化学与分子工程专业
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化学与分子工程专业范文第1篇
关键词：轻化工程；高分子化学与物理；教学方法；生产实践；科学研究
中图分类号：G642.4？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）50-0071-02
一、引言
随着高分子科学与技术的不断发展，高分子科学已渗透于各个学科与领域，形成了一个无法替代的交叉学科。对于江南大学轻化工程专业（染整方向）的本科生，要求掌握有关高分子的基本理论知识和应用技能，开设了《高分子化学与物理》课程。主要包括高分子化学和高分子物理两个部分，其中高分子化学部分侧重高分子合成的基本理论知识，高分子物理部分则侧重于高分子的结构与性能[1-3]。该课程是轻化工程专业的学科平台课之一，课程的学时数为48学时，在这样少的学时条件下，要使那些对于高分子完全陌生的学生理解并掌握高分子的基本概念与原理，合理安排授课内容和讲授方式是非常重要的。通过不断地尝试和教学实践，作者积累了一定的教学经验，取得了比较满意的教学效果。
二、课堂教学方法尝试
（一）课堂教学与专业基础课相结合
虽然高分子化学和物理的基础知识所涉及的面较广，理论性较强，但对于轻化工程专业（染整方向）的本科生来说，要求不很深，希望学生在理解基本概念和掌握基础理论的基础上能够灵活地运用，并为后续课程的学习打下坚实的基础，培养他们分析与解决实际问题的能力。例如在讲授逐步聚合反应机理和特点时，通常会介绍聚氨酯的合成，概念很抽象，难于理解。可与后续专业课《纤维化学与物理》的内容进行有效结合，采用举例的方法加深学生的理解，避免死记硬背。例如介绍聚氨酯弹性纤维（俗称“氨纶”），这种纤维织物具有很好的回弹性，穿着时伸缩自如，增强了舒适感，并能显现出优美的体型和曲线美，可制作各种内衣、游泳衣、紧身衣、弹力裤和丝袜等，在日常生活中具有广泛的应用。再如，在讲授自由基共聚合时，就可与《纤维化学与物理》和《染整工艺原理》课程中腈纶的染色进行结合，均聚聚丙烯腈制得的纤维不易染色，手感及弹性都较差，还常呈现脆性，不适应纺织加工和服用的要求，为此聚合时加入少量第二单体（结构单体，通常选用含酯基的乙烯基单体，可以减弱聚丙烯腈大分子间的作用力，改善纤维的手感和弹性，克服纤维脆性，有利于染料分子进入纤维内部）和第三单体（染色单体，使纤维引入具有染色性能的基团，改善纤维的染色性能，一般选用可离子化的乙烯基单体），一般成纤聚丙烯腈大多采用三元共聚物。从而有利于学生深入理解自由基共聚合的意义。
（二）课堂教学与生活、生产实践相结合
理论联系实际，密切贴近生活。通过大学生工业见习、实习提高轻化工程专业（染整方向）本科生理论知识学习与生产实践相结合的能力。认识实习的目的在于认识与专业对口的相关生产工艺流程和设备结构、原理等，促进学生在完成业务实习目的的基础上，实现劳动教育和认识社会教育相结合。因此，我们利用暑假安排学生参与高聚物合成和加工的相关工业见习。生产实习的主要目的是使学生将学习过的专业理论知识具体化并得到巩固提高，通过深入生产现场进行调查研究，参与生产劳动操作，充当生产一线工人，养成良好的工作作风。这些工作扩大了轻化工程专业（染整方向）学生的知识面，加深了基础知识的理论。
此外，高分子材料已成为现代社会生活中衣、食、住、行、用各个方面所不可缺少的材料。日常生活中常见的制品所用的原料很多都是高分子材料，为了帮助学生认知聚合物，在讲授聚合物的分类和应用时，将具体的生活制品用图片的形式展示给学生，可以帮助学生更形象生动地记忆聚合物的名称和具体应用。例如可以讲解“限塑令”、保鲜膜的质量问题、汽车轮胎、电脑外壳、装修过程使用的涂料、油漆等，每一个都与高分子的基础知识息息相关，也是学生关心的话题。所以，在教学过程中，我们尽量避免单纯讲授抽象的基本的概念和理论，而是从一些实际现象引出问题，再通过理论分析加以解释、归纳，这样不仅可以引起学生兴趣，重要的是可以加深学生对基本理论知识的理解和掌握，达到事半功倍的效果。
（三）课堂教学与科学研究相结合
江南大学纺织服装学院是学校“211”工程重点建设学科，形成了纺纱、织布、染整和服装设计与表演等完整的学科体系，尤其在纺织材料的研究与开发方面具有很强的实力，依托科研背景和科研实力，培养学生的创新能力，促进教学质量的提高。因此，除了教授学生基础理论知识以外，还可以充分利用学校自身的科研资源优势，结合学科的发展方向，引导优秀的学生参与前沿的科学研究，激发学生的创新潜能和创造力。如在国家、江苏省和江南大学等各级大学生创新训练计划的支持下，以大三学生作为项目负责人，吸收他们参与到课题研究中，在导师指导下进行自主选题和实验方案设计，使得学生了解了相关领域的科研动态，将学习的理论知识进行应用，加深了基本概念的掌握与理解，培养了学生的科研兴趣，提高了学生将知识转化为生产力的能力。有效建立了科研与教学协调发展、科研促进教学的机制与体制，对创新型人才的培养起着重要的作用，是提高专业人才培养质量的需要、实现教学创新与培养创新性人才的需要。
例如，在讲授高分子溶液时，就可与自身的研究方向进行有效的结合。我们知道生产实践中可分为浓溶液（如油漆、涂料、胶粘剂、纺丝液、制备复合材料用到的树脂溶液——电影胶片片基等）和稀溶液（如分子量测定及分子量分布）。而在科学研究中，正是利用高分子的浓溶液（纺丝液）经过静电纺丝就可制备直径小于1000nm的纤维（俗称“纳米纤维”），这种纤维因具有较大的比表面积、独特的网路结构和丰富的孔隙率等优异性能而备受研究人员的关注，可望广泛应用于过滤和分离材料、防护服、固定酶、生物医学（如细胞支架、创伤敷料、组织工程、药物缓释和DNA传输）、电子器械（如传感器和晶体管）和能源应用（染料敏化太阳能电池、锂离子电池和生物燃料电池）等，在制作课堂幻灯片时引入直观的图片，并加以说明。这些知识的引入可有助于加深学生对基本概念的理解，也拓展了学生对微观纳米材料的认识，提高了学生进一步学习和从事科研工作的兴趣。
三、结语
通过近几年的课堂教学方法改革，提高了学生的学习兴趣和对知识的理解，为后续课程的学习奠定了一定的基础。通过这些措施，更好地培养了学生的创新意识，提高了学生的创新能力，而且该专业的毕业生中有很多人从事与高分子相关的行业，学科交叉特色明显。本文简单介绍了江南大学轻化工程专业（染整方向）本科生课程《高分子化学与物理》的教学改革的尝试，对其他开设轻化工程专业的高校有一定的参考意义。
参考文献：
[1]徐晓冬.非高分子专业《高分子化学与物理》教学中的几点体会[J].高分子通报，2010，（5）：74-78.
化学与分子工程专业范文第2篇
2、工程专业素有艺术和科学结合的专业,是永无止境的前沿文明专业,而现在中国已到了劳动密集发展的没落期了。所以现在政府正在提倡转型发展策略,而所谓的转型就是要从劳动力密集型转向科学技术密集型。
3、所以高分子材料和工程专业都是发展前景一片光明的学科。高分子材料与工程专业培养具备高分子材料与工程等方面的知识。
4、能在高分子材料的合成改性和加工成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。
化学与分子工程专业范文第3篇
你适合学习材料专业吗?
材料学包罗万象，是国内外各行各业发展都离不开的一门基础而重要的学科。目前据相关专家分析，我国在材料成型设计方面的人才缺口在20万～30万之间，并且呈逐年递增趋势，材料科学与工程专业的毕业生已经成了“抢手货”。目前我国整个材料行业都缺少高精尖人才，人才缺失问题已经成了众多企业发展的桎梏。
材料行业对人才的需求是如此的迫切，那么也可以想象材料学的就业趋势非常好，想要进入材料行业的学生也很多，那什么性格的人适合进入材料学院呢?笔者列出了如下的性格需求度表格，同学们不妨参考一下。
概述：材料学究竟是什么
材料学是一门跨学科的科学，涵盖的范围很广，子学科多。所以想要回答“材料学究竟学什么”这一问题很难。总的来说，材料学就是研究材料结构、性质和性能，以制造出更好的材料或更好地使用材料的学科。
材料学具体分为三个大类：金属材料、无机非金属材料和高分子材料。因此，大部分高校会开设材料科学与工程专业，专业下又分出几个方向，针对性地学习这三大类的知识，并且它还与其他一些工程科学相重叠，因此在各大院校，材料科学与工程都有若干分支。
从这三大类可以看出，材料学是典型的工科专业，课程安排和其他工科专业大同小异。大学一、二年级会安排基础科目的学习，如高等数学、线性代数、概率统计与随机过程、大学英语、C语言、大学物理、机械制图、电子电工学这样与材料生产设备相关的课程：到了大三大四，则会偏重专业课，比如材料物理、物理化学、有机化学、材料力学等，都是必须要学习的。
材料学由于应用广泛。在众多领域都有很大的发展空间。学生毕业后可在航空航天、冶金、机械、汽车、电子、信息、交通、化工和建筑等工业企业以及相关科研单位工作。学校不同，学科方向不同，就业的去向也不一样，比如以研究钢铁为主的材料专业。学生毕业后大部分去的都是加工为主的企业，比如钢铁厂、汽车厂。
总体而言，材料学是比较基础的学科，光是大学四年学不到特别专业的知识。所以很多同学会选择考研深造，这个时候，不妨选择一个前沿的并且热门的方向，比如先进陶瓷、复合材料、纳米材料、生物材料等。
核心专业：高分子材料科学与工程
从本世纪中叶。高分子材料逐渐登上了材料王国中的宝座。据2011年的最新统计，我国高分子材料的体积产量已经超过其他各类材料，塑料的体积产量已经超过钢铁体积产量，合成纤维的生产也超过全部有色金属的总产量，这说明我国已经跨进了高分子材料时代。
高分子材料科学与工程的建立可以说只有二三十年的历史。从“高分子”三个字，就知道这个专业需要用到化学方面的很多知识，在大多数院校中，都开设了无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学等，而且根据各个学校的侧重点不一样，有机化学、量子化学、结晶化学和热力学、固体物理学、结晶学、统计物理学、聚合物流变学、高分子材料学、塑料成型工艺学、机械制造基础、模具材料及制造等课程也都是需要学习的专业基础课程。为了理解高分子材料中的许多物理现象。系统学习高分子物理学也是十分重要的。如果你只希望念完本科就毕业工作，高分子材料专业是个很不错的专业，因为它的就业市场很大。
新兴专业：生物功能材料
国家将生命科学和新材料科学列为21世纪重点发展的领域，而生物材料学作为一门只有十年历史的新专业、站在生命科学和材料科学前沿的交叉学科，更是优先发展的重点。
生物功能材料专业是培养具有材料科学与工程、生物学和医学等领域的相关知识，掌握生物材料的基础和专业知识，能在生物材料的制备、改性、加工成型及应用等领域从事基础研究、应用研究和技术开发等的综合型高级技术人才。
不过很多人会纳闷，生物材料到底拿来做什么呢?作用到底体现在哪里呢?答案很简单—它们最常出现在牙科和整形外科。假牙、补牙材料、人造骨、人造关节都是生物材料的一种。例如为防止骨折，关节等部位要承担体重的3—6倍的重量，而且一年要承受近200万次重复荷重，因此要求人造的关节材料有优良的对生物适应性、疲劳强度和耐磨性等。
本专业毕业生的就业、继续升学和出国深造的前景广阔。可从事与生物材料、医药等领域相关的管理、产品研究开发、市场销售、贸易等方面的工作。
院校推荐
到目前为止，我国设有材料类专业的高校有400多所，这400多所院校有自己的特色，因此，这些院校在学生的培养上也会有自己的特色。
比如，清华大学材料科学与工程专业注重学生的基础，下设了五个方向：材料物理与化学、金属材料、无机非金属材料、复合材料和电子材料。不过在本科阶段，五个方向的课程都大致相同。
北京科技大学的材料科学与工程专业是该校最强势的学科，偏重钢铁材料研究，软硬件设备足以让冶金专业以外的学生眼红。学校名师荟萃，科研实力强，本科生在校学习期间都可跟老师进实验室做科研。
哈尔滨工业大学的材料学院则始终围绕“高端”两字，紧密围绕国防尖端技术发展需要的新型材料、新型材料的精密和特种加工技术设置课程与内容。
北京化工大学的材料学是国家的重点学科，其高分子材料科学与工程专业是传统强项，碳基复合材料、无机非金属材料和金属材料防护学科在全国具有很高的知名度。
化学与分子工程专业范文第4篇
1、电子信息工程：是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科，主要研究信息的获取与处理，电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。
2、通信工程：是电子工程的一个重要分支，电子信息类子专业，同时也是其中一个基础学科。
3、机械制造及其自动化：是一门研究机械制造理论，制造技术，自动化制造系统和先进制造模式的学科。
4、化学制药工程：从事化学制药生产运行、管理和药物生产的新方法、新工艺和新设备开发等工作的高级技术应用性专门人才。
化学与分子工程专业范文第5篇
关键词：材料科学；结构化学；教学内容
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）18-0032-02
湘潭大学目前除了化学专业、应用化学专业开设结构化学之外，材料物理、材料化学、材料科学与工程这3个材料科学类的专业也开设结构化学课程，5个专业使用的教材均为周公度、段连运先生编著，北京大学出版社出版的结构化学基础（第4版）一书。根据近几年来材料科学类结构化学的教学实践情况，考虑到材料科学学科与化学学科之间的差异，根据材料科学与工程教学指导委员会制订的高等学校材料物理、材料化学专业规范，优化适合于材料科学类3个专业的结构化学课程的教学内容实有必要。
一、结构化学的内容和课程的任务
结构化学是研究原子在空间相互结合成分子或化学实体的方式（结构）、依据（化学键本质）、规律及结构与性能间的联系，它是联系材料宏观与微观的桥梁，是材料设计的基础。结构化学以在分子水平上研究自然科学问题为其主要目标与特征，这决定了它不仅是研究化学反应机制、化学的内在规律性、各类化学体系立体构型、键型及构效关系的指南，而且已成为材料科学、分子生物学、金属有机化学等新兴、边缘或综合学科发展的支柱。结构化学不仅与化学各分支学科，而且与材料科学、物理学、地学、生命科学、冶金学等学科有广泛的横向联系与交叉。结构化学的另一个重要内容就是与合成化学、理论化学以及材料科学、生命科学、固体物理等相邻学科一起，建立分子工程学、晶体工程学等学科。
结构化学课程是材料科学类的一门基础课，其任务是使学生深刻掌握微观物质运动的基本规律，获得原子、分子和晶体结构的基本理论、基础知识，深入掌握物质结构和性能的相互关系，牢固树立结构决定性能的观点，了解研究分子和晶体结构的近代物理方法。通过这门课程的学习，培养学生的创新精神和实践能力，进一步培养学生从结构的观点分析问题和解决问题的能力。结构化学的教学对于锻炼学生思维、开发学生智力、发展学生能力、提高学生综合素质有着极其重要的作用。凡具有较好理论基础的大学毕业生，适应能力强，后劲足，结构化学的教学起着十分重要的作用。
二、材料科学的特征
材料科学与工程正在发生深刻的变化，其研究已深入到原子尺度，突出特征表现在3个方面。第一，材料科学技术化，材料技术科学化，材料科学与工程技术日益融合，相互促进；第二，新材料、新技术、新工艺相互结合，为各个工程领域开拓了新的研究内容，带来了新的生命力和发展前景；最后，学科之间的相互交叉渗透，使得各学科之间的关系日益密切，难以分割。基础科学与现代技术的新成果也和材料科学与工程的发展交织在一起。
从教材角度看材料科学，具有3个特征：基础性、前沿性和应用性。基础性，一方面指材料科学的研究是建立在物理、化学的基础上，没有扎实的理化基础从事材料研究与开发是难以想象的。另一方面，当前材料科学研究显示出突出的交叉性和综合性，学科内容及规模不仅体系庞大而且纷繁芜杂，没有扎实的基础就难以抓住要害，不能适应学科的变化和发展，这就要求教材毫不含糊地重视基础。前沿性是指材料科学的发展速度迅猛，只有在教材中恰当地反映这些变化，才能使学生适应日后的研究工作。应用性是指材料研究的目的而言，是为了实际应用。当今材料研究从实验室到工业化的时间大大缩短，材料研究与开发已成为高科技的重要组成部分，要求在教材中有意识地体现这一特征。
三、结构化学课程教学的主要内容与基本要求
根据结构化学的研究内容和材料科学学科的特征，材料科学类的结构化学课程不仅要兼顾物理系的材料物理和化学系的材料化学2个专业，包含适当的量子力学基础、固体理论和表面结构化学，还要适当地介绍一些的功能材料，不能“有理无物”，而且既要与材料物理课程和材料化学课程紧密地相联系，又要区别开来，既要与计算物理课程和计算化学课程相联系，又要区别开来，突出材料结构与性能的关系，简要介绍分子设计学。遵循加强基础、强化能力、整体优化、精选内容、更新知识、突出应用、反映前沿及简明扼要的原则，进行教材编写。
在内容的选取上，首先把握更新与精选，处理好“新”与“基”的关系。在加强基本教学内容的前提下适当反映新内容，拓宽知识面，体现“少而精”、“精而新”的原则。不仅要反映现代科学的发展趋势和学科的前沿理论，而且应注重结构化学课程对其他课程和学科的渗透，提高综合度。其次充分重视理论联系实际。在不同部分侧重点不同，力求加强宏观与微观的联系，掌握规律。第三，注意演绎法和归纳法2种方法的应用。RHoffmann曾说：“化学理论的最主要作用是提供一种思维方式，以总结更新知识”。结构化学作为理论化学的重要组成部分，要求该课程使学生在2种思维模式即演绎法和归纳法方面均得到较好的训练。中国传统教学偏重演绎，优点是严谨，但缺乏创新意识，而美国等国家在教学上侧重归纳，优点是独立思考和创造能力强，缺点是基础不够扎实。因此，我们力求将2种思维模式在各个章节都有所体现，期望学生受到全面的训练。第四，充分注意习题的作用。习题是锻炼思维的体操，是学习过程中的重要一环，做习题不仅是理解、掌握知识，而且是学会如何运用知识。虽然做习题本身不是科学研究，但对研究能力的养成有重要作用。许多科学大师都曾津津乐道于他们早年在习题中的受益。A Sommerfeld曾写信给他的学生W Heisenberg，告诫他：要勤奋地去做练习，只有这样，你才会发现，哪些你理解了，哪些你还没有理解。杨振宁也曾回忆他的大学学习：西南联大教学风气是非常认真的，我们那时念的课，一般老师准备得很好，学生习题做得很多。的确，“勤奋地去做练习”，“习题做得很多”，往往是达到成功的一个阶梯。因此例题习题选编的恰当与否直接影响教学效果，这在内容多、学时少、提倡自学的当今时代显得尤为重要，对于结构化学课程而言更是如此。习题不能全部简单化，我们编写了一定数量的综合训练题。最后，注意课外读物的作用。课外读物有利于拓宽学生的知识面，培养学生的自学能力。阅读原始研究论文能够培养学生良好的思维能力和思考问题的方法，提高他们分析问题和解决问题的能力。在结构化学中，每一个基本原理或理论大都对应一位科学大师，学习他们的研究方法及写作技巧，对学生将来从事科研等工作十分有益。
因此，材料科学类的结构化学课程教学内容应包括下列6部分内容，各部分的基本要求如下：
1.量子力学基础和原子结构。这部分内容在第1、2章中讲授。要求了解量子力学的基本假设，掌握氢原子和类氢离子的薛定谔方程及求解要点，提高对原子结构的认识，深入理解原子轨道的意义、性质和空间图象。了解多电子原子的自恰场方法及中心力场近似法，了解核外电子布居的依据，了解角动量的偶合及原子光谱项的意义。
2.化学键理论和分子结构。这部分内容主要在第3、5、6、10章中讲授。要求重点掌握化学键的三个基本理论：分子轨道理论、价键理论和配位场理论。其中第3章要求了解线性变分法处理H2+和H2，了解共价键本质及典型的双原子分子的电子排布。第5章要求掌握价键理论在多原子分子结构中的应用，掌握s-p杂化轨道的造法及键角公式。要求掌握HMO方法及其在共轭分子中的应用，掌握前线轨道理论和能量相关图及其应用。第6章要求掌握配位场理论在配位化合物结构中的应用，π-σ配键化合物和过度金属簇合物的电子结构或成键特征与性能。了解分子光谱、电子能谱原理。掌握现代化学键理论在讨论非金属化合物成键特征及结构与性能关系方面的应用。
3.点阵理论和晶体结构。这部分内容主要在第4、7、8、9章中讲授。要求根据分子的几何构型确定分子所属的点群，初步了解群的表示和特征表的意义。了解偶极矩、旋光性与分子结构的关系。要求着重了解X射线衍射等方法所依据的基本原理，以及在测定结构中的作用和应用范围，为了解与掌握现代化学中的重要实验方法打下初步的理论基础。掌握描述晶体结构的表达方法，掌握金属、离子化合物的晶体结构与性能。了解用结构化学理论研究固体表面的结构和性能的方法。
4.功能材料结构与性能。这部分内容在11章中讲授。初步了解几类重要的功能材料，加深理解结构决定性能的观点，初步了解功能材料结构与性能的关系。
5.分子设计基础。这部分内容在12章中讲授。初步了解分子设计的基本原理及其应用。
