高分子化學(xué)（新創(chuàng)碳谷）課程教學(xué)大綱

1、高分子化學(xué)（新創(chuàng)碳谷）課程教學(xué)大綱（Polymer Chemistry）一、課程概況課程代碼：2501056學(xué) 分：2學(xué) 時：32先修課程：無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)等適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)建議教材：高分子化學(xué)，潘祖仁主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2011.5課程歸口：化工與材料學(xué)院課程的性質(zhì)與任務(wù)：本課程是化學(xué)工程與工藝及應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在先修課程無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)的基礎(chǔ)上，選修的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程任務(wù)是使學(xué)生了解和掌握各種高分子材料的種類、性能和用途以及化合物的合成原理及控制方法的學(xué)科。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握高分子化合物的合

2、成反應(yīng)原理及實施措施，掌握高分子的基本概念和化學(xué)反應(yīng)特征，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)高分子材料相關(guān)學(xué)科知識的能力，為將來的工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求觀測點的支撐序號課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求觀測點畢業(yè)要求1目標(biāo)1：了解和掌握高分子材料的主要種類，各類高分子材料的主要性能以及與其對應(yīng)的各種應(yīng)用。觀測點1-2：掌握化學(xué)和化工基礎(chǔ)知識。畢業(yè)要求1：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決化學(xué)工程與工藝領(lǐng)域復(fù)雜工程問題。2目標(biāo)2：了解和掌握各類高分子材料的制備方法，高分子化合物的合成反應(yīng)原理和反應(yīng)機(jī)理以及實施措施以及一些重要高分子材料的化工生產(chǎn)工藝流程。觀測點3-3：能夠集成單元過程

3、進(jìn)行工藝流程設(shè)計，對流程設(shè)計進(jìn)一步優(yōu)化，體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。畢業(yè)要求3：能夠設(shè)計針對化學(xué)工程與工藝領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）、工藝流程或技術(shù)，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。3目標(biāo)3：了解高分子化學(xué)與其他學(xué)科的相互滲透，以及最新的成果和發(fā)展趨勢。觀測點10-1：能夠熟練運(yùn)用化工專業(yè)術(shù)語就化工問題與業(yè)內(nèi)同行和社會公眾進(jìn)行有效交流與溝通；觀測點10-3：了解化工領(lǐng)域及其相關(guān)行業(yè)的國際狀況，能夠跟蹤化工專業(yè)國際前沿。畢業(yè)要求10：能夠就化學(xué)工程與工藝領(lǐng)域復(fù)雜工程問題與業(yè)界同

4、行及社會公眾進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設(shè)計文稿、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令。并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流。4目標(biāo)4：發(fā)展學(xué)生智力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力及創(chuàng)新能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和今后從事化學(xué)化工工作打下堅實的基礎(chǔ)觀測點5-2：能夠針對化工產(chǎn)品開發(fā)、化工單元設(shè)計、化工過程設(shè)計等復(fù) 雜化工問題，選用合適的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件，進(jìn)行分析、計算與設(shè)計畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具：能夠針對化學(xué)工程與工藝領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對復(fù)雜工程問題的預(yù)測與模擬，并能夠理解其局限性。課程

5、內(nèi)容及要求序號教學(xué)內(nèi)容思政元素預(yù)期學(xué)習(xí)成果教學(xué)學(xué)時教學(xué)方式支撐課程目標(biāo)1緒論：（1） 高分子的基本概念（2）聚合物的分類和命名（3）聚合反應(yīng)（4）分子量及其分布（5）大分子微結(jié)構(gòu)（6）線形、支鏈形和體型大分子（7）凝聚態(tài)和熱轉(zhuǎn)變（8）高分子材料和力學(xué)性能（9）高分子化學(xué)簡史重點和難點：高分子化合物的分類及命名原則；聚合物的平均分子量、分子量分布、大分子微結(jié)構(gòu)等基本概念。結(jié)合高分子行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，講解我國在該領(lǐng)域取得的成就和主要貢獻(xiàn)科學(xué)家，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和愛國情懷。（1）掌握高分子化合物的概念、分類及命名原則；掌握聚合物的平均分子量、分子量分布、大分子微結(jié)構(gòu)的能基本概念。（2）了解聚合物的物

6、理狀態(tài)和主要性能，了解高分子科學(xué)及其工業(yè)發(fā)展歷史和前景。5講授/討論/實例教學(xué)等目標(biāo)12逐步聚合：（1）引言（2）縮聚反應(yīng)（3）線形縮聚反應(yīng)機(jī)理（4）線形縮聚動力學(xué)（5）線形縮聚聚合度（6）線形縮聚物的聚合物分布（7）體形縮聚和凝膠化（8）縮聚和逐步聚合的實施方法（9）重要縮聚物和其他逐步聚合物（自學(xué)）重點和難點：逐步聚合反應(yīng)特點，反應(yīng)程度、官能度，線形縮聚反應(yīng)的機(jī)理與動力學(xué)，線形縮聚中影響聚合度的因素及控制聚合度的方法，重要線形逐步聚合物的聚合反應(yīng)方程，無規(guī)預(yù)聚物和結(jié)構(gòu)預(yù)聚物，體形縮聚中的凝膠點的預(yù)測。聚合反應(yīng)選擇需安全可靠、結(jié)合國情、因時因地制宜。引導(dǎo)學(xué)生遵守國家法律法規(guī)進(jìn)行規(guī)范設(shè)計，弘揚(yáng)

7、社會主義核心價值觀。（1）掌握逐步聚合反應(yīng)特點，掌握反應(yīng)程度、官能度、線形縮聚、體形縮聚等基本概念，掌握線形縮聚反應(yīng)的機(jī)理與動力學(xué)，線形縮聚中影響聚合度的因素及控制聚合度的方法，重要線形逐步聚合物的聚合反應(yīng)方程，無規(guī)預(yù)聚物和結(jié)構(gòu)預(yù)聚物，體形縮聚中的凝膠點的預(yù)測。（2）了解逐步聚合的實施方法。5講授/討論/實例教學(xué)等目標(biāo)23自由基聚合：（1）加聚和連鎖聚合概述（2）烯類單體對聚合機(jī)理的選擇性（3）聚合熱力學(xué)和聚合-解聚平衡（4）自由基聚合機(jī)理（5）引發(fā)劑（6）其他引發(fā)作用（7）聚合速率（8） 動力學(xué)鏈長和聚合度（9） 鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)和聚合度（10）聚合度分布（11）阻聚和緩聚（12）自由基壽命和鏈增

8、長、鏈終止速率常數(shù)的測定（自學(xué)）（13）可控/“活性”自由基聚合（自學(xué)）重點和難點：單體結(jié)構(gòu)與聚合機(jī)理的關(guān)系，自由基聚合反應(yīng)機(jī)理及特征，主要引發(fā)劑類型及引發(fā)機(jī)理，低轉(zhuǎn)化率時自由基聚合動力學(xué)，影響聚合速率和分子量的因素，高轉(zhuǎn)化率下的自動加速現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因，阻聚、緩聚、自由基壽命、動力學(xué)鏈、聚合上限溫度等基本概念。自由基聚合反應(yīng)對整個高分子領(lǐng)域發(fā)展至關(guān)重要，可在一定程度上衡量當(dāng)前我國高分子產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，是否合理、技術(shù)上是否先進(jìn)等。本章內(nèi)容是高分子化學(xué)課程的重點之一，可為學(xué)習(xí)其它內(nèi)容打下基礎(chǔ)。（1）掌握單體結(jié)構(gòu)與聚合機(jī)理的關(guān)系，自由基聚合反應(yīng)機(jī)理及特征，主要引發(fā)劑類型及引發(fā)機(jī)理，低轉(zhuǎn)化率時自由基

9、聚合動力學(xué)，影響聚合速率和分子量的因素，高轉(zhuǎn)化率下的自動加速現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因，阻聚、緩聚、自由基壽命、動力學(xué)鏈、聚合上限溫度等基本概念。（2）了解光、熱、輻射等其他引發(fā)作用，活性自由基聚合、聚合熱力學(xué)及分子量分布。5講授/討論/實例教學(xué)等目標(biāo)24自由基共聚：（1）引言（2）二元共聚物的組成（3）二元共聚物微結(jié)構(gòu)和鏈段序列分布（4）前端末效應(yīng)（5）多元共聚（6）競聚率（7）單體活性和自由基活性（8）Q-e概念（9）共聚速率重點和難點：二元共聚物瞬時組成與單體組成的關(guān)系，競聚率的意義，典型的共聚物瞬時組成曲線類型以及共聚物組成與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系，共聚物組成均一性的控制方法，自由基及單體活性與取代基的

10、關(guān)系以及對反應(yīng)速率的影響。引導(dǎo)學(xué)生理解自由基共聚的重要性，產(chǎn)生興趣的同時有為國家該領(lǐng)域貢獻(xiàn)力量的意識。本章內(nèi)容時高分子化學(xué)的重點之一。（1）掌握二元共聚物瞬時組成與單體組成的關(guān)系，競聚率的意義，典型的共聚物瞬時組成曲線類型以及共聚物組成與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系，共聚物組成均一性的控制方法，自由基及單體活性與取代基的關(guān)系以及對反應(yīng)速率的影響。（2）了解Q-e概念，多元共聚，共聚合速率。5講授/討論/實例教學(xué)等目標(biāo)25聚合方法：（1）引言（2）本體聚合（3）溶液聚合（4）懸浮聚合（5）乳液聚合（6）乳液聚合技術(shù)進(jìn)展重點和難點：典型聚合物的聚合方法及特點。引導(dǎo)學(xué)生了解當(dāng)前國家和國基高分子行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，增

11、強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和為祖國發(fā)展貢獻(xiàn)力量的意識。（1）學(xué)習(xí)一些典型聚合物的聚合方法及特點。（2）了解經(jīng)典乳液聚合的機(jī)理及其動力學(xué)。2討論/PPT匯報等目標(biāo)3、46離子聚合：（1）引言（2）陰離子聚合（3）陽離子聚合（4）離子聚合與自由基聚合的比較（5）離子共聚重點和難點：陰陽離子聚合的單體與其引發(fā)劑及其相互間的匹配，典型的離子聚合反應(yīng)體系的組成與聚合條件，活性種的主要形式，離子聚合反應(yīng)機(jī)理及其特征，溶劑、溫度及反離子對反應(yīng)速率和分子量的定性影響，離子共聚合。引導(dǎo)學(xué)生理解離子聚合的重要性，產(chǎn)生興趣的同時有為國家該領(lǐng)域發(fā)展突破貢獻(xiàn)力量的意識。本章內(nèi)容是高分子化學(xué)的重點之一。（1）掌握陰陽離子聚合的單

12、體與其引發(fā)劑及其相互間的匹配，掌握幾種典型的離子聚合反應(yīng)體系的組成與聚合條件，活性種的主要形式，離子聚合反應(yīng)機(jī)理及其特征，溶劑、溫度及反離子對反應(yīng)速率和分子量的定性影響，離子共聚合。（2）了解異構(gòu)化聚合等。5講授/討論/實例教學(xué)等目標(biāo)27配位聚合：（1）引言（2）聚合物的立體異構(gòu)現(xiàn)象（3）Ziegler-Natta引發(fā)劑（4）丙烯的配位聚合（5）極性單體的配位聚合（6）茂金屬引發(fā)劑（7）共軛二烯烴的配位聚合。重點和難點：聚合物的立體異構(gòu)現(xiàn)象，配位聚合、定向聚合、等規(guī)度等基本概念。（1）了解聚合物的立體異構(gòu)現(xiàn)象，配位聚合、定向聚合、等規(guī)度等基本概念。（2）了解Ziegler-Natta引發(fā)劑。2

13、講授/討論/等目標(biāo)18開環(huán)聚合：（1）環(huán)烷烴開環(huán)聚合熱力學(xué)（2）雜環(huán)開環(huán)聚合熱力學(xué)和動力學(xué)特征（3）三元環(huán)醚的陰離子開環(huán)聚合（4）環(huán)醚的陽離子開環(huán)聚合（5）羰基化合物和三氧六環(huán)的陽離子開環(huán)聚合（6）己內(nèi)酰胺的陰離子開環(huán)聚合（7）聚硅氧烷（自學(xué)）（8）聚磷氮烯（自學(xué)）（9）聚氮化硫（自學(xué)）重點和難點：開環(huán)聚合的單體，環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等典型的開環(huán)反應(yīng)。職業(yè)素養(yǎng)和團(tuán)隊合作精神的培養(yǎng)。主要學(xué)習(xí)開環(huán)聚合的單體，環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等典型的開環(huán)反應(yīng)。2講授/討論/PPT匯報等目標(biāo)3、49聚合物的化學(xué)反應(yīng)：（1）聚合物化學(xué)反應(yīng)的特征（2）聚合物的基團(tuán)反應(yīng)（3）反應(yīng)功能高分子（4）接枝共聚（5）嵌段共聚（6）

14、擴(kuò)鏈（7）交聯(lián)（8）輻射與老化重點和難點：聚合物化學(xué)反應(yīng)特點、活性及其影響因素，聚合物的相似轉(zhuǎn)變、接枝、擴(kuò)鏈、交聯(lián)反應(yīng)原理。以實際的聚合反應(yīng)例子結(jié)合當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀，灌輸改革創(chuàng)新為核心的時代精神。（1）掌握聚合物化學(xué)反應(yīng)特點、活性及其影響因素，聚合物的相似轉(zhuǎn)變、接枝、擴(kuò)鏈、交聯(lián)反應(yīng)原理。（2）了解功能高分子，高分子的降解、老化及防化原理。2討論/PPT匯報等等目標(biāo)3、4四、課程實施（一）教學(xué)方法和教學(xué)手段1. 把握主線，引導(dǎo)學(xué)生掌握高分子化學(xué)中的基本知識、基本理論、基本技能及學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的基本思想和方法，幫助學(xué)生深刻掌握高分子化學(xué)的基本反應(yīng)原理、合成方法和生產(chǎn)工藝，并利用文獻(xiàn)和各種網(wǎng)絡(luò)資源，以了解

15、目前國內(nèi)外高分子材料的生產(chǎn)現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力以及利用高分子化學(xué)基本知識和原理解決復(fù)雜工程中問題的能力，并在此基礎(chǔ)上能結(jié)合現(xiàn)代文獻(xiàn)形成終身學(xué)習(xí)的能力。2. 采用多媒體教學(xué)手段，配合多種教學(xué)方法和適度的提問、討論等教學(xué)手段，保證講課進(jìn)度的同時，注意學(xué)生的掌握深度廣度，并注意調(diào)節(jié)課堂的氣氛。3. 采用案例式教學(xué)，引進(jìn)實際案例，讓學(xué)生具備相關(guān)知識和方法的實際應(yīng)用能力。4. 定期進(jìn)行反饋，并針對學(xué)生學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)，可能遇到的難點和重點內(nèi)容進(jìn)行有針對性地輔導(dǎo)答疑。5. 采用現(xiàn)場交流和網(wǎng)上交流溝通等多種方式與學(xué)生進(jìn)行交流溝通。（二）課程實施與保障主要教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量要求1備課（1）掌握本課程教學(xué)大綱內(nèi)容

16、，嚴(yán)格按照教學(xué)大綱要求進(jìn)行課程教學(xué)內(nèi)容的組織。（2）熟讀多種專業(yè)書籍資料，熟悉教材各章節(jié)，并嚴(yán)格依據(jù)教學(xué)大綱編寫教學(xué)進(jìn)度，編寫每次授課的電子教案和講稿。教案內(nèi)容包括章節(jié)標(biāo)題、教學(xué)目的、教法設(shè)計、課堂類型、時間分配、授課內(nèi)容、課后作業(yè)、教學(xué)效果分析等方面。（3）根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋及時調(diào)整教學(xué)方法，并保證與學(xué)生溝通暢通。（4）總結(jié)多年的教學(xué)經(jīng)驗與教訓(xùn)，揣摩教學(xué)技巧，并向同行求經(jīng)，選擇合適的教學(xué)方法和教學(xué)手段。2講授要點準(zhǔn)確、條理清晰、重點突出，力求將細(xì)節(jié)和要點解釋清晰明了，讓學(xué)生能弄懂學(xué)會。能夠理論聯(lián)系實際，熟練地解答和講解例題。（2）采用多種教學(xué)方式（如啟發(fā)式教學(xué)、案例分析教學(xué)、討論式教學(xué)、

17、多媒體示范教學(xué)等），注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。（3）能夠采用現(xiàn)代信息技術(shù)輔助教學(xué)。（4）表達(dá)方式應(yīng)能便于學(xué)生理解、接受，力求形象生動，使學(xué)生在掌握知識的過程中，保持較為濃厚的學(xué)習(xí)興趣。3作業(yè)布置與批改學(xué)生必須完成規(guī)定數(shù)量的作業(yè)，作業(yè)必須達(dá)到以下基本要求：（1）按時按量完成作業(yè)，不缺交，不抄襲。（2）書寫規(guī)范、清晰。（3）解題方法和解題要點清晰明了。教師批改和講評作業(yè)要求如下：（1）學(xué)生的作業(yè)要按時全部批改，并及時進(jìn)行講評。（2）教師批改和講評作業(yè)要認(rèn)真、細(xì)致，按百分制評定成績并寫明日期。（3）學(xué)生作業(yè)的平均成績應(yīng)作為本課程總評成績中平時成績的重要組成部分。4課外答疑為了解學(xué)生的學(xué)

18、習(xí)情況，幫助學(xué)生更好地理解和消化所學(xué)知識、改進(jìn)學(xué)習(xí)方法和思維方式，培養(yǎng)其獨(dú)立思考問題的能力，任課教師通過網(wǎng)絡(luò)QQ群等方式對學(xué)生進(jìn)行課外答疑與輔導(dǎo)，及時交流溝通。5成績考核本課程考核的方式為開卷筆試。有下列情況之一者，總評成績?yōu)椴患案瘢海?）缺交作業(yè)次數(shù)達(dá)1/3以上者。（2）缺課次數(shù)達(dá)本學(xué)期總授課學(xué)時的1/3以上者。五、考核方式（一）課程考核包括期末考試、平時課堂表現(xiàn)、作業(yè)情況及小組討論匯報考核，期末考試采用開卷筆試。（二）課程成績=平時成績15%+作業(yè)成績15%+小組匯報20%+期末考試成績50%。具體內(nèi)容和比例如表所示。成績組成考核/評價環(huán)節(jié)權(quán)重考核/評價細(xì)則對應(yīng)的畢業(yè)要求指標(biāo)點平時成績平時作業(yè)15%每周課后完成與授課內(nèi)容對應(yīng)的課后習(xí)題，主要考核學(xué)生對每節(jié)課知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，計算全部作業(yè)的平均成績再按15%計入總成績。并不定期布置開卷的小測驗內(nèi)容，以使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容熟練掌握鞏固。1、2、3、4、12考勤及課堂練習(xí)15%每堂課上課前及在每小節(jié)內(nèi)容結(jié)束后，隨堂提問，檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)情況，并對學(xué)生進(jìn)行提問或上黑板演練，主要考核學(xué)生課堂的聽課效果和課后及時復(fù)習(xí)消化本章知識的能力，結(jié)合平時考勤，最后按15%計入課程總成績。1、2、3、4、12期末考試期末考試卷面成績50%試