《高分子化学》课程教学大纲

《高分子化学》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101134123102课程名称（中/英文）：高分子化学/PolymerChemistry课程类别：专业核心课程学分：4总学时：64理论学时：64实验/实践学时：0适用专业：高分子材料与工程适用对象：本科先修课程：有机化学、物理化学教学环境：多媒体教室开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的《高分子化学》以合成聚合物的反应机理为主线，系统讲授逐步聚合、自由基聚合、自由基共聚合、离子聚合、配位聚合等各种聚合的基本机理和概念；通过课程教学，使学生掌握高分子的基本概念、合成高分子的基本原理、控制聚合物反应速率和分子量的方法、合成高分子聚合物的方法以及高分子的化学反应等。课程教学中，把高分子领域发展的历史、进展、重大事件和前沿研究等穿插与教学内容中，激发学生的学习兴趣，使其喜爱自己的专业，认真努力学好专业知识，同时引导和培养学生的开拓、创新意识和能力，更好的服务于行业、服务于国家规划和需要的领域。2.对接培养的岗位能力通过本课程的学习，使学生掌握高分子的基本概念、高分子的合成原理、聚合的反应特征和控制方法，培养学生运用基本原理分析、解决问题的能力，从而使学其具备将所学的理论知识应用到实际工作中的能力；同时贯彻社会主义思想核心价值观，落实立德树人根本任务，教育引导学生把爱国情、强国志、报国行自觉融入到课程学习之中，提高工程素质。三、课程教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点1.1]能够运用数学、自然科学、计算、工程科学的基本概念和理论，并对高分子材料、聚合物基复合材料和塑料模具工程领域的工程问题进行正确的表述。[毕业要求指标点2.2]能基于高分子知识、科学原理和数学模型方法正确表达高分子材料、聚合物基复合材料或塑料模具相关复杂工程问题。[毕业要求指标点2.3]能认识到解决高分子材料、聚合物基复合材料或塑料模具复杂工程问题有多种方案可选择，会通过文献研究、比较并寻求可替代的解决方案。并从可持续发展的角度分析工程活动过程的影响因素，获得有效结论。[毕业要求指标点4.1]能够基于科学原理和专业理论，通过文献研究或相关方法，调研和分析高分子材料、聚合物基复合材料或塑料模具领域复杂工程问题的解决方案。2.课程教学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下教学目标1：了解高分子的基本概念、聚合反应的分类方法、聚合物化学反应的类型、橡胶的硫化等；掌握逐步聚合、自由基聚合、离子聚合、开环聚合的机理和特征，影响聚合速率和聚合度的因素，引发剂的选择原则和引发剂的类型，高分子聚合的实施方法等。通过本课程学习，使学生能根据聚合机理和聚合物特点选择合适的聚合实施方法和工艺步骤，并对聚合中的聚合速率、聚合物的分子量进行有效调控。（支撑毕业要求指标点1.1）教学目标2：理解并掌握不同条件下线形缩聚聚合度的影响因素及控制方法,体型缩聚其凝胶点的预测和计算方法,自由基聚合聚合速率及聚合度的影响因素和计算方法，自由基共聚物的类型及共聚物的瞬时组成和共聚物的平均组的成控制方法。培养学生能够结合实际问题，分析和解决问题的能力。（支撑毕业要求指标点2.2）教学目标3：能够对高分子的合成工艺、聚合方法进行对比分析最后做出合理的选择，并能综合分析各影响因素并采取合理的方法对聚合速率、共聚比例、聚合度进行有效的调控。培养学生从可持续发展的角度分析工程活动过程的影响因素，获得有效结论。（支撑毕业要求指标点2.3）教学目标4：能够综合运用课程知识对高分子材料的合成工艺进行选择和计算，运用科学原理和本课程专业知识对高分子材料的化学合成等领域进行方案的对比分析和合理规划。（支撑毕业要求指标点4.1）四、教学课时安排（一）学时分配主题或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践主题或知识点1绪论44001主题或知识点2缩聚和逐步聚合1010001、2、3、4主题或知识点3自由基聚合1010001、2、3、4主题或知识点4自由基共聚合1010001、2、3、4主题或知识点5聚合方法66001、3主题或知识点6离子聚合88001、3主题或知识点7配位聚合66001、3主题或知识点8开环聚合44001、3主题或知识点9聚合物的化学反应66001合计646400五、教学内容及教学设计主题1绪论1.教学内容高分子的基本概念、聚合反应的分类、聚合物的分类。2.教学重点高分子的基本概念。3.教学难点聚合反应与聚合物的分类。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用线上线下混合式教学，课堂采用多媒体讲授，中间进行启发式教学和问题讨论，适时应用案例式教学方法。分享与高分子化学相关的中国科学家的感人事迹，激励学生求真务实，热爱祖国。通过中国科学家的光荣事迹激发学生的爱国主义和民族自豪感。主题2缩聚和逐步聚合1.教学内容逐步聚合的基本概念、逐步聚合反应的分类及典型聚合物的命名、逐步聚合反应的特征、官能团等活性理论、线形逐步聚合反应的聚合度及其控制、体型聚合及其凝胶点的计算。2.教学重点逐步聚合的基本概念、逐步聚合反应的特征。3.教学难点线形逐步聚合反应的聚合度及其控制。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用线上线下混合式教学，课堂采用多媒体讲授，中间进行启发式教学和问题讨论，适时应用案例式教学方法。在讲授缩聚反应的概念时，强调缩聚物的形成是分子量逐步增加的过程。不积跬步，无以至千里。通过Carothers方程的推导，培养学生严谨、务实的科学态度，引导学生做学问要科学严谨。主题3自由基聚合1.教学内容自由基聚合的基本概念，自由基聚合的基元反应及特征，引发剂分解反应式，引发剂分解速率的表征、引发剂的选择原则，聚合动力学，动力学链长的计算，聚合度及其影响因素，链转移类型及动力学分析。2.教学重点自由基聚合的基本概念及基元反应。3.教学难点动力学链长的计算、聚合度及其影响因素。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用线上线下混合式教学，课堂采用多媒体讲授，中间进行启发式教学和问题讨论，适时应用案例式教学方法。通过自由基聚合反应速率的公式的推导，引导学生处理问题要抓住事物的主要矛盾。主题4自由基共聚合1.教学内容共聚合的基本概念、共聚物的分类和命名、二元共聚组成方程、根据竞聚率判断两单体的共聚类型及共聚组成曲线、共聚物组成的控制方法、单体和自由基活性的表示方法、Q-e概念及Q、e值的物理意义。2.教学重点二元共聚组成方程。3.教学难点根据竞聚率判断两单体的共聚类型及共聚组成曲线。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用线上线下混合式教学，课堂采用多媒体讲授，中间进行启发式教学和问题讨论，适时应用案例式教学方法。通过讲授共聚反应，引导学生的全面发展，学生的思想政治、道德修养素质越高，综合能力越强，越能对社会做出更大的贡献。主题5聚合方法1.教学内容各种聚合实施方法的基本组成及特点、悬浮聚合与乳液聚合的机理及动力学、典型聚合物的实施方法及聚合方法的选择。2.教学重点各种聚合实施方法的基本组成及特点。3.教学难点乳液聚合的机理及动力学。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用线上线下混合式教学，课堂采用多媒体讲授，中间进行启发式教学和问题讨论，适时应用案例式教学方法。主题6离子聚合1.教学内容离子聚合的基本概念、离子聚合的特征与聚合机理、离子聚合的典型单体、离子聚合的引发剂、影响离子聚合速率的因素、阴离子活性聚合的条件及动力学。2.教学重点离子聚合的基本概念、离子聚合的特征与聚合机理。3.教学难点影响离子聚合速率的因素、阴离子活性聚合的条件及动力学。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用线上线下混合式教学，课堂采用多媒体讲授，中间进行启发式教学和问题讨论，适时应用案例式教学方法。在讲授离子聚合时，单体、溶剂和容器中的少量杂质，不仅严重影响聚合物的分子量，甚至决定聚合能否顺利进行，引导学生做人、做事丝毫不能掺假。主题7配位聚合1.教学内容配位聚合的基本概念、Ziegler-Natta催化剂的组成、丙烯配位聚合催化剂。2.教学重点Ziegler-Natta催化剂的组成及性质。3.教学难点配位聚合的机理。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用线上线下混合式教学，课堂采用多媒体讲授，中间进行启发式教学和问题讨论，适时应用案例式教学方法。介绍我国化学家在此领域的突出贡献，激发学生的爱国热情，及培养学生严谨、科学的工作作风和探究精神。主题8开环聚合1.教学内容环状化合物开环聚合的热力学和动力学特征，三元环醚的阴离子开环聚合机理。环醚的阳离子开环聚合机理，三聚甲醛的阳离子开环聚合机理，己内酰胺的阴离子开环聚合机理，环硅氧烷的开环聚合基本原理。2.教学重点运用热力学和动力学原理解释环状化合物的开环聚合活性，合理设计环状化合物进行开环聚合的条件及方法，选择适当的引发体系进行开环聚合。3.教学难点环状化合物进行开环聚合的条件及方法。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用线上线下混合式教学，课堂采用多媒体讲授，中间进行启发式教学和问题讨论，适时应用案例式教学方法。主题9聚合物的化学反应1.教学内容聚合物化学反应的基本概念、典型聚合物的化学反应、聚合物的交联反应、橡胶的硫化、典型聚合物的热降解反应。2.教学重点典型聚合物的化学反应。3.教学难点橡胶的硫化。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用线上线下混合式教学，课堂采用多媒体讲授，中间进行启发式教学和问题讨论，适时应用案例式教学方法。六、学生成绩评定1.课程考核方式及比例本课程考核学生获取高分子化学知识的能力、应用所学高分子化学进行知识分析问题和解决问题能力。考核方式采用出勤、作业评测、课堂表现和阶段性测试为主要形式，全过程评价学习效果，使学生成绩的评定更加合理和多样性，根据学生阶段性评价结果，及时反馈到教学，进一步提高本课程的教学效果学生成绩评定以公平、公正为原则。考察学生的学习态度、学习过程，又考察学生对知识的掌握与运用情况。考核方式采用平时成绩、期末考试相结合，给出学生的总成绩。成绩评定：以期末考试（闭卷）（60%）为主，参考课堂表现（如课堂讨论、线上学习等）（10%）、平时考勤（10%）、作业（10%）、阶段测验（10%）为辅，综合评定学生的课程成绩，详见下表：学生成绩评定表考核方式平时成绩期中考试期末考试出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目小论文其他√√√√成绩比例%10101010602.课程考核方式评价权重本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）过程性考核实验期末考试合计出勤及课堂表现作业及阶段测验教学目标1指标点1.15510~2020~30教学目标2指标点2.25510~2020~30教学目标3指标点2.35510~2020~30教学目标3指标点4.1555~1015~20合计2020601003.课程成绩评价标准平时成绩评定及考核标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及课堂表现（20%）无迟到、早退、旷课现象。积极参加课堂讨论，并有自己独到的见解，能够准确回答问题，并有自己独到的见解偶尔有迟到、早退现象。较为积极参加课堂讨论，能够准确回答问题，并提出自己的见解有迟到、早退现象。能够主动参加课堂讨论，能够回答问题有迟到、早退、偶尔有旷课现象。参与课堂讨论，基本能回答相关问题迟到、早退、旷课较多。不能有效参加课堂讨论，回答不出所有问题作业（10%）能够独立完成作业，作业完成质量优秀，能够灵活运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量较高，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量符合要求，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得有效结论基本能够独立完成作业，部分题目解答存在抄袭现象，运用所学知识和理论解决问题的能力基本符合要求不能独立完成作业，存在明显抄袭现象，不具备运用所学知识和理论解决问题的能力阶段测验（10%）完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为优秀完成所有阶段测验，根据参考答案评定分，总评成绩为优良完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为中等完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为及格没有完成阶段测试，根据参考答案评分，总评成绩不及格课程教学目标评价标准（样例）考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教学目标1熟练掌握聚合反应的分类方法、聚合的机理、特点及其动力学方程、分子量的控制方法、聚合物化学反应的类型。并能够根据实际需要选择并制定可行的聚合方案，解决高分子材料合成中的复杂工程问题。准确掌握聚合反应的分类方法、聚合的机理、特点及其动力学方程、分子量的控制方法、聚合物化学反应的类型。较好地根据实际需要选择并制定可行的聚合方案，解决高分子材料合成中的复杂工程问题。掌握聚合反应的分类方法、聚合的机理、特点及其动力学方程、分子量的控制方法、聚合物化学反应的类型。能根据实际需要选择并制定可行的聚合方案，解决高分子材料合成中的复杂工程问题。基本掌握聚合反应的分类方法、聚合的机理、特点及其动力学方程、分子量的控制方法、聚合物化学反应的类型。基本可以根据实际需要选择并制定可行的聚合方案，解决高分子材料合成中的复杂工程问题。不能掌握聚合反应的分类方法、聚合的机理、特点及其动力学方程、分子量的控制方法、聚合物化学反应的类型。不能根据实际需要选择并制定可行的聚合方案，解决高分子材料合成中的复杂工程问题。教学目标2熟练掌握线性缩聚中聚合度、凝胶点计算；掌握自由基聚合聚合速率和聚合物的计算，掌握自由基共聚的瞬时组成方程及曲线等。能够解决缩聚和自由基聚合中速率和聚合度相关复杂工程问题的计算。准确掌握线性缩聚中聚合度、凝胶点计算；掌握自由基聚合聚合速率和聚合物的计算，掌握自由基共聚的瞬时组成方程及曲线等。能解决缩聚和自由基聚合中速率和聚合度相关复杂工程问题的计算。掌握线性缩聚中聚合度、凝胶点计算；掌握自由基聚合聚合速率和聚合物的计算，掌握自由基共聚的瞬时组成方程及曲线等。可解决缩聚和自由基聚合中速率和聚合度相关复杂工程问题的计算。基本掌握线性缩聚中聚合度、凝胶点计算；掌握自由基聚合聚合速率和聚合物的计算，掌握自由基共聚的瞬时组成方程及曲线等。基本可以解决缩聚和自由基聚合中速率和聚合度相关复杂工程问题的计算。不能掌握线性缩聚中聚合度、凝胶点计算；掌握自由基聚合聚合速率和聚合物的计算，掌握自由基共聚的瞬时组成方程及曲线等。不能解决缩聚和自由基聚合中速率和聚合度相关复杂工程问题的计算教学目标3能够熟练地对高分子的合成工艺、聚合方法进行对比分析最后做出合理的选择，并能够熟练综合分析各影响因素并采取合理的方法对聚合速率、共聚比例、聚合度进行有效的调控。能够对高分子的合成工艺、聚合方法进行对比分析最后做出合理的选择，并能够综合分析各影响因素并采取合理的方法对聚合速率、共聚比例、聚合度进行有效的调控。能对高分子的合成工艺、聚合方法进行对比分析最后做出合理的选择，并能综合分析各影响因素并采取合理的方法对聚合速率、共聚比例、聚合度进行有效的调控。基本能对高分子的合成工艺、聚合方法进行对比分析最后做出合理的选择，并基本能综合分析各影响因素并采取合理的方法对聚合速率、共聚比例、聚合度进行有效的调控。不能对高分子的合成工艺、聚合方法进行对比分析最后做出合理的选择，不能综