高分子材料成型原理范文

时间:2024-01-09 17:33:04

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高分子材料成型原理

篇1

关键词:高分子材料;加工成型技术;创新;发展

现阶段,随着我国科学技术的快速发展,使得各个行业在材料使用过程中有了更高的要求,而高分子材料作为一种新型材料,具有较高的使用率,在各行各业中有着较高的价值[1]。基于此,本文就对高分子材料加工成型技术的原理进行探究,并阐述高分子材料加工成型技术的类型,以期提高高分子材料的使用效率。

1高分子材料成型的原理分析

高分子材料,又稱之为聚合物材料,主要是由高分子化合物和其他添加剂组成的一种新型材料,具有运输方便、能量传递高等众多优点,所以在各行各业中被广泛使用[2]。一般情况下,高分子材料的制作过程是由多种化工单元组成的,包含多个化工单元,只有各个化工单元操作流程规范,才可以将高分子材料加工而成。高分子材料在加工过程最重要的一个环节就是聚合过程,此过程中经常会面临传热和传质两部分,且具有升温速度快、反应速度强等特点,所以相关人员在聚合反应过程中就要对高分子材料进行降解和碳化工作,保证高分子材料的顺利成型,并将聚合反应中多余的热量全部除去,从而实现高分子材料成型。

2高分子材料加工成型技术的主要类型分析

2.1高分子材料吹塑成型技术分析

高分子材料吹塑成型技术主要是指:相关人员将原本的热熔型制品在气体压力作用下,加工成为具有中空形状的产品,是我国高分子材料加工成型工作中最常使用的技术[3]。此种技术在使用过程中具有操作简单、处理模式简单、吹塑成型效果好等众多优点,具体主要体现在以下两个方面:一方面,高分子材料吹塑成型技术具有较高的成型率,所以可以对各种材料进行加工,制作成所需产品。另一方面,高分子材料吹塑成型技术所使用的成本较低,相关人员在加工中只需要根据所需要加工的材料选择出其所用使用的吹塑成型技术,所以即使是形状较为复杂的产品,也可以进行加工。

2.2高分子材料注塑成型技术分析

注塑成型技术是高分子材料加工成型技术的一种,最常使用在一些结构复杂的塑料产品加工中,此种加工方法具有使用范围广、产品精度高、生产品种多等众多优点,所有在高分子材料加工成型过程中经常被使用,具有重要的意义[4]。

2.3高分子材料挤出成型技术分析

高分子材料挤出成型技术主要是指:相关人员在对高分子材料加工过程中借助螺杆,对高分子材料进行挤压工作,具体主要包含高分子材料加料、高分子材料定性、高分子材料塑化等多个环节,通过此种加工方法所加工出的产品,具有整体美观的优点,从而提高成品质量。

2.4高分子材料塑料激光加工成型技术分析

随着我国科学技术的快速发展,使得激光行业发展迅猛,在高分子材料加工中被广泛应用。高分子材料塑料激光加工成型技术主要是指:相关人员通过高聚光的激光灯,让其垂直照射在地面的塑料模板上,进而加工出所需要产品。由于高分子材料本身不具有吸收激光能力,所以,相关人员在使用此种技术过程中,需要在高分子材料上涂抹一层特定材料,然后再进行加工,从而保证高分子材料能够对激光充分吸收,保证产品加工质量。

2.5高分子材料半结晶状态下的塑料激光成型技术

高分子材料半结晶状态下的塑料激光成型技术与塑料激光加工成型技术有着一定的相似性,此种技术的主要原理是让高分子材料对激光能量进行吸收,然后将材料改造成所需要的形状,需要注意的是,相关人员在使用此种技术时需要将温度控制在一个固定的范围内,保证高分子材料在结晶溶解过程中所产生的温度低于原本高分子材料表面的温度,并保证高分子材料的拉伸度、强度等方面性能符合要求,从而实现高分子材料产品加工目标。

2.6高分子材料激光烧结技术分析

高分子材料激光烧结技术是最近几年发明出来的一项新技术,此技术在使用过程中需要借助CAD制图软件,相关人员需要通过CAD制图软件对高分子材料进行加工,并在高分子材料加工前对产品模具成本进行准确预算,保证模具成本合理。因此,高分子材料激光烧结技术具有节约成本、环保节能、加工效率高等优点,是目前高分子材料加工中最常使用的技术,并具有广泛的前景。

3总结语

总而言之,在高分子材料应用范围不断扩大的情况,对高分子材料加工成型技术有了更高的需求。因此,在此种情况下,相关人员就需要提高对高分子材料的重视,并对高分子加工成型技术进行总结,选择针对性的加工成型技术方法进行高分子材料加工作业,从而保证高分子材料使用效率,促进高分子材料行业快速发展。

参考文献: 

[1]瞿金平,张桂珍.高分子材料加工成型技术创新与发展[C].2014:1-1. 

[2]梁洁珍.高分子材料加工成型技术创新与发展[J].化工设计通讯,2017,43(5):65,74. 

[3]高奇,吴宇杰,徐明伟等.浅析高分子材料成型加工技术的进展[J].南方农机,2017,48(3):118. 

篇2

【关键词】高分子材料成型加工;工艺;实验教学;改革;综合能力

在高等职业教育从精英教育转向高素质技能人才教育发展以后,创造性与适用性的实验教学方法的重要性日益凸显。高分子材料成型加工作为一门专业性强、实用性与系统性兼具、技术不断快速发展的新兴学科来说,高分子材料成型加工教学的实施需要通过理论教学和实践教学的有机结合,培养学生良好的学习方法和探究性、创新性的思维方法。为此,探究性的实验教学已经成为其教学过程中十分重要的教学手段与教学环节。随着新材料技术的不断发展,高分子材料特别塑料已经在各个领域得到了越来越广泛地应用,已成为现代工业三大新型材料,高分子材料成型加工业已成为我国经济发展的支柱产业。高分子材料成型加工是一门实践性很强的学科,因此,对于高分子材料成型加工这门学科的教学来说,改革创新实验教学,对保证本学科的整体教学效果和质量有着非常重要的意义。

一、高分子材料成型加工专业概述

高分子材料成型加工技术是以高分子材料的结构性能和改性制备、制品设计、成型工艺、模具设计与应用、性能检测、设备应用等为研究对象的一门学科。开设主要课程有高分子化学基础、高分子物理学、聚合物流变学、聚合物加工原理、高分子材料与配方、高分子材料成型工艺、塑料成型模具、塑料成型设备等。高分子材料成型加工工艺是高分子材料成型加工技术专业最为核心的课程。培养具有高分子材料成型加工专业基础知识,能在高分子材料领域从事科学研究、技术开发、工艺设计、生产及经营管理等方面工作的高素质应用型专门技能人才。通过本专业的学习,学生应该掌握高分子材料的改性与配制方法;高分子材料的组成、结构和性能关系;聚合物加工流变学、成型加工工艺和成型模具设计的基本理论和基本技能;具有对高分子材料进行改性及加工工艺研究、设计和分析测试,并开发新型高分子材料及产品的初步能力;具有应用计算机进行模流分析、制品与模具设计应用的能力;具有对高分子材料改性及加工过程进行技术经济分析和管理的初步能力。

二、高分子材料成型加工实验教学的改革方法探索

(一) 对实验课程进行系统性设计,让其更具实操性

高分子材料成型加工技术是一门系统学科,其实验教学课程也应该是一个具有系统性的课程。但在以往的课程设置中却将实验课程分割成了高分子化学实验、高分子物理实验、高分子成型加工实验等若干个零碎的单元实验,学生获得的实验知识散乱,无法形成系统的知识链和技能集群。因此,将相关实验课程进行项目分类,按照案例模块设计,将相关实验有机地串联成一门集趣味性、知识性和实践性为一体的完整实验教学课程,这样知识间的联系也更为紧密,使实验课程的实操性更高。

(二)让实验的“验证性”向“探究性”转变,增加学生的自主性

现行的高分子材料成型加工实验教材上,都是以验证实验的正确性作为实验目的,实验教材上已经将实验方法、步骤、标准等介绍得非常清楚了,因此,学生只需要按照实验教材上的步骤完成即可,整个过程很少有需要学生创新探索的地方。很显然,这样的实验教学是无法满足高职教育对于提高学生综合实际应用能力的要求的。为此,在已有实验标准基础上,将“验证性”实验向“探究性”实验转变。让学生自行设计方案,自行探究完整实验应该如何做。学生将自己设定的实验步骤完整地记录下来,在实验过程中如果出现了问题,学生根据自己的实验步骤探究分析问题的症结。例如在做PP树脂熔体指数的测试实验时,同时进行PP树脂分子量的测定实验,通过两种实验的对比研究,使学生真正懂得在同一环境因素条件下,熔体指数只是树脂熔体流动性能好坏的表现形式,而高分子的大小才是树脂熔体流动性好坏的内在决定因素。只有让学生的所学在探究性的实验教学中有所体现,学生才能切实得到实践能力上的提升,才能不断提升自身综合素质。在这个过程中,学生分析与解决问题的能力才会得到有效提升。

(三)增加实验教学的创意性与趣味性

高分子材料成型加工的实验教学与一般化学实验的不同之处在于,它的很多实验都需要一个完整的工艺流程才能看到效果,有的单元实验枯燥无味,因此,对于高分子材料成型加工实验来说,增加一些创意性与趣味性是非常必要的。学生如果将做实验当做自己的兴趣来对待,所取得的教学效果会更好。以双酚A型环氧树脂的合成与粘接实验为例,由于环氧树脂是透明的,因此教师可以让学生在实验开始前自行准备一些喜欢的树叶或者卡片之类的东西。当环氧预聚体合成出来以后可以将这些准备好的树叶以及卡片等放到合成模具中,然后进行灌浆、封口以及加热操作,待其固化以后就会得到一个非常漂亮的自制相框。在这一创意的启发下,学生还可以发挥自己的才智制作出台历、钥匙牌等小用具,这就使这样的实验变得非常的有趣。这些创意不仅让学生获得了成就感,同时也更加喜欢实验课程。

(四)实施案例教学法来提高学生的实验分析能力

高职院校教学的重要任务是引导学生学会学习,培养学生的自主学习能力和创新精神。案例教学法是一种以案例为基础的教学法。在教师的指导下,根据教学目标和内容的需要,运用案例来个别说明展示,从实际案例出发,提出问题、分析问题、解决问题,通过师生的共同努力使学生达到举一反三、理论联系实际、融会贯通、增强知识、提高能力和水平的方法。它实现了以学生为主体,以培养学生的实践能力和创新能力为基本价值取向,将理论与实践有机地结合了起来,迅速、高效地解决实际问题。为了让同学们掌握分析解决塑料制品应力开裂现象的方法,在实验教学过程中,以学校高分子材料加工中心生产的某品牌的食用油包装瓶盖在使用过程中发生部分开裂现象为例,让同学们分析发生开裂的原因。通过调查研究知道,瓶盖发生开裂可能是加工温度等工艺条件设定不合适、材料的选择不够正确、模具的冷却系统和模具浇注系统结构不合理等因素造成。然后通过计算机模流分析,发现主要是浇口进浇方向不正确而引发的应力收缩开裂。为此,将进浇方向改为从瓶盖侧向进浇,使问题得到了解决。

三、结束语

综上所述,对于实践性比较强的高分子材料成型加工技术来说,实验教学是教学环节中非常重要的一个部分。创新性实验教学对于高分子材料成型加工学科的整体教学效果会产生至关重要的影响。实现高分子材料成型加工实验教学的改进与改革,有利于提高学生的学习能力、综合应用能力和解决实际问题的能力。对高分子材料成型加工的实验教学进行改革,从对实验课程进行系统性设计着手,让其更具实操性;使实验教学从“验证性”向“探究性”转变,增加学生的自主性;增加实验教学的创意性与趣味性,以及实施案例教学法等,实现理论教学与实验教学的有机结合,提高本学科教学的内涵质量和整体教学效果。

参考文献:

[1]杨芳,刘钰馨.《高分子材料成型加工原理》课程教学改革探索[J].广西师范学院学报(自然科学版),2010(04)

[2]高长有,叶辰,马列.高分子材料课程的讨论与互动式教学[J].高分子通报,2013(06)

[3]张立英.高职高分子材料改性课程项目化教学改革探索[J].科技信息,2013(19)

篇3

关键词:高分子材料;专业学习;实验方法

一、高分子材料成型加工专业概述

高分子材料成型加工技术是以高分子材料的结构性能和改性制备、制品设计、成型工艺、模具设计与应用、性能检测、设备应用等为研究对象的一门学科。开设主要课程有高分子化学基础、高分子物理学、聚合物流变学、聚合物加工原理、高分子材料与配方、高分子材料成型工艺、塑料成型模具、塑料成型设备等。高分子材料成型加工工艺是高分子材料成型加工技术专业最为核心的课程。培养具有高分子材料成型加工专业基础知识,能在高分子材料领域从事科学研究、技术开发、工艺设计、生产及经营管理等方面工作的高素质应用型专门技能人才。通过本专业的学习,学生应该掌握高分子材料的改性与配制方法;高分子材料的组成、结构和性能关系;聚合物加工流变学、成型加工工艺和成型模具设计的基本理论和基本技能;具有对高分子材料进行改性及加工工艺研究、设计和分析测试,并开发新型高分子材料及产品的初步能力;具有应用计算机进行模流分析、制品与模具设计应用的能力;具有对高分子材料改性及加工过程进行技术经济分析和管理的初步能力。

二、高分子材料成型加工实验教学的改革方法探索

(一)对实验课程进行系统性设计,让其更具实操性

高分子材料成型加工技术是一门系统学科,其实验教学课程也应该是一个具有系统性的课程。但在以往的课程设置中却将实验课程分割成了高分子化学实验、高分子物理实验、高分子成型加工实验等若干个零碎的单元实验,学生获得的实验知识散乱,无法形成系统的知识链和技能集群。因此,将相关实验课程进行项目分类,按照案例模块设计,将相关实验有机地串联成一门集趣味性、知识性和实践性为一体的完整实验教学课程,这样知识间的联系也更为紧密,使实验课程的实操性更高。

(二)让实验的验证性向探究性转变,增加学生的自主性

现行的高分子材料成型加工实验教材上,都是以验证实验的正确性作为实验目的,实验教材上已经将实验方法、步骤、标准等介绍得非常清楚了,因此,学生只需要按照实验教材上的步骤完成即可,整个过程很少有需要学生创新探索的地方。很显然,这样的实验教学是无法满足高职教育对于提高学生综合实际应用能力的要求的。为此,在已有实验标准基础上,将验证性实验向探究性实验转变。让学生自行设计方案,自行探究完整实验应该如何做。学生将自己设定的实验步骤完整地记录下来,在实验过程中如果出现了问题,学生根据自己的实验步骤探究分析问题的症结。例如在做pp树脂熔体指数的测试实验时,同时进行pp树脂分子量的测定实验,通过两种实验的对比研究,使学生真正懂得在同一环境因素条件下,熔体指数只是树脂熔体流动性能好坏的表现形式,而高分子的大小才是树脂熔体流动性好坏的内在决定因素。只有让学生的所学在探究性的实验教学中有所体现,学生才能切实得到实践能力上的提升,才能不断提升自身综合素质。在这个过程中,学生分析与解决问题的能力才会得到有效提升。

(三)增加实验教学的创意性与趣味性

高分子材料成型加工的实验教学与一般化学实验的不同之处在于,它的很多实验都需要一个完整的工艺流程才能看到效果,有的单元实验枯燥无味,因此,对于高分子材料成型加工实验来说,增加一些创意性与趣味性是非常必要的。学生如果将做实验当做自己的兴趣来对待,所取得的教学效果会更好。以双酚a型环氧树脂的合成与粘接实验为例,由于环氧树脂是透明的,因此教师可以让学生在实验开始前自行准备一些喜欢的树叶或者卡片之类的东西。当环氧预聚体合成出来以后可以将这些准备好的树叶以及卡片等放到合成模具中,然后进行灌浆、封口以及加热操作,待其固化以后就会得到一个非常漂亮的自制相框。在这一创意的启发下,学生还可以发挥自己的才智制作出台历、钥匙牌等小用具,这就使这样的实验变得非常的有趣。这些创意不仅让学生获得了成就感,同时也更加喜欢实验课程。

(四)实施案例教学法来提高学生的实验分析能力

高职院校教学的重要任务是引导学生学会学习,培养学生的自主学习能力和创新精神。案例教学法是一种以案例为基础的教学法。在教师的指导下,根据教学目标和内容的需要,运用案例来个别说明展示,从实际案例出发,提出问题、分析问题、解决问题,通过师生的共同努力使学生达到举一反三、理论联系实际、融会贯通、增强知识、提高能力和水平的方法。它实现了以学生为主体,以培养学生的实践能力和创新能力为基本价值取向,将理论与实践有机地结合了起来,迅速、高效地解决实际问题。为了让同学们掌握分析解决塑料制品应力开裂现象的方法,在实验教学过程中,以学校高分子材料加工中心生产的某品牌的食用油包装瓶盖在使用过程中发生部分开裂现象为例,让同学们分析发生开裂的原因。通过调查研究知道,瓶盖发生开裂可能是加工温度等工艺条件设定不合适、材料的选择不够正确、模具的冷却系统和模具浇注系统结构不合理等因素造成。然后通过计算机模流分析,发现主要是浇口进浇方向不正确而引发的应力收缩开裂。为此,将进浇方向改为从瓶盖侧向进浇,使问题得到了解决。

参考文献 

[1]关于《高分子材料成型加工》课程建设的思考[J]. 张世杰,黄军左. 广州化工. 2014(01) 

[2]问题式教学法在高分子成型加工实验中的探讨[J]. 刘婵娟,黄孝华,韦春,张发爱. 广东化工. 2013(22) 

[3]基于制品設计与工艺优化的高分子成型加工实验教学研究[J]. 杨斌,夏茹,钱家盛,苏丽芬,苗继斌,陈鹏. 广东化工. 2013(17) 

作者简介 

篇4

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.

篇5

高分子材料加工涉及的通常是高分子材料成型加工方法,化工原理课程也是海南大学(以下简称“我校”)高分子材料与工程专业的一门专业基础课。学生在初学化工原理时可能感觉与高分子加工技术相差较大,对将来专业知识没有直接帮助,学习的积极性与主动性均难以充分调动,甚至还易产生消极抵触的情绪。因此,在课程刚开始的绪论这一章的教学中在介绍什么是化学工业过程时笔者不以教材里的传统化工加工为例,而是详举高分子行业中运用化工原理知识进行材料加工处理的实例,提前介绍一些高分子材料加工的方法,拉近学生与传统化工加工技术的距离,让学生理解高分子加工的一些操作与传统化工类的操作间的异同点,以便消除同学们内心的疑惑,指明高分子材料加工专业的同学学习化工原理知识的必要性。如天然橡胶的初加工是海南(以下简称“我省”)省的特色产业也是我校高分子材料专业的一个重要方向。从天然橡胶树上采割的胶乳经过一系列的处理得到干胶产品(如图所示)。在这个过程中干燥、浓缩、压片等操作与传统化工生产中的相关的单元操作一样,所用的基本原理相同,设备基本通用。高分子材料如聚乙烯的合成中乙烯气体在常压常温下,加压输送合成前的加热升温操作及反应后产物的分离与传统化工专业的流体输送原理及加热原理是相同的,所用设备是相通的。

二、将高分子加工工艺融入化工原理的课程教学中

在高分子材料的加工中采用了大量的化工单元操作。但这些高分子加工艺在传统的化工原理教材中是看不到的。这就要求任课教师具有高分子材料加工方面的知识背景,这样可以将高分子加工工艺中运用到的化工原理的知识融入课程的教学中,学生领会到该门课程的知识在专业知识中的基础作用学习兴趣才会提高,并且在将来的工作中能有意识地提前运用化工原理的理论知识,进行企业的节能降耗等的工艺改进。如在以动量传递理论为基础的单元操作的有关教学中,教材通常是以牛顿型流体如水、苯或甲苯等常规化学品的流体输送为例,而高分子材料专业的学生处理对象多为大分子材料,所处状态通常固体颗粒或黏稠状态,属于非牛顿型流体范畴。因此教材中的例子缺乏对高分子材料专业学生的足够吸引力,难以达到应有的示例效果。教学中我们以胶乳厂中天然浓缩胶乳的生产工艺为例,说明工艺中我们利用泵提供新鲜胶乳能量,促使其流入高速离心机中,而离心机是非均相物分离的一个单元操作。高分子量的聚异戊二烯在离心机转鼓的轴中心较远的地方富集,而小分子如水分、小分子量的聚异戊二烯在轴中心附近富集。将这两个位置的乳液分别导出就分别得到浓缩胶乳和胶清胶,并利用非牛顿型流体的阻力计算方法表明,由于胶乳的黏稠度远大于水的黏度在动力消耗上要比同等条件下输送水的动力消耗大。鉴于在塑料或橡胶的加工生产中大量运用到了螺杆挤出机。所以在流体输送设备介绍中,笔者是以螺杆挤出机在塑料加工中的应用为例,说明螺杆挤出机的工作原理,并且介绍在塑料挤出机的料斗的颗粒进料系统中可以利用固体流态化技术,采用真空吸料或用鼓风机压料进行原料输送。在以热量传递为理论基础的单元操作中,在介绍以导热方式进行的热传递时,笔者以未硫化胶膜在平板硫化仪内加热硫化为例进行导热说明。而以塑料在螺杆挤出机内或橡胶在炼胶机上进行塑炼时的粘流态受热为例介绍对流传热热传递方式。在以质量传递为理论基础的单元操作中,以粉末涂料的生产为例,介绍喷雾干燥工艺。这些将高分子材料加工工艺融入化工原理的课堂教学中,拉近了材料加工与化工原理知识间的距离,提高了学生学习的兴趣,起到明显的教学改革效果。

三、以高分子材料为实验对象

化工原理一般是同学们从公共基础课转向专业课学习所接触到的第一门工程性课程,亦是一门理论与实践紧密结合的技术基础课程。它的实验课教学设计至关重要,其不仅关系到整门课程教学效果的好坏,更是决定能否推进该课程素质教育的关键环节之一。为提高高分子材料类专业同学参与化工原理实验课的学习热情,笔者在实验教学中选择高分子材料进行相关的实验。如干燥实验中有的专业以甘蔗渣纸板为实验对象,获得有关纤维的干燥过程曲线和干燥速率曲线。而我省特色产业天然胶乳加工中有将天然胶乳干燥制备成干胶的这一操作。为了结合我校的高分子材料专业,专业实习提前将有关化工原理的知识融入到专业学习中。实验中以天然胶乳制备的湿膜片为实验材料,获得天然胶乳薄膜制品的干燥过程曲线和干燥速率曲线,为以后同学们去胶乳厂参观实习提供理论和实验依据。这一举措不仅有效激发了同学们参与实验研究的主动性,反过来也极大促进了该课程理论学习的积极性。

四、有的放矢传授教学内容,适应少学时的课程教学计划

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关键词:高分子材料;抗静电技术;应用

前言

现阶段,高分子材料在很多行业中得到应用,是一种非常关键的材料。高分子材料的静电问题是人们十分关心的,好多学者开展了关于高分子材料抗静电技术的研究。笔者首先介绍了高分子材料抗静电技术,接下来探讨了抗静电高分子材料的应用情况。

1 高分子材料抗静电技术

目前,比较常见的高分子材料抗静电技术主要有三种,分别如下:

1.1 添加抗静电剂

为高分子材料添加抗静电剂是一种十分常用的技术,这种技术的主要作用是为高分子材料提供一个导电层,从而降低高分子材料表面的电阻率。在这种情况之下,当出现静电荷时,静电荷在高分子材料表面停留的时间也就是缩短。与此同时,在静电剂的作用之下,原有高分子材料的表面度也会得到一定的增强,这样摩擦作用也就得到而来减弱。一般来讲,抗静电剂主要有三种类型,第一种是阳离子型,第二种是阴离子型,第三种是非离子型。就第一种抗静电剂而言,它不具有较强的耐热性,但是它的抗静电能力比较强。就第二种抗静电剂而言,它不旦具有较强的抗静电能力,还具有较强的耐热性。但是,该种抗静电剂的劣势主要体现在:无法和树脂较好的融合到一起。就第三种抗静电剂而言,它的存在解决了前两种抗静电剂在使用中的问题。此外,该种抗静电剂对于原来高分子材料的影响相对较小,不会改变原材料的物理性能。然而,非离子型的抗静电剂也存在一定的不足之处,主要体现在使用量相对较大。目前,在向高分子材料添加抗静电剂时,一般都会讲上述三种不同的抗静电剂融合到一起。

为高分子材料添加抗o电剂的方式有很多,比较常见方式是外涂,具体包括浸涂、刷涂以及喷涂等。外涂方式的劣势主要体现在在:比较容易产生脱落的现象,从而减弱高分子材料的抗静电能力。现阶段,人们越来越重视内加的方式。具体来讲,就是将抗静电剂和树脂配料混合到一起,从而为高分子材料提供抗静电的表层。和外涂的方式相比,内加的方式可以为高分子材料提供时间更长的抗静电保护层。而且,在抗静电剂的作用之下,材料的表面平滑性也会得到一定的增强。

1.2 与结构型导电高分子共混

在使用该种技术时,主要借助的是导电型高分子材料的抗静电能力。然而,导电性高分子材料的具有一定的劣势,那就是稳定性不是很好,而且不是很容易成型。因此,在利用导电型高分子材料时,一般都不会单独使用,会将该种材料和一些基体高分子结合到一起,从而得到复合型导电高分子材料。目前,获得复合型高分子导电型材料的方式主要有两种,第一种是机械法,第二种则是化学法。

在制备复合型高分子导电型材料时,如果选择机械方式,具体就是将结构型导电高分子材料和基体高分子材料结合到一起。在制备过程中,将导电填料质量分数控制在2%和3%之间,这样就可以使得高分子材料具有一定的抗静电能力。如果选择化学制备的方式,具体方式就是在微观尺度将结构型导电高分子材料和基体高分子材料混合到一起。在制备过程中,需要借助于一些氧化剂的作用,如氯化铁等。

1.3 添加导电填料

该技术的基本原理就是将无机导电填料融入高分子材料中。目前,添加导电填料的抗静电方式已经在很多领域得到了应用。如:在炭黑中加入一定的石墨和碳纤维;在金属中加入一定的金属粉末和不锈钢云母等。添加导电填料方式的优势主要体现在:第一,成本投入相对较低;第二,稳定性相对比较好。该技术也存在一定的劣势,主要体现在:最终得到的抗静电高分子材料是黑色的,从而影响了材料的可调性。

2 抗静电高分子材料的应用

现阶段,抗静电高分子材料在很多领域都得到了应用,下面简单介绍一下:

2.1 聚烯烃类抗静电塑料的应用

聚烯烃类塑料就是一种比较典型的抗静电材料。为了使得聚烯烃类塑料具有一定的抗静电能力,最为常用的方式就是为其添加一定的抗静电剂。具体如下:可以在PE塑料中加入一定的羟乙基脂肪胺类抗静电剂,这样具有了抗静电行的PE塑料就可以使用在电子元件中,也可以作为包装薄膜。研究人员通过一系列的研究发现,如果将PE塑料中抗静电剂的质量分数控制在3%,或者是1%,具体类别是HZ-1,那么PE塑料的抗静电性能也就相对较强。

2.2 聚氯乙烯抗静电塑料的应用

软质聚氯乙烯本身就有一定的抗静电能力,然而硬质聚氯乙烯自身则不具有抗静电能力。因此,需要通过一定的操作对硬质聚氯乙烯进行防静电处理。在研究人员的努力之下,目前已经存在了很多的防静电处理技术。当处理对象是硬质聚氯乙烯材料时,比较常用的方式是添加导电填料。

2.3 ABS抗静电工程塑料的应用

为了使得ABS工程塑料具有一定的抗静电能力,比较常见的方式是为其添加表面活性相对比较强的抗静电剂,有时也可以使用一定的复配抗静电剂。目前,ABS抗静电工程塑料的应用相对比较广泛,主要应用在了一些设备的外壳中,如仪器仪表以及录音机等。此外,ABS抗静电工程塑料也被使用在了高压电缆中。

3 结语

21世纪是一个全新的时代,在新的时代背景下,高分子材料得到非常广泛的应用。在使用过程中,高分子材料的抗静电能力是非常值得研究的问题。在本次研究中,笔者主要探讨了高分子材料抗静电技术,希望可以为相关人员提供一定的参考。

参考文献

[1]杜仕国.高分子材料的抗静电技术与应用[J].材料导报,1994,04:58-61+57.

[2]刘立锦.高分子材料抗静电技术的应用研究[J].河南科技,2013,24:71.

[3]曾化雨.高分子材料抗静电技术的研究与应用[J].化工管理,2013,10:98.

[4]陈国华,翁文桂.高分子材料抗静电技术[J].塑料,2000,04:31-34+52.

[5]许祥.两亲分子设计在抗静电聚烯烃材料与防水抗菌纸中的应用[D].华东理工大学,2012.

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关键词 高分子材料 智能高分子材料 响应速率 进展

智能高分子凝胶

高分子凝胶是指三维高分子网络与溶剂组成的体系,网络交联结构使其不溶解而保持一定的形状,因为凝胶结构中含有亲溶剂性基团,使之可被溶剂溶胀而达到平衡体积。这类高分子凝胶可随环境条件的变化而产生可逆的、非连续性的体积变化。高分子凝胶的溶胀收缩循环使之可应用于化学阀、吸附分离、传感器和记忆材料等领域;循环提供的动力可用来设计“化学发动机”;网孔的可控性适用于智能药物释放体系。高分子凝胶的刺激响应性包括物理刺激(如热、光、电场磁场、力场、电子线和射线)响应性和化学刺激(如值、化学物质和生物物质)响应性。随着智能高分子材料的深入研究,发展具有多重响应功能的“杂交型”智能高分子材料已成为这一领域的重要发展方向。例如,刘锋等合成的羧基含量不同的 值敏感及温度敏感水凝胶聚(异丙基丙烯酰胺丙烯酸)及含有聚二甲基硅氧烷的聚(异丙基丙烯酰胺 丙烯酸),可使吸附在水凝胶中的木瓜酶随着生物体内环境的变化而自行完成药物的控制释放。紫外线辐射法合成的甲基丙酰胺,二甲氨基乙酯水

目前,具有化学阀功能的高分子膜应用范围还比较窄,尚依赖于新材料领域的不断发展。

形状记忆高分子材料

形状记忆高分子材料是利用结晶或半结晶高分子材料经过辐射交联或化学交联后具有记忆效应的原理而制造的一类新型智能高分子材料。形状记忆过程可简单表述为:初始形状的制品―二次形变―形变固定―形变回复。其性能的优劣,可用形状回复率、形变量等指标来评价。在医疗领域, 形态记忆树脂可代替传统的石膏绷扎, 具有生物降解性的形状记忆高分子材料可用作医用组合缝合器材、 止血钳等。在航空领域, 形状记忆高分子材料被用作机翼的振动控制材料。利用高分子材料的形状记忆智能可制备出热收缩管和热收缩膜等。近几年来, 我国已先后开发出石油化工、通信光缆等领域的热收缩制品及天然气、市政工程供水及其他管道接头焊口和弯头的密封与防腐的辐射交联聚乙烯热收缩片。聚全氟乙丙烯树脂热收缩管是一种新型的热收缩材料,具有较强的机械强度,能长期在―260摄氏度至205摄氏度下使用,并保持原有聚全氟乙丙烯树脂优异的电气性、耐化学腐蚀性 。以对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸、乙二醇为原料,采用间歇聚合法可合成热收缩膜用共聚酯切片,采用双向拉伸工艺制得的新型包装膜―― ― 热收缩性双轴拉伸共聚酯膜,可用作精密电子元件及电缆包覆材料。目前,形状记忆聚氨酯、聚降冰片烯、聚苯乙烯的研究开发有着诱人的发展前景。

智能织物

将聚乙二醇与各种纤维 (如棉、聚酯或聚酰胺聚氨酯)共混物结合,使其具有热适应性与可逆收缩性。所谓热适应性是赋予材料热记忆特性,温度升高时纤维吸热,温度降低时纤维放热,此热记忆特性源于结合在纤维上的相邻多元醇螺旋结构间的氢键相互作用。 温度升高时,氢键解离,系统趋于无序状态,线团弛豫过程吸热。当环境温度降低时,氢键使系统变为有序状态,线团被压缩而放热。这种热适应织物可用于服装和保温系统,包括体温调节和烧伤治疗的生物医学制品及农作物防冻系统等领域[4] 。

当前,分子纳米技术与计算机、检测器、微米或纳米化机器的结合,又使织物的智能化水平得到了进一步提高。自动清洁织物和自动修补的织物等更加引起人们的关注 。

智能高分子膜

高分子薄膜在智能方面研究较多的是选择性渗透、选择性吸附和分离等。高分子膜的智能化是通过膜的组成、结构和形态的变化来实现的。现在研究的智能高分子膜主要是起到“化学阀”的作用。对智能高分子膜的研究主要集中在敏感性凝胶膜、敏感性接枝膜及液晶膜方面。用高分子凝胶制成的膜能实现可逆变形,也能承受一定关的静压力。目前报道的主要有聚甲基丙烯酸聚乙二醇、聚乙烯醇聚丙烯酸共混物等。高分子接枝膜可通过表面接枝和膜孔内接枝的方法来制得,其作用机理基本相同。膜的孔径变化是建立在溶质分子与接枝于膜中的高分子链的相互作用基础之上。目前,具有化学阀功能的高分子膜应用范围还比较窄,尚依赖于新材料领域的不断发展。

智能高分子复合材料

智能高分子材料在工业、建筑、航空、医药领域的应用越来越广泛。复合材料大都用作传感器元件。新的智能复合材料具有自愈合、自应变等功能。在航空领域,美国一研究所正在研制用复合材料制成的贴在机冀上的“智能皮”,以取代起飞、转向、降落所必需的尾翼和各种襟翼。这些“智能皮”可以根据飞行员和飞机电脑的指令改变外形,起到与飞机尾翼和襟翼相同的作用。在建筑领域,利用复合材料的自诊断、自调节、自修复功能,可用于快速检测环境温度、湿度,取代温控线路和保护线路。用具有电致变色效应和光记忆效应的氧化物薄膜制备自动调光窗口材料,既可减轻空调负荷又可节约能源,在智能建筑物窗玻璃领域得到了广泛应用。

其它功能的高分子材料

高分子薄膜

高分子薄膜在智能方面研究较多的是选择性渗透、选择性吸附和分离等。如壳聚糖、丝素蛋白合金膜在不同的pH值缓冲溶液中或不同浓度的Al3 +溶液中交替溶胀、 收缩的行为具有良好的重复可逆性符合作为人工肌肉的条件;而控制异丙醇 - 水体系中添加的 Al3 +浓度 ,可以控制配合物膜的溶胀 ,进而控制膜的自由体积 ,以达到作为化学阀门控制膜的渗透蒸发通量的目的。

液晶聚合物

液晶高分子通过熔融或溶解呈液晶状态,它有经成型加工而实现优良的分子排列结构的主链型将液晶规则地配置在侧链或末端,通过电场或磁场作用而控制分子排列的侧链型,通过引入含有抑制成分的液晶化合物而具有不对称识别性能和强感应性的化学活性液晶等。

目前,我国智能高分子材料的研究与开发存在着不足,与世界先进水平相比尚有相当大的差距,影响了我国信息、航天、航空、能源、建筑材料、航海、船舶、军事等诸多部门的发展,有时甚至成为制约某些部门发展的关键因素。国外智能高分子材料正处于研究开发阶段,各发达国家都对其相当重视。因此,21世纪智能高分子材料会被更加广泛的应用,从而引导材料学的发展方向。

参考文献

[1] 贡长生,张克立. 新型功能材料[M] . 北京:化学工业出版社,2001

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关键词:交通;高分子材料;工程应用;人才培养

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)22-0139-02

一、前言

交通拥堵已成为世界主要国家存在的交通主要问题。为解决交通拥堵和提高客运运输能力他们正在寻求新的交通政策和解决办法,其中最重要方法就是发展轨道交通。因为轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点,主要包括干线铁路、地铁、轻轨、有轨电车等轨道交通系统。预计到2020年,我国城市化水平将超过50%,城市轨道交通累计营业里程将达到7395千米。发展轨道交通,必须要克服车辆的走行性能、轻量化、集电性能、环保、空气力学以及其他诸如改善车内环境、提高乘车舒适度、提高耐候性和耐火性等方面的技术,而车辆的轻量化在解决其他各项技术方面起着至关重要性,高速列车的轻量化必须大量采用高分子材料及复合材料。随着科学技术的不断进步,具有质轻、高强度以及易成型等特点的集结构功能一体化的新型高分子材料,尤其是高分子复合材料越来越多地应用在现代轨道交通领域。

另外,随着轨道交通的发展,尤其是铁路的提速,噪音污染对于人类的威胁也越来越大,甚至危及生命,因此,控制振动、降低噪音已成为急需解决的重大问题。在众多的阻尼防噪材料中,其中以高分子阻尼降噪材料阻尼耗能的作用更为突出。高分子材料阻尼特性一直以来是一项重要的研究课题,同时高阻尼聚合物也是目前发展高性能减震降噪材料的重点发展方向。因为高分子材料具有以下特点:(1)利用其玻璃态转化区的粘性阻尼部分,将机械能或声能部分转变为热能逸散掉,通过阻尼制振降低车厢结构共振区的振动,从而减小车内噪声。(2)利用小分子和极性高聚物之间会形成可逆的氢键,氢键在振动下会不断断裂和形成新键,最终将机械能转化为热能而耗散。(3)将不同的阻尼材料交替层状排列,利用多层杂化材料叠加来有效地拓宽材料的有效阻尼温域,通过控制复合材料的层状结构和数量将可获得更高阻尼值。这些特性是其他材料无法达到的。发展高分子交通材料对于发展交通具有非常重要的应用价值。在当今经济发展的中国,开设具有交通特色的高分子材料专业,培养更多掌握高分子材料的基本知识和应用技术的人才具有划时代的意义。

二、高分子专业特色

作为以交通为特色的一所大学,专业设置必须具有交通的特点。学校在“十三五”规划中,就明显地突出了交通的特色,确立了学校的发展目标,将其定为“以交通为特色,轨道为核心”发展理念,而且强调其他所有的专业建设必须紧紧围绕着这个目标,包括学科建设和人才引进。作为与轨道交通有着非常紧密联系的高分子材料专业更要凸现交通特色。我们在专业建设方面紧紧围绕交通的特色,包括本科的课程设置、学科专业方向和人才引进。在课程设置方面我们更多地注重学生的实际能力的培养,以轨道交通为靶向,为交通运输行业提供掌握高分子材料基础知识和实际应用人才。在学科建设方面首先以高分子材料基础理论建立学科平台,尤其是硕士学位硕士点,目前,该专业有专材料科学与工程和化学两个一级硕士学位硕士点来支撑;其次,按照学校的发展定位凝练学科特色,突出交通,以教授为学科带头人,形成专业团队,在高分子材料与工程专业主要体现在以下几个方面:(1)根据聚合物的流变学原理,利用共混的手段,将两种或多种聚合物进行共混改性,以改善单一高分子材料性能,获得更加广泛的交通应用材料。同时通过改性可获得较窄的玻璃化转变温度,以形成宽温域、宽频率阻尼高分子材料。(2)利用接枝共聚的化学方法,将具有一种较长链段或带有功能基团的单体接枝到聚合物主链上,使聚合物能形成多个侧链或者交联,获得新型功能通材料;同时还可以通过改性使侧链与侧链之间产生纠缠,实现阻尼增强的效果。(3)运用复合的方式,选择一种较强的力学强度和较高损耗因子聚合物,通过与一些补强材料或添加第二相粒子,以形成各类具有高性能的复合材料,同时达到应用的需要。(4)利用有机硅独特的结构,其兼备了无机材料与有机材料的性能,即具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性,制备硅氧键(-Si-O-Si-)为骨架组成的聚硅氧烷。这类材料应用领域不断拓宽,而且形成了化工新材料界独树一帜的重要产品体系。

三、高分子专业培养模式

1.明确交通特色的培养目标。在科技发展的今天,材料已成为三大支柱产业(材料、能源、信息)之一,材料的发展水平已作为评价一个国家综合实力的重要标志。高分子材料与工程是材料科学与工程的一个分支,它在实际生活中得到广泛的应用。另外,高分子材料易于改性,赋予新功能性,这就使得高分子材料的应用进一步拓展。社会更加急需掌握高分子材料与工程理论知识和专业技能的专业人才。作为工科性质的大学,培养具有一定的实际操作能力,能以理论指导实践、应用于实践,服务于地方经济建设的高分子材料与工程专业技术人才是十分重要的责任。而作为交通特色的大学,高分子材料专业人才的培养必须适应当今轨道交通的需求,专业培养模式应该是“强化基础,注重交通,突出创新”。

2.以科学研究强化专业建设内涵。专业建设内涵主要包括课程设置、教材建设和师资队伍等内涵建设。课程体系是实现培养目标最直接的体现,是形成人才知识结构和提高能力的主要来源,是提高人才培养素质的核心,也是教学改革的重点。根据我们高分子专业的培养目标,合理地设置课程,才能高效地促进专业发展,在此,我们按照三个模块来进行选择和设置课程,基础理论模块按照国家教资委的要求设置基础理论课程,选择“十二五”规划或获奖教材,系统传授基础理论课程,在大一和大二上完成基础理论课程,为专业基础理论及专业研究方向提供理论指导;专业基础模块体现高分子专业特色设置课程,选择丰富经验的教师授课,尤其具有专业特长高级职称教师,在高分子专业上传授高分子专业基础课;专业方向模块突出交通特色,发挥专业研究方向的优势让学生有选择性进入不同方向的导师团队,团队的导师必须具有行业经历,尤其在专业方向上进行过专业生产实践,承担过或正在承担企业项目,在校内进行专业方向模块训练,这样可以做到形式不单一,课程内容不重复。在丰富教学内容的同时,又加强了师资队伍的建设。

3.以实践教学促进专业建设。高分子材料与工程专业与大部分工科专业有着相同的特点,重视工程实践,该专业是在大量的科学实验和工程实践基础上发现并总结出来的,运用科学分析方法探索其内在的作用机理,采用数学、物理、化学理论与模型计算归纳形成理论体系,并在理论指导下,将科学研究应用于生产实践,使理论体系进一步得以检验并逐步完善,实际上高分子专业形成过程是经过实践到理论再实践的发展过程。针对这一特点,我们在设置课程的同时有意侧重实践课程教学,尤其是交通特色的高分子材料实践教学,培养学生在交通领域具有创新意识、创新能力和实践能力。

高分子专业教学实践分为校内和校外实践。在校内主要包括专业基础实验教学、专业实验、开放实验、课程设计、计算机模拟实践和毕业教学环节等实践教学部分。而在校外主要包括认识实习、生产实习以及毕业实习等实践环节。校内实践是校外实践的基础,相互衔接,在专业基础实验教学中要积极有效地开展研究型、设计综合型实验教学,鼓励学生利用业余时间参加开放实验活动,注重培养学生的动手能力和科研能力。校外实践注重实训基地的建设,形成良性互动,学生在生产实习中得到锻炼,企业在学生的生产实践中发现人才,能为企业使用,学校提高了声誉,企业也大大地降低了生产成本,两个实践模式的有效结合,提高了学生的动手能力,加强了学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,为今后从事本专业研究与生产奠定良好的基础。此外,我们还探索了一条校企合作培养的模式,在学生和企业中产生很好的效应。也就是利用毕业实习阶段,将有意愿到企业就业的同学以企业工程师为导师,在企业中完成毕设,打破了原来学生必须在学校的导师指导下完成毕业设计的模式。

四、结语

高分子材料应用非常广泛,从国家发展规划就不难发现,在“十三五”规划中,新材料就已经成为重大科技项目之一,为在新材料、新技术、新工艺方面有重大突破,就需要更多更优秀的材料从事者。尤其是轨道交通轻量化的发展,对于材料的要求就越来越高,特别是高分子材料和复合材料,因为他们具有非常显著的优势。这就要求高等教育必须培养更多掌握高分子交通材料的优秀人才,因此,改革高分子材料与工程专业的教育教学,使之适应当今轨道交通发展。教学改革必须更加注重高分子材料与工程专业学生的工程应用能力的培养、办学质量和人才培养质量。提倡一种“强化基础,注重交通,突出创新”的培养模式,以适合当代轨道交通发展的需要。

参考文献

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关键词 专业群;课程群;信息化;教学资源;协同创新;高等职业教育

中图分类号 G718.5 文献标识码 A 文章编号 1008-3219(2014)08-0018-03

当前,多方协同参与下的专业教学资源建设越来越受到重视。无论是中央财政支持的共享型专业教学资源库建设,还是省财政支持的专业群信息化教学资源建设,均从政策层面对多方协同的专业教学资源建设形成了强有力的推动。

一、塑料产品制造专业群教学资源基本现状

塑料产品制造专业群是常州轻工职业技术学院在建的省级重点专业群,群内涵盖高分子材料应用技术、高分子材料加工技术和精细化学品生产技术三个专业。其中,高分子材料应用技术为群内核心专业,作为学校首批省级特色专业,“双师型”教师比例在95%以上,建有江苏省高分子材料应用技术示范实训基地、江苏省塑料加工行业国家职业技能鉴定所,拥有两门国家级精品课程即《塑料注射成型》和《塑料配制》,与常州星宇车灯股份有限公司等多家知名企业建立了深度合作关系。精细化学品生产技术专业于2012年被评为省级特色专业,有全国优秀教师1人,“双师型”教师比例为100%,建有江苏省化学基础课实验教学示范中心1个、教育部轻化类教指委精品课程1门、院级精品资源共享课程两门、国家“十一五”规划教材1部,拥有十余家校外实训基地。高分子材料加工技术专业虽然“年轻”,但与高分子材料应用技术专业服务的技术领域非常相近,在专业教师、校内实训、校外实习资源等方面与之共享程度高,目前也已开发国家“十一五”规划教材1部、院级精品资源共享课程2门。

二、塑料产品制造专业群教学资源建设的问题分析

近年来,在国家大力推动下,协同创新理念逐渐深入到高职教育教学活动中,赋予高职院校专业建设新的内容[1]。当下的专业群建设也可以说是高职院校不同专业间协同创新的尝试。就塑料产品制造专业群而言,群内高分子材料应用技术和高分子材料加工技术两个专业间的协同已取得一定成效,而与精细化学品生产技术专业的协同则刚刚起步。虽然已构建面向塑料助剂与树脂生产、材料与加工工艺实施、塑料产品成型等塑料产品制造领域职业核心岗位群的课程体系,体现出专业群课程体系“底层共享、中层分立和高层互选”的共性特征要求,但在课程资源建设方面,由于三个专业先前的资源开发缺少规范性和有组织的统一与集成,在资源的类型与内容上缺少整体优化,在技术层面上缺少对标准化的重视,尤其是面向塑料产品制造领域核心岗位群的塑料助剂合成、塑料配制和塑料成型三个核心课程群资源建设缓慢,使当下的教学资源难以交流与共享,成为塑料产品制造专业群教学模式改革推进的“瓶颈”。

三、塑料产品制造专业群信息化教学资源建设思路

(一)以项目化团队组建为载体,建立团队成果共享与利益互惠的动力机制

专业群建设的实质是以专业建设为核心的资源整合活动,实现群内各专业的资源共享[3],最终要由不同专业背景的教师去协同完成。对于教师专业发展而言,不仅需要自主发展的内在动力,同时也需要实现这种动力的团队环境,因此应将教师的专业发展置于项目化团队中,即通过项目的申报和完成,发挥团队成员的优势,取长补短、协同创新,共享专业群建设带来的成果与荣誉。

(二)以核心课程群资源开发为重点,促进专业群课程资源整体建设

专业群课程体系框架为“公共课+专业群平台课+专业群分立课+专业群互选课”。为更好地体现课程体系“底层共享、中层分立和高层互选”的特征,在塑料产品制造专业群中,将专业群平台课程组成“工程基础课程群”,按专业群分立课程所对应的塑料产品制造领域核心岗位群,分别组成“塑料助剂合成”、“塑料配制”和“塑料成型”三个核心课程群,形成保证专业群人才培养基本规格和共性要求的“平台”课程(底层共享)、实现群内三个专业人才分流培养的“模块”课程(中层分立)以及满足学生兴趣爱好和个性化学习的“互选”课程体系。其中,塑料助剂合成等三个核心课程群资源是专业群教学资源建设的重点,通过群内专业间协同开发机制,重点突破,以此带动专业群其他课程资源建设。

(三)校企合作开发仿真实训教学资源,作为实践教学和技能训练的补充

当前,信息技术赋予职业教育新的内涵和要求。针对塑化产品制造企业岗位技能要求和安全生产要求,以数字化校园建设为契机,以信息化教学资源共建共享为抓手,与华中科技大学、常州星宇车灯股份有限公司等知名高校和企业合作开发仿真实训教学软件,实现虚拟操作环境,克服直接上机培训耗资大、易发生意外等状况,可大大降低对仪器设备与培训教师的数量要求,同时兼顾基础知识学习和生产操作学习两个方面,并为初学者的技能训练奠定良好基础。

四、塑料产品制造专业群信息化教学资源共建共享的实践

(一)建立并完善专业群管理体制与运行保障机制

为达到专业群资源共享、集成创新的目的,从学院层面,专门成立由分管院领导、教务处、信息技术中心和系部组成的专业群建设组织领导机构,出台《常州轻工职业技术学院专业群建设与管理办法》等系列规章制度,强化对专业群带头人、专业带头人和骨干教师的选拔、培养与聘任,通过他们的传、帮、带,提高专业群教师的整体水平。从系部层面,淡化专业、强化课程机制,打破传统以专业划分教师归属的格局,以课程群来组建相应教师团队,由专业群带头人直接带动课程群负责人,开展基于岗位群的课程群开发及资源建设。

(二)以群内专业间协同为主体的专业群信息化教学资源开发

1.塑料产品制造专业群教学资源框架设计

以群内三个核心课程群团队成员为主,联合行业企业技术专家、学院信息技术中心成员共同组成专业群信息化教学资源建设团队,对专业原有教学资源进行重新梳理、定位、设计,搭建由专业通用模块、专业群共享模块和校企对接三大模块组成的资源框架,以文本、图片、音频、视频、动画、软件等多种形式呈现,实现诸如专业资源检索利用、教学指导、职业岗位培训、职业技能鉴定训练、学生自主学习等功能,并集成为开放性、共享型的网络资源平台,如图1所示。

2.塑料产品制造专业群信息化教学资源主要内容

专业通用模块资源主要包括行业企业调研报告、职业岗位(群)分析、职业资格标准、专业群人才培养方案、核心课程群资源、实验实训条件、教学实施等教学文件。其中,核心课程群资源包括:核心课程标准、核心课程整体设计、核心课程单元设计、教学课件、教学录像、电子教案、虚拟实训、多媒体素材、教学案例、职业技能大赛题库等。

专业群共享模块以群平台课程、群互选课程、分级别课程资源为主构成。以国家精品课程《塑料注射成型》为例,该课程按照“分级别、模块化”的思路开发而成,分为入门模块、提高模块、精通模块三部分。其中“入门模块”为群内三个专业必修的平台课程,该模块内容包括了注塑机的基本结构、工作原理、基本操作等;“提高模块”,是高分子材料加工技术和高分子材料应用技术两个专业的必修模块;“精通模块”为选学模块,该模块主要为学有余力的学生提供学习资源。

校企对接模块资源主要包括校内示范实训基地、专业优秀教师、企业兼职教师库、行业企业网站链接,企业素材案例库、企业员工培训资料库、订单培养教学文件、校中厂等。如校内示范实训基地资源,包括省级化学实验教学示范中心和省级高分子材料加工示范实训基地,拥有多台大型仪器设备,既满足群内各专业实践教学的需要,又可与企业共用;利用这些仪器设备,专业教师与企业合作开展课题研究、项目开发或为企业开展员工培训、职业技能鉴定等。

参考文献:

[1]莫勇明.协同创新视角下高职特色专业建设的突破口分析[J].教育与职业,2013(30):29.

[2]吴小蕾.高职院校专业群协同创新模式研究[J].教育与职业,2009(23):29.

[3]万军,胡宁.专业群建设视角下实训教学体系的构建[J].职业技术教育,2013(11):55.

Study and Practice of the Informational Teaching Resources Construction on Specialty Group by Collaborative Innovation

TENG Ye-fang, YIN Xin-ye

(Changzhou Institute of Light Industry,Changzhou Jiangsu 213164, China)

篇10

论文摘要:本文通过我校“高分子科学技术导论”双语课程的教学过程,介绍了该课程双语教学的课程设置目的和相关的学科体系建设,以及教材的选择与多媒体教学手段。提出了不同层次本科院校进行双语教学应从实际出发进行专业课程设置,依据不同教学目的进行双语课程体系建设,互动性强的多媒体教学课件与教学手段可以有效提高教学效果。

我国教育部早于2001年就在《关于加强高等学校本科教学工作,提高教学质量的若于意见》中明文要求国内高校积极推动以英语等外语进行的教学模式。而后在2005年1月、2007年1月和2007年2月教育部又多次发文鼓励和推动双语教学的开展。2007年8月,教育部为落实上述文件精神,引发了((关于启动2007年双语教学示范课程建设项目的通知》(教高司函[2007] 137号),更提出从2007年至2010年,共支持建设500门双语教学示范课程。

在高校本科教育中“要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”的目的是加强培养学生利用外语学习专业知识、进行技术交流的能力,这对于我国高等教育与世界接轨具有重要的意义。它有利于培养国际化的人才,而且有利于学生素质的提高和学生今后自身的发展。对于高校工科类本科生来说,无论他们毕业后是攻读更高学位,还是从事各种技术性工作,具备用外语学习专业知识和进行技术交流的能力都是必要的。

1、我国的“双语教学”主要是指用汉语与英语两种语言进行非语言学科的教学,为学生营造一种双语双元文化氛围,使学生能够潜移默化地接收两种语言与多元文化环境的熏染

1.1课程设置目的材料学科国际性强,学术理论发展更新快,因此在许多高校都很早开展了双语教学工作。北京化工大学对“高分子物理”课程也进行了双语教学试验。他们的做法是进行分层教学,即对部分英语水平好的学生实行了双语教学。华东理工大学对“陶瓷基复合材料’,课程进行了双语教学。合肥工业大学也于2005年开始进行“高分子物理”课程的双语教学,武汉理工大学“材料概论”实行了双语教学,天津大学对材料科学与工程专业“材料概论”课程实行了双语教学,重庆工学院开设了“材料科学与工程导论”课程,唐山学院在三上开设了“材料概论”双语课程等。

我院开展双语教学势在必行。原拟定开设的双语课程是“高分子物理”,这门课程是高分子材料专业学生的专业基础课,学时多,内容杂,理论性强,在以中文讲解过程中尚有部分同学感到学习吃力,且是学生研究生人学考试常考的专业课程。鉴于我校是省属二本院校,学生人学英语水平与重点院校之间就有一定的差距,英语水平又参差不齐,因此从2007级教学计划开始加人了几高分子科学技术导论”这门双语课程,旨在使学生进人专业课学习的同时,全面了解专业知识体系,尤其是帮助一部分学生及早具备一定的专业文献查阅能力。

1.2课程体系建设鉴于前述的教学目的,因此“高分子材料技术导论”课程设置在三年级上期,任选课,18学时,1学分。

该课程教学大纲大体包括高分子学科的基础知识如学科发展建设、高分子材料基本分类与命名等,高分子基本结构知识,高分子材料的合成原理,主要的高分子材料及其基本性质和简单的高分子材料加工内容。原定为任选的意义在于实质上实行分级教学,即英语水平好的同学选修,为自己更早更快地进行外文文献的查阅及外文教材的学习打下更好的基础;而“高分子材料技术导论”的内容实际包括了整个专业课程设置中的“高分子化学”、“高分子物理”和“高分子材料成型工艺学”,即使英语水平相对较差不选修的学生,也不会因此而使整个学习平台短缺。

1.3教学方法与体会在实际教学中.确立了教学目标与体系设置后,首先遇到的就是教材选择的问题。它是影响学生对课程消化吸收的一个重要环节。

对于双语教学,我校制定了几种方案,其中包括对教材选用、课堂英文使用比例和板书中英文比例等的规定。既是双语教学,其目的旨在加强培养学生利用外语学习专业知识、进行技术交流的能力。因此,教材选用外文原版教材应该是最佳选择。诚然,不少优秀的英文原版教材确实比国内的教材更能反映世界上最新最前沿的知识,且语言原汁原味,但在实际使用中,大多数老师都有这样的认识,即其存在与我国教学大纲不完全相符、内容过于全面且难度无法调节等问题,在实际讲课过程中,教师为了照顾到各个层次的学生和教学大纲的要求往往对教材内容进行选择性讲解,实际教学内容覆盖率低,且学生学习起来知识点散,不易系统组织,同时也造成了教材的浪费(原版英文教材或引进影印版的定价相对都不菲)。 外文原版教材直接拿来就用,效果打折;而国内出版的双语教材相对较少,适合的也不多见。针对教材问题,我选择的是化学工业出版社引进的“国外名校名著”系列,Joel R.Fried著的“polymer science and technology",同时参考了David LBowe:的“an introduction to polymer physics" ,L.H.Sperling的“introduction to polymer physical science”和天津大学出版的“introduction to materials"。

在此基础上,我制作了与本学院教学大纲配套的多媒体课件。课件使用全英文板书,内容精练,R辅以大量图片,形象清晰,既弥补了教材的不足,也使学生易于掌握重要知识。在使用多媒体课件时,提前把课件主要内容打印出来给学生进行预习,而把其中重点的词汇(知识点概念)预留下来。这样,一方面学生可以在课前预习中根据课件内容看相关部分知识,对要学习的内容做大致了解,另一方面,课堂上减少了做笔记的时间,同时根据老师的讲解,只记录那些余下的重要的概念名词。既能够留出更多时间用于听老师讲课,理解专业知识内容而不过多的停留在单词本意的认知上,又让学生自己动手抄写重要的名词,强化了记忆。

通过双语教学发现,学生中那些英语程度较好的,一般比较欢迎双语教学课,甚至希望在课程体系设置内加大双语教学课程比例及课堂英语讲授的比例;但英语基础较差的,甚至根本听不懂也看不懂的学生,则对双语课程有抵触情绪,不太愿意配合老师的课堂教学,更无论课前预习和课后复习、作业的要求了。这一方面与学生的英语基础能力有关,另一方面也与由此而形成的学生对于英语教学课程的兴趣有关。但通过这一学期的授课我认为在没有专业英语课程学习之前,开设专业性强的双语课程,对于仅仅有大学英语基础的学生来讲,难度还是有些过大了。学生阅读外文教材或参考书所需要花费的时间很多,对于三年级专业基础课程任务相对还比较重的学生学习来说,占用的精力让一些学生也不能胜任。

2、结合本学期的授课情况和学生最后的学习情况.我对做好双语教学工作有以下几点建议

2.1为了优化教学效果,宜采用选修课的课程设置形式,尤其是分班式教学。课程设置主要取决于双语课程设置的目的。如果是普遍提高学生对于英语专业知识的认知,必须学习的课程,可以进行分层教学。不同的班级采用双(英)语教学的比例不同;如果是使学生提前进行英语专业知识的讲授,目的在于使一部分有能力的学生先可以进行外文文献的查阅,可以做一些选修课。此外,对于理论知识相对较浅的一些专业课程,如“豁结剂”或“高分子材料学”等,在三下“专业英语”课程学过之后开设成双语课程也应该较适宜。如天津科技大学开设了“高分子粘合剂”双语课程,取得了一定成绩。

但是,有的学校为了使学生适应大量专业单词而把双语教学与专业英语课程融合成一门课程的做法,我觉得还有待进一步商榷。因为专业英语是一门语言性学科,着重于专业词汇的记忆与文章理解翻译等内容;而无论哪种性质的双语课程都应该是专业知识性的教学。个人以为,也可以在二年级开设“科技英语”课程,代替通常的专业英语,比如材料学科可以选择融合金属、陶瓷与高分子材料在内的专业英文文献,这样,在三年级开设各门双语课程只需辅以少量专业词汇为基础,而不影响正常的知识性教学进程。