《高分子物理与化学》课程教学大纲 课程名称：高分子物理与化学 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Polymer Physics and Chemistry 总学时/周学时/学分：90/ 5/ 5.5 其中实验（实训、讨论等）学时：0 先修课程：大学物理、无机化学、分析化学、有机化学、物理化学 授课时间：星期一 1-2 节、星期三 5-7 节（1-18 周） 授课地点：松山湖校区教学楼 7B201（星期一） 松山湖校区教学楼 6C101（星期三） 授课对象：2017 级高分子材料专业 1、2 班 开课院系：材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称：刘啸天/讲师 答疑时间、地点与方式：在课堂上主要利用上课前 15 分钟、课间 10 分钟和课后 15 分钟的时间段给同学 们答疑；一般在每一章节教学完毕，会安排一次习题课；上课学生可自由提问；同学们在平时学习中遇 到的问题可到原经管楼相应办公室进行答疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（）其它（） 使用教材：《高分子化学与物理基础》，魏无际等编，化学工业出版社，2013 年 教学参考资料：（1）《高分子化学》，潘祖仁编，化学工业出版社 （2）《高分子化学教程》王槐三、寇晓康编，北京科学出版社 （3）《高分子物理》符若文、李谷、冯开才编，化学工业出版社 课程简介：《高分子物理与化学》是高分子科学的基础，也是高分子材料专业一门专业必修课程。课程 以无机化学、分析化学、有机化学、物理化学及大学物理学为基础，以高分子化学的内容为重点，主要 学习有关高分子化合物的基本概念、聚合反应合成的基本原理、反应动力学、聚合方法等内容。通过本 课程的学习，学生们应该能够掌握高分子科学的基础理论以及应用领域和制备方法等基础知识，为他们 今后进行高分子科学研究或从事高分子材料生产工作打下坚实的基础。 课程教学目标 一、知识目标： 1、通过这门课程的教学，可以使学生对高分子的结构、性能、 聚合方法、反应机理等知识有深入的了解； 2、在掌握知识点的基础上，更要具有丰富的高分子实验操作技 能； 3、并在知识点的学习以及相应的计算、分析、合成操作技能的 培训过程中，同学们应该学会基本的聚合物合成以及结构分析方法， 尽最大可能掌握操作技巧，熟悉操作理论，以达到理论和实践的有 机结合； 二、能力目标： 同学们要能够运用所学的高分子化合物的基本概念、聚合反应 合成的基本原理、反应动力学、聚合方法等内容，去解决实际的操 作和工程问题，在此基础上还应该有创新和创造能力； 三、素质目标： 1、通过创设一定的实践环节来引起学生的注意、产生兴趣。同 本课程与学生核心能力培养之间 的关联（可多选）： ■核心能力 1 具有运用数学和化 学、材料学、生物学、物理学、力 学等自然科学基础知识和材料工 程专业知识的能力； ■核心能力 2 具有功能材料设计 与实施实验方案，数据分析、信息 综合等能力； ■核心能力 3 具有材料工程实践 所需技术、技巧及使用工具的能 力； □核心能力 4 具有学习及掌握材 料加工设备、流程及系统的能力； □核心能力 5 具有项目管理、有效 沟通与团队合作的能力；
时，在学习和实践过程中，在教师的引导下，依靠学生的自我探索， 认识到高分子科学在自然科学中的作用，在社会发展中的地位，并 培养学生良好的社会责任感和职业道德； 2、养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求是的科学 态度和职业道德。 □核心能力 6 具有发现、分析与解 决复杂材料及其工程方面问题的 能力； □核心能力 7 能认清当前形势，了 解材料及其工程技术对环境、社会 及全球的影响，并培养持续学习的 习惯与能力； ■核心能力 8 理解专业伦理及社 会责任，具有较好的人文艺术和社 会科学素养，较强的社会责任感和 良好的工程职业道德，能够在工程 实践中理解并遵守工程职业道德 和规范，履行社会责任。 理论教学进程表 周次 教学主题 教学 时长 教学的重点、难点、课程思政融入点 教学方式 作业安排 1 绪论 5 重点：对以往相关知识点的复习， 聚合物的命名规则和两种分类方法 以及聚合物分子量的测定方法； 难点：聚合物聚合度与分子量、均 聚物与共聚物与各类聚合物基本性 质。 课程思政融入点：介绍高分子科学 的发展过程，并着重中国古代劳动 人民所取得的成就，以培养学生的 爱国精神，树立文化自信。 课堂讲授与小组讨 论 第一次作业： 教材及参考 书的部分思 考题及习题 2 高分子科学的总 体介绍 5 重点：聚合物玻璃化转变理论及影 响玻璃化转变温度的因素，聚合物 的提纯和检测方式； 难点：利用各种工艺指标或外界因 素来调控聚合物玻璃化转变温度， 使其上升或下降。 课堂讲授与小组讨 论 3 缩聚反应Ⅰ 5 重点：缩聚反应的单体和类型、缩 聚反应的逐步性和可逆性，反应程 度和聚合度官能团的反应活性； 难点：官能团的反应活性。 课程思政融入点：以学习中的各类 反应发现和优化为例，培养严谨的 科学精神及匠人品质。 课堂讲授与小组讨 论 第二次作业： 教材及参考 书的部分思 考题及习题
4 缩聚反应Ⅱ 5 重点：线形缩聚反应的平衡影响因 素、平衡常数以及聚合度的控制； 难点：产物聚合物的计算。 课堂讲授与小组讨 论 第三次作业： 教材及参考 书的部分思 考题及习题 5 缩聚反应Ⅲ 5 重点：线形缩聚反应的反应动力学 及平衡控制方法；Carothers 法计算 体型聚合反应的凝胶点及体型聚合 实施方法； 难点：缩聚反应动力学的计算、反 应程度及分子量的控制方法、凝胶 点的计算。 课堂讲授与小组讨 论 第四次作业： 教材及参考 书的部分思 考题及习题 6 其他逐步聚合反 应Ⅰ 5 重点：逐步聚合反应的种类、实施 办法及及其主要聚合物介绍； 难点：对各类逐步聚合反应机理的 理解及了解各类产物的应用范围。 课堂讲授与小组讨 论 7 其他逐步聚合反 应Ⅱ 5 重点：主要逐步聚合反应产物的使 用领域及制备方法； 难点：聚合产物的合成制备机理。 课堂讲授与小组讨 论 第五次作业： 教材及参考 书的部分思 考题及习题 8 自由基聚合反应 Ⅰ 5 重点：自由基的结构及化学反应、 基元反应特征、引发剂的种类及分 解作用； 难点：自由基聚合反应机理。 课程思政融入点：通过多样化教学 手段使学生掌握科学的世界观和方 法论，学会运用马克思主义立场、 观点、方法辨明学科研究方向、掌 握科学思维和发散式思维，为学生 一生成长奠定科学的思想基础。 课堂讲授与小组讨 论 第六次作业： 归纳聚合反 应的机理和 应用范围 9 自由基聚合反应 Ⅱ 5 重点：温度对聚合速率的影响，自 由基聚合反应中自加速现象，平均 聚合度的计算； 难点：自加速现象的产生原因以及 控制方法。 课堂讲授与小组讨 论 第七次作业： 教材及参考 书的部分思 考题及习题 10 期中考试 2 期中考试
10 自由基聚合反应 Ⅲ 3 重点：自由基聚合反应中阻聚和缓 聚作用； 难点：不同类型阻聚剂的作用机理 课堂讲授与小组讨 论 第八次作业： 关于乳液聚 合应用及前 景的小论文 11 自由基聚合反应 实施方法 5 重点：自由基聚合的实施方法、自 由基共聚合反应特点和反应机理、 单体和自由基的相对活性概念； 难点：乳液聚合的机理及优点、如 何在聚合过程中实现过程控制。 课堂讲授与小组讨 论 第九次作业： 归纳聚合反 应的机理 12 离子型聚合 5 重点：阴、阳离子聚合的基元反应； 难点：离子型聚合引发剂类型与作 用，引发体系的组成与单体类型。 课堂讲授与小组讨 论 第十次作业： 归纳聚合反 应的机理和 产物应用范 围 13 聚合物的化学反 应 5 重点：聚合物化学反应几率效应和 邻位基团效应对聚合物的化学反应 的作用以及化学反应式的表达； 难点：聚合物化学反应活性的各类 影响因素。 课堂讲授与小组讨 论 14 高分子的结构Ⅰ 5 重点：高分子链的化学组成、结构 单元的键接方式、链的构型、柔顺 性的判断标准及影响因素； 难点：高分子的近程结构、远程结 构的特点，单个高分子链的基本化 学结构；构型及构象的概念。 课堂讲授与小组讨 论 第十一次作 业：教材及参 考书的部分 思考题及习 题 15 高分子的结构Ⅱ 5 重点：高分子的晶态结构及结晶形 态、结晶度对聚合物性能的影响； 难点：透彻了解聚合物结晶度和其 物理性能的关系，并可以利用直接 法或间接法判断聚合物结晶度。 课堂讲授与小组讨 论 第十二次作 业：教材及参 考书的部分 思考题及习 题 16 高分子的结构Ⅲ 5 重点：高分子的非晶态、液晶态及 取向态的结构、性能和表征方式、 以及高分子共混物的形态结构； 难点：深入理解高分子液晶结构和 性能间的关系、聚合物取向机理。 课堂讲授与小组讨 论 第十三次作 业：教材及参 考书的部分 思考题及习 题
17 高分子的结构与 各项性能的关系 Ⅳ 5 重点：玻璃态和晶态高分子的力学 性质，聚合物的结构与性能的关系； 难点：高分子应力应变关系。 课程思政融入点：在知识传授、能 力培养中，传承中华优秀传统文化、 革命文化，弘扬社会主义先进文化， 培养科学精神、工匠精神、职业伦 理等。以身作则，培养中国特色社 会主义道路自信、理论自信、制度 自信、文化自信。 课堂讲授与小组讨 论 第十四次作 业：教材及参 考书的部分 思考题及习 题 18 讲评及答疑 5 重点：对以往作业进行详尽总结并 进行考试动员； 难点：无 课堂讲授与小组讨 论 第十五次作 业：将以往作 业中错题改 正后再重新 完成一次。 合计： 90 成绩评定方法及标准 考核内容 评价标准 权重 平时考核 包括到堂情况、期中考试情况、课堂讨论、完成作业情况，总 分为 30 分；其中期中考试以分组形式解决高分子实际问题为 主；不参加期中考试或无故旷课一次，直接扣除平时成绩的 10 分，作业未交扣 5 分，迟到为 2 分，扣完为止。 30% 期末考核 按照期末考试成绩进行评价 70% 大纲编写时间：2019.9.4 系（部）审查意见： 我系已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。 系（部）主任签名： 日期： 2019 年 9 月 9 日