗的基礎上,繼續對本課程教學方法的改善與創新進行探索,以提高該課程的教學質量。
參考文獻:
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高分子化學專業范文2
【關鍵詞】高分子化學;雙語教學;教學改革;科研導向
隨著人類文明的進步與社會經濟生活的發展,能源危機、人類重大疾病相關問題、環境問題等一系列對全球造成影響的科學技術問題的出現使得化學學科、特別是高分子學科成為所有學科的中心學科。例如,基于共軛聚合物半導體材料的有機發光二極管、場效應晶體管和聚合物太陽電池等最新的科研成果將成為未來社會生活中主要的半導體元器件;高分子藥物的出現將能夠很大程度上對藥物釋放、藥物靶向性等方面進行控制而不需要增加更多的臨床藥物試驗;生物醫用高分子在改善人類生活質量方面更是意義非凡。而各種塑料、纖維、橡膠、涂料、粘合劑等高分子材料更是關系到人們衣、食、住、行的方方面面??梢哉f,現代人的生活已經離不開高分子化學和高分子材料。因此,對高分子科學的研究越來越受到國內外學者的關注。
高分子科學的誕生源于高分子合成化學,其基本概念源自于有機化學、物理化學等化學、材料學科,這種情況導致我國現有的高分子科學領域從業人員來源多樣。其中,從本科階段即接受高分子化學教育的比例依然很低,很多從事高分子材料、高分子化學、高分子物理、高分子工程等領域研究的人員本科主修為無機化學、物理化學、有機化學、材料學等專業。一定程度上,這些研究人員存在對高分子化學體系缺乏系統認知的可能。在我國高等學校進行高分子化學教學教育活動,是提高我國現有的高分子科學領域的從業人員基本素養與技能、促進我國高分子科學發展、壯大的重要途徑。
近年來,高等學校為主導的國家級或省級“協同創新中心”的設置,使我國高等學校進入新一輪的由教學型(教學科研型)大學向科研型大學轉變的歷程中。為快速實現這種轉變,培養高層次、研究型的高分子科學領域人才愈發顯得必要和重要。目前,主要的國際學術會議、頂級國際學術期刊均以英語為主。通過學術會議、、論文檢索等在這些國際知名的學術舞臺上進行高分子方面學術活動與信息交流,觀察國際高分子學科的發展動向,無疑是我國高分子學科跟進國際學術發展步伐和超越世界學術水平的基本條件。為此,我們必須建立培養能夠熟練使用英語進行高分子化學相關學科聽、說、讀、寫應用的國際性專業人才的教育體制和培養機制,強化我國高分子方面的科技隊伍建設。換言之,在本科階段開展高分子化學雙語教學,為培養具有國際化交流能力的研究生和高層次高分子科學從業者,對我國高分子學科的發展具有非常重要的意義。
在教學實踐中,我們發現完善教學內容,教學方式與手段,通過激發學生學習興趣和專業興趣,能克服其對雙語教學中英文的畏懼和排斥都有益處;制作精減的英文講義、多媒體課件深入研制等方法和措施的實施,安排學習英文講座視頻等都有利于雙語課程的講授。
3)利用視頻和錄像內容輔助教學。制作教學錄音和錄像,給學生共享,讓學生課下可以繼續觀摩課堂內容,培養其聽和說的能力。不斷構建新的新的本科雙語教育模式,使本科生能從雙語教學過程中分享課程教育國際化的機會,從中受益,并獲得在其他場所不能獲得的實踐和能力鍛煉,從而提高整體素質、創新意識及綜合能力。安排學生參加國際學術會議,到場聽取英語母語國家的專家匯報,同時錄制會議報告錄像和錄音。
4)組織學生檢索高分子化學基礎理論相關英文文獻、制作課件,并互相評閱,提升學生使用英文交流的能力。從科研的角度讓學生體會雙語教學“重點在讀懂、其次在會寫,然后是能聽懂和能說”的含義。
5)對于課堂教學效果的考察采用按照學習內容分段考核,并以英文形式呈現。例如,逐步聚合及其原理和聚酯、聚酰胺放在一起考核;自由基聚合物及其原理和實施方法一起考核;工程塑料、天然產物、環境污染和降解與穩定化放在一起考核等。這樣的做法,讓授課內容的排列更加緊湊,也讓學生更好的把握知識點的相關性。
6)強調背景預備知識積累,強化雙語教學對其他相關化學課程的關聯性,培養學生專業英語綜合素養,以期對學生閱讀英文文獻、其他相關英文課程教科書有所裨益。
總之,在過去幾年的高分子化學雙語教學中,我們通過合理的教學改革措施的使用,提高教學質量和教學效果,為將來這些接受良好英語授課培養的學生進入科研崗位,從事研究生學習打下良好的基礎。當然,這些方法也有繼續改進的空間,我們也將繼續進行深入研究與探索,總結經驗,探索培養具有創新意識和創造能力的高分子科學人才的新思路和新方法。
【參考文獻】
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高分子化學專業范文3
[關鍵詞]高分子化學、教學實踐、教學體會
中圖分類號:O63-4 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)21-0235-01
近年來,隨著科學技術的不斷進步和發展,高分子科學與物理、工程、材料、生物、醫藥以及信息等眾多學科知識相互滲透、相互交叉,密不可分。作為高分子材料專業的基礎專業課的高分子化學課程,與無機化學、有機化學、物理化學和分析化學并稱為“五大化學”,已經被大多數理工科、師范類高校作為化學相關專業學生的必修課或是選修課。它以有機合成為基礎,與化工原理、數學等學科緊密聯系,其中包含了諸多的概念、反應推理,內容多,抽象難懂、學習難度大,同學們普遍反映較為枯燥,因此如何上好高分子化學這門課,提高同學們的學習興趣,產生強烈的求知欲,變被動學習為主動學習,是我們教師在課程教學過程中面臨的首要問題。針對以上問題,作者經過幾年的教學實踐、積累和探索,調動了學生的學習積極性,有效的提高了《高分子化學》課程的教學質量,取得了較好的教學效果。
一、注重緒論課的教學
第一堂課通常是老師簡單的介紹本課程需要學習的內容以及一些要求后,就迫不及待的開始講授教學內容,而作為一名講授高分子化學課的主講教師,發現高分子化學緒論課對于調動學生學習的積極性和主動性具有非常好的效果,能極大的激發學生學習本課程的興趣。由于同學們對諾貝爾獎都具有極大的興趣,首先,以專題形式介紹獲得諾貝爾獎的高分子科學家的學術貢獻,學習高分子學科的發展史,從而認識科學和科技的進步和發展,從1920年德國Staudinger發表了“ 論聚合 ”的論文,高分子概念的確立;50年代Zigeler和Natta發明配位聚合催化劑,解決了丙烯難以聚合的問題,使石油裂解產物得到充分利用,對化工業的貢獻巨大;80年代麥克德爾米德發明導電高分子,直到現在功能高分子得到大力發展。同時,通過舉例介紹高分子科學在工業、農業、國防、航空航天、能源、環境、建筑、生物醫藥以及日常生活中的廣泛應用,讓學生充分認識到高分子與我們的生活和國民經濟的密切關系。如應用可降解的聚乳酸作為手術縫合線,可進行自降解吸收而不必進行拆線;應用在航空航天及國防上的各種特種高分子材料,以及現在我們日用的食品保險膜、塑料袋,所穿的衣服材質滌綸、尼龍和聚酯纖維等全都是高分子材料。使學生清楚的認識到高分子材料與人民的生活、工業生產都是息息相關,從而認識到高分子化學的重要性,極大的激發了學生的學習興趣。
二、優化教學課程內容
高分子化學是以聚合反應和聚合物化學反應的機理和動力學為主線,主要包括高分子的基本概念、聚合物分類、逐步聚合、自由基聚合以及離子聚合方法等主要內容。在教學中,由于課時以及一些客觀原因,不可能對全部的內容進行詳細的講解,因此需對高分子化學的課程內容進行調整、重組和優化,更好的完善教學內容體系。首先,保證基本原理、基本概念的講解,其中,對傳統經典的高分子理論即:高分子的基本概念、逐步聚合、自由基聚合以及自由基共聚進行重點講解。例如,在講授自由基聚合的時候,需重點講授聚合機理和熱力學、聚合速率及動力學和聚合度及其分布等內容,其中的阻聚、緩聚等內容作簡單介紹就可。同時在授課過程中不拘泥于教材內容的排序,注重對各知識點進行重組和精煉,兼顧高分子化學最新的科技進展,適當增加最新的研究成果和研究熱點的教學比例:如活性自由基聚合、ATRP聚合、RAFT聚合、生物醫用高分子、超支化高分子、自組裝高分子等內容的講解,開闊學生的知識視野,從而提高學生的學習興趣和主觀能動性;做到重點突出,主次分明,在有限的學時分配中提高教學效率,改善教學效果。
三、教學方式的多樣化
高分子化學有“ 五多” 的特點: 內容多、概念多、頭緒多、關系多、數學推導多。由于高分子化學很多抽象的概念和理論,如果都是采取以老師在臺上從頭講到尾的“填鴨”式教學方式,學生聽課感覺枯燥,憑空想像難以理解。因而在講課方式上采取形式的多樣化來激發學生的學習興趣:一、運用多媒體中圖片、文字、聲音和動畫等方式來輔助教學,使一些抽象難以理解的概念形象、直觀,生動、具體化,讓學生易于理解和學習,從而提高教學效果;二、有意識地運用互動式教學,避免照本宣科,像有些認知性的章節采取讓學生分成小組,課下一起準備PPT,課上讓小組派代表來講課;講解公式推導的時候,讓學生參與進來,和老師一起推導演算;激發學生參與教學的積極性,拉近老師與學生的距離,活躍課堂氣氛,激發學生學習的興趣,提高高分子化學的教學質量;除此之外,邀請本校從事高分子方向研究的老師來給學生就高分子科研的最新進展與動態做專題報告;三、以信息技術的迅猛發展為代表的網絡時代已經來臨,因此互連網技術在教學中的積極運用有著非比尋常的意義。因此,教師可以充分利用互聯網工具,將電子教案、教學課件在校內的教學論壇上,通過高度的資源共享,讓學生能隨時查閱學習,發揮網絡輔助教學快捷的優點。與此同時,授課教師將自己的電子郵件和QQ號公布給學生,當學生學習上碰到問題和困難時能及時快捷的與教師進行溝通交流,從而促進教學效果,調動學生學習的主動性和積極性。
四、教師自身專業知識水平的提高
作為一名主講教師,在這科技進步日新月異的時代,一個老師要想使自己的專業知識不陳腐,能跟上科技的腳步,在課堂上能多給學生傳授一些關于本專業的前沿知識和最新進展,激發學生的學習興趣,自身的專業知識層次水平不斷提升對于保證上課的質量是至關重要的。因而主講教師可以從下面幾個方面提高自己: 首先在上課之后需要多讀專業文獻,跟蹤最新科研進展,把一些研究熱點和前沿介紹給學生,利用學生對科研前沿的興趣和熱情來促進教學。同時,將本學院老師的科研研究工作或自身科研研究內容和最新進展與課程內容有機結合,如講授聚合方法的時候,本人就自己的研究方向 “應用ATRP或RAFT可控聚合方法,合成一系列分子量可控的用于癌癥治療的功能性生物醫用高分子材料” 拿到課堂上和學生討論,進一步加強學生對 “活性可控高分子聚合“的理解,激發學生學習的積極性和科研熱情;第二,教師同時需要多參加以促進科學發展、學術交流、課題研究等學術性話題為主題的學術會議;如每兩年一度的高分子年會,了解高分子各領域的最新的研究動態,開闊眼界;并且現在每屆高分子年會都有”關于高分子教育與學科發展的分會”主題,做報告的是高分子界的一些大牛和大家,對啟發我們的教學和研究有非常大的幫助;除此之外,我們還需要多聽一些名家名師的講課,學習名家名師的講課方法,找出差距,提高自身的教學水平。
作為一名在一線教學的任課教師,面對一群頭腦活躍、求知率強、渴望新鮮事物的年輕大學生,我們在教學上需要不斷的學習進步,推陳出新,激發學生的學習興趣,培養學生的創新意識和創新能力,為培養優秀的創新人才不懈努力。
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高分子化學專業范文4
通過學科間的有效協同,可建設一系列綜合性、創新性實驗項目。綜合性實驗項目的開設,經常出現學時不夠用的問題。為此,有的老師將綜合性實驗拆成多個單元進行,如合成單元、結構測定單元、性能測定單元和應用單元,這是完全可以的。如果能在有限的學時內,完成包括合成單元在內的兩個以上的單元,那么也可以成功開設綜合性實驗。所以,將綜合性實驗項目控制在有限的學時內,也是開設綜合實驗時應該注意的問題。有機結合如何做好高分子材料的回收工作,也成為了高分子化學工作者要解決的問題。夏季里,學生們廢棄礦泉水瓶大都是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的,如何做好“PET礦泉水瓶的回收利用呢?”帶著這個問題,學生們查閱資料提出不同的解決方案。要從高分子化學的角度解決這一問題的話,最終確定了乙二醇降解法進行PET的回收。高分子化學實驗與水處理技術協同創新環境工程專業自2004年起進行招生,水處理實驗室運行已有7年,將合成的高分子材料用于水質處理。
2高分子材料合成
高分子材料合成時間較長,選擇水處理實驗時間相對較短的比較合適。開設了“聚苯胺的制備及其對Cr(Ⅵ)離子吸附性研究”,先是采用溶液法制備聚苯胺,再將其應用于含有Cr(Ⅵ)離子的水質處理中,通過單因素分析實驗發現,pH值對Cr(Ⅵ)離子的吸附影響較大,在pH值為3時,聚苯胺對Cr(Ⅵ)離子的去除率最大。學生在成功合成高分子材料后,可以及時觀察或檢測到水處理后的效果,打破了學生原有的高分子材料只會造成環境污染的淺顯認識,使學生正確地認識到高分子材料在環境保護、尤其在水處理方面的貢獻。有機結合僅以材料化學專業為例,就先后建設了德州鴻雁塑膠有限公司等12個校內外實習基地。學生在實習過程中,接觸到塑料擠出成型工藝和塑料注塑成型工藝,將其與有機玻璃的澆鑄成型技術,放在一起講解,將課堂內容延伸至課堂外。尤其是受實習內容的影響,增強學生自主學習的意識,提高了學生的學習興趣。
3基于校企合作的教材建設
不斷更新網站內容,尤其是增加拓展訓練、材料性能與測試、可替換實驗和研究性實驗,建成了《高分子化學實驗》省級精品課程網站。建成了《高分子化學實驗》省級精品課程并不是最終目的,不能停滯不前。為此,不斷更新教育理念,改進教學內容和教學方法,增加課程教學特色。目前,網站共引入實驗項目46項,且所有實驗項目均經過試做,完全可行。為學生的自主性學習提供了便利,也為設計性實驗、綜合性實驗、研究性實驗的開設提供了依據。
高分子化學專業范文5
作者:郝智 伍玉嬌 羅筑 黃彩娟 單位:貴州大學材料與冶金學院
教學方法與手段改革在教學過程中應注重教育觀念的轉變,改革授課方式。高分子化學課程我們采用以下方式進行教學:(1)改革課堂教學形式:以主講教師為主導,按課程的教學大綱和教學日歷安排授課,以課堂教學為主,精講多練,并結合“啟發式、參與式、滲透式”教學和課堂討論;對重點、難點部分如動力學方程推導等,盡可能詳盡,對重點與難點問題,找不同的學生進行課堂復原,以檢查學生的理解與講課的清晰程度;(2)提供多種答疑形式:課后收集學生的疑難問題,每周安排一次答疑,課后作業進行詳細解答,并對一些習題的提問變換角度,考查學生的理解程度與知識點的掌握情況。同時,我們在網上開設論壇,進行互動式課外輔導;(3)充分利用多媒體教學:我們將教學演示工具從黑板和粉筆轉換成計算機多媒體,將高分子化合物的結構和高分子化學反應過程以三維立體動畫的形式,從不同的角度,不同的側面展現給學生??朔艘酝鶎W生在高分子化學教學中感到抽象難懂、枯燥乏味的弊端,從而使學生能在比較輕松愉快的氣氛中真正領會到高分子化合物的結構特點和化學反應的本質,抓住高分子化學反應的根本,達到舉一反三,靈活應用的目的。為此,我們著重從以下兩個方面對多媒體教學進行進一步的改進:一方面,在課件制作上下功夫,使多媒體課件的界面設計適合于課堂教學。
我們主要選擇以下三個方面的內容進行多媒體演示:(1)與高分子結構有關的內容;(2)與立體化學有關的內容;(3)分子結構較復雜的化合物以及難以在黑板上準確表現的圖形,如高聚物的立體結構、構象、自由基加成聚合反應與官能團反應的縮合聚合機理等;(4)開設學科專題知識與學術講座,拓寬學生的知識面:我們在教學過程中邀請了校內外高分子專業專家學者開設學科發展前沿知識講座,學科理論研究最新知識講座及學術研究等系列知識講座課,拓寬了學生的知識面和創新能力。
我們在考試形式上,為有助于學生加強記憶,但又不導致學生死記硬背,完全是為了應付考試而突擊課本,我們適當的增大了平時成績所占比例,如每章結束時做一道綜合題,要求學生獨立完成,限時上交,并把成績計入總分,其比例可占總分的20%~40%。同時,期末采取閉卷考試,內容中減少了基礎知識題目所占比例,即減少了套公式即可求解的題目,適當的增加了一些實際工業生產中可能遇到的問題,增加綜合型題目以及一些科研性與實踐性相結合的內容。這一方法不僅有效督促了學生的平時學習,而且有利于知識的積累,許多學生不再搞臨時突擊,更能考查學生綜合能力,這樣在一定程度上激發了學生在平時課堂的興趣,有利于創新能力的培養[7]。配套實驗教材的編撰根據我校的實踐教學條件和教學特點,我們自主編寫了實驗教材。自主編寫的實驗教材既繼承了強調理科基礎的傳統,又可兼顧到我校的工科特色,實驗內容和課堂教學及工業應用密切相關,對于學生掌握課堂知識、了解實際應用情況具有很大幫助。實驗教材中內容包含了多個層次,例如,針對大多數學生開設了驗證性實驗,針對高分子化學有濃厚興趣的學生還開設了綜合和設計實驗,這些實驗讓學生在掌握理論知識的同時,對實驗產生了濃厚的興趣。學生這種自主設計實驗配方及實驗方案的方法,徹底地改變了以前那種照實驗講義“照方抓藥”做實驗,不動腦筋,敷衍了事的舊做法,達到了教與學的目的[8]。這種做法不僅使學生的知識更加完整化,理論與應用更加系統化,而且根據教材內容還可通過網絡查閱相關知識,深化所學內容或拓展知識范圍。教學內容、教學方法的改革是每個學校教育改革的重要組成部分。創新精神與實踐能力的培養是一個長期的工作,是一個潛移默化的過程,需要在專業課教學過程中的各個環節認真研究,層層貫徹。通過我們高分子化學教學團隊的不懈努力,學生的理論基礎及實踐能力顯著加強。作為教師,應該不斷探索,總結經驗,為培養優秀的創新型人才作不懈的努力。
高分子化學專業范文6
關鍵詞 高分子化學 無機化學 高職院校 教學
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2017.01.044
“高分子化學”是高分子學科一門重要的專業必修課,是繼無機化學、有機化學、分析化學和物理化學之后新開設的一門科學,主要研究高分子化合物的合成原理及其化學反應,該課程的學習為學好后繼專業課程奠定了基礎。然而,“高分子化學”由于內容抽象、概念多、公式復雜等特點,使得很多學生特別是高職院校的學生在學習該門課程時信心不足。因此,為了培養學生學習該課程的積極性和主動性,增加該課程學習的趣味性,提高該課程學習的質量,很多一線教師開始探索該課程的教學方法。其中,陳靜、王小龍、何冰晶等①②③④認為,教學中不能孤立的去講授該課程,應注重加強高分子化學知識和有機化學知識的有效銜接,取得了很好的教學效果。然而,筆者在教學中發現,對于高職院校的學生來說,無機化學知識在高分子化學學習中同樣具有舉足輕重的地位。文章Y合作者多年的教學實踐和心得,分析了無機化學知識在高分子化學教學中的運用情況,既提高了教學效果,又達到了溫故而知新的目的。
1 自由基聚合
自由基聚合反應是連鎖聚合反應中最重要、最典型的一種聚合反應,生活中約60%高分子材料,都是按自由基聚合反應合成的,如:PE、PP、PVC、PMMA、ABS、SBS、SBR、丁氰膠、丁苯膠等。自由基聚合反應是單體借助于光、熱、輻射、引發劑等的作用,使單體分子活化為活性自由基,再與單體分子連鎖聚合形成高聚物的化學反應,聚合過程見圖1,也就是說,要想使單體小分子轉變成高聚物,活性自由基是貫穿著整個自由基聚合反應的主線,然而,什么是自由基?自由基是怎么產生的?自由基的活性以及自由基的化學反應等問題是教學中的一個難點,學生只有掌握了自由基方面的內容,才能更好的學習接下來自由基聚合機理的問題。因此,教師上課時必須首先講自由基知識。
自由基,化學上也稱為“游離基”,是指化合物的分子在光、熱等外界條件下,共價鍵發生斷裂而形成的具有不成對電子的原子或基團。授課時,應結合無機化學知識系統的復習共價鍵的相關知識。共價鍵概念最早是由美國化學家路易斯提出的,通常是指兩個原子通過共用電子對形成的化學鍵,而這兩種原子的電負性一般相差不大。共價鍵可以是單鍵,也可以是雙鍵和三鍵,根據共價鍵的極性情況,又可以把共價鍵分成極性共價鍵和非極性共價鍵,極性共價鍵通常是由不同原子組成的,非極性共價鍵通常是由同種原子組成的。當學生充分了解了共價鍵的相關知識后,再進一步講清楚共價鍵是如何斷裂形成自由基的。共價鍵在不同的外界條件下發生斷裂的方式不同,如圖2。通常共價鍵在光、熱等的條件下易發生均裂,形成的兩個原子各帶有一個未成對電子,叫做自由基;在極性溶劑或者催化劑作用下易發生異裂,產生了帶有不同種電荷的離子。至此,學生便了解了自由基是什么,自由基是如何產生的問題。
然而,對于一個小分子來說,共價鍵通常有很多個,在形成自由基的時候究竟是哪一條鍵發生斷裂呢?即影響共價鍵斷裂的因素是什么?此時,教師又可以展開講授共價鍵斷裂的因素有哪些。如此講解,幫助學生揭開了自由基神秘的面紗,從根本上解決了學生的疑慮,對接下來的學習更有信心。
在講授自由基聚合反應時,必須要講到它的引發體系,其中引發劑是最常用的引發方式,要重點講解。常用的引發劑主要有偶氮雙腈類、有機過氧類、無機過氧類和氧化―還原類引發劑。對于前三種引發劑,其共價鍵的斷裂通常發生在C-N、O-O鍵之間,因為相對于C-C、C-H鍵的鍵能,C-N、O-O鍵的鍵能要低很多,也就是說共價鍵的鍵能越小越易斷裂,越易形成自由基。然而,含有弱鍵的引發劑通常要在較高的溫度下才能分解成自由基,若是聚合反應要求的溫度較低該怎么辦呢?此時可以在過氧化物類引發劑里加入還原劑,便成了氧化―還原引發體系,這里面除了有共價鍵方面的知識外,還涉及到無機化學里面的氧化還原反應的相關知識。如過氧化氫和亞鐵離子氧化―還原引發劑引發的方式見圖3,過氧化氫是氧化劑,具有氧化性,亞鐵離子是還原劑,具有還原性,兩者發生了氧化還原反應。
亞鐵離子把自己的一個電子給了過氧化氫,形成了氫氧根離子,本身化合價升高變成了正三價鐵離子。然而,在講授過硫酸鹽和亞鐵離子引發體系的時候,如圖4,該引發體系產生了一個帶負電荷的硫酸根自由基,這和大多數學生一貫認為自由基應該是電中性的認識是不吻合的,因此這里要結合以上自由基的知識進行拓展。自由基可以是電中性的,也可以是帶電的離子,判斷某種物質是不是自由基,關鍵是看是否存在不成對的電子。
2 離子聚合
離子聚合是另一種重要的連鎖聚合方式。由于反應活性種所帶電荷的不同,離子聚合可以分為陽離子聚合、陰離子聚合和配位離子聚合。⑤和自由基聚合反應不同,離子聚合對體系中的水、空氣及雜質等非常敏感,且通常在低溫下進行,給科學實驗和工業生產增加了難度。然而,離子聚合反應在高分子合成的理論研究上和工業生產上同樣具有著重要的地位,有些重要的聚合物只能使用離子聚合的方式進行合成,如熱塑性彈性體SBS、聚甲醛、丁基橡膠等。因此,離子聚合也要詳細講解。