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【摘要】高分子材料科學主要是研究有機材料的制備和加工性能的新型專業,它主要包括高分子化學、高分子材料學、高分子物理學等方面的應用。該教學內容主要研究高分子材料的定義、特點及可以發生的所有有關化學反應。在電子課件開發應用過程中,采用傳統的教學方法會削減學生的上課興趣,運用當前與時俱進的計算機技術開發電子課件內容,電子課件內容豐富學生課堂氣氛,提高學生的上課注意力。本文論述的便是在高分子材料科學教學過程中展開的研究,還有課堂過程中對電子課件的應用,使高分子材料科學教學成為我國最活躍的科學研究之一。
【關鍵詞】高分子材料;教學;電子課件;應用
目前,高分子學科在國際中具有很高的地位,國內大多數大學都開設了高分子材料專業的課程,為擴大學生視野,使學生更具體的了解相關知識,很多大學將高分子材料專業作為學校重點科目,根據教育局教學要求,教師應提高學生關于高分子知識的興趣,使學生學習的知識被社會所需求,教育人員不斷的編輯新的書籍,以便學生充分理解學科內容,最終將《高分子科學導論》作為高分子材料學習書籍,此教材充分講述了高分子化學、高分子物理學等內容,教導人員利用電子課件的形式將課本內容在課堂中展示,增強上課氣氛,提高學生對高分子立體結構的理解,拓寬學生就業渠道,使學生利用簡單且效率高的方法解決工作中遇到的任何問題。
一、高分子材料科學教學概述
高分子材料科學是現代化學的重要課程之一,在材料科學系統中具有重要的作用,主要闡述的方法有離子配位、聚合反應、自由基反應等[1]。與高分子材料具有相同地位的還有信息及能源技術。在二十世紀九十年代初期,獲諾貝爾獎的德國科學家創建了高分子技術,在高分子技術創建以來,便有眾多科學家研究創造更多的高分子材料,使高分子材料在現在生活中廣泛應用,目前,我國已形成一套完整獨具特色的高分子體系,在實驗方法和加工方面也研究出許多創新的方法,高分子加工成型工藝主要涉及高分子成型工藝學和高分子材料學等知識,它主要研究的是高分子材料的性質、組成結構、加工合成技術、性能應用四方面,也正是這四個方面互相聯系、相互應用形成這一門科學項目[2]。科學研究人員不斷對高分子材料進行研究,為我國生物發展和分子生物學的拓展應用提供良好的基礎,同時與多個學科科目進行相互交流和融合,形成具有多種邊緣化的學科[3]。在高分子產業發展過程中,由于高分子材料具有優良的性能,所以在國防應用和社會經濟領域發展中得到很大發展空間,使高分子產業能夠穩定持續發展。
二、高分子材料教學當中電子課件的開發應用
在教材中,第一章、第二章和第三章中涉及的知識點可以結合學習,其中主要涉及的是高分子科學的定義、高分子命名的方法、高分子在各種狀態下的特征、常見高分子的狀態及常發生的反應、高分子材料平均分子量和分散系數、高分子在各種晶體下的結構及分子量等[4]。教導人員在課前的電子課件準備中,將高分子的命名方法用簡單的繞口令進行總結,以便加深學生的了解;將高分子在晶體狀態下的結構用實圖或用立體圖形進行繪畫,方便學生理解;將常見高分子材料的分散系數進行表格總結,方便學生記憶。為學生掌握高分子基本概念,學習高分子材料基本理論的開端做準備。在教材中的第四章節,將高分子的性能做出重點講述,利用實驗材料做出粘彈性力學的模型,區分牛頓流體和非牛頓流體,利用實驗視頻解釋高分子材料所具有的機械強度,使學生獨立動手完成高分子材料性能的檢測,并對目前高分子實驗儀器進行分析簡介,使學生學習儀器的使用,進而提高課堂氣氛,使學生在親自動手中學習相關知識。第五章、第六章、第七章都著重分析多種不同的聚合反應,先是最基本的逐步聚合反應,講述了其反應機理,利用溶液聚合等方法對高分子的狀態進行觀察,生活中有很多利用逐步聚合反應技術制作出的產品,比如常見的尼龍、滌綸等。再是自由基聚合反應,講述了該聚合反應的聚合特性和動力學機理,該反應是借助外力作用,將單體轉化成自由基,進而發生不可逆的聚合反應。最后是離子聚合及配位聚合反應,主要包括陰、陽離子的聚合和配位聚合,利用不同離子發生聚合可以合成具有動力學復雜且性能高的聚合物,研究影響陰、陽離子在聚合反應中的因素,及時制止這些因素對反應過程產生的不良影響,配位聚合多數是不同離子的金屬碳鍵發生的聚合反應,通過配位聚合可以得到結構較為完整的聚合物。在三章內容結束之后,引導學生對陰、陽離子聚合反應、自由基聚合反應、配位聚合反應進行比較,比較這些反應活性中心的區別、最后產生單體的差異和對反應溶劑產生的影響等,使學生在學習完畢后,能形成一套較完整的知識體系。在第八章節中,主要講述的是高分子材料在化學反應過程中的分類、特點和影響因素。在高分子材料的合成結果可以用于生活和生產,在進行聚合物化學反應的影響因素研究過程中,主要包括物理因素和化學因素,物理因素主要是溫度和溶劑度,溫度條件越高,反應速度越迅速,溶解度也是同樣的道理。化學因素主要是鄰基效應,嚴格把握反應基團的體積,防止反應終止,同時控制靜電作用,以免改變反應速率。在第九章和第十章中,重點講述生活中塑料、橡膠和涂料等生活常用產品的特點和用途,利用加聚反應和縮聚反應的概念,區分均聚物和共聚物。利用生活中常見的聚合物辨別玻璃態、高彈態和粘流態[5]。繪畫聚合物與溫度變化的關系圖,并標出不同溫度下聚合物的變形狀態,講述高分子材料合成技術中常用的化學物質及優點和缺點。使學生在學習知識的過程中增漲對生活用品的使用意識。十一章節中,重點講述塑料的加工和合成及高分子材料的回收和利用。根據來源和用途對高分子材料進行分類,對高分子材料結構進行特點分析,對高分子構型出現的三種異構進行化學鍵講述。在高分子回收方面,將工廠產生的廢棄物和社會商場中產生的混雜廢棄物分類處理,對于工廠產生的廢棄物用磁力、密度的方法進行分離,而社會商場中出現的混雜廢棄物多數是利用手工的方法將不同的塑料種類進行分離。在高分子材料利用過程中,通常會采用不同塑料的不同燃燒熱對材料進行重新利用,節約資源。綜上所述,隨著近幾年社會科技的不斷發展,高分子技術和產品日益增多,使社會公眾對高分子技術要求逐漸迫切,高分子作為一門實用性很強的課程,此學科對教師的深入指導和學生的學習都具有挑戰性,現如今由于計算機技術的日益更新,出現的電子課件及時的緩解了課堂中的緊張狀態,利用立體思維加強學生的理解,將實物照片放大帶入課堂教學過程中,使學生在好奇心的驅使下對知識進行更好的理解,完全顛覆傳統的教學觀念,將沉悶的課堂氣氛發展成為開放性課程,教師在課前準備過程中,將學習主要目標、重點和內容進行編輯,運用幻燈片的形式播放上課內容,增強課本說服力,使同學們對高分子技術的創新意識增強,同時教師在教學過程中,對同學提出的疑問及時反饋和解答,認真評價學生在學習過程中的每個步驟的學習情況,進而達到教師教學目的。
參考文獻:
[1]張紅霞,劉軍.高分子材料科學教學研究及電子課件開發應用[J].西南民族大學學報(自然科學版),2016,29(05):638-639.
[2]崔志香,司軍輝.應用型本科院校《高分子材料科學基礎》課程教學改革探討[J].課程教育研究:新教師教學,2015,4(17):32-35.
[3]張丹,介龍梅,董雷剛.應用型本科院校數字邏輯課程教學改革探討[J].福建電腦,2016,28(4):27-28.
[4]魏喜雯,劉蘭波.應用技術大學轉型中“數字電子技術”課程教學改革探討[J].雞西大學學報(綜合版),2015,4(10):16-18.
[5]曹祥軍,吳開微,柯燕燕.應用型本科院校工程造價實訓課程教學改革探討[J].集美大學學報,2015,15(4):119-124.
作者:李文蓮 單位:湖南電子科技職業學院