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關鍵詞: 高分子材料與工程專業 有機化學 教學現狀 教學改革
有機化學是化學學科中的一個十分重要的組成部分,它的主要研究對象是有機分子,從有機物結構入手,研究有機化合物的化學性質,在分子水平上探知未知世界的基礎學科。在我校,有機化學是面向化工學院、藥學院二年級,以及海洋學院一年級學生開設的專業基礎課程,是“大類培養”的主干課程。通過有機化學課程的學習,可使化學類學生掌握有機化學領域的基本理論、基本知識和實驗操作技能,把握有機化學發展領域的新概念、新動向和新技術,同時為后續專業課的學習打下堅實的基礎。
1.教學現狀
在工科院校,有機化學的教學課時“縮水”,如我校有機化學雖然是“大類培養”的重要專業基礎課,但是其課時數被壓縮到64個學時,教師必須在一個學期之內完成教學。而有機化學作為高分子材料與工程專業的基礎課,是高分子化學、高聚物合成工藝學、高分子材料學等后續專業課的基礎,學生必須在有限的課時數里掌握《有機化學》這門課程,難度大,任務重。
另外,由于江蘇省高考制度,較大部分的學生高中階段選修的“物生”,進入大學后化學知識特別是有機化學基礎知識非常薄弱,一個教學班級里,學生的化學知識水平參差不齊。通常是剛進入大學的第一學期學習無機化學,對于選“物生”的學生來說,沒有化學基礎,一開始就挫傷他們學習化學的自信心。學習有機化學時,多數學生對有機化學的學習有畏懼感。如果入校時對專業認知不夠,不能看到有機化學學習對高分子材料與工程專業學習的重要性,更是對有機化學失去興趣。
再者,有機化學課程自身的特點,由于有機物數量多,結構多變,機理難掌握。而工科院校的有機化學課時數又被壓縮,教師為了教授完大綱的教學內容,不得不采取“滿堂灌”教學方法,使得學生缺乏主動獲得知識的能力,被動“填鴨式”教學必然導致教學效果不理想。一學期教學結束,發現學生知識掌握不好,除了少部分拔尖的學生,大部分學生對這門重要的專業基礎課一知半解,學到的有機知識很少。
2.教學改革
結合有機化學學科規律,針對高分子材料與工程專業特點,對教學內容進行優化、取舍;改進教學手段,選聘高年級本科生、研究生做助理班主任,讓他們參與本科生教學,形成多元化的本科生教學隊伍;改革考核方式,實現高分子材料與工程專業有針對性的考核方式,教考分離。
(1)改革教學內容
有機化學的教學關鍵是引導學生“有機”這一學科,不同于其他幾門基礎化學課,有機化學基本不涉及計算,不涉及公式,說的是圖片的拼接,化學鍵的斷裂與重組,以構建新的有機分子。那么,在教學過程中如何引導學生使用“有機思維”思考問題才是關鍵。當我們談到如何面對課時數被壓縮這個問題,如果抓住“引導學生進入有機化學這個學科”這個關鍵問題,就能依據高分子材料與工程專業的培養方案,深入分析研究教學大綱和教學目標,對教學內容進行取舍。
在改革教學內容時,還要考慮以下兩個方面問題:一是研讀多種版本的教材,最新版本的中、英文有機化學教材和專著等,從不同研讀、分析深度的教材方面,準確把握“基礎有機化學”教學重點、難點,結合高分子材料與工程專業的特點來取舍教學內容。二是關注高分子領域的研究前沿,發展動態,結合傳統的知識,推陳出新,把最新的知識信息教授于學生,引導學生了解最新的前沿,激發他們的興趣,使之感覺到目前所學知識的有用性。
(2)改革教學手段
我校近年實施了一項“班主任助理”制度,選派高年級本科生、研究生擔任本科生班級班主任助理,取得了很好的教學效果。高年級本科生、研究生參與本科生教學,形成多層次、多元化的本科生教學隊伍。
高年級本科生已經學習了有機化學專業基礎課,經歷過有機化學的學習和考核,有自己的學習方法和技巧;他們已經進入高分子材料與工程專業課程學習,對哪些知識對專業課學習重要有切身體會;他們與低年級學生同屬于一個年齡階段,有更多的共同話題,溝通交流更容易,幫助學生及早發現自己的優缺點,揚長避短。
高分子材料與工程研究方向的研究生,通常具有扎實的專業基礎知識,已經接觸了專業的前沿研究方向,可以對高分子材料與工程專業低年級學生的學業、思想及心理等方面給予關心和指導。而且本科生可以在研究生的帶領下主動做一些創新創業項目,這使得本科生更清楚自己在課堂學習中哪方面有不足,增強本科生對基礎知識學習的熱情,使他們在有機化學課堂學習中更積極、努力。
(3)改革考核方式
良好考核方式可以極大地促進學生的學習熱情,提高他們學習的積極性。目前,我院不同專業實行統一考試,如環境工程、化學工程、安全工程和高分子材料與工程等專業統一出卷,流水閱卷、統一登分,做到公正、準確。但是,這種“統一”的方法抹殺不同專業對有機化學需求的不同,使得教師和學生忽視基礎課對后續專業課的影響,結果是為了考試而學習,不能真正掌握自己專業需求的有機化學知識。
為了提高學生的整體素質和學習積極性,我們應實現不同專業單獨出卷、單獨考核的方式。卷面上可以體現出適合高分子材料與工程專業的題目,結合他們的后續專業課程。哪些知識是有機化學這門課程必須掌握的基礎知識,哪些知識是關聯高分子材料與工程的專業知識。同時,建立針對性的有機化學試題庫,使學生接觸更多不同的題型,拓寬知識面。建立適合高分子材料與工程專業的有機化學試題庫,有機化學課程理論考試按照一定的難度系數、教學要求、考試范圍等,統一從試題庫里抽調,實現教考分離。
3.結語
為全面提升高分子材料與工程專業的有機化學教學質量,我們要結合有機化學學科規律,針對高分子材料與工程專業的專業特點,從學生的實際出發,認真分析總結,精選教學內容,創新教學手段,改革考核方式,不斷激發學生的學習興趣,以提高高分子材料與工程專業的人才培養質量。
參考文獻:
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關鍵詞: 高分子化學 高分子物理 生物功能材料 教學探索
高分子化學和高分子物理是高分子科學相關專業的專業基礎課。在專業課程設計中,一般兩門課程獨立設置,其中各占有48到72學時不等。我校的生物功能材料專業開設了高分子方面的課程,其中高分子化學與物理是該專業的專業基礎課。根據該專業特點,生物功能材料涉及領域較廣,從無機陶瓷材料到有機高分子材料都有涉及。該專業學生只需掌握有關高分子化學和高分子物理的基本理論知識和應用技能,因此我們開設了高分子化學與物理課程,所設學時為56學時,開設時間安排在二年級下學期,為三年級開設《高分子材料化學》等課程打下一定基礎。該課程內容涉及高分子材料的合成與實施方法,高分子材料的結構、性能、成型加工及其應用,是一門多學科交叉、實用性很強的學科。根據該課程具有涵蓋內容廣,物理化學和有機化學知識運用較多等特點,這樣有限的課時設置就給授課帶來了一定困難,導致學生在理解和應用本課程知識方面具有一定難度。另外,我校該專業物理化學課程設置在二年級下學期和三年級上學期,其中物理化學反應動力學部分講授時間較晚,這也給高分子化學與物理的授課帶來了一定困難。那么如何在有限的學時內系統地講授高分子學科基礎知識,是本文需要重點探討的問題。
1.選擇教材,合理安排教學內容
受授課學時的限制,我們選用的教材是化學工業出版社出版的《高分子化學與物理基礎》,由魏無際等主編。該教材系統地闡述高分子化學與物理的基本概念、基本知識、基本原理和基本測試方法,教材內容全面,難度適中,比較適合生物功能材料專業的教學要求。針對課時較少的現狀,我們對教學內容進行了合理安排。對于高分子化學部分,重點講解高分子的基礎概念、縮聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、陰離子聚合等內容,自由基共聚合、陽離子聚合、配位聚合等可較簡單講解,聚合物的化學反應章節主要由學生自學。這樣既保證了學生能夠掌握高分子化學的基本概念及反應,又沒有因為課程過難給學生造成學習困難。對課程中的某些內容,例如聚合動力學的推導,在物理化學中化學動力學部分還沒講解的情況下,我們在教學中不要求學生記住所有推導和公式,僅提出聚合動力學基本知識,引導學生自己進行動力學推導。對于高分子物理部分,我們重點講解高分子的結構、高分子的分子運動、力學狀態及其轉變,簡單講解高分子固體的基本力學性質、高分子溶液的基本性質章節,對高分子電學、熱學和光學的基本性質章節主要由學生自學。這樣課程的安排,重點講解能夠加強學生對高分子學科基本知識的掌握;簡單講解能夠擴大學生的知識面、引導有科研需求的學生課下加強該部分內容的掌握;自學部分主要為了深化學生對高分子學科知識的理解。重點講解、簡單講解與學生自學相結合的教學方法,突出了本課程重點、拓寬了學生知識面,克服了高分子學科教學中內容多、概念多、數學推導多等難于克服的難點。
2.理論聯系實際,提高學生學習興趣
高分子化合物廣泛存在于日常生活中,如穿著用的化學纖維、自然界存在的棉、麻、絲綢等,食品行業中的蛋白質、淀粉、纖維素,建筑行業中用的涂料、各種高分子管材、膠黏劑、有機玻璃,行駛工具中應用的橡膠、工程塑料、增強纖維等。高分子科學在人們的日常衣、食、住、行中發揮著極其重要的作用,其是一門應用基礎型的學科。高分子化學與物理的教學,單純的講解很難引起學生的學習興趣,教學效果不顯著。為提高學生學習興趣,我們在講解基本知識的同時,注重理論和實際相結合,列舉了大量實例。例如講解縮聚反應時,對滌綸、尼龍等一些重要的縮聚物的生產原理進行了重點講解,對聚乳酸生物材料進行了系列概述,包括其生產方法、原理和應用等;自由基共聚合部分,講到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)、丁苯橡膠(SBR橡膠)等一些著名共聚物和常見聚烯烴產品及它們的制備原理、主要性能和用途。其中舉例聚四氟乙烯(PTFE)用于流量泵、反應釜內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。在高分子發展史中,講授諾貝爾獎成果和獲得者的發明典故,例如電高分子的發現、齊格勒-納塔催化劑的發展,以增強課堂的趣味性;講述了第二次世界大戰期間高分子的發展典故。此外,讓學生翻看塑料水杯的材質、衣服標簽讓學生認識各種標志上一些材質的名稱,指出我們的水杯、服裝由哪些合成高分子構成,并討論目前常用的化學纖維名稱和聚合原理;通過舉例講解方式,激發學生自主學習興趣。
3.多媒體與板書教學方法相結合,提高教學質量
高分子化學與物理基礎課程知識面廣,其涵蓋了高分子化學、高分子物理、高分子加工等方面內容。該課程教學信息量大、理論性強,學生理解相對比較困難。因此,我們在教學過程中注意多種教學形式相結合,提高教學質量。課堂主要采用多媒體教學方式,同時輔以板書講解,取得了不錯的教學效果。利用多媒體教學方法既能夠將理論的知識直觀體現出來,又能夠將難于理解的教學內容形象地展示出來,這樣可以使學生更容易理解所學內容。例如,在講解配位聚合時,利用動畫演示雙金屬活性中心機理和單金屬活性中心機理中單體分子的插入過程與鏈增長過程;自由基聚合實施方法中,利用制作動畫模擬懸浮聚合和乳液聚合過程中單體的分散過程,高分子物理中拉伸對高分子結晶形態的影響、動態黏彈性模型,等等。通過多媒體的運用,可以使抽象的教學內容具體化,有效提高學生學習的趣味性。多媒體課件也會存在一些缺陷,比如講課節奏過快,學生難以吸收;教師過于關注幻燈片屏幕,減少了和學生的交流互動,等等。在實際教學過程中,還應注意和板書的有效結合,對重點知識內容采用板書的形式進行講解,取得了不錯的效果。
4.網絡教學方法的運用
針對多媒體教學存在講課節奏過快,學生難以吸收等缺陷和板書教學進度緩慢等特點,對重要章節,我們采取課堂與課下網絡教學相配合的方法。網絡教學在原來多媒體教學基礎上,對教學過程和教學內容提供了全面支持。目前學校構建了一個比較完整的網上教學支撐環境,提供多媒體錄播室進行教學視頻的錄制,最后把課件與錄制視頻統一上傳到網絡教學平臺。網絡教學有許多傳統學習方法無可比擬的優點,例如學生學習自主性增強,真正發揮學習的主觀能動性,學生學習在時間和空間上少了許多限制,學習的探究性更加深入。另外,網絡背景下學生在獲取不同的資源時可以進行比較,相互之間取長補短,知識面更廣。隨著現在網絡技術的發展,學生可以在宿舍、教室和學校多媒體教室通過網絡對課堂內容進行學習。網絡教學方法的運用,大大彌補了課堂多媒體課件存在一些不足,大大提高了教學效率。
5.開展互動式教學,發揮學生的學習主動性
教學是教師和學生的共同行為,學生是課堂的主體,教師是學生學習知識的引導者。目前高校教學方式偏重以教師“教”為主,忽視了學生“學習”的主動性,學生始終處于“被動學習”地位。這樣的“被動學習”,導致學生具有學習壓力大、心理負擔重等特點。針對這一現狀,我們采取課堂互動的教學方式,包括師生提問、討論和學生上講臺相結合的方式進行教學活動,取得了一定效果。比如在下課前教師先提出下一節課的預習內容,提出一些討論問題,例如在講述縮聚反應時,提出不同聚合時間獲得聚合物分子量是否相同、什么樣的單體能夠發生縮聚反應、什么樣的單體能夠獲得支化的高分子等問題。讓學生通過查閱資料,自己尋找答案,并在下次課堂上讓學生進行討論,然后教師補充。這樣既提高了學生的學習思考能力,又增強了學生的學習主動性,提高了學習興趣。另外,我校為農業院校,雖然學習《高分子化學與物理課程基礎》課程的學生是非農業專業,但是部分學生畢業后或許從事涉農相關服務業。考慮到此種情況,我們在授課內容安排上,對目前農業應用的高分子材料和高分子在農業方面的潛在應用進行了討論,給他們提供了創造性思維。比如在講自由基聚合章節時,我們就對強吸水樹脂的制備現狀和發展前景,主要針對其在農業生產中的應用進行了講述,對高分子薄膜在農業中的應用及帶來的“白色污染”與應對措施進行了討論。通過這樣的討論,我們鍛煉了學生分析思考問題的能力,這為學生工作與科學研究的創新思維形成打下了基礎,提高了學生的學習積極性和學習興趣,加深了對本課程的理解。
6.結語
通過對本校生物功能材料專業《高分子化學與物理基礎》課程教學中的一些課程設計特點、面臨的問題及目前采取的措施進行了總結。《高分子化學與物理基礎》雖然是一門專業基礎課,但其理論性強、概念抽象難懂,如何讓學生在掌握該課程基本理論的同時,調動學生的學習積極性,培養學生的自主學習能力和創新意識,是教學工作中需要不斷探索的問題。我們將在總結已有教學經驗的基礎上,繼續對本課程教學方法的改善與創新進行探索,以提高該課程的教學質量。
參考文獻:
[1]魏無際,俞強,崔益華.高分子化學與物理基礎(第二版).北京:化學工業出版社,2011.
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關鍵詞:教學―科研一體化;實踐能力;創新精神
中圖分類號:G647 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)15-0008-02
一、引言
高校本科實驗教學是鞏固理論知識、培養創新意識和高素質工程技術人員的重要環節,然而傳統實驗項目多以基礎教學為主,即使是和專業知識最為緊密相關的專業綜合實驗等實踐內容也僅涉及到基礎的實驗操作、簡單合成方法和成形工藝實驗,學生完全不能觸及本專業發展的各個領域,更無法拓展對本專業深層次、系統地了解。實驗教學缺乏引導性,無法激發學生自主探索和創新意識。為了改變實驗教學現狀,各個高校開展了對實驗室教學模式的改革和探索,并取得了一定的成效[1-4]。
本校高分子材料與工程專業經過幾十年地發展,已形成了相對穩定的科研團隊,如生物醫用高分子材料、光電高分子材料、3D打印材料、凝膠高分子材料等,引領著本專業的不同發展領域。如何在公共實驗室資源有限的條件下,按照學校發展和人才培養的總體需求,將科研項目和科研室納入本科實驗教學環節中,建立教學―科研一體化的綜合實驗室教學管理體系,以科研帶動教學,使大學生都能涉及本專業發展的各個領域,了解本專業最新發展動態,從而激發潛能和創新精神的培養,是解決實驗教學最積極有效的途徑。
二、存在的問題分析
1.教學內容設置缺乏引導性、自主性和創新性。由于實驗室建設的滯后性,高校本科教學中設置的實驗多以基礎性和驗證性為主。傳統實驗項目的設置總是選取固定的幾個實踐操作項目讓學生進行實際操作,實驗內容局限且簡單[5-7]。傳統實驗教學內容缺乏引導性、自主性和創新性的培養,因此將本專業各科研實驗室研究項目納入到本科實驗教學,是目前迫在眉睫的事情。
2.實驗室設置缺乏系統規劃。由于缺乏統一規劃,目前大部分高校的公共實驗室和專業教師的科研室相對分散,科研室相對獨立,大部分本科生很少接觸到教師的科研項目和科研實驗室,無法觸及專業精密儀器和設備及專業發展的前沿領域。將科研實驗室納入到本科教學中,依據科研項目設計綜合性、設計性、探索性等可行的教學實驗項目,提高科研實驗室專業精密儀器和設備利用率,提高學生對本專業研究領域的認識,從而引導學生的創新意識。因此,系統規劃基礎教學實驗室和科研室的布局,起到了優勢互補和綜合利用的最佳效果[8]。
3.實驗教學缺乏有效的管理和考查機制。目前,實驗實踐教學以學分制作為對學生的考查機制,學生按照規定時間參加安排的實驗教學環節,并完成實驗指定的內容即可獲得學分。實驗教師往往在實驗前安排好所有的實驗細節,學生被動的按要求做完實驗,既沒有對實驗內容做相關了解,也沒有進行前期的查閱資料等準備工作,更無法談及探索和創新精神。無需思考和挑戰的實驗考查機制無法達到自主性和創新性的培養。
三、解決措施
1.建立教學―科研一體化的綜合實驗室。本著以科研帶動教學、教學和科研相互促進的理念,并結合本專業的研究領域采用統籌的思想規劃教學和科研實驗室的安排,形成教學和科研室的有利結合。學校正在籌劃整體搬遷事宜,新的實驗大樓已準備就緒,借搬遷的好時機系統籌建和規劃的教學―科研一體化的綜合實驗室如圖1所示。公共實驗室和科研室設置在同一區域,既方便教師科研實驗時高效利用公共實驗室資源,又利于學生對專業研究領域的認識和了解,也解決了科研室科研項目轉化為實驗教學項目提供的容納空間。
2.建立教學―科研一體化實踐項目計劃。科研項目納入本科實踐環節,應制訂完善的科研教學實踐項目計劃:(1)對科研項目納入教學環節的實踐教學內容要進行科學的論證和認定,重點考察實驗目的的明確性、實驗裝備的利用性、實驗效果的顯著性、能力培養的遞進性和激發創新意識的能動性,尤其要考察是否代表本領域最精簡、核心和是否具有完整系統性的引導項目。(2)科研教學實踐項目申請,鼓勵專業教師及其研究生對研究領域的科研項目進行提煉,制訂適合本科教學的實驗項目,對實驗目的、方案、可行性和創新性等進行充分論證,由院學術委員會審核通過后進行實施。(3)根據科研項目的變化積極更新實驗項目。國家級、省級等縱向和校企聯合的橫向科研項目代表當前該學科發展的最新方向和社會的最新需求,應根據在研的科研項目及時更新科研教學實驗項目。
3.完善實驗室實踐教學監督、管理和考核評價體系。一方面,對納入到教學實踐中的高校科研室進行考核和績效評估,促進實驗室管理體制及運行機制改革;另一方面,強化對學生能力的培養,必須整改對學生實驗環節的考查機制。完善教學―科研綜合實驗室實踐教學監督、管理和考核評價體系,應從以下三方面入手。(1)實驗室實踐教學監督、管理和考核體系的設計。①學校應建立合理、高效的激勵機制,鼓勵科研實力強的專業教師將科研項目成果濃縮為實驗項目,應用于本科教學;②教務管理人員制訂教學監督、管理措施,切實落實科研項目在實驗教學中的實施和運行;③制訂出合理的考核體系和獎勵措施,實施平時常規檢查與年終考核相結合的績效評估機制。(2)科研教師的考核與績效評估。①為了激勵科研教師向本科教學的傾斜力度,把實驗室建設與教師的科研方向結合起來,與實驗室績效評估結果結合起來,績效高的研究室加大投入力度;②為了鼓勵專業教師科研成果為本科實踐教學服務,學校除了在工作量上考慮專業教師本科實踐教學方面付出的詼外,把此項工作作為職稱評審的重要方面。(3)學生實驗環節的考查機制。科研實驗項目對學生的綜合素質要求較高,需制訂合理的考查機制才能夠充分調動學生的積極性。學生實驗環節的考查包括前期準備、實驗進展和實驗完成情況三個部分。前期準備方面的考核包括對實驗目的的認知、實驗方案設計、實驗準備等;實驗進展情況方面的考核包括分析問題和解決問題的能力;實驗完成方面的考查包括對實驗結果的分析和處理、實驗報告的撰寫等。分別從實驗前期準備報告、實驗進展報告、實驗結果報告和實驗室制定的成績考核辦法四個方面進行成績考核。
四、結語
高校科研項目和科研實驗室納入本科實踐教學環節,在提升大學生實踐創新能力素質培養的同時,也給實驗室科學規劃和實驗室教學管理帶來了新的問題。專業教師、教務管理人員和實驗管理部門必須對教學―科研一體化綜合實驗室教學管理體系進行積極探索,充分整合教學、科研資源,加強科研成果向日常教學的滲透,實現實踐教學質量的提高。
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材料化學工程是由化學工程學科和材料學科交叉滲透所形成的一門分支學科,其研究方向主要有兩個:一是以新材料為基礎,不斷發展反應過程的反應技術,比如吸附過程、膜過程、催化過程等。該方向主要是通過材料的特征將其分離并進行反應,其目的是揭示材料微觀結構中物質進行傳遞和反應機理,進而總結出適用于材料設計和反應過程優化的理論方法和工藝技術。二是在材料制備的過程中,用化學工程的理論方法解決所遇到的關鍵問題,比如如何運用微結構的性能關系來實現對材料微觀結構和性能的控制,從而完成從材料制備到定向制備的轉化。新材料的開發是材料化學工程發展的關鍵和先導,直接可以衡量出國家的材料化學發達與否,因此,開發新材料對于材料化學工程的發展至關重要。材料化學包括陶瓷材料、聚合物材料、磁性材料、化學傳感材料、電子材料、超硬材料、無機非金屬材料、催化和吸附材料和薄膜材料等,這些材料很大程度上豐富了材料化學工程的領域,對其發展做出重要貢獻。
2新材料的開發
我國在新材料的開發領域取得了很多亮點,這些新材料的開發成為分離和反應過程的重要基石。一些研究所和大學正在開發一種非晶態的金催化材料,這種材料很有發展前途,因為它具有非常明顯的催化特性,而且其催化活性還具有特殊的選擇性,具有顯著的催化活性和特殊的選擇性。對這種材料進行流程綜合和技術集成,可以有助于我國新型石油化工技術的構建。石油化工科學研究院也開發出一種新型的鈦硅分子篩催化材料,這種材料具有定向氧化催化作用,可以實現“原子經濟”,使“零排放”工藝成為可能,而且也具備工業化生產的可能性。而在新材料的分離技術方面,我國也取得了很大的進步,其中南京工業大學發展了以陶瓷膜材料為原料的新單元技術,同時加強了對集成單元技術的開發,這些研究不僅使我國陶瓷技術更加趨于成熟,而且還形成了陶瓷膜新產業,為我國帶來巨大的社會和經濟效益。
3材料化學工程技術的進展
材料化學主要是對產品微結構進行調控,其主要手段是在加工材料時,將化學方法引入進去,這樣我們就可以通過宏觀條件來調控產品的微觀結構,從而為材料的加工和制備提供理論和技術指導。因此,化學工程技術的改進將直接促進材料化學工程的發展。我國在化學工程技術改進方面已經取得了非常大的進展。清華大學在碳納米粉體材料的制備過程中,引入了傳統的流化床技術,大大降低了生產成本,從而使此生產技術可以用于工業化生產,帶來巨大的經濟效益。北京化工大學則用超重力場技術來放大納米材料生產過程中的形貌控制問題,這樣就可以通過調節超重力場的強度來調節和改變產品的粒徑,。通過這種方法,我國已經成功制備出碳酸鋇、碳酸、碳酸鋰、氫氧化鋁和碳酸鍶等納米粉體,并且形成了工業化生產的技術體系,為我國帶來巨大的經濟效益。
4展望
材料化學工程作為一門交叉學科,不僅促進了材料工業的發展,而且也豐富了傳統化學工程學科的內容,因此,具有非常重大的研究意義。我國材料化學工程的研究已經取得很多可喜的成就,很多成果在世界上都位于領先水平。但是,材料化學工程中仍然有很多問題需要我們解決,因此,我們需要再接再厲,爭取使材料化學工程的研究更加深入,使其更好地為人類服務。
5結語
【關鍵詞】高分子材料與工程專業;現狀;發展前景
一、簡析高分子材料與工程專業及其發展現狀
(一)高分子材料與工程專業的演變過程
高分子材料又稱為聚合物材料,它是高分子化合物和其他添加劑混合構成的單元共價構成。早在1953年,我國就設置了高分子類專業,很多高校陸續設置了高分子類專業,比如:化學纖維、高分子化學、復合材料等專業。隨著我國經濟的飛速發展,為高分子材料和工程專業的結合和發展創造了良好的條件,為了培養具備高分子材料和工程方面的高素質人才,教育部于1998年將與高分子材料相關的工科類專業統一稱為“高分子材料與工程專業”,這一歷史性的創新將迎來嶄新的發展,期望我國能在高分子材料的合成改性和加工成型等領域有很好的研究和突破。高分子材料與工程專業的課程設置主要有有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理、聚合物流變學、聚合物成型工藝、聚合物加工原理、高分子材料研究方法等理論知識,力圖造利于我國在科學研究、技術開發、工藝和設備設計、生產及經營等領域的發展,推動我國新領域的開發、研究,增強國力,在世界經濟中站穩腳跟。
(二)高分子材料與工程專業的發展現狀
材料是人們賴以生存的物質基礎,高分子材料與我們的生活息息相關,小到日常使用的毛巾、鼠標、油漆,大到汽車輪胎、防彈衣,玻璃鋼等等,都在不斷滿足著人們的種種需求。我國的高分子材料的消費水平還處在一個很低的階段,高分子材料的生產量無法滿足市場的需求,高分子材料的品種、制造工藝、技術等等都遠遠比不上世界發達國家的水平,資源的浪費和低利用率,以及對環境的污染等等都亟待解決。同時,高分子材料與工程專業人才的就業情況不是很好,截止到2012年,全國以高分子材料與工程專業招生的學校達到145所,其中教育部直屬院校18所,國防科學技術工業委員會院校5所,地方院校119所,其它3所,主要分布在北京、湖南、江蘇、河北等27個省和自治區、直轄市,招生人數也在逐年增加,但是畢業人員的就業情況卻與之不匹配,很多學習這個專業的人才在畢業以后卻沒有從事與該專業有關的行業。此時,我們需要重新審視,如何保證培訓質量和就業問題,培養怎樣的高級工程技術人才,才能滿足社會對高分子材料與過程專業人才的需求。與此同時,我們還需要從環境、能源方面去考慮,節約能源、利用新能源、回收利用可降解的產品,保護環境,減少資源的浪費。
二、高分子材料與工程專業的發展前景
高分子材料獨特的結構決定了它很容易被改變結構和再加工,這個特點是其他材料不可比擬、無法取代的優異性能,從而被廣泛應用于科學技術、國防建設和國民經濟各個領域,并已成為現代社會生活中不可缺少的材料。高分子材料與工程專業的結合是任何行業不可或缺和取代的,小到穿衣吃飯、電腦手機,大到建筑樓房、航空航天。直觀數據顯示,高分子材料與工程專業的就業率還是很高的,達到了92%以上。21世紀以來,中國高分子材料工業取得了令世人矚目的成就,實現了歷史性的跨越。作為輕工行業支柱產業之一的塑料行業,合成樹脂、塑料機械和塑料制品近幾年一直保持高速增長,從建筑、裝飾、家電、電子電器、汽車、玩具、辦公設備等行業日益廣泛的應用發展來看,也顯示了中國高分子材料與工程專業強勁的發展勢頭。盡管高分子材料與工程專業還存在著很多的不足,但是它的發展前景還是很好的,市場的需求量也很大(包括橡膠、塑料制品、復合材料等等)。在當今的新形勢下,我們面臨的是挑戰,同樣也是機遇。我國要想縮短與世界發達國家之間的差距,需要加大高分子材料與工程方面的研究、生產、投入和應用,教育部門應當規范化辦學,適當的控制招生規模,提高教學質量,調整高分子材料與工程專業的技術知識結構體系,模擬創業訓練,培養科學研究、應用研發、生產工程技術、營銷管理等方面的人才,以此來適應社會經濟的發展。據調查顯示,72%的高分子材料與工程專業學生可以在科研、教學、企業等領域得到很好的發展,他們在畢業以后能很快找到工作,既可以從事高分子材料的研究,也可以從事加工工藝技術的開發或者是在商檢、質檢等部門從事材料的檢測等等,其薪資也屬于中等水平。
總結:
高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。隨著社會經濟的迅速發展,我國人民的可支配收入逐漸增加,城市化的進程不斷加快中,人們對更高水平、更高科技化的產品需求加大,綠色環保成為未來發展的需求,因此,社會需要高分子材料與工程專業的專業性人才。有關高分子材料與工程專業的行業有很多,而且涉及范圍很廣,高分子材料與工程專業的就業前景廣闊,影響著我們的日常生活(包括生產、教育、建筑、電子計算機、軍事等領域),并發揮著不可或缺的作用。我國的高分子材料與工程專業存在著很多不足,需要我們與時俱進,在教育、科學、汽車、軍事等各個領域加大投入和創新,運用新材料、新技術,適應社會經濟的發展,不斷改革和創新,從而帶動我國經濟的飛速發展,提高我國的生產力和科技水平。
參考文獻:
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