高分子材料与工程的认识(6篇)

高分子材料与工程的认识篇1

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。

高分子材料与工程的认识篇2

[摘要]为适应高等教育改革的要求，本文根据暨南大学材料科学与工程专业的培养目标和方案，对“材料科学基础”大平台教学进行探讨。从课程发展的历史、性质及定位出发，优选教材，并依据“奠定学科基础”的角度，对教材中的教学内容进行了科学地扬弃，从而合理组织教学，科学运用教学手段，从中取得了一些较好的教改效果和经验。

[关键词]材料科学与工程专业材料科学基础教学

“材料科学基础”是研究材料的成分、结构、性能之间的关系及其变化规律的一门基础学科，是材料科学与工程专业一级学科公共主干专业基础课。根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路和1997年国务院学位办颁发的新专业目录，材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料。为此，各相关高校在材料科学与工程专业主干课程“材料科学基础”的教学上都进行了教学改革。暨南大学材料科学与工程专业自2002年设立以来，就依据教育部的要求，将专业培养目标设定为培养“大材料”科学研究与工程技术所需的人才。故“材料科学基础”课程内容设置为介绍三大材料的基础知识，在教学模式、手段及课程配套方面也具有鲜明的特色。本文阐述了暨南大学材料科学与工程系以“奠定学科专业基础，培养学生科学的思维能力”为宗旨，开展“材料科学基础”教学工作的经验和体会。并以此为契机，进一步优化教学内容，探索新的教学模式和教学手段，进一步提高教学质量。

一、课程发展历史、性质与定位

材料是人类文明发展的基石。人类发展的文明史就是按石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代来划分的，可见材料对人类文明进程的重要贡献。与人类使用材料的漫长历史相比，对材料的研究即材料科学的历史比较短暂。19世纪中叶，开始采用金相显微镜研究钢铁，相平衡热力学和统计热力学则为建立材料的相平衡与相变提供了理论基础。20世纪20年代，原子结构和量子力学提供了研究材料微观结构的理论，X射线衍射技术和电子显微技术为探索材料的微观结构提供了手段。20世纪50年代，金属学已初具规模。高校金属材料专业都开设了《金属学》课程。到20世纪60年代，世界经济的腾飞促使陶瓷学和高分子材料学建立，其代表作分别为wG金格瑞的《陶瓷导论》(IntroductiontoCeramics)和PJFlory的《高分子化学与物理》(Polymerchemistryandphysics)。前者，wG金格瑞教授将金属学的原理应用于无机材料的结构、热力学、动力学、相变及性能分析当中，成功地指导了水泥、玻璃和陶瓷材料的生产和科研。而PJFlory教授则主要围绕聚合物的合成过程、聚集态结构以及物理、化学等行为特征，阐述了高分子材料的结构及性能。到今天，三大材料的研究相互渗透，研究方法相互借鉴，产生了21世纪的材料科学。

“材料科学基础”着眼于材料基本问题诸如材料的结合键、材料的晶体结构及缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散，材料的塑性变形、材料的亚稳态。从金属材料的基本理论出发，将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起，使学生能把握材料的共性，熟悉材料的个性。本课程横向融合金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基础理论于一炉，纵向则充分利用学生已经学过的基础知识(包括高等数学、普通物理、物理化学、材料力学等)，并能连接后续的材料的分析与表征、材料物理、材料加工工艺学等必修课程及高分子材料、无机非金属材料、金属材料等模块的选修课程。

二、教学内容的优化和选择

现代材料工业和技术的发展推动材料从组成、结构和功能的单一化向复合化、一体化发展，使培养大材料、宽专业人才的教学改革迫在眉睫。在此形势下，2002年暨南大学材料科学与工程专业设立并开始招收首届本科学生，确定了《材料科学基础》为专业基础课(必修，72学时，4学分)。本课程内容旨在以物质结构和结构形成为主线将三大固体材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)的基础知识有机结合，构建大材料专业公共性专业基础课教学体系。该课程体系旨在强化对学生重基础的通才教育模式，在教学内容上力求共性教学，突出个性特点。为此。从选择教材着手，优化教学内容，强化基础教学，着重培养学生科学的思维方法、创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力。

目前，“材料科学基础”教材体系可分为两大类。第一类沿袭“金属学”课程的教学内容，增加了少量无机非金属材料、高分子材料和复合材料等内容，往往侧重金属材料。这类教材基本上适合以金属材料为主导的材料科学与工程专业的教学。第二类教材则是在增加非金属材料、高分子材料、复合材料等新材料内容的同时，对该课程的所有内容进行了全新的组合，将它们有机地融入整个教材体系中，形成新的包含各种类型材料的教学体系。由于低年级本科学生的专业知识有限，这类教材在教学中要突出构建整个教学内容的逻辑性和条理性，避免学生掌握了各材料的个性，却忽视了各材料的共性，从而使整个课程陷入一个“材料学概论”的泥潭。为达到突出共性教学的目的，搭建一个合理材料科学与工程的知识平台，根据整个学科的培养方案和教学计划，我们选择上海交通大学出版社出版的面向21世纪新教材《材料科学基础》作为教材，从教学目标出发，该教材最显著的特点是着重于基本概念和基础理论，便于在教学中掌握深度和广度。根据本专业培养目标的要求和培养方案的特点，在确立教材内容、体系与后续课程的相互关联的基础上，在保持课程自身体系的完整性的条件下，兼顾到不同材料的特点及知识体系与要素课程内各个环节之间的逻辑关系，对该教材的内容进行了“扬弃”，将课程教学内容分为三大模块：

1材料的结构。①微观结构：原子的排列方式、高分子链结构；②结构的完整性：晶体学基础、金属的晶体结构、合金、离子晶体结构规则、共价晶体结构、聚合物的晶态结构；③结构的不完整性：晶体缺陷、表面和界面、非晶态、亚稳态、准晶态。

2固体中原子及分子的运动。①扩散：菲克第一、第二定律、扩散的热力学分析、扩散原子理论、影响因素；②高分子的分子运动：分子链的运动及其柔顺性、分子的运动方式及影响因素。

3材料的组织结构变化。①材料的形变和再结晶：单晶和多晶体的塑性变形、回复和再结晶；②相图。单元系相图：凝固、形核和晶体长大；二元系相图：匀晶、共晶和包晶相图、混溶间隙、相图分析；三元系相图：相图基础、三元匀晶和共晶相图。

为了在上述教学内容中力求共性教学，以最大限度地淡化三大材料各自的专业色彩，力求突出共性的内容。例如，相平衡与相图的内容，选择了相律、相平衡热力学理论、一元、两元和三元基本相图类型的阅读等为重点内容，而淡化与此相关的教材中有关金属材料的冶金和铸造转贴于方面的内容。

通过多年的教学实践，上述教学内容的优化既得到了后续课程教师的肯定，又使学生学以致用，达到了奠定学科专业基础、培养科学思维的目的。

三、教学内容组织方式与目的

本课程教学内容的特点是“三多一少”，即叙述性的原理、规律多，需要记忆的概念、定义多，课程内容知识点多。理论计算少。因该课程内容枯燥、抽象，学生感到难学。具体表现在：不能很好地将数学理论应用到材料科学的基础课程、无法判定从而掌握教学内容中的重点、不能将所学的知识点和实际的材料联系起来。所以，我们在教学内容的组织上做了一些探索：

1突破传统的“一本教科书”的局限性。本课程的教学内容在严格按照教学大纲和教学计划授课的同时，综合多种中文教材、英文教材等，力图做到知识面完整、讲授描述通俗易懂。如针对本专业每年都有数目不等的海外学生的特点，在教学提倡采用台湾晓园出版社出版的《材料科学与工程》作为补充性教材，提升外招学生对学科知识的认同感和认知度。

2探索课堂教学，有所为，有所不为。课堂讲重点、难点，讲思路，留给学生充分的思考时间和空间，以调动他们的主动性和积极性。对难点和重点内容，尽量举出其应用实例，结合学科前沿知识，使学生知道该原理的用处，听课时不感到抽象、空洞，达到了理论联系实际的目的。而且，对重点和难点内容务必做到举一反三，确保学生能够掌握，以达到以点带面，进而掌握所学知识的目的。

3注重教学内容的连贯性，连通性，提高学生对所学知识点的融会贯通能力。本课程在教学过程中，提倡预习，并将即将讲授的知识点与所学基础知识点的关联告知学生，使其掌握学习的主动性。对部分关联度高的章节，采用课堂讨论、换位讲授等方法，调动课堂气氛，使学生自觉地运用基础知识解决教学过程中的难点，从而提高他们通晓所学知识点的能力，达到全面提升专业素质和人文素质的目的。例如，在相图的学习中，尝试让学生利用所学的物理、化学知识换位讲授一元相图和二元相图的基础，一方面使他们学会对所学知识点进行归纳和演绎，另一方面提升他们的口头表达、演讲技巧。

4充分、恰当地采用现代化多媒体教学方法，并辅之以动画，实现图、文、声、像的视听一体化教学。特别是对那些教学难点和需要丰富空间想象力的内容，形象、生动地展示在学生面前，既直观又富动感，可明显提高教学效果。

四、教学方法与教学手段

“材料科学基础”课程内容抽象、概念性强，学生在学习时容易感到枯燥难学。因此，在课堂上应常采用启发式教育，常用提问、问答或引而不发方法，调动学生的积极思维能力。在讲授时使用PPT演示文稿，尽量多用教学模型、挂图、照片和曲线图表等形象化语言。涉及部分教学内容如位错运动等，应结合动画生动地用图像演示给学生，以加深他们对课程内容的理解，提高学习兴趣。对于部分与前期知识关联度高的基本理论如单元相图，组织学生进行课堂讨论(seminar)，并以学生发言为主，让他们直接参与教学。对需要运用较多数学知识且理论性较强的内容，如扩散第一、第二定律，应多采用板书推导，加强逻辑性学习。另外，为了提高学生对那些需要有丰富空间想象力的晶体结构、金相组织的转变和识别、位错、位错增殖和缠结过程等知识难点的理解和掌握，将先进的多媒体现代化教学手段引入材料科学基础教学中，并让它们以二维或三维动画形式生动形象地展示在学生面前，弥补传统教学在时间和空间等方面的不足，以提高教学效果。在课外，还可建立QQ空间，在群聊中解决课堂中来不及解决的问题，通过师生交流，提高学生探索性自学能力和学习的积极性。

在“宽口径，大平台”培养模式下开展材料科学与工程教学，“材料科学基础”作为专业必修的主干课程，突出共性教学是打好学科专业知识的必备条件。从时代的需要出发，合理选择及组织教学内容、创新教学手段和方法，使其与教学内容相互协调，是构建新时代“材料科学基础”教学体系的关键。今后，“材料科学基础课程”将继续围绕以符合时展、符合教育规律为中心开展课程建设，不断探索和实践，为成功培养宽专业人才奠定基础。

参考文献：

[1]石德珂，材料科学基础[M]，北京：机械工业出版社，2003。

[21张联盟等，材料科学基础[M]，武汉：武汉理工大学出版社，2004。

[3]刘智恩，材料科学基础[M]，西安：西北工业大学出版社，2003。

[4]DonaldR，Askeland，材料科学与工程[上下册)[M]台北：晓园出版社，1989。

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[6]胡赓祥等，材料科学基础[M]，上海：上海交通大学出版社，2006。

[7]杨雄，材料科学基础－教学大纲和教材的改革与建设[J]，科教文汇，2008，(7)。

[8]董兵海等，材料科学基础课程教学模式探讨[J]，新课程研究(职业教育)，2008，(135)：18—20。

[9]齐义辉，韩萍，材料科学基础课程的教学改革与实践[J]，辽宁工学院学报，2007，9(2)：138—139。

[10]崔占全等，材料科学基础的教学改革与实践[J]，教学研究，2007，30(1)：53-57。

高分子材料与工程的认识篇3

关键词：聚合物材料成型加工教学改革课程建设

聚合物的成型加工是获取高分子材料制品、体现材料特性和开发新材料、新产品的重要手段，是高分子学科的重要组成部分，已形成独特的理论体系和技术方法[1]。因此，聚合物成型加工课程与高分子化学和高分子物理课程一起，成为高分子材料专业学生最重要的专业基础课程。为使学生以大工程的整体观来了解和掌握聚合物的成型加工，这门课程将涉及诸多内容，包括影响聚合物性能的物理化学因素、添加剂的分类和作用、配方设计方法、聚合物流变学、成型加工设备、成型工艺条件及控制等。如何使学生通过本课程的学习，具备高分子材料科学的专业知识和专业素养；培养学生解决实际问题和创新科研的能力，为以后从事高分子材料制品的研发、设计和生产工作奠定坚实的理论与实践基础，一直是广大高分子专业教师在教学过程中关注的重点[2]。这需要我们在多方面进行改革。

1.课堂教学改革

1.1明确培养目标，强化理论基础。

江苏大学高分子材料与工程专业成立于2002年，最初聚合物成型加工课程主要围绕塑料和橡胶的主要品种及其制品的生产原料、成型工艺、加工方法、材料、性能和产品质量控制等内容开展教学。我们在总结前几届毕业生从事工作的实际情况和企业对本专业毕业生在知识结构、能力要求的基础上，于2012年再次修订了本科生培养计划。本科院校需要培养既有一定理论基础，又具备较强实践能力的高素质应用型人才，这与高职类院校主要培养服务于生产一线的操作型、技能型人才不同。具体到聚合物成型加工这门与实践联系紧密的课程，在教学过程中，仍然要重视对基础理论知识的讲解，让学生不仅“知其然”，更“知其所以然”。除了高分子物理、高分子化学及聚合物流变学等聚合物成型加工的基础理论外，成型加工技术本身也存在系统的原理知识，不容忽视。教师在课程教学中应注意结合本学科前沿研究领域和最新研究动态、介绍重点科技成果，丰富和活化教学内容，使教学跟上时代的步伐，让学生能够掌握更多、更新的专业知识。

1.2围绕课程主线，精心组织教学内容。

在成型加工课程学习中，学生需要系统学习和掌握聚合物的加工流变性能、聚合物加工过程中的物理化学变化、助剂的作用及配方设计原理、各种物料的混合和分散机理，以及成型加工的设备和工艺等。与其他课程相比，聚合物成型加工的课程内容较为庞杂而分散，理论知识的半经验性较强，这给课堂教学带来了一定的困难。因此，抓住课程内容的主线，突出理论重点就显得尤为重要。

根据聚合物成型加工涉及的主体内容，本课程主要围绕“高分子材料—成型加工—制品性能”这条主线来组织教学内容。教学过程中，要着重讲明高分子材料的成型加工不是简单的工艺操作，高分子材料、成型加工、制品性能这三方面是相互关联的，制品的性能取决于高分子材料和成型加工方法及工艺的选择，而制品的性能又反过来指导聚合物的改性、应用及加工，优化成型工艺。因此，如何抓住教学主线，让学生全面掌握高分子材料、成型加工及制品性能各自特性及相互关系，使学生融会贯通、举一反三，是这门课程教学的重点。

在教学过程中，始终围绕教学主线，从高分子材料的结构与性能和材料的加工原理出发，以成型加工的工程观点为着眼点，剖析各种高分子材料成型加工的共性和区别，这样可以使原本较为分散的理论知识相对集中并系统化，让学生更为清楚地了解和掌握抽象概念和半经验理论所反映的实质问题。比如在讲解聚合物材料的压制成型时，分别介绍了适用的热固性塑料、橡胶及复合材料的特性及成型工艺性能，不同加工方法和成型工艺条件生产制品的特点及控制条件，并通过具体的例子说明了成型加工工艺与制品性能的相互关系。这样的讲解生动地体现了“高分子材料—成型加工—制品性能”这条高分子材料成型加工的主线，使教学内容由庞杂繁多变得简单易懂，通过理论结合实际，强化了学生的专业知识，教学效果良好。

1.3结合课程特征，采取灵活教学方法。

聚合物材料制品的性能既与聚合物本身的性质有关，同时又在很大程度上受到成型加工过程的影响。这其中不但涉及很多高分子化学和物理的理论问题，而且与生产实际密切相关。因此，本课程是一门理论性和实际性都很强的课程，如何在教学过程中将基础理论和生产实际结合起来，用理论知识来解释具体生产中遇到的实际问题，或以实验和实际生产中的具体例子来说明基础理论，使学生在学习过程中掌握专业知识，是本课程教学的核心问题。

因此，我们根据聚合物成型加工课程具有很强的综合性和实践性的特点，借助于江苏大学目前多数教室都安装了多媒体教学设备的优势，将图像、声音、动画和视频等各种多媒体信息引入到教学过程中，利用工厂和车间的场景图像、成型设备的实物照片、加工工艺过程的动画仿真模拟等信息对授课内容进行补充和深化。这样不但可以丰富课堂内容，增加信息量，而且可以大大加深学生对基础知识的理解和印象，使学生对成型加工原理和工艺获得理性和感性的双重认识，从而提高教学效率。

为进一步将课堂教学与实际生产结合起来，在教学中紧密贴近工厂实际，江苏大学高分子材料与工程专业专门安排了两门为期各两周的课程设计，即高分子材料生产工艺设计和聚合物反应工程及设备设计。让学生在专业教师的指导下，针对具体的通用或特种高分子材料（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等）及其制品，设计出相关聚合物材料及其产品项目内容，包括原料品种、型号选择、工艺流程及设备确定、产品质量检测，以及厂房布局和规模，等等。通过课程设计，可以有效地让学生系统地掌握所学知识，并获得一定的灵活应用的能力，为后期的毕业设计乃至毕业后走上工作岗位打下基础。

2.实验实践教学改革

前面已经谈到，聚合物材料成型加工是一门实践性很强的专业课程，仅凭课堂教学是难以真正实现教学目标的，并且容易使学生学习时感觉枯燥，实际工作时不能学以致用。因此，这门课程的实验是不可缺少的。只有让学生在实验室和工厂中实地了解和直观认识成型设备、工艺控制和生产线管理，对聚合物成型加工的整个工艺流程进行整体和全面的认知，他们才有可能创造性地利用学习的理论知识来真正解决生产中遇到的具体问题[3]。

目前江苏大学高分子材料与工程专业建有约200m2的专业实验室，购置有注塑机、挤出成型机、高速混合机、平板硫化仪等成型加工设备，以及拉伸实验机、冲击实验仪、硬度仪、紫外老化仪、高低温实验箱等各种材料及制品性能检测仪器。利用这些仪器设备，我们围绕课程主线，将聚合物材料的制备、成型加工、结构表征及性能测试等方面有机地联系起来，开设了一系列的综合性实验。比如，在聚合物的注射模塑成型实验中，要求学生从原料的选择开始，分析原料的结构和性能特点，有针对性地设定成型加工工艺参数，并在注塑成型得到制品后，对其熔点、熔融指数、热变形温度及力学性能等进行表征和测试。通过对这些聚合物原料—成型加工工艺—制品性能数据之间关系的分析与总结，使学生形成科学研究的思路，掌握解决实际问题的方法。

此外，聚合物材料成型加工具有很强的工程应用性，需要学生建立起大工程的整体观。要达到这样的教学水平和目标，仅靠课堂的学习和实验室实验是不够的，还应该让学生到工厂、车间参观实践，实地了解成型设备、工艺控制及生产线管理等，使学生对工业化生产有具体、直观的感受。

针对这样的问题和现状，本专业积极与周边高分子材料企业加强联系和交流，目前已建成近10个实习实践基地，涉及聚合物成型加工领域的各个方面，包括模压发泡成型、压延成型、注射成型、挤出成型等。通过与这些企业的合作，学生可以现场实地对各种成型加工涉及的原料准备和处理、设备、工艺流程、质量控制等实际生产过程进行近距离的感受。在此基础上，组织学生针对成型过程中的某一感兴趣的内容，或参观实践中发现的具体问题进行资料查阅和文献调研，对涉及该内容和问题的基本原理和基础知识进行更深入的学习，在此基础上提出解决问题的思路和方案并验证。这样就使学生真正将基础理论与实际应用结合起来，掌握科研的方法，培养科学的思维，成为真正有创造力的人才。

参考文献：

[1]周达飞，唐颂超.高分子材料成型加工（第二版），北京：中国轻工业出版社，2006.

[2]李宝铭，张星，郑玉婴.高分子材料成型与加工课程建设初探，化工高等教育，2010，3：39-42.

[3]程丝，王新波.高分子材料专业聚合物加工实验的改进与探索，高校实验室工作研究，2009，2：50-51.

高分子材料与工程的认识篇4

关键词：聚合物；成型加工；教学模式；教学改革

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）03-0268-02

一、前言

目前，全球聚合物材料年产量达数亿吨，在人们的生活和生产中具有不可替代的作用。聚合物制品的性能取决于聚合物本身的性质和成型工艺等。聚合物成型加工是获取高分子材料制品、体现材料特性和开发新材料的重要手段，是高分子材料学科的重要组成部分，这其中包含了许多高分子物理和高分子化学的相关问题，而且与生产实践密切相关。为了使学生能够全面了解和把握聚合物的成型加工技术，《聚合物成型加工》课程涵盖了诸多内容，包括影响聚合物性能的物理化学因素、添加剂、配方设计、聚合物流变学、聚合物共混与制备、成型加工设备、成型工艺等内容，是一门理论性和实践性紧密结合的课程。[1]

如何在教学过程中将基础理论和生产实践相结合，用理论知识来解决生产中遇到的问题，或通过实践中的具体例子来丰富和解释课程中的理论问题，使学生通过对本课程的学习真正掌握相关专业知识，具有高分子材料及其制品设计、生产和研究的科学思维以及创新研究素质，是本课程教学的核心问题。

鉴于上述特点，要学好本课程，就要求学生对高分子化学与高分子物理、成型加工的设备与工艺有一定的感知，讲授内容要有直观性。传统单一板书的授课方式已经难以满足该课程的教学要求，不易达到优秀的教学效果。[2]

针对这些问题，本课程在教学过程中对教学方法、教学模式进行了有益的改革与探索。将课堂讲授、动画仿真、实践教学、课外科研、生产实习相结合，形成了一套课内课外联动以提高教学质量和学习效果的新模式。

二、课堂教学改革

在课堂教学方面，首先要让学生明确聚合物成型加工是一门综合性和实用性很强的学科，近年来发展迅速，新技术和新产品层出不穷，社会和企业对相关人才的需求十分迫切，学好该课程对学生的未来大有裨益，从而激发学生学习的主动性和积极性。在教学过程中，一方面要重视对基础理论知识的讲解，让学生“知其然”又“知其所以然”，例如在讲解压延薄膜时要让学生知道薄膜存在各项异性，更要让他们知晓为何会产生各项异性，如何削弱或者利用各项异性设计想要的产品；另一方面，教师在课程教学中应注意结合成型加工领域的研究前沿和最新发展动态，介绍先进的成型加工设备、工艺和科技成果，丰富和活化教学内容，使教学内容与时代的步伐接轨，让学生能够掌握更多、更新的专业知识。

根据聚合物成型加工涉及的主体内容和本学科特色，该课程以“材料―设备―工艺―制品”为主线、以培养学生扎实的工程素养为目标来组织教学内容。在教学过程中，从高分子材料的加工原理出发，以成型加工的工程观点为着眼点，剖析各种聚合物材料或制品适合的成型加工方法，比较不同成型加工方法之间的共性和区别，使原本宽泛的课程内容集中化、系统化，便于学生归纳、总结和掌握抽象概念以及所涉及的实质问题。

在教学过程中，加强互动式教学[3]，通过教师与学生双方平等交流、探讨甚至辩论，加深学生对知识和现象的理解，进而激发教学双方的主动性、积极性和探索性，提高教学效果。考虑到本课程信息量大、知识点多，本课程教学还采用先进的技术手段辅助教学，使课程内容形象直观准确，在有限的课时内对课程全面系统、深入简出地讲解，让学生更容易的接收和理解。例如，采用多媒体授课可以根据需要随时由理论知识切换到相关的生产现场，既延伸了课堂又增强了授课的说服力，使同学们认识到理论来源于实际而又指导实际的事实，认识到学习本课程的价值和意义。在多媒体课件中增加了丰富的图片和三维动画，可以对学生原本陌生的加工设备、成型工艺、加工原理进行形象的演示，其效果远胜于教师的板书和口授。多媒体教学所选取的图片和动画素材源于国内外相关的精彩报告、精品课件以及在生产现场拍摄的与课程内容相关的聚合物成型加工过程，内容包括压制成型、挤出管材、注射成型、吹塑薄膜、二次成型（“注―拉―吹”工艺）、压延薄膜等，实现了课程的多媒体化、可视化，使学生对聚合物材料成型加工艺有了实际的感性认识，对成型加工过程有了“身临其境”的效果。

另外，课堂教学还充分利用学校的中试车间资源，将与成型加工设备相关的课堂由教室延伸到车间，教师与学生面对真实设备（如挤出机、吹膜机、注射剂等）一起学习其结构、组合、工作原理等。该尝试很好的克服了理论课程讲授时学生对所讲理论缺乏感性认识；成型工艺试验时学生对所做实验缺乏理论认知等矛盾。

三、课外教学改革

虽然上述课堂教学改革探索收到了良好的效果，但仍然未能真正实现教学目标，并且容易使学生眼高手低，实际工作时不能学以致用。《聚合物成型加工》是一门实践性很强的专业课程。因此，有必要对该课程开设配套的实验和实践教学。让学生在实验室和工厂中真实地了解和直观认识成型设备、工艺流程和制品的后处理与性能，开发学生的创新与创造力，培养学生用知识武装自己、解决实际问题的能力。

为此，江南大学通过开设为期两周的聚合物成型工艺实验、组织课外科研兴趣小组、组织学生参加高分子成型加工生产实习等课外环节，提高学生对《聚合物成型加工》的理解和学以致用的能力。

首先，围绕“材料―设备―工艺―制品”这条课程主线，将聚合物材料的选择、制备、成型加工以及性能测试等方面有机地联系起来，开设了一系列综合性成型工艺实验，包括包括聚丙烯的挤出和注塑、聚乙烯的挤出吹膜、聚氯乙烯的开炼机和密炼机混炼、聚氯乙烯混合物的压制成型等试验项目，这些实验涵盖了《聚合物成型加工》课程的主要成型工艺。例如，在聚合物的注射成型实验中，要求学生根据原料的结构与物性，优化成型加工工艺参数（温度、压力、保压时间），并对注塑制品的冲击/拉伸/弯曲/热变形温度等性能进行测试。通过理论学习与实验实践的交叉和对“材料―设备―工艺―制品―性能”之间关系的分析与构建，让学生系统有效地掌握所学知识，并获得灵活应用知识的能力，为下一步毕业设计和就业奠定良好的基础。

其次，本专业教师以开展部级、省级、校级大学生创新实践活动为契机，积极组织学生参与聚合物制备、改性、制品设计等方面的创新课题。学生则分组参与自行设计或者与导师共同商定的课题研究，全面参与研究方案的制定、原材料的选择、共混配方与工艺的优化、制品的制备、制品的设计与性能测试、结果的总结汇报等过程。在专业导师的指导下，通过兴趣小组开展创新课题实践，不仅加深了学生对本课程内容的理解和掌握，还培养了科研创新的能力、分析问题的能力、解决问题的能力、团队协作的能力以及查阅文献和撰写报告的能力。举办课外兴趣小组活动五年多来，不少兴趣小组对自己的创新成果申请专利或者撰写论文，取得较好的效果，学生参与踊跃，目前兴趣小组对学生的覆盖面达80%以上。

此外，学校和学院加强与周边高分子材料企业的联系和交流，建立了10个实习实践基地，涉及聚合物成型加工的各个领域，包括橡胶模压成型、聚丙烯注射成型、多层挤出成型等。本专业每年由学院组织、专业老师带队，带领本专业相关年级全体学生深入到企业一线，参观学习聚合物成型加工的生产过程，听取工厂技术人员的相关介绍，实地了解成型设备、工艺流程、质量控制及生产线管理等，使学生对工业化生产有具体、直观的认识，真正将基础理论与实际应用结合起来，让学生掌握科学的方法，培养科学的思维，成为真正社会和企业所需要的有创造力的有用人才。

四、结语

综上所述，《聚合物成型加工》具有很强的工程应用性，学习该课程时要求学生建立起大工程的整体观。要达到这样的教学水平和目标，既要充分利用现代化的教学手段丰富课堂教学内容，又要借助课外资源充分调动学生参与实验实践的积极性，将理论学习与实践教学紧密结合，发挥其协同效应。通过近年来对本课程教学改革与探索，发现课内课外联动的教学模式能较好的适应本课程的教学要求，具有更好的教学效果。

参考文献：

[1]周达飞，唐颂超.高分子材料成型加工（第二版）[M].北京：中国轻工业出版社，2006.

高分子材料与工程的认识篇5

【关键词】电子科学与技术；电子材料与器件；教学方法

电子材料与器件课程是电子科学技术相关专业的基础性课程，对于学生巩固基础知识和提高专业技能是极为重要的。而提高电子材料与器件课程教学的质量，使课程与社会需求相结合，是高校教师探索的重中之重。笔者承担着我校电子材料与器件课程的教学任务，在总结教学经验的基础上，笔者在教学内容、课程安排和教学形式等方面进行了尝试，并取得了一定的教学成果。

1.电子材料与器件简介

处于电子科学技术产业链前端的电子材料和元器件是众多核心基础产业的重要组成部分，是计算机网络、通讯、数字音频等系统和相关产品发展的基础。电子材料与器件是指在电子技术和微电子技术中使用的材料和器件，包括半导体材料与器件、介电材料与器件、压电与铁电材料、导电金属及其合金材料、磁性材料光电子材料和磁性材料、电磁波屏蔽材料以及其他相关材料与器件。电子材料与器件是现代电子产业和科学技术发展的重要物质基础，同时又是科技领域中技术导向型学科。它涉及到物理化学、电子技术、固体物理学和工艺基础等多学科知识。根据材料的化学性质，可以分为金属电子材料，电子陶瓷，高分子电子、玻璃电介质、气体绝缘介质材料，电感器、绝缘材料、磁性材料、电子五金件、电工陶瓷材料、屏蔽材料、压电晶体材料、电子精细化工材料、电子轻建纺材料、电子锡焊料材料、PCB制作材料、其它电子材料。

2.电子材料与器件课程教学模式

2.1电子材料与器件课程教学形式

电子材料与器件课程既包含电子材料的物理特性和电子器件的工作原理，还包含丰富的电子材料与器件的理论知识，并且与实践应用紧密结合。为了更好的培养学生的时间能力，增强实践意识，达到学以致用的目标。因此，电子材料与器件的课程教学应采取实验教学和理论教学相结合的教学形式，教师安排合理的实验活动，将理论教学与实验教学有机结合，达到学生巩固理论知识、增强实践技能的教学目标。

2.2电子材料与器件教学课时安排

教学采用教材《电子材料与器件原理》。在电子材料与器件教学的课时安排上，该课程作为电子科学与技术专业的核心课程，电子材料与器件课程的总课时应不少于80学时，理论课学时设计应在64学时左右，实验课学时应在16学时左右，任课教师可以根据教学过程中的实际情况增加或减少某一章节的课时安排。

2.3电子材料与器件课程教材选择

在电子材料与器件课程的教材选择方面，由于电子材料与器件是电子科学技术的一部分内容，目前我国关于电子科学技术的参考书籍很多，其中也不乏经典教材，但考虑到本科生对于该课程接触时间段、基础知识薄弱等特点，笔者认为任课教师可以自行编写课件和讲义，以便学生更好的理解教学内容。除此之外，由加拿大萨斯喀彻温大学电气工程系教授、加拿大电子材料与器件首席科学家萨法・卡萨普编写的《电子材料与器件原理（第3版）》也是业界公认的电子材料与器件教学的参考书籍。

3.电子材料与器件课程的理论教学

在新时期素质教育的背景下，电子材料与器件课程的理论教学更侧重于加强学生的实践能力，因此需要对传统的电子科学技术教学中重视原理、定律和规律的模式进行调整，在教学内容的设置方面，为了便于学生更好的理解知识体系，以笔者讲授电子材料与器件理论课程（共80学时）为例，该理论课程共被划分为材料科学的基本概念、固体中的电导和热导、量子物理基础、现代固体理论等四个章节，这四个章节阐述了电子材料与器件涉及的基础理论，内容包括材料科学基础理论、固体中的电导和热导、量子物理基础和现代固体理论，以及对各种功能材料与器件的原理与性能的讨论。另外，在讲授每章内容时，任课教师应注意弱化理论知识，增加实践知识。

4.电子材料与器件课程的实验教学

电子材料与器件的实验教学要与理论教学紧密结合，并重点介绍理论课上讲过的电子材料与器件，实验课程学时不能偏少，开设实在要安排在理论教学完成之后，使学生能够充分将理论知识应用于实践中。在实验开始前，教师要要求学生充分掌握理论知识，实验结束后，学生要写实验报告，使实验切实产生作用，而不是走马观花。在实验课程的设定方面，要尽量避免与其其它验课程的重复，还要确保理论与实践相辅相成，充分利用实验资源。

5.电子材料与器件课程的学生评价体系

素质教育的电子材料与器件课程的学生评价标准应区别于传统的考试评价方式，教师要将学生的平时表现、理论知识掌握、实践能力等纳入对学生的评价体系中。促使学生不再局限于对电子材料与器件规律、定义等知识的僵化掌握，而是将学习重点偏向于实践和应用。这种评价方式的转变，有利于学生积极主动的掌握知识，在实践中巩固理论知识，在理论中深化实践知识，全面提高电子材料与器件的课程教学效率和质量。

电子材料与器件在信息产业的发展与科学技术的研究中的重要性与日俱增。它既是电子科学技术体系专业知识中的重要环节，更为电子科学专业的学生提供了良好的科研基础和就业竞争力。本文通过对电子科学与技术专业特点与电子材料与元器件课程内容的分析，探讨了电子材料和元器件在电子科学专业领域的重要性，笔者还结合自身多年电子科学专业的教学经验，对电子材料与元器件教学的教学形式、课时安排、教材选择进行了新的探索，对电子材料和元器件的理论和实践课程提出了新的意见和建议，以便于提高教学质量，提升学生专业素养。

【参考文献】

[1]萨法・卡萨普.《电子材料与器件原理（第3版）》.西安交通大学出版社.2009年6月

[2]安毓英，刘继芳，李庆辉.光电子技术[M].3版.北京：电子工业出版社，2013

高分子材料与工程的认识篇6

关键词合成材料助剂教学方法考核方式课程教学

中图分类号：G424文献标识码：A

ExplorationandPracticeofSyntheticMaterialAidsTeaching

LICuiqin，WANGJun，LIJie，ZHANGZhiqiu

AbstractAsyntheticmaterialaidisaprofessionalapplicationofchemicalimportantcourses，itsmechanismandperformancedirectlyaffectstheapplicationofpolymermaterials.Icombineyearsofteachingpracticeandexperience，theteachingcurriculumcontent，teachingmethodsandassessmentmethodsareexploredandanalyzed，trainstudents'abilitytointegratetheorywithpractice，improveteachingquality.

Keywordssyntheticmaterialsaids；teachingmethods；assessmentmethods；courseteaching

合成材料助剂课程是应用化学本科专业的一门专业限选课，它是建立在高分子材料和精细化学品的基础上，并与其他多门高分子专业课程和应用化学专业课程交叉的一门课程。本课程主要讲述高分子材料在合成、加工和使用等过程中，为了提高材料的性能而添加的化学助剂。本课程的应用性比较强，不仅包含合成材料用助剂的合成方法、还包括合成材料用助剂的使用方法和选择原则。它直接与应用化学专业的学生毕业后从事的工作密切相关。因此，本课程不仅要求学生了解合成材料用助剂的种类、合成方法，而且还要求学生深入了解合成材料用助剂的使用方法和助剂在材料中的作用机理。然而由于合成材料的种类繁多、应用广泛，导致所需的化学助剂种类更为复杂，知识量很大，但由于该课程是应用化学专业的一门专业限选课，学时较少，导致授课的难度较大。针对这些问题，结合我校应用化学专业的实际情况和笔者多年的教学经验，对该课程的教学进行了一些探索。

1教学内容的整合与优化

我校自2000年将精细化工专业改为应用化学专业以来，对专业课程的组建以及课程内容也进行了合理的调整。如将油田化学课程分拆为钻进化学、采油化学和集输化学，将高分子化学和高分子物理合并为高分子化学与物理。其中对合成材料助剂课程内容也进行了相应的整合，对原有的教学体系和教材进行了优化。原有的教学体系如下：合成材料助剂概论、塑料用助剂、橡胶用助剂、纤维用助剂，该教学体系内容繁杂、重复性较多，如塑料用的很多助剂在纤维和橡胶中也用，导致学生学习起来难度较大，容易混淆，且没有统一的教材，学生只能依赖课堂，课后也无从下手复习。

为了适应本科教学需要，给学生一个清晰的学习提纲，且在规定的学时内完成讲授任务，我校合成材料助剂课程内容通过应用化学教研室教师的多次讨论，按照肖卫东主编的教材《聚合物材料用化学助剂》的内容对课程体系进行了修改，修改的教学体系为：合成材料助剂概论、合成用助剂、加工用助剂、热力学性能助剂、交联用助剂、防护用助剂、助剂的分离与检测。其中合成用助剂主要讲述合成材料所用的合成树脂在聚合反应过程中所添加的化学助剂，如引发剂、溶剂、乳化剂等助剂的种类、性能以及使用原则；加工用助剂主要讲述合成材料在加工过程中为改善合成材料的加工

性能而添加的化学助剂，如剂、脱模剂、增塑剂等助剂作用机理、合成及应用等；热力学性能助剂主要是讲述为改善合成材料的热力学性能而添加的化学助剂，如增强剂、增韧剂、成核剂等；防护用助剂主要讲述为改善合成材料的使用性能、延长材料的使用寿命而添加的化学助剂，如光稳定剂、热稳定剂、抗氧剂、抗静电剂等；通过对教学内容的整合与优化，对高分子材料和精细化学品化学中所涉及的基础知识通过绪论的形式简单讲授，目的是引出本课程的所讲述的重点内容。在对课程内容和教材整合的同时，为了使学生能很好地了解合成材料助剂发展的前沿知识，我校应用化专业的所有教师，针对这一问题进行了详细的讨论，通过将国内外前沿理论、最新研究成果、应用前景以及最新发展动态穿插入课堂内容中，让学生在掌握基础理论知识的同时，了解该学科的发展前沿，为今后的工作奠定基础。

2教学方法的改革与实践

合成材料助剂是一门理论联系实际较强的课程，尤其是随着合成材料在我们日常生产和生活中的应用，很多的合成材料没有助剂的存在，很难广泛应用。如我们日常生活中常用的塑料薄膜，主要成分为PE，但由于其耐热氧性能差，很难适用室外使用，尤其是用做种植大棚用的薄膜，适用寿命很短，直到光热稳定剂和抗氧化剂的出现，PE才得以广泛应用。然而，由于合成材料助剂的种类繁多，如交联用的硫化剂有：硫磺、秋兰姆、金属氧化物、醌类化合物、胺类化合物、有机过氧化物等，每一种硫化剂的作用过程和应用对象又不同。在讲授过程中，为了避免过多的理论讲解导致讲述内容枯燥无趣。这门课程的教学方法也进行了多次讨论，如何让学生在较短的学时内，能主动积极地学好这门课，并能很好地掌握这门课程的重点知识呢？

经过多次讨论，教师们一致认为，最好的教学方法就是将每一种合成材料用的化学助剂通过学生熟悉的生活实例引出，通过学生提问、老师回答的方式进行讲述，让学生先了解这种化学助剂的重要性，然后老师再从基本的作用原理、作用方式以及应用对象进行解释。如我们在讲硫化剂时，先问学生自行车的车胎和汽车车胎有什么区别？为什么会有这么大的区别？学生也可以问老师两种车胎的组成是什么？除了主成分橡胶外，还有什么成分？具体是什么？等等这些问题，然后引出常见的硫化剂――硫磺，硫磺是什么结构的物质？它为什么可以作为硫化剂？除此之外，还有哪些硫化剂呢？先通过讨论的方式，使学生先了解这种合成材料助剂的基本性能，然后再进行理论讲授。

另外，单一的教学方式会使学生缺乏对知识的感性认识，如单凭书本、板书很难将所用的知识讲述清楚，很难使学生掌握重点知识。近年来，通过多次教学会议讨论，一致认为可利用计算机及信息技术，将大量的图片、图像和动画穿插到课程教学内容中，让学生在对知识理论认知的基础上，通过感性认知，把抽象的知识通过直观的画面展示，调动学生的学习积极性和主动性。

教学方法的改革后，学生学习的热情提高了，理论知识掌握得也扎实了。从课后学生反映的情况也可以看出，学生会主动提出一些问题，相互之间进行讨论、交流，并且会将所学过的理论知识与生活中实际例子相结合，并能设想新型化学助剂的性能。

3考核方式的调整和试行

合成材料助剂这门应用化学专业限选课，课程内容的信息量很大，且很多助剂之间的作用和性能比较接近，如光稳定剂和抗氧化剂，均可以通过捕获材料因老化而产生的自由基，且部分的光稳定剂也可以作为抗氧化剂使用。学生仅靠单纯的死记硬背，很难将所用的重点知识理解掌握。因此，结合这门课程的特点，笔者所在的教研室对这门课程的考核方式进行了多次讨论，大部分教师认为，学生对这门课程的掌握程度不能单靠期末考试的成绩来衡量，平时学生的课堂讨论和课堂提问成绩也应纳入考核之中；另外，期末考试的试卷尽量少出大段记忆性的知识，对于重点的理论知识，应以开放性的问答题或讨论题的形式展现，强调学生对知识的理解程度。同时对试卷的评分标准进行调整，对于理解性的试题，评分标准灵活，不应严格按照书本或课堂讲述的语言进行批卷，应根据学生对问题的理解程度进行灵活给分。通过试行这种新的考核方式以来，学生学习这门课程不在是为了考试而学习，考试之前，学生也不再天天吵着让老师划重点，而是收集大量的复习资料，包括参考书、文献等，结合生活中的实际例子，进行讨论、交流。试卷很少出现类似或类同，成绩也能很好地反映学生对这门课程的理解和掌握程度。

总之，通过对合成材料助剂这门应用化学专业课程的教学体系、教学方法等方面的探索与实践，我们摸索出了一条适合应用化学专业学生的教学方法，理论结合实际的教学方式和考核方式，使学生更好地将所学知识灵活运用于日常生活和生产中，提高了学生分析实际问题和解决实际问题的能力，满足社会对综合性人才的需求。

基金项目：黑龙江省“十二五”规划重点课题，项目编号为GBB1211013；黑龙江省“十二五”规划课题，项目编号为HGJXHB2110153；东北石油大学重点课程

参考文献

[1]辛忠，孟鑫，刘霞，等.材料添加剂化学课程教学方法探索[J].化工高等教育，2011.6：61-69.

[2]李奇.材料化学精品课程建设的实践与思考[J].化学教育，2012.9：74-77.

[3]陈宝书，栾道成，刘云强，等.高分子材料课程改革探索与实践[J].高等教育研究，2013.30（4）：40-41.