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高分子材料行業研究范文1
【關鍵詞】高分子;化學;發展;方向
中圖分類號: F407 文獻標識碼: A
一、前言
我國高分子化學一直都是我國發展的重點,這項技術對于很多相關產業非常有幫助,高分子化學是高分子材料的研究基礎,已經涉及到了機械行業,建筑行業等多個行業,因此發展高分子化學對于我國高分子材料行業是非常有幫助的。
二、現如今高分子化學的發展情況和應用范圍
自從20世紀到現在,隨著工業技術的快速發展,天然資源已經露出了疲態,科學家們已經開始使用高分子化學進行材料的合成。有數字表明,在之前的40年中,使用材料的速度正在以每10年五倍增長,人類三大合成材料,其中包括塑料、橡膠、纖維,在使用過程中表現出了令人驚訝的增長速度。新型的材料,特別表現在合成材料,在工業、建筑、農業、電子技術方面都被廣泛使用,極大的支撐著人類的日常生活,是使國民經濟持續發展的必要動力源泉。
相對分子質量和物質的性質是密切相關的,是決定物質性質的一個重要因素。只有相對分子質量高的化合物才有一定的機械力學性能,才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直鏈的烷烴化合物,但是分子量變化很大,其機械力學性能因而也有極大的區別。
三、高分子化學與高科技的結合
當今社會,人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息發展的物質基礎。自從合成有機高分子材料的那一天起,人們始終在不斷地研究、開發性能更優異、應用更廣泛的新型材料,來滿足計算機、光導纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機械工業等尖端技術發展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發展,出現了許多產量低、價格高、性能優異的新型高分子材料。
隨著生產和科學技術的發展,許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現出來,如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫用材料、光敏材料、非線性光學材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領域,下面簡單介紹特種高分子材料:功能高分子是指當有外部刺激時,能通過化學或物理的方法做出相應反應的高分子材料;高性能高分子則是對外力有特別強的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇;特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學、化學性質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(化學纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑)的范疇。
第一,力學功能材料:強化功能材料,如超高強材料、高結晶材料等;)彈材料,如熱塑性彈性體等。
第二,化學功能材料:分離功能材料,如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡合物等;反應功能材料,如高分子催化劑、高分子試劑;生物功能材料,如固定化酶、生物反應器等。
第三,生物化學功能材料:人工臟器用材料,如人工腎、人工心肺等;高分子藥物,如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農藥等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。
可以預計,在今后很長的歷史時期中,特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發展的主要方向。
四、高分子材料化學的應用
材料是人類社會文明發展階段的標志,是人類賴以生存和發展的物質基礎。它是指經過某種加工,具有一定結構、組分和性能,并可應用于一定用途的物質。上世紀半導體硅、高集成芯片、高分子材料的出現和廣泛應用,把人類由工業社會推向信息和知識經濟社會??梢哉f某一種新材料的問世及其應用,往往會引起人類社會的重大變革,材料是人類文明的重要標志。如果說現在人人離不開高分子材料,家家離不開高分子材料,處處離不開高分子材料,是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應用是以高分子材料的形式出現的,高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統合成材料,另外許多精細化工材料也都是高分子材料。
第一,塑料:一類是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等;另一類叫工程塑料,其強度大,如汽車零部件、保險杠、洗衣機內的滾筒、電器的外殼等。
第二,纖維:人們開發出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物,通過不同的加工,生產出了各種纖維制品,極大地滿足著人類的需要。
第三,橡膠:天然橡膠的種類和品質都受到很大的限制,于是科學家們不斷開發出了各種人造橡膠,如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。
第四,精細化工:比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產品,如家具漆、內外墻乳膠漆、汽車漆、飛機漆等。女孩子用的指甲油,使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫用膠、結構膠等黏合劑,以及各種吸水樹脂等都是高分子產品。
五、高分子化學的發展方向
1、使地球更加綠色化
在現在很多工業發達的城市,天空中都會飄著非常濃郁的黑煙,對人們的日常生活有非常嚴重的污染。綠色,在現在被認為是沒有污染、再生性或者可以循環使用。在沒有污染方面,我們需要做的就是減少工業廢棄物的排放、相對的減少污染源?,F在的情況表明,化學行業中具有污染和治理兩個方面的性質,可以對綠色使用材料進行研究,也可以繼續對環境造成惡化。例如:在研制的過程中使用的催化劑、溶解劑、中間物品等,在生產過程中產生的廢氣、廢渣、廢棄液體等都是對環境造成影響的主要元兇,若長期的進行排放,會對環境造成嚴重的影響,甚至會導致不可逆轉的事情發生。
2、減少的自然資源的使用依賴
目前研究的高分子合成材料對石油具有很強的依賴性,眾所周知,石油是經過地球非常漫長孕育才出現的,另外,石油也是現如今人類社會非常重要的能源,石油資源現在正在快速的減少,而且不能快速的進行補充,所以人們現在非常急切的找到可以代替石油使用的資源,這已經成為現在高分子化學研究中非常重要的課題。在對物質中原子和分子的比率進行調節,對物質的微觀特性、宏觀特性以及表面性質進行加強控制,也許這種物質就會滿足一些行業的使用要求,當這種情況出現的時候就可以把這種物質作為材料使用。所以,在對材料進行配置的時候就會減少對不可再生資源的依賴程度,并對使用材料和環境進行相互協調,這是現如今化學研究當中非常重要的領域。現在很多高分子合成材料都非常依賴石油資源。想要解決目前的情況,可以對天然高分子進行利用,這其中也應該包含對無機高分子的不斷探索和研究。
現在由石油合成的高分子材料,主要因為原子中以碳為主要元素,其中還含有少量的氮、氧等原子,所以被稱為有機高分子。無機高分子是因為主鏈上的組成原子中不含碳。根據元素的性質進行判斷,大約有40~50種元素可以成為長鏈分子。現在引起科學家高度重視的一種無機高分子,它的主鏈上都是硅原子,并且含有有機側鏈的聚硅烷。
3、使高分子材料不斷納米化
現在很多高分子化學反應中的原子經過重新排列組合之后的反應空間要比原子的大小大出很多,所以,化學反應的研究要在一個受限空間之中進行。若在有限的空間中,像納米量級的片層當中,小型分子由于和片層分子相互作用而且還在一個比較受限的空間內進行排列,之后產生單體聚合,聚合之后的產物的拓撲結構不會再受限的空間內進行全部的復制,這種情況和自由空間的結果完全不同。我們也許會在受限制空間內進行聚合反應的分子中提煉出高分子納米化學的定義?;瘜W的研究對象基本都是納米量級的分子和原子,但是因為沒有精細的方式,沒有達到可以在納米尺度上精確控制分子或者原子的程度,所以現如今很難做到對分子的精準設計,使化學的合成讓人感覺非常的粗放。高分子化學在納米程度上精要精確的按照分子設計,在此基礎上確定分子鏈中的原子配比位置以及相互結合的方式,通過納米技術對分子、原子和分子鏈進行非常精確的控制,達到對高分子各級結構的位置確定。這樣就可以精確的控制新合成材料的功能和特性。
4、面向智能材料的高分子化學研究路線
20世紀的人類社會是以合成材料為標志的,在21世紀人類社會的標志將會是智能材料。高分子化學仍然是進入智能材料時期非常重要的組成部分。材料自身具有的功能可以根據外部條件的變化,有意識的進行調節和修復等一系列措施,這就是智能材料的基本定義。現在科學家已經了解高分子有軟物質這一特征,簡單說就是可以對外場具有反應。
六、結束語
綜上所述,高分子化學已經發展到了非常不錯的方向,在很多方面都有非常廣闊的運用,目前高分子化學會朝著綠色以及環保方面進行發展,隨著高分子化學不斷取得突破,未來使用高分子材料的前景會更加的廣闊。
參考文獻
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高分子材料行業研究范文2
關鍵詞:課程建設;通識選修課;教與學;教學實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)07-0126-03
“通識教育”(general education)是高等教育的組成部分,是一種盡可能綜合的(comprehensive)教育,是所有大學生都應接受的非專業性教育,在學生接受特殊的、專業知識之前對知識的總體狀況有個綜合性的了解。[1,2]1999年李曼麗等人在《清華大學教育研究》中提到:“通識教育目的是培養積極參與社會生活的、有社會責任感的、全面發展的社會的人和國家的公民?!盵2]為了推進以“課程建設與改革”為核心的本科人才培養模式改革,蘇州大學從2014年起正式啟動通識教育課程改革計劃,課程建設基本要求為:適合所有學生學習的非專業課程;注重學科交叉和學科前沿;提倡教學形式和教學方法多樣化;注重經典原著閱讀;建設有地域特色和本校特色的通識教育課程。通識選修課程包括五大模塊:文學與藝術、歷史與哲學、社會科學、數學與自然科學、科技與發展。通過跨學科的體系設計,讓學生廣泛涉獵不同的學科領域,拓寬知識視野,培養學生跨領域、多角度思考問題能力、批判性思維能力和包容性理解能力。2014年學校通識教育課程的申報數量達93門,經過專家組兩輪評審,隸屬于科技與發展模塊的《生活中的高分子材料》課程成為立項建設中的一門通識選修課程,并于2015―2016學年開始對全校學生開放選修。
在認真開展本課程的項目建設工作過程中,筆者在課程教學內容設計和教學方法選擇方面做了一些探索與嘗試,在幾輪教學實踐中對教與學之間存在的問題進行了思考和改進,希望能夠與相關老師一起交流教學經驗,共同探討如何尋找合適的教學模式來開設全校性工程技術類通識選修課。
一、《生活中的高分子材料》課程的體系建設
1.課程的建設目標?!渡钪械母叻肿硬牧稀氛n程是面向于全校所有學生學習的非專業課程,建設目標是普及生活高分子材料常識、推廣不同專業的學生去了解我們生活中不可缺少的高分子材料;科學認知高分子材料性能特點、合理健康使用各種高分子材料;從而提出新問題和新思想,推動我們國家高分子材料產業鏈的進一步發展。
2.教學內容及課時安排。從與我們生活密切相關的“衣”“食”“住”“行”四個方面出發,給學生介紹典型的高分子材料組成、特性及使用注意事項。主要安排如下:
第一章 緒論(2課時)。介紹高分子材料的基本概念、新型高分子材料及其研究進展。
第二章 “衣用”高分子材料(8課時)。介紹紡織行業纖維材料(天然纖維和合成纖維高分子材料),了解一些服飾用涂層高分子材料和皮革高分子材料。
第三章 “食品”相關高分子材料(8課時)。介紹食品行業用塑料(塑料薄膜、塑料瓶、塑料餐具)高分子材料,了解天然高分子(淀粉、膳食纖維、蛋白質)和合成高分子(食品添加劑)等食用高分子材料。
第四章 “家裝”高分子材料(10課時)。介紹塑料家具(熱塑性塑料、熱固性塑料),了解涂料(墻飾涂料、木器漆、家電粉末涂料)和粘合劑。
第五章 “戶外運動”相關高分子材料(8課時)。介紹橡膠(天然橡膠、合成橡膠)和橡膠制品(輪胎、籃球、運動鞋),了解高分子基復合材料(運動自行車、復合材料賽車)。
3.多元成績評價體系的建立。開設《生活中的高分子材料》這門課程是希望通過學習來加深學生對周圍高分子材料的了解,知道其利弊及正確使用方法,讓高分子材料更好、更安全地為己所用;激發學生對高分子材料世界進一步探索的激情,創造高分子材料與人的和諧環境。對學生一學期學習的考核不是一張試卷來決定,而是建立多元成績評價體系。在充分考慮不同專業學生的個性的基礎上,鼓勵學生從不同角度去認識高分子材料,教學成績的最終評價體現出全面性和激勵性。指標包括課堂表現(20%)、平時作業(40%)和期末小論文(40%)三大方面。(1)學生對這門課程的學習態度會明顯地體現在課堂表現中。(2)針對“衣食住行”中可能碰到的高分子材料設定一些開放性作業,讓學生自主選擇有興趣的高分子材料去學習,找其優缺點、使用注意事項及這類高分子材料的發展史,然后分組討論匯報,其余同學和老師一起給予評分作為平時作業的成績。(3)在課堂知識的基礎上,期末讓每一個同學對某一大類高分子材料進行綜述,引用實例,從不同的專業角度去分析其利弊和發展潛力,寫出自己對材料改進的需求和建議方案,按照科技小文的格式編排、撰寫和打印。
二、調動學生的參與積極性
高分子材料行業研究范文3
關鍵詞:高分子材料;生物醫學領域;人體功能替代或修復
中圖分類號:R318 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)01-0214-01
上世紀50年代,我國展開了對人工器官的研究,并經過50多年的發展取得了很大成就。聚乙烯、聚丙烯、硅橡膠等都是醫用高分子中常用的材料,而常見的醫用高分子大約有1000多個品種規格,其制品主要包括醫用高分子、醫療器械制品和人工器官三大類。另外,醫用高分子材料在醫學生有著獨特的功效,因而受到學者們的廣泛關注和重視,發展前景十分廣闊,并迅速成為當前發展較快的新型材料之一。
醫用高分子材料用于醫學領域中的主要包括:藥用高分子材料、人體功能替代或修復高分子材料和高分子醫療器材及制品等。下面我們詳細的介紹一下高分子材料在人體功能替代或修復中的作用,并對醫用高分子材料在未來的發展趨勢與發展狀況進行一定的研究、探討。
1 高分子材料在人體功能替代或修復中的運用
高分子材料運用到人體功能替代或修復中的主要目的是替代、修復人體內受損的組織或器官,從而恢復其原有的功能。其中用到高分子材料的主要包括部分功能修復材料、人工器官材料、組織工程材料等。
1.1 部分功能修復材料
在對人體缺少的一部分功能的器官或組織進行修復,如為了恢復聽覺功能,制造的人工耳朵;在矯正視力的過程中,制造的人工角膜、人工晶體等;還有假肢、人工等都需要用到高分子材料。另外,部分功能修復材料一般都有利于改善患者的生活質量,并不會危害到人的生命健康。另外,不同的組織或器官所使用的高分子材料也不同,如隱形眼鏡所采用的材料一般包括聚甲基丙烯酸8一羥乙酯一甲基丙烯酸戊酯、聚甲基丙烯酸B一羥乙酯等;人工角膜則包括聚甲基丙烯酸酯類、硅橡膠等;而人工晶狀體則包括可用聚甲基丙烯酸酯類等。
1.2 人工器官材料
為了治療病患,我們需要對人體的一些組織或器官進行替代性治療,并將人工臟器引入人體系統,從而發揮原有器官的功能,促進人體系統功能的正常運行。植入人體內的永久性人工臟器主要包括人工氣管、人工血管、人工食道等。另外,手術過程中還還有一些暫時性的人工臟器,如人工心臟、人工肝臟和人工腎臟等,起到替代使用的作用。通過不斷的提高高分子材料制作過程中的血液相容性、抗細菌粘附性和抗凝血性等,確保制造出來的人工心臟瓣膜、人工血管等能夠很好的接觸血液,減少感染現象的發生。
1.3 組織工程材料
高分子材料在組織工程材料中的應用,有利于改善、維持或恢復研制生物代用品的功能,加強對正常和病理的哺乳類組織的結構-功能關系的了解。通過對生命科學規律的了解和運用,充分發揮組織工程的作用,開發新型智能修復材料,主動激發、誘導人體組織器官再生修復的功能。在設計該材料的過程中,需要有機結合人工材料和活體組織,確保組織細胞表面的特殊位點能夠與配合基發生作用,進一步提升組織細胞分裂和生長的速度,從而促進周圍組織細胞生長為預想功能,達到修復人體組織和器官的功能的目標。
2 對醫用高分子材料未來的發展方向的展望
高分子材料在醫學領域內廣泛的應用,并取得了很大的成就。但目前的技術還無法滿足人們的需求,還無法提高人工臟器替換病變臟器的成功率,所以我們需要對醫用高分子材料的發展方向進行一下詳細的研究。
首先,高分子材料會廣泛應用于藥物中。隨著人們生活質量的不斷提高,人們對藥品質量也有了更高的要求,如要求藥品穩定、高效、毒副作用小等。高分子材料一般具備無毒、無副作用、水溶性好、不會產生異變等特點。因此,我們需要將高分子材料應用到現代藥物中,如制作緩釋藥物的載體、高分子材料的藥物等。另外,高分子藥物相比低分藥物而言,幾乎沒有副作用,并且可以緩釋藥物的濃度,具體治療人w制定的部位。所以,高分子材料在藥物這一行業中具有很大的發展前景,其作用不可替代。其次,高分子材料將會廣泛的應用于醫療器械中。高分子材料中的聚酯、硅橡膠等都具有一定的矯形作用,在假肢制造、整形外科等領域中都發揮著很大的作用。最后,未來的醫用高分子材料應用范圍將進一步擴大,其發展趨勢將以聚氨酯、聚硅氧烷、聚烯烴為主,開發滿足生物相容性和血液相容性的材料,發展便攜帶的小型化人工器官裝置以及開發醫療器械、人工臟器和控制生育所用的材料等。
3 結語
醫用高分子材料的廣泛應用,有利于促進醫療水平的進步,不斷的完善醫用材料,充分發揮其在醫學領域中的作用。綜上所述,我們可以發現,加快對醫用高分子材料的開發和研究是目前醫學領域中最重要的任務之一。
參考文獻:
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高分子材料行業研究范文4
關鍵詞: 應用型高分子材料與工程專業 人才培養模式 實施途徑
隨著科學技術的迅猛發展,材料、能源和信息已被公認為科技發展的三大支柱。作為社會發展的物質基礎,材料的發展水平已成為一個國家綜合國力的主要標志之一。高分子材料與工程專業作為材料科學與工程學科下的分支學科,在過去20年的時間里得到了飛速發展。高分子材料應用的日趨普及,使得社會對高分子材料與工程專業的人才需求日益迫切。培養具有一定的實際操作能力,能以理論指導實踐、應用于實踐,服務于地方經濟建設的高分子材料與工程專業技術人才是十分重要的責任。為了滿足這一需求,高分子材料與工程專業應實施“強化基礎,注重應用,突出創新”的人才培養模式,大力提高學生的科研創新應用能力。
一、社會發展急需工程應用型人才
人才培養模式涉及的一個重要問題是培養什么樣的人。中國是世界上最大的高分子化纖生產國,化纖工業正在實現由“數量型”向“技術型”的戰略轉變,使化纖主要常規品種具備國際競爭能力,在一些重要高新技術纖維品種上取得產業化成果。
目前,我國高分子化纖材料工業隨著數量的增加和規模的擴大正由數量型向效益型轉變,行業發展的速度遠遠高于化纖人才的培養速度。據調研統計,化纖企業的專業人才數量不到職工總數的5%,有的甚至不到1%,存在專業人才嚴重匱乏的現象。同時還發現,由于化纖新技術、新設備、新產品的不斷出現,企業原有的專業人才不能完全跟上行業的發展,急需更新人才。
二、應用型高分子材料與工程專業人才培養的基本原則
1.更新教學理念,明確培養目標。
面向未來的教學改革需要前瞻性的教學理念和現代化的教學思想。這些教學理念包括從重視知識傳授向重視能力培養轉變;從封閉式的學校教育模式向開放型的產、學、研相結合的教育模式轉變;從標準化培養模式向個性化培養模式轉變;從維持性學習向創新性學習轉變[1,2]。
應用型高分子材料與工程專業的培養目標,是以市場需求和就業為導向,以課程建設為核心,以實踐教學為重點,培養在高分子材料與工程專業領域具有豐富的理論知識,能在高分子材料的合成、改性和成型加工等領域從事科技開發、工藝設計及經營管理等方面工作,具有創新精神及實踐能力的高素質創新型高級技術人才,更好地為地方經濟建設服務。
2.重視能力培養,實施素質教育。
提高學生的綜合素質可以通過選修課、專題講座、社會實踐,以及在專業教育中融入人文精神、工程環境背景等多種形式,從而加強對學生思想道德素質、文化素質、業務素質、身心素質和獲取知識、運用知識、創新知識的能力等方面的培養。
3.強化基礎訓練,拓寬專業口徑。
強化基礎、拓寬專業口徑是培養學生適應能力的有效途徑。強化基礎,一是在基礎理論和技能上進行面上拓寬,加強要求,使學生對基礎知識掌握更牢固,知識結構更加合理;二是將專業基礎課拓寬到新的專業目錄的專業口徑,為新專業的各個專業方向提供廣闊的發展空間。拓寬專業口徑,不是將專業課程的名稱加以改變,而是將專業主干課程認真整合,構建新的專業課程體系。
4.優化課程體系,整合課程內容。
課程體系與教學內容是實現培養目標最直接的體現,是形成人才知識結構和能力的主要因素,是提高人才培養素質的核心,也是教學改革的重點[3]。要進行課程重組,減少課程內容重復,做好課程之間的銜接,逐步深入;建立大工程觀念下的新型課程體系,重視各相關學科知識內容的融合、滲透和時間安排上的協調,做到課程綜合化、系統化。
二、應用型高分子材料與工程專業人才培養模式的實施途徑
1.實施“平臺式”教學。
本著工程應用型人才培養要主動適應用人單位的實際需要,要面向基層、面向生產第一線的原則,在加強通識教育的基礎上,強調提升學生的綜合素質,強化學生的專業實踐能力和動手能力的培養。新的教學模式設置了三個教學平臺,即理論教學平臺、實踐教學平臺、第二課堂素質教育平臺,以達到學生適應社會、適應行業和充分發展個性空間的目的。
“理論教學平臺”包括學科基礎課程、專業知識能力課程、專業能力拓展課程,初步形成學院、學科、專業、職業興趣四級理論課程體系;“實踐教學平臺”包括學科基礎實驗教學和模擬仿真企業生產的工程實踐教學兩部分;“第二課堂素質教育平臺”則包括學院公共選修課、課外素質教育及社會實踐三部分,作為第一課堂的補充和延伸,拓展學生個性發展的空間[4]。
2.以實踐教學改革為重點,提升學生工程實踐能力。
高分子材料與工程專業有著不同于其他學科的顯著特點,它是在大量的科學實驗和工程實踐基礎上發現并總結出的一般規律,運用科學分析方法探索這一規律內在的作用機理,采用數學、物理、化學理論與模型計算歸納形成理論體系,并在理論指導下,將科學研究應用于生產實踐,使理論體系進一步得以檢驗并逐步完善,經過實踐理論再實踐的循序漸進過程向前發展的學科。在該領域的科學研究中,實驗是分析問題、解決問題的主要手段,每一理論、發明的誕生都是在實驗中孕育、培養出來的。針對上述學科特點,專業教研組在制定本科教學培養計劃時,要有意識地加強實踐教學環節課時比重,培養學生的創新意識、創新能力和實踐能力。
高分子專業教學實踐分為認識實習、專業基礎實驗教學、專業實驗、生產實習、課程設計、畢業實習和畢業教學環節等實踐教學部分。在專業基礎實驗教學中要積極有效地開展研究型、設計綜合型實驗教學,鼓勵學生利用業余時間參加開放實驗室科研活動,注重培養學生的動手能力和科研能力[5]。
在畢業教學環節實踐中結合教師科研項目,選擇學科前沿或與企業合作開發的課題進行畢業論文選題,結合工廠實際進行畢業設計,可使學生獲得良好的科研能力培養,有效地促進學生動手能力,提高學生理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力,為今后從事本專業研究與生產奠定良好的基礎。
3.以市場需求為導向,積極探索“訂單式”人才培養模式。
在教學改革上,注重人才培養與市場需求相結合,積極開展“訂單式”培養模式。此舉不僅能為企業發展量身定做工程實際應用型人才,而且能夠提前將學生“預售”出去。同時,企業還可以根據實際情況,為“訂單式”培養學生提供獎學金、貧困助學金等費用,解決經濟困難學生的求學、就業等問題。
4.理論聯系實際,注重培養創新能力。
要強化學生的操作技能,培養綜合素質和創新能力,進一步提高學生在社會大環境中的競爭能力,關鍵是建立與企業同步發展的規范的實訓環境。要充分利用區域與學科優勢,加強產學研聯合,設立產學研聯合體實驗室,為學生提供必要的社會實踐場所,保障實習、實踐教學效果,培養學生的工程應用能力[6]。實習基地可以完成學生的認識實習和生產實習任務和多項工藝實驗。學生通過這些實踐環節能加深對書本理論知識的理解和應用,同時也了解了本行業發展趨勢和存在的問題,這對于學生踏入工作崗位和繼續深造都是大有裨益的。
5.加強師資隊伍建設。
為適應素質教育的教學改革需要,辦好高等教育質量工程建設,教師的知識更新與自身素質的提高是非常重要的。只有高水平的師資隊伍才能培養出高素質的人才。因此學校需要不斷引進高水平科技人才,提高本專業教師隊伍的科研能力和科技創新能力。同時,還要注重青年教師的培養,指定有豐富教學經驗的老教授對新進教師進行“傳、幫、帶”教學指導,使新進教師的授課水平快速提高,從而有效地將行業發展動態與理論授課相結合,最大限度地激發學生的科研興趣,拓寬學生的專業知識面。
三、結語
高分子材料的發展極其迅速,每年都會有許多新材料、新技術、新工藝不斷涌現,而教育教學改革隨著社會的發展也是永無止境的。如何加強高分子材料與工程專業學生的工程應用能力的培養,提高高等教育的辦學質量和人才培養質量,是21世紀高等教育面臨的挑戰,必須引起高度重視。但是,如果一味追求應用而忽略科研創新能力的培養,所培養出來的人才就不是社會需要的高級人才。所以在重視應用的同時,還要注意科研創新能力的培養,即提倡一種“強化基礎,注重應用,突出創新”的人才培養模式,才能夠適應當代社會經濟發展需要。
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高分子材料行業研究范文5
[關鍵詞]工程意識;高分子材料專業;綜合實驗
我國的高等工程教育培養造就了大批工程科技人才,有力地支撐了我國工業體系的形成與發展。但與其它工業發達國家相比,我國高等工程教育雖然規模位居世界第一,但總體質量并不高。突出的問題就是高等工程教育培養出的人才工程性缺失和實踐能力薄弱。針對高等工程教育存在的的問題,2010年6月,中國工程院、教育部啟動“卓越工程師教育培養計劃”,旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才,使我國培養的卓越工程師后備人才滿足我國工業化和現代化建設的需求,使我國躋身工程教育強國之列。
一、目前高分子材料專業綜合實驗存在的問題
長期以來,我校高分子材料專業綜合實驗僅僅是停留在使學生鞏固并加深對專業基本理論及概念的理解,對高分子材料性能檢測,以及高分子材料成型加工設備的操作等層面。存在的最大問題就是實驗內容陳舊、滯后,實驗教學形式僵化。驗證性的實驗內容較多,與工程實際密切結合的實驗內容太少。這種傳統的高分子材料專業實驗教學體系不利于學生工程觀念的建立,不利于后續階段的頂崗實習、畢業設計、及進入工作崗位后迅速完成從學生到合格的工程技術人員的轉變。
二、加強高分子材料專業綜合實驗工程性的指導思想與原則
“卓越工程師教育培養計劃”具有三個特點:一是企業深度參與培養過程,二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才,三是強化培養學生的工程能力和創新能力。我們認為高分子材料專業綜合實驗應該是在專業實踐層面上安排的,能夠與生產實際緊密結合,能夠體現工程與教學相互聯系、相互促進關系的一門實驗課。通過實驗培養學生建立初步的工程能力。在這門實驗課中要創造出一種讓學生真正感受到工程實踐的氛圍,促使學生從知識積累向工程能力生成的轉化。
三、高分子材料專業綜合實驗改革的具體實施
(一)調整高分子材料專業綜合實驗開設時間
我校高分子材料專業綜合實驗原開設時間放在第3學年的第6個學期。通過幾輪教學發現,在學生專業學習還沒完全到位的情況下,學生并不完全具備很好完成實驗的能力,嚴重影響專業實踐能力的取得。因而將設置時間調整到第4學年第7個學期,時間從3周延長到4周。從實踐結果來看,這一調整是合理的。
(二)企業參與高分子材料專業綜合實驗教學計劃的制定
以往的實驗教學計劃完全由任課教師自行制訂,由于教師的工程能力不足等原因,制訂的實驗教學計劃脫離生產實際,即所謂的“理論性、研究性過強”。在新的實驗教學計劃修訂時,我們積極爭取企業具有豐富實踐經驗的生產技術人員參與進來,共同制定人才的培養目標,培養方案,共同制定實驗教學大綱、實驗教學計劃。
(三)高分子材料專業實驗內容的確定
1.原有實驗內容優化。全面更新實驗內容。只保留小部分經典的實驗內容,這些經典實驗可以訓練學生系統地掌握原料的準備、材料的合成、性能測定與表征方法等。增加具有工程背景的實驗,選擇貼近實際的社會需求,符合高分子材料的變化潮流,適應企業對人才需求的內容。
2.教師科研課題轉化。將部分教師完成的或在研的科研項目中的部分內容拿到專業實驗中來,分解為學生有能力可以完成的實驗項目。
3.到有合作關系單位完成部分實驗。生產單位可以為人才培養提供先進的工程實踐條件。此種實驗方式最顯著的特點是實驗方案的應用性和工程性。更能激發學生動手實驗的興趣,發揮了學生自主實驗和學習的主觀能動性。
(四)實驗教學方式的改革
1.題目自選與指定結合。由過去的分配到人改變為由學生在給定題目中自行挑選感興趣的題目,使實驗教學從傳統的“以教師為主”的模式轉變為“學生為主體、教師為主導”的模式,充分發揮學生的積極性和創造性。
2.改變實驗指導方法,強化學生自主實踐能力的培養。強調實驗指導教師的“導師”作用,使學生成為實驗的主動參與者、探索者。鼓勵學生獨立思考,引導而不是替代學生解決實驗過程中出現的問題。
3.實驗以課題組形式進行。每三名同學組成一個課題組,并選舉一名組長。每課題組配備一名指導教師或生產單位的技術人員,為課題組提供技術上的指導和方向上的把握。通過具體的研究課題,培養學生團結協作的精神。
4.計算機輔助教學。引入新的教學手段,即利用高分子材料與工程設備素材庫,對實驗中涉及到和未涉及的工藝進行計算機模擬仿真實驗,擴大實驗范圍。
(五)專業綜合實驗的考評方式改革
實驗模擬本科畢業論文方式進行。結合實驗內容給學生下達任務書,學生做出開題報告、開題答辯,以論文的形式完成實驗報告,最后采用類似畢業論文答辯的方式總結實驗。在同等的實驗時間、實驗條件下,增加了實驗信息量,增強了團隊意識,強化了工程理念。
四、專業綜合實驗改革取得的成效
(一) 直接促進了畢業教學環節的順利進行
專業綜合實驗過后,就是畢業環節的教學工作。專業綜合實驗的過程就是一個微縮的畢業論文過程。有了專業綜合實驗的基礎,很多同學在短時間內就適應了畢業論文過程。畢業答辯也充分體現了這個環節所起的作用。
(二) 促進了教師隊伍工程能力的提高
從事高等工程教育的教師多數是從學校直接到學校,他們沒有企業工程實踐的經歷,因而在實踐教學中缺少工程思維、工程方法和工程文化的傳授。專業綜合實驗內容及教學方式的改革以及企業專家的參與,極大促進了實驗指導教師工程能力的提升。
五、結語
通過新的高分子材料專業綜合實驗教學體系的構建,從根本上改變了實驗教學內容陳舊、滯后與生產實際脫節嚴重的現狀。新的實驗教學體系不僅加深了學生對整個高分子材料體系的理解,更重要的是培養了學生在實驗中以工程意識去發現問題、分析問題和解決問題的能力。
基金項目:黑龍江工程學院教改項目:基于“卓越工程師教育培養計劃”專業綜合實驗教學改革與實踐(項目編號: JG2012042)
參考文獻:
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高分子材料行業研究范文6
關鍵詞 高分子材料與工程 工程實踐 專業實習 生產實習
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.09.025
Exploration and Practice on the Practice Mode of Polymer
Material and Engineering Specialty
LI Zhijun, YU Rentong, ZHAO Yinmei
(College of Materials and Chemical Engineering, Hai'nan University, Haikou, Hai'nan 570228)
Abstract Production practice is an important practice in Higher Education of engineering. Through the in-depth reform of the professional practice mode, the engineering practice ability of polymer materials and engineering specialty of Hainan University has been effectively strengthened, and the comprehensive quality has been improved.
Key words Polymer materials and Engineering; engineering practice; professional practice; production practice
近些年來,我國的工科高等教育獲得了長足的進步。據教育部統計數據顯示,工程科技類人才的培養規模已達到總體教育規模的1/3~1/2。然而,我國工科院校培養的工程師的整體水平與美國、德國和日本等發達國家甚至一些發展中國家都有很大差距。為了加快提高我國工科高等教育的質量,《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》明確指出要建立學校教育和實踐鍛煉相結合的人才培養體系。專業實習是高校課程體系中專業教學的必要環節,對于提高學生的工程實踐與創新能力具有特殊的重要意義。海南大學高分子材料與工程專業始創于1958年,是海南省的特色優勢專業。海南大學高分子材料與工程系對其高分子材料與工程專業本科生的專業實踐教學模式不斷進行探索與實踐,為達到良好的實踐育人的效果及培養高質量的高分子材料與工程專業的畢業生奠定了扎實的基礎。
1 高分子材料與工程專業實習的必要性
高分子材料與工程學科的特點是理論與實踐密切結合。1935年,Wallace H. Carothers通過己二胺和己二酸進行縮聚反應成功合成出聚酰胺66(PA66),有力地證明了高分子的存在,使人們信服于Staudinger的大分子理論,從而使得高分子科學真正建立起來。此后高分子材料迅速滲透入人們的衣食住行并在國民經濟、社會發展和國家安全中承擔著重要而不可或缺的作用;早在1994年,全球三大合成高分子材料的產量便達到1.4?04萬噸,從體積上超過了鋼鐵。近年來,對高性能化、功能化、精細化、復合化、智能化材料的需求更給高分子學科提出了需要在實踐上的創新與突破。實踐的需要及實踐中的發現推動了高分子科學的不斷發展,而不斷完善的高分子學科理論體系又對高分子行業的生產實踐起到指導作用??梢姡叻肿訉W科的誕生、發展都深深扎根于實踐的土壤,而專業實習的實踐特性則為高等院校的高分子學科專業的發展提供了必要的支撐作用。
高等工科教育的目標是培養擁有扎實的基礎知識與專業技能,同時具備較強工程實踐能力的高級人才。專業實習促使學生將所學的專業知識與生產實際相結合,強化動手能力,更重要的是可以培養學生獨立分析問題、解決問題的工程實踐能力與創新能力。20世紀20年代,英國H.E. Palmer、A.S. Homby等人提出了情景教學法,專業實習屬于情景教學的一種。傳統的課堂教學以教師的講述為主,有些內容難以達到生動形象的描述,難以通過直觀、豐富多彩的形象材料激發學生的學習興趣。通過專業實習,激發學生的學習熱情,啟發學生更深刻地理解所學的理論,進而實現知識與應用的融會貫通。如我校2011級高分子材料與工程專業的學生們在海南某塑料制件生產廠家進行專業實習時,針對其注塑車間生產的少量產品存在缺陷的實際問題,及時與企業的技術人員及車間負責人進行了交流與探討,學生們根據所學專業知識并結合企業生產的實際情況對該問題進行了分析并提出若干條合理化解決問題的建議。在實習實踐過程中,學生們的學習熱情得到了激發,所學理論得以在實踐中踐行,學生們解決實際問題的能力得到了提升,同時也得到企業的技術負責人及車間負責人的認可與欣賞。
2 專業實習工作的有效推進
由于專業實習在學生綜合培養中具有特殊的重要性,如何有效提升專業實習的成效就成為進一步推進我校高分子材料與工程專業發展而需要解決的首要問題。海南大學高分子材料與工程系的高分子材料與工程專業于2013年獲批成為教育部“卓越工程師教育培養計劃”試點專業,擁有熱帶島嶼資源先進材料教育部重點實驗室、海南省高校高分子工藝實驗室教學示范中心平臺和海南天然橡膠產業集團股份有限公司牽頭建設的海南省先進天然橡膠復合材料工程研究中心。在探索專業實習人才培養模式的過程中,我校高分子材料與工程系充分利用豐富的校內外實習基地資源,實習基地的軟件和硬件建設齊頭并進,初步建立了具有本專業特色的本科生實習模式,實習模式示意圖如圖1所示:
2.1 校內實習基地與校外實習基地建設齊頭并進
對高校學生實習不具義務的現實使得一些單位不愿主動承擔專業實習工作,這也是當前全國工科專業學生實習面臨的普通難題。海南大學高分子材料與工程系通過多年的積累,已與海南省內近二十多家企業建立了良好的專業實習合作關系。盡管如此,由于學生在企業的單次實習時間仍然有限,所以作為企業實習的補充,充分利用校內實習基地既有的檢測儀器及成型加工設備對學生進行一定學時的前期工程實訓顯得尤為重要。在校內實習基地,學生們能有充分的時間動手操作工業生產中常用到的設備,如擠出機、注塑機、開煉機、密煉機、平板硫化機等,也能熟練掌握紅外光譜儀、熱分析儀、偏光顯微鏡、電子拉力試驗機等儀器的操作規程及對企業生產的諸多產品的結構與性能進行測試、表征及分析,能在遇到問題的時候方便地查閱資料并針對問題及時與指導教師進行交流。校內基地的實訓為后續的校外基地實習奠定了堅實的基礎,這也使得學生們能迅速適應校外基地的實習任務并得以進行更高層次的生產實際操作能力和創新能力的培養。
天生的市場敏感性使得企業對產品具有更完備的把握性,如果說校內基地的實訓是沙盤演練,校外基地的實習則是實戰演習。對于校外實習基地的選擇我們遵循以下原則:(1)專業性強、生產規范并具備一定的生產規模;(2)有指導生產實習的技術實力及經歷;(3)具有產學研合作的興趣及能力;(4)企業內部及外部環境安全。高分子材料與工程系還借助多種渠道如專業教師與企業的技術合作、校友關系、橡膠及塑料行業相關協會等成功實現了與多家企業的專業實習對接并建立了穩定的簽約實習基地。激烈的市場競爭、技術的更新換代以及對專業知識人員的渴求使得一些具有前瞻性的企業對學生的專業實習表現出強有力的支持,甚至海南省的一些中、小型塑料行業的企業也主動提出按技術工人待遇解決學生的食宿問題,公司的管理者也更愿意在學生的實習活動中發掘人才并培養人才。
2.2 夯實內功,深化軟件建設
海南大學高分子材料與工程系與時俱進,在專業實習的軟件建設上不僅對學生布置了貼切實習單位實際的新任務,而且對專業指導教師提出了更高的要求。作為專業實習實踐層面上的補充,高分子材料與工程系引進了與實習內容相關的仿真軟件,如從哈爾濱工業大學引進了塑料成型工藝軟件和復合材料成型工藝軟件,在指導教師的講解下,學生們通過對仿真軟件中成型加工原理、工藝及設備操作等的認知,再加上相關知識點的視頻資料學習,學生能迅速能縮小理論與實際間的差距。
實習的整體效果很大程度上取決于準備工作的充分程度。專業指導教師由具有豐富的指導實習經驗的老教師和有熱情及責任感的青年教師組成,共同編寫各實習點的實習學習手冊,通過老教師的傳幫帶,青年教師明確了在學生實習過程中自己的責任和義務,掌握了實習企業的管理及生產特點,以及必須注意的一些關鍵環節問題。專業實習指導教師不但要熟悉《突發公共衛生事件應急條例》和《學生傷害事故處理辦法》,還要制定師生都要嚴格執行的《師生實習期間管理辦法》。另外,赴專業實習點前,學生務必在《專業實習安全知情書》上簽字。
2.3 綜合全面地進行雙向考核及評價
現代社會對學生提出了更為全面的素質要求,如學習能力、動手能力、創新能力、人際交往能力、適應社會能力等等。海南大學高分子材料與工程系對學生的實習考核除了實習報告和開放式考試的固定形式外,還輔以其它形式多樣的綜合考察途徑,如是否勤學好問,是否積極參與企業的科技創新研究及活動,是否能融入企業文化、樂意參與企業的文體活動等等。生動活潑的實習氛圍是激發學生實習熱情的“強心劑”,如舉辦有師生及企業相關人員共同參與的“假如我是一名車間主任”的模擬競選演講活動。學生們圍繞“一個合格的車間主任所應具備的綜合素質”進行闡述,不僅能站在我是企業人的角度給予實習單位在生產管理、技術踐行及人員調配等方面提出合理化的建議中增強就業自信心,還能通過企業相關負責人的點評認識到自己需努力的方向。通過多形式的考核,專業指導教師與學生都能及時發現問題,從而有的放矢地進行改進與完善,進而達到提高學生綜合素質的目的;同時,企業也能更深層次地考核需要引進的對位專業人才。另一方面,學生對課程的反饋與評價也有利于任課教師將課程改革推向深入。校教務處網上問卷調查表明同學們對該課程的滿意率達到96.35%,線下問卷調查的典型反饋與評價如表1所示:
3 總結和展望
實踐證明,我們對本專業的實習教學模式進行的探索能卓有成效地提高學生的工程實踐能力及就業能力(2015年度該專業本科生一次性就業率達到93.24%),多年來反饋的信息表明,我校高分子材料與工程專業的畢業生普遍(下轉第51頁)(上接第49頁)為用人單位看好,未來我們將積極借鑒國內外其它高校在實踐教學方面的辦學經驗,不斷完善和發展既符合我校實際又能適應國家經濟、科技、社會發展對高素質人才的需求的高分子材料與工程專業實習模式。
海南省中西部高校提升綜合實力工作資金項目(02M4 097001004002);海南省自然科學基金(514204);海南大學教育教學研究項目(hdjy1224)
參考文獻
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