高分子化学知识总结
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高分子化学知识总结范文第1篇
关键词：高分子化学与物理;教学改革;科学研究;创新能力培养
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）43-0083-02
一、《高分子化学与物理》课程特点
经过高分子科学与技术的快速发展，高分子的理论发展与应用已经渗透到物理学、化学、材料学、生物学等各个学科与领域，具有鲜明的学科交叉特色。高分子化学与物理的研究成果已经进入了我们日常生活的每个方面[1-6]。作为一门多学科交叉、实用性很强的学科，高分子对各个工业部门和科技领域的渗透作用已成为不争的事实，所以在现行中国高等教育的本科专业中，如化学、应用化学、材料化学、材料物理、复合材料、轻化工程、包装工程、纺织工程、生物工程和环境工程等许多非高分子专业都将高分子相关知识作为必修课和选修课。
非本专业《高分子化学与物理》教学的侧重点在于阐述现代高分子科学已成熟的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法，对涉及高分子科学研究前沿的理论、测试方法以及高分子的新产品介绍等内容点到为止，该课程的学习为轻化工程专业学生开启了一扇通往高分子科学的窗户，引导学生了解高分子化学在高分子学科中的地位，通晓课程的主要研究对象和研究内容，为后续专业基础课的学习和高分子在染整中的应用奠定基础[1，2]。通过多年的教学实践证实，对于轻化工程专业（染整方向）的本科生来说，《高分子化学与物理》课程教学呈现以下几方面的特点。
（一）基础课程，衔接不够
对于轻化工程专业（染整方向）的本科生，高分子的学习显得尤为重要，一方面后续课程（如《纤维化学与物理》、《染整工艺原理》和《染料化学》等）的学习必须以高分子为学科背景，另一方面大学生的生产实习、创新学分实验、创新训练计划和本科毕业论文等实践性环节的开展也必须要有高分子基础，因此为了让染整方向的本科生了解和掌握高分子的基本理论知识和应用，开设了《高分子化学与物理》学科平台课程。该课程的学习必须以《有机化学》、《物理化学》和《无机化学》的课程学习为基础，但江南大学轻化工程专业将《高分子化学与物理》课程设置在大二下学期，《物理化学》等课程也在此学期开设，因此课程开设时间过早，缺乏基础课程的知识，建议在大三上学期开设，以期获得较好的教学效果。
（二）内容多、学时少，课时紧张
《高分子化学与物理》课程主要包括高分子化学和高分子物理两个部分，其中高分子化学部分包括高分子科学的发展历史、发展趋势，基本概念、分类与命名、基本原理、高分子合成反应与方法等，涉及逐步聚合、自由基聚合、离子聚合、配位聚合和共聚合等;高分子物理部分则侧重于高分子的结构（如链结构、聚集态结构等）、分子运动、力学状态与转变，物理性能等。对于高分子专业的本科阶段，通常会开设《高分子化学》和《高分子物理》两门课程，分别在32至48学时不等;而对于轻化工程专业，只开设了《高分子化学与物理》一门课程，48学时，相对来说内容多、课时少。在这样的情况下，教学活动的有效开展、课程体系的完善、讲授内容的连贯与取舍等都显得非常重要，对任课老师是一种不小的挑战。
（三）注重理论，缺乏实践
《高分子化学与物理》是一门以实验为基础的自然科学，但轻化工程专业只开设理论学习课程，没有相关实验课程。为了使学生能够更好地掌握课程学习内容，同时培养学生的动手能力和分析、解决问题能力，提高学生的实验技能，相应的实验课程的开设显得非常迫切，能够让所学知识与理论在实验中得到验证，注重理论与实践的结合，让学生从最初的原料出发，选择合适的聚合方法与聚合反应，得到在实际生活中真正用得上的高分子产品。
二、教学改革举措
针对轻化工程专业《高分子化学与物理》的课程特点，结合本校的实际情况，要求学生在理解基本概念和掌握基础理论的基础上能够了解高分子的应用，重点培养他们的实践与创新能力，作者经过几年的教学实践和摸索，总结了几点教学改革举措。
（一）规划本科培养方案，合理调整课程设置
目前我校轻化工程专业的课程设置还存在一定的问题，建议对本科培养方案进行修改，在《高分子化学与物理》授课前完成《有机化学》、《物理化学》和《无机化学》等基础课程的学习，这样才能提高学生的学习效率，增强他们的学习兴趣，便于更好地掌握相关理论与知识。
（二）多媒体资源课件与传统板书有效结合
多媒体课件具有丰富表现力、良好交互性和极大共享性等特点，它可以将枯燥乏味的理论知识直观化和形象化，能够充分调动和发挥学生学习的积极性和主动性。但在运用多媒体教学的同时也出现了诸如教师几乎不写板书，学生不记笔记等问题，严重影响了教与学的质量。建议对任课教师的教学大纲、考核方式、教学难点与重点等相关教学文件进行监督，要求授课过程中课件放映与传统板书相结合，将学生上课情况、学生主动参与积极性、平时作业等与学生的最终成绩挂钩，进行综合评定。
（三）增设实验课程，提高学生实践能力
《高分子化学与物理》是一门理论与实践相结合的课程，实验课是对理论课学习的有效补充，通过直观的现象和结果验证理论学习的真实性，帮助学生理解所学理论知识，因此实验课的教学显得尤为重要，建议在轻化工程专业开设实验课程，但涉及的实验众多，要求任课老师充分考虑实验的可操作性、重复性和可行性等方面，认真编写实验讲义。此外，学校和学院应重视实验室配套设施建设，突破实验教学完全依附于理论课程教学的传统框架，增加启发式实验和创新性实验所占比例额，注重验证性实验、启发式实验和创新性实验有效结合，开动学生的思维，发挥学生的潜质，提高学生的创新意识。
（四）理论联系实际，注重启发式教学
《高分子化学与物理》是一门相对来说比较抽象、枯燥的课程，但它也是一门应用性很强的课程，高分子材料用途广泛，遍及现代社会生活中衣、食、住、行、用等各个方面，因而在课程讲授时注重理论联系实际，将抽象的概论、理论与实际应用有机结合，将对课堂教学效果起到重要的促进作用。
三、创新能力的培养
（一）培养方案中开设新生研讨课和专业导论课
为了提高学生对专业的认同感以及学生的学习兴趣和热情，可以尝试在本科培养方案中针对大学新生开设新生研讨课和专业导论课，以趣味讲座和座谈的方式进行专业介绍，了解专业背景，告知学生轻化工程这个专业是以化学与高分子为学科背景的，加强学科平台课程的学习至关重要。
（二）实施学生双导师制
全面推进学生双导师制是确保创新型人才培养的重要手段，企业导师和校内导师组成课程小组，共同确定课程教学大纲、教学内容、教材及承担教学任务，使专业理论课程与行业实际需求紧密结合。
（三）强化实验课程学习和创新能力培养
实验课程采用自主设计实验，在实验大纲的规范下完成实验要求，将验证性实验、启发式实验和创新性实验有机结合。在国家大学生创新创业计划项目、江苏省大学生创新创业计划项目和江南大学大学生创新训练计划项目等资助下，实现学生创新训练的全参与和全覆盖，指导教师从选题开始就应该注重基础理论知识在创新实验中的应用，达到学以致用的目标。
（四）强化学生的毕业论文（设计）指导
毕业论文（设计）是学生毕业离校前最后一个实践性环节，也是所学基础理论知识得到充分应用的关键环节，因此可以从课题的选择、采取的技术路线、拟采用的研究方法和达到的预期目标等方面进行合理规划与设计，充分发挥学生所学知识与理论的应用，提升学生运用知识的综合能力，强化学生的专业基础。同时，轻化工程专业的毕业生中从事与高分子相关行业的人数众多，学科交叉特色鲜明，为学生的出国深造、攻读研究生和就业奠定坚实的高分子基础。
四、结语
根据国内外行业需求和自身特色，通过教学改革与实践，围绕复合型、创新型染整专业技术人才的培养目标，通过理论与实践相结合、教学和科研相结合、校内与校外相结合、科学素养与人文情怀相结合的人才培养模式，注重理论知识的传授与学生创新能力的培养相结合，全面提高和调动学生的学习积极性和学习兴趣，为学生的学习与工作奠定坚实的基础。
参考文献：
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高分子化学知识总结范文第2篇
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
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[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.
高分子化学知识总结范文第3篇
作者：郝智 伍玉娇 罗筑 黄彩娟 单位：贵州大学材料与冶金学院
教学方法与手段改革在教学过程中应注重教育观念的转变，改革授课方式。高分子化学课程我们采用以下方式进行教学：（1）改革课堂教学形式：以主讲教师为主导，按课程的教学大纲和教学日历安排授课，以课堂教学为主，精讲多练，并结合“启发式、参与式、渗透式”教学和课堂讨论；对重点、难点部分如动力学方程推导等，尽可能详尽，对重点与难点问题，找不同的学生进行课堂复原，以检查学生的理解与讲课的清晰程度；（2）提供多种答疑形式：课后收集学生的疑难问题，每周安排一次答疑，课后作业进行详细解答，并对一些习题的提问变换角度，考查学生的理解程度与知识点的掌握情况。同时，我们在网上开设论坛，进行互动式课外辅导；（3）充分利用多媒体教学：我们将教学演示工具从黑板和粉笔转换成计算机多媒体，将高分子化合物的结构和高分子化学反应过程以三维立体动画的形式，从不同的角度，不同的侧面展现给学生。克服了以往学生在高分子化学教学中感到抽象难懂、枯燥乏味的弊端，从而使学生能在比较轻松愉快的气氛中真正领会到高分子化合物的结构特点和化学反应的本质，抓住高分子化学反应的根本，达到举一反三，灵活应用的目的。为此，我们着重从以下两个方面对多媒体教学进行进一步的改进：一方面，在课件制作上下功夫，使多媒体课件的界面设计适合于课堂教学。
我们主要选择以下三个方面的内容进行多媒体演示：（1）与高分子结构有关的内容；（2）与立体化学有关的内容；（3）分子结构较复杂的化合物以及难以在黑板上准确表现的图形，如高聚物的立体结构、构象、自由基加成聚合反应与官能团反应的缩合聚合机理等；（4）开设学科专题知识与学术讲座，拓宽学生的知识面：我们在教学过程中邀请了校内外高分子专业专家学者开设学科发展前沿知识讲座，学科理论研究最新知识讲座及学术研究等系列知识讲座课，拓宽了学生的知识面和创新能力。
我们在考试形式上，为有助于学生加强记忆，但又不导致学生死记硬背，完全是为了应付考试而突击课本，我们适当的增大了平时成绩所占比例，如每章结束时做一道综合题，要求学生独立完成，限时上交，并把成绩计入总分，其比例可占总分的20％～40％。同时，期末采取闭卷考试，内容中减少了基础知识题目所占比例，即减少了套公式即可求解的题目，适当的增加了一些实际工业生产中可能遇到的问题，增加综合型题目以及一些科研性与实践性相结合的内容。这一方法不仅有效督促了学生的平时学习，而且有利于知识的积累，许多学生不再搞临时突击，更能考查学生综合能力，这样在一定程度上激发了学生在平时课堂的兴趣，有利于创新能力的培养［7］。配套实验教材的编撰根据我校的实践教学条件和教学特点，我们自主编写了实验教材。自主编写的实验教材既继承了强调理科基础的传统，又可兼顾到我校的工科特色，实验内容和课堂教学及工业应用密切相关，对于学生掌握课堂知识、了解实际应用情况具有很大帮助。实验教材中内容包含了多个层次，例如，针对大多数学生开设了验证性实验，针对高分子化学有浓厚兴趣的学生还开设了综合和设计实验，这些实验让学生在掌握理论知识的同时，对实验产生了浓厚的兴趣。学生这种自主设计实验配方及实验方案的方法，彻底地改变了以前那种照实验讲义“照方抓药”做实验，不动脑筋，敷衍了事的旧做法，达到了教与学的目的［8］。这种做法不仅使学生的知识更加完整化，理论与应用更加系统化，而且根据教材内容还可通过网络查阅相关知识，深化所学内容或拓展知识范围。教学内容、教学方法的改革是每个学校教育改革的重要组成部分。创新精神与实践能力的培养是一个长期的工作，是一个潜移默化的过程，需要在专业课教学过程中的各个环节认真研究，层层贯彻。通过我们高分子化学教学团队的不懈努力，学生的理论基础及实践能力显著加强。作为教师，应该不断探索，总结经验，为培养优秀的创新型人才作不懈的努力。
高分子化学知识总结范文第4篇
为保证实验的顺利进行,我们会让学生展开“往期问题”讨论,将往届学生实验室遇到的实验现象展现给大家:(1)预聚阶段产生气泡,难以排出;(2)浇模时进入气泡;(3)低温反应阶段出现产品与模脱离的情况;(4)后聚合的高温反应阶段,出现气泡,甚至爆聚。学生围绕实验现象展开讨论,讨论结束后教师进行总结:(1)预聚反应时,粘度增大,不要剧烈摇晃锥形瓶,否则会造成空气掺入,形成很多气泡;(2)浇模速度要慢,让流体沿器壁缓慢、连续流入模内;(3)预聚时间要足够长,否则后聚合时因产品收缩率较大,会造成与壁面脱离的情况;(4)低温反应时间要足够长,完全消除凝胶效应,否则高温反应时,会出现气泡,甚至爆聚。制备“人工琥珀”时,为防止产品产生气泡,应注意:(1)物件应充分干燥,否则后聚合时会有水气及气泡产生,影响产品外观;(2)物件表面要用单体或预聚物充分浸润,否则浇模时表面极易残留气泡。此外,不要选取膨胀比相差过大的产品,否则高温处理时会造成产品或模具开裂。为了体现材料的应用性,对该实验进行了改进,扩展内容为透光率的测定。学生在学习理论知识时,已经知道聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)被称作有机玻璃,但是到底它的透光率和真的玻璃相比如何呢?带着这种疑问,学生的学习的主动性提高,学习效果提高,我们的教学效果也可得到大大的提升。为了保证所得透光率数据的可比性,有机玻璃的透光率是使用分光光度计、根据国家标准GB/T2680-94《建筑玻璃———可见光透过比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关玻璃参数的测定》对“可见光透过比”进行测定的。实验测得PMMA的透光率大都在86~92%,与市场产品的值所提的高达93%相接近。
个别产品透光率较低,原因主要有:(1)表面收缩造成壁面不平;(2)模具夹层厚度上下不一致;(3)表面硬度不够,因擦拭造成划痕。与工业生产相结合,展现材料生产全过程基础性实验与工业生产相结合,开设综合性实验。综合实验要求学生完成从原料准备到产品检测全过程,提高学生的综合能力,尤其是工程实践能力。如“线形酚醛树脂的制备”实验项目,根据金光集团酚醛泡沫恒温板的生产工艺进行了改进,扩展为“发泡用酚醛树脂的制备及性能检测”。作为发泡用酚醛树脂,树脂合成后,学生不再进行常规的粘度测定和固含量测定,而重点进行发泡起发时间和固化时间测定。在25℃,称取酚醛树脂50g,将乳化剂(有机硅泡沫稳定剂)2g和发泡剂(正戊烷)2g加入到酚醛树脂中,用机械搅拌器搅拌1min,然后加入固化剂(对甲苯磺酸∶磷酸∶水=5∶3∶2)8g,同时用秒表开始计时,搅拌30s。一般所得酚醛树脂室温下发泡起发时间70~200s,固化时间3~10min。普通高化实验无非就是高分子材料的合成,要求学生掌握高分子材料的合成工艺。该实验在原有合成实验基础上,增加了“泡沫塑料的成型”工艺学的内容,使学生掌握了利用低沸点发泡剂液体蒸发气化而使聚合物发泡的方法[5],即物理发泡法。实验技术讲座中对泡沫塑料的发泡方法进行详细讲解,如聚氨酯软泡沫塑料是采用异氰酸酯与水(或羧基)反应放出CO2气体的化学发泡法,又如脲甲醛开孔硬质泡沫塑料采用机械发泡法。此外,该生产原有工艺中采用的发泡剂氯氟烃会导致大气层臭氧层的破坏,对人类生态平衡不利,实验室工艺中发泡剂改用了生理毒性较小的正戊烷。
与学生创新成果相结合,组建设计性实验在实验室开放阶段,曾指导学生对“苯乙烯的悬浮聚合”进行改进。实验教材上选用的分散剂多为聚乙烯醇类的有机分散剂,但是理论上也可用无机分散体系。该实验要求学生自选分散体系,进行实验步骤设计,确定实验所需仪器设备及药品。学生有选用Mg(OH)2为分散剂的,也有选用聚乙烯醇为分散剂的。当分散介质蒸馏水为100mL,引发剂过氧化二苯甲酰为0.6g,苯乙烯单体为20mL,搅拌速度为250r/min,在85℃反应3h,分散剂用量选用1mol/LMgCl2溶液3mL和1mol/LNaOH溶液6mL或0.3%(wt)聚乙烯醇溶液8mL,所得产品颗粒均匀且直径较大。前者所得直径2.0~2.5mm,后者所得直径3~3.5mm。因为是设计实验,只要实验方案切实可行的,都可进入实验室做实验,所以学生所选分散剂用量和搅拌速度等都不尽相同。但也恰恰是这种不同,让学生直观地认识到悬浮聚合的一些特点:搅拌速度较大时,颗粒粒径较小;无机分散剂用量过多时,产品的透明度不好;聚合后如不进行表面处理,颗粒表面会残留有分散剂。增加研究性实验项目要求每位学生限选一个研究性实验项目。比如“聚丙烯(PP)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料的制备及热性能分析”实验是根据老师的科研方向提炼出来的实验项目[6]。教学与科研相结合,用高水平的科研带动实验课教学,培养了学生的初步科研能力和创新意识。通过高分子化学理论知识的学习,学生已经知道Ziegler-Natta引发剂的发现在高分子科学的发展史上具有划时代的意义,但其主要原料三乙基铝在空气中能自燃,遇水爆炸,对人体有灼伤作用;TiCl4与水接触会发生剧烈反应,冒白烟,对呼吸道有刺激作用,而且该引发剂在空气中放置会失去活性。因此,在引发剂制备及使用时都要采用无水无氧操作,且氮气必须为高纯氮气。通过该探索实验,学生很好地掌握了无水无氧操作技术,如双排管的使用、注射器法和内转移法移取溶液。为提高复合材料的热稳定性能,采用化学反应法制备了MgCl2-MMT复合载体型Ziegler-Natta催化剂,通过单体原位插层聚合法有效地制备了剥离型PP/MMT纳米复合材料。通过该实验,学生了解了蒙脱土有机改性的方法,掌握了Ziegler-Natta复合载体催化剂的制备方法,掌握了一种聚合物/无机纳米复合材料的制备方法———单体原位插层聚合法,了解了无机材料对高分子材料的改性作用。健全实验室开放制度配合学生探索性实验因为课程学时有限,学生有时不能完成高分子材料的性能测试与表征实验内容。通过开放实验室,学生一方面可以继续实验,另一方面可根据个人兴趣,进行探索性实验。为了方便解决学生疑问,高分子化学实验室每天安排有老师值班,随时解答学生疑问。学生探索性实验已经取得一定成果。如“蒲公英橡胶的制备及物理性能研究”,采用组织破碎机破碎蒲公英植株的根部组织,用环己烷萃取破碎物中胶乳成分,将萃取液与水共沸蒸馏,抽滤后得蒲公英橡胶。粘度法测得蒲公英橡胶的粘均分子量为4.9×105;红外光谱法测试显示,所得蒲公英橡胶与天然橡胶的结构相似;差热-热重分析法测得蒲公英橡胶失重15%的温度为271℃,此数值与天然橡胶的测试结果相接近。该项目综合运用了有机化学、高分子化学和化工原理等课程知识,2011年7月获得了第十二届山东省挑战杯大赛三等奖。学生除了可以当面向老师请教外,还可通过《高分子化学实验》课程网站、QQ和飞信与指导老师取得联系。每个老师负责6~8位学生、2~3项探索性实验项目。
实验技术讲座的开展、综合性实验的开设,使学生可以系统地掌握高分子实验技术、高分子材料的合成及性能表征的方法,完善了学生的知识结构。研究性和探索性实验项目切实提高了学生的创造性思维及创新能力。工程性实验项目培养了学生的工程意识,为培养应用型人才提供了新的途径。开放实验室为全面提高学生的创新能力、实践能力提供了有力支持。总之,通过高分子化学实验教学体系改革,有效提高了学生的创新能力和工程实践能力。我们将进一步加强实验教学的研究与探索,不断进行实验教学的改革,提高实验教学水平,为全面培养创新性应用型的高素质人才而努力。我们将从以下几点继续努力:(1)深化教学改革,不断将最新的科研成果应用到教学中;(2)进一步加强实验教材建设,更新教材内容;(3)加强教学队伍建设,吸收高学历高水平的教师加入到实验课程教学队伍中;(4)以精品课程建设为契机,完善课程网站建设,增加知识的先进性、全面性、导向性。
高分子化学知识总结范文第5篇
关键词： 功能高分子材料 课程教学 教学探索
功能高分子材料是建立在高分子化学和高分子物理基础上，并与物理学、医学甚至生物学密切联系的一门综合性课程，在培养高分子材料专业人才过程中占有重要地位。功能高分子材料课程涉及的领域非常广泛，涵盖功能高分子的主体内容，如反应型高分子材料、导电高分子材料、液晶高分子材料、光敏高分子材料、吸附性高分子材料、医用高分子材料、高分子功能膜材料等。通过本课程的学习可以拓宽学生的知识面，认识高分子学科与相关学科的交叉、渗透，以及相辅相成发展的客观规律，夯实高分子专业的知识基础。该课程教学质量的优劣决定了学生能否深入了解功能高分子材料的制备、表征和应用，对培养学生的专业综合能力非常重要。
我校功能高分子材料课程是在大三的下学期开设，考虑到这个阶段的学生面临考研复习、实习及为未来就业做各种准备等问题，较难静下心来对课程进行深入学习，而且采用传统的教学方法已经难以达到满意的教学效果。针对这些现象，结合我校高分子材料专业的实际教学情况，我们对功能高分子材料课程的教学方式和手段、教学方法、考核体系等进行了探索和改革，以期提高学生的学习兴趣和主动性，取得良好的教学效果。
1.讲好绪论课，激发学生的学习兴趣
功能高分子材料主要研究的是新的制备方法、性能表征、构效关系、应用开发等，其教学内容具有多、杂、广、深的特点，要使学生在32个学时中，学习并掌握其全部内容确实存在困难。因此，有必要精选授课内容，认真讲好绪论课，激发学生的自主学习兴趣。我们在绪论课上从功能高分子材料的发展历史讲起，着重介绍课程特点、课程主要内容及学习方法，特别突出学科的新兴前沿和不断完善，说明本课程所涵盖的研究领域，让学生认识到该课程的重要地位，明确学习本课程的目的、任务、意义及要求，通过绪论课的学习对本课程产生兴趣，从而促使他们积极主动地学习课程，为后续章节的教学奠定基础。
2.增加新颖和实用的教学内容
功能高分子材料是高分子材料中发展最快的领域，每隔一段时间都有新的研究成果诞生。从事功能高分子材料教学工作的教师更要把握时代脉搏，了解最先进、最前沿的技术，不断调整、丰富和更新教学内容，利用多媒体教学及时地把最新的功能高分子材料的研究成果介绍给学生，扩大学生的功能高分子材料知识面，增强学习意义。此外，我们还注意课程内容与社会热点问题相结合，通过学习让学生了解功能高分子材料在日常生活、军事、航空航天等领域具有的一些不可替代的作用，加深学生对功能高分子材料实用性的认识。
3.鼓励学生利用互联网资源学习
在计算机应用技术高度发达的今天，互联网上的各种资源取之不尽，名师在线、网络课堂、精品课程等学习平台如果不加以利用，实为一种资源浪费。我们在进行课堂教学时，经常鼓励学生通过互联网学习，并教会学生利用中国知网、万方数据库等查询学习资料。学生可以在数据库检索到自己关注的专业知识，并了解与功能高分子材料相关的最前沿的科研动态。
除此之外，鼓励学生浏览科学网（http：//）、小木虫论坛（http：//）等门户论坛网站，在以高分子材料为主题的论坛社区上提出各种问题，某些会员会给出答案。论坛上的会员可能是专家、学者、教师，甚至是学生，大家集思广益，从而拓展思路，解决难题。实践表明，这些是比较有效的方式，能引导学生利用网络进行学习。
4.互动式教学，让学生做专题报告
针对功能高分子材料课程涵盖领域多的特点，从热门的领域中选择几个作为报告题目，把学生分成几个小组，让各小组成员通过教材、网络和图书馆查找资料，写出报告讲稿。而后适当地拿出一部分课堂时间，让小组代表上台做“学术报告”，老师也和其他同学一起对所介绍的内容进行提问。这种方式不仅活跃了课堂气氛，提高了学生的积极性和对功能高分子材料的兴趣，而且让学生由被动听讲变成主动学，自主学习能力得以增强。这种互动式教学提高了学生查阅、整理文献的能力，增强了学生的团队合作意识，锻炼了学生的口头表达能力。
5.举办功能高分子材料知识竞赛
功能高分子材料课程的知识内容十分丰富，要求学生掌握的内容较多，在每章内容讲授结束时举办功能高分子材料知识竞赛，是在紧密结合课堂教学的基础上，考查学生对教材理论知识掌握程度和解决实际问题能力的比赛。竞赛设置了奖励分值的详细规则，并作为课程考核的一个组成部分，因而能大大调动学生的主观能动性，起到调动学生学习和掌握专业知识的积极性，提高学生在功能高分子材料领域中运用基础知识解决实际问题的能力的作用。开展功能高分子材料知识竞赛活跃了课程的学习氛围，有利于提高学生的学习兴趣和促进良好学风的形成，是一种有益的教学方式。
6.建立多元化的考核评价体系
传统的理论课程的综合成绩以期末考试成绩为主，这种单一的考评方式存在较多缺陷，不能全面反映学生的真实学习情况。功能高分子材料课程的考核既要考查学生对基础知识的掌握能力，又要考查学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。在对学生的考核中，总成绩的评定采用“平时成绩+考试成绩”的模式，平时成绩占60%，考试成绩占40%，更加注重对学生学习过程的评价。平时成绩主要考查学生的学习状况，由出勤率、课堂提问、小组讨论、专题报告、知识竞赛和完成作业组成。这种多元化的考核评价体系避免了由期末考试决定学习成绩的弊端，鼓励学生端正学习态度，不做考前突击，不搞死记硬背，有利于学风和考风建设。
7.结语
教学内容、教学方法和考核体系的探索和实践是教育改革的重要组成部分。授课教师只有努力提高自身知识水平，及时总结教学经验，不断学习和尝试新的教学手段，才能为社会培养出高素质人才。在传统教学的基础上，通过增加学习过程的评价，调动学生的学习积极性，培养学生多方面的综合素质，这方面的教学探索是有益的。但如何更好地提高教学质量和达到良好的教学效果，需要继续努力、认真思考和完善每一个教学环节，促进自身教学水平的提高，从而为我校的功能高分子材料课程教学作出积极贡献。
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