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1、有的學校把它歸為材料類,有的把它歸為化工類。
2、“高分子材料與工程專業”:是培養具備高分子材料與工程等方面的知識,能在高分子材料的合成改性和加工成型等領域從事科學研究、技術開發、工藝和設備設計、生產及經營管理等方面工作的高級工程技術人才的學科。
3、高分子材料與工程是研究高分子材料的設計、合成、制備以及組成、結構、性能和加工應用的充滿活力的材料類學科,其工業和研究體系已經成為國民經濟發展的支柱產業。
4、工程技術專業,是指教育部規定的所有理工科專業。包含有土木工程、建筑學、電子信息、科學與技術、電子科學與技術、計算機科學與技術、采礦工程、礦物加工工程、給水排水工程、建筑環境與設備工程、通信工程、電子信息工程、機械設計制造及其自動化、電氣工程及其自動化、工程管理、化學工程、機械工程等專業。
(來源:文章屋網 )
關鍵詞:高分子材料與工程;人才培養;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)09-0041-02
高分子材料是材料領域中的新秀,它的出現帶來了材料領域的重大變革,在諸多行業中已逐漸成為不可替代的關鍵材料。高分子材料與工程專業具有跨學科、綜合性的特點,既與化學、石油化工、精細化工等基礎學科緊密聯系,又和汽車、電子、環境等應用學科相輔相成[1]。
閩江學院高分子材料與工程專業建設以課程建設為中心,從改革課程體系、強化實踐教學、改進教學方法等方面系統深入地開展建設,以達到“重基礎理論、重創新精神、強實踐技能、強綜合素質”的人才培養要求。
一、優化課程結構
本專業的教學體系包括理論教學體系和實踐教學體系。在理論教學體系中,課程結構又可分為校級公共基礎課程、學科基礎課程、專業核心課程等[2]。其中,公共基礎課、學科基礎課和專業核心課程分別安排63、29和4分,在總學分中分別占比35%、17%和28%。通過進一步深化教學內容改革,構建以專業核心課程和學科基礎課程相結合、有利于學科交叉與融合、與經濟社會發展相適應的課程體系。此外,還鼓勵教師努力建立主干課的課程網站并加強精品課程建設。
在實踐教學體系中,遵循從入學軍訓、金工實習、科研訓練、認識實習、專業課程設計、畢業實習到最終的畢業論文(設計)的循序漸進過程,共計34學分,在總學分中占比20%,結合本科四年各課程的實驗教學內容,形成較為完整的實踐教學體系[3]。同時,為了使高分子材料與工程專業的畢業生具有更強的實踐技能,還設計了創新實踐環節,其中安排了與本專業相關的社會服務活動、開放實驗室活動、專業學術講座、學科競賽以及創新創業實踐計劃項目等。
二、加強實踐教學改革
實踐教學是高等學校人才培養體系的重要組成部分,與理論教學起著相輔相成的作用。國內外對高分子材料實驗實踐教學提出多種想法,朱晶心等[4]把加強專業實驗教學、提高實驗質量、培養創新人才、提高創新能力等作為教學改革的重點。龔建良等[5]研究了高分子材料與工程專業實驗教學體系的現狀和不足,提出了高分子材料與工程專業實驗教學新體系。付一政等[6]認為專業實驗既要注意基礎知識的綜合應用和基本實驗技能的訓練,又要強調分析問題、解決問題、獨立工作、協同配合、富于創新等綜合能力的培養。在加強教學實踐的建設工作中,結合近年來高分子專業實踐教學經驗,我們系統地規劃和改革“高分子材料與工程專業”的學科基礎和專業實踐課程體系,使實踐教學體系具有基礎寬厚、層次分明、循序漸進的特點。
1.實驗教學建設。實踐教學的初始階段應該是在學校內掌握基礎實驗技能,因此對本科階段實驗教學改革應特別重視。在實驗教學中,從基礎化學中精選出操作性強的實驗,安排在本科一、二年級學習階段對學生集中進行基本實驗技能訓練。專業實驗課程主要安排在本科三、四年級進行,進一步培養學生的專業實驗技能。以“循序漸進”為原則,以綜合、創新能力的培養為目標,在完成單元性實驗教育后,增設單元性設計實驗(應用性實驗),最后進入綜合設計性實驗,形成由淺入深、循序漸進的實驗教育模式。在實驗內容上,鼓勵實驗教師將自己的科研成果與綜合設計性實驗相結合,拓展學生對本專業發展前沿的認識。
在教學方法上,重點加強基本實驗技能的訓練,如組織學生參與專業實驗準備、開放實驗室訓練、社會服務活動等均加深了學生對實驗原理和流程的認識。此外,強調教學中激發學生對實驗的興趣。如讓學生自行設計方案,引導學生到圖書館查閱相關文獻及手冊,設計實驗方案等。通過積極思考和熱烈討論,不少學生都迫切希望馬上進實驗室驗證自己的觀點,從而激發了他們濃厚的實驗熱情。富有啟發意義的實驗教學方式發展了學生的創造思維,發揮了主觀能動性,培養了獨立思考能力,進而強化他們的綜合專業素養[7]。
2.生產實習基地建設。由于歷史原因,我系原有實習基地大多數是國有化工企業,目前普遍經營情況較差,設備陳舊,實習環境差。在這些單位實習,盡管聯系方便、費用低,但實習效果不佳。而一些效益較好、技術先進、環保意識強的合資及獨資企業擔心學生來廠實習會影響生產,不愿積極配合學校完成實習的組織安排;即使接受了實習的任務,也只是讓學生站在一旁觀看,鮮有動手實踐的機會。因此,我專業通過兩條途徑解決實習基地問題。一是針對效益差的國有化工企業,開展科研活動,與企業合作,走產學研相結合的路子。二是積極與新興的合資企業、私營企業及鄉鎮企業聯系,簽訂合作協議,為他們提供技術咨詢,幫助他們培訓一線操作工人。這樣,企業就比較樂意接受學生到這些單位進行專業實習,讓學生頂崗操作,視學生為本單位職工。學生在這樣的實習單位實習,學習熱情高,很好地鞏固了專業知識。
三、突出專業特色建設
具有較強的創新意識和實踐能力,是高分子材料與工程專業努力塑造的專業特色。在專業建設中,通過企業實習,利用生產現場的實際條件,將專業理論和生產實際相結合,最大限度地滿足后續課程學習和人才培養目標的需求。專業教學團隊注重生產實習基地的開發,健全實習質量保障體系,保障相對穩定的生產實習教師隊伍,出版內容適當的生產實習教材。為保證實習教學質量,指導小組根據教學內容、實習地點進行了合理分工,發揮每位教師的長處,做好教學和組織管理工作。在實習單位內組織相對固定的對生產技術了解深入、有一定培訓經驗的一線工程技術人員組成實習教學隊伍,在實習中發揮了巨大的作用。
結合科研實踐培養專業人才,推進教學與研究一體化,是本專業建設的另一特色。為增加學生對專業發展的認識,培養他們創新思路和實踐能力,本專業積極落實以教學促科研、以科研帶教學的思路,組織學生參與專任教師的科研課題研究工作。目前由本專業12位教師主持的課題共30余項,其中省部級以上科研項目7項,市廳級項目19項,校企合作項目5項,每一項課題都有高年級本科生參與。此外,吸收部分專業學習熱情較高的學生參與創新實踐訓練。目前本專業教師共承擔12項大學生創新創業訓練計劃項目,其中國家級2項,省級5項,校級5項,科研實踐工作的開展顯著提高了本專業學生的專業素養和動手能力。
四、總結
閩江學院高分子材料與工程專業建設的成果表明,加強專業教學體系和實踐體系改革,不僅能增強學生的動手能力,更重要的是能激發學生的求知欲,培養學生的創新意識和實踐能力。我們不僅要對現有實驗教學內容、教學方法及創新能力的培養方面提出改革要求,還要通過多層次開展實踐教學,提高綜合性實驗和設計性實驗等創新內容教學比例,進一步增強學生在實驗中的主動性和創造性,以培養出更多具有創新能力的高素質專業人才。
參考文獻:
[1]趙長生,顧宜.高分子材料與工程專業發展與現狀[J].塑料工業,2008,36(1):70-71.
[2]胡治元.高分子材料應用技術專業教改的思路與實踐[J].洛陽工業高等專科學校學報,2007,17(6):42-46.
[3]王慧敏,鄭耀臣,崔孟忠,等.高分子材料與工程專業實驗教學的改革與實踐[J].化工高等教育,2007,(5):39-41.
[4]朱晶心,馬彥龍.高分子材料專業的教學改革實踐與思考[J].太原理工大學學報(社會科學版),2001,19(12):77-78.
[5]龔建良,吳宇雄,譚惠平,等.高分子材料與工程專業實驗教學體系改革初探[J].高教論壇,2006,(4):56-58.
[6]付一政,李迎春,劉亞青,等.高分子材料與工程綜合實驗教學探索與實踐[J].太原科技,2008,(3):90-91.
[7]彭進,夏紹靈,劉國勤.高分子材料與工程專業實踐教學改革研究[J].新鄉師范高等專科學校學報,2007,21(5):102-104.
關鍵詞:化工原理;高分子材料與工程專業;教學改革
化工原理是一門工程性、實踐性很強的專業基礎課程,是高分子材料與工程(以下簡稱“高材”)專業重要的必修課。其教學水平、教學內容、教學方法及教學質量被視為衡量本專業本科教育的重要因素及評價指標,是從基礎到專業的連接。高材專業的學生在學習化工原理的過程中,存在較多問題,其原因有如下幾點:①高材專業的學生沒有學習過工科基本課程,缺乏基本的工程觀念,在學習過程中很難做到聯系實際的設備、工藝流程。②部分學生先修課程基礎薄弱,面對大量公式推導、計算,會存在一定難度。③化工原理這門課程具有很強的實踐性,對初學的學生來說,難免會有一種不得要領的感覺,認為這門課程很難,逐漸失去了學習的積極性,等等。因此,我們在教學中進行了探索與實踐。
1.教學內容的改革
隨著現代化生產和科技的飛速發展,對我們的教學內容提出了更高的要求。化工原理課程,其教學內容也應該反映化學工程學科的一些新理論、新技術和新裝備。高質量、高品質的教材能為高素質人才培養打下堅實的基礎。我們要將現代化工技術應用于典型單元操作的定量分析和教學描述,啟發學生用不同的方法處理單元操作過程中的工程問題,使學生不斷確立工程思想,為解決以后的實際問題打下基礎,從而達到理論與實際相結合的教學目的。
2.教學方法與教學手段的改革
近年來,隨著教學改革不斷深入,新的教學理念越來越被廣大教師所認同,鑒于化工原理是一門工程性、實踐性很強的專業基礎課程,將計算機引入化工原理課程教學已成為一種趨勢。有了優秀的課程教材和配套的多媒體CAI教學軟件,我們上課時可以省去大量的板書時間用以對課程重點進行更深入地剖析,引導學生主動思考和參與討論,這種互動方式不但可以活躍課堂氣氛,提高學生的參與意識和學習興趣,還有利于知識的深化和創新。使學生既掌握了理論知識,又增強了感性認識,提高了教學效率和效果。[1]另外,根據教學內容的特點,要將課堂講授與課堂討論相互結合。公式推導繁多是化工原理課程的一大特點。對于較簡單的推導,留給學生自己解決,而對于思路較復雜的公式則由教師講解。闡述原理的部分,簡單的就可由學生講解,難度偏大的就以啟發式教學為主,達到學生明白實質、加深過程理解的目的。
3.實驗教學的改革
實驗教學環節是全面推進素質教育、培養學生創新精神和實踐能力的關鍵。學生通過實踐教學不但可以鞏固加深對課堂教學內容的理解,而且可以獲得相關技能并且積累一些經驗。我們目前采取盡量讓學生多思考,實驗前多查資料的方式。教師在指導學生實驗的同時,抓住實驗預習,實際操作,實驗數據,實驗處理和分析等幾個主要環節并逐一把關,對學生的多方面能力認真考核評分,讓學生針對設備運行過程中出現的現象進行討論、分析。教師認真研究實驗教材,熟悉各個實驗裝置,在講解中,應有意識地講解與實驗相關的章節所要驗證的理論,使理論與實踐更好地結合起來,同時也避免了由于符號、公式、方法的不同,使學生無所適從的現象。與其他化學學科的實驗不同,化工原理實驗屬于工程試驗范疇,每個實驗相當于化工生產中的一個單元操作,通過實驗學生能建立起一定的工程概念。同時實驗過程中會遇到大量的工程實際問題,學生可以更實際、更有效地掌握工程實驗方面的原理及測試手段,發現復雜的設備與工藝過程同相關數學模型之間的關系。[2]
4.考核方式的改革
化工原理教材中的習題可以分為兩類:一類是鞏固基本概念,使學生更好地掌握化工原理的基本概念和基礎知識;另一類是培養解決實際問題能力,讓學生靈活運用課堂或書本上的知識。通過這兩類練習,不但可以將學生學習中的薄弱環節暴露出來,及時解決教學中存在的問題,而且可以增強學生運用所學知識分析和解決問題的能力。所以教師就平時成績從習題中計分的方式,多布置一些練習題給學生課后練習,讓他們積極完成課后習題。
參考文獻:
問:高分子材料與工程專業的研究對象是什么?
答:高分子材料與工程是一門將理科、工科相結合的專業。高分子材料,又可以稱作石油化學工業。在發達國家,石油化學工業里60%~70%的產值是由高分子來體現的。高分子專業涉及合成與加工兩個方面,到了碩士階段分設理科的“高分子化學與物理”和工科的“高分子材料”兩個專業。
問:本科核心課程有哪些?高分子材料與工程專業的學生需要具備什么特質?
答:有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理、高分子材料、功能高分子導論。其中的高分子化學、高分子物理和高分子材料都有相對應的實驗課。
我認為一個專業需要各種各樣的人,高分子也是一樣。不能說哪類學生特別適合學這個專業,我倒覺得更應該是學生在選擇高分子后,能夠主動去適應這個體系,發揮自身的特點,不斷深入,持之以恒,這樣才能夠學好。
小編插話:如果能夠不斷深入學習,持之以恒,說不定就會像美劇《生活大爆炸》中的謝耳朵、霍華德他們一樣,成為厲害的物理學家或化學家!在學習的路上,就算腳踩荊棘也要大步前行,來看看都會遇到怎樣的困難吧。
問:在高分子材料與工程專業的學習過程中,有可能遇到的困難是什么?
答:困難主要在于從經典化學到高分子化學的改變。高分子是混合物,所以高分子化學的化學式,結構不明確。在經典化學中,化合物有明確的分子式,但到了高分子化學,很多時候我們只能說大概是這樣,不夠明確,這會令學生困惑。
等到學習高分子物理,困惑就更多。因為學科體系尚未完全建立,很多東西只是在一定條件下的研究過程中,覺得應該是那么回事,至今沒有定論。這種現象,對學生甚至老師來說,都是困惑的。
此外,高分子是大分子混合物,每一個聚合物的分子量有幾萬、幾十萬,甚至上百萬,分子量龐大,且混在一起,此時就需要統計理論來總結規律。高分子物理里有大量統計理論,而統計理論對一般人來講,很難理解。
問:大家是否有對高分子材料與工程專業的理解誤區?
答:很多人認為高分子材料是不環保的,特別是所謂的“白色污染”,這樣的說法并不科學。高分子材料從制造、使用、處置和無害化處理的多環節的綜合評價結果來看,是對環境污染最小和能量消耗最少的材料。國內之所以出現“白色污染”,是因為人們沒有養成良好的環境保護理念和垃圾分類處置的習慣。學習和掌握了高分子的相關知識,不僅可以成為你事業的方向,還可以使自己的生活過得更加健康和環保。
問:高分子材料與工程專業的畢業生,主要是面向哪些行業就業?
答:各行各業都可以。我們系大多數學生讀研究生、出國,真正本科一畢業就去工作的好像很少,碩士畢業很容易找工作。
關鍵詞:流變學;人才培養;教學;方法
一、《高分子材料流變學》課程發展
高分子材料流變學是一門伴隨著高分子科學和行業發展而逐步建立起來的重要學科,針對高分子材料特殊的流動變形行為及其機理展開研究,起到連接高分子結構性能和高分子工程的橋梁作用。
現在,高分子科學理論研究及工藝、設備的設計優化的發展進步離不開高分子材料流變學知識的輔助,整體發展趨勢要求高分子專業人才必須具備基本的高分子材料流變學知識。
青島科技大學自1986年起開始設立《高分子材料流變學》課程,是國內最早開設該課程的高校之一,迄今已有20多年的教學歷史,同時跟蹤學科的發展,教學團隊亦針對學科的前沿問題開展科研工作,在國際上形成了一定的學術影響力。在長期的教學、科研實踐積累和和對高分子流變學教學理解逐步深化的基礎上,教學團隊按照比較科學完整的體系,編寫出版了《高分子材料流變學》教材,并得到國內院校的認可;另一方面,《高分子材料流變學》教學也凸現了專業特色,使學生質量有所提高。通過引導學生開展理論聯系實際、針對性強的流變理論研究與工程設計實踐,所培養的學生學科專業知識全面,了解學科發展前沿,在以后的科研和工作實踐中展現出較強的解決問題能力。
二、《高分子材料流變學》的特點及教學原則
高分子材料流變學是隨著高分子的合成、加工工程和實際應用的需要,于20世紀50年代逐步發展起來的新學科。一方面,深入其核心需要較多的數學、物理和力學基礎;另一方面,其知識體系與高分子化學、高分子物理、高分子的加工工程等有機聯系。《高分子材料流變學》完整的知識框架至少涵蓋如下三方面的內容:①高分子結構流變學,其從分子運動角度出發,構筑分子結構模型,關聯材料宏觀力學響應行為和微觀的分子運動過程,說明二者的聯系。②高分子工程流變學,其從宏觀唯象的角度出發,進行應力-應變或應變速率分析,研究與高分子材料加工工程有關的理論與技術問題。③流變測量學,運用流變學基本原理設計儀器設備,表征高分子材料的流變行為。
《高分子材料流變學》理論深奧、內容繁雜、學科交叉性強,其比較科學完整的教學體系,一方面要保證流變學理論的完備性,系統介紹復雜應力、應變描述、材料流變本構方程理論等,另一方面要適應高分子材料專業的要求,加強高分子熔體溶液奇異的非線性黏彈性等內容的教學,并解釋說明在高分子加工和流變測量中出現的種種現象與規律。較之其他課程,《高分子材料流變學》對學生的數學物理素養和高分子背景知識有相當的要求,所以教學過程中存在“教師教學難,學生學習難”的兩難通病。在長期的教學實踐中,我們總結出了講授《高分子材料流變學》應貫徹兩個重要的教學原則:①首先要注意照顧學生的專業背景,對復雜的數學、力學公式和簡單明確的基本概念采用不同的處理方法;強調邏輯清晰和語言簡明,避開數學基礎上的難點,詳細詮釋流變學抽象概念和基本物理量確切的物理意義,幫助學生盡快領會高分子流變學要點。②再者,注重流變學知識的實際應用,強調理論與實踐結合。在保持課程應有的理論體系、系統性、嚴謹性的同時側重介紹其在高分子合成的分子設計、高分子工程、高分子材料性能控制等方面的應用實例。
筆者在教學實踐中,結合自己的科研實踐,將自己從事的國家自然科學基金研究課題成果作為實例,介紹高分子流變的發展及其在高分子學科中的應用。實踐證明,教師本身學以致用的實例示范可以引導學生能夠盡快領會流變學知識,在科學與工程實踐中發揮了良好作用。
三、具體教學方法
筆者從事《高分子材料流變學》的教學實踐以來,深刻體會到這是一個不斷加深對課程特點的認識,不斷改進教學方法的過程。不僅要求授課教師對課程內容有深刻理解,同時在知識傳授上亦需要“善巧方便”。下面幾點,是筆者對教學方法的簡單總結。
1.教師引導。在開始教授新的知識要點前,若能提供一個科研或工程應用中的實例引發學生的興趣,則往往可獲得較好的課堂教學效果。在課堂上,要注意鼓勵學生主動學習,形成師生互動的氛圍。若學生在課堂上有所疑問,可以暫停教學,增加學生討論環節。結束時,簡要介紹課程后續內容提要,利于學生自學。
2.理論結合實際。《高分子材料流變》是一門理論性和應用性都很強的交叉學科,其理論知識部分比較晦澀,必須與實際結合才能使學得的知識深化和牢固,也才能引起學生的興趣。教學中會出現學生感覺內容艱深,興趣不大的現象,在理論基礎的學習過程中尤為明顯。而當理論知識與實際背景結合時,學生往往饒有興致。因此將理論知識寓于合適的實際背景中進行講授,效果明顯。當然這也需要教師本人有自己的科研實踐作基礎,能夠跟蹤高分子流變的發展前沿。
3.采用多媒體教學。教師無法強迫學生學習,其角色只是教學過程中的引導者。隨著教學設備的完善,多媒體教學在授課中所占比重逐步增大。在教學實踐中,我們發現多媒體豐富的信息傳遞模式可以有效抓取學生的注意力,激發好奇心;另外,多媒體教學中重點內容突出,有利于學生掌握知識點,還可以加大信息量,減少板書量,在有限的課時內講授更多知識。
4.教師傳授與學生自學相結合。在教學時數有限的條件下,為使學生學到更多知識,除教師摒棄傳統板書,采用多媒體對基礎理論等重要內容進行課堂授課外,可以采用的途徑是發揮學生主觀能動性。在研究生教學中,我們在相關書籍和文獻中摘取一些流變學應用和發展前沿方面的內容供學生自學使用,以作為課堂教學內容的補充。另外,要求學生結合自己的研究課題,從中提煉出高分子材料流變學的科學問題,既加深理解學生對所學知識的理解,又幫助其較好地完成課題研究任務。
5.加強實驗教學的促進作用。流變參數的測定是高分子材料流變學的重要方面,其本身就是流變學理論的實際應用之一,同時測量結果也反映了材料本身的結構特征。在“毛細管流變儀測量熔體流動行為”的相關實驗中,我們訓練學生表征所測樣品的黏性、彈性特征,分析樣品黏彈特性與其分子結構之間的關系。
通過實驗教學,可以讓學生了解如何在實際工作上應用流變學知識,對課堂教學起到良好的補充和促進作用。
四、結束語
通過《高分子材料流變學》教學內容的合理設置,教學方法的改進,為高分子材料行業培養出合格的有用人才,促進高分子材料行業繁榮發展,是教師的職責所在。在高分子材料行業發展迅速,新材料層出不窮,已有材料的加工改性也相當活躍的今天,材料表征、分子剪裁設計、加工工藝控制等方面都需大批高層次的掌握流變學的科研和技術人員。這既是對高分子材料專業的畢業生提出的新要求,也是《高分子材料流變學》學科發展的動力。在青島科技大學的關心和資助下,《高分子材料流變學》課程正在進行教學改革以適應發展要求。因此筆者不避粗陋,將自己的粗淺的教學經驗體會總結如上,同時也希望得到流變學教學工作上的諸位同仁的指導。
參考文獻:
[1]吳其曄.聚合物流變學[M].北京:高等教育出版社,2002.
[2]徐青.更新觀念推進課堂教學改革.中國高等教育[J].2008,(5):37-38.