《天然高分子科学》教学大纲 课程名称：天然高分子科学 课程类别（必修/选修）：选修 课程英文名称：Natural Polymer Science 总学时/周学时/学分：32/22 其中实验/实浅学时：0 先修课程：有机化学，无机化学，物理化学等 后续课程支撑：化工安全与环保，能源经济与政策，循环经济与可持续发展等 授课时间：1-16周，周三1-2节 授课地点：6D-101松山湖校区 授课对象：2019能源化学1班 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课教师姓名/职称：洪南龙/讲师 答疑时间、地点与方式：1.每次上课的课间和课后答疑与讨论：2.16周周三上午1-2节，6D101,问答方式：3.平时上班时间学生可到办公室12J311 进行答糜，或qg和微信平台答疑。 课程考核方式：开卷()闭卷（√）课程论文()其它() 使用教材： 《天然高分子科学》陈嘉川等编，科学出版社，第一版 敏学参考资料： 《天然高分子科学与材料》张俐娜编，科学出版社 课程简介： “天然高分子科学”是大学中化工、能化、轻化和高分子类专业的一门重要的专业课。本门课程主要讲授在工业领域应用较多的几种关键的天然高 分子材料的来源、结构、组成、性质与应用等，全书共8章，包括绪论、纤维素、半纤维素、木质素、天然橡胶、淀粉、蛋白质、甲壳素和壳聚糖。传 统化工中广泛使用的三大高分子，分别是塑料、合成橡胶和合成纤维，带来了一系列的环境污染问题，而天然高分子可降解、绿色环保，且来源广泛
1 《天然高分子科学》教学大纲 课程名称：天然高分子科学 课程类别（必修/选修）：选修 课程英文名称：Natural Polymer Science 总学时/周学时/学分：32/2/2 其中实验/实践学时：0 先修课程：有机化学，无机化学，物理化学等 后续课程支撑：化工安全与环保，能源经济与政策，循环经济与可持续发展等 授课时间： 1-16 周，周三 1-2 节 授课地点：6D-101 松山湖校区 授课对象： 2019 能源化学 1 班 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课教师姓名/职称：洪南龙/讲师 答疑时间、地点与方式：1. 每次上课的课间和课后答疑与讨论；2. 16 周周三上午 1-2 节，6D-101，问答方式；3.平时上班时间学生可到办公室 12J311 进行答疑，或 qq 和微信平台答疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（）其它（ ） 使用教材： 《天然高分子科学》陈嘉川等编，科学出版社，第一版 教学参考资料： 《天然高分子科学与材料》张俐娜编，科学出版社 课程简介： “天然高分子科学”是大学中化工、能化、轻化和高分子类专业的一门重要的专业课。本门课程主要讲授在工业领域应用较多的几种关键的天然高 分子材料的来源、结构、组成、性质与应用等，全书共 8 章，包括绪论、纤维素、半纤维素、木质素、天然橡胶、淀粉、蛋白质、甲壳素和壳聚糖。传 统化工中广泛使用的三大高分子，分别是塑料、合成橡胶和合成纤维，带来了一系列的环境污染问题，而天然高分子可降解、绿色环保，且来源广泛
非常值得深入研究并广泛应用。所以本课程旨在给学生传授天然高分子的意义与科学，希望通过本课程的讲授，同学们能更深入地了解和掌握天然高分 子的来源、结构以及应用，并提高环境保护的意识。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标1： 13掌握化工专业知识，能针对具体的 1能够将数学、自然科学、工程基础以及化工原理、 1.掌握天然高分子的分类、来源、结构及重要理化性质： 化工单元操作、能源存储、转化和节能 化工类专业基础、重要能源理论基础与工艺等专业 2.从结构决定性能的角度，熟悉各类天然高分子的改性方 过程建立数学模型，并进行推理、分析 知识用于解决能源化学工程领域综合性工程实践 法及高值化应用。 和求解 和复杂工程问题 目标2： 5能够针对能源化工生产中的复杂工程问题，开发、 1.学会将改性方法运用到实际的实验操作中，有效改性天 5-2能够选择与使用恰当的技术手段和 选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信 然高分子，制备高分子材料： 仪器设备，对复杂工程问题进行分析、 息技术工具，包括对产品开发和生产中的复杂工程 2.运用相关的理论分析天然高分子的结构与其应用性能 计算与设计 问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。 的构效关系。 目标3： 7-2熟悉环境保护的相关法律法规，理 1.提高低碳环保的意识，认识到天然高分子材料在助力 解化工行业“践行责任关怀、实现绿色 7认识能源化学工程前沿发展现状与趋势，以及对 “双碳”战略目标中的重要意义。 发展”的现实意义： 环境、社会及全球的影响，具有不断学习、知识更 2.了解学科前沿，培养学生持续学习的习惯和能力，以及 73能够从环境保护和可持续发展的角 新的能力：能够理解和评价针对能源化工产品生产 积极进取、崇尚科学、探究科学的学习态度。 度，评价复杂能源化工复杂工程问题的 中的复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可 工程实践的可持续性，以及其对社会和 持续发展的影响 环境的影响。 2
2 非常值得深入研究并广泛应用。所以本课程旨在给学生传授天然高分子的意义与科学，希望通过本课程的讲授，同学们能更深入地了解和掌握天然高分 子的来源、结构以及应用，并提高环境保护的意识。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： 1.掌握天然高分子的分类、来源、结构及重要理化性质； 2. 从结构决定性能的角度，熟悉各类天然高分子的改性方 法及高值化应用。 1-3 掌握化工专业知识，能针对具体的 化工单元操作、能源存储、转化和节能 过程建立数学模型，并进行推理、分析 和求解 1 能够将数学、自然科学、工程基础以及化工原理、 化工类专业基础、重要能源理论基础与工艺等专业 知识用于解决能源化学工程领域综合性工程实践 和复杂工程问题 目标 2： 1. 学会将改性方法运用到实际的实验操作中，有效改性天 然高分子，制备高分子材料； 2. 运用相关的理论分析天然高分子的结构与其应用性能 的构效关系。 5-2 能够选择与使用恰当的技术手段和 仪器设备，对复杂工程问题进行分析、 计算与设计 5 能够针对能源化工生产中的复杂工程问题，开发、 选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信 息技术工具，包括对产品开发和生产中的复杂工程 问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。 目标 3： 1. 提高低碳环保的意识，认识到天然高分子材料在助力 “双碳”战略目标中的重要意义。 2. 了解学科前沿，培养学生持续学习的习惯和能力，以及 积极进取、崇尚科学、探究科学的学习态度。 7-2 熟悉环境保护的相关法律法规，理 解化工行业“践行责任关怀、实现绿色 发展”的现实意义； 7-3 能够从环境保护和可持续发展的角 度，评价复杂能源化工复杂工程问题的 工程实践的可持续性，以及其对社会和 环境的影响。 7 认识能源化学工程前沿发展现状与趋势，以及对 环境、社会及全球的影响，具有不断学习、知识更 新的能力；能够理解和评价针对能源化工产品生产 中的复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可 持续发展的影响
理论散学进程表 授课敕 学时 敕学内容（重点、难点、课程思政融入 教学模式 周次 教学主题 支排课 师 数 点) 教学方法 作业安排 (钱上/线下) 程目标 课程思政作业：要 重点：天然高分子的种类、来源与性质 求学生每人至少阅 等。 读3篇与天然高分 子有关的文献或书 难点：不同天然高分子的联系与区别。 籍，阐述传统三大 讲授/小组 1-2 绪论 洪南龙 4 课程思政融入点：介绍传统高分子材料 线上教学 高分子带来的环境 目标三 讨论 问题，以及天然高 应用过程中带来的一系列环境问恩，然 分子在“双碳”背 后介绍天然高分子的背景与意义，培养 景下的意义。（不 学生的低碳环保意识。 少于200字) 课程思政作业：要 重点：纤维素的物化性质、化学性质、 求学生每人至少阅 结构与化学反应。 读3篇与造纸或轻 工化工相关的文献 难点：纤维素的改性方法与功能纤维素 或书籍，阐述造纸 洪南龙 材料的应用。 讲授/小组 3-4 纤维素 线上教学 的工艺与关键技 目标三 讨论 课程思政融入点：介绍造纸的演变过程， 术，以及造纸带来 的系列问题。（至 我国历史伟人对造纸的巨大贡献，培养 少200字) 学生的爱国精神。 5-6 半纤维素 洪南龙 3 重点：半纤维素的结构、性质与利用。 线上敢学 讲授 作业： 简要说明纤 目标一 3
3 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教 师 学时 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入 点） 教学模式 （线上/线下） 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1-2 绪论 洪南龙 4 重点：天然高分子的种类、来源与性质 等。 难点：不同天然高分子的联系与区别。 课程思政融入点：介绍传统高分子材料 应用过程中带来的一系列环境问题，然 后介绍天然高分子的背景与意义，培养 学生的低碳环保意识。 线上教学 讲授/小组 讨论 课程思政作业：要 求学生每人至少阅 读 3 篇与天然高分 子有关的文献或书 籍，阐述传统三大 高分子带来的环境 问题，以及天然高 分子在“双碳”背 景下的意义。（不 少于 200 字） 目标三 3-4 纤维素 洪南龙 4 重点：纤维素的物化性质、化学性质、 结构与化学反应。 难点：纤维素的改性方法与功能纤维素 材料的应用。 课程思政融入点：介绍造纸的演变过程， 我国历史伟人对造纸的巨大贡献，培养 学生的爱国精神。 线上教学 讲授/小组 讨论 课程思政作业：要 求学生每人至少阅 读 3 篇与造纸或轻 工化工相关的文献 或书籍，阐述造纸 的工艺与关键技 术，以及造纸带来 的系列问题。（至 少 200 字） 目标三 5-6 半纤维素 洪南龙 3 重点：半纤维素的结构、性质与利用。 线上教学 讲授 作业：简要说明纤 目标一
难点：半纤维素的结构与应用。 维素原料生物转化 乙醇主要有几种途 径。 半纤维的结构与应 用 重点：木质素的结构、性质与利用。 课程思政作业：要 难点：木质素的结构、测试方法与改性 求学生每人至少阅 研究等。 读3篇与木质素或 线上/线下混合 讲授/小组 造纸黑液相关的文 7-8 木质素 洪南龙 6 课程思政融入点：介绍造纸厂中排出的 教学 讨论 献或书籍，阐述工 目标三 造纸黑液对环境的污染，强调造纸黑液 业木质素的利用价 值。（至少200字） 的利用价值，变废为宝，提高学生的环 境保护意识。 作业：画出木质素 重点：天然橡胶的来源，历史，结构与 的三种基本结构单 性质等。 元。 9.10 天然橡胶 洪南龙 难点：天然橡胶的加工方法。 线下教学 讲授 目标一 简要说明木质素可 以发生哪些反应类 型 重点：淀粉的来源、结构、类型、性质 作业：什么是淀粉 等。 的老化？老化机理 10-11 淀粉 洪南龙 难点：淀粉的反应类型与应用。 线下教学 讲授 目标二 是什么？影响因素 有哪些？ 12-13 蛋白质 洪南龙 3 重点：蛋白质的结构、分类与性质。 线下教学 讲授/小组 课堂讨论：分设备 目标一
4 难点：半纤维素的结构与应用。 维素原料生物转化 乙醇主要有几种途 径。 半纤维的结构与应 用 7-8 木质素 洪南龙 6 重点：木质素的结构、性质与利用。 难点：木质素的结构、测试方法与改性 研究等。 课程思政融入点：介绍造纸厂中排出的 造纸黑液对环境的污染，强调造纸黑液 的利用价值，变废为宝，提高学生的环 境保护意识。 线上/线下混合 教学 讲授/小组 讨论 课程思政作业：要 求学生每人至少阅 读 3 篇与木质素或 造纸黑液相关的文 献或书籍，阐述工 业木质素的利用价 值。（至少 200 字） 目标三 9-10 天然橡胶 洪南龙 3 重点：天然橡胶的来源，历史，结构与 性质等。 难点：天然橡胶的加工方法。 线下教学 讲授 作业：画出木质素 的三种基本结构单 元。 简要说明木质素可 以发生哪些反应类 型 目标一 10-11 淀粉 洪南龙 4 重点：淀粉的来源、结构、类型、性质 等。 难点：淀粉的反应类型与应用。 线下教学 讲授 作业：什么是淀粉 的老化？老化机理 是什么？影响因素 有哪些？ 目标二 12-13 蛋白质 洪南龙 3 重点：蛋白质的结构、分类与性质。 线下教学 讲授/小组 课堂讨论：分设备 目标一
难点：生皮蛋白和蚕丝蛋白的特点与用 讨论 主题进行PPT分组 途。 演示(5人一组) 重点：甲壳素的结构、性质与应用。 课堂讨论：分设备 难点：甲壳素的结构，改性及在现实中 讲授/小组 14-15 甲壳素 洪南龙 w 的重要利用。 线下教学 主题进行PPT分组 讨论 目标二 演示(5人一组) 重点：壳聚糖的结构、性质与应用。 课堂讨论：分设备 16 壳聚糖 洪南龙 y 难点：壳聚糖的结构，不同改性及在生 讲授小组 活和医学上的重要应用。 线下教学 主题进行PPT分组 目标二 讨论 演示(5人一组) 合计 32 6 课程考核 评价依据及成绩比例(%) 课程目标 支撑毕业要求指标点 权重% 作业 PPT展示与讨论 期末考试 目标一 1-3 7 0 40 47 目标二 5-2 6 0 20 26 目标三 7-2.7-3 7 20 0 27 总计 20 20 60 100
5 难点：生皮蛋白和蚕丝蛋白的特点与用 途。 讨论 主题进行 PPT 分组 演示（5 人一组） 14-15 甲壳素 洪南龙 3 重点：甲壳素的结构、性质与应用。 难点：甲壳素的结构，改性及在现实中 的重要利用。 线下教学 讲授/小组 讨论 课堂讨论：分设备 主题进行 PPT 分组 演示（5 人一组） 目标二 16 壳聚糖 洪南龙 2 重点：壳聚糖的结构、性质与应用。 难点：壳聚糖的结构，不同改性及在生 活和医学上的重要应用。 线下教学 讲授/小组 讨论 课堂讨论：分设备 主题进行 PPT 分组 演示（5 人一组） 目标二 合计 32 6 课程考核 课程目标 支撑毕业要求指标点 评价依据及成绩比例（%） 权重% 作业 PPT 展示与讨论 期末考试 目标一 1-3 7 0 40 47 目标二 5-2 6 0 20 26 目标三 7-2,7-3 7 20 0 27 总计 20 20 60 100