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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇高分子化学专业,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:CAI教学;高分子化学与物理;实例教学;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)20-0268-03
随着高分子科学与技术的不断发展,高分子科学已渗透于各个领域与学科,形成了一个无法替代的交叉学科[1]。对于与高分子相关的专业,专业课程一般设置高分子化学与高分子物理两门课,其中高分子化学侧重聚合反应机理的学习,高分子物理从分子运动的观点出发重点介绍高聚物的结构与性能间的关系。对于食品科学与工程学院的包装工程专业的学生一般将这两门课揉合在一起,开设高分子化学与物理,课程48~72学时之间,要求掌握有关高分子的基本理论知识和应用技能。
对于在食品学院中的包装工程专业,结合北京农学院的办学定位和服务对象,学校专业定位在食品包装技术以及与包装相关的食品质量安全与控制[2]。要培养学生这两个方面的能力,学生的学习内容必须涵盖包装中食品接触材料生产、监管、检测和风险评估等与卫生安全质量相关的各个方面。而讲述这些内容的前提是掌握高分子化学与物理以及包装材料学中关于食品接触材料的各种知识点。我们只有在介绍高分子食品接触材料的特性、用途、生产工艺的基础上,才能让学生懂得食品接触材料安全卫生相关的质量控制和管理要素,培养学生对食品接触材料安全卫生相关的质量控制能力,以及准确合理地选择包装材料进行食品产品包装设计的能力。所以,高分子化学与物理是我们食品包装专业非常重要的专业基础课。
在学校“3+1”的教学模式[3]影响下,高分子化学与物理课程的学时数压缩为56学时。在这样少的学时条件下,要使那些对于高分子完全陌生的学生理解并掌握高分子的基本概念与原理,授课内容的选择及讲授方式是非常重要的。通过几年不断地尝试和教学实践,作者结合非高分子专业学生的特点,积极进行教学改革探索,积累了一定的教学经验,取得了比较满意的教学效果。本文结合我校高分子化学与高分子物理课程教学改革与探索的实际,就教学内容的选择、完善以及教学方式与多媒体课件的研制方面提出一些自己的见解。
一、理论联系实际,调整教学内容,加强实例教学
在传统高分子专业的高分子化学课程中,高分子化学涉及的概念公式繁多,而且复杂难懂,要想完全靠死记硬背记住这些公式是比较困难的,而将这些公式熟练应用则更加困难[4,5]。对于食品包装工程系的学生学习高分子化学对聚合物的化学反应部分应当有目的地选择高分子包装材料所涉及的化学反应进行讲授,对于复杂的聚合反应速率方程的推导可以不学。可重点学习各种包装材料如:聚乙烯,聚碳酸酯,聚氯乙烯,聚偏二氯乙烯,聚乙烯醇,聚对二苯甲酸乙二醇酯等现实经济生活中常用高分子材料的合成方法,重点讲述他们的化学合成方法,催化,以及包装材料中单体与催化剂的残留造成的健康风险。在充分体现学科特点的前提下,适当削减了与专业关系不大的聚合反应机理部分的内容,如配位聚合反应的机理。在“聚合物的化学反应”章节中,增添了与专业相关的化学反应。
比如讲述聚苯乙烯(PS)合成时,应当结合包装专业特点来举例聚苯乙烯合成过程对其在包装工业上的应用具有深刻的影响,如聚苯乙烯发泡餐盒白色污染的风波[6]。向学生解释为何2013年2月,国家发改委“21号令”,将被称做白色污染且长久被认为有毒的一次性聚苯乙烯发泡餐具解禁。解禁依据是什么?通过联系实际,同学们都急切想从专业角度得到解答。10年前国家禁止聚乙烯发泡餐盒的应用是基于以下考虑。
1.PS泡沫塑料餐具带来白色污染的问题。
2.PS泡沫塑料餐具受热65℃时或燃烧时会产生“二英”强致癌物的问题。
3.PS泡沫塑料餐具中含有残存单体苯乙烯或在65℃以上使用会释放出单体致毒的问题。
4.PS泡沫塑料餐具遇热会释放出二聚体、三聚体等危害人体物质的问题。
5.PS泡沫塑料餐具含双酚类,导致生殖机能失常的问题。
6.PS泡沫塑料餐具难以回收利用。
7.PS泡沫塑料餐具不能耐高温,高温变形,不能在微波炉里使用。
从向学生介绍高分子化学中聚苯乙烯的分子构造,聚合机理,聚合方法以及化学反应后处理,我们就能解释第2、3、4、5问题。从高分子化学专业的角度向学生讲述“白色污染”的成因是管理不善及随意丢弃垃圾的人,而不属聚苯乙烯材料本身,PS泡沫塑料餐具≠“白色污染”,更不是造成“白色污染”的元凶。PS的生产过程是苯乙烯单体在高温高压和催化剂作用下,在密封的反应内,无氯条件下进行聚合反应,从而无产生二英的条件。PS泡沫塑料饭盒是直接采用食品级的PS材料,加入滑石粉、硬脂肪酸钙、丁烷等,通过挤出、发泡制得,生产过程全部为物理混合过程,无化学反应,不具备产生二英的条件。如果我们工业界使用符合国家标准的食品级聚苯乙烯原料来制造一次性泡沫发泡饭盒,最终产品很难在单体残留量上超标。而且,国外公布相关报告研究结果,明确澄清有关二聚体、三聚体环境荷尔蒙的问题,它们不属所谓拢乱内分泌的化学物质。食品级PS材料中并没有双酚A,在加工过程中也不可能产生双酚A副产物等。以上解释都需要我们高分子化学的知识,通过理论联系实际,我们能让学生们对学习高分子化学对包装材料的认识加深印象。
再如,讲解聚碳酸酯(PC)[7]的逐步缩聚合成过程中,为了加深学生的理解,引入聚碳酸酯“双酚A风波”。生产聚碳酸酯用到双酚A,在材料与食品相接触后,残留双酚A单体迁移进食品,造成一定的健康风险。从高分子化学角度,向学生解析为何2011年在欧盟和加拿大,双酚A被列为有毒物质,被禁止用于生产婴儿奶瓶。在PC实例中,通过聚合机理,单体结构,聚合单体残留等高分子化学方面的知识向学生们展示PC食品接触材料的优缺点。
同理,我们在讲解聚氯乙烯(PVC)时[8],从分子结构的特点引入“塑化剂风波”,讲述聚氯乙烯由于分子的刚性需要塑化剂才能加工成型,这与食品相接触后必然造成有毒塑化剂的迁移。我们在讲解各种包装材料的高分子合成化学时,就应该通过现实生活的同学们已经有所耳闻、鲜活的例子来帮助学生对知识点的理解与记忆,提升他们对专业的学习兴趣。
二、加强《高分子化学及物理》与《包装材料学》的有机联系
高分子物理部分以分子运动的观点来聚合物的转变与松弛,聚合物的粘弹性,聚合物的力学性能等内容。因为《高分子化学及物理》是为《包装材料学》服务的,应让学生重点掌握高分子结构与性能之间的关系。高分子物理部分是教学重点,在讲解基本概念时,同时注意结合《包装材料学》所涉及的结构与性能之间的关系,使《包装材料学》与《高分子化学及物理》真正有机地融合起来。比如,在讲解聚苯乙烯发泡餐盒的时候,我们还是可以通过餐盒禁止与解禁来讲解其分子的构效关系与应用。以前禁用一次性聚苯乙烯泡沫饭盒,存在很多知识的误区,比如对毒性的误解与使用方法的不当。当加热至聚苯乙烯的玻璃化转变温度(80~90℃)以上,PS转变为高弹态,且保持这种状态在较宽的范围内,PS开始热变形,熔融温度为240℃,PS在高真空和330~380℃下剧烈降解。由于其分子结构的特性,一次性聚苯乙烯饭盒不能在70度以上或微波炉的情况下使用,这和聚丙烯餐盒使用是有很大差异的。由于知识普及不到位,许多人把一次性聚苯乙烯泡沫饭盒在高温下加热,在微波炉使用,造成饭盒溶化变形,并伴有刺激性气味。如果我们知道使用说明,一次性聚苯乙烯餐盒在一定条件下使用是无毒,绿色,安全且价廉,比如,在外就餐,我们可以用价廉的一次性聚乙烯发泡餐盒打包你的冷却后的剩饭剩菜而无需采用价格昂贵的替代产品。我们在讲解聚苯乙烯高分子分子运动时,就应该把分子运动的特点引导到聚苯乙烯作为现实包装材料由于分子运动的特点所带来的优缺点。同理,我们讲解聚氯乙烯分子[8]时,就需要结合高分子物理中分子运动的特点来讲解的塑化剂溶出。讲解聚乙烯醇(PVA)时,就应该把高聚物的结晶与分子之间的氢键作用引入到结晶与分子材料透气透氧之间的关系上。
三、改进了教学手段,有效利用多媒体资源和化学作图软件,运用多种方法加深学生的理解
高分子化学与物理的基本概念繁多,有些概念很容易混淆,还有些概念很抽象,难于理解。针对抽象的概念,我们可以有效利用多媒体资源和化学作图软件,使基本概念的理解变得容易,大大增强了记忆的效果,避免了死记硬背。比如,高分子应力松弛与蠕变讲述。对于蠕变,只是通过经典的教科书上的举例,“如在悬挂的软质PVC丝下面勾住一段一定质量的砝码,软丝会慢慢伸长,撤销砝码后,软丝会慢慢地回缩”这种书本讲解,笔者觉得不足以让学生加深印象。而是应该通过形象的多媒体实验演示或现实实验来讲解。由于实验课时有限,笔者在课前对实验进行录像,然后在课堂上进行视频演示,能很好地帮助学生理解。利用实验能让学生充分理解高分子聚合物的结构与性能之间的关系。
例如,结晶概念的诠释,是比较难比喻生动而且易懂的。高聚物结晶分子的排列在书中被用很小的部分来讲述,但是高分子结晶对高分子薄膜材料物理性质影响显著,对于食品包装的学生,急切需要知道结晶度与透气性的构效关系,但是如此小的篇幅根本不能让学生掌握高分子结晶的知识点。书本上的高分子晶体图学生很难理解,这就需要我们教师去寻找更好的化学物质单晶图,我们可以找刚性的芳香有机物的单晶图来阐述分子间的各种力造成的分子有序堆积。通过这种举例,可以让学生更好的理解高分子链之间相互作用力造成的部分链段的有序堆积。可见,生动的举例对于抽象概念的理解是有很大帮助的。
使用多媒体可以将枯燥乏味的理论知识直观和形象化,可以将教学过程生动地展示给学生,使学生更容易理解所学内容。对于高分子化学与物理中一些概念的讲述,我们需要CAI教学[9],多利用化学分子结构软件制作课件。通过化学软件制作三维空间构型,再结合三维动画,动态演示分子骨架旋转,能轻松地带学生进入微观的分子世界,让抽象的分子结构与概念形象化,有利我们教学。比如高分子链的柔性是由于分子内各个化学键和原子在不停地转动或振动,高分子链的形状时刻在变化着而造成的。如果我们制作动态三维的大分子的内旋转图,让学生亲眼目睹这个“动”,才能更好促进学生对分子动态旋转以及高分子柔性的理解。
四、创设开放性的交流空间,鼓励学生主动参与教学活动
在课程教学过程中,除老师引入实例教学、有效利用多媒体资源等教学措施以外,有时引申话题,创设开放性的交流空间,鼓励学生主动参与教学活动也是非常重要的[10]。采取让学生分组讨论,查找文献,撰写小报告的形式拓展学生的知识面,培养学生自主学习的能力。如,高分子聚合的教学中,结合聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等分子的结构特点说明其应用的基础上,提出问题:“为什么限制聚氯乙烯在食品包装保鲜膜上的应用?”“为什么限制聚碳酸酯在婴儿奶瓶上的应用?”“为何聚苯乙烯餐盒只能在70度以下使用?”以及“为何聚乙烯醇容易结晶以及吸水,这些性质会给作为包装材料的它带来哪些优缺点?”然后学生分组从聚合物分子结构、柔韧性等角度讨论,积极参与到教学活动中。每一个问题都与高分子的基础知识息息相关,都是从一些实际现象引出问题,再通过理论分析加以解释、归纳;这样不仅可以引起学生兴趣,重要的是可以加深学生对基本理论知识的理解和掌握,达到事半功倍的效果。
五、结语
高分子化学与物理是一门理论性强、概念抽象难懂且较难掌握的课程,作为包装工程专业,特别是偏重食品包装技术的学生的重要专业基础课,学生需要在有限的学时里掌握高分子的基本概念和理论,教师则需要不断地探索教学方法,采用多种手段提高教学的交互性和生动性,以调动学生学习的主动性和积极性,才能取得令人满意的教学效果。
参考文献:
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[5]何曼君,张红东,陈维孝等.高分子物理[M].上海:复旦大学出版社,2007.
[6].
[9]夏云波.浅谈多媒体课件在物理教学中的使用[J].物理通报,2005,(9):47.
【关键词】高分子化学;双语教学;教学改革;科研导向
随着人类文明的进步与社会经济生活的发展,能源危机、人类重大疾病相关问题、环境问题等一系列对全球造成影响的科学技术问题的出现使得化学学科、特别是高分子学科成为所有学科的中心学科。例如,基于共轭聚合物半导体材料的有机发光二极管、场效应晶体管和聚合物太阳电池等最新的科研成果将成为未来社会生活中主要的半导体元器件;高分子药物的出现将能够很大程度上对药物释放、药物靶向性等方面进行控制而不需要增加更多的临床药物试验;生物医用高分子在改善人类生活质量方面更是意义非凡。而各种塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂等高分子材料更是关系到人们衣、食、住、行的方方面面。可以说,现代人的生活已经离不开高分子化学和高分子材料。因此,对高分子科学的研究越来越受到国内外学者的关注。
高分子科学的诞生源于高分子合成化学,其基本概念源自于有机化学、物理化学等化学、材料学科,这种情况导致我国现有的高分子科学领域从业人员来源多样。其中,从本科阶段即接受高分子化学教育的比例依然很低,很多从事高分子材料、高分子化学、高分子物理、高分子工程等领域研究的人员本科主修为无机化学、物理化学、有机化学、材料学等专业。一定程度上,这些研究人员存在对高分子化学体系缺乏系统认知的可能。在我国高等学校进行高分子化学教学教育活动,是提高我国现有的高分子科学领域的从业人员基本素养与技能、促进我国高分子科学发展、壮大的重要途径。
近年来,高等学校为主导的国家级或省级“协同创新中心”的设置,使我国高等学校进入新一轮的由教学型(教学科研型)大学向科研型大学转变的历程中。为快速实现这种转变,培养高层次、研究型的高分子科学领域人才愈发显得必要和重要。目前,主要的国际学术会议、顶级国际学术期刊均以英语为主。通过学术会议、、论文检索等在这些国际知名的学术舞台上进行高分子方面学术活动与信息交流,观察国际高分子学科的发展动向,无疑是我国高分子学科跟进国际学术发展步伐和超越世界学术水平的基本条件。为此,我们必须建立培养能够熟练使用英语进行高分子化学相关学科听、说、读、写应用的国际性专业人才的教育体制和培养机制,强化我国高分子方面的科技队伍建设。换言之,在本科阶段开展高分子化学双语教学,为培养具有国际化交流能力的研究生和高层次高分子科学从业者,对我国高分子学科的发展具有非常重要的意义。
在教学实践中,我们发现完善教学内容,教学方式与手段,通过激发学生学习兴趣和专业兴趣,能克服其对双语教学中英文的畏惧和排斥都有益处;制作精减的英文讲义、多媒体课件深入研制等方法和措施的实施,安排学习英文讲座视频等都有利于双语课程的讲授。
3)利用视频和录像内容辅助教学。制作教学录音和录像,给学生共享,让学生课下可以继续观摩课堂内容,培养其听和说的能力。不断构建新的新的本科双语教育模式,使本科生能从双语教学过程中分享课程教育国际化的机会,从中受益,并获得在其他场所不能获得的实践和能力锻炼,从而提高整体素质、创新意识及综合能力。安排学生参加国际学术会议,到场听取英语母语国家的专家汇报,同时录制会议报告录像和录音。
4)组织学生检索高分子化学基础理论相关英文文献、制作课件,并互相评阅,提升学生使用英文交流的能力。从科研的角度让学生体会双语教学“重点在读懂、其次在会写,然后是能听懂和能说”的含义。
5)对于课堂教学效果的考察采用按照学习内容分段考核,并以英文形式呈现。例如,逐步聚合及其原理和聚酯、聚酰胺放在一起考核;自由基聚合物及其原理和实施方法一起考核;工程塑料、天然产物、环境污染和降解与稳定化放在一起考核等。这样的做法,让授课内容的排列更加紧凑,也让学生更好的把握知识点的相关性。
6)强调背景预备知识积累,强化双语教学对其他相关化学课程的关联性,培养学生专业英语综合素养,以期对学生阅读英文文献、其他相关英文课程教科书有所裨益。
总之,在过去几年的高分子化学双语教学中,我们通过合理的教学改革措施的使用,提高教学质量和教学效果,为将来这些接受良好英语授课培养的学生进入科研岗位,从事研究生学习打下良好的基础。当然,这些方法也有继续改进的空间,我们也将继续进行深入研究与探索,总结经验,探索培养具有创新意识和创造能力的高分子科学人才的新思路和新方法。
【参考文献】
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[5]王家喜.高分子化学教学改革初探[J].化学试剂,2009(4):307-309.
[7]邹汉涛,刘晓洪,黄年华,等.《高分子化学》教学方法的探讨[J].武汉科技学院学报,2009(3):58~60.
[关键词]高分子化学、教学实践、教学体会
中图分类号:O63-4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)21-0235-01
近年来,随着科学技术的不断进步和发展,高分子科学与物理、工程、材料、生物、医药以及信息等众多学科知识相互渗透、相互交叉,密不可分。作为高分子材料专业的基础专业课的高分子化学课程,与无机化学、有机化学、物理化学和分析化学并称为“五大化学”,已经被大多数理工科、师范类高校作为化学相关专业学生的必修课或是选修课。它以有机合成为基础,与化工原理、数学等学科紧密联系,其中包含了诸多的概念、反应推理,内容多,抽象难懂、学习难度大,同学们普遍反映较为枯燥,因此如何上好高分子化学这门课,提高同学们的学习兴趣,产生强烈的求知欲,变被动学习为主动学习,是我们教师在课程教学过程中面临的首要问题。针对以上问题,作者经过几年的教学实践、积累和探索,调动了学生的学习积极性,有效的提高了《高分子化学》课程的教学质量,取得了较好的教学效果。
一、注重绪论课的教学
第一堂课通常是老师简单的介绍本课程需要学习的内容以及一些要求后,就迫不及待的开始讲授教学内容,而作为一名讲授高分子化学课的主讲教师,发现高分子化学绪论课对于调动学生学习的积极性和主动性具有非常好的效果,能极大的激发学生学习本课程的兴趣。由于同学们对诺贝尔奖都具有极大的兴趣,首先,以专题形式介绍获得诺贝尔奖的高分子科学家的学术贡献,学习高分子学科的发展史,从而认识科学和科技的进步和发展,从1920年德国Staudinger发表了“ 论聚合 ”的论文,高分子概念的确立;50年代Zigeler和Natta发明配位聚合催化剂,解决了丙烯难以聚合的问题,使石油裂解产物得到充分利用,对化工业的贡献巨大;80年代麦克德尔米德发明导电高分子,直到现在功能高分子得到大力发展。同时,通过举例介绍高分子科学在工业、农业、国防、航空航天、能源、环境、建筑、生物医药以及日常生活中的广泛应用,让学生充分认识到高分子与我们的生活和国民经济的密切关系。如应用可降解的聚乳酸作为手术缝合线,可进行自降解吸收而不必进行拆线;应用在航空航天及国防上的各种特种高分子材料,以及现在我们日用的食品保险膜、塑料袋,所穿的衣服材质涤纶、尼龙和聚酯纤维等全都是高分子材料。使学生清楚的认识到高分子材料与人民的生活、工业生产都是息息相关,从而认识到高分子化学的重要性,极大的激发了学生的学习兴趣。
二、优化教学课程内容
高分子化学是以聚合反应和聚合物化学反应的机理和动力学为主线,主要包括高分子的基本概念、聚合物分类、逐步聚合、自由基聚合以及离子聚合方法等主要内容。在教学中,由于课时以及一些客观原因,不可能对全部的内容进行详细的讲解,因此需对高分子化学的课程内容进行调整、重组和优化,更好的完善教学内容体系。首先,保证基本原理、基本概念的讲解,其中,对传统经典的高分子理论即:高分子的基本概念、逐步聚合、自由基聚合以及自由基共聚进行重点讲解。例如,在讲授自由基聚合的时候,需重点讲授聚合机理和热力学、聚合速率及动力学和聚合度及其分布等内容,其中的阻聚、缓聚等内容作简单介绍就可。同时在授课过程中不拘泥于教材内容的排序,注重对各知识点进行重组和精炼,兼顾高分子化学最新的科技进展,适当增加最新的研究成果和研究热点的教学比例:如活性自由基聚合、ATRP聚合、RAFT聚合、生物医用高分子、超支化高分子、自组装高分子等内容的讲解,开阔学生的知识视野,从而提高学生的学习兴趣和主观能动性;做到重点突出,主次分明,在有限的学时分配中提高教学效率,改善教学效果。
三、教学方式的多样化
高分子化学有“ 五多” 的特点: 内容多、概念多、头绪多、关系多、数学推导多。由于高分子化学很多抽象的概念和理论,如果都是采取以老师在台上从头讲到尾的“填鸭”式教学方式,学生听课感觉枯燥,凭空想像难以理解。因而在讲课方式上采取形式的多样化来激发学生的学习兴趣:一、运用多媒体中图片、文字、声音和动画等方式来辅助教学,使一些抽象难以理解的概念形象、直观,生动、具体化,让学生易于理解和学习,从而提高教学效果;二、有意识地运用互动式教学,避免照本宣科,像有些认知性的章节采取让学生分成小组,课下一起准备PPT,课上让小组派代表来讲课;讲解公式推导的时候,让学生参与进来,和老师一起推导演算;激发学生参与教学的积极性,拉近老师与学生的距离,活跃课堂气氛,激发学生学习的兴趣,提高高分子化学的教学质量;除此之外,邀请本校从事高分子方向研究的老师来给学生就高分子科研的最新进展与动态做专题报告;三、以信息技术的迅猛发展为代表的网络时代已经来临,因此互连网技术在教学中的积极运用有着非比寻常的意义。因此,教师可以充分利用互联网工具,将电子教案、教学课件在校内的教学论坛上,通过高度的资源共享,让学生能随时查阅学习,发挥网络辅助教学快捷的优点。与此同时,授课教师将自己的电子邮件和QQ号公布给学生,当学生学习上碰到问题和困难时能及时快捷的与教师进行沟通交流,从而促进教学效果,调动学生学习的主动性和积极性。
四、教师自身专业知识水平的提高
作为一名主讲教师,在这科技进步日新月异的时代,一个老师要想使自己的专业知识不陈腐,能跟上科技的脚步,在课堂上能多给学生传授一些关于本专业的前沿知识和最新进展,激发学生的学习兴趣,自身的专业知识层次水平不断提升对于保证上课的质量是至关重要的。因而主讲教师可以从下面几个方面提高自己: 首先在上课之后需要多读专业文献,跟踪最新科研进展,把一些研究热点和前沿介绍给学生,利用学生对科研前沿的兴趣和热情来促进教学。同时,将本学院老师的科研研究工作或自身科研研究内容和最新进展与课程内容有机结合,如讲授聚合方法的时候,本人就自己的研究方向 “应用ATRP或RAFT可控聚合方法,合成一系列分子量可控的用于癌症治疗的功能性生物医用高分子材料” 拿到课堂上和学生讨论,进一步加强学生对 “活性可控高分子聚合“的理解,激发学生学习的积极性和科研热情;第二,教师同时需要多参加以促进科学发展、学术交流、课题研究等学术性话题为主题的学术会议;如每两年一度的高分子年会,了解高分子各领域的最新的研究动态,开阔眼界;并且现在每届高分子年会都有”关于高分子教育与学科发展的分会”主题,做报告的是高分子界的一些大牛和大家,对启发我们的教学和研究有非常大的帮助;除此之外,我们还需要多听一些名家名师的讲课,学习名家名师的讲课方法,找出差距,提高自身的教学水平。
作为一名在一线教学的任课教师,面对一群头脑活跃、求知率强、渴望新鲜事物的年轻大学生,我们在教学上需要不断的学习进步,推陈出新,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新意识和创新能力,为培养优秀的创新人才不懈努力。
参考文献:
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1基于协同创新的实验项目建设
通过学科间的有效协同,可建设一系列综合性、创新性实验项目。综合性实验项目的开设,经常出现学时不够用的问题。为此,有的老师将综合性实验拆成多个单元进行,如合成单元、结构测定单元、性能测定单元和应用单元,这是完全可以的。如果能在有限的学时内,完成包括合成单元在内的两个以上的单元,那么也可以成功开设综合性实验。所以,将综合性实验项目控制在有限的学时内,也是开设综合实验时应该注意的问题。有机结合如何做好高分子材料的回收工作,也成为了高分子化学工作者要解决的问题。夏季里,学生们废弃矿泉水瓶大都是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的,如何做好“PET矿泉水瓶的回收利用呢?”带着这个问题,学生们查阅资料提出不同的解决方案。要从高分子化学的角度解决这一问题的话,最终确定了乙二醇降解法进行PET的回收。高分子化学实验与水处理技术协同创新环境工程专业自2004年起进行招生,水处理实验室运行已有7年,将合成的高分子材料用于水质处理。
2高分子材料合成
高分子材料合成时间较长,选择水处理实验时间相对较短的比较合适。开设了“聚苯胺的制备及其对Cr(Ⅵ)离子吸附性研究”,先是采用溶液法制备聚苯胺,再将其应用于含有Cr(Ⅵ)离子的水质处理中,通过单因素分析实验发现,pH值对Cr(Ⅵ)离子的吸附影响较大,在pH值为3时,聚苯胺对Cr(Ⅵ)离子的去除率最大。学生在成功合成高分子材料后,可以及时观察或检测到水处理后的效果,打破了学生原有的高分子材料只会造成环境污染的浅显认识,使学生正确地认识到高分子材料在环境保护、尤其在水处理方面的贡献。有机结合仅以材料化学专业为例,就先后建设了德州鸿雁塑胶有限公司等12个校内外实习基地。学生在实习过程中,接触到塑料挤出成型工艺和塑料注塑成型工艺,将其与有机玻璃的浇铸成型技术,放在一起讲解,将课堂内容延伸至课堂外。尤其是受实习内容的影响,增强学生自主学习的意识,提高了学生的学习兴趣。
3基于校企合作的教材建设
不断更新网站内容,尤其是增加拓展训练、材料性能与测试、可替换实验和研究性实验,建成了《高分子化学实验》省级精品课程网站。建成了《高分子化学实验》省级精品课程并不是最终目的,不能停滞不前。为此,不断更新教育理念,改进教学内容和教学方法,增加课程教学特色。目前,网站共引入实验项目46项,且所有实验项目均经过试做,完全可行。为学生的自主性学习提供了便利,也为设计性实验、综合性实验、研究性实验的开设提供了依据。
4结论与展望
在协同创新思想的指导下,增进高分子化学实验与食品、药学、环境科学的有效协同,多学科融合,开设新的实验项目。保持教材建设和精品课程建设的可持续性发展,及时将新增实验上传至精品课程网站,增加知识的先进性、全面性、导向性。秉承学校“崇德,启志,励志,博学”的校训,以培养“厚基础、强实践、求创新、高素质、重责任”的创新性应用型人才为目标,坚持以学生为本,促进学生知识、能力、素质协调发展,进一步加强实验教学的研究与探索。拟从以下几点继续努力:深化教学改革,加强实验教学方法与教学手段的研究;加强“校企、校所联合,多学科融合”协同创新育人方法的研究;提升教学理念,将高分子化学实验教学内容建设、教学体系建设的指导思想,应用到其它化学类、材料类实验课程教学中。
作者:郝智 伍玉娇 罗筑 黄彩娟 单位:贵州大学材料与冶金学院
教学方法与手段改革在教学过程中应注重教育观念的转变,改革授课方式。高分子化学课程我们采用以下方式进行教学:(1)改革课堂教学形式:以主讲教师为主导,按课程的教学大纲和教学日历安排授课,以课堂教学为主,精讲多练,并结合“启发式、参与式、渗透式”教学和课堂讨论;对重点、难点部分如动力学方程推导等,尽可能详尽,对重点与难点问题,找不同的学生进行课堂复原,以检查学生的理解与讲课的清晰程度;(2)提供多种答疑形式:课后收集学生的疑难问题,每周安排一次答疑,课后作业进行详细解答,并对一些习题的提问变换角度,考查学生的理解程度与知识点的掌握情况。同时,我们在网上开设论坛,进行互动式课外辅导;(3)充分利用多媒体教学:我们将教学演示工具从黑板和粉笔转换成计算机多媒体,将高分子化合物的结构和高分子化学反应过程以三维立体动画的形式,从不同的角度,不同的侧面展现给学生。克服了以往学生在高分子化学教学中感到抽象难懂、枯燥乏味的弊端,从而使学生能在比较轻松愉快的气氛中真正领会到高分子化合物的结构特点和化学反应的本质,抓住高分子化学反应的根本,达到举一反三,灵活应用的目的。为此,我们着重从以下两个方面对多媒体教学进行进一步的改进:一方面,在课件制作上下功夫,使多媒体课件的界面设计适合于课堂教学。
我们主要选择以下三个方面的内容进行多媒体演示:(1)与高分子结构有关的内容;(2)与立体化学有关的内容;(3)分子结构较复杂的化合物以及难以在黑板上准确表现的图形,如高聚物的立体结构、构象、自由基加成聚合反应与官能团反应的缩合聚合机理等;(4)开设学科专题知识与学术讲座,拓宽学生的知识面:我们在教学过程中邀请了校内外高分子专业专家学者开设学科发展前沿知识讲座,学科理论研究最新知识讲座及学术研究等系列知识讲座课,拓宽了学生的知识面和创新能力。
我们在考试形式上,为有助于学生加强记忆,但又不导致学生死记硬背,完全是为了应付考试而突击课本,我们适当的增大了平时成绩所占比例,如每章结束时做一道综合题,要求学生独立完成,限时上交,并把成绩计入总分,其比例可占总分的20%~40%。同时,期末采取闭卷考试,内容中减少了基础知识题目所占比例,即减少了套公式即可求解的题目,适当的增加了一些实际工业生产中可能遇到的问题,增加综合型题目以及一些科研性与实践性相结合的内容。这一方法不仅有效督促了学生的平时学习,而且有利于知识的积累,许多学生不再搞临时突击,更能考查学生综合能力,这样在一定程度上激发了学生在平时课堂的兴趣,有利于创新能力的培养[7]。配套实验教材的编撰根据我校的实践教学条件和教学特点,我们自主编写了实验教材。自主编写的实验教材既继承了强调理科基础的传统,又可兼顾到我校的工科特色,实验内容和课堂教学及工业应用密切相关,对于学生掌握课堂知识、了解实际应用情况具有很大帮助。实验教材中内容包含了多个层次,例如,针对大多数学生开设了验证性实验,针对高分子化学有浓厚兴趣的学生还开设了综合和设计实验,这些实验让学生在掌握理论知识的同时,对实验产生了浓厚的兴趣。学生这种自主设计实验配方及实验方案的方法,彻底地改变了以前那种照实验讲义“照方抓药”做实验,不动脑筋,敷衍了事的旧做法,达到了教与学的目的[8]。这种做法不仅使学生的知识更加完整化,理论与应用更加系统化,而且根据教材内容还可通过网络查阅相关知识,深化所学内容或拓展知识范围。教学内容、教学方法的改革是每个学校教育改革的重要组成部分。创新精神与实践能力的培养是一个长期的工作,是一个潜移默化的过程,需要在专业课教学过程中的各个环节认真研究,层层贯彻。通过我们高分子化学教学团队的不懈努力,学生的理论基础及实践能力显著加强。作为教师,应该不断探索,总结经验,为培养优秀的创新型人才作不懈的努力。
学好高分子材料学这门课程对于药学专业学生来说非常重要。我们在药用高分子材料学的教学实践中进行了一系列探索,取得了一定的经验和教学效果。
一、强调学好药用高分子的重要性,激发学生学习热情
药用高分子材料指的是一类具有良好生物相容性和安全性而应用于药物制剂领域的高分子材料。高分子材料在药学、制药、制剂领域的应用具有久远的历史,早在远古时期人类就懂得利用淀粉、纤维素、蛋白、多糖等天然高分子材料,尤其是在医药领域,古老的药典中已经记载了应用天然高分子作为药方的添加剂。20世纪30年代以来,药用高分子材料更是迅速发展,例如聚维酮被成功合成并在随后被作为血聚代用品而广泛应用于药剂工业。20实际50年代以来,药物传递理论得到迅速发展,而药用高分子材料是现代药物传递体系的重要组成部分。当药物传递不良时,病人服用的药物只有很少一部分能作用在受体部位,大部分的药物在传递过程中被破坏或浪费,不仅药物利用率低而且可能产生较多副作用;而应用药用高分子材料作为缓释控释体系或者包衣体系,可以极大提高药物的药理活性和减少药物对人体的不良作用。随着科技进步,药用高分子材料也迅速发展。例如在制剂包衣方面,作为肠溶包衣材料的虫胶被纤维素衍生物取代,丙烯酸树脂又以其优良的性能和广泛的适用能力而与纤维素衍生物同时大放异彩。可见,药用高分子材料的基本知识,己经成为药剂、制药等领域的工作者必备的知识,在新药设计、药物开发、药物利用、药物包装等方面发挥着重要作用。这些背景的介绍可以使学生对药用髙分子材料在医药领域的重要性产生深刻的认识,从而激发学生对这门课程的学习热情,更好地学习和掌握药用高分子材料的相关知识。
二、结合药学专业特点,组织授课内容
针对药学专业的学生,教师授课时应注重针对学生的专业背景、特点和兴趣来组织课堂内容。首先,要选择适合的课本,我校药用高分子材料学课程选用郑俊民主编的《药用高分子材料学》一书,该书由中国医药科技出版社出版,是全国高等医药院校药物类规划教材,也是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。该课本面向的正是药学专业的学生,涵盖了与药学相关的高分子化学和高分子物理学知识,以高分子作为药用辅料的应用为主要内容。其次,由于课程的教学时数为32学时,因此要合理分配各知识点的授课时间。高分子化学和高分子物理部分的重点放在高分子、交联、柔性等基本概念和重要高分子化学反应如加聚反应、缩聚反应、连锁聚合反应和逐步聚合反应,其中自由基聚合反应是重点和难点。要特别注意理论联系实际,因此高分子溶液的配制也是这部分内容的重点,因为药物制剂过程经常需要用到高分子溶液,而一般市售的药用高分子大多是颗粒状、粉末状,如果将其直接用良溶剂溶解,则很容易聚结成团,得不到均匀分散的高分子溶液。例如聚乙烯醇和羧甲基纤维素在热水中易溶,则应先用冷水润湿、分散,然后加热使其溶解,这样才能得到均匀的高分子溶液。这样的授课方式可以让学生感受到这门课程的实用性,对这门课程更有学习的热情。再者,讲授高分子材料时要结构、性质、应用相联系,让学生知道高分子的结构决定了它的性质,而它的性质决定了其应用。例如淀粉在热水中能发生溶胀,支链淀粉分子从淀粉中向水中扩散形成胶体溶液,而支链淀粉则仍以淀粉粒形式残留在水中,通过离心可以很容易将直链淀粉和支链分离。这种性质与其结构有关,支链淀粉构成有序立体网络,其中间被直链淀粉占据,形成固体溶液,在热水中处于无序状态的螺旋结构的直链淀粉分子伸展成线性脱离网络,因而分散于水中形成胶体溶液。通过计对药学专业特点的教学方式,可以使学生对这门课的学习更有兴趣,也更容易掌握重点和难点。
三、运用多媒体教学手段
多媒体技术作为一种新的教学手段,可以将文字、图像、动画、视频等数字资源整合在一个整体中。在药用高分子教学中应用多媒体技术,具有很多的优势。首先,多媒体技术可以在有限的时间内有效传递更大的信息量。其次,多媒体技术的应用可以将抽象的内容具体化,将静止的内容动态化,更具有视觉冲击的效果,使学生更容易接受新的知识。比如高分子反应这一章中的自由基聚合反应,其基元反应分成链引发、链增长、链转移、链终止等,如果用传统的板书教学手段,学生无法理解其瞬间反应的特征。而如果采用多媒体教学手段,可以将其反应过程立体化、整体化,帮助学生更容易理解这些反应。在教学过程中,笔者深刻体会到多媒体技术在这门课程教学的重要性,我们将在后续教学中探索如何更好地将多媒体和传统教学相结合,更好得突出重点难点,更好地帮助学生理解抽象知识。
四、结语
药用高分子材料学是20世纪90年代在我国发展起来的一门新兴学科,其与药物制剂学、高分子化学、高分子物理、高分子材料学等基础专业课具有极大的关联。教师注重从以上三个方面进行教学,有利于提高该门课程的授课效果,有利于学生更好得学习和吸取药用高分子方面的知识。
作者:李培源、霍丽妮/广西中医药大学药学院;苏炜/广西师范学院化学与材料科学学院
土建工程作为建筑工程的重要组成部分,其对推动社会发展做出了巨大的贡献。近年来随着我国经济的发展,我国科学技术也随之迅速发展,各国的综合实力都得到了整体性的提升,在这种压力倍增的环境下,我国建筑市场的竞争也越发的激烈。在激烈的市场竞争中,各企业要站稳脚跟就要从自身的土建工程施工技术入手。笔者认为应从以下几方面入手加大新技术的研发力度:第一,大力投入科学技术。在如今这个科学化、信息化的时代背景下,谁能够在科技和信息上取得进步,谁就能够站在时代的最前沿,所以,企业要将科技与土建工程技术结合起来,通过科技为自己赢得先机,在竞争中占有优势。同时,需要注意的是在应用科技的过程中,要着眼于全世界,而不要仅仅局限于国内,吸取国外的先进技术,结合国内的实际情况,取其精华部分,发展符合我国国情的土建工程新技术。第二,完善工作人员专业知识。在土建工程项目施工中,要研发新技术就要先完善工作人员的专业知识,企业方面要组织全体员工进行培训,提高员工的专业知识和技术能力,将目前最先进的知识和信息教授给员工,为土建工程新技术的研发打下良好的基础。第三,加强管理,在土建施工过程中,要加强管理,完善施工工作制度,约束工作人员的作业行为,使每位作业人员都拥有强烈的责任意识并肩负着重任,从而确保土建工程质量。第四,提高作业人员专业素质。土建工程施工过程中,有很多的施工细节要求工作人员必须具有专业的素质,可以正确的判断和分析,避免由于工作人员的失误而影响施工质量。
2土建工程新技术的研发思考
2.1新型结构振动控制技术
在土建工程新技术的研发过程中,很多人认为单纯技术方面的研究,不会对现阶段的土建工程产生多大的影响,人们的这种观点与社会发展存在偏差。我们从客观角度来看这件事情,单纯的技术研究虽然有一定的劣势,但是我们也要看到其表现出的较大的优势,社会倡导多元化发展,但应当是建立在专一基础上,必须要精通一项技术才行。基于此,土建工程技术在新型结构振动控制技术上取得了很大的成就,将从前难以解决的问题有效解决,将土建工程质量提升到新高度,为百姓提供了一个安全舒适的居住环境。该项技术通过在建筑物上安装控制装置,将建筑整体的结构振动降低,同时提高了建筑物的抗震和防风性能,有效缓解了因风力建筑物产生的震动,以及增强了地震多发地区建筑物的抗震能力。主动调频阻尼器、主动质量阻尼器是目前土建工程中广泛应用的结构震动控制装置。
2.2新型高分子材料应用
高分子材料在土建工程建设中被广泛应用,此类材料不但能够确保土建工程质量,而且还可以将土建工程的使用寿命延长,在环境上符合规定要求,同时也满足了百姓的生产生活需求。下面对新型高分子材料做简要分析。
2.2.1土工复合材料
在土建工程新技术研发中,仅靠单一的新技术材料无法满足社会需求,应进行全面系统的研究,采用多元化材料才能促进土建工程发展。土工复合材料作为高科技材料,在土建工程建设中广泛应用,并发挥出了理想效果,此类材料作用于土体,发挥着保护土体、改良土体性质和提高土体强度的作用,土体的承重性能、排水性能都得到了提高,此种材料在土建工程中倍受青睐。另外,土工织物具有耐侵蚀和耐腐蚀的优点,在环境保护和水利设施中得到广泛应用,超轻填土材料可有效改善软土地区的土壤强度,其在铁路、公路交通设施建设中被广泛应用。
2.2.2高性能混凝土技术
高性能混凝土技术在土建施工中的运用,使混凝土的性质得到了改善,同时建筑整体的坚固性和抗震性能也随之增强,被广泛应用于大跨度建筑和高层建筑中。目前常用高分子材料有浸渍高分子混凝土、聚合物混凝土、碳纤维材料复合混凝土和高性能混凝土等,这些材料在土建工程建设中的应用较为普遍,已经很少有土建工程施工没有使用高分子材料,由此不难看出高分子材料具有广阔的发展前景。
2.2.3高分子化学灌浆材料
从目前土建工程新技术的研发不难看出,其材料的变化表明技术的不断进步,材料的运用不仅需要与技术的有机融合,还要重新组合材料自身结构。高分子化学灌浆材料在技术和材料方面都付出了很大的努力,突破了原材料的缺陷,同时也符合相关规定标准,该项技术是土建工程新技术研发的重大突破,运用高分子化学灌浆材料能够确保土建工程进度和质量,充分发挥出土建工程的功能性。作为新兴技术其在土建工程中应用的时间较短,但是其表现出的化学性能优势,在对建筑的加固和防渗方面发挥出重要作用。目前,常用的高分子化学灌浆材料有聚氨酯类灌浆材料、环氧树脂类灌浆材料等等。
2.3新型岩溶注浆技术
土建工程所涉及的施工范围越来越广,工程建设也越来越复杂,这要求土建工程技术必须要进行整体性的革新。在土建工程建设中传统的注浆技术已经逐渐的退出,为保证土建工程进度和质量,并在经济和社会效益方面得到进一步的提升,必须要将基础性的注浆技术提升。岩溶地貌是可溶性岩石常年受到流水溶蚀和侵蚀,加之受到重力作用,产生塌陷和崩落而产生的一种地质现象。地下溶洞如果没有得到妥善的处理,会为土建工程安全埋下巨大的隐患,在岩溶地貌区施工中遇到溶洞,可以采取地质勘测技术配合注浆法,将溶洞的内部空间处理好,增加溶涧内部填充物的强度,使桩基更坚固,从而确保土建工程项目顺利实施。目前,新型岩溶注浆技术在土建施工中广泛应用,该项技术不仅具有节约成本的优势,并且可以使土建工程在短时期内实现理想的效果。
关键词:高分子专业;实验教学;改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)22-0098-02
长期以来,国内高校高分子材料专业教学偏重理论课,专业实验课所受重视程度不够,基本上还是传统的实验。针对现存问题,笔者所在高校进行了高分子材料专业实验教学改革,取得了良好的教学效果。鉴于此,高分子材料本科专业实验教学改革应着力于以下五个方面。
一、正确认识实验教学的作用,提高实验课程在专业培养计划中的比重
正确认识实验教学是提高实验教学效果的基础。高分子材料专业理论教学与实验教学这两个方面相对独立、相互依存、相互促进。实验教学与理论教学相比,更具有直观性、趣味性和连贯性,对于培养学生的动手能力、科学能力和创新能力具有不可替代的作用。实验教学内容以理论教学内容为基础,但比理论教学内容更加注重实际,强调动手能力与运用知识的能力。学生通过实验教学的各个环节,能提高分析问题、解决问题以及创新的能力。由于以往过于强调理论教学,对实验教学重视不够,因而高分子材料专业实验教学课时少,在专业培养计划中的比重相对较小。为改变这一状况,本实验课程新增了60课时用于综合性实验教学,另外还新增了课时用于设计性创新性实验。这样,高分子材料专业实验教学课时大幅增加,为保证实验教学质量打下了基础。
二、引入开放式实验教学模式
集中实验教学有其本身的优点,能在规定的时间内训练学生的基本实验操作技能,引导学生形成科学的实验方法和严谨的实验作风。然而,所有专业实验都集中开课的话,学生实验的积极性和主动性难以提高,主观能动性不能得到很好的调动,不利于创新能力的培养。针对集中实验的缺点,需要做大幅的改革。在学生接受了一定的集中实验训练,具备基本实验技能之后,新增了综合性与设计性创新性实验,以激发主观能动性,锻炼学生分析问题解决问题的能力。将该部分专业实验设置为开放性实验,学生根据自己的课表选择实验时间,预约实验平台进行实验,可提高学生的实验主动性,也能解决实验场地与时间难以安排的问题,从而弥补了集中实验教学的缺陷。
三、补充更新实验仪器设备,并将科研仪器用于实验教学
由于全校化学实验教学的整合,高分子材料专业实验仪器设备人均占有率下降,并且部分专业实验教学仪器设备老化。通过申请专项经费,补充更新了实验教学设备,保证学生能及时开展实验。同时,针对开展综合性实验和设计性创新性实验,为缓解实验教学仪器设备的不足,学院测试中心为学生专业实验提供免费测试分析服务。笔者所在学院测试中心由仪器分析中心和高分子材料加工中心两部分组成,属于211工程和985项目投资建设的公共实验平台,具有较大的规模,总面积达900平方米,拥有50余台先进精密的大中型仪器设备,并且高端先进仪器设备还在不断地引进当中。此外,还有双螺杆挤出机、注射成型机、开炼机、密炼机和平板压机等加工设备,面向高分子材料加工研究方向。该中心能为专业实验教学提供强大的分析测试平台支撑。学院还动员各课题组参与实验教学,并可免费使用各课题组自有的仪器设备。
四、对实验教学各部分内容进行合理组织,分阶段进行教学
1.加强基础实验,训练基本实验技能。高分子材料专业基础实验以演示性和验证性实验为主,侧重于某个反应、某个性能、单一操作的基本训练,以巩固和加深对专业基础理论的理解,培养学生基本实验操作技能,是养成良好实验习惯的基本环节。通过这些基础实验的训练,为后续的综合性实验和设计性创新型实验打下了基础。根据高分子材料三门专业课的内容,可以安排如表1所示的20个基础实验,基本涵盖了高分子化学实验、高分子物理实验和高分子材料加工实验。
2.增加综合性实验,提高综合运用专业知识解决问题的能力。综合性实验要求对所学理论知识和基础实验知识进行有机融合,去解决比较复杂的实验问题,其目的是综合运用专业知识能力去分析和解决问题。综合性实验的选题在注重科学性的同时还要兼顾可行性和实用性,难度也要适中,最好能涵盖高分子化学实验、高分子物理实验和高分子材料加工实验这三部分内容。综合性实验要体现多门课程的融合,实验操作涉及多种实验技能的运用。在之前专业基本实验的基础上,再通过综合性验的训练,让学生经历一个循序渐进的提高实验技能的过程,掌握专业研究的基本方法。高分子材料专业综合性实验安排在基础实验之后进行,在大学第六个学期开课,综合性实验目录如表2所示。
3.通过设计性创新性实验提高创新能力。设计性创新性实验本质上属于“真刀真枪”的科研工作,共分为两部分。第一部分是新型高分子材料实验的设计,训练学生实验的构思、设计能力。学生与指导教师互选,共同确定感兴趣的研究课题。学生查阅资料,了解课题研究背景与创新性,明确研究目标,提出具体实验方案。与指导教师讨论,修改、确定实验方案,最后撰写实验设计报告。在上述实验设计训练的基础上,可通过学校的PRP(Participation in Research Program)项目,开展创新性实验工作,这是设计性创新性实验的第二部分内容。PRP项目是我校专门为本科生开展创新性实验提供的科研项目,有专门经费支持。通过师生互选,共同申报该类项目,学校批准后实施。PRP项目在老师指导下进课题组实验室完成,属于开放式实验,包括课题立项、开题、中期汇报和结题答辩四个过程。
设计性创新性实验是实验教学方式方法的革新。由指导教师提出实验项目、实验目的,学生综合运用专业知识设计实验方案与具体步骤,在老师指导下完成实验,最后总结,写出实验项目报告。通过设计性创新性实验的训练,动手能力、分析与解决问题的能力得到了提高,逐步了解科学研究的思路和方法,全方位地提升学生的创新能力。
五、采用实验操作与实验报告并重的评价方式
学生实验成绩的评价是实验教学的重要环节,也是专业实验教学改革的重要部分。以往基本上依据实验报告做评价的方式存在严重弊端,需要进行改革。新的实验成绩的评价注重操作、注重过程、注重综合运用知识的能力。根据实验教学类型,成绩评价有以下三种方式。对于基础实验,出勤和实验预习报告占20%,实验操作技能及实验结果占50%,实验报告占30%。对于综合性实验,实验开题报告占30%,实验操作技能及实验结果占50%,实验报告占20%。对于设计性综合性实验,考核成绩由实验总结报告成绩和项目答辩的成绩组成,分别占60%与40%的比重,强调综合运用专业知识解决实际问题的能力。
综上所述,对高分子材料专业实验教学改革进行上述五个方面的改革实践,并通过这一系列专业实验的科学训练,高分子材料专业学生能熟悉使用常见专业实验仪器,达到掌握基本的实验技能和实验方法,综合运用专业知识的能力得到加强,分析与解决问题的能力显著提高,为毕业论文及以后的科研工作打下牢固的基础。
参考文献:
[1]卞军.高分子材料与工程专业基础实验教学改革探析――借鉴美国大学理工科实验教学及管理经验[J].教育教学论坛,2014,(9):26C28.
[2]韩哲文高分子科学教程[M].第2版.上海:华东理工大学出版社,2011.
作者:孙延一 瞿晓岳 王悦辉 钟建军 谢辉 马军现 刘建庄 单位:电子科技大学中山学院化学与生物工程学院
1专业知识体系的调整
2006年教育部全国高等学校教学研究中心、材料科学与工程教学指导委员会联合制定的《高等学校材料化学专业规范(讨论稿)》(以下简称“规范”)中所制定的专业知识体系对于我校应用型人才培养来说,显得内容偏多,理论偏深,要求偏理,工程意识不强,因此,结合我校应用型人才办学实际,对“规范”中所界定的专业知识体系中内容做了相应的调整,从而形成了我校材料化学专业发展的专业知识体系。该体系内容调整的思路和原则是:精简内容,保证基本理论和必要的基本知识,降低难度,突出应用特色,体现学科进展;达到学生具备继续学习的理论基础和应用所学知识于工程实践的能力,适于培养应用型、创新型人才的要求。如“规范”中的量子力学基础、计算化学、电子论、材料科学中的数学等理论性强的内容一律删除。调整后,体系由化学基础知识、材料科学基础知识、专业方向知识三个部分所组成,其中化学基础知识包括基本的化学知识,化学原理、化学方法;材料科学基础知识包括材料的结构、材料的化学制备,材料的分析测试、材料的物理性质以及材料的成型加工等;专业方向知识包括高分子材料的制备、结构、性能、加工以及应用等,详见表1。
2课程体系的设置
设置什么样的课程来贯彻实施上述专业知识是我们一直以来探索的一个重要的教学改革问题。课程设置不同所获得的教育效果也就不同。在这方面各学校办学情况不同其做法也不一样[2-4]。经过几年的教学实践,我们认为,材料化学既然是研究材料的化学问题的科学,材料化学专业人才培养理当强调化学基础的学习,只有具备厚实的化学基础,才有可能弄清材料的化学问题,并用化学方法去研究和解决材料的化学以及其他问题,未来发展才有后劲;另外,化学基础好更有利于学生就业。因此,我们设置了无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、化工原理、高分子化学、材料化学和材料科学基础、高分子材料等9门核心课程来完成化学基础、材料学基础和专业方向等三部分知识,并做到统一考虑内容取舍、不重叠,处理好课程的相对完整与课程间融合衔接;精简繁多的数学推导和叙述性的内容,做到“简明”而不弱化基本理论,以满足材料化学专业本科教育专业认证的基本要求;引进学科近展的新内容,反映学科发展的方向。在教学内容上,无机化学、有机化学、化工原理、高分子化学和高分子材料等都紧密联系工业生产实际,渗透工程意念;分析化学以仪器分析方法为主;物理化学强化热力学基础和界面与胶体化学及其在材料化学中的应用;材料化学注重材料制备和分析测试;材料科学基础主要介绍材料的物理性质和材料的成型与加工(如表1所示)。
3课程标准的制定
教学的规范化、标准化是课程实施质量的保障,为此,我们陆续制定了上述核心课程的课程标准。在课程标准中规定了各门课程的性质、课程目标、课程内容,以及学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的基本要求,全面体现素质教育、创新教育的理念和课程功能。课程标准是教材编写、教学及其评估的依据,同时也是管理和评价课程、加强课程建设的基础,它的制定和实施,将全面推动教学质量的提高,这对于培养素质全面、富有应用型、创新型人才具有深远意义[5]。
4结语
以上是我们近年来在材料化学专业建设中针对人才培养方案、课程体系建设工作所作的一点探索,很不成熟,有待于实践中检验论证。材料化学专业是一个新兴专业,人才培养方案、课程体系建设的探索和完善任重道远。我们坚信,只要遵循教育规律,求真务实,不断追求,大胆创新,一定会实现培养出合理的知识结构、能力结构、素质结构的材料化学专业的应用型、创新型人才。
应用化学是研究如何将当今化学研究成果迅速转化为实用产品的应用型专业。应用化学与人类的衣、食、住、行及当今所有高新技术,都有着密切的关系,是重点发展的技术领域,所以本专业具有广阔的发展天地和发展前景。
应用化学专业偏重于应用。应用化学是研究如何将当今化学研究成果迅速转化为实用产品的应用型专业。化学类专业包括精细化工、石油炼制、石油化工、有机化工、无机化工、高分子化学工艺、塑料化工、药物化学、分析测试与检验、环境工程等专业方向。
(来源:文章屋网 )
应用化学专业能进的事业单位有:各级质量监督与检测部门、科研院所、设计院所、教学单位、生产企业、省级以上的消防总队等。
就业行业:包括教育、材料、军工、汽车、军队、电子、信息、环保、市政、建筑、建材、消防、化工、机械等行业。
就业方向:该专业毕业生适宜到石油化工、环保、商品检验、卫生防疫、海关、医药、精细化工厂等生产、技术、行政部门和厂矿企业从事应用研究、科技开发、生产技术和管理工作;也适宜到科研部门和学校从事科学研究和教学工作。
主干课程:无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、仪器分析、结构化学基础、精细有机品化学、高分子化学、波谱分析、应用电化学、稀土化学、功能材料、化工原理、现代分离技术。
(来源:文章屋网 )
关键词: 功能高分子材料 课程教学 教学探索
功能高分子材料是建立在高分子化学和高分子物理基础上,并与物理学、医学甚至生物学密切联系的一门综合性课程,在培养高分子材料专业人才过程中占有重要地位。功能高分子材料课程涉及的领域非常广泛,涵盖功能高分子的主体内容,如反应型高分子材料、导电高分子材料、液晶高分子材料、光敏高分子材料、吸附性高分子材料、医用高分子材料、高分子功能膜材料等。通过本课程的学习可以拓宽学生的知识面,认识高分子学科与相关学科的交叉、渗透,以及相辅相成发展的客观规律,夯实高分子专业的知识基础。该课程教学质量的优劣决定了学生能否深入了解功能高分子材料的制备、表征和应用,对培养学生的专业综合能力非常重要。
我校功能高分子材料课程是在大三的下学期开设,考虑到这个阶段的学生面临考研复习、实习及为未来就业做各种准备等问题,较难静下心来对课程进行深入学习,而且采用传统的教学方法已经难以达到满意的教学效果。针对这些现象,结合我校高分子材料专业的实际教学情况,我们对功能高分子材料课程的教学方式和手段、教学方法、考核体系等进行了探索和改革,以期提高学生的学习兴趣和主动性,取得良好的教学效果。
1.讲好绪论课,激发学生的学习兴趣
功能高分子材料主要研究的是新的制备方法、性能表征、构效关系、应用开发等,其教学内容具有多、杂、广、深的特点,要使学生在32个学时中,学习并掌握其全部内容确实存在困难。因此,有必要精选授课内容,认真讲好绪论课,激发学生的自主学习兴趣。我们在绪论课上从功能高分子材料的发展历史讲起,着重介绍课程特点、课程主要内容及学习方法,特别突出学科的新兴前沿和不断完善,说明本课程所涵盖的研究领域,让学生认识到该课程的重要地位,明确学习本课程的目的、任务、意义及要求,通过绪论课的学习对本课程产生兴趣,从而促使他们积极主动地学习课程,为后续章节的教学奠定基础。
2.增加新颖和实用的教学内容
功能高分子材料是高分子材料中发展最快的领域,每隔一段时间都有新的研究成果诞生。从事功能高分子材料教学工作的教师更要把握时代脉搏,了解最先进、最前沿的技术,不断调整、丰富和更新教学内容,利用多媒体教学及时地把最新的功能高分子材料的研究成果介绍给学生,扩大学生的功能高分子材料知识面,增强学习意义。此外,我们还注意课程内容与社会热点问题相结合,通过学习让学生了解功能高分子材料在日常生活、军事、航空航天等领域具有的一些不可替代的作用,加深学生对功能高分子材料实用性的认识。
3.鼓励学生利用互联网资源学习
在计算机应用技术高度发达的今天,互联网上的各种资源取之不尽,名师在线、网络课堂、精品课程等学习平台如果不加以利用,实为一种资源浪费。我们在进行课堂教学时,经常鼓励学生通过互联网学习,并教会学生利用中国知网、万方数据库等查询学习资料。学生可以在数据库检索到自己关注的专业知识,并了解与功能高分子材料相关的最前沿的科研动态。
除此之外,鼓励学生浏览科学网(http://)、小木虫论坛(http://)等门户论坛网站,在以高分子材料为主题的论坛社区上提出各种问题,某些会员会给出答案。论坛上的会员可能是专家、学者、教师,甚至是学生,大家集思广益,从而拓展思路,解决难题。实践表明,这些是比较有效的方式,能引导学生利用网络进行学习。
4.互动式教学,让学生做专题报告
针对功能高分子材料课程涵盖领域多的特点,从热门的领域中选择几个作为报告题目,把学生分成几个小组,让各小组成员通过教材、网络和图书馆查找资料,写出报告讲稿。而后适当地拿出一部分课堂时间,让小组代表上台做“学术报告”,老师也和其他同学一起对所介绍的内容进行提问。这种方式不仅活跃了课堂气氛,提高了学生的积极性和对功能高分子材料的兴趣,而且让学生由被动听讲变成主动学,自主学习能力得以增强。这种互动式教学提高了学生查阅、整理文献的能力,增强了学生的团队合作意识,锻炼了学生的口头表达能力。
5.举办功能高分子材料知识竞赛
功能高分子材料课程的知识内容十分丰富,要求学生掌握的内容较多,在每章内容讲授结束时举办功能高分子材料知识竞赛,是在紧密结合课堂教学的基础上,考查学生对教材理论知识掌握程度和解决实际问题能力的比赛。竞赛设置了奖励分值的详细规则,并作为课程考核的一个组成部分,因而能大大调动学生的主观能动性,起到调动学生学习和掌握专业知识的积极性,提高学生在功能高分子材料领域中运用基础知识解决实际问题的能力的作用。开展功能高分子材料知识竞赛活跃了课程的学习氛围,有利于提高学生的学习兴趣和促进良好学风的形成,是一种有益的教学方式。
6.建立多元化的考核评价体系
传统的理论课程的综合成绩以期末考试成绩为主,这种单一的考评方式存在较多缺陷,不能全面反映学生的真实学习情况。功能高分子材料课程的考核既要考查学生对基础知识的掌握能力,又要考查学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。在对学生的考核中,总成绩的评定采用“平时成绩+考试成绩”的模式,平时成绩占60%,考试成绩占40%,更加注重对学生学习过程的评价。平时成绩主要考查学生的学习状况,由出勤率、课堂提问、小组讨论、专题报告、知识竞赛和完成作业组成。这种多元化的考核评价体系避免了由期末考试决定学习成绩的弊端,鼓励学生端正学习态度,不做考前突击,不搞死记硬背,有利于学风和考风建设。
7.结语
教学内容、教学方法和考核体系的探索和实践是教育改革的重要组成部分。授课教师只有努力提高自身知识水平,及时总结教学经验,不断学习和尝试新的教学手段,才能为社会培养出高素质人才。在传统教学的基础上,通过增加学习过程的评价,调动学生的学习积极性,培养学生多方面的综合素质,这方面的教学探索是有益的。但如何更好地提高教学质量和达到良好的教学效果,需要继续努力、认真思考和完善每一个教学环节,促进自身教学水平的提高,从而为我校的功能高分子材料课程教学作出积极贡献。
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