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关键词:功能高分子材料;研究现状;发展前景
一、功能高分子材料的概念及开发意义
功能高分子材料,是指具有一定传递或存储物质、信息及能量作用的高分子和高分子复合材料。这使得功能高分子材料不仅具有原来的力学性能,同时还兼具如光敏性、导电性、化学反应活性、生物相容性、选择分离性、能量转换性等一系列其他特定性能。按照其功能划分,功能高分子材料主要可分为4类:①物理功能:具体包括超导、导电、磁化等功能;②化学功能:具体包括光的聚合、降解、分解等;③生物功能:具体来说包括生理组织及血液的适应性等;④介于化学、物理之间的功能:主要是指高吸水、吸附等功能方面。
功能高分子材料由于具备特殊的功能,受到了各个领域的广泛重视,特别是其不可替代的诸多特性都为很多领域的技术进步提供了基础和前提,甚至已经因此而诞生出了一批先进的、符合社会发展潮流的新产品。因此,当前各国都加大了对功能高分子材料的人力物力财力投入,面对时间各国的竞争,我国也需要尽快加大对功能高分子材料的研发力度,从而摆脱我国国防、电子、医药和其他尖端领域严重依赖国外功能高分子材料市场的困境。
二、功能高分子材料的研究现状分析
目前针对功能高分子材料的研究和应用现状,主要集中于功能高分子材料的光功能、电功能、生物功能以及反应型功能应用这几个方面:
1.光功能高分子材料
目前的光功能功能高分子材料的研究和应用主要体现在光固化材料、光合作用材料、光显示用材料以及太阳能光板这几个方面,这些具体的应用能通过对光的吸收、储存、传输、以及转换功能,实现对光能的有效利用。例如,目前已经能够通过光功能高分子材料的运用实现光传导来帮助植物的光合作用。此外,运用光功能高分子材料实现手机的太阳能充电也已经成为现实。
2.电功能高分子材料
电功能高分子材料,除了具备良好的导电性能外,其电导率还能根据应用状况的不同,在半导体、金属态和绝缘体的范围进行变化。此外,由于电功能高分子材料一般密度较小、易于加工,同时具备良好的耐腐蚀性,在当前的工业领域中也被广泛的应用。
3.生物功能高分子材料
生物功能高分子材料在生物领域被广泛的应用。如常见的有,由生物功能高分子材料所制成的人体植入物(视网膜植入物、脑积水引流装置等)以及人体义肢等。
4.反应型功能高分子材料
这种高分子材料是一种具备很强化学活性的高分子材料,能够有效的促进化学反应。它是通过对构建高分子骨架,并将小分子反应活性物质通过离子键、共价键、配位键或物理吸附作用进行骨架填充,以实现高分子功能才能的强化化学合成与化学反应的效果。
三、功能高分子材料的发展前景及趋势分析
功能高分子材料具备很多优势特征,这些都使得其更加符合经济发展和社会发展的需求,这也使得功能高分子材料的研究工作在各国的竞争中日益白热化。而去随着投入的不断深化,和技术的不断完善。新型功能高分子材料必然在我们的尖端科学及日常生产生活中扮演越来越重要的角色。功能高分子材料的几种发展趋势。
1.复合高分子材料
目前,功能高分子材料正逐步由均质材料向着复合高分子材料的方向发展,同时其材料的功能也向着多功能材料的方面发展。复合高分子材料往往是在一种基体材料(如金属、陶瓷、树脂等)上,加入增强或增韧作用的高聚物,再通过将多相物复合成一体,就形成了新的复合高分子材料,这种高分子材料能够充分发挥各相的性能优势,因此具有广泛的发展应用前景。在今后的发展中,航天科技、医疗卫生、生活家居、甚至汽车制造等领域,都需要各种高性能的复合高分子材料。
2.环境友好型高分子材料
经济的粗放发展,给整个地球h境都带来了深重的灾难,而随着人们对环保问题的日益重视,各国对各种材料的生态可降解性要求也日益突出。因此,环境友好型高分子材料的开发和深入研究工作,也引起了各国的重视。当前,生物降解技术和环境友好型高分子材料技术大多掌握在发到国家,我国目前还处于追赶阶段。随着世贸组织对环保观念的更加重视,环境友好型高分子材料在产品中的应用优势也将日益显著,为了把握这一趋势,我国要积极开发研究出有自主知识产权的生物降解技术和环境友好高分子材料。
环境友好型高分子材料,通过易水解的高分子的作用在各种生物酶的作用下,能够加速材料的水解反应,帮助材料进行生物降解。这种高分子材料目前研究的重点方向在理化性能、生物相容性、降解速率的控制以及缓释性等方向。
3.隐身性能高分子材料
隐身性能高分子材料的研究应用主要在军事领域,其也是当前各国的尖端军事技术的研究方向之一。以往的隐身材料多采用超微粒子和细微粉,实践证实,通过吸收衰减层、激发变换层以及反射层等多层材料的微波吸收,能够取得一定的吸波效果,达到隐身的目的。但是,由于材料制备复杂,且雷达技术的日益发展,给隐身技术提出了更高的挑战。此后,隐身性能高分子材料必然是向着厚度更小、质量更轻、功能更多以及频带更宽的方向发展。
关键词:构建原则;创新思维;能力培养;教学模式
职业学校的化学教学是为了提高学生的化学素质,为其他专业课程的学习打好基础。在教学中不能仅关心提高课程内容的理论水平,和化学学科知识技能的传授,更重要是培养学生化学的综合素质和创新意识,最终达到提高综合国力的目的。特别是目前化学与社会、化学与材料、化学与能源、化学与环境、化学与生命科学等的关系越来越密切。社会、生活、生产、科学技术的创新对化学的需要也越来越大。因此原来的职业学校的化学教学模式,已落后于化学的发展。本文对职业学校的化学教学的新模式做些粗浅的探讨。
一、化学教学模式的构建原则
在教学模式在构建过程中应该遵循下面的原则:
1.基础性原则。
职业学校的化学课程是其他专用课程的基础,决定了化学教学是一种基础性的课程,从构建教学模式上来说,主要以化学基本知识的普及为框架渗透有关化学与社会的内容。
2.社会价值原则。
职业学校的学生毕业就是社会的高素质的劳动者,所以在教学模式上“化学与社会”内容十分广泛,作为新的教学模式上应全程体现教学的社会价值。
3.实践性原则。
化学是门实践性比较强的课程,在教学模式构建中,要重视实验环节,使学生既掌握化学实验技术,又培养学生独立工作能力和科学研究与创新能力等,达到理论与实践的统一。
4.发展性原则。
由于新材料、新技术、新能源、环境等方面是知识不断出现,所以在教学模式上要体现现代课程意识,要不断将动态的具有较高价值的新成果引入教学过程。在教学模式上要不断改革。
二、化学教学新模式的类型
遵循上述原则,我们在课改实践中总结出以下基本教学模式
1.主题型教学模式。
“化学—人类进步的关键”这个是化学新课程的总主题,在整个化学教学过程中应该尽可能体现这一主题。在实际教学中我们根据知识体系的结构采取不同的分主题来实施教学。氮族元素结合生物圈中氮的循环,联系农业生产的氮肥,以氮肥为主题;化学反应与能量、原电池原理以开发新能源为主题;硅和硅酸盐工业、金属和合成材料以材料为主题;如糖类、蛋白质、油脂可以人类重要的营养物质为主题;烃以石油化工为主题。
主体型教学模式可以使学生认识到自己所学内容的社会价值及其实用性,有利于学生学习兴趣的激发和保持。
2.用途联系型模式。
在元素化合物教学中应该将现代最新的有价值的有关元素化合物用途纳入教学之中。如在卤素学习时,可联系海水化学资源的开发、利用和饮水与消毒化学;在学习NO的性质时,可联系医学新成就,介绍NO对人体某些疾病的治疗作用,然后提出问题:为什么大量NO吸入人体有害,而少量的NO吸入却能治疗某些疾病?在硅和硅酸盐学习时,可联系新型无机高分子材料等;在学习有机高分子材料时,可联系智能高分子材料、导点高分子材料、医用高分子材料、可降解高分子材料、高吸水性高分子材料等。
用途联系型模式使学生理解学习化学的重要性,激发学生学好化学的社会责任感。
3.情境渗透型模式。
对某些与中学基础知识有密切关系的新的应用型成果可采取情境渗透型模式。例如,进行晶体类型与性质学习时,可以设定情境:将晶体缺陷对晶体生长、晶体的力学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等有重要影响,如许多过渡金属氧化物中的价态可以变化并形成非整比化合物,从而使晶体具有特意色彩等光学性质,甚至具有半导性或超导性。讨论具有NaCl型结构的NiO晶体发生晶体缺陷形成的非整比化合物NiXO的结构特征等。
情境渗透型模式,增加了学生学习的亲和力,促进了知识间的联系,培养学生创新意识和创新能力。
4.实验探究式模式。
化学是以实验探究为基本特征的,因此,化学教学也应体现这一特征,并将其作为化学教学的主模式。探究的内容有物质的组成、结构、性质、变化规律以及物质的实用性等。在教学中,可把一些演示实验改为边讲边实验,将验证性实验改为探索性实验。如:联系生物实验“空气中SO2含量的测定”,可让学生联系化学知识设计反应原理,根据具体操作,提出问题:为什么抽拉活塞时不能过快也不能过慢?设计“HCO3-结合H+容易还是CO32-结合H+容易”等探索性实验。
实验探究式模式,发挥学生的积极性和主动性,激发学生的求知欲,进而引导学生去探索化学知识的价值活动。
5.调查研究型模式。
对于某些与社会联系紧密的、具有开放性的问题可采用“调查研究型”策略。如:调查食品添加剂的用途、种类;调查合成洗涤剂的成分、性能、种类、价格;调查各种电源的组成、性能、价格、使用寿命等;调查工业污染的现状并提出合理的建议等。
调查研究型模式,通过接触社会、接触生活的方式,进一步使学生认识到化学在社会生活中的应用。
6.专题探究型模式。
化学与能源、材料、环境、人体健康、军事等社会问题领域有着密切的联系,教学中,可以将上述领域内容作为专题组织学生进行交流讨论。教师和学生可以通过查阅图书资料、上网进行充分的讨论前准备。
专题探究型模式,既拓宽了学生对化学的视野,又培养了学生多渠道获取信息的能力,同时也很好的体现了教学的民主性。
综上所述,面对知识经济的挑战,联系当前社会发展的实际,是构建化学教学模式一种科学方法。职业学校里的化学教育,无论是从理论还是从实践的角度来看,都是一个大型的系统工程。在教学中应该根据教学内容的不同合理的选择不同的教学模式。
参考文献:
1.1纳米碳材料
纳米碳材料主要包括碳纳米管、气相生长碳纤维也称为纳米碳纤维、类金刚石碳等。
碳纳米管有独特的孔状结构[1],利用这一结构特性,将药物储存在碳纳米管中并通过一定的机制激发药物的释放,使可控药物变为现实。此外,碳纳米管还可用于复合材料的增强剂、电子探针(如观察蛋白质结构的AFM探针等)或显示针尖和场发射。纳米碳纤维通常是以过渡金属Fe、Co、Ni及其合金为催化剂,以低碳烃类化合物为碳源,氢气为载体,在873K~1473K的温度下生成,具有超常特性和良好的生物相溶性,在医学领域中有广泛的应用前景。类金刚石碳(简称DLC)是一种具有大量金刚石结构C—C键的碳氢聚合物,可以通过等离子体或离子束技术沉积在物体的表面形成纳米结构的薄膜,具有优秀的生物相溶性,尤其是血液相溶性。资料报道,与其他材料相比,类金刚石碳表面对纤维蛋白原的吸附程度降低,对白蛋白的吸附增强,血管内膜增生减少,因而类金刚石碳薄膜在心血管临床医学方面有重要的应用价值。
1.2纳米高分子材料
纳米高分子材料,也称高分子纳米微粒或高分子超微粒,粒径尺度在1nm~1000nm范围。这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能,可用于药物、基因传递和药物控释载体,以及免疫分析、介入性诊疗等方面。
1.3纳米复合材料
目前,研究和开发无机—无机、有机—无机、有机—有机及生物活性—非生物活性的纳米结构复合材料是获得性能优异的新一代功能复合材料的新途径,并逐步向智能化方向发展,在光、热、磁、力、声[2]等方面具有奇异的特性,因而在组织修复和移植等许多方面具有广阔的应用前景。国外已制备出纳米ZrO2增韧的氧化铝复合材料,用这种材料制成的人工髋骨和膝盖植入物的寿命可达30年之久[3]。研究表明,纳米羟基磷灰石胶原材料也是一种构建组织工程骨较好的支架材料[4]。此外,纳米羟基磷灰石粒子制成纳米抗癌药,还可杀死癌细胞,有效抑制肿瘤生长,而对正常细胞组织丝毫无损,这一研究成果引起国际的关注。北京医科大学等权威机构通过生物学试验证明,这种粒子可杀死人的肺癌、肝癌、食道癌等多种肿瘤细胞。
此外,在临床医学中,具有较高应用价值的还有纳米陶瓷材料,微乳液等等。
2纳米材料在生物医学应用中的前景
2.1用纳米材料进行细胞分离
利用纳米复合体性能稳定,一般不与胶体溶液和生物溶液反应的特性进行细胞分离在医疗临床诊断上有广阔的应用前景。20世纪80年代后,人们便将纳米SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中,使所需要的细胞很快分离出来。目前,生物芯片材料已成功运用于单细胞分离、基因突变分析、基因扩增与免疫分析(如在癌症等临床诊断中作为细胞内部信号的传感器[5])。伦敦的儿科医院、挪威工科大学和美国喷气推进研究所利用纳米磁性粒子成功地进行了人体骨骼液中癌细胞的分离来治疗病患者[6]。美国科学家正在研究用这种技术在肿瘤早期的血液中检查癌细胞,实现癌症的早期诊断和治疗。
2.2用纳米材料进行细胞内部染色
比利时的DeMey博士等人利用乙醚的黄磷饱和溶液、抗坏血酸或柠檬酸钠把金从氯化金酸(HAuCl4)水溶液中还原出来形成金纳米粒子,(粒径的尺寸范围是3nm~40nm),将金纳米粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合,利用不同抗体对细胞和骨骼内组织的敏感程度和亲和力的差异,选择抗体种类,制成多种金纳米粒子—抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物,在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色(如10nm的金粒子在光学显微镜下呈红色),从而给各种组织“贴上”了不同颜色的标签,为提高细胞内组织分辨率提供了各种急需的染色技术。
2.3纳米材料在医药方面的应用
2.3.1纳米粒子用作药物载体
一般来说,血液中红血球的大小为6000nm~9000nm,一般细菌的长度为2000nm~3000nm[7],引起人体发病的病毒尺寸为80nm~100nm,而纳米包覆体尺寸约30nm[8],细胞尺寸更大,因而可利用纳米微粒制成特殊药物载体或新型抗体进行局部的定向治疗等。专利和文献资料的统计分析表明,作为药物载体的材料主要有金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物活性纳米颗粒。
磁性纳米颗粒作为药物载体,在外磁场的引导下集中于病患部位,进行定位病变治疗,利于提高药效,减少副作用。如采用金纳米颗粒制成金溶液,接上抗原或抗体,就能进行免疫学的间接凝聚实验,用于快速诊断[9]。生物降解性高分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位,如子宫、阴道、口(颊、舌、齿)、上下呼吸道(鼻、肺)、以及眼、耳等[10]。这种给药方式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉,并防止药物对全身的作用。如美国麻省理工学院的科学家已研制成以用生物降解性聚乳酸(PLA)制的微芯片为基础,能长时间配选精确剂量药物的药物投送系统,并已被批准用于人体。近年来生物可降解性高分子纳米粒子(NPs)在基因治疗中的DNA载体以及半衰期较短的大分子药物如蛋白质、多肽、基因等活性物质的口服释放载体方面具有广阔的应用前景。药物纳米载体技术将给恶性肿瘤、糖尿病和老年痴呆症的治疗带来变革。
2.3.2纳米抗菌药及创伤敷料
Ag+可使细胞膜上蛋白失去活性从而杀死细菌,添加纳米银粒子制成的医用敷料对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿浓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作用。
2.3.3智能—靶向药物
在超临界高压下细胞会“变软”,而纳米生化材料微小易渗透,使医药家能改变细胞基因,因而纳米生化材料最有前景的应用是基因药物的开发。德国柏林医疗中心将铁氧体纳米粒子用葡萄糖分子包裹,在水中溶解后注入肿瘤部位,使癌细胞部位完全被磁场封闭,通电加热时温度达到47℃,慢慢杀死癌细胞。这种方法已在老鼠身上进行的实验中获得了初步成功[11]。美国密歇根大学正在研制一种仅20nm的微型智能炸弹,能够通过识别癌细胞化学特征攻击癌细胞,甚至可钻入单个细胞内将它炸毁。
2.4纳米材料用于介入性诊疗
日本科学家利用纳米材料,开发出一种可测人或动物体内物质的新技术。科研人员使用的是一种纳米级微粒子,它可以同人或动物体内的物质反应产生光,研究人员用深入血管的光导纤维来检测反应所产生的光,经光谱分析就可以了解是何种物质及其特性和状态,初步实验已成功地检测出放进溶液中的神经传达物质乙酰胆碱。利用这一技术可以辨别身体内物质的特性,可以用来检测神经传递信号物质和测量人体内的血糖值及表示身体疲劳程度的乳酸值,并有助于糖尿病的诊断和治疗。
2.5纳米材料在人体组织方面的应用
纳米材料在生物医学领域的应用相当广泛,除上面所述内容外还有如基因治疗、细胞移植、人造皮肤和血管以及实现人工移植动物器官的可能。
目前,首次提出纳米医学的科学家之一詹姆斯贝克和他的同事已研制出一种树形分子的多聚物作为DNA导入细胞的有效载体,在大鼠实验中已取得初步成效,为基因治疗提供了一种更微观的新思路。
纳米生物学的设想,是在纳米尺度上应用生物学原理,发现新现象,研制可编程的分子机器人,也称纳米机器人。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容,第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体,这种纳米机器人可注入人体血管内,进行健康检查和疾病治疗(疏通脑血管中的血栓,清除心脏脂肪沉积物,吞噬病菌,杀死癌细胞,监视体内的病变等)[12];还可以用来进行人体器官的修复工作,比如作整容手术、从基因中除去有害的DNA,或把正常的DNA安装在基因中,使机体正常运行或使引起癌症的DNA突变发生逆转从而延长人的寿命。将由硅晶片制成的存储器(ROM)微型设备植入大脑中,与神经通路相连,可用以治疗帕金森氏症或其他神经性疾病。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置,可以用其吞噬病毒,杀死癌细胞。第三代纳米机器人将包含有纳米计算机,是一种可以进行人机对话的装置。这种纳米机器人一旦问世将彻底改变人类的劳动和生活方式。
瑞典正在用多层聚合物和黄金制成医用微型机器人,目前实验已进入能让机器人捡起和移动肉眼看不见的玻璃珠的阶段[13]。
纳米材料所展示出的优异性能预示着它在生物医学工程领域,尤其在组织工程支架、人工器官材料、介入性诊疗器械、控制释放药物载体、血液净化、生物大分子分离等众多方面具有广泛的和诱人的应用前景。随着纳米技术在医学领域中的应用,临床医疗将变得节奏更快,效率更高,诊断检查更准确,治疗更有效。
论文关键词:纳米材料生物医学应用
关键词:轻化工程;高分子化学与物理;教学方法;生产实践;科学研究
中图分类号:G642.4?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)50-0071-02
一、引言
随着高分子科学与技术的不断发展,高分子科学已渗透于各个学科与领域,形成了一个无法替代的交叉学科。对于江南大学轻化工程专业(染整方向)的本科生,要求掌握有关高分子的基本理论知识和应用技能,开设了《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侧重高分子合成的基本理论知识,高分子物理部分则侧重于高分子的结构与性能[1-3]。该课程是轻化工程专业的学科平台课之一,课程的学时数为48学时,在这样少的学时条件下,要使那些对于高分子完全陌生的学生理解并掌握高分子的基本概念与原理,合理安排授课内容和讲授方式是非常重要的。通过不断地尝试和教学实践,作者积累了一定的教学经验,取得了比较满意的教学效果。
二、课堂教学方法尝试
(一)课堂教学与专业基础课相结合
虽然高分子化学和物理的基础知识所涉及的面较广,理论性较强,但对于轻化工程专业(染整方向)的本科生来说,要求不很深,希望学生在理解基本概念和掌握基础理论的基础上能够灵活地运用,并为后续课程的学习打下坚实的基础,培养他们分析与解决实际问题的能力。例如在讲授逐步聚合反应机理和特点时,通常会介绍聚氨酯的合成,概念很抽象,难于理解。可与后续专业课《纤维化学与物理》的内容进行有效结合,采用举例的方法加深学生的理解,避免死记硬背。例如介绍聚氨酯弹性纤维(俗称“氨纶”),这种纤维织物具有很好的回弹性,穿着时伸缩自如,增强了舒适感,并能显现出优美的体型和曲线美,可制作各种内衣、游泳衣、紧身衣、弹力裤和丝袜等,在日常生活中具有广泛的应用。再如,在讲授自由基共聚合时,就可与《纤维化学与物理》和《染整工艺原理》课程中腈纶的染色进行结合,均聚聚丙烯腈制得的纤维不易染色,手感及弹性都较差,还常呈现脆性,不适应纺织加工和服用的要求,为此聚合时加入少量第二单体(结构单体,通常选用含酯基的乙烯基单体,可以减弱聚丙烯腈大分子间的作用力,改善纤维的手感和弹性,克服纤维脆性,有利于染料分子进入纤维内部)和第三单体(染色单体,使纤维引入具有染色性能的基团,改善纤维的染色性能,一般选用可离子化的乙烯基单体),一般成纤聚丙烯腈大多采用三元共聚物。从而有利于学生深入理解自由基共聚合的意义。
(二)课堂教学与生活、生产实践相结合
理论联系实际,密切贴近生活。通过大学生工业见习、实习提高轻化工程专业(染整方向)本科生理论知识学习与生产实践相结合的能力。认识实习的目的在于认识与专业对口的相关生产工艺流程和设备结构、原理等,促进学生在完成业务实习目的的基础上,实现劳动教育和认识社会教育相结合。因此,我们利用暑假安排学生参与高聚物合成和加工的相关工业见习。生产实习的主要目的是使学生将学习过的专业理论知识具体化并得到巩固提高,通过深入生产现场进行调查研究,参与生产劳动操作,充当生产一线工人,养成良好的工作作风。这些工作扩大了轻化工程专业(染整方向)学生的知识面,加深了基础知识的理论。
此外,高分子材料已成为现代社会生活中衣、食、住、行、用各个方面所不可缺少的材料。日常生活中常见的制品所用的原料很多都是高分子材料,为了帮助学生认知聚合物,在讲授聚合物的分类和应用时,将具体的生活制品用图片的形式展示给学生,可以帮助学生更形象生动地记忆聚合物的名称和具体应用。例如可以讲解“限塑令”、保鲜膜的质量问题、汽车轮胎、电脑外壳、装修过程使用的涂料、油漆等,每一个都与高分子的基础知识息息相关,也是学生关心的话题。所以,在教学过程中,我们尽量避免单纯讲授抽象的基本的概念和理论,而是从一些实际现象引出问题,再通过理论分析加以解释、归纳,这样不仅可以引起学生兴趣,重要的是可以加深学生对基本理论知识的理解和掌握,达到事半功倍的效果。
(三)课堂教学与科学研究相结合
江南大学纺织服装学院是学校“211”工程重点建设学科,形成了纺纱、织布、染整和服装设计与表演等完整的学科体系,尤其在纺织材料的研究与开发方面具有很强的实力,依托科研背景和科研实力,培养学生的创新能力,促进教学质量的提高。因此,除了教授学生基础理论知识以外,还可以充分利用学校自身的科研资源优势,结合学科的发展方向,引导优秀的学生参与前沿的科学研究,激发学生的创新潜能和创造力。如在国家、江苏省和江南大学等各级大学生创新训练计划的支持下,以大三学生作为项目负责人,吸收他们参与到课题研究中,在导师指导下进行自主选题和实验方案设计,使得学生了解了相关领域的科研动态,将学习的理论知识进行应用,加深了基本概念的掌握与理解,培养了学生的科研兴趣,提高了学生将知识转化为生产力的能力。有效建立了科研与教学协调发展、科研促进教学的机制与体制,对创新型人才的培养起着重要的作用,是提高专业人才培养质量的需要、实现教学创新与培养创新性人才的需要。
例如,在讲授高分子溶液时,就可与自身的研究方向进行有效的结合。我们知道生产实践中可分为浓溶液(如油漆、涂料、胶粘剂、纺丝液、制备复合材料用到的树脂溶液——电影胶片片基等)和稀溶液(如分子量测定及分子量分布)。而在科学研究中,正是利用高分子的浓溶液(纺丝液)经过静电纺丝就可制备直径小于1000nm的纤维(俗称“纳米纤维”),这种纤维因具有较大的比表面积、独特的网路结构和丰富的孔隙率等优异性能而备受研究人员的关注,可望广泛应用于过滤和分离材料、防护服、固定酶、生物医学(如细胞支架、创伤敷料、组织工程、药物缓释和DNA传输)、电子器械(如传感器和晶体管)和能源应用(染料敏化太阳能电池、锂离子电池和生物燃料电池)等,在制作课堂幻灯片时引入直观的图片,并加以说明。这些知识的引入可有助于加深学生对基本概念的理解,也拓展了学生对微观纳米材料的认识,提高了学生进一步学习和从事科研工作的兴趣。
三、结语
通过近几年的课堂教学方法改革,提高了学生的学习兴趣和对知识的理解,为后续课程的学习奠定了一定的基础。通过这些措施,更好地培养了学生的创新意识,提高了学生的创新能力,而且该专业的毕业生中有很多人从事与高分子相关的行业,学科交叉特色明显。本文简单介绍了江南大学轻化工程专业(染整方向)本科生课程《高分子化学与物理》的教学改革的尝试,对其他开设轻化工程专业的高校有一定的参考意义。
参考文献:
[1]徐晓冬.非高分子专业《高分子化学与物理》教学中的几点体会[J].高分子通报,2010,(5):74-78.
关键词 国际化 建设 外教 宁波大学 引智
中图分类号:G451 文献标识码:A
The Role Played by Foreign Teachers in the
International University Building
――Take Ningbo University as an example
WANG Chen[1], WU Zhuoya[2]
([1] Department of International Cooperation, Ningbo University, Ningbo, Zhejiang 315211;
[2] School of Foreign Languages, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024)
Abstract Talent recruitment is an important measure to promote the internationalization of university building taken. In this paper, the development of more than three years of Ningbo University, select a typical case, from an international perspective illustrates the positive role of foreign teachers and experts in the promotion of research and development of Ningbo University teaching, promote cooperation and enhance cultural exchanges and other aspects influence played; and outlined Ningbo University in the international construction continued towards new heights, while the efforts in teacher management and service.
Key words international; construction; foreign teachers; Ningbo University; talent recruitment
具有国际知识和技能的教师可以推动高校教学、科研、影响力等向着国际化方向发展。除了培养具有国际视野和水平的中方教师外,引进外籍教师、专家也是一个高校为实施国际化建设而采取的必要举措。宁波大学的引智工作起步较早:1986年建校,当年就启动了外教聘请工作。近三年多来,外籍教师(包括长期语言外教,长期、短期专业专家)在全校20个学院中的18个学院中发挥着各式不可替代的作用。外教全年总人数连续三年超过100名。
“引进设备是硬件,引进技术是软件,引进人才是活件。”①外籍教师对宁波大学国际化建设所作的贡献主要体现在以下几个方面:
1 建设国际化专业和课程群,推动学科创新与发展
宁波大学从2011年开始招收临床医学专业学历留学生,目前学生总人数超过400人,分别来自印度、斯里兰卡等十几个国家。该专业全部为英语授课,部分专业课程如解剖学、当代医学新进展等由临床经验丰富的外国专家执教。细胞生物学、组织胚胎学等课程分模块由外国专家和中方教师联合执教。学校还不定期从美国克利夫兰医院等国际医疗机构邀请外国专家来短期讲学。
宁波大学和法国昂热大学合办的旅游管理专业本科项目是2004年以来国家教育部批准的第一个中法高校合作办学项目,也是浙江省高校与法国高校间第一个经政府审批的高等教育合作项目;②该项目于2010年9月启动,主要模式为3+1(学生在宁波大学读三年,法国昂热大学一年,毕业授予双方大学学位证书)。昂热大学每年派10名左右法方教授来讲学和授课,执教的课程群由旅游地理、旅游资源与开发、世界遗产与旅游、旅游行业认知、社会学方法论等专业课程组成。此外,昂热大学还每年选派教师来宁大执教法语阅读与写作、法语理解与表达等语言类课程。该项目的宁大教师沈世伟副教授和法方精通中文的本杰明・ 托内(Benjamin Taunay)副教授在后者来宁大执教期间合著了论文《法国海滨旅游发展历史回顾及其对中国的启示》,并于2012年11月向国家一级核心期刊《经济地理》投稿。此外,两人还向浙江省文化与经济研究中心(浙江省哲学社会科学重点研究基地)联合申请了课题“浙江省海滨海岛旅游研究”。向法国外交部中法青年学者科研计划“徐光启项目”申请了课题“中国海滨空间的社会功能研究”。两项课题均于2012年获批。
宁波大学从2011年起为成为国内综合类大学中第一个设置爵士乐专业方向的学校而努力。艺术学院专门邀请了美国爵士乐教育家汤姆・史密斯教授(Thomas Harold Smith)执教爵士乐课程群,组建、训练、指挥爵士乐队和合唱团,举办演奏会。2011年,汤姆教授将其爵士音乐教育的国际化思路在第八届全国高校艺术与艺术素质教育学术研讨会上作了《爵士音乐教育模式的国际视野》的主题演讲。三年来,由宁大中国学生和外国留学生共同组成的宁波大学爵士乐队取得了可喜的成绩。汤姆执教的爵士乐欣赏等课程也受到学生的一致好评。2012年2月24日,“爵色986”提娅・福勒((Tia Fuller)乐团爵士音乐会在宁波大剧院音乐厅精彩上演。汤姆教授与美国爵士乐大师、美国超级巨星碧昂斯的萨克斯风手提娅・福勒携乐队共同献艺,让宁大师生和甬城的音乐爱好者近距离地感受了一次浓厚的爵士风情。汤姆对宁波大学爵士音乐项目孜孜不倦的付出受到了国际音乐界的关注和好评。2012年,美国著名爵士杂志《Down Beat》将入选“爵士教育名人堂”(Jazz Education Hall of Fame)的荣誉授予汤姆。汤姆因此成为2012年全球范围内唯一一位入选的爵士音乐教育家,也是有史以来二十一位入选者中首位执教于中国大学的外国专家。《Down Beat》杂志2013年6月期还刊登了汤姆以中国宁波大学教师身份发表的获奖感言。
2012年,艺术学院在国内院校中首次设置了佳美兰音乐教学课程体系,引进了佳美兰全套乐器投入到常规教学中。同时邀请了印度尼西亚佳美兰乐器演奏家、加拿大维多利亚大学音乐学博士苏特利斯诺・哈塔那(Sutrisno Hartana)训练宁波大学佳美兰乐队,执教佳美兰课程。
2 扩展国际合作和交流平台,提升学校综合实力和国际竞争力
立志于在宁波建立世界一流的材料科学与化学工程学院,建设一流的宁波大学,在高分子材料领域硕果累累的美籍华人仁教授放弃了美国的优厚待遇,于2010年回到家乡宁波,受聘成为宁波大学材料科学与化学工程学院院长。三年多来,他不仅带领自己的团队组建了高分子科学与工程学系,创建了宁波市“特种高分子材料制备与应用技术”重点实验室,还为宁波大学牵线搭桥,引进了自己在美国加州理工大学攻读博士期间的两位导师―诺贝尔奖获得者罗伯特・格拉布斯教授(Robert Howard Grubbs)和美国总统青年科学家奖获得者茱莉亚・康菲尔德(Julia Kornfield)教授,以及高分子和软物质理论物理学家,美籍华人王振刚教授等一批海外高层次人才来宁波大学讲学。格拉布斯和康菲尔德教授于2012年受聘为宁波大学包玉刚客座教授。以格拉布斯教授的名字命名的国际高端学术论坛和国际性高分子材料化学研究院也于2012年落户宁波。Grubbs论坛以聚合物为永恒主题,每年补充一个其他重要领域作为共同主题。2012年6月举办的首届论坛主题为聚合物和绿色化学。2013年第二届Grubbs论坛的主题为聚合物和催化科学。Grubbs研究院在科研攻关的同时致力于带动相关学术成果的产业化。
仁效应是个典型案例:作为宁波大学聘请的海归学者,仁教授吸引了其他海外智力资源的大力加盟,使宁大在高分子领域的国际合作交流平台得到最大化扩展,加强了宁大材化学院与国际材料化学界的同步与接轨,提升了宁大的国际化水平。
3 增强国际化人文气氛,丰富多元的校园文化
宁波大学每年专门为外籍教师举办、组织丰富多彩的活动,鼓励外教参加其他适合的校园活动,并应邀带领外教参加宁波市主办的相关活动。这些活动是中西文化的契合点,而外籍教师则通过积极参与这些活动为宁大多样性文化的培育、国际化氛围的营造贡献出自己的一份力量,为宁大师生带来了跨文化交流方面最真切的感受。
一年一度的国庆招待会暨外教迎新晚会,国际合作处精心挑选的民乐演奏,民族歌舞、戏曲和书画表演让初到中国的外教们对中华文化的博大精深第一次有了近距离的感受。圣诞晚会上,外教介绍了自己国家的风土人情并演唱了在自己国家家喻户晓的民歌。外语学院的趣味运动会上,外教和中国同事通力合作,一同闯关。艺术学院新年音乐会上,外教带领自己组建和训练的学生乐团共同演绎经典曲目。后勤集团举办的厨艺大赛上,外教大显身手,制作出中西合璧的菜肴。参加学生毕业聚餐时,平时以严厉著称的外教也动情地和同学们举杯恭祝前程似锦。作为宁波大学国际代表队成员的外教为宁大在“日月杯”天童国际登山邀请赛上获得好成绩立下汗马功劳。有两位外教两年来多次作为自愿者服务社会,表现突出,被宁波市江北区授予“星级义工”称号。多位外教在课外时间旁听国际交流学院开设的汉语课,为习得中国文化,方便和中国同事、学生沟通,提高教学质量而努力学习汉语……
外籍教师通过在教学、科研、合作交流和文化影响力等方面发挥的积极作用加速了宁波大学的国际化进程。而宁波大学在其国际化建设不断迈向新的高度的同时,也着力解决了外教管理与服务方面面临的问题和困难。
为了解决经费短缺的问题,除了拨出专项外教经费外,宁波大学还从2011年起每年追加500万国际化专业建设经费,用于聘请高层次、高素质的外教,打造优质的国际化教学团队。
鉴于外教楼住宿条件有限,住房面积也已经饱和,国际合作处和后勤部门协商,专门从留学生公寓留出十个套间,以备外国专家居住。
国际合作处设有专门的外教管理岗位,还为学院的外事秘书不定期组织培训,稳定和完善了外教管理队伍,规范了管理程序。
三年多来,宁波大学总结之前的经验教训,通过走符合自身实际,特色鲜明的引智路线,推动国际化建设不断向前发展。同时,抓住实施国际化办学战略的机遇,实现了引智工作新突破,并完善了配套的管理服务体系。
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