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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學高分子材料與工程,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】高分子材料與工程專業;現狀;發展前景
一、簡析高分子材料與工程專業及其發展現狀
(一)高分子材料與工程專業的演變過程
高分子材料又稱為聚合物材料,它是高分子化合物和其他添加劑混合構成的單元共價構成。早在1953年,我國就設置了高分子類專業,很多高校陸續設置了高分子類專業,比如:化學纖維、高分子化學、復合材料等專業。隨著我國經濟的飛速發展,為高分子材料和工程專業的結合和發展創造了良好的條件,為了培養具備高分子材料和工程方面的高素質人才,教育部于1998年將與高分子材料相關的工科類專業統一稱為“高分子材料與工程專業”,這一歷史性的創新將迎來嶄新的發展,期望我國能在高分子材料的合成改性和加工成型等領域有很好的研究和突破。高分子材料與工程專業的課程設置主要有有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理、聚合物流變學、聚合物成型工藝、聚合物加工原理、高分子材料研究方法等理論知識,力圖造利于我國在科學研究、技術開發、工藝和設備設計、生產及經營等領域的發展,推動我國新領域的開發、研究,增強國力,在世界經濟中站穩腳跟。
(二)高分子材料與工程專業的發展現狀
材料是人們賴以生存的物質基礎,高分子材料與我們的生活息息相關,小到日常使用的毛巾、鼠標、油漆,大到汽車輪胎、防彈衣,玻璃鋼等等,都在不斷滿足著人們的種種需求。我國的高分子材料的消費水平還處在一個很低的階段,高分子材料的生產量無法滿足市場的需求,高分子材料的品種、制造工藝、技術等等都遠遠比不上世界發達國家的水平,資源的浪費和低利用率,以及對環境的污染等等都亟待解決。同時,高分子材料與工程專業人才的就業情況不是很好,截止到2012年,全國以高分子材料與工程專業招生的學校達到145所,其中教育部直屬院校18所,國防科學技術工業委員會院校5所,地方院校119所,其它3所,主要分布在北京、湖南、江蘇、河北等27個省和自治區、直轄市,招生人數也在逐年增加,但是畢業人員的就業情況卻與之不匹配,很多學習這個專業的人才在畢業以后卻沒有從事與該專業有關的行業。此時,我們需要重新審視,如何保證培訓質量和就業問題,培養怎樣的高級工程技術人才,才能滿足社會對高分子材料與過程專業人才的需求。與此同時,我們還需要從環境、能源方面去考慮,節約能源、利用新能源、回收利用可降解的產品,保護環境,減少資源的浪費。
二、高分子材料與工程專業的發展前景
高分子材料獨特的結構決定了它很容易被改變結構和再加工,這個特點是其他材料不可比擬、無法取代的優異性能,從而被廣泛應用于科學技術、國防建設和國民經濟各個領域,并已成為現代社會生活中不可缺少的材料。高分子材料與工程專業的結合是任何行業不可或缺和取代的,小到穿衣吃飯、電腦手機,大到建筑樓房、航空航天。直觀數據顯示,高分子材料與工程專業的就業率還是很高的,達到了92%以上。21世紀以來,中國高分子材料工業取得了令世人矚目的成就,實現了歷史性的跨越。作為輕工行業支柱產業之一的塑料行業,合成樹脂、塑料機械和塑料制品近幾年一直保持高速增長,從建筑、裝飾、家電、電子電器、汽車、玩具、辦公設備等行業日益廣泛的應用發展來看,也顯示了中國高分子材料與工程專業強勁的發展勢頭。盡管高分子材料與工程專業還存在著很多的不足,但是它的發展前景還是很好的,市場的需求量也很大(包括橡膠、塑料制品、復合材料等等)。在當今的新形勢下,我們面臨的是挑戰,同樣也是機遇。我國要想縮短與世界發達國家之間的差距,需要加大高分子材料與工程方面的研究、生產、投入和應用,教育部門應當規范化辦學,適當的控制招生規模,提高教學質量,調整高分子材料與工程專業的技術知識結構體系,模擬創業訓練,培養科學研究、應用研發、生產工程技術、營銷管理等方面的人才,以此來適應社會經濟的發展。據調查顯示,72%的高分子材料與工程專業學生可以在科研、教學、企業等領域得到很好的發展,他們在畢業以后能很快找到工作,既可以從事高分子材料的研究,也可以從事加工工藝技術的開發或者是在商檢、質檢等部門從事材料的檢測等等,其薪資也屬于中等水平。
總結:
高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。隨著社會經濟的迅速發展,我國人民的可支配收入逐漸增加,城市化的進程不斷加快中,人們對更高水平、更高科技化的產品需求加大,綠色環保成為未來發展的需求,因此,社會需要高分子材料與工程專業的專業性人才。有關高分子材料與工程專業的行業有很多,而且涉及范圍很廣,高分子材料與工程專業的就業前景廣闊,影響著我們的日常生活(包括生產、教育、建筑、電子計算機、軍事等領域),并發揮著不可或缺的作用。我國的高分子材料與工程專業存在著很多不足,需要我們與時俱進,在教育、科學、汽車、軍事等各個領域加大投入和創新,運用新材料、新技術,適應社會經濟的發展,不斷改革和創新,從而帶動我國經濟的飛速發展,提高我國的生產力和科技水平。
參考文獻:
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關鍵詞:高分子材料;功能;研究現狀;發展前景
前言
在我們的日常生活中,材料隨處可見,材料的發展水平直接影響我們的生活質量。高分子材料在我們日常生活的應用中擁有很多的優勢,與現代化生產非常吻合,同時它也產生了很高的經濟效益等,因此它在工業上發展的十分迅速。在過去,20世紀60年展起來的功能高分子材料是屬于那時的一個新興領域,這個新興領域同時滲透到能源和電子以及生物三大領等。而如今,21世紀的科技不斷創新,也有了新型有機功能高分子材料,它們在人們的生產和生活中扮演著一個越來越重要的角色。
1 功能高分子材料的定義
功能高分子材料是指同時兼顧有兩種性能的復合高分子材料,性能一:傳統高分子材料的所體現出來的性能,性能二:某些特殊功能的基團所體現出來的性能。一般說來,具有傳遞信息、轉化能量和貯存物質作用的高分子及其復合材料為功能高分子材料,或者還可以理解為具有能量轉換的特性、催化特性、化學反應活性、磁性、光敏特性、藥理性、導電特性、生物相容性、選擇分離性等功能的高分子及其復合材料,同時還具有原有力學性能的基礎。
2 功能高分子材料的工程實際應用
目前,在工程上應用較廣泛而且具有重要應用價值的一些功能高分子材料主要分為以下幾種:光功能高分子、液晶高分子、電功能高分子、吸附分離功能高分子、反應型功能高分子、醫用功能高分子、環境降解功能高分子、高分子功能膜材料等。下文中具體從這幾方面闡述:
(1)光功能高分子材料。指在光的作用下能夠產生物理變化,如光導電、光致變色或者化學變化,如光交聯、光分解的高分子材料,或者在物理或化學作用下表現出光特性的高分子材料。光功能高分子材料主要應用在電子工業和太陽能的開發利用等方面。
(2)液晶高分子材料。液晶高分子是一種新型的功能高分子材料,它是分子水平的微觀復合,由纖維與樹脂基體在宏觀上的復合衍生而來,也可以理解為在柔性高分子基體中以接近分子水平的分散程度分散增強劑(剛性高分子鏈或微纖維)的復合材料。強度高、模量大是液晶高分子材料的主要特點,它在復合材料、纖維和液晶顯示技術等方面的應用非常廣泛。
(3)電功能高分子材料。電功能高分子材料主要表現為在特定條件下表現出各種電學性質,如熱電、壓電、鐵電、光電、介電和導電等性質。根據其功能劃分,主要包括導電高分子材料、電絕緣性高分子材料、高分子介電材料、高分子駐極體、高分子光導材料、高分子電活性材料等。同時根據其組成情況可以分成結構型電功能材料和復合電功能材料兩類。電功能高分子材料在電子器件、敏感器件、靜電復印和特殊用途電池生產方面有廣泛應用。
(4)吸附分離高分子材料。吸附分離功能高分子按吸附機理分為化學吸附劑、物理吸附劑、親和吸附劑,按樹脂形態分為無定形、球形、纖維狀,按孔結構分為微孔、中孔、大孔、特大孔、均孔等,吸附分離功能高分子主要包括離子交換樹脂和吸附樹脂。
(5)反應型功能高分子材料。反應功能高分子是有化學活性、能夠參與或促進化學反應進行的一種高分子材料。它是將小分子反應活性物質通過共價鍵、離子鍵、配位鍵或物理吸附作用結合于高分子骨架,主要用于化學合成和化學反應。
(6)醫用功能高分子材料。在生物體產生生理系統疾病時,一些特殊的功能高分子材料有對疾病的診斷、治療、修復或替換生物體組織或器官,增進或恢復其功能的作用,此類特殊的功能高分子材料稱為醫用功能高分子材料。一般來說,醫用功能高分子材料多用于對生物體進行疾病的診斷和疾病的治療以及修復或替換生物體組織或器官和合成或再生損傷組織或器官,具有延長病人生命、提高病人生存質量等作用,在醫療方面被廣泛應用。
(7)環境降解高分子材料。高分子材料在發生降解反應的條件有許多,如機械力的作用下發生的降解稱為機械降解,此外在化學試劑的作用下可發生化學降解,在氧的作用下可發生氧化降解,在熱的作用下可發生熱降解,在光的作用下可發生光降解,在生物的作用下可發生生物降解等。具有此類功能的高分子稱為環境降解高分子材料。
(8)高分子功能膜材料。高分子功能膜是一種具有選擇性透過能力的膜型材料,同時也是具有特殊功能的高分子材料,一般稱為分離膜或功能膜。使用功能膜分離物質具有以下突出的優點:具有較好的選擇性透過性,透過產物和原產物位于膜的兩側,便于產物的收集;分離時不發生相變,同時也不耗費相變能。從功能的角度,高分子分離膜具有識別物質和分離物質的功能,此外,它還有轉化物質和轉化能量的其它功能。利用其在不同條件下顯出的特殊性質,已經在許多領域獲得應用。
3 功能高分子材料的發展前景
人類賴以生存和發展的物質基礎離不開材料,材料的發展關系到社會發展和國民經濟以及國家的安全,同時也是體現國家綜合實力的重要標志。高新技術和現代工業發展的基石離不開高分子材料,國民經濟基礎產業以及國家安全不可或缺的重要保證同樣也離不開高分子材料。而功能高分子材料由于其優越性,使得其在材料行業中發展迅速。
未來材料科學與工程技術領域研究的重要發展方向離不開功能高分子材料,材料、信息和能源理所當然的被評為新科技革命時代的三大根基,信息和能源發展離不開材料領域中功能高分子材料作為它們物質基礎所起到的重要作用,新型功能高分子材料的研究與發展主要取決于現代學科交叉程度高這一特點。在傳統的三大合成材料以外,陸陸續續又出現了具有光、電、磁等特殊功能的高分子材料以及功能高分子膜,同時也出現了生物高分子材料,隱身高分子材料等許多具有特殊功能的高分子材料,與此同時功能高分子材料的發展速度依然保持著加快的狀態,顯然它們對新技術革命影響非常之大。這些新型的功能高分子材料在我們的尖端科學技術領域和工農業生產以及日常生活中扮演著越來越重要的角色,21世紀人類社會生活必將與功能高分子材料密切相關。
4 結束語
功能高分子材料是一門研究高分子材料變化規律以及實際應用技術的一門學科,在高分子材料科學領域中的發展速度是最快的,同時也是與其它科學領域交叉最為密切的一個研究領域。它是以高分子物理、高分子化學等相關學科為基礎,同時與物理學和生物學以及醫學密切聯系的一門學科。因此學習這門學科能讓我們很好的將高分子學科的知識綜合運用起來,進而使我們對高分子學科有更深刻的認識,讓我們受益匪淺。
參考文獻
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關鍵詞:高分子材料與工程;應用型轉變;人才培養
中圖分類號:G642
文獻標識碼:A 文章編號:16749944(2017)09024202
1 引言
2015年10月21日,教育部、國家發展改革委、財政部聯合了《關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》(教發[2015] 7號),至此地方高校轉型發展成為國家深化高等教育領域綜合改革的一項重要部署[1]。鑒于高校轉型發展的新形勢,遼寧省于2015年確定首批10所高校116個專業開展應用型轉型試點工作,遼寧石油化工大學高分子材料與工程專業為其中試點之一,作為以“工科為主、石油化工為特色”的遼寧省屬綜合性重點大學以及卓越工程師教育培養計劃試點高校,遼寧石油化工大學率先邁出了應用型本科轉型改革的步伐,積極響應我國高等教育改革方針,明確了該校應用型人才的培養目標。高分子材料與工程專業針對應用型轉變下,如何加快應用技術人才培養,以提升高校服務經濟社會發展能力,開展了一系列的改革與探索。
2 遼寧石油化工大學應用型人才培養定位
應用型本科教育本著立足地方、面向全國、依托行業、服務區域經濟發展的原則,以行業需求為人才培養目標[2]。與研究型大學以及高職高專的定位不同,該校立足于打造高水平應用型大學,高分子材料與工程專業的人才定位為 “創新應用”型人才,即培養的學生不僅能勝任操作生產設備等一線生產工作,而且還具備較高的創新知識能力。為達到此目標,在大學四年的培養教育過程中,學習理論知識、培養實踐動手能力以及實踐科技創新方面要三管齊下,使學生具備完整的理論知識體系,運用學科專業知識應用于實際的能力以及創新的邏輯思維。其就業領域主要面向國內外大中型科技生產企業的一線生產、檢測及產品研發崗位,經過一定時間的錘煉并最終走上各企業的中高層核心崗位,并成為企業骨干力量。
3 “創新應用”型人才培養模式改革
針對以上定位,在課程體系,實踐環節以及本科生科技創新方面開展了一系列的探索與改革。
3.1 課程體系和教學方法改革
由于高分子材料種類繁多、來源豐富,而且各高校開設此專業的背景以及所依托的優勢學科也不盡相同,所以其培養模式和教學內容側重點均有所不同[3~6]。專業核心課程是人才培養的核心要素,我校依據自身優勢,設置的專業核心課程有《有機化學》、《物理化學》、《材料科學與工程基礎》、《高分子化學》、《高分子物理》、《聚合物流變學》、《高分子材料研究方法》、《高分子材料成型加工原理》、《聚合物共混改性》、《高聚物合成工藝學》。通過對這些課程的學習,學生具有拓展自己知識和創業的能力,具有較扎實的自然科學基礎、材料科學與工程的基礎理論和高分子材料與工程的專業知識。同時,在教學過程中高校教師要避免填鴨式教學,大力推廣啟發式、案例式和研討式教學,讓學生更多地參與到課堂教學中去,在分析、討論和解決問題的過程中理解、應用所學到的專業知識,并且能夠識別、表達高分子材料成型加工與改性相關的工程問題,最終利用科學基本原理進行合理分析。對于一些專業核心課程,我們還進行了慕課的建設以及推廣校際課程學習,全面利用課上和課下時間,結合網絡,調動學生全過程學習的積極性。
3.2 實踐環節改革
實踐教學環節是培養學生動手能力的關鍵環節,我們主要開展的實踐性教學環節包括工程訓練、生產實習、計算機在材料科學中的應用、課程設計、高分子材料創新實驗、畢業設計(論文)等,共計36學分。①計算機在材料科學中的應用和課程設計模塊,運用理論知識進行綜合性訓練;②通過工程訓練與生產實習進入高分子材料相關企業檢測、生產崗位,熟練生產設備與職業技能、感受企業文化生活;③在高分子材料創新實驗,畢業論文環節進入學術課題組,以中高級職稱教師作為指導教師,參與國家級,省級以及企業工藝改進、產品研發等項目,培養學生的應用能力;④積極開展校企聯合,邀請相關高分子材料優秀企業的工程師來校分享企業生活,開展技術專題報告。經過多層次、多維度的能力培養及實踐教學環節,學生能逐步將專業理論知識與實際應用相結合,最終轉變成牢固的職業技能,并可以進一步提升。
3.3 科技創新教育開展
“創新應用”型人才培養的最終目標是使學生具備創新能力,具有開拓精神,因此,我們開放實驗平臺,以大學生挑戰杯、大學生創新創業大賽、大學生工業設計大賽、以及各個教師的國家省級科研項目等為依托,鼓勵學生參與,在導師的指引下,完成項目應用專業知識,并獲得各種榮譽或專利等,經過此過程的培訓,學生的創新能力會得到大幅度的提高。
4 結語
高分子材料與工程專業“創新應用”型人才具有應用和創新能力的雙重保障,在職業發展上有更大的空間,既符合用人市場對人才的需求,又符合學生成長的長遠規劃。以學生為本,是高校的發展之基,也是滿足社會經濟發展對專業人才培養的需求,應用型轉變應以促進學生能力的培養和行業對人才需求之間形成良性循環為主旨,而我國地方普通本科高校向應用型轉變仍需在探索中不斷前行。
參考文獻:
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關鍵詞:高分子材料可降解生物
我國目前的高分子材料生產和使用已躍居世界前列,每年產生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進行生物可降解,以盡量減少對人類及環境的污染。生物可降解材料,是指在自然界微生物,如細菌、霉菌及藻類作用下,可完全降解為低分子的材料。這類材料儲存方便,只要保持干燥,不需避光,應用范圍廣,可用于地膜、包裝袋、醫藥等領域。生物可降解的機理大致有以下3種方式:生物的細胞增長使物質發生機械性破壞;微生物對聚合物作用產生新的物質;酶的直接作用,即微生物侵蝕高聚物從而導致裂解。按照上述機理,現將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。
一、生物可降解高分子材料概念及降解機理
生物可降解高分子材料是指在一定的時間和一定的條件下,能被微生物或其分泌物在酶或化學分解作用下發生降解的高分子材料。
生物可降解的機理大致有以下3種方式:生物的細胞增長使物質發生機械性破壞;微生物對聚合物作用產生新的物質;酶的直接作用,即微生物侵蝕高聚物從而導致裂解。一般認為,高分子材料的生物可降解是經過兩個過程進行的。首先,微生物向體外分泌水解酶和材料表面結合,通過水解切斷高分子鏈,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物攝入人體內,經過種種的代謝路線,合成為微生物體物或轉化為微生物活動的能量,最終都轉化為水和二氧化碳。
因此,生物可降解并非單一機理,而是一個復雜的生物物理、生物化學協同作用,相互促進的物理化學過程。到目前為止,有關生物可降解的機理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在機體內的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關外,還與材料溫度、酶、PH值、微生物等外部環境有關。
二、生物可降解高分子材料的類型
按來源,生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類,有醫用和非醫用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。
2.1微生物生產型
通過微生物合成的高分子物質。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖,具有生物可降解性,可用于制造不污染環境的生物可降解塑料。如英國ICI公司生產的“Biopol”產品。
2.2合成高分子型
脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點低,強度及耐熱性差,無法應用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔點較高,強度好,是應用價值很高的工程塑料,但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定結構的共聚物,這種共聚物具有良好的性能,又有一定的生物可降解性。
2.3天然高分子型
自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質素等均屬可降解天然高分子,這些高分子可被微生物完全降解,但因纖維素等存在物理性能上的不足,由其單獨制成的薄膜的耐水性、強度均達不到要求,因此,它大多與其它高分子,如由甲殼質制得的脫乙酰基多糖等共混制得。
2.4摻合型
在沒有生物可降解的高分子材料中,摻混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得產品具有相當程度的生物可降解性,這就制成了摻合型生物可降解高分子材料,但這種材料不能完全生物可降解。
三、生物可降解高分子材料的開發
3.1生物可降解高分子材料開發的傳統方法
傳統開發生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學合成法和微生物發酵法等。
3.1.1天然高分子的改造法
通過化學修飾和共混等方法,對自然界中存在大量的多糖類高分子,如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足,但一般不易成型加工,而且產量小,限制了它們的應用。
3.1.2化學合成法
模擬天然高分子的化學結構,從簡單的小分子出發制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,這些高分子化合物結構單元中含有易被生物可降解的化學結構或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段?;瘜W合成法反應條件苛刻,副產品多,工藝復雜,成本較高。
3.1.3微生物發酵法
許多生物能以某些有機物為碳源,通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發酵法合成產物的分離有一定困難,且仍有一些副產品。
3.2生物可降解高分子材料開發的新方法——酶促合成
用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶學的發展,酶在有機介質中表現出了與其在水溶液中不同的性質,并擁有了催化一些特殊反應的能力,從而顯示出了許多水相中所沒有的特點。
3.3酶促合成法與化學合成法結合使用
酶促合成法具有高的位置及立體選擇性,而化學聚合則能有效的提高聚合物的分子量,因此,為了提高聚合效率,許多研究者已開始用酶促法與化學法聯合使用來合成生物可降解高分子材料
四、生物可降解高分子材料的應用
目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解決環境污染問題,以保證人類生存環境的可持續發展。通常,對高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法,但這幾種方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物醫用材料。目前,我國一年約生產3000多億片片劑與控釋膠囊劑,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是傳統的糖衣片,而國際上發達國家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我國的片劑制造水平與國際先進水平有很大的差距。國外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素,羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。
參考文獻:
英文名稱:Polymer Materials Science & Engineering
主管單位:國家教育部
主辦單位:四川大學
出版周期:月刊
出版地址:四川省成都市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1000-7555
國內刊號:51-1293/O6
郵發代號:62-67
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1985
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
中科雙效期刊
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
河北大學材料類專業如下兩個:
1、材料化學:河北大學材料化學專業主要培養系統掌握材料化學的基本理論與技術,具備材料化學相關的基本知識和基本技能,從事研究,教學,科技開發及相關管理工作的復合型的高級人才,此學科列入河北省世界一流學科建設項目,是河北省首個進入全球前列的學科。
2、高分子材料與工程:河北大學高分子材料工程專業是培養具備高分子材料與工程等方面的知識,能在高分子材料的合成改性和加工成型等領域從事科學研究,技術開發,生產經營管理等方面工作的高級工程技術人才,是河北大學一門理工結合,理論與實踐并重的學科專業體系。
(來源:文章屋網 )
關鍵詞: 功能高分子材料 課程教學 教學探索
功能高分子材料是建立在高分子化學和高分子物理基礎上,并與物理學、醫學甚至生物學密切聯系的一門綜合性課程,在培養高分子材料專業人才過程中占有重要地位。功能高分子材料課程涉及的領域非常廣泛,涵蓋功能高分子的主體內容,如反應型高分子材料、導電高分子材料、液晶高分子材料、光敏高分子材料、吸附性高分子材料、醫用高分子材料、高分子功能膜材料等。通過本課程的學習可以拓寬學生的知識面,認識高分子學科與相關學科的交叉、滲透,以及相輔相成發展的客觀規律,夯實高分子專業的知識基礎。該課程教學質量的優劣決定了學生能否深入了解功能高分子材料的制備、表征和應用,對培養學生的專業綜合能力非常重要。
我校功能高分子材料課程是在大三的下學期開設,考慮到這個階段的學生面臨考研復習、實習及為未來就業做各種準備等問題,較難靜下心來對課程進行深入學習,而且采用傳統的教學方法已經難以達到滿意的教學效果。針對這些現象,結合我校高分子材料專業的實際教學情況,我們對功能高分子材料課程的教學方式和手段、教學方法、考核體系等進行了探索和改革,以期提高學生的學習興趣和主動性,取得良好的教學效果。
1.講好緒論課,激發學生的學習興趣
功能高分子材料主要研究的是新的制備方法、性能表征、構效關系、應用開發等,其教學內容具有多、雜、廣、深的特點,要使學生在32個學時中,學習并掌握其全部內容確實存在困難。因此,有必要精選授課內容,認真講好緒論課,激發學生的自主學習興趣。我們在緒論課上從功能高分子材料的發展歷史講起,著重介紹課程特點、課程主要內容及學習方法,特別突出學科的新興前沿和不斷完善,說明本課程所涵蓋的研究領域,讓學生認識到該課程的重要地位,明確學習本課程的目的、任務、意義及要求,通過緒論課的學習對本課程產生興趣,從而促使他們積極主動地學習課程,為后續章節的教學奠定基礎。
2.增加新穎和實用的教學內容
功能高分子材料是高分子材料中發展最快的領域,每隔一段時間都有新的研究成果誕生。從事功能高分子材料教學工作的教師更要把握時代脈搏,了解最先進、最前沿的技術,不斷調整、豐富和更新教學內容,利用多媒體教學及時地把最新的功能高分子材料的研究成果介紹給學生,擴大學生的功能高分子材料知識面,增強學習意義。此外,我們還注意課程內容與社會熱點問題相結合,通過學習讓學生了解功能高分子材料在日常生活、軍事、航空航天等領域具有的一些不可替代的作用,加深學生對功能高分子材料實用性的認識。
3.鼓勵學生利用互聯網資源學習
在計算機應用技術高度發達的今天,互聯網上的各種資源取之不盡,名師在線、網絡課堂、精品課程等學習平臺如果不加以利用,實為一種資源浪費。我們在進行課堂教學時,經常鼓勵學生通過互聯網學習,并教會學生利用中國知網、萬方數據庫等查詢學習資料。學生可以在數據庫檢索到自己關注的專業知識,并了解與功能高分子材料相關的最前沿的科研動態。
除此之外,鼓勵學生瀏覽科學網(http://)、小木蟲論壇(http://)等門戶論壇網站,在以高分子材料為主題的論壇社區上提出各種問題,某些會員會給出答案。論壇上的會員可能是專家、學者、教師,甚至是學生,大家集思廣益,從而拓展思路,解決難題。實踐表明,這些是比較有效的方式,能引導學生利用網絡進行學習。
4.互動式教學,讓學生做專題報告
針對功能高分子材料課程涵蓋領域多的特點,從熱門的領域中選擇幾個作為報告題目,把學生分成幾個小組,讓各小組成員通過教材、網絡和圖書館查找資料,寫出報告講稿。而后適當地拿出一部分課堂時間,讓小組代表上臺做“學術報告”,老師也和其他同學一起對所介紹的內容進行提問。這種方式不僅活躍了課堂氣氛,提高了學生的積極性和對功能高分子材料的興趣,而且讓學生由被動聽講變成主動學,自主學習能力得以增強。這種互動式教學提高了學生查閱、整理文獻的能力,增強了學生的團隊合作意識,鍛煉了學生的口頭表達能力。
5.舉辦功能高分子材料知識競賽
功能高分子材料課程的知識內容十分豐富,要求學生掌握的內容較多,在每章內容講授結束時舉辦功能高分子材料知識競賽,是在緊密結合課堂教學的基礎上,考查學生對教材理論知識掌握程度和解決實際問題能力的比賽。競賽設置了獎勵分值的詳細規則,并作為課程考核的一個組成部分,因而能大大調動學生的主觀能動性,起到調動學生學習和掌握專業知識的積極性,提高學生在功能高分子材料領域中運用基礎知識解決實際問題的能力的作用。開展功能高分子材料知識競賽活躍了課程的學習氛圍,有利于提高學生的學習興趣和促進良好學風的形成,是一種有益的教學方式。
6.建立多元化的考核評價體系
傳統的理論課程的綜合成績以期末考試成績為主,這種單一的考評方式存在較多缺陷,不能全面反映學生的真實學習情況。功能高分子材料課程的考核既要考查學生對基礎知識的掌握能力,又要考查學生綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力。在對學生的考核中,總成績的評定采用“平時成績+考試成績”的模式,平時成績占60%,考試成績占40%,更加注重對學生學習過程的評價。平時成績主要考查學生的學習狀況,由出勤率、課堂提問、小組討論、專題報告、知識競賽和完成作業組成。這種多元化的考核評價體系避免了由期末考試決定學習成績的弊端,鼓勵學生端正學習態度,不做考前突擊,不搞死記硬背,有利于學風和考風建設。
7.結語
教學內容、教學方法和考核體系的探索和實踐是教育改革的重要組成部分。授課教師只有努力提高自身知識水平,及時總結教學經驗,不斷學習和嘗試新的教學手段,才能為社會培養出高素質人才。在傳統教學的基礎上,通過增加學習過程的評價,調動學生的學習積極性,培養學生多方面的綜合素質,這方面的教學探索是有益的。但如何更好地提高教學質量和達到良好的教學效果,需要繼續努力、認真思考和完善每一個教學環節,促進自身教學水平的提高,從而為我校的功能高分子材料課程教學作出積極貢獻。
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《工程材料》是高校土木工程專業的一門重要的專業課,它不僅是一門應用技術,同時又是建筑施工等課程的基礎,該課程中涉及到的材料的組成及性能等內容需要學生具備一定的化學知識方能學好,因此在開設該課程前,一般都需要學生具備基礎化學知識,結合《工程材料》教學內容,主要總結了小高職基礎教育階段需要前修的化學知識模塊。
關鍵詞:
工程材料;高職;化學;教學內容
哈爾濱鐵道職業技術學院是一所以高鐵、隧道、橋梁、建筑為主打專業的國家骨干高職院校,同時也是中國中鐵集團下屬唯一一所高職院校。我校每年為國家高速鐵路建設、城市軌道交通建設、土木工程檢測、道路橋梁建設等方面輸送大量的優秀人才。作為一個歷史悠久的老牌土木工程類院校,我校在大一第二學期開設了《工程材料》這門課程。由于近些年高考不斷改革,高中化學知識刪減了很多,又由于高考適齡生源的減少,以及一些二本院校招生門檻的降低,使得我校招生學生的素質降低,此外,作為三年制高職教學的補充,五年制高職的學生沒有經過高中系統的學習,化學知識更是為零,學生的化學基礎知識不能夠滿足《工程材料》這門課程的學習,因此,需要在講授這門課程之前,前修一部分化學基礎知識,現結合我校的實際情況,前修基礎課程并沒有充足的課時,也不能像高中化學教學那樣,重視基礎,精講運算,因此我們針對學生后學專業課學習的內容,總結出三個必須掌握的化學知識模塊,即金屬元素及其化合物、硅酸鹽工業基礎、有機物及新型高分子材料,便于學生學習掌握,為后續《工程材料》課程的學習打下堅實的理論基礎。
1金屬元素及其化合物
《工程材料》主要講述建筑材料的性能和使用條件,現階段建筑工程中常用的金屬材料又可分為黑色金屬,例如鋼、鐵、及其合金等,還有有色金屬包括銅、鋁及其合金。從事土木工程建設的技術人員必須了解和掌握這些材料有關的知識,土木工程材料是一切土木工程的物質基礎,材料決定了建筑的形式和施工方法,因此我們的學生要想學好這部分知識,就必須先要掌握金屬元素及其化學物有關的基礎化學知識。金屬及其化合物知識點較多,由于學時有限,我們只能選取與專業課聯系比較緊密的內容重點講解。例如:鋁、鐵、銅三種金屬及其化合物的性質是重點講解的內容。鋁元素存在的形式主要是鋁土礦,鐵元素能夠以游離態的隕鐵和化合態的鐵礦石存在;鋁粉可以制成銀粉(白色涂料);鐵(鉻、錳)為黑金屬,其余的都為有色金屬;金屬鋁既能和強酸反應,又能和強堿反應;金屬化合物與酸和堿的反應;常用的金屬冶煉方法及原理,例如,電解法冶煉鋁,熱還原法冶煉鐵,濕法冶煉銅等;其中最主要的還是工業煉鋼、煉鐵的原理。工業煉鐵的主要原料是石灰石、鐵礦石、焦炭,在煉鐵高爐中發生三個化學反應這樣可以得到生鐵,生鐵可以作為煉鋼的原料,把生鐵冶煉成鋼的過程,就是除去大部分硫、磷等有害雜質,并且適當地降低生鐵里的含碳量,調整鋼里合金元素含量到規定范圍之內。煉鋼時常用的氧化劑是空氣、氧氣或氧化鐵,主要化學方程式:大量鐵變成氧化亞鐵,調整硅、錳的含量,同時降低碳量,除去FeO,因它會使鋼具有熱脆性。
2硅及硅酸鹽工業基礎
建筑工程中把能夠將散粒狀材料(如砂子、石子等)和塊狀材料(各種磚或者砌塊)粘結成為具有一定強度的整體材料,成為膠凝材料。膠凝材料根據化學成分可分為無機膠凝材料和有機膠凝材料,其中無機膠凝材料又可分為氣硬性膠凝材料,例如石灰、石膏、水玻璃等,而水硬性膠凝材料主要為各類水泥。作為土木工程專業的學生,在學習這部分知識時要作為重點內容。因此我們在講述這部分知識點時,首先要求學生要對這幾種材料的化學成分、反應方程式有一定的了解,并且知道它們之間的聯系。主要講述的內容包括硅的性質及應用;二氧化硅的性質及用途,硅酸鹽工業主要包括玻璃、水泥和陶瓷,這三種產品都是建筑工程中常用的材料,尤其是水泥,因此,學生要掌握這幾種產品的制備原料、設備、反應原理、主要成分、特性、種類及用途。以水泥為例,其制備原料為石灰石、粘土和石膏(適量),設備為水泥回轉窯,具有水硬性,水中空氣中都可以硬化,是不可逆過程。
3有機物及高分子材料
隨著國民經濟的發展,對材料的需求越來越多,對材料的性能要求也越來越高,新型高分子復合材料越來越受到人們的重視。有機物知識點繁多,需要學生掌握的知識點主要包括:烷、烯、炔烴及笨和笨的同系物基本組成及化學性質;烴的衍生物的重要類別和各類衍生物的重要化學性質,包括鹵代烴、醇、醚、酚、醛、酮、羧酸、酯,硝基化合物等等;重要的有機反應及類型,包括:取代反應、加成反應、氧化反應、還原反應、消去反應、水解反應、熱裂化反應,聚合反應、中和反應;高分子材料是由可稱為單體的原料小分子通過聚合反應而合成的,包括碳鏈高聚物、雜鏈高聚物、元素高聚物,四類主要高聚物反應包括:加聚成碳鏈、縮聚成酯鏈、縮聚成肽鏈、酚醛(或酮)縮聚。傳統高分子材料包括塑料、橡膠、纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等。其中,塑料、合成纖維和合成橡膠已經成為國民經濟建設與人民日常生活所必不可少的重要材料。而新型高分子材料的性能更優越,應用更廣泛,既具備了傳統高分子材料機械性能,且在一定領域有特殊用途的若干種新型材料,例如有高分子分離膜、仿生的高分子材料、醫用的高分子材料、液晶高分子材料、導電塑料等等。兩者在化學結構和物質劃分上,是基本一致的,只是合成難度上、實際用途上、出現時間上有差異。從事建筑工程的技術人員都必須了解和掌握土木工程材料的有關技術知識。土木工程材料是一切土木工程的物質基礎,材料決定了建筑形式和施工方法。因此要學好這部分知識非常重要。知識的積累和學習是一個漫長的過程,不能一蹴而就,要循序漸進,要想學好專業課,就必須要先學好基礎課。
作者:張巍 單位:哈爾濱鐵道職業技術學院基礎教育學院
參考文獻
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[論文關鍵詞]高分子材料 專業英語 教學方法
[論文摘要]高分子材料專業英語中專業詞匯較多、專業知識較強、中西文化差異大。本文在分析了科技英語特點的基礎上,詳細討論了高分子材料專業英語的教學方法,提出了從擴大學生詞匯量、分析句式結構、提高閱讀理解和寫作能力以及運用多種教學方法和手段等方面來提高學生高分子材料專業英語水平,使高分子材料專業大學生盡快適應社會需求。
高分子材料專業英語是一門以英語為工具的高分子材料專業課程,教學內容以高分子材料工程專業知識為主,以學術英語為輔,目的在于幫助高分子材料專業學生使用英語,直接學習和接觸國外相關專業信息。這不僅要求順利閱讀、聽懂英語,同時還要求以英語為工具獲取專業信息。本文結合教學實踐簡述了科技英語的特點,以求在專業英語學習過程中準確理解原文,能夠用目的語忠實而通順地再現原文內容。
一、高分子材料專業英語特點
高分子材料專業英語的文體與修辭手段與文藝小說、新聞報道等迥然不同,具有以下特點:嚴謹周密,概念準確,邏輯性強,行文簡練,重點突出,句式嚴整,少有變化。在閱讀或翻譯時要注意其行文特點和寫作規律,以便更好理解高分子材料專業英語文章。其特點突出表現在以下幾個方面:
(一)廣泛使用被動語態
專業英語文章側重敘事推理,強調客觀準確。第一、二人稱使用過多,會造成主觀噫斷的印象。因此盡量使用第三人稱敘述,采用被動語態,例如:When a low-molar-mass by-product is formed, the adjective ‘condensative’ is recommended to give the term condensative chain polymerization[1]。(建議推薦,縮合連鎖聚合)
(二)重要信息前置
專業英語表達方式往往和中文句式顛倒,常用前置性陳述,即在句中將主要信息盡量前置,通過主語傳遞主要信息。例如“……are charged into a 500 ml reaction kettle equipped with a mechanical stirrer and a reflux condenser”(向帶有機械攪拌器和回流冷凝器的500 ml 反應釜內加入……)。
(三)動詞的名詞化
大量使用名詞化結構(Nominalization)是專業英語的特點之一。因為專業英語文體要求行文簡潔、表達客觀、內容確切、信息量大、強調存在的事實,而非某一行為。專業英語中名詞化句子可作主語、賓語、介詞賓語、表語、賓語補足語、定語、同位語和狀語等,換言之,除了不能擔任謂語外,可以用作句子其它一切成分。例如:Such solutions can often be concentrated by freeze drying. This is done by bringing the surface of the solution in close contact with a cold condenser and applying high vacuum to the entire apparatus so that…… (冷凍干燥)[2]。
二、高分子材料專業英語教學實踐
高分子材料專業英語課程為大學第三或第四學年課程,學生已經學習了大學英語課程和高分子物理、高分子化學和高分子材料工程等專業基礎課程,筆者重點關注了以下幾方面教學實踐活動:
(一)擴大詞匯量
英語單詞的數量雖然龐大,但構成單詞的元素———詞根、前綴、后綴的數量卻是有限的[3]。這就要求在英語單詞的學習中,通過掌握詞根、前綴與后綴來學習新的詞匯。在高分子材料專業英語中,常見的詞根主要包括各種元素等,如hydro (氫), chlor (氯),amino (氨基),carbo (碳),oxy(氧),fibro (纖維),kineto (運動)。常見的前綴主要包括各種基團、基團的數目、地位等的表示,如poly-(聚,多),deca-(十或癸),non (a)-(九或壬),mono-(單、一),macro-(大的、宏觀),micro- (微的,小的),per-(高,過,全),ethyl-(乙基),phenyl-(苯基),benzyl-(芐基),aryl-(芳基),alkyl-(烷基),metyoxy-(甲氧基),iso-(異,等,同),ert-(叔),ortho-(鄰,正,原),ultra-(超、極端),super-(過度、過多),co-(共同),ant (i)-(反,抗)。常見的后綴主要包括各類聚合物的表示等,如-ene(烯烴的后綴),-ylene(亞基),-ide(化合物的后綴),-ate(鹽或酯基的后綴),-ester(酯),-ether(醚),-form(仿),-glycol(二醇),-one(酮),-nitrile(腈),-sulfone(砜),-wise(方式)。
polytetrafluorethylene(聚四氟乙烯)可以拆分成poly(聚) 、tetra(四)、fluor(o)(氟)、ethyl(乙基)和ene(烯)幾部分,分開理解則容易記憶。hydrogen peroxide(過氧化氫)中hydrogen表示“氫”元素,per表示“過、高”,oxide表示“氧化物”。
(二)分析句式結構
對于課文,應突出重點,講究長句的翻譯技巧[4]。系統地闡述和分析翻譯的基本知識、理論和技巧,使學生中掌握翻譯的技巧,有利于學生翻譯水平的提高。當學生碰到具體的問題時,就能夠從語法現象、專業內容、修辭等方面靈活處理。如看到一個長句,先不要急于逐字逐句去看這個句子,先找出這個句子的主干,即主語、謂語(或系動詞)、賓語(或表語),然后再看其余的修飾成分(也許是幾個修飾詞,也可能是一個完整的句子),分析它們與中心詞之間的關系,然后根據中文表達習慣在主干中加入這些修飾成分。這樣的翻譯技巧和步驟適合任何的長句翻譯。
(三)補充學習方法與技巧,引導學生進行歸納總結
高分子材料專業英語教材的課文專業詞匯量大,復雜句子多,如果死記硬背,學生會感到吃力也會沒有興趣繼續學習。因此,在教學的過程中要補充學習專業英語的方法。對于高分子材料詞匯規律性而言,如詞頭poly-是多和聚的意思;詞尾-ane 是指烷烴,-ene一般是指烯烴,-one 酮等;一些基團如methyl(甲基),ethyl(乙基),propyl(丙基)都是以-yl 結尾。那么在遇到生詞polypropylene(聚丙烯)時,學生就可通過掌握的規律輕松記住單詞,做到舉一反三,達到事半功倍的效果。
(四)組織課堂討論,注重給學生提供鍛煉的機會
在教學實踐中,為了給學生鍛煉的機會,教師要善于“讓位”,把講臺讓給學生。例如,在學期的開始就將學生進行合理的分組,以每個小組為單位,提前布置課堂總體學習內容,讓大家課下做一定準備,上課時臨時抽查小組中的成員走上講臺給其他學生講解指定段落,在學生講解的過程中,教師也是聽眾;講解完畢后,小組中的其他成員和其他小組的學生均可補充;教師做總結,對遺漏、錯誤的地方進行補充。一個學期結束,盡量使每位學生都至少有一次上臺講的機會。這樣,一方面可以調動學生發現和解決問題的積極性, 減輕學生對教師的依賴,更重要的一個方面,給學生一個在公眾場合表達自己的鍛煉機會。采取這樣的方式后,學生普遍反應良好,特別是對于不敢在公眾場合說話的同學,認為經過這樣的參與,自己不僅學到了知識,而且也鍛煉了人際交往能力,為以后的應聘求職奠定了良好的基礎。
三、總結
總之,在高分子材料專業英語的教學中,應充分發揮學生的積極主動性,盡可能地多引導學生做規律性的總結,熟悉句法技巧,并在考核方式上有所側重,這樣才有可能使專業英語的教學更加有吸引力,取得良好的教學效果。
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關鍵詞:高分子化學實驗;協同創新;實驗教學;建設
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2013)33-013-01
高分子化學主要包括高分子化學、高分子物理以及高分子工藝。高分子化學主要就是研究高分子化合物合成、化學反應、物理化學、加工成型以及應用等方面的一門綜合性學科。
一、高分子化學實驗研究
霍夫曼和庫特爾在1909年第一次提出C5H8的熱聚合專利。一年后1910年海利斯和麥休斯用鈉實驗,也得到同樣的結果C5H8。長期以來,人們對高分子物質研究也取得了一定的成果。有機化學家畢克斯在1920年的《關于聚合反應》一文中,明確提出,成為環狀化合物和成為共價鍵結構的長鏈高分子化合根本不是一回事。在1922年,發現橡膠“溶液”仍然具有膠體性質。又于1924年明確提出了天然橡膠分子是高分子量的大分子,同時,將其溶于任何物得到的膠體和小分子結合得來的膠體不一樣。分別在1926年和1928年,斯本先、多爾(1926)以及施道丁格(1928)同樣認為纖維素分子可以從一個晶胞長入另一個晶胞而成為直鏈形狀,而施道丁格并進一步提出,纖維素和橡膠分子的晶胞的大小或晶體的大小與線形高分子的長度無關,之后又在1930年,更進一步提出了高分子稀溶液的粘度和分子量之間的關系,從而引起了定量測定高分子分子量的興起。1932年,施丁格發表了一部關于高分子有機化合物的總結性論著,標志高分子化學的建立。在此之后,高分子化學理論迅速發展,高分子工業也蓬勃興起。尤其是1949年之后高分子化學的系統研究大規模地開展起來。
二、協同創新影響下的實驗教學項目建設
在新形勢下,科學技術正在不斷發展,高分子材料也被廣泛應用,這為基于協同創新的高分子化學實驗提供了可能,加強了其與其他科之間的聯系,進行了一系列的綜合性以及創新性的實驗教學項目的建設。
1、有機結合高分子化學、物理實驗
由于高分子材料合成后是要對分子量和其分布量測定的,同時,對于高分子的乳液、溶液鎳都也要進行測定,所以必須做到有機結合高分子化學實驗和高分子物理實驗。通過對高分子化學實驗的安排,完成這些必要性能的測定。
2、結合高分子化學實驗和食品質量標準
在實驗中讓學生學會思考、探索,將知識結合到實踐中,學會解決問題,是以獲得的豐富經驗。就如環氧丙烷交聯淀粉的制備,考慮它的應用范圍,它屬于一種粘稠劑,之前還做過食品添加劑,但是,它不符合《食品安全法》,其里面含有一定的氯元素的毒。因此學生對食品添加劑中高分子材料的應用作了研究,為保證聚合物的化學實驗進行做了保證,同時,也讓學生掌握了這種食物添加劑的檢測辦法。
3、結合高分子化學實驗與藥劑學實驗
隨著新型人才培養的需要,我們結合高分子化學實驗與藥劑學實驗并且在實驗中心增設了藥劑學實驗室。如高分子材料中的羧甲基纖維素鈉就是藥劑學常用的一種,我們同時也做過很多羧甲基纖維素鈉方面的合成實驗,甚至在最后得到一種混懸型液體藥劑。這種藥及對一些皮膚炎癥(濕疹、蕁麻疹以及丘疹等)效果十分好。
4、高分子化學實驗結合固體廢棄物處置
隨著社會的進步,人們生活水平也有逐步提高,但是白色污染也日益困擾這我們,因此我們對這些高分子材料的廢物回收工作必須加以重視,比如生活中最常見的,我們喝過的礦泉水瓶,它們都是聚對苯二甲酸乙二醇酯的,為此我們必須重視對這種高分子材料的礦泉水瓶進行回收,同時思考解決方案(乙二醇降解法),對其加以回收再利用。
5、協同創新影響下的高分子化學實驗和水處理技術的結合
自2004年起,環境工程方面的水處理實驗室就已開始運行,并將高分子材料運用在其中。為此,我們還專門開設聚苯胺的制備和它對鉻離子吸附性進行研究。第一步,用溶液法制備聚苯胺;第二步,把制好的聚苯胺放在有鉻離子的水質中;第三步,通過單因素分析實驗得出結論:PH值對鉻離子的吸附性影響很大。特別是PH值等于3時,去除率是最大的。通過實驗,讓我們認識到高分子材料對環境和水質方面的影響,為保護環境做了巨大貢獻。
6、結合高分子化學實驗和塑料成型工藝
由于新型創新人才培養的需要,我們必須加強對學校中實驗基地建設,對學生接觸塑料成型工藝一高分子化學實驗結合到一起講授,對學生開拓視野以及提高學習興趣有很大影響,同時加強學生對此的了解。
綜上所述,結合多門科學對高分子化學實驗教學內容的建設意義十分重大,為此,我們在《高分子化學實驗》中,增加了其與其它學科的緊密聯系,保證實驗內容的全面性、創新性以及導向性。
參考文獻:
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關鍵詞:功能高分子材料;雙語教學;英語能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)30-0113-02
功能高分子是除了其力學性能外,還具有物質分離,光、電、磁、能量儲存和轉化,生物醫用等特殊性能的材料,在航空航天、生物醫藥、新能源等高新科技領域有著重要的應用。《功能高分子材料》是我校高分子材料專業的一門專業選修課,主要任務是使學生掌握功能高分子的基礎知識、設計方法、制備策略和應用,通過分類介紹這一領域的最新進展,讓學生對功能高分子材料有一個比較全面的認識。為了響應國家教育部在雙語教學上的戰略部署,適應國際經濟一體化進程,各個高校的高分子材料專業紛紛進行了雙語教學探索,其中開展較多的是《高分子化學》、《高分子物理》等專業主干課程,通過這些課程的雙語教學可以培養高分子材料方面的國際化專業人才,對我國高分子學科的發展、高分子材料工業的進步均具有非常重要的意義[1]。但是,我校屬于地方性新建本科院校,高分子材料專業全面開展雙語教學較為困難,特別是一些專業基礎課開展雙語教學并不合適,因此,將《功能高分子材料》作為試點,逐步推進雙語教學[2]。
一、開展《功能高分子材料》雙語教學的目的
通過選用優秀的外文原版教材、參考資料,配合雙語教學過程,可以讓本校高分子材料專業學生學習到國外優秀的“原汁原味”知識,接受不同教學觀念的熏陶和融合[3]。在完成專業知識學習、提高英語應用能力的同時,領略國外教學提出、分析和解決問題的方式,提高專業思維能力,培養創新精神,使學生的知識結構和能力結構更加優化合理[4]。《功能高分子材料》雙語教學一般安排在高分子材料專業的大三第二學期開展,對于這一階段的學生,本專業有較大比例的學生開始準備考研,選擇進一步深造。為了以后我們培養的畢業生能很好地開展科學研究,查閱英文學術期刊、數據庫,在國際學術會議上與本領域的知名專家、教授進行學術交流等,積極開展《功能高分子材料》的雙語教學無疑是重要的環節。另外,高分子材料相關工業在長三角地區發展迅速,外資企業云集,學生通過《功能高分子材料》雙語課程,接觸和掌握了相關專業術語,就能在就業過程中體現優勢,爭取機會。
二、雙語教學與專業英語教學的關系
近年來,高校相繼開設了雙語課程,所以專業英語是否取消成為了焦點。我校高分子材料專業尚未以雙語教學取代專業英語。我們在制定培養計劃及專業課的教學大綱時,統籌考慮英語應用能力的培養,不只局限于專業英語和一兩門雙語課教學,而應將專業英語和專業課的雙語教學結合起來,系統考慮專業知識教學任務和雙語專業課的教學任務,合理分配相關知識點。專業英語學習內容主要涉及的是專業基礎知識的部分內容,如高分子化學中的合成方法、高分子物理中的性能測試等,不涉及《功能高分子材料》的相關內容,而且上課主要以翻譯為主。不過我們認為以雙語教學代替專業英語是必然的趨勢[5]。
三、英文能力對功能高分子材料雙語教學的影響
雙語教學的效果受到英語能力、專業知識、教學方式三個關鍵因素的影響,其中英語能力是基礎因素。近年來,地方性新建本科院校的學生英語四、六級通過率也很高,但專業英語詞匯積累量缺失,所以在雙語課程學習的初期,往往覺得非常困難,甚至產生抵觸情緒。因此,雙語教學模式應當循序漸進,隨著課程的進行逐步加大英語比例,使學生逐漸適應雙語環境,消除排斥心理。另外,教師的英語水平也是雙語教學的關鍵因素。擔任雙語教學的教師一般都具有扎實的專業知識,英語基礎較好,但普遍存在英語口語水平不高的問題,這給雙語教學的開展帶來一定的障礙。因此,要求授課教師認真對待每一節課,在教學實踐中使自己的口語得以提高,同時建議教材、板書采用全英文,但講解以中文為主,否則極易將專業課上成外語課,影響學生對專業知識的理解和掌握。
四、《功能高分子材料》雙語教學實踐
1.教材與參考資料。雙語教學必須選擇合適的教材,目前國內《功能高分子材料》沒有統一的雙語教材,各個高校都是針對自己的專業特色選擇相應的教材或者自編教材。由于原版英文教材在結構體系和側重點等方面與我校高分子材料專業存在差異,我們在進行《功能高分子材料》雙語教學過程中,對原版教材進行了適當的取舍,編制了與原版教材配套的英文參考書,并且每年對教材更新一次,及時反映學科的前沿信息。另外,由于學生對專業詞匯比較陌生,為了讓學生可以更好地預習,編制了相應的專業詞匯表。所采用的英文原版教材課后無練習,因此也編制相應的英文課后練習。在編制過程中,考慮學生的實際情況,降低了習題難度,讓學生能獨立完成,增強對英文作業的興趣和信心。
2.教學過程與考核。我們從專業詞匯、英文文獻、專題講解、綜合設計四個方面逐步開展《功能高分子材料》雙語教學。采用多媒體課件進行授課,全英文電子課件不僅可以將文字直觀地展示給學生,便于學生理解,在一定程度上彌補學生英語聽力的不足,而且可以營造一種英語氛圍,促使學生把專業知識和英語進行融合。而且每次上課把下節課的PPT發給學生,讓學生預習新出現的專業詞匯,掃清聽課過程中所遇到的詞匯障礙,可大大提高課堂效率。授課時,根據本專業學生實際情況,初期我們采用中文講授,中后期逐漸過渡到英文講授。不一味地追求英語在課堂討論、課后作業等環節的覆蓋率,不能為了實施雙語教學而犧牲專業課的教學效果。原版英文教材采用演繹的方法安排教學內容,打破了條條框框的限制。提出問題,激發讀者思考,再加以總結,從問題中得出相應的概念或原理。功能高分子材料涉及多門學科,內容廣泛,雙語教學難度大,只有發揮學生的主體意識,充分調動其積極性,互動起來,讓學生主動參與教學過程,才能取得很好的教學效果。因此,我們引導學生轉變思維模式,既強調教師的主導作用,又突出以學生為學習主體,主動理解和掌握知識。在教學中,促使師生相互作用,讓教學過程成為雙方主動介入的過程。例如,我們組織學生以小組形式參與討論一類功能高分子材料的研究進展,鼓勵學生用英文制作PPT和專題發言。對于期末考試,目前我們采用英文出題,中文回答,但鼓勵英文答題并進行加分。
3.文獻檢索、計算機軟件和學術講座的輔助作用。了解先進功能高分子材料,需緊跟本領域前沿發展情況,而最新的研究成果基本都會以英文的形式出現在國際刊物、會議以及互聯網上,查閱相關英文資料是獲取這些最新信息的主要途徑。因此,在不同的授課階段,循序漸進布置一些與專業內容相關的文獻檢索,通過這些途徑逐步培養學生的英文文獻閱讀能力,積累專業詞匯。高分子材料專業經常使用專業軟件進行繪制物質結構、書寫化學反應方程、處理實驗數據、分析測試圖譜等工作。這些軟件以英文版居多,涉及較多的專業詞匯,讓學生經常使用這些軟件,可以無形中掌握大量專業詞匯。另外,在課程中,我們邀請專業外教為學生進行高質量的英文學術講座,使學生就學習到的知識與這些外教進行交流溝通,增強他們使用英語的信心。并可使部分本科生就自己出國留學的一些問題有所了解,消除他們在此方面的茫然,進而更大程度地提高學習專業英語的興趣。
4.存在的問題。學生選修雙語課程的積極性是開展雙語教學的前提。目前,本校學生大范圍地接受雙語教學并不現實,這使得雙語教學的推廣非常被動。如何全面調動學生參與雙語學習,是推動雙語教學在本專業順利開展急需解決的問題。
我們對每屆學生做了調查問卷,根據結果我們不斷完善《功能高分子材料》雙語教學的各個環節。學校也加大了對雙語教學的支持力度,從多方面給予教師扶持,定期組織交流與研討,并增加了針對性的進修機會。通過近幾年的《功能高分子材料》雙語教學實踐,發現在地方性新建本科院校開展像《功能高分子材料》這樣的專業選修課的雙語教學是提高教學質量的重要舉措,對學生考研和就業都將產生積極影響。希望通過我們的努力,力爭培養出具有一定專業英文能力的創新應用型人才,服務地方經濟和國家的發展。
參考文獻:
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材料學專業畢業生的就業面比較廣,主要就業方向包括計算機、金融、教育和科技咨詢等領域。材料專業的畢業生可以從事高分子材料加工、高分子材料合成、信息材料、醫用材料、新型建筑材料、電子電器、汽車、航空航天、貿易等工作,還可以進入研究院所、高等院校和海關、商檢等部門工作。
材料學專業的分類
通常來講,材料分為高分子、無機非金屬、金屬三大種類。從學科的角度來講,不同的學校所開設的材料學專業也不相同。除了傳統意義上的材料科學專業、有機高分子材料專業、無機非金屬材料專業、金屬材料專業之外,一些學校還增設了高分子復合材料專業、機械材料專業等。以北京航空航天大學的材料科學與工程學院為例,材料科學與工程學科為國家一級重點學科,下設材料科學系、材料物理與化學系、材料加工工程與自動化系、高分子及復合材料系等。
材料學專業就業知多少
從就業角度來講,金屬材料專業作為一門基礎學科,應用面廣,就業面也相對較廣。復合材料因為博采眾長,在性能上結合了各種材料的優勢,作為一種新型材料廣泛應用于生物、航天領域,就業前景也很好。
總體就業前景分析
其一,材料學專業性強,受國家重視,高技術人才供不應求?,F代材料學科更注重研究各類材料及它們之間相互滲透的交叉性和綜合性特點。經歷近半個世紀對材料微觀結構和宏觀性質相關機制的探索和認識,材料學研究的范圍得到巨大拓展,一些具有特殊功能的材料日益受到重視并快速發展,也為材料學的發展提供了前所未有的機遇和空間。這就需要有一定專業知識的人才投入到科研工作中,攀登材料科學的高峰。
其二,隨著時代的進步,新型材料運用更加廣泛,現代技術的發展也需要很多新型材料的支持。根據我國當前及未來發展的實際情況,材料學專業人才在各個行業需求量的增加為此專業的學生提供了很好的就業機會。
研究生階段課題方向的選擇很重要
據中國科學院學高分子材料專業研究生的王芬(化名)同學介紹,全班40個人,男多女少。雖然傳統意義上是要去中石油、中海油等對口單位,但目前她投簡歷的對象主要是民營企業,這些企業對研究方向沒有特別硬性的規定。
找工作的這段時間以來,王芬覺得材料學所有的專業中,金屬材料學專業的就業面還比較寬。找工作時,用人單位會看重求職者的教育背景、研究方向以及課題方向,尤其當面試崗位是專職科研人員時,單位對專業方面的考量會針對畢業設計提出,因此研究生階段的課題選擇非常重要。她建議大家認真對待畢業設計。
腳踏實地的研究精神不可少
航天某院工作人員高女士建議,在學校期間,材料學專業的學生應該扎實學好專業基礎知識。她認為專業理論基礎扎實與否,一方面決定了就業面的寬窄,更重要的是決定了未來工作發展潛力大小。因為大家畢業后的工作與生活是比較忙碌的,很少再有機會系統學習。
以高女士的就業經歷為例,她認為就業前應該事先做好以下準備:充分利用師兄師姐的經驗、經歷了解可能的工作方向,了解具體工作單位及崗位情況;面試前一定先盡可能了解面試的單位及崗位需求,做到有的放矢。
據哈爾濱玻璃鋼研究院人事部一名負責人介紹,材料學專業的學生,要具備適應艱苦的工作條件的素質,因為做復合材料研究工作要經常去實驗室,更重要的是搞科研一定要坐得下來,能夠經得起反復失敗和挫折的考驗。
此外,在面試中,還應該積極鍛煉個人表達能力,為自己增光。
走進材料學專業
高分子材料——性能優異,不可替代
高分子材料獨特的結構和易改性、易加工特點,使其具有不可取代的優異性能,廣泛用于科學技術、國防建設和國民經濟各個領域。很多天然材料通常是高分子材料組成的,如天然橡膠、棉花、人體器官等。人工合成的化學纖維、塑料和橡膠等也是如此。然而,一些高分子材料會含有毒性,使用、實驗時要注意。
中科院高分子材料學研究方向的研究生王芬(化名)說:“我在本科時讀的是無機非金屬材料學,在研究生時根據導師的研究方向,選擇了高分子材料學,即有機無機復合材料學,重點研究塑料、橡膠等,應用到現實生活中,為鉆井平臺進行驅油。平日里我們大部分時間在實驗室度過,研究對象為甲醛、乙醇、乙烷等化學物質,一些化學物質如甲醛會有毒性,因此要做好防毒設施?!?/p>
無機非金屬材料——基礎學科,必不可少
無機非金屬材料是與有機高分子材料和金屬材料并列的三大材料之一,主要研究建筑、水泥、陶瓷、玻璃等材料。目前比較受到關注的納米材料也屬于無機非金屬行列。
無機非金屬材料品種和名目極其繁多,用途各異,通常把它們分為普通的(傳統的)和先進的(新型的)無機非金屬材料兩大類。新型無機非金屬材料是20世紀中期以后發展起來的,具有特殊性能和用途的材料。它們是現代新技術、新產業、傳統工業技術改造、現代國防和生物醫學所不可缺少的物質基礎。常見的無機非金屬材料有水泥、 玻璃、 陶瓷等。