教学课程资源库 更多>>

关键词： 高分子物理   高分子结晶   科教融合  

摘要： 教学与科研的联动融合是教学改革的发展方向。本文展示了一个教学促进科研的案例,通过对教学内容的思考与系统梳理,凝结出了创新的研究思路。高分子结晶,是《高分子物理》课程的核心内容之一。其中,分子量对高分子结晶过程及聚集态结构的影响被广泛提及,高分子按分子量在结晶过程中发生分级,不同分子量会导致不同的聚集态结构。基于这两点,提出了高分子中会存在由于分子量多分散性导致的聚集态结构规律分布的猜想。验证这一猜想促进了一种新型嵌套球晶织构的发现,并为其形成机理的研究提供了关键指导。本文体现了教学促进科研模式的可行性与优越性,以期为科教融合提供有益的启迪。

关键词： 链段   构象   高分子物理   教学主线  

摘要： 高分子物理是高等院校高分子材料与工程专业的一门重要的专业基础课。为解决高分子物理课程中知识点分散,前后内容之间难以联系,学生难于灵活运用知识的困境,基于实践提出以链段和构象作为教学主线,阐明了链段和构象概念的掌握及意义以及其与力学状态、橡胶高弹性、强迫高弹性、黏弹性、聚合物屈服和断裂、凝聚态、流体学、取向和分子链柔性等内在关系。

关键词： 工程教育专业认证   高分子物理   课程考核   持续改进  

摘要： 文章基于地方高校工程教育专业认证要求,针对《高分子物理》课程现有考核体系与工程认证要求符合度存在偏差的此基础上,提出了较为科学、量化的该课程的考核评价方式,能够直观地反映课程教学对应的毕业要求目标达成情况.文章所构建的高分子物课程的考核评价体系可行性良好,具有一定的现实意义和推广应用价值.

关键词： 高分子物理   工程教育专业认证   结构-分子运动-性能主线   应用实例   混合式教学   纵向归纳总结  

摘要： 《高分子物理》一向被认为是一门抽象的、老师难教、学生难学的重要基础课。笔者及所在的高分子物理 教学团队以“学生中心、产出导向、持续改进”的工程教育理念为指导,从紧紧围绕结构-分子运动-性能关系的主线、 结合生活中的应用实例、运用混合式教学方式、启发学生对知识点进行纵向梳理与总结四个方面开展了教学改革与实 践,使学生获得高分子物理基础知识的同时,帮助学生建立科学思维,培养学生分析问题和解决问题的能力,为从事工 程实践奠定基础。

关键词： 高分子化学   高分子物理   团队建设   实践  

摘要： 以高分子物理和高分子化学为研究对象的高分子学科是专业发展重点关注的领域。因此，高校设置完备高质量的课 程教学团队势在必行，为适应社会发展需要，培养高质量学术教学团队。本文将以我校高分子材料与工程专业为 例，探究高校高分子物理和高分子化学两门核心课程发展，研究课程教学团队建设和实践研究。

关键词： 高分子物理   教学改革   设计性实验   实践能力  

摘要： 以常用高分子材料热分析设计性开放实验为例,介绍了对高分子专业学生合理开放使用实验室大型仪器的教学改革情况。通过向本科生开放多种大型热分析仪器,一方面整合拓展了实验内容,极大地调动了学生的积极性,把不同仪器测试的实验数据有机结合系统分析,激发学生对实验过程的全面思考,促进知识点融会贯通,实现了对本科生科研能力的培养;另一方面锻炼了学生的自主探索能力,加强了学生熟练操作仪器和分析解决实际问题的技能,实现对学生综合实践能力和工程思维能力的培养。

关键词： 高分子物理   机器学习   传播子方程   自洽场理论  

摘要： 在高分子物理中,自洽场理论是极其重要的理论之一,传播子方程则是高分子自洽场理论的关键方程。因此,在本文中,我们使用机器学习方法对高分子链传播子方程进行了求解。 首先,我们采用了一种基于笛卡尔网格采样和拉丁超立方采样混合的物理神经网络来求解一维高分子链传播子方程的正向和逆向问题。我们使用了一种新的方法进行数据采样,提出了新的周期边界条件损失函数的构建方法。然后在训练过程中对神经网络中的参数进行了优化。最后我们使用这个模型对给定的高分子链传播子方程的正向问题和逆向问题进行求解,并得到了相当合理的结果,证明了该神经网络求解器在正向和逆向问题上的有效性。同时我们将神经网络解与数值解进行了比较,证明了我们这个方法的精度较好,同时也有很高的计算效率。 进一步地,我们构建了一个神经网络模型来计算含有传播子方程的三维两嵌段聚合物自洽场方程组。网络模型包括两个前馈神经网络,一个网络表示传播子方程,另一个表示自洽场化学势场,两个网络由自洽场方程组所构建的损失函数进行耦合。通过优化损失函数,最终得到神经网络计算结果。通过对比网络解与数值解,我们证明了该模型的有效性和准确性。另外,我们也绘制了两嵌段共聚物微相分离过程的三维可视化图。本文通过使用机器学习方法对一维及三维传播子方程的研究可以为之后高分子物理问题的求解提供一定参考和帮助。

关键词： 《高分子物理》课程   应用型人才培养   教学内容  

摘要： 聚焦课程教学痛点问题“基础理论多，实践应用少，应用型人才不强”，对教学内容进行了知识重构，包括应用型闭环教学，生活、生产、前沿领域应用型案例库建设以及科研反哺教学。从多维度强化课程知识的实践应用性，让学生深感学有所用，激发学生学习驱动力，提升应用型人才培养质量。

关键词： 高分子流变学   高分子物理   弹性体   离子凝胶  

摘要： 聚合物基柔性离子导体是离子分散于聚合物网络及分散介质中形成的弹性材料。不同于电子导体普遍具有的脆性特征,柔性离子导体可以折叠、弯曲、拉伸,在下一代柔性设备如人造皮肤、便携式可穿戴传感器、摩擦纳米发电机中有着广泛的应用前景。柔性离子导体主要包含水凝胶、离子导电弹性体以及离子凝胶。水凝胶虽然应用广泛,但存在水分流失、化学稳定性差、力学强度低等缺点,相对而言,离子导电弹性体和离子凝胶具有高力学强度、高延展性、高稳定性等特点,可以克服水凝胶的不足,扩展柔性离子导体的应用场景。然而,无论是离子导电弹性体还是离子凝胶,导离子与力学性能的冲突是普遍存在的问题,如何平衡两种性能以得到材料的最优解是非水体系柔性离子导体长期存在的挑战。面向上述问题的解决,本论文开展了以下三方面的工作: 1.针对离子导电弹性体机械性能和导电性的平衡问题,制备了一种高强度可拉伸的多功能离子导电弹性体,该导电弹性体以丙烯酸和大分子交联剂F127DA作为单体采用光引发自由基共聚形成聚合物网络,添加锂盐双三氟磺酸亚胺盐（LiTFSI）作为导电离子,制备的弹性体具备8 MPa的拉伸强度,800%的断裂伸长率,电导率可以达到10-4 S/cm,实现了高强度的同时具备高导电特性,该导电弹性体还具有可自修复和自粘附的特性,可以应用于3D打印,基于该导电弹性体制备了多种传感器,包括应力应变传感、湿度传感和摩擦纳米发电机等新型柔性器件。 2.针对目前离子凝胶材料由于含有大量离子液体导致力学性能较差的问题,制备了一种高强度耐疲劳的离子凝胶。该离子凝胶以烷基链改性PVA（C3-0.3）作为聚合物网络,离子液体1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺（[EMIM][DCA]）作为导电离子,通过溶液浇筑法制备而成。制备的离子凝胶是一种非化学交联体系,可以再生循环使用,其力学强度可以达到9 MPa,同时具有900%的断裂伸长率,电导率可以达到10-2 S/cm。离子凝胶同时具备良好的弹性、韧性和耐疲劳特性,弹性极限超过100%,韧性32 MJ/m3,通过单缺口法测试了离子凝胶的疲劳阈值可以达到1600J/m2。以此离子凝胶制备的应变传感器具有良好的稳定性。 3.针于大部分离子导体都是亲水体系难以在水下应用的问题,本论文基于含氟材料制备了一种疏水的离子凝胶。该疏水离子凝胶以丙烯酸和丙烯酸六氟丁酯共聚物作为聚合物骨架,离子液体[EMIM][TFSI]作为导电离子,添加小分子b-PEI作为物理交联剂,采用一锅法光引发自由基聚合而成。离子凝胶内部存在强静电相互作用力和离子-偶极相互作用,材料具有0.6 MPa的力学强度和1000%的断裂伸长率,电导率3×10-4 S/cm,通过流变学测试证明了内部存在的相互作用,较多的可逆物理键使得凝胶在30 min内即可以实现80%的自修复效果;基于离子凝胶优异的稳定性和可拉伸性,被应用于应变传感器和温度传感器,并且利用疏水特性,离子凝胶可以在水下传递信号。 综上,本论文针对柔性离子导体力学性能与导离子性难以平衡的问题,通过高分子网络设计与相互作用调控,开发了兼具优异力学性能与导离子性的弹性体和离子凝胶材料,并基于该类柔性离子导体制备了多种柔性传感器,为离子导电材料在人体皮肤、可穿戴柔性器件、摩擦纳米发电机和水下传感等领域的应用提供了新的思路。

关键词： 课程思政   高分子物理与化学   专业课程   教学设计  

摘要： 将思政元素有机融入专业课程教学是提高育人效果、提升学生综合素养的重要途径。《高分子物理与化学》作为材料专业的必修课程或相关专业选修课程,对学生掌握高分子材料基础知识具有重要意义。本文着重挖掘高分子材料实际应用或相关名人轶事中蕴含的思政元素,建立该课程的课程思政案例库。并结合河南师范大学材料科学与工程学院实际情况,旨在实现学生家国情怀、责任担当和匠人精神的培养,践行“请党放心,强国有我”的铮铮誓言。