高分子化学论文范文

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顾名思义，高分子就是相对分子质量很高的分子，它是高分子化合物的简称。高分子化合物，又称聚合物或高聚物，是结构上由重复单元（低分子化合物—单体）连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大，小到几千，大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的科学，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。

2．高相对分子质量与高强度

相对分子质量和物质的性质是密切相关的，是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能，才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直链的烷烃化合物，但是分子量变化很大，其机械力学性能因而也有极大的区别。

3．高分子科学的主要内容

既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题，也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有：如何将低分子化合物连

接成高分子化合物，即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子，其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子，就要去合成具有特殊结构的高分子。

二、高分子材料化学的应用

材料是人类社会文明发展阶段的标志，是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用，把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料，家家离不开高分子材料，处处离不开高分子材料，是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的，高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料，另外许多精细化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一类是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等；另一类叫工程塑料，其强度大，如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。

第二，纤维：人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物，通过不同的加工，生产出了各种纤维制品，极大地满足着人类的需要。

第三，橡胶：天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制，于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。

第四，精细化工：比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品，如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油，使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂，以及各种吸水树脂等都是高分子产品。

三、高分子化学与高科技的结合

当今社会，人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起，人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。

随着生产和科学技术的发展，许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来，如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域，下面简单介绍特种高分子材料：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料；高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴；特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂）的范畴。

第一，力学功能材料：强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；)弹材料，如热塑性弹性体等。

第二，化学功能材料：分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。

第三，生物化学功能材料：人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以预计，在今后很长的历史时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。

四、高分子化学的可持续发展

研究高分子合成材料的环境同化，增加循环使用和再生使用，减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染，也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成，在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成，探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子来处理污水和毒物，研究合成高分子与生态的相互作用，达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。

参考文献：

[1]冯新德.展望21世纪的高分子化学与工业[J].科学中国人,1997,(11)

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随着网络技术的发展，学生在网络上获取信息的兴趣与能力都不断增强。因此我们将传统的预习报告与网络学习相结合，充分帮助学生详细了解实验原理和意义，熟悉实验操作，增强实验意识。如在每次实验前，都要求学生利用网络自主探索该实验与实际生活的联系，比如有机玻璃的制备，学生可以了解到有机玻璃目前被广泛应用于广告装潢、铭牌制作上等等，在课堂上与其他同学就相关应用前景进行讨论，并将自己的想法融入实验过程，这增强了学生的主人翁和创新意识。同时，我们在实验中心网站上制作实验动画，展示实验仪器的使用，实验装置的装搭，帮助学生更直观的了解实验过程。并明示一些突况的处理方法，做到有备无患，例如在制备尼龙66的实验中，原料己二胺是强有机碱，强腐蚀性，我们通过动画的形式告知学生在称取过程中一定要小心，一旦沾到皮肤，应立即用大量清水冲洗，并用3%的冰醋酸或1%硼酸冷敷伤口。

1.2情景带入，边讲边做，让学生成为实验主导

实验课是将理论转化为实践，学生应该成为实验的主导。我们每次实验开始前都会先创设情境，将现实问题的解决与实验紧密联系起来，把照方抓药的实验课转变为学生发现问题、解决问题的实践课。基于充分的课前预习工作，课程中教师重点强调实验的重要环节和容易出现的意外事件。学生以小组为单位，每个小组都会接到一个实验相关的问题，如在苯乙烯的乳液聚合实验中，向学生提问乳化剂在乳液聚合中的作用等，实验结束后进行小组讨论，分析实验结果，得出问题答案。实验过程中有任何问题都可以随时跟老师交流，学生带着问题做实验，在实验中探寻答案，成为主导，教师从知识“传教者”变成“军师”，这样激发了学生的学习意愿，提高了实验课的质量。

1.3认真总结实验报告，强化实验结果与理论的联系

在传统的教学模式中，实验报告往往流于形式，学生只是简单记录实验过程。我们则要求学生对实验中遇到的问题进行记录并查阅资料予以解答，反思实验课与理论课的联系，并尽量多的列举出其他相似的应用，以此巩固学生的理论知识。

2量化考核标准，激励学生认真完成实验的各个环节

实验期末考核并不能真正说明学生的实验情况，出勤率、预习报告、实验操作、实验报告结果和卫生，也是反映学生学习态度、学习情况的重要指标。因此在实验考核中综合了平时成绩和考核成绩两部分。出勤率要求学生做到全勤，不迟到、不早退;预习报告要求书写规范，步骤详尽;实验操作要求学生在整个实验过程中操作规范，认真观察实验现象并记录;实验报告中实验现象分析是否客观，实验结果是否符合预期，课堂上的思考题是否总结到位等;实验结束后的值日工作，要求学生检查关闭仪器，整理教室卫生。期末综合考核以设计性实验为主，教师给出一个实验题目，要求学生提前搜集资料，结合本学期其他实验的操作方法，在考试现场自行选择仪器，装搭实验装置，处理实验结果，教师根据现场操作技能和解决问题的能力等进行评判。

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高分子化学是材料化学、应用化学及其相关专业的专业基础课，与四大化学并列，已成为第五大化学。能否学好该课程直接关系到高分子物理、材料合成与加工学等后续课程的学习，学好并熟练运用课程的专业思想和思维方法，在学生将来的科研和工作中将发挥直接或间接的作用。鉴于高分子化学这门课程的重要性，如何深入进行教学改革，如何利用有限的教学时间和教学资源有效地将高分子化学专业知识传授给学生，并能够指导实践应用，就成为众多教学工作者的共同目标。

一、高分子化学教学的主要难点

（一）高分子化学的发展历史较短，许多理论尚不成熟，随着新的聚合方法和新的合成技术不断涌现，对传统的高分子化学概念提出了挑战，并极大地丰富了高分子化学的内容。

由于课时及其他客观原因的限制，教师往往把所有内容全部灌输给学生，“填鸭式”的教学模式会使学生产生乏味厌学的情绪，学生易出现“被动学”、“死记硬背式学”等问题[1]。

（二）高分子化学理论性强，学生理解困难，适时恰当地采用多媒体教学能使抽象的教学内容具体化、清晰化。

从学生反馈的信息来看，普遍认为教师在使用多媒体授课时只是展示根据书本内容制作的幻灯片，有些幻灯片重点不突出，且没有深系到实际生活和生产的经验，不能完全激发学生对高分子化学学习的专业自豪感；又加之教师授课时缺乏与学生互动交流，课堂气氛不活跃，出现来不及记笔记、不利于学生复习等情况，久而久之，就会影响学习的主动性和兴趣性，达不到理想的教学效果。

二、高分子化学的教学实践与探索

（一）讲解重点突出，创新教学内容。

教师在选好教材、消化、吸收和融合教材内容的基础上，要处理好“干”与“枝”的关系，在课程内容方面做到重点突出、主次分明。在授课时要避免将教材内容“填鸭式”灌输给学生，应有针对性、侧重点讲解，少讲精讲[2]。如限于课时紧等原因，在讲解聚合方法时，由于此部分内容多数比较简单易懂，可以略讲。但对于自由基聚合反应要重点讲解，让学生对自由基聚合的机理、聚合速率、动力学链长、聚合度和聚合度分布等重要知识点要深入地理解并能加以灵活运用，这样可以有重点地完善学生的知识结构，满足实践应用的需求。同时，要不断更新、创新教学内容。在教学中，教师可以及时地在传统教材内容的基础上补充近年发展起来的前沿科学技术和研究方法，也要关注国内外重要期刊上的最新报道，在课堂上结合国内外的最新研究进行讲解与介绍，并推荐一些期刊、数据库和书籍给学生，引导学生根据自己兴趣自由地学习，扩大学生的知识面，建立知识结构，引导学生探索高分子化学领域。

（二）加强师生互动教学，发挥主观能动性。[3]

在教学中，互动式教学能有效地改变“老师主动讲，学生被动听”的“一言堂”式的教学模式。教师要多与学生眼神交流，用情绪感染学生，引导学生“多想善思”，讲课时语言要清晰流畅，抑扬顿挫，引导学生“勤学好问”。重要的是，在讲课时可穿插有关高分子的小知识、小故事，尽量将生活中常见实例与理论知识相联系，努力为学生营造生动活泼的课堂文化氛围，使学生自觉、主动地接受知识。如：在讲到聚酰胺、聚酯时联系到我们日常穿衣用合成纤维的尼龙、涤纶，学生戴的隐形眼镜、普通眼镜的树脂镜片都是特殊的高分子材料。联系生活中的常见实例有利于学生更深刻地掌握课程内容。在课堂上，多采用启发性的多种教学方法，合理安排课堂反复提问、反复练习、反复分组讨论等互动式教学，加深学生对所学知识的理解，提高教学质量。

（三）多渠道联系实践，培养自主学习能力。

随着如今高分子材料发展的迅猛，教材的教学内容已远远不能满足现代教学的需要，在课堂教学中应把高分子化学领域最新的科技动态、学术前沿有机地渗透到课堂内容当中，给学生多介绍一些近年来高分子化学的最新成果、最新理论，开阔学生的视野。如医用上介入诊疗的各种高分子管材、可降解的手术伤口缝合线、有机高分子发光二级管用于手机、数码相机显示和照明等。针对学生在高分子课堂教学中讨论比较感兴趣的话题，或者是高分子化学前沿领域的新方法、新技术等，可鼓励学生到图书馆和互联网上查找资料，撰写小论文，制作幻灯片，并在课堂上为大家作知识讲座，营造合作探究、自主学习的氛围。同时，也可关注网络上以高分子为主题的论坛，通过与网上的专家、学者的交流，调动学生探知高分子知识和应用领域的兴趣，培养主动学习的能力，激发研究兴趣。

（四）选择合适的教学内容，不断完善多媒体教学。

1.适时使用拿来主义，做到因材施教。

教学是一个个性化的过程，不同的教师有着不同的授课思路、方式与方法。一般来说，可以借助别人的课件作为启发自己的思路，但是，这种“拿来主义”绝不应成为主要依赖的对象。由于学生的层次不同、专业不同、对知识的接受能力不同，教学过程中好的方法可以借鉴，但重要的是要根据学生的需求、教材体系、自己的教学经验、教学思想使用自主开发的课件。尤其是在课件中更应该增加一些理论联系实际的例子，比如聚合物合成工艺和聚合物应用等实践应用方面的内容。

2.将多媒体教学与传统教学手段相结合。

多媒体教学具有传统教学手段不可比拟的优势，能更直观、更形象和生动地传导高分子化学的魅力，并能有效地扩充知识的广度和提高课堂的利用率。特别是需要向学生演示情景的内容，采用多媒体教学就更有优越性。如在讲解乳液聚合机理这一节，采用了动画方式形象演示了胶束成核的机理和乳液聚合过程的三个阶段，帮助学生理解，印象深刻。但是先进的教学手段并不一定能达到良好的教学效果，关键在于多媒体技术如何与传统的教学手段相结合，从而实现它应有的价值。如在高分子化学的课堂授课中，讲述自由基共聚理论推导公式时，就应该采用黑板板书的方式一步步进行推导，同时采用启发式方法调动学生积极性，促进学生主动学习和思考。

3.采用多种手段完善多媒体教学。

采用多媒体教学，教学信息量大，进度快，学生在课堂上有效掌握大量的理论难度较大，因此要做好课后辅助工作。不断完善网络教学平台，将多媒体课件、课后复习材料、教学重点、习题题库及小知识、小贴士等内容在学校的教学网络中充实完善，这样既有利于学生课后复习，又能加深学生对所学知识的掌握和应用。另外，还可利用各种化学软件、网络资源和视频等多种手段展示各种反应模型，特别是一些三维立体模型，启发学生思考，激发学习兴趣。在教学中逐步渗透双语教学，可以有意识地把新出现的专业词汇和标题用英文书写，能有效提高和丰富学生的专业词汇量，对收集到的专业文章，采用多媒体的形式讲解，又可以提高学生的专业阅读水平，这样，能帮助学生提高对专业英语的学习兴趣，为今后的毕业论文撰写及工作实践打下坚实的基础。

三、结语

高分子化学课程教学改革是一项系统的工程，总结近几年来的教学实践，笔者认为，以人文本，转变观念，因材施教是探索高分子化学课程的有效途径，合理有效地利用多媒体，不断完善网络教学平台，逐步渗透英语教学是实践高分子化学课程教学的有效手段，而创新教学内容、加强互动教学，培养学生学习的主观能动性是搞好高分子化学教学的前提条件。我们将不断地继续深入研究与探索，使高分子化学的教学不断适应新形势发展的要求，为培养高分子领域优秀人才作出不懈努力。

参考文献：

[1]唐忠锋.高分子化学多媒体教学中的问题及对策研究[J].广西工学院学报，2007，18（6）：115-116.

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中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（a）-0155-02

材料之于现代人类活动是必不可缺的，《高分子化学实验》是材料学相关专业学生必不可缺的是专业实验课程，通过该课程可以进一步强化学生对《高分子化学》课程中理论知识的理解，实现了理论与实际的有机结合，巩固和加强基础理论和基本技能。通过几年的教学实践发现，由于传统的实验都是学生按照实验指导书的步骤操作，只要按照讲义“照本宣科”，很多学生并不能主动去理解实验的目的和意义，只是完成任务，实验的现象、结果以及操作过程等，并没有给学生留下深刻记忆，这对学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力，乃至创新能力的培养都是十分不利的。所以作为教育工作者应该认识到“授人以鱼不如授人以渔”，对于实验课程，不能让学生简单的重复操作指南，更应该调动他们的学习积极性，提高学生的学习品质。这样就要求教师要对《高分子化学实验》课程进行改革和创新，不仅是从教学内容上，教学方法和手段也要更新升级。结合该专业的教学体验，做了一些尝试，取得了一定效果。

1 优化课程内容，增强实验教学趣味

高分子化学的基础实验对于刚接触的学生来说非常陌生的、全新的。通过基础性实验可以使学生对实验室仪器设备的使用和基本实验操作技术的掌握，具有很好帮助作用，使学生将理论知识从书本落实到实际，增强理论知识的直观认识。但是单纯的验证性实验只是让学生“看”不能“记”，降低了学生的学习积极性和主动性。因此，必须对基础验证性实验进行改革，使其成为综合性、设计性的实验，同时要注意内容设计的趣味性和生动性。

例如：很多学校都开设了“聚甲基丙烯酸甲酯合成（PMMA）”的实验[1]，传统的教学方法，就是让学生预习实验指南，按照步骤操作做出结果即止，在实验的过程中不重视实验现象和过程的描述与分析，只考虑是否产出产品，学生很难引起兴趣。调整了实验内容，通过加入小昆虫等形成“人工琥珀”、制作特定形状的模具和定制预想的展示框等，调动学生进行实验的积极性。同时启发学生进行思考，通过查阅相关文献，比较自由基聚合以及离子聚合等机理的不同，在实验过程中掌握相关的合成原理、方法和工艺。在教学过程中，将往届学生遇到的问题在实验室投影仪中播放，如：各反应阶段气泡的形成及处理、影响等，让学生产生对照，并进行思考，采取相应的解决措施。学生和老师围绕实验产生的现象和问题进行讨论，讨论结束后老师进行总结，加深印象，并且对此次学生的实验过程进行影像存档。

2 改善教学方法，提高实验教学效果

在以往的实验课教学中，只是按照传统做法，让学生自己先预习，然后来到实验室以后进行简单说明，再让学生操作。学生很难形成直观有效理解。近几年，借助于该专业的仿真实训平台，采取了一些改革手段。每次实验开课之前，首现开设了“高分子化学实验技术讲座”，在仿真实验室，将高分子化学实验涉及的原料制备与精制、各种玻璃仪器和设备的使用、成套装置的安装过程、高分子化学几种聚合方法以及一些基本的材料性能测试过程，都通过仿真系统给学生展示，这样就能给学生奠定一个比较好的实验知识基础，保证了学生从高分子化学理论课过渡到实验课的知识结构的衔接性和完整性、针对性。同时，在指导学生实验过程中，注意积累材料。例如：每届学生做实验，在实验过程中都会出现各种各样的问题，一方面要在实验报告中体现；另外要及时保存影像，通过对比，总结出规律，使学生能够对实验现象更加深印象。高分子化学作为材料学等相关专业的基础课，为后续的课程奠定了理论基础，而高分子化学实验则是验证这一理论基础必不可缺的一环。后续课程的许多理论由于反应周期过长等原因，学生很难通过在实验室做实验来进行验证和理解，没有感性认识。对此，在高分子化学实验过程中合理引导学生对后续的课程开展感性认识，如：高分子流体的粘弹性、分级试验、结构和性能的关系等。由于实验时间有限，采取多种形式加深学生在高分子化学实验中的收获，例如：对于自选项目，建议两组学生一组做乳液聚合实验；另一组做反向乳液实验，两组同时进行，互相观察实验现象，分析问题解决问题，共同分享实验成果，可以共同形成两份实验报告，这样就提高了学生的实验能力，增加了他们的实验收获。在专业的实习基地中包括一家塑料薄膜加工企业，在进行高分子化学实验的过程中，联系企业带领学生入场参观，对整个企业的生产加工过程进行学习，这样就可以使学生对大规模的高分子材料实验加工过程有直观认识，并且回到学校实验室后通过实验进行基本的验证，对相关的现象进行分析，巩固了理论知识，调动了学生积极性。

3 科研促进教学，培养学生科研能力

在高分子化学实验的教学过程中，除了优化实验教学内容、改革教学方法以外，还要注重学生综合能力的培养，这其中对于理工科学生来说无论是就业还是继续深造，科研能力的培养是非常重要的。在高分子化学实验教学过程中，建议专业的教师利用自身的实验研究课题、实验室仪器和氛围，吸引学生参与到教师的科研项目中，一方面给研究团队注入了新鲜的血液；另一方面可以使学生在浓厚的学术氛围中得到熏陶和能力提升。学生通过参与到教师的科研项目中，可以进一步将基础实验加以提升，不仅对合成、结构分析等进一步深入，同时可以提高科技文献的阅读综合分析能力、科技论文的书写水平提高等；通过参与到科研项目中，提高了学生的学习积极性，使学生学到的实验知识和技能得到了用武之地，使学生由被动学习变为主动学习，让自身潜能得到了发挥。以教学与科研互动为教学模式，讲课内教学和课外教学形成有机的互动，形成了实验教学与教师科研的相得益彰，提高了科研仪器设备的使用效率，科研仪器为教学服务得到了大大提升，实现了实验室的科学合理的开放，提升了实验资源的共享，进一步能够开设源于科研项目的设计性实验，存进学生科研能力的培养。通过几年的实践，该专业学生中很多通过参与教师的科研项目，从而衍生出自身的一些课题想法，在教师的指导下，参与到校内外组织的“挑战杯”“创新创业项目”等竞赛，多名学生取得了好成绩，同时通过此举，很多学生发表了具有自己思路的论文，有部分学生的实验性论文在教师的指导下发表到了SCI、EI以及核心期刊上，这对学生的就业以及深造都提供了很好助力。