高分子科學基礎精品(七篇)

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篇(1)

關鍵詞：高分子化學與物理;教學改革;科學研究;創(chuàng)新能力培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）43-0083-02

一、《高分子化學與物理》課程特點

經(jīng)過高分子科學與技術的快速發(fā)展，高分子的理論發(fā)展與應用已經(jīng)滲透到物理學、化學、材料學、生物學等各個學科與領域，具有鮮明的學科交叉特色。高分子化學與物理的研究成果已經(jīng)進入了我們日常生活的每個方面[1-6]。作為一門多學科交叉、實用性很強的學科，高分子對各個工業(yè)部門和科技領域的滲透作用已成為不爭的事實，所以在現(xiàn)行中國高等教育的本科專業(yè)中，如化學、應用化學、材料化學、材料物理、復合材料、輕化工程、包裝工程、紡織工程、生物工程和環(huán)境工程等許多非高分子專業(yè)都將高分子相關知識作為必修課和選修課。

非本專業(yè)《高分子化學與物理》教學的側重點在于闡述現(xiàn)代高分子科學已成熟的基本概念、基本知識、基本原理和基本測試方法，對涉及高分子科學研究前沿的理論、測試方法以及高分子的新產(chǎn)品介紹等內容點到為止，該課程的學習為輕化工程專業(yè)學生開啟了一扇通往高分子科學的窗戶，引導學生了解高分子化學在高分子學科中的地位，通曉課程的主要研究對象和研究內容，為后續(xù)專業(yè)基礎課的學習和高分子在染整中的應用奠定基礎[1，2]。通過多年的教學實踐證實，對于輕化工程專業(yè)（染整方向）的本科生來說，《高分子化學與物理》課程教學呈現(xiàn)以下幾方面的特點。

（一）基礎課程，銜接不夠

對于輕化工程專業(yè)（染整方向）的本科生，高分子的學習顯得尤為重要，一方面后續(xù)課程（如《纖維化學與物理》、《染整工藝原理》和《染料化學》等）的學習必須以高分子為學科背景，另一方面大學生的生產(chǎn)實習、創(chuàng)新學分實驗、創(chuàng)新訓練計劃和本科畢業(yè)論文等實踐性環(huán)節(jié)的開展也必須要有高分子基礎，因此為了讓染整方向的本科生了解和掌握高分子的基本理論知識和應用，開設了《高分子化學與物理》學科平臺課程。該課程的學習必須以《有機化學》、《物理化學》和《無機化學》的課程學習為基礎，但江南大學輕化工程專業(yè)將《高分子化學與物理》課程設置在大二下學期，《物理化學》等課程也在此學期開設，因此課程開設時間過早，缺乏基礎課程的知識，建議在大三上學期開設，以期獲得較好的教學效果。

（二）內容多、學時少，課時緊張

《高分子化學與物理》課程主要包括高分子化學和高分子物理兩個部分，其中高分子化學部分包括高分子科學的發(fā)展歷史、發(fā)展趨勢，基本概念、分類與命名、基本原理、高分子合成反應與方法等，涉及逐步聚合、自由基聚合、離子聚合、配位聚合和共聚合等;高分子物理部分則側重于高分子的結構（如鏈結構、聚集態(tài)結構等）、分子運動、力學狀態(tài)與轉變，物理性能等。對于高分子專業(yè)的本科階段，通常會開設《高分子化學》和《高分子物理》兩門課程，分別在32至48學時不等;而對于輕化工程專業(yè)，只開設了《高分子化學與物理》一門課程，48學時，相對來說內容多、課時少。在這樣的情況下，教學活動的有效開展、課程體系的完善、講授內容的連貫與取舍等都顯得非常重要，對任課老師是一種不小的挑戰(zhàn)。

（三）注重理論，缺乏實踐

《高分子化學與物理》是一門以實驗為基礎的自然科學，但輕化工程專業(yè)只開設理論學習課程，沒有相關實驗課程。為了使學生能夠更好地掌握課程學習內容，同時培養(yǎng)學生的動手能力和分析、解決問題能力，提高學生的實驗技能，相應的實驗課程的開設顯得非常迫切，能夠讓所學知識與理論在實驗中得到驗證，注重理論與實踐的結合，讓學生從最初的原料出發(fā)，選擇合適的聚合方法與聚合反應，得到在實際生活中真正用得上的高分子產(chǎn)品。

二、教學改革舉措

針對輕化工程專業(yè)《高分子化學與物理》的課程特點，結合本校的實際情況，要求學生在理解基本概念和掌握基礎理論的基礎上能夠了解高分子的應用，重點培養(yǎng)他們的實踐與創(chuàng)新能力，作者經(jīng)過幾年的教學實踐和摸索，總結了幾點教學改革舉措。

（一）規(guī)劃本科培養(yǎng)方案，合理調整課程設置

目前我校輕化工程專業(yè)的課程設置還存在一定的問題，建議對本科培養(yǎng)方案進行修改，在《高分子化學與物理》授課前完成《有機化學》、《物理化學》和《無機化學》等基礎課程的學習，這樣才能提高學生的學習效率，增強他們的學習興趣，便于更好地掌握相關理論與知識。

（二）多媒體資源課件與傳統(tǒng)板書有效結合

多媒體課件具有豐富表現(xiàn)力、良好交互性和極大共享性等特點，它可以將枯燥乏味的理論知識直觀化和形象化，能夠充分調動和發(fā)揮學生學習的積極性和主動性。但在運用多媒體教學的同時也出現(xiàn)了諸如教師幾乎不寫板書，學生不記筆記等問題，嚴重影響了教與學的質量。建議對任課教師的教學大綱、考核方式、教學難點與重點等相關教學文件進行監(jiān)督，要求授課過程中課件放映與傳統(tǒng)板書相結合，將學生上課情況、學生主動參與積極性、平時作業(yè)等與學生的最終成績掛鉤，進行綜合評定。

（三）增設實驗課程，提高學生實踐能力

《高分子化學與物理》是一門理論與實踐相結合的課程，實驗課是對理論課學習的有效補充，通過直觀的現(xiàn)象和結果驗證理論學習的真實性，幫助學生理解所學理論知識，因此實驗課的教學顯得尤為重要，建議在輕化工程專業(yè)開設實驗課程，但涉及的實驗眾多，要求任課老師充分考慮實驗的可操作性、重復性和可行性等方面，認真編寫實驗講義。此外，學校和學院應重視實驗室配套設施建設，突破實驗教學完全依附于理論課程教學的傳統(tǒng)框架，增加啟發(fā)式實驗和創(chuàng)新性實驗所占比例額，注重驗證性實驗、啟發(fā)式實驗和創(chuàng)新性實驗有效結合，開動學生的思維，發(fā)揮學生的潛質，提高學生的創(chuàng)新意識。

（四）理論聯(lián)系實際，注重啟發(fā)式教學

《高分子化學與物理》是一門相對來說比較抽象、枯燥的課程，但它也是一門應用性很強的課程，高分子材料用途廣泛，遍及現(xiàn)代社會生活中衣、食、住、行、用等各個方面，因而在課程講授時注重理論聯(lián)系實際，將抽象的概論、理論與實際應用有機結合，將對課堂教學效果起到重要的促進作用。

三、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

（一）培養(yǎng)方案中開設新生研討課和專業(yè)導論課

為了提高學生對專業(yè)的認同感以及學生的學習興趣和熱情，可以嘗試在本科培養(yǎng)方案中針對大學新生開設新生研討課和專業(yè)導論課，以趣味講座和座談的方式進行專業(yè)介紹，了解專業(yè)背景，告知學生輕化工程這個專業(yè)是以化學與高分子為學科背景的，加強學科平臺課程的學習至關重要。

（二）實施學生雙導師制

全面推進學生雙導師制是確保創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要手段，企業(yè)導師和校內導師組成課程小組，共同確定課程教學大綱、教學內容、教材及承擔教學任務，使專業(yè)理論課程與行業(yè)實際需求緊密結合。

（三）強化實驗課程學習和創(chuàng)新能力培養(yǎng)

實驗課程采用自主設計實驗，在實驗大綱的規(guī)范下完成實驗要求，將驗證性實驗、啟發(fā)式實驗和創(chuàng)新性實驗有機結合。在國家大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目、江蘇省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目和江南大學大學生創(chuàng)新訓練計劃項目等資助下，實現(xiàn)學生創(chuàng)新訓練的全參與和全覆蓋，指導教師從選題開始就應該注重基礎理論知識在創(chuàng)新實驗中的應用，達到學以致用的目標。

（四）強化學生的畢業(yè)論文（設計）指導

畢業(yè)論文（設計）是學生畢業(yè)離校前最后一個實踐性環(huán)節(jié)，也是所學基礎理論知識得到充分應用的關鍵環(huán)節(jié)，因此可以從課題的選擇、采取的技術路線、擬采用的研究方法和達到的預期目標等方面進行合理規(guī)劃與設計，充分發(fā)揮學生所學知識與理論的應用，提升學生運用知識的綜合能力，強化學生的專業(yè)基礎。同時，輕化工程專業(yè)的畢業(yè)生中從事與高分子相關行業(yè)的人數(shù)眾多，學科交叉特色鮮明，為學生的出國深造、攻讀研究生和就業(yè)奠定堅實的高分子基礎。

四、結語

根據(jù)國內外行業(yè)需求和自身特色，通過教學改革與實踐，圍繞復合型、創(chuàng)新型染整專業(yè)技術人才的培養(yǎng)目標，通過理論與實踐相結合、教學和科研相結合、校內與校外相結合、科學素養(yǎng)與人文情懷相結合的人才培養(yǎng)模式，注重理論知識的傳授與學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)相結合，全面提高和調動學生的學習積極性和學習興趣，為學生的學習與工作奠定堅實的基礎。

參考文獻：

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[4]胡建設，周愛娟，王宏光.高分子化學與物理實驗教學探索與實踐[J].高分子通報，2010，（5）：70-73.

篇(2)

關鍵詞新型高分子材料

1新型高分子材料的分類

1.1高分子分離膜

高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇透過性功能的半透性薄膜。與以溫度梯度、壓力差、電位差或濃度梯度為動力，使液體混合物、氣體混合物或有機物、無機物的溶液等分離技術相比，具有高效、省能和潔凈的特點，因而被認為是支撐新技術革命的重大技術。膜的形式有多種，一般用的是空中纖維和平膜。應用高分子分離膜的推廣可以獲得巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

1.2高分子磁性材料

高分磁性材料是人類在開拓磁與高分子聚合物新應用領域的同時，賦予磁與高分子傳統(tǒng)應用以新的涵義和內容的材料之一。早期的磁性材料源于天然磁石，后來才利用磁鐵礦燒結或鑄造成為磁性體。現(xiàn)在工業(yè)常用的磁性材料有稀土類磁鐵、鐵氧體磁鐵和鋁鎳鉆合金磁鐵等三種。它們的缺點是硬且脆加工性差。為了克服這些缺陷，將磁粉混煉于橡膠或塑料中制成的高分子磁性材料。這樣制成的復合型高分子磁性材料，不僅比重輕，容易加工成復雜形狀、尺寸精度高的制品，還能與其它的元件一體成型。因而這樣的材料越來越受到人們的關注。高分子磁性材料主要可分為結構型和復合型兩大類。目前具有實用價值的主要是復合型。

1.3光功能高分子材料

所謂光功能高分子材料指的是能夠對光進行吸收、透射、轉換、儲存的一類高分子材料。這類材料主要包括光記錄材料、光導材料、光加工材料、光轉換系統(tǒng)材料、光學用塑料、光導電用材料、光合作用材料、光顯示用材料等。光功能高分子材料可以制成品種繁多的線性光學材料，像普通的安全玻璃、各種棱鏡、透鏡等。利用高分子材料曲線傳播的特性，又以開發(fā)出非線性的光學元件，如塑料光導纖維等。先進的信息儲存元件光盤的基本材料就是高性能的聚碳酸脂和有機玻璃。

2開發(fā)新型高分子材料的重要意義

從高分子材料的出現(xiàn)到現(xiàn)代，世界工業(yè)科學不再只是對基礎高分子材料的開發(fā)研究。從90代開始，科學家們就將注意力轉到了高智能的高分子材料的開發(fā)上?，F(xiàn)代工業(yè)對于新型高分子材料的需求日益增加。新型高分子材料的開發(fā)主要集中在制造工藝的改進上，以提高產(chǎn)品的性能，節(jié)約資源，減少環(huán)境的污染。就目前而言，以茂金屬催化劑為代表的新一代聚烯烴催化劑的開發(fā)仍是高分子材料技術開發(fā)的熱點之一。開發(fā)應用領域在不斷擴大。在開發(fā)新聚合方法方面，著重于基團轉移聚合、陰離子活性聚合和微乳液聚合的工業(yè)化。與此同時，我們要重視在降低和防止高分子材料在生產(chǎn)和使用過程中造成的環(huán)境污染。我們應該大力進行有利于保護環(huán)境的可降解高分子材料的研究開發(fā)。新型高分子材料的開發(fā)，不但能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對于材料工業(yè)的高要求，更重要的是能夠促進能源與資源的節(jié)約，減少環(huán)境的污染，提高生產(chǎn)的能力，體現(xiàn)現(xiàn)代科技的高速發(fā)展。

3新型高分子材料的應用

現(xiàn)代高分子材料相對于傳統(tǒng)材料（如玻璃）而言是后發(fā)展的材料，但其發(fā)展速度的應用廣泛性卻大大超過了傳統(tǒng)材料。高分子材料不僅可以用于結構材料，還可以用于功能材料?，F(xiàn)階段新型高分子材料大致包括高分子分離膜，高分子復合材料，高分子磁性材料，光功能高分子材料這幾大類。這些新型的高分子材料在人類的社會生活、醫(yī)藥衛(wèi)生、工業(yè)生產(chǎn)和尖端技術等方方面面都有廣泛的應用。例如，在生物的醫(yī)用材料界中研制出的一系列的改性聚碳酸亞丙酯（PM-PPC）的新型高分子材料是腹壁缺損修復的高效材料；開發(fā)的苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂及聚酰亞胺等熱固性樹脂復合材料，這些材料比模量和比強度比金屬還高，是國防、尖端技術等方面不可缺少的材料；在工業(yè)污水的處理中，在不添加任何藥劑的情況下，可以利用新型高分子材料的物理法除去油田中的污水；同樣，在藥物的傳遞系統(tǒng)中應用新型的高分子材料，在包轉材料中的應用，在藥劑學中應用等等。

4結語

新型的高分子材料已經(jīng)滲透于人類生活的各個方面。材料是是人類生活和生產(chǎn)的物質基礎，人類用來制造各種產(chǎn)品的物質，是一個國家工業(yè)發(fā)展的重要基礎和標志。隨著時代的發(fā)展，技術的進步，高分子材料作為材料的重要組成部分越來越能影響人類的生活和工業(yè)的進步。不同于我們已經(jīng)開發(fā)研究成熟的一些傳統(tǒng)的材料，高分子材料的研究開發(fā)存在著無窮的潛力。正如一些科學家預言的那樣，新型高分子材料的開發(fā)很有可能會帶來現(xiàn)代材料界的一次重大改革。材料是人類用來制造各種產(chǎn)品的物質，是人類生活和生產(chǎn)的物質基礎，是一個國家工業(yè)發(fā)展的重要基礎和標志。我國國民經(jīng)濟和高技術已進入高速發(fā)展時期，需要日益增多的高性能、廉價的高分子材料，環(huán)境保護則要求發(fā)展環(huán)境協(xié)調、高效益的高分子材料制備和改性新技術，實施高分子材料綠色工程。作為材料重要組成部分的高分子材料隨著時代的發(fā)展，技術的進步，越來越能影響人類的生活，工業(yè)的進步。

參考文獻 

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[2] 羅華云，孫玲.高光注射成型技術的發(fā)展及應用[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2009（04）. 

篇(3)

關鍵詞：高中化學教材；前沿科技；合成有機高分子化合物；六國比較

文章編號：1008-0546（2015）07-0057-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2015.07.020

21世紀，科學技術已廣泛融入到現(xiàn)代生活各個方面。高中化學教材中前沿科技知識的滲透和編入不僅能體現(xiàn)課程綜合化與融合性的要求，更能使學生深入認識本學科甚至是交叉學科領先的科學技術[1]，讓學生意識到化學學習的意義和價值，認識到利用化學知識解決生活中問題的重要性，感受化學科學的實用性和創(chuàng)造性。世界各國高中化學教材均將科技前沿知識滲透到教學內容中作為在教材內容創(chuàng)新的重要方面，在保證內容選擇的基礎性與時代性的和諧統(tǒng)一方面各有特色。合成有機高分子材料是現(xiàn)代科技硬件的重要載體，被廣泛應用于醫(yī)藥衛(wèi)生、現(xiàn)代工農業(yè)生產(chǎn)以及國防科技、航空航天、信息通訊和生物工程等各個領域，是化學前沿科技最具代表性成果之一，也是學生認識化學科技在社會生活中應用最好的學習資源。本文以合成有機高分子材料為切入點，通過研究世界發(fā)達國家高中化學教材在內容選擇、編排與呈現(xiàn)方面滲透前沿科技成果的理念與做法，以期為我國高中化學教材內容創(chuàng)新提供啟示。

一、研究對象

研究選取了中國、日本、澳大利亞、新加坡、美國、英國六國的主流高中化學教材作為研究對象，其名稱、出版社、出版信息見表1。

二、內容選取

要認識合成有機高分子材料，“合成有機高分子化合物”是其重要的基礎。我們從“合成有機高分子化合物”內容入手研究。

1. 選取比例

“合成有機高分子化合物”包含“合成有機高分子化合物基礎”（以下簡稱“合成基礎”，主要包含單體、聚合反應、高分子化合物的結構與合成高分子化合物的合成技術等內容）、“合成高分子材料”（主要包含各類合成高分子材料的性質、結構、合成、用途、分類及處理等內容）、“功能高分子材料”和“復合材料”四部分內容。用該四部分內容的知識點數(shù)目除以“合成有機高分子化合物”總知識點數(shù)目，所得百分比來表示各部分內容選取的比例。六國高中化學教材中四部分內容占“合成有機高分子化合物”的比例見圖1（左側餅形圖）。

由圖1可以看出，“合成高分子材料”在六國教材中均為最主要的內容（比例均在60%以上）；其次是“合成基礎”（比例平均在20%～30%）；“功能高分子材料”各國差異較大：比例最大（11%）為中國教材，其次是日本教材（8%）、新加坡教材（5%），其他國家沒有該部分內容；“復合材料”只有中國和澳大利亞教材涉及，比例均為2%。

“合成高分子材料”包含“塑料”“化學纖維”和“合成橡膠”三部分內容。用同樣的方法求得圖1右側餅形圖的數(shù)據(jù)，可以看出，“塑料”在六國教材中所占比例均為最大（比例均在45%以上），其次分別為“化學纖維”和“合成橡膠”（美國和英國教材除外）。

2. 內容深度

從學習認知水平角度分析，發(fā)現(xiàn)，日本教材在“合成高分子材料”、“合成基礎”部分內容最深，難度最大。

日本教材在“塑料”部分介紹的塑料種類最多，包含聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尿素樹脂、酚醛樹脂、聚硅氧烷樹脂、聚醋酸乙烯酯、密胺樹脂和離子交換樹脂共10種；澳大利亞教材提到9種，新加坡教材5種，中國和英國教材僅為3種，美國教材最少，為2種。日本教材不僅包含的塑料種類最多，而且都深入詳細地介紹了每一種聚合物的性質或結構以及聚合反應方程式和用途。澳大利亞教材雖然給出的塑料種類多，但是除了詳細介紹聚乙烯、聚氯乙烯這兩種聚合物，其他都是簡單介紹其性質和用途。中國教材包含的塑料種類雖少，但對聚乙烯和酚醛樹脂兩種聚合物的介紹最為詳細。

在“化學纖維”部分，日本教材編入的化學纖維種類最多，包括合成纖維中的6-6尼龍、芳綸纖維、6-尼龍、滌綸、聚丙烯腈纖維、維綸，和人造纖維中的粘膠纖維、銅氨人造絲、醋酸鹽纖維共9種，并且從性質、聚合反應方程式、用途這幾個方面詳細地一一介紹。中國教材僅簡單提及“六大綸”。新加坡教材給出2種，澳大利亞和美國教材僅給出1種。

在“合成橡膠”部分，日本教材提到的合成橡膠種類最多，包含丁苯橡膠、腈基丁二烯橡膠、聚氯丁二烯共3種，并詳細介紹其性質或符號以及聚合反應方程式或用途。中國教材僅講到順丁橡膠一種，但從特點、聚合方程式以及橡膠的硫化和用途等方面很詳細地進行了介紹。美國教材僅提到丁苯橡膠的符號。

在“合成基礎”部分，日本教材提到的聚合反應方式最多，包含加聚、縮聚、開環(huán)聚合、共聚合4種，中、澳、新、美、英五國教材僅呈現(xiàn)了加聚、縮聚2種。

3. 課程功能實現(xiàn)

從教材中“合成有機高分子化合物”內容的課程功能實現(xiàn)角度分析，我們發(fā)現(xiàn)六國教材中澳、新、美、英教材更加注重對科學方法的教育：

（1）實施技術方法教育。澳大利亞教材把“合成有機高分子化合物”作為技術教育的重要內容，占用一節(jié)的篇幅詳細介紹了7種修飾多功能高分子聚合物的手段和3種高分子材料成型技術，以及各種手段和技術的應用[2]。澳大利亞教材中該部分內容將高分子合成的基礎原理和化工生產(chǎn)結合起來，是合成理論過渡到實踐的橋梁，實現(xiàn)了合成技術的“工藝化”，是培養(yǎng)學生技術素養(yǎng)的有效內容。

（2）滲透環(huán)保教育。新加坡和英國教材除了介紹塑料的廣泛應用之外還選取較大量的內容來講述其危害性，澳大利亞和美國教材詳細介紹了“分類回收法”的廢舊塑料處理方法，澳大利亞和中國教材提到了可降解高分子材料的研發(fā)，這將有利于學生了解材料的使用與環(huán)保的關系。

（3）提升實踐能力。澳大利亞和美國教材詳細列出了塑料制品的回收標識、代表的類型名稱及性質、應用。回收標識也是健康證，學生可以在生活中根據(jù)編號來判斷塑料的種類和質量，從而有利于幫助學生學會鑒別化學信息的真?zhèn)魏推焚|，養(yǎng)成獨立思考及反思的能力，培養(yǎng)學生的批判性思維，同時啟發(fā)學生學會利用分類的方法解決生活中的化學問題，引導學生將化學知識應用到實踐中去，提升學生的實踐能力。

三、組織編排分析

表2列出了各國教材中涉及“合成有機高分子化合物”內容的章節(jié)編排情況。

依據(jù)教材中章節(jié)的設置，我們發(fā)現(xiàn)其組織編排方式有2種類型：（1）獨立成章。中國和日本教材分設兩章介紹有機高分子化合物，澳大利亞和新加坡教材設置一章。日本教材按合成有機高分子化合物的分類設章，而中國教材是按學習難度于必修2和選修5分設兩章，采用螺旋式的組織編排方式。（2）獨立成節(jié)。美國和英國教材如此。

依據(jù)教材編寫所體現(xiàn)的課程觀分類，其組織編排方式有2種類型：（1）學科中心設計取向。中、美、新教材以有組織的學科知識作為教材設計的基點，按照學科結構為中心來組織學習內容[3]；（2）社會生活問題中心設計取向。日、澳、英教材以生活、社會問題作為教材編寫設計的基點，巧妙地將合成有機高分子化合物與生活實際聯(lián)系起來，使學生在潛移默化中學會利用所學知識原理更科學、深入地認識、利用生活中的有機高分子材料，更大限度地實現(xiàn)其教學價值。

另外，各國教材組織編排各具特色：（1）日本和澳大利亞教材設置了章的上級標題――“研究領域”，使知識體系更加系統(tǒng)、清晰；（2）澳大利亞和新加坡教材的節(jié)標題設置詳細、具體，核心概念界定清晰。中國教材章下的節(jié)標題少，每個節(jié)標題包含內容范圍過大，且節(jié)標題下的小標題很少，導致框架不清晰，文字閱讀量大，不利于學生進行信息提取，加之該部分知識內容多，分類復雜，這無形之中加大了學生學習難度。

四、結論與啟示

通過對六國教材“合成有機高分子化合物”內容分析和組織編排的比較，我們可以獲得如下結論：

“合成有機高分子材料”均已成為高中化學教材中合成有機高分子化合物的核心內容。教材中增加合成高分子材料種類與反應類型，可為學生廣泛認識生活中的高分子材料奠定堅實的理論基礎，使學生深入理解有機化學基礎，拓展有機合成的創(chuàng)新性思維，以化學學科思維更科學深入地認識身邊的高分子材料制品；同時，高分子材料制備技術方法的介紹對于提升即將面臨職業(yè)定向的高中生的應用創(chuàng)造能力和技術素養(yǎng)有著重要作用；再有基于合成有機高分子化合物的介紹，滲透環(huán)保意識，有利于使教材向多維化和融合性發(fā)展。

我國高中化學教材在核心內容的選取上同各國一致，并采取由淺入深螺旋式的組織編排方式，這些是值得肯定的，但合成高分子化合物類型單一，缺乏與生活相聯(lián)系和對科學方法的滲透這些問題值得我們深思。由此我們提出如下建議：在內容選取方面，應適當豐富合成高分子化合物的種類；充分發(fā)揮前沿科技類內容所特有的教育功能，注重對技術方法、環(huán)保意識、實踐能力和批判性思維的教育，全面提升學生的應用和創(chuàng)新能力。在組織編排上，前沿科技類內容更適合采取社會生活問題中心設計編排，注重化學與社會生活實際的緊密聯(lián)系；對于內容繁雜的部分建議采用細致詳細的標題設置，同時可選擇性增設“研究領域”等標題。

參考文獻

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篇(4)

關鍵詞：高分子材料,；材料成型； 控制技術

中圖分類號： TB324文獻標識碼：A 文章編號：

前言

隨著現(xiàn)代社會科技水平的提高和科技工作者的努力，高分子材料成型技術得到了飛速的發(fā)展，在現(xiàn)代化的工業(yè)建設中起著越來越重要的作用。下面通過簡要敘述高分子材料成型的基本原理、高分子材料成型過程中的控制。探析高分子材料成型及其控制技術。

1.高分子材料成型的基本原理及問題

通常，在傳統(tǒng)的高分子工業(yè)生產(chǎn)中,高分子材料的制備和加工成型是兩個截然不同的工藝過程。制備過程主要是化學過程：單體、催化劑及其他助劑通過反應堆或其他合成反應器生成聚合物。聚合反應往往需要幾小時甚至數(shù)十小時, 部分聚合反應還需要在高溫、高壓或真空等條件下進行。聚合反應結束后再分離、提純、脫揮和造粒等后處理工序。制備過程流程長、能耗高、環(huán)境污染嚴重,增加了制造成本。合成的聚合物再通過加工成型,得到制品。一般采用擠塑、注塑、吹塑或壓延等成型工藝,設備投資大。此外,加工過程中,聚合物需要再次熔融,增加了能耗。高分子材料反應加工是將高分子材料的合成和加工成型融為一體,賦予傳統(tǒng)的加工設備(如螺桿擠出機等)以合成反應器的功能。單體、催化劑及其他助劑或需要進行化學改性的聚合物由擠出機的加料口加入,在擠出機中進行化學反應形成聚合物或經(jīng)化學改性的新型聚合物。同時,通過在擠出機頭安裝適當?shù)目谀?直接得到相應的制品。反應加工具有應周期短(只需幾分到十幾分鐘)、生產(chǎn)連續(xù)、無需進行復雜的分離提純和溶劑回收等后處理過程、節(jié)約能源和資源、環(huán)境污染小等諸多優(yōu)點。

高分子材料的性能不僅依賴于大分子的化學和鏈結構,而且在很大程度上依賴于材料的形態(tài)。聚合物形態(tài)主要包括結晶、取向等, 多相聚合物還包括相形態(tài)( 如球、片、棒、纖維及共連續(xù)相等) 。聚合物制品形態(tài)主要是在加工過程中復雜的溫度場與外力場作用下原位形成的。

高分子反應加工分為兩個部分：反應擠出和反應注射成型。目前國內外研究與開發(fā)的熱點集中在反應擠出領域。高分子材料的反應擠出通常包括兩個方面：一是將反應單體、對話及核反應助劑直接引入螺桿擠出機,在連續(xù)擠出的過程中發(fā)生聚合反應,生成聚合物；二是將一種或數(shù)種聚合物引入螺桿擠出機, 并在擠出機的適當部位加入反應單體、催化劑或反應助劑, 在連續(xù)擠出的過程中,使單體發(fā)生均聚或與聚合物共聚,或使聚合物間發(fā)生偶聯(lián)、接枝、酯交換等反應, 對聚合物進行化學改性或形成新的聚合物。反應加工過程中涉及的化學反應有自由基引發(fā)聚合、負( 或正) 離子引發(fā)聚合、縮聚、加聚等多種反應類型, 與傳統(tǒng)反應需數(shù)小時或十幾小時相比,其反應時間往往只有幾分鐘或幾十分鐘。

高分子材料的合成和制備一般是由幾個化工單元操作組成的,高分子反應加工把多個單元操作熔為一體,有關能量的傳遞和平衡,物料的輸運和平衡問題,與一般單個化工單元操作截然不同。由于反應加工過程中發(fā)生的化學反應(聚合)多為放熱反應,傳統(tǒng)聚合過程是利用溶劑和緩慢反應解決傳熱與傳質問題的,而在聚合反應加工過程中,物料的溫度在數(shù)分鐘內將達到 400-800℃,若不將反應過程中產(chǎn)生的熱及時的脫除,物料將發(fā)生降解和炭化。傳統(tǒng)的加工過程是通過設備給聚合物加熱,而聚合反應加工中是需要快速將聚合生成的熱量通過設備移去,因此,必須從化學工程和工程熱物理學兩個方面開展相應的基礎研究。

高分子材料的物理機械性能、熱性能、加工性能等均取決于其化學結構、分子結構和凝聚態(tài)的形態(tài)結構,而高分子材料的形態(tài)結構則與加工工藝有著密切的關系。

流變學是研究物體流動和變形的科學,高分子材料流變學是其成型加工成制備的理論基礎。伴隨化學反應的高分子材料的流變性質則有其自身的規(guī)律和特點。因此, 研究反應加工過程中的化學流變學問題將為反應加工過程的正常進行和反應產(chǎn)物加工成制品提供重要的理論基礎。

2高分子材料成型過程中的控制

一般說來，在六七十年代主要重視的是單一聚合物在通常加工過程中的形態(tài)；到了七八十 年代以通常聚合物共混物相形態(tài)形成規(guī)律以及單一聚合物在特殊加工條件下形態(tài)成為主要研究對象；九十 年代以來,主要從控制聚合物形態(tài)規(guī)律出發(fā), 研究新型聚合物、新型加工過程中聚合物形態(tài)形成、發(fā)展及調控, 通過新型形態(tài)及特殊形態(tài)的形成,獲得性能獨特的單一或多相高分分子材料。

我國是自 20 世紀 80 年代以來,對聚合物及其共混物在加工中形態(tài)發(fā)展和控制給予了高度重視。方向上大體是與國際同步的。近年來,我們國家主要研究內容涉及高分子材料加工過程中形態(tài)控制的科學問題,包括高分子在復雜溫度、外力等各種外場作用下聚合物形態(tài)結構演化、形成規(guī)律以及在溫度、壓力等各種極端狀態(tài)下高分子聚集態(tài)結構的特點。在已取得的理論成果知道下,開發(fā)了多種新型高分子材料,有的產(chǎn)生了良好經(jīng)濟效益。多數(shù)聚合物多相體系不相溶,給共混物加工中形態(tài)控制和穩(wěn)定帶來困難。通常是加入第三組分改善體系的相容性。聚合物加工中制品處于非等溫場中,制品溫度對其形態(tài)及性能有很大影響。但在通常聚合物加工中制品溫度控制非常盲目,原因是很難知道不同制品位置溫度隨時間的變化關系。關鍵是要弄清楚聚合物及其共混物在非等溫場作用下制品溫度隨時間變化關系。研究微纖對基體聚合物結晶形態(tài)、結構的影響,發(fā)現(xiàn)不僅拉伸流動行式成核和纖維成核,而且發(fā)現(xiàn)纖維在拉伸流動場作用下輔助成核。將導電離子組裝到微纖中, 使微纖在體系中形成導電三維網(wǎng)絡結構,從而顯著降低體系的導電逾滲值和獨特的 PTC(電阻正溫度效應)和 NTC(電阻負溫度效應)效應。

高分子材料的形態(tài)與物理力學性能之間有密不可分的關系,這是高分子材料研究中的一個永恒課題。與其他材料相比, 高分子材料的形態(tài)表現(xiàn)出特有的復雜性：高分子鏈有復雜的拓撲結構、共聚構型和剛柔性,可以通過現(xiàn)有的合成方法進行分子設計和結構調整；高分子長鏈結構使得其熔體有粘彈性；高分子的馳豫時間很寬,并在很小的應變作用下出現(xiàn)強烈的非線。

3高分子材料的發(fā)展趨勢

高分子材料的高性能化：現(xiàn)有的高分子材料雖已有很高的強度和韌性,某些品種甚至超過鋼鐵,但從理論上推算,還有很大的潛力。另外,為了各方面的應用, 進一步提高耐高溫、耐磨、耐老化等方面的性能是高分子材料發(fā)展的重要方向。改善加工成形工藝、共混、復合等方法, 是提高性能的主要途徑。

高分子材料的功能化：高功能化主要是指具有特定作用能力的高分子材料。這種特定作用能力, 即“特定功能”是由于高分子上的基團或分子結構或兩者共同作用的結果。這類高分子材料又稱為功能高分子。例如, 高吸水性材料、光致抗蝕材料、高分子分離膜、高分子催化劑等,都是功能化方面的研究方向。

高分子材科的生物化：生物化是高分子材料發(fā)展最快的一個方向。各種醫(yī)用高分子就屬于這一范疇。有人認為,除人腦僅 1.5kg 重的大腦外,其他一切器官均可用高分子材料代替。此外, 生命的基礎,細胞、蛋白質、胰島素等也均屬于高分子。生物化于是成為高分子科學的一個最主要發(fā)展方向。如合成或模擬天然高分子,使之具有類似的生物活性,代替天然的組織或器官。

結束語

綜上所述，在科技日益進步的今天，我國必須走具有中國特色的發(fā)展高分子材料成型加工技術與裝備的道路，把握技術前沿，培育自主知識產(chǎn)權。促進科學研究與產(chǎn)業(yè)界的結合，加快成果轉化為生產(chǎn)力的進程，加快我國高分子材料成型加工高新技術及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是必由之路。

參考文獻：

[1] 高分子材料的發(fā)展方向.國家自然科學基金委員會.高分子材料科學.科學出版社，1994.

[2] 史玉升,李遠才,楊勁松.高分子材料成型工藝[M].化學工業(yè)出版社，2006.

篇(5)

1. 編寫具有特色的實驗教材

實驗教材是學生實踐課程的主要學習工具。為使學生通過實驗更好的驗證課堂教學理論，我們根據(jù)本校的實驗條件編寫了供高分子化學實驗課程使用的參考資料。其特點在于所含聚合反應類型全面，實驗貼近生活、有趣味性，制備了一些生活中常用的高分子產(chǎn)品，安排了一些探索性、設計性以及綜合性實驗，以調動學生的學習興趣，培養(yǎng)學生在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。

2. 建設實驗課程網(wǎng)站

建設實驗課程網(wǎng)站，把可開設的實驗都列入其中，并將實驗大綱、講義和課件等內容都放在網(wǎng)絡上，讓學生充分了解課程安排、課程要求等課程信息，可通過網(wǎng)上的資料提前預習實驗項目，了解實驗過程中的注意事項等。同時，網(wǎng)站的建設加入了對實驗步驟、儀器構造、操作規(guī)程等的介紹，避免了實驗開設過程中不必要的講解時間，增加學生自主學習的時間和空間。

在高分子實驗課中開展網(wǎng)上選課，將所有實驗的信息放在網(wǎng)上，讓學生在可開設的實驗課范圍內選擇自己感興趣的實驗，提高學生求知的主動性和積極性。

3. 改進實驗教學項目

高分子化學是一門以實驗為基礎的自然科學。傳統(tǒng)的實驗課程內容主要是驗證性實驗或指導性實驗，是促進學生形成化學概念、理解和鞏固化學知識的一種手段, 是一種依附于概念和理論的添加劑，處于一種從屬地位,學生僅僅是按照教材已經(jīng)規(guī)定好的實驗操作步驟做一些重復性的工作，缺乏系統(tǒng)性、探索性和實用性,學生的學習主動性不高[2]。為適應高分子科學的飛速發(fā)展, 培養(yǎng)學生對高分子化學學科學習的主動性，激發(fā)學生去了解、學習、探索高分子化學的學科領域及高分子材料的來源，提高學生的動手能力、思維能力、求異能力、創(chuàng)新能力和科研能力，有必要對高分子化學實驗教學項目進行改革和探索。

為使學生畢業(yè)后盡快適應突飛猛進的高分子領域, 我們認真做好現(xiàn)有教材的知識傳授,結合重慶理工大學高分子材料科學與工程專業(yè)的特點及實際情況，精選出具有代表性的基礎性實驗，旨在讓學生掌握高分子化學的基礎理論和基本操作技能與實驗方法。

由于基礎性實驗大多都屬于驗證性實驗，創(chuàng)新性不強，教學內容僵化，不利于學生創(chuàng)造思維能力的發(fā)揮,不利于培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力,學生的動手能力受到一定的限制,甚至可能使部分學生產(chǎn)生惰性的問題[4]。因此，我們對基礎性實驗進行了一系列調整，例如在制備聚甲基丙烯酸甲酯的實驗過程中，我們讓學生在制備的過程中，將自己的大頭貼等嵌入制件，自制鑰匙扣，手機鏈等小工藝品，這樣大大調動了學生的積極性，在制備的過程中，學生更加積極的思考，并與老師交流互動，明顯提高了教學效果。在增加趣味性實驗的同時，我們還開發(fā)了一些聯(lián)系生活實際的應用型實驗，在實驗中突出材料的有用性，使學生親自體驗高分子化學實驗的實用價值, 激發(fā)創(chuàng)造動機。

此外，我們改一些基礎性、驗證性的實驗為探索性、設計性的實驗。讓學生自主選擇實驗所用藥品并設計實驗過程，最終制得產(chǎn)物。由于不同的學生的實驗過程不同,使得學生在實驗過程中認真觀察，對實驗過程中的問題積極思考并與指導老師交流。通過這樣的過程不但對實驗的基本理論、基本概念理解更加透徹,同時提高了學生的思維邏輯性、嚴密性，對學生的全面發(fā)展具有積極的促進作用。

在學生都具備一定的實驗基礎，掌握了一定的實驗技能后開設具有工程特色的綜合性實驗項目，這些項目可以是老師的科研項目，也可以是學生自主設計開發(fā)。要求每位學生進行一個綜合實驗，通過教學與科研相結合，學生可以系統(tǒng)地掌握原料的合成、高分子材料的制備及高分子材料性能與表征方法。用高水平的科研帶動實驗課教學，實驗結束后，要求學生以論文形式完成實驗報告，并認真分析討論實驗結果，分析實驗成敗的關鍵。綜合實驗項目有利于提高學生的科研能力、創(chuàng)新意識和綜合分析能力。

4. 完善實驗考核方式

為了客觀、全面地反映學生的實驗綜合能力，我們完善了實驗的考核方式，將實驗成績分為四個部分：(1)平時成績,占總成績的10 %，主要包括:出勤、預習報告、回答問題等；(2)操作成績,占總成績的30 %,主要包括：儀器的安裝、操作的規(guī)范性以及實驗安全，實驗衛(wèi)生等；(3)實驗報告成績,占總成績的30 % ,主要包括：實驗目的與原理及實驗步驟及現(xiàn)象、結果與討論等；(4)實驗考試成績，占總成績的30%，教師根據(jù)本學期所開實驗內容，提出考試題目，重點考核實驗機理、儀器的安裝與拆卸、實驗過程與現(xiàn)象，學生隨機抽題，現(xiàn)場完成。以上實驗考核方式的完善，有利于改善學風，提高學生的主觀能動性與實驗綜合素質。

篇(6)

關鍵詞：高職；高分子材料化學基礎；內容；改革

《高分子材料化學基礎》是高分子材料加工技術專業(yè)一門必修的專業(yè)基礎課，是以高中（包括中專、技校、職高）化學基礎為起點，以高分子化學知識為核心內容，融入高分子化學所必要的無機化學、有機化學、物理化學知識，構建本專業(yè)基本的化學知識體系，培養(yǎng)本專業(yè)所需化學實驗操作基本技能，為學習后續(xù)的《塑料材料》、《高分子材料成型加工基礎》、《塑料測試技術》、《塑料混配技術》、《塑料成型技術》等課程打基礎。顯然該課程是高分子材料加工技術重要的專業(yè)基礎課。但從目前該課程的內容體系來看，學科體系明顯，內容體系仍是無機化學、有機化學、物理化學及高分子化學知識體系的機械組合，其結果是課程內容多而雜，理論深而澀，給該課程的教學帶來困難而且教學效果欠佳，可以認為目前該課程體系無法適應高職教育的要求，所以很有必要對該門課程的內容進行改革。

一、課程教學內容改革的依據(jù)

本門課程教學內容改革的依據(jù)主要考慮如下三點：第一是考慮高分子材料加工技術畢業(yè)生主要就業(yè)崗位對化學知識、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基礎知識與從事化學實驗室工作的技能；第二是考慮畢業(yè)生職業(yè)生涯發(fā)展的需要，要讓學生掌握能夠支持其進一步提高其專業(yè)水平所需的化學知識，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知識的掌握程度以及學習能力的實際情況。

為了掌握高分子材料加工技術專業(yè)畢業(yè)生的主要就業(yè)崗位對化學基礎知識、技能及態(tài)度的要求，我們對湖南塑料行業(yè)校企聯(lián)盟企業(yè)進行了走訪調查，調查的主要企業(yè)有湖南路路通塑業(yè)有限公司、湖南神塑科技有限公司、南車集團時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25家塑料加工企業(yè)通過電子郵件發(fā)送調查表進行了調查，28家外省企業(yè)進行了電話訪問調查，調查塑料加工企業(yè)達到61家。調查結果表明我校高分子材料加工技術專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)主要有四大技術工作崗位，分別是塑料擠出技術員崗位、塑料注射技術員崗位、塑料配方技術員崗位、塑料測試技術員崗位。我們根據(jù)這四個主要技術崗位所需要的化學基礎知識進行了問卷調查，發(fā)出問卷調查表207份，回收調查表198份。《高分子材料化學基礎》教學內容需求調查表如表1所示。

從調查表中我們可以看出，《高分子材料化學基礎》七個單元的內容對我校畢業(yè)生主要就業(yè)崗位都是需要的，其中以塑料配方技術員對《高分子材料化學基礎》知識要求最高，統(tǒng)計需要數(shù)據(jù)達到1247次，其它三個就業(yè)的主要崗位對《高分子材料化學基礎》內容要求相關不大，均超過了1100次，就業(yè)的其它崗位對本門課程的要求相對不高，只有934次。由此我們可以得出，《高分子材料化學基礎》對本專業(yè)主要就業(yè)技術崗位來說非常重要，但對在其它崗位上就業(yè)的畢業(yè)生重要性相對降低。就各單元來說，以“碳鏈高聚物及其單體”單元最為重要，調查表中統(tǒng)計次數(shù)達964次，調查企業(yè)對象認為最不重要的內容是“高聚物合成”單元，只有573次，其次不重要的是“高聚物化學反應”單元，為707次，其它單元的統(tǒng)計次數(shù)多在800次左右，這幾個單元的內容是可以認為是很重要的。

通過本次調查，我們知道了《高分子材料化學基礎》哪些內容對畢業(yè)生就業(yè)崗位是最重要及很重要的，哪些內容相對不重要，為我們對《高分子材料化學基礎》課程教學內容的選取找到了可靠的依據(jù)。

對于教學內容的選取我們也不能完全采取實用主義的辦法，也就是說不是采用學生在企業(yè)的就業(yè)崗位用到那些知識我們就教授那些知識，高等職業(yè)教育屬于國民教育序列中的高等教育，還需要考慮學生職業(yè)生涯的發(fā)展，也就是說為學生提供能夠支撐其后續(xù)發(fā)展所必需的化學基礎知識。采取的措施是在學生高中化學知識的基礎上，將高等教育層次的化學基本的原理、理論融入各教學單元中，提高學生化學基本知識與技能，達到高分子材料加工技術專業(yè)大專層次所必需的化學基礎。

同時我們還要考慮目前高職生源的實際情況，目前高職生源一般來說對高中化學課程掌握的情況不理想，學習能力也有待提高，所以我們選取《高分子材料化學基礎》內容時也不能脫離生源基礎的實際情況，沒有必要將過深的化學理論納入教學內容，不然學生無法掌握教學內容，反而造成不利于提高教學質量的影響，如結構化學的內容、化學反應機理的動力學分析等內容不必作為《高分子材料化學基礎》的內容，以往的教學實踐也證明過深的教學內容對學生學習本門課程是不利的。容易造成學生失去學習的信心與興趣，從而從整體上影響課程教學效果。

二、教學內容的整合

如前所述，目前《高分子材料化學基礎》的內容體系是無機化學、有機化學、物理化學、高分子化學等多門化學課的機械組合，每門課的教學課時在以往的教學中都在100個學時以上，即總課時在400學時以上，要在96學時的《高分子材料化學基礎》這門課教授完原來400學時以上的內容，顯然不對教學內容進行整合是不可能教授完相關內容，所以必須對高分子材料加工技術專業(yè)化學基礎的教學內容進行整合，整合的依據(jù)就有前面所述的三個考慮。在課程內容的整合過程中，必須防止以前出現(xiàn)的幾大化學內容簡單的機械的組合，為此要正確把握好這幾門化學基礎課中相關內容的整合和優(yōu)化，按照高分子材料加工技術專業(yè)人才培養(yǎng)目標對知識、技能及態(tài)度的要求，科學地進行“綜合”，嚴格地把握好對相關課程內容“取”與“舍”的尺度。課程內容整合是為了改變以往按單一學科系統(tǒng)分別設置課程，各課程自成一體，缺乏聯(lián)系，重理論而輕實踐的現(xiàn)象和課程與課程間的內容重復，為此我們重新設計了《高分子材料化學基礎》的內容結構體系，課程內容體系如表3所示。

從《高分子材料化學基礎》教學內容新體系可以看出，新的內容體系打破了原來的幾大化學課程內容機械組合的學科體系，考慮課程的職業(yè)性，是根據(jù)本專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)崗位對本門課程知識、技能及態(tài)度的需要來設計內容，沒有學科體系的影響。將無機化學、有機化學、物理化學、高分子化學這四門課的內容根據(jù)職業(yè)崗位的需要進行了取舍，整合為一門課程，即《高分子材料化學基礎》。需要調整課程結構，重新優(yōu)化課程內容，處理好相關內容的銜接。高分子材料化學基礎以高分子材料為主線，無機化學部分容入各教學單元中，有機化學與高分子化學知識密切結合，物理化學內容也容入相關教學單元，舍去過深理論性教學內容，教學內容結合實際，提高學生學習本門課程的興趣，從而提高教學效果。課后最后一個單元是綜合訓練，教學內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驗等，這些教學內容結合生產(chǎn)及生活實際，很好地實現(xiàn)了課程教學目標，教學實踐證明，學生在學習這些內容時興趣昂然，取得了較好的教學效果。

三、課程整合注意問題及效果

篇(7)

關鍵詞：高分子材料專業(yè)；化工原理；教改實踐；教學內容；教學方法

化工原理是一門綜合性技術學科，主要研究化學工業(yè)生產(chǎn)中有關的各單元操作的基本原理、所用的典型設備結構、工藝尺寸設計和設備的選型的共性問題。它是綜合運用數(shù)學、物理、化學等基礎知識，分析和解決化工類型生產(chǎn)中各種物理過程的工程學科，主要強調工程觀點、定量運算、實驗技能及設計能力的培養(yǎng)，強調理論聯(lián)系實際。由于其在培養(yǎng)學生工程科學及工程技術的雙重教育任務中起到重要作用，目前該課程是化工類及相近專業(yè)的一門重要的技術基礎課，很適合現(xiàn)在的“重基礎寬口徑”本科教育的培養(yǎng)理念。筆者所在校的化學工程專業(yè)、食品工程專業(yè)、制藥專業(yè)、高分子材料與加工專業(yè)和生物化工專業(yè)都開設了該門課程的教學任務。

化工原理教材源自1923年美國麻省理工學院的著名教授W.H.Walker等教授發(fā)表的首部著作――Principle of Chemical Engineering。我國最早是浙江大學在1927年首建化學工程系時開設了該門課程的。自此有關化工原理課程的教學與改革工作開始深受學者們重視，目前化工原理的理論教材正式出版的已達20多個版本，同時發(fā)表的教研論文也有近600篇。然而，目前多數(shù)教材有一個普遍的特點就是偏重于引介傳統(tǒng)的基礎化工知識，對化學工程類專業(yè)的學生適應性強而缺乏與其他的教學專業(yè)間的密切聯(lián)系，從而易使其他非化工類專業(yè)的學生產(chǎn)生教材對于他們專業(yè)適用性不強的錯覺。這也導致部分的非化工類專業(yè)學生對該門課程學習興趣不強。如果將學生的專業(yè)課程的知識融入化工課程原理的教學中，以化工原理知識在非化工類相關專業(yè)中的應用為切入點引導這類專業(yè)學生的學習興趣是很重要的。

高分子材料與加工專業(yè)是以相對分子質量較高的化合物構成的材料包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料等為研究對象研究其合成改性和加工成型等的一門科學。這有別于多數(shù)化工原理教材中引述的小分子物質如水、苯或甲苯等常規(guī)化學品的。如何將化工原理知識和高分子材料加工應用實例結合起來教學，從而提高該專業(yè)學生學習該門課程的積極性，筆者圍繞著教學內容和教學方法等，在課堂上開展了一系列的教改實踐與嘗試，并獲得了好的效果。

一、闡明高分子生產(chǎn)加工與化工生產(chǎn)間的內在聯(lián)系高分子材料加工涉及的通常是高分子材料成型加工方法，化工原理課程也是海南大學（以下簡稱“我?！保└叻肿硬牧吓c工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。學生在初學化工原理時可能感覺與高分子加工技術相差較大，對將來專業(yè)知識沒有直接幫助，學習的積極性與主動性均難以充分調動，甚至還易產(chǎn)生消極抵觸的情緒。因此，在課程剛開始的緒論這一章的教學中在介紹什么是化學工業(yè)過程時筆者不以教材里的傳統(tǒng)化工加工為例，而是詳舉高分子行業(yè)中運用化工原理知識進行材料加工處理的實例，提前介紹一些高分子材料加工的方法，拉近學生與傳統(tǒng)化工加工技術的距離，讓學生理解高分子加工的一些操作與傳統(tǒng)化工類的操作間的異同點，以便消除同學們內心的疑惑，指明高分子材料加工專業(yè)的同學學習化工原理知識的必要性。

如天然橡膠的初加工是海南（以下簡稱“我省”）省的特色產(chǎn)業(yè)也是我校高分子材料專業(yè)的一個重要方向。從天然橡膠樹上采割的膠乳經(jīng)過一系列的處理得到干膠產(chǎn)品（如圖所示）。在這個過程中干燥、濃縮、壓片等操作與傳統(tǒng)化工生產(chǎn)中的相關的單元操作一樣，所用的基本原理相同，設備基本通用。

高分子材料如聚乙烯的合成中乙烯氣體在常壓常溫下，加壓輸送合成前的加熱升溫操作及反應后產(chǎn)物的分離與傳統(tǒng)化工專業(yè)的流體輸送原理及加熱原理是相同的，所用設備是相通的。二、將高分子加工工藝融入化工原理的課程教學中在高分子材料的加工中采用了大量的化工單元操作。但這些高分子加工工

制膠方法圖藝在傳統(tǒng)的化工原理教材中是看不到的。這就要求任課教師具有高分子材料加工方面的知識背景，這樣可以將高分子加工工藝中運用到的化工原理的知識融入課程的教學中，學生領會到該門課程的知識在專業(yè)知識中的基礎作用學習興趣才會提高，并且在將來的工作中能有意識地提前運用化工原理的理論知識，進行企業(yè)的節(jié)能降耗等的工藝改進。

如在以動量傳遞理論為基礎的單元操作的有關教學中，教材通常是以牛頓型流體如水、苯或甲苯等常規(guī)化學品的流體輸送為例，而高分子材料專業(yè)的學生處理對象多為大分子材料，所處狀態(tài)通常固體顆?；蝠こ頎顟B(tài)，屬于非牛頓型流體范疇。因此教材中的例子缺乏對高分子材料專業(yè)學生的足夠吸引力，難以達到應有的示例效果。教學中我們以膠乳廠中天然濃縮膠乳的生產(chǎn)工藝為例，說明工藝中我們利用泵提供新鮮膠乳能量，促使其流入高速離心機中，而離心機是非均相物分離的一個單元操作。高分子量的聚異戊二烯在離心機轉鼓的軸中心較遠的地方富集，而小分子如水分、小分子量的聚異戊二烯在軸中心附近富集。將這兩個位置的乳液分別導出就分別得到濃縮膠乳和膠清膠，并利用非牛頓型流體的阻力計算方法表明，由于膠乳的黏稠度遠大于水的黏度在動力消耗上要比同等條件下輸送水的動力消耗大。

鑒于在塑料或橡膠的加工生產(chǎn)中大量運用到了螺桿擠出機。所以在流體輸送設備介紹中，筆者是以螺桿擠出機在塑料加工中的應用為例，說明螺桿擠出機的工作原理，并且介紹在塑料擠出機的料斗的顆粒進料系統(tǒng)中可以利用固體流態(tài)化技術，采用真空吸料或用鼓風機壓料進行原料輸送。

在以熱量傳遞為理論基礎的單元操作中，在介紹以導熱方式進行的熱傳遞時，筆者以未硫化膠膜在平板硫化儀內加熱硫化為例進行導熱說明。而以塑料在螺桿擠出機內或橡膠在煉膠機上進行塑煉時的粘流態(tài)受熱為例介紹對流傳熱熱傳遞方式。

在以質量傳遞為理論基礎的單元操作中，以粉末涂料的生產(chǎn)為例，介紹噴霧干燥工藝。這些將高分子材料加工工藝融入化工原理的課堂教學中，拉近了材料加工與化工原理知識間的距離，提高了學生學習的興趣，起到明顯的教學改革效果。

三、以高分子材料為實驗對象化工原理一般是同學們從公共基礎課轉向專業(yè)課學習所接觸到的第一門工程性課程，亦是一門理論與實踐緊密結合的技術基礎課程。它的實驗課教學設計至關重要，其不僅關系到整門課程教學效果的好壞，更是決定能否推進該課程素質教育的關鍵環(huán)節(jié)之一。

為提高高分子材料類專業(yè)同學參與化工原理實驗課的學習熱情，筆者在實驗教學中選擇高分子材料進行相關的實驗 。如干燥實驗中有的專業(yè)以甘蔗渣紙板為實驗對象，獲得有關纖維的干燥過程曲線和干燥速率曲線。而我省特色產(chǎn)業(yè)天然膠乳加工中有將天然膠乳干燥制備成干膠的這一操作。為了結合我校的高分子材料專業(yè)，專業(yè)實習提前將有關化工原理的知識融入到專業(yè)學習中。實驗中以天然膠乳制備的濕膜片為實驗材料，獲得天然膠乳薄膜制品的干燥過程曲線和干燥速率曲線，為以后同學們去膠乳廠參觀實習提供理論和實驗依據(jù)。這一舉措不僅有效激發(fā)了同學們參與實驗研究的主動性，反過來也極大促進了該課程理論學習的積極性。

四、有的放矢傳授教學內容，適應少學時的課程教學計劃在高分子材料類專業(yè)的教學計劃中，化工原理雖也多被列為必修課程，但相比化工類專業(yè)，其教學學時要少得多。因此，如何在有限的學時內，引導同學們在掌握基本化工操作知識的基礎上，有的放矢地傳授教學內容，引導學生自主復習，進行課外自學。如化工原理教材中有大量公式推導過程，少學時專業(yè)課的教學中不容許課堂上在公式推導中花費大量的時間，課堂教學中會簡單介紹推導思路，鼓勵學生課前及課后自學，重點放在有關理論的應用上。如離心泵理論揚程的方程式的推導過程，運用了前期我們學過的伯努利方程的知識和幾何學中速度的矢量運算知識。在教學中要求學生課前自學，教學重點在分析、總結和對公式的理解和運用上?？紤]課程特點，在蒸發(fā)等單元操作上分配課時較少，而對于膜分離這類單元操作，由于與高分子材料有密切關系，安排一定的學時學習這類單元操作的原理。這樣做到有的放矢，盡可能與專業(yè)產(chǎn)生一定的關聯(lián)，為專業(yè)知識拓寬堅實的專業(yè)基礎知識。

參考文獻：

[1]管國鋒，趙汝溥.化工原理[M].北京：化學工業(yè)出版社，2008.