高分子材料發展報告范文
時間:2023-12-29 17:46:02
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篇1
關鍵詞: 功能高分子材料 課程教學 教學探索
功能高分子材料是建立在高分子化學和高分子物理基礎上,并與物理學、醫學甚至生物學密切聯系的一門綜合性課程,在培養高分子材料專業人才過程中占有重要地位。功能高分子材料課程涉及的領域非常廣泛,涵蓋功能高分子的主體內容,如反應型高分子材料、導電高分子材料、液晶高分子材料、光敏高分子材料、吸附性高分子材料、醫用高分子材料、高分子功能膜材料等。通過本課程的學習可以拓寬學生的知識面,認識高分子學科與相關學科的交叉、滲透,以及相輔相成發展的客觀規律,夯實高分子專業的知識基礎。該課程教學質量的優劣決定了學生能否深入了解功能高分子材料的制備、表征和應用,對培養學生的專業綜合能力非常重要。
我校功能高分子材料課程是在大三的下學期開設,考慮到這個階段的學生面臨考研復習、實習及為未來就業做各種準備等問題,較難靜下心來對課程進行深入學習,而且采用傳統的教學方法已經難以達到滿意的教學效果。針對這些現象,結合我校高分子材料專業的實際教學情況,我們對功能高分子材料課程的教學方式和手段、教學方法、考核體系等進行了探索和改革,以期提高學生的學習興趣和主動性,取得良好的教學效果。
1.講好緒論課,激發學生的學習興趣
功能高分子材料主要研究的是新的制備方法、性能表征、構效關系、應用開發等,其教學內容具有多、雜、廣、深的特點,要使學生在32個學時中,學習并掌握其全部內容確實存在困難。因此,有必要精選授課內容,認真講好緒論課,激發學生的自主學習興趣。我們在緒論課上從功能高分子材料的發展歷史講起,著重介紹課程特點、課程主要內容及學習方法,特別突出學科的新興前沿和不斷完善,說明本課程所涵蓋的研究領域,讓學生認識到該課程的重要地位,明確學習本課程的目的、任務、意義及要求,通過緒論課的學習對本課程產生興趣,從而促使他們積極主動地學習課程,為后續章節的教學奠定基礎。
2.增加新穎和實用的教學內容
功能高分子材料是高分子材料中發展最快的領域,每隔一段時間都有新的研究成果誕生。從事功能高分子材料教學工作的教師更要把握時代脈搏,了解最先進、最前沿的技術,不斷調整、豐富和更新教學內容,利用多媒體教學及時地把最新的功能高分子材料的研究成果介紹給學生,擴大學生的功能高分子材料知識面,增強學習意義。此外,我們還注意課程內容與社會熱點問題相結合,通過學習讓學生了解功能高分子材料在日常生活、軍事、航空航天等領域具有的一些不可替代的作用,加深學生對功能高分子材料實用性的認識。
3.鼓勵學生利用互聯網資源學習
在計算機應用技術高度發達的今天,互聯網上的各種資源取之不盡,名師在線、網絡課堂、精品課程等學習平臺如果不加以利用,實為一種資源浪費。我們在進行課堂教學時,經常鼓勵學生通過互聯網學習,并教會學生利用中國知網、萬方數據庫等查詢學習資料。學生可以在數據庫檢索到自己關注的專業知識,并了解與功能高分子材料相關的最前沿的科研動態。
除此之外,鼓勵學生瀏覽科學網(http://)、小木蟲論壇(http://)等門戶論壇網站,在以高分子材料為主題的論壇社區上提出各種問題,某些會員會給出答案。論壇上的會員可能是專家、學者、教師,甚至是學生,大家集思廣益,從而拓展思路,解決難題。實踐表明,這些是比較有效的方式,能引導學生利用網絡進行學習。
4.互動式教學,讓學生做專題報告
針對功能高分子材料課程涵蓋領域多的特點,從熱門的領域中選擇幾個作為報告題目,把學生分成幾個小組,讓各小組成員通過教材、網絡和圖書館查找資料,寫出報告講稿。而后適當地拿出一部分課堂時間,讓小組代表上臺做“學術報告”,老師也和其他同學一起對所介紹的內容進行提問。這種方式不僅活躍了課堂氣氛,提高了學生的積極性和對功能高分子材料的興趣,而且讓學生由被動聽講變成主動學,自主學習能力得以增強。這種互動式教學提高了學生查閱、整理文獻的能力,增強了學生的團隊合作意識,鍛煉了學生的口頭表達能力。
5.舉辦功能高分子材料知識競賽
功能高分子材料課程的知識內容十分豐富,要求學生掌握的內容較多,在每章內容講授結束時舉辦功能高分子材料知識競賽,是在緊密結合課堂教學的基礎上,考查學生對教材理論知識掌握程度和解決實際問題能力的比賽。競賽設置了獎勵分值的詳細規則,并作為課程考核的一個組成部分,因而能大大調動學生的主觀能動性,起到調動學生學習和掌握專業知識的積極性,提高學生在功能高分子材料領域中運用基礎知識解決實際問題的能力的作用。開展功能高分子材料知識競賽活躍了課程的學習氛圍,有利于提高學生的學習興趣和促進良好學風的形成,是一種有益的教學方式。
6.建立多元化的考核評價體系
傳統的理論課程的綜合成績以期末考試成績為主,這種單一的考評方式存在較多缺陷,不能全面反映學生的真實學習情況。功能高分子材料課程的考核既要考查學生對基礎知識的掌握能力,又要考查學生綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力。在對學生的考核中,總成績的評定采用“平時成績+考試成績”的模式,平時成績占60%,考試成績占40%,更加注重對學生學習過程的評價。平時成績主要考查學生的學習狀況,由出勤率、課堂提問、小組討論、專題報告、知識競賽和完成作業組成。這種多元化的考核評價體系避免了由期末考試決定學習成績的弊端,鼓勵學生端正學習態度,不做考前突擊,不搞死記硬背,有利于學風和考風建設。
7.結語
教學內容、教學方法和考核體系的探索和實踐是教育改革的重要組成部分。授課教師只有努力提高自身知識水平,及時總結教學經驗,不斷學習和嘗試新的教學手段,才能為社會培養出高素質人才。在傳統教學的基礎上,通過增加學習過程的評價,調動學生的學習積極性,培養學生多方面的綜合素質,這方面的教學探索是有益的。但如何更好地提高教學質量和達到良好的教學效果,需要繼續努力、認真思考和完善每一個教學環節,促進自身教學水平的提高,從而為我校的功能高分子材料課程教學作出積極貢獻。
參考文獻:
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篇2
關鍵詞:高分子材料,就業能力,實驗教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)05-0225-02
一、引言
隨著科學技術和經濟環境的變化,高校畢業生的就業形勢呈現日益復雜的趨勢。社會對人才的技能、經驗、實踐能力以及綜合素質提出了越來越高的要求[1-2]。高分子材料以其突飛猛進的發展態勢和廣闊的應用前景成為了21世紀最具生命力的新型產業。眾多與高分子材料相關的行業發展迅猛,社會對兼具創新和實踐能力的高分子材料專業的人才需求量越來越大,這無疑為畢業生提供了極好的就業前景[3]。如何提高大學生的就業能力,以更好地服務社會成為擺在高等院校人才培養方面的重要課題。
高分子材料是一門應用性和實踐性極強的專業,其實踐教學在一定程度上決定了人才培養的質量和水平。實驗教學是重要的實踐教學環節,它是提高高分子材料專業大學生操作能力、溝通能力、協作能力和綜合素質的最重要最直接的手段。因此,高校高分子材料專業要通過建立科學的專業實驗教學體系,積極探索實驗教學改革,以全面提高大學生的就業能力。
本文立足于我校的高分子材料專業,基于就業能力提升這一核心,提出了幾點關于高分子材料專業實驗教學改革的建議。
二、實驗教學現狀分析
實驗教學環節是學生獲取專業知識的重要手段,對學生實踐與創新能力的培養起到舉足輕重的作用[4]。然而,傳統的實驗教學驗證性實驗居多,注重培養學生的實驗操作技能,而忽視了學生的自主性、創造性思維的培養。一般,高分子專業實驗教學體系由三大塊構成即材料合成實驗、材料成型加工實驗和材料性能測試實驗。三塊實驗內容各自獨立展開,相互之間沒有聯系,缺乏知識點之間的串聯及各部分間的邏輯性和系統性,不利于學生從整體上掌握知識。由于經費不足、缺乏激勵機制等種種原因,大部分本科生僅限于實驗課和做畢業論文時進行實驗研究,缺少實驗訓練的機會,對廣泛提升本科生的就業能力所起的作用也非常有限。因此,如何利用實驗教學中心平臺,建立合理的面對本科生的開放機制,是實驗教學體系改革的重要內容。
三、實驗教學改革舉措
針對以上實驗教學中出現的問題,我們提出了幾點改革措施,以期能夠促進大學生就業及提高大學生就業質量。
1.構建系統化實驗教學體系。為了改善實驗教學效果,需要加強高分子材料專業的實驗教學體系的系統性。將高分子化學實驗、高分子物理實驗以及高分子成型加工實驗等多門課程有機組合起來,利用不同課程間實驗項目的關聯性,形成多條跨越不同課程的實驗項目鏈,構建出環環相扣、高度系統化的高分子專業實驗教學體系。
例如,聚苯乙烯塑料的制備實驗,它可以涵蓋三個緊密相連的實驗項目。利用高分子化學知識,從苯乙烯單體的懸浮聚合實驗開始,獲得聚苯乙烯粉體;再利用高分子物理知識,經由GPC凝膠滲透色譜分析所合成的聚苯乙烯的分子量及分子量分布,以確定聚苯乙烯的基本性能;再利用高分子成型加工實驗,將聚苯乙烯粉體制成高分子塑料樣條,對其拉伸、沖擊等性能進行測試。將以上三個實驗安排在同一個學期,按順序依次開展實驗,能夠加強知識的連貫性,便于學生從整體上理解和掌握高分子材料的專業知識,從而提高學生的專業能力、學習能力和實踐能力,為促進就業打下堅實的基礎。
2.開展多層次實驗教學。積極推行實驗課程改革,開展多層次實驗教學,降低驗證性實驗的比例,開設綜合性實驗,增設設計性實驗,可以提升大學生的專業能力和培養創造性思維能力,從而使學生在就業競爭中展現出良好技能。
單一的驗證性實驗,缺乏對學生綜合能力的訓練。為了將高分子材料的專業知識有機地串聯起來、靈活運用,需要開設一定比例的綜合性實驗。例如,開設“聚苯胺的制備和導電性測試”這一綜合性實驗。學生不僅能理解聚合物的結構,還能掌握聚苯胺的合成方法及性能測試方法。通過這一實驗,能夠把聚合物的“結構”與“性能”兩大方面很好地結合起來,即加深了對相關知識的理解,又提高了學生綜合運用知識的能力。
單一的驗證性實驗,只要求學生掌握簡單操作,沒有充分發揮學生的主觀能動性。增加設計性實驗,以學生為主、教師指導為輔,給學生發揮潛能提供更大的空間,為提高學生的就業能力奠定扎實的基礎。例如,“海藻酸鈉溶液的流變性研究”就是一個很好的設計性實驗。根據實驗任務,學生自己查閱相關文獻、設計實驗方案并付諸實施。這個過程要求學生動手、動腦、交流、協作,切實得到科學研究的一般邏輯過程訓練。設計性實驗既提高了學生的主觀積極性,又增強了學生分析問題和解決問題的能力。
3.依托科研項目拓展實驗教學。我校的高分子材料專業本科生除了實驗課和做畢業論文之外,很少從事科研實驗。只有極少數同學因為參與大學生創新項目或學科競賽而進行實驗研究。從普遍提高本科生的實踐能力角度來看還遠遠不夠,需要學校方面加大對大學生創新項目的支持力度,為更多的學生提供科研實驗的機會。
另外,為了提高本科生的科研能力,設立導師專項基金,由導師的課題經費中撥出一部分用于本科生實驗。導師重點選拔一些興趣高、素質好的學生,在大二提前進入實驗室學習,參與科研項目,這個措施對提高本科生創新能力和科研能力很有效,有些本科生在本科階段已經發表了科研論文,有些本科生畢業后就直接進入導師實驗室做碩士論文。不過,對于本專業興趣不高的學生起不到太大作用。
4.建立長效激勵機制。為了調動大學生主動進行創新實驗的積極性,需要建立長效激勵機制。對于創新型實驗完成優秀者、完成自主創新項目者、發表科研論文或專利者等取得創新成果的學生給以增加學分的獎勵,同時在保研、評獎學金等方面作為重要參考。這一舉措可以大大增加大學生參加創新實踐活動的機會,提升大學生就業競爭力。
5.完善實驗成績評定辦法。受儀器設備條件的限制,學生單人操作的條件不具備,一般采取分組實驗的形式,如何保證每個學生都能得到實驗操作訓練,需要完善實驗成績評定辦法。實驗報告是實驗教學的一個重要環節。透過實驗報告可以反應出學生對實驗項目的理解和掌握情況。但是,單單依據實驗報告評定成績并不合理。通過課前提問考察學生的預習情況,觀察實驗過程中學生的操作能力、協作能力,并做好記錄,以此作為評定實驗成績的重要依據,更能激發學生參與實驗的興趣,提高學生做實驗的主動性。通過完善實驗成績評定辦法,可以被迫式加強大學生參與實驗的力度,從而提高大學生的實踐能力。
四、小結
面對就業市場對高分子材料專業人才提出的越來越高的要求,進行實驗教學改革提升本科生的就業能力具有重要的現實意義。本文提出從實驗教學體系系統化、開展多層次實驗、依托科研項目拓展實驗、建立長效激勵機制和完成成績評定辦法五個方面進行實驗教學改革的建議,以期有效提升本專業大學生的就業能力。
參考文獻:
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[2]田仲富,王也,劉曉義.如何提高理科大學生就業能力[J].黑龍江教育?理論與實踐,2014,(3);21.
篇3
[關鍵詞]高分子化學、教學實踐、教學體會
中圖分類號:O63-4 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)21-0235-01
近年來,隨著科學技術的不斷進步和發展,高分子科學與物理、工程、材料、生物、醫藥以及信息等眾多學科知識相互滲透、相互交叉,密不可分。作為高分子材料專業的基礎專業課的高分子化學課程,與無機化學、有機化學、物理化學和分析化學并稱為“五大化學”,已經被大多數理工科、師范類高校作為化學相關專業學生的必修課或是選修課。它以有機合成為基礎,與化工原理、數學等學科緊密聯系,其中包含了諸多的概念、反應推理,內容多,抽象難懂、學習難度大,同學們普遍反映較為枯燥,因此如何上好高分子化學這門課,提高同學們的學習興趣,產生強烈的求知欲,變被動學習為主動學習,是我們教師在課程教學過程中面臨的首要問題。針對以上問題,作者經過幾年的教學實踐、積累和探索,調動了學生的學習積極性,有效的提高了《高分子化學》課程的教學質量,取得了較好的教學效果。
一、注重緒論課的教學
第一堂課通常是老師簡單的介紹本課程需要學習的內容以及一些要求后,就迫不及待的開始講授教學內容,而作為一名講授高分子化學課的主講教師,發現高分子化學緒論課對于調動學生學習的積極性和主動性具有非常好的效果,能極大的激發學生學習本課程的興趣。由于同學們對諾貝爾獎都具有極大的興趣,首先,以專題形式介紹獲得諾貝爾獎的高分子科學家的學術貢獻,學習高分子學科的發展史,從而認識科學和科技的進步和發展,從1920年德國Staudinger發表了“ 論聚合 ”的論文,高分子概念的確立;50年代Zigeler和Natta發明配位聚合催化劑,解決了丙烯難以聚合的問題,使石油裂解產物得到充分利用,對化工業的貢獻巨大;80年代麥克德爾米德發明導電高分子,直到現在功能高分子得到大力發展。同時,通過舉例介紹高分子科學在工業、農業、國防、航空航天、能源、環境、建筑、生物醫藥以及日常生活中的廣泛應用,讓學生充分認識到高分子與我們的生活和國民經濟的密切關系。如應用可降解的聚乳酸作為手術縫合線,可進行自降解吸收而不必進行拆線;應用在航空航天及國防上的各種特種高分子材料,以及現在我們日用的食品保險膜、塑料袋,所穿的衣服材質滌綸、尼龍和聚酯纖維等全都是高分子材料。使學生清楚的認識到高分子材料與人民的生活、工業生產都是息息相關,從而認識到高分子化學的重要性,極大的激發了學生的學習興趣。
二、優化教學課程內容
高分子化學是以聚合反應和聚合物化學反應的機理和動力學為主線,主要包括高分子的基本概念、聚合物分類、逐步聚合、自由基聚合以及離子聚合方法等主要內容。在教學中,由于課時以及一些客觀原因,不可能對全部的內容進行詳細的講解,因此需對高分子化學的課程內容進行調整、重組和優化,更好的完善教學內容體系。首先,保證基本原理、基本概念的講解,其中,對傳統經典的高分子理論即:高分子的基本概念、逐步聚合、自由基聚合以及自由基共聚進行重點講解。例如,在講授自由基聚合的時候,需重點講授聚合機理和熱力學、聚合速率及動力學和聚合度及其分布等內容,其中的阻聚、緩聚等內容作簡單介紹就可。同時在授課過程中不拘泥于教材內容的排序,注重對各知識點進行重組和精煉,兼顧高分子化學最新的科技進展,適當增加最新的研究成果和研究熱點的教學比例:如活性自由基聚合、ATRP聚合、RAFT聚合、生物醫用高分子、超支化高分子、自組裝高分子等內容的講解,開闊學生的知識視野,從而提高學生的學習興趣和主觀能動性;做到重點突出,主次分明,在有限的學時分配中提高教學效率,改善教學效果。
三、教學方式的多樣化
高分子化學有“ 五多” 的特點: 內容多、概念多、頭緒多、關系多、數學推導多。由于高分子化學很多抽象的概念和理論,如果都是采取以老師在臺上從頭講到尾的“填鴨”式教學方式,學生聽課感覺枯燥,憑空想像難以理解。因而在講課方式上采取形式的多樣化來激發學生的學習興趣:一、運用多媒體中圖片、文字、聲音和動畫等方式來輔助教學,使一些抽象難以理解的概念形象、直觀,生動、具體化,讓學生易于理解和學習,從而提高教學效果;二、有意識地運用互動式教學,避免照本宣科,像有些認知性的章節采取讓學生分成小組,課下一起準備PPT,課上讓小組派代表來講課;講解公式推導的時候,讓學生參與進來,和老師一起推導演算;激發學生參與教學的積極性,拉近老師與學生的距離,活躍課堂氣氛,激發學生學習的興趣,提高高分子化學的教學質量;除此之外,邀請本校從事高分子方向研究的老師來給學生就高分子科研的最新進展與動態做專題報告;三、以信息技術的迅猛發展為代表的網絡時代已經來臨,因此互連網技術在教學中的積極運用有著非比尋常的意義。因此,教師可以充分利用互聯網工具,將電子教案、教學課件在校內的教學論壇上,通過高度的資源共享,讓學生能隨時查閱學習,發揮網絡輔助教學快捷的優點。與此同時,授課教師將自己的電子郵件和QQ號公布給學生,當學生學習上碰到問題和困難時能及時快捷的與教師進行溝通交流,從而促進教學效果,調動學生學習的主動性和積極性。
四、教師自身專業知識水平的提高
作為一名主講教師,在這科技進步日新月異的時代,一個老師要想使自己的專業知識不陳腐,能跟上科技的腳步,在課堂上能多給學生傳授一些關于本專業的前沿知識和最新進展,激發學生的學習興趣,自身的專業知識層次水平不斷提升對于保證上課的質量是至關重要的。因而主講教師可以從下面幾個方面提高自己: 首先在上課之后需要多讀專業文獻,跟蹤最新科研進展,把一些研究熱點和前沿介紹給學生,利用學生對科研前沿的興趣和熱情來促進教學。同時,將本學院老師的科研研究工作或自身科研研究內容和最新進展與課程內容有機結合,如講授聚合方法的時候,本人就自己的研究方向 “應用ATRP或RAFT可控聚合方法,合成一系列分子量可控的用于癌癥治療的功能性生物醫用高分子材料” 拿到課堂上和學生討論,進一步加強學生對 “活性可控高分子聚合“的理解,激發學生學習的積極性和科研熱情;第二,教師同時需要多參加以促進科學發展、學術交流、課題研究等學術性話題為主題的學術會議;如每兩年一度的高分子年會,了解高分子各領域的最新的研究動態,開闊眼界;并且現在每屆高分子年會都有”關于高分子教育與學科發展的分會”主題,做報告的是高分子界的一些大牛和大家,對啟發我們的教學和研究有非常大的幫助;除此之外,我們還需要多聽一些名家名師的講課,學習名家名師的講課方法,找出差距,提高自身的教學水平。
作為一名在一線教學的任課教師,面對一群頭腦活躍、求知率強、渴望新鮮事物的年輕大學生,我們在教學上需要不斷的學習進步,推陳出新,激發學生的學習興趣,培養學生的創新意識和創新能力,為培養優秀的創新人才不懈努力。
參考文獻:
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篇4
論文關鍵詞:專題性教學 實驗模式 高分子專業 實驗能力
論文摘要:專題性教學是一種全新的寓實驗教學于科學研究之中的實驗課程教學模式。它從生產實踐選擇研究專題,并建立專題實驗課組,改革實驗教學方法和考核手段,將多門專業課的實驗有機地結合統一。實踐證明.專題性教學應用于高分子材料專業實驗課中是可行的,它改變了陳舊的實驗教學模式,對于推動高等教育向產、學、研方向發展具有良好的效果。
1引言
實驗教學作為高校培養人才的重要環節,對提高學生的創新能力和實踐能力以及人格品質的培養具有理論教學不可替代的重要作用。實驗教學的主要任務是:①增加學生的感性認識,有利于學生接受和理解所學知識;②理論聯系實際,通過實驗鞏固和加深所學知識;③培養學生的實驗技能和觀察、分析、判斷及處理問題的綜合能力。我國高校一直以上述目的為任務進行實驗教學活動,但是在實行過程中向前兩項傾斜,從而導致大學畢業生普遍缺乏創造性思維、工作適應期較長,難以滿足新時期應用型、創新型人才培養的要求。為改變上述狀況,使大學生在有限的大學學習期間獲得較強的觀察問題、分析問題,以及運用所學知識處理和解決問題的能力,我院高分子材料系經過多年的專業教學實踐,結合專業培養目標及校外專業實習基地(企業)急需解決的生產技術問題,探索出一種全新的寓實驗教學與科學研究之中的實驗課程教學模式——專題性教學模式。該教學模式有效地實現了專業實驗教學目標,收到了良好的實踐效果。
2專題性教學的內涵及應用
2.1專題性教學的內涵
專題性教學是指教師從專業培養目標著眼,結合教學實驗現狀,精選實驗教學專題,學生在教師的指導下完成實驗學習任務的教學形式。其主要內容就是以專業體系理論為基礎,結合實驗、實訓內容及企業生產需求提出研究專題,創設一種類似科學研究的情境,指導學生圍繞擬定專題,查閱書籍及文獻資料,擬定實驗方案,進行實驗,完成專題研究。專題性教學的目的是要改變學生的學習方式,強調一種主動研究式的實驗學習過程,培養學生的創新精神和實踐能力,從而使學生在研究過程中主動地獲取知識,提高技能,并應用知識來解決實際問題。
2.2專題性教學在專業實驗課中的應用
實驗教學的改革不是簡單的教學方法上的改變,而是整個實驗教學體系的改革。根據“高分子材料與工程專業”實驗課程教學的培養目標,精選實驗課題,以所選專題作為主線和載體,貫穿于“高分子材料與工程專業”實驗課程中,以保證教學體系的完整。
(1)精選實驗課專題。經過專業教師到我系校外實習基地及相關高分子材料企業進行調研,近幾年來先后選擇了如下專題性實驗專題:①木粉填充聚丙烯的研究;②無鹵阻燃塑料的研究;③納米金剛石添加在塑料中的應用。教師精選好實驗課題后,于專業課開設前的上一學期下達給學生,并結合學生的實際為學生開設“文獻檢索”選修課。學生根據自己所選課題,利用業余時間查閱資料,撰寫實驗課題綜述,并于專業課開設學期初提交給教師。
(2)統一規,建立專題實驗課組。根據高分子材料與工程專業實驗課整體改革方案,整合多門專業課“高分子材料與助劑”、“塑料配方設計”、“塑料成型設備”、“塑料成型工藝”、“高分子性能測試”的實驗教學內容,建立3個專題實驗課組。合理安排實驗時問,由各實驗課負責人集體討論核定每門實驗課在該專題中應當承擔的教學內容,在此基礎上各實驗課負責人再分別就各自承擔的內容進行實驗規劃,做到每一個專題實驗都要有明確、合理、全面的設計思想。各實驗課負責人根據各自所承擔的教學內容構建專題實驗課組。
“高分子材料與助劑”、“塑料配方設計”實驗課為一實驗課組,主要根據材料的結構及性能的關系、材料的選用和塑料配方設計的基本原則,對專題材料進行選料及各種配方設計,制定出多套實驗配方方案。如2004級“高分子材料與工程”專業的學生選擇木粉填充聚丙烯課題組,其設計的幾個配方中,充分考慮木粉與聚丙烯的極性差異大、相容性差等問題,配方中填加各種份額的接枝材料、相容劑,考慮易于成型加工、增強等方面的問題,配方中填加不同份額的增強劑、內外劑等。尤其在木粉的添加量、粒徑方面作了研究。在無鹵阻燃材料的研制配方中,選用氫氧化鎂、氫氧化鋁、紅磷等無鹵阻燃劑及具有阻燃性能的添加劑對低密度聚乙烯(LDPE)進行阻燃性能的研究,以及對樹脂的力學能和加工性能影響的研究。
“塑料成型設備”、“塑料成型工藝”2門實驗課為同一實驗課組,主要研究同一配方下,選用不同的成型加工設備以及不同的加工工藝條件對材料性能產生的影響,制出標準樣件。在實驗過程中,隨時都有不可遇見的問題出現。每當出現問題時,引導學生找出問題、分析原因、通過進一步查閱資料、提出解決問題的辦法、修改工藝參數,而后再進行實驗,反復數次,最后加工出較為理想的材料,以便對材料進行性能測試。
“高分子性能測試”課為另一課組,綜合分析檢測各實驗課組的各種材料樣件的有關性能。綜合評價各種配方、各種工藝條件下制備的材料是否符合社會生產需求。這樣以精選的研究專題為載體,把相關的實驗知識、實驗技術和實驗方法有機地串連起來,使學生較早體驗參加科研和創新活動的樂趣。
(3)改革教學方法和考核手段。在專題性專業實驗中,擺在學生面前的是一些有待解決的實際問題,學生沒有現成的書本照辦,學生主動參與的意識較強,但也顯得不知所措。教師要加強引導,使學生去掉急于求成的心理,認識到專題性專業實驗課題并非1節課、1本書、1門專業課和1種學習方式就能完成的,要注意把長期學習的各門課程知識形成體系。注意對所學知識綜合運用的訓練,引導學生分析有待解決的問題,根據專業基礎理論,查閱有關文獻資料,進行整理,提出解決問題的方案,這種寓實驗教學于科學研究之中的專題性實驗課教學模式,完全改變了以往專業實驗教學主要以訓練基本技能為主,實驗課的內容比較孤立、陳舊,也改變了以往按課程進行各自的專業實驗,其內容不可避免地會相互重復,導致有限的實驗經費不能最大限度地發揮作用的弊端。對專題性實驗教學的部分內容,我們采用開放式管理模式,學生在一定的時間范圍內根據實驗內容、自己的學習計劃和實驗室開放的時間自由選擇做實驗的時間。
專題性專業實驗課的考核內容主要包括:課題資料的查找、課題綜述的撰寫、開題報告的撰寫、實驗的準備、實驗的設計、技能的基本操作、實驗結果、實驗報告、以及畢業論文等諸方面。考核的視角不僅注重結果,而更重視過程。在成績評定上實行“兩緊”,①開題報告的答辯從緊,要求學生對查閱資料進行綜述,講清實驗配方及選用工藝條件的依據;②實驗所用大型設備的使用技能要求從緊,嚴格規范按照操作程序操縱大型設備。
3應用于專業實驗課教學的意義
2004級學生就將專題型教學應用于專業實驗課教學,實踐證明:專題性教學由于內容新、措施完善、體系設計科學合理,從而取得了較大的成功。受到了學生的廣泛歡迎。
(1)實驗課體系科學合理。專題性教學模式將多門專業實驗課,統一規劃整合,并有機地結合統一,使學生將各門專業課程知識融會貫通,自成體系。更全面而系統地掌握本專業的知識和實驗技能,良好地訓練學生綜合運用所學知識的能力。也符合人們認識問題內在的規律性、系統性和完整性。并有效地避免了各學科實驗的重復和浪費,使有限的教學實驗經費最大限度地發揮作用。
(2)培養學生綜合能力。在專題性教學中,每一個專題都從查閱相關資料開始,基本按照科研流程進行;而選題又多來自企業生產的需求,其內容新,科學體系合理,完成這樣的專題,既訓練學生的認知能力也提高了學生的實驗技術技能,培養了學生分析、解決問題的能力。也易于激發和調動學生的學習興趣、積極性和創新意識。
(3)注重實驗全過程。由于每一專題是貫穿于學生在學校一年半的專業課實驗教學中,學生集實驗知識、實驗技術和實驗方法的訓練為一體,不單重視結果,更注重過程。以滲透式的方式培養學生的科學素質,這些素質包括敢于懷疑、敢于創新和不追求功利的精神,實事求是的科學態度和規范嚴謹的科學方法。
(4)與生產實際相結合。專題性教學不是單純的為教而教,它是在引導學生進行科學實驗的同時,幫助企業解決生產中的實際問題,直接為社會生產服務,體現了它的服務性。
(5)提前進入畢業設計。將專題性教學實驗課題與學生“畢業論文”課題嫁接,較早地引導學生撰寫課題綜述、開題報告,創造條件使學生參加科研活動,將畢業論文(設計)工作前移與專業課實驗融合貫通這對于解決困饒學生撰寫“畢業論文”(畢業設計)無從下手等問題也開辟了一條有效的途徑。
因此,專題性教學在夯實學生理論基礎、增加學生實踐經驗、培養學生科研能力和解決實際問題的能力推動高等教育向產、學、研方向發展,以及理論結合實際等方面都有著十分重要的意義。
篇5
關鍵詞:認識實習;實習基地;實習方式
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)06-0176-03
在提倡素質教育的今天,著力提高勞動者素質,無疑在今后相當長的一段時期內,是我國教育優先發展的戰略和重點之一。要提高高等院校畢業生的綜合素質與技能,使其具有社會就業適應性和就業彈性,就必須在教育的各個環節中注重學生三大能力――創新能力、社會適應能力和實踐能力的培養。學生能力的培養滲透在教學、實驗、實習和畢業設計等各個環節,每一環節的作用都不容忽視和取代。高等院校學生不僅要掌握扎實的理論知識,還必須有較強的工作能力,尤其是實踐動手能力。目前各大院校越來越重視學生能力的培養,努力縮小理論與實踐的差距。[1]實踐教學是高等院校培養人才必不可少的實踐環節,是整個教學計劃中的有機組成部分,其中認識實習是通過現場了解和認識化工等工業產品的生產過程,增強對化工生產過程的感性認識,建立初步的工程觀念。通過對各生產加工過程的基本原理、操作過程及典型設備的類型、結構、特性等的認識和了解,為學習《化工原理》、《高分子物理》、《高分子化學》、《聚合物成型加工原理》等專業基礎課及專業課打下良好基礎。
一、認識實習地點的改進及建立穩定的實踐教學基地
自2000年學院開始招收高分子材料與工程專業學生以來,本專業學生一直和化工專業學生一起在新疆化肥廠和天山塑料廠進行認識實習。新疆化肥廠是以天然氣為原料生產氨和尿素,有所有化工單元操作及相關設備,在該廠進行認識實習對學生了解化工等工業產品的生產過程,增強對化工生產過程的感性認識,建立初步的工程觀念及學習《化工原理》等課程有較大幫助。而天山塑料廠只進行聚合物成型加工,并且產品種類單一(主要是擠出和吹塑制品),不能滿足本專業學生了解聚合物材料整個生產過程的要求。于是,從2009年開始,便將本專業學生的認識實習安排到新疆屯河聚酯有限責任公司,該廠生產范圍不僅包括聚酯的合成,而且包括各種化工單元操作及設備,對本專業學生學習《化工原理》、《高分子物理》、《高分子化學》等課程有很大的幫助。同時,學生還可以參觀建在該廠周圍的節水灌溉生產廠和屯河聚氯乙烯型材廠。它們主要生產PVC塑料門窗、滴灌材料及聚乙烯管,擁有先進的成型設備和工藝。對該廠的參觀,使得學生對聚合物成型加工等過程有了初步了解,并對《聚合物成型加工原理》等專業課的學習打下了良好的基礎。新疆屯河聚酯有限責任公司擁有2條8000噸/年的間歇聚合生產線、2條1.4萬噸/年的半連續聚合生產線、1條德國AQUAFIL公司5萬噸/年連續聚合生產線和1條意大利SINCO公司的5萬噸/年連續固相增粘生產線,均為PET樹脂專用生產裝置,生產技術先進,具備年生產加工11萬噸多功能、差別化PET樹脂的能力,是西北乃至中亞地區規模最大、品種最多、技術含量以及檔次高的多功能差別化聚酯生產企業。基于這些特點,在2008年11月新疆大學化學化工學院與新疆屯河聚酯有限責任公司簽了長期的實踐教學實習基地及共同開發研究協議。此外學院選擇了疆內的一些廠風好、設備工藝、科技水平、管理水平較高,優勢和學生動手操作、有利于發揮學生創造能力的大中小型企事業單位,我院以化工工藝、高分子材料、化工機械等專業為主與中石油烏魯木齊石化公司、新山子石化公司、新疆石河子天業等企業建立了長期穩定的校外實踐教學基地。這是自行解決目前實習教學難以安排行之有效的途徑,也是加強實習工作的計劃性,減少盲目性,穩定實習內容,保證實踐教學質量的重要措施。[2-3]
二、改進認識實習方式,提高認識實習效果
為了與生產和實際操作接軌,擬采取“理論講解――現場實地實習”的理論與實踐相結合的模式,一方面從理論上詳細剖析過程,從而使理論有效地指導實踐;另一方面從實踐上升到理論,使實踐強化了理論。為此,首先學生要接受必要的安全教育和安全常識;其次對高分子化學和物理基本知識由專業技術人員予以講解;然后由公司專門技師對最先進,最前沿的CP,SSP工藝進行詳細講解。工藝流程是生產的生命線,也是實踐操作的重要環節,對過程中的裝置特點,反應機理必須加強認識,所以有必要對化工單元操作化工設備,如泵、塔、反應器、傳熱器換熱器、蒸發器等設備結構及工作原理細致了解才更利于熟練進行操作及生產控制;其次,對化工儀表自動化及電氣控制有必要掌握,收集生產中重要參數,為生產控制調整服務,所以,實習過程中必須對控制儀表有所了解;最后,對產品的化驗分析,是理論性很強的環節。眾所周知,質量是企業的生命,所有的指標均反映了生產過程的好壞,應該及時反饋到生產線,從而有效地調節生產。因此,化驗分析也是我們實習的一項重要內容,也是了解高分子材料性能與結構之間的關系環節。
為在實習中從傳統抽象的紙上談兵到具體的可觸可及的參與,我院與廠方一起制作了描述該廠合成工藝過程、原理及化工單元操作和設備結構的認識實習多媒體課件,編寫了與多媒體課件配套的“化工單元操作”、“聚酯合成工藝”等實習參考資料,整個理論講解過程采用多媒體授課,必要時配以重點剖析(如聚合物結構,反應機理),在現場又進行了仿真操作,故障模擬排除,真正地實施了一種“理論―實踐相結合,手把手,一對一”的現場指導模式,合理新穎的安排使實習學生真正感到學有所用,著實提高了認識實習的效果。
三、完善實習相關資料,是保證實習順利完成和實習質量的前提
實習資料是實習實施、實習指導與實習評價的依據,也是保證實習順利完成和實習質量的前提。實習資料應包括實綱、計劃安排、指導書、任務書、教師指導規范、實習考核及培訓協議等方面。為了使學生盡快進入實習生的角色,除了要有實綱及進行實習動員和入廠教育外,還應結合實習崗位情況編寫實習講義,詳細介紹與現場有關的理論知識,著重介紹從理論到實際的過程,讓學生對工藝流程先有一般性的了解,再附上思考題,使學生一下廠或上機就能有針對性地進行學習;還應編寫實習任務書和實習指導書,明確提出實習期間的主要任務,為了使學生真正全面了解每個工段的工藝流程、工藝設備、單元操作過程、條件與控制,還需有實習計劃和提出相應的要求。有了這些文件,就可以克服實習工作的盲目性、隨意性。[4]以往實習資料不夠全面,因此,在原有的工作基礎上,根據實際情況,我們進行了修訂完善,特別是改進認識實習地點后,與廠方一起制作了描述該廠合成工藝過程、原理及化工單元操作和設備結構的認識實習多媒體課件,編寫了與多媒體課件配套的“化工單元操作”、“聚酯合成工藝”實習參考資料及化工單元操作、聚酯合成工藝的思考題,形成了一整套認識實習的文件,使之規范化,并將所有資料編印成冊發放到每位指導教師和實習學生的手上,保證了實習的指導與實習的順利進行。
四、實習考核的綜合評定及效果
實習考核的量化有助于提高學生對實習每一階段的重視程度、有助于提高實習效果和實習安全,同時提高了實習指導老師的責任心和參與實習的程度。我們主要以實習表現(對要求了解掌握的內容的熟知程度、理論聯系實際的能力、遵守實習廠各規章制度情況、遵守實習紀律,服從廠方和指導老師的安排管理、按規定時間準時上下班情況),現場作業、實習日記和認識實習報告的按時完成與質量情況,認識實習現場口試成績等幾項內容進行考核評定。實習考核綜合成績中現場口試占40%,實習報告占30%,實習表現占30%。實習考核的評定方法要在實習動員大會上要介紹和詳細講解。
2003-2008年,我們在新疆化肥廠和天山塑料廠,分別指導高分子材料與工程專業6個漢族班和6個民族班的認識實習實踐教學,由于與化工專業和化機專業班一起去,參加實習學生多,指導老師少,影響了總體實習效果和實習成績,同時增加了評定實習成績的工作量。而且,對本專業學生了解和學習后續專業課也沒有太大的幫助。2009年、2010年、2011年分別指導高分子材料與工程專業2007-1班、2006-2班和2008-1班、2007-2班,2009-1班、2008-2班在新疆屯河聚酯有限責任公司的認識實習,經過三屆學生實習的實踐與逐步改革完善,我們對認識實習改革與建設工作進行了系統的評價,總的來講實習效果較以前有了很大的提高。調查問卷結果反映,有99%的學生認為實習地點、實習方式非常適合學習、了解化工單元操作和專業知識;90%的學生認為實習期間見到的動態及靜態的工藝流程和化工設備圖,對學習專業基礎課有很大的幫助;87%的學生認為實踐活動形式新、容易接受,能夠產生興趣。
參考文獻:
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篇6
論文關鍵詞:材料化學專業實驗,實驗教學,探索
材料化學是一個理工結合、學科交叉的新興學科,在信息、能源、環境、航天等前沿科學領域起到越來越重要的作用。目前, 許多高校設置了材料化學專業實驗, 我們根據我校辦學經驗和實際條件,并結合蘇州經濟社會發展對人才的需求,建立了與之相適應的培養目標及專業實驗內容。為了讓學生了解先進的材料合成與制備方法,掌握高技術材料性能的最佳測試技術,具體設置了材料合成與加工和材料性能測試相結合的專業實驗教學大綱[1-2]。本文結合我們的教學實踐過程,談一下材料化學專業實驗教學過程中的一些做法和體會。
重視實驗室建設,保證教學質量。實驗室建設主要包括兩個方面,硬件條件和軟件條件。具體的說,硬件條件包括實驗室基礎設施建設,實驗儀器和大型設備的購置等等;軟件條件包括實驗教學大綱制定優化,教師隊伍思想道德素質,教育教學能力等方面的建設。具備優良的實驗室硬件條件和優秀的教師隊伍是保證教學質量的必要條件。
1.實驗室硬件條件建設
必要的基礎設施和優良的實驗條件,是順利開展實驗課程,保障實驗室安全的先決條件。我校材料化學專業的實驗室面積達到500 m2,實驗室分為材料合成實驗室和材料性能測試實驗室兩部分,主要承擔了材料化學專業的專業實驗和本科畢業論文等教學任務。
隨著現代化儀器技術的高速發展化學論文,培養掌握現代化測試技術的人才是社會發展的迫切需要。為此,我校花大力氣引進了一大批與材料化學專業有關的先進測試儀器,并為材料化學專業開設了現代分析與測試實驗課程,主要目的是引導學生全面熟悉和系統掌握測試材料的常規科研方法,包括紅外光譜、紫外分光光度計、熒光分光光度計、熱分析儀、比表面儀、納米粒度儀、電化學分析儀等儀器多種測試方法的介紹和使用,這些儀器偏向于基礎化學性質研究,它有助于學生掌握材料的各項微觀性能。
同時,我們還開設了用于研究材料電學、硬度、力學等性質測試的實驗。實驗儀器包含了納米Zeta電位測試儀、體積電阻測試儀、簡支梁試驗機、布氏硬度計、電熱平板硫化機、單螺桿擠出機、桌型老化試驗機、氧指數儀等大型儀器。學生在學校里熟悉了這些儀器的操作和使用以后,我們還會積極聯系一些相關的單位,引導學生到企業進行相關的實習操作,使學生能夠將學到的理論知識和具體實際相結合。
2.實驗室軟件條件建設
軟件條件建設的主要摘要對教學內容深入了解,合理組織編排,采用合適的教育教學手段,與同學多做交流,不斷總結教學過程中發現的優缺點,找到最佳的傳授知識手段。
2.1 緊跟專業方向特色,制定實驗教學大綱
材料化學專業實驗從大三開始開設,此時學生以及通過前兩年的基礎實驗課程的學習掌握了實驗的基本操作技術,更容易接受一些較為專業,相對復雜的實驗項目,同時也要緊跟材料化學專業的專業方向特色,這就成了我們在制定實驗教學大綱時的宗旨。
我校的材料化學的專業實驗分為高分子與無機兩個方向論文格式。我們根據理論課與實驗課相銜接的原則,通過開設一些與高分子物理,高分子化學,無機功能材料等課程相關的典型高分子和無機材料合成實驗、性能表征及加工修飾實驗,加大對學生動手能力的培養力度,使他們對高分子材料研究領域有更深一步的體會,對高分子材料制備工藝、組成、結構與性能之間的相互關系及其規律有更加明確和深刻的認識。
2.2 精心選擇實驗,合理編排順序
我校根據材料化學的專業背景和培養目標,對材料化學高分子方向的實驗總共安排8個實驗,其中6個為必修實驗,2個選修實驗從教學大綱中的14個實驗中根據實驗需要選取。8個實驗中有材料的合成實驗,也有材料性能加工測試實驗化學論文,安排實驗順序時我們依據連貫性的原則,盡量使兩個甚至三個實驗能夠串聯起來,形成一條鏈,例如,我們通過“聚乙烯醇縮甲醛(PVF)膠黏劑的制備及性能測定”這個綜合性實驗,學生可以掌握聚乙烯醇與甲醛在酸性條件下發生縮合反應的基本原理,以及縮合反應的具體實驗技術,最后收集到的產物我們可以作為下一個實驗“GPC法測定聚合物分子量及分子量分布”的一個輔助測試原材料,學生可以進一步了解凝膠滲透色譜的基本原理,掌握GPC法測定聚合物分子量及分子量分布的實驗技術及數據處理。這樣的實驗安排有利于將各自獨立的單個實驗有效的串聯起來,增加實驗的綜合性,更加有利于學生以后從事科學研究思路的培養,提高學生分析、解決問題的能力。
2.3嚴格考核制度,提高學習效果
只有嚴格要求學生,規范考核制度,才能有效的提高學生的學習效果和學習積極性。我們的教學與考核方式采取實驗預習報告、實驗操作技能和實驗報告綜合評價的辦法,即實驗前,試驗中,試驗后這樣一個辦法。實驗總成績采用百分制記分,預習報告占總成績的30 %,實驗操作技能考核占總成績的30 %,實驗報告占總成績的40 %。只有嚴格要求學生寫實驗預習報告,他們才會去查閱本實驗相關的文獻資料,對實驗機理、實驗步驟有相當程度的熟悉和了解,尤其對于一些設計性實驗,會對實驗的設計方案有更多更好的想法與思路,同時也增加了學生做實驗的樂趣性。在實驗的進行過程中,老師對實驗的過程進行指導和監督,對學生提問,考核學生對實驗的認識與理解程度,并予以打分。最后,實驗報告綜合反映了學生對實驗的理解,數據處理等的完成情況化學論文,也是評價學生學習效果的一個重要因素。
2.4 加強師資隊伍建設,提高教師素質
具備一只優秀的教師隊伍是保障本科教學質量的基礎和前提。我校材料化學專業實驗指導教師和實驗專職教師共計5人,其中教授2人,博士3人,碩士2人,已經形成了一支年齡、學歷結構較為合理的實驗教學隊伍。實驗專職教師實行坐班制,負責實驗室相關儀器的日常管理和養護工作,根據實驗教學大綱安排實驗教學進程表。我們嚴格要求實驗教師認真備課,每個實驗項目開始前都要做預實驗,對實驗中可能出現的各種現象和各種注意點都記錄下來,對于一些實際的樣品,測出準確的數據,做到心中有數。實驗教師在實驗指導過程中要充分調動學生的積極性,激發學生的潛能。激發學生的潛能可以有很多方法,比如說改進實驗方法,改變原料配比,改變模具形狀,改變測量方式等等,都是很好的嘗試[3]。教師的業務水平直接影響到實際的教學效果,所以教師在平時的教學過程中要注重積累,努力提高自身各方面素質。
3. 結語
通過材料化學專業實驗的教學實踐與探索,我們認識到只有努力加強實驗室各方面條件的建設,在教學過程中不斷培養學生的興趣和分析、解決問題的能力,挖掘學生潛能,使學生的綜合素質得到提高,從而發揮最佳的教學效果。
參考文獻
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篇7
1.1教學理念上,注重調動學生自身主動性
應用型人才培養的教學理念要求在繼承傳統教學優勢的基礎上,大力創新教育觀念,堅持以學生為本,調動學生主動性[3]。作為一門實踐教學活動,高分子化學實驗教學要取得良好的教學效果,必然要更新教學理念。在應用型人才培養定位下,我們確立了以學生為中心地位,尊重學生意愿,充分發揮學生能動性、積極性和創新性的教學理念。在教學過程中,讓學生占據課堂的主導地位,將教師的被動教變為學生的主動學,教師定位于學生實驗的組織者。教師的主要作用不是講解,而是組織學生主動思考、動手實驗。課堂上,教師不再用權威性的語言告訴學生,什么時候準備實驗,選擇什么樣的試劑,而是把自己融入學生中,和學生一起討論和思考,學生由被動轉為主動,成為實驗教學的中心。鼓勵學生自己制定標準,自己確定實驗步驟,允許按自己設計的預習報告進行實驗,如實記錄實驗現象和實驗數據,自己分析實驗過程中存在的問題及解決辦法。實驗結束,鼓勵學生自己點評,交流實驗過程,總結成功經驗,分析失敗原因。
1.2在教學載體上,為學生提供充實的實驗材料
在教學過程中,教師工作的重點是為學生提供大量的學習資源,使學生處于一種可以選擇的、能滿足他們需求的自由實驗環境。通過開發《高分子化學實驗》課件增設多媒體教學內容,將實驗項目、基本儀器操作使用等制作課件,并將課程資料上網,學生直接申請下載、預約實驗。通過多媒體實驗演示,讓學生在較短的時間內,直觀的掌握更多的實驗內容,節省了課堂時間,提高了授課的實效性,為學生的個性培養和自主學習創造了有利的條件。學生也可自行擬定設計課題,學生自己查閱資料,預約教師進入實驗室進行指導。對學生自己設計的或自帶課題的實驗,只要所設計的實驗方案合理、實驗條件許可,就允許進入實驗室開展實驗,讓學生成為實驗的主人。上述課程改革,《高分子化學實驗》課程已被評為校級精品課程。另一方面,逐漸開放實驗室和儀器設備。常用的玻璃儀器由學生自己保管。大型儀器,如紅外光譜、元素分析、激光粒徑測定儀、X射線衍射儀、掃描電鏡等為學生全部免費開放,學生通過提前預約,可對實驗中制備的化合物隨時進行分析表征。
1.3改革教學內容,增設綜合性和設計性實驗
為了增強學生的實踐能力和獨立思考能力,在教學中注重理論與實踐相結合,結合高分子化學的基本問題,將科研成果轉化為可供學生實驗的教學內容改革教學內容,重新編寫《高分子化學實驗》教學大綱和實驗指導書,刪除了部分內容陳舊的驗證性和基礎性實驗,增設綜合性、探索性和設計性實驗,確保實驗教學內容的先進性、新穎性。通過精選實驗內容使學生加深對所學理論知識的認識,了解高分子化學領域的飛速發展和高分子材料在人們的日常生活和高科技領域中的應用,為學生將來走向工作崗位奠定基礎。在教學內容上,不設置標準答案,挑選應用性和綜合性強的實驗。將傳統的單純“灌注式”理論教學轉變為"教學-文獻查找-文獻綜述-匯報交流-自主實驗"的多環節、多方式、互動性、研究性、開放式教學。如實驗內容上增選“聚乙烯醇的縮醛化制備膠水”的實驗。此實驗應用性很強,讓學生通過實驗親身感受高分子化學的重要意義和實用價值,增強學生實際動手能力。學生在實驗中表現出濃烈的興趣,相互之間探討實驗的工藝過程和應該注意的事項,對制備的膠水質量互相比較并查找原因,收到了良好的教學效果。在"苯乙烯分散聚合的實驗"中,對同一單體選用不同的分散劑,包括有機分散劑、無機分散劑及復合分散劑。通過改變引發劑用量、攪拌速度等,使不同組的學生在不同的聚合條件下進行實驗,然后將實驗結果進行比較、討論和總結。對于設計性和研究性實驗,教師提前一周告知實驗內容,提供部分參考目錄,供學生查閱。學生自己設計出可行性的實驗方案,經教師批準后進行實驗。目前已開設的設計性和研究性實驗都是以高分子領域中的最新研究成果并結合本院教師的科研項目與科研經驗開設的,如"溫度和pH值敏感性水凝膠的制備及對藥物的釋放性能"、"無皂乳液聚合制備核-殼結構聚合物"等。設計性和研究性實驗的開設,能夠充分調動學生的學習積極性,發揮學生的主觀能動性。使學生把自己所學的理論知識、書面知識和科學研究緊密相結合,提高了學生對于科學研究的認識,同時激發和促進了學生的科研興趣。
1.4考核方式上,采取組合式考核,提高實驗教學效果
實驗考核是實驗教學的重要環節,是激勵學生學習和鞏固知識、檢查教學效果、改革教學方法的重要手段。多年來,我校沿襲的高分子化學實驗考核辦法是實驗報告和期末理論筆試各占50%。該考核方法導致學生對實驗預習、實驗操作重視程度不夠,考試前死記理論知識,綜合實踐能力薄弱。在應用型型人才培養的要求下,我們改革了傳統的實驗考核方法,建立了平時成績、實驗操作考核和筆試相結合的新型考核模式,使實驗課的考核和評價能夠更加科學化和合理化。在高分子化學實驗的考核過程中,采取平時考核和實驗考試考核相結合的辦法。平時考核側重于對學生平時學習情況的評價,包括實驗預習、實驗操作、實驗記錄、實驗報告等內容。實驗考試考核既要考查學生的實驗基本操作和綜合運用能力又要檢驗學生掌握的理論知識。考試之前教師設定合理的考核內容,包括在規定時間內完成一個完整的實驗和理論抽查。實驗考試時,將學生每4~5人一組進行分批考試,通過考察學生的基本實驗操作,實驗方案、儀器安裝、結果處理以及產品質量等,考查學生掌握實驗技能情況。實驗結束后,教師根據實驗過程的條理性、實驗操作情況以及實驗結果對學生實驗考試進行評分。操作考試結束后,針對實驗過程中的理論知識隨機抽查3~5個簡答題,考察學生對知識的掌握情況。通過平時考核和實驗考試考核相結合的方式,能科學有效地對學生進行學習效果評定,提高學生學習的積極性。
2結語
篇8
關鍵詞:OLED;發展現狀;趨勢展望;顯示;照明
中圖分類號:TN312+.8文獻標識碼:B
The Development Status & Trend of Global OLED Industry
ZHANG Jun-jie, YANG Zhu
(State Key Laboratory of Optical Communication Technologies and Networks
Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications, Wuhan Hubei 430074, China)
Abstract:The development of display technology and OLED industry chain were briefly introduced. The status, market prospects and technological development of the OLED display and lighting industries were described in detail. Moreover, the current problems of China's OLED industry and OLED's future development trend were summarized and predicted. Finally the suggestions for the development of china's OLED industry were proposed.
Keywords:OLED; development status; development trend; display; lighting
引 言
OLED具有全固態、主動發光、高對比度、超薄、低功耗、無視角限制、響應速度快、工作范圍寬、易于實現柔性顯示和3D顯示等諸多優點,將成為未來20年最具“錢景”的新型顯示技術。同時,由于OLED具有可大面積成膜、功耗低以及其它優良特性,因此還是一種理想的平面光源,在未來的節能環保型照明領域也具有廣泛的應用前景。
1OLED概述
1.1 顯示技術發展
進入21世紀,人們需要性能更好、更能符合未來生活需求的新一代平板顯示器,以迎接所謂的“4C”,即計算機(computer)、通信(communication)、消費電子(consumer electronics)、汽車電子(car electronics)以及“3G”時代。尤其未來的趨勢是要在輕巧的柔性體上輸送大量的信息和影像,而現今的平板顯示器顯然已不符合需求[1]。
顯示技術在經歷了CRT、LCD、PDP技術之后,正向大面積、超薄、低成本、柔性等方面發展。OLED因自身多項優點,符合未來平板顯示技術的發展方向。顯示技術發展歷程如圖1所示。因此,有專家稱二十一世紀最有“錢景”的產業,就是擁有“夢幻顯示器”之稱的“OLED”。
1.2 OLED產業鏈構成
根據OLED的技術原理和制備工藝,通常把OLED產業鏈劃分為四個主要部分:設備供應、材料供應、驅動模塊開發與供應、面板和器件供應以及下游用戶,如圖2所示。
全球OLED主要設備生產廠商有Tokki、ULVAC、Aixtron、Litrex、OTB、MicroFab、Doo San、Seiko Epson、Sunic等,表1所示為量產級和研發/試生產級OLED蒸鍍設備供應商情況。目前國內只有少數廠家進行OLED生產設備的研發,廣東省和東莞市財政共出資3億元支持東莞宏威數碼機械有限公司和廣東有機發光顯示(OLED)產業技術研究院,形成產、學、研一體的開展OLED關鍵材料、設備技術項目攻關機構和建設“OLED顯示屏示范生產線”,國內第一條自主開發的OLED 370mm × 470mm量產生產線有望在宏威落成。
iSuppli指出,日本的設備供應商利用自己在半導體和LCD制造方面的實力,在OLED制造設備市場取得了早期領先地位。Tokki Corp.和Ulvac Inc.在銷售生產級(production-scale)OLED沉積設備的供應商排名中名列前茅。
OLED發光材料通常分為三類:小分子材料、高分子材料和稀土類發光材料。
目前,小分子發光材料以日系廠商為主要供應者(源自美國柯達分子OLED技術,包括出光興產、新日鐵化學、東洋油墨、Toray等,共約占80%的市場份額);歐美廠商則以高分子(PLED)材料的開發居多,主要有Covion(已被美商Merck收購)、英國CDT、美國杜邦及日本住友化學。如表2所示。
我國在有機發光材料的合成方面,已經掌握了部分關鍵技術并已開始小批量生產,為國內企業進入OLED產業提供了重要基礎與保障。如清華大學、吉林大學、華南理工大學、南京郵電大學以及西安瑞聯、吉林奧來德等。
2OLED顯示產業分析
2.1 顯示產業現狀
依據OLED發光材料的不同,全球OLED面板制造商可以分為兩個陣營:小分子OLED,以柯達為代表,還有索尼、三洋、TDK、eMagin、先鋒、三星、LG、錸寶、悠景、宏景、NEC等公司;高分子OLED則包括愛普生、DuPont、東芝等公司。
由于小分子材料發展比較快,全球量產的OLED顯示面板主要是以小分子材料為主。隨著AM-OLED技術的發展,2007年韓國三星SDI投入5億美元用于在2007年建立起四代線玻璃基板尺寸(730mm×920mm)的AMOLED量產線,與此同時,LG電子也宣布了四代線的AMOLED量產計劃。2009年下半年,LG了15in EL9500 OLED TV,售價約2,500美元/臺,并將于2010年5月在歐洲市場銷售。全球OLED量產線建設情況如表3所示。
中國大陸參與OLED面板研發和制造的科研機構和企業約有20多家,包括清華大學、華南理工大學、吉林大學、上海大學、東南大學、南京郵電大學、合肥工業大學、長春光機所、中科院化學所、北京維信諾、昆山維信諾、信利半導體、廣東宏威數碼、上海廣電電子集團、京東方等。全球主要OLED廠商動態如表4所示。
篇9
關鍵詞:校慶 校園文化 價值實現 學院
校慶,即學校成立周年紀念,是一所學校在其發展史上的階段性標志,伴隨著各種紀念性、慶祝性、儀式性和教育性活動,洋溢出一所高校幽雅清新的大學文化氣息,彰顯了獨特的文化價值與導向引領。
高校舉辦校慶的根本目的在于通過各種歷史展現、物質環境建設和校園文化傳播等活動,展示辦學成果和綜合實力,達到師生、校友主體的精神共享,社會各界與友人的文化共鳴,從而內聚人心,外塑形象,廣泛吸取各種社會資源,提升學校的核心競爭力。
長期的校慶活動便逐漸形成了校慶文化,成為一種校園師生和歷屆校友所共同擁有的校園價值觀和思維方式,以及這些價值觀在物質和精神上具體化的活動形態與文化認同,并最終成為大學校園文化的重要組成部分。
作為高校組織機構中的重要組成單元——學院,因學科領域不同而教學科研組織行為有別,歷史環境人文氛圍有別,擔當著高校校園文化建構的重任。如何在校慶文化建設中準確定位學院的參與形式,如何借校慶文化之力打造學院自身的特色人文并充分發揮其價值,是學院在校園文化建構與傳承中思考的首要問題。
華東理工大學材料科學與工程學院在華理60周年校慶之際,結合自身學科特點與發展特色,借助校慶平臺,加大了學院的文化建設規模,豐富了學院的文化建設內涵,取得了階段性實踐成果。在華理60周年校慶后時代來臨之時,回顧并梳理材料學院在校慶文化建設中的價值實現方案與收獲,以期為推動華東理工大學的校園文化建設和持續繁榮提供一絲參考和啟發。
一、追溯學院文化,營造學院人文氛圍
材料科學與工程學院是在1952年國內第一批成立的“硅酸鹽專業”與1957年成立的“塑料工學專業”基礎上發展起來的。在六十年的發展歷史中,學院先后在李世瑨教授、應圣康教授、程繼健教授、趙德仁教授等一批前輩的帶領下,經過幾代人的共同不懈努力,為我國非金屬材料事業的發展培養了包括中國工程院顧真安院士、中國科學院顏德岳院士、南策文院士在內的一大批優秀建設人才。
在校慶籌備過程中,我院深入挖掘和提煉學院的歷史與文化,結合學院的發展現狀與未來方向,以文化與精神傳承為主題,精心建設了材料科學與工程學院網站(http://)、打造了“‘材料科學與工程學院杰出校友、知名學者’光輝長廊”、“‘學院發展總體成就’宣傳欄”、李世瑨先生雕塑、并設計制作了學院宣傳冊(紙質),材料科學與工程學院《動態》半年刊(電子版),運用網絡、立體及平面各類宣傳媒介實時記載、宣傳和弘揚材料學院六十年風雨歷程中的開拓史、奮斗史與攀登史。一棟滿載華理砥礪歲月的實驗一樓,在材料人的悉心裝扮下,儼然成為了一座鮮活記錄了學院發展歷史的博物館,一個改版后煥然一新的學院網頁,在全院教師的細心呵護與灌注下,欣然成長為一個活力四射、信息豐富的學院風采大觀園;而流動在《學院宣傳冊》(紙質)和《動態》期刊(電子書)中的文字、圖片,則在有形無形中實時記載了學院發展的腳印與前行的背影。這一切的努力,為學院師生營造了名師薈萃、才俊輝映的人文氛圍,在潛移默化中凝聚了成為一名華理材料人的自豪感和向心力,更是用熱情、開放、文理交融的態度與氣度打開了學院對外交往與合作的窗口、平臺,贏得了社會各界及新老校友的關注與認同。
二、挖掘學院特色,搭建學院對外開放平臺
材料科學與工程學院依靠自身力量建設了材料博物館、材料研究測試平臺和高分子材料加工中心等一系列服務于院校師生的教學、科研特色窗口。
2007年材料學院成功建設了材料博物館,館內分設概覽、金屬材料、高分子材料、無機非金屬材料、復合材料、納米材料、生物材料七大展區,展示了當代材料的發展、分類、品種、運用和生產過程等。材料博物館運行至今,已成為上海市青少年科普教育基地、校專業基礎課《材料概論》輔助教學基地,材院學生專業思想教育基地,參與了2009~2010年“與世博同行”上海市高校博物館對外開放巡展,年接待市民參觀人數2000余人次,成為了高校資源積極為社會服務的標桿性實戰案例。
材料學院研究測試平臺,擁有一批高水平、嚴要求的測試平臺管理團隊,購置了場發射掃描電鏡、激光光散射儀、凝膠滲透色譜儀等20余臺大中型國際先進的材料學科測試儀器,為全校師生科研、教學工作提供了便捷的服務。
獨具工程特色的高分子材料加工中心,包含所有高分子成型加工的主要工藝和進口儀器設備,為材料學學生進行專業實驗和論文工作提供加工研究手段,充分體現了學院的學科工程特色和綜合教學科研實力。
在華理60周年校慶期間,材料學院定期開放材料博物館、材料研究測試平臺、高分子材料加工中心,在學生會中選拔并培訓學生講解員,由學生講解員全程引導來訪嘉賓參觀、認識學院的發展概貌及學科特色。2012年2月至10月,學院先后接待社會企事業單位及校友參觀3500余人次,為大家提供了零距離了解材料科學、感受學院前進速度的機會。
三、薈中西之鴻儒,集四方之才俊
所謂大學者,非謂有大樓之謂也,有大師之謂也。材料學院致力于為師生創造一個充滿活力和良好競爭的工作環境,將“學術盛宴”作為材料學院為華理校慶六十周年獻上的賀禮。九個多月來,材料學院邀請諸如美國工程院程正迪院士、法國科學院盧卡斯院士、中國科學院謝思深院士、顏德岳院士、南策文院士、魏炳波院士、中國工程院顧真安院士、張興棟院士、法蘭西大學研究院胡國華院士、中國硅酸鹽協會理事長張人為、日本東京工業大學教授赤池敏宏、加拿大多倫多大學終身教授吳曉漁、以及來自意大利、羅馬尼亞、美國、澳大利亞、中國科學院化學研究所、海潤光伏科技股份有限公司等七十余位海內外知名學者、專家、總裁來院講學、報告、授課七十余場,使廣大師生零距離傾聽智者的聲音,吸取睿智的營養,在思想與智慧的多元碰撞中,真正得益于校慶,感動于校慶。
四、迎八方校友,聚天涯之心
校友資源是一所大學在漫長辦學歷史沿革后留下的一筆彌足珍貴的無形財富。校友對母校有著獨到的切身感受,校園文化的交接與秉承,校園精神的薪火相傳,高校社會價值的提升與延續,校友在其中擔當著建設者和受益者的雙重角色。因此,積極建立校友資源庫、搭建校友與在校師生的聯絡溝通橋梁,想校友之所想,急校友之所急,熱忱歡迎各屆校友回家看看,是材料學院在校慶活動中工作的重點和努力的方向。
校慶期間,材料學院接待來自海內外各地的校友一千余位,有畢業50周年、45周年、40周年回母校團聚的白發老人,有畢業30年、20年意氣風發的中年,也有畢業10年、5年心系華理的青年學子。他們或曾叱咤風云,或曾風雨兼程,或正行走于人生事業的爬坡、巔峰。材料學院為他們請來了當年的輔導員、授課老教師們,發動教工尋找當年的校友畢業照、班級合影或是老同學、老教師的照片,精心制作校友新老模樣比比看幻燈片,學院發展介紹幻燈片,制作校友紀念光盤,號召在校學生帶領校友們參觀當年上課的教室、黑板、課桌、宿舍,品嘗食堂里熟悉的菜肴味道,參觀校園外環境的變化及新校區建設,等等,也正是這許許多多感動的瞬間使得材料學院回家的校友們真實而溫暖的體驗到學院、母校濃濃的家的味道,感動因您而起,感動也留存于永恒。
六十年的辦學歷史也許并不算很長,但借鑒歷史經驗,弘揚優良傳統,明晰發展使命對華東理工大學的未來及每一位教師、學子個體的發展與進步卻彌足珍貴。材料科學與工程學院結合自身學院特色與優勢,科學規劃、積極籌備,悉心組織,將校慶辦成了一個讓全院師生及校友共同體會使命感、自豪感和幸福感的歡樂節日,使校園成為師生和校友的真正的精神家園,從而讓校慶活動的文化功能和文化價值得以真正實現,校園精神的秉持與傳承得以發展和升華。六十周年校慶,是華東理工大學發展征程中一個重要的里程碑,也是華東理工大學材料科學與工程學院一個新的航程起點。
參考文獻:
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篇10
隨著納米技術在醫學領域中的深入研究,臨床診斷技術及治療水平也得以提高。本文就納米技術、納米技術在腫瘤治療中的應用、用于腫瘤治療的納米粒子作一簡要闡述,并提出相關建議和期望。
關鍵詞:
納米技術;腫瘤診斷;腫瘤治療
目前,腫瘤已經嚴重地威脅著人類的健康,如何提高腫瘤診斷的準確性和治療的靶向性一直都是臨床研究的重點,納米技術是指在納米尺寸(1~100nm)內,研究電子、原子和分子的運動規律和特性的一種高新技術,該技術在醫學領域有著廣闊的應用和發展前景,本文就納米技術在腫瘤的診斷和治療中的應用做一簡要闡述。
1納米診斷技術在腫瘤中的應用
當前,臨床上針對腫瘤的多種診斷手段都存在準確性和靈敏度低的問題,納米技術的出現可大大改善這一局面。
1.1細胞分離技術
一直以來,從大量外周血中篩選出極少量的腫瘤細胞是一項難題,納米細胞分離技術尤其是免疫磁性分離技術的出現有助于快速獲取細胞標本,使其成為可能。目前,Wang等[1]發現基于該技術產生的循環腫瘤細胞(circulatingtumorcells,CTCs)檢測表明,在乳腺癌等領域,腫瘤患者的預后與其外周血中的CTCs計數有著明顯的相關性,甚至在化療過程中,可以反映患者對當前化療方案是否敏感,有一定的輔助治療作用。
1.2納米造影劑
將無機納米粒子用作新型的生物造影材料,不僅可以提供較好的檢測信號對比度和生物分布度,并有望將現有解剖學層面的造影技術推向分子水平從而提高診斷效率。Chen等[2]研究表明包裹金納米棒-液態氟碳的納米級造影劑,實現了體外超聲/光聲雙模態增強顯影。另有研究表明多功能納米造影劑Fa-PEI-SPIO可高效負載MRI和熒光造影劑實現對肝癌細胞的高效率敏感顯像,并同時實現目的基因的傳輸[3,4]。
1.3納米傳感器
納米傳感器可獲取活細胞內多種電、化學反應的動態信息,用于監測腫瘤細胞中的異常情況,對認識腫瘤的發生及指導腫瘤的診斷與治療都有著深遠的意義。Wang等[5]已開發出一種含有嵌入金納米顆粒的碳基傳感器的裝置Nano-nose,分析了呼吸氣體成分,確定肺癌患者存在的氣體成分。
2納米技術在腫瘤治療中的應用
化療作為腫瘤治療的重要手段,存在毒副作用大的問題,納米技術的引入能夠提高化療的靶向性,為腫瘤的治療提供了新的思路。
2.1納米靶向載體系統在腫瘤治療中的應用
納米藥物載體即溶解或分散有藥物的各種納米顆粒,如納米囊、納米球、納米脂質體等。納米靶向載體因其表面經過生物或理化修飾后具有靶向作用,可以作為良好的腫瘤藥物與基因載體,具有比表面積大、無免疫原性、在血液中有較長的循環時間等特點,大大降低了藥物對機體的毒副作用。Yao等[6]以PVP-β環糊精作為親水嵌段,金剛烷—聚天冬氨酸為疏水嵌段構建了嵌段聚合物,其自組裝形成的納米粒尾靜脈注1h后就能到達腫瘤部位,表現出明顯的腫瘤靶向性。Gao等[7]將細菌膜包覆到30nm左右的金納米粒表面(BM-AuNP)用于淋巴結靶向。
2.2納米中藥在腫瘤治療中的應用
納米中藥是運用納米技術制造的粒徑小于100nm的中藥有效成分、原藥及其復方制劑。同傳統中藥相比,納米中藥對一些腫瘤細胞株和動物腫瘤甚至人體晚期癌腫均顯示了良好的抑制效應。Huang等[8]成功制備了粒徑為97.5nm的冬凌草三嵌段共聚物納米膠束,并與冬凌草甲素進行了對比研究,結果表明冬凌草三嵌段共聚物納米膠束對小鼠H22瘤體的抑制率明顯高于傳統的冬凌草甲素。
2.3磁控納米載藥系統在腫瘤治療中的應用
多項研究表明磁控納米載藥系統在腫瘤的治療中能夠達到很好的靶向效果,具有很大的應用前景。
2.3.1磁控納米載藥系統
磁控納米載藥系統具有磁特性,在外加磁場的作用下,抗腫瘤藥物能及時、定點、定向地聚集到病灶處,既能最大程度的濃集效應分子,又能使體內磁性微粒在治療結束后得以徹底有效的清除,以減少其在體內慢性蓄積的毒性作用。Assa等[9]的研究表明,磁性納米藥物運載系統在腫瘤的治療中具有極大的應用潛力。
2.3.2磁性納米材料對腫瘤的熱療作用
磁熱療即應用直接或靜脈注射的方法將產熱材料定向匯聚于腫瘤部位,在交變磁場的作用下產生磁熱效應,將腫瘤組織加熱至42~48℃高溫,以使腫瘤細胞死亡的新技術。Beik等[10]將磁性陽離子脂質體注射到MM46小鼠乳腺癌中,利用交變磁場使腫瘤表面溫度達到45℃,經過幾次重復磁熱療,所有小鼠的腫瘤均完全退化。該技術如可同時利用受體—配體特異性結合的特性,將磁粒子準確輸送到腫瘤組織,將能達到靶向熱療的目的。
2.3.3磁性納米微球對腫瘤血管的磁控栓塞作用
磁性納米微球因具有體積微小、磁控導向等特點,能夠在外加磁場的作用下進入并滯留在腫瘤組織的末梢血管床,部分或完全地阻斷血管內的血流。惠旭輝等[11]用自制的聚甲基丙烯酸甲醋磁性微球對血管內栓塞進行了探討實驗表明,PMMA磁性微球具有磁響應能力強、磁控栓塞效果好,在高血流速情況下仍能實現靶位栓塞等優點。
2.4納米控釋系統在腫瘤治療中的應用
納米控釋系統在腫瘤藥物輸送方面的優越性得益于其可緩釋藥物、減少給藥劑量、提高藥物的穩定性等特性。Zhang等[12]利用對酸性敏感的腙鍵將抗癌藥物阿霉素共價鍵連在介孔二氧化硅的表面,同樣可以實現pH敏感的抗癌藥物阿霉素的釋放,從而有效地抑制人宮頸癌細胞的增殖。
3用于腫瘤治療的納米粒子
為提高腫瘤的療效,在傳統材料的基礎上開發出生物相容性及可降解性好、緩控釋速度適中、靶向性強的納米制劑成為研究的重中之重。
3.1可生物降解的天然高分子聚合物
3.1.1多糖類
3.1.1.1殼聚糖
殼聚糖是一類無毒且具有良好生物相容性、可塑性和成膜性的聚多糖,被用作靶向給藥載體而降低藥物的毒副作用。Abouelmagd等[13]將低相對分子質量(低于6500)的殼聚糖通過多巴胺聚合的方法連接到聚乳酸—羥基乙酸共聚物(PLGA)上,減少了巨噬細胞的吞噬,增加了酸性環境下細胞對藥物的攝取。
3.1.1.2海藻酸鈉
海藻酸鈉具有無毒及可生物降解等優點。Guo等[14]制備了一種以甘草次酸為肝靶向因子的海藻酸鈉pH響應型靶向納米給藥系統,研究表明,該納米粒的生物利用度和半衰期及其對腫瘤細胞的抑制率均有顯著提高。
3.1.1.3透明質酸
透明質酸(Hyaluronicacid,HA)又名玻尿酸,除具有良好的生物相容性、可降解性及非免疫原性等特點外還具有主動靶向到CD44受體的作用,因此可作為靶向因子用于修飾其它載體材料,促進其對腫瘤組織的靶向性[15]。
3.1.2蛋白類
3.1.2.1白蛋白
白蛋白受體(gp60、gp30、gp18等)廣泛存在于腫瘤組織內新生血管內皮的細胞膜上,故白蛋白可作為構建藥物載體的優良材料。Ru-go等[16]將454例乳腺癌患者隨機分為白蛋白結合型紫杉醇(nab-PTX)組和紫杉醇注射劑(CrE-PTX)組,結果顯示,nab-PTX組緩解率顯著高于CrE-PTX組(33%vs.19%),并且nab-PTX治療組無過敏反應出現,提示nab-PTX治療乳腺癌的安全性和有效性優于CrE-PTX。
3.1.2.2酪蛋白
酪蛋白毒性較低且有較高的生物相容性,是理想的藥物載體。有研究人員在合成的酪蛋白納米粒子中負載了順鉑,通過近紫外活體成像技術觀察到該粒子能夠在腫瘤部位有效地富集,顯示出了較好的腫瘤靶向作用[17]。
3.1.2.3脂蛋白
脂蛋白是一種大量存在于人體的天然脂質運輸載體,作為載體材料能夠延長藥物在體內的循環時間。Ding等[18]將載脂蛋白apoA-I和穿膜肽(CPP)插入到脂質納米粒表面構建了一個雙功能的仿生HDL用于藤黃酸的遞送,提高了對腫瘤組織的靶向性。然而由于脂蛋白均來源于血漿,既難以大規模生產,又在生物安全性方面也受到質疑,因此Simonsen等[19]開發出了新型的仿HDL納米載體顆粒(HPPS)。
3.1.2.4乳鐵蛋白
Zhang等[20]制備了藤黃酸—乳鐵蛋白納米粒,用于提高藥物的口服吸收和抗腫瘤活性,同時降低藥物的毒副作用。此外,利用乳鐵蛋白受體存在于腦毛細血管內皮細胞上的依據,可對腦部腫瘤發揮治療作用。
3.2可生物降解的合成高分子聚合物材料
聚乳酸(PLA)、聚乳酸聚乙醇酸共聚物(PLGA)、聚羥基乙酸(PGA)是乳聚酯類高分子材料,現已成為藥劑學領域研究最多的載體材料之一。Kwak等[21]將紫衫醇負載在PEG-PLA納米粒上,同時采用MT1-AF7p修飾納米粒,實現了對膠質瘤細胞的靶向治療作用。當前對共聚物的研究也較為常見,如聚乳酸/聚乙醇酸-聚乙二醇共聚物(PLA/PLGA-b-PEG)等[22]。
3.3不可生物降解的靶向納米材料
3.3.1碳納米管
碳納米管是由層狀結構的石墨片卷曲而成,因其獨特的中空結構和納米管徑可作為遞藥載體。Sajid等[23]用生物大分子對碳納米管進行了非共價修飾,除提高其對腫瘤的親和力外還避免了網狀內皮系統對它的迅速清除,降低對正常細胞的毒副作用。
3.3.2納米石墨烯及其衍生物
近幾年在生物醫學領域的應用研究方面石墨烯及其衍生物——氧化石墨烯(grapheneoxide,GO)發展迅速。GO含有大量的羧基、羥基和環氧基團,這些含氧活性基團的引入不僅使其擁有較好的穩定性和水溶性,而且可使其更易于被修飾而具有了功能化作用,其中,作為藥物載體就是其重要的功能之一。Chen等[24]報道了一種新穎的藥物靶向遞送系統,即通過原位還原法將銀納米粒負載于GO上,再載藥,制得的遞藥系統可通過表面增強拉曼散射(SERS)—熒光結合光譜檢測,觀察到其中藥物的胞內釋放行為,故能用于癌細胞內的藥物輸送和成像。
3.3.3金納米粒
金納米粒(goldnanoparticles,GNPs)是一種新型的載體材料,鑒于其表面單層被修飾后可與多種藥物結合的特點而受到了廣泛的關注。Favi等[25]通過巰基聚乙二醇與紫杉醇共價連接之后再與金納米粒子偶聯,制備了PTX-PEG-GNP共聚物,該共聚物不僅提高了藥物的穩定性,也增加了藥物在腫瘤細胞內的聚集和腫瘤殺傷效果。
3.3.4介孔二氧化硅
介孔二氧化硅因其不同的孔徑可以直接包埋藥物,還可與其他載體材料合用,連接適當的靶向因子制成靶向納米載體以發揮快速殺傷這些腫瘤細胞的作用。Wang等[26]首先制備了Fe3O4@SiO2核—殼納米粒,并進一步合成Fe3O4@MgSiO3磁性介孔納米復合材料,并將之用于在體靶向研究和抗腫瘤體外體內研究,結果顯示,人肝母細胞瘤耐藥細胞Hep-G2/MDR細胞對復合材料多柔比星攝取較游離多柔比星溶液有5倍的增幅。
3.3.5磁性納米靶向載體材料
磁小體作為載體材料,其膜上存在大量的活基團,可通過氨基、羧基、巰基以及分子架橋的方式偶聯藥物。Deng等[27]將抗腫瘤藥物阿糖胞苷成功負載于磁小體表面,所得的納米粒徑在(72.7±6.0)nm,其不僅具有長循環作用,還能改善阿糖胞苷的釋藥行為,解決了藥物的突釋現象。
4存在的問題及展望
綜上所述,納米技術在腫瘤的治療方面展現出了巨大的潛力,納米顆粒的發展為現代醫學進步帶來了許多可能性。但是,本研究認為關于納米技術的研究尚存在一些問題:①研究內容多聚焦在體外研究;②趨向于評價急性毒性和死亡率,評價慢性毒副作用及致病率的研究很少[28]。此外,對于納米技術應用于腫瘤的治療,本研究有以下設想:①采取多學科聯合攻關,將更多效果更好的納米中藥應用于腫瘤的治療。②有針對性地將不同類型的高分子材料組合起來,取長補短,使所得的復合材料具有更多功能將會是研究靶向給藥制劑的重點。③納米粒子在腫瘤個體化治療上應具有廣闊的發展前景。
參考文獻:
[1]惠旭輝,高立達,何能前.聚甲基丙烯酸甲醋磁性微球血管內栓塞實驗研究[J].四川醫學,2001,22(10):928-929.