導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇有機(jī)高分子材料概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)教材；前沿科技；合成有機(jī)高分子化合物；六國(guó)比較

文章編號(hào)：1008-0546（2015）07-0057-03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2015.07.020

21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)已廣泛融入到現(xiàn)代生活各個(gè)方面。高中化學(xué)教材中前沿科技知識(shí)的滲透和編入不僅能體現(xiàn)課程綜合化與融合性的要求，更能使學(xué)生深入認(rèn)識(shí)本學(xué)科甚至是交叉學(xué)科領(lǐng)先的科學(xué)技術(shù)[1]，讓學(xué)生意識(shí)到化學(xué)學(xué)習(xí)的意義和價(jià)值，認(rèn)識(shí)到利用化學(xué)知識(shí)解決生活中問(wèn)題的重要性，感受化學(xué)科學(xué)的實(shí)用性和創(chuàng)造性。世界各國(guó)高中化學(xué)教材均將科技前沿知識(shí)滲透到教學(xué)內(nèi)容中作為在教材內(nèi)容創(chuàng)新的重要方面，在保證內(nèi)容選擇的基礎(chǔ)性與時(shí)代性的和諧統(tǒng)一方面各有特色。合成有機(jī)高分子材料是現(xiàn)代科技硬件的重要載體，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥衛(wèi)生、現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及國(guó)防科技、航空航天、信息通訊和生物工程等各個(gè)領(lǐng)域，是化學(xué)前沿科技最具代表性成果之一，也是學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)科技在社會(huì)生活中應(yīng)用最好的學(xué)習(xí)資源。本文以合成有機(jī)高分子材料為切入點(diǎn)，通過(guò)研究世界發(fā)達(dá)國(guó)家高中化學(xué)教材在內(nèi)容選擇、編排與呈現(xiàn)方面滲透前沿科技成果的理念與做法，以期為我國(guó)高中化學(xué)教材內(nèi)容創(chuàng)新提供啟示。

一、研究對(duì)象

研究選取了中國(guó)、日本、澳大利亞、新加坡、美國(guó)、英國(guó)六國(guó)的主流高中化學(xué)教材作為研究對(duì)象，其名稱、出版社、出版信息見(jiàn)表1。

二、內(nèi)容選取

要認(rèn)識(shí)合成有機(jī)高分子材料，“合成有機(jī)高分子化合物”是其重要的基礎(chǔ)。我們從“合成有機(jī)高分子化合物”內(nèi)容入手研究。

1. 選取比例

“合成有機(jī)高分子化合物”包含“合成有機(jī)高分子化合物基礎(chǔ)”（以下簡(jiǎn)稱“合成基礎(chǔ)”，主要包含單體、聚合反應(yīng)、高分子化合物的結(jié)構(gòu)與合成高分子化合物的合成技術(shù)等內(nèi)容）、“合成高分子材料”（主要包含各類合成高分子材料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、合成、用途、分類及處理等內(nèi)容）、“功能高分子材料”和“復(fù)合材料”四部分內(nèi)容。用該四部分內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)數(shù)目除以“合成有機(jī)高分子化合物”總知識(shí)點(diǎn)數(shù)目，所得百分比來(lái)表示各部分內(nèi)容選取的比例。六國(guó)高中化學(xué)教材中四部分內(nèi)容占“合成有機(jī)高分子化合物”的比例見(jiàn)圖1（左側(cè)餅形圖）。

由圖1可以看出，“合成高分子材料”在六國(guó)教材中均為最主要的內(nèi)容（比例均在60%以上）；其次是“合成基礎(chǔ)”（比例平均在20%～30%）；“功能高分子材料”各國(guó)差異較大：比例最大（11%）為中國(guó)教材，其次是日本教材（8%）、新加坡教材（5%），其他國(guó)家沒(méi)有該部分內(nèi)容；“復(fù)合材料”只有中國(guó)和澳大利亞教材涉及，比例均為2%。

“合成高分子材料”包含“塑料”“化學(xué)纖維”和“合成橡膠”三部分內(nèi)容。用同樣的方法求得圖1右側(cè)餅形圖的數(shù)據(jù)，可以看出，“塑料”在六國(guó)教材中所占比例均為最大（比例均在45%以上），其次分別為“化學(xué)纖維”和“合成橡膠”（美國(guó)和英國(guó)教材除外）。

2. 內(nèi)容深度

從學(xué)習(xí)認(rèn)知水平角度分析，發(fā)現(xiàn)，日本教材在“合成高分子材料”、“合成基礎(chǔ)”部分內(nèi)容最深，難度最大。

日本教材在“塑料”部分介紹的塑料種類最多，包含聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尿素樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚硅氧烷樹(shù)脂、聚醋酸乙烯酯、密胺樹(shù)脂和離子交換樹(shù)脂共10種；澳大利亞教材提到9種，新加坡教材5種，中國(guó)和英國(guó)教材僅為3種，美國(guó)教材最少，為2種。日本教材不僅包含的塑料種類最多，而且都深入詳細(xì)地介紹了每一種聚合物的性質(zhì)或結(jié)構(gòu)以及聚合反應(yīng)方程式和用途。澳大利亞教材雖然給出的塑料種類多，但是除了詳細(xì)介紹聚乙烯、聚氯乙烯這兩種聚合物，其他都是簡(jiǎn)單介紹其性質(zhì)和用途。中國(guó)教材包含的塑料種類雖少，但對(duì)聚乙烯和酚醛樹(shù)脂兩種聚合物的介紹最為詳細(xì)。

在“化學(xué)纖維”部分，日本教材編入的化學(xué)纖維種類最多，包括合成纖維中的6-6尼龍、芳綸纖維、6-尼龍、滌綸、聚丙烯腈纖維、維綸，和人造纖維中的粘膠纖維、銅氨人造絲、醋酸鹽纖維共9種，并且從性質(zhì)、聚合反應(yīng)方程式、用途這幾個(gè)方面詳細(xì)地一一介紹。中國(guó)教材僅簡(jiǎn)單提及“六大綸”。新加坡教材給出2種，澳大利亞和美國(guó)教材僅給出1種。

在“合成橡膠”部分，日本教材提到的合成橡膠種類最多，包含丁苯橡膠、腈基丁二烯橡膠、聚氯丁二烯共3種，并詳細(xì)介紹其性質(zhì)或符號(hào)以及聚合反應(yīng)方程式或用途。中國(guó)教材僅講到順丁橡膠一種，但從特點(diǎn)、聚合方程式以及橡膠的硫化和用途等方面很詳細(xì)地進(jìn)行了介紹。美國(guó)教材僅提到丁苯橡膠的符號(hào)。

在“合成基礎(chǔ)”部分，日本教材提到的聚合反應(yīng)方式最多，包含加聚、縮聚、開(kāi)環(huán)聚合、共聚合4種，中、澳、新、美、英五國(guó)教材僅呈現(xiàn)了加聚、縮聚2種。

3. 課程功能實(shí)現(xiàn)

從教材中“合成有機(jī)高分子化合物”內(nèi)容的課程功能實(shí)現(xiàn)角度分析，我們發(fā)現(xiàn)六國(guó)教材中澳、新、美、英教材更加注重對(duì)科學(xué)方法的教育：

（1）實(shí)施技術(shù)方法教育。澳大利亞教材把“合成有機(jī)高分子化合物”作為技術(shù)教育的重要內(nèi)容，占用一節(jié)的篇幅詳細(xì)介紹了7種修飾多功能高分子聚合物的手段和3種高分子材料成型技術(shù)，以及各種手段和技術(shù)的應(yīng)用[2]。澳大利亞教材中該部分內(nèi)容將高分子合成的基礎(chǔ)原理和化工生產(chǎn)結(jié)合起來(lái)，是合成理論過(guò)渡到實(shí)踐的橋梁，實(shí)現(xiàn)了合成技術(shù)的“工藝化”，是培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)的有效內(nèi)容。

（2）滲透環(huán)保教育。新加坡和英國(guó)教材除了介紹塑料的廣泛應(yīng)用之外還選取較大量的內(nèi)容來(lái)講述其危害性，澳大利亞和美國(guó)教材詳細(xì)介紹了“分類回收法”的廢舊塑料處理方法，澳大利亞和中國(guó)教材提到了可降解高分子材料的研發(fā)，這將有利于學(xué)生了解材料的使用與環(huán)保的關(guān)系。

（3）提升實(shí)踐能力。澳大利亞和美國(guó)教材詳細(xì)列出了塑料制品的回收標(biāo)識(shí)、代表的類型名稱及性質(zhì)、應(yīng)用?；厥諛?biāo)識(shí)也是健康證，學(xué)生可以在生活中根據(jù)編號(hào)來(lái)判斷塑料的種類和質(zhì)量，從而有利于幫助學(xué)生學(xué)會(huì)鑒別化學(xué)信息的真?zhèn)魏推焚|(zhì)，養(yǎng)成獨(dú)立思考及反思的能力，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，同時(shí)啟發(fā)學(xué)生學(xué)會(huì)利用分類的方法解決生活中的化學(xué)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

三、組織編排分析

表2列出了各國(guó)教材中涉及“合成有機(jī)高分子化合物”內(nèi)容的章節(jié)編排情況。

依據(jù)教材中章節(jié)的設(shè)置，我們發(fā)現(xiàn)其組織編排方式有2種類型：（1）獨(dú)立成章。中國(guó)和日本教材分設(shè)兩章介紹有機(jī)高分子化合物，澳大利亞和新加坡教材設(shè)置一章。日本教材按合成有機(jī)高分子化合物的分類設(shè)章，而中國(guó)教材是按學(xué)習(xí)難度于必修2和選修5分設(shè)兩章，采用螺旋式的組織編排方式。（2）獨(dú)立成節(jié)。美國(guó)和英國(guó)教材如此。

依據(jù)教材編寫所體現(xiàn)的課程觀分類，其組織編排方式有2種類型：（1）學(xué)科中心設(shè)計(jì)取向。中、美、新教材以有組織的學(xué)科知識(shí)作為教材設(shè)計(jì)的基點(diǎn)，按照學(xué)科結(jié)構(gòu)為中心來(lái)組織學(xué)習(xí)內(nèi)容[3]；（2）社會(huì)生活問(wèn)題中心設(shè)計(jì)取向。日、澳、英教材以生活、社會(huì)問(wèn)題作為教材編寫設(shè)計(jì)的基點(diǎn)，巧妙地將合成有機(jī)高分子化合物與生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生在潛移默化中學(xué)會(huì)利用所學(xué)知識(shí)原理更科學(xué)、深入地認(rèn)識(shí)、利用生活中的有機(jī)高分子材料，更大限度地實(shí)現(xiàn)其教學(xué)價(jià)值。

另外，各國(guó)教材組織編排各具特色：（1）日本和澳大利亞教材設(shè)置了章的上級(jí)標(biāo)題――“研究領(lǐng)域”，使知識(shí)體系更加系統(tǒng)、清晰；（2）澳大利亞和新加坡教材的節(jié)標(biāo)題設(shè)置詳細(xì)、具體，核心概念界定清晰。中國(guó)教材章下的節(jié)標(biāo)題少，每個(gè)節(jié)標(biāo)題包含內(nèi)容范圍過(guò)大，且節(jié)標(biāo)題下的小標(biāo)題很少，導(dǎo)致框架不清晰，文字閱讀量大，不利于學(xué)生進(jìn)行信息提取，加之該部分知識(shí)內(nèi)容多，分類復(fù)雜，這無(wú)形之中加大了學(xué)生學(xué)習(xí)難度。

四、結(jié)論與啟示

通過(guò)對(duì)六國(guó)教材“合成有機(jī)高分子化合物”內(nèi)容分析和組織編排的比較，我們可以獲得如下結(jié)論：

“合成有機(jī)高分子材料”均已成為高中化學(xué)教材中合成有機(jī)高分子化合物的核心內(nèi)容。教材中增加合成高分子材料種類與反應(yīng)類型，可為學(xué)生廣泛認(rèn)識(shí)生活中的高分子材料奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，使學(xué)生深入理解有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)，拓展有機(jī)合成的創(chuàng)新性思維，以化學(xué)學(xué)科思維更科學(xué)深入地認(rèn)識(shí)身邊的高分子材料制品；同時(shí)，高分子材料制備技術(shù)方法的介紹對(duì)于提升即將面臨職業(yè)定向的高中生的應(yīng)用創(chuàng)造能力和技術(shù)素養(yǎng)有著重要作用；再有基于合成有機(jī)高分子化合物的介紹，滲透環(huán)保意識(shí)，有利于使教材向多維化和融合性發(fā)展。

我國(guó)高中化學(xué)教材在核心內(nèi)容的選取上同各國(guó)一致，并采取由淺入深螺旋式的組織編排方式，這些是值得肯定的，但合成高分子化合物類型單一，缺乏與生活相聯(lián)系和對(duì)科學(xué)方法的滲透這些問(wèn)題值得我們深思。由此我們提出如下建議：在內(nèi)容選取方面，應(yīng)適當(dāng)豐富合成高分子化合物的種類；充分發(fā)揮前沿科技類內(nèi)容所特有的教育功能，注重對(duì)技術(shù)方法、環(huán)保意識(shí)、實(shí)踐能力和批判性思維的教育，全面提升學(xué)生的應(yīng)用和創(chuàng)新能力。在組織編排上，前沿科技類內(nèi)容更適合采取社會(huì)生活問(wèn)題中心設(shè)計(jì)編排，注重化學(xué)與社會(huì)生活實(shí)際的緊密聯(lián)系；對(duì)于內(nèi)容繁雜的部分建議采用細(xì)致詳細(xì)的標(biāo)題設(shè)置，同時(shí)可選擇性增設(shè)“研究領(lǐng)域”等標(biāo)題。

參考文獻(xiàn)

[1] 王瑞政，周青，闕麗麗. 化學(xué)前沿學(xué)科知識(shí)在美國(guó)化學(xué)教材中的體現(xiàn)[J]. 化學(xué)教學(xué)，2009，01：58-61

篇2

【關(guān)鍵詞】高分子材料 合成應(yīng)用 綠色戰(zhàn)略

綠色化學(xué)的概念從提出到現(xiàn)在一直備受關(guān)注，我國(guó)的化學(xué)研究工作中也逐漸重視綠色和環(huán)保的理念。尤其是在高分子材料的研究方面，人們更傾向于無(wú)毒的環(huán)保的生產(chǎn)過(guò)程。近來(lái)，高分子材料的綠色化學(xué)有了新的進(jìn)展，高分子材料合成與應(yīng)用中的綠色戰(zhàn)略已經(jīng)形成。

1 原材料本身的無(wú)毒化

在現(xiàn)今的高分子化學(xué)材料的研究過(guò)程中我們逐漸引進(jìn)了生物降解的技術(shù)來(lái)保證高分子化學(xué)材料本身的無(wú)毒和綠色，這也是化學(xué)研究的一大熱門領(lǐng)域。用生物來(lái)降解高分子化學(xué)材料的方式應(yīng)用較為廣泛，降解的高分子材料包括了天然的有機(jī)高分子材料和合成的有機(jī)高分子材料。這種技術(shù)對(duì)淀粉、海藻酸、聚氨基酸等各種高分子的研究非常實(shí)用。目前，醫(yī)藥領(lǐng)域的許多材料多采用這種綠色無(wú)毒的形式來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，達(dá)到和人體的和諧相容。

2 高分子原料合成朝無(wú)毒化方向發(fā)展

高分子原料的合成也在向綠色的方向發(fā)展。在化學(xué)合成過(guò)程中，許多高分子化學(xué)材料的合成可以采用一步催化的方式來(lái)完成，轉(zhuǎn)化利用率可以達(dá)到百分之一百。而且這種過(guò)程避免了使用有毒的化學(xué)催化劑，改變了傳統(tǒng)的操作模式。例如已二酸的合成就是采用生物合成的技術(shù)，使其生產(chǎn)過(guò)程完全綠色化，安全可操作。傳統(tǒng)的方法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷是采用兩步反應(yīng)的方式，而且中間使用了氯氣。這種氣體帶有一定的毒性會(huì)造成環(huán)境的污染。但現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)改變了這種生產(chǎn)方法，采用的催化氧化的方法使原材料在制作反應(yīng)的過(guò)程中完全利用，而不產(chǎn)生有的物質(zhì)來(lái)污染環(huán)境。目前，在進(jìn)行制作合成化學(xué)材料的過(guò)程中，許多都在逐步改善材料合成產(chǎn)生有毒廢棄物的或排放物的情況，朝著綠色生態(tài)環(huán)保的方向發(fā)展。

3 合成原料的綠色化

生活物質(zhì)材料中有許多都是采用高分子合成的原料制造的。尤其是醫(yī)用材料，這些材料在使用的過(guò)程中必須保證無(wú)毒，而且必須是生物可降解、可以為人體的免疫系統(tǒng)所接受的。因此，對(duì)合成原料的要求必須是綠色的、安全的。近年來(lái)，在這方面，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)取得了較多的成就。

1988年在荷蘭有相關(guān)學(xué)著就在研究聚乳酸類網(wǎng)狀彈性體材料，這種材料完全采用綠色原料合成，并且可以被生物所降解。他們用賴氨酸二異氰酸醋等擴(kuò)鏈了由肌醇、L--丙交酯等生成的星形預(yù)聚體。LDI可以稱為“綠色”的二異氰酸酯擴(kuò)鏈劑，因?yàn)長(zhǎng)DI擴(kuò)鏈部分最終的降解產(chǎn)物是乙醇、賴氨酸等，這些降解產(chǎn)物都是無(wú)毒的，完全可以進(jìn)行生物利用。在這一聚合物生成的過(guò)程中，不僅最終的產(chǎn)物是環(huán)保安全的，而且其原料肌醇是人體所需的維生素之一，乳酸、6―烴基己酸等在生物醫(yī)學(xué)上頗為常見(jiàn)，也是一些安全的、“綠色”的物質(zhì)，可以說(shuō)這一過(guò)程接近于“完全綠色”。1994年strey等學(xué)者在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的研究，合成了與該綠色試劑LDI聚乳酸衍生物，用高結(jié)晶性的聚乙醇酸纖維為增強(qiáng)材料，制備了無(wú)毒的、可生物吸收的骨科固定復(fù)合材料。

4 催化劑的綠色化

在聚乳酸類材料研究過(guò)程中，雖然目前的高分子原材料和聚合物都實(shí)現(xiàn)了基本的綠色化、無(wú)毒化，但在這過(guò)程中大家可能會(huì)忽略一個(gè)因素，那就是催化劑的使用安全問(wèn)題。例如聚乳酸化合物的生成過(guò)程中大多采用辛酸亞錫作為中間催化劑，加快化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。但是這種催化劑由于含有錫鹽成分可能會(huì)具有生理毒性，如果是人體吸收可能會(huì)造成中毒的情況。相比而言，用生物酶作催化劑就顯得安全可靠。使用生物酶催化的瓶頸在于酶的種類有限問(wèn)題，致使一些化學(xué)反應(yīng)找不到相應(yīng)的生物酶進(jìn)行催化。在目前的高分子聚合物當(dāng)中，雖然一些加聚反應(yīng)的原子利用率可以達(dá)到100%，但是各種催化劑和添加劑的使用對(duì)安全情況造成的影響卻不能忽視。尤其是在醫(yī)用物品當(dāng)中，必須對(duì)這些材料的安全性進(jìn)行試驗(yàn)和考核。催化劑的綠色化道路的發(fā)展還值得我們進(jìn)一步努力探索。

5 合成高分子材料的安全應(yīng)用

人工合成的高分子材料可能會(huì)對(duì)環(huán)境存在一定的危害，對(duì)不可利用的高分子材料的垃圾處理也得考慮到綠色無(wú)毒的問(wèn)題。我們必須選擇正確的方法來(lái)安全使用這些高分子材料。

對(duì)于可用生物降解的高分子合成材料可以采用填埋的方式進(jìn)行處理。對(duì)于不可生物降解的高分子材料廢物進(jìn)行分類，主要分為可回收利用的廢物和不可回收利用的廢物。將可回收的高分子材料分類進(jìn)行整理，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，減少資源的浪費(fèi)。對(duì)于可焚燒的高分子材料可以進(jìn)行焚燒處理，還可以將垃圾焚燒過(guò)程中釋放的熱能加以利用。

（1）對(duì)可以再生與循環(huán)使用的環(huán)境惰性高分子材料，如 PP、PE、PET、尼龍 66、PMMA、PS 等，應(yīng)盡可能地再次利用，盡可能避免使用填埋方法處理環(huán)境惰性塑料垃圾。

（2）PP、PE等聚烯烴具有很高的熱值，與燃料油相當(dāng)，并且具有無(wú)害化燃燒特性。因此，可以將這些高分子材料燃燒產(chǎn)生的巨大熱能轉(zhuǎn)化為電能或者其他形式的能源，避免熱能污染。目前，順利實(shí)施城市生活垃圾變電能的關(guān)鍵是將 PVC 除開(kāi)，避免與PP、PE等混雜，避免造成能源回收困難而浪費(fèi)能源。

（3）對(duì) PVC 應(yīng)合理使用。PVC 的制造、加工、使用和廢棄物的處理，都涉及環(huán)境問(wèn)題，其中最危險(xiǎn)的是PVC 廢棄物的處理。PVC的加工過(guò)程使用的添加劑非常多，使用不當(dāng)就會(huì)使材料中的有毒物質(zhì)滲出，應(yīng)該盡量避免其與食物和醫(yī)藥產(chǎn)品的接觸。PVC廢棄物處理要盡可能避免使用焚燒的方式，因?yàn)檫@種高分子材料在焚燒的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生毒性物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成的傷害非常大。應(yīng)盡快使 PVC退 出包裝、玩具 、地膜等使用周期短的應(yīng)用領(lǐng)域；同時(shí)，鑒于PVC具有節(jié)約天然資源、適用性廣、價(jià)格低廉、難燃、血液相容性好等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì) PVC 生產(chǎn)、加工、使用、廢棄物處理等方面的研究。

6 結(jié)語(yǔ)

高分子材料合成與應(yīng)用的綠色化、無(wú)毒化、安全化會(huì)是將來(lái)高分子材料化學(xué)發(fā)展的熱潮，結(jié)合高分子材料特有的實(shí)用性因素來(lái)建立高分子材料綠色戰(zhàn)略的系統(tǒng)，可以使高分子材料化學(xué)朝著更加全面的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的綠色化道路發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[3] 石璞，戈明亮.高分子材料的綠色可持續(xù)發(fā)展[J].化工新型材料，2006

篇3

1．何為高分子化學(xué)

顧名思義，高分子就是相對(duì)分子質(zhì)量很高的分子，它是高分子化合物的簡(jiǎn)稱。高分子化合物，又稱聚合物或高聚物，是結(jié)構(gòu)上由重復(fù)單元（低分子化合物—單體）連接而成的高相對(duì)分子質(zhì)量化合物。高分子的相對(duì)分子質(zhì)量非常的大，小到幾千，大到幾百萬(wàn)、上千萬(wàn)的都有。我們有時(shí)將相對(duì)分子質(zhì)量較低的高分子化合物叫低聚物。高分子化學(xué)作為化學(xué)的一個(gè)分支，同樣也是從事制造和研究分子的科學(xué)，但其制造和研究的對(duì)象都是大分子，即由若干個(gè)原子按一定規(guī)律重復(fù)地連接成具有成千上萬(wàn)甚至上百萬(wàn)質(zhì)量的、最大伸直長(zhǎng)度可達(dá)毫米量級(jí)的長(zhǎng)鏈分子，稱為高分子、大分子或聚合物。

2．高相對(duì)分子質(zhì)量與高強(qiáng)度

相對(duì)分子質(zhì)量和物質(zhì)的性質(zhì)是密切相關(guān)的，是決定物質(zhì)性質(zhì)的一個(gè)重要因素。只有相對(duì)分子質(zhì)量高的化合物才有一定的機(jī)械力學(xué)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(jī)械力學(xué)性能因而也有極大的區(qū)別。

3．高分子科學(xué)的主要內(nèi)容

既然高分子化學(xué)是制造和研究大分子的科學(xué)，對(duì)大分子的反應(yīng)和方法的研究，顯然是高分子化學(xué)最基本的研究?jī)?nèi)容。高分子科學(xué)不僅是研究化學(xué)問(wèn)題，也是一門系統(tǒng)的科學(xué)。高分子科學(xué)的主要內(nèi)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(yīng)的研究。高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系。不同性質(zhì)的高分子，其結(jié)構(gòu)必然是不同的。為了得到不同性質(zhì)的高分子，就要去合成具有特殊結(jié)構(gòu)的高分子。

二、高分子材料化學(xué)的應(yīng)用

材料是人類社會(huì)文明發(fā)展階段的標(biāo)志，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。它是指經(jīng)過(guò)某種加工，具有一定結(jié)構(gòu)、組分和性能，并可應(yīng)用于一定用途的物質(zhì)。上世紀(jì)半導(dǎo)體硅、高集成芯片、高分子材料的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，把人類由工業(yè)社會(huì)推向信息和知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)?？梢哉f(shuō)某一種新材料的問(wèn)世及其應(yīng)用，往往會(huì)引起人類社會(huì)的重大變革，材料是人類文明的重要標(biāo)志。如果說(shuō)現(xiàn)在人人離不開(kāi)高分子材料，家家離不開(kāi)高分子材料，處處離不開(kāi)高分子材料，是一點(diǎn)也不過(guò)分的。高分子化合物的最主要的應(yīng)用是以高分子材料的形式出現(xiàn)的，高分子材料包括了塑料、纖維、橡膠三大傳統(tǒng)合成材料，另外許多精細(xì)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(qiáng)度大，如汽車零部件、保險(xiǎn)杠、洗衣機(jī)內(nèi)的滾筒、電器的外殼等。

第二，纖維：人們開(kāi)發(fā)出聚酯、尼龍、腈綸、維尼綸等高分子化合物，通過(guò)不同的加工，生產(chǎn)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(zhì)都受到很大的限制，于是科學(xué)家們不斷開(kāi)發(fā)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(xì)化工：比如使得我們的世界變得豐富多彩的各種涂料產(chǎn)品，如家具漆、內(nèi)外墻乳膠漆、汽車漆、飛機(jī)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(wàn)能膠、建筑用膠、醫(yī)用膠、結(jié)構(gòu)膠等黏合劑，以及各種吸水樹(shù)脂等都是高分子產(chǎn)品。三、高分子化學(xué)與高科技的結(jié)合

當(dāng)今社會(huì)，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(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。自從合成有機(jī)高分子材料的那一天起，人們始終在不斷地研究、開(kāi)發(fā)性能更優(yōu)異、應(yīng)用更廣泛的新型材料，來(lái)滿足計(jì)算機(jī)、光導(dǎo)纖維、激光、生物工程、海洋工程、空間工程和機(jī)械工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展，出現(xiàn)了許多產(chǎn)量低、價(jià)格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。

隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多具有特殊功能的高分子材料也不斷涌現(xiàn)出來(lái)，如分離材料、光電材料、磁性材料、生物醫(yī)用材料、光敏材料、非線性光學(xué)材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活躍的領(lǐng)域，下面簡(jiǎn)單介紹特種高分子材料：功能高分子是指當(dāng)有外部刺激時(shí)，能通過(guò)化學(xué)或物理的方法做出相應(yīng)反應(yīng)的高分子材料；高性能高分子則是對(duì)外力有特別強(qiáng)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(xué)、化學(xué)性質(zhì)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(xué)纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑）的范疇。

第一，力學(xué)功能材料：強(qiáng)化功能材料，如超高強(qiáng)材料、高結(jié)晶材料等；)彈材料，如熱塑性彈性體等。

第二，化學(xué)功能材料：分離功能材料，如分離膜、離子交換樹(shù)脂、高分子絡(luò)合物等；反應(yīng)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(yīng)器等。

第三，生物化學(xué)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(nóng)藥等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以預(yù)計(jì)，在今后很長(zhǎng)的歷史時(shí)期中，特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發(fā)展的主要方向。

四、高分子化學(xué)的可持續(xù)發(fā)展

研究高分子合成材料的環(huán)境同化，增加循環(huán)使用和再生使用，減少對(duì)環(huán)境的污染乃至用高分子合成材料治理環(huán)境污染，也是21世紀(jì)中高分子材料能否得到長(zhǎng)足發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。比如利用植物或微生物進(jìn)行有實(shí)用價(jià)值的高分子的合成，在環(huán)境友好的水或二氧化碳等化學(xué)介質(zhì)中進(jìn)行化學(xué)合成，探索用前面提到的化學(xué)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(lái)處理污水和毒物，研究合成高分子與生態(tài)的相互作用，達(dá)到高分子材料與生態(tài)環(huán)境的和諧等。顯然這些都是屬于21世紀(jì)應(yīng)當(dāng)開(kāi)展的綠色化學(xué)過(guò)程和材料的研究范疇。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮新德.展望21世紀(jì)的高分子化學(xué)與工業(yè)[J].科學(xué)中國(guó)人,1997,(11)

篇4

[論文關(guān)鍵詞]高分子材料　專業(yè)英語(yǔ)　教學(xué)方法

[論文摘要]高分子材料專業(yè)英語(yǔ)中專業(yè)詞匯較多、專業(yè)知識(shí)較強(qiáng)、中西文化差異大。本文在分析了科技英語(yǔ)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)討論了高分子材料專業(yè)英語(yǔ)的教學(xué)方法，提出了從擴(kuò)大學(xué)生詞匯量、分析句式結(jié)構(gòu)、提高閱讀理解和寫作能力以及運(yùn)用多種教學(xué)方法和手段等方面來(lái)提高學(xué)生高分子材料專業(yè)英語(yǔ)水平，使高分子材料專業(yè)大學(xué)生盡快適應(yīng)社會(huì)需求。

高分子材料專業(yè)英語(yǔ)是一門以英語(yǔ)為工具的高分子材料專業(yè)課程，教學(xué)內(nèi)容以高分子材料工程專業(yè)知識(shí)為主，以學(xué)術(shù)英語(yǔ)為輔，目的在于幫助高分子材料專業(yè)學(xué)生使用英語(yǔ)，直接學(xué)習(xí)和接觸國(guó)外相關(guān)專業(yè)信息。這不僅要求順利閱讀、聽(tīng)懂英語(yǔ)，同時(shí)還要求以英語(yǔ)為工具獲取專業(yè)信息。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐簡(jiǎn)述了科技英語(yǔ)的特點(diǎn)，以求在專業(yè)英語(yǔ)學(xué)習(xí)過(guò)程中準(zhǔn)確理解原文，能夠用目的語(yǔ)忠實(shí)而通順地再現(xiàn)原文內(nèi)容。

一、高分子材料專業(yè)英語(yǔ)特點(diǎn)

高分子材料專業(yè)英語(yǔ)的文體與修辭手段與文藝小說(shuō)、新聞報(bào)道等迥然不同，具有以下特點(diǎn)：嚴(yán)謹(jǐn)周密，概念準(zhǔn)確，邏輯性強(qiáng)，行文簡(jiǎn)練，重點(diǎn)突出，句式嚴(yán)整，少有變化。在閱讀或翻譯時(shí)要注意其行文特點(diǎn)和寫作規(guī)律，以便更好理解高分子材料專業(yè)英語(yǔ)文章。其特點(diǎn)突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）廣泛使用被動(dòng)語(yǔ)態(tài)

專業(yè)英語(yǔ)文章側(cè)重?cái)⑹峦评?，?qiáng)調(diào)客觀準(zhǔn)確。第一、二人稱使用過(guò)多，會(huì)造成主觀噫斷的印象。因此盡量使用第三人稱敘述，采用被動(dòng)語(yǔ)態(tài)，例如：When a low-molar-mass by-product is formed， the adjective ‘condensative’ is recommended to give the term condensative chain polymerization[1]。（建議推薦，縮合連鎖聚合）

（二）重要信息前置

專業(yè)英語(yǔ)表達(dá)方式往往和中文句式顛倒，常用前置性陳述，即在句中將主要信息盡量前置，通過(guò)主語(yǔ)傳遞主要信息。例如“……are charged into a 500 ml reaction kettle equipped with a mechanical stirrer and a reflux condenser”（向帶有機(jī)械攪拌器和回流冷凝器的500 ml 反應(yīng)釜內(nèi)加入……）。

（三）動(dòng)詞的名詞化

大量使用名詞化結(jié)構(gòu)(Nominalization)是專業(yè)英語(yǔ)的特點(diǎn)之一。因?yàn)閷I(yè)英語(yǔ)文體要求行文簡(jiǎn)潔、表達(dá)客觀、內(nèi)容確切、信息量大、強(qiáng)調(diào)存在的事實(shí)，而非某一行為。專業(yè)英語(yǔ)中名詞化句子可作主語(yǔ)、賓語(yǔ)、介詞賓語(yǔ)、表語(yǔ)、賓語(yǔ)補(bǔ)足語(yǔ)、定語(yǔ)、同位語(yǔ)和狀語(yǔ)等，換言之，除了不能擔(dān)任謂語(yǔ)外，可以用作句子其它一切成分。例如：Such solutions can often be concentrated by freeze drying. This is done by bringing the surface of the solution in close contact with a cold condenser and applying high vacuum to the entire apparatus so that…… (冷凍干燥)[2]。

二、高分子材料專業(yè)英語(yǔ)教學(xué)實(shí)踐

高分子材料專業(yè)英語(yǔ)課程為大學(xué)第三或第四學(xué)年課程，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了大學(xué)英語(yǔ)課程和高分子物理、高分子化學(xué)和高分子材料工程等專業(yè)基礎(chǔ)課程，筆者重點(diǎn)關(guān)注了以下幾方面教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)：

（一）擴(kuò)大詞匯量

英語(yǔ)單詞的數(shù)量雖然龐大，但構(gòu)成單詞的元素———詞根、前綴、后綴的數(shù)量卻是有限的[3]。這就要求在英語(yǔ)單詞的學(xué)習(xí)中，通過(guò)掌握詞根、前綴與后綴來(lái)學(xué)習(xí)新的詞匯。在高分子材料專業(yè)英語(yǔ)中，常見(jiàn)的詞根主要包括各種元素等，如hydro (氫)， chlor (氯)，amino (氨基)，carbo (碳)，oxy(氧)，fibro (纖維)，kineto (運(yùn)動(dòng))。常見(jiàn)的前綴主要包括各種基團(tuán)、基團(tuán)的數(shù)目、地位等的表示，如poly-(聚，多)，deca-(十或癸)，non (a)-(九或壬)，mono-(單、一)，macro-(大的、宏觀)，micro- (微的，小的)，per-(高，過(guò)，全)，ethyl-(乙基)，phenyl-(苯基)，benzyl-(芐基)，aryl-(芳基)，alkyl-(烷基)，metyoxy-(甲氧基)，iso-(異，等，同)，ert-(叔)，ortho-(鄰，正，原)，ultra-(超、極端)，super-(過(guò)度、過(guò)多)，co-(共同)，ant (i)-(反，抗)。常見(jiàn)的后綴主要包括各類聚合物的表示等，如-ene(烯烴的后綴)，-ylene(亞基)，-ide(化合物的后綴)，-ate(鹽或酯基的后綴)，-ester(酯)，-ether(醚)，-form(仿)，-glycol(二醇)，-one(酮)，-nitrile(腈)，-sulfone(砜)，-wise(方式)。

polytetrafluorethylene(聚四氟乙烯)可以拆分成poly(聚) 、tetra(四)、fluor(o)(氟)、ethyl(乙基)和ene(烯)幾部分，分開(kāi)理解則容易記憶。hydrogen peroxide(過(guò)氧化氫)中hydrogen表示“氫”元素，per表示“過(guò)、高”，oxide表示“氧化物”。

（二）分析句式結(jié)構(gòu)

對(duì)于課文，應(yīng)突出重點(diǎn)，講究長(zhǎng)句的翻譯技巧[4]。系統(tǒng)地闡述和分析翻譯的基本知識(shí)、理論和技巧，使學(xué)生中掌握翻譯的技巧，有利于學(xué)生翻譯水平的提高。當(dāng)學(xué)生碰到具體的問(wèn)題時(shí)，就能夠從語(yǔ)法現(xiàn)象、專業(yè)內(nèi)容、修辭等方面靈活處理。如看到一個(gè)長(zhǎng)句，先不要急于逐字逐句去看這個(gè)句子，先找出這個(gè)句子的主干，即主語(yǔ)、謂語(yǔ)（或系動(dòng)詞）、賓語(yǔ)（或表語(yǔ)），然后再看其余的修飾成分（也許是幾個(gè)修飾詞，也可能是一個(gè)完整的句子），分析它們與中心詞之間的關(guān)系，然后根據(jù)中文表達(dá)習(xí)慣在主干中加入這些修飾成分。這樣的翻譯技巧和步驟適合任何的長(zhǎng)句翻譯。

（三）補(bǔ)充學(xué)習(xí)方法與技巧，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)

高分子材料專業(yè)英語(yǔ)教材的課文專業(yè)詞匯量大，復(fù)雜句子多，如果死記硬背，學(xué)生會(huì)感到吃力也會(huì)沒(méi)有興趣繼續(xù)學(xué)習(xí)。因此，在教學(xué)的過(guò)程中要補(bǔ)充學(xué)習(xí)專業(yè)英語(yǔ)的方法。對(duì)于高分子材料詞匯規(guī)律性而言，如詞頭poly-是多和聚的意思；詞尾-ane 是指烷烴，-ene一般是指烯烴，-one 酮等；一些基團(tuán)如methyl(甲基)，ethyl（乙基），propyl（丙基）都是以-yl 結(jié)尾。那么在遇到生詞polypropylene(聚丙烯)時(shí)，學(xué)生就可通過(guò)掌握的規(guī)律輕松記住單詞，做到舉一反三，達(dá)到事半功倍的效果。

（四）組織課堂討論，注重給學(xué)生提供鍛煉的機(jī)會(huì)

在教學(xué)實(shí)踐中，為了給學(xué)生鍛煉的機(jī)會(huì)，教師要善于“讓位”，把講臺(tái)讓給學(xué)生。例如，在學(xué)期的開(kāi)始就將學(xué)生進(jìn)行合理的分組，以每個(gè)小組為單位，提前布置課堂總體學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓大家課下做一定準(zhǔn)備，上課時(shí)臨時(shí)抽查小組中的成員走上講臺(tái)給其他學(xué)生講解指定段落，在學(xué)生講解的過(guò)程中，教師也是聽(tīng)眾；講解完畢后，小組中的其他成員和其他小組的學(xué)生均可補(bǔ)充；教師做總結(jié)，對(duì)遺漏、錯(cuò)誤的地方進(jìn)行補(bǔ)充。一個(gè)學(xué)期結(jié)束，盡量使每位學(xué)生都至少有一次上臺(tái)講的機(jī)會(huì)。這樣，一方面可以調(diào)動(dòng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的積極性， 減輕學(xué)生對(duì)教師的依賴，更重要的一個(gè)方面，給學(xué)生一個(gè)在公眾場(chǎng)合表達(dá)自己的鍛煉機(jī)會(huì)。采取這樣的方式后，學(xué)生普遍反應(yīng)良好，特別是對(duì)于不敢在公眾場(chǎng)合說(shuō)話的同學(xué)，認(rèn)為經(jīng)過(guò)這樣的參與，自己不僅學(xué)到了知識(shí)，而且也鍛煉了人際交往能力，為以后的應(yīng)聘求職奠定了良好的基礎(chǔ)。

三、總結(jié)

總之，在高分子材料專業(yè)英語(yǔ)的教學(xué)中，應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的積極主動(dòng)性，盡可能地多引導(dǎo)學(xué)生做規(guī)律性的總結(jié)，熟悉句法技巧，并在考核方式上有所側(cè)重，這樣才有可能使專業(yè)英語(yǔ)的教學(xué)更加有吸引力，取得良好的教學(xué)效果。

[參考文獻(xiàn)]

[1]揣成智.高分子材料工程專業(yè)英語(yǔ)[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，1999 :18.

[2]曹同玉，馮連芳.高分子材料工程專業(yè)英語(yǔ)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1999: 203.

篇5

【關(guān)鍵詞】高分子化學(xué)；雙語(yǔ)教學(xué)；教學(xué)改革；科研導(dǎo)向

隨著人類文明的進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的發(fā)展，能源危機(jī)、人類重大疾病相關(guān)問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題等一系列對(duì)全球造成影響的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題的出現(xiàn)使得化學(xué)學(xué)科、特別是高分子學(xué)科成為所有學(xué)科的中心學(xué)科。例如，基于共軛聚合物半導(dǎo)體材料的有機(jī)發(fā)光二極管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管和聚合物太陽(yáng)電池等最新的科研成果將成為未來(lái)社會(huì)生活中主要的半導(dǎo)體元器件；高分子藥物的出現(xiàn)將能夠很大程度上對(duì)藥物釋放、藥物靶向性等方面進(jìn)行控制而不需要增加更多的臨床藥物試驗(yàn)；生物醫(yī)用高分子在改善人類生活質(zhì)量方面更是意義非凡。而各種塑料、纖維、橡膠、涂料、粘合劑等高分子材料更是關(guān)系到人們衣、食、住、行的方方面面?？梢哉f(shuō)，現(xiàn)代人的生活已經(jīng)離不開(kāi)高分子化學(xué)和高分子材料。因此，對(duì)高分子科學(xué)的研究越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。

高分子科學(xué)的誕生源于高分子合成化學(xué)，其基本概念源自于有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等化學(xué)、材料學(xué)科，這種情況導(dǎo)致我國(guó)現(xiàn)有的高分子科學(xué)領(lǐng)域從業(yè)人員來(lái)源多樣。其中，從本科階段即接受高分子化學(xué)教育的比例依然很低，很多從事高分子材料、高分子化學(xué)、高分子物理、高分子工程等領(lǐng)域研究的人員本科主修為無(wú)機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、材料學(xué)等專業(yè)。一定程度上，這些研究人員存在對(duì)高分子化學(xué)體系缺乏系統(tǒng)認(rèn)知的可能。在我國(guó)高等學(xué)校進(jìn)行高分子化學(xué)教學(xué)教育活動(dòng)，是提高我國(guó)現(xiàn)有的高分子科學(xué)領(lǐng)域的從業(yè)人員基本素養(yǎng)與技能、促進(jìn)我國(guó)高分子科學(xué)發(fā)展、壯大的重要途徑。

近年來(lái)，高等學(xué)校為主導(dǎo)的國(guó)家級(jí)或省級(jí)“協(xié)同創(chuàng)新中心”的設(shè)置，使我國(guó)高等學(xué)校進(jìn)入新一輪的由教學(xué)型（教學(xué)科研型）大學(xué)向科研型大學(xué)轉(zhuǎn)變的歷程中。為快速實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)高層次、研究型的高分子科學(xué)領(lǐng)域人才愈發(fā)顯得必要和重要。目前，主要的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議、頂級(jí)國(guó)際學(xué)術(shù)期刊均以英語(yǔ)為主。通過(guò)學(xué)術(shù)會(huì)議、、論文檢索等在這些國(guó)際知名的學(xué)術(shù)舞臺(tái)上進(jìn)行高分子方面學(xué)術(shù)活動(dòng)與信息交流，觀察國(guó)際高分子學(xué)科的發(fā)展動(dòng)向，無(wú)疑是我國(guó)高分子學(xué)科跟進(jìn)國(guó)際學(xué)術(shù)發(fā)展步伐和超越世界學(xué)術(shù)水平的基本條件。為此，我們必須建立培養(yǎng)能夠熟練使用英語(yǔ)進(jìn)行高分子化學(xué)相關(guān)學(xué)科聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫應(yīng)用的國(guó)際性專業(yè)人才的教育體制和培養(yǎng)機(jī)制，強(qiáng)化我國(guó)高分子方面的科技隊(duì)伍建設(shè)。換言之，在本科階段開(kāi)展高分子化學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)，為培養(yǎng)具有國(guó)際化交流能力的研究生和高層次高分子科學(xué)從業(yè)者，對(duì)我國(guó)高分子學(xué)科的發(fā)展具有非常重要的意義。

在教學(xué)實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)完善教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方式與手段，通過(guò)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和專業(yè)興趣，能克服其對(duì)雙語(yǔ)教學(xué)中英文的畏懼和排斥都有益處；制作精減的英文講義、多媒體課件深入研制等方法和措施的實(shí)施，安排學(xué)習(xí)英文講座視頻等都有利于雙語(yǔ)課程的講授。

3）利用視頻和錄像內(nèi)容輔助教學(xué)。制作教學(xué)錄音和錄像，給學(xué)生共享，讓學(xué)生課下可以繼續(xù)觀摩課堂內(nèi)容，培養(yǎng)其聽(tīng)和說(shuō)的能力。不斷構(gòu)建新的新的本科雙語(yǔ)教育模式，使本科生能從雙語(yǔ)教學(xué)過(guò)程中分享課程教育國(guó)際化的機(jī)會(huì)，從中受益，并獲得在其他場(chǎng)所不能獲得的實(shí)踐和能力鍛煉，從而提高整體素質(zhì)、創(chuàng)新意識(shí)及綜合能力。安排學(xué)生參加國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，到場(chǎng)聽(tīng)取英語(yǔ)母語(yǔ)國(guó)家的專家匯報(bào)，同時(shí)錄制會(huì)議報(bào)告錄像和錄音。

4）組織學(xué)生檢索高分子化學(xué)基礎(chǔ)理論相關(guān)英文文獻(xiàn)、制作課件，并互相評(píng)閱，提升學(xué)生使用英文交流的能力。從科研的角度讓學(xué)生體會(huì)雙語(yǔ)教學(xué)“重點(diǎn)在讀懂、其次在會(huì)寫，然后是能聽(tīng)懂和能說(shuō)”的含義。

5）對(duì)于課堂教學(xué)效果的考察采用按照學(xué)習(xí)內(nèi)容分段考核，并以英文形式呈現(xiàn)。例如，逐步聚合及其原理和聚酯、聚酰胺放在一起考核；自由基聚合物及其原理和實(shí)施方法一起考核；工程塑料、天然產(chǎn)物、環(huán)境污染和降解與穩(wěn)定化放在一起考核等。這樣的做法，讓授課內(nèi)容的排列更加緊湊，也讓學(xué)生更好的把握知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)性。

6）強(qiáng)調(diào)背景預(yù)備知識(shí)積累，強(qiáng)化雙語(yǔ)教學(xué)對(duì)其他相關(guān)化學(xué)課程的關(guān)聯(lián)性，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)英語(yǔ)綜合素養(yǎng)，以期對(duì)學(xué)生閱讀英文文獻(xiàn)、其他相關(guān)英文課程教科書(shū)有所裨益。

總之，在過(guò)去幾年的高分子化學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)中，我們通過(guò)合理的教學(xué)改革措施的使用，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，為將來(lái)這些接受良好英語(yǔ)授課培養(yǎng)的學(xué)生進(jìn)入科研崗位，從事研究生學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。當(dāng)然，這些方法也有繼續(xù)改進(jìn)的空間，我們也將繼續(xù)進(jìn)行深入研究與探索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，探索培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力的高分子科學(xué)人才的新思路和新方法。

【參考文獻(xiàn)】

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篇6

關(guān)鍵詞：高分子化學(xué)；高分子物理；多媒體教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）46-0053-02

隨著高分子材料在日常生活和生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，高分子科學(xué)作為一門交叉學(xué)科，滲透到各個(gè)領(lǐng)域與學(xué)科，企業(yè)和社會(huì)對(duì)高分子專業(yè)的人才需求越來(lái)越大。然而，國(guó)內(nèi)開(kāi)設(shè)高分子專業(yè)的高校畢竟有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)的需求。為了滿足社會(huì)和企業(yè)對(duì)高分子專業(yè)人才的需求，許多非高分子專業(yè)的相關(guān)專業(yè)為了提高學(xué)生的綜合能力，滿足社會(huì)對(duì)高分子專業(yè)人才的需求，開(kāi)設(shè)一部分高分子方面的專業(yè)課。然而，由于學(xué)時(shí)有限，非高分子專業(yè)在開(kāi)設(shè)高分子方面專業(yè)課時(shí)，往往將相關(guān)的兩門或多門高分子專業(yè)課糅合在一起，一方面，在不影響其他專業(yè)課學(xué)時(shí)的同時(shí)，使該專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握了一定的高分子方面的知識(shí)；另一方面，提高了學(xué)生的綜合專業(yè)能力，以滿足社會(huì)和企業(yè)的需求?！陡叻肿踊瘜W(xué)與物理》課程是很多高校的非高分子專業(yè)為了滿足社會(huì)需求所開(kāi)設(shè)的一門綜合性高分子課程，它是將高分子專業(yè)的《高分子化學(xué)》與《高分子物理》進(jìn)行糅合，主要講述高分子的基本理論和應(yīng)用，內(nèi)容比較抽象，概念繁多，課程的學(xué)時(shí)數(shù)又較少，這使得授課的內(nèi)容和講授方式的選擇尤為重要。通過(guò)近五年的不斷改革和實(shí)踐，筆者積累了一定的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，取得了較滿意的教學(xué)效果，本論文將近年來(lái)在高分子化學(xué)與物理教學(xué)過(guò)程的體會(huì)與非高分子專業(yè)的教師進(jìn)行探討。

一、根據(jù)教學(xué)對(duì)象，安排教學(xué)內(nèi)容

《高分子化學(xué)與物理》是針對(duì)非高分子專業(yè)的本科生開(kāi)設(shè)的一門高分子課程，非高分子專業(yè)的本科生對(duì)高分子方面的知識(shí)完全陌生，要使他們?cè)跊](méi)有基礎(chǔ)的情況下，理解并掌握比較抽象的鏈段、分子鏈的柔順性、均方末端距、高斯鏈、等效自由連接鏈和液晶等概念，教學(xué)的效果很難想象。因此，如何使教學(xué)內(nèi)容由簡(jiǎn)入難、由相識(shí)到陌生、由具體到形象，這就要求教師根據(jù)所講授對(duì)象的特點(diǎn)，選定教學(xué)內(nèi)容。東北石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)和化學(xué)專業(yè)均開(kāi)設(shè)了《高分子化學(xué)與物理》專業(yè)課，學(xué)時(shí)數(shù)均為48學(xué)時(shí)，只有理論，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)，安排的學(xué)期均在大學(xué)三年級(jí)下學(xué)期。由于兩個(gè)專業(yè)前期學(xué)習(xí)的專業(yè)課不同，學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握也不盡相同，雖然兩個(gè)專業(yè)的學(xué)生均學(xué)習(xí)了《有機(jī)化學(xué)》、《物理化學(xué)》等基礎(chǔ)課程。然而應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程之前，還學(xué)習(xí)了《合成材料助劑》、《精細(xì)化學(xué)品化學(xué)》、《水溶性高分子》等專業(yè)課，對(duì)高分子的基本概念、合成原理及應(yīng)用有一定的了解。因此，在同時(shí)對(duì)這兩個(gè)專業(yè)講授《高分子化學(xué)與物理》時(shí)，在課程內(nèi)容的安排上，會(huì)存在不同。筆者通過(guò)近幾年的教學(xué)實(shí)踐，將兩專業(yè)的所學(xué)《高分子化學(xué)與物理》課程進(jìn)行了較詳細(xì)的內(nèi)容區(qū)分，化學(xué)專業(yè)的課程內(nèi)容安排傾向于高分子的基本概念、自由基聚合機(jī)理、高分子的分子結(jié)構(gòu)和高分子的性能等基本理論以及高分子的發(fā)展前景，而對(duì)于陰離子聚合、配位聚合、高分子結(jié)構(gòu)與性能的構(gòu)效關(guān)系只做一般性的介紹。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的課程內(nèi)容安排則傾向于逐步聚合、鏈?zhǔn)骄酆?、共聚合以及聚合物的化學(xué)變化，高分子化學(xué)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，聚合反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)，聚合方法等。同時(shí)，在教學(xué)過(guò)程中，課堂講授與學(xué)生自學(xué)相結(jié)合，對(duì)教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)講解，通過(guò)習(xí)題的方式將學(xué)生難以理解的內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)習(xí)，加深學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解。通過(guò)對(duì)課程系統(tǒng)、有針對(duì)性的安排，使具有不同高分子基礎(chǔ)的學(xué)生在學(xué)習(xí)《高分子化學(xué)與物理》的過(guò)程中，感到輕松、易懂，提高教學(xué)效果。

二、針對(duì)抽象內(nèi)容，合理使用多媒體

《高分子化學(xué)與物理》的主要內(nèi)容不僅包括《高分子化學(xué)》中的自由基聚合、逐步聚合、離子聚合、配位聚合以及共聚等聚合反應(yīng)的機(jī)理、過(guò)程以及聚合反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)，而且還包括《高分子物理》中的高分子的分子結(jié)構(gòu)、高分子的運(yùn)動(dòng)、高分子的力學(xué)性能以及高分子的電學(xué)熱學(xué)等性質(zhì)，概念較多、公式多、內(nèi)容抽象，尤其是聚合反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)、聚合反應(yīng)機(jī)理以及高分子的結(jié)構(gòu)與各種性能之間的關(guān)系，機(jī)理的表述和公式的推導(dǎo)繁雜，板書(shū)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，僅僅依賴“黑板+粉筆”的教學(xué)模式，很難在較少的學(xué)時(shí)內(nèi)將這些抽象的重點(diǎn)內(nèi)容講解清楚。多媒體輔助教學(xué)具有處理信息量大、質(zhì)量高、共享性好、交互性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠形象、直觀、生動(dòng)地將傳統(tǒng)教學(xué)手段難以表達(dá)的抽象教學(xué)內(nèi)容有條理地表現(xiàn)出來(lái)，拓寬課堂教學(xué)的知識(shí)體系，提高教學(xué)質(zhì)量。如《高分子化學(xué)》中的自由基聚合反應(yīng)機(jī)理和聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論性強(qiáng)，該理論是建立在增長(zhǎng)鏈自由基等活性假定、穩(wěn)態(tài)假設(shè)和聚合總速率等于鏈增長(zhǎng)速率三個(gè)基本假設(shè)的基礎(chǔ)上，內(nèi)容抽象；又如鏈段、分子鏈的柔順性、高斯鏈以及均方末端距等概念，對(duì)非高分子專業(yè)的學(xué)生，很難在短時(shí)間內(nèi)理解掌握，使用多媒體可將這些抽象枯燥乏味的理論知識(shí)直觀和形象化，利用多媒體中的動(dòng)畫過(guò)程將這些抽象的理論過(guò)程生動(dòng)地展示給學(xué)生，使學(xué)生在較少的學(xué)時(shí)內(nèi)更快地理解所學(xué)的內(nèi)容，加大教學(xué)信息量，同時(shí)能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。然而，《高分子化學(xué)與物理》課程中概念抽象、公式繁多，多媒體課件雖然能將抽象的內(nèi)容具體化，但是多媒體顯示過(guò)快，學(xué)生很難在短時(shí)間內(nèi)真正對(duì)多媒體中顯示的概念和公式充分地理解掌握，這樣會(huì)使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣。因此，針對(duì)這門課，不能完全使用多媒體教學(xué)，應(yīng)該將多媒體教學(xué)與板書(shū)教學(xué)相結(jié)合，聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)公式的推導(dǎo)用板書(shū)一步一步進(jìn)行推導(dǎo)，多媒體可將板書(shū)推導(dǎo)過(guò)程進(jìn)行復(fù)習(xí)或重復(fù)演示，這樣學(xué)生可以在板書(shū)推導(dǎo)過(guò)程動(dòng)腦思考跟上老師的思路，同時(shí)多媒體使學(xué)生對(duì)老師板書(shū)教學(xué)過(guò)程沒(méi)有真正理解掌握的內(nèi)容進(jìn)一步復(fù)習(xí)鞏固，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

三、講授與答疑相結(jié)合，發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性

《高分子化學(xué)與物理》是一門抽象、枯燥的課程。課堂是教學(xué)過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在講授的過(guò)程中，如何調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性使學(xué)生將枯燥的理論教學(xué)與實(shí)際生活相結(jié)合呢？在《高分子化學(xué)與物理》的講授過(guò)程中，尤其要時(shí)刻注意教學(xué)的趣味性。如何將高分子材料的力學(xué)性能、各種彈性數(shù)學(xué)模型、高分子的溶解過(guò)程以及高分子的電學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)性質(zhì)等抽象的理論在較短的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生真正的理解掌握呢？教學(xué)的方式或方法非常重要，教師可以結(jié)合日常生活中的例子，通過(guò)多媒體動(dòng)畫或?qū)嶒?yàn)演示展示給學(xué)生，使學(xué)生在學(xué)習(xí)抽象理論的同時(shí)，了解這些理論在實(shí)際生產(chǎn)和生活的應(yīng)用。如在講授彈性數(shù)學(xué)模型時(shí)，可通過(guò)彈簧的形變過(guò)程形象地展示給學(xué)生，也可以利用彈性橡膠在受外力作用時(shí)的形變過(guò)程將這些模型展示給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的興趣。當(dāng)然，僅僅依賴課堂的講授是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，由于大學(xué)教師上課結(jié)束后，與學(xué)生交流很少，學(xué)生對(duì)課堂中的一些重點(diǎn)和難點(diǎn)仍百思不得其解，這些會(huì)影響他們學(xué)習(xí)的興趣、熱情甚至信心。因此，教師應(yīng)針對(duì)課程內(nèi)容，適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合實(shí)際，留出一部分答疑時(shí)間，與學(xué)生交流，了解學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程存在的問(wèn)題，及時(shí)解決學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的難點(diǎn)，讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣?！陡叻肿踊瘜W(xué)與物理》規(guī)定的講課課時(shí)非常有限，然而課程內(nèi)容繁多，理論性又強(qiáng)，要想使學(xué)生真正掌握這門課程，教師就必須在以課堂教學(xué)為主的同時(shí)，安排適當(dāng)?shù)拇鹨蓵r(shí)間，及時(shí)解決學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。東北石油大學(xué)的應(yīng)用化學(xué)和化學(xué)專業(yè)開(kāi)設(shè)《高分子化學(xué)與物理》這門課程時(shí)，任課教師通過(guò)課上講授和課下答疑相結(jié)合的教學(xué)模式，使抽象、難懂的理論知識(shí)變得易懂，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性大大提高，也大大提高了教學(xué)質(zhì)量。

《高分子化學(xué)與物理》是一門概念抽象、理論性強(qiáng)的課程，作為東北石油大學(xué)應(yīng)用化學(xué)和化學(xué)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，講授這門課程的教師通過(guò)多年不斷的探索，采用多媒體與板書(shū)相結(jié)合、講授與答疑相結(jié)合的教學(xué)方法，大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使非高分專業(yè)的學(xué)生能在沒(méi)有高分子專業(yè)基礎(chǔ)的條件下，能很好地理解和掌握高分子專業(yè)知識(shí)，提高了教學(xué)的質(zhì)量。同時(shí)，講授該課程的教師從課程教授對(duì)象、課程內(nèi)容、講課方式以及師生互動(dòng)等多方面進(jìn)行了總結(jié)，只有認(rèn)真做好每一個(gè)環(huán)節(jié)，合理地運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，不斷提高自身的素質(zhì)和專業(yè)知識(shí)，才能提高教學(xué)質(zhì)量，成為一名合格的專業(yè)教師。

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篇7

關(guān)鍵詞：雙語(yǔ)教學(xué) 材料科學(xué)與工程 教學(xué)模式

在世界進(jìn)入21世紀(jì)的今天，隨著中國(guó)加入WTO，我國(guó)改革開(kāi)放日趨深化，中國(guó)正走向世界，世界也在向中國(guó)走來(lái)，國(guó)家和社會(huì)發(fā)展使得對(duì)雙語(yǔ)人才的需求程度迅速提高。如何在材料學(xué)科本科教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)英語(yǔ)的應(yīng)用能力，使之具備綜合素質(zhì)，是當(dāng)前高分子材料與復(fù)合材料專業(yè)教育與教學(xué)改革中需要深入探討的問(wèn)題之一。

我校自1997年開(kāi)始招收復(fù)合材料專業(yè)，每年基本上招生2個(gè)本科班，在原有的高分子材料基礎(chǔ)上進(jìn)行有機(jī)整合，分為高分子材料與工程專業(yè)與復(fù)合材料與工程專業(yè)。從共性知識(shí)體系中提煉出基本問(wèn)題，建立起材料科學(xué)與工程的基礎(chǔ)教學(xué)體系，從寬基礎(chǔ)角度加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)，使一部分專業(yè)課趨于向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課的調(diào)整，在這樣的教改思路下，原來(lái)各專業(yè)方向的專業(yè)外語(yǔ)課程面臨著向大材料專業(yè)的過(guò)渡，從而產(chǎn)生了一門新的課程――《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》，并設(shè)為雙語(yǔ)教學(xué)示范課程，作為高分子材料與工程專業(yè)與復(fù)合材料與工程專業(yè)六大平臺(tái)課程之一，材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)的內(nèi)容因雙語(yǔ)教學(xué)而偏向于基本概念和基本應(yīng)用，為避免重復(fù)，材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)將不涉及各材料方向的具體理論。

一、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)雙語(yǔ)教學(xué)的必要性與目的

專業(yè)外語(yǔ)(實(shí)際上多為專業(yè)英語(yǔ))是以往的專業(yè)設(shè)置下各專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)必修課，其目的在于提高學(xué)生對(duì)外文文獻(xiàn)的閱讀與理解能力，而主要以專業(yè)英語(yǔ)作為整班授課內(nèi)容。目前，由于高校近年來(lái)開(kāi)設(shè)了雙語(yǔ)教學(xué)課程，所以專業(yè)外語(yǔ)面臨著被取消的可能或過(guò)渡為雙語(yǔ)教學(xué)課程。我校高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)即以雙語(yǔ)教學(xué)的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》課程來(lái)代替專業(yè)外語(yǔ)，但兩者之間又存在著本質(zhì)的區(qū)別。

以高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)為例，專業(yè)外語(yǔ)課程為32學(xué)時(shí)，分兩部分在第五和第六學(xué)期兩期授課，其學(xué)習(xí)內(nèi)容主要涉及的是專業(yè)基礎(chǔ)常識(shí)和后續(xù)專業(yè)課程的部分內(nèi)容，如高分子化學(xué)中的合成部分，高分子物理中的結(jié)晶部分等，而上課主要以翻譯形式為主，課上一般較為單調(diào)。由于所涉及的內(nèi)容學(xué)生還沒(méi)有學(xué)過(guò)，對(duì)學(xué)生來(lái)講內(nèi)容較深，學(xué)生不能夠以英語(yǔ)完全了解本專業(yè)，而從專業(yè)外語(yǔ)課程中學(xué)生對(duì)專業(yè)內(nèi)容的領(lǐng)會(huì)往往不完整，因此專業(yè)外語(yǔ)課程一般難以取得非常良好的授課效果。為了讓學(xué)生能夠理解并應(yīng)用外語(yǔ)進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的表達(dá)，并實(shí)現(xiàn)寬基礎(chǔ)教學(xué)，《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》首先從授課內(nèi)容上進(jìn)行了大幅度調(diào)整?？紤]到雙語(yǔ)教學(xué)的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》將被安排在第五學(xué)期教學(xué)，是最早與學(xué)生接觸的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生還未接觸各方向的基礎(chǔ)理論，所以本課程計(jì)劃從材料基本結(jié)構(gòu)出發(fā)，根據(jù)材料的不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類，介紹三大材料及功能和復(fù)合材料的主要品種及其應(yīng)用，其內(nèi)容自成體系，不再依賴各專業(yè)方向。從以上意義上講，以雙語(yǔ)教學(xué)的《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)》代替專業(yè)外語(yǔ)是必然的趨勢(shì)。

二、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)雙語(yǔ)教學(xué)的基本模式存在的問(wèn)題

雙語(yǔ)教學(xué)是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新的教學(xué)模式，它所遇到的問(wèn)題在其它課程的雙語(yǔ)教學(xué)中已經(jīng)體現(xiàn)出來(lái)，就我校高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)來(lái)講，所遇到的問(wèn)題可能還來(lái)自于以下這方面：就是不能找到合適的授課教師精通所有三個(gè)專業(yè)方向的內(nèi)容，我校的現(xiàn)任教師分別來(lái)自于高分子、無(wú)機(jī)和金屬三大材料專業(yè)，不具備全部專業(yè)方向的材料基礎(chǔ)知識(shí)的能力，每位只能講授自己專業(yè)熟悉的一部分內(nèi)容，而學(xué)生要接受至少三位教師的講課，這樣一來(lái)課程缺乏系統(tǒng)性，但從另一角度講，授課教師分別來(lái)自于三大材料專業(yè)，所以他們會(huì)對(duì)本材料十分了解，而使得學(xué)生可以學(xué)到更充實(shí)的知識(shí)。

三、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)雙語(yǔ)教學(xué)模式

針對(duì)雙語(yǔ)教學(xué)存在問(wèn)題，我們首先采取了分章節(jié)專業(yè)教學(xué)模式，即每部分專業(yè)知識(shí)都有該專業(yè)教師授課。我們學(xué)院整合全院的教師資源，形成了材料加工、金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料及無(wú)機(jī)非金屬材料五個(gè)專業(yè)教師組成的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)該課程的全院教學(xué)，合理安排教學(xué)時(shí)間與內(nèi)容，各專業(yè)的知識(shí)都有該專業(yè)的老師授課，通過(guò)幾年的實(shí)踐，獲得了很好效果。

其次，課堂形式主要采用多媒體教學(xué)，用將課堂的主要內(nèi)容以全部英文的形式演示給學(xué)生，并且配備了與原版教材相配套的多媒體課件，以圖文并茂的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行授課，使學(xué)生從視覺(jué)聽(tīng)覺(jué)多角度來(lái)獲取知識(shí)信息，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為了充分發(fā)揮主體性參與學(xué)習(xí)的使用，在教學(xué)過(guò)程中我們積極開(kāi)發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，在資料的查詢、英文寫作與翻譯、語(yǔ)言的表達(dá)方面進(jìn)行了培養(yǎng)鍛煉，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力的提高。

在教學(xué)中結(jié)合材料科學(xué)最前沿科學(xué)與研究領(lǐng)域，將學(xué)生分成若干小組，且給各小組分好一個(gè)關(guān)于最新研究成果的英文題目，指導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)利用圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)等資源搜索所需信息對(duì)該英文題目進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，并提出問(wèn)題與展望未來(lái)研究發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)材料信息的收集能力、閱讀能力、理解能力與寫作能力。學(xué)生可以根據(jù)自己的個(gè)人情況將論成形式上臺(tái)進(jìn)行演講，使學(xué)生鍛煉了膽量，提高了表達(dá)能力。這樣大大增強(qiáng)了學(xué)生英語(yǔ)的思維能力，提高了學(xué)生們英語(yǔ)學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣，拓寬了學(xué)生們的專業(yè)知識(shí)視野，為他們未來(lái)從事本專業(yè)的科學(xué)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

通過(guò)材料科學(xué)與工程課程雙語(yǔ)教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)無(wú)論對(duì)學(xué)生還是教師在英語(yǔ)水平的考驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)的講授和學(xué)習(xí)都是一個(gè)考驗(yàn)，只要采用適當(dāng)?shù)姆椒?，教師具有駕馭英語(yǔ)和專業(yè)知識(shí)的能力，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，用雙語(yǔ)進(jìn)行專業(yè)課的教學(xué)是可以完全達(dá)到用中文講課的同樣目的。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張津，劉蘭宵，石國(guó)梁.重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)，2006.20.154-156。

篇8

關(guān)鍵詞： 自由基聚合;陰離子聚合;ATRP

1引言

高分子的合成中，連鎖聚合反應(yīng)需要活性中心，活性中心可以是自由基、陽(yáng)離子或陰離子，因此根據(jù)活性中心的不同連鎖聚合反應(yīng)可分為自由基聚合、陽(yáng)離子聚合和陰（負(fù)）離子聚合。

自由基型聚合反應(yīng)是指在光、熱、輻射或引發(fā)劑的作用下，單體分子被活化變?yōu)榛钚宰杂苫?，并以自由基型聚合機(jī)理進(jìn)行的聚合反應(yīng)。自由基聚合反應(yīng)是合成高聚物的一種重要反應(yīng)，許多塑料、合成橡膠和合成纖維都是通過(guò)這種反應(yīng)合成。

離子聚合中，以陰離子為反應(yīng)活性中心進(jìn)行的反應(yīng)稱為陰離子型聚合反應(yīng)。陰離子聚合是最早實(shí)現(xiàn)活性聚合的聚合物合成方法，在聚合物分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，新材料開(kāi)發(fā)方面應(yīng)用十分廣泛。

2主題

2.1 原子轉(zhuǎn)移自由基聚合

在高分子材料領(lǐng)域中， 精確控制分子的尺寸、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、組成和功能性等，是發(fā)展新材料的前提。然而，由于工業(yè)生產(chǎn)中大多數(shù)聚合物都是在更為寬松的條件下通過(guò)縮聚、自由基聚合生產(chǎn)出來(lái)的，故所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)難以控制。因此，將活性聚合技術(shù)擴(kuò)展到自由基聚合中是十分必要的?？煽?活性自由基聚合（CRP）自產(chǎn)生以來(lái)得到人們的廣泛關(guān)注， 目前已開(kāi)發(fā)出多種技術(shù)，如NMP（氮氧自由基調(diào)控聚合）、ATRP（原子轉(zhuǎn)移自由基聚合）和衰減轉(zhuǎn)移體系等。

ATRP 使用過(guò)渡金屬作為催化劑，采用過(guò)渡金屬的氧化還原反應(yīng)可使活性增長(zhǎng)的高分子鏈與處于休眠的非活性高分子鏈之間形成動(dòng)態(tài)平衡，從而有效降低了體系中活性種的濃度、抑制了鏈終止反應(yīng)和不可逆鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了“活性”聚合。與其他可控活性聚合方法相比，ATRP不需要很高的聚合溫度，并且可適用單體的范圍更廣。在合成復(fù)雜結(jié)構(gòu)聚合物（如嵌段、星型和接枝共聚物等）方面，ATRP 也是最有效的方法之一;此外，ATRP在表面修飾方面也具有簡(jiǎn)單易行之特點(diǎn)，可將聚合物接枝至各種無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料和蛋白質(zhì)材料的表面。

2.1.1 ATRP的動(dòng)力化模型研究

為了能夠更深入地了解和控制聚合過(guò)程，通過(guò)ATRP動(dòng)力學(xué)模型化并耦合不同操作方式下的反應(yīng)器模型已成為必然，它可以更精確地控制大分子鏈結(jié)構(gòu)，如分子量及其分布、共聚組成及組成分布，同時(shí)還能優(yōu)化聚合條件。

在聚合反應(yīng)工程領(lǐng)域，一個(gè)完善數(shù)學(xué)模型的建立對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)是有力的補(bǔ)充。而建立在第一性原理以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)之上的可靠模型，可以作為實(shí)際操作的替代品，用于一些實(shí)驗(yàn)費(fèi)用高，操作不方便或者不安全的研究中。

2.1.2 ATRP法制備功能高分子材料

在納米無(wú)機(jī)粒子中，SiO2作為一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)和功能材料，具有高表面活性、高比表面積、低比重、耐高溫、耐腐蝕以及無(wú)毒無(wú)污染等性能，在陶瓷、塑料、橡膠、涂料和催化劑等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。唐龍祥等采用ATRP法在納米二氧化硅（SiO2）粒子表面接枝聚苯乙烯（PS），并以此對(duì)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ SBS）進(jìn)行改性。結(jié)果證明具有核殼結(jié)構(gòu)的納米SiO2-g-PS復(fù)合粒子在SBS中具有良好的分散性，使SBS的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性及高溫玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高。

磁性高分子微球因兼具無(wú)機(jī)磁性材料的磁響應(yīng)性和有機(jī)高分子材料的表面功能性，自上世紀(jì)七十年代以來(lái)，在細(xì)胞分離、固定化酶、核酸檢測(cè)、靶向藥物、核磁成像等領(lǐng)域的研究應(yīng)用越來(lái)越多。郭衛(wèi)強(qiáng)等在制備磁性微球的過(guò)程中引入了ATRP反應(yīng)，直接在磁性粒子內(nèi)核上枝節(jié)上對(duì)氯甲基苯甲酸，以此為引發(fā)劑，引發(fā)苯乙烯的ATRP反應(yīng)，然后以此大分子微球引發(fā)丙烯酸的ATRP反應(yīng)，得到功能化的高分子磁性微球。

北京化工大學(xué)的楊鑫超等對(duì)天然多糖進(jìn)行化學(xué)修飾，制備具有ATRP引發(fā)位點(diǎn)的多糖引發(fā)劑，然后通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合，制備以天然多糖為骨架，以不同鏈長(zhǎng)的陽(yáng)離子聚合物為側(cè)鏈的陽(yáng)離子非病毒基因載體，在基因治療中具有良好的應(yīng)用前景。

2.2陰離子聚合發(fā)展

近二十多年陰負(fù)離子聚合在新引發(fā)劑體系、新單體開(kāi)發(fā)以及聚合理論方面均取得了進(jìn)展，出現(xiàn)了配伍負(fù)離子聚合LAP、阻滯負(fù)離子聚合RAP等概念。實(shí)現(xiàn)了對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)、聚合動(dòng)力學(xué)的進(jìn)一步控制。在工業(yè)方面，陰離子聚合生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品應(yīng)用范圍擴(kuò)大，同時(shí)也開(kāi)發(fā)出多種新產(chǎn)品，如集成橡膠、負(fù)離子合成的高抗沖聚苯乙烯等。國(guó)內(nèi)的負(fù)離子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)十分迅速，在加氫型負(fù)離子聚合產(chǎn)品方面還取得了突破性發(fā)展。

2. 2.1.負(fù)離子聚合制備彈性體

負(fù)離子活性聚合發(fā)現(xiàn)于上世紀(jì)五十年代，幾年后便有工業(yè)產(chǎn)品面世。首先是苯乙烯類熱塑性彈性體SBS、SIS，緊接著合成出共軛二烯烴均聚

橡膠BR以及共軛二烯烴與苯乙烯的共聚橡膠S-SBR，此后還出現(xiàn)了高韌性聚苯乙烯樹(shù)脂。溶聚丁苯是負(fù)離子聚合的另一重要產(chǎn)品，主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在能方便地設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)。另外，還可以通過(guò)偶聯(lián)制備加工性能好的星型聚合物，也可對(duì)活性末端進(jìn)行改性制備端基極性化產(chǎn)品。

2. 2. 2.負(fù)離子聚合設(shè)計(jì)合成新材料

負(fù)離子聚合能夠?qū)酆衔锓肿咏Y(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和精確控制，其產(chǎn)品正在被廣泛使用且還存在潛在的領(lǐng)域。劉國(guó)軍等采用負(fù)離子聚合方法設(shè)計(jì)合成了不同結(jié)構(gòu)的雙親聚合物，然后進(jìn)行自組裝、光交聯(lián)制備了星形高分子膠束、平頭狀高分子膠束、高分子刷、高分子納米纖維、可調(diào)納米孔道的高分子薄膜。雙親性聚合物的自組裝可以和多種學(xué)科與行業(yè)結(jié)合，如藥物緩釋體系等。北京化工大學(xué)采用負(fù)離子活性分散聚合制備核殼高分子聚集體。這種聚合物聚集體的殼層可以通過(guò)硫化交聯(lián)， 所得材料為自增強(qiáng)彈性體。我們將其稱為彈性基體與補(bǔ)強(qiáng)材料“一體化橡膠”。從國(guó)內(nèi)外發(fā)表文章可以看出，負(fù)離子聚合已經(jīng)成為制備新材料的強(qiáng)有力的工具。

2. 2.3.小結(jié)

篇9

關(guān)鍵詞：高分子化學(xué)與物理;教學(xué)改革;科學(xué)研究;創(chuàng)新能力培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）43-0083-02

一、《高分子化學(xué)與物理》課程特點(diǎn)

經(jīng)過(guò)高分子科學(xué)與技術(shù)的快速發(fā)展，高分子的理論發(fā)展與應(yīng)用已經(jīng)滲透到物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、生物學(xué)等各個(gè)學(xué)科與領(lǐng)域，具有鮮明的學(xué)科交叉特色。高分子化學(xué)與物理的研究成果已經(jīng)進(jìn)入了我們?nèi)粘Ｉ畹拿總€(gè)方面[1-6]。作為一門多學(xué)科交叉、實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科，高分子對(duì)各個(gè)工業(yè)部門和科技領(lǐng)域的滲透作用已成為不爭(zhēng)的事實(shí)，所以在現(xiàn)行中國(guó)高等教育的本科專業(yè)中，如化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)、材料物理、復(fù)合材料、輕化工程、包裝工程、紡織工程、生物工程和環(huán)境工程等許多非高分子專業(yè)都將高分子相關(guān)知識(shí)作為必修課和選修課。

非本專業(yè)《高分子化學(xué)與物理》教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)在于闡述現(xiàn)代高分子科學(xué)已成熟的基本概念、基本知識(shí)、基本原理和基本測(cè)試方法，對(duì)涉及高分子科學(xué)研究前沿的理論、測(cè)試方法以及高分子的新產(chǎn)品介紹等內(nèi)容點(diǎn)到為止，該課程的學(xué)習(xí)為輕化工程專業(yè)學(xué)生開(kāi)啟了一扇通往高分子科學(xué)的窗戶，引導(dǎo)學(xué)生了解高分子化學(xué)在高分子學(xué)科中的地位，通曉課程的主要研究對(duì)象和研究?jī)?nèi)容，為后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)和高分子在染整中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)[1，2]。通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐證實(shí)，對(duì)于輕化工程專業(yè)（染整方向）的本科生來(lái)說(shuō)，《高分子化學(xué)與物理》課程教學(xué)呈現(xiàn)以下幾方面的特點(diǎn)。

（一）基礎(chǔ)課程，銜接不夠

對(duì)于輕化工程專業(yè)（染整方向）的本科生，高分子的學(xué)習(xí)顯得尤為重要，一方面后續(xù)課程（如《纖維化學(xué)與物理》、《染整工藝原理》和《染料化學(xué)》等）的學(xué)習(xí)必須以高分子為學(xué)科背景，另一方面大學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)分實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃和本科畢業(yè)論文等實(shí)踐性環(huán)節(jié)的開(kāi)展也必須要有高分子基礎(chǔ)，因此為了讓染整方向的本科生了解和掌握高分子的基本理論知識(shí)和應(yīng)用，開(kāi)設(shè)了《高分子化學(xué)與物理》學(xué)科平臺(tái)課程。該課程的學(xué)習(xí)必須以《有機(jī)化學(xué)》、《物理化學(xué)》和《無(wú)機(jī)化學(xué)》的課程學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，但江南大學(xué)輕化工程專業(yè)將《高分子化學(xué)與物理》課程設(shè)置在大二下學(xué)期，《物理化學(xué)》等課程也在此學(xué)期開(kāi)設(shè)，因此課程開(kāi)設(shè)時(shí)間過(guò)早，缺乏基礎(chǔ)課程的知識(shí)，建議在大三上學(xué)期開(kāi)設(shè)，以期獲得較好的教學(xué)效果。

（二）內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少，課時(shí)緊張

《高分子化學(xué)與物理》課程主要包括高分子化學(xué)和高分子物理兩個(gè)部分，其中高分子化學(xué)部分包括高分子科學(xué)的發(fā)展歷史、發(fā)展趨勢(shì)，基本概念、分類與命名、基本原理、高分子合成反應(yīng)與方法等，涉及逐步聚合、自由基聚合、離子聚合、配位聚合和共聚合等;高分子物理部分則側(cè)重于高分子的結(jié)構(gòu)（如鏈結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)等）、分子運(yùn)動(dòng)、力學(xué)狀態(tài)與轉(zhuǎn)變，物理性能等。對(duì)于高分子專業(yè)的本科階段，通常會(huì)開(kāi)設(shè)《高分子化學(xué)》和《高分子物理》兩門課程，分別在32至48學(xué)時(shí)不等;而對(duì)于輕化工程專業(yè)，只開(kāi)設(shè)了《高分子化學(xué)與物理》一門課程，48學(xué)時(shí)，相對(duì)來(lái)說(shuō)內(nèi)容多、課時(shí)少。在這樣的情況下，教學(xué)活動(dòng)的有效開(kāi)展、課程體系的完善、講授內(nèi)容的連貫與取舍等都顯得非常重要，對(duì)任課老師是一種不小的挑戰(zhàn)。

（三）注重理論，缺乏實(shí)踐

《高分子化學(xué)與物理》是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，但輕化工程專業(yè)只開(kāi)設(shè)理論學(xué)習(xí)課程，沒(méi)有相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程。為了使學(xué)生能夠更好地掌握課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析、解決問(wèn)題能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)設(shè)顯得非常迫切，能夠讓所學(xué)知識(shí)與理論在實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，讓學(xué)生從最初的原料出發(fā)，選擇合適的聚合方法與聚合反應(yīng)，得到在實(shí)際生活中真正用得上的高分子產(chǎn)品。

二、教學(xué)改革舉措

針對(duì)輕化工程專業(yè)《高分子化學(xué)與物理》的課程特點(diǎn)，結(jié)合本校的實(shí)際情況，要求學(xué)生在理解基本概念和掌握基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上能夠了解高分子的應(yīng)用，重點(diǎn)培養(yǎng)他們的實(shí)踐與創(chuàng)新能力，作者經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐和摸索，總結(jié)了幾點(diǎn)教學(xué)改革舉措。

（一）規(guī)劃本科培養(yǎng)方案，合理調(diào)整課程設(shè)置

目前我校輕化工程專業(yè)的課程設(shè)置還存在一定的問(wèn)題，建議對(duì)本科培養(yǎng)方案進(jìn)行修改，在《高分子化學(xué)與物理》授課前完成《有機(jī)化學(xué)》、《物理化學(xué)》和《無(wú)機(jī)化學(xué)》等基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，這樣才能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)興趣，便于更好地掌握相關(guān)理論與知識(shí)。

（二）多媒體資源課件與傳統(tǒng)板書(shū)有效結(jié)合

多媒體課件具有豐富表現(xiàn)力、良好交互性和極大共享性等特點(diǎn)，它可以將枯燥乏味的理論知識(shí)直觀化和形象化，能夠充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。但在運(yùn)用多媒體教學(xué)的同時(shí)也出現(xiàn)了諸如教師幾乎不寫板書(shū)，學(xué)生不記筆記等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了教與學(xué)的質(zhì)量。建議對(duì)任課教師的教學(xué)大綱、考核方式、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)等相關(guān)教學(xué)文件進(jìn)行監(jiān)督，要求授課過(guò)程中課件放映與傳統(tǒng)板書(shū)相結(jié)合，將學(xué)生上課情況、學(xué)生主動(dòng)參與積極性、平時(shí)作業(yè)等與學(xué)生的最終成績(jī)掛鉤，進(jìn)行綜合評(píng)定。

（三）增設(shè)實(shí)驗(yàn)課程，提高學(xué)生實(shí)踐能力

《高分子化學(xué)與物理》是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，實(shí)驗(yàn)課是對(duì)理論課學(xué)習(xí)的有效補(bǔ)充，通過(guò)直觀的現(xiàn)象和結(jié)果驗(yàn)證理論學(xué)習(xí)的真實(shí)性，幫助學(xué)生理解所學(xué)理論知識(shí)，因此實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)顯得尤為重要，建議在輕化工程專業(yè)開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課程，但涉及的實(shí)驗(yàn)眾多，要求任課老師充分考慮實(shí)驗(yàn)的可操作性、重復(fù)性和可行性等方面，認(rèn)真編寫實(shí)驗(yàn)講義。此外，學(xué)校和學(xué)院應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)室配套設(shè)施建設(shè)，突破實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全依附于理論課程教學(xué)的傳統(tǒng)框架，增加啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)所占比例額，注重驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)有效結(jié)合，開(kāi)動(dòng)學(xué)生的思維，發(fā)揮學(xué)生的潛質(zhì)，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

（四）理論聯(lián)系實(shí)際，注重啟發(fā)式教學(xué)

《高分子化學(xué)與物理》是一門相對(duì)來(lái)說(shuō)比較抽象、枯燥的課程，但它也是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，高分子材料用途廣泛，遍及現(xiàn)代社會(huì)生活中衣、食、住、行、用等各個(gè)方面，因而在課程講授時(shí)注重理論聯(lián)系實(shí)際，將抽象的概論、理論與實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，將對(duì)課堂教學(xué)效果起到重要的促進(jìn)作用。

三、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

（一）培養(yǎng)方案中開(kāi)設(shè)新生研討課和專業(yè)導(dǎo)論課

為了提高學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)同感以及學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，可以嘗試在本科培養(yǎng)方案中針對(duì)大學(xué)新生開(kāi)設(shè)新生研討課和專業(yè)導(dǎo)論課，以趣味講座和座談的方式進(jìn)行專業(yè)介紹，了解專業(yè)背景，告知學(xué)生輕化工程這個(gè)專業(yè)是以化學(xué)與高分子為學(xué)科背景的，加強(qiáng)學(xué)科平臺(tái)課程的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。

（二）實(shí)施學(xué)生雙導(dǎo)師制

全面推進(jìn)學(xué)生雙導(dǎo)師制是確保創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要手段，企業(yè)導(dǎo)師和校內(nèi)導(dǎo)師組成課程小組，共同確定課程教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教材及承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，使專業(yè)理論課程與行業(yè)實(shí)際需求緊密結(jié)合。

（三）強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)課程采用自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)大綱的規(guī)范下完成實(shí)驗(yàn)要求，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合。在國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目、江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目和江南大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目等資助下，實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練的全參與和全覆蓋，指導(dǎo)教師從選題開(kāi)始就應(yīng)該注重基礎(chǔ)理論知識(shí)在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，達(dá)到學(xué)以致用的目標(biāo)。

（四）強(qiáng)化學(xué)生的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)

畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是學(xué)生畢業(yè)離校前最后一個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié)，也是所學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)得到充分應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此可以從課題的選擇、采取的技術(shù)路線、擬采用的研究方法和達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)等方面進(jìn)行合理規(guī)劃與設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮學(xué)生所學(xué)知識(shí)與理論的應(yīng)用，提升學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的綜合能力，強(qiáng)化學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)。同時(shí)，輕化工程專業(yè)的畢業(yè)生中從事與高分子相關(guān)行業(yè)的人數(shù)眾多，學(xué)科交叉特色鮮明，為學(xué)生的出國(guó)深造、攻讀研究生和就業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的高分子基礎(chǔ)。

四、結(jié)語(yǔ)

根據(jù)國(guó)內(nèi)外行業(yè)需求和自身特色，通過(guò)教學(xué)改革與實(shí)踐，圍繞復(fù)合型、創(chuàng)新型染整專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合、教學(xué)和科研相結(jié)合、校內(nèi)與校外相結(jié)合、科學(xué)素養(yǎng)與人文情懷相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，注重理論知識(shí)的傳授與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)相結(jié)合，全面提高和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生的學(xué)習(xí)與工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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關(guān)鍵詞：施陶丁格；高分子理論；化學(xué)史料

文章編號(hào)：1005-6629(2011)12-0063-05　中圖分類號(hào)：G633.8　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

在現(xiàn)代化學(xué)史上，20世紀(jì)的二十到三十年代是個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，因?yàn)樗乾F(xiàn)代化學(xué)建立的初期。以共價(jià)鍵的提出為契機(jī)，現(xiàn)代化學(xué)家和部分物理學(xué)家開(kāi)始著手奠定現(xiàn)代化學(xué)的理論基礎(chǔ)。例如，量子化學(xué)和高分子化學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域。在量子化學(xué)領(lǐng)域，以美國(guó)化學(xué)家鮑林為代表，展開(kāi)了對(duì)分子結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確描述和對(duì)化學(xué)鍵本質(zhì)的探索，這方面的內(nèi)容在前文中已作介紹。在本文中，將重點(diǎn)陳述和探討德國(guó)化學(xué)家施陶丁格，為建立高分子理論而走過(guò)的艱難歷程，以及他為高分子合成材料的發(fā)展所作出的歷史性貢獻(xiàn)。

1　化學(xué)實(shí)踐召喚創(chuàng)新的高分子理論

施陶丁格(Hermann Staudinger，1881～1965)，德國(guó)有機(jī)化學(xué)家和高分子化學(xué)家，出身于沃爾姆斯一個(gè)知識(shí)分子家庭，父親是位哲學(xué)教授。施陶丁格自幼愛(ài)好化學(xué)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)，曾就讀于達(dá)姆施塔特大學(xué)、慕尼黑大學(xué)，1903年獲哈雷大學(xué)博士學(xué)位。后赴斯特拉斯堡大學(xué)深造，1907年任該校講師，1908年任卡爾斯魯厄工業(yè)學(xué)院副教授，1912年任蘇黎世工業(yè)大學(xué)有機(jī)化學(xué)教授。1926年任弗賴堡大學(xué)化學(xué)教授，1940年任該大學(xué)高分子化學(xué)研究所所長(zhǎng)，一直工作到1951年退休并任名譽(yù)教授終生。

施陶丁格從事高分子化合物研究，為此付出了常人難以想象的心血和代價(jià)。其重要原因在于，他所面臨的研究對(duì)象既是古老的又是新生的，無(wú)論是高分子化合物的性質(zhì)，還是高分子化合物的分子結(jié)構(gòu)以及高分子化合物的改性和合成，都存在著新的實(shí)踐和舊的理論或新的理論與傳統(tǒng)觀點(diǎn)之間的沖突。眾所周知，高分子化合物自古以來(lái)就有之，一般稱之謂“天然高分子物質(zhì)”，它與人類的生活密切相關(guān)。例如，作為食物的蛋白質(zhì)和淀粉，作為織物纖維的棉、毛和絲，作為涂料的天然樹(shù)脂和油漆等都屬于這類物質(zhì)。不過(guò)在古代都是采集來(lái)這些物資后直接加以利用，沒(méi)有什么化學(xué)加工，因此還談不上對(duì)高分子物質(zhì)的化學(xué)研究。早先，人們雖然天天在與天然高分子物質(zhì)打交道，但對(duì)它們的本性卻一無(wú)所知。隨著社會(huì)生產(chǎn)力和化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從19世紀(jì)中葉開(kāi)始，人們逐步涉及對(duì)天然高分子物質(zhì)的化學(xué)改性的實(shí)踐活動(dòng)，已使它們更適應(yīng)于工業(yè)、生活中某種需要的性能要求。而正是在這種化學(xué)改性的實(shí)踐過(guò)程中，有些化學(xué)家開(kāi)始了對(duì)天然高分子物質(zhì)本性的探求。

1.1天然高分子物質(zhì)的核心改性

首先應(yīng)該提到的是橡膠的加工工藝。據(jù)記載，哥倫布第二次航海(1493-1496)到達(dá)拉丁美洲的海地時(shí)，曾發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)赝林艘呀?jīng)開(kāi)始利用天然橡膠。1735年，法國(guó)科學(xué)院考察隊(duì)在南美洲亞馬遜河河谷發(fā)現(xiàn)野生橡膠樹(shù)林；1876年，橡膠樹(shù)中最重要的品種海維亞巴西橡膠被移植到英國(guó)，其后又移植到錫蘭(現(xiàn)斯里蘭卡)，而在今日馬來(lái)西亞、印度尼西亞、泰國(guó)及越南等地得到了大發(fā)展。19～20世紀(jì)之交，亞洲地區(qū)橡膠的出口量已經(jīng)達(dá)到7000多噸。而要將大量天然橡膠變?yōu)檫m合人們所需的橡膠制品，需要一系列的橡膠加工工藝將其改性。

第一步是解決固體生膠的溶解問(wèn)題。最初是采用添加松節(jié)油和乙醚，后改進(jìn)采用橡膠與硫磺及少量鉛粉共煮變成彈性既好，又不發(fā)粘，而且堅(jiān)韌的制品。這便是最早將線型天然橡膠分子用硫磺作交聯(lián)劑，使其形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的成功嘗試。這種硫化工藝從1885年開(kāi)始被廣泛采用并運(yùn)用于橡膠輪胎的制造。20世紀(jì)初期，這種硫化橡膠工藝獲得了進(jìn)一步發(fā)展，其主要表現(xiàn)是硫化促進(jìn)劑(苯胺)和補(bǔ)強(qiáng)劑(碳黑)的應(yīng)用，以促進(jìn)硫化過(guò)程的加速和硫化溫度的降低。這不僅降低了成本，而且改善了橡膠輪胎的強(qiáng)度和耐磨性，從而提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

其次，天然纖維素的化學(xué)改性也是一項(xiàng)意義重大的天然高分子加工工藝。主要涉及硝化纖維即“火藥棉”的制造和“人造絲”的制作。1846年，瑞士化學(xué)家申拜恩(C.F.Schonbein)用硝酸一硫酸混合酸處理纖維素得到了火藥棉(含氮量在12.0～13.5％，相當(dāng)于纖維素三硝酸)。起初火藥棉不穩(wěn)定易爆炸，后經(jīng)對(duì)產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間的水煮打漿處理、經(jīng)干燥得到化學(xué)穩(wěn)定的硝化棉。1868年，有化學(xué)家建議把壓縮的硝化棉用作高級(jí)炸藥；1875年，瑞典化學(xué)家諾貝爾(A.B.Nobel，1833～1896)發(fā)現(xiàn)硝化甘油和火藥棉(或硝化棉)混合可以生成一種比較穩(wěn)定而又具有強(qiáng)大爆炸性的膠狀物(含有92％的硝化甘油和8％的火藥棉)；它是最強(qiáng)烈的炸藥之一，常用于爆破巖石、開(kāi)山筑路。如果把其中的硝化甘油的比例減少，可以得到慢性炸藥，用于作炮彈的發(fā)射藥，具有重要的軍事意義。

關(guān)于諾貝爾，值得推薦的是他把一生都獻(xiàn)給了科學(xué)事業(yè)。他的主要化學(xué)發(fā)明都與炸藥有關(guān)，每一次化學(xué)實(shí)驗(yàn)都是在死神的威脅下進(jìn)行的。為了向大自然索取動(dòng)力，他寧愿付出血的代價(jià)。尤其令人崇敬的是，他把因從事與炸藥有關(guān)的商業(yè)活動(dòng)而積蓄的財(cái)產(chǎn)設(shè)立一項(xiàng)專用基金，并立下遺囑：“將上述財(cái)產(chǎn)兌換成現(xiàn)金，然后進(jìn)行安全可靠的投資，以這份資金成立一個(gè)基金會(huì)，將基金所產(chǎn)生的利息每年將給在前一年中為人類作出杰出貢獻(xiàn)的人。”一一這就是當(dāng)今學(xué)術(shù)界最高榮譽(yù)諾貝爾獎(jiǎng)的由來(lái)。

改性后的纖維素(硝酸纖維以及后來(lái)興起的醋酸纖維)更廣泛的用途則是制作人造絲?！叭嗽旖z”的想法是人們受自然界生物功能的啟示而產(chǎn)生的。通常人們對(duì)蜘蛛、蠶等昆蟲(chóng)吐絲結(jié)網(wǎng)作繭的奇妙自然現(xiàn)象頗感興趣。作為先行者是一些動(dòng)物學(xué)家詳細(xì)地研究了吐絲的蝶、蛾類的生理構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)它們的體內(nèi)有許多粘稠的液體，通過(guò)它們的小口吐出，遇到空氣便會(huì)凝結(jié)成絲。有些化學(xué)家從中也受到某種啟迪，試圖用人工方法仿制出類似的粘液，然后通過(guò)小孔進(jìn)行抽絲。前面提到的申拜恩，在1846年制得的纖維素硝酸酯溶于有機(jī)溶液后，就具有這種類似粘液的性能。1855年，安地瑪爾(A Andemars)以桑樹(shù)枝為纖維原料，將其硝酸酯溶在乙醚一乙醇混合溶液中后，再把所得粘液通過(guò)毛細(xì)針管擠壓到空氣中，溶劑蒸發(fā)后就凝固成光亮、柔韌的絲，從而獲得世界上第一根人造絲(Artificial Silk)。但這種物質(zhì)極易爆燃，妨礙了它的工業(yè)化生產(chǎn)。后經(jīng)法國(guó)技師夏東奈(H.de Chardonnet)革新，把棉花的硝化纖維素用NH4HS脫硝轉(zhuǎn)化成安全脫硝硝化纖維素，再把它溶于酒精一乙醚后抽成人造絲，并于1889年，在巴黎國(guó)際博覽會(huì)上展出，引起轟動(dòng)，受到人們的贊賞。1891年，

夏東奈在法國(guó)貝尚松建廠，日產(chǎn)約50公斤，成為世界上第一家人造絲廠。這項(xiàng)天然纖維素改性的加工工藝的成功，向人們展現(xiàn)了人造絲的光輝前景，并有力推動(dòng)了這方面的研究。

1.2高分子物質(zhì)本性的探究

正是在對(duì)天然高分子物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)改性的化學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐中，化學(xué)家們開(kāi)始了對(duì)高分子物質(zhì)的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的理論性探究。這種探究長(zhǎng)期以來(lái)進(jìn)展緩慢，是跟高分子物質(zhì)本身的復(fù)雜特性有著密切關(guān)系，例如，化學(xué)家們―直搞不清高分子的分子量究竟是多少；為什么它難于透過(guò)半透膜而類似膠體；為什么它沒(méi)有固定的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)且不太容易形成結(jié)晶等問(wèn)題。以當(dāng)時(shí)流行的化學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，這些獨(dú)特的性質(zhì)是很難理解的。于是，個(gè)別化學(xué)家開(kāi)始嘗試一種對(duì)高分子物質(zhì)性質(zhì)的理論解釋。

早在1861年，膠體化學(xué)的奠基人、英國(guó)化學(xué)家格雷阿姆(T.Graham，1805～1869)曾將高分子物質(zhì)與膠體相比較，認(rèn)為高分子是由一些小的結(jié)晶分子形成的；并從高分子溶液具有膠體的某些性質(zhì)著眼，提出了所謂“高分子的膠體理論”。該理論在一定程度上解釋了某些高分子的特性，得到較多稱謂“膠體論者”的化學(xué)家們的支持。他們套用膠體化學(xué)的理論觀念來(lái)闡述高分子物質(zhì)的可能存在的結(jié)構(gòu)，認(rèn)為：“纖維素是葡萄糖的締合體”，即認(rèn)為它是一種小分子的物理集合。19世紀(jì)末，隨著人們對(duì)膠體一系列物理化學(xué)特性的發(fā)現(xiàn)及展開(kāi)，一些從事膠體化學(xué)研究的物理化學(xué)家進(jìn)一步助推了“高分子膠體論”，并將其引伸為“高分子聚集體論”。該理論認(rèn)為：膠體是一種物理的凝聚體，而有膠體性質(zhì)的高分子化合物不僅是一種小分子的物理聚合或締合；而且它還是由小分子借分子間的范德華力而結(jié)合產(chǎn)生的聚集體所組成。該理論強(qiáng)調(diào)高分子特性和分子外部作用力的對(duì)直與關(guān)聯(lián)。

20世紀(jì)初期，當(dāng)施陶丁格初登高分子化合物研究舞臺(tái)之際，他所面臨的理論境況是：膠體論者或聚合體論者主導(dǎo)著高分子化合物性質(zhì)與結(jié)構(gòu)研究的局面。對(duì)于施陶丁格來(lái)說(shuō)面臨著這樣的抉擇：要么順應(yīng)膠體論或聚集體論的潮流去推波助瀾；要么努力創(chuàng)新去開(kāi)拓研究高分子化合物性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的新途徑。施陶丁格選擇的是后者，因?yàn)樗缟校骸把芯繉W(xué)術(shù)，最重要的是需要具有自由的意志和獨(dú)立的精神；沒(méi)有自由思想、沒(méi)有獨(dú)立精神，就不可能發(fā)現(xiàn)科學(xué)真理，亦即不能研究學(xué)術(shù)理論”?；陂L(zhǎng)期從事有機(jī)合成反應(yīng)的研究，施陶丁格大膽著手對(duì)這種新途徑的探究。他從1908年就開(kāi)始了對(duì)人工合成橡膠的研究，發(fā)明了“異戊二烯合成法”。1912年到1926年，施陶丁格就任瑞士蘇黎世工業(yè)大學(xué)教授期間，還著重研究了乙烯酮、異戊二烯等不飽和烯烴。他從這些化合物的大量反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)和歸納出一個(gè)很值得關(guān)注的規(guī)律性特點(diǎn)，即這類化合物不僅容易與其他物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)，而且它們自己還能進(jìn)行自聚(即自身加成)。這樣所生成的物質(zhì)雖然在化學(xué)成分上與原來(lái)的單體沒(méi)有什么不同，但化學(xué)性質(zhì)和物理、機(jī)械性能都表現(xiàn)出極大差異。于是他指出：這不是一般的有機(jī)合成，而是一種新型的反應(yīng)，即加成聚合反應(yīng)；由苯乙烯聚合成聚苯乙烯就是典型的案例。異丁烯、醋酸乙烯酯等單體的聚合反應(yīng)也產(chǎn)生類似的結(jié)果。很多實(shí)驗(yàn)表明，高分子物質(zhì)可以由低分子單體物質(zhì)經(jīng)化學(xué)鍵(共價(jià)鍵)重復(fù)連接聚合而成。這―重要發(fā)現(xiàn)后來(lái)就導(dǎo)致高分子理論的誕生。

從20世紀(jì)20年代起，施陶丁格在論文中首先使用“Makromolekul”(高分子)這一名詞來(lái)標(biāo)記這類聚合物；并不斷闡明他的這種觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)指出：“這類聚合物的微粒是真正的分子，并不是小分子的物理集合(或締合)物。而且事實(shí)上，休想用別的任何試劑使它變成我們通常所說(shuō)的那種典型的低分子溶液”。顯然，施陶丁格的這種新觀點(diǎn)是與當(dāng)時(shí)流行的并占主導(dǎo)地位的“膠體論”或“聚集體論”的觀點(diǎn)是相對(duì)立的。于是，一場(chǎng)激烈的學(xué)術(shù)論爭(zhēng)已經(jīng)不可避免。

2　學(xué)術(shù)論爭(zhēng)中誕生的高分子理論

1922年，施陶丁格明確提出了高分子是由長(zhǎng)鍵大分子構(gòu)成的觀點(diǎn)，他把當(dāng)時(shí)作為小分子聚合體的一批有膠體特性的物質(zhì)(橡膠、纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)等)看成是由成千上萬(wàn)個(gè)碳原子通過(guò)聚合反應(yīng)由共價(jià)鍵連接起來(lái)的長(zhǎng)鏈狀大分子(或高分子)。這種創(chuàng)新的高分子觀念動(dòng)搖了膠體論或聚集體論的基礎(chǔ)。同時(shí)，由于施陶丁格的高分子理念超越了當(dāng)時(shí)的分子概念，跟傳統(tǒng)的觀念相抵觸而互不相容，故遭到膠體論者或聚集體論者激烈反對(duì)。不少持保留態(tài)度的學(xué)者曾勸阻他：離開(kāi)大分子(或高分子)這個(gè)概念吧!根本不可能有大分子那樣的東西存在；有的甚至責(zé)難他缺乏足夠的實(shí)驗(yàn)根據(jù)又無(wú)法證明所謂的高分子的分子量是多少。

面對(duì)種種對(duì)高分子理論的非議，施陶丁格沒(méi)有退縮。他―方面認(rèn)真地思考反對(duì)者的質(zhì)疑，深入地對(duì)高分子概念進(jìn)行再論證；另―方面設(shè)法在理論與實(shí)踐的結(jié)合上去解決高分子物質(zhì)的分子量的測(cè)定問(wèn)題。此時(shí)，關(guān)鍵是要直面責(zé)難、大膽宣傳正確的理論主張。為此，施陶丁格先后在1924年及1926年召開(kāi)的德國(guó)博物學(xué)及醫(yī)學(xué)會(huì)議上、1925年召開(kāi)的德國(guó)化學(xué)會(huì)的會(huì)議上多次詳細(xì)介紹和闡明了自己的高分子理論，跟“膠體論者”或“聚集體論者”展開(kāi)了面對(duì)面的學(xué)術(shù)辯論。這場(chǎng)持續(xù)多年的學(xué)術(shù)論爭(zhēng)，主要圍繞三大焦點(diǎn)問(wèn)題而展開(kāi)。

2.1橡膠加氫過(guò)程實(shí)質(zhì)的研判

膠體論者或聚集體論者認(rèn)為，天然橡膠等是通過(guò)小分子之間的范德華力而締合起來(lái)的；這種締合歸結(jié)于異戊二烯的不飽和狀態(tài)。他們甚至預(yù)言：橡膠加氫將會(huì)破壞這種締合，得到的產(chǎn)物將是一種低沸點(diǎn)的小分子(或低分子)烷烴。施陶丁格從理論與實(shí)踐的結(jié)合上加以批駁。他首先研究了天然橡膠的加氫過(guò)程，結(jié)果得到的是加氫橡膠而不是低分子烷烴；并且加氫橡膠在性質(zhì)上與天然橡膠幾乎沒(méi)有什么區(qū)別。實(shí)踐結(jié)果增強(qiáng)了施陶丁格關(guān)于天然橡膠是由長(zhǎng)鏈大分子構(gòu)成的信念。隨后他又將成果推廣到多聚甲醛和聚苯乙烯，指出它們的結(jié)構(gòu)同樣是由共價(jià)鍵形成的長(zhǎng)鏈狀大分子。

2.2高分子溶液的粘度和分子量的關(guān)聯(lián)

施陶丁格認(rèn)為，測(cè)定高分子溶液的粘度可以換算出其分子量，而根據(jù)分子量的多少就可以確定它是大分子還是小分子?！澳z體論者”或“聚集體論者”則認(rèn)為，粘度和分子量沒(méi)有直接的關(guān)聯(lián)。由于當(dāng)時(shí)缺乏必要的實(shí)驗(yàn)證明，施陶丁格起初顯得比較被動(dòng)，但他沒(méi)有就此卻步。1927年他提出：通過(guò)測(cè)定高分子稀溶液的粘度來(lái)驗(yàn)證高分子具有驚人巨大的分子量，這在實(shí)踐中是有規(guī)律可循的。經(jīng)過(guò)多年的努力，他終于在粘度和分子量之間建立起了定量關(guān)系式，這項(xiàng)工作在1936年導(dǎo)致了著名“施陶丁格粘度公式”的誕生：η=KmM，其中η代表高分子溶液的特性粘度、M為分子量、Km是由高分子的種類、溶劑性質(zhì)和溫度、濃度等因素所決定的常數(shù)。當(dāng)Km為常數(shù)時(shí)，粘度與分子量之間存在線性關(guān)系，從而揭示出了粘度與分子結(jié)構(gòu)間的內(nèi)在聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)可以證明，任何一種高分子溶液的粘度總是與它的長(zhǎng)鏈分子中的鏈節(jié)數(shù)(或單體的數(shù)目)成比例。

2.3高分子結(jié)構(gòu)中晶胞與其分子的關(guān)系

學(xué)術(shù)論爭(zhēng)雙方都使用x射線衍射法來(lái)測(cè)定纖維素結(jié)構(gòu)和拉伸橡膠的數(shù)據(jù)，均發(fā)現(xiàn)單體(小分子)與晶胞大小很接近，但雙方對(duì)此的看法卻截然不同；“膠體論者”或“聚集體論者”認(rèn)為一個(gè)晶胞就是一個(gè)分子，晶胞通過(guò)晶格力相互締合形成高分子；施陶丁格則認(rèn)為，晶胞大小與高分子本身大小無(wú)關(guān)，一個(gè)高分子可以穿過(guò)許多晶胞，從一個(gè)結(jié)晶區(qū)通過(guò)一個(gè)無(wú)定形區(qū)，然后再進(jìn)入另一個(gè)結(jié)晶區(qū)。雙方對(duì)同一實(shí)驗(yàn)觀測(cè)事實(shí)有著不同的解釋，可見(jiàn)科學(xué)的解釋有時(shí)與科學(xué)的實(shí)驗(yàn)同樣重要。正當(dāng)雙方觀點(diǎn)爭(zhēng)執(zhí)不下時(shí)，出現(xiàn)了一個(gè)轉(zhuǎn)機(jī)，那就是在1923～1925年期間，瑞典化學(xué)家斯維德貝里(Theodor Svedberg，1884～1971)發(fā)明了超速離心機(jī)，獲得比地球表面的重力加速度大幾十萬(wàn)倍的力場(chǎng)，由此可利用沉降速度法測(cè)定出蛋白質(zhì)的分子量在1.2萬(wàn)～200萬(wàn)之間(系指平均分子量)。同時(shí)，還創(chuàng)造出電泳和吸附方法，用以分離和提純膠體和高分子化合物。這一事實(shí)，為施陶丁格的高分子聚合物的存在及其理論提供了直接的證明。1926年，斯維德貝里因發(fā)明超速離心機(jī)并用于研究高分散膠體物質(zhì)和高分子化合物而榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

以此為轉(zhuǎn)機(jī)，學(xué)術(shù)辯論雙方的力量發(fā)生了顯著的變化。在1928年召開(kāi)的德國(guó)化學(xué)會(huì)上，除個(gè)別人仍持保留態(tài)度外大多數(shù)有機(jī)化學(xué)家和物理化學(xué)家都放棄了原先持有的“膠體論”或“聚合體論”觀點(diǎn)。有兩位主要反對(duì)者(馬克和邁耶)則公開(kāi)承認(rèn)錯(cuò)誤，同時(shí)高度評(píng)價(jià)了施陶丁格的科學(xué)思想、理論與實(shí)踐以及堅(jiān)韌不拔的科學(xué)精神。令人感動(dòng)的是，他們還以實(shí)際行動(dòng)具體協(xié)助施陶丁格完善與發(fā)展高分子理論。有機(jī)化學(xué)家和物理化學(xué)家們開(kāi)始統(tǒng)一在高分子科學(xué)思想理論的旗幟之下。1932年，施陶丁格總結(jié)了自己的高分子理論，出版了劃時(shí)代的名著《高分子有機(jī)化合物》，標(biāo)志了高分子學(xué)科的誕生。

3　高分子理論經(jīng)受住實(shí)踐的檢驗(yàn)

在學(xué)術(shù)論爭(zhēng)中誕生的高分子理論是否是科學(xué)真理，最終還得經(jīng)受實(shí)踐的檢驗(yàn)。實(shí)踐表明，直至20世紀(jì)30年代末，美國(guó)化學(xué)家卡羅瑟斯(W.H.Carothers，1896～1937)在高分子理論指引下，按照縮聚反應(yīng)的原理，研制成功了人造尼龍纖維，施陶丁格的高分子理論由此才得到科學(xué)界的普遍接受、認(rèn)可和賞識(shí)。那是在1927年，美國(guó)伊利諾斯大學(xué)和哈佛大學(xué)的年輕化學(xué)教授卡羅瑟斯接受杜邦公司的邀請(qǐng)，研究高分子物質(zhì)的合成和結(jié)構(gòu)問(wèn)題。他先通過(guò)二元醇和二元酸進(jìn)行縮合聚酯反應(yīng)的研究，對(duì)反應(yīng)物配比嚴(yán)格要求，從而發(fā)現(xiàn)了縮合聚合的規(guī)律。1930年，他與助手希爾發(fā)現(xiàn)乙二醇與癸二酸縮合而得到的聚酯，其熔融物能拉伸成長(zhǎng)纖維狀的細(xì)絲，具有可紡性。而且冷卻后仍可拉伸，強(qiáng)度和彈性并隨增加擔(dān)脂肪醇與脂肪酯的縮聚物熔點(diǎn)偏低，而且易水解，所以不適用作纖維使用。于是，他們轉(zhuǎn)而集中精力研究聚酰胺，以二元胺替代二元醇，發(fā)現(xiàn)聚酰胺具有聚酯的各種特性，熔點(diǎn)高、耐水性也好。

卡羅瑟斯及其助手以極大的韌性合成了_上百種聚酰胺，最終篩選出由己二胺和己二酸反應(yīng)生成的聚合物，命名為“Nylon-66”(即尼龍66，兩個(gè)“6”分別代表二胺和二酸中的碳原子數(shù))，由此奠定了熔體紡絲的生產(chǎn)工藝流程，包括縮聚、熔體紡絲及在室溫下的冷拉伸等。尼龍66的生產(chǎn)規(guī)模發(fā)展很快，當(dāng)時(shí)的杜邦公司曾用“我們生產(chǎn)如鋼絲一樣結(jié)實(shí)，像蜘蛛網(wǎng)那樣纖細(xì)的具有美麗光澤的尼龍絲”的廣告吸引顧客，加上可觀的商業(yè)利潤(rùn)和市場(chǎng)需求的刺激，各國(guó)開(kāi)始陸續(xù)建廠投產(chǎn)。以高分子化學(xué)工藝為基礎(chǔ)的人工合成纖維材料開(kāi)始走向世界。

正是高分子理論的建立，人造尼龍纖維的試制成功和大分子量測(cè)定方法的完善(滲透壓法及光散射法相繼成為有效的測(cè)定高分子物質(zhì)分子量的手段)使高分子化學(xué)成為發(fā)展最迅速、應(yīng)用最廣泛的新興學(xué)科之一。施陶丁格本人由于在這方面做出的開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)而榮獲1953年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

施陶丁格在高分子領(lǐng)域研究取得成功以后，開(kāi)始按照早年的設(shè)想，將研究的重點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)向生物學(xué)領(lǐng)域。不過(guò)從實(shí)質(zhì)上看，只是拓展了高分子的研究范圍。事實(shí)上，他當(dāng)初選擇高分子這―課題時(shí)，就曾考慮到他與植物學(xué)的密切關(guān)系。早在1926年，他就曾預(yù)言大分子(或高分子)化合物在有生命的有機(jī)體中，特別是蛋白質(zhì)之類的化合物中起著重要作用。于是一旦時(shí)機(jī)成熟，他順理成章地將大分子(或高分子)概念引入生物學(xué)，積極倡導(dǎo)分子生物學(xué)的建立。他和妻子、植物生理學(xué)家瑪格達(dá)-福特合作研究高分子和植物生理學(xué)的關(guān)系，在科學(xué)探索的道路上開(kāi)始了新的征程。

要證明大分子(或高分子)同樣存在于動(dòng)植物等有生命的生物體內(nèi)，施陶丁格夫婦倆認(rèn)為最好能找到除了粘度法以外的其他方法，以證明高分子確實(shí)存在及其具體存在的方式。經(jīng)過(guò)兩年多的努力，他們利用電子顯微鏡等現(xiàn)代觀測(cè)手段，終于用事實(shí)證明了生物體內(nèi)存在著大分子(或高分子)即糖、脂、蛋白質(zhì)和核酸及其衍生物等生物大分子?？墒沁@項(xiàng)有重要意義的工作因希特勒法西斯的上臺(tái)和第二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)而被迫中斷，施陶丁格所在的研究所毀于戰(zhàn)火。第二次世界大戰(zhàn)一結(jié)束，施陶丁格立即恢復(fù)了_一度中斷的關(guān)于生物有機(jī)體中大分子的研究。1947年，他的新著《高分子化學(xué)和生物學(xué)》出版。在該著作中，施陶丁格嘗試性地描繪了分子生物學(xué)的概貌，為分子生物學(xué)這一前沿學(xué)科的建立與發(fā)展打下了必要基礎(chǔ)。此外他還關(guān)注著高分子化學(xué)的進(jìn)展，為了配合高分子學(xué)科的繼續(xù)發(fā)展，1947年起，他還主持編輯了《高分子化學(xué)》這一專業(yè)雜志。1961年，發(fā)行了新版《高分子有機(jī)化合物：橡膠和纖維素》。

總之，以20世紀(jì)30年代施陶丁格建立起現(xiàn)代高分子學(xué)說(shuō)為開(kāi)端，新的合成高分子化合物被不斷地開(kāi)發(fā)出來(lái)，尤其是20世紀(jì)50年代以后，伴隨著石油化工的發(fā)展，高分子化學(xué)工業(yè)日新月異，發(fā)展迅猛。如今，塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料及膠粘劑等高分子材料在日常生活中的應(yīng)用已無(wú)所不在，同時(shí)也遍及所有工業(yè)部門和科技領(lǐng)域。隨著高分子化學(xué)工業(yè)的高速發(fā)展，新穎的高分子材料給傳統(tǒng)的材料結(jié)構(gòu)帶來(lái)了深刻變化。這就要求人們繼續(xù)深化它們的結(jié)構(gòu)與性能特征以及所涉及的基本理論，并探索高分子新的制法及其加工工藝。這樣一門以有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、生物化學(xué)、分子物理學(xué)等為基礎(chǔ)的新科學(xué)一一“高分子科學(xué)”就應(yīng)運(yùn)而生。

迄今為止，高分子科學(xué)已成為一門相當(dāng)完整、相對(duì)獨(dú)立的基礎(chǔ)科學(xué)分支。從施陶丁格的“高分子化學(xué)”到如今的“高分子科學(xué)”，人們對(duì)高分子化合物及其合成的研究又完成了一次認(rèn)識(shí)上和實(shí)踐上的飛躍。撫今追昔，人們不禁深深懷念施陶丁格的創(chuàng)新精神和杰出貢獻(xiàn)?？梢云谕┨斩「窈退摹案叻肿印崩砟顚⒕眠h(yuǎn)地共存于人們的心中。

參考文獻(xiàn)：