《电介质化学》教学大纲

《电介质化学》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：21130171课程性质：学科基础必修课学分：4学分学时：64学时（理论56学时，实验8学时）先修课程：高等数学，大学物理后续课程：电缆及光缆材料，电缆工艺原理及应用等适用专业：电缆工程开课单位：电缆工程学院一、课程说明《电介质化学》是电缆工程专业的一门学科基础必修课。本课程主要讲授与高分子电介质材料相关的基础化学知识、高分子电介质的合成基本理论与方法、高分子电介质结构与性能的一般关系，为学习其他有关课程及以后从事相关技术工作打下必要的基础。本课程注重基本理论知识的深入学习，强调培养运用基础理论知识解决生产实际中问题的能力，兼顾新技术、新工艺及其发展方向的介绍，同时注重培养学生的思辨能力以及正确的科学观，致力于培养“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的人才。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握高分子电介质合成反应的机理及其影响因素、高聚物结构和性能之间的关系等电缆专业必备的化学基础知识，领会高分子材料化学的重要思想和思维方法，理解和掌握电介质老化等工程问题的化学本质及其改善办法。课程目标2：基于高分子电介质材料的理论知识，能够对电缆工程相关的各类电介质材料特性进行研究和实验验证，经数据处理与综合分析得到合理有效的结论。课程目标3：熟悉电缆行业中与电介质材料相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规，能识别和分析高分子电介质材料领域新产品、新技术、新工艺的开发和应用对社会、健康、安全、法律以及文化的潜在影响，树立正确的科学研究观念。三、课程目标与毕业要求《电介质化学》课程教学目标对电缆工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.1掌握数学、物理、化学的基础知识，领会数学、自然科学的重要思想和思维方法，理解工程问题的数理本质及其表述方法课程目标1：掌握高分子电介质合成反应的机理及其影响因素、高聚物结构和性能之间的关系等电缆专业必备的化学基础知识，领会高分子材料化学的重要思想和思维方法，理解和掌握电介质老化等工程问题的化学本质及其改善办法。H4.研究4.1能够对电缆工程相关的各类物理现象、材料特性进行研究和实验验证课程目标2：基于高分子电介质材料的理论知识，能够对电缆工程相关的各类电介质材料特性进行研究和实验验证，经数据处理与综合分析得到合理有效的结论。H6.工程与社会6.2能分析并正确评价针对电缆工程领域复杂工程问题的工程实践，尤其是新技术、新工艺、新材料、新产品的开发和应用对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任课程目标3：熟悉电缆行业中与电介质材料相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规，能识别和分析高分子电介质材料领域新产品、新技术、新工艺的开发和应用对社会、健康、安全、法律以及文化的潜在影响，树立正确的科学研究观念。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2理论教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标1.有机化学基本知识1.1有机化合物及其特性1.2有机化合物的结构与分类1.3共价键的特性与断裂1.4电子效应与空间效应1.5有机化合物的同分异构体教学要求：了解有机化合物的结构及物理、化学性质；掌握共价键断裂特性；理解取代基的电子效应的影响；掌握同分异构体的类型。重点：共价键的特性与断裂；电子效应与空间效应；有机化合物的同分异构体。难点：共价键的特性与断裂；电子效应。601、32.烃类化合物及其衍生物2.1烷烃2.2烯烃2.3二烯烃2.4芳香烃2.5卤代烃教学要求：了解烃类化合物及其衍生物的结构及基本物理和化学性质。重点：烷烃、烯烃的物理化学性质。难点：卤代烃与烃的含氧化合物。401、33.高分子化学的基础知识3.1高分子化合物的基本概念3.2高聚物的相对分子量及其分布3.3高分子几何形状和性质3.4高分子化合物的分类和命名教学要求：使学生掌握高聚物的基本概念，理解高分子化合物的形成反应及其分子量；理解高分子的几何形状和性质；了解高分子化合物的分类和命名。重点：高分子化合物的平均分子量及分布；高分子几何形状和性质。难点：高分子化合物的形成反应；分子化合物分子量的特点、定义和计算方法。401、34.逐步聚合反应4.1有机化学与缩合反应4.2逐步聚合反应概述；4.3逐步聚合反应的单体4.4逐步聚合反应的历程及其特点4.5线型逐步聚合产物分子量的控制4.6体型逐步聚合反应4.7逐步聚合反应的实施方法4.8高分子绝缘材料常见的树脂（1）教学要求：理解逐步聚合反应的分类和特点；理解单体官能度；理解单体结构、官能基配比、反应程度、平衡常数以及反应条件与聚合物分子量的关系；了解逐步聚合反应的历程与特点；掌握体型逐步聚合单体结构及聚合步骤。掌握凝胶点的预测方法；了解熔融聚合、固相聚合、溶液聚合和界面聚合方法；了解酚醛树脂与环氧树脂的合成结构与性能。重点：单体官能度与聚合物结构、线型逐步聚合产物分子量的控制、体型逐步聚合反应凝胶点的预测，环氧树脂。难点：单体官能度、反应程度的概念。1201、35.连锁聚合反应5.1概述5.2自由基聚合反应5.3影响自由基聚合反应速率和聚合物分子量的其他因素5.4自由基聚合反应的链转移5.5阴离子聚合5.6阳离子聚合5.7配位聚合和定向聚合5.8共聚合5.9连锁聚合反应的实施方法5.10高分子绝缘材料常见的树脂（2）教学要求：理解连锁聚合反应的分类和特点；掌握自由基聚合反应的链引发的机理与类型，理解链终止、链增长的原理和动力学链长计算；理解聚合条件温度、压强、氧气和杂质等对聚合的影响；理解阻聚剂、缓聚剂和终止剂；理解聚合向大分子、向低分子转移；了解离子聚合的特点；理解阴离子、阳离子聚合的单体、催化剂、反应历程和活的高分子的用途；理解配位聚合和定向聚合；了解共聚物的类型和意义；能运用竞聚率和共聚物结构；了解本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合。使学生了解夹具的组成；重点：自由基聚合反应的历程、动力学链长、温度对自由基聚合反应速率和聚合物分子量的的影响、定向聚合、竞聚率和共聚物结构等。难点：定向聚合；竞聚率和共聚物结构的关系。1441、2、36.高聚物的化学变化6.1概述6.2聚合度相似的化学变化6.3聚合度变大的化学变化6.4聚合度减小的化学变化6.5高分子材料的老化6.6高分子材料的防老化教学要求：了解高聚物化学变化的类型，化学改性；理解聚合度相似的化学变化以及聚合度变大的化学变化与降解与解聚化学变化；掌握高分子材料的老化机理与防老化方法；重点：聚乙烯的交联与橡胶硫化；热氧降解与辐照机械降解；高分子材料的老化与防老化。难点：老化机理。801、2、37.高分子化合物的结构与性能7.1高分子化合物的结构7.2高分子化合物的分子热运动和热转变7.3高分子化合物的玻璃态和玻璃化转变7.4高分子化合物的粘性流动和流变学7.5高分子化合物溶液教学要求：了解高聚物结构与性能之间的一般关系；掌握高聚物的结构层次；掌握常见高聚物的使用温度范围，理解不同温度下的高聚物分子热运动状态；理解高聚物粘性流动的特点及其影响因素；掌握高聚物溶解的特点，以及溶剂的选择原则。重点：高聚物的近程结构、远程结构和三次结构；高聚物的三种力学状态和相互转变；高聚物溶液的溶剂选择。难点：高聚物的结构与性能之间的关系。841、2、3合计5682.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.PMMA的本体聚合实验内容：甲基丙烯酸甲酯在引发剂过氧化苯甲酰的存在下，发生本体聚合，利用两步法制备有机玻璃PMMA实验要求：1.了解过氧化物引发自由基聚合的反应过程2.掌握连锁聚合实施方法中的本体聚合的操作方法41、22.热分析法测量聚合物的温度曲线实验内容：利用热分析法测量聚合物的玻璃化转变温度实验要求：1.掌握热分析法测量聚合物温度特性的具体操作方法和分析方法2.掌握热分析法测量高聚物的温度特性的原理41、2五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享、实验等教学手段，并充分利用慕课等线上资源完成课程教学任务和相关能力的培养。采用微信、钉钉、学习通等交流工具，加强和学生之间的交流和沟通。课堂上通过启发式教学、讨论式教学充分激发学生的学习兴趣，培养学生自主学习和独立分析的能力。实验教学采用教师讲授和学生动手操作的方法，在实验前学生应复习和掌握与本实验有关的教学内容、认真阅读实验指导书；在实验中要严格遵守实验纪律，按操作规程使用仪器；实验结束后，按规定对仪器进行维护保养；每完成一项实验，要认真完成一份实验报告。全面培养学生自主学习能力、实际动手能力，激发学生的创新思维。六、课程资源库1.推荐教材（1）李长明.高分子电介质化学[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2017.（2）李萍.电介质化学实验指导书.自编讲义.2023.（3）西北工业大学普通化学教学组.普通化学[M].西安：西北工业大学出版社.2013.2.参考书（1）潘祖仁.高分子化学（第五版）[M].北京：化学工业出版社.2014.（2）何曼君.高分子物理（第三版）[M].上海：复旦大学出版社.2008.（3）唐黎明.高分子化学（第五版）[M].北京：清华大学出版社.2016.（4）唐和清.工科基础化学（第二版）[M].北京：化学工业出版社.20093.期刊（1）Polymer，Elseviser（2）ExpressPolymerLetters,BudapestiMuszakiEgyetem,DepartmentofPolymerEngineering（3）高分子化学，中国化学会主办（4）绝缘材料：桂林电器科学研究院有限公司主办4.网络资源（1）小木虫，/t-12144566-1；（2）中国大学MOOC（高分子化学），/course/preview/BUCT-1002981003/?tid=1003182007。七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核出勤率2根据课堂出勤情况进行考核，满分100分。以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√10.50.5课堂表现6（1）根据课堂回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√321实验16（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√1132作业16（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√871期末考核60（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核学生对高聚物的基本概念，合成反应的机理及其影响因素，高聚物的化学变化的实质，及其高聚物的结构与化学性能的关系等内容。（3）考试题型为：选择题、填空题、论述题、判断题和计算题等。√√√35205合计：100分4842.59.5八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、作业、实验、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题类型为填空题、选择题、判断题、论述题和计算题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%，综合应用题、分析题不低于50%；课堂表现、作业、实验等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60出勤率5请假1次以内，出勤率100%请假3次以内，出勤率100%请假3次以内，旷课1次以内，出勤率90%以上请假3次以内，旷课3次以内，出勤率80%以上请假5次以上，旷课3次以上，出勤率60%以下课堂表现15笔记完整，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%笔记完整，认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%笔记不完整，偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%上课不认真，上课不记笔记，偶尔参与教学活动上课不认真，上课不记笔记，不参与教学活动实验40实验预习认真，能够熟练掌握方法与步骤，实验操作过程熟练、规范，遵规守纪、团结协作，