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篇1
鉴于此类研究型实验的开展往往需要比较集中的时间段，高分子材料教研室经过多次商讨，确定本实验的学时为90学时(30学时/周×3周)，将主要的实验内容集中安排在大四上学期的最后3周内完成。此时，一方面学生已经完成了所有的理论课程的学生和各类基础实验的训练，为本实验的开展提供了先决条件;其次，在此时间段有关校园招聘活动也会告一段落，可以保证学生有充足的时间和精力完成实验;最后，此次实验训练也为下一学期的本科毕业设计(论文)的开展提供一次很好的预演，能够有效地消除学生对毕业设计(论文)的恐慌和迷茫心理。
3实验内容的优化设计
根据王新平等［5］的观点，创新型实验必须具有实验结果的不确定性和探索性、实验设计程序的自主性和开放性，以及实验过程的可行性和可操纵性等基本要素。因而，这类实验的开展必然会对实验人员(包括指导教师和学生)、实验设备和场地等诸多方面提出了更高的要求。根据创新型实验内容设计的三点原则［5］和本专业教研室老师的科研情况，教研室选择了“导电性高分子材料的制备及其应用”这一开放性较强的实验。通过多方面的探讨和论证，我们尝试设计了一个以掺杂聚苯胺的合成、表征及其在聚丙烯和天然橡胶中的应用为主线的研究型实验，实验内容和所需基本学时安排如下:(1)学生分组，布置实验的侧重方向(一组在聚丙烯中的应用，一组在天然橡胶中的应用)，安排相关文献的查询和阅读，着重了解聚苯胺的特性和合成方法、聚丙烯和天然橡胶的性能和加工特性，温习有关设备的操作和安全注意事项(30学时)。(2)根据分组，学生在老师的指导下搭建实验平台，进行聚苯胺的合成，分别采用化学氧化聚合法、乳液聚合法、微乳液聚合法和分散聚合法制得一系列经过质子酸或无机酸掺杂改性的聚苯胺，经纯化干燥后备用(30学时)。(3)用高阻计测试聚苯胺的电导率，X射线衍射仪分析产物的物相结构，红外光谱仪观察产物的特征官能团，并在扫描电镜下观察产物的形貌，并比较不同组别间所得聚苯胺产物在性能和外观上的异同(15学时)。(4)各组同学在制得合格的聚苯胺后，按照预先选定的应用方向，分别添加到聚丙烯或天然橡胶中制成复合材料，前者在双螺杆挤出机中完成，而后者在双辊开炼机和平板硫化机中进行。(30学时)(5)将所得复合材料进行标准化制样后，分别用万能电子试验机、摆锤式冲击试验机和高阻计测试复合材料的拉伸性能、冲击韧性和电导率随聚苯胺添加量的变化规律并记录实验结果;用扫描电镜观察复合材料断面形貌，分析破坏机制，探讨材料的强度和韧性变化的机理(15学时)。(6)学生整理数据，并撰写实验报告。报告要求参照本科毕业论文的模板和格式，须包括引言、实验过程、结果与讨论、结论和参考文献等主要部分(30学时)。其中(1)和(6)要求学生利用课余时间分别在实验周的前后一周内完成，不占用实验周的学时。在整个实验进行过程中，如因出现不可抗力或意外情况导致实验进展不顺利，可通过与实验室管理人员协调，利用周六和周日的时间进行弥补，以保证学生有充足的实验时间。通过这样一个研究型实验的设计和内容编排，不但使学生能够将有机化学、高分子化学、高分子物理、高分子成型加工原理以及材料现代测试与分析技术等课程中散落的知识点进行有机串联，还同时大大增强了学生对高分子材料从合成、表征到应用的整体认识。在实验过程出现不可预料的事件时，合理引导学生利用理论知识去分析问题，并通过查找资料寻求解决问题的方法，有力地推动了学生在理论知识和实践应用方面的融会贯通，极大地提升了学生的主观能动性。
4实验课程考核
本实验的考核采用过程管理与结果考核并用的模式，主要分为以下三个方面:(1)学生实验表现(40%):指导教师观察并记录学生在实验中的表现，包括实验时间的合理安排、实验平台的正确搭建、实验药品和原料的适用和管理，以及意外情况出现时的应对措施等。(2)综合报告撰写(40%):要求每一位学生在查阅文献和整理资料的基础上，独立分析实验数据，撰写一份符合要求的实验报告。(3)教师提问考核(20%):学生提交报告期间，指导教师根据报告内容进行提问，考核学生对实验过程和报告内容的熟悉程度，同时考察学生在实验数据分析中的逻辑性，进一步深化学生对实验的印象，达到初步培养学生科研素质的目的。
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二、现今高分子材料成型加工技术的创新研究
（一）聚合物动态反应加工技术及设备
聚合物反应加工技术是以现双螺杆挤出机为基础发展起来的。国外的Berstart公司已开发出作为连续反应和混炼的十螺杆挤出机，可以解决其它挤出机（包括双螺杆和四螺杆挤出机）作为反应器所存在的问题。国内反应成型加工技术的研究开发还处于起步阶段，但我国的经济发展强烈要求聚合物反应成型加工技术要有大的发展。指交换法聚碳酸酯（PC）连续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术是缩聚反应器的反应挤出设备，我国每年还有数以千万吨计的改性聚合物及其合金材料的生产。关键技术也是反应挤出技术及设备。
目前国内外使用的反应加工设备从原理上看都是传统混合、混炼设备的改造产品，都存在传热、传质过程、混炼过程、化学反应过程难以控制、反应产物分子量及其分布不可控等问题．另外设备投资费用大、能耗高、噪音大、密封困难等也都是传统反应加工设备的缺陷。聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同，该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程，达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。该技术首先从理论上突破了控制聚合物单体或预聚物混合混炼过程及停留时间分布不可控制的难点，解决了振动力场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量及能量传递及平衡问题，同时从技术上解决了设备结构集成化问题。新设备具有体积重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、适应性好、可靠性高等优点，这些优点是传统技术与设备无法比拟或是根本没有的。该项新技术使我国聚合物反应加工技术直接切人世界技术前沿，并在该领域处于技术领先地位。
（二）以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术
1.信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术。此技术克服传统方式的中间环节多、周期长、能耗大、储运过程易受污染、成型前处理复杂等问题，将光盘级PC树脂生产、中间储运和光盘盘基成型三个过程整合为一体，结合动态连续反应成型技术，研究酯交换连续化生产技术，研制开发精密光盘注射成型装备，达到节能降耗、有效控制产品质量的目的。
2.聚合物／无机物复合材料物理场强化制备新技术。此技术在强振动剪切力场作用下对无机粒子表面特性及其功能设计（粒子设计），在设计好的连续加工环境和不加或少加其它化学改性剂的情况下，利用聚合物使无机粒子进行原位表面改性、原位包覆、强制分散，实现连续化制备聚合物／无机物复合材料。
3.热塑性弹性体动态全硫化制备技术。此技术将振动力场引入混炼挤出全过程，控制硫化反直进程，实现混炼过程中橡胶相动态全硫化．解决共混加工过程共混物相态反转问题。研制开发出拥有自主知识产权的热塑性弹性体动态硫化技术与设备，提高我国TPV技术水平。
三、高分子材料成型加工技术的发展趋势
近年来，各个新型成型装备国家工程研究中心在出色完成了国家级火炬计划预备项目和国家“八五”、“九五”重点科技计划（攻关）等项目同时，非常注重科技成果转化与产业化，完成产业化工程配套项目20多项，创办了广州华新科机械有限公司和北京华新科塑料机械有限公司，使其有自主知识产权的新技术与装备在国内外推广应用。塑料电磁动态塑化挤出设备已形成了7个规格系列，近两年在国内20多个省、市、自治区推广应用近800台（套）。销售额超过1．5亿元，还有部分新设备销往荷兰、泰国、孟加拉等国家．产生了良好的经济效益和社会效益。例如PE电磁动态发泡片材生产线2000年和2001年仅在广东即为国家节约外汇近1600万美元，每条生产线一年可为制品厂节约21万k的电费。塑料电磁动态注塑机已开发完善5个规格系列，投入批量生产并推向市场；塑料电磁动态混炼挤出机的中试及产业化工作已完成，目前开发完善的4个规格正在生产试用。并逐步推向市场目前新设备的市场需求情况很好，聚合物新型成型装备国家工程研究中心正在对广州华新科机械有限公司进行重组。将技术与资本结合，引入新的管理、市场等机制，争取在两三年内实现新设备年销售额超亿。我国已加入WTO，各个行业都将面临严峻挑战。
综上所述，我国必须走具有中国特色的发展高分子材料成型加工技技术与装备的道路，打破国外的技术封锁，实现由跟踪向跨越的转变；把握技术前沿，培育自主知识产权。促进科学研究与产业界的结合，加快成果转化为生产力的进程，加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。
参考文献：
[1]ChrisRauwendaal，PolymerExtrusion，CarlHanserVerlag，Munich／FkG，l999.
[2]瞿金平，聚合物动态塑化成型加工理论与技术[M]．北京：科学出版社，2005427435．
[3]瞿金平，聚合物电磁动态塑化挤出方法及设备[J]．中国专利9O101034．
篇3
半导体材料;多晶硅;单晶硅;砷化镓;氮化镓
1前言
半导体材料是指电阻率在107Ωcm10-3Ωcm，界于金属和绝缘体之间的材料。半导体材料是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要基础材料[1]，支撑着通信、计算机、信息家电与网络技术等电子信息产业的发展。电子信息产业规模最大的是美国和日本，其2002年的销售收入分别为3189亿美元和2320亿美元[2]。近几年来，我国电子信息产品以举世瞩目的速度发展，2002年销售收入以1.4亿人民币居全球第3位，比上年增长20，产业规模是1997年的2.5倍，居国内各工业部门首位[3]。半导体材料及应用已成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志。
半导体材料的种类繁多，按化学组成分为元素半导体、化合物半导体和固溶体半导体;按组成元素分为一元、二元、三元、多元等;按晶态可分为多晶、单晶和非晶;按应用方式可分为体材料和薄膜材料。大部分半导体材料单晶制片后直接用于制造半导体材料，这些称为“体材料”;相对应的“薄膜材料”是在半导体材料或其它材料的衬底上生长的，具有显著减少“体材料”难以解决的固熔体偏析问题、提高纯度和晶体完整性、生长异质结，能用于制造三维电路等优点。许多新型半导体器件是在薄膜上制成的，制备薄膜的技术也在不断发展。薄膜材料有同质外延薄膜、异质外延薄膜、超晶格薄膜、非晶薄膜等。
在半导体产业的发展中，一般将硅、锗称为第一代半导体材料;将砷化镓、磷化铟、磷化镓、砷化铟、砷化铝及其合金等称为第二代半导体材料;而将宽禁带eg2.3ev的氮化镓、碳化硅、硒化锌和金刚石等称为第三代半导体材料[4]。上述材料是目前主要应用的半导体材料，三代半导体材料代表品种分别为硅、砷化镓和氮化镓。本文沿用此分类进行介绍。
2主要半导体材料性质及应用
材料的物理性质是产品应用的基础，表1列出了主要半导体材料的物理性质及应用情况[5]。表中禁带宽度决定发射光的波长，禁带宽度越大发射光波长越短蓝光发射;禁带宽度越小发射光波长越长。其它参数数值越高，半导体性能越好。电子迁移速率决定半导体低压条件下的高频工作性能，饱和速率决定半导体高压条件下的高频工作性能。
硅材料具有储量丰富、价格低廉、热性能与机械性能优良、易于生长大尺寸高纯度晶体等优点，处在成熟的发展阶段。目前，硅材料仍是电子信息产业最主要的基础材料，95以上的半导体器件和99以上的集成电路ic是用硅材料制作的。在21世纪，可以预见它的主导和核心地位仍不会动摇。但是硅材料的物理性质限制了其在光电子和高频高功率器件上的应用。
砷化镓材料的电子迁移率是硅的6倍多，其器件具有硅器件所不具有的高频、高速和光电性能，并可在同一芯片同时处理光电信号，被公认是新一代的通信用材料。随着高速信息产业的蓬勃发展，砷化镓成为继硅之后发展最快、应用最广、产量最大的半导体材料。同时，其在军事电子系统中的应用日益广泛，并占据不可取代的重要地位。
gan材料的禁带宽度为硅材料的3倍多，其器件在大功率、高温、高频、高速和光电子应用方面具有远比硅器件和砷化镓器件更为优良的特性，可制成蓝绿光、紫外光的发光器件和探测器件。近年来取得了很大进展，并开始进入市场。与制造技术非常成熟和制造成本相对较低的硅半导体材料相比，第三代半导体材料目前面临的最主要挑战是发展适合gan薄膜生长的低成本衬底材料和大尺寸的gan体单晶生长工艺。
主要半导体材料的用途如表2所示。可以预见以硅材料为主体、gaas半导体材料及新一代宽禁带半导体材料共同发展将成为集成电路及半导体器件产业发展的主流。
3半导体材料的产业现状
3.1半导体硅材料
3.1.1多晶硅
多晶硅是制备单晶硅和太阳能电池的原料，主要生产方法为改良西门子法。目前全世界每年消耗约18000t25000t半导体级多晶硅。2001年全球多晶硅产能为23900t，生产高度集中于美、日、德3国。美国先进硅公司和哈姆洛克公司产能均达6000t/a，德国瓦克化学公司和日本德山曹达公司产能超过3000t/a，日本三菱高纯硅公司、美国memc公司和三菱多晶硅公司产能超过1000t/a，绝大多数世界市场由上述7家公司占有。2000年全球多晶硅需求为22000t，达到峰值，随后全球半导体市场滑坡;2001年多晶硅实际产量为17900t，为产能的75左右。全球多晶硅市场供大于求，随着半导体市场的恢复和太阳能用多晶硅的增长，多晶硅供需将逐步平衡。
我国多晶硅严重短缺。我国多晶硅工业起步于50年代，60年代实现工业化生产。由于技术水平低、生产规模太小、环境污染严重、生产成本高，目前只剩下峨嵋半导体材料厂和洛阳单晶硅厂2个厂家生产多晶硅。2001年生产量为80t[7]，仅占世界产量的0.4，与当今信息产业的高速发展和多晶硅的市场需求急剧增加极不协调。我国这种多晶硅供不应求的局面还将持续下去。据专家预测，2005年国内多晶硅年需求量约为756t，2010年为1302t。
峨嵋半导体材料厂和洛阳单晶硅厂1999年多晶硅生产能力分别为60t/a和20t/a。峨嵋半导体材料厂1998年建成的100t/a规模的多晶硅工业性生产示范线，提高了各项经济技术指标，使我国拥有了多晶硅生产的自主知识产权。该厂正在积极进行1000t/a多晶硅项目建设的前期工作。洛阳单晶硅厂拟将多晶硅产量扩建至300t/a，目前处在可行性研究阶段。
3.1.2单晶硅
生产单晶硅的工艺主要采用直拉法cz、磁场直拉法mcz、区熔法fz以及双坩锅拉晶法。硅晶片属于资金密集型和技术密集型行业，在国际市场上产业相对成熟，市场进入平稳发展期，生产集中在少数几家大公司，小型公司已经很难插手其中。
目前国际市场单晶硅产量排名前5位的公司分别是日本信越化学公司、德瓦克化学公司、日本住友金属公司、美国memc公司和日本三菱材料公司。这5家公司2000年硅晶片的销售总额为51.47亿元，占全球销售额的70.9，其中的3家日本公司占据了市场份额的46.1，表明日本在全球硅晶片行业中占据了主导地位[8]。
集成电路高集成度、微型化和低成本的要求对半导体单晶材料的电阻率均匀性、金属杂质含量、微缺陷、晶片平整度、表面洁净度等提出了更加苛刻的要求详见文献[8]，晶片大尺寸和高质量成为必然趋势。目前全球主流硅晶片已由直径8英寸逐渐过渡到12英寸晶片，研制水平达到16英寸。
我国单晶硅技术及产业与国外差距很大，主要产品为6英寸以下，8英寸少量生产，12英寸开始研制。随着半导体分立元件和硅光电池用低档和廉价硅材料需求的增加，我国单晶硅产量逐年增加。据统计，2001年我国半导体硅材料的销售额达9.06亿元，年均增长26.4。单晶硅产量为584t，抛光片产量5183万平方英寸，主要规格为3英寸6英寸，6英寸正片已供应集成电路企业，8英寸主要用作陪片。单晶硅出口比重大，出口额为4648万美元，占总销售额的42.6，较2000年增长了5.3[7]。目前，国外8英寸ic生产线正向我国战略性移动，我国新建和在建的f8英寸ic生产线有近10条之多，对大直径高质量的硅晶片需求十分强劲，而国内供给明显不足，基本依赖进口，我国硅晶片的技术差距和结构不合理可见一斑。在现有形势和优势面前发展我国的硅单晶和ic技术面临着巨大的机遇和挑战。
我国硅晶片生产企业主要有北京有研硅股、浙大海纳公司、洛阳单晶硅厂、上海晶华电子、浙江硅峰电子公司和河北宁晋单晶硅基地等。有研硅股在大直径硅单晶的研制方面一直居国内领先地位，先后研制出我国第一根6英寸、8英寸和12英寸硅单晶，单晶硅在国内市场占有率为40。2000年建成国内第一条可满足0.25μm线宽集成电路要求的8英寸硅单晶抛光片生产线;在北京市林河工业开发区建设了区熔硅单晶生产基地，一期工程计划投资1.8亿元，年产25t区熔硅和40t重掺砷硅单晶，计划2003年6月底完工;同时承担了投资达1.25亿元的863项目重中之重课题“12英寸硅单晶抛光片的研制”。浙大海纳主要从事单晶硅、半导体器件的开发、制造及自动化控制系统和仪器仪表开发，近几年实现了高成长性的高速发展。
3.2砷化镓材料
用于大量生产砷化镓晶体的方法是传统的lec法液封直拉法和hb法水平舟生产法。国外开发了兼具以上2种方法优点的vgf法垂直梯度凝固法、vb法垂直布里支曼法和vcz法蒸气压控制直拉法，成功制备出4英寸6英寸大直径gaas单晶。各种方法比较详见表3。
移动电话用电子器件和光电器件市场快速增长的要求，使全球砷化镓晶片市场以30的年增长率迅速形成数十亿美元的大市场，预计未来20年砷化镓市场都具有高增长性。日本是最大的生产国和输出国，占世界市场的7080;美国在1999年成功地建成了3条6英寸砷化镓生产线，在砷化镓生产技术上领先一步。日本住友电工是世界最大的砷化镓生产和销售商，年产gaas单晶30t。美国axt公司是世界最大的vgf
gaas材料生产商[8]。世界gaas单晶主要生产商情况见表4。国际上砷化镓市场需求以4英寸单晶材料为主，而6英寸单晶材料产量和市场需求快速增加，已占据35以上的市场份额。研制和小批量生产水平达到8英寸。
我国gaas材料单晶以2英寸3英寸为主，
4英寸处在产业化前期，研制水平达6英寸。目前4英寸以上晶片及集成电路gaas晶片主要依赖进口。砷化镓生产主要原材料为砷和镓。虽然我国是砷和镓的资源大国，但仅能生产品位较低的砷、镓材料6n以下纯度，主要用于生产光电子器件。集成电路用砷化镓材料的砷和镓原料要求达7n，基本靠进口解决。
国内gaas材料主要生产单位为中科镓英、有研硅股、信息产业部46所、55所等。主要竞争对手来自国外。中科镓英2001年起计划投入近2亿资金进行砷化镓材料的产业化，初期计划规模为4英寸6英寸砷化镓单晶晶片5万片8万片，4英寸6英寸分子束外延砷化镓基材料2万片3万片，目前该项目仍在建设期。目前国内砷化镓材料主要由有研硅股供应，2002年销售gaas晶片8万片。我国在努力缩小gaas技术水平和生产规模的同时，应重视具有独立知识产权的技术和产品开发，发展我国的砷化镓产业。
3.3氮化镓材料
gan半导体材料的商业应用研究始于1970年，其在高频和高温条件下能够激发蓝光的特性一开始就吸引了半导体开发人员的极大兴趣。但gan的生长技术和器件制造工艺直到近几年才取得了商业应用的实质进步和突破。由于gan半导体器件在光电子器件和光子器件领域广阔的应用前景，其广泛应用预示着光电信息乃至光子信息时代的来临。
2000年9月美国kyma公司利用aln作衬底，开发出2英寸和4英寸gan新工艺;2001年1月美国nitronex公司在4英寸硅衬底上制造gan基晶体管获得成功;2001年8月台湾powdec公司宣布将规模生产4英寸gan外延晶片。gan基器件和产品开发方兴未艾。目前进入蓝光激光器开发的公司包括飞利浦、索尼、日立、施乐和惠普等。包括飞利浦、通用等光照及汽车行业的跨国公司正积极开发白光照明和汽车用gan基led发光二极管产品。涉足gan基电子器件开发最为活跃的企业包括cree、rfmicrodevice以及nitronex等公司。
目前，日本、美国等国家纷纷进行应用于照明gan基白光led的产业开发，计划于2015年-2020年取代白炽灯和日光灯，引起新的照明革命。据美国市场调研公司strstegiesunlimited分析数据，2001年世界gan器件市场接近7亿美元，还处于发展初期。该公司预测即使最保守发展，2009年世界gan器件市场将达到48亿美元的销售额。
因gan材料尚处于产业初期，我国与世界先进水平差距相对较小。深圳方大集团在国家“超级863计划”项目支持下，2001年与中科院半导体等单位合作，首期投资8千万元进行gan基蓝光led产业化工作，率先在我国实现氮化镓基材料产业化并成功投放市场。方大公司已批量生产出高性能gan芯片，用于封装成蓝、绿、紫、白光led，成为我国第一家具有规模化研究、开发和生产氮化镓基半导体系列产品、并拥有自主知识产权的企业。中科院半导体所自主开发的gan激光器2英寸外延片生产设备，打破了国外关键设备部件的封锁。我国应对大尺寸gan生长技术、器件及设备继续研究，争取在gan等第三代半导体产业中占据一定市场份额和地位。
4结语
不可否认，微电子时代将逐步过渡到光电子时代，最终发展到光子时代。预计到2010年或2014年，硅材料的技术和产业发展将走向极限，第二代和第三代半导体技术和产业将成为研究和发展的重点。我国政府决策部门、半导体科研单位和企业在现有的技术、市场和发展趋势面前应把握历史机遇，迎接挑战。
参考文献
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[2]http//bjjc.org.cn/10zxsc/249.htm.我国电子信息产业总规模居世界第三.北方微电子产业基地门户网
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[5]李国强.第三代半导体材料.新材料产业，2002,61417
[6]万群，钟俊辉.电子信息材料[m].北京冶金工业出版社，199012
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（一）高分子材料与工程专业的演变过程
高分子材料又称为聚合物材料，它是高分子化合物和其他添加剂混合构成的单元共价构成。早在1953年，我国就设置了高分子类专业，很多高校陆续设置了高分子类专业，比如：化学纤维、高分子化学、复合材料等专业。随着我国经济的飞速发展，为高分子材料和工程专业的结合和发展创造了良好的条件，为了培养具备高分子材料和工程方面的高素质人才，教育部于1998年将与高分子材料相关的工科类专业统一称为“高分子材料与工程专业”，这一历史性的创新将迎来崭新的发展，期望我国能在高分子材料的合成改性和加工成型等领域有很好的研究和突破。高分子材料与工程专业的课程设置主要有有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物流变学、聚合物成型工艺、聚合物加工原理、高分子材料研究方法等理论知识，力图造利于我国在科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营等领域的发展，推动我国新领域的开发、研究，增强国力，在世界经济中站稳脚跟。
（二）高分子材料与工程专业的发展现状
材料是人们赖以生存的物质基础，高分子材料与我们的生活息息相关，小到日常使用的毛巾、鼠标、油漆，大到汽车轮胎、防弹衣，玻璃钢等等，都在不断满足着人们的种种需求。我国的高分子材料的消费水平还处在一个很低的阶段，高分子材料的生产量无法满足市场的需求，高分子材料的品种、制造工艺、技术等等都远远比不上世界发达国家的水平，资源的浪费和低利用率，以及对环境的污染等等都亟待解决。同时，高分子材料与工程专业人才的就业情况不是很好，截止到2012年，全国以高分子材料与工程专业招生的学校达到145所，其中教育部直属院校18所，国防科学技术工业委员会院校5所，地方院校119所，其它3所，主要分布在北京、湖南、江苏、河北等27个省和自治区、直辖市，招生人数也在逐年增加，但是毕业人员的就业情况却与之不匹配，很多学习这个专业的人才在毕业以后却没有从事与该专业有关的行业。此时，我们需要重新审视，如何保证培训质量和就业问题，培养怎样的高级工程技术人才，才能满足社会对高分子材料与过程专业人才的需求。与此同时，我们还需要从环境、能源方面去考虑，节约能源、利用新能源、回收利用可降解的产品，保护环境，减少资源的浪费。
二、高分子材料与工程专业的发展前景
高分子材料独特的结构决定了它很容易被改变结构和再加工，这个特点是其他材料不可比拟、无法取代的优异性能，从而被广泛应用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域，并已成为现代社会生活中不可缺少的材料。高分子材料与工程专业的结合是任何行业不可或缺和取代的，小到穿衣吃饭、电脑手机，大到建筑楼房、航空航天。直观数据显示，高分子材料与工程专业的就业率还是很高的，达到了92%以上。21世纪以来，中国高分子材料工业取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。作为轻工行业支柱产业之一的塑料行业，合成树脂、塑料机械和塑料制品近几年一直保持高速增长，从建筑、装饰、家电、电子电器、汽车、玩具、办公设备等行业日益广泛的应用发展来看，也显示了中国高分子材料与工程专业强劲的发展势头。尽管高分子材料与工程专业还存在着很多的不足，但是它的发展前景还是很好的，市场的需求量也很大（包括橡胶、塑料制品、复合材料等等）。在当今的新形势下，我们面临的是挑战，同样也是机遇。我国要想缩短与世界发达国家之间的差距，需要加大高分子材料与工程方面的研究、生产、投入和应用，教育部门应当规范化办学，适当的控制招生规模，提高教学质量，调整高分子材料与工程专业的技术知识结构体系，模拟创业训练，培养科学研究、应用研发、生产工程技术、营销管理等方面的人才，以此来适应社会经济的发展。据调查显示，72%的高分子材料与工程专业学生可以在科研、教学、企业等领域得到很好的发展，他们在毕业以后能很快找到工作，既可以从事高分子材料的研究，也可以从事加工工艺技术的开发或者是在商检、质检等部门从事材料的检测等等，其薪资也属于中等水平。
总结：
高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。随着社会经济的迅速发展，我国人民的可支配收入逐渐增加，城市化的进程不断加快中，人们对更高水平、更高科技化的产品需求加大，绿色环保成为未来发展的需求，因此，社会需要高分子材料与工程专业的专业性人才。有关高分子材料与工程专业的行业有很多，而且涉及范围很广，高分子材料与工程专业的就业前景广阔，影响着我们的日常生活（包括生产、教育、建筑、电子计算机、军事等领域），并发挥着不可或缺的作用。我国的高分子材料与工程专业存在着很多不足，需要我们与时俱进，在教育、科学、汽车、军事等各个领域加大投入和创新，运用新材料、新技术，适应社会经济的发展，不断改革和创新，从而带动我国经济的飞速发展，提高我国的生产力和科技水平。
参考文献：
[1]赵长生. 高分子材料与工程专业发展与教育现状[A]. 中国化学会高分子学科委员会.2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C].中国化学会高分子学科委员会：中国化学会，2011：1.
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2．高相对分子质量与高强度
相对分子质量和物质的性质是密切相关的，是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能，才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直链的烷烃化合物，但是分子量变化很大，其机械力学性能因而也有极大的区别。
3．高分子科学的主要内容
既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题，也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有：如何将低分子化合物连
接成高分子化合物，即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子，其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子，就要去合成具有特殊结构的高分子。
二、高分子材料化学的应用
材料是人类社会文明发展阶段的标志，是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用，把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料，家家离不开高分子材料，处处离不开高分子材料，是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的，高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料，另外许多精细化工材料也都是高分子材料。
第一，塑料：一类是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等；另一类叫工程塑料，其强度大，如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。
第二，纤维：人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物，通过不同的加工，生产出了各种纤维制品，极大地满足着人类的需要。
第三，橡胶：天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制，于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。
第四，精细化工：比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品，如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油，使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂，以及各种吸水树脂等都是高分子产品。
三、高分子化学与高科技的结合
当今社会，人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起，人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。
随着生产和科学技术的发展，许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来，如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域，下面简单介绍特种高分子材料：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料；高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴；特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质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（化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂）的范畴。
第一，力学功能材料：强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；)弹材料，如热塑性弹性体等。
第二，化学功能材料：分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。
第三，生物化学功能材料：人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。
可以预计，在今后很长的历史时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。
四、高分子化学的可持续发展
研究高分子合成材料的环境同化，增加循环使用和再生使用，减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染，也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成，在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成，探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子来处理污水和毒物，研究合成高分子与生态的相互作用，达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。
参考文献：
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一、引言
随着科学技术和经济环境的变化，高校毕业生的就业形势呈现日益复杂的趋势。社会对人才的技能、经验、实践能力以及综合素质提出了越来越高的要求[1-2]。高分子材料以其突飞猛进的发展态势和广阔的应用前景成为了21世纪最具生命力的新型产业。众多与高分子材料相关的行业发展迅猛，社会对兼具创新和实践能力的高分子材料专业的人才需求量越来越大，这无疑为毕业生提供了极好的就业前景[3]。如何提高大学生的就业能力，以更好地服务社会成为摆在高等院校人才培养方面的重要课题。
高分子材料是一门应用性和实践性极强的专业，其实践教学在一定程度上决定了人才培养的质量和水平。实验教学是重要的实践教学环节，它是提高高分子材料专业大学生操作能力、沟通能力、协作能力和综合素质的最重要最直接的手段。因此，高校高分子材料专业要通过建立科学的专业实验教学体系，积极探索实验教学改革，以全面提高大学生的就业能力。
本文立足于我校的高分子材料专业，基于就业能力提升这一核心，提出了几点关于高分子材料专业实验教学改革的建议。
二、实验教学现状分析
实验教学环节是学生获取专业知识的重要手段，对学生实践与创新能力的培养起到举足轻重的作用[4]。然而，传统的实验教学验证性实验居多，注重培养学生的实验操作技能，而忽视了学生的自主性、创造性思维的培养。一般，高分子专业实验教学体系由三大块构成即材料合成实验、材料成型加工实验和材料性能测试实验。三块实验内容各自独立展开，相互之间没有联系，缺乏知识点之间的串联及各部分间的逻辑性和系统性，不利于学生从整体上掌握知识。由于经费不足、缺乏激励机制等种种原因，大部分本科生仅限于实验课和做毕业论文时进行实验研究，缺少实验训练的机会，对广泛提升本科生的就业能力所起的作用也非常有限。因此，如何利用实验教学中心平台，建立合理的面对本科生的开放机制，是实验教学体系改革的重要内容。
三、实验教学改革举措
针对以上实验教学中出现的问题，我们提出了几点改革措施，以期能够促进大学生就业及提高大学生就业质量。
1.构建系统化实验教学体系。为了改善实验教学效果，需要加强高分子材料专业的实验教学体系的系统性。将高分子化学实验、高分子物理实验以及高分子成型加工实验等多门课程有机组合起来，利用不同课程间实验项目的关联性，形成多条跨越不同课程的实验项目链，构建出环环相扣、高度系统化的高分子专业实验教学体系。
例如，聚苯乙烯塑料的制备实验，它可以涵盖三个紧密相连的实验项目。利用高分子化学知识，从苯乙烯单体的悬浮聚合实验开始，获得聚苯乙烯粉体;再利用高分子物理知识，经由GPC凝胶渗透色谱分析所合成的聚苯乙烯的分子量及分子量分布，以确定聚苯乙烯的基本性能;再利用高分子成型加工实验，将聚苯乙烯粉体制成高分子塑料样条，对其拉伸、冲击等性能进行测试。将以上三个实验安排在同一个学期，按顺序依次开展实验，能够加强知识的连贯性，便于学生从整体上理解和掌握高分子材料的专业知识，从而提高学生的专业能力、学习能力和实践能力，为促进就业打下坚实的基础。
2.开展多层次实验教学。积极推行实验课程改革，开展多层次实验教学，降低验证性实验的比例，开设综合性实验，增设设计性实验，可以提升大学生的专业能力和培养创造性思维能力，从而使学生在就业竞争中展现出良好技能。
单一的验证性实验，缺乏对学生综合能力的训练。为了将高分子材料的专业知识有机地串联起来、灵活运用，需要开设一定比例的综合性实验。例如，开设“聚苯胺的制备和导电性测试”这一综合性实验。学生不仅能理解聚合物的结构，还能掌握聚苯胺的合成方法及性能测试方法。通过这一实验，能够把聚合物的“结构”与“性能”两大方面很好地结合起来，即加深了对相关知识的理解，又提高了学生综合运用知识的能力。
单一的验证性实验，只要求学生掌握简单操作，没有充分发挥学生的主观能动性。增加设计性实验，以学生为主、教师指导为辅，给学生发挥潜能提供更大的空间，为提高学生的就业能力奠定扎实的基础。例如，“海藻酸钠溶液的流变性研究”就是一个很好的设计性实验。根据实验任务，学生自己查阅相关文献、设计实验方案并付诸实施。这个过程要求学生动手、动脑、交流、协作，切实得到科学研究的一般逻辑过程训练。设计性实验既提高了学生的主观积极性，又增强了学生分析问题和解决问题的能力。
3.依托科研项目拓展实验教学。我校的高分子材料专业本科生除了实验课和做毕业论文之外，很少从事科研实验。只有极少数同学因为参与大学生创新项目或学科竞赛而进行实验研究。从普遍提高本科生的实践能力角度来看还远远不够，需要学校方面加大对大学生创新项目的支持力度，为更多的学生提供科研实验的机会。
另外，为了提高本科生的科研能力，设立导师专项基金，由导师的课题经费中拨出一部分用于本科生实验。导师重点选拔一些兴趣高、素质好的学生，在大二提前进入实验室学习，参与科研项目，这个措施对提高本科生创新能力和科研能力很有效，有些本科生在本科阶段已经发表了科研论文，有些本科生毕业后就直接进入导师实验室做硕士论文。不过，对于本专业兴趣不高的学生起不到太大作用。
4.建立长效激励机制。为了调动大学生主动进行创新实验的积极性，需要建立长效激励机制。对于创新型实验完成优秀者、完成自主创新项目者、发表科研论文或专利者等取得创新成果的学生给以增加学分的奖励，同时在保研、评奖学金等方面作为重要参考。这一举措可以大大增加大学生参加创新实践活动的机会，提升大学生就业竞争力。
5.完善实验成绩评定办法。受仪器设备条件的限制，学生单人操作的条件不具备，一般采取分组实验的形式，如何保证每个学生都能得到实验操作训练，需要完善实验成绩评定办法。实验报告是实验教学的一个重要环节。透过实验报告可以反应出学生对实验项目的理解和掌握情况。但是，单单依据实验报告评定成绩并不合理。通过课前提问考察学生的预习情况，观察实验过程中学生的操作能力、协作能力，并做好记录，以此作为评定实验成绩的重要依据，更能激发学生参与实验的兴趣，提高学生做实验的主动性。通过完善实验成绩评定办法，可以被迫式加强大学生参与实验的力度，从而提高大学生的实践能力。
四、小结
面对就业市场对高分子材料专业人才提出的越来越高的要求，进行实验教学改革提升本科生的就业能力具有重要的现实意义。本文提出从实验教学体系系统化、开展多层次实验、依托科研项目拓展实验、建立长效激励机制和完成成绩评定办法五个方面进行实验教学改革的建议，以期有效提升本专业大学生的就业能力。
参考文献：
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21世纪是一个科学技术飞速发展进步，生产力大幅度提高的新纪元。材料工业与信息工业，生物工程，能源工业一起成为世界经济的四大支柱产业。高分子材料与金属材料和无机非金属材料共同构成了应用性材料科学的最重要的三个领域。高分子材料凭借其独特的优势占领了巨大的市场。
世界高分子材料工业正在高速地发展着。世界合成树脂量从1950年的1.5M工增长到2005年的212M工，每年大概以5％的增长率在迅速地增长。现在塑料的产量早已超过了木材和水泥等结构材料的总产量。合成橡胶的产量也已超过了天然橡胶，而合成纤维的年产量在上个世纪80年代就已经达到了棉花、羊毛等天然和人造纤维的2倍。对于我国而言，目前我国是世界上最大的树脂进口国，每年进口的树脂数量大约是世界树脂总贸易的25％到30％。我国的树脂合成工业正高速地发展当中，树脂合成能力也在飞速地提高中。然而与西方发达国家仍然存在着差距。
2.开发新型高分子材料的重要意义和途径
从上世纪30年代高分子材料的出现开始到现代，世界工业科学不再只是满足与对基础高分子材料的开发研究，从90代开始，科学家们就将注意力集中到了高功能，高智能的高分子材料开发上。现代工业对于新型高分子材料的需求日益强烈。
新型高分子材料的开发主要是集中在制造工艺的改进上，以提高产品的性能，减少环境的污染，节约资源。就目前而言，合成树脂新品种、新牌号和专用树脂仍然层出不穷，以茂金属催化剂为代表的新一代聚烯烃催化剂开发仍然是高分子材料技术开发的热点之一。然而开发应用领域也在不断扩大。在开发新聚合方法方面，着重于阴离子活性聚合、基团转移聚合和微乳液聚合的丁业化。在第二次世界大战中发展起来的高分子复合技术，以及出现于50年代的高分子合金化技术后。新的复合技术和合金化技术层出不穷。同时，也更加重视在降低和防止高分子材料生产和使用过程中造成的环境污染。加快高分子材料回收、再生技术的开发和推广应用，大力开展有利于保护环境的可降解高分子材料的研究开发。
新型高分子材料的开发，不但能够满足现代工业发展对于材料工业的高要求，更能够促进能源与资源的节约，减少环境的污染，提高生产能力，更能体现出现代科技的高速发展。
3.新型高分子材料的应用
现代高分子材料是相对于传统材料如玻璃而言是后起的材料，但其发展的速度应用的广泛性却大大超越了传统材料。高分子材料既可以用于结构材料，也可以用于功能材料。现阶段新型高分子材料大致包括高分子分离膜，高分子磁性材料，光功能高分子材料，高分子复合材料这几大类。
高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择透过性功能的半透性薄膜。采用这样的薄膜，以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力，与以往传统的分离技术相比，更加的省能、高效和洁净等，被认为是支撑新技术革命的重大技术。
高分子磁性材料是磁与高分子材料相结合的新的应用。早期磁性材料具有硬且脆，加工性差等缺点。将磁粉混炼于塑料或橡胶中制成的高分子磁性材料，这样制成的复合型高分子磁性材料，比重轻、容易加工成尺寸精度高和复杂形状的制品，还能与其它元件一体成型等。
光功能高分子材料，是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料。目前，这一类材料已有很多，应用也很广泛。
高分子复合材料是指高分子材料和不同性质组成的物质复合粘结而成的多相材料。高分子复合材料最大优点具有各种材料的长处，如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质。
这些新型的高分子材料在人类社会生活，工业生产，医药卫生和尖端技术等方方面面都有着广泛的应用。例如，在生物医用材料界上，研制出的一系列的改性聚碳酸亚丙酯(PM-PPC)新型高分子材料是腹壁缺损修复的高效材料：在工业污水的处理上，在不添加任何药剂的情况下，利用新型高分子材料物理法除去油田中的污水：开发的聚酰亚胺等热固性树脂及苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂复合材料，这些材料比强度和比模量比金属还高，是国防、尖端技术方面不可缺少的材料；同样，在药物传递系统中应用新型高分子材料，在药剂学中应用，在包转材料中的应用等等。新型高分子材料已经渗透于人类生活的各个方面。
材料是人类用来制造各种产品的物质，是人类生活和生产的物质基础，是一个国家工业发展的重要基础和标志。作为材料重要组成部分的高分子材料随着时代的发展，技术的进步，越来越能影响人类的生活，工业的进步。区别于我们已经开发研究成熟的一些传统材料，高分子材料的研究开发存在着无穷的潜力。正如一些科学家预言的那样，新型高分子材料的开发将有可能会带来现代材料界的一次重大革命。
[参考文献
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一、本民族院校《高分子材料进展》课程的基本情况
针对我校民族学生基础知识薄弱，而《高分子材料进展》课程“内容多、范围广、课时少”的特点，我们重点介绍高分子材料中发展迅速、发展前景广阔的功能高分子材料，推荐的教材有《高分子材料进展》和《功能高分子材料》[4]等。该课程总学时为32学时，学分为2学分，课程类型为专业限选课，课程以高分子材料的合成方法进展、吸附分离功能高分子材料、高分子分离膜与膜分离技术、导电高分子、感光性高分子和医用高分子材料等功能高分子材料的进展为重点学习内容，同时穿插一些国内外近几年新发表的文献和专利，以及国内相关会议等。本教学采用多媒体教学方式，采用课堂提问和讨论等多种形式进行学习，期末通过考查的方式考核学生，采用写论文与平时成绩相结合的方法，平时成绩包括上课出勤和课堂讨论情况，论文成绩与平时成绩各占70%和30%。表1为《高分子材料进展》教学内容的设置及学时分配情况。
表1 《高分子材料进展》教学内容的设置及学时分配
二、强化基础，突出重点
首先，《高分子材料进展》授课内容看似丰富多彩，千变万化，但是万变不离其宗，归根到底都是由高分子专业的基础知识衍生出来的，比如《高分子物理》、《高分子化学》中的经典理论和概念等。从另一个角度看这些材料的出现印证了基础知识的重要性，它们的诞生是经得起检验的理论和概念的应用和发展的。因此通过介绍高分子材料的前沿进展，既使学生对异彩纷呈的高分子材料世界有一定宽度的了解，又从深度上加强学生对基础知识的理解和掌握，使学生知道这些材料是如何得到的，自己又能通过什么途径得到想要的材料。
其次，因为《高分子材料进展》这门课的每一章都是高分子材料领域中发展迅速、成果颇丰的较大分支，独立出来都能独立设课，而在本课程中必须在几个课时内讲完，所以在授课过程中，什么该讲，什么略过，讲的这些内容是否能激发学生的兴趣，是该课程的一个教学难点，要求教师对这些前沿分支有全面而深入的理解，对它们所涉及的基础知识熟练掌握，这对教师的专业知识和教学方法提出了更高要求。
三、调动学生的学习积极性，启发式教学
《高分子材料进展》是学生在已经掌握高分子化学、高分子物理基础知识的前提下进行的学习。内容除了基本概念之外，有很多设计路线、研究方法，可以引导学生运用已学知识进行思考。比如第3章吸附分离高分子材料和第4章高分子分离膜及膜分离技术中涉及自由体积和渗透压的概念，这些都是《高分子物理》中学过的内容，通过回忆这些知识，使学生加深对这些基础知识的理解，并对基础知识的应用有一定的了解。其次，要注意生活中的实际例子或新闻报道中的最新科技进展中与所讲述内容相关的部分，通过联系生活实际，引出将要介绍的高分子材料。这样既能让学生认识到这类高分子材料的重要性，提高学习的积极性，又能让学生了解到这类材料的最新的研究成果，提高对科学研究的兴趣。如从全球都非常关注的环保问题出发，引出废水和废气处理方面的高分子吸附材料或高分子膜材料，介绍这些高分子材料的设计路线和原理，让学生从理论和实际相结合的角度深入理解所学的功能高分子知识。同时可以提出一些生活中材料的不足，让学生发挥主观能动性，提出解决这些材料不足之处的方法或设计新的功能高分子材料的想法。这样，学生的学习兴趣会大大提高，教学效果也会得到显著增强。
另外，还要有效利用网络资源，紧跟最新研究进展，适当补充新的教学内容。高分子材料进展课程是综述高分子材料领域发展热点的一门课程，所介绍的内容每隔一段时间可能都有新的研究成果诞生，我们应根据情况适当补充那些热门和重要的研究成果到教学内容中。比如该课的学时少，可以在课程快结束的几周时间重点介绍一些最新的前沿进展和相关会议，让学生了解到高分子材料的发展趋势，提高学生对高分子材料的兴趣。互联网资源丰富，内容更新快，是老师补充教学内容的最佳途径。目前，利用网络资源作为课堂教学的辅助手段，是学生喜闻乐见的形式。老师可以提供一些高分子专业的权威网页，方便学生浏览查阅。同时，可以鼓励学生在网上搜索最新的研究成果，再在课堂上以口头报告的形式传达给学生。这样，既能让学生对高分子材料进行全面的了解，又能让学生主动地参与教学，达到较好的教学效果。
四、科研与教学相结合，以科研促进教学
把科研引入本科教学是培养大学生创新能力的重要措施，也是高等教育的显著特点。在《高分子材料进展》课程本科教学过程中，正确有效地将教学与科研相结合，有利于提高教学效率，丰富教学内容，营造学术氛围并提高创新能力，全面提高教学质量。教师在课堂教学中可以介绍自己的科研成果，介绍本专业课题组正在研究探索的科研项目，引导学生参观实验室和课题组，鼓励学生积极参与到教师的科研中。例如，作者介绍自己硕士和博士期间所从事的科学研究，以及科研小组的一些趣闻趣事，激发学生的学习热情和学习兴趣。
总之，在高分子材料进展课程的教学过程中，教师首先应进行教材分析和学情分析，再采用比较适合的教学方法，在知识和技能的传授中针对民族学生基础差的弱点，采取强化基础、突出重点的教学方式，了解学生的情感态度与价值观，做到教学方法灵活多样，教学内容及时更新，这样才能调动学生的学习积极性和主动性。教师还应继续努力提高业务能力，理论联系实际，使学生在这门课程的学习中得到切实的收获。
参考文献：
[1]周立，孙荣欣.科技信息.2010，21，151.
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《高分子材料》是材料科学与工程学科的重要组成部分，是材料专业类学生的一门重要课程。但对于非高分子专业的学生，一般只有这一门高分子专业课，且学时有限。为使学生掌握广泛的基础知识、扎实的专业知识，该课程要将《高分子物理》、《高分子化学》、《高分子材料加工》等课程内容融为一体，并加强与其他材料科学的相互贯通。笔者在几年的教学实践中不断探索，对这门课的教学内容、教学方法和教学效果评价体系等方面进行了总结。
一、明晰教学目标、突出教学重点、合理安排教学内容
通过《高分子材料》的教学，需要学生掌握“高分子材料科学基础”、“高分子化学”、“高分子物理”、“高分子成型加工”、“通用高分子材料”等理论知识。在有限的学时条件下，要使对于高分子完全陌生的学生理解并掌握这些基本概念与原理，授课内容的选择是非常重要的。在内容选取上，我们的原则是既要让学生掌握相关的理论知识，又要有所侧重，并注重课程与先修课程的联系和课程前后内容的衔接等。高分子材料的制备、结构、加工及性能之间存在着一系列的有机联系，我们讲述的内容既要有独立性又应注意前后的关联性。首先，结合以前所学知识，让学生掌握高分子材料科学的基础知识。其次，高分子化学部分，我们着重讲解聚合反应机理。高分子的合成按机理主要分为逐步聚合与连锁聚合。连锁聚合中，以自由基聚合研究得最为透彻，我们分别结合反应过程的热力学和动力学，分析自由基聚合各个阶段的特点。至于离子聚合和定向聚合等内容，给定思考题安排学生课后学习。对于学生自学有疑问的地方，教师可以在答疑时给予指导。逐步聚合中，又可分为线形缩聚和体型缩聚，我们一般只讲述线形缩聚部分，体型缩聚安排为课后学习内容。高分子物理部分，我们集中讲述高聚物的结构与性能间的关系。通过掌握高分子材料的合成原理和方法，了解高分子材料结构与性能之间的关系，从而逐步形成较为完整的高分子材料科学知识体系。为了培养实用性、创新型人才，我们在教学中还及时更新教学内容，将新知识、新理论和新技术充实到教学内容中，为学生提供符合时代需要的教学内容。
二、积极探索教学方法，提高课堂教学效果
在《高分子材料》的几年教授过程中，为提高课堂教学效果，笔者一直不断探索，总结了一系列教学方法。
1.表格教学法。《高分子材料》的课程中，有很多教学内容可以通过对比进行讲解，比如聚合物的聚合机理中的连锁聚合和逐步聚合、自由基聚合的各种实施方法等。笔者在实践中，发现表格教学法是个很有效的教学方法。该方法运用比较，比传统直述法更清晰，利于学生掌握相关知识的区别和联系，从而更好地接受知识，并对各知识点有更深刻的理解。比如在讲述高分子材料的合成方法时，可以先用表格列出本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合和溶液聚合四种实施方法，再在第一列列出配方、聚合场所、聚合机理、生产特征、产品特性、生产实例等与各实施方法对应的属性，然后一边讲解，一边将各属性填充，让学生接受知识点的同时也学习各属性的异同，从而加强对相关内容的理解和接受，也更利于学生记住相关内容。
2.示例教学法。示例教学法可以引发学生的学习动机，帮助学生理解抽象的事物和概念，发展学生的求知欲望。学生刚开始学习高分子材料，对有关知识和内容了解不多，专业术语比较陌生，但是日常生活中都接触过多种性能各异的高分子材料制品，对高分子材料性能的差异性有一定的感性认识。在讲课时可以引入这些实际的材料，既能提高学生的学习兴趣，也有利于更好地理解所学知识。比如在讲述高聚物粘弹性这部分内容时，高聚物区别于其他材料的最大特点是其粘弹性，由于高聚物分子运动的松弛时间正好我们能用肉眼观察到，所以才表现出这些现象。
3.启发教学法。《高分子材料》的教学中有不少抽象的概念、逻辑推理的演绎过程。老师在课堂上一味讲授专业知识和术语，学生学习热情不高。通过一边讲解，一边结合学科知识适当提出问题的启发式教学方式，能提高学生的学习兴趣和积极性，并能把一部分走神的学生拉回来。如讲到高分子结构时，先提出一个问题：“为什么橡胶和塑料的力学性能有这么大的差异？”给予学生适当时间思考后，再具体讲解高分子材料的结构，让学生带着问题听课，不但启迪了学生的思维，也使他们对所学内容有了更深刻的理解。
4.互动教学法。为了培养能解决实际问题的高素质人才，《高分子材料》的教学中，不应让学生死记硬背和生搬硬套，而应结合实际问题让学生思考，激发学生的发散思维。如讲到橡胶性能时，请同学们思考“如何提高橡胶的耐热温度”，再提示学生利用所学的高分子物理部分知识，从优化橡胶的结构入手，发动学生积极讨论，启迪思维，培养运用基础理论知识分析实际问题的能力。这种讨论式的教学方法，既活跃了学习气氛，启发学生思考问题，又可使学生对知识更好理解和掌握。在讲述高分子材料的合成时，经常通过合成反应式来表示合成过程和机理。我们一方面在课件编写中注意到让所有的反应方程式都不是一下显示出来，而是模仿板书一步一步显示，让学生有充分思考、接受的时间；另一方面，部分反应方程式让学生自己来写，旁边同学互相检查。通过这种方式，使学生更加熟悉并能深刻理解反应过程，其他同学的检查也能让同学发现自己意识不到的细节上容易出错的地方，了解出错的原因，补充没有掌握的知识点。
三、改革考核方式，提高学生综合素质
《高分子材料》的教学评价不但要考查学生基本理论知识的掌握情况，也要考查学生的再学习和独立思考解决问题的能力。为此，我们改变单一的一份试卷定成绩这种缺乏准确性和全面性的考试制度，将成绩的考核纳入每个教学环节中，为每个学生制订具体考核表，跟踪学生学习进展，使学生在学习中能随时了解自己的学习情况，督促自己不断学习、不断提高。其中考试方面根据课程的要求建立了《高分子材料试题库》，逐年对试题库的内容进行改进和更新，每年从试题库中抽取试题组成A、B两份试卷，严格考试要求和评分标准；另一方面，让学生选择一种新型高分子材料，查阅相关文献资料，描述它的合成、制备、结构、性能及应用前景，并撰写小论文；同时，增加学生课堂讨论、实验、作业等平时成绩的评分标准和比例。通过改革考核和评价体系，激励了学生的学习热情，锻炼了学生的实际能力，有利于培养高素质人才。
通过《高分子材料学》教学的探索和实践，初步探索了课程的教学思路和方法。在今后的教学中，我们还将不断总结经验，进一步完善教学过程中的各个环节，培养出既掌握专业知识，又具备分析问题、解决问题能力的能适应以后工作和科研需要的高素质人才。
参考文献：
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专业英语教学内容一般为专业知识的论述，具有很强的逻辑性和学术性。为提高学生的专业英语阅读、翻译、初步写作的能力，笔者采取的方法如下。
1.师生互动是专业英语教学的重要手段
传统专业英语的教学模式是先讲解词汇，再阅读和翻译课文，这样的课堂单调且冗长，学生学习兴趣不高。考虑到语言教学的特殊性，为达到好的教学效果，需要学生在课堂中的积极参与，尝试改变以往教师讲学生听的简单教学模式，采用多种形式与学生互动交流。通过提前布置作业，学生做好预习工作，每次带着问题上课，在课堂上再随机指定学生朗读并讲解翻译，其他同学进行补充或修正，最后教师结合专业内容进行点评，并讲解相关的重要知识点和专业词汇。这样，充分调动每个学生的学习积极性，使之从被动学习变成主动学习，加深了学生对教学内容的理解和认识。
2.适当进行多媒体教学,丰富课堂教学内容
现在多媒体及网络等教学手段已广泛引入到课堂教学中，这些教学手段使课堂教学更加直观生动，增大了课堂的信息量，提高课堂效率，激发了学习兴趣。为此，在每次课文内容讲解结束后，笔者播放一些相关内容的科普性英文短片，比如介绍高分子材料合成、成型、应用等方面。由于刚学完相关内容，所以学生表现出浓厚的兴趣，通过看、听、讲述，留下了直观的知识，同时也锻炼了学生的听说能力。把一些信息量大、实用性强的专利、论文、技术标准等专业资料制作成多媒体课件进行课堂讲解，在有限的课堂时间内给学生传递了较多的信息内容，提高了课堂效率。
3.教学效果的检验
考核方式是教学中的重要环节，是检验教学效果和巩固学生所需知识的重要手段。考核主要涉及两个层次，平时考核与期末考试。平时主要考核学生以英语为工具进行专业信息交流的能力，期末考试则通过试卷形式检验学生对专业词汇的掌握情况，以及快速阅读科技论文并从中获取信息的能力。在完成每一阶段的教学环节后，教师要不断总结，了解学生对所授知识的掌握程度，确定考核指标，根据考核结果来修正下一阶段的目标，设计下一阶段的教学内容。平时的阶段性考核可以有多种方式，如根据教学内容，学生抽签选择一个题目用英语讲述，考察听说能力。或针对知识点，把常见的错误总结出来，引导学生纠错，考察语法知识的掌握情况。在课堂教学将结束的时候，我们对学生进行分组合作完成一次科研课题的汇报，学生自行分工，查找资料、设计制作多媒体课件、上台汇报讲演。在这个过程中，学生不但提高了自己的专业英语水平，还培养了团队合作的能力。
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0 引言
2001年教育部印发了《关于加强高等学校本科教学工作，提高教学质量的若干意见》，鼓励高校“积极推动使用英语等外语进行教学”[1]，我国高等学校各专业纷纷开设了双语课程。经过10余年的努力与发展，我国高校双语课的开课数量与教学质量均有大幅度提高。据武汉大学的数据调查显示，截至2009年，被调查的135所高校中已有132所开设了双语教学课，开课率高达97.8% [2]。虽然各级教育机构对双语教学的重视程度和投入力度不断加大，但是受到教师、教材以及学生水平等众多因素的限制，我国高校双语课的教学效果仍然有待提高。尤其是对于师资水平、学生水平有限的地方性高校，“双语教学”更是成为本科教学中的“鸡肋”――食之无味，弃之可惜。虽然目前学术界将制约我国双语教学水平的主要原因归咎于“师资、教材和学生”[3]，但不可否认的是，正确合理的教学理论指导和教学方法的缺失也是双语教学水平提高受限的重要因素[3]。
“任务驱动法”是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学方法，起源于20世纪80年代中期，最早应用于外语类课程的教学实践中并取得良好的效果[4，5]，在计算机、信息类教学中也有广泛应用[6，7]。任务驱动教学过程中，教师根据教学大纲中的内容要求及培养目的设计相关任务，使学生在真实情境的驱使下，通过探究完成任务或解决问题的过程，学习和掌握教学要求的内容，并培养学生提出问题、分析问题、解决问题的综合能力。此方法将以往以教师传授知识、学生被动接受为主的传统教学理念，转变为以解决问题、完成任务为主的多维、互动式的教学理念，使学生处于积极的学习状态之中，每一位学生根据自己对当前问题的理解，运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题[8]。2010年，胡静等[9]通过普通双语教学法和任务驱动教学法在“健康评估”双语课中的教学实践，对比了两届学生在同一阶段的考评结果以及学生对课程的认可度，结果显示采用任务驱动教学法的教学效果和学生对课程的认可度明显优于传统双语教学法。
本文结合高分子材料与工程专业双语课“高分子材料科学技术概论”（Introduction to Polymer Science and Technology ）的教学实践，对“任务驱动教学法”在本课程教学实践中的应用进行了探讨和解析。教学过程中根据专业特点及课程教学大纲的要求，以增长专业知识、培养学习兴趣、提高科技英语阅读写作水平为目标，对驱动任务的制定和分析、驱动任务的分解完成以及实施过程中存在的问题进行了探讨，为“任务驱动教学法”在双语教学实践中的进一步拓展提供了依据。
1 驱动任务的制定
我国双语课程开设的主要出发点是旨在通过双语教学培养学生国际化的职业能力和科研能力，以适应时展和需要。具体而言，一是从职业能力方面，改变学生“哑巴英语”、“聋子英语”的状态，使其在大学英语的基础上，掌握一定的专业术语，能够参与到国际化的工作交流中，如英文工作环境以及国际会议等；二是从国际化的科研能力来说，改变过去大学生对国外文献资料零接触的状态，使其初步具备搜集阅读和理解运用国外相关文献的能力，为学术研究开拓宽广的视野，打开获得外部信息观念的通道，从而把握本专业国际学术前沿的发展动态，向世界先进学术研究水准看齐[10]。“高分子材料科学技术概论”是高分子材料科学与工程专业任选课程之一，主要介绍高分子材料方面的基本概念、发展历史，聚合物的合成、加工以及结构与性能，目的是使学生在学习专业课之前对日常生活中接触到的聚合物材料有一个基本的认识和了解，激发其学习兴趣。另外，在介绍专业知识的基础上，加强学生对学术期刊论文、专利等科技论文格式的认识，使其初步具备专业科技论文的检索、阅读、分析和总结能力。传统的双语课教学主要采用英文课件，通过教师双语授课、学生被动接受的方式进行。然而，由于专业英语与大学英语的区别，加之专业基础知识的缺乏，使部分同学对课件内容及老师的英文讲述难以理解，从而影响了其对课程内容的接受水平。“任务驱动教学法”以“驱动任务”作为学生学习探索的推动力，使学生由被动接受转变为主动学习，有助于提高学习效果。
任务驱动教学方法的实施过程通常包括：设计任务、提出任务、分析任务、自主协作完成任务、交流评价5个环节。其中，设计合理有效的“驱动任务”是整个教学过程的关键，任务的完整性、难易程度及是否典型、能否引起学生兴趣等都将直接影响到学生课堂上探究式学习的效果。根据课程教学大纲及教学目的的要求，本课程的驱动任务设计过程中主要考虑在以下方面对学生进行训练：（1）专业知识的学习和掌握，如聚合物的合成反应及其实施方法、聚合物的结构与性能等；（2）专业类科技英语的学习和掌握，如组织学生通过英文课本、期刊、网站了解专业知识及行业发展前沿；（3）文献检索平台的使用，如学校图书馆、电子数据库的使用等；（4）科技论文的分类及格式要求，如区分研究型论文与综述性论文在写作方法及格式的异同，掌握专利文献的结构组成等；（5）多媒体课件的制作，如多媒体课件的设计、动画等；（6）中英文口头表述及交流互动，如“会议模式”的口头汇报及回答问题等；（7）任务分解及分工合作，即组内同学根据老师布置的任务对其进行分解后，大家分工合作，共同完成任务；（8）相互学习交流，由于不同学生的具体任务不同，大家在任务完成后可以相互学习交流，达到共同提高的目的。
“高分子科学技术概论”为概论型课程，主要涉及的专业内容包括高分子化学（介绍高分子的合成与制备反应）、高分子物理（介绍高聚物的结构与性能）、高分子材料成型工艺学（介绍常用高分子的成型方法及工艺条件）、高分子材料（介绍常用高分子的性能及应用）等。因此，驱动任务的设计在综合考虑其他能力锻炼的同时，要紧紧围绕相关的教学内容，难易适中，注重兴趣的培养。如针对高分子材料部分的内容，传统的教学方式只是枯燥的讲解何种材料具有何种性能，学生缺乏感性认识，学习兴趣不佳。在任务驱动教学法中，设定的驱动任务是以生活中常见的高分子材料制品为例，比如安排学生找出塑料盆是什么高分子材料组成的，该材料的制备方法、性能以及应用范围，制品配方设计包括哪些成分以及配方设计中应考虑的因素，产品的成型方法、成型条件等等。本方法充分调动了学生的好奇心，并以此为动力完成后续学习任务。另外，作为双语课程，更好的利用英语这一媒介采集和输出信息也是本课程重要的学习目的之一。因此，驱动任务也应该注意鼓励学生利用英文教材、网络等途径进行专业英语方面的了解和学习。
2 驱动任务的分析与分解
由于专业知识的限制，学生对任务的分析可能不够全面，教师在此过程中需要进行指导。“驱动任务”的设定通常以教学大纲为依据，因此教师在给出驱动任务后，应该根据教学大纲的内容及要求，对驱动任务进行充分的分析，使学生知道此任务设定的目的，明白完成此任务需要了解和掌握哪方面的知识，从而提高学习的针对性和任务完成的效率。例如对于上述任务，其设计目标是使学生对聚合物合成、结构与性能、塑料配方设计、高分子材料成型方法等多方面内容有一个基本的了解和掌握。教师在任务分析过程中除了提示学生充分考虑本任务涉及的知识外，也应该注意对相关知识的拓展及思考。例如，塑料盆的成型加工是采用何种方法，除此之外高分子材料还有哪些常用的成型方法；每种成型方法的特点及适用的高聚物类型以及产品类型、各成型加工条件的确定方法以及应注意的问题等，而所有这些问题的根源则是高分子材料的结构与性能的关系。学生对这些问题的思考与学习，对于其在以后的工作过程中将所学的理论知识学以致用、解决实际工程技术问题具有非常重要的意义。
3 驱动任务的完成
教师根据课程内容设定驱动任务后，需要对学生进行分组，要求每一组的同学相互协作，共同完成资料搜集、整理、幻灯片制作等工作。每一个驱动任务都可以分解为多个子任务，因此需要多名同学共同努力完成。一般每组学生4～6人，选取组中“中坚力量”为小组长，负责组织协调本组的学习活动，并详细记录问题探究的进展，每次课后要向教师汇报学习的情况。驱动任务主要靠学生在课下通过图书馆、互联网等多种途径搜集资料来完成。根据授课计划以及各组任务的难易程度，各小组的具体任务及完成时限要求将有所不同。因此，要求小组长切实做好任务分配及协调工作，保证大家进度一致，并在汇报前将工作做完。最后，小组任务的完成情况采用“学术会议”的组织模式，由小组代表采用多媒体课件进行汇报，汇报语言要求50%以上用英语。
下面以驱动任务“列出常用塑料的回收标志并找出对应的聚合物在生活用品中的应用及其基本物理化学性能和使用过程中应注意的问题”为例介绍任务的分解及完成要求。本任务主要可以分解为以下几个子任务：（1）塑料的回收标志及其对应的聚合物；（2）回收标志中的英文缩写对应的中英文全称；（3）回收标志中各种材料的化学组成及机械、物理性能；（4）针对回收标志1～7分别找出生活中5个实例并根据实际用途区别其性能差异。最后要求小组内成员将各自负责的内容整理汇总，并做好幻灯片以便课上汇报交流。由此可见，驱动任务的完成过程需要小组全体成员在教师的指导下共同合作完成，任务完成质量取决于各子任务的完成情况以及成员的团结合作，是集体智慧的结晶。任务的完成过程除了需要学生借助互联网、书籍等渠道查阅大量文献资料之外，还要求学生对生活中的塑料制品进行观察思考，有助于提高其学习兴趣。
4 交流评价
交流评价与归纳是总结、反思与巩固的阶段，这一过程应在每一组汇报以后进行。小组汇报结束后，作为观众的同学可以针对其讲述内容提出问题，并由汇报小组成员回答。学生通过问答或者讨论的形式获得知识，并实现信息的传播。交流的目的：（1）通过相互评价，加深学生对该任务的认识，将小组的研究结果汇报给其他同学，使“学”者的身份转换为“师”者，通过汇报内容传达教学大纲的要求；（2）总结完成任务的过程方法，发现和解决倾向性问题，促使学生进行反思，把所学会的知识内化；（3）锻炼学生在多媒体制作、口头表达自己思想、辩论自己观点等方面的能力。评价可以采用个人自评、组内互评、组间互评、教师点评等多种评价相结合的方法，使评价做到公平、公正。教师在整个过程中起指导、组织和补充的作用，使学生真正成为学习的主体。在这一模式下，学生可以通过计算机互联网随时获取帮助，并随时成为“教师”。这一方法完全改变了传统的教学方式，使因材施教真正落到实处，让每个学习者都能将学习当作一种享受。
5 运用中存在的问题
通过合理有效的驱动任务，大大调动了学生的学习动力，使兴趣成为其学习的内动力，效果是不言而喻的。但是，在此教学方法的应用过程中仍然存在着一些问题和需要注意的地方。具体来说主要有以下几个方面。
1）教学进度不易把握。驱动任务的完成过程需要耗费大量的课余时间，而原来的课堂授课时间很大一部分被交流和评价所占据。根据教学内容安排，如果汇报小组的准备不够充分，就会影响到教学进度。这就需要教师严格要求并在课下投入大量的精力对任务的完成情况进行督促和指导。另外，教师需要准备备用材料，以防止有的小组任务完成得不够全面。
2）课堂管理亟待改进。课堂的交流与评价时间应该防止部分学生“开小差”，游离于课堂讨论之外。针对这一问题，教师要认真观察，必要时采取提问的方式促使学生投入到课堂讨论中。
3）评价上有困难。由于任务的完成工作多在课下进行，在小组内可能会出现部分同学“偷懒”、不积极参与的情况。这要求教师和小组长做好协调和督促工作，针对每一位同学的具体任务，教师做到心中有数，并及时与小组长沟通任务进展情况。
4）如何达到“双语”这一目的。完成驱动任务往往需要查阅大量的文献和资料，能采用英文这一工具除了要求学生具有较高的英文水平之外，对学生专业基础知识和专业英语的掌握也是一个不小的挑战。否则，学生面对满眼不认识的单词往往不知所措，无法利用英文完成相应的任务。因此，如何增强学生面对大篇幅英文资料的信心，使课程真正达到“双语”课程设置的目的也有待后期的研究和实践。
6 结束语
本文结合“高分子材料科学技术概论”双语课程的实践教学，对“任务驱动教学法”在双语课教学中的应用进行了探讨。通过对学生的问卷调查显示本方法可以有效地调动学生的学习积极性并使兴趣成为其积极探索的内在动力，同时提高了其专业知识掌握、资料检索、多媒体课件制作、口头表述等综合素质，教学效果有效提高，也受到学生的广泛好评。针对实施过程中仍然存在的一些问题，在以后的教学过程中应该采取相应措施加以改善。
参考文献
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由于分形理论研究的特殊性，以及他在自然界应用的广泛性，目前分形理论已迅速成为描述、处理自然界和工程中非平衡和非线性作用后的不规则图形的强有力工具。自分形理论发展以来，国内外对分形理论在各方面的应用进行了大量的理论和实践，材料学中也一样，分型理论目前已渗透到了材料学的各个领域，尤其是高分子材料，下面就分形理论在高分子材料学中的应用做一浅议。
一、分形维数的测定方法
根据研究对象的不同，大致可以分为以下五类：改变观测尺度求维数；根据观测度关系求维数；根据相关函数求维数；根据分布函数求维数；根据频谱求维数，分形在材料科学中应用时，一般应用的测定分维方法是：盒维数法、码尺法和小岛法。
二、分形理论在高分子结构中的研究
(一)高分子链结构中的分形
由于高分子尺寸随链结构象而不断变化，对这类问题的处理属于统计数学中的“无规飞行”。但若从分形的角度来看，则高分子具有明显的分形特征并可以跟踪监测。对高分子中普遍存在的自回避行走也是如此，只是表现出不同的分形行为。又因为这类问题与临界现象很相似，故我们亦能采用重整化群等有力工具。并且分数维的另一独特功能是可灵敏地反映单个高分子的单个构象[4]。
(二)高分子溶液中的分形
由于高分子溶液中的大分子链使得其和普通液体在很多方面存在差异性，如普通液体所不具备的流变行为、应力传输等。在实际研究中。分形结构主要存在于高分子溶液中的凝胶化反应中，高分子溶液的凝胶化反应主要是指聚合物的凝胶化过程，是一种临界现象，是介于晶态与非晶态之间的一种半凝聚态，这个过程中高分子链之间会形成的网络结构，该结构是一类形状无规、无序且不规整的错综复杂的体系。但该体系是可以用分形的方法研究的凝胶化反应，在亚微观水平上存在自相似性。例如左榘等研究的苯乙烯一二乙烯的凝胶化反应。
(三)固体高分子中的分形
对于高分子材料，当固体高分子材料断裂时，不同力学性质的材料将形成不同的断面形貌，而断面形貌一般为不规则形态，是一种近似的或统计意义的分形结构，可用分形理论进行分析表征，从而根据断面的形状定量评价材料的力学性能。而微孔材料中由于分布着大量微小的孔洞，这些微孔具有不规则的微观结构，使得微孔材料无论在总体还是在局部都呈现出较复杂的形态，无法用传统的几何学理论进行描述，但可用分形几何理论对微孔形态的复杂程度作量化的表征[5]。
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一、专业英语教学存在的问题
专业英语教学与其他专业课程教学的教学语言环境、教学课时（更短）、教学重点侧重于传授专业知识的英语表达等不同，由此给专业英语教学带来一些难题。以“高分子材料与工程专业英语”课程为例，在实际教学中普遍存在如下情况[3-5]。首先，学生基础英语水平参差不齐，给专业英语教学带来困难。专业英语以通识英语为基础，而笔者所在地方院校的学生英语基础普遍较差，对大量的专业词汇、专业术语、派生词和长难句的理解和掌握也较为困难，学生很难与教师进行教与学的良性互动，学习兴趣和主动性不高，有挫败感。其次，“高分子材料与工程专业英语”教材内容较陈旧，题材单一，学生在有限课时中获得感不强。最后，通读教材全文并逐句翻译的常规教学方法强调了“教”，而忽略了学生为主体的“学”，学生在课程结束后，专业英语读、写、听、说能力未见明显提高，教学效果欠佳。解决专业英语教学中的上述问题，提高教学质量，需要“对症下药”。“症”可概括为学生英语基础水平薄弱、传统“填鸭式”教学方法不符合学习的本质和内在规律，导致学生学习热情和获得感不足。笔者结合个人教学的思索和实践，探讨并提出了提高专业英语教学质量的方法和手段，给出对“症”的“药”。
二、提高专业英语教学质量的方法和手段
（一）夯实学生通识英语基础，同步提高通识和专业英语水平。笔者在教学过程中发现，大部分学生通识英语基础较差，表现在英语词汇量不够，常用的一些固定搭配、介词组合和一词多义掌握不扎实，复杂句型结构分析能力不足。建立在通识英语上的专业英语属于更高的应用层次，但基础不扎实，何谈应用。因此在日常的教学中，需要花一定时间强化学生的英语基础，并且可结合相对简单的专业英语表达，消除学生和专业英语的距离感，提升他们的学习信心。以下面的句子为例，“Polymermaterialscanbeusedasplastics、fiber、rubber,coatingsandadhesives.”此句中既复习了usedas的固定搭配使用，也学习了polymer（聚合物）、plastics（塑料）、fibre（纤维）、rubber（橡胶）、coatings（涂料）和adhesives（胶黏剂）等专业词汇，句子虽简单，但学生学习时可获得事半功倍的效果。除了提供教材或教师自创的一些简单专业英语例句外，课堂内外布置经过精心设计的有针对性的作业，如词汇默写或复杂句型划分等，可有效巩固基础英语和专业英语知识。同时，课堂上鼓励学生进行以通识英语为基础的专业英语口头或书面表达，进而通过创造性地学习巩固通识英语和提高专业英语水平。（二）整合专业英语中的零碎词汇，系统化和专题化教学。专业英语中大量的专业词汇、术语和派生词是学生理解专业英语语义的最大阻碍，虽然教材中每篇课文后面都给出了专业词汇的中文解释，但仅靠教师在课堂上的讲解或学生课前的预习来掌握并不理想。这主要由课时以及学生可分配学习时间有限的客观原因导致。虽然专业英语中的专业词汇和术语量多而杂，但学习和掌握并不是没有规律可循。任课教师可根据专业词汇的内在联系和逻辑关系[6-7]，将分散在各章节中的专业词汇和术语等进行总结、整理、归纳、补充，进而将专业词汇分成诸如单体—聚合物命名、聚合方法、聚合物结构（近/远程结构、凝聚态结构）、性能（包括溶解性、力学、热学、电学等）、加工成型方法等若干专题，列出相关联词汇以及它们的派生词，进行系统化的学习。例如在聚合方法专题的学习中，可以以polymerization一词为中心，构建如图1所示的逻辑思维导图,并利用专业知识的逻辑关系强化专业词汇和词组的记忆。教师可引导学生依此思路，构建其他专题的词汇逻辑思维导图，强化专业词汇的学习和记忆。相比分章节的词汇教学，专题词汇学习受到学生的肯定，教学效果更好，这主要是得益于专题词汇学习的方法更能体现学生学习的主体性和创造性，也更符合学习规律。（三）拓展教学题材和内容，增强学生学习获得感。“高分子材料与工程专业英语”目前使用的教材内容涵盖高分子化学与物理、聚合反应工程和高分子成型加工等内容[8]，教材原文大部分选自20世纪70~80年代的介绍性专业英语文献，题材相对单一，内容较陈旧。仅仅学习教材内容，对提高学生专业英语水平仍显不足。学生在未来就业或深造中，极可能会接触到诸如PCT专利、进出口产品技术参数说明书、最新研究性英文文献等题材的专业英文资料。在专业英语课程中，教师有选择性地增加这些题材的内容，有助于学生了解各类题材专业英语的行文特点和结构，增强专业英语的广泛阅读及翻译能力，甚至是写作能力。如以增加研究性英文论文题材的教学内容为例，考虑到学生毕业设计中要查阅相关课题的英文文献，因此可结合学生的毕业设计任务来完成该题材教学。在教学中，可以先介绍研究性英文论文的文章结构以及写作要点，然后要求学生自选与毕业设计课题相关的英文论文进行精读，最后通过简短的课堂展示（presentation）环节考察学生对论文的理解程度，或者要求学生就自己的毕业课题进行英文介绍。结合教学内容题材和合适的教学设计，可以使学生学到更广泛的专业英语知识，提高专业英语阅读和运用能力，学习有获得感。（四）提高学生的自主学习能力。学生对专业英语课程学习自主性相对较差，也是其英语水平提高不明显的主要原因之一。在有限的课时内提高专业英语的教学质量，教师教学业务水平是一方面，学生学习的热情和自主性又是另一方面。平时表现和平时作业纳入课程考核指标，一定程度上可促使学生被动或主动学习，但对促进学生扎实掌握专业英语知识还不够。教师可利用现代信息技术，收集专业相关的、有趣的网络视听资源（例如元素周期表之歌、塑料瓶回收加工利用讲解视频、科技文献中重要的实验视频介绍等），并对这些视听资源作一定加工和中文注释，制作成微课，在课堂上或课间播放；或者通过慕课、多媒体教学平台向学生开放时长较长的一些视听资源，学生利用课余时间观看，既可增加学习的趣味性，又可学到课本外的专业知识。教师亦可向学生推荐一些信息网站，发动学生在网络资源中搜索专业相关的英文资料、文献以及视听资源，并与全班同学共享。通过这些手段和方法，学生自主学习能力明显提高。
三、结语
综上，针对专业英语教学效果不理想的现状，教师应积极采取针对性对策和方法，包括结合专业知识夯实基础英语、以专题教学形式系统化传授专业英语知识、丰富专业英语教学题材，以及借助丰富的网络资源供学生自主学习等，进行教学方法实践、教学设计调整以及教学内容的拓展，进而有效激发学生的学习兴趣和热情，逐步提高学生专业英语水平，改善教学效果。
参考文献：
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