《高分子材料》教学大纲

《高分子材料》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03154191课程性质：专业选修课学分：2学分学时：32学时（理论32学时）先修课程：无机化学、有机化学A、材料物理化学等后续课程：新能源器件设计创新、新能源创新综合能力训练等适用专业：新能源材料与器件开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明本课程是新能源材料与器件专业学生的专业选修课。其任务主要是学习高分子材料的基本概念、合成方法、结构性能，熟悉通用高分子材料、功能高分子及复合材料的结构性能及应用。通过本课程的学习，学生正确理解高分子材料的结构、性能、应用之间的关系，掌握高分子材料的基本原理和思维方法，初步具备运用知识解决高分子领域中的工程技术问题，为日后从事高分子材料制备、选择等应用型专业技术人才打下一定的基础。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：掌握高分子材料基础概念、基本原理，理解高分子材料的结构、性能、应用之间的关系，熟悉常见高分子材料的主要特点与应用领域，为后续专业学习奠定必要的理论和技能基础。通过思政课导入和理论学习，在工程实践中能坚持公众利益优先，具有生态意识，引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观，不断增强自身的职业素养。课程目标2：能够依据高分子材料的制备技术，运用高分子材料的结构与性能的基本原理，以及通用高分子材料、功能高分子材料的主要特性及使用要求等相关知识，分析和解决新能源材料与器件、材料科学与工程领域的高分子材料合成、设计、材料选择等过程中的复杂工程问题，为将来所从事的专业工作构建必要的高分子材料科学基本知识与技能。三、课程目标与毕业要求《高分子材料》课程教学目标对新能源材料与器件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1.3掌握相关自然科学知识、工程基础知识和思维方法，并能将其应用于解决材料科学与工程专业相关复杂工程问题。课程目标1：课程目标1：掌握高分子材料基础概念、基本原理，理解高分子材料的结构、性能、应用之间的关系，熟悉常见高分子材料的主要特点与应用领域，为后续专业学习奠定必要的理论和技能基础。通过思政课导入和理论学习，在工程实践中能坚持公众利益优先，具有生态意识，引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观，不断增强自身的职业素养。H2.问题分析2.3能够运用相关知识，并通过文献研究分析新能源材料与器件专业相关复杂工程问题，以获得有效结论。课程目标2：能够依据高分子材料的制备技术，运用高分子材料的结构与性能的基本原理，以及通用高分子材料、功能高分子材料的主要特性及使用要求等相关知识，分析和解决新能源材料与器件、材料科学与工程领域的高分子材料合成、设计、材料选择等过程中的复杂工程问题，为将来所从事的专业工作构建必要的高分子材料科学基本知识与技能。H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理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2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对应的课程目标1.材料科学概述1.1材料的形成、分类及任务；1.2材料结构及性能；1.3材料成型工艺与其结构性能的关系；1.4材料的强化机制教学要求：掌握材料的微观结构分类及其反应的特征性能；理解材料结构及性能对材料加工成型过程的影响，并掌握常用的材料性能强化方法。重点:材料成型工艺与其结构性能的关系。难点:材料微观结构的理解，微观结构对性能及其对加工成型的影响情况。21、22.高分子材料的制备反应2.1高分子与高分子材料2.2连锁聚合反应2.3逐步聚合反应教学要求：掌握自由基聚合、共聚合机理及特征，阴、阳离子聚合机理和特征，逐步聚合的特征及应用；理解常见聚合方法，高分子材料及成型加工的基本概念，定向聚合的方式和特点；了解高分子材料制备的最新进展。重点：高分子材料的制备机理和方法，自由基聚合反应，离子聚合反应，缩聚和加聚反应。难点：各种聚合机理、聚合方法的实施和影响因素。81、23.高分子材料的结构与性能3.1聚合物结构3.2聚合物的分子运动及物理状态3.3高分子材料的力学性能3.4高分子材料的物理性能3.5高分子材料的化学性能3.6高分子溶液教学要求：掌握高分子材料的结构特点、高分子材料性能的基本指标，了解大分子链的结构特点及运动特征，聚合物玻璃化转变及熔体流动等性质，典型的力学、物理、化学性能指标；理解高分子溶液的基本特点及主要应用。重点：高分子材料各种结构及性能，能深刻理解并合理运用。难点：分子运动特点及玻璃化转变；高弹性、粘弹性等力学性能指标；高分子溶液的溶解及特点。61、24.通用高分子材料4.1塑料4.2橡胶4.3纤维4.4胶黏剂及涂料教学要求：掌握常见通用高分子材料的类型、特征、性质、主要应用等；理解常见胶黏剂和涂料的基本性质和特性；了解通用高分子材料的发展现状。重点：塑料的组分、作用、分类及各自特点；橡胶的结构和性能，合成橡胶和通用橡胶的主要应用；人造纤维、合成纤维、胶黏剂等材料。难点：各种通用材料的结构、特点、性质、性能区别。81、25.功能高分子材料5.1液晶高分子材料5.2吸附性高分子材料5.3感光性高分子材料5.4导电性高分子材料5.5高分子功能膜材料5.6智能高分子材料教学要求：掌握液晶高分子材料，吸附树脂、螯合树脂，离子交换树脂，感光高分子材料，高分子膜材料、智能材料等重要材料的性能、制备方法及用途；理解导电高分子等材料的性能及特点；了解高分子功能膜材料及智能高分子材料的应用。重点：液晶高分子、吸附树脂、离子交换树脂、感光高分子、高分子膜材料的功能性质。难点：几种高分子材料的作用机理。41、26.聚合物共混物6.1聚合物共混物及制备方法6.2主要品种6.3聚合物之间的互溶性6.4聚合物共混物的形态结构6.5聚合物共混物的性能6.6橡胶增韧塑料的增韧机理教学要求：掌握聚合物共混物的制备方法，品种，聚合物之间的相容性，聚合物共混物的性能；理解聚合物共混物的形态类型，互溶性对形态的影响，形态结构的测定方法；橡胶增韧塑料的增韧机理和影响抗冲强度的主要因素；了解非弹性体增韧的机理和类型。重点：聚合物共混物形态结构的测定方法，共混物的性能；橡胶增韧塑料的增韧机理和影响抗冲强度的主要因素。难点：聚合物共混物的性能与其组分性能之间的关系；橡胶增韧塑料的增韧机理。21、27.聚合物基复合材料7.1聚合物基宏观复合材料7.2聚合物基纳米复合材料教学要求：掌握宏观复合材料的制造及成形方法，性能及应用；理解聚合物复合材料的类型及特点，增强剂的类型和作用。重点：两种聚合物复合材料的制备方法和用途。难点：影响聚合物复合材料性能的各种因素。21、2合计32五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合课堂讨论、实例分析、视频观看等方式，采用启发式、讨论式等教学手段促进学生思考，培养学生独立思考的能力，激发学生的创新思维，具有较强的工程实践能力和创新能力，能够运用所学的知识和原理，分析和解决新能源材料与器件专业的工程问题。同时，建立线上课程，给学生提供灵活的自主学习平台，积极探索教学方法，结合高分子材料实际案例，引入课程思政，培养学生分析和解决高分子材料能力，实现教书育人这个根本任务。六、课程资源1.推荐教材：张留成等编.《高分子材料基础》（第三版）[M].化学工业出版社,2019.112.参考书：（1）黄丽主编.高分子材料（第二版）[M].化学工业出版社.2010.2.（2）唐黎明主编.高分子化学（第二版）[M].清华大学出版社.2016.9.（3）张春红，徐晓冬，刘立佳.高分子材料[M].北京航空航天大学出版社.2016.2（4）郭建民主编.高分子材料化学基础（第二版）[M].化学工业出版社.2015.8.3.期刊：（1）周勇.高分子材料的老化研究[J].国外塑料,2012,30(01):35-41.（2）Romain,Charles,Zhu,etal.Sustainablepolymersfromrenewableresources[J].Nature,2016.（3）陈彩珠,潘汉军.3D打印高分子材料研究进展[J].工程塑料应用,2016,44(9):137-140.（4）孙昭艳,门永锋,刘俊等.高性能高分子材料:从基础走向应用[J].科技导报,2017,35(11):60-68.（5）颜静,顾军渭,耿旺昌等.从诺贝尔奖看高分子百年[J].化学教育(中英文),2021,42(04):107-113.4.网络资源：（1）陈光.新材料概论./course/NJUST-1001754019.(2)皱国享.高分子材料成型工艺学.2018.9./course/CCZU-1001755197.七、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3。表3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12过程性考核课堂表现22（1）根据课堂出勤情况和课堂互动情况（抢答、选人、讨论、随堂练习等课程活动）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。√√1111章节测验6（1）根据每次测试的情况单独评分；（2）取各次学习的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以该成绩在总评成绩中所占比例计入总分。√√33作业12（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）以作业成绩在总评成绩中所占比例计入总分。√√66期末大作业60（1）大作业成绩为100分，以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核高分子材料的制备反应、结构与性能，通用高分子和功能高分子的基本结构及特点、合成方法、应用领域等内容。√√3030合计：100分5050八、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、章节测验、作业、期末大作业等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末大作业和过程性考核成绩组成。其中：期末大作业成绩为100分（权重60%），试题类型为简答题；课堂表现、章节测验、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和大作业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4。表4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课堂表现55按时完成线上学习任务，章节学习次数、任务点学习时长、课程音视频观看等任务完成率大于90%。按时完成线上学习任务，章节学习次数、任务点学习时长、课程音视频观看等任务完成率大于80%。按时完成线上学习任务，章节学习次数、任务点学习时长、课程音视频观看等任务完成率大于70%。按时完成线上学习任务，章节学习次数、