高分子材料论文范文1
一、从天然树脂到合成树脂
一些树木的分泌物常会形成树脂，不过琥珀却是树脂的化石，虫胶虽然也被看成树脂，但却是紫胶虫分泌在树上的沉积物。由虫胶制成的虫胶漆，最初只用作木材的防腐剂，但随着电机的发明又成为最早使用的绝缘漆。然而进入20世纪后，天然产物已无法满足电气化的需要，促使人们不得不寻找新的廉价代用品。
早在1872年德国化学家拜耳（A．Bayer）首先发现苯酚与甲醛在酸性条件下加热时能迅速结成红褐色硬块或粘稠物，但因它们无法用经典方法纯化而停止实验。20世纪以后，苯酚已经能从煤焦油中大量获得，甲醛也作为防腐剂大量生产，因此二者的反应产物更加引人关注，希望开发出有用的产品，尽管先后有许多人为之花费了巨大劳动，但都没有达到预期结果。1904年，贝克兰和他的助手也开展这项研究，最初目的只是希望能制成代替天然树脂的绝缘漆，经过三年的艰苦努力，终于在1907年的夏天，不仅制出了绝缘漆，而且还制出了真正的合成可塑性材料——Bakelite，它就是人们熟知的“电木”、“胶木”或酚醛树脂。
Bakelite一经问世，很快厂商发现，它不但可以制造多种电绝缘品，而且还能制日用品，爱迪生（T．Edison）用于制造唱片，不久又在广告中宣称：已经用Bakelite制出上千种产品，于是一时间把贝克兰的发明誉为20世纪的“炼金术”。
以煤焦油为原粒的酚醛树脂，在1940年以前一直居各种合成树脂产量之首，每年达20多万吨，但此后随着石油化工的发展，聚合型的合成树脂如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯的产量也不断扩大，随着众多年产这类产品10万吨以上大型厂的建立，它们已成当今产量最多的四类合成树脂。合成树脂再加上添加剂，通过各种成型方法即得到塑料制品，到今天塑料的品种有几十种，世界年产量在1．2亿吨左右，我国也在500万吨以上，它们已经成为生产、生活及国防建设的基础材料。
二、从天然纤维到合成纤维
人类使用棉、毛、丝、麻等天然纤维的历史已经有几千年，但由于全球人口的不断增加和对纺织品质量的更高要求，从19世纪起，人们就为寻求新的纺织品原料而努力。
1846年制成硝化纤维；1857年制成铜氨纤维；1865年制成醋酸纤维；1891年制成粘胶纤维。由于粘胶纤维的原料是来源丰富的木材浆粕、棉短绒及棉纱下脚料等，再加上制成的纤维性能好，以至它的产量到20世纪50年代已经超过羊毛。
尽管上述几种称为“纤维素纤维”或“人造纤维”的出现是继纺织机械发明之后的又一次纺织革命，但它仍意味着人只是用化学方法，对天然植物纤维的再加工，而通过化学方法，制取全合成的、性能更为优异的纺织纤维阶段，才迎来了第三次纺织革命。
1928年32岁的美国化学家卡罗塞斯（W．H．Carothers）博士从大学岗位上应聘到杜邦公司，负责对不久前才兴起的高分子化学的基础研究，他们研究了多种脂肪族二元酸与二醇或二元胺的缩合反应，由于保证了反应物料的严格配比，从而获得分子量很高的缩聚物，但大多数产物的熔点偏低、不耐水，虽然有的可以抽丝，但不适于用做纺织纤维。反复不断地失败使卡罗塞斯在精神上受到很大打击，以至身上经常携带着一小瓶准备自杀的氰化钾。一直到工作6年后的1934年，终于在合成的数百种产品中，找到有希望成为优良纺织纤维的聚酰胺－66，尼龙（Nylon）是它在投产时公司使用的商品名。
杜邦公司为了使它工业化，动员了230多名各方面专家，花费2200万美元，到1939年始正式投产。这一成功不仅是合成纤维的第一次重大突破，也是高分子科学的重要进展。
尼龙投产后，杜邦公司马上宣布他们生产了比蜘蛛丝还细，比钢还结实的全新有机纤维。尽管当时第二次世界大战已经开始，仍然引起各方面关注。用它织成的女丝袜，销售第一天就卖出400万双，报纸上还报道了当时许多销售店曾引起“尼龙骚动”的场面，可惜的是卡罗塞斯本人却没有看到这种情况。41岁的他，虽然知道尼龙的研究已经取得突破性进展，但却总感到心力交瘁地被失败所缠绕，终于在1937年服毒自杀，留下深深的遗憾。
1938年德国研制出聚酰胺－6，即聚己内酰胺；1941年英国制出了聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，商品名Dacron、“的确凉”、或涤纶；1939年德国人又研制出聚丙烯腈纤维，但到1949年才在美国投产，商品名Orlon，我国称腈纶，此又出现多种新型合成纤维，满足了多种需要，但从应用范围和技术成熟等方面看，仍以上述几种为主，其产量约占总量的90％。
三、从天然橡胶到合成橡胶
自然界中虽然含有橡胶的植物很多，但能大量采胶的主要是生长在热带雨区的巴西橡胶树。从树中流出的胶乳，经过凝胶等工艺制成的生橡胶，最初只用于制造一些防水织物、手套、水壶等，但它受温度的影响很大，热时变粘，冷时变硬、变脆，因而用途很少。
1839年美国一家小型橡胶厂的厂主古德易（Goodyear）经过反复摸索，发现生橡胶与硫黄混合加热后能成为一种弹性好、不发粘的弹性体，这一发现推进了橡胶工业迅速发展。在这之前，橡胶的年产量只有388吨，但到1937年已增加到100万吨，即100年间增加了2000倍，这在天然物质利用史上是十分罕见的，尤其是1920年以后，由于汽车工业兴起，进一步扩大需求，以致世界各国开始把天然橡胶作为军用战略物资加以控制，这就迫使美、德等汽车大国，但却是天然橡胶的穷国开展合成橡胶的研究，这种研究是以制造与天然橡胶相同物质为目的开始的，因为人们已知它是由多个异戊二烯分子通过顺式加成形成的聚合体。
1914年爆发第一次世界大战，德国由于受到海上封锁，开展了强制性的合成橡胶研制和生产，终于实现了以电石为原料合成甲基橡胶的工作，到终战的1918年，共生产出2350吨。
战后，由于暂时性天然橡胶过剩，使合成橡胶的生产也告中止，但其研究工作仍在进行。先后研制成聚硫橡胶（1931年投产）、氯丁橡胶（1932年）、丁苯橡胶（1934年）、丁腈橡胶（1937年）等。
第二次世界大战期间，尤其是日本偷袭珍珠港、占领东南亚后，美国开始扩大合成橡胶生产，并纳入国防计划，1942年产量达84．5万吨，其中丁苯橡胶为70．5万吨。1950年以后，由于出现了齐格勒纳塔催化剂，在这种催化剂的作用下，生产出三种新型的定向聚合橡胶，其中的顺丁橡胶，由于它的优异性能，到20世纪80年代产量已上升到仅次于丁苯橡胶的第二位。此后又有热塑性橡胶、粉末橡胶和液体橡胶等问世，进一步满足了尖端科技发展的需要。
回顾过去，展望未来，在新世纪里新技术将更加迅猛发展，与此同时，作为技术革命物质基础的，以合成高分子为代表的新材料的研制和开发，也将越来越起着重要作用。
参考文献
高分子材料论文范文2
关键词：功能高分子材料；教学探讨；教学方法
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）32-0139-02
一、引言
《功能高分子材料》是材料化学、高分子材料、复合材料和应用化学专业的主干综合性课程，同时是一门以高分子化学和物理为基础，与生物学、物理学和医学等学科都有交叉的交叉学科。随着科技迅速发展，当前社会领域内对功能高分子的应用更为普遍，因其种类多、内容丰富成为新技术革命中不可或缺的关键材料并充斥在人类生活中，这使得《功能高分子材料》课程的教学显得尤为重要。高分子材料的功能化主要体现在对其组成及结构上的设计，而《功能高分子材料》的教学目的就是让学生在掌握关于功能高分子材料基本知识的基础上，可以制备和设计功能高分子材料。因此，提高对《功能高分子材料》课程教学方法的重视，打破传统的教学方式，对于培养出运用功能高分子材料的高素质优秀人才尤为重要。
二、教学内容和课程特点
《功能高分子材料》是一门专业选修课，同时是一门重要的核心主干课程，不仅要求学生了解并掌握高分子材料的基础知识，更要求学生具备动手设计和制备有关的功能高分子材料的能力。而这也就要求在功能高分子材料的教学过程中，始终贯穿高分子材料的分子“设计―结构―性能”之间的关系，这往往需要学生运用和掌握大量的高分子化学与高分子物理的基础知识。
三、目前《功能高分子材料》课程教学现状与存在的部分问题
首先，功能高分子是一门结构复杂、跨学科性强的专业学科。因此，该门课程在教学内容的选择上不能拘泥于在传统模式中选取某一本教材内容进行教授，而是应需要进一步的去完善和提炼综合各版本的优势内容，再进行教学内容的选取；其次，晦涩难懂的教学重点是要求学生理解高分子材料是怎样从组成、结构上进行设计而使材料功能化的，但理论知识往往比较刻板生硬，使得学生学习兴趣低下。那么，如何提高学生学习积极性是教学关键。传统的“填鸭式”教学并不适用于这门课程，因为在缺乏以学生兴趣作为保障的前提下，我们很难将内容多、更新快、知识点晦涩、难点较多的功能高分子材料这门学科讲清楚。因此，教师应充分考虑更新教学手段、教学方法以及考核方式，提高自身专业素养并调动学生积极性来克服这一困境。
四、《功能高分子材料》课程教学改革方法与实践
1.教材的选定和内容的精讲。目前多数学校对于这门课程安排的课时、学时较短，主要集中于学生找工作和考研的大四阶段。那么，这就有赖于授课教授前期对课程教学内容的精心设计，更要求教师掌握当代先进的高分子材料的前沿知识和发展进程，不断更新自我的知识结构，对课程内容进行系统的分析和归纳，突出课程重点，授课时选择精练重点，深入浅出进行授课，从而解决教学内容多与学时少之间的矛盾。其次，功能高分子是一门相对新兴的前沿学科，因此选择其内容要跟随时代的发展，不可将陈旧的知识拿来反复陈述，而是要跟上科学步伐不断更新、充实和完善授课内容，教师应多方面的关注功能高分子材料领域的前沿动态，不断积累并更新自己的知识量，将先进的学术成果及时应用到平时的教学过程中，使得学生对高分子材料充满好奇，从而提高学生学习功能高分子的积极性，进而牢固掌握高分子材料的基础知识。
2.多媒体教学与传统教学方式相结合。多媒体教学越来越广泛的应用于现代教学中，相比传统的板书口述的传输途径，多媒体具有生动形象的图片和模型、涵盖的信息更广、交互性更强的特点，更容易令学生理解和接受教学过程中复杂的知识难点。近些年，越来越多的课程都已经实行多媒体教学，由于功能高分子材料这门课程的新概念多并且涉猎领域广，引入多媒体辅助教育将更有利于学生直观感受有关功能高分子设计的实例，尤其是教师可利用各种软件、网络资源和视频，生动地展示各种原理模型，把抽象枯燥的功能高分子材料课程变得更加具象、具体，以此调动学生的各种感官、启发学生思考，从而激发学生参与到功能高分子学习中来的兴趣，加强学生对高分子材料中的教学难点的理解和掌握。然而任何事物都是具有两面性的，不能过分依赖多媒体教学，在教学过程中，对于某些特别重要的理论公式的学习和推导，通过多媒体教学难以使学生在较短的时间内完全理解，这时教师就应该采用传统的板书教学方式，通过板书并逐渐讲解过程使得学生能够慢慢理解，加强学生的记忆。总之，多种教学方法有机的结合才能达到完美的理想效果。
3.强化理论与实践紧密结合，培养创新性思维。教师在传授功能高分子材料的理论知识的同时应开设与此课程相关的开放实践课程，如开放性的设计实验。在教师指导下，学生自己动手设计、操作并最终提交实验结果，在整个实验操作中不仅需要现实性的应用学到的理论知识，还可以锻炼学生的自主创新能力。这种自己动手操作设计实验的方式不仅培养了学生的动手能力，更加深了学生对所学知识的理解；还可以带学生去功能高分子材料的工厂参观，切身感受理论结合实际的生产过程，开阔学生的视野，教学实践相结合使得教学成果更为显著。
4.从生活实际出发，激发学生学习动力。教师在教学活动中介绍功能高分子材料的时候，可以以生活中的实际例子或新闻报道中的最新科技进展为例子，让学生认识到功能高分子材料的重要性，同时让学生对最新的研究成果有所了解，从而提高学生们对科学研究的兴趣。例如，教师可以以环保问题为切入点，介绍对于废水、废气处理方面的功能高分子材料；在讲解导电高分子材料时，可以用“诺贝尔化学奖科学贡献―导电聚乙炔发现”的案例切入；在讲电致发光功能高分子材料时，可以先从熟悉的智能计算机谈起，慢慢讲解其屏幕发光机理和应用机制；讲解吸波材料时，教师则可以从各国隐身战斗机的发展入手，从材料的特殊功能入手，再慢慢引出高分子材料的不足之处，从而引导学生主动思考、发掘原因，引导学生获取解决问题的方法，感受到成功的乐趣增进自信，提高学习功能高分子的学习动机。总之，要让学生在学习中建立起功能高分子材料与现实生活的紧密联系，感受到功能高分子学习在未来职业和社会生活中的作用。
5.教学手段多样化，增强教与学的互动性。采取多种教学手段并用，增强互动性教学在功能高分子材料这门学科中是非常重要的，尤其是教与学的互动性，在一定程度上可以促进学生的学习兴趣，在互动中得到对知识的理解和掌握。在互动性教学中，教师可以提出一些问题并适当的给学生安排一些课下查阅资料的任务，锻炼学生的文献检索能力，并能在文献中了解和掌握更为前沿的学科知识；更可以放手安排让学生在讲台上讲授，这样不仅可以促进学生对知识的掌握，还可以锻炼学生的胆量和演讲能力。此外，还可以鼓励学生撰写一些功能高分子材料相关的综述性论文，在培养学生论文写作能力的同时也对功能高分子材料领域有一个广博的认知。总的来说，互动模式可以督促学生主动对知识进行获取，增强学习的效果。
6.科研与教学相融合，以科研促进教学。在功能高分子材料教学过程中，应将教学和科研有机的结合起来。科研教学一体化不但能够提高教师水平，把握前沿的功能高分子材料的知识，更能丰富关于功能高分子材料的教学内容，为学生营造浓郁的学术氛围，提高学生的科研素养和创新能力，进而全面提高关于功能高分子材料的教学质量。
7.改革考核方式，端正学习态度。学生的考核情况是反应教学效果的标准，教师应该随时注意自己的教学效果，随时做好查漏补缺的工作，并积极调整教学方式以达到预期的教学效果。传统的考核方式主要是通过考试成绩来评价这门课的教学效果，而在这种情况下，学生往往是阵前磨枪，突击复习，这种瞬时记忆导致学生知识点很快被忘却。因此，改革考核方式变得尤为重要。首先，重视课堂表现力和出勤率，培养学生上课的纪律性和交流思考能力，该方面要占总成绩的30%；其次，要注重课堂报告和文献检索能力，从而锻炼学生检索资料、撰写报告以及演讲能力，并占总成绩的20%；再次，为了培养学生理论联系实践的创新性思维能力，那么设计性试验和课后作业要占总成绩的20%；最后就是考查学生对概念、原理、性能以及实验设计方案的掌握，占总成绩的30%。这种全新的考核方式能够有效促进学生素质的提高，使得分数不再是衡量学生的标准，对功能高分子材料课程教学效果的提升起到了重要的作用。
五、结语
在随着科技的发展，功能高分子材料科学也在飞速发展，这就要求高分子专业的人才的素质也要与时俱进。因此，在功能高分子材料的课程教学过程中，教师要不断提升自身素质，并及时掌握高分子材料研究的前沿内容，系统归纳课程内容，改变教学观念运用多重教学手段，采用理论与实践结合的教学思路，培养学生独立思考、解决问题的能力，调动学生自主性和积极性，为该科研领域不断输送优秀人才。
参考文献：
[1]齐民华.功能高分子材料课程教学改革的思考[J].广东化工，2011，（05）.
[2]周立，孙荣欣.《功能高分子材料》课程教学改革的探索[J].科技信息，2010，（21）.
[3]吐尔逊・阿不都热依木，如仙古丽・加马力.关于《功能高分子材料与化学》课程教学的几点思考[J].广东化工，2011，（11）.
高分子材料论文范文3
【关键词】应用型人才培养模式；建筑高分子材料；教学改革
Teaching Reform of Polymer Materials for Building Course Based on the Applicable Talents Cultavating
WAHG Li-yan GAI Guang-qing ZHAO Li
（Jilin Jianzhu University， Changchun Jilin， 130118）
【Abstract】Teaching reform methods of polymer materials for building course based on the applicable talents cultavating mode were proposed. In addition， the concrete implementation processes of four education reform methods were elaborated in detail by combining with the teaching instances. Finally， teaching reform effects of polymer materials for building course were summarized.
【Key words】Applicable talents cultavating mode； Polymer materials for building； Education reform
随着高等教育的普及，各高校急剧扩招，尤其对于普通高校，学生入学成绩很低，在高中就没有养成好的学习习惯，升入大学后对学习更是松懈怠慢。学生自觉学习、自我管理的能力较差，学习兴致不高，考试突击学习现象十分严重，学习无用论在学生脑子里根深蒂固，导致理论基础不扎实。另外，对于实验、实习等实践教学环节，学生缺乏足够的重视，多数流于形式。因此，多数学生既没有扎实的理论基础，又缺乏较好的实践技能，势必导致就业难的社会问题。近年来，针对高等教育人才培养中存在的问题，我们提出了构建应用型人才培养模式，使我们的毕业生适应社会发展需要。应用型人才培养模式下的理论课程教学改革尤为重要，本文以《建筑高分子材料》课程为例，阐述课程教学改革方法。
1 建筑高分子材料课程简介
建筑高分子材料是指以有机高分子材料及其复合材料为原料生产加工的新型建筑材料。塑料管材管件、塑料门窗、建筑涂料、建筑防水及密封材料、建筑胶黏剂、建筑模板、泡沫塑料保温材料等建筑高分子材料在建筑领域广泛应用，极大的推动了建筑业的革新和发展。随着中国城市建设和建筑业的迅猛发展，各类新型建筑材料不断涌现，建筑高分子材料已成为国民经济的支柱产业。通过对建筑高分子材料课程的学习，学生把自己所学的高分子材料的相关知识和建筑工程结合起来， 充分认识到了高分子材料在建筑领域的应用价值，将理论和生产实际紧密结合起来，更加突出了吉林建筑大学高分子材料专业的一大特色， 拓宽了毕业生的就业和创业机会。建筑高分子材料课程是一门实用性很强的专业任选课。本人在教学过程中不断探索新的教学方法，尽量避免枯燥的灌输式教学，采取灵活多样的教学方法，多样的考核方式，充分地调动了学生的学习积极性。下面是本人结合教学经验提出的本课程的教学改革方法。
2 建筑高分子材料课程教学改革方法
2.1 教师课前准备工作
教师开课前做好调研工作，查阅资料、深入市场、深入企业，掌握当前建筑高分子材料的发展现状和研究方向。要想讲好一门课程，必须提前做好准备工作。第一，查阅相关领域的期刊资料，关注相关网站，了解该领域的研究现状。在开课前我查阅了与该课程有关的大量资料，在建筑塑料部分的讲授中，相对应的期刊有《塑料工业》、《国外塑料》、《化学建材》等；在建筑涂料部分的讲授时，经常参考的期刊有《涂料工业》。第二，深入市场、走向企业。上学期，我走访了几家建筑材料的企业，进行了参观学习，感觉收获很大。深入市场、走进企业可以将理论知识和生产实际紧密结合起来，了解该领域的发展现状和趋势。当你带着实践经验走向课堂组织教学，那将给同学带来很多新鲜的气息，无疑会增加学生的学习兴趣，真正了解到学有所用。这是当前大学生最为关注的问题，尤其那些主张学习无用论的学生将受益匪浅。
2.2 理论教学联系实际
教师要时刻记住将理论教学与实际生产联系起来、与实践教学联系起来。教师不仅要经常深入企业， 还要鼓励学生到企业参观实习，向工人学习生产经验，从而增加对所学理论的深入理解。课堂上，我经常鼓励学生并将学生介绍到企业参观学习，了解理论知识在生产实际中的应用。同学积极响应，受到了较好的效果。另外，我们还经常将理论教学与实践教学联系起来。在讲授建筑涂料部分内容时，由于我们材料专业实验室完全具备涂料的实验条件，我们鼓励学生自己设计关于内墙和外墙涂料的开放性实验，最后，在教师指导下，完成涂料的制备及性能检测，实践教学与理论教学相互促进，学生受益匪浅。
2.3 培养学生自觉学习能力
目前普通高校大学生缺乏自主学习能力，主动学习强调学生应成为学习的主体，要促进学生积极参与到学习的过程之中，要通过阅读、写作、演讲、讨论与辩论、实验与研究、社会实践等多种形式学习。在本课程的教学中，我要求学生每学习一章，至少要查阅一份资料，并鼓励其进行科学研究和实验，撰写论文，以此作为一项重要的考核标准。而且在课堂上会给同学提供讲解自己所查资料的机会，与大家一起分享和探讨知识。这样，学生课后能够积极查阅资料，课堂上也能积极思考，部分学生能够积极投入开放性实验中去，主动到实验室做实验，真正成为学习的主体。
2.4 注重平时成绩考核
以往的考核方式以期末考试为主，大约占80-90%。这种考核方式存在很大弊端，对于很多课程，学生平时不学习，进行考前突击学习，应付过关，考完则不久就会全盘忘掉。所以，考核方式应该使学生注重平时的学习过程，而不是最后的成绩。利用一学期能学到的知识要远远多于期末的突击学习。在本课程教学中，采用多样的考核方式，第一是出勤，占5% ，比例较小；第二是课堂讨论，给学生提前布置任务，学生通过学习课本、查阅大量资料，准备课堂讨论内容，此项占35%左右；第三是市场和企业调查，要求学生结合理论知识，到相应的企业参观实习，了解相关建筑材料产品的生产过程，利用课堂向同学们讲述，此项占30%左右；第四才是理论知识的测验，占30%。
3 结论
通过建筑高分子材料课程教学改革，学生学习兴趣显著提高，能够自觉主动学习，不仅向课本向老师学习，还能积极主动查阅大量资料，到企业实习，能够做到将理论与生产联系起来，与实践教学结合起来。课堂上积极参与讨论，勇于阐述自己的观点。但在（下转第31页）（上接第8页）实施过程中也有很多困难，如在进行市场调查过程中，部分学生不敢走向社会。教学改革是一个长期的过程，作为教师，需要不断思考、探索新的教学方法以适应应用型人才培养的需要。
【参考文献】
[1]王嘉毅，詹妮特・弗悌娜.美国高等学校提高本科教学质量的七条对策[J].高等教育研究，2007，28（3）：100-105.
高分子材料论文范文4
关键词：材料科学概论;教学模式;高职
中图分类号：G642.2 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）36-0258-02
材料与人类密切相关，是人类物质文明的重要基础。材料、信息和能源是现代文明的三大支柱，而材料又是一切发展和进步的前提。作为当代大学生，尤其是材料专业的大学生，有必要对生活中出现的各种材料有所了解、熟悉，拓宽专业及相关专业的知识面，《材料科学概论》就是在此背景下开设的一门课程。该课程是我院材料工程系冶金、热处理和质检三个专业开设的一门材料类理论限选课，授课时间集中在第三学期，内容包含广泛，有金属材料、陶瓷材料、有机高分子材料、复合材料和新型材料（纳米材料、智能材料、超导材料、生物材料、非晶态合金、形状记忆材料）等，大纲要求尽量让学生对各种材料有一个广泛的系统认识，为后续的专业课学习打下一定的相关理论知识基础。结合我系教师和学生的实际情况，对《材料科学概论》的课程教学模式进行了教学内容、教学方法、教学手段和考评机制等多方面的积极探索，取得了一定的成绩，并提出了一些建议。
一、调整教学内容
目前国内关于各种材料概论的教材有数十种，针对高职院校学生的学习特点和教材的难易程度，对教材进行了筛选，选定了王高潮主编的《材料科学与工程导论》（机械工业出版社出版的普通高等教育规划教材）作为教学用书。全书共有十章，主要讲授了人类四大基础材料（金属材料、陶瓷材料、有机高分子材料、复合材料）的基本理论知识，并对一些传统的以及近年来新型的热点材料（纳米材料、智能材料、超导材料、生物材料、非晶态合金、形状记忆材料）进行了重点介绍，通过对材料的特点、用途和发展前景的阐述，激发了学生对材料专业的兴趣。
根据大纲要求，本课程学时安排为32学时。对于教材中的任何一种材料，都可以是一门专业，在32学时内不可能让学生全部详细地掌握各种材料，如果教师一味地追求教学进度，肯定会导致教学效果受到严重影响[1]。教师应当仔细分析教材，根据教学计划的安排，及时调整授课内容，对章节内容进行筛选优化。材料系所有专业学生在第二学期均开设了一门《工程材料》课程，学生对金属材料的知识已经基本掌握，对《材料科学概论》课程内容进行调整，剔除金属材料章节，重点讲授陶瓷材料、有机高分子材料和复合材料三部分，新型材料主要以生活中的实物实例辅助讲授，非重点章节要求学生自主学习。
二、丰富教学方法
《材料科学概论》由于内容的多样性和复杂性，要求学生记忆的知识点非常多，尤其是遇到一些抽象的内容，学生更提不起学习兴趣，如何引导学生对所学知识产生兴趣是非常重要的。
首先，改变传统的“填鸭式”教学，使学生觉得上课是一件有趣的事。在教学中，教师可以适当增加教学互动环节，让学生的思维活动起来，脑子运转起来，加强师生间的直接沟通。比如非重点章节可以要求学生课后去搜集资料，做一个相关内容的PPT，在课堂上由学生进行讲解，其他学生对不懂的地方或有不同见解的地方进行提问、讨论，师生共同去解决问题。
其次，教师也可以将近年在材料方面与课本内容相关的科研、专利或课题成果引入课堂中，让学生对“神秘的”研究有一个感性结合理性的认识，比如在讲授无机非金属材料时，结合当前的热点，把“一种对烧结温度敏感的钛酸铋基无铅介电陶瓷材料”的新专利引入到教学中，让学生在学习功能陶瓷材料基本理论的同时，对相关的最前沿的技术有所了解，拓展学生的知识面[2]。
再者，课堂上教师可以运用幽默的语言和动作来描述讲解的内容，让学生在轻松欢乐的氛围下学习，减轻学习压力，增加学习兴趣。
三、优化教学手段
传统的黑板教学已经不再适应现代教学（尤其对于工科生），教师应当积极地去探索新的科学的教学手段。教学手段应当充分发挥为教学服务的特点，不应拘泥于一种手段，只要能提高教学效果都应当主动尝试。多媒体是现代教学中非常重要的一种辅助工具，教师应充分发挥其优势，将文字内容结合图片、动画、视频等资源，充分调动学生的好奇心，激发学生的学习兴趣，让学生变被动、厌学为主动、想学。在使用多媒体辅助教学时要注意，教师不能一味地依赖PPT来完成教学任务，PPT的教学相较板书而言，其速度快得多，适当地结合板书，使学生在PPT学习过程中更容易做好笔记并记住知识点。其次，教师对于每堂课PPT的内容应当把握适当，内容如果太多，教师不但讲得吃力，而且学生吸收也困难;内容如果太少，对于32学时的内容而言，授课进度会受到极大的拖延[3]。结合学生的学习能力，上课内容的深浅程度，把握好每堂课的量，根据经验，最好控制在25～30页。
每节大课的最后十分钟留给学生进行讨论，对本次课的内容进行交流，查漏补缺;也可以给学生布置预习任务，为下节课的学习作好准备。
四、完善考评机制
传统的期末闭卷考试“一卷定高低”的考核形式已经不再合适，教师应当结合学生平时的各方面表现来评价一个学生的成绩。我院结合学生的实际情况，实行了“6+4”评分机制，期末卷面成绩占总评分的60%，平时成绩占总评分的40%，其中平时成绩可以根据学习内容的差异和教师的灵活掌控调整比例。比如在本门课中，授课教师采取了多种不同的考核方式进行评分：平时作业、考勤情况、堂内测验、回答问题、分组讨论、课堂纪律表现、笔记记录情况等，通过这些评分，了解学生的学习态度、学习兴趣、学习能力和知识掌握情况，根据学生的真实表现，加分、扣分，不偏不倚，让学生获得一个真实的平时成绩。学生在期末考试前获得自己的平时成绩，针对期末目标，及格抑或高分，做出相符的复习方案。
五、结语
通过近几年对《材料科学概论》的教学内容、教学方法、教学手段和考评机制等方面教学模式的探索，教师积累了一定的经验，学生在新知识获取上也更加轻松。在取得一定成绩的同时，我们也应当注意，在实践中发现仍有一小部分学生在本门课的学习中非常吃力，究其原因，很大程度上因为他们是文科生，这类学生物理、化学基础差，有些甚至没学过，在碰到无机非金属材料和有机高分子材料时完全摸不到方向，最基本的概念诸如“化学键”、“官能团”等都没听说过。作为理论限选课，主要目的是让本专业学生学习与专业相关的前沿科学技术知识，但32学时的课时安排不允许教师花太多时间在讲解基本概念上，建议学院在招收材料专业学生时尽可能以理科生为主。伴随着新材料的不断涌现，知识的更新换代也异常迅速，新的教学问题也会不断呈现，只有教师紧跟时展、及时更新知识、调整教学模式，才能在传授知识的道路上立于“不败之地”。
参考文献：
[1]刘丰收，王婴，申东升.高分子材料课程教学改革与实践[J].广东化工，2011，38（1）：222-223.
高分子材料论文范文5
【关键词】宽带半导体材料 电子机构 性质
Ⅱ-Ⅲ2-Ⅳ4型三元化合物，为具有缺陷黄铜矿结构的宽带半导体材料，材料电子机构优化性强，弹性以及光学性质好，用于光学设备乃至电光器件等的制造中，在提高设备性能方面，价值显著。本文以密度泛函理论为基础，对缺陷黄铜矿结构半导体CdAl2S4的电子机构、弹性及光学性质进行了分析：
1 宽带半导体材料模拟计算方法
以密度泛函理论为基础进行模拟计算。将CdAl2S4拆分开来，分为Cd、Al以及S三个部分，三者的价电子组态存在一定差异，Cd电子组态为4d105s2、Al电子组态为3s23p2、S电子组态为3s23p4。电子与电子之间存在的交换关联势，以PBE泛函作为基础进行描述。参数设计情况如表1。
从表1中可以看出，半导体材料参数如下：
（1）动能截断值：500eV。
（2）布里渊区k点网格8×8×4。
（3）原子作用收敛标准：10-3eV/A。
（4）自洽精度：10-6eV/atom。
2 宽带半导体材料的电子机构与性质
2.1 宽带半导体材料的电子机构
从晶格结构、能带结构方面，对宽带半体材料CdAl2S4的电子机构进行了研究：
2.1.1 晶格结构
宽带半导体材料CdAl2S4的原子中，不同原子的空间占位不同，具体如表2。
考虑不同原子在空间占位方面存在的差异，应首先采用晶格优化的方法，提高材料结构本身的稳定性，CdAl2S4的晶格结构参数以及键长如下：Cd-S键长2.577、Al1-S键长2.279、Al2-S键长2.272。a实验值2.553，计算值5.648。
2.1.2 能带结构
宽带半导体材料CdAl2S4的能带结构如图1。
图1显示，宽带半导体材料CdAl2S4的价带主要由三部分所构成，分别为低价带、高价带与最高价带：
（1）低价带：低价带即能量最低的价带，包括S的s态以及Al的s态等部分，通过对半导体材料CdAl2S4的低价带的观察可以发现，S与Al两者中所包含的原则，具有较高的结合性质。
（2）高价带：与低价带相比，高价带的能量相对较高，判断与Cd原子有关。观察图1可以看出，半导体材料CdAl2S4高价带Cd-d态的局域性较强。
（3）最高价带：最高价带的能量最高，一般在-5.4-0eV之间，该价带包括上下两部分，两部分所包含的能态各不相同。以导带部分为例，其能态一般在3.395eV-6.5eV之间。
2.2 宽带半导体材料的性质
从弹性性质、光学性质两方面，对宽带半导体材料CdAl2S4的性质进行了分析：
2.2.1 弹性性质
晶体相邻原子的成键性质等，与弹性性质存在联系。从宽带半导体材料CdAl2S4的各向异性因子，该材料的弹性性质呈现各向异性的特点。
宽带半导体材料CdAl2S4的延展性与脆性，与弹性同样存在联系，简单的讲，材料的延展性与弹性呈正相关，材料脆性与弹性，则呈负相关。通常情况下，材料的延展性与脆性如何，可以采用体模量与剪切模量之间的比值来确定，当两者之间的比值在1.75以下时，说明材料的延展性较差，脆性较强，弹性性质较差。相反，当两者之间的比值在1.75以上时，则说明材料的延展性较强，脆性较弱，弹性性质较强。
通过对宽带半导体材料CdAl2S4体模量与剪切模量之间的比值的计算可以发现，比值为1.876，较1.75大，可以认为，该材料的延展性较强，脆性较弱，弹性性质较强。
2.2.2 光学性质
半导体材料的光学性质，属于其物理性质中极其重要的一方面，在光学仪器等的研制过程中，对半导体材料的光学性质十分重视。宽带半导体材料CdAl2S4的本质来看，该材料晶体为四方晶系单光轴晶体，各向异性显著。
将光谱能量确定为0-20eV，对材料的光学性质进行了研究，发现半导体材料CdAl2S4的光子能量在3.5eV以下以及12.5eV以上的区域，而不存在在两者之间，可以认为，该材料晶体的光学性质具有各向异性。另外，研究显示，该材料的反射系数可达到0.85，强放射峰在紫外区域，可以认为，宽带半导体材料CdAl2S4具有紫外探测以及紫外屏蔽的光学性质。
3 讨论
宽带半导体材料CdAl2S4电子机构相对稳定，延展性较强，脆性较弱，弹性性质较强，具有紫外探测以及紫外屏蔽的光学性质。未来，应对宽带半导体材料的性质进行进一步的研究，以开发出该材料的更多功能，确保其价值能够得到更好的发挥。
4 结论
鉴于宽带半导体材料CdAl2S4在电子机构以及弹性性质和光学性质方面存在的特点及优势，可以将其应用到紫外探测以及紫外屏蔽等材料的研制过程中，使之优势能够得到充分的发挥，为社会各领域的发展发挥价值。
参考文献
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[2]陈芳，魏志鹏，刘国军，唐吉龙，房丹，方铉，高娴，赵海峰，王双鹏.扫描近场光学显微技术在半导体材料表征领域应用的研究进展[J].材料导报，2014（23）：28-33.
[3]冯琳琳，顾鹏程，姚奕帆，董焕丽，胡文平.高迁移率聚合物半导体材料[J].科学通报，2015（23）：2169-2189.
高分子材料论文范文6
关键词：材料专业；普通化学；绪论课；教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）51-0134-02
普通化学是高等学校材料专业的一门重要的理论基础课。但由于授课对象是大一新生，学生们对于这门课程在材料专业中的基础地位与重要性，以及与所学专业的内在联系缺乏了解或认识不足。如何能让学生迅速了解化学与材料科学之间的密切联系，从而激发他们学习化学的兴趣，调动他们学习的积极性，是普通化学教学过程中面临的首要课题。
绪论课是普通化学课堂教学的第一课，在引导学生认识化学的重要性、激发学生学习化学的兴趣方面起着非常重要的作用[1，2]。对于材料专业的学生来说，最感兴趣的莫过于各类材料对人类文明、社会发展所起的重要作用。通过讲解化学发展简史、材料在社会发展中所起的作用，增加学生学习化学的兴趣，激发学生的学习热情。近几年，笔者通过对绪论课内容的不断更新完善，以及对多媒体课件的精心设计，使学生及时认识到学习化学的必要性和重要性，取得了良好的教学效果。现就绪论课的教学实践做几点总结。
一、从材料发展对社会进步的巨大作用讲述材料发展史，增强学生的专业自豪感和自信心
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一种新材料的应用往往成为人类进步的重要里程碑。例如，历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代特征标志的。一种新型材料的研制成功，可以引起社会生活的新变化。如石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、单晶材料、有机高分子材料等的发明与创造，都曾为社会进步提供了重要的物质基础。因此，可以说，没有半导体材料，就不可能有计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊结构材料，便没有宇航工业；没有低损耗的光导纤维，也就没有现代光通讯；没有有机高分子材料，人们的生活也不可能这样丰富多彩。特别是到了现代，国际竞争日趋激烈，各国都想在生物、信息、空间、能源、海洋等技术领域占有一席之地。而开发这些高新技术的关键往往与材料的发展有关。
通过一个个生动鲜明的事例，让学生了解不同材料在人类文明进程中所起的巨大推动作用，增加他们对自己所学专业的自豪感；通过介绍材料在高新技术领域的价值及应用前景，激发学生学习材料科学的兴趣。同时，结合笔者的科研经历、科研体会，讲述一些新型材料设计合成的案例，激发学生的求知欲，增强学生的自信心。
二、介绍化学发展史，激发学生的学习兴趣，培养学生正确的价值观
人类化学知识的获得，是从认识自然现象开始的：动植物的腐烂、火山爆发、空气和水对物质的侵蚀等。远古时代人类通过摩擦生火和钻木取火等方法学会了利用火，不仅增进了健康，发展了智力，而且利用火能产生各种化学反应这个特点，开始了制陶工艺。制陶过程实际上就是在高温下，使粘土中的二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、氧化镁等成分发生一系列的化学变化。制陶工艺不仅提供生活必需品，改进农耕工具，而且改善了人类的居住条件。人们逐渐走出岩洞，住进了砖瓦房，并用陶制农具开展农业生产。同时，人们从烧陶工艺中掌握了高温技术，并该项技术应用于冶炼铜矿和铁矿。如将铜矿石和木炭混合加热得到了金属铜；但纯铜质地较软，不利于制造工具和兵器。在冶炼铜时掺入锡、铅，可制得硬度很高的青铜。青铜器如铜币、编钟、青铜鼎的出现，推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展，把社会文明向前推进了一大步。除了冶炼铜以外，人们用木炭不完全燃烧产生的一氧化碳，还原铁矿石中的氧化铁为金属铁。战国时期铁制工具如犁铧、铁D、铁锛等农具得到广泛应用，带动了农业和手工业的发展。这样，随着冶金技术的不断进步，生产工具的不断革新，在人类历史上相继出现了青铜器时代和铁器时代[4]。
此后到了炼丹术和炼金术时期。虽然炼丹家和术士的目的没能达到，但他们为化学学科的建立积累了丰富的经验。通过做原始的化学实验，发明了大批实验器具，制造出很多化学药剂，记录了大量的实验方法，写下了许多炼金著作。正是这些理论、实验方法、化学仪器以及丹术著作，开创了化学学科的先河。与此同时，人们对物质结构本质的探索与论证也从未停息过。但直到1661年英国化学家波义耳给元素下了明确的定义、1803年英国化学家道尔顿创立原子学说、1811年意大利化学家阿伏加德罗提出分子学说，人们才逐步认识到物质的组成、结构以及发生的化学变化，逐渐形成了完整的化学体系，化学才真正成为一门科学。
到了19世纪末，随着X射线和电子的发现，人们对物质结构的认识逐渐深入，打破了道尔顿原子不可分割的观念。此后，随着建立在卢瑟福有核原子模型、普朗克量子理论和爱因斯坦光子学说基础之上的波尔原子结构理论的提出，标志着现代化学的兴起；薛定谔方程的建立，更直接揭示了微观世界微粒运动的深层奥秘；而在量子力学基础上发展起来的化学键理论，使人类进一步了解到分子结构与性能之间的关系，大大地促进了化学与材料科学的联系，为发展材料科学提供了理论依据。通过化学发展史的介绍，使学生丰富化学历史知识，了解各个时期化学发展的标志性成果及对社会发展所起的巨大作用，由此激发学生学习普通化学的兴趣，为以后的专业课学习打下坚实的基础。
除了激发学习兴趣，化学史的讲授还可以给人以智慧，即尊重事实、追求真理的科学情感和态度，百折不回、锲而不舍的科学品德和情操，勇于探索、勤奋创新的科学精神和方法。如讲述诺贝尔这样的伟大科学家的奋斗历程、学术成就、品德修养，描绘科学家实事求是、一丝不苟的科学态度，锲而不舍、持之以恒的拼搏精神，对提高学生的科学素养会起到潜移默化的作用，更为重要的是，在这个过程中还可以培养学生优良的道德品质，以及正确的人生观和价值观[5]。
三、阐明材料专业只有以化学为基础，方能引领科技的发展，进一步激发学生的学习热情
材料是人类生存、社会发展、科技进步的坚实基础，是现代化革命的先导，人们把信息、材料、能源作为社会文明的支柱。如今，材料已成为与国民经济、国防建设和人民生活息息相关的重要组成部分。通过功能材料的设计合成，如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料等，制造各种高科技功能元器件。发展功能材料正在成为国家提高国际竞争力，增强经济实力，甚至是强化军事优势的重要手段。
当前，化学在推动人类进步和科技发展中起到了核心作用。化学首先是基础的核心科学，它不仅可以制造或创造出自然界已有的或不存在的物质，提供分析手段，还可以预测、裁剪、设计分子，揭示物质结构、性质和功能之间的关系；其次化学还在相关学科的发展中起了牵头作用，化学研究不仅带动了其他学科的过程研究（工业、农业、环保、能源），而且极大地带动了材料科学的发展。材料学科的发展、功能材料的设计，只有以化学为基础，才能合成出具有特殊物理性能、化学性能、力学性能等的功能材料。通过讲解材料领域的前沿知识，使学生了解材料与化学之间的密切联系，提高学生对学习化学重要性的认识，激发学生学习化学的热情，为材料专业课的学习奠定扎实的理论基础。
四、多种教学手段的综合运用，进一步改善教学效果
兴趣是学好知识的基础和保障，也是学生学习的源动力。为吸引注意力，提高兴趣，在课堂教学中，笔者运用多种教学技巧提高教学质量，改善教学效果。首先是充分发挥多媒体教学的优势。多媒体课件可以综合多种教学艺术效果，根据绪论课的特点，结合学生的专业特色，通过精心设计，恰当使用图片、文字、声音、动画等形式，充分发挥多媒体形象、直观、交互性强的优势，创造生动的教学氛围，增强趣味性，激发学习兴趣，达到最佳教学效果。其次，通过查阅相关历史及文献资料，以材料知识为主线，以化学知识为背景，通过讲授化学史上的中国人及中国化学史上的世界第一，激发学生的学习热情。最后，结合自己的科研方向和研究成果，讲授材料领域的前沿学科进展，让学生产生共鸣，拉近师生间的距离，提高他们学习的主动性。总之，通过多种教学技巧的运用，增加课堂表现力和感染力，从而有效地激发学生的兴趣。
普通化学基础理论教学是材料专业学生学习的一项必修课程，是培养专业人才的一个关键环节。培养高素质的合格人才，激发学生的求知欲，增强学生的自信心，培养学生正确的人生观和价值观，做好绪论课教学，至关重要。俗话说，“良好的开端是成功的一半”，“学贵刻苦、教贵善诱”。教师通过不断充实教学内容、渗透科研前沿、总结教学经验，讲授一堂重点突出、条理清晰、内容翔实，集科学性、历史性、趣味性、艺术性于一体的生动的绪论课，不仅可以培养学生对普通化学的学习兴趣，还将对学生专业课的学习以及综合素质的提高打下良好的基础。
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