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關(guān)鍵詞:高分子材料與工程專業(yè);有機(jī)化學(xué);教學(xué)現(xiàn)狀;教學(xué)改革
有機(jī)化學(xué)是化學(xué)學(xué)科中的一個(gè)十分重要的組成部分,它的主要研究對(duì)象是有機(jī)分子,從有機(jī)物結(jié)構(gòu)入手,研究有機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì),在分子水平上探知未知世界的基礎(chǔ)學(xué)科。在我校,有機(jī)化學(xué)是面向化工學(xué)院、藥學(xué)院二年級(jí),以及海洋學(xué)院一年級(jí)學(xué)生開(kāi)設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,是“大類培養(yǎng)”的主干課程。通過(guò)有機(jī)化學(xué)課程的學(xué)習(xí),可使化學(xué)類學(xué)生掌握有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的基本理論、基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作技能,把握有機(jī)化學(xué)發(fā)展領(lǐng)域的新概念、新動(dòng)向和新技術(shù),同時(shí)為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1.教學(xué)現(xiàn)狀
在工科院校,有機(jī)化學(xué)的教學(xué)課時(shí)“縮水”,如我校有機(jī)化學(xué)雖然是“大類培養(yǎng)”的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,但是其課時(shí)數(shù)被壓縮到64個(gè)學(xué)時(shí),教師必須在一個(gè)學(xué)期之內(nèi)完成教學(xué)。而有機(jī)化學(xué)作為高分子材料與工程專業(yè)的基礎(chǔ)課,是高分子化學(xué)、高聚物合成工藝學(xué)、高分子材料學(xué)等后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ),學(xué)生必須在有限的課時(shí)數(shù)里掌握《有機(jī)化學(xué)》這門(mén)課程,難度大,任務(wù)重。另外,由于江蘇省高考制度,較大部分的學(xué)生高中階段選修的“物生”,進(jìn)入大學(xué)后化學(xué)知識(shí)特別是有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)非常薄弱,一個(gè)教學(xué)班級(jí)里,學(xué)生的化學(xué)知識(shí)水平參差不齊。通常是剛進(jìn)入大學(xué)的第一學(xué)期學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué),對(duì)于選“物生”的學(xué)生來(lái)說(shuō),沒(méi)有化學(xué)基礎(chǔ),一開(kāi)始就挫傷他們學(xué)習(xí)化學(xué)的自信心。學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)時(shí),多數(shù)學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)有畏懼感。如果入校時(shí)對(duì)專業(yè)認(rèn)知不夠,不能看到有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)對(duì)高分子材料與工程專業(yè)學(xué)習(xí)的重要性,更是對(duì)有機(jī)化學(xué)失去興趣。再者,有機(jī)化學(xué)課程自身的特點(diǎn),由于有機(jī)物數(shù)量多,結(jié)構(gòu)多變,機(jī)理難掌握。而工科院校的有機(jī)化學(xué)課時(shí)數(shù)又被壓縮,教師為了教授完大綱的教學(xué)內(nèi)容,不得不采取“滿堂灌”教學(xué)方法,使得學(xué)生缺乏主動(dòng)獲得知識(shí)的能力,被動(dòng)“填鴨式”教學(xué)必然導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。一學(xué)期教學(xué)結(jié)束,發(fā)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)掌握不好,除了少部分拔尖的學(xué)生,大部分學(xué)生對(duì)這門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課一知半解,學(xué)到的有機(jī)知識(shí)很少。
2.教學(xué)改革
結(jié)合有機(jī)化學(xué)學(xué)科規(guī)律,針對(duì)高分子材料與工程專業(yè)特點(diǎn),對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化、取舍;改進(jìn)教學(xué)手段,選聘高年級(jí)本科生、研究生做助理班主任,讓他們參與本科生教學(xué),形成多元化的本科生教學(xué)隊(duì)伍;改革考核方式,實(shí)現(xiàn)高分子材料與工程專業(yè)有針對(duì)性的考核方式,教考分離。(1)改革教學(xué)內(nèi)容有機(jī)化學(xué)的教學(xué)關(guān)鍵是引導(dǎo)學(xué)生“有機(jī)”這一學(xué)科,不同于其他幾門(mén)基礎(chǔ)化學(xué)課,有機(jī)化學(xué)基本不涉及計(jì)算,不涉及公式,說(shuō)的是圖片的拼接,化學(xué)鍵的斷裂與重組,以構(gòu)建新的有機(jī)分子。那么,在教學(xué)過(guò)程中如何引導(dǎo)學(xué)生使用“有機(jī)思維”思考問(wèn)題才是關(guān)鍵。當(dāng)我們談到如何面對(duì)課時(shí)數(shù)被壓縮這個(gè)問(wèn)題,如果抓住“引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入有機(jī)化學(xué)這個(gè)學(xué)科”這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,就能依據(jù)高分子材料與工程專業(yè)的培養(yǎng)方案,深入分析研究教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo),對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行取舍。在改革教學(xué)內(nèi)容時(shí),還要考慮以下兩個(gè)方面問(wèn)題:一是研讀多種版本的教材,最新版本的中、英文有機(jī)化學(xué)教材和專著等,從不同研讀、分析深度的教材方面,準(zhǔn)確把握“基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)”教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn),結(jié)合高分子材料與工程專業(yè)的特點(diǎn)來(lái)取舍教學(xué)內(nèi)容。二是關(guān)注高分子領(lǐng)域的研究前沿,發(fā)展動(dòng)態(tài),結(jié)合傳統(tǒng)的知識(shí),推陳出新,把最新的知識(shí)信息教授于學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生了解最新的前沿,激發(fā)他們的興趣,使之感覺(jué)到目前所學(xué)知識(shí)的有用性。(2)改革教學(xué)手段我校近年實(shí)施了一項(xiàng)“班主任助理”制度,選派高年級(jí)本科生、研究生擔(dān)任本科生班級(jí)班主任助理,取得了很好的教學(xué)效果。高年級(jí)本科生、研究生參與本科生教學(xué),形成多層次、多元化的本科生教學(xué)隊(duì)伍。高年級(jí)本科生已經(jīng)學(xué)習(xí)了有機(jī)化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課,經(jīng)歷過(guò)有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)和考核,有自己的學(xué)習(xí)方法和技巧;他們已經(jīng)進(jìn)入高分子材料與工程專業(yè)課程學(xué)習(xí),對(duì)哪些知識(shí)對(duì)專業(yè)課學(xué)習(xí)重要有切身體會(huì);他們與低年級(jí)學(xué)生同屬于一個(gè)年齡階段,有更多的共同話題,溝通交流更容易,幫助學(xué)生及早發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)缺點(diǎn),揚(yáng)長(zhǎng)避短。高分子材料與工程研究方向的研究生,通常具有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),已經(jīng)接觸了專業(yè)的前沿研究方向,可以對(duì)高分子材料與工程專業(yè)低年級(jí)學(xué)生的學(xué)業(yè)、思想及心理等方面給予關(guān)心和指導(dǎo)。而且本科生可以在研究生的帶領(lǐng)下主動(dòng)做一些創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,這使得本科生更清楚自己在課堂學(xué)習(xí)中哪方面有不足,增強(qiáng)本科生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)的熱情,使他們?cè)谟袡C(jī)化學(xué)課堂學(xué)習(xí)中更積極、努力。(3)改革考核方式良好考核方式可以極大地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高他們學(xué)習(xí)的積極性。目前,我院不同專業(yè)實(shí)行統(tǒng)一考試,如環(huán)境工程、化學(xué)工程、安全工程和高分子材料與工程等專業(yè)統(tǒng)一出卷,流水閱卷、統(tǒng)一登分,做到公正、準(zhǔn)確。但是,這種“統(tǒng)一”的方法抹殺不同專業(yè)對(duì)有機(jī)化學(xué)需求的不同,使得教師和學(xué)生忽視基礎(chǔ)課對(duì)后續(xù)專業(yè)課的影響,結(jié)果是為了考試而學(xué)習(xí),不能真正掌握自己專業(yè)需求的有機(jī)化學(xué)知識(shí)。為了提高學(xué)生的整體素質(zhì)和學(xué)習(xí)積極性,我們應(yīng)實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)單獨(dú)出卷、單獨(dú)考核的方式。卷面上可以體現(xiàn)出適合高分子材料與工程專業(yè)的題目,結(jié)合他們的后續(xù)專業(yè)課程。哪些知識(shí)是有機(jī)化學(xué)這門(mén)課程必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí),哪些知識(shí)是關(guān)聯(lián)高分子材料與工程的專業(yè)知識(shí)。同時(shí),建立針對(duì)性的有機(jī)化學(xué)試題庫(kù),使學(xué)生接觸更多不同的題型,拓寬知識(shí)面。建立適合高分子材料與工程專業(yè)的有機(jī)化學(xué)試題庫(kù),有機(jī)化學(xué)課程理論考試按照一定的難度系數(shù)、教學(xué)要求、考試范圍等,統(tǒng)一從試題庫(kù)里抽調(diào),實(shí)現(xiàn)教考分離。
3.結(jié)語(yǔ)
為全面提升高分子材料與工程專業(yè)的有機(jī)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量,我們要結(jié)合有機(jī)化學(xué)學(xué)科規(guī)律,針對(duì)高分子材料與工程專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn),從學(xué)生的實(shí)際出發(fā),認(rèn)真分析總結(jié),精選教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新教學(xué)手段,改革考核方式,不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,以提高高分子材料與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)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(guò)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(dòng)力,使液體混合物、氣體混合物或有機(jī)物、無(wú)機(jī)物的溶液等分離技術(shù)相比,具有高效、省能和潔凈的特點(diǎn),因而被認(rèn)為是支撐新技術(shù)革命的重大技術(shù)。膜的形式有多種,一般用的是空中纖維和平膜。應(yīng)用高分子分離膜的推廣可以獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1.2高分子磁性材料
高分磁性材料是人類在開(kāi)拓磁與高分子聚合物新應(yīng)用領(lǐng)域的同時(shí),賦予磁與高分子傳統(tǒng)應(yīng)用以新的涵義和內(nèi)容的材料之一。早期的磁性材料源于天然磁石,后來(lái)才利用磁鐵礦燒結(jié)或鑄造成為磁性體?,F(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(diǎn)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(fù)合型高分子磁性材料,不僅比重輕,容易加工成復(fù)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(lái)越受到人們的關(guān)注。高分子磁性材料主要可分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型兩大類。目前具有實(shí)用價(jià)值的主要是復(fù)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?qū)膺M(jìn)行吸收、透射、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存的一類高分子材料。這類材料主要包括光記錄材料、光導(dǎo)材料、光加工材料、光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)材料、光學(xué)用塑料、光導(dǎo)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(xué)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(kāi)發(fā)出非線性的光學(xué)元件,如塑料光導(dǎo)纖維等。先進(jìn)的信息儲(chǔ)存元件光盤(pán)的基本材料就是高性能的聚碳酸脂和有機(jī)玻璃。
2、開(kāi)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(xué)不再只是對(duì)基礎(chǔ)高分子材料的開(kāi)發(fā)研究。從90代開(kāi)始,科學(xué)家們就將注意力轉(zhuǎn)到了高智能的高分子材料的開(kāi)發(fā)上?,F(xiàn)代工業(yè)對(duì)于新型高分子材料的需求日益增加。新型高分子材料的開(kāi)發(fā)主要集中在制造工藝的改進(jìn)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(kāi)發(fā)仍是高分子材料技術(shù)開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)之一。 開(kāi)發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大。 在開(kāi)發(fā)新聚合方法方面, 著重于基團(tuán)轉(zhuǎn)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(shí),我們要重視在降低和防止高分子材料在生產(chǎn)和使用過(guò)程中造成的環(huán)境污染。我們應(yīng)該大力進(jìn)行有利于保護(hù)環(huán)境的可降解高分子材料的研究開(kāi)發(fā)。新型高分子材料的開(kāi)發(fā), 不但能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對(duì)于材料工業(yè)的高要求,更重要的是能夠促進(jìn)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。
關(guān)鍵詞:高分子聚合物;燃燒;概念
1.高分子材料分類
(1)按照高分子材料的來(lái)源分類
按照高分子材料的來(lái)源可以分為天然高分子材料、半合成(改性天然高分子材料)高分子材料和合成高分子材料。
天然高分子材料。天然高分子材料是生命起源和進(jìn)化的基礎(chǔ)。人類社會(huì)一開(kāi)始就利用天然高分子材料作為生活資料和生產(chǎn)資料,并掌握了其加工技術(shù)。比如利用蠶絲、棉、毛織成織物,用木材、棉、麻造紙等。
改性的天然高分子材料。許多天然高分子材料經(jīng)過(guò)人工改性,主要是用化學(xué)方法改性,獲得新的高分子材料,如把纖維素用化學(xué)反應(yīng)的方法,改性獲得硝基纖維素、醋酸纖維素、羥甲基纖維素、再生纖維素,還有改性淀粉等。
合成高分子材料。合成高分子材料是指從結(jié)構(gòu)和分子量都已知的小分子原量出發(fā),通過(guò)一定的化學(xué)反應(yīng)和聚合方法合成的聚合物。如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、滌綸、腈綸、丁苯橡膠、氯丁橡膠、順丁橡膠等。
改性合成高分子材料。這一種本質(zhì)上是從小分子單體合成的聚合物,只是得到的聚合物再經(jīng)化學(xué)反應(yīng)方法加以改性。如把聚醋酸乙烯醇解,獲得了聚乙烯醇,用化學(xué)反應(yīng)使原有的合成高分子變成一種新的高分子材料,如氯化聚乙烯、氯化聚氯乙烯、ABS樹(shù)脂也屬于這一類。
(2)按照高分子材料的用途分類
按照高分子材料的用途可以分為塑料、橡膠、纖維、聚合物基復(fù)合材料、粘合劑、涂料、功能高分子等。
塑料是以合成樹(shù)脂或化學(xué)改性的高分子為主要成分,再加入填料、增塑劑和其他添加劑制得。通常按合成樹(shù)脂的特性分為熱固性塑料和熱塑性塑料;按用途又分為通用塑料和工程塑料。
橡膠是一類線型柔性高分子聚合物。它的特點(diǎn)是在很寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)異的彈性,所以又稱為彈性體。橡膠可分為天然橡膠和合成橡膠,天然橡膠是從自然界含膠植物中制取的一種高彈性物質(zhì);合成橡膠是用人工合成的方法制得的高分子彈性體。
纖維是指長(zhǎng)度比直徑大很多倍,并具有一定韌性的纖細(xì)物質(zhì)。纖維可分為天然纖維和化學(xué)纖維兩大類。天然纖維比如:棉花、羊毛、麻、蠶絲等;化學(xué)纖維指用天然的或合成的高分子化合物經(jīng)過(guò)加工制得的纖維,前者稱人造纖維,后者稱合成纖維。
2.高分子材料燃燒特點(diǎn)
大多數(shù)聚合物都是可燃的,燃燒過(guò)程包括加熱、熱解、氧化、著火等步驟。燃燒過(guò)程是一種復(fù)雜的自由基連鎖反應(yīng)過(guò)程,首先熱解產(chǎn)生碳?xì)湮锲?,再與氧反應(yīng)產(chǎn)生自由基,然后開(kāi)始鏈?zhǔn)椒磻?yīng),最終生成有毒的揮發(fā)物質(zhì)。聚合物燃燒的性能指標(biāo)有燃燒速度和氧指數(shù)。
(1)只含氫和碳的高聚物燃燒特點(diǎn)
像聚乙烯、聚丙烯高聚物中只含有氫和碳元素,這類高聚物易燃但
不猛烈,離開(kāi)火焰后能繼續(xù)燃燒,燃燒時(shí)產(chǎn)生熔滴,火焰黃藍(lán)色,有害氣體是CO2、CO。
(2)含有氧的高聚物燃燒的主要特點(diǎn)
有機(jī)玻璃,賽璐珞等高聚物中含有氧元素,這類高聚物燃燒時(shí)易燃
而且猛烈,火焰呈黃色,燃燒時(shí)變軟,無(wú)熔滴,有害氣體是CO2、CO。
(3)含氮高聚物燃燒特點(diǎn)
脲甲醛丙酯、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂,聚酰胺(尼龍)、聚氨脂、丁腈橡膠、聚丙烯腈等高聚物中都含有氮元素。燃燒時(shí)可以是難燃自熄,緩燃緩熄、易燃、燃燒時(shí)有熔滴,其有害氣體為NH3、NO2、HCN等。
(4)含鹵素的高聚物燃燒特點(diǎn)
像聚氯乙烯、聚氟乙烯等高聚物中都含有鹵素元素。這類高聚物燃燒時(shí)火焰呈黃色,無(wú)熔滴、有碳瘤,其突出特點(diǎn)是難燃、釋放的鹵化氫具有捕捉H、OH自由基的功能;燃燒產(chǎn)物中含有Cl2、HCl、HF、COCl2等有害氣體。
(5)酚醛樹(shù)脂的燃燒熱點(diǎn)
無(wú)燃料的為難燃自熄;有木粉填料的為緩燃緩熄,呈黃色火焰,冒黑煙、放出有毒的酚蒸氣。
3.高聚物燃燒產(chǎn)物的毒性
(1)高溫和缺氧對(duì)人的危害
火災(zāi)中的空氣無(wú)疑溫度會(huì)急劇上升,氧氣濃度會(huì)急劇減少。70℃以上的熱空氣就會(huì)使呼吸道發(fā)生熱損傷而引起肺不張、肺水腫和肺炎等癥,在短時(shí)間內(nèi)將導(dǎo)致死亡。人平常生活環(huán)境的氧濃度約為21%,在火災(zāi)發(fā)生時(shí)大量氧被燃燒奪走,環(huán)境中氧濃度下降,當(dāng)大氣中的氧濃度低到小于16%時(shí)人體就會(huì)出現(xiàn)呼吸急促脈搏加快,頭暈頭痛等癥狀,如果氧濃度小于10%,人3分鐘就會(huì)痙攣而死亡。
(2)一氧化碳、二氧化碳對(duì)人的危害
一氧化碳是燃燒的最普遍、最重要的產(chǎn)物。二氧化碳的毒性比較小,主要是刺激呼吸中樞神經(jīng),但二氧化碳濃度高達(dá)7―10%時(shí),人會(huì)出現(xiàn)意識(shí)不清、紫斑、數(shù)分鐘后死亡。當(dāng)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)氧氣供應(yīng)不足時(shí),可燃物中的碳在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的一氧化碳。一氧化碳是燃燒產(chǎn)物中最具有代表性的毒性氣體。一氧化碳吸入人體后,與血液中的血紅素(Hb)牢固結(jié)合,使血液的輸氧能力降低,從而導(dǎo)致腦細(xì)胞缺氧而出現(xiàn)頭痛、嘔吐、暈眩、嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)死亡。
關(guān)鍵詞:高分子材料學(xué) 表面工程 教學(xué)模式
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):1672-1578(2012)04-0055-02
“高分子材料學(xué)”是我校材料科學(xué)與工程專業(yè)(表面工程方向)的一門(mén)專業(yè)課程。表面工程學(xué)生的就業(yè)領(lǐng)域主要為材料涂裝、防腐等,學(xué)生需要熟悉各種工程材料(金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料等)的基本性質(zhì)、制備工藝以及表面處理方面的知識(shí)。“高分子材料學(xué)”主要介紹高分子材料的制備、性能、成型、改性及應(yīng)用等方面的知識(shí)。
“高分子材料學(xué)”這門(mén)課共32學(xué)時(shí),所選教材為化學(xué)工業(yè)出版社出版的《高分子材料基礎(chǔ)》。主要內(nèi)容包括四部分:高分子材料的合成及制備、高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能、常見(jiàn)的高分子材料及其成型加工方法、高分子材料的改性及應(yīng)用。該教材[1]濃縮了高分子材料與工程專業(yè)的四門(mén)專業(yè)主干課共192學(xué)時(shí)的內(nèi)容,即高分子化學(xué)(48學(xué)時(shí))、高分子物理(64學(xué)時(shí))、高分子材料成型工藝(48學(xué)時(shí))、聚合物改性原理及方法(32學(xué)時(shí))。
1 “高分子材料學(xué)”講授過(guò)程中面臨的問(wèn)題
“高分子材料學(xué)”課程的講授具有較大難度,主要表現(xiàn)在以下方面:
該課程涵蓋了高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)主干課內(nèi)容,要深入講解這些內(nèi)容,需要近200學(xué)時(shí),而針對(duì)表面工程學(xué)生開(kāi)設(shè)的“高分子材料學(xué)”僅僅只有32學(xué)時(shí),時(shí)間緊,內(nèi)容多,如何合理安排各部分內(nèi)容占的比重是授課教師面臨的首要問(wèn)題。
“高分子材料學(xué)”相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí),需要學(xué)生具備一定的化學(xué)基礎(chǔ)及力學(xué)基礎(chǔ),而對(duì)表面工程的學(xué)生而言,因?qū)I(yè)側(cè)重不同,化學(xué)課程及機(jī)械基礎(chǔ)課開(kāi)設(shè)門(mén)類不如高分子材料與工程專業(yè)齊全,導(dǎo)致表面工程的學(xué)生在學(xué)習(xí)“高分子材料學(xué)”時(shí),對(duì)教材內(nèi)容的理解及掌握有一定難度。這對(duì)授課教師備課也提出了更高的要求,如何在有限的學(xué)時(shí)中適時(shí)補(bǔ)充相關(guān)背景知識(shí)幫助學(xué)生理解,是授課教師需要思考的另一問(wèn)題。
“高分子材料學(xué)”雖為表面工程學(xué)生的專業(yè)課之一,但從歷年就業(yè)情況看,表面工程學(xué)生就業(yè)以金屬材料加工行業(yè)居多,而從事高分子材料加工行業(yè)的很少。故必然存在學(xué)生對(duì)該課程重視程度不夠,學(xué)習(xí)積極性不高的問(wèn)題,因此授課教師也需要在教學(xué)模式上進(jìn)行探索創(chuàng)新,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)過(guò)程中來(lái)。
2 “高分子材料學(xué)”課程教學(xué)模式探索
2.1梳理重點(diǎn),側(cè)重剖析基本概念
“高分子材料學(xué)”學(xué)時(shí)有限,內(nèi)容繁多,因此需要授課教師在備課時(shí)梳理出各章節(jié)的重要知識(shí)點(diǎn)和基本概念, 注意各部分內(nèi)容的銜接,并找出線索將各章散落的知識(shí)點(diǎn)貫穿起來(lái)。
比如,在介紹高分子材料合成及制備時(shí),著重講授加聚反應(yīng)及縮聚反應(yīng)的基本步驟,對(duì)比這兩種聚合反應(yīng)的特點(diǎn)及反應(yīng)產(chǎn)物特性,便于學(xué)生掌握常見(jiàn)高分子材料的合成反應(yīng)類型,了解制備方法對(duì)材料性能的影響??紤]到表面工程學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)及專業(yè)側(cè)重,對(duì)反應(yīng)速率的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)不做要求。
再如,課程內(nèi)容第二部分介紹高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能,這部分內(nèi)容為承上啟下的重點(diǎn)章節(jié),高分子材料的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)在其合成過(guò)程中奠定基礎(chǔ),并將在成型過(guò)程及改性中得以體現(xiàn)和完善。這部分內(nèi)容體現(xiàn)了高分子材料與其他材料的本質(zhì)區(qū)別,涉及的基本知識(shí)點(diǎn)很多,而且多為表面工程學(xué)生不熟悉的內(nèi)容。因此,同樣需要通過(guò)對(duì)比,突出高分子與低分子的結(jié)構(gòu)與性能差異,側(cè)重高分子溫度——形變關(guān)系,結(jié)晶過(guò)程及晶體結(jié)構(gòu)等重要知識(shí)點(diǎn)的講解。
2.2因材施教,適時(shí)補(bǔ)充背景知識(shí)
“高分子材料學(xué)”中很多知識(shí)點(diǎn)的理解離不開(kāi)有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等基礎(chǔ)課程的支撐,而表面工程方向的學(xué)生并未開(kāi)設(shè)相關(guān)課程。為此,需要教師在講授過(guò)程中適時(shí)補(bǔ)充背景知識(shí)。
例如,在講授高分子合成反應(yīng)類型對(duì)材料性能的影響時(shí),可簡(jiǎn)要介紹常見(jiàn)化學(xué)基團(tuán)的特點(diǎn)并聯(lián)想對(duì)應(yīng)的高分子材料的性能特點(diǎn)及成型要點(diǎn)。以聚碳酸酯(PC)為例,這種材料采用縮聚反應(yīng)制備,分子結(jié)構(gòu)中含有酯基,酯基在一定條件下容易水解,因此可聯(lián)想到PC材料在成型時(shí)的高溫條件下應(yīng)避免水分的存在,防止水解反應(yīng)發(fā)生導(dǎo)致材料性能劣化。
此外,為彌補(bǔ)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的不足,講授時(shí)還可結(jié)合日常生活中的實(shí)例進(jìn)行對(duì)照說(shuō)明。在講授高分子結(jié)晶時(shí),可聯(lián)想泡面模型以及珍珠形成等實(shí)例;講授高分子材料降解及添加劑功效時(shí),可結(jié)合塑料制品長(zhǎng)期暴曬變色發(fā)脆、塑料拖鞋逐漸由軟變硬等學(xué)生熟知的生活常識(shí)進(jìn)行分析。
2.3結(jié)合專業(yè),調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性
“高分子材料學(xué)”為考查科目,且表面工程的學(xué)生就業(yè)以金屬材料加工行業(yè)居多,學(xué)生誤認(rèn)為這門(mén)課程與自己的專業(yè)及將來(lái)就業(yè)銜接不緊,從而對(duì)“高分子材料學(xué)”課程重視不夠,故學(xué)習(xí)積極性也不高。為此,授課教師應(yīng)有意識(shí)的引導(dǎo)學(xué)生思考,并采用靈活的考核方式調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。
筆者在講授此門(mén)課程時(shí),并未采用課堂考試的形式進(jìn)行考核,而是給學(xué)生布置了“高分子材料與表面工程”為主題的課程論文撰寫(xiě)任務(wù),并讓學(xué)生制作出相關(guān)的PPT將自己的論文進(jìn)行口頭陳述,最后根據(jù)其論文撰寫(xiě)情況、PPT制作情況及陳述情況給出該門(mén)課程的成績(jī)[2]。課程論文的完成情況直接跟成績(jī)掛鉤,能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性及對(duì)課程的重視;課程論文的撰寫(xiě)需要大量專業(yè)文獻(xiàn)為基礎(chǔ),學(xué)生在撰寫(xiě)論文的過(guò)程中能自覺(jué)關(guān)注及閱讀相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn),有利于拓寬其專業(yè)視野;制作PPT的過(guò)程是對(duì)課程論文內(nèi)容的凝練,有利于學(xué)生理清思路掌握重點(diǎn);口頭陳述環(huán)節(jié)能有效杜絕學(xué)生互相抄襲論文,教師也能通過(guò)學(xué)生的口頭陳述情況,觀察學(xué)生對(duì)該門(mén)課程基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度。
學(xué)生通過(guò)獨(dú)立搜集資料撰寫(xiě)論文制作PPT并口頭陳述等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,既能讓他們發(fā)現(xiàn)“高分子材料學(xué)”這門(mén)課程與所學(xué)專業(yè)的緊密聯(lián)系,也鍛煉了他們的資料搜集能力及口頭表達(dá)能力,為將來(lái)畢業(yè)答辯及就業(yè)面試打下基礎(chǔ)。
3 結(jié)語(yǔ)
高分子材料是非常重要的工程材料,對(duì)于表面工程的學(xué)生而言,應(yīng)該熟悉并掌握這類工程材料的特性?!案叻肿硬牧蠈W(xué)”雖然不是表面工程方向的專業(yè)主干課,但涵蓋了高分子材料相關(guān)的大量專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),也是面向表面工程學(xué)生開(kāi)設(shè)的唯一一門(mén)有關(guān)高分子材料的課程。授課教師應(yīng)該積極進(jìn)行教學(xué)模式的探索,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)中掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。
參考文獻(xiàn):
[1]張留成,瞿雄偉,丁會(huì)利編.高分子材料基礎(chǔ)[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2004.
關(guān)鍵詞:流變學(xué);人才培養(yǎng);教學(xué);方法
一、《高分子材料流變學(xué)》課程發(fā)展
高分子材料流變學(xué)是一門(mén)伴隨著高分子科學(xué)和行業(yè)發(fā)展而逐步建立起來(lái)的重要學(xué)科,針對(duì)高分子材料特殊的流動(dòng)變形行為及其機(jī)理展開(kāi)研究,起到連接高分子結(jié)構(gòu)性能和高分子工程的橋梁作用。
現(xiàn)在,高分子科學(xué)理論研究及工藝、設(shè)備的設(shè)計(jì)優(yōu)化的發(fā)展進(jìn)步離不開(kāi)高分子材料流變學(xué)知識(shí)的輔助,整體發(fā)展趨勢(shì)要求高分子專業(yè)人才必須具備基本的高分子材料流變學(xué)知識(shí)。
青島科技大學(xué)自1986年起開(kāi)始設(shè)立《高分子材料流變學(xué)》課程,是國(guó)內(nèi)最早開(kāi)設(shè)該課程的高校之一,迄今已有20多年的教學(xué)歷史,同時(shí)跟蹤學(xué)科的發(fā)展,教學(xué)團(tuán)隊(duì)亦針對(duì)學(xué)科的前沿問(wèn)題開(kāi)展科研工作,在國(guó)際上形成了一定的學(xué)術(shù)影響力。在長(zhǎng)期的教學(xué)、科研實(shí)踐積累和和對(duì)高分子流變學(xué)教學(xué)理解逐步深化的基礎(chǔ)上,教學(xué)團(tuán)隊(duì)按照比較科學(xué)完整的體系,編寫(xiě)出版了《高分子材料流變學(xué)》教材,并得到國(guó)內(nèi)院校的認(rèn)可;另一方面,《高分子材料流變學(xué)》教學(xué)也凸現(xiàn)了專業(yè)特色,使學(xué)生質(zhì)量有所提高。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展理論聯(lián)系實(shí)際、針對(duì)性強(qiáng)的流變理論研究與工程設(shè)計(jì)實(shí)踐,所培養(yǎng)的學(xué)生學(xué)科專業(yè)知識(shí)全面,了解學(xué)科發(fā)展前沿,在以后的科研和工作實(shí)踐中展現(xiàn)出較強(qiáng)的解決問(wèn)題能力。
二、《高分子材料流變學(xué)》的特點(diǎn)及教學(xué)原則
高分子材料流變學(xué)是隨著高分子的合成、加工工程和實(shí)際應(yīng)用的需要,于20世紀(jì)50年代逐步發(fā)展起來(lái)的新學(xué)科。一方面,深入其核心需要較多的數(shù)學(xué)、物理和力學(xué)基礎(chǔ);另一方面,其知識(shí)體系與高分子化學(xué)、高分子物理、高分子的加工工程等有機(jī)聯(lián)系?!陡叻肿硬牧狭髯儗W(xué)》完整的知識(shí)框架至少涵蓋如下三方面的內(nèi)容:①高分子結(jié)構(gòu)流變學(xué),其從分子運(yùn)動(dòng)角度出發(fā),構(gòu)筑分子結(jié)構(gòu)模型,關(guān)聯(lián)材料宏觀力學(xué)響應(yīng)行為和微觀的分子運(yùn)動(dòng)過(guò)程,說(shuō)明二者的聯(lián)系。②高分子工程流變學(xué),其從宏觀唯象的角度出發(fā),進(jìn)行應(yīng)力-應(yīng)變或應(yīng)變速率分析,研究與高分子材料加工工程有關(guān)的理論與技術(shù)問(wèn)題。③流變測(cè)量學(xué),運(yùn)用流變學(xué)基本原理設(shè)計(jì)儀器設(shè)備,表征高分子材料的流變行為。
《高分子材料流變學(xué)》理論深?yuàn)W、內(nèi)容繁雜、學(xué)科交叉性強(qiáng),其比較科學(xué)完整的教學(xué)體系,一方面要保證流變學(xué)理論的完備性,系統(tǒng)介紹復(fù)雜應(yīng)力、應(yīng)變描述、材料流變本構(gòu)方程理論等,另一方面要適應(yīng)高分子材料專業(yè)的要求,加強(qiáng)高分子熔體溶液奇異的非線性黏彈性等內(nèi)容的教學(xué),并解釋說(shuō)明在高分子加工和流變測(cè)量中出現(xiàn)的種種現(xiàn)象與規(guī)律。較之其他課程,《高分子材料流變學(xué)》對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)物理素養(yǎng)和高分子背景知識(shí)有相當(dāng)?shù)囊?,所以教學(xué)過(guò)程中存在“教師教學(xué)難,學(xué)生學(xué)習(xí)難”的兩難通病。在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐中,我們總結(jié)出了講授《高分子材料流變學(xué)》應(yīng)貫徹兩個(gè)重要的教學(xué)原則:①首先要注意照顧學(xué)生的專業(yè)背景,對(duì)復(fù)雜的數(shù)學(xué)、力學(xué)公式和簡(jiǎn)單明確的基本概念采用不同的處理方法;強(qiáng)調(diào)邏輯清晰和語(yǔ)言簡(jiǎn)明,避開(kāi)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上的難點(diǎn),詳細(xì)詮釋流變學(xué)抽象概念和基本物理量確切的物理意義,幫助學(xué)生盡快領(lǐng)會(huì)高分子流變學(xué)要點(diǎn)。②再者,注重流變學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用,強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐結(jié)合。在保持課程應(yīng)有的理論體系、系統(tǒng)性、嚴(yán)謹(jǐn)性的同時(shí)側(cè)重介紹其在高分子合成的分子設(shè)計(jì)、高分子工程、高分子材料性能控制等方面的應(yīng)用實(shí)例。
筆者在教學(xué)實(shí)踐中,結(jié)合自己的科研實(shí)踐,將自己從事的國(guó)家自然科學(xué)基金研究課題成果作為實(shí)例,介紹高分子流變的發(fā)展及其在高分子學(xué)科中的應(yīng)用。實(shí)踐證明,教師本身學(xué)以致用的實(shí)例示范可以引導(dǎo)學(xué)生能夠盡快領(lǐng)會(huì)流變學(xué)知識(shí),在科學(xué)與工程實(shí)踐中發(fā)揮了良好作用。
三、具體教學(xué)方法
筆者從事《高分子材料流變學(xué)》的教學(xué)實(shí)踐以來(lái),深刻體會(huì)到這是一個(gè)不斷加深對(duì)課程特點(diǎn)的認(rèn)識(shí),不斷改進(jìn)教學(xué)方法的過(guò)程。不僅要求授課教師對(duì)課程內(nèi)容有深刻理解,同時(shí)在知識(shí)傳授上亦需要“善巧方便”。下面幾點(diǎn),是筆者對(duì)教學(xué)方法的簡(jiǎn)單總結(jié)。
1.教師引導(dǎo)。在開(kāi)始教授新的知識(shí)要點(diǎn)前,若能提供一個(gè)科研或工程應(yīng)用中的實(shí)例引發(fā)學(xué)生的興趣,則往往可獲得較好的課堂教學(xué)效果。在課堂上,要注意鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),形成師生互動(dòng)的氛圍。若學(xué)生在課堂上有所疑問(wèn),可以暫停教學(xué),增加學(xué)生討論環(huán)節(jié)。結(jié)束時(shí),簡(jiǎn)要介紹課程后續(xù)內(nèi)容提要,利于學(xué)生自學(xué)。
2.理論結(jié)合實(shí)際?!陡叻肿硬牧狭髯儭肥且婚T(mén)理論性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的交叉學(xué)科,其理論知識(shí)部分比較晦澀,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。教學(xué)中會(huì)出現(xiàn)學(xué)生感覺(jué)內(nèi)容艱深,興趣不大的現(xiàn)象,在理論基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)過(guò)程中尤為明顯。而當(dāng)理論知識(shí)與實(shí)際背景結(jié)合時(shí),學(xué)生往往饒有興致。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。當(dāng)然這也需要教師本人有自己的科研實(shí)踐作基礎(chǔ),能夠跟蹤高分子流變的發(fā)展前沿。
3.采用多媒體教學(xué)。教師無(wú)法強(qiáng)迫學(xué)生學(xué)習(xí),其角色只是教學(xué)過(guò)程中的引導(dǎo)者。隨著教學(xué)設(shè)備的完善,多媒體教學(xué)在授課中所占比重逐步增大。在教學(xué)實(shí)踐中,我們發(fā)現(xiàn)多媒體豐富的信息傳遞模式可以有效抓取學(xué)生的注意力,激發(fā)好奇心;另外,多媒體教學(xué)中重點(diǎn)內(nèi)容突出,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)。
4.教師傳授與學(xué)生自學(xué)相結(jié)合。在教學(xué)時(shí)數(shù)有限的條件下,為使學(xué)生學(xué)到更多知識(shí),除教師摒棄傳統(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,可以采用的途徑是發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性。在研究生教學(xué)中,我們?cè)谙嚓P(guān)書(shū)籍和文獻(xiàn)中摘取一些流變學(xué)應(yīng)用和發(fā)展前沿方面的內(nèi)容供學(xué)生自學(xué)使用,以作為課堂教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充。另外,要求學(xué)生結(jié)合自己的研究課題,從中提煉出高分子材料流變學(xué)的科學(xué)問(wèn)題,既加深理解學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,又幫助其較好地完成課題研究任務(wù)。
5.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的促進(jìn)作用。流變參數(shù)的測(cè)定是高分子材料流變學(xué)的重要方面,其本身就是流變學(xué)理論的實(shí)際應(yīng)用之一,同時(shí)測(cè)量結(jié)果也反映了材料本身的結(jié)構(gòu)特征。在“毛細(xì)管流變儀測(cè)量熔體流動(dòng)行為”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)中,我們訓(xùn)練學(xué)生表征所測(cè)樣品的黏性、彈性特征,分析樣品黏彈特性與其分子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué),可以讓學(xué)生了解如何在實(shí)際工作上應(yīng)用流變學(xué)知識(shí),對(duì)課堂教學(xué)起到良好的補(bǔ)充和促進(jìn)作用。
四、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)《高分子材料流變學(xué)》教學(xué)內(nèi)容的合理設(shè)置,教學(xué)方法的改進(jìn),為高分子材料行業(yè)培養(yǎng)出合格的有用人才,促進(jìn)高分子材料行業(yè)繁榮發(fā)展,是教師的職責(zé)所在。在高分子材料行業(yè)發(fā)展迅速,新材料層出不窮,已有材料的加工改性也相當(dāng)活躍的今天,材料表征、分子剪裁設(shè)計(jì)、加工工藝控制等方面都需大批高層次的掌握流變學(xué)的科研和技術(shù)人員。這既是對(duì)高分子材料專業(yè)的畢業(yè)生提出的新要求,也是《高分子材料流變學(xué)》學(xué)科發(fā)展的動(dòng)力。在青島科技大學(xué)的關(guān)心和資助下,《高分子材料流變學(xué)》課程正在進(jìn)行教學(xué)改革以適應(yīng)發(fā)展要求。因此筆者不避粗陋,將自己的粗淺的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)體會(huì)總結(jié)如上,同時(shí)也希望得到流變學(xué)教學(xué)工作上的諸位同仁的指導(dǎo)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:教學(xué)探索;生物功能材料;生物醫(yī)用高分子
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)38-0198-02
青島農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)院生物功能材料專業(yè)成立于2011年,專業(yè)成立時(shí)間短,國(guó)內(nèi)開(kāi)設(shè)此專業(yè)的院校也非常少。開(kāi)設(shè)的專業(yè)課程主要有:《高分子化學(xué)與物理》、《生物醫(yī)用高分子材料》、《可降解與吸收材料》、《生物材料學(xué)》、《無(wú)機(jī)生物材料》等。其中,《生物醫(yī)用高分子材料》是生物功能材料專業(yè)的重要專業(yè)課程,界定該課程的講授內(nèi)容、探討其講授方法、發(fā)展其教學(xué)規(guī)劃、增強(qiáng)該課程的培養(yǎng)效果,是非常有意義的一項(xiàng)課題?!渡镝t(yī)用高分子材料》課程是一門(mén)交叉課程,醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)、化學(xué)及材料等學(xué)科專業(yè)均有開(kāi)設(shè),相互之間密切相連,其研究與開(kāi)發(fā)兼有重大的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)需求。此課程在生物功能材料專業(yè)中開(kāi)設(shè),有利于學(xué)生對(duì)生物醫(yī)用高分子的概念、分類、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生物功能材料的研究興趣,提高其自主思考、創(chuàng)新能力。相對(duì)于《無(wú)機(jī)化學(xué)》、《有機(jī)化學(xué)》、《分析化學(xué)》等基礎(chǔ)課程,生物醫(yī)用高分子的相關(guān)研究尚短,理論不成熟、系統(tǒng),且內(nèi)容眾多、繁瑣,而該課程開(kāi)課學(xué)時(shí)僅32學(xué)時(shí)。這樣的課時(shí)設(shè)置給我們的授課帶來(lái)了極大難度。如何上好《生物醫(yī)用高分子材料》、如何在有限的時(shí)間內(nèi)對(duì)該課程進(jìn)行系統(tǒng)的講解,讓學(xué)生對(duì)《生物醫(yī)用高分子材料》課程有一個(gè)清晰、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),將是該課程授課教師需要重點(diǎn)探索的問(wèn)題。作者從事高分子、生物材料的相關(guān)教學(xué)工作,具有一定的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),就如何更好地開(kāi)展《生物醫(yī)用高分子材料》課程教學(xué),凸顯其在生物功能材料專業(yè)中的作用,介紹相關(guān)見(jiàn)解和體會(huì)如下。
一、課程內(nèi)容與學(xué)生(生物功能材料專業(yè))素質(zhì)、能力之間構(gòu)效關(guān)系的建立
課程內(nèi)容是學(xué)生接觸到的直觀材料,是指導(dǎo)學(xué)生思考、分析、學(xué)習(xí)的基本要素。課程內(nèi)容選擇的適當(dāng)與否,直接關(guān)系到所培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)、能力的高低。選擇合適的講授內(nèi)容,應(yīng)遵循原則如下:
1.課程內(nèi)容是否可引起學(xué)生的興趣?興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的第一步,一個(gè)優(yōu)秀的課程內(nèi)容預(yù)示著成功了一半。本教學(xué)中部分章節(jié)重點(diǎn)講述人工器官、醫(yī)療診斷用高分子材料,如牙科材料、眼科材料、醫(yī)用縫合線等,貼近生活中的應(yīng)用,一下子拉近了生物醫(yī)用高分子材料與大家的距離,在讓學(xué)生感覺(jué)有趣的情況下引發(fā)他們的思考,做到事半功倍的效果。同時(shí),讓學(xué)生真正了解到課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)是有用的、與生活密切相關(guān)的,擊潰社會(huì)、校園傳播的“讀書(shū)無(wú)用論”,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、動(dòng)力。
2.課程內(nèi)容是否與專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)息息相關(guān)?本專業(yè)為生物功能材料,致力于生物功能材料高素質(zhì)、強(qiáng)能力人才的培養(yǎng),選擇課程內(nèi)容時(shí)應(yīng)密切聯(lián)系“生物”、“功能”、“材料”三概念。選擇一本《生物醫(yī)用高分子材料》教材,并不意味著本教材所有內(nèi)容均需詳細(xì)講解,與專業(yè)人才培養(yǎng)相關(guān)的重點(diǎn)講解,不相關(guān)的則可只言片語(yǔ)帶過(guò)。如緒論中對(duì)生物醫(yī)用高分子材料的發(fā)展、由來(lái)的講解,可用0.5學(xué)時(shí)或更少的時(shí)間講述;而對(duì)該材料的生物相容性、安全性評(píng)價(jià)及其應(yīng)用,則需重點(diǎn)講述。有目的、有選擇性地講授課程內(nèi)容,突出重點(diǎn),結(jié)合實(shí)際應(yīng)用講解。
3.課程內(nèi)容是否緊跟學(xué)術(shù)前沿?《生物醫(yī)用高分子材料》課程中,部分章節(jié)對(duì)典型的生物醫(yī)用高分子材料進(jìn)行了講解,如聚乳酸、聚磷酸酯等。本科學(xué)生主要專注于理論知識(shí)的學(xué)習(xí),及一定程度創(chuàng)新、動(dòng)手能力的培養(yǎng),對(duì)于化學(xué)、材料合成方法、技術(shù)的發(fā)展知之甚少。講授《生物醫(yī)用高分子材料》課程時(shí),適當(dāng)介紹相關(guān)材料研究的最新熱點(diǎn),如聚乳酸的合成方法、特殊的性能等,有利于學(xué)生綜合素質(zhì)能力的培養(yǎng)。
4.課程內(nèi)容與開(kāi)設(shè)課時(shí)是否匹配?針對(duì)課時(shí)較少的現(xiàn)狀,需對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的安排。首先講述高分子材料的生物相容性、安全性,及其和生物體的相互作用;再次講述生物醫(yī)用高分子材料在人工器官、醫(yī)療診斷、藥物緩控釋、組織工程等領(lǐng)域中的應(yīng)用;接著講述生物醫(yī)用高分子材料的性能及其改性;最后依據(jù)前面信息,總結(jié)關(guān)系規(guī)律,講述生物醫(yī)用高分子材料的設(shè)計(jì)方法。這樣既保證了對(duì)該課程的系統(tǒng)講解,使學(xué)生對(duì)生物醫(yī)用高分子材料的基本概念、分類及應(yīng)用有了初步了解,又沒(méi)有因?yàn)檎n程過(guò)難或過(guò)多給學(xué)生造成負(fù)擔(dān)。
二、教學(xué)方法的優(yōu)化探討
眾所周知,大學(xué)的課堂基本上都是教師高談闊論,學(xué)生按部就班,到了考試周就劃重點(diǎn),瘋狂背,及格就萬(wàn)事大吉,但這并不是我們?cè)O(shè)計(jì)的目標(biāo)結(jié)果,我們的目標(biāo)是希望每一位學(xué)生都真真正正地學(xué)到知識(shí)。因此,有必要建立良好的教學(xué)方法、教學(xué)模式、教學(xué)手段。教學(xué)方法是教師和學(xué)生為了實(shí)現(xiàn)共同的教學(xué)目標(biāo),完成共同的教學(xué)任務(wù),在教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用的方式與手段的總稱。包括教師教的方法(教授法)和學(xué)生學(xué)的方法(學(xué)習(xí)方法)兩大方面,是教授方法與學(xué)習(xí)方法的統(tǒng)一。教授法必須依據(jù)學(xué)習(xí)法,否則便會(huì)因缺乏針對(duì)性和可行性而不能有效地達(dá)到預(yù)期的目的。但由于教師在教學(xué)過(guò)程中處于主導(dǎo)地位,所以在教法與學(xué)法中,教法處于主導(dǎo)地位。在課堂上應(yīng)使用多媒體與板書(shū)相結(jié)合的教學(xué)方法。多媒體教學(xué)可具體、直觀、生動(dòng)地表達(dá)抽象的現(xiàn)象,促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、吸收。比如,制作材料合成、加工、性能表征及應(yīng)用的視頻,打破傳統(tǒng)的“說(shuō)―聽(tīng)”教學(xué)模式。新的方法是積極鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生參與到課堂中來(lái),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,努力讓學(xué)生主動(dòng)學(xué),讓學(xué)習(xí)效率更高。材料包括材料的組成、材料的性能、材料的使用,三者之間環(huán)環(huán)相扣,抓住了這一點(diǎn)就能很好的讓同學(xué)們更好地理解一種材料的產(chǎn)生,更能鍛煉同學(xué)們的整體思維。鼓勵(lì)同學(xué)們自主學(xué)習(xí),學(xué)生在課堂的時(shí)間是非常短暫的,更多的是課余時(shí)間,老師在課堂上提出幾個(gè)探討性的問(wèn)題,鼓勵(lì)同學(xué)們成立小組相互討論,引導(dǎo)同學(xué)們上網(wǎng)查詢資料,到圖書(shū)館資料室查資料,增加自己的眼見(jiàn),豐富知識(shí)。使同學(xué)們?cè)谡n堂學(xué)的知識(shí)能理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)以致用。在課堂上講到一種材料,如硅膠,可以作為隆胸的材料等。通過(guò)具體實(shí)際的例證說(shuō)明此種材料的用途,加深同學(xué)們的理解。在課堂上讓同學(xué)們認(rèn)真地做筆記,在做筆記的同時(shí)也加深了理解,同時(shí)也能讓同學(xué)們更加深入的思考。同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)開(kāi)展互動(dòng)式教學(xué),促進(jìn)教師、學(xué)生之間的緊密溝通交流。作者在課堂上采取提問(wèn)、討論與學(xué)生上講臺(tái)相結(jié)合的教學(xué)方法,增加了教與學(xué)雙方的主動(dòng)性,取得了較好的效果。比如在講述生物醫(yī)用高分子材料相容性與安全性知識(shí)點(diǎn)時(shí),在課前教師可先提出問(wèn)題:補(bǔ)牙時(shí)使用劣質(zhì)材料,則會(huì)導(dǎo)致牙齒發(fā)炎、疼痛,分析其原因、闡述理由。讓學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)和查閱資料獨(dú)立思考,得出自己的結(jié)論。下次上課時(shí),可讓學(xué)生先就自己的結(jié)論相互討論,教師進(jìn)行糾正或補(bǔ)充。這樣既促使學(xué)生進(jìn)行了課前預(yù)習(xí),也提高了學(xué)生的自學(xué)能力。
三、結(jié)語(yǔ)
以上就是我們對(duì)生物醫(yī)用高分子材料課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的探索和改革,改革的目的是讓同學(xué)們更好地理解學(xué)習(xí)知識(shí),讓學(xué)習(xí)的效率更高。更好地培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)穩(wěn)扎、具有創(chuàng)新性思維的優(yōu)秀專業(yè)人才,而達(dá)到這一目的,無(wú)疑改革和創(chuàng)新才是動(dòng)力源泉與保證。
參考文獻(xiàn):
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1 基于工作過(guò)程教學(xué)簡(jiǎn)介
基于工作過(guò)程的課程體系,是一種以任務(wù)為驅(qū)動(dòng),以項(xiàng)目為載體的教學(xué)模式。高等教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)需突出學(xué)生綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)。高校更應(yīng)該結(jié)合各類企事業(yè)單位對(duì)人才的需求,參照基于工作過(guò)程的課程體系,構(gòu)建基于工作過(guò)程的課程體系建設(shè)的改革發(fā)展之路。
目前,課程設(shè)計(jì)方法越來(lái)越被高職院校所重視。所謂工作過(guò)程,是指為完成工作任務(wù)并獲得工作成果而進(jìn)行的一個(gè)完整的工作程序,包含若干個(gè)既相對(duì)獨(dú)立又相互聯(lián)系的工作環(huán)節(jié)。由于畢業(yè)生所對(duì)應(yīng)的相關(guān)職業(yè)的工作過(guò)程特征不同,各院校的情況和辦學(xué)條件也不同,因此,引進(jìn)這種課程設(shè)計(jì)方法時(shí),在強(qiáng)調(diào)這種課程設(shè)計(jì)方法優(yōu)點(diǎn)和有利條件的同時(shí),一定要注意不同類型院校和專業(yè)存在的各自特點(diǎn)及不利因素。我院在進(jìn)幾年的課改過(guò)程中積累了一定經(jīng)驗(yàn),對(duì)課程改革有一定研究?;诠ぷ鬟^(guò)程的教學(xué),以工作過(guò)程為參照系,以完成職業(yè)工作應(yīng)具備的專業(yè)技術(shù)能力項(xiàng)目為依據(jù),針對(duì)行動(dòng)順序的每一個(gè)工作環(huán)節(jié)知識(shí)、能力要求傳授相關(guān)的課程內(nèi)容,組織技能訓(xùn)練,突出學(xué)生在校學(xué)習(xí)與實(shí)際工作的一致性,實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐技能的整合。
2 高分子材料加工專業(yè)“工作過(guò)程”內(nèi)容設(shè)計(jì)
高分子材料加工的職業(yè)能力是一種綜合能力,要求教師在教授的同時(shí)要將高分子材料常見(jiàn)的各種加工方法、加工手段以實(shí)踐的方式教給同學(xué),這就需要為學(xué)生模擬真實(shí)的工作情景,通過(guò)以項(xiàng)目任務(wù)為依托的教學(xué)使學(xué)生置身于真實(shí)的或模擬的學(xué)習(xí)工作世界中。在教學(xué)中,每個(gè)學(xué)生會(huì)根據(jù)自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn),會(huì)給出不同的解決任務(wù)的方案與策略,產(chǎn)生的學(xué)習(xí)效果不是唯一的,而是多樣化的。讓同學(xué)在正確認(rèn)識(shí)高分子材料結(jié)構(gòu)和組成以及合理的配方設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,能夠選擇合適的加工設(shè)備、加工工藝和加工方法制備高分子材料制品的過(guò)程。
教學(xué)內(nèi)容可以以實(shí)際的“工作任務(wù)”為依托項(xiàng)目?!肮ぷ鲀?nèi)容”的設(shè)計(jì)要結(jié)合本學(xué)科前沿研究領(lǐng)域和發(fā)展動(dòng)態(tài),介紹重點(diǎn)科技成果,增加教學(xué)信息量,使課程教學(xué)內(nèi)容滿足時(shí)代的要求,使學(xué)生掌握更多、更新的專業(yè)知識(shí)。教學(xué)過(guò)程通過(guò)不同的高分子材料產(chǎn)品項(xiàng)目、確定合適的加工技術(shù)及其方法。理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容通過(guò)項(xiàng)目或者是工作任務(wù)緊密地結(jié)合在一起。課程涉及到的高分子制品成型加工典型工作任務(wù)如下圖所示:
主要是根據(jù)制品使用需求、選擇出合適的高分子材料,并進(jìn)行合理的助劑選擇,進(jìn)行配方設(shè)計(jì),如不合適提出改性辦法等,為生產(chǎn)開(kāi)發(fā)決策提供完整依據(jù)。
通過(guò)項(xiàng)目任務(wù)的實(shí)施,使學(xué)生能針對(duì)產(chǎn)品的具體要求合理的設(shè)計(jì)成型加工方案,能對(duì)所設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的性能分析與測(cè)試,進(jìn)而掌握塑料、橡膠制品加工設(shè)計(jì)的原理與方法。為將來(lái)從事高分子材料、復(fù)合材料的生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
通過(guò)以下項(xiàng)目:“市政用木塑復(fù)合柵欄材料的成型加工”、“冰箱抽屜專用料加工設(shè)計(jì)”、“抗沖擊阻燃電視機(jī)殼專用料成型加工”、“低成本鼠標(biāo)墊加工”、“聚乙烯發(fā)泡鞋底設(shè)計(jì)”、“霓虹燈管專用料設(shè)計(jì)”、“PP汽車保險(xiǎn)杠專用料設(shè)計(jì)”、“奧運(yùn)志愿微笑圈手環(huán)配方設(shè)計(jì)與制作”的實(shí)施,讓同學(xué)能夠通過(guò)能夠設(shè)計(jì)塑料產(chǎn)品的配方,能找出成型加工方案設(shè)計(jì)難點(diǎn),提出解決方法的能力。能夠設(shè)計(jì)橡膠產(chǎn)品的配方,能找出成型加工設(shè)計(jì)難點(diǎn),提出解決方法的能力,能夠分析測(cè)試塑料材料配方的基本性能,能夠分析測(cè)試橡膠材料的基本性能。
配合上述8個(gè)項(xiàng)目及相關(guān)拓展任務(wù)的訓(xùn)練,組織學(xué)生討論、總結(jié)、歸納如下相關(guān)知識(shí):了解塑料的物理性能、流動(dòng)特性、成型過(guò)程中的物理、化學(xué)變化情況。了解橡膠的物理性能、流動(dòng)特性、成型過(guò)程中的物理、化學(xué)變化情況。掌握常用通用塑料和通用工程塑料塑料的特性、分類以及塑料配方的組成和對(duì)應(yīng)的成型加工工藝。掌握常用天然橡膠和合成橡膠的特性、分類以及橡膠配方的組成和對(duì)應(yīng)的相關(guān)成型加工。 轉(zhuǎn)貼于
通過(guò)訓(xùn)練讓同學(xué)以下能力得到提高:(1)培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí),尋求探索物質(zhì)之本性的興趣與能力;(2)對(duì)事物性質(zhì)的分析方法—內(nèi)外因分析法;(3)培養(yǎng)學(xué)生信息獲取的素質(zhì)與能力(圖表查閱、專利、手冊(cè)、網(wǎng)絡(luò)資源等);(4)逐步形成綜合分析問(wèn)題的素質(zhì)與能力;(5)增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)、經(jīng)濟(jì)意識(shí)、安全意識(shí);(6)專業(yè)外語(yǔ)單詞的學(xué)習(xí)與筑固;(7)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)的形成。
3 “基于工作過(guò)程”教學(xué)對(duì)教師的要求
(1)專任教師實(shí)踐能力的提高。作為一線教師,在實(shí)行相關(guān)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中,一定要具有高分子材料加工生產(chǎn)的職業(yè)經(jīng)驗(yàn),清楚高分子加工企業(yè)的工作過(guò)程和經(jīng)營(yíng)過(guò)程,只有這樣才能找出高分子材料生產(chǎn)的工作任務(wù)作為具有教育的項(xiàng)目。
(2)專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建立?;诠ぷ鬟^(guò)程的教學(xué)法涉及多學(xué)科教學(xué)內(nèi)容,高分子材料加工生產(chǎn)需要有機(jī)械設(shè)備、加工工藝、原料配方、制品材料測(cè)試、產(chǎn)品檢驗(yàn)等一系列知識(shí),因此對(duì)絕大多數(shù)教師而言,很難獨(dú)自一人很好地完成教學(xué)工作。這就要求教師具有跨學(xué)科的能力,團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力,不僅要嫻熟本學(xué)科的專業(yè)知識(shí)與技能,還要了解相鄰專業(yè)、相關(guān)學(xué)科及跨學(xué)科的知識(shí)與技能。
(3)學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)能力的掌握。在本教學(xué)法中,學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)好壞決定了傳授知識(shí)結(jié)構(gòu)的合理性、能否激發(fā)同學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。如何在項(xiàng)目教學(xué)中合理有效的利用學(xué)習(xí)的資源和協(xié)作學(xué)習(xí)的環(huán)境是教師最主要的工作,這要求教師熟悉項(xiàng)目?jī)?nèi)容中所用的高分子材料的基礎(chǔ)知識(shí),并準(zhǔn)備好項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程中可能涉及到的有關(guān)知識(shí)。
4 結(jié)束語(yǔ)
在專業(yè)課程體系中,高分子成型加工是門(mén)重要的核心課程,是高分子加工專業(yè)學(xué)生必須掌握的專業(yè)知識(shí)和技能。在老師的指導(dǎo)下,用工廠的管理模式,讓學(xué)生親自動(dòng)手設(shè)計(jì)和制造相關(guān)高分子產(chǎn)品,加深領(lǐng)會(huì)和掌握材料加工過(guò)程工藝設(shè)計(jì)的要點(diǎn)以及生產(chǎn)工藝與實(shí)際生產(chǎn)之間的聯(lián)系。但以往教育方式存在著一定的不足,且與當(dāng)前工廠的需求相脫節(jié),于是筆者根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),在新的基于工作過(guò)程的教學(xué)理念指導(dǎo)下對(duì)高分子成型加工課程進(jìn)行改革,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。
基金項(xiàng)目:教育部高等學(xué)校高職高?;ぜ夹g(shù)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)2009年度規(guī)劃課題,課題編號(hào)HJKT-2009-034Y;常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院教育研究課題《“基于工作過(guò)程的項(xiàng)目化教學(xué)方法”在高分子成型加工課程改革中的應(yīng)用》,課題編號(hào):10JY022
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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、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、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.
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關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī);科學(xué)技術(shù);材料;高分子;制備
中圖分類號(hào):TB383.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-7712 (2014) 04-0000-01
從概念上來(lái)看,計(jì)算機(jī)高分子復(fù)合材料則是屬于將高聚物以及相應(yīng)增強(qiáng)材料或者是填充材料有機(jī)組成的多相復(fù)合體,這種材料的基體是有機(jī)聚合物,在此基礎(chǔ)上連續(xù)纖維是增強(qiáng)材料組成。高分子復(fù)合材料之所以可以屬于理想載體,這主要是其所擁有的高模量特性與高強(qiáng)度纖維。擁有特別好粘結(jié)性能的基體材料可以牢固粘合纖維,還可以讓纖維對(duì)剪切載荷與壓縮承受。具備特別優(yōu)良的復(fù)合在基體與纖維兩者從而能夠?qū)⑦@兩者的優(yōu)點(diǎn)充分顯示,還讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以做到最佳狀態(tài)實(shí)現(xiàn)。針對(duì)這樣的情況,高分子復(fù)合材料是屬于一類最廣泛應(yīng)用與最迅速發(fā)展的復(fù)合材料。
一、計(jì)算機(jī)高分子復(fù)合材料特性與結(jié)構(gòu)
(一)特性。一是用于良好的耐疲勞性能。相對(duì)來(lái)說(shuō)計(jì)算機(jī)高分子復(fù)合材料包含著基體與纖維界面可以對(duì)擴(kuò)散裂紋進(jìn)行有效的阻止,相當(dāng)一部分金屬材料疲勞強(qiáng)度極限是這種金屬材料拉伸極限的三成至五成,那么聚酯復(fù)合材料或者是碳纖維相對(duì)來(lái)說(shuō)則是這種材料拉伸極限的七成至八成范圍之內(nèi);二是比模量與比強(qiáng)度都大。在計(jì)算機(jī)高分子復(fù)合材料當(dāng)中,在玻璃纖維復(fù)合材料中往往不管是比模量還是比強(qiáng)度都會(huì)比較高,比強(qiáng)度聚合物材料當(dāng)中的增強(qiáng)有機(jī)纖維、硼纖維、碳纖維是三倍至五倍的鈦合金強(qiáng)度,而在進(jìn)行比模量則是四倍以上的金屬所具備的模量,那么所具備的性能在某一特定范圍內(nèi)在不同纖維排列進(jìn)行變動(dòng);三是良好減震性。不僅計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)形狀影響受力結(jié)構(gòu)自震頻率,自震頻率和結(jié)構(gòu)材料比模量平方根呈現(xiàn)正比例關(guān)系,這也就是指復(fù)合材料具備比較高的比模量,那么相應(yīng)也會(huì)存在著比較高的自震頻率。而且在這一過(guò)程當(dāng)中,復(fù)合材料存在吸振能力在界面上,這樣就可以對(duì)阻尼振動(dòng)在所使用材料。從相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果顯示,停止振動(dòng)輕合金梁必須九秒,同樣大小的振動(dòng)停止在碳纖維復(fù)合材料梁僅僅是2.5秒;四是可設(shè)計(jì)性的各向異性與性能。各向異性這是高分子復(fù)合材料的一個(gè)突出特點(diǎn),那么性能可設(shè)計(jì)性預(yù)期存在相關(guān)性。按照不同工程結(jié)構(gòu)使用條件與載荷分布,那么在對(duì)鋪層設(shè)計(jì)與相應(yīng)材料選取以便來(lái)對(duì)既定要求滿足;五是統(tǒng)一性的結(jié)構(gòu)和材料。在對(duì)高分子復(fù)合材料進(jìn)行制造的過(guò)程當(dāng)中,還應(yīng)該做到對(duì)相應(yīng)制件獲取,也就是所謂的一次成型,一次成型同樣可以使用在復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)的大型制件當(dāng)中,往往從一般的工程塑料實(shí)現(xiàn)卻比較困難;六是過(guò)載時(shí)擁有良好的安全性。往往存在著足夠的增強(qiáng)纖維在符合材料當(dāng)中,如果過(guò)載材料擯棄少量的纖維斷裂的時(shí)候,那么則會(huì)將相應(yīng)的載荷在尚未破壞的纖維當(dāng)中實(shí)施迅速的重新分配,那么可以在短時(shí)間內(nèi)整個(gè)構(gòu)建并不會(huì)對(duì)相應(yīng)承載能力失去。
(二)結(jié)構(gòu)。往往聚合物這是計(jì)算機(jī)高分子復(fù)合材料的基體,那么精彩使用的則有酚醛樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、各種熱塑性聚合物、環(huán)氧樹(shù)脂。往往基體從一邊意義上比較是屬于單一性質(zhì)的聚合物,那么其中聚合物是其中的主要成分,還應(yīng)該將其他的輔助材料包含其中。在這些基體材料當(dāng)中,相應(yīng)的其他組成成分還有稀釋劑、固化劑、催化劑、增韌劑等,這些輔助材料同樣是屬于高分子復(fù)合材料基體當(dāng)中必不可少的組成成分。正是在高分子復(fù)合材料當(dāng)中加入這些輔助材料,這樣就可以將形式多樣的使用性能提供給復(fù)合材料,將成本有效降低,將應(yīng)用范圍擴(kuò)大,將工藝性進(jìn)行改進(jìn)。
對(duì)聚合物性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系進(jìn)行了解則是對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)實(shí)施研究的根本目的,這樣就可以對(duì)聚合物材料能夠正確的使用與選擇,從而可以對(duì)聚合物極其復(fù)合材料的成型加工工藝條件更好掌握。將其性能進(jìn)行有效改變,達(dá)到具備指定性能的聚合物合成與設(shè)計(jì)的目的。
那么在高分子復(fù)合材料當(dāng)中,相應(yīng)的結(jié)構(gòu)性能主要包含著:將外界環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行隔絕以便做到對(duì)內(nèi)部物體實(shí)施相應(yīng)的保護(hù);對(duì)裝置各個(gè)儀器、配件等這些附件的空間進(jìn)行提供;結(jié)構(gòu)當(dāng)中可能承受的各種載荷,以便做到對(duì)使用壽命內(nèi)的安全做到確保。
二、計(jì)算機(jī)高分子復(fù)合材料制備
從本質(zhì)上來(lái)看,制備計(jì)算機(jī)高分子復(fù)合材料其主要就是設(shè)計(jì)配方。配方的設(shè)計(jì)絕對(duì)不屬于經(jīng)驗(yàn)性與簡(jiǎn)單組合各種原料,這是屬于充分研究計(jì)算機(jī)高分子材料性能和結(jié)構(gòu)關(guān)系背景下實(shí)施綜合所獲得的結(jié)果。如果相應(yīng)的制品具備良好的效果,并不應(yīng)該將其停留在設(shè)計(jì)配方的層面,還包含著成型設(shè)備選型與設(shè)計(jì)成型加工工藝,設(shè)計(jì)模具、設(shè)計(jì)制品外觀、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等。有鑒于此,那么對(duì)其進(jìn)行更為嚴(yán)格的規(guī)定,這也就是指設(shè)計(jì)制品。相應(yīng)的部分就是設(shè)計(jì)配方,要想獲得比較好的制品,除開(kāi)相應(yīng)的配方設(shè)計(jì)比較好,還應(yīng)該依賴于其他要素對(duì)其進(jìn)行配合。
而針對(duì)制品所做的設(shè)計(jì)則是立足于科學(xué)判斷與預(yù)測(cè)制品的使用性能、結(jié)構(gòu)、形狀等因素,從而對(duì)計(jì)算機(jī)高分子材料實(shí)施正確選用與充分把握。在設(shè)計(jì)制品的過(guò)程當(dāng)中所把握的原則為經(jīng)濟(jì)、高效、實(shí)用,按照這樣的思路,這也就是指計(jì)算機(jī)制品生產(chǎn)效率要高、實(shí)用性要強(qiáng)、成本要低、成型加工工藝要好,以便做到對(duì)人們需求的滿足。而且在這一過(guò)程當(dāng)中,還應(yīng)該對(duì)能夠進(jìn)行選擇的計(jì)算機(jī)高分子化合物多樣性的品種、計(jì)算機(jī)制品應(yīng)用領(lǐng)域特殊性等這些因素進(jìn)行考慮。
根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料顯示,當(dāng)前往往具備兩種設(shè)備配方的方法:一是多因素的變量配方設(shè)計(jì)方法,從這種方法的適用范圍來(lái)看,往往是只能一個(gè)因素影響材料制品性能的佩服。通常具體來(lái)看主要有斐波那契搜集法、平分法、逐步提高法、拋物線法、黃金分割法、分批實(shí)驗(yàn)法等;另外一個(gè)則是指多因素變量配方設(shè)計(jì)方法,這種方法則是指制品的性能受到兩個(gè)或者是兩個(gè)以上因素影響的佩服。具體來(lái)看,主要有回歸分析法、正交設(shè)計(jì)法。
三、結(jié)束語(yǔ)
總而言之,在計(jì)算機(jī)高分子復(fù)合材料擁有各種各樣的制備方法,如果選取的材料不同,那么相應(yīng)的加工方法也并不相同,甚至在同一種材料當(dāng)中也可以具備好幾種方法,這樣就必須按照實(shí)際情況來(lái)實(shí)施相應(yīng)的選擇與斟酌,在對(duì)生產(chǎn)成本降低的過(guò)程中,還應(yīng)該做到對(duì)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品獲得,這樣就能夠得到最佳的性價(jià)比??墒窃谘芯窟^(guò)程還看到雖然高分子復(fù)合材料擁有比較好性能,更廣應(yīng)用范圍,可是依然存在著部分缺點(diǎn),這就應(yīng)該在今后對(duì)其實(shí)施進(jìn)一步改善研究。
參考文獻(xiàn):
[1]李侃社,王琪.導(dǎo)熱高分子材料研究進(jìn)展[J].功能材料,2002(02).
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