高分子化学知识总结范文
时间:2023-06-15 17:40:07
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篇1
【关键词】高分子化学;能力培养;实践;实验教学
《高分子化学实验》是针对高分子科学相关专业学生编写的一部教材和参考书。在高校开设《高分子化学实验》课程,实现了与专业理论基础课程之间的有机结合,对于巩固学生理论知识和专业技能,提升学生的实验水平和科研能力具有重要的意义。本文将围绕基于实践能力培养的高分子化学实验课程教学展开研究。
1.高分子化学实验教学概述
1.1高分子化学实验课程的重要性
目前,各类高校均有开设《高分子化学实验》课程,该课程多针对年纪较高的本科生开设。《高分子化学实验》是一门具有较强的实践性的课程,而各类高分子化学实验则是该课程开设的实践基础。
通过开设该课程,可以培育材料化学、高分子材料与工程专业等专业学生的实践能力,使学生能够掌握实验技能和研究方法,更对培养学生创新精神具有关键作用。
1.2当前高分子化学实验课程教学现状
目前,国内许多高校《高分子化学实验》课程教学中,普遍存在实验教学缺乏独立性和主动性,对理论教学依附性太强,且实践教学所占比重低于理论教学。具体体现如下几个方面:
其一,从教学内容来看,理论验证性实验较多,而创新型实验、设计型实验以及综合型实验较少。
其二,从实验设置上来看,大多选择陈旧、老套的实验,缺乏现代实验。
其三,从实验教学方式上来看,学生进行的实验项目,多为固定的,学生只需按照实验步骤进行反复实验论证,这种实验教学方式对扎实学生理论知识,培养学生试验基本技能具有一定的积极作用,但不利于调动学生兴趣和激发学生的探索精神,难以使学生通过培养实践能力提升科研能力、解决问题能力和创新能力。
总之,学生通过课程学习能够掌握基本的理论知识和技能,实验操作也较为规范。但存在自主性较差,缺乏知识技能向科研创新能力的转化能力,不能将理论学习与实际应用有机结合。因此,如何在《高分子化学实验》课程中培养学生的创造性、主动性和探索性已成为《高分子化学实验》课程的重要研究课题。下文将基于实践能力培养对《高分子化学实验》课程教学进行探讨。
2. 基于实践能力培养的高分子化学实验课程教学策略研究
2.1学理念上,注重调动学生自身主动性与探索精神
高校应用型人才培养理念下,要求专业课程教学必须实现继承传统教学优势基础上的创新,必须坚持以学生为本,发挥学生的自主性和积极性。《高分子化学实验》作为一门实践性较强的课程,必须坚持学生为本、发挥学生创新性、积极性和主动性的教育理念。
首先,坚持学生主导地位,教师定位于实验指导者角色。在高分子化学实验中,教师的关键作用在于组织学生进行思考和实践。课堂中,教师将自身学生之中,与学生共同思考,让学生成为课堂的主人,便被动为主动。
其次,实验标准及预习报告设计由学生独立进行。高分子实验中,应鼓励学生制定标准。同时,实验前容许学生自主确定实验步骤和预习报告设计。实验中要求学生详细记录实验中遇到的现象和实验数据,并独立对实验中出现的问题等进行分析,碳素解决方法。实验后对本次实验进行点评,总结成功的经验,分析失败的原因。
2.2改革教学内容,增设综合性和设计性实验
教学中,为提升学生实践能力,应强调理论知识与实践技能的有机结合。具体如下:
首先,重编《高分子化学实验》教学大纲及参考书。在新版教学大纲和参考书中引入科研成果,改革实验教学内容。同时,应增设设计性实验、探索性实验和综合性实验,保证教学内容与时俱进,与科研前沿的保持一致。
其次,挑选应用性和综合性强的实验。教学中,应多安排应用性和综合性强的实验,使学生通过亲自参加实验,明确高分子化学实验的重要性所在,并通过参与实验实践获得动手能力和实验技能的提升。
第三,引入研究性和设计性实验。教师应提前告知学生本课程设计的实验内容和实验参考目录。学生可以独立选择实验项目并设计对应的实验可行性方案,经教师批准后方可进行实验。通过引入研究性、设计性实验,可以有效地调动起学生的主动性,激发学生积极进行学习。
2.3健全实验室开放制度配合学生探索性实验
课程学时有限,而实验室是学生《高分子化学实验》课程的重要补充。因此,高校应通过健全实验室开放制度,为学生提供更多的机会进行高分子材料的性能测试与表征等实验内容。一方面,通过开放实验室学生可以依据兴趣进行探索性实验,也可以方便学生之间进行讨论,互助答疑。《高分子化学实验》教师可以适当安排学生分组负责2-3项探索性实验,并可建立对应的课题组群组或网站,为学生与学生之间、学生与教师之间针对探索性项目进行交流。
3.结语
总之,基于实践能力培养的《高分子化学实验》课程教学研究是当前高校高分子相关专业教学的重要研究课题。在明确《高分子化学实验》课程重要性的基础上,立足当前高校《高分子化学实验》的教学现状,从教学理念、教学内容、实验室开放制度等多层面入手,有助于培养学生的实践能力,提升学生的实验技能和科研能力。
【参考文献】
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[2]王丽梅.改革高分子化学实验教学培养创新型人才[J].化学工程与装备,2011,01:219-220+216
[3]刘宁,李田,王小丹,刘丰收.《高分子化学实验》课程的教学探讨[J].高分子通报,2011,07:110-112
【作者简介】
篇2
关键词:高分子化学实验教学改革;探究式教学;绿色化学
当今环境污染问题日趋严重,对于化学化工行业“绿色化”发展的需求愈发明确、清晰[1-2]。高分子化学实验是高分子专业的一门专业必修课,在高分子化学教学中占有重要地位,可以有效地训练学生的基本技能和综合素质。但传统高分子实验中的试剂使用量很大,种类较多且大部分试剂都具有毒副作用和较强的挥发性,对环境影响很大;同时在教学过程中侧重于实验技能,对于学生的绿色化学意识、环保意识和责任意识相对较少。因此,通过高分子化学实验的绿色化学教学改革,可以加深学生对理论知识的实践理解,提高学生的创新意识和绿色意识[3-5]。为此,笔者在从事高分子化学实验教学中进行了一些有益探索。
一、探究式教学概念
探究式教学,又称发现法、研究法,是美国教育学家杜威在20世纪初提出的,他认为科学教育不仅仅要使学生掌握大量的理论知识,更重要的是学会科学研究的过程和方法[6-8]。其实古人在很多年前就提到“授人以鱼,不如授人以渔”,已经明确表明了学会方法的重要性。探究式教学方法具体是指从学科研究领域或者从现实社会中选择和确定一个主题,然后在教学中设置一个类似于科学研究的问题,以学生为主体,在教师的引导下,学生自觉、主动地探索科学知识,找出解决问题的方法,进行修改和完善,形成自己思想的学习过程。相比于传统实验教学方法,尝试让学生发现实验教学中存在的问题并主动地提出相应的解决方法,可以提高学生的参与度和积极性。探究式教学方法的实施可以促使教师教学方法和学生学习方式的转变,有利于学生创新意识和动手能力的培养。
二、高分子化学实验教学中存在的问题
传统高分子化学实验教学和有机化学实验等实验教学一样,以“验证式”实验教学为主。使用的实验教材,对每一个实验的目的、原理、操作、注意事项等都有具体描述。课前学生预习翻看一遍,上课时教师讲解一遍,最后学生按照教材上操作进行实验过程“验证”。学生对教材和教师存在着严重的依赖性,而且对实验课也不重视,认为是理论课的附属,因此无法充分发挥实验课程的作用。目前高分子化学实验教学中存在的主要弊端可以归结为:第一,“照方抓药”式传统教学方法无法有效调动学生的学习积极性、培养学生的独立思考能力和创新能力,最终导致学生无法有效地使用这些实验知识,在大四实习和毕业论文写作时就表现出明显的弱势;第二,教科书里的方法与现代化工的绿色化、可持续发展方向的要求依然跟不上,教材里描写的原理和方法无法反映当今绿色化学的迫切要求[9-10],即使是全国广泛采用的新版教科书,依然没有及时反映化工技术发展的新成果,容易给学生造成“现行技术就是如此水准”的印象,导致很多学生毕业后就放弃了本专业。
三、探究式教学的实施策略
目前高分子化学实验主要针对高分子专业三年级学生进行开课。高分子专业学生在开展高分子化学实验时,已经经过了无机化学、分析化学和有机化学等化学实验的训练,具有一定的实验操作技能,因此完全可以采用要求更高的探究式教学法来完成高分子化学实验。教师不仅要向学生详细地传授知识(原因与机理),而且要求学生在探究学习的过程中,实现知识的掌握和科研能力的培养。在实验过程中,教师根据教学内容、目标和学生实际情况,设置合适的探究性问题,并根据这些问题让学生展开相应的实验探究活动。这些问题的设置要合适,既有一定的针对性,又要有一定的难度,但是学生通过努力后可以得到解决。虽然教材上的实验步骤非常经典,但与现实生产特别是“绿色化学”要求存在一定的差距,因此我们在开展高分子化学实验的探究性实验时,主要针对教材中实验方案的“绿色性”展开探究性研究。针对这个问题,要求学生在预习过程中,通过查阅文献资料,提出实验中违反“绿色化学”的地方,然后再提出更为合理的实验方案来解决教材中实验方案存在的问题,并在教师的指导下改进实验方案;最后在开展实验过程中,将学生分成两个组分别采用改进实验方案和教材上的实验方案展开实验,在实验中进行比较分析,总结两套实验方案的优缺点。例如,《高分子化学实验》中的双酚A环氧树脂制备实验[11],该实验主要存在以下三个问题:一,该反应用到的化学试剂用量是过量的,完全可以用较少的化学试剂用量来完成整个实验,但是化学试剂的最终用量需要根据最后产品的使用量进行倒推设计;二,在该反应中用到苯作为环氧树脂的溶剂,而苯是一种剧毒性的试剂,那么有没有可能选择一种可以实现相似功能,但是无毒或者低毒性的其他试剂来替代呢?通过查阅资料,甲苯完全可以作为环氧树脂的溶剂,而且毒性低的多;三,在黏结实验中,教材中采用了挥发性很强的刺激性剧毒乙二胺作为固化剂,而事实上环氧树脂的固化剂很多,目前已经有许多低毒甚至无毒的固化剂来替代乙二胺,如多乙烯多胺,而且多乙烯多胺固化后的环氧树脂具有更好的黏结强度。采用探究式教学法,就可以让学生从这三个角度进入,通过查阅文献资料设计更为合理绿色的的实验方案,还可以进一步根据实验结果写出科研小论文,接受真正的科研锻炼,同时,对绿色化学有更深入的理解。因此,采用探究式教学法不但可以培养学生积极的科学探索精神、合作精神,有利于提高学生的实践动手能力和创新能力,同时由于学生采用的实验方案与教材多少会有一些差异,而且实验方案会有学生心理上一些期待,从而有利于学生学习积极性的提高,更加认真负责的去完成整个实验过程,避免学生在实验间隙聊天玩手机等开小差。
四、探究式教学的考核方式
实验的考核方式对学生的学习积极性具有非常重要的影响。传统实验考核主要分为两块:平时成绩(40%),主要包括实验预习(10%)和实验操作(30%);实验报告成绩(60%),主要包括考核实验结果(20%)和实验报告(40%)[12]。但探究式教学法由于采用了超越教材的实验方案,因此要求考核的重点和考核面都有所改变。比如,预习设计实验时,学生需要大量的时间查阅资料来寻找实验中有违“绿色化学”的地方,并设计合适的实验方案;完成实验后,学生需要对实验结果进行详细的对比分析讨论,总结传统和改进后实验方案的优缺点,并写出自己的实验心得。这两部分内容在以前的实验考核中比例很少,甚至没有,但探究式教学法中这两块内容可以在很大程度上反映学生的主动性和创新性,因此这两块内容在最后成绩中所占的比重需要大幅提高。为此,我们将实验预习的考核比例提高到20%;作为探究性实验,实验结果往往具有不确定性,因此实验结果比例降为10%,而传统和对比实验结果的分析讨论是探究式实验教学的重要组成部分,是在实验报告中一起上交完成,因此实验报告的比例提高到50%,其中实验对比分析讨论部分为20%,其他实验报告部分为30%,促使学生认真地对实验结果进行分析总结。
五、结语
采用探究式教学方法,通过设置合理的实验目标,在教师的指导下,让学生积极地设计合理的实验方案并实施,可以促使学生更为专注认真地去完成实验,提高学生的学习主动性和积极性,锻炼学生分析问题和解决问题的能力,取得了良好的教学效果。
作者:邵林军 齐陈泽 单位:绍兴文理学院
参考文献:
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[2]翟翠萍,刘学军,陈欣.高等学校绿色化学教学内容与教学方法的探讨[J].化工时刊,2015,29(5):39-41.
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[4]周美云,谭绍早.高分子化学实验教学改革的几点建议[J].广东化工,2012,4(39):223.
[5]王丽梅.基于创新性应用型人才培养的实验教学方法研究[J].实验技术与管理,2014,31(1):19-21.
[6]杨喜平,曹晓雨,闫向阳,等.物理化学实验的科学探究式教学研究[J].广州化工,2012,40(14):214-215.
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[9]朱文祥.绿色化学与绿色化学教育[J].化学教育,2001,22(1):1-4.
[10]杨冬梅,王军.物理化学实验教学的绿色化改革[J].大学教育,2016(1):90-92.
篇3
Abstract With the continuous improvement of our demand for foreign exchange and learning, all universities across the country have offered bilingual courses of various courses for their own situations and the actual needs of training talents. School of Material Science and Engineering, Tianjin Polytechnic University has opened many bilingual courses, the "polymer chemistry" is carried out earlier, and it’s a course of more successful bilingual teaching, this paper summarizes the work of this course teaching and some experience in our school, to explore and communicate with colleagues.
Keywords bilingual teaching; Polymer Chemistry; college teaching; teaching experience
?p语教学是高校通过将英语及英文教材以不同比例加入到授课语言及教学内容中的一种授课方式,主要是为强化英语学习、提高学生素质、培养学生追踪科技前沿发展和顺利参与各方面生产、经贸等领域国际交流的能力。[1]双语教学是以提高英语学习效率为目的的,是我国融入世界经济、贸易、文化等活动必须工具;[2]是为培养高水平复合人才、与国际尽快接轨,而在展开的教学革新尝试,目前在全国各省市、各类高校均有尝试。[3]双语教学最初是素质教育和高水平人才培养探索的突破口,目前已成为很多高校走向一流大学、一流学科的必经之路,“育人为本”是双语教学的最终目标。[4]
高校双语教育模式的选择,应从本校的具体情况、学生的英语水平和接受能力几方面出发。循序渐进地增加英语的比例,合理分配中英文教学内容和重点,根据教学的具体情况调整和完善教学安排和方法。通常我国高校的双语课教学有4种开展方式:[5]
(1)渗透型。开始时将少量的适合章节和内容加入课程中,将名词和术语解释作为英文教学必备的环节;逐渐增加英文习题的练习和分析,课后布置学生进行英文原版教材的学习阅读;根据学生的学习效果逐步加大英语在课上的应用比例,最终达到全英文授课的目的。这种模式,适用于学院、系的整体教学安排朝全英文、半英文授课方向发展的高校和学院。
(2)渐进型。是在低年级主要以强化英语能力为主,在高年级逐步开设以英语作为授课语言的专业课。学院或系要统筹安排课程,低年级时加强安排英文能力的提升;高年级开设英文授课专业课。也就是一年级英文课比重大;二年级减少英文课比重,用英文专业课程进行补充;三年级进一步提高双语、英语授课比例;四年级全部采用英文授课。这种与第一种类型的操作方式相似,都是适用于学院、系的整体教学安排都朝全英文、半英文授课方向发展的高校和学院。对学生和学校整体的要求均较高,目前仅有少数高水平大学的个别学院采用了这两种方式。此外还聘请大量外籍教师,保证全英文的学习和生活氛围。
(3)穿插型。基本采用中文为主的授课方式,在掌握专业课内容要的基础上,对学科进展类、概念类的内容,进行英语讲解并布置英文阅读、自学内容;而对于需要重点掌握的知识要英文讲解,且要通过汉语认真解释,并通过习题和练习对知识的学习进行强化。此法容易操作,适应面广,不仅学习了知识,而且介绍了该知识的英文表述,有利于学生发散思维、开拓视野。有的高校以英文为主,只用中文对教学重难点进行强调和解释,这要求教师有熟练的英文口语运用能力和表达能力,也提高了对学生的要求。
(4)选修型。开设全英文授课的专业选修课或非专业选修课,对学生不做强制性要求,可以评自己的兴趣和目标进行自主选择。这种课程的开设,可由母语为英语的外籍教师负责,也可以由英文水平高的普通教师承担,适用于各种类型的高校。
双语教学不是一门课程或某一个教师凭自身的努力可以完成的任务,是需要教学管理及师生共同配合,并结合高校自身的实际情况,进行计划、安排和组织才能达到最佳效果。针对目前国内双语教学的现状,天津工业大学“高分子化学”教学团队面向我校自身特点,制定和适合我校学生的双语教学计划和方案。主要有以下的条件和特点:
1 “高分子化学”双语教学的条件
天津工业大学是以纺织及合成纤维的研究与人才培养为特色的地方性高等院校,材料科学与工程是我校的优势学科,具有很长的历史和较强的研究实力。因而面向相关专业的学生开设双语专业课程,是进一步提高我校人才培养素质和水平的需要,也是延续我校强势学科研究实力、提升研究水平的需要。因而从有机材料类专业的第一门专业课“高分子化学”开始,即开设双语课程有利于使学生及早地接触专业的英语知识,接触到学科的国际前沿,为后续课程双语教学的实施做好铺垫。我校开设“高分子化学”课程双语教学具备一些特定条件。
1.1 教师具有扎实的英语基础
首先从师资力量看,我校从事“高分子化学”课程教学的教师共有6名,全部为具有博士学历的中青年骨干教师。其中1人具有海外留学经历,其他5名教师也都有在海外学习或工作的经历,具有扎实的读写水平和很强的听说能力。教师每年都会在国际高水平期刊上发表数篇研究文献,不断提高自身的研究能力和外文使用能力,保证了“高分子化学”双语课程的教学效果。
1.2 教材具有广泛的认可度
我们所选取的原版参考教材是在国际上广被认可的通用教材,由George Odian编写的Principle of Polymerization,目前已更新到第四版。该教材从知识体系框架的构筑到细节概念的介绍、铺陈都与我们选用的汉语教材――潘祖仁编写的“高分子化学”,有很好的契合,二者相辅相成,因此无论教师备课,还是学生的参考学习都很容易两相对照,平顺推进。
1.3 教学成果有实际需求
天津工业大学是以化学纤维和中空纤维膜为研究侧重的院校,学校各级都很重视科研发展。每个研究室和相应的教师都需求大量的高素质的研究生和助研工作。每学年都会有相当数量的本科生进入到教师研究小组去从事科研工作。接触到实际科研工作的学生更能体会到专业英文及其系统学习的重要性,因而更能认识到双语教学的必不可少。
2 “高分子化学”双语教学的侧重点及办法措施
2.1 专业知识的传授为侧重点
双语教学是以英文为载体,传播专业知识的课程,英文中的词汇、语法等都不是教学重点。但英语能力的确成为制约学生顺利学习的最大困难。“高分子化学”是提供对专业最基本理念和认知的课程,因此学生对该课程的学习效果要求很高。因而对双语教学的感受也不尽相同,首先英语基础好的学生,虽刚开始对英文授课不适应,但经短暂调整和努力就能进入状态,以英文的思维方式理解概念和理论,这对于其后续的课程的双语教学有很大的帮助;英语基础一般的学生,不能完全跟上教学内容,课后要在预习、复习,对照英、汉教材的区别,努力赶上进度;英语基础差的学生,长时间的努力仍跟不上双语教学进程,相当的时间精力花费在自学汉语教材上,英文课程的内容基本不能理解,最终厌学、弃学。总之,问题的最关键症结是,双语“高分子化学”是专业课程而不是英语课程。如果不能够实现顺利传授专业知识的目的,则达不到改革尝试应有的效果。
因而我们提出,我校的“高分子化学”双语课程要牢牢把握专业知识传授为主线,辅助相应的英语表述;使学生尽可能地把握专业知识的前提下,全面了解“高分子化学”知识的脉络和英文描述,为扩大学生的词汇量和知识面尽最大的努力。在课堂的授课过程中,注重使?W生了解不同文化和思维模式下,相同知识和认知的获得的路径不尽相同。使学生通过英文内容的讲授,了解近现代西方创新、科研的模式和方法,从而培养学生与国际接轨的创新能力。这种专业为主、语言为辅的教学理念,使“高分子化学”双语课程成为学生了解学科发展前沿动态的一个媒介。
2.2 教学注重理论与实践相结合
为提高学生对教学内容的理解和掌握程度,我们开设了“高分子实验”和“大型综合实验”等实验课程。为进一步锻炼学生的英文专业知识运用能力,我们要求学生参加国外知名专家的英文专业报告会,并对报告内容进行总结和整理,消化专业知识。不仅提高了学生听说专业英语的能力,也检验了“高分子化学”双语教学的教学效果,另外也为学生打开国际视野提供交流平台,使其认识到双语教育的必要性。
篇4
【关键词】高分子材料与工程专业;现状;发展前景
一、简析高分子材料与工程专业及其发展现状
(一)高分子材料与工程专业的演变过程
高分子材料又称为聚合物材料,它是高分子化合物和其他添加剂混合构成的单元共价构成。早在1953年,我国就设置了高分子类专业,很多高校陆续设置了高分子类专业,比如:化学纤维、高分子化学、复合材料等专业。随着我国经济的飞速发展,为高分子材料和工程专业的结合和发展创造了良好的条件,为了培养具备高分子材料和工程方面的高素质人才,教育部于1998年将与高分子材料相关的工科类专业统一称为“高分子材料与工程专业”,这一历史性的创新将迎来崭新的发展,期望我国能在高分子材料的合成改性和加工成型等领域有很好的研究和突破。高分子材料与工程专业的课程设置主要有有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物流变学、聚合物成型工艺、聚合物加工原理、高分子材料研究方法等理论知识,力图造利于我国在科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营等领域的发展,推动我国新领域的开发、研究,增强国力,在世界经济中站稳脚跟。
(二)高分子材料与工程专业的发展现状
材料是人们赖以生存的物质基础,高分子材料与我们的生活息息相关,小到日常使用的毛巾、鼠标、油漆,大到汽车轮胎、防弹衣,玻璃钢等等,都在不断满足着人们的种种需求。我国的高分子材料的消费水平还处在一个很低的阶段,高分子材料的生产量无法满足市场的需求,高分子材料的品种、制造工艺、技术等等都远远比不上世界发达国家的水平,资源的浪费和低利用率,以及对环境的污染等等都亟待解决。同时,高分子材料与工程专业人才的就业情况不是很好,截止到2012年,全国以高分子材料与工程专业招生的学校达到145所,其中教育部直属院校18所,国防科学技术工业委员会院校5所,地方院校119所,其它3所,主要分布在北京、湖南、江苏、河北等27个省和自治区、直辖市,招生人数也在逐年增加,但是毕业人员的就业情况却与之不匹配,很多学习这个专业的人才在毕业以后却没有从事与该专业有关的行业。此时,我们需要重新审视,如何保证培训质量和就业问题,培养怎样的高级工程技术人才,才能满足社会对高分子材料与过程专业人才的需求。与此同时,我们还需要从环境、能源方面去考虑,节约能源、利用新能源、回收利用可降解的产品,保护环境,减少资源的浪费。
二、高分子材料与工程专业的发展前景
高分子材料独特的结构决定了它很容易被改变结构和再加工,这个特点是其他材料不可比拟、无法取代的优异性能,从而被广泛应用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域,并已成为现代社会生活中不可缺少的材料。高分子材料与工程专业的结合是任何行业不可或缺和取代的,小到穿衣吃饭、电脑手机,大到建筑楼房、航空航天。直观数据显示,高分子材料与工程专业的就业率还是很高的,达到了92%以上。21世纪以来,中国高分子材料工业取得了令世人瞩目的成就,实现了历史性的跨越。作为轻工行业支柱产业之一的塑料行业,合成树脂、塑料机械和塑料制品近几年一直保持高速增长,从建筑、装饰、家电、电子电器、汽车、玩具、办公设备等行业日益广泛的应用发展来看,也显示了中国高分子材料与工程专业强劲的发展势头。尽管高分子材料与工程专业还存在着很多的不足,但是它的发展前景还是很好的,市场的需求量也很大(包括橡胶、塑料制品、复合材料等等)。在当今的新形势下,我们面临的是挑战,同样也是机遇。我国要想缩短与世界发达国家之间的差距,需要加大高分子材料与工程方面的研究、生产、投入和应用,教育部门应当规范化办学,适当的控制招生规模,提高教学质量,调整高分子材料与工程专业的技术知识结构体系,模拟创业训练,培养科学研究、应用研发、生产工程技术、营销管理等方面的人才,以此来适应社会经济的发展。据调查显示,72%的高分子材料与工程专业学生可以在科研、教学、企业等领域得到很好的发展,他们在毕业以后能很快找到工作,既可以从事高分子材料的研究,也可以从事加工工艺技术的开发或者是在商检、质检等部门从事材料的检测等等,其薪资也属于中等水平。
总结:
高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。随着社会经济的迅速发展,我国人民的可支配收入逐渐增加,城市化的进程不断加快中,人们对更高水平、更高科技化的产品需求加大,绿色环保成为未来发展的需求,因此,社会需要高分子材料与工程专业的专业性人才。有关高分子材料与工程专业的行业有很多,而且涉及范围很广,高分子材料与工程专业的就业前景广阔,影响着我们的日常生活(包括生产、教育、建筑、电子计算机、军事等领域),并发挥着不可或缺的作用。我国的高分子材料与工程专业存在着很多不足,需要我们与时俱进,在教育、科学、汽车、军事等各个领域加大投入和创新,运用新材料、新技术,适应社会经济的发展,不断改革和创新,从而带动我国经济的飞速发展,提高我国的生产力和科技水平。
参考文献:
[1]赵长生. 高分子材料与工程专业发展与教育现状[A]. 中国化学会高分子学科委员会.2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C].中国化学会高分子学科委员会:中国化学会,2011:1.
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篇5
关键词:复合材料聚合物基体与纤维,教学改革
前言
《复合材料聚合物基体与纤维》是面向我校复合材料与工程专业开设的一门专业基础必修课,在大三下学期讲授。本课程主要讲授复合材料用的聚合物基体材料和增强纤维材料,涉及知识面广,摘要和突出。本文拟从以下几个方面探讨和交流本人在教学方面的粗浅看法和经验。
强调基本概念
本课程涉及到很多基本概念,不仅有无机化学、物理化学、有机化学等方面,还有高分子化学方面的。在讲解基本概念的时候要帮助同学分析基本概念的内涵与外延,甚至其发展的过程。因为有些概念随着科学技术的发展会发生一些变化,因此在讲授基本概念时必要的时候需要指出所给出的定义所适用的范围与场合。给出术语所具有的基本特性并给出描述该术语所必需给出的关键词,让学生在理解的基础上用自己的语言表达出来,而不是要他们死记硬背。比如在讲授高分子这一概念时,首先要求学生自己讨论什么是高分子,高分子具有什么特点,然后在他们给出的答案中总结归纳出高分子所具有的特点,最后给出描述高分子这一术语必需给出几个关键词:单体、聚合反应、重复结构单元、共价键、分子量。这样学生就可以用自己的语言轻松描述这一概念。用各种讲授形式来呈现教学内容。在讲述高分子与大分子的区别时,给出了高分子、大分子的英文分别为polymer和macromolecule教学改革,然后就从英文的构词法上来分析两者的区别,这样比简单看中文要容易理解得多,接着给出了大分子、高分子与有机物的关系图(见图1)。当然还要指出上述给出的区别仅是定义上的区别,现在两者经常是混用的会计毕业论文范文。在讲述树脂这一概念时,着重介绍了其发展简史:(1)树脂顾名思义最早是树分泌物中提炼的脂状物(比如松香、天然橡胶等);(2)后来是虫胶、动物胶(如驴胶);(3)再后来是用来指未添加加工助剂的(人工合成的)高分子化合物。这样就比较容易让学生理解树脂这一概念。
图1 大分子、高分子与有机物之间的关系图
教学内容与时俱进
我们采用的教材是武汉理工大学出版社出版的《复合材料聚合物基体》和中国建筑工业出版社出版的《连续玻璃纤维工艺基础》。这两本教材都是10年前编写的,虽然内容丰富,但是随着科技的发展,有很多新发展、新性能和新应用没有及时反映出来,因此,在撰写备课笔记时需要补充新内容,比如增加热塑性树脂和碳纤维等的教学内容。而且上述教材,注重材料的合成与制备,对材料基本性能与应用范围介绍不多,这与该课程的基本教学目的有一定距离,我们的教学目的是通过本课程的学习,同学们可以在进行复合材料生产、开发和设计时能够合理、正确的选用基体材料与增强材料,这就要求我们在教学内容上突出各种材料的性能与特点和应用范围。因此,我们以“组成-结构(/合成工艺)-性能-应用”这一主线来进行教学。强调材料的组成、合成原理/方法,突出材料的性能、应用,并能通过具体实例给出它们之间的联系(具体请见案例1)。
案例1 苯乙烯含量对不饱和聚酯树脂(UPR)固化产物性能的影响[1]
顺酐/苯酐(摩尔比)
苯乙烯含量(%)
固化时最高放热温(oC)
抗弯强度(MPa)
抗拉强
度(MPa)
热变形温度(oC)
伸长
率(%)
25oC,14h后的吸水率(%)
40/60
40/60
40/60
40/60
20
30
40
50
323
347
349
340
145
113
100
110
57.6
55.6
64.0
66.8
147
158
172
176
1.2
1.31
1.73
1.85
0.17
0.21
0.17
0.17
50/50
50/50
50/50
50/50
20
30
40
50
340
380
392
396
140
134
120
105
57.0
58.3
64.7
56.2
158
194
201
199
1.3
1.32
1.7
1.7
0.19
0.23
0.21
0.20
60/40
60/40
60/40
60/40
20
30
40
50
356
400
407
404
134
12l
125
124
56.2
60.5
50.6
46.5
169
219
226
225
-
1.38
1.46
1.23
0.23
0.25
篇6
关键词:聚合物;成型加工;教学模式;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)03-0268-02
一、前言
目前,全球聚合物材料年产量达数亿吨,在人们的生活和生产中具有不可替代的作用。聚合物制品的性能取决于聚合物本身的性质和成型工艺等。聚合物成型加工是获取高分子材料制品、体现材料特性和开发新材料的重要手段,是高分子材料学科的重要组成部分,这其中包含了许多高分子物理和高分子化学的相关问题,而且与生产实践密切相关。为了使学生能够全面了解和把握聚合物的成型加工技术,《聚合物成型加工》课程涵盖了诸多内容,包括影响聚合物性能的物理化学因素、添加剂、配方设计、聚合物流变学、聚合物共混与制备、成型加工设备、成型工艺等内容,是一门理论性和实践性紧密结合的课程。[1]
如何在教学过程中将基础理论和生产实践相结合,用理论知识来解决生产中遇到的问题,或通过实践中的具体例子来丰富和解释课程中的理论问题,使学生通过对本课程的学习真正掌握相关专业知识,具有高分子材料及其制品设计、生产和研究的科学思维以及创新研究素质,是本课程教学的核心问题。
鉴于上述特点,要学好本课程,就要求学生对高分子化学与高分子物理、成型加工的设备与工艺有一定的感知,讲授内容要有直观性。传统单一板书的授课方式已经难以满足该课程的教学要求,不易达到优秀的教学效果。[2]
针对这些问题,本课程在教学过程中对教学方法、教学模式进行了有益的改革与探索。将课堂讲授、动画仿真、实践教学、课外科研、生产实习相结合,形成了一套课内课外联动以提高教学质量和学习效果的新模式。
二、课堂教学改革
在课堂教学方面,首先要让学生明确聚合物成型加工是一门综合性和实用性很强的学科,近年来发展迅速,新技术和新产品层出不穷,社会和企业对相关人才的需求十分迫切,学好该课程对学生的未来大有裨益,从而激发学生学习的主动性和积极性。在教学过程中,一方面要重视对基础理论知识的讲解,让学生“知其然”又“知其所以然”,例如在讲解压延薄膜时要让学生知道薄膜存在各项异性,更要让他们知晓为何会产生各项异性,如何削弱或者利用各项异性设计想要的产品;另一方面,教师在课程教学中应注意结合成型加工领域的研究前沿和最新发展动态,介绍先进的成型加工设备、工艺和科技成果,丰富和活化教学内容,使教学内容与时代的步伐接轨,让学生能够掌握更多、更新的专业知识。
根据聚合物成型加工涉及的主体内容和本学科特色,该课程以“材料―设备―工艺―制品”为主线、以培养学生扎实的工程素养为目标来组织教学内容。在教学过程中,从高分子材料的加工原理出发,以成型加工的工程观点为着眼点,剖析各种聚合物材料或制品适合的成型加工方法,比较不同成型加工方法之间的共性和区别,使原本宽泛的课程内容集中化、系统化,便于学生归纳、总结和掌握抽象概念以及所涉及的实质问题。
在教学过程中,加强互动式教学[3],通过教师与学生双方平等交流、探讨甚至辩论,加深学生对知识和现象的理解,进而激发教学双方的主动性、积极性和探索性,提高教学效果。考虑到本课程信息量大、知识点多,本课程教学还采用先进的技术手段辅助教学,使课程内容形象直观准确,在有限的课时内对课程全面系统、深入简出地讲解,让学生更容易的接收和理解。例如,采用多媒体授课可以根据需要随时由理论知识切换到相关的生产现场,既延伸了课堂又增强了授课的说服力,使同学们认识到理论来源于实际而又指导实际的事实,认识到学习本课程的价值和意义。在多媒体课件中增加了丰富的图片和三维动画,可以对学生原本陌生的加工设备、成型工艺、加工原理进行形象的演示,其效果远胜于教师的板书和口授。多媒体教学所选取的图片和动画素材源于国内外相关的精彩报告、精品课件以及在生产现场拍摄的与课程内容相关的聚合物成型加工过程,内容包括压制成型、挤出管材、注射成型、吹塑薄膜、二次成型(“注―拉―吹”工艺)、压延薄膜等,实现了课程的多媒体化、可视化,使学生对聚合物材料成型加工艺有了实际的感性认识,对成型加工过程有了“身临其境”的效果。
另外,课堂教学还充分利用学校的中试车间资源,将与成型加工设备相关的课堂由教室延伸到车间,教师与学生面对真实设备(如挤出机、吹膜机、注射剂等)一起学习其结构、组合、工作原理等。该尝试很好的克服了理论课程讲授时学生对所讲理论缺乏感性认识;成型工艺试验时学生对所做实验缺乏理论认知等矛盾。
三、课外教学改革
虽然上述课堂教学改革探索收到了良好的效果,但仍然未能真正实现教学目标,并且容易使学生眼高手低,实际工作时不能学以致用。《聚合物成型加工》是一门实践性很强的专业课程。因此,有必要对该课程开设配套的实验和实践教学。让学生在实验室和工厂中真实地了解和直观认识成型设备、工艺流程和制品的后处理与性能,开发学生的创新与创造力,培养学生用知识武装自己、解决实际问题的能力。
为此,江南大学通过开设为期两周的聚合物成型工艺实验、组织课外科研兴趣小组、组织学生参加高分子成型加工生产实习等课外环节,提高学生对《聚合物成型加工》的理解和学以致用的能力。
首先,围绕“材料―设备―工艺―制品”这条课程主线,将聚合物材料的选择、制备、成型加工以及性能测试等方面有机地联系起来,开设了一系列综合性成型工艺实验,包括包括聚丙烯的挤出和注塑、聚乙烯的挤出吹膜、聚氯乙烯的开炼机和密炼机混炼、聚氯乙烯混合物的压制成型等试验项目,这些实验涵盖了《聚合物成型加工》课程的主要成型工艺。例如,在聚合物的注射成型实验中,要求学生根据原料的结构与物性,优化成型加工工艺参数(温度、压力、保压时间),并对注塑制品的冲击/拉伸/弯曲/热变形温度等性能进行测试。通过理论学习与实验实践的交叉和对“材料―设备―工艺―制品―性能”之间关系的分析与构建,让学生系统有效地掌握所学知识,并获得灵活应用知识的能力,为下一步毕业设计和就业奠定良好的基础。
其次,本专业教师以开展国家级、省级、校级大学生创新实践活动为契机,积极组织学生参与聚合物制备、改性、制品设计等方面的创新课题。学生则分组参与自行设计或者与导师共同商定的课题研究,全面参与研究方案的制定、原材料的选择、共混配方与工艺的优化、制品的制备、制品的设计与性能测试、结果的总结汇报等过程。在专业导师的指导下,通过兴趣小组开展创新课题实践,不仅加深了学生对本课程内容的理解和掌握,还培养了科研创新的能力、分析问题的能力、解决问题的能力、团队协作的能力以及查阅文献和撰写报告的能力。举办课外兴趣小组活动五年多来,不少兴趣小组对自己的创新成果申请专利或者撰写论文,取得较好的效果,学生参与踊跃,目前兴趣小组对学生的覆盖面达80%以上。
此外,学校和学院加强与周边高分子材料企业的联系和交流,建立了10个实习实践基地,涉及聚合物成型加工的各个领域,包括橡胶模压成型、聚丙烯注射成型、多层挤出成型等。本专业每年由学院组织、专业老师带队,带领本专业相关年级全体学生深入到企业一线,参观学习聚合物成型加工的生产过程,听取工厂技术人员的相关介绍,实地了解成型设备、工艺流程、质量控制及生产线管理等,使学生对工业化生产有具体、直观的认识,真正将基础理论与实际应用结合起来,让学生掌握科学的方法,培养科学的思维,成为真正社会和企业所需要的有创造力的有用人才。
四、结语
综上所述,《聚合物成型加工》具有很强的工程应用性,学习该课程时要求学生建立起大工程的整体观。要达到这样的教学水平和目标,既要充分利用现代化的教学手段丰富课堂教学内容,又要借助课外资源充分调动学生参与实验实践的积极性,将理论学习与实践教学紧密结合,发挥其协同效应。通过近年来对本课程教学改革与探索,发现课内课外联动的教学模式能较好的适应本课程的教学要求,具有更好的教学效果。
参考文献:
[1]周达飞,唐颂超.高分子材料成型加工(第二版)[M].北京:中国轻工业出版社,2006.
篇7
关键词: 聚合物 改性 共混 案例教学
聚合物材料在工业、农业、交通运输、国防工业、人民生活、医疗卫生等各个领域有广泛应用,是现代社会中衣、食、住、行、用各个方面不可缺少的材料[1]。但是绝大部分聚合物在使用过程中都伴随改性的过程,其目的是提升原有材料性能或改善加工性能[2]。《聚合物改性》就是面向高教学生开设的一门有关聚合物材料改性方法及原理的专业方向课程。通过多年对本门课的教学,笔者总结出以下教学要点。
1.讲明本课程的作用
《聚合物改性》是高分子材料与工程专业的一门专业方向课,是在学生学习了高分子化学、高分子物理等专业基础课的基础上开设的。它是一门理论性和应用性都较强的课程,为学生今后从事有关聚合物改性的科学研究和生产一线工作提供基础。
2.本课程教材的选择
目前,国内有众多关于《聚合物改性》的教材可供选择,笔者选用王国全主编的《聚合物改性》。该教材面向高教高职学生教学,教材特点是内容全面,难易适中,通过教材学习,让学生基本掌握聚合物共混改性、填充改性、复合材料、化学改性、表面改性等聚合物改性的基本原理,具备一定的分析和解决与聚合物改性相关问题的能力,为高分子材料与工程专业学生将聚合物改性的知识应用到科学研究和生产实践中,为经济社会服务打下良好基础。当然,由于教学过程中课程设定为32学时,老师可根据学生学习兴趣进行适当取舍,如第六章表面改性的讲解可以适当删减一些内容,因为有的表面处理方法在工业中的应用比重在下降或趋于淘汰,学生没有必要用比较多的精力学这些内容。
3.本课程的教学方法
3.1多媒体结合板书
信息拓展展示以多媒体为主,重点问题讲解以板书为主[3]。对于《聚合物改性》课程教学,多媒体课件重点在以下三个方面突出应用:(1)当涉及大量信息拓展或者多种形式的直观展示时,就以多媒体为主。如一些显示微观结构的电镜照片、作用机理示意图等。(2)对于大量公式推导、文字描述可以通过多媒体方式进行展示,这样可以比较准确完整地反映同时节省大量授课时间。而通过板书引导会带动学生思维层层深入,更容易将一个知识点讲透彻。如讲共混过程聚合物表面自由能的测定时,通过板书的讲解与分析,可以引导学生思考,更容易将难点讲透。
3.2案例教学法
案例教学法是一项系统工程,需要教师精心创设教学情境,巧妙设置探究问题,引导学生在分析案例中研究问题,从而形成认识、发展能力、升华情感,并借助情境与问题,实现教学目标[4]。对于《聚合物改性》课程教学,工厂已经采用的一些改性实例都是鲜活的案例,教师可以在课堂上适当引入改性实例,通过对改性实例的分析,告诉学生各种改性方法是如何提高聚合物使用性能或加工性能的,在进行聚合物改性时遵循什么样的规律,为学生将来从事生产一线工作打下良好基础。
3.3课后在线答疑
手机和电脑已成为现今大学生文化生活的一部分,而且现在的手机基本升级为智能手机,通过手机就能实现上网交流。电脑在当前高校学生中几乎人手一台,而且学生对电脑的常用操作基本熟练,特别是一些交流工具,如电子邮件、QQ在线聊天甚至视频对话等。笔者认为借助手机和电脑进行学生课后答疑是一种教学辅助方法。学生在课后学习遇到问题时,可借助短信、电子邮件向老师提问,这样可以提高学生的学习效率。当然,这些答疑方法还有待进一步探索,如果老师每天进行大量短信、邮件答疑则会增加教学负担,这时可以采取更为灵活的一些方法如建立微信群、QQ群,在指定时间在线集中答疑等。
4.成绩考核与评价
《聚合物改性》是专业必修课,应采用笔试闭卷考核,由于这是一门应用性很强的课程,学生将来运用到相关知识时需要很强的主观能动性,笔者经过多年实践认为应侧重对概念和应用能力的考核,如用填充题、名词解释、简答、问答等题型,特别是问答题型,结合生产实际出现的问题要求学生根据改性要求,提出改性方案,不强求学生答案的唯一性,而是根据学生对课堂学习知识的把握和灵活应用情况综合评分。学生最终成绩按学校、系部要求进行,结合平时考核和期末考试成绩综合评分。笔者采用百分制,平时成绩占总成绩30%,期末考试成绩占总成绩70%。
5.教学效果与评价
通过本课程学习,需要让学生掌握聚合物改性的主要方法,聚合物共混改性的基本原理,共混改性的应用;熟悉聚合物的填充改性,纤维增强复合材料及接枝、嵌段共聚改性;了解聚合物的表面改性,聚合物改性的工艺及设备。从已经毕业的学生反馈看,学习这门课为从事相关工作打下很好的基础,学生进入工厂后,能在比较短的时间满足岗位要求,从事高分子材料的改性及相关工作。
目前,工业上高分子材料的改性技术不断取得新的进展,知识更新非常快,而学生的学习方式、学习兴趣有时代特征,如何上好《聚合物改性》这门课,还需要一个不断探索、持续研究的过程。
参考文献:
[1]周鹏.高分子材料的发展及应用[J].科技创新,2015(11):69.
[2]王国全,王秀芬.聚合物改性(第二版)[M].北京:中国轻工业出版社,2008.
篇8
针对《纺织化学》课程体系及教学中存在的问题,对安徽工程大学《纺织化学》课程进行改革,变更课程体系,采取开放的教学氛围、互动的教学环节,注重实验教学。实践证明《纺织化学》课程改革取得了较好的教学效果,开拓了学生的思维,提升了学生实践技能和综合素质。
【关键词】
高校;纺织化学;课程改革
0引言
纺织工业在我国国民经济中占有重要地位,随着新型纺织材料的不断开发应用,纺织行业向生态化、功能化和清洁化方向发展,各种新技术日益向纺织工业渗透,纺织专业技术人员掌握基本的《纺织化学》基础知识和加工技能,就显得更加迫切[1]。《纺织化学》将有机化学和高分子科学的基础知识与现代纺织技术紧密结合,介绍纺织生产领域应用到的化学问题。纺织专业的学生掌握处理这些化学问题的基本原理和方法,学会当代纺织生产所必需掌握的化学知识和技能,对今后的学习和工作都具有非常重要的意义。《纺织化学》是纺织工程专业必修课程,课程具有内容丰富、知识点多、系统性强、教学要求高和学时少等特点,而不少学生不重视该门课程的学习,因而如何在课堂教学的有限学时内使学生扎实地掌握《纺织化学》的基本理论知识,为学生打下良好的基础,是《纺织化学》任课教师所需要解决的实际问题[2]。通过对国内重点高校《纺织化学》课程教学的调研发现,在《纺织化学》课程理论教学中,很多教师虽然进行了适当的教学改革,但均以教师课堂教学为主、配合实验教学的授课方式,未完全达到预期的教学效果。在此,以安徽工程大学纺织工程专业基础课———《纺织化学》的教学改革实践为基础,从《纺织化学》课程的特点及教学方法等方面来谈一谈《纺织化学》课程体系改革及教学体会。
1课程体系改革
1.1加强基础化学知识的训练
《纺织化学》作为专业基础课一般在大三第一学期开设,根据多年的实践教学发现,此时学生大部分基础化学知识模糊或者遗忘。而该课程是以基本化学知识为前提,涉及高分子化学知识,因此在讲授大纲要求的知识点时不得不回顾基础化学,使得教学内容不能按时完成,无法深入讲解知识点,而基础化学知识的讲授又使部分化学知识较扎实的同学认为课程枯燥乏味,甚至失去了对该课程的兴趣。通过调查了解到,大一学生化学基础知识都较熟悉,由于没有开设和化学相关的其他课程,到大二、大三时期部分化学基础知识淡忘。针对这种现象,本校纺织工程专业的学生在大二专门开设了《大学化学》这门课程,巩固了学生的基础化学部分,又学习了高分子化学基本知识,到大三再学习《纺织化学》就有了坚实的基础。通过两年的课程体系改革发现,虽然《纺织化学》总课时由原来48缩减为40,但是学生学习效率和课程兴趣明显提高,所有大纲要求的知识点均能按时按质完成。
1.2根据专业方向选择授课内容
《纺织化学》涵盖与纺织品加工有关的化学过程,如纺织助剂、粘合剂、纺织浆料化学和纤维的初加工化学等。本校纺织专业设有纺织工程方向、针织方向和非织造方向,各方向开设的《纺织化学》课程的地位不同,教授内容及侧重点有所区别。如纺织工程方向和针织方向,《纺织化学》为专业基础课,前期开设《大学化学》,课堂讲授以纺织浆料化学和纤维初加工为主,要适当加入麻纤维改性及毛纤维功能整理等内容;而对非织造工程专业,《纺织化学》为专业选修课,因前期开设了《纤维化学与物理》,课程讲授要以纺织助剂、粘合剂和纤维初加工中的化学处理为主,因此《纺织化学》课程的设置及讲授要灵活安排。
1.3强调学科思想
每一门学科都有自身的特点和学科思想,利用学科思想去学习会起到事半功倍的作用。《纺织化学》知识点多,相互之间没有紧密的关联,初学者很容易混淆,且考核只能靠死记硬背的方式,故很大程度上消弱了学生对该门课程的兴趣。“结构-性能-应用”是《纺织化学》的核心思想,授课老师在第一堂课引导学生掌握学科思想,并在之后每一知识点讲解时,着重分析学科思想的具体应用。比如化学纤维种类多、性能差异大,讲授该部分内容时,就可以从化学纤维单元结构、基团入手,先分析基本的化学结构特点,再由此推出基本物理和化学性能,继而判断该纤维构成面料的性能特点,最后确定使用领域。利用好学科思想,学生可以轻而易举地掌握繁多的授课内容,并领悟整个课程的知识体系。
2教学方法改革
2.1创设开放的教学氛围
由于国内大学师生比例的限制,很多课程均以教师为主导的大班授课方式进行,属于封闭式教学,这种以教师为主的“说教型“教学方式缺乏与学生的互动,课堂气氛不够活跃。在《纺织化学》授课过程中,根据内容和课时的安排,邀请本地企业有一定经验的管理者、工程师或技工做专题演讲,有的演讲人从事纺织行业,他们和同学们分享自己的人生经历和经验,并对如何正确看待专业课在以后工作中的重要性等各种问题进行讲解,为学生从各个方面答疑解惑,这种讲演虽然表面看起来和本课程关联不大,但通过这些生动的真人真事在给学生带来创意与启迪的同时,给予他们在人生理想方面的激励。有些同学通过和演讲人的课后交流,解开了对所学专业的思想症结,这种开放的教学方式、活跃的教学氛围受到学生的欢迎。
2.2互动的课堂教学环节
《纺织化学》涉及理论部分内容的讲授,一般以教师板书配合多媒体方式进行,但是由于《纺织化学》理论部分内容较多,课堂讲授中,学生认知差、效果不理想,因此理论部分采取启发互动教学方式。教师先简单介绍知识点,然后提出问题,学生以3~4人为一个小组进行讨论,每个小组提出讨论结果,教师再根据小组讨论结果进行分析和讲解。带着问题去思考和听讲的方式使学生对知识点的理解更为透彻。适当转换课堂角色,体现出以学生为主体的课堂教学方式。对于纺织生产中涉及到的化学技术问题采取学生讲授的方式进行,一般学生讲授的内容需提前一周布置,学生以5人为一组,将知识点分成若干模块,每一组讲授一个模块。该组可以选派代表讲解,也可以每一组员分别讲解,其他组员补充,讲解形式多样,可以是板书、多媒体或视频,也可以课堂讨论,根据内容自由选择。教师鼓励学生积极参与到小组讨论及讲授中去,才能真正参与到学习过程中。以学生为主角的课堂气氛活跃、思维开阔,提高了学生自主学习及课外查阅资料的能力。比如为了讲述麻纤维整理,学生要查阅相关的文献资料和相关企业网站信息,了解到市面上各种麻织物的名称和相应的整理工序,增加了对《纺织化学》课程的兴趣。
2.3注重实践能力的培养
安徽工程大学纺织专业培养的是应用型人才,而《纺织化学》是一门和实际生产紧密联系的课程。以往课程设置重理论轻实践,比如48课时只有8课时的实验课,实验课由于场地和设备的限制,有些实验课变成了演示课或观摩课,部分同学甚至不清楚该实验的目的是什么,更不用说实验原理及方法。课程改革后总课时降为40课时,实验课课时增加到了18,有些实验内容根据教学要求采取现场教学的方式进行。实验课借用其他院系的场地和仪器设备,保证每个学生都能动手操作。《纺织化学》涉及的实验有羊毛洗涤、苎麻脱胶、苎麻整理、洗涤剂的配制和绢纺原料精炼等,每次实验前都要求学生就相关内容进行设计。比如羊毛洗涤有很多种方法,以5人为一小组,通过查资料确定一种洗涤方法,设计出详细的方案及配方,每一小组在课堂上对其配方进行讲解,其余同学提问,在同学及老师的帮助下最后完善设计方案。根据设定的实验方案安排实验教学,对不同组方案的实验结果进行总结分析,使学生更深入理解课堂讲授的理论知识,并学会应用所学的原理,就相应的实验设计内容布置学生撰写成小论文,代替原来的传统的实验报告形式,避免了学生相互抄袭、报告内容雷同的弊端,使学生初步了解科学研究的一般方法,培养其撰写科技论文的基础。
2.4灵活的考核方式
课业成绩采取灵活的考核方式,除课程结束后的试卷考核外,课堂讨论、小组授课、实验设计和操作以及论文撰写等也是课业成绩重要的一部分,另外还要考虑学生在课堂上学习表现的活跃度。教师还可以根据学生的具体情况,当某一章节内容结束,为检验学生的掌握程度,安排课堂小测试,通过测试及时掌握学生对知识点的掌握程度。
3结语
3.1现代纺织教育要以培养学生的优良素质、综合能力和就业竞争力为重点,《纺织化学》课程为学生后续专业课程的学习和工作提供了不可缺少的基础知识,因此提高教学水平、培养学生创新思维和实践能力具有重要意义[3]。通过教学改革,课堂气氛活跃,师生关系融洽。
3.2改变课程体系,营造开放的教学氛围、采取互动的教学环节,注重实验教学,实践证明《纺织化学》课程改革取得了较好的教学效果,提高了学生专业课学习兴趣,学习由被动变为主动,提高了文献查阅、整理及团队协作能力。
3.3研讨环节和实践教学环节开拓学生的思维、提升了学生实践技能和综合素质,为以后从事相关工作奠定了良好的基础。
作者:闫红芹 储长流 单位:安徽工程大学纺织服装学院
参考文献
[1]郑成辉.本科高校中《纺织化学》课程体系改革探讨[J].高教论坛,2010(2):61-64.
篇9
关键词:理工科;专业英语;高分子材料与工程专业;教学探讨
随着社会的快速发展,具有国际化视野的复合型专业人才在就业市场中更具有竞争力。在培养这类人才的课程体系中,专业英语课程必不可少。专业英语课程作为重要的基础课程,它侧重于专业英语知识、专业词汇、科技语法等方面的教学[1-2],通过该课程的学习,使学生能够独立完成由基础英语向专业英语的过渡,能够独立阅读专业相关文献和技术资料,以及撰写简单的专业论文,为学生能够顺利完成毕业论文及将来就业或深造打下坚实的专业英语基础。
一、专业英语教学存在的问题
专业英语教学与其他专业课程教学的教学语言环境、教学课时(更短)、教学重点侧重于传授专业知识的英语表达等不同,由此给专业英语教学带来一些难题。以“高分子材料与工程专业英语”课程为例,在实际教学中普遍存在如下情况[3-5]。首先,学生基础英语水平参差不齐,给专业英语教学带来困难。专业英语以通识英语为基础,而笔者所在地方院校的学生英语基础普遍较差,对大量的专业词汇、专业术语、派生词和长难句的理解和掌握也较为困难,学生很难与教师进行教与学的良性互动,学习兴趣和主动性不高,有挫败感。其次,“高分子材料与工程专业英语”教材内容较陈旧,题材单一,学生在有限课时中获得感不强。最后,通读教材全文并逐句翻译的常规教学方法强调了“教”,而忽略了学生为主体的“学”,学生在课程结束后,专业英语读、写、听、说能力未见明显提高,教学效果欠佳。解决专业英语教学中的上述问题,提高教学质量,需要“对症下药”。“症”可概括为学生英语基础水平薄弱、传统“填鸭式”教学方法不符合学习的本质和内在规律,导致学生学习热情和获得感不足。笔者结合个人教学的思索和实践,探讨并提出了提高专业英语教学质量的方法和手段,给出对“症”的“药”。
二、提高专业英语教学质量的方法和手段
(一)夯实学生通识英语基础,同步提高通识和专业英语水平笔者在教学过程中发现,大部分学生通识英语基础较差,表现在英语词汇量不够,常用的一些固定搭配、介词组合和一词多义掌握不扎实,复杂句型结构分析能力不足。建立在通识英语上的专业英语属于更高的应用层次,但基础不扎实,何谈应用。因此在日常的教学中,需要花一定时间强化学生的英语基础,并且可结合相对简单的专业英语表达,消除学生和专业英语的距离感,提升他们的学习信心。以下面的句子为例,“Polymermaterialscanbeusedasplastics、fiber、rubber,coatingsandadhesives.”此句中既复习了usedas的固定搭配使用,也学习了polymer(聚合物)、plastics(塑料)、fibre(纤维)、rubber(橡胶)、coatings(涂料)和adhesives(胶黏剂)等专业词汇,句子虽简单,但学生学习时可获得事半功倍的效果。除了提供教材或教师自创的一些简单专业英语例句外,课堂内外布置经过精心设计的有针对性的作业,如词汇默写或复杂句型划分等,可有效巩固基础英语和专业英语知识。同时,课堂上鼓励学生进行以通识英语为基础的专业英语口头或书面表达,进而通过创造性地学习巩固通识英语和提高专业英语水平。
(二)整合专业英语中的零碎词汇,系统化和专题化教学专业英语中大量的专业词汇、术语和派生词是学生理解专业英语语义的最大阻碍,虽然教材中每篇课文后面都给出了专业词汇的中文解释,但仅靠教师在课堂上的讲解或学生课前的预习来掌握并不理想。这主要由课时以及学生可分配学习时间有限的客观原因导致。虽然专业英语中的专业词汇和术语量多而杂,但学习和掌握并不是没有规律可循。任课教师可根据专业词汇的内在联系和逻辑关系[6-7],将分散在各章节中的专业词汇和术语等进行总结、整理、归纳、补充,进而将专业词汇分成诸如单体—聚合物命名、聚合方法、聚合物结构(近/远程结构、凝聚态结构)、性能(包括溶解性、力学、热学、电学等)、加工成型方法等若干专题,列出相关联词汇以及它们的派生词,进行系统化的学习。例如在聚合方法专题的学习中,可以以polymerization一词为中心,构建如图1所示的逻辑思维导图,并利用专业知识的逻辑关系强化专业词汇和词组的记忆。教师可引导学生依此思路,构建其他专题的词汇逻辑思维导图,强化专业词汇的学习和记忆。相比分章节的词汇教学,专题词汇学习受到学生的肯定,教学效果更好,这主要是得益于专题词汇学习的方法更能体现学生学习的主体性和创造性,也更符合学习规律。
(三)拓展教学题材和内容,增强学生学习获得感“高分子材料与工程专业英语”目前使用的教材内容涵盖高分子化学与物理、聚合反应工程和高分子成型加工等内容[8],教材原文大部分选自20世纪70~80年代的介绍性专业英语文献,题材相对单一,内容较陈旧。仅仅学习教材内容,对提高学生专业英语水平仍显不足。学生在未来就业或深造中,极可能会接触到诸如PCT专利、进出口产品技术参数说明书、最新研究性英文文献等题材的专业英文资料。在专业英语课程中,教师有选择性地增加这些题材的内容,有助于学生了解各类题材专业英语的行文特点和结构,增强专业英语的广泛阅读及翻译能力,甚至是写作能力。如以增加研究性英文论文题材的教学内容为例,考虑到学生毕业设计中要查阅相关课题的英文文献,因此可结合学生的毕业设计任务来完成该题材教学。在教学中,可以先介绍研究性英文论文的文章结构以及写作要点,然后要求学生自选与毕业设计课题相关的英文论文进行精读,最后通过简短的课堂展示(presentation)环节考察学生对论文的理解程度,或者要求学生就自己的毕业课题进行英文介绍。结合教学内容题材和合适的教学设计,可以使学生学到更广泛的专业英语知识,提高专业英语阅读和运用能力,学习有获得感。
(四)提高学生的自主学习能力学生对专业英语课程学习自主性相对较差,也是其英语水平提高不明显的主要原因之一。在有限的课时内提高专业英语的教学质量,教师教学业务水平是一方面,学生学习的热情和自主性又是另一方面。平时表现和平时作业纳入课程考核指标,一定程度上可促使学生被动或主动学习,但对促进学生扎实掌握专业英语知识还不够。教师可利用现代信息技术,收集专业相关的、有趣的网络视听资源(例如元素周期表之歌、塑料瓶回收加工利用讲解视频、科技文献中重要的实验视频介绍等),并对这些视听资源作一定加工和中文注释,制作成微课,在课堂上或课间播放;或者通过慕课、多媒体教学平台向学生开放时长较长的一些视听资源,学生利用课余时间观看,既可增加学习的趣味性,又可学到课本外的专业知识。教师亦可向学生推荐一些信息网站,发动学生在网络资源中搜索专业相关的英文资料、文献以及视听资源,并与全班同学共享。通过这些手段和方法,学生自主学习能力明显提高。
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关键词:有机化学;安全教育;实验教学
教育部部长陈宝生同志指出:本科不牢,地动山摇。人才培养是大学的本质职能,本科教育是大学的根与本,在高等教育中是具有战略地位的教育、是纲举目张的教育。世界一流大学,首先要有一流的本科教育。高质量本科人才培养,无论是文科、还是理科,实验教学都是大学教学的重要组成部分,因此各高校必须高度重视实验室的安全运行。在以化学为基础的相关专业的实验课程中,有机化学实验是必修的专业基础课程。通过有机化学实验课程学习,学生不仅能够扩展有机化学基础理论知识,增强理论联系实际的能力,而且能够培养学生严密的科学思维方式、严肃认真的工作作风[1]。如果要上好有机化学实验课程,并达到预期的教学目的,需要学生清楚地了解整个实验的内容、步骤,不仅要掌握有机化学实验的一般知识,而且要深入了解整个实验过程中的安全注意事项、仪器设备的性能与安全使用方法。有机化学实验所使用的试剂与无机、分析、物化等实验有很大程度的区别。有机化学实验所用试剂大多为易挥发、易燃烧、易爆炸、有毒性,反应物、产物及副产物均为有机化合物,均为化学危险品,特别是副产物是未知的化学物质,具有不确定的安全隐患[2-3]。因此,在整个教学过程中,从课前预习、实验过程到课后实验报告的撰写都必须贯穿安全教育,强化学生的安全意识。通过将安全教育贯穿有机化学实验教学的全过程,要求学生掌握实验原理,精选实验方案,优化实验步骤,完善实验装置,深入实验思考,从而达到实验教学目的,提高实验教学质量[4]。
1安全意识贯穿有机化学实验教学全过程
有机化学是一门实践性很强的学科,有机实验对有机化学的发展起着至关重要的作用,有机化学实验课与有机化学理论课是学生培养计划中两门平行的独立课程。有机化学实验与无机化学实验、分析化学实验与物理化学实验相比,其特点之一是在实验过程中容易出现安全事故,如实验试剂具有刺激性、腐蚀性、毒性或者易燃易爆,实验装置组装比较繁琐,实验操作涉及高温加热、加压、减压,实验过程中容易引发火灾和伤害事故等。学生在工作中只有形成了良好的安全意识及强烈的责任心,才能减少安全事件,防止安全事故发生。有机化学实验室正是培养学生具有这种意识的有效场所[5-9]。因此,提高学生安全意识,加强学生的安全教育是有机化学实验教学的必要任务。1.1强化学生安全意识。在本科人才培养方案中,有机化学实验课程覆盖化学、应用化学、材料、药学、食品、医学、生物、海洋科学等几十个专业,而有机化学实验课一般安排在大学一年级的第二学期。由于在中学时受实验条件的限制,有机化学实验课开设很少,多数学生几乎没有亲手做过有机化学实验。在大学时期进入有机化学实验室时,许多学生面对有机化学实验室和有机化学实验的特点,有些不知所措,更缺乏安全意识,稍不注意就有可能发生安全事故。因此,有机化学实验开始之前必须强化学生的安全意识,如进入实验室必须养成穿实验服和戴护目镜的习惯,不许将食品及饮料带入实验室,实验过程中要戴手套,保持实验室通风良好,离开实验室要洗手及关掉水闸、电闸、气闸等。1.2强化实验教学安全意识。大学基础化学实验分为无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验、物理化学实验与高分子化学实验等5大基础实验课程。有机化学研究的对象为有机化合物,具有种类较多、结构复杂、性质特殊(易燃、稳定性差、有毒、一般难溶或不溶于水等)、反应复杂(反应慢、非单一反应)等特点,这些特点必然导致有机化学实验在开展的过程中会遇到如下问题:(1)具有一定安全隐患;(2)试剂消耗量大;(3)训练的操作程序多,且多为连续操作;(4)需要的时间长;(5)使用大量有机溶剂等。有机化学实验的一些安全隐患已经涵盖无机化学实验、分析化学实验、物理化学实验及高分子化学实验所存在的安全隐患,因此在有机化学实验教学中必须强化学生的安全意识。1.3安全意识融于有机化学实验教学中。在有机化学实验的整个过程中始终存在不安全因素,因此有机化学实验课程教学自始至终要提醒学生注意安全,稍不小心,就会发生烧伤、割伤或被试剂灼伤,严重的可能出现爆炸、伤人致命。基础有机化学实验课程的内容分为3大模块,有机化合物分离、有机化合物合成与有机化学性质。有机化合物的分离基本实验包含蒸馏、分馏、萃取、柱色谱、薄层色谱、重结晶与水蒸汽蒸馏等。有机化合物性质实验包含烷烃性质、芳烃性质、卤代烃性质、醇酚醚性质与醛酮羧酸性质。从以上有机化学实验的内容可以看出,有机化学实验无论是原料,还是产物都属于危化品,属于易燃、易爆类化合物,存在不安全因素。因此,在有机化学实验教学整个过程中都要贯穿安全教育。如开始称取化学样品时,要告诉学生针对试剂(样品)不同的化学性质,采用不同取样器皿;实验结束后,所有的试剂及实验中产生的废弃物,要针对其化学性质,采用不同的回收器具,用不同的办法进行保存,确保安全。
2安全知识融于有机化学实验教学各个环节
有机化学实验课是一门重要的基础课,起到理论与实践结合的桥梁作用,培养学生独立操作与动手的能力。由于有机化学实验具有一定的不可预测性,可能会出现不同的实验状况,需要灵活面对、临机处置,这就要求学生掌握好有机化学的基础理论知识,同时要求教师通过有机化学实验课程帮助学生掌握好这些知识与技能。本文把有机化学实验课程教学分为4个教学阶段,即课前预习、课程讲解、实验操作和撰写报告[10-12]。为了培养学生的安全意识,把安全知识融于有机化学实验教学的每个阶段。对于教师来说,该课程不仅是有机化学实验知识的教学,而且是有机实验安全知识的教学。对于学生来说,通过该课程的学习,学生不仅获取有机化学实验知识、提高实验操作能力,同时也学到了有机化学安全知识,达到了培养学生的目的。2.1课前预习——评估安全风险。如果要达到有机化学实验课程的教学目的,确保实验课程的教学质量,必须要求学生做好课前预习,以及指导学生如何进行课前预习,同时把实验过程中的安全事项融于预习之中。为了提高实验效率,把学生将要在课堂上进行操作的实验,全部制作成多媒体课件,供学生课前预习。如在预习“乙醇蒸馏”实验时,课件告诉学生如何选择热源,如何控制蒸馏时不能将烧瓶中液体蒸干,避免发生火灾或爆炸危险。另外,从安全角度考虑,学生一定要学会安全风险评估,对实验课程中的每一个步骤、每一个环节,都要做好风险评估,确保每次实验课的安全。通过预习实验步骤,学生要牢记如何安装仪器、将要用到哪些仪器、实验过程会出现什么现象等。同时通过预习,学生要了解在每一步操作中会遇到哪些安全风险、如何避免、如何解决;一旦出现安全事件,如何采取应急措施,立即解决。如在预习“熔点测定”实验时,该实验要防止如下安全事件,如温度计打破、水银散落,温度计套管上的小洞不能指向旁边的学生,防止酒精灯起火,防止烫伤、烧伤,b形管必须干燥,防止有水,以免甘油外溅。为了有效防止以上安全事故的发生,必须进行风险评估,采取相应的应急预案。如在预习“四氢呋喃除水”实验时,该实验最大的风险是产生氢气,氢气见光容易爆炸。针对这一安全风险,必须采取相应的措施消除安全隐患,如必须具备良好的通风设施,先要在敞口容器里,钠反应一段时间,必须使用微小的钠粒,使反应缓慢。此外,在预习阶段,师生还要准备好应对可能出现的安全事故的应急预案。2.2课程讲解——注重安全细节。课程讲解阶段是在学生动手实验操作之前,教师对本次实验内容进行系统讲解的过程。在该教学阶段,教师应告诉学生实验目的、实验原理、实验方法,明确所需仪器设备、药品的种类和用量,讲明实验条件、实验中将出现的情况等,特别是让学生了解在实验操作中、实验反应中的安全知识。在该教学阶段,培养学生在实验开始之前掌握好相关的安全知识,避免安全事故的发生,以此提高实验教学质量。如在讲解乙酰苯胺重结晶实验时,该实验掌握的安全知识包括如何避免沸水外溅烫伤、趁热过滤时烫伤、玻璃打破的刮伤等安全知识。2.3实验操作——警惕安全事件。实验操作是有机化学实验的关键环节,能够培养学生的观察能力以及规范的实验操作能力。此外,实验成败的关键直接关系到学生实验课程的成绩,关系到学生是否对有机化学实验课程感兴趣。在此阶段,由于学生独立操作,以及有机化学实验的独特性,可能因学生操作流程发生的变化、化学药品数量的称量不准确等,都会导致化学反应发生变化,引发安全事故。因此,学生在实验操作中,要特别警惕安全事件的发生。如在“正丁醚的制备”实验操作中,为了确保实验安全,警惕以下事项:实验装置必须规范,三口瓶与冷凝管夹子必须固定在同一铁架台上形成一个整体,摇动时避免玻璃断裂,使正丁醚着火;浓硫酸取用必须按规程操作,否则容易灼伤;反应前在三口瓶中加入沸石,防止反应暴沸;检查分水器是否漏液体,以免正丁醇燃烧等。2.4实验报告——扎牢安全意识。有机化学实验教学的最后教学环节——撰写实验报告,也就是实验总结。基于实验安全的角度,要求学生在撰写实验报告时,一定认真分析此次实验要注意哪些安全事项,使学生的安全知识、安全意识得到升华,潜移默化地培养学生的综合素养。如在撰写“正溴丁烷的制备”的实验报告时,一定要总结该实验的安全知识,如使用浓硫酸,要如何避免发生意外事故;反应中生成酸性气体溴化氢,除用吸收装置外,应在通风条件下进行操作,防止中毒事件发生;正丁醇及副产物正丁醚和1-丁烯都易燃烧,要防止着火事件发生;因此,对实验产物正溴丁烷应全部回收,登记入账管理等。
3结语