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高分子材料的优势精选(九篇)

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高分子材料的优势

第1篇:高分子材料的优势范文

【关键词】高分子材料;功能助剂;现在发展趋势

1 高分子材料功能助剂行业现状

(1)高分子材料的发展对于化学助剂行业有高度的关联性。高分子材料化学助剂已经成为现代化学工业体系和材料科学体系的重要交叉领域之一,在高分子材料生产、储运、加工、使用过程中的作用愈加突出,几乎每一种高分子材料的每一种性能都依赖相对应的化学助剂实现。

(2)化学助剂行业发展的专业性越来越强。随着经济水平对于高分子材料要求的提高,新材料技术和化工产业的不断进步,高分子材料化学助剂产业整体呈现快速发展的态势,表现为化学助剂新品种的不断出现,需求数量的较快增长,以及化学助剂性能的不断改进。国际同行业巨头往往根据自身技术优势和经营特点选择几大类别的化学助剂进行生产经营,呈现出化学助剂行业发展的较强专业性。

(3)中国化学助剂行业发展市场潜力巨大。中国在高分子材料领域的高速发展,使我国已成为全球高分子材料化学助剂需求的增长重心。

(4)中国高分子材料化学助剂行业处于加速发展阶段。由于我国高分子材料化学助剂行业起步晚,行业的整体发展水平与国际水平还存有差距,一方面单一企业经营规模较小、新结构物产品匮乏、化学助剂应用技术服务能力较差、行业集约化程度不够、产品未形成集约化规模经营、高端产品少、许多产品品种形成系列化。另一方面,中国化学助剂行业呈现快速发展的态势,专业化、规模化、技术型企业不断出现和发展,部分企业已经在全球具有很好的知名度。

2 高分子材料功能助剂的发展分析

2.1 分离纯化技术

分离纯化技术是指将特定化学物质与周边干扰物质彼此分离,获得单一高纯度化学物质的技术。分离提纯的方法主要包含两大内容:一是研究获得高纯度物质的分离提纯方法,二是研究如何将这种分离提纯方法,实现大规模的工业生产。分离提纯的方法不拘泥于物理变化还是化学变化,在可能的条件下使样品中的杂质或使样品中各种成分分离开来的变化都可使用。化学助剂生产就是利用前述一种或几种技术的组合对产品原料、中间体、产成品进行纯化,使其满足工艺过程和质量指标的各项要求。

2.2 化学合成技术

化学合成技术是指利用现有化学物质创造出具备特定结构和性能的化学物质技术,主要包括:卤化技术、磺化技术、硝化技术、酯化技术、氧化技术、还原技术、烷基化技术、酰化技术、氨解技术、羟基化技术、缩合技术、聚合技术、官能团的引入和选择性转换技术等单元反应技术。化学助剂生产就是利用前述一种或几种技术的组合对产品原料、半成品进行化学合成,进而得到成品或中间体的过程。

2.3 检测分析技术

检测分析技术是指针对特定目标物质,获得其成分、结构、性能、纯度等具体参数的技术手段,主要包括:高效液相色谱分离检测技术、气相色谱分离检测技术、原子吸收光谱检测技术、气-质联机差热分析技术、热失重检测分析技术、激光粒度检测技术、X 衍射分析检测技术、红外和紫外光谱分析检测技术及其他一系列化学或物理分析技术等。化学助剂的生产需要选用适当的检测技术或几种技术的联合,对原料、中间体、产成品和生产过程控制的各项指标进行分析检验以确保符合客户和生产的需要。

2.4 化学助剂应用技术

高分子材料化学助剂应用技术是在化学助剂复合技术基础之上发展而来,其主要内容包括:一是指化学助剂在完成化学合成之后的剂型选择和确定,比如造粒、乳化、微粒化等,以使化学助剂适宜于在高分子材料中更好发挥作用;二是指为确保不同的高分子材料获得特定的功能和用途,需要添加不同品种、不同功能、不同剂量的各种化学助剂来实现高分子材料的性能改善目标,

3 高分材料功能助剂的发展趋势

(1)高效化。高效化是指在确定助剂用量的情况下实现效果最大化。主要途径为助剂的高分子量化,普通的助剂分子量较低,容易挥发迁移、渗出,降低了助剂的效能,而高分子量化可减少挥发性、迁移性,提高热稳定性、耐水解能力、与材料的相容性,而使助剂的效能得以充分发挥。

(2)多样化。高分子材料化学助剂的多样化不仅在于新品种的出现和应用高分子材料范围的扩大,更在于其作用途径的多样化。高分子材料化学助剂的功能是由其相应的官能团结构决定的,一方面,传统的官能团结构不断得到改进和完善,使产品序列不断丰富,另一方面,新的官能团结构不断被发现,使助剂发挥作用的途径呈现多样化。

(3)复合化。复合化的是各种高分子材料化学助剂的共混物,目的是令高分子材料化学助剂具有多功能性和增强协同效应,使应用简单方便。现代的复合技术已非初期的几种助剂简单混合,已发展成为多组份协效性能的研发,各组分之间协同机理的研究和协同组分的开发将是高分子材料化学助剂复合应用技术研发的关键。

(4)系列化。系列化指通过对同一类助剂产品的结构和其应用性能发展规律的分析研究,将系列化的新助剂产品的主要参数、类型、性能、基本结构等作出合理的安排与计划,以协调同类产品、配套产品和目标高分子材料之间更加合理的协同关系,从而充分发挥助剂产品的协同效应和协配性,获得更好的市场通用性。

(5)环保化。随着环保法规日益严格和可持续发展需要,环保化将成为化学助剂发展的重点。一方面是化学助剂制造过程的清洁生产工艺的开发,节能减排;另一方面主要为发展环境友好助剂,限制或禁止使用对人体和自然环境有毒有害的助剂。

4 结束语

随着高分子材料化学助剂高效化、多样化、复合化、环保化、系列化的趋势不断发展,高分子材料化学助剂的各类相关技术也沿着上述趋势不断演变进步。高分子材料化学助剂企业只有在掌握化学助剂主体技术的基础之上,沿着发展趋势不断研发新技术,才能在未来的竞争中获得优势地位。

参考文献:

[1]白凡飞,贺平,贾志杰,黄新堂,何云.原位生成法制备单分散的纳米氧化锌分散液[J].材料科学与工程学报,2005(05).

第2篇:高分子材料的优势范文

关键词:交通;高分子材料;工程应用;人才培养

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)22-0139-02

一、前言

交通拥堵已成为世界主要国家存在的交通主要问题。为解决交通拥堵和提高客运运输能力他们正在寻求新的交通政策和解决办法,其中最重要方法就是发展轨道交通。因为轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点,主要包括干线铁路、地铁、轻轨、有轨电车等轨道交通系统。预计到2020年,我国城市化水平将超过50%,城市轨道交通累计营业里程将达到7395千米。发展轨道交通,必须要克服车辆的走行性能、轻量化、集电性能、环保、空气力学以及其他诸如改善车内环境、提高乘车舒适度、提高耐候性和耐火性等方面的技术,而车辆的轻量化在解决其他各项技术方面起着至关重要性,高速列车的轻量化必须大量采用高分子材料及复合材料。随着科学技术的不断进步,具有质轻、高强度以及易成型等特点的集结构功能一体化的新型高分子材料,尤其是高分子复合材料越来越多地应用在现代轨道交通领域。

另外,随着轨道交通的发展,尤其是铁路的提速,噪音污染对于人类的威胁也越来越大,甚至危及生命,因此,控制振动、降低噪音已成为急需解决的重大问题。在众多的阻尼防噪材料中,其中以高分子阻尼降噪材料阻尼耗能的作用更为突出。高分子材料阻尼特性一直以来是一项重要的研究课题,同时高阻尼聚合物也是目前发展高性能减震降噪材料的重点发展方向。因为高分子材料具有以下特点:(1)利用其玻璃态转化区的粘性阻尼部分,将机械能或声能部分转变为热能逸散掉,通过阻尼制振降低车厢结构共振区的振动,从而减小车内噪声。(2)利用小分子和极性高聚物之间会形成可逆的氢键,氢键在振动下会不断断裂和形成新键,最终将机械能转化为热能而耗散。(3)将不同的阻尼材料交替层状排列,利用多层杂化材料叠加来有效地拓宽材料的有效阻尼温域,通过控制复合材料的层状结构和数量将可获得更高阻尼值。这些特性是其他材料无法达到的。发展高分子交通材料对于发展交通具有非常重要的应用价值。在当今经济发展的中国,开设具有交通特色的高分子材料专业,培养更多掌握高分子材料的基本知识和应用技术的人才具有划时代的意义。

二、高分子专业特色

作为以交通为特色的一所大学,专业设置必须具有交通的特点。学校在“十三五”规划中,就明显地突出了交通的特色,确立了学校的发展目标,将其定为“以交通为特色,轨道为核心”发展理念,而且强调其他所有的专业建设必须紧紧围绕着这个目标,包括学科建设和人才引进。作为与轨道交通有着非常紧密联系的高分子材料专业更要凸现交通特色。我们在专业建设方面紧紧围绕交通的特色,包括本科的课程设置、学科专业方向和人才引进。在课程设置方面我们更多地注重学生的实际能力的培养,以轨道交通为靶向,为交通运输行业提供掌握高分子材料基础知识和实际应用人才。在学科建设方面首先以高分子材料基础理论建立学科平台,尤其是硕士学位硕士点,目前,该专业有专材料科学与工程和化学两个一级硕士学位硕士点来支撑;其次,按照学校的发展定位凝练学科特色,突出交通,以教授为学科带头人,形成专业团队,在高分子材料与工程专业主要体现在以下几个方面:(1)根据聚合物的流变学原理,利用共混的手段,将两种或多种聚合物进行共混改性,以改善单一高分子材料性能,获得更加广泛的交通应用材料。同时通过改性可获得较窄的玻璃化转变温度,以形成宽温域、宽频率阻尼高分子材料。(2)利用接枝共聚的化学方法,将具有一种较长链段或带有功能基团的单体接枝到聚合物主链上,使聚合物能形成多个侧链或者交联,获得新型功能通材料;同时还可以通过改性使侧链与侧链之间产生纠缠,实现阻尼增强的效果。(3)运用复合的方式,选择一种较强的力学强度和较高损耗因子聚合物,通过与一些补强材料或添加第二相粒子,以形成各类具有高性能的复合材料,同时达到应用的需要。(4)利用有机硅独特的结构,其兼备了无机材料与有机材料的性能,即具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性,制备硅氧键(-Si-O-Si-)为骨架组成的聚硅氧烷。这类材料应用领域不断拓宽,而且形成了化工新材料界独树一帜的重要产品体系。

三、高分子专业培养模式

1.明确交通特色的培养目标。在科技发展的今天,材料已成为三大支柱产业(材料、能源、信息)之一,材料的发展水平已作为评价一个国家综合实力的重要标志。高分子材料与工程是材料科学与工程的一个分支,它在实际生活中得到广泛的应用。另外,高分子材料易于改性,赋予新功能性,这就使得高分子材料的应用进一步拓展。社会更加急需掌握高分子材料与工程理论知识和专业技能的专业人才。作为工科性质的大学,培养具有一定的实际操作能力,能以理论指导实践、应用于实践,服务于地方经济建设的高分子材料与工程专业技术人才是十分重要的责任。而作为交通特色的大学,高分子材料专业人才的培养必须适应当今轨道交通的需求,专业培养模式应该是“强化基础,注重交通,突出创新”。

2.以科学研究强化专业建设内涵。专业建设内涵主要包括课程设置、教材建设和师资队伍等内涵建设。课程体系是实现培养目标最直接的体现,是形成人才知识结构和提高能力的主要来源,是提高人才培养素质的核心,也是教学改革的重点。根据我们高分子专业的培养目标,合理地设置课程,才能高效地促进专业发展,在此,我们按照三个模块来进行选择和设置课程,基础理论模块按照国家教资委的要求设置基础理论课程,选择“十二五”规划或获奖教材,系统传授基础理论课程,在大一和大二上完成基础理论课程,为专业基础理论及专业研究方向提供理论指导;专业基础模块体现高分子专业特色设置课程,选择丰富经验的教师授课,尤其具有专业特长高级职称教师,在高分子专业上传授高分子专业基础课;专业方向模块突出交通特色,发挥专业研究方向的优势让学生有选择性进入不同方向的导师团队,团队的导师必须具有行业经历,尤其在专业方向上进行过专业生产实践,承担过或正在承担企业项目,在校内进行专业方向模块训练,这样可以做到形式不单一,课程内容不重复。在丰富教学内容的同时,又加强了师资队伍的建设。

3.以实践教学促进专业建设。高分子材料与工程专业与大部分工科专业有着相同的特点,重视工程实践,该专业是在大量的科学实验和工程实践基础上发现并总结出来的,运用科学分析方法探索其内在的作用机理,采用数学、物理、化学理论与模型计算归纳形成理论体系,并在理论指导下,将科学研究应用于生产实践,使理论体系进一步得以检验并逐步完善,实际上高分子专业形成过程是经过实践到理论再实践的发展过程。针对这一特点,我们在设置课程的同时有意侧重实践课程教学,尤其是交通特色的高分子材料实践教学,培养学生在交通领域具有创新意识、创新能力和实践能力。

高分子专业教学实践分为校内和校外实践。在校内主要包括专业基础实验教学、专业实验、开放实验、课程设计、计算机模拟实践和毕业教学环节等实践教学部分。而在校外主要包括认识实习、生产实习以及毕业实习等实践环节。校内实践是校外实践的基础,相互衔接,在专业基础实验教学中要积极有效地开展研究型、设计综合型实验教学,鼓励学生利用业余时间参加开放实验活动,注重培养学生的动手能力和科研能力。校外实践注重实训基地的建设,形成良性互动,学生在生产实习中得到锻炼,企业在学生的生产实践中发现人才,能为企业使用,学校提高了声誉,企业也大大地降低了生产成本,两个实践模式的有效结合,提高了学生的动手能力,加强了学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,为今后从事本专业研究与生产奠定良好的基础。此外,我们还探索了一条校企合作培养的模式,在学生和企业中产生很好的效应。也就是利用毕业实习阶段,将有意愿到企业就业的同学以企业工程师为导师,在企业中完成毕设,打破了原来学生必须在学校的导师指导下完成毕业设计的模式。

四、结语

高分子材料应用非常广泛,从国家发展规划就不难发现,在“十三五”规划中,新材料就已经成为重大科技项目之一,为在新材料、新技术、新工艺方面有重大突破,就需要更多更优秀的材料从事者。尤其是轨道交通轻量化的发展,对于材料的要求就越来越高,特别是高分子材料和复合材料,因为他们具有非常显著的优势。这就要求高等教育必须培养更多掌握高分子交通材料的优秀人才,因此,改革高分子材料与工程专业的教育教学,使之适应当今轨道交通发展。教学改革必须更加注重高分子材料与工程专业学生的工程应用能力的培养、办学质量和人才培养质量。提倡一种“强化基础,注重交通,突出创新”的培养模式,以适合当代轨道交通发展的需要。

参考文献

第3篇:高分子材料的优势范文

【关键词】高分子材料 涂层 泵维修 技术与应用

1 高分子的分类和特点

1.1 高分子分类

按照不同的标准,高分子有很多的分法,不过主要还是以下几种分法:高分子化合物按照其来源分,主要分为合成高分子化合物和天然高分子化合物两种。而在天然的有机高分子化合物中。其成份有淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶这几类;按照高分子化合物结构中的分子链分类,可分为支链型高分子、线型高分子和体型高分子;按照高分子化合物受热时表现的行为不同可将其分为热塑性高分子和热固性高分子。按照高分子化合物的使用情况和工艺性质分类,可分为塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂和密封材料。

1.2 高分子特点

高分子涂层材料是近几年年来在机械制造业和机械修理业当中,快速迅猛发展起来的一项新型材料和新技术。它能够将单一材料的机械零件转化成为复合型材料结构,以金属为基体以便可以承受零件设计的强度,以高分子材料涂层为表面用来改善零件的耐磨性、防震性和抗腐蚀性等。高分子化合物拥有很多跟低分子化合物不同的特殊性能,比如其机械强度较大、可塑性很好、弹性也较高、硬度非常大、耐热、耐磨、耐溶剂、耐腐蚀、气密性恨好、电绝缘性强等,由于高分子材料具有以上的一些特性,使其在各行各业有了比较广阔的应用。可以见得我们平常使用的普通高分子材料,均是将各种添加剂加入高分子化合物中所得到的,这些高分子化合物的性质决定了高分子材料的一些基本性能,因此各种不同添加剂的作用就是在于能够更好地发挥、保持和改进高分子化合物的性能,满足对设备的不同要求,能用在更多不同的方面。

2 高分子涂层与泵维修方面

2.1 泵涂层的防腐性能

在泵工作过程中,经常会输送带有酸性或者碱性的具有腐蚀性介质的液体或固体杂质,这样很容易造成泵的有点腐蚀、缝隙腐蚀、氢脆、侵蚀、磨损等严重后果。当今在施工过程中应用比较多的防腐蚀材料是以环氧树脂为主。在金属材料内和环氧树脂间都存在较好的防腐蚀耐磨性能和粘接强度较高,能够有效的隔断带有腐蚀性的物质与金属表面接触。而对于环氧树脂这种材料能耐绝大多数的酸、碱、盐类的腐蚀,尤其是在氯离子侵蚀严重的海水中用的泵有很好的防腐效果。

2.2 泵耐磨修复和保护

市场上目前生产高分子材料的厂家主要有Devcon(得复康)、Be-lzona(贝尔佐纳)、Metaline、Loctite(乐泰)、ARC、Thortex等等。从聚合物的类型可以将高分子材料分为聚氨酯(PU)和环氧树脂(EP)二种。以聚氨酯(PU)为主要成分的涂层具有类似橡胶的弹性和韧性,细粉的固体(指的是直径小于1 mm的颗粒)耐磨损性能比较良好,并且可以大量吸收汽蚀产生的冲击能量。以环氧树脂(EP)为主要成分的涂层中通常会添加碳化硅、陶瓷的粉末或者颗粒作为填料,这样能够非常有效的增强耐温和耐磨损的性能。

2.3 涂层修复和传统焊补的区别

泵在受到腐蚀或磨损的时候,传统方法会通常采用堆焊、补焊等修补方法,这种方法很容易导致局部产生热应力变形,慢慢改变装配的尺寸,修补后就不能恢复到正常的组装状态了,严重时甚至会导致整个部件成为废品。如果用高分子涂层去修复工件,修复涂层在施工时就会呈现出流体状,在这种情况下再在常温常压下16 个小时就可以完全固化,这种方法不会产生热应力,部件修复后就可以顺利装配。

2.4 涂覆后泵能节能增效

由于铸造缺陷或加工不良等原因,泵过流部件表面经常会出现粗糙的表面,这样会导致摩擦阻力发热,然后引起能量损失。我们常规减小阻力的方法主要是精密机加工、抛光等;亦或者采用不锈钢材料来增强表面的光洁度,这样不仅会大大增加生产成本,而且抛光的金属表面更不能解决腐蚀等问题,特别是在海水介质多的条件下,氯离子浓度极高,很容易侵蚀不锈钢的表面。受腐蚀的金属慢慢表面产生凹坑和裂缝,但如果采用堆焊的方法去修复,就容易导致热应力变形,最终泵体无法回装。另外,本体金属和焊缝金属会容易形成原电池,构成电解双金属腐蚀效应,导致第二次腐蚀。刷涂或喷涂陶瓷环氧树脂,施工后其会流成非常光滑的表面,而且表面也具有油性疏水性,可以大大降低流体的阻力。施工时先用膏状陶瓷修补剂刮抹到金属表面来填补凹坑。再在两边刷涂陶瓷防护剂,使得最终表面变得更加光滑。

3 高分子涂层在实际中的应用

从20世纪初期以来,苏尔寿泵业上海技术服务中心(简称苏尔寿)使用了高分子材料涂层的方法,已经修复了40多套造纸纸浆泵、50多套火电厂FGD浆液循环泵的叶轮、侧板及泵壳。并且,对于水处理用泵、冷却水循环泵、真空泵和搅拌器叶轮的防腐涂层也取得了非常好的效果。具体应用领域见表1。

4 结语

由于高分子化合物具有相对分子质量很大,一般都处于固体或凝胶状态,具有很好的机械强度的特点,又因为其分子是由共价键结合而形成的,因此有非常好的绝缘性和耐腐蚀性能,而且由于其分子链较长,分子的长度与直径之比大于一千,因而有较好的高弹性和可塑性。另外,高分子涂层具有高弹性、熔融性、溶解性、溶液的行为和结晶性等方面特性,所以,高分子涂层在高温油泵蜡油泵、辐射泵等泵的维修中拥有很大的优势,可以解决传统修理方法不能解决的很多问题。因此,高分子涂层在今后维修泵的过程中应用会越来越广泛。

参考文献

[1] 洪啸吟,冯汉保.涂料化学[M].北京:科学出版社,2006

第4篇:高分子材料的优势范文

摘要:随着高等工程教育改革和社会发展,工程教育认证已经在我国高等工程专业实施。工程教育认证是高等教育工程观的重要转变,主要倡导学生中心、产出导向、持续改进三个基本理念。高校应当按照工程教育认证要求,加强专业内涵建设,调整培养目标,改进培养标准,重构工程人才培养体系,推进工程教育的改革和发展。

关键词:工程教育认证;教学改革;专业建设;人才培养

中图分类号:TB1 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)52-0007-03

专业建设是高校本科教学的基础性、持续性、引领性工作。经济全球化带动了工程教育的国际化[1],《华盛顿协议》为工程类学生走向国际提供了质量标准通行证。为推进我国工程教育改革,提高工程教育质量,从而提升工程技术人才的国际竞争力[2],早在2005年,我国就开始了试点工程教育专业认证工作。2013年,我国成为“华盛顿协议”预备成员国,标志着中国工程教育专业认证体系得到国际认可,这对促进我国工程教育改革和发展有着重要作用。我们必须以此为契机,加强专业建设内涵式发展,进一步提高我国高等工程教育国际化水平和人才培养质量[3]。

一、工程教育认证对专业建设提出的挑战

工程教育认证主要倡导三个基本理念:学生中心理念、产出导向理念、持续改进理念[2],这些理念代表了工程教育改革的方向,也明确了对专业建设的要求。

1.培养目标与毕业要求的一致性。培养目标和培养方案是直接影响高校人才培养的关键因素。工程教育认证强调以产出为导向,逆向设计培养方案,从“教师教什么”转变为“学生达到什么”,以社会需求来确定合理的培养目标,明确支撑培养目标的毕业要求。从工程教育认证对毕业生的12条认证标准可以看出,工程教育应注意以市场需求为导向,在多学科背景下对学生工程实践能力的培养,并重视其职业道德和社会责任感的培养。工程教育认证首先要求培养目标定位准确合理,并且各项毕业要求必须能够完整支撑培养目标。培养目标是专业建设的龙头,毕业要求必须围绕培养目标展开,并要能为培养目标提供合理和足够的支撑。工程教育认证看重的是学生广泛受益,因此专业在设定培养目标时要脚踏实地,不能好高骛远。毕业要求是对毕业生的规格设定,不同的培养目标所要求的毕业生的能力和知识必然不同,要注意其差异性。

2.课程体系对毕业要求的支撑度。课程体系是人才培养的主要部分,科学合理、有效运行的课程体系对专业建设有较好的促进作用。工程教育认证下的课程体系必须在广度、深度及运行等方面有效分解、合并并合理承载各项毕业要求。首先,必须要有足够多的支撑毕业要求的相关课程;其次,相关的课程在教学与实践内容的广度和深度上必须能够匹配该项毕业要求。例如,在毕业要求中如强调应具备很好的高分子材料成型加工应用能力,那么在课程体系中不仅应规划足够的高分子材料与工程专业相关的基础科学理论知识和工程技术基础知识,而且必须设置足够的高分子材料合成与成型加工实验课程和工程实践环节,并且应分布在不同的学期内,以便形成能力培养的有效衔接。

3.持续改进,建立保障机制。持续改进是贯穿于工程教育认证全过程的理念,持续改进效果则有赖于学校教学质量管理体系的完整性与有效性。完善的质量保障体系是培养达标人才的一个关键。工程教育认证提出要有一个能对培养目标、毕业要求和教学活动实施持续有效的改进体系,包含校内、校外、课内三个循环,并且对这三个改进和三个循环的要素建立互相作用的关系。

二、工程教育认证下加强品牌专业建设

工程教育认证对提升专业建设水平有着重要影响,高校在专业建设中要深入工程认证理念,为培养专业型高素质人才打下良好基础。

1.立足定位,明确人才培养目标。根据工程教育认证指导,学校应从人才培养的层次、面向和未来三方面明确人才培养目标,以保证人才培养既符合学校办学定位,又适应社会经济发展,同时还兼顾学生可持续发展。常州大学高分子材料与工程专业是江苏省高校中开设的第一个高分子材料加工类专业。专业自建立以来,以“跟进式教育”理念为指导,坚持目标导向和持续改进,先后获得“十一五”国家级特色专业、“十二五”教育部综合改革项目试点专业、江苏省“十二五”重点专业、2003―2010年江苏省品牌专业和2015年江苏省高校品牌专业A类建设点。专业根据学校总体办学定位和石油石化行业发展对高分子材料与工程专业人才的特殊需求,结合教育部高分子材料与工程R到萄е傅嘉员会制定的专业规范,并充分体现自己的特色,将人才培养定位为立足地方,面向高分子材料成型加工及应用领域,培养具有良好职业道德与团队精神,能承担社会责任,具有扎实的高分子材料与工程专业知识,具备解决高分子材料成型加工中工程问题的能力和创新思维,适应行业与区域经济发展的人才,为材料、化工、能源、环境等行业输送具有国际化视野的工程应用型人才做好准备。

学校根据工程教育认证标准中对毕业生的毕业要求,面向社会需求,结合学校多年人才培养的实践与积淀,提出高分子材料与工程专业的5个具体培养目标:①具有良好职业道德和人文社会科学素养,能承担社会责任;②具有扎实的自然科学、工程基础和高分子材料工程专业知识,具有通过现代信息技术获取信息的能力,具备解决高分子材料成型加工过程中工程问题的基本素质和能力;③具有一定的经济、法律、安全、环境和管理等知识,具备推进社会可持续发展的综合能力;④能够在高分子材料与工程相关领域成功就业,具有团队合作精神和国际交流能力,能够在团队中作为成员或者领导者有效地发挥作用;⑤具有终身学习的意识,拓展自己的知识和能力,具备自主创新创业的能力。

2.产出导向,制定人才培养标准。工程教育认证的人才培养标准体现为内容和表现两个层面,一个回答了“社会需要什么样的工程人才”问题,一个回答了“工程专业本科毕业生应该具备的知识、能力和素养”问题。高分子材料与工程专业参考工程教育专业认证标准,依据培养目标,结合学校特色,提出了12条人才培养标准要求:①掌握高分子材料工程所需的相关数学、自然科学、工程基础和专业知识;②能够运用高分子材料工程所需的相关知识,具备对高分子材料成型加工过程进行工程问题分析和解决的初步能力;③具有创新意识,能够综合运用所学理论和技术,能综合考虑社会、健康、安全、法律、经济以及环境等因素;④掌握高分子材料合成与成型加工实验、工程实践、科学研究和工程设计的基本技能,具备对产品、工艺、技术和设备进行研究、开发和设计的初步能力,并能够设计实验及对实验数据进行分析、解释并得出合理结论;⑤具备计算机理论知识,掌握文献检索、资料查询和现代信息技术等方法,具有独立获取新知识的能力;⑥掌握高分子材料与工程专业相关的基础科学理论知识和工程技术基础知识,并能应用本专业基本理论知识解决复杂高分子材料工程问题,理解应承担的社会责任;⑦了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研发、环境保护和可持续发展等方面的方针政策、法律法规;⑧具有较好的人文社会科学素养、较强的社会责任感,理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任;⑨具有一定的参与或组织管理能力、表达能力、人际交往能力以及在多学科背景下的团队中发挥作用的能力;⑩掌握一门外语,具有较强的听、说、读、写能力,具备撰写报告、设计文稿、陈述发言、清晰表达及有效沟通等能力,并具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力;{11}具备一定的项目管理能力,理解并掌握工程管理原理与相关经济决策方法,并能在多学科环境中应用;{12}具有终身学习意识和不断学习、适应社会发展的能力。上述人才培养标准要求完全覆盖了工程教育认证标准中对毕业生的要求,能够完整支撑培养目标,并且能够按照地方区域经济社会的发展对人才培养需求的变化而适时调整,使其具有可持续性。同时,本专业制定了可供具体落实、过程检查和结果评价的标准体系,确保培养标准切实可行,易操作。

3.学生中心,构建课程体系。本专业致力于培养适应经济发展要求的高分子材料与工程专业应用型人才,为能够对人才培养标准要求的达成提供有力支撑,构建“211+”课程体系,合理配置基础知识课程、专业课程、实践技能课程以及能力素养课程,以满足区域经济特别是高分子材料加工行业对人才的需求。该课程体系借鉴国际化教育方法与先进的教学体系,注重学科交叉,在传统课程体系的基础上,结合现代教育特点,对课程知识体系进行合理优化:在新的课程体系中融入化学、机械、环境、管理等学科的相关课程。“211+”课程体系具有基础性、全面性、系统性,并注重课程的综合性、交叉性、适应性,能够满足社会对高分子材料人才的要求。“2”指化学类和机械类两大基础课程群,多学科融合的知识积淀为专业课程的学习奠定扎实基础。化学类指无机与分析化学、物理化学、有机化学和化工原理等基础课程;机械类指机械设计基础、工程制图与CAD、工程力学和电工与电子技术等基础课程。第一个“1”是指专业课程群。瞄准我国产业结构转型升级,重点支持的高分子材料产业。开设高分子物理、高分子化学、高分子材料成型工艺学、高分子材料成型模具、高分子材料成型加工原理、材料现代测试方法等课程,满足区域经济特别是高分子材料加工行业的需求,满足学生多样化专业兴趣和职业发展规划的需要。第二个“1”是指实践课程群。依托国家级实验教学示范中心等高水平实践平台,开设高分子化学实验、高分子物理实验、专业实验、课程设计、生产实习等实践教学课程,彰显重实践、重应用的特点。“+”是指为适应经济发展需求而设置的能力素养提升课程,课程内容不断更新改进,做到与时俱进。如为适应培养国际化人才的要求,开设双语教学课程;为增强学生的安全环保意识,开设“安全技术概论”和“环境保护概论”课程;为增强学生的经济意识,开设“新材料经济与管理”课程,为培养专业能力强、富有责任感的应用型创新人才打下坚实基础。

4.持续改进,关注人才未来发展。提高教学质量,是高校教育的永恒主题。本专业以工程教育认证的教学质量管理要求为指导性文件,全面建立教学过程质量监督及持续改进体系,大力推进社会、学校、全体老师和学生参与的教学过程质量跟踪管理体系的实施,持续改进教学质量管理机制,制定教学环节质量监督体系、课程教学评价跟踪体系及对培养目标及教学质量持续改进的评价体系,从整体上达到工程教育认证标准,促进教学水平和人才培养质量的提高。

专业实行校、院、专业三级教学管理体制。建立了由校领导、教务处、校教学监督组、学院院长、教学副院长、学院教务办公室、专业负责人等组成的本科教学管理机制。在该管理体系下,根据学校教学管理制度和人才培养的目标要求,建立教学过程质量监督机制,定期进行教学质量评估,持续改进教学质量。建立与工程教育认证相符的教学管理组织机构、制定教学过程管理制度、建立教学质量监督与评价体系、采取培养目标与教学质量监督体系等持续改进措施,促进教学质量的提高。另外,校院两级教学工作委员会通过对培养计划的制订(修订)等重大工作的审核、指导等对相应的本科教学质量的保障和提高,提供了制度和管理方面的有力保证。同时还建立了毕业生跟踪反馈与社会评价机制,对本专业的培养目标实现状况进行持续评估和改进。通过应届毕业生座谈会、往届毕业生座谈会、用人单位调查、社会第三方评估四个途径对培养目标的达成与否进行定期评价,并制定相应的改进措施。

工程教育认证对地方本科高校是机遇,也是挑战。在工程教育认证背景下加强专业建设,推进人才培养改革,可以打破传统教育的束缚,更好的发挥区域优势和专业特色,推进学校可持续发展。

参考文献:

[1]姜宇,姜松.基于工程教育认证的教师教学创新能力研究[J].高校教育管理,2015,(6):105-109.

第5篇:高分子材料的优势范文

关键词:课程建设;创新型人才

一、课程建设在创新型人才培养体系中的作用与意义

1,创新型人才培养的基础是课程建设

教学以课程为起点,课程居于教学的核心,是教学活动中内容和过程的统一。课程是把教育思想、观念、宗旨等转变为具体教育实践的中介,没有这个中介,一切教育目的、思想、观念、宗旨等都不可能得到落实。因此,要实现创新教育目标,优化课程体系应是首当其冲。

许多教育教学研究成果表明,创新人才的培养使命最终要靠创新课程体系来完成,创新课程体系是实现创新人才培养的终归途径。创新课程体系不能单靠某种因素构成,而要包括课程的新观念、新内容、新机制和新方法等。华中科技大学承担的新世纪高等教育教学改革工程项目项目组通过对国内外高校的人才培养进行调研、分析,得出结论:课程体系是开展创新教育的保证,工程实践是创新的基础,开展各项创新活动是培养创新人才的有力措施。

2,课程建设可以有效促进专业发展

科学、合理的课程体系可以有效促进专业建设与发展。以郑州大学国家精品课程“材料科学基础”为例,通过课程改革,综合了金属材料、高分子材料、无机非金属材料、材料加工等专业基础知识,构筑材料科学与工程学院新的基础平台课程体系。改革实践教学环节,增设八类“材料科学与工程基础实验”,实现了材料科学与工程大类专业人才培养新模式。突出“宽口径、厚基础、高素质、强能力”的创新教育理念,促进了专业建设与发展,使材料科学与工程大专业逐步成为郑州大学的特色专业。

在2007年4月召开的教育部高等学校高分子材料与工程专业教学指导分委员会工作年会上,与会专家结合高分子材料专业建设、专业规范、专业评估等工作,重点进行了课程建设研讨。围绕创新型人才培养模式,结合已有的课程改革成果,通过认真讨论,计划由郑州大学作为召集单位,针对高分子材料与工程专业本科生教学过程中存在的问题,以“高分子材料成型加工”课程建设为切入点,提出具体的课程建设规划,探讨课程建设对创新型人才培养的作用与意义,并探讨该课程对高分子材料成型加工新专业建设的推动作用。

二、课程建设基本思路与内容

结合学院本科教育发展目标,根据学科专业的发展趋势、社会对人才的要求和学院的具体情况,材料科学与工程学院确定了“以教学为中心,学科专业建设为龙头,队伍建设、实验室建设和科学研究为主体,全面提升学院的整体实力和水平,努力建设成为培养工程应用创新型人才”的总体目标,突出“高分子材料成型加工”课程建设的基本思路为:强化基础,注重实践,突出创新。具体包括:

1,拓展课程专业理论知识与技术方法

在原有课程体系的基础上,结合现代教育特点,借鉴国际化教育方法与先进的教学体系,在课程建设过程中,具体通过三项措施优化课程知识体系:

(1)拓展专业知识。主要包括:在新的课程体系中融入“高分子材料科学基础”、“高分子材料成型原理”、“成型机械”、“成型模具”等相关课程知识,组成新的课程基础平台,突出新课程体系的基础性、全面性、系统性。

(2)增加技术方法课程内容。主要包括:在材料加工知识领域增加“高分子材料制品开发设计”、“生产质量管理”、“工厂车间设计”以及最新的数字化制造技术等知识,全面拓展各类高分子材料(有机材料)的成型与加工新技术、新工艺、新方法,保持课程中材料成型加工技术与方法的新颖性、先进性、前沿性。

(3)注重学科交叉。主要包括:在课程体系中不仅涉及高分子材料与工程专业的相关知识,更要综合交叉材料科学基础、材料加工学、机械工程学和生产管理学为一体的新型教学平台,注重课程建设的综合性、交叉性、适应性。

2,强化实践教学环节

在高等教育中,实验教学是全面实现人才培养目标的一个重要环节。它具有直观性、实践性和探索性的特点,同时具有传授知识、培养能力以及思想品德教育的作用,是提高学生实践能力和科学素质的重要手段,是培养合格人才用其他教学环节不可代替的重要环节。“面向21世纪教育振兴行动计划”中进一步强调指出要加强对学生的素质教育,培养创新精神和实践能力。这些对于理工科学生而言更为重要,尤其是材料科学与工程这样一些实验性很强的学科,很多新知识、新技术、新材料都是从实验过程中产生的。

但长期以来实践教学处于理论教学的从属地位,在培养学生实践能力和创新精神中发挥的作用远远不够。问题在于教育观念上的落后,对实验教学的重要性认识不够,投入的经费不足,实验室仪器设备缺乏,以至于有的教学实验往往开成演示实验,严重影响了学生实践能力的提高。近年来,国家对高等教育投资力度逐步加大,在实验室建设上也投入了大量的人力、物力和财力,实验室建设取得了长足的进步。但随着经济的发展,社会对人才的要求不断提高,实验室的建设仍难以满足人才培养的需要,实践教学环节仍然比较薄弱,本科毕业生的实践能力、总体设计能力不够理想。因此,在新的课程体系中,围绕创新型人才培养,在注重基础理论、交叉学科、前沿领域等基础知识的同时,要进一步强化实践教学环节。

(1)在注重各类基础实验教学体系的同时,进一步加强综合性、设计性、创新型实验。在专业平台的基础上,加强学生基本概念、基本理论、基本方法、基本技能的培养。通过三类学院平台基础性实验、两类专业方向综合性实验、一类开放性实验,并结合“郑州大学材料科学与工程创新基地班”建设,设立3~4个创新型实验。重点培养材料先进加工与自动控制相关的专业实验技能,拓展专业知识面,全面培养学生的专业基本技能和基础理论应用能力。

(2)增加实践环节,加大实验教学、实习、综合设计等教学内容。实行“3+1”培养模式,增加毕业设计论文时间,即在学生第七学期下半学期开始进入毕业设计(论文)环节。

3,教材建设

结合实际应用范例编写教材。既注重高分子材料科学与工程的基础知识与基础理论、基本加工原理、成型加工工艺、成型加工设备等,又介绍最先进的高分子材料成型加工的新技术和新方法。教材内容多样化,既注重不同材料成型加工的共性,又兼顾不同材料成型加工的特色。

4,实训教学

主要包括应用实践载体建设和创新实践载体建设。其中,充分利用区域与学科优势,加强产学研联合,设

立产学研联合体实验室,为学生提供必要的社会实践场所,保障实习、实践教学效果,培养学生的工程应用能力。

郑州大学材料科学与工程学院位于郑州市高新技术开发区,区内有许多家材料类相关的高新技术企业,涉及高分子材料成型加工的企业有十几家,通过应用实践载体建设,以高新技术企业为依托,建立产学研联合体实验室,作为学生实训教学基地,培养学生的实际应用能力。

郑州大学材料科学与工程学科拥有材料加工工程国家重点学科、橡塑模具国家工程技术研究中心、材料成型过程与模具教育部重点实验室等,实验设备先进,从事的科研项目包括国家自然科学基金重大项目、国家“863计划”、“973计划”项目等,研究领域涉及许多前沿性课题。因此,充分利用这些学科优势,以学科前沿实验室为依托,作为本科生创新实践载体,从而培养学生的科学前沿意识和科技创新能力。

5,教学改革与教学研究

新的课程体系需要不断完善,从而保证教学效果和学生培养质量。因此,在课程建设过程中,需要注重教学研究与教学改革,不断丰富教学内容,完善教学手段,提高教学效果。

教学改革主要围绕以下几个方面来进行:

(1)进一步完善多媒体课件,使教学内容丰富、直观、科学、系统。

(2)建设网络课程。以“高分子材料成型加工”课程为平台,围绕精品课程建设要求,积极推进网络课程建设,即将所有课程资源上网,与国内相关高校进行课程互动建设,实现异地课程同步建设、同步交流、共同发展。

(3)建设虚拟实验室。对于当前材料成型的新方法,往往通过教材无法及时介绍。因此,通过虚拟实验室,介绍最前沿、最先进的成型方式及作用过程,保证课程内容的前沿性、先进性。

(4)开展第二课堂实践教学。通过吸收低年级本科生提前进入实验室,参与第二课堂实践教学活动,开设各类课外创新实验,鼓励学生参与各类科技活动,积极参与大学生“挑战杯”等各类课外创新活动竞赛。

(5)完善双语教学,培养学生英语应用能力。探索有效的双语教学方式,提高教学效果。

(6)课程建设国际化。课程建设国际化是中国大学教育与国际接轨的基础,对于引进国外优质教育资源,借鉴国外有益的教学和管理经验,培养国家经济建设急需的专业人才,增加中国教育供给的多样化和选择性,发挥着积极的作用。因此,通过与国外相关高校加强交流,共同探讨课程建设体系,选用原版教材,使学生了解国际前沿信息,促进课程国际化建设,培养国际化专业人才。

教学研究的内容主要包括以下几个方面:

一是课程体系中涉及的高分子材料模具设计、加工过程模拟等软件的研制开发及应用推广等的教学研究。

二是课程体系中涉及的新型高分子材料成型加工机械设备的改进、设计、研制与应用等的教学研究。

三是课程体系中涉及的高分子材料成型加T新技术、新工艺、新方法探索等的教学研究。

四是课程建设过程中各类教学实践与改革的教学研究。

通过教学研究,从而掌握新课程体系建设的基本规律,提出相关建设理论,指导其他工科类相关课程建设,全面提高各工科类本科生的培养质量。

6,教学团队建设

第6篇:高分子材料的优势范文

[关键词]高分子材料与工程 人才培养 教学

[中图分类号] C961 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)11-0024-02

一、经济和社会的转型对国际化应用型人才有迫切需求

培养什么样的人才(应用型、创新型、学术型等)是人才培养模式的一个重要问题。中国是世界上高分子产业强国之一,但其行业发展的速度远远高于人才的培养速度,不断出现的新产品、新设备、新技术,使原有的企业人才完全不能满足行业的快速发展以及对新型人才的需求。

二、培养应用型人才的原则

(一)改变教学模式,明确培养目标

国际化应用型高分子材料与工程专业的培养目标,是以建设核心课程群为核心,为满足市场和企业的需求,实现国际化的目标,重视实践教学,培养出既拥有扎实的相关专业的理论知识,又能够在高分子材料的加工工艺等方面从事新产品研发、新设备及仪器制备、新工艺流程设计工作,具有综合素质、实践能力以及创新能力的新型技术型人才,更好地服务于社会经济建设和石油产业。

(二)全面实施素质教育,提高其实践能力

通过基础实验、专业实验、生产实习、认知实习、两课等多种形式来提高学生的综合素质,从而加强对学生人文化素质、专业素质、思想素质、服务意识的培养,使学生能较好地获取专业知识,并熟练运用专业知识,提高自身创新能力。我们提出并实施了培养较强工程实践能力和创新能力的措施方案,多方位、多角度加强学生实践创新能力和工业化生产能力,培养学生狼队团结精神,提高学生日常英语和专业术语的应用能力。

(三)夯实基础知识,拓宽专业知识

要想培养学生的适应能力,就必须使其具有扎实的基础理论知识,并拓宽其专业知识面。夯实基础,一是拓宽基础理论知识和技能,强化知识体系建设,发挥课程群的核心作用,使学生牢固掌握基础知识,知识结构建设合理,培养学生科学合理的思维方式,提高他们的应用能力,以适应将来职业岗位的要求。二是将专业基础课拓宽到新的工程认证的专业目录下,为专业方向提供广阔的工程技术市场。拓宽专业知识,不是改变专业课程的名称,而是认真整合该专业的主干课程,丰富实践教学的教学内容,建立新的专业课程体系。我们在全院公共平台课基础上增设了国际经济法、国际金融法、国际商法、西方文化鉴赏等课程,强化英语交流应用,加大了实践创新能力的培养力度。

(四)构建核心课程群,提高学生国际竞争力

教学改革的重点是对核心课程群的建立,其直接实现了对人才的培养,促进了人才知识结构的形成以及能力的培养,是提高学生综合素质的主要途径。我们从以往注重学生理论培养,改为注重学生实践能力的培养。如高分子基础实验由原来的8学时增加为56学时,另在大二增加了两周的认知实习,以此来提高学生对本专业的归属感和认同度。对课程进行融合和重组,避免课程内容重复;对专业基础课,如高分子化学和高分子物理采用双语教学和海外归国人员全英文教学;新型课程体系的建立要强调应用工程的概念,重视各学科知识之间的联系以及安排的时间顺序,建立完整的课程体系。在英语听说中,根据将来可能的工作环节进行视听教学设计,训练听说能力和讲解在国外可能遇到的民族、风俗、宗教事务等问题。

三、人才培养模式的渠道

(一)实施递进式教学平台

为了满足企业的实际需求,在培养应用型工程人才方面,必须坚持面向基层、面向社会、面向一线生产的原则,通过对通识教育的强化,提高学生的综合素质以及专业实践操作水平。新的教学模式主要包括两课素质教育平台、学术实践创新平台、基础实践平台以及综合实践平台,以实现学生的分层次培养,多角度递进式培养,满足社会经济以及企业的各方面要求,使学生的个性空间得到发展。

(二)大幅度增加实践教学,提升学生工程实践能力

与其他学科不同,高分子材料与工程专业有其明显的特点,它是以工程实践和实验为基础进行总结的一门学科。根据本学科的特点,教研室在制订教学培养计划之前,要重点增加实践教学的课时,以提高学生的创新意识、工程意识和实践操作能力。

在课程设计和毕业论文实践中,应结合教师科研项目和企业解决现场生产实际的项目,选派学生到企业现场做毕业论文等。这样可使学生获得良好的科研能力和现场工作经验,熟悉企业现场文化氛围,能有效地促进学生实践操作能力,为以后学生职业的发展打下良好的基础。

(三)为满足市场需求,采用“订单式”的人才培养模式

将人才培养与市场需求结合,通过“订单式”的人才培养模式进行教学改革。这样不仅能满足企业对国际化应用型人才的需求,而且有助于学生的顺利就业。另外,单位还可根据实际状况,为“订单式”培养学生提供一定的费用(奖学金、贫困助学金等),以解决学生在学习、求职中遇到的困难。近几年,我校先后与中财管道和川路集团有限公司等单位签订了“订单式”培养协议,为企业的发展培养了一批技术人才。

(四)培养学生对知识的运用能力以及创新能力

学校要积极与企业合作,为学生营造规范的实践环境,培养其创新能力和综合素质,提高学生的社会竞争力。在中财管道实习中,学生必须顶班实习,这可以让学生充分利用学科优势和区域优势进行现场比赛,建立实验室,给学生提供一定的实践基地,使产、学、研密切结合,提高学生的工程技术能力,保证实践教学效果。学生可在实践基地完成认识和生产实习任务,以及工艺试验活动。实践操作活动可以帮助学生加深对基础理论知识的理解及运用,同时还可以让学生及时了解相关专业的发展前景以及存在的问题,有助于学生顺利走向工作岗位。

(五)师资队伍建设的加强

为适应素质教育的改革,教师知识的更新与自身素质的提高非常重要。只有高水平的师资队伍才能培养出高素质的人才。西南石油大学高分子材料与工程专业2002年第一次招生,目前已招生12届,从2010年起就是四川省特色专业,为国内培养了大量的应用型人才。2005年我们在全院教学实践中,以归国学者代加林教授为责任人,在高分子化学双语和物理双语课程的建设及教学方面率先取得了发展,为国际化人才培养跨出了第一步。经过7年的建设,两双语课程成为校精品课程,而后学院又引进3名海外高级人才和多名985高校博士,以此促进了多门双语课程的开展,为国际化人才培养奠定了良好基础。这些高水平科技人才的引进,大大提高了教师的科技创新能力以及科研能力。

此外,还应重视对青年教师的培养,让经验丰富的教师指导青年教师,帮助他们在专业教学方面有所突破。

四、小结

随着高分子材料的迅速发展,每年都会涌现出一批新材料、新工艺以及新技术。如何培养相关专业学生的工程应用能力,促进高校的办学质量和人才培养质量的提高,是目前乃至未来高校教育所面临的挑战。当然,如果因此忽略了科研创新能力的培养,就不能为社会经济以及企业的发展培养高级人才。因此,要同时注重培养学生的工程应用能力以及科技创新能力,运用“强基础,重应用,突创新”的人才培养模式,培养出适合社会经济发展需要的人才。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 黄平.高校教学质量工程的深层思考[J].湖北财经高等专科学校学报,2007(4):47-48.

[2] 龚春丽,文胜,郑根稳,汪连生,颜永斌.高分子材料与工程专业人才培养方案[J].孝感学院学报,2008(6):109-111.

[3] 高炜斌,枝苗,自瑛.高职教育中高分子材料加工专业人才培养模式探析[J].辽宁教育行政学院学报,2006(12):69-70.

第7篇:高分子材料的优势范文

关键词:胶原生物医用材料;优势;临床医学应用

生物医学材料是一类对人体细胞、组织、器官具有增强、替代、修复、再生作用的新型功能材料。它有独特的基本要求:①具有生物相容性,要求材料在使用期间,同机体之间不产生有害作用,不引起中毒、溶血、凝血、发热、过敏等现象;②具有生物功能性,在生理环境的约束下能够发挥一定的生理功能;③具有生物可靠性,无毒性,不致癌、不致畸、不致引起人体组织细胞突变和组织细胞反应(即“三致物质”),有一定的使用寿命,具有与生物组织相适应的物理机械性能;④化学性质稳定,抗体液、血液及酶的作用;⑤针对不同的使用目的具有特定功能。按生物医用材料性质的不同可分为四大类:①医用金属材料。主要用于硬组织的修复和置换,有钴合金(Co-Cr-Ni)、不锈钢、钛合金(Ti-6Al-4V)、贵金属系、形状记忆合金、金属磁性材料等7类,广泛用于齿科填充、人工关节、人工心脏等。②医用高分子材料。有天然与合成两类,通过分子设计与功能拓展,即合金化、共混、复合(ABC)等技术手段,可获得许多具有良好物理机械性能和生物相容的新型生物材料。③生物陶瓷材料。有惰性生物陶瓷(氧化铝陶瓷材料、医用碳素材料等)和生物活性陶瓷(羟基磷灰石、生物活性玻璃等)。④医用复合材料。由两种或者两种以上不同性质材料复合而成,取长补短,达到功能互补。主要用于修复或者替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造。胶原属于细胞外基质的结构蛋白质,结构复杂,根据分子结构决定功能和性质的原则。其分子量大小、形状、化学反应以及独特的生物分子等对功能、性质起着决定性作用。胶原来源广泛,资源丰富,性质特殊。是21世纪生物医学材料研究和应用的热点和重点[1]。

1胶原生物医学材料的优势

(1)低免疫源性。组织胶原具有一定的免疫性,20世纪90年代研究发现,其免疫源性来自于端肽及变性胶原和非胶原蛋白质,在提取胶原时,除去端肽及纯化分离掉变性胶原和非胶原蛋白,能得到极弱免疫原性的胶原材料。(2)与宿主细胞及组织之间的协调作用。其特点:①胶原有利于细胞的存活和促进不同类型细胞的生长;②胶原不但可增加细胞黏结,而且有利于控制细胞的形态、运动、骨架组装及细胞增殖与分化。(3)止血作用。胶原的四级特殊结构能使血小板活化、释放出颗粒成分,起到迅速凝血的作用。(4)可生物降解性。胶原是一种特殊的生物降解材料,其降解性作为器官移植的基础。(5)物理机械性能。胶原的三螺旋结构以及自身交联而成网状结构,使其具有很高的强度,可满足机体对机械强度的要求;另外通过进一步的交联增强其强度,而且采用不同的交联剂可获得不同的强度和韧性材料。通过复合和接枝共聚能获得更多性能优良的材料。(6)组织工程(Tissueengineering)。胶原的优良特性使其在组织工程中扮演更重要的角色,大量应用于临床,前景广阔。

2胶原在生物临床医学上的应用

[2](1)手术缝合线。当前应用的天然与合成材料制备缝合线均存在这样那样的不足和缺陷,或者不能自然吸收,需要拆线;或者与组织反应大,引起发炎、造成伤口瘢痕明显;或者吸收时间过长等。而胶原制备的缝合线既有与天然丝一样的高强度,又有可吸收性;使用时有优良的血小板凝聚性能,止血效果好,有较好的平滑性和弹性,缝合结头不易松散,操作过程中不易损伤肌体组织。可采用复合与交联改性方法提高缝合线功能和性能,制备的可吸收缝合线有:①纯胶原可吸收缝合线;②胶原/聚乙烯醇共混复合;③胶原/壳聚糖复合可吸收缝合线;④胶原/壳聚糖/聚丙烯酰胺复合可吸收缝合线。(2)止血纤维。胶原纤维是一种天然的止血剂和凝血材料,且止血功能优异。胶原纤维是一种集止血、消炎、促愈为一体,可被组织吸收,无毒、无副作用的医用功能纤维,相比于以前使用的氧化纤维素、羧甲基纤维素及明胶海绵等止血材料,其效果要好的多。(3)止血海绵。胶原海绵有良好的止血作用,能使创口渗血区血液很快凝结,被人体组织吸收,一般用于内脏手术时的毛细血管渗出性出血。临床应用于普外科、心血管外科、整形外科、泌尿外科、骨科、皮肤科、烧伤科、妇产科以及口腔科、耳鼻喉科、眼科等几乎所有的手术。(4)代血浆。当人体由于外伤或其他原因发生意外急性失血时,最佳方法必须立刻输血,但众所周知,血液来源非常困难!而且不能长久保存,输血之前还需鉴定血型和配型。因此,寻找理想的代用品成为人们的梦想。20世纪50年明胶代血浆受到重视,且符合血浆的条件和性质,国外已大量使用,我国正在积极推进其产业化。国外明胶类代血浆有脲交联明胶、改性液体明胶和氧化聚明胶3种。国内有氧化聚明胶、血安定(Gelofu-sine)海星明胶和血代(Haemaccel)。(5)水凝胶。水凝胶是一些由亲水大分子吸收了大量水分形成的溶胀交联状态的半固体(三维网络),能保持大量水分而不溶解,具有良好的溶胀性、柔软性和弹性,以及较低的表面张力等特殊性质。交联方式有共价键、离子键和次级键(范德华力、氢键等)。水凝胶是高分子凝胶中的一类,可分为物理凝胶和化学凝胶。为改善性能需对天然高分子与合成高分子进行共混复合制备新型水凝胶(互穿网络水凝胶),现已取得很大进展。制成的复合材料有胶原/聚甲基丙烯酸羟乙酯水凝胶、胶原/聚乙烯醇水凝胶、胶原/聚异丙酰胺水凝胶、胶原/壳聚糖水凝胶等。(6)敷料。敷料是能够起到暂时保护伤口、防止感染、促进愈合作用的医用材料。有普通敷料(常用植物纤维纱布)、生物敷料(胶原蛋白及其改性产品以及左旋糖酐、壳聚糖、淀粉磷酸酯等)、合成敷料和复合敷料等四种。开发使用的品种有海绵型敷料、胶原膜敷料、凝胶敷料。(7)人工皮肤。人工皮肤是在创伤敷料基础上发展起来的一种皮肤创伤修复材料和损伤皮肤的替代品。其制备方法采用复合与交联法,一是提高胶原的机械强度;二是胶原与其他天然高分子进行杂化改善机械性能和生物活性。(8)人工血管。人工血管是近年来组织工程(一门多学科的交叉科学)研究的重点之一。当今临床应用的人工血管主要是人工合成材料制成的,最早是涤纶纤维编织的人工血管,但只能对大口径血管有较短的替代作用。后来开发聚四氟乙烯(PTFE)、聚氨酯(PU)、膨体聚四氟乙烯(ePTFE),并采取多种方法进行改性,以适应血管植入的要求。此外,还有生物降解材料如聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸异构体(PLLA)等。(9)人工食管。分为两种,一种是用自身的其他组织或器官(如结肠、空肠、胃、胃管和游离的空肠等)加工而成,现已广泛应用于临床,优缺互见;另一种是人工合成材料加工而成,比如塑料管、金属管、PTFE管、硅胶管等,效果均不理想。最早制成使用的聚乙烯(PE)管,此后发展了PTFE、硅橡胶、硅胶涂覆的涤纶编织管(PET)、碳纤维管等。近年以来,使用聚乙烯醇(PVA)、PLA降解塑料。用降解塑料制作无细胞支架的人工食管、组织工程化食管等。(10)心脏瓣膜。分为机械瓣膜(金属瓣)和生物瓣膜。心脏瓣膜支架材料有可降解合成高分子和生物高分子。可降解合成高分子有PLA、PGA及二者共聚物(PGLA),此外还有聚β—羟基烷酸酯、聚羟基丁酸酯(PHB);生物高分子材料有胶原、纤维蛋白凝胶、去细胞瓣膜支架等。(11)骨的修复和人工骨。目前仍以金属(不锈钢、钴铬合金、钴镍合金、钛合金)为主;高分子材料,诸如PTFE、聚硅氧烷、高密度聚乙烯(HDPE)、陶瓷(结晶氧化铝、羟基磷灰石)以及复合材料。胶原以其独特的性能成为不可或缺的生物材料,在骨修复中起举足轻重作用。①在组织引导再生术中(guidedtissueregeneration,GTR)能起到“诱导成骨”、“传导成骨”,实现再生修复和骨愈合的作用。②组织工程化骨组织的构建。包括三个方面:一是寻求能够作为细胞移植与引导新骨生长的支架结构作为细胞外基质(ECM)的替代物;二是种子细胞;三是组织工程骨的组织还原(骨缺损修复)。(12)角膜与神经修复。角膜胶原膜和组织工程化角膜;人工神经支架采用胶原、胶原/壳聚糖或胶原/糖胺聚糖等。(13)药物载体。药物载体由高分子材料充当,大多数为传递系统,其主要成分是胶原和明胶。有胶原膜、胶原海绵、药用胶囊和微胶囊和丸剂与片剂。(14)固定化酶载体。胶原可作为细胞或酶的载体,其特点:①胶原本身是蛋白质,对酶和细胞的亲和性是其他材料不可及的;②胶原蛋白成膜性好,可制成各种酶膜;③胶原蛋白肽链上具有许多官能团,诸如羧基、氨基、羟基等,易于吸附和固化。胶原蛋白有很好的生物相容性,在体内可被逐步吸收,交联接枝共聚后赋予了材料良好的物理机械性能,且可在体内长期保存。广泛应用于人体的各个部位。生物医学材料在人体的应用部位,详见图1[3]。

3结语

随着社会文明的不断进步,生命至上理念不断深入人心,天赋人权,生命是任何人都不能剥夺的最高权利,人类对身心健康和生活质量越来越重视。当前,新型材料更多的应用于医药和临床,尤其如胶原基生物材料,以其独特的优势和优异的性能在这一领域大显身手。科技改变未来、改变生活,天然高分子与合成高分子材料通过共混、复合、合金化、纳米化等技术手段,制备成多种新颖独特的新材料和新产品。尤其应用于临床和组织器官工程挽救了数以万计的人类生命并提高了生命质量和延长了寿命。随着3D打印技术在生物医疗领域的快速发展,如何制备出适合3D打印的不同类型胶原蛋白材料,并保证在打印过程中蛋白不变性、强度可控、易塑性等成为研究的新课题[4]。

当今,是生物高分子时代,随着科技发展日新月异,生命科学和生物材料研究的不断深入。生物医药是“十四五”的新兴产业链。胶原在生物医学、医药、组织器官工程和临床医学的应用将更加光明,潜力非常巨大。开发应用必将成为广大科研人员研究的重点和热点,我们将拭目以待有更多的新型材料和产品为人类的健康服务并造福人类。

参考文献:

[1]王璐,但卫华,但年华.胞牛皮源高层级胶原聚集体的制备与表征[J].皮革科学与工程.2019,29(05):16-22.

[2]将挺大胶原与胶原蛋白[M].化学工业出版社,北京,2006.03:186-251.

[3]韩冬冰,王慧敏.高分子材料概论[M].中国石化出版社,北京,2008.07:126-142.

第8篇:高分子材料的优势范文

生物医学材料是一类对人体细胞、组织、器官具有增强、替代、修复、再生作用的新型功能材料。它有独特的基本要求:①具有生物相容性,要求材料在使用期间,同机体之间不产生有害作用,不引起中毒、溶血、凝血、发热、过敏等现象;②具有生物功能性,在生理环境的约束下能够发挥一定的生理功能;③具有生物可靠性,无毒性,不致癌、不致畸、不致引起人体组织细胞突变和组织细胞反应(即“三致物质”),有一定的使用寿命,具有与生物组织相适应的物理机械性能;④化学性质稳定,抗体液、血液及酶的作用;⑤针对不同的使用目的具有特定功能。按生物医用材料性质的不同可分为四大类:①医用金属材料。主要用于硬组织的修复和置换,有钴合金(Co-Cr-Ni)、不锈钢、钛合金(Ti-6Al-4V)、贵金属系、形状记忆合金、金属磁性材料等7类,广泛用于齿科填充、人工关节、人工心脏等。②医用高分子材料。有天然与合成两类,通过分子设计与功能拓展,即合金化、共混、复合(ABC)等技术手段,可获得许多具有良好物理机械性能和生物相容的新型生物材料。③生物陶瓷材料。有惰性生物陶瓷(氧化铝陶瓷材料、医用碳素材料等)和生物活性陶瓷(羟基磷灰石、生物活性玻璃等)。④医用复合材料。由两种或者两种以上不同性质材料复合而成,取长补短,达到功能互补。主要用于修复或者替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造。胶原属于细胞外基质的结构蛋白质,结构复杂,根据分子结构决定功能和性质的原则。其分子量大小、形状、化学反应以及独特的生物分子等对功能、性质起着决定性作用。胶原来源广泛,资源丰富,性质特殊。是21世纪生物医学材料研究和应用的热点和重点[1]。

1胶原生物医学材料的优势

(1)低免疫源性。组织胶原具有一定的免疫性,20世纪90年代研究发现,其免疫源性来自于端肽及变性胶原和非胶原蛋白质,在提取胶原时,除去端肽及纯化分离掉变性胶原和非胶原蛋白,能得到极弱免疫原性的胶原材料。(2)与宿主细胞及组织之间的协调作用。其特点:①胶原有利于细胞的存活和促进不同类型细胞的生长;②胶原不但可增加细胞黏结,而且有利于控制细胞的形态、运动、骨架组装及细胞增殖与分化。(3)止血作用。胶原的四级特殊结构能使血小板活化、释放出颗粒成分,起到迅速凝血的作用。(4)可生物降解性。胶原是一种特殊的生物降解材料,其降解性作为器官移植的基础。(5)物理机械性能。胶原的三螺旋结构以及自身交联而成网状结构,使其具有很高的强度,可满足机体对机械强度的要求;另外通过进一步的交联增强其强度,而且采用不同的交联剂可获得不同的强度和韧性材料。通过复合和接枝共聚能获得更多性能优良的材料。(6)组织工程(Tissueengineering)。胶原的优良特性使其在组织工程中扮演更重要的角色,大量应用于临床,前景广阔。

2胶原在生物临床医学上的应用

[2](1)手术缝合线。当前应用的天然与合成材料制备缝合线均存在这样那样的不足和缺陷,或者不能自然吸收,需要拆线;或者与组织反应大,引起发炎、造成伤口瘢痕明显;或者吸收时间过长等。而胶原制备的缝合线既有与天然丝一样的高强度,又有可吸收性;使用时有优良的血小板凝聚性能,止血效果好,有较好的平滑性和弹性,缝合结头不易松散,操作过程中不易损伤肌体组织。可采用复合与交联改性方法提高缝合线功能和性能,制备的可吸收缝合线有:①纯胶原可吸收缝合线;②胶原/聚乙烯醇共混复合;③胶原/壳聚糖复合可吸收缝合线;④胶原/壳聚糖/聚丙烯酰胺复合可吸收缝合线。(2)止血纤维。胶原纤维是一种天然的止血剂和凝血材料,且止血功能优异。胶原纤维是一种集止血、消炎、促愈为一体,可被组织吸收,无毒、无副作用的医用功能纤维,相比于以前使用的氧化纤维素、羧甲基纤维素及明胶海绵等止血材料,其效果要好的多。(3)止血海绵。胶原海绵有良好的止血作用,能使创口渗血区血液很快凝结,被人体组织吸收,一般用于内脏手术时的毛细血管渗出性出血。临床应用于普外科、心血管外科、整形外科、泌尿外科、骨科、皮肤科、烧伤科、妇产科以及口腔科、耳鼻喉科、眼科等几乎所有的手术。(4)代血浆。当人体由于外伤或其他原因发生意外急性失血时,最佳方法必须立刻输血,但众所周知,血液来源非常困难!而且不能长久保存,输血之前还需鉴定血型和配型。因此,寻找理想的代用品成为人们的梦想。20世纪50年明胶代血浆受到重视,且符合血浆的条件和性质,国外已大量使用,我国正在积极推进其产业化。国外明胶类代血浆有脲交联明胶、改性液体明胶和氧化聚明胶3种。国内有氧化聚明胶、血安定(Gelofu-sine)海星明胶和血代(Haemaccel)。(5)水凝胶。水凝胶是一些由亲水大分子吸收了大量水分形成的溶胀交联状态的半固体(三维网络),能保持大量水分而不溶解,具有良好的溶胀性、柔软性和弹性,以及较低的表面张力等特殊性质。交联方式有共价键、离子键和次级键(范德华力、氢键等)。水凝胶是高分子凝胶中的一类,可分为物理凝胶和化学凝胶。为改善性能需对天然高分子与合成高分子进行共混复合制备新型水凝胶(互穿网络水凝胶),现已取得很大进展。制成的复合材料有胶原/聚甲基丙烯酸羟乙酯水凝胶、胶原/聚乙烯醇水凝胶、胶原/聚异丙酰胺水凝胶、胶原/壳聚糖水凝胶等。(6)敷料。敷料是能够起到暂时保护伤口、防止感染、促进愈合作用的医用材料。有普通敷料(常用植物纤维纱布)、生物敷料(胶原蛋白及其改性产品以及左旋糖酐、壳聚糖、淀粉磷酸酯等)、合成敷料和复合敷料等四种。开发使用的品种有海绵型敷料、胶原膜敷料、凝胶敷料。(7)人工皮肤。

人工皮肤是在创伤敷料基础上发展起来的一种皮肤创伤修复材料和损伤皮肤的替代品。其制备方法采用复合与交联法,一是提高胶原的机械强度;二是胶原与其他天然高分子进行杂化改善机械性能和生物活性。(8)人工血管。人工血管是近年来组织工程(一门多学科的交叉科学)研究的重点之一。当今临床应用的人工血管主要是人工合成材料制成的,最早是涤纶纤维编织的人工血管,但只能对大口径血管有较短的替代作用。后来开发聚四氟乙烯(PTFE)、聚氨酯(PU)、膨体聚四氟乙烯(ePTFE),并采取多种方法进行改性,以适应血管植入的要求。此外,还有生物降解材料如聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸异构体(PLLA)等。(9)人工食管。分为两种,一种是用自身的其他组织或器官(如结肠、空肠、胃、胃管和游离的空肠等)加工而成,现已广泛应用于临床,优缺互见;另一种是人工合成材料加工而成,比如塑料管、金属管、PTFE管、硅胶管等,效果均不理想。最早制成使用的聚乙烯(PE)管,此后发展了PTFE、硅橡胶、硅胶涂覆的涤纶编织管(PET)、碳纤维管等。近年以来,使用聚乙烯醇(PVA)、PLA降解塑料。用降解塑料制作无细胞支架的人工食管、组织工程化食管等。(10)心脏瓣膜。分为机械瓣膜(金属瓣)和生物瓣膜。心脏瓣膜支架材料有可降解合成高分子和生物高分子。可降解合成高分子有PLA、PGA及二者共聚物(PGLA),此外还有聚β—羟基烷酸酯、聚羟基丁酸酯(PHB);生物高分子材料有胶原、纤维蛋白凝胶、去细胞瓣膜支架等。(11)骨的修复和人工骨。目前仍以金属(不锈钢、钴铬合金、钴镍合金、钛合金)为主;高分子材料,诸如PTFE、聚硅氧烷、高密度聚乙烯(HDPE)、陶瓷(结晶氧化铝、羟基磷灰石)以及复合材料。胶原以其独特的性能成为不可或缺的生物材料,在骨修复中起举足轻重作用。①在组织引导再生术中(guidedtissueregeneration,GTR)能起到“诱导成骨”、“传导成骨”,实现再生修复和骨愈合的作用。②组织工程化骨组织的构建。包括三个方面:一是寻求能够作为细胞移植与引导新骨生长的支架结构作为细胞外基质(ECM)的替代物;二是种子细胞;三是组织工程骨的组织还原(骨缺损修复)。(12)角膜与神经修复。角膜胶原膜和组织工程化角膜;人工神经支架采用胶原、胶原/壳聚糖或胶原/糖胺聚糖等。(13)药物载体。药物载体由高分子材料充当,大多数为传递系统,其主要成分是胶原和明胶。有胶原膜、胶原海绵、药用胶囊和微胶囊和丸剂与片剂。(14)固定化酶载体。胶原可作为细胞或酶的载体,其特点:①胶原本身是蛋白质,对酶和细胞的亲和性是其他材料不可及的;②胶原蛋白成膜性好,可制成各种酶膜;③胶原蛋白肽链上具有许多官能团,诸如羧基、氨基、羟基等,易于吸附和固化。胶原蛋白有很好的生物相容性,在体内可被逐步吸收,交联接枝共聚后赋予了材料良好的物理机械性能,且可在体内长期保存。广泛应用于人体的各个部位。生物医学材料在人体的应用部位,详见图1[3]。

第9篇:高分子材料的优势范文

关键词:高分子材料性能与结构测试;项目化课程改革;教学改革;工作过程

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)03-0102-02

教育部《关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》指出:“以培养高等技术应用型人才为根本任务;以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线,设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案,毕业生应具有基本理论知识适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质高等特点;以应用为主旨和特征构建课程和教学内容体系;实践教学的主要目的是培养学生的技术应用能力,并在教学计划中占有较大比重。”根据上述精神,我校把培养目标确定为:努力培养具有必要的理论知识,较强的实践能力,较高人文素养与协作精神的技术应用型、复合型高级职业人才,对高分子材料性能与结构测试课程教学模式进行了改革探索。

项目化教学的提出

高分子材料性能与结构测试是高职高分子材料应用技术专业重要的专业核心课程。通过本课程的学习,应使学生熟练掌握高分子原材料检验的基本理论和各种分析仪器规范操作,应培养其对检测结果的分析、报告和评价能力,并能使之养成科学严谨、认真负责、实事求是、团结协作的工作作风,形成良好的职业素质,为今后胜任高分子原材料检验岗位的工作打下坚实的基础。然而,传统的教学方式有很多弊端。主要原因如下:(1)学生学习兴趣不高。该课程实践性较强,而传统的讲课方式会较多地在课程上讲解抽象的检测原理和方法,学生感受不到这些内容的实际应用价值,无法具体地理解学习内容,因此,会出现兴趣较低,学习积极性不高的现象。(2)学生难以系统地参与工作过程实践。传统的理论课加上实验课的教学模式使得学生有一定的实践机会。但单纯的实验课程比较单调,程序大体为:教师先讲清楚实验流程,指导注意事项,然后,学生根据实际课本上的实验步骤操作。整个实验下来,学生只是完成了过程,对实验内容印象不深刻,很难培养学生的创新能力和实践能力。

基于此,我们对本课程的教学进行了改革,使教学流程项目化。我们按照培养目标将课程综合,细化成若干操作性很强的项目,教学以工作任务为中心,以真实的企业检测项目为载体,同时,将理论知识、实践操作、素质培养融于一体,通过具体项目让学生在完成任务的过程中获得知识、技能的提升。

项目化教学方案设计

(一)确定课程总体培养目标

能力目标 通过完成三个项目,使得学生具备采样、制样和样品预处理的能力,能够熟练、规范操作各种分析仪器,并能够对大型分析仪器进行简单维护和保养,对分析结果能够处理并进行评价。通过完成整个分析检验的基本程序,培养具有执行分析检验方案的能力。

知识目标 通过完成三个项目,使学生掌握采样、样品处理的相关理论知识,并掌握高分子原材料化学分析中各种类型反应的基本原理和相关理论知识,掌握仪器分析中各种仪器的工作原理和使用方法,并掌握分析检验结果的数据处理方法。

综合素质目标 通过完成三个项目,培养学生认真负责、科学严谨、实事求是的工作态度,具有团结协作精神、创新意识和自主学习能力,具有尊重标准、遵守标准的行为,具有环境保护意识、经济意识、安全意识。

(二)确定本课程选用的项目

通过企业调研、职业分析、岗位任务分析,确定岗位核心技能,以工作任务为中心整合相应的知识、技能和态度,并参照化学检验工资格标准确定综合性学习任务,以企业真实检测项目为载体,实现旧学科体系的解构和新行动体系的重建,且每一个学习性任务都是一个完整的工作过程。作为教学项目必须具有典型性、可行性,符合学生的能力水平和教学规律,并且能将项目的理论知识与实践技能结合起来,而且还要具有一定难度,使学生能够运用已有知识来学习新的实用技能,解决过去从未遇到过的实际问题。经过与企业专家的共同协商,选取了5个真实检测项目,项目都来自烟台与威海地区高分子企业的高分子原材料检测项目,共包含15个检测任务,基本涵盖了高分子原材料检测的核心技能。

项目按照完成的途径分为入门项目、主导项目和自主项目。根据各项内容具体要求,以“行动导向”为目标,分设不同的二级任务(见表1)。项目一为入门项目,注重基本知识与技能的培养,学生在完成第一个项目后,应掌握化学分析的基本理论知识和操作技能,了解化学检验的基本规范;项目二、三、四为主导项目,它们具备一定梯度,随着项目进行,学生自主性加大,独立工作能力得到提高;项目五为自主项目,难度增大,学生通过团队协作完成工作,学生主体明显,通过这个项目的完成提高学生的自主创新能力。

(三)教学实施方法

首次课的设计对于整个课程的进行具有很重要的意义,好的首课设计可以激发学生学习兴趣,提高其学习积极性。可首先用真实的案例说明本课程的重要性,让学生理解高分子原材料检验岗位作为企业生产管理“眼睛”的重要意义;然后介绍本课程的学习内容、学习方法、考核方式,使学生对本课程全面了解;再用视频演示高分子原材料检验的全过程,让学生对所学课程及今后工作有一个感性认识,清楚所要掌握的基本技能,从而使学生明确学习目的,激发学习兴趣。最后进行基本技能的训练,让学生初步掌握高分子原材料检验的基本操作技能,并明白操作规范对于检验结果的意义,为后面的学习任务打下良好基础。

对于每个项目任务的完成,教师在每次课结束前都向学生提供任务书,每一项工作任务都是一个完整的工作过程。学生在任务书的指导下可以查阅相关的资料,明确任务的内容。以橡胶配合剂天然碳酸钙的检测工作任务完成为例,来说明整个教学过程。

资讯 布置检测任务,学生从工作任务中了解、分析完成任务的必要信息。学生利用课余时间通过网络、图书馆查阅有关橡胶配合剂天然碳酸钙检测应该遵循的标准资料;熟悉检测技术要求,查阅检测所用的试剂和仪器,分析其检测原理。

计划 了解橡胶配合剂碳酸钙检测标准提炼碳酸钙的检测项目了解碳酸钙检测原理了解碳酸钙检测所用仪器与试剂分析检测结果的计算原理。

决策 师生共同讨论,对方案进行优化,确定橡胶配合剂碳酸钙的检测方案,选择所采用的检测试剂与仪器,教师讲授相关理论知识。

实施 每组4个人分别选择一种方案执行检测任务。查阅检测标准分析橡胶配合剂的性质确定检测步骤填写数据记录单和检测报告单得出检测结论。

检查 橡胶配合剂碳酸钙的检测方案;试剂的选用,仪器的使用情况;检测步骤是否与方案一致;数据的记录是否合理;结论是否合理。

评价 橡胶配合剂碳酸钙的检测是否符合标准;检测过程中存在的问题;数据的分析记录是否符合要求;完成任务过程中所体现出的职业素养。

基于真实检测工作过程,采用资讯、计划、决策、实施、检查、评价六步教学法来进行教学。教学过程以学生为主体,教师作为引导者、服务者参与其中。在实施过程中,学生可以及时发现问题,修改计划,重新实施,尽可能找到最佳的实施方案。在此过程中,不断加深对知识的理解,同时也培养了学生的能力。

(四)考核方式

项目化教学的考核采用过程考核与期末考评相结合的方法,强调过程的重要性,将工作中的每一环节都纳入考评范围,教师、企业、学生都参与考评,实现了多元化的考核方式,提高了学生的积极性,促进了学生职业能力的培养。考核的内容包括过程考评(占60%)和期末考核(占40%),主要涉及方案制定、实操考评、检测报告、素质考评、自查互查、协作能力、经济意识、安全意识以及环保意识等方面。

教学改革的成效

通过近一年的项目化教学实践,学生的学习兴趣提高了,学习的积极性和主动性、自主学习能力得到了提高,学生的综合应用知识解决实际问题的能力得到了改善。毕业生的岗位能力得到了加强,受到企业普遍欢迎。由于课程的开发和实施都是以企业真实项目为载体,以工作过程为导向,学生毕业后能够很快胜任岗位工作。同时,由于在教学过程中比较注重学生的协作能力、实事求是的科学态度和严谨的工作作风的培养,使得学生综合素质得到提高。

总之,项目化教学的方法不同于传统教学方法。许多方面还需要职业院校的教师进一步深入探索和实践。在项目选取、教学方法实施上都需要认真研究。我们的宗旨就是如何更大程度地提高学生的学习兴趣,更大程度地提高学生的学习积极性和主动性,从而更好地发挥项目化教学的优势,尽可能让学生实现“零距离”就业。

参考文献:

[1]史维琴.《承压设备焊接工艺编制》课程项目化教学改革探索[J].职教论坛,2009(9):59-60.

[2]顾准.《化工工艺设计》课程项目化教学法的实践[J].职教论坛,2009(10):60-61.

[3]陈文华.高职《药物合成反应》项目化教学初探[J].职业教育研究,2009(4):98-99.

[4]沈国良.项目化教学课程开发中存在问题探究[J].中国成人教育,2010(11):157-158.

[5]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京:清华大学出版社,2007:6.

[6]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007:1.

[7]周岳.高职数控加工技术项目化教学的实践与探索[J].职教论坛,2010(2):51-52.