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關(guān)鍵詞:高職;高分子材料化學(xué)基礎(chǔ);內(nèi)容;改革
《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》是高分子材料加工技術(shù)專業(yè)一門(mén)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課,是以高中(包括中專、技校、職高)化學(xué)基礎(chǔ)為起點(diǎn),以高分子化學(xué)知識(shí)為核心內(nèi)容,融入高分子化學(xué)所必要的無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)知識(shí),構(gòu)建本專業(yè)基本的化學(xué)知識(shí)體系,培養(yǎng)本專業(yè)所需化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作基本技能,為學(xué)習(xí)后續(xù)的《塑料材料》、《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》、《塑料測(cè)試技術(shù)》、《塑料混配技術(shù)》、《塑料成型技術(shù)》等課程打基礎(chǔ)。顯然該課程是高分子材料加工技術(shù)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。但從目前該課程的內(nèi)容體系來(lái)看,學(xué)科體系明顯,內(nèi)容體系仍是無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)及高分子化學(xué)知識(shí)體系的機(jī)械組合,其結(jié)果是課程內(nèi)容多而雜,理論深而澀,給該課程的教學(xué)帶來(lái)困難而且教學(xué)效果欠佳,可以認(rèn)為目前該課程體系無(wú)法適應(yīng)高職教育的要求,所以很有必要對(duì)該門(mén)課程的內(nèi)容進(jìn)行改革。
一、課程教學(xué)內(nèi)容改革的依據(jù)
本門(mén)課程教學(xué)內(nèi)容改革的依據(jù)主要考慮如下三點(diǎn):第一是考慮高分子材料加工技術(shù)畢業(yè)生主要就業(yè)崗位對(duì)化學(xué)知識(shí)、技能及態(tài)度的需要,保證畢業(yè)生在就業(yè)崗位上具有夠用的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與從事化學(xué)實(shí)驗(yàn)室工作的技能;第二是考慮畢業(yè)生職業(yè)生涯發(fā)展的需要,要讓學(xué)生掌握能夠支持其進(jìn)一步提高其專業(yè)水平所需的化學(xué)知識(shí),為他們的職業(yè)發(fā)展提供后勁;第三是考慮目前高職生源的高中化學(xué)知識(shí)的掌握程度以及學(xué)習(xí)能力的實(shí)際情況。
為了掌握高分子材料加工技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生的主要就業(yè)崗位對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、技能及態(tài)度的要求,我們對(duì)湖南塑料行業(yè)校企聯(lián)盟企業(yè)進(jìn)行了走訪調(diào)查,調(diào)查的主要企業(yè)有湖南路路通塑業(yè)有限公司、湖南神塑科技有限公司、南車(chē)集團(tuán)時(shí)代工程塑料有限公司、湖南科天新材料有限公司、湖南省塑料研究所、湖南益達(dá)塑業(yè)有限公司、株洲三鑫塑膠科技有限公司、株洲創(chuàng)業(yè)塑料有限公司,另外還對(duì)25家塑料加工企業(yè)通過(guò)電子郵件發(fā)送調(diào)查表進(jìn)行了調(diào)查,28家外省企業(yè)進(jìn)行了電話訪問(wèn)調(diào)查,調(diào)查塑料加工企業(yè)達(dá)到61家。調(diào)查結(jié)果表明我校高分子材料加工技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)主要有四大技術(shù)工作崗位,分別是塑料擠出技術(shù)員崗位、塑料注射技術(shù)員崗位、塑料配方技術(shù)員崗位、塑料測(cè)試技術(shù)員崗位。我們根據(jù)這四個(gè)主要技術(shù)崗位所需要的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查,發(fā)出問(wèn)卷調(diào)查表207份,回收調(diào)查表198份。《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容需求調(diào)查表如表1所示。
從調(diào)查表中我們可以看出,《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》七個(gè)單元的內(nèi)容對(duì)我校畢業(yè)生主要就業(yè)崗位都是需要的,其中以塑料配方技術(shù)員對(duì)《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》知識(shí)要求最高,統(tǒng)計(jì)需要數(shù)據(jù)達(dá)到1247次,其它三個(gè)就業(yè)的主要崗位對(duì)《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》內(nèi)容要求相關(guān)不大,均超過(guò)了1100次,就業(yè)的其它崗位對(duì)本門(mén)課程的要求相對(duì)不高,只有934次。由此我們可以得出,《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》對(duì)本專業(yè)主要就業(yè)技術(shù)崗位來(lái)說(shuō)非常重要,但對(duì)在其它崗位上就業(yè)的畢業(yè)生重要性相對(duì)降低。就各單元來(lái)說(shuō),以“碳鏈高聚物及其單體”單元最為重要,調(diào)查表中統(tǒng)計(jì)次數(shù)達(dá)964次,調(diào)查企業(yè)對(duì)象認(rèn)為最不重要的內(nèi)容是“高聚物合成”單元,只有573次,其次不重要的是“高聚物化學(xué)反應(yīng)”單元,為707次,其它單元的統(tǒng)計(jì)次數(shù)多在800次左右,這幾個(gè)單元的內(nèi)容是可以認(rèn)為是很重要的。
通過(guò)本次調(diào)查,我們知道了《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》哪些內(nèi)容對(duì)畢業(yè)生就業(yè)崗位是最重要及很重要的,哪些內(nèi)容相對(duì)不重要,為我們對(duì)《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)內(nèi)容的選取找到了可靠的依據(jù)。
對(duì)于教學(xué)內(nèi)容的選取我們也不能完全采取實(shí)用主義的辦法,也就是說(shuō)不是采用學(xué)生在企業(yè)的就業(yè)崗位用到那些知識(shí)我們就教授那些知識(shí),高等職業(yè)教育屬于國(guó)民教育序列中的高等教育,還需要考慮學(xué)生職業(yè)生涯的發(fā)展,也就是說(shuō)為學(xué)生提供能夠支撐其后續(xù)發(fā)展所必需的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。采取的措施是在學(xué)生高中化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上,將高等教育層次的化學(xué)基本的原理、理論融入各教學(xué)單元中,提高學(xué)生化學(xué)基本知識(shí)與技能,達(dá)到高分子材料加工技術(shù)專業(yè)大專層次所必需的化學(xué)基礎(chǔ)。
同時(shí)我們還要考慮目前高職生源的實(shí)際情況,目前高職生源一般來(lái)說(shuō)對(duì)高中化學(xué)課程掌握的情況不理想,學(xué)習(xí)能力也有待提高,所以我們選取《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》內(nèi)容時(shí)也不能脫離生源基礎(chǔ)的實(shí)際情況,沒(méi)有必要將過(guò)深的化學(xué)理論納入教學(xué)內(nèi)容,不然學(xué)生無(wú)法掌握教學(xué)內(nèi)容,反而造成不利于提高教學(xué)質(zhì)量的影響,如結(jié)構(gòu)化學(xué)的內(nèi)容、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的動(dòng)力學(xué)分析等內(nèi)容不必作為《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》的內(nèi)容,以往的教學(xué)實(shí)踐也證明過(guò)深的教學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)本門(mén)課程是不利的。容易造成學(xué)生失去學(xué)習(xí)的信心與興趣,從而從整體上影響課程教學(xué)效果。
二、教學(xué)內(nèi)容的整合
如前所述,目前《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》的內(nèi)容體系是無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)等多門(mén)化學(xué)課的機(jī)械組合,每門(mén)課的教學(xué)課時(shí)在以往的教學(xué)中都在100個(gè)學(xué)時(shí)以上,即總課時(shí)在400學(xué)時(shí)以上,要在96學(xué)時(shí)的《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》這門(mén)課教授完原來(lái)400學(xué)時(shí)以上的內(nèi)容,顯然不對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合是不可能教授完相關(guān)內(nèi)容,所以必須對(duì)高分子材料加工技術(shù)專業(yè)化學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合,整合的依據(jù)就有前面所述的三個(gè)考慮。在課程內(nèi)容的整合過(guò)程中,必須防止以前出現(xiàn)的幾大化學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)單的機(jī)械的組合,為此要正確把握好這幾門(mén)化學(xué)基礎(chǔ)課中相關(guān)內(nèi)容的整合和優(yōu)化,按照高分子材料加工技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)知識(shí)、技能及態(tài)度的要求,科學(xué)地進(jìn)行“綜合”,嚴(yán)格地把握好對(duì)相關(guān)課程內(nèi)容“取”與“舍”的尺度。課程內(nèi)容整合是為了改變以往按單一學(xué)科系統(tǒng)分別設(shè)置課程,各課程自成一體,缺乏聯(lián)系,重理論而輕實(shí)踐的現(xiàn)象和課程與課程間的內(nèi)容重復(fù),為此我們重新設(shè)計(jì)了《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》的內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系,課程內(nèi)容體系如表3所示。
從《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容新體系可以看出,新的內(nèi)容體系打破了原來(lái)的幾大化學(xué)課程內(nèi)容機(jī)械組合的學(xué)科體系,考慮課程的職業(yè)性,是根據(jù)本專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)崗位對(duì)本門(mén)課程知識(shí)、技能及態(tài)度的需要來(lái)設(shè)計(jì)內(nèi)容,沒(méi)有學(xué)科體系的影響。將無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)這四門(mén)課的內(nèi)容根據(jù)職業(yè)崗位的需要進(jìn)行了取舍,整合為一門(mén)課程,即《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》。需要調(diào)整課程結(jié)構(gòu),重新優(yōu)化課程內(nèi)容,處理好相關(guān)內(nèi)容的銜接。高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)以高分子材料為主線,無(wú)機(jī)化學(xué)部分容入各教學(xué)單元中,有機(jī)化學(xué)與高分子化學(xué)知識(shí)密切結(jié)合,物理化學(xué)內(nèi)容也容入相關(guān)教學(xué)單元,舍去過(guò)深理論性教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)內(nèi)容結(jié)合實(shí)際,提高學(xué)生學(xué)習(xí)本門(mén)課程的興趣,從而提高教學(xué)效果。課后最后一個(gè)單元是綜合訓(xùn)練,教學(xué)內(nèi)容有高分子溶液的配制、常用高分子材料的鑒別及聚乙烯醇涂料的制備實(shí)驗(yàn)等,這些教學(xué)內(nèi)容結(jié)合生產(chǎn)及生活實(shí)際,很好地實(shí)現(xiàn)了課程教學(xué)目標(biāo),教學(xué)實(shí)踐證明,學(xué)生在學(xué)習(xí)這些內(nèi)容時(shí)興趣昂然,取得了較好的教學(xué)效果。
三、課程整合注意問(wèn)題及效果
關(guān)鍵詞:固相力化學(xué)反應(yīng) 高分子材料 阻燃
采用固相力化學(xué)反應(yīng)器制備高分子材料,可以把固相力化學(xué)反應(yīng)作用在高分子材料制備、加工以及改性的過(guò)程中,該反應(yīng)器以其獨(dú)特的機(jī)構(gòu)和功能,對(duì)物料進(jìn)行粉碎、混合、剝離、分散以及進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),突破了高分子材料制備常規(guī)技術(shù)中的瓶頸,為制備高性能的高分子材料提供了新途徑。文本以磨盤(pán)形力化學(xué)反應(yīng)器作為進(jìn)行固相力化學(xué)反應(yīng)的器具,制備膨脹形阻燃劑阻燃聚丙烯復(fù)合材料,并對(duì)該制備材料進(jìn)行分析。
一、背景資料
聚丙烯,易燃燒,發(fā)熱量大,燃燒時(shí)易產(chǎn)生濃煙、釋放有毒氣體,因而限制了其在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用,目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的聚丙烯阻燃劑主要以無(wú)機(jī)、鹵系、氮系、磷系等膨脹形阻燃劑為主,這些膨脹形的阻燃劑因其燃燒發(fā)熱小,燃燒時(shí)不產(chǎn)生有毒氣體得到了較快的發(fā)展。本文主要研究由聚磷酸銨、三聚氰胺和季戊四醇組成的混合膨脹形阻燃劑,用磨盤(pán)形化學(xué)反應(yīng)器制備混合膨脹形阻燃劑阻燃聚丙烯,并深入分析一下磨盤(pán)形化學(xué)反應(yīng)器對(duì)該混合膨脹形阻燃劑阻燃聚丙烯的熱性能以及阻燃性能。
二、實(shí)驗(yàn)部分
1.主要原料和設(shè)備
聚丙烯:獨(dú)山子煉油廠
聚磷酸銨:成都武侯技術(shù)開(kāi)發(fā)公司
季戊四醇:上?;瘜W(xué)試劑有限公司
三聚氰胺:成都科龍化工試劑廠
磨盤(pán)形力化學(xué)反應(yīng)器:自制
壓力成型機(jī)HP63(D):上海西瑪偉力橡膠機(jī)械公司
雙輥塑煉機(jī)SK160B:上海橡膠機(jī)械廠
高速混合器GH10DY:北京塑料機(jī)械廠
2.樣品制備
把聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺按照5:3:2的比例混合,再將混合物和聚丙烯按照一定的比例相混合,將所得的混合物放入磨盤(pán)形化學(xué)反應(yīng)器中,在一定的溫度和靜壓力下進(jìn)行碾磨。取一定量的混合物粉末樣品,供測(cè)試和制備阻燃樣條使用。
3.制備阻燃樣條
首先進(jìn)行雙輥塑煉,將聚丙烯放入輥溫在165°C的雙輥塑煉機(jī)中,塑煉5分鐘,然后加入與聚丙烯相同量的聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺三者混合物,塑煉10分鐘。將雙輥塑煉所得的混合物與磨盤(pán)化學(xué)反應(yīng)器中所得的混合物放在190°C的硫化機(jī)上進(jìn)行壓片,10Mpa強(qiáng)度下持續(xù)10分鐘即可制得樣條。
4.樣品表征
4.1粒度分析
使用Shimadzu 2001激光光散攝力度分析儀檢測(cè)用磨盤(pán)形化學(xué)反應(yīng)器制備得到的混合膨脹形阻燃劑粒度分布。
4.2SEM測(cè)試
將混合膨脹形阻燃劑樣品用液態(tài)氮脆斷,然后,將斷面經(jīng)真空鍍金,之后,用Hitachi LTDX-650掃描電鏡觀察樣品的斷面形貌。
4.3DSC測(cè)試
采用NETZSCH DSC204差示掃描量熱分析儀。所得樣品以10℃/min從40℃升到220°C,停留3分鐘后以同樣的速度降至40℃,得結(jié)晶曲線,再以同樣的速度升至220℃,得熔融曲線。
三、結(jié)果
1.混合膨脹形阻燃劑在磨盤(pán)碾磨的過(guò)程中粒度分布的變化
圖1為阻燃劑顆粒粒度的微分布曲線,圖2(a)、(b)為阻燃劑和聚丙烯的混合物在磨盤(pán)不同碾磨次數(shù)下得到的顆粒粒度微分布曲線,如下圖
從圖1可以看出,阻燃劑粒度微分曲線集中在15~3μm、60~15μm以及700~60μm三個(gè)區(qū)域,這表明,阻燃劑的粒度分布不均勻。從圖2(a)、(b)可以看出,阻燃劑和聚丙烯的混合物,經(jīng)過(guò)不同的碾磨次數(shù),得到的粒度積累和微分布曲線不同。比如。碾磨5次,阻燃劑和聚丙烯的混合物中,聚丙烯的粒徑由3~4mm降至700μm以下,這說(shuō)明,磨盤(pán)形力化學(xué)反應(yīng)器可粉碎韌性聚丙烯,隨著碾磨次數(shù)的增加,這種現(xiàn)象就更加明顯。當(dāng)碾磨的次數(shù)超過(guò)22次,會(huì)發(fā)現(xiàn)高粒徑區(qū)域的阻燃劑和聚丙烯體系粒子累積百分比明顯增加,而低粒徑區(qū)累積百分比明顯下降??偟膩?lái)說(shuō),碾磨次數(shù)不應(yīng)過(guò)多。由圖2(b)可看出,碾磨次數(shù)由5次增加到22次的過(guò)程中,高分子材料復(fù)合物的粒徑分布向低粒徑區(qū)域過(guò)度,碾磨次數(shù)達(dá)到22次時(shí),粒徑小于100μm和200μm處的粒子數(shù)均會(huì)增加,并且在小于10μm的粒徑區(qū),曲線會(huì)有一個(gè)小高峰。
2.阻燃復(fù)合高分子材料的SEM分析
經(jīng)過(guò)雙輥塑煉以及磨盤(pán)碾磨,在分析儀下可得到阻燃復(fù)合材料的掃描電鏡照片。相對(duì)于常規(guī)的混合法所得復(fù)合材料,使用磨盤(pán)碾磨改善了復(fù)合材料中阻燃劑分散的問(wèn)題,使得阻燃劑在復(fù)合材料中分散更加均勻。膽隨著碾磨次數(shù)的增加,阻燃劑的分散會(huì)受到影響,分散性下降,這也要求在使用磨盤(pán)不能進(jìn)行過(guò)度地碾磨。
3.阻燃復(fù)合高分子材料的DSC分析
根據(jù)NETZSCH DSC204差示掃描量熱分析儀的結(jié)晶和熔融參數(shù)可以看出,加入阻燃劑對(duì)塑煉體系和碾磨體系的聚丙烯來(lái)說(shuō),他的結(jié)晶溫度、起始結(jié)晶溫度和起始熔融溫度都有較大的提高作用,這就表明阻燃劑對(duì)聚丙烯具有異相成核誘導(dǎo)結(jié)晶作用,在阻燃劑的作用下,聚丙烯分子鏈在很高的溫度下能夠快速成核,形成微晶,增加阻燃復(fù)合材料中聚丙烯的潔凈度。但過(guò)度碾磨會(huì)造成阻燃劑重新凝聚,結(jié)晶度下降,所以要注意磨盤(pán)適宜的碾磨次數(shù)。
4.阻燃復(fù)合材料的阻燃性能
阻燃復(fù)合材料在磨盤(pán)碾壓的作用下有著復(fù)雜的行為。對(duì)于未進(jìn)行碾壓的混合樣品來(lái)說(shuō),因?yàn)樽枞紕┑念w粒大小不均,所以阻燃性能比較差。而隨著碾磨次數(shù)的增多,阻燃劑和聚丙烯分散和相互混合達(dá)到最佳狀態(tài),這時(shí)阻燃劑阻燃性能增加,隨著碾磨次數(shù)過(guò)度增加,阻燃劑和聚丙烯不能繼續(xù)細(xì)化,此時(shí)阻燃劑和聚丙烯趨向粉碎,導(dǎo)致阻燃劑阻燃性能下降。因此,對(duì)于磨盤(pán)形力化學(xué)反應(yīng)器來(lái)說(shuō),適合的碾磨次數(shù)才能達(dá)到阻燃劑良好的阻燃性能。
四、結(jié)語(yǔ)
本文立足于分析利用固相力化學(xué)反應(yīng)制備高分材料,通過(guò)采用磨盤(pán)形力化學(xué)反應(yīng)器制備混合膨脹形阻燃劑的實(shí)踐,證明并分析了磨盤(pán)形力化學(xué)反應(yīng)器可以利用聚合物基體中的固相納米分散制備高分子復(fù)合材料,為日后利用固相力化學(xué)反應(yīng)制備高分子材料提供了研究的依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:教學(xué)改革;高分子材料科學(xué)基礎(chǔ);探討
【中國(guó)分類法】:G420
隨著我國(guó)對(duì)科技應(yīng)用型人才的需求急劇增加,福建工程學(xué)院將立足于建設(shè)成為優(yōu)秀的科技應(yīng)用型大學(xué),向社會(huì)和企業(yè)培養(yǎng)輸送優(yōu)秀的科技應(yīng)用型人才??萍紤?yīng)用型本科人才是介于學(xué)術(shù)型人才和技術(shù)型人才之間的工程應(yīng)用型人才[1], 因此,在課程培養(yǎng)模式上應(yīng)有一定的適應(yīng)培養(yǎng)科技應(yīng)用型人才的方法。原有的培養(yǎng)學(xué)術(shù)型人才的教學(xué)方法不再適應(yīng)現(xiàn)在對(duì)科技應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求,迫切需要對(duì)一系列本科課程教學(xué)進(jìn)行改革。《高分子材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程是福建工程學(xué)院材料成型與控制工程專業(yè)中極其重要的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課,通常在本科三年級(jí)上學(xué)期開(kāi)設(shè),此門(mén)課程構(gòu)建了公共基礎(chǔ)課與專業(yè)課程的一個(gè)橋梁,其教學(xué)成果的優(yōu)劣直接關(guān)系到學(xué)生學(xué)習(xí)其它專業(yè)課程。因此,根據(jù)福建工程學(xué)院辦學(xué)定位和特色,本文將對(duì)《高分子材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)方法的改革進(jìn)行研究與探討。
一 、運(yùn)用實(shí)例激發(fā)專業(yè)激情
對(duì)于剛剛接觸專業(yè)課的大三學(xué)生,專業(yè)興趣對(duì)他們的培養(yǎng)十分重要,專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣一旦產(chǎn)生,對(duì)后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)將會(huì)起到事半功倍的效果。那么,我們?nèi)绾蝸?lái)激發(fā)學(xué)生的這種專業(yè)學(xué)習(xí)興趣呢?可以應(yīng)用身邊高分子材料應(yīng)用的實(shí)例來(lái)激發(fā)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)激情。例如,食物中的蛋白質(zhì)、淀粉、御寒的棉、麻、絲、毛以及皮革,居住建筑的竹木等都是高分子材料;生活中隨處可見(jiàn)的塑料飲料瓶、一次性塑料杯、各種各樣的塑料玩具、尼龍繩、汽車(chē)輪胎等同樣也是高分子材料。目前,形形的高分子材料在各個(gè)方面改變著人們的生活方式及生活環(huán)境,在提高人們生活質(zhì)量方面起著極其重要的作用。高分子材料在逐漸替代傳統(tǒng)的金屬、陶瓷等材料,可以說(shuō)人類正在經(jīng)歷高分子材料時(shí)代[2]。那么,如何去合成制備高分子材料呢?如何去表征及測(cè)試高分子材料的結(jié)構(gòu)及性能呢?如何去加工制備高分子材料制品呢?如何去理解探究高分子材料的合成制備、結(jié)構(gòu)和性能三者之間的關(guān)系呢?帶著這些問(wèn)題的提出,學(xué)生求知心切,想知道原因,將會(huì)大大激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步去學(xué)習(xí)這門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課的興趣。
二 、改革教學(xué)方法與手段
目前,基于電視錄像、幻燈片、多媒體課件等多種形式的教學(xué)方法的采用,不僅提高了教學(xué)過(guò)程中的信息傳遞量和教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性、先進(jìn)性、趣味性,又加強(qiáng)了學(xué)生與老師的實(shí)時(shí)交流,從而提升了教學(xué)效果[3]。但對(duì)于應(yīng)用性學(xué)科《高分子材料科學(xué)基礎(chǔ)》來(lái)說(shuō),扎實(shí)的理論知識(shí)和良好的實(shí)踐技能二者缺一不可。因此,僅僅靠多媒體教學(xué)還不能夠達(dá)到理想的教學(xué)效果。例如,在對(duì)‘聚合物成型加工’這部分內(nèi)容進(jìn)行講解時(shí),完全可以把課堂搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生邊參觀注塑成型、擠塑成型、吹塑成型、壓延成型以及發(fā)泡成型等成型設(shè)備,老師邊對(duì)這些設(shè)備的原理,加工方法,適合的高分子材料等進(jìn)行詳細(xì)的講解。這種教學(xué)方法使抽象的理論基礎(chǔ)知識(shí)與形象的實(shí)踐應(yīng)用有機(jī)的結(jié)合起來(lái),不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情,而且把課堂所學(xué)的理論知識(shí)達(dá)到學(xué)以致用的效果。
三 、改革實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不僅是《高分子材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程建設(shè)的重要組成部分,而且是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)、創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的重要途徑。這對(duì)科技應(yīng)用型本科教育尤為重要。因此,在這門(mén)課程的教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)大力改革實(shí)踐教學(xué)的形式和內(nèi)容。對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),多數(shù)采取老師邊操作邊講解的教學(xué)模式,讓實(shí)驗(yàn)基地變成了僅僅是學(xué)生參觀的地方。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)該充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)基地的功能,讓其不僅是學(xué)生參觀的地方,更是學(xué)生把課堂所學(xué)的理論知識(shí)發(fā)揮的地方,讓學(xué)生有更多的時(shí)間自己動(dòng)手操作學(xué)習(xí)。這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,而且更激發(fā)了其認(rèn)真學(xué)好理論知識(shí)的積極性。另外,可以把教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)與科研項(xiàng)目結(jié)合起來(lái),加大綜合性、創(chuàng)新性實(shí)踐環(huán)節(jié)的比值,使學(xué)生盡早的進(jìn)入科研實(shí)踐活動(dòng)。在解決工程中出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題的同時(shí),學(xué)生得到了系統(tǒng)的科研實(shí)踐能力的訓(xùn)練,同時(shí)避免了知識(shí)陳舊,緊跟科技應(yīng)用前沿,為學(xué)生畢業(yè)后的社會(huì)工作做好充分的知識(shí)與實(shí)踐能力的準(zhǔn)備。
四 、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)多元化
傳統(tǒng)的采取開(kāi)卷或閉卷‘一考定終身’的考核方式已經(jīng)無(wú)法滿足科技應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的需要。考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐應(yīng)用能力為主要目標(biāo)。因此,《高分子材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程應(yīng)采取多元化的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),例如,筆試、課程小論文、實(shí)踐創(chuàng)新課題研究、工程應(yīng)用實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)等。通過(guò)筆試重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)與理論知識(shí)的理解能力和應(yīng)用能力,檢測(cè)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力。通過(guò)課程小論文側(cè)重培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生綜合應(yīng)用材料知識(shí)、自主創(chuàng)新,并快速有效地獲取分析材料信息資源、撰寫(xiě)科技論文的能力。通過(guò)實(shí)踐創(chuàng)新課題研究考查學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和創(chuàng)新能力,并鍛煉和培養(yǎng)其科學(xué)思考問(wèn)題的思維習(xí)慣。通過(guò)工程應(yīng)用實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)考查學(xué)生利用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的能力,為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)以上多元化的考查方式建立起以素質(zhì)教育為本的考核體系,從而形成有利于培養(yǎng)具有良好綜合能力的科技應(yīng)用型人才的衡量標(biāo)準(zhǔn)。
小結(jié)
為了良好的適應(yīng)培養(yǎng)科技應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方案,課程教學(xué)改革是一項(xiàng)任務(wù)艱巨、涉及面廣、影響深遠(yuǎn)的系統(tǒng)工程。本文對(duì)《高分子材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程在教學(xué)方法與手段、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)多元化等方面的改革進(jìn)行了初步的探討。強(qiáng)調(diào)教師應(yīng)充分在立足于教材的基礎(chǔ)上對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革,結(jié)合科技應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方案,注重實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),建立科學(xué)的評(píng)判制度評(píng)定學(xué)生成績(jī),從而形成培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的人才培養(yǎng)模式。
參考文獻(xiàn)
[1]麥茂生,呂力.市域新建本科院校應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào):哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版,2008,30(11):137-141.
MTX骨水泥離體藥物釋放的初步探索醫(yī)用高分子通訊 王善沅(16)
用于體內(nèi)修復(fù)的彈性有機(jī)硅材料孫明亭(22)
用作骨折內(nèi)固定的可生物低解聚(L—乳酸)的組織反應(yīng)與降解朱明華(31)
聚氨酯血管修補(bǔ)物大鼠體內(nèi)細(xì)胞反應(yīng)研究朱明華(37)
醫(yī)用級(jí)管形材料導(dǎo)液管應(yīng)用的評(píng)定傅榮政(46)
氧化誘導(dǎo)測(cè)試應(yīng)用于醫(yī)用PVC和其他聚合物傅榮政(54)
生物相容性與免疫反應(yīng)朱明華(65)
與環(huán)境因素相關(guān)的聚氯乙烯醫(yī)療裝置吳燕偉(75)
醫(yī)用彈性體的研究及其存在問(wèn)題的討論唐明揚(yáng)趙鳴星(1)
發(fā)展塑料醫(yī)療用品前景廣闊陳科(12)
新型外科手術(shù)用可降解防粘材料張娟(20)
過(guò)濾性多孔型聚氨酯創(chuàng)口包敷材料初步研究(33)
藥物釋放皮透片及消炎痛釋放皮透片探討李美雯張勇華(39)
膠原制品用于牙周組織引導(dǎo)再生的研究任磊張其清(42)
醫(yī)用含氟材料的分子靜電勢(shì)王壽太李從武等(56)
熱塑性聚氨酯彈性體及其改性材料在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用虞鐘華錢(qián)萍等(64)
醫(yī)用高分子通訊 醫(yī)用高分子材料的致癌性朱明華(74)
醫(yī)用塑料“非膨脹性示囊”研究馬瑞申周愛(ài)卿(1)
PVC輸血袋增塑劑的“耐卒取性”測(cè)定馬瑞申陳潔(3)
PW噴霧型快速醫(yī)用膠研劑田霞(6)
親水性聚氨酯泡沫宮頸擴(kuò)張棒的研制及臨床應(yīng)用葉云凌田偉芳(10)
高分子材料在體外循環(huán)中的應(yīng)用西安醫(yī)科大學(xué)...鄭國(guó)強(qiáng)(16)
有機(jī)硅在醫(yī)療用具方面的應(yīng)用王天書(shū)(34)
生物修補(bǔ)心瓣最初的礦化作用和氯化鋁或氯化鐵對(duì)堿性...朱明華馬明福(47)
通過(guò)化學(xué)放大提高肝素的固定朱明華涂陽(yáng)敦(55)
聚乙烯氧化物改性對(duì)苯二甲酸乙二醇酯表面的生物反應(yīng)丁蓉朱明華(60)
在醫(yī)療和藥品上靈活應(yīng)用的有機(jī)硅壓敏膠粘劑奚濤譯(67)
改性聚乙烯擴(kuò)張球囊的研制馬瑞申周愛(ài)卿(1)
三層色合成樹(shù)脂牙用造牙粉的研制楊承華顧柏林(5)
多層色合成樹(shù)脂牙現(xiàn)代化制造技術(shù)及臨床應(yīng)用特點(diǎn)李承華潘培新(15)
醫(yī)用粘合劑漫談錢(qián)鳳珍(22)
人工心臟和聚氨脂材料杜山健楊晶(33)
人體醫(yī)用彈性體林壽郎趙建偉(45)
應(yīng)用細(xì)胞培養(yǎng)對(duì)接觸血液的固體材料進(jìn)行毒性預(yù)測(cè)朱明華(65)
四例彈性體與生物材料界碩特性的傳真電鏡研究王重滄(73)
醫(yī)用和牙科用材料及裝置的生物學(xué)評(píng)價(jià):試驗(yàn)項(xiàng)目的選擇(84)
從解剖學(xué)角度談?wù)剳?yīng)用國(guó)產(chǎn)TH膠行直視下胃冠...丁風(fēng)泉于恩泰(1)
醫(yī)用塑料王根興(7)
用于生物系統(tǒng)中的膠粘劑王根興(16)
新型多孔聚醚氨酯創(chuàng)口覆膜凌海(24)
聚(二甲基硅氧烷)—聚(環(huán)氧乙烷)—肝素嵌段...馮建敏孫國(guó)安(33)
Biomer的組分分析鐘麗嬋(53)
控制LH—RH興奮劑釋放的低分子量共聚(D.L...朱明華丁蓉(69)
多相丙烯酸系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì)醫(yī)用高分子通訊 鐘麗嬋(76)
應(yīng)用于硅接觸角膜鏡片表面的甲烷等離子體聚...曹采蘋(píng)唐文蘭(90)
應(yīng)用國(guó)產(chǎn)TH膠,直視下胃冠狀靜脈栓塞術(shù)559例術(shù)后...丁鳳泉王顯明(1)
植入形高分子材料的輻射消毒朱明華(13)
人工皮膚黑柳能黃漢生(25)
達(dá)可綸網(wǎng)相對(duì)應(yīng)的編織碳纖維補(bǔ)片對(duì)兔腰筋膜...Ward.,R朱明華(34)
聚合物的體內(nèi)降解:Ⅱ,長(zhǎng)期植入人體內(nèi)的硅橡膠起搏器鉛絕緣...王傳棟(39)
橡膠增強(qiáng)的骨水泥王季滄(50)
生物材料用天然橡膠膠管和改進(jìn)謝于萍(64)
用于可生物降解醫(yī)學(xué)裝置的聚合物:Ⅱ,羥基丁酸酯—羥基戊...Holl.,SJ曹采蘋(píng)(75)
HEMA接枝SBS生物材料的制備(應(yīng)用)r—射線照射法)和特性朱依群(95)
植入性高分子材料的組織病理學(xué)觀察朱明華陳全生(3)HttP://
用溶解蒸發(fā)法制備聚(D.L丙交酯/甘油化物)微球的體內(nèi)外降解朱明華(15)
小血管硅膠修復(fù)術(shù)的管腔開(kāi)放性與耐用性研究Stimp.,C張金枚(21)
用于長(zhǎng)期釋物化學(xué)及生物藥品的陶瓷系統(tǒng)鐘麗婢(25)
生物醫(yī)用彈性體(58)
測(cè)定細(xì)胞在橡膠薄膜作用下的細(xì)胞毒素(62)
醫(yī)用制品生產(chǎn)中的彈性體膠料(70)
開(kāi)發(fā)氣密性低的膈膜(71)
168例注射LS—4100加成型硅橡膠術(shù)后取出原因的探討陳必勝王文崔(1)
OY—131醫(yī)用硅橡膠生物學(xué)實(shí)驗(yàn)研究朱明華朱蔚精(7)
視網(wǎng)膜脫離手術(shù)中加成型硅橡膠制品趙正平(14)
醫(yī)用加成型硅橡膠—真絲人工硬腦膜趙正平(15)
接觸血液用聚合物Dori.,L孫國(guó)安(17)
生物醫(yī)用聚乙烯/親水聚合物的混合物謝于萍(26)
生物材料制備及特性:用γ—射線輻射的HEMA與SBS接技材料Ging.,H朱明華(34)
體外回路中聚四氟烯及聚氨酯血管假體的溶血王重滄(42)
生物材料伴生鈣化:病理學(xué),機(jī)制及其預(yù)防對(duì)策Fred.,JS朱明華(60)
生物材料引起的感染,腫瘤和鈣化(摘錄)奚廷斐王春仁(68)
聚氨基甲酸酯人造血管的粘彈特性朱依群(79)
民主德國(guó)的醫(yī)用硅橡膠發(fā)展李佐邦(1)
醫(yī)用高分子通訊 醫(yī)用聚氨酯許戈文許紅(12)
道康寧有機(jī)硅瞄準(zhǔn)醫(yī)用增長(zhǎng):控制藥物釋放量的運(yùn)用是主要目標(biāo)丁志明(25)
苛刻的醫(yī)用要求促進(jìn)工程塑料樹(shù)脂的改性Wood,A.S丁志明(28)
論文關(guān)鍵詞:專題性教學(xué) 實(shí)驗(yàn)?zāi)J?高分子專業(yè) 實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>
論文摘要:專題性教學(xué)是一種全新的寓實(shí)驗(yàn)教學(xué)于科學(xué)研究之中的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式。它從生產(chǎn)實(shí)踐選擇研究專題,并建立專題實(shí)驗(yàn)課組,改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和考核手段,將多門(mén)專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合統(tǒng)一。實(shí)踐證明.專題性教學(xué)應(yīng)用于高分子材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)課中是可行的,它改變了陳舊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,對(duì)于推動(dòng)高等教育向產(chǎn)、學(xué)、研方向發(fā)展具有良好的效果。
1引言
實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高校培養(yǎng)人才的重要環(huán)節(jié),對(duì)提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力以及人格品質(zhì)的培養(yǎng)具有理論教學(xué)不可替代的重要作用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要任務(wù)是:①增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),有利于學(xué)生接受和理解所學(xué)知識(shí);②理論聯(lián)系實(shí)際,通過(guò)實(shí)驗(yàn)鞏固和加深所學(xué)知識(shí);③培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和觀察、分析、判斷及處理問(wèn)題的綜合能力。我國(guó)高校一直以上述目的為任務(wù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng),但是在實(shí)行過(guò)程中向前兩項(xiàng)傾斜,從而導(dǎo)致大學(xué)畢業(yè)生普遍缺乏創(chuàng)造性思維、工作適應(yīng)期較長(zhǎng),難以滿足新時(shí)期應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。為改變上述狀況,使大學(xué)生在有限的大學(xué)學(xué)習(xí)期間獲得較強(qiáng)的觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題,以及運(yùn)用所學(xué)知識(shí)處理和解決問(wèn)題的能力,我院高分子材料系經(jīng)過(guò)多年的專業(yè)教學(xué)實(shí)踐,結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及校外專業(yè)實(shí)習(xí)基地(企業(yè))急需解決的生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題,探索出一種全新的寓實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)研究之中的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式——專題性教學(xué)模式。該教學(xué)模式有效地實(shí)現(xiàn)了專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo),收到了良好的實(shí)踐效果。
2專題性教學(xué)的內(nèi)涵及應(yīng)用
2.1專題性教學(xué)的內(nèi)涵
專題性教學(xué)是指教師從專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)著眼,結(jié)合教學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀,精選實(shí)驗(yàn)教學(xué)專題,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)任務(wù)的教學(xué)形式。其主要內(nèi)容就是以專業(yè)體系理論為基礎(chǔ),結(jié)合實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及企業(yè)生產(chǎn)需求提出研究專題,創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情境,指導(dǎo)學(xué)生圍繞擬定專題,查閱書(shū)籍及文獻(xiàn)資料,擬定實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),完成專題研究。專題性教學(xué)的目的是要改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,強(qiáng)調(diào)一種主動(dòng)研究式的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,從而使學(xué)生在研究過(guò)程中主動(dòng)地獲取知識(shí),提高技能,并應(yīng)用知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。
2.2專題性教學(xué)在專業(yè)實(shí)驗(yàn)課中的應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革不是簡(jiǎn)單的教學(xué)方法上的改變,而是整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革。根據(jù)“高分子材料與工程專業(yè)”實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo),精選實(shí)驗(yàn)課題,以所選專題作為主線和載體,貫穿于“高分子材料與工程專業(yè)”實(shí)驗(yàn)課程中,以保證教學(xué)體系的完整。
(1)精選實(shí)驗(yàn)課專題。經(jīng)過(guò)專業(yè)教師到我系校外實(shí)習(xí)基地及相關(guān)高分子材料企業(yè)進(jìn)行調(diào)研,近幾年來(lái)先后選擇了如下專題性實(shí)驗(yàn)專題:①木粉填充聚丙烯的研究;②無(wú)鹵阻燃塑料的研究;③納米金剛石添加在塑料中的應(yīng)用。教師精選好實(shí)驗(yàn)課題后,于專業(yè)課開(kāi)設(shè)前的上一學(xué)期下達(dá)給學(xué)生,并結(jié)合學(xué)生的實(shí)際為學(xué)生開(kāi)設(shè)“文獻(xiàn)檢索”選修課。學(xué)生根據(jù)自己所選課題,利用業(yè)余時(shí)間查閱資料,撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)課題綜述,并于專業(yè)課開(kāi)設(shè)學(xué)期初提交給教師。
(2)統(tǒng)一規(guī),建立專題實(shí)驗(yàn)課組。根據(jù)高分子材料與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課整體改革方案,整合多門(mén)專業(yè)課“高分子材料與助劑”、“塑料配方設(shè)計(jì)”、“塑料成型設(shè)備”、“塑料成型工藝”、“高分子性能測(cè)試”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,建立3個(gè)專題實(shí)驗(yàn)課組。合理安排實(shí)驗(yàn)時(shí)問(wèn),由各實(shí)驗(yàn)課負(fù)責(zé)人集體討論核定每門(mén)實(shí)驗(yàn)課在該專題中應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的教學(xué)內(nèi)容,在此基礎(chǔ)上各實(shí)驗(yàn)課負(fù)責(zé)人再分別就各自承擔(dān)的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)規(guī)劃,做到每一個(gè)專題實(shí)驗(yàn)都要有明確、合理、全面的設(shè)計(jì)思想。各實(shí)驗(yàn)課負(fù)責(zé)人根據(jù)各自所承擔(dān)的教學(xué)內(nèi)容構(gòu)建專題實(shí)驗(yàn)課組。
“高分子材料與助劑”、“塑料配方設(shè)計(jì)”實(shí)驗(yàn)課為一實(shí)驗(yàn)課組,主要根據(jù)材料的結(jié)構(gòu)及性能的關(guān)系、材料的選用和塑料配方設(shè)計(jì)的基本原則,對(duì)專題材料進(jìn)行選料及各種配方設(shè)計(jì),制定出多套實(shí)驗(yàn)配方方案。如2004級(jí)“高分子材料與工程”專業(yè)的學(xué)生選擇木粉填充聚丙烯課題組,其設(shè)計(jì)的幾個(gè)配方中,充分考慮木粉與聚丙烯的極性差異大、相容性差等問(wèn)題,配方中填加各種份額的接枝材料、相容劑,考慮易于成型加工、增強(qiáng)等方面的問(wèn)題,配方中填加不同份額的增強(qiáng)劑、內(nèi)外劑等。尤其在木粉的添加量、粒徑方面作了研究。在無(wú)鹵阻燃材料的研制配方中,選用氫氧化鎂、氫氧化鋁、紅磷等無(wú)鹵阻燃劑及具有阻燃性能的添加劑對(duì)低密度聚乙烯(LDPE)進(jìn)行阻燃性能的研究,以及對(duì)樹(shù)脂的力學(xué)能和加工性能影響的研究。
“塑料成型設(shè)備”、“塑料成型工藝”2門(mén)實(shí)驗(yàn)課為同一實(shí)驗(yàn)課組,主要研究同一配方下,選用不同的成型加工設(shè)備以及不同的加工工藝條件對(duì)材料性能產(chǎn)生的影響,制出標(biāo)準(zhǔn)樣件。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,隨時(shí)都有不可遇見(jiàn)的問(wèn)題出現(xiàn)。每當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),引導(dǎo)學(xué)生找出問(wèn)題、分析原因、通過(guò)進(jìn)一步查閱資料、提出解決問(wèn)題的辦法、修改工藝參數(shù),而后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),反復(fù)數(shù)次,最后加工出較為理想的材料,以便對(duì)材料進(jìn)行性能測(cè)試。
“高分子性能測(cè)試”課為另一課組,綜合分析檢測(cè)各實(shí)驗(yàn)課組的各種材料樣件的有關(guān)性能。綜合評(píng)價(jià)各種配方、各種工藝條件下制備的材料是否符合社會(huì)生產(chǎn)需求。這樣以精選的研究專題為載體,把相關(guān)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法有機(jī)地串連起來(lái),使學(xué)生較早體驗(yàn)參加科研和創(chuàng)新活動(dòng)的樂(lè)趣。
(3)改革教學(xué)方法和考核手段。在專題性專業(yè)實(shí)驗(yàn)中,擺在學(xué)生面前的是一些有待解決的實(shí)際問(wèn)題,學(xué)生沒(méi)有現(xiàn)成的書(shū)本照辦,學(xué)生主動(dòng)參與的意識(shí)較強(qiáng),但也顯得不知所措。教師要加強(qiáng)引導(dǎo),使學(xué)生去掉急于求成的心理,認(rèn)識(shí)到專題性專業(yè)實(shí)驗(yàn)課題并非1節(jié)課、1本書(shū)、1門(mén)專業(yè)課和1種學(xué)習(xí)方式就能完成的,要注意把長(zhǎng)期學(xué)習(xí)的各門(mén)課程知識(shí)形成體系。注意對(duì)所學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用的訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生分析有待解決的問(wèn)題,根據(jù)專業(yè)基礎(chǔ)理論,查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料,進(jìn)行整理,提出解決問(wèn)題的方案,這種寓實(shí)驗(yàn)教學(xué)于科學(xué)研究之中的專題性實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式,完全改變了以往專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以訓(xùn)練基本技能為主,實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容比較孤立、陳舊,也改變了以往按課程進(jìn)行各自的專業(yè)實(shí)驗(yàn),其內(nèi)容不可避免地會(huì)相互重復(fù),導(dǎo)致有限的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不能最大限度地發(fā)揮作用的弊端。對(duì)專題性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的部分內(nèi)容,我們采用開(kāi)放式管理模式,學(xué)生在一定的時(shí)間范圍內(nèi)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的時(shí)間自由選擇做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。
專題性專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的考核內(nèi)容主要包括:課題資料的查找、課題綜述的撰寫(xiě)、開(kāi)題報(bào)告的撰寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、技能的基本操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、以及畢業(yè)論文等諸方面??己说囊暯遣粌H注重結(jié)果,而更重視過(guò)程。在成績(jī)?cè)u(píng)定上實(shí)行“兩緊”,①開(kāi)題報(bào)告的答辯從緊,要求學(xué)生對(duì)查閱資料進(jìn)行綜述,講清實(shí)驗(yàn)配方及選用工藝條件的依據(jù);②實(shí)驗(yàn)所用大型設(shè)備的使用技能要求從緊,嚴(yán)格規(guī)范按照操作程序操縱大型設(shè)備。
3應(yīng)用于專業(yè)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的意義
2004級(jí)學(xué)生就將專題型教學(xué)應(yīng)用于專業(yè)實(shí)驗(yàn)課教學(xué),實(shí)踐證明:專題性教學(xué)由于內(nèi)容新、措施完善、體系設(shè)計(jì)科學(xué)合理,從而取得了較大的成功。受到了學(xué)生的廣泛歡迎。
(1)實(shí)驗(yàn)課體系科學(xué)合理。專題性教學(xué)模式將多門(mén)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課,統(tǒng)一規(guī)劃整合,并有機(jī)地結(jié)合統(tǒng)一,使學(xué)生將各門(mén)專業(yè)課程知識(shí)融會(huì)貫通,自成體系。更全面而系統(tǒng)地掌握本專業(yè)的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能,良好地訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。也符合人們認(rèn)識(shí)問(wèn)題內(nèi)在的規(guī)律性、系統(tǒng)性和完整性。并有效地避免了各學(xué)科實(shí)驗(yàn)的重復(fù)和浪費(fèi),使有限的教學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)最大限度地發(fā)揮作用。
(2)培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。在專題性教學(xué)中,每一個(gè)專題都從查閱相關(guān)資料開(kāi)始,基本按照科研流程進(jìn)行;而選題又多來(lái)自企業(yè)生產(chǎn)的需求,其內(nèi)容新,科學(xué)體系合理,完成這樣的專題,既訓(xùn)練學(xué)生的認(rèn)知能力也提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技術(shù)技能,培養(yǎng)了學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力。也易于激發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、積極性和創(chuàng)新意識(shí)。
(3)注重實(shí)驗(yàn)全過(guò)程。由于每一專題是貫穿于學(xué)生在學(xué)校一年半的專業(yè)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生集實(shí)驗(yàn)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法的訓(xùn)練為一體,不單重視結(jié)果,更注重過(guò)程。以滲透式的方式培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),這些素質(zhì)包括敢于懷疑、敢于創(chuàng)新和不追求功利的精神,實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)方法。
(4)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。專題性教學(xué)不是單純的為教而教,它是在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的同時(shí),幫助企業(yè)解決生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題,直接為社會(huì)生產(chǎn)服務(wù),體現(xiàn)了它的服務(wù)性。
(5)提前進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)。將專題性教學(xué)實(shí)驗(yàn)課題與學(xué)生“畢業(yè)論文”課題嫁接,較早地引導(dǎo)學(xué)生撰寫(xiě)課題綜述、開(kāi)題報(bào)告,創(chuàng)造條件使學(xué)生參加科研活動(dòng),將畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))工作前移與專業(yè)課實(shí)驗(yàn)融合貫通這對(duì)于解決困饒學(xué)生撰寫(xiě)“畢業(yè)論文”(畢業(yè)設(shè)計(jì))無(wú)從下手等問(wèn)題也開(kāi)辟了一條有效的途徑。
因此,專題性教學(xué)在夯實(shí)學(xué)生理論基礎(chǔ)、增加學(xué)生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、培養(yǎng)學(xué)生科研能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力推動(dòng)高等教育向產(chǎn)、學(xué)、研方向發(fā)展,以及理論結(jié)合實(shí)際等方面都有著十分重要的意義。
關(guān)鍵詞:高分子化學(xué);新工科;教學(xué)改革
“高分子化學(xué)”是研究高分子化合物合成和反應(yīng)的一門(mén)科學(xué),是化工和材料類專業(yè)學(xué)生在具備了必要的有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)之后,必修的專業(yè)主干課。該課程為高分子材料的制備和功能化提供重要的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),是學(xué)生將來(lái)從事高分子材料研發(fā)和生產(chǎn)必備的理論基礎(chǔ),在專業(yè)課程體系中起著關(guān)鍵性作用。然而,由于該課程知識(shí)點(diǎn)繁瑣,涉及概念、原理抽象,學(xué)生普遍反映難以理解,學(xué)習(xí)效果不佳,而且,在新工科背景下,傳統(tǒng)的理工科已不足以應(yīng)對(duì)社會(huì)發(fā)展,需要重構(gòu)一些核心知識(shí),重新整合課程體系,以實(shí)現(xiàn)更新的教育理念、更好的教學(xué)模式、更高的教育質(zhì)量,滿足大學(xué)畢業(yè)生創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的需求,使畢業(yè)生能支撐新興產(chǎn)業(yè),甚至創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)新領(lǐng)域。按照新工科的要求,本文根據(jù)“高分子化學(xué)”等工科專業(yè)的特點(diǎn),結(jié)合以往教學(xué)授課經(jīng)驗(yàn),在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、實(shí)踐性教學(xué)方法等方面進(jìn)行了一系列的探索,以期提高該課程的教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)出滿足新工科建設(shè)要求的綜合型高分子材料類專業(yè)人才。
1“高分子化學(xué)”課程的內(nèi)容和特點(diǎn)
“高分子化學(xué)”主要是學(xué)習(xí)如何以小分子原料合成高分子化合物的原理和方法,通過(guò)學(xué)習(xí)縮聚與逐步聚合、自由基聚合、自由基共聚合、離子聚合、配位聚合、開(kāi)環(huán)聚合和聚合物化學(xué)反應(yīng)等內(nèi)容[1],使學(xué)生掌握高分子合成的原理和方法,明確如何尋找合適的單體和引發(fā)劑及合適的反應(yīng)條件,以合成預(yù)定結(jié)構(gòu)的聚合物?!案叻肿踊瘜W(xué)”課程涉及基本概念繁多,學(xué)生記憶有困難[2]。以第一章內(nèi)容為例,高分子的基本組成就涉及到重復(fù)單元(鏈節(jié))、結(jié)構(gòu)單元和單體單元;談到高分子的分子量,聚合物往往是同系聚合物的混合物,因此具有分散性,測(cè)得的分子量為平均分子量,又分為數(shù)均分子量、重均分子量、Z均分子量、粘均分子量,分別對(duì)應(yīng)不同的測(cè)試方法;聚合物命名也有多種方法,僅習(xí)慣命名法就有中文和英文俗名,諸如PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、ABS(丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三元共聚物)等需要識(shí)記。另外,“高分子化學(xué)”課程中有些原理抽象,難以理解。諸如自由基聚合反應(yīng)和離子聚合反應(yīng)以及配位聚合反應(yīng)和開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理,單體結(jié)構(gòu)對(duì)反應(yīng)類型的選擇和判定,聚合反應(yīng)過(guò)程中影響聚合物分子量的鏈轉(zhuǎn)移因素等。高分子的立體異構(gòu)也是一個(gè)抽象而不好掌握的難點(diǎn),學(xué)生往往將構(gòu)型和構(gòu)象混淆。構(gòu)型是分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的幾何排列,這種排列是穩(wěn)定的,要改變構(gòu)型需經(jīng)過(guò)化學(xué)鍵的斷裂和重組;構(gòu)象是由于單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子在空間的不同形態(tài),由于熱運(yùn)動(dòng),分子的構(gòu)象是可以改變的,因此高分子鏈的構(gòu)象是統(tǒng)計(jì)性的。
2“高分子化學(xué)”課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)探索
2.1抓住經(jīng)、緯線,有效梳理知識(shí)結(jié)構(gòu)
盡管“高分子化學(xué)”課程所涉及知識(shí)點(diǎn)浩繁,貌似雜亂無(wú)章難以梳理,學(xué)生覺(jué)得難學(xué),老師覺(jué)得難教,其實(shí)不然。經(jīng)過(guò)細(xì)心總結(jié),你會(huì)發(fā)現(xiàn)這門(mén)課程各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)之間有著很強(qiáng)的規(guī)律性。正如“高分子化學(xué)”教材作者潘祖仁老先生在書(shū)序中指出,“以聚合反應(yīng)和聚合物化學(xué)反應(yīng)作主經(jīng)線,以聚合物品種作副緯線,相互交織深化”。高分子合成的聚合反應(yīng)按照聚合機(jī)理可以分為由活性中心引發(fā)單體聚合的連鎖聚合反應(yīng),和無(wú)活性中心,單體通過(guò)官能團(tuán)間相互反應(yīng)而發(fā)生的逐步聚合反應(yīng)。大部分縮聚反應(yīng)屬于逐步聚合機(jī)理,對(duì)應(yīng)于教材中第二章內(nèi)容:縮聚和逐步聚合,介紹縮聚反應(yīng),縮聚反應(yīng)的機(jī)理,縮聚動(dòng)力學(xué),縮聚物聚合度及其分布,這是清晰的經(jīng)線(縱向),接下來(lái)聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺等典型縮聚物的介紹就是緯線(橫向),將抽象的機(jī)理、動(dòng)力學(xué)等知識(shí)通過(guò)具體例子進(jìn)行闡述說(shuō)明。再來(lái)看由活性中心引發(fā)的連鎖聚合反應(yīng),當(dāng)活性中心是自由基時(shí),對(duì)應(yīng)第三章內(nèi)容:自由基聚合,介紹自由基聚合反應(yīng)特點(diǎn)和自由基產(chǎn)生體系,自由基聚合機(jī)理,聚合動(dòng)力學(xué),聚合物的聚合度及其分布,講解說(shuō)明過(guò)程中引用乙烯、氯乙烯、苯乙烯等單體聚合的典型例子。接下來(lái)討論了聚合單體為兩種不同結(jié)構(gòu)單體時(shí)的聚合反應(yīng)規(guī)律,對(duì)應(yīng)第四章內(nèi)容:自由基共聚合。自由基聚合反應(yīng)的具體實(shí)施工藝,對(duì)應(yīng)第五章內(nèi)容:聚合方法,分別為本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合。當(dāng)活性中心為離子時(shí),對(duì)應(yīng)的是第六章內(nèi)容:離子聚合?;钚灾行臑殛庪x子,對(duì)應(yīng)的陰離子聚合,活性中心為陽(yáng)離子時(shí),對(duì)應(yīng)的為陽(yáng)離子聚合,具體授課內(nèi)容為反應(yīng)體系、聚合機(jī)理和聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。第七章的配位聚合是陰離子聚合性質(zhì),第八章的開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)屬于離子聚合性質(zhì),均遵循陰、陽(yáng)離子聚合反應(yīng)原理。前八章介紹了高分子的合成反應(yīng)特點(diǎn)(高分子生成),第九章介紹高分子之間所能發(fā)生的反應(yīng)及其衍生出的功能高分子,為另一門(mén)課程“功能高分子”奠定了基礎(chǔ)。
2.2講述科學(xué)故事,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
學(xué)生在大量專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中常常會(huì)覺(jué)得枯燥乏味,我們可以講講自然規(guī)律、科學(xué)原理發(fā)現(xiàn)背后的科學(xué)故事,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)高分子科學(xué)的熱愛(ài)。比如,緒論部分關(guān)于高分子科學(xué)的形成和發(fā)展就蘊(yùn)藏著一段科學(xué)故事。什么是高分子呢?追溯高分子的發(fā)展歷史,人們對(duì)高分子的認(rèn)識(shí)和發(fā)展經(jīng)歷了一段曲折的過(guò)程。1861年,英國(guó)化學(xué)家格雷阿姆認(rèn)為高分子是由小的結(jié)晶分子形成,提出了高分子的膠體理論。在一定程度上解釋了某些高分子的特性,得到許多化學(xué)家的認(rèn)可。直到1922年,德國(guó)化學(xué)家施陶丁格在研究天然橡膠加氫過(guò)程中得出高分子是由長(zhǎng)鏈大分子構(gòu)成的觀點(diǎn)。這一觀點(diǎn)一經(jīng)提出,就遭到膠體論者的強(qiáng)烈反對(duì)和譏諷。但施陶丁格仍然堅(jiān)持開(kāi)展相關(guān)課題的深入研究,直到1926年瑞典化學(xué)家斯維德貝格測(cè)量出蛋白質(zhì)的分子量,從而證明了施陶丁格大分子理論的正確性。通過(guò)講述科學(xué)故事,不僅激發(fā)了學(xué)生對(duì)高分子學(xué)科的興趣和熱愛(ài),還培養(yǎng)了學(xué)生敢于質(zhì)疑權(quán)威、維護(hù)真理的求是科學(xué)精神。在高分子學(xué)科,這樣的科學(xué)巨匠不勝枚舉,美國(guó)化學(xué)家Flory也是其中之一。他通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)聚合物增長(zhǎng)鏈的活性與它的末端結(jié)構(gòu)有關(guān),而與高分子鏈的長(zhǎng)度無(wú)關(guān),并采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法推導(dǎo)出高分子分子量的數(shù)學(xué)表達(dá)式,稱為“弗洛里分布”。專業(yè)教師在課堂上講述這些科學(xué)故事的同時(shí),要引導(dǎo)學(xué)生在國(guó)家新工科發(fā)展理念下,追求精益求精的“工匠精神”。
2.3研討性教學(xué),變被動(dòng)學(xué)為主動(dòng)學(xué)
傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師講,學(xué)生聽(tīng),學(xué)生一開(kāi)始還能精神飽滿,漸感枯燥后可能會(huì)跟不上教師思路,于是思想和精神也開(kāi)小差去了,導(dǎo)致課堂教學(xué)效果差。為了更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí),我們教學(xué)團(tuán)隊(duì)在傳統(tǒng)教學(xué)模式中融入研討式教學(xué)方法[3]。每次課上根據(jù)當(dāng)次授課內(nèi)容為學(xué)生布置課下討論問(wèn)題,于下次課上進(jìn)行研討,可采取主動(dòng)發(fā)言或隨機(jī)抽查的方式來(lái)進(jìn)行,以便學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容有更好的理解。另外還可根據(jù)授課內(nèi)容安排一到二次學(xué)生的報(bào)告機(jī)會(huì),鼓勵(lì)并指導(dǎo)學(xué)生課下查閱文獻(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的自學(xué)能力。比如,在講授第五章聚合方法時(shí),伴隨乳液聚合技術(shù)的發(fā)展,涌現(xiàn)出種子乳液聚合、核殼乳液聚合、微乳液聚合等一系列新的乳液聚合技術(shù)。教師講授了經(jīng)典乳液聚合的基本概念、機(jī)理和動(dòng)力學(xué),可以讓學(xué)生根據(jù)聚合速率、微結(jié)構(gòu)、分子量及其分布等控制目標(biāo),結(jié)合乳膠粒度和粒度分布、顆粒結(jié)構(gòu)和形貌、表面積等影響因素,講述對(duì)新的乳液聚合方法的認(rèn)識(shí)并列舉實(shí)例。有效的師生互動(dòng)有助于提高學(xué)生在“高分子化學(xué)”學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)知識(shí)的理解與掌握,形成正確的“高分子化學(xué)”學(xué)習(xí)方法和思維模式[7]。教師在研討式互動(dòng)過(guò)程中完成了“教”的任務(wù),同時(shí)也和學(xué)生一起延伸“學(xué)”的活動(dòng)。討論過(guò)程方便教師及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)上存在的問(wèn)題,不斷地對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要恰當(dāng)?shù)母?。傳統(tǒng)的課堂線下教學(xué)教師和學(xué)生可以問(wèn)答互動(dòng),討論研究。即使疫情期間的網(wǎng)絡(luò)教學(xué),教師與學(xué)生也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)如雨課堂中的彈幕互動(dòng)、騰訊會(huì)議教學(xué)模式中的小窗口對(duì)話來(lái)進(jìn)行高效高質(zhì)的師生活動(dòng)。
2.4結(jié)合實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生科研實(shí)踐能力
為使學(xué)生加深認(rèn)識(shí)和理解高分子科學(xué)理論,有必要配套開(kāi)設(shè)“高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程,讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行高分子合成。在學(xué)習(xí)自由基聚合時(shí),許多單體聚合至10%轉(zhuǎn)化率后,都出現(xiàn)明顯自動(dòng)加速現(xiàn)象,即凝膠效應(yīng)。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)為例,進(jìn)行本體聚合時(shí),轉(zhuǎn)化率低于10%,聚合體系從流動(dòng)液體轉(zhuǎn)變成粘滯狀,轉(zhuǎn)化率為10%~50%,體系從粘滯狀轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍腆w,加速明顯,直至80%轉(zhuǎn)化率才減速終止。出現(xiàn)凝膠效應(yīng)的原因,鏈自由基的終止反應(yīng)包括鏈自由基的平移、鏈段重排和雙基化學(xué)反應(yīng)。隨著反應(yīng)進(jìn)行,體系粘度增加,鏈段重排受阻,鏈終止速率常數(shù)kt下降;40%轉(zhuǎn)化率時(shí),kt降低上百倍而kp變化不大,導(dǎo)致聚合反應(yīng)加速。甲基丙烯酸甲酯本體聚合體系的微觀動(dòng)力學(xué)變化可以體現(xiàn)宏觀體系特征,從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以明顯觀察到自由基聚合的凝膠效應(yīng),因此強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程效果,有助于深入理解“高分子化學(xué)”課程的理論知識(shí)。另外,新工科背景下,需要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,可通過(guò)推行“本科生導(dǎo)師”制,為學(xué)生創(chuàng)造科研工作機(jī)會(huì)[4]。教師可根據(jù)自己的研究方向給學(xué)生提出研究導(dǎo)向,指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料,制定實(shí)驗(yàn)方案,并開(kāi)展實(shí)驗(yàn)、測(cè)試以及數(shù)據(jù)分析和整理。這些過(guò)程不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,還能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力,為以后的科研活動(dòng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[5-6]。比如,高分子材料因?yàn)樗哂械木忈?、控釋和靶向作用而廣泛作為藥物基因載體應(yīng)用,不僅可以提高藥物療效,還能提高藥物的安全性、合理性和精密性。其中,對(duì)藥物起到保護(hù)和運(yùn)輸功能的載體就是通過(guò)兩親嵌段共聚物組裝而形成的具有疏水性的核和親水性的殼(“核-殼”)結(jié)構(gòu)的膠束。嵌段共聚物聚乳酸聚丙烯酸是通過(guò)陰離子開(kāi)環(huán)聚合和RAFT聚合相結(jié)合的方法合成的。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中反復(fù)熟練課堂學(xué)習(xí)的陰離子開(kāi)環(huán)聚合原理知識(shí),真正做到活學(xué)活用。而且,應(yīng)用到的RAFT聚合是可控自由基聚合技術(shù)中的一種,讓學(xué)生在實(shí)際操作中體會(huì)“引入自由基控制劑,實(shí)現(xiàn)快引發(fā)、慢增長(zhǎng)、無(wú)鏈轉(zhuǎn)移和無(wú)鏈終止的活性自由基聚合技術(shù)”,不僅使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)領(lǐng)悟深刻,還能培養(yǎng)學(xué)生的開(kāi)拓鉆研精神。此外,教師還可以鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生參加挑戰(zhàn)杯等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽,提升學(xué)生的科研素養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)合作精神,開(kāi)闊視野,拓寬未來(lái)發(fā)展平臺(tái)。用科研和科創(chuàng)活動(dòng)促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí),有利于學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際,并且將理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合,有效避免了課堂灌輸?shù)目菰锓ξ?,寓教于研,更好地發(fā)揮科學(xué)育人的目的。
3結(jié)束語(yǔ)
為應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)革命,將培養(yǎng)具有競(jìng)爭(zhēng)力的科技創(chuàng)新型人才作為新工科培養(yǎng)目標(biāo),本文在這種大背景下對(duì)“高分子化學(xué)”課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探索。提出以經(jīng)、緯線編織知識(shí)網(wǎng),建立知識(shí)體系內(nèi)部框架;挖掘科學(xué)知識(shí)背后的故事,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)科學(xué)精神;采用研討性教學(xué)模式,變學(xué)生被動(dòng)式學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí);緊密結(jié)合科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科研實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。通過(guò)以上舉措,在教學(xué)科研結(jié)合的氛圍中實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng),專業(yè)課堂才能成為培育科技型創(chuàng)新人才的重要途徑。
參考文獻(xiàn)
[1]潘祖仁.高分子化學(xué)[M].5版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2014.
[2]王柏臣,李偉,高禹.面向工程教育專業(yè)認(rèn)證的“高分子化學(xué)”課程教學(xué)改革探索[J].化工時(shí)刊,2021,35(1):42-44.
[3]李繼航,張強(qiáng).高分子化學(xué)教學(xué)中的互動(dòng)式教學(xué)的應(yīng)用探索[J].山東化工,2020,49(24):159-160.
[4]霍利軍,倪健領(lǐng).“強(qiáng)基計(jì)劃”背景下高分子化學(xué)教學(xué)改革與探索[J].化學(xué)教育(中英文),2021,42(24):17-22.
[5]張?jiān)丛?高校高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].山東化工,2018,47(6):147-148.
[6]楊金燕,賴?yán)?基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].高分子通報(bào),2019(9):87-91.
[7]王建國(guó).有機(jī)化學(xué)教學(xué)中應(yīng)注重師生有效互動(dòng)[J].大學(xué)化學(xué),2022,37(3):172-176.
關(guān)鍵詞: 涂料課程教學(xué)內(nèi)容方法
涂料是一種精細(xì)化工產(chǎn)品,具有裝飾、保護(hù)、標(biāo)志和賦予物體其它功能的作用,與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活水平的提高、國(guó)家高科技和軍事技術(shù)的發(fā)展有密切的關(guān)系,從某種意義上說(shuō)涂料工業(yè)的發(fā)展水平是國(guó)家現(xiàn)代化的標(biāo)志之一。隨著高分子材料和科學(xué)的迅速發(fā)展,涂料的主要原料逐步由天然樹(shù)脂改成人工合成樹(shù)脂。涂料課程是建立在高分子化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、膠體化學(xué)、表面化學(xué)與表面物理、流變學(xué)、材料力學(xué)、腐蝕、粘結(jié)、微生物學(xué)、光學(xué)和顏色學(xué)科基礎(chǔ)上的一門(mén)綜合性學(xué)科[1],但不是這些學(xué)科的簡(jiǎn)單加和,而有自身理論。隨著國(guó)內(nèi)涂料工業(yè)的快速發(fā)展,涂料行業(yè)需要大量高層次產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和科學(xué)研究人員,為滿足涂料行業(yè)的這種要求,國(guó)內(nèi)許多高校的高分子材料專業(yè)、化工專業(yè)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)相繼開(kāi)設(shè)了涂料課程。然而,由于開(kāi)設(shè)時(shí)間不長(zhǎng)、可用的教材很少、內(nèi)容多、課時(shí)少,教師難以在短時(shí)間內(nèi)將涂料行業(yè)所需的內(nèi)容講深、講透。為使學(xué)生走向工作崗位后盡快熟悉行業(yè)特點(diǎn),成為行家里手,涂料課程的本科教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的設(shè)計(jì)就是必須考慮的首要問(wèn)題。為此,筆者結(jié)合多年從事涂料課程教學(xué)與科研的經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合涂料課程的特點(diǎn),作了一些探討。
一、特點(diǎn)及重要性
涂料是高分子合成的五大材料之一,涂料課程是高分子材料專業(yè)課之一,是一門(mén)理論性、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,涉及高分子化學(xué)、高分子物理、有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、光學(xué)、流變學(xué)、界面學(xué)、顏料學(xué)、工藝學(xué)和計(jì)算機(jī)等多學(xué)科高度交叉綜合的科學(xué),但是它不是這些學(xué)科的簡(jiǎn)單加和,而是有自身的理論。如涂料用樹(shù)脂的分子設(shè)計(jì)與合成理論、溶解理論、成膜和固化理論、顏料分散理論、配方原理及其評(píng)價(jià)方法理論、流動(dòng)與流變理論、施工工藝、分析測(cè)試方法和手段等[2]。由于不同涂料品種施工方法各異,同樣的涂料品種在不同的底材上使用,其底材的處理方法和施工要求不同,因此,需要根據(jù)使用底材和性能要求選擇相應(yīng)的涂料品種和合理的施工方案。
總體來(lái)說(shuō),涂料學(xué)科有如下特點(diǎn):內(nèi)容繁雜、涉及學(xué)科眾多,實(shí)際應(yīng)用面廣。涂料科學(xué)對(duì)建筑、汽車(chē)、飛機(jī)、家電、造紙、印刷等行業(yè)中的有關(guān)研究等均具有重要意義。
二、教學(xué)內(nèi)容
在涂料課程的教學(xué)中,教師應(yīng)既保證一定廣度,又保證一定深度、新度,遵循基本理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,材料宏觀性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)分析結(jié)合,唯象性討論與數(shù)學(xué)分析結(jié)合的原則,少而精地設(shè)置內(nèi)容。在教學(xué)內(nèi)容上,教師對(duì)復(fù)雜的、深?yuàn)W的知識(shí)點(diǎn)的講解應(yīng)盡可能地簡(jiǎn)單化和具體化,利用聯(lián)系發(fā)展觀,對(duì)大量的知識(shí)點(diǎn)盡可能地進(jìn)行聯(lián)系和統(tǒng)一,使學(xué)生迅速并全面地掌握涂料的基礎(chǔ)知識(shí),減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān);引入學(xué)科前沿。近年來(lái)高分子科學(xué)發(fā)展迅猛,每年都有大量學(xué)術(shù),傳道、授業(yè)、解惑的教師必須緊跟學(xué)科發(fā)展趨勢(shì),超越課本,在授課時(shí)穿插新進(jìn)展。根據(jù)課程特點(diǎn)及重要性,結(jié)合高分子材料專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)涂料課程的教學(xué)時(shí)間安排,教師在教學(xué)中應(yīng)該重點(diǎn)講授以下內(nèi)容:
1.涂料概述
主要介紹涂料的概念、組成、作用、分類、發(fā)展概況和發(fā)展趨勢(shì),使學(xué)生掌握涂料和油漆的基本概念、分類和作用,了解涂料的發(fā)展歷史和面臨的挑戰(zhàn),懂得涂料的發(fā)展趨勢(shì)和方向,激發(fā)學(xué)生對(duì)涂料的興趣,投身于涂料行業(yè)中,為以后進(jìn)行涂料的科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。
2.合成樹(shù)脂及其在涂料中的應(yīng)用
涂料用合成樹(shù)脂也就是成膜物,是涂料中的最重要成分,對(duì)涂料的性能起著主要作用。本章重點(diǎn)介紹在涂料工業(yè)中使用量大面廣的合成樹(shù)脂,如醇酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂等品種,特別是醇酸樹(shù)脂,因?yàn)樗鼛缀蹩梢杂迷谒械耐苛掀贩N之中,要掌握它們的組成、合成原理、制備方法、性能和用途等。這是高分子材料專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)涂料課程的優(yōu)勢(shì),因?yàn)檫@些內(nèi)容在高分子化學(xué)、聚合物基復(fù)合材料、高分子合成等其它課程中也有簡(jiǎn)單介紹,但具有不同的側(cè)重點(diǎn),應(yīng)講清講透,這是提高涂料性能的關(guān)鍵所在。
3.溶劑和溶解理論
溶劑用于溶解成膜樹(shù)脂,涂料在成膜后,溶劑基本上全部揮發(fā)到大氣中去,其中溶劑包含有機(jī)溶劑和水,由于有機(jī)溶劑對(duì)人體和環(huán)境都有很大的危害,因此應(yīng)盡量減少有機(jī)溶劑的使用。在涂料課程的教學(xué)中,教師應(yīng)使學(xué)生掌握溶劑的類型、溶解性、毒性、揮發(fā)性,學(xué)會(huì)根據(jù)溶解理論選用溶劑或混合溶劑改善涂料性能,了解它對(duì)環(huán)境和人類的危害,盡量使用無(wú)毒無(wú)害的有機(jī)溶劑,或使用高固體份涂料、水性涂料和粉末涂料,開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保涂料,減少溶劑對(duì)環(huán)境和人類的危害。
4.顏料及分散理論
顏料和填料賦予涂料所需要的顏色、遮蓋底材,改變涂料的流變性能,降低成本。如何使之在涂料中穩(wěn)定分散是教學(xué)的重點(diǎn)。
5.涂料的成膜理論
包括涂料施工在被涂物件表面和使其形成固態(tài)的連續(xù)的涂膜兩個(gè)過(guò)程。主要講授涂料常見(jiàn)的幾種施工方法,如刷涂、噴涂、浸涂和靜電噴涂,也介紹各種材料的表面處理方法。學(xué)生通過(guò)教學(xué)能明白“三分涂料,七分施工”的道理,懂得涂料施工的重要性,掌握溶劑性涂料和乳膠漆成膜的原理。
6.涂料的性能評(píng)價(jià)
本章主要學(xué)習(xí)涂料的力學(xué)性能及其涂膜性能的檢測(cè)方法,包括涂料的原始狀態(tài)、貯存性能、施工性能、成膜性能、機(jī)械性能、粘結(jié)性能、戶外耐久性等。懂得涂料檢測(cè)的特點(diǎn)是以物理檢測(cè)為主、以漆膜質(zhì)量檢驗(yàn)為主,學(xué)會(huì)使用各種涂料檢測(cè)設(shè)備。
三、教學(xué)方法
教學(xué)過(guò)程中采取怎樣的教學(xué)方法,應(yīng)視課程性質(zhì)、特點(diǎn)和內(nèi)容來(lái)定。教改目的就是改革和優(yōu)化教學(xué)模式,按不同教學(xué)內(nèi)容采取相應(yīng)手段和方法,來(lái)提高教學(xué)質(zhì)量、減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。
1.教師引導(dǎo)
教師是教學(xué)改革的主體,充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用是教改成功的關(guān)鍵。為讓學(xué)生能進(jìn)行課程銜接及為課后自學(xué)鋪墊,每次課開(kāi)始時(shí)應(yīng)對(duì)上節(jié)課內(nèi)容簡(jiǎn)單回顧,以勾起學(xué)生的記憶,結(jié)束時(shí)對(duì)下次課內(nèi)容提要,以有利于學(xué)生自學(xué)。另外,學(xué)生在課堂上有發(fā)言的欲望,如能正確引導(dǎo),增加學(xué)生討論環(huán)節(jié),能夠起到很好的效果,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,但限于教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)的矛盾,往往無(wú)法展開(kāi)。
2.理論聯(lián)系實(shí)際
涂料是一門(mén)理論性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的交叉學(xué)科,理論知識(shí)比較晦澀,必須與實(shí)際結(jié)合才能使學(xué)得的知識(shí)深化和牢固,也才能引起學(xué)生的興趣。在理論基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生往往感覺(jué)內(nèi)容艱深,興趣不大,而當(dāng)與實(shí)際背景結(jié)合,目前,涂料行業(yè)快速發(fā)展,油漆和涂料廠遍地開(kāi)花,學(xué)生可以去涂料生產(chǎn)廠和使用部門(mén)參觀和學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)涂料生產(chǎn)方法和檢測(cè)方法,了解生產(chǎn)設(shè)備和檢測(cè)儀器設(shè)備,知道施工方法與涂裝的產(chǎn)品。特別是與當(dāng)前比較熱的汽車(chē)、航天、生物、軍事等結(jié)合時(shí),學(xué)生往往很有興致,注意力高度集中,因此將理論知識(shí)寓于合適的實(shí)際背景中進(jìn)行講授,效果明顯。
3.采用多媒體教學(xué)[3]
教師無(wú)法強(qiáng)迫學(xué)生學(xué)習(xí),只能指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),在教學(xué)過(guò)程中起引導(dǎo)作用。多媒體教學(xué)手段是將文字、聲音、圖象、動(dòng)畫(huà)等集合在一起通過(guò)課堂教學(xué)來(lái)實(shí)施,通過(guò)多種方式來(lái)刺激學(xué)生的感官,促進(jìn)學(xué)生開(kāi)展記憶、思考、探討等活動(dòng),使教學(xué)內(nèi)容從單調(diào)的文字形式轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N生動(dòng)的形式,將枯燥乏味的理論知識(shí)變得直觀、形象,使學(xué)生更易理解所學(xué)內(nèi)容。多媒體教學(xué)通過(guò)聲像可以刺激學(xué)生的好奇心,突出重點(diǎn),有利于學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn),還可以加大信息量,減少板書(shū)量,在有限的課時(shí)內(nèi)講授更多知識(shí),同時(shí)可以將可將涂料生產(chǎn)設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備、施工設(shè)備和涂裝后的工件等在屏幕上展現(xiàn),將過(guò)程以動(dòng)畫(huà)展示,彌補(bǔ)語(yǔ)言的障礙,加深學(xué)生自己的理解,而不是領(lǐng)悟教師的理解。教師應(yīng)利用網(wǎng)絡(luò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容適時(shí)更新,做到教學(xué)與科研的互動(dòng),多引用與課程有關(guān)的實(shí)例,增加了教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)書(shū)本知識(shí)的掌握。
4.課堂教學(xué)與課后自學(xué)相結(jié)合
由于教學(xué)時(shí)數(shù)有限,為在有限的時(shí)間內(nèi)使學(xué)生學(xué)到更多的涂料知識(shí),教師除摒棄傳統(tǒng)板書(shū),采用多媒體對(duì)基礎(chǔ)理論等重要內(nèi)容進(jìn)行課堂授課外,也可發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性,結(jié)合目前已出版的涂料書(shū)籍和研究論文,有選擇地引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)一些應(yīng)用及發(fā)展前沿的內(nèi)容,以作為課堂教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充,使學(xué)生加深理解。
5.開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課
為加深學(xué)生對(duì)涂料理論的理解,在教學(xué)過(guò)程中教師應(yīng)配合開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課。一般應(yīng)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課有醇酸樹(shù)脂的制備、苯丙乳液聚合、乳膠漆的制造、涂料性能檢測(cè)等,通過(guò)實(shí)驗(yàn),訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行涂料生產(chǎn)和科學(xué)研究的方法,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、分析和解決問(wèn)題的能力。
四、結(jié)語(yǔ)
涂料行業(yè)快速發(fā)展,已滲透到科學(xué)技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域和日常生活各個(gè)角落,科技含量越來(lái)越高,需要大批高層次的掌握涂料的科研和技術(shù)人員,這對(duì)高分子材料專業(yè)的畢業(yè)生提出了新要求,我們要積極適應(yīng)這種要求。改革現(xiàn)有的涂料教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方法,為涂料行業(yè)培養(yǎng)合格的人才,促進(jìn)涂料行業(yè)的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]洪嘯吟,馮漢保.涂料化學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2001.
[2]武利民.涂料技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.
論文關(guān)鍵詞:材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)教學(xué),探索
材料化學(xué)是一個(gè)理工結(jié)合、學(xué)科交叉的新興學(xué)科,在信息、能源、環(huán)境、航天等前沿科學(xué)領(lǐng)域起到越來(lái)越重要的作用。目前, 許多高校設(shè)置了材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn), 我們根據(jù)我校辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際條件,并結(jié)合蘇州經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的需求,建立了與之相適應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)及專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。為了讓學(xué)生了解先進(jìn)的材料合成與制備方法,掌握高技術(shù)材料性能的最佳測(cè)試技術(shù),具體設(shè)置了材料合成與加工和材料性能測(cè)試相結(jié)合的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱[1-2]。本文結(jié)合我們的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程,談一下材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的一些做法和體會(huì)。
重視實(shí)驗(yàn)室建設(shè),保證教學(xué)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)主要包括兩個(gè)方面,硬件條件和軟件條件。具體的說(shuō),硬件條件包括實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),實(shí)驗(yàn)儀器和大型設(shè)備的購(gòu)置等等;軟件條件包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱制定優(yōu)化,教師隊(duì)伍思想道德素質(zhì),教育教學(xué)能力等方面的建設(shè)。具備優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)室硬件條件和優(yōu)秀的教師隊(duì)伍是保證教學(xué)質(zhì)量的必要條件。
1.實(shí)驗(yàn)室硬件條件建設(shè)
必要的基礎(chǔ)設(shè)施和優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)條件,是順利開(kāi)展實(shí)驗(yàn)課程,保障實(shí)驗(yàn)室安全的先決條件。我校材料化學(xué)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室面積達(dá)到500 m2,實(shí)驗(yàn)室分為材料合成實(shí)驗(yàn)室和材料性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室兩部分,主要承擔(dān)了材料化學(xué)專業(yè)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)和本科畢業(yè)論文等教學(xué)任務(wù)。
隨著現(xiàn)代化儀器技術(shù)的高速發(fā)展化學(xué)論文,培養(yǎng)掌握現(xiàn)代化測(cè)試技術(shù)的人才是社會(huì)發(fā)展的迫切需要。為此,我校花大力氣引進(jìn)了一大批與材料化學(xué)專業(yè)有關(guān)的先進(jìn)測(cè)試儀器,并為材料化學(xué)專業(yè)開(kāi)設(shè)了現(xiàn)代分析與測(cè)試實(shí)驗(yàn)課程,主要目的是引導(dǎo)學(xué)生全面熟悉和系統(tǒng)掌握測(cè)試材料的常規(guī)科研方法,包括紅外光譜、紫外分光光度計(jì)、熒光分光光度計(jì)、熱分析儀、比表面儀、納米粒度儀、電化學(xué)分析儀等儀器多種測(cè)試方法的介紹和使用,這些儀器偏向于基礎(chǔ)化學(xué)性質(zhì)研究,它有助于學(xué)生掌握材料的各項(xiàng)微觀性能。
同時(shí),我們還開(kāi)設(shè)了用于研究材料電學(xué)、硬度、力學(xué)等性質(zhì)測(cè)試的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)儀器包含了納米Zeta電位測(cè)試儀、體積電阻測(cè)試儀、簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)機(jī)、布氏硬度計(jì)、電熱平板硫化機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、桌型老化試驗(yàn)機(jī)、氧指數(shù)儀等大型儀器。學(xué)生在學(xué)校里熟悉了這些儀器的操作和使用以后,我們還會(huì)積極聯(lián)系一些相關(guān)的單位,引導(dǎo)學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行相關(guān)的實(shí)習(xí)操作,使學(xué)生能夠?qū)W(xué)到的理論知識(shí)和具體實(shí)際相結(jié)合。
2.實(shí)驗(yàn)室軟件條件建設(shè)
軟件條件建設(shè)的主要摘要對(duì)教學(xué)內(nèi)容深入了解,合理組織編排,采用合適的教育教學(xué)手段,與同學(xué)多做交流,不斷總結(jié)教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn),找到最佳的傳授知識(shí)手段。
2.1 緊跟專業(yè)方向特色,制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱
材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)從大三開(kāi)始開(kāi)設(shè),此時(shí)學(xué)生以及通過(guò)前兩年的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)掌握了實(shí)驗(yàn)的基本操作技術(shù),更容易接受一些較為專業(yè),相對(duì)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,同時(shí)也要緊跟材料化學(xué)專業(yè)的專業(yè)方向特色,這就成了我們?cè)谥贫▽?shí)驗(yàn)教學(xué)大綱時(shí)的宗旨。
我校的材料化學(xué)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)分為高分子與無(wú)機(jī)兩個(gè)方向論文格式。我們根據(jù)理論課與實(shí)驗(yàn)課相銜接的原則,通過(guò)開(kāi)設(shè)一些與高分子物理,高分子化學(xué),無(wú)機(jī)功能材料等課程相關(guān)的典型高分子和無(wú)機(jī)材料合成實(shí)驗(yàn)、性能表征及加工修飾實(shí)驗(yàn),加大對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)力度,使他們對(duì)高分子材料研究領(lǐng)域有更深一步的體會(huì),對(duì)高分子材料制備工藝、組成、結(jié)構(gòu)與性能之間的相互關(guān)系及其規(guī)律有更加明確和深刻的認(rèn)識(shí)。
2.2 精心選擇實(shí)驗(yàn),合理編排順序
我校根據(jù)材料化學(xué)的專業(yè)背景和培養(yǎng)目標(biāo),對(duì)材料化學(xué)高分子方向的實(shí)驗(yàn)總共安排8個(gè)實(shí)驗(yàn),其中6個(gè)為必修實(shí)驗(yàn),2個(gè)選修實(shí)驗(yàn)從教學(xué)大綱中的14個(gè)實(shí)驗(yàn)中根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選取。8個(gè)實(shí)驗(yàn)中有材料的合成實(shí)驗(yàn),也有材料性能加工測(cè)試實(shí)驗(yàn)化學(xué)論文,安排實(shí)驗(yàn)順序時(shí)我們依據(jù)連貫性的原則,盡量使兩個(gè)甚至三個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼?lián)起來(lái),形成一條鏈,例如,我們通過(guò)“聚乙烯醇縮甲醛(PVF)膠黏劑的制備及性能測(cè)定”這個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以掌握聚乙烯醇與甲醛在酸性條件下發(fā)生縮合反應(yīng)的基本原理,以及縮合反應(yīng)的具體實(shí)驗(yàn)技術(shù),最后收集到的產(chǎn)物我們可以作為下一個(gè)實(shí)驗(yàn)“GPC法測(cè)定聚合物分子量及分子量分布”的一個(gè)輔助測(cè)試原材料,學(xué)生可以進(jìn)一步了解凝膠滲透色譜的基本原理,掌握GPC法測(cè)定聚合物分子量及分子量分布的實(shí)驗(yàn)技術(shù)及數(shù)據(jù)處理。這樣的實(shí)驗(yàn)安排有利于將各自獨(dú)立的單個(gè)實(shí)驗(yàn)有效的串聯(lián)起來(lái),增加實(shí)驗(yàn)的綜合性,更加有利于學(xué)生以后從事科學(xué)研究思路的培養(yǎng),提高學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力。
2.3嚴(yán)格考核制度,提高學(xué)習(xí)效果
只有嚴(yán)格要求學(xué)生,規(guī)范考核制度,才能有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)積極性。我們的教學(xué)與考核方式采取實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合評(píng)價(jià)的辦法,即實(shí)驗(yàn)前,試驗(yàn)中,試驗(yàn)后這樣一個(gè)辦法。實(shí)驗(yàn)總成績(jī)采用百分制記分,預(yù)習(xí)報(bào)告占總成績(jī)的30 %,實(shí)驗(yàn)操作技能考核占總成績(jī)的30 %,實(shí)驗(yàn)報(bào)告占總成績(jī)的40 %。只有嚴(yán)格要求學(xué)生寫(xiě)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告,他們才會(huì)去查閱本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的文獻(xiàn)資料,對(duì)實(shí)驗(yàn)機(jī)理、實(shí)驗(yàn)步驟有相當(dāng)程度的熟悉和了解,尤其對(duì)于一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案有更多更好的想法與思路,同時(shí)也增加了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣性。在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行過(guò)程中,老師對(duì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督,對(duì)學(xué)生提問(wèn),考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)與理解程度,并予以打分。最后,實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合反映了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解,數(shù)據(jù)處理等的完成情況化學(xué)論文,也是評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個(gè)重要因素。
2.4 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),提高教師素質(zhì)
具備一只優(yōu)秀的教師隊(duì)伍是保障本科教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)和前提。我校材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)專職教師共計(jì)5人,其中教授2人,博士3人,碩士2人,已經(jīng)形成了一支年齡、學(xué)歷結(jié)構(gòu)較為合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍。實(shí)驗(yàn)專職教師實(shí)行坐班制,負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)儀器的日常管理和養(yǎng)護(hù)工作,根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)程表。我們嚴(yán)格要求實(shí)驗(yàn)教師認(rèn)真?zhèn)湔n,每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)始前都要做預(yù)實(shí)驗(yàn),對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的各種現(xiàn)象和各種注意點(diǎn)都記錄下來(lái),對(duì)于一些實(shí)際的樣品,測(cè)出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),做到心中有數(shù)。實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過(guò)程中要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生的潛能。激發(fā)學(xué)生的潛能可以有很多方法,比如說(shuō)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,改變?cè)吓浔?改變模具形狀,改變測(cè)量方式等等,都是很好的嘗試[3]。教師的業(yè)務(wù)水平直接影響到實(shí)際的教學(xué)效果,所以教師在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中要注重積累,努力提高自身各方面素質(zhì)。
3. 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐與探索,我們認(rèn)識(shí)到只有努力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室各方面條件的建設(shè),在教學(xué)過(guò)程中不斷培養(yǎng)學(xué)生的興趣和分析、解決問(wèn)題的能力,挖掘?qū)W生潛能,使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到提高,從而發(fā)揮最佳的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
[1]王秀華,劉莉,闕榮輝.材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng).科技信息[J], 2010, 20: 443
[2]陳桂華,閆瑞強(qiáng).材料化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究.洛陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)[J], 2009, 28(2): 150-151
[3]付一政,李迎春,劉亞清等.高分子材料與工程綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索與實(shí)踐[J ]. 太原科技, 2008 , (3) : 90-91
關(guān)鍵詞:聚(β-羥基丁酸酯);甲殼胺(CS);氫鍵
中圖分類號(hào):Q178文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2009)21-0185-02
隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展,高分子材料得到快速發(fā)展,目前已經(jīng)成為應(yīng)用最廣泛的材料。由于PHB是由生物合成的高分子,從PHB的發(fā)現(xiàn)到形成工業(yè)規(guī)模,共用了大約50年的時(shí)間。利用酶降解的特性可制成各種一次性的塑料用品,廢棄物在生態(tài)環(huán)境中可分解成CO2和H2O,不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。作為新型功能材料,PHB具有良好的綜合性能,現(xiàn)已成為引人注目的新品種。
甲殼素為白色半透明的片狀固體,堿性條件下水解,脫去部分乙?;缶娃D(zhuǎn)變成甲殼胺(CS),又名脫乙?;讱に?殼聚糖。甲殼胺為半透明、略帶珍珠光澤的片狀固體,約在185℃時(shí)分解,不溶于水和堿。甲殼胺是一類生物降解吸收型高分子材料,能夠在生物體內(nèi)酶解成易被活體吸收而無(wú)毒副作用的小分子,是一種優(yōu)良的生物醫(yī)用高分子材料。同時(shí),CS又具有很好的化學(xué)物理性質(zhì):能拉絲、成膜、制粒。上世紀(jì)90年代,甲殼素和甲殼胺的開(kāi)發(fā)研究越來(lái)越受重視。
一、實(shí)驗(yàn)過(guò)程
(一)實(shí)驗(yàn)原料
聚β-羥基丁酸酯(PHB):分子量為7.31×105;甲殼胺(CS):脫乙酰度為91%,分子量為8.26×104;順丁烯二酸酐(MA):分析純,北京化工廠。PHB-g-MA接枝產(chǎn)物:接枝率為0.71%。二甲基亞砜(DMSO);演算;丙酮;PHB、PHB-g-MA和甲殼胺共混物。
(二)DSC的測(cè)試
實(shí)驗(yàn)所用儀器為Perkin-Elmer DSC7型示差掃描量熱儀。樣品用量約10mg。測(cè)試過(guò)程為:樣品直接由室溫以10℃/min的升溫速率加熱至190℃(第一次升溫,run1),恒溫2min,淬火至-70℃。其中玻璃化轉(zhuǎn)變溫度取DSC曲線上在縱軸方向與前、后基線延長(zhǎng)線成等距離的直線和玻璃化轉(zhuǎn)變階段曲線的交點(diǎn)溫度。而冷結(jié)晶溫度、結(jié)晶溫度和熔點(diǎn)分別取各自所對(duì)應(yīng)的吸熱峰或放熱峰的峰值。
二、結(jié)果與討論
CS樣品在本實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)得的Tg為80.4℃。圖1為不同比例組成的PHB/CS共混物從-30℃以10℃/min的升溫速率加熱到190℃的DSC曲線。由圖1可見(jiàn),在升溫過(guò)程中沒(méi)有檢測(cè)到PHB的Tg,CS曲線則在80.4℃發(fā)生明顯的偏移。在PHB/CS共混體系中,只有20/80和40/60兩種共混體系在73.9℃、53.7℃出現(xiàn)了單一的Tg,這表明該共混體系具有相容性。但是其對(duì)應(yīng)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度范圍較寬,在圖中表現(xiàn)得并不十分明顯,其余共混體系均未出現(xiàn)明顯的Tg。
從圖l中還可以看出,在PHB/CS共混體系中,組成不同體系其熔融焓有影響。由于CS的熔融焓基本檢測(cè)不到,因此升溫過(guò)程中熔融焓可以全部歸結(jié)為PHB的熔融。而且隨著CS含量的提高,PHB的熔點(diǎn)逐漸下降,并且它所對(duì)應(yīng)的熔融焓也明顯降低。純PHB的熔點(diǎn)為175.9℃,熔融焓為95.6J/g。當(dāng)CS含量增加到60% 時(shí),熔點(diǎn)下降到169.4℃,熔融焓也降低到30.1J/g,在PHB/CS為20/80的共混體系中PHB的熔點(diǎn)和熔融焓在DSC曲線上已經(jīng)不十分明顯,如圖2所示:
圖3所示為不同組成的PHB-g-MA/CS共混物從-30℃ 以10℃/min的升溫速率加熱到190℃的DSC曲線。由圖可知PHB-g-MA/CS在升溫過(guò)程中也沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的Tg,這一點(diǎn)和PHB相似。與PHB/CS共混體系相比,PHB-g-MA /CS共混體系最顯著的區(qū)別在于:不僅20/80和40/60的共混體系在升溫過(guò)程中也出現(xiàn)了單一的Tg,而且組成為60/40的共混體系在升溫過(guò)程中也出現(xiàn)了單一的Tg,其值為58.6℃(如表1所示)。Tg隨著PHB-g-MA含量的增加而逐漸下降,其對(duì)應(yīng)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的范圍也變寬,使得玻璃化轉(zhuǎn)變溫度變得模糊。而且由圖3可見(jiàn),共混體系組成為20/80的Tg表現(xiàn)得更明顯。此結(jié)果表明當(dāng)CS含量在40%~80%范圍內(nèi),PHB-g-MA/CS共混體系是相容的。當(dāng)PHB-g-MA組成含量達(dá)到80%時(shí),共混體系中沒(méi)有出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
此外,當(dāng)高聚物處于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí),它的許多物理性質(zhì)都會(huì)發(fā)生改變,如比熱。在出現(xiàn)Tg的PHB-g-MA/CS共混體系中,PHB-g-MA含量越高,發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)的比熱(Cp)值越小,表明該轉(zhuǎn)變?cè)絹?lái)越不明顯,見(jiàn)表1:
由圖3中還可以看到,與相同組成的PHB/CS共混體系相比,PHB-g-MA/CS共混物的熔點(diǎn)和熔融焓明顯降低。PHB接枝MA后,它的熔點(diǎn)略有下降,由175.9℃下降到173.2℃。但是隨著共混體系中CS 含量的提高,PHB-g-MA的熔點(diǎn)由170.6℃迅速減少到162.4℃。當(dāng)CS含量超過(guò)60%后,雖然DSC仍可以檢測(cè)出PHB組分的熔融焓,但是表現(xiàn)在DSC曲線上已經(jīng)沒(méi)有明顯的熔融峰。而其對(duì)應(yīng)的熔融焓也從純PHB-g-MA的91.5J/g下降到19.0J/g。在CS含量為80%的共混體系中A的熔融焓僅為6.09J/g。CS對(duì)PHB-g-MA熔點(diǎn)和熔融焓的抑止作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它對(duì)PHB的影響。其原因在于PHB-g-MA 與CS分子間存在比PHB與CS間更強(qiáng)的相互作用,這種相互作用不僅可以抑制了PHB和PHB-g-MA的結(jié)晶,而且還能夠造成PHB和PHB-g-MA結(jié)晶不完善。在熔融過(guò)程中,結(jié)晶越不完善的晶體,越容易在較低溫度下熔融,導(dǎo)致熔點(diǎn)向低溫移動(dòng)。并且這種阻礙作用隨著共混組分相互作用的的增加而逐漸增強(qiáng)。
三、結(jié)論
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