课程建设项目
课程建设项目
1. 在实验课程设置上:
(1)重视基础实验。对原有实验项目进行整合和更新,剔除老、旧、不适应现代行业发展的实验,保留重要的理论验证性实验,开发综合性实验和设计性实验。
① 无机及分析化学实验室。在无机及分析化学实验课程中,共设置22个具体实验项目,每年根据实际情况开设17-19个具体实验,分两个学期完成。在22个实验项目中,综合性、设计性实验项目有6项,占27.3%。其中的综合性实验“三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的合成及组成分析”和“食用米醋中总酸度的测定”属于新增实验。
表1 无机及分析化学实验课程具体实验项目情况一览表
序号 | 实践教学内容 | 教学方法 | 实践性质 | 课时 | 备注 |
1 | 实验理论课 | 授课 | 实验理论 | 4 | 必开 |
2 | 氯化钠的提纯 | 实验 | 操作性 | 4 | 必开 |
3 | 硫代硫酸钠的制备 | 实验 | 操作性 | 4 | 必开 |
4 | 化学反应速率及活化能的测定 | 实验 | 操作性 | 4 | 必开 |
5 | 硫酸亚铁铵的制备 | 实验 | 操作性 | 4 | 必开 |
6 | 醋酸标准解离常数和解离度的测定 | 实验 | 操作性 | 4 | 选开 |
7 | 水溶液中Ag+、Cu2+、Ni2+等离子及Cl-、Br-、I-等离子的分离与检出 | 实验 | 操作性 | 4 | 选开 |
8 | 三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的合成及组成分析 | 实验 | 综合性 | 8 | 选开 |
9 | 四氨合铜(Ⅱ)硫酸盐的制备 | 实验 | 设计性 | 6 | 选开 |
10 | 分析天平的使用和称量 | 实验 | 操作性 | 2 | 必开 |
11 | 滴定管、容量瓶和移液管的使用和校准练习 | 实验 | 操作性 | 4 | 选开 |
12 | 实验仪器的洗涤 | 实验 | 操作性 | 2 | 必开 |
13 | 酸碱标准溶液的配制及浓度比较 | 实验 | 操作性 | 4 | 必开 |
14 | 酸碱标液的标定 | 实验 | 操作性 | 4 | 必开 |
15 | 碱液中碳酸钠和氢氧化钠含量的测定 | 实验 | 操作性 | 4 | 选开 |
16 | 高锰酸钾溶液的标定 | 实验 | 综合性 | 4 | 必开 |
17 | 过氧化氢含量的测定 | 实验 | 综合性 | 3 | 选开 |
18 | EDTA标准溶液的配制与标定 | 实验 | 设计性 | 4 | 必开 |
19 | 分光光度法测定微量铁 | 实验 | 操作性 | 4 | 必开 |
20 | 水中钙、镁含量的测定 | 实验 | 操作性 | 3 | 选开 |
21 | 硫代硫酸钠溶液的配制与标定 | 实验 | 操作性 | 4 | 选开 |
22 | 食用米醋中总酸度的测定 | 实验 | 综合性 | 3 | 选开 |
合计 |
|
| 64 |
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② 有机化学实验室。在有机化学实验课程中,共设置18个具体实验项目,每年根据实际情况开设14-15个具体实验,分两个学期完成。在18个实验项目中,综合性、设计性实验项目有15项,占83.3%。其中的综合性实验“二苯基羟乙酮(安息香)的绿色合成”和“全透明工艺皂的制备”属于新增实验。
表2有机化学实验课程具体实验项目情况一览表
序号 | 实践教学内容 | 教学方法 | 实践性质 | 课时 | 备注 |
1 | 有机实验的一般知识 | 授课 | 理论教学 | 2 | 必开 |
2 | 熔点的测定 | 实验 | 操作性 | 2 | 必开 |
3 | 蒸馏和分馏 | 实验 | 操作性 | 4 | 必开 |
4 | 环已烯的制备 | 实验 | 综合性 | 6 | 选开 |
5 | 1-溴丁烷的制备 | 实验 | 综合性 | 6 | 必开 |
6 | 正丁醚的制备 | 实验 | 综合性 | 6 | 选开 |
7 | 己二酸的制备 | 实验 | 综合性 | 4 | 选开 |
8 | 乙酸乙酯的制备 | 实验 | 综合性 | 6 | 选开 |
9 | 乙酰苯胺的制备 | 实验 | 综合性 | 6 | 必开 |
10 | 肉桂酸的制备 | 实验 | 综合性 | 6 | 选开 |
11 | 苯甲醇和苯甲酸的制备 | 实验 | 综合性 | 6 | 必开 |
12 | 呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备 | 实验 | 综合性 | 6 | 选开 |
13 | 苯甲酸乙酯的制备 | 实验 | 综合性 | 6 | 必开 |
14 | 乙酰乙酸乙酯的制备 | 实验 | 综合性 | 6 | 选开 |
15 | 二苯基羟乙酮(安息香)的绿色合成 | 实验 | 综合性 | 6 | 选开 |
16 | 薄层色谱及二苯基乙二酮的制备 | 实验 | 综合性 | 6 | 必开 |
17 | 甲基橙的制备 | 实验 | 综合性 | 3 | 必开 |
18 | 全透明工艺皂的制备 | 实验 | 综合性 | 5 | 选开 |
合计(必开41,选开23,总学时64) | 64 |
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③ 物理化学实验室。在物理化学实验课程中,共设置13个具体实验项目,每年根据实际情况开设10-11个具体实验,在一个学期内完成。在13个实验项目中,综合性、设计性实验项目有8项,占61.5%。其中的综合性实验“电导法测定乙酸乙脂皂化速率常数”属于新增实验。
表3 物理化学实验课程具体实验项目情况一览表
序号 | 实践教学内容 | 教学方法 | 实践性质 | 课时 | 备注 |
1 | 实验理论课 | 授课 | 理论教学 | 2 | 必开 |
2 | 恒温槽的控制使用及性能测试与大气压的测定及校正 | 实验 | 综合性 | 4 | 必开 |
3 | 燃烧热的测定 | 实验 | 综合性 | 5 | 必开 |
4 | 减压(真空)法测定纯液体饱和蒸汽压 | 实验 | 综合性 | 4 | 必开 |
5 | 折光率法测定双液系气液平衡相图 | 实验 | 综合性 | 5 | 选开 |
6 | 氨基甲酸铵分解压的测定 | 实验 | 综合性 | 5 | 选开 |
7 | 液体粘度的测定 | 实验 | 操作性 | 2 | 选开 |
8 | 二组分合金相图的测定 | 实验 | 操作性 | 6 | 必开 |
9 | 原电池电动势的测定及其应用 | 实验 | 综合性 | 5 | 选开 |
10 | 旋光法测定蔗糖水解反应速率常数 | 实验 | 综合性 | 4 | 必开 |
11 | 电导法测定乙酸乙脂皂化速率常数 | 实验 | 综合性 | 4 | 必开 |
12 | 最大气泡法测溶液表面张力 | 实验 | 操作性 | 4 | 必开 |
13 | 电动势法研究甲酸溴氧化动力学 | 实验 | 操作性 | 4 | 选开 |
合计(必开33学时,选开15学时,总计48学时) | 48 |
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④ 化工原理实验室。在化工原理实验课程中,共设置12个具体实验项目,每年根据实际情况开设8-9个具体实验,分两个学期完成。在12个实验项目中,综合性、设计性实验项目有5项,占41.7%。其中化工原理仿真实验是在虚拟平台上进行化工原理设计和验证,初步体现“虚实结合”的实验构想。
表4 化工原理实验课程具体实验项目情况一览表
序号 | 实践教学内容 | 教学方法 | 实践性质 | 课时 | 备注 |
1 | 实验理论 | 讲授 | 讲授 | 2 | 必开 |
2 | 柏努利方程演示实验 | 演示 | 演示 | 1 | 选开 |
3 | 固体流态化演示实验 | 演示 | 演示 | 1 | 选开 |
4 | 化工单元设备的认识和熟悉 | 参观 | 参观 | 1 | 选开 |
5 | 流体阻力测定实验 | 实验 | 操作性 | 4 | 必开 |
6 | 离心泵特性曲线测定实验 | 实验 | 操作性 | 4 | 必开 |
7 | 板框过滤实验 | 实验 | 综合性 | 4 | 选开 |
8 | 三套管传热实验 | 实验 | 综合性 | 4 | 必开 |
9 | 筛板塔精馏实验 | 实验 | 综合性 | 4 | 选开 |
10 | 填料塔吸收实验 | 实验 | 综合性 | 4 | 选开 |
11 | 干燥实验 | 实验 | 综合性 | 4 | 选开 |
12 | 化工原理仿真实验 | 上机 | 验证性 | 6 | 选开 |
合计(必开实验14学时,选开实验18学时,共32学时) | 32 |
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基础实验课程建设拟开设具体实验项目共计55项,共计208课时,其中综合性、设计性实验项目34项,占总实验项目的60.8%。
(2)专注专业实验。鼓励多学科、多层面的实验有机衔接,从材料合成、改性、加工成型以及工业化生产等多角度对学生能力进行培养。鼓励实验设计和工程设计项目环节;逐步实现在虚拟平台上实现实际中难以施行的危险性实验。在原有高分子材料与工程实验建设的基础上,对于新建材料专业的几门实验课程(新能源材料实验、特种纸材料实验以及环境材料实验)加大建设力度。
① 高分子化学实验建设。在高分子化学实验课程中,共设置6个具体实验项目,在一个学期内完成。开设实验项目均属于综合性、设计性实验项目,占100%。
表5 高分子化学实验课程具体实验项目情况一览表
序号 | 实践教学内容 | 教学方法 | 实践性质 | 课时 | 备注 |
1 | 单体、引发剂的精制 | 实验 | 综合性 | 4 | 必开 |
2 | 甲基丙烯酸甲酯本体聚合 | 实验 | 综合性 | 7 | 必开 |
3 | 醋酸乙烯溶液聚合 | 实验 | 综合性 | 7 | 必开 |
4 | 甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合 | 实验 | 综合性 | 7 | 选开 |
5 | 醋酸乙烯的乳液聚合 | 实验 | 综合性 | 7 | 必开 |
6 | 苯乙烯的悬浮聚合 | 实验 | 综合性 | 7 | 选开 |
合计 |
|
| 32 |
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② 高分子物理实验建设。在高分子物理实验课程中,共设置10个具体实验项目,每年根据实际情况开设7个具体实验,在一个学期内完成。所有开设的实验项目均为综合性、设计性实验项目,占100%。其中的综合性实验“聚合物温度-形变曲线的测定”和“密度梯度管法测定聚合物的密度和结晶度”属于新增实验。
表6 高分子物理实验课程具体实验项目情况一览表
序号 | 实践教学内容 | 教学方法 | 实践性质 | 课时 | 备注 |
1 | 理论知识讲座 | 授课 | 理论教学 | 1 | 必开 |
2 | 计算机模拟实验 | 演示+上机 | 设计性 | 4 | 必开 |
3 | 偏光显微镜法观察聚合物球晶 | 实验 | 综合性 | 6 | 必开 |
4 | 差示扫描量热法(DSC)测定聚合物的熔点及结晶度 | 实验 | 综合性 | 5 | 必开 |
5 | 聚合物温度-形变曲线的测定 | 实验 | 综合性 | 5 | 选开 |
6 | 聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定 | 实验 | 综合性 | 5 | 选开 |
7 | 稀溶液粘度法测定聚合物的分子量 | 实验 | 综合性 | 6 | 必开 |
8 | 凝胶渗透色谱法测定高聚物的分子量及其分子量分布 | 实验 | 综合性 | 5 | 选开 |
9 | 密度梯度管法测定聚合物的密度和结晶度 | 实验 | 综合性 | 5 | 选开 |
10 | 塑料微卡软化点的测定 | 实验 | 综合性 | 5 | 选开 |
合计 |
|
| 32 |
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③ 聚合物加工实验室建设。聚合物加工实验课程中,共设置6个具体实验项目,在一个学期内完成。6个实验项目中综合性、设计性实验项目4项,占66.7%。
表7 聚合物加工实验课程具体实验项目情况一览表
序号 | 实践教学内容 | 教学方法 | 实践性质 | 课时 | 备注 |
1 | 实验注意事项及安全 | 授课 | 理论教学 | 2 | 必开 |
2 | 聚丙烯挤出造粒工艺实验 | 实验 | 综合性 | 6 | 必开 |
3 | 聚丙烯注塑成型工艺实验 | 实验 | 综合性 | 6 | 必开 |
4 | 天然橡胶的混炼与硫化工艺实验 | 实验 | 综合性 | 6 | 必开 |
5 | 塑料、橡胶硬度测试实验 | 实验 | 操作性 | 6 | 必开 |
6 | 聚乙烯熔融指数的测定实验 | 实验 | 操作性 | 6 | 必开 |
合计 |
|
| 综合性 | 32 |
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④新能源材料实验建设。新能源因其可持续性、清洁、环保等优势,得到世界上众多国家的高度重视。进一步加快新能源的开发利用,实现与常规能源的替代,已成为未来能源利用的必然趋势。《浙江省人民政府办公厅关于加快光伏等新能源推广应用与产业发展的意见》(浙政办发〔2009〕55号)明确将新能源作为浙江省积极鼓励和大力支持的重点产业,并以衢州等地为重点,打造新能源一体化产业,形成完整产业链,建设新能源产业基地。按照“绿色发展、生态富民、科学跨越”的精神,布局材料科学与工程专业,特新建新能源材料模块实验体系。基于新能源材料模块的材料科学与工程专业实验课程体系如图3:
图3 基于新能源材料模块的材料科学与工程专业实验课程体系
具体拟建设的基于新能源材料模块的材料科学与工程专业新增和改进实验项目如表10,共计22项。其中在原有实验项目上进行改进的有8项,另新增实验项目14项。这些实验项目综合性、设计性和创新性强,根据各实训模块的要求,分必修实验项目和选修实验项目,选修实验项目供学生选择。
设立的实验项目具有下列特点:实验具有典型性和代表性,能够加强学生对课程教学内容的理解和掌握;实验系统化,实验内容涉及所有的专业基础和专业课程,有助于学生系统掌握材料科学与工程的知识;实验内容贴合产业需求,拓宽学生对产业的认知和提升学生对工业化生产的了解。具体实验项目列表如下:
表8 基于新能源材料模块的材料科学与工程专业新增和改进实验项目汇总表
新能源材料实验平台 | 实验项目 | 建设 性质 | 实验 性质 | 时数 | |
太阳能方向 | 背膜合成 工艺及性能 测试实验 | 流延法制备氟基背膜实验 | 改进 | 综合型 | 6 |
熔融法制备氟基背膜实验 | 改进 | 综合型 | 6 | ||
熔融共混法制备无机/氟基背膜实验 | 改进 | 创新型 | 8 | ||
背膜用特种纸制备实验 | 新增 | 创新型 | 6 | ||
太阳能电池封装及测试实验 | 新增 | 创新型 | 6 | ||
材料耐老化性能的测试 | 改进 | 综合型 | 4 | ||
材料耐电气绝缘性能的测试 | 新增 | 综合型 | 4 | ||
材料气阻隔性能测试 | 新增 | 综合型 | 3 | ||
功能涂层 合成工艺实验 | 含氟丙烯酸酯改性氟基自清洁涂层制备 | 改进 | 设计型 | 6 | |
封装用有机硅胶材料制备 | 改进 | 设计型 | 6 | ||
锂离子电池方向 | 锂离子电池性能分析测试 及器件制作 | 锂离子电池器件的制作 | 改进 | 综合型 | 6 |
锂离子电池充放电、电化学性能分析等测试 | 改进 | 综合型 | 8 | ||
薄膜制备及 性能测试实验 | 隔离膜功能涂层制备实验 | 新增 | 综合型 | 6 | |
氟基隔离膜相分离法制备实验 | 新增 | 综合型 | 6 | ||
氟基共混隔离膜相分离法制备实验 | 新增 | 综合型 | 8 | ||
无纺纸隔离膜制备实验 | 新增 | 创新型 | 6 | ||
凝胶聚合物电解质膜制备实验 | 新增 | 设计型 | 6 | ||
薄膜形貌及结构测试实验 | 新增 | 综合型 | 4 | ||
薄膜动力学测试实验 | 新增 | 综合型 | 4 | ||
薄膜机械性能测试实验 | 新增 | 综合型 | 3 | ||
氟基先进材料 制备实验 | 氟基粘结剂的制备实验 | 改进 | 设计型 | 6 | |
氟基新材料的合成实验 | 改进 | 设计型 | 8 |
⑤ 特种纸材料实验建设。“十二五”期间,国家产业政策明显向以新材料产业为代表的高新技术领域倾斜,这对特种纸新材料产业发展无疑将产生重要的推动作用。同时,国内高技术产业发展对特种纸材料的技术、人才、服务的需求也愈加迫切。浙江省的特种纸产业在全国有重要的地位,是衢州市政府积极鼓励和大力支持的重点产业。衢州市一方面严把环保关,不准污染大的特种纸原料、原料中间体企业进入,另一方面鼓励发展特种纸装备和特种纸产品企业,正在全力打造“全国特种纸基地”。衢州市委市政府设立特种纸基地建设技术创新、新产品开发专项基金,携手中国制浆造纸研究院建立衢州分院,与清华研究所共同开发项目,形成产、学、研一体化的发展体系。如今,衢州特种纸上规模企业有53家,年产值达到147亿元。特种纸产品种类涉及装饰、食品包装、医疗、卷烟等多个领域100多个品种,在全国特种纸产业格局中占据重要位置。为贴合地方产业需求,紧抓应用型人才培养模式,设立相关特种纸材料模块相关实践课程。基于特种纸材料模块的材料科学与工程专业实验课程体系如图4:
图4 基于特种纸材料模块的材料科学与工程专业实验课程体系
具体拟建设的特种纸材料模块的材料科学与工程专业新增实验项目如表11,共计24项。这些实验项目综合性、设计性和创新性强,根据各实训模块的要求,分必修实验项目和选修实验项目,选修实验项目供学生选择。
设立的实验项目具有下列特点:实验具有典型性和代表性,加强学生对课程教学内容的理解和掌握;实验系统化,实验内容涉及所有的专业基础和专业课程,有助于学生系统掌握材料科学与工程的知识;采用先进的仪器、设备和实验手段,宽阔学生视野;将科研与实验教学相结合,反映实验的先进性。具体实验项目列表如下:
表9 基于特种纸材料模块的材料科学与工程专业新增和改进实验项目汇总表
特种纸实验平台 | 实验项目 | 建设 性质 | 实验 性质 | 时数 | |
植物纤维化学实验 | 试样制备和 水分测定实验 | 造纸原料和纸浆分析用试样的制备 | 新增 | 综合型 | 4 |
分析用试样水分的测定 | 新增 | 综合型 | 4 | ||
纤维原料结构观察和测定实验 | 植物纤维原料的生物结构及细胞形态的显微镜观察 | 新增 | 综合型 | 4 | |
植物纤维原料的离析及纤维形态的测定 | 新增 | 综合型 | 5 | ||
纸浆纤维类别的鉴定 | 新增 | 综合型 | 5 | ||
植物纤维和纸浆化学成分分析
| 植物纤维原料苯—醇抽出物含量的测定 | 新增 | 设计性 | 5 | |
硝酸-乙醇纤维素含量的测定 | 新增 | 设计性 | 5 | ||
综纤维素含量测定 | 新增 | 设计性 | 5 | ||
纸浆α—纤维素的测定 | 新增 | 设计性 | 5 | ||
植物纤维原料戊糖含量的测定 | 新增 | 设计性 | 5 | ||
植物纤维原料中木素含量的测定 | 新增 | 设计性 | 5 | ||
植物纤维原料和纸浆中酸溶木素的含量的测定 | 新增 | 设计性 | 5 | ||
化学浆平均聚合度的测定 | 新增 | 设计性 | 5 | ||
制浆造纸工艺实验 | 制浆造纸实验
| 蒸煮液的测定与配制 | 新增 | 综合型 | 4 |
蒸煮操作 | 新增 | 设计型 | 6 | ||
浆料的分析检测 | 新增 | 综合性 | 4 | ||
稀溶液黏度法测定聚合物分子量 | 新增 | 综合性 | 4 | ||
漂液的分析检测及漂白实验 | 新增 | 综合性 | 6 | ||
纸产品抄纸实验 | 新增 | 设计性 | 6 | ||
防水防油纸的制备 | 新增 | 创新性 | 8 | ||
防霉纸的制备 | 新增 | 创新性 | 8 | ||
耐高温阻燃纸的制备 | 新增 | 创新性 | 8 | ||
纸产品物理性能测定实验 | 抗张指数和撕裂指数测定 | 新增 | 综合型 | 4 | |
耐破指数和透气度的测定 | 新增 | 综合型 | 4 | ||
耐折度的测定 | 新增 | 综合型 | 4 |
⑥ 环境材料实验建设。环境污染治理是生态环境建设的核心内容,党的十八大报告中提出,大力推进生态文明建设,坚持节约资源和保护环境的基本国策,坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针,着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展,形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式,从源头上扭转生态环境恶化趋势,为人民创造良好生产生活环境,为全球生态安全作出贡献。随着我国经济、社会的发展,市场经济体制改革的深入,环境污染和破坏的加剧,人们环境意识的增强和环保要求的提高,对我国环境污染治理的诉求达到了前所未有程度。环境材料是直接或辅助治理污染的材料和药剂的总称,在如今资源受到前所未有的威胁时发挥着重要作用。其研究已涉及到污染处理的方方面面,国内外研究人员对它的各个子领域进行了大量的相关研究,取得了很大的进展。随着人类社会和科技术的不断进步,环境污染趋于复杂化,且出现新型污染物,需要科研人员研究更新的环境材料来治理水环境。
具体拟建设的环境材料实验室的材料科学与工程专业新增实验项目如表13,共计11项。在原有环境检测试验和环境工程与工艺实验的基础上,新增材料合成与制备综合实验3项。根据各实训模块的要求,分必修实验项目和选修实验项目,选修实验项目供学生选择。
表10 基于环境材料模块的材料科学与工程专业新增和改进实验项目汇总表
环境材料实验平台 | 实验项目 | 建设 性质 | 实验 性质 | 时数 |
材料合成和制备实验 | 溶胶-凝胶法制备二氧化钛纳米粉体(I,II) | 新增 | 综合型 | 8 |
氧化铝薄膜制备综合实验(I,II) | 新增 | 综合型 | 10 | |
水处理膜制备综合实验(I,II) | 新增 | 综合型 | 10 | |
环境检测实验 | 水中氨氮的测定 | 改进 | 操作性 | 4 |
化学需氧量的测定 | 改进 | 操作性 | 5 | |
大气中总悬浮颗粒物TSP 的测定 | 改进 | 操作性 | 3 | |
环境噪声监测 | 改进 | 操作性 | 4 | |
环境工程与工艺实验 | 活性污泥法处理生活废水 | 改进 | 综合型 | 6 |
工业废水处理 | 改进 | 设计型 | 6 | |
高速旋流塔、填料塔碱液吸收二氧化硫 | 改进 | 综合性 | 8 | |
湿式布袋除尘器处理粉尘 | 改进 | 综合性 | 3 |
⑦ 实践平台建设。在原有DCS工程系列实践教学的基础上,拓宽“虚实结合”教学模式在实验教学中的应用,主要在专业实验基础上加入虚拟仿真环节。除此之外,拓展企业合作办学,在现有实践教学基地的基础上,新增2-3家实验教学合作企业。将学生送到企业实践基地中锻炼,将企业技术人员引进实验中心培训,实现定向培养和交流,双向教学。