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高分子材料的基本概念范文1
（一）注重基本概念和基本原理，開展共性和個性相結合的分類教學
本課程的教學內容涉及高分子材料研究中典型的7大類15種儀器分析方法，每種方法都有其原理、儀器組成、制樣要求和應用實例，課程內容非常豐富。如果授課時面面俱到，學生一定會疲于記憶，淹沒在大量的知識碎片中。而且，隨著新材料和新表征方法的不斷涌現，學生需要了解的知識會逐年增多。這就要求課程教學必須抓住重點，主次分明。作為本科生教學，本課程的重點應放在基本概念、基本原理的講授上。我們將種類繁多的分析方法歸結為7大類，即色譜法、質譜法、光譜法、波譜法、熱分析法、顯微鏡和X射線衍射，并分類進行介紹。教學中首先著重介紹每一類方法共性的基本概念和原理，其次在共性基礎上，介紹各種方法的個性和方法之間的差異，從而突出重點，理清脈絡。例如講授色譜法時，我們首先強調色譜最基本的分離功能原理，即依據不同組分在固定相和流動相中的分配系數不同導致保留時間不同的原理而實現分離，并介紹最基本的氣相色譜法。在此基礎上，我們再講解，由于高分子材料不能氣化，因此在氣相色譜儀前加裝裂解器，將大分子鏈在高溫下斷裂為可氣化的小分子碎片并進行分離分析，即為裂解氣相色譜；將高分子材料作為固定相，通過研究不同溫度下特定小分子在其中的保留時間變化來研究高分子材料的狀態變化，即為反相氣相色譜；如果不依賴相互作用，而僅是以分子線團尺寸為分離依據，即為凝膠滲透色譜。按照這樣的教學思路，學生在掌握了氣相色譜之后，只需了解其他各種色譜方法與氣相色譜的不同之處，以及由此引申出來的在樣品制備、數據分析和應用等方面的獨特之處即可，而無須記憶大量的知識。這樣的方法有利于學生了解同類的不同分析方法之間的相互關系，形成歸納—推理的學習模式，從而可以舉一反三。
（二）采用啟發和推理式教學
為了讓學生能夠學活學透，在介紹每一種儀器分析方法時，我們都通過三個問題串起全部內容，即why（儀器為什么能工作，即儀器工作原理）、how（儀器怎么工作，即儀器組成及各部分結構和制樣要求）和what（儀器能干什么，即可能的應用）。教師在課堂上把分析方法的原理講深講透，之后從原理出發通過一個個問題引導學生層層遞進，推理出儀器組成、制樣要求和可能的應用。例如紅外光譜儀的基本原理是用一定范圍的紅外光照射樣品，其中不同官能團的振動會吸收不同波長的紅外光，使得出射光在特定波長處的能量下降。從基本原理出發，學生們提出紅外光譜儀的基本組成部分應該包括紅外光源、樣品室和檢測器，然后又發現必須要有分光部分，這樣才能知道是哪個波長的光被吸收了。經過提示，他們發現這樣組成的儀器（即傳統的光柵紅外），其分辨率和測試效率相互矛盾。此時，我們再介紹從原理上實現重大革新的邁克爾遜干涉儀，即采用全波長同時照射樣品，同時檢測并通過傅里葉變換得到對單個波長的吸收情況（即現在廣泛應用的傅里葉變換紅外），從而實現分辨率和測試效率的同步提高。經過多次訓練后，學生越來越自覺地采用這樣的推理式學習方法，不僅知識掌握得很牢固，自學能力、獨立思考能力和分析問題的能力也得到了鍛煉。
（三）強調知識之間的相互聯系
本課程與高分子化學、高分子物理和聚合物成型加工的課程內容密切相關。這些課程分別介紹了高分子材料的分子鏈結構、聚集態結構、各種物性及如何成型，而本課程介紹的各種儀器分析方法則是表征這些結構和性能的手段。沒有表征方法，研究人員就是聾子、瞎子，無法了解高分子材料的結構和性能，而不了解高分子材料的結構和性能特征，也就無法針對不同的材料特點進行表征方案的設計，并對表征結果進行合理的數據分析和足夠的信息挖掘。本課程的名稱也恰恰反映了既要了解高分子材料，也要掌握儀器分析方法的特點。此外，本課程還鼓勵學生就一個問題進行分析，尋找多種解決方案，并比較這些方案得到的結果之間的差異，從而了解不同分析方法解決問題的不同角度，以此來打開學生的思路。例如高分子材料的結晶有多種研究方法，我們可以采用示差掃描量熱（DSC）、紅外光譜（IR）、X射線衍射（XRD）等來研究結晶度，也可以利用偏光顯微鏡、電子顯微鏡等來觀察結晶形貌，還可以利用XRD、光散射等方法來測定晶型和晶胞參數。同樣研究結晶度，DSC依據的是結晶／熔融過程的吸放熱，IR依據的是分子的規整排列引起的特征峰的變化，XRD依據的是晶體對X射線的衍射。其中，DSC和XRD反映的是結晶的長程有序，而IR還可反映短程有序。因此，這三種方法得到的結晶度常常是不一致的。通過對比這些差異，學生對各種方法的特點理解得會更深入。
（四）在教學過程中灌輸工程實際的概念
本課程的實踐性很強，教學中采用了大量的實際科研工作案例，開展案例教學。實際案例的一個典型特點就是根據不同的材料特點，即使是對同樣的一個問題進行分析，也可能會形成不同的分析方案，因此需要具體問題具體分析。在對這些實例進行分析的過程中，教師要注意不斷融入工程概念，逐漸轉變學生習慣套公式、定理解題的僵化思路。在課后作業中，我們有意給出冗余條件或不提供可以通過文獻檢索得到的數據，強調有效數位等基本概念，要求學生就原始數據進行數據的有效性分析和誤差分析等。這樣能夠促使學生根據千變萬化的實際情況形成分析問題和解決問題的思路，從而具備分析問題和解決問題的能力。
（五）有挑戰性的作業
本課程的作業大多是我們根據科研實際案例自行編寫的。由于與實踐結合緊密，當材料、要求及前提條件不同時，作業就存在多條思路、多個層次、不同答案。因此，每次作業都是一次實戰演習，學生都要花很多心思去完成。由于作業沒有標準答案，因此都由任課教師自己批改，仔細訂正學生的錯誤，并在參考文獻引用、數據處理、作圖等多方面嚴格要求學生，培養學生嚴謹的科學作風。例如一道作業題：用反相氣相色譜（IGC）分別研究聚苯乙烯（PS）和聚丙烯（PP），請描述探針分子保留值隨溫度的變化規律，并畫出分析結果的示意圖，試說明兩者的差異，并分析原因。這道題考查的內容分為5個層次：1．一般情況下PS和PP的結晶性。要求學生知道PS一般為無定形態，而PP則可結晶，并由此畫出示意圖。2．兩者的特征轉變溫度。PS的玻璃化溫度約為100℃，PP的熔點約為160～170℃，這兩個溫度應該在示意圖中標出。3．兩者的特例。全同PS可結晶，而無規PP不結晶。4．不同狀態下曲線的斜率。玻璃態、橡膠態及熔融態下探針分子的擴散系數不同，所以相應曲線的斜率應不同。5．實際測定的可能性。PP的玻璃化溫度低于零度，一般在IGC方法中無法測得。本題一般要求學生能回答前兩個層次。但是，事實上學生的能力非常強，每年都有學生答出3～4個層次，這對于訓練他們從多個角度深入考慮問題非常有益。在教學內容之外，本課程還結合教學方法和教學內容，引導學生形成積極的世界觀和建立科學的方法論。例如本課程引導學生通過分析不同分析方法之間、不同課程之間，乃至不同學科之間的關聯，體會事物之間的普遍聯系；通過將一種分析方法在此處的局限性變成在彼處的用途，告訴學生要用辯證的眼光看待問題；通過介紹不斷發展的儀器分析方法，讓學生了解事物是處于不斷發展變化中的，不能用僵化的觀點看待問題；通過帶領學生用一條條主線來貫穿所學知識，幫助他們掌握科學的學習方法。
二、結語
高分子材料的基本概念范文2
關鍵詞：應用型本科 高分子課程 考核方法
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（a）-0197-01
應用型本科教育的培養目標定位于技術工程師，既要具有較強的專業基礎理論知識，又能夠解決生產實際中的具體技術問題。而在培養過程中，專業基礎課和專業課起到了從書本的理論到實際應用的過渡。因此，應用型本科院校在這類課程的設置上減少了理論課的課時，增加實驗和實踐課的課時[1-4]。而在教學過程中，我們發現學生往往不能將理論與實踐相結合，對于理論的掌握也往往通過死記硬背的方式，對于實驗和實踐中出現的問題也不太會分析解決。究其原因，目前評價學生學習的好壞主要是通過考試成績來判定，而考核形式單一，筆試為主，這就使得學生的學習也常常以成績為導向，以考試為目標，考試之外的東西他們很少去關心思考。因此，在應用型本科人才的培養過程中，對于專業課和專業基礎課的考核方法、考核體系的改革勢在必行。該文以筆者在實際教學工作中在高分子系列課程上的一些教學思考提出了一些改革措施。
1 構建包括基本理論、基本知識在內的基礎理論考核系統
高分子是材料科學與工程專業知識體系構建的一個重要方向，主要由高分子化學、高分子物理、高分子材料檢測、聚合物成型加工、高分子材料等構成了這個專業方向的主要的專業課與專業基礎課。這些課程講述的內容實現了從小分子變成實際使用的高分子材料的過程，如圖1所示。其中高分子化學是講述從單體變為高聚物的聚合過程，而高分子物理是講述高聚物的結構與性能，聚合物成型加工是講述從聚合物變為材料的成型加工過程，高分子材料是講述高分子制品的應用，高分子材料檢測是講述高分子材料的性能檢測。
對高分子化學、高分子物理、高分子材料、高分子材料檢測、聚合物成型加工等系列課程中的基本理論、基礎知識內容，在原有閉卷考核方式的基礎上，建立涵蓋系列課程知識的試題庫，題型包含：基本概念的名詞解釋和填空、基本理論的比較和是非判斷、基于基本知識的簡答和計算。相關課程的老師根據自己課程的需要，選擇考核試題，注重考查學生對高分子知識體系關聯性的理解。
2 構建以實際工程問題的理論分析為主的基礎理論應用考核系統
在教學過程中注重教學內容的變革，積極推行案例教學、專題性教學、研究性學習，積極開展觀摩教學與評教活動，并構建以實際工程問題的理論分析為主的基礎理論應用考核系統，建立案例分析試題庫，讓學生用已有的基本理論和基本知識來分析實際案例。例如，如何制備既具有彈性，又具有一定強度的尼龍纖維？首先涉及的知識是聚合物成型加工中的尼龍纖維的制備方法，尼龍纖維可以通過濕法紡絲來實現，這樣學生可以加深對濕法紡絲的過程的了解；其次如何實現材料的高強度，這就可以從高分子物理里面的聚合物的聚集態分析，具有結晶、取向等狀態的高聚物的力學強度較好，因此要想纖維具有高強度就必須通過一定的方式使其結晶或取向，而結晶和取向兩者之間又是相互影響的，取向會促進結晶，因此在成型加工過程中需要通過一定的方式使其取向，這又回到成型加工的過程中，通過定向拉伸的方法使其取向；最后要使纖維具有一定的彈性，這就需要使纖維能在一定程度解取向，恢復高分子的彈性，而解取向的方法可以利用熱處理來實現，這就要求增加材料制備的后處理過程?？傊?，通過這樣以實際工程問題的理論分析為主的考題，使學生建立基本理論和實際應用的聯系，深入理解相關課程理論知識間的關聯。
3 建立實際問題解決能力考核系統
建立以能力培養為目標的考核體系，改單一的試卷考核方式為大作業、小論文、課題答辯等多種考核方式，改一次性課程終結考核為過程監測考核、理論和實踐動手綜合考核。通過目前科學和工程上存在的問題，考核學生解決實際問題的能力，并將相關的問題貫穿相關的專業基礎課、專業課和實踐課程的教學與考核中。例如，實際高分子材料制備中的問題可以在高分子物理中作為案例分析題；經過分析后的問題又可以在聚合物加工工藝中做為一個大作業，讓學生自己提出解決方案，并給出評分；然后在實踐課上讓學生完成此方案，并在實現的過程中學會利用已有的知識對方案做出優化和調整，給出實踐課的評分；最后通過高分子材料檢測課程分析材料的結構與性能。
4 結語
考核方法是課程建設的重要組成部分，是評價學生學習以及能力的最直接的方法，也是對教學效果最直接的評價方法。因此在課程改革過程中，考核方式的改革成為推動課程建設，實現應用型本科院校的培養目標必不可缺少的環節，在應用型本科院校工程類專業上有著很好的推廣價值。
參考文獻
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高分子材料的基本概念范文3
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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高分子材料的基本概念范文4
【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。
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高分子材料的基本概念范文5
【關鍵詞】點、面結合；知識點；教學新模式；探討
0 引言
《高分子物理》是一門新興的學科，是在長期的生產實踐和科學經驗的基礎上逐漸發展起來的，是高等工科院校高分子材料科學與工程專業的核心主干課程，是研究高分子結構與性能間關系的科學，也是研究聚合物分子運動規律的科學[1]。通過本課程的學習使學生掌握聚合物的多層次結構分子運動及主要物理機械性能的基本概念理論和研究方法。為高分子設計、改性、加工、應用奠定基礎，對學生深入掌握專業知識有深遠影響。然而《高分子物理》概念多、抽象、結構紛繁且性能多變，被視為高分子專業最難講授和最難學的專業課程。不少同學認為，高分子物理理論性強、推導多、在課堂教學中缺乏學習興趣，同學們在學習過程中普遍感到無從下手，力不從心[2]。
針對以上問題對該課程教學方法進行研究，以增強教學效果、調動學生的學習積極性。對現有的教學模式進行改革，采用點、面立體教學模式，讓學生充分了解各個知識點，通過引入多種、全面的教學方法，讓學生從整體上了解高分子物理的基本概率和理論知識。
1 點、面立體教學模式
以課本上的知識點中心，發散到和這個知識點相關的各個知識面，采用不同教學手段相結合。首先課本上理論講授知識點，結合當前的科研相關成果，講解這個知識點的應用，結合計算機模擬技術建立形象的思維，通過實體的圖形數據深入的理解知識點，達到能夠熟悉掌握并靈活應用的效果。
教學初期讓學生對高分子物理這門課程有個總體的認識，大概理解這個課程是做什么用，和我們以前學習的高分子課程有什么不同，在整個高分子專業課程中的地位和重要性。從總體的面上，幫助學生理順各章節之間的內在聯系，明確課程前后內容的邏輯關系，完善高分子物理知識體系框架結構，強化高分子結構內涵，重視高分子運動機制描述，突出高分子性能與結構和運動之間關系的關聯[3]。高分子物理學的主要內容包括結構、分子運動及性能，結構包括高分子鏈結構、聚集態結構；性能包括力學性能、熱性能、電學性能、光學性能及表面與界面性能等； 分子運動則包括高分子的三種狀態及松弛轉變[4]。授課時應將各個知識點的內容詳細的講解、推導，讓學生真正從
隨著教學過程的深入，學生在基本理解高分子物理的研究內容和特點后，需要讓學生深入理解高分子物理中基本術語，高分子物理課程中有許多內涵相近、相關或相互對應的術語。如高分子、大分子，非晶態、無定形態，銀紋、裂紋等是內涵相近的術語，構造、構型、構象，高彈性、黏彈性，滯后、力學損耗、損耗因子，蠕變、應力松弛，松弛時間、推遲時間，屈服強度、極限強度、拉伸強度、沖擊強度、彎曲強度等是內涵相關的術語，近程結構、遠程結構，結晶態、非晶態，動態模量、動態柔量，應變軟化、應變硬化，有規立構聚合物、無規立構聚合物，取向、解取向等可視為內涵相對的術語[5]。在高分子物理課程的教學中，對眾多基本術語的深入講解是一個首要和基本的任務。對于這些基本術語是否理解和掌握，意味著對有關基本概念是否理解和掌握，在理解基本概率的基礎上，結合當前和這個知識點相關的科研成果，讓學生能夠真實的感受這個知識點很有用。
在仔細理解各個知識點后，將知識點發散到各個面，結合當前的研究熱點或研究進展，全面的介紹和講授的知識點相關的研究工作。真正做到能夠即學即用，達到事半功倍的效果。
2 實例講授高分子物理非晶態聚合物的玻璃化轉變
2.1 課本知識點講授
玻璃化轉變現象是非常復雜的，至今還沒有比較完善的理論可以解釋實驗事實?，F有的玻璃化轉變理論包括：自由體積理論、熱力學理論、動力學理論、模態耦合理論、固體模型理論等。每一種理論只能解決玻璃化轉變中部分實驗現象，課本中重點討論自由體積理論。
自由體積理論最初由Fox和Flory提出來的，主要工作是由Turnbull和Cohen完成。自由體積理論認為：液體或固體的體積由兩部分組成，一部分是被分子占據的體積，稱為已占體積；另一部分是未被占據的體積，稱為自由體積。后者以“空穴”的形式分散于整個物質之中，自由體積的存在為分子鏈通過轉動和位移調整構象提供可能性。當高聚物冷卻時，自由體積先逐漸減小，到達某一溫度時，自由體積達到最低值，維持不變。此時，高聚物進入玻璃態。因而高聚物的玻璃態可視為等自由狀態[1]。
在玻璃態下，聚合物溫度隨溫度升高發生的膨脹，只是由于正常的分子膨脹過程造成的，包括分子振動振幅的增加和鍵長的變化。到玻璃化轉變點，分子熱運動已具有足夠的能量，而且自由體積也開始解凍而參加到整個膨脹的過程中去，因而鏈段獲得了足夠的運動能量和必要自由空間，從凍結進入運動。
2.2 玻璃化轉變知識點推導演示
理論知識點講授之后，需要給學生推導理論的由來和公式的演算過程，雖然大部分的推導書本上有，但是有些省略的步驟，可能讓學生不能獨自的完全推導出來。結合自由體積理論示意圖推導，可以將Doolittle方程和WLF方程做個簡單的介紹，然后推導得到自聚合物的自由體積分數等于2.5%，直接在黑板上板書整個過程，讓學生能夠體會到公式是有根據，同時增強學生學習高分子物理學中公式的信心，應該會有很好的效果。
實驗中研究玻璃化轉變，主要方法是聚合物發生玻璃化變化時，測量發生急劇變化的物理性能，主要有測比容、線膨脹系數、折光率、溶劑在聚合物中的擴散系數、比熱容、動力學損耗等隨溫度的變化，可以重點講述比較典型的幾類，如圖1、圖2、圖3：
通過課本上的部分實驗數據，讓學生能夠直觀的理解玻璃化轉變溫度的客觀性，加深對玻璃化轉變溫度公式的理解。
2.3 玻璃化轉變知識點發散到知識面
結合當前玻璃化轉變的研究熱點，將知識點發散到面，使學生更加全面的理解知識點。近些年來，非晶態聚合物玻璃化轉變研究的熱點比較多，在給學生講授的時候，可以選擇一個熟悉的研究熱點進行講解。如大分子物質如聚合物、蛋白質分子等受限于納米孔洞的玻璃化轉變，Schonhals[6]發現聚二甲基硅氧烷（PDMS）受限于2.5～20nm孔洞中的鏈段運動性均較本體強，隨著孔徑的減小受限體系的溫度依賴性由VFT行為轉變為Arrhenius行為；Russell[7]等人應小角 X射線散射（SAXS）和中子散射的方法發現，聚苯乙烯鏈（PS）受限于比其本體狀態鏈尺寸小的氧化鋁孔洞中時，由于高分鏈之間纏結的減少，鏈整體的運動性增強，粘度降低。DSC實驗表明鏈段運動的分布變寬，但其運動性并沒有發生明顯變化；Richterli[8]等人應用中子自旋回波的方法研究了聚二甲基硅氧烷受限于 26nmAAO孔洞中的動力學行為，第一次發現了在分子受限于納米孔洞，在緊鄰孔壁表面的強吸附層與孔中心本體層之間存在一個中間相，它的鏈松弛行為受到固定在孔壁上鏈的影響（如圖4所示）。Kinimicht[9]等人應用NMR的方法研究受限的高分子熔體，發現高分子熔體即使在比其自身尺度大得多的受限空間中，其tube-reptation模型算得的有效管徑都小r本體狀態，“緊縮效應”（corest effect）的概念被用來解釋這一實驗現象。
圖4 受限于AAO納米孔洞中高分子鏈的三層模型
教師在講課時，可以重點講解一個受限條件下玻璃態轉變研究成果，讓學生從目前的科研中感受到學習的知識點很有必要，而且研究的前景十分寬廣，激發學生學習的動力和興趣。
3 思考和探索
高分子物理的總體課時并不多，所以不是所有的章節都需要采用點、面結合的教學方式，需要合理分配教學課時，盡量在有限的教學課時里，讓學生充分掌握學習知識的方法，提高興趣。首先使學生明確學習高分子物理的意義，將術語真正地講透徹，在教學過程中牢牢地把握住教學主線，注意方式方法，例如從某個知識點強化理論概念，然后立體的發散到和知識點相關的面，并通過運用多種教學方法，形成一個知識的空間網絡結構，使學生牢固掌握高分子物理中的知識。結合現有的一些科研熱點，調動學生的積極性，使其主動參與到教學活動中來，培養創新意識。我們主要是激發學生學習興趣，只有這樣才能提高運用知識的能力，開拓眼界，啟發思維，使認知過程不斷充實提高，達到提升教學質量的目的。
4 體會
高分子物理是一門難學難教的課程，作為高分子材料與工程本科專業重要的基礎課，對學生后續學習其它專業課有深遠的影響。總之，在高分子物理的教學過程中，應突出重要知識點的詳細講解、推導，然后有這個知識點發散到相關的知識面，形成以這個知識點為中心的空間知識網，對學生牢固的掌握知識將會有很大的幫助，提高學生對課程內容的理解，培養和提高學生分析、解決問題的能力。但是在講授的過程中，由于受到教學課時的限制，需要整體把握，不能對每個知識點面面俱到，需要有篩選的進行該方法的教學。
【參考文獻】
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高分子材料的基本概念范文6
[關鍵詞]工程教育認證；聚合物制備工程；課程教學研究
1準確定位培養目標，合理制定課程教學目標和教學內容
工程教育認證專業培養目標是對本專業畢業生在畢業后五年左右能夠到達的職業和專業成就的總體描述，畢業要求不僅要符合學校、專業辦學定位，還要適應社會經濟發展，同時還要兼顧學生可持續發展。江南大學高分子材料與工程專業始創于1997年，可追溯至1960年原無錫輕工業學院的塑料加工專業，1999年招收第一屆本科學生，2003年獲得學士學位授予權，同年獲得材料學碩士點，2006年和2010年分別入選江蘇省特色專業和國家特色專業，2012年材料學入選江蘇省“十二五”高等學校重點專業，專業根據學校總體辦學定位和輕工行業發展對高分子材料與工程專業人才的特殊需求，以涂料科學與技術、功能高分子材料與高分子材料加工為特色方向，將人才培養定位為：培養具有良好思想素質、人文社科素養和職業道德，系統掌握高分子材料與工程專業基礎知識與實踐技能，具備科學創新思維、不斷學習和適應發展的能力，具有安全與環保意識和國際視野，能夠在材料、化工、機械等相關領域，從事科學研究、技術開發、工程設計、生產及經營管理等工作的高層次工程技術人才。工程教育專業認證制度在以學生為中心、以產出為導向和質量持續改進三大基本理念指導下，從工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理和終身學習十二個方面開展學生畢業能力達成度的工程教育專業認證。在聚合物制備課程中，重點承擔《工程教育認證標準》中的工程知識、問題分析、設計/開發解決方案3項能力的培養，根據畢業要求分解的指標點，在教學大綱中制定了課程支撐的主要教學目標和教學內容：(1)理解高聚物制備工程的基本概念、一般過程和方法，掌握常見高聚物的聚合方法、合成工藝和生產實踐；(2)掌握不同類型聚合機理和不同聚合實施方法的工藝特點，能夠確定聚合反應體系、聚合條件、聚合反應器和聚合工藝流程；(3)能夠對高聚物化學組成、分子結構、生產成本、性能和應用領域、使用安全和環境等因素進行綜合分析和判斷，科學合理設計高聚物制備方法和工藝，分析和解決實際工程問題；(4)掌握高聚物聚合方法和技術的發展趨勢和研究進展，能夠對高聚物制備方法和生產工藝進行優化和改進。在教學內容方面既注重基礎知識，又注意引入介紹先進的聚合物制備工程的新理論、新技術和新方法。以聚合物制備工程的工程觀點為著眼點，以寬專業為目標，在原有課程體系的基礎上，對課程知識體系進行合理優化，根據本專業特色，融入聚合反應工程、涂料化學、功能高分子材料、感光高分子等以及與聚合物制備工程相關的生產管理、環保、安全、法規等相關知識，注重課程建設的綜合性、交叉性、適應性。
2構建學生中心的教學體系，積極改進教學方法和手段
工程教育認證指導強調以學生為中心，注重培養學生的工程意識和解決復雜問題的能力。課堂教學是學生學習知識，提高綜合能力素質的重要環節，因此教師在教學實施過程中如何充分發揮學生的主動積極性，激發學生的學習興趣，提高學生專業能力成為一個急需解決的問題。聚合物制備工程是典型的以基礎理論和工程實踐緊密結合為特征的課程，我們主要采用啟發式教學、案例式教學和課堂討論的教學方法，根據課程內容靈活運用多媒體課件、視頻及實物等教學手段進行課堂授課，以學生為主體，引導學生進行自主學習。在教學過程中，將高分子化學基礎理論與聚合物實際生產和工業應用例子相結合，引導學生進行分析和討論，做到“知其然，知其所以然”，啟發學生運用理論知識解決復雜問題的能力。如在講解溶液聚合內容時，結合目前環保對涂料、膠粘劑行業對有機揮發物含量(VOC)的限制，要求合成的丙烯酸酯聚合物具有高固體份、低粘度(即分子量足夠低)，而對于電子材料行業干膜用丙烯酸酯光致抗蝕劑要求分子量足夠高，面對工業實際問題，要求學生綜合運用學過的理論知識從單體、引發劑、溶劑、鏈轉移劑方面及聚合工藝(溫度、單體滴加方式等)方面綜合考慮調控聚合物的分子量。另外，結合自己科研方面了解到國外干膜用丙烯酸酯光致抗蝕劑研究給學生介紹相關美國專利提出通過控制聚合工藝一釜合成兩種分子量的丙烯酸樹脂的新技術，通過以上案例介紹，學生表現出濃厚興趣、積極參與課堂討論，甚至課后查閱相關文獻與老師討論交流。又如在講授乳液聚合成核機理，通常膠束的尺寸為7~10納米，單體液滴的尺寸為幾個微米，因此膠束成為聚合的主要場所；如果控制乳化劑的量抑制膠束的產生，同時采用超聲等分散設備將單體液滴的尺寸進一步降低到50~500納米范圍，那么聚合的場所主要發生在哪里呢？學生通過討論得出在這種情況下，單體液滴成為聚合的主要場所(即細乳液聚合機理)。結合目前細乳液研究進展，單體液滴可以作為納米反應器，合成復合膠體粒子，如將無機納米粒子、聚合物分別分散溶解在單體液滴里，經細乳液聚合就可以合成有機無機納米復合粒子和兩種聚合物雜化的膠體粒子，該方法有效解決了無機納米粒子在聚合物中的分散與相容性難題，以及兩種聚合物不相容、宏觀相分離問題。通過以上案例討論使學生深入理解掌握了乳液、細乳液聚合機理，同時能夠根據特定要求設計制備一些復雜結構的膠體粒子。此外，聚合物制備工程強調聚合物合成過程中的聚合穩定性和單體轉化率，在授課過程中對于本體、溶液聚合中易發生的“爆聚”及懸浮、乳液聚合過程中的殘渣及殘余單體對于實際工業的危害必須加以強調，這些問題不僅影響生產、產品質量還涉及到安全、環保及工人健康問題，使學生充分認識到實際工業制備聚合物過程中聚合穩定性的重要性，培養學生具備較好的工程意識和工程思維?？傊ㄟ^采用啟發式教學、案例式教學和課堂討論的教學方法，學生不僅較好的掌握了聚合物合成的基本理論、技術，還能夠根據要求設計合成特定結構的高分子聚合物及初步具備分析解決復雜高分子工程問題的能力。
3質量持續改進
工程教育專業認證強調教學質量持續改進，要求建立持續有效的質量改進機制、質量監控與反饋機制。聚合物制備工程的教學質量考核從課程教學環節(出勤、課堂提問、小組討論和平時作業等)、期末考試環節(基礎知識、制備工藝和技術、設計合成等題型)、學生評價和教學質量鑒定(教學指導委員會專家)等多個方面開展，同時實施包含企業、學校、家長、教師和學生共同參與的質量跟蹤管理體系；我們依據課程具體支撐的畢業要求指標點進行課程教學目標達成度評價，分析教學目標、任務是否滿足畢業要求的達成，根據分析結果找出教學任務的不足之處，并提出持續改進措施，促進教學質量和學生學習效果的持續提高。
