《高分子化学》课程标准

PAGEPAGE14《高分子化学》课程标准一、概述：（一）课程性质：《高分子化学》（PolymerChemistry）是研究高分子的合成原理和化学反应的科学，其任务是使学生较熟练地掌握高分子化学反应机理、反应动力学以及聚合反应实施方法等主要内容，同时了解一些重要的高分子材料以及高分子科学领域的最新进展。高分子化学是化工专业学生的基础课之一，它的理论和方法不仅是化工专业的基础，也是从事化学化工、材料化学、高分子材料与工程和化学等学科工作的基础。是学生在具备了有机化学和物理化学等基础知识之后的必修专业基础课，是承上启下的课程，为化工工艺学、高分子材料、功能高分子材料等后修专业课程的学习打下坚实的基础。通过高分子化学的学习使学生掌握和了解高分子的合成原理和化学反应的科学，其任务是使学生较熟练地掌握高分子化学反应机理、反应动力学以及聚合反应实施方法等主要内容，同时了解一些重要的高分子材料以及高分子科学领域的最新进展。（二）课程基本理念：高分子化学课程采用引导教学法。从直观实例开始，按照初学者的认知规律，引导学生兴趣，提高学生能力。在有限的时间内，尽可能增加信息量，选择合适的台阶，小步快进，力争提高课堂效率。打破过去“先学后做”的习惯，采取高效的“边学边做”或“先做后学”方式。以引探为主，激发学生的主动性和创新意识，促使学生积极主动地学习，使获得知识与能力的过程也成为理解高分子化学知识、进行科学探究、联系生产生活实际和形成科学价值观的过程。（1）、注重理论教学，紧密结合工业实际，实行启发式教学“高分子化学”在课堂教学中，实行启发式教学，提倡互动式教学形式，为使学生学深，学透和学以致用，结合每章教学内容，授课前教师根据科研和工业生产实际提出一些实际科研或生产问题，让学生带着实际问题听课思考，并随着教学内容的展开，自己讨论问题的答案，最后教师总结。使学生真正参与到教学中，进一步提高了学生的综合实践能力和创新能力。改变了常规教学教与学脱离，教学与实践脱离的现状。很多本科毕业生在今后的工作岗位或硕士博士阶段都体会到这种教学方法的优势，普遍感到学以致用，在工作岗位或科研阶段很容易上手，也很容易开创自己的学习工作领域。（2）、充分利用课堂教学培养学生的创新和思维能力

课堂教学是学生学习知识的主要途径，课堂也是职也技术学校学生在五年学习中最主要的学习场所之一。因此如何充分利用课堂培养学生的创新能力一直是我们探索的课题。我们要求教师在上课时不仅要教授基本知识，更要深入分析问题的产生、问题的解决以及得出结论的详细过程和思路，逐渐培养学生分析问题、提出问题、解决问题、科学归纳的能力。此外，我们给教师实施各种培养方案的权力，努力形成一种宽松、有利于教师进行原创性教改活动的氛围。经过长期的探索、实践和总结，形成了形式多样的、成效显著的、有利于学生培养的教学方法。如我们通过启发式教学、问题式教学等，着力培养学生分析问题、提出问题、解决问题、科学归纳的能力；通过讨论式教学，培养学生思考问题和语言表达能力；通过案例教学培养学生理论联系实际的能力。（3）、强调师生互动，充分调动学生学习的主观能动性人的求知欲和创造欲是需要外界激发的，我们在课堂教学过程中，从根本上改变“老师讲，学生听”的一言堂教学模式。往往从问题的产生和提出开始，不断地引导学生思考问题，努力使学生逐渐养成“勤学善思”的习惯，从而诱导和激发学生的创新欲望，让他们如饥似渴地主动求知、探索和创新。我们在安排教学计划时，按照10％比例的学时数用于课堂讨论，教师根据实际情况，可分散进行，即每次课都留10分钟左右的时间进行讨论；也可集中进行。在讨论中，让学生自己发言，发表他们的观点和看法，这不仅可以诱导和启发学生思维，变被动学习为主动学习，还可以培养他们的语言表达能力和归纳总结能力。（4）、注重理论教学紧密结合工业实际，实行启发式教学课程教学实施行动导向教学，构建“真实的虚拟”学习情境，遵循为行动而学习原则，让行动成为学习的起始点，尽可能地让学习者通过行动来学习，学生不再是教学的受体，更重要的是学习的主体。精心设计以生产实践中具体产品的品质检测项目为主体的模块化教学，

按照“逐步聚合－链式聚合－开环聚合－聚合物的化学反应”这四种高分子化学反应的基本方法为主线展开教学。突出重点，教细教透，使学生能举一反三、触类旁通。同时结合最新最前沿的科研动态和工业生产过程，增加教学信息量，体现教学内容的先进性、实践性和时代感。促使学生在深刻理解领会最基本的原理和概念的基础上，体会字里行间蕴藏着的科学内涵。以职业能力为目标，构建“理论—实践”一体化的教学过程，教学活动主要在实验实训室完成，整个过程学生基于主动，自调、建构以及情境、引导、社会化意义的“学”，教师基于激励、支持、咨询以及指示、描述、解释性意义的“教”。（5）、分层次设置实验教学内容，体现因材施教我们将高分子化学实验分成四个层次，基本技能实验，综合型实验，设计型实验和研究型实验。提高高分子化学实验的多选择性和学生自主创新能力。利用已购买的微型实验设施，进行探索性实验。这样梯度式设置实验，层次分明，可以因材施教，优才优育。同时，结合高职学生创新实践活动(USRP)创新活动，建立高分子化学创新实验体系，与教科组的部分科研项目相结合，由学生自己查阅文献，自己完成实验设计和实验过程，形成书面形式的文件，论文或者实践校本教材。（6）、充分利用信息技术手段，提高课堂教学质量全部采用现代化教学手段。完成多媒体课件的动画化与立体化，既帮助学生掌握和理解空间概念，又能帮助学生选择合理的概念模型；不断充实和更新教学内容,建立完善的网络教学体系；开发和完善高分子化学课程试题库，完善多媒体辅助学习和自我测试系统。

建立《高分子化学》课程网站，开辟教学研究专栏，探讨教学经验和体会。建立聊天室，方便教师与学生实时联系。同时链接一些主要科研网站，有利于学生积极了解本学科科研方向和新的科研热点，网上教学内容随教学进度而改变与更新。（7）、注重精选教材，更关注国内外新出版的有创意的参考书，最大限度地丰富教学内容，赋予基础性、时代性、前沿性、实用性的信息。（8）、尽力对考核方式与评判标准做出相应的改革，探索可以最大限度激发学生学习热情和学习兴趣的方法，以实现人才的培养目标。（三）课程设计思路：（1）、课程设计思想本课程是以高职化工类专业的学生就业为导向，对岗位进行任务与职业能力分析，确定课程的职业能力，并以职业能力为目标，确定本课程的教学内容和教学时数。课程采用“一体化”教学方式。即：知识、理论、实践一体化；时间、地点、内容、教师的一体化。以多种教学形式注重学生职业能力的培养，并将素质教育贯穿整个教学过程中。（2）、课程设计原则1）案例引入、问题中心，激发学生学习兴趣每一教学单元都从某个主要高分子材料为实例引入，激发学生兴趣，使学生从被动接受转为主动学习，提高学生能力。2）工学结合，以职业活动为导向教学设计紧紧围绕职业能力目标的实现，尽可能取材于职业岗位活动和工作流程，从以“知识的逻辑线索”为依据转变成“以职业活动的工作过程”为依据。3）突出能力目标，体现“终身学习”理念课程始终坚持以能力为最终目标，而不是单纯掌握专业知识体系，甚至不仅掌握本专业的基本技能，而是具有本专业及相关专业的持续发展能力，体现“终身学习”的理念。4）以学生为主体实现一体化教学高分子材料化学基础课程采用“一体化”教学方式。即：知识、理论、实践一体化；时间、地点、内容、教师的一体化。二、课程目标：（一）、总目标通过课程学习，培养学生利用有机物有关基本性质和有机反应原理对高分子化合物合成的基本方案进行设计的能力，并能利用高分子化学反应动力学对聚合反应进行优化和控制，使学生具备从事高分子材料合成与加工所必备的素质、知识与技能，培养学生良好的职业道德和职业素质，以及团队合作精神和持续发展的能力，为后续的专业职业能力培养打下扎实基础。（二）、分目标（1）、知识与技能1）要求掌握的基本知识a、由基聚合引发剂种类及引发机理；b、自由基聚合反应机理、特征；c、引发剂效率、诱导分解、笼蔽效应；d、自由基微观动力学方程及推导过程的四个假定、影响聚合速率和聚合度的因素、自动加速现象及产生的原因；e、动力学链长、链转移反应及对分子量的影响、阻聚和缓聚、烯丙基的自阻聚作用；f、歧化终止和偶合终止分子量分布、聚合热、聚合上限温度、“活性”自由基聚合；g、均聚与共聚的定义、共聚物的分类和命名、共聚物组成方程及推导过程所涉及的四个假定；h、共聚物组成曲线、理想共聚、交替共聚、非理想共聚、恒比点、共聚物组成与转化率的关系、共聚物微结构和链段分布；i、竞聚率的定义及物理意义、测定方法和影响因素、取代基对单体和自由基活性的影响、Q-e方程；j、本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等的定义、体系组成、聚合场所、工业应用实例；k、乳液聚合机理、聚合过程、聚合动力学、乳液聚合技术进展；l、阴阳离子聚合的单体、引发剂及引发作用、阴阳离子聚合的机理特征及动力学、影响因素、活性阴离子聚合及活性聚合物的应用；m、离子聚合与自由基聚合的比较、取代基、溶剂、温度对单体活性的影响、开环聚合的定义、可控开环聚合的特征；n、聚合物的立体异构显现、立构规整聚合物的性能及立构规整度的测定、全同指数、配位聚合的基本概念、引发剂类型、Ziegler-Natta引发剂组成；o、丙烯的配位聚合动力学、α-烯烃配位聚合机理、乙烯配位（共）聚合、极性单体的配位聚合、茂金属催化剂、共轭二烯烃的配位聚合、配位聚合工业应用；p、逐步聚合的定义及类型、线形缩聚机理及动力学、官能团等活性理论、反应程度、平衡常数、基团数比对线形缩聚物聚合度的影响、分子量分布；q、逐步聚合实施方法、重要线形聚合物的工业合成方法、路线；体型缩聚定义、分类；官能度、平均官能度；凝胶化现象及凝胶点、凝胶点预测方程；r、聚合物的基团反应及特征、聚合物的相似转变、几率效应、邻近基团效应、接枝、嵌段、扩链、交联、降解及降解类型、老化及防老化措施。2)要求掌握的基本理论和方法a、自由基等活性理论、官能团等活性理论；b、自由基聚合、离子聚合、配位聚合、逐步聚合、乳液聚合的机理及动力学；c、各种聚合反应的实施方法、竞聚率的测定方法、反应速率常数的测定方法、主要的线形缩聚物和体型缩聚物的工业合成方法。（2）过程与方法1）应用热力学的基本原理对化工生产过程中的能量转化和平衡问题进行分析2）能用化学的计算方法，数据处理以及分析，绘制图象3）具备化学实验的基本原理和技能，能正确使用仪器和设备4）能对高分子化合物合成的基本方案进行设计和评价（3）情感、态度与价值观1）追求实是求事、一丝不苟的工作作风；2）坚持安全、节约、环保意识；3）树立良好的职业道德品质。4）具有良好的团队合作精神与竞争意识；三、内容标准：（一）模块一绪论介绍高分子科学及其发展历史，高分子的基本概念，命名方法和命名原则，聚合反应的类型，简述高分子化合物的合成方法及平均分子量和分子量分布概念、大分子的微结构与聚集态结构，初步建立不同于小分子化合物的高分子化合物的概念，及在合成、结构和性能方面的特征。参考学时4学习目标了解高分子科学及其发展历史和基本概念；掌握命名方法和原则，聚合反应的类型；了解高分子化合物合成方法及平均分子量、分子量分布、大分子的微结构与聚集态结构；初步建立不同于小分子化合物的高分子化合物的概念，及在合成、结构和性能方面的特征；相关知识基本知识：一、高分子的基本概念二、聚合物的分类和命名三、聚合反应四、分子量及其分布五、大分子微结构六、线性、支链形和教练形大分子七、聚集态和热转变八、高分子材料热力学性能九、高分子化学发展简史扩展知识：常见的基准物质能力训练在教学中可以采用分组实验的教学方法，使同学们了解高分子化学的学习内容。考核建议高分子化合物的命名。（二）模块二缩聚和逐步聚合介绍逐步聚合的概念、缩聚反应的类型、缩合聚合反应特征、缩聚反应平衡、反应动力学、缩聚物的分子量及分子量分布的统计理论，介绍体型缩聚及反应阶段控制，其他重要的特殊类型的缩聚反应及逐步聚合技术的实施方法、体型缩聚特点和凝胶化作用。参考学时6学习目标了解聚合反应的基本理论；掌握反应动力学、缩聚物的分子量及分子量分布的统计理论；掌握特殊类型的缩聚反应反应及逐步聚合技术的实施方法；相关知识基本知识：一、缩聚反应1.聚合成环倾向

2.缩聚机理3.副反应二、线性缩聚动力学三、聚合度四、分子量分布1.分布函数

2.分布宽度五、缩聚和凝胶化作用六、实施方法七、聚酯和代表性的高分子化合物扩展知识：应用广泛的高分子化合物及其合成方法能力训练在教学中采用分组讨论和理论讲授的教学方法，使同学们全面的掌握聚合反应的步骤。考核建议理论考核位主。（三）模块三自由基聚合介绍自由基聚合反应特征、烯类单体对聚合机理的选择性、引发剂类型与引发作用和效率的关系、自由基聚合反应动力学、链转移反应和聚合度、影响聚合度分布的因素、阻聚与阻聚机理探讨、可控“活性”自由基聚合新发展。介绍自由基聚合技术的实施方法。参考学时10学习目标了解引发剂与引发作用和效率的关系；掌握自由基反应的特征、机理、选择性；掌握反应动力学、聚合度及影响因素；相关知识基本知识：一、加聚和连锁聚合概述二、烃类对聚合机理的选择性三、聚合热力学和聚合-解聚平衡四、自由基聚合机理1.活性

2.机理3.特征比较五、引发剂及其他引发作用1.热引发聚合

2.光引发聚合

3.辐射一爆发聚合4.等离子体引发聚合5.微波引发聚合六、聚合速率七、动力学链长和聚合度八、链转移反应和聚合度扩展知识：常用的聚合体的聚合机理及引发聚和原因能力训练能够根据聚合机理判断聚合反应能否发生，并选择适当的引发剂考核建议以自由基聚合为题，写一篇综述性的论文。（四）模块四离子、配位和开环及受控聚合介绍正离子、负离子、络合配位、开环及开环异位聚合反应特征、机理和动力学，引发剂类型及活性种心的特征，单体结构对聚合反应活性中心的选择，简单介绍受控聚合反应特征及分子设计合成技术，基团转移聚合及原子转移聚合的特征，机理及应用。参考学时10学习目标了解正离子、负离子、络合配位、开环及开环异位聚合反应特征、机理和动力学，引发剂类型及活性种心的特征；掌握单体结构对聚合反应活性中心的选择；掌握受控聚合反应特征及分子设计合成技术；相关知识基本知识：一、离子聚合1.阴离子聚合2.阳离子聚合3.离子聚合与自由基聚合的比较4.离子共聚二、配位聚合1.聚合物的例立体异构现象2.Ziegler-Natta引发剂3丙烯的配位聚合4.极性单体的配位聚合5.茂金属引发剂6.共轭二烯烃的配位聚合三、开环聚合1.环烷烃开环聚合的热力学2.杂环开环聚合的热力学特征3.三元环醚的阴离子开环聚合4.环醚的阳离子开环聚合5.己内酰胺的阴离子开环聚合5.羰基化合物和三氧六环的阳离子开环聚合6.聚硅氧烷7.聚磷氮烯8.聚氮化硫扩展知识：不同类型聚合反应的机理和特征上的异同点能力训练能够根据聚合机理判断聚合反应的类型，并选择适当的引发剂考核建议理论考核与实践技能考核相结合。（五）模块五共聚合反应（1）介绍共聚合反应类型及重要性，共聚物的组成及控制，共聚物链的微结构，共聚合反应速率，单体竞聚率的测定，及单体结构，Q、e值对单体聚合反应活性的影响。在重点介绍自由基共聚合之后，简单介绍离子型共聚合反应及特征。（2）聚合反应实施方法概述、体系组成、聚合场所、工业应用实例、乳液聚合机理及动力学、乳液聚合技术新进展。参考学时10学习目标了解引发剂与引发作用和效率的关系；掌握自由基反应的特征、机理、选择性；掌握反应动力学、聚合度及影响因素；相关知识基本知识：一、引言1.共聚物的类型和命名

2.共聚合反应的意义二、二元共聚物的组成、结构、连段序列分布三、前末端效应四、多元共聚五、竞聚率六、单体活性和自由基活性七、Q、e概念理论八、共聚速率1.化学控制终止2.扩散控制终止扩展知识：了解非水滴定法能力训练在教学中引导学生形成独立思考的能力，根据共聚物的组成判断共聚反应的类型，并根据Q、e值对单体聚合反应活性的影响，确定共聚速率。考核建议根据学生能力目标达到的情况进行考核。（六）模块六聚合物的化学反应聚合物化学反应的特征、聚合物基团反应类型、几率效应与邻近基团效应对聚合物基团反应的影响、反应性功能高分子简介、聚合物的相似转变、接枝、嵌段、交联、降解反应的定义、原理、老化及防老化措施。参考学时6学习目标了解几率效应与邻近基团效应对聚合物基团反应的影响；掌握聚合物化学反应的特征、聚合物基团反应类型；掌握聚合物的相似转变、接枝、嵌段、交联、降解反应的定义、原理、老化及防老化措施；相关知识基本知识：一、聚合物化学反应的特征二、聚合物的基团反应三、反应功能高分子四、接枝共聚五、嵌段共聚六、扩连七、交联八、降解与老化扩展知识：聚合物、高分子功能材料的应用防止老化能力训练能够根据聚合机的性质选择或设计放老化措施考核建议理论考核与实践技能考核相结合。（七）模块七综合训练根据有关小分子单体合成高分子化合物的重要反应及其机理、动力学、热力学以及单体结构、反应条件对聚合反应及其产物性能的影响，实施聚合反应的主要方法，以及大分子的化学转变的基本知识和基本原理，通过阶段化规模化集中的实训将学生课堂上学到的理论知识与实际紧密相连，培养学生独立分析和解决高分子化学问题的能力，进一步自学的能力和严谨的治学态度，以适应继续深造或就业的需求。（1）、高分子溶液的配制8学时（2）、高分子材料的鉴别6学时（3）、高分子材料合成路线设计10学时四、实施建议：（一）教学建议（1）、参考学时和学分参考学时：70学时（其中实践课24学时）学分：2学分（2）、教学方法教学中要根据《高分子化学》的特点和学生的实际情况，选择适用的教学方法和教学手段，突出重点，突破难点，从多角度启发学生的思维，提高学生探究学习和自主学习的能力。1）采用引导教学法从直观实例开始，按照初学者的认知规律，引导学生兴趣，提高学生能力。在《高分子化学》课程的教学中，教师应营造“真实的虚拟”职业情境，引导学生怎么做，怎样做更好。学生在教师的指导下，拟定工作方案，实施工作方案，检查评价。教师要引导学生整理收集到的各种信息、实验数据，并应用科学的思维和方法进行分析，通过分析和归纳，找出规律，从而得出结论。2）以学生为主体，注重“教”、“学”互动通过典型实例，由教师提出问题或进行示范，整个过程中学生始终应积极参与，从“被动接受”转为“主动实践”，教师应在实践操作训练过程中，渗透理论知识讲解，才能将实践知识与理论知识有机地结合起来，才能全面提高学生的知识、能力与素质，既能使学生掌握专业技术知识，又能培养学生的专业实践能力。3）利用多种教学手段、教学资源教师应充分利用校外实训基地，满足学生参观、实训和毕业实习的需要，并在合作中关注学生职业能力的发展和教学内容的调整；积极利用电子书籍、电子期刊、数字图书馆、各大网站等网络资源，使教学内容从单一化向多元化转变，尽量拓展学生的知识和能力。（二）考核评价建议（1）、课堂教学评价，应采用以质性评价为主，与量化评价相结合；以教师自评为主与他人评价、学生评教相结合的灵活多样的评价形式。每一个教学章节结束后，都进行学生评教，教师同行评价，不断地发现问题，及时改进教学方法。（2）、课程教学评价应全面收集课堂教学的各种信息，既要关注学生学习的状态、知识和技能的获取、学习过程中的情感和体验、对教师教学的感受，还要关注教师的教学策略和教学方式，以及在教学过程中的感受和体会等。（3）、在重视教师及他人对学生学习状况进行评价的同时，更要重视学生个体的自我评价。学生自我评价可以采用建立学习记录的方式。学生在学习记录中记录学习的重要资料，包括完成每项任务的总结、疑难问题及其解答、创新实验的设计方案与过程记录、收集的学习信息和资料、学习方法和策略、自我评价以及他人评价的结果等。学生针对学习记录的内容进行自我反思和小结，有利于提高学习的主动性，使学生的学习由外在的压力逐步转向内在的需要，从而有效地提高学习质量。（4）、最终考核采用闭卷形式。总成绩=期末成绩*80%+平时成绩*20%。其中平时成绩包括考勤、课堂提问、课后作业等（三）教材编写建议教材是实现课程目标、实施教学的重要资源。教材应当有利于调动教师的积极性，创造性地进行教学；有利于改进学生的学习方式，促进他们主动地学习和发展，教材的编写应注意以下几个方面：（1）、内容的选择体现当高分子化学的重要内容高分子化学是化工专业学生的基础课之一，它的理论和方法不仅是化工专业的基础，也是从事化学化工、材料化学、高分子材料与工程和化学等学科工作的基础。是学生在具备了有机化学和物理化学等基础知识之后的必修专业基础课，是承上启下的课程，为化工工艺学、高分子材料、功能高分子材料等后修专业课程的学习打下坚实的基础。通过高分子化学的学习使学生掌握和了解高分子的合成原理和化学反应的科学，其任务是使学生较熟练地掌握高分子化学反应机理、反应动力学以及聚合反应实施方法等主要内容，同时了解一些重要的高分子材料以及高分子科学领域的最新进展。（2）、在教材编写中注重对学生学习方法的指导教材不仅要组织好学习的内容，还应根据学生学习仪器分析测试技术课程的特点，突出学习方法的指导。编写教材时应设计相应的学习指导语，教材中给出针对性的提示，指导学生进行科学的学习，有助于学生掌握学习的方法，为进一步学习后续专业方向模块课程打好基础。（3）、体现知识的发生发展过程，促进学生的自主探索教材内容的呈现，应注意反映仪器分析测试技术发展的规律，以及学生的认知规律，体现从简单直观到复杂、抽象的原则。如：从仪器操作到理论知识到实际应用等。教材应注意创设职业情境，从生活、生产实际出发，使学生能够在完成任务中发现问题、提出问题，经历用仪器分析测试技术完成工作任务的过程，从