1.立项背景 (1)高分子材料无处不在 材料、信息和能源是现代物质文明的三大支柱,其中,材料又是一切技术发展的物质基础。“高分子材料的出现与大规模应用是化学化工和材料科学在20世纪为人类做出的最为重要的贡献之一” 。高分子材料不仅包括塑料、橡胶、纤维、涂料和胶黏剂五大通用高分子材料,还包括液晶高分子、感光性高分子、导电性高分子以及智能高分子等众多的功能高分子材料和高分子基复合材料,与金属材料和无机非金属材料并列为人类使用的三大类基础材料之一。高分子材料一直以来都是我国国民经济技术密集型的支柱产业。 高分子材料具有性能优、质量轻、价格低等优势,这极大地扩大了其应用领域,推动了当今科技的进步和社会的发展,已成为人们生活、国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。目前全世界合成树脂及塑料的产量为1.4亿t/年,按体积计算早已超过金属材料。在我国,高分子材料的产量和产值已经位居世界前列,其中塑料制品产量位于第二、树脂产量位于第四、合成纤维位于第一。 因此,高分子材料既是基础材料之一,又是我国的支柱产业,犹如空气无处不在。 (2)高分子材料是重庆市汽车支柱产业发展的基础 汽车工业已经成为重庆市的支柱产业,如长安汽车2016年累计生产汽车304.2万辆。 高分子材料广泛用于汽车,除轮胎外,塑料在轿车中使用量约34.6kg/车,在汽车发动机系统还使用大量的橡胶密封圈及管。 因此,在重庆与汽车配套的高分子制品生产企业星罗棋布,这些企业需要大量高分子材料工程技术人员。 (3)高分子化学是材料类专业学生必修的理论基础课 高分子科学由高分子化学、高分子物理和高分子工程(含高分子化合物备及高分子制品生产)组成。高分子化学是研究高分子化合物的合成和反应的一门学科,为高分子物理研究和高分子制品生产提供原材料,高分子化学是高分子科学的基础。 《高分子化学》是一门承上启下的课程,是在学生具备了必要的有机化学、物理化学等基础知识之后,必修的专业理论课,并为《高分子物理》、《聚合物制备工程》、《聚合物加工工程》、《粘合剂与涂料》等后修专业课程的学习打下坚实的基础。 因此,高分子化学是材料类专业学生必修的理论基础课。 (4)高分子化学是化学、化工类等专业学生的专业选修课 高分子化学现在被认为是继无机化学、分析化学、有机化学、物理化学之后的第五大化学,在较多高校将高分子化学列为化学及化工类专业学生必修的理论基础课。同时,高分子化学可作为我校包装工程专业、制药工程等相关专业学生的选修课或拓展课。 (5)高分子化学课程建设是新形势需要 ①国家教育改革需要 在《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中着重强调:要坚持素质教育,着力培养学生的实践能力和创新能力。中共中央在《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中明确指出“应以提高国民素质和民族创新能力为宗旨,着重培养学生的创新精神和实践能力”。高分子化学作为材料科学与工程专业的核心课程,是培养材料类学生的实践能力和创新能力的基础。因此,加强高分子化学课程建设是实现国家教育改革政策的需要。 ②产业突破发展需要 为了提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国,我国于2015年颁布了《中国制造2025》行动纲领,该纲领提出了提高国家制造业创新能力、全面推行绿色制造、大力推动重点产业突破发展(新一代信息技术、高端装备、新材料、生物医药等10个优势和战略产业)等战略任务。为此,国务院于2015年出台了《国务院关于大力推进大众创业万众创新若干政策措施的意见》、 工业和信息化部于2016年制定了《工业绿色发展规划(2016-2020年)》等。因此,为了培养满足产业突破发展对材料专业人才的需求,深入开展专业核心课程建设具有非常的战略意义。 ③教育对象需要 如今的教育对象是来自于95后,即将迎来00后的大学生,他们具有学习多元化、需求取向多样化的特点,同时获取知识途径多元化如通过互联网学习国外和国内知名高校的课程。如何满足学生需求、吸引学生到课堂?这就要求教师不仅研究教学内容,而且研究教学方法。 因此,强化高分子化学课程建设具有重要的现实意义。 为了满足国家教育改革、产业突破发展和学生需要,进一步深入开展高分子化学课程建设不仅非常必要,而且也是我校材料科学与工程专业建设的重要内容,是促进材料科学与工程学科和专业快速发展的基础。 2.课程建设现状及存在的主要问题 (1)课程建设现状 我校1983年开设橡胶专业,后调整为应用化学专业,并设置了侧重于高分子材料的新材料方向;1989年开设化学工程与工艺本科专业,并设置了侧重于高分子化工的精细化工方向。《高分子化学与物理》作为应用化学、化学工程与工艺专业选修课开设。 2011年开办材料科学与工程专业,主要开设了高分子材料方向。高分子化学作为材料科学与工程专业的专业主干课或核心课程开设。 高分子化学课程经过30余年建设发展,已经建设了稳定的理论和实验教学内容、教学经验丰富的师资队伍。输送了大量合格的应用型高分子材料专业人才,为高分子材料及相关产业发展提供了智力支持。 虽然高分子化学课程建设取得了一定成绩,但是在新形势下,高分子化学课程教学面临如下问题亟待解决。 (2)课程建设存在的主要问题 ①概念多,易于混淆 高分子化学课程中包括了大量容易混淆的概念性内容。如,高分子结构单元、重复单元、单体单元的区分,数均分子量、质均分子量、粘均分子量以及 Z 均分子量的定义及区分; 自由基聚合中的阻聚和缓聚等。学生在初次接触这些概念的时候,非常容易混淆。 ②内容抽象、公式多,学生无法感知和难于理解 高分子化学课程中包含了大量的抽象性内容。如,自由基聚合、缩合聚合、离子聚合等反应机理和历程都是微观的,肉眼看不到;在缩合聚合过程中实验证明反应物很快反应完毕,而缩合聚合仍然在进行;自由基聚合过程中出现的反应速率随反应时间延长呈现极大值(即自动加速现象),与物理化学课程中的反应速率(低分子反应规律)完全不同,等。这些抽象知识,学生无法感知、难于理解。 高分子化学课程内容还包括大量的公式。如,自由基聚合中的链引发、链增长和链终止速率方程;自由基共聚合中的竞聚率方程;逐步聚合中的缩聚动力学方程,高分子化合物的数均聚合度与反应平衡常数、官能团的反应程度的关系方程,高分子化合物的数均聚合度与反应物投料量的关系方程,等。这些抽象的公式、方程不仅数量多,而且假设也多,学生难理解、难记忆。 ③教学手段单一,教学资源匮乏 高分子化学课程现采用PPT/板书结合教学,以讲授为主,教学手段单一;该课程目前没有视频资料和网站,教学资源匮乏。 ④学生学习热情不高,兴趣不浓 高分子化学课程内容抽象、难学,加之部分学生思维单一、辩证思维缺乏和畏难情绪,致使学生学习该课程的热情不高,兴趣不浓。 ⑤教学内容多,教学学时少 潘祖仁教授编《高分子化学》(第五版或第四版)为国家级优秀教材和国家级精品课程教材。目前我国绝大多数高校选用,且为多数高校研究生考试指定教材,我校选用该教材(第五版)为高分子化学课程教材。此教材第一章为绪论、第二章为缩聚与逐步聚合、第三章为自由基聚合、第四章为自由基共聚合、第五章为聚合方法、第六章为离子聚合、第七章为配位聚合、第八章为开环聚合、第九章为聚合物的化学反应。 该教材的教学时数为60~70学时,而2016级材料科学与工程专业的高分子化学课程教学时数由2015级的64学时缩减为48学时(其中6学时为课堂讨论)。在少学时下如何组织教学内容是个问题。 ⑥课程信息化建设未与时俱进 随着互联网技术和移动通讯技术的迅猛发展,互联网技术和移动通讯技术已经深入经济社会的各个领域,教育领域也不例外。由于网络学习交流具有不受时空限制的特点,深受大众欢迎。很多高校也已经开设网络课程,如我院的化工原理课程。学生已经普遍采用互联网技术和移动通讯技术进行学习和交流,如,网络课程学习、微课学习、qq交流学习等。 然而高分子化学课程目前没有专用的在线学习平台,电子资源也较少,这明显不符合时代发展需求。 拟将难于理解的自由基终止方式、聚合反应机理、公式推导等高分子化学课程教学内容制作为形象生动的视频资料,放在在线学习平台上供学生自主学习,克服了课堂教学受时空限制的不足。 因此,加强高分子化学课程在线学习平台及其教学资源建设,不仅可丰富学生的自主学习途径和方便师生交流互动,而且是教育信息化、现代化发展的必然要求。 ⑦成绩评定方式单一 目前材料科学与工程专业的《高分子化学》课程成绩评定为平时成绩(由上课出勤情况、上课表现及课后作业完成情况等构成)30分,结业考试卷面成绩70分。这种成绩评定方式存在重结业考试,轻学生过程自主学习情况考核,与学生自主学习为主的教学思想不符,易导致学生平时学习不主动、考前临时复习应付考试的情况。 |