高分子材料实验（精选12篇）
高分子材料实验 篇1
当今,高分子材料以其强劲的生命力和具有的质量轻、耐腐蚀、易加工等优点,发展极其迅速, 已成为我国经济发展的三大支撑材料之一。随着社会对高分子材料需求的日益增长和高分子科学研究的进一步深入,高分子材料的工业生产规模不断扩大,新型功能分子材料不断涌现[1]。社会迫切需要大量素质高、能力强的高分子材料专业技术人才。
洛阳理工学院高分子材料专业是适应社会需求,于2001年开始创办,经过近9年的摸索与实践,逐步形成了以成型加工工艺为主、塑料模具设计和材料改性为辅的“一主二辅”专业定位;以培养具备系统的专业知识和良好的科学素养,能在高分子材料的合成、改性、塑料模具设计、成型加工等领域从事模具设计、材料改性、成型加工生产、工艺设计、技术开发及经营管理等方面工作的应用技术型高级工程技术人才为专业培养目标[2]。
在几年的实验教学中,我们积累了一些实验教学的经验,同时也暴露了高分子材料专业实教学体系的许多不足,不符合当前教学改革的要求和目标。
1 高分子材料专业实验教学的现状
在实验教学中存在着以下几个问题:采用依附于理论教学的传统的实验教学体系,学生发现和解决问题的能力不能得到有效的培养,创新能力得不到开发;教学内容相对陈旧、滞后,环节多偏重于理,突出高分子材料工程特点的实验太少,不利于培养学生的工程观念;学生只能按指导老师或实验指导书规定的步骤或方法做实验,处于被动状态,不能调动和发挥学生的主观能动性和创造性,参与教学活动的热情不高;实验教学手段还停滞于老师口头讲授,现代化多媒体技术不能在实践教学中得以发挥应用;实验室师资力量配备不足,学历层次偏低。这样的专业实验教学易使学生产生消极思想,对专业素质的培养不利[3,4]。
2 创建新型的实验教学体系
针对原有的实验教学体系所存在的弊端,结合我们的实际情况,对高分专业的实验教学体系进行了创新。
2.1 理论课程与实践教学的紧密配合
一般来讲理论指导实践,在教学工作中也遵循这个规律。首先在理论教学上,选取与我们专业比较贴近,实践中易于实现的内容;并结合其最新的发展情况。比如我们的聚合物加工成型基地有注塑机、挤出机设备;教师在讲课时以现有设备对其内容详细讲解,并介绍目前设备发展的最新情况。这样学生在实践教学环节中就能实地的加以体会、感知到所学的理论知识在现实中的情况。
2.2 更新部分实验内容,与实际接轨
针对原有的实验内容进行大幅的改动,增加部分现阶段高分子材料加工成型的先进方法,删去一些相对陈旧和滞后的内容。比如对于橡胶和聚氨酯等弹性体的加工,目前比较先进的加工方式是反应注射成型,具有产品品质好,性能稳定,生产周期短,效率高等优点,应用面广,社会需求量大。我们没有这样的设备,通过校校联合、校企合作;这两个实验内容在本市的另一所高校和中船重工研究所得以进行;而对于企业现在很少用的手糊成型、模压成型等实验内容作了简化,学生在实习中只作简单的了解,不进行深入。
2.3 充分调动学生的积极性主动性
以往在实验教学中,老师对学生管得太紧,这也不能动,那也不能碰,学生动手的机会很少,实习气氛较为紧张,对实习的热情不高,甚至不想参与。新体系中,老师在进行详细地讲解以后,在安全条件允许的情况下,学生亲自动手参与;在动手的过程中发现问题、提出问题,老师实时加以回答,指出要领。学生在好奇心和好学心的促使下,很快就能对设备的性能有初步的了解,并能在完备的操作流程指引下顺利的操作设备,生产制品,允许学生保留自己的作品。在这个过程中,学生往往能提出自己的见解,这大大增加了他们实习的积极性和热情;也能够改变老师在实践中的角色。
2.4 在实验教学中引入多媒体技术
现有的设备部分较先进,具有数控和数显功能。教研室的几位老师一起开发了相应的仿真系统;该系统和设备连接,输入参数可出现相应的制品,并能分析过程着错误和制品中的缺陷。使得设备的功能更加完备,教学使用更加方便。
2.5 充实实验教学师资力量
原有的实验室教学老师是每次实习时临时指定,有时一轮实习下来仅有两名老师指导,力量相对比较薄弱,实习效果一般。自2005年底开始,着力引进高层次专业人才,成立了以博士为主要负责人的稳定实验教学队伍,目前实验室老师均具有研究生学历,每位教师对聚合物加工成型基地的设备都各具有专长。
3 实验教学的成果
我们专业的实验创新在高分子材料专业的04级进行了初步尝试,在05级有了更深层次的实施,而在06级有比较明显的提高。高分子材料专业实验教学的改革,突破了原有的实验教学模式。
(1)通过理论教学内容的转变,能够使学生对理论有更深的理解,提高了分析问题和解决问题的能力[5]。实习进行之前,老师鼓励同学查阅相关资料,并根据资料来设计部分实习用配方,确定实验方案。在实验过程中学生均有一种迫切的心情,想验证自己学到的理论内容是否正确。当实验出现问题时也非常想利用理论来解决。这个过程促进学生不断地思考,利用实验现象和结果来分析出现的问题,大大地锻炼了学生分析问题和解决实际问题的能力。
(2)实验改革提高了效率,加强了学生的专业素质和工程理念。实验按照分组进行产品的配方设计,配方可以达到十几种,实验过程中同学们互相交流和讨论,增加了实验信息。在同等的实验时间、实验设备下,提高了效率;同学们之间相互帮助,相互配合,协调实验,增强了团队意识,强化了工程理念。
(3)提升了教师水平的提高。实验前学生查找资料,选取配方,其种类繁多,不可预见的因素也很多。指导教师和学生共同讨论实验设计方案的合理性,教师了解学生的思想、鼓励学生尝试,因此指导教师必须有相当的知识储备,对教师理论水平、教学水平的提升也是一种激励。
(4)促进了毕业环节的教学。实验教学中的最后一项是专业实验,进行完之后就进入了毕业设计环节。专业实验的过程基本上就是毕业设计工作的一个缩影,这是很重要的、很关键教学环节。有了专业实验的基础,很多同学在短时间内就适应了毕业设计的工作。这在05级学生身上体现比较明显,通过与多数学生交流和最后的毕业答辩时学生的表现都体现了这个环节所起到的作用。
4 结 语
通过构建新的实验教学体系,从根本上改变了实验教学依附、从属于理论课的局面,改变了实验教学内容相对陈旧、滞后的现状,加强了实验教学的基础性、系统性和创新性,更新了实验内容。
新的实验教学体系不仅增强了学生的动手能力,加深了对整个高分子材料体系的理解;更重要的是培养了学生发现问题、综合分析问题和解决问题的能力;开阔了学生的视野,拓宽了学生的思路;提高了学生综合应用知识的能力;激发了学生的求知欲;培养了学生的创新意识和创新能力。
当然,今后还需进一步完善实验教学的体系和运行机制,正确处理实验教学与理论教学的关系,注重保持学科知识的系统性、整体性,进一步增强学生在实验中的主动性和创造性,探索出更好的实验教学模式,以期培养出更多的具有创新能力的高素质的高分子材料专业工程技术人才。
参考文献
[1]龚建良,吴宇雄,谭惠平.高分子材料与工程专业实验教学体系改革初探[J].高教论坛,2006(4):56-58.
[2]胡治元.高分子材料应用技术专业教改的思路与实践[J].洛阳工业高等专科学校学报,2007,17(6):42-46.
[3]董丽杰,熊传溪,黄可知.高分子材料与工程课程改革的几点想法[J].建材高等理论与实践,2000,19(6):81-83.
[4]付一政,李迎春,刘亚青.高分子材料与工程综合实验教学探索与实践[J].太原科技,2008(3):90-91.
[5]陈立贵,袁新强,李雷权.高分子材料与工程专业实验教学的改革与实践[J].科技创新导报,2008(9):234.
高分子材料实验 篇2
课程性质： 独立设课
课程属性： 专业基础
学时学分： 总学时 54实验学时54实验学分 1.5开出时间： 三年级 5 学期
适用专业： 化学教育专业
综合性、设计性实验项目数：1 个 20学时
大纲主笔人：宋建华主审人：徐敏
一、课程简介
《高分子化学实验》是化学学科的一门重要基础课，是化学专业学生必修的一门独立的基础实验课程。通过实验课程训练，巩固并加深高分子化学课程的基本原理和概念的理解，掌握高分子化学实验的基本方法，了解近代大型仪器的性能及在高分子化学与物理中的应用，了解计算机控制实验条件、采集实验数据和进行数据处理的基本知识。培养学生的动手能力、观察能力、查阅文献的能力、思维创新能力、表达能力和归纳处理、分析实验数据及撰写科学报告的能力。从而培养学生求真求实具有独立工作的本领和初步的科研能力。培养学生的创新精神，提高学生的综合科研素质。
《高分子化学实验》实验课的主要目的是：
1、掌握高分子化学实验的基本研究方法，通过实验手段熟悉高聚物的合成和结构表征，理解高聚物化学性质与结构之间的关系，学会重要的高分子化学实验技术和基本实验仪器的使用。
2、掌握实验数据的处理及实验结果的分析和归纳方法，从而加深对高分子化学基础知识和基本原理的理解，增强解决实际化学问题的能力。
3、注重实验技能的培养和特殊实验操作的掌握，对学生进行实验工作的综合训练,使之具有基本的科研素质，培养其严谨的、实事求是的工作作风和科学态度。
高分子化学实验课的基本任务是：
通过严格的、定量的实验研究聚合物的合成和化学、物理性质和化学反应规律，使学生既具有坚实的实验基础，又具有初步的科学研究能力，实现学生由学习知识、技能到进行科学研究的初步转变。为化学专业培养高素质的专门人才。
二、实验目的及要求
本课程的主要目的是：
1、对学生进行实验工作的综合训练,使之具有基本的科研素质，培养其严谨的、实事求是的工作作风和科学态度。
2、综合性实验的目的在于培养学生对知识综合应用的能力、分析和解决问题的能力。
3、设计性实验的目的在于激发学生学习的主动性和创新意识，培养学生独立思考、综合运用知识、提出问题和解决复杂问题的能力。
本课程的基本要求
1、实验前学生应事先认真仔细阅读实验内容，了解实验的目的要求，并写出预习报告，包括实验的原理和实验技术，实验操作的次序和注意点，数据记录的格式，以及预习中产生的疑难问题等。指导老师应检查学生的预习报告，进行必要的提问，并解答疑难问题。学生达到预习要求后才能进行实验。
2、学生进行实验后应检查测量仪器和试剂是否符合实验要求，并作好实验的各种准备工作，记录当时的实验条件。实验过程中，要求学生仔细观察实验现象，详细记录原始数据，严格控制实验条件。整个实验过程中保持严谨求实的科学态度、团结互助的合作精神，积极主动的探求科学规律。
3、实验结束后学生必须将原始记录交教员签名，然后正确处理数据，写出实验报告。实验报告应包括：
1实验的目的要求、简明原理、实验仪器和实验条件、具体操作方法、数据处理、结果讨论及参考资料等。其中实验讨论是实验报告的重要部分，教员应引导学生通过这一部分反映出学生通过实验所获得的心得体会，以及对于实验结果和实验现象的分析、归纳和解释，鼓励学生进一步深入进行该实验的设想。
4、对综合性、设计性实验的要求：设计实验不是基础实验的重复，而是基础实验的提高和深化。它是在教师的指导下，学生选择实验课题，应用已经学过的物理化学实验原理、方法和技术，查阅文献资料，独立设计实验方案，选择合理的仪器设备，组装实验装置，进行独立的实验操作，并以科学论文的形式写出实验报告。
三、实验方式及要求
实验分为二个环节，首先做5个验证性高分子化学实验（20学时），5个验证性高分子物理实验（20学时），1个综合实验（16学时），1个设计性实验（16学时）。设计实验的程序
选题由老师提供的设计性实验题目中选择自己感兴趣的题目，或者自己确定实验题目。
查阅文献查阅包括实验原理、实验方法、仪器装置等方面的文献，对不同方法进行对比、综合、归纳等。设计方案设计方案应包括实验装置示意图、详细的实验步骤、所需的仪器、药品清单等。
可行性论证在实验开始前一周进行实验可行性论证，请老师和同学提出存在的问题，优化实验方案。实验准备提前一周到实验室进行实验仪器、药品等的准备工作。
实验实施实验过程中应注意随时观察实验现象，考察影响因数等，反复进行实验直到成功为止。数据处理综合处理实验数据，进行误差分析，按论文的格式写出有一定见解的实验报告并进行交流答辩。设计实验的要求
1、所查文献至少包括一篇外文文献。
2、学生必须自己设计实验、组合仪器并完成实验，以培养综合运用化学实验技能和所学的基础知识解决实际问题的能力。
四、考核方法及评价
《高分子化学实验》是一门独立的课程，涉及内容较为广泛，因此有必要进行考核。考核以平时实验为主，学期结束进行实验操作考试，为时1小时，成绩占50%；平时成绩包括预习报告、实验态度、操作技能、实验报告等作综合评分占50%；合起来为总评成绩。
五、主要仪器设备
SWQ-Ta智能数字恒温控制器、SYP型玻璃恒温水浴、电子天平、减压蒸馏装置、机械搅拌装置、旋转蒸发仪、真空干燥箱、简单蒸馏装置、粘度计、电动搅拌器等。
六、配套教材或指导书
何卫东编．高分子化学实验．中国科学技术大学出版社，2002复旦大学高分子科学系编，高分子实验技术（修订版）199
3七、实验项目的设置
八、综合性、设计性实验简介
项目一：有机硅改性苯丙乳液的合成与性能分析（设计性）（宋建华老师）
1、指导思想
以水性涂料逐渐取代油性涂料是目前全世界涂料工业的发展趋势,其原因是受有机挥发物（VOC）排放量的限制。水性涂料的优点是以水为溶剂，因而可以避免采用有机溶剂带来的可燃性、毒性，以及高成本和施工条件等种种不利因素；除此之外，水性涂料有优良的防锈性，可用于金属表面，其光泽接近一般溶剂漆，稳定性也较好。有机硅改性苯丙乳液是以水为溶剂，十二烷基硫酸钠-烷基乙烯基磺酸钠（SDS;DNS86）为乳化剂，过硫酸钾（KPS）为引发剂，采用分步引发的自由基聚合方法，制备了乙烯基三乙氧基硅烷-苯乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸（A-151-St-BA-MAA /SDS-DNS86/H2O）乳液。
2、实验目的及要求
实验目的：首先考察温度、不同配比、乳化剂含量等因素对乳液性能的影响，得到了乳化剂用量—粘度曲线、乳化剂用量—粒径分布曲线、固含量—粒径分布曲线、固含量—粘度曲线、固含量—吸水率曲线；其次对提高乳液固含量进行了研究，固含量最高可达60%左右；最后用IR光谱对各种乳液成膜进行了结构表征，用TG对各种乳液成膜进行了热性能分析，用DSC测定了各种乳液成膜的玻璃化转变温度。实验要求：所查文献至少10篇，其中包括一篇外文文献；学生必须自己设计实验、组合仪器并完成实验。
3、涉及的内容或知识点
本实验主要涉及高分子化学及实验中关于自由基乳液聚合的知识点；还有水性涂料的知识点。
4、采用的教学方法和手段
高分子材料实验 篇3
关键词：高职；高分子材料化学基础；内容；改革
《高分子材料化学基础》是高分子材料加工技术专业一门必修的专业基础课，是以高中（包括中专、技校、职高）化学基础为起点，以高分子化学知识为核心内容，融入高分子化学所必要的无机化学、有机化学、物理化学知识，构建本专业基本的化学知识体系，培养本专业所需化学实验操作基本技能，为学习后续的《塑料材料》、《高分子材料成型加工基础》、《塑料测试技术》、《塑料混配技术》、《塑料成型技术》等课程打基础。显然该课程是高分子材料加工技术重要的专业基础课。但从目前该课程的内容体系来看，学科体系明显，内容体系仍是无机化学、有机化学、物理化学及高分子化学知识体系的机械组合，其结果是课程内容多而杂，理论深而涩，给该课程的教学带来困难而且教学效果欠佳，可以认为目前该课程体系无法适应高职教育的要求，所以很有必要对该门课程的内容进行改革。
一、课程教学内容改革的依据
本门课程教学内容改革的依据主要考虑如下三点：第一是考虑高分子材料加工技术毕业生主要就业岗位对化学知识、技能及态度的需要，保证毕业生在就业岗位上具有够用的化学基础知识与从事化学实验室工作的技能；第二是考虑毕业生职业生涯发展的需要，要让学生掌握能够支持其进一步提高其专业水平所需的化学知识，为他们的职业发展提供后劲；第三是考虑目前高职生源的高中化学知识的掌握程度以及学习能力的实际情况。
为了掌握高分子材料加工技术专业毕业生的主要就业岗位对化学基础知识、技能及态度的要求，我们对湖南塑料行业校企联盟企业进行了走访调查，调查的主要企业有湖南路路通塑业有限公司、湖南神塑科技有限公司、南车集团时代工程塑料有限公司、湖南科天新材料有限公司、湖南省塑料研究所、湖南益达塑业有限公司、株洲三鑫塑胶科技有限公司、株洲创业塑料有限公司，另外还对25家塑料加工企业通过电子邮件发送调查表进行了调查，28家外省企业进行了电话访问调查，调查塑料加工企业达到61家。调查结果表明我校高分子材料加工技术专业毕业生就业主要有四大技术工作岗位，分别是塑料挤出技术员岗位、塑料注射技术员岗位、塑料配方技术员岗位、塑料测试技术员岗位。我们根据这四个主要技术岗位所需要的化学基础知识进行了问卷调查，发出问卷调查表207份，回收调查表198份。《高分子材料化学基础》教学内容需求调查表如表1所示。
从调查表中我们可以看出，《高分子材料化学基础》七个单元的内容对我校毕业生主要就业岗位都是需要的，其中以塑料配方技术员对《高分子材料化学基础》知识要求最高，统计需要数据达到1247次，其它三个就业的主要岗位对《高分子材料化学基础》内容要求相关不大，均超过了1100次，就业的其它岗位对本门课程的要求相对不高，只有934次。由此我们可以得出，《高分子材料化学基础》对本专业主要就业技术岗位来说非常重要，但对在其它岗位上就业的毕业生重要性相对降低。就各单元来说，以“碳链高聚物及其单体”单元最为重要，调查表中统计次数达964次，调查企业对象认为最不重要的内容是“高聚物合成”单元，只有573次，其次不重要的是“高聚物化学反应”单元，为707次，其它单元的统计次数多在800次左右，这几个单元的内容是可以认为是很重要的。
通过本次调查，我们知道了《高分子材料化学基础》哪些内容对毕业生就业岗位是最重要及很重要的，哪些内容相对不重要，为我们对《高分子材料化学基础》课程教学内容的选取找到了可靠的依据。
对于教学内容的选取我们也不能完全采取实用主义的办法，也就是说不是采用学生在企业的就业岗位用到那些知识我们就教授那些知识，高等职业教育属于国民教育序列中的高等教育，还需要考虑学生职业生涯的发展，也就是说为学生提供能够支撑其后续发展所必需的化学基础知识。采取的措施是在学生高中化学知识的基础上，将高等教育层次的化学基本的原理、理论融入各教学单元中，提高学生化学基本知识与技能，达到高分子材料加工技术专业大专层次所必需的化学基础。
同时我们还要考虑目前高职生源的实际情况，目前高职生源一般来说对高中化学课程掌握的情况不理想，学习能力也有待提高，所以我们选取《高分子材料化学基础》内容时也不能脱离生源基础的实际情况，没有必要将过深的化学理论纳入教学内容，不然学生无法掌握教学内容，反而造成不利于提高教学质量的影响，如结构化学的内容、化学反应机理的动力学分析等内容不必作为《高分子材料化学基础》的内容，以往的教学实践也证明过深的教学内容对学生学习本门课程是不利的。容易造成学生失去学习的信心与兴趣，从而从整体上影响课程教学效果。
二、教学内容的整合
如前所述，目前《高分子材料化学基础》的内容体系是无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学等多门化学课的机械组合，每门课的教学课时在以往的教学中都在100个学时以上，即总课时在400学时以上，要在96学时的《高分子材料化学基础》这门课教授完原来400学时以上的内容，显然不对教学内容进行整合是不可能教授完相关内容，所以必须对高分子材料加工技术专业化学基础的教学内容进行整合，整合的依据就有前面所述的三个考虑。在课程内容的整合过程中，必须防止以前出现的几大化学内容简单的机械的组合，为此要正确把握好这几门化学基础课中相关内容的整合和优化，按照高分子材料加工技术专业人才培养目标对知识、技能及态度的要求，科学地进行“综合”，严格地把握好对相关课程内容“取”与“舍”的尺度。课程内容整合是为了改变以往按单一学科系统分别设置课程，各课程自成一体，缺乏联系，重理论而轻实践的现象和课程与课程间的内容重复，为此我们重新设计了《高分子材料化学基础》的内容结构体系，课程内容体系如表3所示。
从《高分子材料化学基础》教学内容新体系可以看出，新的内容体系打破了原来的几大化学课程内容机械组合的学科体系，考虑课程的职业性，是根据本专业毕业生就业岗位对本门课程知识、技能及态度的需要来设计内容，没有学科体系的影响。将无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学这四门课的内容根据职业岗位的需要进行了取舍，整合为一门课程，即《高分子材料化学基础》。需要调整课程结构，重新优化课程内容，处理好相关内容的衔接。高分子材料化学基础以高分子材料为主线，无机化学部分容入各教学单元中，有机化学与高分子化学知识密切结合，物理化学内容也容入相关教学单元，舍去过深理论性教学内容，教学内容结合实际，提高学生学习本门课程的兴趣，从而提高教学效果。课后最后一个单元是综合训练，教学内容有高分子溶液的配制、常用高分子材料的鉴别及聚乙烯醇涂料的制备实验等，这些教学内容结合生产及生活实际，很好地实现了课程教学目标，教学实践证明，学生在学习这些内容时兴趣昂然，取得了较好的教学效果。
三、课程整合注意问题及效果
高职课程教学内容的整合是高职教育教学的热点与难点之一，《高分子材料化学基础》教学内容的改革在我校是近二年来的事情，仍有些问题在探索之中，如课程内容教学改革后教学方法、教学手段的配套改革，专业教学条件的改善问题等都得同时进行才会有较好的效果，现学校正在推广项目化课程改造，如何将该课程进行项目化改造也还有些问题，在探索之中由于本门课仍是本专业的专业基础课，教学内容与后续课程有较大的关联性，如何为后续课如《塑料材料》、《塑料测试技术》等课服务，如何使教学内容与塑料成型加工的实际更紧密的结合，这些问题都还有待于课程组的各位老师的努力，用教学实践过程来解决存在的问题。再有是课程如何在促进学生全面发展的基础上注重学生思维整体的构建，动手能力的提高、职业习惯的养成及职业能力的提高仍需进行研究。
总之，回顾近二年来的《高分子材料化学基础》课程教学内容的改革，教师的教学理念有了新的变化，明确了学生的知识是学生自己学习得到的，技能也是自己亲自训练才能获得，学生是学习的主体，由此我们不再在课堂上满堂灌了，老师在课堂上起主导作用，组织、引导、指导、示范才是老师在课堂上的工作。我们更注重知识的实际应用，注重实践技能的培养，注重学生综合能力的培养。教学实践证明我们的做法起到了提高课程教学效果与质量的作用，高分子材料加工技术专业《高分子材料化学基础》课程教学内容改革获得了成功。
高分子材料与工程实验的改进探究 篇4
1 多媒体和现场教学结合
多媒体辅助教学作为一项新的教育技术,在教育教学活动中不断发挥着重要作用,越来越受到老师和学生的欢迎。在许多方面,多媒体的作用是其他媒体不可取代的[2]。例如多媒体清晰的图像、形象的动画效果、精美的图片、图表等,这些都能较好地赢得学生注意和激发学生的学习积极性[3]。可见多媒体已经成为教师教学和学生学习的重要工具。
以前讲设备知识的时候,都是采用直观教学的方法。直观教学有其好处,能亲眼看到、摸到,但是有些大型设备只有一两台,许多学生围在一起,老师讲的只有前排同学看的清楚、听得明白,后面多半是听得到,看不清,实际效果并不好。但要是有了多媒体的帮助,大大方便了实验现场教学,特别是在直观教学方面,解决了很多类似问题,比如说有些设备内部结构复杂,那我们就可以把设备打开,把内部复杂的结构和工作原理,做成图片或视频,播放给学生看,学生通过生动的画面和视觉效果接受起来也比较容易,觉得枯燥的内容不再那么难以接受了。通常我们先把完整地设备操作视频播放给学生看,先在学生脑中形成大致的印象后,教师再一步步分解讲解设备工作原理和注意事项等, 在实验中设备实际操作中,特别是一些重要的设备,教师可将学生分成几个小组,然后的每一步操作教师都要指导学生一步一步完成,而不是自己先讲一大堆,然后再让学生做,这样会带来一个问题就是由于步骤多,注意事项多,学生会记不清楚,在实际操作中就会忘掉一部分内容,如果忘掉的是小的问题那还可以补救,但如果是关键的要领没有掌握的话,会损害设备或浪费药品甚至引发安全等问题,所以要求教师在实验指导过程中要耐心规范,手把手教会学生,严格按规定步骤操作。这样有个好处,在以后的毕业设计或学生科研中,再使用设备的时候,学生因为接受了严格的操作训练,其操作过程就可以放心,不用再教一遍,或者是守在身边不停地纠正其错误的操作方法。这样通过多媒体和现场教学有机的结合起来,弥补了现场教学的不足,提高了学生的学习效率[4]。
2 重组实验体系 培养独立解决问题的能力
高分子化学合成实验项目和高分子材料加工实验项目之间通常是孤立的,它们之间各自独立,关联的比较少[5]。例如高分子化学中做甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验,而高分子材料工程实验中要做苯乙烯的性能测试实验。它们之间毫无关联。而实际上可以通过适当的实验项目设计,让实验项目有机结合在一起,有一定的延续性。可以将甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验改为苯乙烯的悬浮聚合实验,让学生将实验产物保留,接着在做高分子材料实验的时候,可以将产物拿来,继续做后面的实验,例如加入一定比例的助剂,可进行热加工做成标准的样条,进行冲击实验和燃烧实验,同时也可以取一些试样进行系列的定性分析,如进行红外光谱测定、GPC凝胶渗透色谱法测定聚合物的分子量及分子量分布;熔融指数的测定;热机分析仪对其进行热变形实验测试等。
而苯乙烯的聚合实验也可以改革一下实验内容,例如将学生分两大组,一组做苯乙烯的悬浮聚合实验,一组做苯乙烯的微乳液聚合,让学生在实验报告中分析讨论实验的条件、效果、产品等。 这样将简单地验证性实验变成综合性对比实验,也调动了学生的学习积极性,提高了实验的兴趣。在实验中经常遇到一些问题,比如产品的质量问题,有的同学产品质量好、产量高,而有的中途就失败了,需要重做,在这个过程中教师要及时引导学生分析失败的关键点在哪里,如何改进工艺比如搅拌的速度或是加热的温度等。锻炼学生的独立解决问题的能力。
3 健全实验室管理 充分利用实验资源
由于实验室设备资源有限,不可能照顾到每个学生,通常采用的方法是将学生分为几个人一组,每组轮流做,比如一部分学生做氧指数燃烧实验,一部分做双螺杆挤出实验,另一部分学生做热压和冲击实验,这样既可以节省时间,也可以有效利用现有的设备,让学生都有事情可做,而不是都挤在一两台设备前,排队等着做实验,这样实验效率比较差。
实验室在排课的时候,也可以合理安排时间,比如上半年通常有很多学生要做毕业设计实验,经常占用设备和实验台面,可以在排课的时候尽量给毕业设计留些时间,有些实验可以排在下半年上,这样可以提高实验室设备的利用率。另外,在常规实验课的时间之外,还可以为学校的研究生或者学生科研提高实验场地和设备使用指导,有时候一些贵重实验设备也为其它院校的相关老师做科研提供帮助[6]。
当然,要保证设备的利用率就要有良好的实验管理制度做保证,实验室内的大型设备的使用都要有登记制度,每次实验要记录设备的使用时间、使用人、实验具体内容、设备运行的状况等,这些记录都需要实验员监督完成[7],目的是让学生养成良好的实验记录习惯,避免发生设备使用时出现故障或配件损坏时,互相推诿,没有人来承担责任,如果是正常的实验耗损,则由实验室来正常维修。实验室内的设备平时要注意维护保养,例如热压机、双螺杆挤出机、密炼机等设备,注意每次实验完成后及时清理设备,防止废弃物长期附着在设备上,时间常了影响设备的使用效率和寿命。在实验管理上,可以把工作做的更细致一些,例如有些设备说明书内容比较少,不容易很快明白操作过程和要领,可以把操作过程拍成图片,配上简单的操作说明和注意事项,在设备的主要部件上贴上标签,标明具体名称,这样做的目的就是让学生也很容易看懂,能按照指示的步骤进行操作实验。避免了不得要领地盲目操作,降低设备损坏风险。
4 鼓励学生开拓思路 创新实验
实验环节是学生学习的一个重要部分,因为将来学生在工作实际中会遇到许多实际问题,要培养学生的主动性思维习惯,鼓励学生在实验时要及时观察现象,遇到问题多动脑筋,让学生形成基本的研究思路。例如在做阻燃测试实验的时候,鼓励学生加入不同比例的阻燃剂和其它助剂,测试并对比实验结果。还可以采用不同的点火方式,观察实验结果如何。每个小组的试样组分不同,实验数据结果不同,学生之间也不会互相抄袭数据,都认真做自己的实验,积极性也随之提高。
在做聚甲基丙烯酸酸甲酯本体聚合实验时,就有一些可以改进的地方。教师可以在帮助学生预习实验的时候,告诉学生这个实验需要哪些后续的要求[4]。学生会提前准备形状各异的模具,做出的产品有棒状的,有片状的 , 有的学生还在所做的样品里边加入一些花瓣、昆虫,这样就大大提高了学生学习的兴趣。完成的成品可继续进行下一步的实验,例如红外光谱测定、热变形分析、冲击等性能测试。在这个实验过程中,也会一些问题,比如如何避免产生爆聚现象,如何在填充模具时尽量避免产生气泡,如果装饰物加多了会有什么样的后果等。带着问题做实验,学生的主动性提高了很多。
因为高分子材料实验多与生产生活实际相联系,所选的实验若与其关联的多,学生一般也很感兴趣。比如丙烯酸酯类乳胶漆制备的实验,这个实验是个综合设计性实验,将学生分为几大组进行团队合作,要求学生能达到几个目的:根据实验要求,确定制备装置及主要仪器;确定具体操作工艺及工艺流程;通过实验研究,要求学生能够分析、研究影响乳胶漆性能的因素。在实验中可以调动学生的积极性,发挥团队合作精神,增强动手能力、实验设计能力、分析问题及解决问题的能力,最后也可将实验产品刷在实验室内墙上,一方面是来检验产品是否合格,一方面也能让学生有成就感。
培养学生创新能力的就是应该让学生学会学习、学会获取知识。教师只是起到引导作用,整个过程中都以学生为主体。教师更多的是去引导学生查阅文献、制订方案、处理数据、分析结果。
5 结 语
通过将不原本相干的实验巧妙地结合在一起,打破高分子材料与工程实验中实验科目各自为战的局面,这样学生既学习了基础的高分子实验知识,又提高了处理问题的综合能力,培养了学生的团队协作精神。为学生以后的工作、科研打下了良好的基础。不断改进教学方法、巩固教学成果是教师永恒的追求,只要我们不断地探索和实践新的教学方法、总结和积累教学经验,一定会硕果累累。
参考文献
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功能高分子合成实验室规则 篇5
1、进入实验室工作的人员，必须严格遵守实验室的规章制度，服从本室实验管理人员的安排和管理，保持室内肃静和整洁，做到文明实验。
2、使用仪器设备必须严格遵守操作规程，认真填写使用记录，发生鼓掌或损坏应及时报告实验室管理人员。
3、保证账、物相符；对仪器设备要定期进行保养、维修、检验，保持仪器设备完好和实验数据的准确、可靠；提倡分工协作、专管专用，提高仪器设备使用率。
4、随时保证实验室，试验台，实验设备及实验用玻璃仪器的清洁。
5、每日值日生要保证实验室的清洁及维持卫生，按时倒垃圾。
6、不得将仪器设备，药瓶、场地私自租借给他人使用。
7、未经负责人同意，非本室人员不得在实验室内做实验；跟本实验室无关的任何人不得以任何借口长期代硫.8、注意安全，做好防火、防盗、防爆炸、防破坏工作，防止事故的发生。
9、做实验期间不得离开实验室，随时保证实验的安全进行。
10、每次从实验室最后离开实验室的学生负责实验室的安全，要检查水，电，窗户，检查无误后才能离开实验室。
高分子材料实验 篇6
【关键词】废旧；高分子材料；建筑材料；回收利用
前言
废旧高分子材料在我们的生活中十分的广泛，各种塑料制品、橡胶制品以及纤维制品等均是通过高分子材料加工制作而成的。在社会技术的发展过程中，将先进的科学技术应用在高分子材料的应用中已经成为了一种发展趋势。面对废旧高分子材料的出现，将其引用于建筑材料的应用中，将具有一定的发展价值。
一、发展概述
70年代初，美国就开始研究塑料对环境的污染问题，制止乱丢废弃物，积极处置废弃物。他们采取的措施主要是减少来源、回收利用、焚烧作为能源利用、填埋等。西欧国家对固体废弃物的管理采取一致行动，目标一体化，但也考虑各自的地理环境、人口、工业生产能力、国民的生活习惯等因素。德国焚烧技术较为完善；英国仍以填埋为主，约占其城市固体废弃物的8%。但是，现在欧洲最重要的发展趋势是塑料原料的回收和再利用。意大利塑料废弃物的回收利用工作十分活跃，除了回收利用本国的废弃聚乙烯制品外，还从其他国家如德国、法国进口大量的塑料废弃物进行回收。日本是亚洲塑料废弃物回收利用工作做得较好的国家之一，日本塑料废弃物的收集、分类、处理、利用都已系列化、工业化。
二、废旧高分子材料在建筑材料中的回收应用
2.1废旧高分子材料制作墙体材料
2.1.1玻璃与塑料复合而成的样品砖
建筑工程中已经开始广泛的使用由塑料以及玻璃复合而成的样品砖。在塑料的是分类方面主要分为烯烃类以及烯烃与苯的化合物结合类。在粒子形态不发生变化，较窄的尺寸范围和尺寸分布近似尺寸的一种复合玻璃材料，在进行材料的加工过程中，一般选用玻璃百分比同比性要求占在15%、30%、45%。通过在235℃的高压下进行粘土砖的制造。在温度发生变化时，一般将其控制在20-50℃，然后进行抗压试验便可以清晰的发现，这种砖的抗断裂能力是普通粘土砖的两倍。在制备的过程中，不需要对使用的塑料进行热塑性以及热固性的分析，所以该材料的原料十分广泛。
2.1.2金属橡胶混凝土
金属橡胶混凝土是通过在制造的过程中添加0%-90%的金属材料、橡胶废料、塑料以及建筑用料、外加剂等相关材料组成。通过这种组合方式将使该组合材料具备良好的建筑使用性能，这种混凝土在当今的建筑过程中被广泛的应用在墙体的砌块工程出现的各种墙体开裂、裂缝明显、隔音效果差、抗冲击能力弱等问题，这种金属橡胶混凝土能够被广泛的应用于桥梁、道路的施工建设。
2.1.3用聚苯乙烯泡沫塑料生产混凝土保温砌块
聚苯乙烯泡沫塑料在往往被使用之后会被大量的遗弃，将其应用在混凝土保温砌块的加工过程中将有效的提升混凝土保温砌块的保温、隔声、抗压的效能，是一种新型的建筑墙体材料。通过在砌块的加工过程中添加聚苯乙烯薄膜塑料能够提高墙体材料的表观密度、增强器抗压的强度以及保温的性能。在实际的工程建设中，这种砌块的聚苯乙烯泡沫塑料的添加基本上在砖体中不会承受压力，所以在保温砖中添加聚苯乙烯泡沫塑料将提高砌块的利用价值。
2.2废旧高分子材料制作建筑装饰材料
2.2.1利用废旧塑料生产的建筑用装饰板材
废旧材料在进行建筑工程的装饰板材的加工研制中也同样得到了很大的使用以及发展空间，这是一种复合时代建设发展的应用材料。通过对废旧塑料、色素添加剂、增强剂等相关原材料的利用，在选择合理的配比标准之后，需要将废旧塑料进行洗净、晒干，然后融化，之后在将融化为块状的废旧塑料进行粉碎，将其打磨成0.5cm作用的小颗粒，之后在一次的进行色素等添加剂的添加，将其进行搅拌，在搅拌均匀时倒入模具成型。
2.2.2利用废旧塑料生产阻燃建筑装饰材料
在废旧材料的加工制造过程中，将废旧热塑性塑料以及锯木粉通过合理的添加剂进行融合，应用与防火阻燃的门窗以及建筑材料中。这种生产加工的工艺方法要根据国家制定的标准进行试验材料的测定。并严格按照国标的建筑材料标准进行不燃性的测定，在进行建筑材料的测定过程中，可以发现，这种添加废旧塑料的不然材料将具有较高的阻燃性能以及防火能力，在建筑工程的应用中完全可以胜任建筑材料的使用要求。
2.3废旧高分子材料制作其他建筑材料
2.3.1粉煤灰、废旧聚苯乙烯泡沫塑料颗粒生产防水材料
在生产防水材料的过程中可以通过将主要材料用粉煤灰、废旧聚苯乙烯泡沫进行代替，然后在配置过程中可以添加一些硅酸水泥、生石灰凝胶材料等进行屋面防水材料的制造。这种材料具有保温隔热、防水的特点，其导热系数较低，抗压能力较强，在0.2MPa的水压下依旧可以保持半小时内不漏水。
添加了粉煤灰、废旧聚苯乙烯泡沫塑料的防水材料在使用的过程中是一种低密度、高强度、保温隔热性能优良的建筑材料，是符合当代防水标准的合格防水产品。
2.3.2利用废聚烃类树脂生产塑料地板
废聚烃类树脂中废聚乙烯生产的塑料地板已经成功的研制了出来，在进行市场的销售过程中，凭借其出色的性能已经在当今塑料地板的制造中占据了半壁江山。大量管材、蔬菜大棚膜以及建筑材料等均利用了该种材料进行生产。由于该种材质的塑料内部含有一种卤化物，所以在回收之后其实际的利用价值得到了抑制。但是这项技术的研制成功，标志着在回收PVC的之后，可以运用该技术进行多种产品的生产，提高其实际的利用经济价值。
2.3.3利用回收农膜与木屑复合制成塑质木材
在农业经济的发展过程中回收农膜与一些木屑将其加工中一种混合材质的塑质木材，将能够有效的提升该产品的使用强度，在实际的使用过程中其具有与天然木材一样的物理性质。并且对于潮湿的环境其具有更好的适应能力，并且就蛀虫的防蛀也优于普通的木材，是一种一次性加工成膜的产品。
结语
高分子材料在社会的利用过程中，为人们的生活带来了巨大的便利。将废旧高分子材料应用于建筑材料的加工制造过程中去，将有助于提升废旧高分子材料的利用价值，并促进建筑材料的加工来源的扩大，为经济效益与环境效益的统一打下了基础。
参考文献
高分子材料实验 篇7
一、正确认识实验教学的作用, 提高实验课程在专业培养计划中的比重
正确认识实验教学是提高实验教学效果的基础。高分子材料专业理论教学与实验教学这两个方面相对独立、相互依存、相互促进。实验教学与理论教学相比, 更具有直观性、趣味性和连贯性, 对于培养学生的动手能力、科学能力和创新能力具有不可替代的作用。实验教学内容以理论教学内容为基础, 但比理论教学内容更加注重实际, 强调动手能力与运用知识的能力。学生通过实验教学的各个环节, 能提高分析问题、解决问题以及创新的能力。由于以往过于强调理论教学, 对实验教学重视不够, 因而高分子材料专业实验教学课时少, 在专业培养计划中的比重相对较小。为改变这一状况, 本实验课程新增了60课时用于综合性实验教学, 另外还新增了课时用于设计性创新性实验。这样, 高分子材料专业实验教学课时大幅增加, 为保证实验教学质量打下了基础。
二、引入开放式实验教学模式
集中实验教学有其本身的优点, 能在规定的时间内训练学生的基本实验操作技能, 引导学生形成科学的实验方法和严谨的实验作风。然而, 所有专业实验都集中开课的话, 学生实验的积极性和主动性难以提高, 主观能动性不能得到很好的调动, 不利于创新能力的培养。针对集中实验的缺点, 需要做大幅的改革。在学生接受了一定的集中实验训练, 具备基本实验技能之后, 新增了综合性与设计性创新性实验, 以激发主观能动性, 锻炼学生分析问题解决问题的能力。将该部分专业实验设置为开放性实验, 学生根据自己的课表选择实验时间, 预约实验平台进行实验, 可提高学生的实验主动性, 也能解决实验场地与时间难以安排的问题, 从而弥补了集中实验教学的缺陷。
三、补充更新实验仪器设备, 并将科研仪器用于实验教学
由于全校化学实验教学的整合, 高分子材料专业实验仪器设备人均占有率下降, 并且部分专业实验教学仪器设备老化。通过申请专项经费, 补充更新了实验教学设备, 保证学生能及时开展实验。同时, 针对开展综合性实验和设计性创新性实验, 为缓解实验教学仪器设备的不足, 学院测试中心为学生专业实验提供免费测试分析服务。笔者所在学院测试中心由仪器分析中心和高分子材料加工中心两部分组成, 属于211工程和985项目投资建设的公共实验平台, 具有较大的规模, 总面积达900平方米, 拥有50余台先进精密的大中型仪器设备, 并且高端先进仪器设备还在不断地引进当中。此外, 还有双螺杆挤出机、注射成型机、开炼机、密炼机和平板压机等加工设备, 面向高分子材料加工研究方向。该中心能为专业实验教学提供强大的分析测试平台支撑。学院还动员各课题组参与实验教学, 并可免费使用各课题组自有的仪器设备。
四、对实验教学各部分内容进行合理组织, 分阶段进行教学
1.加强基础实验, 训练基本实验技能。高分子材料专业基础实验以演示性和验证性实验为主, 侧重于某个反应、某个性能、单一操作的基本训练, 以巩固和加深对专业基础理论的理解, 培养学生基本实验操作技能, 是养成良好实验习惯的基本环节。通过这些基础实验的训练, 为后续的综合性实验和设计性创新型实验打下了基础。根据高分子材料三门专业课的内容, 可以安排如表1所示的20个基础实验, 基本涵盖了高分子化学实验、高分子物理实验和高分子材料加工实验。
2.增加综合性实验, 提高综合运用专业知识解决问题的能力。综合性实验要求对所学理论知识和基础实验知识进行有机融合, 去解决比较复杂的实验问题, 其目的是综合运用专业知识能力去分析和解决问题。综合性实验的选题在注重科学性的同时还要兼顾可行性和实用性, 难度也要适中, 最好能涵盖高分子化学实验、高分子物理实验和高分子材料加工实验这三部分内容。综合性实验要体现多门课程的融合, 实验操作涉及多种实验技能的运用。在之前专业基本实验的基础上, 再通过综合性验的训练, 让学生经历一个循序渐进的提高实验技能的过程, 掌握专业研究的基本方法。高分子材料专业综合性实验安排在基础实验之后进行, 在大学第六个学期开课, 综合性实验目录如表2所示。
3.通过设计性创新性实验提高创新能力。设计性创新性实验本质上属于“真刀真枪”的科研工作, 共分为两部分。第一部分是新型高分子材料实验的设计, 训练学生实验的构思、设计能力。学生与指导教师互选, 共同确定感兴趣的研究课题。学生查阅资料, 了解课题研究背景与创新性, 明确研究目标, 提出具体实验方案。与指导教师讨论, 修改、确定实验方案, 最后撰写实验设计报告。在上述实验设计训练的基础上, 可通过学校的PRP (Participation in Research Program) 项目, 开展创新性实验工作, 这是设计性创新性实验的第二部分内容。PRP项目是我校专门为本科生开展创新性实验提供的科研项目, 有专门经费支持。通过师生互选, 共同申报该类项目, 学校批准后实施。PRP项目在老师指导下进课题组实验室完成, 属于开放式实验, 包括课题立项、开题、中期汇报和结题答辩四个过程。
设计性创新性实验是实验教学方式方法的革新。由指导教师提出实验项目、实验目的, 学生综合运用专业知识设计实验方案与具体步骤, 在老师指导下完成实验, 最后总结, 写出实验项目报告。通过设计性创新性实验的训练, 动手能力、分析与解决问题的能力得到了提高, 逐步了解科学研究的思路和方法, 全方位地提升学生的创新能力。
五、采用实验操作与实验报告并重的评价方式
学生实验成绩的评价是实验教学的重要环节, 也是专业实验教学改革的重要部分。以往基本上依据实验报告做评价的方式存在严重弊端, 需要进行改革。新的实验成绩的评价注重操作、注重过程、注重综合运用知识的能力。根据实验教学类型, 成绩评价有以下三种方式。对于基础实验, 出勤和实验预习报告占20%, 实验操作技能及实验结果占50%, 实验报告占30%。对于综合性实验, 实验开题报告占30%, 实验操作技能及实验结果占50%, 实验报告占20%。对于设计性综合性实验, 考核成绩由实验总结报告成绩和项目答辩的成绩组成, 分别占60%与40%的比重, 强调综合运用专业知识解决实际问题的能力。
综上所述, 对高分子材料专业实验教学改革进行上述五个方面的改革实践, 并通过这一系列专业实验的科学训练, 高分子材料专业学生能熟悉使用常见专业实验仪器, 达到掌握基本的实验技能和实验方法, 综合运用专业知识的能力得到加强, 分析与解决问题的能力显著提高, 为毕业论文及以后的科研工作打下牢固的基础。
摘要：本文根据作者所在高校高分子材料专业实验教学的改革实践, 系统性指出高分子材料本科专业实验教学改革应着力于五个方面:提高实验课程在专业培养计划中的比重;引入开放式实验教学模式;补充更新实验仪器设备, 并用于实验教学;合理组织实验教学内容, 分阶段进行教学;采用实验操作与实验报告并重的评价方式。
关键词：高分子专业,实验教学,改革
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高分子材料实验 篇8
关键词：高分子材料,就业能力,实验教学
一、引言
随着科学技术和经济环境的变化, 高校毕业生的就业形势呈现日益复杂的趋势。社会对人才的技能、经验、实践能力以及综合素质提出了越来越高的要求[1,2]。高分子材料以其突飞猛进的发展态势和广阔的应用前景成为了21世纪最具生命力的新型产业。众多与高分子材料相关的行业发展迅猛, 社会对兼具创新和实践能力的高分子材料专业的人才需求量越来越大, 这无疑为毕业生提供了极好的就业前景[3]。如何提高大学生的就业能力, 以更好地服务社会成为摆在高等院校人才培养方面的重要课题。
高分子材料是一门应用性和实践性极强的专业, 其实践教学在一定程度上决定了人才培养的质量和水平。实验教学是重要的实践教学环节, 它是提高高分子材料专业大学生操作能力、沟通能力、协作能力和综合素质的最重要最直接的手段。因此, 高校高分子材料专业要通过建立科学的专业实验教学体系, 积极探索实验教学改革, 以全面提高大学生的就业能力。
本文立足于我校的高分子材料专业, 基于就业能力提升这一核心, 提出了几点关于高分子材料专业实验教学改革的建议。
二、实验教学现状分析
实验教学环节是学生获取专业知识的重要手段, 对学生实践与创新能力的培养起到举足轻重的作用[4]。然而, 传统的实验教学验证性实验居多, 注重培养学生的实验操作技能, 而忽视了学生的自主性、创造性思维的培养。一般, 高分子专业实验教学体系由三大块构成即材料合成实验、材料成型加工实验和材料性能测试实验。三块实验内容各自独立展开, 相互之间没有联系, 缺乏知识点之间的串联及各部分间的逻辑性和系统性, 不利于学生从整体上掌握知识。由于经费不足、缺乏激励机制等种种原因, 大部分本科生仅限于实验课和做毕业论文时进行实验研究, 缺少实验训练的机会, 对广泛提升本科生的就业能力所起的作用也非常有限。因此, 如何利用实验教学中心平台, 建立合理的面对本科生的开放机制, 是实验教学体系改革的重要内容。
三、实验教学改革举措
针对以上实验教学中出现的问题, 我们提出了几点改革措施, 以期能够促进大学生就业及提高大学生就业质量。
1.构建系统化实验教学体系。为了改善实验教学效果, 需要加强高分子材料专业的实验教学体系的系统性。将高分子化学实验、高分子物理实验以及高分子成型加工实验等多门课程有机组合起来, 利用不同课程间实验项目的关联性, 形成多条跨越不同课程的实验项目链, 构建出环环相扣、高度系统化的高分子专业实验教学体系。
例如, 聚苯乙烯塑料的制备实验, 它可以涵盖三个紧密相连的实验项目。利用高分子化学知识, 从苯乙烯单体的悬浮聚合实验开始, 获得聚苯乙烯粉体;再利用高分子物理知识, 经由GPC凝胶渗透色谱分析所合成的聚苯乙烯的分子量及分子量分布, 以确定聚苯乙烯的基本性能;再利用高分子成型加工实验, 将聚苯乙烯粉体制成高分子塑料样条, 对其拉伸、冲击等性能进行测试。将以上三个实验安排在同一个学期, 按顺序依次开展实验, 能够加强知识的连贯性, 便于学生从整体上理解和掌握高分子材料的专业知识, 从而提高学生的专业能力、学习能力和实践能力, 为促进就业打下坚实的基础。
2.开展多层次实验教学。积极推行实验课程改革, 开展多层次实验教学, 降低验证性实验的比例, 开设综合性实验, 增设设计性实验, 可以提升大学生的专业能力和培养创造性思维能力, 从而使学生在就业竞争中展现出良好技能。
单一的验证性实验, 缺乏对学生综合能力的训练。为了将高分子材料的专业知识有机地串联起来、灵活运用, 需要开设一定比例的综合性实验。例如, 开设“聚苯胺的制备和导电性测试”这一综合性实验。学生不仅能理解聚合物的结构, 还能掌握聚苯胺的合成方法及性能测试方法。通过这一实验, 能够把聚合物的“结构”与“性能”两大方面很好地结合起来, 即加深了对相关知识的理解, 又提高了学生综合运用知识的能力。
单一的验证性实验, 只要求学生掌握简单操作, 没有充分发挥学生的主观能动性。增加设计性实验, 以学生为主、教师指导为辅, 给学生发挥潜能提供更大的空间, 为提高学生的就业能力奠定扎实的基础。例如, “海藻酸钠溶液的流变性研究”就是一个很好的设计性实验。根据实验任务, 学生自己查阅相关文献、设计实验方案并付诸实施。这个过程要求学生动手、动脑、交流、协作, 切实得到科学研究的一般逻辑过程训练。设计性实验既提高了学生的主观积极性, 又增强了学生分析问题和解决问题的能力。
3.依托科研项目拓展实验教学。我校的高分子材料专业本科生除了实验课和做毕业论文之外, 很少从事科研实验。只有极少数同学因为参与大学生创新项目或学科竞赛而进行实验研究。从普遍提高本科生的实践能力角度来看还远远不够, 需要学校方面加大对大学生创新项目的支持力度, 为更多的学生提供科研实验的机会。
另外, 为了提高本科生的科研能力, 设立导师专项基金, 由导师的课题经费中拨出一部分用于本科生实验。导师重点选拔一些兴趣高、素质好的学生, 在大二提前进入实验室学习, 参与科研项目, 这个措施对提高本科生创新能力和科研能力很有效, 有些本科生在本科阶段已经发表了科研论文, 有些本科生毕业后就直接进入导师实验室做硕士论文。不过, 对于本专业兴趣不高的学生起不到太大作用。
4.建立长效激励机制。为了调动大学生主动进行创新实验的积极性, 需要建立长效激励机制。对于创新型实验完成优秀者、完成自主创新项目者、发表科研论文或专利者等取得创新成果的学生给以增加学分的奖励, 同时在保研、评奖学金等方面作为重要参考。这一举措可以大大增加大学生参加创新实践活动的机会, 提升大学生就业竞争力。
5.完善实验成绩评定办法。受仪器设备条件的限制, 学生单人操作的条件不具备, 一般采取分组实验的形式, 如何保证每个学生都能得到实验操作训练, 需要完善实验成绩评定办法。实验报告是实验教学的一个重要环节。透过实验报告可以反应出学生对实验项目的理解和掌握情况。但是, 单单依据实验报告评定成绩并不合理。通过课前提问考察学生的预习情况, 观察实验过程中学生的操作能力、协作能力, 并做好记录, 以此作为评定实验成绩的重要依据, 更能激发学生参与实验的兴趣, 提高学生做实验的主动性。通过完善实验成绩评定办法, 可以被迫式加强大学生参与实验的力度, 从而提高大学生的实践能力。
四、小结
面对就业市场对高分子材料专业人才提出的越来越高的要求, 进行实验教学改革提升本科生的就业能力具有重要的现实意义。本文提出从实验教学体系系统化、开展多层次实验、依托科研项目拓展实验、建立长效激励机制和完成成绩评定办法五个方面进行实验教学改革的建议, 以期有效提升本专业大学生的就业能力。
参考文献
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高分子材料实验 篇9
高分子学科是一门实验性很强的学科, 各种实验教学是高分子学科中必不可少的实践教学形式, 不但能够帮助学生进一步建立和巩固理论教学所学知识, 还是培养学生实际动手能力和创新意识的最佳环节。作为制备高性能和多功能高分子材料的重要手段之一, 高分子材料的挤出共混实验是高分子材料专业本科生必修的实验课程。但受限于大型挤出实验设备过高的原材料、能源消耗成本和过大的实验场地需求, 大多数高校仅能采用演示等方法进行该实验教学, 绝大多数学生只是旁观, 严重限制了学生的主观能动性, 更无法开展研究型教学实验。
我们将实验室自主研发的小型挤出机应用于本科生特色实验中, 相比较于大型挤出机, 可以很好的适用于本科生的研究型学习中, 让学生自己动手操作, 将课本中所学到的知识与实际相结合, 不但能够充分调动学生的积极性, 自主开展实验, 而且还能够强化学生“创新”和“低碳”的同时, 使本科生可以较早的接触科研与实践, 增强了学生的科研实践能力。
一、实验设备
自主设计并制作了一种小型微量高温混合挤出立式实验机 (发明专利申请号2009l00923097) 。这类小型高分子材料挤出实验机的挤出原理和过程与传统大型螺杆挤出机一致, 因此采用该小型实验机开展实验教学可以让学生清楚、直观地了解高分子材料的加工原理。其外, 该小型实验机的原材料用量小, 一次实验仅需10~30克, 并具有良好的混合效果, 而且操作简便安全, 可由一名学生单独操作, 因此这样的小型实验机使学生开展自助式实验成为可能, 也非常适用于研究型实验教学的应用。[4,5]
二、实验设计与实验过程
开设高分子材料挤出共混特色实验的目的是满足研究型教学的理念, 使本专业的本科生能够根据相关理论课程, 在教师适当的引导下, 自主设计材料配方, 自主进行二元高分子合金材料的开发实验, 通过对实验现象和结果的分析, 提高学生研制新材料的理论分析能力和实际动手能力。
实验内容主要包括自主选取两种常见的高分子材料, 控制两种材料的配比进行挤出共混, 测定共混材料配比对材料拉伸性能的影响, 并分析其性能变化机理。
在设计实验的过程中, 学生通过广泛的调研, 选择出感兴趣的几种高分子材料, 并对其加工工艺参数和基本力学性能等进行较为深入的调研。通过这种方法, 可有效地提高学生的学习兴趣, 很好地锻炼了学生的实验能力。实验以小组为单位, 2~3人为一个小组, 这样既能保证每位学生都能积极的参与到特色实验中来, 同时也锻炼了学生的合作意识, 相互协作得到所需的实验结果。小组间的讨论也有助于弥补个人思维上的漏洞, 使学生可以更加积极主动的学习。实验中, 教师的作用是启发和促进学生的自主研究, 培养学生的科研兴趣。
通过实验过程中学生的表现可以看出, 实验的过程是一种不断的积累和运用知识的过程。学生在实验过程中尝试用不同的原料进行共混改性。例如:聚苯醚 (PPO) 和聚苯乙烯 (PS) 共混、聚碳酸酯 (PC) 与聚苯醚 (PPO) 共混等, 通过对实验数据的分析与记录, 从而得到不同的结果。以一组学生的实验为例, 学生通过按照一定的梯度调整PS与PPO的质量比, 使PS的含量从0增加到100%, 从而得到了多组数据, 对数据进行绘图, 并且通过运用所学的高分子物理的知识进行分析, 从而得出实验结论:如PS与PPO相容性较好, 不同含量的PS由分散相逐渐向连续相变化等。由此可以看出, 特色实验的实行充分调动了学生的积极性, 不但有效提高了学生的实验能力, 还提高了学生运用知识解决问题的能力。
通过对实验报告的分析可见, 学生对实验有着深刻的思考, 实验态度也较为认真。实验报告的上交情况为100%, 所有学生都能做到按时完成实验报告所需的内容。同时, 通过实验结果来看, 虽然组与组间的完成质量有一定的差距, 但整体质量较高。其中一位学生对实验中不同百分含量的情况进行了较为深入的分析, 很好的利用了高分子物理中所学的高聚物共混性能与其纯组份性能之间的关系, 并结合所得的载荷变形曲线主动分析了模量的变化情况。
三、特色实验的优势
通过实践表明, 利用小型实验机开展的高分子材料挤出共混特色实验有以下几个优点。
1.“独立、自主”。
大型挤出机需教师全程指导, 教师亲自动手演示, 并且需要教师全程监护以保障实验安全。而采用小型实验机, 学生经短时间培训即可独立自主开展实验研究。另一方面, 由于实验教学时间有限, 大型挤出机来不及进行温度调节, 通常只能进行1~2组配方的实验。而小型实验机温度调节迅速, 清洗方便, 学生可根据自己的设计方案, 选择实验原料种类、配方以及工艺条件, 在有效时间内完成不同的配方, 为学生的研究型实验创造了必要条件。
2. 激发“兴趣”, 培养“创新”意识。
研究型实验有利于改善传统实验中“照方抓药”、实验报告“千篇一律”的问题, 每个学生的实验设计方案和实际实验结果不尽相同, 能够促使其独立思考, 分析遇到的现象和问题。此外, 在实验过程中, 教师有更充分的时间针对实验中各种现象与学生进行讨论, 满足了研究型教学的初衷, 加深了学生对实验现象和理论知识的理解。例如, 利用小型实验机进行实验时, 学生对高分子材料间的相容性、挤出胀大现象、结晶对高分子材料透明性的影响等有了更加直观和深入的认识。
3. 低碳、高效。
在4学时的实验教学中, 小型实验机耗电仅为大型挤出机的2.5%, 耗水0.5%, 原材料7.5%;同时原材料种类增加了3倍, 学生实际完成的配方增加了3~5倍。
四、结论
高分子材料挤出共混特色实验是通过实验室自主研发的小型挤出机开展的教学实验, 不仅能很好的锻炼学生的实验技能, 还能够提高学生的自主学习能力和实验探究的能力, 这对学生今后的工作有很大的帮助。除此之外, 小型挤出机相对于大型挤出机具有绿色环保节能的优势。特色实验开始不久, 仍有许多工作有待完善, 如进一步增加设备数量、进一步改进实验方案, 使学生可以更加积极主动地参与到特色实验中来。
摘要：高分子材料的挤出共混实验是高分子专业学生课程学习的重要组成部分, 利用自主开发的小型实验装置, 克服了传统挤出机能耗高、耗材多等问题, 开展了自助式的高分子材料挤出共混特色实验, 重点强化学生的探究能力、实际动手能力和自主学习的能力, 满足当前研究型教学的理念。
关键词：特色实验,研究型教学,高分子,自助式
参考文献
[1]李青山, 杨庆祥, 张士良, 等.高分子专业实验教学改革与思维创新能力培养研究[J].高分子通报, 2008, (12) :80-84.
[2]张建勋, 陈国铁.“卓越计划”背景下的工程类高校人才培养模式探讨[J].中国建设教育, 2010, 5 (9-10) :4-7.
[3]杨平, 陈冷, 孟利, 强文江.材料科学基础研究型教学示范课建设思考与实践[J].中国冶金教育, 2013, (2) :23-25, 28.
[4]詹茂盛, 王凯, “低碳—高能”的高分子材料挤出实验教学研究[J].实验技术与管理, 2011, 28 (3) :217-219.
高分子材料实验 篇10
关键词：高分子材料,成型加工实验,教学改革
自从奥地利著名经济学家约瑟夫·熊彼特提出创新理论以来, 创新在社会进步和经济发展中的作用被日益重视。尤其是进入科技信息时代以来, 创新已成为世界各国经济发展最强大的动力。随着人们对创新的发展和认识, 今天的创新不仅包括技术的创新、知识的创新, 还包括制度创新和创新型人才的培养[1]。
一、创新人才的特征及培养创新人才的重要性
创新型人才, 是指在系统地继承前人理论的前提下能够分析解决问题, 并超越前人的研究成果, 具有首创能力的人才。创新型人才一般具有以下特征: (1) 具有渊博的知识底蕴和优秀的人文精神; (2) 具有健康的心理和顽强的毅力; (3) 具有强烈的富于探索精神和探究能力, 或者有旺盛的求知欲和强烈的好奇心; (4) 具有清晰和敏捷的逻辑思维能力和很强的判断力; (5) 具有很强的批判精神和批判性思维能力; (6) 具有解决实际问题的能力和良好的团队合作意识。创新, 不仅仅是提出一种新的方法、新的思想, 而且还要基于实际情况解决问题, 具有实践的创造性[2]。因此创新型人才既要基础知识扎实, 头脑冷静, 能客观准确地分析、判断情况, 在多种情况中选择较优的行动方案, 并付诸实施;又要求创新型人才具有强烈的开拓精神, 勇于竞争, 具有为实现创新理想而献身的精神。
中国的社会主义事业, 不仅需要现代化的科学、技术来推动, 更需要相应的创新型人才来支撑。要造就杰出的科学家、思想家、发明家和企业家, 更离不开创新型人才的培养。而高等学校在创新教育实施与创新人才的培养中, 承担着重要的责任, 它是我国创新体系的主要构成部分。高等学校创新人才培养模式是创新人才培养的核心, 是在一定的教学组织管理下实施的, 包括培养目标、专业结构、课程体系、教学制度、教学模式和日常教学管理, 正确的创新人才培养模式是培养创新人才的必要条件[3]。
二、改革高分子材料成型加工实验的重要性
高分子材料作为当前生产生活的重要组成材料, 正在与生物、医学、信息、能源、环境等新兴学科交叉发展, 在高新技术和国防领域和国民经济中占有十分重要的地位。在当前世界经济一体化的环境下, 我国高分子材料工业的生产、加工和研发能力落后于国外先进国家, 而高素质的专业人才的培养攸关重要[4]。高分子材料与工程专业教育无论在“质”和“量”上都迫切需要发生大的变革与发展, 能否培养出一批综合素质、创新能力、专业基础知识和社会需求适应性强的不同层次的科学研究和工程技术人员, 是关系到我国高分子材料领域在将来的国际经济技术竞争中能否处于战略领先地位的重要问题, 其核心就是人才培养和竞争。高分子材料成型加工实验课是高分子材料与工程专业学生在完成高分子化学、高分子物理、高分子材料研究方法、高分子材料成型加工基础、塑料成型机械等专业课程的学习后, 所开设的实验课程。与其理论教学相比, 具有直观性、实践性、综合性、设计性与创新性等特点, 对培养学生的应用能力和创新能力起着至关重要的作用[3]。当前的教学改革, 关键就是如何制定合理的实验方法和教学手段, 以便及时顺应当前科技发展、社会需求和产业进步的需要, 培养学生的实践能力和科技创新能力, 便于学生及时掌握最新的科研和生产动态, 满足我国相关领域对人才培养的需求。
三、“高分子成型加工实验”课程的教学改革探索
1. 探讨综合性实验对培养学生成为具有创新能力的复合型人才的作用。
综合性实验不应仅局限于实验内容的综合, 还应包括实验内容、实验方法、实验手段的综合。因此, 我们可以把综合性实验理解为实验内容涉及相关的综合知识或运用综合的实验方法、实验手段, 对学生的知识、能力、素质形成综合的学习与培养的实验。综合性实验的特征应体现在:实验内容的复合性、实验方法的多元性, 实验手段的多样性, 人才培养的综合性[5]。
在综合性实验培养过程中, 我们通过引导学生的兴趣促使他们自己去发现问题、解决问题;在试验期间举行的讨论培养学生的自信心、进取心和锲而不舍的毅力;总结资料的过程中培养学生独立思考的精神和判断批判的思维能力;在解决问题过程中培养学生将多种知识进行综合, 并将理论和实践进行融合;通过运用各种实验手段、设备条件和分析方法, 特别是现代化信息技术手段获取新知识的能力, 使学生能够逐步掌握如何通过实践和创新手段把所学过的理论知识转化为创造能力和经济财富。
2. 研究设计性实验对学生能力的培养, 尤其是对学生验证理论的能力和用所学理论解决问题的能力的培养。
加强教学实践环节, 创造更多的师生交流互动空间以提供更多学生自我动手、动脑的机会, 从而激发学生独立思考的精神和自我创新的意识, 营造追求真理的氛围, 培育学生探究发现能力, 使学生身上的创造性品质和创新性潜能得到充分发挥。
(1) 学生基础知识准备。学生在研究新的实验项目前, 必须具备完成相应项目任务所需要的知识技能和能力, 学生要学会如何准备相应的知识。首先, 指导教师要了解学生的原有基础, 一旦发现缺乏, 要及时进行补救性教学, 进行集体或个别辅导, 或推荐相应书籍等, 指导学生完成基础知识的准备。
(2) 科研所需的信息资料的准备。信息资料可以由教师提供, 也可以由师生共同搜集准备, 最好由教师提出研究方向, 并指导学生逐步独立完成相应材料的搜集整理工作。
(3) 归纳、总结查阅到的相关资料, 指导学生学习工作计划的准备工作, 并对研究工作提出相关的问题。
(4) 解决研究工作中可能出现的问题解决措施的准备。
(5) 进行项目分组。根据科研任务的难易决定如何分组, 可将学生按照特长和爱好分成3~5人的项目工作小组, 协调学生共同完成相应的实验工作, 并做好实验记录工作。
(6) 定期组织学生开讨论会, 讨论试验进度和试验过程中出现的问题和解决办法, 并指导学生在试验后完成试验数据的整理、归纳和总结工作。
通过上述工作的完成, 我们发现参与设计性实验的同学验证理论的能力和用所学理论解决问题的能力得到了很大的加强, 解决新情况和新问题的能力也明显增加。解决问题的能力是从各种社会工作能力中抽象出来, 具有普适性并能够迁移的一种核心能力。它是指能够在具体问题中能准确地把握关键, 利用现有条件和资源, 提出相应解决方案, 并通过方案实施、调整和改进最终解决问题的能力。设计性实验不仅培养了学生解决问题的能力, 同时也开发和引导了学生的参与意识和合作能力, 引导学生以互相平等的方式与不同的人合作寻求解决问题的方法, 从而提高了学生从事各种职业活动都需要的一种基本能力, 包括学生解决在工作和生活中问题的能力。
3. 分析研究性试验对培养学生的兴趣, 扩大学生的知识面, 提高学生的科学素质的作用。
美国认知主义心理学家杜鲁纳提出的“发现”学习法, 就是主张学生通过创造性的自学用自己的头脑获得知识。因此, 没有自学能力只能被动地接受知识。发现学习法的重要特点就是强调学生的主体性, 因此教师在教学中应该体现这样的科学化教学原则。
学生在参与研究性试验过程中, 在教师的指导下独立地搜集资料、整理资料、制定计划、发现问题和解决问题, 正符合“发现”学习法, 属于学生创造性的自学, 在这个过程中高度激发了学生的学习兴趣, 培养了自学能力。
科学素质是指人拥有科学精神, 树立科学思想, 掌握必要的科学技术, 并具有独立处理实际问题的能力。随着科技发展、社会需要, 个人的科学素质越来越重要。前不久, 进行的一项国民科学素质调查表明, 我国国民的科学素质在参与调查的三十多个发达和发展中国家中排名靠后[6]。建国以来, 我国教育普及程度不断提高, 大学生培养规模不断扩大, 但学生的科学素质却没有得到应有的提高。因此, 如何更有效地提高学生的科学素质是亟待解决的问题。学生在参与分析研究性试验过程中, 能够树立科学意识、掌握科学方法并培养优良的科学精神, 这对培养学生科学素质具有重要的实践意义。
4. 学生自主选择课程和自我评价对培养学生创新精神的作用。
现在, 学生普遍存在以下问题:对自身的关注多建立在与他人的比较上或者过多在意他人对自己的评价上, 而不是从对自身的正确认识及分析基础之上来总结;过多关注结果而不是发展的积累与过程, 因此缺乏对自身素质正确的自我评价。自我评价是剖析自我的有效途径, 通过自我评价可以确立自我价值感和自我成就感, 并达到自我发展的目的。因此, 自我评价可以塑造学生的人格与品性, 提高责任感与义务感, 从而掌握相关的知识和技能, 具备胜任岗位要求的工作本领和品质, 有独立分析和解决问题的能力[7]。
选题分析和研究过程中分组科研讨论过程, 使学生认识到要对自我的状态有一个正确的认识和评价, 尤其是共同讨论和分析出现的问题和解决问题的方法, 使学生认识到如果对自我没有一个正确的评估, 发展模式就会偏离自己的兴趣和特长, 不能有效地扬长避短。每个人都有自己的长处, 如何发展自己的兴趣和长处才是个人迅速发展的关键。在试验合作的过程中, 学生认识到要正确对待自己的成功与挫折, 也给予他人一定的宽容和理解。最后, 试验的设计和总结, 使学生认识到发展就是要根据自身和外部条件, 有意识地对自己进行设计和塑造。自我的发展不是一朝一夕的事情, 而要伴随整个一生, 如果不进行有效地设计, 就会使人不能在一种领域或一个方面走得深入, 因此也很难获得成功。
参考文献
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[6]高新, 靳国庆.强化大学生的创新精神和实践能力培养[J].理论与实践, 1999, (3) .
高分子材料燃烧合成技术探析 篇11
Reigel（2007）研究了积极反馈在成人英语课堂教学中的作用。具体来说，研究探讨了教师话语反馈的频率与学生语言水平提高的
高分子材料在社会各领域产业中均有广泛而深入的应用。采用燃烧合成技术合成高分子材料，能够节约能源，简化工艺流程，提高产品纯度，反应过程以燃烧波形式进行传播，能够合成梯度材料，因而该技术近些年来在高分子材料合成领域有广泛的应用。
1.燃烧合成技术与理论原理分析
自1825年，Berzelius室温下发现了非晶锆燃烧所生成氧化物之后，燃烧合成技术开始发展，并为材料合成提供了新方法，该技术具有如下优势：1）反应速度极快；2）无能耗，合成所需热量来源于自身放热过程，极少数需要外部能源以启动合成反应；3）所得产物纯度很高，合成过程原料所含的杂质能够挥发逸出；4）适用于各种无机或复合材料中；5）所需设备与工艺技术较为简单；6）燃烧中具有高温梯度与较快的冷却速度，可以迅速形成新的非平衡相、亚稳相；7）借助于反应物自身化学能，结合其他方式，能够使材料合成过程与致密化实现同步。当前，借助于燃烧合成技术所制备的材料有很多，包括功能性、难溶性、复合型材料等。
燃烧合成反应过程即燃烧体系热力学过程，利用热力学计算，能够对绝热燃烧温度等加以计算，实现对反应温度与产物的有效控制，如熵变计算、自由能、热熔计算等，燃烧绝热温度为反应所能推动封闭体系达到的最高温度，可用以判断反应过程能够维持，以便对产物状态等进行判断。燃烧合成反应中高放热同反应物、生成物间存在的焓变息息相关。表达式如下：
2.高分子材料中燃烧合成技术的应用
高分子材料燃烧合成技术反应过程中所需温度低，燃烧速度较缓慢、通常而言均低于200℃，燃烧速度低于1cm/min，故也被称为自蔓延低温合成技术。反应过程中，反应物的粒度对于整个过程并无太大影响。单体聚合中只有一个引发剂分子分解，将会引发整个聚合反应，此时粒度大小并无影响。在反应体系中加入适当的稀释剂，可以显著提高燃烧的速度。高分子材料在燃烧合成过程中，将反映产物加入之后，虽然温度降低，但燃烧速度有所提高。而且多数高分子材料燃烧合成反应均需要进行加压，以避免由于反应物出现气化，出现热损致使燃烧传播失稳，对反应过程造成影响。
由于燃烧合成技术在合成高分子材料中具有显著的优势，因而在高分子材料领域具有广泛的应用，主要体现在如下方面：1）复合材料线材合成，将反应物单体密封于容器中，采用纤维材料由一端穿入，由另一端穿出，在出口端点燃，此时反应开始，对纤维拉拔速度进行有效控制，使其同该反应的燃烧波速度相同，拉出纤维时可得固化的复合材料线材；2）高聚物涂层合成。在密闭容器中，将反应单体混合物放置于物料表面，通过施加一定的压力，点燃并引发反应，燃烧波将会沿着物料的表面展开，反应结束后物料表面即制备了聚合物涂层。该方法制备涂层不仅工艺简单，而且效率较高，成本低，无需使用溶剂即可，不会对人和环境带来危害；3）梯度功能材料合成。借助于该技术可制备高分子材料相互间，及其同金属、陶瓷间的梯度功能型材料，在多领域有广泛应用，如制作激光标尺、光盘等。
3.结语
近些年来，高分子材料燃烧合成技术应用前景越来越广阔，但是，燃烧合成技术在高分子材料合成领域的应用与研究只是近些年才开始，仍有很多待提高和改善的地方，不少研究仍停留在实验室或理论阶段，因此，有必要进一步对燃烧合成技术对高分子材料合成产物结构与性能的影响进行研究，以便更好地完善燃烧合成技术的应用，同各种已成熟技术有机结合，拓宽该技术在高分子材料生产领域的范围。
参考文献：
[1] 高俊刚等.高分子材料[M]北京：化学工业出版社，2008
高分子材料实验 篇12
材料作为国民经济最重要的支柱产业之一, 社会对材料学人才特别是高分子材料专业人才需求很大, 对高分子材料人才的培养质量也要求很高。高分子材料与工程专业作为一门偏实践实用性的工科专业, 选择该专业的学生一般动手能力较强, 善于发现问题、思考问题, 具备一定的创新意识, 但创新思维还不健全、创新知识还不完善、创新能力较匮乏、创新人格尚未形成。而上述能力和素质的形成是需要逐步引导和培养的。材料学专业的学生普遍具有动手实践的欲望、创新的动机, 但目前绝大多数高校所能提供的实践环境有限、创新气氛缺乏, 学生的实践能力和创新潜力得不到充分发挥, 实践能力和创新能力难以得到提升。另外, 学生普遍不善于利用现有的资源和条件, 更不能自发创造自己所需的资源和条件。以上因素均束缚了学生的实践能力和创新能力的培养。
作为教育工作者, 我们有责任认识到目前的这种教学、管理现状。作为一线教师, 我们也能感受到学生对实践的渴望和对创新的追求。因此, 改革现有的教育和教学管理模式, 积极为学生创造所需的资源和条件, 提高学生的学习能力、实践能力、创新能力, 成为高等教育改革的首要任务。实验教学作为高等教育中一个重要的环节, 在培养学生的实践能力和创新能力方面起着十分重要的作用。与传统实验教学模式相比, 开放式实验教学模式充分考虑到学生学习能力和兴趣的差异性, 改被动学习为主动求知, 培养学生提出、分析与解决问题的能力, 激发学生的创造力, 达到更好地培养创新应用型人才的目的。
本文笔者结合自身长期的实验教学实践和对开放式实验教学模式的认识与体会, 分析了传统实验教学模式的弊端, 对实行开放式实验教学, 实现学生的分层次、多元化培养进行了论述。
一传统实验教学模式存在的弊端
1. 实验教学从属于理论教学的地位没有改变
受中国教育领域传统重理论轻实践的应试教育观念的影响, 高校的教学工作开展也是以理论教学为主、实践教学为辅, 认为实践教学从属于理论教学的思想根深蒂固。在这种教育观念下, 理论教学有很完善的教学计划、教学大纲、课程设置、教材选择机制等, 也有很成熟的教学管理与评价机制。相比之下, 实验教学要求则松散很多。教学计划和课程设置随意性很大, 教学大纲可有可无, 教材选择无具体要求, 也没有较好的教学效果评估机制。因此, 当理论课程与实验课程产生冲突时, 有些高校甚至随意将实验课程削减了事。此外, 高校在实验室建设上的投入也不足, 对教学实验设备少与旧的情况充耳不闻。有些地方本科院校由于收入少, 投入本科教学实验的资金更是少之又少。在这种情况下, 教学实验仪器设备由于故障“罢工”的情况也时有发生, 严重影响了学生教学实验安排。有时因为维修不及时, 时间安排不过来, 最后甚至出现随意取消实验的事情。受此影响, 学生也认为, 课本理论知识比实践知识更重要, 只要掌握好课本理论知识就够了, 实验课程应付一下就可以了。长此以往, 学生就会花更多的时间与精力在理论知识上, 对实验课程敷衍了事。
2. 实验教学模式陈旧, 实验教学效果不够理想
传统实验教学模式是在固定时间、固定地点, 按照固定步骤, 得出固定的结论 (“四固”教学) 。在这种相对固定的实验教学模式中, 学生总是处于被动地位, 实验的积极性和主动性不高, 创新能力提升根本谈不上。有些学生即使有新的、好的想法, 但碍于实验教学的考核评价体系, 学生也不敢去实施。这本身就降低了实验环节的吸引力, 限制了学生的求知欲和创新能力。
笔者从近些年带实验教学的过程中明显感到学生的思维被局限在实验指导书上, 最明显的表现是学生的预习报告就是照实验指导书抄一遍, 没有认真去理解实验原理, 掌握实验步骤, 分析实验现象和可能得到的结果, 对老师在实验前、实验中和实验后所提问题一问三不知。这种情况下, 能否达到培养学生实践能力和创新能力的目的, 要打个大大的问号。
3. 学生实验效果评价考核机制不够科学完善
在传统“四固”的实验教学模式下, 因为操作步骤一样, 实验工艺流程一样, 实验结论也相差不大。因此, 只要学生不出现大的实验失误, 实验指导教师对学生的考核成绩就相差不大, 特别是从成绩上难以体现学生创新创造能力的差异。如果因为实验设备台 (套) 数不足, 导致本来由学生独立完成的实验或只要2~3个学生组队完成的实验最后不得不出现4~5名甚至更多学生一组的情况, 那么对学生的实验评价考核就更加难以体现学生学习能力和创新能力的差别, 而这种情况在一些地方本科院校的实验过程中经常见到。虽然实验教学的目的不在于评价学生的优差, 但如果能完善考核机制, 让优者从中获得更多, 也能激发他们学习的积极性。
从以上对传统实验教学的分析可以看出, 在人才培养质量上, 传统实验教学模式无论在教学形式上, 还是教学内容上所起的作用都十分有限。特别是面对高校大量扩招、生源质量下降、实验教学资源日趋紧张的新形势, 传统实验教学模式显得力不从心。因此, 改革传统实验教学模式, 实施开放式实验教学模式, 提高人才培养质量, 成为许多高校正在开展或准备开展的一项重要教学改革内容。
二实施开放式实验教学, 多元化、分层次培养人才
不管是重点大学还是一般大学, 学生的素质和兴趣点总存在差异化的现象。因此, 开放式实验教学模式推出后, 有积极响应的, 也有消极应付的, 这是一种很自然的规律。因此, 开放式实验教学模式应充分考虑到学生的差异性, 因地制宜地给学生选择的空间, 实现学生培养的多层次化。
1. 验证性、技能性实验为主
这是实验教学的最基本要求, 也是学生必须参与的。根据教育部规定, 学生必须修满一定的实验教学学时才能毕业。这个层次的实验教学可参考传统实验模式进行, 学生只需按照实验教学指导书上的规定流程完成实验即可, 主要达到培养学生基本实验动手能力和基本实验技能的目的, 同时也巩固了所学的理论知识。要求学生选择的实验内容应包含高分子化学、高分子物理和高分子成型加工三个模块实验。
2. 以综合性、设计性实验为主
这个层次的实验教学强调在老师的指导下, 以问题为主线, 通过学生自己查找文献、确定实验内容, 开展实验研究。综合性实验将原本割裂的实验模块有机结合起来, 主要培养学生专业知识的系统性。设计性实验可采取“定题不定法”, 即指定实验题目, 但不限定学生的实验方法、步骤和所选原料;也可采取“定目标不定途径”, 即指定实验的最终目标, 但不限定实现实验目标的途径。如此不仅可以培养学生的信息获取能力, 还可培养学生分析问题与解决问题的能力, 使学生所学知识系统化、实用化。
以苯乙烯的悬浮聚合实验为例。传统的高分子化学实验, 学生按实验指导书步骤合成聚苯乙烯, 但对合成的聚苯乙烯性能好坏无法评价, 最多从合成产品的外观和最后收率来评价实验的效果, 但这些评价都不是影响聚苯乙烯性能的关键因素。涉及影响树脂性能的分子量、分子量分布等主要指标和评价树脂应用性能的拉伸强度、冲击强度等指标都无法从单纯的高分子化学实验中得出。另外, 实验原料精制与否、催化剂用量多少、加热温度高低与反应时间长短对合成树脂性能影响如何, 学生无法得知。甚至实验完成后, 学生拿着合成的白色固体会问:它们有何用途?然后到了高分子物理和高分子加工实验时又会问另一个问题:树脂是怎么来的?这种问题的提出, 说明学生对所学知识的系统性掌握不足。综合性实验的开展, 能很好地解决这个问题。它要求学生合理设计系统的实验流程, 通过高分子化学实验合成的聚苯乙烯树脂, 可以利用高分子测试与表征实验中的GPC来分析其分子量与分子量分布, 也可利用高分子物理实验中的熔融指数仪来测定其熔融指数, 还可以通过不同的方法将树脂制成拉伸、冲击等性能测试用的样条, 对其拉伸、冲击等性能进行测试。对于合成温度与反应时间对树脂性能的影响, 可以要求一组学生多做几次不同条件的实验或几组学生按不同条件进行合成, 最后测试其性能, 分析反应条件对聚合物性能的影响。
3. 以科学研究为主
这些科学研究项目包括学生的兴趣小组科研项目, 也可以是大学生创新创业训练或各类学科竞赛项目, 还可以是专业教师的科研项目。这个层次的实验教学鼓励学生开动脑筋, 去实施生活中遇到的、学生自己也感兴趣的小科研项目;鼓励与引导学生参与各类学科竞赛, 发挥第二课堂在实验教学过程中的作用;当然也要鼓励学生参与到专业教师的科研项目中, 从事力所能及的科技开发工作。这个层次的实验除了培养学生的信息检索与分析能力、实践能力外, 对提高学生的创新思维能力与创新能力也能起到很好的作用。在开展第三层次的实验教学过程中, 学生以兴趣或志愿为切入点, 充分发挥自身的主观能动性, 特别是兴趣小组科研项目和学科竞赛项目, 在整个实验教学开展过程中, 始终贯彻自我教育、自我管理和个性发展的原则, 这对学生发展个性、增强能力、健全人格、完善自我是很有帮助的。
第三层次的实验教学相对来说自主性加大, 这要求充分发挥指导教师的作用。指导教师给予学生正确的引导和关键的点拨, 始终坚持学生才是实验教学主体的观念, 做好“导演”的身份, 调动学生的积极性, 消除学生的盲目点;指导教师要把握好实验方向和实验内容, 审核实验项目时要考虑专业相关性、实验难易性、实验安全性等关键因素, 让学生实验做到有的放矢。
实验教学模式的多元化, 指的是在实验内容上可以实现多元化, 从而达到学生能力的多元化发展。学生可根据自身知识背景、兴趣爱好、就业预期和发展方向等选择实验内容。如可根据高分子学科的特点, 将实验内容进行分类, 分为高分子合成与改性类、高分子成型与加工类和高分子测试与表征类。高分子成型加工实验又可分为塑料加工类、橡胶加工类、涂料和胶粘剂加工类、纤维加工类等。学生根据自身的意愿, 选择不同的方向类别进行实验。也可根据自己的发展方向, 选择不同的实验教学层次。定位在应用技能型人才的, 选到第二层次即可;如果定位于创新型人才的, 建议选到第三层次。
三完善管理制度, 保证开放式实验教学顺利开展
开放式实验教学模式实现了学生的多元化、分层次发展, 但需要建立完善的与之匹配的管理制度才能保证其顺利开展。管理制度既应包括管“物”的制度, 也应包括管“人”的制度, 还应包括管“钱”的制度。管“物”的制度即要建立适宜开放式实验教学的实验室开放制度、实验室安全与环保制度等, 以及专业教师实验室、相近专业实验中心和校测试中心等共享制度。管“人”的制度既包括学生管理制度, 也应包括实验教师与实验室管理人员管理制度。针对实行开放式实验教学模式后, 有些学生积极性不高的问题, 可引入学分制和奖励制方法。第一、二层次的实验教学可采用学分制管理方法, 即不管学生积极与否, 必须修够一定的实验教学学分, 满足教育部对专业培养方案中实验教学部分的最基本要求。最低学分要求在第一层次即可完成。第三层次可采用奖励制管理方法, 即与学生的素质拓展学分、课外实践学分挂钩。此外, 也应完善教师管理制度。针对实行开放式实验教学模式后指导教师工作量增加的情况, 可根据实验项目、实验时长等不同修订工作量计算办法。实验室管理人员也可由全体“坐班制”改为“值班制”等。管“钱”的制度主要是针对实行开放式实验教学模式后可能出现的原料采购量上升且品种多样化问题, 可考虑设立“开放式实验基金”, 根据实验层次不同设定不同的实验经费预算。学生根据实验预算, 申请实验经费, 开展开放式实验。
四结束语
开放式实验教学模式打破了传统的实验教学模式, 顺应了现代教育教学的发展要求, 对培养学生的学习能力、实践能力和创新能力起到了积极的作用。构建高分子材料与工程分层次、多元化开放式实验教学新体系, 完善与之匹配的实验管理体系, 保证开放式实验教学顺利开展, 有利于学生在今后的工作中发挥专业特长, 成为创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量的创新工程应用型人才。
摘要：与传统实验教学模式相比, 开放式实验教学模式充分考虑到学生学习能力和兴趣的差异性, 改被动学习为主动求知, 培养学生提出、分析与解决问题的能力, 激发学生的创造力, 达到了更好地培养创新应用型人才的目的。本文分析了传统实验教学模式的弊端, 对实行开放式实验教学, 实现学生的分层次、多元化培养进行了论述。
关键词：开放式实验教学,人才培养,分层次,多元化
参考文献
[1]张学龙.开放性实验教学模式的探索与研究[J].教师, 2010 (15) :48~49