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1 基于工作过程教学简介
基于工作过程的课程体系,是一种以任务为驱动,以项目为载体的教学模式。高等教育的人才培养目标需突出学生综合职业能力的培养。高校更应该结合各类企事业单位对人才的需求,参照基于工作过程的课程体系,构建基于工作过程的课程体系建设的改革发展之路。
目前,课程设计方法越来越被高职院校所重视。所谓工作过程,是指为完成工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序,包含若干个既相对独立又相互联系的工作环节。由于毕业生所对应的相关职业的工作过程特征不同,各院校的情况和办学条件也不同,因此,引进这种课程设计方法时,在强调这种课程设计方法优点和有利条件的同时,一定要注意不同类型院校和专业存在的各自特点及不利因素。我院在进几年的课改过程中积累了一定经验,对课程改革有一定研究。基于工作过程的教学,以工作过程为参照系,以完成职业工作应具备的专业技术能力项目为依据,针对行动顺序的每一个工作环节知识、能力要求传授相关的课程内容,组织技能训练,突出学生在校学习与实际工作的一致性,实现理论知识与实践技能的整合。
2 高分子材料加工专业“工作过程”内容设计
高分子材料加工的职业能力是一种综合能力,要求教师在教授的同时要将高分子材料常见的各种加工方法、加工手段以实践的方式教给同学,这就需要为学生模拟真实的工作情景,通过以项目任务为依托的教学使学生置身于真实的或模拟的学习工作世界中。在教学中,每个学生会根据自身的知识结构与实际经验,会给出不同的解决任务的方案与策略,产生的学习效果不是唯一的,而是多样化的。让同学在正确认识高分子材料结构和组成以及合理的配方设计基础上,能够选择合适的加工设备、加工工艺和加工方法制备高分子材料制品的过程。
教学内容可以以实际的“工作任务”为依托项目。“工作内容”的设计要结合本学科前沿研究领域和发展动态,介绍重点科技成果,增加教学信息量,使课程教学内容满足时代的要求,使学生掌握更多、更新的专业知识。教学过程通过不同的高分子材料产品项目、确定合适的加工技术及其方法。理论教学内容与实践教学内容通过项目或者是工作任务紧密地结合在一起。课程涉及到的高分子制品成型加工典型工作任务如下图所示:
主要是根据制品使用需求、选择出合适的高分子材料,并进行合理的助剂选择,进行配方设计,如不合适提出改性办法等,为生产开发决策提供完整依据。
通过项目任务的实施,使学生能针对产品的具体要求合理的设计成型加工方案,能对所设计方案进行合理的性能分析与测试,进而掌握塑料、橡胶制品加工设计的原理与方法。为将来从事高分子材料、复合材料的生产打下坚实的基础。
通过以下项目:“市政用木塑复合栅栏材料的成型加工”、“冰箱抽屉专用料加工设计”、“抗冲击阻燃电视机壳专用料成型加工”、“低成本鼠标垫加工”、“聚乙烯发泡鞋底设计”、“霓虹灯管专用料设计”、“PP汽车保险杠专用料设计”、“奥运志愿微笑圈手环配方设计与制作”的实施,让同学能够通过能够设计塑料产品的配方,能找出成型加工方案设计难点,提出解决方法的能力。能够设计橡胶产品的配方,能找出成型加工设计难点,提出解决方法的能力,能够分析测试塑料材料配方的基本性能,能够分析测试橡胶材料的基本性能。
配合上述8个项目及相关拓展任务的训练,组织学生讨论、总结、归纳如下相关知识:了解塑料的物理性能、流动特性、成型过程中的物理、化学变化情况。了解橡胶的物理性能、流动特性、成型过程中的物理、化学变化情况。掌握常用通用塑料和通用工程塑料塑料的特性、分类以及塑料配方的组成和对应的成型加工工艺。掌握常用天然橡胶和合成橡胶的特性、分类以及橡胶配方的组成和对应的相关成型加工。 转贴于
通过训练让同学以下能力得到提高:(1)培养学生自我学习,寻求探索物质之本性的兴趣与能力;(2)对事物性质的分析方法—内外因分析法;(3)培养学生信息获取的素质与能力(图表查阅、专利、手册、网络资源等);(4)逐步形成综合分析问题的素质与能力;(5)增强环境保护意识、经济意识、安全意识;(6)专业外语单词的学习与筑固;(7)团队合作意识的形成。
3 “基于工作过程”教学对教师的要求
(1)专任教师实践能力的提高。作为一线教师,在实行相关实践教学过程中,一定要具有高分子材料加工生产的职业经验,清楚高分子加工企业的工作过程和经营过程,只有这样才能找出高分子材料生产的工作任务作为具有教育的项目。
(2)专业教学团队的建立。基于工作过程的教学法涉及多学科教学内容,高分子材料加工生产需要有机械设备、加工工艺、原料配方、制品材料测试、产品检验等一系列知识,因此对绝大多数教师而言,很难独自一人很好地完成教学工作。这就要求教师具有跨学科的能力,团队协作的能力,不仅要娴熟本学科的专业知识与技能,还要了解相邻专业、相关学科及跨学科的知识与技能。
(3)学习情境设计能力的掌握。在本教学法中,学习情境的设计好坏决定了传授知识结构的合理性、能否激发同学学习的兴趣。如何在项目教学中合理有效的利用学习的资源和协作学习的环境是教师最主要的工作,这要求教师熟悉项目内容中所用的高分子材料的基础知识,并准备好项目开展过程中可能涉及到的有关知识。
4 结束语
在专业课程体系中,高分子成型加工是门重要的核心课程,是高分子加工专业学生必须掌握的专业知识和技能。在老师的指导下,用工厂的管理模式,让学生亲自动手设计和制造相关高分子产品,加深领会和掌握材料加工过程工艺设计的要点以及生产工艺与实际生产之间的联系。但以往教育方式存在着一定的不足,且与当前工厂的需求相脱节,于是笔者根据自己的教学经验,在新的基于工作过程的教学理念指导下对高分子成型加工课程进行改革,以提高学生的学习兴趣和求知欲望。
基金项目:教育部高等学校高职高专化工技术类专业教学指导委员会2009年度规划课题,课题编号HJKT-2009-034Y;常州工程职业技术学院教育研究课题《“基于工作过程的项目化教学方法”在高分子成型加工课程改革中的应用》,课题编号:10JY022
参考文献
[1]应力恒.基于工作过程的课程项目化教学改革[J].中国职业技术教育,2008(22).
[2]虞丽娟.深化课程体系改革提高人才创新能力[J].中国高等教育,2008(15).
1.1数据来源
以中国知网(CNKI)的《中国科技成果数据库》为数据源,采用“名称+关键词+成果简介”的组合检索策略,以“生物*医用*金属”、“生物*医用*高分子”、“生物*陶瓷”、“生物*复合材料”、“生物*医学*衍生物”为检索词,对2000-2010年间我国科技成果产出进行检索与数据清洗,得到1772条题录。
1.2方法
使用TDA、Excel2010和Origin等统计与绘图软件为分析工具,从科技成果计量分析的角度,对相关科技成果数量进行数值模拟与计算,研究我国尤其是中国科学院系统生物医学材料科技成果的年度分布、科技成果产出机构分布等,并进行对比分析、描述和数据挖掘等深入研究。
2结果
2.1科技成果产出数量趋势
我国生物医学材料科技成果数量的纵向变化规律,反映了生物医学材料的受关注程度和发展速度。2006-2009年是生物医学材料科技成果的高峰时期,与我国的生物医学材料技术研发投入主要分布在近5年即“十一五”相吻合。中国科学院系统在该领域的发展趋势与全国基本一致。图1我国生物医学材料技术成果产出年度分布
2.2我国科技成果产出内容分析
统计结果表明,生物复合材料在近年发展最为迅猛,从2006年开始取得跨越式发展,至2010年累计取得411项成果;而医用金属(188项)、医用高分子(177项)、生物陶瓷(189项)、生物医学衍生物等材料(209项)的发展速度低于生物复合材料,比较平稳。统计结果显示,从2000-2010年,中国科学院系统生物医学材料科技成果也主要集中在生物复合材料方面,共计62项;其他4种生物医学材料科技成果产出相对较少,分别为生物医学衍生物37项,陶瓷材料31项,医药高分子32项,医用金属材料35项。
2.3科技成果产出地区分布
分析我国主要省市在生物医学工程领域的科技成果产出,有助于挖掘不同地区间研发力量的差异,合理配置资源,进行深入研发。重点对我国北京市、上海市、江苏省等7个省市进行了技术领域构成计量分析,结果发现各主要省市生物复合材料研发成果仍然占据主体,生物医用金属材料科技成果的产出以北京市、天津市与江苏省较多,生物陶瓷技成果的产出以上江苏省与湖北省较多,详见图2。表明这些省市在生物医学工程某些关键材料的研究方面已占据先机。
2.4科技成果产出机构分析
2.4.1生物医用金属材料科技成果产出机构分析
医用金属材料是一类生物医用的金属和合金,是临床应用最广泛的植入材料,主要用于骨和牙等硬组织的修复和替换,心血管和软组织的修复以及人工器官制造中的结构元件[5]。检索结果显示,2000-2010年间共有医用金属材料相关的科技成果278项,大部分科研机构只有零星的成果产出,只有少数机构多年来保持着可观的科技成果产出。科技成果数量排名前3位的机构有中国科学院、南开大学、四川大学,分别完成科研成果36,12,6项;其他科研单位如浙江大学、上海交通大学、清华大学等成果数量达到5项;其他均少于5项。在中国科学院系统,山西煤炭化学研究所(5项)、金属研究所(4项)在医用金属材料上也取得较多科技成果。表明我国各主要机构的生物医用金属材料技术科技成果数量不均衡。
2.4.2生物医用高分子科技成果产出机构分析
医用高分子材料是指在生理环境中使用的高分子材料[6-7]。2000-2010年间共检索出医用高分子材料相关的科技成果263件,科技成果数量排名前5位的是中国科学院、浙江大学、武汉大学、清华大学、江南大学,分别获得科研成果32,8,5,5,5项,其成果数量占相关成果总数的21%;其他单位的成果数量均在5项以下。在中国科学院系统,医用高分子材料科技成果数量排名前3位的是微生物研究所、上海药物研究所、上海有机化学研究所,所获成果数量分别是4,3,3项,这10项科技成果占中国科学院总产出量的31%。
2.4.3生物陶瓷科技成果产出机构分析
生物陶瓷包括精细陶瓷、多孔陶瓷、某些玻璃和单晶[8]。2000-2010年间共检索到生物陶瓷相关的科技成果323项,多个科研机构在生物陶瓷研究中取得了较好的研究成果,科技成果在5项以上的机构有10个,其中中国科学院、武汉理工大学、清华大学、四川大学、上海交通大学分别完成科研成果33,18,13,11,10项,前5名机构成果数占总成果数的26%。在中国科学院院系统,生物陶瓷科技成果数量最多的有上海硅酸盐研究所、过程工程研究所贡献了20项科技成果,占中国科学院总产出量的65%。
2.4.4生物复合材料科技成果产出机构分析
生物复合材料是由两种或两种以上不同生物相容性优良的材料复合而成的生物医学材料,可以最大限度地模仿人体组织与器官的功能,进而实现组织的修复与再生,是最有发展潜力和应用前景的组织与器官替代和修复材料[9]。2000-2010年间共检索到生物复合材料相关的科技成果582项,可谓成果丰硕。多个科研机构取得了众多成果,成果数量在10项以上的机构有9个,其中中国科学院、清华大学、四川大学、上海交通大学、暨南大学分别获得63,24,18,17,13项,上述前5名机构的成果数占总成果数的23%。在中国科学院系统,生物复合材料科技成果数量排名前5位的是上海硅酸盐研究所(12项)、长春应用化学研究所(8项)、生态环境研究中心(5项)、金属研究所(5项)、兰州化学物理研究所(4项),总共贡献了20项科技成果,占中国科学院总产出量的55%。
2.4.5生物医学衍生物科技成果产出机构分析
生物衍生材料是经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医学材料。由于它具有类似天然组织的构型和功能,在人体组织的修复和替换中具有重要作用,主要用作皮肤掩膜、血液透析膜、人工心脏瓣膜等[10]。2000-2010年间共检索到相关科技成果326项,获得5项以上科技成果的机构10余个。其中排名前5名的是中国科学院、南开大学、中国海洋大学、武汉大学、中国药科大学,分别获得科研成果36,13,9,8,6项,累计成果数占总成果数的23%。中国科学院系统中,成果数量排名前5的是上海有机化学研究所(4项)、长春应用化学研究所(4项)、上海应用物理研究所(4项)、生物物理研究所(3项)、上海原子核研究所(2项),总共贡献了17项科技成果,占中国科学院总产出的46%。
关键词:聚丙烯;层状硅酸盐;复合材料
引言
作为一种热塑性通用塑料,聚丙烯具有良好的性能,在进行生产时对机械化程度要求比较低,而且,成型收缩率比较大,冲击韧性不高,因此,在进行应用的时候受到了很大的限制,在工程塑料中不能进行应用。层状硅酸盐无机矿物粒子填充聚丙烯成为了研究的热点,其中,复合材料中的刚性粒子能够更好的起到增韧作用,而且还不会对聚丙烯材料的刚性、耐热性以及加工性能产生影响。层状硅酸盐/聚丙烯复合材料是一种非常特殊的复合材料,能够更好的对其中层状硅酸盐加以利用,这样能够形成复合材料,复合材料在收缩率方面进行了降低,热变形温度得到了提升,在工业领域和家用电器领域中取得了非常好的效果。文章对层状硅酸盐填充聚丙烯复合材料进行分析,在应用方面进行了展望。
1 高岭土/PP复合材料
高岭土填充的聚丙烯在使用时具有很好的强度和韧性,同时具有很好的阻隔性,在尺寸方面比较稳定,在热能方面也比较稳定。高岭土呈现疏松土状,具有一定的滑腻感,相对密度比较低,层面间能够相互吸引,因此,其内部具有很大的内聚能,导致插层分子非常难进入。高岭土复合材料是一种开发潜力非常高的材料,在环境工程、导电材料以及吸附材料等领域具有很好的应用前景。
对高岭土复合材料的力学和热力学性能进行研究,得出高岭土复合材料并不具备聚丙烯材料的拉伸强度,因此,在这方面要进行改善,同时,要对高岭土复合材料的冲击强度以及弯曲强大进行提高,这样材料在承受强大冲击力时能够表现出更好的性能。在聚丙烯材料中添加高岭土能够更好的提高其结晶温度,能够加快其结晶速度,促进内部的异相成核。在聚丙烯材料中添加高岭土能够提高其熔融温度,对耐热性能能够进行提高。
很多的研究人员利用高岭土作为表面改性对聚丙烯材料进行了改性,将改性高岭土复合材料和未改性的高岭土的复合材料进行对比,在缺口冲击强度方面得到了提高,拉伸强度也得到了提高,在改性高岭土中聚丙烯基体分散比较均匀,在结晶状况方面也有很大的变化,因此,利用扫描量热仪对结晶速率进行研究,能够在比较低的温度下诱导出聚丙烯结晶,使其结晶速率得到提高。
2 滑石粉/PP复合材料
滑石粉的化学式为:Mg3(Si4O10)(OH)2,内含MgO31.8%、SiO263.5%、H2O4.8%和微量的CaO、Fe2O3和Al2O3,密度为2.7~2.8g/cm3,在水中略显碱性,基本形状为片状或鳞片状,有滑腻感。滑石粉在所有无机填料中硬度最小,化学性质稳定,加热至380~500℃时失去结合水,800℃以上才失去结晶水,所以在塑料应用中不仅对设备无磨损,而且稳定。采用滑石粉填充的聚丙烯复合材料耐热性好、收缩率低、尺寸稳定性好、硬度高,已广泛应用于汽车部件及日常用品的生产。
研究发现聚丙烯/滑石粉复合材料的拉伸强度以及弯曲强度会随着滑石粉母料填充量增加而增大,在增加母料时,滑石粉的含量也会出现不断增加的情况,在填充量不断增加时,滑石粉的含量会逐渐降低,缺口冲击强度会随着滑石粉含量的增加也会出现逐渐降低的情况。滑石粉填充的复合材料拉伸强度、弯曲强度在相同的粒径情况下具有更好的碳酸钙,在这种情况下,复合材料的刚性材料能够得到提高,在这种情况下,韧性出现了降低的情况,对于高分子材料来说,刚性越好,收缩率会出现降低的情况,变形性能逐渐降低,耐热性也能进行提高。将好的滑石粉填充到聚丙烯中,在聚丙烯中进行滑石粉的添加也有不同粒径和比例,这样在性能方面也得到了提高。在聚丙烯中是否添加滑石粉对聚丙烯的性能有很大影响,在滑石粉含量不断增加的情况下,滑石粉复合材料的拉伸强度会出现先下降后上升的情况,滑石粉的添加量要进行严格的控制,这样能够更好的提高拉伸强度。对聚丙烯次啊了的成品性能和成本进行考虑,通过不断的对比研究得出滑石粉的填充量控制在百分之三十到四十最佳。在填料量小于一定值的时候,复合材料的强度也会受到滑石粉用量情况的影响。滑石粉填充量出现过小的情况是会导致聚丙烯基体分散浓度出现降低的情况,而且,对其韧性的增强也有不利影响。填充量过大会导致粒子间的距离出现问题,因此,界面会出现粘结缺陷,材料在使用过程中非常容易出现裂纹和塑性变形的情况,出现开裂的问题会导致材料的强度受到很大的影响。
3 蒙脱土/PP复合材料
蒙脱土是一种含水的2B1型层状硅酸盐粘土矿物,其结构单元主要是二维排列的Si-O四面体和二维排列的Al(或Mg)-O-OH八面体,此两类片层的对称性相似。由于蒙脱土独特的结构优势而受到研究者的青睐,蒙脱土与聚丙烯在纳米尺度的复合使材料具有比重轻、耐热性好、阻隔性、耐老化性、阻燃性优良等特点,并且复合材料具有较好的尺寸稳定性和透明性,容易回收,目前已在汽车保险杆、脚踏板、汽车内外装饰材料上得到广泛应用。
Yeh Wan等人在研究温度对蒙脱土在聚丙烯接枝马来酸酐中分散的影响时也得到了类似的结论:当混度低于170℃时,温度的降低不利于蒙脱土的分散,因为这时的PPMA分子未有完全熔融,分子链的缠结较严重,难以插层到蒙脱土的片层间,当温度高于170℃时,温度的升高会使XRD的衍射角向大角方向移动,对应的蒙脱土的层间距变大,蒙脱土的分散状态变差,因为温度的升高会使体系的粘度降低,蒙脱土在熔融共混的过程中所受的剪切力变小,所以蒙脱土的分散效果逐渐变差。
4 结束语
聚丙烯材料是一种无毒、无色的物质,而且在强度、刚度以及硬度方面效果非常好,在使用时能够对高温问题进行解决,耐热性能非常好。这种材料在使用过程中,具有很好的电性能,但是,聚丙烯材料也存在着缺点,在使用过程中如果遇到低温的情况,其会出现变脆的问题,也非常容易老化。在很多的机械零件以及绝缘零件中有非常好的应用,因为其存在的缺点,导致其在应用过程中要对性能进行改善。作为功能型复合材料,其环保性能也非常好,可以在聚丙烯材料中添加其他物质,对其性能进行改善。层状硅酸盐/PP复合材料正日益引起人民的关注,开发新型的层状硅酸盐有机改性试剂,探究层状硅酸盐/PP复合材料新性能是值得关注的热点研究课题。随着研究的深入进展,层状硅酸盐/PP复合材料的种类势必将越来越多,性能将会越来越优异,会有越来越多的层状硅酸盐/PP复合材料应用食品包装、电子器件封装、汽车塑料、航空航天新材料等新领域。
参考文献
关键词:人才培养;教学模式;转型发展;实践教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)17-0117-02
湖南文理学院是一所1999年专升本的地方本科院校,被湖南省教育厅列为专业转型试点院校之一。湖南文理学院化学化工学院的材料科学与工程专业又是我校“专业综合改革、深度转型发展”的五个试点专业之一。专业转型的目的就是使专业教育要更好地满足人才培养目标实现的需要,为培养高质量的人才提供合适的软、硬环境。近几年来,我们从人才培养的目标定位、体制机制建立、培养模式探索、培养方案设计、教学内容与方法改革、师资队伍建设、实训基地建设等诸多方面,进行了较为系统地研究与实践,取得了较好的成效。本文旨在对我院材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式进行探讨与交流,有关其他方面的研究,我们将另外报道。
一、我院材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式的构建
“3+1”模式是将本科生的学习分成两个时段,第一时段也就是大学期间的前三年,学生在学校接受基本理论课程、基本实验课程学习。为了更好地实施“3+1”模式,在第一时段的专业理论课程教学中,加大了课程设计训练力度。原来的材料科学与工程专业培养方案中,只有一些专业基础课程设置了课程设计训练环节,而专业课的课程设计在培养方案中并没有体现,这样导致学生在学习了专业知识后,不知道如何利用所学的知识来分析和解决具体的专业工程技术方面的问题,建立不了专业工程意识。我院的材料科学与工程专业人新的才培养方案中,要求在与地方经济联系紧密的专业课程中必需增设课程设计环节与创新训练内容,加大课程设计与创新训练力度,突出专业知识应用。一是要增加课程设计门数,如增加了《高分子合成工艺学》、《高分子材料加工工艺学》、《无机材料制备》、《无机材料生产之工厂设计》等课程的设计,每门课程设计的教学时数为2~3周。二是要增加专业综合创新实验,实验时数为3~5周。综合创新实验不拘于哪一门课程,目的是为了提高学生专业知识综合运用能力。创新实验在老师的指导下进行,为了提高学生的学习积极性,创新实验研究内容可以由指导老师提出供学生选择,学生也可以与指导老师共同讨论提出研究课题。通过综合创新实验,提高学生对材料专业知识的整体把握能力、利用专业知识分析问题和解决问题的能力[1,2]。
第二时段也就是最后1年,将生产实习、毕业实习、毕业论文及设计结合在一起,在校内外进行集中实训。课程体系分为大类基础课程平台、专业课程平台和专业特色课程平台。整个课程体系中,实践环节58个学分,占整个课时的35.4%,其中,集中实践有军事训练、金工实习、认识实习、创新实验、生产实习、毕业实习、毕业论文等。为了提高学生的实践技能,材料科学与工程专业课程体系中,学生在校内外基地集中训练的时间为40周。课程结构分类与学分分配如表1。
我院2009年版、2012年版的材料科学与工程专业人才培养方案,比较注重学生学术研究素质的培养,而对学生的实践能力的培养方面相对弱了些。“3+1”模式的运行,既保证了学生的人文素质教育,扩展了学生的知识视野,又保证了学生的专业基础知识教育,使学生具有扎实的专业知识功底,特别是加大了学生创新能力、实践能力的培养力度,保证学生有较充足的时间,在实践中学习,在实践中训练,在实践中思考,在实践中创新,为使学生成为“卓越工程师”打下坚实基础。
二、我院材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式的实训内涵
根据专业转型发展的需要,我院建立了校内外系列专业实训基地。在校内,在学生创新训练方面,建立了“湖南省材料科学与工程大学生创新训练中心”一个,依靠学院现有的七个省、市、校级科研平台及我院与企业联合组建的近二十个实验室,可以较好地对学生进行创新训练;在学生实训模拟方面,我院建设了无机材料生产模拟线2条(陶瓷生产模拟线1条,无机粉体生产模拟线1条)、高分子材料加工生产模拟线4条(塑料吹瓶生产模拟线1条,塑料制袋生产模拟线1条,塑料制管生产模拟线1条,模压成型生产模拟线1条)、新材料应用生产模拟线1条(动力电池装配模拟线)、树脂生产模拟线1条、化工工艺示范线六条。在校外,重点建设了六个与校内生产模拟线相对应的生产实训基地,其支撑企业如下:湖南金帛化纤有限公司、常德力元新材料有限公司、湖南中锂新能源材料有限公司、湖南邓权复合材料管业有限公司、湖南南方水泥有限公司、湖南陶瓷集团公司。在基地的构建过程中,明确了支撑企业、学院与学院教师、学生三方面的义务与职责、任务与工作内容、目的要求与权益;学院与相关企业共同编制实践教学计划与评价指标体系、拟定实践教学环节与形式、组织编写教学纲要与内容;企业与学院共管实践教学基地。
通过“递进式”实践训练方式[3,4],使学生先在校内进行为期半年的专业基础实训、工业模拟实训、创新实训,然后,学生必需在二个企业呆半年时间,了解企业的生产原理、生产工艺与设备、生产的关键技术与配方、原材料及产品的技术标准与检验方法、安全生产知识、企业管理体制与运营机制、企业在行业中的地位与技术水平、技术发展趋势与产品应用前景,熟悉生产操作,掌握操作技能,提出革新要点,进一步可做针对性的创新设计、创新性研究工作。学生在每个企业具体的课时安排如下:生产工艺与设备课6学时,生产原理、关键技术、配方介绍课6学时,原材料与产品标准、检测方法课6学时,三级安全教育课2学时,企业文化、经营管理、运营机制课2学时,企业研发与创新课2学时,现场集中介绍2学时,即企业授课1周,师徒式教学与实践训练8周,总结与交流1周。学生在二个企业的时间共计二十周。
三、运行“3+1”人才培养模式之成效
我院的材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式的运行主要带来了三个方面成效。一是增强了学生的大工程意识、理论联系实际的意识,提高了学生的实践能力、创新能力,缩短了大学毕业生服务社会的“熟化期”。二是提高了教师教书育人的本领与水平以及服务社会的能力。“3+1”模式的运行,不仅学生有大量的时间和较多的机会接触实践,而且也大大增加了教师深入社会实践的时间与机会,扩展了教师的视野,使教师对相关知识有更深入地理解,与此同时,教师可获得应用性研究课题,针对性地开展研究。三是企业受益。一方面,学生顶岗实习,在学生得到经济收益的同时,企业也降低了人力成本;另一方面,企业可充分利用高校的人才资源、信息资源、实验室及仪器设备资源为企业技术进步及企业发展服务,近五年来,湖南文理学院的化学化工学院已助推十余家企业成功上市或成为高新技术企业或成为行业规模企业,联合企业申请专利近50件,鉴定成果近20项,鉴定成果中有90%达国内领先水平,还有的成果被鉴定为国际领先水平,成果转化产生了30余亿元的经济效益,显著地促进了地方的经济发展。
参考文献:
[1]布亚芳,赵玉肖,付淑芳.道桥专业校企合作人才培养模式改革与创新[J].河北交通职业技术学院学报,2013,10(3).
[2]刘学清,刘继延,蔡少君,石红.注重工程能力培养的实践教学体系[J].实验科学与技术,2011,9(5).
关键词:黄原酸酯 合成 应用研究
黄原酸酯是是一类具有通式S=C-SR1(OR2)的化合物 。近几十年来,人们在设计和合成黄原酸酯及其配合物方面付出了相当大的努力,因其良好的生物活性及各方面优越的性能,黄原酸酯及其配合物的应用引起了人们极大的兴趣,并且成为热门研究课题之一。
一、不溶性黄原酸酯的合成与应用
刘志昌、刘凡[1]等指出,随着化工产业的发展,化工产业的排放物也逐渐引起了人们的重视。化工废水在排放之前必须进行废水处理。而不溶性淀粉黄原酸酯对含有镉废水处理方面有很大的优势,ISX成本低、造作简单、去除率高、降低二次污染,是处理低浓度镉废水的有效途径。而吕延文、吾国强[2]等在主要研究了碱的用量和交联剂的用量对不溶性淀粉黄原酸酯稳定性的影响。通过正交实验得出在交联反应中对实验结果影响最大的是环氧氯丙烷,其次是二硫化碳,硫酸镁的用量也对其稳定性产生影响。同时也要注意反应时间。
张淑媛、李自法[3]以淀粉为原料,系统地研究了不溶性淀粉黄原酸醋的最佳合成条件,探讨了合成元素以及外界因素对产品性能的影响。实验发现共有五大因素对其的稳定性产生较大的影响,分别是碱(NaOH)用量的影响、CS2用量的影响、黄原酸化温度的影响、黄原酸化时间的影响、以及真空干燥时间的影响。
二、新型黄原酸衍生物的合成与应用
刘艳丽、赵鸿斌[4]等利用氯代乙酰苯胺衍生物和乙基黄原酸钠进行实验。得出了3种难溶于水的添加剂。这三种添加剂为乙基黄原酸-N-对氯乙酰苯胺、乙基黄原酸-N-对甲氧基乙酰苯胺和乙基黄原酸-N-乙酰苯胺。其热稳定性能够满足一般工况条件的要求。随后他们又对新型黃原酸衍生物进行了研究。采用氯亚甲基苯并咪唑与不同烷基的黄原酸钠盐进行反应实验,合成了新的化合物。S-苯并咪唑亚甲基O-癸基黄原酸酯、S-苯并咪唑亚甲基O-十四烷基黄原酸酯和S-苯并咪唑亚甲基O-十八烷基黄原酸酯。对其进行了表征分析,发现这三种化合物的抗磨性很好可以应用在现代机器设备中,为绿色油添加剂的发展提供了依据。
三、丁基黄原酸甲酸乙酯的合成与应用
蔡春林、草文庆[5]等考察了温度和时间以及比例对丁基黄药合成丁基黄原酸甲酸乙醋(BXEF)的影响。当温度为25℃、反应温度为200min时,氯甲酸乙酯与丁基黄药以1:1.04的比例进行实验,其丁基黄原酸甲酸乙酯的产率为94.5%。同时研究表明BXEF具有更高的浮选回收率。而昆明冶金研究所选矿药剂室的张如芬[6]则针对丁基黄原酸丙腈酯进行了研究,发现其作为一种新型捕收剂用于硫化矿上具有成本低、用量少、少浮硫甚至不浮硫等优点。并且利用红外光谱、紫外光谱和核磁共振光谱等方法对丁基黄原酸酯进行了更加深入的研究。
四、新型水溶性纤维素黄原酸酯的合成和应用
黄原酸酯类的化学结构为ROCSS’,其作为黄药的衍生品,在较低的PH值环境下可以有效的改善分选效果。
贵金属的富集分离在贵金属的冶炼和分析上都十分重要。曾晖杨、李伟[7]等通过实验合成了新型的水溶性纤维素衍生物纤维素CMCX。通过IR和UV谱对其做了系统分析,发现黄原酸酯在助凝剂CaCl2的辅助作用下,对贵金属金的回收率很高,能达到96%。
五、甘蔗渣纤维素黄原酸酯的合成与应用
目前重金属造成的水质污染日益恶化,引起了人们极大的关注。之前多数实验多采用共沉淀法才消除水污染中的重金属离子。但是这种方法具有明显的选择性,使得含有多种重金属离子的废水处理效果不高[8]。所以研究和开发高效童金属脱除剂的工作受到了研究学者的普遍重视。1975年美国农业部首先研制成功了不溶性淀粉黄原酸酯这种重金属脱除剂[9]。1984年我国周定等以木屑作原料成功研制出了木屑柠檬酸酯这种脱屑剂,对于废水处理的成本大大降低[10]。而甘蔗渣的来源相当广泛,价格也不高,研制蔗渣纤维素SCX有一定的实际意义。
凌秀琴,邹君[11]等重点研究了在研制甘蔗渣纤维素黄原酸酯的碱化过程中,氢氧化钠的用量和浓度以及时间对黄原酸酯的影响。用纤维素黄原酸酯处理重金属离子废水时,黄化反应中硫的含量为10%为最佳;而黄化反应由碱化工艺过程决定。在这个50-60分钟的碱化过程中,20%的氧化钠反应合成的黄原酸酯对废水的脱除效果最好。
随着科学的发展和社会的进步,黄原酸酯的研究将会越来越深入,其应用领域也会越来越广泛。
参考文献
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[2]吕延文,吾国强,谢建伟.不同性淀粉黄原酸酯的合成[J].天津化工,2002,5(3),8-9
[3]张淑媛,李自法,张子勇,刘文丽. 不溶性淀粉黄原酸醋的合成[J]. 高分子材料科学与工程,1991,9,114-117.
[4]刘艳丽,赵鸿宾,刘仁德,谭元强,曹华,张志刚。新型黄原酸衍生物的合成及其摩擦学性能[J].与密封,2007,3.32(3).
[5]蔡春林,草文庆,郑冠周,徐本军. 丁基黄原酸甲酸乙醋的合成及对黄铜矿浮选研究[J]. 湿法冶金,2006,6,25(2),94-96.
[6]张如芬.顶级黄原酸丙腈酯分子结构的研究[J]. 昆明冶金研究所选矿药剂室.
[7]曾晖扬等.新型水溶性纤维素黄原酸酯的合成与表征即用于金回收的研究[J].中南大学高分子研究所
[8]梅乐和等.兰物分离过程研究的新趋势一高效集成化[J].化学二程,1999,2,(5), 38-47.
[9]冯启明等.矿产资源利用与可持续发展问题研究[J].矿产资源综合利用,2000,(4): 9-12.