一、适用对象:高中后三年制高分子材料及相关专业
二、参考学时与学分:108+56学时;6.5+2学分
三、课程定位、理念与设计思路 1、课程定位
高分子材料化学基础是高职院校高分子材料工程专业的一门必修的专业基础课程。它是将高分子材料专业原有的“无机化学”、“有机化学”、“物理化学”及“高分子化学”等专业基础课程,以“高分子化学”为主体核心课程作为模块中的主构架,其余课程则按所需的知识、能力和素质点,服务于主构架的要求,重新整合成而成的。 2、课程理念
高分子材料化学基础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。
3、课程设计思路
3.1课程设计指导思想
本课程是以高职高分子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。
3.2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。
3.3课程设计框架
整个课程采用模块化结构,分成:初步认识高分子材料、碳链高聚物及其单体、含氧杂链高聚物及其单体、含氮杂链高聚物及其单体、高分子材料的合成技术、高分子材料的保存、功能高分子、综合训练等8个教学子模块。每个教学子模块选取来自生活、生产实际的实例,以任务驱动设置若干教学单元。以实训项目作为载体,在完成每一个实训环节中帮助学生获取经验性知识,并渗透理论知识的讲授,在完成数个任务的基础上,再拓展相关技术理论知识,最后以技术理论知识指导各子模块综合项目的完成。 四、课程目标 1、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。 2、分目标
(1)知识与技能
a) 掌握有机化合物的组成、结构、性质、反应规律、合成方法、应用 b) 掌握基本的热力学、动力学的定律、理论 c) 掌握常见高聚物的分类
d) 掌握常见高聚物的命名及合成方法 e) 掌握高聚物的聚合反应的机理及影响因素
f) 掌握高聚物的相似转变、功能高分子及聚合度增大的化学反应 g) 了解高聚物的降解机理
(2)过程与方法
a) 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
b) 能用化学的计算方法,数据处理以及分析,绘制图象 c) 具备化学实验的基本原理和技能,能正确使用仪器和设备 d) 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
a) 追求实是求事、一丝不苟的工作作风; b) 坚持安全、节约、环保意识; c) 树立良好的职业道德品质。
d) 具有良好的团队合作精神与竞争意识;
五.课程内容 模块 任务 教学 单元 内容 模块1: 1认识高聚物 初步认识高分子材料 (1) 高分子材料现场展示 高聚物的定义和基本特性 高聚物的用途 高聚物的基本概念 高聚物的几何形状 高聚物的分类 高聚物的命名 建议课时 2 2熟悉化学实验室(1) 化学实验室安全与规则 及化学反应基本化学实验室常见仪器及操作 仪器、基本操作 化学反应基本流程 2 (2) 实训:实验室基本操作训练4 加热与冷却 熔点的测定 蒸馏及沸点的测定 模块2:1认识碳链高聚物 (1) 碳链高聚物及其单体 2饱和烃 (1) 常见碳链高聚物及特征 碳链高聚物的用途 碳链高聚物的分类 碳链高聚物的单体 命名烷烃 认识烷烃的重要性质 构象异构 1 6 模块3:含氧杂链高聚物及其单体 3烯烃及其高聚物 (2) 命名烯烃 认识烯烃的重要性质 顺反异构 重要的烯烃及其高聚物 5芳香烃 (4) 命名芳香烃 认识芳香烃的重要性质 6卤代烃及其高聚(5) 命名卤代烃 物 认识卤代烃的重要性质 重要的烯烃及其高聚物 实训:1-溴丁烷的制备 1认识含氧杂链高(1) 常见含氧杂链高聚物及特征 聚物 含氧杂链高聚物的用途 含氧杂链高聚物的分类 含氧杂链高聚物的单体 2醇酸树脂 (1) 醇酸树脂的结构和用途 (2) 单体之一:醇 (3) 单体之二:羧酸 实训:乙酸乙酯的合成 6 4 6 1 1 4 6 3酚醛树脂及其单(1) 酚醛树脂的结构和用途 体 (2) 酚醛树脂的单体之二:醛 (3) 酚醛树脂的单体之一:酚 4环氧树脂及其单(1) 环氧树脂的结构和用途 体 环氧树脂的单体:醚 1 5 3 2 模块4:1认识含氧杂链高(1) 含氮杂聚物 链高聚物及其单体 2聚氨酯及其单体 (1) (2) 常见含氧杂链高聚物及特征 含氧杂链高聚物的用途 含氧杂链高聚物的分类 含氧杂链高聚物的单体 聚氨酯结构和用途 聚氨酯单体之一:胺 实训:乙酰苯胺的制备 3腈类高聚物及其(1) 腈类高聚物结构、分类和用途 单体 (2) 腈类高聚物单体:腈 1 1 6 4 4 6 模块5:1聚氨酯涂料的合(1) 高聚物成 的合成技术 2有机玻璃的浇注(1) 成型 大分子溶液及其特征 逐步聚合机理 实训:聚氨酯涂料合成 本体聚合的定义和应用 相的概念 自由基聚合的机理 实训:有机玻璃浇注 3聚苯乙烯的悬浮(1) 悬浮聚合原理 聚合 表面现象、分散剂分类及原理 实训:聚苯乙烯的乳液聚合 4聚苯乙烯的乳液(1) 乳液聚合原理 聚合 乳化剂、表面活性剂分类及原理 实训:聚苯乙烯的乳液聚合 1聚合物的相似转(1) 髙聚物相似转变 变 2合成功能高分子 (1) 高分子催化剂制备 (2) 高分子基质制备 3聚合物的降解 10 10 10 模块6:高分子材料的保存及应用 4 4 4 4 模块7:1高分子溶液的配10 综合训制 练 2高分子材料的鉴10 别 3高分子材料合成20 路线设计 六.课程实施建议 1.教材编写
(1)按照本标准编写教材。
(2)教材应体现以“就业为导向”、以“为地方经济服务”为宗旨。
(3)教材应充分体现任务引领、实践导向的课程设计思想,实现理论和实践一
体化教学。
(4)教材应体现实用性,即教材的内容以“必需、够用”为原则,理论部分注重讲清基本概念、基本原理和基本方法,强调实用性、综合性。实践部分让学生易于理论联系实践,技能操作符合职业技能鉴定规范。 2.课程资源建设
(1)高分子材料化学基础课程整套课件; (2)高分子材料化学基础题库; (3)高分子材料化学基础卷库; (4)高分子材料化学基础网站; (5)高分子材料化学基础动画库。 3.教学建议
教学中要根据《高分子材料化学基础》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《高分子材料化学基础》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。 4.课业评价
(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。每一个教学子模块结束后,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。
5.建议使用教材
(1)教育部十一五规划教材、江苏省精品教材―《高分子材料化学基础》(郭建民主编),化工出版社出版
(2)《高分子材料化学基础》模块化校本特色教材
如课程最后安排实训,可把该实训项目作为综合模块进行评价,在总评中占较高的比例。各任务模块可参照下表进行评价: 序号 1 任务模块 第一堂课——接触废水处理 评价目标 评价方式 评价分值 2 评价学生主动操作的态度,形成性评价 用吸附法处理废水的能力。 总结性评价 2 含银废水的检测与处理 评价学生测定废水色度、pH形成性评价为值、酸碱度、电导率、金属主, 离子含量、COD等各项指标的能力和用化学沉淀、过滤、中和三种方法处理废水的能力。 根据完成效果作总结性评价 20 3 化工厂污水处理车间实习 评价学生在车间实习的态度、表现和操作。 形成性评价 总结性评价 5 4 乙酸乙酯废水的检测和处理 评价学生已会指标的熟练程度。评价学生测定BOD和用气相色谱测有机物含量的能力,评价学生用气浮、萃取、中和、好氧生化处理等方法处理废水的操作能力。 形成性评价 总结性评价 20 5 宁波市岩东污水处理厂实习 评价学生在污水厂实习的态度、表现和操作。 形成性评价 总结性评价 5 6 含氰废水的检测和处理 评价学生评价学生已会指标的熟练程度。评价学生用紫外可见分光光度计测有机物含量的能力,评价学生用混凝沉降、水解、汽提、好氧生化处理、氧化等方法处理废水的操作能力。 形成性评价 总结性评价 20 7 学校实验室废水的检测评价学生查询文献、设计流总结性评价 程的能力;评价学生检测和28 和处理 处理废水的能力;评价学生互相协作完成任务的能力。 合 计 100 说明:
1、形成性评价,是在教学过程中对学生的学习态度、操作情况和实验报告所进行的评价;总结性评价,是在教学模块结束时,对每组学生最终废水处理结果的评价。模块考评中同时采用形成性评价和总结性评价,一般采用8:2的方式记分。
2、本课程按百分制考评,60分为合格。
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