高分子材料与工程专业知识范例(12篇)

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高分子材料与工程专业知识范文篇1

关键词:合班教学纺织材料学教学方式改革服装工程与设计纺织工程

1.引言

纺织材料学是一门综合学科,在高分子纤维科学的基础上,通过研究各种纺织材料的组成、结构和性能为生产、研发新型的服装用纤维材料提供理论支持。由于纺织材料的应用已经很接近最终消费者,因此其涉及的领域比较广泛,内容极为丰富,综合了高分子化学与物理、纤维成型、纺织学、心理学、市场学、人体工学等诸多学科的综合科学[1]。纺织工程和服装工程与设计的本科生都需要学习这门基础平台课,是培养现代化专业人才的关键课程,为其后的专业学习奠定理论基础。然而,目前的教学手段还远远不能满足学生对该课程的需求,各大高校在为改革该课程的教学模式的提出作出努力,并提出了很多有价值的解决思路和方法。但是,紧紧围绕教学手段的创新已不能产生新的火花,只有通过对教学方法和教学模式的深入改革才能培养出高素质的创造型人才[2]。虽然《纺织材料学》课程会面向工科类和设计类的学生同时开设,但是根据招生和专业教学侧重点的不同及各专业学生的知识基础、基本素养的本质差异,很难将该课程系统地、完整地传输给学生,最后造成设计类学生更加偏重材料的视觉和服用舒适度,而工科类学生则偏重材料的本身性能,忽略了其最终应用目的。因此,针对纺织材料学课程,有必要将两类学生进行合班管理和教学,在有目的地规划教学内容、调整教学重点、改进教学方法和手段的基础上,使两类学生能够在学习中产生理论和实际应用方面的互补,综合学生的素质特点,提高学生的专业素养和学习兴趣。

2.改革传统教学模式,激发设计类学生兴趣点

《纺织材料学》课程内容设计领域极广,从纺丝、制造、印染到后期的设计、风格影响,学生很难抓住其中重点,教师也不易理清教学思路;尤其在对设计类学生教学时,学生缺乏相关的物理、化学、高分子成型等理论基础和知识背景,也缺乏必要的工程训练,对于课程中专有名词、合成技术和制备手段非常陌生,造成学习兴趣下降和学习效率低下的现实[3]。该课程传统的教学步骤可大致总结为由高分子纤维到纱线,再到织物和面料的讲授。很显然,这些内容都集中在基础知识点的传授,内容枯燥。不难想象,如果在课程中,将过多的授课时间和精力放在介绍理工科基础和材料合成、制备和性能上,就会抹杀设计类学生的创造性。艺术类学生最想知道的是这门课和自己的服装设计有何重要联系,也就是如何更好地使用面料。相反,工科学生对这部分内容比较敏感,按照传统的教学思路教学则无可厚非,学习这类知识也是工科学生的特长。

合班教学的前提条件是更新教学内容的设计,创新教学体系,合理安排教学策略和侧重,选择性地淡化某些不直观的、专业性很强的内容。这些内容可以通过课堂上的互动及调动工科学生的主动性,由教师向学生传授过渡到工科生向设计类学生的传授,在活跃课堂气氛的同时到达强化学习效果的目的。这也是合班教学优势之一。在此基础上,更多地强调与服装设计和加工密切相关的知识,让学生在学习材料学课程时,能够与其创造性思维紧密联系[4]。

合班教学并不意味着对原有课程体系的全盘否定和简单的替代,其最终目的是通过两类学生不同的专业关注点和理论及实践基础,使他们在思想上碰撞出火花。这样,就需要找到一个合适的结合点,能够在知识结合点的带动下,使两类学生同时参与到课程的教授和理解中。例如,将结合点设定在面料与服装设计的关系上,以此为核心展开教学。作为服装设计与面料基础,面料的外观质地、性能等是设计类学生比较关心的问题,而这些面料表观特点则由材料本身的性质决定,由此引导学生关注面料的组成、纤维的分子结构对其回潮率、耐化学性、纱线加捻对面料质地的影响等,在提高设计类学生学习兴趣的同时,并未弱化工科学生对材料本质特征的理解。

可以在课堂上,将常用的面料发放给学生,让学生分组进行认知学习。学习小组的构成包括工科生和设计类学生,其关注点有所偏重;再以提问的形式进行式教学,在这些问题的背后两类学生的思维方式的不同,更能够加深设计类学生对基本理论的理解,使工科生在研究面料和纤维基本特性的同时,下意识地考虑这些基本特性会对其最终应用产生何种影响。最后,通过讨论和讲解,起到巩固知识点的作用。这种以面料为结合点的合班教学模式,突出了纺织材料学教学的核心目的,使设计类学生能够掌握材料基本性能,为将来的设计打好基础,使工科生能够更加明确研究及开发材料的目的。以面料为结合点,强化了材料学中最重要的基本能力的锻炼,让学生深切感受到这门课程的意义与精髓。同时保留了原教学体系中对纤维、纱线等较抽象的理论的讲授,更体系化地将知识脉络展现在学生面前。

3.创新实践教学方法,整合新型教学手段

合班教学模式,依然无法脱离课程讲授为基本手段,因此,需要建立切实可行的课堂教学方法和教学手段,使其成为提高教学质量的前提保障[5]。这些手段和方法还需要配合现阶段的教学平台建设和可操作性。实践性教学方法将成为改革服装材料学课程的重点,以面料为研究重点,通过、解剖、分析和辨识等过程支撑教学的实践性。这里所讲的面料辨识并不是将其抬高到决定服装材料学教学成败的高度,但在教学中,其作用和意义同样显著。纺织材料学课程虽然涉及的内容繁杂,所牵扯的学科较多,但是在明确教学的重点后,可以将其看做一个整体。尤其是对于合班后的学生,教师不仅面对的是具有各自专业知识的学生,而且是一个庞大的理论和实际知识体系,因此,需要把握住课程大部分知识点的内在联系,做到围绕教学目的,优化筛选知识点,突出教学重心,讲授主次分明,从而进一步使学生抓住重点,减少直至消除对本门课程内容繁杂的偏见[6]。

在此基础上,对现有的在实践性教学模式与现代化教学手段进行必要创新。具体陈述如下:

对于理论性较强的部分教学内容,如纤维、纱线和织物组织结构,采用形象化教学方法,根据艺术类学生不易接受枯燥的数据和深奥理论的特点,给学生展示实物及图片,利用“实物感知”达到事半功倍的效果,增强学生对抽象概念的感性认识[7]。在加强师生之间的互动性的同时,通过合班教学模式,将课程逐渐向研讨课方向发展,让两个学科的学生在讨论中共同成长。由此,合班教学无疑会给教师和学生带来新的挑战和问题。对于教师来说,除了扎实的专业功底和灵活的思辨精神外,也需要提前准备相关资料,做好课前功课。同时,这对教师的素质提高也起到促进作用,在该方式下有利于取得更佳的教学效果,并提高学生的创新能力和培养学生的辩证思维。

针对面料的特性和质地,以及为满足不同服装风格的要求的前提下,面料纺织材料需要尽可能地提升其后期处理、加工和使用性能。能够作为纺织材料使用的原料来源包括天然聚合物类(棉、毛、麻、丝素)和合成化纤(涤纶、锦纶、丙纶、聚氨酯纤维),从质地上讲,棉织物纯朴、大方;自然麻织物硬挺、粗犷、豪爽;毛织物沉稳、高雅、端庄;丝织物华丽、高贵、飘逸[8]。这些形象的感官对于工科学生极具新鲜感。通过形象化的展示,可以加强艺术生对面料的实际感受,而不再是对书本上枯燥的理论认识。调动学生发言积极性,激励学生带着问题学习,问题的解答不再是由教师到学生的单向过程;在理论上,工科生足以回答设计类学生的疑问,而设计学生则能够直接告知工科生面料的具体使用要求和设计理念的融合规律。例如,在讲授服装面辅料这一章节时,让学生在已给定的环境条件和要求下以小组形式完成面辅料的选择与搭配,设计类学生画出时装效果图,而后根据纤维、纱线、织物的知识,工科生则对应效果图为面料选择织物材料,并进行搭配和说明选择理由,然后先在学生之间进行互评讨论,最后老师进行总结说明。

与传统的教学改革相似,需要将课堂延伸到工厂、企业,通过实地参观和学习,了解纱线、织物的组织结构、染整工艺等,让学生深入生产一线,不断接触各种纤维材料,感知积累;定时参加纤维面料展览和进入大型商场对中高低档纺织品进行调研和信息分析,了解最新的服装面料资讯与高科技服装面料的发展现状,把握时尚动态,跟进服装材料学研究前沿,引导学生进行实践探索。结合已学到的专业理论知识,并结合当今最前沿的服装潮流,利用各种分析、测试和绘图软件,在编辑组织结构的同时,进行不同材料的织物外观的模拟,甚至通过实物增强知识的可视化、系统化,丰富单薄的碎片知识,扩大教学容量,让艺术生在课堂中感受到趣味性,激发学习欲望,促进自主学习。

4.结语

将服装设计与工程专业和纺织工程专业本科生进行合班教学,发挥设计类学生与工科生自身特长与背景知识,更新教学理念,并采用当今先进的教学模式,不断创新教学方法,改进教学手段与考核机制,培养出符合时代需求与市场需求的专业人才。

参考文献:

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[4]李艳梅.《服装材料学》课程的教学实践与探讨[J].上海工程技术大学教育研究,2007(2).

[5]朱敏.现代教学方法发展的趋势性特征[J].外国教育研究,2001(4).

[6]罗军.服装材料学教学改革的探索与实践[J].教育学论坛,2013(5).

[7]姚桂珍,钱F.服装材料学的教学模式改革探讨[J].内蒙古农业大学学报(社科版),2007(4).

[8]许颖琦.实践性教学在服装材料学教学中的运用[J].考试(教研版),2012(11).

高分子材料与工程专业知识范文篇2

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,JoelR.Fried著的“polymerscienceandtechnology",同时参考了DavidLBowe:的“anintroductiontopolymerphysics",L.H.Sperling的“introductiontopolymerphysicalscience”和天津大学出版的“introductiontomaterials"。

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。

高分子材料与工程专业知识范文1篇3

[关键词]高分子材料与工程人才培养教学

[中图分类号]C961[文献标识码]A[文章编号]2095-3437(2015)11-0024-02

一、经济和社会的转型对国际化应用型人才有迫切需求

培养什么样的人才(应用型、创新型、学术型等)是人才培养模式的一个重要问题。中国是世界上高分子产业强国之一,但其行业发展的速度远远高于人才的培养速度,不断出现的新产品、新设备、新技术,使原有的企业人才完全不能满足行业的快速发展以及对新型人才的需求。

二、培养应用型人才的原则

(一)改变教学模式,明确培养目标

国际化应用型高分子材料与工程专业的培养目标,是以建设核心课程群为核心,为满足市场和企业的需求,实现国际化的目标,重视实践教学,培养出既拥有扎实的相关专业的理论知识,又能够在高分子材料的加工工艺等方面从事新产品研发、新设备及仪器制备、新工艺流程设计工作,具有综合素质、实践能力以及创新能力的新型技术型人才,更好地服务于社会经济建设和石油产业。

(二)全面实施素质教育,提高其实践能力

通过基础实验、专业实验、生产实习、认知实习、两课等多种形式来提高学生的综合素质,从而加强对学生人文化素质、专业素质、思想素质、服务意识的培养,使学生能较好地获取专业知识,并熟练运用专业知识,提高自身创新能力。我们提出并实施了培养较强工程实践能力和创新能力的措施方案,多方位、多角度加强学生实践创新能力和工业化生产能力,培养学生狼队团结精神,提高学生日常英语和专业术语的应用能力。

(三)夯实基础知识,拓宽专业知识

要想培养学生的适应能力,就必须使其具有扎实的基础理论知识,并拓宽其专业知识面。夯实基础,一是拓宽基础理论知识和技能,强化知识体系建设,发挥课程群的核心作用,使学生牢固掌握基础知识,知识结构建设合理,培养学生科学合理的思维方式,提高他们的应用能力,以适应将来职业岗位的要求。二是将专业基础课拓宽到新的工程认证的专业目录下,为专业方向提供广阔的工程技术市场。拓宽专业知识,不是改变专业课程的名称,而是认真整合该专业的主干课程,丰富实践教学的教学内容,建立新的专业课程体系。我们在全院公共平台课基础上增设了国际经济法、国际金融法、国际商法、西方文化鉴赏等课程,强化英语交流应用,加大了实践创新能力的培养力度。

(四)构建核心课程群,提高学生国际竞争力

教学改革的重点是对核心课程群的建立,其直接实现了对人才的培养,促进了人才知识结构的形成以及能力的培养,是提高学生综合素质的主要途径。我们从以往注重学生理论培养,改为注重学生实践能力的培养。如高分子基础实验由原来的8学时增加为56学时,另在大二增加了两周的认知实习,以此来提高学生对本专业的归属感和认同度。对课程进行融合和重组,避免课程内容重复;对专业基础课,如高分子化学和高分子物理采用双语教学和海外归国人员全英文教学;新型课程体系的建立要强调应用工程的概念,重视各学科知识之间的联系以及安排的时间顺序,建立完整的课程体系。在英语听说中,根据将来可能的工作环节进行视听教学设计,训练听说能力和讲解在国外可能遇到的民族、风俗、宗教事务等问题。

三、人才培养模式的渠道

(一)实施递进式教学平台

为了满足企业的实际需求,在培养应用型工程人才方面,必须坚持面向基层、面向社会、面向一线生产的原则,通过对通识教育的强化,提高学生的综合素质以及专业实践操作水平。新的教学模式主要包括两课素质教育平台、学术实践创新平台、基础实践平台以及综合实践平台,以实现学生的分层次培养,多角度递进式培养,满足社会经济以及企业的各方面要求,使学生的个性空间得到发展。

(二)大幅度增加实践教学,提升学生工程实践能力

与其他学科不同,高分子材料与工程专业有其明显的特点,它是以工程实践和实验为基础进行总结的一门学科。根据本学科的特点,教研室在制订教学培养计划之前,要重点增加实践教学的课时,以提高学生的创新意识、工程意识和实践操作能力。

在课程设计和毕业论文实践中,应结合教师科研项目和企业解决现场生产实际的项目,选派学生到企业现场做毕业论文等。这样可使学生获得良好的科研能力和现场工作经验,熟悉企业现场文化氛围,能有效地促进学生实践操作能力,为以后学生职业的发展打下良好的基础。

(三)为满足市场需求,采用“订单式”的人才培养模式

将人才培养与市场需求结合,通过“订单式”的人才培养模式进行教学改革。这样不仅能满足企业对国际化应用型人才的需求,而且有助于学生的顺利就业。另外,单位还可根据实际状况,为“订单式”培养学生提供一定的费用(奖学金、贫困助学金等),以解决学生在学习、求职中遇到的困难。近几年,我校先后与中财管道和川路集团有限公司等单位签订了“订单式”培养协议,为企业的发展培养了一批技术人才。

(四)培养学生对知识的运用能力以及创新能力

学校要积极与企业合作,为学生营造规范的实践环境,培养其创新能力和综合素质,提高学生的社会竞争力。在中财管道实习中,学生必须顶班实习,这可以让学生充分利用学科优势和区域优势进行现场比赛,建立实验室,给学生提供一定的实践基地,使产、学、研密切结合,提高学生的工程技术能力,保证实践教学效果。学生可在实践基地完成认识和生产实习任务,以及工艺试验活动。实践操作活动可以帮助学生加深对基础理论知识的理解及运用,同时还可以让学生及时了解相关专业的发展前景以及存在的问题,有助于学生顺利走向工作岗位。

(五)师资队伍建设的加强

为适应素质教育的改革,教师知识的更新与自身素质的提高非常重要。只有高水平的师资队伍才能培养出高素质的人才。西南石油大学高分子材料与工程专业2002年第一次招生,目前已招生12届,从2010年起就是四川省特色专业,为国内培养了大量的应用型人才。2005年我们在全院教学实践中,以归国学者代加林教授为责任人,在高分子化学双语和物理双语课程的建设及教学方面率先取得了发展,为国际化人才培养跨出了第一步。经过7年的建设,两双语课程成为校精品课程,而后学院又引进3名海外高级人才和多名985高校博士,以此促进了多门双语课程的开展,为国际化人才培养奠定了良好基础。这些高水平科技人才的引进,大大提高了教师的科技创新能力以及科研能力。

此外,还应重视对青年教师的培养,让经验丰富的教师指导青年教师,帮助他们在专业教学方面有所突破。

四、小结

随着高分子材料的迅速发展,每年都会涌现出一批新材料、新工艺以及新技术。如何培养相关专业学生的工程应用能力,促进高校的办学质量和人才培养质量的提高,是目前乃至未来高校教育所面临的挑战。当然,如果因此忽略了科研创新能力的培养,就不能为社会经济以及企业的发展培养高级人才。因此,要同时注重培养学生的工程应用能力以及科技创新能力,运用“强基础,重应用,突创新”的人才培养模式,培养出适合社会经济发展需要的人才。

[参考文献]

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[3]高炜斌,枝苗,自瑛.高职教育中高分子材料加工专业人才培养模式探析[J].辽宁教育行政学院学报,2006(12):69-70.

高分子材料与工程专业知识范文篇4

材料化学专业主要课程

在学习高等数学、化学、物理等基础理论知识及相关实验技能的基础上,本专业主要学习材料科学基础、结晶化学、高分子化学、高分子物理、现代材料分析技术、材料研究与测试方法、材料性能学、材料化学、材料工艺学以及材料基础实验、材料化学专业实验等专业基础课和专业课,接受计算机课程模拟及应用,实验技能、信息获取、工程设计、科学研究等方面的技能培训。该课程体系设置使学生既掌握了材料化学方面的扎实宽广的基础理论知识又具备材料专业特长。主要实践性教学环节:包括生产实习、毕业论文等,一般安排10--20周。

材料化学专业就业方向

本专业学生毕业后可在无机材料、高分子材料等材料及相关技术领域从事质量检验、产品开发、生产、教学及技术管理工作。

从事行业:

毕业后主要在石油、新能源、电子技术等行业工作,大致如下:

1、石油/化工/矿产/地质;

2、新能源;

3、电子技术/半导体/集成电路;

4、制药/生物工程;

5、原材料和加工;

6、其他行业;

7、建筑/建材/工程;

8、环保。

从事岗位:

毕业后主要从事研发、工艺、材料工程师等工作,大致如下:

1、研发工程师;

2、工艺工程师;

3、化验员;

4、质检员;

5、材料工程师;

6、销售工程师;

7、技术员;

8、实验员。

1.掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识;

2.掌握材料制备(或合成)、材料加工、材料结构与性能测定及材料应用等方面的基础知识、基本原理和基本实验技能;

3.了解相近专业的一般原理和知识;

4.熟悉国家关于材料科学与工程研究、科技开发及相关产业的政策,国内外知识产权等方面的法律法规;

5.了解材料化学的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及材料科学与工程产业的发展状况;

高分子材料与工程专业知识范文篇5

关键词:塑料制品;配方设计;理论;实践;教学改革

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2015)27-0063-02

从事高分子材料专业学习的学生知道,“高分子成型加工”、“高分子物理”和“高分子化学”,共同构成了高分子材料专业的三大主干基础课程。而“塑料材料与配方设计”是高分子材料与工程专业成型加工分支下一门重要的专业课程,对合成树脂及塑料助剂的深入了解,正确的选用塑料原料和塑料助剂,合理的进行配方设计,在塑料成型加工过程中至关重要,也是获得品质优良塑料制品的技术保障。然而,“塑料材料与配方设计”在课程教学环节中,只是片面的理论介绍涉及某一材料的某一性能,大部分同学觉得课堂内容比较单一,理论性过多,实践性较少。鉴于以上不足,为了培养和提高学生理论联系实践的能力,适应目前社会对高分子人才的实际需求,力求学生能在较短的时间内掌握该课程的教学内容,特别是课程理论与实践教学有效的结合学习,改变传统的教学模式,本文从以下几个方面的教学改革进行了有效的探索。

一、围绕人才培养目标,夯实课程建设的教学改革探索

立足贵阳学院的人才培养目标――“突出实用、服务本地”,紧扣《贵州省新材料产业“十二五”发展规划》中涉及的高分子材料人才培养方向领域,我校根据具体情况和要求,对专业人才培养方案进行了认真地讨论,不断完善课程的教学大纲与基本要求,力求符合实际的需求。材料科学与工程本科生的课程和教学大纲应主要集中在材料科学与工程的四个基本要素――合成和加工、结构、性质、使用性能及其相互关系[1]。“塑料材料与配方设计”课程以每种塑料材料的合成、结构与性能关系、加工性能、应用性能、成型方法、改性以及最新的发展状况等角度,完整地将通用热塑性塑料、工程塑料、热固性塑料展现在每位高分子专业学生面前,从而使学生可以完整、全面地了解每种塑料材料以及各种助剂的功效、添加量、作用机理和最新发展状况。目的是使学生掌握高分子材料加工助剂的概况、合成、作用机理及其应用,重点掌握塑料增塑剂、抗氧剂、热稳定剂和阻燃剂的结构特点和作用机理,了解其结构与性能之间的关系,熟悉塑料制品实际应用配方设计。力求紧扣工程应用型人才培养的目标和工程实际,从应用型本科生学习的实际出发,重视理论与工程实际的结合,突出应用性较强的内容,有利于工程应用。通过该课程的学习,再配以一定的配方设计方法的讲授,为培养高素质应用型人才,提高学生综合素质打下坚实基础。

二、完善教学内容的教学改革探索

1.教学内容与专业特色相结合。“塑料材料与配方设计”是我校高分子材料专业一门重要的专业课,根据在以往的教学过程中的观察与经验,教学多采用传统模式,课程具有与物理化学联系密切、抽象概念多等特点,大多数学生觉得课堂内容难以理解,不感兴趣,丧失学好该课程的信心,然后就逐渐厌学甚至放弃学习。该门课程的授课对象是大学三年级的学生,处于这个时期的学生学习兴趣和学习热情处于整个大学的全盛时期,求知欲强,精力充沛。面对这样的学生,如何有效地利用他们的求知欲,激发起学习该课程的兴趣,并针对他们的缺点,制定行之有效的方法及对策,使其通过该门课程的学习,培养起运用创新教学理念、联系科学研究和提高解决实际问题的能力,是值得我们教学工作者思考并认真对待的问题。如何围绕塑料制品的化学组成、结构及聚合方式、添加剂及其配比以及成型加工工艺、工艺条件及其控制、成型设备等知识内容对学生开展有效教学是一个重中之重。教学内容必须与专业特色有效结合,在向学生传授课程理论基础知识的同时,又要围绕当前贵州省高分子材料人才培养领域涉及的塑料成型加工新技术、新发展方向进行有效的结合介绍。遵循高分子材料的成型加工基本原理,着重对新的成型加工工艺进行研究,尤其是通用塑料与工程塑料的成型加工区别。在日常教学过程中,将高分子材料基础理论与实际日常生活中常见塑料制品的例子相结合,开展与学生的分析和讨论,启发学生在学习过程中牢牢抓住本课程的主题思想。例如:在介绍五大通用塑料制品尤其是PVC制品生产时,介绍了生产PVC软硬制品过程中各类助剂的选择及添加量控制,合理的配方设计,不同的成型加工方法,以及不同成型工艺生产的制品具有不同的特殊性能,应用的不同的场合,让学生掌握“高分子材料-成型加工-制品性能”三者之间的关系。

2.教学内容与科研实践相结合。“塑料材料与配方设计”课程教学内容应与教师科研实践有效结合,使两者达到互助互促的作用,以科研促进教学发展,将教师科研工作有效融入到教学实验中,体现教学与科研的互动,提高学生分析问题、解决问题、实验操作和使用计算机软件的能力。例如:塑料制品的增韧途径有多种方法,可将教师科研课题与相关课程知识相结合来进行教学,如聚合物纳米复合材料对塑料增韧的影响,尤其是近年来较热门的稀土偶联剂的研究,在增加粒子与基体树脂结合力的同时,兼顾一定的内作用等,可以鼓励感兴趣的学生参与到教师的科研实验中来,学以致用,加强对知识点理解的同时,拓宽视野,锻炼科研及动手能力。

三、丰富教学方法的教学改革探索

1.传统与先进多媒体辅助、计算机技术运用等教学手段相结合。传统的教学手段――板书由于其单调、枯燥的特点已不能完全适应当前的教学要求,而多媒体辅助――PPT教学使原本量大、抽象、复杂、枯燥无味的理论知识,通过形象、生动、直观的图文并茂形式表现出来,调动了学生的积极性和学习兴趣,便于学生对知识的理解和掌握[3]。比如通过多媒体电子课件辅助教学,对于高分子塑料制品成型加工过程中塑料助剂的作用机理的演示以及挤出成型、注射成型等成型加工过程的演示,更加直观和生动,利于学生对理论知识的进一步掌握。塑料配方设计是指确定配方中各种助剂加入量的方法。一个塑料配方中往往包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、剂、填充剂、阻燃剂等多种添加剂。多种助剂的合理搭配,通过利于计算机技术(word、cad)来对配方设计进行科学地设计,有效地减少了实验次数,节省实验时间,使配方设计更加准确、快速,达到事半功倍的效果。

2.教师理论实践指导与学生自主学习相结合。在理论教学中,我们知道塑料配方设计的方法有两种:一种是单因素变量配方设计法;一种是多因素变量配方设计法。在课程理论教学过程中,尤其是正交设计法介绍环节,我们在教学中采用重点难点教师讲授、学生自主学习的方法。学生自主学习之后,采用课堂提问的方式以检验学生自主学习的学习成果,让学生了解正交设计法的使用特点,掌握多因素变量的实验方法,优化出最佳配方。学生具有较强的学习兴趣和能力,通过教师理论指导与学生自主学习相结合,我们将学生能力激发出来,使学生的学习变被动为主动,从而收到事半功倍的教学效果。在实践教学中,秉承贵州省的绿色发展观念,保护自然生态环境,走节能减排可持续发展之路,在塑料制品成型加工及废旧塑料回收及再生利用中,始终贯彻绿色生态理念,对日常生活废弃塑料,譬如食品包装、各类饮料瓶、储存容器及薄膜等塑料制品,有意识地进行分选挑捡,改性再生利用,将实验课程内容涉及到的包括塑料的混炼,塑料的双螺杆挤出成型、注射成型等各种加工方法工艺,通过相容性混炼技术来进行废旧塑料的再生利用。比如:回收的PP耐应力开裂性能较差且低温脆性较大,可选择回收HDPE及LLDPE制备再生共混物,也可以回收农膜与PP制备合金,利用适当设备经过混炼实施。这既增加了学生的实践操作能力,又培养了绿色环保创新意识。同时,成立课外实践兴趣小组,让学生充分调动主观能动性,开展探讨思考,与教师共同讨论分析,提出解决思路,找出解决问题办法,提高学习兴趣和逐步培养科研创新能力。

3.企事业工厂参观学习。本专业目前与贵州省材料产业技术研究院、龙里蓝图新材料公司等企事业单位建立了良好合作关系,建立了实习基地。通过与这些合作企业的协作,学生可以现场实地对各种成型加工所涉及的原料处理、设备、工艺流程、质量控制等实际生产过程进行近距离的感受,让学生们了解橡胶和塑料加工过程使用的原材料、工艺方法及工艺流程以及生产过程中所使用的仪器和设备。将知识与生产进一步联系和认识,毋庸置疑对学生有了很大的帮助。比如:参观塑钢门窗加工工厂时,讲解员详细地向学生介绍了加工车间的工作情况及以聚氯乙烯树脂为基本原料进行成型工艺的加工流程。通过参观,每一个学生都受益匪浅,知道了PVC,这也为我们以后专业方向的选择和学习打下了良好的基础。

随着市场对塑料制品需求的不断扩大以及塑料工业的高速发展,培养出高素质应用型人才,使其具备更加牢固的知识基础,更加灵活地运用知识的能力,成为当务之急。本课程通过几个方面的课程理论与实践教学改革,极大地调动了学生的学习兴趣,提高了学生的逻辑推理能力以及分析问题和解决问题的能力,在培养学生的积极自主学习能力、配方设计能力、实践能力等方面都取得了良好的效果。

参考文献:

高分子材料与工程专业知识范文篇6

关键词:工程硕士;材料工程;培养模式

中图分类号:G643文献标志码:A文章编号:1674-9324(2015)01-0274-02

一、现有专业学位工程硕士研究生培养存在的问题

全日制专业学位硕士研究生培养的目标是以企业需求和职业岗位为导向,培养具有掌握扎实的理论基础和系统的本学科专业知识,具有综合运用能力的研究生[1,2]。应突出研究生毕业后能够从事某一类专业或某种具体职业岗位所需要的职业知识和职业技能的职业特点。事实上,西部院校受传统教育观念、师资结构和学术研究生培养模式的影响,专业学位研究生教育基本沿袭了学术性学位研究生教育的培养模式,和东部等先进院校相比,更没有很好地体现出自身的培养目标和特点。例如,在人才培养方案、课程体系和课程设置、教学学时、教学大纲等方面基本和学术研究生的相同或类似,使得学生从事工程实践的时间较短,学生的工程技术能力没有得到充分有效的培育和锤炼,导致专业学位工程硕士研究生教育成为带着“学术化”影子的培养模式,使得专业学位研究生培养模式重点不明晰[3,4],在很大程度上制约了研究生培养的质量。因此,为了培养掌握扎实的基础理论和宽广的专业知识,具有较强的解决实际问题的能力,能够承担专业技术或管理工作,具有良好的职业素养的高层次应用型专门人才,迫切需要培养单位对专业学位硕士研究生的培养模式进行探索与实践。

二、提高材料工程专业学位研究生培养质量的措施

(一)优化人才培养方案,加强课程体系建设

专业学位硕士研究生的人才培养方案应更加突出行业、企事业单位的职业性质和特点的要求[5]。按照行业特点或职业需要优化人才培养方案,构建课程体系。在课程设置中尽可能体现出与学术型硕士研究生的区别,在课程设置上突出实用化、工程化、技术化和职业化特点,改变课程设置僵化、强调统一、灵活性差等缺点。

1.课程体系的构建要打破原有全日制学术型研究生课程体系的框框,在重视基础理论能力培养的同时,要适度增加通用型理论课程模块,即“大学科、大平台”课程。材料工程专业学位研究生应掌握各种材料的制备技术、材料的各种分析手段和表征方法,以及工程技术与实践能力。因此,作为专业学位课,我们设置了《材料工程案例分析》、《材料制备技术》和《材料现代分析方法》三门课程。其中,《材料工程案例分析》是一门综合性工程技术性很强的课程,内容涉及金属材料、无机材料、高分子材料以及复合材料在实际工程应用中的特点及技术指标要求,例如金属材料的失效原因分析及采取的措施;电子陶瓷材料在高温烧结时颜色变黑的原因;钛酸钡本应为绝缘材料,但添加稀土元素变为半导体材料;等等。与其他基础课程相比,与企业生产实践的联系更为密切,重点在于培养学生分析和解决实际工程技术问题的能力。《材料制备技术》涉及各种材料的制备原理、制备方法与应用特点,是材料工程研究生必须掌握和了解的基础理论知识。《材料现代分析方法》是一门重要的工具课,既涉及到基础理论知识,又侧重于方法的具体实践应用,是必须掌握的专业学位课程。其内容包括X-射线衍射、扫描电镜、透射电镜、能谱分析、光电子能谱、原子力显微镜、差热分析、红外光谱、核磁共振、激光粒度分析、比表面测试等各种表征和分析测试方法。这些核心课程的设立将奠定专业学位研究生解决实际工程和技术问题的理论基础。

2.根据培养方向不同,灵活设置研究生课程模块,即“小方向”课程。例如,根据材料工程方向发展的特点和结合材料学院的科研基础,材料工程专业硕士研究生的培养方向主要有材料加工成型与模具设计、电子功能材料与器件、新能源材料与电源技术、高分子材料合成与改性等四个方向。在这四个方向上可灵活设置专业方向模块课程,即每个方向设置两门任选课程。材料加工成型与模具设计方向主要课程有《材料成型技术与模具》和《材料表面工程技术》,电子功能材料与器件方向主要有《先进无机材料与物理性能》和《光电转换材料与器件》,新能源材料与电源技术方向主要有《电化学原理及测试技术》和《新型能源材料》,高分子材料合成与改性方向主要有《高分子材料选论》和《有机波谱分析》。按不同的培养方向灵活设置研究生课程,可为专业学位研究生提供更大的自主选择性,有利于培养其职业素养,提高学习效率。

3.除了专业学位课和选修课外,为了提高研究生的解决实际工程和技术问题的能力,强化专业实践能力,作为必修课程,设置了《材料科学与工程实验》和《专业实践》这两门课程,以更好地凸显专业学位研究生职业取向和过硬的专业实践的特色。同时,还设置了学术讲座、知识产权、信息检索、技术经济分析等课程,以期全面培养专业学位研究生的信息获取能力和企业技术管理等能力。

总之,课程设置要联系企业实际需求,考虑专业学位硕士研究生学习工作和研究背景等实际因素,根据企业技术创新的需求,整合教学资源,开发出一套以因材施教、体现学科前沿和实践性的专业学位研究生课程体系,不断提高研究生解决实际技术问题的科研攻关能力。比如,在材料工程专业学位硕士研究生的培养过程中,我们让研究生学习典型的数据处理软件Origin和CAD、ProE等工程制图软件,而该类实用工程软件的学习无疑将提高专业学位研究生的实践技能。

(二)加强师资队伍建设

专业学位研究生的硕士论文选题应来自于企业和科研课题,工程背景明确,应用性强。因此,专业硕士研究生导师要求双导师制。一位是校内的导师,另一位是企业导师。学校导师主要负责研究生的课程学习、开题报告、学位论文理论部分的指导等;企业导师负责专业学位研究生的选题、工作安排、专业实践能力的培养、学位论文实践部分的指导等。学校、企业导师要共同制定研究生培养方案,从而保证专业学位研究生培养的质量。在实际操作中,要注意以下问题:

1.在导师遴选上,既要对导师的学历、职称、科研成果等进行量化评定,又要从工程实践经验、基础理论和指导能力及精力等方面对导师进行全方位综合测评。只有达到要求的校内外导师才有资格被聘为专业学位研究生导师。此外,要弱化对导师学历的要求,强化对导师工程实践能力和专业技术能力的要求。

2.加强专业学位研究生导师素质建设。随着专业学位硕士生规模的不断扩大,现有校内导师有相当数量是从学校到学校的年轻导师,他们虽然学历高,但大多缺乏实际工程经验。为此我们有计划地选派年轻教师到设计院、高新技术企业去挂职锻炼。同时,通过承担企业的横向研究,使年轻教师了解工程实际,参加企业的产品开发、设计、技术改造以及企业的运行、营销和管理,从而了解企业的需求。同时,在稳定现有导师资源的同时,我们从企业聘请或引进有工程技术背景的技术人员和专家作为专任的专业学位研究生指导教师,根据学科方向相近或相似的原则,成立3~5人由校内和校外导师组成的导师指导团队,这样可有效发挥各自导师的作用。

3.聘请企业专家担任相关课程任课教师。例如,《材料工程案例分析》这门学位课,可以聘请行业技术专家以专题讲座形式讲授新技术、新工艺和新设备,分析企业面临的技术难题或企业实际发生的技术难题如何攻关解决等,强化研究生解决实际工程技术问题的意识和能力;加大实践领域专家承担专业课程教学的比例,明确实习实践导师和论文导师的职责。

(三)深化校企合作,建立研究生联合培养基地

结合专业和行业的特点,选择条件好的企事业单位、科研院所等共建研究生联合培养实习实践基地,强化产学研用人才培养链条。材料学院已与行业部门共建实习实践基地十多个。2012年,桂林电子科技大学材料学院和桂林电器科学研究院有限公司共建了研究生联合培养基地,该基地被批准为省级研究生联合培养基地。上级有关部门拨专款用于该基地的建设。材料学院的专业学位研究生可方便地到该基地实习实践,企业的导师和校内导师组成导师指导团队共同指导专业学位研究生。同时,联合培养基地拿出专项资金用于改善研究生的实习实践条件以及资助专业学位研究生的科研课题。经过实践发现专业学位研究生的工程实践能力和职业技能明显提高。目前已基本形成了培养单位和行业部门良性互动的包括课堂实践、科研实践和企业实践的实践教学体系。

三、结语

材料工程专业学位硕士研究生具有职业教育的背景,职业知识和职业技能的培养是非常重要的。因此,应不断地在研究生培养方案、课程体系建设、双导师队伍建设、研究生专业实践基地建设等方面进行探索与实践,以保障专业学位研究生培养质量的稳步提高。

参考文献:

[1]吴启迪.抓住机遇深化改革提高质量积极促进专业学位教育较快发展[J].学位与研究生教育,2006,(5).

[2]周远清.积极发展专业学位研究生教育培养更多高层次应用型专门人才[J].学位与研究生教育,2001,(5).

[3]刘国瑜.论专业学位研究生教育的基本特征及其体现[J].中国高教研究,2005,(11).

高分子材料与工程专业知识范文1篇7

关键词:材料物理专业;教学体系改革

进入21世纪,材料科学领域已进入一个高速发展阶段,各种新材料、新工艺、新技术和新理论大量涌现。21世纪对材料物理专业人才提出了更高的要求,新的世纪要求材料物理专业人才不仅需要掌握基本理论,而且必须掌握科学的研究方法,并具有较强的工程开发、自学能力、研究能力和创新能力。近几年来,我国材料物理专业教学改革迅速发展,许多高等院校的材料物理专业进行了综合改革。

一、教学改革存在的问题

近几年来,我国材料物理专业教学改革迅速发展,许多高等院校的材料物理专业进行了综合改革,但存在的主要问题是:(1)课程的内容比较陈旧,目前主要讲解传统的结构材料,但在传授高新材料知识方面,特别是在光电子和信息功能材料等方面存在不足。(2)各高校普遍重视基础理论知识的传授,但在将理论应用于实际的能力、学生动手能力和创新能力培养方面存在不足,使材料物理专业的毕业生竞争能力和创新能力较差,这也在一定程度上影响了该专业学生的就业。为满足21世纪对材料物理专业人才(尤其是光电子和信息功能材料人才)的要求,我们需要对材料物理专业教学进行综合改革和建设。

二、对教学方法与手段的改革

传统的教学方法是以教师为主体,以课堂为中心的灌输式或填鸭式教学法,学生只能机械地、被动地接受知识。这种教学方法忽视了以学生为中心、以人为本的教育理念,忽视了学生的主动性、积极性和创造性的发挥,未能体现学生的主体作用,不利于学生自主学习和创新能力的培养,这种教学模式往往难以达到理想的教学效果,更难以培养出具有创新能力的人才。

为适应21世纪对创新型人才的培养要求,落实培养创新型人才的教学理念,我们对教学方法在传统教学基础上进行了相应改进。我们强调以学生为主体,发挥教师的启发和引导作用,在传授知识的同时,注重学生能力的培养,改变传统的教师课堂灌输被称为“填鸭式”的教学法,积极采用启发、引导、互动式的教学方法,引导学生主动学习,培养学生的创新能力。讲课主要是讲重点、讲难点、讲基础理论在实际中的应用,讲思路、讲方法。采用启发式教学方式,通过创设问题情境,引导学生独立思考,分析得出正确结论,以培养学生自主学习、独立思维和创新能力。每次上课前对学生进行提问,要求学生提前准备,学生回答问题的情况作为平时成绩的一部分。这种新的教学方式打破了传统的单向灌输教学模式,使原来的“教师教”为主的学生被动学习方式转变为“学生学”为主的主动学习方式,实现了师生互动的教学。这不仅能充分调动了学生学习的积极性与主动性,而且可达到教学相长的目的。

三、教学内容的改革

我们的做法是:(1)减少传统的结构材料部分的内容,结合课程的相关内容,引入高新材料特别是光电子和信息功能材料方面的相关知识,以满足21世纪对光电子和信息功能材料人才的要求。(2)在课堂教学过程中,不断引入相关研究的前沿知识,尽量安排一定的学时介绍本课程涉及相关理论的最新发展动态,使学生了解材料科学进展及前沿,这样不仅提高了学生的兴趣、激发了学生的创新意识,而且为学生今后进一步深造和从事科研工作打下良好的基础。(3)授课内容与授课教师的科学研究工作紧密结合,融教学与科研为一体。授课教师结合自己的科研工作讲授课程,不仅使课程讲解更透彻,而且使学生更容易理解,因而提高学生对该课程的学习兴趣;同时在教学中发现的问题,可成为教师的科研课题。这种做法不仅可使科研成果及时转化为教学内容,真正做到科研和教学的相互促进实现教学与科研的良性互动。

四、课程教学改革的思考

一个好的高校教师,不应只满足于传授知识,而应着重培养学生如何提出问题、思考问题和解决问题,因此,启发式教学必将是材料物理专业导论课程未来的发展方向。在现在的基础之上如何进一步贯彻启发式教学,提高学生的科学素质和创新能力。第一,再现课程内容发展历史,在历史发展进程中进行思考和学习。只有通过对历史的了解,让学生对相关物理概念和原理所产生的历史背景有充分的认识和理解,才能让学生在现实条件下对历史进行新的思考和学习,发现问题,提出新的解决方案,推动科学认识向前发展,对课程内容辩证地进行认识,从而提高创新能力。第二,结合材料物理专业特点,鼓励学生在实践中发展理论。导论课程是材料物理专业的一门专业必修课,是进一步学习固体物理和材料物理性能等课程的重要基础。在学生掌握了量子力学与统计物理最基本的物理概念和基本原理、学会了处理有关物理问题的基本方法后,课程应当积极引导学生学会把实验现象抽象为理论,把理论再用于实践,在实践中接受检验,不断发展,并且不断地指导材料设计,研发出性能优异的新材料,为科学和社会发展服务。

五、结语

如何培养满足新形势要求的材料物理专业高素质应用型人才,是所有高校材料物理专业教学人员需要探讨的核心问题,教学改革是一个随社会形势发展而不断进行的过程,因此,我们时刻紧跟社会发展步伐,在充分了解国家和社会对本专业人才需求的前提下不断探索新形势下的教学改革,这样才能不断为社会输出高水平的专业人才。

参考文献:

高分子材料与工程专业知识范文篇8

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2022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

高分子材料与工程专业知识范文

【关键词】教学内容改革材料物理与性能

1.引言

教学质量是高校赖以生存和发展的重要保证,而加强课程教学改革,则是提高教学质量的重要途径。近年来,以电子、生物、航天和能源等为应用对象的材料科学已经从过去的单一性金属材料、无机非金属材料和高分子材料转向以功能材料、复合材料、纳米材料等高性能、多功能为主的发展趋势,对材料科学人才也提出了新的、更高的要求。1997年国务院学位办颁发了新专业目录,材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料,而是横向融合金属材料、无机非金属材料和高分子材料的基础理论于一体,纵向充分强调理科与工科的结合。为满足社会对材料专业的需求,并与国内外“材料科学与工程”学科发展接轨,北方民族大学制定了材料类专业的长期规划并制定了2008本科专业培养方案。材料物理与性能学课程作为2008培养方案中材料科学与工程本科生的专业基础课,其教改方案已列入2009年宁夏高等教育教学改革项目。

本文从教材建设的意义与目标、课程教学内容改革、课程教学方法改进及教改初步成果等几个方面对材料物理与性能学课程建设思路进行阐述。

2.教材建设的意义与目标

《材料物理》是材料科学与工程、高分子材料与工程和材料成型与控制工程专业的专业基础课,其主要内容是利用物理学的一些基本概念、基本原理、基本定律来说明物质的微观结构、组织形貌、原子电子运动状况以及它们与材料性能和成分之间的关系。

对于材料专业的学生来讲,化学方面的基础知识学习得较多,包括有机化学、无机化学、分析化学和物理化学等,但物理方面的基础知识却较少涉及,只有普通物理课程,而物理本身所包含的基础知识比化学更多,例如光、电、磁、热、力、辐射等。因此,给材料专业的学生补充更多的物理知识,尤其是材料物理方面的知识非常必要。而当前材料物理教材的诸多版本多数偏重理论指导,要求学生对物理分支的知识掌握太多,这不能完全适应现行本科生教育的需求,对研究生来说相对更适合一些。个别相对合适的材料物理教材因为有些内容太深无法讲透,而有些内容又太浅,对本科生来说,作为参考书使用较为适合,这是一个方面的原因。另一方面,大多材料专业都开设了材料物理性能课程,此课程包含的材料物理的基本概念又都比较缺乏。编写这本《材料物理与性能学》教材的目的就是一方面给材料专业本科生增加一些有关材料物理的基础知识,另一方面将材料物理性能方面的内容合并到一起,减少学生的课程数目。

在教材的编写过程中,注意突出了以下几方面的特色。

(1)以实际应用实例讲解材料物理学的一些基本概念和物理效应,例如:位错的运动形式分为滑移和攀移,滑移的运动形式是像蚯蚓一样以局部带动全部进行运动;为什么钢铁进行淬火后会变硬?是因为加热加速了原子的运动,突然冷却使原子来不及运动到正常格点位置就停止了,使得原子排列紊乱,阻止了位错的滑移,所以会变硬。以这样的方式来介绍材料物理学的一些基本概念和物理效应,使学生便于理解、掌握和记忆。

(2)以实验的手段讲解各种材料的性能。如:通过拉伸实验,讲解金属材料、无机非金属材料、高分子材料的力学性能的异同等;通过对不同材料进行电阻测量,讲解如何利用电阻绘制材料的溶解度曲线,将此曲线应用到实际研究中。采用这样的方式设计实验,达到真正锻炼学生动手能力和创新能力的目的。

(3)加入现代新材料的内容,介绍其应用与发展。例如:复合材料、纳米材料、能源材料、生物材料等。

3.教材知识体系改革

根据材料相关行业发展需求进行教学知识体系的改革。目前材料科学发展的趋势是新型功能材料(特别是电子、光电子材料)、新能源材料、环境友好材料、生物活性材料的研究与开发,本课程针对材料发展的总体趋势和行业需求,结合我校2008本科生培养方案的指导思想,在设置材料的热学性能、力学性能和电学性能的基础上,设置了材料的介电性能、缺陷物理与性能、铁电物理与性能、磁性物理与性能、非晶态物理、高分子物理、薄膜物理。在内容的编写上,略去了大量的公式推导,注重基本概念、基本原理的讲解,同时,结合生产、生活和材料前沿科学研究中的实例对材料物理与性能进行阐释。

在每章的开始,教材以实际案例开篇来提高学生对本章内容的学习兴趣,如从材料的导热性角度解释“9.11事件”对纽约世贸中心造成毁灭性破坏的原因;从材料的导电性能与硅材料的薄膜化对太阳能发电在解决能源危机方面的重要地位与应用现状等导入案例。在每章的结尾,设置了拓展性内容,主要将章节内容相关的前沿科学发展现状、需要解决的关键科学问题呈现给学生,为学生在学完章节基本内容后进行深层次的思考和进一步利用所学内容阅读学科领域前沿知识提供了引导,如教材引入纳米材料(如碳纳米管)的热学、力学性能来拓展学生对纳米材料独特性质的认识;以超导材料的发展历史、研究现状、和应用(如磁悬浮列车)来引导学生对材料的导电性进行探求。

另一方面,针对我校2008本科生培养方案加强实践教学的指导思想,在内容设置上,教材还考虑通过学习基本内容的基础上,可以为本科生开设一些基础实验和创新性实验。结合本课程的学习,我院对本课程开设了材料的力学性能检测、硬度测定、材料热容的测定、材料热导率的测定、材料导电性能的测定、陶瓷热稳定性测定等基础实验,同时通过新建设的新能源、电磁学专业实验室,为学生提供创新性实验平台。

4.教学方法改革

教学过程是通过教师与学生之间的互动配合完成的,教学方法在教学活动中的作用至关重要,在《材料物理与性能学》的教学过程中,注重学生能力的培养,摒弃传统“填鸭式”灌输的教学方法,而采用“启发―引导―互动”式的教学方法,以此来实现传授知识、培养学习能力和创新能力的目的。在教学方法的改革中,采取了以下具体的教学方式

(1)采用板书与多媒体结合的方式进行知识讲解。对较为抽象的概念、模型,采用动画演示帮助学生理解,如对于位错的两种基本类型―螺型位错和刃型位错以及它们的运动方式―攀移和滑移,很难用易于理解的语言表达清楚,而采用动画演示的方式,学生很容易理解并在脑海中留下深刻的印象;如三极管的放大作用,采用动画演示即可让学生在较短时间内对其放大机理和对发射极、基极、集电极材料的不同要求了然于胸。

(2)学生讲授,集中讨论的方式。针对有些能引起学生兴趣的内容,采取学生讲授、课堂讨论的方式实现对知识的接受与消化吸收。比如关于铁电物理的内容,通过讲解基本理论,让学生通过查阅文献资料来挖掘铁电物理的知识在我们生活中的应用,而学生通过文献资料,利用磁性物理知识讲解了以“卡的世界”为题的关于存储卡的相关原理和技术前沿、利用材料的压电效应讲解了打火机的原理,这不仅加深了对知识的理解,还极大地调动起学生对铁电物理知识的兴趣。

(3)开放式作业题目。对于有些基本观点,随着科学的不断发展,可能遇到一些无法解释的现象,对此,鼓励学生通过查阅文献发现此类问题。例如,将块体材料的一些基本理论应用于纳米材料去解释其性能显然是不正确的,不同点有哪些?为什么不同?针对这些问题,让学生自己去解决,然后在作业中写出自己的观点。这样做的好处是,既启发了学生的主动性和创新思维,又防止了抄袭作业的现象发生。

5.初步成果与展望

《材料物理与性能学》课程已作为“21世纪全国高等院校材料类创新性应用人才培养规划教材”由北京大学出版社于2010年1月出版。《材料物理与性能学》课程是材料科学与工程、高分子材料与工程和材料成型与控制工程专业的专业基础课,授课学时为理论48学时,实验16学时。该教材已被东北大学、郑州轻工业学院、北方民族大学,以及江苏、湖北、浙江和山东等省的高等院校选用,受益学生3000多人,反映良好。

通过教学内容和教学方法的改革后,学生对材料专业产生了极大的兴趣,出勤率和听课率大大提高,学生对本课程的课堂听课率创历年新高接近100%,根据校教务系统所提供的学生对教师的教学评价结果表明,课堂满意度在90%以上,同时通过对材料物理与性能学课程的学习,我院学生申报创新性实验和挑战杯的数量明显增加,与往年相比,增加的项目主要来自与本课程相关的内容。

虽然,通过教改,我们在教学中取到了良好的初步成果,但对本课程的双语教学、精品课程建设的工作以及课程考核体系、质量监控等方面的创新还是今后对本课程改革的主要方面。

今后,我们通过总结《材料物理与性能学》的教学实践,搞清存在的问题,进一步明确课程定位,形成以贯彻向“宽基础、宽口径、重实践”的培养模式上转变的新课程体系。通过充实和丰富教学内容,完善和增加案例教学,制作和搜集影像资料,研究和制作优质课件,完善相关实践环节,使该课程教学做到目标明确、基础扎实、内容丰富和方法多样。

[参考文献]

[1]万红,白书欣.材料物理课程建设的思考[J].高等教育研究学报,2009,32:21-23.

高分子材料与工程专业知识范文

[关键词]材料科学与工程专业材料科学基础教学

“材料科学基础”是研究材料的成分、结构、性能之间的关系及其变化规律的一门基础学科,是材料科学与工程专业一级学科公共主干专业基础课。根据教育部提出的拓宽专业口径、按专业大类进行人才培养的基本思路和1997年国务院学位办颁发的新专业目录,材料类的专业设置不再按传统分为金属材料、无机非金属材料和高分子材料。为此,各相关高校在材料科学与工程专业主干课程“材料科学基础”的教学上都进行了教学改革。暨南大学材料科学与工程专业自2002年设立以来,就依据教育部的要求,将专业培养目标设定为培养“大材料”科学研究与工程技术所需的人才。故“材料科学基础”课程内容设置为介绍三大材料的基础知识,在教学模式、手段及课程配套方面也具有鲜明的特色。本文阐述了暨南大学材料科学与工程系以“奠定学科专业基础,培养学生科学的思维能力”为宗旨,开展“材料科学基础”教学工作的经验和体会。并以此为契机,进一步优化教学内容,探索新的教学模式和教学手段,进一步提高教学质量。

一、课程发展历史、性质与定位

材料是人类文明发展的基石。人类发展的文明史就是按石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代来划分的,可见材料对人类文明进程的重要贡献。与人类使用材料的漫长历史相比,对材料的研究即材料科学的历史比较短暂。19世纪中叶,开始采用金相显微镜研究钢铁,相平衡热力学和统计热力学则为建立材料的相平衡与相变提供了理论基础。20世纪20年代,原子结构和量子力学提供了研究材料微观结构的理论,x射线衍射技术和电子显微技术为探索材料的微观结构提供了手段。20世纪50年代,金属学已初具规模。高校金属材料专业都开设了《金属学》课程。到20世纪60年代,世界经济的腾飞促使陶瓷学和高分子材料学建立,其代表作分别为wg金格瑞的《陶瓷导论》(introductiontoceramics)和pjflory的《高分子化学与物理》(polymerchemistryandphysics)。前者,wg金格瑞教授将金属学的原理应用于无机材料的结构、热力学、动力学、相变及性能分析当中,成功地指导了水泥、玻璃和陶瓷材料的生产和科研。而pjflory教授则主要围绕聚合物的合成过程、聚集态结构以及物理、化学等行为特征,阐述了高分子材料的结构及性能。到今天,三大材料的研究相互渗透,研究方法相互借鉴,产生了21世纪的材料科学。

“材料科学基础”着眼于材料基本问题诸如材料的结合键、材料的晶体结构及缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散,材料的塑性变形、材料的亚稳态。从金属材料的基本理论出发,将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起,使学生能把握材料的共性,熟悉材料的个性。本课程横向融合金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基础理论于一炉,纵向则充分利用学生已经学过的基础知识(包括高等数学、普通物理、物理化学、材料力学等),并能连接后续的材料的分析与表征、材料物理、材料加工工艺学等必修课程及高分子材料、无机非金属材料、金属材料等模块的选修课程。

二、教学内容的优化和选择

现代材料工业和技术的发展推动材料从组成、结构和功能的单一化向复合化、一体化发展,使培养大材料、宽专业人才的教学改革迫在眉睫。在此形势下,2002年暨南大学材料科学与工程专业设立并开始招收首届本科学生,确定了《材料科学基础》为专业基础课(必修,72学时,4学分)。本课程内容旨在以物质结构和结构形成为主线将三大固体材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)的基础知识有机结合,构建大材料专业公共性专业基础课教学体系。该课程体系旨在强化对学生重基础的通才教育模式,在教学内容上力求共性教学,突出个性特点。为此。从选择教材着手,优化教学内容,强化基础教学,着重培养学生科学的思维方法、创新能力以及运用基础理论解决实际问题的能力。

目前,“材料科学基础”教材体系可分为两大类。第一类沿袭“金属学”课程的教学内容,增加了少量无机非金属材料、高分子材料和复合材料等内容,往往侧重金属材料。这类教材基本上适合以金属材料为主导的材料科学与工程专业的教学。第二类教材则是在增加非金属材料、高分子材料、复合材料等新材料内容的同时,对该课程的所有内容进行了全新的组合,将它们有机地融入整个教材体系中,形成新的包含各种类型材料的教学体系。由于低年级本科学生的专业知识有限,这类教材在教学中要突出构建整个教学内容的逻辑性和条理性,避免学生掌握了各材料的个性,却忽视了各材料的共性,从而使整个课程陷入一个“材料学概论”的泥潭。为达到突出共性教学的目的,搭建一个合理材料科学与工程的知识平台,根据整个学科的培养方案和教学计划,我们选择上海交通大学出版社出版的面向21世纪新教材《材料科学基础》作为教材,从教学目标出发,该教材最显著的特点是着重于基本概念和基础理论,便于在教学中掌握深度和广度。根据本专业培养目标的要求和培养方案的特点,在确立教材内容、体系与后续课程的相互关联的基础上,在保持课程自身体系的完整性的条件下,兼顾到不同材料的特点及知识体系与要素课程内各个环节之间的逻辑关系,对该教材的内容进行了“扬弃”,将课程教学内容分为三大模块:

1材料的结构。①微观结构:原子的排列方式、高分子链结构;②结构的完整性:晶体学基础、金属的晶体结构、合金、离子晶体结构规则、共价晶体结构、聚合物的晶态结构;③结构的不完整性:晶体缺陷、表面和界面、非晶态、亚稳态、准晶态。

2固体中原子及分子的运动。①扩散:菲克第一、第二定律、扩散的热力学分析、扩散原子理论、影响因素;②高分子的分子运动:分子链的运动及其柔顺性、分子的运动方式及影响因素。

3材料的组织结构变化。①材料的形变和再结晶:单晶和多晶体的塑性变形、回复和再结晶;②相图。单元系相图:凝固、形核和晶体长大;二元系相图:匀晶、共晶和包晶相图、混溶间隙、相图分析;三元系相图:相图基础、三元匀晶和共晶相图。

为了在上述教学内容中力求共性教学,以最大限度地淡化三大材料各自的专业色彩,力求突出共性的内容。例如,相平衡与相图的内容,选择了相律、相平衡热力学理论、一元、两元和三元基本相图类型的阅读等为重点内容,而淡化与此相关的教材中有关金属材料的冶金和铸造

方面的内容。

通过多年的教学实践,上述教学内容的优化既得到了后续课程教师的肯定,又使学生学以致用,达到了奠定学科专业基础、培养科学思维的目的。

三、教学内容组织方式与目的

本课程教学内容的特点是“三多一少”,即叙述性的原理、规律多,需要记忆的概念、定义多,课程内容知识点多。理论计算少。因该课程内容枯燥、抽象,学生感到难学。具体表现在:不能很好地将数学理论应用到材料科学的基础课程、无法判定从而掌握教学内容中的重点、不能将所学的知识点和实际的材料联系起来。所以,我们在教学内容的组织上做了一些探索:

1突破传统的“一本教科书”的局限性。本课程的教学内容在严格按照教学大纲和教学计划授课的同时,综合多种中文教材、英文教材等,力图做到知识面完整、讲授描述通俗易懂。如针对本专业每年都有数目不等的海外学生的特点,在教学提倡采用台湾晓园出版社出版的《材料科学与工程》作为补充性教材,提升外招学生对学科知识的认同感和认知度。

2探索课堂教学,有所为,有所不为。课堂讲重点、难点,讲思路,留给学生充分的思考时间和空间,以调动他们的主动性和积极性。对难点和重点内容,尽量举出其应用实例,结合学科前沿知识,使学生知道该原理的用处,听课时不感到抽象、空洞,达到了理论联系实际的目的。而且,对重点和难点内容务必做到举一反三,确保学生能够掌握,以达到以点带面,进而掌握所学知识的目的。

3注重教学内容的连贯性,连通性,提高学生对所学知识点的融会贯通能力。本课程在教学过程中,提倡预习,并将即将讲授的知识点与所学基础知识点的关联告知学生,使其掌握学习的主动性。对部分关联度高的章节,采用课堂讨论、换位讲授等方法,调动课堂气氛,使学生自觉地运用基础知识解决教学过程中的难点,从而提高他们通晓所学知识点的能力,达到全面提升专业素质和人文素质的目的。例如,在相图的学习中,尝试让学生利用所学的物理、化学知识换位讲授一元相图和二元相图的基础,一方面使他们学会对所学知识点进行归纳和演绎,另一方面提升他们的口头表达、演讲技巧。

4充分、恰当地采用现代化多媒体教学方法,并辅之以动画,实现图、文、声、像的视听一体化教学。特别是对那些教学难点和需要丰富空间想象力的内容,形象、生动地展示在学生面前,既直观又富动感,可明显提高教学效果。

四、教学方法与教学手段

“材料科学基础”课程内容抽象、概念性强,学生在学习时容易感到枯燥难学。因此,在课堂上应常采用启发式教育,常用提问、问答或引而不发方法,调动学生的积极思维能力。在讲授时使用ppt演示文稿,尽量多用教学模型、挂图、照片和曲线图表等形象化语言。涉及部分教学内容如位错运动等,应结合动画生动地用图像演示给学生,以加深他们对课程内容的理解,提高学习兴趣。对于部分与前期知识关联度高的基本理论如单元相图,组织学生进行课堂讨论(seminar),并以学生发言为主,让他们直接参与教学。对需要运用较多数学知识且理论性较强的内容,如扩散第一、第二定律,应多采用板书推导,加强逻辑性学习。另外,为了提高学生对那些需要有丰富空间想象力的晶体结构、金相组织的转变和识别、位错、位错增殖和缠结过程等知识难点的理解和掌握,将先进的多媒体现代化教学手段引入材料科学基础教学中,并让它们以二维或三维动画形式生动形象地展示在学生面前,弥补传统教学在时间和空间等方面的不足,以提高教学效果。在课外,还可建立qq空间,在群聊中解决课堂中来不及解决的问题,通过师生交流,提高学生探索性自学能力和学习的积极性。

在“宽口径,大平台”培养模式下开展材料科学与工程教学,“材料科学基础”作为专业必修的主干课程,突出共性教学是打好学科专业知识的必备条件。从时代的需要出发,合理选择及组织教学内容、创新教学手段和方法,使其与教学内容相互协调,是构建新时代“材料科学基础”教学体系的关键。今后,“材料科学基础课程”将继续围绕以符合时展、符合教育规律为中心开展课程建设,不断探索和实践,为成功培养宽专业人才奠定基础。

参考文献:

[1]石德珂,材料科学基础[m],北京:机械工业出版社,2003。

[21张联盟等,材料科学基础[m],武汉:武汉理工大学出版社,2004。

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[4]donaldr,askeland,材料科学与工程[上下册)[m]台北:晓园出版社,1989。

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[6]胡赓祥等,材料科学基础[m],上海:上海交通大学出版社,2006。

[7]杨雄,材料科学基础-教学大纲和教材的改革与建设[j],科教文汇,2008,(7)。

[8]董兵海等,材料科学基础课程教学模式探讨[j],新课程研究(职业教育),2008,(135):18—20。

[9]齐义辉,韩萍,材料科学基础课程的教学改革与实践[j],辽宁工学院学报,2007,9(2):138—139。

[10]崔占全等,材料科学基础的教学改革与实践[j],教学研究,2007,30(1):53-57。

高分子材料与工程专业知识范文篇11

目前高分子材料专业英语的教材有不少,覆盖了高分子化学、高分子物理和高分子材料加工等课程内容。但这些内容大多摘选自国外早期的原版专业书籍,不少内容陈旧,体裁单一,一方面不能反映高分子材料专业发展现状,同时让学生感到应用性不强,缺乏学习兴趣。针对以上教材内容的缺陷,笔者在有选择的讲述教材内容的同时,精心选择一些著名国际高分子专业期刊,如《Macromlecules》、《Polymer》、《MacromolecularRapidCommunications》等期刊的部分相关内容作为教材的补充,同时鼓励学生上网搜索一些相关资料,如美国化学会下的Chemical&EngineeringNews下有关高分子材料方面的报道,这些内容反映当今高分子材料发展的前沿,拓宽了学生的知识面。同时考虑到学生毕业之后在工作中或进一步深造中会接触到专利、说明书、技术标准、市场报告等多种体裁的专业文献,在课堂教学中适当增加这部分实用性的内容,起到学以致用的效果。

二、课堂理论教学方法的革新

专业英语教学内容一般为专业知识的论述,具有很强的逻辑性和学术性。为提高学生的专业英语阅读、翻译、初步写作的能力,笔者采取的方法如下。

1.师生互动是专业英语教学的重要手段

传统专业英语的教学模式是先讲解词汇,再阅读和翻译课文,这样的课堂单调且冗长,学生学习兴趣不高。考虑到语言教学的特殊性,为达到好的教学效果,需要学生在课堂中的积极参与,尝试改变以往教师讲学生听的简单教学模式,采用多种形式与学生互动交流。通过提前布置作业,学生做好预习工作,每次带着问题上课,在课堂上再随机指定学生朗读并讲解翻译,其他同学进行补充或修正,最后教师结合专业内容进行点评,并讲解相关的重要知识点和专业词汇。这样,充分调动每个学生的学习积极性,使之从被动学习变成主动学习,加深了学生对教学内容的理解和认识。

2.适当进行多媒体教学,丰富课堂教学内容

现在多媒体及网络等教学手段已广泛引入到课堂教学中,这些教学手段使课堂教学更加直观生动,增大了课堂的信息量,提高课堂效率,激发了学习兴趣。为此,在每次课文内容讲解结束后,笔者播放一些相关内容的科普性英文短片,比如介绍高分子材料合成、成型、应用等方面。由于刚学完相关内容,所以学生表现出浓厚的兴趣,通过看、听、讲述,留下了直观的知识,同时也锻炼了学生的听说能力。把一些信息量大、实用性强的专利、论文、技术标准等专业资料制作成多媒体课件进行课堂讲解,在有限的课堂时间内给学生传递了较多的信息内容,提高了课堂效率。

3.教学效果的检验

考核方式是教学中的重要环节,是检验教学效果和巩固学生所需知识的重要手段。考核主要涉及两个层次,平时考核与期末考试。平时主要考核学生以英语为工具进行专业信息交流的能力,期末考试则通过试卷形式检验学生对专业词汇的掌握情况,以及快速阅读科技论文并从中获取信息的能力。在完成每一阶段的教学环节后,教师要不断总结,了解学生对所授知识的掌握程度,确定考核指标,根据考核结果来修正下一阶段的目标,设计下一阶段的教学内容。平时的阶段性考核可以有多种方式,如根据教学内容,学生抽签选择一个题目用英语讲述,考察听说能力。或针对知识点,把常见的错误总结出来,引导学生纠错,考察语法知识的掌握情况。在课堂教学将结束的时候,我们对学生进行分组合作完成一次科研课题的汇报,学生自行分工,查找资料、设计制作多媒体课件、上台汇报讲演。在这个过程中,学生不但提高了自己的专业英语水平,还培养了团队合作的能力。

三、结束语

高分子材料与工程专业知识范文篇12

[关键词]生物功能材料化学材料学生命科学

生物功能材料是材料科学领域中正在发展的多种学科相互交叉渗透的领域,其研究内容涉及材料科学、生命科学、化学、解剖学、病理学、临床医学、药物学等学科,同时还涉及工程技术和管理学科的范畴。而面对刚由高中迈向大学校门的本科生时,如何能引导学生由浅及深的深入生物功能材料专业的学习,并掌握专业所涉及的多领域专业理论知识和专业技能,成为社会需要的生物功能材料专业的人才,则需要一个系统周密的教学计划及教学策略。

一、外语与生物功能材料的交叉性

目前,国外的生物功能材料领域的研究已经得到迅猛发展,而在中国,生物功能材料领域则是属于一个新兴起步阶段,同时国际间的专业交流和合作也是必不可少,因此无论是从学习的角度还是合作交流的角度考虑,及时了解国际上专业领域最新研究进展是保证生物功能材料专业教学紧跟时展的必要工作,而外语水平的高低则直接限制了对国外研究工作的了解和领会程度。目前已经出现了系统的生物材料专业英语。因此,在引导学生深入生物功能材料专业知识学习之前,就应该督促学生掌握扎实的外语水平和实际应用能力。

二、化学与生物功能材料的交叉性

化学是研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学。世界是由物质组成的,化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一,它是一门历史悠久而又富有活力的学科,它的成就是社会文明的重要标志。化学是一门是实用的学科,它与数学物理等学科共同成为自然科学迅猛发展的基础。化学的核心知识已经应用于自然科学的各个区域,化学是改造自然的强大力量的重要支柱。

化学与其他学科的交叉与渗透,产生了很多边缘学科,如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等,使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。学生在深入学习生物功能材料专业知识之前,需要系统学习各类基础化学知识如无机化学、有机化学、分析化学以及化学与其他学科交叉而来的生物化学、物理化学、高分子化学等专业基础知识,并需要掌握扎实的化学实验功底,为将来学习生物功能材料专业知识并开展相关专业领域的研究工作打下坚实的基础。

三、材料学与生物功能材料的交叉性

生物功能材料本身就是材料学的一个分支学科。而总的来讲,材料学是研究材料组成、结构、工艺、性质和使用性能之间相互关系的学科,为材料设计、制造、工艺优化和合理使用提供科学依据。在系统学习生物功能材料专业知识之前,除了化学基础知识以外,学生还应接受系统的材料学基础理论的学习,包括材料加工工程及材料物理化学课程的学习。现代材料学科更注重研究各类材料及它们之间相互渗透的交叉性和综合性。

四、生命科学与生物功能材料的交叉性

由生物功能材料的定义可知,生物功能材料是用于人体组织和器官的诊断、修复或增进其功能的一类高技术材料,即用于取代、修复活组织的天然或人造材料,其作用药物不可替代。生物功能材料能执行、增进或替换因疾病、损伤等失去的某种功能,而不能恢复缺陷部位。因此,生物功能材料的应用对象就直接决定了生物功能材料学与生命科学的密切相关性。目前,可降解的生物材料已经得到了越来越多的研究者的关注。这类生物材料在植入到生物体内以后,会与机体组织发生一系列的相互作用,如生物体内多种生物酶对材料降解的促进作用、材料降解产物需要在生物体内沿着特定途径完成代谢、材料产物的降解对生物体生理环境的反作用,等等。除了这些问题,研究者还要分别从个体、细胞、分子等水平研究生物功能材料与生物体之间的相互作用,所有的这些研究内容无不体现了生物科学与生物功能材料的相互渗透。

五、解剖学、病理学与生物功能材料的交叉性

解剖学就是了解正常人体结构的学科,是涉及生命体的结构和组织的生物学分支学科。解剖学的主要分支有比较解剖学、组织学和人体解剖学。生物体内部结构非常复杂,所以解剖学内容包含不同的层次,从最小的细胞到最大的器官,以及器官之间的关系。而病理学是研究人体疾病发生的原因、发生机制、发展规律以及疾病过程中机体的形态结构、功能代谢变化和病变转归的一门基础医学课程,它具有很强的实践性和临床性。生物功能材料是直接用于人体组织器官置换的一类材料,因此学生在从事生物功能材料专业方向研究时,需要大量的动物实验来配合研究工作的开展,这就需要研究人员具备基本的解剖学知识和实际的解剖操作能力,并能够针对动物实验观察阶段出现的各种病理学问题进行科学分析且得出正确的结论。

六、药物学与生物功能材料的交叉性

目前,越来越多的研究者将重点放在载药生物材料的研究上。在制备载药的生物功能材料时,研究者需要具备基本的药物合成的知识,并对所使用的药物的结构、性能、药物对机体的影响及机体对药物的影响等知识有系统的学习。

在以上介绍的与生物功能材料相关的学科中,外语、化学是最基本的两大类学科,这是每个从事与生物功能材料相关专业学生所必须具备扎实功底的知识。材料学、生命科学也是相对比较基础的学科,但相对于前两种介绍的学科,其内容要相对专业,而解剖学、病理学及药物学是在前面介绍的几种学科基础上深入研究后应具备较高专业素养和技能时需要涉足的领域。

综上所述,作为新兴学科,生物功能材料涉及多个专业领域的知识,正是它的交叉性和边缘性才使得生物功能材料充满了突破和创新,目前世界各国对生物功能材料十分重视,中国也把生物功能材料列为重点发展的科研项目之一。生物功能材料的研究将对人类的生产方式和生活方式产生巨大的影响。随着生物功能材料领域研究的进行,必然有越来越多的学生开展此专业的学习,因此全面了解生物功能材料专业与其它专业的交叉性并以此为根据来确定专业课程的范围是十分重要的。

[参考文献]

[1]柳斌、郑斌、王定华.《创新教育案例全书》,北京教育出版社出版,1999.

[2]文国华.《课程与教学论》.上海:上海教育出版社,2007.

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