公务员期刊网 精选范文 高分子材料专业的认识范文

高分子材料专业的认识精选(九篇)

前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的高分子材料专业的认识主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。

高分子材料专业的认识

第1篇:高分子材料专业的认识范文

关键词: 民族院校 《高分子材料进展》 教学方法

《高分子材料进展》课程是高分子材料专业的一门知识全面且内容丰富的专业限选课程。该课程以高分子物理、有机化学、聚合物材料研究方法、高分子化学、聚合物合成工艺等课程为基础,涉及面极为广泛[1]。课程总学时为32学时,参考教材为化学工业出版社出版的《高分子材料进展》,为研究生规划教材,全书共分为5章,分别简要地介绍高分子材料合成反应、高分子合成反应实施技术、多组分高分子材料、液晶高分子材料及功能高分子材料方面的研究进展。[2]考虑到《高分子材料进展》课程是高分子专业在大三的上学期开设,而且民族院校学生的专业基础较为薄弱,课程学时短的特点,因此重点讲解高分子材料领域中的发展重点和热点。本课程的教学目的是帮助学生对异彩纷呈的高分子材料发展的热点领域有一个相对完整的了解,达到开阔视野的目的。针对《高分子材料进展》课程涉及知识面广、学生基础差及对考查课不重视的特点,有必要在教学过程中不断改进教学方法和考试模式,以期获得较好的教学效果。[3]

一、本民族院校《高分子材料进展》课程的基本情况

针对我校民族学生基础知识薄弱,而《高分子材料进展》课程“内容多、范围广、课时少”的特点,我们重点介绍高分子材料中发展迅速、发展前景广阔的功能高分子材料,推荐的教材有《高分子材料进展》和《功能高分子材料》[4]等。该课程总学时为32学时,学分为2学分,课程类型为专业限选课,课程以高分子材料的合成方法进展、吸附分离功能高分子材料、高分子分离膜与膜分离技术、导电高分子、感光性高分子和医用高分子材料等功能高分子材料的进展为重点学习内容,同时穿插一些国内外近几年新发表的文献和专利,以及国内相关会议等。本教学采用多媒体教学方式,采用课堂提问和讨论等多种形式进行学习,期末通过考查的方式考核学生,采用写论文与平时成绩相结合的方法,平时成绩包括上课出勤和课堂讨论情况,论文成绩与平时成绩各占70%和30%。表1为《高分子材料进展》教学内容的设置及学时分配情况。

表1 《高分子材料进展》教学内容的设置及学时分配

二、强化基础,突出重点

首先,《高分子材料进展》授课内容看似丰富多彩,千变万化,但是万变不离其宗,归根到底都是由高分子专业的基础知识衍生出来的,比如《高分子物理》、《高分子化学》中的经典理论和概念等。从另一个角度看这些材料的出现印证了基础知识的重要性,它们的诞生是经得起检验的理论和概念的应用和发展的。因此通过介绍高分子材料的前沿进展,既使学生对异彩纷呈的高分子材料世界有一定宽度的了解,又从深度上加强学生对基础知识的理解和掌握,使学生知道这些材料是如何得到的,自己又能通过什么途径得到想要的材料。

其次,因为《高分子材料进展》这门课的每一章都是高分子材料领域中发展迅速、成果颇丰的较大分支,独立出来都能独立设课,而在本课程中必须在几个课时内讲完,所以在授课过程中,什么该讲,什么略过,讲的这些内容是否能激发学生的兴趣,是该课程的一个教学难点,要求教师对这些前沿分支有全面而深入的理解,对它们所涉及的基础知识熟练掌握,这对教师的专业知识和教学方法提出了更高要求。

三、调动学生的学习积极性,启发式教学

《高分子材料进展》是学生在已经掌握高分子化学、高分子物理基础知识的前提下进行的学习。内容除了基本概念之外,有很多设计路线、研究方法,可以引导学生运用已学知识进行思考。比如第3章吸附分离高分子材料和第4章高分子分离膜及膜分离技术中涉及自由体积和渗透压的概念,这些都是《高分子物理》中学过的内容,通过回忆这些知识,使学生加深对这些基础知识的理解,并对基础知识的应用有一定的了解。其次,要注意生活中的实际例子或新闻报道中的最新科技进展中与所讲述内容相关的部分,通过联系生活实际,引出将要介绍的高分子材料。这样既能让学生认识到这类高分子材料的重要性,提高学习的积极性,又能让学生了解到这类材料的最新的研究成果,提高对科学研究的兴趣。如从全球都非常关注的环保问题出发,引出废水和废气处理方面的高分子吸附材料或高分子膜材料,介绍这些高分子材料的设计路线和原理,让学生从理论和实际相结合的角度深入理解所学的功能高分子知识。同时可以提出一些生活中材料的不足,让学生发挥主观能动性,提出解决这些材料不足之处的方法或设计新的功能高分子材料的想法。这样,学生的学习兴趣会大大提高,教学效果也会得到显著增强。

另外,还要有效利用网络资源,紧跟最新研究进展,适当补充新的教学内容。高分子材料进展课程是综述高分子材料领域发展热点的一门课程,所介绍的内容每隔一段时间可能都有新的研究成果诞生,我们应根据情况适当补充那些热门和重要的研究成果到教学内容中。比如该课的学时少,可以在课程快结束的几周时间重点介绍一些最新的前沿进展和相关会议,让学生了解到高分子材料的发展趋势,提高学生对高分子材料的兴趣。互联网资源丰富,内容更新快,是老师补充教学内容的最佳途径。目前,利用网络资源作为课堂教学的辅助手段,是学生喜闻乐见的形式。老师可以提供一些高分子专业的权威网页,方便学生浏览查阅。同时,可以鼓励学生在网上搜索最新的研究成果,再在课堂上以口头报告的形式传达给学生。这样,既能让学生对高分子材料进行全面的了解,又能让学生主动地参与教学,达到较好的教学效果。

四、科研与教学相结合,以科研促进教学

把科研引入本科教学是培养大学生创新能力的重要措施,也是高等教育的显著特点。在《高分子材料进展》课程本科教学过程中,正确有效地将教学与科研相结合,有利于提高教学效率,丰富教学内容,营造学术氛围并提高创新能力,全面提高教学质量。教师在课堂教学中可以介绍自己的科研成果,介绍本专业课题组正在研究探索的科研项目,引导学生参观实验室和课题组,鼓励学生积极参与到教师的科研中。例如,作者介绍自己硕士和博士期间所从事的科学研究,以及科研小组的一些趣闻趣事,激发学生的学习热情和学习兴趣。

总之,在高分子材料进展课程的教学过程中,教师首先应进行教材分析和学情分析,再采用比较适合的教学方法,在知识和技能的传授中针对民族学生基础差的弱点,采取强化基础、突出重点的教学方式,了解学生的情感态度与价值观,做到教学方法灵活多样,教学内容及时更新,这样才能调动学生的学习积极性和主动性。教师还应继续努力提高业务能力,理论联系实际,使学生在这门课程的学习中得到切实的收获。

参考文献:

[1]周立,孙荣欣.科技信息.2010,21,151.

[2]张留成,闫卫东,王家喜.高分子材料进展[M].北京:化学工业出版社,2005.

第2篇:高分子材料专业的认识范文

关键词:高分子材料与工程;人才培养;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)09-0041-02

高分子材料是材料领域中的新秀,它的出现带来了材料领域的重大变革,在诸多行业中已逐渐成为不可替代的关键材料。高分子材料与工程专业具有跨学科、综合性的特点,既与化学、石油化工、精细化工等基础学科紧密联系,又和汽车、电子、环境等应用学科相辅相成[1]。

闽江学院高分子材料与工程专业建设以课程建设为中心,从改革课程体系、强化实践教学、改进教学方法等方面系统深入地开展建设,以达到“重基础理论、重创新精神、强实践技能、强综合素质”的人才培养要求。

一、优化课程结构

本专业的教学体系包括理论教学体系和实践教学体系。在理论教学体系中,课程结构又可分为校级公共基础课程、学科基础课程、专业核心课程等[2]。其中,公共基础课、学科基础课和专业核心课程分别安排63、29和4分,在总学分中分别占比35%、17%和28%。通过进一步深化教学内容改革,构建以专业核心课程和学科基础课程相结合、有利于学科交叉与融合、与经济社会发展相适应的课程体系。此外,还鼓励教师努力建立主干课的课程网站并加强精品课程建设。

在实践教学体系中,遵循从入学军训、金工实习、科研训练、认识实习、专业课程设计、毕业实习到最终的毕业论文(设计)的循序渐进过程,共计34学分,在总学分中占比20%,结合本科四年各课程的实验教学内容,形成较为完整的实践教学体系[3]。同时,为了使高分子材料与工程专业的毕业生具有更强的实践技能,还设计了创新实践环节,其中安排了与本专业相关的社会服务活动、开放实验室活动、专业学术讲座、学科竞赛以及创新创业实践计划项目等。

二、加强实践教学改革

实践教学是高等学校人才培养体系的重要组成部分,与理论教学起着相辅相成的作用。国内外对高分子材料实验实践教学提出多种想法,朱晶心等[4]把加强专业实验教学、提高实验质量、培养创新人才、提高创新能力等作为教学改革的重点。龚建良等[5]研究了高分子材料与工程专业实验教学体系的现状和不足,提出了高分子材料与工程专业实验教学新体系。付一政等[6]认为专业实验既要注意基础知识的综合应用和基本实验技能的训练,又要强调分析问题、解决问题、独立工作、协同配合、富于创新等综合能力的培养。在加强教学实践的建设工作中,结合近年来高分子专业实践教学经验,我们系统地规划和改革“高分子材料与工程专业”的学科基础和专业实践课程体系,使实践教学体系具有基础宽厚、层次分明、循序渐进的特点。

1.实验教学建设。实践教学的初始阶段应该是在学校内掌握基础实验技能,因此对本科阶段实验教学改革应特别重视。在实验教学中,从基础化学中精选出操作性强的实验,安排在本科一、二年级学习阶段对学生集中进行基本实验技能训练。专业实验课程主要安排在本科三、四年级进行,进一步培养学生的专业实验技能。以“循序渐进”为原则,以综合、创新能力的培养为目标,在完成单元性实验教育后,增设单元性设计实验(应用性实验),最后进入综合设计性实验,形成由浅入深、循序渐进的实验教育模式。在实验内容上,鼓励实验教师将自己的科研成果与综合设计性实验相结合,拓展学生对本专业发展前沿的认识。

在教学方法上,重点加强基本实验技能的训练,如组织学生参与专业实验准备、开放实验室训练、社会服务活动等均加深了学生对实验原理和流程的认识。此外,强调教学中激发学生对实验的兴趣。如让学生自行设计方案,引导学生到图书馆查阅相关文献及手册,设计实验方案等。通过积极思考和热烈讨论,不少学生都迫切希望马上进实验室验证自己的观点,从而激发了他们浓厚的实验热情。富有启发意义的实验教学方式发展了学生的创造思维,发挥了主观能动性,培养了独立思考能力,进而强化他们的综合专业素养[7]。

2.生产实习基地建设。由于历史原因,我系原有实习基地大多数是国有化工企业,目前普遍经营情况较差,设备陈旧,实习环境差。在这些单位实习,尽管联系方便、费用低,但实习效果不佳。而一些效益较好、技术先进、环保意识强的合资及独资企业担心学生来厂实习会影响生产,不愿积极配合学校完成实习的组织安排;即使接受了实习的任务,也只是让学生站在一旁观看,鲜有动手实践的机会。因此,我专业通过两条途径解决实习基地问题。一是针对效益差的国有化工企业,开展科研活动,与企业合作,走产学研相结合的路子。二是积极与新兴的合资企业、私营企业及乡镇企业联系,签订合作协议,为他们提供技术咨询,帮助他们培训一线操作工人。这样,企业就比较乐意接受学生到这些单位进行专业实习,让学生顶岗操作,视学生为本单位职工。学生在这样的实习单位实习,学习热情高,很好地巩固了专业知识。

三、突出专业特色建设

具有较强的创新意识和实践能力,是高分子材料与工程专业努力塑造的专业特色。在专业建设中,通过企业实习,利用生产现场的实际条件,将专业理论和生产实际相结合,最大限度地满足后续课程学习和人才培养目标的需求。专业教学团队注重生产实习基地的开发,健全实习质量保障体系,保障相对稳定的生产实习教师队伍,出版内容适当的生产实习教材。为保证实习教学质量,指导小组根据教学内容、实习地点进行了合理分工,发挥每位教师的长处,做好教学和组织管理工作。在实习单位内组织相对固定的对生产技术了解深入、有一定培训经验的一线工程技术人员组成实习教学队伍,在实习中发挥了巨大的作用。

结合科研实践培养专业人才,推进教学与研究一体化,是本专业建设的另一特色。为增加学生对专业发展的认识,培养他们创新思路和实践能力,本专业积极落实以教学促科研、以科研带教学的思路,组织学生参与专任教师的科研课题研究工作。目前由本专业12位教师主持的课题共30余项,其中省部级以上科研项目7项,市厅级项目19项,校企合作项目5项,每一项课题都有高年级本科生参与。此外,吸收部分专业学习热情较高的学生参与创新实践训练。目前本专业教师共承担12项大学生创新创业训练计划项目,其中国家级2项,省级5项,校级5项,科研实践工作的开展显著提高了本专业学生的专业素养和动手能力。

四、总结

闽江学院高分子材料与工程专业建设的成果表明,加强专业教学体系和实践体系改革,不仅能增强学生的动手能力,更重要的是能激发学生的求知欲,培养学生的创新意识和实践能力。我们不仅要对现有实验教学内容、教学方法及创新能力的培养方面提出改革要求,还要通过多层次开展实践教学,提高综合性实验和设计性实验等创新内容教学比例,进一步增强学生在实验中的主动性和创造性,以培养出更多具有创新能力的高素质专业人才。

参考文献:

[1]赵长生,顾宜.高分子材料与工程专业发展与现状[J].塑料工业,2008,36(1):70-71.

[2]胡治元.高分子材料应用技术专业教改的思路与实践[J].洛阳工业高等专科学校学报,2007,17(6):42-46.

[3]王慧敏,郑耀臣,崔孟忠,等.高分子材料与工程专业实验教学的改革与实践[J].化工高等教育,2007,(5):39-41.

[4]朱晶心,马彦龙.高分子材料专业的教学改革实践与思考[J].太原理工大学学报(社会科学版),2001,19(12):77-78.

[5]龚建良,吴宇雄,谭惠平,等.高分子材料与工程专业实验教学体系改革初探[J].高教论坛,2006,(4):56-58.

[6]付一政,李迎春,刘亚青,等.高分子材料与工程综合实验教学探索与实践[J].太原科技,2008,(3):90-91.

[7]彭进,夏绍灵,刘国勤.高分子材料与工程专业实践教学改革研究[J].新乡师范高等专科学校学报,2007,21(5):102-104.

第3篇:高分子材料专业的认识范文

【关键词】高分子材料与工程 生产实习 教学改革

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)16-0060-02

一 生产实习在高分子教学中的重要作用

大学生生产实习是高分子材料与工程专业实践教学的一个重要环节,是培养学生工程实践能力的重要途径。大学生高分子材料与工程专业的生产实习一般会安排在大四的上学期,在此之前学生们已经完成了高分子专业绝大多数课程的学习,具备一定的理论基础及实验能力,但对实际生产情况还比较陌生。生产实习是联系学校和工厂的一个纽带,通过生产实习,将学生所学的理论知识与生产实际结合起来,更确切地说是运用所学的理论知识来解决工程实际问题,这种理论向实践的转化不仅可以加深学生对所学专业知识的理解,而且还可以增加学生的感性认识,让学生体验到学以致用的感觉。

与此同时,生产实习还可以培养学生独立分析问题、解决问题的能力和工程实践能力。在进入工厂之前,学生对高分子材料与工程专业的感知仅仅停留在课本上,即便是在专业实验中接触到了一些设备,但也仅限于实验范畴,从各方面来讲与实际生产还有很大的距离,再加上学生实验多以验证性实验为主,因此,学生的综合实践能力在实验中无法得到体现与提升。生产实习恰恰是学生综合实践能力得以诱发、展现和培养的媒介,实际生产中会遇到很多校园里无法模拟的工程情况,学生在这样的氛围中学习,不仅可以使自己各方面的能力得到锻炼与发展,而且还可以从这一过程中真正了解高分子材料与工程这个专业,清楚自己就业或升学的方向。

二 高分子专业生产实习的现状及原因

受多方面因素的影响,近年来,高分子专业的生产实习并未起到预期的良性效果,反而暴露出了一些亟待解决的问题,如联系生产实习企业困难、实习过程走马观花、学生对生产实习的重要性认识不足等,这些问题严重影响了生产实习的质量,阻碍了学生专业知识与工程实践能力的发展。经过多方面的调查分析,造成目前这种情况的原因主要有以下几个方面:

1.大多数企业不愿接待生产实习

学生进企业实习,不会给企业带来直接的经济效益,反而会带来企业管理和生产上的不便。学校周边的相关企业并不多,所以,一般情况下学生进入企业进行生产实习的形式都是以集中进入为主,也就是带队教师会提前与相关企业联系,然后在确定的某一个或某一段时间带领学生集中进入企业实习。由于学生人数众多,且对实际生产基本没有什么概念和经验,企业考虑到生产安全及学生的人身安全,一般会派专人陪同参观一些不太重要的生产线,对要进入的车间会进行一些安全隐患排除,甚至会暂时停产。从企业角度出发,接待生产实习往往会给企业的管理和效益带来负面影响。从学生角度考虑,这样的生产实习并没有什么实际意义,学生所看到的并不是真实的生产情况。

2.学生数目激增导致实习资源短缺

高分子材料与工程专业作为一个新兴专业,发展迅速,涉及领域广泛,毕业生社会需求量大,因此,近年来高分子专业的招生人数翻倍增长。激增的学生人数使有限的实习资源日趋紧张,由此导致长期的顶岗实习机会逐渐减少,绝大多数学校只能选择集中实习。集中实习虽然解决了“量”,但却影响到了“质”,对于企业而言,大批量学生在同一时间段进入同一企业实习,给企业带来了严重的安全隐患,因此企业越来越不愿意接待生产实习,对于学生而言,人数众多会导致企业在实习过程中多以集中讲解为主,简单参观为辅,学生基本无法得到参与实际生产的机会,长此以往,生产实习将成为一种任务、一种形式,而无法再起到应有的桥梁作用。

3.学生的理论知识与企业的生产实践无法有效对接

学生在学校所学的高分子专业知识是按照课程体系铺设的,逻辑性与理论性较强,其实际工程应用需要进行转化,而高校教师大部分是从校门进校门,缺乏实际生产的经验,再加上现代化的生产日新月异,因此,教师在讲课时很难将举出大量恰当的实例实现高分子专业理论知识向工程实际的转化。与此同时,企业由于有自己的产品方向,所涉及的专业知识与技术有自身的特点,与学生所学的理论知识有一定的距离,虽然在学生进行生产实习的初期,企业一般会安排集中宣讲,但由于用时较短,很难达到良好的效果。因此,学生在进入企业进行生产实习时,会出现双方专业知识与技术不匹配的尴尬境况,这种错位的存在,导致学生不知道该如何学,企业也不知道该从哪里开始讲,由此导致生产实习的作用和效果大幅缩水。

三 走出高分子专业生产实习困境的具体策略

影响高分子专业生产实习效果的因素有很多,其目前的困境也是多个因素共同作用的结果。总体来看,影响因素可分为外因和内因两种,解决外部因素,如实习企业问题、生源激增问题等,并不在我们的能力范围之内,因此我们需要做的是通过调整内部影响因素来弱化外因的不利方面,以期使高分子的生产实习达到预期的良性效果,真正起到培养学生工程实践能力的作用。为此,需要从以下几个方面进行改革:

1.课程方面

课程方面的改革主要包括课程结构的改革与课程内容的改革两个部分。

第一,课程结构是课程目标转化为教育成果的纽带,是课程实施活动顺利开展的依据,合理的课程结构应同时具备均衡性、综合性和选择性三个基本特征。现行的课程结构中,必修课的比例偏重,共性的东西偏多,学生的兴趣发展与个性得不到满足与体现,这样的课程结构极大的限制了学生创新意识的生成与发展。因此,我们应对课程结构进行适当的调整,在合理的范围内增加选修课所占的比例,拓宽学生的选择性,满足不同层次学生的需要。在此基础上,可针对生产实习所需要学生具备的知识与技能,专门设置一定数目的选修课,让学生在进入企业进行实习之前就对相关企业的运行情况有所了解,有利于实现学生与实习企业的有效对接。

第二,课程内容方面应该尽可能做到丰富化、实用化。除必修课中一些基本的原理外,其他课程内容的选择,尤其是选修课内容的选择应尽量贴近实际生产,保证学生在修完相关课程之后可以学以致用,而不是觉得理论与实际相差甚远。如此一来,学生在进入企业之前就对相关知识有一定的储备,对企业的运营情况有一定的了解,有利于学生迅速适应实习的角色。

2.教学方面

从教育的根本属性上说,教学是一种经验的传递过程,但这种传递绝不是灌输,也不像讲授那么单纯,它必须充满积极、能动、丰富的学习活动。而以教师为主体的课堂制约了学生能动性的发挥,制约了学生独立分析问题、解决问题能力的发展,以至于绝大多数学生在进入企业后面对实际生产问题时显得不知所措。高分子教学中,教师应把课堂的主体地位还给学生,依据不同教学内容的特点,选择合适的教学方式,让学生在学习中经历独立分析和解决问题的过程,而不仅仅是在课堂上被动的接受教师的灌输,充分发挥学生的主动性,促使学生养成独立分析问题、解决问题的意识和能力,为生产实习中解决实际问题奠定基础。

3.教师方面

高校教师大多是从校门进入校门,缺乏生产实践的经验,本身就对生产的实际情况了解不多。由此导致教学中教师更擅长和关注的是高分子专业的理论知识和基本原理,而对这些知识与实际生产的联系,如何将这些理论知识应用于生产实践却往往很少提及,即便是举一些实际应用的示例,也大多与生产实际有一定的偏差。其实这是造成学生的知识储备与企业的知识要求不相匹配的最主要原因。解决这一问题的最好方法就是让高分子专业的教师与相关企业的一线工程师进行一定程度的角色互换。在合适的时间内,一方面聘请相关企业的工程师为高分子专业的学生主讲一部分课程,课程内容主要涉及与生产实践相关的部分,让学生清楚所学知识的应用途径和应用方式;另一方面鼓励一线教师定期下厂实习,弥补其缺乏生产实践经验的缺憾,促使教师在教学中将高分子的理论知识与实际生产进行更好地融合。这样的授课方式可以有效解决学生现状与企业需求之间的断层问题。

4.实践方面

实践方面主要包括实验部分和校内实习部分。

第一,现行的学生实验多以验证性实验为主,结论较为清楚,过程过于简单,这样的实验在培养学生的动手能力方面尚有一定的作用,但对学生综合实践能力的培养却几乎没什么帮助。实际生产中遇到的问题多种多样,很多问题都是不可预期的,其解决方式需要根据实际情况来确定,为使学生在生产实习中具备解决实际问题的能力,实验内容和实验方式都需要进行一定程度的调整。主要的改革方向就是变验证性实验为探究性实验,使实验结论是未知的、实验方法是多样的、实验过程是独立的,以此促进学生综合实践能力的形成与发展。

第二,从实验室中的实验直接走向工厂的生产实际跨度比较大,学生很难适应角色转换,其相关知识与技术也很难衔接到位,为了使学生更快地适应生产实习,需要在实验室与工厂之间构架一个桥梁,帮助学生进行角色与技能的过度,这个桥梁就是校内实习基地。校内实习中最容易推广的就是仿真实习,仿真实习技术是以仿真机为工具,用实时运行的动态数学模型代替真实工厂的实际操作来进行教学实习的一门新技术。学生可以在与实际生产十分接近的虚拟装置中进行操作,可自行对工艺参数进行全面控制和调节,探索最佳的操作条件,可通过处理操作不当而引发的各种事故来充分体验实际工业过程的复杂性。仿真实习只需较少的人力、物力,比较容易建立,但却可以给学生提供甚至比实际生产实习更为广阔的发挥空间,因此校内仿真实习不仅是连接实验室与工厂的一座桥梁,而且是生产实习的有效补充。

参考文献

[1]李继新、赵新宇、李素君.高分子材料与工程专业生产实习的教学改革与实践[J].黑龙江科技信息,2010(9)

[2]胡燕海、叶飞帆、林庆兰.大学工科实践性教学中的问题与对策[J].教育与现代化,2001(1):46~48

[3]雷彩红.高分子材料与工程专业生产实习模式探索[J].高教论坛,2010(11):55~57

[4]朱慕菊.走进新课程:与课程实施者对话[M].北京:北京师范大学出版社,2002:16~24

第4篇:高分子材料专业的认识范文

[关键词]高分子化学、教学实践、教学体会

中图分类号:O63-4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)21-0235-01

近年来,随着科学技术的不断进步和发展,高分子科学与物理、工程、材料、生物、医药以及信息等众多学科知识相互渗透、相互交叉,密不可分。作为高分子材料专业的基础专业课的高分子化学课程,与无机化学、有机化学、物理化学和分析化学并称为“五大化学”,已经被大多数理工科、师范类高校作为化学相关专业学生的必修课或是选修课。它以有机合成为基础,与化工原理、数学等学科紧密联系,其中包含了诸多的概念、反应推理,内容多,抽象难懂、学习难度大,同学们普遍反映较为枯燥,因此如何上好高分子化学这门课,提高同学们的学习兴趣,产生强烈的求知欲,变被动学习为主动学习,是我们教师在课程教学过程中面临的首要问题。针对以上问题,作者经过几年的教学实践、积累和探索,调动了学生的学习积极性,有效的提高了《高分子化学》课程的教学质量,取得了较好的教学效果。

一、注重绪论课的教学

第一堂课通常是老师简单的介绍本课程需要学习的内容以及一些要求后,就迫不及待的开始讲授教学内容,而作为一名讲授高分子化学课的主讲教师,发现高分子化学绪论课对于调动学生学习的积极性和主动性具有非常好的效果,能极大的激发学生学习本课程的兴趣。由于同学们对诺贝尔奖都具有极大的兴趣,首先,以专题形式介绍获得诺贝尔奖的高分子科学家的学术贡献,学习高分子学科的发展史,从而认识科学和科技的进步和发展,从1920年德国Staudinger发表了“ 论聚合 ”的论文,高分子概念的确立;50年代Zigeler和Natta发明配位聚合催化剂,解决了丙烯难以聚合的问题,使石油裂解产物得到充分利用,对化工业的贡献巨大;80年代麦克德尔米德发明导电高分子,直到现在功能高分子得到大力发展。同时,通过举例介绍高分子科学在工业、农业、国防、航空航天、能源、环境、建筑、生物医药以及日常生活中的广泛应用,让学生充分认识到高分子与我们的生活和国民经济的密切关系。如应用可降解的聚乳酸作为手术缝合线,可进行自降解吸收而不必进行拆线;应用在航空航天及国防上的各种特种高分子材料,以及现在我们日用的食品保险膜、塑料袋,所穿的衣服材质涤纶、尼龙和聚酯纤维等全都是高分子材料。使学生清楚的认识到高分子材料与人民的生活、工业生产都是息息相关,从而认识到高分子化学的重要性,极大的激发了学生的学习兴趣。

二、优化教学课程内容

高分子化学是以聚合反应和聚合物化学反应的机理和动力学为主线,主要包括高分子的基本概念、聚合物分类、逐步聚合、自由基聚合以及离子聚合方法等主要内容。在教学中,由于课时以及一些客观原因,不可能对全部的内容进行详细的讲解,因此需对高分子化学的课程内容进行调整、重组和优化,更好的完善教学内容体系。首先,保证基本原理、基本概念的讲解,其中,对传统经典的高分子理论即:高分子的基本概念、逐步聚合、自由基聚合以及自由基共聚进行重点讲解。例如,在讲授自由基聚合的时候,需重点讲授聚合机理和热力学、聚合速率及动力学和聚合度及其分布等内容,其中的阻聚、缓聚等内容作简单介绍就可。同时在授课过程中不拘泥于教材内容的排序,注重对各知识点进行重组和精炼,兼顾高分子化学最新的科技进展,适当增加最新的研究成果和研究热点的教学比例:如活性自由基聚合、ATRP聚合、RAFT聚合、生物医用高分子、超支化高分子、自组装高分子等内容的讲解,开阔学生的知识视野,从而提高学生的学习兴趣和主观能动性;做到重点突出,主次分明,在有限的学时分配中提高教学效率,改善教学效果。

三、教学方式的多样化

高分子化学有“ 五多” 的特点: 内容多、概念多、头绪多、关系多、数学推导多。由于高分子化学很多抽象的概念和理论,如果都是采取以老师在台上从头讲到尾的“填鸭”式教学方式,学生听课感觉枯燥,凭空想像难以理解。因而在讲课方式上采取形式的多样化来激发学生的学习兴趣:一、运用多媒体中图片、文字、声音和动画等方式来辅助教学,使一些抽象难以理解的概念形象、直观,生动、具体化,让学生易于理解和学习,从而提高教学效果;二、有意识地运用互动式教学,避免照本宣科,像有些认知性的章节采取让学生分成小组,课下一起准备PPT,课上让小组派代表来讲课;讲解公式推导的时候,让学生参与进来,和老师一起推导演算;激发学生参与教学的积极性,拉近老师与学生的距离,活跃课堂气氛,激发学生学习的兴趣,提高高分子化学的教学质量;除此之外,邀请本校从事高分子方向研究的老师来给学生就高分子科研的最新进展与动态做专题报告;三、以信息技术的迅猛发展为代表的网络时代已经来临,因此互连网技术在教学中的积极运用有着非比寻常的意义。因此,教师可以充分利用互联网工具,将电子教案、教学课件在校内的教学论坛上,通过高度的资源共享,让学生能随时查阅学习,发挥网络辅助教学快捷的优点。与此同时,授课教师将自己的电子邮件和QQ号公布给学生,当学生学习上碰到问题和困难时能及时快捷的与教师进行沟通交流,从而促进教学效果,调动学生学习的主动性和积极性。

四、教师自身专业知识水平的提高

作为一名主讲教师,在这科技进步日新月异的时代,一个老师要想使自己的专业知识不陈腐,能跟上科技的脚步,在课堂上能多给学生传授一些关于本专业的前沿知识和最新进展,激发学生的学习兴趣,自身的专业知识层次水平不断提升对于保证上课的质量是至关重要的。因而主讲教师可以从下面几个方面提高自己: 首先在上课之后需要多读专业文献,跟踪最新科研进展,把一些研究热点和前沿介绍给学生,利用学生对科研前沿的兴趣和热情来促进教学。同时,将本学院老师的科研研究工作或自身科研研究内容和最新进展与课程内容有机结合,如讲授聚合方法的时候,本人就自己的研究方向 “应用ATRP或RAFT可控聚合方法,合成一系列分子量可控的用于癌症治疗的功能性生物医用高分子材料” 拿到课堂上和学生讨论,进一步加强学生对 “活性可控高分子聚合“的理解,激发学生学习的积极性和科研热情;第二,教师同时需要多参加以促进科学发展、学术交流、课题研究等学术性话题为主题的学术会议;如每两年一度的高分子年会,了解高分子各领域的最新的研究动态,开阔眼界;并且现在每届高分子年会都有”关于高分子教育与学科发展的分会”主题,做报告的是高分子界的一些大牛和大家,对启发我们的教学和研究有非常大的帮助;除此之外,我们还需要多听一些名家名师的讲课,学习名家名师的讲课方法,找出差距,提高自身的教学水平。

作为一名在一线教学的任课教师,面对一群头脑活跃、求知率强、渴望新鲜事物的年轻大学生,我们在教学上需要不断的学习进步,推陈出新,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新意识和创新能力,为培养优秀的创新人才不懈努力。

参考文献:

[1] 潘祖仁.高分子化学.第5版.北京:化学工业出版社,2011.

[2] 王槐三. 寇晓康.《高分子化学教程》[M]. 北京: 科学出版社,2002.

[3] 王国建.高分子通报,2012,(11):97-100.

第5篇:高分子材料专业的认识范文

关键词:涂料学;高分子专业;教学改革;涂料实验

近年来,随着我国对创新型人才培养问题的日益重视,大力加强素质教学,培养和激发学生的创造力的同时,进一步巩固学生的基础知识就显得尤为重要[1]。在我国,无论是在综合性院校、理工科院校,还是职业技术院校,大都开设了高分子的本科专业,包括:高分子化学与物理专业、高分子材料专业以及高分子加工专业等。在课程设置方面,基本都开设了高分子化学、高分子物理和高分子分析方法等基础课程以及高分子专业基础实验。然而我们在教学实践中发现,学生很难将之前开设的基础课程中的知识融会贯通,对生活实例不能做出相应合理的解释。高分子作为一个实用性很强的专业,各门专业课之间有着密切的联系:利用高分子化学知识合成出不同结构的高分子材料,高分子材料的结构将直接影响其性能,在对材料进行加工时又需要运用高分子物理和流变学等知识[2]。如果学生们不能将专业基础知识活学活用、融会贯通,那么他们将很难应对高分子专业相关工作中的实际问题。因此,我们尝试针对高分子专业的培养方案,在开设高分子化学、高分子物理、高分子成型加工以及高分子结构分析方法这些专业课程的基础上,新增了一门《涂料学》课程,安排在第7学期进行,计划学时为32学时。力求通过本课程的学习,巩固之前学到的专业知识并将其融会贯通,同时拓宽学生的知识面,提高其实践能力。为了达到教学目标,培养出基础扎实、有创新思维、创新能力的高素质人才,《涂料学》课程的本科教学内容和教学方法的设计就是必须考虑的首要问题。为此,笔者结合从事涂料课程教学与科研的经验,参考接收本科生进行涂料实习单位的反馈意见,同时结合《涂料学》课程自身特点,做了一些初步的探讨。

一、《涂料学》课程的特点和意义

高分子的主要应用领域集中在涂料、塑料、粘合剂和助剂四方面。进入21世纪以来,我国涂料行业发展迅速,对涂料行业科研技术人才的需求量大大增加[3]。为此,在国内一部分高校中的高分子相关专业开设了涂料相关课程。《涂料学》课程是建立在高分子化学、有机化学、无机化学、胶体化学、表面化学与表面物理、流变学、材料力学、光学和颜色学科基础上的一门综合性学科,但又不是这些学科的简单加和而有其自身理论。对于高分子专业的学生而言,如何能将其学到的无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理等基础知识贯穿统一起来,《涂料学》无疑是一个不二选择。开设涂料课程,一方面使今后从事涂料行业的学生进入工作岗位后,尽快成为行业技术骨干;另一方面对于今后从事非涂料领域的高分子学生而言,课程的学习过程也是对之前学到的化学和材料学基础知识巩固、加强和提高的过程。

二、《涂料学》教学的主要内容

涂料学课程的内容多,课时少,教师难以在短时间内将涂料行业所需的内容讲深、讲透。在课程教学的过程中,教师应该坚持理论结合实际的教学方针,对知识结构优化调整,做到简单而不浅显,深奥而不枯燥。在教学内容上,要注重两方面的统一:一方面注意《涂料学》课程章节间的联系和统一,这门课程涉及到涂料概述、颜料、溶剂、树脂等内容,各部分内容既相对独立,又相互联系;另一方面,要把握《涂料学》课程与无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理等基础知识贯穿统一。教师在教学中应该重点介绍以下内容。

1.涂料的基本知识。这部分内容主要介绍涂料概念、组成、类别、功能以及发展概况。结合日常生活所接触的涂料,使学生掌握涂料的基本概念、分类和作用。让学生们了解到,现代涂料学的发展是以化学,特别是高分子科学为基础,结合界面科学和流变学发展起来的。了解涂料的发展背景和面临的挑战,懂得涂料的发展趋势。通过对目前报道较新的,具有特殊功能的涂料的介绍来激发学生对涂料的兴趣,并为以后进行涂料的科学研究开好头。

2.颜料相关理论。颜料和填料是涂料生产不可缺少的成分之一。其作用不仅是色彩和装饰性,更重要的是改善涂料的物理化学性能,提高涂层的机械强度、附着力、防腐性能、耐光性和耐候性。让学生了解遮盖力、着色力和吸油值等基本概念。在授课过程中,这部分知识与物理化学中的双电层理论联系紧密,可以对以前的基础知识巩固提高。关于颜料的分散是教学的重点。

3.溶剂知识。溶剂是不包括无溶剂涂料在内的,各种液态涂料中所含有的,为使得液态涂料完成施工过程的必要的一类物质。原则上不构成涂膜,也不存留在涂膜中。在授课过程中,这部分知识与有机化学和高分子物理中的极性、溶解力、粘度等相关知识联系紧密,可以对以前的基础知识巩固提高。在教学中,使学生掌握根据溶剂理论选用溶剂和改善涂料性能,了解有机溶剂对环境的危害,开发绿色水性涂料和高固体份涂料是涂料行业的趋势。

4.树脂知识。成膜物质是组成涂料的基础,它具有粘结涂料中其他组分形成涂膜的功能,对涂料和涂膜的性能起到决定性的作用。例如,在丙烯酸树脂章节中的内容与高分子化学基础课中自由基聚合和聚合方法的相关知识密切联系。不饱和聚酯树脂、醇酸树脂和聚氨酯章节中内容与高分子化学基础课中的缩聚和逐步聚合相关内容联系紧密。因此,授课的过程也是对以前的知识复习,深入体会和提高的过程,将这些基本知识与涂料制备技术相互渗透,相得益彰,这也正是开设《涂料学》课程的特色。

三、教学方法

1.教学与生活、生产相结合,注重理论联系实际。涂料是一门理论性和应用性都很强的交叉学科。理论知识比较晦涩,但大多数基本理论知识都已经在本科基础课教学阶段涉及,在涂料课程中只是有针对性的学习,必须与实际结合才能使学得的知识深化和牢固,也才能引起学生的兴趣。在教学的初期阶段,为了使得学生尽快入门,熟悉涂料学,就要将日常生活、生产与涂料结合,介绍生活和生产中涂料的应用,提高学生从心理上对课程的接受程度。众所周知,涂料学的特点是“入门易、学懂难”。为了提高教学效率,改善教学效果,必须要注重理论联系实际。这种联系实际上是基础知识与涂料学的联系;涂料学与实际应用的联系。把涂料学作为有机化学、高分子化学、高分子物理等基础知识实践的对象,会使学生对所学过的基础知识巩固提高,为今后打下坚实的理论基础。在涂料学理论实践过程中,学生可以去涂料生产厂和研究院所参观学习。学习涂料生产方法和检测方法,了解生产设备和检测仪器设备。学生往往很有兴致,注意力高度集中,因此将理论知识寓于合适的实际背景中进行讲授效果明显。

2.开设涂料实验。在高分子化学实验的基础上,开设涂料实验课程[4]。高分子化学实验中,一般开设甲基丙烯酸甲酯(或苯乙烯)的乳液聚合、聚酯合成实验等,可以在这些实验的基础上,进一步开设丙烯酸乳液合成、低分子量聚酯合成以及低分子量聚酯与异氰酸酯固化等,并且可以进一步开设乳胶漆的制造、涂料性能检测等系列实验,让学生自己合成树脂,自己配制涂料,自己对涂料和涂层进行检测。通过实验,不但将课堂所学到的理论知识通过实验巩固提高,而且训练学生进行涂料生产和科学研究的方法,培养学生的动手能力,分析和解决问题的能力。

四、结语

总之,笔者对在高分子专业本科教学中开设《涂料学》课程的必要性、优化教学内容、改进教学方法进行了初探,提出开设《涂料学》课程的必要性:一方面,对于处于专业知识学习的学生而言,通过本课程的学习,加强他们对高分子专业基础知识的巩固,为今后从事高分子相关专业的工作打好坚实的理论基础;另一方面,针对今后从事涂料行业的学生,涂料行业快速发展,科技含量越来越高,涂料学课程的开设正好可以满足涂料行业对大批高层次科研技术人员的需求。

参考文献:

[1]徐光宪.我对素质教育的认识[J].大学化学,2004,19(3):1-8.

[2]陈立贵,袁新强,李雷权,等.构建符合学校定位的高分子专业人才培养方案的研究[J].科技资讯,2009,(22),161-162.

[3]涂料工艺编委会.涂料工艺[M].北京:化学工业出版社,1997.

第6篇:高分子材料专业的认识范文

关键词:高分子化学;新工科;教学改革

“高分子化学”是研究高分子化合物合成和反应的一门科学,是化工和材料类专业学生在具备了必要的有机化学、物理化学等基础知识之后,必修的专业主干课。该课程为高分子材料的制备和功能化提供重要的专业基础知识,是学生将来从事高分子材料研发和生产必备的理论基础,在专业课程体系中起着关键性作用。然而,由于该课程知识点繁琐,涉及概念、原理抽象,学生普遍反映难以理解,学习效果不佳,而且,在新工科背景下,传统的理工科已不足以应对社会发展,需要重构一些核心知识,重新整合课程体系,以实现更新的教育理念、更好的教学模式、更高的教育质量,满足大学毕业生创新和创业的需求,使毕业生能支撑新兴产业,甚至创造产业新领域。按照新工科的要求,本文根据“高分子化学”等工科专业的特点,结合以往教学授课经验,在教学内容、教学模式、实践性教学方法等方面进行了一系列的探索,以期提高该课程的教学质量,培养出满足新工科建设要求的综合型高分子材料类专业人才。

1“高分子化学”课程的内容和特点

“高分子化学”主要是学习如何以小分子原料合成高分子化合物的原理和方法,通过学习缩聚与逐步聚合、自由基聚合、自由基共聚合、离子聚合、配位聚合、开环聚合和聚合物化学反应等内容[1],使学生掌握高分子合成的原理和方法,明确如何寻找合适的单体和引发剂及合适的反应条件,以合成预定结构的聚合物。“高分子化学”课程涉及基本概念繁多,学生记忆有困难[2]。以第一章内容为例,高分子的基本组成就涉及到重复单元(链节)、结构单元和单体单元;谈到高分子的分子量,聚合物往往是同系聚合物的混合物,因此具有分散性,测得的分子量为平均分子量,又分为数均分子量、重均分子量、Z均分子量、粘均分子量,分别对应不同的测试方法;聚合物命名也有多种方法,仅习惯命名法就有中文和英文俗名,诸如PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、ABS(丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三元共聚物)等需要识记。另外,“高分子化学”课程中有些原理抽象,难以理解。诸如自由基聚合反应和离子聚合反应以及配位聚合反应和开环聚合反应的反应机理,单体结构对反应类型的选择和判定,聚合反应过程中影响聚合物分子量的链转移因素等。高分子的立体异构也是一个抽象而不好掌握的难点,学生往往将构型和构象混淆。构型是分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列,这种排列是稳定的,要改变构型需经过化学键的断裂和重组;构象是由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态,由于热运动,分子的构象是可以改变的,因此高分子链的构象是统计性的。

2“高分子化学”课程教学改革的几点探索

2.1抓住经、纬线,有效梳理知识结构

尽管“高分子化学”课程所涉及知识点浩繁,貌似杂乱无章难以梳理,学生觉得难学,老师觉得难教,其实不然。经过细心总结,你会发现这门课程各章节知识点之间有着很强的规律性。正如“高分子化学”教材作者潘祖仁老先生在书序中指出,“以聚合反应和聚合物化学反应作主经线,以聚合物品种作副纬线,相互交织深化”。高分子合成的聚合反应按照聚合机理可以分为由活性中心引发单体聚合的连锁聚合反应,和无活性中心,单体通过官能团间相互反应而发生的逐步聚合反应。大部分缩聚反应属于逐步聚合机理,对应于教材中第二章内容:缩聚和逐步聚合,介绍缩聚反应,缩聚反应的机理,缩聚动力学,缩聚物聚合度及其分布,这是清晰的经线(纵向),接下来聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺等典型缩聚物的介绍就是纬线(横向),将抽象的机理、动力学等知识通过具体例子进行阐述说明。再来看由活性中心引发的连锁聚合反应,当活性中心是自由基时,对应第三章内容:自由基聚合,介绍自由基聚合反应特点和自由基产生体系,自由基聚合机理,聚合动力学,聚合物的聚合度及其分布,讲解说明过程中引用乙烯、氯乙烯、苯乙烯等单体聚合的典型例子。接下来讨论了聚合单体为两种不同结构单体时的聚合反应规律,对应第四章内容:自由基共聚合。自由基聚合反应的具体实施工艺,对应第五章内容:聚合方法,分别为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。当活性中心为离子时,对应的是第六章内容:离子聚合。活性中心为阴离子,对应的阴离子聚合,活性中心为阳离子时,对应的为阳离子聚合,具体授课内容为反应体系、聚合机理和聚合反应动力学。第七章的配位聚合是阴离子聚合性质,第八章的开环聚合反应属于离子聚合性质,均遵循阴、阳离子聚合反应原理。前八章介绍了高分子的合成反应特点(高分子生成),第九章介绍高分子之间所能发生的反应及其衍生出的功能高分子,为另一门课程“功能高分子”奠定了基础。

2.2讲述科学故事,激发学习兴趣

学生在大量专业知识的学习过程中常常会觉得枯燥乏味,我们可以讲讲自然规律、科学原理发现背后的科学故事,从而激发学生的学习兴趣和对高分子科学的热爱。比如,绪论部分关于高分子科学的形成和发展就蕴藏着一段科学故事。什么是高分子呢?追溯高分子的发展历史,人们对高分子的认识和发展经历了一段曲折的过程。1861年,英国化学家格雷阿姆认为高分子是由小的结晶分子形成,提出了高分子的胶体理论。在一定程度上解释了某些高分子的特性,得到许多化学家的认可。直到1922年,德国化学家施陶丁格在研究天然橡胶加氢过程中得出高分子是由长链大分子构成的观点。这一观点一经提出,就遭到胶体论者的强烈反对和讥讽。但施陶丁格仍然坚持开展相关课题的深入研究,直到1926年瑞典化学家斯维德贝格测量出蛋白质的分子量,从而证明了施陶丁格大分子理论的正确性。通过讲述科学故事,不仅激发了学生对高分子学科的兴趣和热爱,还培养了学生敢于质疑权威、维护真理的求是科学精神。在高分子学科,这样的科学巨匠不胜枚举,美国化学家Flory也是其中之一。他通过反复试验发现聚合物增长链的活性与它的末端结构有关,而与高分子链的长度无关,并采用统计学方法推导出高分子分子量的数学表达式,称为“弗洛里分布”。专业教师在课堂上讲述这些科学故事的同时,要引导学生在国家新工科发展理念下,追求精益求精的“工匠精神”。

2.3研讨性教学,变被动学为主动学

传统的教学模式是教师讲,学生听,学生一开始还能精神饱满,渐感枯燥后可能会跟不上教师思路,于是思想和精神也开小差去了,导致课堂教学效果差。为了更好地调动学生学习的积极性,变被动学习为主动学习,我们教学团队在传统教学模式中融入研讨式教学方法[3]。每次课上根据当次授课内容为学生布置课下讨论问题,于下次课上进行研讨,可采取主动发言或随机抽查的方式来进行,以便学生对授课内容有更好的理解。另外还可根据授课内容安排一到二次学生的报告机会,鼓励并指导学生课下查阅文献,培养学生主动获取知识的自学能力。比如,在讲授第五章聚合方法时,伴随乳液聚合技术的发展,涌现出种子乳液聚合、核壳乳液聚合、微乳液聚合等一系列新的乳液聚合技术。教师讲授了经典乳液聚合的基本概念、机理和动力学,可以让学生根据聚合速率、微结构、分子量及其分布等控制目标,结合乳胶粒度和粒度分布、颗粒结构和形貌、表面积等影响因素,讲述对新的乳液聚合方法的认识并列举实例。有效的师生互动有助于提高学生在“高分子化学”学习过程中对知识的理解与掌握,形成正确的“高分子化学”学习方法和思维模式[7]。教师在研讨式互动过程中完成了“教”的任务,同时也和学生一起延伸“学”的活动。讨论过程方便教师及时准确地发现学生在学习上存在的问题,不断地对教学内容进行必要恰当的更新。传统的课堂线下教学教师和学生可以问答互动,讨论研究。即使疫情期间的网络教学,教师与学生也可以通过网络教学平台如雨课堂中的弹幕互动、腾讯会议教学模式中的小窗口对话来进行高效高质的师生活动。

2.4结合实验、实践教学,培养学生科研实践能力

为使学生加深认识和理解高分子科学理论,有必要配套开设“高分子化学实验”课程,让学生自己动手进行高分子合成。在学习自由基聚合时,许多单体聚合至10%转化率后,都出现明显自动加速现象,即凝胶效应。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为例,进行本体聚合时,转化率低于10%,聚合体系从流动液体转变成粘滞状,转化率为10%~50%,体系从粘滞状转变为半固体,加速明显,直至80%转化率才减速终止。出现凝胶效应的原因,链自由基的终止反应包括链自由基的平移、链段重排和双基化学反应。随着反应进行,体系粘度增加,链段重排受阻,链终止速率常数kt下降;40%转化率时,kt降低上百倍而kp变化不大,导致聚合反应加速。甲基丙烯酸甲酯本体聚合体系的微观动力学变化可以体现宏观体系特征,从实验现象可以明显观察到自由基聚合的凝胶效应,因此强调学生的实验课程效果,有助于深入理解“高分子化学”课程的理论知识。另外,新工科背景下,需要培养创新型人才,可通过推行“本科生导师”制,为学生创造科研工作机会[4]。教师可根据自己的研究方向给学生提出研究导向,指导学生查阅文献资料,制定实验方案,并开展实验、测试以及数据分析和整理。这些过程不仅能激发学生的学习热情,还能培养学生独立思考和创新能力,为以后的科研活动打下坚实基础[5-6]。比如,高分子材料因为所具有的缓释、控释和靶向作用而广泛作为药物基因载体应用,不仅可以提高药物疗效,还能提高药物的安全性、合理性和精密性。其中,对药物起到保护和运输功能的载体就是通过两亲嵌段共聚物组装而形成的具有疏水性的核和亲水性的壳(“核-壳”)结构的胶束。嵌段共聚物聚乳酸聚丙烯酸是通过阴离子开环聚合和RAFT聚合相结合的方法合成的。学生在实验过程中反复熟练课堂学习的阴离子开环聚合原理知识,真正做到活学活用。而且,应用到的RAFT聚合是可控自由基聚合技术中的一种,让学生在实际操作中体会“引入自由基控制剂,实现快引发、慢增长、无链转移和无链终止的活性自由基聚合技术”,不仅使学生对所学知识领悟深刻,还能培养学生的开拓钻研精神。此外,教师还可以鼓励和指导学生参加挑战杯等创新创业大赛,提升学生的科研素养和团队合作精神,开阔视野,拓宽未来发展平台。用科研和科创活动促进学生学习专业知识,有利于学生将所学知识应用于实际,并且将理论和实践有机结合,有效避免了课堂灌输的枯燥乏味,寓教于研,更好地发挥科学育人的目的。

3结束语

为应对新一轮科技革命与产业革命,将培养具有竞争力的科技创新型人才作为新工科培养目标,本文在这种大背景下对“高分子化学”课程的教学改革进行了探索。提出以经、纬线编织知识网,建立知识体系内部框架;挖掘科学知识背后的故事,激发学生学习兴趣和培养科学精神;采用研讨性教学模式,变学生被动式学习为主动学习;紧密结合科学实验和科研实践,培养学生的实践创新能力。通过以上举措,在教学科研结合的氛围中实现师生互动,专业课堂才能成为培育科技型创新人才的重要途径。

参考文献

[1]潘祖仁.高分子化学[M].5版.北京:化学工业出版社,2014.

[2]王柏臣,李伟,高禹.面向工程教育专业认证的“高分子化学”课程教学改革探索[J].化工时刊,2021,35(1):42-44.

[3]李继航,张强.高分子化学教学中的互动式教学的应用探索[J].山东化工,2020,49(24):159-160.

[4]霍利军,倪健领.“强基计划”背景下高分子化学教学改革与探索[J].化学教育(中英文),2021,42(24):17-22.

[5]张源源.高校高分子化学实验教学改革探讨[J].山东化工,2018,47(6):147-148.

[6]杨金燕,赖俐超.基于应用型人才培养的高分子化学实验教学改革[J].高分子通报,2019(9):87-91.

[7]王建国.有机化学教学中应注重师生有效互动[J].大学化学,2022,37(3):172-176.

第7篇:高分子材料专业的认识范文

您好!今向贵单位推荐我系的优秀毕业生XX同学。他是XX航空大学高分子材料与工程专业的应届本科毕业生。得知贵公司有意愿招聘应届毕业生,他心情激昂,并非常希望到贵公司工作。

在校期间,他充分利用学校优越的学习条件和浓郁的学习氛围,认真学习了高分子材料与工程专业所规定的教学内容,并多次获得奖学金;他还顺利通过了英语四、六级和计算机二级考试,并拿到驾驶证和普通话证等证书;能熟练地操作word、excel、powerprint、solid works等软件。另外,该生还辅修了金融学、心理学、太阳能光伏学等课程,并在相关领域有他自己独特的见解。

XX同学还担任了两年的班级干部,这些经历和大量的社团活动让他充分具备了组织能力和与人沟通的能力;多次参加“三小”、“挑战杯”等科技创新大赛锻炼了他坚实的创新能力;假期的社会实践活动,特别是到XX集团当销售员,让他更加具备了吃苦耐劳的精神。他充分认识到强悍的专业知识和丰富的社会阅历是走向工作的基石。

行为上,他思想饱满、爱好广泛、严于律己、责任心强,对事物精益求精,能正确处理与身边人员的关系,同时,他还严格要求自己,不断积极进取,勤奋向上,努力将自己打造成一名有理想、有文化、有道德、有纪律的合格社会接班人。

该生坚信,勤奋才是真实的内涵。只要勤奋努力,他相信自己能够很快适应工作环境,熟悉业务,并且在实际工作中不断学习,不断完善自己,做好本职工作。他热爱贵单位所从事的事业,殷切地期望能够在您的领导下,为这一光荣的事业添砖加瓦;并且在实践中不断学习、进步。

我毫不犹豫坚决肯定地推荐他,希望您将优先考虑他的申请望贵单位予以重点考虑,他一定会不负您的重托!再次感谢你在百忙之中一阅,并衷心祝愿贵单位蓬勃发展,蒸蒸日上!

第8篇:高分子材料专业的认识范文

关键词:培养计划;培养目标;材料科学与工程;麻省理工学院

欧美国家在20世纪60―70年代开始设立材料科学与工程系。名称变更反映了对材料领域研究认识的变迁,即“材料研究需要依据其行为和特征,而不是依据材料类型来进行”。1998年教育部对材料类本科专业目录进行了调整,将原来划分过细的十多个材料类小专业合并成了现在的冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料物理、材料化学等六个专业。同时,在引导性专业目录中还设置了材料科学与工程一级专业。虽然以材料科学与工程一级大学科来设置专业是必然趋势,但材料科学与工程人才培养模式仍在探索之中[1]。同济大学当年就设置了材料科学与工程本科专业,期望以欧美的模式来培养材料学科人才。实际上,早在20世纪80年代,当时的同济大学建筑材料工程系就为建筑材料专业的本科生开设了材料科学导论、断裂力学、表面物理化学和传热、传质与动量传递(简称三传)4门基础课程。近几年因为参与学院材料科学与工程专业培养计划的修订工作,查阅了国内外许多大学这个专业的培养计划,国内高校在材料科学与工程专业培养计划上的认识一直存在争议。美国麻省理工(MIT)材料科学与工程专业本科培养计划的公开信息最多,不仅有课程列表和学分要求,还有课程的详细简介。尤其是麻省理工的开放课程服务(OpenCourseWare),使得我们还能够进一步了解课程大纲和部分内容。此外,MIT材料学科是USNews全美排名第一的,他们的培养

计划应该具有更好的借鉴意义。本文在反复仔细研究其有关本科培养的各种公开资料的基础上,对其培养计划进行了分析,结合自己的教学工作实践,总结了一些心得体会,希望与国内同行共享。

一、麻省理工材料科学与工程专业的培养计划

MIT材料科学与工程系设3个专业(Course)。其一为一般意义上的材料科学与工程专业(Course 3),学生所得学位是材料科学与工程理学学士(Bachelor of Science in Materials Science and Engineering),其所授学位是被ABET(Accreditation Board for Engineering and Technology,美国工程与技术鉴定委员会)授权的,绝大部分学生都选读这个专业。其二为课程选择度更大的一般专业(Course 3-A),这个专业的毕业生将获得没有特别指定专业领域的理学学士(Bachelor of Science without specification)学位,系里并不寻求ABET对这个学位的授权,只有很少学生选择这个专业,常常是医学、法学、MBA预科生选择这个专业。第三是考古与材料专业(Course 3-C),学生所得学位是考古与材料理学学士(Bachelor of Science in Archaeology and Materials),系里也不寻求ABET对这个学位的授权。从系里是否寻求对所授学位授权就可以看到,MIT材料科学与工程系本科生的主要专业是一般意义上的材料科学与工程专业(Course 3)。后面的讨论主要针对Course 3的培养计划进行。

1. 课程和学分要求

该培养计划的要求包括:(1)MIT的一般要求,共17门课程,其中自然科学6门,人文社科8门,限选科技课程2门,实验课程1门。(2)交流能力课程(Communication Requirement)4门。(3)系内课程,包括一套核心课程(Core subjects,共10门课),一个论文或2个实习以及4门限选课程,合计184~195学分。其2011―2012版本的课程和学分要求见表1,表中课程名称前面的数字表示课程号,后面跟表示学分的数字、课程性质、前修或同修课程号。MIT每门课程的学分由三部分组成,表示学习课程所需要的时间分布,中间用短线隔开,第一个数字表示讲课时间,第二数字表示实验、设计或者野外工作时间,第三个数字表示预习的时间,是以中等学生所需要时间估计的。1个学分大约相当于一学期需要14小时的学习时间。从表 1可见,一般专业课程,预习所需时间是讲课时间的2~3倍。

备注

*可以代替本先修课程的其他先修课程列在课程描述页面。

(1)这些课程可以算作必修课程或者限选课程的一部分,但不能同时计算。

(2)可以选9-12学分。

(3)通过申请,可以被类似课程替代。

2. 限选课程的选择

中列出了21门限选课程,每个学生只需要选择4门课(48学分)。理论上,学生可以在21门课程中任选48学分,甚至经过批准,还可以选择其他系的课程或者研究生课程来代替。实际上,由于材料的范围很广,这些选修课程是根据主要的研究领域来设置的,它们是: 生物与聚合物材料(Bio-and Polymeric Materials),电子材料(Electronic Materials),结构与环境材料(Structural and Environmental Materials),基础与计算材料科学(Fundamental and Computational Materials Science)。

因此,在MIT材料学院的网页上,曾经列出了各领域推荐的限选课程。网页上还列出了每一个方向的咨询教授,以方便对上述领域某一方面更感兴趣的学生选课。

3. 部分课程大纲和教学情况分析

(1)材料科学与工程基础课程

这个课程为15学分(5-0-10),总是与“材料实验”一起选修。课程安排也是交叉进行,实验周不上课,一共有4个实验周。这样,材料科学与工程课程讲课时间就缩短为9周(一个学期14周,最后一周为考试)。其课程安排为周一、三、五各2小时的讲课(lecture),周二和四各1小时的复习课(recitation)。所以一共27次讲课,18次复习课。实际讲课为24次,另外3次课为测验和考试。最后一次考试并不是考全部课程内容,即每次测验和考试都是分段内容。

这个课程由两个教授分别讲授,每个教授都是24次课,因此可以推论,每次每个教授将讲1小时。一个讲授结构和化学键(Structure and Bonding),一个讲授热力学和统计力学学(Thermodynamics and Statistical Mechanics)。

两部分课程分别布置6次作业,每部分每次都是2~3个题目,都有交作业的期限,没有按期交作业的,该次作业成绩为0。作业答案在交作业期限过后就会立即公布。课程总成绩由作业成绩占20%、三次测验占80%构成。得分标准为:总评80分以上A,70~79分为B,55~69分为C,低于55分为不及格。

(2)实验课程

MIT材料系内有2门必修的实验课程,即材料实验和材料综合实验。这两门课程同时还是加强专业交流能力培养的课程,所以,教学过程特别注意专业交流方面(包括论文写作、口头技术报告等)的形式要求。材料实验与材料科学与工程课程同时选修,在2年级第一学期进行。材料综合实验课(Materials Project Laboratory)基本上就是几个同学合作的科研项目,在3年级下学期进行。下面以二年级的材料实验为例,介绍其教学和考评办法。

如前所述,材料实验共4个实验周,实验周没有其他专业课。实验内容包括量子力学原理演示、热力学和结构,同时囊括了几乎全部现代材料分析研究方法(XRD、SEM/AFM、DSC、光散射等),并通过口头和书面方式加强交流能力培养。从教学内容看,这门实验课承担了教授材料研究方法的任务。

一般将50个左右学生(2011年的2年级学生只有43人)分成6个组。每个实验周有3个实验主题,每个主题下面2个实验,2个组共选一个主题,每组选做其中一个实验。6个实验同时进行。一周3次实验,每次4小时。因此,每个组每周只做3个实验(每个主题做1个实验),共12个实验。由于每个组只做了一半的实验,对另一半实验的了解,通过每周2次的1小时交流课程(recitation sections,一般隔天举行)来实现。交流课上,大家各自在黑板上即兴介绍实验的发现,回答教师和同学的提问。

该实验课由3个教授上,其中一个总负责。课程成绩评分标准

二、分析和讨论

1. 关于必修课和选修课

系内必修课程除毕业论文或企业实习外,共有10门。大学一般要求的17门课,理论上可以自由选择,但从表1系内课程的先修课程可以看出,微积分I和II,物理I和II是需要先修的,大学一般要求的6门自然科学课程就去掉了4门,能够自由选择的大学自然科学课程剩下2门。从系里建议的选课表(roadmap)可以看到,另外2门自然科学是化学和生物。所以,自然科学的必修课程实际上相当于14门。

限选课程要求包括GIR类型2门和48学分的系内选修课。有3门系内课程(共39个学分)可以作为GIR课程来选,但不能同时作为系内课程要求的学分。大多数系内选修课程的学分为12分,这样的话,系内限选课48学分需要选读4门。所以,每个学生可以有6门专业选修课程。有意思的是,在表1中只有21门限选课程,而该系主要的研究领域(或者说相当于我们的专业方向)有4个,平均每个方向只有5.25门课。如果去掉2011―2012年新增的2门课程,过去几年只有19门课,平均每个方向只有4.75门课程。看来,MIT材料科学与工程专业的课程设置,并不鼓励学生选单一专业方向的课程。实际上,在以前分专业方向限制选修课时,每个专业方向仅仅提供2~3门课程,进一步的分析见下文。

反观我们的培养计划,我们的专业方向必修课程有5门(14学分),选修课程应选4门(8学分),合计9门课程22学分。因为我们的学分是按照每周上课学时数计算的。如果按照MIT的学分计算方法,学分约为每周上课学时数的3~4倍,考虑到我们的上课周数为17~18周,而MIT才14周,因此,我们的专业方向应选学分至少相当于MIT的88学分,比其4门课程(48学分)的要求多了5门课程(40学分)。可见,我们的培养计划更加注重学生专业方向知识和技能的培养。

另外,MIT材料科学与工程系的研究领域非常广泛,关于其主要研究领域的介绍出现在3个网页上。其一是在该系的学位要求中关于限选课程的介绍网页,4个主要的研究领域分别是生物与聚合物材料、电子材料、结构与环境材料、基础与计算材料科学。其二是在MIT的招生网页,4个主要的研究领域分别是:半导体材料和低维系统(Semiconductor materials and low-dimensional systems)、能源材料(Materials for Energy)、纳米结构材料(Nanostructures)、材料的生物工程(Bioengineering of Materials)。在介绍全体教师(Faculty)的网页,列出了30个研究方向(discipline),共122人次(有重复计算,因为实际教师只有35人),平均每个研究方向4.07人次(或1.17人)。少的方向仅1人如微技术、半导体,最多的是纳米技术,23人次。上面列出的生物工程(包括生物物理和生物技术)9人次,能源材料(包括能源与环境、储能)9人次。人数比较多的研究方向还有结构与环境材料9人次,高分子材料7人次,电、光和磁材料7人次。

可见,尽管MIT研究的材料类型很多,但其本科生培养计划中,涉及具体材料类别方向的课程特别少。

2. 关于考核与成绩

MIT很多课程的成绩评定都包括平时作业和出勤与课堂参与情况。有的课程,考试以外的项目在成绩评定中所占份额可达到50%,有的实验课程则更是高达85%这在一定程度上反映了MIT对大学生平时学习的管理是非常严格的,与我们头脑中关于国外大学生“自由”学习的图像截然不同。

3. 关于选课进度安排

MIT材料系没有规定统一的选课进度表。但从其推荐的选课安排(roadmap)看,具有如下特点:

(1)8门大学一般要求的社科课程(GIR)分布在8个学期选修,即每学期选修1门社科课程;

(2)一年级把大学要求的6门自然科学课程(GIR)学完,包括数学、物理和化学。

(3)二年级起全面进入专业学习。第一学期学习材料科学与工程基础、材料实验2门课程,两门课交叉进行,实验周不上课。上课周每天都有材料科学与工程基础课,实验周每天都有实验或交流,学习安排非常集中。

(4)每学期的课程一般为4门,其中1门为社科课程。

MIT二年级第1学期就学习专业基础课程,这比我们的教学计划提前很多。国内的教学计划进度安排曾经强调,前两年不安排专业课,以至于我们的材料科学与工程课程被安排在第5学期,材料研究方法更是被安排在第6学期,使得高年级学习特别紧张,深入接触专业知识和方法的时间被推迟。

4. 关于培养计划的修订

从网页上能够追溯到MIT材料系1998年的培养计划,其培养计划在2003年做了很大的调整。两者的比较

这两个培养计划的最大差别在必修课,课程名称几乎完全变了。但对比课程名称和教学内容可以发现,新培养计划中的“材料科学与工程基础”包含结构与化学键、热力学与统计力学两大部分内容,分别由两位教授讲授,似乎代替了原来的“材料热力学”、“材料物理化学”和“材料化学物理”3门课程,因为其教材之一仍然是物理化学(Engel, T., and P. Reid. Physical Chemistry. San Francisco, CA: Benjamin Cummings, 2005. ISBN: 9780805338423)。“材料实验”应该与原先的“材料结构实验”对应,“材料综合实验”应该与原来的“材料加工实验”对应。“材料的微结构演变”与原来的“材料结构”相似。取消了“材料力学”、“材料工程中的输运现象”2门课程。增加了“材料的电光磁性能”、“材料的力学性质”、“有机和生物材料化学”、“材料加工”4门课程。取消2门,合并2门,增加4门,课程总数不变。

选修课变化较小,只是增加了若干课程,特别是生物材料和纳米材料的课程。其实,两门生物材料课程是2000年增加的,当时选修课由4方向增加为5个方向。选修课的最大变化是理论上不再分专业方向,学生可以任意选课。但实际操作时,仍然向学生推荐各专业方向的课程组合。无论如何,每个专业方向的课程不足4门,学生必然需要选修其他方向的课程。

从2003年至今,必修课没有变化,选修课则有一些小的调整(表5)。其中2005年减少了高分子化学、化学冶金学(Chemical Metallurgy)2门课程。增加了2门数学,材料热力学(原来的必修课),先进材料加工,衍射和结构,材料的对称性、结构和张量性质,材料选择,共7门课程。可见,增加的这些课程仍然是与具体材料种类无关的。2007年和2011年分别增加了1门生物材料方面的课程。可见,即使是选修课的调整,仍然在继续加强有关材料行为特征方面的课程,减少有关具体材料种类的课程。

5. 关于培养目标与课程设置

过去,MIT材料科学与工程系培养目标分四类,研究型学位(Course 3)、预科型学位(Course 3A)、实践型学位(Course 3B,2003年取消)和考古型学位(Course 3C)。其中,研究型学位与实践型学位培养要求的唯一差别是不变的,即前者在四年级做毕业论文,后者在二年级暑假和三年级暑假做2个20周的企业实习,其他课程要求完全相同。现在把实践型学位取消了,但仍然保留了学生向这个方向发展的渠道,即学生仍然可以选择做毕业论文或者企业实习,学位合并在研究型学位(Course 3)中。

从2003年培养计划大调整来看,MIT材料科学与工程专业(Course 3)的主要培养目标是让本科毕业生继续深造。也可能是社会需求的变化促使MIT对培养计划进行调整。这从MIT选读实践型学位人数变迁或许可以看出一些端倪(表6)。从1998年到2002年,实践型学位人数多于研究型学位的人数,2002年突然降低,与研究型学位相当。查看大学2年级实践型学位学生注册数,从2002年起突然减少,由原来每年约20人突然减少为6人。2003年培养计划调整当年,还有5人注册为实践型学位,这应该是此前培养计划延续所致。

那么,没有了实践型(Course 3B)学位,是否还有学生仍然会选择实习代替论文呢。下面从2002~2008年MIT材料系本科毕业生去向分析。除了一些研究生院,网页一共列出了38家企业和17家政府部门或咨询机构。统计2002年以后(至2005年结束,当年仅剩下1人)各年4年级实践型学位人数(也约等于当年毕业人数)总和恰为38人,与毕业生去向统计的企业单位数刚好相同。这难道是巧合?是否可以推论,2003培养计划修改之后几乎就没有学生选择去企业实习了?

MIT材料专业取消实践型学位,以及此后可能几乎没有人选择实习代替毕业论文事实,一方面可能与美国产业向国外转移,本国企业对工程师的需求减少有关;另一方面,MIT培养计划中的课程设置调整也起了一定作用。因为选择实践型学位人数锐减在前(2002年),培养计划调整在后(2003年)。培养计划中去掉的必修课“材料力学”和“材料工程中的输运现象”,显然属于工程类课程。因此,其培养计划课程中增加材料研究型基础知识、减少工程知识的倾向十分明显,也说明其培养计划随社会需求进行了及时调整。

另外,尽管2003年培养计划中的必修课有较大调整,但选修课调整比较有限。而且调整前后,没有改变其材料类本科生宽专业培养的模式。

但在选修课中,把专业方向的基础课程去掉,仍然让人有点匪夷所思。例如,高分子化学在高分子材料领域历来就被认为是专业基础课。MIT在2005年却把这门课从本科生培养计划中去掉了。查看其高分子方向研究生培养计划核心课程,可以看到高分子物理化学、高分子合成、高分子合成化学等基础课程。可见,MIT把专业方向的一些基础知识培养放在了研究生阶段。

以上似乎给人这样的印象,如果不继续读研究生,则专业方向的基础知识是不太够的,无形中将人才培养的周期拉长到研究生阶段了。但从我自己教学的经验来看,学习高分子物理就可以了解高分子材料的行为和特征,未必需要清楚地知道高分子材料的合成与制备方法。我的一些研究生以前从未学习高分子方面的课程,为了让他们在研究中能够理解和使用高分子材料,我就是先给他们讲授高分子物理的基本知识。

另外,注意到MIT材料专业研究生数量是本科生数量的2.2倍,有很多研究生来自校外,特别是来自国外。所以,MIT材料专业培养计划中对专业方向选修课程的调整,结合研究生阶段的课程安排,既考虑到了本科宽专业基础的培养模式,又打通了本科生培养与研究生培养之间的关联,在研究生阶段加强专业方向基础知识的培养,也便于接受其他教育背景的学生来读研究生,还是十分合理的。

MIT材料专业的本科培养计划,不断强化了按照材料大类进行培养的模式,必修课和选修课都加强了材料基本行为知识的课程,减弱了材料类别基础知识的课程,把后者移到研究生教育阶段。这说明国外关于“材料研究依据其行为和特征,而不是依据材料类型来进行”的认识形成30多年以来,不仅没有改变,还在进一步加强。MIT在2003年对培养计划大调整时,加强了材料研究基础知识课程,减少了工程类课程,其本科生的主要去向是进一步深造,直接到企业就业的比例急剧减少。本科生阶段加强研究基础知识课程,把专业方向基础知识培养放在研究生阶段,加强了研究生的知识培养,可能是其材料研究能够长期在美国名列前茅的原因之一。

第9篇:高分子材料专业的认识范文

人们通常把材料、信息和能源 人们通常把材料、信息和能源并列为现代科学技术的三大支柱,并认为他们是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。在这三大支柱中,材料科学显得尤为重要,可以说材料科学是现代科学技术发展的重要支撑,这主要体现在材料是人类社会进步的里程碑,而先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导,也因为信息和能源技术的发展都与材料科学的进步和发展密切相关。材料一直是人类赖以生存和发展的物质基础,但材料科学的提出却是20世纪60年代初的事情,也是科学技术发展的必然结果。随着人们对材料的制备、微观结构与宏观性能之间关系等研究的逐步深入,各种材料体系,如金属材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相继建立起来。对不同材料的研究可以相互借鉴,也使得不同材料之间的相互替代和补充成为可能,由此也出现了复合材料的概念并得到了广泛应用。随着人们对材料研究的深入,逐渐形成了材料科学与工程这门学科。这门学科除了研究材料的组成、结构与性质的关系等基础研究之外,还研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题。现在一般认为,材料科学与工程主要包括组成与结构、合成与制备、性质及使用效能等四个方面,它是关于材料成份、结构、工艺与它们的性能和用途之间的有关知识的开发和应用的科学。由此可以看出,材料科学与工程科学有多学科交叉、与实际应用密切相关等特点,并且也是一门正在发展中的科学。作为一级学科,材料科学与工程学科下设有材料物理与化学、材料学、材料加工工程三个二级学科。按照我国的专业规划,材料科学与工程学科以材料学、化学、物理学为基础,系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能,并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面。更进一步讲,材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识,能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的科学研究与工程技术人才。金属材料领域涉及的金属磁性材料和无机非金属材料领域涉及的陶瓷基铁氧体材料都已经得到了非常广泛的应用。高分子领域的有机磁体,目前正在成为国际上研究的热点,也是软物理研究的一个重要领域。由此可以看出,材料科学与工程领域涉及的各个方面,都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成结构材料和功能材料两大类,磁性材料作为具有特定物理功能的材料,在功能材料中占有很大的比重。当前功能材料的研究和开发的热点集中在光电子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物医用材料、超导材料、功能高分子材料、先进复合材料、智能材料以及生态环境材料等领域,这几类材料几乎都与磁性材料有直接或间接的关系,各类材料的磁学性质无疑也是当今研究的热点问题。

随着社会的发展,特别是信息功能材料的发展和应用的日益广泛,作为功能材料基础的磁性材料得到了日益广泛的应用。与此相适应的,在材料科学与工程学科的教学体系中,特别是在一些主干课程中都出现了与磁性材料相关的内容也就成为历史的必然。因为磁性材料从材料微观结构上涉及到晶态材料、非晶态材料、纳米晶材料,也涉及到金属材料、陶瓷材料等无机材料,所以在《材料物理导论》中把“材料的传导性和磁性”作为一个章节,《新材料概论》中与磁性有关的有“磁性材料”和“超导材料”两个章节,《金属功能材料》涉及到磁性的章节更多,有“磁性材料”、“金属薄膜材料”、“非晶态金属材料”、“信息材料”、“超导材料”及“智能金属材料”等章节,在涉及到材料物理性能及测试的教材中,都会不可避免地涉及到磁学知识。在国外的教材中,情况也是如此,如《工程材料科学与设计》一书。在无机材料、陶瓷材料等课程中,也都会涉及到磁性材料,在材料物理性能的讲授中,也必然会涉及到电性及磁性的内容。考虑到磁学知识的广泛性及分散性,我校在教学实践中发现,有必要充分利用学校在这方面的优势,把磁学的相关知识单独作为一门学科进行讲授,这样既有利于学生对磁学知识有一个系统的理解,也可以适应社会发展的需要。磁性材料作为一种非常重要的基础功能材料,在社会中已经得到了广泛的应用,作为材料科学与工程专业的学生,非常有必要对磁学及磁性材料的知识有一个专门的了解,这样做会使学生受益终生。因为一方面有利于扩大他们的知识面和视野,也非常有利于他们就业;另一方面有的学生进入研究生阶段后,如果具备一些磁学相关知识,也非常有利于他们的学习和研究工作,《金属材料结构与性能》属于材料科学与工程学科领域的基础教材和国内外材料专业硕士的必修教材,也把“材料的磁性能”作为一个章节进行讲授。

作为重要的现代信息功能材料的磁性材料,其发展具有悠久的历史,在这方面已经有许多专门的文献资料进行了介绍,在此不再赘述。人类很早就开始了磁学的研究,但直到量子力学创立后,才对磁性的起源有了一个较为清晰的认识,也就是说,磁性本质上起源于物质的量子性质。这就说明要研究与磁性相关的现象,就必须具有《量子力学》的学习背景;要研究大量微观粒子聚集体的磁学性质,就必然要用到《热力学统计物理》的知识;要研究固体的磁学性质,也必然要对《固体物理》有深入的了解。所以,在学习《磁学》课程之前,必须要以这三门课程的学习为先导,而在材料科学与工程专业中作为专业基础课,都会专门开设这三门课程,这也就为磁学课程的开设创造了有利条件。我校的探索实践表明,在讲授中应以《磁性材料》课程为主线来进行讲授,并且适当增加一些必要的磁学知识和磁测量知识,以利于学生的理解,也有利于学生对其他相关课程的学习。我校几年来的实践教学都收到了良好的效果。人们对纳米结构体系与新的量子效应器件的研究已经取得了许多新的进展,有许多成果已经产业化,并由此带动了传统产业的技术升级和技术进步,从而掀起了纳米科技热潮。纳米结构由于具有纳米微粒的特性,如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等特点,又存在由纳米结构组合引起的新的效应,如量子耦合效应和协同效应等,这些都属于量子力学现象,现代纳米科技研究也多是以这些效应为出发点来进行的,这些内容也是材料科学与工程学科各门主干课程的重点内容。磁学主要研究物质的磁性及其起源,也就是研究与电子的自旋相关的性质及理论。磁学从创立之初就一直在从事与量子效应有关的知识研究。从量子力学创立至今,磁学从理论上对这些问题的探索已经有将近一个世纪的时间,积累了丰富的知识,对磁学相关知识的学习,必然会大大促进学生对材料科学与工程学科的学习和理解。

并列为现代科学技术的三大支柱,并认为他们是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。在这三大支柱中,材料科学显得尤为重要,可以说材料科学是现代科学技术发展的重要支撑,这主要体现在材料是人类社会进步的里程碑,而先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导,也因为信息和能源技术的发展都与材料科学的进步和发展密切相关。材料一直是人类赖以生存和发展的物质基础,但材料科学的提出却是20世纪60年代初的事情,也是科学技术发展的必然结果。随着人们对材料的制备、微观结构与宏观性能之间关系等研究的逐步深入,各种材料体系,如金属材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相继建立起来。对不同材料的研究可以相互借鉴,也使得不同材料之间的相互替代和补充成为可能,由此也出现了复合材料的概念并得到了广泛应用。随着人们对材料研究的深入,逐渐形成了材料科学与工程这门学科。这门学科除了研究材料的组成、结构与性质的关系等基础研究之外,还研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题。现在一般认为,材料科学与工程主要包括组成与结构、合成与制备、性质及使用效能等四个方面,它是关于材料成份、结构、工艺与它们的性能和用途之间的有关知识的开发和应用的科学。由此可以看出,材料科学与工程科学有多学科交叉、与实际应用密切相关等特点,并且也是一门正在发展中的科学。作为一级学科,材料科学与工程学科下设有材料物理与化学、材料学、材料加工工程三个二级学科。按照我国的专业规划,材料科学与工程学科以材料学、化学、物理学为基础,系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能,并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面。更进一步讲,材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识,能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的科学研究与工程技术人才。金属材料领域涉及的金属磁性材料和无机非金属材料领域涉及的陶瓷基铁氧体材料都已经得到了非常广泛的应用。高分子领域的有机磁体,目前正在成为国际上研究的热点,也是软物理研究的一个重要领域。由此可以看出,材料科学与工程领域涉及的各个方面,都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成结构材料和功能材料两大类,磁性材料作为具有特定物理功能的材料,在功能材料中占有很大的比重。当前功能材料的研究和开发的热点集中在光电子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物医用材料、超导材料、功能高分子材料、先进复合材料、智能材料以及生态环境材料等领域,这几类材料几乎都与磁性材料有直接或间接的关系,各类材料的磁学性质无疑也是当今研究的热点问题。

随着社会的发展,特别是信息功能材料的发展和应用的日益广泛,作为功能材料基础的磁性材料得到了日益广泛的应用。与此相适应的,在材料科学与工程学科的教学体系中,特别是在一些主干课程中都出现了与磁性材料相关的内容也就成为历史的必然。因为磁性材料从材料微观结构上涉及到晶态材料、非晶态材料、纳米晶材料,也涉及到金属材料、陶瓷材料等无机材料,所以在《材料物理导论》中把“材料的传导性和磁性”作为一个章节,《新材料概论》中与磁性有关的有“磁性材料”和“超导材料”两个章节,《金属功能材料》涉及到磁性的章节更多,有“磁性材料”、“金属薄膜材料”、“非晶态金属材料”、“信息材料”、“超导材料”及“智能金属材料”等章节,在涉及到材料物理性能及测试的教材中,都会不可避免地涉及到磁学知识。在国外的教材中,情况也是如此,如《工程材料科学与设计》一书。在无机材料、陶瓷材料等课程中,也都会涉及到磁性材料,在材料物理性能的讲授中,也必然会涉及到电性及磁性的内容。考虑到磁学知识的广泛性及分散性,我校在教学实践中发现,有必要充分利用学校在这方面的优势,把磁学的相关知识单独作为一门学科进行讲授,这样既有利于学生对磁学知识有一个系统的理解,也可以适应社会发展的需要。磁性材料作为一种非常重要的基础功能材料,在社会中已经得到了广泛的应用,作为材料科学与工程专业的学生,非常有必要对磁学及磁性材料的知识有一个专门的了解,这样做会使学生受益终生。因为一方面有利于扩大他们的知识面和视野,也非常有利于他们就业;另一方面有的学生进入研究生阶段后,如果具备一些磁学相关知识,也非常有利于他们的学习和研究工作,《金属材料结构与性能》属于材料科学与工程学科领域的基础教材和国内外材料专业硕士的必修教材,也把“材料的磁性能”作为一个章节进行讲授。