高分子材料的应用特点范文

导语：如何才能写好一篇高分子材料的应用特点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词:高分子材料 化学 分子

中图分类号:U465.4文献标识码:A

高分子材料:macromolecular material,以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,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。

一、按特性分析高分子材料

高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。

①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小,分子链柔性好,在外力作用下可产生较大形变,除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。

②高分子纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料,经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高,一般为结晶聚合物。

③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分,再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料;按用途又分为通用塑料和工程塑料。

④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。

⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质,添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同,分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体,添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点,并可根据需要进行材料设计。

二、现代新型高分子材料

高分子材料包括塑料,尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展,但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用的高分子物质,即所谓的通用高分子,它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。而现代工程技术的发展,则向高分子材料提出了更高的要求,因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。

1.高分子分离膜

高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。采用这样的半透性薄膜,以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力,使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比,具有省能、高效和洁净等特点,因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。膜分离过程主要有反渗透、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离膜的高分子材料有许多种类。现在用的较多的是聚枫、聚烯烃、纤维素脂类和有机硅等。膜的形式也有多种,一般用的是平膜和空中纤维。推广应用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社会效益。例如,利用离子交换膜电解食盐可减少污染、节约能源:利用反渗透进行海水淡化和脱盐、要比其它方法消耗的能量都小;利用气体分离膜从空气中富集氧可大大提高氧气回收率等。

2.高分子磁性材料

高分子磁性材料,是人类在不断开拓磁与高分子聚合物的新应用领域的同时,而赋予磁与高分子的传统应用以新的涵义和内容的材料之一。早期磁性材料源于天然磁石,以后才利用磁铁矿(铁氧体)烧结或铸造成磁性体,现在工业常用的磁性材料有三种,即铁氧体磁铁、稀土类磁铁和铝镍钴合金磁铁等。它们的缺点是既硬且脆,加工性差。为了克服这些缺陷,将磁粉混炼于塑料或橡胶中制成的高分子磁性材料便应运而生了。这样制成的复合型高分子磁性材料,因具有比重轻、容易加工成尺寸精度高和复杂形状的制品,还能与其它元件一体成型等特点。

3.光功能高分子材料

光功能高分子材料,是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料。目前,这一类材料已有很多,主要包括光导材料、光记录材料、光加工材料、光学用塑料、光转换系统材料等。光功能高分子材料在整个社会材料对光的透射,可以制成品种繁多的线性光学材料,又可以开发出非线性光学元件,如储存元件兴盘的基本材料就是高性能的有机玻璃和聚碳酸脂。此外,利用高分子材料的光化学反应,可以开发出在电子工业和印刷工业上得到广泛使用的感光树脂、光固化涂料及粘合剂;利用高分子材料的能量转换特性,可制成光导电材料和光致变色材料;利用某些高分子材料的折光率随机械应力而变化的特性,可开发出光弹材料,用于研究力结构材料内部的应力分布等。

4.高分子复合材料

高分子材料和另外不同组成、不同形状、不同性质的物质复合粘结而成的多相材料。高分子复合材料最大优点是博各种材料之长,如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质,根据应用目的,选取高分子材料和其他具有特殊性质的材料,制成满足需要的复合材料。高分子复合材料分为两大类:高分子结构复合材料和高分子功能复合材料。以前者为主。高分子结构复合材料包括两个组分:①增强剂。为具有高强度、高模量、耐温的纤维及织物,如玻璃纤维、氮化硅晶须、硼纤维及以上纤维的织物。②基体材料。主要是起粘合作用的胶粘剂,如不饱合聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等热固性树脂及苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂,这种复合材料的比强度和比模量比金属还高,是国防、尖端技术方面不可缺少的材料。

三、高分子材料的合成与加工

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关键词：功能高分子材料；教学探讨；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）32-0139-02

一、引言

《功能高分子材料》是材料化学、高分子材料、复合材料和应用化学专业的主干综合性课程，同时是一门以高分子化学和物理为基础，与生物学、物理学和医学等学科都有交叉的交叉学科。随着科技迅速发展，当前社会领域内对功能高分子的应用更为普遍，因其种类多、内容丰富成为新技术革命中不可或缺的关键材料并充斥在人类生活中，这使得《功能高分子材料》课程的教学显得尤为重要。高分子材料的功能化主要体现在对其组成及结构上的设计，而《功能高分子材料》的教学目的就是让学生在掌握关于功能高分子材料基本知识的基础上，可以制备和设计功能高分子材料。因此，提高对《功能高分子材料》课程教学方法的重视，打破传统的教学方式，对于培养出运用功能高分子材料的高素质优秀人才尤为重要。

二、教学内容和课程特点

《功能高分子材料》是一门专业选修课，同时是一门重要的核心主干课程，不仅要求学生了解并掌握高分子材料的基础知识，更要求学生具备动手设计和制备有关的功能高分子材料的能力。而这也就要求在功能高分子材料的教学过程中，始终贯穿高分子材料的分子“设计―结构―性能”之间的关系，这往往需要学生运用和掌握大量的高分子化学与高分子物理的基础知识。

三、目前《功能高分子材料》课程教学现状与存在的部分问题

首先，功能高分子是一门结构复杂、跨学科性强的专业学科。因此，该门课程在教学内容的选择上不能拘泥于在传统模式中选取某一本教材内容进行教授，而是应需要进一步的去完善和提炼综合各版本的优势内容，再进行教学内容的选取；其次，晦涩难懂的教学重点是要求学生理解高分子材料是怎样从组成、结构上进行设计而使材料功能化的，但理论知识往往比较刻板生硬，使得学生学习兴趣低下。那么，如何提高学生学习积极性是教学关键。传统的“填鸭式”教学并不适用于这门课程，因为在缺乏以学生兴趣作为保障的前提下，我们很难将内容多、更新快、知识点晦涩、难点较多的功能高分子材料这门学科讲清楚。因此，教师应充分考虑更新教学手段、教学方法以及考核方式，提高自身专业素养并调动学生积极性来克服这一困境。

四、《功能高分子材料》课程教学改革方法与实践

1.教材的选定和内容的精讲。目前多数学校对于这门课程安排的课时、学时较短，主要集中于学生找工作和考研的大四阶段。那么，这就有赖于授课教授前期对课程教学内容的精心设计，更要求教师掌握当代先进的高分子材料的前沿知识和发展进程，不断更新自我的知识结构，对课程内容进行系统的分析和归纳，突出课程重点，授课时选择精练重点，深入浅出进行授课，从而解决教学内容多与学时少之间的矛盾。其次，功能高分子是一门相对新兴的前沿学科，因此选择其内容要跟随时代的发展，不可将陈旧的知识拿来反复陈述，而是要跟上科学步伐不断更新、充实和完善授课内容，教师应多方面的关注功能高分子材料领域的前沿动态，不断积累并更新自己的知识量，将先进的学术成果及时应用到平时的教学过程中，使得学生对高分子材料充满好奇，从而提高学生学习功能高分子的积极性，进而牢固掌握高分子材料的基础知识。

2.多媒体教学与传统教学方式相结合。多媒体教学越来越广泛的应用于现代教学中，相比传统的板书口述的传输途径，多媒体具有生动形象的图片和模型、涵盖的信息更广、交互性更强的特点，更容易令学生理解和接受教学过程中复杂的知识难点。近些年，越来越多的课程都已经实行多媒体教学，由于功能高分子材料这门课程的新概念多并且涉猎领域广，引入多媒体辅助教育将更有利于学生直观感受有关功能高分子设计的实例，尤其是教师可利用各种软件、网络资源和视频，生动地展示各种原理模型，把抽象枯燥的功能高分子材料课程变得更加具象、具体，以此调动学生的各种感官、启发学生思考，从而激发学生参与到功能高分子学习中来的兴趣，加强学生对高分子材料中的教学难点的理解和掌握。然而任何事物都是具有两面性的，不能过分依赖多媒体教学，在教学过程中，对于某些特别重要的理论公式的学习和推导，通过多媒体教学难以使学生在较短的时间内完全理解，这时教师就应该采用传统的板书教学方式，通过板书并逐渐讲解过程使得学生能够慢慢理解，加强学生的记忆。总之，多种教学方法有机的结合才能达到完美的理想效果。

3.强化理论与实践紧密结合，培养创新性思维。教师在传授功能高分子材料的理论知识的同时应开设与此课程相关的开放实践课程，如开放性的设计实验。在教师指导下，学生自己动手设计、操作并最终提交实验结果，在整个实验操作中不仅需要现实性的应用学到的理论知识，还可以锻炼学生的自主创新能力。这种自己动手操作设计实验的方式不仅培养了学生的动手能力，更加深了学生对所学知识的理解；还可以带学生去功能高分子材料的工厂参观，切身感受理论结合实际的生产过程，开阔学生的视野，教学实践相结合使得教学成果更为显著。

4.从生活实际出发，激发学生学习动力。教师在教学活动中介绍功能高分子材料的时候，可以以生活中的实际例子或新闻报道中的最新科技进展为例子，让学生认识到功能高分子材料的重要性，同时让学生对最新的研究成果有所了解，从而提高学生们对科学研究的兴趣。例如，教师可以以环保问题为切入点，介绍对于废水、废气处理方面的功能高分子材料；在讲解导电高分子材料时，可以用“诺贝尔化学奖科学贡献―导电聚乙炔发现”的案例切入；在讲电致发光功能高分子材料时，可以先从熟悉的智能计算机谈起，慢慢讲解其屏幕发光机理和应用机制；讲解吸波材料时，教师则可以从各国隐身战斗机的发展入手，从材料的特殊功能入手，再慢慢引出高分子材料的不足之处，从而引导学生主动思考、发掘原因，引导学生获取解决问题的方法，感受到成功的乐趣增进自信，提高学习功能高分子的学习动机。总之，要让学生在学习中建立起功能高分子材料与现实生活的紧密联系，感受到功能高分子学习在未来职业和社会生活中的作用。

5.教学手段多样化，增强教与学的互动性。采取多种教学手段并用，增强互动性教学在功能高分子材料这门学科中是非常重要的，尤其是教与学的互动性，在一定程度上可以促进学生的学习兴趣，在互动中得到对知识的理解和掌握。在互动性教学中，教师可以提出一些问题并适当的给学生安排一些课下查阅资料的任务，锻炼学生的文献检索能力，并能在文献中了解和掌握更为前沿的学科知识；更可以放手安排让学生在讲台上讲授，这样不仅可以促进学生对知识的掌握，还可以锻炼学生的胆量和演讲能力。此外，还可以鼓励学生撰写一些功能高分子材料相关的综述性论文，在培养学生论文写作能力的同时也对功能高分子材料领域有一个广博的认知。总的来说，互动模式可以督促学生主动对知识进行获取，增强学习的效果。

6.科研与教学相融合，以科研促进教学。在功能高分子材料教学过程中，应将教学和科研有机的结合起来。科研教学一体化不但能够提高教师水平，把握前沿的功能高分子材料的知识，更能丰富关于功能高分子材料的教学内容，为学生营造浓郁的学术氛围，提高学生的科研素养和创新能力，进而全面提高关于功能高分子材料的教学质量。

7.改革考核方式，端正学习态度。学生的考核情况是反应教学效果的标准，教师应该随时注意自己的教学效果，随时做好查漏补缺的工作，并积极调整教学方式以达到预期的教学效果。传统的考核方式主要是通过考试成绩来评价这门课的教学效果，而在这种情况下，学生往往是阵前磨枪，突击复习，这种瞬时记忆导致学生知识点很快被忘却。因此，改革考核方式变得尤为重要。首先，重视课堂表现力和出勤率，培养学生上课的纪律性和交流思考能力，该方面要占总成绩的30%；其次，要注重课堂报告和文献检索能力，从而锻炼学生检索资料、撰写报告以及演讲能力，并占总成绩的20%；再次，为了培养学生理论联系实践的创新性思维能力，那么设计性试验和课后作业要占总成绩的20%；最后就是考查学生对概念、原理、性能以及实验设计方案的掌握，占总成绩的30%。这种全新的考核方式能够有效促进学生素质的提高，使得分数不再是衡量学生的标准，对功能高分子材料课程教学效果的提升起到了重要的作用。

五、结语

在随着科技的发展，功能高分子材料科学也在飞速发展，这就要求高分子专业的人才的素质也要与时俱进。因此，在功能高分子材料的课程教学过程中，教师要不断提升自身素质，并及时掌握高分子材料研究的前沿内容，系统归纳课程内容，改变教学观念运用多重教学手段，采用理论与实践结合的教学思路，培养学生独立思考、解决问题的能力，调动学生自主性和积极性，为该科研领域不断输送优秀人才。

参考文献：

[1]齐民华.功能高分子材料课程教学改革的思考[J].广东化工，2011，（05）.

[2]周立，孙荣欣.《功能高分子材料》课程教学改革的探索[J].科技信息，2010，（21）.

[3]吐尔逊・阿不都热依木，如仙古丽・加马力.关于《功能高分子材料与化学》课程教学的几点思考[J].广东化工，2011，（11）.

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一、强调学好药用高分子的重要性，激发学生学习热情

药用高分子材料指的是一类具有良好生物相容性和安全性而应用于药物制剂领域的高分子材料。高分子材料在药学、制药、制剂领域的应用具有久远的历史，早在远古时期人类就懂得利用淀粉、纤维素、蛋白、多糖等天然高分子材料，尤其是在医药领域，古老的药典中已经记载了应用天然高分子作为药方的添加剂。20世纪30年代以来，药用高分子材料更是迅速发展，例如聚维酮被成功合成并在随后被作为血聚代用品而广泛应用于药剂工业。20实际50年代以来，药物传递理论得到迅速发展，而药用高分子材料是现代药物传递体系的重要组成部分。当药物传递不良时，病人服用的药物只有很少一部分能作用在受体部位，大部分的药物在传递过程中被破坏或浪费，不仅药物利用率低而且可能产生较多副作用；而应用药用高分子材料作为缓释控释体系或者包衣体系，可以极大提高药物的药理活性和减少药物对人体的不良作用。随着科技进步，药用高分子材料也迅速发展。例如在制剂包衣方面，作为肠溶包衣材料的虫胶被纤维素衍生物取代，丙烯酸树脂又以其优良的性能和广泛的适用能力而与纤维素衍生物同时大放异彩。可见，药用高分子材料的基本知识，己经成为药剂、制药等领域的工作者必备的知识，在新药设计、药物开发、药物利用、药物包装等方面发挥着重要作用。这些背景的介绍可以使学生对药用髙分子材料在医药领域的重要性产生深刻的认识，从而激发学生对这门课程的学习热情，更好地学习和掌握药用高分子材料的相关知识。

二、结合药学专业特点，组织授课内容

针对药学专业的学生，教师授课时应注重针对学生的专业背景、特点和兴趣来组织课堂内容。首先，要选择适合的课本，我校药用高分子材料学课程选用郑俊民主编的《药用高分子材料学》一书，该书由中国医药科技出版社出版，是全国高等医药院校药物类规划教材，也是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。该课本面向的正是药学专业的学生，涵盖了与药学相关的高分子化学和高分子物理学知识，以高分子作为药用辅料的应用为主要内容。其次，由于课程的教学时数为32学时，因此要合理分配各知识点的授课时间。高分子化学和高分子物理部分的重点放在高分子、交联、柔性等基本概念和重要高分子化学反应如加聚反应、缩聚反应、连锁聚合反应和逐步聚合反应，其中自由基聚合反应是重点和难点。要特别注意理论联系实际，因此高分子溶液的配制也是这部分内容的重点，因为药物制剂过程经常需要用到高分子溶液，而一般市售的药用高分子大多是颗粒状、粉末状，如果将其直接用良溶剂溶解，则很容易聚结成团，得不到均匀分散的高分子溶液。例如聚乙烯醇和羧甲基纤维素在热水中易溶，则应先用冷水润湿、分散，然后加热使其溶解，这样才能得到均匀的高分子溶液。这样的授课方式可以让学生感受到这门课程的实用性，对这门课程更有学习的热情。再者，讲授高分子材料时要结构、性质、应用相联系，让学生知道高分子的结构决定了它的性质，而它的性质决定了其应用。例如淀粉在热水中能发生溶胀，支链淀粉分子从淀粉中向水中扩散形成胶体溶液，而支链淀粉则仍以淀粉粒形式残留在水中，通过离心可以很容易将直链淀粉和支链分离。这种性质与其结构有关，支链淀粉构成有序立体网络，其中间被直链淀粉占据，形成固体溶液，在热水中处于无序状态的螺旋结构的直链淀粉分子伸展成线性脱离网络，因而分散于水中形成胶体溶液。通过计对药学专业特点的教学方式，可以使学生对这门课的学习更有兴趣，也更容易掌握重点和难点。

三、运用多媒体教学手段

多媒体技术作为一种新的教学手段，可以将文字、图像、动画、视频等数字资源整合在一个整体中。在药用高分子教学中应用多媒体技术，具有很多的优势。首先，多媒体技术可以在有限的时间内有效传递更大的信息量。其次，多媒体技术的应用可以将抽象的内容具体化，将静止的内容动态化，更具有视觉冲击的效果，使学生更容易接受新的知识。比如高分子反应这一章中的自由基聚合反应，其基元反应分成链引发、链增长、链转移、链终止等，如果用传统的板书教学手段，学生无法理解其瞬间反应的特征。而如果采用多媒体教学手段，可以将其反应过程立体化、整体化，帮助学生更容易理解这些反应。在教学过程中，笔者深刻体会到多媒体技术在这门课程教学的重要性，我们将在后续教学中探索如何更好地将多媒体和传统教学相结合，更好得突出重点难点，更好地帮助学生理解抽象知识。

四、结语

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关键词：热分析技术；高分子材料；技术作用；技术应用

高分子材料是一种具有较高稳定性的材料，可以被应用到很多产品制作当中，要想进一步得知高分子材料的物理性质和温度关系，就必须使用更具针对性的技术对其进行分析，热分析技术就是一种能够分析材料物理性质和温度关系线性变化的技术，它的应用将进一步帮助人们更好的了解高分子材料的性质，提升高分子材料的性能。在本文当中，笔者将对热分析技术的概念和应用领域进行分析，进一步促进高分子材料的研发水平。

1 热分析技术及其应用领域简介

1.1 热分析技术简介

热分析技术利用一定的程序控制分析对象的温度，并对分析对象的物理性质进行观察和研究，最终得出温度变化与分析对象物理性质之间的关系。材料的研发对应着一定的社会需求，那么被研发出来之后，它具体能够被应用到哪些领域，这就需要对材料进行客观全面的分析，作为其中一个项目，了解材料物质性质和温度之间的关系对于确立材料的应用层面是十分重要的。例如材料的光学特性、机械性质、声学性质等等，决定了材料是否能够被用于高温环境、机械高压环境、噪音隔离等各种不同的环境当中。通过热分析技术对材料的物理性质进行确定之后，就可以得知该材料适合用于什么样的环境。

1.2 热分析技术的应用领域简介

热分析技术将物质置于不同的温度环境，对其化学改变和物力改变进行分析，最终得出其与温度之间的关系，这些分析结果和数据将对材料的应用产生很大的影响。总体来讲，热分析技术可以被引用到下述领域当中：

（1）分析材料的性能和结构，并对相关产品的生产进行质量检测，重点检测产品物理性能是否合格。

（2）为生物材料以及分子生物学研究提供提理论分析工具。

（3）应用于各种动力学和热力学研究，为其提供快捷有效的研究技术。应用范围广、样品用量比较少。

（4）完善对物质的研究层面，帮助全方位了解物质的性能和特点，是一种化学研究和热化学研究的新技术。

（5）建立关于各类物质的热分析曲线图，帮助人们准确确立物质的性质。

2 热分析技术在高分子材料研究与分析当中的具体应用

2.1 高分子材料当中的差热分析法应用

所谓热差分析，就是将两种物质置于同样的温度变化环境下，由一定的程序执行温度变化控制，分析温度环境变化下物质温度的差值变化，保证物质在持续升温或者降温的环境下不会出现放热、吸热现象，以此展开对物质热效应现象的技术检测和技术分析。热差分析技术可以对玻璃等高分子材料进行降解或者熔融，分析高分子材料的温度变化特征。其技术优势在于可以对高分子材料进行较为全面的分析，且应用领域较为广泛。其缺陷在于不能对物质进行时点吸热，且对物质放热速度的测量达不到精确度要求，因而这种技术形态在定量测量技术性能的建构层面依然存在着极其明显的局限性，给有关技术研究事业的深入_展创造了较为充分的发展空间。

2.2 高分子材料中热机械分析法的应用

热机械分析法已经被用于测试塑料制品的性质，尤其是各个技术发展步伐较快的国家。热机械分析技术的最大优势在于能够准确科学的分析出塑料类高分子材料的机械性能、应力松弛和软化点，非常适用于塑料产品的质检测试。

首先来讲，材料的机械性能分析师极为重要的，以塑料制品为例，其机械性能直接决定了高分子塑料产品具备的性能、所能承受的应用环境等。利用热机械分析法对材料进行机械性能分析，能够帮助技术人员确定材料可以被应用的环境，拓展相关产品的研发层次和空间，对高分子材料受热断裂技术临界温度实施精确测量。其次，该技术该可以应用于分析高分子材料的膨胀性能，例如陶瓷、金属类材料，这类材料要制成产品，通常需要进行升温处理，而后实施成型加工，升温环境下，就会涉及到材料膨胀问题，利用热机械分析法可以分析不同温度条件下材料的膨胀性能，并得出二者之间的变化规律，它对于升级优化材料的机械性能、压制材料的膨胀性能是十分有利的。

2.3 高分子材料研究中热重法的应用

热重法主要分析材料质量、温度和时间三者之间的关系，帮助人们得出材料在不同环境下的使用寿命，提高相关产品应用的安全性、稳定性。首先来说，它可以应用分析高分子材料的组分，得出材料内部组成成分及其含量；其次，该技术可以精确的测定出高分子材料中具有的挥发性成分，以此来评定材料在不同温度和时间下的质量变化，帮助人们调节材料生产过程，减少材料中挥发性物质的含量，提高高分子材料的稳定性。

3 结束语

未来，随着高分子材料的进一步研发，热分析技术还将得到更为广泛的应用，领域内还会不断的对热分析技术的缺点进行优化，提高其应用层面。

参考文献

[1]王笑笑，刑浩杰，程祥.浅析热分析技术在高分子材料研究中的应用[J].现代制造技术与装备，2016（01）.

[2]刘 昊.高分子材料领域热分析技术的应用研究[J].化工管理，2016（01）.

[3]庞锦英，莫羡忠，李建鸣，等.高分子材料成型加工实验教学改革探讨[J].企业科技与发展，2015（02）.

[4]杨锐，陈蕾，唐国平，等.热分析联用技术在高分子材料热性能研究中的应用[J].高分子通报，2012（12）.

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【文章编号】0450-9889（2017）06C-0078-02

高分子材料是化工产品的一个分支，是目前发展最快、应用前景最广且最具生命力的一类化工产品；高分子行业的迅猛发展，急需大量复合型人才。而大多数高校高分子材料专业的人才培养侧重在材料的合成等偏理论方面，对高分子材料加工成型为终极产品的工艺环节关注的程度不高。广西大学化学工程与工艺专业在化工材料加工工艺方面开设了系统的专业课程群，为“高分子材料成型与工艺”课程的设置打下了坚实的理论基础。然而，广西大学化学工程与工艺专业没有开设过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等高分子基础或专业基础课程，且该专业作为一个覆盖范围广泛的交叉的专业，开设的专业课程很多，所有的专业课程学时都高度压缩。在高分子材料理论知识缺乏、课程学时数少、无配套实验的背景下，本文从教学内容、教学方法、创新能力培养等方面对“高分子材料成型与工艺”课程教学改革进行探索。

一、教材的选用

广西大学化学化工学院“高分子材料成型与工艺”课程刚开设时，选用的教材是史玉升等编著的《高分子材料成型工艺》，学生通过学习可以掌握高分子材料的制备、性能、成型、评价及应用，全面系统地了解高分子材料成型技术的最新知识。教学过程中，学生反映这本教材的难度太大，因为“高分子材料成型与工艺”是一门专业技术课程，需在完成化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学、高分子物理和化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等基础理论课和专业基础课程后，对学生进行综合训练。

“高分子材料成型与工艺”课程是在大三第一学期开设的专业课，此时学生已经修完化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学等基础理论课，然而基本没有学过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等专业基础课，高分子材料方面的基础较差，加上这本教材讲述的理论知识较少，所以学起来较吃力。根据学生的反映，学院及时更换了教材，采用周达飞等主编的《高分子材料成型加工》“九五”重点教材，该教材高度概括了高分子材料的最基础的知识，对加工成型影响很大的高分子流变学基础知识进行较全面深入的介绍，全面介绍了高分子材料成型加工最常用的基本工艺，也兼顾了新技术和新方法，难度适中，得到学生好评。

二、教学内容的改革

高分子材料成型技术涉及化学、材料、材料加工、机械等多种学科，“高分子材料成型与工艺”课程是一门专业技术课程，需要广泛的理论知识基础。化学工程与工艺专业的学生基本无高分子材料理论基础知识，学习起来的确难度很大。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”这条主线展开教学内容，重点掌握三者的关系，强调成型加工对制品性能的重要性，这是本课程的主题思想，也是高分子材料的工程特征；选用“九五”重?c教材《高分子材料成型加工》，充分利用国内外重要专业期刊了解行业最新动态，不断更新及补充教学内容，确保教学内容的先进性；在教学内容安排上，以高分子材料成型加工的大工程观点为着眼点，以宽专业为目标，概况高分子材料理论基础和概念（详细的内容指定参考范围让学生利用课外时间自学），从高分子材料的加工原理出发，着重对成型加工工艺进行讨论。从高分子材料的成型加工的共性出发，对模压、挤出、注塑及压延四大成型技术及工艺进行重点讲授，然后讲授塑料、橡胶及复合材料的成型特点和区别，对于一些新的成型方法，以及教材中未涉及而在一些科技文献中见报道的新的成型方法及工艺，教师建立了QQ群这样的交流平台，并将高分子领域权威的一些微信公众号分享到平台上，经常转发高分子材料国际国内的重要进展到平台，引导学生关注，激发学生的学习积极性，让学生以兴趣为导向自动组成兴趣学习小组的方式进行自学。笔者首先通过课内课外结合强化高分子理论基础与概念，对成型加工影响最大的流变性在课堂上进行详细介绍，而其他性能如稳定性、电性能、光性能等材料性能则作为课外学习内容，在有限的学时内，节选核心内容，把高分子材料合成、性能、加工及相互间的影响规律简要完整地介绍。比如教材中同一种成型方法按不同的应用体系分成很多小结，而教学过程中每种成型工艺仅以一种材料为代表来讲，但不同章节会选不同的材料体系来进行，比如讲橡胶的压延，那么注塑可能选塑料，而挤出可能选复合材料，这样来兼顾各类高分子材料的成型。

三、教学方法的改革

教学方法是影响教学目标是否能够实现、实现的程度和效率的关键。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程教学存在两个难点：一是许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程，这要求有实际感性认识和直观性；二是该课程的理论性和实践性都很强，如何在教学过程中实现理论与实际的结合，用理论来解释生产中的实际问题，或以具体实例来说明理论，促使学生真正掌握知识。针对这些问题，“高分子材料成型与工艺”课程在教学过程中对教学方法、教学手段进行了改革。

（一）现代化教学与传统教学相结合。“高分子材料成型与工艺”课程中许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程，这要求有实际感性认识和直观性，同时，该课程的理论性和实践性都很强。笔者根据所选用教材，利用PowerPoint加入声音、图像、动画、视频等各种多媒体信息，并根据需要设计各种演示效果，将抽象、生涩难懂的知识形象生动地展示给学生，激起学生学习的兴趣、吸引他们的注意力，大大加深学生对知识的理解和印象。由于化学化工学院缺乏相应的高分子材料成型教学设备，教学小组联系外界资源制作了几个基本成型工艺的微课，同时广泛收集案例、动画演示及成型录像，不断补充到授课内容中，让学生对高分子成型工艺及设备等有更直观的认识，对课件内容进行更新和完善，丰富课堂内容，加大课堂信息量，使学生获得对高分子材料成型加工的理性和感性双重认识，使教学达到事半功倍的效果。

同时，教师也要注意吸取传统教学中讲解的优点，将教师的语言、激情和应变能力体现在多媒体教学中，并用眼神、情感、心灵与学生沟通，必要时还要进行板书，让学生彻底把握一些关键问题。

（二）采用“任务驱动”教学法和启发式互动式教学。与传统的以教师为主体的“填鸭式”“灌输式”教学方式不同，笔者在部分知识点的授课中尝试采用“任务驱动”教学法，从传统教学的讲授、灌输和教师主宰课堂，转变为组织和引导；从单纯讲解转变为与学生进行适当的交流和探讨。笔者在讲述“高分子材料配方设计”这一章内容时，并没有按照书本来进行，而是布置了一道思考题“设计食品袋的配方”，让学生通过自学课本内容与上网查找相关知识等来完成这一思考题，并在学生完成后让他们用PPT来展示成果，通过讨论的形式与学生探讨了配方设计中的一些原则与内容。

启发式互动式教学强调先让学生积极思考，再进行适时启发；教师不仅要加强自身专业素养和知识积累，而且更重要的是建立师生互动的教学过程，并营造良好的课堂教学氛围，实现教学相长；教师注意自己角色的转变，良好的学习情境可使学生了解学习任务的必要性和与学习任务相关的学习信息，从而激发学习意愿和浓厚的学习兴趣；在教学过程中，对于重要的知识点，通过案例教学，与学生共同分析和讨论，启发学生进行思考，培养学生的创新能力。

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生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。

生物可降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。

因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。

2、生物可降解高分子材料的类型

按来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类，有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。

2.1微生物生产型

通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI公司生产的“Biopol”产品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低，强度及耐热性差，无法应用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔点较高，强度好，是应用价值很高的工程塑料，但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定结构的共聚物，这种共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3天然高分子型

自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子，这些高分子可被微生物完全降解，但因纤维素等存在物理性能上的不足，由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求，因此，它大多与其它高分子，如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得

2.4掺合型

在没有生物可降解的高分子材料中，掺混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得产品具有相当程度的生物可降解性，这就制成了掺合型生物可降解高分子材料，但这种材料不能完全生物可降解。

3、生物可降解高分子材料的开发

3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法

传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通过化学修饰和共混等方法，对自然界中存在大量的多糖类高分子，如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足，但一般不易成型加工，而且产量小，限制了它们的应用。

3.1.2化学合成法

模拟天然高分子的化学结构，从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻，副产品多，工艺复杂，成本较高。

3.1.3微生物发酵法

许多生物能以某些有机物为碳源，通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难，且仍有一些副产品。

3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶学的发展，酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质，并拥有了催化一些特殊反应的能力，从而显示出了许多水相中所没有的特点。

3.3酶促合成法与化学合成法结合使用

酶促合成法具有高的位置及立体选择性，而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量，因此，为了提高聚合效率，许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料

4、生物可降解高分子材料的应用

目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解决环境污染问题，以保证人类生存环境的可持续发展。通常，对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法，但这几种方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物医用材料。目前，我国一年约生产3000多亿片片剂与控释胶囊剂，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片，而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素，羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。

参考文献：

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关键词：高分子材料；水土保持；应用

一、高分子材料在水土保持中起到的作用

1、有机高分子材料是一种水处理絮凝剂产品的聚合物，可以吸附水中的悬浮颗粒，在颗粒之间起链接架桥作用，使细颗粒形成比较大的絮团，并且加快了沉淀的速度。这一过程称之为絮凝，因其中良好的絮凝效果PAM作为水处理的絮凝剂并且被广泛用于污水处理。

2、在光照下能降解为二氧化碳、水和硝酸铵，对植物和封没有任何危害和污染，可很好的应用于水土保持与农业、林业领域，具有抗旱保苗、增产增收、改良土壤、防风固沙多种功能而受到广泛重视。

二、我国水土保持工作面临的严峻形势

我国是世界上水土流失最为严重的国家之一，据统计，我国水土流失面积356平方公里，占国土总面积的40%以上，严重的水土流失给社会发展和国家生态安全带来严重危害。

1、耕地减少，土地退化严重。我国每五十年因水土流失毁掉耕地4000至6000万亩，土地退化、削弱地力，加剧旱情发展。

2、泥沙淤积，堵塞河道。水土流失不可避免地造成泥沙淤积，堵塞河道和水库，降低了河道行洪和水库调蓄能力以及综合能力的利用，加剧了洪涝灾害，增加了防洪难度，影响航运和交通安全。

三、高分子材料在水土保持方面的应用

我国于80年代引进高分子材料技术和产品的，在90年代中期开始广泛应用于水土保持方面，同时，在农业、林业、水利等领域发挥搞旱保苗、增产增收、改良土壤、防风固沙等多种功能而受到重视。

1、改良土壤。胶质分子上的负电荷吸附悬浮微粒，形成团粒结构，不仅能固定表土，稳定了封结构，保护了耕层，还可以改善封的透气性、输水性、提高了水的入渗性，减少土壤的板结，减少了化肥农药流失，提高了化肥和农药的利用率，从而提高了作物产量。在与土壤发生作用时，高分子材料主要是做为一种土壤板桔的调理剂，以防止土壤侵蚀、结壳，封翻耕也会更容易。可防止土壤侵蚀、结壳、变硬、盐渍倾，土壤翻耕更为容易；有坡土壤灌溉表土流失率可降低95%，封水入渗性提高35%以上；氮磷淋溶损失减少80%。在干旱情况下，可提高种子出苗率及树苗成活率，农田灌溉中使用高分子可磊大降低灌溉驾照水中的泥少含量，减少化肥和农药流失，减轻了对河流水系的污染，将微量的聚丙烯酰胺加入封中，可以大大降低降雨过程中的水土流失，用聚丙烯酰胺制成膨胀截流代是一种使用简便、快捷、节省人力和物力的新型防洪抢险和围捻截流高分子材料。

2、抗旱节水。用高分子材料对农作物进行包衣处理，在干旱情况下可提高种子出苗率；据介绍，国内生产的一种高分子材料可使旱地水分率提高20%至30%。在大旱情况下，经播种试验后，包衣作物种子成活率达到64%，未包衣的农作物种子成活率40%。

3、控制灌溉过程，发挥水土保持作用。农田灌溉中使用高分子材料，可大大降低灌溉回归水中的泥沙含量，减少化肥和农药损失，减轻了化肥农药对河流水系的污染，减少了河道的疏浚工作量。在农田灌溉研究实验中，泥沙含量降低了30%，水变清澈而更容易渗入土壤，水中农药的含量明显减少。

4、保肥。在减少土壤侵蚀量的同时，相对的减少了因土壤流失而引起的土壤养分流失。所以，处理后高分子材料在与土壤、水相遇时，产生的有机质、碱解氮、速改磷和速效钾等含量会得到明显的提高。

5、集雨。中等分子质量的高分子材料可降水入渗、减小地表径流，但高分子质量的材料在增加剂量的情况下因所形成的分子链比较长，因而会堵塞土壤颗粒间孔隙，可减少土壤水份入渗，增加地表径流，具有极好的集雨效果。用量越大，集雨效果越好，从而为干旱、半干旱地区集雨发挥了不可替代的作用。由于施用高分子材料的突出作用，从某种方面来讲，也大大降低了河流水体中生物化学含氧量。

四、高分子材料在应用中遇到的问题

1、虽然高分子材料具有良好的水土保持效应，但实际应用中，影响其实际的因素确较多。即使有良好的水土保持效益，还需考虑其如地形特殊、土壤质地以及使用时机和方法。一些沟谷密谋为2.03至3.38km/km2，土壤有砂土、壤土等多种质地，土壤质量与坡度的差异给其高作用的发挥带来了很大的困难。

2、高分子材料由于易挥发的特性，在昼夜温差较大的地区和降水范围较大的地区，选用高分子材料的时机和方法应斟酌起见。因此，在实际应用高分子材料前，应在试验区进行具体自然状况的多项试验，在水土保持及水土流失治理过程中，仍会出问诸多问题，如由于施用量、施用方法和土壤质量等不同特点，有时会提高土壤水分入渗率，有时则会降低土壤入渗率，在高分子材料应用过程中，需要辩证看待，以寻找到使用高分子材料后各种因素所发生的变化，以提供重要的理论与实践依据为要。

3、在旱作农业区要建立不同降雨量、作物产值和高分子成本条件下的经济效益函数关系，保证其应用在经济发展中的可行性。同时，也要加大新型高分子材料的研究，克服传统高分子应用过程中的一些问题，提高其耐盐碱强度，提高吸水倍数，降低成本。

五、高分子材料合成发展趋势及建议

1、高分子材料的利用，对发展旱地农田水利、水土保持、减少水土流失，改善环境，以及我国经济保持持续发展都具有重大的现实意义和深影响。高分子材料在水土保持中的应用前景十分广阔。由于我国存在水资源紧缺和时空颁布不匀双重问题，不仅北方旱区缺水，南沙很多地区存在季节性缺水。加上我国水肥农药利用率低，保持水土，植树造林是解决荒漠化的唯一出路，而在雨季旱季充分利用高分子材料进行吸水、放水作用的发挥，是解决干旱少雨地区成功水土保持的有效方法之一。

2、近些年来，高分子材料的应用在干旱地区推广应用面积逐年增加，同时也收到显著效果。目前，世界上有机高分子材料的研究正在不断地加强和深入。一方面，对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范围不断扩大。例如，塑料一般作为绝缘材料被广泛使用，但是近年来，为满足电子工业需求又研制出具有优良导电性能的导电塑料。导电塑料已用于制造电池等，并可望在工业上获得更广泛的应用。另一方面，与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强，并且取得了一定的进展，如仿生高分子材料、高分子智能材料等。这类高分子材料在宇航、建筑、机器人、仿生和医药领域已显示出潜在的应用前景。总之，有机高分子材料的应用范围正在逐渐扩展，高分子材料必将对人们的生产和生活产生越来越大的影响

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Abstract： Polymer materials processing course has strong practical characteristics. Affected by various factors， the teaching of this course often has divorced from practice， which influences the teaching effect. Aiming at strengthening the teaching practice of the course， this paper from teaching thought， teaching method， teaching material construction， curriculum structure， experiment and practice and other aspects to reform and practice， and achieved good results.

关键词： 高分子材料；成型加工；实践性教学

Key words： polymer materials；processing；practice teaching

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）15-0292-02

0 引言

对于高等院校高分子材料与工程专业本科生而言，高分子材料成型加工课程是一门重要的专业必修课。该课程具有明显的实践性特征[1，2]，因此对于培养学生理论结合实践能力、操作能力有着十分重要的意义。但教学过程中由于受到各方面的制约因素，很多时候该课程教学仍然是以理论为主，缺乏与实践的结合，有一种纸上谈兵的现象。这种情况导致学生对抽象的教学内容缺少直观的理解和认识，导致既对理论概念难以深入掌握，又对实践操作缺乏训练，从而觉得该门课程的学习过程枯燥乏味，没有达到开设该课程的目的和意义。因此，对该课程进行改革，增加其实践性和有趣性，对于提高教学效果至关重要[3，4]。针对加强高分子材料成型加工课程实践性教学的教学要求，围绕培养学生掌握高分子材料制品配方设计、成型加工工艺和设备的教学目的，我们从教学思想、教学方法、教材建设、课程结构、实验和实践等方面进行了有益的改革与探索。

1 转变教学思想

在教学过程中，树立理论与实践相结合的理念，牢记提高学生实践操作和创新能力的人才培养目标。同时注重教学方法的改革，传统教学以讲授、灌输为主，教学环节中由教师主宰课堂，我们转变教学思想，提倡教师向组织课题和引导教学转变，从填鸭式的讲解转变为多在课堂上与学生进行适当的交流和探讨。此外，为了增加教学的趣味性以及前沿性，注重教学内容与生产相结合以及不断更新和完善教学内容。

2 开发电子课件、制作仿真动画

电子课件辅助教学可比传统黑板教学引入更多授课内容，缓解了课程内容多课时紧的矛盾；此外电子课件中画图精美的加工设备和工艺流程也更加形象和直观，有助于学生的理解和认识。此外，对于动态的加工成型过程，利用三维仿真动画进行模拟，具有生动形象的视觉。通过对高分子材料成型加工中的主要工艺如挤出成型、注塑成型、压延成型、模压过程、中空吹塑及热成型等进行动画模拟演示使得原本抽象的工艺跃然于眼前，更有表现力，增加了课程的趣味性，同时使得学生有了直观深入的认识，对教学效果的提高大有帮助。

3 强化案例教学

高分子材料成型加工课程中主要及重要的内容就是关于塑料的一次及二次成型原理及工艺。塑料制品如今已经在我们日常的生产生活、国防、航天等诸多领域发挥着重要的作用，并成为不可或缺的材料种类，制品应用广泛，形状琳琅满目。在教学中涉及到具体成型加工方法的时候，如挤出成型、注塑成型或中空吹塑的时候，可以把日常生活常见的采用这些成型方法加工的具体制品（如塑料玩具、电子设备外壳、建筑管道、木塑地板、饮料瓶、碗碟等）带到课堂进行讲解，让理论与实际应用直接衔接。引导学生针对这些常见的制品的原料配方、成型工艺、成型设备等方面进行讨论、启发思考。通过这些看得见、摸得着的真实制品进一步理解课本上的内容，使抽象的理论形象化、使深奥的知识亲切化，从而显著提高了学习效率和学习效果。

4 理论课程与实验课程紧密结合，相辅相成

在开设高分子成型加工课程同时，开设必要的成型加工实验课程，以促使学生对理论学以致用，并且通过动手操作进一步深入理解课本理论，体现了互为促进，相辅相成的特点。成型加工实验项目主要涉及聚合物加工性能的测定，塑料橡胶配方技术，橡胶的塑炼和混炼，橡胶的硫化，塑料的注射成型、挤出、中空成型等各种加工原理，同时涉及高分子材料物理机械性能的测试。通过“教、学、做三结合”，让学生在做中学，在学中会，在会中懂。在实验过程中，学生通过设计高分子制品的配方、操作相应成型设备深入理解了高分子材料成型过程的原理及工艺，培养了实践能力。

5 开发综合性实验

原有高分子专业实验课程中，各实验项目大都是独立的。比如学生们以聚乙烯为原料进行注塑实验，而在进行应力-应变测试时，又拿着实验室提前注塑好的聚碳酸酯样品检测拉伸强度和断裂伸长率。独立实验项目的设置，使得学生对材料从合成、成型及性能检测缺乏系统的认识，难以将高分子材料生产过程中各个环节进行串联。因此，我们结合实验内容和现有设备，对成型加工的实验进行调整，开发综合性实验，使得学生掌握制品从配方设计到成型加工再到性能检测的整个流程。

6 加强教师的实践能力

教师自身的能力在教学环节中的重要性是不言而喻的，该课程实践性特点突出，但担任授课的教师一般都缺少工厂的生产经验，因此为了更好的与实践相结合，不断提高教学效果，必须多举措的提高教师的实践水平。相应的措施有利用假期安排教师去成型加工企业生产实训；开展成型加工项目的科研工作；观摩兄弟院校实验及实践教学等。

7 组建学习兴趣小组

在课程学习期间，在学生中组建高分子材料成型加工科研兴趣小组。旨在利用课外实践培养学生的加工成型方面的独立动手能力和创新能力。兴趣小组以学生为主，课题提出，查找资料、设计实验方案、摸索成型工艺参数均由学生自己完成。教师在这个过程中只是指导作用，这充分发挥了学生的学习主观能动性，培养了自学能力和解决问题的能力，增强了实践能力。

8 开拓实习基地，组织进入工厂现场参观

高分子材料成型加工具有很强的实践性和工程性特点，为了帮助学生建立起大工程的整体观，这仅仅依靠课堂学习以及完成相关实验是不够的，还应该开拓实习学生到工厂、车间实地观察成型设备、了解工艺控制过程及生产线管理等，这样才能获得对工业化生产具体直观的认识。

总之，针对高分子材料成型加工课程实践性强的特征，我们从教学理念、教学内容、教学方式、教学方法等多方面对该课程进行改革和实践，切实增强了高分子材料成型加工课程教学实用性，体现该课程设置的目的和意义。

参考文献：

[1]张道洪，周继亮，李廷成.《高分子材料成型加工》课程教学改革探索[J].中国科教创新导刊，2008，1：18-19.

[2]胡杰，袁新华，曹顺生.《高分子材料成型加工》课程教学中的几点思考[J].科技创新导报，2010，4：242-243.

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高分子材料：以高分子化合物为基础的材料，高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。

高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万，所含原子数目一般在几万以上，而且这些原子是通过共价键连接起来的。高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时，叫线型高分子(如聚乙烯的分子)。如果高分子化合物中的原子连接成网状时，这种高分子由于一般都不是平面结构而是立体结构，所以也叫体型高分子。

二、高分子材料的结构特征

高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成，高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。 因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外，还具有许多特殊的结构特征。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。

三、高分子材料按来源分类

高分子材料按来源分，可分为天然高分子材料、半合成高分子材料（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。

天然高分子材料包括纤维素、蛋白质、蚕丝、橡胶、淀粉等。合成高分子材料以及以高聚物为基础的，如各种塑料，合成橡胶，合成纤维、涂料与粘接剂等。

四、生活中的高分子材料

生活中的高分子材料很多，如蚕丝、棉、麻、毛、玻璃、橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。下面就以塑料和纤维素举例说明。

（一）、塑料

塑料是一种合成高分子材料，又可称为高分子或巨分子，也是一般所俗称的塑料或树脂，可以自由改变形体样式。是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。

塑料主要有以下特性：①大多数塑料质轻，化学性稳定，不会锈蚀；②耐冲击性好；③具有较好的透明性和耐磨耗性；④绝缘性好，导热性低；⑤一般成型性、着色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧；⑦尺寸稳定性差，容易变形；⑧多数塑料耐低温性差，低温下变脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶剂。塑料的优点1、大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸、碱反应。2、塑料制造成本低。3、耐用、防水、质轻。4、容易被塑制成不同形状。5、是良好的绝缘体。6、塑料可以用于制备燃料油和燃料气，这样可以降低原油消耗。塑料的缺点1、回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算。2、塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。3、塑料是由石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。

塑料的结构基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子制成的是热塑性塑料，由体型高分子制成的是热固性塑料。

塑料的应用：透明塑料制成整体薄板车顶。薄板车顶的新概念基于透明灵活的聚碳酸酯或硅树脂材料，可以被永久性地塑造成单个的聚碳酸酯薄板，也可作为可折叠铰链和封条。拜耳材料科技研发的原型总共配备了四个灵活的薄板部件，形成了四扇“顶窗”，每扇窗都可单独打开和关闭。导轨用于连接薄板部件，形成一个牢固、透明的聚碳酸酯车顶外壳。一个同样透明的管子沿车顶结构中央纵向放置，在“顶窗”打开后用来调节折叠薄板。这样可以形成三维立体结构，组件比平坦的薄板更加牢固。同时也大大降低了单个组件的数量。

（二）、纤维素

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是世界上最丰富的天然有机物，占植物界碳含量的50%以上。纤维素是自然界中存在量最大的一类有机化合物。它是植物骨架和细胞的主要成分。在棉花、亚麻和一般的木材中，含量都很高。

纤维素的结构：纤维素是一种复杂的多糖，分子中含有约几千个单糖单元，即几千个（C6H10O5）；相对分子质量从几十万至百万；属于天然有机高分子化合物；纤维素结构与淀粉不同，故性质有差异。

纤维素的性能：纤维素不溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂，能溶于铜氨Cu(NH3）4（OH）2溶液和铜乙二胺 [NH2CH2CH2NH2]Cu（OH）2溶液等。水可使纤维素发生有限溶胀，某些酸、碱和盐的水溶液可渗入纤维结晶区，产生无限溶胀，使纤维素溶解。纤维素加热到约150℃时不发生显著变化 ，超过这温度会由于脱水而逐渐焦化。纤维素与较浓的无机酸起水解作用生成葡萄糖等，与较浓的苛性碱溶液作用生成碱纤维素，与强氧化剂作用生成氧化纤维素。

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摘要：随着高等工程教育改革和社会发展，工程教育认证已经在我国高等工程专业实施。工程教育认证是高等教育工程观的重要转变，主要倡导学生中心、产出导向、持续改进三个基本理念。高校应当按照工程教育认证要求，加强专业内涵建设，调整培养目标，改进培养标准，重构工程人才培养体系，推进工程教育的改革和发展。

关键词：工程教育认证；教学改革；专业建设；人才培养

中图分类号：TB1 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0007-03

专业建设是高校本科教学的基础性、持续性、引领性工作。经济全球化带动了工程教育的国际化[1]，《华盛顿协议》为工程类学生走向国际提供了质量标准通行证。为推进我国工程教育改革，提高工程教育质量，从而提升工程技术人才的国际竞争力[2]，早在2005年，我国就开始了试点工程教育专业认证工作。2013年，我国成为“华盛顿协议”预备成员国，标志着中国工程教育专业认证体系得到国际认可，这对促进我国工程教育改革和发展有着重要作用。我们必须以此为契机，加强专业建设内涵式发展，进一步提高我国高等工程教育国际化水平和人才培养质量[3]。

一、工程教育认证对专业建设提出的挑战

工程教育认证主要倡导三个基本理念：学生中心理念、产出导向理念、持续改进理念[2]，这些理念代表了工程教育改革的方向，也明确了对专业建设的要求。

1.培养目标与毕业要求的一致性。培养目标和培养方案是直接影响高校人才培养的关键因素。工程教育认证强调以产出为导向，逆向设计培养方案，从“教师教什么”转变为“学生达到什么”，以社会需求来确定合理的培养目标，明确支撑培养目标的毕业要求。从工程教育认证对毕业生的12条认证标准可以看出，工程教育应注意以市场需求为导向，在多学科背景下对学生工程实践能力的培养，并重视其职业道德和社会责任感的培养。工程教育认证首先要求培养目标定位准确合理，并且各项毕业要求必须能够完整支撑培养目标。培养目标是专业建设的龙头，毕业要求必须围绕培养目标展开，并要能为培养目标提供合理和足够的支撑。工程教育认证看重的是学生广泛受益，因此专业在设定培养目标时要脚踏实地，不能好高骛远。毕业要求是对毕业生的规格设定，不同的培养目标所要求的毕业生的能力和知识必然不同，要注意其差异性。

2.课程体系对毕业要求的支撑度。课程体系是人才培养的主要部分，科学合理、有效运行的课程体系对专业建设有较好的促进作用。工程教育认证下的课程体系必须在广度、深度及运行等方面有效分解、合并并合理承载各项毕业要求。首先，必须要有足够多的支撑毕业要求的相关课程；其次，相关的课程在教学与实践内容的广度和深度上必须能够匹配该项毕业要求。例如，在毕业要求中如强调应具备很好的高分子材料成型加工应用能力，那么在课程体系中不仅应规划足够的高分子材料与工程专业相关的基础科学理论知识和工程技术基础知识，而且必须设置足够的高分子材料合成与成型加工实验课程和工程实践环节，并且应分布在不同的学期内，以便形成能力培养的有效衔接。

3.持续改进，建立保障机制。持续改进是贯穿于工程教育认证全过程的理念，持续改进效果则有赖于学校教学质量管理体系的完整性与有效性。完善的质量保障体系是培养达标人才的一个关键。工程教育认证提出要有一个能对培养目标、毕业要求和教学活动实施持续有效的改进体系，包含校内、校外、课内三个循环，并且对这三个改进和三个循环的要素建立互相作用的关系。

二、工程教育认证下加强品牌专业建设

工程教育认证对提升专业建设水平有着重要影响，高校在专业建设中要深入工程认证理念，为培养专业型高素质人才打下良好基础。

1.立足定位，明确人才培养目标。根据工程教育认证指导，学校应从人才培养的层次、面向和未来三方面明确人才培养目标，以保证人才培养既符合学校办学定位，又适应社会经济发展，同时还兼顾学生可持续发展。常州大学高分子材料与工程专业是江苏省高校中开设的第一个高分子材料加工类专业。专业自建立以来，以“跟进式教育”理念为指导，坚持目标导向和持续改进，先后获得“十一五”国家级特色专业、“十二五”教育部综合改革项目试点专业、江苏省“十二五”重点专业、2003―2010年江苏省品牌专业和2015年江苏省高校品牌专业A类建设点。专业根据学校总体办学定位和石油石化行业发展对高分子材料与工程专业人才的特殊需求，结合教育部高分子材料与工程R到萄е傅嘉员会制定的专业规范，并充分体现自己的特色，将人才培养定位为立足地方，面向高分子材料成型加工及应用领域，培养具有良好职业道德与团队精神，能承担社会责任，具有扎实的高分子材料与工程专业知识，具备解决高分子材料成型加工中工程问题的能力和创新思维，适应行业与区域经济发展的人才，为材料、化工、能源、环境等行业输送具有国际化视野的工程应用型人才做好准备。

学校根据工程教育认证标准中对毕业生的毕业要求，面向社会需求，结合学校多年人才培养的实践与积淀，提出高分子材料与工程专业的5个具体培养目标：①具有良好职业道德和人文社会科学素养，能承担社会责任；②具有扎实的自然科学、工程基础和高分子材料工程专业知识，具有通过现代信息技术获取信息的能力，具备解决高分子材料成型加工过程中工程问题的基本素质和能力；③具有一定的经济、法律、安全、环境和管理等知识，具备推进社会可持续发展的综合能力；④能够在高分子材料与工程相关领域成功就业，具有团队合作精神和国际交流能力，能够在团队中作为成员或者领导者有效地发挥作用；⑤具有终身学习的意识，拓展自己的知识和能力，具备自主创新创业的能力。

2.产出导向，制定人才培养标准。工程教育认证的人才培养标准体现为内容和表现两个层面，一个回答了“社会需要什么样的工程人才”问题，一个回答了“工程专业本科毕业生应该具备的知识、能力和素养”问题。高分子材料与工程专业参考工程教育专业认证标准，依据培养目标，结合学校特色，提出了12条人才培养标准要求：①掌握高分子材料工程所需的相关数学、自然科学、工程基础和专业知识；②能够运用高分子材料工程所需的相关知识，具备对高分子材料成型加工过程进行工程问题分析和解决的初步能力；③具有创新意识，能够综合运用所学理论和技术，能综合考虑社会、健康、安全、法律、经济以及环境等因素；④掌握高分子材料合成与成型加工实验、工程实践、科学研究和工程设计的基本技能，具备对产品、工艺、技术和设备进行研究、开发和设计的初步能力，并能够设计实验及对实验数据进行分析、解释并得出合理结论；⑤具备计算机理论知识，掌握文献检索、资料查询和现代信息技术等方法，具有独立获取新知识的能力；⑥掌握高分子材料与工程专业相关的基础科学理论知识和工程技术基础知识，并能应用本专业基本理论知识解决复杂高分子材料工程问题，理解应承担的社会责任；⑦了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研发、环境保护和可持续发展等方面的方针政策、法律法规；⑧具有较好的人文社会科学素养、较强的社会责任感，理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任；⑨具有一定的参与或组织管理能力、表达能力、人际交往能力以及在多学科背景下的团队中发挥作用的能力；⑩掌握一门外语，具有较强的听、说、读、写能力，具备撰写报告、设计文稿、陈述发言、清晰表达及有效沟通等能力，并具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力；{11}具备一定的项目管理能力，理解并掌握工程管理原理与相关经济决策方法，并能在多学科环境中应用；{12}具有终身学习意识和不断学习、适应社会发展的能力。上述人才培养标准要求完全覆盖了工程教育认证标准中对毕业生的要求，能够完整支撑培养目标，并且能够按照地方区域经济社会的发展对人才培养需求的变化而适时调整，使其具有可持续性。同时，本专业制定了可供具体落实、过程检查和结果评价的标准体系，确保培养标准切实可行，易操作。

3.学生中心，构建课程体系。本专业致力于培养适应经济发展要求的高分子材料与工程专业应用型人才，为能够对人才培养标准要求的达成提供有力支撑，构建“211+”课程体系，合理配置基础知识课程、专业课程、实践技能课程以及能力素养课程，以满足区域经济特别是高分子材料加工行业对人才的需求。该课程体系借鉴国际化教育方法与先进的教学体系，注重学科交叉，在传统课程体系的基础上，结合现代教育特点，对课程知识体系进行合理优化：在新的课程体系中融入化学、机械、环境、管理等学科的相关课程。“211+”课程体系具有基础性、全面性、系统性，并注重课程的综合性、交叉性、适应性，能够满足社会对高分子材料人才的要求。“2”指化学类和机械类两大基础课程群，多学科融合的知识积淀为专业课程的学习奠定扎实基础。化学类指无机与分析化学、物理化学、有机化学和化工原理等基础课程；机械类指机械设计基础、工程制图与CAD、工程力学和电工与电子技术等基础课程。第一个“1”是指专业课程群。瞄准我国产业结构转型升级，重点支持的高分子材料产业。开设高分子物理、高分子化学、高分子材料成型工艺学、高分子材料成型模具、高分子材料成型加工原理、材料现代测试方法等课程，满足区域经济特别是高分子材料加工行业的需求，满足学生多样化专业兴趣和职业发展规划的需要。第二个“1”是指实践课程群。依托国家级实验教学示范中心等高水平实践平台，开设高分子化学实验、高分子物理实验、专业实验、课程设计、生产实习等实践教学课程，彰显重实践、重应用的特点。“+”是指为适应经济发展需求而设置的能力素养提升课程，课程内容不断更新改进，做到与时俱进。如为适应培养国际化人才的要求，开设双语教学课程；为增强学生的安全环保意识，开设“安全技术概论”和“环境保护概论”课程；为增强学生的经济意识，开设“新材料经济与管理”课程，为培养专业能力强、富有责任感的应用型创新人才打下坚实基础。

4.持续改进，关注人才未来发展。提高教学质量，是高校教育的永恒主题。本专业以工程教育认证的教学质量管理要求为指导性文件，全面建立教学过程质量监督及持续改进体系，大力推进社会、学校、全体老师和学生参与的教学过程质量跟踪管理体系的实施，持续改进教学质量管理机制，制定教学环节质量监督体系、课程教学评价跟踪体系及对培养目标及教学质量持续改进的评价体系，从整体上达到工程教育认证标准，促进教学水平和人才培养质量的提高。

专业实行校、院、专业三级教学管理体制。建立了由校领导、教务处、校教学监督组、学院院长、教学副院长、学院教务办公室、专业负责人等组成的本科教学管理机制。在该管理体系下，根据学校教学管理制度和人才培养的目标要求，建立教学过程质量监督机制，定期进行教学质量评估，持续改进教学质量。建立与工程教育认证相符的教学管理组织机构、制定教学过程管理制度、建立教学质量监督与评价体系、采取培养目标与教学质量监督体系等持续改进措施，促进教学质量的提高。另外，校院两级教学工作委员会通过对培养计划的制订（修订）等重大工作的审核、指导等对相应的本科教学质量的保障和提高，提供了制度和管理方面的有力保证。同时还建立了毕业生跟踪反馈与社会评价机制，对本专业的培养目标实现状况进行持续评估和改进。通过应届毕业生座谈会、往届毕业生座谈会、用人单位调查、社会第三方评估四个途径对培养目标的达成与否进行定期评价，并制定相应的改进措施。

工程教育认证对地方本科高校是机遇，也是挑战。在工程教育认证背景下加强专业建设，推进人才培养改革，可以打破传统教育的束缚，更好的发挥区域优势和专业特色，推进学校可持续发展。

参考文献：

[1]姜宇，姜松.基于工程教育认证的教师教学创新能力研究[J].高校教育管理，2015，（6）：105-109.