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第1篇：高分子材料與工程現(xiàn)狀范文

一、生物醫(yī)用高分子材料的特點

生物醫(yī)用高分子材料是一種聚合物材料，主要用于制造人體內(nèi)臟、體外器官、藥物劑型及醫(yī)療器械。按照來源的不同，生物醫(yī)用高分子材料可以分為天然生物高分子材料和合成生物高分子材料2種。前者是自然界形成的高分子材料，如纖維素、甲殼素、透明質(zhì)酸、膠原蛋白、明膠及海藻酸鈉等；后者主要通過化學(xué)合成的方法加以制備，常見的有合聚氨酯、硅橡膠、聚酯纖維、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。按照材料的性質(zhì)，生物醫(yī)用高分子材料可以分為非降解材料和降解材料。前者主要包括聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴，芳香聚酯、聚硅氧烷等；后者包括聚乙烯亞胺—聚氨基酸共聚物、聚乙烯亞胺—聚乙二醇—聚（β-胺酯）共聚物、聚乙烯亞胺—聚碳酸酯共聚物等。

生物醫(yī)用高分子材料作為植入人體內(nèi)的材料，必須滿足人體內(nèi)復(fù)雜的環(huán)境，因此對材料的性能有著嚴格的要求。首先，材料不能有毒性，不能造成畸形；其次，生物相容性比較好，不能與人體產(chǎn)生排異反應(yīng)；第三，化學(xué)穩(wěn)定性強，不容易分解；第四，具備一定的物理機械性能；第五，比較容易加工；最后，性價比適宜。其中最關(guān)鍵的性能是生物相容性。

根據(jù)國際標(biāo)準化組織（InternationalStandardsOrganization，ISO）的解釋，生物相容性是指非活性材料進入后，生命體組織對其產(chǎn)生反應(yīng)的情況。當(dāng)生物材料被植入人體后，生物材料和特定的生物組織環(huán)境相互產(chǎn)生影響和作用，這種作用會一直持續(xù)，直到達到平衡或者植入物被去除。生物相容性包括組織相容性、細胞相容性和血液相容性。

二、生物醫(yī)用高分子材料的發(fā)展歷史

人類對生物醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用經(jīng)過了漫長的階段。根據(jù)記載，公元前3500年，古埃及人就用棉花纖維和馬鬃縫合傷口，此后到19世紀中期，人類還主要停留在使用天然高分子材料的階段；隨后到20世紀20年代，人類開始學(xué)會對天然高分子材料進行改性，使之符合生物醫(yī)學(xué)的要求；再后來人類開始嘗試人工合成高分子材料；20世紀60年代以來，生物醫(yī)用高分子材料得到了飛速發(fā)展和廣泛的普及。1949年，美國就率先發(fā)表了研究論文，在文中第1次闡述了將有機玻璃作為人的頭蓋骨、關(guān)節(jié)和股骨，將聚酰胺纖維作為手術(shù)縫合線的臨床應(yīng)用情況，對醫(yī)用高分子的應(yīng)用前景進行了展望。這被認為是生物醫(yī)用高分子材料的開端。

在20世紀50年代，人類發(fā)現(xiàn)有機硅聚合物功能多樣，具有良好的生物相容性（無致敏性和無刺激性），之后有機硅聚合物被大量用于器官替代和整容領(lǐng)域。隨著科技的發(fā)展，20世紀60年代，美國杜邦公司生產(chǎn)出了熱塑性聚氨酯，這種材料的耐屈撓疲勞性優(yōu)于硅橡膠，因此在植入生物體的醫(yī)用裝置及人工器官中得到了廣泛應(yīng)用。隨后人工尿道、人工食道、人工心臟瓣膜、人工心肺等器官先后問世。生物醫(yī)用高分子材料也從此走上快速發(fā)展的道路。

三、生物醫(yī)用高分子材料的發(fā)展現(xiàn)狀、前景和趨勢

據(jù)相關(guān)研究調(diào)查顯示，我國生物醫(yī)用高分子材料研制和生產(chǎn)發(fā)展迅速。隨著我國開始慢慢進入老齡化社會和經(jīng)濟發(fā)展水平的逐步提高，植入性醫(yī)療器械的需求日益增長，對生物醫(yī)用高分子材料的需求也將日益旺盛。2015年1月28日，中國醫(yī)藥物資協(xié)會的《2014中國單體藥店發(fā)展?fàn)顩r藍皮書》顯示，2014全年全國醫(yī)療器械銷售規(guī)模約2556億元，比2013年度的2120億元增長了436億元，增長率為20.06%。但是相比于醫(yī)藥市場總規(guī)模（預(yù)計為13326億元）來說，醫(yī)藥和醫(yī)療消費比為1∶0.19還略低，因此業(yè)內(nèi)普遍認為，醫(yī)療器械仍然還有較廣闊的成長空間，生物醫(yī)用高分子材料也將迎來良好的發(fā)展前景。

根據(jù)evaluateMedTech公司基于全球300家頂尖醫(yī)療器械生產(chǎn)商的公開數(shù)據(jù)而得出的報告《2015-2020全球醫(yī)療器械市場》預(yù)測，2020年全球醫(yī)療器械市場將達到4775億美元，2016-2020年間的復(fù)合年均增長率為4.1%。世界醫(yī)療器械格局的前6大領(lǐng)域包括：診斷、心血管、影像大型設(shè)備、骨科、眼科、內(nèi)窺鏡，其中生物醫(yī)用高分子材料在其中都得到了廣泛的應(yīng)用。

以往的醫(yī)學(xué)研究對組織和器官的修復(fù)，更多是選擇一種替代品，實現(xiàn)原有組織和器官的部分功能。隨著再生醫(yī)學(xué)和干細胞技術(shù)的迅速發(fā)展，利用生物技術(shù)再生和重建器官、個性化治療和精準醫(yī)學(xué)已經(jīng)成為趨勢。因此傳統(tǒng)的生物醫(yī)藥高分子材料已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有的需求，需要模擬生物的結(jié)構(gòu)，恢復(fù)和改進生物體組織與器官的功能，最終實現(xiàn)器官和組織的再生，這也是生物醫(yī)用高分子材料未來的發(fā)展方向。

生物醫(yī)用高分子材料在醫(yī)療器械領(lǐng)域中得到了非常廣泛的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在人工器官、醫(yī)用塑料和醫(yī)用高分子材料3個領(lǐng)域。

1.人工器官

人工器官指的是能植入人體或能與生物組織或生物流體相接觸的材料；或者說是具有天然器官組織或部件功能的材料，如人工心瓣膜、人工血管、人工腎、人工關(guān)節(jié)、人工骨、人工肌腱等，通常被認為是植入性醫(yī)療器械。人工器官主要分為機械性人工器官、半機械性半生物性人工器官、生物性人工器官3種。第1種是指用高分子材料仿造器官，通常不具有生物活性；第2種是指將電子技術(shù)和生物技術(shù)結(jié)合；第3種是指用干細胞等純生物的方法，人為“制造”出器官。目前生物醫(yī)用高分子材料主要應(yīng)用在第1種人工器官中。

目前，植入性醫(yī)療器械中骨科占據(jù)約為38%的市場份額；隨后是心血管領(lǐng)域的36%；傷口護理和整形外科分別為8%左右。人工重建骨骼在骨科產(chǎn)品市場中占據(jù)了超過31%的市場份額，主要產(chǎn)品是人工膝蓋，人工髖關(guān)節(jié)以及骨骼生物活性材料等，主要應(yīng)用的生物醫(yī)用高分子材料有聚甲基丙烯酸甲酯、高密度聚乙烯、聚砜、聚左旋乳酸、乙醇酸共聚物、液晶自增強聚乳酸、自增強聚乙醇酸等。心血管產(chǎn)品市場中支架占據(jù)了一半以上的市場份額，此外還有周邊血管導(dǎo)管移植、血管通路裝置和心跳節(jié)律器等。

目前各國都認識到了人工器官的重要價值，加大了研發(fā)力度，取得了一些進展。2015年，美國康奈爾大學(xué)的研究人員開發(fā)出了一種輕量級的柔性材料，并準備將其用于創(chuàng)建一個人工心臟。在我國，3D打印人工髖關(guān)節(jié)產(chǎn)品獲得國家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）注冊批準，這也是我國首個3D打印人體植入物。

人工器官未來發(fā)展趨勢是誘導(dǎo)被損壞的組織或器官再生的材料和植入器械。人工骨制備的發(fā)展趨勢是將生物活性物質(zhì)和基質(zhì)物質(zhì)組合到一起，促進生物活性物質(zhì)的黏附、增殖和分化。血管生物支架的發(fā)展趨勢是聚合物共混技術(shù)，如海藻酸鈉/殼聚糖、膠原/殼聚糖、膠原/瓊脂糖、殼聚糖/明膠、殼聚糖/聚己內(nèi)酯、聚乳酸/聚乙二醇等體系。

2.醫(yī)用塑料

醫(yī)用塑料，主要用于輸血輸液用器具、注射器、心導(dǎo)管、中心靜脈插管、腹膜透析管、膀胱造瘺管、醫(yī)用粘合劑以及各種醫(yī)用導(dǎo)管、醫(yī)用膜、創(chuàng)傷包扎材料和各種手術(shù)、護理用品等。注塑產(chǎn)品是醫(yī)用塑料制品當(dāng)中產(chǎn)量最大的品種。與普通塑料相比，醫(yī)用塑料要求比較高，嚴格限制了單體、低聚物、金屬離子的殘留，對于原材料的純度要求很高，對加工設(shè)備的要求也非常嚴格，在加工和改性過程中避免使用有毒助劑，通常具有表面親水、抗凝血等特殊功能。常用醫(yī)用塑料包括聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）、熱塑性聚氨酯（TPU）、聚碳酸酯（PC）、聚酯（PET）等。

目前醫(yī)用塑料市場約占全球醫(yī)療器械市場的10%，并保持著每年7%～12%的年均增長率。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，美國每人每年在醫(yī)用塑料領(lǐng)域消費額為300美元，而我國只有30元，由此可見醫(yī)用塑料在我國的發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆?/p>

我國醫(yī)用塑料制品產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，取得了長足的進步。中國醫(yī)藥保健品進出口商會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2015年上半年，紗布、繃帶、醫(yī)用導(dǎo)管、藥棉、化纖制一次性或醫(yī)用無紡布物服裝、注射器等一次性耗材和中低端診斷治療器械等成為我國醫(yī)療器械的出口大戶。但是也必須清醒地認識到，我國的醫(yī)用塑料發(fā)展水平還比較落后。醫(yī)用塑料的原料門類不全、生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準不規(guī)范、新技術(shù)和新產(chǎn)品的創(chuàng)新能力薄弱，導(dǎo)致一些高端原料導(dǎo)致國內(nèi)所需的高端產(chǎn)品原料還主要靠進口。

目前各國都認識到了醫(yī)用塑料的重要價值，加大了研發(fā)力度，取得了一些進展。2015年，英國倫敦克萊蒙特診所率先開展了塑膠晶狀體移植手術(shù)，不僅可以治療遠視眼或近視眼，還可以恢復(fù)患有白內(nèi)障和散光者的視力；住友德馬格公司推出一種聚甲醛（POM）齒輪微注塑設(shè)備，在新型白內(nèi)障手術(shù)器械中具有重要作用；美國美利肯公司開發(fā)了一項技術(shù)，可使非處方藥和保健品塑料瓶的抗?jié)裥院涂寡趸蕴岣?0%；MHT模具與熱流道技術(shù)公司開發(fā)出了PET血液試管，質(zhì)量不足4g，優(yōu)于玻璃試管；Rollprint公司與TOPAS先進高分子材料公司合作，采用環(huán)烯烴共聚物作為聚丙烯腈樹脂的替代品，以滿足苛刻的醫(yī)療標(biāo)準；美國化合物生產(chǎn)商特諾爾愛佩斯推出了一款硬質(zhì)PVC，以取代透明醫(yī)療零部件中用到的PC材料，如連接器、止回閥、Y接頭、套管、魯爾接口配件、過濾器、滴注器和蓋子，以及樣本容器。

未來醫(yī)用塑料的發(fā)展趨勢是開發(fā)可耐多種消毒方式的醫(yī)用塑料，改善現(xiàn)有醫(yī)用塑料的血液相容性和組織相容性，開發(fā)新型的治療、診斷、預(yù)防、保健用塑料制品等。

3.藥用高分子材料，

藥用高分子材料在現(xiàn)代藥物制劑研發(fā)及生產(chǎn)中扮演了重要的角色，在改善藥品質(zhì)量和研發(fā)新型藥物傳輸系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。藥用高分子材料的應(yīng)用主要包括2個方面：用于藥品劑型的改善以及緩釋和靶向作用，此外還可以合成新的藥物。

藥物緩釋技術(shù)是指將衣物表面包裹一層醫(yī)用高分子材料，使得藥物進入人體后短時間內(nèi)不會被吸收，而是在流動到治療區(qū)域后再溶解到血液中，這時藥物就可以最大限度的發(fā)揮作用。藥物緩釋技術(shù)主要有貯庫型（膜控制型）、骨架型（基質(zhì)型）、新型緩控釋制劑（口服滲透泵控釋系統(tǒng)、脈沖釋放型釋藥系統(tǒng)、pH敏感型定位釋藥系統(tǒng)、結(jié)腸定位給藥系統(tǒng)等）。

貯庫型制劑是指在藥物外包裹一層高分子膜，分為微孔膜控釋系統(tǒng)、致密膜控釋系統(tǒng)、腸溶性膜控釋系統(tǒng)等，常用的高分子材料有丙烯酸樹脂、聚乙二醇、羥丙基纖維素、聚維酮、醋酸纖維素等。骨架型制劑是指向藥物分散到高分子材料形成的骨架中，分為不溶性骨架緩控釋系統(tǒng)、親水凝膠骨架緩控釋系統(tǒng)、溶蝕性骨架緩控釋系統(tǒng)，常用的高分子材料有無毒聚氯乙烯、聚乙烯、聚氧硅烷、甲基纖維素、羥丙甲纖維素、海藻酸鈉、甲殼素、蜂蠟、硬脂酸丁酯等。

我國的高分子基礎(chǔ)研究處于世界一流，但是藥用高分子的應(yīng)用發(fā)展相對滯后，品種不夠多、規(guī)格不完整、質(zhì)量不穩(wěn)定，導(dǎo)致制劑研發(fā)能力與國際產(chǎn)生差距。國內(nèi)市場規(guī)模前10大種類分別為明膠膠囊、蔗糖、淀粉、薄膜包衣粉、1，2-丙二醇、PVP、羥丙基甲基纖維素（HPMC）、微晶纖維素、HPC、乳糖。高端藥用高分子材料幾乎全部依賴進口。專業(yè)藥用高分子企業(yè)則存在規(guī)模小、品種少、技術(shù)水平低、研發(fā)投入少的問題。

目前，藥物劑型逐步走向定時、定位、定量的精準給藥系統(tǒng)，考慮到醫(yī)用高分子材料所具備的優(yōu)異性能，將會在這一發(fā)展過程中發(fā)揮關(guān)鍵性的作用。未來發(fā)展趨勢是開發(fā)生物活性物質(zhì)（疫苗、蛋白、基因等）靶向控釋載體。

四、結(jié)語

雖然生物醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用已經(jīng)取得了一些進展，但是，隨著臨床應(yīng)用的不斷推廣，也暴露出不少問題，主要表現(xiàn)出功能有局限、免疫性不好、有效時間不長等問題。如植入血管支架后，血管易出現(xiàn)再度狹窄的情況；人工關(guān)節(jié)有效期相對較短，之所以出現(xiàn)這些問題，主要原因是人體與生俱來的排異性。

生物醫(yī)用高分子材料隸屬于醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展備受政策支持。國務(wù)院于2015年5月印發(fā)的《中國制造2025》明確指出，大力發(fā)展生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械，重點發(fā)展全降解血管支架等高值醫(yī)用耗材，以及可穿戴、遠程診療等移動醫(yī)療產(chǎn)品?？梢灶A(yù)見，在未來20～30年，生物醫(yī)用高分子材料就會迎來新一輪的快速發(fā)展。

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第2篇：高分子材料與工程現(xiàn)狀范文

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科 高分子課程 考核方法

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（a）-0197-01

應(yīng)用型本科教育的培養(yǎng)目標(biāo)定位于技術(shù)工程師，既要具有較強的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識，又能夠解決生產(chǎn)實際中的具體技術(shù)問題。而在培養(yǎng)過程中，專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課起到了從書本的理論到實際應(yīng)用的過渡。因此，應(yīng)用型本科院校在這類課程的設(shè)置上減少了理論課的課時，增加實驗和實踐課的課時[1-4]。而在教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生往往不能將理論與實踐相結(jié)合，對于理論的掌握也往往通過死記硬背的方式，對于實驗和實踐中出現(xiàn)的問題也不太會分析解決。究其原因，目前評價學(xué)生學(xué)習(xí)的好壞主要是通過考試成績來判定，而考核形式單一，筆試為主，這就使得學(xué)生的學(xué)習(xí)也常常以成績?yōu)閷?dǎo)向，以考試為目標(biāo)，考試之外的東西他們很少去關(guān)心思考。因此，在應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)過程中，對于專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課的考核方法、考核體系的改革勢在必行。該文以筆者在實際教學(xué)工作中在高分子系列課程上的一些教學(xué)思考提出了一些改革措施。

1 構(gòu)建包括基本理論、基本知識在內(nèi)的基礎(chǔ)理論考核系統(tǒng)

高分子是材料科學(xué)與工程專業(yè)知識體系構(gòu)建的一個重要方向，主要由高分子化學(xué)、高分子物理、高分子材料檢測、聚合物成型加工、高分子材料等構(gòu)成了這個專業(yè)方向的主要的專業(yè)課與專業(yè)基礎(chǔ)課。這些課程講述的內(nèi)容實現(xiàn)了從小分子變成實際使用的高分子材料的過程，如圖1所示。其中高分子化學(xué)是講述從單體變?yōu)楦呔畚锏木酆线^程，而高分子物理是講述高聚物的結(jié)構(gòu)與性能，聚合物成型加工是講述從聚合物變?yōu)椴牧系某尚图庸み^程，高分子材料是講述高分子制品的應(yīng)用，高分子材料檢測是講述高分子材料的性能檢測。

對高分子化學(xué)、高分子物理、高分子材料、高分子材料檢測、聚合物成型加工等系列課程中的基本理論、基礎(chǔ)知識內(nèi)容，在原有閉卷考核方式的基礎(chǔ)上，建立涵蓋系列課程知識的試題庫，題型包含：基本概念的名詞解釋和填空、基本理論的比較和是非判斷、基于基本知識的簡答和計算。相關(guān)課程的老師根據(jù)自己課程的需要，選擇考核試題，注重考查學(xué)生對高分子知識體系關(guān)聯(lián)性的理解。

2 構(gòu)建以實際工程問題的理論分析為主的基礎(chǔ)理論應(yīng)用考核系統(tǒng)

在教學(xué)過程中注重教學(xué)內(nèi)容的變革，積極推行案例教學(xué)、專題性教學(xué)、研究性學(xué)習(xí)，積極開展觀摩教學(xué)與評教活動，并構(gòu)建以實際工程問題的理論分析為主的基礎(chǔ)理論應(yīng)用考核系統(tǒng)，建立案例分析試題庫，讓學(xué)生用已有的基本理論和基本知識來分析實際案例。例如，如何制備既具有彈性，又具有一定強度的尼龍纖維？首先涉及的知識是聚合物成型加工中的尼龍纖維的制備方法，尼龍纖維可以通過濕法紡絲來實現(xiàn)，這樣學(xué)生可以加深對濕法紡絲的過程的了解；其次如何實現(xiàn)材料的高強度，這就可以從高分子物理里面的聚合物的聚集態(tài)分析，具有結(jié)晶、取向等狀態(tài)的高聚物的力學(xué)強度較好，因此要想纖維具有高強度就必須通過一定的方式使其結(jié)晶或取向，而結(jié)晶和取向兩者之間又是相互影響的，取向會促進結(jié)晶，因此在成型加工過程中需要通過一定的方式使其取向，這又回到成型加工的過程中，通過定向拉伸的方法使其取向；最后要使纖維具有一定的彈性，這就需要使纖維能在一定程度解取向，恢復(fù)高分子的彈性，而解取向的方法可以利用熱處理來實現(xiàn)，這就要求增加材料制備的后處理過程?？傊ㄟ^這樣以實際工程問題的理論分析為主的考題，使學(xué)生建立基本理論和實際應(yīng)用的聯(lián)系，深入理解相關(guān)課程理論知識間的關(guān)聯(lián)。

3 建立實際問題解決能力考核系統(tǒng)

建立以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的考核體系，改單一的試卷考核方式為大作業(yè)、小論文、課題答辯等多種考核方式，改一次性課程終結(jié)考核為過程監(jiān)測考核、理論和實踐動手綜合考核。通過目前科學(xué)和工程上存在的問題，考核學(xué)生解決實際問題的能力，并將相關(guān)的問題貫穿相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課和實踐課程的教學(xué)與考核中。例如，實際高分子材料制備中的問題可以在高分子物理中作為案例分析題；經(jīng)過分析后的問題又可以在聚合物加工工藝中做為一個大作業(yè)，讓學(xué)生自己提出解決方案，并給出評分；然后在實踐課上讓學(xué)生完成此方案，并在實現(xiàn)的過程中學(xué)會利用已有的知識對方案做出優(yōu)化和調(diào)整，給出實踐課的評分；最后通過高分子材料檢測課程分析材料的結(jié)構(gòu)與性能。

4 結(jié)語

考核方法是課程建設(shè)的重要組成部分，是評價學(xué)生學(xué)習(xí)以及能力的最直接的方法，也是對教學(xué)效果最直接的評價方法。因此在課程改革過程中，考核方式的改革成為推動課程建設(shè)，實現(xiàn)應(yīng)用型本科院校的培養(yǎng)目標(biāo)必不可缺少的環(huán)節(jié)，在應(yīng)用型本科院校工程類專業(yè)上有著很好的推廣價值。

參考文獻

[1] 胡小紅，王淮慶，郝凌云，等.應(yīng)用型本科院校材料科學(xué)與工程專業(yè)材料物理課程教學(xué)中的幾點思考[J].金陵科技學(xué)院學(xué)報，2010，29（6）：39-42.

[2] 陳曉宇，郝凌云，胡小紅.“情景”教學(xué)法在高分子材料檢測課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013（32）：118.

第3篇：高分子材料與工程現(xiàn)狀范文

關(guān)鍵詞：高分子材料；可降解；生物

中圖分類號：tq464 文獻標(biāo)識碼:a

我國目前的高分子材料生產(chǎn)和使用已躍居世界前列，每年產(chǎn)生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進行生物可降解，以盡量減少對人類及環(huán)境的污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如細菌、霉菌及藻類作用下，可完全降解為低分子的材料。這類材料儲存方便，只要保持干燥，不需避光，應(yīng)用范圍廣，可用于地膜、包裝袋、醫(yī)藥等領(lǐng)域。生物可降解的機理大致有以下3 種方式： 生物的細胞增長使物質(zhì)發(fā)生機械性破壞； 微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。按照上述機理，現(xiàn)將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。

1生物可降解高分子材料概念及降解機理

生物可降解高分子材料是指在一定的時間和一定的條件下，能被微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。

生物可降解的機理大致有以下3種方式：生物的細胞增長使物質(zhì)發(fā)生機械性破壞；微生物對聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì)；酶的直接作用，即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。一般認為，高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個過程進行的。首先，微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合，通過水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物攝入人體內(nèi)，經(jīng)過種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

因此，生物可降解并非單一機理，而是一個復(fù)雜的生物物理、生物化學(xué)協(xié)同作用，相互促進的物理化學(xué)過程。到目前為止，有關(guān)生物可降解的機理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在機體內(nèi)的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關(guān)外，還與材料溫度、酶、ph值、微生物等外部環(huán)境有關(guān)。

2生物可降解高分子材料的類型

按來源，生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類，有醫(yī)用和非醫(yī)用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。

2.1微生物生產(chǎn)型

通過微生物合成的高分子物質(zhì)。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染環(huán)境的生物可降解塑料。如英國ici 公司生產(chǎn)的“biopol”產(chǎn)品。

2.2合成高分子型

脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點低，強度及耐熱性差，無法應(yīng)用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔點較高，強度好，是應(yīng)用價值很高的工程塑料，但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。

2.3天然高分子型

自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質(zhì)素等均屬可降解天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解，但因纖維素等存在物理性能上的不足，由其單獨制成的薄膜的耐水性、強度均達不到要求，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質(zhì)制得的脫乙酰基多糖等共混制得。

2.4摻合型

在沒有生物可降解的高分子材料中，摻混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得產(chǎn)品具有相當(dāng)程度的生物可降解性，這就制成了摻合型生物可降解高分子材料，但這種材料不能完全生物可降解。

3生物可降解高分子材料的開發(fā)

3.1生物可降解高分子材料開發(fā)的傳統(tǒng)方法

傳統(tǒng)開發(fā)生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法等。

3.1.1天然高分子的改造法

通過化學(xué)修飾和共混等方法，對自然界中存在大量的多糖類高分子，如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足，但一般不易成型加工，而且產(chǎn)量小，限制了它們的應(yīng)用。

3.1.2化學(xué)合成法

模擬天然高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從簡單的小分子出發(fā)制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，這些高分子化合物結(jié)構(gòu)單元中含有易被生物可降解的化學(xué)結(jié)構(gòu)或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段?；瘜W(xué)合成法反應(yīng)條件苛刻，副產(chǎn)品多，工藝復(fù)雜，成本較高。

3.1.3微生物發(fā)酵法

許多生物能以某些有機物為碳源，通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發(fā)酵法合成產(chǎn)物的分離有一定困難，且仍有一些副產(chǎn)品。

3.2生物可降解高分子材料開發(fā)的新方法——酶促合成

用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶學(xué)的發(fā)展，酶在有機介質(zhì)中表現(xiàn)出了與其在水溶液中不同的性質(zhì)，并擁有了催化一些特殊反應(yīng)的能力，從而顯示出了許多水相中所沒有的特點。

3.3酶促合成法與化學(xué)合成法結(jié)合使用

酶促合成法具有高的位置及立體選擇性，而化學(xué)聚合則能有效的提高聚合物的分子量，因此，為了提高聚合效率，許多研究者已開始用酶促法與化學(xué)法聯(lián)合使用來合成生物可降解高分子材料。

4生物可降解高分子材料的應(yīng)用

目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解決環(huán)境污染問題，以保證人類生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。通常，對高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法，但這幾種方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物醫(yī)用材料。目前，我國一年約生產(chǎn)3000 多億片片劑與控釋膠囊劑，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是傳統(tǒng)的糖衣片，而國際上發(fā)達國家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我國的片劑制造水平與國際先進水平有很大的差距。國外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素，羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。

參考文獻

[1]侯紅江,陳復(fù)生,程小麗,辛穎.可生物降解材料降解性的研究進展[j].塑料科技,2009,(03):89-93.

[2]翟美玉,彭茜.生物可降解高分子材料[j].化學(xué)與粘合,2008,(05).

第4篇：高分子材料與工程現(xiàn)狀范文

高分子材料在市場的廣泛應(yīng)用促使生產(chǎn)加工設(shè)備和工藝水平不斷提升，近年來，多個新型成型裝備得以研制成功，并逐一投入市場。所謂高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備自然是提升高分子材料生產(chǎn)質(zhì)量和性能的關(guān)鍵所在，但是結(jié)合工藝要求，其結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)良化和組裝的合理性才是保證這一結(jié)果的中心。

1 高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備的設(shè)計和制造

高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備中主要構(gòu)成部件有：聚合反應(yīng)器、紡前設(shè)備、熔融紡絲設(shè)備和長絲后加工設(shè)備。本文主要以聚合反應(yīng)器、紡前設(shè)備和熔融紡絲設(shè)備為例，探討高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備的設(shè)計和制造中應(yīng)當(dāng)注意的要點

（1）聚合反應(yīng)器的設(shè)計和制造

聚合反應(yīng)器主要是由筒身、頂蓋、底蓋、夾套、蛇行管、攪拌器、傳動裝置、動密封、靜密封等部分結(jié)構(gòu)組成。每一部分都有其作用和功用，如：夾套和蛇形管的主要功用便是當(dāng)原料進入蛇形管和夾套之中，對其進行加熱或冷卻，保證其達到加工標(biāo)準。

根據(jù)當(dāng)前我國市場現(xiàn)狀，聚合反應(yīng)器的設(shè)計和制造主要依循的標(biāo)準包含以下方面：①結(jié)構(gòu)強度值和剛度值較高；②設(shè)計使用材料不可與生產(chǎn)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；③密封性好；④產(chǎn)量和長徑比都應(yīng)當(dāng)符合市場需求；⑤設(shè)計和制造成本不宜過高；⑥結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)簡單，便于生產(chǎn)操作和后期維修。

目前，制造聚合反應(yīng)器選用較多的不銹鋼材一般為1Crl8Ni9Ti不銹鋼、0Crl8Ni9Ti不銹鋼、0Crl8Nil2M02Ti不銹鋼、iCrl2M02Ti不銹鋼等。但鑒于其成本費用過高，使用范圍較小。至于復(fù)合鋼板、普通低碳鋼、低合金鋼等材料則使用較多，這些材料成本低廉，但是也有其缺陷，如復(fù)合鋼板焊接加工程序較為復(fù)雜。故而，在使用過程中應(yīng)當(dāng)注意規(guī)避其缺點，發(fā)揚其優(yōu)勢。

（2）紡前設(shè)備的設(shè)計和制造

紡前設(shè)備主要包含原液混合設(shè)備（原液脫單設(shè)備、原液脫泡設(shè)備）、切片干燥設(shè)備（切片干燥機、回轉(zhuǎn)+充填式干燥機、充填式干燥機、KF干燥機、BM干燥機、吉瑪干燥機）和熔體勻濾設(shè)備（熔體靜態(tài)混合器、熔體過濾器）。其中，應(yīng)當(dāng)注意在原液脫單設(shè)備的設(shè)計和制造中，脫單體設(shè)備的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡量符合標(biāo)準設(shè)計：①塔體直徑一般為1.8米，高度在7米左右；②塔外應(yīng)當(dāng)安置蒸汽管予以保溫處理；③脫單體塔內(nèi)部傘面五個圓錐角應(yīng)當(dāng)呈120°，最上面的一層傘面應(yīng)當(dāng)作穩(wěn)固處理，避免單體脫除；④選用材質(zhì)應(yīng)當(dāng)保證其硬度和剛度，可選用1Crl8Ni9Ti不銹鋼。至于切片干燥設(shè)備的設(shè)計和制造，應(yīng)當(dāng)注意以下要點：①根據(jù)生產(chǎn)的高分子材料性質(zhì)選擇是否應(yīng)當(dāng)安裝攪拌裝置②安裝攪拌裝置則需要安裝爐柵等傳動裝置。且為了防止生產(chǎn)過程中切片粘連，應(yīng)當(dāng)在筒體上安置立式攪拌器，在筒體中部安裝爐柵攪拌器。熔體勻濾設(shè)備的設(shè)計和制造應(yīng)當(dāng)堅持以化熔體溫度和勻化添加劑為設(shè)計原則和標(biāo)準。本處以靜態(tài)混合器為例，靜態(tài)混合器的設(shè)計中首要考慮的便是螺旋片式元件的料流分割層數(shù)，其計算方式如下：S=2n。其中，s代指料流分割層數(shù)，n指代螺旋片元件數(shù)。再次，將螺旋片的兩端分別向不同的方向進行扭轉(zhuǎn)，以180。為準。將左旋和右旋的元件行交替排列對接。最后，組裝完畢之后，應(yīng)當(dāng)予以固定。

（3）熔融紡絲設(shè)備的設(shè)計和制造

結(jié)合化纖及工業(yè)纖維熔紡設(shè)備中紡絲箱體、計量泵和紡絲組件的結(jié)構(gòu)原理進行熔融紡絲設(shè)備的設(shè)計和制造。

熔融紡絲設(shè)備的主要構(gòu)件包含螺桿擠出機、紡絲箱體、計量泵、冷卻吹風(fēng)裝置、卷繞成型裝置以及紡絲組件。其中，紡絲箱體的設(shè)計要求為：①耐熱性好；②密封性佳；③原材料在本組件設(shè)備中滯留時間盡量縮短；④結(jié)構(gòu)組裝簡單；⑤機體材料耐腐性較好。紡絲箱體多采用厚度為8至10毫米的鍋爐鋼板焊接而成，這種鋼板其抗腐蝕性較好，且成本低廉，目前應(yīng)用較多。

2.高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備的使用和維護

高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備的使用和維護過程中，筆者認為應(yīng)當(dāng)注意以下要點：第一，對于功能不同的機械設(shè)備的靈活運用。如：聚合物或無機物復(fù)合材料物理場強化制備機械一一十螺桿擠出機。這種設(shè)備的使用就應(yīng)當(dāng)注意反應(yīng)器的使用和操作，如果生產(chǎn)材料質(zhì)量出現(xiàn)問題，就應(yīng)當(dāng)首先考慮到是否由原材料在機體內(nèi)部連續(xù)反應(yīng)不足或混煉完成度低所導(dǎo)致，因而，此時應(yīng)當(dāng)首要檢查反應(yīng)器。第二，高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備的密封性能應(yīng)當(dāng)列入日常維護范疇。由于高分子材料的生產(chǎn)是一個內(nèi)部反應(yīng)過程，因而其密封性是保證生產(chǎn)材料材質(zhì)和性能的主要因素。生產(chǎn)加工設(shè)備中密封組件較多，如聚合反應(yīng)器，以至于其組件中使用到密封裝置。第三，生產(chǎn)加工設(shè)備制作材料的維護，為了防止制作高分子的原材料和機壁接觸后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，一般是使用鋼材和化合性材料，且在材料外壁上涂裝涂料以防腐蝕。儀器設(shè)備生產(chǎn)加工時間過久，其防護層難免會脫落，加之生產(chǎn)過程中的摩擦和撞擊，也都會走造成機體內(nèi)壁受損。因而，在生產(chǎn)加工設(shè)備使用一段時間之后，都應(yīng)當(dāng)拆卸機體，檢查內(nèi)壁是否受損。第四，傳熱裝置的維護。一般情形下，使用過程中若出現(xiàn)成品材料出現(xiàn)被污染的情形，推測其原因可能是反應(yīng)器傳熱裝置出現(xiàn)故障。具體而言，可能由反應(yīng)器密封性被破壞所致，也有可能緣于由機體內(nèi)部粘附物。因而，在使用過程中，應(yīng)當(dāng)嚴格控制聚合的溫度，且在后期維修過程中，定期拆卸清洗。

結(jié)束語

隨著我國市場經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域也得到了長遠的進步和發(fā)展。由此，只有做好新材料生產(chǎn)加工設(shè)備的設(shè)計、制造、使用和維護工作，方可有效促進高分子材料研究的發(fā)展和進步。

參考文獻

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第5篇：高分子材料與工程現(xiàn)狀范文

目前高分子材料專業(yè)英語的教材有不少，覆蓋了高分子化學(xué)、高分子物理和高分子材料加工等課程內(nèi)容。但這些內(nèi)容大多摘選自國外早期的原版專業(yè)書籍，不少內(nèi)容陳舊，體裁單一，一方面不能反映高分子材料專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，同時讓學(xué)生感到應(yīng)用性不強，缺乏學(xué)習(xí)興趣。針對以上教材內(nèi)容的缺陷，筆者在有選擇的講述教材內(nèi)容的同時，精心選擇一些著名國際高分子專業(yè)期刊，如《Macromlecules》、《Polymer》、《MacromolecularRapidCommunications》等期刊的部分相關(guān)內(nèi)容作為教材的補充，同時鼓勵學(xué)生上網(wǎng)搜索一些相關(guān)資料，如美國化學(xué)會下的Chemical&EngineeringNews下有關(guān)高分子材料方面的報道，這些內(nèi)容反映當(dāng)今高分子材料發(fā)展的前沿，拓寬了學(xué)生的知識面。同時考慮到學(xué)生畢業(yè)之后在工作中或進一步深造中會接觸到專利、說明書、技術(shù)標(biāo)準、市場報告等多種體裁的專業(yè)文獻，在課堂教學(xué)中適當(dāng)增加這部分實用性的內(nèi)容，起到學(xué)以致用的效果。

二、課堂理論教學(xué)方法的革新

專業(yè)英語教學(xué)內(nèi)容一般為專業(yè)知識的論述，具有很強的邏輯性和學(xué)術(shù)性。為提高學(xué)生的專業(yè)英語閱讀、翻譯、初步寫作的能力，筆者采取的方法如下。

1.師生互動是專業(yè)英語教學(xué)的重要手段

傳統(tǒng)專業(yè)英語的教學(xué)模式是先講解詞匯，再閱讀和翻譯課文，這樣的課堂單調(diào)且冗長，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。考慮到語言教學(xué)的特殊性，為達到好的教學(xué)效果，需要學(xué)生在課堂中的積極參與，嘗試改變以往教師講學(xué)生聽的簡單教學(xué)模式，采用多種形式與學(xué)生互動交流。通過提前布置作業(yè)，學(xué)生做好預(yù)習(xí)工作，每次帶著問題上課，在課堂上再隨機指定學(xué)生朗讀并講解翻譯，其他同學(xué)進行補充或修正，最后教師結(jié)合專業(yè)內(nèi)容進行點評，并講解相關(guān)的重要知識點和專業(yè)詞匯。這樣，充分調(diào)動每個學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使之從被動學(xué)習(xí)變成主動學(xué)習(xí)，加深了學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解和認識。

2.適當(dāng)進行多媒體教學(xué),豐富課堂教學(xué)內(nèi)容

現(xiàn)在多媒體及網(wǎng)絡(luò)等教學(xué)手段已廣泛引入到課堂教學(xué)中，這些教學(xué)手段使課堂教學(xué)更加直觀生動，增大了課堂的信息量，提高課堂效率，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。為此，在每次課文內(nèi)容講解結(jié)束后，筆者播放一些相關(guān)內(nèi)容的科普性英文短片，比如介紹高分子材料合成、成型、應(yīng)用等方面。由于剛學(xué)完相關(guān)內(nèi)容，所以學(xué)生表現(xiàn)出濃厚的興趣，通過看、聽、講述，留下了直觀的知識，同時也鍛煉了學(xué)生的聽說能力。把一些信息量大、實用性強的專利、論文、技術(shù)標(biāo)準等專業(yè)資料制作成多媒體課件進行課堂講解，在有限的課堂時間內(nèi)給學(xué)生傳遞了較多的信息內(nèi)容，提高了課堂效率。

3.教學(xué)效果的檢驗

考核方式是教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，是檢驗教學(xué)效果和鞏固學(xué)生所需知識的重要手段。考核主要涉及兩個層次，平時考核與期末考試。平時主要考核學(xué)生以英語為工具進行專業(yè)信息交流的能力，期末考試則通過試卷形式檢驗學(xué)生對專業(yè)詞匯的掌握情況，以及快速閱讀科技論文并從中獲取信息的能力。在完成每一階段的教學(xué)環(huán)節(jié)后，教師要不斷總結(jié)，了解學(xué)生對所授知識的掌握程度，確定考核指標(biāo)，根據(jù)考核結(jié)果來修正下一階段的目標(biāo)，設(shè)計下一階段的教學(xué)內(nèi)容。平時的階段性考核可以有多種方式，如根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生抽簽選擇一個題目用英語講述，考察聽說能力?；蜥槍χR點，把常見的錯誤總結(jié)出來，引導(dǎo)學(xué)生糾錯，考察語法知識的掌握情況。在課堂教學(xué)將結(jié)束的時候，我們對學(xué)生進行分組合作完成一次科研課題的匯報，學(xué)生自行分工，查找資料、設(shè)計制作多媒體課件、上臺匯報講演。在這個過程中，學(xué)生不但提高了自己的專業(yè)英語水平，還培養(yǎng)了團隊合作的能力。

三、結(jié)束語

第6篇：高分子材料與工程現(xiàn)狀范文

關(guān)鍵詞:高分子材料;高分子化學(xué);實驗教學(xué)

高分子化學(xué)實驗是高分子化學(xué)課程教學(xué)的一種最有效的實踐教學(xué)形式,它可以幫助和促進學(xué)生課堂理論知識的學(xué)習(xí)與消化,建立和鞏固高分子化學(xué)基本概念和理論,獲取高分子化學(xué)知識,培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)和操作技能。我國著名化學(xué)家戴安邦指出:“只傳授化學(xué)知識和技術(shù)的化學(xué)教育是片面的,全面的化學(xué)教育要求既傳授化學(xué)知識和技巧,又訓(xùn)練科學(xué)方法與思維,還培養(yǎng)科學(xué)精神和品德,學(xué)生在化學(xué)實驗中是學(xué)習(xí)的主體,在教師指導(dǎo)下進行實驗,訓(xùn)練用實驗解決化學(xué)問題,使各項智力皆得到發(fā)展”。這番話指出了開設(shè)化學(xué)實驗課的深刻內(nèi)涵和重要價值。2004年國家教育部頒布的《普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評估方案》在評估指標(biāo)的二級指標(biāo)“實踐教學(xué)”中,從“實踐教學(xué)內(nèi)容與體系,綜合性、設(shè)計性實驗課的比例及效果,實驗室開放”三個方面明確了實踐教學(xué)改革和發(fā)展的方向。近幾年高校的化學(xué)類實驗教學(xué)改革取得了令人矚目的成果。高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)是很多高校在近年來新開設(shè)的專業(yè),在實驗教學(xué)與改革方面的成果積累較少,尤其高分子化學(xué)實驗教學(xué)采用陳舊的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法依然居多。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn),目前國內(nèi)高校高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)的高分子化學(xué)實驗教學(xué)依然不同程度地存在一些問題。

一、高分子化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀剖析

1.實驗教學(xué)體系和內(nèi)容欠爭理

多數(shù)的實驗教學(xué)附屬于理論教學(xué),沒有單獨設(shè)課和單獨考核,實驗課時相對較少雖然有些高校高分子化學(xué)實驗已經(jīng)獨立設(shè)課,但僅作為考查課。實驗教學(xué)內(nèi)容中傳統(tǒng)的、陳舊的實驗較多,而體現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展成果的實驗很少認知性、驗證性實驗所占的比理偏高,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的綜合性、設(shè)計性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性的實驗偏少,而且實驗環(huán)節(jié)偏重于理論,突出高分子材料應(yīng)用性特點的實驗太少,不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念。

2.實驗教學(xué)方法單一

學(xué)生按照實驗講義預(yù)習(xí),然后進實驗室。實驗前教師把實驗?zāi)康摹嶒炘?、儀器使用方法、測試方法、實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄表格及數(shù)據(jù)處理方法等進行詳細的集中講解。學(xué)生只需按教師指導(dǎo)的過程按部就班或者依照講義“照方抓藥”,就可以完成一個實驗。一部分學(xué)生糊里糊涂地來到實驗室,只動手不動腦地完成實驗,然后又迷迷糊糊地離開實驗室。實驗的現(xiàn)象和結(jié)果沒有給他們留下太深的印象,對學(xué)生觀察能力、分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)新意識的培養(yǎng)都很不夠。這種統(tǒng)一模式、統(tǒng)一要求、齊步走的教學(xué)方法,一方面造成了學(xué)生對教師的過分依賴,另一方面抑制了學(xué)生個性思維的發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.實驗?zāi)蹖W(xué)手段落后

在現(xiàn)代信息技術(shù)迅速發(fā)展的今天,雖然網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)在理論教學(xué)中得到了普遍應(yīng)用,但虛擬、仿真等實驗技術(shù)手段未能在實驗教學(xué)中推廣應(yīng)用。這樣對于一些耗費過高、時間過長、毒性過大、危險性過高的實驗,只能最低限度地開設(shè),且開設(shè)過程中費用大和危險性高,導(dǎo)致學(xué)生對此類重要實驗缺乏足夠的認知和感受的機會。

二、新教學(xué)模塊的實踐性探索與成效

針對目前國內(nèi)高校高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)高分子化學(xué)實驗教學(xué)中存在的一些問題,借鑒其他化學(xué)實驗教學(xué)改革的優(yōu)秀成果,提出了基礎(chǔ)技能實驗、綜合設(shè)計實驗、研究創(chuàng)新型實驗的三個高分子化學(xué)實驗教學(xué)模塊體系,并在每個模塊中結(jié)合常熟理工學(xué)院教師的科研成果引入_些新的實驗教學(xué)內(nèi)容,采用開放式實驗教學(xué)方法。通過實驗教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)新的體系和教學(xué)方法在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和工程實踐能力方面起到了較好的效果。

1.基礎(chǔ)技能實驗教學(xué)模塊

基礎(chǔ)技能實驗?zāi)K構(gòu)建的目的著重建立高分子化學(xué)實驗與相關(guān)基礎(chǔ)理論知識之間的有機聯(lián)系。培養(yǎng)學(xué)生的實驗安全意識、清潔衛(wèi)生習(xí)慣和嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度。訓(xùn)練學(xué)生掌握熟練規(guī)范的實驗操作技能和技巧,為后續(xù)的實驗教學(xué)模塊的實施打下良好的基礎(chǔ)。

基礎(chǔ)技能實驗?zāi)K的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計在課時總量的40%～50%為宜,課時數(shù)約30學(xué)時,開設(shè)8～10個實驗。教學(xué)內(nèi)容設(shè)計涉及到高分子化學(xué)反應(yīng)機理,如自由基、陰離子,陽離子等連鎖反應(yīng)機理,縮聚、基團轉(zhuǎn)移聚合等逐步反應(yīng)機理,開環(huán)聚合反應(yīng)機理等。在實驗實施方法方面涉及到本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合、熔融縮聚、界面縮聚等。如設(shè)計膨脹計發(fā)測定苯乙烯本體聚合動力學(xué)實驗,讓學(xué)生直觀感受到了誘導(dǎo)期概念、聚合過程體積減小的現(xiàn)象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化學(xué)理論知識。設(shè)計過硫酸鉀引發(fā)甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合實驗,除讓學(xué)生明確了乳液聚合的基本原理外,還了解到了聚合物大分子鏈端基的重要作用。設(shè)計己二酰氯和己二胺界面縮聚實驗,讓學(xué)生深入理解了界面縮聚的概念和聚合物的可紡成纖性能等主要高分子知識。通過設(shè)計一些自由基、陰離子、陽離子等連鎖反應(yīng)機理的實驗,使學(xué)生進一步掌握了活性中心的概念,同時在實驗過程中認知了這些引發(fā)劑的活性、安全使用和貯存事項。

2.綜合設(shè)計實驗教學(xué)模塊

綜合設(shè)計實驗教學(xué)模塊旨在培養(yǎng)學(xué)生較強的實際動手能力,自主設(shè)計和分析解決問題的能力。本實驗?zāi)K是實驗教學(xué)的較高層次,注重學(xué)生實驗的自主設(shè)計性和綜合性。

教學(xué)內(nèi)容設(shè)計在課時總量的20%～25%為宜,課時數(shù)約15學(xué)時,開設(shè)2～3個實驗。本教學(xué)模塊的特點之一是實驗內(nèi)容的綜合性,可以將同一門課的幾個實驗,或者是幾門課的實驗組合在一起,形成一個大實驗。本教學(xué)模塊的特點之二是實驗方案的靈活性和設(shè)計性,側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的自主實驗和學(xué)習(xí)的意識和良好習(xí)慣。例如關(guān)于高分子合成實驗先確定好采用的聚合機理和聚合方法,在原材料配方組成、引發(fā)劑種類及用量、合成溫度等工藝條件方面給出一個大致的框架,然后讓學(xué)生在所給的框架內(nèi)進行自行設(shè)計和實施實驗。譬如懸浮法制備聚苯乙烯珠粒實驗,水的用量范圍為苯乙烯質(zhì)量的100%～200%、分散劑為磷酸鈣或聚乙烯醇兩種、引發(fā)劑過氧化二苯甲酰用量為苯乙烯質(zhì)量的0.2%～1.0%、反應(yīng)溫度設(shè)定在75℃～85℃范圍等。學(xué)生通過自行設(shè)計的方案實施實驗獲得了不同的實驗結(jié)果,通過對不同組之間實驗結(jié)果的綜合分析,找到了影響懸浮法制備聚苯乙烯珠粒的一些因素,激發(fā)了學(xué)生動手實驗的興趣,發(fā)揮了學(xué)生自主實驗和學(xué)習(xí)的主觀能動性。

3.研究創(chuàng)新實驗教學(xué)模塊

設(shè)置研究創(chuàng)新實驗教學(xué)模塊培養(yǎng)學(xué)生的科研和創(chuàng)新意識、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和應(yīng)用開發(fā)能力,為實現(xiàn)培養(yǎng)高質(zhì)量的應(yīng)用型人才的教育目標(biāo)提供重要的教學(xué)內(nèi)容實體支撐?！”緦嶒?zāi)K是實驗教學(xué)的最高層次,注重學(xué)生實驗的獨立自主陛、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性,教學(xué)內(nèi)容設(shè)計在課時總量的20%～25%為宜,課時數(shù)約15學(xué)時,開設(shè)2～3個實驗。本實驗教學(xué)模塊的特點之一是實驗項目的獨立自主性和綜合性。也就是說確定好實驗項目之后,讓學(xué)生在實驗教師指導(dǎo)下獨立自主地進行實驗項目方案的調(diào)研、設(shè)計、實施和結(jié)果分析。本實驗教學(xué)模塊的特點之二是實驗項目的應(yīng)用性和創(chuàng)新性,所擬定實驗項目必須關(guān)聯(lián)生產(chǎn)實踐中的聚合物產(chǎn)品,充分體現(xiàn)實驗項目的應(yīng)用性。實驗項目設(shè)計主要針對這些高分子產(chǎn)品生產(chǎn)實踐中存在的共性問題和關(guān)鍵問題的解決來進行設(shè)計。通過研究創(chuàng)新實驗的實施,發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性很高,樂此不疲,為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和展示高分子化學(xué)實驗的應(yīng)用性特征提供了最佳學(xué)習(xí)平臺,尤其是開發(fā)一些聯(lián)系生活實際的應(yīng)用型實驗,可使學(xué)生親身感受到高分子化學(xué)實驗的實用價值,能強烈激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造動機。此外,研究創(chuàng)新實驗往往需要多名學(xué)生共同完成,有利于培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神。例如,聚氨酯絕緣漆的制備及性能測定實驗,每個學(xué)生做一個實驗配方,每5名學(xué)生一組,5名學(xué)生的實驗結(jié)果綜合在一起可以得出高分子樹脂配方組成與漆膜性能之間的關(guān)系曲線,以及固化條件與漆膜性能之間的關(guān)系曲線。在實驗過程中,5名學(xué)生要共同安排實驗方案,盡量保持操作的一致性,最后得出的結(jié)果要呈規(guī)律性變化。如果有一名學(xué)生操作有誤,這個實驗點就會落在規(guī)律性以外,影響其他學(xué)生對實驗現(xiàn)象的觀察。因此,實施研究創(chuàng)新實驗項目對教師也提出了更高要求。在每次實驗前,教師要指導(dǎo)學(xué)生擬定方案,并對可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象和各種影響因素進行分析,實驗過程中,又有多種意外的實驗現(xiàn)象出現(xiàn),這勢必要求師生共同分析和討論造成這些現(xiàn)象的原因,幫助學(xué)生透過現(xiàn)象深刻理解事物的本質(zhì)。這樣做需要教師有相當(dāng)?shù)闹R儲備量,并且要求教師也不斷進取,充分體現(xiàn)了教學(xué)相長的教育理念。

第7篇：高分子材料與工程現(xiàn)狀范文

[關(guān)鍵詞]應(yīng)用型 地方性 高分子材料與工程 專業(yè)認證

[中圖分類號] G640 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）06-0129-03

在教育部與財政部頒布的《教育部財政部關(guān)于實施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見》中，把“專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與專業(yè)認證”擺在了六項建設(shè)內(nèi)容之首，專業(yè)認證已被提到我國高教建設(shè)事業(yè)的議事日程。當(dāng)前，在我國整個高教評估體系中，專業(yè)認證仍是一個相當(dāng)薄弱的環(huán)節(jié)，雖有起步，但仍處于初級探索和借鑒經(jīng)驗的階段。因此，高校提高教育質(zhì)量，保證專業(yè)教育的高水準，接受來自社會、政府、學(xué)生家長和企業(yè)的質(zhì)量監(jiān)督，已經(jīng)成為必然趨勢，專業(yè)認證的促進功能日漸凸顯。

一、地方應(yīng)用型本科院校的專業(yè)認證是內(nèi)涵發(fā)展的需要

近年來，地方應(yīng)用型本科院校開始關(guān)注和研究應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，嘗試借鑒國內(nèi)外應(yīng)用型大學(xué)的成功培養(yǎng)模式，但總體感覺無論是在理論認識上還是在實踐教學(xué)方面都比較模糊。21世紀以來，全國有相當(dāng)數(shù)量的由?？粕竦奖究频钠胀ǜ咝Ｏ群蠼M建，且多數(shù)分布在省會以外的城市和地區(qū)，以省級政府管理為主的高校（如安徽省在二本和三本院校中，有超過一半的學(xué)校都是新建本科，且發(fā)展模式多為應(yīng)用型），這些新建高校就具有明顯的地方性，其辦學(xué)的主要使命就是為地方和行業(yè)發(fā)展服務(wù)。然而，受長期?？平逃永m(xù)下來的人才教育觀等影響，其辦學(xué)層次雖上了一個新臺階，但在人才培養(yǎng)定位上，如何根據(jù)自身實際情況做好科學(xué)定位，培養(yǎng)符合經(jīng)濟社會發(fā)展需要的人才，實現(xiàn)辦學(xué)質(zhì)量快速發(fā)展，就成為地方應(yīng)用型本科院校必須研究探索的新課題和我國現(xiàn)階段應(yīng)用型高等教育需要研究的方向。在現(xiàn)階段，把好高等學(xué)校專業(yè)教育的質(zhì)量關(guān)已成為社會、教育行政部門和各高等學(xué)校共同關(guān)注的焦點。由于專業(yè)認證能夠把準高等教育發(fā)展的脈搏，保證專業(yè)教育的質(zhì)量，進而促進整體教育水平的提高，因此，搞好專業(yè)認證工作對于高校專業(yè)建設(shè)和高校整體辦學(xué)水平的提高有著十分重大的意義。高等教育專業(yè)認證是高校專業(yè)教育的質(zhì)量保障。

作為地方應(yīng)用型本科院校，在其高分子材料與工程專業(yè)的認證標(biāo)準制訂上，主要是從學(xué)生、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、持續(xù)改進、課程體系、師資隊伍、支持條件七個方面摸清和總結(jié)高分子材料與工程專業(yè)的具體實際和自身特色，并制訂認證標(biāo)準。

二、認證體系的構(gòu)建

（一）學(xué)生與培養(yǎng)目標(biāo)

在認證體系中的學(xué)生方面，分為吸引優(yōu)秀生源措施和學(xué)校對吸引優(yōu)秀生源的支持兩方面，學(xué)生指導(dǎo)依據(jù)學(xué)生綜合素質(zhì)指導(dǎo)和專業(yè)教育指導(dǎo)兩個層次，學(xué)生與培養(yǎng)目標(biāo)評價從學(xué)習(xí)表現(xiàn)評估、考試成績與畢業(yè)要求的一致性、學(xué)生達到培養(yǎng)目標(biāo)要求的評價方式三個方面著手。在該專業(yè)認證標(biāo)準中培養(yǎng)目標(biāo)認證內(nèi)涵上，確定專業(yè)社會需求與學(xué)科支撐從專業(yè)社會需求狀況和專業(yè)學(xué)科支撐兩方面進行認證，專業(yè)性質(zhì)與所在學(xué)校辦學(xué)定位的關(guān)系需先著力于學(xué)校辦學(xué)定位，然后分析專業(yè)與學(xué)校辦學(xué)定位關(guān)系。專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)描述從培養(yǎng)目標(biāo)與要求總體描述、主要就業(yè)領(lǐng)域與競爭優(yōu)勢、畢業(yè)生事業(yè)發(fā)展預(yù)期三個方面進行分析認證。培養(yǎng)目標(biāo)衡量與評估從培養(yǎng)目標(biāo)實現(xiàn)的衡量與培養(yǎng)目標(biāo)實現(xiàn)的評估兩個角度來分析認證。保證學(xué)生的專業(yè)理論與專業(yè)（應(yīng)用）技能的實際水平達到培養(yǎng)目標(biāo)的要求，并具備從事本專業(yè)相關(guān)工作的較強能力。

（二）畢業(yè)要求與持續(xù)改進

該專業(yè)畢業(yè)生要求和認證標(biāo)準覆蓋關(guān)系依托課程體系的設(shè)置來進行分析認證。

誠然，教學(xué)制度主要考量教學(xué)管理中的培養(yǎng)計劃制訂方式，過程控制與反饋機制從教學(xué)過程質(zhì)量控制、培養(yǎng)目標(biāo)實現(xiàn)評估機制，畢業(yè)生出口評估機制，課程目標(biāo)達成狀況評價機制，學(xué)生對課程和學(xué)習(xí)狀況的反饋四個方面分析認證，根據(jù)反饋來實現(xiàn)持續(xù)改進，不斷完善的目的。

（三）課程體系與師資隊伍

落實高分子材料與工程專業(yè)的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，主要是通過課程設(shè)置與結(jié)構(gòu)合理的師資來實現(xiàn)。具體將學(xué)分定義、學(xué)分的獲得、學(xué)分分布融入課程設(shè)置，通過課程設(shè)置學(xué)分比例與該專業(yè)人才培養(yǎng)方案的對比來進行分析認證，培養(yǎng)計劃主要考量培養(yǎng)計劃修改規(guī)范過程、必修課程的先修關(guān)系、本專業(yè)分學(xué)期培養(yǎng)計劃、課程計劃與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系幾個方面的情況，實踐環(huán)節(jié)側(cè)重于實驗課程、現(xiàn)場實習(xí)、課程設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計（論文）從畢業(yè)設(shè)計（論文）工作流程、畢業(yè)設(shè)計（論文）具體任務(wù)與時間節(jié)點、畢業(yè)設(shè)計（論文）分類和評分標(biāo)準、每類設(shè)計的數(shù)量和比例、分段成績比例、畢業(yè)設(shè)計（論文）清單、結(jié)合工程實際情況的畢業(yè)設(shè)計（論文）、在企業(yè)完成的畢業(yè)設(shè)計（論文）等方面進行分析統(tǒng)計。目前，該專業(yè)建設(shè)有《高分子材料與工程專業(yè)質(zhì)量標(biāo)準》，能夠正確反映培養(yǎng)目標(biāo)定位和本科專業(yè)教學(xué)工作規(guī)律;廣大教師按既定標(biāo)準自覺規(guī)范教學(xué)工作行為，效果較好。當(dāng)然，這個執(zhí)行過程中是離不開教師的，因此就會有工作量等產(chǎn)生，教師工作量計算需要對教師工作量和教學(xué)鼓勵兩個方面協(xié)同性進行統(tǒng)計與分析，教師教學(xué)質(zhì)量評價方法需要涵蓋高分子材料與工程專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量評價體系。

（四）支持條件

教學(xué)設(shè)施需要從學(xué)?，F(xiàn)有工科專業(yè)的基礎(chǔ)教學(xué)實驗中心（室）、工程訓(xùn)練中心、專業(yè)實驗室、教室、教學(xué)設(shè)施的信息化等方面進行統(tǒng)計分析，圖書資源狀況考量高分子材料與工程專業(yè)的專業(yè)圖書館網(wǎng)絡(luò)資源利用情況以及網(wǎng)絡(luò)資源和課程教學(xué)，教師發(fā)展主要從教師隊伍發(fā)展規(guī)劃、學(xué)校對該專業(yè)引進優(yōu)秀教師的支持措施、新進教師培訓(xùn)與考察過程三個方面來分析，既需要學(xué)校大環(huán)境的依托，同時也要適應(yīng)該專業(yè)發(fā)展的特點，尤其對于地方應(yīng)用型本科院校的高分子材料與工程專業(yè)而言，雙師型師資隊伍建設(shè)更為重要。

三、認證標(biāo)準的實踐

（一）學(xué)生與培養(yǎng)目標(biāo)

池州學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)2011年招收112人，2012年招生107人，2013年招生113人，三年來報到率均在90%以上，結(jié)合池州學(xué)院所在的區(qū)位以及人才培養(yǎng)面向，高分子材料與工程確立了專業(yè)素質(zhì)、道德修養(yǎng)、專業(yè)能力的培養(yǎng)目標(biāo)，要求該專業(yè)畢業(yè)生具備在高分子材料合成、改性和加工成型等領(lǐng)域從事技術(shù)研發(fā)、工藝設(shè)計、設(shè)備選型、生產(chǎn)經(jīng)營的能力或繼續(xù)深造的潛力，學(xué)生對專業(yè)的認同度比例較高，同時，培養(yǎng)目標(biāo)吻合綜合素質(zhì)與專業(yè)教育兩個方面。

（二）從業(yè)實踐與課程體系設(shè)置

2014屆畢業(yè)生就業(yè)率為99%，走訪部分畢業(yè)生用人單位，反映良好，2014屆畢業(yè)生共有30多人考取了南京大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)等學(xué)校的化學(xué)或材料類的研究生，考研錄取率23.66%。學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力強，已立項8個國家級大學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新項目，發(fā)表省級及以上論文2篇。其成果的取得，得益于《高分子材料與工程專業(yè)質(zhì)量標(biāo)準》的制訂和按照標(biāo)準來搭建課程體系。課程體系設(shè)置主要有：（1）課程建設(shè)標(biāo)準與理念定位正確，課程設(shè)置著力于厚基礎(chǔ)理論，重實際應(yīng)用，博前沿知識，著重突出專業(yè)實踐類課程和工程實踐類課程;（2）建設(shè)模塊化課程群，進一步優(yōu)化課程設(shè)置，完善“公共基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程、專長課程、文化素質(zhì)課程、集中實踐教育課程”六大模塊構(gòu)成的課程體系。進一步加強實踐教學(xué)，重視實踐教學(xué)模塊，構(gòu)建企業(yè)課程。在改革探索的基礎(chǔ)上，已編寫特色教材1部，建設(shè)1門省級精品課程，1門校級精品課程。（3）更新教學(xué)觀念，實踐教學(xué)方式立體化，更新教學(xué)觀念，改進教學(xué)方式，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，通過建設(shè)開放實驗室，建立指導(dǎo)教師負責(zé)制的小組合作式的專業(yè)實驗與設(shè)計教學(xué)體系，在培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的同時，提高學(xué)生團隊意識與合作精神。

（三）師資隊伍與支撐條件

1.建設(shè)結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍

該專業(yè)現(xiàn)有的教師中具有高級職稱的比例達到30%，碩、博士學(xué)位比例達到100%;專業(yè)帶頭人由高級職稱教師擔(dān)任，主講教師均符合崗位資格，教授、副教授每年均為本科生授課，專業(yè)主干課程基本上由副教授（含）以上職稱的教師擔(dān)任主講教師，教師隊伍的整體素質(zhì)基本滿足專業(yè)人才培養(yǎng)需要，同時，要求教師取得專業(yè)職業(yè)資格和接受任職經(jīng)歷培養(yǎng)。

主講教師的主講課程與科研方向穩(wěn)定，目前，承擔(dān)在研的有4個省部級、國家級項目以及2個省級教研項目發(fā)表。

2.實驗室與實踐教學(xué)基地

高分子材料與工程專業(yè)擁有9個基礎(chǔ)實驗室，擁有價值250多萬元的中大型儀器設(shè)備，完全滿足了基礎(chǔ)實驗的教學(xué);5個專業(yè)實驗室保證了學(xué)生的專業(yè)實驗教學(xué);8個開放實驗室保證了學(xué)生科技創(chuàng)新工作的順利進行，豐富了學(xué)生的課外的科技活動，提高了學(xué)生的科技興趣。擁有10家校外實踐教學(xué)基地，能滿足該專業(yè)學(xué)生的實踐教學(xué)要求。

盡管國際高等教育質(zhì)量認證是以機構(gòu)評估為主，但是機構(gòu)認證只有輔之以專業(yè)質(zhì)量認證，才能夠全面確保高等學(xué)校的質(zhì)量改善。一些工程教育認證標(biāo)準在一些綜合實力雄厚的高校，其可行性和適用性強，有較強的學(xué)科優(yōu)勢支撐，得以較好地執(zhí)行，如要在地方性和應(yīng)用型上有所創(chuàng)新和體現(xiàn)，地方應(yīng)用型本科院校的工科專業(yè)就需要有可靠的教學(xué)質(zhì)量，就應(yīng)有較強的、合理的、全面的教育教學(xué)質(zhì)量保障體系，因此其開展工科專業(yè)的質(zhì)量認證是勢在必行。目前，從高分子材料與工程專業(yè)的認證實踐來看，專業(yè)認證對地方應(yīng)用型本科院校保證專業(yè)質(zhì)量提升效果較為明顯。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 陳益林，馬修水，何小其.應(yīng)用型大學(xué)工程教育專業(yè)認證體系的構(gòu)建[J].揚州大學(xué)學(xué)報（高教研究版），2011（2）.

[2] 羅堯.對美國高等工程教育專業(yè)認證制度的分析和思考[J].長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報（高教研究版），2010（1）.

[3] 李濤，劉靈芝.我國高等工程教育專業(yè)認證的現(xiàn)狀分析及對策研究[J].大學(xué)教育，2012（6）.

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[5] 張曉衛(wèi)，張華，仲榮慧.地方普通高校轉(zhuǎn)型期學(xué)科發(fā)展策略探析[J].大學(xué)教育，2014（8）.

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[收稿時間]2014-12-11

第8篇：高分子材料與工程現(xiàn)狀范文

論文關(guān)鍵詞：專題性教學(xué)實驗?zāi)Ｊ礁叻肿訉I(yè)實驗?zāi)芰?/p>

論文摘要：專題性教學(xué)是一種全新的寓實驗教學(xué)于科學(xué)研究之中的實驗課程教學(xué)模式。它從生產(chǎn)實踐選擇研究專題，并建立專題實驗課組，改革實驗教學(xué)方法和考核手段，將多門專業(yè)課的實驗有機地結(jié)合統(tǒng)一。實踐證明．專題性教學(xué)應(yīng)用于高分子材料專業(yè)實驗課中是可行的，它改變了陳舊的實驗教學(xué)模式，對于推動高等教育向產(chǎn)、學(xué)、研方向發(fā)展具有良好的效果。

1引言

實驗教學(xué)作為高校培養(yǎng)人才的重要環(huán)節(jié)，對提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力以及人格品質(zhì)的培養(yǎng)具有理論教學(xué)不可替代的重要作用。實驗教學(xué)的主要任務(wù)是：①增加學(xué)生的感性認識，有利于學(xué)生接受和理解所學(xué)知識；②理論聯(lián)系實際，通過實驗鞏固和加深所學(xué)知識；③培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和觀察、分析、判斷及處理問題的綜合能力。我國高校一直以上述目的為任務(wù)進行實驗教學(xué)活動，但是在實行過程中向前兩項傾斜，從而導(dǎo)致大學(xué)畢業(yè)生普遍缺乏創(chuàng)造性思維、工作適應(yīng)期較長，難以滿足新時期應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。為改變上述狀況，使大學(xué)生在有限的大學(xué)學(xué)習(xí)期間獲得較強的觀察問題、分析問題，以及運用所學(xué)知識處理和解決問題的能力，我院高分子材料系經(jīng)過多年的專業(yè)教學(xué)實踐，結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及校外專業(yè)實習(xí)基地(企業(yè))急需解決的生產(chǎn)技術(shù)問題，探索出一種全新的寓實驗教學(xué)與科學(xué)研究之中的實驗課程教學(xué)模式——專題性教學(xué)模式。該教學(xué)模式有效地實現(xiàn)了專業(yè)實驗教學(xué)目標(biāo)，收到了良好的實踐效果。

2專題性教學(xué)的內(nèi)涵及應(yīng)用

2．1專題性教學(xué)的內(nèi)涵

專題性教學(xué)是指教師從專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)著眼，結(jié)合教學(xué)實驗現(xiàn)狀，精選實驗教學(xué)專題，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成實驗學(xué)習(xí)任務(wù)的教學(xué)形式。其主要內(nèi)容就是以專業(yè)體系理論為基礎(chǔ)，結(jié)合實驗、實訓(xùn)內(nèi)容及企業(yè)生產(chǎn)需求提出研究專題，創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情境，指導(dǎo)學(xué)生圍繞擬定專題，查閱書籍及文獻資料，擬定實驗方案，進行實驗，完成專題研究。專題性教學(xué)的目的是要改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，強調(diào)一種主動研究式的實驗學(xué)習(xí)過程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，從而使學(xué)生在研究過程中主動地獲取知識，提高技能，并應(yīng)用知識來解決實際問題。

2．2專題性教學(xué)在專業(yè)實驗課中的應(yīng)用

實驗教學(xué)的改革不是簡單的教學(xué)方法上的改變，而是整個實驗教學(xué)體系的改革。根據(jù)“高分子材料與工程專業(yè)”實驗課程教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)，精選實驗課題，以所選專題作為主線和載體，貫穿于“高分子材料與工程專業(yè)”實驗課程中，以保證教學(xué)體系的完整。

(1)精選實驗課專題。經(jīng)過專業(yè)教師到我系校外實習(xí)基地及相關(guān)高分子材料企業(yè)進行調(diào)研，近幾年來先后選擇了如下專題性實驗專題：①木粉填充聚丙烯的研究；②無鹵阻燃塑料的研究；③納米金剛石添加在塑料中的應(yīng)用。教師精選好實驗課題后，于專業(yè)課開設(shè)前的上一學(xué)期下達給學(xué)生，并結(jié)合學(xué)生的實際為學(xué)生開設(shè)“文獻檢索”選修課。學(xué)生根據(jù)自己所選課題，利用業(yè)余時間查閱資料，撰寫實驗課題綜述，并于專業(yè)課開設(shè)學(xué)期初提交給教師。

(2)統(tǒng)一規(guī)，建立專題實驗課組。根據(jù)高分子材料與工程專業(yè)實驗課整體改革方案，整合多門專業(yè)課“高分子材料與助劑”、“塑料配方設(shè)計”、“塑料成型設(shè)備”、“塑料成型工藝”、“高分子性能測試”的實驗教學(xué)內(nèi)容，建立3個專題實驗課組。合理安排實驗時問，由各實驗課負責(zé)人集體討論核定每門實驗課在該專題中應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的教學(xué)內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上各實驗課負責(zé)人再分別就各自承擔(dān)的內(nèi)容進行實驗規(guī)劃，做到每一個專題實驗都要有明確、合理、全面的設(shè)計思想。各實驗課負責(zé)人根據(jù)各自所承擔(dān)的教學(xué)內(nèi)容構(gòu)建專題實驗課組。

“高分子材料與助劑”、“塑料配方設(shè)計”實驗課為一實驗課組，主要根據(jù)材料的結(jié)構(gòu)及性能的關(guān)系、材料的選用和塑料配方設(shè)計的基本原則，對專題材料進行選料及各種配方設(shè)計，制定出多套實驗配方方案。如2004級“高分子材料與工程”專業(yè)的學(xué)生選擇木粉填充聚丙烯課題組，其設(shè)計的幾個配方中，充分考慮木粉與聚丙烯的極性差異大、相容性差等問題，配方中填加各種份額的接枝材料、相容劑，考慮易于成型加工、增強等方面的問題，配方中填加不同份額的增強劑、內(nèi)外劑等。尤其在木粉的添加量、粒徑方面作了研究。在無鹵阻燃材料的研制配方中，選用氫氧化鎂、氫氧化鋁、紅磷等無鹵阻燃劑及具有阻燃性能的添加劑對低密度聚乙烯(LDPE)進行阻燃性能的研究，以及對樹脂的力學(xué)能和加工性能影響的研究。

“塑料成型設(shè)備”、“塑料成型工藝”2門實驗課為同一實驗課組，主要研究同一配方下，選用不同的成型加工設(shè)備以及不同的加工工藝條件對材料性能產(chǎn)生的影響，制出標(biāo)準樣件。在實驗過程中，隨時都有不可遇見的問題出現(xiàn)。每當(dāng)出現(xiàn)問題時，引導(dǎo)學(xué)生找出問題、分析原因、通過進一步查閱資料、提出解決問題的辦法、修改工藝參數(shù)，而后再進行實驗，反復(fù)數(shù)次，最后加工出較為理想的材料，以便對材料進行性能測試。

“高分子性能測試”課為另一課組，綜合分析檢測各實驗課組的各種材料樣件的有關(guān)性能。綜合評價各種配方、各種工藝條件下制備的材料是否符合社會生產(chǎn)需求。這樣以精選的研究專題為載體，把相關(guān)的實驗知識、實驗技術(shù)和實驗方法有機地串連起來，使學(xué)生較早體驗參加科研和創(chuàng)新活動的樂趣。

(3)改革教學(xué)方法和考核手段。在專題性專業(yè)實驗中，擺在學(xué)生面前的是一些有待解決的實際問題，學(xué)生沒有現(xiàn)成的書本照辦，學(xué)生主動參與的意識較強，但也顯得不知所措。教師要加強引導(dǎo)，使學(xué)生去掉急于求成的心理，認識到專題性專業(yè)實驗課題并非1節(jié)課、1本書、1門專業(yè)課和1種學(xué)習(xí)方式就能完成的，要注意把長期學(xué)習(xí)的各門課程知識形成體系。注意對所學(xué)知識綜合運用的訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生分析有待解決的問題，根據(jù)專業(yè)基礎(chǔ)理論，查閱有關(guān)文獻資料，進行整理，提出解決問題的方案，這種寓實驗教學(xué)于科學(xué)研究之中的專題性實驗課教學(xué)模式，完全改變了以往專業(yè)實驗教學(xué)主要以訓(xùn)練基本技能為主，實驗課的內(nèi)容比較孤立、陳舊，也改變了以往按課程進行各自的專業(yè)實驗，其內(nèi)容不可避免地會相互重復(fù)，導(dǎo)致有限的實驗經(jīng)費不能最大限度地發(fā)揮作用的弊端。對專題性實驗教學(xué)的部分內(nèi)容，我們采用開放式管理模式，學(xué)生在一定的時間范圍內(nèi)根據(jù)實驗內(nèi)容、自己的學(xué)習(xí)計劃和實驗室開放的時間自由選擇做實驗的時間。

專題性專業(yè)實驗課的考核內(nèi)容主要包括：課題資料的查找、課題綜述的撰寫、開題報告的撰寫、實驗的準備、實驗的設(shè)計、技能的基本操作、實驗結(jié)果、實驗報告、以及畢業(yè)論文等諸方面?？己说囊暯遣粌H注重結(jié)果，而更重視過程。在成績評定上實行“兩緊”，①開題報告的答辯從緊，要求學(xué)生對查閱資料進行綜述，講清實驗配方及選用工藝條件的依據(jù)；②實驗所用大型設(shè)備的使用技能要求從緊，嚴格規(guī)范按照操作程序操縱大型設(shè)備。

3應(yīng)用于專業(yè)實驗課教學(xué)的意義

2004級學(xué)生就將專題型教學(xué)應(yīng)用于專業(yè)實驗課教學(xué)，實踐證明：專題性教學(xué)由于內(nèi)容新、措施完善、體系設(shè)計科學(xué)合理，從而取得了較大的成功。受到了學(xué)生的廣泛歡迎。

(1)實驗課體系科學(xué)合理。專題性教學(xué)模式將多門專業(yè)實驗課，統(tǒng)一規(guī)劃整合，并有機地結(jié)合統(tǒng)一，使學(xué)生將各門專業(yè)課程知識融會貫通，自成體系。更全面而系統(tǒng)地掌握本專業(yè)的知識和實驗技能，良好地訓(xùn)練學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的能力。也符合人們認識問題內(nèi)在的規(guī)律性、系統(tǒng)性和完整性。并有效地避免了各學(xué)科實驗的重復(fù)和浪費，使有限的教學(xué)實驗經(jīng)費最大限度地發(fā)揮作用。

(2)培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。在專題性教學(xué)中，每一個專題都從查閱相關(guān)資料開始，基本按照科研流程進行；而選題又多來自企業(yè)生產(chǎn)的需求，其內(nèi)容新，科學(xué)體系合理，完成這樣的專題，既訓(xùn)練學(xué)生的認知能力也提高了學(xué)生的實驗技術(shù)技能，培養(yǎng)了學(xué)生分析、解決問題的能力。也易于激發(fā)和調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、積極性和創(chuàng)新意識。

(3)注重實驗全過程。由于每一專題是貫穿于學(xué)生在學(xué)校一年半的專業(yè)課實驗教學(xué)中，學(xué)生集實驗知識、實驗技術(shù)和實驗方法的訓(xùn)練為一體，不單重視結(jié)果，更注重過程。以滲透式的方式培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，這些素質(zhì)包括敢于懷疑、敢于創(chuàng)新和不追求功利的精神，實事求是的科學(xué)態(tài)度和規(guī)范嚴謹?shù)目茖W(xué)方法。

(4)與生產(chǎn)實際相結(jié)合。專題性教學(xué)不是單純的為教而教，它是在引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)實驗的同時，幫助企業(yè)解決生產(chǎn)中的實際問題，直接為社會生產(chǎn)服務(wù)，體現(xiàn)了它的服務(wù)性。

(5)提前進入畢業(yè)設(shè)計。將專題性教學(xué)實驗課題與學(xué)生“畢業(yè)論文”課題嫁接，較早地引導(dǎo)學(xué)生撰寫課題綜述、開題報告，創(chuàng)造條件使學(xué)生參加科研活動，將畢業(yè)論文(設(shè)計)工作前移與專業(yè)課實驗融合貫通這對于解決困饒學(xué)生撰寫“畢業(yè)論文”(畢業(yè)設(shè)計)無從下手等問題也開辟了一條有效的途徑。

因此，專題性教學(xué)在夯實學(xué)生理論基礎(chǔ)、增加學(xué)生實踐經(jīng)驗、培養(yǎng)學(xué)生科研能力和解決實際問題的能力推動高等教育向產(chǎn)、學(xué)、研方向發(fā)展，以及理論結(jié)合實際等方面都有著十分重要的意義。

第9篇：高分子材料與工程現(xiàn)狀范文

高分子材料與工程專業(yè)課程設(shè)計局限于繪制模具圖，已不適應(yīng)企業(yè)人才需求。課程設(shè)計改革在內(nèi)容上增加了材料改性及工藝探索的題目，并通過兩次試點，在人員、進度安排及突況等方面進行了探索。結(jié)果表明課程設(shè)計選題應(yīng)因人定題，與學(xué)生就業(yè)意愿相結(jié)合，在進度安排方面應(yīng)制定應(yīng)急預(yù)案，預(yù)留機動時間。相關(guān)改革成果為2015級本科生培養(yǎng)方案中增設(shè)“專業(yè)綜合實驗”環(huán)節(jié)提供了實踐依據(jù)。

關(guān)鍵詞:

高分子材料與工程專業(yè);課程設(shè)計;改革成果

課程設(shè)計環(huán)節(jié)作為高分子材料與工程專業(yè)實踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，所占學(xué)時僅次于畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，歷年來均以繪制塑料模具圖為課程設(shè)計內(nèi)容。但從學(xué)生就業(yè)情況來看，從事高分子材料產(chǎn)品生產(chǎn)管理、原材料改性、成型工藝制定等工作的學(xué)生已占2/3，而從事高分子材料成型模具設(shè)計的學(xué)生僅總?cè)藬?shù)1/3左右。顯然，課程設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容已無法適應(yīng)企業(yè)的人才需求。課程設(shè)計環(huán)節(jié)迫切需要補充材料改性以及工藝制定等內(nèi)容，以便在有限的實踐教學(xué)學(xué)時以及有限的設(shè)備條件下讓更多學(xué)生獲得材料改性及工藝制定方面的訓(xùn)練［1］。從2012年起，筆者承擔(dān)了高分子材料與工程專業(yè)課程設(shè)計改革的相關(guān)教研課題，在課程設(shè)計指導(dǎo)工作中增加了材料改性及工藝探索的題目，由學(xué)生獨立完成。通過兩屆學(xué)生試點，證實了學(xué)生在4周內(nèi)完成材料改性及工藝探索相關(guān)內(nèi)容的可行性，也在課程設(shè)計題目選取、人員進度安排及突況處理等方面積累了經(jīng)驗。相關(guān)改革成果為2015級新生培養(yǎng)方案中增設(shè)“專業(yè)綜合實驗”環(huán)節(jié)提供了重要的實踐依據(jù)。

1課程設(shè)計改革內(nèi)容簡介

2012年秋季學(xué)期，筆者承擔(dān)了課程設(shè)計改革相關(guān)教研項目。按照進度安排，第一次試點放在2013秋季學(xué)期，從筆者指導(dǎo)的5名2010級學(xué)生中抽選了2名學(xué)生完成材料改性相關(guān)課題，主要是驗證學(xué)生在4周內(nèi)完成材料改性課題的可行性;2014年秋季學(xué)期進行了第二次試點，從筆者指導(dǎo)的11名2011級學(xué)生中指定4名學(xué)生完成配方探索及工藝制定相關(guān)內(nèi)容，這一階段主要是在課題選取、實驗進度安排及突況處理方面進一步積累經(jīng)驗。

2改革試點成果介紹

2.1課程設(shè)計題目選取與人員安排

選擇難度適中的設(shè)計題目是保證學(xué)生如期完成課程設(shè)計的前提［2］。因材施教、因人定題，最大限度的激發(fā)學(xué)生的主動性，才能確保課程設(shè)計順利進行。往屆高分子專業(yè)的學(xué)生只會在畢業(yè)設(shè)計階段涉及到材料改性及工藝制定的內(nèi)容。畢業(yè)設(shè)計階段時間非常充裕(12周)，足以讓學(xué)生熟悉相關(guān)設(shè)備的操作以及應(yīng)對實驗失敗等突況。而課程設(shè)計環(huán)節(jié)僅有4周的時間，因此課程設(shè)計選題應(yīng)“小而精”，難度應(yīng)明顯低于畢業(yè)設(shè)計題目?；谝陨显颍P者在第一階段試點時選取了有一定研究基礎(chǔ)的課題，在材料制備工藝方面無需進行探索，減少了學(xué)生“走彎路、耗時間”的可能。將往屆畢業(yè)設(shè)計題目“硅橡膠阻燃材料性能研究”分化為兩個課程設(shè)計題目，分別由兩個學(xué)生完成“硫化劑種類及用量對硅橡膠力學(xué)性能的影響”以及“結(jié)構(gòu)控制劑種類及用量對硅橡膠力學(xué)性能的影響”。從第一階段試點結(jié)果看，學(xué)生借助已有的工藝參數(shù)，在第一周的實驗中就順利制備出了硅橡膠材料的空白試樣，完成后續(xù)實驗內(nèi)容的時間也較充裕［3］。因人定題有利于最大限度的激發(fā)學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性。在第二階段試點時，筆者在題目選取方面做了新的嘗試。在這一階段試點的學(xué)生中，有3名學(xué)生的題目仍然衍生于往屆的畢業(yè)設(shè)計題目。而有1名學(xué)生曾擔(dān)任過兩年的科研助手，具有較強的動手能力和獨立思考能力。針對這名學(xué)生的特點，筆者讓其獨立制備一種天然有機填料/淀粉膠復(fù)合材料，實驗原料及實驗方案等自己通過查閱資料確定，筆者僅在實驗遇到困難時參與討論并提出建議。最終，該名學(xué)生通過6輪實驗探索制備出了符合要求的材料樣品。試點結(jié)果證明，對于主觀能動性較強的學(xué)生而言，即使只有4周時間，也能在沒有研究基礎(chǔ)的情況下完成課題內(nèi)容，但實驗工作強度偏大。課程設(shè)計題目與學(xué)生就業(yè)意愿相結(jié)合，也有利于激發(fā)學(xué)生的主觀能動性。對于在大四秋季學(xué)期工作單位已提前落實為材料改性或工藝制定崗位的學(xué)生，可以優(yōu)先安排其在課程設(shè)計階段進入相關(guān)實訓(xùn)。本次課程設(shè)計改革中，參與第一階段試點的一名學(xué)生在課程設(shè)計開始前就確定了工作單位(主要生產(chǎn)硅橡膠產(chǎn)品)。由于課程設(shè)計題目與就業(yè)單位需求密切相關(guān)，這名學(xué)生在課程設(shè)計過程中非常積極主動，最終很好的完成了課程設(shè)計內(nèi)容［3］。

2.2實驗進度安排及突況處理

課程設(shè)計時間有限，如果安排材料改性及工藝制定內(nèi)容，則在短短4周時間內(nèi)需要學(xué)生完成資料搜集、方案擬定、方案實施、論文撰寫等內(nèi)容，因此需要指導(dǎo)教師合理安排實驗進度。此外，由于實驗設(shè)備故障、實驗失敗等突發(fā)因素會嚴重影響實驗進度，如何制定出行之有效的應(yīng)急方案是確保課程設(shè)計順利完成的又一關(guān)鍵。課程設(shè)計初步的進度安排是［4－5］:第一周完成資料搜集、方案制定以及原料采購;第二周、第三周進行實驗;第四周完成課程設(shè)計論文撰寫。在兩次課程設(shè)計改革試點中，均出現(xiàn)了一些突況，導(dǎo)致實驗進度安排臨時調(diào)整。在第一次試點時，由于實驗關(guān)鍵設(shè)備平板硫化機的溫控器失靈而維修了幾天，耽誤了實驗進度。針對這一突況，指導(dǎo)教師及時調(diào)整進度，讓學(xué)生在設(shè)備維修期間完成前期實驗數(shù)據(jù)整理及課程論文框架構(gòu)建等工作，從而大大縮短了后期課程論文撰寫的時間，確保了課程設(shè)計如期完成。第二次試點時，由于其中一個選題沒有研究基礎(chǔ)，學(xué)生在實驗過程中花了兩周多的時間嘗試了多種原料配比，才最終敲定實驗方案。所幸學(xué)生自身積極性很高，時間安排也比較緊湊，白天進行探索實驗，晚上查閱資料調(diào)整實驗方案，最終按期完成了課程設(shè)計論文。由此可見，科學(xué)合理的實驗進度安排不能僅僅依靠指導(dǎo)教師“紙上談兵”，還應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的自身能力以及參與實驗的積極性進行設(shè)定。對于能力強、積極性高的學(xué)生可以適當(dāng)提高要求，增加實驗內(nèi)容，緊湊安排實驗，以便學(xué)生得到更多的能力鍛煉。對于專業(yè)基礎(chǔ)較弱、動手能力相對較差的學(xué)生，可以預(yù)留出合理的機動時間，以便學(xué)生能從容完成實驗內(nèi)容。

3改革成果推廣及應(yīng)用

目前，本次課程設(shè)計改革成果已經(jīng)進入應(yīng)用階段，在本校高分子材料與工程專業(yè)本科生人才培養(yǎng)方案中已經(jīng)增設(shè)了4周的“專業(yè)綜合實驗”環(huán)節(jié)，并從2015級學(xué)生開始實施。這一環(huán)節(jié)將專門用于學(xué)生進行材料制備及工藝探索等綜合實訓(xùn)內(nèi)容。筆者認為本次課程設(shè)計改革已經(jīng)達到預(yù)期目標(biāo):(1)改變了課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容單一的現(xiàn)狀;(2)證實了4周內(nèi)完成材料配方探索及工藝制定等內(nèi)容的可行性;(3)進一步鍛煉了學(xué)生的動手能力和獨立思考問題的能力;(4)為人才培養(yǎng)方案的調(diào)整提供了實踐依據(jù)。

4結(jié)語

課程設(shè)計改革能夠使學(xué)生的動手能力得到進一步鍛煉，從而使其成長為復(fù)合應(yīng)用型人才。課程設(shè)計內(nèi)容多元化，可以讓學(xué)生所學(xué)知識更貼近企業(yè)需求，有利于擴大學(xué)生就業(yè)面，從而實現(xiàn)學(xué)校、企業(yè)“雙贏”合作。相信本次課程設(shè)計改革取得的成果在將來的實踐中會得到進一步完善充實。

作者：盛旭敏 單位：重慶理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

參考文獻

［1］盛旭敏．淺談高分子材料與工程專業(yè)課程設(shè)計改革［J］．廣州化工，2014，42(7):182－183．

［2］范雪兵．“機械設(shè)計課程設(shè)計”多理念融合教學(xué)改革實踐探討［J］．中國電力教育，2012，(26):69－70．

［3］盛旭敏．高分子材料與工程專業(yè)課程設(shè)計改革初探［J］．廣州化工，2015，43(2):155－156．