《高分子物理实验》实验教学大纲

《高分子物理实验》实验教学大纲一、课程基本情况课程代码：101134323102课程名称（中/英文）：高分子物理实验/ExperimentsforPolymerPhysics课程类别：专业必修课程课程性质：必修课程类型：独立实验课学分：1.5总学时：24实验/实践学时：24适用专业：高分子材料与工程适用对象：本科先修课程：有机化学实验、高分子化学、高分子化学实验、高分子物理开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的《高分子物理实验》是高分子材料与工程专业重要的专业必修课程。通过高分子物理实验课程的学习，使学生能够使用偏光显微镜、毛细管流变仪、维卡软化点测试仪、熔体流变速率仪和旋转粘度计等设备进行聚合物物理力学性能的测试，掌握应用乌氏粘度计、比重瓶和膨胀计等仪器测定聚合物粘均分子量、结晶度和玻璃化转变温度等结构和力学性质。本课程作为高分子物理课程中重要的实践环节，有助于加深对理论课程知识的理解，强化学生理论联系实际的思想意识。在课堂教学中，通过介绍高分子物理领域科学家的杰出贡献，培养学生的科学精神与职业素养。强调实验数据的准确性和可靠性，通过实验教学培养学生的严谨科学态度和实事求是的精神。鼓励学生在掌握高分子物理基础知识的同时，勇于探索未知领域，培养他们的创新思维和实践能力。在课程教学和实验过程中，注重培养学生的团队合作精神和沟通协调能力，让他们认识到团队合作在科研工作中的重要性。2.对接培养的岗位能力使学生掌握常用的高分子物理实验方法和检测技术，能够进行聚合物结构和性能的测试，培养学生的实验操作能力和从事科学研究的能力。三、实验教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点4.2]能够结合工艺、技术和设备的现状，针对高分子材料、聚合物基复合材料或塑料模具的特定性需求，选择技术路线，设计可行的实验方案。[毕业要求指标点4.3]能够根据实验方案构建实验系统，合理选用研究仪器和设备，安全地开展实验研究。[毕业要求指标点10.1]能就高分子材料、聚合物基复合材料和塑料模具专业问题，以口头、文稿、图表等方式，准确表达自己的观点，回应质疑，理解并包容与业界同行和社会公众交流的差异性。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.掌握高分子物理及高分子物理实验基本知识，能够基于大学物理，高分子物理等课程的基本原理，结合新技术和新设备的研发现状，针对高分子材料的结构性能、物理性能和力学性能的特定要求，选择、设计可行的实验方案。（支撑毕业要求指标点4.2）教学目标2.能够合理选用高分子材料性能研究仪器和设备，掌握相关仪器和设备的操作规程，并采用科学、合理的实验方法和步骤，安全、顺利的开展实验研究，加深对理论知识的理解。（支撑毕业要求指标点4.3）教学目标3.基于观察的实验现象、收集并处理的实验数据，能够撰写实验报告，分析结果和提炼结论，清晰表达高分子物理实验原理、步骤和实验结果，逻辑严密，条理清晰。（支撑毕业要求指标点10.1）四、实验项目及学时安排序号实验项目名称实验学时实验类型实验要求每组人数备注1偏光显微镜观察聚合物结晶形态4综合性必做22密度法测定聚乙烯结晶度4综合性必做23旋转粘度计测定聚合物溶液流动曲线4综合性必做24粘度法测定聚合物分子量4综合性必做25膨胀计法测定聚合物玻璃化温度4综合性必做26聚合物熔融指数的测定4综合性必做2五、实验内容实验一偏光显微镜观察聚合物结晶形态实验目的：了解偏光显微镜在聚合物凝聚态结构研究中的应用，学习单晶及球晶的培养，测定球晶直径大小，并对聚合物各种结晶形态进行观察。实验设备：偏光显微镜、烘箱、电炉等。实验内容和步骤：了解偏光显微镜的结构及使用方法；制备聚合物的结晶试样，观察聚合物的结晶形态，估算球晶的尺寸。实验二密度法测定聚乙烯结晶度实验目的：掌握用密度梯度管测定聚合物密度的基本原理和方法，加深对聚合物密度范围的感性认识，学会以连续注入法配制密度梯度管的技术及密度梯度管的标定，并且利用结晶聚合物的晶区和非晶区的密度数据计算聚合物的体积结晶度和重量结晶度。实验设备：比重计、烘箱、电子天平等。实验内容和步骤：学习密度法测定聚合物结晶度的基本原理和方法；通过让塑料颗粒在液体中悬浮，然后测定液体的密度的方式间接测量聚合物颗粒的密度，最后计算聚合物试样的体积结晶度和重量结晶度。实验三旋转粘度计测定聚合物溶液流动曲线实验目的：掌握旋转粘度计测定聚合物溶液粘度的原理及方法，学会旋转粘度计的使用。实验设备：旋转粘度计等。实验内容及步骤：调节旋转粘度计，利用旋转粘度计的测试结果计算恒温条件下，当剪切速率变化时被测流体的粘度值，并绘制流体的流动曲线，判定所测流体性质。实验四粘度法测定聚合物的分子量实验目的：掌握粘度法测定聚合物分子量的原理，理解特性粘度对聚合物分子量的依赖性。实验设备：乌氏粘度计、烘箱、秒表、恒温水浴锅等。实验内容和步骤：配制聚合物的稀溶液，量取一定量的聚合物溶液加入到乌氏粘度计中，测定不同浓度溶液的相对粘度，计算出聚合物的特性粘数，最后根据Mark-Houwink方程计算聚合物的粘均分子量。实验五膨胀计法测定聚合物玻璃化温度实验目的：掌握用膨胀计法测定聚合物玻璃化温度的原理与方法，加深对聚合物玻璃化转变特点的认识。实验设备：膨胀计、水浴锅等。实验内容和步骤：学习膨胀计法测定聚合物玻璃化温度的实验基本原理和方法，通过绘制聚合物的体积随温度的变化曲线测定聚合物的玻璃化转变温度，即利用高聚物的比容－温度曲线上的转折点确定高聚物的玻璃化温度，初步了解升温速度对玻璃化温度的影响。实验六聚合物熔融指数测定实验目的：掌握热塑性塑料的熔体流动速率的测试方法，了解熔体流动速率与加工性能的关系。实验设备：熔体流动速率仪、电子天平等。实验内容和步骤：学习熔体流动速率仪的基本工作原理和使用方法，掌握流动速率计算方法。首先设置实验参数，安装口模，待升到设定温度，加入物料，压实，启动机器开始截取试样，最后称量试样的质量，计算熔体流动速率。六、实验报告格式实验名称（一）实验目的（二）实验设备（三）实验内容及步骤（四）结果与分析（五）问题讨论七、考核方式（一）实验成绩的构成实验总成绩由实验理论考核（占30%）、实验报告（占40%）和实验表现（占30%）三部分组成。课程理论考核主要考查学生实验预习以及实验理论知识的掌握情况；实验报告成绩主要根据实验报告的完成质量评定，包括撰写的规范性、实验数据的真实性以及使用数据的处理能力；实验表现（实验操作）考查学生实验安全性及实验技能、操作的熟练程度。（二）评分标准1.实验总成绩以百分制或五级制（优、良、中、及格、不及格）填报；2.多个实验项目的要最后填报平均成绩。3.按照实验指导书的具体要求，根据每个学生实验前的预习准备，实验过程的考查，实验操作情况及实验报告的质量，综合给出单个实验成绩，单个实验成绩=理论考核成绩×30%＋实验报告成绩×40%＋实验操作成绩×30%。具体评定标准如下：实验成绩考核评定表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（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（＜60分）实验理论（30%）实验前能够按照实验要求，提前预习，熟练掌握高分子物理实验基本知识，熟悉实验设备的结构、工作原理、技术特点等基本知识，实验考核问题回答条理清晰、有理有据，且有深度。实验前能够按照实验要求，提前预习，比较熟练掌握高分子物理实验基本知识，比较熟悉实验设备的结构、工作原理、技术特点等基本知识，实验考核问题回答比较有条理，且有一定深度。实验前能够按照实验要求，提前预习，基本掌握高分子物理实验基本知识，比较熟悉实验设备的结构、工作原理、技术特点等基本知识，实验考核问题回答比较有条理。实验前能够按照实验要求，提前预习，基本掌握高分子物理实验基本知识，基本熟悉实验设备的工作原理、技术特点等基本知识，实验考核问题回答条理基本清晰。实验前未能按照实验要求，未提前预习，不能掌握高分子物理实验基本知识，不熟悉实验设备的结构、工作原理、技术特点等基本知识，实验考核问题回答基本错误。实验表现（30%）实验态度端正、安全意识强，能够根据实验目的，独立设计优化实验步骤，独立或合作完成实验操作，且操作规范；准确记录实验现象，并对实验现象进行综合的分析讨论，得出合理的实验结果实验态度端正、安全意识强，能够根据实验目的，独立设计实验步骤，独立或合作完成实验操作，操作较为规范；记录实验现象较为准确，并对实验现象进行综合的分析讨论，得出较为合理的实验结果实验态度较端正、安全意识强，能够根据实验目的，设计实验步骤，独立或合作完成实验操作，操作基本规范；记录实验现象，并对实验现象进行分析讨论，得出实验结果实验态度较端正、安全意识较强，能够根据实验目的，设计出基本的实验步骤，基本能完成实验操作，操作基本规范；记录实验现象，并对实验现象进行初步分析讨论，得出实验结果不能正确操作实验设备，安全意识不强，不能根据实验目的，设计出相应的实验步骤，不能完成实验操作或操作不规范；不能记录实验现象，不能对实验现象进行分析讨论，不能得出实验结果实验报告（40%）掌握实验原理和实验操作详细步骤，实验数据真实并能正确处理实验数据，结论合理，实验报告内容完整，格式规范。能够正确完成实验指导书中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行深入的讨论，提出自己的见解。掌握实验原理和实验操作详细步骤，实验数据真实并能正确处理实验数据，结论较合理，实验报告内容完整，格式较规范。能够较好的完成实验指导书中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行讨论，提出意见。基本掌握实验原理和实验操作详细步骤，实验数据真实并能正确处理实验数据，结论较合理，实验报告内容较完整，格式较规范。能够基本完成实验指导书中提出的问题，能对实验中遇到的问题进行讨论。基本掌握实验原理和实验操作详细步骤，实验数据真实并能正确处理实验数据，实验报告内