高分子化學專業(yè)精選(九篇)

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第1篇：高分子化學專業(yè)范文

關鍵詞：輕化工程；高分子化學與物理；教學方法；生產(chǎn)實踐；科學研究

中圖分類號：G642.4？搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）50-0071-02

一、引言

隨著高分子科學與技術的不斷發(fā)展，高分子科學已滲透于各個學科與領域，形成了一個無法替代的交叉學科。對于江南大學輕化工程專業(yè)（染整方向）的本科生，要求掌握有關高分子的基本理論知識和應用技能，開設了《高分子化學與物理》課程。主要包括高分子化學和高分子物理兩個部分，其中高分子化學部分側重高分子合成的基本理論知識，高分子物理部分則側重于高分子的結構與性能[1-3]。該課程是輕化工程專業(yè)的學科平臺課之一，課程的學時數(shù)為48學時，在這樣少的學時條件下，要使那些對于高分子完全陌生的學生理解并掌握高分子的基本概念與原理，合理安排授課內(nèi)容和講授方式是非常重要的。通過不斷地嘗試和教學實踐，作者積累了一定的教學經(jīng)驗，取得了比較滿意的教學效果。

二、課堂教學方法嘗試

（一）課堂教學與專業(yè)基礎課相結合

雖然高分子化學和物理的基礎知識所涉及的面較廣，理論性較強，但對于輕化工程專業(yè)（染整方向）的本科生來說，要求不很深，希望學生在理解基本概念和掌握基礎理論的基礎上能夠靈活地運用，并為后續(xù)課程的學習打下堅實的基礎，培養(yǎng)他們分析與解決實際問題的能力。例如在講授逐步聚合反應機理和特點時，通常會介紹聚氨酯的合成，概念很抽象，難于理解?？膳c后續(xù)專業(yè)課《纖維化學與物理》的內(nèi)容進行有效結合，采用舉例的方法加深學生的理解，避免死記硬背。例如介紹聚氨酯彈性纖維（俗稱“氨綸”），這種纖維織物具有很好的回彈性，穿著時伸縮自如，增強了舒適感，并能顯現(xiàn)出優(yōu)美的體型和曲線美，可制作各種內(nèi)衣、游泳衣、緊身衣、彈力褲和絲襪等，在日常生活中具有廣泛的應用。再如，在講授自由基共聚合時，就可與《纖維化學與物理》和《染整工藝原理》課程中腈綸的染色進行結合，均聚聚丙烯腈制得的纖維不易染色，手感及彈性都較差，還常呈現(xiàn)脆性，不適應紡織加工和服用的要求，為此聚合時加入少量第二單體（結構單體，通常選用含酯基的乙烯基單體，可以減弱聚丙烯腈大分子間的作用力，改善纖維的手感和彈性，克服纖維脆性，有利于染料分子進入纖維內(nèi)部）和第三單體（染色單體，使纖維引入具有染色性能的基團，改善纖維的染色性能，一般選用可離子化的乙烯基單體），一般成纖聚丙烯腈大多采用三元共聚物。從而有利于學生深入理解自由基共聚合的意義。

（二）課堂教學與生活、生產(chǎn)實踐相結合

理論聯(lián)系實際，密切貼近生活。通過大學生工業(yè)見習、實習提高輕化工程專業(yè)（染整方向）本科生理論知識學習與生產(chǎn)實踐相結合的能力。認識實習的目的在于認識與專業(yè)對口的相關生產(chǎn)工藝流程和設備結構、原理等，促進學生在完成業(yè)務實習目的的基礎上，實現(xiàn)勞動教育和認識社會教育相結合。因此，我們利用暑假安排學生參與高聚物合成和加工的相關工業(yè)見習。生產(chǎn)實習的主要目的是使學生將學習過的專業(yè)理論知識具體化并得到鞏固提高，通過深入生產(chǎn)現(xiàn)場進行調(diào)查研究，參與生產(chǎn)勞動操作，充當生產(chǎn)一線工人，養(yǎng)成良好的工作作風。這些工作擴大了輕化工程專業(yè)（染整方向）學生的知識面，加深了基礎知識的理論。

此外，高分子材料已成為現(xiàn)代社會生活中衣、食、住、行、用各個方面所不可缺少的材料。日常生活中常見的制品所用的原料很多都是高分子材料，為了幫助學生認知聚合物，在講授聚合物的分類和應用時，將具體的生活制品用圖片的形式展示給學生，可以幫助學生更形象生動地記憶聚合物的名稱和具體應用。例如可以講解“限塑令”、保鮮膜的質(zhì)量問題、汽車輪胎、電腦外殼、裝修過程使用的涂料、油漆等，每一個都與高分子的基礎知識息息相關，也是學生關心的話題。所以，在教學過程中，我們盡量避免單純講授抽象的基本的概念和理論，而是從一些實際現(xiàn)象引出問題，再通過理論分析加以解釋、歸納，這樣不僅可以引起學生興趣，重要的是可以加深學生對基本理論知識的理解和掌握，達到事半功倍的效果。

（三）課堂教學與科學研究相結合

江南大學紡織服裝學院是學?！?11”工程重點建設學科，形成了紡紗、織布、染整和服裝設計與表演等完整的學科體系，尤其在紡織材料的研究與開發(fā)方面具有很強的實力，依托科研背景和科研實力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，促進教學質(zhì)量的提高。因此，除了教授學生基礎理論知識以外，還可以充分利用學校自身的科研資源優(yōu)勢，結合學科的發(fā)展方向，引導優(yōu)秀的學生參與前沿的科學研究，激發(fā)學生的創(chuàng)新潛能和創(chuàng)造力。如在國家、江蘇省和江南大學等各級大學生創(chuàng)新訓練計劃的支持下，以大三學生作為項目負責人，吸收他們參與到課題研究中，在導師指導下進行自主選題和實驗方案設計，使得學生了解了相關領域的科研動態(tài)，將學習的理論知識進行應用，加深了基本概念的掌握與理解，培養(yǎng)了學生的科研興趣，提高了學生將知識轉化為生產(chǎn)力的能力。有效建立了科研與教學協(xié)調(diào)發(fā)展、科研促進教學的機制與體制，對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)起著重要的作用，是提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的需要、實現(xiàn)教學創(chuàng)新與培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的需要。

例如，在講授高分子溶液時，就可與自身的研究方向進行有效的結合。我們知道生產(chǎn)實踐中可分為濃溶液（如油漆、涂料、膠粘劑、紡絲液、制備復合材料用到的樹脂溶液——電影膠片片基等）和稀溶液（如分子量測定及分子量分布）。而在科學研究中，正是利用高分子的濃溶液（紡絲液）經(jīng)過靜電紡絲就可制備直徑小于1000nm的纖維（俗稱“納米纖維”），這種纖維因具有較大的比表面積、獨特的網(wǎng)路結構和豐富的孔隙率等優(yōu)異性能而備受研究人員的關注，可望廣泛應用于過濾和分離材料、防護服、固定酶、生物醫(yī)學（如細胞支架、創(chuàng)傷敷料、組織工程、藥物緩釋和DNA傳輸）、電子器械（如傳感器和晶體管）和能源應用（染料敏化太陽能電池、鋰離子電池和生物燃料電池）等，在制作課堂幻燈片時引入直觀的圖片，并加以說明。這些知識的引入可有助于加深學生對基本概念的理解，也拓展了學生對微觀納米材料的認識，提高了學生進一步學習和從事科研工作的興趣。

三、結語

通過近幾年的課堂教學方法改革，提高了學生的學習興趣和對知識的理解，為后續(xù)課程的學習奠定了一定的基礎。通過這些措施，更好地培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識，提高了學生的創(chuàng)新能力，而且該專業(yè)的畢業(yè)生中有很多人從事與高分子相關的行業(yè)，學科交叉特色明顯。本文簡單介紹了江南大學輕化工程專業(yè)（染整方向）本科生課程《高分子化學與物理》的教學改革的嘗試，對其他開設輕化工程專業(yè)的高校有一定的參考意義。

參考文獻：

[1]徐曉冬.非高分子專業(yè)《高分子化學與物理》教學中的幾點體會[J].高分子通報，2010，（5）：74-78.

第2篇：高分子化學專業(yè)范文

【關鍵詞】高分子化學；雙語教學；教學改革；科研導向

隨著人類文明的進步與社會經(jīng)濟生活的發(fā)展，能源危機、人類重大疾病相關問題、環(huán)境問題等一系列對全球造成影響的科學技術問題的出現(xiàn)使得化學學科、特別是高分子學科成為所有學科的中心學科。例如，基于共軛聚合物半導體材料的有機發(fā)光二極管、場效應晶體管和聚合物太陽電池等最新的科研成果將成為未來社會生活中主要的半導體元器件；高分子藥物的出現(xiàn)將能夠很大程度上對藥物釋放、藥物靶向性等方面進行控制而不需要增加更多的臨床藥物試驗；生物醫(yī)用高分子在改善人類生活質(zhì)量方面更是意義非凡。而各種塑料、纖維、橡膠、涂料、粘合劑等高分子材料更是關系到人們衣、食、住、行的方方面面?？梢哉f，現(xiàn)代人的生活已經(jīng)離不開高分子化學和高分子材料。因此，對高分子科學的研究越來越受到國內(nèi)外學者的關注。高分子科學的誕生源于高分子合成化學，其基本概念源自于有機化學、物理化學等化學、材料學科，這種情況導致我國現(xiàn)有的高分子科學領域從業(yè)人員來源多樣。其中，從本科階段即接受高分子化學教育的比例依然很低，很多從事高分子材料、高分子化學、高分子物理、高分子工程等領域研究的人員本科主修為無機化學、物理化學、有機化學、材料學等專業(yè)。一定程度上，這些研究人員存在對高分子化學體系缺乏系統(tǒng)認知的可能。在我國高等學校進行高分子化學教學教育活動，是提高我國現(xiàn)有的高分子科學領域的從業(yè)人員基本素養(yǎng)與技能、促進我國高分子科學發(fā)展、壯大的重要途徑。近年來，高等學校為主導的國家級或省級“協(xié)同創(chuàng)新中心”的設置，使我國高等學校進入新一輪的由教學型（教學科研型）大學向科研型大學轉變的歷程中。為快速實現(xiàn)這種轉變，培養(yǎng)高層次、研究型的高分子科學領域人才愈發(fā)顯得必要和重要。目前，主要的國際學術會議、頂級國際學術期刊均以英語為主。

通過學術會議、、論文檢索等在這些國際知名的學術舞臺上進行高分子方面學術活動與信息交流，觀察國際高分子學科的發(fā)展動向，無疑是我國高分子學科跟進國際學術發(fā)展步伐和超越世界學術水平的基本條件。為此，我們必須建立培養(yǎng)能夠熟練使用英語進行高分子化學相關學科聽、說、讀、寫應用的國際性專業(yè)人才的教育體制和培養(yǎng)機制，強化我國高分子方面的科技隊伍建設。換言之，在本科階段開展高分子化學雙語教學，為培養(yǎng)具有國際化交流能力的研究生和高層次高分子科學從業(yè)者，對我國高分子學科的發(fā)展具有非常重要的意義。在高等學校開展高分子化學雙語教學存在諸多問題亟待解決?，F(xiàn)有的雙語教學限于學生專業(yè)英語基礎薄弱、高分子化學本身內(nèi)容龐雜、學生在以往幾乎沒有任何高分子化學學習經(jīng)歷和基礎等多方面、多層次原因導致高分子化學雙語教學過程中面臨如下問題：1）學生的基礎參差不齊，授課對象中有部分學生在高中階段甚至從未學過化學；2）課程的知識體系中涉及較多的有機化學、物理化學理論；3）我們選用的教材是理工兼用、教材全面但缺乏系統(tǒng)和針對性，而英文教材價格昂貴、內(nèi)容更是紛繁復雜；4）高分子化學雙語課程的目標除了教給學生基本的高分子合成化學的基本原理和方法外，還需要使學生建立起英文思維的習慣和基礎概念，如何實現(xiàn)這個目標，也是需要我們進行探索和研究的；5）高分子化學這門課程相關無論中英文教材均在理論綜合性，如何將這些貌似無用的枯燥理論加以應用，同時，在教學中從工程的角度予以描述，以彰顯其重要實用性作用，需要我們加以思考；6）某些高校尚不具備同時兼顧專業(yè)知識和相應英語水平的教師，學生極少有機會接觸國際交流的學術活動，缺乏感性認識，無法調(diào)動學習積極性。更多情況則是雙語教學流于形式，課上、課下全漢語，單純的授課課件是英語；或者脫離了知識傳遞的根本目標，語言障礙導致學生不能有效的掌握高分子化學的知識。這樣，雙語教學的“形”與“體”脫節(jié)，成為“兩張皮”。無論哪種情況的出現(xiàn)，對高分子化學雙語教學都會產(chǎn)生嚴重影響。另外，高分子化學雙語教學的執(zhí)行情況的另一重要考量指標是教學質(zhì)量。特別是以科學研究和國際交流為導向時，考察雙語教學的教學質(zhì)量和教學效果的指標也需慎重考慮，并加以確認。在教學實踐中，我們發(fā)現(xiàn)完善教學內(nèi)容，教學方式與手段，通過激發(fā)學生學習興趣和專業(yè)興趣，能克服其對雙語教學中英文的畏懼和排斥都有益處；制作精減的英文講義、多媒體課件深入研制等方法和措施的實施，安排學習英文講座視頻等都有利于雙語課程的講授。

1）高分子化學雙語教學的核心是知識而非形式。對于知識性的內(nèi)容編排，我們的做法是做了三份相互關聯(lián)的輔助教材：a）專業(yè)術語的定義和解釋，并針對性的配插圖，方便學生理解和記憶；b）對于課程內(nèi)容去蕪存菁，制作一份大約5萬字的全英文簡明讀本，內(nèi)容從高分子化學歷史、命名法、聚合方法、原理、典型計算、逐步聚合和鏈式聚合、聚烯烴、活性聚合等內(nèi)容進行覆蓋，完善高分子化學知識體系，使學生從整體上把握教材的主線，掌握高分子化學概念、分子量概念、各種聚合方法、聚合反應原理、高分子材料分類與理化特性等；c）收集經(jīng)典英文文獻14篇。此外，對于上述內(nèi)容另配置各一份講義，輔助閱讀。這樣做的目的包括：簡明讀本覆蓋了經(jīng)典教材核心內(nèi)容并包含教材內(nèi)容總體的80%，重復利用教學和課余時間，讓全部學生盡可能的掌握這部分分內(nèi)容而不是試圖讓學生學100%的內(nèi)容，但只是掌握更低比例———當然，對于學有余力的同學，鼓勵其在教師輔助下，完成全部教學內(nèi)容的掌握。

2）在教學方法上做出努力，采用高分子理論框架、線索教學法；講薄到講厚教學法；關鍵詞教學法；避免按章節(jié)步步為營的方法等。例如，理論框架、線索教學法的執(zhí)行發(fā)方法是，每次課都用5分鐘左右，把課程內(nèi)容以簡短的內(nèi)容說明，并指出其與其他章節(jié)內(nèi)容之間的關聯(lián)性，讓學生能更好的把握課程脈絡。“講薄到講厚”是指，每學期開學以兩次課分別用中文和英文分別解釋全部簡明教程相關講義，讓學生一開始就熟悉全部內(nèi)容的關鍵處，這樣，其閱讀輔助材料和課堂學習思路更明確清晰，真正能明白課程“精要80%”的含義?！瓣P鍵詞教學法”是指在厘清脈絡框架的基礎上，對輔助教材中文獻部分涉及的理論相關關鍵詞，集中突破，讓學生能理論和實踐兩方面都獲得提高。

3）利用視頻和錄像內(nèi)容輔助教學。制作教學錄音和錄像，給學生共享，讓學生課下可以繼續(xù)觀摩課堂內(nèi)容，培養(yǎng)其聽和說的能力。不斷構建新的新的本科雙語教育模式，使本科生能從雙語教學過程中分享課程教育國際化的機會，從中受益，并獲得在其他場所不能獲得的實踐和能力鍛煉，從而提高整體素質(zhì)、創(chuàng)新意識及綜合能力。安排學生參加國際學術會議，到場聽取英語母語國家的專家匯報，同時錄制會議報告錄像和錄音。

4）組織學生檢索高分子化學基礎理論相關英文文獻、制作課件，并互相評閱，提升學生使用英文交流的能力。從科研的角度讓學生體會雙語教學“重點在讀懂、其次在會寫，然后是能聽懂和能說”的含義。

5）對于課堂教學效果的考察采用按照學習內(nèi)容分段考核，并以英文形式呈現(xiàn)。例如，逐步聚合及其原理和聚酯、聚酰胺放在一起考核；自由基聚合物及其原理和實施方法一起考核；工程塑料、天然產(chǎn)物、環(huán)境污染和降解與穩(wěn)定化放在一起考核等。這樣的做法，讓授課內(nèi)容的排列更加緊湊，也讓學生更好的把握知識點的相關性。

6）強調(diào)背景預備知識積累，強化雙語教學對其他相關化學課程的關聯(lián)性，培養(yǎng)學生專業(yè)英語綜合素養(yǎng)，以期對學生閱讀英文文獻、其他相關英文課程教科書有所裨益。上述的教學思想和教學新方法的采用雖然在一定程度上大幅度增加了教師備課、授課工作量，但是從全局的角度看，能通過高分子化學單獨一門功課的教授，培養(yǎng)學生對專業(yè)英語的掌握，甚至到一定時間，可以接受全英文教學。在實施兩年后，我們大體有以下一些感受。1）教與學雙方的主動性都被調(diào)動起來，讓教學過程變得更豐富；教師自編教學講義，必然會更加熟悉，更加明白其意義，在講授過程中，看到自己的成果被學生接受，會更加有熱情。2）國際會議現(xiàn)場交流，前言文獻和研究內(nèi)容引入課堂等顯著增加了學生對英文感性認識，增加其學習熱情，更有利于雙語教學的實施。3）全局教學、富有線索和邏輯的分段教學、合理的考核內(nèi)容安排讓學生能更好的認識到自己學習的不足，避免學生到了期末才開始突擊學習的壓力和無奈，把問題發(fā)現(xiàn)在平時。通過階段考核，讓教師能合理的調(diào)節(jié)講授的節(jié)奏。4）課外文獻調(diào)研和互評報告能提供學生自主學習的靈活空間，讓學生能主動的進行自我培養(yǎng)，有利于獨立學習能力的提高?？傊?在過去幾年的高分子化學雙語教學中，我們通過合理的教學改革措施的使用，提高教學質(zhì)量和教學效果，為將來這些接受良好英語授課培養(yǎng)的學生進入科研崗位，從事研究生學習打下良好的基礎。當然，這些方法也有繼續(xù)改進的空間，我們也將繼續(xù)進行深入研究與探索，總結經(jīng)驗，探索培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的高分子科學人才的新思路和新方法。

【參考文獻】

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第3篇：高分子化學專業(yè)范文

關鍵詞：高分子化學；教學改革；教學質(zhì)量

中圖分類號：G642.0？搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）03-0032-03

高分子化學是高分子專業(yè)和材料專業(yè)的理科及工科學生的必修課，也是其他化學、化工專業(yè)學生的選修課之一，是高分子科學及材料科學的基礎，在化學相關專業(yè)培養(yǎng)體系中占據(jù)相當重要的地位。所以，很多院校既在本科階段開設本課程，又在研究生階段開設相應的必修和選修課程[2]。高分子化學的主要講授內(nèi)容[1]為各種聚合方法的反應機理及其對聚合物結構的影響，以及聚合物的化學改性方法。課程的目的在于使學生能夠通過高分子化學基礎知識的學習，指導科研和生產(chǎn)實踐活動。但是由于相對材料領域的其他學科來說，高分子化學還是一門比較年青的科學，許多理論還不太成熟，而且新材料和新的合成方法不斷涌現(xiàn)，致使許多學生感覺無所適從，反映該課程涉及的內(nèi)容太多且難于掌握，在一定程度上影響了學習的興趣和掌握程度。為了提高學生學習的興趣及知識的掌握程度，本人就教學中存在的一些問題進行了思考并且提出了一些個人的解決意見。下面分別從教學內(nèi)容、教學方式、教學對象以及教學實驗拓展創(chuàng)新幾個方面分別闡述。

一、關于教學方式

以往的高分子化學課程多是采用講授法[3]，這種方法的優(yōu)點是教師容易控制教學進程，能夠使學生在較短時間內(nèi)系統(tǒng)地掌握科學知識。但是，如果運用不得當，就會出現(xiàn)教師在講臺上激情澎湃，而學生卻聽得云里霧里的狀況，很可能由于聽不懂而失去興趣。所以我們根據(jù)授課對象的不同，改變不同的授課方式，通過調(diào)整教學方式，使難懂的知識變得易于接受，增加學生的學習興趣。比如在講授法的同時適當?shù)丶尤肓擞懻摻虒W法、互動教學法等。其中討論法教學特別適用于對研究生的教學，讓學生以小組為單位，圍繞最新的高分子前沿知識，查閱相關資料，并布置課后作業(yè)，讓學生查找與某一知識點相關的前沿科研成果（如RAFT法在材料制備中的應用），做成幻燈片，然后在課上以主題講座的形式向全體同學匯報、講解，并回答其他同學的問題。通過主動講解的方式，把被動思維轉化成主動思維。這樣既調(diào)動了大家的積極性，同時又豐富了大家的知識，使學生在深刻地掌握高分子學科的相關知識的同時，又鍛煉了研究生查閱文獻和學術報告的能力。互動教學法中，我們會讓學生提出一些自己感興趣的高分子相關問題，然后在課堂講授中予以回答。比如緩釋藥劑的釋放原理是什么、塑化劑為什么會到飲料中去、飲料瓶是如何成產(chǎn)的等等。學生提出的往往是生活中遇到的實際問題，將這樣的問題放到課堂，可以提高學習興趣，活躍課堂氣氛，加深學生對知識的理解。

二、關于教學內(nèi)容

高分子化學是一門化學類的專業(yè)課程，它不僅需要有機化學、物理化學等基礎化學專業(yè)背景知識，而且內(nèi)容豐富、知識點眾多，理論體系嚴謹，實踐性強。在教學過程中存在知識點眾多、反應方程式復雜、反應機理抽象深奧等特點，相對較難理解記憶。尤其是作為選修課的時候，許多同學由于相關的化學背景知識掌握得不扎實，導致難以理解，甚至不理解，造成學習障礙，從而影響學習的興趣。因此，如何把復雜的機理，例如配位聚合、開環(huán)聚合等，通過通俗易懂的方式將知識點深入淺出地傳達給學生，是教學改革的關鍵問題。在實際教學過程中，我們將高分子化學中的反應過程、反應機理、聚合物立體構型等抽象難懂的教學內(nèi)容，以立體或動畫的形式表述出來，實現(xiàn)了聚合反應的“可視化”[4]。以丙烯的配位聚合為例，我們以三維動畫的形式來表述，分子式是三維立體的，反應機理是動畫的形式一步一步進行的，生動地向學生講述了從配位到過渡態(tài)再到反應終態(tài)的過程，最后還用ChemOffice等專業(yè)化學軟件繪出彩色立體并可以旋轉的聚丙烯旋光異構的結構，直觀形象地描繪出難以想象的三維立體結構。大量三維立體圖、動畫、視頻等多媒體的綜合運用，將高分子化學知識形象逼真地顯示在熒屏上，從而多方位刺激學生的感官，達到“刺激-反應-強化”式現(xiàn)代教學方式[5]。這種方式有利于調(diào)動學生的學習積極性和提高學習興趣，加深對知識點的理解，優(yōu)化教學過程，提高教學質(zhì)量，提高學生形象思維能力和課堂效率，實現(xiàn)最佳的學習效果。我們還將高分子教學與網(wǎng)絡教學相結合，提供給學生相應的文獻檢索數(shù)據(jù)庫（如CNKI、ISI等）和高分子領域主流雜志（如Macromolecules、Progress in Polymer Science、Polymer、高分子學報等），使學生可以在課堂以外有針對性地選擇自己感興趣的內(nèi)容，進行深入的學習。尤其對于研究生教學，要強調(diào)高分子科學中前沿科學的講解，注重結合科研的最新成果。高分子科學本身就是一門年輕的學科，隨著時代的不斷進步，其內(nèi)容也在不斷地發(fā)展與完善。如自由基活性聚合機理的提出、配位聚合機理的完善、樹枝狀聚合物的成功合成、活性可控乳液聚合方法、‘click化學’的出現(xiàn)，極大地豐富了高分子化學的內(nèi)容。它們不同于經(jīng)典的高分子化學反應，但又是當今研究的熱點。這些新技術的機理往往還不太成熟，很難在近期內(nèi)系統(tǒng)寫入教科書中。所以我們在講解高分子化學的課程中，要在深化基礎知識的前提上，將前沿的科研成果作為實例，融合到教學過程中，從而豐富和活化教學內(nèi)容，使教學內(nèi)容始終跟上時代的步伐?？偟膩碇v，學生更愛聽一些高分子化學在實際應用方面的知識，所以在講課中，作者還把自己以前的研究內(nèi)容，如聚合物納米微球的聚合方法、聚合物互穿網(wǎng)絡、鉻系非均相催化乙烯的配位聚合等與所講知識結合起來，豐富了教學的內(nèi)容，收到了比較理想的效果。

三、關于教學對象

高分子化學這門課程既對本科生又對研究生開設，但是學習的側重點會有所不同，所以應采用不同的教學方式，選擇不同的教學內(nèi)容。對于本科教學，我們要抓住基礎知識的講解。初窺門徑的學習，最重要的是要有直觀的認識，要將知識點盡量講得生動、具體；注重基礎理論部分，同時也要注重開放性思維的培養(yǎng)。對于研究生教學，則應當關注更深層次的理論研究，并將其與所研究課題的內(nèi)容聯(lián)系起來，把所學的知識活學活用，理論落實到實際當中去。在正式講課前，可以讓學生對自己的研究方向、研究內(nèi)容做一個簡短的介紹，了解學生研究課題與高分子相關之處，這樣在授課中，對于學生的研究課題有益的地方重點講解，做到有的放矢。比如乳液聚合的講解。對于本科生，基礎地從乳化劑、聚合機理和動力學進行講解，突出強調(diào)了成核機理、聚合場所和乳液聚合的三個階段這些基礎知識點，并以最為常用的醋酸乙烯酯乳液聚合為例（同時還進行了分組實驗），與本體自由基聚合進行對比，讓學生形象地認識到乳液聚合的特點，特別是乳液聚合可以同時提高聚合速率和聚合度。而對于研究生，有些學生已經(jīng)在本科階段學習過該課程，而且學生的接受能力也較本科生好，可以在幫學生梳理上述基礎知識后，結合乳液聚合的新進展進行講解。我們?yōu)閷W生介紹了可控活性乳液聚合，即將可控活性自由基聚合和乳液聚合結合起來，如RAFT乳液聚合、RATRP乳液聚合等；還介紹了以不同材料作為種子，進行的種子乳液聚合制備多種復合材料的方法。

四、關于教學實驗拓展創(chuàng)新

高分子化學是高分子科學的基礎，是一門以實驗為基礎的自然科學，但是它的理論部分略顯枯燥，讓人覺得難以理解，如何把理論與實驗相結合，相得益彰，這是我們努力的重點方向。實驗部分不僅可以驗證聚合理論，理論的學習最終也是要為實驗服務。合理引導與啟發(fā)，更能為學生學習后繼高分子課程奠定必要的認識基礎。為此，我們在緒論、逐步聚合和連鎖聚合等部分的講述過程中穿插開設了相應的實驗。在課程伊始的緒論部分，我們將PE、PP、尼龍6等聚合物工業(yè)原料顆粒帶進課堂，讓學生對聚合物有一個直觀的認識，并分別以果凍和淀粉這兩種的食物為例，來區(qū)別交聯(lián)和線性聚合物。在逐步聚合部分，讓學生分組進行了酚醛樹脂的制備實驗。以先對簡短而又典型的聚合實驗，展示縮聚反應的過程，并讓不同組，加入不同的苯酚和甲醛配比，來說明凝膠點問題。在連鎖聚合講述過程中，我們插入了醋酸乙烯酯的乳液聚合，結合乳液聚合特點的講述，使學生在實踐中學習，顯得更有效率，印象更加深刻。

我們要不斷改進教學方法和教學內(nèi)容，調(diào)動學生的積極性，力求學生能掌握知識要點，讓學生學得明白，學得透徹。使學生在學習高分子化學課程后，能夠融會貫通，指導生產(chǎn)實踐和科研創(chuàng)新。

參考文獻：

[1]潘祖仁.高分子化學[M].第4版.北京：化學工業(yè)出版社，2011.

第4篇：高分子化學專業(yè)范文

關鍵詞：涂料學；高分子專業(yè)；教學改革；涂料實驗

近年來，隨著我國對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)問題的日益重視，大力加強素質(zhì)教學，培養(yǎng)和激發(fā)學生的創(chuàng)造力的同時，進一步鞏固學生的基礎知識就顯得尤為重要[1]。在我國，無論是在綜合性院校、理工科院校，還是職業(yè)技術院校，大都開設了高分子的本科專業(yè)，包括：高分子化學與物理專業(yè)、高分子材料專業(yè)以及高分子加工專業(yè)等。在課程設置方面，基本都開設了高分子化學、高分子物理和高分子分析方法等基礎課程以及高分子專業(yè)基礎實驗。然而我們在教學實踐中發(fā)現(xiàn)，學生很難將之前開設的基礎課程中的知識融會貫通，對生活實例不能做出相應合理的解釋。高分子作為一個實用性很強的專業(yè)，各門專業(yè)課之間有著密切的聯(lián)系：利用高分子化學知識合成出不同結構的高分子材料，高分子材料的結構將直接影響其性能，在對材料進行加工時又需要運用高分子物理和流變學等知識[2]。如果學生們不能將專業(yè)基礎知識活學活用、融會貫通，那么他們將很難應對高分子專業(yè)相關工作中的實際問題。因此，我們嘗試針對高分子專業(yè)的培養(yǎng)方案，在開設高分子化學、高分子物理、高分子成型加工以及高分子結構分析方法這些專業(yè)課程的基礎上，新增了一門《涂料學》課程，安排在第7學期進行，計劃學時為32學時。力求通過本課程的學習，鞏固之前學到的專業(yè)知識并將其融會貫通，同時拓寬學生的知識面，提高其實踐能力。為了達到教學目標，培養(yǎng)出基礎扎實、有創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才，《涂料學》課程的本科教學內(nèi)容和教學方法的設計就是必須考慮的首要問題。為此，筆者結合從事涂料課程教學與科研的經(jīng)驗，參考接收本科生進行涂料實習單位的反饋意見，同時結合《涂料學》課程自身特點，做了一些初步的探討。

一、《涂料學》課程的特點和意義

高分子的主要應用領域集中在涂料、塑料、粘合劑和助劑四方面。進入21世紀以來，我國涂料行業(yè)發(fā)展迅速，對涂料行業(yè)科研技術人才的需求量大大增加[3]。為此，在國內(nèi)一部分高校中的高分子相關專業(yè)開設了涂料相關課程?！锻苛蠈W》課程是建立在高分子化學、有機化學、無機化學、膠體化學、表面化學與表面物理、流變學、材料力學、光學和顏色學科基礎上的一門綜合性學科，但又不是這些學科的簡單加和而有其自身理論。對于高分子專業(yè)的學生而言，如何能將其學到的無機化學、有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理等基礎知識貫穿統(tǒng)一起來，《涂料學》無疑是一個不二選擇。開設涂料課程，一方面使今后從事涂料行業(yè)的學生進入工作崗位后，盡快成為行業(yè)技術骨干；另一方面對于今后從事非涂料領域的高分子學生而言，課程的學習過程也是對之前學到的化學和材料學基礎知識鞏固、加強和提高的過程。

二、《涂料學》教學的主要內(nèi)容

涂料學課程的內(nèi)容多，課時少，教師難以在短時間內(nèi)將涂料行業(yè)所需的內(nèi)容講深、講透。在課程教學的過程中，教師應該堅持理論結合實際的教學方針，對知識結構優(yōu)化調(diào)整，做到簡單而不淺顯，深奧而不枯燥。在教學內(nèi)容上，要注重兩方面的統(tǒng)一：一方面注意《涂料學》課程章節(jié)間的聯(lián)系和統(tǒng)一，這門課程涉及到涂料概述、顏料、溶劑、樹脂等內(nèi)容，各部分內(nèi)容既相對獨立，又相互聯(lián)系；另一方面，要把握《涂料學》課程與無機化學、有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理等基礎知識貫穿統(tǒng)一。教師在教學中應該重點介紹以下內(nèi)容。

1.涂料的基本知識。這部分內(nèi)容主要介紹涂料概念、組成、類別、功能以及發(fā)展概況。結合日常生活所接觸的涂料，使學生掌握涂料的基本概念、分類和作用。讓學生們了解到，現(xiàn)代涂料學的發(fā)展是以化學，特別是高分子科學為基礎，結合界面科學和流變學發(fā)展起來的。了解涂料的發(fā)展背景和面臨的挑戰(zhàn)，懂得涂料的發(fā)展趨勢。通過對目前報道較新的，具有特殊功能的涂料的介紹來激發(fā)學生對涂料的興趣，并為以后進行涂料的科學研究開好頭。

2.顏料相關理論。顏料和填料是涂料生產(chǎn)不可缺少的成分之一。其作用不僅是色彩和裝飾性，更重要的是改善涂料的物理化學性能，提高涂層的機械強度、附著力、防腐性能、耐光性和耐候性。讓學生了解遮蓋力、著色力和吸油值等基本概念。在授課過程中，這部分知識與物理化學中的雙電層理論聯(lián)系緊密，可以對以前的基礎知識鞏固提高。關于顏料的分散是教學的重點。

3.溶劑知識。溶劑是不包括無溶劑涂料在內(nèi)的，各種液態(tài)涂料中所含有的，為使得液態(tài)涂料完成施工過程的必要的一類物質(zhì)。原則上不構成涂膜，也不存留在涂膜中。在授課過程中，這部分知識與有機化學和高分子物理中的極性、溶解力、粘度等相關知識聯(lián)系緊密，可以對以前的基礎知識鞏固提高。在教學中，使學生掌握根據(jù)溶劑理論選用溶劑和改善涂料性能，了解有機溶劑對環(huán)境的危害，開發(fā)綠色水性涂料和高固體份涂料是涂料行業(yè)的趨勢。

4.樹脂知識。成膜物質(zhì)是組成涂料的基礎，它具有粘結涂料中其他組分形成涂膜的功能，對涂料和涂膜的性能起到?jīng)Q定性的作用。例如，在丙烯酸樹脂章節(jié)中的內(nèi)容與高分子化學基礎課中自由基聚合和聚合方法的相關知識密切聯(lián)系。不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂和聚氨酯章節(jié)中內(nèi)容與高分子化學基礎課中的縮聚和逐步聚合相關內(nèi)容聯(lián)系緊密。因此，授課的過程也是對以前的知識復習，深入體會和提高的過程，將這些基本知識與涂料制備技術相互滲透，相得益彰，這也正是開設《涂料學》課程的特色。

三、教學方法

1.教學與生活、生產(chǎn)相結合，注重理論聯(lián)系實際。涂料是一門理論性和應用性都很強的交叉學科。理論知識比較晦澀，但大多數(shù)基本理論知識都已經(jīng)在本科基礎課教學階段涉及，在涂料課程中只是有針對性的學習，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。在教學的初期階段，為了使得學生盡快入門，熟悉涂料學，就要將日常生活、生產(chǎn)與涂料結合，介紹生活和生產(chǎn)中涂料的應用，提高學生從心理上對課程的接受程度。眾所周知，涂料學的特點是“入門易、學懂難”。為了提高教學效率，改善教學效果，必須要注重理論聯(lián)系實際。這種聯(lián)系實際上是基礎知識與涂料學的聯(lián)系；涂料學與實際應用的聯(lián)系。把涂料學作為有機化學、高分子化學、高分子物理等基礎知識實踐的對象，會使學生對所學過的基礎知識鞏固提高，為今后打下堅實的理論基礎。在涂料學理論實踐過程中，學生可以去涂料生產(chǎn)廠和研究院所參觀學習。學習涂料生產(chǎn)方法和檢測方法，了解生產(chǎn)設備和檢測儀器設備。學生往往很有興致，注意力高度集中，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。

2.開設涂料實驗。在高分子化學實驗的基礎上，開設涂料實驗課程[4]。高分子化學實驗中，一般開設甲基丙烯酸甲酯（或苯乙烯）的乳液聚合、聚酯合成實驗等，可以在這些實驗的基礎上，進一步開設丙烯酸乳液合成、低分子量聚酯合成以及低分子量聚酯與異氰酸酯固化等，并且可以進一步開設乳膠漆的制造、涂料性能檢測等系列實驗，讓學生自己合成樹脂，自己配制涂料，自己對涂料和涂層進行檢測。通過實驗，不但將課堂所學到的理論知識通過實驗鞏固提高，而且訓練學生進行涂料生產(chǎn)和科學研究的方法，培養(yǎng)學生的動手能力，分析和解決問題的能力。

四、結語

總之，筆者對在高分子專業(yè)本科教學中開設《涂料學》課程的必要性、優(yōu)化教學內(nèi)容、改進教學方法進行了初探，提出開設《涂料學》課程的必要性：一方面，對于處于專業(yè)知識學習的學生而言，通過本課程的學習，加強他們對高分子專業(yè)基礎知識的鞏固，為今后從事高分子相關專業(yè)的工作打好堅實的理論基礎；另一方面，針對今后從事涂料行業(yè)的學生，涂料行業(yè)快速發(fā)展，科技含量越來越高，涂料學課程的開設正好可以滿足涂料行業(yè)對大批高層次科研技術人員的需求。

參考文獻：

[1]徐光憲.我對素質(zhì)教育的認識[J].大學化學，2004，19（3）：1-8.

[2]陳立貴，袁新強，李雷權，等.構建符合學校定位的高分子專業(yè)人才培養(yǎng)方案的研究[J].科技資訊，2009，（22），161-162.

[3]涂料工藝編委會.涂料工藝[M].北京：化學工業(yè)出版社，1997.

第5篇：高分子化學專業(yè)范文

關鍵詞:綠色化學;高分子;設計實驗

高分子化學是一門實用性和實驗性都很強的學科,是化學、化工、材料等專業(yè)必須修讀的基礎課程,與原有的四大化學并列,成為第五大化學。高分子材料已深入到人類生活和生產(chǎn)的每個角落。

高分子化學教學過程中發(fā)現(xiàn),在實驗內(nèi)容等方面存在一定的局限性和不足之處,其完善需要經(jīng)歷一個不斷實踐和更新論證的過程。將高分子實驗課中聚合物的分子設計、合成、加工和測試等實驗內(nèi)容有機結合,組成一門高分子科學實驗課程,是高分子教學改革的必然趨勢。

一、高分子設計實驗課開設的必要性

廊坊師范學院化學與材料科學學院材料化學專業(yè)的高分子化學實驗于2008年開設以來,由本專業(yè)教師在部分科研成果及其他院校高分子化學專業(yè)實驗教學資料和經(jīng)驗的基礎上,對設計實驗的內(nèi)容進行了設定。高分子設計實驗的開設,為學生專業(yè)實驗技能的培訓、動手能力的培養(yǎng)以及思維創(chuàng)造力的提高等方面起到了積極的促進作用。

設計性實驗是指給定實驗目的、要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案,并加以實現(xiàn)的實驗。設計性實驗有利于培養(yǎng)學生的實踐能力,提高學生探索新問題的興趣、研究問題的綜合能力。開設設計性實驗時,要注意緊緊圍繞學生的綜合能力、初步設計能力及創(chuàng)新意識培養(yǎng)這一目標,注意與課程設計、課外科技活動、集中的綜合訓練相結合。

傳統(tǒng)實驗在與理論教學的配合上,是教師根據(jù)教學的一般規(guī)律或實驗內(nèi)容安排的,而不是學生根據(jù)各自學習中的需要或進一步探索的興趣所確定的,無法體現(xiàn)個性的發(fā)展。驗證性實驗一般是前人做過的,經(jīng)過精簡提煉,專門為教學而設計的實驗,實驗沒有次要的實驗現(xiàn)象的干擾,這對學生今后從事科學研究和對新事物的探索非常不利。在高校中開設設計性實驗,營造培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力的環(huán)境是非常必要的,有利于提高學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

二、注意培養(yǎng)綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展意識

1.綠色化學的核心內(nèi)容

綠色化學又稱環(huán)境無害化學或環(huán)境友好化學,是指設計和生產(chǎn)中,使用沒有或者盡可能小的產(chǎn)生環(huán)境副作用的化學品。綠色化學的核心內(nèi)容主要體現(xiàn)在:第一是減量,即減少三廢排放;第二是重復使用,如催化劑、載體等;第三是回收,可以有效地實現(xiàn)省資源、少污染、減成本的要求;第四是再生,是節(jié)省資源、能源,減少污染的有效途徑;第五是拒用,如不用有毒副作用及污染嚴重的原料,這是杜絕污染的最根本方法。

開發(fā)新型的、可生物降解的高分子材料,解決“白色污染”問題;以及充分應用可再生資源,即:采用可再生資源做化學化工原料,是綠色化學的重要任務和方向。眾所周知,“白色污染”是當今社會的一大公害,塑料作為合成高分子材料,具有性能多樣、用途廣泛和價格優(yōu)廉的優(yōu)點,已成為人類生產(chǎn)和生活中不可缺少的一種材料。然而,廢棄塑料造成很大的環(huán)境污染。在實驗教學中,應注重強調(diào)高分子材料的環(huán)境同化,高分子材料的循環(huán)和再生技術,探索高分子材料與生態(tài)環(huán)境的相互影響,實現(xiàn)高分子材料與生態(tài)環(huán)境的和諧等內(nèi)容。

2.綠色化學的重要指標

綠色化學的一個重要指標是原子利用率,其定義為:期望產(chǎn)品的摩爾質(zhì)量占化學方程式中按計量所得物質(zhì)的摩爾質(zhì)量的比值。高分子材料的制備包括單體的合成,聚合物的合成及聚合物的加工,前兩步都有一個原子利用率的問題。要實現(xiàn)綠色化,只有在合成中提高原子利用率,才會真正減少廢物的生成。

綠色化學的理想是指:不使用有毒有害的物質(zhì),不產(chǎn)生有毒有害的廢棄物,不使用對環(huán)境有害的落后化學工藝。其目的是把現(xiàn)有的化學和化工生產(chǎn)的技術路線從“先污染,后治理”改為“從源頭上根除污染”。

3.開設小量、半微量實驗

有關綠色化學的教育才剛剛起步,國內(nèi)大多數(shù)學校尚未涉足。現(xiàn)有的化學實驗課程的教學內(nèi)容難以體現(xiàn)綠色化學思想,不少實驗仍大量使用有毒有害藥品,產(chǎn)生大量的“三廢”,對微型化學實驗研究推廣不夠。

傳統(tǒng)的常量實驗藥品用量大,導致教學經(jīng)費投入大、資源利用率低、環(huán)境污染嚴重等?？梢栽谀承嶒為_設小量、半微量實驗。這些小量、半微量實驗對學生實驗技能、實驗的準確性和精密度等都提出了更高的要求。

綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展已成為企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展必須考慮的因素。在設計專業(yè)實驗時,盡可能地采用專業(yè)、簡單高效的實驗路線,教師在講授時將其他生產(chǎn)過程和工藝進行對比,強調(diào)整個實驗過程的經(jīng)濟性和環(huán)保效益,讓學生充分體會到增強環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展對社會經(jīng)濟發(fā)展的重要性。通過給學生灌輸環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的理念,為學生今后生產(chǎn)設計和研究開發(fā)等工作提供一個基本的思想準則。

三、將科研與實驗教學結合起來,開發(fā)應用型實驗

1.將廢舊高分子的綜合利用作為設計實驗內(nèi)容

高分子化學是一門應用性很強的化學基礎學科,是材料化學專業(yè)的重要專業(yè)基礎課,對于材料化學專業(yè)的學生,學習高分子化學不僅要全面掌握高分子化學的理論知識,更重要的是要學會高分子的實驗方法以及在實際中的應用。我們從廢舊高分子的綜合利用出發(fā),探討科研成果轉化為高分子設計實驗的研究與實踐。

廢舊高分子材料的綜合利用是綠色化學的重要組成部分,它將對減少環(huán)境污染具有重要的實際意義,同時又能獲得有價值的工業(yè)原料,對能源的再利用具有一定的意義。在我們的教學實踐中,在已經(jīng)具備的課題組成員大量前期科研成果基礎上,對廢舊聚苯乙烯、廢舊有機玻璃、廢舊聚氨酯和聚酯進行再利用研究。設計實驗的內(nèi)容包括對控制反應的幾個因素:升溫速度、溫度、催化劑種類與用量、反應時間等進行優(yōu)選。這類設計實驗的開設使學生對綠色化學的概念有一個深入理解,使學生增強環(huán)保意識、掌握廢舊高分子材料的綜合利用方法,對從實際出發(fā)鍛煉自身科研能力有重要意義。

在高分子實驗教學中,適時引入“降解”這一高分子學科中的重要概念,并適當介紹高分子降解中的一些問題,如生物、光、輻射、熱、機械及化學等因素引起的降解規(guī)律,并介紹相關高分子的設計方法。也就是讓學生正面理解“聚合”的同時,也從反面理解了“降解與解聚”,這樣就形成了一個完整的教學體系。

2.將天然可降解高分子作為設計實驗內(nèi)容

目前對付“白色污染”的方法一般是以填埋和焚燒為主,還有再生利用。再生利用的費用較高,難以推廣,最好的方法是開發(fā)能夠降解的環(huán)境友好材料。這種材料能夠在環(huán)境條件下分解成能納入自然生態(tài)循環(huán)的小分子物質(zhì)?，F(xiàn)在一般以淀粉、纖維素、甲殼素、殼聚糖等天然多糖為原料,采用共混或接枝等方法得到聚合物(如塑料),這類制品可以生物降解,最終轉化為二氧化碳和水,納入生態(tài)良性循環(huán)。

高分子設計實驗中可以開發(fā)一些能聯(lián)系實際生活的應用型實驗,將教師的科研工作與實驗教學緊密聯(lián)系起來,體現(xiàn)出高分子科學實驗的實用價值,能強烈地激發(fā)學生的創(chuàng)造性。

基于此,在高分子設計實驗中我們增加了“從蝦殼蟹殼制備甲殼素和殼聚糖并用于工業(yè)廢水的凈化”,本設計實驗是從綠色高分子角度出發(fā),將回收的蝦殼蟹殼經(jīng)水洗、稀酸浸泡、稀堿浸泡等方法先制備甲殼素,然后用堿煮的方法將制得的甲殼素進行脫乙?；?制備出殼聚糖初產(chǎn)品,再用沉淀法進行純化得殼聚糖純品。將殼聚糖純品分別進行脫乙酰度、平均分子量、灰份含量、水份含量的測定。將得到的甲殼素和殼聚糖用于工業(yè)廢水中重金屬離子和有機酸的吸附分離。

四、培養(yǎng)學生綠色化學思想和對高分子實驗的興趣

興趣是學習的最大動力,學生只有具有了學習興趣,才會主動花時間和精力鉆研所學的內(nèi)容。目前,實驗課幾乎全部是程式化過程,教師總是先講解實驗原理、操作步驟、注意事項等,學生被動地聽,不去思考,機械地完成每一步操作,為實驗而實驗。實驗帶給學生的不是學習的興趣,更不用說培養(yǎng)思考能力和興趣了。因此,在課程實驗教學階段,通過質(zhì)疑引思、舉例與聯(lián)想、歸納總結、啟發(fā)式教學等方法來實現(xiàn)開拓創(chuàng)新。

第6篇：高分子化學專業(yè)范文

關鍵詞：施陶丁格；高分子理論；化學史料

文章編號：1005-6629(2011)12-0063-05　中圖分類號：G633.8　文獻標識碼：B

在現(xiàn)代化學史上，20世紀的二十到三十年代是個關鍵時期，因為它正是現(xiàn)代化學建立的初期。以共價鍵的提出為契機，現(xiàn)代化學家和部分物理學家開始著手奠定現(xiàn)代化學的理論基礎。例如，量子化學和高分子化學兩個領域。在量子化學領域，以美國化學家鮑林為代表，展開了對分子結構的準確描述和對化學鍵本質(zhì)的探索，這方面的內(nèi)容在前文中已作介紹。在本文中，將重點陳述和探討德國化學家施陶丁格，為建立高分子理論而走過的艱難歷程，以及他為高分子合成材料的發(fā)展所作出的歷史性貢獻。

1　化學實踐召喚創(chuàng)新的高分子理論

施陶丁格(Hermann Staudinger，1881～1965)，德國有機化學家和高分子化學家，出身于沃爾姆斯一個知識分子家庭，父親是位哲學教授。施陶丁格自幼愛好化學和化學實驗，曾就讀于達姆施塔特大學、慕尼黑大學，1903年獲哈雷大學博士學位。后赴斯特拉斯堡大學深造，1907年任該校講師，1908年任卡爾斯魯厄工業(yè)學院副教授，1912年任蘇黎世工業(yè)大學有機化學教授。1926年任弗賴堡大學化學教授，1940年任該大學高分子化學研究所所長，一直工作到1951年退休并任名譽教授終生。

施陶丁格從事高分子化合物研究，為此付出了常人難以想象的心血和代價。其重要原因在于，他所面臨的研究對象既是古老的又是新生的，無論是高分子化合物的性質(zhì)，還是高分子化合物的分子結構以及高分子化合物的改性和合成，都存在著新的實踐和舊的理論或新的理論與傳統(tǒng)觀點之間的沖突。眾所周知，高分子化合物自古以來就有之，一般稱之謂“天然高分子物質(zhì)”，它與人類的生活密切相關。例如，作為食物的蛋白質(zhì)和淀粉，作為織物纖維的棉、毛和絲，作為涂料的天然樹脂和油漆等都屬于這類物質(zhì)。不過在古代都是采集來這些物資后直接加以利用，沒有什么化學加工，因此還談不上對高分子物質(zhì)的化學研究。早先，人們雖然天天在與天然高分子物質(zhì)打交道，但對它們的本性卻一無所知。隨著社會生產(chǎn)力和化學技術的發(fā)展，從19世紀中葉開始，人們逐步涉及對天然高分子物質(zhì)的化學改性的實踐活動，已使它們更適應于工業(yè)、生活中某種需要的性能要求。而正是在這種化學改性的實踐過程中，有些化學家開始了對天然高分子物質(zhì)本性的探求。

1.1天然高分子物質(zhì)的核心改性

首先應該提到的是橡膠的加工工藝。據(jù)記載，哥倫布第二次航海(1493-1496)到達拉丁美洲的海地時，曾發(fā)現(xiàn)當?shù)赝林艘呀?jīng)開始利用天然橡膠。1735年，法國科學院考察隊在南美洲亞馬遜河河谷發(fā)現(xiàn)野生橡膠樹林；1876年，橡膠樹中最重要的品種海維亞巴西橡膠被移植到英國，其后又移植到錫蘭(現(xiàn)斯里蘭卡)，而在今日馬來西亞、印度尼西亞、泰國及越南等地得到了大發(fā)展。19～20世紀之交，亞洲地區(qū)橡膠的出口量已經(jīng)達到7000多噸。而要將大量天然橡膠變?yōu)檫m合人們所需的橡膠制品，需要一系列的橡膠加工工藝將其改性。

第一步是解決固體生膠的溶解問題。最初是采用添加松節(jié)油和乙醚，后改進采用橡膠與硫磺及少量鉛粉共煮變成彈性既好，又不發(fā)粘，而且堅韌的制品。這便是最早將線型天然橡膠分子用硫磺作交聯(lián)劑，使其形成網(wǎng)狀結構的成功嘗試。這種硫化工藝從1885年開始被廣泛采用并運用于橡膠輪胎的制造。20世紀初期，這種硫化橡膠工藝獲得了進一步發(fā)展，其主要表現(xiàn)是硫化促進劑(苯胺)和補強劑(碳黑)的應用，以促進硫化過程的加速和硫化溫度的降低。這不僅降低了成本，而且改善了橡膠輪胎的強度和耐磨性，從而提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

其次，天然纖維素的化學改性也是一項意義重大的天然高分子加工工藝。主要涉及硝化纖維即“火藥棉”的制造和“人造絲”的制作。1846年，瑞士化學家申拜恩(C.F.Schonbein)用硝酸一硫酸混合酸處理纖維素得到了火藥棉(含氮量在12.0～13.5％，相當于纖維素三硝酸)。起初火藥棉不穩(wěn)定易爆炸，后經(jīng)對產(chǎn)品長時間的水煮打漿處理、經(jīng)干燥得到化學穩(wěn)定的硝化棉。1868年，有化學家建議把壓縮的硝化棉用作高級炸藥；1875年，瑞典化學家諾貝爾(A.B.Nobel，1833～1896)發(fā)現(xiàn)硝化甘油和火藥棉(或硝化棉)混合可以生成一種比較穩(wěn)定而又具有強大爆炸性的膠狀物(含有92％的硝化甘油和8％的火藥棉)；它是最強烈的炸藥之一，常用于爆破巖石、開山筑路。如果把其中的硝化甘油的比例減少，可以得到慢性炸藥，用于作炮彈的發(fā)射藥，具有重要的軍事意義。

關于諾貝爾，值得推薦的是他把一生都獻給了科學事業(yè)。他的主要化學發(fā)明都與炸藥有關，每一次化學實驗都是在死神的威脅下進行的。為了向大自然索取動力，他寧愿付出血的代價。尤其令人崇敬的是，他把因從事與炸藥有關的商業(yè)活動而積蓄的財產(chǎn)設立一項專用基金，并立下遺囑：“將上述財產(chǎn)兌換成現(xiàn)金，然后進行安全可靠的投資，以這份資金成立一個基金會，將基金所產(chǎn)生的利息每年將給在前一年中為人類作出杰出貢獻的人。”一一這就是當今學術界最高榮譽諾貝爾獎的由來。

改性后的纖維素(硝酸纖維以及后來興起的醋酸纖維)更廣泛的用途則是制作人造絲。“人造絲”的想法是人們受自然界生物功能的啟示而產(chǎn)生的。通常人們對蜘蛛、蠶等昆蟲吐絲結網(wǎng)作繭的奇妙自然現(xiàn)象頗感興趣。作為先行者是一些動物學家詳細地研究了吐絲的蝶、蛾類的生理構造，發(fā)現(xiàn)它們的體內(nèi)有許多粘稠的液體，通過它們的小口吐出，遇到空氣便會凝結成絲。有些化學家從中也受到某種啟迪，試圖用人工方法仿制出類似的粘液，然后通過小孔進行抽絲。前面提到的申拜恩，在1846年制得的纖維素硝酸酯溶于有機溶液后，就具有這種類似粘液的性能。1855年，安地瑪爾(A Andemars)以桑樹枝為纖維原料，將其硝酸酯溶在乙醚一乙醇混合溶液中后，再把所得粘液通過毛細針管擠壓到空氣中，溶劑蒸發(fā)后就凝固成光亮、柔韌的絲，從而獲得世界上第一根人造絲(Artificial Silk)。但這種物質(zhì)極易爆燃，妨礙了它的工業(yè)化生產(chǎn)。后經(jīng)法國技師夏東奈(H.de Chardonnet)革新，把棉花的硝化纖維素用NH4HS脫硝轉化成安全脫硝硝化纖維素，再把它溶于酒精一乙醚后抽成人造絲，并于1889年，在巴黎國際博覽會上展出，引起轟動，受到人們的贊賞。1891年，

夏東奈在法國貝尚松建廠，日產(chǎn)約50公斤，成為世界上第一家人造絲廠。這項天然纖維素改性的加工工藝的成功，向人們展現(xiàn)了人造絲的光輝前景，并有力推動了這方面的研究。

1.2高分子物質(zhì)本性的探究

正是在對天然高分子物質(zhì)進行化學改性的化學實驗和生產(chǎn)實踐中，化學家們開始了對高分子物質(zhì)的性質(zhì)與結構的理論性探究。這種探究長期以來進展緩慢，是跟高分子物質(zhì)本身的復雜特性有著密切關系，例如，化學家們―直搞不清高分子的分子量究竟是多少；為什么它難于透過半透膜而類似膠體；為什么它沒有固定的熔點和沸點且不太容易形成結晶等問題。以當時流行的化學觀點來看，這些獨特的性質(zhì)是很難理解的。于是，個別化學家開始嘗試一種對高分子物質(zhì)性質(zhì)的理論解釋。

早在1861年，膠體化學的奠基人、英國化學家格雷阿姆(T.Graham，1805～1869)曾將高分子物質(zhì)與膠體相比較，認為高分子是由一些小的結晶分子形成的；并從高分子溶液具有膠體的某些性質(zhì)著眼，提出了所謂“高分子的膠體理論”。該理論在一定程度上解釋了某些高分子的特性，得到較多稱謂“膠體論者”的化學家們的支持。他們套用膠體化學的理論觀念來闡述高分子物質(zhì)的可能存在的結構，認為：“纖維素是葡萄糖的締合體”，即認為它是一種小分子的物理集合。19世紀末，隨著人們對膠體一系列物理化學特性的發(fā)現(xiàn)及展開，一些從事膠體化學研究的物理化學家進一步助推了“高分子膠體論”，并將其引伸為“高分子聚集體論”。該理論認為：膠體是一種物理的凝聚體，而有膠體性質(zhì)的高分子化合物不僅是一種小分子的物理聚合或締合；而且它還是由小分子借分子間的范德華力而結合產(chǎn)生的聚集體所組成。該理論強調(diào)高分子特性和分子外部作用力的對直與關聯(lián)。

20世紀初期，當施陶丁格初登高分子化合物研究舞臺之際，他所面臨的理論境況是：膠體論者或聚合體論者主導著高分子化合物性質(zhì)與結構研究的局面。對于施陶丁格來說面臨著這樣的抉擇：要么順應膠體論或聚集體論的潮流去推波助瀾；要么努力創(chuàng)新去開拓研究高分子化合物性質(zhì)與結構的新途徑。施陶丁格選擇的是后者，因為他崇尚：“研究學術，最重要的是需要具有自由的意志和獨立的精神；沒有自由思想、沒有獨立精神，就不可能發(fā)現(xiàn)科學真理，亦即不能研究學術理論”。基于長期從事有機合成反應的研究，施陶丁格大膽著手對這種新途徑的探究。他從1908年就開始了對人工合成橡膠的研究，發(fā)明了“異戊二烯合成法”。1912年到1926年，施陶丁格就任瑞士蘇黎世工業(yè)大學教授期間，還著重研究了乙烯酮、異戊二烯等不飽和烯烴。他從這些化合物的大量反應中發(fā)現(xiàn)和歸納出一個很值得關注的規(guī)律性特點，即這類化合物不僅容易與其他物質(zhì)發(fā)生加成反應，而且它們自己還能進行自聚(即自身加成)。這樣所生成的物質(zhì)雖然在化學成分上與原來的單體沒有什么不同，但化學性質(zhì)和物理、機械性能都表現(xiàn)出極大差異。于是他指出：這不是一般的有機合成，而是一種新型的反應，即加成聚合反應；由苯乙烯聚合成聚苯乙烯就是典型的案例。異丁烯、醋酸乙烯酯等單體的聚合反應也產(chǎn)生類似的結果。很多實驗表明，高分子物質(zhì)可以由低分子單體物質(zhì)經(jīng)化學鍵(共價鍵)重復連接聚合而成。這―重要發(fā)現(xiàn)后來就導致高分子理論的誕生。

從20世紀20年代起，施陶丁格在論文中首先使用“Makromolekul”(高分子)這一名詞來標記這類聚合物；并不斷闡明他的這種觀點，強調(diào)指出：“這類聚合物的微粒是真正的分子，并不是小分子的物理集合(或締合)物。而且事實上，休想用別的任何試劑使它變成我們通常所說的那種典型的低分子溶液”。顯然，施陶丁格的這種新觀點是與當時流行的并占主導地位的“膠體論”或“聚集體論”的觀點是相對立的。于是，一場激烈的學術論爭已經(jīng)不可避免。

2　學術論爭中誕生的高分子理論

1922年，施陶丁格明確提出了高分子是由長鍵大分子構成的觀點，他把當時作為小分子聚合體的一批有膠體特性的物質(zhì)(橡膠、纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)等)看成是由成千上萬個碳原子通過聚合反應由共價鍵連接起來的長鏈狀大分子(或高分子)。這種創(chuàng)新的高分子觀念動搖了膠體論或聚集體論的基礎。同時，由于施陶丁格的高分子理念超越了當時的分子概念，跟傳統(tǒng)的觀念相抵觸而互不相容，故遭到膠體論者或聚集體論者激烈反對。不少持保留態(tài)度的學者曾勸阻他：離開大分子(或高分子)這個概念吧!根本不可能有大分子那樣的東西存在；有的甚至責難他缺乏足夠的實驗根據(jù)又無法證明所謂的高分子的分子量是多少。

面對種種對高分子理論的非議，施陶丁格沒有退縮。他―方面認真地思考反對者的質(zhì)疑，深入地對高分子概念進行再論證；另―方面設法在理論與實踐的結合上去解決高分子物質(zhì)的分子量的測定問題。此時，關鍵是要直面責難、大膽宣傳正確的理論主張。為此，施陶丁格先后在1924年及1926年召開的德國博物學及醫(yī)學會議上、1925年召開的德國化學會的會議上多次詳細介紹和闡明了自己的高分子理論，跟“膠體論者”或“聚集體論者”展開了面對面的學術辯論。這場持續(xù)多年的學術論爭，主要圍繞三大焦點問題而展開。

2.1橡膠加氫過程實質(zhì)的研判

膠體論者或聚集體論者認為，天然橡膠等是通過小分子之間的范德華力而締合起來的；這種締合歸結于異戊二烯的不飽和狀態(tài)。他們甚至預言：橡膠加氫將會破壞這種締合，得到的產(chǎn)物將是一種低沸點的小分子(或低分子)烷烴。施陶丁格從理論與實踐的結合上加以批駁。他首先研究了天然橡膠的加氫過程，結果得到的是加氫橡膠而不是低分子烷烴；并且加氫橡膠在性質(zhì)上與天然橡膠幾乎沒有什么區(qū)別。實踐結果增強了施陶丁格關于天然橡膠是由長鏈大分子構成的信念。隨后他又將成果推廣到多聚甲醛和聚苯乙烯，指出它們的結構同樣是由共價鍵形成的長鏈狀大分子。

2.2高分子溶液的粘度和分子量的關聯(lián)

施陶丁格認為，測定高分子溶液的粘度可以換算出其分子量，而根據(jù)分子量的多少就可以確定它是大分子還是小分子?！澳z體論者”或“聚集體論者”則認為，粘度和分子量沒有直接的關聯(lián)。由于當時缺乏必要的實驗證明，施陶丁格起初顯得比較被動，但他沒有就此卻步。1927年他提出：通過測定高分子稀溶液的粘度來驗證高分子具有驚人巨大的分子量，這在實踐中是有規(guī)律可循的。經(jīng)過多年的努力，他終于在粘度和分子量之間建立起了定量關系式，這項工作在1936年導致了著名“施陶丁格粘度公式”的誕生：η=KmM，其中η代表高分子溶液的特性粘度、M為分子量、Km是由高分子的種類、溶劑性質(zhì)和溫度、濃度等因素所決定的常數(shù)。當Km為常數(shù)時，粘度與分子量之間存在線性關系，從而揭示出了粘度與分子結構間的內(nèi)在聯(lián)系。實驗可以證明，任何一種高分子溶液的粘度總是與它的長鏈分子中的鏈節(jié)數(shù)(或單體的數(shù)目)成比例。

2.3高分子結構中晶胞與其分子的關系

學術論爭雙方都使用x射線衍射法來測定纖維素結構和拉伸橡膠的數(shù)據(jù)，均發(fā)現(xiàn)單體(小分子)與晶胞大小很接近，但雙方對此的看法卻截然不同；“膠體論者”或“聚集體論者”認為一個晶胞就是一個分子，晶胞通過晶格力相互締合形成高分子；施陶丁格則認為，晶胞大小與高分子本身大小無關，一個高分子可以穿過許多晶胞，從一個結晶區(qū)通過一個無定形區(qū)，然后再進入另一個結晶區(qū)。雙方對同一實驗觀測事實有著不同的解釋，可見科學的解釋有時與科學的實驗同樣重要。正當雙方觀點爭執(zhí)不下時，出現(xiàn)了一個轉機，那就是在1923～1925年期間，瑞典化學家斯維德貝里(Theodor Svedberg，1884～1971)發(fā)明了超速離心機，獲得比地球表面的重力加速度大幾十萬倍的力場，由此可利用沉降速度法測定出蛋白質(zhì)的分子量在1.2萬～200萬之間(系指平均分子量)。同時，還創(chuàng)造出電泳和吸附方法，用以分離和提純膠體和高分子化合物。這一事實，為施陶丁格的高分子聚合物的存在及其理論提供了直接的證明。1926年，斯維德貝里因發(fā)明超速離心機并用于研究高分散膠體物質(zhì)和高分子化合物而榮獲諾貝爾化學獎。

以此為轉機，學術辯論雙方的力量發(fā)生了顯著的變化。在1928年召開的德國化學會上，除個別人仍持保留態(tài)度外大多數(shù)有機化學家和物理化學家都放棄了原先持有的“膠體論”或“聚合體論”觀點。有兩位主要反對者(馬克和邁耶)則公開承認錯誤，同時高度評價了施陶丁格的科學思想、理論與實踐以及堅韌不拔的科學精神。令人感動的是，他們還以實際行動具體協(xié)助施陶丁格完善與發(fā)展高分子理論。有機化學家和物理化學家們開始統(tǒng)一在高分子科學思想理論的旗幟之下。1932年，施陶丁格總結了自己的高分子理論，出版了劃時代的名著《高分子有機化合物》，標志了高分子學科的誕生。

3　高分子理論經(jīng)受住實踐的檢驗

在學術論爭中誕生的高分子理論是否是科學真理，最終還得經(jīng)受實踐的檢驗。實踐表明，直至20世紀30年代末，美國化學家卡羅瑟斯(W.H.Carothers，1896～1937)在高分子理論指引下，按照縮聚反應的原理，研制成功了人造尼龍纖維，施陶丁格的高分子理論由此才得到科學界的普遍接受、認可和賞識。那是在1927年，美國伊利諾斯大學和哈佛大學的年輕化學教授卡羅瑟斯接受杜邦公司的邀請，研究高分子物質(zhì)的合成和結構問題。他先通過二元醇和二元酸進行縮合聚酯反應的研究，對反應物配比嚴格要求，從而發(fā)現(xiàn)了縮合聚合的規(guī)律。1930年，他與助手希爾發(fā)現(xiàn)乙二醇與癸二酸縮合而得到的聚酯，其熔融物能拉伸成長纖維狀的細絲，具有可紡性。而且冷卻后仍可拉伸，強度和彈性并隨增加擔脂肪醇與脂肪酯的縮聚物熔點偏低，而且易水解，所以不適用作纖維使用。于是，他們轉而集中精力研究聚酰胺，以二元胺替代二元醇，發(fā)現(xiàn)聚酰胺具有聚酯的各種特性，熔點高、耐水性也好。

卡羅瑟斯及其助手以極大的韌性合成了_上百種聚酰胺，最終篩選出由己二胺和己二酸反應生成的聚合物，命名為“Nylon-66”(即尼龍66，兩個“6”分別代表二胺和二酸中的碳原子數(shù))，由此奠定了熔體紡絲的生產(chǎn)工藝流程，包括縮聚、熔體紡絲及在室溫下的冷拉伸等。尼龍66的生產(chǎn)規(guī)模發(fā)展很快，當時的杜邦公司曾用“我們生產(chǎn)如鋼絲一樣結實，像蜘蛛網(wǎng)那樣纖細的具有美麗光澤的尼龍絲”的廣告吸引顧客，加上可觀的商業(yè)利潤和市場需求的刺激，各國開始陸續(xù)建廠投產(chǎn)。以高分子化學工藝為基礎的人工合成纖維材料開始走向世界。

正是高分子理論的建立，人造尼龍纖維的試制成功和大分子量測定方法的完善(滲透壓法及光散射法相繼成為有效的測定高分子物質(zhì)分子量的手段)使高分子化學成為發(fā)展最迅速、應用最廣泛的新興學科之一。施陶丁格本人由于在這方面做出的開創(chuàng)性貢獻而榮獲1953年諾貝爾化學獎。

施陶丁格在高分子領域研究取得成功以后，開始按照早年的設想，將研究的重點逐步轉向生物學領域。不過從實質(zhì)上看，只是拓展了高分子的研究范圍。事實上，他當初選擇高分子這―課題時，就曾考慮到他與植物學的密切關系。早在1926年，他就曾預言大分子(或高分子)化合物在有生命的有機體中，特別是蛋白質(zhì)之類的化合物中起著重要作用。于是一旦時機成熟，他順理成章地將大分子(或高分子)概念引入生物學，積極倡導分子生物學的建立。他和妻子、植物生理學家瑪格達-福特合作研究高分子和植物生理學的關系，在科學探索的道路上開始了新的征程。

要證明大分子(或高分子)同樣存在于動植物等有生命的生物體內(nèi)，施陶丁格夫婦倆認為最好能找到除了粘度法以外的其他方法，以證明高分子確實存在及其具體存在的方式。經(jīng)過兩年多的努力，他們利用電子顯微鏡等現(xiàn)代觀測手段，終于用事實證明了生物體內(nèi)存在著大分子(或高分子)即糖、脂、蛋白質(zhì)和核酸及其衍生物等生物大分子?？墒沁@項有重要意義的工作因希特勒法西斯的上臺和第二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)而被迫中斷，施陶丁格所在的研究所毀于戰(zhàn)火。第二次世界大戰(zhàn)一結束，施陶丁格立即恢復了_一度中斷的關于生物有機體中大分子的研究。1947年，他的新著《高分子化學和生物學》出版。在該著作中，施陶丁格嘗試性地描繪了分子生物學的概貌，為分子生物學這一前沿學科的建立與發(fā)展打下了必要基礎。此外他還關注著高分子化學的進展，為了配合高分子學科的繼續(xù)發(fā)展，1947年起，他還主持編輯了《高分子化學》這一專業(yè)雜志。1961年，發(fā)行了新版《高分子有機化合物：橡膠和纖維素》。

總之，以20世紀30年代施陶丁格建立起現(xiàn)代高分子學說為開端，新的合成高分子化合物被不斷地開發(fā)出來，尤其是20世紀50年代以后，伴隨著石油化工的發(fā)展，高分子化學工業(yè)日新月異，發(fā)展迅猛。如今，塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料及膠粘劑等高分子材料在日常生活中的應用已無所不在，同時也遍及所有工業(yè)部門和科技領域。隨著高分子化學工業(yè)的高速發(fā)展，新穎的高分子材料給傳統(tǒng)的材料結構帶來了深刻變化。這就要求人們繼續(xù)深化它們的結構與性能特征以及所涉及的基本理論，并探索高分子新的制法及其加工工藝。這樣一門以有機化學、物理化學、生物化學、分子物理學等為基礎的新科學一一“高分子科學”就應運而生。

迄今為止，高分子科學已成為一門相當完整、相對獨立的基礎科學分支。從施陶丁格的“高分子化學”到如今的“高分子科學”，人們對高分子化合物及其合成的研究又完成了一次認識上和實踐上的飛躍。撫今追昔，人們不禁深深懷念施陶丁格的創(chuàng)新精神和杰出貢獻?？梢云谕?，施陶丁格和他的“高分子”理念將久遠地共存于人們的心中。

參考文獻：

第7篇：高分子化學專業(yè)范文

教學和科研是衡量一所學校，一個專業(yè)發(fā)展水平的重要指標體系。教學和科研可以相互促進，提高學校的辦學水平。科學研究為學生提供接觸本專業(yè)最新專業(yè)知識理論和方法的機會，鍛煉學生的動手能力和創(chuàng)新思維能力，有效推動專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升，為地方及區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展輸送高素質(zhì)的工程技術人才。結合專業(yè)建設的機遇，鼓勵教師強化科學研究，努力提高科研水平，以科學研究成果促進教學水平的提高，具有重要的現(xiàn)實意義。

武漢工程大學材料科學與工程學院高分子材料與工程專業(yè)教師科研成果促進本科教學工作在實踐探索中取得了初步成效。筆者將以此為例，就這方面的工作進行一些探討。

二、教師科研成果促進本科教學工作的思路與實踐

（一）實施的背景

1.是當今社會發(fā)展對人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求。隨著人類社會的進步和科技的迅猛發(fā)展，材料、能源和信息已被公認為科學技術的三大支柱。將教師的研究成果融入本科教學內(nèi)容，擴大學生知識面，了解和掌握學科前沿的最新動態(tài)，是培養(yǎng)技術開發(fā)和應用的創(chuàng)新科技人才，為地方及區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展輸送高質(zhì)量的工程技術的重要舉措。

2.是學校建設規(guī)劃實施的需要。

武漢工程大學是一所化工特色鮮明的多科性教學研究型大學，人才培養(yǎng)目標定位于高素質(zhì)應用型人才的培養(yǎng)。學校明確提出，要以素質(zhì)教育、工程實踐能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)為教學工作出發(fā)點，培養(yǎng)一批適應社會發(fā)展需求的“基礎扎實、知識面寬、實踐能力強、具有創(chuàng)新精神的應用型人才”。為進一步貫徹落實學校關于本科教學質(zhì)量與教學改革工程的精神，我校高分子材料與工程專業(yè)幾年來的教學改革與實踐都是圍繞推進素質(zhì)教育和質(zhì)量工程建設，培養(yǎng)符合知識、能力、素質(zhì)三方面要求的創(chuàng)新型人才進行的。讓學生參與到教師的科研工作中，是實施人才培養(yǎng)計劃的有效途徑之一。

3.高分子材料與工程專業(yè)具備科研促進教學工作的優(yōu)勢。

（1）專業(yè)優(yōu)勢。該專業(yè)成立于1994年，是我校的優(yōu)勢特色專業(yè)，是學校博士點的兩個一級學科之一。2007年獲得“2007-2010中央地方省部共建材料科學與工程特色專業(yè)實驗室”立項建設，“2007-2010中央地方省部共建高分子化學與高分子物理特色專業(yè)實驗室”2008年獲準通過。本專業(yè)的橡膠加工和塑料加工設備齊全、先進，專業(yè)實驗教學條件領先，為本業(yè)專和相近專業(yè)提供起點高、裝備齊全、適用性強的高分子材料與工程專業(yè)實驗示范基地。

（2）專業(yè)師資優(yōu)勢。突出表現(xiàn)在：擁有楚天學者崗、教師的博士比例高、SCI和EI收錄數(shù)量多。所屬學科“材料科學與工程”一級學科是湖北省重點學科，設有碩士學位授予點（含材料學、材料加工工程和材料化學與物理三個二級學科碩士點）?！案叻肿踊瘜W與物理”二級學科也是湖北省重點學科，設有碩士點，同時，“材料科學與工程”一級學科已通過博士點立項建設驗收，現(xiàn)有兼職博導3名。另外，所屬專業(yè)主干課“高分子化學與物理”等課程為省級精品課程，為本科生、碩士和博士研究生的培養(yǎng)提供良好的理論教學和科研條件。專業(yè)教師搞好教學的同時，還積極開展科學研究，通過承擔科研課題，撰寫高水平論文，發(fā)明專利，舉辦、參加學術活動等方式，極大地提高了本學科教師的理論水平。

（二）科研促進教學工作的思路及措施

幾年來，本專業(yè)教師在積極開展科研工作的同時，特別注重科研成果在教學活動中的應用，努力豐富教學內(nèi)容，提高教學效果。除了一般性的結合自身的科研經(jīng)歷于理論教學中外，許多老師將科研課題直接用于教學實踐活動中，開設創(chuàng)新性實驗項目，提高了學生的學習興趣，加強了學生工程實踐能力的培養(yǎng)。

1.科研成果促進教學的平臺構建

本專業(yè)多年的辦學經(jīng)驗顯示，教學與科研訓練是不可分離的，二者的有機結合為培養(yǎng)研究創(chuàng)新型人才，提高學生對新產(chǎn)品、新工藝、新材料的研究、開發(fā)能力大有裨益。通過實踐，我們總結了如下的科研促進教學體系：

2.科研成果促進教學的方式方法

科研成果促進教學的方式方法可歸納為以下幾種：

（1）作為理論教學的補充內(nèi)容

高分子材料與工程專業(yè)的理論基礎課，如高分子物理、高分子化學，高分子的專業(yè)主干課如聚合物加工原理，都是與實際緊密相連的課程。例如，高分子化學課程中講授的許多原理都將直接運用于工業(yè)生產(chǎn)的控制中。因此，將科研成果融合在理論課的教學中，對學生加強理論的理解，提高學習理論課的興趣，是十分有用的。比如老師在講解《聚合物加工原理》課程時，將自己的科研成果，如聚丙烯的改性、加工融入講課內(nèi)容，豐富了課堂教學的內(nèi)容和層次。

（2）作為實驗教學的內(nèi)容

高分子材料與工程專業(yè)教師充分利用科研的優(yōu)勢，將研究成果應用于實驗教學中。高分子材料與工程《專業(yè)實驗》課的基本實驗項目中的科學研究實驗如下表（部分）：

科研成果轉化為實驗教學內(nèi)容清單（部分）

（3）作為學生畢業(yè)設計（論文）的課題

近年來，該專業(yè)本科學生的畢業(yè)論文題目均出自指導教師的科研課題，獲得很好的效果，學生的本科畢業(yè)論文多人次獲湖北省優(yōu)秀本科畢業(yè)論文獎勵。

（4）作為大學生課外科技創(chuàng)新活動的內(nèi)容

本專業(yè)的教師積極吸納學生參與在研科研項目的研究，指導學生獨立完成大學生課外科技創(chuàng)新活動，培養(yǎng)了學生獨立分析問題、解決問題的能力，激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識，為今后的考研、讀研打下了良好的基礎。比如學生在教師科研項目的基礎上提出了新的子課題，并積極申報了“武漢工程大學校長基金”，使高分子材料與工程專業(yè)連續(xù)成為獲得資助項目最多的專業(yè)。在大學生化學實驗技能競賽中該專業(yè)學生也獲得很好成績。

（5）作為本院教授（博士）論壇的講座內(nèi)容

武漢工程大學的教授（博士）論壇是由材料科學與工程學院創(chuàng)辦并推廣的。高分子材料與工程專業(yè)的教授（博士）將科研成果通過講座的形式傳授給低年級學生，拓寬了本專業(yè)學生的知識面，使他們了解了本學科的前沿科學研究，促進了本專業(yè)學生參與科研的熱情，成為科研成果促進教學的新方式。

三、 科研促進教學工作的實踐意義

第8篇：高分子化學專業(yè)范文

關鍵詞：高分子化學；高分子科技發(fā)展史；歷史故事

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）37-0063-02

高分子發(fā)展過程中眾多的趣聞軼事構成了高分子科技發(fā)展史的重要內(nèi)容。我們在高分子化學教學過程中注意穿插相應的歷史故事，并加以分析評價，幫助學生了解歷史，讓學生掌握科學的智慧，取得了較好的教學效果。以下就有關故事進行簡單的介紹。

一、Staudinger與高分子學說的創(chuàng)立

1920年Staudinger發(fā)表了劃時代的《論聚合》，首次提出了“長鏈大分子”的概念。共價長鏈分子的概念在今天不難理解。然而歷史上高分子學說的確立卻頗費周折，一些科學家已測到聚合物的高分子量，卻拒絕接受這一實驗結果。一方面，當時盛行的膠體說能解釋部分實驗現(xiàn)象；另一方面，個人認為可能還與化學史有關。1861年，格雷阿姆提出“膠體”這個名詞時，近代的原子―分子論為人們接受不久。高分子長鏈假說的提出，無疑有悖于物質(zhì)是由“簡單分子”構成這一慣性思維。這個故事教育我們不僅要學習Staudinger堅持真理，不懈努力的精神，還要學會轉變思維方式。“Think different”是一個科技工作者必備的素質(zhì)。一個新學科的誕生、新研究方向的確立，往往都伴隨著新思維的產(chǎn)生。

二、導電高分子的發(fā)現(xiàn)

導電高分子的發(fā)現(xiàn)充滿了戲劇性。1967年，白川英樹的研究生做實驗時錯用了一千倍的催化劑，加上攪拌器湊巧停止，在溶液表面生成了銀色的薄膜狀物。白川英樹以此為切入點，進行了深入細致的研究，終于發(fā)現(xiàn)制備膜狀聚乙炔的有效方法。1975年，美國的Macdiarmid教授偶然見到白川英樹的金屬光澤的膜狀聚乙炔后，立即邀請他去美國與Heeger合作研究。后來，三人一起獲得了2000年諾貝爾化學獎，也被傳為佳話。與硝酸纖維素、炭黑增強橡膠等發(fā)現(xiàn)一樣，聚乙炔膜的發(fā)現(xiàn)也是“偶然的”。這個故事也教育我們合作的重要性?！斑@是我的idea，說出去會不會被別人學去了？”具有知識保護意識固然重要，合作交流能夠更快、更有效地促進研究的發(fā)展，科研中需要有團隊精神。

三、Crothers與尼龍66

深受女士喜愛的尼龍襪無疑是引出縮聚反應的最佳例子。尼龍襪在全美首次發(fā)售時，每人限購一雙，500萬雙當天告罄，沒有買到尼龍襪的人在裸腿上畫紋路冒充絲襪。那么引起如此轟動的商品是如何制造出來的？這個問題吊起了學生的胃口，他們對相應的知識特別用心。1928年，杜邦公司成立了基礎化學研究所，Crothers受聘擔任該所的負責人，并決心利用二元醇和二元酸的縮聚來支持當時剛剛提出的高分子學說。在實驗中，同事偶然發(fā)現(xiàn)熔融的聚酯可以抽絲，Crothers意識到這是紡絲原料的特性，并展開了大量的研究?？朔鞣N困難后，最終得到了尼龍66纖維。尼龍66的出現(xiàn)不僅有力的支持了高分子學說，也深入改變了人們的生活。尼龍的發(fā)現(xiàn)離不開Crothers。同樣讓人稱道的還有杜邦公司，能夠在經(jīng)濟大蕭條時期拿出一筆巨款支持沒有明確應用目的的基礎研究，需要敏銳的眼光和巨大的勇氣。注重基礎研究，在今天也有著重要的借鑒意義。

四、塑料之父――Baekeland

作為第一種人造聚合物――酚醛樹脂的發(fā)明者，Baekeland是一個傳奇人物。他21歲就獲得了博士學位，專利意識非常強。發(fā)明Velox相紙后，故意在專利中省略一兩步。結果柯達公司不得不兩次出資購買。在發(fā)明酚醛樹脂后，Baekeland及時申請了專利（僅比同行早一天），也得到了塑料之父之稱。Baekeland的幸運和知識產(chǎn)權保護意識讓人感嘆不已。酚醛樹脂的發(fā)明也是一個成功的科研案例。Baekeland敏銳地意識到絕緣材料在剛剛興起的電力工業(yè)中的巨大市場，將研究目標確定為尋找天然絕緣材料的替代品。他沒有立即進行實驗，先是充分進行了文獻調(diào)研。發(fā)現(xiàn)早在1872年德國化學家Vaeyer曾把苯酚和甲醛混合產(chǎn)生一種樹脂狀物質(zhì)，指出在實驗中應防止它的產(chǎn)生。Baekeland反其道而行之，加熱加壓來加快反應，得到琥珀樣的樣品，并最終掌握了酚醛樹脂的制備方法。他于1907年申請了專利，這年也被視為塑料元年。這個故事充分說明了科學研究的選題和文獻調(diào)研的重要性，在閱讀文獻時要注意批判性閱讀，不迷信已有的解釋。

五、配位聚合和Ziegler-Natta

1953年Ziegler在用乙基鋁使乙烯加成的一次偶然失敗中發(fā)現(xiàn)，鎳會抑制反應進行，其他過渡金屬也有類似作用。他給博士生Breil的論文題目是“系統(tǒng)地實驗整個周期表的元素”來對這一作用進行研究！有趣的是，最終研究得到了一種能使乙烯迅速聚合成為高分子量聚乙烯的催化劑。事實恰好與預料的相反，這充分說明，和預期不同的結果不見得是壞結果！Natta的成功無疑是跟蹤世界研究前沿的結果。他在Ziegler催化劑研究之初就派人過去接受指導。在用改進后的催化劑進行了丙烯聚合后，Natta發(fā)現(xiàn)它含有高結晶部分，敏銳地“把新的結晶聚合物的結構歸之于主鏈或至少相當長部分的主鏈上的不對稱碳原子都采取了相同的構型”。Natta文章因未披露催化劑的本質(zhì)這一關鍵問題，初審被拒稿。而作為編輯的Flory則意識到了文章不尋常的意義，更改了裁決才使得文章得以發(fā)表。與Ziegler-Natta的成功相對的是，1943年Fischer希望能找到使乙烯聚合成油的方法，發(fā)現(xiàn)“當三氯化鋁與四氯化鈦并用作催化劑時，液態(tài)產(chǎn)物減少而有利于生成固態(tài)物”，因此似乎是失望多于希望。另外，Ziegler的學生Wesslan制備聚丙烯后，發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的熔點高于聚乙烯，他肯定自己錯了，他不相信支化會提高石蠟烴的熔點。他沒有認識到熔點升高的意義。這兩個故事也從反面再次印證了如何看待實驗中的意外。高分子史上還有更多的歷史故事，如“的確良”（滌綸），田中耕一發(fā)現(xiàn)質(zhì)譜離子化新方法，聚四氟乙烯和高壓聚乙烯的發(fā)現(xiàn)等。在高分子化學教學中適當穿插相應的歷史故事，不僅可以增加課堂的趣味性，還有助于學生了解科學家思考問題的方式，學習他們成功的經(jīng)驗和失敗的教訓，培養(yǎng)學生思考研究的能力。

最后要強調(diào)的是，故事可以有適當?shù)乃囆g處理，但不應違背歷史和科學常識。如有文章這樣介紹導電高分子“樓道角落里的一堆既像塑料又閃著銀光的薄膜吸引了艾倫教授的注意了。當他好奇地詢問陪同的白川教授時，對方不以為然地回答：這只是一堆廢品，毫無科學價值”。該描述對百川英樹有失公允，引用后會給學生錯誤的印象。充分利用網(wǎng)絡資源對故事進行甄別，可以避免這種事情的發(fā)生。

致謝：本文獲教育部本科教學工程與專業(yè)綜合改革試點建設項目；廣西專業(yè)課程一體化建設項目；廣西緊缺專業(yè)建設項目；廣西高等教育教學改革工程立項項目資助。

參考文獻：

[1]董炎明.奇妙的高分子世界[M].北京：化學工業(yè)出版社，2011.

[2]姚金水，李梅，等.高分子科技發(fā)展史上幾個重要事件給我們的啟示――兼談高分子物理概論部分的講授[J].高分子通報，2012，（8）：101.

[3]P.J.Flory，Principles of Polymer Chemistry，Cornell University Press，Ithaca，New York，1953.

第9篇：高分子化學專業(yè)范文

高分子物理的學科發(fā)展線索是，研究高分子的多層次運動(鏈段運動、分子鏈運動)、多層次相互作用、多層次結構(高分子鏈結構、序列結構、各種凝聚態(tài)結構)，各種結構因素對聚合物材料性能及功能的影響，以及進行上述工作的手段(新儀器)研究和新方法研究。

全書由8章組成。第1章為引論，介紹了線性高分子、網(wǎng)絡狀高分子、橡膠高分子和多組分體系，對這些高分子的結構、制備方法、合成機理和分子量及其分布的基本概念和測定方法做了系統(tǒng)的論述；第2章為高分子鏈構象的統(tǒng)計表征方法；第3章介紹了不同高分子體系的熱力學方面的研究成果；第4章和第5章分別介紹了高分子體系特殊的光學性質(zhì)和電學性質(zhì)；第6章簡要介紹了表征高分子體系微觀結構的波譜學方法的原理；第7章重點介紹了橡膠態(tài)高分子相關的結構和性能關系理論；第8章詳細介紹了晶態(tài)高分子的研究方法以及高分子結晶機理、微觀形態(tài)和動力學分析結果。

本書初步介紹了利用數(shù)學模型研究物理現(xiàn)象的方法，可以作為數(shù)學及其相關領域學生進行高分子物理研究的指導教材，也可以幫助數(shù)學領域的專家擴充高分子科學方面的背景知識。本書提供的豐富材料還能夠幫助具有基本數(shù)學、物埋和化學知i只和不同高分子物理背景的讀者了解眾多物理現(xiàn)象背后的數(shù)學原理。同時，因為作者在本書里詳細闡述了高分子物理領域的許多數(shù)學模型和假設的建立和演變過程，所以本書可以幫助從事高分子物理研究的專業(yè)人士對期刊和書籍里普遍使用的數(shù)學方程和模型假設有全面和系統(tǒng)的認識。