《高分子化学与物理2》课程教学大纲

《高分子化学与物理2》教学大纲一、课程基本信息课程名称高分子化学与物理PolymerChemistryandPhysics课程编码CHM220511030开课院部化学工程学院课程团队高分子教学团队学分3.0课内学时48讲授48实验0上机0实践0课外学时0适用专业本研一体化班（化学化工类）授课语言英文先修课程无机及分析化学（2-1）、无机及分析化学（2-2）、有机化学、物理化学（2-1）、物理化学（2-2）课程简介（必修）高分子化学与物理(英文)是针对本研一体版（化工类应化方向）的专业必修课，为全英文授课。本课程是研究高分子合成、反应及其结构与性能之间关系的一门科学，其主要内容包括高分子化学与高分子物理的基本概念；各种类型聚合反应的机理、动力学研究、影响因素及实施方法；聚合物间的化学反应特征、类型和应用；聚合物的多层次结构特点、研究模型介绍；高分子的分子运动特点及主要物理、机械性能的基本概念、基本理论和基本研究方法；高分子固体、溶液的性质及相应的表征方法；高分子的电、热及其光学性质等内容。Polymerchemistryandphysicsareprofessionalcompulsorycoursesfortheintegrationofthisresearch(chemicalengineeringapplicationdirection).Itisasciencethatstudiestherelationshipbetweenpolymersynthesis,reactionanditsstructureandperformance,itsmaincontentincludesthebasicconceptsofpolymerchemistryandpolymerchemistryandpolymerphysics;Themechanism,dynamicsresearch,influencingfactorsandimplementationmethodsofvarioustypesofpolymerizationreactions;Thecharacteristicsofchemicalreactionsbetweenpolymers,typeandapplication;Introductionofmulti-levelstructuralcharacteristicsandresearchmodelsofpolymers;Basicconcepts,basictheoriesandbasicresearchmethodsofmolecularmotioncharacteristicsandmainphysicalandmechanicalpropertiesofpolymers;Polymersolids,thepropertiesofthesolutionandthecorrespondingcharacterizationmethods;Theelectrical,thermalandopticalpropertiesofpolymers.负责人大纲执笔人，审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：掌握高分子链的近程结构和远程结构、高分子的聚集态结构、高分子溶液、聚合物的转变与松弛、聚合物的粘弹性、聚合物的力学性能等知识；理解高分子的微观结构与宏观性能之间的内在联系和规律是2M2目标2：掌握高分子聚合机理和各种聚合方法及其控制因素；深入理解聚合条件、反应动力学和分子量的控制方法是3M3目标3：了解高分子化学和物理的新技术和新进展，了解高分子在国民经济中的重要作用，培养学生专业认同感是4M4目标4：加强学生的国际化视野，培养国际沟通与交流能力；提升在专业领域的英文思维及学术表达能力；提升学生在专业领域英文教材及科技论文阅读能力。是5M5目标5：培养学生的科研兴趣，挖掘学生的科研潜质，通过对课程project的实践及做学术汇报，进一步加深学生对理论知识的理解，进一步提升学生基本科研素质。是6M6目标6：能保障课程正常秩序（政治层面、课堂保障层面，非学生能力层面）否三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节13.33.3高分子的理想溶液-θ状态高分子的理想溶液-θ状态M1,M2,M3,M4,M5,M62讲授、讨论2作业211.211.2光致变色高分子常见光致变色高分子及其应用M3,M4,M50.5讲授/讨论0.5自学311.111.1光响应性聚合物常见光敏基团及光敏反应，光涂料和光敏胶M3,M4,M5,M61.0讲授/讨论1.0自学411.311.3导电高分子导电高分子的结构特点及功能应用M3,M4,M5,M61.5讲授/讨论/课堂展示1.5自学5第6章第6章高分子材料物理性质的分析与表征技术理解高分子物性常用表征技术的基本原理，掌握分子量、粘度、分子结构，结晶度等物理性质的表征方法。M1,M2,M3,M4,M5,M62讲授、讨论2作业6第11章第11章聚合物的基本光电性质感光聚合物的种类和应用，导电聚合物的种类M3,M4,M5,M63讲授/讨论3自学73.43.4聚电解质溶液聚电解质模型、聚电解质溶液粘度特点M1,M2,M3,M4,M5,M62讲授、讨论2作业8第1章第1章绪论本章重点难点：理解聚合物分子量的表示方法。M1,M3,M42讲授/讨论2自学91.11.1高分子科学的建立、发展、现状及其应用高分子科学的发展历史；高分子科学体系及发展趋势。高分子材料的特点、在国民经济和高科技领域的应用M3,M40.5讲授/讨论0.5自学101.21.2高分子化合物的基本概念高分子化合物与聚合物；聚合物的分子量和分子量分布及其计算方法。M1,M40.2讲授/讨论0.2自学111.31.3高分子物质的类型与命名高分子物质的类型；高分子的命名M1,M40.3讲授/讨论0.3自学121.41.4高分子的结构、物理状态及其性能特点高分子结构特点；高分子的结构层次；高分子的物理状态M1,M40.5讲授/讨论0.5自学131.51.5高分子的结构、物理状态及其性能特点高分子结构特点；高分子的结构层次；高分子的物理状态M1,M40.5讲授/讨论0.5自学14第2章第2章高分子的链结构与凝聚态结构本章重点难点：掌握构型、构象、柔顺性和链段等基本概念，理解构型与构象之间的区别，理解影响柔顺性的本质及因素M1,M3,M4,M5,M610讲授/讨论/翻转课堂10自学，作业152.12.1高分子链的构型高分子结构单元的键接方式、结构单元的空间构型、分子链的支化和交联。M1,M41讲授/讨论1自学162.22.2高分子链的构象高分子链的内旋转构象和链的柔顺性、均方末端距。M1,M41讲授/讨论1自学172.32.3高分子的晶态结构结晶形态、片晶、球晶、串晶，结晶度概念及其影响因素；结晶动力学M1,M41讲授/讨论1自学182.42.4高分子的非晶态结构非晶态结构模型、聚合物的取向态M1,M41讲授/讨论1自学192.52.5高分子的液晶态结构液晶结构及分类、液晶的应用M1,M3,M42讲授/讨论2自学20第4章第4章高分子的分子运动、力学状态及其转变重点和难点：高分子运动的特点、高分子力学状态与转变、掌握玻璃化转变、熔融转变、理解影响玻璃化转变和熔融转变温度的因素，了解次级转变M1,M3,M4,M5,M66讲授/讨论/翻转课堂6自学，作业214.14.1高分子运动的特点高分子热运动的特点M1,M41讲授/讨论1自学224.24.2高分子的力学状态和转变玻璃态、粘流态、高弹态M1,M3,M41讲授/讨论1自学234.34.3高分子的玻璃化转变玻璃化转变M1,M3,M41讲授/讨论1自学244.44.4影响玻璃化转变的因素掌握影响玻璃化转变的因素M1,M41讲授/讨论1自学254.54.5玻璃化转变下的次级转变次级转变的概念M1,M41讲授/讨论1自学264.64.6结晶高分子的熔融转变熔限与熔点的区别M1,M4,M5,M61讲授/讨论/翻转课堂1自学，作业27第5章第5章高分子的力学性能强迫高弹形变、非晶和结晶高聚物的应力-应变曲线、四元件模型M1,M44讲授/讨论4自学285.15.1基本力学概念应力、应变、模量、拉伸模量、剪切模量、屈服强度、断裂伸长M1,M41讲授/讨论1自学295.25.2高分子的拉伸行为强迫高弹形变、应力-应变曲线M1,M41讲授/讨论1自学305.55.5高分子的粘弹性应力松弛、蠕变、二元串联模型、二元并联模型、四元件模型M1,M42讲授/讨论2自学31第3章第3章高分子溶液的性质重点和难点：了解不同类别高分子溶解过程的差异；掌握溶度参数的定义及测量方法；掌握溶剂选择的原则和判断方法；理解θ溶剂的含义；理解不同的线型高聚物（结晶、非晶、极性、非极性）的溶解特性和交联高聚物的溶胀；M1,M4,M5,M62讲授/讨论/翻转课堂2自学，作业323.13.1高分子的溶解过程理解高分子的溶解过程M1,M40.5讲授/讨论0.5自学333.23.2高分子溶剂的选择Hiildebrand溶度公式、溶度参数M1,M40.5讲授/讨论0.5自学345.35.3高分子屈服行为高分子屈服行为M1,M40.5讲授/讨论0.5自学355.45.4高分子的高弹性高弹性的热力学分析、高弹性的分子理论M1,M4,M5,M60.5讲授/讨论/翻转课堂0.5自学，作业36第7章第7章自由基聚合反应重点和难点：单体聚合能力、聚合反应特征、聚合动力学、自动加速现象以及聚合度M2,M3,M4,M5,M67讲授/讨论/翻转课堂7自学，作业377.17.1自由基聚合单体自由基聚合单体的结构特点，单体对聚合方式的选择性M2,M40.5讲授/讨论0.5自学387.27.2自由基聚合机理链引发、链增长、链终止、链转移机理及特点M2,M41讲授/讨论1自学397.37.3自由基引发剂及引发作用引发剂的概念、水溶性引发剂、油溶性引发剂、引发效率、引发反应的笼蔽效应M2,M3,M41讲授/讨论1自学407.47.4自由基聚合反应动力学及聚合度自由基聚合动力学，单体转化率、聚合物分子量与反应时间的关系，聚合度的概念及计算方法M2,M41讲授/讨论1自学417.57.5自由基聚合的自加速现象自加速现象的含义、产生原因，自加速现象的影响及应用M2,M3,M40.5讲授/讨论0.5自学427.77.7共聚物和共聚合反应共聚物的基本概念和种类，竞聚率的概念M2,M3,M42讲授/讨论2自学437.67.6缓聚与阻聚缓聚的原理及应用，常见缓聚剂，阻聚的原理，常见阻聚剂，阻聚的应用M2,M3,M40.5讲授/讨论1自学447.87.8自由基聚合的实施方法本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合M2,M3,M4,M5,M60.5讲授/讨论/翻转课堂0.5自学，作业45第8章第8章离子聚合和配位聚合重点和难点：阴阳离子聚合机理、阴阳离子对平衡式影响规律以及活性阴离子聚合条件、特点及其应用。配位聚合的概念和基本机理M2,M3,M4,M5,M66讲授/讨论/翻转课堂6自学，作业468.18.1阳离子聚合阳离子聚合的单体，阳离子聚合引发剂、阳离子聚合机理，阳离子聚合特点，阳离子聚合动力学及应用M2,M3,M42讲授/讨论2自学478.28.2阴离子聚合阴离子聚合单体，阴离子聚合引发剂，阴离子聚和机理及动力学，阴离子聚合特点及应用M2,M3,M42讲授/讨论2自学488.38.3配位聚合配位聚合特点及原理，配位聚合发展历史，Ziegler-Natta催化剂，配位聚合应用M2,M3,M41讲授/讨论1自学498.48.4不同链式聚合反应的比较自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合机理、特点比较M2,M4,M5,M61讲授/讨论/翻转课堂1自学，作业（思维导图）50第9章第9章逐步聚合反应重点和难点：线性逐步聚合反应机理与动力学、控制线性逐步聚合相对分子质量方法、控制体型逐步聚合凝胶点M2,M3,M4,M5,M65讲授/讨论/翻转课堂5自学，作业519.19.1逐步聚合反应类型及特点逐步聚合反应含义及类型，逐步聚合反应与链式聚合反应对比M2,M41讲授/讨论1自学529.29.2线型缩聚反应缩聚反应的基本概念，线型缩聚反应对单体的要求，线型缩聚反应特点，线型缩聚反应的分子量控制及实施方法M2,M3,M42讲授/讨论2自学539.39.3体型缩聚反应体型缩聚反应单体，体型缩聚反应，凝胶点的含义及计算M2,M3,M41讲授/讨论1自学549.49.4缩聚的实施方法和其他逐步缩聚反应简介缩聚的实施方法，其他逐步聚合反应及应用M2,M3,M4,M5,M61讲授/讨论/翻转课堂1自学，作业55第10章第10章聚合物的化学反应重点和难点：聚合物的化学反应特征及影响因素M2,M3,M4,M63讲授/讨论3自学5610.110.1高分子化学反应的特征及影响因素高分子化学反应的特点，高分子化学反应的类型，影响高分子化学反应的因素M2,M41讲授/讨论1自学5710.210.2高分子的基团反应高分子基团反应的种类及应用M2,M41讲授/讨论1自学5810.310.3高分子的交联和接枝交联和接枝的含义，交联高分子和接枝高分子的含义、特点、合成及应用M2,M3,M40.5讲授/讨论0.5自学5910.410.4高分子的扩链反应、老化和降解扩链反应、老化反应、降解反应的特点及应用M2,M3,M4,M50.5讲授/讨论0.5自学四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1随堂作业及翻转课堂1.按章节布置随堂作业，6次左右。2.根据作业完成程度、课堂讲解表达能力及正确性评分。3.考核学生对相关章节知识点的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，学生的表达能力。30%2课程project1、 根据学生的科研兴趣，为其设置相应project。2、 学生需完成project并用英文进行展讲。3、鼓励学生深入走进科研，考察其动手实践能力、文献阅读能力、学术表达、合作及交流能力30%3期末考试闭卷40%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1课程project30%A-展示主题切合高分子领域，展示内容丰富，英文表达流畅，具有很强的学术性；B-展示主题基本切合高分子领域，展示较为内容丰富，英文表达较为流畅，具有较强的学术性；C-展示主题j较为符合高分子领域，展示内容较为丰富，能够用英文表达，具有一定的学术性；D-未按时提交课堂展示相关材料2M1随堂作业及翻转课堂30%A-按时提交作业，作业准确性高，翻转课堂表达流畅，思路清晰，讲解正确；B-按时提交作业，作业有少量错误，翻转课堂表达较为流畅，思路较为清晰，讲解较为正确；C-按时提交作业，作业错误较多；D-未按时提交作业3M1期末考试40%（见试卷评分标准）4M2课程project30%A-展示主题切合高分子领域，展示内容丰富，英文表达流畅，具有很强的学术性；B-展示主题基本切合高分子领域，展示较为内容丰富，英文表达较为流畅，具有较强的学术性；C-展示主题j较为符合高分子领域，展示内容较为丰富，能够用英文表达，具有一定的学术性；D-未按时提交课堂展示相关材料5M2随堂作业及翻转课堂30%A-按时提交作业，作业准确性高，翻转课堂表达流畅，思路清晰，讲解正确；B-按时提交作业，作业有少量错误，翻转课堂表达较为流畅，思路较为清晰，讲解较为正确；C-按时提交作业，作业错误较多；D-未按时提交作业6M2期末考试40%（见试卷评分标准）7M3课程project30%A-展示主题切合高分子领域，展示内容丰富，英文表达流畅，具有很强的学术性；B-展示主题基本切合高分子领域，展示较为内容丰富，英文表达较为流畅，具有较强的学术性；C-展示主题j较为符合高分子领域，展示内容较为丰富，能够用英文表达，具有一定的学术性；D-未按时提交课堂展示相关材料8M3随堂作业及翻转课堂30%A-按时提交作业，作业准确性高，翻转课堂表达流畅，思路清晰，讲解正确；B-按时提交作业，作业有少量错误，翻转课堂表达较为流畅，思路较为清晰，讲解较为正确；C-按时提交作业，作业错误较多；D-未按时提交作业9M3期末考试40%（见试卷评分标准）10M4课程project30%A-展示主题切合高分子领域，展示内容丰富，英文表达流畅，具有很强的学术性；B-展示主题基本切合高分子领域，展示较为内容丰富，英文表达较为流畅，具有较强的学术性；C-展示主题j较为符合高分子领域，展示内容较为丰富，能够用英文表达，具有一定的学术性；D-未按时提交课堂展示相关材料11M4随堂作业及翻转课堂30%A-按时提交作业，作业准确性高，翻转课堂表达流畅，思路清晰，讲解正确；B-按时提交作业，作业有少量错误，翻转课堂表达较为流畅，思路较为清晰，讲解较为正确；C-按时提交作业，作业错误较多；D-未按时提交作业12M4期末考试40%（见试卷评分标准）13M5随堂作业及翻转课堂30%A-按时提交作业，作业准确性高，翻转课堂表达流畅，思路清晰，讲解正确；B-按时提交作业，作业有少量错误，翻转课堂表达较为流畅，思路较为清晰，讲解较为正确；C-按时提交作