时间:2023-09-20 16:56:11
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篇大学高分子化学,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:高分子化学;高分子物理;多媒体教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)46-0053-02
随着高分子材料在日常生活和生产中的广泛应用,高分子科学作为一门交叉学科,渗透到各个领域与学科,企业和社会对高分子专业的人才需求越来越大。然而,国内开设高分子专业的高校毕竟有限,远远不能满足社会的需求。为了满足社会和企业对高分子专业人才的需求,许多非高分子专业的相关专业为了提高学生的综合能力,满足社会对高分子专业人才的需求,开设一部分高分子方面的专业课。然而,由于学时有限,非高分子专业在开设高分子方面专业课时,往往将相关的两门或多门高分子专业课糅合在一起,一方面,在不影响其他专业课学时的同时,使该专业的学生学习和掌握了一定的高分子方面的知识;另一方面,提高了学生的综合专业能力,以满足社会和企业的需求。《高分子化学与物理》课程是很多高校的非高分子专业为了满足社会需求所开设的一门综合性高分子课程,它是将高分子专业的《高分子化学》与《高分子物理》进行糅合,主要讲述高分子的基本理论和应用,内容比较抽象,概念繁多,课程的学时数又较少,这使得授课的内容和讲授方式的选择尤为重要。通过近五年的不断改革和实践,笔者积累了一定的教学经验,取得了较满意的教学效果,本论文将近年来在高分子化学与物理教学过程的体会与非高分子专业的教师进行探讨。
一、根据教学对象,安排教学内容
《高分子化学与物理》是针对非高分子专业的本科生开设的一门高分子课程,非高分子专业的本科生对高分子方面的知识完全陌生,要使他们在没有基础的情况下,理解并掌握比较抽象的链段、分子链的柔顺性、均方末端距、高斯链、等效自由连接链和液晶等概念,教学的效果很难想象。因此,如何使教学内容由简入难、由相识到陌生、由具体到形象,这就要求教师根据所讲授对象的特点,选定教学内容。东北石油大学化学化工学院应用化学专业和化学专业均开设了《高分子化学与物理》专业课,学时数均为48学时,只有理论,没有实验,安排的学期均在大学三年级下学期。由于两个专业前期学习的专业课不同,学生的基础知识掌握也不尽相同,虽然两个专业的学生均学习了《有机化学》、《物理化学》等基础课程。然而应用化学专业的学生在学习这门课程之前,还学习了《合成材料助剂》、《精细化学品化学》、《水溶性高分子》等专业课,对高分子的基本概念、合成原理及应用有一定的了解。因此,在同时对这两个专业讲授《高分子化学与物理》时,在课程内容的安排上,会存在不同。笔者通过近几年的教学实践,将两专业的所学《高分子化学与物理》课程进行了较详细的内容区分,化学专业的课程内容安排倾向于高分子的基本概念、自由基聚合机理、高分子的分子结构和高分子的性能等基本理论以及高分子的发展前景,而对于阴离子聚合、配位聚合、高分子结构与性能的构效关系只做一般性的介绍。应用化学专业的课程内容安排则倾向于逐步聚合、链式聚合、共聚合以及聚合物的化学变化,高分子化学结构与性能的关系,聚合反应的动力学,聚合方法等。同时,在教学过程中,课堂讲授与学生自学相结合,对教学内容中的重点和难点进行重点讲解,通过习题的方式将学生难以理解的内容进行系统复习,加深学生对内容的理解。通过对课程系统、有针对性的安排,使具有不同高分子基础的学生在学习《高分子化学与物理》的过程中,感到轻松、易懂,提高教学效果。
二、针对抽象内容,合理使用多媒体
《高分子化学与物理》的主要内容不仅包括《高分子化学》中的自由基聚合、逐步聚合、离子聚合、配位聚合以及共聚等聚合反应的机理、过程以及聚合反应的动力学,而且还包括《高分子物理》中的高分子的分子结构、高分子的运动、高分子的力学性能以及高分子的电学热学等性质,概念较多、公式多、内容抽象,尤其是聚合反应的动力学、聚合反应机理以及高分子的结构与各种性能之间的关系,机理的表述和公式的推导繁杂,板书费时费力,仅仅依赖“黑板+粉笔”的教学模式,很难在较少的学时内将这些抽象的重点内容讲解清楚。多媒体辅助教学具有处理信息量大、质量高、共享性好、交互性强等特点,能够形象、直观、生动地将传统教学手段难以表达的抽象教学内容有条理地表现出来,拓宽课堂教学的知识体系,提高教学质量。如《高分子化学》中的自由基聚合反应机理和聚合反应动力学理论性强,该理论是建立在增长链自由基等活性假定、稳态假设和聚合总速率等于链增长速率三个基本假设的基础上,内容抽象;又如链段、分子链的柔顺性、高斯链以及均方末端距等概念,对非高分子专业的学生,很难在短时间内理解掌握,使用多媒体可将这些抽象枯燥乏味的理论知识直观和形象化,利用多媒体中的动画过程将这些抽象的理论过程生动地展示给学生,使学生在较少的学时内更快地理解所学的内容,加大教学信息量,同时能够充分调动学生学习的积极性。然而,《高分子化学与物理》课程中概念抽象、公式繁多,多媒体课件虽然能将抽象的内容具体化,但是多媒体显示过快,学生很难在短时间内真正对多媒体中显示的概念和公式充分地理解掌握,这样会使学生失去学习的兴趣。因此,针对这门课,不能完全使用多媒体教学,应该将多媒体教学与板书教学相结合,聚合反应动力学公式的推导用板书一步一步进行推导,多媒体可将板书推导过程进行复习或重复演示,这样学生可以在板书推导过程动脑思考跟上老师的思路,同时多媒体使学生对老师板书教学过程没有真正理解掌握的内容进一步复习巩固,从而提高教学质量。
三、讲授与答疑相结合,发挥学生的主动性
《高分子化学与物理》是一门抽象、枯燥的课程。课堂是教学过程的关键环节,在讲授的过程中,如何调动学生学习的主动性使学生将枯燥的理论教学与实际生活相结合呢?在《高分子化学与物理》的讲授过程中,尤其要时刻注意教学的趣味性。如何将高分子材料的力学性能、各种弹性数学模型、高分子的溶解过程以及高分子的电学、热学和光学性质等抽象的理论在较短的时间内让学生真正的理解掌握呢?教学的方式或方法非常重要,教师可以结合日常生活中的例子,通过多媒体动画或实验演示展示给学生,使学生在学习抽象理论的同时,了解这些理论在实际生产和生活的应用。如在讲授弹性数学模型时,可通过弹簧的形变过程形象地展示给学生,也可以利用弹性橡胶在受外力作用时的形变过程将这些模型展示给学生,激发学生的兴趣。当然,仅仅依赖课堂的讲授是远远不够的,由于大学教师上课结束后,与学生交流很少,学生对课堂中的一些重点和难点仍百思不得其解,这些会影响他们学习的兴趣、热情甚至信心。因此,教师应针对课程内容,适当地结合实际,留出一部分答疑时间,与学生交流,了解学生学习过程存在的问题,及时解决学生学习过程的难点,让学生产生学习的兴趣。《高分子化学与物理》规定的讲课课时非常有限,然而课程内容繁多,理论性又强,要想使学生真正掌握这门课程,教师就必须在以课堂教学为主的同时,安排适当的答疑时间,及时解决学生学习过程中存在的问题,激发学生学习的兴趣。东北石油大学的应用化学和化学专业开设《高分子化学与物理》这门课程时,任课教师通过课上讲授和课下答疑相结合的教学模式,使抽象、难懂的理论知识变得易懂,学生学习的主动性大大提高,也大大提高了教学质量。
《高分子化学与物理》是一门概念抽象、理论性强的课程,作为东北石油大学应用化学和化学专业的一门重要的专业基础课,讲授这门课程的教师通过多年不断的探索,采用多媒体与板书相结合、讲授与答疑相结合的教学方法,大大调动了学生学习的兴趣,使非高分专业的学生能在没有高分子专业基础的条件下,能很好地理解和掌握高分子专业知识,提高了教学的质量。同时,讲授该课程的教师从课程教授对象、课程内容、讲课方式以及师生互动等多方面进行了总结,只有认真做好每一个环节,合理地运用多媒体教学手段,不断提高自身的素质和专业知识,才能提高教学质量,成为一名合格的专业教师。
参考文献:
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关键词: 高分子化学 教学改革 教学实践
高分子化学是材料化学、应用化学及其相关专业的专业基础课,与四大化学并列,已成为第五大化学。能否学好该课程直接关系到高分子物理、材料合成与加工学等后续课程的学习,学好并熟练运用课程的专业思想和思维方法,在学生将来的科研和工作中将发挥直接或间接的作用。鉴于高分子化学这门课程的重要性,如何深入进行教学改革,如何利用有限的教学时间和教学资源有效地将高分子化学专业知识传授给学生,并能够指导实践应用,就成为众多教学工作者的共同目标。
一、高分子化学教学的主要难点
(一)高分子化学的发展历史较短,许多理论尚不成熟,随着新的聚合方法和新的合成技术不断涌现,对传统的高分子化学概念提出了挑战,并极大地丰富了高分子化学的内容。
由于课时及其他客观原因的限制,教师往往把所有内容全部灌输给学生,“填鸭式”的教学模式会使学生产生乏味厌学的情绪,学生易出现“被动学”、“死记硬背式学”等问题[1]。
(二)高分子化学理论性强,学生理解困难,适时恰当地采用多媒体教学能使抽象的教学内容具体化、清晰化。
从学生反馈的信息来看,普遍认为教师在使用多媒体授课时只是展示根据书本内容制作的幻灯片,有些幻灯片重点不突出,且没有深系到实际生活和生产的经验,不能完全激发学生对高分子化学学习的专业自豪感;又加之教师授课时缺乏与学生互动交流,课堂气氛不活跃,出现来不及记笔记、不利于学生复习等情况,久而久之,就会影响学习的主动性和兴趣性,达不到理想的教学效果。
二、高分子化学的教学实践与探索
(一)讲解重点突出,创新教学内容。
教师在选好教材、消化、吸收和融合教材内容的基础上,要处理好“干”与“枝”的关系,在课程内容方面做到重点突出、主次分明。在授课时要避免将教材内容“填鸭式”灌输给学生,应有针对性、侧重点讲解,少讲精讲[2]。如限于课时紧等原因,在讲解聚合方法时,由于此部分内容多数比较简单易懂,可以略讲。但对于自由基聚合反应要重点讲解,让学生对自由基聚合的机理、聚合速率、动力学链长、聚合度和聚合度分布等重要知识点要深入地理解并能加以灵活运用,这样可以有重点地完善学生的知识结构,满足实践应用的需求。同时,要不断更新、创新教学内容。在教学中,教师可以及时地在传统教材内容的基础上补充近年发展起来的前沿科学技术和研究方法,也要关注国内外重要期刊上的最新报道,在课堂上结合国内外的最新研究进行讲解与介绍,并推荐一些期刊、数据库和书籍给学生,引导学生根据自己兴趣自由地学习,扩大学生的知识面,建立知识结构,引导学生探索高分子化学领域。
(二)加强师生互动教学,发挥主观能动性。[3]
在教学中,互动式教学能有效地改变“老师主动讲,学生被动听”的“一言堂”式的教学模式。教师要多与学生眼神交流,用情绪感染学生,引导学生“多想善思”,讲课时语言要清晰流畅,抑扬顿挫,引导学生“勤学好问”。重要的是,在讲课时可穿插有关高分子的小知识、小故事,尽量将生活中常见实例与理论知识相联系,努力为学生营造生动活泼的课堂文化氛围,使学生自觉、主动地接受知识。如:在讲到聚酰胺、聚酯时联系到我们日常穿衣用合成纤维的尼龙、涤纶,学生戴的隐形眼镜、普通眼镜的树脂镜片都是特殊的高分子材料。联系生活中的常见实例有利于学生更深刻地掌握课程内容。在课堂上,多采用启发性的多种教学方法,合理安排课堂反复提问、反复练习、反复分组讨论等互动式教学,加深学生对所学知识的理解,提高教学质量。
(三)多渠道联系实践,培养自主学习能力。
随着如今高分子材料发展的迅猛,教材的教学内容已远远不能满足现代教学的需要,在课堂教学中应把高分子化学领域最新的科技动态、学术前沿有机地渗透到课堂内容当中,给学生多介绍一些近年来高分子化学的最新成果、最新理论,开阔学生的视野。如医用上介入诊疗的各种高分子管材、可降解的手术伤口缝合线、有机高分子发光二级管用于手机、数码相机显示和照明等。针对学生在高分子课堂教学中讨论比较感兴趣的话题,或者是高分子化学前沿领域的新方法、新技术等,可鼓励学生到图书馆和互联网上查找资料,撰写小论文,制作幻灯片,并在课堂上为大家作知识讲座,营造合作探究、自主学习的氛围。同时,也可关注网络上以高分子为主题的论坛,通过与网上的专家、学者的交流,调动学生探知高分子知识和应用领域的兴趣,培养主动学习的能力,激发研究兴趣。
(四)选择合适的教学内容,不断完善多媒体教学。
1.适时使用拿来主义,做到因材施教。
教学是一个个性化的过程,不同的教师有着不同的授课思路、方式与方法。一般来说,可以借助别人的课件作为启发自己的思路,但是,这种“拿来主义”绝不应成为主要依赖的对象。由于学生的层次不同、专业不同、对知识的接受能力不同,教学过程中好的方法可以借鉴,但重要的是要根据学生的需求、教材体系、自己的教学经验、教学思想使用自主开发的课件。尤其是在课件中更应该增加一些理论联系实际的例子,比如聚合物合成工艺和聚合物应用等实践应用方面的内容。
2.将多媒体教学与传统教学手段相结合。
多媒体教学具有传统教学手段不可比拟的优势,能更直观、更形象和生动地传导高分子化学的魅力,并能有效地扩充知识的广度和提高课堂的利用率。特别是需要向学生演示情景的内容,采用多媒体教学就更有优越性。如在讲解乳液聚合机理这一节,采用了动画方式形象演示了胶束成核的机理和乳液聚合过程的三个阶段,帮助学生理解,印象深刻。但是先进的教学手段并不一定能达到良好的教学效果,关键在于多媒体技术如何与传统的教学手段相结合,从而实现它应有的价值。如在高分子化学的课堂授课中,讲述自由基共聚理论推导公式时,就应该采用黑板板书的方式一步步进行推导,同时采用启发式方法调动学生积极性,促进学生主动学习和思考。
3.采用多种手段完善多媒体教学。
采用多媒体教学,教学信息量大,进度快,学生在课堂上有效掌握大量的理论难度较大,因此要做好课后辅助工作。不断完善网络教学平台,将多媒体课件、课后复习材料、教学重点、习题题库及小知识、小贴士等内容在学校的教学网络中充实完善,这样既有利于学生课后复习,又能加深学生对所学知识的掌握和应用。另外,还可利用各种化学软件、网络资源和视频等多种手段展示各种反应模型,特别是一些三维立体模型,启发学生思考,激发学习兴趣。在教学中逐步渗透双语教学,可以有意识地把新出现的专业词汇和标题用英文书写,能有效提高和丰富学生的专业词汇量,对收集到的专业文章,采用多媒体的形式讲解,又可以提高学生的专业阅读水平,这样,能帮助学生提高对专业英语的学习兴趣,为今后的毕业论文撰写及工作实践打下坚实的基础。
三、结语
高分子化学课程教学改革是一项系统的工程,总结近几年来的教学实践,笔者认为,以人文本,转变观念,因材施教是探索高分子化学课程的有效途径,合理有效地利用多媒体,不断完善网络教学平台,逐步渗透英语教学是实践高分子化学课程教学的有效手段,而创新教学内容、加强互动教学,培养学生学习的主观能动性是搞好高分子化学教学的前提条件。我们将不断地继续深入研究与探索,使高分子化学的教学不断适应新形势发展的要求,为培养高分子领域优秀人才作出不懈努力。
参考文献:
[1]唐忠锋.高分子化学多媒体教学中的问题及对策研究[J].广西工学院学报,2007,18(6):115-116.
[2]魏宏.浅谈高分子化学教学与改革[J].广东化工,2010,37(10):186-187.
关键词:高分子化学实验教学改革;探究式教学;绿色化学
当今环境污染问题日趋严重,对于化学化工行业“绿色化”发展的需求愈发明确、清晰[1-2]。高分子化学实验是高分子专业的一门专业必修课,在高分子化学教学中占有重要地位,可以有效地训练学生的基本技能和综合素质。但传统高分子实验中的试剂使用量很大,种类较多且大部分试剂都具有毒副作用和较强的挥发性,对环境影响很大;同时在教学过程中侧重于实验技能,对于学生的绿色化学意识、环保意识和责任意识相对较少。因此,通过高分子化学实验的绿色化学教学改革,可以加深学生对理论知识的实践理解,提高学生的创新意识和绿色意识[3-5]。为此,笔者在从事高分子化学实验教学中进行了一些有益探索。
一、探究式教学概念
探究式教学,又称发现法、研究法,是美国教育学家杜威在20世纪初提出的,他认为科学教育不仅仅要使学生掌握大量的理论知识,更重要的是学会科学研究的过程和方法[6-8]。其实古人在很多年前就提到“授人以鱼,不如授人以渔”,已经明确表明了学会方法的重要性。探究式教学方法具体是指从学科研究领域或者从现实社会中选择和确定一个主题,然后在教学中设置一个类似于科学研究的问题,以学生为主体,在教师的引导下,学生自觉、主动地探索科学知识,找出解决问题的方法,进行修改和完善,形成自己思想的学习过程。相比于传统实验教学方法,尝试让学生发现实验教学中存在的问题并主动地提出相应的解决方法,可以提高学生的参与度和积极性。探究式教学方法的实施可以促使教师教学方法和学生学习方式的转变,有利于学生创新意识和动手能力的培养。
二、高分子化学实验教学中存在的问题
传统高分子化学实验教学和有机化学实验等实验教学一样,以“验证式”实验教学为主。使用的实验教材,对每一个实验的目的、原理、操作、注意事项等都有具体描述。课前学生预习翻看一遍,上课时教师讲解一遍,最后学生按照教材上操作进行实验过程“验证”。学生对教材和教师存在着严重的依赖性,而且对实验课也不重视,认为是理论课的附属,因此无法充分发挥实验课程的作用。目前高分子化学实验教学中存在的主要弊端可以归结为:第一,“照方抓药”式传统教学方法无法有效调动学生的学习积极性、培养学生的独立思考能力和创新能力,最终导致学生无法有效地使用这些实验知识,在大四实习和毕业论文写作时就表现出明显的弱势;第二,教科书里的方法与现代化工的绿色化、可持续发展方向的要求依然跟不上,教材里描写的原理和方法无法反映当今绿色化学的迫切要求[9-10],即使是全国广泛采用的新版教科书,依然没有及时反映化工技术发展的新成果,容易给学生造成“现行技术就是如此水准”的印象,导致很多学生毕业后就放弃了本专业。
三、探究式教学的实施策略
目前高分子化学实验主要针对高分子专业三年级学生进行开课。高分子专业学生在开展高分子化学实验时,已经经过了无机化学、分析化学和有机化学等化学实验的训练,具有一定的实验操作技能,因此完全可以采用要求更高的探究式教学法来完成高分子化学实验。教师不仅要向学生详细地传授知识(原因与机理),而且要求学生在探究学习的过程中,实现知识的掌握和科研能力的培养。在实验过程中,教师根据教学内容、目标和学生实际情况,设置合适的探究性问题,并根据这些问题让学生展开相应的实验探究活动。这些问题的设置要合适,既有一定的针对性,又要有一定的难度,但是学生通过努力后可以得到解决。虽然教材上的实验步骤非常经典,但与现实生产特别是“绿色化学”要求存在一定的差距,因此我们在开展高分子化学实验的探究性实验时,主要针对教材中实验方案的“绿色性”展开探究性研究。针对这个问题,要求学生在预习过程中,通过查阅文献资料,提出实验中违反“绿色化学”的地方,然后再提出更为合理的实验方案来解决教材中实验方案存在的问题,并在教师的指导下改进实验方案;最后在开展实验过程中,将学生分成两个组分别采用改进实验方案和教材上的实验方案展开实验,在实验中进行比较分析,总结两套实验方案的优缺点。例如,《高分子化学实验》中的双酚A环氧树脂制备实验[11],该实验主要存在以下三个问题:一,该反应用到的化学试剂用量是过量的,完全可以用较少的化学试剂用量来完成整个实验,但是化学试剂的最终用量需要根据最后产品的使用量进行倒推设计;二,在该反应中用到苯作为环氧树脂的溶剂,而苯是一种剧毒性的试剂,那么有没有可能选择一种可以实现相似功能,但是无毒或者低毒性的其他试剂来替代呢?通过查阅资料,甲苯完全可以作为环氧树脂的溶剂,而且毒性低的多;三,在黏结实验中,教材中采用了挥发性很强的刺激性剧毒乙二胺作为固化剂,而事实上环氧树脂的固化剂很多,目前已经有许多低毒甚至无毒的固化剂来替代乙二胺,如多乙烯多胺,而且多乙烯多胺固化后的环氧树脂具有更好的黏结强度。采用探究式教学法,就可以让学生从这三个角度进入,通过查阅文献资料设计更为合理绿色的的实验方案,还可以进一步根据实验结果写出科研小论文,接受真正的科研锻炼,同时,对绿色化学有更深入的理解。因此,采用探究式教学法不但可以培养学生积极的科学探索精神、合作精神,有利于提高学生的实践动手能力和创新能力,同时由于学生采用的实验方案与教材多少会有一些差异,而且实验方案会有学生心理上一些期待,从而有利于学生学习积极性的提高,更加认真负责的去完成整个实验过程,避免学生在实验间隙聊天玩手机等开小差。
四、探究式教学的考核方式
实验的考核方式对学生的学习积极性具有非常重要的影响。传统实验考核主要分为两块:平时成绩(40%),主要包括实验预习(10%)和实验操作(30%);实验报告成绩(60%),主要包括考核实验结果(20%)和实验报告(40%)[12]。但探究式教学法由于采用了超越教材的实验方案,因此要求考核的重点和考核面都有所改变。比如,预习设计实验时,学生需要大量的时间查阅资料来寻找实验中有违“绿色化学”的地方,并设计合适的实验方案;完成实验后,学生需要对实验结果进行详细的对比分析讨论,总结传统和改进后实验方案的优缺点,并写出自己的实验心得。这两部分内容在以前的实验考核中比例很少,甚至没有,但探究式教学法中这两块内容可以在很大程度上反映学生的主动性和创新性,因此这两块内容在最后成绩中所占的比重需要大幅提高。为此,我们将实验预习的考核比例提高到20%;作为探究性实验,实验结果往往具有不确定性,因此实验结果比例降为10%,而传统和对比实验结果的分析讨论是探究式实验教学的重要组成部分,是在实验报告中一起上交完成,因此实验报告的比例提高到50%,其中实验对比分析讨论部分为20%,其他实验报告部分为30%,促使学生认真地对实验结果进行分析总结。
五、结语
采用探究式教学方法,通过设置合理的实验目标,在教师的指导下,让学生积极地设计合理的实验方案并实施,可以促使学生更为专注认真地去完成实验,提高学生的学习主动性和积极性,锻炼学生分析问题和解决问题的能力,取得了良好的教学效果。
作者:邵林军 齐陈泽 单位:绍兴文理学院
参考文献:
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关键词:高分子材料;高分子化学;实验教学
高分子化学实验是高分子化学课程教学的一种最有效的实践教学形式,它可以帮助和促进学生课堂理论知识的学习与消化,建立和巩固高分子化学基本概念和理论,获取高分子化学知识,培养科学素质和操作技能。我国著名化学家戴安邦指出:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧,又训练科学方法与思维,还培养科学精神和品德,学生在化学实验中是学习的主体,在教师指导下进行实验,训练用实验解决化学问题,使各项智力皆得到发展”。这番话指出了开设化学实验课的深刻内涵和重要价值。2004年国家教育部颁布的《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》在评估指标的二级指标“实践教学”中,从“实践教学内容与体系,综合性、设计性实验课的比例及效果,实验室开放”三个方面明确了实践教学改革和发展的方向。近几年高校的化学类实验教学改革取得了令人瞩目的成果。高分子材料科学与工程专业是很多高校在近年来新开设的专业,在实验教学与改革方面的成果积累较少,尤其高分子化学实验教学采用陈旧的教学内容和教学方法依然居多。通过调研发现,目前国内高校高分子材料科学与工程专业的高分子化学实验教学依然不同程度地存在一些问题。
一、高分子化学实验教学现状剖析
1.实验教学体系和内容欠争理
多数的实验教学附属于理论教学,没有单独设课和单独考核,实验课时相对较少虽然有些高校高分子化学实验已经独立设课,但仅作为考查课。实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多,而体现现代科学技术发展成果的实验很少认知性、验证性实验所占的比理偏高,培养学生创新能力的综合性、设计性、应用性和创新性的实验偏少,而且实验环节偏重于理论,突出高分子材料应用性特点的实验太少,不利于培养学生的工程观念。
2.实验教学方法单一
学生按照实验讲义预习,然后进实验室。实验前教师把实验目的、实验原理、仪器使用方法、测试方法、实验步骤和数据记录表格及数据处理方法等进行详细的集中讲解。学生只需按教师指导的过程按部就班或者依照讲义“照方抓药”,就可以完成一个实验。一部分学生糊里糊涂地来到实验室,只动手不动脑地完成实验,然后又迷迷糊糊地离开实验室。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很不够。这种统一模式、统一要求、齐步走的教学方法,一方面造成了学生对教师的过分依赖,另一方面抑制了学生个性思维的发展和创新能力的培养。
3.实验嫩学手段落后
在现代信息技术迅速发展的今天,虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用,但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验,只能最低限度地开设,且开设过程中费用大和危险性高,导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。
二、新教学模块的实践性探索与成效
针对目前国内高校高分子材料科学与工程专业高分子化学实验教学中存在的一些问题,借鉴其他化学实验教学改革的优秀成果,提出了基础技能实验、综合设计实验、研究创新型实验的三个高分子化学实验教学模块体系,并在每个模块中结合常熟理工学院教师的科研成果引入_些新的实验教学内容,采用开放式实验教学方法。通过实验教学实践发现新的体系和教学方法在培养学生的创新意识和工程实践能力方面起到了较好的效果。
1.基础技能实验教学模块
基础技能实验模块构建的目的着重建立高分子化学实验与相关基础理论知识之间的有机联系。培养学生的实验安全意识、清洁卫生习惯和严谨的实验态度。训练学生掌握熟练规范的实验操作技能和技巧,为后续的实验教学模块的实施打下良好的基础。
基础技能实验模块的教学内容设计在课时总量的40%~50%为宜,课时数约30学时,开设8~10个实验。教学内容设计涉及到高分子化学反应机理,如自由基、阴离子,阳离子等连锁反应机理,缩聚、基团转移聚合等逐步反应机理,开环聚合反应机理等。在实验实施方法方面涉及到本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、熔融缩聚、界面缩聚等。如设计膨胀计发测定苯乙烯本体聚合动力学实验,让学生直观感受到了诱导期概念、聚合过程体积减小的现象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化学理论知识。设计过硫酸钾引发甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合实验,除让学生明确了乳液聚合的基本原理外,还了解到了聚合物大分子链端基的重要作用。设计己二酰氯和己二胺界面缩聚实验,让学生深入理解了界面缩聚的概念和聚合物的可纺成纤性能等主要高分子知识。通过设计一些自由基、阴离子、阳离子等连锁反应机理的实验,使学生进一步掌握了活性中心的概念,同时在实验过程中认知了这些引发剂的活性、安全使用和贮存事项。
2.综合设计实验教学模块
综合设计实验教学模块旨在培养学生较强的实际动手能力,自主设计和分析解决问题的能力。本实验模块是实验教学的较高层次,注重学生实验的自主设计性和综合性。
教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本教学模块的特点之一是实验内容的综合性,可以将同一门课的几个实验,或者是几门课的实验组合在一起,形成一个大实验。本教学模块的特点之二是实验方案的灵活性和设计性,侧重培养学生的自主实验和学习的意识和良好习惯。例如关于高分子合成实验先确定好采用的聚合机理和聚合方法,在原材料配方组成、引发剂种类及用量、合成温度等工艺条件方面给出一个大致的框架,然后让学生在所给的框架内进行自行设计和实施实验。譬如悬浮法制备聚苯乙烯珠粒实验,水的用量范围为苯乙烯质量的100%~200%、分散剂为磷酸钙或聚乙烯醇两种、引发剂过氧化二苯甲酰用量为苯乙烯质量的0.2%~1.0%、反应温度设定在75℃~85℃范围等。学生通过自行设计的方案实施实验获得了不同的实验结果,通过对不同组之间实验结果的综合分析,找到了影响悬浮法制备聚苯乙烯珠粒的一些因素,激发了学生动手实验的兴趣,发挥了学生自主实验和学习的主观能动性。
3.研究创新实验教学模块
设置研究创新实验教学模块培养学生的科研和创新意识、提高学生的综合素质和应用开发能力,为实现培养高质量的应用型人才的教育目标提供重要的教学内容实体支撑。 本实验模块是实验教学的最高层次,注重学生实验的独立自主陛、综合性、应用性和创新性,教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本实验教学模块的特点之一是实验项目的独立自主性和综合性。也就是说确定好实验项目之后,让学生在实验教师指导下独立自主地进行实验项目方案的调研、设计、实施和结果分析。本实验教学模块的特点之二是实验项目的应用性和创新性,所拟定实验项目必须关联生产实践中的聚合物产品,充分体现实验项目的应用性。实验项目设计主要针对这些高分子产品生产实践中存在的共性问题和关键问题的解决来进行设计。通过研究创新实验的实施,发现学生学习积极性很高,乐此不疲,为培养学生创新意识和展示高分子化学实验的应用性特征提供了最佳学习平台,尤其是开发一些联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到高分子化学实验的实用价值,能强烈激发学生的创造动机。此外,研究创新实验往往需要多名学生共同完成,有利于培养学生的团队合作精神。例如,聚氨酯绝缘漆的制备及性能测定实验,每个学生做一个实验配方,每5名学生一组,5名学生的实验结果综合在一起可以得出高分子树脂配方组成与漆膜性能之间的关系曲线,以及固化条件与漆膜性能之间的关系曲线。在实验过程中,5名学生要共同安排实验方案,尽量保持操作的一致性,最后得出的结果要呈规律性变化。如果有一名学生操作有误,这个实验点就会落在规律性以外,影响其他学生对实验现象的观察。因此,实施研究创新实验项目对教师也提出了更高要求。在每次实验前,教师要指导学生拟定方案,并对可能出现的实验现象和各种影响因素进行分析,实验过程中,又有多种意外的实验现象出现,这势必要求师生共同分析和讨论造成这些现象的原因,帮助学生透过现象深刻理解事物的本质。这样做需要教师有相当的知识储备量,并且要求教师也不断进取,充分体现了教学相长的教育理念。
三、结论
基础技能实验、综合设计实验、研究创新实验+教学模块教学的实践证明教学效果显著,特别对提高学生综合实践能力、激发学生理论课学习兴趣、培养学生创新意识和应用开发技能取得了预期效果。基础技能实验模块的教学效果主要体现在实验现象与相关基础理论知识之间的有机联系,高分子化学实验操作技能和技巧的掌握和规范。综合设计实验的教学效果主要体现在学生自主设计和分析解决问题的能力培养。研究创新实验的教学效果主要体现在学生科研和创新意识的建立,以及学生团队意识和应用开发能力的培养。
参考文献
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湖北大学材料科学与工程学院成立于2006年3月,由原化学与材料科学学院和物理与电子科学学院的部分专业组建而成。
学院现有2个湖北省重点学科,包括材料科学与工程一级学科和高分子化学与物理二级学科湖北省重点学科;一个材料科学与工程博士后流动站, 一个材料学博士点,一个材料科学与工程一级学科硕士点和一个高分子化学与物理二级学科硕士点;一个省级重点实验室,高分子材料湖北省重点实验室和一个湖北省高分子材料中试基地。
湖北大学材料科学与工程学院,经过多年的建设与发展,在科学研究方面形成了四个稳定而有显著特色的研究方向:功能性聚合物合金材料、乳液高分子材料、光电功能材料和无铅铁电压电材料。
(来源:文章屋网 )
高分子聚合方法通常有本体(熔融)聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合等,依据对聚合物的使用性能要求可选择适用的聚合方法。在过去20多年中,由于新概念、新的催化剂以及新工艺的发展,高分子聚合化学领域实现了巨大的增长,如非经典活性聚合(基团转移聚合,活性碳阳离子聚合,活性自由基聚合和活性开环复分解聚合),新催化剂(用于定向聚合的茂金属和后过渡金属催化剂,用于活性开环复分解聚合的Schrock和Grubbs催化剂等),新工艺(细乳液聚合,微乳液聚合和极性溶剂中的分散聚合等)。除了聚合化学的发展,准确计算自由基和阳离子聚合反应速率常数的方法也得到迅猛的发展。以上这些,将高分子聚合化学领域彻底翻新。本书将详细介绍这些聚合方法,包括传统方法和新方法。
全书分为9章:1.介绍聚合物的基本知识,如结构、命名、分类、功能、物理特性、结构与性能之间的关系、聚合过程中的热力学,以及分子量与分子量分布等;2.逐步聚合,介绍了逐步聚合的原理、反应过程、聚合度、聚合产物的分子量分布以及凝胶点的预测,并举例详细介绍了逐步聚合在各种热固性树脂、工程塑料和高性能聚合物中的应用;3.自由基聚合,包括单体的性质、链引发、链生长、链终止等反应过程和反应动力学,并详细介绍了活性自由基聚合的相关原理与过程;4.阴离子聚合,主要介绍活性阴离子聚合,如烃类溶剂中非极性单体活性阴离子聚合、乙醚溶剂中苯乙烯活性阴离子聚合、极性单体的活性阴离子聚合等;5.配位聚合,从催化剂的种类着手介绍配位聚合的原理与过程,如Zieglar-Natta催化剂,茂金属催化剂和后过渡金属催化剂,并介绍了烯烃的活性聚合方法;6.阳离子聚合,介绍单体的亲核性与亲电子性,以及链引发剂和链生长剂,并介绍了光引发阳离子聚合;7.开环聚合,介绍开环聚合的基本特性,并举大量实例具体介绍不同聚合物的开环聚合方法与过程;8.链式共聚合,介绍了两种共聚合模型和活性自由基共聚合;9.多相聚合,包括悬浮聚合,乳液聚合,反相乳液聚合,细乳液聚合,微乳液聚合,分散聚合和多相活性自由基聚合。本书知识体系清晰且全面,每章后面都有一组习题,以便读者及时消化所学知识。其阅读对象为从事高分子化学、高分子材料和高分子工程科学研究和学习的广大科研工作者、教师、研究生和高年级本科生,特别适用于理工科类大学和科研院所高分子化学专业的读者。
鞠思婷,博士生
(国家纳米科学中心)
Ju Siting, Ph.D Candidate
(National Center for Nanoscience
and Technology)国外科技新书评介2013年第11期(总第319期)地球/环境科学地球/环境科学国外科技新书评介2013年第11期(总第319期)John R Fanchi
Energy in the 21St Century
2013
Hardcover
ISBN9789814434669
孙平川,南开大学高分子化学研究所研究员、博士生导师,曾荣获中国物理学会王天眷波谱学奖。主要从事先进高分子材料、高分子凝聚态物理及核磁共振波谱方面的研究,在国内外核心刊物共发表SCI收录论文100余篇,获国家杰出青年科学基金资助,主持多项国家自然科学基金及教育部基金科研课题。1982年获得第一届全国青少年创新大赛高中数学组一等奖。
1982年,他参加了第一届全国青少年创新大赛,并获得了高中数学组一等奖。30年后,已是大学教师的他再次参加全国青少年创新大赛,不过不是参赛选手的身份,而是作为报告嘉宾给学生们做报告。身份虽已转变,但不变的依然是那份追逐梦想的激情。
创新大赛,一生最重要的事
每个青少年都有自己的梦想,孙博士也不例外。从高中到现在这30年中,他一直在追逐梦想,不断地将兴趣转变成清晰的目标。1982年,对他而言是非常重要的一年。那年,他经常在《科学园地》投文章。一次,《科学园地》一个编辑认为他的一些论文很有创造性,于是便推荐他去参加一个比赛,也就是第一届全国青少年科技创新大赛。大赛中,他发现大赛中有来自不同地方的同学,有比他大的,也有比他小的,每个人都带着不同的作品或发明,还有很多人做了电导机等各种各样非常稀奇古怪的东西。大赛还提供了很多好吃的东西,还让他们这些孩子坐飞机上天转了一圈。当时大家都很激动,他和很多其他小朋友甚至都激动吐了!他感觉这个世界让他一下子开了眼界。更让他意外的是,他的作品被评为一等奖。
因为他没有特意去参加这个比赛,只是在平常学习过程中突然想到一个很有意思的步骤,好像自己觉得当了一回高斯一样,感觉很好。
可以说,参加第一届全国青少年创新大赛对他而言是一个里程碑,影响他一生最重要的也是参加这个比赛。当时他获得了一个奖品——一个无线电的散件和一把电烙铁。他感觉这个世界真是如此之美妙,如果他再早生100年,可能就是发明无线电的人。当时这种感觉很蓬勃、很自豪,而正是这种感觉一直影响着他,激励着他。
每次提及那年的创新大赛,孙博士都感慨万千:如果不参加第一届的创新大赛,也许他不知道自己的人生轨迹到底在哪个地方,而且也不可能找到他现在如此之痴情和热爱的研究领域。当年获得的奖品——无线电,它的信号一直发射到现在还没有衰竭,这就是竞赛对他的影响所在。
追逐梦想,坚持不懈
也正是那次创新大赛使他的想法有所改变,他突然感觉他要学物理,而这才是他要做一辈子的事情。而物理学又是当时最诱人的学科,因此大学专业他选择了与原子核有关的方向:核磁共振专业。
大学阶段,他变成了一个疯狂的物理“发烧友”,专门捣鼓一些新东西。那个时候全家一个月只有大概50块钱的收入,而当时开发一个系统要几千块钱,经济条件是绝对不允许他因为自己的疯狂而继续“烧钱”的,但不做,心里又奇痒难忍,最后他竟然花了35元自己动手组装起一个市面上价值几千元的示波器。
后来他发现一个奇怪的方法,做了一个编程器出来,研制出一台印刷设备,这是他的第一次“了不起”的创新。这股热情一发不可收拾,后来他做出了很多很多复杂的电子器件,小到显示屏,大到各种各样的电器,还编写过类似3D Max Studio程序。在不断的发明与创新中,他将数学与物理融合在一起,真正体现了数学的美妙。追梦的过程中虽有艰辛、苦楚,但对他而言,更多的是充实、幸福。
勤于探索,大胆创新
在各种探索当中,他逐渐形成一种习惯,就是喜欢找出问题、挑战问题并不断地解决问题的习惯。每当他遇到一个困难,便会感觉非常高兴,因为他知道困难之后必将是一片美丽的彩虹。这种习惯慢慢变成了一种性格,成为一种强大的解决问题和创新的精神。而长久的创新实践也使他解决问题的能力愈来愈强大,让他惊叹的是,原来创新竟能变得如此简单。
他总是不断地探索新领域,工作以后他到了高分子化学研究所。当时高分子化学研究所何炳林先生发明了大孔型离换树脂用于提炼铀,为我国当年原子弹爆炸做出巨大贡献。这使他与“原子核”产生了不解之缘,发明了核磁共振(NMR)新技术,探索高分子的神秘世界。高分子化学研究对于他来说,是一门令他感到激动的科学,就像当初电子世界让他“发烧”、痴迷一样。
在实际的工作中,他既研究物理又研究化学,而现在又迈进生物领域。因为在化学研究中,他不断发现他要了解生物,把更多生物的思想引进到化学领域,这是他逐梦的一个过程。当然,跨进一个新的领域一定有很多困难,因此毅力与坚持就显得尤为重要。其次,并不是任何两个学科领域都能联系、跨越的,因此一定要看准方向,眼光很重要。当拥有这些之后,你的能力就会给你解决问题强大的武器。这三点把握好了,在一个新的领域才会做得好,有前途。
兴趣是最好的老师
苏联曾有一个人,他的生活是一塌糊涂,但他解决了数学界一个著名的难题,因此而获得了数学界的诺贝尔奖——“菲尔茨奖。但令人们吃惊的是,上百万的奖金他却没有领,因为他看中的不是得奖,而是享受解决难题的过程与乐趣。相信任何伟大的科学家之所以取得成功,兴趣是至关重要的。
关键词:双语课程;教材;互动式教学
中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1003-2851(2011)08-0-03
双语教学是指将母语外的另一种外国语言直接应用于非语言类课程教学,并使学生同步获取外语与学科知识的一种教学模式[1]。在世界科技水平迅猛发展的今天,教育的国际化趋势越来越明显,因此,为了让学生获得更多的知识,了解国际上前沿的科学发展资讯,提高专业技能,更好地把我们的研究成果推向世界,教育部多次发文鼓励双语教学的开展。
2001年教育部在《关于加强高等学校本科教学工作,提高教学质量的若干意见》中提出高校应积极推动以英语等外语进行的教学模式,明确要求各高等院校在3年内开设5%-10%的双语教学课程[2]。
2007年教育部了《关于启动2007年双语教学示范课程建设项目的通知》(教高司函[2007]137号),提出从2007年至2010年,共支持建设500门双语教学示范课程[3]。双语教学示范课程建设项目的建设内容不仅包括双语师资的培训与培养、聘请国外教师和专家来华讲学,还包括双语教材的引进、双语教学方法的改革与实践、优秀双语教学课件的制作、双语教学经验的总结等等,其资助经费为每门课程10万元。清华大学的《生物化学》、北京大学的《应用分析》、华中科技大学的《组织学与胚胎学》、武汉理工大学的《船舶辅机》等等高质量的双语教学示范课程将国际先进的教学理念和教学方法与中国高等教育实际相结合,为探索适合中国大学生英语和专业知识水平的双语课程教学积累了经验,对提高我国高校的双语教学质量起到了积极的推动作用。
高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,如:蛋白质、淀粉、纤维素、塑料、橡胶等等,它与金属材料、无机非金属材料等同是科学技术发展、经济建设中的重要材料。为了培养能适应经济社会发展需要、具有国际视野的创新型高分子材料技术人才,武汉理工大学材料学院特开设了《聚合物形态与结构》等高分子材料类双语课程,从高分子物理和高分子化学两个方面向学生介绍了聚合物,取得了一定的成果和经验。
本文从专业双语课程与专业英语的关系、教材的选择、中英文混合讲授和互动式教学等方面介绍了《聚合物形态与结构》双语课程教学实践中的体会和认识。
一、专业双语课程与专业英语
英语教学是贯穿整个大学本科的。通常,专业英语课程的教学是安排在学生完成了基础英语课程和部分专业基础课程学习之后的,属于英语教学的范畴。而随后进行的专业双语课程教学是属于专业教学的范畴[4]。开设高分子材料类专业英语课程的目的是为了让学生了解本专业的专业词汇,培养学生阅读专业技术英语文献与撰写科技英语论文的能力,其重难点在于大量的专业术语、名词性词组、合成新词以及复杂的被动语态长句。高分子材料类双语课程是将英语作为一种获取高分子学科专业知识的工具来进行的专业学科的教学,其主要教学目的不是英语,而是专业知识的学习。
因此,专业英语课程是实现专业双语课程教学的铺垫和基石,专业的双语教学是专业英语教学的延续和提高。
二、教材的选择
教材的选择对于能否达到预期的教学目的,让学生充分地掌握课程的精髓是至关重要的。原版英文教材有利于学生了解和掌握先进的思维方式和研究动态,但是由于中西方文化的差异,在教材的编排上,原版的英文教材和经典的中文教材有很大区别。原版英文教材通常采用演绎的方法安排教学内容,提出问题,引起读者的关注和兴趣,然后再通过对问题的解答来讲述专业知识[5]。而通常国内的中文教材是采用归纳的方法安排教学内容的,逻辑性强,条理清晰,学生容易理解。
因此在教学实践中,我们采用了以原版英文教材为主,辅以经典的国内中文教材,使教学内容即符合教学大纲的深度和广度,又能让学生汲取外文教材中的精华。J.M.G.Cowie著的《Polymers:Chemistry & Physics of modern materials》一书共有17个章节,从高分子链构造、构型与构象,凝聚态结构,逐步聚合,自由基聚合,离子聚合等方面对聚合物的形态、结构和性能进行了详细的介绍,内容深入浅出,结构安排合理,论述层次分明,图表简明清晰,是一本经典的高分子材料学科类教材,因此我们选择该书作为《聚合物形态与结构》课程的英文教材。
同时,我们还选用了Joel R.Fried 著的《Polymer science and technology》和George Ordian 编著的《Principle of polymerization》作为英文参考书。中文参考书我们选取了在知识的基础性、系统性上编辑得很好的国内高分子学科经典教材:由化学工业出版社出版,潘祖仁主编的《高分子化学》和由复旦大学出版社出版,何曼君等著的《高分子物理》。
但是由于教材出版周期较长,国内外最新的研究成果并不能及时地出现在教材上,因此,为了让学生掌握最新的聚合物方面的研究成果,我们在授课过程中插入了近两年权威期刊上如《Nature Materials》、《Advanced Materials》、《Journal of the American Chemical Society》、《Macromolecules》上相关文献的内容,紧跟高分子学科发展前沿,结合教材上的基础知识,讲授文章的知识点和创新点,以达到加深对基础知识的理解和提高对理论知识的应用能力的目的,让学生不仅学会从课本中获取知识,还会主动地从网上获取更多更新的专业资讯,养成主动学习的习惯。
三、中英文混合讲授
中文和英文在授课过程中的比例一直是双语教学中的一个难点[6]。《聚合物形态与结构》双语课程教学的首要目的是让学生掌握聚合物的分子结构、形态以及物理、化学性能,为开发和设计新型高分子材料打下基础。由于学生对于很多专业英语术语感到生疏,因此,如果教师从课件到板书再到讲述全部采用英文,学生在课堂上的注意力将很容易不自觉地集中到对这些生僻单词的理解上,从而本末倒置,忽略了对专业理论知识的深入学习,降低了学习专业知识的效率。同时,如果汉语过多地出现在教学过程中,那么学生将很难脱离母语环境,达不到培养学生用英文思考问题、解决问题的目的。为了解决这个难题,我们在教学实践中采用了以下方法:
(一)在首次授课时复习专业英语课程中的一些基础知识,介绍一些在高分子学科专业英语中常用的单位、常数、词缀、词根以及高聚物的名称。例如:通过对macro-+molecule(分子)macromolecule(高分子),poly-+ethylene(乙烯)polyethylene(聚乙烯),hydro-(水)+-philic(亲……的)hydro philic(亲水的),nucleo-(核)+-phile(亲……)nucleophile(亲核试剂)等词汇的学习来复习词法。
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(二)在每次课临近结束时把下节课最重要的专业词汇用课件展示出来,让学生提前预习。例如,在讲述《逐步聚合》这一章内容之前先将step-growth polymerization(逐步聚合),polycondensation(缩聚),functional group(官能团),functionality(官能度)等重要单词列出,授课时加以强调,并进一步地解释逐步聚合的反应机理。这样不仅能让学生在授课时不受到生僻单词的影响,还能让学生在课前对讲课内容有初步了解的基础上掌握授课的重点,加深印象。
(三)充分利用多媒体教学工具,将图、表、视频资料和文字相结合,用英文和中文双语讲解最重要和最难理解的词汇、物质的结构和知识要点。如图1所示,在讲授自由基聚合链引发反应的时候,采取图文并茂的方式,用直观、生动的教学方式来激发学生的兴趣,帮助学生加深理解授课内容。
(四)在利用现代多媒体技术讲课的同时,适量的传统板书可以避免学生的听觉和视觉疲劳,还能有效地调节课堂节奏,因此我们不能忽略传统板书在专业双语课程教学中的作用。通常,学生在学习公式推理较多的章节时容易觉得枯燥、注意力不集中,如果只用多媒体课件将整个推导过程展现给学生,学生将很难及时跟上教师的分析和推导过程。因此,在讲授高聚物的分子量、高分子溶液的热力学性质等章节时,不妨采用英文的传统板书来进行公式的推导和演算,再加以中文强调重要步骤的讲授方式来吸引学生的注意力,提高教学效果。
四、互动式教学
学生是课堂的主体,合理地调动学生学习的积极性和主动性,让学生和教师一起营造活跃、和谐的课堂气氛能使教学效果事半功倍。传统的教师提问学生回答的方式简单易行,适时地提出“Why?”,“What is……”,“How to……”和“What do you think?”等问句,鼓励学生用英文回答,不仅可以起到提醒学生主动思考的作用,还能让教师及时地了解学生掌握知识的情况,并据此调节课程的进度。
让学生以组为单位进行主题演讲和撰写小论文是国外高校在本科生教育中很普遍的一种教学方式。在《聚合物形态与结构》双语课程的教学中,我们将2-3个学生分为一组,让他们在给定的范围内自己选择论述主题,拟定小论文的题目,撰写论文。论文的内容很广泛,论文的格式要求和正式出版的文献一样,由摘要、背景介绍、论述、结论和参考文献等几个基本部分组成。教师在课程结束后留出一部分时间,把讲台让给学生,让他们像老师一样站在讲台上,利用多媒体课件和板书来讲述自己的论文。演讲完成后,教师或其他学生可以就自己感兴趣的问题进行提问。论文和演讲完成的情况将作为平时成绩最重要的依据,而平时成绩占期末总成绩的30%。论文的合作撰写点燃了学生主动学习的热情,提高了他们的科技论文写作能力,培养了他们的合作精神。主题演讲的开展为学生提供了一个展示自己的舞台,培养了学生的英语表达能力。另外,演讲的主题囊括了从聚合物发展历史,聚合新方法到聚合物的最新研究成果在工业上的应用等等方面,拓宽了学生的知识面,而论文和演讲相结合的方式也为本科生大四毕业论文的撰写和毕业答辩打下了良好的基础。
另外,email、qq群以及教学博客也是增进师生间互动的重要工具[7]。这些新颖的交流方式很容易被学生接受,为师生间课后交流(特别是羞于当面问问题的学生)提供了便利,让教师能随时了解学生在学习中的困难和对该课程的意见与建议,及时地调整教案和教学方式。
五、结束语
专业课的双语教学在高等教育中的比重越来越大,它在培养学生创新性[8],提高学生科学素养等方面起着不容忽视的作用。但是我国双语教学还处于初级阶段,我们的经验和认识还比较不足,希望能开展更多的校际交流和国际交流活动,让双语教学水平能在较短时间内取得较大的进步。
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尿不湿是婴儿常用的日用品,是纸尿片、纸尿裤、拉拉裤的统称。干爽的尿不湿可以使婴儿保持整夜的安睡,由于吸水性强,被俗称为"尿不湿"。其中,高吸水性树脂是制造婴儿尿不湿的绝好材料,它是由淀粉和丙烯酸盐做主要原料制成的;突出特点是吸水和蓄水量大得惊人。
唐鑫源,江苏省无锡市人。先后毕业于上海光华大学、美国麻省罗宛尔理工大学、北卡罗纳大学、威斯康新大学,专攻化学、纺织染整工程、高分子化学,获哲学博士。初次回国后,致于力毛纺织染整工业,任协新毛纺织厂工程师、厂长,中国纺织工学院副院长等职。
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张继教授目前担任西北师大生命科学学院教授副院长,日本三得利公司医药研究中心访问学者,生物高分子化学博士,她具有优秀的科学品质和较强的发明创造能力和水平,科研成果突出。
张继教授在科研方面是专家,同时也是妻子和母亲。她是全国第二届巾帼发明家提名奖、甘肃省新世纪巾帼优秀发明者,是在天然产物开发领域有着突出贡献的发明人。
作为一个女性,张继教授无疑比别人付出了更多的努力和艰辛。为了能够进行天然产物和生物质废料的合理利用,张继教授一年中有6个月的时间在野外生活。野外的艰苦环境对于一个女性来说,能够坚持下来并非易事,况且张继教授还有一个17岁正在上学的孩子需要人照顾。她和丈夫都忙的时候,孩子必须托给别人。但是她面对这些问题时,却始终微笑着,脸上分明写满了自信和希望。
张继教授作为主研和参研人员已申请发明专利26项,其中授权4项,公开16项。
经过二十余年从事高校教学、科研和研究生培养工作,张继教授执蓍于天然产物和生物高分子化学领域,坚持科研为区域经济建设服务,并取得了丰硕的成果。先后进行了紫堇属、甘草属、乌头属、胡卢巴属、月见草属、蒿属植物等有效成分分析及开发利用研究。
张继教授曾主持国家科技部新药攻关项目1项、省科委科研项目3项,甘肃省教育厅、兰州市科委及横向科研项目10项,学校创新工程项目1项;参研国家自然科学基金项目5项,甘肃省科技厅、教育厅及省环保局科研项目10项。通过省级鉴定成果11项,主持的国家科技部新药攻关项目“甘肃省紫堇属植物生物活性成分的筛选及新药开发研究”、甘肃省教育厅项目“降脂灵”等4项达到国际先进水平,成为西北师范大学在生物技术方面取得的代表性科研成果。目前科技成果“降脂灵”和“紫堇碱”已转让企业,实现了产业化,投放市场后受到消费者的欢迎。又一项科研成果“番茄酱工业废渣的开发应用”通过了省级鉴定,目前正在进行辽宁省政府扶贫项目“野山杏的开发利用研究”,已完成了“野山杏仁制备新型功能食品的研究”,并已实现了产业化。
近五年她的科研成果2项科研成果分别获甘肃省科技进步二等奖、三等奖,2项科研成果获甘肃省皇甫谧中医药科技进步二等奖,2项科研成果分别获兰州市科技进步一等奖、二等奖,2项科研成果分别获甘肃省高校科技进步二等奖、三等奖。在国内外学术刊物80余篇,国家级权威期刊50余篇。
在教学中,张继教授同样一丝不苟。对于那些有新想法和喜欢钻研的学生,张继教授总是给他们悉心指导,让这些有科研潜力的学生能够在科研的道路上走得更顺畅。由她指导的本科生论文《兰州百合多糖的研究》、《巴巴拉百合花的天然香气成分研究》等3项科技作品分别获甘肃省第四届大学生“挑战杯”科技作品特等奖、中国第八届大学生“挑战杯” 科技作品三等奖、甘肃省第五届大学生“挑战杯”科技作品一等奖、二等奖及中国第九届大学生“挑战杯” 科技作品二等奖。
张继教授双修日和寒暑假都坚持在科研岗位上。她献身发明创造、勇攀科技高峰的坚定信念,求真务实、脚踏实地的工作态度,赢得了尊敬。
关键词:卓越计划;高分子材料与工程;培养方案;改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)22-0043-03
教育部“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010―2020)》而实施的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国向工程教育强国的重大举措[1]。湖北工业大学已获批教育部卓越工程师教育培养的资格,为地方输送了大量的工程技术人才,为地方经济和社会发展发挥了重要作用。本校高分子材料与工程专业是湖北省品牌专业,且已经获批“湖北省战略性新兴(支柱)产业人才培养计划”,“卓越计划”已经申报待批。为保证以上本科质量工程项目的顺利实施,结合本专业高分子材料加工的鲜明特色,本专业对培养方案进行了大幅度的革新,旨在进一步夯实学生基础理论知识的基础上,强化学生在高分子材料成型加工方面的工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力,并引入环境友好材料和环保生产的理念,培养出更多高素质的以环境友好高分子材料成型加工为特色的高级工程应用型人才。具体将从培养目标的准确定位、课程体系改革、校企联合培养人才机制的创建、教师队伍水平的提升、质量培养监控体系的建立等几方面进行落实。
一、科学论证,准确定位人才培养目标
人才培养目标定位是保证人才培养规格和人才培养质量的前提。本校高分子材料与工程专业创建于1978年,有30多年的办学经验,其高分子材料加工的鲜明特色得到省内外同行的认可,高分子材料成型加工是湖北省第一批重点学科,该专业也是湖北省第一批品牌专业,现有教师中近一半从事高分子材料加工方面的教学和科研工作,因此在师资、教学条件及产学研合作等方面均具有良好的基础。同时省内有着如顾地科技、武汉金牛、武汉华丽环保、武汉三力塑胶、湖北三环汽车工程塑料、武汉天诚型材、宜昌长欣塑业、湖北洋田塑料制品等一大批高分子材料加工企业,多年来本专业毕业生就业率一直稳居98%以上。因此,本专业提出“卓越计划”培养目标旨在强化学生在高分子材料成型加工方面的工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力,并依托绿色轻工材料湖北省重点实验室,引入环境友好材料和环保生产的理念,以培养出更多高素质的以环境友好高分子材料成型加工为特色的高级工程应用型人才。
二、课程体系改革
1.理论课程体系改革。本专业围绕着高分子材料加工特色,将主干课程分为高分子材料基础理论、高分子材料成型加工、塑料模具及设计、高分子材料检测与分析四个课程群:①高分子材料基础理论课程群:高分子化学、高分子物理、高分子材料学;②高分子材料成型加工课程群:聚合物成型工艺学、聚合物流变学、聚合物共混改性、塑料机械等;③塑料模具及设计课程群:机械设计基础(含课程设计)、工程图学、塑料模具,模具CAD/CAM(含模具课程设计)等;④高分子材料检测与分析课程群:高分子材料研究方法、仪器分析、塑料材料检测与标准等。根据“卓越计划”培养标准,将目标和标准进行分解和细化为知识能力大纲,然后督促教师对现有的课程教学大纲进行修订,具体对大纲中各知识点进行细化,明确各门课程及各知识点在学生知识、能力和素质培养过程的角色和作用;这样就从原来相对单一的专业课程逐渐转变为以工程专业课程、工程实践课程为主体、自然科学课程为基础、人文社科课程为补充的课程体系,最终实现培养目标、培养标准与课程体系的一体化设计。同时在教学方法上要适应课程模块化的要求,教师不仅加强知识储备,还要改变以往主要依赖课堂教学“满堂灌”的教学方式,着力开展基于项目的教学、问题教学、案例教学、研究型教学和探究式教学。
2.实践教学体系改革。专业课程实验或设计、认识实习、生产实习、毕业实习、毕业论文等环节构建了本专业现有实践教学体系,也是培养本专业学生工程实践能力的主要环节。但目前专业实践教学环节存在着一些问题:首先,在专业课程实验或设计方面,以往各门实验课实验教学中都有各自独立的教学大纲,相互之间没有交叉、衔接,且出现重复教学现象,没能形成一个有机的整体,体现不出作为专业实验教学的系统性;而且实验项目中验证性实验比例仍较大,设计性和创新性实验所占比例少。其次,在三大实习方面,由于学校实习经费有限,且实习企业集成化、自动化、连续化程度较高,实习过程中学生大多只能被动地看和听,学生的主动性和创造性难以调动,实习效果得不到保证。为了改变传统的实践教学各环节脱节的缺陷,加强学生创新能力训练,本专业设计了基本技能层、综合应用能力与初步设计能力层、工程实践与创新能力层这个“三层次”,循序渐进地培养学生的工程实践能力。其中基本技能层主要依托高分子化学、高分子物理、聚合物成型工艺学、高分子研究方法、塑料检测与标准等课程的实验教学,主要帮助学生建立和巩固高分子科学的基本理论,锻炼学生关于高分子合成、加工、检测等方面的基本操作能力;同时设计系统化主题以贯穿整个基础实验的教学,使之形成有机整体,如围绕苯乙烯开设苯乙烯的乳液聚合、苯乙烯的成型加工、红外光谱法鉴定聚苯乙烯聚合物、聚苯乙烯分子量测定(粘度法)、聚苯乙烯的分子量及分子量分布测定(凝胶渗透色谱法)、聚苯乙烯熔融指数的测定、聚苯乙烯力学性能分析、聚苯乙烯热性能分析等实验。在综合应用能力与初步设计能力层中,除依托机械设计、模具设计等科目的课程设计外,主要是通过综合实验全面检验学生从高分子合成、加工到检测各方面的能力。工程实践与创新能力层主要依托认识实习、生产实习、毕业实习等三大实习和毕业设计。其中三大实习是工科学生理论联系实际的纽带,是学生从学校走向社会的桥梁[2]。本专业三大实习主要依托顾地科技、武汉金牛、武汉三力塑胶、武汉天诚型材、宜昌长欣塑业等高分子加工企业完成,通过实习要求学生对聚合物挤出、注射、吹塑等加工工艺及设备、常见塑料管型材配方设计、废料回收再利用等有一个全面的掌握;另外在生产实习环节通常根据学生兴趣会分流部分学生到岳阳石化橡胶合成事业部进行高分子合成方面的实习。实习环节采取分散实习方式,实行双导师共同指导,改变原来集体实习走马观花的弊端,更好地培养其创造能力和综合能力。
三、校企联合培养人才机制的落实
高校和企业联合培养人才机制的内涵是共同制定培养目标、共同建设课程体系和教学内容、共同实施培养过程、共同评价培养质量[3]。但是目前各高校的校企联合培养人才过程流于形式的居多。其原因主要是校企双方还没有做到资源互补、利益共享,企业参与合作教育的积极性不高。在校企联合人才培养过程中,学校期望通过校企联合人才培养模式的实施,充分利用企业的资源和优势,给学生提供校外实习及就业机会以提高办学效益和教育质量,培养高技术人才;而企业则期望通过校企联合培养人才的机制宣传企业的形象,并依靠高校的人才、技术优势,提升企业的市场竞争力。高校没有品牌与优势,企业就得不到高效的人力和技术上的支持,也就会失去接受高校实习的积极性。所以校企联合培养人才机制的正常运行关键是我们的学生进入企业实习能确实帮企业解决一些问题。如果能做到这一点,所有问题就会迎刃而解。事实上在本专业以前的实习实践中,也有老师带领学生科研小组赴企业帮企业解决技术难题的成功经验。对于今后的实习环节,我们将要求教师事先与实习企业充分沟通,由企业根据自己的需求定出几个技术课题,学生在教师指导下有针对性地成立几个攻关小组,让学生带着问题、有目的地进入企业实习。这样不仅能更好地锻炼自己,还可以为企业做出贡献。只要这些工作得到企业的认可,双方沟通交流起来就容易得多,也才可能使建立的校企联合培养人才机制得到真正的落实,实现校企双赢。
四、教师队伍水平的提升
师资队伍建设是高校人才培养的重要条件和保障,实施“卓越计划”的高校要建设一支具有一定工程经历的高水平专、兼职教师队伍。教师队伍水平的提升主要是要强化教师实践背景,构建一支既具备坚实的专业理论知识,又具备较强工程实践能力的“双结构型”教师队伍。因此,在“卓越计划”实施过程中要有准备、有计划地选送年轻教师进企业,进车间,锻炼至少半年时间,与企业深入接触,了解本专业目前最新的生产工艺及设备现状;并依托现有的橡塑成型加工湖北省工程研究中心开展横向课题研究,提高教师的技术开发能力。另一方面,从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术负责人担任本专业兼职教师,承担学生实习和毕业设计等环节的指导任务,并计划把一些有实践技能特长,又有一定理论水平的企业兼职教师引进课堂。在毕业设计环节,实施“双导师制”,采取校内与企业双导师培养,学生可以从不同的教师身上博采众长。
五、质量培养监控体系的建立
建立校内质量监控、联合培养企业质量监控、社会评价等三个层次、一体化的人才培养质量监控体系。(1)加强教学过程监控,进一步完善校内教学质量监控体系。首先组织教师对本科培养计划制定的原则进行学习,对本专业培养计划进行解读,对课程模块设置、实验实习教学环节的比重、课程考评方式等进行讨论,完善本专业培养方案;同时组织教师开展经常性的研讨,对教案、课件、教学方法等进行交流和讲评,相互学习,相互促进,相互提高。其次,组织教师对学校制定的理论课堂教学和实验课堂教学质量评价指标体系及其内涵进行深入学习,让教师在教学中有目的地去改进。其三,针对指标体系,狠抓落实,实施全面的考核与评价,如加强教师和学生督导组的工作,不仅要对教师的课堂教学进行评价,对教师的实验指导也要进行检查和评价,同时将教学质量评价结果作为职称评审的重要指标。(2)建立健全校企联合培养质量监控体系。每年根据企业的生产情况更新实习实践教学大纲,并实行“双导师制”,学生实习实践是在校内外导师的共同指导下完成。在实习过程中,导师的任务不仅仅是指导学生,更要多与学生交流,多提问。实习实践的成绩包括了回答问题、实习态度、答辩以及实习报告等部分。(3)建立社会评价监控体系。首先要关心学生就业情况和就业质量,并建立本专业毕业生就业信息库;其次与毕业生保持常态联系,通过他们了解本专业就业形势的变化、专业知识结构的变化,并建立用人单位对本专业毕业生的调查评价和反馈体系,据反馈信息调整和优化培养方案,使本专业能培养出更多优秀的毕业生。
参考文献:
[1]沈春晖,董丽杰,熊传溪.基于“卓越工程师”培养的高分子材料工程专业培养方案改革[J].教育改革,2011,(9):13-14.
[2]刘宇艳,于海洋,龙军,等.高分子材料与工程专业实践教学改革研究与探索[J].高分子通报,2011,(11):102-106.
[3]陈欢,庞洪江.浅谈卓越软件工程人才的培养[J].教育探索,2012,(12):83-84.
出生日期:**年X月X日
籍贯:Xx市Xx区
政治面貌:共青团员
专业:应用化学
毕业院校:Xx大学
学历:本科
通讯地址:Xx大学化学化工学院
毕业时间:**年7月
邮箱:Xx@
联系电话:Xx
求职意向:技术支持
【主修课程】
无机化学及实验,分析化学及实验,物理化学及实验,有机化学及实验,仪器分析及实验,高分子化学及实验,化工制图,结构化学,波谱解析,高等有机化学,精细化工工艺学,涂料化学,化工设备机械基础,综合有机化学实验,精细化工综合实验。
【学习情况】
综合成绩:**级应用化学专业第39名(全年级79人)
【学士课题】
2009年11月至今在高分子实验室做“多元粒径据丙烯酸树脂乳液的制备与流变性研究”
【实践经验】
1.2009年10月至今在学院精细化工实验室担任实验室助理,熟悉各种常用药品的配制以及实验仪器的保养与维护,能将实验室整理得有条不紊。
2.2009年7月—2009年8月,在中国石化Xx石油化工有限公司芳烃厂制苯车间进行暑期实习。
事件一:实习前期,在芳烃厂积极进行实地考察,认识工厂主要设备如抽提塔,汽提塔,白土塔,缓冲罐,反应釜等装置,弄清整个工艺流程及物料走向。
事件二:实习后期,做了一系列的实习报告,并与同班重整车间的同学交流,对制苯工艺流程(400单元4100单元4200单元500单元)有了较为深入的理解,并对设备和流程的改进提出自己的想法。
3.2009年5月—2009年6月,在分析化学实验室协助导师做二氢茉莉酮酸甲酯的定性分析,进而熟练操作红外分光光度计,初步掌握复杂化合物定性分析的思路与方法。
4.**年9月—**年6月,任学生会宣传部长,锻炼沟通与协调合作能力。
【技能专长】
1.英语水平:通过英语四级,有阅读英文科技资料的能力,善于用英文写作;
2.计算机水平:熟练掌握Office系列办公工具,能够熟练应用多种常用专业和系统软件,如Origin、AutoCAD绘图工具,能熟练制作报表、文档和演示文稿。
3.培训经历:其一:**年3月:在Xx大学培训学院进行教师资格证培训。主修教育学,心理学。
其二:**年8月:在Xx市Xx山大礼堂进行商业模式全日培训,建立商业模式创新理念。