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1高分子材料教學改革原則
1.1授課內容強調基礎性高分子材料與機械類學生通常接觸到的金屬材料在結構、性能、制備工藝等方面有很大的區別。向機械類學生講授高分子材料,主要目的是讓他們對高分子材料有最基本的了解。在短短4學時內,不可能也沒必要將高分子材料相關的全部內容壓縮講授。這就決定了機械工程材料課程中高分子材料部分必須側重于基礎性知識,對于理論性、專業性太強的知識點必須舍棄?;A性內容應當包括高分子材料的基本概念、分類、結構特點及常用工程高分子材料(工程塑料、工程橡膠及工程纖維)的基本力學性能。
1.2授課目標偏向工程性高分子材料不僅可作為結構材料使用,也可以作為功能材料使用。對于非材料類專業的學生,特別是機械類專業的學生,更關心材料的力學性能和應用范圍。因此,在課程內容的安排上,應以與機械工程有關的機械性能為主,給出常用工程高分子材料的基本力學性能指標及適用領域。
1.3授課過程重視學生的先修知識大多數高校的機械工程材料課程以金屬材料為主線,在學習高分子材料之前,學生對金屬材料已經有基本了解。高分子材料與金屬材料之間存在較大差異,例如:高分子材料的聚集態結構以非晶結構為主,而金屬材料則以晶體結構為主;許多高分子材料,特別是橡膠類的高分子材料具有金屬材料所不具備的優良彈性等。學生先修知識的習慣思維在他們學習高分子材料時可能會引起沖突,因此在授課時必須對金屬材料與高分子材料的差異予以考慮。采用與金屬材料對比的方法學習高分子材料,有利于幫助學生澄清概念,更好地掌握高分子材料的知識。
1.4教學方式應具有高效性高分子材料課程涉及的概念繁多,容易混淆,對于機械類學生而言比較抽象,難以理解。在短短的4學時內,要想讓學生盡可能多的掌握高分子材料的相關基本概念,必須摒棄照本宣科或一味講授的教學方式。通過高效的教學方式,充分調動學生的積極性、主動性,引導學生思考,方能達到理想的教學效果。
1.5提供擴展知識的參考書由于高分子材料的性能、結構、制備工藝以及表征與金屬材料和陶瓷材料完全不同,而且目前在機械工程材料中高分子材料部分比例很少。為解決這一矛盾,在章節后面列出了比較系統的高分子材料性能、內容、結構、制備工藝以及表征方面的書籍,以供學生參考。
2高分子材料教學改革
根據以上原則,我們在2013年度的授課過程中對高分子材料的講授進行了調整,具體如下:(1)授課內容及學時安排:高分子材料的基本概念(高分子、單體、鏈節,0.5學時),高分子材料的分類方法(按用途分類,按熱行為分類,按反應類型分類,按主鏈結構分類,0.5學時),高分子材料基本結構(簡單介紹近程結構、遠程結構、聚集態結構的概念,0.5學時)及物理狀態(玻璃態、高彈態和粘流態,0.5學時),典型工程塑料的力學性能和應用(1學時),典型合成橡膠的力學性能和應用(1學時)。(2)重點講授常用工程高分子材料(工程塑料、工程橡膠及工程纖維)的基本力學性能及典型工程高分子材料的適用領域。(3)授課過程中通過列表等方式將高分子材料的相關內容與金屬材料進行對比,一方面避免概念混淆,另一方面突出高分子材料與金屬材料的不同之處。(4)采用啟發式教學模式,通過設問、模擬實驗、舉例、探究等方法引導學生思考;在多媒體課件中,采用豐富的圖片、動畫激發學生學習的積極性和主動性。
3結束語
通過機械工程材料課程中高分子材料的教學方案改革,學生對這種新型工程材料有了基本且更為全面的了解,他們深刻認識到,高分子材料是機械工程材料領域中不可忽視的分支。
作者:董旭峰齊民王偉強單位:大連理工大學材料科學與工程學院