高分子材料的可持續發展范例6篇

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高分子材料的可持續發展范文1

關鍵詞:綠色化學;高分子;設計實驗

高分子化學是一門實用性和實驗性都很強的學科,是化學、化工、材料等專業必須修讀的基礎課程,與原有的四大化學并列,成為第五大化學。高分子材料已深入到人類生活和生產的每個角落。

高分子化學教學過程中發現,在實驗內容等方面存在一定的局限性和不足之處,其完善需要經歷一個不斷實踐和更新論證的過程。將高分子實驗課中聚合物的分子設計、合成、加工和測試等實驗內容有機結合,組成一門高分子科學實驗課程,是高分子教學改革的必然趨勢。

一、高分子設計實驗課開設的必要性

廊坊師范學院化學與材料科學學院材料化學專業的高分子化學實驗于2008年開設以來,由本專業教師在部分科研成果及其他院校高分子化學專業實驗教學資料和經驗的基礎上,對設計實驗的內容進行了設定。高分子設計實驗的開設,為學生專業實驗技能的培訓、動手能力的培養以及思維創造力的提高等方面起到了積極的促進作用。

設計性實驗是指給定實驗目的、要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案,并加以實現的實驗。設計性實驗有利于培養學生的實踐能力,提高學生探索新問題的興趣、研究問題的綜合能力。開設設計性實驗時,要注意緊緊圍繞學生的綜合能力、初步設計能力及創新意識培養這一目標,注意與課程設計、課外科技活動、集中的綜合訓練相結合。

傳統實驗在與理論教學的配合上,是教師根據教學的一般規律或實驗內容安排的,而不是學生根據各自學習中的需要或進一步探索的興趣所確定的,無法體現個性的發展。驗證性實驗一般是前人做過的,經過精簡提煉,專門為教學而設計的實驗,實驗沒有次要的實驗現象的干擾,這對學生今后從事科學研究和對新事物的探索非常不利。在高校中開設設計性實驗,營造培養學生創造性思維能力的環境是非常必要的,有利于提高學生的綜合素質和創新能力。

二、注意培養綠色環保和可持續發展意識

1.綠色化學的核心內容

綠色化學又稱環境無害化學或環境友好化學,是指設計和生產中,使用沒有或者盡可能小的產生環境副作用的化學品。綠色化學的核心內容主要體現在:第一是減量,即減少三廢排放;第二是重復使用,如催化劑、載體等;第三是回收,可以有效地實現省資源、少污染、減成本的要求;第四是再生,是節省資源、能源,減少污染的有效途徑;第五是拒用,如不用有毒副作用及污染嚴重的原料,這是杜絕污染的最根本方法。

開發新型的、可生物降解的高分子材料,解決“白色污染”問題;以及充分應用可再生資源,即:采用可再生資源做化學化工原料,是綠色化學的重要任務和方向。眾所周知,“白色污染”是當今社會的一大公害,塑料作為合成高分子材料,具有性能多樣、用途廣泛和價格優廉的優點,已成為人類生產和生活中不可缺少的一種材料。然而,廢棄塑料造成很大的環境污染。在實驗教學中,應注重強調高分子材料的環境同化,高分子材料的循環和再生技術,探索高分子材料與生態環境的相互影響,實現高分子材料與生態環境的和諧等內容。

2.綠色化學的重要指標

綠色化學的一個重要指標是原子利用率,其定義為:期望產品的摩爾質量占化學方程式中按計量所得物質的摩爾質量的比值。高分子材料的制備包括單體的合成,聚合物的合成及聚合物的加工,前兩步都有一個原子利用率的問題。要實現綠色化,只有在合成中提高原子利用率,才會真正減少廢物的生成。

綠色化學的理想是指:不使用有毒有害的物質,不產生有毒有害的廢棄物,不使用對環境有害的落后化學工藝。其目的是把現有的化學和化工生產的技術路線從“先污染,后治理”改為“從源頭上根除污染”。

3.開設小量、半微量實驗

有關綠色化學的教育才剛剛起步,國內大多數學校尚未涉足?,F有的化學實驗課程的教學內容難以體現綠色化學思想,不少實驗仍大量使用有毒有害藥品,產生大量的“三廢”,對微型化學實驗研究推廣不夠。

傳統的常量實驗藥品用量大,導致教學經費投入大、資源利用率低、環境污染嚴重等。可以在某些實驗開設小量、半微量實驗。這些小量、半微量實驗對學生實驗技能、實驗的準確性和精密度等都提出了更高的要求。

綠色環保和可持續發展已成為企業生產和發展必須考慮的因素。在設計專業實驗時,盡可能地采用專業、簡單高效的實驗路線,教師在講授時將其他生產過程和工藝進行對比,強調整個實驗過程的經濟性和環保效益,讓學生充分體會到增強環保意識和可持續發展對社會經濟發展的重要性。通過給學生灌輸環保和可持續發展的理念,為學生今后生產設計和研究開發等工作提供一個基本的思想準則。

三、將科研與實驗教學結合起來,開發應用型實驗

1.將廢舊高分子的綜合利用作為設計實驗內容

高分子化學是一門應用性很強的化學基礎學科,是材料化學專業的重要專業基礎課,對于材料化學專業的學生,學習高分子化學不僅要全面掌握高分子化學的理論知識,更重要的是要學會高分子的實驗方法以及在實際中的應用。我們從廢舊高分子的綜合利用出發,探討科研成果轉化為高分子設計實驗的研究與實踐。

廢舊高分子材料的綜合利用是綠色化學的重要組成部分,它將對減少環境污染具有重要的實際意義,同時又能獲得有價值的工業原料,對能源的再利用具有一定的意義。在我們的教學實踐中,在已經具備的課題組成員大量前期科研成果基礎上,對廢舊聚苯乙烯、廢舊有機玻璃、廢舊聚氨酯和聚酯進行再利用研究。設計實驗的內容包括對控制反應的幾個因素:升溫速度、溫度、催化劑種類與用量、反應時間等進行優選。這類設計實驗的開設使學生對綠色化學的概念有一個深入理解,使學生增強環保意識、掌握廢舊高分子材料的綜合利用方法,對從實際出發鍛煉自身科研能力有重要意義。

在高分子實驗教學中,適時引入“降解”這一高分子學科中的重要概念,并適當介紹高分子降解中的一些問題,如生物、光、輻射、熱、機械及化學等因素引起的降解規律,并介紹相關高分子的設計方法。也就是讓學生正面理解“聚合”的同時,也從反面理解了“降解與解聚”,這樣就形成了一個完整的教學體系。

2.將天然可降解高分子作為設計實驗內容

目前對付“白色污染”的方法一般是以填埋和焚燒為主,還有再生利用。再生利用的費用較高,難以推廣,最好的方法是開發能夠降解的環境友好材料。這種材料能夠在環境條件下分解成能納入自然生態循環的小分子物質?,F在一般以淀粉、纖維素、甲殼素、殼聚糖等天然多糖為原料,采用共混或接枝等方法得到聚合物(如塑料),這類制品可以生物降解,最終轉化為二氧化碳和水,納入生態良性循環。

高分子設計實驗中可以開發一些能聯系實際生活的應用型實驗,將教師的科研工作與實驗教學緊密聯系起來,體現出高分子科學實驗的實用價值,能強烈地激發學生的創造性。

基于此,在高分子設計實驗中我們增加了“從蝦殼蟹殼制備甲殼素和殼聚糖并用于工業廢水的凈化”,本設計實驗是從綠色高分子角度出發,將回收的蝦殼蟹殼經水洗、稀酸浸泡、稀堿浸泡等方法先制備甲殼素,然后用堿煮的方法將制得的甲殼素進行脫乙酰化,制備出殼聚糖初產品,再用沉淀法進行純化得殼聚糖純品。將殼聚糖純品分別進行脫乙酰度、平均分子量、灰份含量、水份含量的測定。將得到的甲殼素和殼聚糖用于工業廢水中重金屬離子和有機酸的吸附分離。

四、培養學生綠色化學思想和對高分子實驗的興趣

興趣是學習的最大動力,學生只有具有了學習興趣,才會主動花時間和精力鉆研所學的內容。目前,實驗課幾乎全部是程式化過程,教師總是先講解實驗原理、操作步驟、注意事項等,學生被動地聽,不去思考,機械地完成每一步操作,為實驗而實驗。實驗帶給學生的不是學習的興趣,更不用說培養思考能力和興趣了。因此,在課程實驗教學階段,通過質疑引思、舉例與聯想、歸納總結、啟發式教學等方法來實現開拓創新。

高分子材料的可持續發展范文2

關鍵詞:高分子材料;化工材料;發展現狀

我國自上世紀80年代以來,開始致力于高分子化工材料的研發,并且將高分子化工材料用于多種領域,滿足了節能減排、高性能高科技等現代社會發展的要求。除了本文主要介紹三種材料以外,我國在烯類單體聚合、a―烯烴的聚合、乙烯基單體的光聚合與光刻膠等方面也取得很大的研究成果,隨著現代科技的發展以及社會發展的進一步需求,高分子化工材料將得到進一步的開發研究,并廣泛的應用于農業、工業、醫學、生物、能源等領域。高分子智能材料已經成為材料科學發展的一個重要研究領域,全世界各個國家科學家都在為此作不懈的努力。從人類歷史發展來看,任何一種重要材料的發明和利用,都能夠把人類改造自然,創造社會的能力提高到一個新的高度,并給社會生產力和人類生產生活帶來巨大的影響,使人類的物質文明建設和精神文明建設共同向前推進一大步。所以可以肯定的說,未來將會有更多更好更實用的智能材料出現在我們的面前。

一、高分子材料概念描述

所謂高分子材料是指由許多重復單元共價連接而成的,分子量很大的一類分子所組成的相關聚合物,并且具有粘彈性。高分子材料正在向以下幾方面發展:高功能化,高性能化,復合化,精細化和智能化。鑒于此,我國的高分子材料在進一步開發通用的基礎上,應該重點發展高分子材料品種、提高技術水平、擴大生產以進一步滿足市場需要。天然高分子是存在于動物、植物及生物體內的高分子物質,可分為天然纖維、天然樹脂、天然橡膠、動物膠等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡膠和合成纖維三大合成材料,此外還包括膠黏劑、涂料以及各種功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所沒有的或較為優越的性能,較小的密度、較高的力學、耐磨性、耐腐蝕性、電絕緣性等。

二、高分子材料的應用分析

(一)聚烯烴材料

聚烯烴是高分子化工材料中用量最大的,也是應用范圍最廣的一種,主要在汽車、建筑、家電等領域得到廣泛的應用。聚烯烴是烯烴的聚合物,是由乙烯、丙烯1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烴以及某些環烯烴單獨聚合或共聚合而得到的一類熱塑性樹脂的總稱,主要通過高壓聚合或者低壓聚合如溶液法、漿液法等方法生產合成,主要品種有聚乙烯以及以乙烯為基礎的一些共聚物、聚丙烯以及以聚丙烯為基礎的丙烯共聚物。具有容易加工、綜合性能良好、原料豐富,價格低廉等優點。目前,各研究機構正在研究使用過渡金屬做催化劑,進行各類烯烴的聚合。近年來,隨著節能減排、低碳經濟以及可持續發展思想的深入,聚烯烴的合金化、高性能化和多樣化成為研究的方向和重點。

(二)高分子智能材料

高分子智能材料是通過有機和合成的方法,使無生命的有機材料變得具有生物功能的一種材料。其功能可隨外界條件的變化而有意識地調節、修飾和修復。形狀記憶高分子材料是指在一定條件下賦予高分子材料的起始裝態,當外部條件發生改變時,它可以改變成相應地形狀,并能固定其形態。當外部條件再次發生改變時,智能高分子材料以特定的規律和方式再一次發生變化并恢復至起始態。從而完成從起始記憶態到固定變形態再到恢復起始態的循環過程。自行調溫調光的新型建筑材料,成分是由水和聚合物構成的。在低溫時聚合物是成串排列的,為透明狀,能夠透過90%的光線。加熱時,這種聚合物就以纖維的形式聚合在一起,成乳白色,能夠阻擋90%的光線。并且這種可逆過程是在兩三度溫差范圍內完成的。具有傳感功能的高分子材料,這種與傳感器結合起來的高分子材料,已成為智能材料的一個新特點。例如,裝有壓電陶瓷傳感器的機器人,可以靈敏地感覺到軸承脫離時摩擦力突然變化的情況,并迅速作出握緊反應。

(三)稀土催化材料

稀土元素具有獨特的化學性能和物理組成,以稀土元素為基礎的稀土功能材料在信息、生物、新技術、新能源以及環境保護等現代科學技術和現代工業發展中起著十分重要的作用,稀土催化材料比傳統的貴金屬催化材料相比,具有資源豐度高、成本低、生產工藝水平高以及性能優越等方面的優勢。稀土催化材料不僅能夠提高生產效率,最重要的是能夠節約資源和能源,進而減少環境污染。上世紀60年代,中科院長春應用化學研究所運用稀土化合物組成新型催化劑用于二烯烴的聚合以及橡膠的制備,打破了傳統的Z-N催化劑,取得重大研究進展。目前稀土催化材料大量運用在能源環境領域中,如汽車尾氣凈化、工業廢氣以及人居環境凈化等方面。

(四)生物醫用材料

生物醫學材料指的是一類具有特殊性能、特種功能,用于人工器官、外科修復、理療康復、診斷、治療疾患,而對人體組織不會產生不良影響的材料。高分子合成的生物醫用材料通過分子設計和聚合,能夠獲得具有良好物理性能和生物相容性的生物材料,其中高分子軟材料常用做為人體軟組織如血管、食道和指關節等的替代品。合成的高分子硬材料可以用作人工硬腦膜、籠架球形的人工心臟瓣膜的球形閥等;液態的合成材料如室溫硫化硅橡膠可以用作注入式組織修補材料。

三、結束語

新型高分子材料對人們的日常生活和工作產生越來越大的影響,本文從幾個方面介紹新型智能高分子材料。主要包括高分子材料的含義,發展現狀和高分子材料的應用等幾方面內容。作為一種與國民經濟、高科技技術和現代化生活密切相關重要的材料已經在各個領域中發揮了巨大的作用,人類已經進入了高分子時代。

參考文獻:

高分子材料的可持續發展范文3

生物可降解高分子材料是指在一定的時間和一定的條件下,能被微生物或其分泌物在酶或化學分解作用下發生降解的高分子材料。

生物可降解的機理大致有以下3種方式:生物的細胞增長使物質發生機械性破壞;微生物對聚合物作用產生新的物質;酶的直接作用,即微生物侵蝕高聚物從而導致裂解。一般認為,高分子材料的生物可降解是經過兩個過程進行的。首先,微生物向體外分泌水解酶和材料表面結合,通過水解切斷高分子鏈,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攝入人體內,經過種種的代謝路線,合成為微生物體物或轉化為微生物活動的能量,最終都轉化為水和二氧化碳。

因此,生物可降解并非單一機理,而是一個復雜的生物物理、生物化學協同作用,相互促進的物理化學過程。到目前為止,有關生物可降解的機理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在機體內的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關外,還與材料溫度、酶、PH值、微生物等外部環境有關。

2、生物可降解高分子材料的類型

按來源,生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類,有醫用和非醫用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。

2.1微生物生產型

通過微生物合成的高分子物質。這類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,可用于制造不污染環境的生物可降解塑料。如英國ICI公司生產的“Biopol”產品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點低,強度及耐熱性差,無法應用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔點較高,強度好,是應用價值很高的工程塑料,但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定結構的共聚物,這種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

自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質素等均屬可降解天然高分子,這些高分子可被微生物完全降解,但因纖維素等存在物理性能上的不足,由其單獨制成的薄膜的耐水性、強度均達不到要求,因此,它大多與其它高分子,如由甲殼質制得的脫乙?;嗵堑裙不熘频?/p>

2.4摻合型

在沒有生物可降解的高分子材料中,摻混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得產品具有相當程度的生物可降解性,這就制成了摻合型生物可降解高分子材料,但這種材料不能完全生物可降解。

3、生物可降解高分子材料的開發

3.1生物可降解高分子材料開發的傳統方法

傳統開發生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學合成法和微生物發酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通過化學修飾和共混等方法,對自然界中存在大量的多糖類高分子,如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足,但一般不易成型加工,而且產量小,限制了它們的應用。

3.1.2化學合成法

模擬天然高分子的化學結構,從簡單的小分子出發制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,這些高分子化合物結構單元中含有易被生物可降解的化學結構或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段?;瘜W合成法反應條件苛刻,副產品多,工藝復雜,成本較高。

3.1.3微生物發酵法

許多生物能以某些有機物為碳源,通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發酵法合成產物的分離有一定困難,且仍有一些副產品。

3.2生物可降解高分子材料開發的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶學的發展,酶在有機介質中表現出了與其在水溶液中不同的性質,并擁有了催化一些特殊反應的能力,從而顯示出了許多水相中所沒有的特點。

3.3酶促合成法與化學合成法結合使用

酶促合成法具有高的位置及立體選擇性,而化學聚合則能有效的提高聚合物的分子量,因此,為了提高聚合效率,許多研究者已開始用酶促法與化學法聯合使用來合成生物可降解高分子材料

4、生物可降解高分子材料的應用

目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解決環境污染問題,以保證人類生存環境的可持續發展。通常,對高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法,但這幾種方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物醫用材料。目前,我國一年約生產3000多億片片劑與控釋膠囊劑,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是傳統的糖衣片,而國際上發達國家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我國的片劑制造水平與國際先進水平有很大的差距。國外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素,羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。

參考文獻:

高分子材料的可持續發展范文4

關鍵詞:新課標;教育價值;基本策略

一、高中化學新教材的價值價值取向

(一)化學與新材料、新技術。材料是當今社會三大支柱產業之一,也是人類賴以生存和發展的物質基礎,是人類進步的一個重要里程碑。新教材在高一教材中介紹了高溫結構陶瓷、光導纖維、C60等新型無機非金屬材料;在高二教材中介紹了金屬陶瓷、超導材料等金屬材料,功能高分子材料、復合高分子材料等新型有機高分子材料;高三教材中氯堿工業里新型的離子交換膜等。材料是科學技術的先導,沒有新材料的發展,不可能使新的科學技術成為現實生產力。通過對新材料的學習,使學生明確學習化學的目的,提高學習興趣。

新教材在“緒言”中首先介紹中科院北京真空物理實驗室研究院人員以超真空掃描隧道顯微鏡(STM)為手段在Si晶體表面開展原子操縱研究,取得了世界水平的成果;李遠哲教授與交叉分子束方法的研究等新科技的介紹。這既是很好的愛國主義教育,又把化學科學的進步與人類物質文明、精神文明的關系講明,使學生理解學習化學的重要性,激發學生學好化學的社會責任感。

(二)化學與能源。能源也是現代社會三大支柱產業之一。隨著人類經濟活動的日益增大,人們對能源的需求急劇增加。化學反應所釋放的能量是現代能量的主要來源之一,研究化學反應中能量變化具有非?,F實的意義。高中化學新教材首次在化學教學中滲透了能量觀點,如,在高一化學

第一章里提出如何提高燃料的利用率,開發新能源等與社會相關的問題。在鹵素中新增了“海水資源及其綜合利用”,在幾種重要金屬中增加了“金屬的回收和資源保護”,在原電池一節介紹了化學電源和新型電池等?;瘜W與能量、能源觀點的建立,不僅僅是為了教育學生節約能源,樹立環境保護意識,更側重培養學生創新意識和創新能力,增強社會進步責任感。尤其是在第二輪新教材改革中增加了一些開放性問題的研究,有利于培養學生的創新能力、實踐能力、團結協作能力等。

(三)化學與環境。保護環境已成為當前和未來的一項全球性的重大課題。新教材中介紹了臭氧層的破壞、酸雨、溫室效應、光化學煙霧、白色垃圾、土壤以及水污染等環境污染問題及其防治。并將“居室中化學污染及防治”、“生活中常見污染物和防治污染”放在選學教材中。在治理這些環境污染問題中,化學已經并將繼續發揮重大作用,大幅度地增強了學生的社會環保責任感,增強了學習化學的興趣。與化學和能源一樣,化學與環境從可持續發展的角度來看,在化學教育中增強了化學與社會的聯系部分,因為環境科學是一門綜合性的學科,而環境化學是解決環境問題的“鑰匙”,環境教育與能源問題的提出對提高學生的創新意識和實踐能力,培養公民綜合素養有著重要的作用。這正是現代化學教育的藍圖規劃,現代化學教育價值觀的一種重要體現。

二、化學教育價值實現的基本策略

(一)主題型教學策略。“化學―人類進步的關鍵”是高中化學新課程的總主題,在整個高中化學教學過程中應該盡可能體現這一主題。如“糖類、蛋白質、油脂”可以“人類重要的營養物質”為主題;氮族元素結合生物圈中氮的循環以固氮為主題;硅和硅酸鹽工業、金屬和合成材料以材料為主題;化學反應與能量、原電池原理以開發新能源為主題;烴以石油化工為主題。主體型教學策略可以使學生認識到自己所學內容的社會價值及其實用性,有利于學生學習興趣的激發和保持。

(二)用途聯系型策略。在元素化合物教學中應該將現代最新的有價值的有關元素化合物用途納入教學之中。如在學習NO的性質時,可聯系醫學新成就,介紹NO對人體某些疾病的治療作用,然后提出問題:為什么大量NO吸入人體有害,而少量的NO吸入卻能治療某些疾???在學習有機高分子材料時,可聯系智能高分子材料、導點高分子材料、醫用高分子材料、可降解高分子材料、高吸水性高分子材料等;在鹵素學習時,可聯系海水化學資源的開發、利用和飲水與消毒化學;在硅和硅酸鹽學習時,可聯系新型無機高分子材料等。

高分子材料的可持續發展范文5

【導語】中國石油化工股份有限公司北京化工研究院創建于1958年,是中國最早從事石油化工綜合性研究的的研究機構。她的歷史淵源可以追溯到由愛國實業家范旭東先生、科學家侯德榜博士于1922年8月在天津塘沽成立的黃?;瘜W工業研究社。1998年9月,北京化工研究院整體進入中國石油化工集團公司。現在是中國石化股份有限公司的直屬科研院。

根據歷年北京化工研究院考研初試成績公布時間推定,北京化工研究院2018考研成績查詢預計于2018年2月中旬開始。

請廣大考生密切關注

北化院緊緊圍繞中國石化主營業務,堅持“創新務實、成就客戶”的企業宗旨,按照“自主創新,重點跨越,支撐發展,引領未來”的科技發展指導方針,積極實施技術創新戰略、產品差別化創新戰略和可持續發展創新戰略,大力加強原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新,充分發揮科技創新“推進器”作用。逐步形成了工業催化、有機合成、高分子聚合、塑料加工、合成橡膠、化工環保、化學工程、分析表征和科技信息等學科基礎,以及乙烯技術、合成樹脂、合成橡膠、有機與精細化工、化工環保等專業優勢,設立了聚烯烴國家工程研究中心、橡塑新型材料合成國家工程研究中心、國家基本有機原料質量監督檢驗中心、國家化學建材測試中心和國家高分子材料與制品質量監督檢驗中心等全國性技術中心,出版《石油化工》、《化工環?!泛汀妒突た靾蟆返葘W術期刊和行業性雜志,其中《石油化工》被中國學術期刊評價委員會評為“RCCSE中國學術期刊”

高分子材料的可持續發展范文6

關鍵詞:高分子化學及工藝學,教學改革,職業教育,學習興趣培養

 

隨著教育改革的深入與發展,中等職業教育正經受著巨大的沖擊,尤其是高校的擴大招生,普高熱的持續升溫,致使中專招生出現滑坡,學生質量急劇下降。其中一部分學生基礎較差,自卑心理強,缺乏足夠的學習興趣與信心。這一切給教學造成了很大的困難。面對無法選擇適合教育的學生,只能選擇適合學生的教育,筆者在高分子化學及工藝學教學中,正視教育對象的入學基礎,以“求新、求變、求異”為原則,以“精選內容、淡化推導、加強應用、突出能力”為宗旨,進行了一系列的教學改革。

一、結合教學知識點進行環境與人文教育滲透

任何一個學科的發展史都是科學與人文緊密結合、共同發展的歷史,通過學科發展史教育滲透人文教育不但能激發學生學習興趣,同時還能達到教書育人的目的。筆者在高分子科學發展史的教學中,通過我國解放前后高分子學科及工業發展情況的對比比較來教育學生樹立愛國精神。通過學科發展史上杰出科學家的感人事跡進行人文精神教育。如介紹高分子科學始祖---Staudinger的大分子學說以及科學史上有關高分子的概念的爭論,加強學生對高分子概念的學習興趣,同時通過科學家對真理的棄而不舍的追求精神感染學生,激發學生的學習熱情。再比如介紹2000年高分子科學界諾貝爾得主白川英樹等科學家在科學探索中的合作精神,讓學生明白當今世界科技發展之快,社會更需要懂得合作精神的人才,借此培養學生的團結協作意識。這樣的事例還很多,這兒就不一一列舉了。

再者就是密切結合教學知識點進行環境教育滲透。比如結合廢舊高分子材料回收利用的教學,筆者補充介紹了高分子材料廢棄物的利用至少有兩個基本意義,其一是解決環境污染問題,保護人類賴以生存的唯一的地球;其二是充分利用自然資源。高分子合成材料的單體主要來自石油。與其他自然資源一樣,從長遠看石油等資源不會“取之不盡,用之不竭”。人們必須采取積極手段,不僅必要而且可能做到“變廢為寶”。在教學中結合廢舊高分子材料資源利用問題,導入環境保護意識,導入生態平衡觀點,導入可持續發展思想是培養學生環境意識的重要環節。免費論文。針對環境教育滲透筆者專門撰寫有論文詳細介紹如何與教學緊密結合,這里也就不再多廢筆墨。

教學實踐證明,結合教學知識點進行環境與人文教育滲透,不僅起到了教書育人的作用,還對培養學生的學習興趣起到很好的推進作用。

二、 對課程內容進行歸納和調整

為保證在規定的學時內完成教學任務,除采用多媒體方式授課以外,還對目前教材中的內容進行歸納和調整。

首先是緒論部分,“緒論”,說白了,就是每門課的開場白,俗話說:“王婆賣瓜,自賣自夸”。這種“吹噓”是必要的,關鍵在于怎樣在“第一次課”中把它吹響、吹好,以便把學生的注意力、學習精力抓過來。調動起學生的學習興趣。心理學研究表明,學生的學習成績與學習興趣水平有顯著相關。高水平的學習興趣,產生較大的學習動力,使學生積極朝向學習活動,為取得優異成績創造條件。而優異的學習成績又可提高學生的學習興趣,在學習活動中產生積極愉快的情緒體驗。學習興趣與學習成績是相互影響的。在教學活動中,教育者要注意培養學生的學習興趣,使學生成績與學習興趣互為促進,達成良性循環。我們正處于e時代,信息來源廣,如何喚起學生對課程內容的興趣并投入時間和注意力,值得授課者思量,而筆者以為僅有豐富的內容是不夠的。心理學家皮亞杰強調,在教育中應特別重視興趣的誘發,因為認識是一種主動積極的不間斷的建構活動,不斷建構自己的智力與思維能力。教育的目標之一就是使學生能夠去主動自發地學習,就必須創設情景和條件,誘發學生的學習興趣,激發起求知欲和好奇心。因此,在緒論教學中,在選擇教育內容上要挑選有代表性的、新穎的材料。于是筆者將教材中的緒論與第六章聚合物結構與性能的內容進行了整合,緒論課只介紹學生認識高分子與高分子材料和高分子科學發展概況,讓學生對生活中的大量高分子材料有感性的認識,而將緒論中有關聚合物的基本概念、高分子鏈的形態結構等理論性知識與第六章的聚合物的結構與性能整合在一起作為第一章高分子基礎知識進行介紹。在高分子基礎知識學習章節中安排了高分子科學術語及基本概念(包括單體、高分子鏈的相關術語、高分子鏈形態的相關術語、重復單元、結構單元、單體單元、聚合度、分子量及分子量分布、聚合物結構式及聚合反應方程式的書寫規范等內容)、聚合物結構與性能(主要介紹聚合物的結構層次、聚合物的宏觀狀態以及聚合物結構與性能的關系)以及聚合物形成反應與聚合實施方法等內容。免費論文。從而達到從感性認識上升到理性認識,從生活中來,又回到實踐中去,使學生感到學得實在,學有實用。免費論文。

其次是聚合反應部分,在講授時以聚合反應機理為主線安排各項內容,先講連鎖聚合的典型代表自由基聚合,再對比介紹逐步聚合,主要是自由基聚合與線型縮聚的對比,最后介紹聚合物的化學反應。在聚合反應教學中,有許多基本概念、原理相似或相關;許多種類聚合物的結構、性質、制法、用途也相似或相關,在學習中容易混淆。通過引導學生對這些易混淆的知識進行比較歸納,同中求異,異中求同,就能使知識的理解更準確、更全面、更深刻。同時為了節省教學時間,達到職業教育“夠用、實用、會用”的要求還減去一些理論推導工作,增加一些應用知識的介紹,與生活中所了解到的大量高分子材料品種對上號。比如,在高分子的分子量控制,動力學方程的建立等章節中多處出現一些類似的數學推導,在課堂上進行講解需要大量課時。通過多年的實踐,把詳細的數學推導以參考文獻的方式介紹給學生讓有興趣的、數理基礎好的學生去自修。這不僅滿足對豐富的高分子化學理論知識內容的要求,也滿足了學有余力的學生需求,同時,這對鼓勵自學、培養學習的能力和素質也是有益的。

最后是工藝部分,這部分在于編寫的教材中是兩章的內容,一章為合成工藝,一章是加工工藝。在具體教學中為了節省學時數,筆者也進行了適度的增減和調整。在教學中抓住四種聚合方法和典型的產品進行教學,比如介紹本體聚合方法,接著就介紹乙烯高壓氣相本體聚合及其加工應用,以此為代表說明塑料的加工;介紹溶液聚合方法后筆者刪減了教材中丁二烯的配位溶液聚合,而是增加了醋酸乙烯酯溶液聚合并醇解、再縮醛化制維尼綸的工藝,借此說明纖維的加工。再就是采用比較對比的方法介紹懸浮聚合和乳液聚合,以丁苯橡膠的生產為例說明橡膠的合成和加工工藝。教學實踐證明,將原本兩章的內容變為一章進行組織教學,即節省教學時數,又具體形象,使學生易于接受。

三、 采用多媒體授課

制作與教材配套的電子教案及課件,已在2002和2003級學生中試用,這樣不僅可以節約大量板書的時間,而且電子課件能做到圖文并茂、生動直觀,大大豐富了課程的信息量,從而提高了學生的學習興趣和注意力,使學生積極主動地獲取知識。電子課件除信息量大、形象、直觀、準確外,可以根據需要隨時切換到化工生產現場,既延伸了課堂又增強了課堂說服力,使同學們真切地感受到理論來源于實際,又對實際有明確指導意義,認識到知識的價值和意義,因而對創新充滿激情。

四、 增加教學的實驗環節,建立一套合理的實驗教學考核方法

高分子實驗是《高分子化學及工藝學》課程的重要組成部分。它不僅是為了強化所學的理論知識,更重要的是通過實驗可以訓練學生科學實驗的方法和技能;培養學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力。因此,盡管教學學時數和實驗條件有限,筆者仍創設條件開設了有機玻璃、酚醛樹脂、尿醛樹脂、乙酸乙烯酯乳液聚合及聚乙烯醇縮甲醛--膠水的制備實驗。通過實驗讓學生比較兩大類型的聚合反應的特點,感悟高分子化學反應的特征,比空洞的理論說教效果好得多。在課程實驗過程中,還可利用操作間隙與同學們討論相關原理、技術、知識、經驗和安全等方面的問題,及時、有意義地了解學生對知識掌握的興趣,準確地把握學生在理論聯系實際、動手能力和創造性思維方面的能力,有的放矢地去指出他們的不足之處。

為了避免實驗設備有限,一部分學生趕馬混騾,還建立了一套合理的實驗教學考核方法,把實驗考核安排在各類實驗中進行,著重考查學生基本操作與基本技能訓練的效果,考核學生掌握知識和運用知識能力以及觀察分析和判斷實驗現象的能力,具體做法可從以下四方面考核學生的實驗成績:實驗預習(15% )。要求學生在實驗前認真作好預習報告,了解和掌握實驗原理、步驟和注意事項;實驗前提問口試(15% )。及時檢測學生預習實驗情況,不合格不予準許實驗;實驗操作(40%)。要求在教師的指導下,能正確地使用儀器,正確地掌握實驗操作基本技術;實驗報告(20 )。要求學生做完實驗后,對實驗數據進行認真處理,解釋實驗現象,并對相關實驗的思考題進行認真回答;實驗作風、衛生、紀律(10 )。要求實驗過程中保持安靜、專心實驗。其中實驗報告除了考查學生所寫實驗報告的規范性外,還著重考查了學生的分析討論部分??磳W生能否聯系已經學過的理論和已掌握的知識技能,對實驗結果、實驗條件、實驗的方法和技術等做出綜合性的分析評價。對于有獨特見解或有創新思維學生的實驗報告,將給予“綜合分析討論附加分”,加以鼓勵;而對于分析討論一般的報告,則不建議給予高分。實踐表明,這種考核方法能有效地促進學生認真對待實驗的每個環節,從而使學生的各項實驗技能得到更有效的訓練和提高,還有利于培養學生認真、嚴謹、實事求是的科學態度。這些措施也有利于學生的觀察能力、獨立思考能力、綜合分析能力和創新思維能力的提高。同時也有利于教師全面、客觀、合理地評價學生的實驗成績。

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