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高分子材料的重要性范文1
【關(guān)鍵詞】高分子材料成型加工；工藝；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改革；綜合能力
在高等職業(yè)教育從精英教育轉(zhuǎn)向高素質(zhì)技能人才教育發(fā)展以后，創(chuàng)造性與適用性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的重要性日益凸顯。高分子材料成型加工作為一門專業(yè)性強(qiáng)、實(shí)用性與系統(tǒng)性兼具、技術(shù)不斷快速發(fā)展的新興學(xué)科來說，高分子材料成型加工教學(xué)的實(shí)施需要通過理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)方法和探究性、創(chuàng)新性的思維方法。為此，探究性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)成為其教學(xué)過程中十分重要的教學(xué)手段與教學(xué)環(huán)節(jié)。隨著新材料技術(shù)的不斷發(fā)展，高分子材料特別塑料已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到了越來越廣泛地應(yīng)用，已成為現(xiàn)代工業(yè)三大新型材料，高分子材料成型加工業(yè)已成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。高分子材料成型加工是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，因此，對于高分子材料成型加工這門學(xué)科的教學(xué)來說，改革創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對保證本學(xué)科的整體教學(xué)效果和質(zhì)量有著非常重要的意義。
一、高分子材料成型加工專業(yè)概述
高分子材料成型加工技術(shù)是以高分子材料的結(jié)構(gòu)性能和改性制備、制品設(shè)計(jì)、成型工藝、模具設(shè)計(jì)與應(yīng)用、性能檢測、設(shè)備應(yīng)用等為研究對象的一門學(xué)科。開設(shè)主要課程有高分子化學(xué)基礎(chǔ)、高分子物理學(xué)、聚合物流變學(xué)、聚合物加工原理、高分子材料與配方、高分子材料成型工藝、塑料成型模具、塑料成型設(shè)備等。高分子材料成型加工工藝是高分子材料成型加工技術(shù)專業(yè)最為核心的課程。培養(yǎng)具有高分子材料成型加工專業(yè)基礎(chǔ)知識，能在高分子材料領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及經(jīng)營管理等方面工作的高素質(zhì)應(yīng)用型專門技能人才。通過本專業(yè)的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握高分子材料的改性與配制方法；高分子材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系；聚合物加工流變學(xué)、成型加工工藝和成型模具設(shè)計(jì)的基本理論和基本技能；具有對高分子材料進(jìn)行改性及加工工藝研究、設(shè)計(jì)和分析測試，并開發(fā)新型高分子材料及產(chǎn)品的初步能力；具有應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模流分析、制品與模具設(shè)計(jì)應(yīng)用的能力；具有對高分子材料改性及加工過程進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和管理的初步能力。
二、高分子材料成型加工實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革方法探索
（一） 對實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行系統(tǒng)性設(shè)計(jì)，讓其更具實(shí)操性
高分子材料成型加工技術(shù)是一門系統(tǒng)學(xué)科，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程也應(yīng)該是一個(gè)具有系統(tǒng)性的課程。但在以往的課程設(shè)置中卻將實(shí)驗(yàn)課程分割成了高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)、高分子物理實(shí)驗(yàn)、高分子成型加工實(shí)驗(yàn)等若干個(gè)零碎的單元實(shí)驗(yàn)，學(xué)生獲得的實(shí)驗(yàn)知識散亂，無法形成系統(tǒng)的知識鏈和技能集群。因此，將相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行項(xiàng)目分類，按照案例模塊設(shè)計(jì)，將相關(guān)實(shí)驗(yàn)有機(jī)地串聯(lián)成一門集趣味性、知識性和實(shí)踐性為一體的完整實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，這樣知識間的聯(lián)系也更為緊密，使實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)操性更高。
（二）讓實(shí)驗(yàn)的“驗(yàn)證性”向“探究性”轉(zhuǎn)變，增加學(xué)生的自主性
現(xiàn)行的高分子材料成型加工實(shí)驗(yàn)教材上，都是以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的正確性作為實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)教材上已經(jīng)將實(shí)驗(yàn)方法、步驟、標(biāo)準(zhǔn)等介紹得非常清楚了，因此，學(xué)生只需要按照實(shí)驗(yàn)教材上的步驟完成即可，整個(gè)過程很少有需要學(xué)生創(chuàng)新探索的地方。很顯然，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是無法滿足高職教育對于提高學(xué)生綜合實(shí)際應(yīng)用能力的要求的。為此，在已有實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，將“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)向“探究性”實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變。讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)方案，自行探究完整實(shí)驗(yàn)應(yīng)該如何做。學(xué)生將自己設(shè)定的實(shí)驗(yàn)步驟完整地記錄下來，在實(shí)驗(yàn)過程中如果出現(xiàn)了問題，學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)步驟探究分析問題的癥結(jié)。例如在做PP樹脂熔體指數(shù)的測試實(shí)驗(yàn)時(shí)，同時(shí)進(jìn)行PP樹脂分子量的測定實(shí)驗(yàn)，通過兩種實(shí)驗(yàn)的對比研究，使學(xué)生真正懂得在同一環(huán)境因素條件下，熔體指數(shù)只是樹脂熔體流動性能好壞的表現(xiàn)形式，而高分子的大小才是樹脂熔體流動性好壞的內(nèi)在決定因素。只有讓學(xué)生的所學(xué)在探究性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有所體現(xiàn)，學(xué)生才能切實(shí)得到實(shí)踐能力上的提升，才能不斷提升自身綜合素質(zhì)。在這個(gè)過程中，學(xué)生分析與解決問題的能力才會得到有效提升。
（三）增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)意性與趣味性
高分子材料成型加工的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與一般化學(xué)實(shí)驗(yàn)的不同之處在于，它的很多實(shí)驗(yàn)都需要一個(gè)完整的工藝流程才能看到效果，有的單元實(shí)驗(yàn)枯燥無味，因此，對于高分子材料成型加工實(shí)驗(yàn)來說，增加一些創(chuàng)意性與趣味性是非常必要的。學(xué)生如果將做實(shí)驗(yàn)當(dāng)做自己的興趣來對待，所取得的教學(xué)效果會更好。以雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成與粘接實(shí)驗(yàn)為例，由于環(huán)氧樹脂是透明的，因此教師可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)開始前自行準(zhǔn)備一些喜歡的樹葉或者卡片之類的東西。當(dāng)環(huán)氧預(yù)聚體合成出來以后可以將這些準(zhǔn)備好的樹葉以及卡片等放到合成模具中，然后進(jìn)行灌漿、封口以及加熱操作，待其固化以后就會得到一個(gè)非常漂亮的自制相框。在這一創(chuàng)意的啟發(fā)下，學(xué)生還可以發(fā)揮自己的才智制作出臺歷、鑰匙牌等小用具，這就使這樣的實(shí)驗(yàn)變得非常的有趣。這些創(chuàng)意不僅讓學(xué)生獲得了成就感，同時(shí)也更加喜歡實(shí)驗(yàn)課程。
（四）實(shí)施案例教學(xué)法來提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析能力
高職院校教學(xué)的重要任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神。案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)法。在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容的需要，運(yùn)用案例來個(gè)別說明展示，從實(shí)際案例出發(fā)，提出問題、分析問題、解決問題，通過師生的共同努力使學(xué)生達(dá)到舉一反三、理論聯(lián)系實(shí)際、融會貫通、增強(qiáng)知識、提高能力和水平的方法。它實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為基本價(jià)值取向，將理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合了起來，迅速、高效地解決實(shí)際問題。為了讓同學(xué)們掌握分析解決塑料制品應(yīng)力開裂現(xiàn)象的方法，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，以學(xué)校高分子材料加工中心生產(chǎn)的某品牌的食用油包裝瓶蓋在使用過程中發(fā)生部分開裂現(xiàn)象為例，讓同學(xué)們分析發(fā)生開裂的原因。通過調(diào)查研究知道，瓶蓋發(fā)生開裂可能是加工溫度等工藝條件設(shè)定不合適、材料的選擇不夠正確、模具的冷卻系統(tǒng)和模具澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理等因素造成。然后通過計(jì)算機(jī)模流分析，發(fā)現(xiàn)主要是澆口進(jìn)澆方向不正確而引發(fā)的應(yīng)力收縮開裂。為此，將進(jìn)澆方向改為從瓶蓋側(cè)向進(jìn)澆，使問題得到了解決。
三、結(jié)束語
綜上所述，對于實(shí)踐性比較強(qiáng)的高分子材料成型加工技術(shù)來說，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)環(huán)節(jié)中非常重要的一個(gè)部分。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)對于高分子材料成型加工學(xué)科的整體教學(xué)效果會產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。實(shí)現(xiàn)高分子材料成型加工實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)與改革，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、綜合應(yīng)用能力和解決實(shí)際問題的能力。對高分子材料成型加工的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，從對實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行系統(tǒng)性設(shè)計(jì)著手，讓其更具實(shí)操性；使實(shí)驗(yàn)教學(xué)從“驗(yàn)證性”向“探究性”轉(zhuǎn)變，增加學(xué)生的自主性；增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)意性與趣味性，以及實(shí)施案例教學(xué)法等，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，提高本學(xué)科教學(xué)的內(nèi)涵質(zhì)量和整體教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)：
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高分子材料的重要性范文2
[關(guān)鍵詞] 案例教學(xué) 高分子材料加工 教學(xué)質(zhì)量
大學(xué)專業(yè)課課堂教學(xué)在人才培養(yǎng)中占有重要地位,是傳授專業(yè)知識、培養(yǎng)學(xué)生技能、提高專業(yè)人才質(zhì)量的重要手段。但是,現(xiàn)在工科專業(yè)課課程內(nèi)容多,并且教材的變化很多時(shí)候無法跟上現(xiàn)實(shí)應(yīng)用,這使得學(xué)生感覺學(xué)的東西難以理解,與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)嚴(yán)重,應(yīng)用性不強(qiáng),很容易失去學(xué)習(xí)興趣,導(dǎo)致專業(yè)課的課堂教學(xué)效果差。如何進(jìn)行大學(xué)工科專業(yè)課程的教學(xué)改革,提高專業(yè)課的教學(xué)效果,滿足未來經(jīng)濟(jì)增長和社會發(fā)展的需要,發(fā)揮大學(xué)在我國作為培養(yǎng)未來一線創(chuàng)新人才主要基地的重要作用,是教師、學(xué)生共同關(guān)心的問題。
案例教學(xué)首創(chuàng)于哈佛大學(xué)商學(xué)院,是在學(xué)校教育發(fā)展到一定階段基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,是指一種“親驗(yàn)式”的教學(xué)方式,它是根據(jù)教學(xué)目的和培養(yǎng)目標(biāo)的要求,以教學(xué)案例為基本教學(xué)素材,將學(xué)習(xí)者引入教育實(shí)踐的情景中分析問題和解決問題,培養(yǎng)學(xué)習(xí)者反思能力,挖掘其教育機(jī)制的一種教學(xué)方式的綜合。簡而言之,就是在教師的引導(dǎo)下,再現(xiàn)案例實(shí)景,把學(xué)生帶入特定事件的現(xiàn)場,深入角色,以提高學(xué)生實(shí)際運(yùn)用知識能力的一種教學(xué)方法。案例具有高度的仿真性、培訓(xùn)為主的功能性、情景典型性等特點(diǎn),案例教學(xué)通過對事件情景逼真的記錄與描述,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識或工作經(jīng)驗(yàn)加以分析,以提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題與解決問題的能力。案例教學(xué)在經(jīng)貿(mào)、管理、法學(xué)等學(xué)科的相關(guān)專業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用并取得了顯著的成效。
《高分子材料加工工藝》是高分子材料專業(yè)的重要專業(yè)必修課,講述高分子材料制品的性能、組成、結(jié)構(gòu)和成型加工工藝的關(guān)系,使學(xué)生基本掌握高分子材料的重要品種的加工工藝,對于給定高分子材料制品,學(xué)生能夠靈活運(yùn)用高分子材料加工工藝獲取高分子材料制品、具有開發(fā)新材料的能力。該門課程涉及的內(nèi)容繁雜、且較為枯燥,但與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合非常緊密,一般安排在《高分子材料加工原理》課程之后開課。筆者在長期的工科專業(yè)課程《高分子材料加工工藝》的教學(xué)中發(fā)現(xiàn):傳統(tǒng)教學(xué)方法的課堂教學(xué)質(zhì)量和效果不如人意,傳統(tǒng)教學(xué)方法已經(jīng)顯得力不從心,探討新的、行之有效的教學(xué)方法勢在必行;學(xué)生也普遍反映此門課程如果采取傳統(tǒng)的講授式教學(xué),學(xué)生感覺知識就像是空中樓閣,較難深入理解和掌握,在與實(shí)際結(jié)合時(shí)也難以融會貫通,迫切期望進(jìn)行相關(guān)教學(xué)改革,引入新的教學(xué)方法。
一、在《高分子材料加工工藝》課程中實(shí)施案例教學(xué)法的必要性
1.強(qiáng)化學(xué)生對理論知識的認(rèn)知水平
《高分子材料加工原理》課程中,學(xué)生已經(jīng)基本掌握了各種高分子材料加工工藝的基本理論知識。從掌握某種高分子材料加工工藝以及日后的深造或工作來說,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,其余的需要在實(shí)踐中不斷摸索與體會。以PVC管材的擠出成型這個(gè)教學(xué)專題為例,案例教學(xué)是師生圍在加工機(jī)械――雙螺桿擠出機(jī)旁邊,從原料開始,直至得到成品,讓學(xué)生親眼看到完整的加工過程;然后,教師下達(dá)案例教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容以及要求精心準(zhǔn)備資料,分組討論并派代表小組發(fā)言;教師點(diǎn)評,并給出相應(yīng)答案,講解其中的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)。
由此可以補(bǔ)充學(xué)生在之前的《高分子材料加工原理》課程中對高分子材料加工工藝的基本理論的掌握,加強(qiáng)并深化學(xué)生對基本理論的認(rèn)知水平。
2.變“被動學(xué)習(xí)”為“主動學(xué)習(xí)”,釋放學(xué)生的創(chuàng)新性,提高課堂教學(xué)質(zhì)量
大學(xué)的工科專業(yè)課,尤其是《高分子材料加工工藝》,涉及原材料的基本性能、紛繁復(fù)雜的各種高分子添加劑的基本性能,靈活多樣的加工工藝等,內(nèi)容比較枯燥,加之開課對象基本為大三下學(xué)期或大四上學(xué)期的高年級學(xué)生,傳統(tǒng)的教學(xué)方法只能使學(xué)生困頓乏味、昏昏欲睡,教學(xué)質(zhì)量可以想象。
如果采用案例教學(xué),一方面,學(xué)生可以親眼見到、摸到具體的加工機(jī)械以及加工模式,相對于紙上談兵的傳統(tǒng)教學(xué)方式來說,案例教學(xué)法在學(xué)生心中留下的印象更加深刻;而且學(xué)生在課前需要查閱大量資料,模擬實(shí)際加工時(shí)出現(xiàn)的各種問題及并提出具體對策,這就需要學(xué)生通過自己的努力去積極主動的尋找答案,從而讓學(xué)生的“被動學(xué)習(xí)”成為“主動學(xué)習(xí)”,“主動思考”,極大的激發(fā)學(xué)生們的求知欲,進(jìn)而釋放學(xué)生的創(chuàng)新性,同時(shí)一個(gè)小組合作一個(gè)教學(xué)專題,也鍛煉了學(xué)生們的團(tuán)隊(duì)合作精神;另一方面,教師與學(xué)生之間不再是傳統(tǒng)的教與受的單向交流,而是互動式交流,學(xué)生大部分躍躍欲試,加上教師的技巧性的引導(dǎo),大部分學(xué)生都能主動發(fā)表自己的意見,課堂氣氛大大活躍,學(xué)習(xí)的積極性得到提高,課堂教學(xué)質(zhì)量得到有效提高。
3.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力
目前,我國的高等教學(xué),尤其是工科教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力顯得更為重要。對于高分子材料加工課程來說,高分子材料的品種如此之多,學(xué)生在課堂上不可能全部掌握,而且新的高分子材料及新的加工工藝不斷涌現(xiàn)。如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,學(xué)生僅僅在課堂上涉及幾種非常有限的加工工藝,而且采用的是傳統(tǒng)的教師講授式,學(xué)生對此門課程的掌握很可能也就止于這種孤立的高分子材料加工工藝。在日后的工作及深入學(xué)習(xí)中,當(dāng)遇到某個(gè)新的高分子材料制品需要加工時(shí),學(xué)生很可能根本無所適從,無處下手。如果采用案例教學(xué)法,對于給定高分子材料制品,從原材料的優(yōu)選,到加工工藝的優(yōu)選,以及具體加工工藝參數(shù)的優(yōu)選及其對制品質(zhì)量的影響規(guī)律,學(xué)生都會涉及并需要全面考慮,尤其重點(diǎn)和難點(diǎn)部分更需要深入討論和剖析。由此可以培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力,增強(qiáng)學(xué)生對于今后不斷涌現(xiàn)的新材料、新品種、新工藝的適應(yīng)性。
目前,工科相關(guān)專業(yè)課教學(xué)中,案例教學(xué)的應(yīng)用實(shí)例屈指可數(shù),能夠借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)較少。筆者在實(shí)際的教學(xué)中總結(jié)并設(shè)計(jì)了一套案例教學(xué)法,在我校的高分子材料專業(yè)課程教學(xué)中取得了較好的效果。
二、《高分子材料加工工藝》課程案例教學(xué)法的實(shí)施模式
在《高分子材料加工原理》課程學(xué)習(xí)時(shí),學(xué)生已經(jīng)掌握了各種高分子材料加工工藝的基本理論知識。后續(xù)的《高分子材料加工工藝》課程教學(xué)采用案例教學(xué)法,具體的實(shí)施模式可劃分為五個(gè)模塊:
1.案例的選取
典型案例的選取是完成案例教學(xué)的基本保證之一。《高分子材料加工工藝》整個(gè)課程內(nèi)容包括:塑料制品的擠出成型、塑料制品的注射成型、塑料制品的壓延成型、塑料制品的壓制成型、塑料制品的二次成型五個(gè)教學(xué)專題。每個(gè)專題選取1～2個(gè)典型案例,對于這五個(gè)專題以外的其他知識點(diǎn)運(yùn)用傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)。
以塑料制品的擠出成型章節(jié)為例,此模塊部分的教學(xué)目標(biāo)是:讓學(xué)生掌握常見塑料制品的擠出成型工藝。對于同一種加工工藝,當(dāng)聚合物品種改變時(shí),加工過程就存在一定程度的區(qū)別;對于同一種聚合物,加工工藝改變時(shí),加工過程更是不同。因此,高分子材料加工涉及到聚合物品種以及加工工藝等兩方面的內(nèi)容。下面,以塑料制品的擠出成型為例,談?wù)勅绾芜x取典型案例進(jìn)行案例教學(xué)。
能夠采用擠出成型工藝加工的塑料制品品種有:管材、薄膜、異型材以及板材、片材等;采用擠出成型加工管材的聚合物品種有:硬質(zhì)與軟質(zhì)聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE、聚丙烯PP、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS、聚酰胺PA、聚碳酸酯PC、聚四氟乙烯PTFE等;采用擠出成型加工板材/片材的聚合物品種有:硬質(zhì)與軟質(zhì)PVC、PE、PP、ABS、PS、丙烯酸酯類等;采用擠出成型加工薄膜的聚合物品種有:PVC、PE、PP、聚偏二氯乙烯PVDC、PA等;采用擠出成型加工異型材的聚合物品種有:PVC、ABS、PE、PP等。在紛繁復(fù)雜的聚合物品種以及塑料制品品種中,PVC管材是擠出成型加工的制品品種中應(yīng)用最廣泛的,因此,我們選取了PVC管材的擠出成型作為典型案例,以下均以此為例展開論述。
2.教學(xué)準(zhǔn)備工作
教師深入細(xì)致地組織與指導(dǎo)是完成案例教學(xué)的基本保證之一。教師不僅要準(zhǔn)備一份適合學(xué)生水平的高質(zhì)量的案例,而且還需要準(zhǔn)備一份案例教學(xué)的備課筆記,還應(yīng)設(shè)想下一個(gè)分析討論模塊中可能出現(xiàn)的各種問題以及如何回答等。具體來說,教師方面的準(zhǔn)備工作包括:對每個(gè)典型案例進(jìn)行學(xué)時(shí)規(guī)劃,然后就教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱、教案、教學(xué)指導(dǎo)與設(shè)計(jì)、時(shí)間與分組安排、考核方式等方面進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),保證教學(xué)過程與內(nèi)容的協(xié)調(diào)性和針對性。
對于PVC管材的擠出成型這個(gè)典型案例,教學(xué)內(nèi)容至少包括:
1.PVC的基本性能:尤其是采用擠出成型時(shí),需要注意的重要性能。
2. PVC的成型性能:PVC都可以采用哪些加工工藝進(jìn)行加工,以及各種用途。
3.PVC管材的擠出成型:至少包括PVC管材的擠出成型工藝流程、關(guān)鍵工藝和關(guān)鍵工藝參數(shù)及其對PVC管材質(zhì)量的影響規(guī)律等。此部分為整個(gè)案例分析的重點(diǎn)內(nèi)容。
學(xué)生方面的準(zhǔn)備工作:對于案例分析所涉及的各種高分子材料加工工藝的基本原理,學(xué)生已經(jīng)在之前的課程中掌握。此部分學(xué)生需要針對具體的典型案例進(jìn)行充分準(zhǔn)備,分組做出發(fā)言提綱及講稿。以PVC管材的擠出成型為例,學(xué)生需要針對PVC的基本性能、PVC的成型性能、PVC管材的擠出成型等三個(gè)部分內(nèi)容進(jìn)行充分準(zhǔn)備,尤其是PVC管材的擠出成型部分內(nèi)容需要精心準(zhǔn)備,后續(xù)的小組討論以及小組代表發(fā)言時(shí)更應(yīng)以此為重點(diǎn)展開。
3.分析討論案例
分析討論是案例教學(xué)法的核心模塊。教師的精心組織和及時(shí)引導(dǎo)是這個(gè)模塊乃至整個(gè)案例教學(xué)成功與否的關(guān)鍵。此模塊先以組為單位進(jìn)行討論,然后各小組選派代表向全班同學(xué)對整個(gè)案例進(jìn)行闡述。
教師要注意案例教學(xué)只是手段,目的是在既定學(xué)時(shí)內(nèi)完成教學(xué)大綱所規(guī)定的教學(xué)目標(biāo)。整個(gè)案例的重點(diǎn)是PVC管材的擠出成型,小組討論以及代表發(fā)言均應(yīng)以此為重點(diǎn)展開。案例的分析討論不宜信馬由韁,教師應(yīng)該使用各種方法讓整個(gè)分析討論過程在可控范圍內(nèi)進(jìn)行。教師要做好充分的準(zhǔn)備工作,在此階段啟發(fā)和組織學(xué)生在良好的氛圍中參與討論,使學(xué)生在討論中這種互動式學(xué)習(xí)中掌握大綱需要掌握的內(nèi)容。
4.總結(jié)歸納案例
教師在此模塊的歸納總結(jié)以及點(diǎn)評,是整個(gè)案例教學(xué)的點(diǎn)睛之筆。討論結(jié)束后,教師根據(jù)教學(xué)的要求引導(dǎo)并和學(xué)生一起總結(jié)歸納,并簡單給出所討論案例的答案,指出本次案例討論的重點(diǎn)、難點(diǎn)以及主要解決的問題,并對本次討論的成功與不足之處做出點(diǎn)評。學(xué)生可在課后分組作學(xué)結(jié)。
5.案例演練
案例演練是案例教學(xué)的最后一個(gè)模塊,也是對該門課程考核方式的重大革新。在整個(gè)課程內(nèi)容所有專題的典型案例教學(xué)結(jié)束后,教師將給出綜合性更強(qiáng)的案例,并作為課程考核的一部分。
所謂案例演練,選取某個(gè)具體制品(由幾個(gè)高分子材料部件組成),請根據(jù)各部件的使用環(huán)境要求,選擇材料類型并設(shè)計(jì)具體的制品配方,為各個(gè)部件選擇加工工藝,并確定制造各部件的關(guān)鍵工藝參數(shù),最后將其組合成一個(gè)完整制品。整個(gè)過程沒有標(biāo)準(zhǔn)答案,只有最優(yōu)方案。案例演練的實(shí)施模式為:
(1)選題
學(xué)生分組,每組在案例分析題庫中抽選一個(gè)作為該組的設(shè)計(jì)內(nèi)容,也允許根據(jù)要求自命題目。
(2)完成設(shè)計(jì)
小組成員分工合作,根據(jù)要求完成設(shè)計(jì)。
(3)答辯及提問
每組選派一名代表在規(guī)定時(shí)間內(nèi)匯報(bào)設(shè)計(jì)內(nèi)容,提問并現(xiàn)場回答。
案例演練能夠讓學(xué)生對各種高分子材料加工工藝的認(rèn)知更加深入,并融會貫通,形成高分子材料制品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和研究的科學(xué)思維,并養(yǎng)成“主動”探尋并“主動”獲取相關(guān)知識、綜合利用專業(yè)書籍、網(wǎng)絡(luò)、圖書館以及書店等多種途徑獲取知識的習(xí)慣,從中篩選出自己所需要的信息和知識,做知識的主人。
四、結(jié)論
本文結(jié)合《高分子材料加工工藝》課程的特點(diǎn),提出了案例教學(xué)的模式,可以較好地解決教材穩(wěn)定與教學(xué)內(nèi)容不斷更新、基本原理穩(wěn)定與高分子材料制品及加工工藝不斷發(fā)展之間的矛盾,能較好地適應(yīng)工科領(lǐng)域日新月異的局面。
自實(shí)施案例教學(xué)以來,學(xué)生普遍反映:案例教學(xué)法所選取的典型案例和實(shí)際緊密結(jié)合,有助于他們對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入的理解和掌握、尤其是融會貫通的能力得到大大提高。案例教學(xué)在工科專業(yè)課程中的應(yīng)用實(shí)例太少,具體實(shí)施模式還不成熟,而且對教師自身提出了更加嚴(yán)格的要求,需要教師在教學(xué)中積極更新自身知識結(jié)構(gòu),多總結(jié)多交流,不斷提升我國工科專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量。
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高分子材料的重要性范文3
關(guān)鍵詞：新課標(biāo)；教育價(jià)值；基本策略
一、高中化學(xué)新教材的價(jià)值價(jià)值取向
（一）化學(xué)與新材料、新技術(shù)。材料是當(dāng)今社會三大支柱產(chǎn)業(yè)之一，也是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類進(jìn)步的一個(gè)重要里程碑。新教材在高一教材中介紹了高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維、C60等新型無機(jī)非金屬材料；在高二教材中介紹了金屬陶瓷、超導(dǎo)材料等金屬材料，功能高分子材料、復(fù)合高分子材料等新型有機(jī)高分子材料；高三教材中氯堿工業(yè)里新型的離子交換膜等。材料是科學(xué)技術(shù)的先導(dǎo)，沒有新材料的發(fā)展，不可能使新的科學(xué)技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。通過對新材料的學(xué)習(xí)，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)化學(xué)的目的，提高學(xué)習(xí)興趣。
新教材在“緒言”中首先介紹中科院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室研究院人員以超真空掃描隧道顯微鏡（STM）為手段在Si晶體表面開展原子操縱研究，取得了世界水平的成果；李遠(yuǎn)哲教授與交叉分子束方法的研究等新科技的介紹。這既是很好的愛國主義教育，又把化學(xué)科學(xué)的進(jìn)步與人類物質(zhì)文明、精神文明的關(guān)系講明，使學(xué)生理解學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)好化學(xué)的社會責(zé)任感。
（二）化學(xué)與能源。能源也是現(xiàn)代社會三大支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著人類經(jīng)濟(jì)活動的日益增大，人們對能源的需求急劇增加。化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一，研究化學(xué)反應(yīng)中能量變化具有非常現(xiàn)實(shí)的意義。高中化學(xué)新教材首次在化學(xué)教學(xué)中滲透了能量觀點(diǎn)，如，在高一化學(xué)
第一章里提出如何提高燃料的利用率，開發(fā)新能源等與社會相關(guān)的問題。在鹵素中新增了“海水資源及其綜合利用”，在幾種重要金屬中增加了“金屬的回收和資源保護(hù)”，在原電池一節(jié)介紹了化學(xué)電源和新型電池等。化學(xué)與能量、能源觀點(diǎn)的建立，不僅僅是為了教育學(xué)生節(jié)約能源，樹立環(huán)境保護(hù)意識，更側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，增強(qiáng)社會進(jìn)步責(zé)任感。尤其是在第二輪新教材改革中增加了一些開放性問題的研究，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力等。
（三）化學(xué)與環(huán)境。保護(hù)環(huán)境已成為當(dāng)前和未來的一項(xiàng)全球性的重大課題。新教材中介紹了臭氧層的破壞、酸雨、溫室效應(yīng)、光化學(xué)煙霧、白色垃圾、土壤以及水污染等環(huán)境污染問題及其防治。并將“居室中化學(xué)污染及防治”、“生活中常見污染物和防治污染”放在選學(xué)教材中。在治理這些環(huán)境污染問題中，化學(xué)已經(jīng)并將繼續(xù)發(fā)揮重大作用，大幅度地增強(qiáng)了學(xué)生的社會環(huán)保責(zé)任感，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。與化學(xué)和能源一樣，化學(xué)與環(huán)境從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，在化學(xué)教育中增強(qiáng)了化學(xué)與社會的聯(lián)系部分，因?yàn)榄h(huán)境科學(xué)是一門綜合性的學(xué)科，而環(huán)境化學(xué)是解決環(huán)境問題的“鑰匙”，環(huán)境教育與能源問題的提出對提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力，培養(yǎng)公民綜合素養(yǎng)有著重要的作用。這正是現(xiàn)代化學(xué)教育的藍(lán)圖規(guī)劃，現(xiàn)代化學(xué)教育價(jià)值觀的一種重要體現(xiàn)。
二、化學(xué)教育價(jià)值實(shí)現(xiàn)的基本策略
（一）主題型教學(xué)策略。“化學(xué)―人類進(jìn)步的關(guān)鍵”是高中化學(xué)新課程的總主題，在整個(gè)高中化學(xué)教學(xué)過程中應(yīng)該盡可能體現(xiàn)這一主題。如“糖類、蛋白質(zhì)、油脂”可以“人類重要的營養(yǎng)物質(zhì)”為主題；氮族元素結(jié)合生物圈中氮的循環(huán)以固氮為主題；硅和硅酸鹽工業(yè)、金屬和合成材料以材料為主題；化學(xué)反應(yīng)與能量、原電池原理以開發(fā)新能源為主題；烴以石油化工為主題。主體型教學(xué)策略可以使學(xué)生認(rèn)識到自己所學(xué)內(nèi)容的社會價(jià)值及其實(shí)用性，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)和保持。
（二）用途聯(lián)系型策略。在元素化合物教學(xué)中應(yīng)該將現(xiàn)代最新的有價(jià)值的有關(guān)元素化合物用途納入教學(xué)之中。如在學(xué)習(xí)NO的性質(zhì)時(shí)，可聯(lián)系醫(yī)學(xué)新成就，介紹NO對人體某些疾病的治療作用，然后提出問題：為什么大量NO吸入人體有害，而少量的NO吸入?yún)s能治療某些疾病？在學(xué)習(xí)有機(jī)高分子材料時(shí)，可聯(lián)系智能高分子材料、導(dǎo)點(diǎn)高分子材料、醫(yī)用高分子材料、可降解高分子材料、高吸水性高分子材料等；在鹵素學(xué)習(xí)時(shí)，可聯(lián)系海水化學(xué)資源的開發(fā)、利用和飲水與消毒化學(xué)；在硅和硅酸鹽學(xué)習(xí)時(shí)，可聯(lián)系新型無機(jī)高分子材料等。
高分子材料的重要性范文4
關(guān)鍵詞：高分子材料性能與結(jié)構(gòu)測試；項(xiàng)目化課程改革；教學(xué)改革；工作過程
中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5727（2013）03-0102-02
教育部《關(guān)于加強(qiáng)高職高專教育人才培養(yǎng)工作的意見》指出：“以培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型人才為根本任務(wù)；以適應(yīng)社會需要為目標(biāo)，以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為主線，設(shè)計(jì)學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)方案，畢業(yè)生應(yīng)具有基本理論知識適度、技術(shù)應(yīng)用能力強(qiáng)、知識面較寬、素質(zhì)高等特點(diǎn)；以應(yīng)用為主旨和特征構(gòu)建課程和教學(xué)內(nèi)容體系；實(shí)踐教學(xué)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力，并在教學(xué)計(jì)劃中占有較大比重。”根據(jù)上述精神，我校把培養(yǎng)目標(biāo)確定為：努力培養(yǎng)具有必要的理論知識，較強(qiáng)的實(shí)踐能力，較高人文素養(yǎng)與協(xié)作精神的技術(shù)應(yīng)用型、復(fù)合型高級職業(yè)人才，對高分子材料性能與結(jié)構(gòu)測試課程教學(xué)模式進(jìn)行了改革探索。
項(xiàng)目化教學(xué)的提出
高分子材料性能與結(jié)構(gòu)測試是高職高分子材料應(yīng)用技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)核心課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生熟練掌握高分子原材料檢驗(yàn)的基本理論和各種分析儀器規(guī)范操作，應(yīng)培養(yǎng)其對檢測結(jié)果的分析、報(bào)告和評價(jià)能力，并能使之養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)，形成良好的職業(yè)素質(zhì)，為今后勝任高分子原材料檢驗(yàn)崗位的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)方式有很多弊端。主要原因如下：（1）學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。該課程實(shí)踐性較強(qiáng)，而傳統(tǒng)的講課方式會較多地在課程上講解抽象的檢測原理和方法，學(xué)生感受不到這些內(nèi)容的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，無法具體地理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，因此，會出現(xiàn)興趣較低，學(xué)習(xí)積極性不高的現(xiàn)象。（2）學(xué)生難以系統(tǒng)地參與工作過程實(shí)踐。傳統(tǒng)的理論課加上實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式使得學(xué)生有一定的實(shí)踐機(jī)會。但單純的實(shí)驗(yàn)課程比較單調(diào)，程序大體為：教師先講清楚實(shí)驗(yàn)流程，指導(dǎo)注意事項(xiàng)，然后，學(xué)生根據(jù)實(shí)際課本上的實(shí)驗(yàn)步驟操作。整個(gè)實(shí)驗(yàn)下來，學(xué)生只是完成了過程，對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容印象不深刻，很難培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。
基于此，我們對本課程的教學(xué)進(jìn)行了改革，使教學(xué)流程項(xiàng)目化。我們按照培養(yǎng)目標(biāo)將課程綜合，細(xì)化成若干操作性很強(qiáng)的項(xiàng)目，教學(xué)以工作任務(wù)為中心，以真實(shí)的企業(yè)檢測項(xiàng)目為載體，同時(shí)，將理論知識、實(shí)踐操作、素質(zhì)培養(yǎng)融于一體，通過具體項(xiàng)目讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中獲得知識、技能的提升。
項(xiàng)目化教學(xué)方案設(shè)計(jì)
（一）確定課程總體培養(yǎng)目標(biāo)
能力目標(biāo) 通過完成三個(gè)項(xiàng)目，使得學(xué)生具備采樣、制樣和樣品預(yù)處理的能力，能夠熟練、規(guī)范操作各種分析儀器，并能夠?qū)Υ笮头治鰞x器進(jìn)行簡單維護(hù)和保養(yǎng)，對分析結(jié)果能夠處理并進(jìn)行評價(jià)。通過完成整個(gè)分析檢驗(yàn)的基本程序，培養(yǎng)具有執(zhí)行分析檢驗(yàn)方案的能力。
知識目標(biāo) 通過完成三個(gè)項(xiàng)目，使學(xué)生掌握采樣、樣品處理的相關(guān)理論知識，并掌握高分子原材料化學(xué)分析中各種類型反應(yīng)的基本原理和相關(guān)理論知識，掌握儀器分析中各種儀器的工作原理和使用方法，并掌握分析檢驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)處理方法。
綜合素質(zhì)目標(biāo) 通過完成三個(gè)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的工作態(tài)度，具有團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、創(chuàng)新意識和自主學(xué)習(xí)能力，具有尊重標(biāo)準(zhǔn)、遵守標(biāo)準(zhǔn)的行為，具有環(huán)境保護(hù)意識、經(jīng)濟(jì)意識、安全意識。
（二）確定本課程選用的項(xiàng)目
通過企業(yè)調(diào)研、職業(yè)分析、崗位任務(wù)分析，確定崗位核心技能，以工作任務(wù)為中心整合相應(yīng)的知識、技能和態(tài)度，并參照化學(xué)檢驗(yàn)工資格標(biāo)準(zhǔn)確定綜合性學(xué)習(xí)任務(wù)，以企業(yè)真實(shí)檢測項(xiàng)目為載體，實(shí)現(xiàn)舊學(xué)科體系的解構(gòu)和新行動體系的重建，且每一個(gè)學(xué)習(xí)性任務(wù)都是一個(gè)完整的工作過程。作為教學(xué)項(xiàng)目必須具有典型性、可行性，符合學(xué)生的能力水平和教學(xué)規(guī)律，并且能將項(xiàng)目的理論知識與實(shí)踐技能結(jié)合起來，而且還要具有一定難度，使學(xué)生能夠運(yùn)用已有知識來學(xué)習(xí)新的實(shí)用技能，解決過去從未遇到過的實(shí)際問題。經(jīng)過與企業(yè)專家的共同協(xié)商，選取了5個(gè)真實(shí)檢測項(xiàng)目，項(xiàng)目都來自煙臺與威海地區(qū)高分子企業(yè)的高分子原材料檢測項(xiàng)目，共包含15個(gè)檢測任務(wù)，基本涵蓋了高分子原材料檢測的核心技能。
項(xiàng)目按照完成的途徑分為入門項(xiàng)目、主導(dǎo)項(xiàng)目和自主項(xiàng)目。根據(jù)各項(xiàng)內(nèi)容具體要求，以“行動導(dǎo)向”為目標(biāo)，分設(shè)不同的二級任務(wù)（見表1）。項(xiàng)目一為入門項(xiàng)目，注重基本知識與技能的培養(yǎng)，學(xué)生在完成第一個(gè)項(xiàng)目后，應(yīng)掌握化學(xué)分析的基本理論知識和操作技能，了解化學(xué)檢驗(yàn)的基本規(guī)范；項(xiàng)目二、三、四為主導(dǎo)項(xiàng)目，它們具備一定梯度，隨著項(xiàng)目進(jìn)行，學(xué)生自主性加大，獨(dú)立工作能力得到提高；項(xiàng)目五為自主項(xiàng)目，難度增大，學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成工作，學(xué)生主體明顯，通過這個(gè)項(xiàng)目的完成提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。
（三）教學(xué)實(shí)施方法
首次課的設(shè)計(jì)對于整個(gè)課程的進(jìn)行具有很重要的意義，好的首課設(shè)計(jì)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高其學(xué)習(xí)積極性。可首先用真實(shí)的案例說明本課程的重要性，讓學(xué)生理解高分子原材料檢驗(yàn)崗位作為企業(yè)生產(chǎn)管理“眼睛”的重要意義；然后介紹本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法、考核方式，使學(xué)生對本課程全面了解；再用視頻演示高分子原材料檢驗(yàn)的全過程，讓學(xué)生對所學(xué)課程及今后工作有一個(gè)感性認(rèn)識，清楚所要掌握的基本技能，從而使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。最后進(jìn)行基本技能的訓(xùn)練，讓學(xué)生初步掌握高分子原材料檢驗(yàn)的基本操作技能，并明白操作規(guī)范對于檢驗(yàn)結(jié)果的意義，為后面的學(xué)習(xí)任務(wù)打下良好基礎(chǔ)。
對于每個(gè)項(xiàng)目任務(wù)的完成，教師在每次課結(jié)束前都向?qū)W生提供任務(wù)書，每一項(xiàng)工作任務(wù)都是一個(gè)完整的工作過程。學(xué)生在任務(wù)書的指導(dǎo)下可以查閱相關(guān)的資料，明確任務(wù)的內(nèi)容。以橡膠配合劑天然碳酸鈣的檢測工作任務(wù)完成為例，來說明整個(gè)教學(xué)過程。
資訊 布置檢測任務(wù)，學(xué)生從工作任務(wù)中了解、分析完成任務(wù)的必要信息。學(xué)生利用課余時(shí)間通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館查閱有關(guān)橡膠配合劑天然碳酸鈣檢測應(yīng)該遵循的標(biāo)準(zhǔn)資料；熟悉檢測技術(shù)要求，查閱檢測所用的試劑和儀器，分析其檢測原理。
計(jì)劃 了解橡膠配合劑碳酸鈣檢測標(biāo)準(zhǔn)提煉碳酸鈣的檢測項(xiàng)目了解碳酸鈣檢測原理了解碳酸鈣檢測所用儀器與試劑分析檢測結(jié)果的計(jì)算原理。
決策 師生共同討論，對方案進(jìn)行優(yōu)化，確定橡膠配合劑碳酸鈣的檢測方案，選擇所采用的檢測試劑與儀器，教師講授相關(guān)理論知識。
實(shí)施 每組4個(gè)人分別選擇一種方案執(zhí)行檢測任務(wù)。查閱檢測標(biāo)準(zhǔn)分析橡膠配合劑的性質(zhì)確定檢測步驟填寫數(shù)據(jù)記錄單和檢測報(bào)告單得出檢測結(jié)論。
檢查 橡膠配合劑碳酸鈣的檢測方案；試劑的選用，儀器的使用情況；檢測步驟是否與方案一致；數(shù)據(jù)的記錄是否合理；結(jié)論是否合理。
評價(jià) 橡膠配合劑碳酸鈣的檢測是否符合標(biāo)準(zhǔn)；檢測過程中存在的問題；數(shù)據(jù)的分析記錄是否符合要求；完成任務(wù)過程中所體現(xiàn)出的職業(yè)素養(yǎng)。
基于真實(shí)檢測工作過程，采用資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查、評價(jià)六步教學(xué)法來進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)過程以學(xué)生為主體，教師作為引導(dǎo)者、服務(wù)者參與其中。在實(shí)施過程中，學(xué)生可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，修改計(jì)劃，重新實(shí)施，盡可能找到最佳的實(shí)施方案。在此過程中，不斷加深對知識的理解，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的能力。
（四）考核方式
項(xiàng)目化教學(xué)的考核采用過程考核與期末考評相結(jié)合的方法，強(qiáng)調(diào)過程的重要性，將工作中的每一環(huán)節(jié)都納入考評范圍，教師、企業(yè)、學(xué)生都參與考評，實(shí)現(xiàn)了多元化的考核方式，提高了學(xué)生的積極性，促進(jìn)了學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)。考核的內(nèi)容包括過程考評（占60%）和期末考核（占40%），主要涉及方案制定、實(shí)操考評、檢測報(bào)告、素質(zhì)考評、自查互查、協(xié)作能力、經(jīng)濟(jì)意識、安全意識以及環(huán)保意識等方面。
教學(xué)改革的成效
通過近一年的項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了，學(xué)習(xí)的積極性和主動性、自主學(xué)習(xí)能力得到了提高，學(xué)生的綜合應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的能力得到了改善。畢業(yè)生的崗位能力得到了加強(qiáng)，受到企業(yè)普遍歡迎。由于課程的開發(fā)和實(shí)施都是以企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目為載體，以工作過程為導(dǎo)向，學(xué)生畢業(yè)后能夠很快勝任崗位工作。同時(shí)，由于在教學(xué)過程中比較注重學(xué)生的協(xié)作能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)的培養(yǎng)，使得學(xué)生綜合素質(zhì)得到提高。
總之，項(xiàng)目化教學(xué)的方法不同于傳統(tǒng)教學(xué)方法。許多方面還需要職業(yè)院校的教師進(jìn)一步深入探索和實(shí)踐。在項(xiàng)目選取、教學(xué)方法實(shí)施上都需要認(rèn)真研究。我們的宗旨就是如何更大程度地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更大程度地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，從而更好地發(fā)揮項(xiàng)目化教學(xué)的優(yōu)勢，盡可能讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)“零距離”就業(yè)。
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高分子材料的重要性范文5
[關(guān)鍵詞]工程教育認(rèn)證；聚合物制備工程；課程教學(xué)研究
1準(zhǔn)確定位培養(yǎng)目標(biāo)，合理制定課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容
工程教育認(rèn)證專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是對本專業(yè)畢業(yè)生在畢業(yè)后五年左右能夠到達(dá)的職業(yè)和專業(yè)成就的總體描述，畢業(yè)要求不僅要符合學(xué)校、專業(yè)辦學(xué)定位，還要適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)還要兼顧學(xué)生可持續(xù)發(fā)展。江南大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)始創(chuàng)于1997年，可追溯至1960年原無錫輕工業(yè)學(xué)院的塑料加工專業(yè)，1999年招收第一屆本科學(xué)生，2003年獲得學(xué)士學(xué)位授予權(quán)，同年獲得材料學(xué)碩士點(diǎn)，2006年和2010年分別入選江蘇省特色專業(yè)和國家特色專業(yè)，2012年材料學(xué)入選江蘇省“十二五”高等學(xué)校重點(diǎn)專業(yè)，專業(yè)根據(jù)學(xué)校總體辦學(xué)定位和輕工行業(yè)發(fā)展對高分子材料與工程專業(yè)人才的特殊需求，以涂料科學(xué)與技術(shù)、功能高分子材料與高分子材料加工為特色方向，將人才培養(yǎng)定位為：培養(yǎng)具有良好思想素質(zhì)、人文社科素養(yǎng)和職業(yè)道德，系統(tǒng)掌握高分子材料與工程專業(yè)基礎(chǔ)知識與實(shí)踐技能，具備科學(xué)創(chuàng)新思維、不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力，具有安全與環(huán)保意識和國際視野，能夠在材料、化工、機(jī)械等相關(guān)領(lǐng)域，從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及經(jīng)營管理等工作的高層次工程技術(shù)人才。工程教育專業(yè)認(rèn)證制度在以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向和質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)三大基本理念指導(dǎo)下，從工程知識、問題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)、溝通、項(xiàng)目管理和終身學(xué)習(xí)十二個(gè)方面開展學(xué)生畢業(yè)能力達(dá)成度的工程教育專業(yè)認(rèn)證。在聚合物制備課程中，重點(diǎn)承擔(dān)《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》中的工程知識、問題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3項(xiàng)能力的培養(yǎng)，根據(jù)畢業(yè)要求分解的指標(biāo)點(diǎn)，在教學(xué)大綱中制定了課程支撐的主要教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容：(1)理解高聚物制備工程的基本概念、一般過程和方法，掌握常見高聚物的聚合方法、合成工藝和生產(chǎn)實(shí)踐；(2)掌握不同類型聚合機(jī)理和不同聚合實(shí)施方法的工藝特點(diǎn)，能夠確定聚合反應(yīng)體系、聚合條件、聚合反應(yīng)器和聚合工藝流程；(3)能夠?qū)Ω呔畚锘瘜W(xué)組成、分子結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)成本、性能和應(yīng)用領(lǐng)域、使用安全和環(huán)境等因素進(jìn)行綜合分析和判斷，科學(xué)合理設(shè)計(jì)高聚物制備方法和工藝，分析和解決實(shí)際工程問題；(4)掌握高聚物聚合方法和技術(shù)的發(fā)展趨勢和研究進(jìn)展，能夠?qū)Ω呔畚镏苽浞椒ê蜕a(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。在教學(xué)內(nèi)容方面既注重基礎(chǔ)知識，又注意引入介紹先進(jìn)的聚合物制備工程的新理論、新技術(shù)和新方法。以聚合物制備工程的工程觀點(diǎn)為著眼點(diǎn)，以寬專業(yè)為目標(biāo)，在原有課程體系的基礎(chǔ)上，對課程知識體系進(jìn)行合理優(yōu)化，根據(jù)本專業(yè)特色，融入聚合反應(yīng)工程、涂料化學(xué)、功能高分子材料、感光高分子等以及與聚合物制備工程相關(guān)的生產(chǎn)管理、環(huán)保、安全、法規(guī)等相關(guān)知識，注重課程建設(shè)的綜合性、交叉性、適應(yīng)性。
2構(gòu)建學(xué)生中心的教學(xué)體系，積極改進(jìn)教學(xué)方法和手段
工程教育認(rèn)證指導(dǎo)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和解決復(fù)雜問題的能力。課堂教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)知識，提高綜合能力素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，因此教師在教學(xué)實(shí)施過程中如何充分發(fā)揮學(xué)生的主動積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生專業(yè)能力成為一個(gè)急需解決的問題。聚合物制備工程是典型的以基礎(chǔ)理論和工程實(shí)踐緊密結(jié)合為特征的課程，我們主要采用啟發(fā)式教學(xué)、案例式教學(xué)和課堂討論的教學(xué)方法，根據(jù)課程內(nèi)容靈活運(yùn)用多媒體課件、視頻及實(shí)物等教學(xué)手段進(jìn)行課堂授課，以學(xué)生為主體，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，將高分子化學(xué)基礎(chǔ)理論與聚合物實(shí)際生產(chǎn)和工業(yè)應(yīng)用例子相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析和討論，做到“知其然，知其所以然”，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用理論知識解決復(fù)雜問題的能力。如在講解溶液聚合內(nèi)容時(shí)，結(jié)合目前環(huán)保對涂料、膠粘劑行業(yè)對有機(jī)揮發(fā)物含量(VOC)的限制，要求合成的丙烯酸酯聚合物具有高固體份、低粘度(即分子量足夠低)，而對于電子材料行業(yè)干膜用丙烯酸酯光致抗蝕劑要求分子量足夠高，面對工業(yè)實(shí)際問題，要求學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)過的理論知識從單體、引發(fā)劑、溶劑、鏈轉(zhuǎn)移劑方面及聚合工藝(溫度、單體滴加方式等)方面綜合考慮調(diào)控聚合物的分子量。另外，結(jié)合自己科研方面了解到國外干膜用丙烯酸酯光致抗蝕劑研究給學(xué)生介紹相關(guān)美國專利提出通過控制聚合工藝一釜合成兩種分子量的丙烯酸樹脂的新技術(shù)，通過以上案例介紹，學(xué)生表現(xiàn)出濃厚興趣、積極參與課堂討論，甚至課后查閱相關(guān)文獻(xiàn)與老師討論交流。又如在講授乳液聚合成核機(jī)理，通常膠束的尺寸為7~10納米，單體液滴的尺寸為幾個(gè)微米，因此膠束成為聚合的主要場所；如果控制乳化劑的量抑制膠束的產(chǎn)生，同時(shí)采用超聲等分散設(shè)備將單體液滴的尺寸進(jìn)一步降低到50~500納米范圍，那么聚合的場所主要發(fā)生在哪里呢？學(xué)生通過討論得出在這種情況下，單體液滴成為聚合的主要場所(即細(xì)乳液聚合機(jī)理)。結(jié)合目前細(xì)乳液研究進(jìn)展，單體液滴可以作為納米反應(yīng)器，合成復(fù)合膠體粒子，如將無機(jī)納米粒子、聚合物分別分散溶解在單體液滴里，經(jīng)細(xì)乳液聚合就可以合成有機(jī)無機(jī)納米復(fù)合粒子和兩種聚合物雜化的膠體粒子，該方法有效解決了無機(jī)納米粒子在聚合物中的分散與相容性難題，以及兩種聚合物不相容、宏觀相分離問題。通過以上案例討論使學(xué)生深入理解掌握了乳液、細(xì)乳液聚合機(jī)理，同時(shí)能夠根據(jù)特定要求設(shè)計(jì)制備一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的膠體粒子。此外，聚合物制備工程強(qiáng)調(diào)聚合物合成過程中的聚合穩(wěn)定性和單體轉(zhuǎn)化率，在授課過程中對于本體、溶液聚合中易發(fā)生的“爆聚”及懸浮、乳液聚合過程中的殘?jiān)皻堄鄦误w對于實(shí)際工業(yè)的危害必須加以強(qiáng)調(diào)，這些問題不僅影響生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量還涉及到安全、環(huán)保及工人健康問題，使學(xué)生充分認(rèn)識到實(shí)際工業(yè)制備聚合物過程中聚合穩(wěn)定性的重要性，培養(yǎng)學(xué)生具備較好的工程意識和工程思維。總之，通過采用啟發(fā)式教學(xué)、案例式教學(xué)和課堂討論的教學(xué)方法，學(xué)生不僅較好的掌握了聚合物合成的基本理論、技術(shù)，還能夠根據(jù)要求設(shè)計(jì)合成特定結(jié)構(gòu)的高分子聚合物及初步具備分析解決復(fù)雜高分子工程問題的能力。
3質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)
工程教育專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)教學(xué)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)，要求建立持續(xù)有效的質(zhì)量改進(jìn)機(jī)制、質(zhì)量監(jiān)控與反饋機(jī)制。聚合物制備工程的教學(xué)質(zhì)量考核從課程教學(xué)環(huán)節(jié)(出勤、課堂提問、小組討論和平時(shí)作業(yè)等)、期末考試環(huán)節(jié)(基礎(chǔ)知識、制備工藝和技術(shù)、設(shè)計(jì)合成等題型)、學(xué)生評價(jià)和教學(xué)質(zhì)量鑒定(教學(xué)指導(dǎo)委員會專家)等多個(gè)方面開展，同時(shí)實(shí)施包含企業(yè)、學(xué)校、家長、教師和學(xué)生共同參與的質(zhì)量跟蹤管理體系；我們依據(jù)課程具體支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度評價(jià)，分析教學(xué)目標(biāo)、任務(wù)是否滿足畢業(yè)要求的達(dá)成，根據(jù)分析結(jié)果找出教學(xué)任務(wù)的不足之處，并提出持續(xù)改進(jìn)措施，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的持續(xù)提高。
高分子材料的重要性范文6
2生物材料的類型與應(yīng)用生物材料種類繁多,到目前為止,被詳細(xì)研究過的生物材料已經(jīng)超過一千種,在醫(yī)學(xué)臨床上廣泛應(yīng)用的也有幾十種,涉及材料學(xué)科各個(gè)領(lǐng)域。依據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn),可以分為不同的類型。
2.1以材料的生物性能為分類標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)材料的生物性能,生物材料可分為生物惰性材料、生物活性材料、生物降解材料和生物復(fù)合材料四類。
2.1.1生物惰性材料生物惰性材料是指一類在生物環(huán)境中能保持穩(wěn)定,不發(fā)生或僅發(fā)生微弱化學(xué)反應(yīng)的生物醫(yī)學(xué)材料,主要是生物陶瓷類和醫(yī)用合金類材料。由于在實(shí)際中不存在完全惰性的材料,因此生物惰性材料在機(jī)體內(nèi)也只是基本上不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),它與組織間的結(jié)合主要是組織長入其粗糙不平的表面形成一種機(jī)械嵌聯(lián),即形態(tài)結(jié)合。生物惰性材料主要包括以下幾類:(1)氧化物陶瓷主要包括氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷.氧化鋁陶瓷中以純剛玉及其復(fù)合材料的人工關(guān)節(jié)和人工骨為主,具體包括純剛玉雙杯式人工髖關(guān)節(jié);純剛玉—金屬復(fù)合型人工股骨頭;純剛玉—聚甲基丙烯酸酯—鈷鉻鉬合金鉸鏈?zhǔn)较リP(guān)節(jié),其他人工骨、人工牙根等。(2)玻璃陶瓷該材料主要用來制作部分人工關(guān)節(jié)。(3)Si3N4陶瓷該類材料主要用來制作一些作為替代用的較小的人工骨,目前還不能用作承重材料。(4)醫(yī)用碳素材料它主要被作為制作人工心臟瓣膜等人工臟器以及人工關(guān)節(jié)等方面的材料。(5)醫(yī)用金屬材料該類材料是目前人體承重材料中應(yīng)用最廣泛的材料,在其表面涂上活性生物材料后可增加它與人體環(huán)境的相容性.同時(shí)它還能制作各類其他人體骨的替代物。
2.1.2生物活性材料生物活性材料是一類能誘出或調(diào)節(jié)生物活性的生物醫(yī)學(xué)材料。但是,也有人認(rèn)為生物活性是增進(jìn)細(xì)胞活性或新組織再生的性質(zhì)。現(xiàn)在,生物活性材料的概念已建立了牢固的基礎(chǔ),其應(yīng)用范圍也大大擴(kuò)充.一些生物醫(yī)用高分子材料,特別是某些天然高分子材料及合成高分子材料都被視為生物活性材料.羥基磷灰石是一種典型的生物活性材料。由于人體骨的主要無機(jī)質(zhì)成分為該材料,故當(dāng)材料植入體內(nèi)時(shí)不僅能傳導(dǎo)成骨,而且能與新骨形成骨鍵合。在肌肉、韌帶或皮下種植時(shí),能與組織密合,無炎癥或刺激反應(yīng).生物活性材料主要有以下幾類:
(1)羥基磷灰石,它是目前研究最多的生物活性材料之一,作為最有代表性的生物活性陶瓷—羥基磷灰石(簡稱HAP)材料的研究,在近代生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科領(lǐng)域一直受到人們的密切關(guān)注.羥基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]是脊椎動物骨和齒的主要無機(jī)成分,結(jié)構(gòu)也非常相近,與動物體組織的相容性好、無毒副作用、界面活性優(yōu)于各類醫(yī)用鈦合金、硅橡膠及植骨用碳素材料。因此可廣泛應(yīng)用于生物硬組織的修復(fù)和替換材料,如口腔種植、牙槽脊增高、耳小骨替換、脊椎骨替換等多個(gè)方面.另外,在HA生物陶瓷中耳通氣引流管、頜面骨、鼻梁、假眼球以及填充用HA顆粒和抑制癌細(xì)胞用HA微晶粉方面也有廣泛的應(yīng)用.又因?yàn)樵摬牧鲜艿奖旧泶嘈愿摺⒖拐蹚?qiáng)度低的限制,因此在承重材料應(yīng)用方面受到了限制.現(xiàn)在該材料已引起世界各國學(xué)者的廣泛關(guān)注。目前制備多孔陶瓷和復(fù)合材料是該材料的重要發(fā)展方向,涂層材料也是重要分支之一。該類材料以醫(yī)用為目的,主要包括制粉、燒結(jié)、性能實(shí)驗(yàn)和臨床應(yīng)用幾部分。
(2)磷酸鈣生物活性材料這種材料主要包括磷酸鈣骨水泥和磷酸鈣陶瓷纖維兩類.前者是一種廣泛用于骨修補(bǔ)和固定關(guān)節(jié)的新型材料,有望部分取代傳統(tǒng)的PMMA有機(jī)骨水泥.國內(nèi)研究抗壓強(qiáng)度已達(dá)60MPa以上。后者具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和生物活性,可用于無機(jī)骨水泥的補(bǔ)強(qiáng)及制備有機(jī)與無機(jī)復(fù)合型植入材料。
(3)磁性材料生物磁性陶瓷材料主要為治療癌癥用磁性材料,它屬于功能性活性生物材料的一種。把它植入腫瘤病灶內(nèi),在外部交變磁場作用下,產(chǎn)生磁滯熱效應(yīng),導(dǎo)致磁性材料區(qū)域內(nèi)局部溫度升高,借以殺死腫瘤細(xì)胞,抑制腫瘤的發(fā)展。動物實(shí)驗(yàn)效果良好。
(4)生物玻璃生物玻璃主要指微晶玻璃,包括生物活性微晶玻璃和可加工生物活性微晶玻璃兩類。目前關(guān)于該方向的研究已成為生物材料的主要研究方向之一。
2.1.3生物降解材料所謂可降解生物材料是指那些在被植入人體以后,能夠不斷的發(fā)生分解,分解產(chǎn)物能夠被生物體所吸收或排出體外的一類材料,主要包括β-TCP生物降解陶瓷和生物陶瓷藥物載體兩類,前者主要用于修復(fù)良性骨腫瘤或瘤樣病變手術(shù)刮除后所致缺損,而后者主要用作微藥庫型載體,可根據(jù)要求制成一定形狀和大小的中空結(jié)構(gòu),用于各種骨科疾病。
2.1.4生物復(fù)合材料生物復(fù)合材料又稱為生物醫(yī)用復(fù)合材料,它是由兩種或兩種以上不同材料復(fù)合而成的生物醫(yī)學(xué)材料,并且與其所有單體的性能相比,復(fù)合材料的性能都有較大程度的提高的材料。制備該類材料的目的就是進(jìn)一步提高或改善某一種生物材料的性能。該類材料主要用于修復(fù)或替換人體組織、器官或增進(jìn)其功能以及人工器官的制造,它除應(yīng)具有預(yù)期的物理化學(xué)性質(zhì)之外,還必須滿足生物相容性的要求,這里不僅要求組分材料自身必須滿足生物相容性要求,而且復(fù)合之后不允許出現(xiàn)有損材料生物學(xué)性能的性質(zhì)。按基材分生物復(fù)合材料可分為高分子基、金屬基和陶瓷基三類,它們既可以作為生物復(fù)合材料的基材,又可作為增強(qiáng)體或填料,它們之間的相互搭配或組合形成了大量性質(zhì)各異的生物醫(yī)學(xué)復(fù)合材料,利用生物技術(shù),一些活體組織、細(xì)胞和誘導(dǎo)組織再生的生長因子被引入了生物醫(yī)學(xué)材料,大大改善了其生物學(xué)性能,并可使其具有藥物治療功能,已成為生物醫(yī)學(xué)材料的一個(gè)十分重要的發(fā)展方向,根據(jù)材料植入體內(nèi)后引起的組織反應(yīng)類型和水平,它又可分為近于生物惰性的、生物活性的、可生物降解和吸收等幾種類型。人和動物中絕大多數(shù)組織均可視為復(fù)合材料,生物醫(yī)學(xué)復(fù)合材料的發(fā)展為獲得真正仿生的生物材料開辟了廣闊的途徑。
2.2以材料的屬性為分類標(biāo)準(zhǔn)
2.2.1生物醫(yī)用金屬材料生物醫(yī)用金屬材料是用作生物醫(yī)學(xué)材料的金屬或合金,又稱外科用金屬材料或醫(yī)用金屬材料,是一類惰性材料,這類材料具有高的機(jī)械強(qiáng)度和抗疲勞性能,是臨床應(yīng)用最廣泛的承力植入材料。該類材料的應(yīng)用非常廣泛,及硬組織、軟組織、人工器官和外科輔助器材等各個(gè)方面,除了要求它具有良好的力學(xué)性能及相關(guān)的物理性質(zhì)外,優(yōu)良的抗生理腐蝕性和生物相容性也是其必須具備的條件。醫(yī)用金屬材料應(yīng)用中的主要問題是由于生理環(huán)境的腐蝕而造成的金屬離子向周圍組織擴(kuò)散及植入材料自身性質(zhì)的退變,前者可能導(dǎo)致毒副作用,后者常常導(dǎo)致植入的失敗。已經(jīng)用于臨床的醫(yī)用金屬材料主要有不銹鋼、鈷基合金和鈦基合金等三大類。此外,還有形狀記憶合金、貴金屬以及純金屬鉭、鈮、鋯等。
2.2.2生物醫(yī)用高分子材料醫(yī)用高分子材料是生物醫(yī)學(xué)材料中發(fā)展最早、應(yīng)用最廣泛、用量最大的材料,也是一個(gè)正在迅速發(fā)展的領(lǐng)域。它有天然產(chǎn)物和人工合成兩個(gè)來源,該材料除應(yīng)滿足一般的物理、化學(xué)性能要求外,還必須具有足夠好的生物相容性。按性質(zhì)醫(yī)用高分子材料可分為非降解型和可生物降解型兩類。對于前者,要求其在生物環(huán)境中能長期保持穩(wěn)定,不發(fā)生降解、交聯(lián)或物理磨損等,并具有良好的物理機(jī)械性能。并不要求它絕對穩(wěn)定,但是要求其本身和少量的降解產(chǎn)物不對機(jī)體產(chǎn)生明顯的毒副作用,同時(shí)材料不致發(fā)生災(zāi)難性破壞。該類材料主要用于人體軟、硬組織修復(fù)體、人工器官、人造血管、接觸鏡、膜材、粘接劑和管腔制品等方面。這類材料主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等.而可降解型高分子主要包括膠原、線性脂肪族聚酯、甲殼素、纖維素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己丙酯等。它們可在生物環(huán)境作用下發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞和性能蛻變,其降解產(chǎn)物能通過正常的新陳代謝或被機(jī)體吸收利用或被排出體外,主要用于藥物釋放和送達(dá)載體及非永久性植入裝置.按使用的目的或用途,醫(yī)用高分子材料還可分為心血管系統(tǒng)、軟組織及硬組織等修復(fù)材料。用于心血管系統(tǒng)的醫(yī)用高分子材料應(yīng)當(dāng)著重要求其抗凝血性好,不破壞紅細(xì)胞、血小板,不改變血液中的蛋白并不干擾電解質(zhì)等。
2.2.3生物醫(yī)用無機(jī)非金屬材料或稱為生物陶瓷。生物醫(yī)用非金屬材料,又稱生物陶瓷。包括陶瓷、玻璃、碳素等無機(jī)非金屬材料。此類材料化學(xué)性能穩(wěn)定,具有良好的生物相容性。一般來說,生物陶瓷主要包括惰性生物陶瓷、活性生物陶瓷和功能活性生物陶瓷三類。其中惰性生物陶瓷和活性生物陶瓷在前面已經(jīng)簡要作了介紹,而功能活性生物陶瓷是近年來提出的一個(gè)新概念.隨著生物陶瓷材料研究的深入和越來越多醫(yī)學(xué)問題的出現(xiàn),對生物陶瓷材料的要求也越來越高。原先的生物陶瓷材料無論是生物惰性的還是生物活性的,強(qiáng)調(diào)的是材料在生物體內(nèi)的組織力學(xué)環(huán)境和生化環(huán)境的適應(yīng)性,而現(xiàn)在組織電學(xué)適應(yīng)性和能參與生物體物質(zhì)、能量交換的功能已成為生物材料應(yīng)具備的條件。因此,又提出了功能活性生物材料的概念。它主要包括以下兩類:(1)模擬性生物陶瓷材料該類材料是將天然有機(jī)物(如骨膠原、纖維蛋白以及骨形成因子等)和無機(jī)生物材料復(fù)合,來模擬人體硬組織成分和結(jié)構(gòu),以改善材料的力學(xué)性能和手術(shù)的可操作性,并能發(fā)揮天然有機(jī)物的促進(jìn)人體硬組織生長的特性。(2)帶有治療功能的生物陶瓷復(fù)合材料該類材料是利用骨的壓電效應(yīng)能刺激骨折愈合的特點(diǎn),使壓電陶瓷與生物活性陶瓷復(fù)合,在進(jìn)行骨置換的同時(shí),利用生物體自身運(yùn)動對置換體產(chǎn)生的壓電效應(yīng)來刺激骨損傷部位的早期硬組織生長。具體來說是由于腫瘤中血管供氧不足,當(dāng)局部被加熱到43~45℃時(shí),癌細(xì)胞很容易被殺死。現(xiàn)在最常用的是將鐵氧體與生物活性陶瓷復(fù)合,填充在因骨腫瘤而產(chǎn)生的骨缺損部位,利用外加交變磁場,充填物因磁滯損耗而產(chǎn)生局部發(fā)熱,殺死癌細(xì)胞,又不影響周圍正常組織。現(xiàn)在,功能活性生物陶瓷的研究還處于探索階段,臨床應(yīng)用鮮有報(bào)道,但其發(fā)展應(yīng)用前景是很光明的。各種不同種類的生物陶瓷的物理、化學(xué)和生物性能差別很大,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域用途也不同.尤其是功能活性陶瓷更有不可估量的發(fā)展前途.臨床應(yīng)用中,生物陶瓷存在的主要問題是強(qiáng)度和韌性較差.氧化鋁、氧化鋯陶瓷耐壓、耐磨和化學(xué)穩(wěn)定性比金屬、有機(jī)材料都好,但其脆性的問題也沒有得到解決。生物活性陶瓷的強(qiáng)度則很難滿足人體承力較大部位的需要。
2.2.4生物醫(yī)用復(fù)合材料此類材料在2.1.4中已有介紹,此處不再詳述
2.2.5生物衍生材料生物衍生材料是由經(jīng)過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫(yī)用材
料,也稱為生物再生材料.生物組織可取自同種或異種動物體的組織.特殊處理包括維持組織原有構(gòu)型而進(jìn)行的固定、滅菌和消除抗原性的輕微處理,以及拆散原有構(gòu)型、重建新的物理形態(tài)的強(qiáng)烈處理.由于經(jīng)過處理的生物組織已失去生命力,生物衍生材料是無生命力的材料.但是,由于生物衍生材料或是具有類似于自然組織的構(gòu)型和功能,或是其組成類似于自然組織,在維持人體動態(tài)過程的修復(fù)和替換中具有重要作用.主要用于人工心瓣膜、血管修復(fù)體、皮膚掩膜、纖維蛋白制品、骨修復(fù)體、鞏膜修復(fù)體、鼻種植體、血液唧筒、血漿增強(qiáng)劑和血液透析膜等.
3.生物材料的性能評價(jià)目前關(guān)于生物材料性能評價(jià)的研究主要集中在生物相容性方面.因?yàn)樯锵嗳菪允巧锊牧涎芯恐惺冀K貫穿的主題.它是指生命體組織對生物材料產(chǎn)生反應(yīng)的一種性能,該材料既能是非活性的又能是活性的.一般是指材料與宿主之間的相容性,包括組織相容性和血液相容性.現(xiàn)在普遍認(rèn)為,生物相容性包括兩大原則,一是生物安全性原則,二是生物功能性原則.生物安全性是植入體內(nèi)的生物材料要滿足的首要性能,是材料與宿主之間能否結(jié)合完好的關(guān)鍵.關(guān)于生物材料生物學(xué)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的研究始于20世紀(jì)70年代,目前形成了從細(xì)胞水平到整體動物的較完整的評價(jià)框架.國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)以10993編號了17個(gè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)對生物學(xué)評價(jià)方法也進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化.迫于現(xiàn)代社會動物保護(hù)和減少動物試驗(yàn)的壓力,國際上各國專家對體外評價(jià)方法進(jìn)行了大量的研究,同時(shí)利用現(xiàn)代分子生物學(xué)手段來評價(jià)生物材料的安全性、使評價(jià)方法從整體動物和細(xì)胞水平深入到分子水平.主要在體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)、遺傳性和致癌性試驗(yàn)以及血液相容性評價(jià)方法等方面進(jìn)行了一些研究.但具體評價(jià)方法和指標(biāo)都未統(tǒng)一,更沒有標(biāo)準(zhǔn)化.隨著對生物材料生物相容性的深入研究,人們發(fā)現(xiàn)評價(jià)生物材料對生物功能的影響也很重要.關(guān)于這一方面的研究主要是體外法。具體來說側(cè)重于對細(xì)胞功能的影響和分子生物學(xué)評價(jià)方面的一些研究。總之,關(guān)于生物功能性的原則是提出不久的一個(gè)新的生物材料的評價(jià)方面,它必將隨著研究的不斷深入而向前發(fā)展.而涉及材料的化學(xué)穩(wěn)定性、疲勞性能、摩擦、磨損性能的生物材料在人體內(nèi)長期埋植的穩(wěn)定性是需要開展評價(jià)研究的一個(gè)重要方面。
4生物材料的發(fā)展趨勢展望生物材料科學(xué)是20世紀(jì)新興學(xué)科中最耀眼的新星之一。現(xiàn)在,生物材料科學(xué)已成為一門與人類現(xiàn)代醫(yī)療保健系統(tǒng)密切相關(guān)的邊緣學(xué)科。其重要性不僅因?yàn)樗c人類自身密切相關(guān),還因?yàn)樗缭搅瞬牧稀⑨t(yī)學(xué)、物理、生物化學(xué)和現(xiàn)代高科技等諸多學(xué)科領(lǐng)域。現(xiàn)在對于該材料的研究已從被動地適應(yīng)生物環(huán)境發(fā)展到有目的地設(shè)計(jì)材料,以達(dá)到與生物組織的有機(jī)連接。并隨著生命科學(xué)和材料科學(xué)的發(fā)展,生物材料必將走向功能性半生命方向。生物材料的臨床應(yīng)用已從短期的替換和填充發(fā)展成永久性牢固種植,并與其它高科技(如電子技術(shù)、信息處理技術(shù))相結(jié)合,制備富有應(yīng)用潛力的醫(yī)療器械。生物材料的研究在世界各國也日益受到重視.四年一次的世界生物材料大會代表著國際上生物材料研究的發(fā)展動態(tài)和目前的水平。分析認(rèn)為,以下幾個(gè)方面是生物材料今后研究發(fā)展的幾個(gè)主要方向:
(1)發(fā)展具有主動誘導(dǎo)、激發(fā)人體組織和器官再生修復(fù)功能的,能參與人體能量和物質(zhì)交換產(chǎn)生相互結(jié)合的功能性活性生物材料,將成為生物材料研究的主要方向之一。
(2)把生物陶瓷與高分子聚合物或生物玻璃進(jìn)行二元或多元復(fù)合,來制備接近人體骨真實(shí)情況的骨修復(fù)或替代材料將成為研究的重要方向之一。
(3)制備接近天然人骨形態(tài)的、納微米相結(jié)合的、用于承重的、多孔型生物復(fù)合材料將成為方向之一。
(4)用于延長藥效時(shí)間、提高藥物效率和穩(wěn)定性、減少用量及對機(jī)體的毒副作用的藥物傳遞材料將成為研究熱點(diǎn)之一。
(5)血液相容性人工臟器材料的研究也是突破方向之一。
(6)如何能夠制備出納米尺寸的生物材料的工藝以及納米生物材料本身將成為研究熱點(diǎn)之一。
