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篇1
1.教学现状
在工科院校,有机化学的教学课时“缩水”,如我校有机化学虽然是“大类培养”的重要专业基础课,但是其课时数被压缩到64个学时,教师必须在一个学期之内完成教学。而有机化学作为高分子材料与工程专业的基础课,是高分子化学、高聚物合成工艺学、高分子材料学等后续专业课的基础,学生必须在有限的课时数里掌握《有机化学》这门课程,难度大,任务重。
另外,由于江苏省高考制度,较大部分的学生高中阶段选修的“物生”,进入大学后化学知识特别是有机化学基础知识非常薄弱,一个教学班级里,学生的化学知识水平参差不齐。通常是刚进入大学的第一学期学习无机化学,对于选“物生”的学生来说,没有化学基础,一开始就挫伤他们学习化学的自信心。学习有机化学时,多数学生对有机化学的学习有畏惧感。如果入校时对专业认知不够,不能看到有机化学学习对高分子材料与工程专业学习的重要性,更是对有机化学失去兴趣。
再者,有机化学课程自身的特点,由于有机物数量多,结构多变,机理难掌握。而工科院校的有机化学课时数又被压缩,教师为了教授完大纲的教学内容,不得不采取“满堂灌”教学方法,使得学生缺乏主动获得知识的能力,被动“填鸭式”教学必然导致教学效果不理想。一学期教学结束,发现学生知识掌握不好,除了少部分拔尖的学生,大部分学生对这门重要的专业基础课一知半解,学到的有机知识很少。
2.教学改革
结合有机化学学科规律,针对高分子材料与工程专业特点,对教学内容进行优化、取舍;改进教学手段,选聘高年级本科生、研究生做助理班主任,让他们参与本科生教学,形成多元化的本科生教学队伍;改革考核方式,实现高分子材料与工程专业有针对性的考核方式,教考分离。
(1)改革教学内容
有机化学的教学关键是引导学生“有机”这一学科,不同于其他几门基础化学课,有机化学基本不涉及计算,不涉及公式,说的是图片的拼接,化学键的断裂与重组,以构建新的有机分子。那么,在教学过程中如何引导学生使用“有机思维”思考问题才是关键。当我们谈到如何面对课时数被压缩这个问题,如果抓住“引导学生进入有机化学这个学科”这个关键问题,就能依据高分子材料与工程专业的培养方案,深入分析研究教学大纲和教学目标,对教学内容进行取舍。
在改革教学内容时,还要考虑以下两个方面问题:一是研读多种版本的教材,最新版本的中、英文有机化学教材和专著等,从不同研读、分析深度的教材方面,准确把握“基础有机化学”教学重点、难点,结合高分子材料与工程专业的特点来取舍教学内容。二是关注高分子领域的研究前沿,发展动态,结合传统的知识,推陈出新,把最新的知识信息教授于学生,引导学生了解最新的前沿,激发他们的兴趣,使之感觉到目前所学知识的有用性。
(2)改革教学手段
我校近年实施了一项“班主任助理”制度,选派高年级本科生、研究生担任本科生班级班主任助理,取得了很好的教学效果。高年级本科生、研究生参与本科生教学,形成多层次、多元化的本科生教学队伍。
高年级本科生已经学习了有机化学专业基础课,经历过有机化学的学习和考核,有自己的学习方法和技巧;他们已经进入高分子材料与工程专业课程学习,对哪些知识对专业课学习重要有切身体会;他们与低年级学生同属于一个年龄阶段,有更多的共同话题,沟通交流更容易,帮助学生及早发现自己的优缺点,扬长避短。
高分子材料与工程研究方向的研究生,通常具有扎实的专业基础知识,已经接触了专业的前沿研究方向,可以对高分子材料与工程专业低年级学生的学业、思想及心理等方面给予关心和指导。而且本科生可以在研究生的带领下主动做一些创新创业项目,这使得本科生更清楚自己在课堂学习中哪方面有不足,增强本科生对基础知识学习的热情,使他们在有机化学课堂学习中更积极、努力。
(3)改革考核方式
良好考核方式可以极大地促进学生的学习热情,提高他们学习的积极性。目前,我院不同专业实行统一考试,如环境工程、化学工程、安全工程和高分子材料与工程等专业统一出卷,流水阅卷、统一登分,做到公正、准确。但是,这种“统一”的方法抹杀不同专业对有机化学需求的不同,使得教师和学生忽视基础课对后续专业课的影响,结果是为了考试而学习,不能真正掌握自己专业需求的有机化学知识。
为了提高学生的整体素质和学习积极性,我们应实现不同专业单独出卷、单独考核的方式。卷面上可以体现出适合高分子材料与工程专业的题目,结合他们的后续专业课程。哪些知识是有机化学这门课程必须掌握的基础知识,哪些知识是关联高分子材料与工程的专业知识。同时,建立针对性的有机化学试题库,使学生接触更多不同的题型,拓宽知识面。建立适合高分子材料与工程专业的有机化学试题库,有机化学课程理论考试按照一定的难度系数、教学要求、考试范围等,统一从试题库里抽调,实现教考分离。
3.结语
为全面提升高分子材料与工程专业的有机化学教学质量,我们要结合有机化学学科规律,针对高分子材料与工程专业的专业特点,从学生的实际出发,认真分析总结,精选教学内容,创新教学手段,改革考核方式,不断激发学生的学习兴趣,以提高高分子材料与工程专业的人才培养质量。
参考文献:
[1]黄杰,周冕,李又兵,王选伦.高分子材料与工程专业《有机化学》教学改革探索与实践.广州化工,2014(42):186-187.
篇2
考试科目
复试及加试科目
007化学化工学院0535-6902603
070300化学
01 无机化学
02 分析化学
03 有机化学
04物理化学
05高分子化学与物理
三年
①101政治理论②201英语一③734分析化学④834有机化学
01复试:无机化学
加试:物理化学;仪器分析
02复试:仪器分析
加试:物理化学;无机化学
03复试:有机化学实验
加试:物理化学;无机化学
04复试:物理化学
加试:无机化学;仪器分析
05复试:高分子化学
加试:无机化学;物理化学
081700化学工程与技术
01 化学工程
02 化学工艺
03 应用化学
04工业催化
三年
①101政治理论②201英语一③302数学二④835化工原理
复试:物理化学
加试:无机化学;有机化学
085216化学工程(专业学位)
01不区分研究方向
三年
①101政治理论②204英语二③302数学二④835化工原理
复试:分离过程
加试:无机化学,有机化学实验
085221轻工技术与工程(专业学位)
01不区分研究方向
三年
篇3
二、化学工程技术在新世纪的发展趋势
化学工程的迅速发展在中国已经成为一级工程学科,在新的世纪呈现与相关的学科交叉结合的趋势。
1.化学工程与相关学科的交叉
1.1与高分子化学、高分子物理的交叉。化学工程与高分子化学、高分子物理的交叉的学科工程就是所谓的材料化学工程。这一发展趋势是将工程化学原理应用到材料的制造过程中,把自然资源的粗材料加工成精细的化工材料。这一发展趋势的应用领域十分的广泛,如农业中用的薄膜以及各种新型纤维,汽车器材的制造。 1.3与有机化学、无机化学的交叉。化学工程与有机化学和无机化学的交叉学科就是精细化学工程。这一技术的主要应用领域是化肥的生产以及石化企业的石油精细化产品的加工生产。
1.4与环境学的交叉。当今社会经济发展的同时环境的保护也越来越得到重视,不断发展的化学工程技术也要注意到环境的发展,这就是环境化学工程。目前主要应用于一些无公害产品的生产,以及净化环境技术的研究。
1.5与物理、微电子学的交叉。化学工程技术与各种电子产品的生产技术的结合,有利于各种微电子产品如硅、线路板的生产发展。
2.化学工程与数学、物理学、基础化学进一步结合
2.1与数学的结合。当代化学的发展必须要掌握一定的数学工具,化学工程中非线性代数的应用越来越广泛,表明化学工程技术与近代数学的进一步结合。
2.2与物理学的结合。化学工程技术与物理学的进一步结合体现在X光衍射、气相色谱程序以及电镜等高科技产品的研发和利用方面。
2.3与物理化学、生物化学的进一步结合。化学工程技术与物理化学、生物化学学的结合主要体现在人力学参数的预测和生物环境的治理上,通过与生物化学学技术的深层次结合,是这两项技术有了很大的进展。
三、促进化学工程技术发展的对策
1.着眼全局提高化学工程技术水平
化学工程科学近年来的发展趋势已经明显地呈现与多学科交叉的现象,要进一步促进化学工程技术的进步,就要从全局出发综合考虑与化学工程交叉的各个领域的情况。要统筹考虑各个领域的运用,做好整体的规划,协调各项科学的开发利用。并且统筹现有领域的同时积极开拓新的研究领域,使各个学科领域相互促进,最后实现共同发展。
2.提高化学工程机械设备研究水平
机械设备是提高一项技术必须具备的,先进的机械设备能为更高水平的技术研究硬件支持。但是相对而言,目前化学工程技术方面的机械设备还比较落后,应该加强研究力度,向世界化学工程技术研究的机械水平靠近。有了这些高科技水平的机械设备,在化学工程技术领域赶超世界水平指日可待。
3.做好化学工程技术的教育工作
任何一项技术的发展都不能离开高水平的人才,所以要促进化学工程技术进一步发展需要加强化学工程领域的教育培训工作。不仅需要培养化学工程技术方面的知识,与其相关的学科的教育与培训也要加强。不仅仅培训理论知识,更要加强学生的实践能力,为化学工程技术的发展储备人才。
4.积极开拓化学工程技术的应用市场
篇4
教学条件是专业发展的基础,并且随着高等教育的发展,提高学生的就业率成为大学的主要目标之一,它要求高校为学生提供更多的实践机会。为了更好地满足和适应本科教学的需求,适应社会发展,培养学生创新精神和实践能力的需要,必须做好实验室建设工作。本专业在2001年之前由于普通存在的教育经费投入严重不足的现象及本专业建立时间较短的原因,除专业基础实验室条件尚可之外,均达不到及格标准,且基本为验证性实验,与专业“重视能力和创新”的培养目标差距很大。随着延边大学“211工程”建设力度的不断加大,专业实验室条件得到一定的改善和提高。实验开出率达100%,设计性、综合性实验比例上升到接近50%以上。目前化学工程与工艺专业相关的实验室有化工原理实验室,化工专业实验室,化工仿真实验室,高分子化学及物理实验室等。通过“211工程”的建设,实验室比以前有了较大的改善。但由于资金投入有限,其中化工专业实验室从20世纪70年代建成到现在几乎没有投资改善。实验室建设的主要任务:①加大资金投入,建设高分子材料加工实验室;完善化工专业实验室以及化工仿真实验室;②加强实验室管理体制、提高设备利用率,保证课程实验、课程设计、毕业论文及设计等实践教学环节的质量;③逐步实现开放式实验教学,提高设计性、综合性实验比例。
3整合利用校内外资源,建设一批稳定的校内外实践基地
实践教学基地建设工作是高等学校教育教学工作的重要组成部分,是培养复合型、应用型人才的基本条件之一,对学生创新能力、实践能力的培养,综合素质的提高,具有不可替代的作用,而学生实践能力的培养又主要是通过实践教学来完成的,因此,加强实践教学建设的意义不言而喻[1]。校外基地在实践教学过程中,有着不可替代的作用,它是学生接触社会、了解社会,服务社会的主渠道,通过校外基地的实习可以提高学生解决生产实际问题的能力。校外实践教学基地建设应遵循教学、科研、生产三结合的原则。目前我们已经跟图门炼油厂、石岘造纸厂、开山屯造纸厂和吉林等建立了良好的厂校关系,建立了学生毕业实习基地。这些基地为我校化工行业学生进行校外认识实习、生产实习、毕业实习以及毕业论文(设计)提供了有利保证。在实习基地建设上,一方面加强校内的组织和协调,整合校内资源,另一方面,对外要加强联络和沟通积极争取校外资源,主动聘请现代企业的专业技术人员来校讲座,参与我们的实践教学,能够全面锻炼学生,又可过大学校专业影响,建设一批高质量的、稳定的、管理先进的、有一定经济实力的教学实习基地,
4积极开展教学改革及课程建设,提高教学质量
20多年来,化学工程与工艺专业的发展迅猛异常,新技术、新理论不断涌现,与生物、药学、环境和材料等学科的交叉发展更快,因此,化工基础课和化工实验课程的教学内容到了非改不可的时候了。按照新的内容体系编写和修订教材,并且将部分科研成果写入教材,设计为实验,融入课堂教学中,可以促进教学改革的深入发展,同时拓宽了学生的知识面,有利于培养创新人才,有利于提高他们从事基础和应用研究的能力。积极开展教学研究,探索教学规律,重视学生在教学活动中的主体地位,充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性;进一步精简课堂教学内容,为学生创造更多的自学条件。根据学生的特点和需要,因材施教。改革“灌输式”以及在教学中过分偏重讲授的教学方法,积极采用启发式、讨论式、研究式等生动活泼的教学方法;积极采用案例教学法和归纳式教学法。教学方法的改革要有利于增加信息量,提高教学效率,有利于加强学生自学能力,独立分析解决问题的能力的培养,有利于学生创新思维和实际创新能力的培养,有利于学生个性和才能的全面发展。加大优秀课程、精品课程的建设力度。建设优秀课程、精品课程的重要措施之一就是集中优秀教育资源,积极整合优秀教改成果。
5加强师资队伍建设,建立一支结构合理的师资队伍
篇5
作为一名材料学院高分子专业的学生,金工和本专业有着直接的联系,但是通过金工实习能够使我们接触到生产实际,获得机械制造一般过程的感性认识,了解到一些先进的生产技术设备;进行有关实践技能训练,培养一定动手能力和严谨的工作作风;同时,在劳动观点、质量和经济观念、理论联系实际和科学作风等工程技术人员应具有的基本素质方面受到培养和锻炼。记得一个老师就说过,我们来这里有两个目的,一是了解而非真正学习手艺,即获得机械制造一般过程的感性认识,二是体验生活锻炼动手能力,即接触真正的生产实际。我认为这是非常正确的!机械制造生产过程实质上是一个资源向产品或零件的转变过程,是一个将大量设备、材料、人力和加工过程等有序结合的一个大的生产系统。两个星期的时间不可能使我们完全的掌握这门技术。但是重要的是我们在金工实习过程中锻炼得到能力和经验!对于一名大学生,特别是一名华南理工大学理工科的大学生,实践和理论相结合显得尤其重要,而实习就直接提供了这个桥梁,它让我们把从书本上学到的东西加以运用,同时也让我们学习到了从书本上学不到的东西。
身为大学生的我们经历了十几年的理论学习,不止一次的被告知理论知识与实践是有差距的,但我们一直没有把这句话当真,也没有机会来验证这句话的实际差距到底有多少。金工实习给了我们一次实际掌握知识的机会,离开了课堂严谨的环境,我们感受到了车间中的气氛。同学们眼中好学的目光,与指导教师认真、耐心的操作,构成了车间中常见的风景。就在课堂中的我们感受到了动手能力重要性,只凭着脑子的思考、捉摸是不能完成实际的工作的,只有在拥有科学知识体系的同时,熟练掌握实际能力,包括机械的操作和经验的不断积累,才能把知识灵活、有效的运用到实际工作中。我国现行的教育体制,使得通过高考而进入大学的大学生的动手实践能力比较薄弱。因此,处于学校和社会过渡阶段的大学就承担了培养学生实践能力的任务。金工实习就是培养学生实践能力的有效途径。
金工实习过程中,安全第一!这句话谁都知道,但不一定放在心上,所以金工实习的第一天,我们便被安排去看一个实习安全方面的录像,录像里详尽的播放了许多工种的实习要求,像电焊气焊,热处理等。看着许多因不按要求操作机器而发生的事故,再加上老师告诉我们的以前发生的类似事件,我真的有点害怕,许多人也和我有同样的感受。老师看出了这一点,就告诉我们,只要按照正确的方法,掌握要领,是不会发生事故的,于是我明白了,规范的操作,是安全的重要保证!
因此两周的金工实习我都一直把安全放在首位,严格按规操作,绝对不在车间打闹嬉戏,认真谨慎不敢有半点马虎。
在第二天的钳工实习中,我们知道了钳工的主要内容为刮研、钻孔,攻套丝、锯割、锉削、装配、划线;当我们用锯条将铁棒上的11mm长的铁块锯下来时,我们是多么的欣慰啊。然而这还是第一步,我们接下来还要对其表面进行处理并找出其中心,然后还是用手一步一步将它由圆柱状磨成六面体状。一切都是多么的艰辛!但甚感高兴的是:我们还得到了劳动成果——自己亲手做的六角螺冒。看着这最后的小咚咚,大家都笑了,都把它收藏起来了作为以后的美好的回忆!
于是,我学到了:做工业设计时,一定要耐心,不厌其烦的对进行精加工!
在借下来的车工实习中,我们了解了车刀的种类,常用的刀具材料,刀具材料的基本性能;知道了车刀的组成和主要几何角度。在操作中,同学之间配合得委完美.从一开始的笨手笨脚,到后来熟悉后的速度加快,大家越车越来劲,越来兴趣。很快,一个相当光滑而有高精度的圆柱转轴工件就这样诞生了!
其实在这么多的工种当中,我最感兴趣的是数控技术——微机数控车削加工、微机数控线切割加工、微机数控铣削加工.以前的我根本不知道那么多的精致零件、图案等是如何生产出来的,看了数控技术所生产出来的产品,真是打开眼界!原来人类利用机器生产的水平是如此之高,太令人兴奋!这也让我打心眼里想,这么先进的设备,这么优越的学习条件,我一定要更充分地利用好这一切,为自己储备下一定的能量!
......
还有很多其他的工种,虽然印象不是很深刻,但也在无形中培养了我对金公实习的了解和热爱!
经过两个星期的金工实习,我初步掌握了金属加工的基本知识、基本操作方法。在这两星期的学习中,主要学习了以下几方面的知识:金属加工基本工种包括铣工、车工、电火花加工等的操作。我想任何人对新东西都有一种天生的好奇。同样,面对那么复杂的机器,看着那些粗糙的原料在那里变成精美的工具。谁又不心动?希望自己能够掌握它,至少能够了解它。
人生本身就是一个不断学习的过程,更何况我们这些还没有步入社会、独立生活的大学生呢?抱着一种极强的学习欲望开始了我的金工实习。
作为一名大学生,第一次接触到机床,工件之类的新东西,第一感觉就是非常好奇,之前在书本上学的东西终于在现实中见到了。不要小看这笨重的机器,正是这笨重的机器奠定了我们的工业基础;更不要小看这简单的操作,正是这简单的操作,构成了实践和理论的结合。这些机器加工成的工件简单也不错,但试想支撑现代化建设的哪一台机器不是由这种简单的工件来的。看到指导教师神奇般的用手中的工具做出漂亮的工件,是又敬佩又心急。等到自己做的时候,才知道这东西不是简简单单就能做出来的,有时还累得腰酸背痛。不过累归累,心中仍然感慨颇多。实习车间里,一台台机床运转着,工件被一步步加工成形,虽然工件很简单,操作过程也不难,但是工件上的每一点都融汇着我的汗水,每一刀都刻着我心情。而当我把自己亲手加工的工件交到老师手里时,那种自豪感是必须亲身体验才能感受到的。生平第一次有机会“学以致用”,很有成就感,也真切的体会到真理必须要用实践去检验,不亲自去动手试验一下,你学的再好也白搭。有很多东西是书上没写的,只有在实践中才能体会得到。纸上谈兵只会让人走进误区,实践才是永远的老师。
老师们教得非常认真,时间虽短,但是他们却是尽其最大的努力,在如此有限的时间里多教给我们一点东西,希望我们能真的有所收获,而不是空手而归。一开始我们的心理多少有一点借此机会好好放松一下的想法,并不是百分之百的投入。但是老师的认真让我们摆正自己的心态,把更多的心思用在实习上,以真正学到有用的知识。我们认真听取老师的讲解,同时在老师的指导下完成任务。例如车工时,我们用传统的车床车一个球,难度比较大,而且存在一定的危险性,但我还是全身心地投入到了工作中。当看着自己亲手做出的工件时,我心中无比喜悦。但是,也有极少数同学对此表现出了烦躁心理,不想参加练习或应付了事。这些同学应该认真思考一下学校安排这门课的用意,不应该浪费这一次难得的实践活动。实习满足了我们好奇的心情,使我们的兴奋感渐渐消退,但是它留在我们心中的却是那种工作时的艰辛,更重要的,它让我们有了一种责任感,对社会发展的责任,对国家的责任。这种责任感促使我更加认真的学习,努力充实自己,用科技知识武装自己,以求尽快的投入到现代化建设中。
篇6
一、高分子化学实验教学现状剖析
1.实验教学体系和内容欠争理
多数的实验教学附属于理论教学,没有单独设课和单独考核,实验课时相对较少虽然有些高校高分子化学实验已经独立设课,但仅作为考查课。实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多,而体现现代科学技术发展成果的实验很少认知性、验证性实验所占的比理偏高,培养学生创新能力的综合性、设计性、应用性和创新性的实验偏少,而且实验环节偏重于理论,突出高分子材料应用性特点的实验太少,不利于培养学生的工程观念。
2.实验教学方法单一
学生按照实验讲义预习,然后进实验室。实验前教师把实验目的、实验原理、仪器使用方法、测试方法、实验步骤和数据记录表格及数据处理方法等进行详细的集中讲解。学生只需按教师指导的过程按部就班或者依照讲义“照方抓药”,就可以完成一个实验。一部分学生糊里糊涂地来到实验室,只动手不动脑地完成实验,然后又迷迷糊糊地离开实验室。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很不够。这种统一模式、统一要求、齐步走的教学方法,一方面造成了学生对教师的过分依赖,另一方面抑制了学生个性思维的发展和创新能力的培养。
3.实验嫩学手段落后
在现代信息技术迅速发展的今天,虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用,但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验,只能最低限度地开设,且开设过程中费用大和危险性高,导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。
二、新教学模块的实践性探索与成效
针对目前国内高校高分子材料科学与工程专业高分子化学实验教学中存在的一些问题,借鉴其他化学实验教学改革的优秀成果,提出了基础技能实验、综合设计实验、研究创新型实验的三个高分子化学实验教学模块体系,并在每个模块中结合常熟理工学院教师的科研成果引入_些新的实验教学内容,采用开放式实验教学方法。通过实验教学实践发现新的体系和教学方法在培养学生的创新意识和工程实践能力方面起到了较好的效果。
1.基础技能实验教学模块
基础技能实验模块构建的目的着重建立高分子化学实验与相关基础理论知识之间的有机联系。培养学生的实验安全意识、清洁卫生习惯和严谨的实验态度。训练学生掌握熟练规范的实验操作技能和技巧,为后续的实验教学模块的实施打下良好的基础。
基础技能实验模块的教学内容设计在课时总量的40%~50%为宜,课时数约30学时,开设8~10个实验。教学内容设计涉及到高分子化学反应机理,如自由基、阴离子,阳离子等连锁反应机理,缩聚、基团转移聚合等逐步反应机理,开环聚合反应机理等。在实验实施方法方面涉及到本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、熔融缩聚、界面缩聚等。如设计膨胀计发测定苯乙烯本体聚合动力学实验,让学生直观感受到了诱导期概念、聚合过程体积减小的现象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化学理论知识。设计过硫酸钾引发甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合实验,除让学生明确了乳液聚合的基本原理外,还了解到了聚合物大分子链端基的重要作用。设计己二酰氯和己二胺界面缩聚实验,让学生深入理解了界面缩聚的概念和聚合物的可纺成纤性能等主要高分子知识。通过设计一些自由基、阴离子、阳离子等连锁反应机理的实验,使学生进一步掌握了活性中心的概念,同时在实验过程中认知了这些引发剂的活性、安全使用和贮存事项。
2.综合设计实验教学模块
综合设计实验教学模块旨在培养学生较强的实际动手能力,自主设计和分析解决问题的能力。本实验模块是实验教学的较高层次,注重学生实验的自主设计性和综合性。
教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本教学模块的特点之一是实验内容的综合性,可以将同一门课的几个实验,或者是几门课的实验组合在一起,形成一个大实验。本教学模块的特点之二是实验方案的灵活性和设计性,侧重培养学生的自主实验和学习的意识和良好习惯。例如关于高分子合成实验先确定好采用的聚合机理和聚合方法,在原材料配方组成、引发剂种类及用量、合成温度等工艺条件方面给出一个大致的框架,然后让学生在所给的框架内进行自行设计和实施实验。譬如悬浮法制备聚苯乙烯珠粒实验,水的用量范围为苯乙烯质量的100%~200%、分散剂为磷酸钙或聚乙烯醇两种、引发剂过氧化二苯甲酰用量为苯乙烯质量的0.2%~1.0%、反应温度设定在75℃~85℃范围等。学生通过自行设计的方案实施实验获得了不同的实验结果,通过对不同组之间实验结果的综合分析,找到了影响悬浮法制备聚苯乙烯珠粒的一些因素,激发了学生动手实验的兴趣,发挥了学生自主实验和学习的主观能动性。
3.研究创新实验教学模块
设置研究创新实验教学模块培养学生的科研和创新意识、提高学生的综合素质和应用开发能力,为实现培养高质量的应用型人才的教育目标提供重要的教学内容实体支撑。
本实验模块是实验教学的最高层次,注重学生实验的独立自主陛、综合性、应用性和创新性,教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本实验教学模块的特点之一是实验项目的独立自主性和综合性。也就是说确定好实验项目之后,让学生在实验教师指导下独立自主地进行实验项目方案的调研、设计、实施和结果分析。本实验教学模块的特点之二是实验项目的应用性和创新性,所拟定实验项目必须关联生产实践中的聚合物产品,充分体现实验项目的应用性。实验项目设计主要针对这些高分子产品生产实践中存在的共性问题和关键问题的解决来进行设计。通过研究创新实验的实施,发现学生学习积极性很高,乐此不疲,为培养学生创新意识和展示高分子化学实验的应用性特征提供了最佳学习平台,尤其是开发一些联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到高分子化学实验的实用价值,能强烈激发学生的创造动机。此外,研究创新实验往往需要多名学生共同完成,有利于培养学生的团队合作精神。例如,聚氨酯绝缘漆的制备及性能测定实验,每个学生做一个实验配方,每5名学生一组,5名学生的实验结果综合在一起可以得出高分子树脂配方组成与漆膜性能之间的关系曲线,以及固化条件与漆膜性能之间的关系曲线。在实验过程中,5名学生要共同安排实验方案,尽量保持操作的一致性,最后得出的结果要呈规律性变化。如果有一名学生操作有误,这个实验点就会落在规律性以外,影响其他学生对实验现象的观察。因此,实施研究创新实验项目对教师也提出了更高要求。在每次实验前,教师要指导学生拟定方案,并对可能出现的实验现象和各种影响因素进行分析,实验过程中,又有多种意外的实验现象出现,这势必要求师生共同分析和讨论造成这些现象的原因,帮助学生透过现象深刻理解事物的本质。这样做需要教师有相当的知识储备量,并且要求教师也不断进取,充分体现了教学相长的教育理念。
三、结论
基础技能实验、综合设计实验、研究创新实验+教学模块教学的实践证明教学效果显著,特别对提高学生综合实践能力、激发学生理论课学习兴趣、培养学生创新意识和应用开发技能取得了预期效果。基础技能实验模块的教学效果主要体现在实验现象与相关基础理论知识之间的有机联系,高分子化学实验操作技能和技巧的掌握和规范。综合设计实验的教学效果主要体现在学生自主设计和分析解决问题的能力培养。研究创新实验的教学效果主要体现在学生科研和创新意识的建立,以及学生团队意识和应用开发能力的培养。
参考文献:
[1]李晓,等_高分子化工方向专业的课程体系设计[j].化工高等教育,200i,(1):50-52.
[2]谢安邦高等教育学[m].北京:高等教育出版社,1999.3
[3]杨通,范新会.王正品材料类专业实验课程体系的改革[j],实验室研究与探索,2004,23(10):71-80.
[4]虞立宏,王静爱,葛岳静,本科生科学研究项目实施特色[j]中国大学教学,2004,(8):20-21.
篇7
随着教育改革的深入与发展,中等职业教育正经受着巨大的冲击,尤其是高校的扩大招生,普高热的持续升温,致使中专招生出现滑坡,学生质量急剧下降。其中一部分学生基础较差,自卑心理强,缺乏足够的学习兴趣与信心。这一切给教学造成了很大的困难。面对无法选择适合教育的学生,只能选择适合学生的教育,笔者在高分子化学及工艺学教学中,正视教育对象的入学基础,以“求新、求变、求异”为原则,以“精选内容、淡化推导、加强应用、突出能力”为宗旨,进行了一系列的教学改革。
一、结合教学知识点进行环境与人文教育渗透
任何一个学科的发展史都是科学与人文紧密结合、共同发展的历史,通过学科发展史教育渗透人文教育不但能激发学生学习兴趣,同时还能达到教书育人的目的。笔者在高分子科学发展史的教学中,通过我国解放前后高分子学科及工业发展情况的对比比较来教育学生树立爱国精神。通过学科发展史上杰出科学家的感人事迹进行人文精神教育。如介绍高分子科学始祖---Staudinger的大分子学说以及科学史上有关高分子的概念的争论,加强学生对高分子概念的学习兴趣,同时通过科学家对真理的弃而不舍的追求精神感染学生,激发学生的学习热情。再比如介绍2000年高分子科学界诺贝尔得主白川英树等科学家在科学探索中的合作精神,让学生明白当今世界科技发展之快,社会更需要懂得合作精神的人才,借此培养学生的团结协作意识。这样的事例还很多,这儿就不一一列举了。
再者就是密切结合教学知识点进行环境教育渗透。比如结合废旧高分子材料回收利用的教学,笔者补充介绍了高分子材料废弃物的利用至少有两个基本意义,其一是解决环境污染问题,保护人类赖以生存的唯一的地球;其二是充分利用自然资源。高分子合成材料的单体主要来自石油。与其他自然资源一样,从长远看石油等资源不会“取之不尽,用之不竭”。人们必须采取积极手段,不仅必要而且可能做到“变废为宝”。在教学中结合废旧高分子材料资源利用问题,导入环境保护意识,导入生态平衡观点,导入可持续发展思想是培养学生环境意识的重要环节。免费论文。针对环境教育渗透笔者专门撰写有论文详细介绍如何与教学紧密结合,这里也就不再多废笔墨。
教学实践证明,结合教学知识点进行环境与人文教育渗透,不仅起到了教书育人的作用,还对培养学生的学习兴趣起到很好的推进作用。
二、 对课程内容进行归纳和调整
为保证在规定的学时内完成教学任务,除采用多媒体方式授课以外,还对目前教材中的内容进行归纳和调整。
首先是绪论部分,“绪论”,说白了,就是每门课的开场白,俗话说:“王婆卖瓜,自卖自夸”。这种“吹嘘”是必要的,关键在于怎样在“第一次课”中把它吹响、吹好,以便把学生的注意力、学习精力抓过来。调动起学生的学习兴趣。心理学研究表明,学生的学习成绩与学习兴趣水平有显著相关。高水平的学习兴趣,产生较大的学习动力,使学生积极朝向学习活动,为取得优异成绩创造条件。而优异的学习成绩又可提高学生的学习兴趣,在学习活动中产生积极愉快的情绪体验。学习兴趣与学习成绩是相互影响的。在教学活动中,教育者要注意培养学生的学习兴趣,使学生成绩与学习兴趣互为促进,达成良性循环。我们正处于e时代,信息来源广,如何唤起学生对课程内容的兴趣并投入时间和注意力,值得授课者思量,而笔者以为仅有丰富的内容是不够的。心理学家皮亚杰强调,在教育中应特别重视兴趣的诱发,因为认识是一种主动积极的不间断的建构活动,不断建构自己的智力与思维能力。教育的目标之一就是使学生能够去主动自发地学习,就必须创设情景和条件,诱发学生的学习兴趣,激发起求知欲和好奇心。因此,在绪论教学中,在选择教育内容上要挑选有代表性的、新颖的材料。于是笔者将教材中的绪论与第六章聚合物结构与性能的内容进行了整合,绪论课只介绍学生认识高分子与高分子材料和高分子科学发展概况,让学生对生活中的大量高分子材料有感性的认识,而将绪论中有关聚合物的基本概念、高分子链的形态结构等理论性知识与第六章的聚合物的结构与性能整合在一起作为第一章高分子基础知识进行介绍。在高分子基础知识学习章节中安排了高分子科学术语及基本概念(包括单体、高分子链的相关术语、高分子链形态的相关术语、重复单元、结构单元、单体单元、聚合度、分子量及分子量分布、聚合物结构式及聚合反应方程式的书写规范等内容)、聚合物结构与性能(主要介绍聚合物的结构层次、聚合物的宏观状态以及聚合物结构与性能的关系)以及聚合物形成反应与聚合实施方法等内容。免费论文。从而达到从感性认识上升到理性认识,从生活中来,又回到实践中去,使学生感到学得实在,学有实用。免费论文。
其次是聚合反应部分,在讲授时以聚合反应机理为主线安排各项内容,先讲连锁聚合的典型代表自由基聚合,再对比介绍逐步聚合,主要是自由基聚合与线型缩聚的对比,最后介绍聚合物的化学反应。在聚合反应教学中,有许多基本概念、原理相似或相关;许多种类聚合物的结构、性质、制法、用途也相似或相关,在学习中容易混淆。通过引导学生对这些易混淆的知识进行比较归纳,同中求异,异中求同,就能使知识的理解更准确、更全面、更深刻。同时为了节省教学时间,达到职业教育“够用、实用、会用”的要求还减去一些理论推导工作,增加一些应用知识的介绍,与生活中所了解到的大量高分子材料品种对上号。比如,在高分子的分子量控制,动力学方程的建立等章节中多处出现一些类似的数学推导,在课堂上进行讲解需要大量课时。通过多年的实践,把详细的数学推导以参考文献的方式介绍给学生让有兴趣的、数理基础好的学生去自修。这不仅满足对丰富的高分子化学理论知识内容的要求,也满足了学有余力的学生需求,同时,这对鼓励自学、培养学习的能力和素质也是有益的。
最后是工艺部分,这部分在于编写的教材中是两章的内容,一章为合成工艺,一章是加工工艺。在具体教学中为了节省学时数,笔者也进行了适度的增减和调整。在教学中抓住四种聚合方法和典型的产品进行教学,比如介绍本体聚合方法,接着就介绍乙烯高压气相本体聚合及其加工应用,以此为代表说明塑料的加工;介绍溶液聚合方法后笔者删减了教材中丁二烯的配位溶液聚合,而是增加了醋酸乙烯酯溶液聚合并醇解、再缩醛化制维尼纶的工艺,借此说明纤维的加工。再就是采用比较对比的方法介绍悬浮聚合和乳液聚合,以丁苯橡胶的生产为例说明橡胶的合成和加工工艺。教学实践证明,将原本两章的内容变为一章进行组织教学,即节省教学时数,又具体形象,使学生易于接受。
三、 采用多媒体授课
制作与教材配套的电子教案及课件,已在2002和2003级学生中试用,这样不仅可以节约大量板书的时间,而且电子课件能做到图文并茂、生动直观,大大丰富了课程的信息量,从而提高了学生的学习兴趣和注意力,使学生积极主动地获取知识。电子课件除信息量大、形象、直观、准确外,可以根据需要随时切换到化工生产现场,既延伸了课堂又增强了课堂说服力,使同学们真切地感受到理论来源于实际,又对实际有明确指导意义,认识到知识的价值和意义,因而对创新充满激情。
四、 增加教学的实验环节,建立一套合理的实验教学考核方法
高分子实验是《高分子化学及工艺学》课程的重要组成部分。它不仅是为了强化所学的理论知识,更重要的是通过实验可以训练学生科学实验的方法和技能;培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。因此,尽管教学学时数和实验条件有限,笔者仍创设条件开设了有机玻璃、酚醛树脂、尿醛树脂、乙酸乙烯酯乳液聚合及聚乙烯醇缩甲醛--胶水的制备实验。通过实验让学生比较两大类型的聚合反应的特点,感悟高分子化学反应的特征,比空洞的理论说教效果好得多。在课程实验过程中,还可利用操作间隙与同学们讨论相关原理、技术、知识、经验和安全等方面的问题,及时、有意义地了解学生对知识掌握的兴趣,准确地把握学生在理论联系实际、动手能力和创造性思维方面的能力,有的放矢地去指出他们的不足之处。
为了避免实验设备有限,一部分学生赶马混骡,还建立了一套合理的实验教学考核方法,把实验考核安排在各类实验中进行,着重考查学生基本操作与基本技能训练的效果,考核学生掌握知识和运用知识能力以及观察分析和判断实验现象的能力,具体做法可从以下四方面考核学生的实验成绩:实验预习(15% )。要求学生在实验前认真作好预习报告,了解和掌握实验原理、步骤和注意事项;实验前提问口试(15% )。及时检测学生预习实验情况,不合格不予准许实验;实验操作(40%)。要求在教师的指导下,能正确地使用仪器,正确地掌握实验操作基本技术;实验报告(20 )。要求学生做完实验后,对实验数据进行认真处理,解释实验现象,并对相关实验的思考题进行认真回答;实验作风、卫生、纪律(10 )。要求实验过程中保持安静、专心实验。其中实验报告除了考查学生所写实验报告的规范性外,还着重考查了学生的分析讨论部分。看学生能否联系已经学过的理论和已掌握的知识技能,对实验结果、实验条件、实验的方法和技术等做出综合性的分析评价。对于有独特见解或有创新思维学生的实验报告,将给予“综合分析讨论附加分”,加以鼓励;而对于分析讨论一般的报告,则不建议给予高分。实践表明,这种考核方法能有效地促进学生认真对待实验的每个环节,从而使学生的各项实验技能得到更有效的训练和提高,还有利于培养学生认真、严谨、实事求是的科学态度。这些措施也有利于学生的观察能力、独立思考能力、综合分析能力和创新思维能力的提高。同时也有利于教师全面、客观、合理地评价学生的实验成绩。
参考文献:
1.张其锦. 非本专业的“高分子化学”教学中的几点体会 [J]. 教育与现代化,1995(3):28-31
2.冉蓉,丁泽扬,潘固平,王跃川.轻化工程专业的“高分子化学'课程教学改革[J]. 皮革科学与工程, 2004,14(1):52-54
3.王香梅,张丽华. 关于《高分子物理》课程教学的思考 [J].华北工学院学报(社科版),2003,19(1):42-44
4.韩冬冰、王慧敏. 高分子材料概论 [M].北京: 中国石化出版社, 2003年
篇8
1化工生产行业当前现状
1.1对环境造成重大污染
化工行业是目前当今世界最主要的污染源之一。首先,化工生产过程中会产生很多的废水。废气和固体废弃物,如果不加以合理处理直接排放到水源里,那么对当地的地下水生态系统造成的后果将不堪设想。其次,化工行业在生产大量日常生活品为人们带来便利的同时,也带来了大量的生活垃圾,由于很多生活垃圾都是高分子化学材料,处理起来非常困难,如果将它们直接采取填埋的方式处理,将很长时间难以降解,这会对土壤造成严重的污染。化工生产过程中不仅会对当地的土质、水源造成污染,而且对空气也会有很严重的影响。化工行业主要以燃烧化石燃料为主。燃烧化石燃料会生成大量的二氧化碳、二氧化硫和固态颗粒物,不仅会造成温室效应加剧的后果,还会形成雾霾、酸雨等恶劣现象,给人们经济和健康带来巨大的损失。
1.2化工生产效率太低
随着人们生活水平的提高,传统的化工生产工艺已经无法最大限度地满足人们的日常需要了,这是由于化工生产工艺本身的缺陷造成的。化工生产工艺是将理论的化学反应放大应用在实际生产过程中,因此在具体工艺中会遇到很多问题。例如化学反应过程中转化率太低,化工生产过程中连续性较低等。这些问题都可能导致化学反应不充分,最终造成化工生产效率比较低。另外,反应设备的效率太低也是造成化工生产过程中效率比较低的一个重要原因。
2化工生产行业改进措施
2.1优化化学反应环境
每一个化工工艺都是化学反应的放大过程,但是又要比简单的化学反应复杂得多。就像化学反应的各个参数一样,反应条件也是化工生产中最为重要的环节。而每一个化学反应都会有其最佳的反应温度、反应时间等参数,同理,化工生产过程中的最佳反应条件决定着化工生产过程中的质量。因此,要想实现提高化工生产过程效率的目的,也应该最大限度地创造一个最佳的化工反应环境,同时应该尽可能避免各种副反应的出现。另外,在适当的情况下,也要使用恰当的催化剂以提高化工生产过程中的速率。
2.2改进化工生产工艺
在化工工艺的改进方面,不仅要提高反应生产过程的效率,更应该注重化工生产工艺的绿色安全环保。通过调整化学反应的反应参数和条件可以实现对化工生产过程中效率的改进。而化工工艺要想实现绿色环保,就需要寻求一些新的途径,例如,更加绿色环保的化学反应,使用最少的生产原料,生成对环境友好的产物等。在日趋崇尚绿色环保的当今社会,化工生产工艺走向绿色安全是大势所趋,而绿色安全环保的生产工艺也能带领化工行业走上新的辉煌。
2.3合理处置生产废料
化工生产过程中会产生大量的废水、废气和固体废弃物,而这些废料通常都是对自然环境和人体有严重危害的。所以在处置这些化工生产过程中的废料时应该格外注意。通常处理这些废料主要采用物理法和化学法,但是二者各有利弊,物理法较为环保,而化学法较为彻底,具体是由废料的种类来决定采用哪种方法处置。另外,生物法处理化工废料也逐渐受到科学家们的关注,生物法处理化工废料既绿色环保又反应彻底,是一种较为理想的处理办法。综上所述,无论采取何种方法处理化工废料,都应该秉持绿色安全的原则,将其对环境和人类的危害降到最低。
2.4寻求化工新能源
当今化工生产行业仍然是主要以燃烧化石燃料为主。但是化石燃料作为不可再生资源已经面临很多的问题,而且大量燃烧化石燃料也会对自然环境和我们人类的健康带来巨大影响,因此寻求别的能源来替代不可再生的化石燃料已经迫在眉睫。新的可再生能源不仅保障了化工生产的长久稳定发展,也避免了传统化工行业对人类和自然环境带来的恶劣影响。而科学家们也在这一方面取得了较好的成果,例如,电化工、生物化工、纳米技术等。我们有理由相信在科学家们的不懈努力下,将新能源大量普及并应用于化工领域指日可待。
3结语
通过对我国当前化工生产行业现状的了解和分析,我们发现化工生产过程中还存在很多的问题正待我们去研究和解决。我们要想改良化工工艺就需要对科学进行不断探索,要想维持自然环境的不被污染,就需要找到更加科学环保的办法保护自然环境,这是考验人类生存和自然环境共同长久发展的重大课题。而现在的我们要做的就是认真探索,寻求突破创新,对传统化工工艺中存在的问题进行研究并改进,最终保障化工行业的绿色健康可持续发展,这样我们才能稳定的推动社会建设。
参考文献:
[1]李珺瑶.化学工程中的化工生产工艺[J].化工管理,2017,(06):90.
篇9
本科人才培养方案是高等学校实现人才培养目标的总体实施方案,对提高人才培养质量具有导向作用。对于高校来说,本科教育是基础,其培养方案和教学计划是学校培养学生的基本依据,因此,专业人才培养目标和培养模式、构建合理的课程体系受到了各个高校的重视。培养方案是学生整个培养过程中重要的指导性文件,也是实施本科生教育的重要平台和保障体系。培养什么样的学生,如何培养,是国家和社会关注的焦点,也是学校和每一个教师应该深入思考和研究的问题。长沙理工大学化学工程与工艺专业于2003年批准建设,由于办学历史不长,因此培养方案中还存在一些问题。为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》(教高〔2012〕4号)的精神,主动适应国家和经济社会发展需要,优化人才培养,我们对化学工程与工艺专业的培养方案进行了适当的改革。
1培养方案改革的基本原则
1.1培养目标与办学定位、课程设置协调一致的原则
人才培养方案制订要达到“三个符合”和满足“一个要求”,即:专业培养目标与学校办学定位及办学理念相符合;专业人才培养规格与社会对本专业人才知识、能力和素质结构要求相符合;各类教学环节、课程设置及结构体系与培养目标、基本要求相符合;人才培养方案应满足教育部教学指导委员会制定的专业规范要求。
1.2注重学生综合素质培养,满足学生个性化成才需求的原则
以培养德智体美全面发展的高素质人才为目标,重视思想道德品质、科学文化素养与健康人格培育。注重“文理渗透”,理工类专业学生要加强人文与生态文明意识培养。始终贯彻以人为本的教育理念,尊重学生个性需求,注重学生知识、能力、素质协调发展。各学院应依据自身学科专业特点,探索创新人才培养模式,加大校企之间、W校与科研机构之间联合培养人才的合作力度。进一步丰富辅修双学士学位和辅修专业资源,优化选修课程资源,为学生个性发展创造平台。
1.3优化实践教学体系,强化工程(实践)教育的原则
整体优化实践教学体系,强化实践能力培养。实验教学鼓励独立设课,按照基本操作、综合训练、设计创新的要求,逐步递进;优化集中实践教学环节,做到实践教学四年不断线,注重学生创新能力和实践动手能力的培养。加强工程教育,工学专业应参照国际标准或工程专业认证(评估)基本要求,推进教育改革,修订人才培养方案。
2课程体系及课程设置
2.1课程体系
课程体系按“基础平台+专业(或专业方向)模块+实践教学环节”的方式构建,基础平台按专业类构建,应做到宽厚;专业模块按专业(或专业方向)构建,须凸显特色,且具有一定的前瞻性;实践教学环节应按校内校外相结合的原则构建,实现四年(五年)不断线。
2.2课程设置
课程设置是培养方案的核心。课程按模块设置,穿插安排。课程模块分为通识教育、学科(专业)基础、专业(或专业方向)课程模块及独立设置的实践教学环节等。由于我校要求的毕业学分为168学分,因此如何在满足“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的基本要求下协调基础课与专业课之间的矛盾称为课程设置中的一个主要问题。
2.2.1通识教育课程
通识教育课程由通识教育必修课程和通识教育选修课程组成,主要包括思想政治系列课程、体育、英语、计算机等公共课程组成。英语实行分级、分类教学。《大学英语》共计12学分,分为基础和提高阶段。基础阶段为《大学英语1》和《大学英语2》,各3学分;提高阶段分为英语语言技能课程3学分、英语语言文化课程2学分、英语应用能力实习1学分。对于计算机,采用了“1+T”的课程模式。除了必修的《计算机科学导论以外》,我们根据化学工程与工艺专业中计算机应用的特点,开设了《MATLAB程序设计与应用》作为限选课程。另外,还要求在前三学年完成6个学分的人文科学类选修课程,其中大学生应用语文和一门艺术鉴赏课程作为限选课程,从而提高学生的综合素质。
2.2.2学科(专业)基础课程
学科(专业)基础课程设置坚持基础性、系统性、学术性、拓展性原则,主要包括高等数学、大学物理、力学、制图类、大学化学等学科基础课及专业核心基础课程。除了这些课程以外,根据化工教指委的专业规范要求以及社会发展的需要,我们还开设了生物化学(含实验)、高分子化学、文献检索、化工科技英语写作等选修课程,夯实学生的基础,提高学生的实践动手能力,充分体现了“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的特点。
2.2.3专业(或专业方向)模块课程
专业(或专业方向)模块课程设置要突出专业特色。根据湖南省化工行业的发展趋势以及我校化工专业的特点,把专业方向设置为精细化工和能源化工,并基于这两个方向对专业(或专业方向)模块课程进行了设置。在专业模块课程上,开设了化工热力学、化学反应工程、化工工艺学、化工设计、分离工程、化工仪表与自动化等必修及限选课程。此外,为了让新生进校时就能对自己将来所要从事的行业以及本专业的特点有一个初步的认识,在第一学期开设了《化工导论》课程。为了让学生对化工学科的前沿问题有初步了解,培养学生的创新意识和思维,还开设了化工学科前沿、创新思维与方法等课程。其中化工学科前沿为限选课程,主要邀请(下转第88页)(上接第83页)校外专家以及本校具有丰富科研和教学经验的教授、博士主讲。此外,还开设了化工专业英语、化工计算机应用、化工安全概论等选修课程。在专业方向课程设置上,对于精细化工方向,根据湖南省的精细化工产业发展特点以及我校化学工程与工艺专业的历史传承(主要由原来的湖南省轻工业高等专科学校的相关专业整合而成),我们以日用化工为主线,开设了精细化学品工艺学、精细有机合成工艺学、精细化学品工艺学实验等必修和限选课程,洗涤剂工艺学、化妆品工艺学、脂肪酸及衍生物工艺学等选修课。对于能源化工方向,我们以生物质液体燃料和太阳能电池为主线,开设了能源化工工艺学、能源化工工艺学实验、能源化工导论等必修和限选课程。
3新培养方案的特点
经修订后的新培养方案具有以下特点:(1)充分体现了“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的要求。除了原有培养方案“厚基础、宽口径”的课程体系特点以外,为了进一步提高学生的综合能力和素质,增开了系列人文科学类选修课(如大学生应用语文、艺术鉴赏等课程)和专业素质拓展课,构建多元化课程体系,使学生既具有扎实的基础理论,又具有较强的适应社会能力;(2)增加了创新实践教学环节,有利于学生创新能力的培养。开设了创新思维与方法等创新理论课程,并要求学生加入专业教师的课题组进行大学生创新实验,该学分作为必需的第二课堂学分。通过此环节,学生的资料查阅能力、英语应用能力和计算机应用能力都有大幅度提高,进行科学研究能力和创新能力可得到加强。
4结语
总之,在我校化学工程与工艺专业培养方案的制定过程中,为了培养创新型人才,建立起符合创新型高水平大学要求的本科教育教学体系,应使课程体系和教学内容既符合新形势下我国化工类人才培养的一般要求,又符合湖南地方经济发展的需要,体现我校的办学特色,发挥其长处。强调高等本科教育的“基础性”,让学生学会学习,传授给学生获取知识的能力。同时注重专业的适应性教育,拓宽专业口径,以适应不断变化的社会需求和经济竞争,真正实现“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的要求。
基金项目:长沙理工大学研究生教研教改项目(2015年,基于创新意识培养的《现代高分子科学》课程教学改革与实践,编号:JG2015YB11)。
参考文献
[1] 鲁德平,宋慧婷,杨世芳,张燕青,曾嵘,周艳.构建本校化学工程与工艺专业培养方案的实践与思考[J].化工高等教育,2006,90(4):21-24.
篇10
赛车的最高时速,约是240英里。
喷气式战斗机的时速,超过1千英里。
航天飞机在轨道飞行时速,是1万7千英里。
是什么力量,使人类文明进步的速度越来越快?
从第一辆自行车,到第一辆汽车;从驰骋海域的超级油轮,到遨游太空的航天飞船,新材料的出现不断帮助人们突破活动空间。人类出行的每一步,都离不开化学的力量。
米老鼠是迪斯尼历史上最经典的动画形象,它快乐地吹着口哨,驾驶着一艘名叫“威利号”的蒸汽船。这种船每小时大约航行8公里。如果乘坐“威利号”从美国西海岸到中国,至少需要3个月。(图1)
在当时,这已是较快的速度。一个人靠两条腿步行,每小时大约能走5公里;骑马的速度会快一些,时速大约7公里;这样的速度限制了人类的活动范围。直到现代汽车出现后,人们的出行时速才超过300公里。
人们脚下的速度,正在越来越快。而这些速度的变化,都从一种树开始。
当哥伦布初次踏上南美洲土地时,被一种神秘物质吸引。在亚马逊丛林中,生长着一种“会哭泣的树”,一旦用刀割开树皮,便会流出白色液体。印第安人把这种树汁叫作“树的眼泪”,这就是今天人们所熟悉的天然橡胶。
马来西亚是世界上最主要的天然橡胶产地之一。当地人把像牛奶一样的胶乳搜集起来,并把它涂在脚上,做成鞋子。把胶乳在火上凝结,加工成各种防水、耐磨的橡胶制品。(图2)
早在1783年,橡胶就帮助人类征服了天空。人们用涂上橡胶的丝绸缝制的热气球第一次飞上天空。很快,热气球就被用于军事目的。研究人员制造出侦查气球和阻拦气球,最终研制出可驾驶的飞艇。天空,成了勇于挑战的工程师和冒险家的乐园。这一切都要归功于橡胶。
19世纪初,美国商店里已经摆上一些橡胶制品:救生衣、雨衣、鞋子等等。
不过,这些橡胶产品并不太受欢迎。因为天然橡胶遇热会变得很黏,遇冷又会发硬。这样的产品无法使用,很多橡胶厂不得不破产倒闭。
直到1839年冬天,一个名叫古德伊尔的美国人无意中把一块混入了硫磺的橡胶掉进火炉。高温使混合物发生剧烈反应,散发出臭气。当橡胶团冷却下来后,古德伊尔惊讶地发现,橡胶已不像平时那样坚硬,变得柔软而富有弹性。(图3)
张爱民(中国合成橡胶工业协会专家委员会委员):这个变化结果是,橡胶塑性变小,强力和弹性大大增加,变成了有一定力学性能、可以成形的高分子物质。
正是有了硫化这个重要步骤,橡胶才正式成为有用的工业原料。
古德伊尔的发明,永久地改变了世界橡胶业。从鞋子到地毯,从家具到纽扣,利用硫化橡胶技术,古德伊尔开发了数百种橡胶产品。但有一种他从未想到过,那就是和他的名字紧紧相连的汽车轮胎。
欧洲工业革命以后,汽车的发明给橡胶提供了广阔发展环境。英国老兵约翰.邓禄普发明了带有橡胶内胎的充气轮胎。不久,米其林兄弟发明了可装卸式充气轮胎,使修补轮胎变得异常简便,这是轮胎发展史上的重大进步。从此,成千上万的汽车开下流水线,橡胶轮子开始代替人类的双腿奔跑,全球的运转进入新纪元。(图4)
张爱民:化学改变了天然橡胶,化学使轮胎这样的新产品出现,化学使车比以前走得更快更好。化学确实对人类出行起了巨大作用。
1906年,德国拜耳染料厂悬赏令:如果有人能在1909年11月1日之前成功研制出“制造橡胶或橡胶替代品的方法”,公司将奖励发明者两万马克。当时,两万马克相当于一个工人17年的工资总和。巨额奖金的背后,是橡胶需求量的急剧增大。
张爱民:制造一辆汽车需要240公斤橡胶,制造一艘轮船需要60吨到70吨橡胶,制造一架飞机需要600公斤橡胶。
几乎所有交通工具都离不开橡胶。第一次世界大战期间,人们用橡胶面具来防备毒气进攻。另外,防空气球、船只以及漂浮码头等橡胶制品,大大提高了战争双方的防御能力和信息传递速度。
张爱民:战争期间,拿不到产胶最多的地方,得不到东南亚天然橡胶,会使整个国防建设、备战物资受到很大影响。因此,美国把开发合成橡胶生产技术,列入国防计划。
橡胶树不能在北纬24度以北的地区存活。天然橡胶的有限产量和不断增长的需求量之间的矛盾,给许多国家战略物资储备带来一定程度的危机。需求压力迫使人们急切寻找天然橡胶替代品。
如今,世界上百分之六十五的橡胶被用于汽车工业。刚生产出来的生胶是白色的,在制造过程中会加入炭黑,使得混合物呈黑色,并将各种化学原料凝固在一起。正是这个黑乎乎的橡胶制品,支撑了汽车工业近一百年来的迅猛发展。
王佛松(中国科学院院士):上至航空,下至汽车,包括自行车,脱离了高分子化学家,寸步难行。
现代车胎的成分极其复杂,要达到最高弹性,天然橡胶依旧是最好的。化学家对这种既像液体、又像固体的神奇物质进行剖析后发现,在天然橡胶中,异戊二烯单元像蜷曲的长链。这一发现,为人工合成橡胶开辟了新途径。
王佛松:橡胶不是异戊二烯简单的聚合,像沙子聚在一块儿那样。是靠异戊二烯一个一个单体,通过化学键连起来的大分子,不是小分子。几十个,几百个,几千个,上万个,上十万个地连在一起。
天然橡胶是典型的高分子聚合物。聚合物都是长链分子,也就是说,它并不是一堆粘结成群体的单一分子。这种高分子可以延展得很长。(图5)
王佛松:天然橡胶的结构,是一个一个单体结起来,非常规整。一个头一个尾地结起来,也可以头头相结,尾尾相结。
认识到天然橡胶的分子结构,人们尝试使用同一种单体合成橡胶。1942年,世界上第一种大规模工业生产的合成橡胶——丁苯橡胶出现了。
张爱民:丁苯橡胶可以代替一部分天然橡胶来作为轮胎和其他橡胶制品的原料使用。从此,合成橡胶登上了历史舞台。
19 世纪末20世纪初,人类发明成果层出不穷,具有探索精神的研究者发明技术、申请专利,并辅之以行动,工业的发展带动着全人类文明进步的速度。随着对单体、催化剂和聚合方法的不断研究,化学家发现了打开物质世界的大门。
王佛松:化学反应要靠一定的能量。很多物质放在那不反应,比如水,氢加氧不反应,要靠高压,靠闪电,才会产生水,产生臭氧等等。通过催化剂可以把两个不能反应元素的能级降到可以互相结合的程度。
化学反应的速度是不相同的。催化剂就是能改变化学反应速度的物质,堪称是化学反应的“变速器”。 在现代工业生产中,催化剂扮演着举足轻重的角色。(图6)
王佛松:丁二烯放在那,不反应,有了催化剂,它就能乖乖地结合起来,变成有序的,叫做顺式丁二烯,也叫顺丁橡胶。
合成橡胶工业有了更多选择,掌握了物质世界的规律之后,化学工业走入了大分子设计时代。直到现在,化学仍在不断创造着新的物质。
白春礼(中国科学院院长):化学是最具有创新活力的一个学科,世界上现在有上千万种化合物,都是化学家合成的。通过研究原子分子之间的相互作用,用合成方法,构成新的物质,以满足人类生活的各种需要。
一百多年前,当人们把每小时十八公里称为“令人窒息的速度”时,无论如何也无法想象,今天的超级跑车,仅用2.5秒就能从静止达到每小时一百公里的时速。
化学的力量使人类走得更远、更快、更舒适。每当人类要提高出行速度时,都会要求轮胎进行技术改进,这对合成橡胶提出了更高要求。
白春礼:化学上一个新的发现,新的发明,一个新的进步,都会改变人们生活和生产的方式,推动社会进步,带动工业发展。
一级方程式赛车是世界上最快速的运动,同时,也是世界上最昂贵的橡胶实验室。作为唯一和地面接触的部分,轮胎的性能直接影响着赛车表现。车手希望他们的车胎更耐磨、更轻、抓地性能更好……总之,他们渴望在赛道上超越时间。(图7)
那些在高速公路上奔驰的普通人,也时刻被他们的橡胶轮胎影响着。每踩一次刹车或油门,都在考验着这种化学工业产物的性能。
张爱民:子午胎可以到每小时180公里,高性能轮胎可以到200公里到240公里。在这样快的速度下,还要保持它的刹车性能和可操纵性,所以对轮胎的要求非常高。
轮胎在转弯时,胎边受到的压力非常大。即使在低速下,轮胎也会出现变形。因此胎边必须使用弹性非常高的材料。为了能够适应越野或者都市道路等不同环境,一只轮胎上可能会出现六、七种不同的橡胶。
张爱民:有了合成橡胶以后,就可在轮胎不同的部位放不同的合成橡胶。比如胎体部分,用顺丁橡胶,它生热点比较低。在胎面用顺丁橡胶,可以抗磨。
六十年代初,国外将合成橡胶列为对我国的禁运物资,合成橡胶技术也遭遇严密封锁。当时,进口一吨天然橡胶要换出10吨大米。如今,中国合成橡胶产量和消费量均居世界前列。
张爱民:到现在为止,世界上所有七种通用橡胶,中国都能生产。
掌握了化学,无异于掌握了打开物质世界大门的钥匙。化学,不仅帮助现代化的汽车穿上“鞋子”,更将人类脚下的路,延伸向更远。
白春礼:空客A380、波音777、787飞机,大量用碳纤维替代金属材料。这种合成材料离不开材料化学研究成果。(图8)
化学家和化学工程师对能源和交通发展做出了巨大贡献:沥青路面越铺越远;铝、钛合金材料制造了超大飞机;化学推进剂帮助“神舟九号”克服地球引力……人类能够在陆地、空中任意驰骋,这一切,都离不开化学的力量。
过去,古老的炼金术士把身边的各种物质丢进熔炉,期望能够炼出金子,他们追求财富和永生。
现在,化学家正以“造物主”的崭新姿态,使这门古老的学科,焕发出新的魅力。化学,正朝着更加绿色、更加精准的方向发展。
姚建年:化学要不断地走向精准化,不单是造物还要造有用的物。比如说1+1=2,什么也没浪费,什么也没多余。要做成这样还要走很长一段路,路还很艰巨。但我觉得,这是一个值得提倡,应该追求的目标。
化学使现代人类“日行千里”,它以惊人的力量,推动着人类文明高速进步的车轮。
图1 米老鼠驾驶“威利号”船三个月才能到达中国
图2 马来西亚姑娘在胶林采胶
图3 古德伊尔的发明改变了世界橡胶业
图4 橡胶轮子代替了人类双腿奔跑
图5 高分子长链示意图
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1.重新定位全日制工程硕士的培养目标
扬州大学围绕“大工程领域”全日制工程硕士培养模式改革,邀请行业专家和企业代表共同对化学工程领域全日制工程硕士的培养目标进行重新定位,提出:培养面向行业、面向未来的高层次复合型“大化工”人才应该具备宽广的知识背景、良好的创新思维、较高的实践能力和强烈的责任意识,具有扎实的化工、材料、制药、环境等学科基础知识,能综合运用化工过程、绿色工艺、工业催化、材料制备、药物合成和环境化学等多个领域的研究方法和现代技术手段,具备独立从事化工-材料类、化工-制药类、绿色化工-环境保护类等多个大类方向的研究工作和解决多样实际工程问题的能力。在此基础上,学校按照“方案宽口径、培养个性化、出口多方向”的基本原则,重新制定了化学工程领域全日制工程硕士培养方案。
2.构建基于多学科交叉的“模块化双螺旋”课程体系
针对化学工程领域全日制工程硕士新的培养方案,学校在充分发挥自身办学特色和整合学校教学资源的基础上,由化学工程领域牵头,校内多个工程领域协调配合,改革了传统的层次化课程体系,见图1,构建了基于多工程领域学科交叉的“模块化双螺旋”课程体系,见图2。实现理论课程和实践课程的多链交汇,有效解决了传统课程体系中理论课程与实践课程相互脱节的问题。对相关课程进行模块化处理,使得课程内容更具灵活性和针对性,加上多工程领域学科交叉的理论课程平台和多元化实践课程平台所整合的多种教学资源,能够最大限度满足“大工程领域”人才培养的需要。其优点主要体现在以下三个方面:
(1)“模块化”的课程内容更具灵活性和针对性
通过设置模块能够实现理论课程和实践课程的多链交汇,有效解决了传统课程体系中理论课程与实践课程相互脱节的问题。对相关课程进行模块化处理,使得课程内容更具灵活性和针对性,加上多个工程领域学科交叉的理论课程平台和多元化实践课程平台所整合的多种教学资源,能够最大限度满足“大工程领域”人才培养的需要。
(2)“双螺旋递进式”的课程排布更加贴合人的发展规律
“双螺旋递进式”的课程排布,既保持了理论课程体系和实践课程体系相对独立性,又确保了理论课程体系和实践课程体系的内在联系性,使得各模块之间呈现了从掌握多学科基础知识———构建基本工程技能———建立初步工程概念———获得多领域工程科研训练———亲历工程实践———实现“大工程领域”的知识、能力、素质综合提升这样一个循序渐进的培养过程,完全符合人的发展规律。
(3)多元化的实践课程平台能够更好地满足学生个性化培养的需要
学校多元化的实践课程平台由校内和校外两部分组成。校内教学实践资源包括扬州大学国家级测试中心、江苏省环境材料与环境工程重点实验室、扬州大学药物研究所、扬州市材料性能强化技术中心、扬州大学联环生物化妆品研究所、扬州大学超分子化学研究所、扬州大学高分子化学与材料研究所、扬大-中化精细化工研究所、化学工程与工艺专业实验室、药物合成专业实验室等;校外教学实践资源包括扬州市化工园区、高邮市电缆材料科技园区、大学科技成果孵化园、泰州医药城、江苏油田、扬农集团、长青农化、上海药明康德新药开发有限公司、联环药业等多家单位,以及50多家江苏省企业研究生工作站,近70家校企联合培养基地,能够针对学生的专业特点、兴趣爱好和个人能力提供多样化的教学资源,为学生多工程领域应用能力的培养提供了有效支撑,满足了学生个性化培养的需要。
3.打通相关工程领域的课程设置“大工程领域”的课程设置
应该摒弃传统的学科主义色彩,充分体现实用主义的根本诉求。学校通过打通相关工程领域的课程设置,将多工程领域学科交叉的构思细化落实到相关课程之中,重点开展了以下四个方面工作:
(1)少而精地设置学位课程
学位课程主要包括政治类课程、外语类课程、工程数学类课程以及相关工程领域所共用的最基础的课程。最基础的课程并不强调学科系统性,而是以“必需、够用”为度对相关课程和教学内容进行重组和优化,旨在为学生提供必备的基础理论知识。
(2)有针对性地选取教学内容
教学内容首先要重视其学科交叉性、宽广性、应用性和实践性,重视学生应用能力和实践能力的培养;其次要能反映本工程领域和相关工程领域的前沿知识,使学生熟悉多个工程领域科研的最新动向,增强科研兴趣;此外还要有针对性地将企业生产实际中遇到的问题或工程案例引入教学内容,使学生对企业工程应用有一个初步的了解,增强学生对工程问题的分析能力;最后课程内容的选取还要考虑系统性,做到与后续课程和课题研究的有效衔接,减少学生课程学习的盲目性。
(3)充分发挥选修课的灵活性
选修课的设置除了相关工程领域的专业课程外,还要设置大量的交叉学科课程,同时鼓励学生根据自己的兴趣和研究能力在全校开设的研究生课程中选择适合自己的课程,进一步拓宽学生的知识视野,培养学生的综合素养,解决知识结构单一化的问题,适应不同类型研究方向的需要,促进学生的自由发展。
(4)加大实践课程的学分比重
“大工程领域”课程体系设置中,实践课程学分占到1/3左右,实践课程的内容将不仅仅局限于本工程领域的教学内容,更多是要提供多个工程领域的实践教学内容。而且,实践课程体系的设置还将贯穿于全日制工程硕士的知识学习、科研选题、工程实践,以及延伸至对论文写作阶段工程应用性的指导。同时,还要重视理论课程与实践课程的内在联系,提高知识学习与工程应用的转化效率,强化学生工程应用能力的培养。
4.科学合理地配备师资“大工程领域”的课程在师资配备上
除公共课及部分专业基础课外,主要采用“三三制”,即多个工程领域的专家、学者讲授课程占总课程的1/3,企业及研究单位的高级工程技术人员讲授课程占总课程的1/3,院内有企业工作背景及长期与企业有业务合作的教师讲授课程占总课程的1/3。尤其对于实践课程的师资配备则要充分体现“工程背景”,可以是具有企业工作经历的校内教师,也可以是拥有一定数量面向企业横向科研项目的校内教师,或是来自企业具备一定教学经验的工程技术人员。同时,积极尝试采用多教师串讲的授课形式,例如:在化工—材料类课程中醋酸纤维的生产和应用这部分内容,将安排三位老师进行串讲和指导,两位校内教师一位主讲化工工艺与设备,一位主讲材料的制备及功能化,而邀请的企业高级工程师则讲解醋酸纤维的应用及市场行情分析。从而实现了多学科知识配置—市场认知—企业应用三位一体的综合性教学目标。
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本人于2010年入职以来,积极参与公司组织的各类培训学习,如安全二级标准化评审员学习继续教育,注册二级安全评价师继续教育,公共事务管理与服务能力读本公需科目、专业科目学习,学时学分满足90学分以上。
第三部分 能力与业绩
1、在下列大型项目中承担负责人和报告编制人员,部分业绩如下:
山东阳谷华泰化工股份有限公司橡胶防焦剂CTP生产装置安全验收评价、山东凤祥实业有限公司山东凤祥2万吨标准化冷链物流仓储项目安全预评价、山东聊城鲁西化工第五化肥有限公司20万吨/年复混肥生产项目安全现状评价、山东聊城鲁西化工第五化肥有限公司30万吨/年硫酸、50万吨/年复合肥项目安全现状现状评价、阳谷祥光铜业有限公司烟气提标改造项目安全预评价、阳谷祥光铜业有限公司冶炼烟气制酸产品升级技术改造项目安全预评价、聊城煤武新材料科技有限公司乙烯下游一体化项目安全预评价、参与聊城市企业隐患排查(2018年度、2019年度)、开发区企业安全生产诊断检查(2018年度、2019年度)、阳谷市政园林隐患排查(2017-2019年度)、参与中通特种车双体系培训指导、阳谷齐鲁电缆双体系培训指导、参与阳谷祥光铜业有限公司现状换证及HAZOP分析等。
2、组织参与大型项目评审会百余次,均顺利通过评审。部分业绩如下:
山东海创工贸有限公司宠物食品项目安全预评价、山东凤祥实业有限公司有机肥安全预评价项目;山东阳谷电缆集团有限公司年产400吨光纤预制棒项目;阳谷金晶玉玻璃有限公司年产200万平方玻璃深加工项目、山东阳谷华泰化工股份有限公司橡胶防焦剂CTP生产装置安全验收评价、山东凤祥实业有限公司山东凤祥2万吨标准化冷链物流仓储项目安全预评价、山东聊城鲁西化工第五化肥有限公司30万吨/年硫酸、阳谷祥光铜业有限公司烟气提标改造项目安全预评价、阳谷祥光铜业有限公司冶炼烟气制酸产品升级技术改造项目安全预评价、聊城煤武新材料科技有限公司乙烯下游一体化项目安全预评价等。
3、2010年~2019年在工作期间,我始终坚持风雨无阻的查看现场,编制报告,配合政府部门、企业领导进行各种类型的检查,减少隐患,提高安全系数。2014年7月取得工程师专业技术资格,并于同月被公司聘用至今;2017年2月换证考取了注册二级安全评级师资格证书;2018年10月换证考取了危险化学品二级安全标准化评审员资格证书。
长期以来我一直坚持工作不分你我,坚决服从领导安排;只要工作需要,要我做什么,我就做什么;从不讲条件而且要做就竭尽全力将其做好。具体工作中充分体现了科学严谨、求真务实、公正无私和热情敬业的作风,并始终坚持走报告创新之路。本人对技术理论刻苦钻研、认真求证、精益求精;对业务工作积极主动、善于创新、勇于挑战。不论是专业技术培训,还是报告编制;都能理论结合实际,出色地完成领导交办的各项任务。
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一、高分子化学实验教学现状剖析
1.实验教学体系和内容欠争理
多数的实验教学附属于理论教学,没有单独设课和单独考核,实验课时相对较少虽然有些高校高分子化学实验已经独立设课,但仅作为考查课。实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多,而体现现代科学技术发展成果的实验很少认知性、验证性实验所占的比理偏高,培养学生创新能力的综合性、设计性、应用性和创新性的实验偏少,而且实验环节偏重于理论,突出高分子材料应用性特点的实验太少,不利于培养学生的工程观念。
2.实验教学方法单一
学生按照实验讲义预习,然后进实验室。实验前教师把实验目的、实验原理、仪器使用方法、测试方法、实验步骤和数据记录表格及数据处理方法等进行详细的集中讲解。学生只需按教师指导的过程按部就班或者依照讲义“照方抓药”,就可以完成一个实验。一部分学生糊里糊涂地来到实验室,只动手不动脑地完成实验,然后又迷迷糊糊地离开实验室。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很不够。这种统一模式、统一要求、齐步走的教学方法,一方面造成了学生对教师的过分依赖,另一方面抑制了学生个性思维的发展和创新能力的培养。
3.实验嫩学手段落后
在现代信息技术迅速发展的今天,虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用,但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验,只能最低限度地开设,且开设过程中费用大和危险性高,导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。
二、新教学模块的实践性探索与成效
针对目前国内高校高分子材料科学与工程专业高分子化学实验教学中存在的一些问题,借鉴其他化学实验教学改革的优秀成果,提出了基础技能实验、综合设计实验、研究创新型实验的三个高分子化学实验教学模块体系,并在每个模块中结合常熟理工学院教师的科研成果引入_些新的实验教学内容,采用开放式实验教学方法。通过实验教学实践发现新的体系和教学方法在培养学生的创新意识和工程实践能力方面起到了较好的效果。
1.基础技能实验教学模块
基础技能实验模块构建的目的着重建立高分子化学实验与相关基础理论知识之间的有机联系。培养学生的实验安全意识、清洁卫生习惯和严谨的实验态度。训练学生掌握熟练规范的实验操作技能和技巧,为后续的实验教学模块的实施打下良好的基础。
基础技能实验模块的教学内容设计在课时总量的40%~50%为宜,课时数约30学时,开设8~10个实验。教学内容设计涉及到高分子化学反应机理,如自由基、阴离子,阳离子等连锁反应机理,缩聚、基团转移聚合等逐步反应机理,开环聚合反应机理等。在实验实施方法方面涉及到本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、熔融缩聚、界面缩聚等。如设计膨胀计发测定苯乙烯本体聚合动力学实验,让学生直观感受到了诱导期概念、聚合过程体积减小的现象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化学理论知识。设计过硫酸钾引发甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合实验,除让学生明确了乳液聚合的基本原理外,还了解到了聚合物大分子链端基的重要作用。设计己二酰氯和己二胺界面缩聚实验,让学生深入理解了界面缩聚的概念和聚合物的可纺成纤性能等主要高分子知识。通过设计一些自由基、阴离子、阳离子等连锁反应机理的实验,使学生进一步掌握了活性中心的概念,同时在实验过程中认知了这些引发剂的活性、安全使用和贮存事项。
2.综合设计实验教学模块
综合设计实验教学模块旨在培养学生较强的实际动手能力,自主设计和分析解决问题的能力。本实验模块是实验教学的较高层次,注重学生实验的自主设计性和综合性。
教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本教学模块的特点之一是实验内容的综合性,可以将同一门课的几个实验,或者是几门课的实验组合在一起,形成一个大实验。本教学模块的特点之二是实验方案的灵活性和设计性,侧重培养学生的自主实验和学习的意识和良好习惯。例如关于高分子合成实验先确定好采用的聚合机理和聚合方法,在原材料配方组成、引发剂种类及用量、合成温度等工艺条件方面给出一个大致的框架,然后让学生在所给的框架内进行自行设计和实施实验。譬如悬浮法制备聚苯乙烯珠粒实验,水的用量范围为苯乙烯质量的100%~200%、分散剂为磷酸钙或聚乙烯醇两种、引发剂过氧化二苯甲酰用量为苯乙烯质量的0.2%~1.0%、反应温度设定在75℃~85℃范围等。学生通过自行设计的方案实施实验获得了不同的实验结果,通过对不同组之间实验结果的综合分析,找到了影响悬浮法制备聚苯乙烯珠粒的一些因素,激发了学生动手实验的兴趣,发挥了学生自主实验和学习的主观能动性。
3.研究创新实验教学模块
设置研究创新实验教学模块培养学生的科研和创新意识、提高学生的综合素质和应用开发能力,为实现培养高质量的应用型人才的教育目标提供重要的教学内容实体支撑。 本实验模块是实验教学的最高层次,注重学生实验的独立自主陛、综合性、应用性和创新性,教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本实验教学模块的特点之一是实验项目的独立自主性和综合性。也就是说确定好实验项目之后,让学生在实验教师指导下独立自主地进行实验项目方案的调研、设计、实施和结果分析。本实验教学模块的特点之二是实验项目的应用性和创新性,所拟定实验项目必须关联生产实践中的聚合物产品,充分体现实验项目的应用性。实验项目设计主要针对这些高分子产品生产实践中存在的共性问题和关键问题的解决来进行设计。通过研究创新实验的实施,发现学生学习积极性很高,乐此不疲,为培养学生创新意识和展示高分子化学实验的应用性特征提供了最佳学习平台,尤其是开发一些联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到高分子化学实验的实用价值,能强烈激发学生的创造动机。此外,研究创新实验往往需要多名学生共同完成,有利于培养学生的团队合作精神。例如,聚氨酯绝缘漆的制备及性能测定实验,每个学生做一个实验配方,每5名学生一组,5名学生的实验结果综合在一起可以得出高分子树脂配方组成与漆膜性能之间的关系曲线,以及固化条件与漆膜性能之间的关系曲线。在实验过程中,5名学生要共同安排实验方案,尽量保持操作的一致性,最后得出的结果要呈规律性变化。如果有一名学生操作有误,这个实验点就会落在规律性以外,影响其他学生对实验现象的观察。因此,实施研究创新实验项目对教师也提出了更高要求。在每次实验前,教师要指导学生拟定方案,并对可能出现的实验现象和各种影响因素进行分析,实验过程中,又有多种意外的实验现象出现,这势必要求师生共同分析和讨论造成这些现象的原因,帮助学生透过现象深刻理解事物的本质。这样做需要教师有相当的知识储备量,并且要求教师也不断进取,充分体现了教学相长的教育理念。
三、结论
基础技能实验、综合设计实验、研究创新实验+教学模块教学的实践证明教学效果显著,特别对提高学生综合实践能力、激发学生理论课学习兴趣、培养学生创新意识和应用开发技能取得了预期效果。基础技能实验模块的教学效果主要体现在实验现象与相关基础理论知识之间的有机联系,高分子化学实验操作技能和技巧的掌握和规范。综合设计实验的教学效果主要体现在学生自主设计和分析解决问题的能力培养。研究创新实验的教学效果主要体现在学生科研和创新意识的建立,以及学生团队意识和应用开发能力的培养。
参考文献
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