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鑒于此類研究型實驗的開展往往需要比較集中的時間段，高分子材料教研室經過多次商討，確定本實驗的學時為90學時(30學時/周×3周)，將主要的實驗內容集中安排在大四上學期的最后3周內完成。此時，一方面學生已經完成了所有的理論課程的學生和各類基礎實驗的訓練，為本實驗的開展提供了先決條件;其次，在此時間段有關校園招聘活動也會告一段落，可以保證學生有充足的時間和精力完成實驗;最后，此次實驗訓練也為下一學期的本科畢業設計(論文)的開展提供一次很好的預演，能夠有效地消除學生對畢業設計(論文)的恐慌和迷茫心理。
3實驗內容的優化設計
根據王新平等［5］的觀點，創新型實驗必須具有實驗結果的不確定性和探索性、實驗設計程序的自主性和開放性，以及實驗過程的可行性和可操縱性等基本要素。因而，這類實驗的開展必然會對實驗人員(包括指導教師和學生)、實驗設備和場地等諸多方面提出了更高的要求。根據創新型實驗內容設計的三點原則［5］和本專業教研室老師的科研情況，教研室選擇了“導電性高分子材料的制備及其應用”這一開放性較強的實驗。通過多方面的探討和論證，我們嘗試設計了一個以摻雜聚苯胺的合成、表征及其在聚丙烯和天然橡膠中的應用為主線的研究型實驗，實驗內容和所需基本學時安排如下:(1)學生分組，布置實驗的側重方向(一組在聚丙烯中的應用，一組在天然橡膠中的應用)，安排相關文獻的查詢和閱讀，著重了解聚苯胺的特性和合成方法、聚丙烯和天然橡膠的性能和加工特性，溫習有關設備的操作和安全注意事項(30學時)。(2)根據分組，學生在老師的指導下搭建實驗平臺，進行聚苯胺的合成，分別采用化學氧化聚合法、乳液聚合法、微乳液聚合法和分散聚合法制得一系列經過質子酸或無機酸摻雜改性的聚苯胺，經純化干燥后備用(30學時)。(3)用高阻計測試聚苯胺的電導率，X射線衍射儀分析產物的物相結構，紅外光譜儀觀察產物的特征官能團，并在掃描電鏡下觀察產物的形貌，并比較不同組別間所得聚苯胺產物在性能和外觀上的異同(15學時)。(4)各組同學在制得合格的聚苯胺后，按照預先選定的應用方向，分別添加到聚丙烯或天然橡膠中制成復合材料，前者在雙螺桿擠出機中完成，而后者在雙輥開煉機和平板硫化機中進行。(30學時)(5)將所得復合材料進行標準化制樣后，分別用萬能電子試驗機、擺錘式沖擊試驗機和高阻計測試復合材料的拉伸性能、沖擊韌性和電導率隨聚苯胺添加量的變化規律并記錄實驗結果;用掃描電鏡觀察復合材料斷面形貌，分析破壞機制，探討材料的強度和韌性變化的機理(15學時)。(6)學生整理數據，并撰寫實驗報告。報告要求參照本科畢業論文的模板和格式，須包括引言、實驗過程、結果與討論、結論和參考文獻等主要部分(30學時)。其中(1)和(6)要求學生利用課余時間分別在實驗周的前后一周內完成，不占用實驗周的學時。在整個實驗進行過程中，如因出現不可抗力或意外情況導致實驗進展不順利，可通過與實驗室管理人員協調，利用周六和周日的時間進行彌補，以保證學生有充足的實驗時間。通過這樣一個研究型實驗的設計和內容編排，不但使學生能夠將有機化學、高分子化學、高分子物理、高分子成型加工原理以及材料現代測試與分析技術等課程中散落的知識點進行有機串聯，還同時大大增強了學生對高分子材料從合成、表征到應用的整體認識。在實驗過程出現不可預料的事件時，合理引導學生利用理論知識去分析問題，并通過查找資料尋求解決問題的方法，有力地推動了學生在理論知識和實踐應用方面的融會貫通，極大地提升了學生的主觀能動性。
4實驗課程考核
本實驗的考核采用過程管理與結果考核并用的模式，主要分為以下三個方面:(1)學生實驗表現(40%):指導教師觀察并記錄學生在實驗中的表現，包括實驗時間的合理安排、實驗平臺的正確搭建、實驗藥品和原料的適用和管理，以及意外情況出現時的應對措施等。(2)綜合報告撰寫(40%):要求每一位學生在查閱文獻和整理資料的基礎上，獨立分析實驗數據，撰寫一份符合要求的實驗報告。(3)教師提問考核(20%):學生提交報告期間，指導教師根據報告內容進行提問，考核學生對實驗過程和報告內容的熟悉程度，同時考察學生在實驗數據分析中的邏輯性，進一步深化學生對實驗的印象，達到初步培養學生科研素質的目的。
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二、現今高分子材料成型加工技術的創新研究
（一）聚合物動態反應加工技術及設備
聚合物反應加工技術是以現雙螺桿擠出機為基礎發展起來的。國外的Berstart公司已開發出作為連續反應和混煉的十螺桿擠出機，可以解決其它擠出機（包括雙螺桿和四螺桿擠出機）作為反應器所存在的問題。國內反應成型加工技術的研究開發還處于起步階段，但我國的經濟發展強烈要求聚合物反應成型加工技術要有大的發展。指交換法聚碳酸酯（PC）連續化生產和尼龍生產中的比較關鍵的技術是縮聚反應器的反應擠出設備，我國每年還有數以千萬噸計的改性聚合物及其合金材料的生產。關鍵技術也是反應擠出技術及設備。
目前國內外使用的反應加工設備從原理上看都是傳統混合、混煉設備的改造產品，都存在傳熱、傳質過程、混煉過程、化學反應過程難以控制、反應產物分子量及其分布不可控等問題．另外設備投資費用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統反應加工設備的缺陷。聚合物動態反應加工技術及設備與傳統技術無論是在反應加工原理還是設備的結構上都完全不同，該技術是將電磁場引起的機械振動場引入聚合物反應擠出全過程，達到控制化學反應過程、反應生成物的凝聚態結構和反應制品的物理化學性能的目的。該技術首先從理論上突破了控制聚合物單體或預聚物混合混煉過程及停留時間分布不可控制的難點，解決了振動力場作用下聚合物反應加工過程中的質量、動量及能量傳遞及平衡問題，同時從技術上解決了設備結構集成化問題。新設備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應性好、可靠性高等優點，這些優點是傳統技術與設備無法比擬或是根本沒有的。該項新技術使我國聚合物反應加工技術直接切人世界技術前沿，并在該領域處于技術領先地位。
（二）以動態反應加工設備為基礎的新材料制備新技術
1.信息存儲光盤盤基直接合成反應成型技術。此技術克服傳統方式的中間環節多、周期長、能耗大、儲運過程易受污染、成型前處理復雜等問題，將光盤級PC樹脂生產、中間儲運和光盤盤基成型三個過程整合為一體，結合動態連續反應成型技術，研究酯交換連續化生產技術，研制開發精密光盤注射成型裝備，達到節能降耗、有效控制產品質量的目的。
2.聚合物／無機物復合材料物理場強化制備新技術。此技術在強振動剪切力場作用下對無機粒子表面特性及其功能設計（粒子設計），在設計好的連續加工環境和不加或少加其它化學改性劑的情況下，利用聚合物使無機粒子進行原位表面改性、原位包覆、強制分散，實現連續化制備聚合物／無機物復合材料。
3.熱塑性彈性體動態全硫化制備技術。此技術將振動力場引入混煉擠出全過程，控制硫化反直進程，實現混煉過程中橡膠相動態全硫化．解決共混加工過程共混物相態反轉問題。研制開發出擁有自主知識產權的熱塑性彈性體動態硫化技術與設備，提高我國TPV技術水平。
三、高分子材料成型加工技術的發展趨勢
近年來，各個新型成型裝備國家工程研究中心在出色完成了國家級火炬計劃預備項目和國家“八五”、“九五”重點科技計劃（攻關）等項目同時，非常注重科技成果轉化與產業化，完成產業化工程配套項目20多項，創辦了廣州華新科機械有限公司和北京華新科塑料機械有限公司，使其有自主知識產權的新技術與裝備在國內外推廣應用。塑料電磁動態塑化擠出設備已形成了7個規格系列，近兩年在國內20多個省、市、自治區推廣應用近800臺（套）。銷售額超過1．5億元，還有部分新設備銷往荷蘭、泰國、孟加拉等國家．產生了良好的經濟效益和社會效益。例如PE電磁動態發泡片材生產線2000年和2001年僅在廣東即為國家節約外匯近1600萬美元，每條生產線一年可為制品廠節約21萬k的電費。塑料電磁動態注塑機已開發完善5個規格系列，投入批量生產并推向市場；塑料電磁動態混煉擠出機的中試及產業化工作已完成，目前開發完善的4個規格正在生產試用。并逐步推向市場目前新設備的市場需求情況很好，聚合物新型成型裝備國家工程研究中心正在對廣州華新科機械有限公司進行重組。將技術與資本結合，引入新的管理、市場等機制，爭取在兩三年內實現新設備年銷售額超億。我國已加入WTO，各個行業都將面臨嚴峻挑戰。
綜上所述，我國必須走具有中國特色的發展高分子材料成型加工技技術與裝備的道路，打破國外的技術封鎖，實現由跟蹤向跨越的轉變；把握技術前沿，培育自主知識產權。促進科學研究與產業界的結合，加快成果轉化為生產力的進程，加快我國高分子材料成型加工高新技術及其產業的發展是必由之路。
參考文獻：
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[3]瞿金平，聚合物電磁動態塑化擠出方法及設備[J]．中國專利9O101034．
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半導體材料;多晶硅;單晶硅;砷化鎵;氮化鎵
1前言
半導體材料是指電阻率在107Ωcm10-3Ωcm，界于金屬和絕緣體之間的材料。半導體材料是制作晶體管、集成電路、電力電子器件、光電子器件的重要基礎材料[1]，支撐著通信、計算機、信息家電與網絡技術等電子信息產業的發展。電子信息產業規模最大的是美國和日本，其2002年的銷售收入分別為3189億美元和2320億美元[2]。近幾年來，我國電子信息產品以舉世矚目的速度發展，2002年銷售收入以1.4億人民幣居全球第3位，比上年增長20，產業規模是1997年的2.5倍，居國內各工業部門首位[3]。半導體材料及應用已成為衡量一個國家經濟發展、科技進步和國防實力的重要標志。
半導體材料的種類繁多，按化學組成分為元素半導體、化合物半導體和固溶體半導體;按組成元素分為一元、二元、三元、多元等;按晶態可分為多晶、單晶和非晶;按應用方式可分為體材料和薄膜材料。大部分半導體材料單晶制片后直接用于制造半導體材料，這些稱為“體材料”;相對應的“薄膜材料”是在半導體材料或其它材料的襯底上生長的，具有顯著減少“體材料”難以解決的固熔體偏析問題、提高純度和晶體完整性、生長異質結，能用于制造三維電路等優點。許多新型半導體器件是在薄膜上制成的，制備薄膜的技術也在不斷發展。薄膜材料有同質外延薄膜、異質外延薄膜、超晶格薄膜、非晶薄膜等。
在半導體產業的發展中，一般將硅、鍺稱為第一代半導體材料;將砷化鎵、磷化銦、磷化鎵、砷化銦、砷化鋁及其合金等稱為第二代半導體材料;而將寬禁帶eg2.3ev的氮化鎵、碳化硅、硒化鋅和金剛石等稱為第三代半導體材料[4]。上述材料是目前主要應用的半導體材料，三代半導體材料代表品種分別為硅、砷化鎵和氮化鎵。本文沿用此分類進行介紹。
2主要半導體材料性質及應用
材料的物理性質是產品應用的基礎，表1列出了主要半導體材料的物理性質及應用情況[5]。表中禁帶寬度決定發射光的波長，禁帶寬度越大發射光波長越短藍光發射;禁帶寬度越小發射光波長越長。其它參數數值越高，半導體性能越好。電子遷移速率決定半導體低壓條件下的高頻工作性能，飽和速率決定半導體高壓條件下的高頻工作性能。
硅材料具有儲量豐富、價格低廉、熱性能與機械性能優良、易于生長大尺寸高純度晶體等優點，處在成熟的發展階段。目前，硅材料仍是電子信息產業最主要的基礎材料，95以上的半導體器件和99以上的集成電路ic是用硅材料制作的。在21世紀，可以預見它的主導和核心地位仍不會動搖。但是硅材料的物理性質限制了其在光電子和高頻高功率器件上的應用。
砷化鎵材料的電子遷移率是硅的6倍多，其器件具有硅器件所不具有的高頻、高速和光電性能，并可在同一芯片同時處理光電信號，被公認是新一代的通信用材料。隨著高速信息產業的蓬勃發展，砷化鎵成為繼硅之后發展最快、應用最廣、產量最大的半導體材料。同時，其在軍事電子系統中的應用日益廣泛，并占據不可取代的重要地位。
gan材料的禁帶寬度為硅材料的3倍多，其器件在大功率、高溫、高頻、高速和光電子應用方面具有遠比硅器件和砷化鎵器件更為優良的特性，可制成藍綠光、紫外光的發光器件和探測器件。近年來取得了很大進展，并開始進入市場。與制造技術非常成熟和制造成本相對較低的硅半導體材料相比，第三代半導體材料目前面臨的最主要挑戰是發展適合gan薄膜生長的低成本襯底材料和大尺寸的gan體單晶生長工藝。
主要半導體材料的用途如表2所示。可以預見以硅材料為主體、gaas半導體材料及新一代寬禁帶半導體材料共同發展將成為集成電路及半導體器件產業發展的主流。
3半導體材料的產業現狀
3.1半導體硅材料
3.1.1多晶硅
多晶硅是制備單晶硅和太陽能電池的原料，主要生產方法為改良西門子法。目前全世界每年消耗約18000t25000t半導體級多晶硅。2001年全球多晶硅產能為23900t，生產高度集中于美、日、德3國。美國先進硅公司和哈姆洛克公司產能均達6000t/a，德國瓦克化學公司和日本德山曹達公司產能超過3000t/a，日本三菱高純硅公司、美國memc公司和三菱多晶硅公司產能超過1000t/a，絕大多數世界市場由上述7家公司占有。2000年全球多晶硅需求為22000t，達到峰值，隨后全球半導體市場滑坡;2001年多晶硅實際產量為17900t，為產能的75左右。全球多晶硅市場供大于求，隨著半導體市場的恢復和太陽能用多晶硅的增長，多晶硅供需將逐步平衡。
我國多晶硅嚴重短缺。我國多晶硅工業起步于50年代，60年代實現工業化生產。由于技術水平低、生產規模太小、環境污染嚴重、生產成本高，目前只剩下峨嵋半導體材料廠和洛陽單晶硅廠2個廠家生產多晶硅。2001年生產量為80t[7]，僅占世界產量的0.4，與當今信息產業的高速發展和多晶硅的市場需求急劇增加極不協調。我國這種多晶硅供不應求的局面還將持續下去。據專家預測，2005年國內多晶硅年需求量約為756t，2010年為1302t。
峨嵋半導體材料廠和洛陽單晶硅廠1999年多晶硅生產能力分別為60t/a和20t/a。峨嵋半導體材料廠1998年建成的100t/a規模的多晶硅工業性生產示范線，提高了各項經濟技術指標，使我國擁有了多晶硅生產的自主知識產權。該廠正在積極進行1000t/a多晶硅項目建設的前期工作。洛陽單晶硅廠擬將多晶硅產量擴建至300t/a，目前處在可行性研究階段。
3.1.2單晶硅
生產單晶硅的工藝主要采用直拉法cz、磁場直拉法mcz、區熔法fz以及雙坩鍋拉晶法。硅晶片屬于資金密集型和技術密集型行業，在國際市場上產業相對成熟，市場進入平穩發展期，生產集中在少數幾家大公司，小型公司已經很難插手其中。
目前國際市場單晶硅產量排名前5位的公司分別是日本信越化學公司、德瓦克化學公司、日本住友金屬公司、美國memc公司和日本三菱材料公司。這5家公司2000年硅晶片的銷售總額為51.47億元，占全球銷售額的70.9，其中的3家日本公司占據了市場份額的46.1，表明日本在全球硅晶片行業中占據了主導地位[8]。
集成電路高集成度、微型化和低成本的要求對半導體單晶材料的電阻率均勻性、金屬雜質含量、微缺陷、晶片平整度、表面潔凈度等提出了更加苛刻的要求詳見文獻[8]，晶片大尺寸和高質量成為必然趨勢。目前全球主流硅晶片已由直徑8英寸逐漸過渡到12英寸晶片，研制水平達到16英寸。
我國單晶硅技術及產業與國外差距很大，主要產品為6英寸以下，8英寸少量生產，12英寸開始研制。隨著半導體分立元件和硅光電池用低檔和廉價硅材料需求的增加，我國單晶硅產量逐年增加。據統計，2001年我國半導體硅材料的銷售額達9.06億元，年均增長26.4。單晶硅產量為584t，拋光片產量5183萬平方英寸，主要規格為3英寸6英寸，6英寸正片已供應集成電路企業，8英寸主要用作陪片。單晶硅出口比重大，出口額為4648萬美元，占總銷售額的42.6，較2000年增長了5.3[7]。目前，國外8英寸ic生產線正向我國戰略性移動，我國新建和在建的f8英寸ic生產線有近10條之多，對大直徑高質量的硅晶片需求十分強勁，而國內供給明顯不足，基本依賴進口，我國硅晶片的技術差距和結構不合理可見一斑。在現有形勢和優勢面前發展我國的硅單晶和ic技術面臨著巨大的機遇和挑戰。
我國硅晶片生產企業主要有北京有研硅股、浙大海納公司、洛陽單晶硅廠、上海晶華電子、浙江硅峰電子公司和河北寧晉單晶硅基地等。有研硅股在大直徑硅單晶的研制方面一直居國內領先地位，先后研制出我國第一根6英寸、8英寸和12英寸硅單晶，單晶硅在國內市場占有率為40。2000年建成國內第一條可滿足0.25μm線寬集成電路要求的8英寸硅單晶拋光片生產線;在北京市林河工業開發區建設了區熔硅單晶生產基地，一期工程計劃投資1.8億元，年產25t區熔硅和40t重摻砷硅單晶，計劃2003年6月底完工;同時承擔了投資達1.25億元的863項目重中之重課題“12英寸硅單晶拋光片的研制”。浙大海納主要從事單晶硅、半導體器件的開發、制造及自動化控制系統和儀器儀表開發，近幾年實現了高成長性的高速發展。
3.2砷化鎵材料
用于大量生產砷化鎵晶體的方法是傳統的lec法液封直拉法和hb法水平舟生產法。國外開發了兼具以上2種方法優點的vgf法垂直梯度凝固法、vb法垂直布里支曼法和vcz法蒸氣壓控制直拉法，成功制備出4英寸6英寸大直徑gaas單晶。各種方法比較詳見表3。
移動電話用電子器件和光電器件市場快速增長的要求，使全球砷化鎵晶片市場以30的年增長率迅速形成數十億美元的大市場，預計未來20年砷化鎵市場都具有高增長性。日本是最大的生產國和輸出國，占世界市場的7080;美國在1999年成功地建成了3條6英寸砷化鎵生產線，在砷化鎵生產技術上領先一步。日本住友電工是世界最大的砷化鎵生產和銷售商，年產gaas單晶30t。美國axt公司是世界最大的vgf
gaas材料生產商[8]。世界gaas單晶主要生產商情況見表4。國際上砷化鎵市場需求以4英寸單晶材料為主，而6英寸單晶材料產量和市場需求快速增加，已占據35以上的市場份額。研制和小批量生產水平達到8英寸。
我國gaas材料單晶以2英寸3英寸為主，
4英寸處在產業化前期，研制水平達6英寸。目前4英寸以上晶片及集成電路gaas晶片主要依賴進口。砷化鎵生產主要原材料為砷和鎵。雖然我國是砷和鎵的資源大國，但僅能生產品位較低的砷、鎵材料6n以下純度，主要用于生產光電子器件。集成電路用砷化鎵材料的砷和鎵原料要求達7n，基本靠進口解決。
國內gaas材料主要生產單位為中科鎵英、有研硅股、信息產業部46所、55所等。主要競爭對手來自國外。中科鎵英2001年起計劃投入近2億資金進行砷化鎵材料的產業化，初期計劃規模為4英寸6英寸砷化鎵單晶晶片5萬片8萬片，4英寸6英寸分子束外延砷化鎵基材料2萬片3萬片，目前該項目仍在建設期。目前國內砷化鎵材料主要由有研硅股供應，2002年銷售gaas晶片8萬片。我國在努力縮小gaas技術水平和生產規模的同時，應重視具有獨立知識產權的技術和產品開發，發展我國的砷化鎵產業。
3.3氮化鎵材料
gan半導體材料的商業應用研究始于1970年，其在高頻和高溫條件下能夠激發藍光的特性一開始就吸引了半導體開發人員的極大興趣。但gan的生長技術和器件制造工藝直到近幾年才取得了商業應用的實質進步和突破。由于gan半導體器件在光電子器件和光子器件領域廣闊的應用前景，其廣泛應用預示著光電信息乃至光子信息時代的來臨。
2000年9月美國kyma公司利用aln作襯底，開發出2英寸和4英寸gan新工藝;2001年1月美國nitronex公司在4英寸硅襯底上制造gan基晶體管獲得成功;2001年8月臺灣powdec公司宣布將規模生產4英寸gan外延晶片。gan基器件和產品開發方興未艾。目前進入藍光激光器開發的公司包括飛利浦、索尼、日立、施樂和惠普等。包括飛利浦、通用等光照及汽車行業的跨國公司正積極開發白光照明和汽車用gan基led發光二極管產品。涉足gan基電子器件開發最為活躍的企業包括cree、rfmicrodevice以及nitronex等公司。
目前，日本、美國等國家紛紛進行應用于照明gan基白光led的產業開發，計劃于2015年-2020年取代白熾燈和日光燈，引起新的照明革命。據美國市場調研公司strstegiesunlimited分析數據，2001年世界gan器件市場接近7億美元，還處于發展初期。該公司預測即使最保守發展，2009年世界gan器件市場將達到48億美元的銷售額。
因gan材料尚處于產業初期，我國與世界先進水平差距相對較小。深圳方大集團在國家“超級863計劃”項目支持下，2001年與中科院半導體等單位合作，首期投資8千萬元進行gan基藍光led產業化工作，率先在我國實現氮化鎵基材料產業化并成功投放市場。方大公司已批量生產出高性能gan芯片，用于封裝成藍、綠、紫、白光led，成為我國第一家具有規模化研究、開發和生產氮化鎵基半導體系列產品、并擁有自主知識產權的企業。中科院半導體所自主開發的gan激光器2英寸外延片生產設備，打破了國外關鍵設備部件的封鎖。我國應對大尺寸gan生長技術、器件及設備繼續研究，爭取在gan等第三代半導體產業中占據一定市場份額和地位。
4結語
不可否認，微電子時代將逐步過渡到光電子時代，最終發展到光子時代。預計到2010年或2014年，硅材料的技術和產業發展將走向極限，第二代和第三代半導體技術和產業將成為研究和發展的重點。我國政府決策部門、半導體科研單位和企業在現有的技術、市場和發展趨勢面前應把握歷史機遇，迎接挑戰。
參考文獻
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篇4
（一）高分子材料與工程專業的演變過程
高分子材料又稱為聚合物材料，它是高分子化合物和其他添加劑混合構成的單元共價構成。早在1953年，我國就設置了高分子類專業，很多高校陸續設置了高分子類專業，比如：化學纖維、高分子化學、復合材料等專業。隨著我國經濟的飛速發展，為高分子材料和工程專業的結合和發展創造了良好的條件，為了培養具備高分子材料和工程方面的高素質人才，教育部于1998年將與高分子材料相關的工科類專業統一稱為“高分子材料與工程專業”，這一歷史性的創新將迎來嶄新的發展，期望我國能在高分子材料的合成改性和加工成型等領域有很好的研究和突破。高分子材料與工程專業的課程設置主要有有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理、聚合物流變學、聚合物成型工藝、聚合物加工原理、高分子材料研究方法等理論知識，力圖造利于我國在科學研究、技術開發、工藝和設備設計、生產及經營等領域的發展，推動我國新領域的開發、研究，增強國力，在世界經濟中站穩腳跟。
（二）高分子材料與工程專業的發展現狀
材料是人們賴以生存的物質基礎，高分子材料與我們的生活息息相關，小到日常使用的毛巾、鼠標、油漆，大到汽車輪胎、防彈衣，玻璃鋼等等，都在不斷滿足著人們的種種需求。我國的高分子材料的消費水平還處在一個很低的階段，高分子材料的生產量無法滿足市場的需求，高分子材料的品種、制造工藝、技術等等都遠遠比不上世界發達國家的水平，資源的浪費和低利用率，以及對環境的污染等等都亟待解決。同時，高分子材料與工程專業人才的就業情況不是很好，截止到2012年，全國以高分子材料與工程專業招生的學校達到145所，其中教育部直屬院校18所，國防科學技術工業委員會院校5所，地方院校119所，其它3所，主要分布在北京、湖南、江蘇、河北等27個省和自治區、直轄市，招生人數也在逐年增加，但是畢業人員的就業情況卻與之不匹配，很多學習這個專業的人才在畢業以后卻沒有從事與該專業有關的行業。此時，我們需要重新審視，如何保證培訓質量和就業問題，培養怎樣的高級工程技術人才，才能滿足社會對高分子材料與過程專業人才的需求。與此同時，我們還需要從環境、能源方面去考慮，節約能源、利用新能源、回收利用可降解的產品，保護環境，減少資源的浪費。
二、高分子材料與工程專業的發展前景
高分子材料獨特的結構決定了它很容易被改變結構和再加工，這個特點是其他材料不可比擬、無法取代的優異性能，從而被廣泛應用于科學技術、國防建設和國民經濟各個領域，并已成為現代社會生活中不可缺少的材料。高分子材料與工程專業的結合是任何行業不可或缺和取代的，小到穿衣吃飯、電腦手機，大到建筑樓房、航空航天。直觀數據顯示，高分子材料與工程專業的就業率還是很高的，達到了92%以上。21世紀以來，中國高分子材料工業取得了令世人矚目的成就，實現了歷史性的跨越。作為輕工行業支柱產業之一的塑料行業，合成樹脂、塑料機械和塑料制品近幾年一直保持高速增長，從建筑、裝飾、家電、電子電器、汽車、玩具、辦公設備等行業日益廣泛的應用發展來看，也顯示了中國高分子材料與工程專業強勁的發展勢頭。盡管高分子材料與工程專業還存在著很多的不足，但是它的發展前景還是很好的，市場的需求量也很大（包括橡膠、塑料制品、復合材料等等）。在當今的新形勢下，我們面臨的是挑戰，同樣也是機遇。我國要想縮短與世界發達國家之間的差距，需要加大高分子材料與工程方面的研究、生產、投入和應用，教育部門應當規范化辦學，適當的控制招生規模，提高教學質量，調整高分子材料與工程專業的技術知識結構體系，模擬創業訓練，培養科學研究、應用研發、生產工程技術、營銷管理等方面的人才，以此來適應社會經濟的發展。據調查顯示，72%的高分子材料與工程專業學生可以在科研、教學、企業等領域得到很好的發展，他們在畢業以后能很快找到工作，既可以從事高分子材料的研究，也可以從事加工工藝技術的開發或者是在商檢、質檢等部門從事材料的檢測等等，其薪資也屬于中等水平。
總結：
高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合。隨著社會經濟的迅速發展，我國人民的可支配收入逐漸增加，城市化的進程不斷加快中，人們對更高水平、更高科技化的產品需求加大，綠色環保成為未來發展的需求，因此，社會需要高分子材料與工程專業的專業性人才。有關高分子材料與工程專業的行業有很多，而且涉及范圍很廣，高分子材料與工程專業的就業前景廣闊，影響著我們的日常生活（包括生產、教育、建筑、電子計算機、軍事等領域），并發揮著不可或缺的作用。我國的高分子材料與工程專業存在著很多不足，需要我們與時俱進，在教育、科學、汽車、軍事等各個領域加大投入和創新，運用新材料、新技術，適應社會經濟的發展，不斷改革和創新，從而帶動我國經濟的飛速發展，提高我國的生產力和科技水平。
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2．高相對分子質量與高強度
相對分子質量和物質的性質是密切相關的，是決定物質性質的一個重要因素。只有相對分子質量高的化合物才有一定的機械力學性能，才能作為材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直鏈的烷烴化合物，但是分子量變化很大，其機械力學性能因而也有極大的區別。
3．高分子科學的主要內容
既然高分子化學是制造和研究大分子的科學，對大分子的反應和方法的研究，顯然是高分子化學最基本的研究內容。高分子科學不僅是研究化學問題，也是一門系統的科學。高分子科學的主要內容有：如何將低分子化合物連
接成高分子化合物，即聚合反應的研究。高分子化合物的結構與性質關系。不同性質的高分子，其結構必然是不同的。為了得到不同性質的高分子，就要去合成具有特殊結構的高分子。
二、高分子材料化學的應用
材料是人類社會文明發展階段的標志，是人類賴以生存和發展的物質基礎。它是指經過某種加工，具有一定結構、組分和性能，并可應用于一定用途的物質。上世紀半導體硅、高集成芯片、高分子材料的出現和廣泛應用，把人類由工業社會推向信息和知識經濟社會。可以說某一種新材料的問世及其應用，往往會引起人類社會的重大變革，材料是人類文明的重要標志。如果說現在人人離不開高分子材料，家家離不開高分子材料，處處離不開高分子材料，是一點也不過分的。高分子化合物的最主要的應用是以高分子材料的形式出現的，高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統合成材料，另外許多精細化工材料也都是高分子材料。
第一，塑料：一類是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底與泡沫塑料等等；另一類叫工程塑料，其強度大，如汽車零部件、保險杠、洗衣機內的滾筒、電器的外殼等。
第二，纖維：人們開發出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物，通過不同的加工，生產出了各種纖維制品，極大地滿足著人類的需要。
第三，橡膠：天然橡膠的種類和品質都受到很大的限制，于是科學家們不斷開發出了各種人造橡膠，如丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。
第四，精細化工：比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產品，如家具漆、內外墻乳膠漆、汽車漆、飛機漆等。女孩子用的指甲油，使牙齒變白的增白劑也都是涂料。還有萬能膠、建筑用膠、醫用膠、結構膠等黏合劑，以及各種吸水樹脂等都是高分子產品。
三、高分子化學與高科技的結合
當今社會，人們將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息發展的物質基礎。自從合成有機高分子材料的那一天起，人們始終在不斷地研究、開發性能更優異、應用更廣泛的新型材料，來滿足計算機、光導纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機械工業等尖端技術發展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發展，出現了許多產量低、價格高、性能優異的新型高分子材料。
隨著生產和科學技術的發展，許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現出來，如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫用材料、光敏材料、非線性光學材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領域，下面簡單介紹特種高分子材料：功能高分子是指當有外部刺激時，能通過化學或物理的方法做出相應反應的高分子材料；高性能高分子則是對外力有特別強的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇；特種高分子材料是指帶有特殊物理、力學、化學性質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（化學纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑）的范疇。
第一，力學功能材料：強化功能材料，如超高強材料、高結晶材料等；)彈材料，如熱塑性彈性體等。
第二，化學功能材料：分離功能材料，如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡合物等；反應功能材料，如高分子催化劑、高分子試劑；生物功能材料，如固定化酶、生物反應器等。
第三，生物化學功能材料：人工臟器用材料，如人工腎、人工心肺等；高分子藥物，如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農藥等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。
可以預計，在今后很長的歷史時期中，特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發展的主要方向。
四、高分子化學的可持續發展
研究高分子合成材料的環境同化，增加循環使用和再生使用，減少對環境的污染乃至用高分子合成材料治理環境污染，也是21世紀中高分子材料能否得到長足發展的關鍵問題之一。比如利用植物或微生物進行有實用價值的高分子的合成，在環境友好的水或二氧化碳等化學介質中進行化學合成，探索用前面提到的化學或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子來處理污水和毒物，研究合成高分子與生態的相互作用，達到高分子材料與生態環境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀應當開展的綠色化學過程和材料的研究范疇。
參考文獻：
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一、引言
隨著科學技術和經濟環境的變化，高校畢業生的就業形勢呈現日益復雜的趨勢。社會對人才的技能、經驗、實踐能力以及綜合素質提出了越來越高的要求[1-2]。高分子材料以其突飛猛進的發展態勢和廣闊的應用前景成為了21世紀最具生命力的新型產業。眾多與高分子材料相關的行業發展迅猛，社會對兼具創新和實踐能力的高分子材料專業的人才需求量越來越大，這無疑為畢業生提供了極好的就業前景[3]。如何提高大學生的就業能力，以更好地服務社會成為擺在高等院校人才培養方面的重要課題。
高分子材料是一門應用性和實踐性極強的專業，其實踐教學在一定程度上決定了人才培養的質量和水平。實驗教學是重要的實踐教學環節，它是提高高分子材料專業大學生操作能力、溝通能力、協作能力和綜合素質的最重要最直接的手段。因此，高校高分子材料專業要通過建立科學的專業實驗教學體系，積極探索實驗教學改革，以全面提高大學生的就業能力。
本文立足于我校的高分子材料專業，基于就業能力提升這一核心，提出了幾點關于高分子材料專業實驗教學改革的建議。
二、實驗教學現狀分析
實驗教學環節是學生獲取專業知識的重要手段，對學生實踐與創新能力的培養起到舉足輕重的作用[4]。然而，傳統的實驗教學驗證性實驗居多，注重培養學生的實驗操作技能，而忽視了學生的自主性、創造性思維的培養。一般，高分子專業實驗教學體系由三大塊構成即材料合成實驗、材料成型加工實驗和材料性能測試實驗。三塊實驗內容各自獨立展開，相互之間沒有聯系，缺乏知識點之間的串聯及各部分間的邏輯性和系統性，不利于學生從整體上掌握知識。由于經費不足、缺乏激勵機制等種種原因，大部分本科生僅限于實驗課和做畢業論文時進行實驗研究，缺少實驗訓練的機會，對廣泛提升本科生的就業能力所起的作用也非常有限。因此，如何利用實驗教學中心平臺，建立合理的面對本科生的開放機制，是實驗教學體系改革的重要內容。
三、實驗教學改革舉措
針對以上實驗教學中出現的問題，我們提出了幾點改革措施，以期能夠促進大學生就業及提高大學生就業質量。
1.構建系統化實驗教學體系。為了改善實驗教學效果，需要加強高分子材料專業的實驗教學體系的系統性。將高分子化學實驗、高分子物理實驗以及高分子成型加工實驗等多門課程有機組合起來，利用不同課程間實驗項目的關聯性，形成多條跨越不同課程的實驗項目鏈，構建出環環相扣、高度系統化的高分子專業實驗教學體系。
例如，聚苯乙烯塑料的制備實驗，它可以涵蓋三個緊密相連的實驗項目。利用高分子化學知識，從苯乙烯單體的懸浮聚合實驗開始，獲得聚苯乙烯粉體;再利用高分子物理知識，經由GPC凝膠滲透色譜分析所合成的聚苯乙烯的分子量及分子量分布，以確定聚苯乙烯的基本性能;再利用高分子成型加工實驗，將聚苯乙烯粉體制成高分子塑料樣條，對其拉伸、沖擊等性能進行測試。將以上三個實驗安排在同一個學期，按順序依次開展實驗，能夠加強知識的連貫性，便于學生從整體上理解和掌握高分子材料的專業知識，從而提高學生的專業能力、學習能力和實踐能力，為促進就業打下堅實的基礎。
2.開展多層次實驗教學。積極推行實驗課程改革，開展多層次實驗教學，降低驗證性實驗的比例，開設綜合性實驗，增設設計性實驗，可以提升大學生的專業能力和培養創造性思維能力，從而使學生在就業競爭中展現出良好技能。
單一的驗證性實驗，缺乏對學生綜合能力的訓練。為了將高分子材料的專業知識有機地串聯起來、靈活運用，需要開設一定比例的綜合性實驗。例如，開設“聚苯胺的制備和導電性測試”這一綜合性實驗。學生不僅能理解聚合物的結構，還能掌握聚苯胺的合成方法及性能測試方法。通過這一實驗，能夠把聚合物的“結構”與“性能”兩大方面很好地結合起來，即加深了對相關知識的理解，又提高了學生綜合運用知識的能力。
單一的驗證性實驗，只要求學生掌握簡單操作，沒有充分發揮學生的主觀能動性。增加設計性實驗，以學生為主、教師指導為輔，給學生發揮潛能提供更大的空間，為提高學生的就業能力奠定扎實的基礎。例如，“海藻酸鈉溶液的流變性研究”就是一個很好的設計性實驗。根據實驗任務，學生自己查閱相關文獻、設計實驗方案并付諸實施。這個過程要求學生動手、動腦、交流、協作，切實得到科學研究的一般邏輯過程訓練。設計性實驗既提高了學生的主觀積極性，又增強了學生分析問題和解決問題的能力。
3.依托科研項目拓展實驗教學。我校的高分子材料專業本科生除了實驗課和做畢業論文之外，很少從事科研實驗。只有極少數同學因為參與大學生創新項目或學科競賽而進行實驗研究。從普遍提高本科生的實踐能力角度來看還遠遠不夠，需要學校方面加大對大學生創新項目的支持力度，為更多的學生提供科研實驗的機會。
另外，為了提高本科生的科研能力，設立導師專項基金，由導師的課題經費中撥出一部分用于本科生實驗。導師重點選拔一些興趣高、素質好的學生，在大二提前進入實驗室學習，參與科研項目，這個措施對提高本科生創新能力和科研能力很有效，有些本科生在本科階段已經發表了科研論文，有些本科生畢業后就直接進入導師實驗室做碩士論文。不過，對于本專業興趣不高的學生起不到太大作用。
4.建立長效激勵機制。為了調動大學生主動進行創新實驗的積極性，需要建立長效激勵機制。對于創新型實驗完成優秀者、完成自主創新項目者、發表科研論文或專利者等取得創新成果的學生給以增加學分的獎勵，同時在保研、評獎學金等方面作為重要參考。這一舉措可以大大增加大學生參加創新實踐活動的機會，提升大學生就業競爭力。
5.完善實驗成績評定辦法。受儀器設備條件的限制，學生單人操作的條件不具備，一般采取分組實驗的形式，如何保證每個學生都能得到實驗操作訓練，需要完善實驗成績評定辦法。實驗報告是實驗教學的一個重要環節。透過實驗報告可以反應出學生對實驗項目的理解和掌握情況。但是，單單依據實驗報告評定成績并不合理。通過課前提問考察學生的預習情況，觀察實驗過程中學生的操作能力、協作能力，并做好記錄，以此作為評定實驗成績的重要依據，更能激發學生參與實驗的興趣，提高學生做實驗的主動性。通過完善實驗成績評定辦法，可以被迫式加強大學生參與實驗的力度，從而提高大學生的實踐能力。
四、小結
面對就業市場對高分子材料專業人才提出的越來越高的要求，進行實驗教學改革提升本科生的就業能力具有重要的現實意義。本文提出從實驗教學體系系統化、開展多層次實驗、依托科研項目拓展實驗、建立長效激勵機制和完成成績評定辦法五個方面進行實驗教學改革的建議，以期有效提升本專業大學生的就業能力。
參考文獻：
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21世紀是一個科學技術飛速發展進步，生產力大幅度提高的新紀元。材料工業與信息工業，生物工程，能源工業一起成為世界經濟的四大支柱產業。高分子材料與金屬材料和無機非金屬材料共同構成了應用性材料科學的最重要的三個領域。高分子材料憑借其獨特的優勢占領了巨大的市場。
世界高分子材料工業正在高速地發展著。世界合成樹脂量從1950年的1.5M工增長到2005年的212M工，每年大概以5％的增長率在迅速地增長。現在塑料的產量早已超過了木材和水泥等結構材料的總產量。合成橡膠的產量也已超過了天然橡膠，而合成纖維的年產量在上個世紀80年代就已經達到了棉花、羊毛等天然和人造纖維的2倍。對于我國而言，目前我國是世界上最大的樹脂進口國，每年進口的樹脂數量大約是世界樹脂總貿易的25％到30％。我國的樹脂合成工業正高速地發展當中，樹脂合成能力也在飛速地提高中。然而與西方發達國家仍然存在著差距。
2.開發新型高分子材料的重要意義和途徑
從上世紀30年代高分子材料的出現開始到現代，世界工業科學不再只是滿足與對基礎高分子材料的開發研究，從90代開始，科學家們就將注意力集中到了高功能，高智能的高分子材料開發上。現代工業對于新型高分子材料的需求日益強烈。
新型高分子材料的開發主要是集中在制造工藝的改進上，以提高產品的性能，減少環境的污染，節約資源。就目前而言，合成樹脂新品種、新牌號和專用樹脂仍然層出不窮，以茂金屬催化劑為代表的新一代聚烯烴催化劑開發仍然是高分子材料技術開發的熱點之一。然而開發應用領域也在不斷擴大。在開發新聚合方法方面，著重于陰離子活性聚合、基團轉移聚合和微乳液聚合的丁業化。在第二次世界大戰中發展起來的高分子復合技術，以及出現于50年代的高分子合金化技術后。新的復合技術和合金化技術層出不窮。同時，也更加重視在降低和防止高分子材料生產和使用過程中造成的環境污染。加快高分子材料回收、再生技術的開發和推廣應用，大力開展有利于保護環境的可降解高分子材料的研究開發。
新型高分子材料的開發，不但能夠滿足現代工業發展對于材料工業的高要求，更能夠促進能源與資源的節約，減少環境的污染，提高生產能力，更能體現出現代科技的高速發展。
3.新型高分子材料的應用
現代高分子材料是相對于傳統材料如玻璃而言是后起的材料，但其發展的速度應用的廣泛性卻大大超越了傳統材料。高分子材料既可以用于結構材料，也可以用于功能材料。現階段新型高分子材料大致包括高分子分離膜，高分子磁性材料，光功能高分子材料，高分子復合材料這幾大類。
高分子分離膜是用高分子材料制成的具有選擇透過性功能的半透性薄膜。采用這樣的薄膜，以壓力差、溫度梯度、濃度梯度或電位差為動力，與以往傳統的分離技術相比，更加的省能、高效和潔凈等，被認為是支撐新技術革命的重大技術。
高分子磁性材料是磁與高分子材料相結合的新的應用。早期磁性材料具有硬且脆，加工性差等缺點。將磁粉混煉于塑料或橡膠中制成的高分子磁性材料，這樣制成的復合型高分子磁性材料，比重輕、容易加工成尺寸精度高和復雜形狀的制品，還能與其它元件一體成型等。
光功能高分子材料，是指能夠對光進行透射、吸收、儲存、轉換的一類高分子材料。目前，這一類材料已有很多，應用也很廣泛。
高分子復合材料是指高分子材料和不同性質組成的物質復合粘結而成的多相材料。高分子復合材料最大優點具有各種材料的長處，如高強度、質輕、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質。
這些新型的高分子材料在人類社會生活，工業生產，醫藥衛生和尖端技術等方方面面都有著廣泛的應用。例如，在生物醫用材料界上，研制出的一系列的改性聚碳酸亞丙酯(PM-PPC)新型高分子材料是腹壁缺損修復的高效材料：在工業污水的處理上，在不添加任何藥劑的情況下，利用新型高分子材料物理法除去油田中的污水：開發的聚酰亞胺等熱固性樹脂及苯乙烯、聚丙烯等熱塑性樹脂復合材料，這些材料比強度和比模量比金屬還高，是國防、尖端技術方面不可缺少的材料；同樣，在藥物傳遞系統中應用新型高分子材料，在藥劑學中應用，在包轉材料中的應用等等。新型高分子材料已經滲透于人類生活的各個方面。
材料是人類用來制造各種產品的物質，是人類生活和生產的物質基礎，是一個國家工業發展的重要基礎和標志。作為材料重要組成部分的高分子材料隨著時代的發展，技術的進步，越來越能影響人類的生活，工業的進步。區別于我們已經開發研究成熟的一些傳統材料，高分子材料的研究開發存在著無窮的潛力。正如一些科學家預言的那樣，新型高分子材料的開發將有可能會帶來現代材料界的一次重大革命。
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一、本民族院校《高分子材料進展》課程的基本情況
針對我校民族學生基礎知識薄弱，而《高分子材料進展》課程“內容多、范圍廣、課時少”的特點，我們重點介紹高分子材料中發展迅速、發展前景廣闊的功能高分子材料，推薦的教材有《高分子材料進展》和《功能高分子材料》[4]等。該課程總學時為32學時，學分為2學分，課程類型為專業限選課，課程以高分子材料的合成方法進展、吸附分離功能高分子材料、高分子分離膜與膜分離技術、導電高分子、感光性高分子和醫用高分子材料等功能高分子材料的進展為重點學習內容，同時穿插一些國內外近幾年新發表的文獻和專利，以及國內相關會議等。本教學采用多媒體教學方式，采用課堂提問和討論等多種形式進行學習，期末通過考查的方式考核學生，采用寫論文與平時成績相結合的方法，平時成績包括上課出勤和課堂討論情況，論文成績與平時成績各占70%和30%。表1為《高分子材料進展》教學內容的設置及學時分配情況。
表1 《高分子材料進展》教學內容的設置及學時分配
二、強化基礎，突出重點
首先，《高分子材料進展》授課內容看似豐富多彩，千變萬化，但是萬變不離其宗，歸根到底都是由高分子專業的基礎知識衍生出來的，比如《高分子物理》、《高分子化學》中的經典理論和概念等。從另一個角度看這些材料的出現印證了基礎知識的重要性，它們的誕生是經得起檢驗的理論和概念的應用和發展的。因此通過介紹高分子材料的前沿進展，既使學生對異彩紛呈的高分子材料世界有一定寬度的了解，又從深度上加強學生對基礎知識的理解和掌握，使學生知道這些材料是如何得到的，自己又能通過什么途徑得到想要的材料。
其次，因為《高分子材料進展》這門課的每一章都是高分子材料領域中發展迅速、成果頗豐的較大分支，獨立出來都能獨立設課，而在本課程中必須在幾個課時內講完，所以在授課過程中，什么該講，什么略過，講的這些內容是否能激發學生的興趣，是該課程的一個教學難點，要求教師對這些前沿分支有全面而深入的理解，對它們所涉及的基礎知識熟練掌握，這對教師的專業知識和教學方法提出了更高要求。
三、調動學生的學習積極性，啟發式教學
《高分子材料進展》是學生在已經掌握高分子化學、高分子物理基礎知識的前提下進行的學習。內容除了基本概念之外，有很多設計路線、研究方法，可以引導學生運用已學知識進行思考。比如第3章吸附分離高分子材料和第4章高分子分離膜及膜分離技術中涉及自由體積和滲透壓的概念，這些都是《高分子物理》中學過的內容，通過回憶這些知識，使學生加深對這些基礎知識的理解，并對基礎知識的應用有一定的了解。其次，要注意生活中的實際例子或新聞報道中的最新科技進展中與所講述內容相關的部分，通過聯系生活實際，引出將要介紹的高分子材料。這樣既能讓學生認識到這類高分子材料的重要性，提高學習的積極性，又能讓學生了解到這類材料的最新的研究成果，提高對科學研究的興趣。如從全球都非常關注的環保問題出發，引出廢水和廢氣處理方面的高分子吸附材料或高分子膜材料，介紹這些高分子材料的設計路線和原理，讓學生從理論和實際相結合的角度深入理解所學的功能高分子知識。同時可以提出一些生活中材料的不足，讓學生發揮主觀能動性，提出解決這些材料不足之處的方法或設計新的功能高分子材料的想法。這樣，學生的學習興趣會大大提高，教學效果也會得到顯著增強。
另外，還要有效利用網絡資源，緊跟最新研究進展，適當補充新的教學內容。高分子材料進展課程是綜述高分子材料領域發展熱點的一門課程，所介紹的內容每隔一段時間可能都有新的研究成果誕生，我們應根據情況適當補充那些熱門和重要的研究成果到教學內容中。比如該課的學時少，可以在課程快結束的幾周時間重點介紹一些最新的前沿進展和相關會議，讓學生了解到高分子材料的發展趨勢，提高學生對高分子材料的興趣。互聯網資源豐富，內容更新快，是老師補充教學內容的最佳途徑。目前，利用網絡資源作為課堂教學的輔助手段，是學生喜聞樂見的形式。老師可以提供一些高分子專業的權威網頁，方便學生瀏覽查閱。同時，可以鼓勵學生在網上搜索最新的研究成果，再在課堂上以口頭報告的形式傳達給學生。這樣，既能讓學生對高分子材料進行全面的了解，又能讓學生主動地參與教學，達到較好的教學效果。
四、科研與教學相結合，以科研促進教學
把科研引入本科教學是培養大學生創新能力的重要措施，也是高等教育的顯著特點。在《高分子材料進展》課程本科教學過程中，正確有效地將教學與科研相結合，有利于提高教學效率，豐富教學內容，營造學術氛圍并提高創新能力，全面提高教學質量。教師在課堂教學中可以介紹自己的科研成果，介紹本專業課題組正在研究探索的科研項目，引導學生參觀實驗室和課題組，鼓勵學生積極參與到教師的科研中。例如，作者介紹自己碩士和博士期間所從事的科學研究，以及科研小組的一些趣聞趣事，激發學生的學習熱情和學習興趣。
總之，在高分子材料進展課程的教學過程中，教師首先應進行教材分析和學情分析，再采用比較適合的教學方法，在知識和技能的傳授中針對民族學生基礎差的弱點，采取強化基礎、突出重點的教學方式，了解學生的情感態度與價值觀，做到教學方法靈活多樣，教學內容及時更新，這樣才能調動學生的學習積極性和主動性。教師還應繼續努力提高業務能力，理論聯系實際，使學生在這門課程的學習中得到切實的收獲。
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《高分子材料》是材料科學與工程學科的重要組成部分，是材料專業類學生的一門重要課程。但對于非高分子專業的學生，一般只有這一門高分子專業課，且學時有限。為使學生掌握廣泛的基礎知識、扎實的專業知識，該課程要將《高分子物理》、《高分子化學》、《高分子材料加工》等課程內容融為一體，并加強與其他材料科學的相互貫通。筆者在幾年的教學實踐中不斷探索，對這門課的教學內容、教學方法和教學效果評價體系等方面進行了總結。
一、明晰教學目標、突出教學重點、合理安排教學內容
通過《高分子材料》的教學，需要學生掌握“高分子材料科學基礎”、“高分子化學”、“高分子物理”、“高分子成型加工”、“通用高分子材料”等理論知識。在有限的學時條件下，要使對于高分子完全陌生的學生理解并掌握這些基本概念與原理，授課內容的選擇是非常重要的。在內容選取上，我們的原則是既要讓學生掌握相關的理論知識，又要有所側重，并注重課程與先修課程的聯系和課程前后內容的銜接等。高分子材料的制備、結構、加工及性能之間存在著一系列的有機聯系，我們講述的內容既要有獨立性又應注意前后的關聯性。首先，結合以前所學知識，讓學生掌握高分子材料科學的基礎知識。其次，高分子化學部分，我們著重講解聚合反應機理。高分子的合成按機理主要分為逐步聚合與連鎖聚合。連鎖聚合中，以自由基聚合研究得最為透徹，我們分別結合反應過程的熱力學和動力學，分析自由基聚合各個階段的特點。至于離子聚合和定向聚合等內容，給定思考題安排學生課后學習。對于學生自學有疑問的地方，教師可以在答疑時給予指導。逐步聚合中，又可分為線形縮聚和體型縮聚，我們一般只講述線形縮聚部分，體型縮聚安排為課后學習內容。高分子物理部分，我們集中講述高聚物的結構與性能間的關系。通過掌握高分子材料的合成原理和方法，了解高分子材料結構與性能之間的關系，從而逐步形成較為完整的高分子材料科學知識體系。為了培養實用性、創新型人才，我們在教學中還及時更新教學內容，將新知識、新理論和新技術充實到教學內容中，為學生提供符合時代需要的教學內容。
二、積極探索教學方法，提高課堂教學效果
在《高分子材料》的幾年教授過程中，為提高課堂教學效果，筆者一直不斷探索，總結了一系列教學方法。
1.表格教學法。《高分子材料》的課程中，有很多教學內容可以通過對比進行講解，比如聚合物的聚合機理中的連鎖聚合和逐步聚合、自由基聚合的各種實施方法等。筆者在實踐中，發現表格教學法是個很有效的教學方法。該方法運用比較，比傳統直述法更清晰，利于學生掌握相關知識的區別和聯系，從而更好地接受知識，并對各知識點有更深刻的理解。比如在講述高分子材料的合成方法時，可以先用表格列出本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合和溶液聚合四種實施方法，再在第一列列出配方、聚合場所、聚合機理、生產特征、產品特性、生產實例等與各實施方法對應的屬性，然后一邊講解，一邊將各屬性填充，讓學生接受知識點的同時也學習各屬性的異同，從而加強對相關內容的理解和接受，也更利于學生記住相關內容。
2.示例教學法。示例教學法可以引發學生的學習動機，幫助學生理解抽象的事物和概念，發展學生的求知欲望。學生剛開始學習高分子材料，對有關知識和內容了解不多，專業術語比較陌生，但是日常生活中都接觸過多種性能各異的高分子材料制品，對高分子材料性能的差異性有一定的感性認識。在講課時可以引入這些實際的材料，既能提高學生的學習興趣，也有利于更好地理解所學知識。比如在講述高聚物粘彈性這部分內容時，高聚物區別于其他材料的最大特點是其粘彈性，由于高聚物分子運動的松弛時間正好我們能用肉眼觀察到，所以才表現出這些現象。
3.啟發教學法。《高分子材料》的教學中有不少抽象的概念、邏輯推理的演繹過程。老師在課堂上一味講授專業知識和術語，學生學習熱情不高。通過一邊講解，一邊結合學科知識適當提出問題的啟發式教學方式，能提高學生的學習興趣和積極性，并能把一部分走神的學生拉回來。如講到高分子結構時，先提出一個問題：“為什么橡膠和塑料的力學性能有這么大的差異？”給予學生適當時間思考后，再具體講解高分子材料的結構，讓學生帶著問題聽課，不但啟迪了學生的思維，也使他們對所學內容有了更深刻的理解。
4.互動教學法。為了培養能解決實際問題的高素質人才，《高分子材料》的教學中，不應讓學生死記硬背和生搬硬套，而應結合實際問題讓學生思考，激發學生的發散思維。如講到橡膠性能時，請同學們思考“如何提高橡膠的耐熱溫度”，再提示學生利用所學的高分子物理部分知識，從優化橡膠的結構入手，發動學生積極討論，啟迪思維，培養運用基礎理論知識分析實際問題的能力。這種討論式的教學方法，既活躍了學習氣氛，啟發學生思考問題，又可使學生對知識更好理解和掌握。在講述高分子材料的合成時，經常通過合成反應式來表示合成過程和機理。我們一方面在課件編寫中注意到讓所有的反應方程式都不是一下顯示出來，而是模仿板書一步一步顯示，讓學生有充分思考、接受的時間；另一方面，部分反應方程式讓學生自己來寫，旁邊同學互相檢查。通過這種方式，使學生更加熟悉并能深刻理解反應過程，其他同學的檢查也能讓同學發現自己意識不到的細節上容易出錯的地方，了解出錯的原因，補充沒有掌握的知識點。
三、改革考核方式，提高學生綜合素質
《高分子材料》的教學評價不但要考查學生基本理論知識的掌握情況，也要考查學生的再學習和獨立思考解決問題的能力。為此，我們改變單一的一份試卷定成績這種缺乏準確性和全面性的考試制度，將成績的考核納入每個教學環節中，為每個學生制訂具體考核表，跟蹤學生學習進展，使學生在學習中能隨時了解自己的學習情況，督促自己不斷學習、不斷提高。其中考試方面根據課程的要求建立了《高分子材料試題庫》，逐年對試題庫的內容進行改進和更新，每年從試題庫中抽取試題組成A、B兩份試卷，嚴格考試要求和評分標準；另一方面，讓學生選擇一種新型高分子材料，查閱相關文獻資料，描述它的合成、制備、結構、性能及應用前景，并撰寫小論文；同時，增加學生課堂討論、實驗、作業等平時成績的評分標準和比例。通過改革考核和評價體系，激勵了學生的學習熱情，鍛煉了學生的實際能力，有利于培養高素質人才。
通過《高分子材料學》教學的探索和實踐，初步探索了課程的教學思路和方法。在今后的教學中，我們還將不斷總結經驗，進一步完善教學過程中的各個環節，培養出既掌握專業知識，又具備分析問題、解決問題能力的能適應以后工作和科研需要的高素質人才。
參考文獻：
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[2]張鐳.高分子化學教學的改革與探索[J].高分子材料科學與工程，2002，18（3）：202-203.
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專業英語教學內容一般為專業知識的論述，具有很強的邏輯性和學術性。為提高學生的專業英語閱讀、翻譯、初步寫作的能力，筆者采取的方法如下。
1.師生互動是專業英語教學的重要手段
傳統專業英語的教學模式是先講解詞匯，再閱讀和翻譯課文，這樣的課堂單調且冗長，學生學習興趣不高。考慮到語言教學的特殊性，為達到好的教學效果，需要學生在課堂中的積極參與，嘗試改變以往教師講學生聽的簡單教學模式，采用多種形式與學生互動交流。通過提前布置作業，學生做好預習工作，每次帶著問題上課，在課堂上再隨機指定學生朗讀并講解翻譯，其他同學進行補充或修正，最后教師結合專業內容進行點評，并講解相關的重要知識點和專業詞匯。這樣，充分調動每個學生的學習積極性，使之從被動學習變成主動學習，加深了學生對教學內容的理解和認識。
2.適當進行多媒體教學,豐富課堂教學內容
現在多媒體及網絡等教學手段已廣泛引入到課堂教學中，這些教學手段使課堂教學更加直觀生動，增大了課堂的信息量，提高課堂效率，激發了學習興趣。為此，在每次課文內容講解結束后，筆者播放一些相關內容的科普性英文短片，比如介紹高分子材料合成、成型、應用等方面。由于剛學完相關內容，所以學生表現出濃厚的興趣，通過看、聽、講述，留下了直觀的知識，同時也鍛煉了學生的聽說能力。把一些信息量大、實用性強的專利、論文、技術標準等專業資料制作成多媒體課件進行課堂講解，在有限的課堂時間內給學生傳遞了較多的信息內容，提高了課堂效率。
3.教學效果的檢驗
考核方式是教學中的重要環節，是檢驗教學效果和鞏固學生所需知識的重要手段。考核主要涉及兩個層次，平時考核與期末考試。平時主要考核學生以英語為工具進行專業信息交流的能力，期末考試則通過試卷形式檢驗學生對專業詞匯的掌握情況，以及快速閱讀科技論文并從中獲取信息的能力。在完成每一階段的教學環節后，教師要不斷總結，了解學生對所授知識的掌握程度，確定考核指標，根據考核結果來修正下一階段的目標，設計下一階段的教學內容。平時的階段性考核可以有多種方式，如根據教學內容，學生抽簽選擇一個題目用英語講述，考察聽說能力。或針對知識點，把常見的錯誤總結出來，引導學生糾錯，考察語法知識的掌握情況。在課堂教學將結束的時候，我們對學生進行分組合作完成一次科研課題的匯報，學生自行分工，查找資料、設計制作多媒體課件、上臺匯報講演。在這個過程中，學生不但提高了自己的專業英語水平，還培養了團隊合作的能力。
篇11
0 引言
2001年教育部印發了《關于加強高等學校本科教學工作，提高教學質量的若干意見》，鼓勵高校“積極推動使用英語等外語進行教學”[1]，我國高等學校各專業紛紛開設了雙語課程。經過10余年的努力與發展，我國高校雙語課的開課數量與教學質量均有大幅度提高。據武漢大學的數據調查顯示，截至2009年，被調查的135所高校中已有132所開設了雙語教學課，開課率高達97.8% [2]。雖然各級教育機構對雙語教學的重視程度和投入力度不斷加大，但是受到教師、教材以及學生水平等眾多因素的限制，我國高校雙語課的教學效果仍然有待提高。尤其是對于師資水平、學生水平有限的地方性高校，“雙語教學”更是成為本科教學中的“雞肋”――食之無味，棄之可惜。雖然目前學術界將制約我國雙語教學水平的主要原因歸咎于“師資、教材和學生”[3]，但不可否認的是，正確合理的教學理論指導和教學方法的缺失也是雙語教學水平提高受限的重要因素[3]。
“任務驅動法”是一種建立在建構主義學習理論基礎上的教學方法，起源于20世紀80年代中期，最早應用于外語類課程的教學實踐中并取得良好的效果[4，5]，在計算機、信息類教學中也有廣泛應用[6，7]。任務驅動教學過程中，教師根據教學大綱中的內容要求及培養目的設計相關任務，使學生在真實情境的驅使下，通過探究完成任務或解決問題的過程，學習和掌握教學要求的內容，并培養學生提出問題、分析問題、解決問題的綜合能力。此方法將以往以教師傳授知識、學生被動接受為主的傳統教學理念，轉變為以解決問題、完成任務為主的多維、互動式的教學理念，使學生處于積極的學習狀態之中，每一位學生根據自己對當前問題的理解，運用共有的知識和自己特有的經驗提出方案、解決問題[8]。2010年，胡靜等[9]通過普通雙語教學法和任務驅動教學法在“健康評估”雙語課中的教學實踐，對比了兩屆學生在同一階段的考評結果以及學生對課程的認可度，結果顯示采用任務驅動教學法的教學效果和學生對課程的認可度明顯優于傳統雙語教學法。
本文結合高分子材料與工程專業雙語課“高分子材料科學技術概論”（Introduction to Polymer Science and Technology ）的教學實踐，對“任務驅動教學法”在本課程教學實踐中的應用進行了探討和解析。教學過程中根據專業特點及課程教學大綱的要求，以增長專業知識、培養學習興趣、提高科技英語閱讀寫作水平為目標，對驅動任務的制定和分析、驅動任務的分解完成以及實施過程中存在的問題進行了探討，為“任務驅動教學法”在雙語教學實踐中的進一步拓展提供了依據。
1 驅動任務的制定
我國雙語課程開設的主要出發點是旨在通過雙語教學培養學生國際化的職業能力和科研能力，以適應時展和需要。具體而言，一是從職業能力方面，改變學生“啞巴英語”、“聾子英語”的狀態，使其在大學英語的基礎上，掌握一定的專業術語，能夠參與到國際化的工作交流中，如英文工作環境以及國際會議等；二是從國際化的科研能力來說，改變過去大學生對國外文獻資料零接觸的狀態，使其初步具備搜集閱讀和理解運用國外相關文獻的能力，為學術研究開拓寬廣的視野，打開獲得外部信息觀念的通道，從而把握本專業國際學術前沿的發展動態，向世界先進學術研究水準看齊[10]。“高分子材料科學技術概論”是高分子材料科學與工程專業任選課程之一，主要介紹高分子材料方面的基本概念、發展歷史，聚合物的合成、加工以及結構與性能，目的是使學生在學習專業課之前對日常生活中接觸到的聚合物材料有一個基本的認識和了解，激發其學習興趣。另外，在介紹專業知識的基礎上，加強學生對學術期刊論文、專利等科技論文格式的認識，使其初步具備專業科技論文的檢索、閱讀、分析和總結能力。傳統的雙語課教學主要采用英文課件，通過教師雙語授課、學生被動接受的方式進行。然而，由于專業英語與大學英語的區別，加之專業基礎知識的缺乏，使部分同學對課件內容及老師的英文講述難以理解，從而影響了其對課程內容的接受水平。“任務驅動教學法”以“驅動任務”作為學生學習探索的推動力，使學生由被動接受轉變為主動學習，有助于提高學習效果。
任務驅動教學方法的實施過程通常包括：設計任務、提出任務、分析任務、自主協作完成任務、交流評價5個環節。其中，設計合理有效的“驅動任務”是整個教學過程的關鍵，任務的完整性、難易程度及是否典型、能否引起學生興趣等都將直接影響到學生課堂上探究式學習的效果。根據課程教學大綱及教學目的的要求，本課程的驅動任務設計過程中主要考慮在以下方面對學生進行訓練：（1）專業知識的學習和掌握，如聚合物的合成反應及其實施方法、聚合物的結構與性能等；（2）專業類科技英語的學習和掌握，如組織學生通過英文課本、期刊、網站了解專業知識及行業發展前沿；（3）文獻檢索平臺的使用，如學校圖書館、電子數據庫的使用等；（4）科技論文的分類及格式要求，如區分研究型論文與綜述性論文在寫作方法及格式的異同，掌握專利文獻的結構組成等；（5）多媒體課件的制作，如多媒體課件的設計、動畫等；（6）中英文口頭表述及交流互動，如“會議模式”的口頭匯報及回答問題等；（7）任務分解及分工合作，即組內同學根據老師布置的任務對其進行分解后，大家分工合作，共同完成任務；（8）相互學習交流，由于不同學生的具體任務不同，大家在任務完成后可以相互學習交流，達到共同提高的目的。
“高分子科學技術概論”為概論型課程，主要涉及的專業內容包括高分子化學（介紹高分子的合成與制備反應）、高分子物理（介紹高聚物的結構與性能）、高分子材料成型工藝學（介紹常用高分子的成型方法及工藝條件）、高分子材料（介紹常用高分子的性能及應用）等。因此，驅動任務的設計在綜合考慮其他能力鍛煉的同時，要緊緊圍繞相關的教學內容，難易適中，注重興趣的培養。如針對高分子材料部分的內容，傳統的教學方式只是枯燥的講解何種材料具有何種性能，學生缺乏感性認識，學習興趣不佳。在任務驅動教學法中，設定的驅動任務是以生活中常見的高分子材料制品為例，比如安排學生找出塑料盆是什么高分子材料組成的，該材料的制備方法、性能以及應用范圍，制品配方設計包括哪些成分以及配方設計中應考慮的因素，產品的成型方法、成型條件等等。本方法充分調動了學生的好奇心，并以此為動力完成后續學習任務。另外，作為雙語課程，更好的利用英語這一媒介采集和輸出信息也是本課程重要的學習目的之一。因此，驅動任務也應該注意鼓勵學生利用英文教材、網絡等途徑進行專業英語方面的了解和學習。
2 驅動任務的分析與分解
由于專業知識的限制，學生對任務的分析可能不夠全面，教師在此過程中需要進行指導。“驅動任務”的設定通常以教學大綱為依據，因此教師在給出驅動任務后，應該根據教學大綱的內容及要求，對驅動任務進行充分的分析，使學生知道此任務設定的目的，明白完成此任務需要了解和掌握哪方面的知識，從而提高學習的針對性和任務完成的效率。例如對于上述任務，其設計目標是使學生對聚合物合成、結構與性能、塑料配方設計、高分子材料成型方法等多方面內容有一個基本的了解和掌握。教師在任務分析過程中除了提示學生充分考慮本任務涉及的知識外，也應該注意對相關知識的拓展及思考。例如，塑料盆的成型加工是采用何種方法，除此之外高分子材料還有哪些常用的成型方法；每種成型方法的特點及適用的高聚物類型以及產品類型、各成型加工條件的確定方法以及應注意的問題等，而所有這些問題的根源則是高分子材料的結構與性能的關系。學生對這些問題的思考與學習，對于其在以后的工作過程中將所學的理論知識學以致用、解決實際工程技術問題具有非常重要的意義。
3 驅動任務的完成
教師根據課程內容設定驅動任務后，需要對學生進行分組，要求每一組的同學相互協作，共同完成資料搜集、整理、幻燈片制作等工作。每一個驅動任務都可以分解為多個子任務，因此需要多名同學共同努力完成。一般每組學生4～6人，選取組中“中堅力量”為小組長，負責組織協調本組的學習活動，并詳細記錄問題探究的進展，每次課后要向教師匯報學習的情況。驅動任務主要靠學生在課下通過圖書館、互聯網等多種途徑搜集資料來完成。根據授課計劃以及各組任務的難易程度，各小組的具體任務及完成時限要求將有所不同。因此，要求小組長切實做好任務分配及協調工作，保證大家進度一致，并在匯報前將工作做完。最后，小組任務的完成情況采用“學術會議”的組織模式，由小組代表采用多媒體課件進行匯報，匯報語言要求50%以上用英語。
下面以驅動任務“列出常用塑料的回收標志并找出對應的聚合物在生活用品中的應用及其基本物理化學性能和使用過程中應注意的問題”為例介紹任務的分解及完成要求。本任務主要可以分解為以下幾個子任務：（1）塑料的回收標志及其對應的聚合物；（2）回收標志中的英文縮寫對應的中英文全稱；（3）回收標志中各種材料的化學組成及機械、物理性能；（4）針對回收標志1～7分別找出生活中5個實例并根據實際用途區別其性能差異。最后要求小組內成員將各自負責的內容整理匯總，并做好幻燈片以便課上匯報交流。由此可見，驅動任務的完成過程需要小組全體成員在教師的指導下共同合作完成，任務完成質量取決于各子任務的完成情況以及成員的團結合作，是集體智慧的結晶。任務的完成過程除了需要學生借助互聯網、書籍等渠道查閱大量文獻資料之外，還要求學生對生活中的塑料制品進行觀察思考，有助于提高其學習興趣。
4 交流評價
交流評價與歸納是總結、反思與鞏固的階段，這一過程應在每一組匯報以后進行。小組匯報結束后，作為觀眾的同學可以針對其講述內容提出問題，并由匯報小組成員回答。學生通過問答或者討論的形式獲得知識，并實現信息的傳播。交流的目的：（1）通過相互評價，加深學生對該任務的認識，將小組的研究結果匯報給其他同學，使“學”者的身份轉換為“師”者，通過匯報內容傳達教學大綱的要求；（2）總結完成任務的過程方法，發現和解決傾向性問題，促使學生進行反思，把所學會的知識內化；（3）鍛煉學生在多媒體制作、口頭表達自己思想、辯論自己觀點等方面的能力。評價可以采用個人自評、組內互評、組間互評、教師點評等多種評價相結合的方法，使評價做到公平、公正。教師在整個過程中起指導、組織和補充的作用，使學生真正成為學習的主體。在這一模式下，學生可以通過計算機互聯網隨時獲取幫助，并隨時成為“教師”。這一方法完全改變了傳統的教學方式，使因材施教真正落到實處，讓每個學習者都能將學習當作一種享受。
5 運用中存在的問題
通過合理有效的驅動任務，大大調動了學生的學習動力，使興趣成為其學習的內動力，效果是不言而喻的。但是，在此教學方法的應用過程中仍然存在著一些問題和需要注意的地方。具體來說主要有以下幾個方面。
1）教學進度不易把握。驅動任務的完成過程需要耗費大量的課余時間，而原來的課堂授課時間很大一部分被交流和評價所占據。根據教學內容安排，如果匯報小組的準備不夠充分，就會影響到教學進度。這就需要教師嚴格要求并在課下投入大量的精力對任務的完成情況進行督促和指導。另外，教師需要準備備用材料，以防止有的小組任務完成得不夠全面。
2）課堂管理亟待改進。課堂的交流與評價時間應該防止部分學生“開小差”，游離于課堂討論之外。針對這一問題，教師要認真觀察，必要時采取提問的方式促使學生投入到課堂討論中。
3）評價上有困難。由于任務的完成工作多在課下進行，在小組內可能會出現部分同學“偷懶”、不積極參與的情況。這要求教師和小組長做好協調和督促工作，針對每一位同學的具體任務，教師做到心中有數，并及時與小組長溝通任務進展情況。
4）如何達到“雙語”這一目的。完成驅動任務往往需要查閱大量的文獻和資料，能采用英文這一工具除了要求學生具有較高的英文水平之外，對學生專業基礎知識和專業英語的掌握也是一個不小的挑戰。否則，學生面對滿眼不認識的單詞往往不知所措，無法利用英文完成相應的任務。因此，如何增強學生面對大篇幅英文資料的信心，使課程真正達到“雙語”課程設置的目的也有待后期的研究和實踐。
6 結束語
本文結合“高分子材料科學技術概論”雙語課程的實踐教學，對“任務驅動教學法”在雙語課教學中的應用進行了探討。通過對學生的問卷調查顯示本方法可以有效地調動學生的學習積極性并使興趣成為其積極探索的內在動力，同時提高了其專業知識掌握、資料檢索、多媒體課件制作、口頭表述等綜合素質，教學效果有效提高，也受到學生的廣泛好評。針對實施過程中仍然存在的一些問題，在以后的教學過程中應該采取相應措施加以改善。
參考文獻
篇12
由于分形理論研究的特殊性，以及他在自然界應用的廣泛性，目前分形理論已迅速成為描述、處理自然界和工程中非平衡和非線性作用后的不規則圖形的強有力工具。自分形理論發展以來，國內外對分形理論在各方面的應用進行了大量的理論和實踐，材料學中也一樣，分型理論目前已滲透到了材料學的各個領域，尤其是高分子材料，下面就分形理論在高分子材料學中的應用做一淺議。
一、分形維數的測定方法
根據研究對象的不同，大致可以分為以下五類：改變觀測尺度求維數；根據觀測度關系求維數；根據相關函數求維數；根據分布函數求維數；根據頻譜求維數，分形在材料科學中應用時，一般應用的測定分維方法是：盒維數法、碼尺法和小島法。
二、分形理論在高分子結構中的研究
(一)高分子鏈結構中的分形
由于高分子尺寸隨鏈結構象而不斷變化，對這類問題的處理屬于統計數學中的“無規飛行”。但若從分形的角度來看，則高分子具有明顯的分形特征并可以跟蹤監測。對高分子中普遍存在的自回避行走也是如此，只是表現出不同的分形行為。又因為這類問題與臨界現象很相似，故我們亦能采用重整化群等有力工具。并且分數維的另一獨特功能是可靈敏地反映單個高分子的單個構象[4]。
(二)高分子溶液中的分形
由于高分子溶液中的大分子鏈使得其和普通液體在很多方面存在差異性，如普通液體所不具備的流變行為、應力傳輸等。在實際研究中。分形結構主要存在于高分子溶液中的凝膠化反應中，高分子溶液的凝膠化反應主要是指聚合物的凝膠化過程，是一種臨界現象，是介于晶態與非晶態之間的一種半凝聚態，這個過程中高分子鏈之間會形成的網絡結構，該結構是一類形狀無規、無序且不規整的錯綜復雜的體系。但該體系是可以用分形的方法研究的凝膠化反應，在亞微觀水平上存在自相似性。例如左榘等研究的苯乙烯一二乙烯的凝膠化反應。
(三)固體高分子中的分形
對于高分子材料，當固體高分子材料斷裂時，不同力學性質的材料將形成不同的斷面形貌，而斷面形貌一般為不規則形態，是一種近似的或統計意義的分形結構，可用分形理論進行分析表征，從而根據斷面的形狀定量評價材料的力學性能。而微孔材料中由于分布著大量微小的孔洞，這些微孔具有不規則的微觀結構，使得微孔材料無論在總體還是在局部都呈現出較復雜的形態，無法用傳統的幾何學理論進行描述，但可用分形幾何理論對微孔形態的復雜程度作量化的表征[5]。
篇13
一、專業英語教學存在的問題
專業英語教學與其他專業課程教學的教學語言環境、教學課時（更短）、教學重點側重于傳授專業知識的英語表達等不同，由此給專業英語教學帶來一些難題。以“高分子材料與工程專業英語”課程為例，在實際教學中普遍存在如下情況[3-5]。首先，學生基礎英語水平參差不齊，給專業英語教學帶來困難。專業英語以通識英語為基礎，而筆者所在地方院校的學生英語基礎普遍較差，對大量的專業詞匯、專業術語、派生詞和長難句的理解和掌握也較為困難，學生很難與教師進行教與學的良性互動，學習興趣和主動性不高，有挫敗感。其次，“高分子材料與工程專業英語”教材內容較陳舊，題材單一，學生在有限課時中獲得感不強。最后，通讀教材全文并逐句翻譯的常規教學方法強調了“教”，而忽略了學生為主體的“學”，學生在課程結束后，專業英語讀、寫、聽、說能力未見明顯提高，教學效果欠佳。解決專業英語教學中的上述問題，提高教學質量，需要“對癥下藥”。“癥”可概括為學生英語基礎水平薄弱、傳統“填鴨式”教學方法不符合學習的本質和內在規律，導致學生學習熱情和獲得感不足。筆者結合個人教學的思索和實踐，探討并提出了提高專業英語教學質量的方法和手段，給出對“癥”的“藥”。
二、提高專業英語教學質量的方法和手段
（一）夯實學生通識英語基礎，同步提高通識和專業英語水平。筆者在教學過程中發現，大部分學生通識英語基礎較差，表現在英語詞匯量不夠，常用的一些固定搭配、介詞組合和一詞多義掌握不扎實，復雜句型結構分析能力不足。建立在通識英語上的專業英語屬于更高的應用層次，但基礎不扎實，何談應用。因此在日常的教學中，需要花一定時間強化學生的英語基礎，并且可結合相對簡單的專業英語表達，消除學生和專業英語的距離感，提升他們的學習信心。以下面的句子為例，“Polymermaterialscanbeusedasplastics、fiber、rubber,coatingsandadhesives.”此句中既復習了usedas的固定搭配使用，也學習了polymer（聚合物）、plastics（塑料）、fibre（纖維）、rubber（橡膠）、coatings（涂料）和adhesives（膠黏劑）等專業詞匯，句子雖簡單，但學生學習時可獲得事半功倍的效果。除了提供教材或教師自創的一些簡單專業英語例句外，課堂內外布置經過精心設計的有針對性的作業，如詞匯默寫或復雜句型劃分等，可有效鞏固基礎英語和專業英語知識。同時，課堂上鼓勵學生進行以通識英語為基礎的專業英語口頭或書面表達，進而通過創造性地學習鞏固通識英語和提高專業英語水平。（二）整合專業英語中的零碎詞匯，系統化和專題化教學。專業英語中大量的專業詞匯、術語和派生詞是學生理解專業英語語義的最大阻礙，雖然教材中每篇課文后面都給出了專業詞匯的中文解釋，但僅靠教師在課堂上的講解或學生課前的預習來掌握并不理想。這主要由課時以及學生可分配學習時間有限的客觀原因導致。雖然專業英語中的專業詞匯和術語量多而雜，但學習和掌握并不是沒有規律可循。任課教師可根據專業詞匯的內在聯系和邏輯關系[6-7]，將分散在各章節中的專業詞匯和術語等進行總結、整理、歸納、補充，進而將專業詞匯分成諸如單體—聚合物命名、聚合方法、聚合物結構（近/遠程結構、凝聚態結構）、性能（包括溶解性、力學、熱學、電學等）、加工成型方法等若干專題，列出相關聯詞匯以及它們的派生詞，進行系統化的學習。例如在聚合方法專題的學習中，可以以polymerization一詞為中心，構建如圖1所示的邏輯思維導圖,并利用專業知識的邏輯關系強化專業詞匯和詞組的記憶。教師可引導學生依此思路，構建其他專題的詞匯邏輯思維導圖，強化專業詞匯的學習和記憶。相比分章節的詞匯教學，專題詞匯學習受到學生的肯定，教學效果更好，這主要是得益于專題詞匯學習的方法更能體現學生學習的主體性和創造性，也更符合學習規律。（三）拓展教學題材和內容，增強學生學習獲得感。“高分子材料與工程專業英語”目前使用的教材內容涵蓋高分子化學與物理、聚合反應工程和高分子成型加工等內容[8]，教材原文大部分選自20世紀70~80年代的介紹性專業英語文獻，題材相對單一，內容較陳舊。僅僅學習教材內容，對提高學生專業英語水平仍顯不足。學生在未來就業或深造中，極可能會接觸到諸如PCT專利、進出口產品技術參數說明書、最新研究性英文文獻等題材的專業英文資料。在專業英語課程中，教師有選擇性地增加這些題材的內容，有助于學生了解各類題材專業英語的行文特點和結構，增強專業英語的廣泛閱讀及翻譯能力，甚至是寫作能力。如以增加研究性英文論文題材的教學內容為例，考慮到學生畢業設計中要查閱相關課題的英文文獻，因此可結合學生的畢業設計任務來完成該題材教學。在教學中，可以先介紹研究性英文論文的文章結構以及寫作要點，然后要求學生自選與畢業設計課題相關的英文論文進行精讀，最后通過簡短的課堂展示（presentation）環節考察學生對論文的理解程度，或者要求學生就自己的畢業課題進行英文介紹。結合教學內容題材和合適的教學設計，可以使學生學到更廣泛的專業英語知識，提高專業英語閱讀和運用能力，學習有獲得感。（四）提高學生的自主學習能力。學生對專業英語課程學習自主性相對較差，也是其英語水平提高不明顯的主要原因之一。在有限的課時內提高專業英語的教學質量，教師教學業務水平是一方面，學生學習的熱情和自主性又是另一方面。平時表現和平時作業納入課程考核指標，一定程度上可促使學生被動或主動學習，但對促進學生扎實掌握專業英語知識還不夠。教師可利用現代信息技術，收集專業相關的、有趣的網絡視聽資源（例如元素周期表之歌、塑料瓶回收加工利用講解視頻、科技文獻中重要的實驗視頻介紹等），并對這些視聽資源作一定加工和中文注釋，制作成微課，在課堂上或課間播放；或者通過慕課、多媒體教學平臺向學生開放時長較長的一些視聽資源，學生利用課余時間觀看，既可增加學習的趣味性，又可學到課本外的專業知識。教師亦可向學生推薦一些信息網站，發動學生在網絡資源中搜索專業相關的英文資料、文獻以及視聽資源，并與全班同學共享。通過這些手段和方法，學生自主學習能力明顯提高。
三、結語
綜上，針對專業英語教學效果不理想的現狀，教師應積極采取針對性對策和方法，包括結合專業知識夯實基礎英語、以專題教學形式系統化傳授專業英語知識、豐富專業英語教學題材，以及借助豐富的網絡資源供學生自主學習等，進行教學方法實踐、教學設計調整以及教學內容的拓展，進而有效激發學生的學習興趣和熱情，逐步提高學生專業英語水平，改善教學效果。
參考文獻：
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