序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇化學分子與工程專業(yè)，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關(guān)鍵詞：CAI教學；高分子化學與物理；實例教學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）20-0268-03

隨著高分子科學與技術(shù)的不斷發(fā)展，高分子科學已滲透于各個領(lǐng)域與學科，形成了一個無法替代的交叉學科[1]。對于與高分子相關(guān)的專業(yè)，專業(yè)課程一般設置高分子化學與高分子物理兩門課，其中高分子化學側(cè)重聚合反應機理的學習，高分子物理從分子運動的觀點出發(fā)重點介紹高聚物的結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系。對于食品科學與工程學院的包裝工程專業(yè)的學生一般將這兩門課揉合在一起，開設高分子化學與物理，課程48～72學時之間，要求掌握有關(guān)高分子的基本理論知識和應用技能。

對于在食品學院中的包裝工程專業(yè)，結(jié)合北京農(nóng)學院的辦學定位和服務對象，學校專業(yè)定位在食品包裝技術(shù)以及與包裝相關(guān)的食品質(zhì)量安全與控制[2]。要培養(yǎng)學生這兩個方面的能力，學生的學習內(nèi)容必須涵蓋包裝中食品接觸材料生產(chǎn)、監(jiān)管、檢測和風險評估等與衛(wèi)生安全質(zhì)量相關(guān)的各個方面。而講述這些內(nèi)容的前提是掌握高分子化學與物理以及包裝材料學中關(guān)于食品接觸材料的各種知識點。我們只有在介紹高分子食品接觸材料的特性、用途、生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，才能讓學生懂得食品接觸材料安全衛(wèi)生相關(guān)的質(zhì)量控制和管理要素，培養(yǎng)學生對食品接觸材料安全衛(wèi)生相關(guān)的質(zhì)量控制能力，以及準確合理地選擇包裝材料進行食品產(chǎn)品包裝設計的能力。所以，高分子化學與物理是我們食品包裝專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。

在學?！?+1”的教學模式[3]影響下，高分子化學與物理課程的學時數(shù)壓縮為56學時。在這樣少的學時條件下，要使那些對于高分子完全陌生的學生理解并掌握高分子的基本概念與原理，授課內(nèi)容的選擇及講授方式是非常重要的。通過幾年不斷地嘗試和教學實踐，作者結(jié)合非高分子專業(yè)學生的特點，積極進行教學改革探索，積累了一定的教學經(jīng)驗，取得了比較滿意的教學效果。本文結(jié)合我校高分子化學與高分子物理課程教學改革與探索的實際，就教學內(nèi)容的選擇、完善以及教學方式與多媒體課件的研制方面提出一些自己的見解。

一、理論聯(lián)系實際，調(diào)整教學內(nèi)容，加強實例教學

在傳統(tǒng)高分子專業(yè)的高分子化學課程中，高分子化學涉及的概念公式繁多，而且復雜難懂，要想完全靠死記硬背記住這些公式是比較困難的，而將這些公式熟練應用則更加困難[4，5]。對于食品包裝工程系的學生學習高分子化學對聚合物的化學反應部分應當有目的地選擇高分子包裝材料所涉及的化學反應進行講授，對于復雜的聚合反應速率方程的推導可以不學?？芍攸c學習各種包裝材料如：聚乙烯，聚碳酸酯，聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯，聚乙烯醇，聚對二苯甲酸乙二醇酯等現(xiàn)實經(jīng)濟生活中常用高分子材料的合成方法，重點講述他們的化學合成方法，催化，以及包裝材料中單體與催化劑的殘留造成的健康風險。在充分體現(xiàn)學科特點的前提下，適當削減了與專業(yè)關(guān)系不大的聚合反應機理部分的內(nèi)容，如配位聚合反應的機理。在“聚合物的化學反應”章節(jié)中，增添了與專業(yè)相關(guān)的化學反應。

比如講述聚苯乙烯（PS）合成時，應當結(jié)合包裝專業(yè)特點來舉例聚苯乙烯合成過程對其在包裝工業(yè)上的應用具有深刻的影響，如聚苯乙烯發(fā)泡餐盒白色污染的風波[6]。向?qū)W生解釋為何2013年2月，國家發(fā)改委“21號令”，將被稱做白色污染且長久被認為有毒的一次性聚苯乙烯發(fā)泡餐具解禁。解禁依據(jù)是什么？通過聯(lián)系實際，同學們都急切想從專業(yè)角度得到解答。10年前國家禁止聚乙烯發(fā)泡餐盒的應用是基于以下考慮。

1.PS泡沫塑料餐具帶來白色污染的問題。

2.PS泡沫塑料餐具受熱65℃時或燃燒時會產(chǎn)生“二英”強致癌物的問題。

3.PS泡沫塑料餐具中含有殘存單體苯乙烯或在65℃以上使用會釋放出單體致毒的問題。

4.PS泡沫塑料餐具遇熱會釋放出二聚體、三聚體等危害人體物質(zhì)的問題。

5.PS泡沫塑料餐具含雙酚類，導致生殖機能失常的問題。

6.PS泡沫塑料餐具難以回收利用。

7.PS泡沫塑料餐具不能耐高溫，高溫變形，不能在微波爐里使用。

從向?qū)W生介紹高分子化學中聚苯乙烯的分子構(gòu)造，聚合機理，聚合方法以及化學反應后處理，我們就能解釋第2、3、4、5問題。從高分子化學專業(yè)的角度向?qū)W生講述“白色污染”的成因是管理不善及隨意丟棄垃圾的人，而不屬聚苯乙烯材料本身，PS泡沫塑料餐具≠“白色污染”，更不是造成“白色污染”的元兇。PS的生產(chǎn)過程是苯乙烯單體在高溫高壓和催化劑作用下，在密封的反應內(nèi)，無氯條件下進行聚合反應，從而無產(chǎn)生二英的條件。PS泡沫塑料飯盒是直接采用食品級的PS材料，加入滑石粉、硬脂肪酸鈣、丁烷等，通過擠出、發(fā)泡制得，生產(chǎn)過程全部為物理混合過程，無化學反應，不具備產(chǎn)生二英的條件。如果我們工業(yè)界使用符合國家標準的食品級聚苯乙烯原料來制造一次性泡沫發(fā)泡飯盒，最終產(chǎn)品很難在單體殘留量上超標。而且，國外公布相關(guān)報告研究結(jié)果，明確澄清有關(guān)二聚體、三聚體環(huán)境荷爾蒙的問題，它們不屬所謂攏亂內(nèi)分泌的化學物質(zhì)。食品級PS材料中并沒有雙酚A，在加工過程中也不可能產(chǎn)生雙酚A副產(chǎn)物等。以上解釋都需要我們高分子化學的知識，通過理論聯(lián)系實際，我們能讓學生們對學習高分子化學對包裝材料的認識加深印象。

再如，講解聚碳酸酯（PC）[7]的逐步縮聚合成過程中，為了加深學生的理解，引入聚碳酸酯“雙酚A風波”。生產(chǎn)聚碳酸酯用到雙酚A，在材料與食品相接觸后，殘留雙酚A單體遷移進食品，造成一定的健康風險。從高分子化學角度，向?qū)W生解析為何2011年在歐盟和加拿大，雙酚A被列為有毒物質(zhì)，被禁止用于生產(chǎn)嬰兒奶瓶。在PC實例中，通過聚合機理，單體結(jié)構(gòu)，聚合單體殘留等高分子化學方面的知識向?qū)W生們展示PC食品接觸材料的優(yōu)缺點。

同理，我們在講解聚氯乙烯（PVC）時[8]，從分子結(jié)構(gòu)的特點引入“塑化劑風波”，講述聚氯乙烯由于分子的剛性需要塑化劑才能加工成型，這與食品相接觸后必然造成有毒塑化劑的遷移。我們在講解各種包裝材料的高分子合成化學時，就應該通過現(xiàn)實生活的同學們已經(jīng)有所耳聞、鮮活的例子來幫助學生對知識點的理解與記憶，提升他們對專業(yè)的學習興趣。

二、加強《高分子化學及物理》與《包裝材料學》的有機聯(lián)系

高分子物理部分以分子運動的觀點來聚合物的轉(zhuǎn)變與松弛，聚合物的粘彈性，聚合物的力學性能等內(nèi)容。因為《高分子化學及物理》是為《包裝材料學》服務的，應讓學生重點掌握高分子結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。高分子物理部分是教學重點，在講解基本概念時，同時注意結(jié)合《包裝材料學》所涉及的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，使《包裝材料學》與《高分子化學及物理》真正有機地融合起來。比如，在講解聚苯乙烯發(fā)泡餐盒的時候，我們還是可以通過餐盒禁止與解禁來講解其分子的構(gòu)效關(guān)系與應用。以前禁用一次性聚苯乙烯泡沫飯盒，存在很多知識的誤區(qū)，比如對毒性的誤解與使用方法的不當。當加熱至聚苯乙烯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（80～90℃）以上，PS轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，且保持這種狀態(tài)在較寬的范圍內(nèi)，PS開始熱變形，熔融溫度為240℃，PS在高真空和330～380℃下劇烈降解。由于其分子結(jié)構(gòu)的特性，一次性聚苯乙烯飯盒不能在70度以上或微波爐的情況下使用，這和聚丙烯餐盒使用是有很大差異的。由于知識普及不到位，許多人把一次性聚苯乙烯泡沫飯盒在高溫下加熱，在微波爐使用，造成飯盒溶化變形，并伴有刺激性氣味。如果我們知道使用說明，一次性聚苯乙烯餐盒在一定條件下使用是無毒，綠色，安全且價廉，比如，在外就餐，我們可以用價廉的一次性聚乙烯發(fā)泡餐盒打包你的冷卻后的剩飯剩菜而無需采用價格昂貴的替代產(chǎn)品。我們在講解聚苯乙烯高分子分子運動時，就應該把分子運動的特點引導到聚苯乙烯作為現(xiàn)實包裝材料由于分子運動的特點所帶來的優(yōu)缺點。同理，我們講解聚氯乙烯分子[8]時，就需要結(jié)合高分子物理中分子運動的特點來講解的塑化劑溶出。講解聚乙烯醇（PVA）時，就應該把高聚物的結(jié)晶與分子之間的氫鍵作用引入到結(jié)晶與分子材料透氣透氧之間的關(guān)系上。

三、改進了教學手段，有效利用多媒體資源和化學作圖軟件，運用多種方法加深學生的理解

高分子化學與物理的基本概念繁多，有些概念很容易混淆，還有些概念很抽象，難于理解。針對抽象的概念，我們可以有效利用多媒體資源和化學作圖軟件，使基本概念的理解變得容易，大大增強了記憶的效果，避免了死記硬背。比如，高分子應力松弛與蠕變講述。對于蠕變，只是通過經(jīng)典的教科書上的舉例，“如在懸掛的軟質(zhì)PVC絲下面勾住一段一定質(zhì)量的砝碼，軟絲會慢慢伸長，撤銷砝碼后，軟絲會慢慢地回縮”這種書本講解，筆者覺得不足以讓學生加深印象。而是應該通過形象的多媒體實驗演示或現(xiàn)實實驗來講解。由于實驗課時有限，筆者在課前對實驗進行錄像，然后在課堂上進行視頻演示，能很好地幫助學生理解。利用實驗能讓學生充分理解高分子聚合物的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。

例如，結(jié)晶概念的詮釋，是比較難比喻生動而且易懂的。高聚物結(jié)晶分子的排列在書中被用很小的部分來講述，但是高分子結(jié)晶對高分子薄膜材料物理性質(zhì)影響顯著，對于食品包裝的學生，急切需要知道結(jié)晶度與透氣性的構(gòu)效關(guān)系，但是如此小的篇幅根本不能讓學生掌握高分子結(jié)晶的知識點。書本上的高分子晶體圖學生很難理解，這就需要我們教師去尋找更好的化學物質(zhì)單晶圖，我們可以找剛性的芳香有機物的單晶圖來闡述分子間的各種力造成的分子有序堆積。通過這種舉例，可以讓學生更好的理解高分子鏈之間相互作用力造成的部分鏈段的有序堆積?？梢?，生動的舉例對于抽象概念的理解是有很大幫助的。

使用多媒體可以將枯燥乏味的理論知識直觀和形象化，可以將教學過程生動地展示給學生，使學生更容易理解所學內(nèi)容。對于高分子化學與物理中一些概念的講述，我們需要CAI教學[9]，多利用化學分子結(jié)構(gòu)軟件制作課件。通過化學軟件制作三維空間構(gòu)型，再結(jié)合三維動畫，動態(tài)演示分子骨架旋轉(zhuǎn)，能輕松地帶學生進入微觀的分子世界，讓抽象的分子結(jié)構(gòu)與概念形象化，有利我們教學。比如高分子鏈的柔性是由于分子內(nèi)各個化學鍵和原子在不停地轉(zhuǎn)動或振動，高分子鏈的形狀時刻在變化著而造成的。如果我們制作動態(tài)三維的大分子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)圖，讓學生親眼目睹這個“動”，才能更好促進學生對分子動態(tài)旋轉(zhuǎn)以及高分子柔性的理解。

四、創(chuàng)設開放性的交流空間，鼓勵學生主動參與教學活動

在課程教學過程中，除老師引入實例教學、有效利用多媒體資源等教學措施以外，有時引申話題，創(chuàng)設開放性的交流空間，鼓勵學生主動參與教學活動也是非常重要的[10]。采取讓學生分組討論，查找文獻，撰寫小報告的形式拓展學生的知識面，培養(yǎng)學生自主學習的能力。如，高分子聚合的教學中，結(jié)合聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等分子的結(jié)構(gòu)特點說明其應用的基礎(chǔ)上，提出問題：“為什么限制聚氯乙烯在食品包裝保鮮膜上的應用？”“為什么限制聚碳酸酯在嬰兒奶瓶上的應用？”“為何聚苯乙烯餐盒只能在70度以下使用？”以及“為何聚乙烯醇容易結(jié)晶以及吸水，這些性質(zhì)會給作為包裝材料的它帶來哪些優(yōu)缺點？”然后學生分組從聚合物分子結(jié)構(gòu)、柔韌性等角度討論，積極參與到教學活動中。每一個問題都與高分子的基礎(chǔ)知識息息相關(guān)，都是從一些實際現(xiàn)象引出問題，再通過理論分析加以解釋、歸納；這樣不僅可以引起學生興趣，重要的是可以加深學生對基本理論知識的理解和掌握，達到事半功倍的效果。

五、結(jié)語

高分子化學與物理是一門理論性強、概念抽象難懂且較難掌握的課程，作為包裝工程專業(yè)，特別是偏重食品包裝技術(shù)的學生的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，學生需要在有限的學時里掌握高分子的基本概念和理論，教師則需要不斷地探索教學方法，采用多種手段提高教學的交互性和生動性，以調(diào)動學生學習的主動性和積極性，才能取得令人滿意的教學效果。

參考文獻：

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[5]何曼君，張紅東，陳維孝等.高分子物理[M].上海：復旦大學出版社，2007.

[6].

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篇2

關(guān)鍵詞：輕化工程；高分子化學與物理；教學方法；生產(chǎn)實踐；科學研究

中圖分類號：G642.4？搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）50-0071-02

一、引言

隨著高分子科學與技術(shù)的不斷發(fā)展，高分子科學已滲透于各個學科與領(lǐng)域，形成了一個無法替代的交叉學科。對于江南大學輕化工程專業(yè)（染整方向）的本科生，要求掌握有關(guān)高分子的基本理論知識和應用技能，開設了《高分子化學與物理》課程。主要包括高分子化學和高分子物理兩個部分，其中高分子化學部分側(cè)重高分子合成的基本理論知識，高分子物理部分則側(cè)重于高分子的結(jié)構(gòu)與性能[1-3]。該課程是輕化工程專業(yè)的學科平臺課之一，課程的學時數(shù)為48學時，在這樣少的學時條件下，要使那些對于高分子完全陌生的學生理解并掌握高分子的基本概念與原理，合理安排授課內(nèi)容和講授方式是非常重要的。通過不斷地嘗試和教學實踐，作者積累了一定的教學經(jīng)驗，取得了比較滿意的教學效果。

二、課堂教學方法嘗試

（一）課堂教學與專業(yè)基礎(chǔ)課相結(jié)合

雖然高分子化學和物理的基礎(chǔ)知識所涉及的面較廣，理論性較強，但對于輕化工程專業(yè)（染整方向）的本科生來說，要求不很深，希望學生在理解基本概念和掌握基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上能夠靈活地運用，并為后續(xù)課程的學習打下堅實的基礎(chǔ)，培養(yǎng)他們分析與解決實際問題的能力。例如在講授逐步聚合反應機理和特點時，通常會介紹聚氨酯的合成，概念很抽象，難于理解?？膳c后續(xù)專業(yè)課《纖維化學與物理》的內(nèi)容進行有效結(jié)合，采用舉例的方法加深學生的理解，避免死記硬背。例如介紹聚氨酯彈性纖維（俗稱“氨綸”），這種纖維織物具有很好的回彈性，穿著時伸縮自如，增強了舒適感，并能顯現(xiàn)出優(yōu)美的體型和曲線美，可制作各種內(nèi)衣、游泳衣、緊身衣、彈力褲和絲襪等，在日常生活中具有廣泛的應用。再如，在講授自由基共聚合時，就可與《纖維化學與物理》和《染整工藝原理》課程中腈綸的染色進行結(jié)合，均聚聚丙烯腈制得的纖維不易染色，手感及彈性都較差，還常呈現(xiàn)脆性，不適應紡織加工和服用的要求，為此聚合時加入少量第二單體（結(jié)構(gòu)單體，通常選用含酯基的乙烯基單體，可以減弱聚丙烯腈大分子間的作用力，改善纖維的手感和彈性，克服纖維脆性，有利于染料分子進入纖維內(nèi)部）和第三單體（染色單體，使纖維引入具有染色性能的基團，改善纖維的染色性能，一般選用可離子化的乙烯基單體），一般成纖聚丙烯腈大多采用三元共聚物。從而有利于學生深入理解自由基共聚合的意義。

（二）課堂教學與生活、生產(chǎn)實踐相結(jié)合

理論聯(lián)系實際，密切貼近生活。通過大學生工業(yè)見習、實習提高輕化工程專業(yè)（染整方向）本科生理論知識學習與生產(chǎn)實踐相結(jié)合的能力。認識實習的目的在于認識與專業(yè)對口的相關(guān)生產(chǎn)工藝流程和設備結(jié)構(gòu)、原理等，促進學生在完成業(yè)務實習目的的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)勞動教育和認識社會教育相結(jié)合。因此，我們利用暑假安排學生參與高聚物合成和加工的相關(guān)工業(yè)見習。生產(chǎn)實習的主要目的是使學生將學習過的專業(yè)理論知識具體化并得到鞏固提高，通過深入生產(chǎn)現(xiàn)場進行調(diào)查研究，參與生產(chǎn)勞動操作，充當生產(chǎn)一線工人，養(yǎng)成良好的工作作風。這些工作擴大了輕化工程專業(yè)（染整方向）學生的知識面，加深了基礎(chǔ)知識的理論。

此外，高分子材料已成為現(xiàn)代社會生活中衣、食、住、行、用各個方面所不可缺少的材料。日常生活中常見的制品所用的原料很多都是高分子材料，為了幫助學生認知聚合物，在講授聚合物的分類和應用時，將具體的生活制品用圖片的形式展示給學生，可以幫助學生更形象生動地記憶聚合物的名稱和具體應用。例如可以講解“限塑令”、保鮮膜的質(zhì)量問題、汽車輪胎、電腦外殼、裝修過程使用的涂料、油漆等，每一個都與高分子的基礎(chǔ)知識息息相關(guān)，也是學生關(guān)心的話題。所以，在教學過程中，我們盡量避免單純講授抽象的基本的概念和理論，而是從一些實際現(xiàn)象引出問題，再通過理論分析加以解釋、歸納，這樣不僅可以引起學生興趣，重要的是可以加深學生對基本理論知識的理解和掌握，達到事半功倍的效果。

（三）課堂教學與科學研究相結(jié)合

江南大學紡織服裝學院是學?！?11”工程重點建設學科，形成了紡紗、織布、染整和服裝設計與表演等完整的學科體系，尤其在紡織材料的研究與開發(fā)方面具有很強的實力，依托科研背景和科研實力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，促進教學質(zhì)量的提高。因此，除了教授學生基礎(chǔ)理論知識以外，還可以充分利用學校自身的科研資源優(yōu)勢，結(jié)合學科的發(fā)展方向，引導優(yōu)秀的學生參與前沿的科學研究，激發(fā)學生的創(chuàng)新潛能和創(chuàng)造力。如在國家、江蘇省和江南大學等各級大學生創(chuàng)新訓練計劃的支持下，以大三學生作為項目負責人，吸收他們參與到課題研究中，在導師指導下進行自主選題和實驗方案設計，使得學生了解了相關(guān)領(lǐng)域的科研動態(tài)，將學習的理論知識進行應用，加深了基本概念的掌握與理解，培養(yǎng)了學生的科研興趣，提高了學生將知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的能力。有效建立了科研與教學協(xié)調(diào)發(fā)展、科研促進教學的機制與體制，對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)起著重要的作用，是提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的需要、實現(xiàn)教學創(chuàng)新與培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的需要。

例如，在講授高分子溶液時，就可與自身的研究方向進行有效的結(jié)合。我們知道生產(chǎn)實踐中可分為濃溶液（如油漆、涂料、膠粘劑、紡絲液、制備復合材料用到的樹脂溶液——電影膠片片基等）和稀溶液（如分子量測定及分子量分布）。而在科學研究中，正是利用高分子的濃溶液（紡絲液）經(jīng)過靜電紡絲就可制備直徑小于1000nm的纖維（俗稱“納米纖維”），這種纖維因具有較大的比表面積、獨特的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)和豐富的孔隙率等優(yōu)異性能而備受研究人員的關(guān)注，可望廣泛應用于過濾和分離材料、防護服、固定酶、生物醫(yī)學（如細胞支架、創(chuàng)傷敷料、組織工程、藥物緩釋和DNA傳輸）、電子器械（如傳感器和晶體管）和能源應用（染料敏化太陽能電池、鋰離子電池和生物燃料電池）等，在制作課堂幻燈片時引入直觀的圖片，并加以說明。這些知識的引入可有助于加深學生對基本概念的理解，也拓展了學生對微觀納米材料的認識，提高了學生進一步學習和從事科研工作的興趣。

三、結(jié)語

通過近幾年的課堂教學方法改革，提高了學生的學習興趣和對知識的理解，為后續(xù)課程的學習奠定了一定的基礎(chǔ)。通過這些措施，更好地培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識，提高了學生的創(chuàng)新能力，而且該專業(yè)的畢業(yè)生中有很多人從事與高分子相關(guān)的行業(yè)，學科交叉特色明顯。本文簡單介紹了江南大學輕化工程專業(yè)（染整方向）本科生課程《高分子化學與物理》的教學改革的嘗試，對其他開設輕化工程專業(yè)的高校有一定的參考意義。

參考文獻：

[1]徐曉冬.非高分子專業(yè)《高分子化學與物理》教學中的幾點體會[J].高分子通報，2010，（5）：74-78.

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關(guān)鍵詞： 高分子化學 高分子物理 生物功能材料 教學探索

高分子化學和高分子物理是高分子科學相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。在專業(yè)課程設計中，一般兩門課程獨立設置，其中各占有48到72學時不等。我校的生物功能材料專業(yè)開設了高分子方面的課程，其中高分子化學與物理是該專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。根據(jù)該專業(yè)特點，生物功能材料涉及領(lǐng)域較廣，從無機陶瓷材料到有機高分子材料都有涉及。該專業(yè)學生只需掌握有關(guān)高分子化學和高分子物理的基本理論知識和應用技能，因此我們開設了高分子化學與物理課程，所設學時為56學時，開設時間安排在二年級下學期，為三年級開設《高分子材料化學》等課程打下一定基礎(chǔ)。該課程內(nèi)容涉及高分子材料的合成與實施方法，高分子材料的結(jié)構(gòu)、性能、成型加工及其應用，是一門多學科交叉、實用性很強的學科。根據(jù)該課程具有涵蓋內(nèi)容廣，物理化學和有機化學知識運用較多等特點，這樣有限的課時設置就給授課帶來了一定困難，導致學生在理解和應用本課程知識方面具有一定難度。另外，我校該專業(yè)物理化學課程設置在二年級下學期和三年級上學期，其中物理化學反應動力學部分講授時間較晚，這也給高分子化學與物理的授課帶來了一定困難。那么如何在有限的學時內(nèi)系統(tǒng)地講授高分子學科基礎(chǔ)知識，是本文需要重點探討的問題。

1.選擇教材，合理安排教學內(nèi)容

受授課學時的限制，我們選用的教材是化學工業(yè)出版社出版的《高分子化學與物理基礎(chǔ)》，由魏無際等主編。該教材系統(tǒng)地闡述高分子化學與物理的基本概念、基本知識、基本原理和基本測試方法，教材內(nèi)容全面，難度適中，比較適合生物功能材料專業(yè)的教學要求。針對課時較少的現(xiàn)狀，我們對教學內(nèi)容進行了合理安排。對于高分子化學部分，重點講解高分子的基礎(chǔ)概念、縮聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、陰離子聚合等內(nèi)容，自由基共聚合、陽離子聚合、配位聚合等可較簡單講解，聚合物的化學反應章節(jié)主要由學生自學。這樣既保證了學生能夠掌握高分子化學的基本概念及反應，又沒有因為課程過難給學生造成學習困難。對課程中的某些內(nèi)容，例如聚合動力學的推導，在物理化學中化學動力學部分還沒講解的情況下，我們在教學中不要求學生記住所有推導和公式，僅提出聚合動力學基本知識，引導學生自己進行動力學推導。對于高分子物理部分，我們重點講解高分子的結(jié)構(gòu)、高分子的分子運動、力學狀態(tài)及其轉(zhuǎn)變，簡單講解高分子固體的基本力學性質(zhì)、高分子溶液的基本性質(zhì)章節(jié)，對高分子電學、熱學和光學的基本性質(zhì)章節(jié)主要由學生自學。這樣課程的安排，重點講解能夠加強學生對高分子學科基本知識的掌握；簡單講解能夠擴大學生的知識面、引導有科研需求的學生課下加強該部分內(nèi)容的掌握；自學部分主要為了深化學生對高分子學科知識的理解。重點講解、簡單講解與學生自學相結(jié)合的教學方法，突出了本課程重點、拓寬了學生知識面，克服了高分子學科教學中內(nèi)容多、概念多、數(shù)學推導多等難于克服的難點。

2.理論聯(lián)系實際，提高學生學習興趣

高分子化合物廣泛存在于日常生活中，如穿著用的化學纖維、自然界存在的棉、麻、絲綢等，食品行業(yè)中的蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素，建筑行業(yè)中用的涂料、各種高分子管材、膠黏劑、有機玻璃，行駛工具中應用的橡膠、工程塑料、增強纖維等。高分子科學在人們的日常衣、食、住、行中發(fā)揮著極其重要的作用，其是一門應用基礎(chǔ)型的學科。高分子化學與物理的教學，單純的講解很難引起學生的學習興趣，教學效果不顯著。為提高學生學習興趣，我們在講解基本知識的同時，注重理論和實際相結(jié)合，列舉了大量實例。例如講解縮聚反應時，對滌綸、尼龍等一些重要的縮聚物的生產(chǎn)原理進行了重點講解，對聚乳酸生物材料進行了系列概述，包括其生產(chǎn)方法、原理和應用等；自由基共聚合部分，講到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS樹脂）、丁苯橡膠（SBR橡膠）等一些著名共聚物和常見聚烯烴產(chǎn)品及它們的制備原理、主要性能和用途。其中舉例聚四氟乙烯（PTFE）用于流量泵、反應釜內(nèi)襯和攪拌棒外面涂層，聚氯乙烯（PVC）用于各種集成吊頂和各種垃圾袋等。在高分子發(fā)展史中，講授諾貝爾獎成果和獲得者的發(fā)明典故，例如電高分子的發(fā)現(xiàn)、齊格勒-納塔催化劑的發(fā)展，以增強課堂的趣味性；講述了第二次世界大戰(zhàn)期間高分子的發(fā)展典故。此外，讓學生翻看塑料水杯的材質(zhì)、衣服標簽讓學生認識各種標志上一些材質(zhì)的名稱，指出我們的水杯、服裝由哪些合成高分子構(gòu)成，并討論目前常用的化學纖維名稱和聚合原理；通過舉例講解方式，激發(fā)學生自主學習興趣。

3.多媒體與板書教學方法相結(jié)合，提高教學質(zhì)量

高分子化學與物理基礎(chǔ)課程知識面廣，其涵蓋了高分子化學、高分子物理、高分子加工等方面內(nèi)容。該課程教學信息量大、理論性強，學生理解相對比較困難。因此，我們在教學過程中注意多種教學形式相結(jié)合，提高教學質(zhì)量。課堂主要采用多媒體教學方式，同時輔以板書講解，取得了不錯的教學效果。利用多媒體教學方法既能夠?qū)⒗碚摰闹R直觀體現(xiàn)出來，又能夠?qū)㈦y于理解的教學內(nèi)容形象地展示出來，這樣可以使學生更容易理解所學內(nèi)容。例如，在講解配位聚合時，利用動畫演示雙金屬活性中心機理和單金屬活性中心機理中單體分子的插入過程與鏈增長過程；自由基聚合實施方法中，利用制作動畫模擬懸浮聚合和乳液聚合過程中單體的分散過程，高分子物理中拉伸對高分子結(jié)晶形態(tài)的影響、動態(tài)黏彈性模型，等等。通過多媒體的運用，可以使抽象的教學內(nèi)容具體化，有效提高學生學習的趣味性。多媒體課件也會存在一些缺陷，比如講課節(jié)奏過快，學生難以吸收；教師過于關(guān)注幻燈片屏幕，減少了和學生的交流互動，等等。在實際教學過程中，還應注意和板書的有效結(jié)合，對重點知識內(nèi)容采用板書的形式進行講解，取得了不錯的效果。

4.網(wǎng)絡教學方法的運用

針對多媒體教學存在講課節(jié)奏過快，學生難以吸收等缺陷和板書教學進度緩慢等特點，對重要章節(jié)，我們采取課堂與課下網(wǎng)絡教學相配合的方法。網(wǎng)絡教學在原來多媒體教學基礎(chǔ)上，對教學過程和教學內(nèi)容提供了全面支持。目前學校構(gòu)建了一個比較完整的網(wǎng)上教學支撐環(huán)境，提供多媒體錄播室進行教學視頻的錄制，最后把課件與錄制視頻統(tǒng)一上傳到網(wǎng)絡教學平臺。網(wǎng)絡教學有許多傳統(tǒng)學習方法無可比擬的優(yōu)點，例如學生學習自主性增強，真正發(fā)揮學習的主觀能動性，學生學習在時間和空間上少了許多限制，學習的探究性更加深入。另外，網(wǎng)絡背景下學生在獲取不同的資源時可以進行比較，相互之間取長補短，知識面更廣。隨著現(xiàn)在網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，學生可以在宿舍、教室和學校多媒體教室通過網(wǎng)絡對課堂內(nèi)容進行學習。網(wǎng)絡教學方法的運用，大大彌補了課堂多媒體課件存在一些不足，大大提高了教學效率。

5.開展互動式教學，發(fā)揮學生的學習主動性

教學是教師和學生的共同行為，學生是課堂的主體，教師是學生學習知識的引導者。目前高校教學方式偏重以教師“教”為主，忽視了學生“學習”的主動性，學生始終處于“被動學習”地位。這樣的“被動學習”，導致學生具有學習壓力大、心理負擔重等特點。針對這一現(xiàn)狀，我們采取課堂互動的教學方式，包括師生提問、討論和學生上講臺相結(jié)合的方式進行教學活動，取得了一定效果。比如在下課前教師先提出下一節(jié)課的預習內(nèi)容，提出一些討論問題，例如在講述縮聚反應時，提出不同聚合時間獲得聚合物分子量是否相同、什么樣的單體能夠發(fā)生縮聚反應、什么樣的單體能夠獲得支化的高分子等問題。讓學生通過查閱資料，自己尋找答案，并在下次課堂上讓學生進行討論，然后教師補充。這樣既提高了學生的學習思考能力，又增強了學生的學習主動性，提高了學習興趣。另外，我校為農(nóng)業(yè)院校，雖然學習《高分子化學與物理課程基礎(chǔ)》課程的學生是非農(nóng)業(yè)專業(yè)，但是部分學生畢業(yè)后或許從事涉農(nóng)相關(guān)服務業(yè)?？紤]到此種情況，我們在授課內(nèi)容安排上，對目前農(nóng)業(yè)應用的高分子材料和高分子在農(nóng)業(yè)方面的潛在應用進行了討論，給他們提供了創(chuàng)造性思維。比如在講自由基聚合章節(jié)時，我們就對強吸水樹脂的制備現(xiàn)狀和發(fā)展前景，主要針對其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用進行了講述，對高分子薄膜在農(nóng)業(yè)中的應用及帶來的“白色污染”與應對措施進行了討論。通過這樣的討論，我們鍛煉了學生分析思考問題的能力，這為學生工作與科學研究的創(chuàng)新思維形成打下了基礎(chǔ)，提高了學生的學習積極性和學習興趣，加深了對本課程的理解。

6.結(jié)語

通過對本校生物功能材料專業(yè)《高分子化學與物理基礎(chǔ)》課程教學中的一些課程設計特點、面臨的問題及目前采取的措施進行了總結(jié)?！陡叻肿踊瘜W與物理基礎(chǔ)》雖然是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，但其理論性強、概念抽象難懂，如何讓學生在掌握該課程基本理論的同時，調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)新意識，是教學工作中需要不斷探索的問題。我們將在總結(jié)已有教學經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，繼續(xù)對本課程教學方法的改善與創(chuàng)新進行探索，以提高該課程的教學質(zhì)量。

參考文獻：

[1]魏無際，俞強，崔益華.高分子化學與物理基礎(chǔ)（第二版）.北京：化學工業(yè)出版社，2011.

[2]黃海霞.應用化學專業(yè)《高分子化學與物理》課程教學探索.廣州化工，2013，41（12）.

篇4

1、生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)具備生命科學的基本理論和較系統(tǒng)的生物技術(shù)的基本理論、基本知識、基本技能，能在科研機構(gòu)或高等學校從事科學研究或教學工作，能在工業(yè)、醫(yī)藥、食品、農(nóng)、林、牧、漁、環(huán)保、園林等行業(yè)的企業(yè)、事業(yè)和行政管理部門從事與生物技術(shù)有關(guān)的應用研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理和行政管理等工作的高級專門人才。

2、無機化學、有機化學、分析化學、植物學、動物學、生物化學、微生物學、藥理學、藥物分析學、遺傳學、分子生物學、細胞生物學、免疫學、植物組織培養(yǎng)、生化分離技術(shù)、基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程等。

3、主干學科：生物學、醫(yī)學、農(nóng)學。

4、核心知識領(lǐng)域：生命的化學分子基礎(chǔ)，細胞的結(jié)構(gòu)、功能與重大生命活動，生物體的結(jié)構(gòu)與功 能及生物多樣性，微生物的特征與代謝，生物的遺傳與進化，生物與環(huán)境，生物技術(shù)的原理與應用。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

篇5

[關(guān)鍵詞]計算機 環(huán)境科學 實踐課程

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）06-0091-02

信息化時代的發(fā)展，使計算機越來越多地應用到各門課程中。針對環(huán)境科學專業(yè)學科特點，我們應圍繞課程構(gòu)建，有針對性地對環(huán)境科學專業(yè)學生講授相關(guān)計算機知識，更新教學內(nèi)容，以便于提高學生的綜合能力。

一、基本目標

在“計算機在環(huán)境科學中的應用”實踐課程教學中，要讓學生能夠比較全面地掌握與專業(yè)相關(guān)的計算機應用技術(shù)，并能將其應用于實際工作中。以學生實際操作為主，教師講授為輔。充分利用現(xiàn)有的軟件及技術(shù)，借鑒計算機專業(yè)教師教學技術(shù)和方法，提高學生的計算機應用能力。通過本門課程學習，使學生能夠自己繪制平面布置圖、繪制反應裝置圖、繪制設備圖、處理實驗數(shù)據(jù)、制作多媒體課件等，并能利用計算機網(wǎng)絡進行信息檢索。

二、課程設置

本門課程要求學生有一定英語水平和環(huán)境專業(yè)基礎(chǔ)知識，時間安排在大三下學期期末，集中上課，總學時為兩周。課程由教師講解、演示，學生上機隨教師一起操作，并進行習題、作業(yè)練習以加深印象。教師可對學生上機進行監(jiān)控及輔導?？啥喟嗍谡n，但需保證每人一臺計算機。學習本課程后學生正好可將所學知識應用于畢業(yè)論文和實際工作中?？己瞬扇　俺銮?聽課狀態(tài)+實際操作+作業(yè)”的方式。

三、課程內(nèi)容

（一）環(huán)境科學相關(guān)軟件

1.數(shù)據(jù)處理及繪圖軟件

環(huán)境科學實驗經(jīng)常有大量數(shù)據(jù)需要分析及繪圖，在實驗設計、實驗操作等多方面也都離不開計算機的輔助。常用的軟件主要有Excel、Origin、Access、SPSS等，可繪制各種散點圖、折線圖、柱形圖、條形圖等;可以對圖形添加趨勢線，得出曲線方程及相關(guān)性;可對數(shù)據(jù)進行排列和篩選，并且可導入外部大量數(shù)據(jù)，如紅外光譜數(shù)據(jù)等進行繪圖。在Excel中還可以通過編輯小程序來完成一些特性的運算。Excel的中文界面?zhèn)涫軐W生歡迎，Origin是全英文界面，對于學生來說有一點難度，函數(shù)的輸入也沒有Excel方便。但是Origin可以直接在圖形上進行修改，及時保存了圖形，仍然可以從圖導出原始數(shù)據(jù)。從功能上來說，Origin更強大些。Access有強大的數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析能力，利用Access的查詢功能，可以方便地進行各類匯總、平均等統(tǒng)計，并可靈活設置統(tǒng)計的條件。比如在統(tǒng)計分析上萬條記錄的數(shù)據(jù)時速度快且操作方便，這一點是Excel無法比擬的。SPSS集數(shù)據(jù)錄入、整理、分析功能于一身，基本功能包括數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計分析、圖表分析、輸出管理等。SPSS統(tǒng)計分析過程包括描述性統(tǒng)計、均值比較、一般線性模型、相關(guān)分析、回歸分析、對數(shù)線性模型、聚類分析、數(shù)據(jù)簡化、生存分析、時間序列分析等。本課程要求學生必須掌握Excel軟件，其他只作為了解。

2.圖文編排軟件

本科畢業(yè)論文撰寫及科技論文寫作都離不開圖文編排，Microsoft Word具有強大的文字和圖表編輯功能，易修改，是必須掌握的。在本課程中主要讓學生掌握頁面、頁眉、頁腳、頁碼、行距等設置，格式刷、分節(jié)符、查找、替換、項目符號和編號等使用，三線表繪制，目錄生成等。此外，還要讓學生學會用“公式編輯器”編輯公式，使用“繪圖工具欄”繪制簡單圖形及流程圖。

Microsoft Office Visio創(chuàng)建具有專業(yè)外觀的圖表，以便理解、記錄和分析信息、數(shù)據(jù)、系統(tǒng)和過程。在使用 時，以可視方式傳遞重要信息就像打開模板、將形狀拖放到繪圖中以及對即將完成的工作應用主題一樣輕松。如繪制基本流程圖就是把流程圖所需形狀圖直接拖拽到繪圖區(qū)，然后選擇連接線工具繪制連接線，再選擇箭頭方向，繪制方向箭頭，然后添加文字，比Microsoft Word繪制流程圖要簡單便捷。

3.環(huán)境科學繪圖軟件

AutoCAD有完善的圖形繪制功能及強大的圖形編輯功能?？梢岳L制任意二維和三維圖形。在環(huán)境科學中，可用AutoCAD繪制平面布置圖、施工圖、剖面圖、工藝流程圖等。AutoCAD能以多種方式創(chuàng)建直線、圓、橢圓、多邊形、條件曲線等基本圖形對象，有強大的編輯功能，可以標注尺寸、書寫文字。同傳統(tǒng)的手工繪圖相比，用AutoCAD繪圖速度更快、精度更高且富有個性。

ChemWindow（CW）由Softshell Intern.Ltd.1989年推出首版，該軟件主要功能是繪出各種結(jié)構(gòu)和形狀的化學分子結(jié)構(gòu)式及化學圖形，具有其他繪圖軟件所不具備的化學分子圖形編輯功能。軟件中有四個附加圖形結(jié)構(gòu)庫，具有一些玻璃儀器和復雜化學物質(zhì)結(jié)構(gòu)式模板，繪制復雜結(jié)構(gòu)式和反應裝置圖時比較便捷。軟件還含有SymApps程序，可以顯示3D分子結(jié)構(gòu)，并能夠給出具體的分子結(jié)構(gòu)信息，如鍵長、鍵角、二面角、所屬分子點群等分子結(jié)構(gòu)信息，與Office軟件的兼容性很好。

本門課程中主要要求學生掌握AutoCAD及CW的基本使用方法，能夠繪制基本平面圖、流程圖及化學分子結(jié)構(gòu)式等。

4.多媒體課件制作軟件

多媒體課件常用的軟件有PowerPoint（PPT）、Au？鄄thorware、Flash、Dreamweaver、Director、課件大師等。在這些軟件中，PPT簡單易學，制作方便，對于環(huán)境科學專業(yè)學生來說，本門課程要求其掌握其制作過程。本課程主要講授用PPT制作幻燈片的方法，主要包括幻燈片設計、幻燈片版式、幻燈片配色及動畫設計、幻燈片母版設計、幻燈片中圖表及影片和聲音的插入等。其他軟件僅作為了解。

（二）計算機在環(huán)境模型中的應用

計算機在環(huán)境模型中的應用包括環(huán)境遙感技術(shù)（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、MATLAB、Visual Basic、Visual Foxpro等軟件。RS可以利用紅外掃描儀監(jiān)測石油污染、水體熱污染、水體富營養(yǎng)化，調(diào)查廢水污染和泥沙污染，分析水域的分布變化和水體沼澤化可以通過遙感技術(shù)監(jiān)測推算出臭氧濃度的水平分布情況、分析大氣氣溶膠的分布和含量、監(jiān)測有毒氣體對污染源周圍樹木和農(nóng)作物的危害情況、監(jiān)控生態(tài)環(huán)境等。GPS可提供海、陸、空全方位實時三維導航和定位。GIS能對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集、管理、分析和可視化輸出，可以定量進行預測。RS為GIS提供信息源，GIS為RS提供空間數(shù)據(jù)管理和分析的技術(shù)手段（圖像處理），GPS作為GIS有力的補測、補繪手段，實現(xiàn)了GIS原始地圖數(shù)據(jù)的實時更新。[1] MATLAB、Visual Basic、Visual Foxpro等軟件，可以編程應用于運算污染物遷移轉(zhuǎn)化和控制模型，如大氣污染模型、江河湖泊水質(zhì)模型、生態(tài)模型、水處理技術(shù)動力模型等。對模型及數(shù)據(jù)進行運算求解，得到準確的結(jié)果，為制訂合理治污措施提供數(shù)據(jù)支撐。

（三）網(wǎng)絡信息檢索

1.常規(guī)環(huán)境信息檢索

一些環(huán)境標準、專利及試劑性質(zhì)等資源，可以通過常規(guī)信息檢索網(wǎng)絡獲取。常用的網(wǎng)站有中國環(huán)境標準網(wǎng)（.cn）、中國標準服務網(wǎng)（.cn）、國家標準化管理委員會（）、國際標準化組織標準（）、中國專利信息網(wǎng)（.cn）、國家知識產(chǎn)權(quán)局（）、中國知識產(chǎn)權(quán)網(wǎng)（）、歐洲專利局（EPO）專利信息網(wǎng)（）、美國專利數(shù)據(jù)庫（uspto.gov/patft）、中國試劑網(wǎng)（.cn）等。

2.環(huán)境科學文獻檢索

文獻是記錄、積累、傳播和繼承知識的最有效手段，是我們獲取情報的最基本、最主要的來源。包括圖書、期刊、報紙、?？墨I、碩博學位論文、會議論文、科技報告等都可以從各種相關(guān)的網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫獲得。常用的中文數(shù)據(jù)庫有中國知網(wǎng)（）、維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（）、萬方數(shù)據(jù)庫（.cn）。這三大中文數(shù)據(jù)庫都需要購買使用權(quán)限，都大量收錄了國內(nèi)學術(shù)期刊論文。

常用外文數(shù)據(jù)庫有德國Springer數(shù)據(jù)庫（）、Elsevier數(shù)據(jù)庫（）、美國wiley數(shù)據(jù)庫（）、英國皇家化學學會RSC數(shù)據(jù)庫（）、美國化學會ACS數(shù)據(jù)庫（）、SpecialSciDBS國道外文數(shù)據(jù)庫（spe？鄄）。以上數(shù)據(jù)庫也均需要購買后才能使用。由于各個學校資源有限，有些數(shù)據(jù)庫未購買使用權(quán)限，學生可從一些學術(shù)論壇獲得免費的幫助，如小木蟲（e？鄄）、阿果資源網(wǎng)（）、零點花園（）等。

3.環(huán)境相關(guān)課程資源網(wǎng)站

高校教學資源庫（.cn）、國家精品課程資源網(wǎng)（）、愛課程（）、網(wǎng)易公開課（）等網(wǎng)站有免費資源、課件，可供有興趣的學生進一步學習一些相關(guān)課程。

四、總結(jié)

在“計算機在環(huán)境科學中的應用”課程的教學過程中，應注重學生在環(huán)境科學中應用計算機的能力的培養(yǎng)。教學內(nèi)容以常用軟件介紹為主，同時介紹網(wǎng)上信息檢索方法。課程內(nèi)容要與時俱進，不斷更新。

[ 注 釋 ]

[1] 邱彩華.計算機技術(shù)在環(huán)境科學領(lǐng)域中的應用[J].華章，2011（15）：254.

[收稿時間]2014-12-21