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第1篇

[關鍵詞]高分子化學實驗；科研項目；人才培養

隨著高分子科學的發展，高分子材料已滲透到日常生活和工業的各個部門，新的高分子聚合反應、聚合方法和新的高分子材料層出不窮。高分子化學是一門以實驗為基礎的學科，是學生深入理解高分子化學理論課程和進行高分子化學材料研究的必備課程，對加強學生的實踐動手能力與創新能力培養等方面有著重要的作用[1-3]。傳統的高分子化學實驗教學模式基本是教師講解、學生操作、學生提交實驗報告、教師評分等。這種教學模式下，學生對實驗課程缺乏足夠的重視，往往只是按部就班地操作完，最后實驗報告能夠拿到合格的成績就足夠了，在實驗過程中缺乏對過程和細節的深入思考，因此不利于學生綜合素質的培養和創新能力的提升[4-6]。高分子化學是一門與時俱進的課程，高分子化學實驗應該進一步體現這種發展趨勢。因此，為了提高學生對高分子化學實驗課程的熱情與積極性，采用科研項目與高分子化學實驗課程相結合的教學模式，不僅能夠豐富實驗教學內容，提高學生的實驗技能和科研能力，也為培養出具有創新意識和創新思維的創新人才添磚加瓦。

1傳統高分子化學實驗教學中的問題

傳統的高分子化學實驗教學模式一般是固定的，即教師講解理論知識與實驗操作示范、學生根據教材的實驗目的和老師的要求進行程序化操作、學生課后撰寫實驗報告并交給老師、教師根據實驗結果的優劣進行實驗報告評分等。學生在這種教學模式下很少會對實驗設計、實驗過程和細節等進行思考與討論。對大部分學生來說，只要最后的實驗考核是合格的就足夠了，因此學生們往往是抱著完成任務的態度做實驗。這種實驗教學模式雖然實現了對學生動手能力的鍛煉，但是難以督促學生學以致用，導致理論課和實驗課是完全分離開來的，難以結合在一起。另外，這種固定模式和程序化的實驗課程，難以鍛煉學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，更難以培養出具有創新意識和創新能力的人才。高分子化學的發展與變化日新月異，高分子化學實驗也應該進一步體現這種變化趨勢，從而使得學生們更加深入地理解高分子化學的與時俱進。然而，由于實驗室資源與資金的缺乏，傳統的高分子化學實驗課程內容經常是幾年都固定不變的，對學科的新發展、新知識、新變化沒有吸收與提升。這種內容固定、操作按部就班的實驗課程很難調動學生的積極主動性，更難以引起學生對高分子化學的熱愛與興趣。

2科研項目與高分子化學實驗相結合

高校教師一般會以自己的研究領域為基礎，進行相關科研項目的申報。這些科研項目相對于高分子化學實驗來說，都是一些具有前瞻性和創新性的研究。因此，將高校教師的科研項目融入高分子化學實驗教學，對高分子化學實驗傳統教學模式進行改革，具有重要的意義。

2.1科研項目融入高分子化學實驗課堂的意義

高分子化學是一門與時俱進的課程。傳統的高分子化學主要以傳統高分子材料如塑料、橡膠、纖維素、涂料等為主，相應的高分子化學實驗也是以合成或改性傳統高分子材料為主。隨著高分子科學的發展，高分子化學領域的新材料層出不窮，這不僅體現在生活、軍事、工業等領域的新型功能材料。在科研項目中，高分子化學材料的應用也得到了廣泛的關注與認可，高分子化學領域的科研項目在化學領域的教師中占有較大的比重。在教師的科研項目中，涉及到的高分子化學材料通常具有較好的新穎性。因此，將科研項目的內容融入高分子化學實驗課堂，不僅能夠豐富高分子化學實驗的教學內容，提高學生對實驗的興趣和積極主動性，而且能夠培養學生的科研能力和科研思維。同時，教師也可能從學生們的思考與討論中，獲得新的想法。

2.2科研項目融入高分子化學實驗課堂的方法

高分子化學實驗的時間一般比較長。在等待的過程中，學生基本是在聊天，有的學生甚至在打游戲，很少有同學利用這個時間對實驗進行思考或者討論。這不僅浪費了寶貴的學習時間，而且不利于實驗的開展。即使后面實驗出現了問題，學生也不會花費過多的時間去尋找原因。因此，老師可以利用學生在等待實驗的過程中，將科研項目中較為簡單且與實驗有聯系的部分拿出來與學生討論。首先，將教師科研項目中與實驗相關的內容拿給學生分組討論，通過與自己的實驗比較分析，并結合理論課程和實驗課程知識，讓學生提出問題。進一步，根據提出的問題，讓學生先自己進行分析，得出結論后與老師進行討論。然后，老師根據學生的討論情況，引導學生提出解決問題的方法。最后，根據以上討論的內容，鼓勵學生進行進一步的創新，并鼓勵感興趣的學生利用課后時間進入教師所在實驗室進行深入的探索與研究。例如，傳統高分子化學實驗中，有一部分實驗內容是“甲基丙烯酸甲酯的本體聚合”，如果老師的科研項目中有涉及到甲基丙烯酸甲酯或者本體聚合的內容，就可以拿出來與學生進行討論，引導學生進行實驗課堂之外的新思考。通過“提出問題-分析問題-解決問題-創新實踐”這一過程，鍛煉學生的創新思維和科研意識，為將來進入實驗室進行畢業論文課題研究或科研項目研究打下良好的基礎。

2.3將科研項目內容融入高分子化學實驗教學中

高分子化學實驗教學，一般會有多個老師負責。每位老師都有自己的研究領域或專技特長。高分子學科之所以發展如此迅速，其中很重要的一個原因是其具有比較強的應用性。因此，根據帶教老師的研究領域，可以對現有的一些高分子實驗進行改進。例如，在“雙酚A環氧樹脂的制備”實驗中，主要內容是環氧樹脂的制備和環氧值的測定，而沒有涉及到環氧樹脂的應用。如果帶教老師的研究領域和科研項目與環氧樹脂相關，可以根據自己的科研項目內容，在與其他帶教老師及實驗中心討論后，適當增加實驗內容及應用。例如，可以增加不同制備時間下環氧樹脂的制備實驗，研究不同反應時間對環氧值的影響。同時，將具有不同環氧值的環氧樹脂進行粘結實驗，研究反應時間對環氧樹脂粘結性能的影響。這種將科研項目內容與高分子實驗課程相結合的方式，不僅保留了經典高分子化學實驗的內容，同時豐富了實驗課程的內容和方式，改變了傳統高分子化學實驗內容一層不變的局面。此外，這種目的導向性的高分子化學實驗內容，容易引起學生的思考與興趣，對于培養學生的科研思維和創新意識具有重要意義。

2.4將科研項目的資源與高分子化學實驗共享

由于資金或平臺的限制，大學生的高分子化學實驗課程往往只進行最基礎的研究，學生缺少進一步深入探索的機會與平臺。而許多高校教師一般都有自己的科研資源或平臺，因此，可以利用高校教師的實驗室資源和平臺，為那些對課程實驗內容感興趣的學生提供進一步研究的機會。例如，在“線性酚醛樹脂的制備”實驗中，主要內容是線性酚醛樹脂的制備和固化，沒有涉及到酚醛樹脂的物理化學性能。眾所周知，酚醛樹脂的耐熱性、拉伸性能、耐壓性等影響了酚醛樹脂的應用。盡管這些性質屬于高分子物理領域范疇，但卻是研究酚醛樹脂必不可少的內容。因此，該實驗課程結束后，可以帶領對酚醛樹脂感興趣的同學，進入研究酚醛樹脂教師的實驗室。將學生實驗得到的產品進行進一步的分析與研究，并要求學生提交相關的實驗報告和心得體會。通過這種方式，不僅能夠豐富實驗教學內容、增強學生對實驗的理解與認識、激發學生對實驗的興趣，還能夠幫助對科研感興趣的同學提前了解和掌握一些實驗內容與技術，為將來進入實驗室開展科研項目工作打下基礎。

2.5鼓勵學生將高分子化學實驗內容拓展為大學生創新研究項目

目前貴州多所高校面向本科生開展了多種大學生創新研究項目，例如大學生開放性實驗、“互聯網+”項目、創新創業項目、創新計劃等。這些項目的開展，離不開教師科研項目與平臺的支持。在高分子化學實驗課堂上，教師通過將科研項目與高分子化學實驗相結合，鼓勵學生對自己的實驗進行思考與創新，提出自己的想法與觀點。由于大學生專業知識和專業技能尚有不足，他們提出的想法往往還有所欠缺。教師可以通過上述提出的“提出問題-分析問題-解決問題-創新實踐”模式，與學生進行深入討論，直至最終確定出比較可行的思路和方案。大學生創新項目，一般要求學生具有一定的實驗基礎和創新能力，且申請的項目要有一定的新穎性，這就要求在培養學生的實驗技能和創新思維方面下功夫。將大學教師的科研項目與高分子化學實驗結合起來，可以更好地培養學生的科研素養與科研思維，有助于學生將實驗內容拓展為創新研究項目。

第2篇

1．何為高分子化學

顧名思義，高分子就是相對分子質量很高的分子，它是高分子化合物的簡稱。高分子化合物，又稱聚合物或高聚物，是結構上由重復單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對分子質量化合物。高分子的相對分子質量非常的大，小到幾千，大到幾百萬、上千萬的都有。我們有時將相對分子質量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學作為化學的一個分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學，但其制造和研究的對象都是大分子，即由若干個原子按一定規律重復地連接成具有成千上萬甚至上百萬質量的、最大伸直長度可達毫米量級的長鏈分子，稱為高分子、大分子或聚合物。

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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[2]王守德,劉福田,程新.智能材料及其應用進展[J].濟南大學學報(自然科學版,2002,(01).

第3篇

[論文摘　要]近年來，隨著全球能源危機日益嚴重，新型建筑節能材料應運而生，新型建筑材料是在傳統建筑材料基礎上產生的新一代建筑材料。

據統計，目前我國建筑行業每年平均以20億平方米左右的速度發展，但另一方面，目前建筑能耗已占全社會終端能耗的27.5％，這一數據還不包括在建材生產和建筑施工過程中的耗能。建筑節能是指通過提高墻體、門窗、屋面f統稱圍護結構)的保溫性、密封性，以降低采暖、空調等設施的能耗，達到改善居室環境和節約能源的目的。而提到建筑節能，應該說與建筑材料有密切關系。目前我國新型的建筑節能材料不論在產品構成、總體工藝水平還是產品質量上都遠遠不如發達國家。這就涉及到一個節能功效的問題。新型建筑材料是區別于傳統的磚瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品種，包括的品種和門類很多。從功能上分，有墻體材料、裝飾材料、門窗材料、保溫材料、防水材料、粘結和密封材料，以及與其配套的各種五金件、塑料件及各種輔助材料等。從材質上分，不但有天然材料，還有化學材料、金屬材料、非金屬材料等等。而當國內正在討論如何提高建筑節能率的時候，國外已經在考慮如何減少二氧化碳而導致的“溫室效應”：當國內正在研究節能材料的同時，國外已經將新型的節能建筑材料推廣到全世界，并盡可能將節能率提到極限。

1.建筑節能的概念

建筑節能是社會發展的需求，它有利于緩解能源緊缺問題：建筑節能是環境保護的需求，它有利于減輕大氣污染現狀：建筑節能是建筑業進步的需求，它有利于鞏固企業市場地位。

我們這里所說的建筑節能是指在滿足人們正常生活，學習和工作需要的前提下，在建筑規劃設計、建筑材料生產、建筑物施工及使用過程中，采用新材料、新技術，合理設計建筑圍護結構的熱工性能，提高采暖、制冷，照明、通風、給排水和管道系統的運行效率，降低能耗，合理、科學、有效的利用能源，從而達到提高建筑舒適性及節約能源的目的。簡單來說，就是用盡量少的能源，過盡量舒適的日子。

2.新型材料在建筑裝飾節能中的應用

2.1新型節能墻體的應用

新型墻體材料品種較多，主要包括磚、塊、板，如粘土空心磚、摻廢料的粘土磚、非粘土磚、建筑砌塊、加氣混凝土、輕質板材、復合板材等，但數量較小，在總的墻體材料中占據的比例仍然偏小。只有促使各種新型體材料因地制宜快速發展，才能改變墻體材料不合理的產品結構，達到節能、保護耕地、利用工業廢渣、促進建筑技術的目的。歐美等發達國家的磚產量已基本趨于穩定。在產品技術方面主要向大孔洞率、薄壁方向發展。發達國家粘土磚已成為一種高檔裝飾材料，點綴于建筑的內外墻。混凝土空心小砌塊主要向裝飾、輕質、保溫、隔熱方向發展；加氣混凝土制品向輕質、高強方向發展。國外加氣混凝土容重普遍在400-500kg／m3：非承重產品容重降低到300kg／m3，且原材料大量采用工業廢渣。國外建筑復合墻體具有重量輕、保溫隔熱、隔聲效果好等特點。

2.2節能門窗的應用

建筑門窗是建筑圍護結構的組成部分，是建筑物熱交換、熱傳導最活躍、最敏感部位，是墻體熱損失的5-6倍，因此門窗的節能對整體建筑節能具有很大意義。門窗的耗能究竟在建筑物的總耗量中有多大呢?以采暖居住建筑的耗熱量進行分析，此類建筑的耗熱量由建筑物圍護結構的傳熱耗熱量和通過門窗縫隙的空氣滲透量兩部分組成。根據有關實際測量資料分析結果是：窗戶的傳熱耗熱量與空氣滲透耗熱量相加，約占全部耗熱量的50％以上，節能的概念在國家標準中包括對門窗的強度(抗風壓性)、氣密性、水密性的具體要求。建筑門窗的節能除了從提高玻璃和框扇本身的熱工性能和盡量使用中空玻璃并保證中空玻璃的密閉性外平板玻璃向著控制光線、節約能源、安全可靠、減少噪音等多種功能方向發展。還應該從玻璃和邊框接縫以及門窗框扇搭接處的嚴密程度著手，因為各搭接處嚴密才能保證空氣流通量的減少。 轉貼于

2.3節能屋面的應用

通常屋面保溫是將容重低、導熱系數小，吸水率低，有一定強度的保溫材料設置在防水層和屋面板之間，按此種正鋪法，可選擇的保溫材料很多，板塊狀有加氣混凝土塊、水泥或瀝青珍珠巖板、水泥聚苯板、水泥蛭石板，聚苯乙烯板、各種輕骨料混凝土板等：散料加水泥等膠結料現場澆注的有珍珠巖，蛭石、陶粒、浮石廢聚苯粒、爐渣等；采用松散料直接或袋裝設置在尖頂屋面下或吊頂上部的有膨脹珍珠巖、玻璃棉、巖棉、廢聚苯粒等：現場發泡澆注的有硬質聚氯脂泡沫塑料和粉煤灰、水泥為主料的泡沫混凝土等。反鋪法主要將防水層置于保溫層以下，可有效保護防水層，方便施工檢修，但由于造價較高，住宅建筑尚未大量使用。

2.4其他方面的節能應用

在歐洲礦渣硅酸鹽水泥用量占水泥總量20％：荷蘭礦渣摻量為50-70％的礦渣硅酸鹽水泥占水泥銷量的60％：在日本礦渣摻量已占水泥的25％。高強度水泥基材料(MDF、DSP)復合配制的超高性能混凝土將使混凝土行業能更好地適應建筑施工機械化、自動化和智能化的要求。

太陽能是常被建筑利用的可再生能源，它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環境無任何污染。太陽能與建筑結合為我們有效利用資源的可再生途徑在利用太陽能的時候，要把太陽能的裝置和建筑有機的結合起來。

3.結束語

隨著我國科學技術的飛速發展，可持續發展戰略思想深入人心，建筑節能技術發展空間廣闊，對新的節能材料的開發與應用勢必成為今后研究的焦點，通過建筑節能新材料應用研究最終達到節省消耗，節約能源的目的。可以相信，大力推廣環保型建材，運用現代高科技手段進行設計，采用無污染的生產技術，實現建筑可持續發展會逐步變為現。綠色環保型建筑是一個符合可持續發展的綠色建筑，是人類與自然和諧相處的產物，環保建筑是人類文明的標志，是人類保護自己的生存環境的明智的選擇。要有意識地保護人居環境，創造良好的居住環境。在設計與做法上力求做到自然與人的協調，為共同的發展創造出優美和諧的綠色家園。

[參考文獻]

[1]楊子江，國外節能建筑[J].房材與應用2003，05，

[2]劉素平，從不同的角度談建筑節能[J].建材技術與應用2007，(2)：43-44.

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