高分子材料概论
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高分子材料概论范文第1篇
关键字：高分子导论 独立学院 教学
自1920年德国科学家H.Staudinger提出大分子概念以来，高分子科学迅猛发展，现已发展成为一门独立的学科，它是塑料、合成纤维、合成橡胶三大合成材料生产的理论基础，在国民经济建设与科学技术发展中占有重要的地位。高分子科学既是一门基础学科，又是一门应用学科，其内容包括高分子物理、高分子化学、高分子加工和高分子材料；课程知识点多，概念多，理论性强，比较抽象，学习难度较大。在独立学院应用化学专业开设高分子导论课程有很重要的意义，但是教学学时数较少（本校为34学时），而且在大学期间只有这一门高分子相关课程。所以如何用较少的时间，引导学生掌握基本的专业知识，为其今后工作或继续深造打下基础，是每个教师都应该思考的问题。
1、独立学院的学生培养目标及特点
独立学院是指实施本科以上学历教育的普通高等学校与国家机构以外的社会组织或者个人合作，利用非国家财政性经费具备的实施本科学历教育的高等学校[1]，在我国的高等教育中起着越来越重要的作用。独立学院也称三本院校，既不同于普通高等教育、又不同于高等职业教育，招生录取线主要介于二者之间。
1.1 培养目标
独立学院的学生属于本科层次，通过大学期间的学习应该成长为既有一定理论基础，又具备较强实践能力的高素质应用型人才，与一本、二本院校培养的研究型人才有着明显区别。
1.2 学生特点
独立学院作为普通高等教育的重要组成部分，学生既有一般大学生的通性，也有自身比较突出的特点[2]。分析我校应用化学专业学生情况，发现存在以下几个特点：
a.入学时对专业知识掌握较少，甚至有部分江苏考生在高中阶段都没有选修化学；
b.对本专业缺乏归属感，很多学生是调剂生，部分学生认为所学知识用处不大；
c.自控能力不强，无故旷课、不交作业、考试突击等现象较多；
d.学习动力不足，积极性不高，课程知识掌握较差，甚至有同学出现挂科现象；
e.动手能力较强，对社会实践的要求比较强烈。
2、教学建议
根据本校应用化学专业开设高分子导论课程几年的情况，结合同行经验[3-4]、自身教学体会和学生意见，对独立学院高分子导论课程的教学提出以下几点建议：
2.1 教师观念转变
由于独立学院的办学及专业建设年限较短，目前师资力量主要依附母体院校。一部分教师是从母体院校外聘的兼职教师，教学经验丰富，但是自身在母体院校已承担较重的教学或科研任务，精力有限，而且多年来形成了一本、二本的教学定势，惯于按照研究型大学或教学科研并重型高校的培养目标进行教学，往往会把内容讲的过深，理论性太强，常常使学生感到学习困难，甚至发出“想把我们培养成科学家”的感慨。另一部分教师是学校自有年轻教师，他们教学经验不足，容易受到自己学习体会或老教师教学经验的影响，短时间内难以很好的根据独立学院“三本”的生源特点进行教学。教师应该明确独立学院培养应用型人才的目标，并且贯彻在整个教学过程中。
2.2 合理选择教材
独立学院的学生学习主动性不够，课后主动复习和预习的情况很少，寻找相关书本文献学习的更少，所得知识大都依赖于课本和课堂，所以参考教材的选用很重要。
高分子导论教材版本较多，主要章节包括概论、链式聚合反应、逐步聚合反应、聚合物的化学反应、聚合物的结构、聚合物的性质、高分子材料、聚合物的成型加工等。这些教材主要是面对普通高等教育，整体内容理论性较强，对学生的学习基础及学习能力有一定的要求。鉴于目前还没有一本专门适用于独立学院的教材，本校目前选用董炎明编著的《高分子科学简明教程》（科学出版社），该教材内容通俗易懂，而且书中有很多小故事，可以提高学生的学习兴趣。教师要随时关注教材信息，寻找更为适合的教材。
2.3 明确教学内容侧重点
应用化学专业开设高分子导论课程的目的，是为了引导学生进入高分子的世界，理解和掌握高分子科学的基本框架、概念和原理，为以后进一步学习或从事相关行业工作提供知识储备，所以在教学的深度上要求相对偏低，但是作为仅有的一门高分子课程，课程内容要有代表性。
高分子科学四个知识板块中，高分子化学和高分子物理是讲解重点，安排28学时左右，而高分子材料和高分子加工则重在与实践结合，以讲座或参观的形式学习。
在高分子化学的学习中，紧紧围绕“如何合成聚合物”这条主线，重点介绍自由基聚合和逐步聚合，离子聚合和聚合物的化学反应作为次重点，而配位聚合则可以安排学生自学。其中涉及到很多公式，比如自由基聚合反应动力学部分，有引发速率方程、链增长速率方程、稳态假设下的自由基浓度方式、聚合总速率方程等[5]，弱化公式的推导，而将关注度放在公式的理解应用上。
高分子物理则围绕着“聚合物结构和性能关系”这条主线，重在二者的对应关系。此部分涉及到较多的曲线，比如线性非晶态聚合物的形变-温度曲线，聚合物的应力-应变曲线，重点介绍曲线各段所代表的意义、对应的结构要求、相互的异同之点，而对精确的曲线函数推导完全忽略，所涉及到的比较前沿的结构模型也适当弱化。
2.4 充分调动学生的积极性
独立学院的学生学习主动性不够，而且在遇到困难时容易产生自卑、畏缩心理，所以要充分利用各种资源，将多媒体教学和板书教学相结合，将理论讲解和实物、模型演示相结合，将课本知识和实际应用相结合，通过多种授课方式，调动学生的学习积极性，提高教学效果。
2.4.1 培养良好的学习习惯
独立学院的学生中课前不预习、上课不听讲或旷课、课后不复习、作业抄袭、考试突击等的现象比较多，反映出学生的学习态度、学习习惯方面存在一定的缺陷，这些都严重影响了教学效果的实现。
针对这些现象，可以采取以下这些引导性的措施：
a.课前布置预习题，并在上课时提问，培养学生的预习习惯；
b.讲课之前列出本堂课主要要解决的问题或知识点，在下课之前以课堂作业的形式解答上交，让学生带着问题学习，提高课堂听讲的效率；
c.课后习题不单要对课堂内容进行检查，还要包括部分拓展性内容，引导学生查阅相关书籍、文献或是网络资源，培养独立学习的习惯；
d.将学生分成若干个小组，选取某种实用的高分子材料，课后查阅相关知识，相互讨论，并选取代表以讲课的形式在课堂上进行十分钟左右的成果展示，培养学生协作精神，锻炼学生的演讲能力。
2.4.2 充分利用多媒体教学
现今多媒体技术非常发达，对其有效利用可以大大提高教学的效果，这方面已经有很多教师进行了探索[6-7]。多媒体教学的重要部分是多媒体课件，课件并不是教材的简单重复，而要突出教学重点和难点，图文并茂、形象生动。充分利用多媒体资源的同时，也不能完全摒弃板书教学，比如对于某些特别重要的理论公式的学习和推导，学生难以在较短的时间内完全理解，这时就应该采用传统的板书教学方式。
多媒体教学中可以利用各种化学软件实现分子结构的模拟、构型的转变等，直观形象，对高分子的链结构、构型转变等抽象知识点的学习很有帮助，还可以将简单高分子实验制作成视频，比如学生在学习自由基聚合中的自动加速效应时，由于没有感官印象而难以掌握，可以通过视频将这一过程直观的展示出来，让学生通过观察去分析理解。
2.4.3 紧密联系生活
教学内容与生产生活紧密联系，能很大程度提高学生学习的积极性。高分子科学支撑着庞大的高分子工业，与生活联系密切，在教学中要将理论与实际结合，提高学生的兴趣。生活中到处都是高分子制品，在讲述高聚物名称和结构时，展示此种聚合物的制品，引导学生通过制品的特点来推断聚合物的特点，加深印象，还可以简单介绍行业内代表性的生产及加工单位。独立学院多有产学研共建平台、学生实训基地，在条件允许的情况下，组织学生参观高分子生产加工基地，了解比较成熟的高分子合成工艺，高分子材料的加工成型过程等。
2.5 改革考核体系
考核是教学成果的主要检测手段之一，传统的考核方式是一张试卷定生死，存在诸多弊端，建议将课程考核方式分为两部分，一部分是平时的课堂表现，包括出勤率、作业完成情况等，这部分的比例可以适当提高，从而使学生更加注重课堂的互动环节；另一部分是期中和期末理论考试，采取开卷与闭卷相结合的形式。
高分子导论的主要理论考核内容是高分子化学和高分子物理，这是两个虽有联系但相互独立的方向，可以分别考试，同比重计入总分。考试可以采取开卷闭卷相结合的方式，高分子化学中反应动力学部分有很多的公式，学生记忆上存在困难，可以适当采取开卷或半开卷的形式，而高分子物理中多是对规律的解释和应用，采取闭卷的形式。
3、结语
高分子导论作为一门知识点多、理论性强、学习难度大的课程，在独立学院学生基础薄弱、课时数少的情况下进行教学，目前尚在探索阶段，还存在不少问题。教师需要不断的改进教学方法，培养学生良好的学习习惯，充分调动学生的学习积极性，这样才能取得令人满意的教学效果。
参考文献：
[1] 中华人民共和国教育部令，第26号：独立学院设置与管理办法，2008年2月22日
[2] 于丽波，本三院校学生特点分析，科技信息，2011，8：69
[3] 方征平 郭正虹，在独立学院开展高分子物理教学的几点思考，高分子通报，2009，8：74-78
[4] 徐晓冬，非高分子专业《高分子化学与物理》教学中的几点体会，高分子通报，2010，5：74-78
[5] 董炎明 张海良，高分子科学简明教程，科学出版社，2008
[6] 李丽，多媒体在高分子教学中的应用，高分子通报，2006，2：64-69
高分子材料概论范文第2篇
人们通常把材料、信息和能源 人们通常把材料、信息和能源并列为现代科学技术的三大支柱，并认为他们是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。在这三大支柱中，材料科学显得尤为重要，可以说材料科学是现代科学技术发展的重要支撑，这主要体现在材料是人类社会进步的里程碑，而先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导，也因为信息和能源技术的发展都与材料科学的进步和发展密切相关。材料一直是人类赖以生存和发展的物质基础，但材料科学的提出却是20世纪60年代初的事情，也是科学技术发展的必然结果。随着人们对材料的制备、微观结构与宏观性能之间关系等研究的逐步深入，各种材料体系，如金属材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相继建立起来。对不同材料的研究可以相互借鉴，也使得不同材料之间的相互替代和补充成为可能，由此也出现了复合材料的概念并得到了广泛应用。随着人们对材料研究的深入，逐渐形成了材料科学与工程这门学科。这门学科除了研究材料的组成、结构与性质的关系等基础研究之外，还研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题。现在一般认为，材料科学与工程主要包括组成与结构、合成与制备、性质及使用效能等四个方面，它是关于材料成份、结构、工艺与它们的性能和用途之间的有关知识的开发和应用的科学。由此可以看出，材料科学与工程科学有多学科交叉、与实际应用密切相关等特点，并且也是一门正在发展中的科学。作为一级学科，材料科学与工程学科下设有材料物理与化学、材料学、材料加工工程三个二级学科。按照我国的专业规划，材料科学与工程学科以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面。更进一步讲，材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的科学研究与工程技术人才。金属材料领域涉及的金属磁性材料和无机非金属材料领域涉及的陶瓷基铁氧体材料都已经得到了非常广泛的应用。高分子领域的有机磁体，目前正在成为国际上研究的热点，也是软物理研究的一个重要领域。由此可以看出，材料科学与工程领域涉及的各个方面，都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成结构材料和功能材料两大类，磁性材料作为具有特定物理功能的材料，在功能材料中占有很大的比重。当前功能材料的研究和开发的热点集中在光电子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物医用材料、超导材料、功能高分子材料、先进复合材料、智能材料以及生态环境材料等领域，这几类材料几乎都与磁性材料有直接或间接的关系，各类材料的磁学性质无疑也是当今研究的热点问题。
随着社会的发展，特别是信息功能材料的发展和应用的日益广泛，作为功能材料基础的磁性材料得到了日益广泛的应用。与此相适应的，在材料科学与工程学科的教学体系中，特别是在一些主干课程中都出现了与磁性材料相关的内容也就成为历史的必然。因为磁性材料从材料微观结构上涉及到晶态材料、非晶态材料、纳米晶材料，也涉及到金属材料、陶瓷材料等无机材料，所以在《材料物理导论》中把“材料的传导性和磁性”作为一个章节，《新材料概论》中与磁性有关的有“磁性材料”和“超导材料”两个章节，《金属功能材料》涉及到磁性的章节更多，有“磁性材料”、“金属薄膜材料”、“非晶态金属材料”、“信息材料”、“超导材料”及“智能金属材料”等章节，在涉及到材料物理性能及测试的教材中，都会不可避免地涉及到磁学知识。在国外的教材中，情况也是如此，如《工程材料科学与设计》一书。在无机材料、陶瓷材料等课程中，也都会涉及到磁性材料，在材料物理性能的讲授中，也必然会涉及到电性及磁性的内容。考虑到磁学知识的广泛性及分散性，我校在教学实践中发现，有必要充分利用学校在这方面的优势，把磁学的相关知识单独作为一门学科进行讲授，这样既有利于学生对磁学知识有一个系统的理解，也可以适应社会发展的需要。磁性材料作为一种非常重要的基础功能材料，在社会中已经得到了广泛的应用，作为材料科学与工程专业的学生，非常有必要对磁学及磁性材料的知识有一个专门的了解，这样做会使学生受益终生。因为一方面有利于扩大他们的知识面和视野，也非常有利于他们就业；另一方面有的学生进入研究生阶段后，如果具备一些磁学相关知识，也非常有利于他们的学习和研究工作，《金属材料结构与性能》属于材料科学与工程学科领域的基础教材和国内外材料专业硕士的必修教材，也把“材料的磁性能”作为一个章节进行讲授。
作为重要的现代信息功能材料的磁性材料，其发展具有悠久的历史，在这方面已经有许多专门的文献资料进行了介绍，在此不再赘述。人类很早就开始了磁学的研究，但直到量子力学创立后，才对磁性的起源有了一个较为清晰的认识，也就是说，磁性本质上起源于物质的量子性质。这就说明要研究与磁性相关的现象，就必须具有《量子力学》的学习背景；要研究大量微观粒子聚集体的磁学性质，就必然要用到《热力学统计物理》的知识；要研究固体的磁学性质，也必然要对《固体物理》有深入的了解。所以，在学习《磁学》课程之前，必须要以这三门课程的学习为先导，而在材料科学与工程专业中作为专业基础课，都会专门开设这三门课程，这也就为磁学课程的开设创造了有利条件。我校的探索实践表明，在讲授中应以《磁性材料》课程为主线来进行讲授，并且适当增加一些必要的磁学知识和磁测量知识，以利于学生的理解，也有利于学生对其他相关课程的学习。我校几年来的实践教学都收到了良好的效果。人们对纳米结构体系与新的量子效应器件的研究已经取得了许多新的进展，有许多成果已经产业化，并由此带动了传统产业的技术升级和技术进步，从而掀起了纳米科技热潮。纳米结构由于具有纳米微粒的特性，如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等特点，又存在由纳米结构组合引起的新的效应，如量子耦合效应和协同效应等，这些都属于量子力学现象，现代纳米科技研究也多是以这些效应为出发点来进行的，这些内容也是材料科学与工程学科各门主干课程的重点内容。磁学主要研究物质的磁性及其起源，也就是研究与电子的自旋相关的性质及理论。磁学从创立之初就一直在从事与量子效应有关的知识研究。从量子力学创立至今，磁学从理论上对这些问题的探索已经有将近一个世纪的时间，积累了丰富的知识，对磁学相关知识的学习，必然会大大促进学生对材料科学与工程学科的学习和理解。
并列为现代科学技术的三大支柱，并认为他们是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一。在这三大支柱中，材料科学显得尤为重要，可以说材料科学是现代科学技术发展的重要支撑，这主要体现在材料是人类社会进步的里程碑，而先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导，也因为信息和能源技术的发展都与材料科学的进步和发展密切相关。材料一直是人类赖以生存和发展的物质基础，但材料科学的提出却是20世纪60年代初的事情，也是科学技术发展的必然结果。随着人们对材料的制备、微观结构与宏观性能之间关系等研究的逐步深入，各种材料体系，如金属材料、高分子材料、陶瓷材料等都已相继建立起来。对不同材料的研究可以相互借鉴，也使得不同材料之间的相互替代和补充成为可能，由此也出现了复合材料的概念并得到了广泛应用。随着人们对材料研究的深入，逐渐形成了材料科学与工程这门学科。这门学科除了研究材料的组成、结构与性质的关系等基础研究之外，还研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题。现在一般认为，材料科学与工程主要包括组成与结构、合成与制备、性质及使用效能等四个方面，它是关于材料成份、结构、工艺与它们的性能和用途之间的有关知识的开发和应用的科学。由此可以看出，材料科学与工程科学有多学科交叉、与实际应用密切相关等特点，并且也是一门正在发展中的科学。作为一级学科，材料科学与工程学科下设有材料物理与化学、材料学、材料加工工程三个二级学科。按照我国的专业规划，材料科学与工程学科以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面。更进一步讲，材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作的科学研究与工程技术人才。金属材料领域涉及的金属磁性材料和无机非金属材料领域涉及的陶瓷基铁氧体材料都已经得到了非常广泛的应用。高分子领域的有机磁体，目前正在成为国际上研究的热点，也是软物理研究的一个重要领域。由此可以看出，材料科学与工程领域涉及的各个方面，都可以看到磁性材料的影子。材料一般分成结构材料和功能材料两大类，磁性材料作为具有特定物理功能的材料，在功能材料中占有很大的比重。当前功能材料的研究和开发的热点集中在光电子信息材料、功能陶瓷材料、能源材料、生物医用材料、超导材料、功能高分子材料、先进复合材料、智能材料以及生态环境材料等领域，这几类材料几乎都与磁性材料有直接或间接的关系，各类材料的磁学性质无疑也是当今研究的热点问题。
随着社会的发展，特别是信息功能材料的发展和应用的日益广泛，作为功能材料基础的磁性材料得到了日益广泛的应用。与此相适应的，在材料科学与工程学科的教学体系中，特别是在一些主干课程中都出现了与磁性材料相关的内容也就成为历史的必然。因为磁性材料从材料微观结构上涉及到晶态材料、非晶态材料、纳米晶材料，也涉及到金属材料、陶瓷材料等无机材料，所以在《材料物理导论》中把“材料的传导性和磁性”作为一个章节，《新材料概论》中与磁性有关的有“磁性材料”和“超导材料”两个章节，《金属功能材料》涉及到磁性的章节更多，有“磁性材料”、“金属薄膜材料”、“非晶态金属材料”、“信息材料”、“超导材料”及“智能金属材料”等章节，在涉及到材料物理性能及测试的教材中，都会不可避免地涉及到磁学知识。在国外的教材中，情况也是如此，如《工程材料科学与设计》一书。在无机材料、陶瓷材料等课程中，也都会涉及到磁性材料，在材料物理性能的讲授中，也必然会涉及到电性及磁性的内容。考虑到磁学知识的广泛性及分散性，我校在教学实践中发现，有必要充分利用学校在这方面的优势，把磁学的相关知识单独作为一门学科进行讲授，这样既有利于学生对磁学知识有一个系统的理解，也可以适应社会发展的需要。磁性材料作为一种非常重要的基础功能材料，在社会中已经得到了广泛的应用，作为材料科学与工程专业的学生，非常有必要对磁学及磁性材料的知识有一个专门的了解，这样做会使学生受益终生。因为一方面有利于扩大他们的知识面和视野，也非常有利于他们就业；另一方面有的学生进入研究生阶段后，如果具备一些磁学相关知识，也非常有利于他们的学习和研究工作，《金属材料结构与性能》属于材料科学与工程学科领域的基础教材和国内外材料专业硕士的必修教材，也把“材料的磁性能”作为一个章节进行讲授。
高分子材料概论范文第3篇
关键词：大型综合实验；创新；实践能力；地方院校；教学改革
中图分类号：G64 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）33-0193-02
随着我国走向国际步伐的逐渐加快，我国大中型企业所面临的国际竞争力越来越激烈。企业要发展，人才是关键。企业的创新理念、研发能力、人才队伍已经成为一个企业蓬勃发展的决定性因素。可以说，企业是求才若渴，然而作为地方院校的本科毕业生每年的就业率却不断下滑。每年春暖花开时，在地方院校的校园里却无人关心春意盎然的美景，有的是没有企业面试学生的哀怨和老师们的感叹。地方院校，既没有名校的悠久历史，也没有名校丰厚的教学师资力量，如何才能突出就业重围，做到人尽其才，一直是地方院校师生思考的重要教研课题。本文从企业的需求出发，提出了以培养学生综合创新能力为核心的教学培养模式，依托学校优势学科，全面科学地设计、安排大型综合实验，努力实现从知识积累型人才向实践创新型人才的转变。其教研成果对于地方院校培养适应企业发展需求的综合型创新人才具有重要意义。
一、地方院校的责任
一直以来，高校都被人们视为培养人才的摇篮。然而，向学生传授了知识不等于学生就有了适应社会和助推企业发展的创新能力[1]。知识是能力表现的基础，能力是知识理论的体现，两者密不可分，但又并非必成正比[2]。我们经常会遇到一些学生学习成绩非常好，但一做起实验来却是手忙脚乱，一事无成。可见，知识和能力是不等价的。高校教师向学生传道授业是其根本，但培养学生创新实践能力，让其做到学以致用却显得更加重要。因此，高等院校尤其是地方院校要想在人才培养上占有一席之地，就必须改革固有的教学培养模式，以培养学生的综合创新实践能力为第一要务。
二、地方院校学生的特点
让每一名学生都成才是高校的最高使命。然而，每一所高校的学生大都是来自祖国各地，学生的基础知识结构不同，自身素质迥异，要想人人均成才除了学生自身用心学习、努力提高自身素质外，学校的培养方式、培养理念也至关重要。
三、学生综合性创新能力的培养思路
自学生走入大学校门伊始，学生与企业直接接触的机会就是下厂实习，而间接地进行企业实践能力训练的方式就是大型综合实验。目前，许多地方院校所开设的学生实验大多是验证型实验，而要提高学生的综合创新实践能力就必须要打破传统教学的固有格局，摆脱单纯的验证型实验的束缚，加强大型综合实验的开设力度[3]。与简单地重复老师黑板上书写的常规性验证型实验相比，具有挑战性的大型综合实验对学生更有吸引力。在这样的实验中，每一步实验都是学生自行设计的，都是学生利用自己所学的知识综合思考而来的，都是自己亲手做的。学生在大型综合实验中既能感受到科学实验的严谨、认真和艰苦，同时也能感受到成功后的喜悦和失败后的教训。因此，开设大型综合实验是培养学生综合实践创新能力的有效途径。
1.大型综合实验的主要内容与特点。一般大型综合实验包括在企业开设的下厂实践和在学校开设的大型综合实验两部分。在企业进行的下厂实践中，要做到看、记、问、模相结合。看，即是认真观看所学专业的工业厂房设计情况，主要包括车间内设备的摆放、管路的走位、机电线路的辅设等。记，即是牢记生产设备的操作工艺和注意事项。问，即是细心观察，将所学的理论知识与现场实际相结合，及时发现问题，不耻下问。模，即是用心向一线工人学习，模仿他们手、眼、身、法、步上的每一个动作，做到身心合一。在学校开设的大型综合实验中，学生要以动手实践为主，充分利用学校仿真设备对每台设备的构造、工作机理，操作方法要熟记于心。学生要积极参与设备的拆装与维护保养，全面实现理论与实践相结合。
2.大型综合实验的科学设计与安排。在大型综合实验的设计上，首先，要根据每个学校的自身特点，发挥优势专业的长处，整合学校现有资源建立一个可供学生进行生产实践锻炼的工程中心。其次，学校根据企业需求，从本专业教学、科研实践中选出具有专业代表性的大型综合实验。在大型综合实验的安排上，学校要充分考虑学生其他专业课程的设置情况。一般学校通常将大型综合放在大学四年级第一个学期开设。这样安排的好处是学生此时大部分专业课都学完了，对大型综合实验中涉及的专业知识容易理解和掌握；不利之处是这段时间与考研和做毕业论文相冲突。在进行大型综合实验时，经常会出现考研的学生无心做实验，而做毕业论文的学生由于想快点毕业，把更多的时间都放在了毕业论文的实验上的情况。因此，大型综合实验的时间安排显得非常重要。另外，在进行大型综合实验时，指导老师要在实验前精心准备实验，对学生进行分组，每组最多不超过5个人。如果学生很多，老师又没有准备，就很容易会出现学生看的多而动手的少、老师讲得快而学生听懂的少、实验过程中问题多顺畅的少、学生感到枯燥无味的多真正得到煅练的少的情况。
3.分层次、分阶段进行大型综合实验。本科学生进入大学之后的课程培养主要分为三个阶段，即基础知识积累阶段、专业基础知识学习阶段和专业知识学习阶段。下面，以我校材料科学与工程专业学生为例介绍一下分层次、分阶段进行大型综合实验的主要过程。我校材料科学与工程专业大型综合实验除了利用寒暑假到大型高分子加工企业现场实习（每次在企业实习时间不少一周）之外，在学校开设的大型综合实验主要分为三个阶段（如图1所示）。在第一阶段（基础知识积累阶段）中，我们针对学生所学的无机化学、有机化学、物理化学等方面的基础知识开设“有机化合物的设计与合成”大型综合实验；在第二阶段（专业基础知识阶段）中，针对学生所学的高分子化学、高分子物理、高分子加工设备以及高分子成型工艺原理等方面的专业基础知识开设“多功能聚酯的合成与应用”大型综合实验；在第三阶段（专业知识阶段），针对学生所学的化学纤维概论，化学纤维成型加工原理等专业知识开设“复合纺丝”大型综合实验。在每个阶段的大型综合实验中，学生从所要求制备合成的产物性能出发，分析具有这些功能的产品的分子结构，再从分子角度进行分子设计，进而根据分子结构式进行实验方案的制定，通过具体实验进行验证，直到达到要求为止。
本文从企业需求出发，叙述了大型综合实验在培养学生综合创新实践能力上的重要作用；阐述了大型综合实验所包括的具体内容；并结合材料科学与工程专业大型综合实验的开设情况介绍了科学设计与安排大型综合实验应注意的重要事项。其教研成果对于推动地方院校开展学生的综合型实践创新能力的培养模式，缓解地方院校学生就业难题具有重要意义。
参考文献：
[1]吉爱国.综合性实验教学模式的探讨与实践[J].实验室研究与探索，2007，26（1）：94-96.
[2]施开良，姚天扬，俞庆森.创新型人才培养规律和模式的探讨[J].实验室研究与探索，2004，23（3）：1-3.
[3]王义良.加强综合性实验和研究性实验注重实践能力和创造能力培养[J].中山大学学报论丛，2001，21（5）：48-50.
高分子材料概论范文第4篇
【关键词】土木工程；建筑；力学；材料。
引言
土木工程这门学科是极其古老的，在人类有了自己的文明之时就已经有了这一方面的知识，它与人类的生产生活密切相关。其中土木工程的三要素有“材料、施工、理论”，在这三要素之间的相互促进与渗透，我们的土木工程才能发展到今天这种地步，而其中最为关键的是材料。但是时到今日，土木工程的理论仍有很多地方不是很完善，理论与实际也有格格不入的地方，需要通过我们的努力，是土木工程的技术水平更上一层。
1.对土木工程历史、现状的认识
古代土木工程的时间跨度大致从旧石器时代到17世纪中叶。在这一时期修建各种设施主要依靠经验，没有什么设计理论。所用工具也很简单，只有斧、锤、刀、铲和石夯等手工工具。随着后期的发展，在房屋建筑、桥梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了辉煌的成就。一些文明古国的不少传世杰作，至今巍然屹立。
近代土木工程的时间跨度从17世纪中叶到20世纪中叶，前后约300年时间。在此期间，建筑材料从以天然材料为主转向以人造材料为主，建造理论也从主要以总结长期建造经验向重视科学兼顾经验转变。建造技术方面，一些性能优异的大型机械伴随着各种极为有效的施工方法的出现，使得人们开始能建造结构复杂或所处环境恶劣的土木工程。1687年牛顿总结出力学三大定律，为土木工程奠定了力学分析的基础。随后，在材料力学、弹性力学、和材料强度理论的基础上，土木工程的结构设计有了比较系统的理论指导。
现代土木工程起始于20世纪中叶，发展至今，土木工程在建筑材料、结构理论和建造技术方面都取得了极其巨大的进步。建筑材料方面，高强度混凝土、高强低合金钢、高分子材料、钢化玻璃越来越多地出现在建筑上。结构理论方面，利用电子计算机强大的运算和绘图能力，力学分析和计算的结果更加符合结果的实际情况，使得在结构设计上更为可靠。
2.土木工程的技术
土木工程是“民用工程”，它是建造各种工程的统称。它的原意是与“军事工程”相对应的。历史上土木工程、机械工程、电气工程、化工工程都属于民用性的。它还包括水利工程、港口工程；而在我国，水利工程和港口工程也成为与土木工程十分密切的相对独立分支。
最早的土木工程的材料用的是泥土、木料和其他的天然材料，后来在人们的反复实践中才出现瓦砖等人工材料，砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。从十九世纪中叶开始，冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材，随后又生产出高强度钢丝、钢索 。随着这种新材料钢材的出现，是土木工程建筑物的结构形式变得各式各样。
十九世纪20年代，波特兰水泥制成后，混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土构件易于成型，但混凝土的抗拉强度很小，用途受到限制。不能制造大跨度的建筑结构，但是，从三十年代开始，出现了预应力混凝土，这是通过实践与理论的力学分析之后，出现在土木工程领域的新技术。现代的建筑多用钢筋混凝土或者预应力混凝土结构，混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式，这是土木工程的又一次飞跃发展。
土木工程作为一个重要的基础学科，有其重要的属性：综合性，社会性，实践性，统一性。土木工程为国民经济的发展和人民生活的改善提供了重要的物质技术基础，因此，建筑业和房地产成为许多国家和地区的经济支柱之一。
3.土木工程的展望
在这个“世界村”的年代，我们首先考虑到的问题不是经济利益，而是当今世界的环境问题，土木工程的发展路线必然走得是可持续的科学的发展路线。随着我国改革开放的不断深入和经济的迅速发展，中国将面临一个更大规模的建设。而且这样一个优良的发展环境已经受到并将继续受到西方国家的急切关注。
放眼世界，美国的现代化进程可谓先进，而现今资料表明：未来美国要投入16000亿美元来解决已建工程的不安全状态，譬如，氯离子所引发的建筑锈蚀等等。作为当代土木工程师，在传承前人辉煌成就的同时，也必须多多吸取已出事故的教训，在今后的工作中进行创新改良，实现可持续发展。
作为跨世纪的一代，这一大好形势为我们提供了空前难得的施展才干、向国际水平冲击的良好机遇。当代土木工程自动化正向着全面化发展，而计算机的运用，将使其变为现实。土木工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升，使其更加科学、合理，有效地提高效率，降低成本； 实现土木工程的信息化将引起土木工程企业管理方式的深刻革命，促使企业管理理念和手段的革新；还能使项目管理层与企业管理层及劳务作业层信息收集渠道畅通、信息资源共享。
当然，可持续发展，绝不是一味地追求节省，而是要寻求一种最合理的中间状态，既要保证建筑有足够的创意，也要追求完美的技术经济指标，以最少的投入获得最大的效益。现今，建筑世界已经进入到生态美学的时代，注重文化、生态、工程与环境之间的关系，注重人性化、节能与可持续发展，才是当代工程师的着眼方向。
4.结束语
总的来说土木工程是一门古老的学科，它已经取得了巨大的成就，未来的土木工程将在人们的生活中占据更重要的地位。土木工程师总是在不断的求索中。设计出一个最简单的结构，最少的耗费，最大的功用。这真是作为一个土木工程师所应当承受的责任与义务。作为一个未来的土木工程师，我们的道路依然相当艰辛，我们要为国家的土木工程事业发展献出属于自己的一份微薄之力。
参考文献：
[1]罗福午主编.土木工程（专业）概论.武汉.武汉理工大学出版社.2007年。
[2]丁大钧，蒋永生主编《土木工程概论》中国建筑工业出版社.2009年。
[3]江见鲸，叶志明主编.土木工程概论.北京.高等教育出版社.1992年。
高分子材料概论范文第5篇
关键词：复合材料；教学内容；方法手段；设计规划
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0205-02
材料是人类赖以生存和发展的物质基础。复合材料对现代科学技术的发展，有着十分重要的作用。复合材料注重各组分材料之间相互取长补短、协同作用，具有组元选择可设计性和结构可设计性[1]。《复合材料》是贵州大学针对矿物资源工程本科专业所设置的一门专业选修课程，意在扩展学生的专业知识。本文在近年来对该课程教学实践的基础上，从教学内容、教学方法和手段以及课程考评方式等方面提出自己的一些设想，以供相关同仁参考。
一、课程背景及基本概况
调查发现，国内高校针对相关专业设置的与复合材料相关的课程除了《复合材料》之外，还有《复合材料学》、《复合材料学基础》、《复合材料概论》等，单从课程名称上看，前两者属于系统讲授的必修类大课，后者属于概论类课程。本校矿物资源工程专业所设置的《复合材料》仅32学时，具体讲授中按照概论的思路开展，务求做到对相关基本概念和知识点都能够讲到。
当前我校的专业选修课还没有像其他公共选修课那样按照个人兴趣真正地自主选择，而是根据专业培养方案要求，在限定的学分数及课程范围内以专业、班级为单位，按照指导性原则有针对性地集体选择。这样就会出现部分学生对所“强制”选修的课程不感兴趣、缺乏学习主动性等现象。另外，我校矿物资源工程专业原本非材料类专业，近年来虽然对课程设置体系有所调整，但在学分数限定下，对于材料学科的课程无法系统化，所设置的课程无法全面覆盖学生在学习《复合材料》时所要求先修的材料科学与基础、材料合成与制备、高分子材料、材料物理、材料化学、金属材料、无机非金属材料、材料界面等材料学科主要基础课程[2]，这就给《复合材料》课程的授课带来了一定困难，经常会遇到学生对于相关基础知识空缺的现象。当前笔者课题组正在进行矿物资源工程专业创新创业教育教学研究，如何开展好专业选修课程的教学工作并达到预期目标也是需要亟待解决的问题，值得我们认真研究和思考。
二、对本课程的教学内容的设计规划
《复合材料》课程涵盖的知识体系宽广、内容丰富，是一门实用性非常强的课程[3]。作为一门选修课，要在培养方案中所限定的32学时内系统地完成全部课程内容教学任务几乎不可能，因此必须对教学内容根据专业培养目标要求进行合理调整。本课程主要内容包括复合材料的定义及发展历史、分类及基本性能、基体和增强体的结构与种类、复合材料界面、复合材料的制备及应用等。结合近年的教学实践，拟按照下述思路着手教学内容的调整和设计。
1.按照专业定位和人才培养目标确定教学重点。在教学之初，首先制定课程教学大纲，明确教学目标及要求，确定教学内容及重点。确定教学重点是实现有效教学的前提，只有在明确了教学目标的前提下才能在教学过程中抓住重点、突破难点。针对矿物资源工程专业偏向矿物材料的特点，在课程内容中对于金属基复合材料部分作简要概述，而对于聚合物基复合材料，由于其增强材料大多为矿物颗粒、纤维以及晶须，应该和陶瓷基复合材料等进行重点、详细介绍。
2.结合专业目标要求合理设计课程讲授体系。虽然在各类教材中，复合材料的各章节看似独立，但实际上章节内容之间联系非常紧密，在教学中要特别注重各章节之间的衔接以及知识点之间的内在逻辑和关联，让学生在学习中从整体上把握课程学习方向，最终能形成一个完整的知识体系。比如课程概述部分关于复合材料组成的基体和增强体，在后续各类型复合材料的教学中都有所涉及，并且都可以按照基体材料、增强材料、界面性能、加工制备、复合材料性能的逻辑次序来展开，前四个方面都会对复合材料最终的性能及用途有所说明。所以，在整个教学过程中，都要严格把握材料组分、结构与性能以及性能决定应用等关系，把每章节的内容和整门课程的内容联接为一个知识整体。
3.教学中注重理论联系实际。随着复合材料在日常生活和社会生产实际中的应用领域不断发展扩大，使得平时我们在衣、食、住、行各方面能够看得到、摸得着的东西都能够和复合材料搭上关系，甚至还是亲密关系，比如我们所穿的衣服布料、吃饭用的碗碟和水杯、各类建筑材料等，都可分别归类为课程中相应的聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料等大类。在课程讲授中时常穿插这些生活中的实例有助于加深学生对课程内容的记忆和提高学习兴趣，学生对此也非常喜欢。
4.及时更新与课程相关的知识和内容。复合材料自从研究发现以来，一直处于迅速发展的态势，每时每刻都会诞生新的复合材料，涌现出新的研究成果。因此在教学内容中也要不断地推陈出新，将之前的陈旧内容进行更新换代，时常添加一些在复合材料领域发表的最新研究成果，尤其是把新型复合材料在航空航天、新能源、医疗、环境等尖端领域中的应用实例贯穿到课堂教学中。
5.笔者目前正攻读材料学矿物材料方向的博士学位，在课程内容讲解中，可以结合攻读博士期间的研究内容、方法以及所查阅的大量文献资料等对课堂知识点进行补充完善。
三、教学方法及教学手段的丰富和创新
现在的教学大多都采用多媒体方式教学，但是多媒体教学过程也不仅仅就是做个PPT给学生演示讲解一下就完事了，在教学中要不断丰富和创新自身的教学方法和教学手段。
1.精心制作多媒体课件。当今高校课堂，PPT课件已经是最基本的要求了。即便如此，我们对这个最基本的PPT也要认真对待。我们要做到课件美观精练、图文并茂，尽量避免大段文字堆积和由于粗心大意而产生的错别字等小问题，还要避免为图省事而随意在网上下载别人现成的课件，即使是教材随带的课件，也得按照自己设计的教学内容和思路精心调整和修改，还要将好的视频和音频等素材融入到演示课件中。在计算机多媒体技术快速发展的今天，还要将已经很成熟的计算机辅助教学（CAI）系统引入到自己的教学过程中，增大教学信息，给学生创造一个有经历感的学习环境。
2.调整和创新教学方式。首先，在教学过程中开展教师指导学生自主学习，让学生真正成为教学环节的主题。总体而言，该课程多为陈述性内容，以往的“灌注式”教学模式使得课堂气氛沉闷，学生也觉得枯燥乏味[4]。因此课堂教学中无需做到面面俱到，针对设计的重点内容进行详细讲解，对于容易理解的内容让学生在教师指导下自学，进行学生汇报或提问式检查等。其次，采用讨论式教学，加强课堂互动，鼓励学生提问，引导学生思考，让学生主动参与到教学中去。最后，每一章教学中期给学生布置题目，让学生自主查阅文献资料，在课堂上进行分组报告，也鼓励学生针对自己感兴趣的主题或内容进行报告，报告后其他同学进行提问、点评和讨论，此举可以锻炼学生利用各种媒介进行文献查阅和语言报告表达能力，使学生了解复合材料的最新发展动态，接触学科前沿领域，并提升自身综合能力。同时也要借鉴国内外其他高校在相同课程教学中好的思路和方法。
四、采取多元化的课程考评机制
课程考核是教学质量管理体系中的一个重要环节。传统的纯知识记忆考试方式在很大程度上约束了学生的思维，也会对学生造成一定的压力，最终的结果就是造成学生整天为了通过考试而学习，缺乏学习的积极性和主动性[3]。教学中，我们要意识到考试从来都只是衡量和评价学生对所学课程知识掌握情况以及使用所学知识理解问题、分析问题和回答解决问题能力的一种手段，并非教学的最终目的。鉴于此，本课程开始之初就倡导学生轻松学习，最终采取多种形式相结合的考查方式，主要包括开卷笔试、课堂报告、课程论文等，同时在很大程度上还兼顾考查学生平时的学习态度、学习能力等综合素质。这种多元化的考评机制既达到了学生对课程知识的掌握情况，也注重对整个学习过程、创新思维以及综合素质的考查，符合学生在学习上的心理要求，也达到了预期的教学效果，学生对此也表示满意和赞同。
五、结语
教学过程是一个日积月累、不断完善和熟练的过程。课程教学改革并非只是口头上的说词，还是一项长期的系统工程，需要在长期的教学过程中不断探索和总结。我们要改变选修课曾不被很多老师和同学所重视的不良现象。通过不断的学习和总结，提高自身的教学水平，培养学生的学习兴趣、学习积极性和主动性，最终达到提高学生综合能力、培养社会所需的综合素质人才的目标。
参考文献：
[1]尹洪峰，魏剑.复合材料[M].北京：冶金工业出版社，2010：2.
[2]马庆宇.《复合材料概论》教学改革浅析[J].教育教学论坛，2013，（2）：48-50.
高分子材料概论范文第6篇
关键词：“工程材料学”；航空航天专业；教学改革
“工程材料学”是航空主机类专业（包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等专业）的学科基础课程。该课程虽然仅有48学时，但承担着为未来的航空工程师构建材料知识体系的重任，对学生今后的发展起着重要作用。本文结合近年的工作实践，对该课程在教学要求、教学内容和教学方法等方面的改革进行研讨。
一、高度重视航空和材料领域发展对“工程材料学”课程教学的影响
材料学既是基础科学，也是应用科学。材料科学与技术的发展，解决了很多工程领域的关键问题，有力地推进了相关科学和技术的进步，使得材料科学成为最活跃的科学领域，材料产业也成为国民经济发展的重要支柱产业。“工程材料学”以物理学、化学等理论为知识基础，系统介绍材料科学的基础理论和实验技能，着重培养学生把这些知识应用于解决工程实际中提出的对材料结构、性能等方面问题的能力。作为一门重要的学科基础课程，“工程材料学”具有较长的开设历史，在人才培养中发挥了重要的作用。航空航天领域的发展对工程技术人员的能力素质提出了更高的要求，特别是“卓越工程师”教育培养计划的实施，对工程类课程建设的需求更加迫切，有必要以新的形势为背景反思该课程的教学改革。航空以众多学科知识、先进研究成果为基础，已发展成为一个由多个分系统组成的大系统，需要工程技术人员采用系统工程的方法进行综合设计。现代航空技术一百多年的发展，使得人们可以在更大的范围内探索天空，也使得飞行器的工作条件更加恶劣，工作环境更加严苛。现代飞行器不仅要具有速度快、航程大、载重多等特点，还要满足节能低碳等要求。材料科学技术的发展，为解决航空航天领域的诸多难题提供了可能，“一代材料，一代飞机”已成为飞行器发展公认的规律。这对航空航天工程技术人员的材料知识提出了更高的要求。在飞行器及其主要部件的设计、制造和维护工作中，要全面认识材料的性质和特点，才能挖掘材料的潜能，充分利用材料的特性，满足工作需要。面对航空航天迅猛的发展形势，仅了解和掌握已有材料的知识是不够的。具有创新素质的工程技术人员，要了解材料科学与工程的发展方向和趋势，分析材料领域的发展对航空航天领域的影响，同时要认真研究具体工作对新材料、新工艺的要求，明确材料发展的需求。在新型飞行器的研发过程中，要综合考虑用户对飞行器总体性能的多种要求，对各项技术参数进行统一的优化。在落实对飞行器性能的要求时可以发现，很多要求是相互矛盾的，比如飞机的航程和机动性就存在着较大的矛盾。为了获得较好的综合性能，需要对飞机进行一体化设计，要及时掌握各种设计方案对飞机主要材料和工艺的要求，对飞机整体结构进行综合优化。在此过程中，各部门工程师都需要和材料系统密切配合，才能实现信息和资源共享，降低全系统的风险，提高系统的可靠性和综合性能。材料科学技术的迅速发展也对课程教学提出了新的要求。材料科学与技术是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。在现代科学技术中，材料科学是发展最快速的学科之一，在金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等主要方向上的发展日新月异，促使“工程材料学”课程内容的不断充实。“工程材料学”课程要系统讲授材料科学与技术的基础理论和实验技能，使得学生掌握工程材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面的知识。早期的航空工程结构以自然材料为主，如在美国莱特兄弟制造出第一架飞机上，木材占47%，普通钢占35%，布占18%。随后，以德国科学家发明具有时效强化功能的硬铝为代表，很多优质金属材料被开发出来，使得大量采用金属材料制造飞机结构成为可能，也使得研究者们投入了更多的精力于金属材料的探索。相应地，这一时期“工程材料学”课程内容也以金属材料为主。上世纪70年代以后，复合材料开始在航空领域应用。复合材料具有较高比强度和比刚度的优点使得工程技术人员对其抱有很大的希望。航空工程师首先采用复合材料制造舱门、整流罩、安定面等次承力结构，而现在复合材料已广泛应用于机翼、机身等部位，向主承力结构过渡。复合材料因其良好的制造性能被大量应用在复杂曲面构件上。复合材料构件共固化、整体成型工艺能够成型大型整体部件，减少零件、紧固件和模具的数量，降低成本，减少装配，减轻重量。复合材料的用量已成为先进飞行器的重要标志。相应地，复合材料必然要在“工程材料学”课程中占重要地位。钛合金的开发和应用使得飞行器具有更好的耐热能力，提高了发动机、蒙皮等结构的性能，有效解决了防热问题。“工程材料学”课程的教学内容应该及时反映材料科学在提高飞行器性能方面的新应用与新进展。与此同时，其他相关学科也取得了长足的发展，使得主机专业教学内容大幅度增加，“工程材料学”课程的教学内容和学时之间的矛盾愈加突出。
二、认真分析专业教学对“工程材料学”课程的不同要求
“工程材料学”课程是一门重要的学科基础课，是基础课与专业课间的桥梁和纽带，在航空航天主机类专业培养学生实践动手和创新创造能力，提高学生综合素质等方面具有重要作用。在多年的教学实践中，该课程对主机类各专业采用同一标准教学。虽然主机类各专业人才培养有其共性要求，但随着航空航天事业的发展，专业分工越来越细，差异化特征也越来越明显，因此“工程材料学”课程应该充分考虑不同专业的具体需求，结合各专业的课程体系安排教学。飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等主机类专业根据航空领域中的分工培养学生，毕业学生的工作要求有所不同，对知识结构的要求也不一样。就材料方面知识而言，不同专业学生也会有所区别，应按照专业特点纵向划分对“工程材料学”课程的要求。不同专业主要服务对象的材料特点是确定课程要求的主要依据。飞行器设计与工程专业要全面统筹飞行器产品及各部件的设计和制造，主要从事飞行器总体设计、结构设计、飞机外形设计、飞机性能计算与分析、结构受力与分析、飞机故障诊断及维修等工作，要求了解材料科学与工程的发展对现代飞行器设计技术的影响，因此要较全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知识，了解轻质高强材料的发展动态和发展趋势。飞行器动力工程专业要求学生学习飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识，主要培养能从事飞行器动力装置及其他热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。飞行器动力的重要部件对抗氧化性能和抗热腐蚀性能要求较高，要求材料和结构具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。因此，材料在高温下的行为、性能和分析、选择方法应该是该专业“工程材料学”课程的重点。飞行器制造工程和机械工程等专业要针对现代飞行器工作条件严酷、构造复杂的特点，采用先进制造技术，实现设计要求，并为飞行器维护提供便利。该专业要求学生理解飞行器各部件的选材要求，掌握材料的制造工艺。飞行器零部件形状复杂，所用材料品种繁多，加工方法多样，工艺要求精细。很多新材料首先在航空航天领域得到应用，其制造技术具有新颖性的特征，设计、材料与制造工艺互相融合、相互促进的特点非常明显，这就要求学生在“工程材料学”课程中把材料基础打好，适应工艺和材料不断发展的要求。虽然各专业对“工程材料学”课程的要求有所不同，但课程基础一致。该课程名称为“工程材料学”，即明确其重点在于将材料科学与技术的成果运用于航空航天工程，把材料基本知识转化为生产力。“工程材料学”是相关专业材料学科的基本课程，学生要通过该课程了解金属材料、无机非金属材料、高分子材料等微观和宏观基础知识，学习材料研究、分析的基本方法，掌握材料结构与性能等基础理论，研究主要材料的制备、加工成型等技术，为更好地学习专业课程创造条件，为将来从事技术开发、工艺和设备设计等打下基础。由此可见，在明确了各专业对该课程的个性化要求的基础上，更要明确共性要求。“工程材料学”课程要培养学生材料方面的科学概念，提升材料方面的科学素质，扎实的材料科学与技术知识基础是学生学习专业课程、提高综合素质、培养创新能力的必备条件，是进一步发展的基础。因此，“工程材料学”课程采用“公共知识+方向知识”的模式比较合适，即把教学内容划分为每个专业均要求了解的材料领域知识和根据各个专业特色需要重点介绍的知识两部分，既满足了宽口径、厚基础的教学需要，又注重了后续专业课程学习和能力培养的要求，促进了基础理论和专业应用的融合渗透，较好地满足了材料、设计、制造、维护一体化发展的需要，增强了跨学科、跨专业认识问题、思考问题和研讨问题的能力。
三、多管齐下建设丰富的教学环境
作为一门学科基础课程，“工程材料学”课程要根据学校人才培养创新目标和相关专业的人才培养标准、方案，结合卓越工程师教育培养的要求，注重与专业课程体系的融合，注重与工程实践教育的结合，注重对学生创新意识、创业能力及综合运用知识能力的培养。在充分调研与分析专业人才培养对课程教学要求的基础上，要对课程的教学大纲和内容进行修订，与相关教学环节有效整合，拓展教学活动的空间，营造良好的学习环境和氛围，加强与后续课程及实践活动的联系，解决学科基础课的教学与专业人才培养需求的脱节或不衔接等问题。“工程材料学”在第四学期开设，是一门承前启后的课程。在前期开设的课程中，“大学物理”和“航空航天概论”是两门直接相关的课程。“大学物理”提供了学习“工程材料学”的科学基础，认真分析“大学物理”知识点在“工程材料学”中的应用，有助于学生更好地理解相关概念。“航空航天概论”以航空航天领域的发展为主线，介绍飞行器的组成及工作原理。如果在“工程材料学”课程讲授之初让学生重新回到机库，从材料发展的角度再次审视航空航天的进步，结合材料学的概念研究飞行器的组成及工作原理，会使得学生对该课程有比较全面的认识。在相关专业的后续课程中，有好多课程与“工程材料学”密切相关，如“飞行器总体设计”、“发动机原理”、“先进制造技术”等，如果在“工程材料学”中对有关知识点作简单介绍，可以使学生更好地综合分析相关概念，加深理解。在主机类专业培养方案中，“工程训练”是集中式的工程能力培养环节，其教学内容与“工程材料学”密切相关。“工程训练”教学内容以机械制造工艺和方法为主，包括热处理、铸造、锻造、焊接、车削加工、铣削加工、刨削加工、磨削加工、钳工、数控加工、特种加工、塑性成型等，每一种制造工艺和方法都与工程材料密切相关。在以前的教学工作中，材料是加工对象，对材料的性能等的介绍很简单，学生的认识较浅。如果在“工程训练”教学过程中，针对不同的加工工艺和方法对材料作较深入的介绍，从应用的角度分析不同材料加工工艺和方法的适应性，可以促进学生把材料理论知识的学习和工程实际联系起来。通过让学生分析研究实际材料在加工过程中的表现来认识材料的性能，通过感性认识来体会材料变化的规律，把深奥的材料科学理论知识和生动形象的加工过程结合起来。这样不仅强化了工程训练效果，还能让学生把材料的知识学活，留下更深刻的影响，更好地发挥学生的潜力。航空航天主机类专业的课程设计是重要的综合学习环节。课程设计任务一般是完成一项涉及本专业一门或多门主要课程内容的综合性、应用性的设计工作，通过一系列设计图纸、技术方案等文件体现工作成果。很多主机类专业的课程设计涉及材料的选用、处理等方面的问题。按照教学计划，“工程材料学”先行开设。因此，在相关课程设计中，有目的地提出材料问题，引导学生在更广的范围里选材，在更加深入的层面上分析材料性能，可以更好地调动学生自主探究材料科学的积极性，帮助学生把材料知识转化为初步的工作能力，克服课程知识的碎片化倾向。
四、结语
航空航天是现代科学技术的集大成者，该领域发展很大程度上取决于材料科学技术的进步。材料学是航空航天工程技术人员知识结构的重要组成部分。“工程材料学”要按照现代大工程观的要求组织教学，才能实现教学目标，提高培养质量。航空航天领域和材料科学技术发展，极大地丰富了“工程材料学”的教学内容。要根据学科领域的发展需要选择教学内容，按照理论实践结合、突出工程应用的要求构建知识体系。在教学工作中，应根据不同专业的培养要求，深入研究材料学的基本要求和各专业的发展方向，形成“公共知识+方向知识”的“工程材料学”课程结构，提高教学效率。统筹考虑专业教学与其他课程的联系，以及课程设计、工程训练、毕业设计等教学环节，以“工程材料学”课程为中心，注重课程的纵向推进和知识的横向联系，不断加深对材料学的理解和掌握，培养多角度研究分析、跨专业交流合作、多学科解决问题的能力。
作者:汪涛 周克印 单位:南京航空航天大学材料科学与技术学院
参考文献：
[1]朱张校,姚可夫.工程材料[M].北京:清华大学出版社,2011.
[2]周风云.工程材料及应用[M].武汉:华中科技大学出版社,2002.
[3]王少刚,郑勇,汪涛.工程材料与成形技术基础[M].国防科技出版社,2016.
高分子材料概论范文第7篇
本文以西安建筑科技大学材料与矿资学院为例,探索材料科学与工程专业的课程体系改革的思路:认为整个课程体系应由综合素质教育、基础教育、学科专业基础教育、学科专业方向教育和实践教育等五大教学模块构成,以满足“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养目标。
【关键词】
材料科学与工程专业;课程体系;改革探索
作为一门迅速发展起来独立的一级学科,材料科学与工程涉及到无机非金属材料、金属材料、高分子材料、复合材料等各类材料,它们具有共同的或相似的学科基础、科学内涵、研究方法与研究设备,体现了材料科学与工程相互渗透与交叉的发展趋势,符合复合型人才成长的要求。
在人才培养中,合理的知识体系和课程体系的建立至关重要。不同的高等院校具有不同的人才培养特点,它们的课程体系因人才培养目标的差异也有所不同。西安建筑科技大学曾隶属于建筑工程部,后划归冶金工业部,1998年国家教育体制改革调整时,由原冶金工业部划转地方,实行“中省共建”的新型管理模式。材料科学与工程专业前身为1956年开办的“混凝土及建筑制品”专业,多年来主要服务于建材和冶金行业,学生就业面窄。1999年正式开办“无机非金属材料工程”专业,2002年“无机非金属材料工程”专业提升为“材料科学与工程”专业一级学科招生。目前材料科学与工程专业人才培养模式为:按材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养。
随着进一步凝练专业特色的要求和学分制培养的需要,原有课程体系的设置上存在着的一些问题逐渐暴露出来。为了适应即将到来的专业评估,借鉴其它院校材料科学与工程专业教育改革的先进经验,根据教育部无机非金属材料专业规范的要求,近年来,我们对该专业的课程体系进行了改革,以体现素质结构、能力结构、知识结构协调发展的原则,满足“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的材料科学与工程人才培养目标的要求。
一、人才培养方案改革的基本思路
立足于材料与工程本科人才培养目标,分析当前及今后一段时期社会对材料与工程本科人才需求特点,结合课程体系设置现状,针对专业培养方案,提出了改革本科人才培养方案的基本思路,即:强化专业基础课程,优化专业方向课程,加强实践教学环节。根据材料科学与工程专业人才培养目标的定位,课程体系按知识领域中各个知识点进行设置,最后形成覆盖所有核心知识单元和部分非核心知识单元的知识体系,这样就可以最大限度地避免专业知识的遗漏或重复。最终的课程体系由综合素质教育教学模块、基础教育教学模块、学科专业基础教育教学模块、学科专业方向教育教学模块和实践教育教学模块构成。
专业基础课是课程体系的中心组成部分,紧密围绕学科专业的基本要求和人才培养目标设置,体现学科专业的共同特点,是三个专业方向共同开设的课程。现有专业基础课程体系中相关基础知识薄弱,知识面窄,部分课程知识内容重复设置,学时分配也不够合理,和专业方向课程之间相互衔接力度不够。面对日新月异的高新科技,学生在有限的大学本科阶段所获得的知识不可能涉及毕业后所遇到的所有问题,而基础理论、基本知识、基本技能的培养和训练则能拓宽他们的就业领域,使其受益终生。因此必须加强专业基础课程的教学力度。
专业方向课程体现各个专业方向的特色,每个专业方向有各自不同的专业方向课程。在原有课程体系中,专业方向课程之间逻辑衔接不强,很多课程学时偏多,造成选修课比例不足,门类少,学生可以选择的空间小,人才培养方案缺乏个性化。因此,有必要适当提高选修课比重,拓宽选修课领域。
尽管各专业都已经认识到了实践教学在人才培养中的重要性,并已经采取了一些措施加大实践教学力度,但距离专业人才培养目标的要求仍有一定差距。主要表现为实践教学中演示性、验证性实验偏多,开放性实验和依附于多门课程的综合设计性实验相对较少,且实践教学环节比重不够。实践教学是培养学生创新精神和创新能力的重要环节,理工科专业必须打破课程界限,遵循先进性、开放性、创新性的原则强化实践教学环节。
二、本科课程体系的设计
材料科学与工程专业课程体系是以材料制备合成/加工、组成与结构、材料固有性能和材料使用性能四个要素及其相互关系为基础的科学的知识体系。学生在入校时即分专业方向招生,不同专业方向的学生在综合素质教育教学模块、基础教育教学模块和学科专业基础教育教学模块所接触的课程内容基本相同,差别主要体现在学科专业方向教育教学模块和部分实践教育教学模块上。
综合素质教育教学模块包括思想政治类课程、通识类课程和课外素质教育活动三个部分。思想政治类课程主要指为提高学生的思想政治、道德素质而开设的课程,包括 “原理”、“思想和中国特色社会主义理论体系概论”、“中国近现代史纲要”、“思想道德修养与法律基础”和“形势与政策”等五门必修课程以及“当代世界经济与政治”等其他思想政治类的选修课程。通识类课程主要针对不同学科的一般性知识,着重提升学生的人文、科学、艺术修养,包括人文社会科学、自然科学技术、艺术等三类课程。课外素质教育活动采用各种课外拓展类实践活动的形式,以提升学生的综合素质为目。包括思想政治与道德修养、社会实践与志愿服务、学术科技与创新活动、文化艺术与身心发展、社会工作与社团活动、职业资格与技能考试培训等方面。
高分子材料概论范文第8篇
关键词：专业特色；课程体系；化学工程与工艺；电化学工程
哈尔滨工业大学电化学工程专业成立于1962年，是国内最早建立的电化学工程专业之一。1999年我国大学本科专业目录调整，原多个化工类专业（含电化学工程）统一合并为“化学工程与工艺”专业，但各大学中的该专业侧重方向与特色不同。我校保留了原来的“电化学工程”方向与特色，并被教育部认定为第三批高等学校特色专业建设点。在特色专业的建设过程中，面对宽口径的“化学工程与工艺”专业，既要开设核心化工课程又要保持电化学工程专业方向的课程。2008年修订培养方案时，我们将化学工程与工艺专业分为“化学工艺”与“电化学工程”两个专业方向进行课程设置。对“化学工艺”专业方向的学生按“化学工程与工艺”专业规范要求构建化工课程体系进行培养；而对于“电化学工程”方向，探索以满足专业规范中核心知识要求为前提，依据专业特色的需要，通过以知识点为标准（不拘泥于课程名称）协调专业规范要求与专业方向的关系，构建彰显专业特色的课程体系。2012年修订培养方案时，我们在系统地分析总结前期实践效果的基础上，形成了新培养方案。本文重点介绍了我们构建与“电化学工程”专业方向对应的课程体系的一些做法，以期达到抛砖引玉之作用。
一、面向国家需求的专业特色定位与培养目标
专业特色是特色专业的灵魂，特色定位准确与否直接决定了特色专业建设的成败。首先，专业特色的定位要以长期形成的办学理念以及在人才培养方面的积累为基础。哈尔滨工业大学化学工程与工艺专业的“电化学工程”方向经过半个多世纪的深厚积累，培养了大批我国电化学工程领域的中坚力量。20世纪80年代，本专业王纪三教授的“发泡镍电极”技术，带动了我国电池行业的技术进步，胡信国教授的“一步法无氰电镀铜”工艺引领了电镀行业降低污染的技术革命，因此获得了国家发明奖。当前，传统石化类资源的日趋紧张及环境污染压力，已成为限制我国经济发展的一大瓶颈，研发新型能源与电镀清洁生产新工艺，是国家能源、环境的重大战略需求，特色专业责无旁贷要担当起此方面人才培养的重任。我们认为，特色定位不能脱离化工领域及化工学科，要根据国家对人才需求现状和发展趋势，充分发挥自己已经积累的特色基础和教学资源优势，有效利用外部环境中的有利因素和发展机遇进行定位。基于此，哈工大“化学工程与工艺”专业特色方向确定为化学电源和电化学表面处理，与电池及电镀行业对应。
本专业毕业的学生应具有以下几方面的知识和能力：（1）具有坚实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础知识及较高的科学素养；（2）具有较强的计算机和外语应用能力；（3）较系统地掌握本专业领域的理论基础知识，了解学科前沿及最新的发展动态；（4）具有创新意识和独立获取知识的能力；（5）具有较强的分析解决问题的能力及实践技能，具有从事与本专业有关的产品研究、设计、开发以及组织管理的能力；（6）熟悉本专业领域相关的发展方针、政策和法规。
二、基于专业特色的内涵和建设目标，明确课程设置的原则
专业特色是指充分体现学校办学定位，经过长期办学实践逐步积淀形成，优于其他学校相关专业的独特、稳定和具有鲜明个性特点并为社会所承认的专业风格。开展专业特色建设，旨在促进高等学校人才培养工作与社会需求的紧密联系，满足国家经济社会发展对多样化、多类型和紧缺型人才的需求。通过专业特色建设，探索专业建设实践，丰富专业建设理论，形成专业建设、人才培养与经济社会发展紧密结合的专业建设思路与人才培养方案，形成该专业建设内容的相关参考规范，对国内同类型专业建设起到示范和带动作用。
人才培养方案的制订与优化是专业特色建设的核心内容，而课程体系的设计是实现培养目标的基础，是完成特色型人才培养的保证。课程体系构建要根据人才培养目标要求应具备的知识、能力、素质，明确其应具有的知识结构进而设置相应课程，形成结构合理能满足专业特色需要的课程体系。我们认为满足专业特色的课程设置应遵循如下原则：
1.通识教育和专业教育相结合的原则。课程设置上要处理好宽基础与专业特色的关系，注重理学基础教育，既要满足特色的要求，又要为学生未来可持续发展和继续学习打好基础。通识教育和专业教育课程的有机结合，拓宽学生知识和视野，使学生在科学基础、人文素养、专业素质和能力等方面同步提升，促进学生的全面发展。
2.坚持在满足“化学工程与工艺”专业规范要求前提下彰显专业特色的原则。依据专业特色的需要，以知识点为标准，构建融会贯通、有机联系的课程体系。应以学生为本，不但要有与专业特色要求知识结构对应的课程体系，还要通过增加选修课的方式，构建与专业规范完全对应的课程体系，以满足本专业方向学生的自主选修。同时注意设置反映行业与产业形成的新知识、新成果、新技术和学科发展的课程。
3.加强实践教学与创新能力培养的原则。单独设置与实践教学及创新意识培养对应的课程，注重理论课与实验课的衔接与相互补充。增加实验教学比重，及时将教师的相关研究成果转化为实验教学内容，使我校的强势科研力量转化为优质教学资源。并通过设置产学结合与创新类课程等，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力及创新意识。
4.促进本科教育国际化的原则。保证学生四年外语不断线。在通识教育阶段基础上，参照国外同类专业课程体系，设置和建设系列化专业教育双语课程，培养学生跨文化交流能力，提高学生的国际竞争力。
三、以满足专业规范基本要求为前提，构建彰显专业特色的课程体系
高等教育大众化的显著特征之一是多样化，但多样化不是随意化，不能没有基本的人才培养质量标准。专业规范就是专业人才培养的总体框架与规定，我们不能背离专业规范中的基本要求去追求所谓的专业特色，遵循专业规范而不拘泥于规范的专业特色才能日益彰显。专业特色总体上呈现多样性特征，而专业规范体现了统一性的特征，专业规范中的人才培养基本规格，核心知识领域等质量要求标准是统一的，这是专业本身具有的特征。要协调好专业规范的统一性与专业特色多样性的关系，以满足专业规范基本要求为前提来彰显专业特色。我们以“化学工程与工艺”专业规范中要求的知识点为标准，围绕“电化学工程”知识结构的需要构建课程体系。基本做法如下：
1.在通识教育方面，强化数理基础，数学类课程278学时、物理课程177学时，人文与社会科学基础课177学时，公共外语课200学时（前两学年完成公共外语课后，大三开设双语课有“化工热力学”、“电化学测量”等，大四开设“表面工程”、“新型化学电源”、“电动车能源系统”双语课，保证四年外语不断线），还设有文化素质讲座、全校任选课等；针对行业、学科发展的需求，在通识教育的基础上，通过知识点不重复介绍来压缩相应课程的学时，设置与电化学工程知识结构对应的学科基础课、专业核心课、专业选修课。为拓宽专业基础，将“工程制图基础”、“化工传递与单元操作”、“化工热力学”、“化工综合实验”、“专业导论课”、“化工安全概论”、“理论力学”、“材料力学”、“电工与电子技术”、“电工与电子技术综合实验”、“高分子材料”、“新能源概论”、“无机材料制备方法”等定为学科基础课。按教学目标重组突出专业特色的主干课程体系，把“无机化学”、“有机化学”、“分析化学”、“物理化学”、“化工传递与单元操作”、“化工热力学”、“电化学原理”、“电化学测量”、“化学电源工艺学”、“电镀工艺学”10门课程作为专业主干课。
2.以知识点为标准，通过必修与限选课来满足专业规范的基本要求。“电镀车间设计”、“化学电源设计”为实践类必修课，同时设有“化工机械与设备”专业选修课，以此涵盖化工设计的知识点；“化学反应工程”与“电化学反应工程”2门课限定为至少二选一，另外在10门专业主干课程中，包含了电极过程动力学、催化、反应器等内容，满足了反应工程知识点的要求。我们增加了选修课门数，并以知识点不重复介绍为原则压缩每门课程的学时，具体分为三类：第一类是设置了“结构化学”、“化工设计”、“化工仪表及自动化”、“化工分离工程”等化学、化工类课程及“材料分析测试方法”课程，使学生具备专业规范要求的化工知识体系，为有志于在化工行业就业及出国、考取外校研究生的学生打好基础；第二类是设置了“新型化学电源”、“固体电化学基础”、“电动车能源系统”、“绿色能源”、“电极材料结构表征”等课程，供希望从事电池行业的学生选修；第三类是设置了“化工设备腐蚀与防护”、“表面工程”、“电化学加工技术”、“涂装技术”等课程，供准备从事电镀行业的学生选修。从知识点看，既满足了“化学工程与工艺”专业规范的要求，又构建了适合专业特色的电化学工程知识结构体系。同时，不但满足了学生的就业要求，还为学生职业发展和继续学习奠定了基础。
四、发挥学科优势，设置加强实践教学与创新能力培养的课程
本专业依托的哈工大化学工程与技术学科，具有一级学科博士学位授予权，并建有化学工程与技术博士后流动工作站，2012年哈工大的化学工程与技术学科排名进入全国评估前八名。多年来面向国家、国防重大需求，形成了本学科的优势特色。在应用电化学方向上，产学研特色突出，多项原创性成果为企业创造了显著的效益。与本专业建立长期稳定的科研、教学合作关系的企业有十几家，为产学结合的学生培养奠定了良好的基础。我校化工学科在“211工程”、“985工程”的支持下，形成了科研、教学硬件大平台，为学生的科研训练、课程设计、毕业论文（设计）等提供良好的实践平台。在软硬件方面，对电化学工程的专业特色方向建设起到了保障和促进作用。另外，本专业正在逐步加大科研设备和科研实验室等资源向学生开放的力度，创造条件让学生能够较早进入实验室，参与教师的科研工作，在具体的科研活动中培养实践、创新能力。在专业实验内容上，鼓励教师将适合于实验教学的科研成果转化、更新为课程教学内容，有利于将最新的学科知识、技能传授给学生。
在实践教学与创新意识培养方面，对于基本技能、方法类实验，与四大化学相关的实验课为132学时、与化工基础相关实验72学时，与专业方向对应的实验课100学时。特色专业是面向行业培养人才，在产学结合上，设置“国内外专家讲学”学科基础课，还要求讲授专业课的教师要理论联系实际，注重启发科研思路。专业定期从合作企业中邀请高级工程技术人员来校为学生进行课堂教学或讲座，聘请具有教学经验的高级工程师参与本科教学活动；在创新能力培养方面，设置了“大一年度项目”、“创新创业训练计划”、“创新实验课”、“创新研修课”，要求学生在校期间至少完成2个学分，可通过选修创新研修课、创新实验课、参加大一年度项目、大学生创新创业训练计划、学科知识竞赛、发表研究论文、申请专利等方式获得。
自1999年本科专业目录调整后，我们围绕协调专业规范的统一性与专业特色多样性的关系上，进行了各方面的努力与探索，构建了面向国家需求的化学工程与工艺特色专业课程体系。作为特色专业建设，我们今后要为实现培养具有前瞻性、综合素质高、创新能力强和具有国际竞争力的行业人才的目标而继续努力。
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