導(dǎo)語(yǔ)：在高分子化學(xué)論文的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。

高分子化學(xué)論文:高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)論文

1應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位下高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

1.1教學(xué)理念上，注重調(diào)動(dòng)學(xué)生自身主動(dòng)性

應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)理念要求在繼承傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，大力創(chuàng)新教育觀念，堅(jiān)持以學(xué)生為本，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)性［3］。作為一門(mén)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要取得良好的教學(xué)效果，必然要更新教學(xué)理念。在應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位下，我們確立了以學(xué)生為中心地位，尊重學(xué)生意愿，充分發(fā)揮學(xué)生能動(dòng)性、積極性和創(chuàng)新性的教學(xué)理念。在教學(xué)過(guò)程中，讓學(xué)生占據(jù)課堂的主導(dǎo)地位，將教師的被動(dòng)教變?yōu)閷W(xué)生的主動(dòng)學(xué)，教師定位于學(xué)生實(shí)驗(yàn)的組織者。教師的主要作用不是講解，而是組織學(xué)生主動(dòng)思考、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。課堂上，教師不再用權(quán)威性的語(yǔ)言告訴學(xué)生，什么時(shí)候準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，選擇什么樣的試劑，而是把自己融入學(xué)生中，和學(xué)生一起討論和思考，學(xué)生由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)，成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的中心。鼓勵(lì)學(xué)生自己制定標(biāo)準(zhǔn)，自己確定實(shí)驗(yàn)步驟，允許按自己設(shè)計(jì)的預(yù)習(xí)報(bào)告進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，自己分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題及解決辦法。實(shí)驗(yàn)結(jié)束，鼓勵(lì)學(xué)生自己點(diǎn)評(píng)，交流實(shí)驗(yàn)過(guò)程，總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)，分析失敗原因。

1．2在教學(xué)載體上，為學(xué)生提供充實(shí)的實(shí)驗(yàn)材料

在教學(xué)過(guò)程中，教師工作的重點(diǎn)是為學(xué)生提供大量的學(xué)習(xí)資源，使學(xué)生處于一種可以選擇的、能滿足他們需求的自由實(shí)驗(yàn)環(huán)境。通過(guò)開(kāi)發(fā)《高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課件增設(shè)多媒體教學(xué)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、基本儀器操作使用等制作課件，并將課程資料上網(wǎng)，學(xué)生直接申請(qǐng)下載、預(yù)約實(shí)驗(yàn)。通過(guò)多媒體實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)，直觀的掌握更多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，節(jié)省了課堂時(shí)間，提高了授課的實(shí)效性，為學(xué)生的個(gè)性培養(yǎng)和自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造了有利的條件。學(xué)生也可自行擬定設(shè)計(jì)課題，學(xué)生自己查閱資料，預(yù)約教師進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行指導(dǎo)。對(duì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)的或自帶課題的實(shí)驗(yàn)，只要所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案合理、實(shí)驗(yàn)條件許可，就允許進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主人。上述課程改革，《高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程已被評(píng)為校級(jí)精品課程。另一方面，逐漸開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備。常用的玻璃儀器由學(xué)生自己保管。大型儀器，如紅外光譜、元素分析、激光粒徑測(cè)定儀、X射線衍射儀、掃描電鏡等為學(xué)生全部免費(fèi)開(kāi)放，學(xué)生通過(guò)提前預(yù)約，可對(duì)實(shí)驗(yàn)中制備的化合物隨時(shí)進(jìn)行分析表征。

1．3改革教學(xué)內(nèi)容，增設(shè)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

為了增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和獨(dú)立思考能力，在教學(xué)中注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，結(jié)合高分子化學(xué)的基本問(wèn)題，將科研成果轉(zhuǎn)化為可供學(xué)生實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容改革教學(xué)內(nèi)容，重新編寫(xiě)《高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，刪除了部分內(nèi)容陳舊的驗(yàn)證性和基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，增設(shè)綜合性、探索性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性、新穎性。通過(guò)精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)，了解高分子化學(xué)領(lǐng)域的飛速發(fā)展和高分子材料在人們的日常生活和高科技領(lǐng)域中的應(yīng)用，為學(xué)生將來(lái)走向工作崗位奠定基礎(chǔ)。在教學(xué)內(nèi)容上，不設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)答案，挑選應(yīng)用性和綜合性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)。將傳統(tǒng)的單純“灌注式”理論教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)?教學(xué)－文獻(xiàn)查找－文獻(xiàn)綜述－匯報(bào)交流－自主實(shí)驗(yàn)"的多環(huán)節(jié)、多方式、互動(dòng)性、研究性、開(kāi)放式教學(xué)。如實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上增選“聚乙烯醇的縮醛化制備膠水”的實(shí)驗(yàn)。此實(shí)驗(yàn)應(yīng)用性很強(qiáng)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)親身感受高分子化學(xué)的重要意義和實(shí)用價(jià)值，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出濃烈的興趣，相互之間探討實(shí)驗(yàn)的工藝過(guò)程和應(yīng)該注意的事項(xiàng)，對(duì)制備的膠水質(zhì)量互相比較并查找原因，收到了良好的教學(xué)效果。在"苯乙烯分散聚合的實(shí)驗(yàn)"中，對(duì)同一單體選用不同的分散劑，包括有機(jī)分散劑、無(wú)機(jī)分散劑及復(fù)合分散劑。通過(guò)改變引發(fā)劑用量、攪拌速度等，使不同組的學(xué)生在不同的聚合條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后將實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較、討論和總結(jié)。對(duì)于設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)，教師提前一周告知實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提供部分參考目錄，供學(xué)生查閱。學(xué)生自己設(shè)計(jì)出可行性的實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)教師批準(zhǔn)后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。目前已開(kāi)設(shè)的設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)都是以高分子領(lǐng)域中的最新研究成果并結(jié)合本院教師的科研項(xiàng)目與科研經(jīng)驗(yàn)開(kāi)設(shè)的，如"溫度和pH值敏感性水凝膠的制備及對(duì)藥物的釋放性能"、"無(wú)皂乳液聚合制備核－殼結(jié)構(gòu)聚合物"等。設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。使學(xué)生把自己所學(xué)的理論知識(shí)、書(shū)面知識(shí)和科學(xué)研究緊密相結(jié)合，提高了學(xué)生對(duì)于科學(xué)研究的認(rèn)識(shí)，同時(shí)激發(fā)和促進(jìn)了學(xué)生的科研興趣。

1．4考核方式上，采取組合式考核，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

實(shí)驗(yàn)考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)和鞏固知識(shí)、檢查教學(xué)效果、改革教學(xué)方法的重要手段。多年來(lái)，我校沿襲的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核辦法是實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末理論筆試各占50%。該考核方法導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作重視程度不夠，考試前死記理論知識(shí)，綜合實(shí)踐能力薄弱。在應(yīng)用型型人才培養(yǎng)的要求下，我們改革了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核方法，建立了平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)操作考核和筆試相結(jié)合的新型考核模式，使實(shí)驗(yàn)課的考核和評(píng)價(jià)能夠更加科學(xué)化和合理化。在高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的考核過(guò)程中，采取平時(shí)考核和實(shí)驗(yàn)考試考核相結(jié)合的辦法。平時(shí)考核側(cè)重于對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)情況的評(píng)價(jià)，包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)考試考核既要考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本操作和綜合運(yùn)用能力又要檢驗(yàn)學(xué)生掌握的理論知識(shí)?？荚囍敖處熢O(shè)定合理的考核內(nèi)容，包括在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)和理論抽查。實(shí)驗(yàn)考試時(shí)，將學(xué)生每4～5人一組進(jìn)行分批考試，通過(guò)考察學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)方案、儀器安裝、結(jié)果處理以及產(chǎn)品質(zhì)量等，考查學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的條理性、實(shí)驗(yàn)操作情況以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試進(jìn)行評(píng)分。操作考試結(jié)束后，針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的理論知識(shí)隨機(jī)抽查3～5個(gè)簡(jiǎn)答題，考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。通過(guò)平時(shí)考核和實(shí)驗(yàn)考試考核相結(jié)合的方式，能科學(xué)有效地對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)效果評(píng)定，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)近幾年的改革與探索，高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)堅(jiān)持將知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高協(xié)調(diào)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了改革和探索，較好的形成了有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力和研究創(chuàng)新思維的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

作者：李桂英 郭磊 蒙延峰 陳厚 單位：魯東大學(xué)

高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法論文

1結(jié)合當(dāng)代大學(xué)生成長(zhǎng)特點(diǎn)，改進(jìn)教學(xué)方法

1.1網(wǎng)絡(luò)書(shū)本相結(jié)合，充分做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)工作

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上獲取信息的興趣與能力都不斷增強(qiáng)。因此我們將傳統(tǒng)的預(yù)習(xí)報(bào)告與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)相結(jié)合，充分幫助學(xué)生詳細(xì)了解實(shí)驗(yàn)原理和意義，熟悉實(shí)驗(yàn)操作，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)意識(shí)。如在每次實(shí)驗(yàn)前，都要求學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)自主探索該實(shí)驗(yàn)與實(shí)際生活的聯(lián)系，比如有機(jī)玻璃的制備，學(xué)生可以了解到有機(jī)玻璃目前被廣泛應(yīng)用于廣告裝潢、銘牌制作上等等，在課堂上與其他同學(xué)就相關(guān)應(yīng)用前景進(jìn)行討論，并將自己的想法融入實(shí)驗(yàn)過(guò)程，這增強(qiáng)了學(xué)生的主人翁和創(chuàng)新意識(shí)。同時(shí)，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站上制作實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫(huà)，展示實(shí)驗(yàn)儀器的使用，實(shí)驗(yàn)裝置的裝搭，幫助學(xué)生更直觀的了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程。并明示一些突發(fā)情況的處理方法，做到有備無(wú)患，例如在制備尼龍66的實(shí)驗(yàn)中，原料己二胺是強(qiáng)有機(jī)堿，強(qiáng)腐蝕性，我們通過(guò)動(dòng)畫(huà)的形式告知學(xué)生在稱(chēng)取過(guò)程中一定要小心，一旦沾到皮膚，應(yīng)立即用大量清水沖洗，并用3%的冰醋酸或1%硼酸冷敷傷口。

1.2情景帶入，邊講邊做，讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)主導(dǎo)

實(shí)驗(yàn)課是將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，學(xué)生應(yīng)該成為實(shí)驗(yàn)的主導(dǎo)。我們每次實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前都會(huì)先創(chuàng)設(shè)情境，將現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的解決與實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系起來(lái)，把照方抓藥的實(shí)驗(yàn)課轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐課。基于充分的課前預(yù)習(xí)工作，課程中教師重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)和容易出現(xiàn)的意外事件。學(xué)生以小組為單位，每個(gè)小組都會(huì)接到一個(gè)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問(wèn)題，如在苯乙烯的乳液聚合實(shí)驗(yàn)中，向?qū)W生提問(wèn)乳化劑在乳液聚合中的作用等，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行小組討論，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出問(wèn)題答案。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有任何問(wèn)題都可以隨時(shí)跟老師交流，學(xué)生帶著問(wèn)題做實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中探尋答案，成為主導(dǎo)，教師從知識(shí)“傳教者”變成“軍師”，這樣激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)意愿，提高了實(shí)驗(yàn)課的質(zhì)量。

1.3認(rèn)真總結(jié)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論的聯(lián)系

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，實(shí)驗(yàn)報(bào)告往往流于形式，學(xué)生只是簡(jiǎn)單記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程。我們則要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行記錄并查閱資料予以解答，反思實(shí)驗(yàn)課與理論課的聯(lián)系，并盡量多的列舉出其他相似的應(yīng)用，以此鞏固學(xué)生的理論知識(shí)。

2量化考核標(biāo)準(zhǔn)，激勵(lì)學(xué)生認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)期末考核并不能真正說(shuō)明學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，出勤率、預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)果和衛(wèi)生，也是反映學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)情況的重要指標(biāo)。因此在實(shí)驗(yàn)考核中綜合了平時(shí)成績(jī)和考核成績(jī)兩部分。出勤率要求學(xué)生做到全勤，不遲到、不早退;預(yù)習(xí)報(bào)告要求書(shū)寫(xiě)規(guī)范，步驟詳盡;實(shí)驗(yàn)操作要求學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作規(guī)范，認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄;實(shí)驗(yàn)報(bào)告中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析是否客觀，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否符合預(yù)期，課堂上的思考題是否總結(jié)到位等;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的值日工作，要求學(xué)生檢查關(guān)閉儀器，整理教室衛(wèi)生。期末綜合考核以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主，教師給出一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目，要求學(xué)生提前搜集資料，結(jié)合本學(xué)期其他實(shí)驗(yàn)的操作方法，在考試現(xiàn)場(chǎng)自行選擇儀器，裝搭實(shí)驗(yàn)裝置，處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)操作技能和解決問(wèn)題的能力等進(jìn)行評(píng)判。

3結(jié)語(yǔ)

我們認(rèn)為高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)體現(xiàn)出該學(xué)科的應(yīng)用特點(diǎn)，向?qū)W生展示高分子化學(xué)與實(shí)際生活的緊密聯(lián)系，讓他們將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，學(xué)以致用。在教學(xué)方法上，也應(yīng)確立學(xué)生的主導(dǎo)位置，通過(guò)交互式溝通培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性。在我們的實(shí)踐中，不少學(xué)生反映他們對(duì)高分子化學(xué)有了全新的認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的興趣也大大提高，實(shí)驗(yàn)技能得到了進(jìn)一步增強(qiáng)。相較于四大化學(xué)，高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)仍是一門(mén)比較年輕的課程，我們將與時(shí)俱進(jìn)，為更好的開(kāi)展教學(xué)工作努力探索。

作者：張艷 董文佩 張潔 單位：河南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心

高分子化學(xué)論文:高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)論文

1培養(yǎng)環(huán)保與安全意識(shí)的必要性

現(xiàn)在的大學(xué)生多數(shù)為獨(dú)生子女，在成長(zhǎng)過(guò)程中，父母更多地注重他們的文化課學(xué)習(xí)，忽略了對(duì)其動(dòng)手能力和責(zé)任心的培養(yǎng)；而中小學(xué)在這方面的重視程度也不夠，導(dǎo)致部分學(xué)生動(dòng)手能力較差，責(zé)任心不強(qiáng)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中一方面表現(xiàn)為緊張、不敢操作；另一方面表現(xiàn)出對(duì)有毒有害物質(zhì)的回收處理認(rèn)識(shí)不夠，沒(méi)有環(huán)保意識(shí)，對(duì)水、電、易燃易爆等危險(xiǎn)化學(xué)品的使用不當(dāng)，安全意識(shí)淡薄。高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，必然要接觸有機(jī)溶劑，易燃易爆、有毒有害物質(zhì)，防火、防爆、防中毒、防止環(huán)境污染是學(xué)生時(shí)刻需要注意的問(wèn)題。只有具備環(huán)保意識(shí)和安全意識(shí)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中具有強(qiáng)烈的責(zé)任心，才能防止環(huán)境污染現(xiàn)象的出現(xiàn)和安全事故的發(fā)生。高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)正是培養(yǎng)學(xué)生這兩種意識(shí)的有效途徑。因此，我校教師在高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采取了多種方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行環(huán)保與安全意識(shí)培養(yǎng)。

2環(huán)保意識(shí)培養(yǎng)

2.1在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)

北京的霧霾天氣，使身在其中的人們深切體會(huì)到惡劣環(huán)境對(duì)自身的不利影響。伴隨著工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，大量化學(xué)污染物進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)全球生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重危害，給人類(lèi)生存帶來(lái)巨大威脅。因此，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到重視，對(duì)“三廢”的處理提出了更高的要求。在現(xiàn)有條件下，與高分子化學(xué)有關(guān)的生產(chǎn)不可能完全避免使用有毒有害物質(zhì)，因此，對(duì)學(xué)生進(jìn)行環(huán)保教育至關(guān)重要。高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)學(xué)生進(jìn)行環(huán)保教育的有效途徑，不僅要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、分析和解決問(wèn)題能力，還要重視傳授環(huán)保知識(shí)，使學(xué)生有機(jī)會(huì)、有能力利用所學(xué)知識(shí)，處理實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)，主動(dòng)參與到環(huán)境保護(hù)工作中，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

2.2加強(qiáng)污染物的回收管理

在高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，常會(huì)用到有毒有害、易燃易爆的試劑，最大限度減少污染物排放是師生共同的責(zé)任。實(shí)驗(yàn)教師要對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行嚴(yán)格管理，以增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要求學(xué)生將所有有害物質(zhì)回收到指定的回收瓶中，對(duì)不能再利用的廢液進(jìn)行無(wú)害化處理，對(duì)能再利用的進(jìn)行提純、重復(fù)使用，減少有害物質(zhì)排放。如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有有害氣體生成，則實(shí)驗(yàn)必須在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，并對(duì)有害氣體進(jìn)行無(wú)害化處理后再排放。實(shí)驗(yàn)教師必須對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，并提醒全體學(xué)生注意。通過(guò)一系列的措施，學(xué)生的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，處理有害物質(zhì)的能力也不斷提高。

2.3采用小量、半微量實(shí)驗(yàn)

高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)使用的很多是易燃和毒性較大的藥品，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生一些對(duì)人體和環(huán)境有害的物質(zhì)，因此，盡可能減少實(shí)驗(yàn)中的“三廢”排放量至關(guān)重要。高分子化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生的操作能力和觀察能力，要求實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。實(shí)踐證明，采用小量實(shí)驗(yàn)完全可以滿足這兩方面的需要。當(dāng)學(xué)生具備基本操作技能后，復(fù)雜合成實(shí)驗(yàn)可以采用半微量法進(jìn)行。這樣既達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康模止?jié)約了藥品，縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，減少了“三廢”的產(chǎn)生，減輕了對(duì)環(huán)境的污染。

2.4將環(huán)保能力列為考核內(nèi)容

對(duì)學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)中試劑取用情況、廢棄物回收處理情況、有害氣體處理情況進(jìn)行記錄，并記入平時(shí)成績(jī)。在學(xué)期中的實(shí)驗(yàn)筆試中加入廢棄化學(xué)物品的無(wú)害化處理方法內(nèi)容；在實(shí)驗(yàn)操作考試中，安排廢棄物處理實(shí)驗(yàn)，以抽簽方式確定考題，考試內(nèi)容有：廢棄單體和聚合物的處理，高濃度有機(jī)溶劑的處理，酸、堿廢液的處理，洗滌廢液的處理等。

3安全意識(shí)的培養(yǎng)

3.1安全教育貫穿教學(xué)始終

首先，在理論教學(xué)中進(jìn)行安全意識(shí)教育。比如，講解緒論時(shí)，在介紹高分子化合物的合成特點(diǎn)和物理性質(zhì)后，及時(shí)舉例說(shuō)明一些低燃點(diǎn)常用物質(zhì)，如烷烴、乙醚、乙醇、丙酮、過(guò)氧化物等易燃易爆物質(zhì)，告知使用時(shí)要注意防火、防爆。隨著教學(xué)的深入，逐步強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)安全教育，介紹常用化合物（如苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、甲醛、苯酚等）的毒害性及使用注意事項(xiàng)，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)做好準(zhǔn)備。其次，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)安全教育。在第一節(jié)實(shí)驗(yàn)課上，采用講解、演示等教學(xué)方式，專(zhuān)門(mén)進(jìn)行安全教育，強(qiáng)調(diào)水、電、易燃易爆物質(zhì)、有毒有害物質(zhì)的安全使用和事故處理辦法。隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，要求學(xué)生在每次實(shí)驗(yàn)課之前，必須弄清楚與實(shí)驗(yàn)有關(guān)物質(zhì)的物理性質(zhì)和注意事項(xiàng)；實(shí)驗(yàn)課中，實(shí)驗(yàn)教師檢查并確認(rèn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)裝置沒(méi)有錯(cuò)誤后，學(xué)生方可繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；當(dāng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)裝置或操作方法有誤時(shí)，可以請(qǐng)其他組的學(xué)生指出并糾正錯(cuò)誤，以加深學(xué)生印象，有效防止類(lèi)似錯(cuò)誤的發(fā)生。

3.2利用多媒體課件輔助教學(xué)

為有效提高教學(xué)和安全教育效果，實(shí)驗(yàn)教師還制作了多媒體課件供學(xué)生學(xué)習(xí)。比如基本操作中的“單體的精制”，需根據(jù)被精制單體的沸點(diǎn)選擇熱源，要求蒸餾時(shí)不能將燒瓶中液體蒸干。由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限，低沸點(diǎn)物質(zhì)的蒸餾和高沸點(diǎn)物質(zhì)的蒸餾不能都在課上進(jìn)行。雖然教師在課上對(duì)此進(jìn)行了多次強(qiáng)調(diào)，但還是有很多學(xué)生在蒸餾操作中習(xí)慣性選擇第一次蒸餾時(shí)使用的熱源，而不考慮被蒸餾組分的沸點(diǎn)。還有些學(xué)生不知道何時(shí)停止蒸餾，往往一直將液體蒸干。利用多媒體輔助教學(xué)可以解決以上問(wèn)題。學(xué)生可以在多媒體課件上看到不同熱源的選擇方法和蒸餾過(guò)程，也可以看到錯(cuò)誤操作所造成的危害。通過(guò)多媒體輔助教學(xué)，學(xué)生在這方面犯的錯(cuò)誤明顯減少了。

3.3將安全意識(shí)納入考核范圍

為引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)安全性的高度重視，我們將實(shí)驗(yàn)安全內(nèi)容納入考核范圍，考核內(nèi)容包括物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)查閱，實(shí)驗(yàn)裝置的安裝，實(shí)驗(yàn)操作，化學(xué)試劑的安全量取，溶劑及產(chǎn)品的回收，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后水、電關(guān)閉。此外，在學(xué)期中安排一次實(shí)驗(yàn)筆試考試，考試內(nèi)容包含安全操作注意事項(xiàng)和違規(guī)操作可能產(chǎn)生的后果；學(xué)期末安排一次實(shí)驗(yàn)操作考試，考試內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)裝置的搭建及易燃試劑的安全使用，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的有毒氣體的處理方法等。教師在考前將要制備的目標(biāo)產(chǎn)物告訴學(xué)生，實(shí)驗(yàn)方案和制備過(guò)程完全由學(xué)生獨(dú)自完成，一組學(xué)生（20人左右）由兩位教師監(jiān)考，最后給出操作考試成績(jī)。通過(guò)以上改革，學(xué)生的安全意識(shí)普遍增強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行到中期時(shí)，已經(jīng)看不到學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后不切斷電源、用明火提純易燃單體、用過(guò)的溶劑不回收等現(xiàn)象了。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行環(huán)保與安全意識(shí)培養(yǎng)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的責(zé)任心明顯增強(qiáng)，處理問(wèn)題的能力也顯著提高。然而，為了培養(yǎng)出具有更高素質(zhì)、更強(qiáng)責(zé)任心的人才，高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革還需不斷深入。

作者：張宜欣 劉永紅 古同男 單位：首都醫(yī)科大學(xué)燕京醫(yī)學(xué)院

高分子化學(xué)論文:影響高分子化學(xué)的歷史故事論文

一、導(dǎo)電高分子的發(fā)現(xiàn)

導(dǎo)電高分子的發(fā)現(xiàn)充滿了戲劇性。1967年，白川英樹(shù)的研究生做實(shí)驗(yàn)時(shí)錯(cuò)用了一千倍的催化劑，加上攪拌器湊巧停止，在溶液表面生成了銀色的薄膜狀物。白川英樹(shù)以此為切入點(diǎn)，進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，終于發(fā)現(xiàn)制備膜狀聚乙炔的有效方法。1975年，美國(guó)的Macdiarmid教授偶然見(jiàn)到白川英樹(shù)的金屬光澤的膜狀聚乙炔后，立即邀請(qǐng)他去美國(guó)與Heeger合作研究。后來(lái)，三人一起獲得了2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，也被傳為佳話。與硝酸纖維素、炭黑增強(qiáng)橡膠等發(fā)現(xiàn)一樣，聚乙炔膜的發(fā)現(xiàn)也是“偶然的”。這個(gè)故事也教育我們合作的重要性“。這是我的idea，說(shuō)出去會(huì)不會(huì)被別人學(xué)去了？”具有知識(shí)保護(hù)意識(shí)固然重要，合作交流能夠更快、更有效地促進(jìn)研究的發(fā)展，科研中需要有團(tuán)隊(duì)精神。

二、Crothers與尼龍66

深受女士喜愛(ài)的尼龍襪無(wú)疑是引出縮聚反應(yīng)的最佳例子。尼龍襪在全美首次發(fā)售時(shí)，每人限購(gòu)一雙，500萬(wàn)雙當(dāng)天告罄，沒(méi)有買(mǎi)到尼龍襪的人在裸腿上畫(huà)紋路冒充絲襪。那么引起如此轟動(dòng)的商品是如何制造出來(lái)的？這個(gè)問(wèn)題吊起了學(xué)生的胃口，他們對(duì)相應(yīng)的知識(shí)特別用心。1928年，杜邦公司成立了基礎(chǔ)化學(xué)研究所，Crothers受聘擔(dān)任該所的負(fù)責(zé)人，并決心利用二元醇和二元酸的縮聚來(lái)支持當(dāng)時(shí)剛剛提出的高分子學(xué)說(shuō)。在實(shí)驗(yàn)中，同事偶然發(fā)現(xiàn)熔融的聚酯可以抽絲，Crothers意識(shí)到這是紡絲原料的特性，并展開(kāi)了大量的研究?？朔鞣N困難后，最終得到了尼龍66纖維。尼龍66的出現(xiàn)不僅有力的支持了高分子學(xué)說(shuō)，也深入改變了人們的生活。尼龍的發(fā)現(xiàn)離不開(kāi)Crothers。同樣讓人稱(chēng)道的還有杜邦公司，能夠在經(jīng)濟(jì)大蕭條時(shí)期拿出一筆巨款支持沒(méi)有明確應(yīng)用目的的基礎(chǔ)研究，需要敏銳的眼光和巨大的勇氣。注重基礎(chǔ)研究，在今天也有著重要的借鑒意義。

三、塑料之父———Baekeland

作為第一種人造聚合物———酚醛樹(shù)脂的發(fā)明者，Baekeland是一個(gè)傳奇人物。他21歲就獲得了博士學(xué)位，專(zhuān)利意識(shí)非常強(qiáng)。發(fā)明Velox相紙后，故意在專(zhuān)利中省略一兩步。結(jié)果柯達(dá)公司不得不兩次出資購(gòu)買(mǎi)。在發(fā)明酚醛樹(shù)脂后，Baekeland及時(shí)申請(qǐng)了專(zhuān)利（僅比同行早一天），也得到了塑料之父之稱(chēng)。Baekeland的幸運(yùn)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)讓人感嘆不已。酚醛樹(shù)脂的發(fā)明也是一個(gè)成功的科研案例。Baekeland敏銳地意識(shí)到絕緣材料在剛剛興起的電力工業(yè)中的巨大市場(chǎng)，將研究目標(biāo)確定為尋找天然絕緣材料的替代品。他沒(méi)有立即進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，先是充分進(jìn)行了文獻(xiàn)調(diào)研。發(fā)現(xiàn)早在1872年德國(guó)化學(xué)家Vaeyer曾把苯酚和甲醛混合產(chǎn)生一種樹(shù)脂狀物質(zhì)，指出在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)防止它的產(chǎn)生。Baekeland反其道而行之，加熱加壓來(lái)加快反應(yīng)，得到琥珀樣的樣品，并最終掌握了酚醛樹(shù)脂的制備方法。他于1907年申請(qǐng)了專(zhuān)利，這年也被視為塑料元年。這個(gè)故事充分說(shuō)明了科學(xué)研究的選題和文獻(xiàn)調(diào)研的重要性，在閱讀文獻(xiàn)時(shí)要注意批判性閱讀，不迷信已有的解釋。

四、配位聚合和Ziegler-Natta

1953年Ziegler在用乙基鋁使乙烯加成的一次偶然失敗中發(fā)現(xiàn)，鎳會(huì)抑制反應(yīng)進(jìn)行，其他過(guò)渡金屬也有類(lèi)似作用。他給博士生Breil的論文題目是“系統(tǒng)地實(shí)驗(yàn)整個(gè)周期表的元素”來(lái)對(duì)這一作用進(jìn)行研究！有趣的是，最終研究得到了一種能使乙烯迅速聚合成為高分子量聚乙烯的催化劑。事實(shí)恰好與預(yù)料的相反，這充分說(shuō)明，和預(yù)期不同的結(jié)果不見(jiàn)得是壞結(jié)果！Natta的成功無(wú)疑是跟蹤世界研究前沿的結(jié)果。他在Ziegler催化劑研究之初就派人過(guò)去接受指導(dǎo)。在用改進(jìn)后的催化劑進(jìn)行了丙烯聚合后，Natta發(fā)現(xiàn)它含有高結(jié)晶部分，敏銳地“把新的結(jié)晶聚合物的結(jié)構(gòu)歸之于主鏈或至少相當(dāng)長(zhǎng)部分的主鏈上的不對(duì)稱(chēng)碳原子都采取了相同的構(gòu)型”。Natta文章因未披露催化劑的本質(zhì)這一關(guān)鍵問(wèn)題，初審被拒稿。而作為編輯的Flory則意識(shí)到了文章不尋常的意義，更改了裁決才使得文章得以發(fā)表。與Ziegler-Natta的成功相對(duì)的是，1943年Fischer希望能找到使乙烯聚合成潤(rùn)滑油的方法，發(fā)現(xiàn)“當(dāng)三氯化鋁與四氯化鈦并用作催化劑時(shí)，液態(tài)產(chǎn)物減少而有利于生成固態(tài)物”，因此似乎是失望多于希望。另外，Ziegler的學(xué)生Wesslan制備聚丙烯后，發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的熔點(diǎn)高于聚乙烯，他肯定自己錯(cuò)了，他不相信支化會(huì)提高石蠟烴的熔點(diǎn)。他沒(méi)有認(rèn)識(shí)到熔點(diǎn)升高的意義。這兩個(gè)故事也從反面再次印證了如何看待實(shí)驗(yàn)中的意外。高分子史上還有更多的歷史故事，如“的確良”（滌綸），田中耕一發(fā)現(xiàn)質(zhì)譜離子化新方法，聚四氟乙烯和高壓聚乙烯的發(fā)現(xiàn)等。在高分子化學(xué)教學(xué)中適當(dāng)穿插相應(yīng)的歷史故事，不僅可以增加課堂的趣味性，還有助于學(xué)生了解科學(xué)家思考問(wèn)題的方式，學(xué)習(xí)他們成功的經(jīng)驗(yàn)和失敗的教訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生思考研究的能力。

五、結(jié)語(yǔ)

最后要強(qiáng)調(diào)的是，故事可以有適當(dāng)?shù)乃囆g(shù)處理，但不應(yīng)違背歷史和科學(xué)常識(shí)。如有文章這樣介紹導(dǎo)電高分子“樓道角落里的一堆既像塑料又閃著銀光的薄膜吸引了艾倫教授的注意了。當(dāng)他好奇地詢(xún)問(wèn)陪同的白川教授時(shí)，對(duì)方不以為然地回答：這只是一堆廢品，毫無(wú)科學(xué)價(jià)值”。該描述對(duì)百川英樹(shù)有失公允，引用后會(huì)給學(xué)生錯(cuò)誤的印象。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源對(duì)故事進(jìn)行甄別，可以避免這種事情的發(fā)生。

作者：紀(jì)仕辰 沈星燦 單位：廣西師范大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)學(xué)院 廣西師范大學(xué)藥用資源化學(xué)與藥物分子工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

高分子化學(xué)論文:高分子化學(xué)分析論文

一、高分子化學(xué)的內(nèi)涵

1．何為高分子化學(xué)

顧名思義，高分子就是相對(duì)分子質(zhì)量很高的分子，它是高分子化合物的簡(jiǎn)稱(chēng)。高分子化合物，又稱(chēng)聚合物或高聚物，是結(jié)構(gòu)上由重復(fù)單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對(duì)分子質(zhì)量化合物。高分子的相對(duì)分子質(zhì)量非常的大，小到幾千，大到幾百萬(wàn)、上千萬(wàn)的都有。我們有時(shí)將相對(duì)分子質(zhì)量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學(xué)作為化學(xué)的一個(gè)分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學(xué)，但其制造和研究的對(duì)象都是大分子，即由若干個(gè)原子按一定規(guī)律重復(fù)地連接成具有成千上萬(wàn)甚至上百萬(wàn)質(zhì)量的、最大伸直長(zhǎng)度可達(dá)毫米量級(jí)的長(zhǎng)鏈分子，稱(chēng)為高分子、大分子或聚合物。

2．高相對(duì)分子質(zhì)量與高強(qiáng)度

相對(duì)分子質(zhì)量和物質(zhì)的性質(zhì)是密切相關(guān)的，是決定物質(zhì)性質(zhì)的一個(gè)重要因素。只有相對(duì)分子質(zhì)量高的化合物才有一定的機(jī)械力學(xué)性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機(jī)械力學(xué)性能因而也有極大的區(qū)別。

3．高分子科學(xué)的主要內(nèi)容

既然高分子化學(xué)是制造和研究大分子的科學(xué)，對(duì)大分子的反應(yīng)和方法的研究，顯然是高分子化學(xué)最基本的研究?jī)?nèi)容。高分子科學(xué)不僅是研究化學(xué)問(wèn)題，也是一門(mén)系統(tǒng)的科學(xué)。高分子科學(xué)的主要內(nèi)容有：如何將低分子化合物連

接成高分子化合物，即聚合反應(yīng)的研究。高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系。不同性質(zhì)的高分子，其結(jié)構(gòu)必然是不同的。為了得到不同性質(zhì)的高分子，就要去合成具有特殊結(jié)構(gòu)的高分子。

二、高分子材料化學(xué)的應(yīng)用

材料是人類(lèi)社會(huì)文明發(fā)展階段的標(biāo)志，是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。它是指經(jīng)過(guò)某種加工，具有一定結(jié)構(gòu)、組分和性能，并可應(yīng)用于一定用途的物質(zhì)。上世紀(jì)半導(dǎo)體硅、高集成芯片、高分子材料的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，把人類(lèi)由工業(yè)社會(huì)推向信息和知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)。可以說(shuō)某一種新材料的問(wèn)世及其應(yīng)用，往往會(huì)引起人類(lèi)社會(huì)的重大變革，材料是人類(lèi)文明的重要標(biāo)志。如果說(shuō)現(xiàn)在人人離不開(kāi)高分子材料，家家離不開(kāi)高分子材料，處處離不開(kāi)高分子材料，是一點(diǎn)也不過(guò)分的。高分子化合物的最主要的應(yīng)用是以高分子材料的形式出現(xiàn)的，高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統(tǒng)合成材料，另外許多精細(xì)化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一類(lèi)是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等；另一類(lèi)叫工程塑料，其強(qiáng)度大，如汽車(chē)零部件、保險(xiǎn)杠、洗衣機(jī)內(nèi)的滾筒、電器的外殼等。

第二，纖維：人們開(kāi)發(fā)出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物，通過(guò)不同的加工，生產(chǎn)出了各種纖維制品，極大地滿足著人類(lèi)的需要。

第三，橡膠：天然橡膠的種類(lèi)和品質(zhì)都受到很大的限制，于是科學(xué)家們不斷開(kāi)發(fā)出了各種人造橡膠，如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。

第四，精細(xì)化工：比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產(chǎn)品，如家具漆、內(nèi)外墻乳膠漆、汽車(chē)漆、飛機(jī)漆等。女孩子用的指甲油，使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬(wàn)能膠、建筑用膠、醫(yī)用膠、結(jié)構(gòu)膠等黏合劑，以及各種吸水樹(shù)脂等都是高分子產(chǎn)品。三、高分子化學(xué)與高科技的結(jié)合

當(dāng)今社會(huì)，人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。自從合成有機(jī)高分子材料的那一天起，人們始終在不斷地研究、開(kāi)發(fā)性能更優(yōu)異、應(yīng)用更廣泛的新型材料，來(lái)滿足計(jì)算機(jī)、光導(dǎo)纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機(jī)械工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展，出現(xiàn)了許多產(chǎn)量低、價(jià)格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。

隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現(xiàn)出來(lái)，如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫(yī)用材料、光敏材料、非線性光學(xué)材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領(lǐng)域，下面簡(jiǎn)單介紹特種高分子材料：功能高分子是指當(dāng)有外部刺激時(shí)，能通過(guò)化學(xué)或物理的方法做出相應(yīng)反應(yīng)的高分子材料；高性能高分子則是對(duì)外力有特別強(qiáng)的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇；特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學(xué)、化學(xué)性質(zhì)和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化學(xué)纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑）的范疇。

第一，力學(xué)功能材料：強(qiáng)化功能材料，如超高強(qiáng)材料、高結(jié)晶材料等；)彈性功能材料，如熱塑性彈性體等。

第二，化學(xué)功能材料：分離功能材料，如分離膜、離子交換樹(shù)脂、高分子絡(luò)合物等；反應(yīng)功能材料，如高分子催化劑、高分子試劑；生物功能材料，如固定化酶、生物反應(yīng)器等。

第三，生物化學(xué)功能材料：人工臟器用材料，如人工腎、人工心肺等；高分子藥物，如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農(nóng)藥等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以預(yù)計(jì)，在今后很長(zhǎng)的歷史時(shí)期中，特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發(fā)展的主要方向。

四、高分子化學(xué)的可持續(xù)發(fā)展

研究高分子合成材料的環(huán)境同化，增加循環(huán)使用和再生使用，減少對(duì)環(huán)境的污染乃至用高分子合成材料治理環(huán)境污染，也是21世紀(jì)中高分子材料能否得到長(zhǎng)足發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。比如利用植物或微生物進(jìn)行有實(shí)用價(jià)值的高分子的合成，在環(huán)境友好的水或二氧化碳等化學(xué)介質(zhì)中進(jìn)行化學(xué)合成，探索用前面提到的化學(xué)或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子來(lái)處理污水和毒物，研究合成高分子與生態(tài)的相互作用，達(dá)到高分子材料與生態(tài)環(huán)境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀(jì)應(yīng)當(dāng)開(kāi)展的綠色化學(xué)過(guò)程和材料的研究范疇。

高分子化學(xué)論文:高分子化學(xué)探討論文

一、高分子化學(xué)的內(nèi)涵

1．何為高分子化學(xué)

顧名思義，高分子就是相對(duì)分子質(zhì)量很高的分子，它是高分子化合物的簡(jiǎn)稱(chēng)。高分子化合物，又稱(chēng)聚合物或高聚物，是結(jié)構(gòu)上由重復(fù)單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對(duì)分子質(zhì)量化合物。高分子的相對(duì)分子質(zhì)量非常的大，小到幾千，大到幾百萬(wàn)、上千萬(wàn)的都有。我們有時(shí)將相對(duì)分子質(zhì)量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學(xué)作為化學(xué)的一個(gè)分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學(xué)，但其制造和研究的對(duì)象都是大分子，即由若干個(gè)原子按一定規(guī)律重復(fù)地連接成具有成千上萬(wàn)甚至上百萬(wàn)質(zhì)量的、最大伸直長(zhǎng)度可達(dá)毫米量級(jí)的長(zhǎng)鏈分子，稱(chēng)為高分子、大分子或聚合物。

2．高相對(duì)分子質(zhì)量與高強(qiáng)度

相對(duì)分子質(zhì)量和物質(zhì)的性質(zhì)是密切相關(guān)的，是決定物質(zhì)性質(zhì)的一個(gè)重要因素。只有相對(duì)分子質(zhì)量高的化合物才有一定的機(jī)械力學(xué)性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機(jī)械力學(xué)性能因而也有極大的區(qū)別。

3．高分子科學(xué)的主要內(nèi)容

既然高分子化學(xué)是制造和研究大分子的科學(xué)，對(duì)大分子的反應(yīng)和方法的研究，顯然是高分子化學(xué)最基本的研究?jī)?nèi)容。高分子科學(xué)不僅是研究化學(xué)問(wèn)題，也是一門(mén)系統(tǒng)的科學(xué)。高分子科學(xué)的主要內(nèi)容有：如何將低分子化合物連

接成高分子化合物，即聚合反應(yīng)的研究。高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系。不同性質(zhì)的高分子，其結(jié)構(gòu)必然是不同的。為了得到不同性質(zhì)的高分子，就要去合成具有特殊結(jié)構(gòu)的高分子。

二、高分子材料化學(xué)的應(yīng)用

材料是人類(lèi)社會(huì)文明發(fā)展階段的標(biāo)志，是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。它是指經(jīng)過(guò)某種加工，具有一定結(jié)構(gòu)、組分和性能，并可應(yīng)用于一定用途的物質(zhì)。上世紀(jì)半導(dǎo)體硅、高集成芯片、高分子材料的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，把人類(lèi)由工業(yè)社會(huì)推向信息和知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)?？梢哉f(shuō)某一種新材料的問(wèn)世及其應(yīng)用，往往會(huì)引起人類(lèi)社會(huì)的重大變革，材料是人類(lèi)文明的重要標(biāo)志。如果說(shuō)現(xiàn)在人人離不開(kāi)高分子材料，家家離不開(kāi)高分子材料，處處離不開(kāi)高分子材料，是一點(diǎn)也不過(guò)分的。高分子化合物的最主要的應(yīng)用是以高分子材料的形式出現(xiàn)的，高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統(tǒng)合成材料，另外許多精細(xì)化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一類(lèi)是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等；另一類(lèi)叫工程塑料，其強(qiáng)度大，如汽車(chē)零部件、保險(xiǎn)杠、洗衣機(jī)內(nèi)的滾筒、電器的外殼等。

第二，纖維：人們開(kāi)發(fā)出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物，通過(guò)不同的加工，生產(chǎn)出了各種纖維制品，極大地滿足著人類(lèi)的需要。

第三，橡膠：天然橡膠的種類(lèi)和品質(zhì)都受到很大的限制，于是科學(xué)家們不斷開(kāi)發(fā)出了各種人造橡膠，如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。

第四，精細(xì)化工：比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產(chǎn)品，如家具漆、內(nèi)外墻乳膠漆、汽車(chē)漆、飛機(jī)漆等。女孩子用的指甲油，使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬(wàn)能膠、建筑用膠、醫(yī)用膠、結(jié)構(gòu)膠等黏合劑，以及各種吸水樹(shù)脂等都是高分子產(chǎn)品。

三、高分子化學(xué)與高科技的結(jié)合

當(dāng)今社會(huì)，人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。自從合成有機(jī)高分子材料的那一天起，人們始終在不斷地研究、開(kāi)發(fā)性能更優(yōu)異、應(yīng)用更廣泛的新型材料，來(lái)滿足計(jì)算機(jī)、光導(dǎo)纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機(jī)械工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展，出現(xiàn)了許多產(chǎn)量低、價(jià)格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。

隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現(xiàn)出來(lái)，如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫(yī)用材料、光敏材料、非線性光學(xué)材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領(lǐng)域，下面簡(jiǎn)單介紹特種高分子材料：功能高分子是指當(dāng)有外部刺激時(shí)，能通過(guò)化學(xué)或物理的方法做出相應(yīng)反應(yīng)的高分子材料；高性能高分子則是對(duì)外力有特別強(qiáng)的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇；特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學(xué)、化學(xué)性質(zhì)和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化學(xué)纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑）的范疇。

第一，力學(xué)功能材料：強(qiáng)化功能材料，如超高強(qiáng)材料、高結(jié)晶材料等；)彈性功能材料，如熱塑性彈性體等。

第二，化學(xué)功能材料：分離功能材料，如分離膜、離子交換樹(shù)脂、高分子絡(luò)合物等；反應(yīng)功能材料，如高分子催化劑、高分子試劑；生物功能材料，如固定化酶、生物反應(yīng)器等。

第三，生物化學(xué)功能材料：人工臟器用材料，如人工腎、人工心肺等；高分子藥物，如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農(nóng)藥等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以預(yù)計(jì)，在今后很長(zhǎng)的歷史時(shí)期中，特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發(fā)展的主要方向。

四、高分子化學(xué)的可持續(xù)發(fā)展

研究高分子合成材料的環(huán)境同化，增加循環(huán)使用和再生使用，減少對(duì)環(huán)境的污染乃至用高分子合成材料治理環(huán)境污染，也是21世紀(jì)中高分子材料能否得到長(zhǎng)足發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。比如利用植物或微生物進(jìn)行有實(shí)用價(jià)值的高分子的合成，在環(huán)境友好的水或二氧化碳等化學(xué)介質(zhì)中進(jìn)行化學(xué)合成，探索用前面提到的化學(xué)或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子來(lái)處理污水和毒物，研究合成高分子與生態(tài)的相互作用，達(dá)到高分子材料與生態(tài)環(huán)境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀(jì)應(yīng)當(dāng)開(kāi)展的綠色化學(xué)過(guò)程和材料的研究范疇。

高分子化學(xué)論文:論高分子化學(xué)教育機(jī)制建設(shè)

為保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，我們會(huì)讓學(xué)生展開(kāi)“往期問(wèn)題”討論，將往屆學(xué)生實(shí)驗(yàn)室遇到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展現(xiàn)給大家：（1）預(yù)聚階段產(chǎn)生氣泡，難以排出；（2）澆模時(shí)進(jìn)入氣泡；（3）低溫反應(yīng)階段出現(xiàn)產(chǎn)品與模脫離的情況；（4）后聚合的高溫反應(yīng)階段，出現(xiàn)氣泡，甚至爆聚。學(xué)生圍繞實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展開(kāi)討論，討論結(jié)束后教師進(jìn)行總結(jié)：（1）預(yù)聚反應(yīng)時(shí)，粘度增大，不要?jiǎng)×覔u晃錐形瓶，否則會(huì)造成空氣摻入，形成很多氣泡；（2）澆模速度要慢，讓流體沿器壁緩慢、連續(xù)流入模內(nèi)；（3）預(yù)聚時(shí)間要足夠長(zhǎng)，否則后聚合時(shí)因產(chǎn)品收縮率較大，會(huì)造成與壁面脫離的情況；（4）低溫反應(yīng)時(shí)間要足夠長(zhǎng)，完全消除凝膠效應(yīng)，否則高溫反應(yīng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)氣泡，甚至爆聚。制備“人工琥珀”時(shí)，為防止產(chǎn)品產(chǎn)生氣泡，應(yīng)注意：（1）物件應(yīng)充分干燥，否則后聚合時(shí)會(huì)有水氣及氣泡產(chǎn)生，影響產(chǎn)品外觀；（2）物件表面要用單體或預(yù)聚物充分浸潤(rùn)，否則澆模時(shí)表面極易殘留氣泡。此外，不要選取膨脹比相差過(guò)大的產(chǎn)品，否則高溫處理時(shí)會(huì)造成產(chǎn)品或模具開(kāi)裂。為了體現(xiàn)材料的應(yīng)用性，對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，擴(kuò)展內(nèi)容為透光率的測(cè)定。學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)時(shí)，已經(jīng)知道聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）被稱(chēng)作有機(jī)玻璃，但是到底它的透光率和真的玻璃相比如何呢？帶著這種疑問(wèn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)的主動(dòng)性提高，學(xué)習(xí)效果提高，我們的教學(xué)效果也可得到大大的提升。為了保證所得透光率數(shù)據(jù)的可比性，有機(jī)玻璃的透光率是使用分光光度計(jì)、根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB／T2680－94《建筑玻璃———可見(jiàn)光透過(guò)比、太陽(yáng)光直接透射比、太陽(yáng)能總透射比、紫外線透射比及有關(guān)玻璃參數(shù)的測(cè)定》對(duì)“可見(jiàn)光透過(guò)比”進(jìn)行測(cè)定的。實(shí)驗(yàn)測(cè)得PMMA的透光率大都在86～92％，與市場(chǎng)產(chǎn)品的值所提的高達(dá)93％相接近。

個(gè)別產(chǎn)品透光率較低，原因主要有：（1）表面收縮造成壁面不平；（2）模具夾層厚度上下不一致；（3）表面硬度不夠，因擦拭造成劃痕。與工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，展現(xiàn)材料生產(chǎn)全過(guò)程基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)與工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，開(kāi)設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)。綜合實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生完成從原料準(zhǔn)備到產(chǎn)品檢測(cè)全過(guò)程，提高學(xué)生的綜合能力，尤其是工程實(shí)踐能力。如“線形酚醛樹(shù)脂的制備”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，根據(jù)金光集團(tuán)酚醛泡沫恒溫板的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改進(jìn)，擴(kuò)展為“發(fā)泡用酚醛樹(shù)脂的制備及性能檢測(cè)”。作為發(fā)泡用酚醛樹(shù)脂，樹(shù)脂合成后，學(xué)生不再進(jìn)行常規(guī)的粘度測(cè)定和固含量測(cè)定，而重點(diǎn)進(jìn)行發(fā)泡起發(fā)時(shí)間和固化時(shí)間測(cè)定。在25℃，稱(chēng)取酚醛樹(shù)脂50g，將乳化劑（有機(jī)硅泡沫穩(wěn)定劑）2g和發(fā)泡劑（正戊烷）2g加入到酚醛樹(shù)脂中，用機(jī)械攪拌器攪拌1min，然后加入固化劑（對(duì)甲苯磺酸∶磷酸∶水＝5∶3∶2）8g，同時(shí)用秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，攪拌30s。一般所得酚醛樹(shù)脂室溫下發(fā)泡起發(fā)時(shí)間70～200s，固化時(shí)間3～10min。普通高化實(shí)驗(yàn)無(wú)非就是高分子材料的合成，要求學(xué)生掌握高分子材料的合成工藝。該實(shí)驗(yàn)在原有合成實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，增加了“泡沫塑料的成型”工藝學(xué)的內(nèi)容，使學(xué)生掌握了利用低沸點(diǎn)發(fā)泡劑液體蒸發(fā)氣化而使聚合物發(fā)泡的方法［5］，即物理發(fā)泡法。實(shí)驗(yàn)技術(shù)講座中對(duì)泡沫塑料的發(fā)泡方法進(jìn)行詳細(xì)講解，如聚氨酯軟泡沫塑料是采用異氰酸酯與水（或羧基）反應(yīng)放出CO2氣體的化學(xué)發(fā)泡法，又如脲甲醛開(kāi)孔硬質(zhì)泡沫塑料采用機(jī)械發(fā)泡法。此外，該生產(chǎn)原有工藝中采用的發(fā)泡劑氯氟烴會(huì)導(dǎo)致大氣層臭氧層的破壞，對(duì)人類(lèi)生態(tài)平衡不利，實(shí)驗(yàn)室工藝中發(fā)泡劑改用了生理毒性較小的正戊烷。

與學(xué)生創(chuàng)新成果相結(jié)合，組建設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放階段，曾指導(dǎo)學(xué)生對(duì)“苯乙烯的懸浮聚合”進(jìn)行改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)教材上選用的分散劑多為聚乙烯醇類(lèi)的有機(jī)分散劑，但是理論上也可用無(wú)機(jī)分散體系。該實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生自選分散體系，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)，確定實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備及藥品。學(xué)生有選用Mg（OH）2為分散劑的，也有選用聚乙烯醇為分散劑的。當(dāng)分散介質(zhì)蒸餾水為100mL，引發(fā)劑過(guò)氧化二苯甲酰為0．6g，苯乙烯單體為20mL，攪拌速度為250r／min，在85℃反應(yīng)3h，分散劑用量選用1mol／LMgCl2溶液3mL和1mol／LNaOH溶液6mL或0．3％（wt）聚乙烯醇溶液8mL，所得產(chǎn)品顆粒均勻且直徑較大。前者所得直徑2．0～2．5mm，后者所得直徑3～3．5mm。因?yàn)槭窃O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，只要實(shí)驗(yàn)方案切實(shí)可行的，都可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，所以學(xué)生所選分散劑用量和攪拌速度等都不盡相同。但也恰恰是這種不同，讓學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)到懸浮聚合的一些特點(diǎn)：攪拌速度較大時(shí)，顆粒粒徑較??；無(wú)機(jī)分散劑用量過(guò)多時(shí)，產(chǎn)品的透明度不好；聚合后如不進(jìn)行表面處理，顆粒表面會(huì)殘留有分散劑。增加研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求每位學(xué)生限選一個(gè)研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。比如“聚丙烯（PP）／蒙脫土（MMT）納米復(fù)合材料的制備及熱性能分析”實(shí)驗(yàn)是根據(jù)老師的科研方向提煉出來(lái)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目［6］。教學(xué)與科研相結(jié)合，用高水平的科研帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，培養(yǎng)了學(xué)生的初步科研能力和創(chuàng)新意識(shí)。通過(guò)高分子化學(xué)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道Ziegler－Natta引發(fā)劑的發(fā)現(xiàn)在高分子科學(xué)的發(fā)展史上具有劃時(shí)代的意義，但其主要原料三乙基鋁在空氣中能自燃，遇水爆炸，對(duì)人體有灼傷作用；TiCl4與水接觸會(huì)發(fā)生劇烈反應(yīng)，冒白煙，對(duì)呼吸道有刺激作用，而且該引發(fā)劑在空氣中放置會(huì)失去活性。因此，在引發(fā)劑制備及使用時(shí)都要采用無(wú)水無(wú)氧操作，且氮?dú)獗仨殲楦呒兊獨(dú)?。通過(guò)該探索實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很好地掌握了無(wú)水無(wú)氧操作技術(shù)，如雙排管的使用、注射器法和內(nèi)轉(zhuǎn)移法移取溶液。為提高復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性能，采用化學(xué)反應(yīng)法制備了MgCl2－MMT復(fù)合載體型Ziegler－Natta催化劑，通過(guò)單體原位插層聚合法有效地制備了剝離型PP／MMT納米復(fù)合材料。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，學(xué)生了解了蒙脫土有機(jī)改性的方法，掌握了Ziegler－Natta復(fù)合載體催化劑的制備方法，掌握了一種聚合物／無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料的制備方法———單體原位插層聚合法，了解了無(wú)機(jī)材料對(duì)高分子材料的改性作用。健全實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放制度配合學(xué)生探索性實(shí)驗(yàn)因?yàn)檎n程學(xué)時(shí)有限，學(xué)生有時(shí)不能完成高分子材料的性能測(cè)試與表征實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生一方面可以繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，另一方面可根據(jù)個(gè)人興趣，進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)。為了方便解決學(xué)生疑問(wèn)，高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)室每天安排有老師值班，隨時(shí)解答學(xué)生疑問(wèn)。學(xué)生探索性實(shí)驗(yàn)已經(jīng)取得一定成果。如“蒲公英橡膠的制備及物理性能研究”，采用組織破碎機(jī)破碎蒲公英植株的根部組織，用環(huán)己烷萃取破碎物中膠乳成分，將萃取液與水共沸蒸餾，抽濾后得蒲公英橡膠。粘度法測(cè)得蒲公英橡膠的粘均分子量為4．9×105；紅外光譜法測(cè)試顯示，所得蒲公英橡膠與天然橡膠的結(jié)構(gòu)相似；差熱－熱重分析法測(cè)得蒲公英橡膠失重15％的溫度為271℃，此數(shù)值與天然橡膠的測(cè)試結(jié)果相接近。該項(xiàng)目綜合運(yùn)用了有機(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)和化工原理等課程知識(shí)，2011年7月獲得了第十二屆山東省挑戰(zhàn)杯大賽三等獎(jiǎng)。學(xué)生除了可以當(dāng)面向老師請(qǐng)教外，還可通過(guò)《高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程網(wǎng)站、QQ和飛信與指導(dǎo)老師取得聯(lián)系。每個(gè)老師負(fù)責(zé)6～8位學(xué)生、2～3項(xiàng)探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

實(shí)驗(yàn)技術(shù)講座的開(kāi)展、綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)，使學(xué)生可以系統(tǒng)地掌握高分子實(shí)驗(yàn)技術(shù)、高分子材料的合成及性能表征的方法，完善了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。研究性和探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目切實(shí)提高了學(xué)生的創(chuàng)造性思維及創(chuàng)新能力。工程性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識(shí)，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才提供了新的途徑。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室為全面提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力提供了有力支持。總之，通過(guò)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革，有效提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力。我們將進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究與探索，不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，為全面培養(yǎng)創(chuàng)新性應(yīng)用型的高素質(zhì)人才而努力。我們將從以下幾點(diǎn)繼續(xù)努力：（1）深化教學(xué)改革，不斷將最新的科研成果應(yīng)用到教學(xué)中；（2）進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)，更新教材內(nèi)容；（3）加強(qiáng)教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)，吸收高學(xué)歷高水平的教師加入到實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)隊(duì)伍中；（4）以精品課程建設(shè)為契機(jī)，完善課程網(wǎng)站建設(shè)，增加知識(shí)的先進(jìn)性、全面性、導(dǎo)向性。

作者：王麗梅 單位：德州學(xué)院化學(xué)系

高分子化學(xué)論文:高分子化學(xué)考試模式變革思索

考試不僅是測(cè)定和檢驗(yàn)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量最基本、最重要的方式，也是關(guān)系教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。目前，國(guó)內(nèi)工科高校各專(zhuān)業(yè)課程考試都存在著一個(gè)普遍的問(wèn)題———考試偏重于理論內(nèi)容的考核，而輕視學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力的考查，考試形式集中單一，常常是“一紙考卷定成績(jī)”。這種考試模式會(huì)導(dǎo)致學(xué)生平時(shí)不下工夫?qū)W習(xí)，考前突擊復(fù)習(xí)，畢業(yè)后重理論、輕實(shí)踐，綜合素質(zhì)下降而不能滿足社會(huì)的需要。[1，2]因此，對(duì)傳統(tǒng)的考試內(nèi)容和形式進(jìn)行改革，有意識(shí)地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神，加強(qiáng)學(xué)生科研能力的培養(yǎng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性的考試模式勢(shì)在必行。結(jié)合學(xué)校的考試改革，針對(duì)本校高分子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的高分子化學(xué)課程考試的現(xiàn)狀，提出如何通過(guò)課后作業(yè)、期中考試、期末考試相結(jié)合的形式考核專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，通過(guò)分散考核、課后專(zhuān)題調(diào)研報(bào)告等方式來(lái)考核學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力，以分散期末考試的壓力，有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的鞏固和掌握，達(dá)到素質(zhì)教育的目的。

一、高分子化學(xué)課程特點(diǎn)及考試現(xiàn)狀

高分子化學(xué)課程是高分子材料以及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，是研究高分子的合成原理及其化學(xué)反應(yīng)的一門(mén)科學(xué)。通過(guò)該課程的課堂教學(xué)及與課程配套的實(shí)驗(yàn)課程，使學(xué)生掌握高分子的基本概念、合成高分子化合物的基本原理、聚合方法的選擇、控制聚合反應(yīng)速度和分子量以及分子量分布的方法、高分子化學(xué)反應(yīng)的特征等。該課程需要有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等為基礎(chǔ)，是后繼的專(zhuān)業(yè)課程———聚合物制備工程基礎(chǔ)、聚合物合成原理及工藝學(xué)等的必備課程。該課程在整個(gè)高分子科學(xué)知識(shí)體系中起到承前啟后的作用，它的基礎(chǔ)內(nèi)容如縮聚反應(yīng)、自由基聚合、共聚合反應(yīng)、離子聚合、聚合反應(yīng)實(shí)施方法、聚合物的化學(xué)變化等對(duì)本專(zhuān)業(yè)的其他基礎(chǔ)課程———聚合物制備工程基礎(chǔ)、聚合物合成原理及工藝學(xué)、高分子前沿、功能高分子等課程奠定理論基礎(chǔ)。[3]由于高分子化學(xué)課程本身涉及物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、化工原理等學(xué)科領(lǐng)域，且也是高分子類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生接觸的第一門(mén)與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的課程，課程內(nèi)容又涉及大量化學(xué)反應(yīng)，學(xué)生對(duì)此缺乏直觀的認(rèn)識(shí)，因此單一的講授常常會(huì)使學(xué)生感覺(jué)非?？菰锒y于理解，進(jìn)而缺乏學(xué)習(xí)興趣，因此學(xué)生普遍感到此課程難學(xué)。針對(duì)以上問(wèn)題，結(jié)合高分子化學(xué)課程省級(jí)精品課程建設(shè)，我們嘗試進(jìn)行了一系列教學(xué)方法的改革：采用在授課過(guò)程中提出一些與科研生產(chǎn)實(shí)際相關(guān)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)運(yùn)用所學(xué)的授課內(nèi)容相關(guān)知識(shí)予以解決，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以此加深學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容的理解；采用多媒體給學(xué)生演示一些實(shí)驗(yàn)、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程；采用動(dòng)畫(huà)方式向?qū)W生展示相關(guān)原理，這樣更生動(dòng)、直觀地將知識(shí)傳授給學(xué)生，以達(dá)到較好的教學(xué)效果；對(duì)課后的習(xí)題分類(lèi)處理，對(duì)難度較大的習(xí)題進(jìn)行課間解答，對(duì)于一般難度的則課外解答。但根據(jù)多年的授課經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，仍有學(xué)生在期末面對(duì)考試時(shí)，還存在只死記硬背書(shū)本內(nèi)容的現(xiàn)象和“臨時(shí)突擊”應(yīng)付期末考試的現(xiàn)象?？荚嚨哪康氖峭ㄟ^(guò)對(duì)課程教學(xué)效果的檢測(cè)，幫助教師和學(xué)生發(fā)現(xiàn)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，進(jìn)而采取適當(dāng)措施予以改進(jìn)，不斷提高教學(xué)質(zhì)量。在科技飛速發(fā)展的新形勢(shì)下，傳統(tǒng)的考試已不能滿足對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握程度的評(píng)價(jià)要求。因此，有必要對(duì)考試制度、模式、內(nèi)容和方法進(jìn)行改革，使之更科學(xué)、合理，并能充分發(fā)揮其積極功能。于是，從我校高分子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的實(shí)際出發(fā)，我們提出對(duì)高分子化學(xué)課程考試進(jìn)行改革，在課程考試中引入先進(jìn)理念，注重平時(shí)考核，實(shí)施全學(xué)期分散式考試、動(dòng)態(tài)考核的管理方式。過(guò)程中采用“全面性一體化”考試模式。

二、“全面性一體化”考試模式的總體思路及預(yù)期目標(biāo)

改變專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課只重視理論教學(xué)、學(xué)生只是機(jī)械記憶專(zhuān)業(yè)理論課的弊端。通過(guò)考試改革使學(xué)生更加牢固地掌握本課程所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。除期末考試以外，還結(jié)合課后作業(yè)、期中考試、課后專(zhuān)題調(diào)研報(bào)告等形式考核專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，通過(guò)分散考核的方式改變學(xué)生以往死記硬背、“臨時(shí)突擊”的情況，讓學(xué)生把工夫下在平時(shí)，通過(guò)考核方式的改變提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

1.考核內(nèi)容更全面、更綜合。除全面考察學(xué)生對(duì)課程基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本技能的把握外，在考核內(nèi)容方面，加重對(duì)學(xué)生查閱資料能力、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題綜合能力的考核。以前的課程考試，主要注重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的接收和掌握情況，而往往忽視了對(duì)其分析、綜合和運(yùn)用的能力?？荚嚪秶话憔窒抻谒媒滩?，考試重點(diǎn)常常在考前由任課教師劃定，結(jié)果導(dǎo)致部分學(xué)生考前突擊，“臨時(shí)抱佛腳”，也使一部分學(xué)生產(chǎn)生了考試作弊等僥幸的想法，考試結(jié)果學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)劣難分，不能真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，學(xué)和不學(xué)一個(gè)樣。這嚴(yán)重傷害了認(rèn)真學(xué)習(xí)的學(xué)生的積極性，破壞了學(xué)校的考風(fēng)和學(xué)風(fēng)建設(shè)。因此，我們把考核內(nèi)容的全面化作為考試改革的首要方面。

2.考試形式更豐富、題型更多樣?？荚囆问降呢S富化是促進(jìn)目前教育思想轉(zhuǎn)變的有效手段，高分子化學(xué)課程內(nèi)容多，所涉及的知識(shí)面廣，用簡(jiǎn)單的一張考卷，不論開(kāi)卷、閉卷都不能檢測(cè)出學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的真實(shí)掌握水平。從新的教育理念出發(fā)，結(jié)合學(xué)校本科生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的實(shí)施，我們采取了一系列靈活多樣的有效形式，如開(kāi)卷考試與科技小論文形式相結(jié)合的方式，口頭報(bào)告與課堂討論相結(jié)合，模擬操作式考試，等等。盡量避免使用過(guò)分偏重于對(duì)知識(shí)的知與不知的試題，使學(xué)生必須經(jīng)歷一個(gè)理解、分析、比較、綜合過(guò)程才能得出答案。根據(jù)不同類(lèi)型試題的特點(diǎn)，在兼顧內(nèi)容的同時(shí)，進(jìn)行合理搭配與組合，盡量減少名詞解釋、填空等客觀題的比例，增加分析、解決實(shí)際問(wèn)題類(lèi)型的試題比例，最真實(shí)地檢測(cè)出學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握與應(yīng)用情況，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)和思考的興趣。另外，提供一部分選做題給學(xué)有余力的學(xué)生，以保證他們能充分地發(fā)揮與展示自己的才華。根據(jù)具體的考試內(nèi)容和目標(biāo)，靈活地選擇與采用不同類(lèi)型的試題，充分發(fā)揮其最佳測(cè)試點(diǎn)。在適當(dāng)?shù)碾A段，進(jìn)行科學(xué)而合理的考試，引導(dǎo)并敦促學(xué)生不斷努力；通過(guò)考試結(jié)果的比較、評(píng)講而調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性，促進(jìn)他們對(duì)知識(shí)的進(jìn)一步掌握。完善試題庫(kù)，推行與實(shí)施題庫(kù)考試，實(shí)現(xiàn)教考分離。高分子化學(xué)試題庫(kù)基本包括名詞解釋、選擇、寫(xiě)反應(yīng)式、簡(jiǎn)答、計(jì)算、論述等題型，可根據(jù)需要利用計(jì)算機(jī)隨機(jī)抽取一套完整的試題，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)修改后形成試卷，評(píng)卷時(shí)可從計(jì)算機(jī)中輸出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)答案進(jìn)行評(píng)分，再采取集體多人流水作業(yè)的形式評(píng)卷，以保證考試分?jǐn)?shù)的公平性和準(zhǔn)確性。

3.成績(jī)構(gòu)成更多元、成績(jī)?cè)u(píng)定更科學(xué)。對(duì)學(xué)生成績(jī)實(shí)行綜合評(píng)定，將平時(shí)的考核、考查和期末考試相結(jié)合，改變長(zhǎng)期形成的“一考定成敗”的現(xiàn)象，學(xué)生的最終成績(jī)分成五個(gè)部分按如下比例計(jì)算：課后作業(yè)（15分）、課堂回答問(wèn)題（5分）、出勤情況（10分）、期中考試（30分）、期末考試（40分），總計(jì)100分。充分利用平時(shí)考核，提高教育教學(xué)效果。評(píng)分是考試的最終也是重要的環(huán)節(jié)，學(xué)生的某一次考試得分，只表示他對(duì)該課程這個(gè)階段知識(shí)的掌握程度，并不完全代表其智能水平，故應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，結(jié)合高分子化學(xué)課程的特點(diǎn)、目標(biāo)、題型采用更加靈活的評(píng)分辦法：針對(duì)主觀性試題采用等級(jí)評(píng)分法、模糊評(píng)分法，對(duì)客觀題型采用準(zhǔn)確評(píng)分法，再結(jié)合學(xué)生課堂討論、口頭報(bào)告、完成作業(yè)等方面綜合評(píng)價(jià)適當(dāng)給予必要的權(quán)重。對(duì)不同層次的學(xué)生實(shí)施多元化的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)模式，把分散式考試、動(dòng)態(tài)考核的管理方式落到實(shí)處。

4.考試質(zhì)量分析與信息反饋。考試質(zhì)量分析與信息反饋也是促進(jìn)考試質(zhì)量提高的重要措施。有必要對(duì)考試結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析，這樣才能抓好考試工作。充分發(fā)揮考試對(duì)教學(xué)的反饋促進(jìn)功能，提高教學(xué)質(zhì)量。通過(guò)試卷分析獲得的信息，不僅有利于改進(jìn)教學(xué)方法和手段，指導(dǎo)學(xué)生正確有效地學(xué)習(xí)，同時(shí)也對(duì)提高考試質(zhì)量大有幫助。因此，閱卷工作的結(jié)束，并不意味著考試工作的完成，還有必要對(duì)考試作出定性與定量的分析。定性分析包括對(duì)試題質(zhì)量、學(xué)習(xí)質(zhì)量、教學(xué)質(zhì)量提出有針對(duì)性的改進(jìn)意見(jiàn)；定量分析要求統(tǒng)計(jì)出各個(gè)分?jǐn)?shù)段的人數(shù)及所占比例，了解考試成績(jī)分布是否合理，從中找出學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，并采取相應(yīng)的改革措施。認(rèn)真做好試卷分析工作，及時(shí)反饋信息；分析學(xué)生掌握知識(shí)、創(chuàng)新能力的發(fā)展情況；分析學(xué)生在新的課程教學(xué)理念下的學(xué)習(xí)情況；分析學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、方式方法的變化情況；分析我們?cè)诮虒W(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)，并提出改進(jìn)措施，進(jìn)一步優(yōu)化高分子化學(xué)課堂教學(xué)，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。

說(shuō)明：本計(jì)劃和以往考核的區(qū)別在于，通過(guò)降低期末考試成績(jī)比例，將出勤情況、課后作業(yè)、課堂回答問(wèn)題、半期考試等形式具體形成考核點(diǎn)。通過(guò)考試內(nèi)容分段考試的形式，強(qiáng)化學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)。期中考試側(cè)重考核學(xué)生前半段學(xué)習(xí)內(nèi)容，期末考試側(cè)重考核學(xué)生后半段學(xué)習(xí)內(nèi)容，并注重考核前后關(guān)聯(lián)的綜合內(nèi)容。

高分子化學(xué)論文:探究高分子化學(xué)學(xué)習(xí)技巧

一、高分子化學(xué)及相關(guān)知識(shí)領(lǐng)域簡(jiǎn)介

高分子化學(xué)是研究高分子化合物合成和反應(yīng)的一門(mén)科學(xué),根據(jù)性能的要求、性能和結(jié)構(gòu)的關(guān)系,進(jìn)行高分子的設(shè)計(jì)和合成,同時(shí)為合成預(yù)定結(jié)構(gòu)的聚合物,研究聚合原理、聚合方法、尋找引發(fā)劑等是分子化學(xué)的任務(wù)。目前高分子學(xué)科正向縱深擴(kuò)展:在聚合反應(yīng)、聚合方法方面、有基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合、開(kāi)環(huán)移位聚合、微生物方法聚合、天然酶催化聚合;在功能高分子方面,有反應(yīng)分離膜、液晶態(tài)高分子、生物活性高分子、醫(yī)用高分子,以及各種具有光學(xué)(非線性光學(xué))、電學(xué)、磁學(xué)性能的聚合物;在天然高分子方面,有天然高分子的構(gòu)成、改性及作為材料的使用等等。

高分子化學(xué)內(nèi)容包括:

①聚合反應(yīng)、聚合原理,根據(jù)聚合機(jī)理和動(dòng)力學(xué)的不同聚合反應(yīng)分類(lèi)如下:連鎖聚合和逐步聚合。連鎖聚合包括自由基型聚合(自由基均聚、自由基共聚)、離子型聚合(陰、陽(yáng)離子聚合,離子型共聚)、配位聚合(屬于離子聚合范疇,大多為陰離子聚合)。逐步聚合包括均聚縮、雜縮聚、共縮聚。

②聚合方法:本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合,逐步聚合及界面縮聚。懸浮乳液聚合只用于自由基型聚合反應(yīng),所用引發(fā)劑分別是油溶性和水溶性的,本體聚合、溶液聚合只用于自由基、離子型聚合及逐步聚合但水不能作為離子在溶液中聚合的溶劑,界面縮聚只用于逐步聚合,各種聚合方法中,聚合體系的組成配方、各組分作用、聚合過(guò)程,體系的粘度、散熱及溫度控制的難易,聚合速度、鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)、分子量及其分布等是不同聚合方法主要關(guān)注的內(nèi)容。

③聚合熱力學(xué):單體能否聚合須從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩方面考慮,若熱力學(xué)上有聚合的可能,再進(jìn)一步尋找引發(fā)劑、溫度等動(dòng)力學(xué)條件解決聚合速度問(wèn)題。從熱力學(xué)角度分析單體聚合的傾向?？赏ㄟ^(guò)聚合熱、聚合的上限溫度等的估算和分析。

④聚合物的化學(xué)轉(zhuǎn)變:相似轉(zhuǎn)變,聚合度變大的轉(zhuǎn)變(交聯(lián)、接枝、嵌段、擴(kuò)鏈),聚合物降解。

二、高分子化學(xué)學(xué)習(xí)方法

一般而言,對(duì)某門(mén)課程的學(xué)習(xí)一方面是各知識(shí)單元能否從共同角度去學(xué)習(xí)和掌握,另一方面是就某一層面、某一角度進(jìn)行比較和綜合。比較是為了避免知識(shí)的割裂和混淆,綜合則有一個(gè)學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)上的上升過(guò)程,通過(guò)綜合獲得解題能力、獲得該門(mén)課的基本思想及一般思考方法。同樣地,高分子化學(xué)的各聚合反應(yīng)也可從幾個(gè)共同的方面去學(xué)習(xí)和掌握:

1.各聚合反應(yīng)研究的重要的問(wèn)題、主要的控制目標(biāo)

對(duì)于均聚反應(yīng)(自由基型或離子型),研究的重要內(nèi)容是聚合速度、平均分子量、分子量分布。而共聚反應(yīng)則主要集中在共聚物的組成(平均組成、瞬時(shí)組成)、組成分布、序列分布。對(duì)于配位聚合主要是立構(gòu)規(guī)整性問(wèn)題,尋找高效絡(luò)合引發(fā)體系,合成預(yù)定立構(gòu)規(guī)整聚合物是配位聚合的任務(wù)。對(duì)于縮聚反應(yīng),聚合速度、分子量控制是線型縮聚的核心問(wèn)題,凝膠點(diǎn)的控制則是體型縮聚的關(guān)鍵問(wèn)題。

2.各聚合應(yīng)機(jī)理及聚合特點(diǎn)

自由基聚合:聚合機(jī)理的特征為慢引發(fā)、快增長(zhǎng)、有終止。活性中心是碳自由基,增長(zhǎng)反應(yīng)、向單體、溶劑、引發(fā)劑的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)相互競(jìng)爭(zhēng),引發(fā)速率最小(Ed=105~150KJ/mol,R1=10-8~10-10mol/L·s),反應(yīng)為引發(fā)控制,Rp比Rt大3~5個(gè)數(shù)量級(jí),反應(yīng)達(dá)到一定的轉(zhuǎn)化率(15%~20%)后,由于凝膠效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生自動(dòng)加速現(xiàn)象,并使分子量增加。自由基聚合時(shí),單體一經(jīng)引發(fā)便很快增長(zhǎng)成高分子聚合物,不能停留在中間聚合度階段,體系始終由單體、高分子聚合物和微量引發(fā)劑組成,并且在不同轉(zhuǎn)化率下分離得到的聚合物分子量差別不大。

陽(yáng)離子聚合:聚合機(jī)理的特征為快引發(fā)(E1=8.4~21KJ/mol)、快增長(zhǎng)(Ep=8.4~21KJ/mol,與自由基聚合增長(zhǎng)活化能屬同一數(shù)量級(jí),由于kt很小、活性種濃度高因而聚合速度要快得多)、易轉(zhuǎn)移、難終止?；钚灾行氖翘缄?yáng)離子,碳陽(yáng)離子不能雙分子終止,因而無(wú)自動(dòng)加速現(xiàn)象。增長(zhǎng)、增長(zhǎng)鏈的分子內(nèi)重排(氫轉(zhuǎn)移聚合或異構(gòu)化聚合)、鏈轉(zhuǎn)移、單基終止相互競(jìng)爭(zhēng),陽(yáng)離子聚合反應(yīng)時(shí)向單體的鏈轉(zhuǎn)移(CM=10-2~10-4)比自由基聚合時(shí)(CM=10-4~10-5)要大得多,且真正的動(dòng)力學(xué)終止比較稀少?；钚灾行奶缄?yáng)離子總是與反離子形成離子對(duì),離子對(duì)的緊密程度對(duì)聚合速度、平均分子量會(huì)產(chǎn)生影響。

陰離子聚合:聚合機(jī)理的特征為快引發(fā)、慢增長(zhǎng)(較引發(fā)慢而言)、難轉(zhuǎn)移、無(wú)終止?；钚灾行氖翘缄庪x子,碳陰離子增長(zhǎng)速率比自由基還快(由于無(wú)終止以及陰離子增長(zhǎng)種濃度10-3~10-2mol/L比自由基10-9~10-7mol/L大)。引發(fā)快于增長(zhǎng),即聚合開(kāi)始前引發(fā)劑已定量離解成活性中心([M]=引發(fā)劑濃度),陰離子活性中心幾乎同時(shí)增長(zhǎng),增長(zhǎng)的幾率相等,所得聚合物接近單分散性。反離子為金屬陽(yáng)離子,離子對(duì)的緊密程度對(duì)聚合速度、平均分子量有影響,并影響著鏈節(jié)的構(gòu)型。

配位聚合:先配位形成σ-π鍵,然后單體經(jīng)四元環(huán)插入M—R中間而增長(zhǎng)。配位引發(fā)劑的作用:一是提供陰離子活性種,二是使單體定位并以一定構(gòu)型進(jìn)入增長(zhǎng)鏈。引發(fā)劑絡(luò)合中心構(gòu)型、單體的配位方式及單體和絡(luò)合中心形成中間體的穩(wěn)定性決定著各聚合物構(gòu)型及相對(duì)含量。逐步聚合:逐步和平衡,反應(yīng)無(wú)特定活性種,任何帶不同官能團(tuán)的兩組份(單體、低聚物)之間均能縮合(連鎖聚合中,活性中心只與單體作用,單體相互間或與聚合物間均不反應(yīng)),反應(yīng)可停留在中等聚合度階段,兩單體非等量或低溫可使縮聚暫停。

3.影響聚合反應(yīng)的因素及影響規(guī)律

不同的聚合反應(yīng),其主要的研究?jī)?nèi)容及控制目標(biāo)各不相同。了解影響它們的因素及規(guī)律,為實(shí)驗(yàn)控制提供依據(jù)和指導(dǎo)。

①自由基均聚合

聚合速度(RP):單體濃度、引發(fā)劑濃度越大,溫度越高,RP越大。選擇Ed較低的引發(fā)劑,可顯著加速反應(yīng),引發(fā)劑種類(lèi)的選擇和用量的確定是控制聚合速率的主要因素,聚合溫度則隨引發(fā)劑

分解溫度而定。

平均分子量(平均聚合度Xn):引發(fā)劑濃度、聚合溫度也是影響Xn的主要因素,但影響方向卻相反,即引發(fā)劑濃度越大、溫度越高,Xn越小。鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)使分子量減小,由于體系中引發(fā)劑濃度很低,向引發(fā)劑轉(zhuǎn)移而引起聚合度降低比較小。通常選擇鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)在1左右的化合物作分子量調(diào)節(jié)劑。

分子量分布:自由基終止方式、凝膠效應(yīng)對(duì)分子量分布均有影響。歧化終止時(shí)Xw/Xn=2,偶合終止時(shí)Xw/Xn=1.5,有凝膠效應(yīng)時(shí)Xw/Xn=5~10。聚合物微結(jié)構(gòu)及立體構(gòu)型:自由基聚合分子鏈上取代基的排布是無(wú)規(guī)則的。

聚合條件的選擇:聚合控制主要借助對(duì)聚合條件的選擇,它必須兼顧對(duì)聚合速度、平均分子量、分子量分布等方面的影響和效果。自由基均聚時(shí),聚合溫度、引發(fā)方式、引發(fā)劑種類(lèi)及用量、溶劑、分子量調(diào)節(jié)劑都是可供選擇的因素。以溶劑的選擇為例,自由基聚合時(shí),須考慮溶劑對(duì)引發(fā)劑的誘導(dǎo)分解作用,鏈自由基對(duì)溶劑的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng),溶劑對(duì)聚合物溶解性能,凝膠效應(yīng)等的影響,從而兼顧其對(duì)聚合速度、分子量、分子量分布的影響。

②自由基共聚

共聚物組成及組成分布與單體組成、轉(zhuǎn)化率、兩單體的竟聚率有關(guān),根據(jù)兩單體競(jìng)聚率r1、r2的特點(diǎn)及相應(yīng)的共聚物組成曲線(F1~f1),自由基共聚表現(xiàn)為五種有規(guī)律的共聚行為類(lèi)型。共聚產(chǎn)物是組成不一的共聚物的混合物,存在組成分布的問(wèn)題。恒比共聚時(shí)組成不隨轉(zhuǎn)化率而變,若單體組成在恒比點(diǎn)附近,轉(zhuǎn)化率在90%以下組成變化均不大,若配料組成偏離恒比組成,則很難得到組成均一的共聚物。

共聚物微結(jié)構(gòu)及鏈段分布:某一鏈段的幾率隨段長(zhǎng)而遞減。聚合度不夠大(<1000)時(shí),聚合物分子的序列分布并不完全相同,聚合度>5000以后聚合物分子的序列分布才比較接近。聚合控制、聚合條件的選擇:利用溫度、溶劑、PH值、鹽類(lèi)等因素對(duì)單體竟聚率的影響,選擇適當(dāng)?shù)耐饨鐥l件或選擇一定結(jié)構(gòu)的單體(Q、e值大小)來(lái)實(shí)現(xiàn)某一類(lèi)型的共聚行為。通過(guò)控制轉(zhuǎn)化率的一次投料法或補(bǔ)加活潑單體法來(lái)達(dá)到對(duì)共聚物組成的控制。

③陽(yáng)離子聚合、陰離子聚合

陽(yáng)或陰離子均聚與自由基聚合一樣,其核心問(wèn)題仍然是聚合速度、聚合度、及分子量分布。離子聚合增長(zhǎng)活性種為離子,其近旁存在反離子,活性中心與反離子的結(jié)合可以是共價(jià)鍵、離子對(duì)(緊對(duì)或松對(duì))、自由離子,并處于平衡,離子的聚合速度是離子對(duì)、自由離子共同引發(fā)并增長(zhǎng)結(jié)果,即便少量的自由離子對(duì)聚合速度的貢獻(xiàn)比離子對(duì)還大。反應(yīng)介質(zhì):溶劑極性、溶劑化能力影響離子對(duì)的緊密程度及自由離子的比例,從而影響聚合速度和聚合物的分子量,另一方面,溶劑必須不與反離子反應(yīng)(在陽(yáng)離子聚合中)并且在低溫下對(duì)聚合物溶解,以保持聚合體系的流動(dòng)性。

反應(yīng)溫度:陽(yáng)離子聚合時(shí)溫度對(duì)聚合速率的影響比自由基聚合時(shí)小,聚合度隨溫度降低而增大。陰離子聚合時(shí),聚合速率隨溫度升高略有增加但并不敏感,溫度的影響頗為復(fù)雜。總的來(lái)說(shuō),離子聚合因引發(fā)活化能小,加之為了防止鏈轉(zhuǎn)移、重排等副反應(yīng),反應(yīng)常在低溫下進(jìn)行。

④逐步聚合(略)

⑤引發(fā)劑、引發(fā)劑的選擇

自由基聚合:引發(fā)劑有偶氮類(lèi)(AIBN)、有機(jī)過(guò)氧類(lèi)、無(wú)機(jī)過(guò)氧類(lèi)、氧化還原引發(fā)體系(水溶性和油溶性)。引發(fā)劑選擇時(shí),首先根據(jù)聚合方法選擇引發(fā)劑類(lèi)型,然后根據(jù)聚合溫度,選擇活化能、半衰期適當(dāng)?shù)囊l(fā)劑。一般選擇半衰期與聚合時(shí)間相同數(shù)量級(jí)的引發(fā)劑。

陽(yáng)離子聚合:引發(fā)劑有普通質(zhì)子酸、Lewis酸引發(fā)體系、電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物等。Lewis酸引發(fā)體系的引發(fā)活性與引發(fā)劑、共引發(fā)劑的不同組合及配比,主引發(fā)劑、共引發(fā)劑酸性強(qiáng)弱等有關(guān)。

陰離子聚合:引發(fā)劑有堿金屬、有機(jī)金屬化合物(金屬氨基化合物、金屬烷基化合物)、其它親核試劑。引發(fā)劑的活性不同,應(yīng)與一定活性的單體相匹配而使用。

配位聚合:引發(fā)劑有Ziegler-Natta型、π-烯丙基鎳型、烷基鋰類(lèi)。Ziegler-Natta引發(fā)體系由主引發(fā)劑(過(guò)渡金屬化合物L(fēng)ewis酸)和共引發(fā)劑(主族元素金屬有機(jī)化合物)組成,Ziegler-Natta引發(fā)體系兩組份的選擇和組合,以及與單體的匹配,對(duì)其立構(gòu)規(guī)化能力有很大的影響。聚合物的立構(gòu)規(guī)整度主要決定于過(guò)渡金離屬組份,而且,引發(fā)劑定向能力與均相表面有關(guān)。

4.理論依據(jù)及思考方法

上述各類(lèi)聚合反應(yīng)有關(guān)聚合速度、聚合度、分子量分布;共聚物組成、序列分布;體型縮聚中臨界反應(yīng)程度等控制目標(biāo)的影響因素及影響規(guī)律都有其動(dòng)力學(xué)上的依據(jù),或者通過(guò)概率法、Flory統(tǒng)計(jì)法可推導(dǎo)而得出。

①動(dòng)力學(xué)方法

根據(jù)聚合機(jī)理及各基元反應(yīng)速率方程,在等活性、穩(wěn)態(tài)等假定和某些特設(shè)模型的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出速率方程、共聚物組成方程,并得出濃度因素對(duì)聚合速率、共聚物組成的影響;從總表觀速率常數(shù),聚合反應(yīng)總活化能與各基元反應(yīng)活化能關(guān)系,估算出總的表觀活化能大小,并根據(jù)阿氏公式:K=Ae-E/RT,得到溫度對(duì)聚合速率的影響規(guī)律。

類(lèi)似地,從動(dòng)力學(xué)鏈長(zhǎng)、聚合度概念出發(fā)(υ=Rp/RiXn=Rp/(Rt+Rtr)),得出濃度因素、鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)對(duì)聚合度的影響;從聚合度的綜合活化能及其與基元反應(yīng)活化能的關(guān)系估算出聚合度的綜

合活化能,并得出溫度對(duì)聚合率的影響規(guī)律。

自由基、離子型連瑣聚合討論中用的是上述思想。

5.聚合動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法

自由基聚合時(shí)聚合速度的測(cè)定用膨脹計(jì)法,陰或陽(yáng)離子聚合由于聚合速度快,聚合速度的測(cè)定用毛細(xì)管流動(dòng)法。

高分子化學(xué)論文:高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)概況

摘要:概述了目前國(guó)內(nèi)高校高分子材料與工程專(zhuān)業(yè)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的共性問(wèn)題和關(guān)鍵問(wèn)題。提出了高分子材料與工程專(zhuān)業(yè)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程由基礎(chǔ)技能實(shí)驗(yàn),綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)三個(gè)模塊組成的新教學(xué)體系,并在每個(gè)模塊中引入一些綜合性和應(yīng)用性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。實(shí)踐證明所構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、應(yīng)用與實(shí)踐能力方面起到了較好的效果。

關(guān)鍵詞:高分子材料;高分子化學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高分子化學(xué)課程教學(xué)的一種最有效的實(shí)踐教學(xué)形式,它可以幫助和促進(jìn)學(xué)生課堂理論知識(shí)的學(xué)習(xí)與消化,建立和鞏固高分子化學(xué)基本概念和理論,獲取高分子化學(xué)知識(shí),培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)和操作技能。我國(guó)著名化學(xué)家戴安邦指出:“只傳授化學(xué)知識(shí)和技術(shù)的化學(xué)教育是片面的,全面的化學(xué)教育要求既傳授化學(xué)知識(shí)和技巧,又訓(xùn)練科學(xué)方法與思維,還培養(yǎng)科學(xué)精神和品德,學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中是學(xué)習(xí)的主體,在教師指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),訓(xùn)練用實(shí)驗(yàn)解決化學(xué)問(wèn)題,使各項(xiàng)智力皆得到發(fā)展”。這番話指出了開(kāi)設(shè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的深刻內(nèi)涵和重要價(jià)值。2004年國(guó)家教育部頒布的《普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評(píng)估方案》在評(píng)估指標(biāo)的二級(jí)指標(biāo)“實(shí)踐教學(xué)”中,從“實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與體系,綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課的比例及效果,實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放”三個(gè)方面明確了實(shí)踐教學(xué)改革和發(fā)展的方向。近幾年高校的化學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革取得了令人矚目的成果。高分子材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)是很多高校在近年來(lái)新開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè),在實(shí)驗(yàn)教學(xué)與改革方面的成果積累較少,尤其高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用陳舊的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法依然居多。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn),目前國(guó)內(nèi)高校高分子材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)依然不同程度地存在一些問(wèn)題。

一、高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀剖析

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和內(nèi)容欠爭(zhēng)理

多數(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)附屬于理論教學(xué),沒(méi)有單獨(dú)設(shè)課和單獨(dú)考核,實(shí)驗(yàn)課時(shí)相對(duì)較少雖然有些高校高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)獨(dú)立設(shè)課,但僅作為考查課。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中傳統(tǒng)的、陳舊的實(shí)驗(yàn)較多,而體現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展成果的實(shí)驗(yàn)很少認(rèn)知性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占的比理偏高,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的綜合性、設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)偏少,而且實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)偏重于理論,突出高分子材料應(yīng)用性特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)太少,不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一

學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)講義預(yù)習(xí),然后進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)前教師把實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、儀器使用方法、測(cè)試方法、實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)記錄表格及數(shù)據(jù)處理方法等進(jìn)行詳細(xì)的集中講解。學(xué)生只需按教師指導(dǎo)的過(guò)程按部就班或者依照講義“照方抓藥”,就可以完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)。一部分學(xué)生糊里糊涂地來(lái)到實(shí)驗(yàn)室,只動(dòng)手不動(dòng)腦地完成實(shí)驗(yàn),然后又迷迷糊糊地離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果沒(méi)有給他們留下太深的印象,對(duì)學(xué)生觀察能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)都很不夠。這種統(tǒng)一模式、統(tǒng)一要求、齊步走的教學(xué)方法,一方面造成了學(xué)生對(duì)教師的過(guò)分依賴(lài),另一方面抑制了學(xué)生個(gè)性思維的發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.實(shí)驗(yàn)?zāi)蹖W(xué)手段落后

在現(xiàn)代信息技術(shù)迅速發(fā)展的今天,雖然網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)在理論教學(xué)中得到了普遍應(yīng)用,但虛擬、仿真等實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段未能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中推廣應(yīng)用。這樣對(duì)于一些耗費(fèi)過(guò)高、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、毒性過(guò)大、危險(xiǎn)性過(guò)高的實(shí)驗(yàn),只能最低限度地開(kāi)設(shè),且開(kāi)設(shè)過(guò)程中費(fèi)用大和危險(xiǎn)性高,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)此類(lèi)重要實(shí)驗(yàn)缺乏足夠的認(rèn)知和感受的機(jī)會(huì)。

二、新教學(xué)模塊的實(shí)踐性探索與成效

針對(duì)目前國(guó)內(nèi)高校高分子材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的一些問(wèn)題,借鑒其他化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的優(yōu)秀成果,提出了基礎(chǔ)技能實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的三個(gè)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊體系,并在每個(gè)模塊中結(jié)合常熟理工學(xué)院教師的科研成果引入_些新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,采用開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)新的體系和教學(xué)方法在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力方面起到了較好的效果。

1.基礎(chǔ)技能實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊

基礎(chǔ)技能實(shí)驗(yàn)?zāi)K構(gòu)建的目的著重建立高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)與相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)之間的有機(jī)聯(lián)系。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)、清潔衛(wèi)生習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。訓(xùn)練學(xué)生掌握熟練規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作技能和技巧,為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊的實(shí)施打下良好的基礎(chǔ)。

基礎(chǔ)技能實(shí)驗(yàn)?zāi)K的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)在課時(shí)總量的40%～50%為宜,課時(shí)數(shù)約30學(xué)時(shí),開(kāi)設(shè)8～10個(gè)實(shí)驗(yàn)。教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)涉及到高分子化學(xué)反應(yīng)機(jī)理,如自由基、陰離子,陽(yáng)離子等連鎖反應(yīng)機(jī)理,縮聚、基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合等逐步反應(yīng)機(jī)理,開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)機(jī)理等。在實(shí)驗(yàn)實(shí)施方法方面涉及到本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合、熔融縮聚、界面縮聚等。如設(shè)計(jì)膨脹計(jì)發(fā)測(cè)定苯乙烯本體聚合動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生直觀感受到了誘導(dǎo)期概念、聚合過(guò)程體積減小的現(xiàn)象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化學(xué)理論知識(shí)。設(shè)計(jì)過(guò)硫酸鉀引發(fā)甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合實(shí)驗(yàn),除讓學(xué)生明確了乳液聚合的基本原理外,還了解到了聚合物大分子鏈端基的重要作用。設(shè)計(jì)己二酰氯和己二胺界面縮聚實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生深入理解了界面縮聚的概念和聚合物的可紡成纖性能等主要高分子知識(shí)。通過(guò)設(shè)計(jì)一些自由基、陰離子、陽(yáng)離子等連鎖反應(yīng)機(jī)理的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生進(jìn)一步掌握了活性中心的概念,同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)知了這些引發(fā)劑的活性、安全使用和貯存事項(xiàng)。

2.綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊

綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊旨在培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力,自主設(shè)計(jì)和分析解決問(wèn)題的能力。本實(shí)驗(yàn)?zāi)K是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的較高層次,注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)的自主設(shè)計(jì)性和綜合性。

教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)在課時(shí)總量的20%～25%為宜,課時(shí)數(shù)約15學(xué)時(shí),開(kāi)設(shè)2～3個(gè)實(shí)驗(yàn)。本教學(xué)模塊的特點(diǎn)之一是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綜合性,可以將同一門(mén)課的幾個(gè)實(shí)驗(yàn),或者是幾門(mén)課的實(shí)驗(yàn)組合在一起,形成一個(gè)大實(shí)驗(yàn)。本教學(xué)模塊的特點(diǎn)之二是實(shí)驗(yàn)方案的靈活性和設(shè)計(jì)性,側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)的意識(shí)和良好習(xí)慣。例如關(guān)于高分子合成實(shí)驗(yàn)先確定好采用的聚合機(jī)理和聚合方法,在原材料配方組成、引發(fā)劑種類(lèi)及用量、合成溫度等工藝條件方面給出一個(gè)大致的框架,然后讓學(xué)生在所給的框架內(nèi)進(jìn)行自行設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)。譬如懸浮法制備聚苯乙烯珠粒實(shí)驗(yàn),水的用量范圍為苯乙烯質(zhì)量的100%～200%、分散劑為磷酸鈣或聚乙烯醇兩種、引發(fā)劑過(guò)氧化二苯甲酰用量為苯乙烯質(zhì)量的0.2%～1.0%、反應(yīng)溫度設(shè)定在75℃～85℃范圍等。學(xué)生通過(guò)自行設(shè)計(jì)的方案實(shí)施實(shí)驗(yàn)獲得了不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,通過(guò)對(duì)不同組之間實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綜合分析,找到了影響懸浮法制備聚苯乙烯珠粒的一些因素,激發(fā)了學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的興趣,發(fā)揮了學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

3.研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊

設(shè)置研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊培養(yǎng)學(xué)生的科研和創(chuàng)新意識(shí)、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力,為實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)高質(zhì)量的應(yīng)用型人才的教育目標(biāo)提供重要的教學(xué)內(nèi)容實(shí)體支撐?！”緦?shí)驗(yàn)?zāi)K是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最高層次,注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)的獨(dú)立自主陛、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性,教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)在課時(shí)總量的20%～25%為宜,課時(shí)數(shù)約15學(xué)時(shí),開(kāi)設(shè)2～3個(gè)實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊的特點(diǎn)之一是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的獨(dú)立自主性和綜合性。也就是說(shuō)確定好實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之后,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教師指導(dǎo)下獨(dú)立自主地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目方案的調(diào)研、設(shè)計(jì)、實(shí)施和結(jié)果分析。本實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊的特點(diǎn)之二是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的應(yīng)用性和創(chuàng)新性,所擬定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目必須關(guān)聯(lián)生產(chǎn)實(shí)踐中的聚合物產(chǎn)品,充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的應(yīng)用性。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)主要針對(duì)這些高分子產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)踐中存在的共性問(wèn)題和關(guān)鍵問(wèn)題的解決來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的實(shí)施,發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性很高,樂(lè)此不疲,為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和展示高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用性特征提供了最佳學(xué)習(xí)平臺(tái),尤其是開(kāi)發(fā)一些聯(lián)系生活實(shí)際的應(yīng)用型實(shí)驗(yàn),可使學(xué)生親身感受到高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)用價(jià)值,能強(qiáng)烈激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造動(dòng)機(jī)。此外,研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)往往需要多名學(xué)生共同完成,有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。例如,聚氨酯絕緣漆的制備及性能測(cè)定實(shí)驗(yàn),每個(gè)學(xué)生做一個(gè)實(shí)驗(yàn)配方,每5名學(xué)生一組,5名學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合在一起可以得出高分子樹(shù)脂配方組成與漆膜性能之間的關(guān)系曲線,以及固化條件與漆膜性能之間的關(guān)系曲線。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,5名學(xué)生要共同安排實(shí)驗(yàn)方案,盡量保持操作的一致性,最后得出的結(jié)果要呈規(guī)律性變化。如果有一名學(xué)生操作有誤,這個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)就會(huì)落在規(guī)律性以外,影響其他學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察。因此,實(shí)施研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)教師也提出了更高要求。在每次實(shí)驗(yàn)前,教師要指導(dǎo)學(xué)生擬定方案,并對(duì)可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和各種影響因素進(jìn)行分析,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,又有多種意外的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn),這勢(shì)必要求師生共同分析和討論造成這些現(xiàn)象的原因,幫助學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象深刻理解事物的本質(zhì)。這樣做需要教師有相當(dāng)?shù)闹R(shí)儲(chǔ)備量,并且要求教師也不斷進(jìn)取,充分體現(xiàn)了教學(xué)相長(zhǎng)的教育理念。

三、結(jié)論

基礎(chǔ)技能實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)+教學(xué)模塊教學(xué)的實(shí)踐證明教學(xué)效果顯著,特別對(duì)提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力、激發(fā)學(xué)生理論課學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)技能取得了預(yù)期效果?；A(chǔ)技能實(shí)驗(yàn)?zāi)K的教學(xué)效果主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)之間的有機(jī)聯(lián)系,高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能和技巧的掌握和規(guī)范。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果主要體現(xiàn)在學(xué)生自主設(shè)計(jì)和分析解決問(wèn)題的能力培養(yǎng)。研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果主要體現(xiàn)在學(xué)生科研和創(chuàng)新意識(shí)的建立,以及學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力的培養(yǎng)。

高分子化學(xué)論文:高分子化學(xué)課程教學(xué)探討

[摘要]高分子化學(xué)課程是高分子材料與化工專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，涵蓋內(nèi)容多，需要合理安排教學(xué)，運(yùn)用其他課程知識(shí)，用學(xué)生容易接受的實(shí)例解釋理論問(wèn)題，能夠增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，達(dá)到較好的講授效果。

[關(guān)鍵詞]高分子化學(xué)；教學(xué)；實(shí)例

高分子化學(xué)課程是高分子材料與化工專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是研究高分子化合物的合成原理和化學(xué)反應(yīng)的科學(xué)。學(xué)生應(yīng)具備一定的無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)才能學(xué)好該課程。國(guó)內(nèi)高校多采用潘祖仁先生主編的國(guó)家級(jí)優(yōu)秀教材高分子化學(xué)[1-2]，對(duì)這門(mén)課的掌握程度，影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。因此學(xué)生一般比較重視[3]。但對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，認(rèn)為該課程的內(nèi)容較多，比較分散，系統(tǒng)性不強(qiáng)，有些知識(shí)點(diǎn)理解不透。

1高分子化學(xué)的課程特點(diǎn)

高分子化學(xué)主要介紹高分子的合成原理及高分子的化學(xué)反應(yīng)，合成原理以聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)為主線，衍生到聚合速率和分子量，而這二個(gè)指標(biāo)正是工業(yè)生產(chǎn)控制的主要工藝參數(shù)，再通過(guò)聚合理論方程，討論溫度、介質(zhì)、單體、引發(fā)劑等對(duì)聚合的影響。對(duì)于連鎖聚合，每一種聚合機(jī)理都有特殊的引發(fā)體系，因此引發(fā)劑或引發(fā)體系也是高分子化學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容之一。最后一章，聚合物的化學(xué)反應(yīng)，主要介紹聚合物化學(xué)反應(yīng)特征、聚合物的基團(tuán)反應(yīng)及接枝、擴(kuò)鏈、交聯(lián)、降解和老化，提出促使降解或防止老化的途徑。有學(xué)者總結(jié)高分子化學(xué)課程有“五多”的特點(diǎn)，即內(nèi)容多、概念多、頭緒多、關(guān)系多和數(shù)學(xué)推導(dǎo)多[4]。該課程專(zhuān)業(yè)理論性強(qiáng)，概念復(fù)雜，抽象難懂，一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[5]。

2課程知識(shí)點(diǎn)淺析

該課程序論中，除了介紹高分子化合物的基本概念、命名、發(fā)展歷程及結(jié)構(gòu)方面的基本知識(shí)外，重點(diǎn)介紹分子量。高分子的分子量大且具有一定的分布是高分子化合物的主要特點(diǎn)，其作為材料的力學(xué)性能主要由分子量及其分布決定。該部分內(nèi)容介紹，需使學(xué)生明白高分子的分子量與小分子的相對(duì)分子質(zhì)量的區(qū)別?？s合和逐步聚合反應(yīng)中，首先通過(guò)二種雙官能團(tuán)單體參與的線形縮聚過(guò)程示例，第一步反應(yīng)，得到二聚體，第二步反應(yīng)可以得到三聚體、四聚體，此時(shí)體系中含有一、二、三、四聚體的分子，第三步聚合，體系中可能含有八、七、六、五、四等聚體，假若反應(yīng)就此終結(jié)，體系中產(chǎn)物的聚合度不同，由此使同學(xué)們很容易理解聚合反應(yīng)得到的產(chǎn)物即聚合物，分子量存在一定的分布。同時(shí)自然引入官能團(tuán)等活性概念，才能從紛亂的聚合反應(yīng)中抽取出本質(zhì)特征，用一個(gè)速率常數(shù)描述同種官能團(tuán)的反應(yīng)特征。在課程體系中，活性中心等活性概念是高分子化學(xué)的基本思想，因此要借助實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行例證，分子碰撞理論進(jìn)行闡釋。還需要明晰N0和N的含義。有二個(gè)相同的羥基，肯定體系中存在另一個(gè)分子含有二個(gè)羧基，因此平均每個(gè)分子鏈含有一種基團(tuán)；對(duì)于均縮聚，更是如此。這點(diǎn)一定讓同學(xué)理解，因?yàn)楹竺娴睦碚摲匠掏茖?dǎo)要不斷用到。另外，反應(yīng)程度p是一個(gè)非常重要的概念和度量，定義為參與反應(yīng)的基團(tuán)數(shù)(N0－N)占起始基團(tuán)數(shù)N0的分?jǐn)?shù)[2]，代表某種基團(tuán)的轉(zhuǎn)化率，反映了聚合反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)程。縮聚反應(yīng)中產(chǎn)物分子量分布，F(xiàn)lory利用統(tǒng)計(jì)法，根據(jù)等活性概念假設(shè)，以雙官能團(tuán)單體均縮聚為例，形成x-聚體每個(gè)鍵的成鍵幾率為p，分子末端一個(gè)不成鍵幾率為(1-p)，推導(dǎo)了線形縮聚的分子量分布關(guān)系[2]。實(shí)質(zhì)上，每一個(gè)鍵的成鍵幾率不同，按照反應(yīng)程度概念，應(yīng)該是隨著聚合度增大，p增大，為了處理簡(jiǎn)便，等同化，根據(jù)乘法原理，即得x-聚體的數(shù)量分布函數(shù)。后面自由基聚合、共聚合、離子聚合和配位聚合，都屬于連鎖或鏈?zhǔn)骄酆蠙C(jī)理，聚合一般都包含鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈終止和鏈轉(zhuǎn)移幾個(gè)基元反應(yīng)。首先，要有活性中心的形成，進(jìn)行鏈引發(fā)反應(yīng)；正是根據(jù)其活性中心的不同，將其分為以上自由基聚合、離子聚合等。

有關(guān)其機(jī)理及分子結(jié)構(gòu)的形成，與有機(jī)化學(xué)中的空間位阻效應(yīng)、共軛效應(yīng)有關(guān)。聚合動(dòng)力學(xué)與物理化學(xué)知識(shí)有關(guān)，需要同學(xué)學(xué)前不妨復(fù)習(xí)下以前學(xué)過(guò)的有關(guān)內(nèi)容。對(duì)于自由基聚合，介紹其英文詞匯為Radical，含有“激進(jìn)、活潑”之意，故可以作為活性中心，故教材中一般用R?表示，黑點(diǎn)代表單電子。聚合物中單元結(jié)構(gòu)主要在鏈增長(zhǎng)階段完成，故鏈增長(zhǎng)過(guò)程直接影響聚合物分子結(jié)構(gòu)。①鍵接結(jié)構(gòu)。增長(zhǎng)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)單元間的連接存在“頭—尾”、“頭—頭”(或“尾—尾”)兩種可能形式，一般以頭－尾結(jié)構(gòu)為主。原因是以尾－尾連接，活化能大。列舉生活中的實(shí)例，如小轎車(chē)、“和諧號(hào)”動(dòng)車(chē)車(chē)頭，都采用流線型，頭部體積較小，阻力較小。微觀上的化學(xué)反應(yīng)也遵循同樣道理。②立體構(gòu)型。自由基上C為SP2雜化，與單體作用時(shí)既可從上方也可從下方進(jìn)行作用，自由基聚合物分子鏈上取代基在空間的排布是無(wú)規(guī)的，但從空間位阻考慮，無(wú)規(guī)結(jié)構(gòu)中，間同結(jié)構(gòu)略占優(yōu)勢(shì)。③幾何構(gòu)型。雙烯類(lèi)單體，還存在幾何異構(gòu)，傾向于形成反式結(jié)構(gòu)，都可以根據(jù)空間位阻進(jìn)行解釋。這樣同學(xué)就容易理解高分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的特性。另外自由基聚合的引發(fā)效率，主要是①誘導(dǎo)分解。誘導(dǎo)分解實(shí)際上是自由基向引發(fā)劑的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，也就是說(shuō)，自由基誘使引發(fā)劑分解，消耗掉引發(fā)劑，作無(wú)用功，故使引發(fā)效率降低。②籠蔽效應(yīng)，主要指溶液聚合中，引發(fā)劑分子處于溶劑的包圍中而不能發(fā)揮作用，可以想象，引發(fā)劑分子周?chē)嬖谝粚訉拥娜軇┓肿雍蛦误w分子相隔的球形包圍圈(好像籠子一樣)，初級(jí)自由基遇到單體，直接作用，形成單體自由基，若遇到溶劑分子，不能作用，被彈回，有可能與下一個(gè)初級(jí)自由基結(jié)合，甚至與溶劑分子結(jié)合，使引發(fā)劑分子白白消耗，引發(fā)效率降低，稱(chēng)為籠蔽效應(yīng)。由此派生出單體的活性與濃度、體系粘度和引發(fā)劑濃度，都影響引發(fā)效率，使同學(xué)將知識(shí)學(xué)通、學(xué)活。自由基共聚合中，關(guān)于鏈自由基的活性，一般認(rèn)為帶有共軛取代基的鏈自由基穩(wěn)定，同學(xué)不易理解，以射擊為例，若自由基上存在共軛基團(tuán)，單電子不再歸屬于某個(gè)原子，離域程度大，行蹤不定，這樣用槍瞄準(zhǔn)難度增加。單體相當(dāng)于槍?zhuān)筒灰缀退磻?yīng)，故該類(lèi)自由基活性差。

若鏈自由基帶有非共軛取代基，其單電子位置固定，活動(dòng)空間小，容易瞄準(zhǔn)擊中，即容易和單體發(fā)生反應(yīng)，該類(lèi)自由基活性高。烯類(lèi)單體的離子聚合中，單體適宜于進(jìn)行陽(yáng)離子聚合還是陰離子聚合，主要取決于單體的結(jié)構(gòu)，考慮取代基的誘導(dǎo)效應(yīng)和工軛效應(yīng)。帶有π-π共軛體系的單體都能進(jìn)行陰離子聚合。如果取代基具有吸電子性質(zhì)，更易進(jìn)行陰離子聚合。因?yàn)槲娮踊档碗p鍵上電子云密度，有利于陰離子進(jìn)攻，并使形成的碳陰離子的電子云密度分散而穩(wěn)定。而具有推電子取代基的烯類(lèi)單體可進(jìn)行陽(yáng)離子聚合，因?yàn)橥齐娮尤〈龃罅穗p鍵上電子云密度，有利于陽(yáng)離子進(jìn)攻，并使形成的碳陽(yáng)離子的正電性降低而穩(wěn)定。苯乙烯，丁二烯等含有共軛體系的單體，由于其π電子云的流動(dòng)性強(qiáng)，易誘導(dǎo)極化，能進(jìn)行陽(yáng)離子、陰離子或自由基聚合。陰離子的活性聚合在理論上和實(shí)際應(yīng)用中具有重要意義，要讓學(xué)生明白活性聚合的原因、應(yīng)用價(jià)值。配位聚合，要重新復(fù)習(xí)下無(wú)機(jī)化學(xué)中的配合物知識(shí)，其引發(fā)體系中，過(guò)渡金屬為中心原子，它提供空軌道，烯類(lèi)單體作為配體在空軌道上活化、按照一定的方向或方式進(jìn)行配位、插入到增長(zhǎng)鏈中，因此所得產(chǎn)物立構(gòu)規(guī)整度一般較高。聚合物的化學(xué)反應(yīng)，是聚合物改性、擴(kuò)大聚合物品種的手段之一。接枝、交聯(lián)等使聚合物分子量增大，降解、老化使聚合物分子量降低。用鮮活的實(shí)例向同學(xué)介紹，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)不覺(jué)得生硬，便于接受。

3結(jié)語(yǔ)

作為一名高校教師，能夠?qū)?fù)雜的原理講解得淺顯易懂，抽象的理論能夠結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活具體化、簡(jiǎn)單化，語(yǔ)言生動(dòng)，課堂氣氛活躍，學(xué)生對(duì)所講內(nèi)容有強(qiáng)烈的興趣，這門(mén)課程的授課質(zhì)量才有保證。

作者：廖肅然；遲長(zhǎng)龍 單位：河南工程學(xué)院

高分子化學(xué)論文:高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)初探

摘要：

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，《高分子化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》是高分子材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)本科生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之一。本文針對(duì)目前高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中存在的問(wèn)題探討了教學(xué)改革的途徑：通過(guò)開(kāi)展多層次的教學(xué)內(nèi)容，引入綜合型、設(shè)計(jì)型和趣味型實(shí)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)代教育技術(shù)，靈活應(yīng)用互動(dòng)式教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)高分子科學(xué)的科研興趣，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，并樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)其獨(dú)立的思辨能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：

高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；創(chuàng)新能力

高分子化學(xué)是高分子學(xué)科的重要領(lǐng)域之一，是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科［1，2］?！陡叻肿踊瘜W(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》是我校《高分子化學(xué)》精品課程建設(shè)中重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是高分子材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)和材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)本科生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之一。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是促進(jìn)學(xué)生理解和掌握高分子化學(xué)理論知識(shí)并將其應(yīng)用于實(shí)踐，從而增強(qiáng)動(dòng)手能力以及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力［3～6］。我校的《高分子化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》課程已開(kāi)展多年，課程中開(kāi)設(shè)了一系列具有代表性的實(shí)驗(yàn)，但在實(shí)踐過(guò)程中也逐漸暴露出了一些問(wèn)題，譬如，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系還不夠系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容中的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)較多，難以提高學(xué)生的思辨能力和創(chuàng)新能力，教學(xué)方法和手段還不夠多樣化，不利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和增強(qiáng)教學(xué)效果。為提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力的復(fù)合型人才，推進(jìn)廣東省精品開(kāi)放課程———《高分子化學(xué)》的建設(shè)，對(duì)《高分子化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》教學(xué)體系進(jìn)行改革勢(shì)在必行。改革后的《高分子化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》除了能使學(xué)生在有限的實(shí)踐過(guò)程中有效鞏固本學(xué)科的理論知識(shí)，掌握基本實(shí)驗(yàn)技能，還應(yīng)提高其自身軟實(shí)力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)展引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科研探索產(chǎn)生興趣，發(fā)揮其主觀能動(dòng)性形成創(chuàng)新思維，同時(shí)增強(qiáng)其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。為建立這樣一套科學(xué)的《高分子化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》教學(xué)體系，應(yīng)始終貫徹以學(xué)生為本的教學(xué)理念，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)模式三方面系統(tǒng)開(kāi)展教學(xué)改革。

1教學(xué)內(nèi)容層次化：合理配置驗(yàn)證型、趣味型、綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)教材中寫(xiě)明實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等，教師在課前進(jìn)行講解，課堂上學(xué)生依據(jù)講義中的操作流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證高分子化學(xué)的理論知識(shí)。目前，《高分子化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》中已開(kāi)展的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)包括引發(fā)劑分解速率的測(cè)定、膨脹計(jì)法測(cè)定自由基聚合動(dòng)力學(xué)。盡管在進(jìn)行驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中學(xué)生的基本操作技能得到了訓(xùn)練，但是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果是明確的，實(shí)驗(yàn)留給學(xué)生思考和發(fā)揮創(chuàng)造力的余地非常有限［7，8］。為提高學(xué)生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，應(yīng)以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性為突破口，調(diào)整高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容，引入設(shè)計(jì)型、綜合型、趣味型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使教學(xué)內(nèi)容更加層次化、系統(tǒng)化。

（1）設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過(guò)程中，教師預(yù)先給定學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，學(xué)生據(jù)此查閱相關(guān)文獻(xiàn)和資料，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析實(shí)驗(yàn)成功和失敗的原因以及影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的各種因素，由此讓學(xué)生得到科學(xué)的思維訓(xùn)練。例如，苯乙烯的懸浮聚合可以作為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，預(yù)先給定實(shí)驗(yàn)條件，讓學(xué)生“照方抓藥”地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也可以作為設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)開(kāi)展，不設(shè)定實(shí)驗(yàn)條件，只提出實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的設(shè)計(jì)要求———制備顆粒均勻、大小適中的聚苯乙烯粒子，讓學(xué)生從配方（包括分散劑類(lèi)型與用量、單體和水的比例等）、反應(yīng)溫度和攪拌策略等方面入手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，最終獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)并評(píng)價(jià)產(chǎn)品是否達(dá)到要求。讓學(xué)生們始終帶著“如何實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求”的問(wèn)題，進(jìn)行“調(diào)研設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析總結(jié)”的訓(xùn)練過(guò)程，通過(guò)這種鍛煉能夠充分發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性，大大提高其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。下圖是兩組學(xué)生采用懸浮聚合所制備出的聚苯乙烯粒子，圖1（a）顯示顆粒直徑在1．5mm～4mm之間，若增加有機(jī)分散劑聚乙烯醇的使用量還可以制備直徑更小、粒徑分布更均勻的聚苯乙烯粒子，如圖1（b）所示。

（2）綜合型實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和過(guò)程較為復(fù)雜，涵蓋了不同的知識(shí)點(diǎn)，開(kāi)展此類(lèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝈憻拰W(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的能力，并有利于學(xué)生建立正確的科研思維和培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度。譬如，以苯乙烯懸浮聚合為核心內(nèi)容，可以從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，采用“原料精制單體聚合產(chǎn)品性能檢測(cè)”的思路將其擴(kuò)展為綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在苯乙烯懸浮聚合之前引入“苯乙烯單體和引發(fā)劑的精制”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可以使學(xué)生鞏固洗滌、萃取、蒸餾、結(jié)晶等基本實(shí)驗(yàn)操作。將苯乙烯懸浮聚合延伸到聚合物的下游應(yīng)用，如交聯(lián)聚苯乙烯粒子（聚苯乙烯離子交換樹(shù)脂骨架）的制備與性能的研究，可以使學(xué)生體驗(yàn)一個(gè)較為完整的功能高分子材料合成的全過(guò)程。考慮到實(shí)驗(yàn)的難度和復(fù)雜度，該實(shí)驗(yàn)著重考察交聯(lián)劑的用量對(duì)交聯(lián)密度的影響。由于交聯(lián)劑／單體摩爾比對(duì)產(chǎn)物的交聯(lián)密度有影響，粒子最終會(huì)表現(xiàn)出不同的溶脹性。通過(guò)測(cè)定其在良溶劑中的溶脹度，學(xué)生可以非常直觀地獲得配方設(shè)計(jì)對(duì)聚合產(chǎn)物性能影響的相關(guān)知識(shí)。以苯乙烯懸浮聚合為核心內(nèi)容，經(jīng)過(guò)一系列擴(kuò)展后建立的綜合型實(shí)驗(yàn)涉及原料的提純、聚合反應(yīng)、聚合物的改性以及性能評(píng)價(jià)的內(nèi)容，該綜合實(shí)驗(yàn)具有很好的系統(tǒng)性和延續(xù)性，既能全面提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能又能培養(yǎng)學(xué)生全局思考實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，具有重要的教學(xué)實(shí)踐意義。

（3）興趣是最好的教師，采用有趣的與日常生活密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，做到趣味性與知識(shí)性、實(shí)用性結(jié)合，寓教于樂(lè)激發(fā)學(xué)生們的興趣，可以顯著提高教學(xué)成效。例如，在高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中引入甲基丙烯酸甲酯的本體聚合（有機(jī)玻璃的制備）實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以自制有機(jī)玻璃相框或有機(jī)玻璃墜，將心愛(ài)的相片、小掛件、干花鑲嵌在自己合成出的有機(jī)玻璃中。為了讓有機(jī)玻璃制品更美觀，還可以加入不同的著色劑，制備顏色各異的有機(jī)玻璃制品，實(shí)驗(yàn)過(guò)程因此而變得充滿樂(lè)趣。學(xué)生們對(duì)該實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)出了極大的興趣。為了制備出合乎自己心意的“作品”，學(xué)生們會(huì)自發(fā)對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化，密切觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，防止聚合時(shí)產(chǎn)生氣泡或溫度失控發(fā)生爆聚而制備出失敗的產(chǎn)品。在后期的熱處理過(guò)程中，有部分學(xué)生很急切地盼望看到“作品”，在課余時(shí)間也會(huì)來(lái)實(shí)驗(yàn)室查看熱處理過(guò)程是否已經(jīng)完成。由于上課人數(shù)較多，實(shí)驗(yàn)課都是分批次進(jìn)行的，通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)后批次進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的學(xué)生會(huì)比第一批學(xué)生準(zhǔn)備更充分，制備出更多美觀和特別的“作品”，這也反映了學(xué)生們對(duì)實(shí)驗(yàn)有濃厚的興趣，融入了更多的設(shè)計(jì)理念，有助于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。圖2展示的是學(xué)生通過(guò)本體聚合制作的成功、失敗或有缺陷的有機(jī)玻璃制品。

2教學(xué)方式多樣化：應(yīng)用多媒體、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等現(xiàn)代教育技術(shù)

高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)普遍采用的是“言傳身教”的方式，學(xué)生需要在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)，這種單一的教學(xué)方式會(huì)限制教學(xué)質(zhì)量的提升。借力于現(xiàn)代教育技術(shù)，普及視頻教學(xué)、虛擬化教學(xué)、教學(xué)網(wǎng)站的應(yīng)用能豐富教學(xué)方式，提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)效率，強(qiáng)化教學(xué)效果。

（1）視頻教學(xué)：相對(duì)于文字講義、口頭講解的方式，視頻演示的優(yōu)勢(shì)在于能夠使學(xué)生對(duì)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)初步的感性認(rèn)識(shí)，預(yù)先從心理層面接受實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和掌握實(shí)驗(yàn)方法，提高實(shí)驗(yàn)成功率，增加教學(xué)質(zhì)量。譬如，根據(jù)高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，可以將甲基丙烯酸甲酯本體聚合、發(fā)泡聚氨酯的制備等教學(xué)內(nèi)容拍攝成教學(xué)錄像，向?qū)W生演示基本實(shí)驗(yàn)流程，突出實(shí)驗(yàn)操作中的要點(diǎn)、難點(diǎn)、注意事項(xiàng)等，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)流程和儀器設(shè)備的使用方法獲得直觀地認(rèn)識(shí)。須注意的是，教學(xué)視頻雖然能再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，但不能替代學(xué)生親自動(dòng)手操作的環(huán)節(jié)，所謂“會(huì)看不一定會(huì)做”，只有實(shí)踐才能讓學(xué)生真正掌握實(shí)驗(yàn)技巧。

（2）虛擬化教學(xué)：對(duì)于一些受限于實(shí)驗(yàn)條件難以開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目（如原子轉(zhuǎn)移自由基聚合）或具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（如高溫、高壓聚合等）可以應(yīng)用虛擬化教學(xué)方式，通過(guò)模擬仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程，演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，穿插操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)等，讓學(xué)生開(kāi)拓眼界，學(xué)習(xí)更多的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和研究方法。原子轉(zhuǎn)移自由基聚合是“活性”自由基聚合的一種，因?yàn)榫哂芯薮蟮膽?yīng)用前景而受到廣發(fā)關(guān)注，引入“ATRP的動(dòng)力學(xué)研究”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有助于學(xué)生們掌握“活性”自由基聚合的原理和特點(diǎn)。盡管如此，在本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中開(kāi)展ATRP實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目難度很大。ATRP通常以亞銅／胺絡(luò)合物作為催化組分，由于聚合所采用的催化劑量很少，即使存在微量的氧氣就能大大降低催化劑的活性，導(dǎo)致聚合難以進(jìn)行。因而，除氧的效率對(duì)于聚合的成敗十分關(guān)鍵。首先，聚合之前須對(duì)反應(yīng)溶液以及反應(yīng)釜預(yù)先除氧，加料和取樣時(shí)也應(yīng)避免引入空氣，這對(duì)學(xué)生們的操作技術(shù)要求很高，相對(duì)于普通自由基聚合，該聚合方法的成功率大大降低，實(shí)踐教學(xué)效果難以收到理想效果。其次，通入反應(yīng)體系中的惰性氣體須預(yù)先經(jīng)過(guò)除氧柱才能使用，并且該除氧柱中的填料事先必須活化（用H2或CO還原），該活化過(guò)程危險(xiǎn)性極高，存在潛在的安全隱患，因而“ATRP的動(dòng)力學(xué)研究”不適合納入本科生的實(shí)踐教學(xué)。采用仿真技術(shù)將“ATRP的動(dòng)力學(xué)研究”制作成虛擬的演示實(shí)驗(yàn)，則能有效地化解以上問(wèn)題。根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程可以將“ATRP的動(dòng)力學(xué)研究”的演示實(shí)驗(yàn)分解為惰性氣體凈化、反應(yīng)器和反應(yīng)混合物的除氧、聚合反應(yīng)（包括引發(fā)、增長(zhǎng)、終止）、取樣和干燥稱(chēng)量等步驟，可有效促進(jìn)學(xué)生們對(duì)ATRP原理的理解。此外，聚合過(guò)程中ATRP催化劑的顏色會(huì)發(fā)生變化，因而該仿真實(shí)驗(yàn)具有良好的指示性和演示度。

（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站：建設(shè)專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站，上傳課件、講義和教學(xué)視頻，方便學(xué)生有效利用課余時(shí)間進(jìn)行預(yù)習(xí)，有助于提高學(xué)習(xí)效率。此外，還可以通過(guò)網(wǎng)站開(kāi)辟答疑專(zhuān)區(qū)，促進(jìn)教師和學(xué)生們之間或者不同班級(jí)、不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生們之間的交流，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氣氛，互相促進(jìn)和互相提高。總之，一切教學(xué)方式都應(yīng)以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)效率，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果為宗旨。

3教學(xué)模式人性化：靈活應(yīng)用互動(dòng)式教學(xué)

傳統(tǒng)的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)課主要采用教師預(yù)先講授繼而學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的教學(xué)模式，無(wú)法達(dá)到現(xiàn)代教育以樹(shù)立學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為宗旨的教學(xué)要求，而采用互動(dòng)式教學(xué)模式能活躍課堂氣氛和促進(jìn)師生之間的交流，是適應(yīng)當(dāng)代教學(xué)需求的一種教學(xué)模式。例如，在實(shí)驗(yàn)課堂中，授課教師可以隨機(jī)抽取平時(shí)已經(jīng)做過(guò)的實(shí)驗(yàn)考察學(xué)生的掌握情況。問(wèn)題歸納法也是互動(dòng)式教學(xué)方式的一種。在批改完實(shí)驗(yàn)報(bào)告之后，教師可組織學(xué)生們進(jìn)行歸納和總結(jié)，分析各個(gè)實(shí)驗(yàn)成功和失敗的原因，讓他們對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果分析得更為透徹，提升學(xué)習(xí)積極性?；?dòng)式教學(xué)過(guò)程中師生互為主體，學(xué)生發(fā)言可以幫助自己整理思路，強(qiáng)化對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所涉及知識(shí)要點(diǎn)的理解以及對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的掌握。若遇到學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在疑問(wèn)，想通過(guò)再一次的實(shí)踐驗(yàn)證自己推斷的情況，授課教師應(yīng)預(yù)留時(shí)間和提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所、試劑、器材等，有效組織二次課堂的方式，用開(kāi)放和包容的心態(tài)為學(xué)生開(kāi)啟探求真理的大門(mén)。

4小結(jié)

高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，應(yīng)始終以學(xué)生為本，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)模式三方面進(jìn)行，改革后的高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)除了應(yīng)該促進(jìn)學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)，提高實(shí)驗(yàn)技能之外，更要發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，引導(dǎo)其產(chǎn)生科研興趣，樹(shù)立創(chuàng)新意識(shí)和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。改革過(guò)程中教育者應(yīng)明確改革目標(biāo)，不斷修正或改變教學(xué)方法，為培養(yǎng)高層次的創(chuàng)新人才不斷努力。

作者:趙穎 羅美香 蔣智杰 姜蕾 張安強(qiáng) 吳水珠 單位:華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

高分子化學(xué)論文:分析高分子化學(xué)

人類(lèi)從一開(kāi)始即與高分子有密切關(guān)系，自然界的動(dòng)植物包括人體本身，就是以高分子為主要成分而構(gòu)成的，這些高分子早已被用作原料來(lái)制造生產(chǎn)工具和生活資料。人類(lèi)的主要食物如淀粉、蛋白質(zhì)等，也都是高分子。只是到了工業(yè)上大量合成高分子并得到重要應(yīng)用以后，這些人工合成的化合物，才取得高分子化合物這個(gè)名稱(chēng)。但提到合成高分子材料（聚合物）的應(yīng)用與發(fā)展，人們?cè)谙氲剿鼈儤O大地方便我們的生活的同時(shí)，很多人會(huì)想到“白色污染”，甚至將水污染、大氣污染等各種環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生怪罪于高分子，這說(shuō)明他們對(duì)高分子并不十分了解。當(dāng)今高分子的功用無(wú)處不在，而人們認(rèn)識(shí)高分子時(shí)，往往忽略了它帶給人類(lèi)生活的巨大變化和種種利益，不了解它為人類(lèi)文明做出的貢獻(xiàn)是巨大的。

一、高分子化學(xué)的內(nèi)涵

1．何為高分子化學(xué)

顧名思義，高分子就是相對(duì)分子質(zhì)量很高的分子，它是高分子化合物的簡(jiǎn)稱(chēng)。高分子化合物，又稱(chēng)聚合物或高聚物，是結(jié)構(gòu)上由重復(fù)單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對(duì)分子質(zhì)量化合物。高分子的相對(duì)分子質(zhì)量非常的大，小到幾千，大到幾百萬(wàn)、上千萬(wàn)的都有。我們有時(shí)將相對(duì)分子質(zhì)量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學(xué)作為化學(xué)的一個(gè)分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學(xué)，但其制造和研究的對(duì)象都是大分子，即由若干個(gè)原子按一定規(guī)律重復(fù)地連接成具有成千上萬(wàn)甚至上百萬(wàn)質(zhì)量的、最大伸直長(zhǎng)度可達(dá)毫米量級(jí)的長(zhǎng)鏈分子，稱(chēng)為高分子、大分子或聚合物。

2．高相對(duì)分子質(zhì)量與高強(qiáng)度

相對(duì)分子質(zhì)量和物質(zhì)的性質(zhì)是密切相關(guān)的，是決定物質(zhì)性質(zhì)的一個(gè)重要因素。只有相對(duì)分子質(zhì)量高的化合物才有一定的機(jī)械力學(xué)性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機(jī)械力學(xué)性能因而也有極大的區(qū)別。

3．高分子科學(xué)的主要內(nèi)容

既然高分子化學(xué)是制造和研究大分子的科學(xué)，對(duì)大分子的反應(yīng)和方法的研究，顯然是高分子化學(xué)最基本的研究?jī)?nèi)容。高分子科學(xué)不僅是研究化學(xué)問(wèn)題，也是一門(mén)系統(tǒng)的科學(xué)。高分子科學(xué)的主要內(nèi)容有：如何將低分子化合物連接成高分子化合物，即聚合反應(yīng)的研究。高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系。不同性質(zhì)的高分子，其結(jié)構(gòu)必然是不同的。為了得到不同性質(zhì)的高分子，就要去合成具有特殊結(jié)構(gòu)的高分子。

二、高分子材料化學(xué)的應(yīng)用

材料是人類(lèi)社會(huì)文明發(fā)展階段的標(biāo)志，是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。它是指經(jīng)過(guò)某種加工，具有一定結(jié)構(gòu)、組分和性能，并可應(yīng)用于一定用途的物質(zhì)。上世紀(jì)半導(dǎo)體硅、高集成芯片、高分子材料的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，把人類(lèi)由工業(yè)社會(huì)推向信息和知識(shí)社會(huì)。可以說(shuō)某一種新材料的問(wèn)世及其應(yīng)用，往往會(huì)引起人類(lèi)社會(huì)的重大變革，材料是人類(lèi)文明的重要標(biāo)志。如果說(shuō)現(xiàn)在人人離不開(kāi)高分子材料，家家離不開(kāi)高分子材料，處處離不開(kāi)高分子材料，是一點(diǎn)也不過(guò)分的。高分子化合物的最主要的應(yīng)用是以高分子材料的形式出現(xiàn)的，高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統(tǒng)合成材料，另外許多精細(xì)化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一類(lèi)是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等；另一類(lèi)叫工程塑料，其強(qiáng)度大，如汽車(chē)零部件、保險(xiǎn)杠、洗衣機(jī)內(nèi)的滾筒、電器的外殼等。

第二，纖維：人們開(kāi)發(fā)出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物，通過(guò)不同的加工，生產(chǎn)出了各種纖維制品，極大地滿足著人類(lèi)的需要。

第三，橡膠：天然橡膠的種類(lèi)和品質(zhì)都受到很大的限制，于是科學(xué)家們不斷開(kāi)發(fā)出了各種人造橡膠，如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。

第四，精細(xì)化工：比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產(chǎn)品，如家具漆、內(nèi)外墻乳膠漆、汽車(chē)漆、飛機(jī)漆等。女孩子用的指甲油，使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬(wàn)能膠、建筑用膠、醫(yī)用膠、結(jié)構(gòu)膠等黏合劑，以及各種吸水樹(shù)脂等都是高分子產(chǎn)品。

高分子化學(xué)論文:高分子化學(xué)教學(xué)中無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)的有效融入

摘 要 高分子化學(xué)中融入了大量的無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)，在高分子化學(xué)教學(xué)中，適當(dāng)?shù)囊霟o(wú)機(jī)化學(xué)中的相關(guān)知識(shí)，將有助于學(xué)生更好的學(xué)習(xí)高分子化學(xué)知識(shí)。文章根據(jù)教學(xué)實(shí)踐，介紹了無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)在自由基聚合、離子聚合以及平衡縮聚中的運(yùn)用情況，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 高分子化學(xué) 無(wú)機(jī)化學(xué) 高職院校 教學(xué)

“高分子化學(xué)”是高分子學(xué)科一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)必修課，是繼無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)之后新開(kāi)設(shè)的一門(mén)科學(xué)，主要研究高分子化合物的合成原理及其化學(xué)反應(yīng)，該課程的學(xué)習(xí)為學(xué)好后繼專(zhuān)業(yè)課程奠定了基礎(chǔ)。然而，“高分子化學(xué)”由于內(nèi)容抽象、概念多、公式復(fù)雜等特點(diǎn)，使得很多學(xué)生特別是高職院校的學(xué)生在學(xué)習(xí)該門(mén)課程時(shí)信心不足。因此，為了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性和主動(dòng)性，增加該課程學(xué)習(xí)的趣味性，提高該課程學(xué)習(xí)的質(zhì)量，很多一線教師開(kāi)始探索該課程的教學(xué)方法。其中，陳靜、王小龍、何冰晶等①②③④認(rèn)為，教學(xué)中不能孤立的去講授該課程，應(yīng)注重加強(qiáng)高分子化學(xué)知識(shí)和有機(jī)化學(xué)知識(shí)的有效銜接，取得了很好的教學(xué)效果。然而，筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于高職院校的學(xué)生來(lái)說(shuō)，無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)在高分子化學(xué)學(xué)習(xí)中同樣具有舉足輕重的地位。文章Y合作者多年的教學(xué)實(shí)踐和心得，分析了無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)在高分子化學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用情況，既提高了教學(xué)效果，又達(dá)到了溫故而知新的目的。

1 自由基聚合

自由基聚合反應(yīng)是連鎖聚合反應(yīng)中最重要、最典型的一種聚合反應(yīng)，生活中約60%高分子材料，都是按自由基聚合反應(yīng)合成的，如：PE、PP、PVC、PMMA、ABS、SBS、SBR、丁氰膠、丁苯膠等。自由基聚合反應(yīng)是單體借助于光、熱、輻射、引發(fā)劑等的作用，使單體分子活化為活性自由基，再與單體分子連鎖聚合形成高聚物的化學(xué)反應(yīng)，聚合過(guò)程見(jiàn)圖1，也就是說(shuō)，要想使單體小分子轉(zhuǎn)變成高聚物，活性自由基是貫穿著整個(gè)自由基聚合反應(yīng)的主線，然而，什么是自由基？自由基是怎么產(chǎn)生的？自由基的活性以及自由基的化學(xué)反應(yīng)等問(wèn)題是教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，學(xué)生只有掌握了自由基方面的內(nèi)容，才能更好的學(xué)習(xí)接下來(lái)自由基聚合機(jī)理的問(wèn)題。因此，教師上課時(shí)必須首先講自由基知識(shí)。

自由基，化學(xué)上也稱(chēng)為“游離基”，是指化合物的分子在光、熱等外界條件下，共價(jià)鍵發(fā)生斷裂而形成的具有不成對(duì)電子的原子或基團(tuán)。授課時(shí)，應(yīng)結(jié)合無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)系統(tǒng)的復(fù)習(xí)共價(jià)鍵的相關(guān)知識(shí)。共價(jià)鍵概念最早是由美國(guó)化學(xué)家路易斯提出的，通常是指兩個(gè)原子通過(guò)共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵，而這兩種原子的電負(fù)性一般相差不大。共價(jià)鍵可以是單鍵，也可以是雙鍵和三鍵，根據(jù)共價(jià)鍵的極性情況，又可以把共價(jià)鍵分成極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵，極性共價(jià)鍵通常是由不同原子組成的，非極性共價(jià)鍵通常是由同種原子組成的。當(dāng)學(xué)生充分了解了共價(jià)鍵的相關(guān)知識(shí)后，再進(jìn)一步講清楚共價(jià)鍵是如何斷裂形成自由基的。共價(jià)鍵在不同的外界條件下發(fā)生斷裂的方式不同，如圖2。通常共價(jià)鍵在光、熱等的條件下易發(fā)生均裂，形成的兩個(gè)原子各帶有一個(gè)未成對(duì)電子，叫做自由基；在極性溶劑或者催化劑作用下易發(fā)生異裂，產(chǎn)生了帶有不同種電荷的離子。至此，學(xué)生便了解了自由基是什么，自由基是如何產(chǎn)生的問(wèn)題。

然而，對(duì)于一個(gè)小分子來(lái)說(shuō)，共價(jià)鍵通常有很多個(gè)，在形成自由基的時(shí)候究竟是哪一條鍵發(fā)生斷裂呢？即影響共價(jià)鍵斷裂的因素是什么？此時(shí)，教師又可以展開(kāi)講授共價(jià)鍵斷裂的因素有哪些。如此講解，幫助學(xué)生揭開(kāi)了自由基神秘的面紗，從根本上解決了學(xué)生的疑慮，對(duì)接下來(lái)的學(xué)習(xí)更有信心。

在講授自由基聚合反應(yīng)時(shí)，必須要講到它的引發(fā)體系，其中引發(fā)劑是最常用的引發(fā)方式，要重點(diǎn)講解。常用的引發(fā)劑主要有偶氮雙腈類(lèi)、有機(jī)過(guò)氧類(lèi)、無(wú)機(jī)過(guò)氧類(lèi)和氧化―還原類(lèi)引發(fā)劑。對(duì)于前三種引發(fā)劑，其共價(jià)鍵的斷裂通常發(fā)生在C-N、O-O鍵之間，因?yàn)橄鄬?duì)于C-C、C-H鍵的鍵能，C-N、O-O鍵的鍵能要低很多，也就是說(shuō)共價(jià)鍵的鍵能越小越易斷裂，越易形成自由基。然而，含有弱鍵的引發(fā)劑通常要在較高的溫度下才能分解成自由基，若是聚合反應(yīng)要求的溫度較低該怎么辦呢？此時(shí)可以在過(guò)氧化物類(lèi)引發(fā)劑里加入還原劑，便成了氧化―還原引發(fā)體系，這里面除了有共價(jià)鍵方面的知識(shí)外，還涉及到無(wú)機(jī)化學(xué)里面的氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)。如過(guò)氧化氫和亞鐵離子氧化―還原引發(fā)劑引發(fā)的方式見(jiàn)圖3，過(guò)氧化氫是氧化劑，具有氧化性，亞鐵離子是還原劑，具有還原性，兩者發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。

亞鐵離子把自己的一個(gè)電子給了過(guò)氧化氫，形成了氫氧根離子，本身化合價(jià)升高變成了正三價(jià)鐵離子。然而，在講授過(guò)硫酸鹽和亞鐵離子引發(fā)體系的時(shí)候，如圖4，該引發(fā)體系產(chǎn)生了一個(gè)帶負(fù)電荷的硫酸根自由基，這和大多數(shù)學(xué)生一貫認(rèn)為自由基應(yīng)該是電中性的認(rèn)識(shí)是不吻合的，因此這里要結(jié)合以上自由基的知識(shí)進(jìn)行拓展。自由基可以是電中性的，也可以是帶電的離子，判斷某種物質(zhì)是不是自由基，關(guān)鍵是看是否存在不成對(duì)的電子。

2 離子聚合

離子聚合是另一種重要的連鎖聚合方式。由于反應(yīng)活性種所帶電荷的不同，離子聚合可以分為陽(yáng)離子聚合、陰離子聚合和配位離子聚合。⑤和自由基聚合反應(yīng)不同，離子聚合對(duì)體系中的水、空氣及雜質(zhì)等非常敏感，且通常在低溫下進(jìn)行，給科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)增加了難度。然而，離子聚合反應(yīng)在高分子合成的理論研究上和工業(yè)生產(chǎn)上同樣具有著重要的地位，有些重要的聚合物只能使用離子聚合的方式進(jìn)行合成，如熱塑性彈性體SBS、聚甲醛、丁基橡膠等。因此，離子聚合也要詳細(xì)講解。

2.1 陽(yáng)離子聚合

當(dāng)烯類(lèi)單體雙鍵上帶有推電子取代基或者具有共軛效應(yīng)的基團(tuán)時(shí)，該單體具有富電子性質(zhì)，易被陽(yáng)離子進(jìn)攻，發(fā)生陽(yáng)離子聚合。在講到陽(yáng)離子聚合時(shí)，陽(yáng)離子引發(fā)劑既是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，必須好好講。常見(jiàn)的陽(yáng)離子引發(fā)劑通常是親電試劑，即電子接受體，被稱(chēng)為廣義上的“酸”。當(dāng)讓學(xué)生回顧“酸”的知識(shí)的時(shí)候，多數(shù)學(xué)生一臉茫然，可能是對(duì)之前所學(xué)的酸的概念記得不是很清楚了。因此，這里必須要先幫助學(xué)生回顧無(wú)機(jī)化學(xué)中酸的知識(shí)。酸堿質(zhì)子理論認(rèn)為，凡是能給出H+的物質(zhì)都是酸，如HClO4、H2SO4 HCl、H3PO4等，這些酸在溶液中會(huì)離解成質(zhì)子氫，從而引發(fā)單體聚合。但是質(zhì)子酸反離子親核能力較強(qiáng)，在聚合過(guò)程中容易和活性中心結(jié)合導(dǎo)致反應(yīng)提前結(jié)束，一般不能得到高聚物。酸堿電子理論認(rèn)為，酸是任何可以接受電子對(duì)的分子或離子，由于該理論是美國(guó)化學(xué)家G.N.Lewis提出的，將此類(lèi)酸稱(chēng)為L(zhǎng)ewis酸，如BF3、TiCl4、SnCl4、AlCl3等。Lewis酸中除了少數(shù)能單獨(dú)引發(fā)聚合外，大多數(shù)Lewis酸需要和能夠提供質(zhì)子或者碳陽(yáng)離子的物質(zhì)一同引發(fā)聚合，稱(chēng)為助引發(fā)劑，如水、醇、氫鹵酸等。BF3和助引發(fā)劑水的作用如圖5，可以看出BF3中的B的空軌道接受了水的OH中的O提供的孤對(duì)電子而形成的離子對(duì)。當(dāng)講清楚酸的相關(guān)知識(shí)后再學(xué)習(xí)陽(yáng)離子聚合引發(fā)體系內(nèi)容，學(xué)生會(huì)更容易接受。

高分子化學(xué)論文:輕化工程專(zhuān)業(yè)學(xué)科平臺(tái)課《高分子化學(xué)與物理》的教學(xué)改革實(shí)踐與大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

摘要：《高分子化學(xué)與物理》是輕化工程專(zhuān)業(yè)（染整方向）開(kāi)設(shè)的重要學(xué)科平臺(tái)課，該課程的學(xué)習(xí)對(duì)后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、畢業(yè)論文的開(kāi)展和科學(xué)研究工作等方面具有重要的意義。因此本文結(jié)合專(zhuān)業(yè)學(xué)科特點(diǎn)，通過(guò)轉(zhuǎn)變《高分子化學(xué)與物理》課程的教學(xué)理念、完善教學(xué)方法與手段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、提高動(dòng)手能力和提升科學(xué)情操，使得該專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生在社會(huì)發(fā)展和科學(xué)研究中施展才華和作用。

關(guān)鍵詞：高分子化學(xué)與物理;教學(xué)改革;科學(xué)研究;創(chuàng)新能力培養(yǎng)

一、《高分子化學(xué)與物理》課程特點(diǎn)

經(jīng)過(guò)高分子科學(xué)與技術(shù)的快速發(fā)展，高分子的理論發(fā)展與應(yīng)用已經(jīng)滲透到物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、生物學(xué)等各個(gè)學(xué)科與領(lǐng)域，具有鮮明的學(xué)科交叉特色。高分子化學(xué)與物理的研究成果已經(jīng)進(jìn)入了我們?nèi)粘Ｉ畹拿總€(gè)方面[1-6]。作為一門(mén)多學(xué)科交叉、實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科，高分子對(duì)各個(gè)工業(yè)部門(mén)和科技領(lǐng)域的滲透作用已成為不爭(zhēng)的事實(shí)，所以在現(xiàn)行中國(guó)高等教育的本科專(zhuān)業(yè)中，如化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)、材料物理、復(fù)合材料、輕化工程、包裝工程、紡織工程、生物工程和環(huán)境工程等許多非高分子專(zhuān)業(yè)都將高分子相關(guān)知識(shí)作為必修課和選修課。

非本專(zhuān)業(yè)《高分子化學(xué)與物理》教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)在于闡述現(xiàn)代高分子科學(xué)已成熟的基本概念、基本知識(shí)、基本原理和基本測(cè)試方法，對(duì)涉及高分子科學(xué)研究前沿的理論、測(cè)試方法以及高分子的新產(chǎn)品介紹等內(nèi)容點(diǎn)到為止，該課程的學(xué)習(xí)為輕化工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)啟了一扇通往高分子科學(xué)的窗戶(hù)，引導(dǎo)學(xué)生了解高分子化學(xué)在高分子學(xué)科中的地位，通曉課程的主要研究對(duì)象和研究?jī)?nèi)容，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)和高分子在染整中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)[1，2]。通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐證實(shí)，對(duì)于輕化工程專(zhuān)業(yè)（染整方向）的本科生來(lái)說(shuō)，《高分子化學(xué)與物理》課程教學(xué)呈現(xiàn)以下幾方面的特點(diǎn)。

（一）基礎(chǔ)課程，銜接不夠

對(duì)于輕化工程專(zhuān)業(yè)（染整方向）的本科生，高分子的學(xué)習(xí)顯得尤為重要，一方面后續(xù)課程（如《纖維化學(xué)與物理》、《染整工藝原理》和《染料化學(xué)》等）的學(xué)習(xí)必須以高分子為學(xué)科背景，另一方面大學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)分實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃和本科畢業(yè)論文等實(shí)踐性環(huán)節(jié)的開(kāi)展也必須要有高分子基礎(chǔ)，因此為了讓染整方向的本科生了解和掌握高分子的基本理論知識(shí)和應(yīng)用，開(kāi)設(shè)了《高分子化學(xué)與物理》學(xué)科平臺(tái)課程。該課程的學(xué)習(xí)必須以《有機(jī)化學(xué)》、《物理化學(xué)》和《無(wú)機(jī)化學(xué)》的課程學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，但江南大學(xué)輕化工程專(zhuān)業(yè)將《高分子化學(xué)與物理》課程設(shè)置在大二下學(xué)期，《物理化學(xué)》等課程也在此學(xué)期開(kāi)設(shè)，因此課程開(kāi)設(shè)時(shí)間過(guò)早，缺乏基礎(chǔ)課程的知識(shí)，建議在大三上學(xué)期開(kāi)設(shè)，以期獲得較好的教學(xué)效果。

（二）內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少，課時(shí)緊張

《高分子化學(xué)與物理》課程主要包括高分子化學(xué)和高分子物理兩個(gè)部分，其中高分子化學(xué)部分包括高分子科學(xué)的發(fā)展歷史、發(fā)展趨勢(shì)，基本概念、分類(lèi)與命名、基本原理、高分子合成反應(yīng)與方法等，涉及逐步聚合、自由基聚合、離子聚合、配位聚合和共聚合等;高分子物理部分則側(cè)重于高分子的結(jié)構(gòu)（如鏈結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)等）、分子運(yùn)動(dòng)、力學(xué)狀態(tài)與轉(zhuǎn)變，物理性能等。對(duì)于高分子專(zhuān)業(yè)的本科階段，通常會(huì)開(kāi)設(shè)《高分子化學(xué)》和《高分子物理》兩門(mén)課程，分別在32至48學(xué)時(shí)不等;而對(duì)于輕化工程專(zhuān)業(yè)，只開(kāi)設(shè)了《高分子化學(xué)與物理》一門(mén)課程，48學(xué)時(shí)，相對(duì)來(lái)說(shuō)內(nèi)容多、課時(shí)少。在這樣的情況下，教學(xué)活動(dòng)的有效開(kāi)展、課程體系的完善、講授內(nèi)容的連貫與取舍等都顯得非常重要，對(duì)任課老師是一種不小的挑戰(zhàn)。

（三）注重理論，缺乏實(shí)踐

《高分子化學(xué)與物理》是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，但輕化工程專(zhuān)業(yè)只開(kāi)設(shè)理論學(xué)習(xí)課程，沒(méi)有相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程。為了使學(xué)生能夠更好地掌握課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析、解決問(wèn)題能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)設(shè)顯得非常迫切，能夠讓所學(xué)知識(shí)與理論在實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，讓學(xué)生從最初的原料出發(fā)，選擇合適的聚合方法與聚合反應(yīng)，得到在實(shí)際生活中真正用得上的高分子產(chǎn)品。

二、教學(xué)改革舉措

針對(duì)輕化工程專(zhuān)業(yè)《高分子化學(xué)與物理》的課程特點(diǎn)，結(jié)合本校的實(shí)際情況，要求學(xué)生在理解基本概念和掌握基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上能夠了解高分子的應(yīng)用，重點(diǎn)培養(yǎng)他們的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，作者經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐和摸索，總結(jié)了幾點(diǎn)教學(xué)改革舉措。

（一）規(guī)劃本科培養(yǎng)方案，合理調(diào)整課程設(shè)置

目前我校輕化工程專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置還存在一定的問(wèn)題，建議對(duì)本科培養(yǎng)方案進(jìn)行修改，在《高分子化學(xué)與物理》授課前完成《有機(jī)化學(xué)》、《物理化學(xué)》和《無(wú)機(jī)化學(xué)》等基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，這樣才能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)興趣，便于更好地掌握相關(guān)理論與知識(shí)。

（二）多媒體資源課件與傳統(tǒng)板書(shū)有效結(jié)合

多媒體課件具有豐富表現(xiàn)力、良好交互性和極大共享性等特點(diǎn)，它可以將枯燥乏味的理論知識(shí)直觀化和形象化，能夠充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。但在運(yùn)用多媒體教學(xué)的同時(shí)也出現(xiàn)了諸如教師幾乎不寫(xiě)板書(shū)，學(xué)生不記筆記等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了教與學(xué)的質(zhì)量。建議對(duì)任課教師的教學(xué)大綱、考核方式、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)等相關(guān)教學(xué)文件進(jìn)行監(jiān)督，要求授課過(guò)程中課件放映與傳統(tǒng)板書(shū)相結(jié)合，將學(xué)生上課情況、學(xué)生主動(dòng)參與積極性、平時(shí)作業(yè)等與學(xué)生的最終成績(jī)掛鉤，進(jìn)行綜合評(píng)定。

（三）增設(shè)實(shí)驗(yàn)課程，提高學(xué)生實(shí)踐能力

《高分子化學(xué)與物理》是一門(mén)理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，實(shí)驗(yàn)課是對(duì)理論課學(xué)習(xí)的有效補(bǔ)充，通過(guò)直觀的現(xiàn)象和結(jié)果驗(yàn)證理論學(xué)習(xí)的真實(shí)性，幫助學(xué)生理解所學(xué)理論知識(shí)，因此實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)顯得尤為重要，建議在輕化工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課程，但涉及的實(shí)驗(yàn)眾多，要求任課老師充分考慮實(shí)驗(yàn)的可操作性、重復(fù)性和可行性等方面，認(rèn)真編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)講義。此外，學(xué)校和學(xué)院應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)室配套設(shè)施建設(shè)，突破實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全依附于理論課程教學(xué)的傳統(tǒng)框架，增加啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)所占比例額，注重驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)有效結(jié)合，開(kāi)動(dòng)學(xué)生的思維，發(fā)揮學(xué)生的潛質(zhì)，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

（四）理論聯(lián)系實(shí)際，注重啟發(fā)式教學(xué)

《高分子化學(xué)與物理》是一門(mén)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較抽象、枯燥的課程，但它也是一門(mén)應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，高分子材料用途廣泛，遍及現(xiàn)代社會(huì)生活中衣、食、住、行、用等各個(gè)方面，因而在課程講授時(shí)注重理論聯(lián)系實(shí)際，將抽象的概論、理論與實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，將對(duì)課堂教學(xué)效果起到重要的促進(jìn)作用。

三、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

（一）培養(yǎng)方案中開(kāi)設(shè)新生研討課和專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論課

為了提高學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)同感以及學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，可以嘗試在本科培養(yǎng)方案中針對(duì)大學(xué)新生開(kāi)設(shè)新生研討課和專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論課，以趣味講座和座談的方式進(jìn)行專(zhuān)業(yè)介紹，了解專(zhuān)業(yè)背景，告知學(xué)生輕化工程這個(gè)專(zhuān)業(yè)是以化學(xué)與高分子為學(xué)科背景的，加強(qiáng)學(xué)科平臺(tái)課程的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。

（二）實(shí)施學(xué)生雙導(dǎo)師制

全面推進(jìn)學(xué)生雙導(dǎo)師制是確保創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要手段，企業(yè)導(dǎo)師和校內(nèi)導(dǎo)師組成課程小組，共同確定課程教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教材及承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，使專(zhuān)業(yè)理論課程與行業(yè)實(shí)際需求緊密結(jié)合。

（三）強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)課程采用自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)大綱的規(guī)范下完成實(shí)驗(yàn)要求，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合。在國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目、江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目和江南大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目等資助下，實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練的全參與和全覆蓋，指導(dǎo)教師從選題開(kāi)始就應(yīng)該注重基礎(chǔ)理論知識(shí)在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，達(dá)到學(xué)以致用的目標(biāo)。

（四）強(qiáng)化學(xué)生的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)

畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是學(xué)生畢業(yè)離校前最后一個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)，也是所學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)得到充分應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此可以從課題的選擇、采取的技術(shù)路線、擬采用的研究方法和達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)等方面進(jìn)行合理規(guī)劃與設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮學(xué)生所學(xué)知識(shí)與理論的應(yīng)用，提升學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的綜合能力，強(qiáng)化學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)。同時(shí)，輕化工程專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生中從事與高分子相關(guān)行業(yè)的人數(shù)眾多，學(xué)科交叉特色鮮明，為學(xué)生的出國(guó)深造、攻讀研究生和就業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的高分子基礎(chǔ)。

四、結(jié)語(yǔ)

根據(jù)國(guó)內(nèi)外行業(yè)需求和自身特色，通過(guò)教學(xué)改革與實(shí)踐，圍繞復(fù)合型、創(chuàng)新型染整專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合、教學(xué)和科研相結(jié)合、校內(nèi)與校外相結(jié)合、科學(xué)素養(yǎng)與人文情懷相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，注重理論知識(shí)的傳授與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)相結(jié)合，全面提高和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生的學(xué)習(xí)與工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

高分子化學(xué)論文:生物功能材料專(zhuān)業(yè)《高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)》課程教學(xué)探索

摘 要： 《高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)》是高分子材料與工程、生物功能材料等專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，也是材料化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)等專(zhuān)業(yè)的選修課。本文針對(duì)本校高分子化學(xué)與物理在生物功能材料專(zhuān)業(yè)教學(xué)中體現(xiàn)的學(xué)時(shí)少、教學(xué)內(nèi)容廣等特點(diǎn)，探討如何提高該學(xué)科的教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的探知欲望、強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力等問(wèn)題，提出合理安排教學(xué)內(nèi)容、理論聯(lián)系實(shí)際、多種教學(xué)方法相結(jié)合、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法的運(yùn)用、開(kāi)展互動(dòng)式教學(xué)等具體措施，提高教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞： 高分子化學(xué) 高分子物理 生物功能材料 教學(xué)探索

高分子化學(xué)和高分子物理是高分子科學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。在專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)中，一般兩門(mén)課程獨(dú)立設(shè)置，其中各占有48到72學(xué)時(shí)不等。我校的生物功能材料專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了高分子方面的課程，其中高分子化學(xué)與物理是該專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。根據(jù)該專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，生物功能材料涉及領(lǐng)域較廣，從無(wú)機(jī)陶瓷材料到有機(jī)高分子材料都有涉及。該專(zhuān)業(yè)學(xué)生只需掌握有關(guān)高分子化學(xué)和高分子物理的基本理論知識(shí)和應(yīng)用技能，因此我們開(kāi)設(shè)了高分子化學(xué)與物理課程，所設(shè)學(xué)時(shí)為56學(xué)時(shí)，開(kāi)設(shè)時(shí)間安排在二年級(jí)下學(xué)期，為三年級(jí)開(kāi)設(shè)《高分子材料化學(xué)》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(shí)施方法，高分子材料的結(jié)構(gòu)、性能、成型加工及其應(yīng)用，是一門(mén)多學(xué)科交叉、實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科。根據(jù)該課程具有涵蓋內(nèi)容廣，物理化學(xué)和有機(jī)化學(xué)知識(shí)運(yùn)用較多等特點(diǎn)，這樣有限的課時(shí)設(shè)置就給授課帶來(lái)了一定困難，導(dǎo)致學(xué)生在理解和應(yīng)用本課程知識(shí)方面具有一定難度。另外，我校該專(zhuān)業(yè)物理化學(xué)課程設(shè)置在二年級(jí)下學(xué)期和三年級(jí)上學(xué)期，其中物理化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)部分講授時(shí)間較晚，這也給高分子化學(xué)與物理的授課帶來(lái)了一定困難。那么如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)系統(tǒng)地講授高分子學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，是本文需要重點(diǎn)探討的問(wèn)題。

1.選擇教材，合理安排教學(xué)內(nèi)容

受授課學(xué)時(shí)的限制，我們選用的教材是化學(xué)工業(yè)出版社出版的《高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)》，由魏無(wú)際等主編。該教材系統(tǒng)地闡述高分子化學(xué)與物理的基本概念、基本知識(shí)、基本原理和基本測(cè)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(zhuān)業(yè)的教學(xué)要求。針對(duì)課時(shí)較少的現(xiàn)狀，我們對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了合理安排。對(duì)于高分子化學(xué)部分，重點(diǎn)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(yáng)離子聚合、配位聚合等可較簡(jiǎn)單講解，聚合物的化學(xué)反應(yīng)章節(jié)主要由學(xué)生自學(xué)。這樣既保證了學(xué)生能夠掌握高分子化學(xué)的基本概念及反應(yīng)，又沒(méi)有因?yàn)檎n程過(guò)難給學(xué)生造成學(xué)習(xí)困難。對(duì)課程中的某些內(nèi)容，例如聚合動(dòng)力學(xué)的推導(dǎo)，在物理化學(xué)中化學(xué)動(dòng)力學(xué)部分還沒(méi)講解的情況下，我們?cè)诮虒W(xué)中不要求學(xué)生記住所有推導(dǎo)和公式，僅提出聚合動(dòng)力學(xué)基本知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生自己進(jìn)行動(dòng)力學(xué)推導(dǎo)。對(duì)于高分子物理部分，我們重點(diǎn)講解高分子的結(jié)構(gòu)、高分子的分子運(yùn)動(dòng)、力學(xué)狀態(tài)及其轉(zhuǎn)變，簡(jiǎn)單講解高分子固體的基本力學(xué)性質(zhì)、高分子溶液的基本性質(zhì)章節(jié)，對(duì)高分子電學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)的基本性質(zhì)章節(jié)主要由學(xué)生自學(xué)。這樣課程的安排，重點(diǎn)講解能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)高分子學(xué)科基本知識(shí)的掌握；簡(jiǎn)單講解能夠擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面、引導(dǎo)有科研需求的學(xué)生課下加強(qiáng)該部分內(nèi)容的掌握；自學(xué)部分主要為了深化學(xué)生對(duì)高分子學(xué)科知識(shí)的理解。重點(diǎn)講解、簡(jiǎn)單講解與學(xué)生自學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法，突出了本課程重點(diǎn)、拓寬了學(xué)生知識(shí)面，克服了高分子學(xué)科教學(xué)中內(nèi)容多、概念多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)多等難于克服的難點(diǎn)。

2.理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)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(jī)玻璃，行駛工具中應(yīng)用的橡膠、工程塑料、增強(qiáng)纖維等。高分子科學(xué)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(mén)應(yīng)用基礎(chǔ)型的學(xué)科。高分子化學(xué)與物理的教學(xué)，單純的講解很難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果不顯著。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，我們?cè)谥v解基本知識(shí)的同時(shí)，注重理論和實(shí)際相結(jié)合，列舉了大量實(shí)例。例如講解縮聚反應(yīng)時(shí)，對(duì)滌綸、尼龍等一些重要的縮聚物的生產(chǎn)原理進(jìn)行了重點(diǎn)講解，對(duì)聚乳酸生物材料進(jìn)行了系列概述，包括其生產(chǎn)方法、原理和應(yīng)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(shù)脂）、丁苯橡膠（SBR橡膠）等一些著名共聚物和常見(jiàn)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(yīng)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(jiǎng)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(qiáng)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(xué)生翻看塑料水杯的材質(zhì)、衣服標(biāo)簽讓學(xué)生認(rèn)識(shí)各種標(biāo)志上一些材質(zhì)的名稱(chēng)，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(xué)纖維名稱(chēng)和聚合原理；通過(guò)舉例講解方式，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣。

3.多媒體與板書(shū)教學(xué)方法相結(jié)合，提高教學(xué)質(zhì)量

高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)課程知識(shí)面廣，其涵蓋了高分子化學(xué)、高分子物理、高分子加工等方面內(nèi)容。該課程教學(xué)信息量大、理論性強(qiáng)，學(xué)生理解相對(duì)比較困難。因此，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中注意多種教學(xué)形式相結(jié)合，提高教學(xué)質(zhì)量。課堂主要采用多媒體教學(xué)方式，同時(shí)輔以板書(shū)講解，取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。利用多媒體教學(xué)方法既能夠?qū)⒗碚摰闹R(shí)直觀體現(xiàn)出來(lái)，又能夠?qū)㈦y于理解的教學(xué)內(nèi)容形象地展示出來(lái)，這樣可以使學(xué)生更容易理解所學(xué)內(nèi)容。例如，在講解配位聚合時(shí)，利用動(dòng)畫(huà)演示雙金屬活性中心機(jī)理和單金屬活性中心機(jī)理中單體分子的插入過(guò)程與鏈增長(zhǎng)過(guò)程；自由基聚合實(shí)施方法中，利用制作動(dòng)畫(huà)模擬懸浮聚合和乳液聚合過(guò)程中單體的分散過(guò)程，高分子物理中拉伸對(duì)高分子結(jié)晶形態(tài)的影響、動(dòng)態(tài)黏彈性模型，等等。通過(guò)多媒體的運(yùn)用，可以使抽象的教學(xué)內(nèi)容具體化，有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性。多媒體課件也會(huì)存在一些缺陷，比如講課節(jié)奏過(guò)快，學(xué)生難以吸收；教師過(guò)于關(guān)注幻燈片屏幕，減少了和學(xué)生的交流互動(dòng)，等等。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，還應(yīng)注意和板書(shū)的有效結(jié)合，對(duì)重點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容采用板書(shū)的形式進(jìn)行講解，取得了不錯(cuò)的效果。

4.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法的運(yùn)用

針對(duì)多媒體教學(xué)存在講課節(jié)奏過(guò)快，學(xué)生難以吸收等缺陷和板書(shū)教學(xué)進(jìn)度緩慢等特點(diǎn)，對(duì)重要章節(jié)，我們采取課堂與課下網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相配合的方法。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)在原來(lái)多媒體教學(xué)基礎(chǔ)上，對(duì)教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容提供了全面支持。目前學(xué)校構(gòu)建了一個(gè)比較完整的網(wǎng)上教學(xué)支撐環(huán)境，提供多媒體錄播室進(jìn)行教學(xué)視頻的錄制，最后把課件與錄制視頻統(tǒng)一上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有許多傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，例如學(xué)生學(xué)習(xí)自主性增強(qiáng)，真正發(fā)揮學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，學(xué)生學(xué)習(xí)在時(shí)間和空間上少了許多限制，學(xué)習(xí)的探究性更加深入。另外，網(wǎng)絡(luò)背景下學(xué)生在獲取不同的資源時(shí)可以進(jìn)行比較，相互之間取長(zhǎng)補(bǔ)短，知識(shí)面更廣。隨著現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)生可以在宿舍、教室和學(xué)校多媒體教室通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法的運(yùn)用，大大彌補(bǔ)了課堂多媒體課件存在一些不足，大大提高了教學(xué)效率。

5.開(kāi)展互動(dòng)式教學(xué)，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性

教學(xué)是教師和學(xué)生的共同行為，學(xué)生是課堂的主體，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的引導(dǎo)者。目前高校教學(xué)方式偏重以教師“教”為主，忽視了學(xué)生“學(xué)習(xí)”的主動(dòng)性，學(xué)生始終處于“被動(dòng)學(xué)習(xí)”地位。這樣的“被動(dòng)學(xué)習(xí)”，導(dǎo)致學(xué)生具有學(xué)習(xí)壓力大、心理負(fù)擔(dān)重等特點(diǎn)。針對(duì)這一現(xiàn)狀，我們采取課堂互動(dòng)的教學(xué)方式，包括師生提問(wèn)、討論和學(xué)生上講臺(tái)相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，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(yù)習(xí)內(nèi)容，提出一些討論問(wèn)題，例如在講述縮聚反應(yīng)時(shí)，提出不同聚合時(shí)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(yīng)、什么樣的單體能夠獲得支化的高分子等問(wèn)題。讓學(xué)生通過(guò)查閱資料，自己尋找答案，并在下次課堂上讓學(xué)生進(jìn)行討論，然后教師補(bǔ)充。這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)思考能力，又增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高了學(xué)習(xí)興趣。另外，我校為農(nóng)業(yè)院校，雖然學(xué)習(xí)《高分子化學(xué)與物理課程基礎(chǔ)》課程的學(xué)生是非農(nóng)業(yè)專(zhuān)業(yè)，但是部分學(xué)生畢業(yè)后或許從事涉農(nóng)相關(guān)服務(wù)業(yè)?？紤]到此種情況，我們?cè)谑谡n內(nèi)容安排上，對(duì)目前農(nóng)業(yè)應(yīng)用的高分子材料和高分子在農(nóng)業(yè)方面的潛在應(yīng)用進(jìn)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(shí)，我們就對(duì)強(qiáng)吸水樹(shù)脂的制備現(xiàn)狀和發(fā)展前景，主要針對(duì)其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了講述，對(duì)高分子薄膜在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用及帶來(lái)的“白色污染”與應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行了討論。通過(guò)這樣的討論，我們鍛煉了學(xué)生分析思考問(wèn)題的能力，這為學(xué)生工作與科學(xué)研究的創(chuàng)新思維形成打下了基礎(chǔ)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，加深了對(duì)本課程的理解。

6.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)本校生物功能材料專(zhuān)業(yè)《高分子化學(xué)與物理基礎(chǔ)》課程教學(xué)中的一些課程設(shè)計(jì)特點(diǎn)、面臨的問(wèn)題及目前采取的措施進(jìn)行了總結(jié)?！陡叻肿踊瘜W(xué)與物理基礎(chǔ)》雖然是一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，但其理論性強(qiáng)、概念抽象難懂，如何讓學(xué)生在掌握該課程基本理論的同時(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)，是教學(xué)工作中需要不斷探索的問(wèn)題。我們將在總結(jié)已有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)對(duì)本課程教學(xué)方法的改善與創(chuàng)新進(jìn)行探索，以提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。